JPH02209421A - 低降伏比高張力鋼の製造方法 - Google Patents
低降伏比高張力鋼の製造方法Info
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- 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。
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〉
本発明は引張強さが６０ｋｇｆ／ｍｊ以上であってかつ
降伏比（降伏点または０．２％耐力／引張強さ）が７０
〜８５％である低降伏比高張力鋼の製造方法に関するも
のである。
降伏比（降伏点または０．２％耐力／引張強さ）が７０
〜８５％である低降伏比高張力鋼の製造方法に関するも
のである。
〈従来の技術〉
鉄鋼構造物の大形化に伴い、材料の高強度化が益々要求
されるようになってきている。
されるようになってきている。
従来、引張強さが６０ｋｇｆ／−以上の高張力鋼は焼入
れ一焼戻し処理によって製造されているが、このような
方法によって製造された鋼の特徴は高強度高靭性である
が降伏比が著しく高くなることである。この降伏比が高
いということが破壊に対する安全性の観点から建築、橋
梁等の構造物への高張力鋼の使用が制限されている原因
の一つとなっている。そこで降伏を生じてから破壊まで
に余裕のある低降伏比を有する鋼材への要望が高くなっ
てきた。
れ一焼戻し処理によって製造されているが、このような
方法によって製造された鋼の特徴は高強度高靭性である
が降伏比が著しく高くなることである。この降伏比が高
いということが破壊に対する安全性の観点から建築、橋
梁等の構造物への高張力鋼の使用が制限されている原因
の一つとなっている。そこで降伏を生じてから破壊まで
に余裕のある低降伏比を有する鋼材への要望が高くなっ
てきた。
このような情況から低降伏比高張力鋼の製造方法が、例
えば特開昭５３−２３８１７号公報、特開昭５５９７４
２５号公報などにより提案されている。これらの発明の
特徴は、処理方法に若干の相違は存在するが、いずれも
Ａｃ、変態点とＡｃ３変態点の間の二相温度域に加熱し
、フェライトとマルテンサイト又はベイナイトの混合組
織にすることにより降伏比を低下させることにある。し
かしながらこの方法では降伏点の低下とともに引張強さ
も低下し、従来の焼入れ焼戻し法で得られていたと同等
の高強度を得るためには従来鋼よりもＣ量または合金元
素の添加量を増加する必要が生じ、溶接性が犠牲になる
という欠点を有していた。
えば特開昭５３−２３８１７号公報、特開昭５５９７４
２５号公報などにより提案されている。これらの発明の
特徴は、処理方法に若干の相違は存在するが、いずれも
Ａｃ、変態点とＡｃ３変態点の間の二相温度域に加熱し
、フェライトとマルテンサイト又はベイナイトの混合組
織にすることにより降伏比を低下させることにある。し
かしながらこの方法では降伏点の低下とともに引張強さ
も低下し、従来の焼入れ焼戻し法で得られていたと同等
の高強度を得るためには従来鋼よりもＣ量または合金元
素の添加量を増加する必要が生じ、溶接性が犠牲になる
という欠点を有していた。
〈発明が解決しようとする課題〉
以上のように、従来の焼入れ焼戻し法により製造される
高張力鋼と同等の材料特性を有し、降伏比だけを低下さ
せる製造法は提案されていない。
高張力鋼と同等の材料特性を有し、降伏比だけを低下さ
せる製造法は提案されていない。
本発明の目的は従来鋼と同等の化学組成で引張強さのレ
ベルを低下させることなく、低降伏比を存する高張力鋼
の製造方法を提案するものである。
ベルを低下させることなく、低降伏比を存する高張力鋼
の製造方法を提案するものである。
〈課題を解決するための手段〉
本発明者らは、低降伏比でしかも引張強さの低下の少な
い鋼材の製造方法について鋭意検討した結果、強度レベ
ルに応じた適正な組成とし、通常の加熱圧延工程で所定
の寸法にしたのち、冷却又は加熱冷却により次工程で行
う熱処理前の組織をマルテンサイト組織とする工程と、
再度ＡＣ３〜（＾ｃ＋＋５０℃）の温度範囲に加熱し適
正冷却速度で冷却する工程を組合せることにより、はじ
めて低降伏比で引張強さの低下の少ない高張力鋼が得ら
れることを見出し本発明を構成した。
い鋼材の製造方法について鋭意検討した結果、強度レベ
ルに応じた適正な組成とし、通常の加熱圧延工程で所定
の寸法にしたのち、冷却又は加熱冷却により次工程で行
う熱処理前の組織をマルテンサイト組織とする工程と、
再度ＡＣ３〜（＾ｃ＋＋５０℃）の温度範囲に加熱し適
正冷却速度で冷却する工程を組合せることにより、はじ
めて低降伏比で引張強さの低下の少ない高張力鋼が得ら
れることを見出し本発明を構成した。
すなわち本発明は、重量比にて、Ｃ： ０．０３〜０．
２０％、 Ｓｉ ： ０．０１〜１．０％、 Ｍｎ ：
０．３０〜２．０％。
２０％、 Ｓｉ ： ０．０１〜１．０％、 Ｍｎ ：
０．３０〜２．０％。
Ｎ ： ０．０１０％以下、さらにＡＩ： ０．０
０５〜０．０７０％及びＴｉ ： ０．０１〜０．０４
％のいずれか又は両者を含み、また必要に応じてさらに
Ｎｉ：０．１〜１．５％、Ｃｕ：０．０５〜０．５％、
Ｃｒ ：０．２０〜０．７０％、 Ｍｏ ： ０．２
０〜０．７０％、 Ｖ ： ０．０１〜０．１０％及
びＢ：０．０００２〜ｏ、ｏｏｓｏ％のうち１種又は２
種以上を含み残部実質的にＦｅからなる綱を加熱した後
、Ａｒ３点以上の温度で圧延を終了し直ちに急冷するか
、あるいは圧延終了後冷却したのちＡｃ、＋意思上の温
度に加熱後急冷してマルテンサイト組織とした後、再度
ＡＣ２〜（Ａｃｓ＋５０”Ｃ）の温度範囲に加熱後、空
冷以上１００℃／分以下の冷却速度で冷却することを特
徴とする低降伏比高張力鋼の製造方法である。
０５〜０．０７０％及びＴｉ ： ０．０１〜０．０４
％のいずれか又は両者を含み、また必要に応じてさらに
Ｎｉ：０．１〜１．５％、Ｃｕ：０．０５〜０．５％、
Ｃｒ ：０．２０〜０．７０％、 Ｍｏ ： ０．２
０〜０．７０％、 Ｖ ： ０．０１〜０．１０％及
びＢ：０．０００２〜ｏ、ｏｏｓｏ％のうち１種又は２
種以上を含み残部実質的にＦｅからなる綱を加熱した後
、Ａｒ３点以上の温度で圧延を終了し直ちに急冷するか
、あるいは圧延終了後冷却したのちＡｃ、＋意思上の温
度に加熱後急冷してマルテンサイト組織とした後、再度
ＡＣ２〜（Ａｃｓ＋５０”Ｃ）の温度範囲に加熱後、空
冷以上１００℃／分以下の冷却速度で冷却することを特
徴とする低降伏比高張力鋼の製造方法である。
く作 用〉
本発明に用いる鋼の組成限定理由について以下に述べる
。
。
Ｃ：強度確保のために０．０３％以上は必要であるが多
量すぎると靭性、溶接性が劣化するため上限を０．２０
％とする。
量すぎると靭性、溶接性が劣化するため上限を０．２０
％とする。
Ｓｉ：脱酸剤、強化元素として０．０１％以上必要であ
るが延性、靭性の低下を考慮して上限を１．０％とする
。
るが延性、靭性の低下を考慮して上限を１．０％とする
。
Ｍｎ＝強度確保のため０．３０％以上必要であるが２．
０％を超えると溶接性が劣化するので上限を２．０％と
する。
０％を超えると溶接性が劣化するので上限を２．０％と
する。
Ｎ：、／Ｖ、Ｔｉと窒化物を生成し結晶粒の微細化に寄
与するが多量すぎると靭性を低下させるため上限を０．
０１０％とする。
与するが多量すぎると靭性を低下させるため上限を０．
０１０％とする。
ＡＺ＋ Ｔｉ ：結晶粒の微細化、Ｎの固定から、Ａｌ
：０．００５％以上、 Ｔｉ ： ０．０１％以上のい
ずれか或いは両方が必要であるが過剰の添加は靭性を劣
化させるので上限をそれぞれ０．０７０％、 ０．０４
％とした。
：０．００５％以上、 Ｔｉ ： ０．０１％以上のい
ずれか或いは両方が必要であるが過剰の添加は靭性を劣
化させるので上限をそれぞれ０．０７０％、 ０．０４
％とした。
以上のような各成分に加えて、目的の強度に応じて下記
成分の１種以上を添加することができるＣｕ：強化元素
として０．０５％以上添加するが過剰に添加すると焼戻
し時にフェライト中に析出し、降伏点を高めるため０．
５％以下とする。
成分の１種以上を添加することができるＣｕ：強化元素
として０．０５％以上添加するが過剰に添加すると焼戻
し時にフェライト中に析出し、降伏点を高めるため０．
５％以下とする。
Ｎｊ：焼入れ性向上、靭性向上のため０．１％以上添加
するが経済性の点から上限を１．５％とする。
するが経済性の点から上限を１．５％とする。
Ｃｒ、 Ｍｏ、 Ｖ ：強度向上元素としてそれぞれ０
．２０％、 ０．２０％、 ０．０１％以上添加するが
過剰の添加は炭化物析出強化により降伏比を高めるため
上限をそれぞれ０．７０％、 ０．７０％、 ０．１０
％とする。
．２０％、 ０．２０％、 ０．０１％以上添加するが
過剰の添加は炭化物析出強化により降伏比を高めるため
上限をそれぞれ０．７０％、 ０．７０％、 ０．１０
％とする。
Ｂ：焼入れ性向上のため０．０００２％以上添加するが
０．００５０％を超えるとその効果は飽和するので上限
をｏ、ｏｏｓｏ％とした。
０．００５０％を超えるとその効果は飽和するので上限
をｏ、ｏｏｓｏ％とした。
以上のような範囲内で強度や靭性レベルを考慮して各元
素を組合せた成分系の綱を通常の工程で圧延用スラブと
した後、好ましくは１０００〜１２５０℃の温度に加熱
して熱間圧延により所定の板厚の鋼板とする。
素を組合せた成分系の綱を通常の工程で圧延用スラブと
した後、好ましくは１０００〜１２５０℃の温度に加熱
して熱間圧延により所定の板厚の鋼板とする。
次に次工程の熱処理前の組織をマルテンサイト組織とす
るが、マルテンサイト組織とする方法は計５点以上の温
度で圧延を終了し、直ちに急冷するか圧延終了後冷却し
たのち再びＡｃｓ点以上の温度に加熱して急冷などして
鋼板の組織をマルテンサイト組織とする方法があるがい
ずれでもよい。
るが、マルテンサイト組織とする方法は計５点以上の温
度で圧延を終了し、直ちに急冷するか圧延終了後冷却し
たのち再びＡｃｓ点以上の温度に加熱して急冷などして
鋼板の組織をマルテンサイト組織とする方法があるがい
ずれでもよい。
マルテンサイト組織としたのち次に鋼板を八〇。
〜（＾ｃ！＋５０℃）の温度に再加熱後、空冷以上１０
０”Ｃ／分以下の冷却速度で冷却する。
０”Ｃ／分以下の冷却速度で冷却する。
つぎに本発明の基礎となった実験結果を第１図及び第２
図に示す。
図に示す。
第１表に示す引張強さ８０ｋｇｆ／−級の組成の綱を用
いて１２００℃に加熱後、板厚２５ｍｍに熱間圧延し室
温まで放冷したものをへＣ５点以上に加熱して焼入れし
、マルテンサイト組織としたものを第１図は６５０〜９
５０℃に再加熱し１０℃／分の冷却速度で冷却したとき
の再加熱温度と引張特性の関係を示したもので、第２図
は前述のマルテンサイト組織としたものを８７０℃に再
加熱し種々の冷却速度で冷却したときの冷却速度と引張
特性との関係を示したものである。
いて１２００℃に加熱後、板厚２５ｍｍに熱間圧延し室
温まで放冷したものをへＣ５点以上に加熱して焼入れし
、マルテンサイト組織としたものを第１図は６５０〜９
５０℃に再加熱し１０℃／分の冷却速度で冷却したとき
の再加熱温度と引張特性の関係を示したもので、第２図
は前述のマルテンサイト組織としたものを８７０℃に再
加熱し種々の冷却速度で冷却したときの冷却速度と引張
特性との関係を示したものである。
これより、＾ｃｙ〜（Ａｃｓ＋５０℃）で再加熱し、１
００℃／分以下の冷却速度を組合せることにより引張強
度の低下がなく、降伏比が８５〜７０℃となることがわ
かる。
００℃／分以下の冷却速度を組合せることにより引張強
度の低下がなく、降伏比が８５〜７０℃となることがわ
かる。
〈実施例〉
第２表に示す引張強さ６０〜８０ｋｇｆ／−級の綱を溶
製し圧延用スラブとした後、圧延条件、熱処理条件を種
々変化させて鋼板を製造し確性試験を実施した。その結
果を第３表に示す。名調とも通常の焼入れ焼戻し処理で
引張強さがそれぞれ６０ｋｇｆ／ｉｊ。
製し圧延用スラブとした後、圧延条件、熱処理条件を種
々変化させて鋼板を製造し確性試験を実施した。その結
果を第３表に示す。名調とも通常の焼入れ焼戻し処理で
引張強さがそれぞれ６０ｋｇｆ／ｉｊ。
７０ｋｇｆ／ｄ、 ８０ｋｇｆ／−レベルとなるよやに
成分調整したものである。第２表から明らかなように、
各引張強さレベルの綱とも従来法では降伏比が高い（Ａ
Ｉ、Ｂｌ、ＣＩ、Ｈ３，Ｈ４鋼）か、あるいは降伏比は
低くなっているが引張強さも低下している（Ｂ３．Ｂ４
．Ｈｌ、Ｈ２，Ｉｆ鋼）。本発明法では引張強さのレベ
ルは通常の焼入れ焼戻し処理材と同等で降伏比のみ低下
している（Ａ２゜Ｂ２．Ｃ２，Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ５，
１２，ＪＫ鋼）。
成分調整したものである。第２表から明らかなように、
各引張強さレベルの綱とも従来法では降伏比が高い（Ａ
Ｉ、Ｂｌ、ＣＩ、Ｈ３，Ｈ４鋼）か、あるいは降伏比は
低くなっているが引張強さも低下している（Ｂ３．Ｂ４
．Ｈｌ、Ｈ２，Ｉｆ鋼）。本発明法では引張強さのレベ
ルは通常の焼入れ焼戻し処理材と同等で降伏比のみ低下
している（Ａ２゜Ｂ２．Ｃ２，Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ５，
１２，ＪＫ鋼）。
なお従来法の熱処理はそれぞれ次のように行った。
Ａ１：通常の再加熱焼入れ焼戻し
Ｂ１：直接焼入れ＋Ａｃ、点直上加熱焼入れ焼戻し
ＢＩＣＲ＋加速冷却＋２相域加熱焼入れ焼戻し
Ｂ４：直接焼入れ＋２相域焼戻し
Ｃ１：直接焼入れ焼戻し
Ｈｌ：直接焼入れ＋２相域加熱焼入れ焼戻しＢ２：直接
焼入れ＋２相域焼戻し Ｈ１直接焼入れ焼戻し Ｈ１直接焼入れ＋Ａｃ、点直上加熱焼入れ焼戻し １１：直接焼入れ＋２相域加熱焼入れ焼戻し〈発明の効
果〉 本発明によれば従来の焼入れ焼戻し型の高張力鋼と化学
組成、引張強さは同等であって、降伏比の低い引張特性
をもつ高張力鋼が得られ、建築、橋梁等の構造物への高
張力鋼の適用が拡大される。
焼入れ＋２相域焼戻し Ｈ１直接焼入れ焼戻し Ｈ１直接焼入れ＋Ａｃ、点直上加熱焼入れ焼戻し １１：直接焼入れ＋２相域加熱焼入れ焼戻し〈発明の効
果〉 本発明によれば従来の焼入れ焼戻し型の高張力鋼と化学
組成、引張強さは同等であって、降伏比の低い引張特性
をもつ高張力鋼が得られ、建築、橋梁等の構造物への高
張力鋼の適用が拡大される。
第１図は再加熱温度による降伏点、引張強さ、降伏比の
変化を示すグラフ、第２図は再加熱後の冷却速度が降伏
点、引張強さ、降伏比に及ぼす影響を示すグラフである
。
変化を示すグラフ、第２図は再加熱後の冷却速度が降伏
点、引張強さ、降伏比に及ぼす影響を示すグラフである
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、重量比にて、Ｃ：０．０３〜０．２０％、Ｓｉ：０
．０１〜１．０％、Ｍｎ：０．３０〜２．０％、Ｎ：０
．０１０％以下、さらにＡｌ：０．００５〜０．０７０
％及びＴｉ：０．０１〜０．０４％のいずれか又は両者
を含み残部実質的にＦｅからなる鋼を加熱した後、Ａｒ
＿３点以上の温度で圧延を終了し直ちに急冷するか、あ
るいは圧延終了後冷却したのちＡｃ＿３点以上の温度に
加熱後急冷してマルテンサイト組織とした後、再度Ａｃ
＿３〜（Ａｃ＿３＋５０℃）の温度範囲に加熱後、空冷
以上１００℃／分以下の冷却速度で冷却することを特徴
とする低降伏比高張力鋼の製造方法。 ２、重量比にて、Ｃ：０．０３〜０．２０％、Ｓｉ：０
．０１〜１．０％、Ｍｎ：０．３０〜２．０％、Ｎ：０
．０１０％以下、さらにＡｌ：０．００５〜０．０７０
％及びＴｉ：０．０１〜０．０４％のいずれか又は両者
を含み、またさらにＮｉ：０．１〜１．５％、Ｃｕ：０
．０５〜０．５％、Ｃｒ：０．２０〜０．７０％、Ｍｏ
：０．２０〜０．７０％、Ｖ：０．０１〜０．１０％及
びＢ：０．０００２〜０．００５０％のうち１種又は２
種以上を含み残部実質的にＦｅからなる鋼を加熱した後
、Ａｒ＿３点以上の温度で圧延を終了し直ちに急冷する
か、あるいは圧延終了後冷却したのちＡｃ＿３点以上の
温度に加熱後急冷してマルテンサイト組織とした後、再
度Ａｃ＿３〜（Ａｃ＿３＋５０℃）の温度範囲に加熱後
、空冷以上１００℃／分以下の冷却速度で冷却すること
を特徴とする低降伏比高張力鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2658389A JPH02209421A (ja) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | 低降伏比高張力鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2658389A JPH02209421A (ja) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | 低降伏比高張力鋼の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02209421A true JPH02209421A (ja) | 1990-08-20 |
Family
ID=12197568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2658389A Pending JPH02209421A (ja) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | 低降伏比高張力鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02209421A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04107240A (ja) * | 1990-08-27 | 1992-04-08 | Nippon Steel Corp | 耐火性および靭性の優れた低降伏比ｈ形鋼の製造方法 |
-
1989
- 1989-02-07 JP JP2658389A patent/JPH02209421A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04107240A (ja) * | 1990-08-27 | 1992-04-08 | Nippon Steel Corp | 耐火性および靭性の優れた低降伏比ｈ形鋼の製造方法 |
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