JP7277584B2 - 高温強度に優れた中高温用鋼板及びその製造方法 - Google Patents
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Description
前記熱間圧延された鋼板を900~1000℃の温度範囲で2.5×t+(10~30分)(但し、tは鋼材の厚さ(mm)を意味する)時間保持する熱処理する工程と、
前記熱処理された鋼板を0.2~30℃/secの冷却速度で冷却する工程と、
前記冷却された鋼板を700~750℃の温度範囲で2.5×t+(10~30分)(但し、tは鋼材の厚さ(mm)を意味する)時間保持する焼戻し(tempering)熱処理工程と、を含む、溶接後熱処理抵抗性に優れた中高温用鋼板の製造方法に関する。
本発明において、炭素(C)は強度を向上させる元素であり、その含量を0.05~0.25%の範囲に制御することが好ましい。その含量が0.05%未満である場合には、基地自体の強度が低下し、0.25%を超える場合には、過度な強度増大により靭性が低下するという問題があり得る。
本発明において、シリコン(Si)は、脱酸及び固溶強化に効果的な元素であり、衝撃遷移温度の上昇を伴う元素である。したがって、目標強度を達成するためには0.1%以上添加する必要があるが、0.8%を超えて添加する場合には、溶接性及び衝撃靭性が低下するという問題があり得る。これを考慮して、本発明では、シリコン(Si)の含量を0.1~0.8%に制限することが好ましい。
本発明において、マンガン(Mn)は、Sとともに非金属介在物であるMnSを形成し、常温伸び及び低温靭性を低下させるため、1%以下に管理することが好ましい。しかし、Mnを0.1%未満の添加の場合には、適切な強度を確保することが困難であるため、本発明では、マンガン(Mn)の含量を0.1~1%の範囲に制限する。
アルミニウム(Al)は、Siとともに製鋼工程で用いられる強力な脱酸剤の1つである。本発明では、かかるアルミニウム(Al)の含量を0.005~0.1%の範囲に制限することが好ましい。Alの含量が0.005%未満である場合には、脱酸効果が微少であり、0.1%を超えて添加する場合には、脱酸効果が飽和され、製造原価が上昇するという問題があるためである。
本発明において、クロム(Cr)は、高温強度を増加させる元素であり、強度増加の効果を得るためには、1.0%以上添加する必要があるが、3.0%を超えて添加する場合には、製造コストが上昇するという問題がある。これを考慮して、本発明では、クロム(Cr)の含量を1.0~3.0%の範囲に制限する。
本発明において、Moは、Crと同様に、高温強度の増大において有効な元素であるだけでなく、硫化物による割れの発生を防止する元素である。効果を得るためには、0.5%以上添加する必要があるが、1.5%を超えて添加する場合には、製造コストが上昇するという問題があるため、1.5%以下にすることが好ましい。すなわち、本発明では、モリブデン(Mo)の含量を0.5~1.5%の範囲に制限する。
本発明において、銅(Cu)は強度増大に効果的な元素であり、0.005%以上添加した際に強度増大の効果が得られるが、高価であるため、0.3%以下にすることが好ましい。これを考慮して、本発明では、銅(Cu)の含量を0.005~0.3%の範囲にする。
本発明において、ニッケル(Ni)は、低温靭性を向上させる最も効果的な元素であり、0.05%以上添加した際に効果が得られるが、高価の元素であるため、0.5%を超えて添加する場合には、製造コストが上昇する。したがって、本発明では、ニッケル(Ni)の含量を0.05~0.5%に制限する。
本発明は、上記組成に、Ir:0.005~0.10%とRh:0.005~0.10%のうち1種以上を含むことができる。
下記表1のような鋼組成成分を有する鋼スラブをそれぞれ用意した。その後、各鋼スラブを下記表2の条件で再加熱処理した後、熱間圧延することで、下記表2のような厚さを有する熱延板を製造した。そして、かかるそれぞれの熱延板に対して、下記表2の条件で熱処理、冷却、及び焼戻し熱処理を行って最終鋼板を製造した。
Claims (4)
- 重量%で、C:0.05~0.25%、Mn:0.1~1.0%、Si:0.1~0.8%、Cr:1~3%、Cu:0.05~0.3%、Mo:0.5~1.5%、Ni:0.05~0.5%、Al:0.005~0.1%を含み、Ir:0.005~0.10%とRh:0.005~0.10%のうち1種以上、残部はFe及び不可避不純物からなり、
面積%で、焼戻しマルテンサイト50%以上及び残部の焼戻しベイナイトからなる鋼板の微細組織を有し、前記微細組織の結晶粒の内部には、1μm以下の微細なIrO 2 またはRh 2 O 3 酸化物が存在し、そして、
前記鋼板は、650~740℃で100時間、溶接部を熱処理(Post Weld Heat Treatment、PWHT)した後にも、500℃での高温引張強度が400MPa以上であることを特徴とする、溶接後熱処理抵抗性に優れた中高温用鋼板。 - 前記酸化物は、その面積分率が0.015%以上であることを特徴とする、請求項1に記載の溶接後熱処理抵抗性に優れた中高温用鋼板。
- 重量%で、C:0.05~0.25%、Mn:0.1~1.0%、Si:0.1~0.8%、Cr:1~3%、Cu:0.05~0.3%、Mo:0.5~1.5%、Ni:0.05~0.5%、Al:0.005~0.1%を含み、Ir:0.005~0.10%とRh:0.005~0.10%のうち1種以上、残部はFe及び不可避不純物からなる鋼スラブを1000~1250℃の温度範囲で再加熱した後、熱間圧延する工程と、
前記熱間圧延された鋼板を900~1000℃の温度範囲で2.5×t+(10~30分)(但し、tは鋼材の厚さ(mm)を意味する)時間保持する熱処理する工程と、
前記熱処理された鋼板を0.2~30℃/secの冷却速度で冷却する工程と、
前記冷却された鋼板を700~750℃の温度範囲で2.5×t+(10~30分)(但し、tは鋼材の厚さ(mm)を意味する)時間保持する焼戻し熱処理工程と、を含み、
前記焼戻し熱処理工程により製造された鋼板は、面積%で、焼戻しマルテンサイト50%以上及び残部の焼戻しベイナイトからなる微細組織を有し、前記微細組織の結晶粒の内部には、1μm以下の微細なIrO 2 またはRh 2 O 3 酸化物が存在し、そして、
前記焼戻し熱処理工程により製造された鋼板は、650~740℃で100時間、溶接部を熱処理(Post Weld Heat Treatment、PWHT)した後にも、500℃での高温引張強度が400MPa以上であることを特徴とする、溶接後熱処理抵抗性に優れた中高温用鋼板の製造方法。 - 前記酸化物は、その面積分率が0.015%以上であることを特徴とする、請求項3に記載の溶接後熱処理抵抗性に優れた中高温用鋼板の製造方法。
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