JPH04358021A - 結晶粒径の微細な厚鋼板の製造法 - Google Patents
結晶粒径の微細な厚鋼板の製造法Info
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- JPH04358021A JPH04358021A JP10426791A JP10426791A JPH04358021A JP H04358021 A JPH04358021 A JP H04358021A JP 10426791 A JP10426791 A JP 10426791A JP 10426791 A JP10426791 A JP 10426791A JP H04358021 A JPH04358021 A JP H04358021A
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
の製造法に関するものである。
用される厚鋼板の材質は化学成分や熱処理により決まる
。最近では低温での圧延を主体とした制御圧延法および
圧延後に引続いて冷却を行う加速冷却法により良好な強
度、靭性を有する厚鋼板の製造が可能となってきた。 こういった技術に特公昭49−7291号公報、特公昭
57−21007号公報、さらに特公昭59−1453
5号公報等がある。
では、高温域においてオーステナイトを圧延再結晶によ
り微細化し、さらに低温域においてオーステナイトを未
再結晶状態のまま十分に延伸せしめ、その後の変態過程
で微細なフェライトを得る方法がとられている。しかる
に、高温域の圧延においては、オーステナイト粒径は例
え再結晶により微細化しても引続き生ずる粒成長により
再び粗大化し、圧延再結晶による微細化効果を十分に享
受できないという欠点があった。また、オーステナイト
を未再結晶状態で圧延する場合は、高温域の圧延終了後
の長時間にわたる温度低下待ち時間中にオーステナイト
が粒成長してしまい、靭性が劣化すると同時に生産性も
著しく阻害されるという欠点があった。制御圧延後に引
続いて冷却を行う加速冷却法の場合でもこれらの問題点
は基本的に同じである。
来法の欠点を有利に排除しうる、結晶粒径の微細な厚鋼
板の製造法であり、その要旨とするところは次の通りで
ある。 (1)重量%で C:0.02〜0.30%、Si:0.01〜2.0%
、Mn:0.30〜3.5%、Nb:0.001〜0.
10%、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼を
、鋳造後Ar3 点以下の温度まで冷却することなくそ
のままあるいはAc3 点以上の温度域に加熱後圧延を
開始し、各パスで下式を満足する圧延温度と圧下率の関
係で圧延することを特徴とする結晶粒径の微細な厚鋼板
の製造法。 72000/(71.3+Ai ×ln(−ln(
1−Ri )))+20≧Ti ≧ 72000/(
71.3+Ai ×ln(−ln(1−Ri )))−
20ただし、 Ai =8+(25×(Ri −0.2)+5)×(1
−exp(−160×Nb))、 Nb:Nb添加量(重量%) Ti :i番目の圧延パスの圧延温度(K)、Ri :
i番目の圧延パスの圧下率=(入側板厚−出側板厚)/
入側板厚 (2)重量%で C:0.02〜0.30%、Si:0.01〜2.0%
、Mn:0.30〜3.5%、Nb:0.001〜0.
10%、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼を
、鋳造後Ar3 点以下の温度まで冷却することなくそ
のままあるいはAc3 点以上の温度域に加熱後圧延を
開始し、まず(1)式を満足する圧延温度と圧下率の関
係でnパス圧延し、しかる後に引続き(2)式を満足す
る圧延温度と圧下率の関係で圧延することを特徴とする
結晶粒径の微細な厚鋼板の製造法。 72000/(71.3+Ai ×ln(−ln(
1−Ri )))+20≧Ti ≧ 72000/(
71.3+Ai ×ln(−ln(1−Ri )))−
20…(1) 72000/(74.2+Aj ×l
n(−ln(1−Rj )))+20≧Tj ≧ 7
2000/(74.2+Aj ×ln(−ln(1−R
j )))−20…(2)ただし、 Ai =8+(25×(Ri −0.2)+5)×(1
−exp(−160×Nb))、 Nb:Nb添加量(重量%) Aj =8+(25×(Rj −0.2)+5)×(1
−exp(−160×Nb))、 Nb:Nb添加量(重量%) Ti :i番目の圧延パスの圧延温度(K)、Ri :
i番目の圧延パスの圧下率=(入側板厚−出側板厚)/
入側板厚 Tj :j番目の圧延パスの圧延温度(K)、Rj :
j番目の圧延パスの圧下率=(入側板厚−出側板厚)/
入側板厚 i≦n、j>n、n≧1。 (3)重量%で C:0.02〜0.30%、Si:0.01〜2.0%
、Mn:0.30〜3.5%、Nb:0.001〜0.
10%、さらに、 Al:0.005〜0.10%、Ti≦0.10%、C
u≦3.0%、Ni≦10.0%、Cr≦10.0%、
Mo≦3.5%、Co≦10.0%、W≦2.0%、V
≦0.10%、B≦0.0025%、Rem≦0.10
%、Ca≦0.0030% の1種または2種以上を含有し、残部がFeおよび不可
避的不純物からなる鋼を、鋳造後Ar3 点以下の温度
まで冷却することなくそのままあるいはAc3 点以上
の温度域に加熱後圧延を開始し、各パスで下式を満足す
る圧延温度と圧下率の関係で圧延することを特徴とする
結晶粒径の微細な厚鋼板の製造法。 72000/(71.3+Ai ×ln(−ln(
1−Ri )))+20≧Ti ≧ 72000/(
71.3+Ai ×ln(−ln(1−Ri )))−
20ただし、 Ai =8+(25×(Ri −0.2)+5)×(1
−exp(−160×Nb))、 Nb:Nb添加量(重量%) Ti :i番目の圧延パスの圧延温度(K)、Ri :
i番目の圧延パスの圧下率=(入側板厚−出側板厚)/
入側板厚 (4)重量%で C:0.02〜0.30%、Si:0.01〜2.0%
、Mn:0.30〜3.5%、Nb:0.001〜0.
10%、さらに、 Al:0.005〜0.10%、Ti≦0.10%、C
u≦3.0%、Ni≦10.0%、Cr≦10.0%、
Mo≦3.5%、Co≦10.0%、W≦2.0%、V
≦0.10%、B≦0.0025%、Rem≦0.10
%、Ca≦0.0030% の1種または2種以上を含有し、残部がFeおよび不可
避的不純物からなる鋼を、鋳造後Ar3 点以下の温度
まで冷却することなくそのままあるいはAc3 点以上
の温度域に加熱後圧延を開始し、まず(1)式を満足す
る圧延温度と圧下率の関係でnパス圧延し、しかる後に
引続き(2)式を満足する圧延温度と圧下率の関係で圧
延することを特徴とする結晶粒径の微細な厚鋼板の製造
方法。 72000/(71.3+Ai ×ln(−ln(
1−Ri )))+20≧Ti ≧ 72000/(
71.3+Ai ×ln(−ln(1−Ri )))−
20…(1) 72000/(74.2+Aj ×l
n(−ln(1−Rj )))+20≧Tj ≧ 7
2000/(74.2+Aj ×ln(−ln(1−R
j )))−20…(2)ただし、 Ai =8+(25×(Ri −0.2)+5)×(1
−exp(−160×Nb))、 Nb:Nb添加量(重量%) Aj =8+(25×(Rj −0.2)+5)×(1
−exp(−160×Nb))、 Nb:Nb添加量(重量%) Ti :i番目の圧延パスの圧延温度(K)、Ri :
i番目の圧延パスの圧下率=(入側板厚−出側板厚)/
入側板厚 Tj :j番目の圧延パスの圧延温度(K)、Rj :
j番目の圧延パスの圧下率=(入側板厚−出側板厚)/
入側板厚 i≦n、j>n、n≧1。 (5)圧延パス間で逐次冷却することを特徴とする1項
乃至4項のいずれか1項に記載された結晶粒径の微細な
厚鋼板の製造法。
本発明鋼の成分限定理由について説明する。Cは鋼材を
強化するために不可欠の元素であって、0.02%未満
では所要の高強度が得られにくく、また0.30%を越
えると溶接部の靭性が損なわれるため0.02%以上0
.30%以下に限定した。Siは脱酸を促進しかつ強度
を上げることで効果的な元素であるので0.01%以上
添加するが、添加しすぎると溶接性を劣化させるため2
.0%以下にとどめる。Mnは低温靭性を向上させる元
素として有効であるので0.3%以上添加するが、3.
5%以上添加すると溶接割れを促進させるおそれがある
ので、3.5%以下にとどめる。Nbは微量でオーステ
ナイトの圧延再結晶を抑制する元素で、未再結晶圧延の
強化に有効であるため、0.001%以上添加するが、
過度の添加は溶接継手靭性を劣化させるため、0.1%
以下にとどめる。
05%以上添加しても良いが、過量のAlは材質にとっ
て有害な介在物を生成するため上限を0.1%とした。 Tiは微量の添加で結晶粒の微細化に有効であるので、
溶接部靭性を劣化させない程度の量を添加しても良い。 そのため添加量の上限は0.10%とする。
れも焼入れ性を向上させる元素として知られており本発
明鋼に添加した場合鋼の強度を上昇させることができる
が、過度の添加は溶接性を損なうことになるため、Cu
は3.0%以下、Niは10%以下、Crは10%以下
、Moは3.5%以下、Coは10%以下、Wは2%以
下に限定した。
るが、過度の添加は靭性を損なうことになるため、上限
を0.10%とした。Bは焼入れ性を向上させる元素と
して知られており本発明鋼に添加した場合鋼の強度を上
昇させることができるが、過度の添加はBの析出物を増
加させて靭性を損なうことになるため、上限を0.00
25%とした。RemとCaはSの無害化に有効である
が、過度の添加は靭性を損なうことになるため、上限を
それぞれ0.10%,0.0030%とした。
述べる。従来、厚鋼板の靭性を向上させる加工方法とし
ては、オーステナイトの再結晶温度域における圧延で結
晶粒を再結晶により微細化し、引続き未再結晶温度域に
おける圧延において結晶粒を十分に延伸せしめ、そのま
まの状態で変態させることが有効とされてきた。しかし
、これまでの圧延法では、特開昭53−40620,4
0621号公報、特開昭59−182916号公報、特
開昭60−56017号公報のように、圧延中に温度制
御をする方法はあったものの、圧延中の金属組織の逐次
変化に基づいて、圧延パス間時間、圧下率および圧延温
度を圧延パス毎に制御することがなかったために、高温
での圧延で再結晶した粒はパス間時間内の粒成長により
再び粗大化する場合が多い。さらに、再結晶温度域から
未再結晶温度域まで温度が低下する間の待ち時間中に結
晶粒が粒成長により粗大化する傾向があり、上記の圧延
法の効果を十分に享受することができなかった。
することを可能とする新しい事実を発見し、結晶粒の微
細な厚鋼板の製造法を発明した。本発明者らは、通常の
厚板圧延の圧延パス間時間、圧下率および圧延温度と金
属組織との関係を詳細に調査した結果、通常の圧延パス
間時間ちょうどに圧延再結晶を完了させるための条件と
して圧延温度と圧下率の関係が(1)式の不等式で表さ
れることを見出した。 72000/(71.3+A×ln(−ln(1−
R)))+20≧T≧ 72000/(71.3+A
×ln(−ln(1−R)))−20………(1)また
、通常の圧延パス間時間内では再結晶が開始しない(オ
ーステナイトが未再結晶状態である)ための条件として
圧延温度と圧下率の関係が(2)式の不等式で表される
ことを見出した。 72000/(74.2+A×ln(−ln(1−
R)))+20≧T≧ 72000/(74.2+A
×ln(−ln(1−R)))−20………(2)ただ
し(1)式、(2)式とも、 A=8+(25×(R−0.2)+5)×(1−exp
(−160×Nb))、 Nb:Nb添加量(重量%)、T:圧延温度(K)、R
:各圧延パスの圧下率=(入側板厚−出側板厚)/入側
板厚。
場合には、(1)式の圧延温度と圧下率の関係を満たす
圧延条件を選定することにより、オーステナイトは次パ
スの圧延直前に再結晶を完了する。これにより再結晶に
引続いて生ずる粒成長を完全に回避することができる。 一方、未再結晶圧延によるオーステナイトの延伸を狙う
場合には、(2)式の圧延温度と圧下率の関係を満たす
圧延条件を選定することにより、オーステナイトを完全
に未再結晶状態に保つことが可能となる。これにより、
従来のような長時間におよぶ温度低下待ちは不要となり
、その間の粒成長の削除、さらには生産性の大幅な向上
も可能となる。
説明する。本発明においては鋳造後冷片にすることなく
鋳片を直接圧延しても良いしまた鋳造後冷片としたもの
を再加熱して用いても良い。加熱温度はAc3 点以上
とし、特に上限を定める必要はない。高温域の圧延では
、圧延再結晶によるオーステナイトの微細化を狙うため
、(1)式の圧延温度と圧下率の関係を満たす圧延条件
を選定する。950℃以上では粒成長速度が速いため、
、950℃以上の圧延温度域では特に(1)式を満たす
必要がある。また引続きオーステナイトの未再結晶圧延
を狙う場合は、(2)式の圧延温度と圧下率の関係を満
たす圧延条件を選定する。(1)及び(2)式を満足さ
せるためには、圧延パス間または圧延噛込み時に逐次冷
却することが望ましいが、金属組織制御の面から冷却の
手段を限定する必要はない。また本発明では、圧延終了
後に放冷、加速冷却、直接焼入れ、焼戻しなどのいずれ
の手段を用いても有効である。
明方法および比較方法を適用した場合、表3に示したオ
ーステナイト結晶粒径、強度、靭性となる。ただしオー
ステナイト結晶粒径は圧延直後に焼入れることにより観
察したもので、材質試験片を採取した厚鋼板と同じ設定
条件で圧延した厚鋼板から試験片を採取した。表3より
、明らかに本発明鋼は優れた特性を示し、本発明は有効
である。
、次に記載する効果を奏する。請求項1および3の厚鋼
板の製造方法においては、所定の成分の鋼の圧延再結晶
後の粒成長を完全に回避することにより、結晶粒径の微
細な厚鋼板を得ることができ、厚鋼板の機械的性質を効
率的に向上させることが可能となる。請求項2および4
の厚鋼板の製造方法においては、所定の成分の鋼の圧延
再結晶後の粒成長を完全に回避することにより、オース
テナイトの結晶粒径を微細とし、さらに引続きオーステ
ナイトを完全未再結晶状態に保ったまま変態させること
により粒径の微細な変態後の金属組織を得ることができ
、厚鋼板の機械的性質を効率的に向上させることが可能
となる。請求項5の厚鋼板の製造方法は、請求項2乃至
4に記載された条件を具現化するための一製造方法を示
したもので、これにより結晶粒径の微細な厚鋼板を得る
ことができ、厚鋼板の機械的性質を効率的に向上させる
ことができる。
Claims (5)
- 【請求項1】 重量%で C:0.02〜0.30%、Si:0.01〜2.0%
、Mn:0.30〜3.5%、Nb:0.001〜0.
10%、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼を
、鋳造後Ar3 点以下の温度まで冷却することなくそ
のままあるいはAc3 点以上の温度域に加熱後圧延を
開始し、各パスで下式を満足する圧延温度と圧下率の関
係で圧延することを特徴とする結晶粒径の微細な厚鋼板
の製造法。 72000/(71.3+Ai ×ln(−ln(
1−Ri )))+20≧Ti ≧ 72000/(
71.3+Ai ×ln(−ln(1−Ri )))−
20ただし、 Ai =8+(25×(Ri −0.2)+5)×(1
−exp(−160×Nb))、 Nb:Nb添加量(重量%) Ti :i番目の圧延パスの圧延温度(K)、Ri :
i番目の圧延パスの圧下率=(入側板厚−出側板厚)/
入側板厚 - 【請求項2】 重量%で C:0.02〜0.30%、Si:0.01〜2.0%
、Mn:0.30〜3.5%、Nb:0.001〜0.
10%、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼を
、鋳造後Ar3 点以下の温度まで冷却することなくそ
のままあるいはAc3 点以上の温度域に加熱後圧延を
開始し、まず(1)式を満足する圧延温度と圧下率の関
係でnパス圧延し、しかる後に引続き(2)式を満足す
る圧延温度と圧下率の関係で圧延することを特徴とする
結晶粒径の微細な厚鋼板の製造法。 72000/(71.3+Ai ×ln(−ln(
1−Ri )))+20≧Ti ≧ 72000/(
71.3+Ai ×ln(−ln(1−Ri )))−
20…(1) 72000/(74.2+Aj ×l
n(−ln(1−Rj )))+20≧Tj ≧ 7
2000/(74.2+Aj ×ln(−ln(1−R
j )))−20…(2)ただし、 Ai =8+(25×(Ri −0.2)+5)×(1
−exp(−160×Nb))、 Nb:Nb添加量(重量%) Aj =8+(25×(Rj −0.2)+5)×(1
−exp(−160×Nb))、 Nb:Nb添加量(重量%) Ti :i番目の圧延パスの圧延温度(K)、Ri :
i番目の圧延パスの圧下率=(入側板厚−出側板厚)/
入側板厚 Tj :j番目の圧延パスの圧延温度(K)、Rj :
j番目の圧延パスの圧下率=(入側板厚−出側板厚)/
入側板厚 i≦n、j>n、n≧1。 - 【請求項3】 重量%で C:0.02〜0.30%、Si:0.01〜2.0%
、Mn:0.30〜3.5%、Nb:0.001〜0.
10%、さらに、 Al:0.005〜0.10%、Ti≦0.10%、C
u≦3.0%、Ni≦10.0%、Cr≦10.0%、
Mo≦3.5%、Co≦10.0%、W≦2.0%、V
≦0.10%、B≦0.0025%、Rem≦0.10
%、Ca≦0.0030% の1種または2種以上を含有し、残部がFeおよび不可
避的不純物からなる鋼を、鋳造後Ar3 点以下の温度
まで冷却することなくそのままあるいはAc3 点以上
の温度域に加熱後圧延を開始し、各パスで下式を満足す
る圧延温度と圧下率の関係で圧延することを特徴とする
結晶粒径の微細な厚鋼板の製造法。 72000/(71.3+Ai ×ln(−ln(
1−Ri )))+20≧Ti ≧ 72000/(
71.3+Ai ×ln(−ln(1−Ri )))−
20ただし、 Ai =8+(25×(Ri −0.2)+5)×(1
−exp(−160×Nb))、 Nb:Nb添加量(重量%) Ti :i番目の圧延パスの圧延温度(K)、Ri :
i番目の圧延パスの圧下率=(入側板厚−出側板厚)/
入側板厚 - 【請求項4】 重量%で C:0.02〜0.30%、Si:0.01〜2.0%
、Mn:0.30〜3.5%、Nb:0.001〜0.
10%、さらに、 Al:0.005〜0.10%、Ti≦0.10%、C
u≦3.0%、Ni≦10.0%、Cr≦10.0%、
Mo≦3.5%、Co≦10.0%、W≦2.0%、V
≦0.10%、B≦0.0025%、Rem≦0.10
%、Ca≦0.0030% の1種または2種以上を含有し、残部がFeおよび不可
避的不純物からなる鋼を、鋳造後Ar3 点以下の温度
まで冷却することなくそのままあるいはAc3 点以上
の温度域に加熱後圧延を開始し、まず(1)式を満足す
る圧延温度と圧下率の関係でnパス圧延し、しかる後に
引続き(2)式を満足する圧延温度と圧下率の関係で圧
延することを特徴とする結晶粒径の微細な厚鋼板の製造
方法。 72000/(71.3+Ai ×ln(−ln(
1−Ri )))+20≧Ti ≧ 72000/(
71.3+Ai ×ln(−ln(1−Ri )))−
20…(1) 72000/(74.2+Aj ×l
n(−ln(1−Rj )))+20≧Tj ≧ 7
2000/(74.2+Aj ×ln(−ln(1−R
j )))−20…(2)ただし、 Ai =8+(25×(Ri −0.2)+5)×(1
−exp(−160×Nb))、 Nb:Nb添加量(重量%) Aj =8+(25×(Rj −0.2)+5)×(1
−exp(−160×Nb))、 Nb:Nb添加量(重量%) Ti :i番目の圧延パスの圧延温度(K)、Ri :
i番目の圧延パスの圧下率=(入側板厚−出側板厚)/
入側板厚 Tj :j番目の圧延パスの圧延温度(K)、Rj :
j番目の圧延パスの圧下率=(入側板厚−出側板厚)/
入側板厚 i≦n、j>n、n≧1。 - 【請求項5】 圧延パス間で逐次冷却することを特徴
とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載された結晶
粒径の微細な厚鋼板の製造法。
Priority Applications (1)
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