JPH04187716A - 超音波異方性の小さい高靭性鋼板の製造方法 - Google Patents

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、超音波異方性の小さい高靭性鋼板の製造方法
に関し、詳細には、超音波探傷性及び靭性に優れて溶接
構造用鋼材等として好適な鋼板の製造方法に関する。

（従来の技術） 近年、鋼板の製造方法として、鋼板の高強度高靭性化の
ため、制御圧延後制御冷却する方法が開発され提案され
てきた。例えば、特開昭５４−７１７１４号公報には、
鋼を加熱し、未再結晶温度域で圧下率：３０％以上の熱
間圧延を行った後、Ａｒ＝変態点以上の温度から５００
〜６５０″Ｃまでの温度範囲を３℃／ｓｅｅ以上の冷却
速度で制御冷却する方法が提示されており、高強度高靭
性が得られることが記載されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、前記従来の制御圧延後制御冷却する方法にお
いては、未再結晶温度域という比較的低温て圧延するの
で、得られる鋼板は集合組織か存在し、そのため圧延方
向と圧延直角方向との超音波伝播速度の差（以降、超音
波異方性という）か大きく、超音波探傷検査の際に探傷
方向により探傷精度か大きく異なり、正確さを欠くとい
う問題点かある。例えば、溶接構造物等に使用された鋼
の溶接部の健全性を正確に検査し得ないという問題点が
ある。

この対策として比較的高温で圧延すると、超音波異方性
は軽減されるが、その反面圧延による細粒化効果か減少
し、靭性か低下するという問題点が現出する。

本発明は、このような事情に着目してなされたものであ
って、その目的は従来のものがもつ以上のような問題点
を解消し、超音波異方性か小さくて超音波探傷性に優れ
ると共に靭性に優れた鋼板が得られる超音波異方性の小
さい高靭性鋼板の製造方法を提供しようとするものであ
る。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明に係る超音波異方性の
小さい高靭性鋼板の製造方法は次のような構成としてい
る。

即ち、請求項１に記載の鋼板の製造方法は、Ｃ０、０５
〜０．２０ｗｔ％、Ｓｉ：０．０５〜０．６０ｗｔ％、
　　Ｍｎ：０．５〜２、０ｗｔ％、　Ａｌ　：０．００
５〜０．１００ｗｔ％を含有し、炭素当量か０．４０％
以下で、残部かＦｅ及び不可避的不純物が・　らなる鋼
を１０００〜ｌ１５０℃の温度に加熱し、次いで熱間圧
延した後冷却する鋼板の製造方法であって、前記熱間圧
延に際しオーステナイトの再結晶温度域での圧下率を６
０％以上にすると共に、８５０　℃以上で圧延を完了さ
せ、しかる後直ちに１，５〜〔−６７×前記鋼の炭素当
量（％値）　＋３３．５）　”Ｃ／ｓｅｃの冷却速度て
５００〜６５０℃の温度まで冷却することを特徴とする
超音波異方性の小さい高靭性鋼板の製造方法である。

請求項２記載の製造方法は、前記鋼が、さらにＣｕ：０
．５＊ｔ％以下、　Ｎｉ：１．０ｗｔ％以下、　Ｃｒ：
０．５ｗｔ％以下、　Ｍｏ：０．５ｗｔ％以下、■二〇
、１ｗｔ％以下の１種又は２種以上を含有する請求項１
に記載の超音波異方性の小さい高靭性鋼板の製造方法で
ある。

（作　用） 本発明は、種々の組成の鋼を加熱した後、種々の条件で
制御熱間圧延、制御冷却して鋼板を製造し、それら鋼板
の超音波異方性及び靭性等を克明に調査し、その結果得
られた下記知見に基づくものである。

即ち、オーステナイトの再結晶温度域での圧下率を６０
％以上にすると共に圧延完了温度を８５０℃以上にして
熱間圧延すると、再結晶温度域且っ８５０℃以上という
高温域で圧延されるため鋼板の集合組織生成を抑制して
超音波異方性を小さくし得、一方再結晶温度域での圧下
率が６０％以上と高いため圧延の細粒化効果が発揮され
る。

該熱間圧延後、５００〜６５０″Ｃの温度までの冷却速
度を１．５〜〔−６７Ｘ前記鋼の炭素当量（％値）＋３
３．５）　”Ｃ／ｓｅｅにして制御冷却すると、上記圧
延により細粒化されたオーステナイト粒の粗大化を防止
し得、変態後生成するフェライトの粒成長も抑制し、そ
のため微細結晶粒を有する高靭性の鋼板か得られるとい
う知見が得られた。

そこで、本発明に係る鋼板の製造方法は、前述の如く、
鋼を１０００〜１１５０’ｃの温度に加熱した後、熱間
圧延に際しオーステナイトの再結晶温度域での圧下率を
６０％以上にすると共に、８５０　℃以上で圧延を完了
させ、しがる後直ちに１．５〜ｔ、−６７Ｘ鋼の炭素当
量（％値）　＋３３．５）　”Ｃ／ｓｅｃの冷却速度て
５００〜６５０℃の温度まで冷却するようにしており、
従って、超音波異方性か小さくて超音波探傷性に優れる
と共に靭性に優れた鋼板が得られる。

本発明に係る鋼板の製造方法における数値限定理由を以
下説明する。

前記鋼の加熱温度を１０００〜１１５０℃としたのは、
１０００″Ｃ未満では圧延中の温度降下により上記圧延
の際の完了温度や圧下率を確保し難くなり、１１５゜℃
超てはオーステナイト粒の粗大化が生し易くなって靭性
の低下を招くからである。

オーステナイトの再結晶温度域での圧下率を６０％以上
にしたのは、第１図に示す如く、６０％以上で安定して
良好な靭性を確保し得るからである。

熱間圧延の完了温度を８５０　℃以上にしたのは、第２
図に示す々ｕく、８５０″Ｃ未満ては鋼板の超音波異方
性を評価する指標である鋼の音速比か１．０１を超え、
超音波探傷精度か悪くなるからである。

熱間圧延完了後、５００〜６５０℃の温度範囲に降下す
る時点までの冷却速度を１．５〜［−６７Ｘ鋼の炭素当
量（％値）　＋３３．５）　”Ｃ／ｓｅｃにしたのは、
第３図に例示する如く、１．５℃／ｓｅｃ未満てはフェ
ライト粒成長により靭性か劣化し、Ｃ−６７Ｘ鋼の炭素
当量（％値）　＋３３．５：ｌ　℃／ｓｅａ超てはベイ
ナイ１４の増大により靭性の劣化を招くからである。尚
、第３図において、Ｏ内の数字は○の座標点（炭素当量
、冷却速度）での衝撃遷移温度（ｖＴｒｓ）の値を示し
、該温度は靭性の一指標であって、それか低いほど靭性
に優れていることを示すものである。

Ｃは強度上昇元素であり、０．０５ｗｔ％以上を必要と
するが、０．２０ｗｔ％超では靭性及び溶接性か不充分
となるので、０．０５〜０．２０ｗｔ％とする。

Ｓｌは脱酸に有効な元素であり、０．０５ｗｔ％未満て
はその効果か少なく、０．６０ｗｔ％超では溶接性か低
下するので、０．０５〜０．６０ｗｔ％とする。

Ｍｎは強度及び靭性の確保のために必要な元素であり、
０．５ｗｔ％未満ては強度及び靭性が不充分であり、２
．０ｗｔ％超では溶接性及び靭性が低下するので、０．
５〜２．０ｗｔ％とする。

ＡＩは脱酸のために少なくとも０．００５ｗｔ％以上の
添加か必要であるが、０．１００ｗｔ％超ては靭性か低
下するので、０．００５〜０．１００ｗｔ％とする。

炭素当量を０．４０％以下としたのは、０．４０％起て
はへイナイト量か増大し、第３図に示す如く熱延後の冷
却速度をいかに制御しても靭性の劣化を招くからである
。

尚、強度や靭性等をより向上させる必要がある場合は、
その必要に応してさらにＣｕ・０．５ｗｔ％以下、　Ｎ
ｉ：１．０ｗｔ％以下、　Ｃｒ：０．５ｗｔ％以下、　
Ｍｏ：０．５ｉｖｔ％以下、　Ｖ：Ｏ，１ｗｔ％以下の
１種又は２種以上を含有させるとよい。この場合の各元
素の上限値設定理由は次の通りである。

Ｃｕは強度上昇に有効な元素であるが０．５ｗｔ％超で
は熱間加工時に表面割れが生じ且つ靭性が低下するのて
０．５ｗｔ％以下、Ｎ１は鋼の焼入れ性及び靭性向上に
有効な元素であるか１．０ｗｔ％超てはかかる効果か飽
和して経済性か低下するので１．０ｗｔ％以下、Ｃｒは
焼入れ性及び耐食性向上に有効であるか０．５ｗｔ％超
では溶接性か低下するので０．５ｗｔ％以下、Ｍｏは焼
入れ性向上に有効であるか０．５ｗｔ％超では溶接性か
低下するので０．５ｗｔ％以下、■は析出硬化による強
度」−昇に有効な元素であるか０．１ｗｔ％超では溶接
性か低下するので０．１ｗｔ％以下とする。

尚、前記炭素当量は、Ｃ＋Ｍｎ／６＋　（Ｃｕ十Ｎｉ）
／１５十（Ｃｒ＋Ｍｏ十Ｖ）１５の式から求められる。

（実施例） 第１表に実施例に係る鋼の化学成分を示す。語調をスラ
ブ形状にしたものを、加熱した後、熱間圧延し、次いで
所定温度まで制御冷却し、それ以降は放冷して鋼板を製
造した。このとき、上記加熱温度、熱間圧延の完了温度
、制御冷却に係る上記所定温度（以降、制御冷却の停止
温度という）及び冷却速度を変化させた。これらの製造
条件を第２表に示す。

上記鋼板について耐力（ＹＰ）、引張強さ（ＴＳ）及び
衝撃遷移温度（ｖＴｒｓ）、並びに音速比を求めた。

上記第１〜２表から判る如く、実験Ｎｏ、　１〜７のも
のは、本発明に係る鋼板の製造方法により得られた鋼板
であって本発明の実施例に係るものである。いづれも、
衝撃遷移温度が低くて靭性に優れ、しかも音速比は１．
０１以下であって超音波異方性か小さく、優れた探傷精
度で正確な超音波探傷検査をし得るものになっている。

これらに対し、実験Ｎｏ、　８〜１４のものは比較例に
係るものである。実験Ｎｏ、　８のものは圧延完了温度
か８５０　”Ｃ未満であるため音速比が１．０１を超え
、超音波探傷精度が悪い材料になっている。

又、実験Ｎｏ、　９のものは冷却速度が１，５℃／ｓｅ
ｃ未満、Ｎｏ、　１０は制御冷却の停止温度が６５０℃
超、Ｎｏ、１１は冷却速度が（−６７Ｘ炭素当量（％）
＋３３．５３℃／ｓｅｃ超、Ｎｏ、　１２は再結晶温度
域での圧下率が６０％未満、そしてＮｏ、］、４は炭素
当量が０．４０％超であるため、いづれも靭性が不充分
な材料になっている。Ｎｏ、　１３はスラブ鋼の加熱温
度が１１５０℃超であるため、初期オーステナイト粒が
粗大化し、その後の熱延及び冷却を制御しても微細なフ
ェライト粒を生成し得ないため、靭性か低い。

（発明の効果） 本発明に係る超音波異方性の小さい高靭性鋼板の製造方
法によれば、以上説明した構成を有して作用を成し、超
音波異方性か小さくて超音波探傷性に優れると共に靭性
に優れた鋼板を製造し得るようになるという効果を有す
るものである。

【図面の簡単な説明】 第１図は熱間圧延時のオーステナイト再結晶温度域での
圧下率と熱延鋼板の衝撃遷移温度（ｖＴｒｓ）との関係
を示す図、第２図は熱間圧延の完了温度と熱延鋼板の音
速比との関係を示す図、第３図は、熱延鋼板の靭性に及
ぼす鋼の炭素当量及び熱間圧延後の冷却速度の影響を示
す図である。 特許出願人　株式会社　神戸製鋼所２６５代　理　人　
　弁理士　金欠　章− 第１図 圧下串（’／、） 第２図 ７５０　　　Ｂｏｏ　　　　８５０　　　９００　　　
９５０熱間圧延完了温度（１）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｃ：０．０５〜０．２０ｗｔ％、Ｓｉ：０．０５
   〜０．６０ｗｔ％、Ｍｎ：０．５〜２．０ｗｔ％、Ａｌ
   ：０．００５〜０．１００ｗｔ％を含有し、炭素当量が
   ０．４０％以下で、残部がＦｅ及び不可避的不純物から
   なる鋼を１０００〜１１５０℃の温度に加熱し、次いで
   熱間圧延した後冷却する鋼板の製造方法であって、前記
   熱間圧延に際しオーステナイトの再結晶温度域での圧下
   率を６０％以上にすると共に、８５０℃以上で圧延を完
   了させ、しかる後直ちに１．５〜〔−６７×前記鋼の炭
   素当量（％値）＋３３．５〕℃／ｓｅｃの冷却速度で５
   ００〜６５０℃の温度まで冷却することを特徴とする超
   音波異方性の小さい高靭性鋼板の製造方法。
2. （２）前記鋼が、さらにＣｕ：０．５ｗｔ％以下、Ｎｉ
   ：１．０ｗｔ％以下、Ｃｒ：０．５ｗｔ％以下、Ｍｏ：
   ０．５ｗｔ％以下、Ｖ：０．１ｗｔ％以下の１種又は２
   種以上を含有する請求項１に記載の超音波異方性の小さ
   い高靭性鋼板の製造方法。