JPH09143555A - 靭性の優れた高張力厚鋼板の製造方法 - Google Patents
靭性の優れた高張力厚鋼板の製造方法Info
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- JPH09143555A JPH09143555A JP31060195A JP31060195A JPH09143555A JP H09143555 A JPH09143555 A JP H09143555A JP 31060195 A JP31060195 A JP 31060195A JP 31060195 A JP31060195 A JP 31060195A JP H09143555 A JPH09143555 A JP H09143555A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】表層部および中心部ともに優れた強度靭性バラ
ンスを有する高張力厚鋼板の製造方法の提供。 【解決手段】（１）重量％で、Ｃ：０．０２〜０．１５
％、Ｍｎ：０．４〜１．５％、Ｎｂ：０．００５〜０．
０５％、残部が所定の任意元素および実質Ｆｅの厚鋼板
をＡｃ3 以上に加熱する際、Ａｃ1 〜Ａｃ3 を、厚鋼板
の上下面の表層部とも４℃／ｓ以上で加熱した後、その
厚鋼板をＡｃ3 点以上から表層部１０℃／ｓ以上にて表
層部温度２００℃以下にまで焼入れし、Ａｃ1 未満で焼
戻す厚鋼板の製造方法。 （２）前記（１）の組成の厚鋼板中間製品をＡｃ1 以下
で圧延を行い最終板厚の厚鋼板とした後、Ａｃ3 以上に
加熱する際、Ａｃ1 〜Ａｃ3 を、上下面の表層部とも４
℃／ｓ以上で加熱した後、Ａｃ3 以上から、表層部１０
℃／ｓ以上にて表層部温度２００℃以下にまで焼入れ
し、Ａｃ1 未満で焼戻す厚鋼板の製造方法。
ンスを有する高張力厚鋼板の製造方法の提供。 【解決手段】（１）重量％で、Ｃ：０．０２〜０．１５
％、Ｍｎ：０．４〜１．５％、Ｎｂ：０．００５〜０．
０５％、残部が所定の任意元素および実質Ｆｅの厚鋼板
をＡｃ3 以上に加熱する際、Ａｃ1 〜Ａｃ3 を、厚鋼板
の上下面の表層部とも４℃／ｓ以上で加熱した後、その
厚鋼板をＡｃ3 点以上から表層部１０℃／ｓ以上にて表
層部温度２００℃以下にまで焼入れし、Ａｃ1 未満で焼
戻す厚鋼板の製造方法。 （２）前記（１）の組成の厚鋼板中間製品をＡｃ1 以下
で圧延を行い最終板厚の厚鋼板とした後、Ａｃ3 以上に
加熱する際、Ａｃ1 〜Ａｃ3 を、上下面の表層部とも４
℃／ｓ以上で加熱した後、Ａｃ3 以上から、表層部１０
℃／ｓ以上にて表層部温度２００℃以下にまで焼入れ
し、Ａｃ1 未満で焼戻す厚鋼板の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、海洋構造物、タン
ク、ペンストック等の鋼構造物に使用され、これら鋼構
造物の安全性を高める、表層部から中心部にわたって靭
性の優れた高張力厚鋼板の製造方法に関するものであ
る。
ク、ペンストック等の鋼構造物に使用され、これら鋼構
造物の安全性を高める、表層部から中心部にわたって靭
性の優れた高張力厚鋼板の製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、溶接鋼構造物の大型化はますます
著しく、これら構造物に使用される厚鋼板に対して、よ
り一層の高強度化および厚肉化の要求がなされている。
例えば、板厚５０ｍｍを超えるような引張強さ７８０Ｍ
Ｐａ級および９５０ＭＰａ級厚鋼板の要求である。この
ような厚肉鋼板では、板厚中心部まで焼きを入れ、強度
および靭性を板厚中心部で良好なものとしなければなら
ない。しかし、厚肉鋼板であるため中心部と表層部とで
焼入れ冷却速度に大きな差があり、中心部の靭性を良好
にしようとすると表層部では焼きが入り過ぎ、表層部の
靭性が中心部に比較して著しく劣化する事態を生じる。
このため、板厚５０ｍｍを超えるような７８０ＭＰａ級
および９５０ＭＰａ級の厚肉鋼板では、板厚方向全域に
わたって優れた強度靭性バランスを得ることは容易では
ない。
著しく、これら構造物に使用される厚鋼板に対して、よ
り一層の高強度化および厚肉化の要求がなされている。
例えば、板厚５０ｍｍを超えるような引張強さ７８０Ｍ
Ｐａ級および９５０ＭＰａ級厚鋼板の要求である。この
ような厚肉鋼板では、板厚中心部まで焼きを入れ、強度
および靭性を板厚中心部で良好なものとしなければなら
ない。しかし、厚肉鋼板であるため中心部と表層部とで
焼入れ冷却速度に大きな差があり、中心部の靭性を良好
にしようとすると表層部では焼きが入り過ぎ、表層部の
靭性が中心部に比較して著しく劣化する事態を生じる。
このため、板厚５０ｍｍを超えるような７８０ＭＰａ級
および９５０ＭＰａ級の厚肉鋼板では、板厚方向全域に
わたって優れた強度靭性バランスを得ることは容易では
ない。
【０００３】ここで、「焼きが入り過ぎる」とは、ほぼ
１００％のマルテンサイト組織になることをいう。厚肉
鋼板の中心部の「靭性の良好な焼入れ組織」とは、マル
テンサイトとベイナイトの混合組織をいう。
１００％のマルテンサイト組織になることをいう。厚肉
鋼板の中心部の「靭性の良好な焼入れ組織」とは、マル
テンサイトとベイナイトの混合組織をいう。
【０００４】上記した課題を解決するために、２回焼入
れ法が提案されてきた（特開平２−１４１５２８号公
報、特開平２−１３３５２１号公報など）。この方法で
は、最終焼入れ前のオーステナイト粒径を細粒にし、焼
入れ後に微細なマルテンサイト組織を得る工夫がなされ
ている。最終焼入れ前に所望の微細オーステナイト粒を
得るために、Ｎｂ添加によって最終焼入れ加熱時のオー
ステナイト粒の粗大化を抑制すると同時に、最終焼入れ
前に一旦焼入れ処理を施して最終焼入れ前の組織の微細
化を図っている。しかしながら、これらの最終焼入れ前
の加熱はいずれも通常の方法で行っているため、オース
テナイト粒径は板厚方向にわたってほぼ均一となり、靭
性は板厚方向全域にわたって限られた値だけ等しく改善
するだけである。したがって冷却速度の差に起因した表
層部での低い靭性を問題ないレベルにまで改善するもの
ではなかった。
れ法が提案されてきた（特開平２−１４１５２８号公
報、特開平２−１３３５２１号公報など）。この方法で
は、最終焼入れ前のオーステナイト粒径を細粒にし、焼
入れ後に微細なマルテンサイト組織を得る工夫がなされ
ている。最終焼入れ前に所望の微細オーステナイト粒を
得るために、Ｎｂ添加によって最終焼入れ加熱時のオー
ステナイト粒の粗大化を抑制すると同時に、最終焼入れ
前に一旦焼入れ処理を施して最終焼入れ前の組織の微細
化を図っている。しかしながら、これらの最終焼入れ前
の加熱はいずれも通常の方法で行っているため、オース
テナイト粒径は板厚方向にわたってほぼ均一となり、靭
性は板厚方向全域にわたって限られた値だけ等しく改善
するだけである。したがって冷却速度の差に起因した表
層部での低い靭性を問題ないレベルにまで改善するもの
ではなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明方法は、焼入れ
前の高張力厚鋼板の表層部のオーステナイト粒径を中心
部近傍に比較して特に微細にすることにより、焼入れ後
の製品厚鋼板において表層部から中心部にわたって優れ
た強度靭性バランスを得ることを目的とする。
前の高張力厚鋼板の表層部のオーステナイト粒径を中心
部近傍に比較して特に微細にすることにより、焼入れ後
の製品厚鋼板において表層部から中心部にわたって優れ
た強度靭性バランスを得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、厚鋼板の
表層部が焼きが入り過ぎた組織となっても靭性劣化が問
題とならない程度まで微細化する製造方法について研究
を重ねた。その結果、厚鋼板を焼入れのために加熱する
際、Ａｃ1 点〜Ａｃ3 点の温度域を上下両面の表層部と
もに、４℃／ｓ以上の昇温速度で加熱することにより、
通常の加熱の場合よりも中心部近傍に比較して表層部が
特に微細なオーステナイト粒となり、焼きが入り過ぎた
組織となっても靭性が良好となることを確認した。板厚
方向の靭性は連続的に変化するので、板厚中心部と表層
部の靭性が良好であれば、その中間の位置の靭性は多少
の数値の変化はあっても、良好な範囲を逸脱して大きく
劣化することはない。
表層部が焼きが入り過ぎた組織となっても靭性劣化が問
題とならない程度まで微細化する製造方法について研究
を重ねた。その結果、厚鋼板を焼入れのために加熱する
際、Ａｃ1 点〜Ａｃ3 点の温度域を上下両面の表層部と
もに、４℃／ｓ以上の昇温速度で加熱することにより、
通常の加熱の場合よりも中心部近傍に比較して表層部が
特に微細なオーステナイト粒となり、焼きが入り過ぎた
組織となっても靭性が良好となることを確認した。板厚
方向の靭性は連続的に変化するので、板厚中心部と表層
部の靭性が良好であれば、その中間の位置の靭性は多少
の数値の変化はあっても、良好な範囲を逸脱して大きく
劣化することはない。
【０００７】オーステナイト粒径が微細になればマルテ
ンサイトが発生する粒界の比率が高くなるので、１００
％マルテンサイト組織になっても粒界から独立別個に変
態するマルテンサイトが入り組んで互いに分断される結
果、束になって変態する同じ結晶方位のマルテンサイト
の単位は小さくなる。この結晶方位の揃ったマルテンサ
イトの単位の境界は、亀裂の伝播を阻止する作用をもつ
ので、このような単位を小さくすることは、ただちに靭
性の改善をもたらす。マルテンサイトとベイナイトの混
合組織の場合は、変態温度の異なる両組織が互いに入り
組んで分断することによりこのような結晶方位を同じく
するマルテンサイトあるいはベイナイトの単位の微細化
が実現される。
ンサイトが発生する粒界の比率が高くなるので、１００
％マルテンサイト組織になっても粒界から独立別個に変
態するマルテンサイトが入り組んで互いに分断される結
果、束になって変態する同じ結晶方位のマルテンサイト
の単位は小さくなる。この結晶方位の揃ったマルテンサ
イトの単位の境界は、亀裂の伝播を阻止する作用をもつ
ので、このような単位を小さくすることは、ただちに靭
性の改善をもたらす。マルテンサイトとベイナイトの混
合組織の場合は、変態温度の異なる両組織が互いに入り
組んで分断することによりこのような結晶方位を同じく
するマルテンサイトあるいはベイナイトの単位の微細化
が実現される。
【０００８】また、焼入れのための加熱を行う際にＡｃ
1 点以下の温度域で１０％以上の加工度の圧延を付与し
た後、上記した急速加熱を行うことによって、表層部に
さらに微細なオーステナイト粒が得られることも確認し
た。
1 点以下の温度域で１０％以上の加工度の圧延を付与し
た後、上記した急速加熱を行うことによって、表層部に
さらに微細なオーステナイト粒が得られることも確認し
た。
【０００９】本発明方法は、上記した熱処理あるいは加
工熱処理方法と厚鋼板の中心部まで適切に焼きが入る化
学組成とを組み合わせることによって完成された。
工熱処理方法と厚鋼板の中心部まで適切に焼きが入る化
学組成とを組み合わせることによって完成された。
【００１０】本発明は、下記の化学組成と、熱処理法ま
たは加工熱処理法との組み合わせからなる高張力鋼板の
製造方法をその要旨とする。
たは加工熱処理法との組み合わせからなる高張力鋼板の
製造方法をその要旨とする。
【００１１】（１）重量％で、Ｃ：０．０２〜０．１５
％、Ｓｉ：０．３％以下、Ｍｎ：０．４〜１．５％、Ｃ
ｕ：０．６％以下、Ｎｉ：６％以下、Ｃｒ：０．８％以
下、Ｍｏ：０．８％以下、Ｎｂ：０．００５〜０．０５
％、Ｖ：０．１％以下、Ｂ：０．００２５％以下、Ｔ
ｉ：０．０３％以下、ｓｏｌＡｌ：０．０８％以下およ
びＮ：０．００６％以下を含み、残部がＦｅおよび不可
避的不純物からなる組成の厚鋼板をＡｃ3 点以上に加熱
する際、Ａｃ1 点〜Ａｃ3 点の温度域を、厚鋼板の上下
面の表層部とも４℃／ｓ以上の昇温速度で加熱した後、
その厚鋼板を、Ａｃ3 点以上から表層部の冷却速度１０
℃／ｓ以上にて表層部温度２００℃以下にまで焼入れ
し、Ａｃ1 点未満の温度で焼戻すことを特徴とする上下
面の表層部および中心部ともに靭性の優れた高張力厚鋼
板の製造方法。
％、Ｓｉ：０．３％以下、Ｍｎ：０．４〜１．５％、Ｃ
ｕ：０．６％以下、Ｎｉ：６％以下、Ｃｒ：０．８％以
下、Ｍｏ：０．８％以下、Ｎｂ：０．００５〜０．０５
％、Ｖ：０．１％以下、Ｂ：０．００２５％以下、Ｔ
ｉ：０．０３％以下、ｓｏｌＡｌ：０．０８％以下およ
びＮ：０．００６％以下を含み、残部がＦｅおよび不可
避的不純物からなる組成の厚鋼板をＡｃ3 点以上に加熱
する際、Ａｃ1 点〜Ａｃ3 点の温度域を、厚鋼板の上下
面の表層部とも４℃／ｓ以上の昇温速度で加熱した後、
その厚鋼板を、Ａｃ3 点以上から表層部の冷却速度１０
℃／ｓ以上にて表層部温度２００℃以下にまで焼入れ
し、Ａｃ1 点未満の温度で焼戻すことを特徴とする上下
面の表層部および中心部ともに靭性の優れた高張力厚鋼
板の製造方法。
【００１２】（２）前記（１）に記載した化学組成を有
する厚鋼板中間製品をＡｃ1 点以下の温度域で圧延を行
い最終板厚の厚鋼板とした後、Ａｃ3 点以上に加熱する
際、Ａｃ1 点〜Ａｃ3 点の温度域を、その厚鋼板の上下
面の表層部とも４℃／ｓ以上の昇温速度で加熱した後、
Ａｃ3 点以上から、表層部の冷却速度１０℃／ｓ以上に
て表層部温度２００℃以下にまで焼入れし、Ａｃ1 点未
満の温度で焼戻すことを特徴とする上下面の表層部およ
び中心部ともに靭性の優れた高張力厚鋼板の製造方法。
する厚鋼板中間製品をＡｃ1 点以下の温度域で圧延を行
い最終板厚の厚鋼板とした後、Ａｃ3 点以上に加熱する
際、Ａｃ1 点〜Ａｃ3 点の温度域を、その厚鋼板の上下
面の表層部とも４℃／ｓ以上の昇温速度で加熱した後、
Ａｃ3 点以上から、表層部の冷却速度１０℃／ｓ以上に
て表層部温度２００℃以下にまで焼入れし、Ａｃ1 点未
満の温度で焼戻すことを特徴とする上下面の表層部およ
び中心部ともに靭性の優れた高張力厚鋼板の製造方法。
【００１３】ここで「表層部」とは、表面から板厚の１
０％程度内部に入った位置近傍までをいい、最小限は
〔（表面）〜（表面から板厚の５％内部に入った位置ま
で）〕の部分、最大限は〔（表面）〜（表面から板厚の
２５％内部へ入った位置まで）〕の部分をいう。
０％程度内部に入った位置近傍までをいい、最小限は
〔（表面）〜（表面から板厚の５％内部に入った位置ま
で）〕の部分、最大限は〔（表面）〜（表面から板厚の
２５％内部へ入った位置まで）〕の部分をいう。
【００１４】また、「Ａｃ1 点〜Ａｃ3 点」とは、Ａｃ
1 点以上Ａｃ3 点以下をいう。「厚鋼板」と「厚肉鋼
板」とは、とくに区別せずに用いるが、厚いことを強調
する場合には「厚肉鋼板」を用いる。
1 点以上Ａｃ3 点以下をいう。「厚鋼板」と「厚肉鋼
板」とは、とくに区別せずに用いるが、厚いことを強調
する場合には「厚肉鋼板」を用いる。
【００１５】
１．化学組成 化学組成は板厚中心部まで焼きが適切に入ること、およ
び靭性を害する元素を極力低くすることを基準に設定す
る。
び靭性を害する元素を極力低くすることを基準に設定す
る。
【００１６】Ｃ：Ｃは強度上昇に有効であり、そのため
には０．０２％以上が必要である。しかし、０．１５％
を超えると鋼の靭性が劣化するので０．１５％以下とす
る。
には０．０２％以上が必要である。しかし、０．１５％
を超えると鋼の靭性が劣化するので０．１５％以下とす
る。
【００１７】Ｓｉ：Ｓｉは添加しなくてもよい。しか
し、Ｓｉを添加しない場合は脱酸時にＡｌの損失が多く
なる場合があるので、通常の脱酸を行って残存する程度
のＳｉ量、すなわち０．０１％程度以上とすることが望
ましい。しかし、含有量が０．３％を超えると溶接熱影
響部の靭性を低下させるので、添加するとしても０．３
％以下とする。
し、Ｓｉを添加しない場合は脱酸時にＡｌの損失が多く
なる場合があるので、通常の脱酸を行って残存する程度
のＳｉ量、すなわち０．０１％程度以上とすることが望
ましい。しかし、含有量が０．３％を超えると溶接熱影
響部の靭性を低下させるので、添加するとしても０．３
％以下とする。
【００１８】Ｍｎ：Ｍｎは強度上昇および焼入性の向上
に有効である。厚肉高張力鋼板の中心部で優れた強度靭
性バランスとするには０．４％以上としなければならな
い。しかし、１．５％を超えると靭性が劣化するため、
０．４〜１．５％とする。
に有効である。厚肉高張力鋼板の中心部で優れた強度靭
性バランスとするには０．４％以上としなければならな
い。しかし、１．５％を超えると靭性が劣化するため、
０．４〜１．５％とする。
【００１９】Ｃｕ：Ｃｕは添加しなくてもよい。Ｃｕは
靭性をあまり劣化させずに強度を上昇させるので必要に
応じて添加する。ただし、Ｃｕ含有量が０．６％を超え
ると熱間圧延時に表面に亀甲状の割れを発生させるの
で、添加する場合でも０．６％以下とする。亀甲割れを
抑制し、靭性劣化も生じずに強度を向上させるためには
０．２〜０．４％とするのが望ましい。
靭性をあまり劣化させずに強度を上昇させるので必要に
応じて添加する。ただし、Ｃｕ含有量が０．６％を超え
ると熱間圧延時に表面に亀甲状の割れを発生させるの
で、添加する場合でも０．６％以下とする。亀甲割れを
抑制し、靭性劣化も生じずに強度を向上させるためには
０．２〜０．４％とするのが望ましい。
【００２０】Ｎｉ：Ｎｉは添加しなくてもよい。Ｎｉの
添加は大きなコストアップを伴うが、Ｎｉは地鉄の靭性
を改善し、かつ焼入性も向上させ厚肉鋼板の中心部で靭
性に好ましい組織を得られるので、靭性を一層向上させ
る場合には添加する。しかし、６％を超えても合金コス
トに見合う靭性改善が得られないので６％以下とする。
添加は大きなコストアップを伴うが、Ｎｉは地鉄の靭性
を改善し、かつ焼入性も向上させ厚肉鋼板の中心部で靭
性に好ましい組織を得られるので、靭性を一層向上させ
る場合には添加する。しかし、６％を超えても合金コス
トに見合う靭性改善が得られないので６％以下とする。
【００２１】Ｃｒ：Ｃｒは添加しなくてもよい。しか
し、Ｃｒは焼入性の向上を通じて強度を高めるのに有効
なので必要に応じて添加する。しかし０．８％を超える
と靭性が劣化するので、添加する場合でも０．８％以下
とする。強度靭性バランスをほど良く向上させるには、
０．３〜０．７％とするのが望ましい。
し、Ｃｒは焼入性の向上を通じて強度を高めるのに有効
なので必要に応じて添加する。しかし０．８％を超える
と靭性が劣化するので、添加する場合でも０．８％以下
とする。強度靭性バランスをほど良く向上させるには、
０．３〜０．７％とするのが望ましい。
【００２２】Ｍｏ：Ｍｏは添加しなくてもよい。Ｍｏ添
加は大きなコストアップを伴うが、Ｍｏは焼入性の向上
を通じて強度向上に寄与するので必要に応じて添加す
る。しかし０．８％を超えると靭性が劣化するため、添
加する場合でも０．８％以下とする。
加は大きなコストアップを伴うが、Ｍｏは焼入性の向上
を通じて強度向上に寄与するので必要に応じて添加す
る。しかし０．８％を超えると靭性が劣化するため、添
加する場合でも０．８％以下とする。
【００２３】強度靭性バランスをさらに向上させるに
は、０．３〜０．７％とするのが望ましい。
は、０．３〜０．７％とするのが望ましい。
【００２４】Ｎｂ：Ｎｂは結晶粒の微細化および強度上
昇に有効である。０．００５％未満ではそのような効果
が得られず、また、０．０５％を超えると靭性が劣化
し、かつ連続鋳造スラブのひび割れを助長するので、
０．００５〜０．０５％とする。
昇に有効である。０．００５％未満ではそのような効果
が得られず、また、０．０５％を超えると靭性が劣化
し、かつ連続鋳造スラブのひび割れを助長するので、
０．００５〜０．０５％とする。
【００２５】Ｖ：Ｖは添加しなくてもよい。しかし、Ｖ
は強度上昇に有効であるので必要に応じて添加する。た
だし、Ｖの含有量が０．１％を超えると靭性が大きく劣
化するので、添加する場合でも０．１％以下とする。
は強度上昇に有効であるので必要に応じて添加する。た
だし、Ｖの含有量が０．１％を超えると靭性が大きく劣
化するので、添加する場合でも０．１％以下とする。
【００２６】Ｂ：Ｂは添加しなくてもよい。しかし、Ｂ
は微量で焼入性を向上させるので、厚肉鋼板の中心部ま
で焼きを入れる場合には添加する。しかし、０．００２
５％を超えると靭性が劣化するので、添加することがあ
っても０．００２５％以下とする。靭性劣化の危険がな
く安定して焼入性を向上させるには、０．０００３〜
０．００２％とするのが望ましい。
は微量で焼入性を向上させるので、厚肉鋼板の中心部ま
で焼きを入れる場合には添加する。しかし、０．００２
５％を超えると靭性が劣化するので、添加することがあ
っても０．００２５％以下とする。靭性劣化の危険がな
く安定して焼入性を向上させるには、０．０００３〜
０．００２％とするのが望ましい。
【００２７】Ｔｉ：Ｔｉは添加しなくてもよい。Ｔｉは
厚板圧延前のスラブ加熱時のオーステナイト粒の微細化
およびＮｂ添加に伴う連続鋳造スラブ表面のひび割れ抑
制に有効な場合がある。したがって、ひび割れを抑制す
る場合には添加する。しかし、０．０３％を超えると著
しく靭性が劣化するので、添加する場合でも０．０３％
以下とする。結晶粒の微細化および連続鋳造スラブのひ
び割れを防止して、靭性劣化をきたさないためには、
０．００５〜０．０２５％とすることが望ましい。
厚板圧延前のスラブ加熱時のオーステナイト粒の微細化
およびＮｂ添加に伴う連続鋳造スラブ表面のひび割れ抑
制に有効な場合がある。したがって、ひび割れを抑制す
る場合には添加する。しかし、０．０３％を超えると著
しく靭性が劣化するので、添加する場合でも０．０３％
以下とする。結晶粒の微細化および連続鋳造スラブのひ
び割れを防止して、靭性劣化をきたさないためには、
０．００５〜０．０２５％とすることが望ましい。
【００２８】ｓｏｌＡｌ（酸可溶Ａｌ）：Ａｌは製鋼段
階で脱酸のために溶鋼中に添加するが、連続鋳造スラブ
等に凝固した段階で、ｓｏｌＡｌ（酸可溶Ａｌ＝酸化物
以外のＡｌ）はゼロでもよい。しかし、ｓｏｌＡｌはＮ
と結合してＡｌＮを析出し、オーステナイト結晶粒の微
細化に有効に作用する。したがって、ＡｌＮの効果を活
用できる場合は添加する。
階で脱酸のために溶鋼中に添加するが、連続鋳造スラブ
等に凝固した段階で、ｓｏｌＡｌ（酸可溶Ａｌ＝酸化物
以外のＡｌ）はゼロでもよい。しかし、ｓｏｌＡｌはＮ
と結合してＡｌＮを析出し、オーステナイト結晶粒の微
細化に有効に作用する。したがって、ＡｌＮの効果を活
用できる場合は添加する。
【００２９】しかし、０．０８％を超えるとかえって靭
性を劣化させるので、添加するにしても０．０８％以下
とする。脱酸の作業を容易にしかつ靭性を劣化させない
ためには０．００１〜０．０３％とするのが望ましい。
性を劣化させるので、添加するにしても０．０８％以下
とする。脱酸の作業を容易にしかつ靭性を劣化させない
ためには０．００１〜０．０３％とするのが望ましい。
【００３０】Ｎ：Ｎは、鋼中に固溶状態で存在すると靭
性を劣化させるので０．００６％以下としなければなら
ない。しかし、ＴｉやＡｌと結合して窒化物を形成し、
溶接熱影響部あるいは母材の結晶粒を微細化して靭性を
向上させるので、この効果を期待する場合には０．００
１５％以上含有させることが望ましい。
性を劣化させるので０．００６％以下としなければなら
ない。しかし、ＴｉやＡｌと結合して窒化物を形成し、
溶接熱影響部あるいは母材の結晶粒を微細化して靭性を
向上させるので、この効果を期待する場合には０．００
１５％以上含有させることが望ましい。
【００３１】２．熱処理および圧延条件 厚鋼板の表層部の焼きの入り過ぎによる靭性劣化を抑制
するには、Ａｃ1 点〜Ａｃ3 点の温度域を、４℃／ｓ以
上の昇温速度で加熱し通常より微細なオーステナイト粒
とする。４℃／ｓ未満の昇温速度では、オーステナイト
粒の細粒化が十分でない。この昇温速度は大きいほど望
ましく、上限に制限はない。後記する加熱装置の許容す
る範囲で大きくするのが望ましい。ここで、表層部の加
熱速度は、〔（表面）〜（表面から板厚の５％内部に入
った位置まで）〕の中心位置、すなわち表面から板厚の
２．５％内部に入った位置から、〔（表面）〜（表面か
ら板厚の２５％内部へ入った位置まで）〕の中心位置、
すなわち表面から板厚の１２．５％内部に入った位置ま
での各位置での加熱速度をいう。通常は、表面から板厚
の１０％内部に入った位置での加熱速度をいう。実際に
表面から板厚の１０％内部に入った位置での加熱速度を
測定することは、多くの困難があり、また誤差も大きい
ので、通常は、表面に溶接（パーカッション・ウェル
ド）した熱電対により表面温度を測定し、それをもとに
計算により求める。
するには、Ａｃ1 点〜Ａｃ3 点の温度域を、４℃／ｓ以
上の昇温速度で加熱し通常より微細なオーステナイト粒
とする。４℃／ｓ未満の昇温速度では、オーステナイト
粒の細粒化が十分でない。この昇温速度は大きいほど望
ましく、上限に制限はない。後記する加熱装置の許容す
る範囲で大きくするのが望ましい。ここで、表層部の加
熱速度は、〔（表面）〜（表面から板厚の５％内部に入
った位置まで）〕の中心位置、すなわち表面から板厚の
２．５％内部に入った位置から、〔（表面）〜（表面か
ら板厚の２５％内部へ入った位置まで）〕の中心位置、
すなわち表面から板厚の１２．５％内部に入った位置ま
での各位置での加熱速度をいう。通常は、表面から板厚
の１０％内部に入った位置での加熱速度をいう。実際に
表面から板厚の１０％内部に入った位置での加熱速度を
測定することは、多くの困難があり、また誤差も大きい
ので、通常は、表面に溶接（パーカッション・ウェル
ド）した熱電対により表面温度を測定し、それをもとに
計算により求める。
【００３２】厚肉鋼板では、４℃／ｓ以上という急速加
熱速度を得ることは、通常の雰囲気加熱では不可能であ
る。しかし、高周波加熱装置あるいは直接通電加熱装置
による加熱を行うことによって、このような加熱速度を
得ることができる。
熱速度を得ることは、通常の雰囲気加熱では不可能であ
る。しかし、高周波加熱装置あるいは直接通電加熱装置
による加熱を行うことによって、このような加熱速度を
得ることができる。
【００３３】とくに高周波加熱と通常の雰囲気加熱とを
組み合わせることは有効である。すなわち、Ａｃ1 点直
下まで通常の雰囲気加熱炉で加熱して鋼板内部まで十分
に均一な温度にした後、Ａｃ1 点〜Ａｃ3 点の温度域を
高周波加熱する方法である。
組み合わせることは有効である。すなわち、Ａｃ1 点直
下まで通常の雰囲気加熱炉で加熱して鋼板内部まで十分
に均一な温度にした後、Ａｃ1 点〜Ａｃ3 点の温度域を
高周波加熱する方法である。
【００３４】高周波加熱は、通常は、製造ラインを走行
させながら加熱する。走行加熱を行う場合、高周波加熱
装置は１段のみならず２段あるいは３段に分けて加熱し
たほうが、電源容量が大きくならないので望ましい。加
熱コイルは、厚鋼板の走行方向に垂直な厚鋼板断面に合
わせた内面形状のコイルを用いる。その場合、厚鋼板の
板厚が厚くなるほど、効率よく加熱することができる。
また、高周波加熱の後、雰囲気加熱炉に導入して焼入れ
前温度に加熱してもよいし、そのまま高周波加熱により
加熱してもよい。しかし、Ａｃ3 点以上での加熱・保持
処理もでき得るかぎり短時間で終了させるのが好ましい
ので、高周波加熱を用いるのがよい。そのまま高周波加
熱により焼入れ前温度まで加熱する場合は、内部まで均
熱することを考慮して高周波加熱はエネルギの浸透深さ
が深くなる低周波数を用いるのがよい。
させながら加熱する。走行加熱を行う場合、高周波加熱
装置は１段のみならず２段あるいは３段に分けて加熱し
たほうが、電源容量が大きくならないので望ましい。加
熱コイルは、厚鋼板の走行方向に垂直な厚鋼板断面に合
わせた内面形状のコイルを用いる。その場合、厚鋼板の
板厚が厚くなるほど、効率よく加熱することができる。
また、高周波加熱の後、雰囲気加熱炉に導入して焼入れ
前温度に加熱してもよいし、そのまま高周波加熱により
加熱してもよい。しかし、Ａｃ3 点以上での加熱・保持
処理もでき得るかぎり短時間で終了させるのが好ましい
ので、高周波加熱を用いるのがよい。そのまま高周波加
熱により焼入れ前温度まで加熱する場合は、内部まで均
熱することを考慮して高周波加熱はエネルギの浸透深さ
が深くなる低周波数を用いるのがよい。
【００３５】さらにオーステナイト粒を微細化するため
には、Ａｃ1 点以下で、圧延加工を施すことが有効であ
る。圧延の加工度（｛( 圧延前板厚−圧延後板厚) ／(
圧延前板厚) ｝×100(%)）は１０％未満では効果は明確
でないので、１０％以上の加工度とすることが望まし
い。圧延加工の容易さおよび加工の回復などを考慮する
と６００〜７００℃の温度域で圧延を行うことが望まし
い。製造現場では、生産効率の点から圧延後走行させな
がら加熱することが望ましいので、上記した多段の高周
波加熱を適用するのがよい。
には、Ａｃ1 点以下で、圧延加工を施すことが有効であ
る。圧延の加工度（｛( 圧延前板厚−圧延後板厚) ／(
圧延前板厚) ｝×100(%)）は１０％未満では効果は明確
でないので、１０％以上の加工度とすることが望まし
い。圧延加工の容易さおよび加工の回復などを考慮する
と６００〜７００℃の温度域で圧延を行うことが望まし
い。製造現場では、生産効率の点から圧延後走行させな
がら加熱することが望ましいので、上記した多段の高周
波加熱を適用するのがよい。
【００３６】実験室での検討では、６５０℃に保持した
加熱炉で厚鋼板中間製品を加熱後、実験室の圧延機によ
り圧延加工を付与し、１段の高周波加熱により急速加熱
した後焼入れおよび焼戻しを行うことにより、本効果を
確認した。
加熱炉で厚鋼板中間製品を加熱後、実験室の圧延機によ
り圧延加工を付与し、１段の高周波加熱により急速加熱
した後焼入れおよび焼戻しを行うことにより、本効果を
確認した。
【００３７】中心部の加熱は、急速であることが望まし
いが、表層部に比較して加熱速度を高めることが困難で
あり、かつ中心部の靭性はマルテンサイトとベイナイト
の混合組織とすることにより確保されるので、とくに限
定しない。
いが、表層部に比較して加熱速度を高めることが困難で
あり、かつ中心部の靭性はマルテンサイトとベイナイト
の混合組織とすることにより確保されるので、とくに限
定しない。
【００３８】焼入れのための加熱温度は、厚鋼板の全板
厚部分が完全にオーステナイト組織となるように、Ａｃ
3 点以上とする。しかし、オーステナイト結晶粒の粗大
化を防止するため、加熱温度はＡｃ3 点〜（Ａｃ3 点＋
８０℃）とすることが望ましい。加熱温度では、オース
テナイト結晶粒の粗大化を防止するため、保持時間は、
完全にオーステナイト化した上で短いほうが望ましい。
板厚中心部がＡｃ3 以上の温度、例えば（Ａｃ3 点＋２
５℃）に達した後、時間をおかずに焼入れしてもよい
し、通常の熱処理基準のように２５ｍｍあたり１５分間
程度保持してもよい。
厚部分が完全にオーステナイト組織となるように、Ａｃ
3 点以上とする。しかし、オーステナイト結晶粒の粗大
化を防止するため、加熱温度はＡｃ3 点〜（Ａｃ3 点＋
８０℃）とすることが望ましい。加熱温度では、オース
テナイト結晶粒の粗大化を防止するため、保持時間は、
完全にオーステナイト化した上で短いほうが望ましい。
板厚中心部がＡｃ3 以上の温度、例えば（Ａｃ3 点＋２
５℃）に達した後、時間をおかずに焼入れしてもよい
し、通常の熱処理基準のように２５ｍｍあたり１５分間
程度保持してもよい。
【００３９】焼入れにおける冷却速度は、できるだけ大
きいことが望ましく、冷却速度の上限はとくに設けな
い。しかし、表層部のオーステナイト結晶粒を微細にし
ても、厚鋼板全体に焼きが入らなければ厚鋼板全体とし
て良好な強度靭性を示すことにならないので、冷却速度
は表層部で１０℃／ｓ以上とする。表層部にて１０℃／
ｓ未満の冷却速度では、本発明のように中心部まで焼き
が入る化学組成に設定しても中心部ではさらに冷却速度
が遅くなって良好な焼入れ組織とならないからである。
きいことが望ましく、冷却速度の上限はとくに設けな
い。しかし、表層部のオーステナイト結晶粒を微細にし
ても、厚鋼板全体に焼きが入らなければ厚鋼板全体とし
て良好な強度靭性を示すことにならないので、冷却速度
は表層部で１０℃／ｓ以上とする。表層部にて１０℃／
ｓ未満の冷却速度では、本発明のように中心部まで焼き
が入る化学組成に設定しても中心部ではさらに冷却速度
が遅くなって良好な焼入れ組織とならないからである。
【００４０】焼入れ途中、表層部と中心部とは温度勾配
があるので、表層部温度が２００℃より高ければ中心部
では変態途中あるいは板厚によっては未変態であり、そ
の状態で焼入れを停止すると、靭性に好ましくない組織
が生成する。したがって、焼入れ停止は、表層部温度が
２００℃以下となってからとする。
があるので、表層部温度が２００℃より高ければ中心部
では変態途中あるいは板厚によっては未変態であり、そ
の状態で焼入れを停止すると、靭性に好ましくない組織
が生成する。したがって、焼入れ停止は、表層部温度が
２００℃以下となってからとする。
【００４１】その後、強度靭性のバランスを整えるため
にＡｃ1 点未満の適当な温度（およそ５７５℃以上）で
焼戻しを実施する。焼戻し温度での保持時間は、板厚２
５ｍｍあたり１０分間以上とするのが望ましい。
にＡｃ1 点未満の適当な温度（およそ５７５℃以上）で
焼戻しを実施する。焼戻し温度での保持時間は、板厚２
５ｍｍあたり１０分間以上とするのが望ましい。
【００４２】
【実施例】以下、実施例により、本発明方法の効果を説
明する。
明する。
【００４３】表１は、本発明例および比較例に用いた鋼
の化学組成を表す一覧表である。同表に示す化学組成の
鋼を容量１５０ｋｇの真空溶解炉で溶製し、角型鋳型に
鋳込み１５０ｋｇ鋼塊を得た。表２は、この鋼塊に対し
て行った熱処理条件、加工熱処理条件、およびこれらを
適用した結果得られた降伏強さ（ＹＳ）、引張強さ（Ｔ
Ｓ）、破面遷移温度（ｖＴｓ）および旧オーステナイト
結晶粒径（粒径）をまとめた一覧表である。板厚は５０
〜１００ｍｍであり、これらの厚肉鋼板から（１／１
０）ｔ部および（１／２）ｔ部より、引張試験用および
２ｍｍＶノッチ衝撃試験用の試験片（引張試験用および
衝撃試験用ともにＪＩＳ４号試験片）を採取した。（１
／１０）ｔ部での各製造条件は、表面から板厚１０％の
位置でのものであり、代表的な表層部での条件を示す。
加熱速度は、上記したようにパーカッション・ウェルド
した熱電対により表面温度を測定し、それを基に計算に
より求めた。
の化学組成を表す一覧表である。同表に示す化学組成の
鋼を容量１５０ｋｇの真空溶解炉で溶製し、角型鋳型に
鋳込み１５０ｋｇ鋼塊を得た。表２は、この鋼塊に対し
て行った熱処理条件、加工熱処理条件、およびこれらを
適用した結果得られた降伏強さ（ＹＳ）、引張強さ（Ｔ
Ｓ）、破面遷移温度（ｖＴｓ）および旧オーステナイト
結晶粒径（粒径）をまとめた一覧表である。板厚は５０
〜１００ｍｍであり、これらの厚肉鋼板から（１／１
０）ｔ部および（１／２）ｔ部より、引張試験用および
２ｍｍＶノッチ衝撃試験用の試験片（引張試験用および
衝撃試験用ともにＪＩＳ４号試験片）を採取した。（１
／１０）ｔ部での各製造条件は、表面から板厚１０％の
位置でのものであり、代表的な表層部での条件を示す。
加熱速度は、上記したようにパーカッション・ウェルド
した熱電対により表面温度を測定し、それを基に計算に
より求めた。
【００４４】
【表１】
【００４５】
【表２】
【００４６】評価にあたって良好か否かの基準は、ＹＳ
およびＴＳは８００ＭＰａ以上、ｖＴｓは−７０℃以下
を良好とした。
およびＴＳは８００ＭＰａ以上、ｖＴｓは−７０℃以下
を良好とした。
【００４７】本発明法を適用して製造した厚肉鋼板は、
表層部（ (1/10)t部）および中心部（(1/2)t部）で同時
に優れた強度靭性バランスを示すのに対して、比較例で
は中心部または表層部のどちらか一方で良好な強度靭性
バランスを示しても、両方同時に良好であることことは
ない。これらの結果は、本発明方法が高張力厚鋼板の表
層部および中心部ともに良好な靭性とするのに優れた方
法であることを明確に示すものである。
表層部（ (1/10)t部）および中心部（(1/2)t部）で同時
に優れた強度靭性バランスを示すのに対して、比較例で
は中心部または表層部のどちらか一方で良好な強度靭性
バランスを示しても、両方同時に良好であることことは
ない。これらの結果は、本発明方法が高張力厚鋼板の表
層部および中心部ともに良好な靭性とするのに優れた方
法であることを明確に示すものである。
【００４８】
【発明の効果】本発明法を適用することにより表層部お
よび中心部ともに優れた強度靭性バランスの高張力厚鋼
板を提供でき、高価な合金元素を多く含有した高価な厚
鋼板を使用しなくても大型鋼構造物の安全性を確保でき
るので、製鉄業のみならず関連業界へ及ぼす効果はきわ
めて大きい。
よび中心部ともに優れた強度靭性バランスの高張力厚鋼
板を提供でき、高価な合金元素を多く含有した高価な厚
鋼板を使用しなくても大型鋼構造物の安全性を確保でき
るので、製鉄業のみならず関連業界へ及ぼす効果はきわ
めて大きい。
Claims (2)
- 【請求項１】重量％で、Ｃ：０．０２〜０．１５％、Ｓ
ｉ：０．３％以下、Ｍｎ：０．４〜１．５％、Ｃｕ：
０．６％以下、Ｎｉ：６％以下、Ｃｒ：０．８％以下、
Ｍｏ：０．８％以下、Ｎｂ：０．００５〜０．０５％、
Ｖ：０．１％以下、Ｂ：０．００２５％以下、Ｔｉ：
０．０３％以下、ｓｏｌＡｌ：０．０８％以下および
Ｎ：０．００６％以下を含み、残部がＦｅおよび不可避
的不純物からなる組成の厚鋼板をＡｃ3 点以上に加熱す
る際、Ａｃ1 点〜Ａｃ3 点の温度域を、厚鋼板の上下面
の表層部とも４℃／ｓ以上の昇温速度で加熱した後、そ
の厚鋼板を、Ａｃ3 点以上から表層部の冷却速度１０℃
／ｓ以上にて表層部温度２００℃以下にまで焼入れし、
Ａｃ1 点未満の温度で焼戻すことを特徴とする上下面の
表層部および中心部ともに靭性の優れた高張力厚鋼板の
製造方法。 - 【請求項２】請求項１に記載した化学組成を有する厚鋼
板中間製品をＡｃ1 点以下の温度域で圧延し、最終板厚
の厚鋼板とした後、Ａｃ3 点以上に加熱する際、Ａｃ1
点〜Ａｃ3 点の温度域を、その厚鋼板の上下面の表層部
とも４℃／ｓ以上の昇温速度で加熱した後、Ａｃ3 点以
上から、表層部の冷却速度１０℃／ｓ以上にて表層部温
度２００℃以下にまで焼入れし、Ａｃ1 点未満の温度で
焼戻すことを特徴とする上下面の表層部および中心部と
もに靭性の優れた高張力厚鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31060195A JPH09143555A (ja) | 1995-11-29 | 1995-11-29 | 靭性の優れた高張力厚鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31060195A JPH09143555A (ja) | 1995-11-29 | 1995-11-29 | 靭性の優れた高張力厚鋼板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09143555A true JPH09143555A (ja) | 1997-06-03 |
Family
ID=18007224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31060195A Pending JPH09143555A (ja) | 1995-11-29 | 1995-11-29 | 靭性の優れた高張力厚鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09143555A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012172242A (ja) * | 2011-02-24 | 2012-09-10 | Jfe Steel Corp | 靭性に優れる高張力鋼板とその製造方法 |
| CN102691018A (zh) * | 2012-06-11 | 2012-09-26 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种低压缩比超高强度海洋工程用钢板及其生产方法 |
| CN117327877A (zh) * | 2023-09-27 | 2024-01-02 | 武汉钢铁有限公司 | 一种淬火生产线及钢板淬火板形控制方法 |
-
1995
- 1995-11-29 JP JP31060195A patent/JPH09143555A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012172242A (ja) * | 2011-02-24 | 2012-09-10 | Jfe Steel Corp | 靭性に優れる高張力鋼板とその製造方法 |
| CN102691018A (zh) * | 2012-06-11 | 2012-09-26 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种低压缩比超高强度海洋工程用钢板及其生产方法 |
| CN117327877A (zh) * | 2023-09-27 | 2024-01-02 | 武汉钢铁有限公司 | 一种淬火生产线及钢板淬火板形控制方法 |
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|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060801 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20060921 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20070515 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070821 |