JPS5845318A - 溶接性を備えた50kg/mm↑2以上の強度を有する高張力鋼の製造法 - Google Patents

溶接性を備えた50kg/mm↑2以上の強度を有する高張力鋼の製造法

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JPS5845318A
JPS5845318A JP14250681A JP14250681A JPS5845318A JP S5845318 A JPS5845318 A JP S5845318A JP 14250681 A JP14250681 A JP 14250681A JP 14250681 A JP14250681 A JP 14250681A JP S5845318 A JPS5845318 A JP S5845318A
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JP
Japan
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strength
steel
cooling
rolling
less
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JP14250681A
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English (en)
Inventor
Koshiro Tsukada
束田 幸四郎
Yoshitaka Yamazaki
山崎 喜崇
Kazuaki Matsumoto
和明 松本
Tomoyoshi Okita
大北 智良
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明け、厚鋼板の圧延後の加速冷却に関うるもので、
熱間圧延するに際してムrs変態点以下で圧下率20−
以上の圧下を加え、直ちに500℃以上の温度に至るま
での間を4〜25じ−の冷却速度で加速冷却するととで
鋼板が高強度化できることを活用し、TS(引張強さ)
501−以上で優れた溶接性を併せて具備する厚鋼板の
製造法に関するものである。即ち、本発明では加速冷却
による強化分の合金成分特に炭素量を低減させることに
よシ、溶接性の改善を図ったものであるが、具体的には
加速冷却材の強度と合金成分との間に良い相関があるこ
とを見出し、この関係を重回峰式により求め製造条件設
定に反映させることにより、例えば鋼の組成が目標成分
から若干はずれるような場合においても、近時の高精度
圧延技術、製造技術でもってこれをカバーし、製品の品
質安定性の向上を図るとともに、製造ラインの自動化を
も可能ならしめんとするものである。
一般に、熱間圧延後の厚鋼板を加速冷却することにより
変態組織を制御し機械的性質を向上させる技術社、制御
冷却と呼ばれ制御圧延(ControlledRoll
ing  以下CRと略称する)と同様に一種の加工熱
処理法でめる。この制御冷却は、従来系統的な研究が少
なかったが、最近圧延終了後に特定の温度域のみを加速
冷却するいわゆるI nterrupted・Cool
lng法が注目されている。この方法は圧延後の直接焼
入法のように焼戻処理を必要とせず、一般の非−質鋼板
への適用が可能でTo如、CRと組合せることによシ為
靭性を維持しつつより一層の高張力化が図れるし、さら
に溶接性をはじめ各種の鋼材性能の向上も期待できる。
かかる冷却法は既にホットストリップミルのランアウト
冷却として操業的に利用されてはいるが、厚板圧延では
実用化には至っていない。
多くの提案が公にされるようになって来たにも拘らず、
これによって溶接性を改善する提案もなされていないの
が現状である。この理由の一つは、一般的な低合金鋼に
おける加速冷却の効果は変態組織を改善せしめ強度上昇
を図ると共に靭性劣化を防止せんとするものであ夛、溶
接性の向上はこの強度上昇を利用し合金成分を低減する
ことによって得られるものであるから、その効果が一見
間接的かつ自明であるかの如く見られるためである。
さらに一つの重要な理由社、加速冷却によって浴接性に
優れた高張力銅板を製造するに当っては、その強度、溶
接性のいずれをも冶金的−合理的に満足させるような製
造条件の具体的設定がデータ蓄積”及び解析不足のため
困難であシ、従来知られることがなかったためである。
本発明は、上記の問題に鑑みてこれを解決するために開
発されたものであシ、その要旨とするところは、CQ、
03〜α18%、Siα6%以下、MnO3〜2.0−
1sotAJ!α01〜α08−を基本組成とし、必要
に応じてNbα01〜α196、VQ、01〜α155
6、T1α01〜α15嘔、Ca 1.0 %以)、C
r1.0%以下、N11.0%以下、Me 1.0 %
以下の一種又は二種以上(但し、CuとCrの共存及び
これらの共存)におけるNt、 Mat Nb + V
 、 Tt ノ一種又は二種以上の共存を除く)を含有
し残部はF・及び不可避的不純−からなシ、シかもPc
w <0−2096(但し、PCM社低温割れ感受性組
成)、かつ0LACCaqン(25,8−Q、18Ve
)/7B (但し、0LACC@q は加速冷却材脚素
当量、Vcは加速冷却時の冷却速度で4〜25℃i)を
満足する鋼を溶製し、熱間圧延においてArm点以)で
の累積圧下率を20−以上、仕上り温度を650℃〜(
Arm点−60℃)とする圧延を行い、圧延終了後50
0℃以上の温度までの少くとも80℃の温度巾にわたシ
上記冷却速度veで加速冷却し、その後放冷することを
特徴とする溶接性を備え九50 VwJ以上の強度を有
する高張力鋼の製造法である。
次に、本発明の製造法について詳細に説明する。
厚鋼板の強度は合金成分により大きく変動し、又この合
金成分の強度への寄与は製造条件により大きな影響を受
けることは知られている。そこで、本発明の発明者らは
今迄知られることの無かったγ十α2相域圧延後の加速
冷却材における強度への合金成分の影響を知るべ(C,
Si、Mnをはじめとする各種成分を広範に変化させた
実験室解解鋼を用い、ムr1点以下で20−以上の累積
圧)率により圧延し、圧延仕上り温度は(Arm点−6
0℃)以下、650℃以上とし、この圧延終了後、10
し−の冷却速度で500℃以上の温度まで少くとも80
℃の温度巾にわたシ加速冷却をする実験を繰返し、鋼板
強度への各成分の寄与を重回帰分析により求めた。その
結果、次の関係式が得られた。
TS(Kr/j)= 26+78・0LACC・q ・
・・・・・(1)ここで0LACC@qd加速冷却材辰
素当量式であり、次式で示される。
0LACC*qe) = C+ Mn15+ c”/2
9 +N’/15,6 + ”/7.4+ Meへ4+
”10.97+“/15  ・・・・・・(2)又、さ
らに加速冷却材では冷却速度が重要な因子であシ、強度
への影響を調べるため、後に示す第1表中の鋼2を用い
て冷却速度を広範に変化させる実験を行った。その結果
0LACCeq とは独立に加速冷却速度の上昇は強度
を増大させ、加速冷却速度4〜25℃、−の範囲ではル
−当りのT8上昇量は約018(−であることが判明し
た。第1図はこの場合の加速冷却速度とΔTB (但し
、ΔT8は加速冷却材のTSから同一圧延条件の圧延材
のTSを差引いたもの)の関係を示したグラフである。
以上の結果から、2相域圧地後の加速冷却材においても
その圧延、加速冷却条件が上記の如く限定されていれば
、そのTSは0LACCeQと冷却速度Vc (C/5
sc)を設定すれば、次式から一義的に決定可能である
ことが分る。
T8=26+78・0LACC@q十α18(%−10
)  ・・・・・・(3)この(3)式よりTSを50
(−以上の高張力鋼板を加速冷却によυ製造するには0
LACCsq及び■が次式を満せば良いことが分る。
50<26+78@OLムCC@q+α18(Vc−1
0)  ・・・−・(4)即ち、0LACCeq 2 
(25,8−α18vc)/78 −− (s)溶接性
については、基本的に祉合金成分が大きな因子であシ、
加速冷却材と従来材とで成分が同一ならば差は無いと考
えられる。従って、低温割れ感受性組成PCM値を用い
て従来材と同様に規制すればよい。本発明の対象とする
50キロ級構造用又は船体用の高張力鋼では、低温割れ
防止のための予熱を不要とすることが強く望まれており
、室温にて低温割れを防止する丸めのPCM値上Pji
値は0.20であることが知られているため、これを溶
接性付与のための規制値とした。
次に、成分限定の理由を述べる。Cの下限を1031i
としたのはこの種の鋼の強度を最も安価に効果的に付与
するために必要だからであり、上限を018−とじたの
はこれを超えると溶接性を著しく損うからである。Sl
は固Sm化を通じて高強度化に有効であるが、多量の添
加US接性を損うので0.6%を上限する。廊は鋼の強
度及び靭性向上に有効な鋼の基本元素として添加される
が、α5チ未満ではその効果が小さくなるためn、s%
を下限とした。又、2.0−を超えると溶接性を著しく
損うことになるため2.0%を上限とした。Atは鋼の
脱酸に最低α01嘔の−o1klが必要であることから
これを下限とし、又aotAAがα08−を超えるとこ
の効果が飽和することから008%を上限とした。
Cu、 Cr+ NL Mo Id添加することによシ
固溶強化と、併せて鋼の焼入性増大に基づく組織変化を
通じて靭性を損なわずに強化が図れるが、溶接性及び経
済性の点から各々1.0−を上限とした。Nb。
V 、 TIは折用強化による強度上昇と、低温靭性の
改善に著しい効果があシ必要に応じて添加されるが、こ
の効果を発揮させるためにはいずれか一種が0.01%
以上添加することが必要であり、これを下限とした。こ
れらはいずれも添加量が大となるとII接性を損うので
、Nbについては上限を0.10−と、又V、Tiにつ
いては上限を各々0.15%とした。
次に、製造条件の限定理由を述べる。先づ熱間圧延にお
いてArm点以下での累積圧下率を2〇−以上としたの
は、これ未満では初析フェライトの加工による転位の導
入などのサブ組織が充分に発達せず、加速冷却を実施し
ても多大の効果的な高張力化が期待できないからである
。第2図はArs変態点以下の圧下率と・ΔTS (但
し、ΔTSは2相域圧延後の0LAC材のTS)の関係
を示したものである。すなわち、2相域圧延後の加速冷
却の効果は、従来材われている圧延抜空冷する場合に生
じる(圧延による)サブ組織の回復を加速冷却によシ抑
制するところにある。このサブ組織つまシは高転位密度
組織を加速冷却直前に形成発達させておくことが必9だ
からである。
又、圧延仕上り温度を(Ars点−60℃)以下に限定
したのは、実施例にも示した如くこれ以上の温鼠では高
過ぎるため加速冷却を開始する以前にサブ組織の充分な
回復が行われて、加速冷却による回復抑制の効果が発揮
されないからでめシ、その下限を650℃としたのは、
これ未満ではミル負荷増大などの圧延上の困難が著しく
増大し実生産的でないこと、又空冷ままでも加工フエク
イトの回復量が減少してくるため、圧延後の加速冷却に
よる回復抑制の効果が失われる傾向にアリ、本発明の加
速冷却の本質的な効果がもはや効率的に発揮されないか
らである。
更に、加速冷却速度を4〜25レーの範Hにしたのは、
41未満では第1図から明らかなように加速冷却による
上述のサブ組織回復抑制による充分な高張力化が期待で
きないからで4.ji)、251を超えるとこの効果が
飽和することに加え鋼板の歪が大となりatの良い形状
を持つ厚鋼板の製造が1離になるからである。
又、冷却停止温度を500℃以上としたのは、これ未満
では鋼板の歪が大となシ製造工程上好ましくないからで
あシ、冷却開始温度と冷却停止温度との間に80℃以上
の温度中を採ったのは、これ以下に温度間隔を小さくす
ると、サブ組織が回復して高張力化が充分に達成されな
いからでおる。
第1!!は供試鋼の化学成分を示したものであり、第2
表は製造条件と、その製造条件によって製造された鋼の
機械的性質及0′溶接性を示したものである。
籐2表 上記第1費における各鋼はいずれも250トン転炉によ
シ溶製したものである。鋼2〜4はPC1il値がα1
20〜α149.0LACCeqが0.290〜α61
6のものであり、いずれも本発明の限定する成分範囲を
満足するものである。鋼1はPcw値は020未満であ
る4のの0LACCeqは本発明の限定下限よシ低い鋼
である。鋼sFi合金成分が本発明の限定上限より高い
ため、PCM値が0.20を超えた鋼である。
第2表から明らかなように、鋼1の如fi 0LACC
@qが本発明の限定値よシ低い鋼では、冷却速度が25
ルーと高くても(25,8−α18 V )/7a値が
0LACCeq値を上廻シ、強度は50v−に達するこ
とができない。成分が本発明の範囲に満足する鋼2〜4
においては、2相域圧延後空冷まま又は低冷却速度では
強度が50(−をi見得ないけれども、本発明で限定す
る高冷却速度にすれば(25,8−α18 V )/7
8  値よりも0LACCeq値の方が高くなり、強度
が50(−を超える。鋼2〜6において奄、2相域圧延
を行わない圧延まま社は強度が40v−を僅かに超える
のみてあシ、2相域圧鷺後、加速冷却を行っても(鋼2
−ト)該加速冷却の温度中が80℃以下のときは、やは
り50階−以下の強度しか得られない。さらに、鋼3−
トの如く圧風仕上り温度が(Ar1点−60℃)を超え
た場合、中はjp50v−以下の強度しか得られていな
い。以上の鋼2〜4はいずれもPCM値はα20未満て
あシ、室温でのν開先拘束割れ試験で割れは全く認めら
れない。鋼5では2相域圧延後の加速冷却によシ強度は
50V−を超えるものの、PCM値が高く室温でのν開
先拘束割れ試験で割れが発生している。
【図面の簡単な説明】
第1図は加速冷却速go増加に伴うΔTBの変化の関係
を示すグラフ図であり、第2図は変態点以下臣下率とΔ
T8の関係を示すグラフ図である。 代通人 弁理士 佐 藤 正 年 同 同 木村三朗 同   同  佐々木 宗 治

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. Cα06〜α1896、siα6ts以下、Mnα5〜
    ZO%、  molALO,01〜0.08 %を基本
    組成とし、必要に応じてNbα01〜α1%、Vo、0
    1〜α15−1Ti[101〜α151!、Cu1.0
    %以下、Cr1.0−以下、Ni1.0%以”F、MO
    l、0−以下の一種又は二種以上(但し、Cu(!:C
    rの共存及びこれらの共存下におけるNi+ Mo+ 
    Nb、 V 、 Tl  の一種又祉二種以上の共存を
    除く)を含有し残部iFs+及び不可避的不純物からな
    シ、しかもPCM<α20% (但し、PCMは低温割
    れ感受性組成)、かつ0LACCeq2 (2!i8−
     G、 18 Vc)/78  (但し、0LACCe
    qは加速冷1材炭素当量、vcは加速冷却時の冷却速度
    で4〜25℃層)を満足する鋼をS製し、熱間圧延にお
    いてArm点以下での累積圧下率を2096以上、仕上
    り温度を650℃〜(krs点−60℃)とする圧延を
    行い、圧電終了vk500℃以上の温度までの少くとも
    80℃の温度中にわたり上記冷却速度馬で加速冷却し、
    その後放冷することを特徴とする溶接性を備えた50(
    −以上の強度を有する高張力鋼の製造法。
JP14250681A 1981-09-11 1981-09-11 溶接性を備えた50kg/mm↑2以上の強度を有する高張力鋼の製造法 Pending JPS5845318A (ja)

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JPS61284521A (ja) * 1985-06-12 1986-12-15 Nippon Steel Corp Dwtt特性のすぐれた鋼板の製造方法
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