JPH0371957B2 - - Google Patents

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JPH0371957B2
JPH0371957B2 JP60299286A JP29928685A JPH0371957B2 JP H0371957 B2 JPH0371957 B2 JP H0371957B2 JP 60299286 A JP60299286 A JP 60299286A JP 29928685 A JP29928685 A JP 29928685A JP H0371957 B2 JPH0371957 B2 JP H0371957B2
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JP
Japan
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steel
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rolling
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less
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JP60299286A
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Seishiro Yoshihara
Takao Kawanami
Kenichi Suzuki
Yukihiro Kako
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Priority to DE8686302508T priority patent/DE3664588D1/de
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Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) 本発明は圧延クラツド鋼板の製造方法に関する
ものである。本発明において、合せ材としてはチ
タン、チタン合金、ジルコニウム、ジルコニウム
合金または含クロム鋼を用い、母材としては炭酸
含有量0.12%以上0.7%以下の鋼を用いる。 (従来の技術) 従来の技術としての特開昭55−100890号公報、
同55−128390号公報、同56−122681号公報、同57
−109587号公報に記載されたクラツド材の製造方
法はいづれもサンドウイツチ状に母材、合せ材、
合せ材、母材の順あるいは覆い材、合せ材、母材
の順に重ね合せているが、合せ材と母材間には母
材からの炭素の拡散を防止する中間材を有してい
ない。また特開昭60−203377号公報には接合中間
材としてフエライト系ステンレス鋼又はマルテン
サイト系ステンレス鋼を用いるとしているが、こ
の場合にはステンレス鋼中のクロムと母材中の炭
素とにより炭化物が生成して脆化し、せん断試験
値が低位にばらつき、曲げ試験結果も悪化しやす
くなる。また加熱温度が低く圧延中に鋼のAr3
態点にさしかかると反り防止材と母材の厚さ、
幅、長さが等しくないと著るしい反りを生じ、圧
延仕上付近のパスでは反り防止材厚さと母材厚さ
の小さい側へ著るしい反りを生じることになる。 (発明が解決しようとする問題点) 本発明は接合強度が優れ、圧延中に反り発生が
小さいクラツド鋼の製造法を提供することを目的
としている。 (問題点を解決するための手段) 本発明の要旨とするところは、チタン、チタン
合金、ジルコニウム、ジルコニウム合金または含
クロム鋼を合せ材とし、炭素含有量が0.03重量%
以下の鋼板を中間材としてそのクラツド製品の厚
さが100μm以上となる厚さとし、炭素含有量が
0.12重量%以上、0.7重量%以下の鋼を母材とし
てそれらの合せ面を清浄にして層状に重ね、さら
に合せ材に反り防止部材を重ね、反り防止部材と
合せ材の対向する面にこれら何れかの酸化物を介
在させて、前記反り防止部材と中間材と母材の層
間内部に不活性ガスを吹き込みながら周囲を溶接
固定して内部を減圧して密封し、これらの対向す
る接合予定面を外部汚染源から隔離して圧延素材
とし、これを650℃以上、900℃以下の温度域に加
熱し、反り防止部材と母材のうち薄い側を下面と
して圧延し、鋼の圧延組織が残留する830℃以下
の温度で圧延を終了することを特徴とする接合境
界部の炭素濃縮距離が20μm以下の圧延クラツド
鋼板の製造方法にある。 (発明の作用) 本発明の基本となる構成要件とその作用は次の
ように整理できる。 (1) 本発明ではチタン、チタン合金、ジルコニウ
ム、ジルコニウム合金または含クロム鋼を合せ
材とし、炭素含有量0.12%以上0.7%以下の高
強度鋼を母材とする圧延クラツド鋼板であつ
て、その接合境界に炭化物の生成を抑制するこ
とによつて接合性能の優れたクラツド鋼板を得
る。そのために炭素含有率0.03%以下で、製品
時の厚さが100μm以上の鋼板を合せ材と母材
の間に中間材として介在せしめる。この中間材
の素材時の厚さは製品時の厚さのほぼ圧下比
倍、すなわち、圧下比(=圧延前厚さ/圧延後
厚さ)が5の場合には500μm以上となる。素
材の加熱温度の上限はAc3点、すなわち約900
℃である。加熱温度がこの温度を超えると中間
材から合せ材へ向う炭素の拡散や、合せ材から
中間材へ向う合せ材金属元素の拡散が活発とな
り、その金属炭化物の生成量とその生成距離が
増大し、接合部を脆化させるので好ましくな
い。その炭化物はチタンおよびチタン合金では
TiC.ジルコニウムおよびジルコニウム合金で
はZrC、含クロム鋼ではCr7C3またはCr23C6
主である。加熱温度の下限は材料が室温に比し
て著るしく軟化する温度すなわち650℃である。
母材鋼の炭素含有量の下限0.12%は母材の強度
を保証するためであり、上限0.7%は加工性の
悪い初析セメンタイトを生じない亜共析鋼の範
囲である。 母材と合せ材間の中間材として炭素含有量
0.03%以下の鋼を用いることは合せ材金属との
炭化物の生成を無害な範囲内に抑えることのほ
か、製品の状態で合せ材と母材の変形特性の違
いを吸収し、曲げ加工などの塑性加工による接
合部破壊を防止する効果を有する。さらに炭素
含有量0.03%以下の鋼は深絞り用鋼板として大
量生産されており、安価であり、それ自体極め
て大きな塑性変形に耐えるものである。 (2) 加熱温度が鋼のA1変態点、すなわち720℃以
上である場合にはフエライトはオーステナイト
に変態を始め、圧延中には温度低下によりこの
逆の反応を生じて著るしい反りを発生する。一
般鋼材はこのような温度域で圧延されることは
なくオーステナイト一相域で圧延を完了する。
反りの発生は板厚中心に対して材質あるいは構
造が上下非対称である場合に著るしくなる。 本発明では第1図または第2図に示すような板
厚中心に対して構造が非対称である場合に反り防
止材と母材の薄い側を下面として圧延し、薄い側
へ反ろうとするのをローラーテーブルによつて反
りを拘束しながら圧延する。すなわち下圧延ロー
ルの上面よりわずかに数十ミリしか低くない前後
ローラーテーブルに下方への反りを妨げられた材
料はロール間に圧延され、結果的に反りを生じな
いように変形する。 このようにして反りが生じやすい830℃以下で
圧延を終了することが可能となり、鋼の再結晶を
抑制した炭化物生成の少ない靭性の高い接合部を
得ることができる。 次に本発明に用いる素材の組立法とその構造に
ついて説明する。 第1図は合せ材1と中間材3と母材6を層状に
重ねて好ましくは3者を溶接11によつて固定す
る。この溶接部には強度は期待せず、外部から接
合予定面の汚染を防ぐためのものである。合せ材
1には反り防止材7を合せ、両者の間8には合せ
材の酸化物、反り防止材の酸化物、Al2O3
SiO2、TiO2、Cr2O3の一種以上を介在させ圧延後
の両者の分離を容易にする。母材6と反り防止材
7の周囲はデイタンスピース9を挿入して溶接時
の接合予定面の汚染を防止しながら一体的に溶接
する。接合予定面は好ましくは減圧し、加熱中の
酸化を防止する。 第2図は第1図の反り防止材7が合せ材1′、
中間部3′、および母材6′に置換された場合であ
り、合せ材1と1′間には第1図の場合と同様に
分離剤8が介在する。第2図の分離予定位置8′
の上下で母材6と6′の厚さが異なる場合には薄
い側を下方にして圧延する。第2図の場合は合せ
材1と母材6の間には中間材3が、合せ材1′と
母材6′の間には中間材3′が挟まれている。 (実施例) 表1に実施例を示す。
【表】
【表】 鋼母材は0.17%炭素鋼、中間材は0.01%極低炭
素鋼を用いた。組立素材は幅150mm、長さ200mmの
小試験片であるが、これで生産圧延の状況と品質
を十分評価できる。すべての試験片はMIG溶接
法で溶接し、溶接中の溶接汚染を防ぐためにアル
ゴンガスを接合予定面に吹込んでおり、溶接後に
は接合予定面の酸化を防ぐために内部を10-2torr
に減圧し、封印している。加熱温度はいづれも
800℃である。 従来法の例1では厚さ20mmの鋼母材に厚さ6mm
のステンレス鋼(SUS304)合せ材を直接すみ肉
溶接している。この例では圧延中にステンレス鋼
側へ大きく反り、合せ材の厚さ偏差(=最大厚さ
−最小厚さ)は0.33mmと大きい。せん断強さは低
目であり、曲げ試験結果も悪い。従来法の例2で
は第2図で中間材3,3′を有しない構造である
が、せん断強さが低く、側曲げ試験結果も悪い。 本発明の例3ないし例4はそれぞれ第1図およ
び第2図の構造であり、反りを顕著にするために
厚さ方向に非対称であるが、本発明のように母材
または反り防止材のうち薄い方を下面として圧延
しているので反りは十分許容できる範囲内にあ
る。さらに合せ材厚さ偏差、母材と合せ材のせん
断強さ、側曲げ試験結果ともに良好である。せん
断強さと側曲げ試験結果は接合境界付近に富化す
る炭化物の分布厚さと関係がある。炭化物は合せ
材がチタンあるいはチタン合金の場合には主とし
てTiC、合せ材がステンレス鋼の場合には主とし
てCr7C3、Cr23C6である。これらの炭化物が島津
製作所製EPMA(機種名:EMX−SM)を用いて
加速電圧20kV、試料電流0.01μA、ビーム径1μm
として接合部断面を直角に横切つて炭素を線分析
した場合に、カウント数0.5kを記録紙の全幅とす
るとき、第3図に示すように接合境界部の炭素濃
縮距離を測定する。この炭素濃縮距離はせん断強
さと関係があり、チタンクラツド鋼の場合には第
4図に示すようにJIS G3603規定のせん断値14Kg
f/mm2は炭素濃縮距離20μm以下で満足できる。 チタンと鋼の接合境界部のこのような炭化物の
濃縮はTiCであり、これが微量である場合にはせ
ん断強さを向上させるが、炭素濃縮距離が20μm
を超える程度にTiCが生成するとかえつて脆くな
り、せん断値の低い値が混在する。以上のことは
ステンレス鋼やジルコニウムを合せ材とする場合
にも同様であり、ステンレス鋼ではCr7C3
Cr23C6が、ジルコニウムではZrCが同様に生成し
て同様の挙動を示す。 (発明の効果) 本発明によれば接合強度の強いクラツド鋼が得
られる。また、鋼の熱間圧延温度としては異常に
低い温度であり圧延中の反りが問題となる温度で
あるにもかかわらず、反りの方向を下方とするこ
とによつてローラーテーブルにより反りを防止で
きるようになる。さらに従来、母材の炭素含有量
が0.12%以上となるとせん断強さが低位にばらつ
いていたが、その原因の一つが炭化物の生成であ
ることを明らかにし、本発明に従つて炭素含有量
0.03%以下の鋼を中間材とすることにより、安価
で加工性の優れたクラツド鋼板を提供できるもの
である。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明の圧延用素材の組
立構造例の説明図、第3図は炭素濃縮距離の説明
図、第4図は本発明の効果を示す炭素濃縮距離と
せん断強さの関係図である。 1:合せ板、3,3′:中間材、6,6′:母
材、7:反り防止材、8:分離材、8′:分離位
置、9:デイスタンスピース、10:四周溶接
部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 チタン、チタン合金、ジルコニウム、ジルコ
    ニウム合金または含クロム鋼を合せ材とし、炭素
    含有量が0.03重量%以下の鋼板を中間材としてそ
    のクラツド製品の厚さが100μm以上となる厚さ
    とし、炭素含有量が0.12重量%以上、0.7重量%
    以下の鋼を母材としてそれらの合せ面を清浄にし
    て層状に重ね、さらに合せ材に反り防止部材を重
    ね、反り防止部材と合せ材の対向する面にこれら
    何れかの酸化物を介在させて、前記反り防止部材
    と中間材と母材と層間内部に不活性ガスを吹き込
    みながら周囲を溶接固定して内部を減圧して密封
    し、これらの対向する接合予定面を外部汚染源か
    ら隔離して圧延素材とし、これを650℃以上、900
    ℃以下の温度域に加熱し、反り防止部材と母材の
    うち薄い側を下面として圧延し、鋼の圧延組織が
    残留する830℃以下の温度で圧延を終了すること
    を特徴とする接合境界部の炭素濃縮距離が20μm
    以下の圧延クラツド鋼板の製造方法。
JP29928685A 1985-04-05 1985-12-28 圧延クラッド鋼板の製造方法 Granted JPS62158584A (ja)

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