JPS60204828A - 耐セパレ−シヨン性強靭性熱延鋼帯の製造方法 - Google Patents

耐セパレ−シヨン性強靭性熱延鋼帯の製造方法

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JPS60204828A
JPS60204828A JP5914584A JP5914584A JPS60204828A JP S60204828 A JPS60204828 A JP S60204828A JP 5914584 A JP5914584 A JP 5914584A JP 5914584 A JP5914584 A JP 5914584A JP S60204828 A JPS60204828 A JP S60204828A
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rolled steel
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JP5914584A
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Kazutoshi Kunishige
国重 和俊
Shigeki Hamamatsu
浜松 茂喜
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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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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  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
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  • Metallurgy (AREA)
  • 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】 この発明は、耐セパレーシヨン性能の極めて優れた比較
的降伏比の高い強靭性熱延銅帯の製造方法に関するもの
である。
〈産業上の利用分野〉 近年、ライン・fイブ等を中心とした降伏点設計の各種
構造部材に、熱間圧延のままで高い強度と優れた靭性と
を発揮する強靭性熱延鋼帯、特に板厚が4.5 van
以上の強靭性熱延鋼帯の需要が益々増大する傾向を見せ
はじめてきた。
ところで、このような強靭性熱延銅帯は、強靭化元素で
あるNbを添加した鋼に制御圧IAを施すことで製造−
されるのが普通であるが、この熱延鋼帯から試験片を切
り出してシャルピー衝撃試験を行うと、しばしばその衝
撃破面上に嘱セパレーション〃と呼ばれる特有の層状開
口が認められる場合郵あp、これが衝撃吸収エネルギー
低下の原因にシると考えられていた。
そして、厚板工場で段進される鋼板の場合とは異なり、
制御圧延にて製造される熱延鋼板での七ノJ?レーショ
ンは、衝撃破断面に限って現われるものではなく、引張
p破断面にも生じるものであって、その対策が強く望ま
れるようになってきたのである。
そこで、セパレーションに関する様々な研究もなされる
ようになシ、熱延鋼帯に生じる上述のようなセパレーシ
ョンは、銅帯巻取p後の徐冷中に起きるところのPの粒
界偏析が主因となって生じるものであり、1種の焼戻し
脆性の部類に入るものであるとの有力な推論が下される
ようになった。
〈従来技術〉 このようなことから、従来、例えば特公昭58−197
24号公報等にもみられるような、鋼中のP含有量を極
力低下して耐セパレーション性を改善する方策等が提案
され、強靭性熱延鋼帯の特性向上の足掛夛が築かれてき
た。
しかしながら、上記特許公報に提案された方法をはじめ
として、従来の耐セ・母し−ション改善策は、高靭性熱
延鋼帯の製造にはNbの添加が必須であるとの考えの下
になされたところの、 Nb添加熱延鋼帯を対象とした
ものでしかなく、しかも前記対策によっても七ノやレー
ション現象を完全に抑えることができなかったのである
〈発明の目的〉 本発明者等は、上述のような現状に鑑み、七ノfレーシ
ョンを生ずることがなく、従来材よシ以上に強度と靭性
とに優れた熱延鋼帯を、簡単な工程でコスト安く段進す
べく、特にNb添加鋼に限ることなく種々の鋼種を対象
として、その熱延条件、熱延終了後の冷却条件、巻取シ
条件等を絡めた広範囲な研究を行ったところ、以下に示
される如き知見を得るに至ったのである。
〈知見事項〉 (a) 熱延鋼帯の耐セ・fレーション性能には、強靭
化元素であるNbの存在も極めて悪い影響を与えており
、 Nb無添加鋼であってしかもP及びS含有量を極力
抑えた鋼を、熱間圧延した後直ちに急冷し、従来では思
いもよらないような著しく低い温度域で巻取りを行うと
、セ・fレーションをほとんど生ずることのない熱延鋼
帯が得られること。
Nb添加鋼にて耐セパレーシヨン性能が劣化する理由は
明確ではないが、Nbを含まない鋼に比較してNb添加
鋼では、フェライト粒が圧延方向に伸展しやすく、かつ
配列しやすいので、このような現象がセパレーション発
生に大きな役割を演じているので4ないかと推察される
(b) Nb無添加鋼に所定の高靭性を付与するには、
特定の制御圧延と、その後の急冷と、低温巻取ジを組合
せて実施することが必要でちゃ、逆に、これらを特定の
条件K11l整すると、Nb無添加鋼であっても十分に
満足できる強靭性が達成できること。
(C) 従って、P及びS含有量を極力抑えたNb無添
加鋼に特定条件の制御圧延を施した後、従来におけるよ
シも著しく低い巻取り温度にまで急冷し、巻取りを行う
と、耐セパレーション性に著しく優れ、しかも強度並び
に靭性も十分に満足できる高性能の強靭熱延鋼帯が得ら
れること。
〈発明の構成〉 この発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、 C: 0.01〜0.25%、好ましくは帆05%を越
え〜0.25チ(以下、成分割合を表わすチは重量−と
する)、 Si:0.7%以下、 Mn : 0.5〜1.8%。
P : 0.015%以下、s:o、oio%以下。
aoL、At : 0.0 1〜0.10%を含有する
とともに、必要によル更に、V : 0.15%以下、
 Ti:0.03%以下。
Cu : 0.5%以下、 Ni : 0.5%以下。
Cr : 0.5%以下、 Mo:0.30%以下。
B : 0.0050%以下、 Ca:0.010%以
下のうちの1種以上をも含み、 残部:Fe及びその他の不可避不純物 から成る成分組成の鋼に、 1000℃以下での累積圧下率:50%以上。
仕上げ温度:850〜750℃ の熱間圧延を施した後、直ちに5℃/ see以上の冷
却速度で急冷し、500℃未満〜200℃の温度域にて
巻取ることにより、耐セパレーション性に優れた4、5
調以上の板厚を有する比較的降伏比の高い強靭性熱延銅
帯を安定して表造する点に特徴を有するものである。
次いで、この発明の方法において、鋼の組成成分量、及
び熱延・巻取り条件を前記の如くに数値限定した理由を
説明する。
A2組成成分 (a) C C成分は、この発明の方法のような低温巻取りでL鋼の
強度を大幅に向上させる作用を有している。従って、所
望の強度を確保するためにその含有量の下限t−0,0
1%とするが、好ましくはCの強化作用を十分に利用す
るために帆05%超とするのが良い。他方0.25%を
越えて含有させると溶接性能が劣化することから、C含
有量を0.01〜0.25%と定めた。
価)Si Si成分は、固溶体硬化を通じて、微量添加であっても
鋼の強度上昇に有効な働きをする元素であるが、0.7
%を越えて含有させると溶接性の劣化を招くことから、
Si含有量を0.7%以下と定めた。
(c) Mn Mn成分には、固溶体硬化、変態硬化、細粒硬化を通じ
て鋼の強度と靭性の双方を向上させる作用を有している
が、その含有量が0.5%未満では前記作用に十分満足
し得る効果が得られず、他方、1.8%を越えて含有さ
せると溶接性が劣化することから、地金有量を帆5〜1
.8%と定めた。
(d) P Pは、耐セパレーション性能を劣化する好ましくない不
純物元素であるので、可能な限シ少ないデが良いもので
あるが、経済性を考えてP含有量の上限を0.015%
と定めた。しかしながら、好ましくは0.010%以下
に抑えることが望まれる。
(e) S Sは、庵の結合してA系介在物を生じ、鋼の靭性や延性
を低下させるはかりでなく、セ/4’レージを考えてS
含有量の上限’k 0.010%と定めた。
しかしながら、好ましくは帆005%以下に抑えるのが
望ましい。
(f) aot、Al 5ot、At成分は、鋼の脱酸のために必要な成分であ
り、十分な脱酸効果を確保するためには0.01チ以上
を含有させる必要がある。一方、0.10%を越えて含
有させてもよ9以上の向上効果が得られないことから、
sot、At 含肩愈を帆01〜0.10饅と定めた。
(gl V、Ti、Cu、Ni、Cr、Mo、B及びC
aこれらの成分には、鋼の強度上昇作用や、靭性、延性
及び連続鋳造スラブの耐割れ性を改善する作用があるの
で、必要によりlai以上添加含有せしめられるもので
あるが、以下、個々の元素についてその添加量を制限し
た理由を説明する。
○・V ゛V酸成分は、微量添加で鋼の強度を大幅に上昇する好
ましい元素であるので好ましい元素であるが、0.15
%を越えて含有させることは経済的不利につながるので
、■含有量は0.15%以下と定めた。
■ Ti Ti成分に鉱、連続鋳造スラブ割れを抑制する作用があ
るが、0.03%を越えて含有させると逆に連続鋳造ス
ラブの割れを促進することから、T1含有量は0.03
−以下と定めた。
(iipcu、Ni及びCr これらの成分は、それぞれ鋼の強度及び靭性を向上させ
る有効な元素であるが、経済性を考慮して、それぞれの
成分の含有量は各々帆5%以下と定めた。
[株] MO Mo成分は、耐セパレーシヨン対策としても添加される
元素であるが、この発明の方法においては、むしろMO
の有する強靭化効果を狙って含有せしめるものである。
しかしながら、経済性を考慮して、MO含含有の上限t
O,30%と定めた。
■B B成分は、極微量の添加で鋼の強度上昇作用を発揮する
有効な元素であるが、0.0050%の添加でもってそ
の効果が飽和してし1うことから、B含有量はo、o 
o s o%以下と定めた。
■ Ca Ca成分は、介在物の形態制御によって靭性及び延性を
向上させる有効な元素であるが、七ノやレーション対策
としても好ましい元素である。
しかし、0.010%を越えて含有させると鋼中の介在
物蓋が増加して、かえって靭性並びに延性を劣化するこ
とから、Ca含有量は0.010%以下と定めた。
B、熱延・巻取9条件 (a)1000℃以下での累積圧下率 1000℃以下での1gM圧下率が50%を下廻ると、
オーステナイトの細粒化が十分に進行せず、従って最終
組織も目的とする細粒組織とならないので、十分な強靭
性能金得ることができない。このようなことから、10
00℃以下の温度域で50%以上の累積圧下率を確保す
ることと定めた。
(b) 熱延仕上げ温度 熱延仕上げ温度が850℃を越えると、やはフォーステ
ナイトの細粒化が進行しないので目的とする細粒組織が
得られず、他方、750℃を下廻る温度域では、オース
テナイトが再結晶しなくなったり、或いはフェライト変
態後圧下これることKよって、Nbを含まない鋼におい
てもNb添加鋼と同じ様な伸展粒フェライト組絨となり
、強靭性の観点からは不都合ではないが、セパレーショ
ンが発生しやすくなると言う問題を生じる。従って、熱
延仕上げ温度は850〜750℃と定めた。
(C) 冷却速度 熱間圧延終了後の冷却速度が5℃/seeよりも遅くな
ると、鋼中のPが粒界に偏析することに基づく脆化によ
りセパレーションを生じやすぐなる。
従って、熱間圧延終了後の冷却速度を5℃/see以上
と定めた。
(d) 巻取り温度 巻取シ温度が500℃以上であると、熱間圧延終了後の
冷却速度が5℃/see以上であったとしても、やVi
シ良好な耐セパレーシヨン性能を実現することができず
、一方、200℃よジ低い巻取り@度の場合には、耐セ
パレーシヨン性能に関してはそれtlど問題にならない
が、フェライト地中の固溶C量の増大やマルテンサイト
組織混入による大幅な靭性劣化や降伏比の著しい低下傾
向が現われることから、巻取p温度を500℃未満〜2
00℃と定めた。
第1図は、本発明対象鋼であるところの、0.15%C
−0,25%5t−1,35%Mn −0,008%P
−0,002%S −0,03%At−0,0018%
N鋼の強靭性と七ノ母し−ションに及はす巻取温度の影
響を示すグラフであり、熱延加熱温度:1200℃。
1000℃以下での$積圧工率二67%、熱延仕上げ温
度:820℃、仕上げ板厚: 11 m 、熱延後巻取
り間の冷却速度は全て5〜b 囲に入っているものについて調べたものである。
なお、「引張力破面上の七ノぞレーション状割れの合計
長さ」は、第2図に示されるように、引張シ試験片1の
破面上に認められるセパレーション状の割れ2のそれぞ
れの長さの合計量Ctt+tz)で表わした。
第1図からも、特定成分組成の鋼を、本発明の条件で熱
間圧延し巻取った場合に、優れた耐セパレーシヨン性能
と強靭性と比較的高い降伏比(7011とが実現できる
ことは明らかである。
次K、この発8At−実施例により比較例と対比しなが
ら具体的に説明する。
〈実施例〉 まず、通常の方法によって第1表に示される如き成分組
成の鋼A〜0を溶製した。
次いで、これらの名調を第2表に示される条件で熱間圧
延し、巻取シを行って厚さ二11簡の熱a@帯を製造し
た。
このようにして得られた各熱延鋼帯から試験片を切シ出
し、その機械的性質並びに耐セ・やし〜ジョン性能ヲ調
べたところ、同じく第2表に示される如き結果が得られ
た。なお、耐セパレーシヨン性能は、第1図に示す結果
を得たのと同様の方法で測定した。
第2表に示される結果からも明らかなように、本発明に
おける条件を満足する方法で得られた熱延銅帯は全て、
優れた耐セパレーシヨン性能と高強度・高靭性と70%
超の高降伏比とを兼備しているのに対して、隅添加鋼を
素材とした試験番号1の方法によって得られた熱延鋼帯
や、P及びS含有量の高い鋼を素材とした試験番号2の
方法によって得られた熱延鋼帯は、いずれも耐セパレー
ション性が劣っており、また、1ooo℃以下での熱間
圧延工率が低かったり、熱間圧延仕上け′温度やその後
の冷却速度が本発明の条件から外れている試験番号3〜
5の方法によって得られた熱延鋼帯は、靭性や強度、或
いは耐七ノ(レーション性に劣っていることがわかる。
く総括的な効果〉 上述のように、この発明によれば、熱間圧延のま首で、
優れた耐セパレーシヨン性能と強靭性とを兼備した降伏
点設計に適した熱延鋼板を、コスト安く、安定して製造
することができ、低温環境でのライン/4’イブやその
他の構造物、籍に板埠方向に力が加わるような構造物素
材に使用して(セ・ぐレーションは板厚方向の特性が劣
ると@に発生しやすいので)優れた特性が発揮されるな
ど、産業上有用な効果がもたらされるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は鋼の強靭性とセパレーションに及はす巻取シ温
度の影I11を示すグラフ、第2図は「引張υ破面上の
セパレーション状割れの合計長さ」の表示方法を説明す
るための概略模式図である。 図面において、 1・・・引張り試験片、 2・・・セA’レーション状の割し。 出願人 住友金属工業株式会社 代理人 富 1)和 夫 tlか1名 学1図 港取り2E/J (’C) ■、事件の表示 特願昭59−59145 号 2、発明の名称 耐セパレーシヨン性強靭性熱延銅帯 の製造方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 代表者 熊谷典文 4、代 理 人 住所 東京都千代田区神田錦町−丁目23番地宗保第二
ビル8階 〒+ot を話(03) 233−1676・1677
補正の内容 1)明細書、第16頁及び第17頁の、「第1衣」及び
「第2表」を別紙の通りに訂正する。 以上

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 重量割合にて、 C: 0.01〜0.25%。 St : 0.7−以下。 Mn : 0.5〜1.8 % 。 P : 0.015%以下。 S : 0.010%以下。 sol、Al:0.01〜0.10% 残部:Fe及びその他の不可避不純物 から成る成分組成の鋼に、 1000℃以下での累積圧下率:50%以上。 仕上は温度:850〜750℃ の熱間圧延を施した後、直ち[5℃/sec以上の冷却
    速度で急冷し、500℃未満〜200℃の温度域にて巻
    取ることを特徴とする、4.5−以上の板厚を有する耐
    セ/eレーション性に優れた強靭性熱延銅帯の製造方法
  2. (2)重合割合にて、 C: 0.01〜0.25%。 St : 0.7%以下。 Mn : 0.5〜1.8%。 P : 0.015%以下。 S : 0.010%以下。 5otJ、t : 0.01〜0.10%を含有すると
    ともに、更に、 V : 0.15%以下。 Tf : 0.03%以下。 Cu:0.5%以下。 Ni : 0.5−以下。 Cr : 0.5%以下。 Mo : 0.30%以下。 B : 0.0050%以下。 Ca: 0.010%以下 のうちの1種以上をも含み、 残部:Fe及びその他の不可避不純物 から成る成分組成の鋼に、 1000℃以下での累積圧下率:50チ以上。 仕上げ温度二850〜750℃ の熱間圧延を施した後、直ちに5℃/sec以上の冷却
    速度で急冷し、500℃未満〜200℃の温度域にて巻
    取ることを%徴とする、4.5 m以上の板厚を有する
    耐セパレーション性に優れた強靭性熱延銅帯の製造方法
JP5914584A 1984-03-27 1984-03-27 耐セパレ−シヨン性強靭性熱延鋼帯の製造方法 Granted JPS60204828A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011074497A (ja) * 2004-11-30 2011-04-14 Jfe Steel Corp 薄鋼板

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