JPH06271985A - 耐疲労伝播特性の優れた鋼板およびその製造方法 - Google Patents
耐疲労伝播特性の優れた鋼板およびその製造方法Info
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- JPH06271985A JPH06271985A JP6223293A JP6223293A JPH06271985A JP H06271985 A JPH06271985 A JP H06271985A JP 6223293 A JP6223293 A JP 6223293A JP 6223293 A JP6223293 A JP 6223293A JP H06271985 A JPH06271985 A JP H06271985A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、構造物に発生する変動荷重により
生じる疲労亀裂による破壊が発生し得る、船舶、橋梁、
海洋構造物等の大型構造物に使用する厚鋼板に適した、
耐疲労亀裂伝播特性の優れた鋼板およびその製造方法を
提供するものである。 【構成】 特定の形状の島状マルテンサイトを有する鋼
板は疲労亀裂の伝播速度が遅く、前記鋼板は、特定の成
分を含有する連続鋳造スラブまたは造塊スラブの仕上圧
延に際し、Ａｒ3 点＋１０℃〜Ａｒ3 点−５０℃で圧延
を終了し、Ａｒ3点−５０℃以下の温度から水冷し６０
０℃以下の温度で水冷を停止した後に空冷することによ
り製造できる。 【効果】 本発明の鋼板を疲労亀裂の発生する可能性の
ある構造物に使用することによって、疲労亀裂の進展を
遅らせることができ、疲労設計条件の緩和、定期点検の
期間の延長、構造物の破壊の回避等の効果が期待でき
る。
生じる疲労亀裂による破壊が発生し得る、船舶、橋梁、
海洋構造物等の大型構造物に使用する厚鋼板に適した、
耐疲労亀裂伝播特性の優れた鋼板およびその製造方法を
提供するものである。 【構成】 特定の形状の島状マルテンサイトを有する鋼
板は疲労亀裂の伝播速度が遅く、前記鋼板は、特定の成
分を含有する連続鋳造スラブまたは造塊スラブの仕上圧
延に際し、Ａｒ3 点＋１０℃〜Ａｒ3 点−５０℃で圧延
を終了し、Ａｒ3点−５０℃以下の温度から水冷し６０
０℃以下の温度で水冷を停止した後に空冷することによ
り製造できる。 【効果】 本発明の鋼板を疲労亀裂の発生する可能性の
ある構造物に使用することによって、疲労亀裂の進展を
遅らせることができ、疲労設計条件の緩和、定期点検の
期間の延長、構造物の破壊の回避等の効果が期待でき
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、構造物に発生する変動
荷重により生じる疲労亀裂による破壊が発生し得る、船
舶、橋梁、海洋構造物等の大型構造物に使用する厚鋼板
に適した、耐疲労亀裂伝播特性の優れた鋼板およびその
製造方法に関するものである。
荷重により生じる疲労亀裂による破壊が発生し得る、船
舶、橋梁、海洋構造物等の大型構造物に使用する厚鋼板
に適した、耐疲労亀裂伝播特性の優れた鋼板およびその
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鋼板に連続的に変動荷重が与えられる
と、疲労亀裂が発生する場合がある。特に溶接部では、
溶接金属と鋼板との不連続部が存在するため応力が集中
しやすく、疲労亀裂の発生起点となりやすい。また通
常、発生した疲労亀裂は伝播を続け、最悪の場合には構
造物自体の破壊に結びつく。構造物が船舶、橋梁、海洋
構造物等であれば破壊した場合の社会的影響は大きく、
多くの場合は人命の危険を伴うことが予測される。
と、疲労亀裂が発生する場合がある。特に溶接部では、
溶接金属と鋼板との不連続部が存在するため応力が集中
しやすく、疲労亀裂の発生起点となりやすい。また通
常、発生した疲労亀裂は伝播を続け、最悪の場合には構
造物自体の破壊に結びつく。構造物が船舶、橋梁、海洋
構造物等であれば破壊した場合の社会的影響は大きく、
多くの場合は人命の危険を伴うことが予測される。
【０００３】これらの構造物では、溶接部で疲労破壊が
発生しにくいように、構造的に応力集中が起こらないよ
うな設計を行ったり、溶接金属と鋼板との境界で特に入
念に形状のきれいな溶接を行って、応力集中を避けてい
るのが現状である。従ってこれらの方法では、設計に大
きな制約がつくため効率的な設計ができず、また溶接の
仕上げに時間がかかり、非効率的であると同時に高コス
ト化の原因となっている。
発生しにくいように、構造的に応力集中が起こらないよ
うな設計を行ったり、溶接金属と鋼板との境界で特に入
念に形状のきれいな溶接を行って、応力集中を避けてい
るのが現状である。従ってこれらの方法では、設計に大
きな制約がつくため効率的な設計ができず、また溶接の
仕上げに時間がかかり、非効率的であると同時に高コス
ト化の原因となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】船舶、橋梁、海洋構造
物等では、通常、板厚６mm以上の厚鋼板が用いられ、溶
融溶接により接合され組み立てられる。前記のように、
溶接部では応力集中が起こりやすいため疲労亀裂の発生
を避けることは非常に難しい。しかし疲労亀裂が発生し
ても、鋼板の疲労伝播速度が遅ければ、構造物の破壊を
引き起こす前に定期点検等で亀裂を発見し、補修するこ
とが可能となる。従って、鋼板に耐疲労伝播抑制特性を
持たすことができれば、上記の課題を解決することがで
きる。
物等では、通常、板厚６mm以上の厚鋼板が用いられ、溶
融溶接により接合され組み立てられる。前記のように、
溶接部では応力集中が起こりやすいため疲労亀裂の発生
を避けることは非常に難しい。しかし疲労亀裂が発生し
ても、鋼板の疲労伝播速度が遅ければ、構造物の破壊を
引き起こす前に定期点検等で亀裂を発見し、補修するこ
とが可能となる。従って、鋼板に耐疲労伝播抑制特性を
持たすことができれば、上記の課題を解決することがで
きる。
【０００５】鋼板の耐疲労亀裂伝播特性を向上させるこ
とに注目した方法として、特開平３−２９１３５５号公
報に開示された方法がある。特開平３−２９１３５５号
公報では、板厚方向に単調かつ連続的な強度勾配をつけ
ることを提案している。そこで本発明の課題は、特開平
３−２９１３５５号公報と異なった方法で、鋼板自体に
耐疲労伝播抑制特性を持たすことにある。
とに注目した方法として、特開平３−２９１３５５号公
報に開示された方法がある。特開平３−２９１３５５号
公報では、板厚方向に単調かつ連続的な強度勾配をつけ
ることを提案している。そこで本発明の課題は、特開平
３−２９１３５５号公報と異なった方法で、鋼板自体に
耐疲労伝播抑制特性を持たすことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するために種々の検討を行った。その結果、組織
がフェライト、パーライト、ベイナイトの１種または２
種以上で主に構成され、さらに平均存在間隔２０μｍ以
下でかつ平均偏平比５以上の形状をした島状マルテンサ
イトが、体積率で０．５〜５％の割合で存在する鋼板
は、疲労の伝播速度が遅いことを知見した。
を解決するために種々の検討を行った。その結果、組織
がフェライト、パーライト、ベイナイトの１種または２
種以上で主に構成され、さらに平均存在間隔２０μｍ以
下でかつ平均偏平比５以上の形状をした島状マルテンサ
イトが、体積率で０．５〜５％の割合で存在する鋼板
は、疲労の伝播速度が遅いことを知見した。
【０００７】本発明の要旨は前記の鋼板を製造するため
には、重量％で、Ｃ：０．０３〜０．２０％、Ｓｉ：≦
０．５０％、Ｍｎ：０．４〜１．６％、Ｐ：≦０．０２
０％、Ｓ：≦０．０１０％、Ａｌ：≦０．１０％、Ｎ：
≦０．００６％を含有し、残部は鉄または不可避的不純
物からなる鋼を連続鋳造または造塊によりスラブとし、
直送圧延または再加熱後圧延を行い、仕上圧延において
Ａｒ3 点＋１０℃〜Ａｒ3 点−５０℃の範囲で圧延を終
了し、その後Ａｒ3 点−５０℃以下の温度から水冷を開
始し、６００℃以下の温度で水冷を停止した後空冷す
る。
には、重量％で、Ｃ：０．０３〜０．２０％、Ｓｉ：≦
０．５０％、Ｍｎ：０．４〜１．６％、Ｐ：≦０．０２
０％、Ｓ：≦０．０１０％、Ａｌ：≦０．１０％、Ｎ：
≦０．００６％を含有し、残部は鉄または不可避的不純
物からなる鋼を連続鋳造または造塊によりスラブとし、
直送圧延または再加熱後圧延を行い、仕上圧延において
Ａｒ3 点＋１０℃〜Ａｒ3 点−５０℃の範囲で圧延を終
了し、その後Ａｒ3 点−５０℃以下の温度から水冷を開
始し、６００℃以下の温度で水冷を停止した後空冷す
る。
【０００８】さらに本発明は重量％で、Ｃ：０．０３〜
０．２０％、Ｓｉ：≦０．５０％、Ｍｎ：０．５〜１．
６％、Ｐ：≦０．０２０％、Ｓ：≦０．０１０％、Ａ
ｌ：≦０．１０％、Ｎ：≦０．００６％を含有し、かつ
Ｃｕ：≦１．０％、Ｎｉ：≦１．５％、Ｎｂ：≦０．１
％、Ｖ：≦０．１％、Ｃｒ：≦１．０％、Ｔｉ：０．０
０５〜０．０２％、Ｂ：０．０００５〜０．００２０％
のうち１種または２種以上を含有し、残部は鉄または不
可避的不純物からなる鋼を連続鋳造または造塊によりス
ラブとし、直送圧延または再加熱後圧延を行い、仕上圧
延においてＡｒ3点＋１０℃〜Ａｒ3 点−５０℃の範囲
で圧延を終了し、その後Ａｒ3 点−５０℃以下の温度か
ら水冷を開始し、６００℃以下の温度で水冷を停止した
後空冷することを要旨とする。
０．２０％、Ｓｉ：≦０．５０％、Ｍｎ：０．５〜１．
６％、Ｐ：≦０．０２０％、Ｓ：≦０．０１０％、Ａ
ｌ：≦０．１０％、Ｎ：≦０．００６％を含有し、かつ
Ｃｕ：≦１．０％、Ｎｉ：≦１．５％、Ｎｂ：≦０．１
％、Ｖ：≦０．１％、Ｃｒ：≦１．０％、Ｔｉ：０．０
０５〜０．０２％、Ｂ：０．０００５〜０．００２０％
のうち１種または２種以上を含有し、残部は鉄または不
可避的不純物からなる鋼を連続鋳造または造塊によりス
ラブとし、直送圧延または再加熱後圧延を行い、仕上圧
延においてＡｒ3点＋１０℃〜Ａｒ3 点−５０℃の範囲
で圧延を終了し、その後Ａｒ3 点−５０℃以下の温度か
ら水冷を開始し、６００℃以下の温度で水冷を停止した
後空冷することを要旨とする。
【０００９】ここで以下に、各成分の限定理由を述べ
る。各成分の限定理由は、一般的な構造用鋼における成
分の限定理由と同様である。Ｃは、強度の増加および島
状マルテンサイトの生成に必要であるが、少なすぎると
効果がなく、多すぎると溶接性の低下や母材および溶接
部の靭性低下を起こすため、下限を０．０３％とし上限
を０．２０％とした。
る。各成分の限定理由は、一般的な構造用鋼における成
分の限定理由と同様である。Ｃは、強度の増加および島
状マルテンサイトの生成に必要であるが、少なすぎると
効果がなく、多すぎると溶接性の低下や母材および溶接
部の靭性低下を起こすため、下限を０．０３％とし上限
を０．２０％とした。
【００１０】Ｓｉは、溶鋼の脱酸に有効であるが、多す
ぎると溶接性の低下や母材および溶接部の靭性低下を起
こすため、０．５％を上限とした。ＭｎもＣと同様に強
度の増加および島状マルテンサイトの生成に必要である
が、少なすぎると効果がなく、多すぎると溶接性の低下
や母材および溶接部の靭性低下を起こすため、下限を
０．４％、上限を１．６％とした。Ｐは母材特性の向上
のためには低い方が望ましいが、Ｐを下げることにより
コストの増加を引き起こす。そこで経済性の点から上限
を０．０２％とした。Ｓは、Ｐと同様に母材特性の向上
のためには低い方が望ましいが、Ｓを下げることにより
コストの増加を引き起こす。そこで経済性の点から上限
を０．０１％とした。
ぎると溶接性の低下や母材および溶接部の靭性低下を起
こすため、０．５％を上限とした。ＭｎもＣと同様に強
度の増加および島状マルテンサイトの生成に必要である
が、少なすぎると効果がなく、多すぎると溶接性の低下
や母材および溶接部の靭性低下を起こすため、下限を
０．４％、上限を１．６％とした。Ｐは母材特性の向上
のためには低い方が望ましいが、Ｐを下げることにより
コストの増加を引き起こす。そこで経済性の点から上限
を０．０２％とした。Ｓは、Ｐと同様に母材特性の向上
のためには低い方が望ましいが、Ｓを下げることにより
コストの増加を引き起こす。そこで経済性の点から上限
を０．０１％とした。
【００１１】Ａｌは、脱酸のために必須であるが、多す
ぎると介在物が増加し、鋼板の超音波探傷での欠陥とし
て検出されたり、母材の靭性低下を引き起こすため、上
限を０．１％とした。Ｎは、固溶量が多くなると溶接熱
影響部の靭性を著しく低下させることから、上限を０．
００６％とした。Ｃｕは、母材の靭性を損なわずに強度
を増加させることができるが、多すぎると溶接部の靭性
を低下させるため、１．０％を上限とした。
ぎると介在物が増加し、鋼板の超音波探傷での欠陥とし
て検出されたり、母材の靭性低下を引き起こすため、上
限を０．１％とした。Ｎは、固溶量が多くなると溶接熱
影響部の靭性を著しく低下させることから、上限を０．
００６％とした。Ｃｕは、母材の靭性を損なわずに強度
を増加させることができるが、多すぎると溶接部の靭性
を低下させるため、１．０％を上限とした。
【００１２】Ｎｉは、母材の靭性を損なわずに強度を増
加させることができるが、多すぎると溶接部の靭性を低
下させるため、１．０％を上限とした。
加させることができるが、多すぎると溶接部の靭性を低
下させるため、１．０％を上限とした。
【００１３】Ｎｂは、母材の靭性を向上させると同時に
強度を増加させることができるが、多すぎると溶接部の
靭性を低下させるため、０．１％を上限とした。Ｖは、
母材の靭性を損なわずに強度を増加させることができる
が、多すぎると溶接部の靭性を低下させるため、０．１
％を上限とする。Ｃｒは、母材の靭性を損なわずに強度
を増加させることができるが、多すぎると母材および溶
接部の靭性を低下させるため、１．０％を上限とした。
強度を増加させることができるが、多すぎると溶接部の
靭性を低下させるため、０．１％を上限とした。Ｖは、
母材の靭性を損なわずに強度を増加させることができる
が、多すぎると溶接部の靭性を低下させるため、０．１
％を上限とする。Ｃｒは、母材の靭性を損なわずに強度
を増加させることができるが、多すぎると母材および溶
接部の靭性を低下させるため、１．０％を上限とした。
【００１４】Ｔｉは、鋼中でＴｉＮを生成することによ
り再加熱圧延時の加熱時や溶接熱影響部でのオーステナ
イト粒の成長を抑制することにより靭性を向上させるこ
とができる。しかし添加量が少なすぎるとその効果がな
く、多すぎるとＴｉＣの生成により母材および溶接熱影
響部の靭性が著しく低下するため、下限を０．００５
％、上限を０．０２％とした。Ｂは、固溶Ｂとして母材
強度の増加、ＢＮやＦｅ23ＣＢ6 の析出により溶接熱影
響部での組織微細化のために添加する。少なすぎるとそ
の効果がなく、多すぎると溶接性の低下および靭性の低
下を招くため、下限を０．０００５％、上限を０．００
２０％とした。
り再加熱圧延時の加熱時や溶接熱影響部でのオーステナ
イト粒の成長を抑制することにより靭性を向上させるこ
とができる。しかし添加量が少なすぎるとその効果がな
く、多すぎるとＴｉＣの生成により母材および溶接熱影
響部の靭性が著しく低下するため、下限を０．００５
％、上限を０．０２％とした。Ｂは、固溶Ｂとして母材
強度の増加、ＢＮやＦｅ23ＣＢ6 の析出により溶接熱影
響部での組織微細化のために添加する。少なすぎるとそ
の効果がなく、多すぎると溶接性の低下および靭性の低
下を招くため、下限を０．０００５％、上限を０．００
２０％とした。
【００１５】上記の成分を有するスラブを直送圧延また
は再加熱圧延するにあたり、仕上圧延においてＡｒ3 点
＋１０℃〜Ａｒ3 点−５０℃の範囲で圧延を終了し、そ
の後Ａｒ3 点−５０℃以下の温度から鋼板の表裏面同時
に水冷を開始し、６００℃以下の温度で水冷を停止した
後空冷することによって、組織がフェライト、パーライ
ト、ベイナイトの１種または２種以上で主に構成され、
さらに平均存在間隔２０μｍ以下でかつ平均偏平比５以
上の形状をした島状マルテンサイトが、体積率５％以下
の割合で存在する鋼板を製造することができ、疲労亀裂
の進展速度を低下できる。しかし島状マルテンサイト
は、多量に存在すると、シャルピー試験値等の靭性を著
しく低下させるため上限の体積率を５％とし、少なすぎ
ると効果がないことから下限の体積率を０．５％とし
た。
は再加熱圧延するにあたり、仕上圧延においてＡｒ3 点
＋１０℃〜Ａｒ3 点−５０℃の範囲で圧延を終了し、そ
の後Ａｒ3 点−５０℃以下の温度から鋼板の表裏面同時
に水冷を開始し、６００℃以下の温度で水冷を停止した
後空冷することによって、組織がフェライト、パーライ
ト、ベイナイトの１種または２種以上で主に構成され、
さらに平均存在間隔２０μｍ以下でかつ平均偏平比５以
上の形状をした島状マルテンサイトが、体積率５％以下
の割合で存在する鋼板を製造することができ、疲労亀裂
の進展速度を低下できる。しかし島状マルテンサイト
は、多量に存在すると、シャルピー試験値等の靭性を著
しく低下させるため上限の体積率を５％とし、少なすぎ
ると効果がないことから下限の体積率を０．５％とし
た。
【００１６】
【作用】本発明者らは、下記の成分のスラブから製造し
た数種類の鋼板の疲労伝播速度を調査し、図３に示すよ
うな結果を得、以下のことを見出した。 仕上温度が低いほど、疲労亀裂の伝播速度が遅いこ
と。 圧延後空冷した鋼板と水冷した鋼板では、水冷した鋼
板の方が疲労亀裂の伝播速度が遅いこと。
た数種類の鋼板の疲労伝播速度を調査し、図３に示すよ
うな結果を得、以下のことを見出した。 仕上温度が低いほど、疲労亀裂の伝播速度が遅いこ
と。 圧延後空冷した鋼板と水冷した鋼板では、水冷した鋼
板の方が疲労亀裂の伝播速度が遅いこと。
【００１７】
【表１】
【００１８】これらの鋼板の疲労亀裂の伝播部の組織を
調査した結果、仕上圧延終了温度が低くしかも圧延後に
水冷を行った鋼板では、鋼板中に島状マルテンサイトが
生成し、しかも島状マルテンサイトの生成部で疲労亀裂
の分岐が見られることを発見した。疲労亀裂が分岐する
と亀裂先端での応力が低下することが予測され、この応
力低下により疲労亀裂の伝播速度が低下したと思われ
る。
調査した結果、仕上圧延終了温度が低くしかも圧延後に
水冷を行った鋼板では、鋼板中に島状マルテンサイトが
生成し、しかも島状マルテンサイトの生成部で疲労亀裂
の分岐が見られることを発見した。疲労亀裂が分岐する
と亀裂先端での応力が低下することが予測され、この応
力低下により疲労亀裂の伝播速度が低下したと思われ
る。
【００１９】ここでの水冷は、鋼板の表面および裏面に
おいて同時に行っているため、鋼板の強度（硬さ）は、
図４に示すように、特開平３−２９１３５５号公報に開
示されているような板厚方向に単調かつ連続的な強度勾
配を持つものではない。
おいて同時に行っているため、鋼板の強度（硬さ）は、
図４に示すように、特開平３−２９１３５５号公報に開
示されているような板厚方向に単調かつ連続的な強度勾
配を持つものではない。
【００２０】そこでさらに組織を詳細に調査した結果、
フェライト、パーライトまたはベイナイトを主とする組
織中に、島状マルテンサイトが層状に分散し、しかもそ
の平均存在間隔が２０μｍである場合に、上記の疲労亀
裂伝播速度の遅延が起こることを見出した。さらに疲労
亀裂が分岐するためには、島状マルテンサイトの形状
が、鋼板表面に平行に伸延した形状で、偏平比（長軸の
長さ／短軸の長さ）の平均値で５以上である方が良いこ
とを見出した。
フェライト、パーライトまたはベイナイトを主とする組
織中に、島状マルテンサイトが層状に分散し、しかもそ
の平均存在間隔が２０μｍである場合に、上記の疲労亀
裂伝播速度の遅延が起こることを見出した。さらに疲労
亀裂が分岐するためには、島状マルテンサイトの形状
が、鋼板表面に平行に伸延した形状で、偏平比（長軸の
長さ／短軸の長さ）の平均値で５以上である方が良いこ
とを見出した。
【００２１】さらに上記の組織を得るための製造条件を
検討した結果、成分は通常の構造用鋼と同等で良く、圧
延および圧延後の冷却条件として、圧延終了温度をＡ
ｒ3点＋１０℃〜Ａｒ3 点−５０℃とすることによりオ
ーステナイト粒を偏平させ、フェライト変態の進行し
たＡｒ3 点−５０℃以下の温度から水冷を開始すること
によりオーステナイト中に成分を濃縮させ、水冷する
ことにより冷却速度を増加し成分の濃縮したオーステナ
イトを島状マルテンサイトに変態させ、かつ６００℃
以下の温度で水冷を停止した後に空冷することにより変
態後の島状マルテンサイトを残存させることが必要であ
ることを見出した。
検討した結果、成分は通常の構造用鋼と同等で良く、圧
延および圧延後の冷却条件として、圧延終了温度をＡ
ｒ3点＋１０℃〜Ａｒ3 点−５０℃とすることによりオ
ーステナイト粒を偏平させ、フェライト変態の進行し
たＡｒ3 点−５０℃以下の温度から水冷を開始すること
によりオーステナイト中に成分を濃縮させ、水冷する
ことにより冷却速度を増加し成分の濃縮したオーステナ
イトを島状マルテンサイトに変態させ、かつ６００℃
以下の温度で水冷を停止した後に空冷することにより変
態後の島状マルテンサイトを残存させることが必要であ
ることを見出した。
【００２２】
【実施例】表２および表３に、本発明での実施例を示
す。本圧延条件を決定するために、Ａｒ3 点を求めるこ
とが必要であるが、下式を用いて計算により求めた。 Ａｒ3 ＝１１０８−７７７×Ｃ−２００×Ｍｎ−２３×
Ｃｕ−３８×Ｎｉ
す。本圧延条件を決定するために、Ａｒ3 点を求めるこ
とが必要であるが、下式を用いて計算により求めた。 Ａｒ3 ＝１１０８−７７７×Ｃ−２００×Ｍｎ−２３×
Ｃｕ−３８×Ｎｉ
【００２３】疲労伝播速度は、図１に示す形状の試験片
に、図２で示す３点曲げの方法で応力を付加し、一定の
応力振幅付加回数ごとに応力振幅を小さくすることでビ
ーチマークを入れ、ビーチマーク間の疲労亀裂の進展長
さを応力振幅付加回数で割った値を指標として用いた。
この値は、応力振幅１回あたりの疲労亀裂の進展長さを
示し、この値が小さいほど、疲労亀裂の伝播が遅いこと
を示す。試験体の長軸方向が圧延方向と平行になるよう
に採取した。
に、図２で示す３点曲げの方法で応力を付加し、一定の
応力振幅付加回数ごとに応力振幅を小さくすることでビ
ーチマークを入れ、ビーチマーク間の疲労亀裂の進展長
さを応力振幅付加回数で割った値を指標として用いた。
この値は、応力振幅１回あたりの疲労亀裂の進展長さを
示し、この値が小さいほど、疲労亀裂の伝播が遅いこと
を示す。試験体の長軸方向が圧延方向と平行になるよう
に採取した。
【００２４】鋼材の主たる組織は、鋼材から切り出した
小型試験体の板厚方向断面（圧延方向と平行な面）を研
磨し、鏡面状態まで仕上げた面にて、５％硝酸−アルコ
ール溶液にて腐食を行い、その面を金属顕微鏡で観察す
ることによって決定した。
小型試験体の板厚方向断面（圧延方向と平行な面）を研
磨し、鏡面状態まで仕上げた面にて、５％硝酸−アルコ
ール溶液にて腐食を行い、その面を金属顕微鏡で観察す
ることによって決定した。
【００２５】鋼材中の島状マルテンサイトは、鋼材から
切り出した小型試験体の板厚方向断面（圧延方向と平行
な面）を研磨し、鏡面状態まで仕上げた面にて、１％ピ
ロ亜硫酸ナトリウム−４％ピクリン酸混合溶液での腐食
により現出させた。現出させた島状マルテンサイトを写
真撮影し、その写真について画像解析装置で解析を行
い、体積率（写真からの面積率と等しいとした）、平均
存在間隔および平均偏平比を求めた。
切り出した小型試験体の板厚方向断面（圧延方向と平行
な面）を研磨し、鏡面状態まで仕上げた面にて、１％ピ
ロ亜硫酸ナトリウム−４％ピクリン酸混合溶液での腐食
により現出させた。現出させた島状マルテンサイトを写
真撮影し、その写真について画像解析装置で解析を行
い、体積率（写真からの面積率と等しいとした）、平均
存在間隔および平均偏平比を求めた。
【００２６】
【表２】
【００２７】
【表３】
【００２８】
【表４】
【００２９】No．Ａ，Ｃ，Ｆ，Ｈ，Ｊ，Ｌは本発明鋼で
あり、本発明の条件から外れた比較鋼のNo．Ｂ，Ｄ，
Ｅ，Ｇ，Ｉ，Ｋ，Ｍに比較し、本発明鋼は疲労の伝播速
度が１／３〜１／４に低下しており、本発明の効果が認
められる。
あり、本発明の条件から外れた比較鋼のNo．Ｂ，Ｄ，
Ｅ，Ｇ，Ｉ，Ｋ，Ｍに比較し、本発明鋼は疲労の伝播速
度が１／３〜１／４に低下しており、本発明の効果が認
められる。
【００３０】
【発明の効果】本発明の鋼板を疲労亀裂の発生する可能
性のある構造物に使用することによって、疲労亀裂の進
展を遅らせることができ、疲労設計条件の緩和、定期点
検の期間の延長、構造物の破壊の回避等の効果が期待で
き、本発明の社会的意義は非常に大きい。
性のある構造物に使用することによって、疲労亀裂の進
展を遅らせることができ、疲労設計条件の緩和、定期点
検の期間の延長、構造物の破壊の回避等の効果が期待で
き、本発明の社会的意義は非常に大きい。
【図１】（ａ），（ｂ），（ｃ）は疲労伝播特性調査に
用いた試験片の形状の説明図を示す。
用いた試験片の形状の説明図を示す。
【図２】疲労伝播特性調査に用いた試験片への応力付加
方法の説明図を示す。
方法の説明図を示す。
【図３】圧延終了温度、圧延後の水冷有無と疲労亀裂伝
播速度の関係の図表を示す。
播速度の関係の図表を示す。
【図４】本発明鋼の板厚方向の硬さ分布の図表を示す。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年６月２１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するために種々の検討を行った。その結果、組織
がフェライト、パーライト、ベイナイトの１種または２
種以上で主に構成され、さらに平均存在間隔２０μｍ以
下でかつ平均偏平比５以上の形状をした島状マルテンサ
イトが、面積率で０．５〜５％の割合で存在する鋼板
は、疲労の伝播速度が遅いことを知見した。
を解決するために種々の検討を行った。その結果、組織
がフェライト、パーライト、ベイナイトの１種または２
種以上で主に構成され、さらに平均存在間隔２０μｍ以
下でかつ平均偏平比５以上の形状をした島状マルテンサ
イトが、面積率で０．５〜５％の割合で存在する鋼板
は、疲労の伝播速度が遅いことを知見した。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】上記の成分を有するスラブを直送圧延また
は再加熱圧延するにあたり、仕上圧延においてＡｒ3 点
＋１０℃〜Ａｒ3 点−５０℃の範囲で圧延を終了し、そ
の後Ａｒ3 点−５０℃以下の温度から鋼板の表裏面同時
に水冷を開始し、６００℃以下の温度で水冷を停止した
後空冷することによって、組織がフェライト、パーライ
ト、ベイナイトの１種または２種以上で主に構成され、
さらに平均存在間隔２０μｍ以下でかつ平均偏平比５以
上の形状をした島状マルテンサイトが、面積率５％以下
の割合で存在する鋼板を製造することができ、疲労亀裂
の進展速度を低下できる。しかし島状マルテンサイト
は、多量に存在すると、シャルピー試験値等の靭性を著
しく低下させるため上限の面積率を５％とし、少なすぎ
ると効果がないことから下限の面積率を０．５％とし
た。
は再加熱圧延するにあたり、仕上圧延においてＡｒ3 点
＋１０℃〜Ａｒ3 点−５０℃の範囲で圧延を終了し、そ
の後Ａｒ3 点−５０℃以下の温度から鋼板の表裏面同時
に水冷を開始し、６００℃以下の温度で水冷を停止した
後空冷することによって、組織がフェライト、パーライ
ト、ベイナイトの１種または２種以上で主に構成され、
さらに平均存在間隔２０μｍ以下でかつ平均偏平比５以
上の形状をした島状マルテンサイトが、面積率５％以下
の割合で存在する鋼板を製造することができ、疲労亀裂
の進展速度を低下できる。しかし島状マルテンサイト
は、多量に存在すると、シャルピー試験値等の靭性を著
しく低下させるため上限の面積率を５％とし、少なすぎ
ると効果がないことから下限の面積率を０．５％とし
た。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２５】鋼材中の島状マルテンサイトは、鋼材から
切り出した小型試験体の板厚方向断面（圧延方向と平行
な面）を研磨し、鏡面状態まで仕上げた面にて、１％ピ
ロ亜硫酸ナトリウム−４％ピクリン酸混合溶液での腐食
により現出させた。現出させた島状マルテンサイトを写
真撮影し、その写真について画像解析装置で解析を行
い、面積率、平均存在間隔および平均偏平比を求めた。
切り出した小型試験体の板厚方向断面（圧延方向と平行
な面）を研磨し、鏡面状態まで仕上げた面にて、１％ピ
ロ亜硫酸ナトリウム−４％ピクリン酸混合溶液での腐食
により現出させた。現出させた島状マルテンサイトを写
真撮影し、その写真について画像解析装置で解析を行
い、面積率、平均存在間隔および平均偏平比を求めた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 船津 裕二 大分市大字西ノ洲１番地 新日本製鐵株式 会社大分製鐵所内
Claims (3)
- 【請求項１】 組織がフェライト、パーライト、ベイナ
イトの１種または２種以上で主に構成され、さらに平均
存在間隔２０μｍ以下でかつ平均偏平比５以上の形状を
した島状マルテンサイトが、体積率で０．５〜５％の割
合で存在することを特徴とする耐疲労伝播特性の優れた
鋼板。 - 【請求項２】 重量％で Ｃ ：０．０３〜０．２０％ Ｓｉ：≦０．５０％ Ｍｎ：０．４〜１．６％ Ｐ ：≦０．０２０％ Ｓ ：≦０．０１０％ Ａｌ：≦０．１０％ Ｎ ：≦０．００６％ 残部は鉄または不可避的不純物からなる鋼を連続鋳造ま
たは造塊によりスラブとし、直送圧延または再加熱後圧
延を行い、仕上圧延においてＡｒ3 点＋１０℃〜Ａｒ3
点−５０℃の範囲で圧延を終了し、その後Ａｒ3 点−５
０℃以下の温度から鋼板の表裏面同時に水冷を開始し、
６００℃以下の温度で水冷を停止した後空冷することを
特徴とする耐疲労伝播特性の優れた鋼板の製造方法。 - 【請求項３】 重量％で Ｃｕ：≦１．０％、 Ｎｉ：≦１．５％ Ｎｂ：≦０．１％、 Ｖ ：≦０．１％ Ｃｒ：≦１．０％、 Ｔｉ：０．００５〜０．０２％ Ｂ ：０．０００５〜０．００２０％ のうち１種または２種以上を含有することを特徴とする
請求項２記載の耐疲労伝播特性の優れた鋼板の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5062232A JP2991586B2 (ja) | 1993-03-22 | 1993-03-22 | 耐疲労伝播特性の優れた鋼板およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5062232A JP2991586B2 (ja) | 1993-03-22 | 1993-03-22 | 耐疲労伝播特性の優れた鋼板およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06271985A true JPH06271985A (ja) | 1994-09-27 |
| JP2991586B2 JP2991586B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=13194212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5062232A Expired - Lifetime JP2991586B2 (ja) | 1993-03-22 | 1993-03-22 | 耐疲労伝播特性の優れた鋼板およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2991586B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004130316A (ja) * | 2002-10-08 | 2004-04-30 | Nippon Steel Corp | 疲労強度に優れた回し溶接継手、回し溶接継手の製造方法、および、溶接構造物 |
| JP2007254828A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Nippon Steel Corp | 熱間圧延時の耐表面割れ性に優れた薄鋼板及びその製造方法 |
| KR101392448B1 (ko) * | 2012-03-21 | 2014-05-12 | 동국제강주식회사 | 저항복비 및 저온인성이 우수한 라인파이프용 후강판 및 이의 제조방법 |
-
1993
- 1993-03-22 JP JP5062232A patent/JP2991586B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004130316A (ja) * | 2002-10-08 | 2004-04-30 | Nippon Steel Corp | 疲労強度に優れた回し溶接継手、回し溶接継手の製造方法、および、溶接構造物 |
| US7695825B2 (en) | 2002-10-08 | 2010-04-13 | Nippon Steel Corporation | Circularly welded joint featuring excellent fatigue strength, method of producing circularly welded joint and welded structure |
| JP4537649B2 (ja) * | 2002-10-08 | 2010-09-01 | 新日本製鐵株式会社 | 回し溶接継手、回し溶接継手の製造方法、および、溶接構造物 |
| JP2007254828A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Nippon Steel Corp | 熱間圧延時の耐表面割れ性に優れた薄鋼板及びその製造方法 |
| KR101392448B1 (ko) * | 2012-03-21 | 2014-05-12 | 동국제강주식회사 | 저항복비 및 저온인성이 우수한 라인파이프용 후강판 및 이의 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2991586B2 (ja) | 1999-12-20 |
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