JPH0535209B2 - - Google Patents
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- JPH0535209B2 JPH0535209B2 JP28149586A JP28149586A JPH0535209B2 JP H0535209 B2 JPH0535209 B2 JP H0535209B2 JP 28149586 A JP28149586 A JP 28149586A JP 28149586 A JP28149586 A JP 28149586A JP H0535209 B2 JPH0535209 B2 JP H0535209B2
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- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
[産業上の利用分野]
本発明は耐水素誘起割れ性に優れた高強度鋼板
に関し、さらに詳しくは、ラインパイプ、圧力容
器、タンク等に使用される引張強さ50〜80Kgf/
mm2の耐水素誘起割れ性に優れた鋼板に関する。 [従来技術] 近年、湿潤硫化水素雰囲気で使用される機器、
例えば、硫化水素を含む原油や天然ガスを輸送す
るラインパイプや石油精製装置等において、所
謂、水素誘起割れに起因する事故が少なくなく、
耐水素誘起割れ性に優れた鋼板が切望されてい
る。 この水素誘起割れは、鋼の腐蝕により発生した
水素が原子状態で鋼中に侵入、拡散し、介在物と
地鉄との界面で集積、分子化することにより生じ
る水素ガスの圧力によつて発生し、これが鋼中の
偏析部に生じるバンド状の硬化組織等に沿つて伝
播するといわれている。 従つて、耐水素誘起割れ性対策としては、現
状、 (1) 鋼中への水素の侵入、拡散の抑制。 (2) 介在物、特に、先端の切欠効果の大きいA系
介在物の低減と形態制御。 (3) 偏析の低減、硬化組織の生成抑制。 等の方法がとられている。 そして、(1)については、例えば、特開昭50−
097515号公報に記載されているように、Cuの添
加により防蝕被膜を形成させる方法があるが、PH
=3のような厳しい環境下においてはその効果が
なく、水素誘起割れの発生を抑えることができ
ず、(2)については、特開昭51−114318号公報に示
されている硫化物の形状、数を規制する方法、特
開昭55−128536号公報、特開昭54−031020号公報
等のCa、REMによりA系介在物を形態制御する
方法があるが、鋼板の強度水準が高くなり、環境
が厳しくなると、水素誘起割れの発生を完全に防
止することは困難であり、(3)については、特開昭
52−111815号公報に記載してあるようにP含有量
を0.006wt%以下と極端に下げる方法があるが、
コストの点で問題があり、また、特開昭57−
073162号公報に記載してあるように硬化組織部の
硬さHv≦350とする方法があるが、PHの低い厳し
い環境下で高強度の鋼の水素誘起割れの発生を皆
無とすることは困難である。 [発明が解決しようとする問題点] 本発明は上記に説明したような従来における耐
水素誘起割れに対する鋼板の種々の問題点に鑑
み、本発明者が鋭意研究を行なつた結果、従来法
を単独に或いは単に組み合わせて用いるだけで
は、PH=3という厳しい環境下において水素誘起
割れの発生を完全に抑えることは困難であり、ま
た、可能な場合には工業製品の生産性、製造コス
トの点で充分なものとはいえないのが実状であ
り、さらに、本発明者は水素誘起割れの問題を解
決すべく化学成分と介在物長さおよび偏析部硬さ
制御の組み合わせによる耐水素誘起割れ性に優れ
た鋼板を開発して出願中であるが、この研究を推
進した結果、鋼の組織を略均一なアシキユラーフ
エライト組織とすることにより、鋼の耐水素誘起
割れ性が一層改善されることを見出だし、即ち、
鋼組織をアシキユラーフエライト組織とし、偏析
部硬さと介在物長さの制御を組み合わせることに
より、PH=3という環境下においても水素誘起割
れの発生することのない、耐水素誘起割れ性に優
れた高強度鋼板を開発したのである。 [問題点を解決するための手段] 本発明に係る耐水素誘起割れ性に優れた高強度
鋼板は、 1 C0.01〜0.06wt%、Si0.02〜0.60wt%、 Mn1.30〜2.50wt%、P0.020wt%以下、 S0.010wt%以下、Nb0.010〜0.150wt%、 Al0.005〜0.060wt% を含有し、残部Feおよび不可避不純物からな
り、かつ、その組織が略均一なアシキユラーフ
エライト組織を有し、さらに、偏析部のビツカ
ース硬さと、硬さ測定部における面積10mm2中の
長さ10μ以上のA系介在物の総長さA(μ)、同
じくB系介在物の総長さB(μ)との関係が下
記の式を満足することを特徴とする耐水素誘起
割れ性に優れた高強度鋼板。 Hv≦300−4/10×(A+B/2) を第1の発明とし、 2 C0.01〜0.06wt%、Si0.02〜0.60wt%、 Mn1.30〜2.50wt%、P0.020wt%以下、 S0.010wt%以下、Nb0.010〜0.150wt%、 Al0.005〜0.060wt% を含有し、かつ、 V0.005〜0.150wt%、 Ti0.005〜0.150wt%、 Cu0.05〜0.50wt%、Cr0.05〜0.50wt%、 Mo0.05〜0.50wt%、Ni0.05〜1.00wt%、 B0.0003〜0.0030wt% のうちから選んだ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
り、かつ、その組織が略均一なアシキユラーフ
エライト組織を有し、さらに、偏析部のビツカ
ース硬さと、硬さ測定部における面積10mm2中の
長さ10μ以上のA系介在物の総長さA(μ)、同
じくB系介在物の総長さB(μ)との関係が下
記の式を満足することを特徴とする耐水素誘起
割れ性に優れた高強度鋼板。 Hv≦300−4/10×(A+B/2) を第2の発明とし、 3 C0.01〜0.06wt%、Si0.02〜0.60wt%、 Mn1.30〜2.50wt%、P0.020wt%以下、 S0.010wt%以下、Nb0.010〜0.150wt%、 Al0.005〜0.060wt% を含有し、かつ、 Ca0.0005〜0.0050wt%、 REM0.001〜0.030wt% のうちの1種または2種 を含有し、残部Feおよび不可避不純物からな
り、かつ、その組織が略均一なアシキユラーフ
エライト組織を有し、さらに、偏析部のビツカ
ース硬さと、硬さ測定部における面積10mm2中の
長さ10μ以上のA系介在物の総長さA(μ)、同
じくB系介在物の総長さB(μ)との関係が下
記の式を満足することを特徴とする耐水素誘起
割れ性に優れた高強度鋼板。 Hv≦300−4/10×(A+B/2) を第3の発明とし、 4 C0.01〜0.06wt%、Si0.02〜0.60wt%、 Mn1.30〜2.50wt%、P0.020wt%以下、 S0.010wt%以下、Nb0.010〜0.150wt%、 Al0.005〜0.060wt% を含有し、かつ、 V0.005〜0.150wt%、 Ti0.005〜0.150wt%、 Cu0.05〜0.50wt%、Cr0.05〜0.50wt%、 Mo0.05〜0.50wt%、Ni0.05〜1.00wt%、 B0.0003〜0.0030wt% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、さらに、 Ca0.0005〜0.0050wt%、 REM0.001〜0.030wt% の1種または2種 を含有し、残部Feおよび不可避不純物からな
り、かつ、その組織が略均一のアシキユラーフ
エライト組織を有し、さらに、偏析部のビツカ
ース硬さと、硬さ測定部における面積10mm2中の
長さ10μ以上のA系介在物の総長さA(μ)、同
じくB系介在物の総長さB(μ)との関係が下
記の式を満足することを特徴とする耐水素誘起
割れ性に優れた高強度鋼板。 Hv≦300−4/10×(A+B/2) を第4の発明とする4つの発明よりなるもので
ある。 本発明に係る耐水素誘起割れ性に優れた高強度
鋼板について以下詳細に説明する。 先ず、本発明に係る耐水素誘起割れ性に優れた
高強度鋼板の含有成分と成分割合および硬度と介
在物との関係について説明する。 Cは強度を確保するためには含有量は0.01wt%
以上を必要とし、また、0.06wt%を越えて含有さ
れると目的とするアシキユラーフエライト組織が
得られない。よつて、C含有量は0.01〜0.06wt%
とする。 Siは脱酸に必要な元素であり、そのためには含
有量は0.02wt%以上を必要とし、また、多量に含
有されると靱性を劣化させる。よつて、Si含有量
は0.02〜0.60wt%とする。 Mnは強度確保およびアシキユラーフエライト
組織を得るために必要な元素であり、含有量が
1.30wt%未満ではこの効果は少なく、また、
2.50wt%を越えて含有されると溶接性が損なわれ
る。よつて、Mn含有量は1.30〜2.50wt%とする。 Pは本来鋼の偏析部の硬さを上昇し、耐水素誘
起割れ性を劣化させるので好ましくないが、偏析
部の硬さと介在物長さとの関係が所定の条件を満
足する限りにおいては、特に、Pの規制は不要で
ある。しかし、溶接部の靱性の点からP含有量は
0.020wt%とする。 SはA系介在物を形成し、耐水素誘起割れ性を
害する元素であり好ましくなく、偏析部の硬さと
介在物長さの関係が所定の条件を満足する限りに
おいては、特に、Sを規制する必要はないが、靱
性の点からS含有量は0.010wt%以下とする。 Nbは強度確保およびアシキユラーフエライト
組織を得るために必要な元素であり、含有量が
0.010wt%未満ではこの効果に乏しく、また、
0.150wt%を越えて含有されると溶接部の靱性を
劣化させる。よつて、Nb含有量は0.010〜
0.150wt%とする。 Alは脱酸元素として含有量は0.005wt%以上必
要であり、多量の含有は靱性の劣化を招来するの
で上限を0.060wt%に規制する。よつて、Al含有
量は0.005〜0.060wt%とする。 V、Ti、Cu、Cr、Mo、Ni、Bは強度向上の
ために選択的に含有させるのである。 V、Tiは含有量が0.005wt%未満では強度向上
に効果が少なく、また、0.150wt%を越えて含有
されると溶接部の靱性を劣化させる。よつて、
V、Tiの含有量は0.005〜0.150wt%とする。 Cuは含有量が0.05wt%未満では強度向上に効
果が少なく、また、0.50wt%を越えて含有される
と熱間加工性を劣化させる。よつて、Cu含有量
は0.05〜0.50wt%とする。 Cr、Moは含有量が0.05wt%未満では強度向上
に効厚果が少なく、また、0.50wt%を越えて含有
されると溶接性を劣化させる。よつて、Cr、Mo
含有量は0.05〜0.50wt%とする。 Niは含有量が0.05wt%未満では強度上昇に効
果は少なく、また、1.00wt%を越えて含有される
と効果は飽和してしまい、かつ、経済性を損な
う。よつて、Ni含有量は0.05〜1.00wt%とする。 Bは強度を上昇させるためには0.0003wt%以上
の含有量が必要であり、また、0.0030wt%を越え
て含有されると靱性が劣化する。よつて、B含有
量は0.0003〜0.0030wt%とする。 Caは硫化物経介在物の球状化に効果のある元
素であり、含有量が0.0005wt%未満ではこの効果
は少なく、また、0.0050wt%を越えて含有される
と靱性を劣化させる。よつて、Ca含有量は0.0005
〜0.0050wt%とする。 REMはCaと同様に硫化物系介在物の球状化に
効果のある元素であり、含有量は0.001wt%以上
を必要とし、また、0.030wt%を越えて含有され
ると靱性を劣化させる。よつて、REM含有量は
0.001〜0.030wt%とする。 略均一なアシキユラーフエライト組織は、上記
したように、水素誘起割れは湿潤硫化水素雰囲気
中での鋼の腐蝕により発生した水素が鋼中に侵入
し、介在物と地鉄との界面で分子化することによ
り生じる水素ガスの圧力に地鉄が耐えきれない時
に発生するといわれている。通常、鋼板に存在す
る偏析部はこの割れ発生の抵抗力が小さく、水素
誘起割れが発生し易い。しかしながら、偏析部の
硬さ、介在物長さとの関係で決定される臨界値以
下に制御することにより水素誘起割れの発生を完
全に防止できることを見出だし、さらに、研究を
進めて鋼の組織を略均一なアシキユラーフエライ
ト組織とすることにより、偏析部の水素誘起割れ
防止の臨界硬さが大幅に増大することを見出だし
たのである。この理由はアシキユラーフエライト
組織の有する高靱性に関係しているものと考えら
れる。 次ぎに、偏析部の硬さと介在物長さの関係を説
明すると、アシキユラーフエライト鋼において
は、水素誘起割れの発生は、偏析部のビツカース
硬さと硬さ測定部における面積10mm2中の長さ10μ
以上のA系介在物の総長さA(μ)、同じくB系介
在物の総長さB(μ)により制限されるものであ
り、即ち、第1図に示すように、偏析部の硬さと
介在物長さの異なる鋼板を用い、PH3の条件で
96時間の水素誘起割れ試験を行なつた結果、偏析
部の硬さがHv>300であれば、長さ10μ以上のA
系およびB系介在物が無くても水素誘起割れは発
生する。また、偏析部の硬さがHv≦300の場合、
長さ10μ以上のA系およびB系介在物の総長さA
およびBと偏析部のビツカース硬さHvの関係が、 Hv≦300−4/10(A+B/2) を満足する場合、水素誘起割れは発生しないが、
この条件を満足しない場合には水素誘起割れが発
生するのである。 この場合、介在物として長さ10μ未満のものを
省いた理由は、このような小さい介在物は地鉄と
の界面の面積が小さく、また、介在物先端の尖鋭
度も小さく水素誘起割れに大きな影響を与えない
からである。また、B系介在物の総長さの係数を
A係介在物の総長さの係数の1/2としたのは、A
系介在物と同じ係数とした場合、偏析部硬さと介
在物長さの関係で水素誘起割れ発生の有無を良好
に整理できないのに対し、この係数を1/2とする
と第2図に示すように、この両者の関係によつて
水素誘起割れの発生を制御できるからである。
(第2図において、1は本発明に係る耐水素誘起
割れ性に優れた高強度鋼板のアシキユラーフエラ
イトの水素誘起割れ発生限界線、2は従来のフエ
ライトパーライトの水素誘起割れ発生限界線を示
す。)また、偏析部とは鋼板の中央部またはその
近傍に位置する凝固時の成分偏析部のことであ
る。 そして、水素誘起割れの発生が、偏析部の硬さ
とその位置における介在物の総長さによつて制限
される理由は未だ解明されていないが、介在物と
地鉄との界面の面積、界面先端の尖鋭度、水素ガ
スの圧力の大きさ、介在物の周囲の地鉄の水素脆
化の程度に関係しているものと考えられる。 [実施例] 本発明に係る耐水素誘起割れ性に優れた高強度
鋼板の実施例を説明する。 実施例 第1表に示す含有成分および成分割合の鋼を溶
製後、連続鋳造法または造塊法により鋳造した後
熱間圧延によつて供試鋼板を製造した。 各供試鋼板の偏析部の硬さをビツカース硬度計
(荷重100g)で測定すると共に、その部分におけ
る面積10mm2中の長さ10μ以上のA系介在文および
B系介在物の総長さを光学顕微鏡を用いて倍率
400倍で測定た。 この測定に用いた供試鋼板は、以下説明する水
素誘起割れ試験供試鋼板と同じ位置から採取し
た。 測定結果を第2表に示す。 耐水素誘起割れ性の評価は、NACE Standard
TM−02−84に準じて行なつた。ただし、試験に
用いた溶液は、H2Sで飽和した人工海水(所謂、
BP溶液、PH=5)と5%NaCl+0.5%酢酸水溶
液(所謂、NACE溶液、PH=3)の2種類であ
る。 各供試鋼板より採取した試験片を無負荷状態で
上記溶液に96時間浸漬した後、断面検鏡により水
素誘起割れの有無を判定した。 上記水素誘起割れ試験に供した試験片は、最も
偏析の大きいと考えられる位置から、第3図に示
すように採取した。試験片の形状および断面検鏡
位置を第4図に示す。試験片のサイズは、t×
20w×100lmmである。また、試験片の厚さは鋼板
の表離両面を各1mmずつ切削した。 各供試鋼板より各試験溶液当り3個の試験片を
採取し、何れの試験片においても水素誘起割れの
発生が認められない場合のみ、水素誘起割れの発
生無しと判定した。 試験結果を第2表に示す。 この第2表から明らかなように、本発明に係る
耐水素誘起割れ性に優れた鋼板においては、PH=
5のBP溶液においては勿論のこと、PH=3の
MACE溶液においても水素誘起割れは全く発生
していない。 また、本発明に係る耐水素誘起割れ性に優れた
鋼板の要件を満足していない鋼板においては何れ
も水素誘起割れが発生している。 なお、第1図aは本発明に係る耐水素誘起割れ
性に優れた高強度鋼板(第1表の鋼1)および第
1図bは比較鋼(第1表の鋼8)の金属組織を示
す顕微鏡写真を示す。
に関し、さらに詳しくは、ラインパイプ、圧力容
器、タンク等に使用される引張強さ50〜80Kgf/
mm2の耐水素誘起割れ性に優れた鋼板に関する。 [従来技術] 近年、湿潤硫化水素雰囲気で使用される機器、
例えば、硫化水素を含む原油や天然ガスを輸送す
るラインパイプや石油精製装置等において、所
謂、水素誘起割れに起因する事故が少なくなく、
耐水素誘起割れ性に優れた鋼板が切望されてい
る。 この水素誘起割れは、鋼の腐蝕により発生した
水素が原子状態で鋼中に侵入、拡散し、介在物と
地鉄との界面で集積、分子化することにより生じ
る水素ガスの圧力によつて発生し、これが鋼中の
偏析部に生じるバンド状の硬化組織等に沿つて伝
播するといわれている。 従つて、耐水素誘起割れ性対策としては、現
状、 (1) 鋼中への水素の侵入、拡散の抑制。 (2) 介在物、特に、先端の切欠効果の大きいA系
介在物の低減と形態制御。 (3) 偏析の低減、硬化組織の生成抑制。 等の方法がとられている。 そして、(1)については、例えば、特開昭50−
097515号公報に記載されているように、Cuの添
加により防蝕被膜を形成させる方法があるが、PH
=3のような厳しい環境下においてはその効果が
なく、水素誘起割れの発生を抑えることができ
ず、(2)については、特開昭51−114318号公報に示
されている硫化物の形状、数を規制する方法、特
開昭55−128536号公報、特開昭54−031020号公報
等のCa、REMによりA系介在物を形態制御する
方法があるが、鋼板の強度水準が高くなり、環境
が厳しくなると、水素誘起割れの発生を完全に防
止することは困難であり、(3)については、特開昭
52−111815号公報に記載してあるようにP含有量
を0.006wt%以下と極端に下げる方法があるが、
コストの点で問題があり、また、特開昭57−
073162号公報に記載してあるように硬化組織部の
硬さHv≦350とする方法があるが、PHの低い厳し
い環境下で高強度の鋼の水素誘起割れの発生を皆
無とすることは困難である。 [発明が解決しようとする問題点] 本発明は上記に説明したような従来における耐
水素誘起割れに対する鋼板の種々の問題点に鑑
み、本発明者が鋭意研究を行なつた結果、従来法
を単独に或いは単に組み合わせて用いるだけで
は、PH=3という厳しい環境下において水素誘起
割れの発生を完全に抑えることは困難であり、ま
た、可能な場合には工業製品の生産性、製造コス
トの点で充分なものとはいえないのが実状であ
り、さらに、本発明者は水素誘起割れの問題を解
決すべく化学成分と介在物長さおよび偏析部硬さ
制御の組み合わせによる耐水素誘起割れ性に優れ
た鋼板を開発して出願中であるが、この研究を推
進した結果、鋼の組織を略均一なアシキユラーフ
エライト組織とすることにより、鋼の耐水素誘起
割れ性が一層改善されることを見出だし、即ち、
鋼組織をアシキユラーフエライト組織とし、偏析
部硬さと介在物長さの制御を組み合わせることに
より、PH=3という環境下においても水素誘起割
れの発生することのない、耐水素誘起割れ性に優
れた高強度鋼板を開発したのである。 [問題点を解決するための手段] 本発明に係る耐水素誘起割れ性に優れた高強度
鋼板は、 1 C0.01〜0.06wt%、Si0.02〜0.60wt%、 Mn1.30〜2.50wt%、P0.020wt%以下、 S0.010wt%以下、Nb0.010〜0.150wt%、 Al0.005〜0.060wt% を含有し、残部Feおよび不可避不純物からな
り、かつ、その組織が略均一なアシキユラーフ
エライト組織を有し、さらに、偏析部のビツカ
ース硬さと、硬さ測定部における面積10mm2中の
長さ10μ以上のA系介在物の総長さA(μ)、同
じくB系介在物の総長さB(μ)との関係が下
記の式を満足することを特徴とする耐水素誘起
割れ性に優れた高強度鋼板。 Hv≦300−4/10×(A+B/2) を第1の発明とし、 2 C0.01〜0.06wt%、Si0.02〜0.60wt%、 Mn1.30〜2.50wt%、P0.020wt%以下、 S0.010wt%以下、Nb0.010〜0.150wt%、 Al0.005〜0.060wt% を含有し、かつ、 V0.005〜0.150wt%、 Ti0.005〜0.150wt%、 Cu0.05〜0.50wt%、Cr0.05〜0.50wt%、 Mo0.05〜0.50wt%、Ni0.05〜1.00wt%、 B0.0003〜0.0030wt% のうちから選んだ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
り、かつ、その組織が略均一なアシキユラーフ
エライト組織を有し、さらに、偏析部のビツカ
ース硬さと、硬さ測定部における面積10mm2中の
長さ10μ以上のA系介在物の総長さA(μ)、同
じくB系介在物の総長さB(μ)との関係が下
記の式を満足することを特徴とする耐水素誘起
割れ性に優れた高強度鋼板。 Hv≦300−4/10×(A+B/2) を第2の発明とし、 3 C0.01〜0.06wt%、Si0.02〜0.60wt%、 Mn1.30〜2.50wt%、P0.020wt%以下、 S0.010wt%以下、Nb0.010〜0.150wt%、 Al0.005〜0.060wt% を含有し、かつ、 Ca0.0005〜0.0050wt%、 REM0.001〜0.030wt% のうちの1種または2種 を含有し、残部Feおよび不可避不純物からな
り、かつ、その組織が略均一なアシキユラーフ
エライト組織を有し、さらに、偏析部のビツカ
ース硬さと、硬さ測定部における面積10mm2中の
長さ10μ以上のA系介在物の総長さA(μ)、同
じくB系介在物の総長さB(μ)との関係が下
記の式を満足することを特徴とする耐水素誘起
割れ性に優れた高強度鋼板。 Hv≦300−4/10×(A+B/2) を第3の発明とし、 4 C0.01〜0.06wt%、Si0.02〜0.60wt%、 Mn1.30〜2.50wt%、P0.020wt%以下、 S0.010wt%以下、Nb0.010〜0.150wt%、 Al0.005〜0.060wt% を含有し、かつ、 V0.005〜0.150wt%、 Ti0.005〜0.150wt%、 Cu0.05〜0.50wt%、Cr0.05〜0.50wt%、 Mo0.05〜0.50wt%、Ni0.05〜1.00wt%、 B0.0003〜0.0030wt% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、さらに、 Ca0.0005〜0.0050wt%、 REM0.001〜0.030wt% の1種または2種 を含有し、残部Feおよび不可避不純物からな
り、かつ、その組織が略均一のアシキユラーフ
エライト組織を有し、さらに、偏析部のビツカ
ース硬さと、硬さ測定部における面積10mm2中の
長さ10μ以上のA系介在物の総長さA(μ)、同
じくB系介在物の総長さB(μ)との関係が下
記の式を満足することを特徴とする耐水素誘起
割れ性に優れた高強度鋼板。 Hv≦300−4/10×(A+B/2) を第4の発明とする4つの発明よりなるもので
ある。 本発明に係る耐水素誘起割れ性に優れた高強度
鋼板について以下詳細に説明する。 先ず、本発明に係る耐水素誘起割れ性に優れた
高強度鋼板の含有成分と成分割合および硬度と介
在物との関係について説明する。 Cは強度を確保するためには含有量は0.01wt%
以上を必要とし、また、0.06wt%を越えて含有さ
れると目的とするアシキユラーフエライト組織が
得られない。よつて、C含有量は0.01〜0.06wt%
とする。 Siは脱酸に必要な元素であり、そのためには含
有量は0.02wt%以上を必要とし、また、多量に含
有されると靱性を劣化させる。よつて、Si含有量
は0.02〜0.60wt%とする。 Mnは強度確保およびアシキユラーフエライト
組織を得るために必要な元素であり、含有量が
1.30wt%未満ではこの効果は少なく、また、
2.50wt%を越えて含有されると溶接性が損なわれ
る。よつて、Mn含有量は1.30〜2.50wt%とする。 Pは本来鋼の偏析部の硬さを上昇し、耐水素誘
起割れ性を劣化させるので好ましくないが、偏析
部の硬さと介在物長さとの関係が所定の条件を満
足する限りにおいては、特に、Pの規制は不要で
ある。しかし、溶接部の靱性の点からP含有量は
0.020wt%とする。 SはA系介在物を形成し、耐水素誘起割れ性を
害する元素であり好ましくなく、偏析部の硬さと
介在物長さの関係が所定の条件を満足する限りに
おいては、特に、Sを規制する必要はないが、靱
性の点からS含有量は0.010wt%以下とする。 Nbは強度確保およびアシキユラーフエライト
組織を得るために必要な元素であり、含有量が
0.010wt%未満ではこの効果に乏しく、また、
0.150wt%を越えて含有されると溶接部の靱性を
劣化させる。よつて、Nb含有量は0.010〜
0.150wt%とする。 Alは脱酸元素として含有量は0.005wt%以上必
要であり、多量の含有は靱性の劣化を招来するの
で上限を0.060wt%に規制する。よつて、Al含有
量は0.005〜0.060wt%とする。 V、Ti、Cu、Cr、Mo、Ni、Bは強度向上の
ために選択的に含有させるのである。 V、Tiは含有量が0.005wt%未満では強度向上
に効果が少なく、また、0.150wt%を越えて含有
されると溶接部の靱性を劣化させる。よつて、
V、Tiの含有量は0.005〜0.150wt%とする。 Cuは含有量が0.05wt%未満では強度向上に効
果が少なく、また、0.50wt%を越えて含有される
と熱間加工性を劣化させる。よつて、Cu含有量
は0.05〜0.50wt%とする。 Cr、Moは含有量が0.05wt%未満では強度向上
に効厚果が少なく、また、0.50wt%を越えて含有
されると溶接性を劣化させる。よつて、Cr、Mo
含有量は0.05〜0.50wt%とする。 Niは含有量が0.05wt%未満では強度上昇に効
果は少なく、また、1.00wt%を越えて含有される
と効果は飽和してしまい、かつ、経済性を損な
う。よつて、Ni含有量は0.05〜1.00wt%とする。 Bは強度を上昇させるためには0.0003wt%以上
の含有量が必要であり、また、0.0030wt%を越え
て含有されると靱性が劣化する。よつて、B含有
量は0.0003〜0.0030wt%とする。 Caは硫化物経介在物の球状化に効果のある元
素であり、含有量が0.0005wt%未満ではこの効果
は少なく、また、0.0050wt%を越えて含有される
と靱性を劣化させる。よつて、Ca含有量は0.0005
〜0.0050wt%とする。 REMはCaと同様に硫化物系介在物の球状化に
効果のある元素であり、含有量は0.001wt%以上
を必要とし、また、0.030wt%を越えて含有され
ると靱性を劣化させる。よつて、REM含有量は
0.001〜0.030wt%とする。 略均一なアシキユラーフエライト組織は、上記
したように、水素誘起割れは湿潤硫化水素雰囲気
中での鋼の腐蝕により発生した水素が鋼中に侵入
し、介在物と地鉄との界面で分子化することによ
り生じる水素ガスの圧力に地鉄が耐えきれない時
に発生するといわれている。通常、鋼板に存在す
る偏析部はこの割れ発生の抵抗力が小さく、水素
誘起割れが発生し易い。しかしながら、偏析部の
硬さ、介在物長さとの関係で決定される臨界値以
下に制御することにより水素誘起割れの発生を完
全に防止できることを見出だし、さらに、研究を
進めて鋼の組織を略均一なアシキユラーフエライ
ト組織とすることにより、偏析部の水素誘起割れ
防止の臨界硬さが大幅に増大することを見出だし
たのである。この理由はアシキユラーフエライト
組織の有する高靱性に関係しているものと考えら
れる。 次ぎに、偏析部の硬さと介在物長さの関係を説
明すると、アシキユラーフエライト鋼において
は、水素誘起割れの発生は、偏析部のビツカース
硬さと硬さ測定部における面積10mm2中の長さ10μ
以上のA系介在物の総長さA(μ)、同じくB系介
在物の総長さB(μ)により制限されるものであ
り、即ち、第1図に示すように、偏析部の硬さと
介在物長さの異なる鋼板を用い、PH3の条件で
96時間の水素誘起割れ試験を行なつた結果、偏析
部の硬さがHv>300であれば、長さ10μ以上のA
系およびB系介在物が無くても水素誘起割れは発
生する。また、偏析部の硬さがHv≦300の場合、
長さ10μ以上のA系およびB系介在物の総長さA
およびBと偏析部のビツカース硬さHvの関係が、 Hv≦300−4/10(A+B/2) を満足する場合、水素誘起割れは発生しないが、
この条件を満足しない場合には水素誘起割れが発
生するのである。 この場合、介在物として長さ10μ未満のものを
省いた理由は、このような小さい介在物は地鉄と
の界面の面積が小さく、また、介在物先端の尖鋭
度も小さく水素誘起割れに大きな影響を与えない
からである。また、B系介在物の総長さの係数を
A係介在物の総長さの係数の1/2としたのは、A
系介在物と同じ係数とした場合、偏析部硬さと介
在物長さの関係で水素誘起割れ発生の有無を良好
に整理できないのに対し、この係数を1/2とする
と第2図に示すように、この両者の関係によつて
水素誘起割れの発生を制御できるからである。
(第2図において、1は本発明に係る耐水素誘起
割れ性に優れた高強度鋼板のアシキユラーフエラ
イトの水素誘起割れ発生限界線、2は従来のフエ
ライトパーライトの水素誘起割れ発生限界線を示
す。)また、偏析部とは鋼板の中央部またはその
近傍に位置する凝固時の成分偏析部のことであ
る。 そして、水素誘起割れの発生が、偏析部の硬さ
とその位置における介在物の総長さによつて制限
される理由は未だ解明されていないが、介在物と
地鉄との界面の面積、界面先端の尖鋭度、水素ガ
スの圧力の大きさ、介在物の周囲の地鉄の水素脆
化の程度に関係しているものと考えられる。 [実施例] 本発明に係る耐水素誘起割れ性に優れた高強度
鋼板の実施例を説明する。 実施例 第1表に示す含有成分および成分割合の鋼を溶
製後、連続鋳造法または造塊法により鋳造した後
熱間圧延によつて供試鋼板を製造した。 各供試鋼板の偏析部の硬さをビツカース硬度計
(荷重100g)で測定すると共に、その部分におけ
る面積10mm2中の長さ10μ以上のA系介在文および
B系介在物の総長さを光学顕微鏡を用いて倍率
400倍で測定た。 この測定に用いた供試鋼板は、以下説明する水
素誘起割れ試験供試鋼板と同じ位置から採取し
た。 測定結果を第2表に示す。 耐水素誘起割れ性の評価は、NACE Standard
TM−02−84に準じて行なつた。ただし、試験に
用いた溶液は、H2Sで飽和した人工海水(所謂、
BP溶液、PH=5)と5%NaCl+0.5%酢酸水溶
液(所謂、NACE溶液、PH=3)の2種類であ
る。 各供試鋼板より採取した試験片を無負荷状態で
上記溶液に96時間浸漬した後、断面検鏡により水
素誘起割れの有無を判定した。 上記水素誘起割れ試験に供した試験片は、最も
偏析の大きいと考えられる位置から、第3図に示
すように採取した。試験片の形状および断面検鏡
位置を第4図に示す。試験片のサイズは、t×
20w×100lmmである。また、試験片の厚さは鋼板
の表離両面を各1mmずつ切削した。 各供試鋼板より各試験溶液当り3個の試験片を
採取し、何れの試験片においても水素誘起割れの
発生が認められない場合のみ、水素誘起割れの発
生無しと判定した。 試験結果を第2表に示す。 この第2表から明らかなように、本発明に係る
耐水素誘起割れ性に優れた鋼板においては、PH=
5のBP溶液においては勿論のこと、PH=3の
MACE溶液においても水素誘起割れは全く発生
していない。 また、本発明に係る耐水素誘起割れ性に優れた
鋼板の要件を満足していない鋼板においては何れ
も水素誘起割れが発生している。 なお、第1図aは本発明に係る耐水素誘起割れ
性に優れた高強度鋼板(第1表の鋼1)および第
1図bは比較鋼(第1表の鋼8)の金属組織を示
す顕微鏡写真を示す。
【表】
【表】
○:水素誘起割れ無し。×:水素誘起割れ発生。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明に係る耐水素誘起
割れ性に優れた高強度鋼板は上貴の構成であるか
ら、PH3のような厳しい環境下においても水素
誘起割れは全く発生することがない優れた耐水素
誘起割れ性を有する効果がある。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明に係る耐水素誘起
割れ性に優れた高強度鋼板は上貴の構成であるか
ら、PH3のような厳しい環境下においても水素
誘起割れは全く発生することがない優れた耐水素
誘起割れ性を有する効果がある。
第1図aは本発明に係る耐水素誘起割れ性に優
れた高強度鋼板の金属組織を示す顕微鏡写真、第
1図bは比較鋼の金属組織を示す顕微鏡写真、第
2図は水素誘起割れ発生におよぼす鋼板偏析部の
硬さと介在物長さの関係を示す図、第3図は水素
誘起割れ試験片の採取位置を示す斜視図、第4図
は水素誘起割れ試験片の形状と断面検鏡位置を示
す斜視図である。
れた高強度鋼板の金属組織を示す顕微鏡写真、第
1図bは比較鋼の金属組織を示す顕微鏡写真、第
2図は水素誘起割れ発生におよぼす鋼板偏析部の
硬さと介在物長さの関係を示す図、第3図は水素
誘起割れ試験片の採取位置を示す斜視図、第4図
は水素誘起割れ試験片の形状と断面検鏡位置を示
す斜視図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 C0.01〜0.06wt%、Si0.02〜0.60wt%、 Mn1.30〜2.50wt%、P0.020wt%以下、 S0.010wt%以下、Nb0.010〜0.150wt%、 Al0.005〜0.060wt% を含有し、残部Feおよび不可避不純物からなり、
かつ、その組織が略均一なアシキユラーフエライ
ト組織を有し、さらに、偏析部のビツカース硬さ
と、硬さ測定部における面積10mm2中の長さ10μ以
上のA系介在物の総長さA(μ)、同じくB系介在
物の総長さB(μ)との関係が下記の式を満足す
ることを特徴とする耐水素誘起割れ性に優れた高
強度鋼板。 Hv≦300−4/10×(A+B/2) 2 C0.01〜0.06wt%、Si0.02〜0.60wt%、 Mn1.30〜2.50wt%、P0.020wt%以下、 S0.010wt%以下、Nb0.010〜0.150wt%、 Al0.005〜0.060wt% を含有し、かつ、 V0.005〜0.150wt%、 Ti0.005〜0.150wt%、 Cu0.05〜0.50wt%、Cr0.05〜0.50wt%、 Mo0.05〜0.50wt%、Ni0.05〜1.00wt%、 B0.0003〜0.0030wt% のうちから選んだ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り、
かつ、その組織が略均一なアシキユラーフエライ
ト組織を有し、さらに、偏析部のビツカース硬さ
と、硬さ測定部における面積10mm2中の長さ10μ以
上のA系介在物の総長さA(μ)、同じくB系介在
物の総長さB(μ)との関係が下記の式を満足す
ることを特徴とする耐水素誘起割れ性に優れた高
強度鋼板。 Hv≦300−4/10×(A+B/2) 3 C0.01〜0.06wt%、Si0.02〜0.60wt%、 Mn1.30〜2.50wt%、P0.020wt%以下、 S0.010wt%以下、Nb0.010〜0.150wt%、 Al0.005〜0.060wt% を含有し、かつ、 Ca0.0005〜0.0050wt%、 REM0.001〜0.030wt% のうちの1種または2種 を含有し、残部Feおよび不可避不純物からなり、
かつ、その組織が略均一なアシキユラーフエライ
ト組織を有し、さらに、偏析部のビツカース硬さ
と、硬さ測定部における面積10mm2中の長さ10μ以
上のA系介在物の総長さA(μ)、同じくB系介在
物の総長さB(μ)との関係が下記の式を満足す
ることを特徴とする耐水素誘起割れ性に優れた高
強度鋼板。 Hv≦300−4/10×(A+B/2) 4 C0.01〜0.06wt%、Si0.02〜0.60wt%、 Mn1.30〜2.50wt%、P0.020wt%以下、 S0.010wt%以下、Nb0.010〜0.150wt%、 Al0.005〜0.060wt% を含有し、かつ、 V0.005〜0.150wt%、 Ti0.005〜0.150wt%、 Cu0.05〜0.50wt%、Cr0.05〜0.50wt%、 Mo0.05〜0.50wt%、Ni0.05〜1.00wt%、 B0.0003〜0.0030wt% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、さらに、 Ca0.0005〜0.0050wt%、 REM0.001〜0.030wt% の1種または2種 を含有し、残部Feおよび不可避不純物からなり、
かつ、その組織が略均一のアシキユラーフエライ
ト組織を有し、さらに、偏析部のビツカース硬さ
と、硬さ測定部における面積10mm2中の長さ10μ以
上のA系介在物の総長さA(μ)、同じくB系介在
物の総長さB(μ)との関係が下記の式を満足す
ることを特徴とする耐水素誘起割れ性に優れた高
強度鋼板。 Hv≦300−4/10×(A+B/2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28149586A JPS63134647A (ja) | 1986-11-26 | 1986-11-26 | 耐水素誘起割れ性に優れた高強度鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28149586A JPS63134647A (ja) | 1986-11-26 | 1986-11-26 | 耐水素誘起割れ性に優れた高強度鋼板 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63134647A JPS63134647A (ja) | 1988-06-07 |
JPH0535209B2 true JPH0535209B2 (ja) | 1993-05-26 |
Family
ID=17639980
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28149586A Granted JPS63134647A (ja) | 1986-11-26 | 1986-11-26 | 耐水素誘起割れ性に優れた高強度鋼板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63134647A (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06271976A (ja) * | 1993-03-16 | 1994-09-27 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐硫化物割れ性に優れた鋼材並びに鋼管 |
KR100957938B1 (ko) | 2002-12-28 | 2010-05-13 | 주식회사 포스코 | 내수소유기균열성 및 내유화물응력균열성이 우수한 강재및 그 제조방법 |
JP4725437B2 (ja) * | 2006-06-30 | 2011-07-13 | 住友金属工業株式会社 | 厚鋼板用連続鋳造鋳片及びその製造方法並びに厚鋼板 |
-
1986
- 1986-11-26 JP JP28149586A patent/JPS63134647A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63134647A (ja) | 1988-06-07 |
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