JP6795048B2 - Non-treated low yield ratio high-strength thick steel sheet and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、建築等の溶接構造物用として好適な非調質低降伏比高張力厚鋼板に関し、とくに、建築ボックス柱の施工に使用される、高い強度と塑性変形能力を有することにより耐震性に優れた非調質低降伏比高強度厚鋼板に関する。ここで、「非調質」とは、焼入れ焼戻しを行わずに製造した鋼板をいうものとする。 The present invention relates to a non-healing low yield ratio high tension thick steel plate suitable for welded structures such as buildings, and is particularly earthquake resistant due to its high strength and plastic deformation ability used for construction of building box columns. It relates to a high-strength thick steel plate with an excellent non-welded low yield ratio. Here, "non-tempered" means a steel sheet manufactured without quenching and tempering.
近年、建築鋼構造物などでは地震時の安全性確保の観点から、優れた耐震性を有する鋼板が要求されている。鋼板は降伏比YR(降伏強さYS/引張強さTS)が低いほど塑性変形能が高く耐震性に優れるため、建築構造物にはYRが80%以下の鋼板を使用することが義務付けられている。一方で最近では、構造物の大型化、高層化、大スパン化に伴い、従来より高い強度の鋼板が要求されるようになっている。 In recent years, steel sheets having excellent seismic resistance have been required for building steel structures and the like from the viewpoint of ensuring safety in the event of an earthquake. The lower the yield ratio YR (yield strength YS / tensile strength TS), the higher the plastic deformability and the better the earthquake resistance of the steel sheet. Therefore, it is obligatory to use a steel sheet with a YR of 80% or less for the building structure. There is. On the other hand, recently, with the increase in size, height, and span of structures, steel plates having higher strength than before are required.
鋼板の強度を高めるためには、組織を硬質化する必要があるが、硬質化によりYRが高くなるため、上述の基準を満足できなくなるという課題があった。 In order to increase the strength of the steel sheet, it is necessary to harden the structure, but there is a problem that the above-mentioned criteria cannot be satisfied because the YR becomes high due to the hardening.
このような問題に対し、例えば、特許文献1では、組織を軟質相であるフェライト主体の組織にすることで引張強さを590MPa以上とした、低降伏比非調質鋼板が提案されている。 In response to such a problem, for example, Patent Document 1 proposes a low yield ratio non-healing steel sheet having a tensile strength of 590 MPa or more by forming a structure mainly composed of ferrite which is a soft phase.
また、特許文献2では、鋼板の製造過程で多段熱処理を施すことにより、引張強さ780MPa以上の低降伏比調質鋼板を製造する方法が提案されている。 Further, Patent Document 2 proposes a method for producing a low yield ratio tempered steel sheet having a tensile strength of 780 MPa or more by performing a multi-step heat treatment in the process of producing the steel sheet.
しかし、特許文献1で提案されている低降伏比非調質鋼板は、軟質相であるフェライトを主体としているため、690MPa以上の引張強さを確保することができない。 However, since the low yield ratio non-healable steel sheet proposed in Patent Document 1 is mainly composed of ferrite which is a soft phase, it is not possible to secure a tensile strength of 690 MPa or more.
また、特許文献2で提案されている方法では、高強度と低降伏比を両立するために多段熱処理を施す必要があるため、製造コストが増大する。 Further, in the method proposed in Patent Document 2, since it is necessary to perform multi-step heat treatment in order to achieve both high strength and low yield ratio, the manufacturing cost increases.
さらに、鉄骨が脆性破断に至るまでの変形能力は鋼材のシャルピー吸収エネルギーの影響を受ける。シャルピー吸収エネルギーは温度と共に減少する傾向が知られており、特に、破面遷移温度を下回ると、シャルピー吸収エネルギーが大きく低下する。したがって、破面遷移温度が低いことも同時に求められる。 Furthermore, the deformability of the steel frame until it breaks into brittleness is affected by the Charpy absorption energy of the steel material. It is known that the Charpy absorption energy tends to decrease with temperature, and in particular, when the temperature falls below the fracture surface transition temperature, the Charpy absorption energy decreases significantly. Therefore, it is also required that the fracture surface transition temperature is low.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、多段熱処理を行うことなく製造可能で、非調質で690MPa以上の引張強さと80%以下の降伏比とを兼ね備え、かつ、破面遷移温度が−25℃以下である非調質低降伏比高張力厚鋼板を提供することを目的とする。また、本発明は、前記非調質低降伏比高張力厚鋼板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, can be manufactured without performing multi-step heat treatment, has a tensile strength of 690 MPa or more and a yield ratio of 80% or less without tempering, and has a fracture surface transition. An object of the present invention is to provide a non-heat-treated low yield ratio high-tensile thick steel sheet having a temperature of −25 ° C. or lower. Another object of the present invention is to provide a method for producing the non-healing low yield ratio high tension thick steel sheet.
本発明者らは、上記した目的を達成するために、鋭意検討し、以下の知見を得た。 The present inventors have diligently studied and obtained the following findings in order to achieve the above-mentioned object.
(1)Ar3変態点以上で熱間圧延を終了した後に加速冷却を開始し、復熱後の鋼板表面温度がベイナイト変態開始温度(BS点)以下、300℃以上となる温度で前記加速冷却を停止することにより、ベイナイトなどの硬質相を生成させると同時に、さらに硬質な島状マルテンサイト(Martensite-Austenite Constituent、MA)組織を旧オーステナイト粒内に多量に生成させることができる。 (1) Ar @ 3 starts accelerated cooling after the completion of the hot rolling at a transformation point or higher, the accelerated cooling at temperatures steel sheet surface temperature after heat recuperation is equal to or less than the bainite transformation start temperature (B S point), 300 ° C. or higher By stopping the above, a hard phase such as bainite can be generated, and at the same time, a larger amount of harder island-like martensite (Martensite-Austenite Constituent, MA) structure can be generated in the former austenite grains.
(2)MA中には可動転位が高密度に残留するため、MAを旧オーステナイト粒内に生成させることによってYRを下げることができる。厚鋼板の組織を、ベイナイトなどの硬質相とMAの2相組織とすることにより、非調質でも強度と低降伏比の両立を達成できる。 (2) Since movable dislocations remain at high density in MA, YR can be lowered by generating MA in the old austenite grains. By forming the structure of the thick steel sheet into a two-phase structure of a hard phase such as bainite and MA, it is possible to achieve both strength and a low yield ratio even in non-healing.
本発明は、上記知見に基づき、さらに検討を加えて完成されたものである。すなわち、本発明の要旨は次のとおりである。 The present invention has been completed by further studying based on the above findings. That is, the gist of the present invention is as follows.
1.質量%で、
C :0.05〜0.10%、
Si:0.15〜0.40%、
Mn:0.6〜1.8%、
P :0.010%以下、
S :0.003%以下、
Al:0.05%以下、
N :0.0050%以下、
Ti:0.005〜0.020%、
Mo:0.15〜0.50%、
Nb:0.005〜0.030%、
Cr:0.05〜0.50%、および
V :0.005〜0.070%を含有し、
残部がFeおよび不可避的不純物からなり、かつ、
N含有量(質量%)に対するTi含有量(質量%)の比として定義されるTi/Nが、2.0以上、4.0以下である成分組成を有し、
面積率で、
島状マルテンサイト:15%以上、うち旧オーステナイト粒内に存在する島状マルテンサイト:4%以上、
フェライト:0〜10%、を含み、
残部がパーライト相、ベイナイト相、マルテンサイト相、またはそれらの混合相からなる、板厚1/4位置におけるミクロ組織を有し、
引張強さが690MPa以上、降伏比が80%以下であり、板厚1/4位置における破面遷移温度が−25℃以下である、非調質低降伏比高張力厚鋼板。
1. 1. By mass%
C: 0.05 to 0.10%,
Si: 0.15-0.40%,
Mn: 0.6 to 1.8%,
P: 0.010% or less,
S: 0.003% or less,
Al: 0.05% or less,
N: 0.0050% or less,
Ti: 0.005 to 0.020%,
Mo: 0.15-0.50%,
Nb: 0.005 to 0.030%,
Cr: 0.05 to 0.50%, and V: 0.005 to 0.070%,
The balance consists of Fe and unavoidable impurities, and
It has a component composition in which Ti / N defined as the ratio of Ti content (mass%) to N content (mass%) is 2.0 or more and 4.0 or less.
By area ratio,
Island-shaped martensite: 15% or more, of which island-shaped martensite present in the former austenite grain: 4% or more,
Ferrite: 0-10%, including
The balance has a microstructure at a plate thickness of 1/4 consisting of a pearlite phase, a bainite phase, a martensite phase, or a mixed phase thereof.
A non-healing low yield ratio high tension thick steel sheet having a tensile strength of 690 MPa or more, a yield ratio of 80% or less, and a fracture surface transition temperature of -25 ° C or less at a plate thickness 1/4 position.
2.前記成分組成が、さらに質量%で、
Cu:0.05〜1.0%、
Ni:0.05〜2.0%、および
B :0.0003〜0.0050%からなる群より選択される1または2以上を含有する、上記1に記載の非調質低降伏比高張力厚鋼板。
2. 2. The component composition is further increased by mass%.
Cu: 0.05-1.0%,
The non-conditioned low yield ratio high tension according to 1 above, which contains 1 or 2 or more selected from the group consisting of Ni: 0.05 to 2.0% and B: 0.0003 to 0.0050%. Thick steel plate.
3.上記1または2に記載の成分組成を有する鋼素材を、1050〜1250℃の加熱温度に加熱し、
前記鋼素材を、表面温度で950℃以下の温度域での累積圧下率が30%以上、かつ、圧延終了温度が表面温度でAr3変態点以上の条件で熱間圧延して熱延鋼板とし、
前記熱延鋼板を、
表面温度で、Ar3変態点以上の冷却開始温度から300℃以上の冷却停止温度まで、
板厚の1/4位置における平均冷却速度8℃/s以上で加速冷却し、
前記加速冷却後の復熱温度をベイナイト変態開始温度以下とする、非調質低降伏比高張力厚鋼板の製造方法。
3. 3. The steel material having the component composition according to 1 or 2 above is heated to a heating temperature of 1050 to 1250 ° C.
The steel material is hot-rolled under the conditions that the cumulative reduction rate in the temperature range of 950 ° C. or lower at the surface temperature is 30% or more and the rolling end temperature is the Ar3 transformation point or more at the surface temperature to obtain a hot-rolled steel sheet.
The hot-rolled steel sheet
At the surface temperature, from the cooling start temperature above the Ar3 transformation point to the cooling stop temperature above 300 ° C.
Accelerated cooling at an average cooling rate of 8 ° C./s or higher at the 1/4 position of the plate thickness.
A method for producing a non-healing low yield ratio high-strength thick steel sheet in which the reheat temperature after accelerated cooling is set to be equal to or lower than the bainite transformation start temperature.
本発明によれば、多段熱処理を行うことなく製造可能で、非調質で690MPa以上の引張強さと80%以下の降伏比とを兼ね備え、かつ、破面遷移温度が−25℃以下である非調質低降伏比高張力厚鋼板を提供することができる。また、本発明の製造方法によれば、多段熱処理を行うことなく、前記非調質低降伏比高張力厚鋼板を製造することができる。 According to the present invention, it can be manufactured without performing multi-step heat treatment, has a tensile strength of 690 MPa or more and a yield ratio of 80% or less, and has a fracture surface transition temperature of −25 ° C. or less. It is possible to provide a heat-treated low yield ratio high-tensile thick steel sheet. Further, according to the manufacturing method of the present invention, the non-healing low yield ratio high tension thick steel sheet can be manufactured without performing multi-step heat treatment.
以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。なお、以下の説明は、本発明の好適な実施形態を示すものであって、本発明はこれに限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described. The following description shows a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited thereto.
[成分組成]
本発明の非調質低降伏比高張力厚鋼板(以下、単に「厚鋼板」という場合がある)、および前記厚鋼板の製造に用いる鋼素材は、上述した成分組成を有する必要がある。以下、前記成分組成に含まれる各成分について説明する。なお、特に断らない限り、各成分の含有量を表す「%」は、「質量%」を意味する。
[Ingredient composition]
The non-healing low yield ratio high-strength thick steel sheet of the present invention (hereinafter, may be simply referred to as “thick steel sheet”) and the steel material used for producing the thick steel sheet need to have the above-mentioned composition. Hereinafter, each component contained in the component composition will be described. Unless otherwise specified, "%" representing the content of each component means "mass%".
C:0.05〜0.10%
Cは、鋼の強度を増加させ、構造用鋼材として必要な強度を確保するのに有用な元素である。さらにCは、硬質相の体積率を増加させ、降伏比を低下させる作用を有する。前記効果を得るためには0.05%以上の含有を必要とする。そのため、C含有量は0.05%以上、好ましくは0.06%以上とする。一方、0.10%を超える含有は、溶接性と靭性を顕著に低下させる。そのため、C含有量は0.10%以下、好ましくは0.09%以下とする。
C: 0.05 to 0.10%
C is an element useful for increasing the strength of steel and ensuring the strength required as a structural steel material. Further, C has an action of increasing the volume fraction of the hard phase and lowering the yield ratio. In order to obtain the above effect, a content of 0.05% or more is required. Therefore, the C content is set to 0.05% or more, preferably 0.06% or more. On the other hand, a content of more than 0.10% significantly reduces weldability and toughness. Therefore, the C content is 0.10% or less, preferably 0.09% or less.
Si:0.15〜0.40%
Siは、脱酸剤として作用するとともに、鋼中に固溶し鋼材の強度を増加させる。前記効果を得るためには0.15%以上の含有を必要とする。そのため、Si含有量は、0.15%以上、好ましくは0.17%以上とする。一方、0.40%を超える含有は、母材の靱性を低下させるとともに、溶接熱影響部(HAZとも言う)靱性を顕著に低下させる。そのため、Si含有量は0.40%以下、好ましくは0.30%以下とする。
Si: 0.15-0.40%
Si acts as an antacid and dissolves in the steel to increase the strength of the steel material. In order to obtain the above effect, a content of 0.15% or more is required. Therefore, the Si content is 0.15% or more, preferably 0.17% or more. On the other hand, if the content exceeds 0.40%, the toughness of the base metal is lowered and the toughness of the weld heat affected zone (also referred to as HAZ) is remarkably lowered. Therefore, the Si content is 0.40% or less, preferably 0.30% or less.
Mn:0.6〜1.8%
Mnは、固溶して鋼の強度を増加させる作用を有する元素である。また、Mnは他の合金元素に比べて安価である。したがって、他の高価な合金元素の含有を最小限に抑えることを目的の一つとする本発明では、所望の高強度(引張強さ690MPa以上)を確保するために、Mn含有量を0.6%以上、好ましくは0.8%以上とする。一方、1.8%を超える含有は、母材の靱性およびHAZ靱性を著しく低下させる。そのため、Mn含有量は1.8%以下、好ましくは1.6%以下とする。
Mn: 0.6 to 1.8%
Mn is an element that has the effect of solid-solving and increasing the strength of steel. In addition, Mn is cheaper than other alloying elements. Therefore, in the present invention, one of the purposes of which is to minimize the content of other expensive alloying elements, the Mn content is set to 0.6 in order to secure the desired high strength (tensile strength of 690 MPa or more). % Or more, preferably 0.8% or more. On the other hand, a content of more than 1.8% significantly reduces the toughness and HAZ toughness of the base metal. Therefore, the Mn content is set to 1.8% or less, preferably 1.6% or less.
P:0.010%以下
Pは、鋼の強度を増加させる作用を有する元素であるが、靱性、とくに溶接部の靱性を低下させる。したがって、P含有量はできるだけ低減することが望ましい。0.010%を超えて含有すると、上記した悪影響が顕著となるため、P含有量は0.010%以下とする。一方、P含有量は低ければ低いほど好ましいため、P含有量の下限は特に限定されない。しかし、過度の低減は精錬コストの上昇を招く場合がある。そのため、コスト低減という観点からは、P含有量を0.0005%以上とすることが好ましく、0.001%以上とすることがより好ましい。
P: 0.010% or less P is an element having an action of increasing the strength of steel, but lowers toughness, particularly toughness of welded parts. Therefore, it is desirable to reduce the P content as much as possible. If the content exceeds 0.010%, the above-mentioned adverse effects become remarkable, so the P content is set to 0.010% or less. On the other hand, the lower the P content, the more preferable it is, so that the lower limit of the P content is not particularly limited. However, excessive reduction can lead to higher refining costs. Therefore, from the viewpoint of cost reduction, the P content is preferably 0.0005% or more, and more preferably 0.001% or more.
S:0.003%以下
Sは、鋼中ではMnS等の硫化物系介在物として存在し、母材および溶接部の靱性を劣化させる。また、Sは、鋳片中央偏析部などに多量に偏在して鋳片等における欠陥を発生しやすくする。このような傾向は0.003%を超える含有で顕著となる。そのため、S含有量は0.003%以下とする。なお、S含有量の下限は特に限定されないが、過度のS低減は精錬コストを高騰させ、経済的に不利となるため、S含有量は0.001%程度以上とすることが好ましい。
S: 0.003% or less S exists as sulfide-based inclusions such as MnS in steel and deteriorates the toughness of the base metal and the welded portion. Further, S is unevenly distributed in a large amount in the central segregation portion of the slab and the like, and tends to cause defects in the slab and the like. Such a tendency becomes remarkable when the content exceeds 0.003%. Therefore, the S content is set to 0.003% or less. Although the lower limit of the S content is not particularly limited, the S content is preferably about 0.001% or more because excessive reduction of S increases the refining cost and is economically disadvantageous.
Al:0.05%以下
Alは、脱酸剤として作用する元素であり、高張力鋼の溶鋼脱酸プロセスにおいては、脱酸剤として、もっとも汎用的に使われる。しかし、0.05%を超える含有は、母材の靱性を低下させるとともに、溶接時に溶接金属に混入して溶接金属部靱性を低下させる。そのため、Al含有量は0.05%以下、好ましくは0.045%以下とする。一方、Al含有量の下限は特に限定されないが、Alの添加効果を高めるという観点からは、Al含有量を0.01%以上とすることが好ましい。
Al: 0.05% or less Al is an element that acts as a deoxidizing agent, and is most commonly used as a deoxidizing agent in the molten steel deoxidizing process of high-strength steel. However, if the content exceeds 0.05%, the toughness of the base metal is lowered, and the toughness of the weld metal portion is lowered by being mixed with the weld metal during welding. Therefore, the Al content is 0.05% or less, preferably 0.045% or less. On the other hand, the lower limit of the Al content is not particularly limited, but from the viewpoint of enhancing the effect of adding Al, the Al content is preferably 0.01% or more.
N:0.0050%以下
Nが鋼中に固溶していると、冷間加工後に歪時効を起こし、靭性を劣化させる。そのため、N含有量はできるだけ低減することが望ましい。0.0050%を超えて含有すると、靭性の劣化が著しくなる。そのため、N含有量は0.0050%以下とする。一方、N含有量は低ければ低いほど好ましいため、N含有量の下限は特に限定されない。しかし、過度の低減は精錬コストの上昇を招く場合がある。そのため、コスト低減という観点からは、N含有量を0.0005%以上とすることが好ましく、0.0010%以上とすることがより好ましい。
N: 0.0050% or less If N is solid-solved in steel, strain aging occurs after cold working and the toughness deteriorates. Therefore, it is desirable to reduce the N content as much as possible. If it is contained in excess of 0.0050%, the toughness is significantly deteriorated. Therefore, the N content is set to 0.0050% or less. On the other hand, the lower the N content is, the more preferable it is. Therefore, the lower limit of the N content is not particularly limited. However, excessive reduction can lead to higher refining costs. Therefore, from the viewpoint of cost reduction, the N content is preferably 0.0005% or more, and more preferably 0.0010% or more.
Ti:0.005〜0.020%
Tiは、Nとの親和力が強い元素であり、凝固時にはTiNとして析出する。その結果、鋼中の固溶Nが減少するため、Nの歪時効による冷間加工後の靭性劣化が抑制される。また、析出したTiNは、HAZの組織を微細化して、HAZ靭性の向上にも寄与する。これらの効果を得るためには、0.005%以上の含有を必要とする。そのため、Ti含有量は0.005%以上、好ましくは0.007%以上とする。一方、0.020%を超えて含有すると、TiN粒子が粗大化し、上記した効果が期待できなくなる。そのため、Ti含有量は0.020%以下、好ましくは0.015%以下とする。
Ti: 0.005 to 0.020%
Ti is an element having a strong affinity for N and precipitates as TiN during solidification. As a result, the solid solution N in the steel is reduced, so that the deterioration of toughness after cold working due to the strain aging of N is suppressed. In addition, the precipitated TiN further refines the structure of HAZ and contributes to the improvement of HAZ toughness. In order to obtain these effects, a content of 0.005% or more is required. Therefore, the Ti content is 0.005% or more, preferably 0.007% or more. On the other hand, if the content exceeds 0.020%, the TiN particles become coarse and the above-mentioned effect cannot be expected. Therefore, the Ti content is 0.020% or less, preferably 0.015% or less.
Mo:0.15〜0.50%
Moは、靭性の改善と強度の上昇に有効な元素である。TS:690MPa以上の鋼板を安定して製造するためには0.15%以上の含有を必要とする。そのため、Mo含有量は0.15%以上、好ましくは0.20%超とする。一方、0.50%を超えて添加すると溶接性や耐HIC性が劣化する。そのため、Mo含有量は0.50%以下、好ましくは0.40%以下とする。
Mo: 0.15-0.50%
Mo is an element effective for improving toughness and increasing strength. TS: A content of 0.15% or more is required to stably produce a steel sheet of 690 MPa or more. Therefore, the Mo content is 0.15% or more, preferably 0.20% or more. On the other hand, if it is added in excess of 0.50%, the weldability and HIC resistance deteriorate. Therefore, the Mo content is 0.50% or less, preferably 0.40% or less.
Nb:0.005〜0.030%
Nbは、焼入れ性向上効果を有する元素である。前記効果を得るためには、0.005%以上の含有を必要とする。そのため、Nb含有量は0.005%以上、好ましくは0.010%以上とする。一方、0.030%を超えて添加すると、HAZ靭性および母材靭性が劣化する。そのため、Nb含有量は0.030%以下、好ましくは0.025%以下とする。
Nb: 0.005 to 0.030%
Nb is an element having an effect of improving hardenability. In order to obtain the above effect, a content of 0.005% or more is required. Therefore, the Nb content is 0.005% or more, preferably 0.010% or more. On the other hand, if it is added in excess of 0.030%, the HAZ toughness and the base metal toughness deteriorate. Therefore, the Nb content is 0.030% or less, preferably 0.025% or less.
Cr:0.05〜0.50%
Crは、焼入性向上を介して母材の強度を増加させる効果を有し、厚鋼板の高強度化に有用な元素である。前記効果を得るためには、0.05%以上の含有を必要とする。そのため、Cr含有量は0.05%以上、好ましくは0.10%以上とする。一方、0.50%を超える含有は、合金コストの増加を招く。そのため、Cr含有量は0.50%以下、好ましくは0.40%以下とする。
Cr: 0.05 to 0.50%
Cr has the effect of increasing the strength of the base metal through the improvement of hardenability, and is an element useful for increasing the strength of thick steel sheets. In order to obtain the above effect, a content of 0.05% or more is required. Therefore, the Cr content is set to 0.05% or more, preferably 0.10% or more. On the other hand, a content exceeding 0.50% causes an increase in alloy cost. Therefore, the Cr content is 0.50% or less, preferably 0.40% or less.
V:0.005〜0.070%
Vは、析出強化によって、強度を増加させる効果を有する元素である。前記効果を得るためには、0.005%以上の含有を必要とする。そのため、V含有量は0.005%以上、好ましくは0.010%以上とする。一方、0.070%を超えて添加すると、HAZ靭性および母材靭性が劣化する。そのため、V含有量は0.070%以下、好ましくは0.060%以下とする。
V: 0.005 to 0.070%
V is an element having the effect of increasing the strength by strengthening precipitation. In order to obtain the above effect, a content of 0.005% or more is required. Therefore, the V content is 0.005% or more, preferably 0.010% or more. On the other hand, if it is added in excess of 0.070%, the HAZ toughness and the base metal toughness deteriorate. Therefore, the V content is 0.070% or less, preferably 0.060% or less.
本発明の一実施形態においては、以上の各元素を含み、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成とすることができる。 In one embodiment of the present invention, the composition may include each of the above elements and the balance may be Fe and unavoidable impurities.
また、本発明の他の実施形態においては、上記成分組成は、さらにCu、Ni、およびBからなる群より選択される1または2以上を、以下に述べる量で任意に含有することができる。 Further, in another embodiment of the present invention, the component composition may further optionally contain 1 or 2 or more selected from the group consisting of Cu, Ni, and B in the amounts described below.
Cu:0.05〜1.0%
Cuは、固溶強化および焼入性向上により厚鋼板の強度を向上させる効果を有する元素である。前記効果を得るためには、0.05%以上含有することが好ましい。そのため、Cuを添加する場合、Cu含有量は0.05%以上、好ましくは0.10%以上とする。一方、1.0%を超える含有は合金コストの増加や熱間脆性による表面性状の劣化を招く。そのため、Cuを添加する場合、Cu含有量を1.0%以下、好ましくは0.50%以下とする。
Cu: 0.05-1.0%
Cu is an element having the effect of improving the strength of thick steel sheets by strengthening solid solution and improving hardenability. In order to obtain the above effect, it is preferably contained in an amount of 0.05% or more. Therefore, when Cu is added, the Cu content is 0.05% or more, preferably 0.10% or more. On the other hand, a content exceeding 1.0% causes an increase in alloy cost and deterioration of surface properties due to hot brittleness. Therefore, when Cu is added, the Cu content is 1.0% or less, preferably 0.50% or less.
Ni:0.05〜2.0%
Niは、靱性をほとんど劣化させることなく、鋼板の強度を増加させる効果を有する元素である。しかも、HAZ靱性への悪影響も小さいので、厚鋼板の高強度化にきわめて有用な元素である。前記効果を得るためには、0.05%以上含有することが望ましい。そのため、Niを添加する場合、Ni含有量を0.05%以上、好ましくは0.10%以上とする。一方、Niは高価な元素であるため、2.0%を超える含有は合金コストの増加を招く。そのため、Niを添加する場合、Ni含有量を2.0%以下、好ましくは1.0%以下とする。
Ni: 0.05-2.0%
Ni is an element that has the effect of increasing the strength of a steel sheet with almost no deterioration in toughness. Moreover, since it has a small adverse effect on HAZ toughness, it is an extremely useful element for increasing the strength of thick steel sheets. In order to obtain the above effect, it is desirable to contain 0.05% or more. Therefore, when Ni is added, the Ni content is set to 0.05% or more, preferably 0.10% or more. On the other hand, since Ni is an expensive element, a content exceeding 2.0% causes an increase in alloy cost. Therefore, when Ni is added, the Ni content is set to 2.0% or less, preferably 1.0% or less.
B:0.0003〜0.0050%
Bは、焼入れ性の向上を介し、鋼の強度増加に寄与する元素である。前記効果を得るためには、0.0003%以上含有することが望ましい。そのため、Bを添加する場合、B含有量を0.0003%以上、好ましくは0.0006%以上とする。一方、0.0050%を超える含有は母材やHAZの靭性を劣化させる。そのため、Bを含有する場合、B含有量を0.0050%以下、好ましくは0.0030%以下とする。
B: 0.0003 to 0.0050%
B is an element that contributes to the increase in the strength of steel through the improvement of hardenability. In order to obtain the above effect, it is desirable to contain 0.0003% or more. Therefore, when B is added, the B content is 0.0003% or more, preferably 0.0006% or more. On the other hand, a content exceeding 0.0050% deteriorates the toughness of the base metal and HAZ. Therefore, when B is contained, the B content is set to 0.0050% or less, preferably 0.0030% or less.
Ti/N:2.0〜4.0
上記成分組成は、さらに、N含有量(質量%)に対するTi含有量(質量%)の比として定義されるTi/Nが、2.0以上、4.0以下という条件を満たす必要がある。以下、その理由について説明する。
Ti / N: 2.0 to 4.0
The component composition further needs to satisfy the condition that Ti / N defined as the ratio of Ti content (mass%) to N content (mass%) is 2.0 or more and 4.0 or less. The reason will be described below.
本発明の厚鋼板においては、N含有量に見合う量のTiを含有させることによって、固溶NをTiNとして固定する。そのためには、Ti/Nを2.0以上とする必要がある。Ti/Nが2.0未満では、Nに比べてTiが少なすぎ、多くのNが固溶Nとして残存する。そしてその結果、HAZ靭性が低下し、溶接部からの脆性破壊発生により部材変形性能が低下する。Ti/Nは、2.5以上とすることが好ましい。 In the thick steel sheet of the present invention, the solid solution N is fixed as TiN by containing Ti in an amount commensurate with the N content. For that purpose, it is necessary to set Ti / N to 2.0 or more. When Ti / N is less than 2.0, Ti is too small as compared with N, and a large amount of N remains as a solid solution N. As a result, the HAZ toughness is lowered, and the member deformation performance is lowered due to the occurrence of brittle fracture from the welded portion. The Ti / N is preferably 2.5 or more.
一方、Ti/Nが4.0を超えると、TiN粒子が粗大化して、所望の効果を確保できなくなる。そのため、Ti/Nは4.0以下とする必要がある。Ti/Nは、3.5以下とすることが好ましい。 On the other hand, when Ti / N exceeds 4.0, the TiN particles become coarse and the desired effect cannot be secured. Therefore, Ti / N needs to be 4.0 or less. The Ti / N is preferably 3.5 or less.
[ミクロ組織]
本発明の厚鋼板は、面積率で、島状マルテンサイト:15%以上、フェライト:0〜10%、を含み、残部がパーライト相、ベイナイト相、マルテンサイト相、またはそれらの混合相からなる、板厚1/4位置におけるミクロ組織を有する。以下、厚鋼板のミクロ組織を上記の範囲に限定する理由について説明する。
[Micro tissue]
The thick steel sheet of the present invention contains island-shaped martensite: 15% or more and ferrite: 0 to 10% in terms of area ratio, and the balance is composed of a pearlite phase, a bainite phase, a martensite phase, or a mixed phase thereof. It has a microstructure at the position of 1/4 of the plate thickness. Hereinafter, the reason for limiting the microstructure of the thick steel sheet to the above range will be described.
(島状マルテンサイト)
島状マルテンサイト(MA)は、YSよりもTSを顕著に向上させる組織であり、低YR化および高靭性化に寄与する、とりわけ重要な組織である。この効果を得るために、MAの面積率を15%以上とし、うち旧オーステナイト粒内に存在するMAの面積率を4%以上とする。MAの面積率は、20%超とすることが好ましい。一方、MAの面積率の上限は特に限定されないが、MAの面積率が過度に高くなると靭性が低下する場合がある。そのため、MAの面積率は30%以下とすることが好ましい。なお、ここで「旧オーステナイト粒内に存在するMAの面積率」とは、旧オーステナイト粒内に存在するMAの、組織全体に対する面積率を指すものとする。また、前記MAの面積率は、旧オーステナイト粒内に存在するMAを含む、全MAの面積率を指すものとする。
(Island martensite)
Island-shaped martensite (MA) is a tissue that significantly improves TS more than YS, and is a particularly important tissue that contributes to lower YR and higher toughness. In order to obtain this effect, the area ratio of MA is set to 15% or more, and the area ratio of MA existing in the former austenite grains is set to 4% or more. The area ratio of MA is preferably more than 20%. On the other hand, the upper limit of the area ratio of MA is not particularly limited, but if the area ratio of MA becomes excessively high, the toughness may decrease. Therefore, the area ratio of MA is preferably 30% or less. Here, the "area ratio of MA existing in the former austenite grain" refers to the area ratio of MA existing in the former austenite grain to the entire structure. Further, the area ratio of the MA refers to the area ratio of all MA including MA existing in the old austenite grains.
(フェライト)
フェライトは軟質相であるため、面積率が10%を超えると所望の強度を満足できない。そのため、フェライトの面積率を10%以下とする。一方、強度を向上させるという観点からは、フェライトの面積率は低ければ低いほど好ましいため、フェライト面積率の下限は0%とする。
(Ferrite)
Since ferrite is a soft phase, if the area ratio exceeds 10%, the desired strength cannot be satisfied. Therefore, the area ratio of ferrite is set to 10% or less. On the other hand, from the viewpoint of improving the strength, the lower the area ratio of ferrite is, the more preferable it is. Therefore, the lower limit of the ferrite area ratio is set to 0%.
(残部組織)
上記以外の残部組織は、強度確保の観点から、硬質相である下記(1)〜(4)のいずれかの相とする。
(1)パーライト相
(2)ベイナイト相
(3)マルテンサイト相
(4)上記(1)〜(3)より選択される2相または3相の混合相
(Remaining organization)
The remaining structure other than the above shall be any of the following phases (1) to (4), which is a hard phase, from the viewpoint of ensuring strength.
(1) Pearlite phase (2) Bainite phase (3) Martensite phase (4) Two-phase or three-phase mixed phase selected from the above (1) to (3)
なお、厚鋼板のミクロ組織とその面積率は、後述するように、厚鋼板の圧延方向に垂直な断面を、400倍の光学顕微鏡と2000倍の走査電子顕微鏡で観察することにより測定することができる。 As will be described later, the microstructure of the thick steel sheet and its area ratio can be measured by observing the cross section of the thick steel sheet perpendicular to the rolling direction with a 400x optical microscope and a 2000x scanning electron microscope. it can.
[引張特性]
本発明の非調質低降伏比高張力厚鋼板は、以下に述べる引張特性を備える。なお、これらの特性は、実施例に記載した条件で引張試験を行うことで測定できる。
[Tensile properties]
The non-healing low yield ratio high-tensile thick steel sheet of the present invention has the tensile properties described below. These characteristics can be measured by performing a tensile test under the conditions described in the examples.
TS:690MPa以上
本発明の非調質低降伏比高張力厚鋼板は、690MPa以上の引張強さ(TS)を備える。一方、TSの上限については特に限定されないが、例えば、800MPa以下であってよく、780MPa以下であってもよい。
TS: 690 MPa or more The non-healing low yield ratio high-strength thick steel sheet of the present invention has a tensile strength (TS) of 690 MPa or more. On the other hand, the upper limit of TS is not particularly limited, but may be, for example, 800 MPa or less, or 780 MPa or less.
YR:80%以下
本発明の非調質低降伏比高張力厚鋼板は、80%以下の降伏比(YR)を備える。なお、ここで降伏比YR(%)は、(降伏強さYS/引張強さTS)×100(%)である。一方、YRの下限については特に限定されないが、例えば、70%以上であってよい。
YR: 80% or less The non-treated low yield ratio high-strength thick steel sheet of the present invention has a yield ratio (YR) of 80% or less. Here, the yield ratio YR (%) is (yield strength YS / tensile strength TS) × 100 (%). On the other hand, the lower limit of YR is not particularly limited, but may be, for example, 70% or more.
vTrs:−25℃以下
本発明では、靭性の指標である破面遷移温度(vTrs)を−25℃以下とする。ここで、前記破面遷移温度は、板厚1/4位置における値とする。一方、破面遷移温度が低いほど靭性に優れるため、破面遷移温度の下限は特に限定されない。しかし、通常は、−45℃以上であってよい。なお、前記破面遷移温度は、シャルピー衝撃試験により測定することができ、具体的には、実施例に記載した方法で求めることができる。
vTrs: -25 ° C or lower In the present invention, the fracture surface transition temperature (vTrs), which is an index of toughness, is set to -25 ° C or lower. Here, the fracture surface transition temperature is a value at the position where the plate thickness is 1/4. On the other hand, the lower the fracture surface transition temperature, the better the toughness, so the lower limit of the fracture surface transition temperature is not particularly limited. However, it may usually be −45 ° C. or higher. The fracture surface transition temperature can be measured by a Charpy impact test, and specifically, can be obtained by the method described in Examples.
[板厚]
本発明において、「厚鋼板」とは、板厚19mm以上の鋼板を指すものとする。なお、板厚の上限は特に限定されないが、50mm以下とすることが好ましい。
[Plate thickness]
In the present invention, the "thick steel plate" refers to a steel plate having a plate thickness of 19 mm or more. The upper limit of the plate thickness is not particularly limited, but is preferably 50 mm or less.
[製造方法]
次に、本発明の一実施形態における非調質低降伏比高張力厚鋼板の製造方法について説明する。
[Production method]
Next, a method for manufacturing a non-treatable low yield ratio high-strength thick steel sheet according to an embodiment of the present invention will be described.
本発明の厚鋼板は、上述した成分組成を有する鋼素材に対して、次の(1)〜(3)の処理を特定の条件で順次施すことで製造することができる。以下、各工程について説明する。
(1)加熱
(2)熱間圧延
(3)加速冷却
The thick steel sheet of the present invention can be produced by sequentially performing the following treatments (1) to (3) under specific conditions on a steel material having the above-mentioned composition. Hereinafter, each step will be described.
(1) Heating (2) Hot rolling (3) Accelerated cooling
[鋼素材]
鋼素材としては、上記成分組成を有するものであれば任意のものを用いることができる。また、前記鋼素材は、特に限定されることなく、任意の方法で製造することができる。例えば、上記した成分組成を有する溶鋼を、転炉、電気炉等を用いる常用の溶製方法で溶製し、連続鋳造法等の常用の鋳造方法で所定寸法の鋳片(鋼素材)とすることができる。なお、鋳片にさらに熱間圧延を施して所望の寸法形状とした鋼片を鋼素材として用いることもできる。また、造塊−分塊圧延法により製造した鋼片を鋼素材として用いることもできる。
[Steel material]
As the steel material, any material having the above-mentioned composition can be used. Further, the steel material is not particularly limited and can be produced by any method. For example, molten steel having the above-mentioned composition is melted by a common melting method using a converter, an electric furnace, or the like, and a slab (steel material) having a predetermined size is obtained by a common casting method such as a continuous casting method. be able to. It should be noted that a steel piece obtained by further hot rolling the slab to obtain a desired size and shape can be used as the steel material. Further, a steel piece produced by the ingot-block rolling method can also be used as a steel material.
[加熱]
加熱温度:1050〜1250℃
次に、前記鋼素材を加熱する(加熱工程)。前記加熱においては、鋼素材を1050〜1250℃以下の加熱温度に加熱する。前記加熱温度が1050℃未満では、焼入れ性が低下し、所望の強度を確保することができない。そのため、前記加熱温度は1050℃以上、好ましくは1080℃以上とする。一方、前記加熱温度が1250℃より高いと、結晶粒が粗大化し、靭性が劣化する。そのため、前記加熱温度は1250℃以下、好ましくは1150℃以下とする。
[heating]
Heating temperature: 1050 to 1250 ° C
Next, the steel material is heated (heating step). In the heating, the steel material is heated to a heating temperature of 1050 to 1250 ° C. or lower. If the heating temperature is less than 1050 ° C., the hardenability is lowered and the desired strength cannot be secured. Therefore, the heating temperature is set to 1050 ° C. or higher, preferably 1080 ° C. or higher. On the other hand, if the heating temperature is higher than 1250 ° C., the crystal grains become coarse and the toughness deteriorates. Therefore, the heating temperature is set to 1250 ° C. or lower, preferably 1150 ° C. or lower.
[熱間圧延]
次いで、加熱された前記鋼素材に熱間圧延を施して熱延鋼板とする(熱間圧延工程)。前記熱間圧延の条件について、以下、説明する。なお、以下の説明における温度は、特に断らない限り鋼板の表面温度を表すものとする。
[Hot rolling]
Next, the heated steel material is hot-rolled to obtain a hot-rolled steel sheet (hot-rolling step). The conditions for hot rolling will be described below. The temperature in the following description represents the surface temperature of the steel sheet unless otherwise specified.
950℃以下の温度域での累積圧下率:30%以上
ミクロ組織を適度に微細化するため、鋼板の表面温度が950℃以下の温度域で累積圧下率:30%以上の制御圧延を行う。前記温度域での累積圧下率が30%未満では、圧下量の不足により組織が微細化せず、また焼入性が増加しすぎて、所望の靭性を確保できなくなる。そのため、表面温度で950℃以下の温度域での累積圧下率を30%以上とする。一方、前記累積圧下率の上限は特に限定されないが、50%以下とすることが好ましい。
Cumulative rolling reduction in a temperature range of 950 ° C or lower: 30% or more In order to appropriately miniaturize the microstructure, controlled rolling is performed in a temperature range where the surface temperature of the steel sheet is 950 ° C or lower. If the cumulative reduction rate in the temperature range is less than 30%, the structure will not be miniaturized due to insufficient reduction amount, and the hardenability will increase too much, making it impossible to secure the desired toughness. Therefore, the cumulative reduction rate in the temperature range of 950 ° C. or lower at the surface temperature is set to 30% or more. On the other hand, the upper limit of the cumulative reduction rate is not particularly limited, but is preferably 50% or less.
圧延終了温度:Ar3変態点以上
Ar3変態点未満の温度で圧延を行うと、圧延中に粗大なフェライトが生成し、所望の高強度を確保できなくなる。そのため、圧延終了温度をAr3変態点以上とする。一方、前記圧延終了温度の上限は特に限定されないが、870℃以下とすることが好ましい。なお、Ar3変態点としては、下記(1)式を用いて算出した値を用いるものとする。
Ar3変態点(℃)=900−332C+6Si−77Mn−20Cu−50Ni−18Cr−68Mo…(1)
ここで、上記(1)式における元素記号(C、Si、Mn、Cu、Ni、Cr、およびMo)は、各元素の含有量(質量%)を指す。鋼中に含まれていない元素の含有量はゼロとする。
Rolling end temperature: When rolling is performed at a temperature equal to or higher than the Ar3 transformation point and lower than the Ar3 transformation point, coarse ferrite is generated during rolling, and the desired high strength cannot be secured. Therefore, the rolling end temperature is set to the Ar3 transformation point or higher. On the other hand, the upper limit of the rolling end temperature is not particularly limited, but is preferably 870 ° C. or lower. As the Ar3 transformation point, the value calculated by using the following equation (1) shall be used.
Ar3 transformation point (° C.) = 900-332C + 6Si-77Mn-20Cu-50Ni-18Cr-68Mo ... (1)
Here, the element symbols (C, Si, Mn, Cu, Ni, Cr, and Mo) in the above formula (1) refer to the content (mass%) of each element. The content of elements not contained in steel shall be zero.
[加速冷却]
次いで、前記熱延鋼板を加速冷却する(加速冷却工程)。前記加速冷却においては、冷却開始温度、冷却停止温度および平均冷却速度を、以下の範囲とする。
[Accelerated cooling]
Next, the hot-rolled steel sheet is accelerated and cooled (accelerated cooling step). In the accelerated cooling, the cooling start temperature, the cooling stop temperature, and the average cooling rate are in the following ranges.
冷却開始温度:Ar3変態点以上
加速冷却を開始する温度(冷却開始温度)がAr3変態点未満であると、粗大なフェライトが生成し、所望の高強度を確保できなくなる。そのため、加速冷却を開始する温度である冷却開始温度を、Ar3変態点以上とする。
Cooling start temperature: Ar3 transformation point or more If the temperature at which accelerated cooling is started (cooling start temperature) is less than the Ar3 transformation point, coarse ferrite is generated and the desired high strength cannot be secured. Therefore, the cooling start temperature, which is the temperature at which accelerated cooling is started, is set to the Ar3 transformation point or higher.
冷却停止温度:300℃以上
加速冷却を停止する温度(冷却停止温度)が300℃未満であると、MAの面積率を所望の値とすることができず、所望の降伏比を得ることができない。そのため、冷却停止温度を300℃以上とする。
Cooling stop temperature: 300 ° C or higher If the temperature at which accelerated cooling is stopped (cooling stop temperature) is less than 300 ° C, the area ratio of MA cannot be set to a desired value, and a desired yield ratio cannot be obtained. .. Therefore, the cooling stop temperature is set to 300 ° C. or higher.
平均冷却速度:8℃/s以上
加速冷却における平均冷却速度が8℃/s未満では、フェライトが多量に生成してしまい、所望の強度を得ることができない。そのため、前記平均冷却速度は8℃/s以上とする。なお、前記平均冷却速度は、上記冷却開始温度から冷却停止温度までの温度域における、板厚1/4位置の温度での平均冷却速度を指すものとする。
Average cooling rate: 8 ° C./s or more If the average cooling rate in accelerated cooling is less than 8 ° C./s, a large amount of ferrite is generated and the desired strength cannot be obtained. Therefore, the average cooling rate is set to 8 ° C./s or higher. The average cooling rate refers to the average cooling rate at the temperature at the plate thickness 1/4 position in the temperature range from the cooling start temperature to the cooling stop temperature.
上記加速冷却終了後は、特に限定されないが、通常は放冷(空冷)すればよい。前記放冷は、例えば、室温まで行うことができる。 After the completion of the accelerated cooling, the cooling is usually not limited, but it may be allowed to cool (air cooling). The cooling can be carried out up to room temperature, for example.
[復熱]
復熱温度:BS点以下
加速冷却を停止した時点における鋼板の温度は、表面よりも内部において高い状態にある。そのため、加速冷却停止後、鋼板の表面温度は鋼板内部からの伝熱によって上昇する(復熱)。冷却停止後の復熱で表面温度がベイナイト変態開始温度(BS点)を超えると、フェライトが多量に生成してしまい、所望の引張強度を満足できない。そのため、上記加速冷却後の復熱温度をベイナイト変態開始温度(BS点)以下とする。なお、ここで「復熱温度」とは、加速冷却を停止した後、復熱によって鋼板の表面温度が最も高くなった際の温度を指すものとする。
[Reheat]
Reheat temperature: B S point or less The temperature of the steel sheet at the time when accelerated cooling is stopped is higher inside than on the surface. Therefore, after the acceleration cooling is stopped, the surface temperature of the steel sheet rises due to heat transfer from the inside of the steel sheet (recovery heat). When the surface temperature of the recuperator after cooling stop exceeds bainite transformation start temperature (B S point), ferrite causes a large amount produced, can not satisfy the desired tensile strength. Therefore, the recuperation temperature after the accelerated cooling than bainite transformation starting temperature (B S point). Here, the "reheat temperature" refers to the temperature at which the surface temperature of the steel sheet becomes the highest due to the reheat after the acceleration cooling is stopped.
なお、BS点としては、下記(2)式を用いて算出した値を用いるものとする。
BS(℃)=830−270C−90Mn−37Ni−70Cr−83Mo…(2)
ここで、上記(2)式における元素記号(C、Mn、Ni、Cr、およびMo)は、各元素の含有量(質量%)を指す。鋼中に含まれていない元素の含有量はゼロとする。
As the B S point, the value calculated by using the following equation (2) shall be used.
B S (° C.) = 830-270C-90Mn-37Ni-70Cr-83Mo ... (2)
Here, the element symbols (C, Mn, Ni, Cr, and Mo) in the above formula (2) refer to the content (mass%) of each element. The content of elements not contained in steel shall be zero.
なお、上記した加速冷却および復熱の後、強度および靭性の調整を目的として、任意に、焼戻を施してもよい。前記焼戻は、400℃以上700℃以下の焼戻温度で行うことが好ましい。焼戻温度が400℃未満では、所望の効果を期待できない。一方、700℃を超える焼戻温度では、強度低下が著しくなる。 After the above-mentioned accelerated cooling and reheating, tempering may be optionally performed for the purpose of adjusting the strength and toughness. The tempering is preferably performed at a tempering temperature of 400 ° C. or higher and 700 ° C. or lower. If the tempering temperature is less than 400 ° C., the desired effect cannot be expected. On the other hand, at a tempering temperature exceeding 700 ° C., the strength is significantly reduced.
以下、実施例に基づき、本発明についてさらに具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples.
表1に示す成分組成を有する鋼素材に対し、表2に示す条件での加熱、熱間圧延、および加速冷却を順次施して、表2に示した板厚を有する非調質厚鋼板を製造した。なお、表2に示した累積圧下率は表面温度950℃以下の温度域での累積圧下率である。また、表2に示した冷却開始温度および冷却停止温度は表面温度、平均冷却速度は、板厚の1/4位置における平均冷却速度である。 The steel material having the composition shown in Table 1 is sequentially heated, hot-rolled, and accelerated cooled under the conditions shown in Table 2 to produce a non-healable thick steel sheet having the plate thickness shown in Table 2. did. The cumulative reduction rate shown in Table 2 is the cumulative reduction rate in the temperature range of the surface temperature of 950 ° C. or lower. The cooling start temperature and cooling stop temperature shown in Table 2 are the surface temperature, and the average cooling rate is the average cooling rate at the 1/4 position of the plate thickness.
得られた厚鋼板から試験片を採取し、組織観察、引張試験、および衝撃試験を実施した。得られた結果を表3に示す。なお、試験方法は次のとおりとした。 A test piece was collected from the obtained thick steel sheet, and a microstructure observation, a tensile test, and an impact test were carried out. The results obtained are shown in Table 3. The test method was as follows.
(1)組織観察
板厚全厚の組織観察用試験片の圧延方向に平行な断面を鏡面に研磨し、ナイタール液でエッチング後にピクリン酸ソーダ液中で電解エッチングを行う2段エッチング法を用いてMAを現出させた。その後、前記断面における板厚1/4位置を光学顕微鏡(倍率:400倍)または走査型電子顕微鏡(倍率:2000倍)を用いて観察した。前記観察では、3視野以上でミクロ組織を撮像し、画像解析により、組織の種類および島状マルテンサイトの面積率および旧オーステナイト(旧γ)粒内に存在する島状マルテンサイトの面積率を求めた。
(1) Structure observation Using a two-step etching method in which a cross section parallel to the rolling direction of a test piece for structure observation with a full thickness is mirror-polished, etched with a nital solution, and then electrolytically etched in a sodium picrinate solution. The MA was revealed. Then, the plate thickness 1/4 position in the cross section was observed using an optical microscope (magnification: 400 times) or a scanning electron microscope (magnification: 2000 times). In the above observation, the microstructure was imaged in three or more fields of view, and the type of tissue, the area ratio of island-shaped martensite, and the area ratio of island-shaped martensite existing in the former austenite (former γ) grain were obtained by image analysis. It was.
(2)引張試験
引張方向が圧延方向となるように、JIS Z 2201の規定に準拠して、JIS5号全厚引張試験片を採取した。得られた試験片を用いて、JIS Z 2241の規定に準拠して引張試験を実施し、引張特性(降伏強さYS、引張強さTS)を求めた。また、得られた測定値から、降伏比YR(=YS/TS×100%)を算出した。
(2) Tensile test JIS No. 5 full-thickness tensile test pieces were collected in accordance with JIS Z 2201 so that the tensile direction would be the rolling direction. Using the obtained test piece, a tensile test was carried out in accordance with the provisions of JIS Z 2241 to determine tensile properties (yield strength YS, tensile strength TS). Moreover, the yield ratio YR (= YS / TS × 100%) was calculated from the obtained measured values.
(3)衝撃試験
板厚1/4位置から、JIS Z 2242に準拠して、Vノッチ衝撃試験片を採取した。得られた試験片を用いてシャルピー衝撃試験を実施し、破面遷移温度vTrs(℃)を求めた。なお、vTrsが、−25℃以下である場合を靭性に優れるとした。
(3) Impact test A V-notch impact test piece was sampled from a plate thickness of 1/4 in accordance with JIS Z 2242. A Charpy impact test was carried out using the obtained test piece to determine the fracture surface transition temperature vTrs (° C.). When vTrs was -25 ° C or lower, the toughness was considered to be excellent.
本発明の条件を満たす非調質低降伏比高張力厚鋼板は、いずれも引張り強さ:690MPa以上、降伏比:80%以下、破面遷移温度:−25℃以下であり、高強度、低降伏比であるとともに、靭性にも優れていた。一方、本発明の条件を満たさない厚鋼板は、強度、降伏比、および靭性のうち、少なくとも1つの特性が劣っていた。 The non-treated low yield ratio high-strength thick steel sheets satisfying the conditions of the present invention all have a tensile strength of 690 MPa or more, a yield ratio of 80% or less, a fracture surface transition temperature of -25 ° C or less, and high strength and low. It had an excellent yield ratio and toughness. On the other hand, the thick steel sheet that does not satisfy the conditions of the present invention is inferior in at least one of the properties of strength, yield ratio, and toughness.
Claims (3)
C :0.05〜0.10%、
Si:0.15〜0.40%、
Mn:0.6〜1.8%、
P :0.010%以下、
S :0.003%以下、
Al:0.05%以下、
N :0.0050%以下、
Ti:0.005〜0.020%、
Mo:0.15〜0.50%、
Nb:0.005〜0.030%、
Cr:0.05〜0.50%、および
V :0.005〜0.070%を含有し、
残部がFeおよび不可避的不純物からなり、かつ、
N含有量(質量%)に対するTi含有量(質量%)の比として定義されるTi/Nが、2.0以上、4.0以下である成分組成を有し、
面積率で、
島状マルテンサイト:15%以上、うち旧オーステナイト粒内に存在する島状マルテンサイト:4%以上、
フェライト:0〜10%、を含み、
残部がパーライト相、ベイナイト相、マルテンサイト相、またはそれらの混合相からなる、板厚1/4位置におけるミクロ組織を有し、
引張強さが690MPa以上、降伏比が80%以下であり、板厚1/4位置における破面遷移温度が−25℃以下である、非調質低降伏比高張力厚鋼板。 By mass%
C: 0.05 to 0.10%,
Si: 0.15-0.40%,
Mn: 0.6 to 1.8%,
P: 0.010% or less,
S: 0.003% or less,
Al: 0.05% or less,
N: 0.0050% or less,
Ti: 0.005 to 0.020%,
Mo: 0.15-0.50%,
Nb: 0.005 to 0.030%,
Cr: 0.05 to 0.50%, and V: 0.005 to 0.070%,
The balance consists of Fe and unavoidable impurities, and
It has a component composition in which Ti / N defined as the ratio of Ti content (mass%) to N content (mass%) is 2.0 or more and 4.0 or less.
By area ratio,
Island-shaped martensite: 15% or more, of which island-shaped martensite present in the former austenite grain: 4% or more,
Ferrite: 0-10%, including
The balance has a microstructure at a plate thickness of 1/4 consisting of a pearlite phase, a bainite phase, a martensite phase, or a mixed phase thereof.
A non-healing low yield ratio high tension thick steel sheet having a tensile strength of 690 MPa or more, a yield ratio of 80% or less, and a fracture surface transition temperature of -25 ° C or less at a plate thickness 1/4 position.
Cu:0.05〜1.0%、
Ni:0.05〜2.0%、および
B :0.0003〜0.0050%からなる群より選択される1または2以上を含有する、請求項1に記載の非調質低降伏比高張力厚鋼板。 The component composition is further increased by mass%.
Cu: 0.05-1.0%,
The non-prepared low yield ratio according to claim 1, which contains 1 or 2 or more selected from the group consisting of Ni: 0.05 to 2.0% and B: 0.0003 to 0.0050%. Tension thick steel plate.
前記鋼素材を、表面温度で950℃以下の温度域での累積圧下率が30%以上、かつ、圧延終了温度が表面温度でAr3変態点以上の条件で熱間圧延して熱延鋼板とし、
前記熱延鋼板を、
表面温度で、Ar3変態点以上の冷却開始温度から300℃以上の冷却停止温度まで、
板厚の1/4位置における平均冷却速度8℃/s以上で加速冷却し、
前記加速冷却後の復熱温度をベイナイト変態開始温度以下とする、請求項1または2に記載の非調質低降伏比高張力厚鋼板の製造方法。
The steel material having the component composition according to claim 1 or 2 is heated to a heating temperature of 1050 to 1250 ° C.
The steel material is hot-rolled under the conditions that the cumulative reduction rate in the temperature range of 950 ° C. or lower at the surface temperature is 30% or more and the rolling end temperature is the Ar3 transformation point or more at the surface temperature to obtain a hot-rolled steel sheet.
The hot-rolled steel sheet
At the surface temperature, from the cooling start temperature above the Ar3 transformation point to the cooling stop temperature above 300 ° C.
Accelerated cooling at an average cooling rate of 8 ° C./s or higher at the 1/4 position of the plate thickness.
The method for producing a non-healing low yield ratio high-strength thick steel sheet according to claim 1 or 2, wherein the reheating temperature after accelerated cooling is set to be equal to or lower than the bainite transformation start temperature.
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