JPS6067621A - 非調質高張力鋼の製造方法 - Google Patents
非調質高張力鋼の製造方法Info
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- JPS6067621A JPS6067621A JP17569483A JP17569483A JPS6067621A JP S6067621 A JPS6067621 A JP S6067621A JP 17569483 A JP17569483 A JP 17569483A JP 17569483 A JP17569483 A JP 17569483A JP S6067621 A JPS6067621 A JP S6067621A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D8/00—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/02—Modifying 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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- Organic Chemistry (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は低温靭性と溶接性に優れた溶接用非調質高張
力鋼に関し、特に大型溶接構造物の製作に適した大入熱
溶接時における継手強度低下の少ない非調質高張力鋼の
製造方法に関するものである。
力鋼に関し、特に大型溶接構造物の製作に適した大入熱
溶接時における継手強度低下の少ない非調質高張力鋼の
製造方法に関するものである。
近年、大型溶接構造物の製作に当っては、7?量接工数
を減らしてコスト低減を図るため、片面一層サブマージ
アーク溶接やエレクトロスラブ溶接あるいはエレクトロ
ガス溶接などの如く、大入熱を用いる自動溶接を採用す
る機運が高まっている。
を減らしてコスト低減を図るため、片面一層サブマージ
アーク溶接やエレクトロスラブ溶接あるいはエレクトロ
ガス溶接などの如く、大入熱を用いる自動溶接を採用す
る機運が高まっている。
ところで上述のような大入熱溶接を考慮した場合、鋼成
分の炭素当量を低下さぜること、と9わけ低C化を図る
ことが、熱影響部の硬化を防止して熱影響部の靭性を良
好にする点から極めて有利であることが知られている。
分の炭素当量を低下さぜること、と9わけ低C化を図る
ことが、熱影響部の硬化を防止して熱影響部の靭性を良
好にする点から極めて有利であることが知られている。
しかしながら鋼中のCは強度に著しい影響を与えるもの
であるから、低C#)では母材の高強度が得られないと
いう問題がある。そこで低C鋼にNbを0,01〜0.
10%添加し、制御圧延、制御冷却を適用することによ
って低温靭性と溶接性に優れた高張力鋼を製造するにつ
いて、既に特開昭57−134514号および特開昭5
7−134518号にて提案している。
であるから、低C#)では母材の高強度が得られないと
いう問題がある。そこで低C鋼にNbを0,01〜0.
10%添加し、制御圧延、制御冷却を適用することによ
って低温靭性と溶接性に優れた高張力鋼を製造するにつ
いて、既に特開昭57−134514号および特開昭5
7−134518号にて提案している。
このようにNbを添カロすることによって充分な母材強
度と大入熱溶接時の継手強度を得ることが可能である。
度と大入熱溶接時の継手強度を得ることが可能である。
しかしながら002襲を越えるN’bを添加した場合、
大入熱溶接時のボンド靭性に大きな悪影響を及ぼすとい
う新たな問題が生じており、一方0.02%以下の微量
のNb添加では母材のテTi Ijfおよび継手強度低
下対策に有効であるか否かについては明らかにされてい
なかった。
大入熱溶接時のボンド靭性に大きな悪影響を及ぼすとい
う新たな問題が生じており、一方0.02%以下の微量
のNb添加では母材のテTi Ijfおよび継手強度低
下対策に有効であるか否かについては明らかにされてい
なかった。
この発明は以上の事情を背景としてなされたもので、母
材強度および大入熱溶接時の継手強度が充分に高くしか
も大入熱溶接時のボンド靭性が優れた、大入熱浴接に適
した非調質高張カーを提供することを目的とするもので
ある。
材強度および大入熱溶接時の継手強度が充分に高くしか
も大入熱溶接時のボンド靭性が優れた、大入熱浴接に適
した非調質高張カーを提供することを目的とするもので
ある。
本発明者等は上述の目的を達成するべく一1低C鋼に微
量のNbを添加した鋼について種々実験・検討を重ねた
ところ、低C鋼に対するNb添力旧イえを0.02チ以
Fとしかつ0.015チ以下のTiを添加することによ
って、低温靭性と溶接性が1愛れ、とシわけ大入熱溶接
時の継手軟化の債が少なくかつボンド靭性の低下も少な
い、大入熱溶接に適した非調質高張力鋼が得られること
を見出し、この発明をなすに至ったのである。
量のNbを添加した鋼について種々実験・検討を重ねた
ところ、低C鋼に対するNb添力旧イえを0.02チ以
Fとしかつ0.015チ以下のTiを添加することによ
って、低温靭性と溶接性が1愛れ、とシわけ大入熱溶接
時の継手軟化の債が少なくかつボンド靭性の低下も少な
い、大入熱溶接に適した非調質高張力鋼が得られること
を見出し、この発明をなすに至ったのである。
具体的には、本願の第1発明の非調質高張カー1・号の
製造方法は、C0,02〜0.15%、Si0.02〜
0.80%、Mn 0.60〜2.50%、酸IjT溶
/M?0OO5〜0O6o%、Nb O,005〜0.
020係、Ti O,005〜0.015 %、NO,
006%以下を含有し残部がFeおよび不可避的不純物
よシなるスラブを、900〜1150’C:の温度に加
熱した後、A r 3点+120℃以下の温度域におい
て累積川下率60%以上に熱間圧延し、かつその熱間圧
延をAr5点−1−20℃以下、A r 3点−60℃
以上の温R域で終了させ、その後直ちに2°シ秒以上の
冷却速度で60 (1℃以下の温度まで冷却することを
!t!r敵とするものである。また第2発明の非調質高
張力鋼の製造方法は、前記第1発明におけるスラブ成分
に加えて、Cu O,5’0 %以下、Ni 1.00
%以−FN V C1,l O%以下、Bo、002%
以下、REMO,010/l)以下、Ca O,OO4
%以下のうちから選ばれた1種以上を含有するスラブを
用い、前記第1発明の場合と同様な条件でスラブ加熱、
熱間圧延およびi6 i:(+を行うものである。
製造方法は、C0,02〜0.15%、Si0.02〜
0.80%、Mn 0.60〜2.50%、酸IjT溶
/M?0OO5〜0O6o%、Nb O,005〜0.
020係、Ti O,005〜0.015 %、NO,
006%以下を含有し残部がFeおよび不可避的不純物
よシなるスラブを、900〜1150’C:の温度に加
熱した後、A r 3点+120℃以下の温度域におい
て累積川下率60%以上に熱間圧延し、かつその熱間圧
延をAr5点−1−20℃以下、A r 3点−60℃
以上の温R域で終了させ、その後直ちに2°シ秒以上の
冷却速度で60 (1℃以下の温度まで冷却することを
!t!r敵とするものである。また第2発明の非調質高
張力鋼の製造方法は、前記第1発明におけるスラブ成分
に加えて、Cu O,5’0 %以下、Ni 1.00
%以−FN V C1,l O%以下、Bo、002%
以下、REMO,010/l)以下、Ca O,OO4
%以下のうちから選ばれた1種以上を含有するスラブを
用い、前記第1発明の場合と同様な条件でスラブ加熱、
熱間圧延およびi6 i:(+を行うものである。
以下この光間の非調質高張力鋼製造方法をさらにf’I
IV川に1j免明する。
IV川に1j免明する。
先ずこの発明の製造方法で使用するスラブの成分限定理
由を説明する。
由を説明する。
C:Cは母材強度を高めるには有効であるが、その反面
、溶接割れ感受性、溶接部の靭性の点からは好ましくな
い。この種の溶接構造用鋼とし−C必要な強度を得るた
めには最低0.02%必要であり、一方、大入熱溶接時
の割れ感受性および大入熱溶接部の靭性の点からは0.
15%以Fとする必゛)yがあり、したがってCは0.
02〜015係の範囲に限定した。
、溶接割れ感受性、溶接部の靭性の点からは好ましくな
い。この種の溶接構造用鋼とし−C必要な強度を得るた
めには最低0.02%必要であり、一方、大入熱溶接時
の割れ感受性および大入熱溶接部の靭性の点からは0.
15%以Fとする必゛)yがあり、したがってCは0.
02〜015係の範囲に限定した。
Si: S+は通常の製鋼過程で脱酸元素として6N加
されるものであシ、また母材の強度向上にも有効である
。脱酸および強要向上の目的から最低0、021以上必
要であるが、一方0.80係を越えれば母材の靭性を損
うから、Siは0.02〜080チの範囲に限定した。
されるものであシ、また母材の強度向上にも有効である
。脱酸および強要向上の目的から最低0、021以上必
要であるが、一方0.80係を越えれば母材の靭性を損
うから、Siは0.02〜080チの範囲に限定した。
A6 : Alも通常の製鋼過程で脱酸元素として添加
されるものであシ、そのためには最低0.005 %の
添加含有が必要であるが酸可溶A/J (sol Ad
)として0.060チを越えれば溶接熱影響部の’(
、VJ性のみならず溶接金属の靭性を著しく劣化させる
〇したがってj峻口丁溶Alは0005〜0.060チ
の範囲内に限定した。
されるものであシ、そのためには最低0.005 %の
添加含有が必要であるが酸可溶A/J (sol Ad
)として0.060チを越えれば溶接熱影響部の’(
、VJ性のみならず溶接金属の靭性を著しく劣化させる
〇したがってj峻口丁溶Alは0005〜0.060チ
の範囲内に限定した。
Nb:Nbは前述のようにこの発明において重要な意味
を持つ元素である。Nbは制御圧延材にて、未再結晶オ
ーステナイト域を拡大したυ、累積的に加えられた圧延
歪を有効に蓄積させるために添加させ、Nbの固溶や炭
窒化物の析出による効果を併せて利用するのが一般的で
ある。しかしながら過剰なNb添加は、大入熱溶接の際
の熱影響部の焼入性を高め、熱影響部をフェライト・パ
ーライトの混合組織でない組織にしてしまうため、衝撃
特性を低下させてし−まり。そこで本発明者等は低C鋼
に対するNb添加量の影響、特に微量Tiを添加した場
合の微量Nbの効果を明らかにするべく、次のような実
験を行った。すなわち、C0,07%、SiO,3%、
Mn 1.5 %、po、016%、80.003係、
A70.030チ、N O,OO5チを含有しかつ00
07〜0.015多のTiを添加したTi添加鋼および
Ti無添加ぐ岡ばついて、0〜004チまでのNi々の
量のNbを添加し、各試験片について板厚20瞼で23
4 KJ/cmの入熱のサブマージアーク溶接を施した
ボンド位置での破面遷移温度vTrsを調べた。その結
果を第1図に−示す。
を持つ元素である。Nbは制御圧延材にて、未再結晶オ
ーステナイト域を拡大したυ、累積的に加えられた圧延
歪を有効に蓄積させるために添加させ、Nbの固溶や炭
窒化物の析出による効果を併せて利用するのが一般的で
ある。しかしながら過剰なNb添加は、大入熱溶接の際
の熱影響部の焼入性を高め、熱影響部をフェライト・パ
ーライトの混合組織でない組織にしてしまうため、衝撃
特性を低下させてし−まり。そこで本発明者等は低C鋼
に対するNb添加量の影響、特に微量Tiを添加した場
合の微量Nbの効果を明らかにするべく、次のような実
験を行った。すなわち、C0,07%、SiO,3%、
Mn 1.5 %、po、016%、80.003係、
A70.030チ、N O,OO5チを含有しかつ00
07〜0.015多のTiを添加したTi添加鋼および
Ti無添加ぐ岡ばついて、0〜004チまでのNi々の
量のNbを添加し、各試験片について板厚20瞼で23
4 KJ/cmの入熱のサブマージアーク溶接を施した
ボンド位置での破面遷移温度vTrsを調べた。その結
果を第1図に−示す。
第1図に示すように、Ti無添加鋼と比較してT1添加
鋼は0.015%以下という微量のTi添加であるにも
かかわらず、破面遷移温度vTrsが4゛(1著に低下
しておシ、さらにTi無添加鋼では添加Nb量の増大に
比例して破面遷移温度が高くなるのに対し、Ti添加鋼
の場合には添加Nb量が0020%付近までは破面遷移
温度が上昇ぜす、良好な低温靭性が確保されることが明
らかとなった。しかしながら002%を越えるNhを添
加した場合には、Nb量の増大に伴って破面遷移温度が
上昇し、靭性が低下する。このような事実から、この発
明では添加Nb量を0.02%以Fに限定した。
鋼は0.015%以下という微量のTi添加であるにも
かかわらず、破面遷移温度vTrsが4゛(1著に低下
しておシ、さらにTi無添加鋼では添加Nb量の増大に
比例して破面遷移温度が高くなるのに対し、Ti添加鋼
の場合には添加Nb量が0020%付近までは破面遷移
温度が上昇ぜす、良好な低温靭性が確保されることが明
らかとなった。しかしながら002%を越えるNhを添
加した場合には、Nb量の増大に伴って破面遷移温度が
上昇し、靭性が低下する。このような事実から、この発
明では添加Nb量を0.02%以Fに限定した。
一方、母材強度に関しては、従来は002%以下程度の
微量のNb添加では強度改善に効果がないとされていた
。しかしながら本発明者等の(IJT ’91’hによ
れば、002%以Fの微量Nb添加でも母材節1((を
向上させ得ることが判明した。すなわち、前、;c同様
な成分に加えて種々の量のNbを添加したT1添加鋼の
スラブを1000℃に加熱し、Ar3点+120℃以下
の温度域で累積圧下率で85チの熱間圧延を力・市し、
かつその熱間圧延仕上げ温度をA r 5点−40°C
とし、直ちに600’C4でlO°シ秒の冷却速度で制
御冷却し、得られた鋼板の下部降伏強さと引張強さを調
べたところ、第2図に示す結果が得られた。第2図に示
すように、降伏強さおよび引張強さはいずれも添加Nb
量が増すにつれて大きくなっているが、その効果はNb
量が001多程度1でであり、それ以上の量のNbを添
加しても降伏強さ、引張強さはさほど大きくならない。
微量のNb添加では強度改善に効果がないとされていた
。しかしながら本発明者等の(IJT ’91’hによ
れば、002%以Fの微量Nb添加でも母材節1((を
向上させ得ることが判明した。すなわち、前、;c同様
な成分に加えて種々の量のNbを添加したT1添加鋼の
スラブを1000℃に加熱し、Ar3点+120℃以下
の温度域で累積圧下率で85チの熱間圧延を力・市し、
かつその熱間圧延仕上げ温度をA r 5点−40°C
とし、直ちに600’C4でlO°シ秒の冷却速度で制
御冷却し、得られた鋼板の下部降伏強さと引張強さを調
べたところ、第2図に示す結果が得られた。第2図に示
すように、降伏強さおよび引張強さはいずれも添加Nb
量が増すにつれて大きくなっているが、その効果はNb
量が001多程度1でであり、それ以上の量のNbを添
加しても降伏強さ、引張強さはさほど大きくならない。
したがって0.02 %以下のNb添加でも充分にNb
による母材強度向上効果が得られていることが明らかで
ある。
による母材強度向上効果が得られていることが明らかで
ある。
さらに大入熱浴接した場合の継手強度の軟化に対しても
同様に002条以下の微量Nb添加で効果があることが
本発明者等の研究によシ判明した。
同様に002条以下の微量Nb添加で効果があることが
本発明者等の研究によシ判明した。
すなわち、l]汀を尼同様な成分に加えて、Nb層が0
02係以丁のTi添加鋼につき、2(Mlll+の板厚
で234 KJ/fflの入熱のサブマージアーク溶接
により溶接した継手の表面丁05餌の位置のビッカース
硬さをボンドから母材にかけてdl11定したところ、
第3図に示す結果が得られた。第3図に示すようにNb
無添加の鋼では、ボンドの位置から母材にかけて硬度が
犬きく減少し、Nb添加量が0.010%の鋼およびN
b添加量が0.017%の鋼と比較して、母材の硬度よ
シも低硬度の領域の幅、すなわち軟化幅が広く、シかも
硬度の最低値も低い。そしてボンドから母材にかけての
硬度の最低値を添加Nb量に対してまとめれば第4図に
示すようになり、この第4図から継手軟化に効果が増加
するの6′、io、010係のNb量までであり、それ
以−FNb量が増加してももはや継手軟化防止効果は増
大しない。
02係以丁のTi添加鋼につき、2(Mlll+の板厚
で234 KJ/fflの入熱のサブマージアーク溶接
により溶接した継手の表面丁05餌の位置のビッカース
硬さをボンドから母材にかけてdl11定したところ、
第3図に示す結果が得られた。第3図に示すようにNb
無添加の鋼では、ボンドの位置から母材にかけて硬度が
犬きく減少し、Nb添加量が0.010%の鋼およびN
b添加量が0.017%の鋼と比較して、母材の硬度よ
シも低硬度の領域の幅、すなわち軟化幅が広く、シかも
硬度の最低値も低い。そしてボンドから母材にかけての
硬度の最低値を添加Nb量に対してまとめれば第4図に
示すようになり、この第4図から継手軟化に効果が増加
するの6′、io、010係のNb量までであり、それ
以−FNb量が増加してももはや継手軟化防止効果は増
大しない。
以上のように0.02091+以下の微量Nb添加でも
、母材強度を上昇させるとともに継手軟化b1を小さく
し、かつ大入熱溶接時の靭性劣化を防止できることが明
らかである。なお0.0054未満のNb量ではこれら
の効果が顕著ではなく、シたがってNb量は0.005
〜0.020%の範囲とした。
、母材強度を上昇させるとともに継手軟化b1を小さく
し、かつ大入熱溶接時の靭性劣化を防止できることが明
らかである。なお0.0054未満のNb量ではこれら
の効果が顕著ではなく、シたがってNb量は0.005
〜0.020%の範囲とした。
T1:前述したNb添加喰についての第1図の実験結果
から明らかなように、T1の添加は大入熱溶接時のボン
ド靭性改善に欠くことができない。しかしながらその効
果もTi添加量が0.005%未満では充分ではなく、
一方0.015%を越えて添加すればかえって靭性が劣
化するから、TI添加量は0、005〜0.015%の
範囲に限定した。
から明らかなように、T1の添加は大入熱溶接時のボン
ド靭性改善に欠くことができない。しかしながらその効
果もTi添加量が0.005%未満では充分ではなく、
一方0.015%を越えて添加すればかえって靭性が劣
化するから、TI添加量は0、005〜0.015%の
範囲に限定した。
N:Nは通常の製鋼過程によシネ可避的に含有されるが
、0.006%を越えれば母材および大入熱浴接時の靭
性を損うから、0.006%以下に限定した。
、0.006%を越えれば母材および大入熱浴接時の靭
性を損うから、0.006%以下に限定した。
この発明の製造方法で使用するスラブは、上述のように
して規定されるC、Si、Mn、酸可溶A7 、 Nl
) 、 Ti 、 Nのほか、さらに必要に応じてCu
、 Ni 、 V 、 B 、およびREM (希土
類元素)のうちの1種以上が含有される。これらの元素
の適正なi1tの添加はこの発明の主要な特徴をなんら
損うことなく、高張力化あるいはその他の緒特性の向上
に寄与する。以下にこれらの成分元素の添加目的および
添加量限定理由を説明する。
して規定されるC、Si、Mn、酸可溶A7 、 Nl
) 、 Ti 、 Nのほか、さらに必要に応じてCu
、 Ni 、 V 、 B 、およびREM (希土
類元素)のうちの1種以上が含有される。これらの元素
の適正なi1tの添加はこの発明の主要な特徴をなんら
損うことなく、高張力化あるいはその他の緒特性の向上
に寄与する。以下にこれらの成分元素の添加目的および
添加量限定理由を説明する。
Ni : Niは溶接熱影響部の硬化性および靭性に悪
影響を与えることなく、母材の強度および靭性を向上さ
せるに有効で必るが、高価であるため1.0−を上限と
した。
影響を与えることなく、母材の強度および靭性を向上さ
せるに有効で必るが、高価であるため1.0−を上限と
した。
Cu : Cuの添加はNiの添加と同様な効果がある
ばかりでなく、耐食性向上に有効であるが、050チを
越えれば熱間脆性が生じ易く、鋼板の表面性状を劣化さ
せるので、050%を上限とした。
ばかりでなく、耐食性向上に有効であるが、050チを
越えれば熱間脆性が生じ易く、鋼板の表面性状を劣化さ
せるので、050%を上限とした。
v:vは強度と靭性の向上、および溶接継手強度確保の
ために添加するが、0.10%を越えて添加すれば母材
と溶接熱影響部の靭性を著しく劣化させるから、0.1
0%を上限とした。
ために添加するが、0.10%を越えて添加すれば母材
と溶接熱影響部の靭性を著しく劣化させるから、0.1
0%を上限とした。
B:Bは炭素当量を上昇させることなく高張力化が可能
であるが、0.002%を越えて添加すれば溶接熱影響
部の靭性を著しく劣化させるから、13を添加する場合
の上限を0.002 %とした。
であるが、0.002%を越えて添加すれば溶接熱影響
部の靭性を著しく劣化させるから、13を添加する場合
の上限を0.002 %とした。
Ca 、 REM :これらは鋼中介在物MnSの形態
IIIII#を行って圧延直角方向の靭性向上に効果が
あり、いずれか一種または両者の複合添加のいずれでも
効果があるが、それぞれ0.004%を越えるCa2よ
び0.010%を越えるREMの添加は鋼の清浄度を低
下させ、内部欠陥の原因となるから、Caの上限を00
04俤、RgMの上限を0.010%とした。
IIIII#を行って圧延直角方向の靭性向上に効果が
あり、いずれか一種または両者の複合添加のいずれでも
効果があるが、それぞれ0.004%を越えるCa2よ
び0.010%を越えるREMの添加は鋼の清浄度を低
下させ、内部欠陥の原因となるから、Caの上限を00
04俤、RgMの上限を0.010%とした。
この発明の方法では上述のような成分のスラブを加熱し
、熱間圧延するが、このスラブ加熱、熱lid]圧延お
よび圧延後の冷却の各条件もこの発明では極めて重要な
、要素となっている。すなわち、この発明で対象として
いる低C鋼は高強度を得にくい材料であり、熱間圧延後
空冷の如き遅い冷却速度にした場合、降伏強さは所期の
値が得られたとしても、引張強さは所期の値を満足する
のが困難となり、一方圧延後強制冷却すれば引張強さは
所期の値が得られるが、降伏強さは降伏現象が消失して
しまうために充分な値が得られない。そこでこの発明で
はNb 、 Tiを含有させてフェライト粒を微!fl
にし、これにより降伏応力を上昇させ、かつ第2相を加
速冷却によシ硬質なフェライト・ベイナイト組織に変え
ることによって引張応力を増大させるのであり、そのた
めにスラブ加熱−熱間圧延−冷却の各条件が規定される
。以下にこれらの各条件を説明する。
、熱間圧延するが、このスラブ加熱、熱lid]圧延お
よび圧延後の冷却の各条件もこの発明では極めて重要な
、要素となっている。すなわち、この発明で対象として
いる低C鋼は高強度を得にくい材料であり、熱間圧延後
空冷の如き遅い冷却速度にした場合、降伏強さは所期の
値が得られたとしても、引張強さは所期の値を満足する
のが困難となり、一方圧延後強制冷却すれば引張強さは
所期の値が得られるが、降伏強さは降伏現象が消失して
しまうために充分な値が得られない。そこでこの発明で
はNb 、 Tiを含有させてフェライト粒を微!fl
にし、これにより降伏応力を上昇させ、かつ第2相を加
速冷却によシ硬質なフェライト・ベイナイト組織に変え
ることによって引張応力を増大させるのであり、そのた
めにスラブ加熱−熱間圧延−冷却の各条件が規定される
。以下にこれらの各条件を説明する。
先ずスラブ加熱は900〜1150℃の範囲内の温度と
する。スラブ加熱温度が1150’Cを越えれば、加熱
時のオーステナイト粒が粗大になり過ぎ、続く圧延によ
ってもオーステナイトが微ml]1化せず、そのためそ
のオーステナイト粒から生じるフェライト粒も微細とな
らないから、充分pc高い降伏応力が得られず、低温靭
性も不充分となる。
する。スラブ加熱温度が1150’Cを越えれば、加熱
時のオーステナイト粒が粗大になり過ぎ、続く圧延によ
ってもオーステナイトが微ml]1化せず、そのためそ
のオーステナイト粒から生じるフェライト粒も微細とな
らないから、充分pc高い降伏応力が得られず、低温靭
性も不充分となる。
したがってスラブ加熱温度の上限を1150°゛Cと規
定した。一方スラブ加熱温度の下限はNbの固溶量と関
係している。すなわちこの発明の方法においてはNbを
スラブ加熱時に固溶させておき、jE延延中Nbを微細
に析出させてオーステナイトの再結晶を遅らせ、結果と
してオーステナイトの再結晶域をよシ低温側に拡大させ
る必要があり、このようにオーステナイトの再結晶域を
低温側へ拡大させることによシ、オーステナイトの未再
結晶」或において高い累積圧下率での圧延が可能となり
、変形帯の密度が増加して冷却時のオーステナイト粒が
実質的に微細化され、その結果冷却後の鋼板が充分な靭
性を示すことになる。このような効果をもたらすスラブ
加熱時のNbの固溶量は0.005%以上あれば良く、
そのための最低のスラブ加熱温度は、C量とN量によっ
て異なるが、この発明の成分範囲の場合900°Cあれ
ば良い。したがってスラブ加熱温度の下限は900℃と
規定した。
定した。一方スラブ加熱温度の下限はNbの固溶量と関
係している。すなわちこの発明の方法においてはNbを
スラブ加熱時に固溶させておき、jE延延中Nbを微細
に析出させてオーステナイトの再結晶を遅らせ、結果と
してオーステナイトの再結晶域をよシ低温側に拡大させ
る必要があり、このようにオーステナイトの再結晶域を
低温側へ拡大させることによシ、オーステナイトの未再
結晶」或において高い累積圧下率での圧延が可能となり
、変形帯の密度が増加して冷却時のオーステナイト粒が
実質的に微細化され、その結果冷却後の鋼板が充分な靭
性を示すことになる。このような効果をもたらすスラブ
加熱時のNbの固溶量は0.005%以上あれば良く、
そのための最低のスラブ加熱温度は、C量とN量によっ
て異なるが、この発明の成分範囲の場合900°Cあれ
ば良い。したがってスラブ加熱温度の下限は900℃と
規定した。
上述のような条件で加熱したスラブは、これをAr3点
+120℃以下の温度範囲で60%以上の圧延を行ない
、かつ圧延仕上げ温度をAr5点+20℃以下、Ar3
点−60℃の範囲内の温度とする。これによってオース
テナイトに多量の変形帯を導入でき、これがフェライト
の核となり、その結果圧延後のフェライト粒が微細化す
る。ここでAr5点以下で圧延を仕上げた場合でも、A
r3’60℃以上であれば靭性の劣化なしに高強度を得
ることが可能となる。仕上げ温度がAr5 60°C未
満では、変態した後加工されたフェライト量が多くなっ
て靭性が劣化し、一方仕上げ温度がAr3+20°゛C
よりも高い場合またはAr3点+120℃以下の累積圧
下率が60チ未満の場合には、変形帯の導入が不足して
圧延後のフェライト粒のa +1111化が不充分とな
る。したがらで圧延条件を上述のように定めた。
+120℃以下の温度範囲で60%以上の圧延を行ない
、かつ圧延仕上げ温度をAr5点+20℃以下、Ar3
点−60℃の範囲内の温度とする。これによってオース
テナイトに多量の変形帯を導入でき、これがフェライト
の核となり、その結果圧延後のフェライト粒が微細化す
る。ここでAr5点以下で圧延を仕上げた場合でも、A
r3’60℃以上であれば靭性の劣化なしに高強度を得
ることが可能となる。仕上げ温度がAr5 60°C未
満では、変態した後加工されたフェライト量が多くなっ
て靭性が劣化し、一方仕上げ温度がAr3+20°゛C
よりも高い場合またはAr3点+120℃以下の累積圧
下率が60チ未満の場合には、変形帯の導入が不足して
圧延後のフェライト粒のa +1111化が不充分とな
る。したがらで圧延条件を上述のように定めた。
上述のような熱間圧延を行った後には、直ちに2°シ秒
以上の冷却速度で加速冷却し、かつその2°Q俄以上の
冷却速度を600℃以下の任意の温度まで持続させる。
以上の冷却速度で加速冷却し、かつその2°Q俄以上の
冷却速度を600℃以下の任意の温度まで持続させる。
冷却速度が2 ”C/俄未満では、加速?や却の効果、
すなわち硬質なマルテンサイト・ベイナイトの組織を生
成させることによる強度(引張強さ)増大の効果が得ら
れない。また加速冷却を600℃よシも高い温度で停止
させた場合にも加速冷却による強度上昇効果がほとんど
(i)られない。したがって上述のように2°シ泗以上
の/)却速度で600℃以下の温度まで加速冷却を行う
こととした。なおこの加速冷却は熱間圧延i(4’T後
直ちに行う必要がある。
すなわち硬質なマルテンサイト・ベイナイトの組織を生
成させることによる強度(引張強さ)増大の効果が得ら
れない。また加速冷却を600℃よシも高い温度で停止
させた場合にも加速冷却による強度上昇効果がほとんど
(i)られない。したがって上述のように2°シ泗以上
の/)却速度で600℃以下の温度まで加速冷却を行う
こととした。なおこの加速冷却は熱間圧延i(4’T後
直ちに行う必要がある。
以下に実施例を記す。
第1表の調香1〜5に示す成分組成の鋼を高周波真空溶
解により溶製し、その鋼塊を9gi Jしでスラブとし
た後、第2表中に示す加熱−圧延−冷却条件で処理した
。また第1表の調香6〜10に示す成分組成の鋼スラブ
を連続鋳造によって得、第2表中に示す条件で処理した
。なお第1表において供試鋼1,2.3は比較鋼、供試
鋼6は従来鋼、供試鋼4,5.7〜10はこの発明の成
分範囲内の鋼である。
解により溶製し、その鋼塊を9gi Jしでスラブとし
た後、第2表中に示す加熱−圧延−冷却条件で処理した
。また第1表の調香6〜10に示す成分組成の鋼スラブ
を連続鋳造によって得、第2表中に示す条件で処理した
。なお第1表において供試鋼1,2.3は比較鋼、供試
鋼6は従来鋼、供試鋼4,5.7〜10はこの発明の成
分範囲内の鋼である。
得られた各鋼板について、母材強度と靭性、大入熱溶接
後のボンド靭性、および継手強度をそれぞれ第2表中に
示す。強度、靭性の試験片はそれぞれ圧延直角方向に採
取し、引張試験および2順Vノツチ衝撃試験を施した。
後のボンド靭性、および継手強度をそれぞれ第2表中に
示す。強度、靭性の試験片はそれぞれ圧延直角方向に採
取し、引張試験および2順Vノツチ衝撃試験を施した。
また実継手は入熱234 KJ/Cmのサブマージアー
ク溶接にて作製し、溶接継手強度はゲージ長さ2QQm
、平行部幅40閣のJIS i号の長ゲージ試験片でめ
た。なお第2表において各鋼板における数字1〜10は
第1表に示す鋼1〜10を用いたことを意味し、サフィ
ックスのA−Gはそれぞれ異なる製造条件を適用したこ
とを意味する。
ク溶接にて作製し、溶接継手強度はゲージ長さ2QQm
、平行部幅40閣のJIS i号の長ゲージ試験片でめ
た。なお第2表において各鋼板における数字1〜10は
第1表に示す鋼1〜10を用いたことを意味し、サフィ
ックスのA−Gはそれぞれ異なる製造条件を適用したこ
とを意味する。
第2表に示すように、Nbを添加していない鋼板1 、
21−j:いずれも母材強度が不足し、またNbは含有
するがTiを添加していない鋼板3は、強度は不発Ii
J鋼と同等であるが、大入熱溶接後のボンド位置の衝撃
物・住が著しく劣っている。一方Nbをこの発明の限定
範囲を越えて添加した鋼板6は、母材の強度および靭性
、継手強度は優れているが、大入熱溶接後のボンド位置
の衝撃特性が本発明鋼と比べて劣っている。
21−j:いずれも母材強度が不足し、またNbは含有
するがTiを添加していない鋼板3は、強度は不発Ii
J鋼と同等であるが、大入熱溶接後のボンド位置の衝撃
物・住が著しく劣っている。一方Nbをこの発明の限定
範囲を越えて添加した鋼板6は、母材の強度および靭性
、継手強度は優れているが、大入熱溶接後のボンド位置
の衝撃特性が本発明鋼と比べて劣っている。
また同一成分組成の鋼板4八〜4Gのうち、4Dはスラ
ブ加熱温度、4EはAr5 + 120℃〜Ar5 6
0℃での累積圧下率、4Fは圧延仕上温度、4Gは圧延
後の冷却速度においてそれぞれこの発明の条件・1厄囲
を外れるものであり、一方4A。
ブ加熱温度、4EはAr5 + 120℃〜Ar5 6
0℃での累積圧下率、4Fは圧延仕上温度、4Gは圧延
後の冷却速度においてそれぞれこの発明の条件・1厄囲
を外れるものであり、一方4A。
4B、4Cはこの発明の条件範囲内で処理した鋼板であ
り、第2表中においてこの発明の範囲を外れる条件には
F勝を附した。これらの鋼板4A〜4Gのうち、圧延条
件においてこの発明の範囲を外れている鋼板4D、4E
、4Fは、いずれも本発明鋼4Aに比べて靭性が劣って
いる。また圧延後空冷した鋼板4Gと、10′シ捗で加
速冷却を行なった鋼板4Aとを比較すれば、鋼板4Aの
力が強度において大きく上まわっており、し7がもり性
は同等であシ、このことから加速冷却の効果が明らかで
ある。さらにこのほかの本発明法にょる鋼4B、4C,
7,8,9,10も、いずれも強度、靭性ともに優れ、
かつ継手強度も充分な値を示している。
り、第2表中においてこの発明の範囲を外れる条件には
F勝を附した。これらの鋼板4A〜4Gのうち、圧延条
件においてこの発明の範囲を外れている鋼板4D、4E
、4Fは、いずれも本発明鋼4Aに比べて靭性が劣って
いる。また圧延後空冷した鋼板4Gと、10′シ捗で加
速冷却を行なった鋼板4Aとを比較すれば、鋼板4Aの
力が強度において大きく上まわっており、し7がもり性
は同等であシ、このことから加速冷却の効果が明らかで
ある。さらにこのほかの本発明法にょる鋼4B、4C,
7,8,9,10も、いずれも強度、靭性ともに優れ、
かつ継手強度も充分な値を示している。
ここで木兄E!A鋼7は本発明鋼4の成分にCu 。
Ni ’+ V 、 B 、 REMを、本発明鋼8は
同じく本発明鋼4の成分にCu 、 Niを、さらに本
発明鋼9は本発明鋼4の成分にREMを、また本発明鋼
10は本発明鋼4の成分にVを、それぞれこの発明の1
111Σ囲内で添加したものであるが、これらのうち0
.30チCuおよび0.31%Niを添加した本発明鋼
8は、ボンド靭性と母材靭性を劣化させることなく、母
材強度が本発明法による鋼4Aと比較して降伏強す(Y
、S、 )テ1.7 kgf/ml 1引張強さくT、
S、)f3、2 kgfAy! %継手強度で2−1
kgfAI上昇しており、このことがらCu 、 Ni
の添加が強度向上に有〃lであることが明らかでちる。
同じく本発明鋼4の成分にCu 、 Niを、さらに本
発明鋼9は本発明鋼4の成分にREMを、また本発明鋼
10は本発明鋼4の成分にVを、それぞれこの発明の1
111Σ囲内で添加したものであるが、これらのうち0
.30チCuおよび0.31%Niを添加した本発明鋼
8は、ボンド靭性と母材靭性を劣化させることなく、母
材強度が本発明法による鋼4Aと比較して降伏強す(Y
、S、 )テ1.7 kgf/ml 1引張強さくT、
S、)f3、2 kgfAy! %継手強度で2−1
kgfAI上昇しており、このことがらCu 、 Ni
の添加が強度向上に有〃lであることが明らかでちる。
また0、039%のVを除加した本発明鋼10も、ボン
ド靭性および母材靭性を劣化させることなく、鋼4Aと
比較して母材強度が降伏強さで1.3 kgf7M 、
引張強さで2.6kgf/mr!−、継手強度が]、
5 kli’fAffl Nそれぞれ上昇しており、こ
の事実からVの添加効果が明らかである。
ド靭性および母材靭性を劣化させることなく、鋼4Aと
比較して母材強度が降伏強さで1.3 kgf7M 、
引張強さで2.6kgf/mr!−、継手強度が]、
5 kli’fAffl Nそれぞれ上昇しており、こ
の事実からVの添加効果が明らかである。
さらにREMを0005%添加した本発明鋼9の場合、
鋼4Aと比較して母材の靭性が優れていることが明らか
である。そしてまた0、18%Cu。
鋼4Aと比較して母材の靭性が優れていることが明らか
である。そしてまた0、18%Cu。
0.48 %Ni 、 0.037%V、0.0O17
%B。
%B。
0、005 % REMを添加した本発明鋼7の場合、
鋼4Aと比較してJfJ、材の強度が降伏強さで4、O
kgf/ii+ffl N引張強さで3.4 kgfA
N %継手強度が引張強さで1.8 kgfAi 、そ
れぞれ上昇している。
鋼4Aと比較してJfJ、材の強度が降伏強さで4、O
kgf/ii+ffl N引張強さで3.4 kgfA
N %継手強度が引張強さで1.8 kgfAi 、そ
れぞれ上昇している。
以上の実施例からも明らかなように、この発明の製造方
法によれば、0005〜0.020%の範囲の依、吐な
Nbを0005〜0.015俤のTiとともに添加し、
かつ特定のスラブ加熱−圧延−冷却条件を適用すること
によって、高強度、高靭性でしかも大入熱浴接特性、と
りわけ大入熱溶接した場合の継手強度の低−ドが少なく
がっボンド靭11;の優れた鋼板を得ることができる。
法によれば、0005〜0.020%の範囲の依、吐な
Nbを0005〜0.015俤のTiとともに添加し、
かつ特定のスラブ加熱−圧延−冷却条件を適用すること
によって、高強度、高靭性でしかも大入熱浴接特性、と
りわけ大入熱溶接した場合の継手強度の低−ドが少なく
がっボンド靭11;の優れた鋼板を得ることができる。
まだ第2発明にしたがってCu 、 Ni 、 V 、
B 、 Ca 、 REMの14重以上を添加すること
によシ、より高強度の■(・1板を、大入熱ボンド靭性
および母材靭性を劣1ヒさせることなぐ製造することが
できる。
B 、 Ca 、 REMの14重以上を添加すること
によシ、より高強度の■(・1板を、大入熱ボンド靭性
および母材靭性を劣1ヒさせることなぐ製造することが
できる。
第1図はNb含有量と大入熱溶接ボンド部の破面遷移温
度との関係を示す相関グラフ、第2図はNl>含有量が
母材強度および母材靭性に及ぼす影714+を示す相関
グラフ、第3図および第4図は、Nb含有量が大入熱溶
接時の継手軟化に及ぼす影響を示すグラフである。 出願人 川崎製鉄株式会社 代理人 弁理士豊田武人 (ほか1名)
度との関係を示す相関グラフ、第2図はNl>含有量が
母材強度および母材靭性に及ぼす影714+を示す相関
グラフ、第3図および第4図は、Nb含有量が大入熱溶
接時の継手軟化に及ぼす影響を示すグラフである。 出願人 川崎製鉄株式会社 代理人 弁理士豊田武人 (ほか1名)
Claims (2)
- (1)C0,02〜015%(重量%、以下同じ)、S
i 0.02〜0.80%、Mn 0.60〜2.50
%、酸OT浴Al O,OO5〜0.060チ、Nb
O,005〜0020%、TiO,005〜0.015
チ、NO,006%以下を含有し残部がFeおよび不可
避的不純物よりなるスラブを、900〜1150℃の範
囲内に加熱した後、Ar5点+120℃以下の温度域に
おいて木精圧下率60チ以上に熱間圧延し、かつその熱
間圧延をAr5点+20℃以下、Ar3点−60℃以上
の温度域で終了させ、その後直ちに2°い少以上の冷却
速度で600℃以下の温度まで冷却することを特徴とす
る非調質高張力鋼の製造力7去。 - (2)C0,02〜015 %、 Si0.02〜0.
80%、J(n O,60〜2.50%、酸可溶A#
O,OO5〜0、 0 6 0 % 、 Nb 0.0
0 5〜0020 チ、Ti0、005〜0.015
%、 NO,006係以下を含有し、さらにCu O,
50%以下、Ni1.00%以上、7010%以下、B
O,002%以下、HEM O,010チ以下、Ca
O,004%以下のうちから選ばれた1種以上を含有し
、残部がFeおよび不可避的不純物よシなるスラブを、
900〜1150℃の範囲内に加熱した後、Ar5点+
120℃以下の温度域にて累積圧下率60%以上に熱間
圧延し、かつその熱間圧延をAr5点+20℃以下、A
r5点−60’C以上の温度域にて終了させ、その後直
ちに2°CA>以上の冷却速度で600℃以下の温度ま
で冷却することを特徴とする非鋼質高張力鋼の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17569483A JPS6067621A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 非調質高張力鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17569483A JPS6067621A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 非調質高張力鋼の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6067621A true JPS6067621A (ja) | 1985-04-18 |
| JPS626730B2 JPS626730B2 (ja) | 1987-02-13 |
Family
ID=16000606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17569483A Granted JPS6067621A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 非調質高張力鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6067621A (ja) |
Cited By (11)
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1983
- 1983-09-22 JP JP17569483A patent/JPS6067621A/ja active Granted
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