JPH04141519A - 低温靭性に優れた高ヤング率構造用鋼板の製造方法 - Google Patents
低温靭性に優れた高ヤング率構造用鋼板の製造方法Info
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- JPH04141519A JPH04141519A JP26609090A JP26609090A JPH04141519A JP H04141519 A JPH04141519 A JP H04141519A JP 26609090 A JP26609090 A JP 26609090A JP 26609090 A JP26609090 A JP 26609090A JP H04141519 A JPH04141519 A JP H04141519A
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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、低温靭性に優れ且つ、圧延方向に直角な方向
（以下Ｃ方向と称す）のヤング率を飛躍的に向上せしめ
た構造用鋼板の製造方法に関するものである。
（以下Ｃ方向と称す）のヤング率を飛躍的に向上せしめ
た構造用鋼板の製造方法に関するものである。
〈従来の技術〉
一般に鋼板の剛性は、形状が一定ならばヤング率に比例
する。
する。
従来鋼においては、単結晶や電磁鋼板のような特殊な例
を除くとヤング率はほぼ２１０００ｋｇｆ／■■２で一
定と考えられ、特に注目すべき材質特性とは見なされて
いなかった。
を除くとヤング率はほぼ２１０００ｋｇｆ／■■２で一
定と考えられ、特に注目すべき材質特性とは見なされて
いなかった。
しかしながら近年、使用上の特定方向の剛性向上が求め
られ、これにＣ方向高ヤング率鋼板のＣ方向を適用する
ことが検討されている。
られ、これにＣ方向高ヤング率鋼板のＣ方向を適用する
ことが検討されている。
この方法によると、板厚の増大や、形状の変更を行うこ
となしに構造物の剛性を高めることが可能である。
となしに構造物の剛性を高めることが可能である。
一方、高ヤング率鋼材の製造方法に関する提案は種々あ
り、その何れもが二相域あるいはフェライト域での圧延
加工により圧延集合組織を発達２せ、鋼板特定方向のヤ
ング率を向上させるもの１ある。
り、その何れもが二相域あるいはフェライト域での圧延
加工により圧延集合組織を発達２せ、鋼板特定方向のヤ
ング率を向上させるもの１ある。
例えば特公昭５Ｂ−１４８４９号公報に、高ヤング日鋼
材の製造法が開示されている。ここに開示さオた高ヤン
グ率餌材は、化学成分を規定した鋼を：相域圧延し、圧
延仕上げ後３００℃までの冷却速力を制御し、次いで７
００℃以下の温度で焼戻すこ２により、Ｃ方向のヤング
率を約１０％程度高めうさごとが示されている。
材の製造法が開示されている。ここに開示さオた高ヤン
グ率餌材は、化学成分を規定した鋼を：相域圧延し、圧
延仕上げ後３００℃までの冷却速力を制御し、次いで７
００℃以下の温度で焼戻すこ２により、Ｃ方向のヤング
率を約１０％程度高めうさごとが示されている。
また、特公昭６２−４４４８号公報には、Ｃを０．０３
Ｍ量％未満とした鋼を、Ａｒ２以下６００℃以上の温月
範囲での圧下率を規定し、４５０℃以上７２０℃以］で
巻取ることにより、最高２４３００ｋｇｆ／塵１２まで
〔方向のヤング率を高める方法が記載されている。
Ｍ量％未満とした鋼を、Ａｒ２以下６００℃以上の温月
範囲での圧下率を規定し、４５０℃以上７２０℃以］で
巻取ることにより、最高２４３００ｋｇｆ／塵１２まで
〔方向のヤング率を高める方法が記載されている。
〈発明が解決しようとする課題〉
しかしながら、前記した提案は何れも実用時区次に述べ
る様な問題点を内在しており、それぞ才に改善が待たれ
ている。
る様な問題点を内在しており、それぞ才に改善が待たれ
ている。
即ち、特公昭５８〜Ｍ８４９号公報の提案によるモ性の
保証温度は０°Ｃである。これは、近年、安全性確保の
強化の点から、構造用鋼板の重要部材に要求されている
一６０゛Ｃ以下の靭性保証の要望を満たさないものであ
る。
保証温度は０°Ｃである。これは、近年、安全性確保の
強化の点から、構造用鋼板の重要部材に要求されている
一６０゛Ｃ以下の靭性保証の要望を満たさないものであ
る。
これは二相域圧延による加工フェライトの著しい生成に
より靭性が劣化するからである。
より靭性が劣化するからである。
加えて、熱間圧延後に７００°Ｃ以下の温度に加熱して
焼戻し処理を行なうことを必須としており、このため多
大の熱エネルギーを必要として製造費の増大及び生産性
の低下が避けられない。
焼戻し処理を行なうことを必須としており、このため多
大の熱エネルギーを必要として製造費の増大及び生産性
の低下が避けられない。
また、特公昭６２−４４４８号公報は、Ｃ５０，０３％
の成分限定を必須要件と記載しており、実質的には極軟
鋼の製造法に関するものであり、構造用鋼の要求強度を
満たすことはできない。
の成分限定を必須要件と記載しており、実質的には極軟
鋼の製造法に関するものであり、構造用鋼の要求強度を
満たすことはできない。
また、二相域まで空冷により温度待ちを行なうとフェラ
イト粒及びオーステナイト粒が粒成長して目標のヤング
率は向上するが、−６０℃を保証する低温靭性を得るこ
とが極めて困難であり、且つ二相域までの温度待ちによ
り生産性が低下する可能性が強い。
イト粒及びオーステナイト粒が粒成長して目標のヤング
率は向上するが、−６０℃を保証する低温靭性を得るこ
とが極めて困難であり、且つ二相域までの温度待ちによ
り生産性が低下する可能性が強い。
そこで、本発明では一６０°Ｃを保証する優れた低温靭
性を有し、かつヤング率が１０％程度以上向上する、優
れた低温靭性を有する構造用鋼板を生産性良く低コスト
で製造する方法を提供することを課題とするものである
。
性を有し、かつヤング率が１０％程度以上向上する、優
れた低温靭性を有する構造用鋼板を生産性良く低コスト
で製造する方法を提供することを課題とするものである
。
〈課題を解決するための手段〉
本発明は上記課題を達成するために、
（１）温度がＡｒ２点以上１２５０℃以下の構造用鋼々
片を再結晶終了温度以下Ａｒ１点以上で圧下率≧２０％
の熱間圧延を行ない、直ちに５℃／秒以上の冷却速度で
冷却し、Ａｒ２点未満で圧下率≧５０％の二相域圧延を
行なうことを特徴とする低温靭性の優れた高ヤング率構
造用鋼板に製造方法を第１の手段とし、 （２）温度がＡｒ２点以上１２５０″Ｃ以下の構造用鋼
々片を再結晶終了温度以下Ａｒ２点以上で圧下率≧２０
％の熱間圧延を行って後、直ちに５℃／秒以上の冷却速
度で冷却を行い、Ａｒ□点未満で圧下率≧５０％の二相
域圧延を行なった後に、５℃／秒以上の冷却速度にて、
６００℃以下の温度まで制御冷却することを特徴とする
低温靭性に優れた高ヤング率構造用鋼板の製造方法を第
２の手段とするものである。
片を再結晶終了温度以下Ａｒ１点以上で圧下率≧２０％
の熱間圧延を行ない、直ちに５℃／秒以上の冷却速度で
冷却し、Ａｒ２点未満で圧下率≧５０％の二相域圧延を
行なうことを特徴とする低温靭性の優れた高ヤング率構
造用鋼板に製造方法を第１の手段とし、 （２）温度がＡｒ２点以上１２５０″Ｃ以下の構造用鋼
々片を再結晶終了温度以下Ａｒ２点以上で圧下率≧２０
％の熱間圧延を行って後、直ちに５℃／秒以上の冷却速
度で冷却を行い、Ａｒ□点未満で圧下率≧５０％の二相
域圧延を行なった後に、５℃／秒以上の冷却速度にて、
６００℃以下の温度まで制御冷却することを特徴とする
低温靭性に優れた高ヤング率構造用鋼板の製造方法を第
２の手段とするものである。
本発明が対象とする構造用鋼は、例えば前記した特公昭
５Ｂ−１４８４９号公報に記載され、次記するように、
通常の溶接構造用鋼が所要の材質を得るために、従来か
ら５業分野での活用で確認されている作用・効果の関係
を基に定めている添加元素の種類と量を同様に使用して
同等の作用と効果が得られる。従って、これ等を含む鋼
を本発明は対象鋼とするものである。
５Ｂ−１４８４９号公報に記載され、次記するように、
通常の溶接構造用鋼が所要の材質を得るために、従来か
ら５業分野での活用で確認されている作用・効果の関係
を基に定めている添加元素の種類と量を同様に使用して
同等の作用と効果が得られる。従って、これ等を含む鋼
を本発明は対象鋼とするものである。
これ等の各成分元素とその添加理由と量を以下に示す。
Ｃは、鋼の強度を向上する有効な成分として添加するも
のであるが、０．２０％を超える過剰な含有量では、二
相填圧延時の変形抵抗を増して圧延を困難にするばかり
か、溶接部に島状マルテンサイトを析出し、鋼の靭性を
著しく劣化させるので、０．２０％以下ムこ規制してい
る。
のであるが、０．２０％を超える過剰な含有量では、二
相填圧延時の変形抵抗を増して圧延を困難にするばかり
か、溶接部に島状マルテンサイトを析出し、鋼の靭性を
著しく劣化させるので、０．２０％以下ムこ規制してい
る。
Ｓｌは７８綱の脱酸元素として必要であり、また強度増
加元素として有用であるが、１．０％を超えて過剰に添
加すると、鋼の加工性を低下させ、溶接部の靭性を劣化
させる。また、０．０１％未満では脱酸効果が不十分な
ため、添加量を０．０１〜１．０％に規制している。
加元素として有用であるが、１．０％を超えて過剰に添
加すると、鋼の加工性を低下させ、溶接部の靭性を劣化
させる。また、０．０１％未満では脱酸効果が不十分な
ため、添加量を０．０１〜１．０％に規制している。
Ｍｎも脱酸成分元素として必要であり、０．３％未満で
は鋼の清浄度を低下し、加工性を害する。また綱材の強
度を向上する成分として０．３％以上の添加が必要であ
る。しかし、Ｍｎは変態温度を下げるので、過剰の添加
により二相域圧延温度が下がりすぎ、変形抵抗の上昇を
きたすので、２．０％を上限としている。
は鋼の清浄度を低下し、加工性を害する。また綱材の強
度を向上する成分として０．３％以上の添加が必要であ
る。しかし、Ｍｎは変態温度を下げるので、過剰の添加
により二相域圧延温度が下がりすぎ、変形抵抗の上昇を
きたすので、２．０％を上限としている。
ＡＩ及びＮは、Ａ１窒化物による綱の微細化の他、圧延
過程での固溶、析出により、鋼の結晶方位の整合及び再
結晶に有効な働きをさせるために添加する。しかし、添
加量が少ないときにはその効果がなく、過剰の場合には
鋼の靭性を劣化させるので、ＡＩ ： ０．００１〜０
．２０％、Ｎ ： ０．０２０％以下に限定している。
過程での固溶、析出により、鋼の結晶方位の整合及び再
結晶に有効な働きをさせるために添加する。しかし、添
加量が少ないときにはその効果がなく、過剰の場合には
鋼の靭性を劣化させるので、ＡＩ ： ０．００１〜０
．２０％、Ｎ ： ０．０２０％以下に限定している。
以上が、本発明が対象とする鋼の基本成分であるが、母
材強度の上昇あるいは、継手靭性の向上の目的のため、
要求される性質に応じて、合金元素を添加する場合は、
変態温度を下げ過ぎると、二相域での変形抵抗が増して
圧延が困難になるので合金の添加量としては、Ｎｉ、Ｃ
ｒ、Ｎｏ、Ｃｕ、ＪＰ、Ｃｏ。
材強度の上昇あるいは、継手靭性の向上の目的のため、
要求される性質に応じて、合金元素を添加する場合は、
変態温度を下げ過ぎると、二相域での変形抵抗が増して
圧延が困難になるので合金の添加量としては、Ｎｉ、Ｃ
ｒ、Ｎｏ、Ｃｕ、ＪＰ、Ｃｏ。
Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、希土類元素＋Ｙ、
Ｃａ＋ Ｍｇ、Ｔｅ、Ｓｅ。
Ｃａ＋ Ｍｇ、Ｔｅ、Ｓｅ。
Ｂを１種類以上添加してよいが、添加量は合計で４．５
％以内に規制している。
％以内に規制している。
〈作用〉
本発明者等は、前記従来技術が有する課題を達成するた
めに、下記の化学成分を存する一般的な構造用鋼を用い
て種々実験検討を繰り返した。
めに、下記の化学成分を存する一般的な構造用鋼を用い
て種々実験検討を繰り返した。
Ｃ： ０．１０〜０．１５％ Ｓｉ ： ０．１５〜
０．２５％Ｍｎ ： ０．８〜１．６％ Ａｌ ：
０．０１〜０．０５％Ｎ ： ０．００２０〜０．００
５０％結果を第１図に示す。
０．２５％Ｍｎ ： ０．８〜１．６％ Ａｌ ：
０．０１〜０．０５％Ｎ ： ０．００２０〜０．００
５０％結果を第１図に示す。
第１図は、未再結晶域での圧下量が２５％、二相域での
圧下量が５０％の場合の途中制御冷却速度とνＴｒｓで
表す低温靭性の関係を示す。
圧下量が５０％の場合の途中制御冷却速度とνＴｒｓで
表す低温靭性の関係を示す。
図に示すように、制御冷却速度が５℃／秒以上になると
一６０°Ｃ以下での靭性保証が可能なレベルに靭性が改
善されることを知見した。
一６０°Ｃ以下での靭性保証が可能なレベルに靭性が改
善されることを知見した。
これは高温での滞留時間が短くなるためフェライト粒、
またはオーステナイト粒の粒成長が抑制されるために靭
性が向上するものと思われる。
またはオーステナイト粒の粒成長が抑制されるために靭
性が向上するものと思われる。
本発明は上記知見を基に成されたものである。
〈実施例〉
（１）供試鋼
本発明の鋼成分は、前記した一般的な構造用鋼の元素と
添加量であれば何れの組合せでも良いのであるが、表１
に実施例に用いた化学成分を比較例と共に示す。
添加量であれば何れの組合せでも良いのであるが、表１
に実施例に用いた化学成分を比較例と共に示す。
これは、構造用鋼の分野で強度レベルが異なる代表的な
構造用鋼の化学成分でもある。
構造用鋼の化学成分でもある。
（２）製造条件及び材質結果
製造条件及び得られた材質を表２に示す。
表１に示す供試鋼は調香ｌ、２が４０キロ級鋼、調香３
〜６が５０キロ級鋼、調香７が６０キロ級鋼である。又
、供試鋼は必要に応じてＶ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｕ。
〜６が５０キロ級鋼、調香７が６０キロ級鋼である。又
、供試鋼は必要に応じてＶ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｕ。
Ｎｉ、Ｃｒ、Ｎｏ等の合金元素を添加している。
Ｎｏ、ＡＩ＝Ａ７の本発明例は、何れも圧延後の熱処理
をすることなく、生産性良く製造できた。
をすることなく、生産性良く製造できた。
Ｃ方向のヤング率は、低温靭性の低下を見ることなく、
従来の２１．ＯＯＯｋｇｆ ／■■２レベルに対して１
０％〜１６％の向上が得られ、十分目標を満足しする構
造用鋼板が得られた。
従来の２１．ＯＯＯｋｇｆ ／■■２レベルに対して１
０％〜１６％の向上が得られ、十分目標を満足しする構
造用鋼板が得られた。
特に、Ａ６．Ａ、７の直送圧延材は、その熱履歴の影響
と思われる作用により、同温度レベルの加熱材に比較し
て優れた低温靭性を発揮した。
と思われる作用により、同温度レベルの加熱材に比較し
て優れた低温靭性を発揮した。
これ等に対し、比較例のＮｏ、８１〜Ｂ７はそれぞれに
問題があり、前記要望を満たす構造用鋼板が得られなか
った。
問題があり、前記要望を満たす構造用鋼板が得られなか
った。
即ち、Ａｒ２点以下の二相域圧下率が５０％未満の比較
例Ｎｏ、旧は、ヤング率の向上が所要の域に到達しなか
った。
例Ｎｏ、旧は、ヤング率の向上が所要の域に到達しなか
った。
加熱温度が１３００℃と高い比較例のＮｏ、Ｂ２、未再
結晶圧下率が２０％未満の比較例Ｎｏ 、 ８４〜Ｂ７
は、靭性が不良で計画した用途には使用できなかった。
結晶圧下率が２０％未満の比較例Ｎｏ 、 ８４〜Ｂ７
は、靭性が不良で計画した用途には使用できなかった。
途中冷却を行なわなかったもの、及び途中冷却の冷却速
度が５℃／秒未満のものの比較例Ｎｏ、Ｂ３゜Ｂ５．Ｂ
７の靭性は一６０°Ｃレベルに達しなかった。
度が５℃／秒未満のものの比較例Ｎｏ、Ｂ３゜Ｂ５．Ｂ
７の靭性は一６０°Ｃレベルに達しなかった。
〈発明の効果〉
以上説明した本発明は、未再結晶域の圧延、途中制御冷
却及び二相域の圧延工程の技術的条件を限定的に組み合
わせることによって、低温靭性に優れ、且つ特定方向の
剛性（ヤング率）が１０％程度以上向上した構造用鋼板
を、圧延後の焼戻し処理を省略した極めて高い生産性の
下で円滑に安定して製造することを可能としたもので、
当該分野を中心に、産業界にもたらす経済的効果は極め
て大きい。
却及び二相域の圧延工程の技術的条件を限定的に組み合
わせることによって、低温靭性に優れ、且つ特定方向の
剛性（ヤング率）が１０％程度以上向上した構造用鋼板
を、圧延後の焼戻し処理を省略した極めて高い生産性の
下で円滑に安定して製造することを可能としたもので、
当該分野を中心に、産業界にもたらす経済的効果は極め
て大きい。
第１図は途中制御冷却速度とｖＴ ｒｓで表示す低温靭
性の関係を示す。 特許出願人 新日本製鐵株式会社
性の関係を示す。 特許出願人 新日本製鐵株式会社
Claims (2)
- （１）温度がＡｒ＿３点以上１２５０℃以下の構造用鋼
々片を再結晶終了温度以下Ａｒ＿３点以上で圧下率≧２
０％の熱間圧延を行ない、直ちに５℃／秒以上の冷却速
度で冷却し、Ａｒ＿３点未満で圧下率≧５０％の二相域
圧延を行なうことを特徴とする低温靭性に優れた高ヤン
グ率構造用鋼板の製造方法。 - （２）温度がＡｒ＿３点以上１２５０℃以下の構造用鋼
々片を再結晶終了温度以下Ａｒ＿３点以上で圧下率≧２
０％の熱間圧延を行ない、直ちに５℃／秒以上の冷却速
度で冷却し、Ａｒ＿３点未満で圧下率≧５０％の二相域
圧延を行なった後に、５℃／秒以上の冷却速度にて、６
００℃以下の温度まで制御冷却することを特徴とする低
温靭性に優れた高ヤング率構造用鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2266090A JP2583654B2 (ja) | 1990-10-02 | 1990-10-02 | 低温靭性に優れた高ヤング率構造用鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2266090A JP2583654B2 (ja) | 1990-10-02 | 1990-10-02 | 低温靭性に優れた高ヤング率構造用鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04141519A true JPH04141519A (ja) | 1992-05-15 |
| JP2583654B2 JP2583654B2 (ja) | 1997-02-19 |
Family
ID=17426194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2266090A Expired - Fee Related JP2583654B2 (ja) | 1990-10-02 | 1990-10-02 | 低温靭性に優れた高ヤング率構造用鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2583654B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8057913B2 (en) * | 2004-07-27 | 2011-11-15 | Nippon Steel Corporation | Steel sheet having high young'S modulus, hot-dip galvanized steel sheet using the same, alloyed hot-dip galvanized steel sheet, steel pipe having high young'S modulus and methods for manufacturing the same |
| CN111944952A (zh) * | 2020-08-17 | 2020-11-17 | 武安市裕华钢铁有限公司 | 一种钛微合金管线钢热轧卷板炼轧工艺 |
-
1990
- 1990-10-02 JP JP2266090A patent/JP2583654B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8802241B2 (en) | 2004-01-08 | 2014-08-12 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Steel sheet having high young's modulus, hot-dip galvanized steel sheet using the same, alloyed hot-dip galvanized steel sheet, steel pipe having high young's modulus, and methods for manufacturing the same |
| US8057913B2 (en) * | 2004-07-27 | 2011-11-15 | Nippon Steel Corporation | Steel sheet having high young'S modulus, hot-dip galvanized steel sheet using the same, alloyed hot-dip galvanized steel sheet, steel pipe having high young'S modulus and methods for manufacturing the same |
| EP2700730A2 (en) | 2004-07-27 | 2014-02-26 | Nippon Steel & Sumitomo Corporation | Steel sheet having high Young's modulus, hot-dip galvanized steel sheet using the same, alloyed hot-dip galvanized steel sheet, steel pipe having high Young's modulus, and methods for manufacturing these |
| CN111944952A (zh) * | 2020-08-17 | 2020-11-17 | 武安市裕华钢铁有限公司 | 一种钛微合金管线钢热轧卷板炼轧工艺 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2583654B2 (ja) | 1997-02-19 |
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