JPS6134116A - 強靭性熱間圧延コイルの製造法 - Google Patents

強靭性熱間圧延コイルの製造法

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JPS6134116A
JPS6134116A JP15386684A JP15386684A JPS6134116A JP S6134116 A JPS6134116 A JP S6134116A JP 15386684 A JP15386684 A JP 15386684A JP 15386684 A JP15386684 A JP 15386684A JP S6134116 A JPS6134116 A JP S6134116A
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Kazutoshi Kunishige
国重 和俊
Shigeki Hamamatsu
浜松 茂喜
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、歪時効劣化が少なく、強靭性および耐セパレ
ーシヨン性能に優れた厚肉熱間圧延高張力鋼ストリップ
コイルの製造法に関する。更に詳述すれば、本発明は、
低P−微量Ti−低Nで特徴づけられる組成を有するN
b含有鋼を用い、制御圧延後急冷を行い更に従来に比し
て著しく低い温度で巻取ることから成る、歪時効劣化が
少なく、強熱間圧延高張力鋼ストリップコイルの製造法
に関する。
ここに、「セパレーション」とは衝撃試験片の破面にみ
られる層状開口であり、かかるセパレーションの発生は
延性の低下を意味する。
特に本発明は、4.5fl厚以上の板厚のラインパイプ
、構造物等に使用する低温用鋼板の製造法として有用で
あり、あるいはセパレーションは板厚方向に延性あるい
は靭性などの特性が劣る場合に発生しやすいので、構造
上板厚方向に力が加わるような使用に供する低温用鋼板
の製造法として有用である。
(従来の技術) 従来、特公昭58−19724号にも開示されているよ
うに、かかる用途に利用される熱間圧延高張力鋼板の製
造法としては、Nb含有鋼に対して制御圧延を行い強靭
性を得ると同時に、P≦0.01%という低P化により
耐セパレーシヨン性能の向上を得ようとする方法がある
。
(発明が解決しようとする問題点) セパレーションの発生は高温巻取りによるものと考えら
れており、上記特許公報においても作業能率や工程及び
設備的に不利になるとしながらも、熱間圧延終了後冷却
して低温で巻取ることをも可能性として示唆している。
しかしながら、本発明者らがこの点について追試も含め
て種々検討したところ、熱間圧延後の急冷は鋼板に大き
な熱歪を残すことになりこれが歪時効硬化をもたらし、
結局、耐セパレーシヨン性能も満足する程度には改善さ
れないことが判明した。
(問題点を解決するための手段) すなわち、本発明は、強靭性(歪時効劣化対策も含む)
および耐セパレーシヨン性能にすぐれた熱間圧延コイル
の製造法を提供することを目的とし、強靭性の実現には
Nb添加鋼に制御圧延を加え、急冷、低温巻取りを行い
、併せて低P化を図って耐セパレーシヨン性能を改善し
、その際の歪時効対策としては、鋼組成調整を行い、微
量Tiの添加、低N化を行うのである。
本発明は、つまり、従来実施されないような著しく低い
温度域へ急冷してから巻取って耐セパレーシヨン性能の
向上を狙うとともに固溶N、固溶Cによる。歪時効劣化
を防止するために鋼組成を特定したのである。
そして本発明者らの研究結果によれば、上述の各対策の
相乗的作用効果としてすぐれた強靭性熱間圧延高張力鋼
コイルの製造法が得られる。
ここに、本発明は重量%で、 C: 0.01〜0.25%、  Si : 0.7%
以下、Mn : 0.5〜1.8%、  P : 0.
025%以下、S : O,010%以下、  hb 
: 0.005〜0.15%、Ti : 0.005〜
0.05%、 Sol.Al: 0.01〜0.10%
、N : Q、0050%以下を含有し、さらに必要に
より、V:0.15%以下、   Cu : 0.50
%以下、Ni : 0.5G%以下、   Cr : 
0.50%以下、Mo : 0.30%、     B
 : 0.0050%以下、およびCa : 0.01
0%以下の1種または2種以上、残部実質的にFe よりなる組成を有する鋼を1000℃以下における加工
率で50%以上で熱間圧延を行い、850〜700℃の
温度で熱間圧延を終了し、次いで、5℃/sec以上の
冷却速度で急冷して500℃未満〜200℃の温度で巻
取ることを特徴とする、4.5fi厚以上の板厚を有す
る強靭性熱間圧延コイルの製造法。
本発明において、鋼組成を上述のように限定しC:強度
上昇を生じる好ましい元素である。強度の点より下限は
0.01%とする。しかし、0.25%より多いと溶接
性能や低温靭性が劣化するので上限を0.25%とする
。好ましくは0.15%以下である。
Si:固溶体硬化を通じて、強度上昇に有効である。
上限は溶接性より0.7%とする。
Mn:固溶体硬化、変態硬化、細粒硬化を通じて、強靭
化に有効な元素である。下限はかかる硬化が大いに期待
できる量として0.5%とし、上限は溶接性を確保する
ために1.8%とする。
PDPはセパレーション性能に対して好ましくない元素
であり、可能なかぎり少ない方がよい。
本発明においては、低温巻取により、後述するようにP
の悪影響をかなり軽減できていることおよび経済性を考
えて上限を0.025%とするが、好ましくは、0.0
10%以下とする。
S:Mnと結合してA系介在物を生じて、靭性、延性を
低下させるばかりでなく、セパレーションを誘発しやす
い元素であり可能なかぎり少ない方がよい。経済性を考
えて上限を0.0100xルナ7!、−h<hヱ−#l
 /  l+11  fll’K  O/CJT’−A
<e71まれる。
Nb:微量添加で大巾な強度上昇と制御圧延との相乗作
用により優れた低温靭性を付与する好ましい元素である
。下限はかかる効果が大いに期待できる量として0.0
05%とし、上限は溶接性の点より0.15%とする。
Ti:本発明におけるように著しべ低い温度で巻取る場
合に4よ、固溶Nによる歪時効劣化を生じやすいが、か
かる歪時効劣化対策として好ましい元素である。また一
般的にccのひび割れ対策としても好ましい元素でもあ
る。従って、その効果が期待される量として、下限を0
.005%とする。上限は、上記効果が飽和する量とし
て0.05%とする。好ましくは0.010〜0.03
%である。
Sol.Al:脱酸剤として添加される。下限はその効
果が生じる0、010%とし、上限はその効果が飽和す
る0、10%とする。
Ti:本発明におけるような著しく低い温度で巻取る場
合には、固溶Nによる歪時効劣化を生じやすい。従って
可能なかぎり少ない方がよい経済性を考えて、上限をo
、ooso%とする。
さらに、本発明においては必要に応じて、熱間圧延鋼板
の機械的特性改善、特に強靭化を図るため下記元素の少
なくとも1種を添加してもよい。
V:微量添加で大巾な強度上昇を生じる好ましい元素で
ある。上限は経済性を考えて0.15%とする。
Cu、 Ni、 Cr :これらは強靭化に有効な元素
である。
経済性を考えて、上限をそれぞれ0.50%とする。
Mo:強靭化に有効な元素である。経済性を考えて上限
を0.30%とする。
B:本発明におけるように急冷後著しく低い温度で巻取
るような場合には、Bは極微量添加で強度上昇を生じる
好ましい元素である。上限はその効果が飽和する0、0
050%とする。
Ca:介在物の形態制御により、低温靭性、延性に好ま
しいばかりでなく、セパレーション対策としても好まし
い元素である。しかし多すぎると鋼中の介在物量が増加
して、靭性、延性の劣化を生じる。従って、上限を0.
010%とする。
本発明における熱間圧延条件を限定した理由は次の通り
である。
圧延条件: まず、1000℃以下の加工率50%以上で熱間圧延す
る理由は、この温度より高いかあるいはこの加工率より
低いと、オーステナイト中への変形帯の導入が不充分で
最終的に得られる組織も微細化せず、充分な強靭性能が
得られないためである。また、850〜700℃の温度
で圧延を終了するのは、この温度より高いとオーステナ
イト中へ導入された変形帯から発生する単位面積当たり
のフェライト粒の数が減少するのでやはり最終的に得ら
れる組織が微細化しない。またこの温度範囲より低いと
多量のフェライトが生じた以後も圧延加工することにな
るので温間加工フェライトに基づき異方性が大きくなる
ばかりか、タンデム圧延機では実際上突かけなどの圧延
操業上のトラブルが多発して圧延が困難となる。
冷却・巻取り条件: 上記制御圧延後、5℃/sec以上の急冷を行い、次い
で500℃未満〜200℃で巻取る理由は、この冷却速
度より遅いかあるいはこの温度より高い巻取温度ではP
の粒界偏析に基づく脆化によりセパレーションを生じや
すいためである。また200℃より低い巻取温度では、
マルテンサイト組織が混入したいわゆる二相組織となっ
て降伏比が著しくれ 低くなり、降伏点でもって設計させる構造物には適用さ
れ難いばかりでなく、低温靭性も劣化してセパレーショ
ンも多発してくる。また、200℃より低い巻取温度で
は、本発明において特定する化学組成でも鋼中に固溶C
が残存し、耐歪時効性能もよくない。
一方、巻取温度が500℃以上であると、熱間圧延終了
後の冷却速度が5℃/5−ec以上であったとしても、
やはり良好な耐セパレーシヨン性能を実現することがで
きない。
第1図は、本発明の対象鋼であるところの、0゜10%
C−0,25%5i−1,35%Mn−0,008%P
−0,001%S−0,065%Nb−0,015%T
i −0,03%AQ−0,0025%Nilの強靭性
とセパレーションに及ぼす巻取温度の影響を示すグラフ
であり、熱間圧延に際しての加熱温度: 1150℃、
1000℃以下での累積圧下率−80%、熱間圧延仕上
げ温度ニア50℃、仕上げ板厚:1.Om、熱間圧延巻
取りに至るまでの冷却速度は全て10〜b っているものについて調べたものである。なお、「引張
り破面上のセパレーション状割れの合計長さ」は、第2
図に示されるように、引張り試験片1の破面上に認めら
れるセパレーション状の割れ2のそれぞれの長さの合計
量B1+x、、)で表わした。
第1図からも、特定成分組成の鋼を、本発明の条件で熱
間圧延し巻取った場合に、優れた耐セパレーシヨン性能
と強靭性と比較的高い降伏比(70%超)とが実現でき
ることは明らかである。
次に実施例によってさらに本発明を説明する。
大島側 第1表に鋼組成を示す鋼種AないしQを通常の方法で溶
製し、鋳片(CCスラブ)をつ(り第2表に示す熱間圧
延条件で熱間圧延およびそれに続く熱処理を行った。各
表中、本発明において規定する範囲を外れた条件につい
ては「*」印を付して示しである。
得られた各供試圧延材について機械的性質を決定した。
結果を同じく第2表にまとめて示す。
第1表、第2表から理解される通り本発明の製造法によ
り得た熱間圧延鋼板はいずれも、強靭性耐歪時効性、耐
セパレーション性の上で優れた特性を有している。特に
、試験階1〜3と本発明例である試験階9〜22とを比
較するとTi添加低Nwiは耐セパレーション性の点で
すぐれていることが分かる。
なお、本発明に規定する範囲から外れる条件で処理され
た試験階1.2ではTi含有量が少ないかあるいはN含
有量が多いため、耐歪時効性能が良くなく、試験隘3は
Tiに代えてNiを加えた場合を示すが、同様に歪時効
性能は良くない。理由は不明だが試験隘1〜3のセパレ
ーション性能もよくない。同じく試験磁4〜6では低温
靭性が良くなく、同じく試験N[L7.8では耐セパレ
ーシヨン性能が良くない。また本発明に係る場合でも試
験歯9.10に示すデータからもわかるように、P量が
低い試験隘9の方が耐セパレーシヨン性能がよい。
なお、本発明のように、圧延後急冷して低温で巻取る場
合には、ホットランテーブル上の冷却法としては、従来
のラミナーフロ一方式よりスリット型のノズルを有する
カーテンウオール冷却方式の方が冷却能率および均一冷
却の点がら望ましい。
【図面の簡単な説明】
第1図は、鋼の強靭性とセパレーションに及ぼす巻取り
温度の影響を示すグラフ;および第2図は「引張り破面
上のセパレーション状割れの合計長さ」の表示方法を説
明するための概略模式図である。 1・・・引張り試験片 2・・・セパレーション状の割れ 出願人  住友金属工業株式会社 代理人  弁理士 広 瀬 章 −(他1名)秦l凹 FT  100 200  Boo  4(IQ  5
00 600鰺攻温度(℃)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量%で、 C:0.01〜0.25%、Si:0.7%以下、Mn
    :0.5〜1.8%、P:0.025%以下、S:0.
    010%以下、Nb:0.005〜0.15%、Ti:
    0.005〜0.05%、Sol.Al:0.01〜0
    .10%、N:0.0050%以下、 残部実質的にFe よりなる組成を有する鋼を1000℃以下における加工
    率50%以上で熱間圧延を行い、850〜700℃の温
    度で熱間圧延を終了し、次いで、5℃/sec以上の冷
    却速度で急冷して500℃未満〜200℃の温度で巻取
    ることを特徴とする、4.5mm厚以上の板厚を有する
    強靭性熱間圧延コイルの製造法。
  2. (2)重量%で、 C:0.01〜0.25%、Si:0.7%以下、Mn
    :0.5〜1.8%、P:0.025%以下、S:0.
    010%以下、Nb:0.005〜0.15%、Ti:
    0.005〜0.05%、Sol.Al:0.01〜0
    .10%、N:0.0050%以下を含有し、さらに、
    V:0.15%以下、Cu:0.50%以下、Ni:0
    .50%以下、Cr:0.50%以下、Mo:0.30
    %、B:0.0050%以下、およびCa:0.010
    %以下の1種または2種以上、残部実質的にFe よりなる組成を有する鋼を1000℃以下における加工
    率で50%以上で熱間圧延を行い、850〜700℃の
    温度で熱間圧延を終了し、次いで、5℃/sec以上の
    冷却速度で急冷して500℃未満〜200℃の温度で巻
    取ることを特徴とする、4.5mm厚以上の板厚を有す
    る強靭性熱間圧延コイルの製造法。
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