JPS5983720A - 溶接性の優れた非調質高張力鋼の製造方法 - Google Patents

溶接性の優れた非調質高張力鋼の製造方法

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JPS5983720A
JPS5983720A JP19251982A JP19251982A JPS5983720A JP S5983720 A JPS5983720 A JP S5983720A JP 19251982 A JP19251982 A JP 19251982A JP 19251982 A JP19251982 A JP 19251982A JP S5983720 A JPS5983720 A JP S5983720A
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Taneo Hashimura
波止村 太根生
Chiaki Shiga
千晃 志賀
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JFE Steel Corp
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Kawasaki 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
    • C21D8/02Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips

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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、溶接性の優れた非調質高張力鋼の製造方法に
関するものであシ、特に本発明は、非調質による強度レ
ベルが!;0−10 kgf/、−扱高張力厚鋼板の製
造に関するものであシ、たとえば(1)溶接構造用鋼板
、(2)造船用高張力鋼板、(3)タンク、圧力容器用
鋼板、(4)耐摩耗性用鋼板等に使用することができる
鋼板の製造方法に関するものである。
従来高張力溶接用厚鋼板はNorma処理、QT処理に
よって製造されてきているが、熱処理費等の高騰により
製造コストが高いので非調質で製造し製造コストを下げ
ることが急務となっている。非調質で高張力化を図る製
造方法としては、制御圧延(以後ORと称す)があるが
、ORによってNormaνQT処理材に代わる程の高
張力化を図るだめには、仕上げ圧延温度を下げる必要が
あるため、圧延能率が著しく低下するばかシか、得られ
た鋼板のシャルピー衝撃破面には、セパレーションが発
生し、ユーザーから嫌われ適用鋼種の拡大・がむずかし
いという欠点がある。
ORによる上記欠点を改善し高張力化を図る方法として
は、低:fil域までのOR′IC施さずに圧延後加速
冷却をなす方法があるが、この加速冷却による方法では
、第1図に示す冷却速度と強度(以後TSと称す)ガら
びに降伏強さく以後YSと称す)との関係から判るよう
に、冷却速度を速くすることKよってTSけ容易に上昇
させることはできるが、−万YSは冷却速度が比較的遅
いときは降下し、冷却速度が速くなると上昇するが、そ
の上昇竜は小さいという欠点があシ、加速冷却によって
製造された鋼は、YS不足のためNorma材、 QT
材の代替鋼とな!ll得る鋼種は限られ、いまだ満足さ
れていない。
本発明は、上記従来の製造方法においてみられる欠点を
除いた溶接性の優れた非R質高張カ儒の製造方法を提供
すると七を目的とし特許請求の範囲記載の方法を提供す
ることによって前記目的を達成するととができる。
次に本発明の詳細な説明する。
本発明者等は、熱処理を施さずYSを上昇させる方法に
ついて日夜研鐵の結果、圧延後ただちに加速冷却を々し
圧延銀板が左oθ°C未満の温度におりて加速冷却を停
止し!00 ℃未満から200℃以上の温度域で圧下率
0.に〜70%の軽圧下を施すことによりYSが著しく
上昇することを新規に知見した。第2図は圧下濡l¥グ
θ0″Cにおける圧下率の変化とYSの変化を示す図で
あシ、同図によれば圧下率が高くなるにしたがいYSが
急上昇していることμわかる。一方、圧下率が70%を
越えるとYSの上昇率が非常に低いことがわかる。すな
わちYSの急上昇は加熱冷却後再び軽圧下を施すことに
よって得るととができる。また同図から判るようにとの
軽圧下を施すことによ、9、TSFiYSの上昇率には
及ばないながら、相当上昇するという利点がある。また
シャルピー衝撃破面にはセパレーションが生じない利点
もある。さらに加熱冷却を施す仁とによシどうしても避
けることのできない冷却むらによる板の歪を、冷却停止
後に軽圧下を施すことにより上記歪を解消することがで
きる。
上記のごとく圧延を施しだ鋼は加速冷却と軽圧下を適切
に組み合わせること(すなわち圧延後の加速冷却による
TSの上昇、冷却停止後の軽圧下によるYSの上昇)に
より熱処理を施すことなく高YS 、高TSを得ること
ができ、TStθ〜60にりf/ヨア2級1’Jorm
a、材、 QT材よシ低い炭素層が:(以後Ceqと称
す)で、更にTS ’)0−gOh9’f/mm2級の
QT材とほぼ同じCeqで高張力化を達成することがで
きる。
次に本発明の製造条件を限定する理由を説明する。
鋼片の加熱湿度をAr3+7θ℃からAr 3までの未
再結晶r域で少なくとも30%の圧下となす理由は、A
r3+ 90 ’Cを越える温度域のみの圧延では、フ
ェライト粒を十分に微細化できない。この圧延による細
粒化機構はオーステナイト粒内にフェライト核となる変
形帯を多く生成させることにあるが、Ar3+ 70°
Cはオーステナイト粒内に変形帯が生成される上限の温
度であシ、この温度以下で圧延を施すことによ)微細化
し靭性を確保することができ、一方Ar 3未満で圧延
を施すとシャルピー衝撃破面にセパレーションが生じる
ので、圧延温度域はAr3+70″C−Ar3の範囲内
にする必要がある。
更に上記温度域における圧下率を3θ%未満にするとフ
ェライトの細粒化に有効でないので、圧下率は少々くと
も30%とする必要がある。
圧延後直ちにλ〜り0°C/qecの冷却速度で左θO
°C未満の温度域までj、I+1速冷却をなす理由は、
(1)γ−α変態後のフェライト粒の成長を抑え靭性を
向上さぜること、(2)パーライト組織となる変態域を
加速冷却によってベイナイト組織あるいは島状マルテン
サイト組織に変態させることにより、主としてTSを上
昇させ為ことにちるが、冷却速度が、2℃/sec未満
ではベイナイト組織等の生成効果がなく、一方qo″C
/sθCを越えると塊状のマルテンサイト組織が生成し
著しく靭性を劣化させるので、冷:l:lI速度は2〜
’70 ’C/ s e oの範囲内にする必要がある
。また冷却停止温度を!rOθ°C以上七するとベイナ
イトやマルテンサイト組織の生成量が不足し、TSの上
昇が空冷材に比べ!;に9f/mm2以下とカシ、本発
明の目的とする70− gO”9f/1mx2級QT鋼
の代替とならないので、加速冷却の停止温度は夕0θ°
C未満にする必要がある。
冷却停止後soo′c未満からコク0°0以上の温度域
においてO,S〜/θ%の範囲内の軽圧下を施す理由は
1S00°C以上の温度による軽圧下ではYSの上昇量
が少なく、一方コθO′Cより低い温度で圧下すると舒
1に含有している水素の除去が十分出来ないため水素欠
陥が生じるので、軽圧下を施す濡一度域はsoo′c未
満から、200°C以上の範囲内にする必要がある。軽
圧下の圧下率は、O,S%未満ではYSの上昇に顕著な
効果がなく、一方70%以上では遷移温度(以後vTr
sと称す)がθ°C以上に汝るので、軽圧下の圧下率は
0.5〜70%の範囲内にする必要がある。
次に本発明の成分組成を限定するり1由を説明する。
Cは0.05%未満では卯(板の強度が低下し、また溶
接熱影響部(以後HAZと称す)の軟化が大きくなシ、
一方0./左%を越えると母材の靭性が劣化するととも
に溶接部の硬化、耐割れ性の劣化が著しくなるので、C
はO,OS〜0゜75%の範囲内にする必要がある。
Slは鋼精錬時に脱酸上必然的に含有される元素である
が、007%未満に女ると母材靭性が劣化し、一方O,
S%を越えると鋼の清浄度が劣化し靭性が低下するので
、Slは0゜10〜0゜50%の範囲内にする必要があ
る。
Mnは0゜g%未満では鋼板の強度および靭性が低下し
、さらにHAZの軟化が大きくなシ、一方λ。0%を越
えるとHAZの靭性が劣化するので、h4nはo、g−
λ。0%の範囲内にする必要がある。
Alは鋼の脱酸上最低o、oos%のAJが固溶するよ
うに添加することが必要であり、一方o、og。
%を越えるとHAZの靭性のみならず溶接金属の靭性も
著しく劣化するのて、Alはθ、oos −o、0g。
%の範囲内にする必要がある。
Sは0.00に%を越えるとC方向の吸収エネルギーが
著しく低下するので、s Iio、oot%以下にする
必要がある。
以上が本発明において使用される鋼スンプの基本成分で
あシ、さらに必要によシNi 、 Mo 、 Qu 。
V r Crr + Ca l REMのうちから選ば
れる何れか少なくとも7種を添加含有させることができ
、それぞれの元素の適正な含有によって後述するように
特有な効果が付加される。
N1はHAZの硬化性および靭性に774い影響を与え
ることなく母材の強度、靭性を向」ニさせるが、065
%を越えて添加含有さぜると製造コストの上昇を招き、
寸だ本発明の目的ならびに効果を達成するために必要で
はないので、N1は0.!;0%以下にする。
GuけN1とほぼ同様の効果があるだけでなく、耐食性
も向上させるが、Olり0%を越えると熱間圧延中にク
ラックが発生しやすくなり、鋼板の表面性状が劣化する
のでCuは0.!rO%以下にする。
Moは圧延時のγ粒を整粒にし、なおかつ微細なベイナ
イトを生成するので強度、靭性を向上させるが、本発明
の目的を達成するには0゜!i%を越えて添加する必要
は々く、それ以上は製造コス゛トの上昇を招くので、M
OはO,3%以下とする。
Orは鋼板の母材強度と継手部強度確保のために添加さ
れるもので、O,50%を越えると母材の靭性ばかシか
溶接部靭性も害するので、Orはo、go%以下にする
■はこの発明による鋼板の母材強度と靭性の向上、相手
部強度のUm保のために添加するものであるが、0.0
/%未満ではその効果が々く、一方0870%を越える
と母材及びHAZの靭性を著しく劣化させるので、■は
O00/〜θ、10%の範囲内にする必要がある。
CILは0000.2%未満ではM n Sの形態制御
に不十分でC方向の靭性向上に効果がなく、一方0.0
/θ%を越えると銅の清浄度が悪くなり内部欠陥の原因
となるので、Ghは0.0C)t〜0.010%の範囲
内にする必要がある。
RX IA・ばo、oos;%未満ではMnSの形態制
御に不十分で鋼板のC方向の靭性向上に有効でなく、一
方0.010%を越えると鋼の清浄度が悪くなシ、また
アーク溶接面でも不利であるので、RF:Mけθ。θθ
左〜0.010%の範囲内にする必要がある。
次に本発明を実施例について説明する。
実施例(A) 第1表に成分組成を示す供試m7′i!を第2表と示す
圧延−冷却条件により処理した銅板の機械的性質を同表
に示す。
!rO”9 f/ vmQ級鋼はYSが36に9t/w
d以上、降伏比(以後YRと称す)が7Q%以上・vT
rsがθ℃以下+ Ceqが0.33%以下を目標とし
ている。第2表に示す実施例/〜デは本発明において用
いることのできる成分組成を有するA/ r A、2の
鋼片について種々の圧延−冷却条件を変えて製造したも
のであシ、第−表によれば、実施例1は空冷であるだめ
、実施例りは冷却停止温度がgoo℃以上であるために
TSがSθkgf/van2未満であることがわかシ、
実施例コは冷却停止後の軽圧下を施していないためにY
Sが3Akgf/ms2未満であることがわかシ、実施
例3は未再結晶γ域での圧下率が30%未満であるため
、vTraが0℃以上となり、実施例7は、徐冷開始温
度が750″Cと低いために水素割れが発生しているこ
とがわかシ、実施例ざはAr3以下での圧延を施してい
るため、セパレーションが発生していることがわかシ、
実施例’lr4 + 9は本発明において用いることの
できる全ての構成要件の範囲内において製造をなしたた
めA;Okgf7□2級鋼の機械的性質の目標を全て満
足していること・がわかる。実施例101 //はNo
rma 、QTをなした比較鋼の機械的性質を示してい
るが、それぞれCeCLが0.3g%+ 0.33%と
高いため溶接性が悪いことがわかる。
実施例(B) 第3表に成分組成を示す供試鋼種を第ダ表に示す圧延−
冷却条件により処理した鋼板の機械的性質を同表に示し
ておシ、本実施例(B)はTF3bo〜ざOkgf/ 
til12級r vTrsθ℃以下の値を得ることを目
標とする実施例にかかわるものである。
第ダ表によれば、実施例1コ+ /J y /j’ +
 /A t 7gは本発明において用いることのできる
全ての構成要件の範囲内において製造されているため、
いずれもAO−gOkgt71m2のTSで、かつvT
rsも0℃以下の値を示していることがわかシ、実施例
/4’ r /7 t/りはQTを施した比較鋼の機械
的性質を示しておシ、本発明鋼のOeqは比較鋼のCe
qにくらぺo、olI〜θ、og%も低減していること
がわかる。
以上実施例からもわかるように、本発明の製造方法によ
り製造すれば低炭素当量で高降伏強度を有し、シャルピ
ー衝撃破面のセパレーション現象のかい溶接性の優れた
非調質高張力鋼(3θ〜g。
kgf/M2級)を安価にかつ容易に製造することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は制御圧延後の加速冷却条件(冷却速度、冷却停
止温度)が引張シ特性とシャルピー衝撃特性に及ぼす影
響を示す図、第2図は加速冷却後に?00″Cにおける
軽圧下量が引張シ特性とシャルピー衝撃特性に及ぼす影
響を示す図である。 4かl膚 ’C/S

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 0 o、oos −ows%+ Si O,/ 
    〜0.に%tMn O,g −,2,0%r AI 0
    .00!; −0,Or % t So、oog%以下
    を含有し、必要によp V o、o/〜0*10 % 
    + Gu O−に%以下+ Gr O0!;%以下。 N1o、、s%以下、 Mo o、s%以F + Ca
     o、oo、z−θ、θ10%+ REM o、oos
     〜o、oto%のうちが11ら選ばれる何れが少なく
    とも/控を含有し、残部Feおよび不可避的不純物よシ
    なる鋼片を、Ar3+7O″CがらAr3までの温度域
    で少なくと′も30%の圧下率で圧延を施し、その後直
    ちに、2〜り0 ℃/ 日e cの冷却速度でSOθ°
    C未満1の温度になるまで加速冷却をなし、加速冷却を
    停止した後!roo ’c未満がらコ。0″C以上の温
    度域で圧下率がO,S〜/Q%の範囲内の軽圧下を施し
    、その後空冷ないし徐冷を施すことを特徴とする高い降
    伏強度を有する溶接性の優れた非調質高張力鋼の製造方
    法。
JP19251982A 1982-11-04 1982-11-04 溶接性の優れた非調質高張力鋼の製造方法 Granted JPS5983720A (ja)

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