JPH05311322A - 高強度高じん性低温用アルミキルド鋼 - Google Patents
高強度高じん性低温用アルミキルド鋼Info
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- JPH05311322A JPH05311322A JP3211357A JP21135791A JPH05311322A JP H05311322 A JPH05311322 A JP H05311322A JP 3211357 A JP3211357 A JP 3211357A JP 21135791 A JP21135791 A JP 21135791A JP H05311322 A JPH05311322 A JP H05311322A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低温液化ガス（L.P.G., L.N.G.) 類の定置又
は搬送用の貯蔵容器や槽の構築に適合する溶接部じん性
を含めた低温じん性にすぐれた高強度の低温用アルミキ
ルド鋼を提供することを目的とする。 【構成】 Ｃ 0.005 〜0.03wt％ Nb 0.005 〜0.04wt％を、 Si 0.10〜0.5wt ％ Mn 0.5 〜1.45wt％ Ｎ 0.01wt％以下 Al 0.005 〜0.10wt％ Ｐ 0.025 wt％以下 Ｓ 0.020 wt％以下 Ni 0.5 ％をこえて4.0 wt％以下 とともに含み、残部鉄および不可避不純物の組成の低温
用アルミキルド鋼
は搬送用の貯蔵容器や槽の構築に適合する溶接部じん性
を含めた低温じん性にすぐれた高強度の低温用アルミキ
ルド鋼を提供することを目的とする。 【構成】 Ｃ 0.005 〜0.03wt％ Nb 0.005 〜0.04wt％を、 Si 0.10〜0.5wt ％ Mn 0.5 〜1.45wt％ Ｎ 0.01wt％以下 Al 0.005 〜0.10wt％ Ｐ 0.025 wt％以下 Ｓ 0.020 wt％以下 Ni 0.5 ％をこえて4.0 wt％以下 とともに含み、残部鉄および不可避不純物の組成の低温
用アルミキルド鋼
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、高強度、高じん性低
温用アルミキルド鋼に関するものである。低温用鋼は、
LPG, LNGなどの低温液化ガス類の定置または搬送用の貯
蔵容器や槽の構築に用いられ、主として安全性の観点か
ら、溶接部じん性を含めた低温じん性が、また経済性の
面から高強度の要請が、殊のほかきびしい。 【０００２】 【従来の技術】これらの両面的な性能を同時に満足すべ
く、まず溶接部じん性に関しては鋼中成分のうちＣおよ
びＮの低減が企図されるがその反面で母材強さの低下を
余儀なくするので、これまでもたとえば加工熱処理など
で強さの不足を補うことが試みられた。 【０００３】とは云えここにＣの低減は、0.03重量％
（以下％で示す。）が限度であって、0.03％未満、とく
に0.009 ％程度にも達するときは、母材の強さを45kgf
／mm2以上に確保することが困難であるため、この種の
鋼材につきＣ；0.03％未満にして、高強度、高じん性化
を図る事例は乏しく、発明者らのうちの一人が参画した
特開昭５６−１５０１５７号公報において、Ｂを活用
し、母材の強さの不足を補うことの開示が見られるにす
ぎない。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】この発明は更に進んで
検討と実験を重ねてＢ添加によることなく、また特別ま
たは面倒な加工手順を経ることなく容易に、Ｃ；0.005
％にも及ぶ低炭域でとくに有効な溶接部じん性の確保の
下で、45kgf ／mm2 以上、70kgf ／mm2 にも達する母材
強さの増強を得る低温用アルミキルド鋼の成分組成に関
する開発成果を、ここに提案しようとするものである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】この発明はＣ；0.005 ％
以上、0.03％未満でNb；0.005 〜0.4 ％を、Si；0.10〜
0.50％, Mn；0.5 〜1.4 ％，Ｎ；0.01％以下，Al；0.00
5 〜0.1 ％，Ｐ；0.025 ％以下、およびＳ；0.020 ％以
下とともに含み、かつ、0.05〜0.5 ％のMoおよび0.1 〜
4.0 ％のNiのうち少なくとも１種を含有する成分組成に
おいて、所期した程度において高い母材強さが、高いじ
ん性にあわせ実現されることの実験的知見に由来し、ま
た上記成分組成を基本として、さらに0.01〜0.08％のＶ
を、またさらに0.1 〜1.5 ％のCuを含有させることによ
って何れもじん性の劣化なく有利に、母材強さをさらに
一層増強し得ることを確認したものである。 【０００６】この発明による低温用鋼は、常法に従う溶
製と、一般的な熱間圧延を行って、圧延のまま使用する
ことができ、もちろん母材性能上の要請如何で、焼なら
し処理や、焼入れ−焼もどし処理を行って、然るべき用
途に供することができる。 【０００７】 【作用】発明者らは、鋼中Ｃ量を0.03％未満にそして更
にＮ：0.050 ％未満に低減すると、0.005 〜0.04％のNb
の含有によって溶接部じん性が著しく改善され、それが
Ｃ量低減による粒粗大化をNbが阻止する機能に由来する
事実を究明し、かかる挙動を阻害することのない強さの
増強手段を講じることによってこの発明に到達した。 【０００８】この発明で鋼中成分を限定した根拠とする
理由については、次に掲げるとおりである。 Ｃ；0.005 ％以上、0.03％未満 鋼中Ｃは、溶接部じん性の観点で低い程よいにしても精
錬工程の複雑化の難点を伴うので、下限を0.005 ％に止
めまた上限についてはNbによる有利なじん性改善を遂げ
るために、0.03％未満とする必要がある。 【０００９】Nb；0.005 〜0.04％ Ｃ；0.005 ％以上、0.03％未満でかつＮ；0.0050％未満
においてNbの含有による溶接部じん性の著しい改善は、
Nb量が0.005 ％に満たないと、低Ｃ化による結晶粒の粗
大化防止に寄与せず、じん性の改善効果をあらわすこと
ができず、一方0.04％をこえる過量のNbは、それにより
格別な効果の増進がみられないので、0.005 〜0.04％を
必要とし、ここに結晶粒微細化作用は、溶接部じん性の
改善にあわせ母材の強さとじん性の増強によって、低Ｃ
化による母材強さの低下を有効に補うことができる。 【００１０】Si；0.10〜0.50％ 溶鋼溶製段階での脱酸のため、さらには、安価な強化元
素として有用であり、0.10％に満たないときは、必要な
効果をあらわさず、一方0.50％をこえた過量のSiは、鋼
の清浄度を害し、溶接性やじん性の低下を却ってもたら
す。 Mn；0.5 〜1.4 ％ Mnは、じん性を低下させずに強さを高めるのに寄与し、
そのためには0.5 ％以上を必要とし、反面1.4 ％をこえ
ると、溶接性が損なわれる。 【００１１】Ｎ；0.01％以下 Ｎは0.01％をこえるとき溶接部じん性劣化の原因とな
り、それ故0.01％以下とすることが必要である。 Al；0.005 〜0.1 ％ 溶鋼の脱酸のために不可欠であり、結晶の微細化に役立
つために、0.005 ％以上でなければならないが、0.1 ％
を越えると溶接熱影響部におけるじん性を低下させるの
で、0.005 〜0.10％の範囲にしなければならない。 【００１２】Ｐ；0.025 ％以下、Ｓ；0.020 ％以下 Ｐ，Ｓは母材、溶接部ともにじん性を損なうことから、
Ｐは0.025 ％以下、Ｓは0.020 ％以下にする必要があ
る。 Mo；0.05〜0.50％、Ni；0.1 〜4.0 ％ MoおよびNiは、それぞれ0.05, 0.1 ％以上においてマト
リックスの強度を高めるとともに、じん性とくに溶接部
じん性を確保する寄与に関して同効であるが、過量にな
ると溶接性を損なったり、また高価につく不利を来すの
で、それぞれ0.5, 4.0％を上限とした。 【００１３】この発明においては上記した各成分の調整
で一応の所期した目的を遂げることができるが、さらに
要請される強さレベルに従って、ＶまたはCuを含有させ
ることで、じん性への悪影響なく強さの増進が可能であ
る。 【００１４】ここにＶは0.15％以下、とくに0.01〜0.15
％で、析出物の形成による強さの増強効果をもたらす
が、0.15％をこえると、じん性の激しい低下を生じるこ
とから含有量上限が規定される。またCuは、鋼の焼入れ
性を高めることによる強さの上昇に役立ち、0.1 ％以上
で好結果を得るが、1.5 ％をこえると、じん性の悪化を
来すので、この値を上限とする必要がある。 【００１５】 【実施例】この発明につき上掲した成分調整から逸脱し
た比較鋼０〜７と、この発明に従う供試鋼８〜16の成分
組成を、それらの試験成績とともに表１に対比して示し
た。 【００１６】 【表１】 【００１７】ここに母材強度はインストロン引張試験に
よる降伏点（Ｙ．Ｐ．）および引張強さ（Ｔ．Ｓ．）で
評価し、一方母材じん性はシヤルピー衝撃試験によるぜ
い性延性破面遷移温度（VTs)で評価した。なお供試母材
はすべて焼入れ−焼もどし処理を施したものを用いた。 【００１８】また溶接部じん性は、焼入れ−焼もどし処
理を施した母材に、最高温度1350℃, 800 〜500 ℃の冷
却時間が30sec である再現溶接熱サイクルを付与したと
きのvTs で評価した。ちなみにこの再現溶接熱サイクル
は、板厚20mmの鋼板を入熱量30KJ／cmで溶接した時のボ
ンド部での熱履歴に相当する。 【００１９】表１から明らかに、この発明に従う供試鋼
は溶接部じん性が著しくすぐれ、なおかつ45〜70kgf ／
mm2 の高い強さを有することがわかる。また図１には溶
接部じん性におよぼすＣ量およびNb量の効果を明らかに
するため、比較鋼１〜５鋼、供試鋼８〜12および16につ
いて、Ｃ量と溶接部じん性の関係をまとめて示すよう
に、この発明に従いＣ量を0.005 ％以上0.03％未満にし
かつNbを0.005 〜0.04％含有させると、著しくすぐれた
溶接部じん性を有することがわかる。 【００２０】 【発明の効果】以上のべたようにしてこの発明は−80℃
以下の低温で使用され、高い強さが必要な鋼材に適用し
てとくに有用である。
温用アルミキルド鋼に関するものである。低温用鋼は、
LPG, LNGなどの低温液化ガス類の定置または搬送用の貯
蔵容器や槽の構築に用いられ、主として安全性の観点か
ら、溶接部じん性を含めた低温じん性が、また経済性の
面から高強度の要請が、殊のほかきびしい。 【０００２】 【従来の技術】これらの両面的な性能を同時に満足すべ
く、まず溶接部じん性に関しては鋼中成分のうちＣおよ
びＮの低減が企図されるがその反面で母材強さの低下を
余儀なくするので、これまでもたとえば加工熱処理など
で強さの不足を補うことが試みられた。 【０００３】とは云えここにＣの低減は、0.03重量％
（以下％で示す。）が限度であって、0.03％未満、とく
に0.009 ％程度にも達するときは、母材の強さを45kgf
／mm2以上に確保することが困難であるため、この種の
鋼材につきＣ；0.03％未満にして、高強度、高じん性化
を図る事例は乏しく、発明者らのうちの一人が参画した
特開昭５６−１５０１５７号公報において、Ｂを活用
し、母材の強さの不足を補うことの開示が見られるにす
ぎない。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】この発明は更に進んで
検討と実験を重ねてＢ添加によることなく、また特別ま
たは面倒な加工手順を経ることなく容易に、Ｃ；0.005
％にも及ぶ低炭域でとくに有効な溶接部じん性の確保の
下で、45kgf ／mm2 以上、70kgf ／mm2 にも達する母材
強さの増強を得る低温用アルミキルド鋼の成分組成に関
する開発成果を、ここに提案しようとするものである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】この発明はＣ；0.005 ％
以上、0.03％未満でNb；0.005 〜0.4 ％を、Si；0.10〜
0.50％, Mn；0.5 〜1.4 ％，Ｎ；0.01％以下，Al；0.00
5 〜0.1 ％，Ｐ；0.025 ％以下、およびＳ；0.020 ％以
下とともに含み、かつ、0.05〜0.5 ％のMoおよび0.1 〜
4.0 ％のNiのうち少なくとも１種を含有する成分組成に
おいて、所期した程度において高い母材強さが、高いじ
ん性にあわせ実現されることの実験的知見に由来し、ま
た上記成分組成を基本として、さらに0.01〜0.08％のＶ
を、またさらに0.1 〜1.5 ％のCuを含有させることによ
って何れもじん性の劣化なく有利に、母材強さをさらに
一層増強し得ることを確認したものである。 【０００６】この発明による低温用鋼は、常法に従う溶
製と、一般的な熱間圧延を行って、圧延のまま使用する
ことができ、もちろん母材性能上の要請如何で、焼なら
し処理や、焼入れ−焼もどし処理を行って、然るべき用
途に供することができる。 【０００７】 【作用】発明者らは、鋼中Ｃ量を0.03％未満にそして更
にＮ：0.050 ％未満に低減すると、0.005 〜0.04％のNb
の含有によって溶接部じん性が著しく改善され、それが
Ｃ量低減による粒粗大化をNbが阻止する機能に由来する
事実を究明し、かかる挙動を阻害することのない強さの
増強手段を講じることによってこの発明に到達した。 【０００８】この発明で鋼中成分を限定した根拠とする
理由については、次に掲げるとおりである。 Ｃ；0.005 ％以上、0.03％未満 鋼中Ｃは、溶接部じん性の観点で低い程よいにしても精
錬工程の複雑化の難点を伴うので、下限を0.005 ％に止
めまた上限についてはNbによる有利なじん性改善を遂げ
るために、0.03％未満とする必要がある。 【０００９】Nb；0.005 〜0.04％ Ｃ；0.005 ％以上、0.03％未満でかつＮ；0.0050％未満
においてNbの含有による溶接部じん性の著しい改善は、
Nb量が0.005 ％に満たないと、低Ｃ化による結晶粒の粗
大化防止に寄与せず、じん性の改善効果をあらわすこと
ができず、一方0.04％をこえる過量のNbは、それにより
格別な効果の増進がみられないので、0.005 〜0.04％を
必要とし、ここに結晶粒微細化作用は、溶接部じん性の
改善にあわせ母材の強さとじん性の増強によって、低Ｃ
化による母材強さの低下を有効に補うことができる。 【００１０】Si；0.10〜0.50％ 溶鋼溶製段階での脱酸のため、さらには、安価な強化元
素として有用であり、0.10％に満たないときは、必要な
効果をあらわさず、一方0.50％をこえた過量のSiは、鋼
の清浄度を害し、溶接性やじん性の低下を却ってもたら
す。 Mn；0.5 〜1.4 ％ Mnは、じん性を低下させずに強さを高めるのに寄与し、
そのためには0.5 ％以上を必要とし、反面1.4 ％をこえ
ると、溶接性が損なわれる。 【００１１】Ｎ；0.01％以下 Ｎは0.01％をこえるとき溶接部じん性劣化の原因とな
り、それ故0.01％以下とすることが必要である。 Al；0.005 〜0.1 ％ 溶鋼の脱酸のために不可欠であり、結晶の微細化に役立
つために、0.005 ％以上でなければならないが、0.1 ％
を越えると溶接熱影響部におけるじん性を低下させるの
で、0.005 〜0.10％の範囲にしなければならない。 【００１２】Ｐ；0.025 ％以下、Ｓ；0.020 ％以下 Ｐ，Ｓは母材、溶接部ともにじん性を損なうことから、
Ｐは0.025 ％以下、Ｓは0.020 ％以下にする必要があ
る。 Mo；0.05〜0.50％、Ni；0.1 〜4.0 ％ MoおよびNiは、それぞれ0.05, 0.1 ％以上においてマト
リックスの強度を高めるとともに、じん性とくに溶接部
じん性を確保する寄与に関して同効であるが、過量にな
ると溶接性を損なったり、また高価につく不利を来すの
で、それぞれ0.5, 4.0％を上限とした。 【００１３】この発明においては上記した各成分の調整
で一応の所期した目的を遂げることができるが、さらに
要請される強さレベルに従って、ＶまたはCuを含有させ
ることで、じん性への悪影響なく強さの増進が可能であ
る。 【００１４】ここにＶは0.15％以下、とくに0.01〜0.15
％で、析出物の形成による強さの増強効果をもたらす
が、0.15％をこえると、じん性の激しい低下を生じるこ
とから含有量上限が規定される。またCuは、鋼の焼入れ
性を高めることによる強さの上昇に役立ち、0.1 ％以上
で好結果を得るが、1.5 ％をこえると、じん性の悪化を
来すので、この値を上限とする必要がある。 【００１５】 【実施例】この発明につき上掲した成分調整から逸脱し
た比較鋼０〜７と、この発明に従う供試鋼８〜16の成分
組成を、それらの試験成績とともに表１に対比して示し
た。 【００１６】 【表１】 【００１７】ここに母材強度はインストロン引張試験に
よる降伏点（Ｙ．Ｐ．）および引張強さ（Ｔ．Ｓ．）で
評価し、一方母材じん性はシヤルピー衝撃試験によるぜ
い性延性破面遷移温度（VTs)で評価した。なお供試母材
はすべて焼入れ−焼もどし処理を施したものを用いた。 【００１８】また溶接部じん性は、焼入れ−焼もどし処
理を施した母材に、最高温度1350℃, 800 〜500 ℃の冷
却時間が30sec である再現溶接熱サイクルを付与したと
きのvTs で評価した。ちなみにこの再現溶接熱サイクル
は、板厚20mmの鋼板を入熱量30KJ／cmで溶接した時のボ
ンド部での熱履歴に相当する。 【００１９】表１から明らかに、この発明に従う供試鋼
は溶接部じん性が著しくすぐれ、なおかつ45〜70kgf ／
mm2 の高い強さを有することがわかる。また図１には溶
接部じん性におよぼすＣ量およびNb量の効果を明らかに
するため、比較鋼１〜５鋼、供試鋼８〜12および16につ
いて、Ｃ量と溶接部じん性の関係をまとめて示すよう
に、この発明に従いＣ量を0.005 ％以上0.03％未満にし
かつNbを0.005 〜0.04％含有させると、著しくすぐれた
溶接部じん性を有することがわかる。 【００２０】 【発明の効果】以上のべたようにしてこの発明は−80℃
以下の低温で使用され、高い強さが必要な鋼材に適用し
てとくに有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｃ量と再現溶接熱サイクルボンド部のじん性と
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】 【提出日】平成３年８月２８日 【手続補正１】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】全文 【補正方法】変更 【補正内容】 【書類名】 明細書 【発明の名称】 高強度高じん性低温用アルミキルド
鋼 【特許請求の範囲】 １．Ｃ；０．００５〜０．０３ｗｔ％未満、 Ｓｉ；０．１０〜０．５０ｗｔ％、 Ｍｎ；０．５〜１．４５ｗｔ％、 Ｎｂ；０．００５〜０．０４ｗｔ％、 Ａｌ；０．００５〜０．１０ｗｔ％、 Ｎ；０．００５０ｗｔ％未満、 Ｐ；０．０２５ｗｔ％以下および Ｓ；０．０２０ｗｔ％以下 を含みかつ、０．５ｗｔ％を超え４．０ｗｔ％以下のＮ
ｉを含有し、残部は鉄および不可避不純物の組成にな
り、溶接部じん性に優れることを特徴とする高強度高じ
ん性低温用アルミキルド鋼。 ２． Ｃ；０．００５〜０．０３ｗｔ％未満、 Ｓｉ；０．１０〜０．５０ｗｔ％、 Ｍｎ；０．５〜１．４５ｗｔ％、 Ｎｂ；０．００５〜０．０４ｗｔ％、 Ａｌ；０．００５〜０．１０ｗｔ％、 Ｎ；０．００５ｗｔ％未満、 Ｐ；０．０２５ｗｔ％以下および Ｓ；０．０２０ｗｔ％以下 を含みかつ、０．５ｗｔ％を超え４．０ｗｔ％以下のＮ
ｉを、０．０８ｗｔ％以下のＶとともに含有し、残部は
鉄および不可避不純物の組成になり、溶接部じん性に優
れることを特徴とする高強度高じん性低温用アルミキル
ド鋼。 ３． Ｃ；０．００５〜０．０３ｗｔ％未満、 Ｓｉ；０．１０〜０．５０ｗｔ％、 Ｍｎ；０．５〜１．４５ｗｔ％、 Ｎｂ；０．００５〜０．０４ｗｔ％、 Ａｌ；０．００５〜０．１０ｗｔ％、 Ｎ；０．００５０ｗｔ％未満、 Ｐ；０．０２５ｗｔ％以下および Ｓ；０．０２０ｗｔ％以下 を含みかつ、０．５ｗｔ％を超え４．０ｗｔ％以下のＮ
ｉを、１．５ｗｔ％以下のｃｕとともに含有し、残部は
鉄および不可避不純物の組成になり、溶接部じん性に優
れることを特徴とする高強度高じん性低温用アルミキル
ド鋼。 ４． Ｃ；０．００５〜０．０３ｗｔ％未満、 Ｓｉ；０．１０〜０．５０ｗｔ％、 Ｍｎ；０．５〜１．４５ｗｔ％、 Ｎｂ；０．００５〜０．０４ｗｔ％、 Ａｌ；０．００５〜０．１０ｗｔ％、 Ｎ；０．００５０ｗｔ％未満、 Ｐ；０．０２５ｗｔ％以下および Ｓ；０．０２０ｗｔ％以下 を含みかつ、０．５ｗｔ％を超え４．０ｗｔ％以下のＮ
ｉを、０．０８ｗｔ％以下のＶ及び１．５ｗｔ％以下の
Ｃｕとともに含有し、残部は鉄および不可避不純物の組
成になり、溶接部じん性に優れることを特徴とする高強
度高じん性低温用アルミキルド鋼。 【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】この発明は、高強度、高じん性低
温用アルミキルド鋼に関するものである。低温用鋼は、
ＬＰＧ，ＬＮＧなどの低温液化ガス類の定置または搬送
用の貯蔵容器や槽の構築に用いられ、主として安全性の
観点から、溶接部じん性を含めた低温じん性が、また経
済性の面から高強度の要請が、殊のほかきびしい。 【０００２】 【従来の技術】これらの両面的な性能を同時に満足すべ
く、まず溶接部じん性に関しては鋼中成分のうちＣおよ
びＮの低減が企図されるがその反面で母材強さの低下を
余儀なくするので、これまでもたとえば加工熱処理など
で強さの不足を補うことが試みられた。 【０００３】とは云えここにＣの低減は、０．０３ｗｔ
％（以下％で示す。）が限度であって、０．０３％未
満、とくに０．００９％程度にも達するときは、母材の
強さを４５ｋｇｆ／ｍｍ２以上に確保することが困難で
あるため、この種の鋼材につきＣ；０．０３％未満にし
て、高強度、高じん性化を図る事例は乏しく、発明者ら
のうちの一人が参画した特開昭５６−１５０１５７号公
報において、Ｂを活用し、母材の強さの不足を補うこと
の開示が見られるにすぎない。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】この発明は更に進んで
検討と実験を重ねてＢ添加によることなく、また特別ま
たは面倒な加工手順を経ることなく容易に、Ｃ；０．０
０５％にも及ぶ低炭域でとくに有効な溶接部じん性の確
保の下で、４５ｋｇｆ／ｍｍ２以上、７０ｋｇｆ／ｍｍ
２にも達する母材強さの増強を得る低温用アルミキルド
鋼の成分組成に関する開発成果を、ここに提案しようと
するものである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】この発明はＣ；０．００
５％〜０．０３％未満でＮｂ；０．００５〜０．４％
を、Ｓｉ；０．１０〜０．５０％，Ｍｎ；０．５〜１．
４５％，Ｎ；０．００５０％未満，Ａｌ；０．００５〜
０．１％，Ｐ；０．０２５％以下、およびＳ；０．０２
０％以下とともに含み、かつ、０．５％を超え４．０％
以下のＮｉを含有する成分組成において、所期した程度
において高い母材強さが、高いじん性にあわせ実現され
ることの実験的知見に由来し、また上記成分組成を基本
として、さらに０．０１〜０．０８％のＶ又は／及び
０．１〜１．５％のＣｕを含有させることによって何れ
もじん性の劣化なく有利に、母材強さをさらに一層増強
し得ることを確認したものである。 【０００６】この発明による低温用鋼は、常法に従う溶
製と、一般的な熱間圧延を行って、圧延のまま使用する
ことができ、もちろん母材性能上の要請如何で、焼なら
し処理や、焼入れ−焼もどし処理を行って、然るべき用
途に供することができる。 【０００７】 【作用】発明者らは、鋼中Ｃ量を０．０３％未満にそし
て更にＮ：０．００５０％未満に低減すると、０．００
５〜０．０４％のＮｂの含有によって溶接部じん性が著
しく改善され、それがＣ量低減による粒粗大化をＮｂが
阻止する機能に由来する事実を究明し、かかる挙動を阻
害することのない強さの増強手段を講じることによって
この発明に到達した。 【０００８】この発明で鋼中成分を限定した根拠とする
理由については、次に掲げるとおりである。 Ｃ；０．００５％以上、０．０３％未満 鋼中Ｃは、溶接部じん性の観点で低い程よいにしても精
錬工程の複雑化の難点を伴うので、下限を０．００５％
に止めまた上限についてはＮｂによる有利なじん性改善
を遂げるために、０．０３％未満とする必要がある。 【０００９】Ｎｂ；０．００５〜０．０４％ Ｃ；０．００５％以上、０．０３％未満でかつＮ；０．
００５０％未満においてＮｂの含有による溶接部じん性
の著しい改善は、Ｎｂ量が０．００５％に満たないと、
低Ｃ化による結晶粒の粗大化防止に寄与せず、じん性の
改善効果をあらわすことができず、一方０．０４％をこ
える過量のＮｂは、それにより格別な効果の増進がみら
れないので、０．００５〜０．０４％を必要とし、ここ
に結晶粒微細化作用は、溶接部じん性の改善にあわせ母
材の強さとじん性の増強によって、低Ｃ化による母材強
さの低下を有効に補うことができる。 【００１０】Ｓｉ；０．１０〜０．５０％ 溶鋼溶製段階での脱酸のため、さらには、安価な強化元
素として有用であり、０．１０％に満たないときは、必
要な効果をあらわさず、一方０．５０％をこえた過量の
Ｓｉは、鋼の清浄度を害し、溶接性やじん性の低下を却
ってもたらす。 Ｍｎ；０．５〜１．４５％ Ｍｎは、じん性を低下させずに強さを高めるのに寄与
し、そのためには０．５％以上を必要とし、反面１．４
％をこえると、溶接性が損なわれる。 【００１１】Ｎ；０．００５％未満 Ｎは０．００５％以上のとき溶接部じん性劣化の原因と
なり、それ故０．００５０％未満とすることが必要であ
る。 Ａｌ；０．００５〜０．１％ 溶鋼の脱酸のために不可欠であり、結晶の微細化に役立
つために、０．００５％以上でなければならないが、
０．１％を越えると溶接熱影響部におけるじん性を低下
させるので、０．００５〜０．１０％の範囲にしなけれ
ばならない。 【００１２】Ｐ；０．０２５％以下、Ｓ；０．０２０％
以下 Ｐ，Ｓは母材、溶接部ともにじん性を損なうことから、
Ｐは０．０２５％以下、Ｓは０．０２０％以下にする必
要がある。 Ｎｉ；０．５０％を超え４．０％以下 Ｎｉは０．５％を超える含有量でマトリックスの強度を
高めるとともに、じん性とくに溶接部じん性を確保する
が、過量になると溶接性を損なったり、また高価につく
不利を来すので４．０％を上限とした。 【００１３】この発明においては上記した各成分の調整
で一応の所期した目的を遂げることができるが、さらに
要請される強さレベルに従って、Ｖ及び／又はＣｕを含
有させることで、じん性への悪影響なく強さの増進が可
能である。 【００１４】ここにＶは０．０８％以下、とくに０．０
１以上で、析出物の形成による強さの増強効果をもたら
すが、０．０８％をこえると、じん性の低下を生じるう
れいのあることから含有量上限が規定される。またＣｕ
は、鋼の焼入れ性を高めることによる強さの上昇に役立
ち、０．１％以上で好結果を得るが、１．５％をこえる
と、じん性の悪化を来すので、この値を上限とする必要
がある。 【００１５】 【実施例】この発明につき上掲した成分調整から逸脱し
た比較鋼０〜７と、この発明に従う供試鋼８〜１６の成
分組成を、それらの試験成績とともに表１に対比して示
した。 【００１６】 【表１】 【００１７】ここに母材強度はインストロン引張試験に
よる降伏点（Ｙ．Ｐ．）および引張強さ（Ｔ．Ｓ．）で
評価し、一方母材じん性はシヤルピー衝撃試験によるぜ
い性延性破面遷移温度（ＶＴｓ）で評価した。なお供試
母材はすべて焼入れ−焼もどし処理を施したものを用い
た。 【００１８】また溶接部じん性は、焼入れ−焼もどし処
理を施した母材に、最高温度１３５０℃，８００〜５０
０℃の冷却時間が３０ｓｅｃである再現溶接熱サイクル
を付与したときのｖＴｓで評価した。ちなみにこの再現
溶接熱サイクルは、板厚２０ｍｍの鋼板を入熱量３０Ｋ
Ｊ／ｃｍで溶接した時のボンド部での熱履歴に相当す
る。 【００１９】表１から明らかに、この発明に従う供試鋼
は溶接部じん性が著しくすぐれ、なおかつ４５〜７０ｋ
ｇｆ／ｍｍ２の高い強さを有することがわかる。また図
１には溶接部じん性におよぼすＣ量およびＮｂ量の効果
を明らかにするため、比較鋼１〜５鋼、供試鋼８〜１２
および１６について、Ｃ量と溶接部じん性の関係をまと
めて示すように、この発明に従いＣ量を０．００５％以
上０．０３％未満にしかつＮｂを０．００５〜０．０４
％含有させると、著しくすぐれた溶接部じん性を有する
ことがわかる。 【００２０】 【発明の効果】以上のべたようにしてこの発明は−８０
℃以下の低温で使用され、高い強さが必要な鋼材に適用
してとくに有用である。 【図面の簡単な説明】 【図１】Ｃ量と再現溶接熱サイクルボンド部のじん性と
の関係を示すグラフである。 【手続補正２】 【補正対象書類名】図面 【補正対象項目名】全図 【補正方法】変更 【補正内容】 【図１】
【手続補正書】 【提出日】平成３年８月２８日 【手続補正１】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】全文 【補正方法】変更 【補正内容】 【書類名】 明細書 【発明の名称】 高強度高じん性低温用アルミキルド
鋼 【特許請求の範囲】 １．Ｃ；０．００５〜０．０３ｗｔ％未満、 Ｓｉ；０．１０〜０．５０ｗｔ％、 Ｍｎ；０．５〜１．４５ｗｔ％、 Ｎｂ；０．００５〜０．０４ｗｔ％、 Ａｌ；０．００５〜０．１０ｗｔ％、 Ｎ；０．００５０ｗｔ％未満、 Ｐ；０．０２５ｗｔ％以下および Ｓ；０．０２０ｗｔ％以下 を含みかつ、０．５ｗｔ％を超え４．０ｗｔ％以下のＮ
ｉを含有し、残部は鉄および不可避不純物の組成にな
り、溶接部じん性に優れることを特徴とする高強度高じ
ん性低温用アルミキルド鋼。 ２． Ｃ；０．００５〜０．０３ｗｔ％未満、 Ｓｉ；０．１０〜０．５０ｗｔ％、 Ｍｎ；０．５〜１．４５ｗｔ％、 Ｎｂ；０．００５〜０．０４ｗｔ％、 Ａｌ；０．００５〜０．１０ｗｔ％、 Ｎ；０．００５ｗｔ％未満、 Ｐ；０．０２５ｗｔ％以下および Ｓ；０．０２０ｗｔ％以下 を含みかつ、０．５ｗｔ％を超え４．０ｗｔ％以下のＮ
ｉを、０．０８ｗｔ％以下のＶとともに含有し、残部は
鉄および不可避不純物の組成になり、溶接部じん性に優
れることを特徴とする高強度高じん性低温用アルミキル
ド鋼。 ３． Ｃ；０．００５〜０．０３ｗｔ％未満、 Ｓｉ；０．１０〜０．５０ｗｔ％、 Ｍｎ；０．５〜１．４５ｗｔ％、 Ｎｂ；０．００５〜０．０４ｗｔ％、 Ａｌ；０．００５〜０．１０ｗｔ％、 Ｎ；０．００５０ｗｔ％未満、 Ｐ；０．０２５ｗｔ％以下および Ｓ；０．０２０ｗｔ％以下 を含みかつ、０．５ｗｔ％を超え４．０ｗｔ％以下のＮ
ｉを、１．５ｗｔ％以下のｃｕとともに含有し、残部は
鉄および不可避不純物の組成になり、溶接部じん性に優
れることを特徴とする高強度高じん性低温用アルミキル
ド鋼。 ４． Ｃ；０．００５〜０．０３ｗｔ％未満、 Ｓｉ；０．１０〜０．５０ｗｔ％、 Ｍｎ；０．５〜１．４５ｗｔ％、 Ｎｂ；０．００５〜０．０４ｗｔ％、 Ａｌ；０．００５〜０．１０ｗｔ％、 Ｎ；０．００５０ｗｔ％未満、 Ｐ；０．０２５ｗｔ％以下および Ｓ；０．０２０ｗｔ％以下 を含みかつ、０．５ｗｔ％を超え４．０ｗｔ％以下のＮ
ｉを、０．０８ｗｔ％以下のＶ及び１．５ｗｔ％以下の
Ｃｕとともに含有し、残部は鉄および不可避不純物の組
成になり、溶接部じん性に優れることを特徴とする高強
度高じん性低温用アルミキルド鋼。 【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】この発明は、高強度、高じん性低
温用アルミキルド鋼に関するものである。低温用鋼は、
ＬＰＧ，ＬＮＧなどの低温液化ガス類の定置または搬送
用の貯蔵容器や槽の構築に用いられ、主として安全性の
観点から、溶接部じん性を含めた低温じん性が、また経
済性の面から高強度の要請が、殊のほかきびしい。 【０００２】 【従来の技術】これらの両面的な性能を同時に満足すべ
く、まず溶接部じん性に関しては鋼中成分のうちＣおよ
びＮの低減が企図されるがその反面で母材強さの低下を
余儀なくするので、これまでもたとえば加工熱処理など
で強さの不足を補うことが試みられた。 【０００３】とは云えここにＣの低減は、０．０３ｗｔ
％（以下％で示す。）が限度であって、０．０３％未
満、とくに０．００９％程度にも達するときは、母材の
強さを４５ｋｇｆ／ｍｍ２以上に確保することが困難で
あるため、この種の鋼材につきＣ；０．０３％未満にし
て、高強度、高じん性化を図る事例は乏しく、発明者ら
のうちの一人が参画した特開昭５６−１５０１５７号公
報において、Ｂを活用し、母材の強さの不足を補うこと
の開示が見られるにすぎない。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】この発明は更に進んで
検討と実験を重ねてＢ添加によることなく、また特別ま
たは面倒な加工手順を経ることなく容易に、Ｃ；０．０
０５％にも及ぶ低炭域でとくに有効な溶接部じん性の確
保の下で、４５ｋｇｆ／ｍｍ２以上、７０ｋｇｆ／ｍｍ
２にも達する母材強さの増強を得る低温用アルミキルド
鋼の成分組成に関する開発成果を、ここに提案しようと
するものである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】この発明はＣ；０．００
５％〜０．０３％未満でＮｂ；０．００５〜０．４％
を、Ｓｉ；０．１０〜０．５０％，Ｍｎ；０．５〜１．
４５％，Ｎ；０．００５０％未満，Ａｌ；０．００５〜
０．１％，Ｐ；０．０２５％以下、およびＳ；０．０２
０％以下とともに含み、かつ、０．５％を超え４．０％
以下のＮｉを含有する成分組成において、所期した程度
において高い母材強さが、高いじん性にあわせ実現され
ることの実験的知見に由来し、また上記成分組成を基本
として、さらに０．０１〜０．０８％のＶ又は／及び
０．１〜１．５％のＣｕを含有させることによって何れ
もじん性の劣化なく有利に、母材強さをさらに一層増強
し得ることを確認したものである。 【０００６】この発明による低温用鋼は、常法に従う溶
製と、一般的な熱間圧延を行って、圧延のまま使用する
ことができ、もちろん母材性能上の要請如何で、焼なら
し処理や、焼入れ−焼もどし処理を行って、然るべき用
途に供することができる。 【０００７】 【作用】発明者らは、鋼中Ｃ量を０．０３％未満にそし
て更にＮ：０．００５０％未満に低減すると、０．００
５〜０．０４％のＮｂの含有によって溶接部じん性が著
しく改善され、それがＣ量低減による粒粗大化をＮｂが
阻止する機能に由来する事実を究明し、かかる挙動を阻
害することのない強さの増強手段を講じることによって
この発明に到達した。 【０００８】この発明で鋼中成分を限定した根拠とする
理由については、次に掲げるとおりである。 Ｃ；０．００５％以上、０．０３％未満 鋼中Ｃは、溶接部じん性の観点で低い程よいにしても精
錬工程の複雑化の難点を伴うので、下限を０．００５％
に止めまた上限についてはＮｂによる有利なじん性改善
を遂げるために、０．０３％未満とする必要がある。 【０００９】Ｎｂ；０．００５〜０．０４％ Ｃ；０．００５％以上、０．０３％未満でかつＮ；０．
００５０％未満においてＮｂの含有による溶接部じん性
の著しい改善は、Ｎｂ量が０．００５％に満たないと、
低Ｃ化による結晶粒の粗大化防止に寄与せず、じん性の
改善効果をあらわすことができず、一方０．０４％をこ
える過量のＮｂは、それにより格別な効果の増進がみら
れないので、０．００５〜０．０４％を必要とし、ここ
に結晶粒微細化作用は、溶接部じん性の改善にあわせ母
材の強さとじん性の増強によって、低Ｃ化による母材強
さの低下を有効に補うことができる。 【００１０】Ｓｉ；０．１０〜０．５０％ 溶鋼溶製段階での脱酸のため、さらには、安価な強化元
素として有用であり、０．１０％に満たないときは、必
要な効果をあらわさず、一方０．５０％をこえた過量の
Ｓｉは、鋼の清浄度を害し、溶接性やじん性の低下を却
ってもたらす。 Ｍｎ；０．５〜１．４５％ Ｍｎは、じん性を低下させずに強さを高めるのに寄与
し、そのためには０．５％以上を必要とし、反面１．４
％をこえると、溶接性が損なわれる。 【００１１】Ｎ；０．００５％未満 Ｎは０．００５％以上のとき溶接部じん性劣化の原因と
なり、それ故０．００５０％未満とすることが必要であ
る。 Ａｌ；０．００５〜０．１％ 溶鋼の脱酸のために不可欠であり、結晶の微細化に役立
つために、０．００５％以上でなければならないが、
０．１％を越えると溶接熱影響部におけるじん性を低下
させるので、０．００５〜０．１０％の範囲にしなけれ
ばならない。 【００１２】Ｐ；０．０２５％以下、Ｓ；０．０２０％
以下 Ｐ，Ｓは母材、溶接部ともにじん性を損なうことから、
Ｐは０．０２５％以下、Ｓは０．０２０％以下にする必
要がある。 Ｎｉ；０．５０％を超え４．０％以下 Ｎｉは０．５％を超える含有量でマトリックスの強度を
高めるとともに、じん性とくに溶接部じん性を確保する
が、過量になると溶接性を損なったり、また高価につく
不利を来すので４．０％を上限とした。 【００１３】この発明においては上記した各成分の調整
で一応の所期した目的を遂げることができるが、さらに
要請される強さレベルに従って、Ｖ及び／又はＣｕを含
有させることで、じん性への悪影響なく強さの増進が可
能である。 【００１４】ここにＶは０．０８％以下、とくに０．０
１以上で、析出物の形成による強さの増強効果をもたら
すが、０．０８％をこえると、じん性の低下を生じるう
れいのあることから含有量上限が規定される。またＣｕ
は、鋼の焼入れ性を高めることによる強さの上昇に役立
ち、０．１％以上で好結果を得るが、１．５％をこえる
と、じん性の悪化を来すので、この値を上限とする必要
がある。 【００１５】 【実施例】この発明につき上掲した成分調整から逸脱し
た比較鋼０〜７と、この発明に従う供試鋼８〜１６の成
分組成を、それらの試験成績とともに表１に対比して示
した。 【００１６】 【表１】 【００１７】ここに母材強度はインストロン引張試験に
よる降伏点（Ｙ．Ｐ．）および引張強さ（Ｔ．Ｓ．）で
評価し、一方母材じん性はシヤルピー衝撃試験によるぜ
い性延性破面遷移温度（ＶＴｓ）で評価した。なお供試
母材はすべて焼入れ−焼もどし処理を施したものを用い
た。 【００１８】また溶接部じん性は、焼入れ−焼もどし処
理を施した母材に、最高温度１３５０℃，８００〜５０
０℃の冷却時間が３０ｓｅｃである再現溶接熱サイクル
を付与したときのｖＴｓで評価した。ちなみにこの再現
溶接熱サイクルは、板厚２０ｍｍの鋼板を入熱量３０Ｋ
Ｊ／ｃｍで溶接した時のボンド部での熱履歴に相当す
る。 【００１９】表１から明らかに、この発明に従う供試鋼
は溶接部じん性が著しくすぐれ、なおかつ４５〜７０ｋ
ｇｆ／ｍｍ２の高い強さを有することがわかる。また図
１には溶接部じん性におよぼすＣ量およびＮｂ量の効果
を明らかにするため、比較鋼１〜５鋼、供試鋼８〜１２
および１６について、Ｃ量と溶接部じん性の関係をまと
めて示すように、この発明に従いＣ量を０．００５％以
上０．０３％未満にしかつＮｂを０．００５〜０．０４
％含有させると、著しくすぐれた溶接部じん性を有する
ことがわかる。 【００２０】 【発明の効果】以上のべたようにしてこの発明は−８０
℃以下の低温で使用され、高い強さが必要な鋼材に適用
してとくに有用である。 【図面の簡単な説明】 【図１】Ｃ量と再現溶接熱サイクルボンド部のじん性と
の関係を示すグラフである。 【手続補正２】 【補正対象書類名】図面 【補正対象項目名】全図 【補正方法】変更 【補正内容】 【図１】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1. Ｃ：0.005 重量％以上、0.03重量％未満でNb；0.00
5 〜0.40重量％を、Si；0.10〜0.50重量％, Mn；0.5 〜
1.4 重量％, Ｎ；0.01重量％以下、Al；0.005 〜0.10重
量％、Ｐ；0.025 重量％以下およびＳ；0.020 重量％以
下とともに含みかつ、0.05〜0.50重量％のMoおよび0.1
〜4.0 重量％のNiのうち少なくとも１種を含有し、残部
は鉄および不可避不純物の組成になることを特徴とする
高強度高じん性低温用アルミキルド鋼。 2. Ｃ；0.005 重量％以上、0.03重量％未満でNb；0.00
5 〜0.04重量％を、Si；0.10〜0.50重量％、Mn；0.50〜
1.4 重量％、Ｎ；0.01重量％以下、Al；0.005 〜0.10重
量％、Ｐ；0.025 重量％以下およびＳ；0.020 重量％以
下とともに含み、かつ0.05〜0.50重量％のMoおよび0.1
〜4.0 重量％のNiのうち少なくとも１種と、0.08重量％
以下のＶとを含有し、残部は鉄および不可避不純物の組
成になることを特徴とする高強度高じん性低温用アルミ
キルド鋼。 3. Ｃ；0.005 重量％以上、0.03重量％未満でNb；0.00
5 〜0.04重量％を、Si；0.10〜0.50重量％、Mn；0.5 〜
1.4 重量％、Ｎ；0.01重量％以下、Al；0.005 〜0.10重
量％、Ｐ；0.025 重量％以下およびＳ；0.020 重量％以
下とともに含み、かつ0.05〜0.50重量％のMoおよび0.1
〜4.0 重量％のNiのうち少なくとも１種と、1.5 重量％
以下のCuとを含有し、残部は鉄および不可避不純物の組
成になることを特徴とする高強度高じん性低温用アルミ
キルド鋼。 4. Ｃ；0.005 重量％以上、0.03重量％未満でNb；0.00
5 〜0.04重量％を、Si；0.10〜0.50重量％、Mn；0.5 〜
1.4 重量％、Ｎ；0.01重量％以下、Al；0.005 〜0.10重
量％、Ｐ；0.025 重量％以下およびＳ；0.020 重量％以
下とともに含み、かつ0.05〜0.50重量％のMoおよび0.1
〜4.0 重量％のNiのうち少なくとも１種と、0.08重量％
以下のＶならびに1.5 重量％以下のCuを含有し、残部は
鉄および不可避不純物の組成になることを特徴とする高
強度高じん性低温用アルミキルド鋼。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57066360A JPS58185746A (ja) | 1982-04-22 | 1982-04-22 | 高強度高じん性低温用アルミキルド鋼 |
| JP3211357A JPH05311322A (ja) | 1982-04-22 | 1991-07-30 | 高強度高じん性低温用アルミキルド鋼 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57066360A JPS58185746A (ja) | 1982-04-22 | 1982-04-22 | 高強度高じん性低温用アルミキルド鋼 |
| JP3211357A JPH05311322A (ja) | 1982-04-22 | 1991-07-30 | 高強度高じん性低温用アルミキルド鋼 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57066360A Division JPS58185746A (ja) | 1982-04-22 | 1982-04-22 | 高強度高じん性低温用アルミキルド鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05311322A true JPH05311322A (ja) | 1993-11-22 |
Family
ID=26407556
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57066360A Granted JPS58185746A (ja) | 1982-04-22 | 1982-04-22 | 高強度高じん性低温用アルミキルド鋼 |
| JP3211357A Pending JPH05311322A (ja) | 1982-04-22 | 1991-07-30 | 高強度高じん性低温用アルミキルド鋼 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57066360A Granted JPS58185746A (ja) | 1982-04-22 | 1982-04-22 | 高強度高じん性低温用アルミキルド鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (2) | JPS58185746A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5411774A (en) * | 1977-06-28 | 1979-01-29 | Nissin Electric Co Ltd | Peak value detector |
| JPS5541929A (en) * | 1978-09-16 | 1980-03-25 | Kobe Steel Ltd | Steel for high efficiency welding and low temperature use |
| JPS56150157A (en) * | 1980-04-23 | 1981-11-20 | Kawasaki Steel Corp | Steel for low-temperature with excellent toughness at welded part |
-
1982
- 1982-04-22 JP JP57066360A patent/JPS58185746A/ja active Granted
-
1991
- 1991-07-30 JP JP3211357A patent/JPH05311322A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5411774A (en) * | 1977-06-28 | 1979-01-29 | Nissin Electric Co Ltd | Peak value detector |
| JPS5541929A (en) * | 1978-09-16 | 1980-03-25 | Kobe Steel Ltd | Steel for high efficiency welding and low temperature use |
| JPS56150157A (en) * | 1980-04-23 | 1981-11-20 | Kawasaki Steel Corp | Steel for low-temperature with excellent toughness at welded part |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0246660B2 (ja) | 1990-10-16 |
| JPS58185746A (ja) | 1983-10-29 |
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