JP7350705B2 - Low-strength thick steel plate with excellent elongation properties and corrosion resistance - Google Patents
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Description
本発明は、伸び特性と耐食性に優れた低強度の厚鋼板に関する。 The present invention relates to a low-strength thick steel plate with excellent elongation properties and corrosion resistance.
船舶のバラストタンクは、積荷状態などの変化に応じて海水の注入と排出を行うため、用いられる鋼材は、海水の浸漬と、塩分を含む湿潤大気への曝露と、の繰り返しという極めて厳しい腐食環境にさらされる。バラストタンクの腐食損傷が生じた場合、穴あきによる沈没、原油や化学物質などの積荷の海洋流出などを招く虞があるため、鋼材には何らかの防食手段を施す必要があり、その手段の一つとして防食塗装がある。しかし、防食塗装は、塗装劣化に伴う塗装塗り直しが必要であることから、メンテナンスコストがかかり、また環境負荷も高くなる。近年、持続的社会の実現のために、環境負荷低減が重要なファクターの1つとなっている。そのため、メンテナンスコストは勿論、環境負荷を低減する観点から、鋼材の耐食性向上が必要となる。耐食性向上を目的とした船舶用鋼材が、例えば特許文献1および特許文献2に開示されている。 Ships' ballast tanks inject and discharge seawater in response to changes in loading conditions, so the steel used is exposed to an extremely harsh corrosive environment that involves repeated immersion in seawater and exposure to humid air containing salt. exposed to If corrosion damage occurs in a ballast tank, there is a risk of sinking due to holes or the spillage of cargo such as crude oil or chemicals into the ocean, so it is necessary to apply some kind of anti-corrosion measure to the steel material, and one of the methods is There is also anti-corrosion coating. However, anticorrosive coating requires repainting as the coating deteriorates, resulting in high maintenance costs and environmental burden. In recent years, reducing environmental impact has become one of the important factors for realizing a sustainable society. Therefore, it is necessary to improve the corrosion resistance of steel materials from the viewpoint of reducing not only maintenance costs but also environmental loads. Steel materials for ships aimed at improving corrosion resistance are disclosed in, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2.
内航船の場合、その船体構造から、例えば引張強度(TS)が520MPa以下の低強度材、いわゆる軟鋼が適用される場合が多い。一方、耐食性を向上させる手段として、耐食性向上元素となる合金元素を添加することが通常である。しかし、合金元素を添加すると、一般的に強度が上昇するため、耐食性と低強度との両立が困難になる。 In the case of coastal ships, low-strength materials with a tensile strength (TS) of 520 MPa or less, for example, so-called mild steel, are often used due to their hull structure. On the other hand, as a means to improve corrosion resistance, it is common to add alloying elements that serve as corrosion resistance improving elements. However, adding alloying elements generally increases strength, making it difficult to achieve both corrosion resistance and low strength.
また、近年、持続的社会実現の一環として低炭素化社会の実現も重要視されている。鋼板加工性を向上させることができれば、現場における部品成形等の作業時間の低減につながり、最終的に省エネ化ないしCO2排出量削減に貢献することができる。そこで、所定の鋼板加工性(すなわち、破断伸びELの向上)を確保することも必要である。さらに、船舶などが物体に衝突した場合、部材が塑性変形し、亀裂が生じるとメンテナンス負荷が増大するため、低炭素化社会の実現の観点からは望ましくない。そこで、外力付与時に均一変形させる観点から、所定の均一伸び特性(uEL)も必要となる。 Furthermore, in recent years, the realization of a low-carbon society has become important as part of the realization of a sustainable society. If steel plate workability can be improved, it will lead to a reduction in work time for parts forming on site, and ultimately contribute to energy savings and CO 2 emissions reduction. Therefore, it is also necessary to ensure a predetermined steel sheet workability (that is, improvement in elongation at break EL). Furthermore, when a ship or the like collides with an object, the parts undergo plastic deformation and cracks occur, which increases the maintenance load, which is undesirable from the perspective of realizing a low-carbon society. Therefore, from the viewpoint of uniform deformation when external force is applied, a predetermined uniform elongation characteristic (uEL) is also required.
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、優れた耐食性と、低強度および高い伸び特性と、を両立させた厚鋼板を提供することにある。 The present invention has been made in view of these circumstances, and its purpose is to provide a thick steel plate that has both excellent corrosion resistance, low strength, and high elongation characteristics.
本発明の態様1は、
C :0.01質量%以上、0.30質量%以下、
Si:0.01質量%以上、2.0質量%以下、
Mn:0.85質量%以上、2.00質量%以下、
P :0質量%超、0.015質量%以下、
S :0質量%超、0.005質量%以下、
Al:0.005質量%以上、0.10質量%以下、
Cr:0.01質量%以上、0.5質量%以下、
Ti:0.005質量%以上、0.20質量%以下、
Ca:0.0001質量%以上、0.005質量%以下、
N :0.0001質量%以上、0.010質量%以下、および
Cu+Ni:0.50質量%以上、0.85質量%以下
を含有し、残部がFeおよび不可避不純物からなり、
金属組織が、全金属組織に対する面積率で70%以上のフェライトを含み、残部がパーライト、ベイナイトおよびマルテンサイトよりなる群から選ばれる1種以上からなり、
フェライト粒径が、3μm以上40μm以下であり、
日本海事協会の船級規則K編材料(2019年度版)に準拠した標点間距離が200mmのNK-U1号の試験片を用いて引張試験したときに、引張強度が400MPa以上520MPa以下、破断伸びが16%以上、かつ均一伸びが13.5%以上である、伸び特性と耐食性に優れた低強度の厚鋼板である。
Aspect 1 of the present invention is
C: 0.01% by mass or more, 0.30% by mass or less,
Si: 0.01% by mass or more, 2.0% by mass or less,
Mn: 0.85% by mass or more, 2.00% by mass or less,
P: more than 0 mass%, 0.015 mass% or less,
S: more than 0% by mass, 0.005% by mass or less,
Al: 0.005% by mass or more and 0.10% by mass or less,
Cr: 0.01% by mass or more, 0.5% by mass or less,
Ti: 0.005% by mass or more and 0.20% by mass or less,
Ca: 0.0001% by mass or more, 0.005% by mass or less,
Contains N: 0.0001% by mass or more and 0.010% by mass or less, and Cu + Ni: 0.50% by mass or more and 0.85% by mass or less, the remainder consisting of Fe and inevitable impurities,
The metal structure contains ferrite in an area ratio of 70% or more with respect to the total metal structure, and the remainder consists of one or more types selected from the group consisting of pearlite, bainite, and martensite,
The ferrite grain size is 3 μm or more and 40 μm or less,
When a tensile test was performed using a test piece of NK-U1 with a gauge length of 200 mm in accordance with Nippon Kaiji Kyokai's Classification Rules, Part K Materials (2019 edition), the tensile strength was 400 MPa or more and 520 MPa or less, and the elongation at break was It is a low-strength thick steel plate with excellent elongation characteristics and corrosion resistance, with a uniform elongation of 16% or more and a uniform elongation of 13.5% or more.
本発明の態様2は、
複合サイクル試験168日後の塗装スクラッチ部の平均腐食深さが0.600mm以下である、態様1に記載の厚鋼板である。
Aspect 2 of the present invention is
The thick steel plate according to Aspect 1, wherein the average corrosion depth of the painted scratch portion after 168 days of the combined cycle test is 0.600 mm or less.
本発明の態様3は、
B :0.0001質量%以上、0.010質量%以下、
V :0.01質量%以上、0.50質量%以下、および
Nb:0.001質量%以上、0.50質量%以下
よりなる群から選ばれる1種以上を更に含有する、態様1または態様2に記載の厚鋼板である。
Aspect 3 of the present invention is
B: 0.0001% by mass or more, 0.010% by mass or less,
Embodiment 1 or embodiment further containing one or more selected from the group consisting of V: 0.01% by mass or more and 0.50% by mass or less, and Nb: 0.001% by mass or more and 0.50% by mass or less It is the thick steel plate according to No. 2.
本発明の態様4は、
Co :0.005質量%以上、0.20質量%以下、
REM:0.005質量%以上、0.20質量%以下、
Zr :0.005質量%以上、0.20質量%以下、および
Mg :0.0001質量%以上、0.005質量%以下
よりなる群から選ばれる1種以上を更に含有する、態様1~3のいずれかに記載の厚鋼板である。
Aspect 4 of the present invention is
Co: 0.005% by mass or more, 0.20% by mass or less,
REM: 0.005% by mass or more, 0.20% by mass or less,
Embodiments 1 to 3 further containing one or more selected from the group consisting of Zr: 0.005% by mass or more and 0.20% by mass or less, and Mg: 0.0001% by mass or more and 0.005% by mass or less. The thick steel plate according to any one of the above.
本発明の態様5は、
態様1~4のいずれかに記載の成分組成を満たす鋼を1100℃以上に加熱する工程と、
圧延温度を1100℃以下および再結晶圧下率を80%以上にし、下記式(1)を満たすように熱間圧延を行う工程と、
空冷する工程と、を含む、態様1~4のいずれかに記載の厚鋼板の製造方法である。
0.08FRT+0.1Tom-0.5εT+10≧69 ・・・(1)
ただし、
FRT:仕上げ圧延完了温度(℃)
Tom:最終パス~最終1パス前の圧延パス間時間(秒)
εT :鋼板の表面、t/4位置およびt/2位置(t:板厚)の各位置おける累積歪みの合計値であり、下記式(2)式で算出される。なお、各位置における累積歪みは下記式(3)で算出される。また、各パスの歪みは下記式(4)で算出される。
εT=εyt(表面)+εyt(t/4)+εyt(t/2) ・・・(2)
εyt=εy1+εy2+εy3+・・・+εyn ・・・(3)
εyi=C×(2y/h)2+1.15×ln(H/h) ・・・(4)
式(2)~(4)において、
εy:板厚方向y位置における相当塑性ひずみ、
εyi:iパス目の板厚方向y位置における相当塑性ひずみ、
y:板厚中心からの距離(mm)、h:出側板厚(mm)、H:入側板厚(mm)、
C=B1×(H/2R)B2×re
2・・・(5)
式(5)において、
B1=0.18381+0.34435μ+1.4086×μ2
B2=0.076669-2.0566μ+2.1128×μ2
ただし、μ:摩擦係数、R:ロール半径(mm)、re:圧下率
Aspect 5 of the present invention is
A step of heating steel satisfying the composition according to any one of aspects 1 to 4 to 1100 ° C. or higher,
A step of hot rolling at a rolling temperature of 1100° C. or lower and a recrystallization reduction rate of 80% or higher to satisfy the following formula (1);
The method for manufacturing a thick steel plate according to any one of aspects 1 to 4, including the step of air cooling.
0.08FRT+0.1Tom-0.5ε T +10≧69...(1)
however,
FRT: Finish rolling completion temperature (℃)
Tom: Time between rolling passes from the last pass to the last pass (seconds)
ε T : Total value of cumulative strain at each position on the surface of the steel plate, t/4 position and t/2 position (t: plate thickness), and is calculated by the following formula (2). Note that the cumulative distortion at each position is calculated using the following equation (3). Further, the distortion of each path is calculated using the following equation (4).
ε T = ε yt (surface) + ε yt (t/4) + ε yt (t/2) ... (2)
ε yt = ε y1 + ε y2 + ε y3 +...+ε yn ...(3)
ε yi =C×(2y/h) 2 +1.15×ln(H/h)...(4)
In formulas (2) to (4),
ε y : Equivalent plastic strain at the y position in the plate thickness direction,
ε yi : Equivalent plastic strain at the y position in the thickness direction of the i-th pass,
y: Distance from the center of plate thickness (mm), h: Output side plate thickness (mm), H: Inlet side plate thickness (mm),
C=B 1 × (H/2R) B2 × r e 2 ... (5)
In formula (5),
B 1 =0.18381+0.34435μ+1.4086× μ2
B 2 =0.076669-2.0566μ+2.1128×μ 2
However, μ: friction coefficient, R: roll radius (mm), r e : rolling reduction rate
本発明によれば、優れた耐食性と、低強度および高い伸び特性と、を両立させた厚鋼板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 that has both excellent corrosion resistance, low strength, and high elongation characteristics.
本発明者らは、優れた耐食性を確保するため、Cu、NiおよびCrを一定量含有させることを前提に、低強度と優れた伸び特性を実現すべく鋭意研究を行った。その結果、所定の化学成分組成を有する鋼を、推奨される条件で製造することで、所定の化学成分組成を有するとともに、全金属組織に対する面積率で70%以上のフェライトを含み、残部がパーライト、ベイナイトおよびマルテンサイトよりなる群から選ばれる1種以上からなり、フェライト粒径が3μm以上40μm以下であり、引張強度が400MPa以上520MPa以下、破断伸びが16%以上、かつ均一伸びが13.5%以上である、伸び特性と耐食性に優れた低強度の厚鋼板が得られることを見出した。 In order to ensure excellent corrosion resistance, the present inventors conducted extensive research in order to realize low strength and excellent elongation properties on the premise that certain amounts of Cu, Ni, and Cr are contained. As a result, by manufacturing steel with a predetermined chemical composition under the recommended conditions, it is possible to produce steel with a predetermined chemical composition and contain ferrite with an area ratio of 70% or more based on the total metal structure, with the remainder being pearlite. , bainite, and martensite, the ferrite grain size is 3 μm or more and 40 μm or less, the tensile strength is 400 MPa or more and 520 MPa or less, the elongation at break is 16% or more, and the uniform elongation is 13.5. It has been found that a low-strength thick steel plate with excellent elongation properties and corrosion resistance can be obtained.
1.化学成分組成
以下に本発明の実施形態に係る厚鋼板の化学成分組成について説明する。まず、基本となる元素である、C、Si、Mn、P、S、Al、Cr、Ti、Ca、N、CuおよびNiについて説明し、さらに選択的に添加してよい元素について説明する。
1. Chemical Composition The chemical composition of the thick steel plate according to the embodiment of the present invention will be described below. First, the basic elements C, Si, Mn, P, S, Al, Cr, Ti, Ca, N, Cu, and Ni will be explained, and further elements that may be added selectively will be explained.
[C:0.01質量%以上、0.30質量%以下]
Cは、材料の強度確保のために必要な元素である。Cが過剰に含有すると、強度上昇により低強度を得られなくなる。一方、C量を減少させすぎると、構造部材としての最低強度、即ち概ね400MPa程度を得ることが困難になる。そのため、C含有量は、0.01質量%以上、0.30質量%以下とした。なお、上記最低強度は、使用する鋼材の肉厚によって変化する。C含有量は、好ましくは0.05質量%以上であり、より好ましくは0.10質量%以上である。また、C含有量は、好ましくは0.20質量%以下であり、より好ましくは0.15質量%以下である。
[C: 0.01% by mass or more, 0.30% by mass or less]
C is an element necessary to ensure the strength of the material. If C is contained excessively, low strength cannot be obtained due to an increase in strength. On the other hand, if the amount of C is reduced too much, it becomes difficult to obtain the minimum strength as a structural member, that is, approximately 400 MPa. Therefore, the C content was set to 0.01% by mass or more and 0.30% by mass or less. Note that the above minimum strength varies depending on the thickness of the steel material used. The C content is preferably 0.05% by mass or more, more preferably 0.10% by mass or more. Further, the C content is preferably 0.20% by mass or less, more preferably 0.15% by mass or less.
[Si:0.01質量%以上、2.0質量%以下]
Siは、脱酸と強度確保のために必要な元素である。Siは、フェライトに固溶することにより、強度を上昇させるが、Si含有量が2.0質量%を超えると強度上昇により低強度を得られなくなる。一方、Si含有量が0.01質量%未満であると、構造部材としての最低強度を確保できない。そのため、Si含有量は、0.01質量%以上、2.0質量%以下とした。Si含有量は、好ましくは1.00質量%以下であり、より好ましくは0.50質量%以下であり、さらに好ましくは0.30質量%以下である。また、Si含有量は、好ましくは0.10質量%以上であり、より好ましくは0.15質量%以上である。
[Si: 0.01% by mass or more, 2.0% by mass or less]
Si is an element necessary for deoxidation and ensuring strength. Si increases the strength by being dissolved in ferrite, but if the Si content exceeds 2.0% by mass, the strength increases and low strength cannot be obtained. On the other hand, if the Si content is less than 0.01% by mass, the minimum strength as a structural member cannot be ensured. Therefore, the Si content was set to 0.01% by mass or more and 2.0% by mass or less. The Si content is preferably 1.00% by mass or less, more preferably 0.50% by mass or less, and even more preferably 0.30% by mass or less. Further, the Si content is preferably 0.10% by mass or more, more preferably 0.15% by mass or more.
[Mn:0.85質量%以上、2.00質量%以下]
MnもSiと同様に脱酸および強度確保のために必要であり、0.85質量%未満であると構造部材としての最低強度を確保できない。しかし、Mnを過剰に含有させると強度上昇により低強度を得られなくなる。そのため、Mn含有量は、0.85質量%以上、2.00質量%以下とした。Mn含有量は、好ましくは0.90質量%以上であり、より好ましくは0.95質量%以上である。また、Mn含有量は、好ましくは1.20質量%以下であり、より好ましくは1.10質量%以下である。
[Mn: 0.85 mass% or more, 2.00 mass% or less]
Like Si, Mn is also necessary for deoxidation and ensuring strength, and if it is less than 0.85% by mass, the minimum strength as a structural member cannot be ensured. However, if Mn is contained excessively, the strength will increase, making it impossible to obtain low strength. Therefore, the Mn content was set to 0.85% by mass or more and 2.00% by mass or less. The Mn content is preferably 0.90% by mass or more, more preferably 0.95% by mass or more. Further, the Mn content is preferably 1.20% by mass or less, more preferably 1.10% by mass or less.
[P:0質量%超、0.015質量%以下]
Pは、Siと同様に固溶強化量が大きい元素であり、低強度を狙う本発明では、含有量は少ないほうが良い。また、靭性、溶接性も劣化されるため、P含有量の許容される上限を0.015質量%までとした。
[P: more than 0 mass%, 0.015 mass% or less]
Like Si, P is an element that exhibits a large amount of solid solution strengthening, and in the present invention, which aims at low strength, the smaller the content, the better. Furthermore, since toughness and weldability are also deteriorated, the upper limit of the allowable P content is set to 0.015% by mass.
[S:0質量%超、0.005質量%以下]
Sは、含有量が増大すると延性を低下させる元素であることから、含有量を抑制することが好ましく、S含有量の許容される上限は0.005質量%までである。
[S: more than 0 mass%, 0.005 mass% or less]
Since S is an element that decreases ductility when the content increases, it is preferable to suppress the content, and the allowable upper limit of the S content is up to 0.005% by mass.
[Al:0.005質量%以上、0.10質量%以下]
Alは、緻密な酸化被膜を形成し、耐食性を向上させる元素である。一方、Alは、SiやPよりも固溶強化量は小さいものの、強度上昇に寄与する元素である。そのため、Al添加量は、0.005質量%以上、0.10質量%以下とした。Al含有量は、好ましくは0.030質量%以上であり、より好ましくは0.045質量%以上である。また、Al含有量は、好ましくは0.090質量%以下であり、より好ましくは0.080質量%以下である。
[Al: 0.005% by mass or more, 0.10% by mass or less]
Al is an element that forms a dense oxide film and improves corrosion resistance. On the other hand, Al is an element that contributes to an increase in strength, although the amount of solid solution strengthening is smaller than that of Si and P. Therefore, the amount of Al added was set to 0.005% by mass or more and 0.10% by mass or less. The Al content is preferably 0.030% by mass or more, more preferably 0.045% by mass or more. Further, the Al content is preferably 0.090% by mass or less, more preferably 0.080% by mass or less.
[Cu+Ni:0.50質量%以上、0.85質量%以下]
CuおよびNiは、耐食性向上に有効な元素である。CuおよびNiは、いずれも防食塗膜下で発生する腐食反応を抑制する作用を有しており、塗膜下腐食による塗膜膨れを抑制する効果を有する元素である。また、CuおよびNiは、塗膜欠陥部において、鋼材が腐食を受けた場合に生成錆を緻密化する作用も有しており、塗膜傷部の腐食進展を抑制する効果を発現するのに有効な元素である。これらの効果を発揮させるためには、CuおよびNiの合計含有量を0.50質量%以上とすることが必要であるが、過剰に含有させると軟鋼の強度クラスを逸脱することから、0.85質量%以下とする必要がある。耐食性確保の観点から、CuおよびNiの合計含有量は、好ましくは0.55質量%以上であり、より好ましい下限は0.60質量%以上である。また、強度上昇の観点から、CuおよびNiの合計含有量は、好ましくは0.80質量%以下であり、より好ましくは0.75質量%以下である。また、Cu含有量は、好ましくは0.20質量%以上、より好ましくは0.25質量%以上である。また、Cu含有量は、好ましくは0.35質量%以下、より好ましくは0.33質量%以下である。Ni含有量は、好ましくは0.30質量%以上、より好ましくは0.32質量%以上である。また、Ni含有量は、好ましくは0.40質量%以下、より好ましくは0.37質量%以下である。
[Cu+Ni: 0.50 mass% or more, 0.85 mass% or less]
Cu and Ni are elements effective in improving corrosion resistance. Both Cu and Ni have the effect of suppressing the corrosion reaction that occurs under the anticorrosive coating, and are elements that have the effect of suppressing coating blistering due to corrosion under the coating. In addition, Cu and Ni also have the effect of densifying the rust formed when the steel material is corroded in the defective parts of the paint film, and they have the effect of suppressing the progress of corrosion in the scratched parts of the paint film. It is a valid element. In order to exhibit these effects, it is necessary that the total content of Cu and Ni be 0.50% by mass or more; however, if excessively contained, the strength class of mild steel will be exceeded. It needs to be 85% by mass or less. From the viewpoint of ensuring corrosion resistance, the total content of Cu and Ni is preferably 0.55% by mass or more, and a more preferable lower limit is 0.60% by mass or more. Further, from the viewpoint of increasing strength, the total content of Cu and Ni is preferably 0.80% by mass or less, more preferably 0.75% by mass or less. Further, the Cu content is preferably 0.20% by mass or more, more preferably 0.25% by mass or more. Further, the Cu content is preferably 0.35% by mass or less, more preferably 0.33% by mass or less. The Ni content is preferably 0.30% by mass or more, more preferably 0.32% by mass or more. Further, the Ni content is preferably 0.40% by mass or less, more preferably 0.37% by mass or less.
[Cr:0.01質量%以上、0.5質量%以下]
Crは、耐食性向上に有効な元素である。Crは、塗膜下pHを好適値に調整し、プライマー消耗を抑制する作用を有しており、さらに塗膜傷部の腐食進展を抑制する効果を発現するのに有効な元素である。また、適量のCrは靭性を向上させるのに有効であり、バラストタンク素材として必要な機械特性を得るためにも必要な元素である。これらの効果を発揮させるためには、Crは0.01質量%以上含有させることが必要である。しかし、Crを過剰に含有させると界面pHを低下させすぎてしまい、Feの流出を促進させ、耐食性悪化の要因となる。そのため、Cr含有量は、0.5質量%以下とする必要がある。Cr含有量は、好ましくは0.3質量%以下であり、好ましくは0.05質量%以上である。
[Cr: 0.01% by mass or more, 0.5% by mass or less]
Cr is an element effective in improving corrosion resistance. Cr has the effect of adjusting the pH under the paint film to a suitable value and suppressing primer consumption, and is an effective element for suppressing the progress of corrosion in scratched parts of the paint film. In addition, an appropriate amount of Cr is effective in improving toughness, and is also a necessary element in order to obtain the necessary mechanical properties as a ballast tank material. In order to exhibit these effects, it is necessary to contain Cr in an amount of 0.01% by mass or more. However, when Cr is contained excessively, the interfacial pH is lowered too much, which promotes the outflow of Fe and causes deterioration of corrosion resistance. Therefore, the Cr content needs to be 0.5% by mass or less. The Cr content is preferably 0.3% by mass or less, and preferably 0.05% by mass or more.
[Ti:0.005質量%以上、0.20質量%以下]
Tiは、耐食性向上に有効な元素である。Tiは、塩化物腐食環境において生成する錆びを緻密化する作用を有しており、塗膜傷部における腐食進展を抑制する元素である。こうした効果を発揮させるために、Tiは、0.005質量%以上含有させる。しかしながら、Ti含有量が過剰になるとTi炭窒化物が過剰に析出し、強度を上昇させてしまうことから、上限は0.20質量%とする。Ti含有量は、好ましくは0.008質量%以上であり、より好ましくは0.010質量%以上である。Ti含有量は、好ましくは0.15質量%以下であり、より好ましくは0.10質量%以下である。
[Ti: 0.005% by mass or more, 0.20% by mass or less]
Ti is an element effective in improving corrosion resistance. Ti has the effect of densifying rust generated in a chloride corrosion environment, and is an element that suppresses the progress of corrosion in scratched parts of the paint film. In order to exhibit such effects, Ti is contained in an amount of 0.005% by mass or more. However, if the Ti content becomes excessive, Ti carbonitrides will precipitate excessively and increase the strength, so the upper limit is set to 0.20% by mass. The Ti content is preferably 0.008% by mass or more, more preferably 0.010% by mass or more. The Ti content is preferably 0.15% by mass or less, more preferably 0.10% by mass or less.
[Ca:0.0001質量%以上、0.005質量%以下]
Caは、耐食性向上に有効な元素である。CaはpH緩衝作用により、FeやCrの加水分解によるpH低下を緩和する作用を有しており、pH低下による腐食促進を抑制するのに効果的である。こうした作用は、Caを0.0001質量%以上含有させることによって有効に発揮される。しかしながら、0.005質量%を超えてCaを過剰に含有させると伸び特性を劣化させることになる。そのため、Ca含有量は、0.0001質量%以上、0.005質量%以下とする。Ca含有量は、好ましくは0.0005質量%以上であり、より好ましくは0.0010質量%以上である。Ca含有量は、好ましくは0.004質量%以下であり、より好ましくは0.003質量%以下である。
[Ca: 0.0001 mass% or more, 0.005 mass% or less]
Ca is an element effective in improving corrosion resistance. Due to its pH buffering effect, Ca has the effect of alleviating the pH drop caused by the hydrolysis of Fe and Cr, and is effective in suppressing corrosion acceleration due to the pH drop. These effects are effectively exhibited by containing 0.0001% by mass or more of Ca. However, if Ca is contained excessively in excess of 0.005% by mass, the elongation properties will deteriorate. Therefore, the Ca content is set to 0.0001% by mass or more and 0.005% by mass or less. The Ca content is preferably 0.0005% by mass or more, more preferably 0.0010% by mass or more. The Ca content is preferably 0.004% by mass or less, more preferably 0.003% by mass or less.
[N:0.0001質量%以上、0.010質量%以下]
Nは、Feに固溶すると引張強度を上昇させる元素であるため、含有量を抑制することが好ましく、N含有量は0.010質量%以下、好ましくは0.0075質量%以下、より好ましくは0.0070質量%以下である。一方、Nは、TiN形成によりHAZ靭性向上に寄与する元素である。該効果を発揮させる観点から、N含有量は0.0001質量%以上、好ましくは0.0010質量%以上、より好ましくは0.0020質量%以上である。
[N: 0.0001% by mass or more, 0.010% by mass or less]
Since N is an element that increases tensile strength when dissolved in Fe, it is preferable to suppress the content, and the N content is 0.010% by mass or less, preferably 0.0075% by mass or less, more preferably It is 0.0070% by mass or less. On the other hand, N is an element that contributes to improving HAZ toughness by forming TiN. From the viewpoint of exhibiting this effect, the N content is 0.0001% by mass or more, preferably 0.0010% by mass or more, and more preferably 0.0020% by mass or more.
[残部]
残部は、Feおよび不可避不純物である。不可避不純物としては、原料、資材、製造設備等の状況によって持ち込まれる微量元素(例えば、As、Sb、Snなど)の混入が許容される。なお、例えば、PおよびSのように、通常、含有量が少ないほど好ましく、従って不可避不純物であるが、その組成範囲について上記のように別途規定している元素がある。このため、本明細書において、残部を構成する「不可避不純物」という場合は、別途その組成範囲が規定されている元素を除いた概念である。
[Remainder]
The remainder is Fe and inevitable impurities. As unavoidable impurities, trace elements (for example, As, Sb, Sn, etc.) brought in depending on the conditions of raw materials, materials, manufacturing equipment, etc. are allowed. Note that, for example, there are elements such as P and S, which are preferably contained in smaller amounts and are therefore unavoidable impurities, but whose composition ranges are separately specified as described above. Therefore, in this specification, the term "inevitable impurities" constituting the remainder is a concept excluding elements whose composition range is separately defined.
本発明の実施形態に係る厚鋼板の特性を維持できる限り、任意のその他の元素を更に含んでよい。そのように選択的に含有させることができるその他の元素を以下に例示する。 Any other element may be further included as long as the characteristics of the thick steel plate according to the embodiment of the present invention can be maintained. Examples of other elements that can be selectively included are shown below.
[B:0.0001質量%以上、0.010質量%以下、V:0.01質量%以上、0.50質量%以下、およびNb:0.001質量%以上、0.50質量%以下よりなる群から選ばれる1種以上]
B、VおよびNbは、いずれも機械特性の向上に有効な元素であるが、含有量の増大により強度を向上させてしまうため、含有量を抑制することが好ましい。そのため、B、VおよびNbを含有させる場合、Bの上限は0.010質量%、Vの上限は0.50質量%、Nbの上限は0.50質量%とすることが好ましい。一方、Bの少量添加は溶接部特性を改善する効果があるため、Bは0.0001質量%以上含有させることが好ましい。VおよびNbは少量添加により靭性を改善するため、Vは0.01質量%以上、Nbは0.001質量%以上含有させることが好ましい。これらの元素のより好ましい下限は、Bについては0.0003質量%、Vについては0.02質量%、Nbについては0.005質量%である。より好ましい上限は、Bについては0.0090質量%、Vについては0.45質量%、Nbについては0.45質量%である。
[B: 0.0001 mass% or more, 0.010 mass% or less, V: 0.01 mass% or more, 0.50 mass% or less, and Nb: 0.001 mass% or more, 0.50 mass% or less One or more types selected from the group consisting of]
B, V, and Nb are all elements that are effective in improving mechanical properties, but an increase in their content leads to an improvement in strength, so it is preferable to suppress their content. Therefore, when B, V and Nb are contained, it is preferable that the upper limit of B is 0.010% by mass, the upper limit of V is 0.50% by mass, and the upper limit of Nb is 0.50% by mass. On the other hand, since the addition of a small amount of B has the effect of improving the properties of the weld zone, it is preferable that B is contained in an amount of 0.0001% by mass or more. Since V and Nb improve toughness when added in small amounts, it is preferable to contain V at 0.01% by mass or more and Nb at 0.001% by mass or more. More preferable lower limits for these elements are 0.0003% by mass for B, 0.02% by mass for V, and 0.005% by mass for Nb. More preferable upper limits are 0.0090% by mass for B, 0.45% by mass for V, and 0.45% by mass for Nb.
[Co:0.005質量%以上、0.20質量%以下、REM:0.005質量%以上、0.20質量%以下、Zr:0.005質量%以上、0.20質量%以下、およびMg:0.0001質量%以上、0.005質量%以下よりなる群から選ばれる1種以上]
Coは、耐食性向上に有効な元素である。Coは、塩化物腐食環境において生成する錆びを緻密化する作用を有しており、塗膜傷部における腐食進展を抑制する元素である。こうした効果を発揮させるために、Coは、0.005質量%以上含有させることが好ましい。しかし、Co含有量が過剰になると溶接性や熱間加工性が劣化するため、Co含有量は、0.20質量%以下とすることが好ましい。Coを含有させるときのより好ましい下限は0.02質量%であり、より好ましい上限は0.15質量%である。
[Co: 0.005 mass% or more, 0.20 mass% or less, REM: 0.005 mass% or more, 0.20 mass% or less, Zr: 0.005 mass% or more, 0.20 mass% or less, and Mg: one or more types selected from the group consisting of 0.0001% by mass or more and 0.005% by mass or less]
Co is an element effective in improving corrosion resistance. Co has the effect of densifying rust generated in a chloride corrosion environment, and is an element that suppresses the progress of corrosion in scratched parts of the paint film. In order to exhibit such effects, it is preferable that Co be contained in an amount of 0.005% by mass or more. However, if the Co content becomes excessive, weldability and hot workability deteriorate, so the Co content is preferably 0.20% by mass or less. When Co is contained, a more preferable lower limit is 0.02% by mass, and a more preferable upper limit is 0.15% by mass.
Zrは、耐食性向上に有効な元素である。Zrは、Tiと同様に、塩化物腐食環境において生成する錆びを緻密化する作用を有しており、塗膜傷部における腐食進展を抑制する元素である。こうした効果を発揮させるために、Zrは、0.005質量%以上含有させることが好ましい。しかし、Zr含有量が過剰になると溶接性や熱間加工性が劣化するため、Zr含有量は0.20質量%以下とすることが好ましい。Zrを含有させるときのより好ましい下限は0.008質量%であり、より好ましい上限は0.15質量%である。 Zr is an element effective in improving corrosion resistance. Zr, like Ti, has the effect of densifying rust generated in a chloride corrosion environment, and is an element that suppresses the progress of corrosion in scratched parts of the paint film. In order to exhibit these effects, Zr is preferably contained in an amount of 0.005% by mass or more. However, if the Zr content becomes excessive, weldability and hot workability deteriorate, so the Zr content is preferably 0.20% by mass or less. When containing Zr, a more preferable lower limit is 0.008% by mass, and a more preferable upper limit is 0.15% by mass.
Mgは、耐食性向上に有効な元素である。Mgは、Caと同様に、pH低下を緩和する作用を有しており、pH低下による腐食促進を抑制する効果を発揮して、塗膜膨れを抑制するのに効果的である。こうした作用は0.0001質量%以上含有させることによって有効に発揮され、Coが共存する場合に特に有効である。しかしながら、0.005質量%を超えて過剰に含有させると加工性と溶接性とを劣化させることになるため好ましくない。Mgを含有させるときの好ましい下限は0.0005質量%であり、より好ましい上限は0.004質量%である。 Mg is an element effective in improving corrosion resistance. Mg, like Ca, has the effect of alleviating a pH drop, exhibits the effect of suppressing corrosion acceleration due to a pH drop, and is effective in suppressing paint film blistering. These effects are effectively exhibited by containing 0.0001% by mass or more, and are particularly effective when Co coexists. However, if the content exceeds 0.005% by mass, it is not preferable because it deteriorates workability and weldability. When Mg is contained, a preferable lower limit is 0.0005% by mass, and a more preferable upper limit is 0.004% by mass.
REM(Rare Earth Metal)は、使用環境において、鋼材の表面近傍のpH低下を抑制する作用を有しており、耐食性を更に向上させるのに有効な元素である。この作用はこれら元素が腐食溶解して水素イオンと反応することで発揮される。こうした作用を有効に発揮させるために、REMは、0.005質量%以上含有させることが好ましい。しかし、REM含有量が過剰になると溶接性や熱間加工性を劣化させるので、REMを含有させる場合は、0.20質量%以下とすることが好ましい。REMを含有させるときのより好ましい下限は0.008質量%であり、より好ましい上限は0.15質量%である。本発明の実施形態に用いられるREMとしては、Sc、Y、ランタノイド等が挙げられる。 REM (Rare Earth Metal) has the effect of suppressing a decrease in pH near the surface of steel materials in the usage environment, and is an effective element for further improving corrosion resistance. This effect is achieved when these elements corrode and dissolve and react with hydrogen ions. In order to effectively exhibit these effects, it is preferable to contain REM in an amount of 0.005% by mass or more. However, an excessive REM content deteriorates weldability and hot workability, so when REM is included, it is preferably 0.20% by mass or less. A more preferable lower limit for containing REM is 0.008% by mass, and a more preferable upper limit is 0.15% by mass. Examples of REM used in embodiments of the present invention include Sc, Y, lanthanoids, and the like.
2.金属組織
以下に本発明の実施形態に係る厚鋼板の金属組織について説明する。
2. Metal structure The metal structure of the thick steel plate according to the embodiment of the present invention will be explained below.
[フェライト:70面積%以上]
本発明の実施形態に係る厚鋼板は、全金属組織に対する面積率で70%以上のフェライトを含み、残部がパーライト、ベイナイトおよびマルテンサイトよりなる群から選ばれる1種以上からなる。また、本発明では、後述するように、熱間圧延条件を適切に制御することにより、フェライトを十分に確保することができる。フェライトを70面積%以上含むことにより、所望の低強度および高い伸び特性を得ることができる。フェライトの面積率は、好ましくは75%以上である。フェライトの面積率は、軟鋼レベルの最低強度確保の観点から、好ましくは95%以下、より好ましくは92%以下である。
[Ferrite: 70 area% or more]
The thick steel plate according to the embodiment of the present invention contains ferrite in an area ratio of 70% or more with respect to the total metal structure, and the remainder consists of one or more types selected from the group consisting of pearlite, bainite, and martensite. Furthermore, in the present invention, as will be described later, by appropriately controlling the hot rolling conditions, a sufficient amount of ferrite can be ensured. By containing ferrite in an area of 70% or more, desired low strength and high elongation characteristics can be obtained. The area ratio of ferrite is preferably 75% or more. The area ratio of ferrite is preferably 95% or less, more preferably 92% or less, from the viewpoint of ensuring a minimum strength comparable to mild steel.
[フェライト粒径:3μm以上40μm以下]
本発明の実施形態に係る厚鋼板は、過度な強度上昇を抑制するため、フェライト粒径は3μm以上、好ましくは5μm以上である。一方、最低限度の強度を確保するため、フェライト粒径は40μm以下、好ましくは35μm以下、より好ましくは30μm以下である。
[Ferrite grain size: 3 μm or more and 40 μm or less]
The thick steel plate according to the embodiment of the present invention has a ferrite grain size of 3 μm or more, preferably 5 μm or more, in order to suppress an excessive increase in strength. On the other hand, in order to ensure the minimum strength, the ferrite grain size is 40 μm or less, preferably 35 μm or less, and more preferably 30 μm or less.
3.特性
本発明の実施形態に係る厚鋼板は、耐食性が優れていると共に、低強度および高い伸び特性を有している。本発明の実施形態に係る厚鋼板のこれらの特性について以下に詳述する。
3. Properties The thick steel plate according to the embodiment of the present invention has excellent corrosion resistance, low strength, and high elongation characteristics. These characteristics of the thick steel plate according to the embodiment of the present invention will be explained in detail below.
[引張強度(TS):400MPa以上、520MPa以下]
内航船に使用される場合、その船体構造から、低強度材(いわゆる軟鋼)が適用される場合が多い。そのため、引張強度は、日本海事協会の船級規則K編材料(2019年度版)に準拠した標点間距離が200mmのNK-U1号の試験片を用いて引張試験したときに、400MPa以上、520MPa以下である。引張強度は、好ましくは410MPa以上、より好ましくは420MPa以上、好ましくは510MPa以下、より好ましくは500MPa以下である。
[Tensile strength (TS): 400 MPa or more, 520 MPa or less]
When used in domestic vessels, low-strength materials (so-called mild steel) are often used due to the hull structure. Therefore, the tensile strength is 400 MPa or more and 520 MPa or more when a tensile test is performed using a test piece of NK-U1 with a gauge distance of 200 mm in accordance with Nippon Kaiji Kyokai's Classification Rules K Edition Materials (2019 edition). It is as follows. The tensile strength is preferably 410 MPa or more, more preferably 420 MPa or more, preferably 510 MPa or less, and more preferably 500 MPa or less.
[破断伸び(EL):16%以上]
破断伸び(すなわち、鋼板加工性)は、日本海事協会の船級規則K編材料(2019年度版)に準拠した標点間距離が200mmのNK-U1号の試験片を用いて引張試験したときに、16%以上である。これにより、現場における部品成形等の作業時間を低減させることができる。破断伸びは、好ましくは18%以上、より好ましくは20%以上、更により好ましくは22%以上である。一方、破断伸びの上限は、特に限定されないが、上記の化学成分組成および後述する製造方法を鑑みれば、45%程度である。
[Elongation at break (EL): 16% or more]
The elongation at break (i.e., steel plate workability) was determined when a tensile test was performed using a test piece of NK-U1 with a gauge length of 200 mm in accordance with Nippon Kaiji Kyokai's Classification Rules, Part K Materials (2019 edition). , 16% or more. Thereby, it is possible to reduce the working time for parts molding and the like on site. The elongation at break is preferably 18% or more, more preferably 20% or more, even more preferably 22% or more. On the other hand, the upper limit of the elongation at break is not particularly limited, but is about 45% in view of the above chemical composition and the manufacturing method described below.
[均一伸び(uEL):13.5%以上]
均一伸び(すなわち、均一変形性能)は、日本海事協会の船級規則K編材料(2019年度版)に準拠した標点間距離が200mmのNK-U1号の試験片を用いて引張試験したときに、13.5%以上である。これにより、船舶などが物体に衝突した場合のメンテナンス負荷を低減させることができる。均一伸びは、好ましくは14.0%以上、より好ましくは14.5%以上、更により好ましくは15.0%以上である。一方、均一伸びの上限は、特に限定されないが、上記の化学成分組成および後述する製造方法を鑑みれば、30%程度である。
[Uniform elongation (uEL): 13.5% or more]
Uniform elongation (that is, uniform deformation performance) was determined when a tensile test was performed using a test piece of NK-U1 with a gauge distance of 200 mm in accordance with Nippon Kaiji Kyokai's Classification Rules, Part K Materials (2019 edition). , 13.5% or more. This makes it possible to reduce the maintenance load when a ship or the like collides with an object. The uniform elongation is preferably 14.0% or more, more preferably 14.5% or more, even more preferably 15.0% or more. On the other hand, the upper limit of uniform elongation is not particularly limited, but is about 30% in view of the above chemical composition and the manufacturing method described below.
[耐食性:複合サイクル試験(CCT)168日後の塗装スクラッチ部の平均腐食深さが0.600mm以下]
ある一定以上の腐食深さが形成されると、該腐食部のpHが低下、腐食深さが進展し、船舶などが物体に衝突した場合のメンテナンス負荷が増大するため、0.600mmより腐食深さを進行させないことが好ましい。本発明の実施形態では、複合サイクル試験(CCT)168日後の塗装スクラッチ部の平均腐食深さが、好ましくは0.600mm以下、より好ましくは0.550mm以下、更により好ましくは0.500mm以下である。なお、本実施形態では、上記化学成分組成を満たすことにより、平均腐食深さが0.600mm以下、すなわち耐食性に優れた厚鋼板を得ることができる。
[Corrosion resistance: Average corrosion depth of paint scratch area after 168 days of combined cycle test (CCT) is 0.600 mm or less]
When a corrosion depth exceeds a certain level, the pH of the corroded area decreases, the corrosion depth progresses, and the maintenance load increases when a ship or the like collides with an object. It is preferable not to let the disease progress. In an embodiment of the present invention, the average corrosion depth of the painted scratch area after 168 days of combined cycle testing (CCT) is preferably 0.600 mm or less, more preferably 0.550 mm or less, even more preferably 0.500 mm or less. be. In addition, in this embodiment, by satisfying the above chemical composition, it is possible to obtain a thick steel plate with an average corrosion depth of 0.600 mm or less, that is, excellent corrosion resistance.
4.製造方法
次に本発明の実施形態に係る厚鋼板の製造方法について説明する。
本発明者らは、上記の化学成分組成を有する鋼に、後述する所定の条件で熱間圧延を施し、その後空冷することにより、上述の所望の金属組織を有し、その結果、上述の所望の特性を有する厚鋼板を得ること見出した。以下にその詳細を説明する。なお、本発明は厚鋼板に関するものであり、該分野において厚鋼板とは、一般に板厚が3.0mm以上であるものを指す。本発明で対象とする厚鋼板の板厚は、好ましくは6.0mm以上である。
4. Manufacturing method Next, a method for manufacturing a thick steel plate according to an embodiment of the present invention will be described.
The present inventors hot-rolled steel having the above chemical composition under predetermined conditions described below, and then air-cooled the steel to obtain the desired metal structure described above. It was found that a thick steel plate having the following characteristics could be obtained. The details will be explained below. The present invention relates to a thick steel plate, and in this field, a thick steel plate generally refers to a plate having a thickness of 3.0 mm or more. The thickness of the thick steel plate targeted by the present invention is preferably 6.0 mm or more.
(製鋼)
製鋼方法は、特に限定されず、一般的な製鋼手段を採用すればよい。
(steel manufacturing)
The steel manufacturing method is not particularly limited, and any general steel manufacturing method may be used.
(熱間圧延前の加熱)
熱間圧延前の加熱条件は、特に限定されないが、後述の熱間圧延を所定の温度域で実施できるように、例えば、1100℃以上に加熱することが好ましい。
(Heating before hot rolling)
The heating conditions before hot rolling are not particularly limited, but it is preferable to heat to 1100° C. or higher, for example, so that the hot rolling described below can be carried out in a predetermined temperature range.
(熱間圧延)
熱間圧延は、圧延温度を1100℃以下および再結晶圧下率を80%以上にし、下記式(1)を満たすように熱間圧延を行う。再結晶温度領域は、鋼種により変動する。本実施形態で対象とする鋼種の場合、再結晶温度領域は850℃以上である。そのため、本実施形態に係る再結晶圧下率は、850℃以上の圧延(仕上げ圧延を含む)における累積圧下率を意味する。なお、本実施形態では、上記「圧延温度」および後述の「仕上げ圧延完了温度」は、鋼板の表面における温度を意味する。また、本明細書では、「圧延温度」という場合は、粗圧延と仕上げ圧延とを合わせた全圧延における圧延温度を意味する。また、「仕上げ圧延完了温度」という場合は、仕上げ圧延の最終パス完了時における圧延温度を意味する。また、下記式(2)における「εyt(表面)」は、鋼板の両面のうち片面のみの表面における累積歪みを意味する。同様に、下記式(2)における「εyt(t/4)」は、鋼板の表裏面からそれぞれt/4位置のうち、片面側のt/4位置のみの位置における累積歪みを意味する。また、下記式(5)におけるロール半径Rは、仕上げ圧延機のロール半径であり、仕上げ圧延機が多重式圧延機の場合、圧延材と接触するロール(すなわち、ワークロール)の半径を意味する。
0.08FRT+0.1Tom-0.5εT+10≧69 ・・・(1)
ただし、
FRT(Finish Rolling Temperature):仕上げ圧延完了温度(℃)
Tom:最終パス~最終1パス前の圧延パス間時間(秒)
εT :鋼板の表面、t/4位置およびt/2位置(t:板厚)の各位置における累積歪みの合計値(以下、「合計累積歪」という。)であり、下記式(2)で算出される。なお、各位置における累積歪みは、下記式(3)で算出される。また、各パスの歪みは下記式(4)で算出される。なお、下記式(4)は、吉田 博,「ホットストリップミルにおける温度、圧延負荷、金属学的諸特性の連成解析」,Journal of the JSTP,vol.38,no.437(1997-6)に記載されている算出式を参照した。
εT=εyt(表面)+εyt(t/4)+εyt(t/2) ・・・(2)
εyt=εy1+εy2+εy3+・・・+εyn ・・・(3)
εyi=C×(2y/h)2+1.15×ln(H/h) ・・・(4)
式(2)~(4)において、
εy:板厚方向y位置における相当塑性ひずみ、
εyi:iパス目の板厚方向y位置における相当塑性ひずみ、
y:板厚中心からの距離(mm)、h:出側板厚(mm)、H:入側板厚(mm)、
C=B1×(H/2R)B2×re
2・・・(5)
式(5)において、
B1=0.18381+0.34435μ+1.4086×μ2
B2=0.076669-2.0566μ+2.1128×μ2
ただし、μ:摩擦係数、R:ロール半径(mm)、re:圧下率
(hot rolling)
Hot rolling is performed at a rolling temperature of 1100° C. or less and a recrystallization reduction rate of 80% or more so as to satisfy the following formula (1). The recrystallization temperature range varies depending on the steel type. In the case of the steel type targeted in this embodiment, the recrystallization temperature range is 850° C. or higher. Therefore, the recrystallization reduction rate according to the present embodiment means the cumulative reduction rate in rolling at 850° C. or higher (including finish rolling). In addition, in this embodiment, the said "rolling temperature" and the below-mentioned "finish rolling completion temperature" mean the temperature on the surface of a steel plate. Furthermore, in this specification, the term "rolling temperature" refers to the rolling temperature in the total rolling including rough rolling and finish rolling. Further, the term "finish rolling completion temperature" means the rolling temperature at the completion of the final pass of finish rolling. Moreover, "ε yt (surface)" in the following formula (2) means the cumulative strain on the surface of only one of both surfaces of the steel plate. Similarly, "ε yt (t/4)" in the following formula (2) means the cumulative strain at only the t/4 position on one side among the t/4 positions from the front and back surfaces of the steel plate. In addition, the roll radius R in the following formula (5) is the roll radius of the finishing rolling mill, and when the finishing rolling mill is a multiple rolling mill, it means the radius of the roll (i.e., work roll) that comes into contact with the rolled material. .
0.08FRT+0.1Tom-0.5ε T +10≧69...(1)
however,
FRT (Finish Rolling Temperature): Finish rolling completion temperature (℃)
Tom: Time between rolling passes from the last pass to the last pass (seconds)
ε T : Total value of cumulative strain at each position on the surface of the steel plate, t/4 position and t/2 position (t: plate thickness) (hereinafter referred to as "total cumulative strain"), expressed by the following formula (2) It is calculated by Note that the cumulative distortion at each position is calculated using the following equation (3). Further, the distortion of each path is calculated using the following equation (4). The following equation (4) is based on Hiroshi Yoshida, "Coupled analysis of temperature, rolling load, and metallurgical properties in a hot strip mill," Journal of the JSTP, vol. 38, no. 437 (1997-6). The calculation formula described in .
ε T = ε yt (surface) + ε yt (t/4) + ε yt (t/2) ... (2)
ε yt = ε y1 + ε y2 + ε y3 +...+ε yn ...(3)
ε yi =C×(2y/h) 2 +1.15×ln(H/h)...(4)
In formulas (2) to (4),
ε y : Equivalent plastic strain at the y position in the plate thickness direction,
ε yi : Equivalent plastic strain at the y position in the thickness direction of the i-th pass,
y: Distance from the center of plate thickness (mm), h: Output side plate thickness (mm), H: Inlet side plate thickness (mm),
C=B 1 × (H/2R) B2 × r e 2 ... (5)
In formula (5),
B 1 =0.18381+0.34435μ+1.4086× μ2
B 2 =0.076669-2.0566μ+2.1128×μ 2
However, μ: friction coefficient, R: roll radius (mm), r e : rolling reduction rate
圧延温度を1100℃以下にすることにより、フェライト粒径微細化による強度上昇を抑制することができる。圧延温度は、好ましくは1050℃以下、より好ましくは1000℃以下にする。圧延温度の下限は、強度上昇抑制の観点から、750℃以上が好ましく、780℃以上がより好ましい。再結晶圧下率を80%以上にすることにより、粒径粗大化による過度な強度低下を抑制することができる。再結晶圧下率は、好ましくは85%以上、より好ましくは90%以上にする。再結晶圧下率は、結晶粒径微細化抑制の観点から、99%以下が好ましい。 By setting the rolling temperature to 1100° C. or lower, it is possible to suppress an increase in strength due to refinement of the ferrite grain size. The rolling temperature is preferably 1050°C or lower, more preferably 1000°C or lower. The lower limit of the rolling temperature is preferably 750°C or higher, more preferably 780°C or higher, from the viewpoint of suppressing an increase in strength. By setting the recrystallization reduction ratio to 80% or more, excessive decrease in strength due to coarsening of grain size can be suppressed. The recrystallization reduction ratio is preferably 85% or more, more preferably 90% or more. The recrystallization reduction rate is preferably 99% or less from the viewpoint of suppressing grain size refinement.
次に、上記式(1)について説明する。高い均一伸び特性を確保するためには、加工歪の少ないフェライト組織を含有させる必要がある。鋼の熱間圧延中には、圧延により加工歪が導入される一方、回復、再結晶、変態により、加工歪が減少する。加工歪導入と歪減少に関する各種製造条件について、本発明者らが研究・調査を重ねた結果、本発明者らは、仕上げ圧延完了温度(FRT)と、最終圧延パス間時間(すなわち、最終パス~最終1パス前の圧延パス間時間、Tom)と、合計累積歪(εT)と、の影響が特に大きいことを見出した。各パラメータについて以下に詳細に説明する。 Next, the above formula (1) will be explained. In order to ensure high uniform elongation characteristics, it is necessary to contain a ferrite structure with little processing strain. During hot rolling of steel, working strain is introduced by rolling, while working strain is reduced by recovery, recrystallization, and transformation. As a result of repeated research and investigation by the present inventors regarding various manufacturing conditions related to the introduction of processing strain and strain reduction, the present inventors have determined that the finishing rolling completion temperature (FRT) and the time between final rolling passes (i.e., the final rolling pass time) It has been found that the influence of the rolling pass time before the final pass (Tom) and the total cumulative strain (ε T ) is particularly large. Each parameter will be explained in detail below.
仕上げ圧延完了温度(FRT)は、回復、再結晶により減少する加工歪と関係するパラメータである。FRTが高いほど回復、再結晶するための駆動力が大きく、加工歪が減少する。よって、加工歪の少ないフェライト組織を得る観点から、FRTは高いほうが好ましい。仕上げ圧延完了温度は、例えば1100℃~750℃の範囲内とすることが挙げられる。 Finish rolling completion temperature (FRT) is a parameter related to processing strain that decreases due to recovery and recrystallization. The higher the FRT, the greater the driving force for recovery and recrystallization, which reduces processing strain. Therefore, from the viewpoint of obtaining a ferrite structure with less processing strain, a higher FRT is preferable. The finish rolling completion temperature is, for example, within the range of 1100°C to 750°C.
最終圧延パス間時間(Tom)は、最終パスの1パス前の圧延終了後から、最終パスの圧延開始までの時間である。最終圧延パス間時間は、回復、再結晶による加工歪の減少、およびフェライト生成温度域での加工歪導入と関連するパラメータである。Tomが大きいほど、回復、再結晶するための時間が長くなり、蓄積される加工歪量が減少する。よって、加工歪の少ないフェライト組織を得る観点から、Tomは大きいほうが好ましい。最終圧延パス間時間は、例えば5秒~120秒の範囲内とすることが挙げられる。 The final rolling pass time (Tom) is the time from the end of rolling one pass before the final pass to the start of rolling of the final pass. The time between final rolling passes is a parameter related to recovery, reduction of working strain due to recrystallization, and introduction of working strain in the ferrite formation temperature range. The larger Tom is, the longer the time for recovery and recrystallization becomes, and the amount of accumulated processing strain is reduced. Therefore, from the viewpoint of obtaining a ferrite structure with less processing strain, it is preferable that Tom be larger. The time between final rolling passes is, for example, within a range of 5 seconds to 120 seconds.
合計累積歪(εT)は、熱間圧延により導入される加工歪量を表すパラメータである。熱間圧延中に導入された加工歪は、変態により緩和されるものの、変態後の組織に残存すると考えられる。つまり、変態後のフェライトに残存する歪みは、熱間圧延中に導入される累積歪みの影響を受け、累積歪みが大きいほどフェライトに導入される歪みが多く残存し、均一伸び特性を劣化させると考えられる。よって、加工歪の少ないフェライト組織を得る観点から、合計累積歪は小さいほうが好ましい。合計累積歪は、例えば1.0~30の範囲内とすることが挙げられる。 The total cumulative strain (ε T ) is a parameter representing the amount of processing strain introduced by hot rolling. Although the processing strain introduced during hot rolling is alleviated by transformation, it is thought that it remains in the structure after transformation. In other words, the strain remaining in the ferrite after transformation is affected by the cumulative strain introduced during hot rolling, and the larger the cumulative strain, the more residual strain introduced into the ferrite, which deteriorates the uniform elongation characteristics. Conceivable. Therefore, from the viewpoint of obtaining a ferrite structure with less processing strain, it is preferable that the total accumulated strain is small. The total cumulative strain may be within a range of 1.0 to 30, for example.
以上説明したように、熱間圧延中により導入される「合計累積歪」と、「FRT」と、「Tom」と、により、熱間圧延後に残存する加工歪みは変化する。そのため、本発明者らは、さらに種々検討したうえで、これらをパラメータとした式(1)左辺を見出した。そして、本発明者らは、式(1)左辺が69を下回ると、低強度(すなわち、520MPa以下)かつ高い伸び特性(すなわち、EL≧16%、uEL≧13.5%)を満足することが難しくなることを見出した。よって、式(1)左辺値を69以上とする。式(1)左辺値は、好ましくは75以上、より好ましくは80以上である。上記特性を確保する観点から、式(1)左辺値の上限は特に限定されないが、本発明の実施形態に係る製造条件等を鑑みれば、上限はおおよそ100程度となる。 As explained above, the processing strain remaining after hot rolling changes depending on the "total cumulative strain", "FRT", and "Tom" introduced during hot rolling. Therefore, after further various studies, the present inventors found the left side of equation (1) using these as parameters. The present inventors also found that when the left side of formula (1) is less than 69, low strength (i.e., 520 MPa or less) and high elongation properties (i.e., EL≧16%, uEL≧13.5%) are satisfied. I found that it becomes difficult. Therefore, the left-hand side value of equation (1) is set to 69 or more. The left-hand side value of formula (1) is preferably 75 or more, more preferably 80 or more. From the viewpoint of ensuring the above characteristics, the upper limit of the left-hand side value of formula (1) is not particularly limited, but the upper limit is approximately 100 in view of the manufacturing conditions according to the embodiment of the present invention.
(冷却)
上記熱間圧延後に、いわゆる水冷等の急冷却は実施せず、空冷で室温まで冷却する。水冷等を実施すると、ベイナイト、マルテンサイト、島状マルテンサイト(MA:Martensite-Austenite constituent)等の硬質組織が生成され、強度が高まるためである。また、MA等の硬質組織が鋼中に分散すると伸び特性が劣化するため、空冷で変態させ、所望のフェライト分率を確保する。さらに、冷却速度が大きい水冷等を実施すると、過冷度が大きくなり、細粒化されてしまう。空冷することにより、細粒化を抑制し、強度上昇を抑制することができる。
(cooling)
After the above-mentioned hot rolling, rapid cooling such as so-called water cooling is not performed, but cooling is performed to room temperature by air cooling. This is because when water cooling or the like is performed, hard structures such as bainite, martensite, and island-shaped martensite (MA: Martensite-Austenite constituent) are generated and the strength is increased. Furthermore, if hard structures such as MA are dispersed in steel, the elongation properties will deteriorate, so transformation is carried out by air cooling to ensure a desired ferrite fraction. Furthermore, if water cooling or the like with a high cooling rate is performed, the degree of supercooling will increase and the particles will become fine. By air cooling, grain refinement can be suppressed and strength increase can be suppressed.
(1)供試材の作製方法
転炉溶製により、表1に記載の化学成分組成を有する鋼片を製造した。その後、熱間圧延前に1000以上1230℃以下に加熱し、表2に記載の条件で熱間圧延および冷却を実施し、表2に記載の板厚の鋼板を製造した。なお、圧延温度は、1100℃以下とした。また、本実施形態では、表2に記載の式(1)の導出において、摩擦係数μは「0.55」とした。圧下率reは計算を簡易的にするために、厚板製品の製造において平均的な値となる「0.3」を用いればよい。また、表1および表2、ならびに後述する表3および表4において、下線を付した数値は、本発明の実施形態の範囲から外れていることを示している。ただし、「-」については、本発明の実施形態の範囲から外れていても下線を付していないことに留意されたい。
(1) Method for producing test materials Steel slabs having the chemical composition shown in Table 1 were produced by melting in a converter furnace. Thereafter, the steel sheets were heated to 1000 to 1230° C. before hot rolling, and hot rolling and cooling were performed under the conditions listed in Table 2 to produce steel plates having the thicknesses listed in Table 2. Note that the rolling temperature was 1100°C or lower. Further, in the present embodiment, in deriving equation (1) shown in Table 2, the friction coefficient μ was set to “0.55”. For the rolling reduction ratio r e , in order to simplify the calculation, "0.3", which is an average value in the manufacture of thick plate products, may be used. Further, in Tables 1 and 2, and Tables 3 and 4 described later, underlined numerical values indicate that they are outside the scope of the embodiments of the present invention. However, it should be noted that "-" is not underlined even if it is outside the scope of the embodiment of the present invention.
(2)組織観察
表1および表2のNo.1およびNo.6~No.8について、以下のようにして組織観察を行った。観察面が鋼板表面と平行になるように、かつ観察位置がt/4位置(t:板厚)になるように、鋼板から試験片を切り出し、ナイタール腐食した後、100倍~400倍で光学顕微鏡観察した。光学顕微鏡の各10視野(視野面積:150μm×200μm)について、フェライトの面積率を画像解析ソフト(Image-J)で解析して、各サンプルについてフェライト面積率の平均値を算出した。このようにして、各サンプルのフェライト面積率を算出した。
フェライト粒径は、400倍の光学顕微鏡画像1視野(視野面積:150μm×200μm)に25μm間隔の格子を作成し、1つの直線が横切るフェライト粒の個数を求め、当該直線の視野内の長さを当該個数で除して、当該直線におけるフェライト1個当たりの粒径を求めた。そして、他の直線においても同様にフェライト1個当たりの粒径を求めて、これらの平均値を算出し、この平均値をフェライト粒径とした。
No.1、6、7および8のフェライト面積率は、それぞれ80%、82%、84%および83%であり、本発明の実施形態に係る要件を満足していた。また、No.1、6、7および8のフェライト粒径は、それぞれ7μm、22μm、16μmおよび14μmであり、本発明の実施形態に係る要件を満足していた。なお、残部組織は、No.1、6、7および8の全てでパーライトであった。
(2) Structure observation No. in Tables 1 and 2. 1 and no. 6~No. Regarding No. 8, the structure was observed as follows. A test piece is cut from the steel plate so that the observation surface is parallel to the steel plate surface and the observation position is at the t/4 position (t: plate thickness), and after being subjected to nital corrosion, it is optically inspected at 100x to 400x. Observed under a microscope. The area ratio of ferrite was analyzed using image analysis software (Image-J) for each of the 10 fields of view (field area: 150 μm x 200 μm) of the optical microscope, and the average value of the area ratio of ferrite was calculated for each sample. In this way, the ferrite area ratio of each sample was calculated.
The ferrite grain size is determined by creating a grid with 25 μm intervals in one field of view of an optical microscope image magnified 400 times (viewing area: 150 μm x 200 μm), calculating the number of ferrite grains that one straight line crosses, and calculating the length of the straight line within the field of view. was divided by the number of particles to determine the grain size per ferrite on the straight line. Then, the grain size per ferrite was similarly determined for the other straight lines, and the average value of these was calculated, and this average value was taken as the ferrite grain size.
No. The ferrite area ratios of Samples Nos. 1, 6, 7, and 8 were 80%, 82%, 84%, and 83%, respectively, and satisfied the requirements according to the embodiment of the present invention. Also, No. The ferrite grain sizes of Samples Nos. 1, 6, 7, and 8 were 7 μm, 22 μm, 16 μm, and 14 μm, respectively, and satisfied the requirements according to the embodiment of the present invention. Note that the remaining tissue is No. 1, 6, 7 and 8 were all pearlite.
(3)引張試験方法
引張試験の試験片は、長手方向(引張方向)が圧延方向に直交するように圧延材から採取した。試験片形状は、日本海事協会の船級規則K編材料(2019年度版)に準拠したNK-U1号とし、標点間距離(GL)を200mmとし、全厚形状であるため、表2に記載の板厚で実施した。降伏点(YP:Yield Point)は、上降伏点を採用したが、上降伏が現れない場合、0.2%耐力を降伏点とした。引張試験条件は、NK船級規格K編に準拠して実施した。具体的には、降伏点到達前では、引張速度20N/mm2とし、降伏点到達後では、歪速度を30PL%/分とした。また、均一伸びは、応力ひずみ線図において最高加重までの伸びで算出した。引張強度(TS)が400MPa以上520MPa以下、破断伸び(EL)が16%以上、かつ均一伸び(uEL)が13.5%以上のサンプルを合格とした。試験結果は、表3に示した。なお、表3には降伏強度(YS)も記載した。
(3) Tensile test method A test piece for the tensile test was taken from a rolled material so that the longitudinal direction (tensile direction) was perpendicular to the rolling direction. The test piece shape is No. NK-U1, which complies with Nippon Kaiji Kyokai's Classification Rules, Part K Materials (2019 edition), the gauge distance (GL) is 200 mm, and it is a full thickness shape, so it is listed in Table 2. The test was carried out with a plate thickness of . As the yield point (YP), the upper yield point was adopted, but if the upper yield did not appear, 0.2% proof stress was used as the yield point. The tensile test conditions were conducted in accordance with Part K of the NK Marine Classification Standard. Specifically, before the yield point was reached, the tensile rate was 20 N/mm 2 , and after the yield point was reached, the strain rate was 30 PL%/min. Further, uniform elongation was calculated by elongation up to the maximum load in the stress-strain diagram. Samples with a tensile strength (TS) of 400 MPa or more and 520 MPa or less, an elongation at break (EL) of 16% or more, and a uniform elongation (uEL) of 13.5% or more were accepted. The test results are shown in Table 3. Note that yield strength (YS) is also listed in Table 3.
(4)腐食試験方法(CCT条件)
腐食試験片は、図1に示すように、5t×90W×120L(mm)の鋼材表面にZnリッチペイントを15μm塗布し、その上に変性エポキシ樹脂160μmを塗布・養生し、さらに変性エポキシ樹脂160μmを塗布・養生し、合計膜厚335μmの塗装を施した。塗装した試験片の中央部に、プラスチックカッターを用いて人工的に塗膜キズ部(すなわち、塗装スクラッチ部)を付与し、試験片外周をマスキングテープで多い、評価面積を80cm2に調整した。
(4) Corrosion test method (CCT conditions)
As shown in Fig. 1, the corrosion test piece was prepared by applying 15 μm of Zn-rich paint to the surface of a 5t x 90W x 120L (mm) steel material, applying and curing 160 μm of modified epoxy resin on top of it, and then applying 160 μm of modified epoxy resin. was applied and cured to give a total film thickness of 335 μm. A paint film flaw (ie, paint scratch) was artificially created in the center of the painted test piece using a plastic cutter, and the outer periphery of the test piece was adjusted to an evaluation area of 80 cm 2 with masking tape.
腐食試験は、バラストタンク内を模擬したラボ評価試験として以下の通り実施した。実船のバラストタンク上甲板裏の環境を模擬するために、図2に示すように、まず「35℃±1℃の人工海水を2時間噴霧後、60℃±1℃、45%~55%RHで4時間乾燥し、その後50℃±1℃で2時間、95%RHより高い相対湿度で保持するサイクル」を7日間行った(以下、この7日間のサイクルを「第1サイクル」という)。その後、「35℃±1℃で2時間、95%RHより高い相対湿度で保持し、60℃±1℃、45%~55%RHで4時間乾燥し、その後50℃±1℃で2時間、95%RHより高い相対湿度で保持するサイクル」を7日間行った(以下、この7日間のサイクルを「第2サイクル」という)。第1サイクルと第2サイクルとを交互に168日間実施した。試験片は、鉛直方向から15°~25°傾けて設置した。人工海水噴霧量は、1.5±0.5mL/80cm2/hとなるように試験機を調整した。 The corrosion test was conducted as a laboratory evaluation test simulating the inside of a ballast tank as follows. In order to simulate the environment behind the upper deck of an actual ship's ballast tank, as shown in Figure 2, we first sprayed artificial seawater at 35°C ± 1°C for 2 hours, then sprayed it at 60°C ± 1°C, 45% to 55%. A cycle of drying at RH for 4 hours and then holding at 50°C ± 1°C for 2 hours at a relative humidity higher than 95% RH was performed for 7 days (hereinafter, this 7-day cycle is referred to as the ``first cycle''). . Then, it was kept at 35°C ± 1°C for 2 hours at a relative humidity higher than 95% RH, dried at 60°C ± 1°C, 45% to 55% RH for 4 hours, and then at 50°C ± 1°C for 2 hours. , a cycle of holding at a relative humidity higher than 95% RH for 7 days (hereinafter, this 7-day cycle will be referred to as the "second cycle"). The first cycle and the second cycle were conducted alternately for 168 days. The test piece was installed at an angle of 15° to 25° from the vertical direction. The test machine was adjusted so that the amount of artificial seawater sprayed was 1.5±0.5 mL/80 cm 2 /h.
開発鋼(表1のNo.B)および従来鋼(表1のNo.A)のそれぞれ5枚(計10枚)の上記試験片を準備した。その後、上記腐食試験を実施し、塗膜除去後の腐食深さをスクラッチ端部から10mm間隔で6点測定した(図3参照)。6点の平均値をそれぞれの試験片の腐食深さとし、5枚の平均値を算出し、腐食深さを算出した。腐食深さが0.600mm以下のサンプルを合格とした。算出結果は、表4に示した。 Five test pieces (total 10 pieces) each of the developed steel (No. B in Table 1) and the conventional steel (No. A in Table 1) were prepared. Thereafter, the above corrosion test was carried out, and the corrosion depth after removal of the coating film was measured at six points at 10 mm intervals from the scratch end (see FIG. 3). The average value of 6 points was taken as the corrosion depth of each test piece, and the average value of 5 pieces was calculated to calculate the corrosion depth. Samples with a corrosion depth of 0.600 mm or less were accepted. The calculation results are shown in Table 4.
上記組織観察結果と、表3および表4の結果と、を考察する。
実施例No.1およびNo.6~8は、本発明の実施形態に係る化学成分組成の要件および製造条件を満足していたため、所望の金属組織を得られ、引張強度(TS)および伸び特性(EL、uEL)が良好であった。また、実施例No.2~5は、本発明の実施形態に係る化学成分組成の要件および製造条件を満足していたため、実施例No.1およびNo.6~8と同様に所望の金属組織が得られていたと考えられ、その結果、引張強度(TS)および伸び特性(EL、uEL)が良好であった。また、実施例No.1~No.8は、Cu+NiおよびCrが所定量含まれているため、耐食性にも優れていると考えられる。このことを実証するために、上述したように、No.AおよびNo.Bを用いた腐食試験も行った。その結果、実施例No.1~No.8と同様に本発明の実施形態に係る化学成分組成の要件を満足している実施例No.Bは、耐食性が良好であることを確認した。
The above tissue observation results and the results in Tables 3 and 4 will be considered.
Example No. 1 and no. Samples Nos. 6 to 8 satisfied the chemical component composition requirements and manufacturing conditions according to the embodiment of the present invention, so the desired metal structure was obtained and the tensile strength (TS) and elongation properties (EL, uEL) were good. there were. Moreover, Example No. Examples Nos. 2 to 5 satisfied the chemical component composition requirements and manufacturing conditions according to the embodiment of the present invention, so they were designated as Example Nos. 1 and no. It is thought that the desired metal structure was obtained similarly to Examples 6 to 8, and as a result, the tensile strength (TS) and elongation properties (EL, uEL) were good. Moreover, Example No. 1~No. No. 8 is considered to have excellent corrosion resistance because it contains a predetermined amount of Cu+Ni and Cr. To demonstrate this, as mentioned above, No. A and No. A corrosion test using B was also conducted. As a result, Example No. 1~No. Example No. 8, which satisfies the chemical component composition requirements according to the embodiment of the present invention, as well as Example No. 8. It was confirmed that B had good corrosion resistance.
一方、比較例No.9~No.11は、式(1)を満足しなかったため、引張強度(TS)と均一伸び(uEL)が劣っていた。また、破断伸びは満足していたものの、実施例と比較すると値が低くなっていた。式(1)を満足しなかった理由として、No.9はFRTが比較的低く、Tomが低く、かつ累積歪みεTが大きかったため、および、No.10、No.11は、FRTが比較的低く、累積歪みεTが比較的大きかったためと考えられる。図4は、式(1)左辺と引張強度との関係を示したグラフである。図5は、式(1)左辺と均一伸びとの関係を示したグラフである。図4および図5を参照すると、式(1)左辺が69以上になることにより、引張強度が低下し、均一伸びが向上することが分かる。また、比較例No.Aは、本発明の実施形態に係る化学成分組成の要件を満足しなかったため、腐食深さが0.600mmを超えており、耐食性に劣っていた。 On the other hand, comparative example No. 9~No. Sample No. 11 did not satisfy the formula (1) and was therefore inferior in tensile strength (TS) and uniform elongation (uEL). In addition, although the elongation at break was satisfactory, the value was lower than that in Examples. The reason why formula (1) was not satisfied is that No. No. 9 had a relatively low FRT, a low Tom, and a large cumulative strain εT; 10, No. No. 11 is considered to be because the FRT was relatively low and the cumulative strain εT was relatively large. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the left side of equation (1) and tensile strength. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the left side of equation (1) and uniform elongation. Referring to FIGS. 4 and 5, it can be seen that when the left side of equation (1) is 69 or more, the tensile strength decreases and uniform elongation improves. Moreover, comparative example No. Sample A did not satisfy the chemical component composition requirements according to the embodiment of the present invention, so the corrosion depth exceeded 0.600 mm and the corrosion resistance was poor.
本発明の厚鋼板は、造船、海洋構造物、橋梁等、塗装耐食性や現場施工性の向上(すなわち、伸び特性の向上)が要求される分野に広く適用でき、特に限定されるものではないが、船体バラストタンクの上甲板等の船舶用厚鋼板が、具体的な適用先として挙げられる。 The thick steel plate of the present invention can be widely applied to fields such as shipbuilding, offshore structures, bridges, etc., where improvements in coating corrosion resistance and field workability (i.e., improvements in elongation properties) are required, and are not particularly limited. Specific applications include thick steel plates for ships such as the upper deck of ship ballast tanks.
Claims (5)
Si:0.01質量%以上、2.0質量%以下、
Mn:0.85質量%以上、2.00質量%以下、
P :0質量%超、0.015質量%以下、
S :0質量%超、0.005質量%以下、
Al:0.005質量%以上、0.10質量%以下、
Cr:0.01質量%以上、0.5質量%以下、
Ti:0.005質量%以上、0.20質量%以下、
Ca:0.0001質量%以上、0.005質量%以下、
N :0.0001質量%以上、0.010質量%以下、および
Cu+Ni:0.50質量%以上、0.85質量%以下
を含有し、残部がFeおよび不可避不純物からなり、
金属組織が、全金属組織に対する面積率で70%以上のフェライトを含み、残部がパーライト、ベイナイトおよびマルテンサイトよりなる群から選ばれる1種以上からなり、
フェライト粒径が、3μm以上40μm以下であり、
日本海事協会の船級規則K編材料(2019年度版)に準拠した標点間距離が200mmのNK-U1号の試験片を用いて引張試験したときに、引張強度が400MPa以上520MPa以下、破断伸びが16%以上、かつ均一伸びが13.5%以上である、伸び特性と耐食性に優れた低強度の厚鋼板。 C: 0.01% by mass or more, 0.30% by mass or less,
Si: 0.01% by mass or more, 2.0% by mass or less,
Mn: 0.85% by mass or more, 2.00% by mass or less,
P: more than 0 mass%, 0.015 mass% or less,
S: more than 0% by mass, 0.005% by mass or less,
Al: 0.005% by mass or more and 0.10% by mass or less,
Cr: 0.01% by mass or more, 0.5% by mass or less,
Ti: 0.005% by mass or more and 0.20% by mass or less,
Ca: 0.0001% by mass or more, 0.005% by mass or less,
Contains N: 0.0001% by mass or more and 0.010% by mass or less, and Cu + Ni: 0.50% by mass or more and 0.85% by mass or less, the remainder consisting of Fe and inevitable impurities,
The metal structure contains ferrite in an area ratio of 70% or more with respect to the total metal structure, and the remainder consists of one or more types selected from the group consisting of pearlite, bainite, and martensite,
The ferrite grain size is 3 μm or more and 40 μm or less,
When a tensile test was performed using a test piece of NK-U1 with a gauge length of 200 mm in accordance with Nippon Kaiji Kyokai's Classification Rules, Part K Materials (2019 edition), the tensile strength was 400 MPa or more and 520 MPa or less, and the elongation at break was A low-strength thick steel plate with excellent elongation characteristics and corrosion resistance, with a uniform elongation of 16% or more and a uniform elongation of 13.5% or more.
V :0.01質量%以上、0.50質量%以下、および
Nb:0.001質量%以上、0.50質量%以下
よりなる群から選ばれる1種以上を更に含有する、請求項1または請求項2に記載の厚鋼板。 B: 0.0001% by mass or more, 0.010% by mass or less,
V: 0.01% by mass or more and 0.50% by mass or less; and Nb: 0.001% by mass or more and 0.50% by mass or less. The thick steel plate according to claim 2.
REM:0.005質量%以上、0.20質量%以下、
Zr :0.005質量%以上、0.20質量%以下、および
Mg :0.0001質量%以上、0.005質量%以下
よりなる群から選ばれる1種以上を更に含有する、請求項1~3のいずれか1項に記載の厚鋼板。 Co: 0.005% by mass or more, 0.20% by mass or less,
REM: 0.005% by mass or more, 0.20% by mass or less,
Claims 1 to 3 further contain one or more selected from the group consisting of Zr: 0.005% by mass or more and 0.20% by mass or less, and Mg: 0.0001% by mass or more and 0.005% by mass or less. 3. The thick steel plate according to any one of 3.
圧延温度を1100℃以下および再結晶圧下率を80%以上にし、下記式(1)を満たすように熱間圧延を行う工程と、
空冷する工程と、を含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の厚鋼板の製造方法。
0.08FRT+0.1Tom-0.5εT+10≧69 ・・・(1)
ただし、
FRT:仕上げ圧延完了温度(℃)
Tom:最終パス~最終1パス前の圧延パス間時間(秒)
εT :鋼板の表面、t/4位置およびt/2位置(t:板厚)の各位置おける累積歪みの合計値であり、下記式(2)式で算出される。なお、各位置における累積歪みは下記式(3)で算出される。また、各パスの歪みは下記式(4)で算出される。
εT=εyt(表面)+εyt(t/4)+εyt(t/2) ・・・(2)
εyt=εy1+εy2+εy3+・・・+εyn ・・・(3)
εyi=C×(2y/h)2+1.15×ln(H/h) ・・・(4)
式(2)~(4)において、
εy:板厚方向y位置における相当塑性ひずみ、
εyi:iパス目の板厚方向y位置における相当塑性ひずみ、
y:板厚中心からの距離(mm)、h:出側板厚(mm)、H:入側板厚(mm)、
C=B1×(H/2R)B2×re 2・・・(5)
式(5)において、
B1=0.18381+0.34435μ+1.4086×μ2
B2=0.076669-2.0566μ+2.1128×μ2
ただし、μ:摩擦係数、R:ロール半径(mm)、re:圧下率 A step of heating steel satisfying the composition according to any one of claims 1 to 4 to 1100 ° C. or higher,
A step of hot rolling at a rolling temperature of 1100° C. or lower and a recrystallization reduction rate of 80% or higher to satisfy the following formula (1);
The method for producing a thick steel plate according to any one of claims 1 to 4, comprising the step of air cooling.
0.08FRT+0.1Tom-0.5ε T +10≧69...(1)
however,
FRT: Finish rolling completion temperature (℃)
Tom: Time between rolling passes from the last pass to the last pass (seconds)
ε T : Total value of cumulative strain at each position on the surface of the steel plate, t/4 position and t/2 position (t: plate thickness), and is calculated by the following formula (2). Note that the cumulative distortion at each position is calculated using the following equation (3). Further, the distortion of each path is calculated using the following equation (4).
ε T = ε yt (surface) + ε yt (t/4) + ε yt (t/2) ... (2)
ε yt = ε y1 + ε y2 + ε y3 +...+ε yn ...(3)
ε yi =C×(2y/h) 2 +1.15×ln(H/h)...(4)
In formulas (2) to (4),
ε y : Equivalent plastic strain at the y position in the plate thickness direction,
ε yi : Equivalent plastic strain at the y position in the thickness direction of the i-th pass,
y: Distance from the center of plate thickness (mm), h: Output side plate thickness (mm), H: Inlet side plate thickness (mm),
C=B 1 × (H/2R) B2 × r e 2 ... (5)
In formula (5),
B 1 =0.18381+0.34435μ+1.4086× μ2
B 2 =0.076669-2.0566μ+2.1128×μ 2
However, μ: friction coefficient, R: roll radius (mm), r e : rolling reduction rate
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