JPS634902B2 - - Google Patents
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- JPS634902B2 JPS634902B2 JP12927784A JP12927784A JPS634902B2 JP S634902 B2 JPS634902 B2 JP S634902B2 JP 12927784 A JP12927784 A JP 12927784A JP 12927784 A JP12927784 A JP 12927784A JP S634902 B2 JPS634902 B2 JP S634902B2
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- Japan
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- toughness
- steel
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- stress relief
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Description
（産業上の利用分野）
本発明は応力除去焼なまし後の溶接熱影響部靭
性のすぐれた海洋構造物用高張力鋼に係り、特に
引張強さが65〜85Kgｆ／mm2の高張力鋼に関するも
のである。 （従来技術及び問題点） 一般に海洋溝造物は重量軽減、溶接コストの低
減のため広く高張力鋼が使用される。その内、特
に安全性が重視される構造物またはその部材は応
力除去焼なまし処理が施される。応力除去焼なま
しは、通常550〜700℃の温度に１時間以上保持し
た後、炉冷を行うが、その目的を確実にさせるた
めには、温度は610℃以上にする必要がある。 溶接まゝの溶接熱影響部のオーステナイト結晶
粒は極端に粗大化し、含有している炭化物生成元
素はほゞ完全に固溶した状態である。これを応力
除去焼なましすると、これらの元素が炭化物を生
成して析出し、析出脆化をひき起こす。さらに応
力除去焼なましの冷却方法は、冷却後の変形を避
けるため非常な徐冷を行うよう規定されている。
JIS Z3700の規定によれば、冷却速度は50〜275
℃／ｈの範囲に制限されている。 従つて焼戻し脆性がひき起されこれも溶接熱影
響部の靭性低下の重要な要因となる。また、海洋
構造物はその構造が複雑で、その組立施工におい
ては広範囲な溶接条件が適用される。従つて広範
囲な溶接入熱で溶接し、かつ応力除去焼なまし後
の溶接熱影響部の靭性のすぐれた鋼材を使用する
必要がある。 しかるに従来の高張力鋼では、応力除去焼なま
し後の溶接熱影響部靭性をシヤルピー試験で測定
して、−20℃で７Kgｆ−ｍ以上確保するのは困難
であつた。こゝで−20℃で７Kgｆ−ｍを評価の基
準としたのは、シヤルピー衝撃値は温度を変化さ
せると遷移現象を示し、50％破面遷移温度（通常
vTrsと呼ぶ）近傍の衝撃値は７Kgｆ−ｍに近い
値を有すること、また、海洋構造物では、−20℃
より低温の靭性が必要となる場合は多くないから
である。 従来の高張力鋼では、このシヤルピー衝撃値を
確保するには、溶接入熱量を低く制限するか、又
は３％以上のNiを添加する必要があると考えら
れていた。前者は例えば溶接学会誌第43巻（1974
年）第10号の1048頁や、溶接学会全国大会講演概
要第15集（1974年）の95頁に見られる。後者は例
えば鉄と鋼第58年（1972年）第２号の315頁や、
日本鉄鋼協会第36・37回西山記念技術溝座16頁に
見られる通りである。 （発明の構成） 本発明は以上のような実情に鑑みなされたもの
であつて、その要旨とする所は、重量％でＣ：
0.08〜0.14％、Si：0.10〜0.40％、Mn：0.5〜1.3
％、Ｐ：0.008％以下、Ｓ：0.007％以下、Ni：1.1
〜3.0％、Cr：0.2〜0.49％、Mo：0.15〜0.5％、
Al：0.04〜0.10％、Ｂ：0.0005〜0.0015％を含み、
残部Fe及び不可避不純物からなり、かつ下記炭
素当量式で表わされるCeq.が0.51％以下であるこ
とを特徴とする応力除去焼なまし後の溶接熱影響
部靭性のすぐれた海洋構造物用高張力鋼である。 但し、 Ceq.C＋Si／24＋Mn／６＋Ni／40 ＋Cr／５＋Mo／４＋Ｖ／14。 以下本発明を詳細に説明する。 先ず本発明においては、65〜85Kgｆ／mm2の高張
力鋼を対象とするものであるが、これは本発明が
意図した効果は、この強度範囲においてのみ確実
に得ることができるからである。 次に各成分の範囲限定の理由について述べる
と、先ずＣは必要な強度と焼入性を確保するため
に添加するが、0.08％未満では所要の強度が得ら
れず、0.14％を超えると靭性が低下し、かつ溶接
性も劣化するので0.14％を上限とする。 Siは脱酸剤として0.10％以上は必要であり、固
溶硬化によつて強度上昇には有効な成分である
が、0.40％を超えると靭性が低下する。 Mnは脱酸、脱硫に必要な元素で強度、変態特
性の向上に有効な成分であり、充分な強度および
靭性を得には最低0.5％の添加は必要であるが、
1.30％を超えると逆に靭性が低下し、溶接性にも
悪影響を与える。 Ｐ、Ｓはできるだけ低い方が好ましく、高温割
れおよび焼戻しぜい性防止のため、上限をP0.008
％、S0.007％とする。 Niは、強度上昇、焼入性改善、靭性改善並び
に微細マルテンサイトを生成するために有効な成
分で、その効果は1.1％未満では十分でなく、一
方3.0％を超えると強度上昇および靭性改善の効
果が飽和してくる。 Crは焼入性改善のため0.20％以上添加するが、
0.49％を超えると溶接硬化性が増大する。 Moは焼戻し中に微細な炭化物として粒内に析
出し、強度上昇に大きく寄与するとともに焼戻し
ぜい性を防止し、靭性を高めるのに有効で、その
効果は0.15％未満では十分でなく、一方0.5％を
超えると効果が飽和する。 Alは溶接熱影響部靭性に直接関係するもので
はないが、母材において、Ｂが鋼中のＮによつて
BNとなつて、Ｂの焼入れ性増大効果が消失する
のを防止するのに役立つ成分で、0.04％以上を必
要とする。しかしながら過剰のAlは酸化物を形
成して鋼の清浄度を著しく劣化させ、靭性を害す
る。したがつて上限を0.10％に制限する。 Ｂは本発明において最も重要な添加元素で、溶
接熱影響部の焼入性を安定させ、靭性確保に有効
である。その下限は0.0005％が顕著な効果を認め
られる最低限であるので0.0005％とし、また過剰
なＢはかえつて焼入性を損なうので上限を0.0015
％とした。 さらに本発明においてはＶ、Nbを実質的に含
まないことも重要な要件の一つである。即ちＶ、
Nbは供に炭化物形成元素であり、応力除去焼な
ましの際析出脆化の原因となる。従つて低く制限
するほど望ましく止むを得ず不可避的に含まれる
場合には、夫々0.015％以下とすべきである。 また本発明においては次式で表わされる炭素当
量 Ceq.＝Ｃ＋Si／24＋Mn／６＋Ni／40 ＋Cr／５＋Mo／４＋Ｖ／14 が0.51％以下であることを最大の骨子とするもの
である。即ち、このCeq.の式は日本溶接協会
（WES）の炭素当量式であつて、Ceq.0.51％を
満足すると、Ｂの存在下において溶接熱影響部に
おける上部ベーナイトの発生が抑制されるととも
に、下部ベーナイトが多く発生するようになり、
溶接まゝにおいては、溶接熱影響部の靭性がすぐ
れたものになり、さらに応力除去焼なまし後の靭
性はさらにすぐれたものになる。 なおCeqが0.51％以下であれば低入熱、大入熱
にかかわらず、良好な靭性が得られるが、特に全
入熱範囲で安定した効果を期待する場合には、
Ceqを0.40〜0.51％の範囲とするのが望ましい。 次に本発明の効果を実施例についてさらに具体
的に説明する。 （実施例） 第１表に供試鋼の板厚と組成を示す。鋼１〜４
は本発明鋼で５〜10は比較鋼である。 第２表に応力除去焼なまし後の母材の引張強さ
と溶接熱影響部のシヤルピー値を示す。 本発明鋼（板厚27〜100mm）は、いずれの入熱
での溶接においても、応力除去焼なまし後の溶接
熱影響部は良好なシヤルピー値を有する。鋼５は
低入熱（18kJ／cm）の場合、シヤルピー値が低
い。これはＣ量が高いためである。 鋼６はＰ量が高いためシヤルピー値が低い。こ
は焼戻し脆性の影響である。鋼７、８はＶまたは
Nbの析出脆化でシヤルピー値が低い。鋼９は低
入熱溶接（18〜35kJ／cm）ではシヤルピー値は
良好であるが、大入熱溶接（55kJ／cm）では低
下する。これはＢを含有していないためである。 鋼10はCeq.が高いため、低入熱溶接でシヤルピ
ー値が低い。
性のすぐれた海洋構造物用高張力鋼に係り、特に
引張強さが65〜85Kgｆ／mm2の高張力鋼に関するも
のである。 （従来技術及び問題点） 一般に海洋溝造物は重量軽減、溶接コストの低
減のため広く高張力鋼が使用される。その内、特
に安全性が重視される構造物またはその部材は応
力除去焼なまし処理が施される。応力除去焼なま
しは、通常550〜700℃の温度に１時間以上保持し
た後、炉冷を行うが、その目的を確実にさせるた
めには、温度は610℃以上にする必要がある。 溶接まゝの溶接熱影響部のオーステナイト結晶
粒は極端に粗大化し、含有している炭化物生成元
素はほゞ完全に固溶した状態である。これを応力
除去焼なましすると、これらの元素が炭化物を生
成して析出し、析出脆化をひき起こす。さらに応
力除去焼なましの冷却方法は、冷却後の変形を避
けるため非常な徐冷を行うよう規定されている。
JIS Z3700の規定によれば、冷却速度は50〜275
℃／ｈの範囲に制限されている。 従つて焼戻し脆性がひき起されこれも溶接熱影
響部の靭性低下の重要な要因となる。また、海洋
構造物はその構造が複雑で、その組立施工におい
ては広範囲な溶接条件が適用される。従つて広範
囲な溶接入熱で溶接し、かつ応力除去焼なまし後
の溶接熱影響部の靭性のすぐれた鋼材を使用する
必要がある。 しかるに従来の高張力鋼では、応力除去焼なま
し後の溶接熱影響部靭性をシヤルピー試験で測定
して、−20℃で７Kgｆ−ｍ以上確保するのは困難
であつた。こゝで−20℃で７Kgｆ−ｍを評価の基
準としたのは、シヤルピー衝撃値は温度を変化さ
せると遷移現象を示し、50％破面遷移温度（通常
vTrsと呼ぶ）近傍の衝撃値は７Kgｆ−ｍに近い
値を有すること、また、海洋構造物では、−20℃
より低温の靭性が必要となる場合は多くないから
である。 従来の高張力鋼では、このシヤルピー衝撃値を
確保するには、溶接入熱量を低く制限するか、又
は３％以上のNiを添加する必要があると考えら
れていた。前者は例えば溶接学会誌第43巻（1974
年）第10号の1048頁や、溶接学会全国大会講演概
要第15集（1974年）の95頁に見られる。後者は例
えば鉄と鋼第58年（1972年）第２号の315頁や、
日本鉄鋼協会第36・37回西山記念技術溝座16頁に
見られる通りである。 （発明の構成） 本発明は以上のような実情に鑑みなされたもの
であつて、その要旨とする所は、重量％でＣ：
0.08〜0.14％、Si：0.10〜0.40％、Mn：0.5〜1.3
％、Ｐ：0.008％以下、Ｓ：0.007％以下、Ni：1.1
〜3.0％、Cr：0.2〜0.49％、Mo：0.15〜0.5％、
Al：0.04〜0.10％、Ｂ：0.0005〜0.0015％を含み、
残部Fe及び不可避不純物からなり、かつ下記炭
素当量式で表わされるCeq.が0.51％以下であるこ
とを特徴とする応力除去焼なまし後の溶接熱影響
部靭性のすぐれた海洋構造物用高張力鋼である。 但し、 Ceq.C＋Si／24＋Mn／６＋Ni／40 ＋Cr／５＋Mo／４＋Ｖ／14。 以下本発明を詳細に説明する。 先ず本発明においては、65〜85Kgｆ／mm2の高張
力鋼を対象とするものであるが、これは本発明が
意図した効果は、この強度範囲においてのみ確実
に得ることができるからである。 次に各成分の範囲限定の理由について述べる
と、先ずＣは必要な強度と焼入性を確保するため
に添加するが、0.08％未満では所要の強度が得ら
れず、0.14％を超えると靭性が低下し、かつ溶接
性も劣化するので0.14％を上限とする。 Siは脱酸剤として0.10％以上は必要であり、固
溶硬化によつて強度上昇には有効な成分である
が、0.40％を超えると靭性が低下する。 Mnは脱酸、脱硫に必要な元素で強度、変態特
性の向上に有効な成分であり、充分な強度および
靭性を得には最低0.5％の添加は必要であるが、
1.30％を超えると逆に靭性が低下し、溶接性にも
悪影響を与える。 Ｐ、Ｓはできるだけ低い方が好ましく、高温割
れおよび焼戻しぜい性防止のため、上限をP0.008
％、S0.007％とする。 Niは、強度上昇、焼入性改善、靭性改善並び
に微細マルテンサイトを生成するために有効な成
分で、その効果は1.1％未満では十分でなく、一
方3.0％を超えると強度上昇および靭性改善の効
果が飽和してくる。 Crは焼入性改善のため0.20％以上添加するが、
0.49％を超えると溶接硬化性が増大する。 Moは焼戻し中に微細な炭化物として粒内に析
出し、強度上昇に大きく寄与するとともに焼戻し
ぜい性を防止し、靭性を高めるのに有効で、その
効果は0.15％未満では十分でなく、一方0.5％を
超えると効果が飽和する。 Alは溶接熱影響部靭性に直接関係するもので
はないが、母材において、Ｂが鋼中のＮによつて
BNとなつて、Ｂの焼入れ性増大効果が消失する
のを防止するのに役立つ成分で、0.04％以上を必
要とする。しかしながら過剰のAlは酸化物を形
成して鋼の清浄度を著しく劣化させ、靭性を害す
る。したがつて上限を0.10％に制限する。 Ｂは本発明において最も重要な添加元素で、溶
接熱影響部の焼入性を安定させ、靭性確保に有効
である。その下限は0.0005％が顕著な効果を認め
られる最低限であるので0.0005％とし、また過剰
なＢはかえつて焼入性を損なうので上限を0.0015
％とした。 さらに本発明においてはＶ、Nbを実質的に含
まないことも重要な要件の一つである。即ちＶ、
Nbは供に炭化物形成元素であり、応力除去焼な
ましの際析出脆化の原因となる。従つて低く制限
するほど望ましく止むを得ず不可避的に含まれる
場合には、夫々0.015％以下とすべきである。 また本発明においては次式で表わされる炭素当
量 Ceq.＝Ｃ＋Si／24＋Mn／６＋Ni／40 ＋Cr／５＋Mo／４＋Ｖ／14 が0.51％以下であることを最大の骨子とするもの
である。即ち、このCeq.の式は日本溶接協会
（WES）の炭素当量式であつて、Ceq.0.51％を
満足すると、Ｂの存在下において溶接熱影響部に
おける上部ベーナイトの発生が抑制されるととも
に、下部ベーナイトが多く発生するようになり、
溶接まゝにおいては、溶接熱影響部の靭性がすぐ
れたものになり、さらに応力除去焼なまし後の靭
性はさらにすぐれたものになる。 なおCeqが0.51％以下であれば低入熱、大入熱
にかかわらず、良好な靭性が得られるが、特に全
入熱範囲で安定した効果を期待する場合には、
Ceqを0.40〜0.51％の範囲とするのが望ましい。 次に本発明の効果を実施例についてさらに具体
的に説明する。 （実施例） 第１表に供試鋼の板厚と組成を示す。鋼１〜４
は本発明鋼で５〜10は比較鋼である。 第２表に応力除去焼なまし後の母材の引張強さ
と溶接熱影響部のシヤルピー値を示す。 本発明鋼（板厚27〜100mm）は、いずれの入熱
での溶接においても、応力除去焼なまし後の溶接
熱影響部は良好なシヤルピー値を有する。鋼５は
低入熱（18kJ／cm）の場合、シヤルピー値が低
い。これはＣ量が高いためである。 鋼６はＰ量が高いためシヤルピー値が低い。こ
は焼戻し脆性の影響である。鋼７、８はＶまたは
Nbの析出脆化でシヤルピー値が低い。鋼９は低
入熱溶接（18〜35kJ／cm）ではシヤルピー値は
良好であるが、大入熱溶接（55kJ／cm）では低
下する。これはＢを含有していないためである。 鋼10はCeq.が高いため、低入熱溶接でシヤルピ
ー値が低い。
【表】
【表】
し後を示す。
（発明の効果） このように、本発明に従つて成分範囲と炭素当
量を限定した鋼は、広範囲な溶接条件で溶接し、
さらにその後応力除去焼なましを行つても、その
溶接熱影響部は、海洋構造物として必要で十分な
衝撃値を有していることが明らかであり、工業の
発展に極めて多大な貢献をなし得たと認ずること
ができる。
（発明の効果） このように、本発明に従つて成分範囲と炭素当
量を限定した鋼は、広範囲な溶接条件で溶接し、
さらにその後応力除去焼なましを行つても、その
溶接熱影響部は、海洋構造物として必要で十分な
衝撃値を有していることが明らかであり、工業の
発展に極めて多大な貢献をなし得たと認ずること
ができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量％で Ｃ：0.08〜0.14％、Si：0.10〜0.40％、 Mn：0.5〜1.3％、Cr：0.2〜0.49％、 Ni：1.1〜3.0％、Mo：0.15〜0.5％、 Ｂ：0.0005〜0.0015％、Al：0.04〜0.10％、 ｐ：0.008％以下、Ｓ：0.007％以下 を含み、残部Fe及び不可避不純物からなり、か
つ下記の炭素当量式で表わされるCeqが0.51％以
下であることを特徴とする応力除去焼なまし後の
溶接熱影響部靭性のすぐれた海洋構造物用高張力
鋼。 但し、 Ceq.＝Ｃ＋Si／24＋Mn／６＋Ni／40 ＋Cr／５＋Mo／４＋Ｖ／14。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12927784A JPS619559A (ja) | 1984-06-25 | 1984-06-25 | 応力除去焼なまし後の溶接熱影響部靭性のすぐれた海洋構造物用高張力鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12927784A JPS619559A (ja) | 1984-06-25 | 1984-06-25 | 応力除去焼なまし後の溶接熱影響部靭性のすぐれた海洋構造物用高張力鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS619559A JPS619559A (ja) | 1986-01-17 |
| JPS634902B2 true JPS634902B2 (ja) | 1988-02-01 |
Family
ID=15005606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12927784A Granted JPS619559A (ja) | 1984-06-25 | 1984-06-25 | 応力除去焼なまし後の溶接熱影響部靭性のすぐれた海洋構造物用高張力鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS619559A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7644907B2 (en) | 2006-12-28 | 2010-01-12 | Schlumberger Technology Corporation | Drum for a well access line |
| JP7381838B2 (ja) * | 2019-06-17 | 2023-11-16 | 日本製鉄株式会社 | 鋼板 |
-
1984
- 1984-06-25 JP JP12927784A patent/JPS619559A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS619559A (ja) | 1986-01-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |