JPH03162522A - 大入熱溶接熱影響部靭性の優れた高張力厚鋼板の製造法 - Google Patents
大入熱溶接熱影響部靭性の優れた高張力厚鋼板の製造法Info
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- JPH03162522A JPH03162522A JP30219889A JP30219889A JPH03162522A JP H03162522 A JPH03162522 A JP H03162522A JP 30219889 A JP30219889 A JP 30219889A JP 30219889 A JP30219889 A JP 30219889A JP H03162522 A JPH03162522 A JP H03162522A
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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)
本発明は特に、サブマージドアーク溶接(SAW)、エ
レクトロガス溶接(EGW)、エレクトロスラグ溶接(
S E S)などの大入熱溶接時の熱影響部低温靭性が
優れた高張力厚鋼板の製造法に関する。
レクトロガス溶接(EGW)、エレクトロスラグ溶接(
S E S)などの大入熱溶接時の熱影響部低温靭性が
優れた高張力厚鋼板の製造法に関する。
この方法で製造した鋼は圧力容器、造船、橋梁、建築、
ラインパイプなど溶接#4構造物に用いることができる
。
ラインパイプなど溶接#4構造物に用いることができる
。
(従来の技術)
低合金鋼のHAZ靭性は、(1)I.!i品粒のサイズ
、(2)高炭素島状マルテンサイト(M町、上部ペイナ
イト(Bu)などの硬化相の分散状態、(3)粒界脆化
の有無、(4)元素のミクロ偏析など種々の冶金学的要
因に支配される。
、(2)高炭素島状マルテンサイト(M町、上部ペイナ
イト(Bu)などの硬化相の分散状態、(3)粒界脆化
の有無、(4)元素のミクロ偏析など種々の冶金学的要
因に支配される。
なかでもHAZの結晶粒のサイズは低温靭性に大きな影
響を与えることが知られており、HAZ組織を微細化す
る数多くの技術が開発実用化されている。
響を与えることが知られており、HAZ組織を微細化す
る数多くの技術が開発実用化されている。
例えば、TiNを微細分散させ、50kg f /一級
高張力鋼の大人熱溶接時のHAZ靭性を改善する手段が
開示されている(昭和54年6月発行「鉄と鋼」第65
巻第8号I232頁)。しかしこれらの析出物は大入熱
溶接時には大部分が溶解され、HAZ組織の粗粒化と固
溶Nの増加を生じ、HAZ靭性が劣化するという欠点を
有する。
高張力鋼の大人熱溶接時のHAZ靭性を改善する手段が
開示されている(昭和54年6月発行「鉄と鋼」第65
巻第8号I232頁)。しかしこれらの析出物は大入熱
溶接時には大部分が溶解され、HAZ組織の粗粒化と固
溶Nの増加を生じ、HAZ靭性が劣化するという欠点を
有する。
この問題に対して、本発明者の一部は鋼中にTi酸化物
を微細分散させ、溶接時のHAZにおいて粒内アシキュ
ラーフエライト(以下IFPと呼ぶ)を生成させること
によりHAZ組織が微細化され、HAZ靭性を著しく改
善できることを特開昭63 − 210235号、特開
平1−15321号各公報に示した。
を微細分散させ、溶接時のHAZにおいて粒内アシキュ
ラーフエライト(以下IFPと呼ぶ)を生成させること
によりHAZ組織が微細化され、HAZ靭性を著しく改
善できることを特開昭63 − 210235号、特開
平1−15321号各公報に示した。
しかしながら、その後大入熱溶接HAZ組織と靭性の関
係を鋭意検討した結果、鋼中にTi酸化物を微細分散さ
せた鋼においても、大人熱溶接HAZにおいては溶接後
の冷却速度が遅くなるため、完全にIFP組織を生成さ
せることはできず、北極海域やLPGタンクなどに低温
の環境で使用される鋼板のHAZ靭性を飛耀的に改善す
るためには、新しい技術思想の導入が必要であることが
判明した。
係を鋭意検討した結果、鋼中にTi酸化物を微細分散さ
せた鋼においても、大人熱溶接HAZにおいては溶接後
の冷却速度が遅くなるため、完全にIFP組織を生成さ
せることはできず、北極海域やLPGタンクなどに低温
の環境で使用される鋼板のHAZ靭性を飛耀的に改善す
るためには、新しい技術思想の導入が必要であることが
判明した。
(発明が解決しようとする課題)
本発明は大人熱溶接HAZ靭性の優れた高張力厚鋼板の
製造法を提案するものである。特に大入熱溶接HAZに
おいては!000℃以上の高温にさらされる時間が長く
、かつ溶接後の冷却速度が遅いために、たとえTi酸化
物を鋼中に分散させた鋼においてもHAZの組織制御が
不完全となる。本発明の高張力厚鋼は溶融線極近傍を含
めたHAZ全域で組織が微細化し、優れた低温靭性を有
する。
製造法を提案するものである。特に大入熱溶接HAZに
おいては!000℃以上の高温にさらされる時間が長く
、かつ溶接後の冷却速度が遅いために、たとえTi酸化
物を鋼中に分散させた鋼においてもHAZの組織制御が
不完全となる。本発明の高張力厚鋼は溶融線極近傍を含
めたHAZ全域で組織が微細化し、優れた低温靭性を有
する。
(課題を解決するための手段)
本発明の要旨は、重量%で、c : o.oa〜0.1
5%、S I:0.6%以下、Mn:0.8 〜2.0
%、P :0.025%以下、s :O.OlO%以下
、Al :0.004%以下、Nb:0.003〜0.
060%、T I+0.005〜0.030%、B:0
.[)003〜0.0010%、N : 0.0040
〜0.0065%、0:o.oot〜o.ooa%に粒
子径0.05〜10伽のTiを主成分とする酸化物とT
iN+MnS+BNの複合析出物を各々5×l03〜1
×lO8個/一含hし、残部が鉄および不可避的不純物
からなる実質的にAj7を含有しない鋼を連続鋳造法に
よって鋳片とし、これを1250℃以下の温度で再加熱
後、鋼板を製造すること、およびC : 0.03〜0
.15%、S I:0.6%以下、Mn:0.ll〜2
.0%、P :0.025%以下、s :0.010%
以下、Al :0.004%以下、Nb:0.003〜
0.060%、Tl:0.005〜0.030%、B:
0.0003〜0.0010%、N : 0.0040
〜0.0065%、Oo.oot〜o.ooe%にさら
にNi:0.05〜4、00%、Cu: 0.05〜1
.50%、C r : 0.05〜1.00%、■=0
.005 〜0.080%、Mo : 0.0!+〜0
.40%、Zr:0.003 〜0.015%、Ca
: (1.(1005〜0.00596ノ一種または二
種以上を含有させ、粒子径0.05〜10血のTlを主
或分とする酸化物とTiN+MnS+BNの複合析出物
を各々5 X 103〜娶諷I X 108個/一含有
し、残部が鉄および不可避的不純物からなる実質的にA
,17を含有しない鋼を連続鋳造状によって鋳片とし、
これを1250℃以下の温度でilG加熱後、鋼板を製
造することである。
5%、S I:0.6%以下、Mn:0.8 〜2.0
%、P :0.025%以下、s :O.OlO%以下
、Al :0.004%以下、Nb:0.003〜0.
060%、T I+0.005〜0.030%、B:0
.[)003〜0.0010%、N : 0.0040
〜0.0065%、0:o.oot〜o.ooa%に粒
子径0.05〜10伽のTiを主成分とする酸化物とT
iN+MnS+BNの複合析出物を各々5×l03〜1
×lO8個/一含hし、残部が鉄および不可避的不純物
からなる実質的にAj7を含有しない鋼を連続鋳造法に
よって鋳片とし、これを1250℃以下の温度で再加熱
後、鋼板を製造すること、およびC : 0.03〜0
.15%、S I:0.6%以下、Mn:0.ll〜2
.0%、P :0.025%以下、s :0.010%
以下、Al :0.004%以下、Nb:0.003〜
0.060%、Tl:0.005〜0.030%、B:
0.0003〜0.0010%、N : 0.0040
〜0.0065%、Oo.oot〜o.ooe%にさら
にNi:0.05〜4、00%、Cu: 0.05〜1
.50%、C r : 0.05〜1.00%、■=0
.005 〜0.080%、Mo : 0.0!+〜0
.40%、Zr:0.003 〜0.015%、Ca
: (1.(1005〜0.00596ノ一種または二
種以上を含有させ、粒子径0.05〜10血のTlを主
或分とする酸化物とTiN+MnS+BNの複合析出物
を各々5 X 103〜娶諷I X 108個/一含有
し、残部が鉄および不可避的不純物からなる実質的にA
,17を含有しない鋼を連続鋳造状によって鋳片とし、
これを1250℃以下の温度でilG加熱後、鋼板を製
造することである。
(作 用)
以下に本発明について詳細に説明する。
発明者らの研究によれば、HAZ靭性は(+)鋼の化学
成分、(2)組織(結晶粒の大きさと硬化相の分布状態
)に大きく依存し、鋼成分の適正化とこれによる結晶粒
の微細化が高靭性化に不可欠であると考えられた。発明
者の一部が前記各公報に示したように、Ti酸化物を微
細分散させた鋼は、溶接時のHAZ (とくに溶融線近
傍)においてIFPを生成させることにより、HAZ組
織が微細化され、HAZ靭性を著しく改善できる。
成分、(2)組織(結晶粒の大きさと硬化相の分布状態
)に大きく依存し、鋼成分の適正化とこれによる結晶粒
の微細化が高靭性化に不可欠であると考えられた。発明
者の一部が前記各公報に示したように、Ti酸化物を微
細分散させた鋼は、溶接時のHAZ (とくに溶融線近
傍)においてIFPを生成させることにより、HAZ組
織が微細化され、HAZ靭性を著しく改善できる。
一方、HAZにおいて后融線近傍から順に■200血以
上の粗大なγ粒の領域(以下粗粒域と呼ぶ)、■80〜
200uA程度のやや粗大なγ粒の領域(以下亜粗粒域
と呼ぶ)、■80如以下の細かなγ粒の領域(細粒域)
と分けた場合、大人熱溶接を行なうといわゆるγ域であ
るl000℃以上の高温にさらされる時間が長くなると
ともに、溶接後の冷却速度が遅いために、粗粒域と亜粗
粒域の幅が大きくなるので、この領域での組織を微細化
することがHAZ靭性を改善するために重要である。
上の粗大なγ粒の領域(以下粗粒域と呼ぶ)、■80〜
200uA程度のやや粗大なγ粒の領域(以下亜粗粒域
と呼ぶ)、■80如以下の細かなγ粒の領域(細粒域)
と分けた場合、大人熱溶接を行なうといわゆるγ域であ
るl000℃以上の高温にさらされる時間が長くなると
ともに、溶接後の冷却速度が遅いために、粗粒域と亜粗
粒域の幅が大きくなるので、この領域での組織を微細化
することがHAZ靭性を改善するために重要である。
粗粒域においては前記各公報に示したように、Ti酸化
物を微細分散させてIFPを生成させることによりHA
Z組織が微細化され、HAZ靭性を苦しく改善できる。
物を微細分散させてIFPを生成させることによりHA
Z組織が微細化され、HAZ靭性を苦しく改善できる。
ただし大入熱溶接は溶接後の冷却速度が遅いために、粗
粒域における粒界からのフエライトの生成が顕著となり
、IFPは生成しにくくなる。
粒域における粒界からのフエライトの生成が顕著となり
、IFPは生成しにくくなる。
このためBを添加することにより粒界からのフエライト
生成を抑制する方注について}A .i1L f:。
生成を抑制する方注について}A .i1L f:。
その結果、溶接後の溶融線近傍において、Bはγ粒昇に
固溶Bとして偏析し、粒界フエライトを抑制することが
わかった。ただしこのn”fS過剰のB添加はγ粒界に
おいてF e (C B) 6の生成を23 招き、逆にγ粒界からのフエライト生成を促進しHAZ
靭性が劣化する。
固溶Bとして偏析し、粒界フエライトを抑制することが
わかった。ただしこのn”fS過剰のB添加はγ粒界に
おいてF e (C B) 6の生成を23 招き、逆にγ粒界からのフエライト生成を促進しHAZ
靭性が劣化する。
亜粗粒域においては必然的にIFPは生成しにくくなる
。これはIFPの生或温度よりもγ粒界からのフエライ
ト生戊温度が高いために、γ粒径が200zza以下に
なるとγ粒内は粒界フエライトに覆われてしまい、IF
Pの生戊する場所がほとんどなくなるためである。この
ため亜粗粒域においてはIFPによる組織の微細化が十
分行なわれず、HAZ靭性が劣化する。とくに大人熱溶
接の場合、この亜粗粒域の幅が大きくなり靭性の劣化が
問題となる。
。これはIFPの生或温度よりもγ粒界からのフエライ
ト生戊温度が高いために、γ粒径が200zza以下に
なるとγ粒内は粒界フエライトに覆われてしまい、IF
Pの生戊する場所がほとんどなくなるためである。この
ため亜粗粒域においてはIFPによる組織の微細化が十
分行なわれず、HAZ靭性が劣化する。とくに大人熱溶
接の場合、この亜粗粒域の幅が大きくなり靭性の劣化が
問題となる。
これに対して微細TiNの白゛効{り用による亜粗粒域
幅の低減という観点から検討を行ない、NQを40〜[
i5ppmとすることにより、亜粗粒域の幅が減少しH
AZ靭性が向上することがわかった。
幅の低減という観点から検討を行ない、NQを40〜[
i5ppmとすることにより、亜粗粒域の幅が減少しH
AZ靭性が向上することがわかった。
Nr:Lが40ppm以下であると亜粗粒域幅の抑制効
果が弱< 、65ppmを超えて添加すると溶融線近傍
のHAZで過剰のNが固溶BとBNとして折出するため
に、γ粒界からのフエライト抑制に効果のある固溶Bの
確保ができなくなり、HAZ靭性は劣化する。
果が弱< 、65ppmを超えて添加すると溶融線近傍
のHAZで過剰のNが固溶BとBNとして折出するため
に、γ粒界からのフエライト抑制に効果のある固溶Bの
確保ができなくなり、HAZ靭性は劣化する。
ただしいくら微細TiNの有効11用により亜粗粒域の
幅を低減しても、HAZにおいてγ粒の大きさは連続的
に変化するために、完全に亜粗粒域を消滅させることは
できない。そこで発明者らはTi酸化物を核とするIF
Pの生成による組織の微細化効果の他に、TiN+!v
lns+BN複合析出物による組織の微細化効果を重ね
合わせることにより、亜粗粒域において優れたHAZ靭
性が得られることを見いだした。
幅を低減しても、HAZにおいてγ粒の大きさは連続的
に変化するために、完全に亜粗粒域を消滅させることは
できない。そこで発明者らはTi酸化物を核とするIF
Pの生成による組織の微細化効果の他に、TiN+!v
lns+BN複合析出物による組織の微細化効果を重ね
合わせることにより、亜粗粒域において優れたHAZ靭
性が得られることを見いだした。
TiN+MnS+BN複合析出物が析出する領域と亜粗
粒域とを一致させることにより、亜粗粒域の組織は微細
化され靭性は向上する。この時TiN+MnS+BNl
j2合析出物を5×103〜1×108個/一含qさせ
ることが必要である。
粒域とを一致させることにより、亜粗粒域の組織は微細
化され靭性は向上する。この時TiN+MnS+BNl
j2合析出物を5×103〜1×108個/一含qさせ
ることが必要である。
T i N+Mn S+BNl合析出物が5 X 10
”個/一未満であると亜粗拉域における組織の微細化に
効果がない。また1×io8個/一超になると粗粒域に
おいても鋼中のBがTiN+MnS+BNm合析出物と
して存在するために、γ粒界からのフエライト抑制に効
果のある固溶Bの確保ができなくなり、HAZ靭性は劣
化する。
”個/一未満であると亜粗拉域における組織の微細化に
効果がない。また1×io8個/一超になると粗粒域に
おいても鋼中のBがTiN+MnS+BNm合析出物と
して存在するために、γ粒界からのフエライト抑制に効
果のある固溶Bの確保ができなくなり、HAZ靭性は劣
化する。
Tl酸化物によるHAZ組織の微細化効果(とくに粗粒
域における)を得るためには、鋼中に適当な大きさの酸
化物を均一に分散させなければならない。Ti酸化物の
粒子径として0.05〜lO如、個数として5×lO
〜IXIO”個/一が必要であ3 る。
域における)を得るためには、鋼中に適当な大きさの酸
化物を均一に分散させなければならない。Ti酸化物の
粒子径として0.05〜lO如、個数として5×lO
〜IXIO”個/一が必要であ3 る。
Ti酸化物の粒子径が0.5如未満、あるいは個数が5
×103個/lIjl未満になるとIFPの生成能力が
弱くなる。またTi酸化物の粒子径が10Ilff+超
、あるいは個数が1×108個/一超になると、Ti酸
化物自身が脆性き裂の発生点となったり、鋼の清浄度が
低下してHAZだけでなく母材の低温靭性も劣化する。
×103個/lIjl未満になるとIFPの生成能力が
弱くなる。またTi酸化物の粒子径が10Ilff+超
、あるいは個数が1×108個/一超になると、Ti酸
化物自身が脆性き裂の発生点となったり、鋼の清浄度が
低下してHAZだけでなく母材の低温靭性も劣化する。
なおT1酸化物はT1を主成分とする酸化物を示し、T
i203を50%以上含む酸化物である。また酸化物や
TiN+MnS+BNの個数はE P MA (Ele
ctron Probe Mlcroanalyser
)により測定するものとする。
i203を50%以上含む酸化物である。また酸化物や
TiN+MnS+BNの個数はE P MA (Ele
ctron Probe Mlcroanalyser
)により測定するものとする。
すなわち本発明のポイントは、Ti , N, O,B
ffiを限定することにより、■IFPを生成させるた
めに必要なTi酸化物、■粗粒域および亜粗粒域幅を抑
制するために必要な微細なTiN,■粗粒域において粒
界フエライトを抑制するために必要な固溶B、■亜粗粒
域において組織を微細化するために必要なTiN+Mn
S+BNiQ析出物を確保し、HAZ全域にわたり良好
な低温靭性を・得ることにある。
ffiを限定することにより、■IFPを生成させるた
めに必要なTi酸化物、■粗粒域および亜粗粒域幅を抑
制するために必要な微細なTiN,■粗粒域において粒
界フエライトを抑制するために必要な固溶B、■亜粗粒
域において組織を微細化するために必要なTiN+Mn
S+BNiQ析出物を確保し、HAZ全域にわたり良好
な低温靭性を・得ることにある。
通常の製鋼法において鋼中にT1酸化物、TiN,Ti
N+MnS+BN複合析出物を確保させるには、とくに
Ti ,N,O,Bfflの適正化が必須である。この
ためTi , N, O, BmをそれぞれTi:0.
005〜0.030%、N :0.0040〜0.00
85%、 O : 0,ロ01〜o.ooe%、 B
:0.0003〜0.0010%に限定する必要がある
。
N+MnS+BN複合析出物を確保させるには、とくに
Ti ,N,O,Bfflの適正化が必須である。この
ためTi , N, O, BmをそれぞれTi:0.
005〜0.030%、N :0.0040〜0.00
85%、 O : 0,ロ01〜o.ooe%、 B
:0.0003〜0.0010%に限定する必要がある
。
Tj ,N,O,B量の下限はTi酸化物、TiNST
iN+MnS+BN複合析出物を生成させるための必要
最小瓜である。Tiの上限はTiCの生成によるHAZ
靭性の劣化を防止するためであり、Nmの上限は固溶N
そのものおよび粗粒域でγ粒界からのフエライト抑制に
効果のある固溶Bの未確保によるHAZ靭性の劣化を防
止するためである。またOnの上限は非金属介在物の生
成による鋼の清浄度、靭性の劣化を防止するためである
。Bffiの上限はF e (C B) aなど23 の粗大な析出物がγ粒界に析出して低温靭性を劣化させ
るのを防止するためである。
iN+MnS+BN複合析出物を生成させるための必要
最小瓜である。Tiの上限はTiCの生成によるHAZ
靭性の劣化を防止するためであり、Nmの上限は固溶N
そのものおよび粗粒域でγ粒界からのフエライト抑制に
効果のある固溶Bの未確保によるHAZ靭性の劣化を防
止するためである。またOnの上限は非金属介在物の生
成による鋼の清浄度、靭性の劣化を防止するためである
。Bffiの上限はF e (C B) aなど23 の粗大な析出物がγ粒界に析出して低温靭性を劣化させ
るのを防止するためである。
しかし、たとえ鋼中にTi酸化物、T i N,TiN
+MnS+BN複合析出物を生成させても、基本成分が
適当でないと優れたHAZ靭性は得られない。以下にそ
のほかの基本成分の限定理由について説明する。
+MnS+BN複合析出物を生成させても、基本成分が
適当でないと優れたHAZ靭性は得られない。以下にそ
のほかの基本成分の限定理由について説明する。
C量の下限0.03%は、母材および溶接部の強度の確
保ならびにNb,Vなどの添加時に、これらの効果を発
揮させるための最小量である。しかしCIiが多すぎる
と、HAZ靭性に悪影響を及ぼすだけでなく母材靭性、
溶接性を劣化させるので、上限を0. 15%とした。
保ならびにNb,Vなどの添加時に、これらの効果を発
揮させるための最小量である。しかしCIiが多すぎる
と、HAZ靭性に悪影響を及ぼすだけでなく母材靭性、
溶接性を劣化させるので、上限を0. 15%とした。
S1は脱酸上鋼に含まれる元素で、S+が多くなると溶
接性、HAZ靭性が劣化するため、その上限を0.6%
とした。本発明鋼では.J脱酸で十分であり、さらにT
1脱酸でも良い。S1についてHAZ靭性の点からは含
有量を0.15%程度とすることが望ましい。
接性、HAZ靭性が劣化するため、その上限を0.6%
とした。本発明鋼では.J脱酸で十分であり、さらにT
1脱酸でも良い。S1についてHAZ靭性の点からは含
有量を0.15%程度とすることが望ましい。
Mnは強度、靭性を確保する上で不可欠の元素であり、
その下限は0.8%である。しかしMnmが多すぎると
焼入性が堆加して溶接性、HAZ靭性が劣化するだけで
なく、目標とする規格に適合する母材強度を得ることが
できない。このためMn!iの上限を2,0%とした。
その下限は0.8%である。しかしMnmが多すぎると
焼入性が堆加して溶接性、HAZ靭性が劣化するだけで
なく、目標とする規格に適合する母材強度を得ることが
できない。このためMn!iの上限を2,0%とした。
・本発明鋼において、不可避的不純物であるPおよびS
をそれぞれ0.025%以下、0.010%以下とした
理由は、母材、HAZの低温靭性をより一層向上させる
ためである。PRの低威は接合部における粒界破壊傾向
を減少させ、SRの低減は粒界フエライトの生或を抑制
する傾向がある。最も好ましいps量はそれぞれ0,O
l%、0.005096以下である。
をそれぞれ0.025%以下、0.010%以下とした
理由は、母材、HAZの低温靭性をより一層向上させる
ためである。PRの低威は接合部における粒界破壊傾向
を減少させ、SRの低減は粒界フエライトの生或を抑制
する傾向がある。最も好ましいps量はそれぞれ0,O
l%、0.005096以下である。
AJ7は一般に脱酸上鋼に含まれる元素であるが、本発
明では好ましくない元素であり、0.004%以下と限
定した。これはANが鋼中に含まれていると酸素と結合
してTiの酸化物が生成しなくなるためである。脱酸は
T1およびSiだけでも可能であり、本発明においてA
Nfitは少ないほど良く、o.ooa%以下が望まし
い。
明では好ましくない元素であり、0.004%以下と限
定した。これはANが鋼中に含まれていると酸素と結合
してTiの酸化物が生成しなくなるためである。脱酸は
T1およびSiだけでも可能であり、本発明においてA
Nfitは少ないほど良く、o.ooa%以下が望まし
い。
Nbはγ粒昇に生或するフエライトを抑制し、T1酸化
物を核とする微細なIFPの生成を促進する働きがある
。この効果を得るためには最低0.003%のNbff
iが必要である。しかしながらNbffiが多すぎると
、逆に微細なIFPの生或を妨げるのでその上限を0.
060%とした。
物を核とする微細なIFPの生成を促進する働きがある
。この効果を得るためには最低0.003%のNbff
iが必要である。しかしながらNbffiが多すぎると
、逆に微細なIFPの生或を妨げるのでその上限を0.
060%とした。
つぎにN1 ,Cu,Cr,V,Mo,Zr,Caを添
加する理由について説明する。
加する理由について説明する。
基本成分にさらに、これらの元素を添加する主たる目的
は本発明鋼の特徴を損なうことなく、強度・靭性などの
特性の向上をはかるためである。
は本発明鋼の特徴を損なうことなく、強度・靭性などの
特性の向上をはかるためである。
したがって、その添加量は自ら制限されるべき性質のも
のである。
のである。
Nlは溶接性、HAZ靭性に悪影響を及ぼすことなく、
母材の強度、靭性を向上させるが、0.05%未満では
効果が薄く、4.0%超の添加は溶接性に好ましくない
ために上限を4.0%とした。
母材の強度、靭性を向上させるが、0.05%未満では
効果が薄く、4.0%超の添加は溶接性に好ましくない
ために上限を4.0%とした。
CuはNlとほぼ同様の効果とともに耐食性、耐水素誘
起割れ性などにも効果があるが、1.5%を超えると熱
間圧延時にCu−クラックが発生し、製造困難となる。
起割れ性などにも効果があるが、1.5%を超えると熱
間圧延時にCu−クラックが発生し、製造困難となる。
このため上限を1.5%とした。
Crは母材および溶接部の強度を高める元素であるが、
1.0%を超えると濱接性やHAZ靭性を劣化させ、ま
た0、05%未満では効果が薄い。
1.0%を超えると濱接性やHAZ靭性を劣化させ、ま
た0、05%未満では効果が薄い。
したがってCrmは0.05〜1.0%とする。
VはNbとほぼ同じ効果を持つ元素であるが、0.00
5%未満では効果が少なく、上限は0.08%まで許容
できる。
5%未満では効果が少なく、上限は0.08%まで許容
できる。
Moは母材および溶接部の強度を高める元素であるが、
0.4%を超えるとCrと同様に母材、接合部の靭性、
溶接性の劣化を招き好ましくない。
0.4%を超えるとCrと同様に母材、接合部の靭性、
溶接性の劣化を招き好ましくない。
また0.05%以下では効果が薄い。したがってMo量
は0.05〜0.4%とする。
は0.05〜0.4%とする。
ZrはTiと同様に脱酸元素である。鋼中にZrを添加
した場合、TiとZrを主或分とする複合酸化物が形成
されIFPの生成核としてa効に作用する。この効果を
得るためには0.003%以上必要である。またHAZ
靭性の劣化を防止するためにその上限を0.0154?
6とした。なおTiとZrの複合酸化物を生成させるた
めにはZrはTiを添加した後に添加しなければならな
い。
した場合、TiとZrを主或分とする複合酸化物が形成
されIFPの生成核としてa効に作用する。この効果を
得るためには0.003%以上必要である。またHAZ
靭性の劣化を防止するためにその上限を0.0154?
6とした。なおTiとZrの複合酸化物を生成させるた
めにはZrはTiを添加した後に添加しなければならな
い。
Caは硫化物の形態を制御し、シャルピー吸収エネルギ
ーを増加させ低温靭性を向上させるほか、耐水素誘起割
れ性の改善にも効果を発揮する。しかしCaffiは0
.0005%未満では実用上効果がなく、また、0.0
05%を超えるとCab,CaSが多量に生成して大型
介在物となり、鋼の靭性のみならず清浄度も害し、さら
に溶接性にも悪影響を与えるので、Ca添加量の範囲を
0.0005〜0.00506とする。
ーを増加させ低温靭性を向上させるほか、耐水素誘起割
れ性の改善にも効果を発揮する。しかしCaffiは0
.0005%未満では実用上効果がなく、また、0.0
05%を超えるとCab,CaSが多量に生成して大型
介在物となり、鋼の靭性のみならず清浄度も害し、さら
に溶接性にも悪影響を与えるので、Ca添加量の範囲を
0.0005〜0.00506とする。
鋼の戊分を上記のように眼定しても、製造怯が適切でな
ければ溶接前の鋼中に微細なTi酸化物やTiNを微細
分散させることはできない。このため製造条件について
も限定する必要がある。
ければ溶接前の鋼中に微細なTi酸化物やTiNを微細
分散させることはできない。このため製造条件について
も限定する必要がある。
まず、鋼は工業的には連続鋳造で製造することが必須で
ある。この理由は、連続鋳造法では溶鋼の凝固伶却速度
が速くスラブ中に微細なTi酸化物やTiNが多量に得
られるためである。大型鋳塊による造塊一分塊法ではT
]酸化物やTiNを鋳片中に微細分散させることは難し
い。
ある。この理由は、連続鋳造法では溶鋼の凝固伶却速度
が速くスラブ中に微細なTi酸化物やTiNが多量に得
られるためである。大型鋳塊による造塊一分塊法ではT
]酸化物やTiNを鋳片中に微細分散させることは難し
い。
連続鋳造広の場合、鋳片の厚みによって冷却連度が九な
るが、HAZ靭性の観点からその厚みは3 5 0 m
m以下が望ましい。
るが、HAZ靭性の観点からその厚みは3 5 0 m
m以下が望ましい。
さらに鋳片の再加熱温度を1250℃以下とする必要が
ある。これ以上の温度で再加熱するとTiNが粗大化し
て、溶接前の鋼中に微細なTiNがなくなり、HAZに
おける組織の微細化が不可能になるためである。なお、
本発明においては、鋳片の再加熱は必ずしも実施する必
要はなく、ホノ1・チャージ圧延やダイレクト圧延を行
なっても全く問題はない。
ある。これ以上の温度で再加熱するとTiNが粗大化し
て、溶接前の鋼中に微細なTiNがなくなり、HAZに
おける組織の微細化が不可能になるためである。なお、
本発明においては、鋳片の再加熱は必ずしも実施する必
要はなく、ホノ1・チャージ圧延やダイレクト圧延を行
なっても全く問題はない。
本発明では鋳片再加熱後の圧延法などについては、とく
に限定しないが、いわゆる加工熱処理や圧延後の焼入焼
戻、焼きならし処理が強度、靭性を確保する上で適切で
ある。これは、たとえ優れたHAZ靭性が得られてもI
リ材の靭性が劣っていると鋼材としては不十分なためで
ある。
に限定しないが、いわゆる加工熱処理や圧延後の焼入焼
戻、焼きならし処理が強度、靭性を確保する上で適切で
ある。これは、たとえ優れたHAZ靭性が得られてもI
リ材の靭性が劣っていると鋼材としては不十分なためで
ある。
母材の低温靭性を優れたものとするには鋼の粘晶粒を微
細化する必要がある。加工熱処理の方法としては、(1
)制御圧延、(2)制御圧延一加速冷却、(3)圧延直
接焼入焼戻などが挙げられるが、最も好ましいのは制御
圧延と加速冷却の組合せてある。なお、この鋼を製造後
、脱水素などの目的でAc,変態点以下の温度に再加熱
しても本発明の特徴を損なうものではない。
細化する必要がある。加工熱処理の方法としては、(1
)制御圧延、(2)制御圧延一加速冷却、(3)圧延直
接焼入焼戻などが挙げられるが、最も好ましいのは制御
圧延と加速冷却の組合せてある。なお、この鋼を製造後
、脱水素などの目的でAc,変態点以下の温度に再加熱
しても本発明の特徴を損なうものではない。
(実 施 例)
表1に実施例を示す。
周知の転炉、連続鋳造、厚板工程で鋼板(厚み12〜5
0m)を製造し、サブマージドアーク溶接(SAW)、
エレクトロガス溶接(EGW)の大人熱溶接を実施し、
HAZ靭性を−60℃での2mmVノッチシャルピー試
験によって調査した。
0m)を製造し、サブマージドアーク溶接(SAW)、
エレクトロガス溶接(EGW)の大人熱溶接を実施し、
HAZ靭性を−60℃での2mmVノッチシャルピー試
験によって調査した。
試験片はl/4 t位置から採取し、ノッチ位置はフユ
ージョンライン(F L) 、HAZ 1.3mmとし
た。FLノッチは粗粒域、HAZ IJmI1は亜祖粒
域のI{AZ靭性を評価することができる。
ージョンライン(F L) 、HAZ 1.3mmとし
た。FLノッチは粗粒域、HAZ IJmI1は亜祖粒
域のI{AZ靭性を評価することができる。
表1で明らかなように本発明にかかる鋼が、すべて良好
な大人熱溶接HAZ靭性を有する。これに対し比較鋼は
ことごと(HAZが劣化する。
な大人熱溶接HAZ靭性を有する。これに対し比較鋼は
ことごと(HAZが劣化する。
比較鋼において鋼l9はAllf;tが多<Ti酸化物
が生成しないためにIFPの生成量が少なくHAZ靭性
は劣化する。鋼20はBを添加していないために粗粒域
におけるγ粒界からのフエライトの抑制効果がないこと
と、亜粗拉域における組織微細化効果がないためにHA
Z靭性は劣化する。鋼21はBmが多いために粗粒域に
おいてF e ( C B ) eが生成しHAZ靭
性が劣化する。
が生成しないためにIFPの生成量が少なくHAZ靭性
は劣化する。鋼20はBを添加していないために粗粒域
におけるγ粒界からのフエライトの抑制効果がないこと
と、亜粗拉域における組織微細化効果がないためにHA
Z靭性は劣化する。鋼21はBmが多いために粗粒域に
おいてF e ( C B ) eが生成しHAZ靭
性が劣化する。
23
鋼22はTlffiが少な<Ti酸化物によるIFPの
生成効果がないことと、TiNによるγ粒抑制効果がな
いためにHAZ靭性は劣化する。鋼23はTiffiが
多(Ticの析出によりHAZ靭性は劣化する。鋼24
はNffiが少な(TiNによるγ粒抑制効果とTiN
+MnS+BNによる亜粗粒域での組織微細化効果が少
な<HAZ靭性は劣化する。
生成効果がないことと、TiNによるγ粒抑制効果がな
いためにHAZ靭性は劣化する。鋼23はTiffiが
多(Ticの析出によりHAZ靭性は劣化する。鋼24
はNffiが少な(TiNによるγ粒抑制効果とTiN
+MnS+BNによる亜粗粒域での組織微細化効果が少
な<HAZ靭性は劣化する。
m25はNuが多すぎるために固溶Nおよび粗拉域でγ
粒界からのフエライト抑制に効果のある因溶Bの未確保
によりHAZ靭性が劣化する。上鋼26はT1酸化物の
個数が少な< IFPの生成量が少ないためにHAZ靭
性は劣化する。鋼27はTi酸化物の個数が多すぎるた
めに鋼の清浄度が落ち、母材およびHAZ靭性が劣化す
る。鋼28はTiN+MnS+BN複合析出物の個数が
少ないために亜粗粒域において組織が微細化されずHA
Z靭性は劣化する。鋼29はTiN+MnS+BN復合
析出物が多すぎるために粗粒域においてγ粒界からのフ
エライト抑制に効果のある固溶Bの確保ができなくなり
HAZ靭性は劣化する。
粒界からのフエライト抑制に効果のある因溶Bの未確保
によりHAZ靭性が劣化する。上鋼26はT1酸化物の
個数が少な< IFPの生成量が少ないためにHAZ靭
性は劣化する。鋼27はTi酸化物の個数が多すぎるた
めに鋼の清浄度が落ち、母材およびHAZ靭性が劣化す
る。鋼28はTiN+MnS+BN複合析出物の個数が
少ないために亜粗粒域において組織が微細化されずHA
Z靭性は劣化する。鋼29はTiN+MnS+BN復合
析出物が多すぎるために粗粒域においてγ粒界からのフ
エライト抑制に効果のある固溶Bの確保ができなくなり
HAZ靭性は劣化する。
(発明の効果)
本発明により、母材はもとより大人熱溶接HAZ全域に
おいて優れた低温靭性を有する鋼を大量、且つ安価に製
造することが可能になった。
おいて優れた低温靭性を有する鋼を大量、且つ安価に製
造することが可能になった。
その結果、溶接構造物の施工能率が著しく向上するとと
もにその安全性を大きく向上させることができた。
もにその安全性を大きく向上させることができた。
代
理
人
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、重量%で、 C:0.03〜0.15%、 Si:0.6%以下、 Mn:0.8〜2.0%、 P:0.025%以下、 S:0.010%以下、 Al:0.004%以下、 Nb:0.003〜0.060%、 Ti:0.005〜0.030%、 B:0.0003〜0.0010%、 N:0.0040〜0.0065%、 O:0.001〜0.006% 粒子径0.05〜10μmのTiを主成分とする酸化物
とTiN+MnS+BNの複合析出物とを各々5×10
^3〜1×10^8個/mm^3含有し、残部が鉄およ
び不可避的不純物からなる実質的にAlを含有しない鋼
を連続鋳造法によって鋳片とし、これを1250℃以下
の温度で再加熱後、鋼板を製造することを特徴とする大
入熱溶接熱影響部靭性の優れた高張力厚鋼板の製造法。 2、重量%で、 Ni:0.05〜4.00%、 Cu:0.05〜1.50%、 Cr:0.05〜1.00%、 V:0.005〜0.080%、 Mo:0.05〜0.40%、 Zr:0.003〜0.015%、 Ca:0.0005〜0.005% の一種または二種以上を含有する鋼であることを特徴と
する請求項1記載の大入熱溶接熱影響部靭性の優れた高
張力厚鋼板の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30219889A JPH03162522A (ja) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | 大入熱溶接熱影響部靭性の優れた高張力厚鋼板の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30219889A JPH03162522A (ja) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | 大入熱溶接熱影響部靭性の優れた高張力厚鋼板の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03162522A true JPH03162522A (ja) | 1991-07-12 |
Family
ID=17906118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30219889A Pending JPH03162522A (ja) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | 大入熱溶接熱影響部靭性の優れた高張力厚鋼板の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03162522A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06207243A (ja) * | 1993-01-08 | 1994-07-26 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 溶接構造物用鋼 |
| US5507886A (en) * | 1992-09-08 | 1996-04-16 | Bethlehem Steel Corporation | Method for preparing titanium-bearing low-cost structural steel |
| US5514227A (en) * | 1992-09-08 | 1996-05-07 | Bethlehem Steel Corporation | Method of preparing titanium-bearing low-cost structural steel |
| KR100481363B1 (ko) * | 2000-12-15 | 2005-04-07 | 주식회사 포스코 | 미세한TiO산화물과 TiN의 석출물을 갖는 고강도용접구조용 강의 제조방법 |
| JP2012162793A (ja) * | 2011-02-09 | 2012-08-30 | Jfe Steel Corp | 大入熱溶接用鋼材 |
| WO2013128650A1 (ja) * | 2012-03-01 | 2013-09-06 | Jfeスチール株式会社 | 大入熱溶接用鋼材 |
| JP2014177672A (ja) * | 2013-03-14 | 2014-09-25 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | 板厚中心部の靭性が優れた鋼板及びその製造方法 |
| KR20180002875A (ko) | 2016-04-19 | 2018-01-08 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 강재 |
| JP2019183221A (ja) * | 2018-04-10 | 2019-10-24 | 日本製鉄株式会社 | 厚鋼板およびその製造方法 |
| JP2021178990A (ja) * | 2020-05-12 | 2021-11-18 | 日本製鉄株式会社 | 鋼材及びその製造方法 |
Citations (3)
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| JPH01159356A (ja) * | 1987-12-16 | 1989-06-22 | Nippon Steel Corp | 溶接熱影響部靭性の優れた高張力鋼 |
-
1989
- 1989-11-22 JP JP30219889A patent/JPH03162522A/ja active Pending
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| CN104145038A (zh) * | 2012-03-01 | 2014-11-12 | 杰富意钢铁株式会社 | 大线能量焊接用钢材 |
| CN104145038B (zh) * | 2012-03-01 | 2016-12-21 | 杰富意钢铁株式会社 | 大线能量焊接用钢材 |
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