JPS63183123A

JPS63183123A - 線状及び点状再加熱加工後の低温靭性にすぐれる高張力鋼の製造方法

Info

Publication number: JPS63183123A
Application number: JP1678387A
Authority: JP
Inventors: Kensaburo Takizawa; 瀧澤　謙三郎; Haruo Kaji; 梶　晴男; Takashi Shimohata; 下畑　隆司; Hisayoshi Jinno; 神野　久喜
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1987-01-26
Filing date: 1987-01-26
Publication date: 1988-07-28

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】童呈上■剋里公国本発明は、広範囲の条件にわたる線状及び点状再加熱後
においても、すぐれた低温靭性を保持する高張力鋼の製
造方法に関する。

従米二茨班鋼板の表面に線状又は点状の再加熱加工（以下、単に線
状加熱という、）を施すことは、例えば、日本造船学会
論文集第１３３号にも記載されているように、船舶の建
造において、船殻部材の曲げ加工、曲げ加工後の修正、
溶接後或いは成形後の歪取り等に多く利用されている。

従来、５０　ｋｇｆ／ｍｍ”扱高張力鋼板に許容されて
いる線状加熱の条件は、加熱の場合は９００℃が最高温
度とされている。しかし、実施工においては、熟練工の
感覚に基づいて施工が行なわれている場合が多く、従っ
て、実際には施工中に９００℃を越える温度になる場合
もあり得る。このように、線状加熱において許容加熱温
度よりも高い温度で施工が行なわれた場合は、高温に加
熱された部分はど、機械的特性、特に靭性の劣化が著し
いという問題が生じる。他方、施工能率の向上には、線
状加熱温度をできるだけ高（することが必要である。

日が”しようとする間　声本発明者らは、線状加熱における上記した従来の問題を
解決するために鋭意研究した結果、Ｃを所定量に低減し
た鋼スラブの熱間圧延条件と、その後の加速冷却条件と
を最適に制御することによって、例えば、９００℃以上
の高い温度での線状加熱においても、線状加熱部の靭性
を確保せしめた高張力鋼板を製造しえることを見出して
、本発明に至ったものである。

ｐ　占を解ンするための本発明による線状及び点状再加熱加工後の低温靭性にす
ぐれる高張力鋼の製造方法は、重量％でｃ　　　ｏ、ｏ
ｉ〜０．０８％Ｓｉ０．０５〜０．５０％Ｍｎ　　　０．８０〜２．０％Ｓ　　　０．０３０％以下Ａｆｏ、０１０〜０．０６０％Ｔｉ　　０．００５〜０．０２０％Ｎ　　　０．００２０〜０．００８０％残部鉄及び不可
避的不純物よりなり、炭素当量が０．３６％以下である
鋼スラブを９５０〜１１５０℃の範囲の温度に加熱し、
８５０℃以下での累積圧下率を５０％以上とし、且つ、
圧延仕上温度をＡｒ＝点±４０℃として熱間圧延した後
に、６００〜３００℃の範囲の温度まで冷却速度２℃／
秒以上で加速冷却することを特徴とする。

先ず、本発明による方法において用いる鋼の化学成分に
ついて説明する。

Ｃは、本発明の方法において、最も重要な合金元素であ
り、強度確保のために必須であると共に、このＣ量が線
状加熱部の靭性を左右する。従って、強度を確保するた
めに、少なくとも０．０１％）添加を必要とする。しか
し、過多に添加する場合は、線状加熱後の冷却において
多量のベイナイトが生成して鋼が硬化し、靭性が低下す
るのみならず、溶接熱影響部の靭性をも劣化させるので
、添加量は０．０８％以下とする。

Ｓｔは、綱の脱酸及び強度の確保に有効な元素であるが
、０．０５％より少ないときは、その効果に乏しく、０
．５０％を越えるときは、母材の靭性を劣化させると共
に、溶接性を劣化させるので、上限を０．５０％とする
。

Ｍｎも、母材強度を確保するために必要な元素であって
、そのため少な（とも０．８０％を添加することが必要
である。しかし、過多添加するときは、粗大ベイナイト
を生成して、焼入れ硬化し、母材靭性が劣化すると共に
、溶接性及び線状加熱部の靭性も著しく劣化するので、
添加量の上限を２．０％とした。

Ｓ量は、母材及び線状加熱部の衝撃吸収エネルギーを高
めるために、本発明においては、０．０３０％以下に限
定する。

Ａｆは、脱酸上、キルド鋼に添加される元素であって、
０．０１０％よりも少ないは、脱酸が不十分となって、
母材靭性が劣化するので、０．０１０％以上を添加する
必要がある。しかし、過多に添加する場合は、Ａｌ酸化
物系非金属介在物が生成しやすくなり、母材靭性、線状
加熱部の靭性及び耐ラメラティア特性を劣化させるので
、添加量の上限をｏ、　ｏ　ｓ　ｏ％とする。

Ｔｉは、鋼スラブの再加熱時にＴｉＮを生成し、オース
テナイト粒の粗大化を抑制し、熱間圧延後の加速冷却に
おいて、オーステナイト−フェライト変態時の粒内核生
成によって、フェライトを細粒化させる。添加量が０．
ＯＯ５％よりも少ないときは、上記した効果を有効に得
ることが困難であり、他方、過多に添加すれば、線状加
熱部の靭性を劣化させるので、上限を０．０２０％とす
る。

Ｎは、Ｔｉと結合して上記したＴｉＮを生成させるため
に必要であり、少なくとも０．ＯＯ２０％を含有させる
。一方、０．００８０％を越えて含有させるときは、線
状加熱部を劣化させるのみならず、溶接金属の靭性を劣
化させるので、上限を０゜００８０％とした。

本発明において用いる鋼は、得られる製品の要求特性に
応じて、上記元素に加えて、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ％　Ｍｏ
５Ｖ及びＮｂより選ばれる少なくとも１種又は２種の元
素を添加することができる。

Ｃｕは、強度調整及び溶接性の向上を図るために有用で
あり、更に、母材靭性の向上にも効果を有する。しかし
、過多に添加するときは、鋼の圧延中にＣｕ割れが発生
するので、添加量の上限を０．７０％とする。

Ｎｉは、溶接性に有害な影響を与えることなく、母材の
強度、靭性及び線状加熱部の靭性を向上させる効果を有
する。しかし、過多に添加するときは、焼入れ性が増大
し、再加熱後の冷却過程においてベイナイトが発生し、
線状加熱部の靭性を劣化させるので、添加量の上限を２
．０％とする。

Ｃｒは、強度及び靭性を向上させる低廉な元素として有
用であるが、過多量の添加は、耐溶接割れ性を劣化させ
るので、所要の材質を確保し得る最小量とすることが望
まし、本発明においては、添加量の上限を０．５０％と
する。

Ｍｏは、強度及び靭性を向上させるが、過多に添加する
場合は、母材及び線状加熱部の焼入れ硬化を招き、母材
靭性、線状加熱特性及び溶接性を劣化させるので、添加
量は０．５０％以下の範囲とする。

■及びＮｂは、炭化物を生成し、その析出強化作用によ
る綱強度の増加と、結晶粒の微細化による靭性の改善に
効果を有する。かかる効果を有効に得るためには、■に
ついては０．０１０％以上を、また、Ｎｂについてはｏ
、ｏｏｓ％以上を添加することが必要である。しかし、
いずれの元素も、過多に添加するときは、ベイナイトを
生成し、靭性の劣化をもたらすと共に、耐溶接割れ性を
低下させるので、添加量の上限は、■については０．１
０％、また、Ｎｂについては０．０３０％とする。

Ｃａは、ＭｎＳを球状化させ、衝撃吸収エネルギーを向
上させるほか、水素による鋼材の欠陥を軽減する。かか
る効果を有効に得るために、添加量は、０．０００５〜
０．　ＯＯ３０％の範囲とする。

本発明の方法においては、用いる鋼は、その炭素当１ｔ
（Ｃｅｑ）が０．３６％以下であることが必要である。

Ｃｅｑは、鋼の焼入れ性を評価する指数として、強度及
び靭性との関連性が深く、線状加熱特性の向上を図るた
めには、その値が低いほど有利である。鋼における合金
元素量を前述のように規定しても、Ｃｅｑが大きいとき
は、靭性の劣化を避けることができないので、本発明に
おいては、鋼のＣｅｑを０．３６％以下とする。

本発明の方法は、上記した化学成分とＣｅｑとを有する
綱スラブの熱間圧延において、鋼スラブを９５０−１１
５０℃の範囲の温度に加熱し、８５０℃以下での累積圧
下率を５０％以上とし、且つ、圧延仕上温度をＡｒ３点
±４０℃として熱間圧延することが、所定の強度及び靭
性を確保するために必要である。

次いで、本発明の方法によれば、かかる熱間圧延後に、
６００〜３００℃の範囲の温度まで平均冷却速度２℃／
秒以上にて加速冷却を行なう。冷却停止温度が６００℃
よりも高いときは、所定の強度を得ることができず、他
方、３００℃よりも低いときは、ベイナイトの生成によ
って、靭性が劣化する。

衾貝■効玉以上のように、本発明の方法によれば、所定の化学成分
を有せしめた鋼スラブを所定の条件にて熱間圧延した後
、所定の条件にて加速冷却することによって、広範囲の
温度、特に、９００℃以上の高い温度での線状加熱によ
っても、低温靭性を保持した高張力鋼を得ることができ
る。

大践■ 第１表は、供試鋼の化学成分、Ｃｅｑ、　Ａｃｓ及びＡ
ｒｚを示し、鋼Ａ〜Ｅは本発明鋼、鋼Ｅ−Ｈは比較鋼で
ある。

これらの鋼スラブを９５０〜１１５０℃の温度に加熱し
た後、８５０℃以下の累積圧下率を５０〜６０％の範囲
として圧延し、厚さ２５〜３Ｂ＋＋ｎの鋼板に仕上げ、
その直後から５００℃の温度まで、冷却速度１０℃／秒
にて加速冷却した。このようにして得られた鋼板につい
て、その引張特性及び衝撃特性を第２表に示す。

次に、上記供試鋼を用いて、第２表に示す温度にて線状
加熱を行ない、再加熱部の衝撃試験を行なった。第１図
に線状加熱温度と線状加熱部の一４０℃における衝撃値
ＣｖＥ−ａ。）との関係を示す。

比較ｔＩＩＦの場合は、線状加熱温度が９５０℃以上に
なれば、νＥ−，。が著しく劣化するが、本発明鋼Ｂに
よれば、１０５０℃に加熱後、空冷したとき、ｖＥ−ａ
ｏは１８ｋｇｆ−ｍを示し、また、本発明鋼りを１００
０℃に加熱した後、直ちに水冷した場合でも、ｖＥ、ｏ
は１２ｋｇｆ−ｍを示し、このように、本発明鋼によれ
ば、線状加熱後の靭性にすぐれることが明らかである。

第２図に供試鋼を９５０℃の温度で線状加熱した後、空
冷した場合において、（ＡＣ＋＋　５０　）　’Ｃから
３００℃までの冷却時間とｖＥ−４゜との関係を示す０
本発明鋼Ｅによれば、上記冷却時間を７秒としたときの
ｖＥ−４゜は２２ｋｇｆ−ａ＋であって、低温靭性にす
ぐれるのに対して、比較ｆｉＧによれば、冷却時間を２
５秒としても、ｖＥ−４゜は５ｋｇｆ−ｍであって、低
温靭性の劣化が著しい。

第３表に線状加熱を同一条件下で２回及び３回繰り返し
て行なった場合の引張強さ及び衝撃値を示す、比較鋼Ｈ
は、この繰り返しの線状加熱によって、ｖＥ−ａｏは３
．２ｋｇｆ−となり、低温靭性の劣化が著しい。

これに対して、本発明鋼Ａ及びＣにおいては、繰り返し
の線状加熱を行なった場合でも、ｖＥ、。

は１３．４　ｋｇｆ−ｔａ以上を示し、繰り返しの線状
加熱を行なっても、すぐれた低温靭性を保持しているこ
とが明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、線状加熱温度と線状加熱部の一４０℃におけ
る衝撃値（ＶＢ−４゜）との関係を示すグラフ、第２図
は、線状加熱温度が９５０℃の場合４−おいて、（ＡＣ
３＋　５０）　’Ｃから３００℃までのけ即時間と、得
られた線状加熱部のｖＥ−、。との関係を示すグラフで
ある。特許出願人　　株式会社神戸製鋼紡代理人　弁理士　　牧　野　逸　訃第１図６齢ぬ醸混度／’Ｑ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）重量％でＣ０．０１〜０．０８％Ｓｉ０．０５〜０．５０％Ｍｎ０．８０〜２．０％Ｓ０．０３０％以下Ａｌ０．０１０〜０．０６０％Ｔｉ０．００５〜０．０２０％Ｎ０．００２０〜０．００８０％残部鉄及び不可避的不純物よりなり、炭素当量が０．３
６％以下である鋼スラブを９５０〜１１５０℃の範囲の
温度に加熱し、８５０℃以下での累積圧下率を５０％以
上とし、且つ、圧延仕上温度をＡｒ＿３点±４０℃とし
て熱間圧延した後に、６００〜３００℃の範囲の温度ま
で冷却速度２℃／秒以上で加速冷却することを特徴とす
る線状及び点状再加熱加工後の低温靭性にすぐれる高張
力鋼の製造方法。
（２）重量％で（ａ）Ｃ０．０１〜０．０８％Ｓｉ０．０５〜０．５０％Ｍｎ０．８０〜２．０％Ｓ０．０３０％以下Ａｌ０．０１０〜０．０６０％Ｔｉ０．００５〜０．０２０％、及びＮ０．００２０〜０．００８０％を含有し、更に、（ｂ）Ｃｕ０．７０％以下、Ｎｉ２．０％以下、Ｃｒ０．５０％以下、Ｍｏ０．５０％以下、Ｖ０．０１〜０．１０％、Ｎｂ０．００５〜０．０３０％、及びＣａ０．０００５〜０．００３０％よりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含有し
、残部鉄及び不可避的不純物よりなり、炭素当量が０．３
６％以下である鋼スラブを９５０〜１１５０℃の範囲の
温度に加熱し、８５０℃以下での累積圧下率を５０％以
上とし、且つ、圧延仕上温度をＡｒ＿３点±４０℃とし
て熱間圧延した後に、６００〜３００℃の範囲の温度ま
で冷却速度２℃／秒以上で加速冷却することを特徴とす
る線状及び点状再加熱加工後の低温靭性にすぐれる高張
力鋼の製造方法。