JPH10265893A - 950 n/mm2 class tempered high tensile strength steel plate excellent in homogeneity in plate thickness direction and small in anisotropy of toughness and its production - Google Patents

950 n/mm2 class tempered high tensile strength steel plate excellent in homogeneity in plate thickness direction and small in anisotropy of toughness and its production

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JPH10265893A
JPH10265893A JP7399197A JP7399197A JPH10265893A JP H10265893 A JPH10265893 A JP H10265893A JP 7399197 A JP7399197 A JP 7399197A JP 7399197 A JP7399197 A JP 7399197A JP H10265893 A JPH10265893 A JP H10265893A
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steel sheet
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tempered high
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a tempered high tensile strength steel plate excellent in homogeneity in the plate thickness direction and small in the anisotropy of toughness by composing it of the one having a specified componental compsn. contg. C, Si, Mn, Cu, Ni or the like, and the balance Fe, and in which carbon equivalent, the index of weld crack sensitivity, the quantity of alloy elements to enter into solid solutions or the like. SOLUTION: This 950 N/mm<2> class tempered high tensile strength steel plate having a compsn. contg., by mass, 0.07 to 0.18% C, 0.05 to 0.30% Si, 0.40 to 1.30% Mn, 0.01 to 0.50% Cu, 0.8 to 3.5% Ni, 0.10 to 1.20% Cr, 0.05 to 0.80% Mo and 0.005 to 0.1005 V, contg. Al, Nb and B, in which the contents of N, P and S are regulated, and the balance Fe, in which carbon equivalent Ceq (formula I) is regulated to 0.52 to 0.61%, the index of weld crack sensitivity PcM (formula II) is regulated to 0.25 to 0.31%, the solid solution quantity (formula III) of alloy elements is regulated to >=0.88%, the average grain size of Nb compounds is regulated to <=8 nm, the volume fractional rate is regulated to 1.5×10<-4> to 5.0×10<-4> , the average size No. of old austenitic grains is regulated to >=8, and the degree of elongation AI1 is regulated to <=1.5 is produced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、特に揚水発電所のペン
ストック(水圧鉄管)等として用いられて好適な、板厚
方向の均質性を有し、靱性の異方性の小さい、特に板厚
100mm以下の調質高張力鋼板およびその製造方法に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plate stock having uniformity in the thickness direction and small anisotropy of toughness, and particularly to a plate stock suitable for use as a penstock (hydraulic pipe) of a pumped storage power plant. The present invention relates to a tempered high-strength steel sheet having a thickness of 100 mm or less and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来技術】近年、電力需要の増大に応えるため、揚水
発電所の水圧鉄管も高落差化および大口径化する傾向に
ある。この水圧鉄管に用いられる鋼材は、より一層高張
力化することにより、水圧鉄管施工の効率化およびコス
トの低減を図ろうとする傾向にある。このため、使用さ
れる鋼板も、従来の引張強さ590N/mm2、780N/mm2級鋼板
から、より一層高強度の950N/mm2級鋼板を適用しようと
する趨勢にある。
2. Description of the Related Art In recent years, the penstock of a pumped storage power plant has tended to have a high head and a large diameter in order to respond to an increase in power demand. The steel material used for the penstock tends to have a higher tensile strength to improve the efficiency of the penstock construction and reduce costs. For this reason, there is a tendency to use a 950 N / mm 2 grade steel sheet having higher tensile strength than conventional 590 N / mm 2 and 780 N / mm 2 grade steel sheets.

【0003】鋼の強度を950N/mm2級にしようとすると、
通常はMn、Ni、Cr、Mo等の合金元素を多量に添
加する必要があるが、これら合金元素を多量に添加する
と、溶接割れ感受性も高くなる。そのため、この方法に
代えて、析出強化等を利用して炭素当量を低減させるこ
とを狙ったNb添加鋼の製造方法が、従来から以下の各
タイプの通り、種々提案されている。
[0003] If you try the strength of the steel to 950N / mm 2 class,
Usually, it is necessary to add a large amount of alloying elements such as Mn, Ni, Cr, and Mo. However, if these alloying elements are added in a large amount, the susceptibility to weld cracking increases. Therefore, instead of this method, various methods for producing Nb-added steel aiming at reducing the carbon equivalent by utilizing precipitation strengthening and the like have been conventionally proposed as the following types.

【0004】まず第1のタイプは、特開昭60−21847 号
公報等に開示された、Nb添加鋼を、通常(普通)の圧
延後、再加熱焼入れし、焼戻しするタイプである。
The first type is a type disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-21847, in which Nb-added steel is subjected to normal (normal) rolling, then reheat-quenched and tempered.

【0005】第2のタイプは、特開平6 −158160号公報
等に開示された、Nb添加鋼を、低温で制御圧延し、そ
の後再加熱焼入れし、焼戻しするタイプである。
[0005] The second type is a type disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-158160, in which Nb-added steel is subjected to controlled rolling at a low temperature, followed by reheating quenching and tempering.

【0006】第3のタイプは、特開平2 −77521 号公報
等に開示された、Nb添加鋼を、低温で制御圧延し、そ
の後直接焼入れし、焼戻しするタイプである。
A third type is a type disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-77521 or the like, in which Nb-added steel is controlled-rolled at a low temperature, then directly quenched and tempered.

【0007】第4のタイプは、特開平2 −133521号公報
等に開示された、Nb添加鋼を、低温で制御圧延し、そ
の後600 ℃以下で冷却停止する加速冷却を行い、再加熱
焼入れ後焼戻しするタイプである。
[0007] A fourth type is an Nb-added steel as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-133521 or the like, in which controlled rolling is performed at a low temperature, followed by accelerated cooling in which cooling is stopped at 600 ° C or lower, and after reheating and quenching. Tempering type.

【0008】第5のタイプは、特開平2 −141528号公報
の請求項1に開示された、Nb添加鋼を、通常(普通)
の圧延後、2 回再加熱焼入れし、焼戻し(但し水冷)す
るタイプタイプである。
[0008] The fifth type is a method of using Nb-added steel disclosed in claim 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-141528 in a normal (ordinary) manner.
After re-rolling, it is reheated and quenched twice and tempered (but water cooled).

【0009】第6のタイプは、同じく、特開平2 −1415
28号の請求項1の代替え法として、同公報の請求項2に
開示された、Nb添加鋼を、低温で制御圧延後直接焼入
れし、再加熱焼入れ後焼戻し(但し水冷)するタイプで
ある。
The sixth type is disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No.
As an alternative to claim 1 of No. 28, a method disclosed in claim 2 of the same publication is a type in which Nb-added steel is directly quenched after controlled rolling at a low temperature, and then reheat-quenched and then tempered (but water-cooled).

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来技術にはいずれも問題があり、ペンストック(水圧
鉄管)用鋼材としては実用化できない。即ち、まず ま
ずNb添加鋼を通常の圧延後、再加熱焼入れ−焼戻しす
る前記第1のタイプでは、再加熱焼入れでは、必然的に
板厚方向の焼入れ深度が浅いため、表層部では所望強度
を満足しても、板厚中央部では950N/mm2を満足するのが
困難であり、また靱性も低位であり、板厚方向での均質
性に劣る。
However, these conventional techniques have problems, and cannot be put into practical use as a steel material for penstocks (hydraulic iron pipes). That is, first, after the Nb-added steel is subjected to ordinary rolling, reheating and quenching-tempering is performed. In the first type, the quenching depth in the thickness direction is necessarily shallow in the reheating and quenching. Even if it satisfies, it is difficult to satisfy 950 N / mm 2 at the center of the sheet thickness, the toughness is low, and the homogeneity in the sheet thickness direction is poor.

【0011】前記第2のタイプは、例えば、650 〜900
℃の低温で30%以上の圧下を加える制御圧延と、添加N
bとの相乗効果で結晶粒の微細化を狙ったものである
が、旧オーステナイト結晶粒は未再結晶域( 約930 ℃未
満) では圧下を加えても展伸した加工粒となるだけで、
より一層の細粒化は進行しないため、靱性改善効果は小
さく、また、板厚中央部では制御圧延が効きにくいた
め、靱性が低い。
The second type is, for example, 650 to 900
Controlled rolling by applying a reduction of 30% or more at a low temperature of
The purpose of this study is to reduce the size of crystal grains by a synergistic effect with b. However, in the non-recrystallized region (less than about 930 ° C), the former austenite crystal grains become expanded processed grains even if a reduction is applied.
Since further refinement does not proceed, the effect of improving the toughness is small, and the controlled rolling is hardly effective in the central part of the sheet thickness, so that the toughness is low.

【0012】前記第3のタイプは、Nb添加鋼を低温で
制御圧延することにより、旧オーステナイト粒を展伸粒
となし、加工マルテンサイト+下部ベイナイトの混合組
織として、強度と靱性を兼備しようとするものである。
しかし、製鉄研究No.322、99頁(1986)「100kgf/mm2級高
張力鋼板の開発」に開示されているように、未再結晶域
圧延での圧延による圧延主方向(L方向) と、その直角方
向(T方向) との組織の異方性により、材質変化が大きく
なる。とりわけ、 L方向とT 方向との靱性の差は大き
く、T 方向の靱性は、表層部あるいは板厚中心部におい
て100J近傍と低位なものとなる。そのため、T 方向にお
ける脆性亀裂伝播停止特性や溶接熱影響部での継手靱性
に劣る。
In the third type, the Nb-added steel is subjected to controlled rolling at a low temperature so that the old austenite grains are formed into expanded grains, and a mixed structure of processed martensite and lower bainite is used to combine strength and toughness. Is what you do.
However, as disclosed in Ironmaking Research No. 322, p. 99 (1986) `` Development of 100 kgf / mm Class 2 High Strength Steel Sheet '', the rolling main direction (L direction) by rolling in the non-recrystallization zone rolling Due to the anisotropy of the structure in the direction perpendicular to the direction (T direction), the change in the material becomes large. In particular, the difference in toughness between the L direction and the T direction is large, and the toughness in the T direction is as low as around 100 J in the surface layer or the center of the thickness. Therefore, it is inferior in brittle crack propagation stopping characteristics in the T direction and joint toughness in the heat affected zone.

【0013】前記第4のタイプは、加速冷却に続く再加
熱焼入れの際に、再加熱の前の組織がマルテンサイト或
いはベイナイトという焼入れ組織になっていると、再加
熱時におけるαからγへの逆変態でのγの核生成サイト
の数が、フェライト+パーライト組織の場合に比較し
て、多く生じるので、γ化後の粒成長時に、それらが互
いに衝突して成長を阻害され、結局得られる粒径が小さ
くなるとの事実を利用したものである。したがって、再
加熱の前の状態ではフェライトの生成を抑制してひずみ
を有した組織で逆変態させて、γ粒を細粒化することを
主眼としている。しかし、冷却停止温度を600 ℃以下と
するような加速冷却では、Nbが十分固溶せず、その後
の逆変態のための昇温過程でのNb化合物の析出による
オーステナイト粒粗大化抑制効果に乏しく、γ粒の細粒
化が不十分であり、とりわけ、板厚中心部の靱性改善効
果は小さい。また、板厚中心部の強度も、前記再焼入れ
−焼戻し(RQ−T)材と同様に低く、強度、靱性とも
板厚方向での均質性に乏しい。
[0013] In the fourth type, during reheating and quenching subsequent to accelerated cooling, if the structure before reheating is martensite or bainite, the α to γ during reheating is reduced. Since the number of γ nucleation sites in the reverse transformation is larger than that in the case of the ferrite + pearlite structure, at the time of grain growth after γ-formation, they collide with each other and inhibit the growth, and are eventually obtained. This is based on the fact that the particle size becomes smaller. Therefore, in the state before the reheating, the main purpose is to suppress the formation of ferrite and to reverse-transform with a strained structure to make γ grains finer. However, in accelerated cooling in which the cooling stop temperature is set to 600 ° C. or lower, Nb does not form a solid solution, and the effect of suppressing the austenite grain coarsening due to precipitation of the Nb compound in the subsequent heating process for reverse transformation is poor. , Γ grains are insufficiently refined, and the effect of improving the toughness at the center of the sheet thickness is small. Also, the strength at the center of the sheet thickness is low as in the case of the re-quenched-tempered (RQ-T) material, and the strength and toughness are poor in homogeneity in the sheet thickness direction.

【0014】前記第5のタイプは、100mm 厚を超えた95
0N/mm2級鋼板を対象とし、Niを3.5 超え〜4.5 %と
し、焼き入れ時に細粒γ粒を実現するために、Nb添加
によって、鋼材加熱時におけるγ粒の成長を抑制すると
同時に、事前に、一旦焼き入れ処理を施して、加工前組
織( γ化前組織) の微細化を図っておくことを主眼とし
ている。しかし、前記製鉄研究No.322、99頁(1986)「10
0kgf/mm2級高張力鋼板の開発」に開示されているよう
に、2 回再加熱焼入れ−焼戻しは、1 回再加熱焼入れ−
焼戻しに比して、靱性は改善されるものの、強度が急激
に低下し、強度確保のための合金添加量の増大を招き、
製造コストも高くなり、溶接割れ感受性も高くなる。
The fifth type has a thickness of more than 100 mm.
0N / mm Grade 2 steel sheet, Ni is over 3.5 to 4.5%, and in order to realize fine γ grains during quenching, the addition of Nb suppresses the growth of γ grains during heating of steel, In addition, the main purpose is to once perform a quenching treatment to reduce the size of the structure before processing (structure before gamma formation). However, the steelmaking research No. 322, p. 99 (1986) `` 10
0kgf / mm Development of Class 2 High Tensile Steel Sheets ”, reheating and quenching twice
Compared with tempering, although the toughness is improved, the strength sharply decreases, causing an increase in the amount of alloy added to secure the strength,
Manufacturing costs are increased and weld cracking susceptibility is also increased.

【0015】前記第6のタイプは、第5のタイプと同様
に、100mm 厚を超えた950N/mm2級鋼板を対象とし、Ni
を3.5 超え〜4.5 %とし、焼き入れ時に細粒γ粒を実現
するため、900 ℃以上の温度域で30%以上の累積圧下を
与え、BNやNb(CN)を固溶状態にするために、圧延を800
℃以上で仕上げ、その後の直接焼入れは第1回目焼入れ
に代替えするとしている。しかしながら、800 〜900 ℃
での低温圧延制御において、固溶Bは析出して焼入れ性
は低下するとともに、同温度域はNb(CN)の析出ノーズに
当てはまるため、その後の直接焼入れによって固溶する
Nb量はごく僅かで、その後の再加熱焼入れの急冷前組
織において、Nbのピンニング効果を積極的に活用させ
ることは困難である。そのため、板厚方向位置における
強度および靱性の差は以前として大きい。また、焼戻し
後の水冷は残留応力を内在させることになり、鋼板を歪
ませるとともに、水圧鉄管などへの成形を困難にし、寸
法精度を悪くする。
[0015] The sixth type is, like the fifth type, intended for a 950 N / mm 2 grade steel sheet exceeding 100 mm in thickness.
Over 3.5% to 4.5%, and to achieve fine γ grains during quenching, apply a cumulative reduction of 30% or more in a temperature range of 900 ° C or more to make BN or Nb (CN) a solid solution state. 800, rolling
It finishes at ℃ or more, and the subsequent direct quenching replaces the first quenching. However, 800-900 ° C
In the low-temperature rolling control, solid solution B precipitates and hardenability decreases, and the same temperature range applies to the precipitation nose of Nb (CN) .Therefore, the amount of Nb dissolved by direct quenching is very small. It is difficult to positively utilize the pinning effect of Nb in the structure before quenching after reheating and quenching. Therefore, the difference in strength and toughness at the position in the thickness direction is large as before. In addition, water cooling after tempering causes residual stress to be inherent, distorting the steel sheet, making it difficult to form into a penstock or the like, and deteriorating dimensional accuracy.

【0016】因みに、鋼材の板厚中央部は、より表層側
の部分に比して、熱処理や加工の影響が及びにくく、冷
却速度も遅くなるため、結晶粒が大きくなり、材質が最
も劣化し易い部分であり、厚肉でかつ大面積の鋼材にな
るほど、靱性が劣る。大きな衝撃荷重が作用するペンス
トック用として優れた破壊靱性を具備するためには、鋼
材の表面〜t/2の全ての板厚方向において、高靱性を
確保するとともに、靱性の異方性が小さいことが必要で
あり、とりわけ板厚中央部での靱性の改善が技術的課題
となる。
Incidentally, the central part of the steel plate in the thickness direction is less affected by heat treatment and processing and the cooling rate is slower than the surface side part, so that the crystal grains become large and the material is most deteriorated. This is a portion that is easy to be formed, and the thicker and larger the area of the steel material, the lower the toughness. In order to provide excellent fracture toughness for a penstock on which a large impact load acts, high toughness is ensured in all thickness directions from the surface of the steel material to t / 2, and the anisotropy of toughness is small. It is necessary to improve the toughness especially at the center of the sheet thickness.

【0017】以上述べた通り、従来技術による950N/mm2
級高張力鋼板は、板厚方向での均質性に劣り、また靱性
の異方性も大きいため、高位な破壊靱性が必要とされる
大型溶接構造物であるペンストックに汎用的に使用でき
るものではなかった。
As described above, 950 N / mm 2 according to the prior art is used.
Grade high-strength steel sheet is inferior in homogeneity in the thickness direction and has large anisotropy of toughness, so it can be used for penstock, which is a large-scale welded structure requiring high fracture toughness. Was not.

【0018】したがって本発明は、これら従来技術の問
題に鑑み、板厚方向での均質性に優れ、また靱性の異方
性を改善した950N/mm2級調質高張力鋼板とその製造方法
を提供することを目的とする。
[0018] Accordingly, the present invention has been made in view of these prior art problems, is excellent in homogeneity in the thickness direction, also 950 N / mm 2 class tempered high tensile steel with improved anisotropy of toughness and a method of manufacturing The purpose is to provide.

【0019】[0019]

【問題を解決するための手段】本発明者らは、ペンスト
ック等に使用される厚肉950N/mm2級高張力鋼板の具備す
べき性能として、表1 に示す通り、特に、鋼板のL方
向、T方向共に脆性亀裂伝播停止のための高位の破壊靱
性を確保するために、全板厚方向位置および鋼板のL方
向、T方向共に、950N/mm2以上の引張強度と、vTrs:−
60℃以下で、かつvE-60 :150J以上の高い靱性を有する
こと等を目標とした。
The present inventors have means for solving problems] as the performance should be provided thick 950 N / mm 2 class high strength steel sheet used in the penstock, etc., as shown in Table 1, in particular, of the steel sheet L direction, in order to ensure the high fracture toughness for stopping brittle crack propagation in the T direction both L direction Zen'itaAtsu direction position and the steel plate, the T direction both the 950 N / mm 2 or more tensile strength, vT rs:
The target was to have a high toughness of 60 ° C. or less and vE -60 : 150 J or more.

【0020】[0020]

【表1】 [Table 1]

【0021】そこで、前記目標材質性能を得るために、
合金元素の固溶量に及ぼす加工熱処理の影響および旧オ
ーステナイト粒径に及ぼすNb化合物(Nb炭窒化物な
ど)の析出状態について、鋭意研究を行った結果、以下
の知見を得た。
Therefore, in order to obtain the target material performance,
As a result of intensive studies on the effect of thermomechanical treatment on the solid solution amount of alloying elements and the precipitation state of Nb compounds (Nb carbonitride, etc.) on the prior austenite grain size, the following findings were obtained.

【0022】即ち、圧延素材を溶体化温度以上に加熱
後、再結晶域での圧延後、直接焼入れ(DQ)を行うこ
とにより、Cr、Mo、V、Nb、B等の添加合金元素
のCとの化合が止まり、過飽和に固溶した状態でマルテ
ンサイト変態させて、マトリックスを強化すること、
直接焼入れで完全に固溶されたNbが、その後の再加熱
焼入れ(RQ)のための昇温過程でNb化合物として微
細析出し、逆変態自体の細粒化と相乗して、オーステナ
イト結晶粒の粗大化を抑制することにより、図7のDQ
−Q材に示す通り、他のRQ材やDQ材に比して、焼入
れ前組織を微細なオーステナイト組織とすること(図7
において、DQ−Q材は後述する表7 〜13のNo.1、RQ
材はNo.4、DQ材はNo.15 に相当する)、DQ−Q材
におけるRQ昇温過程での前記Nb化合物の析出量は、
図8のDQ−Q材に示す通り、他のRQ材に比べて多
く、かつ微細であること(図8 において、DQ−Q材は
後述する表7 〜13のNo.1、RQ材はNo.4に相当する)、
DQ−Q材はRQの昇温時に整合析出した微細なNb
化合物により、図9のDQ−Q−T材に示す通り、他の
RQ−T材に比べて硬度HVが高くなるなどマトリック
スが強化されること(図9 において、DQ−Q−T材は
後述する表7 〜13のNo.1、RQ−T材はNo.4に相当す
る)、直接焼入れ(DQ)後の再加熱焼入れ(RQ)
前での合金元素の固溶量が、圧延後空冷−RQ直前に比
べて著しく多いため、DQ−Q材はRQ材に比して高い
焼入れ性を有することである。
That is, after the material to be rolled is heated to a temperature equal to or higher than the solution temperature, after rolling in the recrystallization region, direct quenching (DQ) is carried out, so that C, Mo, V, Nb, B, etc. To stop martensitic transformation in the state of supersaturated solid solution to strengthen the matrix,
Nb completely solid-dissolved by direct quenching precipitates finely as an Nb compound in the subsequent temperature raising process for reheating quenching (RQ), and synergizes with the refining of the reverse transformation itself, thereby forming austenite crystal grains. By suppressing the coarsening, the DQ of FIG.
As shown in -Q material, the structure before quenching has a finer austenitic structure than other RQ materials and DQ materials (FIG. 7).
, The DQ-Q material was No. 1 and RQ in Tables 7 to 13 described later.
The No. 4 material corresponds to No. 15 and the DQ material corresponds to No. 15).
As shown in the DQ-Q material of FIG. 8, it is larger and finer than the other RQ materials (in FIG. 8, the DQ-Q material is No. 1 in Tables 7 to 13 described later, and the RQ material is No. 1). .4),
DQ-Q material is fine Nb that is coherently precipitated when RQ temperature rises.
As shown in the DQ-QT material of FIG. 9, the matrix strengthens the compound by increasing the hardness HV as compared with other RQ-T materials (in FIG. 9, the DQ-QT material is described later). Nos. 1 and RQ-T materials in Tables 7 to 13 correspond to No. 4), reheating and quenching (RQ) after direct quenching (DQ)
The DQ-Q material has higher hardenability than the RQ material because the solid solution amount of the alloy element before is significantly larger than immediately before the air cooling-RQ after rolling.

【0023】そして、これらの知見を適用することによ
り、特に、鋼板のL方向、T方向での旧オーステナイト
組織の異方性が小さく、焼入れ深度が深く、かつ、全板
厚方向にわたって、微細な旧オーステナイト粒を有する
焼戻しマルテンサイト主体の組織が得られた。このミク
ロ組織を有する高張力鋼板は、板厚中心部での強度と靱
性を向上させるとともに、表層部においても微細粒化に
よって焼入れ性を下げて、高靱性を確保する。加えて、
鋼板のL方向、T方向での異方性が極めて少ない材質を
有することを見いだし、本発明を完成するに至ったもの
である。
By applying these findings, in particular, the anisotropy of the prior austenite structure in the L and T directions of the steel sheet is small, the quenching depth is deep, and fine A structure mainly composed of tempered martensite having prior austenite grains was obtained. The high-strength steel sheet having this microstructure improves the strength and toughness in the central part of the sheet thickness, and also reduces the hardenability by refining the surface layer, thereby ensuring high toughness. in addition,
The present inventors have found that the steel sheet has a material having extremely low anisotropy in the L direction and the T direction, and have completed the present invention.

【0024】本発明では、前記技術思想に基づき、質量
%にて、C:0.07〜0.18%、Si:0.05〜0.30%、M
n:0.40〜1.30%、Cu:0.01〜0.50%、Ni:0.8 〜
3.5 %、Cr:0.10〜1.20%、Mo:0.05〜 0.80 %、
V:0.005 〜 0.100%、Al:0.005 〜0.100 %、N
b:0.008 〜0.025 %、B:0.0003〜 0.0030 %を含有
し、かつN:0.0060%以下、P:0.010 %以下、S:0.
005 %以下に各々規制し、残部Feおよび不可避的不純
物からなり、かつ炭素当量Ceq が0.52〜0.61% [但し、
Ceq =C+Si/24+Mn/6 +Ni/40+Cr/5 +
Mo/4 +V/14 (%)]で、溶接割れ感受性指数PcM が
0.25〜0.31% [但し、PcM=C+Si/30+Mn/20+C
u/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5 ×
B (%)]で、更に合金元素の固溶量 [但し、合金元素の
固溶量=sol.Cr+sol.Mo+sol.V+sol.B (%)]が
0.88%以上となる化学組成を有し、鋼中のNb化合物が
平均粒径:8nm 以下で、かつ体積分率:1.5 ×10-4〜5.
0 ×10-4の範囲で存在し、鋼の旧オーステナイト粒の平
均粒度No. が8 以上でかつ展伸度AIl ( 但し、ASTM E11
2 −1995,16.3.5,237 頁の測定方法による) が1.5 以下
であることを特徴とする、板厚方向での均質性に優れ、
靱性の異方性の小さい950N/mm2級調質高張力鋼板とす
る。
In the present invention, based on the above technical concept, C: 0.07 to 0.18%, Si: 0.05 to 0.30%, M
n: 0.40 to 1.30%, Cu: 0.01 to 0.50%, Ni: 0.8 to
3.5%, Cr: 0.10 to 1.20%, Mo: 0.05 to 0.80%,
V: 0.005 to 0.100%, Al: 0.005 to 0.100%, N
b: 0.008 to 0.025%, B: 0.0003 to 0.0030%, N: 0.0060% or less, P: 0.010% or less, S: 0.
005% or less, and the balance consists of Fe and unavoidable impurities, and the carbon equivalent Ceq is 0.52 to 0.61% [
Ceq = C + Si / 24 + Mn / 6 + Ni / 40 + Cr / 5 +
Mo / 4 + V / 14 (%)], the weld crack susceptibility index PcM
0.25 to 0.31% [However, PcM = C + Si / 30 + Mn / 20 + C
u / 20 + Ni / 60 + Cr / 20 + Mo / 15 + V / 10 + 5 ×
B (%)] and the solid solution amount of the alloying element [however, the solid solution amount of the alloying element = sol.Cr + sol.Mo + sol.V + sol.B (%)]
It has a chemical composition of 0.88% or more, and the Nb compound in the steel has an average particle size of 8 nm or less and a volume fraction of 1.5 × 10 -4 to 5.
0 × 10 present in the range of -4 the average particle size of prior austenite grains of the steel No. 8 or more and TenShindo AI l (where, ASTM E11
2-1995, 16.3.5, p. 237) is less than or equal to 1.5.
950N / mm Class 2 tempered high-strength steel sheet with low anisotropy of toughness.

【0025】また、選択添加元素として更に、Ca、T
iの内から1種以上を含有しても良い。
Further, as additional selective elements, Ca, T
One or more of i may be contained.

【0026】本発明では、更に、製造方法として、前記
化学組成を有する鋼を、1100℃以上に加熱して熱間圧延
し、1000℃以下の温度域で40%以上の累積圧下率で圧下
を加え、930 ℃以上で仕上げた後、そのまま板厚中心部
の冷却速度が3.5 ℃/sec 以上で200 ℃以下まで直接焼
入れを行い、次いで、870 〜950 ℃の温度域に再加熱し
て水焼入れを行い、引き続いてA c1点以下の温度で焼戻
して空冷する。そして、この製造方法により、より好ま
しくは、焼戻して空冷した後の鋼の合金元素の固溶量
[但し、合金元素の固溶量=sol.Cr+sol.Mo+sol.
V+sol.B (%)]を0.88%以上で、鋼中のNb化合物を
平均粒径:8nm 以下で、かつ体積分率:1.5 ×10-4〜5.
0 ×10-4の範囲で存在させ、鋼の旧オーステナイト粒の
平均粒度No. を8 以上でかつ展伸度AIl ( 但し、ASTM E
112 −1995,16.3.5,237 頁の測定方法による) を1.5 以
下とした、板厚が100mm 以下で板厚方向での均質性に優
れ、靱性の異方性の小さい950N/mm2級調質高張力鋼板を
製造可能とする。
In the present invention, further, as a production method, a steel having the chemical composition is heated to 1100 ° C. or more and hot-rolled, and reduced in a temperature range of 1000 ° C. or less at a cumulative rolling reduction of 40% or more. In addition, after finishing at 930 ° C or higher, directly quenching is performed at a cooling rate at the center of the plate thickness of 3.5 ° C / sec or more to 200 ° C or less, and then re-heated to a temperature range of 870 to 950 ° C and water-quenched. And then tempered at a temperature not higher than the Ac1 point and air-cooled. And, by this manufacturing method, more preferably, the solid solution amount of the alloy element of the steel after tempering and air cooling.
[However, the solid solution amount of the alloy element = sol.Cr + sol.Mo + sol.
V + sol.B (%)] is 0.88% or more, the Nb compound in the steel has an average particle size of 8 nm or less, and the volume fraction is 1.5 × 10 -4 to 5.
0 × 10 is present in the range of -4 in the average particle size of prior austenite grains of the steel No. 8 or higher and TenShindo AI l (where, ASTM E
112 -1995,16.3.5,237 page measurements according to the method) was 1.5 or less, excellent homogeneity in the thickness direction of a plate thickness of 100mm or less, toughness small anisotropy 950 N / mm 2 class tempered high of Enables production of high-strength steel sheets.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下に、まず、本発明の主旨とな
る、合金元素の固溶量、Nb化合物の微細析出状態およ
び旧オーステナイト粒度の限定理由について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the reasons for limiting the solid solution amount of an alloying element, the state of fine precipitation of an Nb compound and the prior austenite grain size, which are the gist of the present invention, will be described.

【0028】即ち、本発明者らは強度に及ぼす合金元素
の固溶量の影響、および靱性に及ぼすNb化合物の析出
状態と旧オーステナイト粒度の影響につき、詳細に調査
した。調査は表2に示す条件で行い、後述する実施例の
表3中のNo. Aの0.013 %Nb添加鋼を用いて、表5、
6に示す加工熱処理から、高温制御圧延(OR)−直接
焼入れ、再加熱焼入れ、焼戻し(DQ−Q−T)法、高
温制御圧延(OR)−再加熱焼入れ、焼戻し(RQ−
T)法、高温制御圧延(OR)−加速冷却(AcC−Q
−T、500 ℃で冷却停止) 法、低温制御圧延(CR)−
直接焼入れ、再加熱焼入れ、焼戻し(DQ−Q−T)法
などを選択した。
That is, the present inventors investigated in detail the effect of the solid solution amount of the alloy element on the strength and the effect of the precipitation state of the Nb compound and the prior austenite grain size on the toughness. The investigation was carried out under the conditions shown in Table 2. Using the steel containing 0.013% Nb of No. A in Table 3 in Examples 3 to be described later, Table 5,
From the thermomechanical treatment shown in 6, high-temperature controlled rolling (OR)-direct quenching, reheating quenching, tempering (DQ-QT) method, high-temperature controlled rolling (OR)-reheating quenching, tempering (RQ-
T) method, high temperature controlled rolling (OR)-accelerated cooling (AcC-Q)
-T, cooling stopped at 500 ° C) method, low temperature controlled rolling (CR)-
Direct quenching, reheating quenching, tempering (DQ-QT) and the like were selected.

【0029】これらの鋼より試験片を採取し、抽出残差
分析により合金元素の未固溶量、抽出レプリカ法により
Nb化合物の析出状態、およびASTM E112 −95により旧
オーステナイト粒度の各々の測定を行った。また、機械
的試験として、t/4 、T/2 での引張試験および表面7mm
下、t/4 、T/2 でのV ノッチシャルピー試験を鋼板のL
方向、T方向の両方向について行い、強度と靱性を評価
した。これらの結果も合わせて表2に示す。
Test specimens were taken from these steels, and the undissolved amount of alloying elements by the extraction residual analysis, the precipitation state of the Nb compound by the extraction replica method, and the prior austenite particle size by ASTM E112-95 were measured. went. In addition, as a mechanical test, tensile test at t / 4, T / 2 and surface 7mm
Below, V notch Charpy test at t / 4, T / 2
Direction and T direction, and the strength and toughness were evaluated. Table 2 also shows these results.

【0030】また、これらの表2の結果について、ま
ず、OR−DQ−Q−T後の、sol.Cr+sol.Mo+so
l.V+sol.Bからなる合金元素の固溶量と強度との関係
を、整理し直したものを図1に示す。なお、図中の番号
は表2の番号に対応する。同図より、引張強度は、DQ
−Q−T材の合金元素の固溶量と共に増大し、950N/mm2
以上の強度を確保するためには、合金元素の固溶量が0.
88%以上必要であることが分かる。
As for the results in Table 2, first, after OR-DQ-QT, sol.Cr + sol.Mo + so
FIG. 1 shows the relationship between the solid solution amount of the alloy element consisting of l.V + sol.B and the strength rearranged. The numbers in the figure correspond to the numbers in Table 2. From the figure, the tensile strength is DQ
-950 N / mm 2
In order to ensure the above strength, the solid solution amount of the alloying element should be 0.
It turns out that 88% or more is necessary.

【0031】また、同様に、図2に、圧延後における直
接焼入れの冷却速度と、合金元素の固溶量との関係を示
す。同図より、直接焼入れの冷却速度を速くすると、D
Q後の合金元素の固溶量は増大し、この傾向は、DQ−
Q−T後においても引き継がれることが分かる。したが
って、DQ−Q−T後の合金元素の固溶量を0.88%以上
を得るためには、DQ時の冷却速度を3.5 ℃/sec 以上
とすることが有効であることが分かる。
Similarly, FIG. 2 shows the relationship between the cooling rate of direct quenching after rolling and the solid solution amount of alloying elements. From the figure, when the cooling rate of direct quenching is increased, D
The solid solution amount of the alloy element after Q increases, and this tendency is
It can be seen that it is taken over even after QT. Therefore, in order to obtain a solid solution amount of the alloy element after DQ-QT of 0.88% or more, it is effective to set the cooling rate during DQ to 3.5 ° C./sec or more.

【0032】次に、図3に、DQ−Q−T後の旧オース
テナイト粒度と靱性値との関係を示す。同図より、旧オ
ーステナイトの平均粒度No. が大きくなるに従って、靱
性は向上し、DQ−Q−T後において、vTrs:−60℃以
下で、かつvE-60 :150J以上の高い靱性を得るには、旧
オーステナイトの平均粒度No. を8 以上とすれば良いこ
とが分かる。
Next, FIG. 3 shows the relationship between the prior austenite grain size after DQ-QT and the toughness value. As shown in the figure, as the average grain size No. of the prior austenite increases, the toughness improves, and after DQ-QT, high toughness of vT rs : -60 ° C or less and vE -60 : 150 J or more is obtained. It is clear that the average grain size No. of old austenite should be 8 or more.

【0033】次に、図4に、DQ−Q−T後におけるN
b化合物の析出状態と、旧オーステナイト粒度No. との
関係を示す。同図より、旧オーステナイトの粒度No.
は、Nb化合物が小さくなるほど大きくなり、平均粒度
No. を8 以上にするためには、Nb化合物の平均粒径を
8nm 以下にすれば良いことが分かる。この微細なNb化
合物を得るためには、DQ時の冷却速度を、3.5 ℃/se
c 以上とすることが有効である。
Next, FIG. 4 shows that NQ after DQ-QT
The relationship between the precipitation state of the compound b and the prior austenite grain size No. is shown. From the figure, the grain size No.
Means that the smaller the Nb compound, the larger the average particle size
In order to make No. 8 or more, the average particle size of the Nb compound
It can be seen that it is better to set it to 8 nm or less. In order to obtain this fine Nb compound, the cooling rate during DQ is set to 3.5 ° C./se.
It is effective to make c or more.

【0034】次に、図5に、DQ−QにおけるRQ昇温
過程で析出するNb化合物としてのNb量と、DQ−Q
後の旧オーステナイトの平均粒度No. との関係を示す。
同図より、旧オーステナイト粒を微細にするには、DQ
に続くRQにおいて、その昇温時に、Nb化合物を多く
析出させると、旧オーステナイト粒を微細にすることが
できることが分かる。これより、再加熱による逆変態時
に絡ませて、Nb化合物を微細析出させることが、結晶
粒の微細化に対して極めて有効な手段となる。また、微
細に整合析出したNb化合物は、前記図9の通り、マト
リックスを強化する作用を有する。
Next, FIG. 5 shows the amount of Nb as an Nb compound precipitated in the process of raising the RQ temperature in DQ-Q,
The relationship with the average grain size No. of the former austenite is shown below.
From the figure, it can be seen that DQ
It can be seen that, in the RQ following the above, when a large amount of the Nb compound is precipitated at the time of the temperature rise, the prior austenite grains can be made fine. Accordingly, entanglement during the reverse transformation by reheating to finely precipitate the Nb compound is an extremely effective means for refining crystal grains. Further, the Nb compound finely coherently deposited has an effect of strengthening the matrix as shown in FIG.

【0035】以上の知見から、全板厚方向位置で、引張
強さが950N/mm2以上で、vE-60 :150J以上を満足させる
ための、合金元素の固溶量とNb化合物の平均粒径との
関係を求めると、図6から明らかなように、合金元素の
固溶量が0.88%以上で、Nb化合物の平均粒径を8nm 以
下になる様に、化学組成および加工熱処理条件を制御す
る必要があり、この点が本発明の主旨とするところであ
る。
From the above findings, the solid solution amount of the alloying element and the average grain size of the Nb compound to satisfy a tensile strength of 950 N / mm 2 or more and vE -60 : 150 J or more at all thickness direction positions. When the relationship with the diameter is determined, as is clear from FIG. 6, the chemical composition and the working heat treatment conditions are controlled so that the solid solution amount of the alloy element is 0.88% or more and the average particle diameter of the Nb compound is 8 nm or less. This is the point of the present invention.

【0036】なお、表2の比較例No.5は、高温制御圧延
後加速冷却で500 ℃で冷却停止したものをRQTしたも
のであり、一方、比較例No.6は、850 ℃の制御圧延後、
DQしたものをRQTしたものである。両者とも合金元
素の固溶量が少なく、Nb化合物の平均粒径も大きいた
め、板厚中心部の強度が低く、かつ表層部および板厚中
心部の靱性も低位である。したがって、930 ℃以上の高
温制御圧延−DQ−Q−T法を採用して、本発明に規定
する要件を満たす鋼板のみが板厚方向の均質性と異方性
の小さい性能を具備できることが分かる。
The comparative example No. 5 in Table 2 was obtained by RQT of the sample which was cooled at 500 ° C. by accelerated cooling after high-temperature controlled rolling, while the comparative example No. 6 was obtained by controlled rolling at 850 ° C. rear,
RQT is the result of DQ. In both cases, the solid solution amount of the alloy element is small and the average particle size of the Nb compound is large, so that the strength at the center of the plate thickness is low, and the toughness of the surface layer portion and the center of the plate thickness is low. Therefore, it can be understood that only the steel sheet satisfying the requirements specified in the present invention can have the uniformity in the thickness direction and the performance with small anisotropy by adopting the high-temperature controlled rolling-DQ-QT method of 930 ° C. or more. .

【0037】[0037]

【表2】 [Table 2]

【0038】以下に、本発明における化学成分の限定理
由について説明する。Cは、高張力鋼板としての強度を
確保するために必要な元素である。含有量が0.07%未満
では引張強さが950N/mm2以上を得るのが困難であり、一
方、0.18%を超えて含有すると、耐溶接割れを劣化させ
る。したがって、C含有量は0.07〜0.18%の範囲とす
る。
The reasons for limiting the chemical components in the present invention will be described below. C is an element necessary for securing the strength as a high-tensile steel sheet. If the content is less than 0.07%, it is difficult to obtain a tensile strength of 950 N / mm 2 or more, while if it exceeds 0.18%, the weld crack resistance is deteriorated. Therefore, the C content is in the range of 0.07 to 0.18%.

【0039】Siは溶鋼の脱酸のために必須の元素であ
るが、0.05%未満では効果が不十分であり、 0.30 %を
超えて含有すると溶接継手部において島状マルテンサイ
トを生成させ、溶接継手部靱性を低下させる。したがっ
て、Si含有量は0.05〜0.30%の範囲とする。
Although Si is an essential element for deoxidizing molten steel, if its content is less than 0.05%, its effect is insufficient. If its content is more than 0.30%, island-like martensite is formed in a welded joint, and Decreases joint toughness. Therefore, the Si content is in the range of 0.05 to 0.30%.

【0040】Mnは、鋼の焼入れ性を向上し、強度を確
保するために不可欠な元素である。含有量が0.40%未満
では、このような効果がなく、一方、1.30%を超えて過
多に含有すると、靱性および溶接性が劣化する。したが
って、Mn含有量は0.40〜1.30%の範囲とする。
Mn is an indispensable element for improving the hardenability of steel and ensuring the strength. When the content is less than 0.40%, such an effect is not obtained. On the other hand, when the content is more than 1.30%, toughness and weldability deteriorate. Therefore, the Mn content is in the range of 0.40 to 1.30%.

【0041】Cuは、鋼板の強度の上昇に有効であり、
その効果を得るためには、0.01%以上の含有が必要であ
る。しかし、0.50%を超えて含有すると、熱間加工性お
よび溶接性を劣化させる。以上のことから、Cu含有量
は0.01〜0.50%の範囲とする。
Cu is effective in increasing the strength of the steel sheet.
In order to obtain the effect, the content needs to be 0.01% or more. However, if the content exceeds 0.50%, hot workability and weldability are deteriorated. From the above, the Cu content is in the range of 0.01 to 0.50%.

【0042】Niは、焼入れ性の確保と低温靱性の改善
効果があり、0.8 %未満の含有量では引張強さが950N/m
m2以上を確保できない。しかし、一方、3.5 %を超えて
含有しても、コストアップに見合うだけの強度じょうし
ょう靱性改善の効果が得られない。そのため、Ni含有
量は0.8 〜3.5 %の範囲とする。
Ni has an effect of securing hardenability and improving low-temperature toughness. When the content is less than 0.8%, the tensile strength is 950 N / m2.
m 2 or more cannot be secured. However, on the other hand, if the content exceeds 3.5%, the effect of improving the strength and toughness corresponding to the cost increase cannot be obtained. Therefore, the Ni content is in the range of 0.8 to 3.5%.

【0043】Crは、強度上昇に有効な元素であるが、
含有量が0.10%未満ではこの効果が十分発揮されず、ま
た1.20%を超えて含有すると溶接性を劣化させる。した
がって、Cr含有量は0.10〜1.20%の範囲とする。
Cr is an element effective for increasing the strength.
If the content is less than 0.10%, this effect is not sufficiently exhibited, and if it exceeds 1.20%, the weldability is deteriorated. Therefore, the Cr content is in the range of 0.10 to 1.20%.

【0044】Moは、強度上昇と焼戻し軟化防止に有効
な元素であるが、含有量が0.05%未満では、これらの効
果が十分得られず、また0.80%を超えて含有すると、溶
接性が劣化するとともにコストアップとなる。よって、
Mo含有量は 0.05 〜 0.80%の範囲とする。
Mo is an element effective in increasing the strength and preventing temper softening. However, if the content is less than 0.05%, these effects cannot be sufficiently obtained. If the content exceeds 0.80%, the weldability deteriorates. Cost increases. Therefore,
The Mo content is in the range of 0.05 to 0.80%.

【0045】Vは、強度上昇と焼戻し軟化防止に有効な
元素であるが、含有量が0.005 %未満では、これらの効
果が十分得られず、また0.100 %を超えて含有すると、
靱性と溶接性を劣化させる。よって、V含有量は 0.005
〜 0.100%の範囲とする。
V is an element effective for increasing the strength and preventing temper softening. However, if the content is less than 0.005%, these effects cannot be sufficiently obtained, and if the content exceeds 0.100%,
Deterioration of toughness and weldability. Therefore, the V content is 0.005
Within the range of 0.100%.

【0046】Alは、溶鋼の脱酸元素であるが、含有量
が0.005 %未満では、その効果が少なく、また0.100 %
を超えて含有すると、靱性と溶接性を劣化させる。よっ
て、Al含有量は 0.005〜 0.100%の範囲とする。
Al is a deoxidizing element in molten steel. If its content is less than 0.005%, its effect is small, and 0.100%
If it is contained in excess of, the toughness and weldability deteriorate. Therefore, the Al content is in the range of 0.005 to 0.100%.

【0047】Nbは、微細析出してオーステナイト地に
存在することにより、そのピン止め効果によってオース
テナイト粒の成長を抑制し、オーステナイト粒を細粒化
すると共にマトリックスへの整合析出によって強度上昇
をもたらす。含有量が0.008%未満では、その細粒化効
果が少なく、また0.025 %を超えて含有すると、強度上
昇効果が飽和するとともに、母材靱性を低下させる。し
たがって、Nb含有量は0.008 〜0.025 %の範囲とす
る。
Since Nb is finely precipitated and exists in the austenite ground, the growth of austenite grains is suppressed by its pinning effect, the austenite grains are refined, and the strength is increased by coherent precipitation in the matrix. When the content is less than 0.008%, the effect of grain refinement is small, and when the content exceeds 0.025%, the effect of increasing the strength is saturated and the base material toughness is reduced. Therefore, the Nb content is in the range of 0.008 to 0.025%.

【0048】Bは、微量の添加で焼入れ性を高め、強度
の上昇に有効であるが、このような効果を得るために
は、0.0003%以上の含有が必要である。一方、逆に0.00
30%を超えて含有しても効果の向上は望めない。したが
って、Bの含有量は0.0003〜0.0030%の範囲とする。
B is effective for increasing the hardenability and increasing the strength by adding a small amount of B, but in order to obtain such an effect, it is necessary to contain 0.0003% or more. On the other hand, 0.00
Even if the content exceeds 30%, no improvement in effect can be expected. Therefore, the content of B is set in the range of 0.0003 to 0.0030%.

【0049】本発明では、この他CaとTiを、板厚、
目標強度、靱性および加工のレベルに応じて、選択的に
添加することができる。Caは非金属介在物の球状化作
用を有し、曲げ加工性および靱性の向上に有効である。
含有量が0.0010%未満では、このような効果に乏しく、
逆に0.010 %を超えて含有すると球状化作用の向上が望
めないだけでなく、余分なCaが介在物となり、靱性を
劣化させる。したがって、Caの含有量は0.0010〜0.01
0 %の範囲とする。
In the present invention, in addition, Ca and Ti are added to
It can be selectively added depending on the target strength, toughness and processing level. Ca has a spheroidizing effect on nonmetallic inclusions and is effective in improving bending workability and toughness.
If the content is less than 0.0010%, such effects are poor,
Conversely, if the content exceeds 0.010%, improvement of the spheroidizing effect cannot be expected, and excess Ca becomes an inclusion and deteriorates toughness. Therefore, the content of Ca is 0.0010 to 0.01.
The range is 0%.

【0050】Tiは、オーステナイト粒成長の抑制を通
して、微細化に有効である。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り、一方0.025 %
を超えて含有すると、母材靱性を低下させる。したがっ
て、Ti含有量は0.005 〜0.025 %の範囲とする。
Ti is effective for miniaturization through suppression of austenite grain growth. In order to achieve such effects, 0.005% or more is required, while 0.025%
When the content exceeds the range, the base material toughness is reduced. Therefore, the Ti content is in the range of 0.005 to 0.025%.

【0051】次に、不純物の規制について、本発明にお
いては、P、S、N、を各々規制する。まず、Pは、靱
性や溶接性を損ない、溶接時の高温割れ発生の原因とな
る。したがって、Pは0.010 %以下に規制する必要があ
る。
Next, regarding the regulation of impurities, in the present invention, P, S and N are regulated respectively. First, P impairs toughness and weldability and causes hot cracking during welding. Therefore, P must be regulated to 0.010% or less.

【0052】Sは、MnとともにMnS介在物を形成
し、このMnS介在物は圧延によって展伸して曲げ加工
性および靱性を劣化させる。したがって、Sは0.005 %
以下に規制する必要がある。
S forms MnS inclusions with Mn, and the MnS inclusions are expanded by rolling to deteriorate bending workability and toughness. Therefore, S is 0.005%
It is necessary to regulate as follows.

【0053】Nは圧延中にBと結合してBNを析出し
て、Bの焼入れ性向上効果を低減させる。したがって、
0.0060%以下に規制する必要がある。
N combines with B during rolling to precipitate BN, thereby reducing the effect of improving the hardenability of B. Therefore,
It is necessary to regulate to 0.0060% or less.

【0054】更に、本発明では、炭素当量Ceq.を0.52〜
0.61% [但し、Ceq.=C+Si/24+Mn/6 +Ni/
40+Cr/5 +Mo/4 +V/14 (%)]の範囲とする。
Ceqが0.52%未満では、強度が確保できず、また0.61%
を超えると、耐溶接割れ性に劣る。
Further, in the present invention, the carbon equivalent Ceq.
0.61% [However, Ceq. = C + Si / 24 + Mn / 6 + Ni /
40 + Cr / 5 + Mo / 4 + V / 14 (%)].
If Ceq is less than 0.52%, strength cannot be secured, and 0.61%
If it exceeds, the weld crack resistance is poor.

【0055】また、溶接割れ感受性指数PcM を0.25〜0.
31% [但し、PcM=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+
Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5 ×B (%)]
の範囲とする。PcM が0.25%未満では、溶接部が軟化
し、また0.31%を超えると、耐溶接割れ性に劣る。
Further, the welding crack susceptibility index PcM is set to 0.25 to 0.5.
31% [However, PcM = C + Si / 30 + Mn / 20 + Cu / 20 +
Ni / 60 + Cr / 20 + Mo / 15 + V / 10 + 5 × B (%)]
Range. If the PcM is less than 0.25%, the weld is softened, and if it exceeds 0.31%, the weld crack resistance is poor.

【0056】更に、厚肉材の板厚方向の強度の均質性を
確保するために、前記図1で説明した通り、sol.Cr+
sol.Mo+sol.V+sol.Bで表される合金元素の固溶量
を0.88%以上とする。合金元素の固溶量が0.88%未満の
場合、板厚中心部で目標強度を満足しなくなる。
Further, in order to ensure the uniformity of the strength of the thick material in the thickness direction, as described with reference to FIG.
The solid solution amount of the alloy element represented by sol.Mo + sol.V + sol.B is set to 0.88% or more. When the solid solution amount of the alloy element is less than 0.88%, the target strength is not satisfied at the center of the plate thickness.

【0057】次に、材質を確保するために、本発明では
鋼のミクロ組織を特定する。まず、鋼板の表層部から板
厚中心部において所望の高靱性(vTrs:−60℃以下で、
かつvE-60 :150J以上)を満足させるためには、前記図
3で説明した通り、旧オーステナイトの平均粒度No. を
8 以上とする必要がある。
Next, in order to secure the material, the microstructure of the steel is specified in the present invention. First, the desired high toughness (vT rs : -60 ° C or lower,
And vE -60 : 150 J or more), as described in FIG.
Must be at least 8.

【0058】また、旧オーステナイト粒を微細にするに
は、前記図4で説明した通り、直接焼入れでNbを完全
固溶させた後、続く再加熱焼入れの昇温過程で、Nb化
合物を微細に析出させた上で、逆変態させることで、オ
ーステナイト粒の粗大化を防止することが必要である。
このため、平均粒度No. を8 以上にするためには、Nb
化合物の平均粒径を8nm 以下にし、かつ体積分率:1.5
×10-4〜5.0 ×10-4の範囲で存在させる。Nb化合物が
このいずれかの条件を満足しない場合、所望のオーステ
ナイト粒度が得られず、表層部においては焼きが入りす
ぎて靱性が低くなり、板厚中央部においては、粗粒のた
め靱性が低くなり、全板厚方向において靱性の均質性が
損なわれる。
In order to make the old austenite grains fine, as described with reference to FIG. 4, after the Nb is completely solid-dissolved by direct quenching, the Nb compound is made fine in the subsequent temperature rise step of reheating and quenching. It is necessary to prevent the austenite grains from coarsening by reverse transformation after precipitation.
Therefore, in order to make the average particle size No. 8 or more, Nb
The compound has an average particle size of 8 nm or less and a volume fraction of 1.5
It is present in the range of × 10 -4 to 5.0 × 10 -4 . If the Nb compound does not satisfy any one of these conditions, the desired austenite grain size cannot be obtained, and the surface layer portion is excessively quenched, resulting in low toughness. As a result, the homogeneity of toughness is impaired in the entire thickness direction.

【0059】更に、本発明では、オーステナイト粒の展
伸度AIl ( 但しASTM E112 −1995,Specimens with None
quiaxed Grain Shapes 16.3.5, 237頁の測定方法によ
る) を特定することを特徴とする。展伸度AIl が1.5 を
超えると、靱性の異方性が大きくなり、圧延主方向と直
角方向(T方向)吸収エネルギーが低位なものになって
しまう。この展伸度AIl は、ASTM E112 −1995,Specime
ns with Nonequiaxed Grain Shapes 16.3.5, 237頁の測
定方法で、以下の通り規定される。
[0059] Furthermore, in the present invention, the austenite grain of elongation rate AI l (However ASTM E112 -1995, Specimens with None
quiaxed Grain Shapes 16.3.5, page 237). When TenShindo AI l is more than 1.5, the anisotropy of toughness increases, the primary rolling direction perpendicular to the direction (T direction) absorbed energy becomes lower ones. The elongation rate AI l is, ASTM E112 -1995, Specime
ns with Nonequiaxed Grain Shapes 16.3.5, page 237, defined as follows.

【0060】[0060]

【数1】 (Equation 1)

【0061】次に、本発明の製造条件を説明する。本発
明は、板厚方向の均質性を有し、かつ靱性の異方性を少
なくすることを目的として、特に、板厚中心部での強
度確保、および表層部および板厚中心部において、再
結晶粒で微細な旧オーステナイト粒を確保することにあ
る。そのために、に対して、前処理としてのDQで、
Cr、Mo、V、Nb、B等を過飽和に固溶させて、板
厚中心部においても焼入れ性を確保すること、に対し
て、DQ後にRQを入れて、再加熱時の逆変態にNb化
合物の微細析出を絡ませることでより一層の細粒化を図
ることを発明のポイントとしている。
Next, the manufacturing conditions of the present invention will be described. The present invention has the object of reducing the anisotropy of toughness and having homogeneity in the thickness direction, particularly, ensuring the strength at the center of the thickness and re-establishing the surface layer and the center of the thickness. The purpose is to secure fine old austenite grains with crystal grains. Therefore, for DQ as pre-processing,
Cr, Mo, V, Nb, B, etc. are dissolved in supersaturation to ensure quenchability even in the center of the plate thickness. On the other hand, RQ is added after DQ, and Nb The point of the invention is to achieve further finer graining by entanglement of fine precipitation of the compound.

【0062】このため、まず、スラブの圧延加熱温度に
ついては、圧延に際して、スラブ段階で、合金元素の化
合物(析出物)を完全固溶させることが重要で、そのた
め1100℃以上に高温加熱することが、直接焼入れの必須
条件となる。1100℃未満では、前記合金元素の化合物を
完全固溶させることができない。
For this reason, first, regarding the slab rolling heating temperature, it is important to completely dissolve the alloy element compound (precipitate) in the slab stage at the time of rolling. However, this is an essential condition for direct quenching. If the temperature is lower than 1100 ° C., the alloy element compound cannot be completely dissolved.

【0063】次に、1000℃以下の再結晶域での制御圧延
は、圧延−再結晶の繰り返しによるオーステナイト粒の
等方的微細化に非常に有効である。しかし、累積圧下率
が40未満では細粒化が十分果たせない。したがって、高
温制御圧延として、930 〜1000℃の温度域で40%以上の
累積圧下率で圧下を加える。
Next, controlled rolling in a recrystallization region of 1000 ° C. or less is very effective for isotropic refining of austenite grains by repeating rolling and recrystallization. However, if the cumulative draft is less than 40, grain refinement cannot be sufficiently achieved. Therefore, rolling is performed at a cumulative rolling reduction of 40% or more in a temperature range of 930 to 1000 ° C. as high-temperature controlled rolling.

【0064】圧延仕上げ温度については、930 ℃未満で
は、Cr、Mo、V、Nb、B等の固溶元素が化合物の
形で析出して、直接焼入れ時の焼入れ性が低下するた
め、本発明の要件となる合金元素の固溶量を確保できな
くなる。したがって、圧延仕上げ温度については、930
℃以上とする。
When the rolling finishing temperature is less than 930 ° C., solid solution elements such as Cr, Mo, V, Nb, and B precipitate in the form of a compound, and the hardenability during direct quenching is reduced. Therefore, the solid solution amount of the alloy element, which is a requirement, cannot be secured. Therefore, for the rolling finish temperature, 930
C or higher.

【0065】直接焼入れの条件として、板厚中心部の冷
却速度が3.5 ℃/sec 未満では、完全マルテンサイト組
織とならず、CやNの拡散が起こるために、Cr、M
o、V、Nb、B等の炭化物や窒化物が析出して、本発
明の要件となる合金元素の固溶量を確保できなくなる。
したがって、板厚中心部を完全に焼き入れるために、同
部の冷却速度を3.5 ℃/sec 以上とする。
As a condition for direct quenching, if the cooling rate at the center of the sheet thickness is less than 3.5 ° C./sec, a complete martensitic structure is not obtained, and diffusion of C and N occurs.
Carbides and nitrides such as o, V, Nb, and B precipitate, and the solid solution amount of the alloy element, which is a requirement of the present invention, cannot be secured.
Therefore, in order to completely quench the central part of the plate thickness, the cooling rate of the central part is set to 3.5 ° C./sec or more.

【0066】また、直接焼入れの冷却停止温度として
は、Mf点以下であることが必要であり、板厚中心部ま
で完全に焼き入れるために、200 ℃以下とする。
Further, the cooling stop temperature of the direct quenching needs to be lower than the Mf point, and is set to 200 ° C. or lower in order to completely quench up to the center of the sheet thickness.

【0067】再加熱焼入れは、直接焼入れによるマルテ
ンサイト組織をオーステナイト組織に逆変態させて微細
化を図り、細粒オーステナイトからの焼入れで細粒のマ
ルテンサイト変態組織を得ることを狙いとしている。そ
のためには、焼入れ温度をAc3 点以上で、かつ固溶B
による焼入れ性の向上を勘案して、目標強度を確保する
ため、その下限を870 ℃とした。また、焼入れ温度が95
0 ℃を超えると、オーステナイト粒が粗くなり、鋼の低
温靱性を損なう。したがって、再加熱時の温度を870 〜
950 ℃とした。
The reheating quenching aims at refining the martensite structure by direct quenching to reverse transformation to an austenite structure, thereby obtaining a fine-grained martensitic transformed structure by quenching from fine-grained austenite. To do so, set the quenching temperature to Ac 3 points or more, and
The lower limit was set to 870 ° C. in order to secure the target strength, taking into account the improvement in hardenability by the method. The quenching temperature is 95
If the temperature exceeds 0 ° C., austenite grains become coarse and the low-temperature toughness of steel is impaired. Therefore, the temperature at the time of reheating should be 870-
The temperature was 950 ° C.

【0068】焼戻し処理は、焼入れによって導入された
歪みを除去し、かつセメンタイトを微細に析出させて、
強度−靱性バランスを改善するために実施されるが、過
度の強度低下を避けるために焼戻し温度を、A c1点以下
の温度とする。また、焼戻し後の冷却方法としては、ペ
ンストック等の曲げ成形を勘案して、新たな残留応力の
導入を回避するために空冷とした。
The tempering treatment removes the strain introduced by quenching, and finely precipitates cementite.
This is performed to improve the strength-toughness balance, but the tempering temperature is set to a temperature equal to or lower than the Ac1 point in order to avoid an excessive decrease in strength. As a cooling method after tempering, air cooling was used in order to avoid introduction of new residual stress in consideration of bending of pen stock or the like.

【0069】[0069]

【実施例】【Example】

〔実施例1〕次に、以上説明した本発明に係る、板厚方
向での均質性に優れ、靱性の異方性の小さい950N/mm2
調質高張力鋼板およびその製造方法について、実施例を
挙げて説明する。
Example 1 Next, according to the present invention described above is excellent in homogeneity in the thickness direction, a small 950 N / mm 2 class tempered high tensile steel and its manufacturing method for the anisotropy of toughness, implementation This will be described with an example.

【0070】表3、4に示す化学成分を有する鋼片を各
々溶製し、表5、6に示すような条件で、板厚50〜100m
m の鋼板に圧延後、直接焼入れ等の熱処理を行った。そ
してこれらの鋼板から試験片を採取して、抽出残差分析
により合金元素の未固溶量、抽出レプリカ法によりNb
化合物の析出状態、およびASTM E112 −95により旧オー
ステナイト粒度の各々の測定を行った。また、機械的試
験として、t/4 、T/2での引張試験および表面7mm 下、t
/4 、T/2 でのV ノッチシャルピー試験を鋼板のL方
向、T方向の両方向について行い、強度と靱性を評価し
た。また、溶接性を評価するために、 JIS Z 3158 Y 形
溶接割れ試験 (入熱17kJ/cm) で割れの有無を調べて、
割れ防止最低予熱温度を求めた。これらの結果を、表7
〜13に示す。なお、表7〜13のNo.1〜28の鋼板は、
板厚50mmであり、No.29 は板厚75mm、No.30 〜32は板厚
100mm である。
Steel slabs having the chemical components shown in Tables 3 and 4 were smelted, respectively, under the conditions shown in Tables 5 and 6 to a thickness of 50 to 100 m.
After rolling to a steel sheet of m, heat treatment such as direct quenching was performed. Then, test specimens were taken from these steel sheets, the amount of undissolved alloy elements by extraction residual analysis, and Nb by extraction replica method.
Each of the precipitation state of the compound and the prior austenite particle size was measured according to ASTM E112-95. In addition, as a mechanical test, a tensile test at t / 4 and T / 2 and a surface 7 mm below, t
The V-notch Charpy test at / 4 and T / 2 was performed in both the L direction and the T direction of the steel sheet to evaluate the strength and toughness. In addition, in order to evaluate the weldability, JIS Z 3158 Y-type welding crack test (heat input 17 kJ / cm) was used to check for cracks.
The minimum preheating temperature for crack prevention was determined. Table 7 shows the results.
To 13 are shown. In addition, the steel plates of Nos. 1 to 28 in Tables 7 to 13 are:
No. 29 is 75 mm thick, No. 30 to 32 is thick
100 mm.

【0071】表7〜13において、No.14 の比較例の鋼
板は、本発明組成内のNb添加鋼に、低温制御圧延−DQ
−Tを施したものであるが、板厚中心部(t/2) の強度
が、表1の目標強度を満足しておらず、またT方向の靱
性が低位である。また、強度、靱性とも板厚方向で不均
質で、L、T方向の異方性も大きい。
In Tables 7 to 13, the steel sheet of Comparative Example No. 14 was prepared by adding low-temperature controlled rolling-DQ to the Nb-added steel in the composition of the present invention.
Although -T was applied, the strength at the center part (t / 2) of the sheet thickness did not satisfy the target strength shown in Table 1, and the toughness in the T direction was low. Further, both the strength and the toughness are inhomogeneous in the thickness direction, and the anisotropy in the L and T directions is large.

【0072】また、No.15 の比較例の鋼板は、本発明組
成内のNb添加鋼に、高温制御圧延−DQ−Tを施したも
のであるが、全板厚方向において、vE-60 、vT rs とも
劣り、表1の目標値を満足していない。
[0072] Further, the steel sheets of the comparative example of No.15, the Nb-added steel in the present invention compositions, but were subjected to hot controlled rolling -DQ-T, in Zen'itaAtsu direction, vE -60, also poor and vT rs, does not satisfy the target value of Table 1.

【0073】また、No.4の比較例の鋼板は、本発明組成
内のNb添加鋼に、高温制御圧延−RQ−Tを施したもの
であるが、t/4 、t/2 とも、表1の目標強度を満足して
いない。また表層部、t/2 のvE-60 が表1の目標値を満
足していない。
The steel sheet of Comparative Example No. 4 was prepared by subjecting the Nb-added steel in the composition of the present invention to high-temperature controlled rolling-RQ-T. 1 does not satisfy the target strength. Also, the surface layer, vE- 60 at t / 2, does not satisfy the target value in Table 1.

【0074】これに対して、No.1、2 、8 、10、19、2
0、22〜25、27、29〜31の本発明例の鋼板は、本発明組
成内のNb添加鋼に、本発明製法条件内の高温制御圧延−
DQ−Q−Tを施して、本発明規定内のミクロ組織を有
しているものである。この場合、全板厚方向にわたっ
て、強度、靱性とも表1の目標値を満足し、優れた均質
性を有するとともに、L、T方向の異方性も殆ど無い。
また、割れ防止最低予熱温度も125 ℃以下と良好であ
り、表1の目標値を満足する。
On the other hand, No. 1, 2, 8, 10, 19, 2
The steel sheets of Examples of the present invention of 0, 22 to 25, 27, and 29 to 31 were prepared by adding the Nb-added steel in the composition of the present invention to the high-temperature controlled rolling in the production conditions of the present invention.
It has been subjected to DQ-QT to have a microstructure within the scope of the present invention. In this case, the strength and toughness satisfy the target values shown in Table 1 over the entire thickness direction, have excellent homogeneity, and have almost no anisotropy in the L and T directions.
Also, the minimum preheating temperature for preventing cracking is as good as 125 ° C. or less, and satisfies the target values shown in Table 1.

【0075】一方、No.3、5 〜7 、9 、11〜13の比較例
の鋼板は、本発明組成内のNb添加鋼に、本発明規定外の
製造条件で圧延・冷却を行った後に、R−QTを施した
ものであるが、板厚方向において強度、靱性とも表1の
目標値を満足していない。また板厚方向において均質性
に劣る。
On the other hand, the steel sheets of Comparative Examples Nos. 3, 5 to 7, 9, and 11 to 13 were prepared by rolling and cooling the Nb-added steel in the composition of the present invention under production conditions outside the scope of the present invention. , R-QT, the strength and toughness in the sheet thickness direction do not satisfy the target values in Table 1. Further, the homogeneity is poor in the thickness direction.

【0076】更に、No.16 〜18、21、26、28、32の比較
例の鋼板は、本発明組成外の鋼に、本発明製法条件内の
高温制御圧延−DQ−Q−Tを施したものであるが、い
ずれの鋼板も、板厚方向において強度あるいは靱性が表
1の目標値を満足していない。また板厚方向において均
質性にも劣る。この内、No.32 の比較例の鋼板は、溶接
割れ感受性指数PcM が、本発明範囲の上限0.31%を超え
ており、耐溶接割れ性に劣り、JIS Z 3158 Y形溶接割れ
試験 (入熱17kJ/cm) での割れ防止最低予熱温度が150
℃と高く、表1の目標値(125℃以下) を満足していな
い。
Further, the steel sheets of Comparative Examples Nos. 16 to 18, 21, 26, 28, and 32 were subjected to high-temperature controlled rolling-DQ-QT under the manufacturing conditions of the present invention for steels not having the composition of the present invention. However, none of the steel sheets has strength or toughness in the thickness direction that satisfies the target values shown in Table 1. Also, the homogeneity is poor in the thickness direction. Of these, the steel sheet of Comparative Example No. 32 had a weld cracking susceptibility index PcM exceeding the upper limit of 0.31% of the range of the present invention and was inferior in weld cracking resistance. 17kJ / cm)
° C, which does not satisfy the target value in Table 1 (125 ° C or less).

【0077】[0077]

【表3】 [Table 3]

【0078】[0078]

【表4】 [Table 4]

【0079】[0079]

【表5】 [Table 5]

【0080】[0080]

【表6】 [Table 6]

【0081】[0081]

【表7】 [Table 7]

【0082】[0082]

【表8】 [Table 8]

【0083】[0083]

【表9】 [Table 9]

【0084】[0084]

【表10】 [Table 10]

【0085】[0085]

【表11】 [Table 11]

【0086】[0086]

【表12】 [Table 12]

【0087】[0087]

【表13】 [Table 13]

【0088】[0088]

【発明の効果】本発明によれば、板厚方向での均質性に
優れ、また靱性の異方性を改善した950N/mm2級調質高張
力鋼板とその製造方法を提供することができる。即ち、
特に、鋼板のL方向、T方向共に脆性亀裂伝播停止のた
めの高位の破壊靱性や、全板厚方向位置および鋼板のL
方向、T方向共に、950N/mm2以上の引張強度と、vTrs
−60℃以下で、かつvE-60 :150J以上の高い靱性を有す
る、厚肉950N/mm2級高張力鋼板を提供することができ、
その結果、ペンストックなどの用途の高落差化および大
口径化を可能にする点で工業的な価値は大きい。
According to the present invention, it is possible to plate thickness excellent in homogeneity in the direction, also provides a 950 N / mm 2 class tempered high tensile steel and a manufacturing method thereof that improves the anisotropy of toughness . That is,
In particular, high fracture toughness for stopping brittle crack propagation in both the L direction and the T direction of the steel sheet, the position of the entire sheet thickness direction and the L
Tensile strength of 950 N / mm 2 or more in both the T and T directions, and vT rs :
It is possible to provide a thick-walled 950 N / mm class 2 high-strength steel sheet having a high toughness of −60 ° C. or lower and vE -60 : 150 J or higher,
As a result, the industrial value is great in that it allows the use of a pen stock or the like to have a high head and a large diameter.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明における高温制御圧延−DQ−Q−T後
の、合金元素の固溶量と強度との関係を示す説明図であ
る。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the relationship between the solid solution amount of alloy elements and strength after high-temperature controlled rolling-DQ-QT in the present invention.

【図2】本発明における圧延後におけるDQ時の冷却速
度と、合金元素の固溶量との関係を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a relationship between a cooling rate during DQ after rolling and a solid solution amount of an alloy element in the present invention.

【図3】本発明におけるDQ−Q−T後の旧オーステナ
イト粒度と靱性値との関係を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between the prior austenite grain size after DQ-QT and the toughness value in the present invention.

【図4】本発明におけるDQ−Q−T後におけるNb化
合物の析出状態と、旧オーステナイト粒度No. との関係
を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the relationship between the precipitation state of an Nb compound after DQ-QT and the prior austenite grain size No. in the present invention.

【図5】本発明におけるDQ−Q後の再加熱に析出する
Nb化合物としてのNb量と、DQ−Q後の旧オーステ
ナイトの平均粒度No. との関係を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the amount of Nb as an Nb compound precipitated upon reheating after DQ-Q and the average grain size of old austenite after DQ-Q in the present invention.

【図6】本発明におけるDQ−Q後の再加熱に析出する
Nb化合物としてのNb量と、DQ−Q後の旧オーステ
ナイトの平均粒度No. との関係を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the relationship between the amount of Nb as a Nb compound precipitated upon reheating after DQ-Q and the average grain size of old austenite after DQ-Q in the present invention.

【図7】高温制御圧延−RQ材、DQ材、DQ−Q材の
オーステナイト結晶粒と、その大きさを示す説明図であ
る。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing austenite crystal grains of a high temperature controlled rolling-RQ material, a DQ material, and a DQ-Q material and their sizes.

【図8】高温制御圧延−RQ材、DQ材、DQ−Q材の
Nbの析出挙動を示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the precipitation behavior of Nb in a high temperature controlled rolling-RQ material, a DQ material, and a DQ-Q material.

【図9】高温制御圧延−RQ−T材、DQ−Q−T材の
各製造工程におけるマトリックスの硬さを示す説明図で
ある。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the hardness of a matrix in each manufacturing process of a high temperature controlled rolling-RQ-T material and a DQ-QT material.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 質量%にて、C:0.07〜0.18%、Si:
0.05〜0.30%、Mn:0.40〜1.30%、Cu:0.01〜0.50
%、Ni:0.8 〜3.5 %、Cr:0.10〜1.20%、Mo:
0.05〜 0.80 %、V:0.005 〜 0.100%、Al:0.005
〜0.100 %、Nb:0.008 〜0.025 %、B:0.0003〜
0.0030 %を含有し、かつN:0.0060%以下、P:0.010
%以下、S:0.005 %以下に各々規制し、残部Feお
よび不可避的不純物からなり、かつ炭素当量Ceq.が0.52
〜0.61% [但し、Ceq.=C+Si/24+Mn/6 +Ni
/40+Cr/5 +Mo/4 +V/14 (%)]で、溶接割れ
感受性指数PcM が0.25〜0.31% [但し、PcM=C+Si/
30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/
15+V/10+5 ×B (%)]で、更に合金元素の固溶量
[但し、合金元素の固溶量=sol.Cr+sol.Mo+sol.
V+sol.B (%)]が0.88%以上となる化学組成を有し、
鋼中のNb化合物が平均粒径:8nm 以下で、かつ体積分
率:1.5 ×10-4〜5.0 ×10-4の範囲で存在し、鋼の旧オ
ーステナイト粒の平均粒度No. が8 以上でかつ展伸度AI
l ( 但し、ASTM E112 −1995,16.3.5,237 頁の測定方法
による) が1.5 以下であることを特徴とする、板厚方向
での均質性に優れ、靱性の異方性の小さい950N/mm2級調
質高張力鋼板。
1. In mass%, C: 0.07 to 0.18%, Si:
0.05 to 0.30%, Mn: 0.40 to 1.30%, Cu: 0.01 to 0.50
%, Ni: 0.8 to 3.5%, Cr: 0.10 to 1.20%, Mo:
0.05 to 0.80%, V: 0.005 to 0.100%, Al: 0.005
~ 0.100%, Nb: 0.008 ~ 0.025%, B: 0.0003 ~
0.0030%, N: 0.0060% or less, P: 0.010
% And S: 0.005% or less, respectively, the balance being Fe and unavoidable impurities, and the carbon equivalent Ceq.
0.61% [However, Ceq. = C + Si / 24 + Mn / 6 + Ni
/ 40 + Cr / 5 + Mo / 4 + V / 14 (%)] and the weld crack susceptibility index PcM is 0.25 to 0.31% [where PcM = C + Si /
30 + Mn / 20 + Cu / 20 + Ni / 60 + Cr / 20 + Mo /
15 + V / 10 + 5 × B (%)]
[However, the solid solution amount of the alloy element = sol.Cr + sol.Mo + sol.
V + sol.B (%)] is 0.88% or more,
When the Nb compound in the steel is present in an average particle size of 8 nm or less and in a volume fraction of 1.5 × 10 −4 to 5.0 × 10 −4 , and the average particle size No. of the prior austenite particles of the steel is 8 or more. And elongation AI
l (according to the measurement method of ASTM E112-1995, page 16.3.5, 237) is 1.5 or less, 950 N / mm 2 with excellent homogeneity in the thickness direction and small anisotropy of toughness. Grade tempered high strength steel sheet.
【請求項2】 選択添加元素として更に、Ti:0.005
〜 0.025%、Ca:0.0010〜0.010 %の内から、一種ま
たは二種を含有する請求項1に記載の950N/mm2級調質高
張力鋼板。
2. Ti: 0.005 as a selective additive element.
~ 0.025%, Ca: from among 0.0010~0.010%, 950N / mm 2 class tempered high tensile steel sheet according to claim 1 containing one or two.
【請求項3】 板厚が100mm 以下である請求項1または
2に記載の950N/mm2級調質高張力鋼板。
3. 950 N / mm 2 class tempered high tensile steel sheet according to claim 1 or 2 plate thickness is less than 100mm.
【請求項4】 前記靱性がvTrs:−60℃以下で、かつvE
-60 :150J以上である請求項1乃至3のいずれか1項に
記載の950N/mm2級調質高張力鋼板。
4. The method according to claim 1, wherein said toughness is not higher than vT rs -60 ° C.
-60 : 150 J or more, 950 N / mm 2 grade tempered high-strength steel sheet according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】 用途がペンストック用である請求項1乃
至4のいずれかいずれか1項に記載の950N/mm2級調質高
張力鋼板。
5. applications 950 N / mm 2 class tempered high tensile steel sheet according to any one any one of claims 1 to 4 is for penstock.
【請求項6】 質量%にて、C:0.07〜0.18%、Si:
0.05〜0.30%、Mn:0.40〜1.30%、Cu:0.01〜0.50
%、Ni:0.8 〜3.5 %、Cr:0.10〜1.20%、Mo:
0.05〜 0.80 %、V:0.005 〜 0.100%、Al:0.005
〜0.100 %、Nb:0.008 〜0.025 %、B:0.0003〜
0.0030 %を含有し、かつN:0.0060%以下、P:0.010
%以下、S:0.005 %以下に各々規制し、残部Feお
よび不可避的不純物からなり、かつ炭素当量Ceq.が0.52
〜0.61% [但し、Ceq.=C+Si/24+Mn/6 +Ni
/40+Cr/5 +Mo/4 +V/14 (%)]で、溶接割れ
感受性指数PcM が0.25〜0.31% [但し、PcM=C+Si/
30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/
15+V/10+5 ×B (%)]となる化学組成を有する鋼
を、1100℃以上に加熱して熱間圧延し、1000℃以下の温
度域で40%以上の累積圧下率で圧下を加え、930 ℃以上
で仕上げた後、そのまま板厚中心部の冷却速度が3.5 ℃
/sec 以上で、かつ200 ℃以下まで直接焼入れを行い、
次いで、870 〜950 ℃の温度域に再加熱して水焼入れを
行い、引き続いてA c1点以下の温度で焼戻して空冷する
ことを特徴とする、板厚方向での均質性に優れ、靱性の
異方性の小さい950N/mm2級調質高張力鋼板の製造方法。
6. In mass%, C: 0.07 to 0.18%, Si:
0.05 to 0.30%, Mn: 0.40 to 1.30%, Cu: 0.01 to 0.50
%, Ni: 0.8 to 3.5%, Cr: 0.10 to 1.20%, Mo:
0.05 to 0.80%, V: 0.005 to 0.100%, Al: 0.005
~ 0.100%, Nb: 0.008 ~ 0.025%, B: 0.0003 ~
0.0030%, N: 0.0060% or less, P: 0.010
% And S: 0.005% or less, respectively, the balance being Fe and unavoidable impurities, and the carbon equivalent Ceq.
0.61% [However, Ceq. = C + Si / 24 + Mn / 6 + Ni
/ 40 + Cr / 5 + Mo / 4 + V / 14 (%)] and the weld crack susceptibility index PcM is 0.25 to 0.31% [where PcM = C + Si /
30 + Mn / 20 + Cu / 20 + Ni / 60 + Cr / 20 + Mo /
15 + V / 10 + 5 × B (%)], the steel is heated to 1100 ° C. or more and hot-rolled. After finishing at ℃ or higher, the cooling rate at the center of the thickness is 3.5 ℃
Direct quenching to 200 ° C / sec or more and 200 ° C or less
Next, by reheating to water quenching to a temperature range of 870 to 950 ° C., followed characterized by air cooling tempered at a temperature below A c1 point, the good homogeneity in the thickness direction, the toughness Manufacturing method of 950N / mm 2 grade tempered high strength steel sheet with small anisotropy.
【請求項7】 前記焼戻して空冷後の鋼板が、鋼の合金
元素の固溶量 [但し、合金元素の固溶量=sol.Cr+so
l.Mo+sol.V+sol.B (%)]が0.88%以上で、鋼中の
Nb化合物が平均粒径:8nm 以下で、かつ体積分率:1.
5 ×10-4〜5.0 ×10-4の範囲で存在し、鋼の旧オーステ
ナイト粒の平均粒度No. が8 以上でかつ展伸度AIl ( 但
し、ASTM E112 −1995,16.3.5,237 頁の測定方法によ
る) が1.5 以下である、請求項6に記載の950N/mm2級調
質高張力鋼板の製造方法。
7. The steel sheet which has been tempered and air-cooled has a solid solution amount of an alloy element of the steel [however, a solid solution amount of the alloy element = sol.Cr + so.
l + Mo + sol.V + sol.B (%)] is 0.88% or more, the Nb compound in the steel has an average particle size of 8 nm or less, and the volume fraction is 1.
5 present in a range of × 10 -4 ~5.0 × 10 -4, and the average particle size of prior austenite grains of the steel No. 8 or more TenShindo AI l (however, the ASTM E112 -1995,16.3.5,237 page ) it is 1.5 or less by the measurement method, a manufacturing method of 950 N / mm 2 class tempered high tensile steel sheet according to claim 6.
【請求項8】 選択添加元素として更に、Ti:0.005
〜 0.025%、Ca:0.0010〜0.010 %の内から、一種ま
たは二種を含有する請求項6または7に記載の950N/mm2
級調質高張力鋼板の製造方法。
8. The method according to claim 8, further comprising Ti: 0.005 as a selective additive element.
950 N / mm < 2 > according to claim 6 or 7, containing one or two of Ca-0.0025% and Ca: 0.0010-0.010%.
Production method of high-grade tempered high-strength steel sheet.
【請求項9】 板厚が100mm 以下である請求項6乃至8
のいずれか1項に記載の950N/mm2級調質高張力鋼板の製
造方法。
9. A sheet thickness of 100 mm or less.
Manufacturing method of 950 N / mm 2 class tempered high tensile steel sheet according to any one of.
【請求項10】 前記靱性がvTrs:−60℃以下で、かつ
vE-60 :150J以上である請求項6乃至9のいずれか1項
に記載の950N/mm2級調質高張力鋼板の製造方法。
10. The toughness is vT rs : -60 ° C. or less, and
vE -60: production method of 950 N / mm 2 class tempered high tensile steel sheet according to any one of claims 6 to 9 150 J or more.
【請求項11】 用途がペンストック用である請求項6
乃至10のいずれか1項に記載の950N/mm2級調質高張力
鋼板の製造方法。
11. The use for pen stock.
Manufacturing method of 950 N / mm 2 class tempered high tensile steel sheet according to to any one of 10.
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