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JPH06340924A - 低降伏比高張力鋼の製造方法 - Google Patents

低降伏比高張力鋼の製造方法

Info

Publication number
JPH06340924A
JPH06340924A JP13187493A JP13187493A JPH06340924A JP H06340924 A JPH06340924 A JP H06340924A JP 13187493 A JP13187493 A JP 13187493A JP 13187493 A JP13187493 A JP 13187493A JP H06340924 A JPH06340924 A JP H06340924A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steel
yield ratio
low yield
cooling
tensile strength
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP13187493A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyoshi Uchida
清 内田
Akihiro Matsuzaki
明博 松崎
Kenichi Amano
虔一 天野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP13187493A priority Critical patent/JPH06340924A/ja
Publication of JPH06340924A publication Critical patent/JPH06340924A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 80%以下の低降伏比と580MPa以上の
高強度を有する鋼材を安定して製造する方法を提供す
る。 【構成】 Nb:0.015〜0.10%を含み、T
i、REMの1種以上を含む鋼材を950℃以上の仕上
げ温度で熱間圧延した後、直ちに750〜600℃まで
急冷し、その後空冷する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、建築など鉄骨構造物に
利用される引張り強さ580MPa以上で降伏比80%
以下の低降伏比高張力鋼の製造方法に関し、とくに板厚
20mm以上の厚鋼板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】建築など鉄鋼構造物の大型化にともな
い、使用される鋼材には高強度化が求められる。一方、
構造物の安全性、すなわち脆性破壊防止の観点からは降
伏比の低いことが求められている。低降伏比鋼は降伏点
以上の応力が付加されても破壊までに許容される応力が
大きく、また一様伸びも大きいので、例えば建築などで
降伏応力を超える大地震にあっても、破壊に至らず有利
である。
【0003】一般に降伏比は高強度化とともに上昇する
傾向にあり、引張り強さ580MPa以上の高張力鋼で
80%以下の低降伏比を得ることは容易ではない。従
来、低降伏比の高張力鋼の製造方法としては、例えば特
公昭58−10442号公報に開示された技術がある。
これは、圧延して一旦徐冷してから後の直接焼入法によ
るものであり、圧延仕上げ後の冷却開始を徐冷により遅
らせ、5〜6%程度フェライトを析出させた後、冷却を
行うことでフェライト+硬化相の2相混合組織とするこ
とによって低降伏比を得る方法である。しかし、この方
法は冷却開始温度によってフェライト量が異なり、フェ
ライトと第2相の割合が変わるため、降伏比などの機械
的性質が大きく変動する欠点がある。とくに板厚20m
m程度以上の厚鋼板では圧延仕上げ温度から冷却開始ま
での空冷待ち時間が長いため板厚断面での温度差が大き
く、降伏比、機械的性質のバラツキが大きく、また圧延
ミルの生産性が著しく低下する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
な従来の圧延直接焼入法において圧延仕上げ温度から冷
却開始温度までの空冷待ち時間が長いという問題を解決
し、80%以下の低降伏比と580MPa以上の高強度
を有する鋼材を安定して製造する方法を提供することを
目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】従来法の問題点を解決す
るために検討を重ねた結果、Nbを含む適正な組成の鋼
を、950℃以上の温度で圧延を終了した後、直ちに7
50〜600℃の温度範囲に急冷し、その後空冷するこ
とにより、低降伏比高張力鋼が製造できることを見出し
た。
【0006】すなわち、Nb含有鋼では圧延温度が95
0℃以下に低下すると、オーステナイト域でもNb炭化
物が析出するため、アルファ変態時のNbの焼入性向上
および析出強化が小さくなるが、950℃以上の温度域
から急冷し、オーステナイト域でのNb炭化物の析出を
防止すればNbの強化を十分に発揮させることができ
る。
【0007】また、冷却停止温度を750〜600℃に
調節することにより、20〜80%程度のフェライトを
含む(フェライト+パーライト)または(フェライト+
ベイナイト)組織が得られ、低降伏比と高強度を兼ね備
えることができる。すなわち本発明は、従来の技術より
も製品組織中のフェライト相の量を増加させて低降伏比
を安定して得られるようにし、そのことにより低下する
強度をNbの析出により補うことを基本思想とする。
【0008】すなわち本発明は、C:0.06〜0.1
5%、Si:0.01〜0.60%、Mn:1.00〜
1.80%、P≦0.015%、S≦0.010%、N
b:0.015〜0.10%、Al≦0.050%、
N:0.0010〜0.0060%を含み、かつTi:
0.005〜0.030%、REM:0.001〜0.
020%の1種または2種を含み、残部Feおよび不可
避的不純物からなる鋼材を1050〜1300℃の温度
に加熱し、熱間圧延を950℃以上の温度で終了した
後、直ちに750〜600℃まで1℃/s以上の冷却速
度で水冷し、その後空冷することを特徴とする建築用低
降伏比580MPa級高張力鋼の製造方法であり、また
本発明は、前記の鋼材が、さらにCu≦0.50%、N
i≦0.50%、Cr≦0.50%、Mo≦0.20
%、V≦0.10%、B≦0.0030%の1種以上を
含む建築用低降伏比580MPa級高張力鋼の製造方法
である。
【0009】
【作用】以下本発明において組成を限定した理由を述べ
る。 C:0.06〜0.15% Cは高強度を確保するために添加するが、0.06%未
満では所定の強度を得ることが困難であり、一方、0.
15%を超えると溶接性が低下するため、0.06〜
0.15%にした。
【0010】Si:0,01〜0.60% Siは強度の向上に有効な元素であるが、0.01%未
満ではその効果が小さく、一方、0.60%を超えると
溶接熱影響部の靱性を低下させるので0.01〜0.6
0%の範囲とした。 Mn:1.00〜1.80% Mnは強度確保のために1.00%以上を添加するが、
1.80%を超え添加すると溶接割れ感受性が高くな
り、熱影響部の靱性も低下するので1.00〜1.80
%の範囲とした。
【0011】P≦0.015%、S≦0.010% P、Sはいずれも靱性、延性を低下させるので、それぞ
れ0.15%以下、0.010%以下とした。 Nb:0.005〜0.100% Nbはγ鉄中に固溶して、アルファ変態における焼入性
を向上するとともに、アルファ地を析出強化する。これ
らの強化作用を発揮させるためには0.005%以上の
Nbの添加が必要であり、一方、Nbの添加が0.10
0%を超えると溶接性および熱影響部の靱性を低下させ
るので、0.005〜0.100%の範囲とした。
【0012】Al:0.050% Alは脱酸剤として採用するとともに、鋼中のNを固定
するので靱性向上に有効であるが、0.050%を超え
ると靱性を低下させるので0.050%未満に限定し
た。 N:0.0010〜0.0060% Nは不可避的不純物として鋼中に含まれるものである
が、Tiと結合してTiNを形成して、溶接熱影響部の
結晶粒粗大化を抑制するので熱影響部靱性の向上に効果
を発揮する。このためNの最小量として0.0010%
必要であるが、0.0060%を超えて過剰に含有する
と、熱影響部の靱性が著しく低下するので0.0010
〜0.0060%の範囲に限定した。
【0013】Ti:0.005〜0.030%、RE
M:0.0010〜0.0200%TiおよびREMは
大入熱溶接熱影響部の靱性向上に有効に寄与するが、T
iは0.005%未満、REMは0.001%未満では
その効果が小さい。一方、Tiは0.030%を超える
とTiNに対し過剰Nが増えるためかえって熱影響部の
靱性が低下する。REMは0.002%を超えると清浄
性が著しく低下する。したがってTiは0.005〜
0.030%、REMは0.001〜0.020%の範
囲に限定した。
【0014】Cu≦0.50%、Ni≦0.50% CuとNiはともに焼入性を向上し、強度向上に有効な
元素である。さらにNiは靱性向上に効果を発揮する。
しかし、Cuを0.50%を超えて添加添加すると圧延
時の熱間加工性を劣化させる。またNiの0.50%を
超えた過剰な添加は経済性に問題があることから上限を
0.5%とした。
【0015】Cr≦0.50%、Mo≦0.20%、V
≦0.10%、B≦0.0030% いずれの元素も焼入性を高めるとともに、焼き戻し軟化
抵抗を高め強度向上に有効な元素であるが、過剰な添加
は降伏比の上昇をきたすとともに、溶接性、靱性を劣化
させるので、それぞれの上限を上記の通りとした。
【0016】加熱温度:1050〜1300℃ 析出強化に必要な0.0050%のNbを十分溶体化す
るためには1050℃以上の加熱温度が必要である。一
方、1300℃を超えると結晶粒が粗大化して靱性が劣
化するので加熱温度は1050〜1300℃の範囲とし
た。 仕上げ温度:950℃以上 オーステナイト域での圧延においても、圧延温度が95
0℃未満に低下するとNb炭化物が析出し、固溶Nb量
が減少するため、Nbによる析出強化が減少する。した
がって、仕上げ温度を950℃以上とし、圧延終了後直
ちに急冷してNb炭化物の析出を防止する必要がある。
【0017】圧延後の冷却:1℃/s以上の急冷 950℃以上で圧延を終了した後、冷却速度を1℃/s
以上で急冷することによりオーステナイト域でのNb炭
化物の析出を防止できる。また、800℃以下のアルフ
ァ変態域での冷却速度を1℃/s以上として急冷するこ
とにより、高靱性に必要な微細組織を得ることができ
る。したがって、冷却速度は1℃/s以上とした。
【0018】冷却停止温度:750〜600℃ 冷却停止温度が750℃を超えて高いと十分な強度が得
られない。一方、冷却停止温度が600℃を下回ると、
高強度が得られるものの低降伏比に必要な軟質のフェラ
イトが生成しなくなり、低降伏比が得られない。したが
って冷却停止温度は750〜600℃の範囲に限定し
た。なお、上記のようにして得られた鋼材は、600℃
以下の温度で焼き戻ししても80%以下の低降伏比と5
80MPa以上の高い引張り強さを得ることができる。
【0019】
【実施例】表1に示す種々の組成の鋼材(記号A〜J)
を1000〜1250℃に加熱し、表2に示す種々の条
件で熱間圧延、冷却停止温度まで水冷後、室温まで空冷
した。板厚50mmのとき冷却速度は3℃/s、60m
mのとき2℃/sであった。なお、比較例E2は熱間圧
延後、室温まで空冷した。
【0020】
【表1】
【0021】
【表2】
【0022】得られた鋼材の引張り特性を表2に示し
た。表1中のA〜G鋼が発明鋼で、H〜K鋼が比較鋼で
ある。H鋼は通常の調質熱処理用580MPa級鋼であ
るが、Nb量が適正な範囲より低いため、本発明の製造
プロセスでは所定の降伏強さ、引張り強さが得られてい
ない。同様にI鋼もC量が適正範囲よりも低いため、降
伏強さ、引張り強さが低すぎる。J鋼はMnおよびMo
量が高すぎるため、高強度が得られるものの、降伏比が
高くなりすぎ、目標の降伏比(≦80%)を超えてい
る。またK鋼はMn量が低すぎるため、所定の高強度が
得られていない。
【0023】さらに、A5、A6、A7、E2は成分組
成は適正範囲であるものの、それぞれ加熱温度、仕上げ
温度、冷却条件が適正範囲から外れているため、降伏比
が高すぎたり、あるいは降伏強さと引張り強さが不足し
ている。これに対し、本発明法によるA1〜A4、B〜
G鋼はいずれも降伏比が75〜78%と低く、引張り強
さが600〜660MPaの高い強度が得られている。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、厚肉鋼板においても圧
延仕上げ温度から冷却開始までの待ち時間が少なく、圧
延ミルの生産性を下げることなく、降伏比80%以下で
引張り強さ580MPa以上の強度を有する低降伏比高
張力鋼を安定して製造できる。また本発明法は調質熱処
理を必要としないので経済性および大量生産性に優れて
いる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 C:0.06〜0.15%、Si:0.
    01〜0.60%、Mn:1.00〜1.80%、P≦
    0.015%、S≦0.010%、Nb:0.005〜
    0.100%、Al≦0.050%、N:0.0010
    〜0.0060%を含み、かつTi:0.005〜0.
    030%、REM:0.001〜0.020%の1種ま
    たは2種を含み、残部Feおよび不可避的不純物からな
    る鋼材を1050〜1300℃の温度に加熱し、熱間圧
    延を950℃以上の温度で終了した後、直ちに750〜
    600℃まで1℃/s以上の冷却速度で水冷し、その後
    空冷することを特徴とする建築用低降伏比580MPa
    級高張力鋼の製造方法。
  2. 【請求項2】 さらにCu≦0.50%、Ni≦0.5
    0%、Cr≦0.50%、Mo≦0.20%、V≦0.
    10%、B≦0.0030%の1種以上を含むことを特
    徴とする請求項1記載の建築用低降伏比580MPa級
    高張力鋼の製造方法。
JP13187493A 1993-06-02 1993-06-02 低降伏比高張力鋼の製造方法 Pending JPH06340924A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100338352B1 (ko) * 1997-12-24 2002-08-22 주식회사 포스코 저항복비를갖는구조용강및그제조방법
KR100415656B1 (ko) * 1996-11-27 2004-05-14 주식회사 포스코 고온강도특성이우수한인장강도58kgf/mm2급건축용강재의제조방법
KR100435437B1 (ko) * 1999-12-20 2004-06-10 주식회사 포스코 인장강도 50kgf/㎟급 고온내화강재의 제조방법

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KR100415656B1 (ko) * 1996-11-27 2004-05-14 주식회사 포스코 고온강도특성이우수한인장강도58kgf/mm2급건축용강재의제조방법
KR100338352B1 (ko) * 1997-12-24 2002-08-22 주식회사 포스코 저항복비를갖는구조용강및그제조방법
KR100435437B1 (ko) * 1999-12-20 2004-06-10 주식회사 포스코 인장강도 50kgf/㎟급 고온내화강재의 제조방법

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