JPH0559171B2 - - Google Patents

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JPH0559171B2
JPH0559171B2 JP59159894A JP15989484A JPH0559171B2 JP H0559171 B2 JPH0559171 B2 JP H0559171B2 JP 59159894 A JP59159894 A JP 59159894A JP 15989484 A JP15989484 A JP 15989484A JP H0559171 B2 JPH0559171 B2 JP H0559171B2
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JP
Japan
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less
steel
temperature
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rolling
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JP59159894A
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JPS6137918A (ja
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Ryota Yamaba
Yukio Tsuda
Osamu Saeki
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) 本発明は高い強度と良好な溶接性が必要な橋
梁、建設機械等の溶接構造用材料として有用な鋼
に係り、このような用途に必要な高度の靱性と良
好な溶接性を有ししかも引張強さ70Kgf/mm2以上
の高強度を有する鋼を安価に製造する方法に関す
るものである。 (従来の技術) 従来、これら用途の高強度鋼は、特公昭41−
2763号公報の提案にある如く、オフライン焼入れ
および焼戻し熱処理法により製造されている。し
かしながら、これらの鋼には高強度を得るため多
量の合金元素が添加されるため、製造コストが高
いと共に、溶接割れ防止のため一定の予熱が必要
で厳しい溶接施工の管理が必要となり、溶接能率
を低下させている。 (発明が解決しようとする問題点) このため、この種鋼の製造コスト低減と溶接性
改善が強く望まれていた。 本発明者らはこの対策として先にNb,Mo,
B,低Nを組合せた鋼をオンライン焼入れし、そ
の後焼戻すことにより、著しい焼入れ性の向上が
はかれることを知見し、これに基づく特許出願を
行なつた(「溶接性に優れた高強度鋼の製造方法」
昭和59年6月19日出願)。これによつて大巾な製
造コスト低減と溶接性の改善を達成することに成
功したが、合金元素としてMo:0.1%以上の添加
が必要であるため合金コストは尚高価であつた。 (問題点を解決するための手段) そこで、発明者らは更に溶接性改善と公金コス
ト低減を狙つて種々の検討を加えた結果、Nb,
Cr,B、低Nを組合せた鋼をオンライン焼入れ
し、その後焼戻すことにより、著しい焼入れ性の
向上がはかれることを知見し、安価な鋼材が製造
可能であることを見出した。 すなわち、本発明の要旨とするところは、 (1) 重量%にて、C:0.04〜0.13%、Si:0.1〜1.0
%、Mn:0.50〜2.0%、Cr:0.1〜1.0%,Nb:
0.005〜0.05%、B:0.01%以下、Al:0.1%以
下、N:0.0060%以下を基本成分とし、残部Fe
および不可避不純物からなる鋼を、加熱温度
1000℃以上、圧延終了温度800℃以上の条件で
加熱圧延し、圧延後直ちに200℃以下まで急冷
した後、Ac1点以下で焼戻し熱処理を施こすこ
とを特徴とする引張強さ70Kgf/mm2以上の高強
度鋼の製造方法、 (2) 重量%にて、C:0.04〜0.13%、Si:0.1〜1.0
%、Mn:0.50〜2.0%、Cr:0.1〜1.0%,Nb:
0.005〜0.05%、B:0.01%以下、Al:0.1%以
下、N:0.0060%以下を基本成分とし、Mo:
0.1%未満、V:0.1%以下、およびCu:1%以
下の強度改善元素群をこの範囲で1種または2
種以上含有し、残部Feおよび不可避不純物か
らなる鋼を、加熱温度1000℃以上、圧延終了温
度800℃以上の条件で加熱圧延し、圧延後直ち
に200℃以下まで急冷した後、Ac1点以下で焼
戻し熱処理を施こすことを特徴とする引張強さ
70Kgf/mm2以上の高強度鋼の製造方法、 (3) 重量%にて、C:0.04〜0.13%、Si:0.1〜1.0
%、Mn:0.50〜2.0%、Cr:0.1〜1.0%,Nb:
0.005〜0.05%、B:0.01%以下、Al:0.1%以
下、N:0.0060%以下を基本成分とし、Ni:
1.0%以下、Ti:0.1%以下、およびCa:0.1%
以下の低温靱性改善元素群をこの範囲内で1種
または2種以上含有し、残部Feおよび不可避
不純物からなる鋼を、加熱温度1000℃以上、圧
延終了温度800℃以上の条件で加熱圧延し、圧
延後直ちに200℃以下まで急冷した後、Ac1点
以下で焼戻し熱処理を施こすことを特徴とする
引張強さ70Kgf/mm2以上の高強度鋼の製造方
法、 および (4) 重量%にて、C:0.04〜0.13%、Si:0.1〜1.0
%、Mn:0.50〜2.0%、Cr:0.1〜1.0%,Nb:
0.005〜0.05%、B:0.01%以下、Al:0.1%以
下、N:0.0060%以下を基本成分とし、Mo:
0.1%未満、V:0.1%以下、およびCu:1%以
下の強度改善元素群をこの範囲で1種または2
種以上と、Ni:1.0%以下、Ti:0.1%以下、お
よびCa:0.01%以下の低温靱性改善元素群をこ
の範囲内で1種または2種以上含有し、残部
Feおよび不可避不純物からなる鋼を、加熱温
度1000℃以上、圧延終了温度800℃以上の条件
で加熱圧延し、圧延後直ちに200℃以下まで急
冷した後、Ac1点以下で焼戻し熱処理を施こす
ことを特徴とする引張強さ70Kgf/mm2以上の高
強度鋼の製造方法である。 (作用) 本発明は以上の如き構成によつて達成される
が、これは適切なNb−Cr−B−N成分系の鋼を
オンライン焼入れした後焼戻すことにより、Bお
よびCrの焼入性向上効果を飛躍的に高めること
が可能であることを見出したこと、即ち、低N化
をはかることにより少量のNbによるNb窒化物の
生成によりBの焼入性を大きく高めると共に、
Crの焼入性をも一層向上させる知見を得たこと
に基づく。この方法によつて、比較的合金元素が
少なくてかつ安価な化学成分で良好な低温靱性、
溶接性を有する70Kgf/mm2以上の引張強さを有す
る鋼の製造を可能としたものである。 次に、本発明における化学成分の限定理由につ
いてのべる。 Cは高強度鋼を得るために0.04%以上は必要
で、多くなる程強度が上昇するが低温靱性が低下
すると共に耐溶接割れ性が劣化するので、その含
有量を0.04〜0.13%とした。 Siは通常脱酸元素として使用されるほか強度向
上のため0.1%以上は必要である。しかし、1.0%
を超えると低温靱性の低下が著しいため1.0%以
下とする。 Mnは高強度を得るために0.50%以上は必要だ
が、2.0%を超えると低温靱性、溶接性を損うの
でその含有量を0.50〜0.2%とした。 Nbは窒化物を生成し、BおよびCrの焼入性向
上に有用であるが、0.005%未満では効果がない。
また、0.05%を超えるとコストが高くなると共に
溶接性を損うため、0.005〜0.05%とする。望ま
しくは0.01〜0.025%である。 Bは焼入性を高めるのに有用であるが、多いと
かえつて母材の低温靱性を阻害するため0.01%を
上限とする。 Alは鋼の脱酸のために添加されるが、0.1%を
超えると鋼の清浄性を阻害するため0.1%を上限
とする。 CrはNb,Bと関連して焼入れ性改善に有用
で、0.1%以上必要だが、多過ぎると溶接性を阻
害するので上限1.0%とする。 Nは一般に不可避元素であると共に、Bの焼入
性を阻害する元素であるが、少量のNbで焼入性
向上をはかることが可能な上限は0.0060%であ
る。望ましくは0.0040%以下が良い。 以下選択元素について述べる。 Mo,VおよびCuは強度を改善するという均等
的作用を持つものであるが、それぞれ、0.1%、
0.1%および1%以上ないし超えると、合金コス
トが高くなり、また、低温靱性を損なうので、こ
れを上限とする。 Ni,TiおよびCaは、低温靱性を改善するとい
う均等的作用を持つものであるが、それぞれ、
1.0%、0.1%および0.01%を超えると高価になり、
また、TiとCaについては析出物や非金属介在物
の生成によつて低温靱性を損なうため、これを上
限とする。 次に、不純物として不可避的に含有するP,S
については特に限定するものではないが、鋼の清
浄性を通じて材質を安定化するため少ない程良
く、このような観点からPは0.020%以下、Sは
0.010%以下とすることが望ましい。 次に、前記組成を有する鋼の加熱−圧延−熱処
理条件の限定理由について述べる。 加熱温度はNbが固溶する温度として1000℃以
上必要である。 圧延終了温度は、低くなると焼入れ性が低下
し、その結果、焼戻し後の低温靱性が劣化するた
め800℃以上とする。 次いで圧延後直ちに急冷を行うが、冷却開始温
度が低くなると焼入れ性が低下するので800℃以
上からの急冷が好ましい。この急冷はオンライン
上で水、ミスト等の冷却媒体を鋼板の表裏面に供
給して行うものである。急冷後の温度は、高いと
完全な焼入れ組織とすることがむずかしいため、
200℃を上限とする。 前記処理を経た後、焼戻し熱処理を施すのであ
るが、フエライト域で焼戻すことが良好な低温靱
性を得るのに不可欠であるため、上限温度をAc1
温度とする。 (実施例) 次に実施例を比較例と共に挙げる。 第1表に示す化学成分を有する鋼を用いて第2
表に示す加熱−圧延−熱処理を施した。得られた
鋼板の機械的性質と溶接割れ性を併せて第2表に
示す。
【表】
【表】 注1 急冷開始温度は圧延終了温度と大差なし。
注2 急冷はオンライン上において表裏面に冷却水
を供給して実施した。
注3 DQT:直線焼入れ−焼戻し、QT:オフライン
焼入れ−焼戻し。
第2表から明らかなように、本発明実施例の場
合にはいづれも70Kgf/mm2以上の高強度に加え、
低温靱性も良好で且つ溶接割れ性も斜めY型割れ
試験における割れ停止温度が室温と極めて良好
で、需要家にとつて使い易い厚鋼板が製造でき
た。 例E,F,Gは比較例である。例EはCrを含
まずDQT処理したものであるが、70Kgf/mm2の
強度が得られず、低温靱性も低い。例FはN量が
高い例で、低温靱性が劣る結果となつている。例
GはC含有量が高くNbを含有しない例で、これ
を従来のオフライン焼入れ焼戻した例である。す
なわち強度、靱性ともほぼ良好であるが、斜めY
型割れ停止温度が125℃であり、溶接割れ性が著
しく劣る鋼板となつている。 (発明の効果) 以上のとおり、本発明はNb−Cr−B−低N鋼
を用い、加熱−圧延−オンライン焼入れ−焼戻し
のプロセスとし、特にNbと低NによりBとCrの
焼入性改善効果を飛躍的に高めたものである。こ
れにより、成分的には高価なMoの低減をはかる
ことができると共に、オフライン焼入れ熱処理も
省略できるため、高強度、高靱性鋼を極めて安価
に製造できるという、産業上優れた効果を奏する
ものである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 重量%にて、C:0.04〜0.13%、Si:0.1〜1.0
    %、Mn:0.50〜2.0%、Cr:0.1〜1.0%,Nb:
    0.005〜0.05%、B:0.01%以下、Al:0.1%以下、
    N:0.0060%以下を基本成分とし、残部Feおよび
    不可避不純物からなる鋼を、加熱温度1000℃以
    上、圧延終了温度800℃以上の条件で加熱圧延し、
    圧延後直ちに200℃以下まで急冷した後、Ac1点
    以下で焼戻し熱処理を施こすことを特徴とする引
    張強さ70Kgf/mm2以上の高強度鋼の製造方法。 2 重量%にて、C:0.04〜0.13%、Si:0.1〜1.0
    %、Mn:0.50〜2.0%、Cr:0.1〜1.0%,Nb:
    0.005〜0.05%、B:0.01%以下、Al:0.1%以下、
    N:0.0060%以下を基本成分とし、Mo:0.1%未
    満、V:0.1%以下、およびCu:1%以下の強度
    改善元素群をこの範囲で1種または2種以上含有
    し、残部Feおよび不可避不純物からなる鋼を、
    加熱温度1000℃以上、圧延終了温度800℃以上の
    条件で加熱圧延し、圧延後直ちに200℃以下まで
    急冷した後、Ac1点以下で焼戻し熱処理を施こす
    ことを特徴とする引張強さ70Kgf/mm2以上の高強
    度鋼の製造方法。 3 重量%にて、C:0.04〜0.13%、Si:0.1〜1.0
    %、Mn:0.50〜2.0%、Cr:0.1〜1.0%,Nb:
    0.005〜0.05%、B:0.01%以下、Al:0.1%以下、
    N:0.0060%以下を基本成分とし、Ni:1.0%以
    下、Ti:0.1%以下、およびCa:0.01%以下の低
    温靱性改善元素群をこの範囲内で1種または2種
    以上含有し、残部Feおよび不可避不純物からな
    る鋼を、加熱温度1000℃以上、圧延終了温度800
    ℃以上の条件で加熱圧延し、圧延後直ちに200℃
    以下まで急冷した後、Ac1点以下で焼戻し熱処理
    を施こすことを特徴とする引張強さ70Kgf/mm2以
    上の高強度鋼の製造方法。 4 重量%にて、C:0.04〜0.13%、Si:0.1〜1.0
    %、Mn:0.50〜2.0%、Cr:0.1〜1.0%,Nb:
    0.005〜0.05%、B:0.01%以下、Al:0.1%以下、
    N:0.0060%以下を基本成分とし、Mo:0.1%未
    満、V:0.1%以下、およびCu:1%以下の強度
    改善元素群をこの範囲で1種または2種以上と、
    Ni:1.0%以下、Ti:0.1%以下、およびCa:0.01
    %以下の低温靱性改善元素群をこの範囲内で1種
    または2種以上含有し、残部Feおよび不可避不
    純物からなる鋼を、加熱温度1000℃以上、圧延終
    了温度800℃以上の条件で加熱圧延し、圧延後直
    ちに200℃以下まで急冷した後、Ac1点以下で焼
    戻し熱処理を施こすことを特徴とする引張強さ70
    Kgf/mm2以上の高強度鋼の製造方法。
JP59159894A 1984-07-30 1984-07-30 引張強さ70Kgf/mm2以上の高強度鋼の製造方法 Granted JPS6137918A (ja)

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JPS61166918A (ja) * 1985-01-17 1986-07-28 Nippon Steel Corp 耐硫化物応力腐食割れ鋼の製造方法
JPS62158817A (ja) * 1985-12-28 1987-07-14 Nippon Steel Corp 高強度高靭性の厚鋼板の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5457418A (en) * 1977-10-18 1979-05-09 Nippon Kokan Kk <Nkk> Manufacture of high toughness, refined steel
JPS5896817A (ja) * 1981-12-07 1983-06-09 Sumitomo Metal Ind Ltd 高靭性を有する高張力熱間圧延鋼材の製造法

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