JP6682967B2 - Steel plate and method of manufacturing the same - Google Patents
Steel plate and method of manufacturing the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP6682967B2 JP6682967B2 JP2016076240A JP2016076240A JP6682967B2 JP 6682967 B2 JP6682967 B2 JP 6682967B2 JP 2016076240 A JP2016076240 A JP 2016076240A JP 2016076240 A JP2016076240 A JP 2016076240A JP 6682967 B2 JP6682967 B2 JP 6682967B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plate thickness
- less
- thick steel
- rolling
- grain size
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
本発明は、厚鋼板およびその製造方法に関する。特に、脆性亀裂伝播停止特性(以下、アレスト性ともいう。)に優れた、板厚が70mmを超える厚鋼板およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a thick steel plate and a manufacturing method thereof. In particular, the present invention relates to a thick steel plate having a brittle crack propagation stopping property (hereinafter, also referred to as arrestability) and a plate thickness of more than 70 mm, and a manufacturing method thereof.
船舶、海洋構造物、低温貯蔵タンク、ならびに、建築および土木構造物に代表される大型構造物に対しては、破壊に対する安全性を担保する必要がある。特に、脆性破壊がひとたび発生すると高速かつ長範囲にわたって破壊が進むため、環境および経済に甚大な影響を与えうる。 For ships, offshore structures, cold storage tanks, and large structures represented by construction and civil engineering structures, it is necessary to ensure safety against destruction. In particular, once brittle fracture occurs, the fracture progresses at high speed and over a long range, which can have a great impact on the environment and economy.
近年、コンテナ船では、海上輸送の高効率化を目的に、10000TEUを超えるような大型コンテナ船の需要が増加している。そのため、コンテナ船に使用される鋼材は、高強度で、かつ、厚肉であることが要求されている。特に、コンテナ船の重要部材である船体上部のアッパーデッキまたはハッチサイドコーミングに使用される鋼材については、脆性破壊が起きたとしても脆性破壊の進展を停止するアレスト特性が付与された高強度厚肉材の適用が進んでいる。一般的に、強度が高くなり、かつ、板厚が増加すると、脆性破壊の発生および伝播に対する抵抗は小さくなる。そのため、従来使用されていた鋼材よりも高度な鋼材を開発する必要がある。 In recent years, with respect to container ships, the demand for large container ships exceeding 10,000 TEU has been increasing for the purpose of improving the efficiency of marine transportation. Therefore, steel materials used for container ships are required to have high strength and thick wall. Especially for steel materials used for upper deck or hatchside coaming on the upper hull, which is an important member of container vessels, even if brittle fracture occurs, high-strength thick-walled materials with arrest characteristics are added to stop the progress of brittle fracture. The application of wood is progressing. Generally, as strength increases and plate thickness increases, resistance to the occurrence and propagation of brittle fracture decreases. Therefore, it is necessary to develop a steel material that is more sophisticated than the steel materials that have been conventionally used.
例えば、特許文献1には、各組織の面積率および結晶粒径に相当する結晶粒界密度を規定し、さらに1/4t部の{100}面を有する組織分率、1/2t部の{110}面を有する組織分率を規定することで、良好なアレスト特性を担保した高強度厚鋼板が開示されている。 For example, in Patent Document 1, the area ratio of each structure and the crystal grain boundary density corresponding to the crystal grain size are defined, and the structure fraction having the {100} plane of ¼t part and the {t of 1 / 2t part} A high-strength thick steel sheet that secures good arrest characteristics by defining a structural fraction having a 110} plane is disclosed.
特許文献2では、ミクロ組織および表層で形成される組織の粒径および硬さ、ならびに、中心部の粒径を規定し、さらに、各板厚位置での(100)面の面積率を規定することで、良好なアレスト特性を担保した高強度厚鋼板が開示されている。 In Patent Document 2, the grain size and hardness of the microstructure and the texture formed in the surface layer, and the grain size of the central portion are defined, and further, the area ratio of the (100) plane at each plate thickness position is defined. Therefore, a high-strength thick steel plate ensuring good arrest characteristics is disclosed.
特許文献3では、ミクロ組織および表層で形成される粗大粒の存在率、ならびに、中心部の粒径を規定し、さらに、各板厚位置での(100)面の面積率を規定することで、良好なアレスト特性を担保した高強度厚鋼板が開示されている。 In Patent Document 3, the existence ratio of coarse grains formed in the microstructure and the surface layer and the grain size of the central portion are defined, and further, the area ratio of the (100) plane at each plate thickness position is defined. , A high-strength steel plate with good arrest characteristics is disclosed.
特許文献4では、ミクロ組織および板厚中心部の粒径を規定し、良好なアレスト特性を担保した厚鋼板が開示されている。厚鋼板の製造時には、板厚中心部の温度を制御しながら最適な圧下を与えることを特徴としている。 Patent Document 4 discloses a thick steel plate that defines a microstructure and a grain size at the center of the plate thickness and ensures good arrest characteristics. At the time of manufacturing a thick steel plate, it is characterized by giving an optimum reduction while controlling the temperature of the central portion of the plate thickness.
特許文献5では、表層および板厚中心部の結晶粒径、ならびに、集合組織を規定し、良好なアレスト特性を担保した厚手高強度鋼板が開示されている。
特許文献6では、ミクロ組織および表層の粗大なフェライトを抑制し、さらにセメンタイトのサイズを制御し、また、アレスト特性を満足するため必要な有効結晶粒径の最大値をNi量と板厚とから計算することにより、良好なアレスト特性を担保した厚手高強度鋼板が開示されている。厚鋼板の製造時にも同様に、Ni量と板厚とから必要な圧延温度を規定することを特徴としている。 In Patent Document 6, the microstructure and the coarse ferrite in the surface layer are suppressed, the size of cementite is further controlled, and the maximum value of the effective crystal grain size necessary to satisfy the arrest characteristics is determined from the Ni content and the plate thickness. A thick high-strength steel sheet that ensures good arrest characteristics by calculation is disclosed. Similarly, at the time of manufacturing a thick steel plate, the required rolling temperature is specified from the amount of Ni and the plate thickness.
特許文献7では、焼き戻し時の昇温速度、表面および内部の温度状態、ならびに、焼き戻し温度を規定することで、良好なアレスト特性を担保した厚手高強度鋼板の製造方法が開示されている。 Patent Document 7 discloses a method for manufacturing a thick high-strength steel sheet that ensures good arrest characteristics by defining the temperature rising rate during tempering, the surface and internal temperature states, and the tempering temperature. .
特許文献8では、工業的に安定的かつ効率的な製造が可能な厚手高強度鋼板の製造方法であって、加速冷却後から焼き戻しまでの時間を規定することで、良好なアレスト特性を担保した厚手高強度鋼板の製造方法が開示されている。 Patent Document 8 is a method for producing a thick high-strength steel sheet that is industrially stable and can be efficiently produced, and by regulating the time from accelerated cooling to tempering, good arrest characteristics are ensured. There is disclosed a method for producing the thick and high strength steel sheet.
特許文献9では、1次仕上圧延および2次仕上圧延において、最適な温度で最適な圧下を行うことで、良好なアレスト特性を担保した厚手高強度鋼板の製造方法が開示されている。 Patent Document 9 discloses a method for manufacturing a thick high-strength steel sheet that ensures good arrest characteristics by performing optimal reduction at an optimal temperature in primary finish rolling and secondary finish rolling.
特許文献10では、比較的低温で圧延し、さらに、仕上圧延後の鋼板の表面温度を制御して表層の結晶粒を微細化させることで、良好なアレスト特性を担保した厚手高強度鋼板の製造方法が開示されている。
In
一般的に、板厚が増加すると板厚中央部の焼入れ性が低下するため、必要な強度が得られない。板厚が70mm以下の領域では、冷却速度を増加させることで焼入れ性不足を補うことができる。しかしながら、板厚が70mmを超えると、板厚中央部の冷却速度は板厚に依存して決まる。そのため、成分を最適化することで強度を担保しつつ、さらに良好なアレスト特性を付与させるためのミクロ組織、ならびに、加熱および圧延条件を見出す必要があった。 Generally, as the plate thickness increases, the hardenability of the central part of the plate thickness decreases, so that the required strength cannot be obtained. In the region where the plate thickness is 70 mm or less, the insufficient hardenability can be compensated by increasing the cooling rate. However, when the plate thickness exceeds 70 mm, the cooling rate in the central part of the plate thickness is determined depending on the plate thickness. Therefore, it has been necessary to find a microstructure and heating and rolling conditions for imparting better arrest characteristics while ensuring strength by optimizing the components.
アレスト特性の確保に関しては、一般的に、結晶粒の微細化を推進することが望ましいとされている。しかしながら、板厚が70mmを超えると、従来知見されている結晶粒径を実現させるためには、成分および製造条件を調整するだけでアレスト性を確保することは難しく、表層から板厚内部に至るまでのミクロ組織を精緻に制御する必要があった。 In order to ensure the arrest characteristics, it is generally considered desirable to promote the refinement of crystal grains. However, when the plate thickness exceeds 70 mm, it is difficult to secure the arrestability only by adjusting the components and manufacturing conditions in order to realize the conventionally known crystal grain size, and it is difficult to secure the arrestability from the surface layer to the inside of the plate thickness. It was necessary to precisely control the microstructure up to.
本発明は、このような現状に鑑み、アレスト性に優れた、板厚が70mmを超える厚鋼板およびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a thick steel plate having excellent arrestability and a plate thickness of more than 70 mm, and a manufacturing method thereof.
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討を行った結果、下記の知見を得るに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have obtained the following findings.
まず、鋼板の高強度厚肉化にあたり、成分の見直しを行った。 First, the components were reviewed to increase the strength and thickness of steel sheets.
海洋構造物に用いられる鋼材をベースに、強度を上げる成分および靭性の影響について、板厚が100mmの鋼材を用いて検討した。Ni、MoおよびVについて、添加量および靭性の関係を調査したところ、Niは添加量によらず靭性の低下がみられなかったが、MoおよびVは添加量が多くなると著しく靭性が低下した。このことから、極厚の鋼材に関しては、Niが強度および靭性の向上に最も適した元素であることが分かった。ただし、MoおよびVも、添加量を制限すれば、強度を上昇させるだけでなく、一定の靭性を確保できることが分かった。なお、vTrsが−80℃までを許容値とした場合、V含有量の上限値は0.15%、Mo含有量の上限値は0.35%となる。 Based on the steel materials used for offshore structures, the influence of the components that increase the strength and toughness were examined using steel materials with a plate thickness of 100 mm. When the relationship between the added amount and toughness of Ni, Mo and V was investigated, Ni did not show a decrease in toughness regardless of the added amount, but Mo and V showed a marked decrease in toughness when the added amount increased. From this, it was found that Ni is the most suitable element for improving the strength and toughness of the extremely thick steel material. However, it has been found that Mo and V can not only increase the strength but also ensure a certain toughness by limiting the addition amount. When vTrs has an allowable value up to −80 ° C., the upper limit value of V content is 0.15% and the upper limit value of Mo content is 0.35%.
次に、板厚が70〜100mmの各種成分が添加された鋼材を用いて、EH47の強度規格を満足するために必要な炭素当量(Ceq.)および各板厚の中心部の強度の関係について、圧延条件およびテンパー条件を変えて調査した。その結果、板厚が70mmの場合にはCeq.を0.40以上とすること、板厚が100mmの場合にはCeq.を0.47以上とすることで、EH47の強度規格を満足できることが分かった。また、Ceq.を0.52以上とすると、必要以上に強度が高くなり、靭性が低下することが分かった。 Next, regarding the relationship between the carbon equivalent (Ceq.) Required to satisfy the strength standard of EH47 and the strength of the central portion of each plate thickness, using a steel material having a plate thickness of 70 to 100 mm to which various components have been added The rolling conditions and the tempering conditions were changed and investigated. As a result, the strength standard of EH47 can be satisfied by setting the Ceq. To 0.40 or more when the plate thickness is 70 mm and setting the Ceq. To 0.47 or more when the plate thickness is 100 mm. Do you get it. It was also found that when Ceq. Is 0.52 or more, the strength becomes unnecessarily high and the toughness decreases.
さらに、本発明者らは、板厚が70mmを超える厚鋼板において、アレスト特性を確保するために、組織およびその粒径に着目した。一般的に、結晶粒径を小さくすれば、アレスト特性は向上すると言われている。また、板厚が70mmを超える厚鋼板では、鋼板内部を急速に冷却することが困難であるため、鋼板内部にフェライト組織が必ず発現する。そこで、フェライト−ベイナイト組織からなる板厚が70mmを超える厚鋼板について、有効結晶粒径、フェライト分率およびベイナイト粒径の関係について調査した。 Further, the inventors of the present invention focused on the structure and the grain size thereof in order to secure arrest characteristics in a thick steel plate having a plate thickness of more than 70 mm. Generally, it is said that the arrest property is improved by decreasing the crystal grain size. Further, in a thick steel plate having a plate thickness of more than 70 mm, it is difficult to rapidly cool the inside of the steel plate, and therefore, a ferrite structure is necessarily developed inside the steel plate. Therefore, the relationship between the effective crystal grain size, the ferrite fraction and the bainite grain size was investigated for a thick steel plate having a ferrite-bainite structure and a plate thickness exceeding 70 mm.
図1は、フェライト分率と平均有効結晶粒径との関係を示すグラフである。図1から分かるように、フェライト分率の増加により有効結晶粒径が微細化される。良好なアレスト特性を得るためには、フェライト分率を増加させることが有効である。しかしながら、フェライト分率の過度の増加は、強度の低下をもたらす。そのため、厚肉高強度材においては、フェライト分率の増加による有効結晶粒径の微細化は有効でない。そこで、ベイナイト粒径と有効結晶粒径との関係について着目した。図2は、ベイナイト粒径と平均有効結晶粒径との関係を示すグラフである。図2から分かるように、有効結晶粒径は、ベイナイト粒径の微細化により微細化する。よって、鋼板強度を満たすフェライト分率を一定量確保し、かつ、ベイナイト粒径を微細化できれば、著しくアレスト特性を向上できると考えた。そこで、ベイナイト組織の微細化について、同一組成のスラブ厚305mmの材料を用いて、CR率について検討した。その結果、CR率の増加では、顕著にベイナイト粒径が微細化しなかった。これは、CR率を確保するためには、再結晶域で行われる1次圧延の圧下量を確保する必要があるが、前記圧下量が確保できなかったため、オーステナイト粒が微細化せず、CR率上昇の効果が得られなかったためだと考えられる。そのため、先ほどと同一のスラブを用いて、加熱温度の影響について検討した。図3は、加熱温度と、板厚中央部のベイナイトおよびフェライトの平均粒径との関係を示すグラフである。図3から分かるように、加熱温度を変えて80mmの厚鋼板を作製したところ、フェライト粒径はほぼ一定であるが、平均のベイナイト粒径は、加熱温度の低下とともに著しく微細化された。 FIG. 1 is a graph showing the relationship between the ferrite fraction and the average effective crystal grain size. As can be seen from FIG. 1, the effective crystal grain size is refined due to the increase in the ferrite fraction. Increasing the ferrite fraction is effective for obtaining good arrest characteristics. However, an excessive increase in the ferrite fraction causes a decrease in strength. Therefore, in the thick and high strength material, it is not effective to reduce the effective crystal grain size by increasing the ferrite fraction. Therefore, attention was paid to the relationship between the bainite grain size and the effective crystal grain size. FIG. 2 is a graph showing the relationship between the bainite grain size and the average effective crystal grain size. As can be seen from FIG. 2, the effective crystal grain size becomes finer as the bainite grain size becomes finer. Therefore, it was considered that the arrest characteristics could be remarkably improved if a certain amount of ferrite satisfying the steel plate strength was secured and the bainite grain size was made fine. Therefore, with respect to the refinement of the bainite structure, the CR rate was examined using a material having the same composition and a slab thickness of 305 mm. As a result, the bainite grain size was not significantly refined as the CR rate increased. This is because, in order to secure the CR rate, it is necessary to secure the reduction amount of the primary rolling performed in the recrystallization region, but since the reduction amount could not be secured, the austenite grains did not become fine, and the CR This is probably because the effect of increasing the rate was not obtained. Therefore, using the same slab as before, we examined the effect of heating temperature. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the heating temperature and the average grain size of bainite and ferrite in the central portion of the plate thickness. As can be seen from FIG. 3, when a heating steel plate having a thickness of 80 mm was produced by changing the heating temperature, the ferrite grain size was almost constant, but the average bainite grain size was remarkably refined as the heating temperature was lowered.
また、同一組成のスラブを用い、製造条件を変えて板厚が80mmの厚鋼板を作製し、ESSO試験を実施した結果、フェライト分率、フェライト粒径、および、有効結晶粒径が変わらないにもかかわらず、アレスト特性が大きく異なる場合があった。例えば、1050℃でスラブ加熱を行い、仕上圧延を730℃または780℃で行った厚鋼板については、フェライト分率およびフェライト粒径はほぼ変わらなかった。また、有効結晶粒径についても、780℃仕上圧延の厚鋼板で、19.0μm(板厚をtとするときの1/4t部、以下、単に「1/4t」とする。)、24.0μm(板厚をtとするときの1/2t部、以下、単に「1/2t」とする。)、730℃仕上圧延の厚鋼板で17.6μm(1/4t)、22.8μm(1/2t)とさほど変わらなかった。しかしながら、アレスト特性については、−10℃におけるKca値がそれぞれ596N/mm1.5、7007N/mm1.5であり、一桁異なる結果となった。そこで、これらの厚鋼板について詳細に調べたところ、厚鋼板の表層部の組織が大きく異なることが判明した。高アレスト特性が得られた730℃仕上圧延の厚鋼板では、組織が圧延方向に沿って扁平な組織となっており、この組織が初期段階で厚鋼板に亀裂が入るのを防止しているものと考えられる。 Further, using a slab having the same composition, a thick steel plate having a plate thickness of 80 mm was manufactured under different manufacturing conditions, and an ESSO test was carried out. As a result, the ferrite fraction, the ferrite grain size, and the effective crystal grain size did not change. Nevertheless, there were cases where the arrest characteristics were significantly different. For example, with respect to the thick steel plate which was slab heated at 1050 ° C. and finish-rolled at 730 ° C. or 780 ° C., the ferrite fraction and the ferrite grain size were almost unchanged. Also, regarding the effective crystal grain size, in a thick steel plate subjected to finish rolling at 780 ° C., 19.0 μm (1/4 t part when the plate thickness is t, hereinafter simply referred to as “1/4 t”), 24. 0 μm (1/2 t part when the plate thickness is t, hereinafter simply referred to as “1/2 t”), 17.6 μm (1/4 t), 22.8 μm (1 / 2t) was not so different. However, for the arrest characteristics, Kca value respectively 596N / mm 1.5 at -10 ° C., was 7007N / mm 1.5, became one digit different results. Then, when these thick steel plates were examined in detail, it was found that the structures of the surface layers of the thick steel plates were significantly different. In the thick steel plate of 730 ° C finish rolling with high arrest characteristics, the structure has a flat structure along the rolling direction, and this structure prevents the thick steel plate from cracking at the initial stage. it is conceivable that.
したがって、高強度、かつ、高アレスト特性を有する板厚が70mmを超える厚鋼板とするためには、フェライト分率、ベイナイト粒径および有効結晶粒径を規定することに加え、厚鋼板の表層部を規定する必要があることが分かった。 Therefore, in order to obtain a thick steel sheet having a high strength and high arrestability and a thickness exceeding 70 mm, in addition to defining the ferrite fraction, bainite grain size and effective crystal grain size, the surface layer portion of the thick steel plate It was found necessary to specify.
本発明は、上記の知見を基礎としてなされたものであり、その要旨は、下記に示す厚鋼板およびその製造方法にある。 The present invention has been made on the basis of the above findings, and its gist resides in the thick steel plate and the manufacturing method thereof described below.
(1)板厚が70mmを超える厚鋼板であって、
化学組成が、質量%で、
C:0.04〜0.12%、
Si:0.05〜0.50%、
Mn:1.30〜2.20%、
P:0.020%以下、
S:0.010%以下、
Cu:0.05〜1.00%、
Ni:0.05〜1.50%、
Nb:0.005〜0.050%、
Ti:0.005〜0.050%、
sol.Al:0.005〜0.060%、
N:0.001〜0.010%、
Cr:0〜0.50%、
Mo:0〜0.35%、
V:0〜0.15%、
B:0〜0.0030%、
Ca:0〜0.010%、
Mg:0〜0.0050%、
REM:0〜0.0050%、ならびに、
残部:Feおよび不純物であり、
下記式(i)で示されるCeq.が0.40〜0.52であり、かつ、
下記(a)〜(d)を満足する、厚鋼板。
(a)表層5mm以内の組織は圧延方向に伸長した組織を形成し、この組織の平均アスペクト比は1.5以上である。
(b)鋼板内部のミクロ組織はフェライトおよびベイナイトの複合組織を有し、板厚の1/4t部のフェライト分率が15.0〜40.0%、板厚の1/2t部のフェライト分率が10.0〜40.0%であり、かつ、各板厚位置において、フェライトおよびベイナイト以外の組織を面積%で合計5%未満(0%を含む)有する。
(c)板厚の1/4t部の平均ベイナイト粒径が25.0μm以下、かつ、板厚の1/2t部の平均ベイナイト粒径が35.0μm以下である。
(d)板厚の1/4t部の平均有効結晶粒径が22.0μm以下、かつ、板厚の1/2t部の平均有効結晶粒径が32.0μm以下である。
Ceq.=C+Mn/6+(Cu+Ni)/15+(Cr+Mo+V)/5・・・(i)
(1) A thick steel plate having a thickness of more than 70 mm,
The chemical composition is% by mass,
C: 0.04 to 0.12%,
Si: 0.05 to 0.50%,
Mn: 1.30 to 2.20%,
P: 0.020% or less,
S: 0.010% or less,
Cu: 0.05 to 1.00%,
Ni: 0.05-1.50%,
Nb: 0.005 to 0.050%,
Ti: 0.005 to 0.050%,
sol. Al: 0.005-0.060%,
N: 0.001-0.010%,
Cr: 0 to 0.50%,
Mo: 0 to 0.35%,
V: 0 to 0.15%,
B: 0 to 0.0030%,
Ca: 0 to 0.010%,
Mg: 0 to 0.0050%,
REM: 0 to 0.0050%, and
The balance: Fe and impurities,
Ceq. Represented by the following formula (i). Is 0.40 to 0.52, and
A thick steel plate that satisfies the following (a) to (d).
(A) A structure within 5 mm of the surface layer forms a structure elongated in the rolling direction, and the average aspect ratio of this structure is 1.5 or more.
(B) The microstructure inside the steel sheet has a composite structure of ferrite and bainite, the ferrite fraction of 1/4 t part of the plate thickness is 15.0 to 40.0%, and the ferrite content of 1/2 t part of the plate thickness. The ratio is 10.0 to 40.0%, and the structure other than ferrite and bainite has a total of less than 5% (including 0%) in area% at each plate thickness position.
(C) The average bainite particle size of 1/4 t part of the plate thickness is 25.0 μm or less, and the average bainite particle size of 1/2 t part of the plate thickness is 35.0 μm or less.
(D) The average effective crystal grain size of 1/4 t part of the plate thickness is 22.0 μm or less, and the average effective crystal grain size of 1/2 t part of the plate thickness is 32.0 μm or less.
Ceq. = C + Mn / 6 + (Cu + Ni) / 15 + (Cr + Mo + V) / 5 (i)
(2)前記化学組成が、質量%で、
Cr:0.05〜0.50%、
Mo:0.05〜0.35%、および、
V:0.005〜0.15%、
から選択される1種以上を含有する、前記(1)に記載の厚鋼板。
(2) The chemical composition is represented by mass%
Cr: 0.05 to 0.50%,
Mo: 0.05 to 0.35%, and
V: 0.005-0.15%,
The thick steel plate according to (1) above, containing one or more selected from the following.
(3)前記化学組成が、質量%で、
B:0.0003〜0.0030%、
を含有する、前記(1)または(2)に記載の厚鋼板。
(3) the chemical composition is expressed in mass%;
B: 0.0003 to 0.0030%,
The thick steel plate according to (1) or (2) above, which comprises:
(4)前記化学組成が、質量%で、
Ca:0.0005〜0.010%、
Mg:0.0005〜0.0050%、および、
REM:0.0005〜0.0050%、
から選択される1種以上を含有する、前記(1)〜(3)のいずれか一つに記載の厚鋼板。
(4) The chemical composition is represented by mass%,
Ca: 0.0005 to 0.010%,
Mg: 0.0005 to 0.0050%, and
REM: 0.0005 to 0.0050%,
The thick steel plate according to any one of (1) to (3), which contains one or more selected from the following.
(5)前記(1)〜(4)のいずれか一つに記載の厚鋼板を製造する方法であって、
前記(1)〜(4)のいずれか一つに記載の組成を有する鋼片を、板厚中心部がAc3〜1000℃未満になるように加熱し、
板厚中心部がAc3〜1000℃未満の温度域において、累積圧下率を15.0〜60.0%、各パスの平均圧下率を3.5%以上で粗圧延を行った後、
板厚中心部がAr3〜950℃の温度域において、累積圧下率を40%以上、各パスの平均圧下率を5.0%以上で仕上圧延を行い、
さらに、この仕上圧延の最終パス開始温度を板厚表面でAr3−20℃〜Ar3+30℃として圧延を完了し、
次いで、加速冷却を開始し、表面温度が550℃以下まで加速冷却を行う、厚鋼板の製造方法。
(5) A method for manufacturing the thick steel sheet according to any one of (1) to (4) above,
Heating a steel slab having the composition according to any one of (1) to (4) so that the center part of the plate thickness is Ac 3 to less than 1000 ° C.,
In the temperature range in which the sheet thickness center portion is Ac 3 to less than 1000 ° C., after performing rough rolling at a cumulative reduction ratio of 15.0 to 60.0% and an average reduction ratio of each pass of 3.5% or more,
In the temperature range where the plate thickness center portion is
Furthermore, the final pass start temperature of this finish rolling is set to Ar 3 −20 ° C. to Ar 3 + 30 ° C. on the surface of the plate thickness to complete the rolling,
Next, a method for manufacturing a thick steel sheet, in which accelerated cooling is started and the surface temperature is accelerated cooled to 550 ° C or lower.
(6)前記加速冷却終了後、350〜650℃の温度で焼戻し処理を行う、前記(5)に記載の厚鋼板の製造方法。 (6) The method for manufacturing a thick steel sheet according to (5), wherein after the accelerated cooling, tempering treatment is performed at a temperature of 350 to 650 ° C.
本発明によれば、アレスト性に優れた、板厚が70mmを超える厚鋼板およびその製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a thick steel plate having excellent arrestability and a plate thickness of more than 70 mm, and a manufacturing method thereof.
以下、本発明の各要件について詳しく説明する。 Hereinafter, each requirement of the present invention will be described in detail.
(A)化学組成について
各元素の作用効果と、含有量の限定理由は下記のとおりである。なお、以下の説明において含有量についての「%」は、「質量%」を意味する。
(A) Chemical composition The effects of each element and the reasons for limiting the content are as follows. In addition, in the following description, "%" regarding the content means "mass%".
C:0.04〜0.12%
Cは、鋼材の強度を高める元素である。C含有量が0.04%未満では、この効果が得られない。一方、C含有量が0.12%を超えると、強度の上昇により靭性の低下、溶接性の劣化、および、溶接熱影響部(HAZ:Heat Affected Zone)の靭性が劣化する。また、アレスト特性が低下する。したがって、C含有量は0.04〜0.12%とする。C含有量は、0.05%以上であることが好ましく、0.09%以下であることが好ましい。
C: 0.04 to 0.12%
C is an element that enhances the strength of the steel material. If the C content is less than 0.04%, this effect cannot be obtained. On the other hand, when the C content exceeds 0.12%, the toughness decreases due to the increase in strength, the weldability deteriorates, and the toughness of the heat affected zone (HAZ: Heat Affected Zone) deteriorates. Moreover, the arrest characteristics are deteriorated. Therefore, the C content is 0.04 to 0.12%. The C content is preferably 0.05% or more, and preferably 0.09% or less.
Si:0.05〜0.50%
Siは、脱酸元素および強度に有効な元素である。Si含有量が0.05%未満では、これらの効果が得られない。一方、Si含有量が0.50%を超えると、HAZが硬化することにより靭性が低下する。したがって、Si含有量は0.05〜0.50%とする。Si含有量は、0.10%以上であることが好ましく、0.30%以下であることが好ましい。
Si: 0.05 to 0.50%
Si is a deoxidizing element and an element effective for strength. If the Si content is less than 0.05%, these effects cannot be obtained. On the other hand, when the Si content exceeds 0.50%, the HAZ is hardened and the toughness is reduced. Therefore, the Si content is set to 0.05 to 0.50%. The Si content is preferably 0.10% or more, and preferably 0.30% or less.
Mn:1.30〜2.20%
Mnは、鋼の焼入れ性を高め、鋼材の強度および靭性を高める元素である。Mn含有量が1.30%未満では、これらの効果が得られない。一方、Mn含有量が2.20%を超えると、中心偏析が顕著となり板厚中心部の靭性が顕著に低下する。また、アレスト特性が低下する。したがって、Mn含有量は1.30〜2.20%とする。Mn含有量は、1.60%以上であることが好ましく、2.00%以下であることが好ましい。
Mn: 1.30 to 2.20%
Mn is an element that enhances the hardenability of steel and enhances the strength and toughness of steel. If the Mn content is less than 1.30%, these effects cannot be obtained. On the other hand, when the Mn content exceeds 2.20%, the center segregation becomes remarkable and the toughness at the center part of the plate thickness remarkably decreases. Moreover, the arrest characteristics are deteriorated. Therefore, the Mn content is set to 1.30 to 2.20%. The Mn content is preferably 1.60% or more, and preferably 2.00% or less.
P:0.020%以下
Pは不純物元素であり、鋼材の機械的特性を低下させ、特に、低温靭性を低下させる。したがって、P含有量は0.020%以下とする。P含有量は0.015%以下であることが好ましく、なるべく低い方がより好ましい。
P: 0.020% or less P is an impurity element and deteriorates the mechanical properties of the steel material, and particularly deteriorates the low temperature toughness. Therefore, the P content is 0.020% or less. The P content is preferably 0.015% or less, more preferably as low as possible.
S:0.010%以下
Sは不純物元素であり、Mnと結合してMnSを形成し、鋼材の低温靭性を低下させる。したがって、S含有量は0.010%以下とする。S含有量は0.005%以下であることが好ましく、なるべく低い方がより好ましい。
S: 0.010% or less S is an impurity element and combines with Mn to form MnS, which lowers the low temperature toughness of the steel material. Therefore, the S content is 0.010% or less. The S content is preferably 0.005% or less, more preferably as low as possible.
Cu:0.05〜1.00%
Cuは、鋼に固溶して靭性を損なわずに強度を高めることができ、アレスト特性を改善する元素である。Cu含有量が0.05%未満では、これらの効果が得られない。一方、Cu含有量が1.00%を超えると、析出物増加によりアレスト特性の劣化をきたし、さらに、熱間での加工の際、表面に微小な割れを発生させる。したがって、Cu含有量は0.05〜1.00%とする。Cu含有量は0.20%以上であることが好ましく、0.50%以下であることが好ましい。
Cu: 0.05-1.00%
Cu is an element capable of forming a solid solution in steel to increase strength without impairing toughness and improving arrest characteristics. If the Cu content is less than 0.05%, these effects cannot be obtained. On the other hand, if the Cu content exceeds 1.00%, the precipitation characteristics increase due to an increase in precipitates, and further, minute cracks occur on the surface during hot working. Therefore, the Cu content is 0.05 to 1.00%. The Cu content is preferably 0.20% or more, and preferably 0.50% or less.
Ni:0.05〜1.50%
Niは、鋼に固溶して靭性を損なわずに強度を高めることができ、アレスト特性を改善する元素である。Ni含有量が0.05%未満では、これらの効果が得られない。一方、Niは高価な元素であり、過剰添加はコストの上昇を招く。したがって、Ni含有量は0.05〜1.50%とする。Ni含有量は、0.30%以上であることが好ましく、1.10%以下であることが好ましい。
Ni: 0.05-1.50%
Ni is an element capable of forming a solid solution in steel to enhance strength without impairing toughness and improving arrest characteristics. If the Ni content is less than 0.05%, these effects cannot be obtained. On the other hand, Ni is an expensive element, and excessive addition causes an increase in cost. Therefore, the Ni content is 0.05 to 1.50%. The Ni content is preferably 0.30% or more, and preferably 1.10% or less.
Nb:0.005〜0.050%
Nbは、本発明の鋼板において重要な元素である。Nbは、微量の添加により、未再結晶オーステナイト域を拡大し、組織微細化による強度およびアレスト特性の改善に寄与する。さらに、変態強化および析出強化に寄与する。Nb含有量が0.005%未満では、上記効果が得られない。一方、Nb含有量が0.050%を超えると、粗大な析出物が生成し、アレスト特性が劣化するだけでなく、HAZ靭性を著しく劣化させる。したがって、Nb含有量は0.005〜0.050%とする。Nb含有量は、0.007%以上であることが好ましく、0.020%以下であることが好ましい。
Nb: 0.005-0.050%
Nb is an important element in the steel sheet of the present invention. Nb expands the non-recrystallized austenite region by adding a trace amount, and contributes to the improvement of strength and arrest properties due to the refinement of the structure. Further, it contributes to transformation strengthening and precipitation strengthening. If the Nb content is less than 0.005%, the above effect cannot be obtained. On the other hand, when the Nb content exceeds 0.050%, coarse precipitates are formed, and not only the arrest characteristics are deteriorated but also the HAZ toughness is significantly deteriorated. Therefore, the Nb content is set to 0.005 to 0.050%. The Nb content is preferably 0.007% or more, and preferably 0.020% or less.
Ti:0.005〜0.050%
Tiは、本発明の鋼板において重要な元素である。Tiは、TiNを形成し、鋼片の加熱時にオーステナイト粒径が大きくなることを抑制する元素である。オーステナイト粒径が大きくなると、変態後のベイナイトの粒径も大きくなる。そのため、所望のベイナイト粒径を得るために、Ti含有量を0.005%以上とする。Ti含有量が0.050%を超えると、TiCが生成して靭性が低下する。そのため、Ti含有量は、0.050%以下とする。Ti含有量は0.007%以上であることが好ましく、0.020%以下であることが好ましい。
Ti: 0.005-0.050%
Ti is an important element in the steel sheet of the present invention. Ti is an element that forms TiN and suppresses an increase in the austenite grain size during heating of the steel slab. The larger the austenite grain size, the larger the grain size of bainite after transformation. Therefore, in order to obtain the desired bainite grain size, the Ti content is set to 0.005% or more. When the Ti content exceeds 0.050%, TiC is generated and the toughness is reduced. Therefore, the Ti content is 0.050% or less. The Ti content is preferably 0.007% or more, and preferably 0.020% or less.
sol.Al:0.005〜0.060%
sol.Alは、鋼の脱酸に必要な元素である。脱酸には、sol.Al含有量が0.005%以上であることが必要とされる。一方、sol.Al含有量が0.060%を超えると、粗大な介在物が増加しアレスト特性が低下するだけでなく、HAZの靭性も低下する。したがって、sol.Al含有量は0.005〜0.060%とする。sol.Al含有量は0.010%以上であることが好ましく、0.050%以下であることが好ましい。
sol. Al: 0.005-0.060%
sol. Al is an element necessary for deoxidizing steel. For deoxidation, sol. The Al content is required to be 0.005% or more. On the other hand, sol. If the Al content exceeds 0.060%, not only coarse inclusions increase and the arrest characteristics deteriorate, but also the toughness of the HAZ decreases. Therefore, sol. The Al content is 0.005-0.060%. sol. The Al content is preferably 0.010% or more, and preferably 0.050% or less.
N:0.001〜0.010%
Nは、Tiと結合してTiNを形成し、オーステナイト粒の粗大化を抑制する作用を有する元素である。N含有量が0.001%未満では、この効果が得られない。一方、N含有量が0.010%を超えると、不純物として存在するため、靭性の低下を招く。その結果、アレスト特性を劣化させる。したがって、N含有量は0.001〜0.010%とする。N含有量は、0.002%以上であることが好ましく、0.006%以下であることが好ましい。
N: 0.001-0.010%
N is an element that combines with Ti to form TiN and has an action of suppressing coarsening of austenite grains. If the N content is less than 0.001%, this effect cannot be obtained. On the other hand, if the N content exceeds 0.010%, it is present as an impurity, resulting in a decrease in toughness. As a result, the arrest characteristics are deteriorated. Therefore, the N content is set to 0.001 to 0.010%. The N content is preferably 0.002% or more, and preferably 0.006% or less.
Cr:0〜0.50%
Crは、鋼材の強度を高める元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。Cr含有量が0.50%を超えると、鋼材の強度増加に伴う靭性の低下が顕著となる。したがって、Cr含有量は0.50%以下とする。一方、Cr含有量が0.05%未満では、鋼材の強度を充分に高めることができない場合がある。したがって、Cr含有量は0.05%以上であることが好ましい。
Cr: 0 to 0.50%
Since Cr is an element that enhances the strength of the steel material, it may be contained if necessary. When the Cr content exceeds 0.50%, the toughness is significantly reduced as the strength of the steel material is increased. Therefore, the Cr content is 0.50% or less. On the other hand, if the Cr content is less than 0.05%, the strength of the steel material may not be sufficiently increased. Therefore, the Cr content is preferably 0.05% or more.
Mo:0〜0.35%
Moは、鋼材の強度を高める元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。Mo含有量が0.35%を超えると、鋼材の強度増加に伴う靭性の低下が顕著となる。また、アレスト特性が低下する。したがって、Mo含有量は0.35%以下とする。一方、Mo含有量が0.05%未満では、鋼材の強度を充分に高めることができない場合がある。したがって、Mo含有量は0.05%以上であることが好ましい。
Mo: 0 to 0.35%
Mo is an element that enhances the strength of the steel material, and thus may be contained if necessary. When the Mo content exceeds 0.35%, the toughness is significantly reduced as the strength of the steel material is increased. Moreover, the arrest characteristics are deteriorated. Therefore, the Mo content is 0.35% or less. On the other hand, if the Mo content is less than 0.05%, the strength of the steel material may not be sufficiently increased. Therefore, the Mo content is preferably 0.05% or more.
V:0〜0.15%
Vは、炭窒化物を形成し、鋼材を析出強化する作用を有するため、必要に応じて含有させてもよい。V含有量が0.15%を超えると、析出強化に伴う靭性の低下が顕著となる。したがって、V含有量は0.15%以下とする。一方、V含有量が0.005%未満では、鋼材を充分に析出強化できない場合がある。したがって、V含有量は0.005%以上であることが好ましい。
V: 0 to 0.15%
V forms a carbonitride and has a function of precipitating and strengthening the steel material, so V may be contained if necessary. When the V content exceeds 0.15%, the toughness is significantly reduced due to precipitation strengthening. Therefore, the V content is 0.15% or less. On the other hand, if the V content is less than 0.005%, the steel material may not be sufficiently precipitation strengthened. Therefore, the V content is preferably 0.005% or more.
B:0〜0.0030%
Bは、微量の添加で焼入れ性を高める元素であり、必要に応じて含有させてもよい。B含有量が0.0030%を超えると、効果が飽和するとともに、HAZの靭性を低下させる。したがって、B含有量は0.0030%以下とする。一方、B含有量が0.0003%未満では、焼入れ性を安定して高めることができない場合がある。したがって、B含有量は0.0003%以上であることが好ましい。
B: 0 to 0.0030%
B is an element that enhances the hardenability with a small amount of addition, and may be contained if necessary. If the B content exceeds 0.0030%, the effect is saturated and the HAZ toughness is reduced. Therefore, the B content is 0.0030% or less. On the other hand, if the B content is less than 0.0003%, the hardenability may not be stably improved. Therefore, the B content is preferably 0.0003% or more.
Ca:0〜0.010%
Caは、HAZ靭性を向上させる元素であり、必要に応じて含有させてもよい。Ca含有量が0.010%を超えると、HAZ靭性および溶接性が悪化する。そのため、Ca含有量は0.010%以下とする。一方、Ca含有量が0.0005%未満では、HAZ靭性を安定して向上させることができない場合がある。したがって、Ca含有量は0.0005%以上であることが好ましい。
Ca: 0 to 0.010%
Ca is an element that improves the HAZ toughness and may be contained if necessary. If the Ca content exceeds 0.010%, the HAZ toughness and weldability deteriorate. Therefore, the Ca content is 0.010% or less. On the other hand, if the Ca content is less than 0.0005%, the HAZ toughness may not be stably improved. Therefore, the Ca content is preferably 0.0005% or more.
Mg:0〜0.0050%
Mgは、HAZ靭性を向上させる元素であり、必要に応じて含有させてもよい。Mgが0.0050%を超えると、HAZ靭性および溶接性が悪化する。そのため、Mg含有量は0.0050%以下とする。一方、Mg含有量が0.0005%未満では、HAZ靭性を安定して向上させることができない場合がある。したがって、Mg含有量は0.0005%以上であることが好ましい。
Mg: 0 to 0.0050%
Mg is an element that improves the HAZ toughness, and may be contained if necessary. If Mg exceeds 0.0050%, HAZ toughness and weldability deteriorate. Therefore, the Mg content is 0.0050% or less. On the other hand, if the Mg content is less than 0.0005%, the HAZ toughness may not be stably improved. Therefore, the Mg content is preferably 0.0005% or more.
REM:0〜0.0050%
REMは、HAZ靭性を向上させる元素であり、必要に応じて含有させてもよい。REMが0.0050%を超えると、HAZ靭性および溶接性が悪化する。そのため、REM含有量は0.0050%以下とする。一方、REM含有量が0.0005%未満では、HAZ靭性を安定して向上させることができない場合がある。したがって、REM含有量は0.0005%以上であることが好ましい。
REM: 0 to 0.0050%
REM is an element that improves the HAZ toughness, and may be contained if necessary. When REM exceeds 0.0050%, HAZ toughness and weldability deteriorate. Therefore, the REM content is 0.0050% or less. On the other hand, if the REM content is less than 0.0005%, it may not be possible to stably improve the HAZ toughness. Therefore, the REM content is preferably 0.0005% or more.
本発明の厚鋼板は、上記の元素を含有し、残部はFeおよび不純物である化学組成を有する。「不純物」とは、鋼を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップ等の原料、製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本発明に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。 The thick steel plate of the present invention contains the above elements, and the balance has a chemical composition of Fe and impurities. The "impurity" is a component that is mixed by ores, raw materials such as scrap, and various factors of the manufacturing process when industrially manufacturing steel, and is acceptable within a range that does not adversely affect the present invention. Means
Ceq.:0.40〜0.52
鋼板の炭素当量Ceq.は、下記式(i)で示される。Ceq.が0.40未満では、板厚中心部まで焼きが入らず、降伏強度460MPa以上の高強度が得られない。また、靭性が低下することもある。一方、Ceq.が0.52を超えると、必要な強度を容易に得ることができるが、靭性の低下および溶接性の低下が起こるとともに、コストも増加する。また、アレスト特性が低下する。したがって、Ceq.は0.40〜0.52とする。
Ceq.=C+Mn/6+(Cu+Ni)/15+(Cr+Mo+V)/5・・・(i)
Ceq. : 0.40 to 0.52
Carbon equivalent Ceq. Is represented by the following formula (i). Ceq. Is less than 0.40, quenching does not occur up to the center of the plate thickness, and high strength of yield strength 460 MPa or more cannot be obtained. Further, the toughness may decrease. On the other hand, Ceq. When the value exceeds 0.52, the required strength can be easily obtained, but the toughness and weldability deteriorate, and the cost also increases. Moreover, the arrest characteristics are deteriorated. Therefore, Ceq. Is 0.40 to 0.52.
Ceq. = C + Mn / 6 + (Cu + Ni) / 15 + (Cr + Mo + V) / 5 (i)
(B)ミクロ組織
以下に示す(a)〜(d)の組織規定のいずれか一つでも満足しない場合、良好な強度およびアレスト特性が得られない。
(B) Microstructure If any one of the following structural rules (a) to (d) is not satisfied, good strength and arrest properties cannot be obtained.
(a)表層5mm以内の組織は圧延方向に伸長した組織を形成し、この組織の平均アスペクト比は1.5以上である。 (A) A structure within 5 mm of the surface layer forms a structure elongated in the rolling direction, and the average aspect ratio of this structure is 1.5 or more.
鋼板表層5mm以内のL断面に形成される組織の短軸と長軸の比であるアスペクト比の平均は、1.5以上とする。鋼板表層5mm以内のL断面に形成される組織のアスペクト比を1.5以上にすることは、本発明で良好なアレスト特性を得るのに最も重要な因子の一つである。前記アスペクト比が1.5未満の場合、アレスト特性が著しく低下する。前記アスペクト比が1.5以上であると、シアリップの形成が良好となり、アレスト特性が顕著に改善される。本発明の鋼板は、板厚が70mmを超えるため、表層組織は内部組織と異なる傾向がある。特に規定はしないが、表層組織は、フェライト、ベイナイト、マルテンサイト、焼戻しベイナイトおよび焼戻しマルテンサイトのいずれか1種またはこれらの混合組織で形成されることが好ましい。 The average aspect ratio, which is the ratio of the short axis to the long axis of the structure formed in the L section within 5 mm of the steel sheet surface layer, is set to 1.5 or more. Setting the aspect ratio of the structure formed in the L section within 5 mm of the steel sheet surface layer to 1.5 or more is one of the most important factors for obtaining good arrest characteristics in the present invention. When the aspect ratio is less than 1.5, the arrest characteristics are significantly deteriorated. When the aspect ratio is 1.5 or more, the formation of shear lips becomes good and the arrest characteristics are remarkably improved. Since the plate thickness of the steel sheet of the present invention exceeds 70 mm, the surface layer structure tends to be different from the internal structure. Although not particularly specified, the surface layer structure is preferably formed of any one of ferrite, bainite, martensite, tempered bainite and tempered martensite, or a mixed structure thereof.
(b)鋼板内部のミクロ組織はフェライトおよびベイナイトの複合組織を有し、板厚の1/4t部のフェライト分率が15.0〜40.0%、板厚の1/2t部のフェライト分率が10.0〜40.0%であり、かつ、各板厚位置において、フェライトおよびベイナイト以外の組織を面積%で合計5%未満(0%を含む)有する。 (B) The microstructure inside the steel sheet has a composite structure of ferrite and bainite, the ferrite fraction of 1/4 t part of the plate thickness is 15.0 to 40.0%, and the ferrite content of 1/2 t part of the plate thickness. The ratio is 10.0 to 40.0%, and the structure other than ferrite and bainite has a total of less than 5% (including 0%) in area% at each plate thickness position.
鋼板に良好な強度を付与するために、本発明ではフェライトおよびベイナイトの組織分率を調整する必要がある。本発明の鋼板は、基本的にフェライトおよびベイナイトの複合組織からなる。本発明の鋼板の製造にあたっては、焼戻しを行う場合があるが、ベイナイトおよび焼戻しベイナイト、マルテンサイトおよび焼戻しマルテンサイトを区別せずに扱ってよい。 In the present invention, it is necessary to adjust the structural fraction of ferrite and bainite in order to impart good strength to the steel sheet. The steel sheet of the present invention basically has a composite structure of ferrite and bainite. In the production of the steel sheet of the present invention, tempering may be performed, but bainite and tempered bainite, martensite and tempered martensite may be treated without distinction.
また、前記組織分率は、アレスト特性にも影響する。EBSDを用いてImage Quality像と15°以上の方位差を有する境界を粒界と定義したGrain Boundary像を重ね合わせてベイナイト組織を評価したところ、ベイナイトに該当する組織はフェライト組織に比べて粗大な結晶粒を呈することが分かった。このことから、フェライトおよびベイナイトの組織分率は、鋼板の後述する有効結晶粒径に影響を与える一つの要素となる。強度を付与するとともに、適切に有効結晶粒径を制御してアレスト特性を向上させるためには、板厚の1/4t部のフェライト分率を15.0〜40.0%、板厚の1/2t部のフェライト分率を10.0〜40.0%とする必要がある。板厚の1/4t部および板厚の1/2t部でそれぞれフェライト組織分率を規定したのは、板厚が70mmを超えると、圧延時のオーステナイト粒径および蓄積される歪み量が、板厚の1/4t部と板厚の1/2t部とで大きく異なるためである。 Further, the tissue fraction also affects arrest characteristics. The bainite structure was evaluated using EBSD by superimposing the image quality image and the grain boundary image in which the boundary having a misorientation of 15 ° or more was defined as a grain boundary, and the bainite structure was coarser than the ferrite structure. It was found to exhibit crystal grains. From this, the structural fraction of ferrite and bainite is one of the factors that influence the effective crystal grain size of the steel sheet described later. In order to impart strength and appropriately control the effective crystal grain size to improve the arrest characteristics, the ferrite fraction in the 1 / 4t portion of the plate thickness is 15.0 to 40.0%, and the plate thickness is 1%. The ferrite fraction of the / 2t part needs to be 10.0 to 40.0%. The ferrite structure fractions are defined respectively for the 1/4 t portion of the sheet thickness and the 1/2 t portion of the sheet thickness, because when the sheet thickness exceeds 70 mm, the austenite grain size during rolling and the accumulated strain amount are This is because the ¼t portion of the thickness and the ½t portion of the plate thickness are greatly different.
なお、鋼板内部のミクロ組織は、各板厚位置において、フェライトおよびベイナイト以外の組織を面積%で合計5%未満(0%を含む)有する。フェライトおよびベイナイト以外の組織としては、パーライト、マルテンサイト、島状マルテンサイト(MA)などが挙げられる。 Note that the microstructure inside the steel sheet has a total of less than 5% (including 0%) in area% of the structures other than ferrite and bainite at each plate thickness position. Examples of structures other than ferrite and bainite include pearlite, martensite, and island martensite (MA).
以上、組織分率について示したが、強度およびアレスト特性は各組織の状態にも依存するため、さらに組織について以下の要件を満足する必要がある。 Although the tissue fraction has been shown above, the strength and arrest characteristics also depend on the state of each tissue, and therefore it is necessary for the tissue to further satisfy the following requirements.
(c)板厚の1/4t部の平均ベイナイト粒径が25.0μm以下、かつ、板厚の1/2t部の平均ベイナイト粒径が35.0μm以下である。 (C) The average bainite particle size of 1/4 t part of the plate thickness is 25.0 μm or less, and the average bainite particle size of 1/2 t part of the plate thickness is 35.0 μm or less.
板厚の1/4t部および1/2t部の平均ベイナイト粒径は、それぞれ25.0μm以下、35.0μm以下とする。ベイナイト粒径が前記値を超える場合、有効結晶粒径が顕著に微細化されず、良好なアレスト特性が得られない。ベイナイト粒径は微細化するほどアレスト特性が良好となる。しかしながら、70mmを超える板厚の場合、ベイナイト粒径の微細化を達成するには、低温で圧下率を高くした圧延を行わなければならず、圧延装置に負担がかかり、製造が困難になるため工業的でない。ベイナイト粒径の下限値は規定しないが、本発明の製造方法により製造する場合には、1/4t部および1/2t部の平均ベイナイト粒径は、それぞれ、実質的に7.5μm以上、15.0μm以上となる。なお、板厚の1/4t部と板厚の1/2t部でそれぞれ平均ベイナイト粒径を規定した理由は、板厚が70mmを超えると、圧延時のオーステナイト粒径および蓄積される歪み量が、板厚の1/4t部と板厚の1/2t部とで大きく異なるためである。 The average bainite grain size of 1/4 t part and 1/2 t part of the plate thickness is 25.0 μm or less and 35.0 μm or less, respectively. If the bainite grain size exceeds the above value, the effective crystal grain size is not significantly refined, and good arrest characteristics cannot be obtained. The finer the grain size of bainite, the better the arrest characteristics. However, when the plate thickness exceeds 70 mm, in order to achieve the refinement of the bainite grain size, it is necessary to perform rolling at a low temperature with a high reduction ratio, which imposes a burden on the rolling apparatus and makes manufacturing difficult. Not industrial. Although the lower limit of the bainite particle size is not specified, when manufactured by the manufacturing method of the present invention, the average bainite particle size of 1/4 t part and 1/2 t part is substantially 7.5 μm or more and 15 μm or more, respectively. It becomes 0.0 μm or more. The reason for defining the average bainite grain size in the 1/4 t portion of the sheet thickness and the 1/2 t portion of the sheet thickness is that when the sheet thickness exceeds 70 mm, the austenite grain size during rolling and the accumulated strain amount are increased. This is because there is a large difference between the 1/4 t portion of the plate thickness and the 1/2 t portion of the plate thickness.
(d)板厚の1/4t部の平均有効結晶粒径が22.0μm以下、かつ、板厚の1/2t部の平均有効結晶粒径が32.0μm以下である。 (D) The average effective crystal grain size of 1/4 t part of the plate thickness is 22.0 μm or less, and the average effective crystal grain size of 1/2 t part of the plate thickness is 32.0 μm or less.
板厚の1/4t部および1/2t部の有効結晶粒径の平均値は、それぞれ22.0μm以下、32.0μm以下としなければならない。有効結晶粒径は、良好なアレスト特性を得るのに最も重要な因子であり、微細化するほどアレスト特性が良好となる。そのため、各板厚位置における平均有効結晶粒径が前記値を超える場合、良好なアレスト特性が得られない。 The average values of the effective crystal grain sizes at the 1/4 t portion and the 1/2 t portion of the plate thickness must be 22.0 μm or less and 32.0 μm or less, respectively. The effective crystal grain size is the most important factor for obtaining good arrest characteristics, and the finer the grain, the better the arrest characteristics. Therefore, when the average effective crystal grain size at each plate thickness position exceeds the above value, good arrest characteristics cannot be obtained.
70mmを超える板厚の場合、有効結晶粒径を微細化するには、低温で圧下率を高くした圧延を行わなければならず、圧延装置に負担がかかり製造が困難になるため工業的でない。平均有効結晶粒径の下限値は規定しないが、本発明の製造方法により製造する場合には、1/4t部および1/2t部の平均有効結晶粒径はそれぞれ、実質的に5.0μm以上、10.0μm以上となる。なお、板厚の1/4t部と板厚の1/2t部でそれぞれ平均有効結晶粒径を規定した理由は、板厚が70mmを超えると、圧延時のオーステナイト粒径および蓄積される歪み量が、板厚の1/4t部と板厚の1/2t部とで大きく異なるためである。 When the plate thickness is more than 70 mm, in order to reduce the effective crystal grain size, it is necessary to perform rolling at a low temperature with a high reduction ratio, which imposes a burden on the rolling apparatus and makes manufacturing difficult, which is not industrial. Although the lower limit of the average effective crystal grain size is not specified, in the case of production by the production method of the present invention, the average effective crystal grain sizes of 1/4 t part and 1/2 t part are each substantially 5.0 μm or more. It becomes 10.0 μm or more. The reason for defining the average effective crystal grain size in the 1/4 t part of the plate thickness and the 1/2 t part of the plate thickness is that when the plate thickness exceeds 70 mm, the austenite particle size during rolling and the accumulated strain amount. However, this is because the ¼t portion of the plate thickness and the ½t portion of the plate thickness are significantly different.
(C)製造方法
加熱温度:Ac3〜1000℃未満
加熱温度は、板厚中心部の温度を基準としてAc3〜1000℃未満とする。板厚が70mmを超える厚肉材の場合、鋼板の表面と板厚中心部とでは温度差が発生するため、管理温度を表面にしてしまうと、板厚中心部の温度が低下していないにも関わらず次工程に進んでしまう。その結果、必要な強度、靭性およびアレスト特性を満足できない恐れがある。そのため、加熱温度は、板厚中心部の温度を基準とする。加熱温度が1000℃以上であると、加熱γ粒が粗大化するため、アレスト特性を得るための微細な組織を得ることが困難になる。一方、加熱温度がAc3℃未満であると、完全に溶体化されないため、最終的なアレスト特性が劣化する場合がある。また、圧延における荷重が高くなりすぎるため、最適な圧延荷重での圧延が困難となる。加熱温度は、900℃以上であることが好ましく、980℃以下であることが好ましい。
(C) Manufacturing method Heating temperature: Ac 3 to less than 1000 ° C. The heating temperature is set to Ac 3 to less than 1000 ° C. with reference to the temperature at the center of the plate thickness. In the case of a thick material having a plate thickness of more than 70 mm, a temperature difference occurs between the surface of the steel plate and the central part of the plate thickness. Nevertheless, it proceeds to the next process. As a result, necessary strength, toughness and arrest characteristics may not be satisfied. Therefore, the heating temperature is based on the temperature at the center of the plate thickness. If the heating temperature is 1000 ° C. or higher, the heated γ grains become coarse, and it becomes difficult to obtain a fine structure for obtaining arrest characteristics. On the other hand, if the heating temperature is less than Ac 3 ° C., the solution may not be completely solutionized, so that the final arrest characteristics may deteriorate. Further, since the load in rolling becomes too high, it becomes difficult to carry out rolling with an optimum rolling load. The heating temperature is preferably 900 ° C. or higher, and preferably 980 ° C. or lower.
粗圧延:板厚中心部がAc3〜1000℃未満の温度域において、累積圧下率が15.0〜60.0%、各パスの平均圧下率が3.5%以上
粗圧延(一次圧延)の温度域は、板厚中心部の温度を基準としてAc3〜1000℃未満の範囲とする。板厚中心部の温度を基準とするのは、前記加熱温度において板厚中心部の温度を基準とした理由と同じである。粗圧延の温度域が1000℃以上であると、オーステナイト粒が大きくなる場合がある。一方、粗圧延の温度域がAc3℃未満であると、完全に溶体化されないため最終的なアレスト特性が劣化する場合がある。また、圧延における荷重が高くなりすぎるため、最適な圧延荷重での圧延が困難となり、鋳造時に生成したポロシティなどの内部欠陥の影響を低減できない恐れがある。また、累積圧下率は15.0%以上とする。累積圧下率が15.0%未満であると、鋳造時に生成したポロシティなどの内部欠陥の影響を低減できないだけでなく、製品に必要な鋼材の幅が得られない。粗圧延における累積圧下率が60.0%を超えると、再結晶オーステナイトの微細化、および、一部オーステナイトへの圧延ひずみの導入が進行するが、次いで行う仕上圧延での累積圧下量を確保できなくなる。そのため、粗圧延における累積圧下率は60.0%以下とする。また、各パスの平均圧下率は、3.5%以上とする。各パスの平均圧下率が3.5%未満であると、鋳造時に生成したポロシティなどの内部欠陥の影響を低減できないだけでなく、パス数が増加することにより、生産性が低下する。各パスの平均圧下率の上限は特に設けないが、各パスでの平均圧下率が10.0%を超えると、再結晶オーステナイトが粗大化する場合がある。そのため、各パスの平均圧下率は、10.0%以下であることが好ましい。また、各パスの平均圧下率は、4.0%以上であることが好ましい。
Rough rolling: In the temperature range in which the center part of the plate thickness is Ac 3 to less than 1000 ° C., the cumulative rolling reduction is 15.0 to 60.0%, the average rolling reduction of each pass is 3.5% or more. Rough rolling (primary rolling) The temperature range of is set to a range of Ac 3 to less than 1000 ° C. based on the temperature of the central portion of the plate thickness. The reason why the temperature at the center of the plate thickness is used as the reference is the same as the reason that the temperature at the center of the plate thickness is used as the reference at the heating temperature. If the temperature range of rough rolling is 1000 ° C. or higher, the austenite grains may become large. On the other hand, if the temperature range of the rough rolling is less than Ac 3 ° C, the final arrest characteristics may be deteriorated because the solution is not completely solutionized. Further, since the load in rolling becomes too high, it becomes difficult to perform the rolling under the optimum rolling load, and the influence of internal defects such as porosity generated during casting may not be reduced. Further, the cumulative rolling reduction is 15.0% or more. If the cumulative rolling reduction is less than 15.0%, not only the effect of internal defects such as porosity generated during casting cannot be reduced, but also the width of the steel material required for the product cannot be obtained. If the cumulative reduction rate in rough rolling exceeds 60.0%, the refinement of recrystallized austenite and the introduction of rolling strain into some austenite proceed, but the cumulative reduction amount in the subsequent finish rolling can be secured. Disappear. Therefore, the cumulative reduction rate in rough rolling is 60.0% or less. The average rolling reduction of each pass is 3.5% or more. If the average rolling reduction of each pass is less than 3.5%, not only the effect of internal defects such as porosity generated during casting cannot be reduced, but also the number of passes increases, which reduces productivity. Although the upper limit of the average rolling reduction of each pass is not particularly set, if the average rolling reduction of each pass exceeds 10.0%, the recrystallized austenite may become coarse. Therefore, the average rolling reduction of each pass is preferably 10.0% or less. The average rolling reduction of each pass is preferably 4.0% or more.
仕上圧延:板厚中心部がAr3〜950℃の温度域において、累積圧下率が40%以上、各パスの平均圧下率が5.0%以上
仕上圧延(二次圧延)の温度域は、板厚中心部の温度を基準としてAr3〜950℃とする。板厚中心部の温度を基準とするのは、前記加熱温度において板厚中心部の温度を基準とした理由と同じである。仕上圧延の温度域が950℃を超えると、オーステナイトの扁平が得られず、冷却後に微細な組織が得られない。一方、仕上圧延の温度域がAr3点未満であると、フェライトおよびオーステナイトの二相域圧延となり、表層および1/4t部で粗大なフェライトが多数生成し、アレスト特性が得られなくなる。また、累積圧下率が40%未満であると、CR(制御圧延)の効果が不充分となり、微細な組織が得られなくなる。そのため、累積圧下率は40%以上とする。累積圧下率の上限値は特に設けないが、板厚が70mmを超えると、仕上圧延で65%を超える累積圧下率を確保しようとすると、粗圧延での累積圧下率を確保できなくなる。そのため、累積圧下率は65%以下であることが好ましい。また、各パスの平均圧下率は5.0%以上とする。各パスの平均圧下率が5.0%未満であると、鋼板内部まで圧延歪みが導入されず、微細な組織が得られないだけでなく、パス回数が増加し生産性が低下する。
Finish rolling: In the temperature range where the plate thickness center portion is
仕上圧延の最終パス開始温度:板厚表面でAr3−20℃〜Ar3+30℃
仕上圧延の最終パス開始温度は、板厚表面の温度でAr3−20℃〜Ar3+30℃とする。仕上圧延の最終パス開始温度がAr3+30℃を超えると、板厚表面5mm以内にアスペクト比が1.5以上の組織が形成されない。一方、仕上圧延の最終パス開始温度がAr3−20℃未満であると、板厚表面5mmを超える領域にもアスペクト比が1.5以上の組織が形成され、アレスト特性が低下する。
Final pass start temperature of finish rolling: Ar 3 −20 ° C. to Ar 3 + 30 ° C. on plate surface
The final pass start temperature of finish rolling is set to Ar 3 −20 ° C. to Ar 3 + 30 ° C. at the temperature of the plate thickness surface. When the final pass start temperature of finish rolling exceeds Ar 3 + 30 ° C., a structure having an aspect ratio of 1.5 or more is not formed within 5 mm of the plate thickness surface. On the other hand, when the final pass start temperature of finish rolling is less than Ar 3 −20 ° C., a structure having an aspect ratio of 1.5 or more is formed even in a region where the plate thickness surface exceeds 5 mm, and the arrest characteristics deteriorate.
加速冷却:仕上圧延完了後に加速冷却を開始し、表面温度が550℃以下まで加速冷却
加速冷却は、仕上圧延の完了後、加速冷却を開始する。強度および靭性向上の観点から、加速冷却は、圧延完了後から20℃以上温度が低下する前に開始することが好ましい。板厚が70mmを超える厚鋼板では、熱伝達が遅延することから、板厚中心部の冷却速度は1〜10℃/s程度にしかならない。しかし、本発明では、鋼板表面の組織状態を制御するため、表面温度の冷却速度を50℃/s以上にすることが好ましい。加速冷却の停止温度は、表面温度が550℃以下とする。加速冷却の停止温度が550℃を超えると、板厚中心部の冷却が不充分となり、強度および靭性が低下する。そのため、室温まで冷却することが望ましい。しかしながら、実際の製造においては、鋼板の脱水素を考慮する必要がある。そのため、加速冷却の停止温度は300℃以上であることが好ましく、400℃以下であることが好ましい。
Accelerated cooling: Accelerated cooling is started after finishing rolling is completed and the surface temperature is accelerated to 550 ° C or lower. In accelerated cooling, accelerated cooling is started after finishing rolling is completed. From the viewpoint of improving strength and toughness, accelerated cooling is preferably started after the completion of rolling and before the temperature decreases by 20 ° C. or more. With thick steel plates having a plate thickness of more than 70 mm, the heat transfer is delayed, so that the cooling rate at the central part of the plate thickness is only about 1 to 10 ° C./s. However, in the present invention, the cooling rate of the surface temperature is preferably 50 ° C./s or more in order to control the microstructure state of the steel sheet surface. The surface temperature of the accelerated cooling stop temperature is 550 ° C. or less. When the stop temperature of the accelerated cooling exceeds 550 ° C, the cooling of the central portion of the plate thickness becomes insufficient and the strength and toughness deteriorate. Therefore, it is desirable to cool to room temperature. However, in actual production, it is necessary to consider dehydrogenation of the steel sheet. Therefore, the stop temperature of the accelerated cooling is preferably 300 ° C. or higher, and preferably 400 ° C. or lower.
焼戻し温度:350〜650℃
加速冷却終了後、焼戻し処理を行う場合には、焼戻し温度は350〜650℃とする。焼戻し温度が350℃未満であると、焼戻しの効果が不充分となる。また、焼戻し温度が350℃未満であると、焼戻し温度が350℃以上である場合に得られる効果と同等の効果を得るには、長時間の熱処理が必要となるため、工業的でない。一方、焼戻し温度が650℃を超えると、強度の低下が著しくなり、充分な強度が得られない。また、微細な析出部の生成により組織が硬化し、靭性が低下する恐れがある。焼戻し温度は、400℃以上であることが好ましく、550℃以下であることが好ましい。
Tempering temperature: 350-650 ° C
When tempering is performed after the completion of accelerated cooling, the tempering temperature is 350 to 650 ° C. If the tempering temperature is lower than 350 ° C, the tempering effect becomes insufficient. Further, if the tempering temperature is lower than 350 ° C., long-time heat treatment is required to obtain the same effect as that obtained when the tempering temperature is 350 ° C. or higher, which is not industrial. On the other hand, when the tempering temperature exceeds 650 ° C., the strength is remarkably lowered, and sufficient strength cannot be obtained. In addition, the formation of fine precipitates may harden the structure and reduce toughness. The tempering temperature is preferably 400 ° C. or higher, and preferably 550 ° C. or lower.
以上の工程により得られた本発明の厚鋼板は、板厚が70mmを超える。本発明の厚鋼板は、板厚が70mmを超えても、良好なアレスト特性を有する。板厚の上限は特に設けないが、本発明の厚鋼板は、板厚が100mmであっても、良好なアレスト特性が担保できる。 The thick steel plate of the present invention obtained by the above steps has a plate thickness of more than 70 mm. The thick steel plate of the present invention has good arrest characteristics even when the plate thickness exceeds 70 mm. Although the upper limit of the plate thickness is not particularly set, the thick steel plate of the present invention can ensure good arrest characteristics even when the plate thickness is 100 mm.
本発明の厚鋼板は、降伏強度(YS)が460MPa以上、引張強度(TS)が570〜720MPa、および、シャルピー衝撃試験において脆性破面が50%になる温度(vTrs)が−40℃以下を満たす。また、本発明の厚鋼板は、アレスト特性の評価指標である−10℃におけるKca値が6000N/mm1.5以上を満たす。 The thick steel plate of the present invention has a yield strength (YS) of 460 MPa or more, a tensile strength (TS) of 570 to 720 MPa, and a temperature (vTrs) at which a brittle fracture surface becomes 50% in a Charpy impact test of −40 ° C. or less. Fulfill. Further, the thick steel sheet of the present invention has a Kca value at -10 ° C, which is an evaluation index of arrest characteristics, of 6000 N / mm 1.5 or more.
以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
<厚鋼板の製造>
表1に示す化学組成を有する鋼種a〜nを、表2に示す条件で製造することにより、試験No.1〜24の厚鋼板を得た。各厚鋼板の板厚を表3に示す。
<Manufacture of thick steel plate>
Test Nos. A to n having the chemical compositions shown in Table 1 were manufactured under the conditions shown in Table 2. 1 to 24 thick steel plates were obtained. Table 3 shows the plate thickness of each thick steel plate.
<組織の測定方法>
熱処理を実施する前の各厚鋼板の各板厚位置からL断面のサンプルを切り出し、鏡面研磨後、コロイダルシリカによる試料調整を実施し、フェライト分率、ベイナイト粒径および有効結晶粒径を、EBSDを用いて測定した。有効結晶粒径の測定方法は、倍率を90倍に設定し、1mm×2mmの範囲を2μmピッチで測定し、15°傾角を粒界と判定し、算出した。また、フェライト分率およびベイナイト粒径の算出は、倍率を400倍に設定し、200μm×300μmの範囲を0.25μmピッチで測定し、その後、GAMの閾値を0.5に設定し、0.5以下をフェライト組織、0.5超をベイナイト組織と判定して分離することにより、フェライト分率およびベイナイト粒径を求めた。表層5mm以内のアスペクト比は、L断面のナイタール腐食した組織を光学顕微鏡の500倍で撮影することにより求めた。結果を表3に示す。
<Tissue measurement method>
A sample of L cross section was cut out from each plate thickness position of each thick steel plate before heat treatment, and after mirror polishing, sample adjustment was performed with colloidal silica, and the ferrite fraction, bainite grain size and effective crystal grain size were determined by EBSD. Was measured using. The effective crystal grain size was measured by setting the magnification to 90 times, measuring a range of 1 mm × 2 mm at a pitch of 2 μm, and determining a 15 ° tilt angle as a grain boundary. Further, the ferrite fraction and the bainite grain size were calculated by setting the magnification to 400 times, measuring a range of 200 μm × 300 μm with a 0.25 μm pitch, and then setting the GAM threshold value to 0.5, The ferrite fraction and the bainite grain size were determined by separating 5 or less as a ferrite structure and exceeding 0.5 as a bainite structure and separating them. The aspect ratio within 5 mm of the surface layer was determined by photographing the Nital-corroded structure of the L cross section at a magnification of 500 times with an optical microscope. The results are shown in Table 3.
<降伏強度および引張強度試験>
各厚鋼板の1/4t部および1/2t部からそれぞれ、JIS Z 2241(2011)で規定される4号試験片を、圧延方向と平行な方向に採取し、降伏強度(YS)および引張強度(TS)を測定した。結果を表3に示す。なお、降伏強度の目標値は460MPa以上、引張強度の目標値は570〜720MPaとした。
<Yield strength and tensile strength test>
No. 4 test piece specified in JIS Z 2241 (2011) was sampled in the direction parallel to the rolling direction from the 1 / 4t part and the 1 / 2t part of each thick steel plate, and the yield strength (YS) and tensile strength were measured. (TS) was measured. The results are shown in Table 3. The target value of yield strength was 460 MPa or more, and the target value of tensile strength was 570 to 720 MPa.
<シャルピー衝撃試験>
各厚鋼板の表面、1/4t部および1/2t部からそれぞれ、JIS Z 2242:2005で規定されるVノッチ試験片を、圧延方向と平行な方向に採取してシャルピー衝撃試験を行い、脆性破面が50%になる温度(vTrs)を測定した。結果を表3に示す。なお、vTrsの目標値は−40℃以下とした。
<Charpy impact test>
A V-notch test piece specified in JIS Z 2242: 2005 was sampled in the direction parallel to the rolling direction from the surface of each thick steel plate, the 1 / 4t part and the 1 / 2t part, respectively, and a Charpy impact test was performed to determine the brittleness. The temperature (vTrs) at which the fracture surface reaches 50% was measured. The results are shown in Table 3. The target value of vTrs was set to -40 ° C or lower.
<アレスト特性評価>
アレスト特性は、−10℃におけるKca値を算出することにより行った。Kca値は、温度勾配型のESSO試験を実施することにより算出した。具体的には、負荷応力を少なくとも3条件以上として温度勾配型のESSO試験を実施し、負荷応力および脆性亀裂長さから求まるKca値を、脆性亀裂が停止した位置の温度でグラフを描画し、対数近似から−10℃におけるKca値を算出した。結果を表3に示す。なお、−10℃におけるKca値の目標値は、6000N/mm1.5以上とした。
<Arrest characteristic evaluation>
The arrest characteristics were determined by calculating the Kca value at -10 ° C. The Kca value was calculated by carrying out a temperature gradient type ESSO test. Specifically, a temperature gradient type ESSO test is performed under load stress of at least 3 conditions, and a Kca value obtained from the load stress and brittle crack length is plotted at a temperature at a position where the brittle crack stops, The Kca value at −10 ° C. was calculated from the logarithmic approximation. The results are shown in Table 3. The target value of the Kca value at −10 ° C. was 6000 N / mm 1.5 or more.
試験No.1〜7の厚鋼板は、本発明で規定される要件をすべて満たすため、良好な特性が得られた。 Test No. The thick steel plates of 1 to 7 satisfied all the requirements specified in the present invention, and therefore, good characteristics were obtained.
試験No.8および14の厚鋼板は、それぞれ、CおよびMo成分が最適な範囲から外れるため、アレスト性能が低下した。 Test No. In the thick steel plates of Nos. 8 and 14, the C and Mo components were out of the optimum ranges, respectively, and thus the arrestability was deteriorated.
試験No.9の厚鋼板は、Mnが最適な成分範囲内にないため、中心偏析および中心部に生成するMnSの影響で、アレスト性能が低下した。 Test No. In the thick steel plate of No. 9, Mn was not within the optimum component range, so the arrest performance was deteriorated due to the influence of central segregation and MnS generated in the central portion.
試験No.10の厚鋼板は、Cuが最適な成分範囲内にないため、Cuチェッキングにより表面の靭性が低下し、また、内部はCu析出により靭性が低下した。その結果、アレスト性能が低下した。 Test No. In the thick steel plate of No. 10, since Cu was not within the optimum component range, the toughness of the surface was deteriorated due to Cu checking, and the toughness inside was deteriorated due to Cu precipitation. As a result, arrest performance deteriorated.
試験No.11および12の厚鋼板は、それぞれ、NbおよびTiが最適な成分範囲内にないため、析出物が増加することにより靭性が低下し、その結果、アレスト性能が低下した。 Test No. In the thick steel sheets 11 and 12, Nb and Ti were not within the optimum component ranges, respectively, so the toughness was lowered due to the increase of precipitates, and as a result, the arrest performance was lowered.
試験No.13の厚鋼板は、Ceq.が最適な範囲から外れるため、強度が著しく上昇し、さらに、アレスト性能が低下した。 Test No. The thick steel plate of No. 13 is Ceq. Is out of the optimum range, the strength is remarkably increased, and the arrest performance is deteriorated.
試験No.15の厚鋼板は、加熱温度が最適範囲から外れるため、ベイナイト粒径が粗大となった。その結果、有効結晶粒径が顕著に微細化せず、アレスト性能が低下した。 Test No. In the thick steel plate of No. 15, the heating temperature was out of the optimum range, so that the bainite grain size became coarse. As a result, the effective crystal grain size was not remarkably reduced, and the arrest performance was deteriorated.
試験No.16の厚鋼板は、加熱温度が低すぎて、すべて溶体化しなかった。そのため、フェライト分率、強度、靭性、および、アレスト性能が低下した。 Test No. The 16 thick steel plates did not all solution because the heating temperature was too low. Therefore, the ferrite fraction, strength, toughness, and arrest performance decreased.
試験No.17の厚鋼板は、1次圧延における累積圧下率が大きすぎたことにより、2次圧延での累積圧下率を充分に確保できなかった。そのため、未再結晶オーステナイトへのひずみの蓄積が不充分となった結果、フェライト生成量が不足し、かつ、有効結晶粒径の微細化が達成されなかった。その結果、アレスト性能が低下した。 Test No. The thick steel sheet of No. 17 could not sufficiently secure the cumulative reduction rate in the secondary rolling because the cumulative reduction rate in the primary rolling was too large. Therefore, as a result of insufficient accumulation of strain in the unrecrystallized austenite, the amount of ferrite produced was insufficient, and the effective grain size was not refined. As a result, arrest performance deteriorated.
試験No.18の厚鋼板は、1次圧延における平均圧下率が低いため、内部欠陥を低減することができなかった。その結果、アレスト性能が低下した。 Test No. Since the 18th thick steel plate had a low average rolling reduction in primary rolling, internal defects could not be reduced. As a result, arrest performance deteriorated.
試験No.19の厚鋼板は、2次圧延における圧延開始温度が高いため、圧延初期に実質未再結晶域での圧下が行われておらず、オーステナイト内部へのひずみの蓄積が進まなかった。そのため、有効結晶粒径の微細化が達成されず、その結果、アレスト性能が低下した。 Test No. Since the thick steel plate of No. 19 had a high rolling start temperature in the secondary rolling, the rolling in the substantially unrecrystallized region was not performed at the initial stage of rolling, and the accumulation of strain inside the austenite did not proceed. Therefore, the effective crystal grain size was not reduced, and as a result, the arrest performance was deteriorated.
試験No.20の厚鋼板は、圧延終了温度が内部に渡って低下しているため、粗大なフェライトが多数生成した。その結果、強度が低下するだけでなく、アレスト性能も低下した。 Test No. In the thick steel plate of No. 20, the rolling end temperature was lowered throughout the inside, so that a large amount of coarse ferrite was generated. As a result, not only the strength was lowered, but also the arrest performance was lowered.
試験No.21の厚鋼板は、平均圧下率が低いため、オーステナイト内部へのひずみの蓄積が進まなかった。そのため、有効結晶粒径の微細化が達成されず、その結果、アレスト性能が低下した。 Test No. In the thick steel plate of No. 21, the average rolling reduction was low, and thus the accumulation of strain inside the austenite did not proceed. Therefore, the effective crystal grain size was not reduced, and as a result, the arrest performance was deteriorated.
試験No.22の厚鋼板は、仕上時の最終パス温度が高いため、表面の伸長組織が未発達となり、その結果、アレスト性能が低下した。 Test No. The thick steel plate of No. 22 had a high final pass temperature at the time of finishing, so that the surface elongation structure was undeveloped, and as a result, the arrest performance deteriorated.
試験No.23の厚鋼板は、冷却停止温度が高いため、内部組織に焼きが入らず、その結果、強度が低下した。 Test No. Since the thick steel plate of No. 23 had a high cooling stop temperature, the internal structure was not quenched, and as a result, the strength was reduced.
試験No.24の厚鋼板は、焼き戻し温度が最適な範囲から外れるため、MA生成によりYSが低下し、さらに、アレスト性能が低下した。 Test No. In the thick steel plate of No. 24, the tempering temperature was out of the optimum range, so that the YS was lowered due to the generation of MA, and the arrest performance was further lowered.
本発明によれば、アレスト性に優れた、板厚が70mmを超える厚鋼板およびその製造方法を提供することができる。したがって、本発明の厚鋼板は、コンテナ船の重要部材である船体上部のアッパーデッキまたはハッチサイドコーミングなどの板厚が70mmを超える厚鋼板に好適に用いることができる。 According to the present invention, it is possible to provide a thick steel plate having excellent arrestability and a plate thickness of more than 70 mm, and a manufacturing method thereof. Therefore, the thick steel plate of the present invention can be suitably used for a thick steel plate having a plate thickness of more than 70 mm, such as an upper deck of the upper hull or a hatchside combing, which is an important member of a container ship.
Claims (6)
化学組成が、質量%で、
C:0.04〜0.12%、
Si:0.05〜0.50%、
Mn:1.30〜2.20%、
P:0.020%以下、
S:0.010%以下、
Cu:0.05〜1.00%、
Ni:0.05〜1.50%、
Nb:0.005〜0.050%、
Ti:0.005〜0.050%、
sol.Al:0.005〜0.060%、
N:0.001〜0.010%、
Cr:0〜0.50%、
Mo:0〜0.35%、
V:0〜0.15%、
B:0〜0.0030%、
Ca:0〜0.010%、
Mg:0〜0.0050%、
REM:0〜0.0050%、ならびに、
残部:Feおよび不純物であり、
下記式(i)で示されるCeq.が0.40超〜0.52であり、かつ、
下記(a)〜(d)を満足し、アレスト特性の評価指標である−10℃におけるKca値が6000N/mm 1.5 以上を満たす、厚鋼板。
(a)表層5mm以内の組織は圧延方向に伸長した組織を形成し、この組織の平均アスペクト比は1.5以上である。
(b)鋼板内部のミクロ組織はフェライトおよびベイナイトの複合組織を有し、板厚の1/4t部のフェライト分率が15.0〜40.0%、板厚の1/2t部のフェライト分率が10.0〜40.0%であり、かつ、各板厚位置において、フェライトおよびベイナイト以外の組織を面積%で合計5%未満(0%を含む)有する。
(c)板厚の1/4t部の平均ベイナイト粒径が25.0μm以下、かつ、板厚の1/2t部の平均ベイナイト粒径が35.0μm以下である。
(d)板厚の1/4t部の平均有効結晶粒径が22.0μm以下、かつ、板厚の1/2t部の平均有効結晶粒径が32.0μm以下である。
Ceq.=C+Mn/6+(Cu+Ni)/15+(Cr+Mo+V)/5・・・(i) A thick steel plate having a plate thickness of more than 70 mm,
The chemical composition is% by mass,
C: 0.04 to 0.12%,
Si: 0.05 to 0.50%,
Mn: 1.30 to 2.20%,
P: 0.020% or less,
S: 0.010% or less,
Cu: 0.05 to 1.00%,
Ni: 0.05-1.50%,
Nb: 0.005 to 0.050%,
Ti: 0.005 to 0.050%,
sol. Al: 0.005-0.060%,
N: 0.001-0.010%,
Cr: 0 to 0.50%,
Mo: 0 to 0.35%,
V: 0 to 0.15%,
B: 0 to 0.0030%,
Ca: 0 to 0.010%,
Mg: 0 to 0.0050%,
REM: 0 to 0.0050%, and
The balance: Fe and impurities,
Ceq. Represented by the following formula (i). Is more than 0.40 to 0.52, and
A thick steel plate that satisfies the following (a) to (d) and has a Kca value at -10 ° C, which is an evaluation index of arrest characteristics, of 6000 N / mm 1.5 or more .
(A) A structure within 5 mm of the surface layer forms a structure elongated in the rolling direction, and the average aspect ratio of this structure is 1.5 or more.
(B) The microstructure inside the steel sheet has a composite structure of ferrite and bainite, the ferrite fraction of 1/4 t part of the plate thickness is 15.0 to 40.0%, and the ferrite content of 1/2 t part of the plate thickness. The ratio is 10.0 to 40.0%, and the structure other than ferrite and bainite has a total of less than 5% (including 0%) in area% at each plate thickness position.
(C) The average bainite particle size of 1/4 t part of the plate thickness is 25.0 μm or less, and the average bainite particle size of 1/2 t part of the plate thickness is 35.0 μm or less.
(D) The average effective crystal grain size of 1/4 t part of the plate thickness is 22.0 μm or less, and the average effective crystal grain size of 1/2 t part of the plate thickness is 32.0 μm or less.
Ceq. = C + Mn / 6 + (Cu + Ni) / 15 + (Cr + Mo + V) / 5 (i)
Cr:0.05〜0.50%、
Mo:0.05〜0.35%、および、
V:0.005〜0.15%、
から選択される1種以上を含有する、請求項1に記載の厚鋼板。 The chemical composition is% by mass,
Cr: 0.05 to 0.50%,
Mo: 0.05 to 0.35%, and
V: 0.005-0.15%,
The thick steel plate according to claim 1, containing at least one selected from the group consisting of:
B:0.0003〜0.0030%、
を含有する、請求項1または2に記載の厚鋼板。 The chemical composition is% by mass,
B: 0.0003 to 0.0030%,
The thick steel plate according to claim 1 or 2, which comprises:
Ca:0.0005〜0.010%、
Mg:0.0005〜0.0050%、および、
REM:0.0005〜0.0050%、
から選択される1種以上を含有する、請求項1〜3のいずれか一つに記載の厚鋼板。 The chemical composition is% by mass,
Ca: 0.0005 to 0.010%,
Mg: 0.0005 to 0.0050%, and
REM: 0.0005 to 0.0050%,
The thick steel plate according to any one of claims 1 to 3, containing at least one selected from the group consisting of:
請求項1〜4のいずれか一つに記載の組成を有する鋼片を、板厚中心部がAc3〜1000℃未満になるように加熱し、
板厚中心部がAc3〜1000℃未満の温度域において、累積圧下率を15.0〜60.0%、各パスの平均圧下率を3.5%以上で粗圧延を行った後、
板厚中心部がAr3〜950℃の温度域において、累積圧下率を40%以上、各パスの平均圧下率を5.0%以上で仕上圧延を行い、
さらに、この仕上圧延の最終パス開始温度を板厚表面でAr3−20℃〜Ar3+30℃として圧延を完了し、
次いで、加速冷却を開始し、表面温度が550℃以下まで加速冷却を行う、厚鋼板の製造方法。 A method for manufacturing the thick steel plate according to claim 1,
A steel slab having the composition according to any one of claims 1 to 4 is heated so that the center part of the plate thickness is Ac 3 to less than 1000 ° C,
In the temperature range in which the sheet thickness center portion is Ac 3 to less than 1000 ° C., after performing rough rolling at a cumulative reduction ratio of 15.0 to 60.0% and an average reduction ratio of each pass of 3.5% or more,
In the temperature range where the plate thickness center portion is Ar 3 to 950 ° C., finish rolling is performed with a cumulative reduction of 40% or more and an average reduction of 5.0% or more in each pass.
Furthermore, the final pass start temperature of this finish rolling is set to Ar 3 −20 ° C. to Ar 3 + 30 ° C. on the surface of the plate thickness to complete the rolling,
Next, a method for manufacturing a thick steel sheet, in which accelerated cooling is started and the surface temperature is accelerated cooled to 550 ° C or lower.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016076240A JP6682967B2 (en) | 2016-04-06 | 2016-04-06 | Steel plate and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016076240A JP6682967B2 (en) | 2016-04-06 | 2016-04-06 | Steel plate and method of manufacturing the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017186614A JP2017186614A (en) | 2017-10-12 |
JP6682967B2 true JP6682967B2 (en) | 2020-04-15 |
Family
ID=60044654
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016076240A Active JP6682967B2 (en) | 2016-04-06 | 2016-04-06 | Steel plate and method of manufacturing the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6682967B2 (en) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019187090A1 (en) * | 2018-03-30 | 2019-10-03 | 日本製鉄株式会社 | Steel sheet and manufacturing method therefor |
CN111902554B (en) * | 2018-03-30 | 2022-03-29 | 日本制铁株式会社 | Steel sheet and method for producing same |
MX2020009987A (en) * | 2018-03-30 | 2020-10-14 | Nippon Steel Corp | Steel sheet and manufacturing method therefor. |
JP6816739B2 (en) * | 2018-04-05 | 2021-01-20 | Jfeスチール株式会社 | Steel plate and its manufacturing method |
JP7104370B2 (en) * | 2018-04-10 | 2022-07-21 | 日本製鉄株式会社 | Thick steel plate and its manufacturing method |
CN109023137A (en) * | 2018-09-04 | 2018-12-18 | 南京钢铁股份有限公司 | A kind of high-strength steel sheet that brittle crack crack arrest characteristic is excellent and its manufacturing method |
KR102237486B1 (en) * | 2019-10-01 | 2021-04-08 | 주식회사 포스코 | High strength ultra thick steel plate having excellent very low temperature strain aging impact toughness at the center of thickness and method of manufacturing the same |
WO2024105967A1 (en) * | 2022-11-14 | 2024-05-23 | Jfeスチール株式会社 | High-strength extremely thick steel sheet and method for manufacturing same |
JP7468814B1 (en) | 2022-11-14 | 2024-04-16 | Jfeスチール株式会社 | High strength extra thick steel plate and its manufacturing method |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4077167B2 (en) * | 2001-02-28 | 2008-04-16 | 株式会社神戸製鋼所 | Steel plate with excellent arrest properties and its manufacturing method |
JP4309946B2 (en) * | 2007-03-05 | 2009-08-05 | 新日本製鐵株式会社 | Thick high-strength steel sheet excellent in brittle crack propagation stopping characteristics and method for producing the same |
JP5949113B2 (en) * | 2011-11-28 | 2016-07-06 | Jfeスチール株式会社 | Structural high-strength thick steel plate with excellent brittle crack propagation stopping characteristics and method for producing the same |
TWI463018B (en) * | 2012-04-06 | 2014-12-01 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | High strength steel plate with excellent crack arrest property |
JP6252291B2 (en) * | 2014-03-26 | 2017-12-27 | 新日鐵住金株式会社 | Steel sheet and manufacturing method thereof |
-
2016
- 2016-04-06 JP JP2016076240A patent/JP6682967B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017186614A (en) | 2017-10-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6682967B2 (en) | Steel plate and method of manufacturing the same | |
JP5522084B2 (en) | Thick steel plate manufacturing method | |
KR100957970B1 (en) | High-strength and high-toughness thick steel plate and method for producing the same | |
EP3042976A1 (en) | Steel sheet for thick-walled high-strength line pipe having exceptional souring resistance, crush resistance properties, and low-temperature ductility, and line pipe | |
EP2006407A1 (en) | High-strength steel plate with superior crack arrestability | |
JP5477578B2 (en) | Thick high-strength steel sheet excellent in brittle crack propagation stopping characteristics and method for producing the same | |
JP6620575B2 (en) | Thick steel plate and manufacturing method thereof | |
JP7045459B2 (en) | High-strength steel materials for polar environments with excellent fracture resistance at low temperatures and their manufacturing methods | |
CN110088346B (en) | Steel material for welded steel pipe having excellent longitudinal uniform elongation, method for producing same, and steel pipe using same | |
JP7339339B2 (en) | Ultra-high-strength steel material with excellent cold workability and SSC resistance, and method for producing the same | |
JP6665659B2 (en) | Thick steel plate and manufacturing method thereof | |
JP6191769B2 (en) | Hot rolled steel sheet and manufacturing method thereof | |
JP7221475B6 (en) | High-strength steel material with excellent ductility and low-temperature toughness, and method for producing the same | |
CN113330125A (en) | Thick steel plate and method for producing same | |
JP2017150067A (en) | Steel sheet excellent in brittleness crack propagation arrest property and manufacturing method therefor | |
CN111566247B (en) | Steel material for structure having excellent brittle crack propagation resistance and method for producing same | |
JP7048378B2 (en) | High strength and high ductility steel sheet | |
JP2014177687A (en) | High tensile steel plate excellent in drop-weight characteristic and its manufacturing method | |
JP7348948B2 (en) | High-strength structural steel material with excellent cold bendability and method for producing the same | |
JP6112265B2 (en) | High-strength extra heavy steel plate and method for producing the same | |
JP6582590B2 (en) | Steel sheet for LPG storage tank and method for producing the same | |
JP2008013812A (en) | High toughness and high tensile strength thick steel plate and its production method | |
JP7396512B2 (en) | Thick steel plate and method for manufacturing thick steel plate | |
JP6776826B2 (en) | Steel sheet with excellent brittle crack propagation stop characteristics and its manufacturing method | |
JP2022513269A (en) | Structural steel with excellent brittle fracture resistance and its manufacturing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181206 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190904 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191029 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191205 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200225 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200309 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6682967 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |