JPS6112820A - 高強度高靭性Ｎｉ含有低合金鋼の製造法 - Google Patents
高強度高靭性Ｎｉ含有低合金鋼の製造法Info
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- JPS6112820A JPS6112820A JP59133527A JP13352784A JPS6112820A JP S6112820 A JPS6112820 A JP S6112820A JP 59133527 A JP59133527 A JP 59133527A JP 13352784 A JP13352784 A JP 13352784A JP S6112820 A JPS6112820 A JP S6112820A
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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
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は強度と靭性にすぐれたＮｉ含有低合金鋼の製造
法に関するものである。
法に関するものである。
（従来技術）
液化天然ガス（ＬＮＧ）や液化石油ガス（ＬＰＧ）は、
高カロリーで無公害エネルギーであると共にエネルギー
多様化の観点から、その需要が年々増加し＋ ＬＮＧ又
はＬＰＧ貯蔵タンクの新設や増設が相次いで行なわれて
いる。また海底資源開発や海底地殻地質調査など深海に
対する関心が急速に高まり、この海底開発につながる海
洋構造物の建造、あるいは原子力および火力発電の夜間
余剰電力調整用の揚水発電用高落差ペンストックの建造
などエネルギー関連の鋼構造物の建設が活発でこのよう
な傾向は今後も続くものと予測されている。またこれら
の使用される材料には、何れにせよ安全確保から、強度
と靭性のすぐれた鋼の開発が要求されている。
高カロリーで無公害エネルギーであると共にエネルギー
多様化の観点から、その需要が年々増加し＋ ＬＮＧ又
はＬＰＧ貯蔵タンクの新設や増設が相次いで行なわれて
いる。また海底資源開発や海底地殻地質調査など深海に
対する関心が急速に高まり、この海底開発につながる海
洋構造物の建造、あるいは原子力および火力発電の夜間
余剰電力調整用の揚水発電用高落差ペンストックの建造
などエネルギー関連の鋼構造物の建設が活発でこのよう
な傾向は今後も続くものと予測されている。またこれら
の使用される材料には、何れにせよ安全確保から、強度
と靭性のすぐれた鋼の開発が要求されている。
鉄鋼業ではこのような「より安全で信頼性の高い材料を
」という需要側の強い要求に応えるため、低温用鋼とし
て従来から知られ多くの実績をもつＮｉ含有低合金鋼の
品質改善を行なっている。例えば熱間圧延後のＮｉ含有
鋼材をＡ３変態点以上の温度に加熱して焼入し続いてＡ
□変態点以下の温度で焼戻す従来の製造法で得られる鋼
の不安定な靭性を解決するために特公昭５５−１２０８
３号公報のように焼入前の熱延鋼板のオーステナイト粒
度と上部ベイナイト生成割合を規定したＮｉ含有低温用
鋼の製造法、特開昭５５−１０４４２７号公報のように
、低温度における靭性と強度にすぐれた鋼を提供する製
造法としてＮｉ含有低合金鋼のスラブを１１００−Ａ３
変態点の温度領域において圧延し、続いてＡ３〜Ａ□変
態点間の温度領域に加熱し冷却する焼入を行い、その後
Ａ１変、悪意より低い温度で焼戻すＮｉ含有低温用鋼の
製造法、さらに極低燐、極低硫処理した高靭性の焼入焼
戻型Ｎｉ含有鋼の製造法など多くの種類の製造法が開発
されている。何れの製造法も靭性向上に効果的である。
」という需要側の強い要求に応えるため、低温用鋼とし
て従来から知られ多くの実績をもつＮｉ含有低合金鋼の
品質改善を行なっている。例えば熱間圧延後のＮｉ含有
鋼材をＡ３変態点以上の温度に加熱して焼入し続いてＡ
□変態点以下の温度で焼戻す従来の製造法で得られる鋼
の不安定な靭性を解決するために特公昭５５−１２０８
３号公報のように焼入前の熱延鋼板のオーステナイト粒
度と上部ベイナイト生成割合を規定したＮｉ含有低温用
鋼の製造法、特開昭５５−１０４４２７号公報のように
、低温度における靭性と強度にすぐれた鋼を提供する製
造法としてＮｉ含有低合金鋼のスラブを１１００−Ａ３
変態点の温度領域において圧延し、続いてＡ３〜Ａ□変
態点間の温度領域に加熱し冷却する焼入を行い、その後
Ａ１変、悪意より低い温度で焼戻すＮｉ含有低温用鋼の
製造法、さらに極低燐、極低硫処理した高靭性の焼入焼
戻型Ｎｉ含有鋼の製造法など多くの種類の製造法が開発
されている。何れの製造法も靭性向上に効果的である。
ＬＮＧ貯蔵タンクあるいは海洋構造物などは、圧力や応
力に変形したり破壊してはならなＵ）ものであり、した
がって安全確保を最重点項目として、強度と靭性を一層
改善したＮｉ含有低合金鋼を使用することが望まれてい
る。
力に変形したり破壊してはならなＵ）ものであり、した
がって安全確保を最重点項目として、強度と靭性を一層
改善したＮｉ含有低合金鋼を使用することが望まれてい
る。
（発明の目的、構成、効果）
本発明者らは、靭性を一層改善した高強度のＮｉ含有低
合金鋼を開発することを目的に各種成分組成の鋼の製造
法について検討した結果、溶体化処理と加工熱処理を組
合せることによって、目的の銅が製造できることを知見
した。本発明はこのような事実の知見に基いて構成した
もので、その要旨は、Ｎｉ含有低合金鋼スラブを溶体化
処理あるし１は溶体化温度に加熱して圧延を行い直ちに
急冷する中間圧延を施した後、加熱温度を９００〜１１
５０°Ｃで仕上温度を７００〜１０００℃の熱間圧延を
行い、この圧延完了後直ちに急冷し、続いてＡ□点以下
の温度で焼戻す高強度高靭性Ｎｉ含有低合金鋼の製造法
である。 ゛ 以下本発明について詳細に説明する。
合金鋼を開発することを目的に各種成分組成の鋼の製造
法について検討した結果、溶体化処理と加工熱処理を組
合せることによって、目的の銅が製造できることを知見
した。本発明はこのような事実の知見に基いて構成した
もので、その要旨は、Ｎｉ含有低合金鋼スラブを溶体化
処理あるし１は溶体化温度に加熱して圧延を行い直ちに
急冷する中間圧延を施した後、加熱温度を９００〜１１
５０°Ｃで仕上温度を７００〜１０００℃の熱間圧延を
行い、この圧延完了後直ちに急冷し、続いてＡ□点以下
の温度で焼戻す高強度高靭性Ｎｉ含有低合金鋼の製造法
である。 ゛ 以下本発明について詳細に説明する。
転炉、電気炉など通常の溶解炉を使用して溶製されたＮ
ｉ含有低合金鋼組成の溶鋼を連続鋳造法あるいは造塊分
塊法によってスラブを製造する。鋼中のＮｉは積層欠陥
エネルギーを」二げ、交叉上りを増し応力緩和を生じや
すくして衝撃吸収エネルギーをまし、鋼の靭性を向上さ
せる。この効果はＮｉ含有量が１．５％以上で顕著とな
る。またＮｉは焼入性を高めて強度を増加させる成分で
、要求される鋼の強度や靭性に応じて含有されるが、本
発明においては溶体化処理後の急冷後、あるいは溶体化
処理後の圧延後の急冷後の組織、すなわち次工程の熱間
圧延のための再加熱前の組織をベイナイトを主とする組
織とすることで再加熱オーステナイト粒が微細化すると
いう知見に基づいてＮｉ含有量を特に１．５％以上に規
定する。また上限を８％未満とした。゛その理由は８％
以上では本発明処理におけるＮｉの効果が飽和する領域
となるからで経済性を考慮して規定した。これによって
最終的に高強度、高靭性が得られる。また本発明におい
て低合金鋼とはその鋼成分組成を特に限定するものでな
く、例えば前記の特許公報に記載されているように炭素
０．２％以下の鋼にＭｎ、 Ｃｒ、 Ｍｏ、 Ｃｕ。
ｉ含有低合金鋼組成の溶鋼を連続鋳造法あるいは造塊分
塊法によってスラブを製造する。鋼中のＮｉは積層欠陥
エネルギーを」二げ、交叉上りを増し応力緩和を生じや
すくして衝撃吸収エネルギーをまし、鋼の靭性を向上さ
せる。この効果はＮｉ含有量が１．５％以上で顕著とな
る。またＮｉは焼入性を高めて強度を増加させる成分で
、要求される鋼の強度や靭性に応じて含有されるが、本
発明においては溶体化処理後の急冷後、あるいは溶体化
処理後の圧延後の急冷後の組織、すなわち次工程の熱間
圧延のための再加熱前の組織をベイナイトを主とする組
織とすることで再加熱オーステナイト粒が微細化すると
いう知見に基づいてＮｉ含有量を特に１．５％以上に規
定する。また上限を８％未満とした。゛その理由は８％
以上では本発明処理におけるＮｉの効果が飽和する領域
となるからで経済性を考慮して規定した。これによって
最終的に高強度、高靭性が得られる。また本発明におい
て低合金鋼とはその鋼成分組成を特に限定するものでな
く、例えば前記の特許公報に記載されているように炭素
０．２％以下の鋼にＭｎ、 Ｃｒ、 Ｍｏ、 Ｃｕ。
Ｖ、 Ｎｂ、 Ｔａ、 Ｔｉ、 Ａｌ、 Ｂ、 Ｃａな
ど強度、靭性向上成分が要求される性質に対応して選択
しかつ必要量を含有して構成されている。
ど強度、靭性向上成分が要求される性質に対応して選択
しかつ必要量を含有して構成されている。
このようにして製造されたＮｉ含有低合金鋼のスラブは
、熱間圧延前に溶体化処理する。この溶体化処理は分塊
過程の均熱加熱をもって代替することもできる。その場
合は、分塊圧延後急冷する。
、熱間圧延前に溶体化処理する。この溶体化処理は分塊
過程の均熱加熱をもって代替することもできる。その場
合は、分塊圧延後急冷する。
溶体化処理は、スラブ製造時の緩冷却で生成した炭・窒
化物や金属間化合物などの粗大な析出物をオーステナイ
トマトリックスに固溶させるもので、焼戻処理後の鋼の
強度と靭性を著しく改善させるものである。さらに本発
明は靭性を高める場合溶体化温度に加熱して保定後直ち
に、あるいは圧延を行なった後直ちに、好ましくは平均
冷却速度１０℃／分以上で急冷する中間圧延を行う。こ
の工程はまた、次工程での再加熱時に微細な炭窒化物を
多く形成させ加熱オーステナイト粒の細粒化に有効であ
る。第１図はＮｉ含有低合金鋼スラブ（Ｃ： ０．１％
、 Ｓｉ ： ０．２４％、 Ｍｎ： ０．６０％、
Ｐ： ０．００８％。
化物や金属間化合物などの粗大な析出物をオーステナイ
トマトリックスに固溶させるもので、焼戻処理後の鋼の
強度と靭性を著しく改善させるものである。さらに本発
明は靭性を高める場合溶体化温度に加熱して保定後直ち
に、あるいは圧延を行なった後直ちに、好ましくは平均
冷却速度１０℃／分以上で急冷する中間圧延を行う。こ
の工程はまた、次工程での再加熱時に微細な炭窒化物を
多く形成させ加熱オーステナイト粒の細粒化に有効であ
る。第１図はＮｉ含有低合金鋼スラブ（Ｃ： ０．１％
、 Ｓｉ ： ０．２４％、 Ｍｎ： ０．６０％、
Ｐ： ０．００８％。
Ｓ：０．００１％、 Ｎｉニア、９４％）を各製造条件
で製造した鋼の低温度における衝撃値を示したものであ
る。すなわち溶体化後熱間圧延した後急冷する中間圧延
を施した鋼Ａの衝撃値は、溶体化処理しただけの鋼Ｂよ
りも高い。この原因は圧延加工による結晶粒の細粒化が
効いていると思われる。
で製造した鋼の低温度における衝撃値を示したものであ
る。すなわち溶体化後熱間圧延した後急冷する中間圧延
を施した鋼Ａの衝撃値は、溶体化処理しただけの鋼Ｂよ
りも高い。この原因は圧延加工による結晶粒の細粒化が
効いていると思われる。
しかしながら鋼ｄの如き中間圧延後に空冷した場合は空
冷の過程で粗大な炭窒化物が析出し、結晶粒も鋼Ａに比
べて粗く高い衝撃値が得られない。
冷の過程で粗大な炭窒化物が析出し、結晶粒も鋼Ａに比
べて粗く高い衝撃値が得られない。
上記のように溶体化処理されたスラブあるいは中間圧延
されたスラブは再加熱後熱間圧延を行う。
されたスラブは再加熱後熱間圧延を行う。
この再加熱時の加熱オーステナイト粒の細粒化は最終段
階の組織を細粒化するために重要で、それは前記スラブ
前処理をＮｉを１．５％以上含有する変態点の低いスラ
ブに適用することでより効果的に達成される。熱間圧延
は、製造すべき製品の形状と厚みに仕上げかつ製品に高
強度と高靭性を付与するために、加熱温度が９００〜１
１５０℃で仕上温度が７００〜１０００℃で圧延を行い
、圧延完了後は結晶粒の微細化と焼入組織（マルテンサ
イト、またはマルテンサ、イト＋ベーナイト組織）を得
るために急冷する必要がある。
階の組織を細粒化するために重要で、それは前記スラブ
前処理をＮｉを１．５％以上含有する変態点の低いスラ
ブに適用することでより効果的に達成される。熱間圧延
は、製造すべき製品の形状と厚みに仕上げかつ製品に高
強度と高靭性を付与するために、加熱温度が９００〜１
１５０℃で仕上温度が７００〜１０００℃で圧延を行い
、圧延完了後は結晶粒の微細化と焼入組織（マルテンサ
イト、またはマルテンサ、イト＋ベーナイト組織）を得
るために急冷する必要がある。
またこの場合の加熱温度は前工程のスラブの溶体化処理
によって再加熱時に微細に析出した炭窒化物による細粒
の加熱オーステナイト粒が粗大化しない温度でなければ
ならず、このため１１５０℃を超える高い加熱温度は好
ましくない。また９ ００ ℃未満の低い温度では熱間
圧延時の変形抵抗が大きく圧延形状が不良で工業製品と
して不適となる。従って、加熱温度範囲としては９００
〜１１５０℃とする。
によって再加熱時に微細に析出した炭窒化物による細粒
の加熱オーステナイト粒が粗大化しない温度でなければ
ならず、このため１１５０℃を超える高い加熱温度は好
ましくない。また９ ００ ℃未満の低い温度では熱間
圧延時の変形抵抗が大きく圧延形状が不良で工業製品と
して不適となる。従って、加熱温度範囲としては９００
〜１１５０℃とする。
また熱間圧延において仕上温度はオーステナイト結晶粒
の微細化を図ると同時に急冷した時に焼入組織を得るた
めに規定したものであって、７００℃未満の低い温度で
は急冷の前に一部変態を開始し初析フェライトが析出す
るため焼入硬化が不十分である。その反対に１０００℃
を越える高い温度では圧延による細粒化が図られず粗大
結晶粒となる。このようにして熱間圧延されたＮｉ含有
低合金鋼は微細なマルテンサイトまたはマルテンサイト
＋ベーナイトにより極めて高い強度が得られる。しかし
、このままでは靭性は不十分であり、靭性を付与するた
めにＡ１点以下の温度で焼戻し処理を行う。
の微細化を図ると同時に急冷した時に焼入組織を得るた
めに規定したものであって、７００℃未満の低い温度で
は急冷の前に一部変態を開始し初析フェライトが析出す
るため焼入硬化が不十分である。その反対に１０００℃
を越える高い温度では圧延による細粒化が図られず粗大
結晶粒となる。このようにして熱間圧延されたＮｉ含有
低合金鋼は微細なマルテンサイトまたはマルテンサイト
＋ベーナイトにより極めて高い強度が得られる。しかし
、このままでは靭性は不十分であり、靭性を付与するた
めにＡ１点以下の温度で焼戻し処理を行う。
次に本発明の実施例について説明する。
（実施例）
使用した鋼材の化学成分を第１表に示す。これらの鋼材
を第２表に示すように本発明と比較法で処理した。その
機械的性質を第３表に示す。これらから本発明によれば
比較法に比べてすぐれた強度、靭性が得られることが明
らかである。本発明法による鋼材のオーステナイト粒度
は比較法に比べて細粒であり、靭性向上に有効に働いて
いる。
を第２表に示すように本発明と比較法で処理した。その
機械的性質を第３表に示す。これらから本発明によれば
比較法に比べてすぐれた強度、靭性が得られることが明
らかである。本発明法による鋼材のオーステナイト粒度
は比較法に比べて細粒であり、靭性向上に有効に働いて
いる。
〃デ１μ
５−１図は尋％Ｎｉ含有低合金鋼スラブを各製造条件で
製造した鋼の低温度における吸収エネルギー（ｋｇ−ｍ
）の変化を示す。 茅 １ 圀 手続補正書 １．事件の表示 昭和５９年 特許願 第１３３５２７号２、発明の名称 高強度高靭性Ｎｉ含有低合金鋼の製造法３、補正をする
者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区大手町２丁目６番３号名称
（６６５）新日本製鐵株式会社代表者 武１） 豊 ４、代理人 〒１０５ 墓（５０３）４８７７ 住所 東京都港区西新橋１−１２−１ 第１森ビル
８階自発 ６、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ７、補正の内容 明細書第１０頁第１表、第１１頁第２表、第１２頁第３
表を別紙の如く訂正する。
製造した鋼の低温度における吸収エネルギー（ｋｇ−ｍ
）の変化を示す。 茅 １ 圀 手続補正書 １．事件の表示 昭和５９年 特許願 第１３３５２７号２、発明の名称 高強度高靭性Ｎｉ含有低合金鋼の製造法３、補正をする
者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区大手町２丁目６番３号名称
（６６５）新日本製鐵株式会社代表者 武１） 豊 ４、代理人 〒１０５ 墓（５０３）４８７７ 住所 東京都港区西新橋１−１２−１ 第１森ビル
８階自発 ６、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ７、補正の内容 明細書第１０頁第１表、第１１頁第２表、第１２頁第３
表を別紙の如く訂正する。
Claims (2)
- （１）重量％で１．５％以上８％未満のＮｉを含有する
低合金鋼スラブを溶体化処理した後加熱温度を９００〜
１１５０℃で仕上温度を７００〜１０００℃の熱間圧延
を行い、この圧延完了後直ちに急冷し、続いてＡ＿１点
以下の温度で焼戻すことを特徴とする８０ｋｇ／ｍｍ＾
２以上１１０ｋｇ／ｍｍ＾２以下の引張強度を有する高
靭性Ｎｉ含有低合金鋼の製造法。 - （２）重量％で１．５％以上８％未満のＮｉを含有する
低合金鋼スラブを溶体化温度に加熱した後圧延を行い直
ちに急冷する中間圧延を施した後、加熱温度を９００〜
１１５０℃で仕上温度を７００〜１０００℃の熱間圧延
を行い、この圧延完了後直ちに急冷し、続いてＡ＿１点
以下の温度で焼戻すことを特徴とする８０ｋｇ／ｍｍ＾
２以上１１０ｋｇ／ｍｍ＾２以下の引張強度を有する高
靭性Ｎｉ含有低合金鋼の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59133527A JPS6112820A (ja) | 1984-06-28 | 1984-06-28 | 高強度高靭性Ｎｉ含有低合金鋼の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59133527A JPS6112820A (ja) | 1984-06-28 | 1984-06-28 | 高強度高靭性Ｎｉ含有低合金鋼の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6112820A true JPS6112820A (ja) | 1986-01-21 |
Family
ID=15106873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59133527A Pending JPS6112820A (ja) | 1984-06-28 | 1984-06-28 | 高強度高靭性Ｎｉ含有低合金鋼の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6112820A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01230713A (ja) * | 1988-03-08 | 1989-09-14 | Nippon Steel Corp | 耐応力腐食割れ性の優れた高強度高靭性鋼の製造法 |
| EP0900850A3 (en) * | 1997-09-05 | 1999-03-24 | The Timken Company | Heat-treated steels with optimized toughness |
-
1984
- 1984-06-28 JP JP59133527A patent/JPS6112820A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01230713A (ja) * | 1988-03-08 | 1989-09-14 | Nippon Steel Corp | 耐応力腐食割れ性の優れた高強度高靭性鋼の製造法 |
| EP0900850A3 (en) * | 1997-09-05 | 1999-03-24 | The Timken Company | Heat-treated steels with optimized toughness |
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