JPH0445225A - 降伏比の低い鋼材の製造法 - Google Patents
降伏比の低い鋼材の製造法Info
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- JPH0445225A JPH0445225A JP15215490A JP15215490A JPH0445225A JP H0445225 A JPH0445225 A JP H0445225A JP 15215490 A JP15215490 A JP 15215490A JP 15215490 A JP15215490 A JP 15215490A JP H0445225 A JPH0445225 A JP H0445225A
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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)
本発明は降伏比の低い鋼材の製造法に関するものである
。
。
(従来の技術)
近年造船、産業機械等の各分野にわたって、競争力向上
のため溶接施工の減少、曲げ加工性を代表として鋼材特
性の極限追求、溶接性の向上および鋼材コストの低減な
ど各種の要求が強まっている。このうち厚鋼板の曲げ加
工性改善のためには、80%以下の低降伏比を有する厚
鋼板の開発が必要である。
のため溶接施工の減少、曲げ加工性を代表として鋼材特
性の極限追求、溶接性の向上および鋼材コストの低減な
ど各種の要求が強まっている。このうち厚鋼板の曲げ加
工性改善のためには、80%以下の低降伏比を有する厚
鋼板の開発が必要である。
また、建築、橋梁分野では構造物の安全性向上のために
降伏比の低下が望まれている。さらに、単に降伏比を低
下させるだけでなく、降伏棚を導入することにより、地
震時の構造部材のエネルギー吸収量が大幅に増加する。
降伏比の低下が望まれている。さらに、単に降伏比を低
下させるだけでなく、降伏棚を導入することにより、地
震時の構造部材のエネルギー吸収量が大幅に増加する。
このことから、降伏棚の導入も求められている。
最近造船用、ラインパイプ用等を中心として母材低温靭
性、溶接性改善をねらいとした鋼板圧延後の加速冷却技
術を用いた強度50kg f /−以上の鋼板の開発が
盛んであるが、曲げ加工性の良好な降伏比の低い鋼材の
製造については検討されていない。
性、溶接性改善をねらいとした鋼板圧延後の加速冷却技
術を用いた強度50kg f /−以上の鋼板の開発が
盛んであるが、曲げ加工性の良好な降伏比の低い鋼材の
製造については検討されていない。
従来の制御圧延−制御冷却プロセスにおいては、低温靭
性向上のため熱間圧延で、できる限り細粒にするととも
に、オーステナイト−相域から加速冷却することが採用
されている。
性向上のため熱間圧延で、できる限り細粒にするととも
に、オーステナイト−相域から加速冷却することが採用
されている。
しかしながらこの方法によると、フェライトの細粒化と
硬化および一部パーライトのベーナイト化によって降伏
点が上昇し、降伏比の上昇となって曲げ加工性が低下す
る問題がある。
硬化および一部パーライトのベーナイト化によって降伏
点が上昇し、降伏比の上昇となって曲げ加工性が低下す
る問題がある。
本発明者等の一部は特開昭59−211528号公報お
よび特願昭62−52856号、特願昭62−5542
8号において、低降伏比非調質鋼の製法を提案した。こ
れは制御圧延−制御冷却プロセスを用いて降伏点を低下
させる方法について検討した結果、細粒フェライトで良
好な低温靭性を得ながら、かつ低降伏点で降伏比の低い
鋼材の製造方法を開発したことによる。
よび特願昭62−52856号、特願昭62−5542
8号において、低降伏比非調質鋼の製法を提案した。こ
れは制御圧延−制御冷却プロセスを用いて降伏点を低下
させる方法について検討した結果、細粒フェライトで良
好な低温靭性を得ながら、かつ低降伏点で降伏比の低い
鋼材の製造方法を開発したことによる。
すなわち、900〜1200℃に加熱した後、A r
s以上で30%以上の累積圧下を行ない細粒化を図った
後、A r s以下まで空冷して軟らかい初析フェライ
トを適切に析出せしめ、その後強制冷却を行なうと、軟
らかい初析フェライトと残部オーステナイトから得られ
るフェライト−パーライト−ベーナイトの適切な混合に
より、引張強さおよび低温靭性の低下なく、降伏点のみ
低下することを知見したものである。
s以上で30%以上の累積圧下を行ない細粒化を図った
後、A r s以下まで空冷して軟らかい初析フェライ
トを適切に析出せしめ、その後強制冷却を行なうと、軟
らかい初析フェライトと残部オーステナイトから得られ
るフェライト−パーライト−ベーナイトの適切な混合に
より、引張強さおよび低温靭性の低下なく、降伏点のみ
低下することを知見したものである。
(発明が解決しようとする課8)
しかし、その後さらに低降伏比に対する要求が強まり、
先に提案した内容では、厳しい要求に対して不十分とな
ってきた。
先に提案した内容では、厳しい要求に対して不十分とな
ってきた。
さらに、単に降伏比を低下させるだけでなく、降伏棚を
導入することにより、地震時の構造部材のエネルギー吸
収量が大幅に増加する。このことから、降伏棚の導入も
求められているが、これを実現するための方法に関する
知見がない。
導入することにより、地震時の構造部材のエネルギー吸
収量が大幅に増加する。このことから、降伏棚の導入も
求められているが、これを実現するための方法に関する
知見がない。
(課題を解決するための手段)
このため引き続き降伏比を低下させるために、多数の実
験と詳細な検討を加えた結果、降伏比を低下させるため
には、鋼のミクロ組織をフェライトと第2相の炭化物の
2相混合組織にする。さらに降伏比を下げるためには、
降伏点を下げ、引張強さを高めることが重要である。
験と詳細な検討を加えた結果、降伏比を低下させるため
には、鋼のミクロ組織をフェライトと第2相の炭化物の
2相混合組織にする。さらに降伏比を下げるためには、
降伏点を下げ、引張強さを高めることが重要である。
降伏点を下げるためにはフェライトの面積率を増加させ
、かつあまり細粒化しないこと、引張強さを高めるため
には、急冷で硬くなった第2相の炭化物(ベーナイト又
はマルテンサイト)を焼戻しにより、必要以上に軟化さ
せないことが重要であることを見出したのである。
、かつあまり細粒化しないこと、引張強さを高めるため
には、急冷で硬くなった第2相の炭化物(ベーナイト又
はマルテンサイト)を焼戻しにより、必要以上に軟化さ
せないことが重要であることを見出したのである。
さらに降伏棚については、2相域温度と水冷の間に軽圧
下を加えることにより、稼働転位が鋼中に導入され、こ
れが引張試験時に降伏棚の存在をもたらすことを知見し
たものである。
下を加えることにより、稼働転位が鋼中に導入され、こ
れが引張試験時に降伏棚の存在をもたらすことを知見し
たものである。
本発明はこのような知見に基づき、降伏比の低い鋼材の
製造を可能としたもので、その要旨とするところは、重
量比にて、C: 0.03〜0,30%、S 1 :
0.05〜0.80%、Mn:0.50〜2.5%、A
l) :0.005〜0.1%を含有した鋼を基本とし
てこれに更に、Cu:2.0%以下、Ni:4.0%以
下、C「:1.0%以下、M o : 0 、50%以
下、Nb:0.10%以下、V : 0.10%以下、
T i:0.15%以下、B :0.005%以下から
なる強度改善元素群から選ばれる1種又は2種以上ある
いはCa:0.01%以下を含有し、又は前記Cu=H
の強度改善元素群とCaから選ばれる1種又は2種以上
含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼を、
熱間圧延後再加熱焼入れ処理を行ない、その後Ac
+20℃〜AC1+80℃に再加熱し、1%以上30%
以下の軽圧下を加え、引き続き水冷した後200〜60
0℃の温度範囲で焼戻しすることを特徴とする降伏比の
低い鋼材の製造法に関するものである。
製造を可能としたもので、その要旨とするところは、重
量比にて、C: 0.03〜0,30%、S 1 :
0.05〜0.80%、Mn:0.50〜2.5%、A
l) :0.005〜0.1%を含有した鋼を基本とし
てこれに更に、Cu:2.0%以下、Ni:4.0%以
下、C「:1.0%以下、M o : 0 、50%以
下、Nb:0.10%以下、V : 0.10%以下、
T i:0.15%以下、B :0.005%以下から
なる強度改善元素群から選ばれる1種又は2種以上ある
いはCa:0.01%以下を含有し、又は前記Cu=H
の強度改善元素群とCaから選ばれる1種又は2種以上
含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼を、
熱間圧延後再加熱焼入れ処理を行ない、その後Ac
+20℃〜AC1+80℃に再加熱し、1%以上30%
以下の軽圧下を加え、引き続き水冷した後200〜60
0℃の温度範囲で焼戻しすることを特徴とする降伏比の
低い鋼材の製造法に関するものである。
(作 用)
本発明においては、加熱温度を高めにし、その後Ac
−Ac3変態点間で、低めの方に加熱し、■ そこから水冷することによりフェライト面積率を大幅に
増加させる。さらに焼戻し温度を低くすることで、第2
相の部分を必要以上に軟化させないことの相乗的効果に
より、降伏比の低い鋼材の製造を可能にしたものである
。
−Ac3変態点間で、低めの方に加熱し、■ そこから水冷することによりフェライト面積率を大幅に
増加させる。さらに焼戻し温度を低くすることで、第2
相の部分を必要以上に軟化させないことの相乗的効果に
より、降伏比の低い鋼材の製造を可能にしたものである
。
次に本発明における成分限定理由を述べる。
Cは強度確保のための0.03%以上は必要であるが、
多くなると鋼の靭性および溶接性を害するので含有量は
0.30%を上限とする。
多くなると鋼の靭性および溶接性を害するので含有量は
0.30%を上限とする。
Slは脱酸のため0.05%以上は必要で添加されるが
、多くなると溶接性を損なうので含有量は0.6%以下
とする。
、多くなると溶接性を損なうので含有量は0.6%以下
とする。
Mnは安価に強度をあげる元素として有用であり、強度
確保のため0,5%以上は必要であるが多くなると溶接
性を損なうので含有量は2.5%以下とする。
確保のため0,5%以上は必要であるが多くなると溶接
性を損なうので含有量は2.5%以下とする。
lは脱酸のため0.005%以上必要であるが、多くな
ると鋼中介在物が多くなりすぎ、鋼の性質を悪化させる
ため0.1%を上限とする。
ると鋼中介在物が多くなりすぎ、鋼の性質を悪化させる
ため0.1%を上限とする。
本発明は以上の元素を基本成分として含有した鋼を、本
発明で限定する加熱−圧延−熱処理し、降伏比の低い鋼
材を確保するものであるが、鋼の要求特性によって以下
の強度改善元素群、介在物球状化元素を1種又は2種以
上添加することができる。
発明で限定する加熱−圧延−熱処理し、降伏比の低い鋼
材を確保するものであるが、鋼の要求特性によって以下
の強度改善元素群、介在物球状化元素を1種又は2種以
上添加することができる。
V、TI 、Nbは析出強化により強度を上昇せしめる
元素であるが、量が多くなると靭性を害するため、v
:0.1%、TI:0.15%、Nb:0.10%を上
限とした。
元素であるが、量が多くなると靭性を害するため、v
:0.1%、TI:0.15%、Nb:0.10%を上
限とした。
Ni 、Cu、Cr、Moは固溶体強化により強度を上
昇せしめる元素であるが、量が多くなると靭性を害する
ため、Ni:4.0%、Cu:2.0%、Cr:1.0
%、Mo:0.50%を上限とした。
昇せしめる元素であるが、量が多くなると靭性を害する
ため、Ni:4.0%、Cu:2.0%、Cr:1.0
%、Mo:0.50%を上限とした。
Bは焼入れ性の向上により強度を上昇せしめる元素であ
るが、量が多くなると靭性を劣化させるので0.005
%を上限とした。
るが、量が多くなると靭性を劣化させるので0.005
%を上限とした。
Caは介在物球状化に有用で添加されるが、多くなると
鋼中介在物を形成し、鋼の性質を悪化させるため含有量
は0,01%を上限とする。
鋼中介在物を形成し、鋼の性質を悪化させるため含有量
は0,01%を上限とする。
次に本発明の重要な要件である加熱、圧延、冷却条件に
ついて述べる。
ついて述べる。
熱間圧延と圧延に先立つ加熱温度については特に限定す
るものではないが、加熱温度については加熱時のオース
テナイト粒を必要以上に細粒化しないことが望ましく、
かかる点から1050℃以上が好ましい。一方あまり高
くしても材質上の効果は少なく逆に省エネ上不都合とな
るので1250℃以下とすることが好ましい。
るものではないが、加熱温度については加熱時のオース
テナイト粒を必要以上に細粒化しないことが望ましく、
かかる点から1050℃以上が好ましい。一方あまり高
くしても材質上の効果は少なく逆に省エネ上不都合とな
るので1250℃以下とすることが好ましい。
熱間圧延は特別な操作は不用であり通常の熱間圧延でよ
い。
い。
再加熱焼入れ処理は、例えば880〜930℃に加熱し
て浸漬冷却するかローラークエンチ装置により焼入れす
ればよい。
て浸漬冷却するかローラークエンチ装置により焼入れす
ればよい。
熱間圧延、焼入れ処理後の再加熱温度をA c 1+
20℃以上A c t +80℃以下にしたのは、この
温度範囲に加熱することによりフェライト面積率が大幅
に向上するためである。すなわちAC1直上ではまだ十
分変態か進まず、第2相の炭化物の部分の硬化が不十分
であるのに対し、A c 1+ 20℃以上になると変
態も十分進み、第2相の部分の硬化も十分となる。
20℃以上A c t +80℃以下にしたのは、この
温度範囲に加熱することによりフェライト面積率が大幅
に向上するためである。すなわちAC1直上ではまだ十
分変態か進まず、第2相の炭化物の部分の硬化が不十分
であるのに対し、A c 1+ 20℃以上になると変
態も十分進み、第2相の部分の硬化も十分となる。
フェライト面積率はこのA c 1+ 20℃より加熱
温度が高くなるに従い低下していく。そしてA c l
+ 80℃以下になると、本発明の目的とする低降伏比
を得るためのフェライト面積率が得られなくなるためこ
れを上限としている。
温度が高くなるに従い低下していく。そしてA c l
+ 80℃以下になると、本発明の目的とする低降伏比
を得るためのフェライト面積率が得られなくなるためこ
れを上限としている。
このように再加熱温度をAc +20℃〜A c +
+80℃とA c −A c aの温度領域の真ん
中より低温側を中心に限定しているのは、A c rに
近い側の加熱により、加熱時のフェライト・オーステナ
イトの面積比でフェライト部分が大きくなり、この状態
を次に規定する急冷により凍結することで、フェライト
面積率を大きくし低降伏比を狙っている。
+80℃とA c −A c aの温度領域の真ん
中より低温側を中心に限定しているのは、A c rに
近い側の加熱により、加熱時のフェライト・オーステナ
イトの面積比でフェライト部分が大きくなり、この状態
を次に規定する急冷により凍結することで、フェライト
面積率を大きくし低降伏比を狙っている。
Ac +20℃〜A c t + 80℃再加熱後の
水冷は、■ 再加熱時にオーステナイト化したCが濃化した部分を焼
入れ組織にすることで十分硬化させ、引張強さを高め降
伏比を低くするためである。水冷条件としては急冷し焼
入組織が容易に得られる浸漬あるいはローラークエンチ
による水冷でよい。
水冷は、■ 再加熱時にオーステナイト化したCが濃化した部分を焼
入れ組織にすることで十分硬化させ、引張強さを高め降
伏比を低くするためである。水冷条件としては急冷し焼
入組織が容易に得られる浸漬あるいはローラークエンチ
による水冷でよい。
この冷却に先立って1%以上30%以下の軽圧下を加え
る。再加熱温度であるA Cl +20℃〜A Cl
+ 80℃の2相域で軽圧下を加えることにより、稼働
転位が鋼中に導入され、これが引張試験時に降伏棚の存
在をもたらせる。2相域での圧下率として1%未満では
降伏棚が存在しないため下限を1%とし、また、30%
超では、降伏比が上昇し、本発明の目的と反するため上
限を30%とした。
る。再加熱温度であるA Cl +20℃〜A Cl
+ 80℃の2相域で軽圧下を加えることにより、稼働
転位が鋼中に導入され、これが引張試験時に降伏棚の存
在をもたらせる。2相域での圧下率として1%未満では
降伏棚が存在しないため下限を1%とし、また、30%
超では、降伏比が上昇し、本発明の目的と反するため上
限を30%とした。
さらに焼戻し温度については、フェライトと第2相の炭
化物の2相混合組織について、その前の水冷で十分硬化
した第2相部分をあまり高温で焼戻しすると軟化しすぎ
、これが引張強さの低下ひいては降伏比を上げるため、
上限を600℃とする。
化物の2相混合組織について、その前の水冷で十分硬化
した第2相部分をあまり高温で焼戻しすると軟化しすぎ
、これが引張強さの低下ひいては降伏比を上げるため、
上限を600℃とする。
しかし焼戻し温度が低くて、200℃未満になるとほと
んど焼戻しの効果がなくなり、靭性が低下するため焼戻
し温度の下限は200℃とする。
んど焼戻しの効果がなくなり、靭性が低下するため焼戻
し温度の下限は200℃とする。
本性の熱間圧延、再加熱、焼入れ焼戻し処理は直接焼入
れ焼戻し処理するものに比較し、強度は若干低めである
が、より良好な靭性が得られる。
れ焼戻し処理するものに比較し、強度は若干低めである
が、より良好な靭性が得られる。
(実 施 例)
第1表に供試材の化学成分を示し、第2表に加熱、圧延
、冷却条件と得られた鋼板の機械的性質を示す。
、冷却条件と得られた鋼板の機械的性質を示す。
鋼A、 G、 H,1,J、 K、 L、 M、 N、
0゜Pは50kgf / +mJ級、鋼B、 C,D
、 E、 F、 Q。
0゜Pは50kgf / +mJ級、鋼B、 C,D
、 E、 F、 Q。
R,S、T、Uは60kg f /−級、■は80kg
f/mA級の強度をねらった成分系で、第2表に示す如
く鋼板No、A1.Bl、C1,DI、El、Fl。
f/mA級の強度をねらった成分系で、第2表に示す如
く鋼板No、A1.Bl、C1,DI、El、Fl。
Gl、Hl、11.Jl、Kl、Ll、Ml。
Nl、01.PI、Ql、R1,Sl、TI。
Ul、Vlは本発明実施例であり、それぞれ50kg
f / m11.60kg f / mL 80kg
f /−扱銅として十分な強度と良好な低温靭性を備え
、本発明のねらいとする低降伏比(降伏比70%以下)
を達成し、降伏棚を有している。
f / m11.60kg f / mL 80kg
f /−扱銅として十分な強度と良好な低温靭性を備え
、本発明のねらいとする低降伏比(降伏比70%以下)
を達成し、降伏棚を有している。
これに対し鋼板N0.A2はAc +20℃〜A c
l+ 80℃での圧下がないので降伏棚がない。八3
はA C1+ 20℃〜A c r + 80℃での圧
下率が高すぎるので降伏比が高い。B2は再加熱温度が
高すぎるため、B3は焼戻し温度が高すぎるため降伏比
が高くなっている。
l+ 80℃での圧下がないので降伏棚がない。八3
はA C1+ 20℃〜A c r + 80℃での圧
下率が高すぎるので降伏比が高い。B2は再加熱温度が
高すぎるため、B3は焼戻し温度が高すぎるため降伏比
が高くなっている。
(発明の効果)
本発明は特別に高価な合金元素を使用することなく、か
つ圧延後再加熱処理を施すことなく、50kgf /
vaa以上の高強度を有し、曲げ加工性のよい降伏棚を
有する降伏比の低い鋼材を安価に製造可能としたもので
、産業上その効果の大きい発明である。
つ圧延後再加熱処理を施すことなく、50kgf /
vaa以上の高強度を有し、曲げ加工性のよい降伏棚を
有する降伏比の低い鋼材を安価に製造可能としたもので
、産業上その効果の大きい発明である。
代
理
人
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、重量比にて、 C:0.03〜0.30%、 Si:0.05〜0.60%、 Mn:0.50〜2.5%、 Al:0.005〜0.1% 残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼を、熱間圧延
後再加熱焼入れ処理を行ない、その後Ac_1+20℃
〜Ac_1+80℃に再加熱し、1%以上30%以下の
軽圧下を加え、引き続き水冷した後200〜600℃の
温度範囲で焼戻しすることを特徴とする降伏比の低い鋼
材の製造法。 2、重量比にて、 Cu:2.0%以下、 Ni:4.0%以下、 Cr:1.0%以下、 Mo:0.50%以下、 Nb:0.10%以下、 V:0.10%以下、 Ti:0.15%以下、 B:0.005%以下 からなる強度改善元素群の1種又は2種以上を含有する
請求項1記載の降伏比の低い鋼材の製造法。 3、重量比にて、 Ca:0.01%以下 を含有する請求項1記載の降伏比の低い鋼材の製造法。 4、重量比にて、 Cu:2.0%以下、 Ni:4.0%以下、 Cr:1.0%以下、 Mo:0.50%以下、 Nb:0.10%以下、 V:0.10%以下、 Ti:0.15%以下、 B:0.005%以下、 からなる強度改善元素群 および Ca:0.01%以下 の1種又は2種以上を含有する請求項1記載の降伏比の
低い鋼材の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15215490A JPH0445225A (ja) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | 降伏比の低い鋼材の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15215490A JPH0445225A (ja) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | 降伏比の低い鋼材の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0445225A true JPH0445225A (ja) | 1992-02-14 |
Family
ID=15534207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15215490A Pending JPH0445225A (ja) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | 降伏比の低い鋼材の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0445225A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007231319A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Jfe Steel Kk | 非調質高張力鋼板およびその製造方法 |
-
1990
- 1990-06-11 JP JP15215490A patent/JPH0445225A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007231319A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Jfe Steel Kk | 非調質高張力鋼板およびその製造方法 |
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