JPH10102183A - 脆性亀裂伝播停止特性と低温靭性の優れた厚鋼板とその製造方法 - Google Patents

脆性亀裂伝播停止特性と低温靭性の優れた厚鋼板とその製造方法

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JPH10102183A
JPH10102183A JP27289096A JP27289096A JPH10102183A JP H10102183 A JPH10102183 A JP H10102183A JP 27289096 A JP27289096 A JP 27289096A JP 27289096 A JP27289096 A JP 27289096A JP H10102183 A JPH10102183 A JP H10102183A
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temperature
transformation point
cooling
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Tadashi Ishikawa
忠 石川
Toshinaga Hasegawa
俊永 長谷川
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ni等の高価な合金元素の添加に頼ることな
く、優れた脆性亀裂伝播停止特性と、シャルピー特性を
同時に飛躍的に向上させる、構造用厚鋼板及びその製造
方法を提供するものである。 【解決手段】重量%で、C:0.04〜0.30%、S
i:≦0.5%、Mn:≦2.0%、Al:≦0.1
%、残部Feおよび不可避不純物からなる鋼板の板厚表
裏層部に、それぞれの板厚の2〜33%に対応する領域
において、マーシャル試薬により腐食させて現出させた
組織の平均結晶粒径dが、3μm以下で、かつ、当該組
織のビッカーズ硬さが、次の(1)式を満足することを
特徴とする組織を有する脆性亀裂伝播停止性能と低温靭
性の優れた厚鋼板。 【数1】 但し〔Ceq%〕=C%+Si%/24+Mn%/6で
あり、C%、Si%及びMn%はそれぞれC、Si、M
nの重量%である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はNi等の高価な合金
元素の添加に頼ることなく、優れた脆性亀裂伝播停止特
性と、シャルピー特性を同時に飛躍的に向上させた、構
造用厚鋼板とその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】厚鋼板の脆性亀裂伝播停止特性を向上さ
せる冶金学的方法としては結晶粒の微細化とNi量の増
加が主な方法である。Ni量の増加はミクロ組織によら
ず脆性亀裂伝播停止特性を向上できる方法であるが、当
然コストの増加を招く。従って、製造方法の工夫により
結晶粒を微細化することが好ましい。厚鋼板全体の脆性
亀裂伝播・停止挙動から、実際に脆性亀裂伝播停止特性
の向上に大きく寄与するのは、脆性亀裂伝播時に厚鋼板
表層部に発生するシアリップと称する塑性変形領域であ
り、このシアリップが形成されると、脆性亀裂の有する
伝播エネルギーの吸収能が増大し脆性亀裂伝播停止特性
が飛躍的に向上する。シアリップ形成も結晶粒の微細化
により達成される。
【0003】そこで、従来から脆性破壊伝播停止特性の
向上を結晶粒の微細化により計る試みが種々行われてい
る。一般的には熱間圧延における制御圧延を強化した
り、更に制御圧延を容易にするためにNbを添加する方
法がとられているが、制御圧延の強化は生産性の低下を
招き、また、Nbの添加は溶接部の靭性劣化を生じやす
くなる上、これらの方法では大幅な細粒化は望めず、得
られる脆性亀裂伝播停止特性の向上は小さい。最近で
は、例えば、特開昭61−235534号公報において
は、鋳片表面から中心部への板厚の1/8以上の距離に
亙ってAr3変態点以下に冷却し、鋳片の厚み方向に温
度差をつけたまま圧延を開始し、圧延中または圧延後に
鋳片厚の全域をAc3変態点以上に復熱することによ
り、ESSO試験による−20℃における脆性亀裂伝播
停止特性を表すKcaが460〜960kgf・mm
-3/2程度の厚鋼板を製造する方法を提案している。
【0004】しかし、最近の構造物の使用環境の苛酷化
の傾向に伴い、鋼材にも更に高い脆性破壊伝播停止特性
が要求されるようになってきており、前記方法により達
成される特性では十分でない場合が生じている。前記特
開昭61−235534号公報の方法においては、鋳片
全域をAc3変態点以上に単純に復熱させる工程であ
り、最終的にγ−α変態で得られるα粒径はせいぜい5
μm以下であるため、一層の脆性亀裂伝播停止特性の改
善を図るには更に、新しい技術が要求される。
【0005】ごく最近においては、特開平4−1415
17号公報に示されているように、表層部を冷却後、復
熱中の圧延により表層部の結晶粒を顕著に細粒化して脆
性亀裂伝播停止特性を向上させる方法が提案されてい
る。この方法によれば平均的には表層部が超細粒化し、
表層部のシアリップの形成により−50℃においても優
れた脆性亀裂伝播停止特性が得られる。しかし、復熱中
に主としてフェライトの加工再結晶により超細粒化させ
るため、微妙な熱履歴の変動により組織や材質の不均一
を生じやすい問題が見いだされた。また、この鋼板は表
層部の結晶粒径が3μmレベルと、従来鋼板の1/3か
ら1/10程度の細粒化が図れたにもかかわらず、使用
温度によっては脆性破壊を完全に防止することはでき
ず、単なる超細粒化に加えて新たな高靭性化技術が望ま
れている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は表層部に微細
な結晶粒を有する組織を形成することによって鋼板全体
として良好な脆性亀裂伝播停止特性を得るための製造方
法において、表層部の組織を安定して微細化し、脆性亀
裂伝播停止特性の変動が少なく、一層優れた特性が得ら
れる脆性亀裂伝播停止性能と低温靭性の優れた厚鋼板お
よびその製造方法を提供することを課題とするものであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を達成
するためになされたもので、その手段は以下の通りであ
る。
【0008】(1)重量%で、C:0.04〜0.30
%、Si:≦0.5%、Mn:≦2.0%、Al:≦
0.1%、残部Feおよび不可避不純物からなる鋼板の
板厚表裏層からそれぞれ板厚の2〜33%に対応する領
域における組織の平均結晶粒径dが、3μm以下で、か
つ、当該組織のビッカース硬さHvが、次の(1)式を
満足することを特徴とする脆性亀裂伝播停止性能と低温
靭性の優れた厚鋼板。
【0009】
【数1】 但し、式中において〔Ceq%〕=C%+Si%/24
+Mn%/6であり、C%、Si%及びMn%はそれぞ
れC、Si、Mnの重量%である。
【0010】(2)重量%で、C:0.04〜0.30
%、Si:≦0.5%、Mn:≦2.0%、Al:≦
0.1%、更に、Ti:0.001〜0.10%、C
r:≦0.5%、Ni:≦1.0%、Mo:≦0.5
%、V:≦0.1%、Nb:≦0.05%、B:≦0.
0015%、Cu:≦1.5%の1種または2種以上を
含み、残部Feおよび不可避不純物からなる鋼板の板厚
表裏層部からそれぞれ板厚の2〜33%に対応する領域
における組織の平均結晶粒径dが、3μm以下で、か
つ、当該組織のビッカース硬さHvが、次の(1)式を
満足することを特徴とする脆性亀裂伝播停止性能と低温
靭性の優れた厚鋼板。
【0011】
【数1】 但し、式中において〔Ceq%〕=C%+Si%/24
+Mn%/6+(Cu%+Ni%)/15+(Cr%+
Mo%+V%)/5であり、C%、Si%、Mn%、C
u%、Ni%、Cr%、Mo%、V%はそれぞれC、S
i、Mn、Cu、Ni、Cr、Mo、Vの重量%であ
る。
【0012】(3)重量%で、C:0.04〜0.30
%、Si:≦0.5%、Mn:≦2.0%、Al:≦
0.1%、残部Feおよび不可避不純物からなる鋼片を
Ac3変態点以上、1200℃以下の温度に加熱し、未
再結晶域上限温度+150℃以下での累積圧下率が30
%以上の圧延を行った後、その段階での板厚の2〜33
%に対応する上下各表層部の領域をAr3変態点以上の
温度から2℃/s以上の冷却速度で冷却を開始し、Ar
3変態点以下で冷却を停止して復熱させることを1回以
上経由させる経過で、最後の冷却後の復熱が終了するま
での間に、逆変態もしくは未変態のオーステナイトの分
率が50%未満の組織にて30%以上の圧延を行って仕
上げ圧延を完了させ、該圧延完丁後の鋼板の前記上下表
層域をAc3変態点未満に復熱することにより、鋼板の
板厚表裏層からそれぞれ板厚の2〜33%に対応する領
域における組織の平均結晶粒径dが、3μm以下で、か
つ、当該組織のビッカース硬さが、次の(1)式を満足
することを特徴とする脆性亀裂伝播停止性能と低温靭性
の優れた厚鋼板の製造方法。
【0013】
【数1】 但し、式中において〔Ceq%〕=C%+Si%/24
+Mn%/6であり、C%、Si%及びMn%はそれぞ
れC、Si、Mnの重量%である。
【0014】(4)重量%で、C:0.04〜0.30
%、Si:≦0.5%、Mn:≦2.0%、Al:≦
0.1%、を含有し、更に、Ti:0.001〜0.1
0%、Cr:≦0.5%、Ni:≦1.0%、Mo:≦
0.5%、V:≦0.1%、Nb:≦0.05%、B:
≦0.0015%、Cu:≦1.5%の1種または2種
以上を含み、残部Feおよび不可避不純物からなる鋼片
をAc3変態点以上、1200℃以下の温度に加熱し、
未再結晶域上限温度+150℃以下での累積圧下率が3
0%以上の圧延を行った後、その段階での板厚の2〜3
3%に対応する上下各表層部の領域をAr3変態点以上
の温度から2℃/s以上の冷却速度で冷却を開始し、A
3変態点以下で冷却を停止して復熱させることを1回
以上経由させる経過で、最後の冷却後の復熱が終了する
までの間に、逆変態もしくは未変態のオーステナイトの
分率が50%未満の組織にて30%以上の圧延を行って
仕上げ圧延を完了させ、該圧延完丁後の鋼板の前記上下
表層域をAc3変態点未満に復熱することにより、鋼板
の板厚表裏層からそれぞれ板厚の2〜33%に対応する
領域における組織の平均結晶粒径dが、3μm以下で、
かつ、当該組織のビッカース硬さHvが、次の(1)式
を満足することを特徴とする脆性亀裂伝播停止性能と低
温靭性の優れた厚鋼板の製造方法。
【0015】
【数1】 但し、式中において〔Ceq%〕=C%+Si%/24
+Mn%/6+(Cu%+Ni%)/15+(Cr%+
Mo%+V%)/5であり、C%、Si%、Mn%、C
u%、Ni%、Cr%、Mo%、V%はそれぞれC、S
i、Mn、Cu、Ni、Cr、Mo、Vの重量%であ
る。
【0016】(5)重量%で、C:0.04〜0.30
%、Si:≦0.5%、Mn:≦2.0%、Al:≦
0.1%、残部Feおよび不可避不純物からなる鋼片を
Ac3変態点以上、1200℃以下の温度に加熱し、未
再結晶域上限温度+150℃以下での累積圧下率が30
%以上の圧延を行った後、その段階での板厚の2〜33
%に対応する上下各表層部の領域をAr3変態点以上の
温度から2℃/s以上の冷却速度で冷却を開始し、Ar
3変態点以下で冷却を停止して復熱させることを1回以
上経由させる経過で、最後の冷却後の復熱が終了するま
での間に、逆変態もしくは未変態のオーステナイトの分
率が50%未満の組織にて30%以上の圧延を行って仕
上げ圧延を完了させ、該圧延完丁後の鋼板の前記上下表
層域をAc3変態点未満に復熱させた後、引き続き60
℃/s以下の冷却速度で650℃以下の温度まで冷却す
ることにより、鋼板の板厚表裏層からそれぞれ板厚の2
〜33%に対応する領域における組織の平均結晶粒径d
が、3μm以下で、かつ、当該組織のビッカース硬さH
vが、次の(1)式を満足することを特徴とする脆性亀
裂伝播停止性能と低温靭性の優れた厚鋼板の製造方法。
【0017】
【数1】 但し、式中において〔Ceq%〕=C%+Si%/24
+Mn%/6であり、C%、Si%及びMn%はそれぞ
れC、Si、Mnの重量%である。
【0018】(6)重量%で、C:0.04〜0.30
%、Si:≦0.5%、Mn:≦2.0%、Al:≦
0.1%、を含有し、更に、Ti:0.001〜0.1
0%、Cr:≦0.5%、Ni:≦1.0%、Mo:≦
0.5%、V:≦0.1%、Nb:≦0.05%、B:
≦0.0015%、Cu:≦1.5%の1種または2種
以上を含み、残部Feおよび不可避不純物からなる鋼片
をAc3変態点以上、1200℃以下の温度に加熱し、
未再結晶域上限温度+10℃以下での累積圧下率が30
%以上の圧延を行った後、その段階での板厚の2〜33
%に対応する上下各表層部の領域をAr3変態点以上の
温度から2℃/s以上の冷却速度で冷却を開始し、Ar
3変態点以下で冷却を停止して復熱させることを1回以
上経由させる経過で、最後の冷却後の復熱が終了するま
での間に、逆変態もしくは未変態のオーステナイトの分
率が50%未満の組織にて30%以上の圧延を行って仕
上げ圧延を完了させ、該圧延完了後の鋼板の前記上下表
層域をAc3変態点未満に復熱させた後、引き続き60
℃/s以下の冷却速度で650℃以下の温度まで冷却す
ることにより、鋼板の板厚表裏層からそれぞれ板厚の2
〜33%に対応する領域における組織の平均結晶粒径d
が、3μm以下で、かつ、当該組織のビッカース硬さH
vが、次の(1)式を満足することを特徴とする脆性亀
裂伝播停止性能と低温靭性の優れた厚鋼板の製造方法。
【0019】
【数1】 但し、式中において〔Ceq%〕=C%+Si%/24
+Mn%/6+(Cu%+Ni%)/15+(Cr%+
Mo%+V%)/5であり、C%、Si%、Mn%、C
u%、Ni%、Cr%、Mo%、V%はそれぞれC、S
i、Mn、Cu、Ni、Cr、Mo、Vの重量%であ
る。
【0020】(7)重量%で、C:0.04〜0.30
%、Si:≦0.5%、Mn:≦2.0%、Al:≦
0.1%、残部Feおよび不可避不純物からなる鋼片を
Ac3変態点以上、1200℃以下の温度に加熱し、未
再結晶域上限温度+150℃以下での累積圧下率が30
%以上の圧延を行った後、その段階での板厚の2〜33
%に対応する上下各表層部の領域をAr3変態点以上の
温度から2℃/s以上の冷却速度で冷却を開始し、Ar
3変態点以下で冷却を停止して復熱させることを1回以
上経由させる経過で、最後の冷却後の復熱が終了するま
での間に、逆変態もしくは未変態のオーステナイトの分
率が50%未満の組織にて30%以上の圧延を行って仕
上げ圧延を完了させ、該圧延完丁後の鋼板の前記上下表
層域をAc3変態点未満に復熱させた後、引き続き60
℃/s以下の冷却速度で650℃以下の温度まで冷却
し、ついで、Ac1変態点以下で焼戻しすることによ
り、鋼板の板厚表裏層からそれぞれ板厚の2〜33%に
対応する領域における組織の平均結晶粒径dが、3μm
以下で、かつ、当該組織のビッカース硬さHvが、次の
(1)式を満足することを特徴とする脆性亀裂伝播停止
性能と低温靭性の優れた厚鋼板の製造方法。
【0021】
【数1】 但し、式中において〔Ceq%〕=C%+Si%/24
+Mn%/6であり、C%、Si%及びMn%はそれぞ
れC、Si、Mnの重量%である。
【0022】(8)重量%で、C:0.04〜0.30
%、Si:≦0.5%、Mn:≦2.0%、Al:≦
0.1%、を含有し、更に、Ti:0.001〜0.1
0%、Cr:≦0.5%、Ni:≦1.0%、Mo:≦
0.5%、V:≦0.1%、Nb:≦0.05%、B:
≦0.0015%、Cu:≦1.5%の1種または2種
以上を含み、残部Feおよび不可避不純物からなる鋼片
をAc 3変態点以上、1200℃以下の温度に加熱し、
未再結晶域上限温度+150℃以下での累積圧下率が3
0%以上の圧延を行った後、その段階での板厚の2〜3
3%に対応する上下各表層部の領域をAr3変態点以上
の温度から2℃/s以上の冷却速度で冷却を開始し、A
3変態点以下で冷却を停止して復熱させることを1回
以上経由させる経過で、最後の冷却後の復熱が終了する
までの間に、逆変態もしくは未変態のオーステナイトの
分率が50%未満の組織にて30%以上の圧延を行って
仕上げ圧延を完了させ、該圧延完了後の鋼板の前記上下
表層域をAC3変態点未満に復熱させた後、引き続き6
0℃/s以下の冷却速度で650℃以下の温度まで冷却
し、次いで、Ac1変態点以下で焼戻しすることによ
り、鋼板の板厚表層からそれれぞれ板厚の2〜33%に
対応する領域における組織の平均結晶粒径dが、3μm
以下で、かつ、当該組織のビッカース硬さが、次の
(1)式を満足することを特徴とする脆性亀裂伝播停止
性能と低温靭性の優れた厚鋼板の製造方法。
【0023】
【数1】 但し、式中において〔Ceq%〕=C%+Si%/24
+Mn%/6+(Cu%+Ni%)/15+(Cr%+
Mo%+V%)/5であり、C%、Si%、Mn%、C
u%、Ni%、Cr%、Mo%、V%はそれぞれC、S
i、Mn、Cu、Ni、Cr、Mo、Vの重量%であ
る。
【0024】
【発明の実施の形態】本発明は、前記従来技術のうち、
特開平4−141517号公報に示されている、表層部
を冷却後、復熱中の圧延により表層部の結晶粒を顕著に
細粒化して脆性破壊伝播停止特性を向上させる方法にお
いて、表層部の超細粒組織を詳細に検討した結果、特開
平4−141517号公報に示されているように結晶粒
径を超細粒にするだけでは、耐脆性破壊特性の向上に限
界のあることを知見し、さらに結晶粒界の特性調査を行
うことにより本発明に至った。
【0025】すなわち、結晶粒径が細粒化すると、結晶
粒の超細粒化により限界微視的脆性破壊応力が増大し耐
脆性破壊特性が向上するものの、結晶粒の超細粒化に伴
って降伏強度もホールペッチの関係に従い上昇するた
め、亀裂先端において塑性変形が生じ難くなり、耐脆性
破壊特性の向上には限度があることを確認した。
【0026】そこで、本発明者らは、超細粒化した結晶
粒界について、更に詳細な解析を行った結果、結晶粒界
には種々の種類があり、結晶粒界の性質によって、粒径
と塑性変形能を示す降伏強度の関係が異なることを知見
し、更に検討した結果、粒径とビッカース硬さの間の関
係により、結晶粒界の特徴を規定し得ることを知見し
た。すなわち、通常のオーステナイト/フェライト変態
により生成されるフェライト粒では、その粒径と変形能
を示す降伏応力の間には、ホールペッチの関係が成り立
つことか知られている。しかしながら、オーステナイト
/フェライト変態とは異なるフェライトの加工再結晶に
より生成した粒界は、転位の再配列により形成された粒
界であり、オーステナイト/フェライト変態で生じた粒
界とは、異なった粒径と降伏応力の関係を示した。
【0027】さらに、脆性破壊させた破面を観察した結
果、破面単位は粒径に応じて微細化しており微視的破壊
応力は上昇していることが知見された。微視的破壊応力
は、炭化物等の脆性第二相組織の大きさと相関があるこ
とか知られている。一般には、結晶粒径と脆性第二相組
織の大きさとの間には、正の相関関係かあるため、結晶
粒を微細化することにより、微視的破壊応力が上昇する
ことになる。フェライトの再結晶による超細粒化は、フ
ェライトの超細粒化に伴い、脆性第二相組織をより微細
化させることができ、かつ粒界が転位の再配列より形成
されるため、隣合った粒どうしのすベり方位関係が近
く、粒界がすべりの障害になる度合が、通常のオーステ
ナイト/フェライト変態よりも小さい。このため、微視
的破壊応力を上昇させつつ、降伏応力の上昇は抑制でき
る粒界の達成が可能となったのである。
【0028】以上述べた結晶粒界の特徴は、TEMによ
る転位の観察や結晶粒の方位関係等を詳細に調査するこ
とで、記述することができるが、それらの手段は、複雑
すぎて、工業的には問題がある。そこで、工業的に、粒
界の特性を評価する方法を考案した。
【0029】粒界の特性により、粒径と降伏応力の関係
が変化することを利用して、オーステナイト/フェライ
ト変態により生成した通常の粒界での関係からの逸脱程
度を調査し、微視的破壊応力が向上するが、降伏応力の
上昇が抑制できる粒界の特徴を示すパラメータを考案し
た。降伏応力は、結晶粒界の変形の伝達性を示す量であ
るので、結晶粒径より大きな圧痕をつける硬さ測定によ
り評価できる。
【0030】一方、本発明においては、結晶粒径の測定
が重要である。本発明では、通常のオーステナイト/フ
ェライト変態による粒界だけでなく、加工再結晶による
粒界も対象とするので、通常のナイタール腐食による粒
界現出では不十分である。そこで、加工組織でも明瞭な
粒界を現出させるためには、蓚酸水溶液、過酸化水素
水、硫酸水溶液を主体とする腐食液であるマーシャル試
薬が適していることを知見し、本試薬により腐食させて
現出させた結晶粒径を測定した。
【0031】このような評価方法を用いることにより、
耐脆性破壊特性の著しく優れた組織は、下記(1)式の
炭素当量(Ceq%)及び組織の平均結晶粒径(d)に
よる組織のビッカース硬さ(Hv)の関係を満足すると
結果を得た。
【0032】
【数1】 但し、式中において〔Ceq%〕=C%+Si%/24
+Mn%/6であり、C%、Si%及びMn%はそれぞ
れC、Si、Mnの重量%である。
【0033】
【数1】 但し、式中において〔Ceq%〕=C%+Si%/24
+Mn%/6+(Cu%+Ni%)/15+(Cr%+
Mo%+V%)/5であり、C%、Si%、Mn%、C
u%、Ni%、Cr%、Mo%、V%はそれぞれC、S
i、Mn、Cu、Ni、Cr、Mo、Vの重量%であ
る。
【0034】これは、粒界の転位構造の違いに起因して
おり、きわめて複雑な粒界の特徴を、巨視的な特徴であ
る硬さと粒径の関係で表したものである。
【0035】このような粒界を有する組織は、耐脆性破
壊性能が優れていることになるが、工業的に従来の鋼材
組織と比べ著しく良好な性能を有するには、結晶粒径が
超細粒化された場合であり、3μm以下であれば、上記
(1)式を満たす組織が、耐脆性破壊特性がきわめて優
れていることを知見した。
【0036】本発明の組織は、従来のオーステナイト組
織からフェライト組織への変態によって形成されるもの
ではなく、フェライト組織に転位を多量に導入し、フェ
ライト組織を直接回復再結晶させ、粒界を形成させるも
のであり、所定製造方法により、所定の組織が得られる
ものである。以下に本発明鋼板の組織及びその製造方法
についての限定理由を説明する。
【0037】結晶粒界を形成させる方法を種々変化させ
て、結晶粒径と耐破壊特性の関係を調査し、得られた知
見に基づき、本発明の結晶粒界を有する鋼板と、通常の
結晶粒界を有する鋼板の耐破壊特性の違いについて説明
する。
【0038】結晶粒界の形成方法として、従来から活用
されているγ−α変態により形成させたフェライト組織
(A)と、十分に細粒化したフェライト組織に対し加工
により転位を大量に導入させながら、昇温させ、フェラ
イト組織を回復再結晶により直接微細化させた組織
(B)を作成し、前述のマーシャル試薬により腐食させ
て現出させた組織の粒径、硬さおよび耐破壊特性を調査
した。耐破壊特性としては、NRL落重試験を用いた。
その結果を図1および図2に示す。
【0039】図1はフェライト粒径(μm)とNDT温
度(℃)との関係を示し、図2はフェライト粒径(μ
m)とHvとの関係を示す図であり、Ceq=0.34
%における鋼を用いた場合の結果である。これらの図か
ら組織(B)は、組織(A)より同一粒径で比較する
と、硬さが小さいことがわかる。このことは、同一粒径
でありながら、組織(B)の方が変形をうけた際に、塑
性変形のしやすいことを示している。すなわち、亀裂が
存在する場合、亀裂先端の応力が微視的破壊応力に達す
る前に、塑性変形が生じて、脆性破壊には至り難いた
め、NDT温度がより低温側になるのである。
【0040】すなわち、組織(B)では、超細粒化して
いても降伏しやすいという結晶粒界の特徴を有してお
り、硬さと粒径の関係により、通常鋼板どの耐破壊特性
の差が記述できることを示している。種々の化学成分を
有する鋼板について、同様の実験を行った結果、マーシ
ャル試薬で腐食し現出させた組織の粒径とビッカース硬
さHvに(1)式の関係の成立する組織が、従来のγ−
α変態で形成された組織よりも、耐破壊特性が優れてい
ることを知見したのである。
【0041】
【数1】 但し、式中において〔Ceq%〕=C%+Si%/24
+Mn%/6であり、C%、Si%及びMn%はそれぞ
れC、Si、Mnの重量%である。
【0042】または、
【0043】
【数1】 但し、式中において〔Ceq%〕=C%+Si%/24
+Mn%/6+(Cu%+Ni%)/15+(Cr%+
Mo%+V%)/5であり、C%、Si%、Mn%、C
u%、Ni%、Cr%、Mo%、V%はそれぞれC、S
i、Mn、Cu、Ni、Cr、Mo、Vの重量%であ
る。
【0044】本発明において、最も重要な要件は、所定
の粒界特性を確保することであり、そのためには、フェ
ライトの再結晶による粒界形成を最適な状況に確保しな
ければならない。特開平4−141517号公報には、
フェライトの再結晶による超再粒化方法が開示されてい
るが、本発明は単なる粒径の超微細化のみならず、所定
の粒界の性能を確保しなければならないため、特開平4
−141517号公報の開示範囲では不十分である。
【0045】本発明者らは、粒界の形成過程を詳細に検
討した結果、昇温過程でのフェライトの再結晶における
前組織の粒径が、その後の粒界形成にきわめて重要であ
ることを知見した。当該前組織の粒径を確保するため
の、本発明圧延条件を見いだすに至った過程について説
明する。
【0046】まず、加熱温度の規定理由について述べ
る。1200℃以上の加熱温度では、オーステナイト粒
径が粗大化し、その彼の圧延でも十分な細粒化が達成し
えない。そこで、加熱温度の上限を1200℃とした。
【0047】また、圧延開始温度が二相域となると圧延
時の圧下反力が大きすぎて圧延に支障が生じるので、A
3点温度以上とした。冷却後の加工条件を一定にして
未再結晶域上限+150℃以下での累積圧下率と冷却前
のオーステナイト粒径、冷却後に再度庄延し表層部の細
粒域の平均粒径及びNRL落重試験での耐破壊性能を調
査した。試験はそれぞれに複数回実施し、そのばらつき
も同時に調査した。
【0048】その結果を図3〜図5に示す。第3図は冷
却前の未再結晶域上限+150℃以下圧下量(%)とオ
ーステナイト粒度(μm)の関係を示し、図4はその圧
下量(%)と表層部細粒層の平均粒径(μm)の関係を
示し、図5はその圧下量(%)とNDT温度(℃)どの
関係を示す図である。
【0049】細粒化のためには未再結晶域上限温度+1
50℃以下での累積圧下率を30%以上とすることが最
適であることかわかった。この温度域での圧下率を限定
したのは、オーステナイトの再結晶が顕著に起こり、か
つ再結晶後のオーステナイトが再び粒成長せずに再結晶
を繰り返し、オーステナイトを微細化し、さらに未再結
晶域温度にて歪み蓄積を十分行い、その後の冷却過程を
へて15μm以下のフェライト粒を得るためである。
【0050】未再結晶域上限温度+150℃以下にて累
積圧下率が30%以上の圧延を実施するのは、オーステ
ナイト域での再結晶挙動によりオーステナイト粒径を細
粒化させ、かつオーステナイト粒内に変形帯を導入さ
せ、冷却後のフェライト粒径を微細化させるためであ
り、未再結晶域上限温度+150℃以上では再結晶後に
粒成長したり、また圧延によって導入される転位が高温
のため消滅してしまいフェライト粒を微細化させる準備
が整わないからである。また、所定温度域でも累積圧下
率が30%以下では不十分である。
【0051】次に、昇温加工による組織形成上の効果に
ついて述べる。鋳片を熱間圧延するに際し、熱間圧延中
あるいは熱間圧延途中で表層部の適当な厚みの領域を水
冷等の手段によりAr3変態点よりも低い温度まで一旦
冷却して内部と温度差をつけた後、温度差のついたまま
の状態から更に熱間圧延を行うと、フェライト主体組織
を有する表層部は内部の顕熱により復熱されながら加工
を受けることになる。
【0052】この復熱中の加工条件を適正化することに
より表層部のフェライト結晶粒が顕著に細粒化し、更に
表層部が内部に比べて低温の時に圧延するため、表層部
に比べて内部の変形抵抗が小さく、均一な温度分布の鋼
片を圧延する場合に比べて内部に有効な加工の効果が伝
わる。このため、内部の変態後の組織も微細化する。そ
の結果、脆性亀裂伝播停止特性とともに中心部の低温靭
性も顕著に向上する。
【0053】本発明者らは上記製造方法により、表層部
に生成される非常に微細なフェライト組織層の組織的特
徴と脆性亀裂伝播停止特性の関係を詳細に解析した。そ
の結果、どのような破壊条件でも、安定して脆性亀裂伝
播時に表層部が脆性破壊せずにシアリップを形成して良
好な脆性亀裂伝播停止特性を有するためには復熱加工後
の上下各表層から板厚の2〜33%の領域のフェライト
組織が上記に述べた粒界特性を有する超微細粒となる必
要がある。そのためには表層部をAr3変態点以下まで
冷却する前の加熱、圧延条件を適正化することか必要と
なることを見出した。
【0054】次に、粗圧延後の冷却条件の限定理由につ
いて述べる。上記の条件で十分なオーステナイト粒の微
細化、未再結晶域圧延を施した上で、該鋼材の上下各表
層部の領域を水冷等後手段により冷却する。そして、該
鋼材の水冷前の熱間圧延時点での上下各表層から板厚の
2〜33%の領域をAr3変態点以下まで冷却するとと
もに、表層部と内部に温度差をつける。その際、該鋼材
の水冷域の冷却速度は2℃/s以上にする必要がある。
これは冷却速度が2℃/s未満では冷却前の熱間圧延に
よりオーステナイトを微細化しておいても冷却後の変態
組織が粗大となり、その後の復熱中の圧延で均一な超微
細フェライト組織を得ることが困難となるためである。
また、圧延中の組織分率と圧下率を規定したのは、以下
の理由による。
【0055】厚板圧延ではオーステナイトとフェライト
の変形抵抗を測定するとオーステナイトの変形抵抗の方
か高くなる。そこで、同じ温度でオーステナイトとフェ
ライトの分率を変化させた基礎実験を行った。その結
果、オーステナイトが存在する方がフェライト粒が安定
して超細粒化する実験結果が得られた。この結果からオ
ーステナイト分率が50%未満であると超細粒化が顕著
となる。また、その時の圧下率は30%以上で安定して
超細粒化することが判明した。この時のオーステナイト
は仕上げ圧延前の冷却により残留する来変態オーステナ
イトでも、冷却後に逆変態したオーステナイトでもかま
わない。オーステナイトの変形抵抗がフェライトに比べ
高い理由は合金元素等の膿化であると考えられる。
【0056】以上が上下各表層から板厚の2〜33%の
領域の組織を顕著に微細化するための製造方法の限定理
由である。該製造方法によれば表層部だけでなく、内部
の高靭化も同時に達成することが可能となる。すなわ
ち、上下各表層から板厚の2〜33%の領域をAr3
態点以上の温度から2℃/s以上の冷却速度で冷却を開
始し、Ar3変態点以下で冷却を停止して復熱させる
と、表署部の方が内部に比べて温度が低いことと、粒径
か微細であることにより変形抵抗が大きくなる。このよ
うな状態で圧延加工を加えることにより、変形抵抗の小
さな内部がより大きな歪を受けるようになり、変態後の
フェライト組織が一段と微細化するとともにセンターポ
ロシティの圧着も容易となる。その結果、内部の靭性が
顕著に向上する。
【0057】次に、表層部の超細粒化する領域の厚さの
限定理由について述べる。脆性破壊の亀裂伝播挙動か
ら、表層部の組織改質層の厚みは板厚の上下各表層部で
2%以上ないと、シアリップによるエネルギー吸収効果
が十分でなく、実質的に脆性亀裂伝播停止特性を改善す
ることができない。表層の細粒部分の厚さは厚くなれば
なるほど、脆性亀裂云播停止特性は改善されるが、33
%を超えると効果が飽和する。また、鋼材内部の顕熱を
利用して復熱させる場合には表層部の細粒部の厚さを3
3%超とするような条件で冷却すると、鋼材自体の顕熱
がなくなるため、板厚中心部の温度が下がりすぎて靭性
が劣化する。従って、厚鋼板の脆性亀裂伝播停止特性の
向上と板厚中心部の靭性の両者を満足できる範囲とし
て、表層部の細粒化する部分の厚さは上下各表層部で3
〜33%の範囲が適切である。
【0058】以上が本発明の限定理由であり、圧延、復
熱が終了した段階で所望の組織を得ることができる。復
熱終了後の冷却は放冷あるいは強制冷却等の手段によっ
ても、目的の脆性亀裂伝播停止特性と靭性を得ることは
できる。しかし、強度の向上等、用途によっては復熱終
了後の鋼板を60℃以下の冷却速度で650℃以下まで
冷却したり、60℃/s以下の冷却速度で650℃以下
まで冷却し、次いでAc1変態点以下で焼戻しすること
もできる。
【0059】以上が、本発明の要点であるが、脆性亀裂
伝播停止特性、低温靭性に対しては結晶粒界以外の因子
も影響を及ぼすため、化学成分についても配慮が必要で
ある。以下に化学成分の限定理由を説明する。
【0060】Cは鋼材の強度確保のために有効な元素で
あるが、過剰に添加すると靭性や溶接性の劣化を招くた
め、0.04〜0.30%の範囲とする。
【0061】Siは脱酸に必要な元素であるが、過剰に
添加すると特に溶接部の靭性を劣化させるため、上限を
0.5%とする。
【0062】Mnは強度と靭性の向上を目的として添加
するが、過剰に添加すると溶接割れを生じやすくなるた
め、2.0%以下に限定する。
【0063】AlはSiと同様、脱酸のために必要であ
り、AlNを形成することによって結晶粒を微細化して
靭性向上に寄与するが、過剰に添加すると靭性劣化を生
じたり、鋼中の介在物の増加を招きやすいため、0.1
%以下の添加とする。
【0064】以上が本発明鋼の主要元素であるが所望の
鋼材特性を得るために以下のTi、N、Cr、Ni、M
o、V、Nb、B、Cuを1種または2種以上組み合わ
せて、適量添加することができる。
【0065】TiはTiNとして、加熱オーステナイト
粒径の微細化を通して鋼材全体の靭性向上に寄与すると
ともに、後述するように、表層部の微細組織を安定的、
均一に得るために必要な表層部の復熱前の組織微細化に
有効な元素である。0.003%未満の添加ではオース
テナイト粒径微細化の効果が小さく、0.10%を超え
る添加は効果が飽和するとともに形成されるTiNが粗
大となって靭性を劣化させる恐れがあるため、0.00
3〜0.10%の範囲が好ましい。
【0066】NはAlやTiと窒化物を形成するために
適量含有せしめる必要がある。しかし、過剰に添加する
と固溶Nが増加して靭性を劣化させるため、、適正な範
囲として0.001〜0.01%が好ましい。
【0067】Cr、Ni、Mo、V、Nb、B、Cuは
いずれも母材の強度上昇に有効であり、所望の強度を得
るために1種または2種以上組み合わせて、適量添加す
ることができる。但し、いずれも過剰の添加により靭
性、溶接性や溶接部靭性の劣化を招くため、上限を定め
ている。
【0068】以上のように限定された化学成分を有し、
残部Feおよび不可避不純物からなる鋼片をAc3変態
点以上、1200℃以下の温度に加熱し、未再結晶域上
限温度+150℃以下での累積圧下率が30%以上の圧
延を行なう。その後、その段階での上下各表層から板厚
の2〜33%の領域を、Ar3変態点以上の温度から2
℃/s以上の冷却速度で冷却を開始し、Ar3変態点以
下で冷却を停止して復熱させる。これを1回以上経由さ
せる経過で、最後の冷却後の復熱が終了するまでの間に
逆変態もしくは未変態のオーステナイトの分率が50%
未満の組織にて30%以上の圧延を行って熱間圧延は完
了する。該圧延完了後の鋼板の前記上下表層域をAc3
変態点未満に復熱することにより、脆性亀裂伝播停止特
性と低温靭性に優れた厚綱板を製造することを可能とす
る。
【0069】
【実施例】表1に示す化学成分の供試鋼を用いて、表2
および表3に示す製造条件で製造した厚鋼板のシャルピ
ー試験による靭性(破面遷移温度vTrs)、ESSO
試験による脆性亀裂伝播停止特性(Kca値が600k
gf・mm-3/2となる温度)を表4に示す。
【0070】本発明の化学成分を有する鋼種No.l〜
5を用いて、本発明の製造方法にわり製造した試験N
o.21〜25の厚鋼板はKca=6000N/mm
1.5を示す温度の値が−89〜−104℃と非常に優れ
た脆性亀裂伝播停止特性を示すとともに、靭性もvTr
sで−100℃以下の優れた靭性を示す。このことは、
本発明鋼においては、当該部位のフェライト組織の結晶
粒径は、3μm以下であり、微細結晶粒界の様相を呈し
ていることがわかる。
【0071】一方、化学成分は本発明の規定内であって
も製造方法が本発明に合致しない比較例の試験No.2
6〜30の厚鋼板では本発明法による厚鋼板に比べて、
脆性亀裂伝播停止特性、シャルピー特性とも明らかに劣
っている。比較鋼No.26〜30のように、仕上げ圧
延前に表層部を急冷、復熱させても、他の条件が本発明
を満足していなければ、本発明鋼のような優れた脆性亀
裂伝権停止特性は得られないことが表4の実施例から明
らかである。
【0072】比較例の試験No.26〜28は、累積圧
下率が所定量以下であり、比較例の試験No.4、5は
所定の冷却をしていないため、本発明例と比べアレスト
性能が低く、Kca=600kg/mm1.5を示す温度
は−70℃には達していない。
【0073】
【表1】
【0074】
【表2】
【0075】
【表3】
【0076】
【表4】
【0077】
【発明の効果】本発明によれば、厚鋼板を製造する際の
圧延工程、冷却工程等を制御して、Ni等の高価な元素
を添加することなく、鋼板表層部の組織を微細化し、組
織の平均結晶粒径dが3μm以下で、かつ組織のビッカ
ース硬さHvを平均結晶粒径dと関係づけて特定範囲内
とすることにより、脆性亀裂伝播停止特性と低温靭性に
優れた構造用厚鋼板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】NDT温度と、フェライトの粒径との関係を示
す図である。
【図2】Hvとフェライトの粒径との関係を示す図であ
る。
【図3】冷却前の未再結晶域上限温度+150℃以下で
の圧下量とオーステナイト粒径の関係を示す図である。
【図4】冷却前の未再結晶域上限温度+150℃以下で
の圧下量と表層部細粒層の平均粒径との関係を示す図で
ある。
【図5】冷却前の未再結晶域上限温度+150℃以下で
の圧下量とNDT温度との関係を示す図である。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、C:0.04〜0.30%、
    Si:≦0.5%、Mn:≦2.0%、Al:≦0.1
    %、残部Feおよび不可避不純物からなる鋼板の板厚表
    裏層からそれぞれ板厚の2〜33%に対応する領域にお
    ける組織の平均結晶粒径dが、3μm以下で、かつ、当
    該組織のビッカース硬さHvが、次の(1)式を満足す
    ることを特徴とする脆性亀裂伝播停止性能と低温靭性の
    優れた厚鋼板。 【数1】 但し、式中において〔Ceq%〕=C%+Si%/24
    +Mn%/6であり、C%、Si%及びMn%はそれぞ
    れC,Si,Mnの重量%である。
  2. 【請求項2】 重量%で、C:0.04〜0.30%、
    Si:≦0.5%、Mn:≦2.0%、Al:≦0.1
    %、 更に、Ti:0.001〜0.10%、Cr:≦0.5
    %、Ni:≦1.0%、Mo:≦0.5%、V:≦0.
    1%、Nb:≦0.05%、B:≦0.0015%、C
    u:≦1.5%の1種または2種以上を含み、残部Fe
    および不可避不純物からなる鋼板の板厚表裏層部からそ
    れぞれ板厚の2〜33%に対応する領域における組織の
    平均結晶粒径dが3μm以下で、かつ、当該組織のビッ
    カース硬さHvが、次の(1)式を満足することを特徴
    とする脆性亀裂伝播停止性能と低温靭性の優れた厚鋼
    板。 【数1】 但し、式中において〔Ceq%〕=C%+Si%/24
    +Mn%/6+(Cu%+Ni%)/15+(Cr%+
    Mo%+V%)/5であり、C%、Si%、Mn%、C
    u%、Ni%、Cr%、Mo%、V%はそれぞれC、S
    i、Mn、Cu、Ni、Cr、Mo、Vの重量%であ
    る。
  3. 【請求項3】 重量%で、C:0.04〜0.30%、
    Si:≦0.5%、Mn:≦2.0%、Al:≦0.1
    %、残部Feおよび不可避不純物からなる鋼片をAc3
    変態点以上、1200℃以下の温度に加熱し、未再結晶
    域上限温度+150℃以下での累積圧下率が30%以上
    の圧延を行った後、その段階での板厚の2〜33%に対
    応する上下各表層部の領域をAr3変態点以上の温度か
    ら2℃/s以上の冷却速度で冷却を開始し、Ar3変態
    点以下で冷却を停止して復熱させることを1回以上経由
    させる経過で、最後の冷却後の復熱が終了するまでの間
    に、逆変態もしくは未変態のオーステナイトの分率が5
    0%未満の組織にて30%以上の圧延を行って仕上げ圧
    延を完了させ、該圧延完丁後の鋼板の前記上下表層域を
    Ac3変態点未満に復熱することにより、鋼板の板厚表
    裏層からそれぞれ板厚の2〜33%に対応する領域にお
    ける組織の平均結晶粒径dが、3μm以下で、かつ、当
    該組織のビッカース硬さが、次の(1)式を満足するこ
    とを特徴とする脆性亀裂伝播停止性能と低温靭性の優れ
    た厚鋼板の製造方法。 【数1】 但し、式中において〔Ceq%〕=C%+Si%/24
    +Mn%/6であり、C%、Si%及びMn%はそれぞ
    れC、Si、Mnの重量%である。
  4. 【請求項4】 重量%で、C:0.04〜0.30%、
    Si:≦0.5%、Mn:≦2.0%、Al:≦0.1
    %、 更に、Ti:0.001〜0.10%、Cr:≦0.5
    %、Ni:≦1.0%、Mo:≦0.5%、V:≦0.
    1%、Nb:≦0.05%、B:≦0.0015%、C
    u:≦1.5%の1種または2種以上を含み、残部Fe
    および不可避不純物からなる鋼片をAc3変態点以上、
    1200℃以下の温度に加熱し、未再結晶域上限温度+
    150℃以下での累積圧下率が30%以上の圧延を行っ
    た後、その段階での板厚の2〜33%に対応する上下各
    表層部の領域をAr3変態点以上の温度から2℃/s以
    上の冷却速度で冷却を開始し、Ar3変態点以下で冷却
    を停止して復熱させることを1回以上経由させる経過
    で、最後の冷却後の復熱が終了するまでの間に、逆変態
    もしくは未変態のオーステナイトの分率が50%未満の
    組織にて30%以上の圧延を行って仕上げ圧延を完了さ
    せ、該圧延完丁後の鋼板の前記上下表層域をAc3変態
    点未満に復熱することにより、鋼板の板厚表裏層からそ
    れぞれ板厚の2〜33%に対応する領域における組織の
    平均結晶粒径dが3μm以下で、かつ、当該組織のビッ
    カース硬さが、次の(1)式を満足することを特徴とす
    る脆性亀裂伝播停止性能と低温靭性の優れた厚鋼板の製
    造方法。 【数1】 但し、式中において〔Ceq%〕=C%+Si%/24
    +Mn%/6+(Cu%+Ni%)/15+(Cr%+
    Mo%+V%)/5であり、C%、Si%、Mn%、C
    u%、Ni%、Cr%、Mo%、V%はそれぞれC、S
    i、Mn、Cu、Ni、Cr、Mo、Vの重量%であ
    る。
  5. 【請求項5】 重量%で、C:0.04〜0.30%、
    Si:≦0.5%、Mn:≦2.0%、Al:≦0.1
    %、残部Feおよび不可避不純物からなる鋼片をAc3
    変態点以上、1200℃以下の温度に加熱し、未再結晶
    域上限温度+150℃以下での累積圧下率が30%以上
    の圧延を行った後、その段階での板厚の2〜33%に対
    応する上下各表層部の領域をAr3変態点以上の温度か
    ら2℃/s以上の冷却速度で冷却を開始し、Ar3変態
    点以下で冷却を停止して復熱させることを1回以上経由
    させる経過で、最後の冷却後の復熱が終了するまでの間
    に、逆変態もしくは未変態のオーステナイトの分率が5
    0%未満の組織にて30%以上の圧延を行って仕上げ圧
    延を完了させ、該圧延完丁後の鋼板の前記上下表層域を
    Ac3変態点未満に復熱させた後、引き続き60℃/s
    以下の冷却速度で650℃以下の温度まで冷却すること
    により、鋼板の板厚表裏層からそれぞれ板厚の2〜33
    %に対応する領域における組織の平均結晶粒径dが、3
    μm以下で、かつ、当該組織のビッカース硬さが、次の
    (1)式を満足することを特徴とする脆性亀裂伝播停止
    性能と低温靭性の優れた厚鋼板の製造方法。 【数1】 但し、式中において〔Ceq%〕=C%+Si%/24
    +Mn%/6であり、C%、Si%及びMn%はそれぞ
    れC、Si、Mnの重量%である。
  6. 【請求項6】 重量%で、C:0.04〜0.30%、
    Si:≦0.5%、Mn:≦2.0%、Al:≦0.1
    %、 更に、Ti:0.001〜0.10%、Cr:≦0.5
    %、Ni:≦1.0%、Mo:≦0.5%、V:≦0.
    1%、Nb:≦0.05%、B:≦0.0015%、C
    u:≦1.5%の1種または2種以上を含み、残部Fe
    および不可避不純物からなる鋼片をAc3変態点以上、
    1200℃以下の温度に加熱し、未再結晶域上限温度+
    150℃以下での累積圧下率が30%以上の圧延を行っ
    た後、その段階での板厚の2〜33%に対応する上下各
    表層部の領域をAr3変態点以上の温度から2℃/s以
    上の冷却速度で冷却を開始し、Ar3変態点以下で冷却
    を停止して復熱させることを1回以上経由させる経過
    で、最後の冷却後の復熱が終了するまでの間に、逆変態
    もしくは未変態のオーステナイトの分率が50%未満の
    組織にて30%以上の圧延を行って仕上げ圧延を完了さ
    せ、該圧延完了後の鋼板の前記上下表層域をAc3変態
    点未満に復熱させた後、引き続き60℃/s以下の冷却
    速度で650℃以下の温度まで冷却することにより、鋼
    板の板厚表裏層からそれぞれ板厚の2〜33%に対応す
    る領域における組織の平均結晶粒径dが、3μm以下
    で、かつ、当該組織のビッカース硬さが、次の(1)式
    を満足することを特徴とする脆性亀裂伝播停止性能と低
    温靭性の優れた厚鋼板の製造方法。 【数1】 但し、式中において〔Ceq%〕=C%+Si%/24
    +Mn%/6+(Cu%+Ni%)/15+(Cr%+
    Mo%+V%)/5であり、C%、Si%、Mn%、C
    u%、Ni%、Cr%、Mo%、V%はそれぞれC、S
    i、Mn、Cu、Ni、Cr、Mo、Vの重量%であ
    る。
  7. 【請求項7】 重量%で、C:0.04〜0.30%、
    Si:≦0.5%、Mn:≦2.0%、Al:≦0.1
    %、残部Feおよび不可避不純物からなる鋼片をAc3
    変態点以上、1200℃以下の温度に加熱し、未再結晶
    域上限温度+150℃以下での累積圧下率が30%以上
    の圧延を行った後、その段階での板厚の2〜33%に対
    応する上下各表層部の領域をAr3変態点以上の温度か
    ら2℃/s以上の冷却速度で冷却を開始し、Ar3変態
    点以下で冷却を停止して復熱させることを1回以上経由
    させる経過で、最後の冷却後の復熱が終了するまでの間
    に、逆変態もしくは未変態のオーステナイトの分率が5
    0%未満の組織にて30%以上の圧延を行って仕上げ圧
    延を完了させ、該圧延完丁後の鋼板の前記上下表層域を
    Ac3変態点未満に復熱させた後、引き続き60℃/s
    以下の冷却速度で650℃以下の温度まで冷却し、つい
    で、Ac1変態点以下で焼戻しすることにより、鋼板の
    板厚表裏層からそれぞれ板厚の2〜33%に対応する領
    域における組織の平均結晶粒径dが、3μm以下で、か
    つ、当該組織のビッカース硬さHvが、次の(1)式を
    満足することを特徴とする脆性亀裂伝播停止性能と低温
    靭性の優れた厚鋼板の製造方法。 【数1】 但し、式中において〔Ceq%〕=C%+Si%/24
    +Mn%/6であり、C%、Si%及びMn%はそれぞ
    れC、Si、Mnの重量%である。
  8. 【請求項8】 重量%で、C:0.04〜0.30%、
    Si:≦0.5%、Mn:≦2.0%、Al:≦0.1
    %、 更に、Ti:0.001〜0.10%、Cr:≦0.5
    %、Ni:≦1.0%、Mo:≦0.5%、V:≦0.
    1%、Nb:≦0.05%、B:≦0.0015%、C
    u:≦1.5%の1種まは2種以上を含み、残部Feお
    よび不可避不純物からなる鋼片をAc3変態点以上、1
    200℃以下の温度に加熱し、未再結晶域上限温度+1
    50℃以下での累積圧下率が30%以上の圧延を行った
    後、その段階での板厚の2〜33%に対応する上下各表
    層部の領域をAr3変態点以上の温度から2℃/s以上
    の冷却速度で冷却を開始し、Ar3変態点以下で冷却を
    停止して復熱させることを1回以上経由させる経過で、
    最後の冷却後の復熱が終了するまでの間に、逆変態もし
    くは未変態のオーステナイトの分率が50%未満の組織
    にて30%以上の圧延を行って仕上げ圧延を完了させ、
    該圧延完了後の鋼板の前記上下表層域をAC3変態点未
    満に後熱させた後、引き続き60℃/s以下の冷却速度
    で650℃以下の温度まで冷却し、次いで、Ac1変態
    点以下で焼戻しすることにより、鋼板の板厚表層からそ
    れれぞれ板厚の2〜33%に対応する領域における組織
    の平均結晶粒径dが、3μm以下で、かつ、当該組織の
    ビッカース硬さが、次の(1)式を満足することを特徴
    とする脆性亀裂伝播停止性能と低温靭性の優れた厚鋼板
    の製造方法。 【数1】 但し、式中において〔Ceq%〕=C%+Si%/24
    +Mn%/6+(Cu%+Ni%)/15+(Cr%+
    Mo%+V%)/5であり、C%、Si%、Mn%、C
    u%、Ni%、Cr%、Mo%、V%はそれぞれC、S
    i、Mn、Cu、Ni、Cr、Mo、Vの重量%であ
    る。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005329461A (ja) * 2004-04-21 2005-12-02 Nippon Steel Corp 脆性き裂伝播停止特性に優れた溶接鋼構造物およびその製造方法
JP2010090406A (ja) * 2008-10-03 2010-04-22 Sumitomo Metal Ind Ltd 低降伏比低温用鋼、およびその製造方法
KR101056336B1 (ko) 2008-06-19 2011-08-11 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 후강판 및 그 제조 방법
CN114410936A (zh) * 2021-12-31 2022-04-29 苏州大学 一种止裂钢材及其制备方法

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