JPS62180012A - 高靭性厚肉鋼板の製造方法 - Google Patents

高靭性厚肉鋼板の製造方法

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JPS62180012A
JPS62180012A JP2057486A JP2057486A JPS62180012A JP S62180012 A JPS62180012 A JP S62180012A JP 2057486 A JP2057486 A JP 2057486A JP 2057486 A JP2057486 A JP 2057486A JP S62180012 A JPS62180012 A JP S62180012A
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JP
Japan
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temperature
rolling
cooling
toughness
steel plate
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Pending
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JP2057486A
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English (en)
Inventor
Haruo Kaji
梶 晴男
Nobutsugu Takashima
高嶋 修嗣
Manabu Yamauchi
学 山内
Kengo Abe
安部 研吾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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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 本発明は高靭性1′7肉鋼板の製造方法に関し、さらに
詳しくは、板1750 +++m以上で板厚中央部にお
ける破面遷移温度が一80℃以下である寒冷地において
使用される高靭性厚肉鋼板の製造方法に関するものであ
る。
[従来技術1 従来より高靭性高張力鋼の製造方法としては、圧延を途
中において中断して冷却し、その後再加熱して二次圧延
を行なう方法(特公昭60−030724号公報参照)
が提案されている。そして、この方法は、非水冷型プロ
セスにおいて複数回のγ→α変態を起させることにより
、組織の微細化をはかるものである。しかし、この方法
においては、板厚501IIm以上の極厚鋼板において
板厚中央部の破面遷移温度を一80゛C以下とすること
はできない。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明は上記に説明したような従来における高靭性高張
力鋼板の製造方法における問題、σを解決すべきなされ
たちのであり、本発明者が鋭意研究を行なった結果、特
定の含有成分および成分割合の鋼片に前処理として二回
加熱圧延を含む水冷型の制御圧延プロセスであり、この
二回加熱圧延の加熱温度、圧延条件を厳しく規定するこ
とにより、板V150 ram以上の鋼板の板厚中実部
で破面遷移温度が一80℃以下が要求される寒冷地にお
いて使用することができる行靭性厚肉鋼板製造方法を開
発したのである。
[問題点を解決するための手段] 本発明に係る高靭性厚肉鋼板の製造方法は、(1)  
C〜0.01〜0.16wt%、Si≦0.50wt%
、Mn 0.8〜2,Owt%、Al 0.01−0.
10wt%、Ti 0.005−〜0.020wL%、
N 0.003〜0.010+++t%を含有し、残部
実質的にFeからなる鋼片を、900〜1150℃の温
度に低温加熱し、15%以下の圧下率で中間板厚に仕上
げた後、圧延を中断して500℃以下の温度まで冷却し
、再びAc3〜900℃の温度に加熱した後圧延を開始
し、700〜760℃の温度において30%以上の圧下
を加え、700〜760℃の温度において仕上げ、直ち
に1〜5℃/seeの冷却速度で加速冷却し、400〜
550℃の温度において冷却を停止することを特徴とす
る高靭性厚肉鋼板の製造方法を第1の発明とし、 (2)  C〜0.01〜0.16wt%、Si ≦0
.501L%、Mn 0.8〜2.0wt%、At 0
.01−〜0.10wt%、Ti 0.005〜0.0
20wt%、N 0.003−〜0.010wt% を含有し、さらに、 Ni ≦4.0wt%、Cu ≦0.5wL%、Cr 
≦Q、5IllL%、Mo≦0.5wt%、V ≦01
lust%、Nb0001〜0.10+nt%、B ≦
30ppm、 Ca 5〜30pp。
REM 0.001〜0.030+uL%のうちから選
んだ1種または2種以上 を含有し、残部実質的にFeからなる鋼片を、900〜
1150℃の温度に低温加熱し、15%以下の以下率で
中間板厚に仕上げた後、圧延を中断して500℃以下の
温度まで冷却し、再びAc3〜900℃の温度に加熱し
た後圧延を開始し、700〜760℃の温度において3
0%以上の圧下を加え、700〜760℃の温度におい
て仕上げ、直ちに1〜b し、400〜sso’cの温度において冷却を停止する
ことを特徴とする高靭性厚肉鋼板の製造方法を第2の発
明とする2つの発明よりなるものである。
本発明に係る高靭性厚肉鋼板の製造方法について以下詳
細に説明する。
先ず、本発明に係る高靭性厚肉鋼板の製造方法−二おい
て使用する鋼板の含有成分および成分割合について説明
する。
Cは強度を確保するために必要な元素であり、含有量が
0.01wt%未満では充分な強度が得られず、また、
0.16wt%を越えて含有されると靭性および溶接性
が劣化する。よって、C含有量は0.01 0.16w
t%とする。
Siは鋼の溶製時に脱酸剤として必要な元素であり、含
有量が0.50111t%を越えて含有されると靭性が
劣化する。よって、Si含有量は≦0.50・刀[9G
とする。
M nは鋼の強度を確保するために必要な元素であり、
含有量がQ、8wt%未満ではこの効果が少なく、また
、2.0…t%を越えて含有されると溶接性が着しく損
なわれる。よって、Mn含有量は0.8〜2.Owt%
とする。
Alは脱酸剤として不可欠であるばかりが、鋼中の遊離
NをAlNとして固定し、靭性を改善し、かつ、鋼片の
加熱時にオーステナイト結晶粒の粗大化を抑制して鋼の
強靭化に寄与する元素であり、含有量が0.01uIt
%未満ではこのような効果が少なく、また、0.10w
t%を越えて含有されるとA I 20 S系介在物を
形成して靭性、延性を劣化させる。よって、Al含有量
は0.01〜0.10wt%とする。
Tiは高温においても安定な化合物TiNを形成し、加
熱時のオーステナイト結晶粒の粗大化を抑制し、さらに
、7ヱライト生成核として作用するため微細なフェライ
ト結晶粒を得るために必須の元素であり、含有量が0.
005wt%未満ではこの効果は充分でなく、また、0
.020社%を越えて含有されると靭性を損なうように
なる。よって、Ti含有量は0.005〜0.020w
t%とする。
NはTiと共にTiNを形成して微細なフェライト結晶
粒を得るために有効な元素であるが、含有量が0.00
3wt%未満ではこの効果が少なく、また、0.010
wt%を越えて含有されると鋼中に遊離Nとして存在す
る量が多くなり靭性を損なう。よって、N含有量は0.
003〜〜0.0IOwt%とする。
しかして、圧延および加速冷却を適用して厚肉鋼板を製
造する場合には、圧延による圧下が板厚中央部にまで充
分におよばないこと、圧延後の加速冷却においても板厚
中央部では充分な冷却速度が得られないことから、板厚
中央部の組織の微細化は充分に達成することができきな
いが、TiおよびNを含有させることにより圧延および
加速冷却による組織の微細化効果を補い、板厚中央部に
おいても組織の微細化を達成し、靭性を向上させること
が可能になった。
なお、上記に説明した必須成分以外に、強度、靭性の水
準或いは溶接性を向上させるために、Ni、 Cu、 
Cr、 Mo、■、Nb、Bを含有させて鋼の強靭性向
上をはかるために有効であり、特に、Niは鋼の地の靭
性改善に効果があり、また、Nbは加熱時に炭窒化物を
形成してオーステナイト結晶粒の粗大化を抑制し、Bは
鋼の焼入性を向上させ、共に鋼の強靭性を向上させる。
しかし、これらの元素を規定量を越えて含有させると靭
性或いは溶接性の劣化を招来するので、Ni ≦4.O
wt%、Cu≦0.5wt%、Cr≦0.5wt%、M
o≦0.5iuL%、■≦ 06but%、Nb≦0.
01−0.10wt%、B≦30ppmに規制しなけれ
ばならない。
Ca、REMはS系介在物の形状を改善し、鋼の靭性、
延性を向上させる元素であり、象有量がCa 5ppm
未満、REM 0.0O1wt%未満ではこの効果は充
分に発揮されず、また、Ca 30ppIIl、 RE
M0.030wt%を越えて含有されると介在物の量が
多くなり悪影響を与えるようになる。
次に、本発明に係る高靭性厚肉鋼板の製造方法における
熱処理について説明する。
先ず、上記に説明した含有成分および成分割合の鋼片を
900〜1150℃に低温加熱し、15%以上の圧下率
で中間板厚に仕上げた後、圧延を中断して500℃以下
の温度に冷却して、γ→a変態を完了させるのであり、
900〜1150”Cに低温加熱するのは、加熱時のオ
ーステナイト粒の粗大化を抑制するためであり、がっ、
Ti、Nを含有させてTiNとして作用させることによ
りオーステナイト粒の微細化は一層顕著となる。
これに、−回目の圧延を加えオーステナイト粒の再結晶
を促進させ、再結晶オーステナイト粒をカ冒a+−+ 
   21シh1グ仲ヱ γ1nσb自隆ν欅 し 1
1− らイト粒の微細化をはかる。その後、再加熱して
二回目の圧延を行なうが、再加熱時には一回目の加熱、
圧延1こよキ)細かく生成したフェライトから変態した
細かなオーステナイト粒を粗大化させないように再加熱
温度はAc3〜900℃の低温度域に規定した。そして
、二回目の圧延では700〜760℃の温度範囲で30
%以上の圧下を加え、700〜760℃の温度において
仕上げる。これは、細かなオーステナイト粒に未再結晶
温度域での圧下を多く加えることにより、変形能を導入
しフェライト核生成サイトを数多く作り出し、γ→α変
態により生成するフェライト粒をさらに微細にするため
である。
さらに、圧延終了後直ちに1〜5℃/secの冷却速度
で加速冷却上 400〜550℃の温度において冷却を
停止する。これは圧延によって形成された多数のフェラ
イト核生成サイトから生成したフェライト粒の成長を抑
制し、7工ライト粒を非常に微細にすることを目的とす
るものであり、板厚の大きい鋼板を水冷する場合には表
層部と板厚中央部の冷却速度の差が問題となり、この冷
却速度の差は板厚が大きくなる程、また、水量が大きく
なる程大きくなる。
そのため、冷却速度を1〜5℃/secと比較的緩冷却
の範囲としたのは、5°(:/seaを越える冷却速度
では表層部に上部ベイナイト組織が生成腰板厚生央部と
の強度差が大きくなるばかりか、表層部の靭性の劣化か
顕著となり、また、1℃/seC未満の冷却速度では板
厚中央部のフェライト粒の成長抑制が不充分となり、フ
ェライト粒の微細化が充分達成されないからである。
冷却停止温度を400〜550℃としたのは、400℃
未満の温度域では冷却中に高炭素マルテンサイトが生成
し、550℃を越える冷却停止温度では冷却停止後に変
態が進行し組織の粗大化を生じ、何れの場合にも靭性が
劣化するためである。
このように、本発明に係る高靭性厚肉鋼板の製造方法に
おいては、γ→α変態或いはα→γ変態を複数回行ない
、さらに、加速冷却を行なうことにより、通常の圧延の
みでは達成されない厚肉鋼板の板厚中央部の組織の微細
化を可能にし、優れた靭性を有する厚肉鋼板を製造する
ことができるのである。
[実施例] 本発明に係る高靭性厚肉鋼板の製造方法の実施例を説明
する。
実施例 第1表に示す含有成分および成分割合の鋼を溶製し、加
工して得られた鋼片を以下説明する圧延条件により鋼板
を製造する。
A  :  280+nm鋼片を1000℃X2時間加
熱後、185111mまで圧延し、温度調節後740〜
720℃の温度において30%の圧下を加え、720℃
の温度で板厚130開に仕上げ、直ちに、2°I:/s
eeで加速冷却し、500℃の温度で冷却を停止する。
B  :  280mmW4片を1000℃X2時間加
熱後、210nunまで一回目の圧延を行ない、一旦、
室温まで冷却し、再び、1000 ’Cの温度に加熱7
20℃の温度において30%の圧下を含む二回目の圧延
を行ない、720℃の温度で板厚130mmに仕上げ、
直ちに、2℃/secの加速冷却を行ない、500℃の
温度で冷却を停止する。
C: 圧延条件Bで再加熱温度を950℃とする。
D : 圧延条件Bで再加熱温度を900℃とする。
E : 圧延条件Bで再加熱温度を850℃とする。
F : 圧延条件Bで冷却速度を6℃/secとする。
G  :  280馳鋼片を1150℃×2時間加熱し
、その後圧延条件Bと同様の圧延、冷却を行なう。
H: 圧延条件Fで一回目加熱温度を123 +)℃と
する。
この上つlこして得られた鋼板の母材の機械的性質を第
2表に示す。
第2表に示した(代械的性質の試験方法は次に示引張試
験 JISZ2201.4号試験片(板厚中央部から採取)
による。試験値は全べて圧延直角方向の値である。
衝撃試験 JISZ2202.4号試験片(板厚中央部から採取)
による。試験値は全べて圧延方向の値であ第 2 表 第2表に示す1〜8は本発明に係る高靭性厚肉鋼板の製
造方法により製造された鋼で、圧延条件を変化させた場
合であり、4〜6において板厚中央部の破面遷移温度が
一80℃以下を示している。
なお、9〜16は本発明に係る高靭性厚肉鋼板の製造方
法における鋼板の含有成分の範囲内に入っていよ鋼或い
は入っていない鋼について、本発明に係る高靭性厚肉鋼
板の製造方法における圧延条件を適用した場合であり、
本発明に係る高靭性厚肉鋼板の製造方法の含有成分の範
囲内に入っていない鋼は何れも板厚中央部の破面遷移温
度が一80℃に達しておらず、また、17〜23はCu
、 Ni、 Mo、\iの影響を調べたものであり、本
発明に係る高靭性厚肉鋼板の製造方法において規定され
ている範囲内であれば、板厚中央部においても優れた低
温靭性を有することを示している。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明に係る高靭性厚肉鋼板の製
造方法は上記の構成であるから、皿回の加熱、圧延およ
び加速冷却の工程を結合し、さらに、含有元素であるT
i、Nを有効に活用することにより、低温靭性が要求さ
れる寒冷地に使用することができる鋼板を製造すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る高靭性厚肉鋼板の製造方法におい
て規定している二回目加熱温度が適正であることを示す
図、第2図は同じく一回目圧延の圧下率が適正であるこ
とを示す図、第3図は同じく二回目圧延の圧下率が適正
であることを示す図、第4図は同じく圧延後の加速冷却
における冷却速度が適正であることを示す図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)C0.01〜0.16wt%、Si≦0.50w
    t%、Mn0.8〜2.0wt%、Al0.01〜0.
    10wt%、Ti0.005〜0.020wt%、 N0.003〜0.010wt% を含有し、残部実質的にFeからなる鋼片を、900〜
    1150℃の温度に低温加熱し、15%以下の圧下率で
    中間板厚に仕上げた後、圧延を中断して500℃以下の
    温度まで冷却し、再びAc_3〜900℃の温度に加熱
    した後圧延を開始し、700〜760℃の温度において
    30%以上の圧下を加え、700〜760℃の温度にお
    いて仕上げ、直ちに1〜5℃/secの冷却速度で加速
    冷却し、400〜550℃の温度において冷却を停止す
    ることを特徴とする高靭性厚肉鋼板の製造方法。
  2. (2)C0.01〜0.16wt%、Si≦0.50w
    t%、Mn0.8〜2.0wt%、Al0.01〜0.
    10wt%、Ti0.005〜0.020wt%、 N0.003〜0.010wt% を含有し、さらに、 Ni≦4.0wt%、Cu≦0.5wt%、Cr≦0.
    5wt%、Mo≦0.5wt%、V≦0.1wt%、N
    b0.01〜0.10wt%、B≦30ppm、Ca5
    〜30ppm、 REM0.001〜0.030wt% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部実質的にFeからなる鋼片を、900〜
    1150℃の温度に低温加熱し、15%以下の以下率で
    中間板厚に仕上げた後、圧延を中断して500℃以下の
    温度まで冷却し、再びAc_3〜900℃の温度に加熱
    した後圧延を開始し、700〜760℃の温度において
    30%以上の圧下を加え、700〜760℃の温度にお
    いて仕上げ、直ちに1〜5℃/secの冷却速度で加速
    冷却し、400〜550℃の温度において冷却を停止す
    ることを特徴とする高靭性厚肉鋼板の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11323434A (ja) * 1998-05-14 1999-11-26 Nippon Steel Corp 低温靭性に優れた厚手高張力鋼材の製造方法
JP2011214116A (ja) * 2010-04-01 2011-10-27 Nippon Steel Corp 脆性き裂伝播停止特性に優れた厚手高強度鋼板及びその製造方法

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