JPH01242761A - 低降伏比の超高張力鋼およびその製造方法 - Google Patents
低降伏比の超高張力鋼およびその製造方法Info
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- JPH01242761A JPH01242761A JP6719988A JP6719988A JPH01242761A JP H01242761 A JPH01242761 A JP H01242761A JP 6719988 A JP6719988 A JP 6719988A JP 6719988 A JP6719988 A JP 6719988A JP H01242761 A JPH01242761 A JP H01242761A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は機械構造用などに利用される引張強さ１００
ｋｇｆ／−以上で、かつ降伏比（降伏点／引張強さ）が
９５％以下の超高張力鋼およびその製造方法に関するも
のである。
ｋｇｆ／−以上で、かつ降伏比（降伏点／引張強さ）が
９５％以下の超高張力鋼およびその製造方法に関するも
のである。
〈従来の技術〉
一般に、降伏比が高くなるほど塑性変形能が減少し、脆
性破壊が生じやすくなる。ｉ械構造用゛鋼材などに利用
される超高張力鋼では使用中の安全性、即ち脆性破壊防
止の観点から降伏比の低いことが要求される。
性破壊が生じやすくなる。ｉ械構造用゛鋼材などに利用
される超高張力鋼では使用中の安全性、即ち脆性破壊防
止の観点から降伏比の低いことが要求される。
しかしながら、ｌｌ質高張力鋼では高強度化とともに降
伏比が高くなる傾向にあるため、引張強さ１００ ｋｇ
ｆ／−以上の超高張力鋼の降伏比は９５％超と高かった
。
伏比が高くなる傾向にあるため、引張強さ１００ ｋｇ
ｆ／−以上の超高張力鋼の降伏比は９５％超と高かった
。
ところで従来より低降伏比を得る方法として次の３方法
がある。
がある。
■ 焼入冷却速度の低下あるいは合金元素量の低減によ
り焼入性を低下させベイナイト組繊とする。
り焼入性を低下させベイナイト組繊とする。
■ 焼もどし処理を行わず焼入れのままで使用する。
■ α＋γの２相焼入れを採用する。
しかしながら、■の方法は低降伏比（Ｙ、Ｒ。
）の低下には有効であるが、不完全焼入れのため強度、
靭性の著しい劣化をまねく、■の方法は焼入れのままで
低Ｙ、Ｒ，化を得ようというものであるが、高強度は得
られるものの靭性が低く、かつ矢きな残留応力が消滅し
ない等の欠点がある。
靭性の著しい劣化をまねく、■の方法は焼入れのままで
低Ｙ、Ｒ，化を得ようというものであるが、高強度は得
られるものの靭性が低く、かつ矢きな残留応力が消滅し
ない等の欠点がある。
■の方法は２相焼入れによるもので、例えば特開昭５５
−１３１１３０号に示されるように低Ｙ、Ｒ，化には有
効であるが、高強度が得難＜ １００ｋｇｆ／ｄ以上
の引張強さは得られない。
−１３１１３０号に示されるように低Ｙ、Ｒ，化には有
効であるが、高強度が得難＜ １００ｋｇｆ／ｄ以上
の引張強さは得られない。
すなわちいずれの方法も高張力と低降伏比を両立させる
ためには不十分な方法である。
ためには不十分な方法である。
〈発明が解決しようとする課題〉
本発明は上記従来技術でみられる強度、靭性の低下をき
たすことなく、降伏比が９５％以下で引張強さ１００ｋ
ｇｆ／−以上の超高張力鋼およびその製造方法を提供す
るものである。
たすことなく、降伏比が９５％以下で引張強さ１００ｋ
ｇｆ／−以上の超高張力鋼およびその製造方法を提供す
るものである。
く課題を解決するための手段〉
本発明者らは超高張力高で低降伏比の得られる化学成分
系について研究を重ねた結果、■適量の合金成分を含有
させることでマルテンサイト組織を有し高強度、高靭性
を確保できる。■さらにＣｕを含有させることにより、
軟質のＣｕが析出して強度、靭性を低下させることなく
、降伏点のみが低下しＹ、Ｒ，を低下させることができ
ることを゛見出し、本発明を完成した。即ち本発明の要
旨とするところは、重量比にて Ｃ： ０．２０〜０．
５０％、 Ｓｉ： ０．４０％以下、 Ｍｎ ： １
．２０％以下、Ｎｉ：０．５０〜４．５０％、 Ｃ
ｒ ：’ ０．５０〜３．５０％、 Ｍｏ ： ０
．３０〜１．５０％、 Ｖ ： ０．０５〜０．３
０％、 Ｃｕ ： ０．３０〜２．５０％１Ｐ ｊ
０．０１０％以下、 Ｓ：０．００５％以下を含有し
、残部が不可避的不純物とｒｅからなり、Ｃｕの析出相
を含むマルテンサイト組織を有する低降伏比の超高張力
鋼であり、また上記組成の鋼をへ〇、変態点以上の温度
範囲で焼入れしマルテンサイト組織としたのち、４００
〜６５０℃の温度範囲で焼もどしを行いマルテンサイト
組織にＣｕ相を析出させることを特徴とする低降伏比の
超高張力鋼の製造方法である。
系について研究を重ねた結果、■適量の合金成分を含有
させることでマルテンサイト組織を有し高強度、高靭性
を確保できる。■さらにＣｕを含有させることにより、
軟質のＣｕが析出して強度、靭性を低下させることなく
、降伏点のみが低下しＹ、Ｒ，を低下させることができ
ることを゛見出し、本発明を完成した。即ち本発明の要
旨とするところは、重量比にて Ｃ： ０．２０〜０．
５０％、 Ｓｉ： ０．４０％以下、 Ｍｎ ： １
．２０％以下、Ｎｉ：０．５０〜４．５０％、 Ｃ
ｒ ：’ ０．５０〜３．５０％、 Ｍｏ ： ０
．３０〜１．５０％、 Ｖ ： ０．０５〜０．３
０％、 Ｃｕ ： ０．３０〜２．５０％１Ｐ ｊ
０．０１０％以下、 Ｓ：０．００５％以下を含有し
、残部が不可避的不純物とｒｅからなり、Ｃｕの析出相
を含むマルテンサイト組織を有する低降伏比の超高張力
鋼であり、また上記組成の鋼をへ〇、変態点以上の温度
範囲で焼入れしマルテンサイト組織としたのち、４００
〜６５０℃の温度範囲で焼もどしを行いマルテンサイト
組織にＣｕ相を析出させることを特徴とする低降伏比の
超高張力鋼の製造方法である。
く作 用〉
まづ本発明における化学組成の限定理由について説明す
る。
る。
Ｃは強度の向上に有効な元素であり、所要強度を確保す
るには少なくとも０．２０％（ｗｔ％、以下同じ）を必
要とするが、０．５０％を越えると靭性を低下させるの
で０．２０〜０．５０％の範囲に限定される。
るには少なくとも０．２０％（ｗｔ％、以下同じ）を必
要とするが、０．５０％を越えると靭性を低下させるの
で０．２０〜０．５０％の範囲に限定される。
ＳｔはＰとともに焼もどし脆化感受性を著しく高める元
素であり、低温焼もどし中における脆化を防止するには
、その含有量は少ない方が望ましいが、本発明によって
規制するＰ ： ０．０１０％以下。
素であり、低温焼もどし中における脆化を防止するには
、その含有量は少ない方が望ましいが、本発明によって
規制するＰ ： ０．０１０％以下。
Ｍｏ ： ０．３０％以上の場合、Ｓｔは０．４０％以
下であれば脆化を生じないので、０．４０％以下に限定
した。
下であれば脆化を生じないので、０．４０％以下に限定
した。
Ｍｎは焼入性を高め、強度、靭性を向上させる有効な元
素であるが、１．２０％を越えて添加されると靭性を低
下させるだけでなく、焼もどし脆化感受性を高めるので
１．２０％以下に限定される。
素であるが、１．２０％を越えて添加されると靭性を低
下させるだけでなく、焼もどし脆化感受性を高めるので
１．２０％以下に限定される。
Ｎｉ、 Ｃｒの２元素はいずれもＭｎ同様焼入性を高め
、強度、靭性を向上させるに有効な元素であり、この効
果を期待するには少なくとも旧：０．５０％以上。
、強度、靭性を向上させるに有効な元素であり、この効
果を期待するには少なくとも旧：０．５０％以上。
Ｃｒ ： ０．５０％以上必要である。しかしＮｉが４
．５０％。
．５０％。
Ｃｒが３．５０％を越えて過度に添加されると靭性を低
下させるだけでなく、焼もどし脆化感受性を高めるので
これを上限とし、Ｎｉ ： ０．５０〜４．５０％、Ｃ
ｒ：０．５０〜３．５０％の範囲に限定される。
下させるだけでなく、焼もどし脆化感受性を高めるので
これを上限とし、Ｎｉ ： ０．５０〜４．５０％、Ｃ
ｒ：０．５０〜３．５０％の範囲に限定される。
Ｎｏは焼もどし脆化の抑制に有効な元素であり°、低温
焼もどし中における焼もどし脆化を抑えるには少なくと
も０．３０％以上必要である。しかし１．５０％を越す
過度の添加は靭性を低下させるので０．３０〜１．５０
％の範囲に限定される。
焼もどし中における焼もどし脆化を抑えるには少なくと
も０．３０％以上必要である。しかし１．５０％を越す
過度の添加は靭性を低下させるので０．３０〜１．５０
％の範囲に限定される。
■は強度を向上させる元素であり、そのためには少な（
とも０．０５％以上必要であるが、０．３０％を越える
と靭性を低下させるので０．０５〜０．３０％の範囲に
限定される。
とも０．０５％以上必要であるが、０．３０％を越える
と靭性を低下させるので０．０５〜０．３０％の範囲に
限定される。
Ｐは焼もどし脆化感受性を著しく高めるので少ない方が
望ましいが、０．０１０％以下であれば脆化を生じない
ので０．０１０％以下に限定した。
望ましいが、０．０１０％以下であれば脆化を生じない
ので０．０１０％以下に限定した。
Ｓも靭性を低下させる元素であり、少ない方が望ましい
が、ｏ、ｏｏｓ％以下であれば靭性低下の影響が少ない
のでｏ、ｏｏｓ％以下に限定した。
が、ｏ、ｏｏｓ％以下であれば靭性低下の影響が少ない
のでｏ、ｏｏｓ％以下に限定した。
Ｃｕは本発明の特徴である低降伏比化を実現するために
大切な元素である。降伏比におよぼすＣｕの影響に関し
、本発明者らが行った実験結果について説明する。
大切な元素である。降伏比におよぼすＣｕの影響に関し
、本発明者らが行った実験結果について説明する。
第１表に示すＣｕ含有量の異なる鋼をＡｃ３変態点以上
の９００″Ｃで焼入れし、５８０’Ｃで焼もどし処理を
行い、引張特性を調べた。その結果を第１表に示す、
Ｃｕ無添加材では降伏強度（Ｙ、Ｓ、）：１５２ ｋｇ
ｆ／ｌｊ、 引張強さ（Ｔ、 Ｓ、 ） ：
１５９ｋｇｆ／ｄで降伏比（降伏強さ／引張強さ）（
Ｙ、Ｒ，）は９６％と高い、これに対しＣｕ含有量を増
加するとＴ。
の９００″Ｃで焼入れし、５８０’Ｃで焼もどし処理を
行い、引張特性を調べた。その結果を第１表に示す、
Ｃｕ無添加材では降伏強度（Ｙ、Ｓ、）：１５２ ｋｇ
ｆ／ｌｊ、 引張強さ（Ｔ、 Ｓ、 ） ：
１５９ｋｇｆ／ｄで降伏比（降伏強さ／引張強さ）（
Ｙ、Ｒ，）は９６％と高い、これに対しＣｕ含有量を増
加するとＴ。
Ｓ、はほとんど低下しないが、Ｙ、Ｓ、のみは顕著に低
下し、Ｙ、Ｒ，を９５％以下に低下できる。
下し、Ｙ、Ｒ，を９５％以下に低下できる。
このようにＣｕはＹ、Ｒ，の低下に顕著な効果を発揮す
るが、そのためには少な（とも０．３０％以上を必要と
するが、２．５０％を越えると熱間加工性を低下させる
ので０．３０〜２．５０％の範囲に限定される。
るが、そのためには少な（とも０．３０％以上を必要と
するが、２．５０％を越えると熱間加工性を低下させる
ので０．３０〜２．５０％の範囲に限定される。
次に上記限定組成鋼の調質条件について説明する。
本発明ではＡｃｓ点以上の温度から焼入れだ後、４００
〜６５０°Ｃの温度範囲で焼もどし処理をする。
〜６５０°Ｃの温度範囲で焼もどし処理をする。
焼入温度はＡｃｓ点未満の温度では十分な強度が得られ
ないので、Ａｃ３点以上の温度から焼入れマルテンサイ
ト組織とする必要がある。焼もどし温度範囲は、４００
℃未満では焼もどし効果が十分でないため靭性が低いば
かりでなく、軟質ならの析出相が得られず低降伏比が得
難い、一方６５０°Ｃ＠越える過度な焼もどしでは十分
な強度が得られず、またＣｕの溶解度も高くなるためＣ
ｕの析出量が少なくなり降伏比の低下効果が小さ（なる
、したがって焼もどし温度範囲は４００〜６５０°Ｃ範
囲に限定した。
ないので、Ａｃ３点以上の温度から焼入れマルテンサイ
ト組織とする必要がある。焼もどし温度範囲は、４００
℃未満では焼もどし効果が十分でないため靭性が低いば
かりでなく、軟質ならの析出相が得られず低降伏比が得
難い、一方６５０°Ｃ＠越える過度な焼もどしでは十分
な強度が得られず、またＣｕの溶解度も高くなるためＣ
ｕの析出量が少なくなり降伏比の低下効果が小さ（なる
、したがって焼もどし温度範囲は４００〜６５０°Ｃ範
囲に限定した。
〈実施例〉
第２表に示した組成の本発明ｔｌｉｉ１５種および比較
１１１５種を供試材とした。なおＮα６，７．８の比較
鋼は従来の機械構造用Ｎ［−Ｃｒ−Ｍｏ鋼（ｆｌｓ
Ｇ４１０３ ＳＮＣＭ）であり、いずれもＣｕを含育
廿ず、比較鋼９はＣ，Ｃｒ、 Ｍｏが外れ、比較鋼１０
はＳｔ、Ｐ。
１１１５種を供試材とした。なおＮα６，７．８の比較
鋼は従来の機械構造用Ｎ［−Ｃｒ−Ｍｏ鋼（ｆｌｓ
Ｇ４１０３ ＳＮＣＭ）であり、いずれもＣｕを含育
廿ず、比較鋼９はＣ，Ｃｒ、 Ｍｏが外れ、比較鋼１０
はＳｔ、Ｐ。
Ｃｒ含有量が本発明の組成条件を満足していない゛。
これらの供試材は真空溶解炉で溶製し、鋼塊を４０鴫厚
鋼板に圧延した後、焼入れ・焼もどし処理を施し、その
後引張試験およびシャルビー衝撃試験を行った０組織は
すべてマルテンサイト組織であった。その結果を第３表
に示す、現用鋼である比較鋼８１１６．７は降伏比が９
７％と高いのに対して、本発明鋼の階１〜５は降伏比が
８５〜９２％と低いことがわかる。Ｎａ６，７ｍと同様
にＣｕを含まない比較鋼８はやはり降伏比が９６％と高
い、また比較鋼Ｎ１１９，１０のようにＣ，Ｃｒ、 Ｍ
ｏもしくはＳｉ、Ｐ、Ｃｒの含有量が本発明の成分範囲
から外れると、高強度、高靭性が得られない、さらに焼
もどし温度が本発明条件から外れ３５０℃と低い場合、
Ｃｕの析出による降伏比個下の効果が十分発揮されずＹ
、Ｒ。
鋼板に圧延した後、焼入れ・焼もどし処理を施し、その
後引張試験およびシャルビー衝撃試験を行った０組織は
すべてマルテンサイト組織であった。その結果を第３表
に示す、現用鋼である比較鋼８１１６．７は降伏比が９
７％と高いのに対して、本発明鋼の階１〜５は降伏比が
８５〜９２％と低いことがわかる。Ｎａ６，７ｍと同様
にＣｕを含まない比較鋼８はやはり降伏比が９６％と高
い、また比較鋼Ｎ１１９，１０のようにＣ，Ｃｒ、 Ｍ
ｏもしくはＳｉ、Ｐ、Ｃｒの含有量が本発明の成分範囲
から外れると、高強度、高靭性が得られない、さらに焼
もどし温度が本発明条件から外れ３５０℃と低い場合、
Ｃｕの析出による降伏比個下の効果が十分発揮されずＹ
、Ｒ。
が９６％と高く、かつ靭性も低い、逆に焼もどし温度が
６８０℃と高すぎても高強度が得られないことは明らか
である。
６８０℃と高すぎても高強度が得られないことは明らか
である。
〈発明の効果〉
本発明は上記実施例から明らかなように、低合金調質鋼
の成分を限定し、特に適量のＣｕを含有させることによ
って機械構造用等に適した安全性の高い降伏比が９５％
以下の超高張力鋼を得ることができた。
の成分を限定し、特に適量のＣｕを含有させることによ
って機械構造用等に適した安全性の高い降伏比が９５％
以下の超高張力鋼を得ることができた。
第１図は引張特性におよぼすＣｕ含存置の影響を示すグ
ラフである。 特許出願人 川崎製鉄株式会社 第１図 Ｃｕ含有量（ｗｔ％）
ラフである。 特許出願人 川崎製鉄株式会社 第１図 Ｃｕ含有量（ｗｔ％）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、重量比にてＣ：０．２０〜０．５０％ Ｓｉ：０．４０％以下 Ｍｎ：１．２０％以下 Ｎｉ：０．５０〜４．５０％ Ｃｒ：０．５０〜３．５０％ Ｍｏ：０．３０〜１．５０％ Ｃｕ：０．３０〜２．５０％ Ｐ：０．０１０％以下 Ｓ；０．００５％以下 を含有し、残部が不可避的不純物とＦｅからなり、Ｃｕ
の析出相を含むマルテンサイト組織であることを特徴と
する低降伏比の超高張力鋼。 ２、重量比にてＣ：０．２０〜０．５０％ Ｓｉ：０．４０％以下 Ｍｎ：１．２０％以下 Ｎｉ：０．５０〜４．５０％ Ｃｒ：０．５０〜３．５０％ Ｍｏ：０．３０〜１．５０％ Ｖ：０．０５〜０．３０％ Ｃｕ：０．３０〜２．５０％ Ｐ：０．０１０％以下 Ｓ：０．００５％以下 を含有し、残部が不可避的不純物とＦｅからなる鋼をＡ
ｃ＿３変態点以上の温度範囲から焼入れしマルテンサイ
ト組織としたのち、４００〜６５０℃の温度範囲で焼も
どしを行いマルテンサイト組織にＣｕ相を析出させるこ
とを特徴とする低降伏比の超高張力鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6719988A JPH01242761A (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | 低降伏比の超高張力鋼およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6719988A JPH01242761A (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | 低降伏比の超高張力鋼およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01242761A true JPH01242761A (ja) | 1989-09-27 |
Family
ID=13337997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6719988A Pending JPH01242761A (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | 低降伏比の超高張力鋼およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01242761A (ja) |
Cited By (11)
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|---|---|---|---|---|
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-
1988
- 1988-03-23 JP JP6719988A patent/JPH01242761A/ja active Pending
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