JPH03219012A - 溶接性の良好な低降伏比高張力鋼の製造方法 - Google Patents

溶接性の良好な低降伏比高張力鋼の製造方法

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JPH03219012A
JPH03219012A JP26637890A JP26637890A JPH03219012A JP H03219012 A JPH03219012 A JP H03219012A JP 26637890 A JP26637890 A JP 26637890A JP 26637890 A JP26637890 A JP 26637890A JP H03219012 A JPH03219012 A JP H03219012A
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JP
Japan
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less
steel
temperature
yield ratio
high tensile
Prior art date
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Pending
Application number
JP26637890A
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English (en)
Inventor
Kiyoshi Uchida
清 内田
Yutaka Oka
裕 岡
Shozaburo Nakano
中野 昭三郎
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、建築、橋梁、タンクなどの鋼構造物に利用さ
れる溶接割れ感受性が低く、降伏比が80%以下、引張
強さが60kgf/lj以上の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〉 建築、橋梁、タンクなどの鉄骨構造物の大型化に伴い使
用される鋼材には高強度化、厚肉化が求められている。
−・方、構造物の安全性、すなわち脆性破壊防止の観点
から降伏比の低いこと並びに溶接性の良いことが求めら
れている。
しかしながら、一般に高強度化とともに降伏比は上昇し
、溶接性は低下する傾向にあり、引張強さが60kgf
/m11以上の高張力鋼では80%以下の低降伏比と良
好な溶接性を兼備させることは容易ではない。すなわら
従来の低降伏比60キロ鋼は溶接割れ感受性(PCM−
0,24%程度)が高いため、溶接施工時には100℃
程度の予熱を必要とする。
従来の低降伏比高張力鋼の製造方法としては、フェライ
トとオーステナイトの二相域温度に再加熱してから焼入
れる方法が知られている。この方法は低降伏比化には「
効であるが、炭素当鼠が0.35〜0.50%と高いた
め溶接性があまり良くない。
この方法で製造した低降伏比鋼の一例が日本鋼管技報N
o、122(1988)の第9頁に示されているが、F
eq、 0.45%(PCl30.24%)からなる組
成で、引張強さ60kgf/*j以上、降伏比で80%
以下が得られているものの、溶接性はY割れ防止予熱温
度で100℃と高い。このように従来法では溶接施工で
予熱を必要としない低降伏比60キロ鋼が得られなかっ
た。
〈発明が解決しようとする課題〉 このような現状に’Xi ’iで本発明はなされたもの
で、溶接施工において予熱を必要としない良好な溶接性
を有し、かつトイ伏比で80%以下、引張強さで60k
gf/−以上の低降伏比高張力鋼の製造方法を(に案す
ることを目的とするものである。
く課題を解決するための下段〉 本発明者らは、溶接割れ感受性が低く、かつ低降伏比を
有する高張力鋼の製造方法について鋭意研究をかさねた
結果、C含有量を低減し合金元素を添加した成分系で、
二(■焼入れ前の組織を若干粗い組織として、焼入れ焼
もどし処理を施すことにより達成した。
すなわち、本発明は、重量比にて、C: 0.03〜0
.10%、Si : 0.05〜0.60%、Mn :
 0.60〜2.00%、Mo : 0.10〜0.5
0%、P : 0.030%以下、S : 0.020
%以下を含み、さらにNi : 1.00%以下、Cr
 : o、7゜%以下、Cu : 0.70%以下、V
 : 0.06%以下、Nb:0.05%以下及びB 
: 0.0050%以下のうちから選ばれた一種以上を
含み、さらに必要に応してTi:0、003〜0.05
%を含み、残部が実質的にPeからなり、かつPcM(
%) = C+5i/30+Mn/20+Ni/60 
lCr / 20 + Cu / 20←門o/ 15
」−V / 10+ 5 Bが0.16〜0.21%で
ある鋼を熱間圧延後、直ちに300〜550 ℃まで象
冷するか、もしくは空冷後Ac3点以上の温度に再加熱
した後300〜550 ℃まで2冷したのち、室温まで
空冷し、さらにAc、3〜^C1変態点間の二相域温度
に加熱保持した後、空冷以上の冷却速度で焼入れし、そ
の後450〜600℃の温度で焼もどしを行うことを特
徴とする溶接性の良好な低降伏比高張力鋼の製造方法で
ある。
〈作 用〉 以下、本発明について詳細に説明する。
まず鋼の組成の限定理由について述べる。
c:o、o3〜0.10% Cは高強度かつ低YRを得るために0.03%(重量%
以下同じ)以上必要であるが、0.10%を超えると溶
接割れ感受性が高くなるため0.03〜0.10%とし
た。
Si : 0.05〜0.60% Siは脱酸剤として0.05%以上必要であるが、0.
65%を超えると溶接熱影響部の低温靭性を低下させる
ため、0.05〜0.60%とした。
Mn : 0.60〜2.00% Mnは焼入性の確保、強度確保のため0.60%以上必
要であるが、2.00%を超える過剰の添加は溶接性を
低下させるため、0.60〜2.00%とした。
P :  0.030%以下、S :  0.020%
以下P、Sは鋼中に混入する不純物として不可避である
が、ともに溶接性、靭性、延性を阻害するため、それぞ
れ0.010%以下、0.020%以下に限定した。
Mo : O,IO〜0.50% Moはオーステーノ・イト中に固ン容してオーステナイ
+の焼入性を高めるとともに、焼もどし時に析出し焼も
どし軟化抵抗を高め、強度上昇に寄与する元素であり、
0.10%以上を必要とするが、050%を超えての添
加は溶接性、延靭性を低下するので、0.10〜0.5
0%とした。
さらに以上の成分系に加えて、所定の強度を得るための
下記の成分を一種以上添加することができる。
Ni :  1.00%以下、Cr : 0.70%以
下、Cu : 0.70%以L V : 0.06%以
下、Nb : 0.05%以下及びT3: 0.005
0%以下。
いずれの元素も強度」−昇に有効であるが、過剰添加は
溶接性、延靭性を低下するので、それぞれの上限を上記
のとおりとした。なおNi、 Cuは溶接性、延靭性を
あまり低下しないが、Niは高価な元素であり1%超で
は経済性に問題があり、Cuは0.7%超では熱間加工
性を劣化させる。
さらに本発明においては、必要に応じてT1を下記の範
囲で添加することができる。
Ti :  0.003〜0.05% Tiは(α1〜T)二用域加熱時において、フェライト
地に分散するγを微細に分散させ、強度および降伏比を
上昇させる。所定の強度を確保するにはTi O,00
3%以上を必要とするが、Ti  0.05%を超えて
の添加は降伏比を高めるので0.003〜0.05%と
した。
さらに、本発明鋼は良好な焼入性を6育保するため、P
cM(%) −C+5i/30トMn / 20 + 
Cu / 20 ]−Cr/20+Ni/60+ V 
/IQ÷5Bを0.16〜0.21%の範囲に限定した
。PCHは小さいほど溶接割れ感受性が小さいが、予熱
フリーのためには0.21%以下が必要であるが、0.
16%以下では強度の確保ができなくなるため、PCl
4を0.16〜0.21%の範囲とした。
以上の成分系からなる鋼を通常の造塊または連鋳により
造塊した後、熱間圧延により所定の板厚まで熱間圧延を
行い、圧延後直らに300〜550℃まで急冷するか、
もしくは圧延後−旦空冷しさらにAc3点以上の温度ま
で再加熱した′?B00〜550℃まで9冷したのち、
室温まで空冷する前処理を施す。
この前処理で急冷を300〜550℃で停止するのは低
降伏比を得るためである。C含有量を低減し合金元素を
高めた低pert鋼は低降伏比を得難い傾向にあるが、
第1図に示すように前処理の急冷を300〜550 ℃
で停止することにより、降伏比を80%以下に低下する
ことができる。従って、前処理のや冷の停止温度は30
0〜550℃に限定される。
る。
なお、第1図は第1表に示す組成からなる鋼を圧延後直
ちに焼入れしたもの(Δタイプ)と、圧延後空冷しさら
にAc、意思上の900℃に再加熱し焼入れしたもの(
Bタイプ)の二種の前処理について、それぞれ冷却停止
温度までの冷却速度を6℃/ sにして焼入れだ後空冷
し、次いでAc、〜Ac1点範囲内の800℃に再加熱
した後、水冷し、550゛Cで焼もどし処理した場合の
引張特性と前処理の冷却停止温度との関係を示したもの
である。
次にAc+〜Ac=変態点間の二相域温度に加熱するの
は、低降伏比に有効な軟質のフェライトと高強度に必要
な硬質の硬化相(オーステナイ日を得るためである。A
c3点超の加熱では軟質のフェラ・イトを含む二相組織
は得難く、低降伏比が得られない。二相域温度からの焼
入れ冷却速度は、高強度、高靭性を得るためにはゑ、冷
はど望ましい。
空冷未満の徐冷却では硬化相(オーステナ、イト相)で
十分な焼入れ性が得られないため、空冷以上の冷却とし
た。
次に焼入れ硬化した脆い硬化相は、450℃以上の焼も
どしにより靭性を向上する必要がある。
方、600゛C超の高温で焼もどしすると硬化相の軟化
が大きくなり、引張強さの低下、降伏比の」−昇を招く
ので、焼もどし温度の上限は600℃とした。
第1表 〈実施例〉 第2表に供試材の化学成分を示す、供試材A〜Lは本発
明の成分範囲内にある綱で、M−0鋼は比較鋼である。
これらの鋼について第3表に示す前処理A、B法を施し
た後、Ac+〜Ac+点範囲内の二相域温度に加熱保持
した後、空冷以上の冷却速度で焼入れし、500〜56
0℃で焼もどし処理を行った。
これらの機械的性質を第3表に示す0本発明法では引張
強さ(T S ) 60kgf/−以上で、77%以下
の低降伏比(YR)が得られている。Y型溶接割れ試験
による割れ防止予熱温度はいずれも25℃以下で予熱を
必要としない。また、Tiフリー鋼(A〜I)に比べT
i添加@(J−L)はYRが幾分高めであるが、YS、
TSが高い。
これに対し比較例では、TS≧60kgf/lJ、YR
≦80%、Y割れ防止予熱温度≦25℃のいずれかが満
足されていない。
例えば、A2、A3鋼は、成分的には発明範囲内にあり
良好な溶接性を有するが、熱処理条件が適切でないため
YR≦80%を満足できない。M、N、0鋼はいずれも
Pcイが高く、Y割れ防止予熱温度が75℃以上と高い
また、P鋼はTi含有量が発明範囲を超えるためYRが
80%超えとなる。
〈発明の効果〉 C含有量を低減しMO等の合金元素含有量を高め、PC
9を0.16〜0.21%に調節した銅に、予め本発明
の前処理を施した後、Ac、〜Ac3変態点間の二相域
温度に再加熱保持してから焼入れ、焼もどし処理するこ
とにより、溶接割れ感受性が小さく予熱が不要で、降伏
比が80%以下、引張強さが60kgf/i以上の低降
伏比高張力鋼の製造が可能となった。
【図面の簡単な説明】
第1図は引張特性に及ぼずif■処理時の冷却停止温度
の影響を示すグラフである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量比にて、C:0.03〜0.10%、Si:
    0.05〜0.60%、Mn:0.60〜2.00%、
    Mo:0.10〜0.50%、P:0.030%以下、
    S:0.020%以下を含み、さらにNi:1.00%
    以下、Cr:0.70%以下、Cu:0.70%以下、
    V:0.06%以下、Nb:0.05%以下及びB:0
    .0050%以下のうちから選ばれた一種以上を含み、
    残部が実質的にFeからなり、かつP_C_M(%)=
    C+Si/30+Mn/20+Ni/60+Cr/20
    +Cu/20+Mo/15+V/10+5Bが0.16
    〜0.21%である鋼を熱間圧延後、直ちに300〜5
    50℃まで急冷するか、もしくは空冷後Ac_3点以上
    の温度に再加熱した後300〜550℃まで急冷したの
    ち、室温まで空冷し、さらにAc_3〜Ac_1変態点
    間の二相域温度に加熱保持した後、空冷以上の冷却速度
    で焼入れし、その後450〜600℃の温度で焼もどし
    を行うことを特徴とする溶接性の良好な低降伏比高張力
    鋼の製造方法。
  2. (2)重量比にて、C:0.03〜0.10%、Si:
    0.05〜0.60%、Mn:0.60〜2.00%、
    Mo:0.10〜0.50%、Ti:0.003〜0.
    05%、P:0.030%以下、S:0.020%以下
    を含み、さらにNi:1.00%以下、Cr:0.70
    %以下、Cu:0.70%以下、V:0.06%以下、
    Nb:0.05%以下及びB:0.0050%以下のう
    らから選ばれた一種以上を含み、残部が実質的にFeか
    らなり、かつP_C_M(%)=C+Si/30+Mn
    /20+Ni/60+Cr/20+Cu/20+Mo/
    15+V/10+5Bが0.16〜0.21%である鋼
    を熱間圧延後、直ちに300〜550℃まで急冷するか
    、もしくは空冷後Ac_3点以上の温度に再加熱した後
    300〜550℃まで急冷したのち、室温まで空冷し、
    さらにAc_3〜Ac_1変態点間の二相域温度に加熱
    保持した後、空冷以上の冷却速度で焼入れし、その後4
    50〜600℃の温度で焼もどしを行うことを特徴とす
    る溶接性の良好な低降伏比高張力鋼の製造方法。
JP26637890A 1989-11-08 1990-10-05 溶接性の良好な低降伏比高張力鋼の製造方法 Pending JPH03219012A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04272129A (ja) * 1991-02-27 1992-09-28 Nkk Corp 低降伏比高張力鋼の製造方法
JPH05125481A (ja) * 1991-11-01 1993-05-21 Sumitomo Metal Ind Ltd 高靱性低降伏比高張力鋼材とその製造方法

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