JPH04314844A - 低温靭性に優れた鋼材およびその製造方法 - Google Patents
低温靭性に優れた鋼材およびその製造方法Info
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- JPH04314844A JPH04314844A JP8003291A JP8003291A JPH04314844A JP H04314844 A JPH04314844 A JP H04314844A JP 8003291 A JP8003291 A JP 8003291A JP 8003291 A JP8003291 A JP 8003291A JP H04314844 A JPH04314844 A JP H04314844A
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、微細な酸化物が均一に
分散することによって得られる低温靭性に優れた鋼材お
よびそれを複合鋼材として連続鋳造する方法に関するも
のである。
分散することによって得られる低温靭性に優れた鋼材お
よびそれを複合鋼材として連続鋳造する方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】これまでに、連鋳鋳型内に鋳片の厚みを
横切る方向の直流磁束を全幅に亙って付与し、該直流磁
束によって鋳型上下方向に形成される静磁場帯を境界と
してその上下に組成の異なる金属を供給する複合金属材
の連続鋳造方法が特開昭６３−１０８９４７号公報に開
示されている。
横切る方向の直流磁束を全幅に亙って付与し、該直流磁
束によって鋳型上下方向に形成される静磁場帯を境界と
してその上下に組成の異なる金属を供給する複合金属材
の連続鋳造方法が特開昭６３−１０８９４７号公報に開
示されている。
【０００３】一方、微細な酸化物を鋼中に分散させるこ
とで鋼の低温靭性を向上させる方法が特開昭６１−２３
８９４０号公報に開示されている。すなわち、少量のＴ
ｉを脱酸元素として添加し、２次脱酸生成物を微細分散
させることにより、これが変態核となって、オーステナ
イト粒内から微細なフェライトが生成して組織を微細化
し、特に溶接熱影響部の靭性が向上することが記述され
ている。また、本発明者らが特開平１−２２８６４３号
公報に開示した方法として、溶鋼中にＺｒ，Ｔｉ，Ｃｅ
，ＹあるいはＨｆなどの脱酸元素を投入し、冷却凝固さ
せることで前記変態核の一つであるＭｎＳを脱酸生成物
（ＺｒＯ２ ，Ｔｉ２ Ｏ３ ，Ｃｅ２ Ｏ３ など）
上に微細析出させる方法がある。これらの方法では酸化
物個数の増加に伴ってより微細な組織が得られることを
認めている。従って、上記いずれの方法においても目的
とするところはいかにして酸化物の個数を増やして均一
に分散させるかにある。
とで鋼の低温靭性を向上させる方法が特開昭６１−２３
８９４０号公報に開示されている。すなわち、少量のＴ
ｉを脱酸元素として添加し、２次脱酸生成物を微細分散
させることにより、これが変態核となって、オーステナ
イト粒内から微細なフェライトが生成して組織を微細化
し、特に溶接熱影響部の靭性が向上することが記述され
ている。また、本発明者らが特開平１−２２８６４３号
公報に開示した方法として、溶鋼中にＺｒ，Ｔｉ，Ｃｅ
，ＹあるいはＨｆなどの脱酸元素を投入し、冷却凝固さ
せることで前記変態核の一つであるＭｎＳを脱酸生成物
（ＺｒＯ２ ，Ｔｉ２ Ｏ３ ，Ｃｅ２ Ｏ３ など）
上に微細析出させる方法がある。これらの方法では酸化
物個数の増加に伴ってより微細な組織が得られることを
認めている。従って、上記いずれの方法においても目的
とするところはいかにして酸化物の個数を増やして均一
に分散させるかにある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、鋼の組織の
微細化、それによる低温靭性の向上に着目し、前述した
粒内フェライトおよびＭｎＳの変態・析出核となる酸化
物（脱酸生成物）を従来よりも多数分散させた鋼材およ
びその製造方法を提供することを目的とするものである
。
微細化、それによる低温靭性の向上に着目し、前述した
粒内フェライトおよびＭｎＳの変態・析出核となる酸化
物（脱酸生成物）を従来よりも多数分散させた鋼材およ
びその製造方法を提供することを目的とするものである
。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、（１）互いに成分の異なる表層及び内層からなり
、表層はＴｉを重量％で０．００５％〜０．０５％含有
した鋼で、内層はＺｒ，Ｃａ，Ｈｆ，Ｃｅ，Ｙのいずれ
か１種または２種以上の合計を０．００５％〜０．０５
％の範囲で含有した鋼であると共に、含有する酸化物の
最大粒径が５０μｍ以下であり、該酸化物の（表層部の
個数）に対する（１／２厚部の個数）の比が６０％より
大きいことを特徴とする鋼材であり、この鋼材は、（２
）連鋳鋳型内に鋳片の厚みを横切る方向の直流磁束を全
幅に亙って付与し、該直流磁束によって鋳型上下方向に
形成される静磁場帯を境界としてその上下に組成の異な
る金属を供給する複合鋼材の連続鋳造による製造方法に
おいて、表層となる静磁場帯上側に注入する溶鋼をＭｎ
，Ｓｉで脱酸した後、Ｔｉが重量％で０．００５％〜０
．０５％含まれるように添加し、内層となる静磁場帯下
側に注入する溶鋼をＭｎ，Ｓｉで脱酸した後、Ｚｒ，Ｃ
ａ，Ｈｆ，Ｃｅ，Ｙのいずれか１種または２種以上の合
計が０．００５％〜０．０５％の範囲で含まれるように
添加することを特徴とする低温靭性に優れた鋼材の製造
方法によって得られる。また、これらの脱酸元素すなわ
ち、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｃａ，Ｈｆ，Ｃｅ，あるいはＹワイヤ
ーによって添加供給することも可能である。
ろは、（１）互いに成分の異なる表層及び内層からなり
、表層はＴｉを重量％で０．００５％〜０．０５％含有
した鋼で、内層はＺｒ，Ｃａ，Ｈｆ，Ｃｅ，Ｙのいずれ
か１種または２種以上の合計を０．００５％〜０．０５
％の範囲で含有した鋼であると共に、含有する酸化物の
最大粒径が５０μｍ以下であり、該酸化物の（表層部の
個数）に対する（１／２厚部の個数）の比が６０％より
大きいことを特徴とする鋼材であり、この鋼材は、（２
）連鋳鋳型内に鋳片の厚みを横切る方向の直流磁束を全
幅に亙って付与し、該直流磁束によって鋳型上下方向に
形成される静磁場帯を境界としてその上下に組成の異な
る金属を供給する複合鋼材の連続鋳造による製造方法に
おいて、表層となる静磁場帯上側に注入する溶鋼をＭｎ
，Ｓｉで脱酸した後、Ｔｉが重量％で０．００５％〜０
．０５％含まれるように添加し、内層となる静磁場帯下
側に注入する溶鋼をＭｎ，Ｓｉで脱酸した後、Ｚｒ，Ｃ
ａ，Ｈｆ，Ｃｅ，Ｙのいずれか１種または２種以上の合
計が０．００５％〜０．０５％の範囲で含まれるように
添加することを特徴とする低温靭性に優れた鋼材の製造
方法によって得られる。また、これらの脱酸元素すなわ
ち、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｃａ，Ｈｆ，Ｃｅ，あるいはＹワイヤ
ーによって添加供給することも可能である。
【０００６】
【作用】以下に、本発明を作用とともに詳細に説明する
。本発明者らは従来の技術における問題点を解決すべく
詳細な研究を重ねた結果、脱酸元素の種類によって鋳片
厚み方向での酸化物の分散状態に大きな差がみられるこ
とを発見した。
。本発明者らは従来の技術における問題点を解決すべく
詳細な研究を重ねた結果、脱酸元素の種類によって鋳片
厚み方向での酸化物の分散状態に大きな差がみられるこ
とを発見した。
【０００７】すなわち、Ｔｉ脱酸した鋼の場合、酸化物
の個数は鋳片表層から内部にかけて減少する。これは、
Ｔｉが弱脱酸元素であり、脱酸後の溶鋼の溶存酸素濃度
が高く、脱酸生成物は凝固中の偏析によって晶出する２
次生成物が主体となるためである。
の個数は鋳片表層から内部にかけて減少する。これは、
Ｔｉが弱脱酸元素であり、脱酸後の溶鋼の溶存酸素濃度
が高く、脱酸生成物は凝固中の偏析によって晶出する２
次生成物が主体となるためである。
【０００８】その理由は、表層付近では冷却速度が大き
く偏析が著しいため、酸化物個数が多くなるが、鋳片１
／２厚部では冷却速度が小さく偏析が軽微なため、個数
が表層付近よりも少なくなる。一方、Ｚｒ，Ｃａ，Ｈｆ
，Ｃｅ，Ｙなどは強脱酸元素であり、脱酸生成物は脱酸
直後に生成する１次生成物が主体である。
く偏析が著しいため、酸化物個数が多くなるが、鋳片１
／２厚部では冷却速度が小さく偏析が軽微なため、個数
が表層付近よりも少なくなる。一方、Ｚｒ，Ｃａ，Ｈｆ
，Ｃｅ，Ｙなどは強脱酸元素であり、脱酸生成物は脱酸
直後に生成する１次生成物が主体である。
【０００９】したがって、酸化物個数に対する冷却速度
の影響がＴｉ脱酸の場合よりも小さく、鋳片厚み方向に
おける分布がより均一になり、鋳片１／２厚部での酸化
物個数も十分に確保できる。しかし、凝固開始までの間
に凝集浮上するため、表層付近の酸化物個数がＴｉ脱酸
に比べて少なくなる。
の影響がＴｉ脱酸の場合よりも小さく、鋳片厚み方向に
おける分布がより均一になり、鋳片１／２厚部での酸化
物個数も十分に確保できる。しかし、凝固開始までの間
に凝集浮上するため、表層付近の酸化物個数がＴｉ脱酸
に比べて少なくなる。
【００１０】以上述べてきたような２種類の脱酸方法で
準備したそれぞれの溶鋼、すなわち表層にＴｉ脱酸溶鋼
、内層にＺｒ，Ｃａ，Ｈｆ，Ｃｅ，Ｙなどで脱酸した溶
鋼を用いて本発明では、前述の手段の項で説明したよう
に鋳型内に静磁場帯を形成し、２種類の溶鋼の混合を防
止しつつ連続鋳造することによって本発明の鋼材を製造
する。
準備したそれぞれの溶鋼、すなわち表層にＴｉ脱酸溶鋼
、内層にＺｒ，Ｃａ，Ｈｆ，Ｃｅ，Ｙなどで脱酸した溶
鋼を用いて本発明では、前述の手段の項で説明したよう
に鋳型内に静磁場帯を形成し、２種類の溶鋼の混合を防
止しつつ連続鋳造することによって本発明の鋼材を製造
する。
【００１１】こうして、本発明の方法によりはじめて複
合鋼材を連続鋳造する手段を用いて表層から連続的に十
分な個数の酸化物を均一に分散させた鋼材を製造するこ
とが可能となった。なぜならば、圧着法などの通常の複
合鋼材の製造方法では、図１に示すように、表層用鋼板
厚み方向のＴｉ酸化物個数の急激な減少が回避できない
からである。
合鋼材を連続鋳造する手段を用いて表層から連続的に十
分な個数の酸化物を均一に分散させた鋼材を製造するこ
とが可能となった。なぜならば、圧着法などの通常の複
合鋼材の製造方法では、図１に示すように、表層用鋼板
厚み方向のＴｉ酸化物個数の急激な減少が回避できない
からである。
【００１２】溶鋼の脱酸に際しては、Ｍｎ，Ｓｉ等で予
備脱酸した後でＴｉなどを添加する。脱酸元素の組成は
、目標組成が０．００５％未満では、溶存酸素との反応
で生成する酸化物の量が実効上少なく、０．０５％超で
は粗大な酸化物のクラスターが生成し、割れの発生起点
となるなどの悪影響がでるために、適正組成を０．００
５％〜０．０５％とした。
備脱酸した後でＴｉなどを添加する。脱酸元素の組成は
、目標組成が０．００５％未満では、溶存酸素との反応
で生成する酸化物の量が実効上少なく、０．０５％超で
は粗大な酸化物のクラスターが生成し、割れの発生起点
となるなどの悪影響がでるために、適正組成を０．００
５％〜０．０５％とした。
【００１３】Ｚｒなどの脱酸元素の添加は、合金を鉄パ
イプ内に充填してワイヤー状とし、一定速度でモールド
内に供給する方法が有効である。このワイヤー添加法は
、添加から凝固開始までの時間が短くなるため、特にＺ
ｒなどの１次脱酸生成物の浮上量を少なくし、多くの酸
化物を分散させる目的に対して極めて有効である。
イプ内に充填してワイヤー状とし、一定速度でモールド
内に供給する方法が有効である。このワイヤー添加法は
、添加から凝固開始までの時間が短くなるため、特にＺ
ｒなどの１次脱酸生成物の浮上量を少なくし、多くの酸
化物を分散させる目的に対して極めて有効である。
【００１４】このようにして得られる鋼材は低温靭性に
優れている。その特徴は、図１に代表されるように、微
細な酸化物が均一に分散していること、すなわち、含有
する酸化物の最大粒径が５０μｍ以下であり、該酸化物
の（表層部の個数）に対する（１／２厚部の個数）の比
が６０％より大きいことである。なお、ここでいう表層
部とは、鋼材表面から１０ｍｍの深さの位置と定義する
。
優れている。その特徴は、図１に代表されるように、微
細な酸化物が均一に分散していること、すなわち、含有
する酸化物の最大粒径が５０μｍ以下であり、該酸化物
の（表層部の個数）に対する（１／２厚部の個数）の比
が６０％より大きいことである。なお、ここでいう表層
部とは、鋼材表面から１０ｍｍの深さの位置と定義する
。
【００１５】
【実施例】表１に示したような組成の鋼材を前述の連続
鋳造方法により製造した。製造に際しては、鋳型内のメ
ニスカスより４５０ｍｍ〜７００ｍｍの範囲に５０００
ガウスの強度を持つ静磁場を与えた。鋳型形状は厚み２
５０ｍｍ×幅１０００ｍｍ、鋳造速度は１ｍ／分とした
。表層溶鋼と内層溶鋼の注湯量を調整し、表層の厚みを
２５ｍｍとした。
鋳造方法により製造した。製造に際しては、鋳型内のメ
ニスカスより４５０ｍｍ〜７００ｍｍの範囲に５０００
ガウスの強度を持つ静磁場を与えた。鋳型形状は厚み２
５０ｍｍ×幅１０００ｍｍ、鋳造速度は１ｍ／分とした
。表層溶鋼と内層溶鋼の注湯量を調整し、表層の厚みを
２５ｍｍとした。
【００１６】鋼材ＦについてはＺｒをワイヤーによって
添加した。ワイヤーは５ｍｍ径で供給速度は３．５ｍ／
分とした。また、比較材として、鋼材ＧはＴｉ脱酸、鋼
材ＨはＺｒ脱酸した溶鋼でそれぞれ単層の連続鋳造を行
った。得られた鋳片の厚み方向について表層から１０，
５０，１２５ｍｍの各位置で粒径５０μｍ以下の酸化物
個数をＸ線マイクロアナライザーを用いて調査した。
添加した。ワイヤーは５ｍｍ径で供給速度は３．５ｍ／
分とした。また、比較材として、鋼材ＧはＴｉ脱酸、鋼
材ＨはＺｒ脱酸した溶鋼でそれぞれ単層の連続鋳造を行
った。得られた鋳片の厚み方向について表層から１０，
５０，１２５ｍｍの各位置で粒径５０μｍ以下の酸化物
個数をＸ線マイクロアナライザーを用いて調査した。
【００１７】また、鋳片から１２ｍｍ角６０ｍｍ長さの
溶接再現熱サイクル処理用試料を採取し、最高加熱温度
が１３５０℃、８００〜５００℃の冷却時間が１６１ｓ
ｅｃ 、相当入熱量が１３０ｋＪ／ｃｍの溶接再現熱サ
イクル処理を実施したのち、シャルピー試験により靭性
を評価した。
溶接再現熱サイクル処理用試料を採取し、最高加熱温度
が１３５０℃、８００〜５００℃の冷却時間が１６１ｓ
ｅｃ 、相当入熱量が１３０ｋＪ／ｃｍの溶接再現熱サ
イクル処理を実施したのち、シャルピー試験により靭性
を評価した。
【００１８】表１には各試料の破面遷移温度ｖＴｒｓも
併せて示す。
併せて示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】図１は本発明材Ａ、比較材Ｇ，Ｈの酸化物
分布を示した図である。この図から本発明材Ａは鋳片厚
み方向のいずれの部分においても、比較材以上の十分な
酸化物個数が得られていることが確認できた。なお、表
１より本発明は低温靭性も比較材より優れており、酸化
物個数の均一性にも優れていることがわかる。
分布を示した図である。この図から本発明材Ａは鋳片厚
み方向のいずれの部分においても、比較材以上の十分な
酸化物個数が得られていることが確認できた。なお、表
１より本発明は低温靭性も比較材より優れており、酸化
物個数の均一性にも優れていることがわかる。
【００２２】また、表２には、内層に添加する脱酸元素
を２種あるいはそれ以上添加した場合の結果を示す。
を２種あるいはそれ以上添加した場合の結果を示す。
【００２３】
【表３】
【００２４】
【表４】
【００２５】これより、比較材Ｏのように、脱酸元素の
添加量の合計が０．０５％を越えると低温靭性の低下を
招き、好ましくないことがわかった。その破面の観察か
ら、粒径５０μｍを越える大きさの酸化物クラスターが
靭性低下の原因であることを認めた。
添加量の合計が０．０５％を越えると低温靭性の低下を
招き、好ましくないことがわかった。その破面の観察か
ら、粒径５０μｍを越える大きさの酸化物クラスターが
靭性低下の原因であることを認めた。
【００２６】
【発明の効果】本発明によって、多数の微細な酸化物が
鋼材中に均一に分散し、その結果、従来技術による方法
で製造するよりも、さらに低温靭性に優れた鋼材を得る
ことが可能となる。
鋼材中に均一に分散し、その結果、従来技術による方法
で製造するよりも、さらに低温靭性に優れた鋼材を得る
ことが可能となる。
【図１】鋳片厚み方向の位置と酸化物個数の関係を本発
明材と比較材について示した図表である。
明材と比較材について示した図表である。
Claims (3)
- 【請求項１】 互いに成分の異なる表層及び内層から
なり、表層はＴｉを重量％で０．００５％〜０．０５％
含有した鋼で、内層はＺｒ，Ｃａ，Ｈｆ，Ｃｅ，Ｙのい
ずれか１種または２種以上の合計を０．００５％〜０．
０５％の範囲で含有した鋼であると共に、含有する酸化
物の最大粒径が５０μｍ以下であり、該酸化物の（表層
部の個数）に対する（１／２厚部の個数）の比が６０％
より大きいことを特徴とする低温靭性に優れた鋼材。 - 【請求項２】 連鋳鋳型内に鋳片の厚みを横切る方向
の直流磁束を全幅に亙って付与し、該直流磁束によって
鋳型上下方向に形成される静磁場帯を境界としてその上
下に組成の異なる金属を供給する複合鋼材の連続鋳造に
よる製造方法において、表層となる静磁場帯上側に注入
する溶鋼にＴｉが重量％で０．００５％〜０．０５％含
まれるように添加し、内層となる静磁場帯下側に注入す
る溶鋼にＺｒ，Ｃａ，Ｈｆ，Ｃｅ，Ｙのいずれか１種ま
たは２種以上の合計が０．００５％〜０．０５％の範囲
で含まれるように添加して鋳造することを特徴とする低
温靭性に優れた鋼材の製造方法。 - 【請求項３】 脱酸元素であるＴｉ，Ｚｒ，Ｃａ，Ｈ
ｆ，Ｃｅ，あるいはＹを金属ワイヤーによって添加する
ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の低温靭性
に優れた鋼材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8003291A JP2613699B2 (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | 低温靭性に優れた鋼材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8003291A JP2613699B2 (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | 低温靭性に優れた鋼材およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04314844A true JPH04314844A (ja) | 1992-11-06 |
| JP2613699B2 JP2613699B2 (ja) | 1997-05-28 |
Family
ID=13706928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8003291A Expired - Lifetime JP2613699B2 (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | 低温靭性に優れた鋼材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2613699B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07145450A (ja) * | 1993-11-22 | 1995-06-06 | Nippon Steel Corp | 表内層が異なる成分を有する薄鋼板およびその製造方法 |
| WO2003002771A1 (en) * | 2001-06-28 | 2003-01-09 | Nippon Steel Corporation | Low carbon steel sheet, low carbon steel cast piece and method for production thereof |
| JP2008018453A (ja) * | 2006-07-13 | 2008-01-31 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 溶融金属の連続鋳造方法および連続鋳造用浸漬ランス |
-
1991
- 1991-04-12 JP JP8003291A patent/JP2613699B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07145450A (ja) * | 1993-11-22 | 1995-06-06 | Nippon Steel Corp | 表内層が異なる成分を有する薄鋼板およびその製造方法 |
| WO2003002771A1 (en) * | 2001-06-28 | 2003-01-09 | Nippon Steel Corporation | Low carbon steel sheet, low carbon steel cast piece and method for production thereof |
| JPWO2003002771A1 (ja) * | 2001-06-28 | 2004-10-21 | 新日本製鐵株式会社 | 低炭素鋼板、低炭素鋼鋳片およびその製造方法 |
| AU2002313307B2 (en) * | 2001-06-28 | 2005-08-11 | Nippon Steel Corporation | Low carbon steel sheet, low carbon steel cast piece and method for production thereof |
| US7347904B2 (en) | 2001-06-28 | 2008-03-25 | Nippon Steel Corporation | Low carbon steel sheet and low carbon steel slab and process for producing same |
| US8048197B2 (en) | 2001-06-28 | 2011-11-01 | Nippon Steel Corporation | Low carbon steel sheet and low carbon steel slab and process for producing same |
| JP2008018453A (ja) * | 2006-07-13 | 2008-01-31 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 溶融金属の連続鋳造方法および連続鋳造用浸漬ランス |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2613699B2 (ja) | 1997-05-28 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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