JPS5867823A - 強度・靭性の優れた高張力鋼の製造方法 - Google Patents

強度・靭性の優れた高張力鋼の製造方法

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JPS5867823A
JPS5867823A JP16444781A JP16444781A JPS5867823A JP S5867823 A JPS5867823 A JP S5867823A JP 16444781 A JP16444781 A JP 16444781A JP 16444781 A JP16444781 A JP 16444781A JP S5867823 A JPS5867823 A JP S5867823A
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rolling
temperature
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strength
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Yoshio Hashimoto
橋本 嘉雄
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Nippon Steel Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は強度。靭性の優れた高張力鋼の製造方法に関す
るものである。
従来鋼の強度、靭性を高める手段として、一般に用いら
れている方法は焼ならし、焼入れ一焼もどし等の熱処理
による方法、およびγ域の圧延条件をγ粒の微細化およ
びT−α変態時のα粒の核生成サイトを増加させる゛よ
うに制御するいわゆるコンドロールド、ローリングと呼
ばれる圧延による方法および連続鋳造tたは分塊により
鋼片としたのち、冷却してr−α変at通過させたのち
再加熱し、γ域−γ+α域で圧延する方法がある。
熱処理する方法は別工程を必要とする点、コンドロール
ド、ローリングは一般にNb、  V等の添加を行い、
炭窒化物の析出を利用するが、合金添加のためのコスト
増、圧延前に析出物を溶体化せしめるために加熱温度を
高くしなければならないので、加熱温度を下げて省エネ
ルギー上針ろうとする最近の動向に対して好ましい方法
とはい見ない。
′tた圧延自体は比較的低い温度で行う必要から圧延パ
ス間でO冷却のため待ち時間をとるので、能率低下の問
題があった。さらに、析出物利用の紙台は析出硬化に伴
う靭性低下という問題もあり、これらO元素を使用せず
に同等またはそれ以上の材質が得られれば良いことは云
うまで本ない。
本願出願人は先に先願発明(特願昭5i−ii2140
号)でこれ等の点を考慮し、コスト、材質、工程、省エ
ネルギー面からの多くの利点を含むα+r変態域の圧#
;を積極的に利用する技術を提案した。この先願発明は
r城の低温圧延の場合よりもさらに微細なフェライト−
パーライトm織を変態域で圧延されたオーステナイトか
ら変態により得るとともにフェライト相は圧延中および
/もL〜くは圧延後に完全に回復させ鼻安定化した複合
組織鋼を圧延後の適当な熱処理により得られることを見
出し、低温靭性の優れた高張力鋼を提供したものである
さて最近、普通鋼の変態域圧延に関する報告もみられる
が、単に圧延温度、圧下率と破面遷移偏度O関係が述べ
られている程度で圧延後の熱履歴の影%については明ら
かでない。特に強IK、延1クト、吸収エネルギー等も
含め元最適な材質を得るのにり要な圧延条件を示すもの
ではない。
本発明者らは先願発明においてこれらの点を十分考慮し
、化学成分、加熱温度、γ、γ+α、α域の圧延条件、
圧延後の熱処理条件の影響を&4轍的に研突し、従来の
通常圧延材と異なる組織において従来材の品質以上の鋼
を得ることができた。
本究明は先願発明を基に、さらに工程省略による省エネ
ルギーと、より強度、靭性の優れ皮調を追求していった
結果、案出され九ものであり、連i、鋳造で得られた糾
片谷r→αの変態点板−Fを保った状態のままγおよび
γ+α域で直接圧延することを特徴とするものである。
本発明の要旨とするところは、00.05〜0.25%
、Si2゜7%以下、Mn0.5〜2゜097;、  
S O,0209に以下、AAO0005〜0. l 
O’Xsおよび圧延方向に四角な方向の衝撃特性音向上
させるために必要にル巳、じて几BM、 Oa の1柚
または2柚をそれぞわ1.3くREM/Sく5.0.5
 <、 ca/s <1.5含イ」シ、残やは鉄および
不可避不純物からなる鋼を連続鋳造によって鋳造し連続
鋳造装置機端における鋳造組織o1ま変態点以上を保持
せしめて熱間圧延する忙際して、γ域のAr3〜Ars
 +80 Cの温度範Hにおいて3ON以上の圧下率で
圧延を行った後、変態させ、5〜6ONの変態進行中に
圧下率i。
〜65Xの圧延を行い、圧延後は室温〜Ar1の湯度範
囲で捲取るかまたは室温〜Ar1o@度範囲で30分以
上の熱処理を行うかまたは一旦璧冷恢再び1i!−〜h
rl tv温度範囲で30分以上の熱処理を行うことt
−特徴とする微細フェライト−パーライトと回復したフ
ェライトの複合組織からなる強度。
靭性の優れた高張カ銅の製造方法にある。
本発1jlIK従って得られる鋼はその機械的性質、組
織、化学成分の特異性について周知の鋼との差が容易に
判別てきるものであるが、本発明者らの多くの経験から
しても1本発明のような鋼が製造された事実はなく、全
く新規である。
以下1本発明鋼の成分および圧延条件の限足理由につい
てOべる。
Cは0.05 X未満では必要とする強度が得られない
し0.25Xを超えると溶接性、靭性の劣化が著しいの
で、0.05〜0.25Nとした。
Biは鋼の脱酸に必要であり、かつ強化能も大きいので
添加するが一方で破面遷移温度も高めるので、0.7X
が上限となる。
Mnは強化、靭性向上のために必須の元素であるか、2
X’に超えると溶接性の低下が大きくて好1しくなく、
0.5%より少なくなると強iKW与1.7なくなるの
で、0.5〜2.0%の範囲とし次。
Sは高いとMalSM在物を増加させ、圧延直角方向の
衝撃値の低下が大きくなるので、上限を0.020%と
した。
Atは脱酸を十分行うために必要であり、また細粒化、
N固定による靭性向上の点からも有利であるが、0.0
05%未満では効果が薄り、0.1%を超えると靭性の
劣化を招くので、0.005〜0゜1%の範囲とする。
第2項発明は、圧延直角方向の衝撃1IIllを特に重
視する場合であり、Sを0.010%以下にし、さらに
希土類元素(REM)、Caのl植または2ねを添加す
る。下限R3FiS= 1.3’tたはca/s = 
0.5未満では効果がないし、上限REM/S=5ま几
はCa/S−1,5を超えるとHEMまたは□a酸化物
系の介在物を増加させるのみでかえって靭性を損うので
REM/SはIs 3〜5 * ”/ Sは0.5〜1
.5 (Z)範囲とする。
上記の成分鋼を転炉で溶製し、溶鋼全連続鋳造装置によ
って鋳造するわけであるが、本発明の特徴は鋳造後の鋼
片の温度をγ→αの変態点以上に保持し、かつ鋳造組織
のiまγ域で圧延を行なうことにある。すなわち本発明
では連続鋳造装置の機端(出III)から圧延開始まで
r−α変態を一四も通過させないことが重要な要件であ
り、従って圧延開始時の鋼片温度がγ域を維持できない
場合は機端と圧延機の間で保熱または軽加熱を行なう必
要がある。
上記鋳造組織のtまの鋼片を以下に述べる圧殖方法およ
び圧延後の加工手段に供することによって、フェライト
結晶粒の微細化効果による本発明独特の強度と靭性に浸
れた高張力鋼が得られるものである。
次に、本発明鋼の圧延条件の限定理由を説明する。
捷ず、γ域のAr3〜Ars + 80℃の圧下率であ
るが、靭性におよぼす変態域圧延の効果はγ域の圧下率
がOXでもみられるが、その効果をさらに犬さくする定
めには、圧下率がAr5−Ar3+ 80℃で30%以
上であればよ<、40N以上にすることはさらに望まし
い条件である。
面して前述のγ域圧延の後、r→α変態″4.5〜60
%において圧下率10〜65Nの圧延を行うのであるが
、r→αの変態率5〜60XK達するまでの進行は温度
あるいは時間又はその両者の要因によるが、温度低下に
ついては9冷または水冷、気水冷あるいはそれらの併用
によって行い、また84間経過についてはあらかじめ設
定された一定温度に保持した炉中に装入してもよい。ま
た温度と時間の両者については特に加熱しないが断熱材
で周囲を覆った保湿炉中に装入するか、又は保温カバー
で覆って時間経過を待てばよい。
次に、変態域圧延時の変態率の限定であるが。
変態域圧延時のvTri (L)は変態率がかなり高く
ても良好であるが、変態率が60Xをこえると1、E−
、、(L) to低下が大きいので、変態率5〜60X
の間で圧延するのが良い。
変態域の圧下率の下限t−10%にするのはこれ未満で
は変態域圧延の効果がみられない友めであl  as!
x以上では本発明の特徴とする加工されたフェライトの
回復組織が再結晶組織に変化するため65Nが上限とな
る。
圧延後の熱処理条件は特に重要であって、 Ar1以上
o!Amでは変態域圧延時の加ニオーステナイトρ為ら
の変態による7エライトーパーライトの微細化効果が得
られない、したがって熱処理S度の上限はムrlとする
。 また、下限は室温でもよい。
これは鋳造後直接圧延する方法では、窒化アルミの溶体
化が十分行なわれているのでr再結晶が活発Klkりs
rの微細化が起るので変態域圧延の効果がよ)大きくな
る。このため、下限は室温程度でも良好な靭性が得られ
る。し念がって、)F、a後の熱処理ま几は捲取温度は
室温〜An、とする。
この熱処理温度範囲では圧延途中熱処理とFfE延佐再
熱処理の差は認められない。ま之熱処理時間は30分以
上あれば熱処理の効果は十分である。
この変態域圧延を現在使用されている圧延設備において
考えると、厚板圧延においては粗、仕り圧延機の任意の
Aスの温度を制御できるので、滴鵬と圧下率の組合せを
選ぶことは容易である。また、ホットストリップミルに
おいてはγ域圧延と変態域圧延をそねぞれ粗圧延機と仕
上圧延機に分けて行うか、粗圧延機による圧延は単に本
発明で限定(また意味で用いているγ域の湯度範囲をこ
える、すなわちAr3+80℃以上の高温域での圧延に
使用し、仕上圧延の前段をγ域圧延に、後段を変態域圧
延に使用するかは、スラブ製品厚み等の関係から決ちる
。後熱処理に関しては厚板材の唱合輸正、剪断後、一旦
空冷後またけ9冷中に熱処理炉に装入して目的を達する
ことができる。ホットストリップミルにおいてはランア
ウトテーブル発明O熱処理効果を捲取工程において得る
ことができる。その他の形鋼、棒gA、線材圧延機にお
いてt本発f!AO圧延方法は温度と圧下率の制御がで
きる限り適用可能である。
以下、本発明の効果を実施例により説明する。
第1表は供試鋼の化学成分を示す、第2表は各鋼種毎o
J!ii造条件とその機械試験値を示す。第2表から明
らかなように鋳造稜直接圧延し、しかも圧延の最終段階
で変態域OEE延を行う本発明鋼(人1*  Ble 
 am、DvE)は再加熱後、同様の圧延を行う変態域
圧延鋼(Ats Bll C1)%および鋳造後直接r
域のみで圧延を行うγ域圧延鋼(Ass Bs、 Os
 )よりも強度と靭性のバランスが優れている。ここで
、D、EはKBM”*fF−社[iaを添加した本発明
鋼で圧延直角方向の衝撃値(VEO(0)]が改譬され
ている。第1図は強度と靭性の関係をjlE1表OA、
B、O@遣について製造条件別に、さらに明確に示した
ものである0図中黒丸O本発明鋼は再加熱−変態域圧延
鋼(黒3角)、鋳造稜M接圧延−r域圧延鋼(白ヌキ丸
)よりも右下側にあり、強度と靭性のバランスが優れて
いることが明らかである。
以上本発明を圧延について例示的に述べたが、圧延以外
の加工方法、す表わち鍛造、押出し、引抜き等の分野に
も応用できる。また本発明によって製造された鋼材は、
特に寒冷地で使用されるライン/ダイブ、機械、構造物
等の用途に適し、強度O@9に成分を低くできることか
ら溶接性が優れている等の利点を有している。
以上詳細に述べたように本発明は強度、靭性に優れた高
張力鋼を普通鋼成分で鋳造後直接圧延して低プストで製
造できる経済的にも価値のある発明である。
【図面の簡単な説明】
第1図はA、B、0鋼種t−鋳造後直接r竣のみで圧延
、鋳造後直接圧延−変態域圧延、再加熱後変態域圧砥し
たときの降伏点YP (I・)とシャルピー破間遷11
s度vTrs(t)の相対関係を示す図である。 代理人 弁理士 秋 沢 政 光 他2名 YP(L)(K3/、ffIrr”) 方1図 (*   I”J)             昭和5
6年11月11[」特許庁長官  殿 1、事件の表示 特願昭56−第164447  号 強度・靭性の優れた高張力鋼の製造方法3、補正をする
者 事件との関係 出 願人 住所(居所)  東京都千代田区大手町2丁目6番3号
氏名(名称)  (665)  新日本製鉄株式会社4
、代理 人 居 所 東京都中央区日本橋兜町2丁目38番地太洋ビ
ル補正命令 5、$11!JIEIl]mm の日付昭和  年  
月  日(発送)6、 補正により増加する発明の詳細
な説明補  正  の  内  容 明細lit矛11頁2行目[AntJを「Ar+Jと補
正する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)00゜05〜0.255X、 Si O,7%以
    下、 Mn 0.5〜2.ON、f90.020X以下
    、At00005〜0.10Xを含有し、残りは鉄およ
    び不可避不純物からなる鋼を連続鋳造によって鋳造し連
    続鋳造装置機端における鋳造組織O1ま変態点以上を保
    持せしめてm間圧延f、6に際して、r域(D Ar5
    −Ar3+ 8Q℃の範囲において3ON以上の圧下率
    の圧延を行った後、温度を低下せしめるか、あるいは一
    定時間経過させるか、もしくはその両者によって変態を
    進行させγ→促変態率トロ0%において圧下率lO〜6
    5%の圧#、を行い、圧延後は室温〜Arlの湯度範囲
    で捲取るかまたは30分以上の熱処理を行うかまたは一
    旦空冷後再び室温〜Ar10潟度範囲で30分以上の熱
    処理を行うことを特徴とする微細フェライト−)ぞ−ラ
    イトと回復したフェライトのζ合組織からなることを特
    徴とする強度。 靭性O優れた高張力鋼の製造方法。 (2100,05〜0.25N、840.7X以下、 
     Mrlo、5−2.ON、190.010%以下、 
     AtO,005〜0− I G N m  希土類元
    素(REM)、oaot*又は2種をそれぞれ1.3 
    < RIM/S<5 、 0.5 <ca/s〈1.5
    含有し、anは鉄および不可避不純物からなる鋼を連続
    鋳造し連続鋳造装置機端における鋳造組織のまま変態点
    以上を保持せしめて熱間圧延するに際して、r域OAr
    B −Arl + 80℃の範囲にシいて30X以上O
    圧下車の圧延管行った後、温度を低下せしめゐか、ある
    いは一定時間経過させゐか、もしくはその両者によって
    変wA1に進行させ、y−+a変履率5〜60Xにおい
    て圧下率10〜65NO圧延を行い、圧延後は室温〜A
    r、の瀉変範囲で捲取るかtたけ30分以上の熱処理を
    行うかtたは一旦空冷後再び室温〜Ar1の湯度範囲で
    30分以上の熱処理を行うことt特徴とする微細フェラ
    イト−ノーライトと回復した7エライトの複合組織から
    なることt−特徴とする強度、靭性の優れた高張力鋼の
    製造方法。
JP16444781A 1981-10-15 1981-10-15 強度・靭性の優れた高張力鋼の製造方法 Granted JPS5867823A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05148541A (ja) * 1991-11-29 1993-06-15 Nippon Steel Corp 疲労特性の優れた鋼板およびその製造方法

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