JPS607005B2 - 低温用棒鋼の製造法 - Google Patents

低温用棒鋼の製造法

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JPS607005B2
JPS607005B2 JP56061457A JP6145781A JPS607005B2 JP S607005 B2 JPS607005 B2 JP S607005B2 JP 56061457 A JP56061457 A JP 56061457A JP 6145781 A JP6145781 A JP 6145781A JP S607005 B2 JPS607005 B2 JP S607005B2
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JP
Japan
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less
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steel
temperature
ferrite
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JP56061457A
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JPS57177919A (en
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保 橋本
泰夫 大谷
勝也 東
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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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
    • C21D8/06Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、特に一120o0以下の極低温においても
高強度と高靭性を有する樺鋼の製造法に関するものであ
る。
従来、例えば鉄筋コンクリート用榛鋼が、寒冷地や極地
の鉄筋コンクリート構造物、鉄筋コンクリート製の冷凍
庫「 さらにLNGやLPGをはじめとする液化ガス用
タンクなどに使用されていることはよく知られるところ
であるが「 これらの鉄筋はいずれもJIS○3112
に定める規定により製造されたものであり、かつ前記J
IS規格は常温またはそれ以上の温度で使用される場合
を想定して定められたものであるため、上記のような極
低温雰囲気にさらされた場合に強度不足や靭性不足をき
たすものであった。
そこで、近年、上記のような低温は勿論のこと「極低温
にさらされても所定の高強度と高鞠性を保持する榛鋼の
開発が行なわれるようになってきたが「未だ満足する極
低温特性を有する榛鋼は得られていないのが現状である
本発明者等は「上述のような観点から、特に一120o
oの極低温においても高強度と高級性を有する捧鋼を得
べく研究を行なった結果、鋼を、C:0.02〜0.1
7%、Si;0.7%以下、Mn:0.6〜2.0%、
sol.AI:0.01〜0.07%を含有し、さらに
必要に応じて強度向上成分および靭性向上成分として「
Cu:0.50%以下、Ni:3%以下、Cr:0.5
%以下、Mo:0.20%以下、V:0.15%以下、
Nb:0.15%以下「 T心15%以下、Zr:0.
15%以下Lい:0.01%以下、Ce:0.01%以
下「 およびCa:001%以下のうちの1種または2
種以上を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組
成(以上重量%、以下%はすべて重量%を意味する)を
有するものに特定し、この鋼に、Ac3変態点〜Ac3
変態点十25000の温度範囲内の温度に加熱後、断面
減少率が60%以上となる条件で圧延を行なうと共に、
この場合のオーバルからラウンドの最終孔型圧延のみを
断面減少率;10%以上のオーステナイト・フェライト
2相城圧延とし、空冷することからなる圧延を施すと、
前記圧延の前工程の加熱によって初期オーステナィト粒
が細粒化し、さらに前記圧延によってオーステナィト粒
の再結晶によるフェライト粒の紬粒化、および末再結晶
オーステナィト域圧延によるフェライト析出核の増加作
用によるフェライト粒の細粒化がはかられて、微細なフ
ェライト+バーラィト組織を生成せしめ、この場合の前
記最終孔型圧延におけるただ1回のオーステナィト。
フェライト2相城圧延によってセパレーション(シャル
ピー試験にて現われる板面に平行な層状の割れ)形成に
伴う靭性向上がはかられるようになるため、この結果得
られた所定最終寸法の横綱は「 一120ooの極低温
にさらされても「 きわめて高い強度とすぐれた靭性を
保持し、さらにこの榛鋼に必要に応じて圧延終了後、直
ちに焼きの入らない範囲での強制冷却,あるいはAc,
変態点以下の温度での焼戻し処理を施すことも強度向上
および鋤性改善効果が大きいという知見を得たのである
。この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであ
るが、鋼の成分組成および圧延条件を上記の通り限定し
た理由を以下に説明する。【aー 鋼の成分組成 捧鋼に所定の強度を付与するためにC成分を含有させる
が「その含有量が0.02%未満では所望の高強度を確
保することができず、一方0.17%を越えて含有させ
ると靭一性低下をきたすようになることから「その含有
量を0.02〜0.17%と定めた。
また、Si成分には脱酸および強化作用があり、0.7
%までの含有は許容されるがLO.7%を越えて含有さ
せると、靭性低下が著しくなることから、その上限値を
0.7%と定めた。Mn成分には素地に固溶して、これ
を固溶強化し、強度および敵性を向上させる作用がある
が、その含有量が0.6%未満では前記作用に所望の効
果が得られず、一方2.0%を越えて含有させると、靭
性および溶接性が劣化するようになることから、その含
有量を0.6〜2.0%と定めた。さらにN成分にはす
ぐれた紬粒化作用があるが「 その含有量がsol.A
Iで0.01%未満では所望の紬粒化をはかることがで
きず、一方同じくsol.AIで0.07%を越えて含
有させると、非金属介在物の量が急激に増加して鋼の鞠
性が劣化するようになることから、その含有量を0.0
1〜0.07%と定めた。
また、この発明の銅においては、上記のいLCeLおよ
びCaはA系介在物を球状化し、延性城での衝撃値を向
上させるが、いずれも0.01%を越えて添加するとそ
の効果が飽和するばかりでなく、逆に介在物量が増加し
て衝撃値が劣化するようになるのでそれぞれの上限を0
.01%とした。またCu、Ni、Cr、Mo、V、N
b、Ti、およびZrは衝撃値を改善するか、少なくと
も衝撃値の劣化が少なく、かつ強度を上昇させる元素で
ある。
Cuは衝撃値の劣化がほとんどなく、強度を上昇させる
が、0.5%を越えて添加すると鋼材の表面割れの発生
の問題が生じるため0.5%以下とした。
Niは特に低温靭性の改善に有効であるが、3%を越え
るとベイナイト組織になり圧延ままでは轍性を劣化する
ので3%以下とした。Crは0.5%を越えると溶接性
を劣化させるので0.5%以下とした。Moは0.20
%を越えて含有すると、ベィナィト組織になり鋤性の劣
化が大きく、溶接性を劣化させるので0.20%以下と
した。Nb、V、TiおよびZrはいずれもそれぞれの
炭化物の析出によって強度を上昇させるが、いずれも0
.15%を越えて添加すると強度上昇効果は飽和し、ベ
ィナィト組織になり靭I性を劣化させるのでそれぞれの
上限を0.15%とした。
‘b} 加熱温度紬粒化のための加熱温度がAc3変態
点未満では均一にして微細なオーステナィト組織を形成
することができず、一方Ac3変態点+250ooを越
えた温度に加熱すると、粒成長が著しくなって所定の紬
粒化をはかることができないので、紬粒化のための加熱
温度をAc3変態点〜Ac3変態点+25000の温度
範囲と定めた。
{c)圧延条件 細粒フェライト+パーラィト組織により所望の高強度・
高靭性を得るために断面減少率で示される全圧下率は6
0%以上必要である。
また低温鞠曲まセパレーション(シャルピー衝撃試験に
おいてその破面にみられる層状の剥離)によって得られ
る。このセパレーションは破壊の3軸応力を低下させる
作用があるので、フェライト結晶粒微細化作用に加えシ
ャルピーの破面遷移温度を著しく低下させる。従来樺鋼
圧延ではセパレーションが発生しないとされていたが、
最終圧延(オーバルからラウンドの最終孔型圧延)のみ
、鋼のAら変態点以下のフェライト+オーステナイト混
合組織の温度城で10%以上の圧下を加えた場合のみセ
パレーションが発生する。したがって断面減少率を60
%以上、最終圧延のみをオーステナィト+フェライト2
相温度城で10%以上の圧下を加える限定を行なった。
なおその他のパスも850qo以上では再結晶オーステ
ナィトを紬粒化するため1パス当り10%以上、850
〜最終圧下1パス前までは未再結晶城で1パスの圧下は
影響少ないが全圧下率は多い程望ましい。ところで、こ
の発明の方法においては、オーステナィト城での圧下率
は実質上50%以上とすることが好ましいが、圧下率の
上限は格別に制限されるものではない。
つまり、実際上の圧下率の上限は素材のビレツト寸法に
よって定まるが、製品特性の点からは、圧下率の上部臨
界値は実質上存在しない。また、フェライト十オーステ
ナィト2相城での圧延についても、少なくとも10%以
上の圧下率を必要とすることは前述の通りであるが、こ
の領域での圧延を1回に限定する本発明方法では、圧下
率は高ければ高いほど良く、得られる製品の特性上から
圧下率の上限値を規定する必然曲ま認められない。しか
し、圧延機の能力を考慮した場合には圧下率を10〜5
0%とするのが実際的である。なお上記圧延工程を経た
樺鋼は空冷または強制冷却されるが、この時焼きが入る
ような強制冷却は鋼の靭‘性を劣化するので好ましくな
い。
微細なフェライト+パーラィト組織とすることが望まし
い。また圧延終了後一旦冷却されたのち、再び鋼のAc
,変態点以下の温度に焼もどしをしても何らこの発明の
効果を消失するものではない。つぎに、この発明の榛鋼
製造法を実施例により比較例と対比しながら説明する。
実施例 、 通常の溶解法によりそれぞれ第1表に示される成分組成
をもった鋼を溶製した後、あらかじめ15仇肋×15比
吻のビレットにし、第1表に示される加熱’圧延条件に
て圧延を施すことによって、直径;32側めを有する本
発明榛鋼1〜12および比較榛鋼1〜6をそれぞれ製造
した。
なお、比較榛鋼は、いずれも製造条件のうちのいずれか
の条件がこの発明の範囲から外れた条件で製造されたも
のであり、該当条件に※印を付し、第1表に表示した。
ついで、この結果得られた本発明榛鋼1〜12および比
較樺鋼1〜6について、引張り試験および衝撃試験を行
ない、引張り試験においては引張り強さ(T.S.)、
降伏点(Y.S.)、および伸び(EI)を測定し、ま
た衝撃試験では破面遷移温度(vTs)および一120
00におけるVノツチエネルギー値(vE−120)を
それぞれ測定した。
これらの測定結果を第1表に合せて示した。第1表の1 Q主) 残部成分は、実質的に旧eである。
第1表の2第1表に示されるように、この発明の範囲か
ら外れた製造条件で製造された比較榛鋼1〜6において
は、衝撃特性が劣ったものになっているのに対して、こ
の発明の製造条件にしたがって製造された本発明榛鋼1
〜12は、いずれも高強度および高靭性を有し、特に一
1200○の極低温においてもきわめてすぐれた靭性を
示すことが明らかである。上述のように、この発明の榛
鋼製造法によれば、特に一12000の極低温において
も高強度と高鞠性を保持する榛鋼を製造することができ
るのである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 重量%で、C:0.02〜0.17%、Si:0.
    7%以下、Mn:0.6〜2.0%、sol、Al:0
    .01〜0.07%を含有し、残りがFeおよび不可避
    不純物よりなる組成を有する鋼を、AC_3変態点〜A
    C_3変態点+250℃の間の温度に加熱し、全断面積
    減少率が60%以上となり、かつオーバルからラウンド
    の最終孔型圧延のみをオーステナイト・フエライト2相
    域で10%以上の断面減少率で圧延を行うことを特徴と
    する低温用棒鋼の製造法。 2 重量%で、C:0.02〜0.17%、Si:0.
    7%以下、Mn:0.6〜2.0%、sol、Al:0
    .01〜0.07%を含有すると共に、La:0.01
    %以下、Ce:0.01%以下およびCa:0.01%
    以下のうちの1種以上をも含み、残りがFeおよび不可
    避不純物よりなる組成を有する鋼を、AC_3変態点〜
    AC_3変態点+250℃の間の温度に加熱し、全断面
    積減少率が60%以上となり、かつオーバルからラウン
    ドの最終孔型圧延のみをオーステナイト・フエライト2
    相域で10%以上の断面減少率で圧延を行うことを特徴
    とする低温用棒鋼の製造法。 3 重量%で、C:0.02〜0.17%、Si:0.
    7%以下、Mn:0.6〜2.0%、Sol、Al:0
    .01〜0.07%を含有すると共に、Cu:0.50
    %以下、Ni:3.0%以下、Cr:0.5%以下、M
    o:0.20%以下、V:0.15%以下、Nb:0.
    15%以下、Ti:0.15%以下、Zr:0.15%
    以下のうちの1種以上をも含み、残りがFeおよび不可
    避不純物よりなる組成を有する鋼を、AC_3変態点〜
    AC_3変態点+250℃の間の温度に加熱し、全断面
    積減少率が60%以上となり、かつオーバルからラウン
    ドの最終孔型圧延のみをオーステナイト・フエライト2
    相域で10%以上の断面減少率で圧延を行うことを特徴
    とする低温用棒鋼の製造法。 4 重量%で、C:0.02〜017%、Si:0.7
    %以下、Mn:0.6〜2.0%、sol、Al:0.
    01〜0.07%を含有すると共に、La:0.01%
    以下、Ce:0.01%以下およびCa:0.01%以
    下のうちの1種以上、並びにCu:0.50%以下、N
    i:3.0%以下、Cr:0.5%以下、Mo:0.2
    0%以下、V:0.15%以下、Nb:0.15%以下
    、Ti:0.15%以下、Zr:0.15%以下のうち
    の1種以上をも含み、残りがFeおよび不可避不純物よ
    りなる組成を有する鋼を、AC_3変態点〜AC_3変
    態点+250℃の間の温度に加熱し、全断面積減少率が
    60%以上となり、かつオーバルからラウンドの最終孔
    型圧延のみをオーステナイト・フエライト2相域で10
    %以上の断面減少率で圧延を行うことを特徴とする低温
    用棒鋼の製造法。
JP56061457A 1981-04-24 1981-04-24 低温用棒鋼の製造法 Expired JPS607005B2 (ja)

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JPS57177919A JPS57177919A (en) 1982-11-01
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6348403A (ja) * 1986-08-19 1988-03-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd 変位検出装置

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