JPS6033340A - 溶接性の優れた低炭素極厚鋼板 - Google Patents

溶接性の優れた低炭素極厚鋼板

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JPS6033340A
JPS6033340A JP14171483A JP14171483A JPS6033340A JP S6033340 A JPS6033340 A JP S6033340A JP 14171483 A JP14171483 A JP 14171483A JP 14171483 A JP14171483 A JP 14171483A JP S6033340 A JPS6033340 A JP S6033340A
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JP
Japan
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steel plate
weldability
low carbon
extremely thick
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JP14171483A
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English (en)
Inventor
Ryuji Okabe
龍二 岡部
Yasuhiro Tanaka
康浩 田中
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (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】 この発明はボイラー等の圧力容器の製造に使用される極
厚鋼板に関し、特に極厚徘「]板の溶接性の改善に関す
るものである。
周知のようにボイラー等の圧力容器は極厚鋼板を溶接し
て得られる。このような極厚鋼板は、薄肉の鋼板と比較
して焼ならし後の冷却速度が遅くなシ、特に板厚の中心
部では冷却速度が著しく小さくなシ、そのため所要の強
度をイqにくいのが通常である。そこでこのような極厚
鋼板において所要の強度を確保し、また焼もどし処理や
SR(応力除去焼鈍)処理後でも所要の強度を確保する
ため、従来のボイラー用極厚鋼板は多量のC(炭素)を
含有させておくのが一般的であった。
ところで厚板の溶接においては、溶接割れ防止のために
溶接前に予熱作業を必要とするが、特にボイラー等の製
造の際には使用される鋼材が極厚であるため予熱作業に
多大な労力と時間およびエネルギーを消費する。そして
特に前述のととくc含有量の高い極厚鋼板では高い予熱
温度を必要とするため、予熱作業に要するエネルギーコ
ストが著しく高くなる問題があった。また前述のような
C含有量の高い極厚銅板の場合、充分と思われる程度の
予熱を行っても、往々にして溶接割れが発生し1、その
手直し作業を行なわざるを得ない場合があった。さらに
、C含有量の高い従来の械厚鋼板の場合、溶接部の充分
な延性、靭性が得難い欠点もあった。
−に述のよりなC含有量;:の高い従来のボイラー用極
厚鋼板の欠点を解消するため、C含有量を低くすると同
時に、低C化による強度低下を補うために析出強化やA
l−B処理により強度向上を図る方法が種々提案されて
いる。しかしながらこの種の極厚鋼板の場合、C0,0
1を量%あたりの強度増加分け1.2〜1.8kgf/
Fniにも達するため、低C化による強度低下分をA7
−B処理などによって補う方法では、低下させ得るC量
に限界がちシ、したがって予熱温度の低下など、溶接性
の改善にも限界があるのが実情である。
この発明は以上の事情に失みてなされたもので、母材強
度を確保すると同時に、溶接のだめの予熱温度を低下さ
せ、溶接性を向上させた極厚肉の鋼板を提供することを
目的とするものである。
本発明者等は前述のような従来の極厚鋼板の欠点を解消
するべく、種々実験を繰返した結果、焼ならし時の板厚
中心部の800〜400°゛C間の平均冷却速度が10
°C/mi n以下となるような極厚鋼板においては、
CrとBもしくはVとを併用することにより、母材の強
度確保と予熱温度の低Fという相反する問題を解決し得
ることを見出し、この発明をなすに至った。
具体的には、本願の第1発明の極厚鋼板は、CO,12
〜0.22 %、Si O,40%以下、Mn0.8〜
1.50%、Al0O1〜0.10%、CrO,4〜0
、8%、Mo 0.1〜0.3 %を含み、かつ0.0
3〜0.1%のVもしくは0.0003〜0.0015
チのBのうち少くとも1種を含有し、残部Feおよび不
可避的不純物よりなシ、さらに下記式で規定されるPC
Mの値が0.33 %以下であシ、シかも焼ならし時に
おける板厚中心部の800℃から400℃までの間の平
均冷却速度がlO°C/Th i n以下となるような
板厚を有するこ左を特徴とするものである。
また本−顧の第2発明の低炭素橙厚鋼板は、前記第1発
明の成分のほか、0.5%以下のCuもしくは0、5%
以下のNiのうち少くとも1種を含有するものである。
以下この発明の低炭素極厚鋼板についてさらに詳1圃に
説明する。
この発明Qこおいて対象とする鋼板は、焼ならし時にお
ける板厚中心部の800〜400℃間におkjる冷却速
度が10°C/+nin以下となるような板厚の極厚な
+:ti板である。具体的には、しlえば約608程度
以上のものが対象となる。このように板厚中心部の80
0〜400℃間の平均冷却速度が10’Q/m i n
以下の場合、従来鋼ではフェライト+パーライトの組織
となるかあるいは一部ペイナイトの混在する組織となる
のに、対し、CrとVもしくはBとを併用したこの発明
の鋼では、炭化物が微細に分散したベイナイト主体の組
織が得られ、その結果従来鋼よシも低C化しても従来鋼
と同程度の母材強度が得られるのである。さらにこの発
明の鋼では、炭素当量の値は従来鋼とほぼ同じであるに
もかかわらず、低温割れの発生し易い小人熱溶接時にお
けるボンド部および溶接熱影響部の硬さが従来鋼よシ低
くなるという特徴を有し、その結果溶接施工時の予熱温
度を従来鋼よシ低くしても溶接割れを防止することがで
きるのである。
次にこの発明の鋼の成分限定理由を説明する。
C:C含有量が0.22チを越えれば、従来鋼よシ溶接
時の予熱温度を低下させることが不可能となシ、一方C
含有量が0.124未満となれば所定の強度を確保する
ことが困難となる。したがってCは0,12〜0.22
%の範囲内とした。
Sl : Stは一般に強度を保持するために必要であ
るが、04チを越えれば靭性を劣化させるから、0.4
%以下に限定した。
Mn : Mnは溶接性を害さずに強度を向上させるの
に有効であるが、0.8%未満の場合は強度確保が不充
分であシ、逆に1.50%を越えれば靭・性が低Fして
好ましくなく、したがって0゜8〜1,50チの範囲と
した。
fi、e : Alは通常の製鋼過程において脱酸剤と
して有効な元素であり、また組織を微細化して靭性を向
上させる作用を果たす。このような作用は001%未満
では顕著ではなく、一方01%を越えれば逆に靭性を害
するから0.01〜0.10%の範囲に限定した。
Cr : Crはこの発明の鋼において重要な元素であ
って、BもしくはVと併せて添加することにより低C化
による強度低下を補うことができる。すなわち、B添加
処理あるいはV添加処理だけでは、溶接性を充分に改善
するだけの低C化による強度低下を補うことが困難であ
J、BもしくはVとCrとを併用することによってはじ
めて充分に強度低下を補うことができるのである。この
ようなCrの効果は、0.4%未満では不充分であり、
逆に0.8チを越えれば溶接性を害することとなるから
、0.4〜0.8−の範囲に限定した。
Mo : Moは強度確保に必要な元素であるが、0.
1チ未満でばその効果が顕著ではなく、逆に0.3−を
越えて添加すれば靭性を害するから、0.1〜0.3%
の範囲に限定した。
■およびB:これらはこの発明の鋼において重要な元素
であって、いずれか一方まだは双方をCrと併せて添加
することによシ、低C化による強度低下を補う。■が強
度に及ぼす影響は003φ未満では顕著でなく、一方V
が0.1チを越えれば溶接性に悪影響を及ぼすから、■
の添加量は0.03〜0.1チの範囲に限定した。また
Bはその添加量が0.00034未満では強度上昇の効
果が充分に発揮されず、一方Bが0.0015%を越え
れば溶接性に悪影響を及はすから、Bの添加量は0、0
003〜0.0015チの範囲に限定した。
Cu 、 Ni : CuおよびNiはそれぞれ焼入性
増大作用と固溶強化作用に基づき、靭性を害さずに強度
を向上させるのに有功であシ、シたがって本願の第2発
明においていずれか一方もしくは双方を必須成分として
添加する。但しCuは05係を越えれば熱間加工性を害
するとともに溶接割れ感受性を高めるので、0.5%以
Fに限定した。また歯は高価な元素であるから、この種
の鋼材におけるコストの面から0.5チ以下に限定した
この発明の鋼においては、上述のように各元素の成分範
囲を限定するとともに、従来鋼よりも溶接施工時の予熱
温度を低Fさするた°めに溶接割れ感受性組成として知
られるP。M値を0.33%以下とす゛る必要がある。
以下にこの発明の実施列を従来鋼と比蚊して記す。
第1表に示す本発明組成範囲内の鋼A−Nおよび従来鋼
0−Qについて、焼ならし一焼もどし一応力除去焼鈍処
理を行ない、引張試験およびシャルピー衝撃試験を実施
して引張り強さくTS )および吸収エネルギー値(v
Eo )を調べた。また同様に焼ならし一焼もどし処理
を行った同じ鋼A〜Neo〜Qについて低水素系溶接俸
を用いて斜めY型溶接割れ試験を行ない、割れ阻止温度
を調べた。それらの結果を第1表に併せて示す。なお板
厚はいずれも20w1Iであって、第1表中に示すよう
に焼ならし後の板厚中心部における800〜400℃間
の冷却速度はいずれも10 ’C/1nin以下である
。また第1表に示される各鋼のうち、A〜E、H−Nは
ASTM規格のA299に準する本発明鋼でろD、@0
 、Pはそれに対応する従来鋼、また鋼F、GはJIS
規格の5B49に準する本発明鋼でろり、WIQはそれ
に対応する従来鋼である。
第1表から、本発明鋼A−E、H−Nは従来鋼o、pと
比較して、また本発明鋼F、Gは従来鋼Qと比較して、
いずれも強度は何ら遜色ない一方、靭性は格段に優れて
おシ、シかも斜めY型溶接割れ試験における割れ阻止温
度、換言すれば溶接割れを防止するだめに必要な予熱温
度も50〜100℃低丁していることが明らかである。
以上の説明で明らかなようにこの発明の板厚鋼板は、溶
接性が優れていて、溶接割れ防止のだめの予熱温度が従
来よりも格段に低くて済み、その結果予熱作業に要する
エネルギーコストや時間を従来よシも大幅に削減でき、
しかも強度は従来の極厚鋼板と同等であり、さらに靭性
、延性にも優れるなど、従来鋼と比較して格段に優れた
長所を有するものでちる。
出願人 川崎製鉄株式会社 代理人 弁理士豊田武人 (ほか1名)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) C’0.12〜0.22%(重量%、以下同じ
    )、Si0.40%以下、Mn 0.8〜1.50 %
     、A10.01〜0.10%、Cr 0.4〜0.8
     %、Mo0.1〜0.3 %を含み、かツ0.03〜
    0.1 %(DVもしくは0.0003〜0.0015
    %のBの、うち少くとも1種を含有し、残部Feおよび
    不可避的不純物よシなり、さらに下記式で規定されるP
    CMの値が0.33%以下であり、しかも焼ならし時に
    おける板厚中心部の800℃から400℃までの間の平
    均冷却速度が10°C/in i n以下となるような
    板厚の溶接性に優れた低炭素極厚鋼板。 十−〔チV)+5[チB〕 0
  2. (2) CO,12〜0゜22%、SiO,40裂以丁
    、Mn 0.8〜1.50%、A10.01〜0.1 
    0%、Cr O,4〜0.8%、Mo O,1〜0.3
    %を含み、か−)0.03〜0.1%のVもしくは0.
    0003〜0、0015%のBのうち少くとも1種と、
    0.5チ以−FのCuもしくは0.5 %以下のNiの
    うち少くとも1種とを含有し、残部Feおよび不可避的
    不純物よりなり、さらに下記式で規定されるPoの値が
    (1,3:;%以下であり、しかも焼ならし時における
    板厚中心部の800℃から400 ’Cまでの間の平均
    冷却速度が10°c/lm1n以下となるような板厚の
    溶接性に優れた低炭素極厚鋼板。 PcM −C%C:] + −C% Si ]+ −C
    %1’、4n ] + 「C%Cub)020 +工〔%Ni〕十±C%Cr〕十±[%Mo〕60 2
    0 15 +±〔%V’:l+5[チB〕 0
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109750225A (zh) * 2019-02-21 2019-05-14 舞阳钢铁有限责任公司 耐长时模焊的2.25Cr-1Mo钢板及其生产方法
CN110408859A (zh) * 2019-07-10 2019-11-05 舞阳钢铁有限责任公司 一种核i级超时耐高温钢板及模焊热处理方法
CN110551944A (zh) * 2019-09-18 2019-12-10 舞阳钢铁有限责任公司 一种汽轮机隔板用钢板及其生产方法
CN110616372A (zh) * 2019-09-29 2019-12-27 舞阳钢铁有限责任公司 一种大厚度14Cr1MoR钢板及其生产方法
CN111549292A (zh) * 2020-05-29 2020-08-18 舞阳钢铁有限责任公司 一种低成本高合金Cr-Mo管件钢板及其生产方法

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