JPH1017932A - 板厚変動調質厚鋼板の製造方法 - Google Patents
板厚変動調質厚鋼板の製造方法Info
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- JPH1017932A JPH1017932A JP16965896A JP16965896A JPH1017932A JP H1017932 A JPH1017932 A JP H1017932A JP 16965896 A JP16965896 A JP 16965896A JP 16965896 A JP16965896 A JP 16965896A JP H1017932 A JPH1017932 A JP H1017932A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 引張強さ570MPa以上を有し、しかも、焼入れ
焼戻しを施しても、板厚による強度差の少ない板厚変動
調質厚鋼板の製造方法を提供する。 【解決手段】 Ｃ、Si、Mn、および、Cu、Ni、Cr、Mo、
Ｖ、Ｂ、Nb、Ti等を調整した板厚変動厚鋼板を焼入れし
たのち、（Ａc1変態点−50℃）〜Ａc1変態点の温度範囲
で最厚肉部の保持時間を30min 以内とする焼戻しを施
す。最厚肉部と、最薄肉部の最適焼戻し温度および保持
時間をそれぞれ求め、Ｐ＝（Ｔ＋273 ）×（20＋log ｔ
a ）×10-3（Ｔ：焼戻し温度（℃）、ｔa ：保持時間
（hr））を計算し、最適Ｐ値と、昇温曲線から決定され
る最厚肉部の保持時間と最薄肉部の保持時間との差Ｄと
から焼戻し温度および最厚肉部の保持時間を決定する。
焼戻しを施しても、板厚による強度差の少ない板厚変動
調質厚鋼板の製造方法を提供する。 【解決手段】 Ｃ、Si、Mn、および、Cu、Ni、Cr、Mo、
Ｖ、Ｂ、Nb、Ti等を調整した板厚変動厚鋼板を焼入れし
たのち、（Ａc1変態点−50℃）〜Ａc1変態点の温度範囲
で最厚肉部の保持時間を30min 以内とする焼戻しを施
す。最厚肉部と、最薄肉部の最適焼戻し温度および保持
時間をそれぞれ求め、Ｐ＝（Ｔ＋273 ）×（20＋log ｔ
a ）×10-3（Ｔ：焼戻し温度（℃）、ｔa ：保持時間
（hr））を計算し、最適Ｐ値と、昇温曲線から決定され
る最厚肉部の保持時間と最薄肉部の保持時間との差Ｄと
から焼戻し温度および最厚肉部の保持時間を決定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、橋梁・造船に用い
られるテーパープレート、差厚プレート等の板内で板厚
が異なる板厚変動鋼板の製造方法に関し、とくに、焼入
れ焼戻しを施す板厚変動調質厚鋼板に関する。
られるテーパープレート、差厚プレート等の板内で板厚
が異なる板厚変動鋼板の製造方法に関し、とくに、焼入
れ焼戻しを施す板厚変動調質厚鋼板に関する。
【０００２】
【従来の技術】板内で板厚が変動する板厚変動厚鋼板
は、最近、橋梁・造船で使用されている。このような板
厚変動鋼板は、従来の同厚材と同じように熱処理炉に装
入し、一定時間保持したのち、薄肉部と厚肉部を均一な
温度としたのち水冷あるいは放冷する方法により製造さ
れていた。しかし、このような方法では、薄肉部と厚肉
部で冷却速度に差が生じ、薄肉部では冷却速度が大き
く、また厚肉部では冷却速度が小さいため、薄肉部と厚
肉部で組織差が生じ、同一条件の焼戻しを実施すると、
薄肉部と厚肉部で機械的性質の相違、とくに強度差が生
じてしまう。また、例えば、焼戻し条件を厚肉部の最適
条件に合わせると、薄肉部は最適焼戻し条件から外れる
ことになり、依然として鋼板内の強度差が残ることにな
る。また、強度を均一にするために焼戻し条件を選択す
ると、鋼板の所定強度を下回る場合もあり、板厚変動鋼
板において、強度差のない鋼板を得ることは難しい問題
であった。
は、最近、橋梁・造船で使用されている。このような板
厚変動鋼板は、従来の同厚材と同じように熱処理炉に装
入し、一定時間保持したのち、薄肉部と厚肉部を均一な
温度としたのち水冷あるいは放冷する方法により製造さ
れていた。しかし、このような方法では、薄肉部と厚肉
部で冷却速度に差が生じ、薄肉部では冷却速度が大き
く、また厚肉部では冷却速度が小さいため、薄肉部と厚
肉部で組織差が生じ、同一条件の焼戻しを実施すると、
薄肉部と厚肉部で機械的性質の相違、とくに強度差が生
じてしまう。また、例えば、焼戻し条件を厚肉部の最適
条件に合わせると、薄肉部は最適焼戻し条件から外れる
ことになり、依然として鋼板内の強度差が残ることにな
る。また、強度を均一にするために焼戻し条件を選択す
ると、鋼板の所定強度を下回る場合もあり、板厚変動鋼
板において、強度差のない鋼板を得ることは難しい問題
であった。
【０００３】板厚変動鋼板の製造方法として、例えば特
開平1-225720号公報には、誘導加熱装置を用い、その入
力制御を鋼板の板厚に応じて行い、板厚に応じた加熱を
施し、板厚の変動にかかわらず任意の機械的性質を有す
る板厚変動鋼板が得られる板厚変動鋼板の熱処理方法が
提案されている。また、特開昭61-284524 号公報には、
熱間圧延後、加速冷却設備を用いて、鋼板の所望強度分
布に応じ鋼板の冷却速度を調整する異形非調質高張力鋼
板の製造方法が提案されている。
開平1-225720号公報には、誘導加熱装置を用い、その入
力制御を鋼板の板厚に応じて行い、板厚に応じた加熱を
施し、板厚の変動にかかわらず任意の機械的性質を有す
る板厚変動鋼板が得られる板厚変動鋼板の熱処理方法が
提案されている。また、特開昭61-284524 号公報には、
熱間圧延後、加速冷却設備を用いて、鋼板の所望強度分
布に応じ鋼板の冷却速度を調整する異形非調質高張力鋼
板の製造方法が提案されている。
【０００４】しかしながら、いずれの方法も既存の設備
のみでは実施できず、特殊な設備の設置が必須であり、
すぐには実施できないという問題を残している。
のみでは実施できず、特殊な設備の設置が必須であり、
すぐには実施できないという問題を残している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記問題点
を有利に解決し、引張強さ570MPa以上を有し、しかも、
焼入れ焼戻しを施した後に、板厚による強度差の少ない
板厚変動調質厚鋼板の製造方法を提供することを目的に
する。
を有利に解決し、引張強さ570MPa以上を有し、しかも、
焼入れ焼戻しを施した後に、板厚による強度差の少ない
板厚変動調質厚鋼板の製造方法を提供することを目的に
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、焼入れしたの
ち焼戻しを施す、板内で板厚が変動する板厚変動調質厚
鋼板の製造方法において、焼入れしたのち、焼戻し温度
を、（Ａc1変態点−50℃）〜Ａc1変態点の温度範囲と
し、該厚鋼板の最厚肉部の保持時間を、該最厚肉部の中
心部が（雰囲気温度−10℃）に到達した時間から30min
以内とする焼戻しを施すことを特徴とする板厚変動調質
厚鋼板の製造方法である。
ち焼戻しを施す、板内で板厚が変動する板厚変動調質厚
鋼板の製造方法において、焼入れしたのち、焼戻し温度
を、（Ａc1変態点−50℃）〜Ａc1変態点の温度範囲と
し、該厚鋼板の最厚肉部の保持時間を、該最厚肉部の中
心部が（雰囲気温度−10℃）に到達した時間から30min
以内とする焼戻しを施すことを特徴とする板厚変動調質
厚鋼板の製造方法である。
【０００７】また、本発明では、該板厚変動厚鋼板の最
厚肉部と、最薄肉部の最適焼戻し条件を焼戻し温度およ
び保持時間でそれぞれ求め、ついでこれら焼戻し温度と
保持時間から次（１）式 Ｐ ＝（Ｔ＋273 ）×（20＋log ｔa ）×10-3 …（１） （ここに、Ｔ：焼戻し温度（℃）、ｔa ：保持時間（h
r））で定義されるＰ値を計算し、最適Ｐ値をそれぞ
れ、Ｐａ（最厚肉部）、Ｐｕ（最薄肉部）とし、これら
Ｐａ、Ｐｕと、最厚肉部と最薄肉部の昇温曲線から決定
される最厚肉部の保持時間と最薄肉部の保持時間との差
Ｄとから、次（２）、（３）式 Ｐａ＝（Ｔ＋273 ）×（20＋log ｔaa）×10-3 …（２） Ｐｕ＝（Ｔ＋273 ）×（20＋log （ｔaa＋Ｄ））×10-3 …（３） （ここに、ｔaa：最厚部の保持時間（hr）、Ｄ：最厚部
と最薄部の保持時間の差（hr））を同時に満足するよう
に、前記焼戻し温度および前記最厚肉部の保持時間を決
定するのが好ましい。
厚肉部と、最薄肉部の最適焼戻し条件を焼戻し温度およ
び保持時間でそれぞれ求め、ついでこれら焼戻し温度と
保持時間から次（１）式 Ｐ ＝（Ｔ＋273 ）×（20＋log ｔa ）×10-3 …（１） （ここに、Ｔ：焼戻し温度（℃）、ｔa ：保持時間（h
r））で定義されるＰ値を計算し、最適Ｐ値をそれぞ
れ、Ｐａ（最厚肉部）、Ｐｕ（最薄肉部）とし、これら
Ｐａ、Ｐｕと、最厚肉部と最薄肉部の昇温曲線から決定
される最厚肉部の保持時間と最薄肉部の保持時間との差
Ｄとから、次（２）、（３）式 Ｐａ＝（Ｔ＋273 ）×（20＋log ｔaa）×10-3 …（２） Ｐｕ＝（Ｔ＋273 ）×（20＋log （ｔaa＋Ｄ））×10-3 …（３） （ここに、ｔaa：最厚部の保持時間（hr）、Ｄ：最厚部
と最薄部の保持時間の差（hr））を同時に満足するよう
に、前記焼戻し温度および前記最厚肉部の保持時間を決
定するのが好ましい。
【０００８】また、本発明では、前記厚鋼板が、重量％
で、Ｃ：0.03〜0.20％、Si：0.05〜0.50％、Mn：0.30〜
2.50％、Al：0.01〜0.10％、Ｎ：0.007 ％以下を含み、
さらに、Cu：0.05〜1.30％、Ni：0.10〜10.0％、Cr：0.
05〜1.50％、Mo：0.03〜0.50％、Ｖ：0.01〜0.15％、
Ｂ：0.0003〜0.0020％のうちから選ばれた１種または２
種以上を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる
厚鋼板であることが好ましい。
で、Ｃ：0.03〜0.20％、Si：0.05〜0.50％、Mn：0.30〜
2.50％、Al：0.01〜0.10％、Ｎ：0.007 ％以下を含み、
さらに、Cu：0.05〜1.30％、Ni：0.10〜10.0％、Cr：0.
05〜1.50％、Mo：0.03〜0.50％、Ｖ：0.01〜0.15％、
Ｂ：0.0003〜0.0020％のうちから選ばれた１種または２
種以上を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる
厚鋼板であることが好ましい。
【０００９】また、本発明では、前記厚鋼板が、重量％
で、Ｃ：0.03〜0.20％、Si：0.05〜0.50％、Mn：0.30〜
2.50％、Al：0.01〜0.10％、Ｎ：0.007 ％以下を含み、
さらに、Cu：0.05〜1.30％、Ni：0.10〜10.0％、Cr：0.
05〜1.50％、Mo：0.03〜0.50％、Ｖ：0.01〜0.15％、
Ｂ：0.0003〜0.0020％の群、Nb：0.005 〜0.06％、Ti：
0.005 〜0.06％の群および、Ca：0.005 〜0.0040％、RE
M ：0.001 〜0.020 ％の群のうちの少なくとも２群から
選ばれた、各群１種または２種以上を含有し、残部Feお
よび不可避的不純物からなる厚鋼板であることが好まし
い。
で、Ｃ：0.03〜0.20％、Si：0.05〜0.50％、Mn：0.30〜
2.50％、Al：0.01〜0.10％、Ｎ：0.007 ％以下を含み、
さらに、Cu：0.05〜1.30％、Ni：0.10〜10.0％、Cr：0.
05〜1.50％、Mo：0.03〜0.50％、Ｖ：0.01〜0.15％、
Ｂ：0.0003〜0.0020％の群、Nb：0.005 〜0.06％、Ti：
0.005 〜0.06％の群および、Ca：0.005 〜0.0040％、RE
M ：0.001 〜0.020 ％の群のうちの少なくとも２群から
選ばれた、各群１種または２種以上を含有し、残部Feお
よび不可避的不純物からなる厚鋼板であることが好まし
い。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の板厚変動厚鋼板とは、テ
ーパープレートあるいは差厚プレート等の板内の板厚が
異なっている厚鋼板をいう。本発明では、板厚の変動は
鋼板の長手方向あるいは幅方向に板厚が一定勾配で変動
している場合は勿論、不均一な変化であっても問題はな
い。
ーパープレートあるいは差厚プレート等の板内の板厚が
異なっている厚鋼板をいう。本発明では、板厚の変動は
鋼板の長手方向あるいは幅方向に板厚が一定勾配で変動
している場合は勿論、不均一な変化であっても問題はな
い。
【００１１】本発明の板厚変動厚鋼板は、スラブを熱間
圧延により、所定の形状の板厚変動厚鋼板とする。熱間
圧延条件はとくに限定しないが、熱間圧延のためのスラ
ブ加熱温度は、1000〜1300℃が好ましい。スラブ加熱温
度が1000℃未満では、添加合金元素の均一固溶が達成で
きない。また、スラブ加熱温度が1300℃を超えると、オ
ーステナイト結晶粒が粗大化し、その後の圧延によって
も細粒化せず、鋼材の靱性が劣化する。
圧延により、所定の形状の板厚変動厚鋼板とする。熱間
圧延条件はとくに限定しないが、熱間圧延のためのスラ
ブ加熱温度は、1000〜1300℃が好ましい。スラブ加熱温
度が1000℃未満では、添加合金元素の均一固溶が達成で
きない。また、スラブ加熱温度が1300℃を超えると、オ
ーステナイト結晶粒が粗大化し、その後の圧延によって
も細粒化せず、鋼材の靱性が劣化する。
【００１２】本発明の板厚変動厚鋼板は、熱間圧延後、
直接あるいは再加熱後、焼入れする。焼入れ温度は、Ａ
c3変態点以上であれば、とくに問題はないが、好ましく
は 800〜1000℃の範囲とするのがよい。 800℃未満で
は、十分な焼入れ強度を得にくい。また、1000℃を超え
ると、結晶粒が粗大化し、靱性が劣化する。なお、より
好ましくは 850〜950 ℃である。
直接あるいは再加熱後、焼入れする。焼入れ温度は、Ａ
c3変態点以上であれば、とくに問題はないが、好ましく
は 800〜1000℃の範囲とするのがよい。 800℃未満で
は、十分な焼入れ強度を得にくい。また、1000℃を超え
ると、結晶粒が粗大化し、靱性が劣化する。なお、より
好ましくは 850〜950 ℃である。
【００１３】また、熱間圧延後、直接焼入れする場合
に、鋼板温度が上記Ａc3変態点未満の場合には、Ａc3変
態点以上に再加熱してもよい。本発明の板厚変動厚鋼板
は、焼入れ後焼戻しを施される。焼戻し温度は、（Ａc1
変態点−50℃）〜Ａc1変態点の温度範囲とし、該最厚肉
部の保持時間は、該厚鋼板の最厚部の中心部が（雰囲気
温度−10℃）に到達した時間から30min 以内とする。
に、鋼板温度が上記Ａc3変態点未満の場合には、Ａc3変
態点以上に再加熱してもよい。本発明の板厚変動厚鋼板
は、焼入れ後焼戻しを施される。焼戻し温度は、（Ａc1
変態点−50℃）〜Ａc1変態点の温度範囲とし、該最厚肉
部の保持時間は、該厚鋼板の最厚部の中心部が（雰囲気
温度−10℃）に到達した時間から30min 以内とする。
【００１４】焼戻し温度が（Ａc1変態点−50℃）未満で
は、厚肉部と薄肉部の強度差が大きく、またＡc1変態点
を超えると、強度が急激に低下する。このため、焼戻し
温度は、（Ａc1変態点−50℃）〜Ａc1変態点の温度範囲
とした。また、本発明では、厚鋼板を上記温度の雰囲気
中に装入し、短時間、すなわち、最厚部の保持時間で30
min 以内の焼戻しを施す。30min を超える長時間では、
強度低下が著しくなる。
は、厚肉部と薄肉部の強度差が大きく、またＡc1変態点
を超えると、強度が急激に低下する。このため、焼戻し
温度は、（Ａc1変態点−50℃）〜Ａc1変態点の温度範囲
とした。また、本発明では、厚鋼板を上記温度の雰囲気
中に装入し、短時間、すなわち、最厚部の保持時間で30
min 以内の焼戻しを施す。30min を超える長時間では、
強度低下が著しくなる。
【００１５】焼戻し温度は、上記した温度範囲の中で、
さらに、最適温度を次のように決定する。各板厚のう
ち、最厚肉部（厚部）と、最薄肉部（薄部）各々につい
て、所定の強度を得るための最適焼戻し条件の温度、保
持時間を求め、次（１）式で決まる最適Ｐ値を決定す
る。
さらに、最適温度を次のように決定する。各板厚のう
ち、最厚肉部（厚部）と、最薄肉部（薄部）各々につい
て、所定の強度を得るための最適焼戻し条件の温度、保
持時間を求め、次（１）式で決まる最適Ｐ値を決定す
る。
【００１６】 Ｐ ＝（Ｔ＋273 ）×（20＋log ｔa ）×10-3 ……（１） ここに、Ｔ：焼戻し温度（℃）、ｔa ：保持時間（hr） ついで、厚部の最適Ｐ値をＰａ、薄部の最適Ｐ値をＰ
ｕ、厚部の保持時間をｔ aa、図２に示すような昇温曲線
から求められる厚部と薄部の保持時間の差をＤとすれ
ば、各部の最適焼戻しを得るための板厚変動厚鋼板の焼
戻し条件温度Ｔ、厚部の保持時間ｔaaは、次式 Ｐａ＝（Ｔ＋273 ）×（20＋log ｔaa）×10-3 …（２） Ｐｕ＝（Ｔ＋273 ）×（20＋log （ｔaa＋Ｄ））×10-3 …（３） で表される。これは、厚部に比べ、薄部では、温度Ｔに
保持される時間がＤだけ長いことによる。Ｄは厚部と薄
部の保持時間差であるから、板厚ごとの昇温曲線から既
知であり、したがって（２）、（３）式を連立方程式と
して解くことにより、薄部および厚部をともに最適焼戻
し条件となるＴ、ｔaaを求めることができる。
ｕ、厚部の保持時間をｔ aa、図２に示すような昇温曲線
から求められる厚部と薄部の保持時間の差をＤとすれ
ば、各部の最適焼戻しを得るための板厚変動厚鋼板の焼
戻し条件温度Ｔ、厚部の保持時間ｔaaは、次式 Ｐａ＝（Ｔ＋273 ）×（20＋log ｔaa）×10-3 …（２） Ｐｕ＝（Ｔ＋273 ）×（20＋log （ｔaa＋Ｄ））×10-3 …（３） で表される。これは、厚部に比べ、薄部では、温度Ｔに
保持される時間がＤだけ長いことによる。Ｄは厚部と薄
部の保持時間差であるから、板厚ごとの昇温曲線から既
知であり、したがって（２）、（３）式を連立方程式と
して解くことにより、薄部および厚部をともに最適焼戻
し条件となるＴ、ｔaaを求めることができる。
【００１７】すなわち、最適焼戻し温度は、図１に示す
ように、厚部の最適焼戻しパラメータＰa と薄部の最適
焼戻しパラメータＰu を、焼戻し温度と保持時間の関係
でプロットし、厚部と薄部の保持時間の差Ｄとなる焼戻
し温度を求めることにより容易に決定できる。本発明で
は、焼戻し温度を（Ａc1変態点−50℃）〜Ａc1変態点の
温度範囲でかつ（２）、（３）式を満足する温度とし、
かつ保持時間を30min 以内で、（２）、（３）式を満足
する保持時間とする。
ように、厚部の最適焼戻しパラメータＰa と薄部の最適
焼戻しパラメータＰu を、焼戻し温度と保持時間の関係
でプロットし、厚部と薄部の保持時間の差Ｄとなる焼戻
し温度を求めることにより容易に決定できる。本発明で
は、焼戻し温度を（Ａc1変態点−50℃）〜Ａc1変態点の
温度範囲でかつ（２）、（３）式を満足する温度とし、
かつ保持時間を30min 以内で、（２）、（３）式を満足
する保持時間とする。
【００１８】これにより、厚部および薄部ともに、所定
の強度および靱性を有する最適焼戻し条件を満足し、し
かも優れた靱性を有する板厚変動厚鋼板とすることがで
きる。本発明の厚鋼板は、焼入れ焼戻しののち、引張強
さが570MPa以上を有するのが好ましい。
の強度および靱性を有する最適焼戻し条件を満足し、し
かも優れた靱性を有する板厚変動厚鋼板とすることがで
きる。本発明の厚鋼板は、焼入れ焼戻しののち、引張強
さが570MPa以上を有するのが好ましい。
【００１９】つぎに、厚鋼板の組成の限定理由を説明す
る。 Ｃ：0.03〜0.20％ Ｃは、焼入れ性を増加する元素であり、強度確保の目的
で添加する。このためには、0.03％以上を必要とする
が、0.20％を超えると靱性および溶接性が劣化する。こ
のようなことから、Ｃは0.03〜0.20の範囲とした。
る。 Ｃ：0.03〜0.20％ Ｃは、焼入れ性を増加する元素であり、強度確保の目的
で添加する。このためには、0.03％以上を必要とする
が、0.20％を超えると靱性および溶接性が劣化する。こ
のようなことから、Ｃは0.03〜0.20の範囲とした。
【００２０】Si：0.05〜0.50％ Siは、脱酸を促進し、さらに強度を増加する効果を有す
る。この効果は、0.05％以上の添加で認められるが、0.
50％を超えると靱性が劣化する。このため、Siは0.05〜
0.50％の範囲とした。 Mn：0.30〜2.50％ Mnは、靱性を損なうことなく強度を増加させる効果を有
している。0.30％未満では、強度の増加は少なく、しか
し、2.50％を超えると加工性が劣化する。このため、Mn
は0.30〜2.50％の範囲とした。
る。この効果は、0.05％以上の添加で認められるが、0.
50％を超えると靱性が劣化する。このため、Siは0.05〜
0.50％の範囲とした。 Mn：0.30〜2.50％ Mnは、靱性を損なうことなく強度を増加させる効果を有
している。0.30％未満では、強度の増加は少なく、しか
し、2.50％を超えると加工性が劣化する。このため、Mn
は0.30〜2.50％の範囲とした。
【００２１】Al：0.01〜0.10％ Alは、脱酸剤として添加されるが、さらに結晶粒を微細
化する効果も有している。結晶粒の微細化のためには、
0.01％以上の添加が必要である。しかし、0.10％を超え
ると酸化物系介在物量が増加して靱性を劣化させる。こ
のため、Alは0.01〜0.10％の範囲とした。
化する効果も有している。結晶粒の微細化のためには、
0.01％以上の添加が必要である。しかし、0.10％を超え
ると酸化物系介在物量が増加して靱性を劣化させる。こ
のため、Alは0.01〜0.10％の範囲とした。
【００２２】Ｎ：0.007 ％以下 Ｎは、Alと結合して、加熱時の結晶粒の粗大化を防止す
る。しかし、多量に含有すると溶接熱影響部の靱性を劣
化させる。このため、Ｎは0.007 ％以下とした。 Cu：0.05〜1.30％、Ni：0.10〜10.0％、Cr：0.05〜1.50
％、Mo：0.03〜0.50％、Ｖ：0.01〜0.15％、Ｂ：0.0003
〜0.0020％のうちから選ばれた１種または２種以上 Cuは、鋼中に固溶あるいは析出して強度を増加する。固
溶強化により強度を増加させるためには、0.05％以上の
添加が必要である。また、析出強化により強度を増加さ
せるためには、0.50％以上の添加が必要である。しか
し、1.3 ％を超えると、効果が飽和するのに加えて、熱
間加工性が劣化する。このため、Cuは0.05〜1.30％の範
囲とした。
る。しかし、多量に含有すると溶接熱影響部の靱性を劣
化させる。このため、Ｎは0.007 ％以下とした。 Cu：0.05〜1.30％、Ni：0.10〜10.0％、Cr：0.05〜1.50
％、Mo：0.03〜0.50％、Ｖ：0.01〜0.15％、Ｂ：0.0003
〜0.0020％のうちから選ばれた１種または２種以上 Cuは、鋼中に固溶あるいは析出して強度を増加する。固
溶強化により強度を増加させるためには、0.05％以上の
添加が必要である。また、析出強化により強度を増加さ
せるためには、0.50％以上の添加が必要である。しか
し、1.3 ％を超えると、効果が飽和するのに加えて、熱
間加工性が劣化する。このため、Cuは0.05〜1.30％の範
囲とした。
【００２３】Niは、強度を増加し、さらに靱性を向上さ
せる。このためには、0.10％以上の添加を必要するが、
10.0％を超えると経済的に高価となる。このようなこと
からNiは0.10〜10.0％の範囲とした。Crは、焼入れ性を
向上させ、強度を増加させる。このためには、0.05％以
上の添加を必要とするが、1.50％を超えると溶接性の劣
化を招く。このようなことからCrは0.05〜1.50％の範囲
とした。
せる。このためには、0.10％以上の添加を必要するが、
10.0％を超えると経済的に高価となる。このようなこと
からNiは0.10〜10.0％の範囲とした。Crは、焼入れ性を
向上させ、強度を増加させる。このためには、0.05％以
上の添加を必要とするが、1.50％を超えると溶接性の劣
化を招く。このようなことからCrは0.05〜1.50％の範囲
とした。
【００２４】Moは、焼入れ性を向上させ、焼戻し軟化抵
抗を高め、強度を増加させる。このためには、0.03％以
上の添加を必要とするが、0.50％を超えると、溶接性を
劣化させ、しかも高価となる。このようなことからMoは
0.03〜0.50％の範囲とした。Ｖは、窒化物あるいは炭化
物を形成し、析出強化により強度を増加させる。このた
めには、0.01％以上の添加が必要であるが、0.15％を超
えると靱性を劣化させる。このようなことからＶは0.01
〜0.15％の範囲とした。
抗を高め、強度を増加させる。このためには、0.03％以
上の添加を必要とするが、0.50％を超えると、溶接性を
劣化させ、しかも高価となる。このようなことからMoは
0.03〜0.50％の範囲とした。Ｖは、窒化物あるいは炭化
物を形成し、析出強化により強度を増加させる。このた
めには、0.01％以上の添加が必要であるが、0.15％を超
えると靱性を劣化させる。このようなことからＶは0.01
〜0.15％の範囲とした。
【００２５】Ｂは、微量の添加で焼入れ性を向上させ、
強度を増加させる。このためには、0.0003％以上の添加
が必要であるが、0.0020％を超えると靱性を劣化させ
る。このようなことからＢは0.0003〜0.0020％の範囲と
した。さらに、Cu：0.05〜1.30％、Ni：0.10〜10.0％、
Cr：0.05〜1.50％、Mo：0.03〜0.50％、Ｖ：0.01〜0.15
％、Ｂ：0.0003〜0.0020％の群、Nb：0.005 〜0.06％、
Ti：0.005 〜0.06％の群、および、Ca：0.005 〜0.0040
％、REM ：0.001 〜0.020 ％の群の各群のなかの少なく
とも２群から選ばれた、各群１種または２種以上を含有
してもよい。
強度を増加させる。このためには、0.0003％以上の添加
が必要であるが、0.0020％を超えると靱性を劣化させ
る。このようなことからＢは0.0003〜0.0020％の範囲と
した。さらに、Cu：0.05〜1.30％、Ni：0.10〜10.0％、
Cr：0.05〜1.50％、Mo：0.03〜0.50％、Ｖ：0.01〜0.15
％、Ｂ：0.0003〜0.0020％の群、Nb：0.005 〜0.06％、
Ti：0.005 〜0.06％の群、および、Ca：0.005 〜0.0040
％、REM ：0.001 〜0.020 ％の群の各群のなかの少なく
とも２群から選ばれた、各群１種または２種以上を含有
してもよい。
【００２６】Nb：0.005 〜0.06％、Ti：0.005 〜0.06％
のうちから選ばれた１種または２種 Nbは、窒化物を形成し、オーステナイト粒の粗大化を抑
制し、あるいは熱間圧延時の結晶粒微細化、焼戻し時の
析出強化に寄与する元素である。このような効果を得る
ためには、0.005 ％以上の添加が必要であるが、0.06％
を超えると溶接部の靱性を劣化させる。このようなこと
からNbは0.005 〜0.06％の範囲とした。
のうちから選ばれた１種または２種 Nbは、窒化物を形成し、オーステナイト粒の粗大化を抑
制し、あるいは熱間圧延時の結晶粒微細化、焼戻し時の
析出強化に寄与する元素である。このような効果を得る
ためには、0.005 ％以上の添加が必要であるが、0.06％
を超えると溶接部の靱性を劣化させる。このようなこと
からNbは0.005 〜0.06％の範囲とした。
【００２７】Tiは、Nbと同様窒化物を形成し、オーステ
ナイト粒の粗大化を抑制する。このためには0.005 ％以
上の添加を必要とするが、0.06％を超えると、靱性が劣
化する。このようなことからTiは0.005 〜0.06％の範囲
とした。 Ca：0.005 〜0.0040％、REM ：0.001 〜0.020 ％のうち
から選ばれた１種または２種 Caは、球状の硫化物を形成し、靱性を向上させる効果を
有する。このためには、0.005 ％以上の添加が必要であ
るが、0.0040％を超えると酸化物系介在物の増大を招
き、靱性が劣化する。このようなことからCaは0.005 〜
0.0040％の範囲とした。
ナイト粒の粗大化を抑制する。このためには0.005 ％以
上の添加を必要とするが、0.06％を超えると、靱性が劣
化する。このようなことからTiは0.005 〜0.06％の範囲
とした。 Ca：0.005 〜0.0040％、REM ：0.001 〜0.020 ％のうち
から選ばれた１種または２種 Caは、球状の硫化物を形成し、靱性を向上させる効果を
有する。このためには、0.005 ％以上の添加が必要であ
るが、0.0040％を超えると酸化物系介在物の増大を招
き、靱性が劣化する。このようなことからCaは0.005 〜
0.0040％の範囲とした。
【００２８】REM は、Caと同様に硫化物を球状化させ、
靱性を向上させる。この効果を得るためには、0.001 ％
以上の添加を必要とするが、0.020 ％を超えると、介在
物量が増大し、靱性を劣化させる。このようなことから
REM は0.001 〜0.020 ％の範囲とした。本発明では、残
部はFeおよび不可避的不純物からなる。不可避的不純物
は、Ｐ： 0.025％以下、Ｓ： 0.015％以下まで許容でき
る。
靱性を向上させる。この効果を得るためには、0.001 ％
以上の添加を必要とするが、0.020 ％を超えると、介在
物量が増大し、靱性を劣化させる。このようなことから
REM は0.001 〜0.020 ％の範囲とした。本発明では、残
部はFeおよび不可避的不純物からなる。不可避的不純物
は、Ｐ： 0.025％以下、Ｓ： 0.015％以下まで許容でき
る。
【００２９】
（実施例１）表１に示す組成の鋼を転炉で溶製し、連続
鋳造により 260mm厚のスラブとした。該スラブを厚板圧
延により、図３に示す形状のテーパープレートとした。
最厚肉部（厚部）は75mm厚、最薄肉部（薄部）は55mm厚
である。このテーパプレートを 930℃に加熱後、水冷し
た。
鋳造により 260mm厚のスラブとした。該スラブを厚板圧
延により、図３に示す形状のテーパープレートとした。
最厚肉部（厚部）は75mm厚、最薄肉部（薄部）は55mm厚
である。このテーパプレートを 930℃に加熱後、水冷し
た。
【００３０】焼入れ後、厚部および薄部それぞれで最適
焼戻し条件を求め、最適Ｐ値を（１）式から計算し、表
２に示す。
焼戻し条件を求め、最適Ｐ値を（１）式から計算し、表
２に示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】
【表２】
【００３３】図２に示すような厚部と薄部の昇温曲線か
ら厚部と薄部の保持時間の差Ｄを求めた。この場合Ｄ値
は34min であった。このテーパープレートの厚部、薄部
の最適焼戻しＰ値は、次式でかける。 18.2 ＝（Ｔ＋273 ）×（20＋log t aa）×10-3 …（２Ａ） 18.9 ＝（Ｔ＋273 ）×（20＋log （t aa＋Ｄ））×10-3 …（３Ａ） となる。（２Ａ）、（３Ａ）式を図示すると図４とな
る。ここで、Ｄ＝34min となるＴ（焼戻し温度）を求め
ると、Ｔ＝680 ℃が得られる。
ら厚部と薄部の保持時間の差Ｄを求めた。この場合Ｄ値
は34min であった。このテーパープレートの厚部、薄部
の最適焼戻しＰ値は、次式でかける。 18.2 ＝（Ｔ＋273 ）×（20＋log t aa）×10-3 …（２Ａ） 18.9 ＝（Ｔ＋273 ）×（20＋log （t aa＋Ｄ））×10-3 …（３Ａ） となる。（２Ａ）、（３Ａ）式を図示すると図４とな
る。ここで、Ｄ＝34min となるＴ（焼戻し温度）を求め
ると、Ｔ＝680 ℃が得られる。
【００３４】上記焼入れのままテーパープレートを焼戻
し温度680 ℃で、厚部の保持時間8min （在炉128min）
で焼戻したときの、各部の強度を表３に示す。
し温度680 ℃で、厚部の保持時間8min （在炉128min）
で焼戻したときの、各部の強度を表３に示す。
【００３５】
【表３】
【００３６】表３から、厚部と薄部の強度差は、10MPa
以内と非常に小さくなっている。比較例として、実施例
と同一のテーパープレートを同じ焼入れ条件で焼入れし
たのち、厚部の最適焼戻し条件、640 ℃×175min（在
炉）で焼戻した例を表３に併記した。この比較例では、
当然ながら、薄部の強度が高すぎ、厚部と薄部の強度差
が70MPa 以上ある。
以内と非常に小さくなっている。比較例として、実施例
と同一のテーパープレートを同じ焼入れ条件で焼入れし
たのち、厚部の最適焼戻し条件、640 ℃×175min（在
炉）で焼戻した例を表３に併記した。この比較例では、
当然ながら、薄部の強度が高すぎ、厚部と薄部の強度差
が70MPa 以上ある。
【００３７】（実施例２）表４に示す組成の鋼を転炉で
溶製し、連続鋳造により 215mm厚のスラブとし、厚板圧
延により所定の形状のテーパープレートとした。このテ
ーパプレートを焼入れしたのち、厚部および薄部それぞ
れで最適焼戻し条件を求め、最適Ｐ値を（１）式から計
算し、ついで、最適Ｐ値と、厚部と薄部の昇温曲線から
厚部と薄部の保持時間の差Ｄを求め、最適Ｐ値と、Ｄ値
から（２）、（３）式を用い、焼戻し温度を求め、その
焼戻し温度でテーパープレートを焼戻した。焼戻し後の
強度を調査し表５に示す。
溶製し、連続鋳造により 215mm厚のスラブとし、厚板圧
延により所定の形状のテーパープレートとした。このテ
ーパプレートを焼入れしたのち、厚部および薄部それぞ
れで最適焼戻し条件を求め、最適Ｐ値を（１）式から計
算し、ついで、最適Ｐ値と、厚部と薄部の昇温曲線から
厚部と薄部の保持時間の差Ｄを求め、最適Ｐ値と、Ｄ値
から（２）、（３）式を用い、焼戻し温度を求め、その
焼戻し温度でテーパープレートを焼戻した。焼戻し後の
強度を調査し表５に示す。
【００３８】
【表４】
【００３９】
【表５】
【００４０】本発明の範囲の組成と、本発明の範囲の焼
戻し温度であれば、引張強さ570MPa以上を満足してい
る。そして、各部の強度差も小さく均一な強度を有する
テーパープレートとなっている。
戻し温度であれば、引張強さ570MPa以上を満足してい
る。そして、各部の強度差も小さく均一な強度を有する
テーパープレートとなっている。
【００４１】
【発明の効果】本発明によれば、板厚が板内で変動する
板厚変動厚鋼板の強度が、板厚の相違にもかかわらず板
内で均一とすることが可能となり、設計上の自由度が増
加し、また均一な強度を有する板厚変動厚鋼板を用いる
ことにより、建築物あるいは構造物の安全性が向上する
等、産業上多大の効果を奏する。
板厚変動厚鋼板の強度が、板厚の相違にもかかわらず板
内で均一とすることが可能となり、設計上の自由度が増
加し、また均一な強度を有する板厚変動厚鋼板を用いる
ことにより、建築物あるいは構造物の安全性が向上する
等、産業上多大の効果を奏する。
【図１】Ｐａ、Ｐｕ値となる焼戻し温度と保持時間の関
係を示す模式的関係図である。
係を示す模式的関係図である。
【図２】板厚変動厚鋼板の厚肉部（厚部）、薄肉部（薄
部）の焼戻し時昇温曲線を示す模式図である。
部）の焼戻し時昇温曲線を示す模式図である。
【図３】テーパープレートの寸法形状を示す断面図であ
る。
る。
【図４】Ｐａ、Ｐｕ値となる焼戻し温度と保持時間の関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
Claims (4)
- 【請求項１】 焼入れしたのち焼戻しを施す、板内で板
厚が変動する板厚変動調質厚鋼板の製造方法において、
焼入れしたのち、焼戻し温度を、（Ａc1変態点−50℃）
〜Ａc1変態点の温度範囲とし、該厚鋼板の最厚肉部の保
持時間を、該最厚肉部の中心部が（雰囲気温度−10℃）
に到達した時間から30min 以内とする焼戻しを施すこと
を特徴とする板厚変動調質厚鋼板の製造方法。 - 【請求項２】 該板厚変動厚鋼板の最厚肉部と、最薄肉
部の最適焼戻し条件を焼戻し温度および保持時間でそれ
ぞれ求め、ついでこれら焼戻し温度と保持時間から下記
（１）式で定義されるＰ値を計算し、最適Ｐ値をそれぞ
れ、Ｐａ（最厚肉部）、Ｐｕ（最薄肉部）とし、これら
Ｐａ、Ｐｕと、最厚肉部と最薄肉部の昇温曲線から決定
される最厚肉部の保持時間と最薄肉部の保持時間との差
Ｄとから、下記（２）、（３）式を同時に満足するよう
に、前記焼戻し温度および前記最厚肉部の保持時間を決
定することを特徴とする請求項１記載の板厚変動調質厚
鋼板の製造方法。 記 Ｐ ＝（Ｔ＋273 ）×（20＋log ｔa ）×10-3 …（１） Ｐａ＝（Ｔ＋273 ）×（20＋log ｔaa）×10-3 …（２） Ｐｕ＝（Ｔ＋273 ）×（20＋log （ｔaa＋Ｄ））×10-3 …（３） ここに、Ｔ：焼戻し温度（℃）、 ｔa ：保持時間（hr）、 ｔaa：最厚部の保持時間（hr） Ｄ ：最厚部と最薄部の保持時間の差（hr） - 【請求項３】 前記厚鋼板が、重量％で、 Ｃ：0.03〜0.20％、 Si：0.05〜0.50％、 Mn：0.30〜2.50％、 Al：0.01〜0.10％、 Ｎ：0.007 ％以下を含み、さらに、 Cu：0.05〜1.30％、 Ni：0.10〜10.0％、 Cr：0.05〜1.50％、 Mo：0.03〜0.50％、 Ｖ：0.01〜0.15％、 Ｂ：0.0003〜0.0020％のうちから選ばれた１種または２
種以上を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる
ことを特徴とする請求項１または２記載の板厚変動調質
厚鋼板の製造方法。 - 【請求項４】 前記厚鋼板が、重量％で、 Ｃ：0.03〜0.20％、 Si：0.05〜0.50％、 Mn：0.30〜2.50％、 Al：0.01〜0.10％、 Ｎ：0.007 ％以下を含み、さらに、 Cu：0.05〜1.30％、 Ni：0.10〜10.0％、 Cr：0.05〜1.50％、 Mo：0.03〜0.50％、 Ｖ：0.01〜0.15％、 Ｂ：0.0003〜0.0020％の群、 Nb：0.005 〜0.06％、 Ti：0.005 〜0.06％の群および、 Ca ：0.005 〜0.0040％、 REM ：0.001 〜0.020 ％の群のうちの少なくとも２群か
ら選ばれた、各群１種または２種以上を含有し、残部Fe
および不可避的不純物からなることを特徴とする請求項
１または２記載の板厚変動調質厚鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16965896A JP3603479B2 (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 板厚変動調質厚鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16965896A JP3603479B2 (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 板厚変動調質厚鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1017932A true JPH1017932A (ja) | 1998-01-20 |
| JP3603479B2 JP3603479B2 (ja) | 2004-12-22 |
Family
ID=15890543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16965896A Expired - Fee Related JP3603479B2 (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 板厚変動調質厚鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3603479B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2806042A4 (en) * | 2012-01-18 | 2015-06-03 | Jfe Steel Corp | METHOD FOR PRODUCING A TAPERIC PLATE |
| JP2016017202A (ja) * | 2014-07-08 | 2016-02-01 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 調質高張力鋼板の熱処理方法 |
-
1996
- 1996-06-28 JP JP16965896A patent/JP3603479B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2806042A4 (en) * | 2012-01-18 | 2015-06-03 | Jfe Steel Corp | METHOD FOR PRODUCING A TAPERIC PLATE |
| JP2016017202A (ja) * | 2014-07-08 | 2016-02-01 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 調質高張力鋼板の熱処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3603479B2 (ja) | 2004-12-22 |
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