JPH05331538A - 板厚中央部の靭性の優れた厚肉高靭性高張力鋼板の製 造方法 - Google Patents

板厚中央部の靭性の優れた厚肉高靭性高張力鋼板の製 造方法

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JPH05331538A
JPH05331538A JP16535292A JP16535292A JPH05331538A JP H05331538 A JPH05331538 A JP H05331538A JP 16535292 A JP16535292 A JP 16535292A JP 16535292 A JP16535292 A JP 16535292A JP H05331538 A JPH05331538 A JP H05331538A
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Masato Shimizu
水 眞 人 清
Yoichiro Kobayashi
林 洋 一 郎 小
Kengo Abe
部 研 吾 安
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【構成】C 0.01〜0.10wt%、Si 0.10
〜0.50wt%、Mn 0.5〜2.0wt%、P
0.010wt%以下、S 0.003wt%以下、A
l 0.010〜0.100wt% Nb 0.003〜0.030wt%、Ti 0.005
〜0.020wt%、N 0.0020〜0.0060w
t% 残部Feおよび不可避不純物からなる鋼を、Ac3
上、1000℃以下に加熱後、差分法を用いて計算され
る板厚中央部の温度{T(t/2)}が850〜900
℃、圧下量20%以上の粗圧延を行った後、板厚中央部
の温度がAr3以上、800℃以下、圧下量30%以上
の仕上げ圧延を行い、鋼板表面温度が500℃以下の温
度域まで1〜10℃/secで冷却し、圧延パラメータ
ーDを10以下にする。 【効果】板厚中央部において優れた低温靭性を有する板
厚が80mm以上の厚肉で高靭性高張力鋼板を効率よく
製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は板厚中央部の靭性の優れ
た厚肉高靭性高張力鋼板の製造方法に関し、さらに詳し
くは、板厚中央部の靭性が優れている板厚が80mm以
上の厚肉高靭性高張力鋼板の製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来技術】一般に、氷海域海洋構造物に使用される鋼
板には、溶接時に予熱が不要で、かつ、低温靭性の優れ
た高強度の板厚80mm以上の厚肉鋼板を要求されてい
る。
【0003】このような鋼板の製造には、板厚中央部の
靭性向上のための低温圧延および炭素当量の低減が可能
な加速冷却法を適用することが有効であることは、既に
よく知られているところである。
【0004】しかし、板厚中央部の靭性向上のために従
来行われている低温圧延に関しては、板厚中央部におい
てオーステナイト未再結晶温度域における相当量の圧下
を行う必要があるが、圧延中に計測或いは制御される温
度が鋼板表面温度であり、板厚中央部の温度ではないこ
と、さらに、圧延パス間時間については全く考慮されて
いないことにより、必ずしも安定して板厚中央部の靭性
の優れた厚肉鋼板を製造することはできなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に説明し
た板厚中央部の靭性の良好な厚肉鋼板の製造方法の従来
技術の問題点に鑑み、本発明者が鋭意研究を行い検討を
重ねた結果、圧延パラメータと厚肉鋼板の板厚中央部の
靭性とに良好な相関関係のあることを知見し、圧延パラ
メータを利用して板厚中央部の靭性の優れた板厚が80
mm以上の厚肉高靭性高張力鋼板の製造方法を開発した
のである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る板厚中央部
の靭性の優れた厚肉高靭性高張力高張力の製造方法は、
C 0.01〜0.10wt%、Si 0.10〜0.5
0wt%、Mn 0.5〜2.0wt%、P 0.010
wt%以下、S 0.003wt%以下、Al 0.01
0〜0.100wt% Nb 0.003〜0.030wt%、Ti 0.005
〜0.020wt%、N 0.0020〜0.0060w
t%を含有し、残部Feおよび不可避不純物からなる鋼
を、Ac3以上、1000℃以下の温度に加熱後、差分
法を用いて計算される板厚中央部の温度{T(t/2)}
が850〜900℃、圧下量20%以上の粗圧延を行
い、その後、板厚中央部の温度{T(t/2)}がAr3
以上、800℃以下の温度で、圧下量30%以上の仕上
げ圧延を行い、直ちに、鋼板表面温度が500℃以下の
温度域まで1〜10℃/secの冷却速度により冷却を
行い、圧延パラメーターDが10以下になるように圧延
条件を制御することを特徴とする板厚中央部の靭性の優
れた厚肉高靭性高張力鋼板の製造方法を第1の発明と
し、C 0.01〜0.10wt%、Si 0.10〜0.
50wt%、Mn 0.5〜2.0wt%、P 0.01
0wt%以下、S 0.003wt%以下、Al 0.0
10〜0.100wt% Nb 0.003〜0.030wt%、Ti 0.005
〜0.020wt%、N 0.0020〜0.0060w
t%を含有し、さらに、Cu 1.5wt%以下、Ni
3.0wt%以下、Ca 0.0050wt%以下の中
から選んだ1種または2種以上を含有し、残部Feおよ
び不可避不純物からなる鋼を、Ac3以上、1000℃
以下の温度に加熱後、差分法を用いて計算される板厚中
央部の温度{T(t/2)}が850〜900℃、圧下量
20%以上の粗圧延を行い、その後、板厚中央部の温度
{T(t/2)}がAr3以上、800℃以下の温度で、
圧下量30%以上の仕上げ圧延を行い、直ちに、鋼板表
面温度が500℃以下の温度域まで1〜10℃/sec
の冷却速度により冷却を行い、圧延パラメーターDが1
0以下になるように圧延条件を制御することを特徴とす
る板厚中央部の靭性の優れた厚肉高靭性高張力鋼板の製
造方法を第2の発明とする2つの発明よりなるものであ
る。
【0007】本発明に係る板厚中央部の靭性の優れた厚
肉高靭性高張力鋼板の製造方法について、以下具体的に
説明する。先ず、本発明に係る板厚中央部の靭性の優れ
た厚肉高靭性高張力鋼板の製造方法において、使用する
鋼の含有成分および成分割合について説明する。
【0008】Cは強度上昇に有効な元素であり、含有量
が0.01wt%未満ではこの効果は期待てきず、ま
た、0.10wt%を越えて含有させると優れた靭性を
得ることができず、さらに、耐溶接割れ性が低下するよ
うになる。よって、C含有量は0.01〜0.10wt%
とする。
【0009】Siは脱酸元素であり、含有量が0.10
wt%未満ではこの効果は少なく、また、0.50wt
%を越えて過剰に含有させると靭性を劣化させる。よつ
て、Si含有量は0.10〜0.50wt%とする。
【0010】Mnは強度上昇に有効な元素であり、含有
量が0.5wt%未満ではこの効果は期待できず、ま
た、2.0wt%を越えて含有させると靭性を劣化させ
る。よって、Mn含有量は0.5〜2.0wt%wt%と
する。
【0011】Pは偏析傾向が強く、母材および溶接部の
靭性を劣化させる元素であり、含有量は極力低く抑制す
る必要がある。従って、P含有量は0.010wt%以
下に規制する。
【0012】SはA系介在物を形成し、板厚方向の絞り
特性、耐ラメラーティアー特性、さらに、靭性を劣化さ
せる元素であり、そのため、S含有量は極力低く抑制す
る必要がある。よって、S含有量は0.003wt%以
下に規制する。
【0013】Alは脱酸元素であり、含有量が0.01
0wt%未満では脱酸効果は期待できず、また、0.1
00wt%を越えて含有させると介在物を形成し、靭性
を劣化させる。よって、Al含有量は0.010〜0.1
00wt%とする。
【0014】Nbは固溶状態においてオーステナイの再
結晶を抑制し、制御圧延の効果を高くし、さらに、圧延
後の加速冷却による変態強化を促進して強度および靭性
の向上に寄与する元素であり、含有量が0.003wt
%未満ではこのような効果は期待できず、また、0.0
30wt%を越えて過剰に含有させると溶接部の靭性を
劣化させる。よって、Nb含有量は0.003〜0.03
0wt%とする。
【0015】Tiは難溶性の炭窒化物を形成し、スラブ
加熱時または溶接時のオーステナイ粒の成長を抑制する
ので、母材および溶接部の靭性を向上させる元素であ
り、含有量が0.005wt%未満ではこのような効果
を期待することができず、また、0.020wt%を越
えて含有させると粗大な介在物を形成し、靭性を劣化さ
せる。よって、Ti含有量は0.005〜0.020wt
%とする。
【0016】NはTiと難溶性の炭窒化物を形成し、母
材および溶接部の靭性を向上させる元素であり、含有量
が0.0020wt%未満ではこの効果を期待すること
ができず、また、0.0060wt%を越えて過剰に含
有させると母材および溶接部の靭性を著しく劣化させ
る。よって、N含有量は0.0020〜0.0060wt
%とする。
【0017】上記の各元素を必須成分とするのである
が、Cu、Ni、Caの1種または2種以上を含有させ
ることも可能である。
【0018】Cuは固溶強化、析出強化或いは焼入れ性
向上により変態強化に有効な元素であり、過剰に含有さ
せると靭性を劣化させる。よって、Cu含有量は1.5
wt%以下とする。
【0019】Niは低温靭性を改善する元素であり、過
剰に含有させてもそれ程効果の向上を期待できないと同
時に高価である。よって、Ni含有量は3.0wt%以
下とする。
【0020】Caは靭性を改善する元素であり、過剰の
含有は逆に靭性を損なう。よって、Ca含有量は0.0
050wt%以下とする。
【0021】次に、本発明に係る板厚中央部の靭性の優
れた厚肉高靭性高張力鋼板の製造方法について説明す
る。
【0022】圧延の前工程において加熱を行うのである
が、この加熱は鋳片を完全にオーステナイ化する必要が
あり、加熱温度がAc3未満の温度では完全なオーステ
ナイ化が達成できず、また、1000℃を越える高い加
熱温度ではオーステナイ粒が粗大化して、靭性の劣化を
招来するようになる。よつて、加熱温度はAc3以上、
1000℃以下とする。
【0023】上記の加熱温度に加熱された鋳片を熱間圧
延するに際して、特定の圧延温度域における圧下量を制
御する必要があり、厚肉鋼板の板厚中央部の靭性の向上
には、板厚中央部におけるオーステナイ再結晶温度域に
おける圧下およびオーステナイ未再結晶温度域における
圧下を行うことが重要である。
【0024】そして、板厚中央部の温度が850〜90
0℃は、オーステナイ再結晶温度域、および、Ar3
上、800℃以下の温度は未再結晶温度域に相当してお
り、そして、−60℃以下のシャルピー破面遷移温度を
保持するためには、板厚中央部の温度が850〜900
℃の温度域においては、圧下量を20%以上の粗圧延を
行う必要があり、また、Ar3以上、800℃以下の温
度域においては30%以上の圧下量としなければならな
い。
【0025】しかして、上記の場合において、それぞれ
の温度は差分法を用いて計算された板厚中央部の温度で
なければならず、これは、通常の制御圧延において管理
される鋼板表面温度は、厚肉鋼板の場合には、板厚中央
部の温度と相関がなく、オーステナイ再結晶、未再結晶
における圧下量を精度よく制御する指標にならないから
である。
【0026】さらに、板厚中央部の靭性を安定して得よ
うとするためには、圧延中の板厚中央部のオーステナイ
粒径の変化を推定し、鋼板毎の圧延終了後のオーステナ
イ平均粒径を適切な大きさに揃えることが有効であるこ
とに着目した。
【0027】従って、圧延パラメータD(図1に示すフ
ローチャートにより計算される。また、圧延パラメータ
Dはオーステナイ平均粒径に対応する。)を厚肉材の板
厚中央部の靭性の関係を調査した結果、図2に示すよう
に、圧延パラメータDと板厚中央部の靭性との間に相関
関係が成立しており、圧延パラメータDを10以下とす
ることによって、シャルピー破面遷移温度で−60℃以
下の板厚中央部の靭性を安定して得られることがわかつ
た。
【0028】即ち、厚肉鋼板の板厚中央部において、シ
ャルピー破面遷移温度が−60℃以下の靭性を得るため
には、各パス毎の板厚中央部の温度(この温度は差分法
により計算される。)、圧下量、さらに、パス間時間を
も制御して、圧延パラメータが10以下となるような圧
延条件とする必要がある。
【0029】また、仕上げ圧延後、500℃以下の温度
域まで1〜20℃/secの冷却速度で冷却するのは、
高強度を得るためであり、冷却停止温度が500℃を越
える高い温度では、強度上昇の効果を得ることができ
ず、そして、冷却速度が1℃/sec未満では強度上昇
効果が少なく、10℃/secを越える速い冷却速度で
は強度上昇が過大になり、靭性の劣化を招来する。よっ
て、冷却停止温度500℃以下、冷却速度1〜10℃/
secとする。
【0030】
【実 施 例】本発明に係る板厚中央部の靭性の優れた
厚肉高靭性高張力鋼板の製造方法の実施例を説明する。
【0031】
【実 施 例】表1に示す含有成分および成分割合の鋼を
通常の方法により、溶解、鋳造後に、表2に示す条件に
より所定の板厚の鋼板を製造した。そして、表3にこの
鋼板について、引張強さ、降伏強さ、板厚中央部のシャ
ルピー破面遷移おんどを調査した結果を示す。
【0032】表2、表3からNo.6は、加熱温度がA
3未満であり、850〜900℃の温度における圧下
率で圧延を行うことができなかったので、圧延パラメー
タDが10を越え、板厚中央部のシャルピー破面遷移温
度(vTrs)が、−60℃より高くなっている。
【0033】No.8は、850〜900℃、Ar3
上、800℃以下の温度における圧下率はそれぞれ確保
されているが、パス間時間が長くなつているため、圧延
パラメータDが10を越えており、No.5、No.9
は、850〜900℃、Ar3以上、800℃以下の温
度における圧下率の何れかが確保できなかったので、圧
延パラメータが10を越えており、両方共に板厚中央部
においてシャルピー破面遷移温度(vTrs)−60℃
以下であり、低温用鋼板として適した性能を有していな
い。
【0034】No.10〜No.12は、鋼の含有成分お
よび成分割合が本発明にかかる板厚中央部の靭性の優れ
た厚肉高靭性高張力鋼板の製造方法に使用されている鋼
の含有成分、成分割合から外れているので、加熱、圧延
条件が本発明に係る板厚中央部の靭性の優れた厚肉高靭
性高張力鋼板の製造方法の規定内であるが、何れも板厚
中央部の靭性が劣っている。
【0035】しかして、本発明に係る板厚中央部の靭性
の優れた厚肉高靭性高張力鋼板の製造方法では、No.
1〜No.4およびNo.7は、その何れもが板厚中央部
において、シャルピー破面遷移温度(vTrs)は−6
0℃以下と優れた低温靭性を有している。
【0036】
【表1】
【0037】
【表2】
【0038】
【表3】
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る板厚
中央部の靭性の優れた厚肉高靭性高張力鋼板の製造方法
は上記の構成であるから、板厚中央部において優れた低
温靭性を有する板厚が80mm以上の厚肉で高靭性高張
力鋼板を効率よく製造することができるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】圧延パラメータDを計算するためのフローチャ
ートを示す図である。
【図2】圧延パラメータDと板厚中央部のシャルピー破
面遷移温度(vTrs)との関係を示す図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】C 0.01〜0.10wt%、Si 0.
    10〜0.50wt%、 Mn 0.5〜2.0wt%、P 0.010wt%以
    下、 S 0.003wt%以下、Al 0.010〜0.10
    0wt% Nb 0.003〜0.030wt%、Ti 0.005
    〜0.020wt%、 N 0.0020〜0.0060wt%を含有し、残部F
    eおよび不可避不純物からなる鋼を、Ac3以上、10
    00℃以下の温度に加熱後、差分法を用いて計算される
    板厚中央部の温度{T(t/2)}が850〜900℃、
    圧下量20%以上の粗圧延を行い、その後、板厚中央部
    の温度{T(t/2)}がAr3以上、800℃以下の温
    度で、圧下量30%以上の仕上げ圧延を行い、直ちに、
    鋼板表面温度が500℃以下の温度域まで1〜10℃/
    secの冷却速度により冷却を行い、圧延パラメーター
    Dが10以下になるように圧延条件を制御することを特
    徴とする板厚中央部の靭性の優れた厚肉高靭性高張力鋼
    板の製造方法。
  2. 【請求項2】C 0.01〜0.10wt%、Si 0.
    10〜0.50wt%、 Mn 0.5〜2.0wt%、P 0.010wt%以
    下、 S 0.003wt%以下、Al 0.010〜0.10
    0wt% Nb 0.003〜0.030wt%、Ti 0.005
    〜0.020wt%、 N 0.0020〜0.0060wt% を含有し、さらに、 Cu 1.5wt%以下、Ni 3.0wt%以下、 Ca 0.0050wt%以下の中から選んだ1種また
    は2種以上を含有し、残部Feおよび不可避不純物から
    なる鋼を、Ac3以上、1000℃以下の温度に加熱
    後、差分法を用いて計算される板厚中央部の温度{T
    (t/2)}が850〜900℃、圧下量20%以上の粗
    圧延を行い、その後、板厚中央部の温度{T(t/2)}
    がAr3以上、800℃以下の温度で、圧下量30%以
    上の仕上げ圧延を行い、直ちに、鋼板表面温度が500
    ℃以下の温度域まで1〜10℃/secの冷却速度によ
    り冷却を行い、圧延パラメーターDが10以下になるよ
    うに圧延条件を制御することを特徴とする板厚中央部の
    靭性の優れた厚肉高靭性高張力鋼板の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5900076A (en) * 1994-09-20 1999-05-04 Kawasaki Steel Corporation Bainitic steel materials having a less scattering of properties and method of producing the same
JP2003129134A (ja) * 2001-10-18 2003-05-08 Nippon Steel Corp 低温靱性に優れた高強度鋼板の製造方法
US6753039B2 (en) 2001-08-03 2004-06-22 Elisha Holding Llc Electrolytic and electroless process for treating metallic surfaces and products formed thereby

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