JPH0681032A - 一様伸びに優れた調質ht590鋼及びその製造方法 - Google Patents

一様伸びに優れた調質ht590鋼及びその製造方法

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JPH0681032A
JPH0681032A JP18862393A JP18862393A JPH0681032A JP H0681032 A JPH0681032 A JP H0681032A JP 18862393 A JP18862393 A JP 18862393A JP 18862393 A JP18862393 A JP 18862393A JP H0681032 A JPH0681032 A JP H0681032A
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steel
tempering
uniform elongation
heat treatment
less
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JP18862393A
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Hidesato Mabuchi
秀里 間渕
Kentaro Okamoto
健太郎 岡本
Mutsuto Tanaka
睦人 田中
Yokika Kawashima
善樹果 川島
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋼構造物の安全設計上優れた一様伸びが要求
されるHT590鋼及びその製造方法を提供する。 【構成】 C,Si,Mn,Cu,Ni,Mo,Nb,
V,Ti,Alを特定し、必要に応じてCr,B,C
a,REMを添加した鋼においてベイナイトのラス界面
に1μ以上の炭化物を有することを特徴とする一様伸び
に優れたHT590鋼。上記成分を有する鋳片を厚板圧
延に引き続く焼入れ焼戻し又は焼入れ、二相域からの焼
入れ焼戻しの調質熱処理を行うに際して焼戻し温度を6
70℃〜730℃とすることを特徴とする一様伸びに優
れた調質HT590鋼の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は建築・橋梁・海洋構造物
向け溶接構造用鋼、圧力容器用鋼等の強度部材として安
全設計上優れた一様伸び特性が要求されるHT590鋼
及びその製造方法に関するものである。尚、当該鋼材と
してはJIS G3106 SM570,G3115
SPV50,HBS G3104/G3106 HT5
70,ASTM A572/A537等の鋼材及び将来
規格化されるであろう建築構造用HT590等の鋼材が
代表例として挙げられる。
【0002】
【従来の技術】近年の構造物の大型化に伴い、従来より
上記した用途に使用される鋼材には、地震・台風等によ
る構造物の崩壊防止が重要な課題となっている。安全設
計上、使用鋼材には巨大な自然エネルギーを吸収しうる
塑性変形能が必要になってくる。そのため、降伏比(低
YR)、硬化勾配(N値)、更には一様伸び等の要求値
を厳格化しようとする動きがあるが、近年のTMCP鋼
又は調質熱処理技術の開発によりSM490からSM5
70クラスの低YR鋼のみがやっと実用化されたところ
である。例えば建設省総合技術開発プロジェクトでは、
鉄鋼メーカーとともに高性能鋼WGにおいてSM490
鋼について建築分野での一般使用を目指した検討が進め
られている。従って、一様伸びについては設計上の配慮
に頼り厳しい鋼材仕様に応えられていないのが実状であ
る。一方、鋼材の一様伸びは強度に逆比例するというの
が一般的な常識であったが、CAMP−ISIJ,Vo
l.6,P823(1993),住友金属Vol.4
3,No.7,P13(1991)及び日本鋼管技法N
o.122,P5(1988)にあるように上記規格の
調質熱処理に二相域からの急冷熱処理を導入する所謂、
三段熱処理により低YR特性を改善する結果、一様伸び
もやや改善するHT590鋼の製造技術が新しく報告さ
れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術におい
ては、TMCP鋼の開発又は調質熱処理技術の開発によ
り鋼材の低YR化を達成したが、鋼材の一様伸びの十分
な向上には結びつかず設計上の配慮に頼るため、施工上
の損失は多大なものがあった。CAMP−ISIJ,V
ol.6,P823(1993),住友金属Vol.4
3,No.7,P13(1991)及び日本鋼管技法N
o.122,P5(1988)の技術では、上記の調質
熱処理に二相域からの急冷熱処理を導入する所謂、三段
熱処理化による経済的損失は多大なものであった。更
に、その三段熱処理化による一様伸びのレベルも厚手材
では20%未満にとどまっている結果、設計上の配慮に
頼らざるを得ずその自由度をも制約するものであった。
本発明の目的は、大型構造物の塑性変形能を向上して安
全設計と経済設計を両立させて、工期面かつ施工面での
競争力を強化するため、HT590鋼の一様伸びの飛躍
的な向上を達成するとともに一様伸びに優れた調質HT
590鋼及びその合理的な製造方法を提供することであ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、ベイナイトの
ラス界面に析出した炭化物を1μ以上に限定することに
より、又は焼戻し温度を特定するとともに、低C−高C
u化による軟質ベイナイトの生成と軟質ε−Cuの析出
により、一様伸びの優れたHT590鋼及びその製造方
法である。即ち本発明の要旨は次の通りである。 (1)重量%でC:0.03〜0.20%、Si:0.
03〜0.60%、Mn:0.80〜2.0%、P:
0.025%以下、S:0.015%以下、Cu:0.
03〜1.0%、Ni:0.03〜1.5%、Mo:
0.03〜0.30%、Nb:0.005〜0.03
%、V:0.005〜0.10%、Ti:0.005〜
0.03%、Sol.Al:0.010〜0.10%を
含み、残部鉄及び不可避的不純物からなり、ベイナイト
のラス界面に1μ以上の炭化物を有することを特徴とす
る15%以上の一様伸びを有する調質HT590鋼。 (2)重量%でC:0.02〜0.08%、Si:0.
10〜0.60%、Mn:0.80〜2.0%、P:
0.015%以下、S:0.010%以下、Cu:0.
60〜2.5%、Ni:0.30〜2.5%、Mo:
0.03〜0.50%、Nb:0.005〜0.03
%、V:0.005〜0.10%、Ti:0.005〜
0.03%、Sol.Al:0.010〜0.10%を
含み、残部鉄及び不可避的不純物からなり、ベイナイト
のラス界面に1μ以上の炭化物を有することを特徴とす
る20%以上の一様伸びを有する調質HT590鋼。 (3)重量%でCr:0.03〜1.0%、B:0.0
003〜0.0020%、Ca:0.0015〜0.0
080%を一種又は二種以上を鋳片に含有せしめたこと
を特徴とする前記(1)又は(2)記載の一様伸びに優
れた調質HT590鋼。 (4)重量%でC:0.03〜0.20%、Si:0.
05〜0.60%、Mn:0.80〜2.00%、P:
0.025%以下、S:0.015%以下、Cu:0.
10〜1.0%、Ni:0.10〜1.5%、Mo:
0.05〜0.30%、Nb:0.005〜0.03
%、V:0.01〜0.09%、Ti:0.005〜
0.03%、Sol.Al:0.010〜0.10%を
含み残部鉄及び不可避的不純物からなる鋳片を鋳造後直
ちに又はAc点以上に再加熱後厚板圧延に引き続い
て、焼入れ焼戻しの調質熱処理を行うに際して焼戻し温
度を670℃以上で730℃以下とすることを特徴とす
る15%以上の一様伸びを有する調質HT590鋼の製
造方法。 (5)重量%でCr:0.03〜0.50%、B:0.
0003〜0.0015%、Ca:0.0015〜0.
0080%、REM:0.001〜0.0050%を一
種又は二種以上を鋳片に含有せしめたことを特徴とする
前記(4)記載の一様伸びに優れた調質HT590鋼の
製造方法。 (6)重量%でC:0.02〜0.08%、Si:0.
10〜0.60%、Mn:0.80〜2.0%、P:
0.015%以下、S:0.010%以下、Cu:0.
60〜2.5%、Ni:0.30〜2.5%、Mo:
0.03〜0.50%、Nb:0.005〜0.03
%、V:0.005〜0.10%、Ti:0.005〜
0.03%、Sol.Al:0.010〜0.10%を
含み、残部鉄及び不可避的不純物からなる鋳片を鋳造後
直ちに又はAc点以上に再加熱後厚板圧延に引き続い
て、焼入れ焼戻しの調質熱処理を行うに際して焼戻し温
度を670℃以上で730℃以下とすることを特徴とす
る20%以上の一様伸びを有する調質HT590鋼の製
造方法。 (7)重量%でCr:0.03〜0.50%、B:0.
0003〜0.0020%、Ca:0.0015〜0.
0080%、REM:0.001〜0.005%を一種
又は二種以上を鋳片に含有せしめたことを特徴とする前
記(6)記載の一様伸びに優れた調質HT590鋼の製
造方法。 (8)重量%でC:0.02〜0.08%、Si:0.
10〜0.60%、Mn:0.80〜2.0%、P:
0.015%以下、S:0.010%以下、Cu:0.
60〜2.5%、Ni:0.30〜2.5%、Mo:
0.03〜0.50%、Nb:0.005〜0.03
%、V:0.005〜0.10%、Ti:0.005〜
0.03%、Sol.Al:0.010〜0.10%を
含み、残部鉄及び不可避的不純物からなる鋳片を鋳造後
直ちに又はAc点以上に再加熱後厚板圧延に引き続い
て、焼入れ焼戻しの調質熱処理を行うに際して焼戻し温
度を670℃以上で730℃以下とすることを特徴とす
る20%以上の一様伸びを有する調質HT590鋼の製
造方法。 (9)重量%でC:0.02〜0.08%、Si:0.
10〜0.60%、Mn:0.80〜2.0%、P:
0.015%以下、S:0.010%以下、Cu:0.
60〜2.5%、Ni:0.30〜2.5%、Mo:
0.03〜0.50%、Nb:0.005〜0.03
%、V:0.005〜0.10%、Ti:0.005〜
0.03%、Sol.Al:0.010〜0.10%を
含み、残部鉄及び不可避的不純物からなる鋳片を鋳造後
直ちに又はAc点以上に再加熱後厚板圧延に引き続く
二相域からの直接焼入れ、焼戻しの調質熱処理、又は厚
板圧延に引き続く直接焼入れ、二相域からの焼入れ、焼
戻しの調質熱処理、又は厚板圧延終了後の焼入れ、二相
域からの焼入れ、焼戻しの調質熱処理を行うに際して、
焼戻し温度を670℃以上で730℃以下とすることを
特徴とする25%以上の一様伸びを有する調質HT59
0鋼の製造方法。 (10)重量%でCr:0.03〜1.0%、B:0.
0003〜0.0020%、Ca:0.0015〜0.
0080%、REM:0.001〜0.005%を一種
又は二種以上を鋳片に含有せしめたことを特徴とする前
記(8)又は(9)記載の一様伸びに優れたHT590
鋼の製造方法。
【0005】
【作用】本発明者はHT590鋼の一様伸びに関して仔
細に調査したところ、引張り試験における均一塑性歪領
域の加工硬化即ち、ベイナイト中の炭化物の存在状態と
一様伸びとの間に密接な関係があることを見い出した。
その結果、ベイナイトのラス界面における炭化物を1μ
以上に析出させることが一様伸び向上に極めて効果的で
あるとともに、調質高張力鋼の焼戻し温度は650℃以
下、TMCP(DQ)鋼の焼戻し温度は600℃以下が
一般的であるが、更に高温度の焼戻し即ち670℃〜7
30℃の焼戻しが上記析出物を得るために必要であるこ
とを知見するに至った。
【0006】更に、低C化におけるε−Cuの析出によ
る強化が高温焼戻しに伴う強度低下を補うとともに、一
様伸び向上に飛躍的な複合効果があることを見い出し
た。即ち、低C化及び高温焼戻しによるベイナイトのラ
ス界面における1μ以上の炭化物の析出及び軟質ベイナ
イトの生成と、軟質ε−Cuの生成を利用することによ
り高強度化という逆境の中で、一様伸びを更に効果的に
向上する技術を発明するに至ったものである。
【0007】以下に本発明を詳細に説明する。本発明が
対象とする調質HT590鋼には種々の熱処理が加えら
れるのが通常であり、鋳片鋳造後の圧延又は加熱・圧延
(制御圧延を含む)に引き続く熱処理には焼入れ(Q,
DQ)及び焼戻し(熱処理T)の組合せが一般的であ
る。又、本発明鋼のように低YR特性を要求される場合
には、二相域からの焼入れ(L,DL)が前記熱処理に
導入される。更に、大型構造物用の極厚HT590鋼に
は、加熱前又は熱処理の前後で脱水素を目的とした徐冷
又は保温(脱水素T)が組合される場合がある。
【0008】Cは0.20%を超えると低温靭性及び溶
接性を損ない、0.03%未満では必要な強度が容易に
確保できないために0.03〜0.20%と限定した。
尚、更に高い一様伸びが要求されるCu≧0.60%の
高Cu材では0.08%を超えると低温靭性及び溶接性
を損ない、0.02%未満では必要な強度が確保できな
いため0.02〜0.08%に制約される。
【0009】Siは脱酸上及び強度上から0.03%以
上、好ましくは0.05%以上必要で、0.60%超の
添加は低温靭性及び溶接性を著しく損なうために0.0
3〜0.60%に限定され、好ましくは0.05〜0.
60%に制約される。更に、ー様伸びの向上を図るため
にC≦0.08%の低Cとする高Cu材(Cu≧0.6
0%)の場合には強度上から0.10%以上必要で、
0.10〜0.60%に限定する。
【0010】Mnは強度上0.80%以上必要で、2.
0%超の添加は低温靭性、溶接性がともに劣化するので
0.80〜2.0%に限定した。Pは溶接性、低温靭性
から0.025%以下に限定したが、大型構造物や高層
建築物の大入熱溶接時の溶接欠陥防止の観点からはでき
るだけ低い方が好ましく0.015%以下に制約され
る。Sは低温靭性から0.015%以下に限定したが、
低いほど好ましく0.010%に制約される。更には、
構造物の形状から耐ラメラーテア性が要求される場合に
は、Sは0.003%以下に管理され、CaやREMに
よるMnSの形態制御が必要となる。
【0011】C,Si,Mn,P,Sの含有量は所定の
熱処理での必要特性(強度及び低温靭性)から調質HT
590鋼の板厚を考慮して成分設計される。大型構造物
や高層建築用の極厚調質HT590鋼製造の場合には、
上記五元素の他にCu,Ni,Mo,Nb,V,Tiの
必要量を適宜決定して成分設計されるが、以下にその限
定理由を述べる。Cuは低温靭性向上のためCeq低減
を目的としてC,Si,Mnに置換して添加して強度確
保を図るために0.03%以上添加し、好ましくは0.
10%以上添加されるが、1.0%超では熱間脆性を助
長するとともに溶接性が劣化するために0.03〜1.
0%に限定され、好ましくは0.10〜1.0%に制約
される。更に、C≦0.08%の時に軟質ε−Cuの析
出による一様伸びの向上を図るためには0.60%以上
の添加が必要であるが、2.5%超では熱間脆性を助長
し等量のNi添加が必要となるとともに溶接性が劣化す
るために0.60〜2.5%に限定した。
【0012】Niは低温靭性向上のためCeq低減を目
的としてC,Si,Mnに置換して0.03%以上添加
し、強度確保を図るために0.10%以上が好ましく、
1.5%以上ではその効果が飽和するために0.03〜
1.5%に限定され、好ましくは0.10〜1.5%に
制約される。更に、C≦0.08%の時に軟質ε−Cu
の析出による一様伸びの向上を図るCuを0.60%以
上添加する場合には、Cuによる熱間脆性を防止するに
はCu添加量の少なくとも1/2以上の添加が必要とな
るために0.30%以上添加し、2.5%超ではその効
果が飽和するために0.30〜2.5%に限定した。
【0013】Moは焼入れ性向上による強度確保のため
に0.03%以上、好ましくは0.05%以上添加さ
れ、0.50%超の添加では低YR性、一様伸び確保が
困難となり、C≧0.08%の場合には0.30%超の
添加でも更に不利となるために0.03〜0.30%に
限定され、C≧0.08%の場合には0.03〜0.3
0%、好ましくは0.05〜0.30%に制約される。
【0014】Nbは強度向上及び結晶粒制御のために
0.005%以上添加されるが、0.03%超の添加は
溶接性、低温靭性、低YR性及び一様伸びが劣化するた
めに0.005〜0.03%に限定した。Vは強度向上
のために0.005%以上、好ましくは0.01%以上
添加され、0.10%超、好ましくは0.09%超の添
加では溶接性、低温靭性が劣化するために0.005〜
0.10%に限定され、0.01〜0.09%が好まし
い。
【0015】Tiは鋳片鋳造時の割れ防止、大入熱溶接
時の継手靭性向上のために0.005%以上添加される
が、0.03%超の添加は低温靭性、溶接性、低YR性
及び一様伸びの確保が困難となるために0.005〜
0.03%に限定した。TiはNに対して原子数で等量
(N×3.4)になるように添加するのが最も好まし
い。Sol.Alは脱酸上、粒度調整上0.010%以
上必要で、溶接性の観点から0.10%以下とする必要
があり、0.010〜0.10%に限定した。なお、
B,Ca,REMが添加される場合はSol.Alを
0.030%以上添加することが好ましい。
【0016】上記基本成分の鋼に他の元素(Cr,B,
Ca,REM)を強度、低温靭性、耐ラメラーテア性等
の特性向上のために一種又は二種以上複合して添加して
も本発明の効果はいささかも損なわれない。Crは焼入
れ性向上による強度確保のために0.03%以上添加さ
れ、1.0%超の添加では低YR性、一様伸びの確保が
困難となるために0.03〜1.0%に限定し、更にC
≧0.08%の場合には0.50%超の添加で更に低Y
R性、一様伸びが不利となるために0.03〜0.50
%の制約が好ましい。
【0017】Bは強度、低温靭性向上のため必要に応じ
て0.0003%以上添加され、0.0020%超、好
ましくは0.0015%超の添加では低YR性が損なわ
れるために0.0003〜0.0020%、好ましくは
0.0003〜0.0015%が好ましい。Caは低温
靭性、耐ラメラーテア性が必要な場合には0.0015
%以上添加されるが、0.008%超の添加では介在物
が増加するために0.0015〜0.0080%に制約
するのが望ましい。
【0018】REMは低温靭性、耐ラメラーテア性、大
入熱溶接時の継手靭性向上から必要に応じてCaに代わ
って0.001%以上添加され、0.0050%超の添
加では介在物が増加するために0.0050%以下に限
定し、0.001〜0.005%の制約が好ましい。
【0019】次に本発明で最も重要な技術思想であるベ
イナイトのラス界面における炭化物の大きさを限定する
理由について述べる。ベイナイトのラス界面に析出した
炭化物の大きさが1μ未満では25%以上の一様伸びを
有するHT590鋼が得られないために1μ以上に限定
する。一様伸びの観点からは炭化物の大きさの上限を制
約する必要はないが、低温靭性の観点からは20μ以下
にすることが好ましい。
【0020】次に本発明で低YR化とともに一様伸びを
向上する熱処理の限定理由について述べる。焼入れ
(Q,DQ)はHT590鋼の強度・靭性を確保するた
めに行われている一般的な焼入れでよく、その焼入れ温
度は完全なオーステナイト域から焼入れるためにQの場
合はAc以上、DQの場合はAr以上とし、950
℃超ではオーステナイト組織の粗大化による延性、低温
靭性が劣化するためにAc〜950℃(Ar〜95
0℃)に限定する。
【0021】フェライト分率の向上又は軟質ベイナイト
を助長して一様伸びを改善する二相域からの焼入れ
(L,DL)は低YR鋼の製造で一般的な二相域焼入れ
でよく、その焼入れ温度は完全に(γ+α)二相域とす
るために、Lの場合には(Ac+40℃)〜(Ac
−30℃)とし、DLの場合には板厚の1/4tにおけ
る温度が(Ar+70℃)〜(Ar−60℃)に限
定する。
【0022】焼戻し温度は、一般的には強度−靭性バラ
ンスを最適にするために決定されるが、本発明では焼入
れ(Q,DQ,L,DL)された状態では、ベイナイト
のラス界面に微細に析出している炭化物を、1μ以上に
粗大化させるために670℃以上とし、730℃超では
一様伸びは飽和してその効果が向上しない割には降伏点
・低温靭性が低下するために670℃〜730℃に限定
した。
【0023】1μ以上の炭化物がベイナイトのラス界面
に析出(凝集、粗大化)する時に安定した一様伸びが得
られる理由は、転位の移動の妨げとなるベイナイトのラ
ス界面に微細析出した炭化物が減少又は消失するととも
に、マトリクス中に過飽和に存在する固溶炭素が低減す
るとともに、ラスの転位密度も減少する結果、塑性変形
能が改善するためと考えられる。尚、焼戻し温度上昇に
伴う強度低下は成分設計で補償する必要があることは言
うまでもない。
【0024】一様伸びはJIS4号引張り試験片等で最
高荷重を超えて5%ダウンした時の(95%荷重におけ
る)伸びとする。尚、最高時荷重時の伸びを一様伸びと
定義する場合もあるが、この値は本発明の一様伸びより
概ね5%低くなる。
【0025】
【実施例】
〔実施例1〕焼入れ(Q,DQ)後焼戻しの調質熱処理
における本発明の実施例を比較例とともに表1及び表2
に示す。表1は本発明例(鋼A,B,D)及び比較例
(鋼C)の化学成分であり、鋼AとDには耐ラメラーテ
ア性向上のためCa又はREMが添加されている。鋼C
はCrとMoが本発明の成分範囲上限を超えている。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】
【0028】引張試験及び衝撃試験をともにJIS4号
試験片で行った本発明例と比較例の製造実績(t=40
〜80mm)を表2に示す。本発明例(鋼A,B,D)
では一様伸びが焼戻し温度の上昇とともに向上するが、
730℃以上では飽和してそれ以上の向上は認められな
い。又、低温靭性は焼戻し温度が730℃を超えると急
激に悪化する。
【0029】従って、一様伸びを15%以上確保する観
点から焼戻し温度は670℃以上に限定され、低温靭性
確保の観点から焼戻し温度は730℃以下に限定され
る。
【0030】一方、比較例(鋼C)では焼戻し温度が本
発明の範囲内であるにも拘らずYR及び一様伸びの特性
が本発明例に比較して劣っている。
【0031】ベイナイトのラス界面に析出した炭化物は
焼戻し温度の上昇とともに大きくなり、670℃以上で
1μ以上となり一様伸びも向上しているが、730℃超
では二相域焼戻しとなって炭化物はマトリクスに溶け込
んで1μ以下になるがフェライトの面積率が増加して一
様伸びの劣化は見掛け上少ない。尚、塑性変形能として
もう一つの重要な評価指標である降状比(YR)も最近
の厳しい要求値である80%以下を本発明例はいずれも
満足しているが、特に710℃以上の焼戻しでのYR改
善効果が著しい。
【0032】〔実施例2〕高Cu材による焼入れ(Q,
DQ)後焼戻しの調質熱処理における本発明の実施例
(鋼E)を比較のため実施例1の鋼Bとともにその製造
実績(t=80mm)を表3及び表4に示す。鋼Bに比
べ、高Cu材に本発明を適用した実施例Eは20%以上
の一様伸びとともにHT590鋼の全ての特性を満足
し、ベイナイトのラス界面に析出した炭化物の大きさも
1μ以上となっている。
【0033】
【表3】
【0034】
【表4】
【0035】〔実施例3〕二相域からの焼入れを導入す
る調質熱処理における本発明の実施例を比較例とともに
表5及び表6に示す。表5は本発明例(鋼F,G,I)
及び比較例(鋼H)の化学成分であり、鋼G,H,Iに
は耐ラメラーテア性向上のためCa又はREMが添加さ
れている。鋼HはNb,Tiが本発明の成分範囲の上限
を超えている。
【0036】表5に示す鋼をt=45〜80mmに圧延
した鋼板に本発明の調質熱処理を施し、炭化物の大きさ
とともに機械試験結果(引張試験及び衝撃試験はJIS
4号試験片)について本発明の実施例と比較例の実績を
併せて表6に示す。鋼I−2を除き、いずれの鋼も一般
のHT590鋼としては十分な強度特性、低温靭性を有
している。
【0037】
【表5】
【0038】
【表6】
【0039】本発明例(鋼F,G,I)ではベイナイト
のラス界面に析出した炭化物が大きくなるとともに一様
伸びは改善して、炭化物の大きさが1μ以上になると安
定して20%以上の一様伸びが得られる。従って、20
%以上の一様伸びを確保するためには、ベイナイトのラ
ス界面に析出した炭化物の大きさは1μ以上に限定され
る。
【0041】一方、比較例(鋼H)では1μ以上の炭化
物が析出しているにも拘らず、鋼Hは本発明の成分範囲
を超えてNb,Tiが添加されているためにアッパーベ
イナイト主体の塑性変形能、低温靭性の低い組織とな
り、YRも80%以上と高く且つ、20%以上の一様伸
びが得られていない。
【0042】ベイナイトのラス界面に析出した炭化物は
焼戻し温度の上昇とともに大きくなり、670℃を超す
と1μ以上の炭化物が得られるが、730℃超では焼戻
し温度が二相域となって粗大化した炭化物はオーステナ
イトに溶体化して、焼入れられるために再び炭化物の大
きさは1μ未満となる。従って、本発明の1μ以上の炭
化物を確保するためには焼戻し温度は670℃以上で7
30℃以下に限定される。
【0043】一様伸びは焼戻し温度の上昇とともに向上
するが、二相域熱処理となる730℃超では一様伸びは
再び低下している。又、焼戻し温度が730℃を超える
と二相域熱処理となって鋼、I−2のように低温靭性は
劣化し、低YR化しすぎる結果HT590鋼の降伏点に
不足する。従って、一様伸びを20%以上確保する観点
から焼戻し温度は670℃以上で730℃以下に限定さ
れる。
【0044】尚、塑性変形能としてもう一つの重要な評
価指標である降伏比(YR)も最近の厳しい要求値であ
る80%以下を本発明例はいずれも満足しているが、鋼
I−2を除く比較例ではYRは80%以下になっていな
い。即ち、従来の低YR化技術では低YR化は達成して
も必ずしも一様伸びの十分な向上に結び付かなかった
が、本発明の一様伸び向上技術では一様伸びの向上が低
YR化をも容易に達成している。
【0045】〔実施例4〕高Cu材による二相域からの
焼入れを導入する調質熱処理における本発明の実施例を
比較のため実施例3の鋼Gとともに表7及び表8に示
す。表7は本発明例(鋼J,K,L)及び鋼Gの化学成
分であり、鋼G,Lには耐ラメラーテア性向上のためC
a又はREMが添加されている。
【0046】
【表7】
【0047】
【表8】
【0048】表7に示す鋼をt=45〜80mmに圧延
した鋼板に本発明の調質熱処理を施し、炭化物の大きさ
とともに機械試験結果(引張試験及び衝撃試験はJIS
4号試験片)について鋼Gの実績(t=80mm)を併
せて表8に示す。鋼L−2を除き、いずれの鋼も一般の
HT590鋼としては十分な強度特性、低温靭性を有し
ている。
【0049】本発明例(鋼J,K,L)ではベイナイト
のラス界面に析出した炭化物が大きくなるとともに一様
伸びは改善して、炭化物の大きさが1μ以上になると安
定して25%以上の一様伸びが得られる。従って、25
%以上の一様伸びを確保するためには、ベイナイトのラ
ス界面に析出した炭化物の大きさは1μ以上に限定され
る。鋼J−1及び鋼K−1のベイナイトのラス界面に析
出した炭化物の透過電子顕微鏡写真を図1に示す。一
方、鋼Gでは1μ以上の炭化物が析出しているにも拘ら
ず、低C化による軟質ベイナイトの生成と軟質ε−Cu
の析出が不十分で、25%以上の一様伸びが得られてい
ない。
【0050】ベイナイトのラス界面に析出した炭化物は
焼戻し温度の上昇とともに大きくなり、670℃を超す
と1μ以上の炭化物が得られるが、730℃超では焼戻
し温度が二相域となって粗大化した炭化物はオーステナ
イトに溶体化して、焼入れられるために再び炭化物の大
きさは1μ未満となる。従って、本発明の1μ以上の炭
化物を確保するためには焼戻し温度は670℃以上で7
30℃以下に限定される。
【0051】一様伸びは焼戻し温度の上昇とともに向上
するが、二相域熱処理となる730℃超では一様伸びは
再び低下している。又、焼戻し温度が730℃を超える
と二相域熱処理となって、鋼L−2のように低温靭性は
劣化し、低YR化しすぎる結果HT590鋼の降伏点に
不足する。従って、一様伸びを25%以上確保する観点
から焼戻し温度は670℃以上で730℃以下に限定さ
れる。
【0052】尚、塑性変形能としてもう一つの重要な評
価指標である降伏比(YR)も最近の厳しい要求値であ
る80%以下を本発明例はいずれも満足しているが、比
較例ではYRは80%以下になっても一様伸びは25%
以上になっていない。即ち、従来の低YR化技術では低
YR化は達成しても必ずしも一様伸びの十分な向上に結
び付かなかったが、本発明の一様伸び向上技術では一様
伸びの向上が低YR化をも容易に達成している。
【0053】
【発明の効果】本発明鋼はベイナイトのラス界面に析出
した炭化物を1μ以上に限定することにより、又は調質
熱処理における焼戻し温度を従来一般的な温度以上の高
温に特定するとともに、低C−高Cu化による軟質ベイ
ナイトの生成と軟質ε−Cuの析出により、調質HT5
90鋼の一様伸びを一層改善可能ならしめた。更に、塑
性変形能の二大要素である低YR化とともに、一様伸び
の高い調質HT590鋼及びその製造方法をも提供する
ものである。これにより、大型構造物の安全設計を施工
面だけでなく鋼材面からも可能とするばかりでなく、三
段熱処理に代わる高い一様伸びを有する調質HT590
鋼の合理的な製造をも可能とするものである。従って、
本発明により産業界が享受可能な安全設計と経済設計の
両立はもとより工期的、経済的利益は多大なものがある
ものと思料される。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明鋼(鋼J−1)、(b)は本発
明鋼(鋼K−1)の顕微鏡写真である。
フロントページの続き (72)発明者 川島 善樹果 大分市大字西ノ洲1番地 新日本製鐵株式 会社大分製鐵所内

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で C :0.03〜0.20%、 Si:0.03〜0.60%、 Mn:0.80〜2.0%、 P :0.025%以下、 S :0.015%以下、 Cu:0.03〜1.0%、 Ni:0.03〜1.5%、 Mo:0.03〜0.30%、 Nb:0.005〜0.03%、 V:0.005〜0.10%、 Ti:0.005〜0.03%、 Sol.Al:0.010〜0.10% 残部鉄及び不可避的不純物からなり、ベイナイトのラス
    界面に1μ以上の炭化物を有し、15%以上の一様伸び
    を有することを特徴とする一様伸びに優れた調質HT5
    90鋼。
  2. 【請求項2】 重量%で C :0.02〜0.08%、 Si:0.10〜0.60%、 Mn:0.80〜2.0%、 P :0.015%以下、 S :0.010%以下、 Cu:0.60〜2.5%、 Ni:0.30〜2.5%、 Mo:0.03〜0.50%、 Nb:0.005〜0.03%、 V :0.005〜0.10%、 Ti:0.005〜0.03%、 Sol.Al:0.010〜0.10% 残部鉄及び不可避的不純物からなり、ベイナイトのラス
    界面に1μ以上の炭化物を有し、20%以上の一様伸び
    を有することを特徴とする一様伸びに優れた調質HT5
    90鋼。
  3. 【請求項3】 重量%で Cr:0.03〜1.0%、 B :0.0003〜0.0020%、 Ca:0.0015〜0.0080%、 REM:0.001〜0.005% を一種又は二種以上を鋳片に含有せしめたことを特徴と
    する請求項1又は2記載の一様伸びに優れた調質HT5
    90鋼。
  4. 【請求項4】 重量%で C :0.03〜0.20%、 Si:0.05〜0.60%、 Mn:0.80〜2.00%、 P :0.025%以下、 S :0.015%以下、 Cu:0.10〜1.0%、 Ni:0.10〜1.5%、 Mo:0.05〜0.30%、 Nb:0.005〜0.03%、 V :0.01〜0.09%、 Ti:0.005〜0.03%、 Sol.Al:0.010〜0.10% 残部鉄及び不可避的不純物からなる鋳片を鋳造後直ちに
    又はAc点以上に再加熱後厚板圧延に引き続いて、焼
    入れ焼戻しの調質熱処理を行うに際して、焼戻し温度を
    670℃以上で730℃以下とし、15%以上の一様伸
    びを与えることを特徴とする調質HT590鋼の製造方
    法。
  5. 【請求項5】 重量%で Cr:0.03〜0.50%、 B :0.003〜0.0015%、 Ca:0.0015〜0.0080%、 REM:0.001〜0.0050% を一種又は二種以上を鋳片に含有せしめ、15%以上の
    一様伸びを与えることを特徴とする請求項4記載の調質
    HT590鋼の製造方法。
  6. 【請求項6】 重量%で C :0.03〜0.20%、 Si:0.03〜0.60%、 Mn:0.80〜2.0%、 P :0.025%以下、 S :0.015%以下、 Cu:0.03〜1.0%、 Ni:0.03〜1.5%、 Mo:0.03〜0.30%、 Nb:0.005〜0.03%、 V :0.005〜0.10%、 Ti:0.005〜0.03%、 Sol.Al:0.010〜0.10% 残部鉄及び不可避的不純物からなる鋳片を鋳造後直ちに
    又はAc点以上に再加熱後厚板圧延に引き続く二相域
    からの直接焼入れ、焼戻しの調質熱処理、又は厚板圧延
    に引き続く直接焼入れ、二相域からの焼入れ、焼戻しの
    調質熱処理、又は厚板圧延終了後の焼入れ、二相域から
    の焼入れ、焼戻しの調質熱処理を行うに際して、焼戻し
    温度を670℃以上で730℃以下とし、20%以上の
    一様伸びを与えることを特徴とする調質HT590鋼の
    製造方法。
  7. 【請求項7】 重量%で Cr:0.03〜0.50%、 B :0.0003〜0.0020%、 Ca:0.0015〜0.0080%、 REM:0.001〜0.005% を一種又は二種以上を鋳片に含有せしめ、20%以上の
    一様伸びを与えることを特徴とする請求項6記載の調質
    HT590鋼の製造方法。
  8. 【請求項8】 重量%で C :0.02〜0.08%、 Si:0.10〜0.60%、 Mn:0.80〜2.0%、 P :0.015%以下、 S :0.010%以下、 Cu:0.60〜2.5%、 Ni:0.30〜2.5%、 Mo:0.03〜0.50%、 Nb:0.005〜0.03%、 V :0.005〜0.10%、 Ti:0.005〜0.03%、 Sol.Al:0.010〜0.10% 残部鉄及び不可避的不純物からなる鋳片を鋳造後直ちに
    又はAc点以上に再加熱後厚板圧延に引き続いて、焼
    入れ焼戻しの調質熱処理を行うに際して、焼戻し温度を
    670℃以上で730℃以下とし、20%以上の一様伸
    びを与えることを特徴とする調質HT590鋼の製造方
    法。
  9. 【請求項9】 重量%で C :0.02〜0.08%、 Si:0.10〜0.60%、 Mn:0.80〜2.0%、 P :0.015%以下、 S :0.010%以下、 Cu:0.60〜2.5%、 Ni:0.30〜2.5%、 Mo:0.03〜0.50%、 Nb:0.005〜0.03%、 V :0.005〜0.10%、 Ti:0.005〜0.03%、 Sol.Al:0.010〜0.10% 残部鉄及び不可避的不純物からなる鋳片を鋳造後直ちに
    又はAc点以上に再加熱後厚板圧延に引き続く二相域
    からの直接焼入れ、焼戻しの調質熱処理、又は厚板圧延
    に引き続く直接焼入れ、二相域からの焼入れ、焼戻しの
    調質熱処理、又は厚板圧延終了後の焼入れ、二相域から
    の焼入れ、焼戻しの調質熱処理を行うに際して、焼戻し
    温度を670℃以上で730℃以下とし、25%以上の
    一様伸びを与えることを特徴とする調質HT590鋼の
    製造方法。
  10. 【請求項10】 重量%で Cr:0.03〜1.0%、 B :0.0003〜0.0020%、 Ca:0.0015〜0.0080%、 REM:0.001〜0.005% を一種又は二種以上を鋳片に含有せしめたことを特徴と
    する請求項8又は9のいずれかに記載の調質HT590
    鋼の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1062027C (zh) * 1997-11-24 2001-02-14 武汉钢铁(集团)公司 铜硼系低碳及超低碳贝氏体高强钢
JP2007241119A (ja) * 2006-03-10 2007-09-20 Fuji Xerox Co Ltd 定着ローラ、定着装置、及び定着ローラの製造方法
CN111155029A (zh) * 2019-12-27 2020-05-15 广西南宁三正工程材料有限公司 一种高强度钢材以及利用钢材制备网片的方法

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