JPS6173829A - 超微細組織よりなる高張力鋼の製造方法 - Google Patents

超微細組織よりなる高張力鋼の製造方法

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JPS6173829A
JPS6173829A JP19427984A JP19427984A JPS6173829A JP S6173829 A JPS6173829 A JP S6173829A JP 19427984 A JP19427984 A JP 19427984A JP 19427984 A JP19427984 A JP 19427984A JP S6173829 A JPS6173829 A JP S6173829A
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義一 松村
Hiroshi Yada
浩 矢田
Takeshi Terasawa
寺沢 健
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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1 本発明は熱!Lままで極微細なベイナイト組織を有する
延性、靭性の優りた低コスト尚張力熱延鋼板、待t、:
厚ト鋼根の袈逍ノJ法に関歓るらので、厚f・のバイフ
キ4、補遺用十(、自動lit用祠の製造に適r’、s
1従米の技術1 従来、熱延ままの、l’l、”シカ鋼板としてはフェラ
イト+パーライト組織をベースとした析出強化鋼を制御
圧延法により製造する方法が広く行われている池、冷)
」1中にベイナイトやマルテンサイト等1氏温変態組總
を生成させる強化法が種々知られている。これらのうら
、III # Ij’、延ン去はNb等の添加元素をl
bJ辞させるための商温スラブ加熱と組a微細化のため
の低温圧延を行うので、圧延中に温度待ちが’JEじ生
産性が低い。組a微細化鋼は冷却中のフェライト変態や
パーライト変態を遅らせるため)こ成分の増量やi6加
が行われるのが葺通で、成分コストのE姓を避けるのは
困?!である。また、1丁・の熱延]1h張力鋼がバイ
ブ材として使用される時に備えるべき特性の一つに創水
素講起削れ(HlC)性があるが、このためには成分を
できるだけ低くする必要がある。
成分コストを1氏く抑えた上で高張力鋼を得ろには、圧
延後の冷却を強化する方法と結晶粒を微細化する方法と
が4見られる。結晶粒の*細化は靭性も同時に向上させ
るので強化法としては最も望ましく、最近低炭素鋼で超
微細7ヱライト組織を得るH法(特開昭58−1238
23号公報)が示されたが、大きな圧延圧下率を必要と
するので厚手鋼板のMXLには適していない。2冷によ
る組織強化法1よ薄手鋼板製造には適用でとるが、厚手
鋼板では強度を高くできるもののに性、靭性を尚くする
のは困難である。
[発明が解決しようとする問題点1 本発明は、低成分鋼を用い、延性、靭性が高くしかも安
価な鋼板、特に厚手熱延高張力a板を得る方法を提供す
る事をlj的とする。
[問題点を解決するための手段1 安価な商張力gA板を得るには低成分鋼を圧延後急冷す
る事が糸本となるが、厚手材で延性、靭性の劣化を防ぐ
には組織の微層化を同時に達成すhば良い。不茫明者し
、は炭素鋼に入圧トをり・え圧延透起変聾を生起させる
事で超微細7ヱライト組織を得る)j法 (特Ill昭
58−12++823号公報)ヲ示L rLが、7エラ
イ) 衾!l!mを1・分身る為にはフェライト釦想を
抑制Vる様なNb等の元素の添加は好ましくなかった。
しかしながら、本発明者らはこの様な特殊元素を含有r
 ZJ鋼でも圧延条件によっては代かな量のフェライト
が圧延中ないしは圧延直後に生成する事を発見した。し
かも、フェライトの体積率は僅かであっても鋼材全体に
広く存在するので、この状態から急冷を+jうと変態組
織が7エライ1でか断された非常に微細な組織となる■
を見出だしたので・ある。この知見に暴づき、不発明層
ら1よIt’ll M性、Il’l、靭性と、l’l、
’強度とを兼ね備えた厚手の8延鋼扱を4価に製造′劃
る方法を溝成する事がでさた。
すなわち、本発明の要旨は、)R量%′cC:0.05
〜0.2%、Si:O,OI〜1.0%、Mn:0,5
〜1.5%、かつ+ h e 7t カ0.01−0.
2!!5 ノ%囲ノNb、V 、 1’ iノ1種また
lj、 211n Ll、1: ’;−2み、残tT3
FeBよびその他の:r IIr m的不純物からなる
鱗をAc)変態力、以上の温度から冷却する過程におい
て熱間圧延するに際し、その最終段バスにおける圧延温
度をAr+50°C〜A r3+ 150°Cの温度域
と【2、かつ圧下率を30%以上とする圧延を行った後
、冷却速度20℃/9以Eで500’C以トの温度まで
冷却することを特徴とするm微細紐線よりなる高張力鋼
の製造法、および重量% r  C+0.05− 0.
2% 、 Si:0.01− 1.0%、  Mn二0
.5〜1.5%、かつそれぞれが0.01〜0.2%の
@[111のNb、■、丁1の1種またli 2 N以
上を含み、残部Feおよびその他の−r: r’r避的
不純物からなる閾をAcv変聾点以上の温度から冷却r
る過程において熱間圧延するに際し、Ar、  50°
C−A r3 + 150’cの温度域でその般Jl¥
収パスを含む2バス以上の圧延を、3秒以内でかつ宋積
圧下率が35%以上になるように行った後、冷J」連に
20’c/s以h−C’500’C以下の温度まで冷却
する。ことを特徴と邊る超@細組織4よりなる菌張力鋼
の製造法である。
以上に本発明を恰成粟I′t−毎に説明ケる。
(成分) Cは急冷により十分な■の向強皮相を得るrこめには0
.05% (重置%)以上が必f!−であり、0.2%
を越えると)圧延中のフェライト生成を困難にrると共
に洛接−性や加工性も劣化する。そこで0.05〜0.
2%の範囲に限定した。
Slの添加は鋼板の強度−延性バランスを向とさせる1
(が知られており1.また安価な元素であるから本発明
の目的のためには必須の元素である。
但し、その添加量が0.01%未病では強度−延性バラ
ンスを向トさせる効果はなく、−4!、0%を超えると
溶接性を損なう!11があり、さらに#i板の表面性状
を劣化させる可能性も出てくるので、0.01%≦Si
≦1.0%に限定した。
Mnは固溶強化と共に変態温度の低トにより組織微細化
と焼入性向上の効果を持ち、強度−靭性バランスを向上
させる。憶し、その効果は0.5%未+14の添加では
明確に現われない。一方、添加量が1,5%を超えると
、IEt中の7エライト生成が困難になり、組織微細化
の程度は従来と同等となってしまう。まrこ、バイブ用
素材としては耐水素誘起割れ(HIC1性を有仁る必要
があるが、そのためにはNnlは低い程良い、そこで0
.5%≦Mn≦1.5%に限定した。
Nb、V、T iは十分な量の低温v1商強度相(大部
分はベイナイト)を得る1%に1種または2種以上の添
加が必gI−t’あり、本発明における効果が現われる
のはそれぞれ0.01%であり、またそれぞれ0.2%
を越えると加工中の7エテイト変態を抑制する。そこで
それぞれの限定範囲を0.01〜O1Z%とした。
上記した成分以外にも、低温変態高強度相を得るという
点から考えれば同等またはより高い効果を示す元素(C
r、Mo等)もあるが、いずれも高価であり、41価な
製法を提供するという本発明の目的から外れることにな
る。しかし、例えば溶接部の材質が厳しく要求されるよ
うな場合等にはかかる元素の添加らあり得る。
(加熱条件) 本発明においては炭窒化物形成元素であるT1、Nb、
■はその一部が仕上圧延開始時に鋼中に固溶している必
叉がある。従って添加量が多いときはlI′11温tこ
加熱すべきであるが、通、Ikの添加量では低温加熱で
も購わない。rなわち、添加元素のかなりの程度まて゛
はスラブに固溶しなくとら本発明の効果は失わtしない
。そこでスラブ加熱温度に討しては実買上の制限はない
と考えられる。但し、j五延時に粗大な7エライトが存
在してはならないので、最(1ん加熱温度は加熱変態温
度であるAc、点以上rあるl(は当然である。
(圧延条件) 本発明て・は、)上圧によりフェライトを生成させるこ
とを目的とするのでオーステナイトの再結晶、未再結晶
に無lit 1%1:″あり、その生成効果は冷却変態
温度であるAr、よ’I  150’c高い温度から現
われる。また、生成したフェライトは炭素鋼においては
冷却中に成長してしまうが、本発明at’は成長が遅い
ので圧延温度域はがなり低温側τもよい。
しかし、A「コより50゛C以上低い温度では加工フェ
ライトによる材質劣化が現われるので、本発明に上る(
f効1〔延温度域をA r、−50’C−A r、+ 
15(1’cに限定する。
圧下率は最終パスで30%以上あれば効果は現われるが
、最終パスを含む2パス以との圧延で3秒以内)二累計
圧下率が35%以上あれば上記と同様の効果が現われる
。また、40%以上の圧ト°率の場合は効果がIgi、
fになる。1パスの圧ド申は大なろ程、バス間の時間は
短い程効果は大となるが、厚手(例えば18Ml1)材
では1パスの大王Fは困難で多パスにならざるを得ない
。この、Q、から、本発明の叉施は連続熱間圧延が適当
である。また、有効温度域における全圧F率は60%以
上が必要であるが、これはオーステナイトが再結晶する
ときはオーステナイトの微細化による粒Wの増加、未再
結晶のときは有効歪みの累積に上り加工誘起変態を助け
るものと考えられる。
(冷却条件) 鋼板は、圧延終了直後で微細なフェライト粒を多数含む
オーステナイト相となっているが、これを20’C/S
未満の冷連で冷却しても低成分R′t″あるために′!
:、:想、I’6強度相の量が十分でなく、5μ以上の
通常サイズのフェライトが生成してしまう。組織は微細
なまま+51ベイナイト化を起こさせるには20°C/
s以−1−の冷速とせねばならない。一方、従来の含N
bw4では20’C15を越える急冷を施rと粗大なベ
イナイトが’F−成し靭性を損なうので望ましくないと
されているが、本発明では′&態前のオーステナイトが
WJ17エライトで分断されているために、6速は大な
る在村質向上をもたらす。6速は50’C:/s以以上
あるπが望ましい。
冷ノJl停止温度は低い在高強度となるが、耐HIC性
の一つの指標である拡散性水素蹴が増加するので、これ
を低トさせたいときは、400°C以上で冷却を停止り
動れば良い。+1tL500°C9:M1える温度で冷
却を停止すると高強度化が不十分なので、冷Ji11停
止]一温度を500’C以Iに限定した。
1実施例11 表1に示す成分の鋼を一&2に示す条件で連続熱区を1
jつな。
熱延は1べてスラブ加熱温度+250’Cで、バー厚、
は60+s+*、黴厚は12.6mmである。圧延スケ
ノユールAは通常の圧延で、最終2パスの累積圧F率が
32.6%、スケノユール13は本発明の用件をC−た
す太圧ド圧延で、最終2パスの累槙圧下率が47%、バ
ス間時間 1.8秒である。表2に於いて、賦香■〜■
、ぐD〜■は通常の圧トスケノユール、賦香■、[相]
は圧延後の冷却速度が低く、強度に討する靭性レベルは
従来並である。賦香■、■、■、@は本発明による大圧
下圧延+急冷の組合わせによるもので、冷却を強化rる
ほと強度が上昇するのは当然としてら、大正ト圧延を行
うと冷却により靭性も向上している。第1閃に表2中の
耐力と衝撃吸収エネルギーを示すが、本発明の優位性は
明らかである。なお、第1図中の数字は表2の試番に対
応する。
tIs2図(a)には賦香■(通常圧下士急冷)の組織
、同図(b)には賦香■(大王ド+急冷)の組織を夫々
示すが、大圧下圧延により冷却後のベイナイト組織が非
゛Sに@N化していることがわかる。
(同図の写真の倍率は200倍である。)1実施例2j k:(に示す成分の綱を供試材とした。#4aは比較材
でNb、 V、 Ti等の特殊元素を含まずS1呆も低
いもの、鋼すも比較材で低C−高Mnの畠靭性型χ−6
8である。鋼c、 d、 eは本発明の用件を膚なr成
分のもので、それぞれTi添加材、Nb−Ti添加材、
Nb−V添加材である。
圧爪条件と圧延材の機械的特性値およl/NAC1・1
条1’l  (A S ’l’ M規格の人工海水を酢
酸でpi(=3.0に調整したものにH+Sffスを通
して飽和させた試験溶液中に鋼片を96時間渣漬)での
水素誘起側れ申(CAR)を&4に示す。圧延条件につ
いては、表4中に示した項目以外は実施例1のスケノ↓
−ルBと同様である。
表4に示r中で、賦香0は特殊元素を含まないので加工
1こよって生成した7エライトが成長することと、冷ノ
」により生成するベイナイトが粗大であるために靭性は
モ良である。試8■は低C−高Mn成分で低l門靭性は
非常に良いが、Mnが1.82%と向いためにNACE
条f11−1における水素割れが発生している。賦香[
株]、Q21はIjt分は本発明のに件を満たすが、そ
れぞれ捲取温度、仕上温度が高過ぎるために面者はベイ
ナイト化が不十分、後者はベイナイトが粗大なものとな
り、いずれも靭性が従来材並である。その他の賦香■、
[相]、りΦは本発明方法によるもので、高強度と共に
非常に良好な靭性を示し、しがち水素婢起割れを起こさ
ない0本実施例におけるスラブ加熱温度は賦香[株]を
除!11100℃を低いので、特殊元素による析出硬化
の程度は小さく、強度レベルはr S 60kg/m5
21&どまりである。ただし、低温加熱であっても特殊
元素によるベイナイト生成傾向はあるので、急冷の効果
は十分発揮されている。
[実施例3j 表5に示す成分のスラブを+050’Cに加熱し、厚さ
40糟禦よで粗圧延を行ったf! 、&6の条件r佳上
げ圧延を行った。この圧延は最終バス圧下率の効果を明
らかにするもので、賦香[相]は最終バス (第6バス
)圧下率が13,5%、最終バスを含めrこ2パス(第
5.6パス)の合計圧下率が30.8%で本発明の矢件
を満たさない。また賦香Oは最終バス (第6パス)の
圧下率を30.8%と通常より大さくし、?+rバスの
影響を小さくするために第5パスヲ空パスとしたもので
ある。尚、最終圧延速度は両刃とも200mpmであっ
た。材質は賦香[相]が従来の強冷却材に相当する強度
と伸びであるのに対し、賦香Oは優れた強度−延性バラ
ンスを示している。
[発明の効果) 本発明方法により低温靭性のすぐれた厚手高張力鋼板を
安価にM ?x する事が可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、0.06C−1,5Mn −0,02−0,
05Nb@iにつき仕上げ圧延時の圧下率配分と圧延後
の重連を変えた時の材質変化を示1゜図中の矢印は冷速
か大きくなる事を示す。 !I′S2図は、0.06C’ −1,5Mn −0,
02Nb@を熱延後50°C/Sで冷却したものの顕微
鏡糺織り真であって、(a)は通常圧下材、(b)は後
段大圧下材 (本発明によるもの)である。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量%でC:0.05〜0.2%、 Si:0.01〜1.0%、 Mn:0.5〜1.5%、 かつそれぞれが0.01〜0.2%の範囲のNb、V、
    Tiの1種または2種以上を含み、残部Feおよびその
    他の不可避的不純物からなる鋼をAc_3変態点以上の
    温度から冷却する過程において熱間圧延するに際し、そ
    の最終段パスにおける圧延温度をAr_3−50℃〜A
    r_3+150℃の温度域とし、かつ圧下率を30%以
    上とする圧延を行った後、冷却速度20℃/s以上で5
    00℃以下の温度まで冷却することを特徴とする超微細
    組織よりなる高張力鋼の製造方法。
  2. (2)圧下率を40%以上とする特許請求の範囲第1項
    記載の方法。
  3. (3)冷却速度を50℃/s以上とする特許請求の範囲
    第1項記載の方法。
  4. (4)重量%でC:0.05〜0.2%、 Si:0.01〜1.0%、 Mn:0.5〜1.5%、 かつそれぞれが0.01〜0.2%の範囲のNb、V、
    Tiの1種または2種以上を含み、残部Feおよびその
    他の不可避的不純物からなる鋼をAc_3変態点以上の
    温度から冷却する過程において熱間圧延するに際し、A
    r_3−50℃〜Ar_3+150℃の温度域でその最
    終段パスを含む2パス以上の圧延を、3秒以内でかつ累
    積圧下率が35%以上になるように行った後、冷却速度
    20℃/s以上で500℃以下の温度まで冷却すること
    を特徴とする超微細組織よりなる高張力鋼の製造方法。
  5. (5)圧下率を40%以上とする特許請求の範囲第4項
    記載の方法。
  6. (6)冷却速度を50℃/s以上とする特許請求の範囲
    第4項記載の方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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