JP2837733B2 - Manufacturing method of high heat input welding steel with excellent low temperature toughness - Google Patents
Manufacturing method of high heat input welding steel with excellent low temperature toughnessInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、低温靭性の優れた大入熱用鋼材の製造法に
関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a steel material for large heat input with excellent low-temperature toughness.
(従来の技術) 近年、エネルギー需要の増大から、海洋における石
油、天然ガス等の開発が精力的に行われてきている。特
に最近では、より豊富な石油資源を求めて、北海、北極
海等の寒冷地で巨大な海洋構造物が建設されている。(Prior Art) In recent years, development of oil, natural gas, and the like in the ocean has been vigorously performed due to an increase in energy demand. Particularly in recent years, huge marine structures have been constructed in cold regions such as the North Sea and the Arctic Ocean in search of more abundant oil resources.
このような、海洋構造物は、−30℃以下の低温にさら
されるとともに、波浪の影響等による複雑な負荷応力条
件のもとで操業されるために、それに使用される鋼材に
対しては、優れた脆性破壊特性が要求される。Such offshore structures are exposed to low temperatures of -30 ° C or less and operate under complicated load stress conditions due to the effects of waves and the like. Excellent brittle fracture properties are required.
特に、母材よりも靭性が低下する溶接熱影響部の靭性
は、構造物の安全性に直接影響してくるため、衝撃試験
などに評価され、例えば、−60℃で3.5kg f・m以上の
衝撃値が要求される場合がある。In particular, the toughness of the weld heat affected zone, where the toughness is lower than that of the base metal, directly affects the safety of the structure, so it is evaluated in impact tests and the like.For example, at -60 ° C, 3.5 kgf ・ m or more Impact value may be required.
また、構造物の巨大化は、建設コストの増加を招くた
めに、使用鋼材の高張力鋼化、例えば、降伏点が36kg f
/mm2以上の鋼材を用いることにより、上部構造物の軽量
化や大入熱溶接法の採用による溶接コストの削減が図ら
れている。In addition, the enlargement of the structure leads to an increase in construction costs.
By using a steel material of / mm 2 or more, the weight of the upper structure is reduced and the welding cost is reduced by employing a large heat input welding method.
この鋼材を製造する方法として、例えば、特開昭63−
103021号公報で開示されているように、成分元素を限定
した制御圧延、加速冷却法による製造がある。このよう
な従来技術は、通常の溶接入熱(50kJ/cm以下)では、
確かに溶接熱影響部の靭性が優れた鋼材を提供するもの
であるが、大入熱溶接においてはその効果を期待できな
い。As a method for producing this steel material, for example,
As disclosed in Japanese Patent No. 103021, there are controlled rolling and production by an accelerated cooling method in which component elements are limited. Such a conventional technology is not suitable for ordinary welding heat input (50 kJ / cm or less).
Although it does provide a steel material having excellent toughness in the heat affected zone of the welding, its effect cannot be expected in large heat input welding.
溶接熱影響部の靭性を改善する技術としては、例え
ば、特開昭60−245768号公報および特開昭60−152626号
公報に記載されているように、酸化物をフェライト変態
核として粒内フェライトを生成させることにより、溶接
熱影響部の靭性を向上せしめる技術などが提案されてい
る。As a technique for improving the toughness of the heat affected zone, for example, as described in JP-A-60-245768 and JP-A-60-152626, an oxide is used as a ferrite transformation nucleus and intragranular ferrite is used. Has been proposed to improve the toughness of the weld heat affected zone by generating.
しかしながら、これらの鋼では、鋳造工程で酸化物を
均一に分散させるのが難しく、安定した溶接熱影響部の
靭性を確保できない欠点があった。However, these steels have the disadvantage that it is difficult to uniformly disperse the oxides in the casting process, and it is not possible to secure stable toughness of the heat affected zone.
(発明が解決しようとする課題) 本発明の目的は、寒冷地、極地で使用される高強度で
優れた溶接熱影響部の靭性を有する海洋構造物用鋼板の
製造方法を提供するものである。(Problems to be Solved by the Invention) An object of the present invention is to provide a method for producing a steel plate for marine structures having high strength and excellent toughness of a weld heat affected zone used in cold regions and polar regions. .
(課題を解決するための手段) 本発明は、以上の問題点を解決するためになされたも
のであって、その要旨は、重量%として、C:0.02〜0.15
%、Si:0.3%以下、Mn:0.5〜2.0%、Ni:0.2〜1.5%、C
u:0.2〜1.5%、但し、Mn,Ni,CuはMn/6+(Cu+Ni)/15
=0.28〜0.40%とし、N:0.0020〜0.010%、B×10000+
Nb×1000なる式の値が4〜10になるようなBまたはBと
Nb、TiとNの比(Ti/N)が2.0〜4.0になるTi、Al:0.005
〜0.1%、S:0.003〜0.008%、残部がFeおよび不可避的
不純物よりなる鋼を連続鋳造し、熱間圧延に先立ち、11
50℃〜1250℃に加熱し、3時間以上10時間以下保定する
前処理を施した後、500℃以下まで冷却し、その後、115
0℃以下に加熱し、熱間圧延することを特徴とする低温
靭性の優れた大入熱溶接用鋼の製造方法に関するもので
ある。(Means for Solving the Problems) The present invention has been made to solve the above problems, and the gist of the present invention is that C: 0.02 to 0.15
%, Si: 0.3% or less, Mn: 0.5-2.0%, Ni: 0.2-1.5%, C
u: 0.2 to 1.5%, provided that Mn, Ni and Cu are Mn / 6 + (Cu + Ni) / 15
= 0.28 to 0.40%, N: 0.0020 to 0.010%, B × 10000 +
B or B so that the value of the formula of Nb × 1000 becomes 4 to 10
Nb, Ti, Al with a ratio of Ti to N (Ti / N) of 2.0 to 4.0: 0.005
~ 0.1%, S: 0.003 ~ 0.008%, the remainder is continuously cast steel consisting of Fe and unavoidable impurities, prior to hot rolling, 11
After heating to 50 ° C. to 1250 ° C. and performing a pretreatment of holding for 3 hours or more and 10 hours or less, cool to 500 ° C. or less,
The present invention relates to a method for producing a large heat input welding steel excellent in low-temperature toughness, characterized in that the steel is heated to 0 ° C. or lower and hot-rolled.
(作用) 本発明者は溶接熱影響部(以下、HAZと呼ぶ)の靭性
改善にかかる多くの実験事実に基づき、溶接時の冷却
過程で生成する粒内フェライトは、TiNとMnSの複合析出
物(以下、TiN−MnS析出物と呼ぶ)から生成し、HAZの
靭性を向上させる。HAZの靭性向上に寄与するTiN−Mn
S析出物の大きさは、0.4μm以上の大きさであることを
知見した。そして、それを達成するための、高温でMnS
を凝集させる方法を見出した。(Action) Based on many experimental facts related to the improvement of the toughness of the weld heat affected zone (hereinafter referred to as HAZ), the present inventors found that the intragranular ferrite generated during the cooling process during welding is a composite precipitate of TiN and MnS. (Hereinafter referred to as TiN-MnS precipitates) to improve the toughness of HAZ. TiN-Mn that contributes to the improvement of HAZ toughness
It was found that the size of the S precipitate was 0.4 μm or more. And to achieve it, MnS at high temperature
Was found out.
以下、上記の知見に基づき、発明の骨子を説明する。 Hereinafter, the gist of the present invention will be described based on the above findings.
第1図は200kJ/cm相当の溶接熱サイクルを付与した後
の靭性におよぼすTiN−MnS析出物の数を示す。FIG. 1 shows the number of TiN-MnS precipitates on the toughness after applying a welding thermal cycle equivalent to 200 kJ / cm.
この時の実験に用いた試料の化学成分は第1表に示す
通りである。The chemical components of the samples used in the experiment at this time are as shown in Table 1.
この図からTiN−MnS析出物の個数の増加と共に、HAZ
の靭性が向上しており、TiN−MnS析出物がHAZ靭性の向
上に著しく効果があることがわかる。 From this figure, as the number of TiN-MnS precipitates increases, HAZ
It is understood that the TiN-MnS precipitate has a remarkable effect on improving the HAZ toughness.
第2図はTiN−MnS析出物の析出状態を、圧延前の前処
理温度とその保持時間に対して表したものである。FIG. 2 shows the precipitation state of the TiN-MnS precipitate with respect to the pretreatment temperature before rolling and the holding time thereof.
図からわかるように、HAZ靭性の改善に効果がある○
で示した0.4μm以上の大きさを持つTiN−MnS析出物を
生成させるためには、前処理条件において、1150〜1250
℃の温度範囲で3〜10時間保持することが必要である。As can be seen from the figure, it is effective in improving HAZ toughness.
In order to generate a TiN-MnS precipitate having a size of 0.4 μm or more shown in the above, in the pretreatment conditions, 1150 ~ 1250
It is necessary to hold for 3 to 10 hours in the temperature range of ° C.
なお、この熱処理は、通常行われる熱間圧延時のスラ
ブ加熱処理と兼ねて実施することは不可である。何故な
らば、圧延前の加熱温度を1150℃を超える温度にする
と、母材の靭性の低下を招くために、本発明における熱
処理は熱間圧延時の加熱に先立って行われるべきであ
る。In addition, this heat treatment cannot be performed also as a slab heat treatment at the time of normal hot rolling. This is because if the heating temperature before rolling exceeds 1150 ° C., the toughness of the base material is reduced, so that the heat treatment in the present invention should be performed prior to the heating during hot rolling.
以上の実験事実から、熱間圧延前に1150〜1250℃で3
〜10時間の前処理を施すことで、粒内変態核となるTiN
−MnS析出物を析出させ、その結果、HAZ靭性を顕著に改
善できる。From the above experimental facts, 3150-1250 ° C before hot rolling
Pre-treatment for up to 10 hours allows TiN to become an intragranular transformation nucleus
-MnS precipitates are precipitated, and as a result, HAZ toughness can be significantly improved.
なお、熱処理後の冷却速度は粗大なAlN等の靭性を阻
害する析出物の生成を防ぐ観点から、空冷以上の冷却速
度が望ましく、その冷却はMnSの形態が変化しない500℃
以下までとする。The cooling rate after the heat treatment is preferably a cooling rate equal to or higher than air cooling from the viewpoint of preventing the formation of precipitates that inhibit toughness such as coarse AlN, and the cooling is performed at 500 ° C. where the form of MnS does not change.
Up to the following.
また、熱間圧延のためのスラブ加熱温度は、一度生成
したTiN−MnS析出物の形態を変化させないためと、母材
の強度、靭性を確保する理由から、1150℃以下にする必
要がある。Further, the slab heating temperature for hot rolling needs to be 1150 ° C. or lower in order not to change the form of the TiN-MnS precipitate once formed and to ensure the strength and toughness of the base material.
次に、本発明における成分の限定理由について述べ
る。Next, the reasons for limiting the components in the present invention will be described.
Cは、強度を確保するために、必要な元素であり、強
度確保のために、0.02%以上の添加が必要であるが、多
量の添加はHAZの靭性低下を招くために、その上限を0.1
5%とする。C is an element necessary for securing the strength, and it is necessary to add 0.02% or more for securing the strength. However, since the addition of a large amount causes a decrease in the toughness of HAZ, the upper limit is 0.1%.
5%.
Siは多量に添加するとHAZ靭性を低下させる元素であ
り、0.3%を上限とする。Si is an element that lowers HAZ toughness when added in a large amount, and the upper limit is 0.3%.
Mnは強度確保のためと後で述べるHAZ部のミクロ組織
制御の観点から、0.5%以上添加が必要であるが、多量
に添加すると、HAZ靭性が低下するために、その上限を
2.0%とする。Mn is required to be added in an amount of 0.5% or more from the viewpoint of securing the strength and controlling the microstructure of the HAZ portion described later. However, if added in a large amount, the HAZ toughness is reduced.
2.0%.
Niは母材の強度、靭性の向上に有効であると同時に、
Mnと同じように、HAZのミクロ組織制御によりHAZ靭性を
向上させる元素であり、0.2%以上の添加が必要である
が、1.5%を超えて添加されるとHAZ靭性の低下を招くた
めにその範囲を0.2〜1.5%と限定する。Ni is effective in improving the strength and toughness of the base material,
Like Mn, it is an element that improves HAZ toughness by controlling the microstructure of HAZ.Addition of 0.2% or more is necessary, but adding more than 1.5% causes a decrease in HAZ toughness. Limit the range to 0.2-1.5%.
Cuは母材強度の向上に有効であると同時に、本発明に
あってはMn,Niと共に、HAZのミクロ組織を制御し、靭性
を向上させる元素であり、0.2%未満の添加ではその効
果がなく、1.5%を超えるとかえってHAZ靭性を低下せし
めるために、0.2〜1.5%の範囲限定する。Cu is an element that controls the microstructure of HAZ together with Mn and Ni and improves the toughness, while Cu is effective in improving the base metal strength. However, if it exceeds 1.5%, the range is limited to 0.2 to 1.5% in order to lower the HAZ toughness.
NはTiと化合して窒化物を形成する重要な元素である
が、0.0020%以上の添加が必要であるが、鋼中でフリー
に存在するとHAZ靭性の低下を招くため、その上限を0.0
10%とする。N is an important element that combines with Ti to form a nitride, but it needs to be added in an amount of 0.0020% or more. However, if it exists free in steel, it lowers the HAZ toughness.
10%.
BおよびNbは本発明において、微量の添加でHAZ靭性
を低下させる旧オーステナイト粒界からの粗大なフェラ
イトの生成を抑制し、靭性の向上をもたらす元素として
添加される。第3図は入熱200kJ/cm相当の再現熱サイク
ルを与えた後、−60℃で衝撃試験を行った時の衝撃値に
およぼすB,Nb量の影響を示したものである。In the present invention, B and Nb are added as elements that suppress the formation of coarse ferrite from the prior austenite grain boundaries that lower the HAZ toughness with a small amount of addition and bring about an improvement in toughness. FIG. 3 shows the effect of the amounts of B and Nb on the impact value when an impact test was performed at -60 ° C. after applying a reproducible heat cycle equivalent to a heat input of 200 kJ / cm.
実験に用いた成分系を第2表に示す。 Table 2 shows the component systems used in the experiment.
第3図から分かるように、○で示した衝撃値が6kg f
・m以上の高い値を得るためには、BまたはBとNbを、
重量%で、B×10000+Nb×1000なる式の値が4〜10の
範囲内にあるように添加する必要がある。 As can be seen from FIG. 3, the impact value indicated by a circle is 6 kgf
-To obtain a high value of m or more, B or B and Nb,
It must be added so that the value of the formula of B × 10000 + Nb × 1000 in weight% is in the range of 4 to 10.
Tiは本発明にとって必須の元素であり、Nと化合して
TiNを析出し、MnSの析出核として働く。したがって、最
適なTiNを得るためには、TiとNの量を制御する必要が
ある。すなわち、TiとNの重量比で2.0未満になるとN
過剰になり、HAZ靭性の低下を招き、4.0を超えると逆
に、Ti過剰になりTiCが析出し、母材の靭性が著しく低
下する。Ti is an essential element for the present invention, and is combined with N
Precipitates TiN and acts as MnS precipitation nuclei. Therefore, in order to obtain optimal TiN, it is necessary to control the amounts of Ti and N. That is, when the weight ratio of Ti and N is less than 2.0, N
If it exceeds 4.0, the HAZ toughness is reduced. If it exceeds 4.0, on the contrary, Ti becomes excessive and TiC precipitates, and the toughness of the base material is significantly reduced.
SはMnの析出に必要な元素である。第4図は第2表に
示す成分範囲内にある板厚32mmの鋼を、実際に入熱200k
J/cmの3電極潜弧溶接した時の−60℃の衝撃値におよぼ
すS量の影響を示す。S is an element necessary for Mn precipitation. Fig. 4 shows a steel sheet with a thickness of 32 mm within the composition range shown in Table 2 and a heat input of 200k.
The effect of the amount of S on the impact value at −60 ° C. when performing J / cm three-electrode latent arc welding is shown.
この図表から分かるように、0.003%未満の添加では
その析出量が不十分になり、期待される靭性の向上が得
られず、0.008%を超えて添加すると、MnSが多量に析出
し、かえって靭性を阻害するために、0.003〜0.008%の
範囲に限定するが、好ましくは0.003〜0.005%の範囲に
添加されるべきである。As can be seen from this chart, if the addition is less than 0.003%, the amount of precipitation becomes insufficient, and the expected improvement in toughness cannot be obtained. Should be added in the range of 0.003% to 0.008%, but should preferably be added in the range of 0.003% to 0.005%.
Alは脱酸のために必要な元素であって、0.005%以上
の添加が必要であるが多量に添加すると靭性を阻害する
ために、0.1%を上限とする。Al is an element necessary for deoxidation, and it is necessary to add 0.005% or more. However, if added in a large amount, the toughness is impaired, so the upper limit is 0.1%.
以上の成分範囲の中で、さらに大入熱溶接時のHAZ靭
性の向上を目的として実験を重ねた結果、本発明者らは
TiN−MnS析出物を鋼中に分散させた状態で、Mn,Cu,Ni等
の焼入れ性の高い元素を有効に利用すると、HAZのミク
ロ組織の中で、靭性低下の主要因となる旧オーステナイ
ト粒界から生成する粗大なフェライトおよび上部ベイナ
イトの生成を抑制でき、HAZ靭性を飛躍的に増大できる
ことを知見した。As a result of repeated experiments for the purpose of improving HAZ toughness during large heat input welding within the above component ranges, the present inventors found that
If TiN-MnS precipitates are dispersed in steel and elements with high hardenability such as Mn, Cu, and Ni are effectively used, the former austenite, which is the main cause of toughness reduction in the microstructure of HAZ, It has been found that the formation of coarse ferrite and upper bainite generated from grain boundaries can be suppressed and HAZ toughness can be significantly increased.
第5図は、第2表中に示した成分範囲を有する鋼を板
厚32mm供試材として、入熱200kJ/cmの片面潜弧溶接で溶
接し、その後、−60℃でHAZ部の衝撃試験を行った時の
衝撃値の平均値を縦軸に示し、横軸に、重量%で、Mn/6
+(Cu+Ni)/15なる式の値を示した図表である。Fig. 5 shows a steel sheet having the composition range shown in Table 2 as a test piece with a thickness of 32 mm, which was welded by single-sided latent arc welding at a heat input of 200 kJ / cm, and then subjected to impact at -60 ° C at the HAZ. The average value of the impact values at the time of the test is shown on the vertical axis, and the horizontal axis is Mn / 6 in weight%.
9 is a table showing values of an equation of + (Cu + Ni) / 15.
なお、○で示した結果は、S量が重量%で0.003%お
よび0.004%含有し、TiN−MnS析出物が微細に分散して
いる場合のもの、●はSが0.001%以下しか含有せず、T
iN−MnS析出物がほとんど生成していない場合の結果を
示す。In addition, the result shown by ○ is the case where the S content is 0.003% and 0.004% by weight and the TiN-MnS precipitates are finely dispersed. , T
The result when iN-MnS precipitate is hardly formed is shown.
この図表から分かるように、TiN−MnS析出物が分散し
ている鋼(○)では上式の値が0.25から0.33に増加する
に伴い、衝撃値が著しく向上し、0.33を超えると、逆に
靭性は低下する傾向がある。As can be seen from this chart, in steel (○) in which TiN-MnS precipitates are dispersed, as the value of the above equation increases from 0.25 to 0.33, the impact value increases significantly. Toughness tends to decrease.
この靭性の向上は、ミクロ組織の観察から、Mn,Cu,Ni
添加により鋼の焼入れ性が増加するに伴い、大入熱溶接
時の遅い冷却速度でも粒界から生成する粗大なフェライ
トを抑制すると同時に、粒内にTiN−MnS析出物を核とし
て微細な粒内フェライトが生成し、HAZのミクロ組織が
著しく微細化することによるものであると考えられる。
しかしながら、上式の値が、0.33を超えると、かえって
焼入れ性が増大しすぎるために、冷却途中で旧オーステ
ナイト粒内に靭性を阻害する上部ベイナイトや島状マル
テンサイト組織が生成するため、靭性が低下する。The improvement of this toughness was confirmed by observation of microstructure, Mn, Cu, Ni
As the hardenability of steel increases due to the addition, coarse ferrite generated from the grain boundaries is suppressed even at a slow cooling rate during large heat input welding, and at the same time fine intragranular TiN-MnS precipitates are formed in the grains. It is considered that ferrite is formed and the microstructure of HAZ is remarkably refined.
However, when the value of the above equation exceeds 0.33, hardenability rather increases excessively, and upper bainite and island-like martensite structure which inhibits toughness in the prior austenite grains during cooling are generated, so that toughness is reduced. descend.
一方、TiN−MnS析出物の分散がなされていない鋼
(●)では、上式の値によらず、低い靭性を示してお
り、本発明鋼との差は明らかである。On the other hand, steel (●) in which TiN-MnS precipitates are not dispersed shows low toughness regardless of the value of the above equation, and the difference from the steel of the present invention is clear.
以上の知見から、TiN−MnS析出物を本発明により微細
分散させ、かつMn/6+(Cu+Ni)/15なる式の値を制限
することで、大入熱溶接時のHAZ靭性を改善できる。な
お、その範囲は、工業的に通常要求されている衝撃値が
3.5kg f・m程度であることを考えて、0.28〜0.40とす
る。From the above findings, it is possible to improve the HAZ toughness during large heat input welding by finely dispersing the TiN-MnS precipitates according to the present invention and limiting the value of the formula of Mn / 6 + (Cu + Ni) / 15. In addition, the range is the impact value that is usually required in industry.
Considering that it is about 3.5kg f · m, it should be 0.28 to 0.40.
以上述べた成分を有する鋼を電気炉、転炉で溶製した
後、連続鋳造機により鋳造する。これは、従来の造塊分
塊法だと凝固時の冷却速度が遅く、TiNが微細析出しな
いため、HAZ靭性に対し好ましくない。After the steel having the components described above is melted in an electric furnace and a converter, it is cast by a continuous casting machine. This is unfavorable for the HAZ toughness, because the cooling rate during solidification is slow and the TiN does not precipitate finely in the case of the conventional ingot lump method.
このスラブを熱間圧延での加熱に先立ち、1150〜1250
℃で3〜10時間保持し、その後の空冷以上の冷却速度で
500℃以下まで冷却する。Prior to heating this slab in hot rolling, 1150-1250
At 3 ℃ for 3-10 hours, then at a cooling rate higher than air cooling
Cool down to below 500 ° C.
この前処理は、前述したように溶接時の冷却途中に変
態して生成する粒内フェライトの析出核として、最適な
TiN−MnS析出物を析出させるために必要な処理である。
その条件は、第2図に示すように、1250℃を超える温度
では、MnSが溶解するために適切な析出物がえられず、1
150℃未満の温度ではMnSの凝集が不十分である。また、
1150〜1250℃の温度範囲でも、保持が3時間未満である
とやはりMnSの凝集する時間が不十分であるために、そ
の保持時間の下限は3時間とする。This pretreatment, as described above, is optimal as a precipitation nucleus of intragranular ferrite generated by transformation during cooling during welding.
This is a process necessary for depositing TiN-MnS precipitates.
As shown in FIG. 2, at a temperature exceeding 1250 ° C., an appropriate precipitate cannot be obtained because MnS is dissolved,
At a temperature lower than 150 ° C., the aggregation of MnS is insufficient. Also,
Even in the temperature range of 1150 to 1250 ° C., if the holding time is less than 3 hours, the time for coagulating MnS is still insufficient, so the lower limit of the holding time is 3 hours.
しかしながら、10時間を超える保持は、MnSの粗大化
により、粒内フェライトの変態核として必要な複合析出
物の個数密度が低下すると同時に、熱処理コストも増大
するために、その上限は10時間とする。However, holding for more than 10 hours, due to the coarsening of MnS, the number density of composite precipitates required as transformation nuclei of intragranular ferrite is reduced, and the heat treatment cost is also increased, so the upper limit is set to 10 hours. .
また、この前処理後に場合によっては分塊圧延を加え
ても何等さしつかえない。Also, after this pretreatment, there may be no problem even if slab rolling is added.
その後、熱間圧延のために再加熱を施すが、その時の
温度は母材の強度、靭性を確保するためと、前記した熱
処理により生成させたTiN−MnS析出物の形体を変化させ
ないために、1150℃以下の温度にする必要がある。Thereafter, reheating is performed for hot rolling, but the temperature at that time is to ensure the strength and toughness of the base material, and to not change the form of the TiN-MnS precipitate generated by the heat treatment. The temperature must be below 1150 ° C.
なお、加熱後の圧延については、母材の強度、靭性の
向上を図るために、制御圧延を施したり、制御圧延後、
水冷しても何等TiN−MnS析出物に変化を与えることがな
いため、現在公知である製造方法を適宜選択して採用で
きる。In addition, regarding the rolling after heating, in order to improve the strength and toughness of the base material, controlled rolling is performed, or after controlled rolling,
Since the TiN-MnS precipitate does not change at all even when cooled with water, a currently known production method can be appropriately selected and adopted.
(実 施 例) 供試材の化学成分を第3表に示す。(Examples) Table 3 shows the chemical components of the test materials.
ここで、鋼B,鋼Cは本発明に該当する成分系であり、
鋼A,鋼D〜Gは本発明から逸脱している鋼である。Here, steel B and steel C are component systems corresponding to the present invention,
Steels A and D to G are steels deviating from the present invention.
また、第4表には供試材の製造条件および母材、HAZ
の靭性値を合わせて示している。Table 4 shows the manufacturing conditions, base metal, and HAZ of the test materials.
Are also shown.
これらの鋼板は転炉で溶製、連続鋳造機により厚み24
0〜250mm、幅1300〜1600mmに鋳造された後、前処理およ
び圧延のための加熱圧延を経て、板厚32mmの鋼板として
製造された。なお、HAZ靭性は、片面1層のの潜弧溶接
(入熱:200kJ/cm)後、板厚の1/4t部から衝撃試験を採
取し、シャルピー衝撃試験により評価した。 These steel sheets were melted in a converter and the thickness was
After being cast to a thickness of 0 to 250 mm and a width of 1300 to 1600 mm, it was subjected to pre-treatment and hot rolling for rolling, thereby producing a steel sheet having a thickness of 32 mm. Note that the HAZ toughness was evaluated by a Charpy impact test by taking an impact test from a 1 / 4t portion of the plate thickness after one-sided one-layer latent arc welding (heat input: 200 kJ / cm).
本発明により製造された鋼板:(板番:B1,C1)は、母
材、HAZ共に優れた靭性を示している。The steel sheet manufactured by the present invention: (sheet number: B1, C1) shows excellent toughness in both the base metal and the HAZ.
これに対し、板番A1は前処理温度が高いために、HAZ
靭性が低下し、板番A2は圧延前のスラブ加熱温度が高
く、母材の靭性およびHAZ靭性が低下している。板番A3
は前処理温度は適切であるが、保定時間が本発明の範囲
を逸脱しており、HAZ靭性が低下している。On the other hand, plate number A1 has a high pretreatment temperature, so HAZ
The toughness is reduced, and sheet No. A2 has a high slab heating temperature before rolling, and the toughness and HAZ toughness of the base material are reduced. Plate number A3
Although the pretreatment temperature is appropriate, the retention time is out of the range of the present invention, and the HAZ toughness is reduced.
また、板番B2は前処理後の冷却条件が徐冷であるため
に、HAZ靭性の向上が認められず、板番C2は前処理温度
が低いために、やはりHAZ靭性が低下している。In addition, the improvement in HAZ toughness was not observed in sheet number B2 because the cooling condition after the pretreatment was slow cooling, and the HAZ toughness was also lowered in sheet number C2 because the pretreatment temperature was low.
さらに、D1,E1,F1,G1は成分範囲が本発明から逸脱し
ているものである。すなわち、板番D1はB×10000+Nb
×1000なる式で与えられる値が本発明の範囲を逸脱して
おり、HAZ靭性が低下しており、板番E1はMn/6+(Cu+N
i)/15なる式で与えられる値が本発明の範囲を超えてお
り、やはりHAZ靭性が低い。また、板番F1はTi/Nが本発
明の範囲から逸脱しているため、HAZ靭性が低下してお
り、板番G1はS量が高いために、やはり、HAZ靭性が低
下している。Further, D1, E1, F1, and G1 have component ranges that deviate from the present invention. That is, the plate number D1 is B × 10000 + Nb
The value given by the formula of × 1000 is out of the range of the present invention, the HAZ toughness is reduced, and the sheet number E1 is Mn / 6 + (Cu + N
i) The value given by the formula of / 15 exceeds the range of the present invention, and the HAZ toughness is also low. In addition, the sheet number F1 has a reduced HAZ toughness because Ti / N is out of the range of the present invention, and the sheet number G1 also has a reduced HAZ toughness because the S number is high.
(発明の効果) 以上述べたように、本発明によれば、大入熱溶接によ
ってもHAZの低温靭性が安定して高水準の鋼材が得られ
るため、産業上極めて有用なものである。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, high-temperature steel can be obtained stably at a low temperature toughness of HAZ even by high heat input welding, and thus is extremely useful in industry.
第1図は鋼中に含まれるTiN−MnS析出物の個数と溶接熱
サイクル後の靭性の変化を示す図表、第2図はTiN−MnS
析出物の析出状態を前処理温度とその保定時間に対して
表した図表、第3図は溶接熱サイクル後の靭性に対する
BとNbの添加量の影響を表した図表、第4図は入熱200k
J/cmの片面潜弧溶接後のHAZの衝撃値におよぼすS量の
影響を示す図表、第5図は入熱200kJ/cmの片面潜弧溶接
後の衝撃値におよぼすMn/6+(Cu+Ni)/15なる式で表
したMn,Cu,Niの影響を示す図表である。Fig. 1 is a table showing the number of TiN-MnS precipitates contained in steel and the change in toughness after welding heat cycle, and Fig. 2 is TiN-MnS.
FIG. 3 is a graph showing the precipitation state of the precipitates with respect to the pretreatment temperature and its retention time, FIG. 3 is a graph showing the effect of the addition amount of B and Nb on the toughness after the welding heat cycle, and FIG. 200k
Fig. 5 is a chart showing the effect of S content on the impact value of HAZ after single-sided sub-arc welding at J / cm, and Fig. 5 shows the effect of Mn / 6 + (Cu + Ni) on the impact value after single-sided sub-arc welding at a heat input of 200kJ / cm. 4 is a chart showing the influence of Mn, Cu, and Ni represented by the formula of / 15.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C21D 8/02,8/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) C21D 8 / 02,8 / 00
Claims (1)
なるようなBまたはBとNb、 重量%で、TiとNの比(Ti/N)が2.0〜4.0になるTi、 Al:0.005〜0.1%、 S:0.003〜0.008%、 残部がFeおよび不可避的不純物よりなる鋼を連続鋳造
し、熱間圧延に先立ち、1150℃〜1250℃に加熱し、3時
間以上10時間以下保定する前処理を施した後、500℃以
下まで冷却し、その後、1150℃以下に加熱し、熱間圧延
することを特徴とする低温靭性の優れた大入熱溶接用鋼
の製造法。(1) As% by weight, C: 0.02 to 0.15%, Si: 0.3% or less, Mn: 0.5 to 2.0%, Ni: 0.2 to 1.5%, Cu: 0.2 to 1.5%, provided that Mn, Ni, Cu Is Mn / 6 + (Cu + Ni) /15=0.28~0.40%, N: 0.0020 ~ 0.010%, weight%, B or B and Nb, so that the value of the formula of B × 10000 + Nb × 1000 becomes 4 to 10, weight %, The ratio of Ti to N (Ti / N) is 2.0 to 4.0, Ti: Al: 0.005 to 0.1%, S: 0.003 to 0.008%, and the balance is Fe and unavoidable impurities. Prior to hot rolling, heat treatment is performed at 1150 ° C to 1250 ° C, holding for 3 hours or more and 10 hours or less, then cooling to 500 ° C or less, and then heating to 1150 ° C or less and hot rolling. A method for producing a large heat input welding steel having excellent low-temperature toughness, characterized in that:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6107790A JP2837733B2 (en) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | Manufacturing method of high heat input welding steel with excellent low temperature toughness |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03264615A JPH03264615A (en) | 1991-11-25 |
| JP2837733B2 true JP2837733B2 (en) | 1998-12-16 |
Family
ID=13160706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP6107790A Expired - Lifetime JP2837733B2 (en) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | Manufacturing method of high heat input welding steel with excellent low temperature toughness |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2837733B2 (en) |
-
1990
- 1990-03-14 JP JP6107790A patent/JP2837733B2/en not_active Expired - Lifetime
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| JPH03264615A (en) | 1991-11-25 |
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