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JPH0772324B2 - Steel for low yield ratio chains - Google Patents
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JPH0772324B2 - Steel for low yield ratio chains - Google Patents

Steel for low yield ratio chains

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JPH0772324B2
JPH0772324B2 JP61042877A JP4287786A JPH0772324B2 JP H0772324 B2 JPH0772324 B2 JP H0772324B2 JP 61042877 A JP61042877 A JP 61042877A JP 4287786 A JP4287786 A JP 4287786A JP H0772324 B2 JPH0772324 B2 JP H0772324B2
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less
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yield ratio
steel
chains
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福和 中里
昇 山田
和彦 西田
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、チェーン用鋼材、特に、高強度、高靭性
で、かつ降伏比が低く、チェーン製造工程において容易
にスタッドの固定を行うことのできるスタッド付チェー
ン用鋼材に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention relates to a steel material for chains, in particular, high strength, high toughness, and a low yield ratio, which facilitates fixing of studs in the chain manufacturing process. The present invention relates to a steel material for chains that can be used with studs.

(従来の技術) 近年、エネルギー事情の変化にともなって、新たなエネ
ルギー資源を開発しようとと動きが世界の各地で活発化
してきている。このような状況下にあって、陸上での開
発資源が涸渇するにつれ海底油田にまで注目が集まるよ
うになって、石油掘削のリグを用いた開発が、大陸だな
付近を中心として南方から北海に至るまでの広範囲な地
域で行われるようになってきた。
(Prior Art) In recent years, along with changes in energy circumstances, the movement to develop new energy resources has become active in various parts of the world. Under these circumstances, as land-based development resources have been depleted, attention has focused on offshore oil fields, and development using oil drilling rigs has focused on the area near the continental shelf from the south to the north sea. It has come to be performed in a wide range of areas up to.

そして、上記のような海底石油掘削用リグに代表される
海上構造物の増加にともない、これを係留するのに用い
る大径チェーンの需要も増大の一途をたどっており、そ
の上、石油掘削リグ等の海上構造物は最近に至って益々
大型化する傾向を見せはじめてきたので、これらを係留
するためのチェーンにも直径が60〜160mmといったより
太いものが使用されるようになった。しかも積算重量制
限の面からそれ以上に大径化できないので、例えば引張
強さが90kgf/mm2以上という一層高強度のものが要求さ
れるようになってきた。
Along with the increase in offshore structures represented by the above-mentioned offshore oil drilling rigs, the demand for large-diameter chains used to moor them is also increasing. Since offshore structures such as the above have begun to show a tendency toward larger sizes, thicker chains with a diameter of 60 to 160 mm have been used for mooring them. In addition, since it is impossible to increase the diameter further from the viewpoint of the cumulative weight limitation, for example, a tensile strength of 90 kgf / mm 2 or higher has been demanded.

更に、最近になって条件の劣悪な極寒冷地での石油掘削
頻度が益々高くなってきており、これにともなって、よ
り低い温度環境中であっても十分な高靭性を示すチェー
ン用鋼材が嘱望されるようになってきた。
Furthermore, recently, the frequency of oil drilling in extremely cold regions where the conditions are poor has been increasing more and more, and along with this, steel materials for chains that exhibit sufficient toughness even in lower temperature environments have been developed. It has come to be expected.

その上、近年の係留チェーンの破断事故原因の解析結果
により、スタッドの緩みが大きく問題視されてきてい
る。つまり、スタッドが緩んでいる場合、チェーンの使
用時にチェーンリンクに曲げ応力がかかり、疲労破壊の
原因となることが究明されたのである。この観点より近
年チェーン製造に際しては、スタッドの緩みを防止する
手段が種々検討、実施されている。この中で、最も実用
的であり、現在一般的に用いられている方法は、チェー
ンを製鎖、熱処理した後にチェーンに所定の引張荷重を
付与し、チェーンを塑性変形させることにより、スタッ
ドを固定するものである。この方法を容易にかつ確実に
行うため、チェーン用鋼材に対して、例えば降伏比が92
%以下という低降伏比化の要求が追加されてきている。
つまり、低降伏比鋼材の場合、所定の引張荷重によりチ
ェーンは容易に塑性変形し、スタッドの固定が確実に行
えるからである。
In addition, the stud loosening has been regarded as a serious problem due to the recent analysis results of the cause of breakage of the mooring chain. That is, it was clarified that when the stud is loose, bending stress is applied to the chain link when the chain is used, which causes fatigue failure. From this viewpoint, various means for preventing loosening of studs have been studied and implemented in the manufacture of chains in recent years. Among these, the most practical method, which is generally used at present, is to fix the studs by subjecting the chain to chain-forming and heat treatment, then applying a predetermined tensile load to the chain and plastically deforming the chain. To do. In order to perform this method easily and reliably, for example, a yield ratio of 92
The demand for a low yield ratio of less than 100% has been added.
That is, in the case of a steel material having a low yield ratio, the chain is easily plastically deformed by a predetermined tensile load, and the stud can be securely fixed.

(発明が解決しようとする問題点) ところで、大径チェーンは、熱間圧延棒鋼を所定長さに
切断して円環状に成形後、端面をフラッシュバット溶接
して製造され、スタッドを圧入した後熱処理を施すこと
によって所要の機械的性質を得るのが普通であり、高強
度、高靭性を得るための手段としてはチェーンに成形し
た状態での焼入れ焼戻し処理が最適であることは言うま
でもないことである。
(Problems to be solved by the invention) By the way, a large-diameter chain is manufactured by cutting a hot-rolled steel bar into a predetermined length and forming it into an annular shape, and then flash-butt welding the end face to the stud. Needless to say, it is usual to obtain the required mechanical properties by heat treatment, and as a means to obtain high strength and high toughness, quenching and tempering treatment in the state of being formed into a chain is the optimum. is there.

しかしながら、例えば、引張強さが90kgf/mm2以上とい
う高強度で、かつ、十分な低温靭性を得るには鋼材に高
い焼入性を付与し、チェーンの熱処理にて完全に焼入れ
組織、つまりマルテンサイト化した後に焼戻し処理を施
すことが必要であり、したがって、降伏比は、必然的に
高いものであった。つまり、一般に、高強度と低降伏比
とは相反する特性であると云わざるを得ないのである。
However, for example, in order to obtain high strength with a tensile strength of 90 kgf / mm 2 or more, and to obtain sufficient low temperature toughness, high quenchability is imparted to the steel material, and the chain is completely heat treated, that is, martensite. It was necessary to perform a tempering treatment after forming the site, and therefore the yield ratio was inevitably high. That is, in general, it must be said that high strength and low yield ratio are contradictory characteristics.

よって、この発明の目的とするところは、高強度と高靭
性を兼ね備え、かつ低降伏比のチェーン用鋼材を提供す
ることである。
Therefore, an object of the present invention is to provide a steel material for a chain having both high strength and high toughness and a low yield ratio.

具体的には、この発明の目的とするところは、引張強さ
が90kgf/mm2以上で低温靭性にすぐれ、かつ降伏比が92
%以下であるチューン用鋼材を提供することである。
Specifically, the object of the present invention is that the tensile strength is 90 kgf / mm 2 or more, the low temperature toughness is excellent, and the yield ratio is 92.
% Steel or less to provide a steel material for tuning.

(問題を解決するための手段) ここに、本発明者等は、高強度と高靭性を兼ね備え、か
つ、低降伏比のチェーン用鋼材を実現すべく、種々研究
を続けたところ、C含有量およびCr含有量が鋼材の焼
入、焼戻処理後の降伏比に大きな影響を与え、いずれの
成分も含有量を増大させると降伏比が低下する。特に、
両成分の含有量が下式を満足する場合、顕著な低降伏比
化が実現できるという知見を得た。
(Means for Solving the Problem) Here, the inventors of the present invention continued various studies to realize a steel material for chains having both high strength and high toughness and a low yield ratio, and found that the C content was increased. The Cr content and the Cr content have a great influence on the yield ratio after quenching and tempering of the steel material, and the yield ratio decreases as the content of both components increases. In particular,
It has been found that when the contents of both components satisfy the following equation, a remarkable low yield ratio can be realized.

8.5×C(%)+Cr(%)≧2.85(%) 更に、本発明者等はチェーン用鋼材についての豊富な研
究、製造実績より、下記の如き知見を有している: (a)C含有量を高めることは、焼割れ感受性の増大や
靭性を劣化させる原因となるので、C含有量は0.35%以
下にとどめる必要がある。
8.5 × C (%) + Cr (%) ≧ 2.85 (%) Further, the present inventors have the following knowledge based on abundant research and manufacturing results on steel materials for chains: (a) C content Since increasing the amount causes increase in susceptibility to quenching cracks and deterioration in toughness, it is necessary to keep the C content at 0.35% or less.

(b)鋼材に充分な焼入性を具備させるために、Mn、Mo
の添加が必須であり、特にMo添加は、靭性改善に非常に
有効である。
(B) Mn, Mo in order to provide the steel with sufficient hardenability
Is essential, and especially addition of Mo is very effective in improving toughness.

(c)鋼材へのV、Nb、およびTiの添加により、鋼材の
結晶粒が微細化され、靭性が一層改善される。
(C) By adding V, Nb, and Ti to the steel material, the crystal grains of the steel material are refined and the toughness is further improved.

(d)鋼材へのCaまたは希土類元素(REM)の添加は、
硫化物系非金属介在物の形態を変化(球状化)させ、こ
れにより靭性が一層改善される。
(D) Addition of Ca or rare earth element (REM) to the steel material
The morphology of sulfide-based non-metallic inclusions is changed (spheroidized), which further improves toughness.

この発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、
重量%で、 C:0.35%以下、Si:0.05〜0.50%、 Mn:0.50〜2.50%、P:0.040%以下、 S:0.040%以下、Cr:5.00%以下、 Mo:0.30〜0.80%、sol.Al:0.010〜0.060%、 N:0.003〜0.020%、 かつ、8.5×C(%)+Cr(%)≧2.85(%) 更に、必要に応じ、V、Nb、およびTiの1種以上を合計
量で0.20%以下、 および/または、 Ca:0.010%以下およびREM:0.10%以下の1種以上、 残部Feおよび不可避的不純物 よりなる条件を満たす成分組成にその鋼組成を構成し
た、引張強度90kgf/mm2以上、降伏比92%以下の高強
度、高靭性でかつ降伏比が低く、チェーン製造工程にお
いて容易にスタッドの固定を行うことのできる、低降伏
比チエーン用鋼材、特にスタッド付チェーン用鋼材であ
る。
This invention was made based on the above findings,
% By weight, C: 0.35% or less, Si: 0.05 to 0.50%, Mn: 0.50 to 2.50%, P: 0.040% or less, S: 0.040% or less, Cr: 5.00% or less, Mo: 0.30 to 0.80%, sol .Al: 0.010 to 0.060%, N: 0.003 to 0.020%, and 8.5 x C (%) + Cr (%) ≥ 2.85 (%) Furthermore, if necessary, one or more of V, Nb, and Ti are added together. The content is 0.20% or less, and / or one or more of Ca: 0.010% or less and REM: 0.10% or less, and the steel composition is composed of a composition satisfying the condition that the balance is Fe and inevitable impurities. Tensile strength 90kgf / mm 2 or higher, yield ratio 92% or less, high strength, high toughness and low yield ratio, and can easily fix studs in the chain manufacturing process. Low yield ratio chain steel, especially for chains with studs. It is a steel material.

なお、チェーンは、通常、海水中にて使用されるために
腐食が問題となる場合もあるが、このようなときには鋼
材中にCuを添加するのが効果的でである。
Incidentally, since the chain is usually used in seawater, there may be a problem of corrosion, but in such a case, it is effective to add Cu to the steel material.

上記「チェーン」として、代表的にはスタッド付チェー
ンが挙げられるが、一般的な通常のチェーンであっても
よいのはもちろんである。
A typical example of the above-mentioned "chain" is a chain with studs, but it goes without saying that it may be a general ordinary chain.

(作用) 次に、この発明のチェーン用鋼材において、各成分元素
の含有割合を前記のように限定した理由を説明する。
(Operation) Next, the reason why the content ratio of each component element in the steel material for chains of the present invention is limited as described above will be described.

C(炭素): C成分には、鋼材の焼入性を確保して強度および靭性を
保持せしめる作用があるが、更にその含有量を増大させ
ると所定強度を得るための焼戻温度を高くすることが可
能となり、降伏比の低下が実現できる。しかし、0.35%
を越えて含有させると靭性が劣化する上、溶接部に割れ
を発生させる確率が高くなることからその含有量を0.35
%以下と定めた。好ましくは、0.15〜0.30%である。
C (Carbon): The C component has an action of ensuring the hardenability of the steel material and maintaining the strength and toughness, but further increasing the content increases the tempering temperature for obtaining the predetermined strength. This makes it possible to reduce the yield ratio. However, 0.35%
If the content exceeds 0.35, the toughness deteriorates and the probability of cracking in the weld increases, so its content should be 0.35.
Defined to be less than or equal to%. Preferably, it is 0.15 to 0.30%.

Si(ケイ素): Si成分は、鋼材の強度を確保する作用とともに脱酸剤と
しての作用をも有するものであるが、その含有量が0.05
%未満では脱酸作用に所望の効果が得られず、鋼材中の
非金属介在物増加を来して靭性劣化を招くこととなる。
一方、0.50%を越えて含有させてもやはり靭性劣化を引
き起こすこととなるので、Si含有量を0.05〜0.50%と定
めた。好ましくは、0.15〜0.40%である。
Si (Si): The Si component not only secures the strength of the steel material but also acts as a deoxidizer, but its content is 0.05.
If it is less than%, the desired effect on the deoxidizing action cannot be obtained, and nonmetallic inclusions in the steel material increase, leading to deterioration of toughness.
On the other hand, if the content of Si exceeds 0.50%, the toughness deteriorates. Therefore, the Si content is set to 0.05 to 0.50%. Preferably, it is 0.15 to 0.40%.

Mn(マンガン): Mnは所望の焼入れ性確保に必須の成分であるが、その含
有量が0.50%未満では十分に満足し得る焼入れ性を確保
できず、一方、2.50%を越えて含有させると鋼材の靭性
および溶接性を劣化させることとなるので、Mn含有量を
0.50〜2.50%と定めた。
Mn (manganese): Mn is an essential component for ensuring the desired hardenability, but if its content is less than 0.50%, sufficient hardenability cannot be secured, while if it exceeds 2.50%, Since it will deteriorate the toughness and weldability of the steel material, the Mn content is
It was defined as 0.50 to 2.50%.

P(燐): Pは鋼材製造上避けることのできない不純物であるが、
含有量が0.040%を越えると、靭性を許容限以上に劣化
させることになるので、Pの含有量は0.040%と定め
た。なお、P含有量を0.020%以下にまで低下させる
と、高強度での衝撃波面遷移温度が低下して低温靭性が
顕著に増大することから、必要に応じてP含有割合を0.
020%以下とすることも効果的である。
P (phosphorus): P is an unavoidable impurity in steel production,
If the content exceeds 0.040%, the toughness deteriorates beyond the allowable limit, so the content of P was set to 0.040%. When the P content is decreased to 0.020% or less, the shock wave front transition temperature at high strength is lowered and the low temperature toughness is remarkably increased.
It is also effective to set it to 020% or less.

S(硫黄): Sは、Pと同様に鋼材製造上避けることのできない不純
物であるが、含有量が0.040%を越えると、靭性を許容
限以上に劣化させることになるので、Sの含有量は0.04
0%以下と定めた。なお、溶銑脱硫法等の特殊処理によ
ってS含有量を0.010%以下に低下させると、高強度で
の低温靭性が顕著に増大することから、必要に応じてS
含有量割合を0.010%以下とすることも効果的である。
S (sulfur): S is an unavoidable impurity in steel production like P, but if the content exceeds 0.040%, the toughness will deteriorate beyond the allowable limit, so the S content. Is 0.04
It was set at 0% or less. If the S content is reduced to 0.010% or less by a special treatment such as a hot metal desulfurization method, the low temperature toughness at high strength remarkably increases.
It is also effective to set the content ratio to 0.010% or less.

Cr(クロム): Cr成分には、鋼材の靭性をある程度改善するとともに、
焼入れ性を増大させる作用があるが、更にその含有量を
増大させると、降伏比を低下させる作用がある。
Cr (Chromium): The Cr component improves the toughness of steel materials to some extent, and
It has the effect of increasing hardenability, but further increasing its content has the effect of lowering the yield ratio.

しかし、5.00%を越えて含有させても、降伏比低下の効
果が少ない上、溶接性の劣化を来すようになることか
ら、その含有量を5.00%以下と定めた。下限は、高強
度、低降伏比の実現を確保するために1.50%超とする。
好ましくは1.50%超3.50%以下である。
However, even if the content exceeds 5.00%, the yield ratio lowering effect is small, and the weldability deteriorates. Therefore, the content is defined as 5.00% or less. The lower limit is over 1.50% to ensure high strength and low yield ratio.
It is preferably more than 1.50% and not more than 3.50%.

Mo(モリブデン): Mo成分は、鋼材の靭性改善および焼入性の確保に極めて
有効な元素であるが、その含有量が0.30%未満では前記
効果を期待することができず、一方、0.80%を越えて含
有させると焼入性が過大になるだけで、コストの上昇を
招くという不都合な結果がもたらされるので、その含有
量を0.30〜0.80%と定めた。好ましくは、0.40〜0.70%
である。
Mo (molybdenum): The Mo component is an extremely effective element for improving the toughness and hardenability of steel materials, but if the content is less than 0.30%, the above effect cannot be expected, while 0.80% If it is contained in excess of 10%, the hardenability becomes excessively large, resulting in an inconvenient result that the cost increases, so the content was set to 0.30 to 0.80%. Preferably 0.40 to 0.70%
Is.

sol.Al(酸化溶性アルミニウム): sol.Al成分には、脱酸作用と併せて鋼材の結晶粒度を調
整し細硫化する作用があるが、その含有量が0.010%未
満では十分な細硫化効果を得ることができないので靭性
劣化の原因となり、一方、0.060%を越えて含有させる
と鋼材中のアルミナ系非金属介在物が増加してやはり靭
性劣化を引き起こすことから、本発明ではsol.Al含有量
を0.010〜0.060%と定めた。
sol.Al (oxidizing soluble aluminum): The sol.Al component has the function of adjusting the crystal grain size of the steel and fine sulphurization in addition to the deoxidizing effect, but if the content is less than 0.010%, a sufficient fine sulphurization effect is obtained. Since it cannot be obtained, it causes deterioration of toughness, and on the other hand, if the content exceeds 0.060%, alumina-based non-metallic inclusions in the steel material increase and also cause deterioration of toughness. The amount was set to 0.010 to 0.060%.

N(窒素): N成分には、Alを結合して結晶粘度調整に有効なAlNを
析出させる作用があるが、その含有量が0.003%未満で
は前記作用が十分になされず、細硫化効果を期待できな
い。一方、0.020%を越えて含有させると固溶Nが増大
して鋼材の靭性劣化を来すようになることから、N含有
量を0.003〜0.020%と定めた。
N (nitrogen): The N component has a function of binding Al and precipitating AlN which is effective for adjusting the crystal viscosity, but if the content thereof is less than 0.003%, the above function is not sufficient and the fine sulphurization effect is exerted. I can't expect. On the other hand, if the content exceeds 0.020%, the solid solution N increases and the toughness of the steel material deteriorates. Therefore, the N content was set to 0.003 to 0.020%.

8.5×C(%)+Cr(%)の値: この発明にあっては、後述する実施例および添付図面の
グラフからも明らかなように、降伏比が92%以下の低降
伏比を実現すには、C成分あるいはCr成分の含有量を増
大することが効果的であり、特に、8.5×C(%)+Cr
(%)の値を2.85(%)以上とすることが必要である。
8.5 × C (%) + Cr (%) value: According to the present invention, as is clear from the graphs of Examples and the attached drawings described later, a yield ratio of 92% or less is realized. Is effective to increase the content of C component or Cr component, especially 8.5 × C (%) + Cr
It is necessary to set the value of (%) to 2.85 (%) or more.

C成分、Cr成分含有量増量の効果については、いずれも
鋼材の焼戻し軟化抵抗を増大させ、したがって所定強度
を得るための焼戻し温度を高くすることが可能となり、
これが低降伏比化に有利に作用することが考えられる。
しかし、その詳細な機構については不明の点も多い。
Regarding the effect of increasing the content of C component and Cr component, both increase the tempering softening resistance of the steel material, and thus it becomes possible to increase the tempering temperature for obtaining a predetermined strength,
It is considered that this has an advantageous effect on lowering the yield ratio.
However, there are many unclear points about the detailed mechanism.

ところで、C成分あるいはCr成分の含有量は、8.5×C
(%)+Cr(%)≧2.85(%)を満足していれば低降伏
比化の観点からは各々の含有量の下限を定める必要はな
いが、鋼材の焼入性確保の観点から、大径チェーンに本
発明鋼を適用する場合には、実用上、C成分は0.15%以
上、Cr成分は0.80%以上とすることが好ましい。
By the way, the content of C component or Cr component is 8.5 × C
If (%) + Cr (%) ≥ 2.85 (%) is satisfied, it is not necessary to set the lower limit of each content from the viewpoint of lowering the yield ratio, but from the viewpoint of ensuring the hardenability of steel materials, When the steel of the present invention is applied to the diameter chain, it is preferable in practice that the C content be 0.15% or more and the Cr content be 0.80% or more.

V、Nb、Ti(バナジウム、ニオブ、チタン): これらの成分はいずれも、鋼中で炭化物、炭窒化物ある
いは窒化物を析出して鋼材の結晶粒を微細化し、靭性を
改善する作用を有しているので、必要により1種以上の
添加がなされるものであるが、これらの含有量が合計で
0.20%を越えても前記作用にそれ以上の効果が得られな
いばかりか、鋼材コストを上昇することとなるので、こ
れらの元素の含有量を合計で0.20%以下と定めた。な
お、これらの成分は極く微量の含有量で靭性改善効果を
発揮するものであるが、その効果をより顕著とするため
には合計量で0.03%以上の含有量とするのが好ましい。
V, Nb, Ti (vanadium, niobium, titanium): All of these components have the effect of precipitating carbides, carbonitrides or nitrides in the steel to refine the crystal grains of the steel and improve the toughness. Therefore, one or more kinds of additives are added if necessary, but the total content of these is
If the content exceeds 0.20%, not only the above effect cannot be obtained, but also the steel material cost will be increased, so the total content of these elements was set to 0.20% or less. It should be noted that these components exert the toughness improving effect with a very small content, but in order to make the effect more remarkable, the total content is preferably 0.03% or more.

Ca(カルシウム)および希土類元素(REM): これらの成分には、鋼をより清浄化する作用とともに、
非金属介在物の形態を変えて溶接部の低温靭性を一段と
向上させる作用があるので必要により1種以上を添加す
るものであるが、Ca含有量が0.010%を越えたり、希土
類元素の合計含有量が0.10%を越えた場合には逆に靭性
を劣化するようになることから、Ca含有量は0.01%以
下、希土類元素含有量は0.10%以下とそれぞれ定めた。
なお、Caまたは希土類元素のいずれの成分も極く微量の
含有量で低温靭性改善効果を発揮するものであるが、よ
り顕著な効果を得るためにCaを場合には0.0005%以上、
希土類元素の場合に0.005%以上の含有量とするのが好
ましい。
Ca (calcium) and rare earth elements (REM): These components, together with the action of making the steel cleaner,
Since it has the effect of further improving the low temperature toughness of the weld by changing the form of non-metallic inclusions, it is necessary to add one or more if necessary, but the Ca content exceeds 0.010% or the total content of rare earth elements is increased. If the content exceeds 0.10%, the toughness deteriorates. Therefore, the Ca content is set to 0.01% or less and the rare earth element content is set to 0.10% or less.
It should be noted that any of the components of Ca or rare earth elements exerts a low temperature toughness improving effect with a very small amount of content, but in order to obtain a more remarkable effect Ca is 0.0005% or more,
In the case of rare earth elements, the content is preferably 0.005% or more.

次いで、この発明を実施例により比較例と対比しながら
具体的に説明する。
Next, the present invention will be specifically described with reference to Examples and comparison with Comparative Examples.

実施例1 添付図面の第1図は、第1表に示す成分組成の各供試鋼
を熱間圧延または熱間鍛造して得た直径84mmの棒鋼を通
常の条件による焼入れ、焼戻し処理により引張強度100k
gf/mm2に調整した場合のC成分、Cr成分含有量と降伏比
との関係を示す線図である。
Example 1 FIG. 1 of the accompanying drawings shows that a steel bar having a diameter of 84 mm obtained by hot rolling or hot forging each of the sample steels having the composition shown in Table 1 is drawn by quenching and tempering under normal conditions. Strength 100k
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the C component and Cr component contents and the yield ratio when adjusted to gf / mm 2 .

図示線図からも明らかなように、8.5×C(%)+Cr
(%)≧2.85(%)を満足することによって、降伏比は
いずれも92%以下となっている。なお、図中数字降伏比
を、○付数字は第1表の鋼種番号を示す。
As is clear from the diagram, 8.5 x C (%) + Cr
By satisfying (%) ≥ 2.85 (%), the yield ratios are all below 92%. In the figure, the yield ratio is shown, and the number with ○ is the steel type number in Table 1.

実施例2 本例では、70トン転炉あるいは3トン電気炉を用いて、
第2表に示される如き成分組成の鋼を溶製した後、熱間
延圧にて直径が76mmの丸棒鋼を得た。次に、これを切断
後、熱間曲げ加工によってチェーンに成形し、フラッシ
ュバット溶接を施して製環した。そして、溶接部のバリ
取りを行ってからスタッドを装入し、次いで900℃に加
熱して30分保持後水冷するという焼入れを行った後、引
張強度がほぼ95kgf/mm2となるように第3表に示す温度
で焼戻し処理を施し、スタッド付きチェーンを製造し
た。
Example 2 In this example, a 70 ton converter or a 3 ton electric furnace is used.
After the steel having the composition as shown in Table 2 was melted, a round bar steel with a diameter of 76 mm was obtained by hot rolling. Next, after cutting this, it was formed into a chain by hot bending and subjected to flash butt welding to form a ring. After deburring the weld, insert the stud, then heat it to 900 ° C, hold it for 30 minutes, and then cool it with water.Take it so that the tensile strength will be approximately 95 kgf / mm 2 . By tempering at the temperatures shown in Table 3, studded chains were manufactured.

このようにして製造された各チェーンから次に示す試験
片、 引張試験片:直径(D)が14mmで、標点距離が5Dのもの
を母材部から、 衝撃試験片:JIS4号シャルピー試験片を溶接部から それぞれ採取して、その機械的性質を調べた。得られた
結果を第3表に併せて示した。
The following test pieces from each chain manufactured in this way: Tensile test piece: Diameter (D) 14mm, gauge length 5D from the base material, Impact test piece: JIS No. 4 Charpy test piece Each was sampled from the weld and the mechanical properties were investigated. The obtained results are also shown in Table 3.

さらに、第2表の鋼1、2および17より製造されたチェ
ーンに610トンの引張荷重を付与し、除荷後スタッドの
固定状況を調査した。得られた結果を第4表に示した。
Furthermore, a tensile load of 610 tons was applied to the chains manufactured from the steels 1, 2 and 17 in Table 2, and the fixing state of the studs after unloading was investigated. The results obtained are shown in Table 4.

第3表に示される結果から明らかなように、8.5×C
(%)+Cr(%)の値が2.85(%)以上の本発明鋼1〜
16および比較鋼19はいずれも92%以下の低降伏比が得ら
れている。これに対し、比較鋼17および18は8.5×C
(%)+Cr(%)の値が、本発明範囲から外れており、
降伏比が93%以上と高い値となっている。
As is clear from the results shown in Table 3, 8.5 × C
(%) + Cr (%) value of the invention steel of 2.85 (%) or more 1 ~
Both 16 and Comparative Steel 19 have a low yield ratio of 92% or less. On the other hand, Comparative Steels 17 and 18 are 8.5 × C
The value of (%) + Cr (%) is out of the range of the present invention,
The yield ratio is as high as 93% or higher.

さらに、V、NbあるいはTiを添加した本発明鋼材3〜1
4、Caあるいは希土類元素を添加した本発明鋼材8およ
び9〜16では他の鋼に比べて溶接部の−20℃でのシャル
ピー吸収エネルギーが、1〜3kgf−m程度増加してお
り、その効果が確認された。
Furthermore, the steel materials 3 to 1 of the present invention to which V, Nb or Ti is added
4, in the steel materials 8 and 9 to 16 of the present invention to which Ca or a rare earth element is added, the Charpy absorbed energy at -20 ° C of the welded portion is increased by about 1 to 3 kgf-m as compared with other steels, and the effect Was confirmed.

一方、第4表に示される結果からも明らかなように、低
降伏比化の実現された本発明鋼1、2は所定の引張荷重
負荷後のスタッドの緩みは皆無であり、その効果が確認
された。
On the other hand, as is clear from the results shown in Table 4, the steels 1 and 2 of the present invention having a low yield ratio have no stud loosening after a predetermined tensile load is applied, and its effect is confirmed. Was done.

なお、第2表中、比較鋼20は通常引張強度70kgf/mm2
のチェーンに用いられるJIS G3105に規定されるSBC 70
相当鋼であるが、この鋼種は、合金元素含有量が低く通
常の焼戻し温度では引張強度90kgf/mm2以上という高強
度が得られなかった。さらに溶接部靭性も著しく低下し
ている。
In Table 2, Comparative Steel 20 is SBC 70 stipulated in JIS G3105, which is normally used for chains with a tensile strength of 70 kgf / mm 2.
Although it is an equivalent steel, this steel type has a low content of alloying elements and could not achieve a high tensile strength of 90 kgf / mm 2 or more at normal tempering temperatures. Furthermore, the toughness of the welded part is also significantly reduced.

(発明の効果) 上述のように、この発明によれば、極めて高い強度と、
低温下においても発揮される優れた靭性とを兼ね備え、
更に、降伏比が低く、チェーン製造工程において容易に
スタッドの固定を行うことのできる大径チェーン用鋼材
を低コストで得ることができ、苛酷な条件下での資源開
発等に極めて有用な役割を果たすことが期待できるな
ど、工業上有用な効果がもたらされるのである。
(Effect of the Invention) As described above, according to the present invention, extremely high strength,
Combined with excellent toughness even at low temperatures,
In addition, it is possible to obtain a steel material for large diameter chains that has a low yield ratio and that can easily fix studs in the chain manufacturing process at low cost, and plays an extremely useful role in resource development under severe conditions. Industrially useful effects such as the expectation of fulfillment can be brought about.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、式:8.5×C(%)+Cr(%)の降伏比におよ
ぼす効果の臨界性を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing the criticality of the effect of the formula: 8.5 × C (%) + Cr (%) on the yield ratio.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西田 和彦 大阪府大阪市東区北浜5丁目15番地 住友 金属工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−89551(JP,A) 特開 昭59−159972(JP,A) 特開 昭59−159970(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kazuhiko Nishida 5-15 Kitahama, Higashi-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Sumitomo Metal Industries, Ltd. (56) References JP-A-60-89551 (JP, A) JP-A-59 -159972 (JP, A) JP-A-59-159970 (JP, A)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】重量%で、 C:0.35%以下、Si:0.05〜0.50%、 Mn:0.50〜2.50%、P:0.040%以下、 S:0.040%以下、Cr:1.5%超5.00%以下、 Mo:0.30〜0.80%、sol.Al:0.010〜0.060%、N:0.003〜
0.020%、 かつ、8.5×C(%)+Cr(%)≧2.85(%) 残部Feおよび不可避的不純物 よりなる組成を有することを特徴とする、引張強さ90kg
f/mm2以上、降伏比90%以下の高強度の低降伏比チェー
ン用鋼材。
1. By weight%, C: 0.35% or less, Si: 0.05 to 0.50%, Mn: 0.50 to 2.50%, P: 0.040% or less, S: 0.040% or less, Cr: more than 1.5% and 5.00% or less, Mo: 0.30-0.80%, sol.Al:0.010-0.060%, N: 0.003-
0.020% and 8.5 x C (%) + Cr (%) ≥ 2.85 (%) Tensile strength 90 kg, characterized by having a composition consisting of balance Fe and unavoidable impurities
Steel material for chains with high yield and low yield ratio of f / mm 2 or more and yield ratio of 90% or less.
【請求項2】重量%で、 C:0.35%以下、Si:0.05〜0.50%、 Mn:0.50〜2.50%、P:0.040%以下、 S:0.040%以下、Cr:1.5%超5.00%以下、 Mo:0.30〜0.80%、sol.Al:0.010〜0.060%、N:0.003〜
0.020%、 更にV、Nb、およびTiの1種以上を合計量で0.20%以
下、 かつ、8.5×C(%)+Cr(%)≧2.85(%) 残部Feおよび不可避的不純物 よりなる組成を有することを特徴とする、引張強さ90kg
f/mm2以上、降伏比90%以下の高強度の低降伏比チェー
ン用鋼材。
2. By weight%, C: 0.35% or less, Si: 0.05 to 0.50%, Mn: 0.50 to 2.50%, P: 0.040% or less, S: 0.040% or less, Cr: more than 1.5% and 5.00% or less, Mo: 0.30-0.80%, sol.Al:0.010-0.060%, N: 0.003-
0.020%, 0.20% or less in total of one or more of V, Nb, and Ti, and 8.5 x C (%) + Cr (%) ≥ 2.85 (%) with the balance being Fe and inevitable impurities. 90 kg tensile strength
Steel material for chains with high yield and low yield ratio of f / mm 2 or more and yield ratio of 90% or less.
【請求項3】重量%で、 C:0.35%以下、Si:0.05〜0.50%、 Mn:0.50〜2.50%、P:0.040%以下、 S:0.040%以下、Cr:1.5%超5.00%以下、 Mo:0.30〜0.80%、sol.Al:0.010〜0.060%、N:0.003〜
0.020%、 更にCa:0.010%以下およびREM:0.10以下の1種以上、 かつ、8.5×C(%)+Cr(%)≧2.85(%) 残部Feおよび不可避的不純物 よりなる組成を有することを特徴とする、引張強さ90kg
f/mm2以上、降伏比90%以下の高強度の低降伏比チェー
ン用鋼材。
3. By weight%, C: 0.35% or less, Si: 0.05 to 0.50%, Mn: 0.50 to 2.50%, P: 0.040% or less, S: 0.040% or less, Cr: more than 1.5% and 5.00% or less, Mo: 0.30-0.80%, sol.Al:0.010-0.060%, N: 0.003-
One or more of 0.020%, Ca: 0.010% or less and REM: 0.10 or less, and 8.5 x C (%) + Cr (%) ≥ 2.85 (%) The balance Fe and inevitable impurities. And tensile strength 90kg
Steel material for chains with high yield and low yield ratio of f / mm 2 or more and yield ratio of 90% or less.
【請求項4】重量%で、 C:0.35%以下、Si:0.05〜0.50%、 Mn:0.50〜2.50%、P:0.040%以下、 S:0.040%以下、Cr:1.5%超5.00%以下、 Mo:0.30〜0.80%、sol.Al:0.010〜0.060%、N:0.003〜
0.020%、 更にV、Nb、およびTiの1種以上を合計量で0.20%以
下、 Ca:0.010%以下およびREM:0.10以下の1種以上、 かつ、8.5×C(%)+Cr(%)≧2.85(%) 残部Feおよび不可避的不純物 よりなる組成を有することを特徴とする、引張強さ90kg
f/mm2以上、降伏比90%以下の高強度の低降伏比チェー
ン用鋼材。
4. By weight%, C: 0.35% or less, Si: 0.05 to 0.50%, Mn: 0.50 to 2.50%, P: 0.040% or less, S: 0.040% or less, Cr: more than 1.5% and 5.00% or less, Mo: 0.30-0.80%, sol.Al:0.010-0.060%, N: 0.003-
0.020%, V, Nb, and Ti total of 0.20% or less, Ca: 0.010% or less and REM: 0.10 or less, and 8.5 × C (%) + Cr (%) ≧ 2.85 (%) Tensile strength 90kg, characterized by having a composition consisting of balance Fe and unavoidable impurities
Steel material for chains with high yield and low yield ratio of f / mm 2 or more and yield ratio of 90% or less.
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