JPH0499817A - 低降伏比高張力鋼の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は建築、橋梁、タンクなどの鉄鋼構造物に利用さ
れる降伏比が８０％以下で引張強さが７０ｋｇｆ／−以
上の低降伏比高張力鋼の製造方法に関するものである。

〈従来の技術〉 建築、橋梁、タンクなどの鉄鋼構造物の大型化にともな
い使用される鋼材には高強度化が求められている一方で
構造物の安全性、即ち脆性破壊防止の観点からは降伏比
の低いことが求められている。しかしながら、降伏比は
高強度化とともに上昇する傾向にあり、引張強さが７０
ｋｇｆ／−以上の高張力鋼では８０％以下の低降伏比を
得ることは容易ではない。

従来の低降伏比高張力鋼の製造方法としては、例えば特
開昭５５−９７４２５号公報に開示された方法がある。

これは単にフェライトとオーステナイトの２相域温度に
再加熱してから焼入れるものである。

この方法は厚物（板厚３０ｍｍ以上）の６０キロ鋼の低
降伏比化には有効であるが、焼入性の良好な薄物材（板
厚２５ｍｍ以下）あるいは、合金元素含有量の多い７０
〜８０キロ鋼の低降伏比化に対しては有効でない。例え
ば鉄鋼協会講演大会ＣＡＭＰ−Ｉ　Ｓ　ＩＪ　Ｖｏｌ、
　　１　（１９８８）　−８１３（５４０）で示される
ように、ＨＴ−８０鋼では８３％の降伏比（ＹＲ）Ｌ、
か得られていない。このように従来法では引張強さが７
０ｋｇｆ／−以上の高張力鋼で８０％以下の低降伏比が
得られなかった。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明はこのような現状に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは引張強さが７０ｋｇｆ／ｍ１１以上
でかつ８０％以下の低降伏比を有する高張力鋼の製造方
法を擢案することである。

〈課題を解決するための手段〉 本発明者らは、高張力鋼でかつ低降伏比の得られる成分
系および熱処理法について研究を重ねた結果、不純物と
して存在するＴｉおよびＮｂ含有量ならびにα＋γの２
相域温度までの加熱速度が、降伏比に大きく影響するこ
とを見出し、本発明を構成するに至った。

すなわち本発明は、重量比にて、Ｃ：　ｏ、ｏｓ〜０．
２５％、Ｓｉ　：　０．０５〜１．００％、Ｍｎ　：　
０．５０〜１．８０％、Ｐ　；　０．０４０％以下、Ｓ
　Ｆ　０．０２０％以下、Ｎ　：　０．００６０％以下
、／Ｖ　：　　０．０２０−０．０８０％、Ｂ　：　０
．０００３〜０．００３０％を含み、さらにＮｉ　：　
１．５０％以下、ｃｒ：０．８０％以下、Ｍｏ　：　０
．２０〜０．８０％およびＣｕ　：　０．５０％以下の
うち１種以上を含み、かつ不純物としてのＴｉ及びＮｂ
をそれぞれ０．００５％以下に制限し、残部実質的にＦ
ｅからなる鋼を圧延終了後冷却したのち、Ａｃｓ点以上
の温度に加熱後、空冷以上の冷却速度で冷却したのち、
再度（Ａｃ＋点＋４０℃）〜（Ａｃ８点−３０℃）の（
α＋γ）２相域温度まで、少なくとも７００℃以上は１
０℃／ｗｉｎ以下の昇温速度で加熱した後、空冷以上の
冷却速度で冷却し、その後Ａｃ１点以下の温度で焼もど
しを行うことを特徴とする低降伏比高張力鋼の製造方法
である。

〈作　用〉 まず本発明の組成構成について説明する。

Ｃ：　０．０５〜０．２５％ Ｃは高強度を得るために０．０５％以上は必要であるが
、０．２５％を超えると溶接性、靭性を劣化させる。

Ｓｉ　：　０．０５〜１．００％ Ｓｉは脱酸剤として０．０５％以上必要であるが、１．
００％超では延靭性、溶接性を低下させる。

Ｍｎ　：　０．５０〜１．８０％ Ｍｎは焼入性確保および強度確保のために０．５０％以
上必要であるが、１．８０％超の過剰添加は溶接性を低
下させる。

Ｐ　：　　０．０４０％以下、Ｓ　：　　０．０２０以
下Ｐ、Ｓは共に延靭性を低下させるので、それぞれ０．
０４０％以下、０．０２０％以下に限定する。

Ｎ　：　０．００６０％以下 ＮはＢと窒化物を形成し、焼入性に有効な固溶Ｂを減少
させるため、上限を０．００６０％とする。

Ｂ　：　０．０００３〜０．００３０％焼入性向上のた
めに０．０００３％以上添加するが、０、００３０％を
超えるとその効果は飽和し、かつ靭性を低下させるので
、上限を０．００３０％とする。

Ａ１０．０２０〜０．０８０％ Ｎを固定し焼入性に有効な固溶Ｂ確保のため、Ｍは０．
０２０％以上必要であるが、過剰の添加は靭性を劣化さ
せるので上限を０．０８０％とする。

以上の成分に加えて、目的の強度に応じて下記のＮｉ、
　Ｍｏ、　ＣｒおよびＣｕの１種以上を添加する。

［：　１．５０％以下 焼入性向上、靭性向上に有効な元素であるが、経済性の
点から上限を１．５０％とする。

Ｍｏ　：　０．２０〜０．８０％ Ｍｏは焼入性を高めるとともに、焼もどし軟化抵抗を高
め、強度上昇に有効である。高強度確保のために０．２
０％以上必要であるが、過剰添加は炭化物の析出強化に
より降伏比の上昇を来すと共に溶接性、靭性を低下させ
るので、上限を０．８０％とする。

Ｃｒ　：　０．８０％以下、Ｃｕ　：　０．５０％以下
いずれも強度上昇に有効な元素であるが、過剰な添加は
溶接性を低下させるので、それぞれの上限を０．８０％
、０４５０％とする。

Ｔｉ：　　ｏ、ｏｏ５％以下、Ｎｂ：　　０．００５％
以下いずれも安定な炭化物を形成し、２相域温度への加
熱時にオーステナイトの析出サイトとなり、結果的にオ
ーステナイＩ・がフェライト地に微細に析出し、２相域
焼入れ後でも微細なフェライトと硬化相の混合組織とな
り降伏比を高めるため、不純物としての存在をそれぞれ
０．００５％以下に制限する。

以上の成分系からなる鋼を通常の造塊または連鋳法によ
り造塊した後、熱間圧延により所定の板厚まで圧延し冷
却する。圧延後の冷却は急冷でも徐冷でも良い。

本発明の熱処理は、まずＡｃ３点以上の温度に加熱保持
後、空冷以上の冷却速度で冷却する。この熱処理は圧延
歪および組織不均一を除き、前組織を調整することによ
って最終的に得られる機械的性質のバラツキを小さくす
るために必要である。

次に（へ０１点＋４０℃）〜（八Ｃ３３０℃）の２相域
温度まで加熱するが、その際少なくとも７００℃から２
相域温度までの加熱速度を１０°ｃ／１１Ｔ１以下の昇
温速度で加熱し、前記２相域温度で保持した後冷却し、
焼もどしをすることにより低降伏比と高強度を得ようと
するものである。特に７００℃以上の温度域での加熱速
度をＩＯ℃／細以下に制御することが低降伏比を得るた
めに重要である。

まず（Ａｃ＋点−ト４０℃）　〜（Ａｃｉ　　３０℃）
の２相域温度に保持する理由について述べる。この温度
が高いほどオーステナイト（硬化相）の割合が増加し、
フェライトの割合が減少すると共に、オーステナイト中
のＣ濃度が低下する。降伏比および強度はフェライトと
硬化相の割合、各相の特性、分布に依存し、低降伏比か
つ高強度を得るには（へｃ、点＋４０℃）　〜（Ａｃｓ
　　３０℃）の２相域温度で保持する必要がある。

次に少なくとも７００℃から２相域温度までの昇温速度
を１０℃／癲以下で加熱する理由について述べる。前述
のように降伏比および強度はフェライトと硬化相の各相
の割合、特性、分布に依存するが、各相の割合、特性は
主として２相域加熱温度に決定づけられる。これに対し
、各相の分布状況は７００℃から２相域加熱温度までの
昇温速度に影響され、この温度範囲の昇温速度を遅くす
るほどフェライト地に析出するオーステナイト（硬化相
ンが粗くなり、２相域温度から焼入れだ後の（フェライ
ト＋硬化相）混合組織も粗くなり、その結果低降伏比が
得られる。

さらに、組織の粗さはＴｉおよびＮｂ含有量にも影響さ
れ、０．００５％を超えてＴｉ、　Ｎｂが不純物として
存在すると組織が細かくなる。そのためそれぞれ０．０
０５％以下に制限した。

２相域温度からの冷却速度は、空冷以上の冷却であれば
引張強さ７０　ｋｇ　ｆ　／　ｉｊ以上の高強度が得ら
れるので、空冷以上の冷却速度とする。

２相域温度からの冷却で得られた脆い第２相はＡｃ１点
以下の焼もどし処理によって延靭性を向上できる。

次に実施例に基づいて本発明を説明する。

〈実施例〉 第１表に供試材の化学成分を示す。

供試材Ａ−Ｇ鋼は本発明の成分範囲内からなる鋼で、Ｈ
，Ｉ鋼は比較鋼である。

これらの鋼を熔製し圧延スラブとした後、熱間圧延およ
び冷却し、−次加熱処理、再加熱処理および焼もどし処
理を施し、機械的性質を調べた。

その結果を第２表に示す。従来法では降伏比が８０％以
上（ＡＩ、Ａ５、Ａ６、Ｈ，Ｉ綱）が、降伏比が８０％
以下でも衝撃吸収エネルギーｖｌＥｏが低い（Ａ２鋼）
か、引張強さが７０ｋｇＦ／−以下（Ａ６鋼）である。

本発明法では引張強さが７０ｋｇｆ／ｍｊで、８０％以
下の低降伏比が得られ、衝撃靭性も高い（Ａ３、Ａ４、
Ｂ１、Ｂ２、Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆ、、Ｇ鋼）。

〈発明の効果〉 本発明により、従来の単純な２相域焼入れ一焼もどし処
理法では低降伏比化が困難であった引張強さ７０ｋｇｆ
／−以上の高張力鋼においても確実に８０％以下の低降
伏比化を達成することができるようになった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 重量比にて、Ｃ：０．０５〜０．２５％、Ｓｉ：０．０
   ５〜１．００％、Ｍｎ：０．５０〜１．８０％、Ｐ：０
   ．０４０％以下、Ｓ：０．０２０％以下、Ｎ：０．００
   ６０％以下、Ａｌ：０．０２０〜０．０８０％、Ｂ：０
   ．０００３〜０．００３０％を含み、さらにＮｉ：１．
   ５０％以下、Ｃｒ：０．８０％以下、Ｍｏ：０．２０〜
   ０．８０％およびＣｕ：０．５０％以下のうち１種以上
   を含み、かつ不純物としてのＴｉ及びＮｂをそれぞれ０
   ．００５％以下に制限し、残部実質的にＦｅからなる鋼
   を圧延終了後冷却したのち、Ａｃ＿３点以上の温度に加
   熱後、空冷以上の冷却速度で冷却したのち、再度（Ａｃ
   ＿１点＋４０℃）〜（Ａｃ＿３点−３０℃）の（α＋γ
   ）２相域温度まで、少なくとも７００℃以上は１０℃／
   ｍｍ以下の昇温速度で加熱した後、空冷以上の冷却速度
   で冷却し、その後Ａｃ＿１点以下の温度で焼もどしを行
   うことを特徴とする低降伏比高張力鋼の製造方法。