JPH0116283B2 - - Google Patents

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JPH0116283B2
JPH0116283B2 JP59275263A JP27526384A JPH0116283B2 JP H0116283 B2 JPH0116283 B2 JP H0116283B2 JP 59275263 A JP59275263 A JP 59275263A JP 27526384 A JP27526384 A JP 27526384A JP H0116283 B2 JPH0116283 B2 JP H0116283B2
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JP
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temperature
less
steel
toughness
weldability
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Asao Narimoto
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 大型産業機械、溶接鋼管その他、海洋構造物、
橋粱などの使途に適合すべきり溶接構造物用高張
力鋼材の有利な製造に関しこの明細書に述べる技
術内容は、溶接鋼構造物の大型化にともなう高強
度、高じん性でしかも優れた溶接性の兼備につい
ての要請を満たすための研究の所産を提案すると
ころにある。 ここに溶接性を向上させるためには低C化が有
効であるが、反面高強度化の要請が損なわれる。 このため、低C化した場合に他の方法で強度を
補う必要がある。その1つの方法としてCuの析
出硬化作用を利用することができる。 (従来の技術) Cuの析出硬化の利用に関しては例えばASTM
A710や、米国特許第3692514号明細書にその例が
見られる。しかし、Cu析出硬化を利用して高強
度化を図るとき、低温じん性が害われる。 ここに含Cu鋼で低温じん性を確保する1つの
方法としては、Cu析出温度を最硬化条件(例え
ば550℃)より高く(例えば670℃)することが考
えられるが、これではCuの析出による高強度化
の作用が失われて本来の目的が達成され得ない。 (発明が解決しようとする問題点) Cuの析出硬化作用を損なうことなく低温じん
性を著しく改善させることにより、低温じん性お
よび溶接性に優れた、YP:49Kgf/mm2以上の高
張力鋼の有利な製造方法を確保することがここに
述べる開発研究の目的である。 (問題点を解決するための手段) (1) 溶接性を向上させるためC量を0.01〜0.10wt
%に低減する。 (2) 高強度化するため、Cuを0.7〜1.5wt%含有さ
せる。 (3) 上記Cuの含有の下で析出硬化処理に由来す
るじん性劣化を防ぎ、低温じん性は向上させる
ために、制御圧延を行う。 以上は上記問題解決のための基本の要因であつ
て、この圧延のあと、そのまま、または、再加熱
焼入れもしくは直接焼入れの適切な組合わせを経
てすなわち上記したこの発明の目的とするところ
は、 C:0.0〜0.10wt%、Si:0.40wt%以下 Mn:0.5〜2.0wt%、Cu:0.7〜1.5wt% Ni:0.5〜2.0wt%、Nb:0.005〜0.06wt% およびAl:0.01〜0.10wt%を 含有する組成又はさらにCr及び/又はMo:
1.0wt%以下を含有する組成とした上でこれらの
鋼に、900℃以下700℃以上で30%以上の圧下を加
えて圧延を終了するまでの工程は共通するが、 その後500℃〜650℃の範囲でCu析出処理を
施すこと、 圧延を終了して一たん冷却したのち、AC3
AC3+30℃の範囲に再加熱後、水冷してその後
に500℃〜650℃の範囲でCu析出処理を施すこ
と、又は、 圧延を終了してから直ちに平均冷却速度2.5
℃/s以上で室温まで冷却して、その後に500
℃〜650℃の範囲でCu析出処理を施すことかの
何れかの過程を経ることによりによつて達成さ
れ、低温じん性および溶接性に優れた溶接構造
物用高張力鋼の製造が安定に可能となる。 (作用) C量は0.01wt%以上0.10wt%以下であつて各発
明を通じた特徴の一つである。C量は0.01wt%未
満では必要強度が得られず0.10wt%をこえると、
溶接性が損なわれからである。 Siは鋼精錬時の脱酸上不可欠の元素であり、ま
た安価な鋼強化元素でもあるが、0.60wt%を超え
ると鋼の清浄度が損なわれて溶接性やじん性の低
下をもたらす。一方0.02wt%未満では上記の効果
が得られない。従つて、Siの範囲を0.02wt%〜
0.6wt%とした。 Mnはじん性を低下させることなく強度を高め
る元素であり、そのためには0.5wt%以上の添加
が必要である。しかし、2.0wt%を超えると溶接
性が損なわれる。従つてMnの添加範囲を0.5〜
2.0wt%とした。 Cuの含有も各発明を通した特徴の一つであり、
その析出硬化作用を利用して高強度を達成する。
ここにCuが0.7wt%未満では析出硬化作用がなく
一方、1.5wt%をこえると低温じん性が損なわれ
る。したがつてCu含有量を0.7wt%〜1.5wt%に
限定した。 Niは、Cuの含有による熱間加工性の低下を防
ぐ作用があり、また低温じん性を改善させる効果
を0.5%以上にてあらわすが、2.0wt%をこえる過
剰な添加による効果の増強はないので経済的でな
い。 Nbは制御圧延による微粒化作用をもたらす元
素である。しかし、0.005wt%未満ではその作用
が十分でなくまた0.06wt%を越えると低温じん性
を損なう。 Alは脱酸およびオーステナイトの微粒化のた
めに必要な元素であり、そのためには0.010wt%
以上必要であるが0.10wt%をこえると鋼の清浄度
を害する。 以上の元素の他に、さらに高強度化するために
Cr,Moの1種または2種を添加することができ
る。これらの元素は固溶硬化、析出硬化あるいは
焼入性を増加させることにより強度を上昇させ
る。しかし、それぞれ1.0wt%、を越えるとじん
性を損なうので、上限を規制した。 これらの他の成分として強度上昇のため
V0.001〜0.10wt%、B0.0005〜0.0025wt%、溶接
性の改善のためにTi0.003〜0.05wt%、介在物形
状制御のためにCa,REM0.05〜0.10%、などを
添加しても効果は損なわれない。 P,Sは母材および溶接部じんせいを著しく損
なう不純物元素であるが不可避的な混入はやむを
得ないので実害を生じない限度としてそれぞれ
0.015wt%以下、0.010wt%以下ならば許容され
る。 つぎに圧延条件について述べる。 圧延仕上温度は900℃以下とする。900℃をこえ
る温度では粒が粗大化しじん性が劣化する。また
圧延仕上げ温度を700℃よりも低くするとじん性
がそこなわれるため下限を700℃とした。この温
度域での圧下は30%以上を要し、30%未満では十
分な細粒組織が得られない。 Cu析出処理は500℃〜650℃の温度で行う、500
℃〜600℃に限定した理由はこの温度範囲外では
Cuの析出硬化作用が損なわれるからである。 このCu析出処理に先立つて、制御圧延のあと
再加熱焼入れを施す場合、その再加熱温度はAC3
〜AC3+30℃として水冷を行うことが焼入後の組
織を微細化するために必要である。また制御圧延
の終了後に直接焼入れを行うときその冷却速度は
2.5℃/sec以上とする。その理由は2.5/secより
遅い冷却では高強度が得られないからである。 (実施例) 実施例 1 供試鋼の化学組成を表1に示す。 【表】 【表】 各供試鋼を、オーステナイト域に加熱し、仕上
温度800℃で25mmまで圧延(圧下率75%)し、そ
の後600℃で1時間のCu析出処理を行つた。 そのときの強度とじん性を表2に示す、なお表
2には圧延を920℃で仕上げたときのデータを付
記した。 【表】 第1、第2各発明により優れた強度および低温
じん性が得られることがわかる。 次に供試鋼(E)について圧延終了温度を650
〜950℃の範囲の種々な温度に変えて上記Cu析出
処理後のじん性値vE―60に及ぼす影響を調べ第
1図の成績を得た。またさらに圧延終了温度を
850℃とした場合についてCu析出処理を450〜675
℃の種々な条件に変えY.S.に及ぼす影響を調べて
第2図の成績を得た。 実施例 2 供試鋼の化学組成を比較例とともに表3に示
す。 【表】 り、(S)、(T)鋼は比較のための成分例であ
る。
各供試鋼をオーステナイト域に加熱し、仕上温
度800℃で25mmまで圧延(圧下率75%)し、空冷
後、900℃に加熱し焼入れ処理した。その後550℃
で1時間Cuの析出処理を行つた。そのときの強
度とじん性を表4において太線区画で囲つて第
3,4各発明に従う成績を区別して示す。 なお表4には920℃で圧延を終了し、焼入温度
を960℃としたときのデータも付記した。 【表】 【表】 第3,4各発明によつても優れた強度および低
温じん性が得られることがわかる。 次に供試鋼Jについて焼入れ温度のみを800℃
〜1000℃の範囲の種々な温度に変えて上記した
Cu析出処理の後の低温じん性との関係を第3図
に示した。さらに焼入れ温度を900℃としたとき
におけるCu析出処理温度のY.S.に及ぼす影響を
第4図に示した。 実施例 3 次に表3に化学組成を示した各供試鋼をオース
テナイト域に加熱し、仕上温度800℃で25mmまで
に圧延(圧下率75%)しその後直ちに水焼入れし
た。その後550℃で1時間のCu析出処理を行つ
た。 そのときの強度、じん性を表5に示す。なお表
5には920℃で圧延を終了し直接焼入したときの
比較データを付記した。 【表】 第5,6各発明により、優れた強度および低温
じん性が得られることがわかる。 第5図、第6図にCu含有量によるY.S,T.S.の
依存性、Ni含有量のvTrsに及びす影響を示し、
第7図にて供試鋼Pにつき、Cu析出処理温度を
400〜700℃に変えたときのY.S.に及ぼす影響を示
した。 (発明の効果) 第1〜第6発明の何れにあつてもCを0.01〜
0.10wt%に低減し、Cuを0.7〜1.5wt%添加含有す
る特色のもとで成分組成範囲を特定した鋼を仕上
温度900〜700℃で圧延したのちには、500〜650℃
でCu析出処理するか、圧延したのち、一たんAC3
〜AC3+30℃の範囲に再加熱し焼入れを施してか
ら、500〜650℃でCu析出処理するか、圧延した
後直ちに焼入れを行つてから500〜650℃の温度で
Cu析出処理するかの何れかにより、溶接性を損
なうことなく優れた強度および低温じん性を有す
る鋼を安定して製造することができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は圧延終了温度が低温じん性に及ぼす影
響を示す線図、第2図はCu析出処理温度がY.S.
に及ぼす影響を示す線図であり、第3図は圧延後
の再加熱焼入れ温度と低温じん性の関係線図、第
4図はこの場合のCu析出処理温度とY.S.との関
係線図であり、第5図は直接焼入れの場合におけ
るCu含有量と強度の関係グラフ、第6図はNi含
有量とじん性の関係グラフであり、第7図はCu
析出温度と強度の関係グラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 C:0.01〜0.10wt%、Si:0.40wt%以下、
    Mn:0.5〜2.0wt%、Cu:0.7〜1.5wt%、Ni:0.5
    〜2.0wt%、Nb:0.005〜0.06wt%、及びAl:
    0.01〜0.10wt%を含有する組成の鋼に、 900℃以下700℃以上で30%以上の圧下を加えて
    圧延を終了し、 その後500℃〜650℃の範囲でCu析出処理を施
    す、 ことを特徴とする低温じん性および溶接性に優れ
    た溶接構造物用高張力鋼の製造方法。 2 C:0.01〜0.10wt%、Si:0.40wt%以下、
    Mn:0.5〜2.0wt%、Cu:0.7〜1.5wt%、Ni:0.5
    〜2.0wt%、Nb:0.005〜0.06wt%、及びAl:
    0.01〜0.10wt%とさらにCr:1.0wt%以下、Mo:
    1.0wt%以下のうち1種以上 とを含有する組成の鋼に、 900℃以下700℃以上で30%以上の圧下を加えて
    圧延を終了し、 その後500℃〜650℃の範囲でCu析出処理を施
    す、 ことを特徴とする低温じん性および溶接性に優れ
    た溶接構造物用高張力鋼の製造方法。 3 C:0.01〜0.10wt%、Si:0.40wt%以下、
    Mn:0.5〜2.0wt%、Cu:0.7〜1.5wt%、Ni:0.5
    〜2.0wt%、Nb:0.005〜0.06wt%、及びAl:
    0.01〜0.10wt%を含有する組成の鋼に、 900℃以下700℃以上で30%以上の圧下を加えて
    圧延を終了し、 一たん冷却したのち、AC3〜AC3+30℃の範囲
    に再加熱後、水冷し、 その後500℃〜650℃の範囲でCu析出処理を施
    す、 ことを特徴とする低温じん性および溶接性に優れ
    た溶接構造物用高張力鋼の製造方法。 4 C:0.01〜0.10wt%、Si:0.40wt%以下、
    Mn:0.5〜2.0wt%、Cu:0.7〜1.5wt%、Ni:0.5
    〜2.0wt%、Nb:0.005〜0.06wt%、及びAl:
    0.01〜0.10wt%とさらにCr:1.0wt%以下、Mo:
    1.0wt%以下のうち1種以上 とを含有する組成の鋼に、 900℃以下700℃以上で30%以上の圧下を加えて
    圧延を終了し、 一たん冷却したのち、AC3〜AC3+30℃の範囲
    に再加熱後、水冷し、 その後500℃〜650℃の範囲でCu析出処理を施
    す、 ことを特徴とする低温じん性および溶接性に優れ
    た溶接構造物用高張力鋼の製造方法。 5 C:0.01〜0.10wt%、Si:0.40wt%以下、
    Mn:0.5〜2.0wt%、Cu:0.7〜1.5wt%、Ni:0.5
    〜2.0wt%、Nb:0.005〜0.06wt%、及びAl:
    0.01〜0.10wt% を含有する組成の鋼に、 900℃以下700℃以上で30%以上の圧下を加えて
    圧延を終了し、 直ちに平均冷却速度2.5℃/s以上で室温まで
    冷却し、 その後500℃〜650℃の範囲でCu析出処理を施
    す、 ことを特徴とする、低温じん性および溶接性に優
    れた溶接構造物用高張力鋼の製造方法。 6 C:0.01〜0.10wt%、Si:0.40wt%以下、
    Mn:0.5〜2.0wt%、Cu:0.7〜1.5wt%、Ni:0.5
    〜2.0wt%、Nb:0.005〜0.06wt%、及びAl:
    0.01〜0.10wt%とさらにCr:1.0wt%以下、Mo:
    1.0wt%以下のうち1種以上とを含有する組成の
    鋼に、 900℃以下700℃以上で30%以上の圧下を加えて
    圧延を終了し、 直ちに平均冷却速度2.5℃/s以上で室温まで
    冷却し、 その後500℃〜650℃の範囲でCu析出処理を施
    す、 ことを特徴とする、低温じん性および溶接性に優
    れた溶接構造物用高張力鋼の製造方法。
JP27526384A 1984-12-25 1984-12-25 低温じん性および溶接性の優れた低C−Cu析出型高張力鋼の製造方法 Granted JPS61149430A (ja)

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JP5284075B2 (ja) * 2008-12-25 2013-09-11 株式会社神戸製鋼所 脆性亀裂伝播停止特性に優れた構造用厚鋼板
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