JPH1192860A - 超微細フェライト組織鋼 - Google Patents
超微細フェライト組織鋼Info
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- JPH1192860A JPH1192860A JP25648397A JP25648397A JPH1192860A JP H1192860 A JPH1192860 A JP H1192860A JP 25648397 A JP25648397 A JP 25648397A JP 25648397 A JP25648397 A JP 25648397A JP H1192860 A JPH1192860 A JP H1192860A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フェライト組織を超微細化した鋼を提供す
る。 【解決手段】 マルテンサイト組織鋼が５００℃〜Ａｃ
１の温度への加熱後に加工誘起再結晶されたフェライト
主体鋼であって、平均フェライト粒径が２．５μｍ以下
である超微細フェライト主体組織鋼とする。
る。 【解決手段】 マルテンサイト組織鋼が５００℃〜Ａｃ
１の温度への加熱後に加工誘起再結晶されたフェライト
主体鋼であって、平均フェライト粒径が２．５μｍ以下
である超微細フェライト主体組織鋼とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この出願の発明は、構造用鋼
等として、棒鋼、形鋼、薄板および厚板の各種形態で用
いられるフェライト主体鋼であって、高強度で疲労寿命
の長い、超微細フェライト主体組織鋼に関するものであ
る。
等として、棒鋼、形鋼、薄板および厚板の各種形態で用
いられるフェライト主体鋼であって、高強度で疲労寿命
の長い、超微細フェライト主体組織鋼に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術とその課題】従来、鋼材の強化方法として
は、固溶強化や、マルテンサイト等との複合化による第
２相による強化、析出強化、結晶粒の微細化が知られて
いる。なかでも、強度と靱性をともに高くし、強度−延
性バランスを良好にする方法としては、結晶粒の微細化
が最も優れた方法である。この方法では焼き入れ性を高
めるＮｉ，Ｃｒ等の高価な元素の添加を必要としないた
め、低コストで高強度鋼材の製造が可能とされている。
この結晶粒の微細化の観点からは、構造用鋼において、
フェライトの結晶粒径が２．５μｍ以下まで微細化され
ると、強度は急激に大きくなることが期待されている。
しかしながら、一般の加工熱処理技術で現在までに得ら
れている５μｍ程度の粒径では、高強度化されるもの
の、大きな強度上昇量は得られていないのが実情であ
る。
は、固溶強化や、マルテンサイト等との複合化による第
２相による強化、析出強化、結晶粒の微細化が知られて
いる。なかでも、強度と靱性をともに高くし、強度−延
性バランスを良好にする方法としては、結晶粒の微細化
が最も優れた方法である。この方法では焼き入れ性を高
めるＮｉ，Ｃｒ等の高価な元素の添加を必要としないた
め、低コストで高強度鋼材の製造が可能とされている。
この結晶粒の微細化の観点からは、構造用鋼において、
フェライトの結晶粒径が２．５μｍ以下まで微細化され
ると、強度は急激に大きくなることが期待されている。
しかしながら、一般の加工熱処理技術で現在までに得ら
れている５μｍ程度の粒径では、高強度化されるもの
の、大きな強度上昇量は得られていないのが実情であ
る。
【０００３】従来、制御圧延−加速冷却技術は低合金鋼
において、微細なフェライトを得るための有効な方法で
あった。すなわち、オーステナイト未再結晶域における
累積圧下率とその後の冷却速度を制御することによっ
て、微細な組織が得られている。しかし、得られるフェ
ライト粒径はせいぜいＳｉ−Ｍｎ鋼で１０μｍ、Ｎｂ鋼
で５μｍが限界であった。一方、特開昭５８−１２３８
２３、特開昭５９−２０５４４７、特公昭６２−３９２
２８、特公昭６２−５２１２、特公昭６２−７２４７に
述べられているように、２相域も含めたＡｒ１〜Ａｒ３
＋１００℃の温度域で合計減面率が７５％以上の圧下を
加え、その後２０Ｋ／ｓ以上で冷却する場合には、３〜
４μｍ程度のフェライト粒が得られることが報告されて
いる。しかしながら、２０Ｋ／ｓ以上の急冷は、板厚が
薄い場合にのみ成り立ち得る手段であり、広く一般溶接
構造用鋼の製造方法としては成立しがたい非実際的なも
のにすぎない。また、強加工そのものについても、ロー
ル圧延では、オーステナイト低温域での１パスで５０％
を超える大圧下を行うことは、その変形抵抗の大きさや
ロールのかみこみ制限から、一般的にむずかしい。ま
た、未再結晶域での累積圧下には一般的には７０％以上
必要であり、鋼板の温度低下によりそれも難しい。
において、微細なフェライトを得るための有効な方法で
あった。すなわち、オーステナイト未再結晶域における
累積圧下率とその後の冷却速度を制御することによっ
て、微細な組織が得られている。しかし、得られるフェ
ライト粒径はせいぜいＳｉ−Ｍｎ鋼で１０μｍ、Ｎｂ鋼
で５μｍが限界であった。一方、特開昭５８−１２３８
２３、特開昭５９−２０５４４７、特公昭６２−３９２
２８、特公昭６２−５２１２、特公昭６２−７２４７に
述べられているように、２相域も含めたＡｒ１〜Ａｒ３
＋１００℃の温度域で合計減面率が７５％以上の圧下を
加え、その後２０Ｋ／ｓ以上で冷却する場合には、３〜
４μｍ程度のフェライト粒が得られることが報告されて
いる。しかしながら、２０Ｋ／ｓ以上の急冷は、板厚が
薄い場合にのみ成り立ち得る手段であり、広く一般溶接
構造用鋼の製造方法としては成立しがたい非実際的なも
のにすぎない。また、強加工そのものについても、ロー
ル圧延では、オーステナイト低温域での１パスで５０％
を超える大圧下を行うことは、その変形抵抗の大きさや
ロールのかみこみ制限から、一般的にむずかしい。ま
た、未再結晶域での累積圧下には一般的には７０％以上
必要であり、鋼板の温度低下によりそれも難しい。
【０００４】また、一方、「鉄鋼の結晶粒超微細化、日
本鉄鋼協会編（１９９１）、ｐ．４１」では視点を変え
てベイナイト組織を再結晶させることで微細フェライト
組織を得ている。しかし、成分を最適化しても、再結晶
温度を低下させることができないためフェライト粒成長
が速く、５μｍ未満のフェライト結晶粒径は得られてい
ない。
本鉄鋼協会編（１９９１）、ｐ．４１」では視点を変え
てベイナイト組織を再結晶させることで微細フェライト
組織を得ている。しかし、成分を最適化しても、再結晶
温度を低下させることができないためフェライト粒成長
が速く、５μｍ未満のフェライト結晶粒径は得られてい
ない。
【０００５】そこで、この出願の発明では、以上のとお
りの従来技術の限界を克服し、その強度をより大きく増
大させるため、これまで知られていない２．５μｍ以下
という超微細なフェライト組織を持つ鋼を提供し、しか
も、疲労寿命も飛躍的に長くする等の優れた特性を持つ
新しい鋼を提供することを目的としている。
りの従来技術の限界を克服し、その強度をより大きく増
大させるため、これまで知られていない２．５μｍ以下
という超微細なフェライト組織を持つ鋼を提供し、しか
も、疲労寿命も飛躍的に長くする等の優れた特性を持つ
新しい鋼を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この出願は、上記の課題
を解決するものとして、マルテンサイト組織鋼が５００
℃〜Ａｃ１の温度への加熱後に加工誘起再結晶されたフ
ェライト主体鋼であって、平均フェライト粒径が２．５
μｍ以下であることを特徴とする超微細フェライト主体
組織鋼（請求項１）を提供する。
を解決するものとして、マルテンサイト組織鋼が５００
℃〜Ａｃ１の温度への加熱後に加工誘起再結晶されたフ
ェライト主体鋼であって、平均フェライト粒径が２．５
μｍ以下であることを特徴とする超微細フェライト主体
組織鋼（請求項１）を提供する。
【０００７】また、この出願の発明は、上記フェライト
組織鋼について、マルテンサイト組織鋼は、鋼材がＡｃ
３〜１３５０℃の温度範囲へ加熱され、オーステナイト
域で加工後または無加工のまま急冷されてなるものであ
る超微細フェライト主体組織鋼（請求項２）や、圧下率
５０％以上の加工により加工誘起再結晶が行われている
超微細フェライト主体組織鋼（請求項３）、マルテンサ
イト組織鋼は、化学組成として Ｃ：０．００１〜０．８０ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．８０
ｍａｓｓ％以下、Ｍｎ：０．８〜３．０ｍａｓｓ％、Ａ
ｌ：０．１０ｍａｓｓ％以下、を含有し残部がＦｅおよ
び不可避的不純物からなる鋼材より得られたものである
超微細フェライト主体組織鋼（請求項４）、マルテンサ
イト組織鋼は、化学組成として上記の成分の他に、Ｃ
ｕ：０．０５〜２．５ｍａｓｓ％、Ｎｉ：０．０５〜３
ｍａｓｓ％、Ｔｉ：０．００５〜０．１ｍａｓｓ％、Ｎ
ｂ：０．００５〜０．１ｍａｓｓ％、Ｖ：０．００５〜
０．１ｍａｓｓ％、Ｃｒ：０．０１〜３ｍａｓｓ％、Ｍ
ｏ：０．０１〜１ｍａｓｓ％、Ｗ：０．０１〜０．５ｍ
ａｓｓ％、Ｃａ：０．００１〜０．０１ｍａｓｓ％、Ｒ
ＥＭ：０．００１〜０．０２ｍａｓｓ％、Ｂ：０．００
０１〜０．００６ｍａｓｓ％のうち１種または２種以上
を含有する鋼材より得られたものである超微細フェライ
ト主体組織鋼（請求項５）等の態様をも提供する。
組織鋼について、マルテンサイト組織鋼は、鋼材がＡｃ
３〜１３５０℃の温度範囲へ加熱され、オーステナイト
域で加工後または無加工のまま急冷されてなるものであ
る超微細フェライト主体組織鋼（請求項２）や、圧下率
５０％以上の加工により加工誘起再結晶が行われている
超微細フェライト主体組織鋼（請求項３）、マルテンサ
イト組織鋼は、化学組成として Ｃ：０．００１〜０．８０ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．８０
ｍａｓｓ％以下、Ｍｎ：０．８〜３．０ｍａｓｓ％、Ａ
ｌ：０．１０ｍａｓｓ％以下、を含有し残部がＦｅおよ
び不可避的不純物からなる鋼材より得られたものである
超微細フェライト主体組織鋼（請求項４）、マルテンサ
イト組織鋼は、化学組成として上記の成分の他に、Ｃ
ｕ：０．０５〜２．５ｍａｓｓ％、Ｎｉ：０．０５〜３
ｍａｓｓ％、Ｔｉ：０．００５〜０．１ｍａｓｓ％、Ｎ
ｂ：０．００５〜０．１ｍａｓｓ％、Ｖ：０．００５〜
０．１ｍａｓｓ％、Ｃｒ：０．０１〜３ｍａｓｓ％、Ｍ
ｏ：０．０１〜１ｍａｓｓ％、Ｗ：０．０１〜０．５ｍ
ａｓｓ％、Ｃａ：０．００１〜０．０１ｍａｓｓ％、Ｒ
ＥＭ：０．００１〜０．０２ｍａｓｓ％、Ｂ：０．００
０１〜０．００６ｍａｓｓ％のうち１種または２種以上
を含有する鋼材より得られたものである超微細フェライ
ト主体組織鋼（請求項５）等の態様をも提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】この出願の発明は、以上のとおり
の特徴を持つものであるが、このものは、低温で多数の
フェライト再結晶核を生成、再結晶させることで、平均
フェライト結晶粒径２．５μｍ以下の鋼材を製造できる
ことを見いだしたことに基づいている。すなわち、低温
で再結晶させるために加工前の組織を析出物を含むマル
テンサイトとし、再結晶温度に再加熱保持後、加工し、
等温保持して加工誘起再結晶させるのである。技術的に
は次のことが重要である。
の特徴を持つものであるが、このものは、低温で多数の
フェライト再結晶核を生成、再結晶させることで、平均
フェライト結晶粒径２．５μｍ以下の鋼材を製造できる
ことを見いだしたことに基づいている。すなわち、低温
で再結晶させるために加工前の組織を析出物を含むマル
テンサイトとし、再結晶温度に再加熱保持後、加工し、
等温保持して加工誘起再結晶させるのである。技術的に
は次のことが重要である。
【０００９】１）加工前組織のマルテンサイト化 マルテンサイトは内部が微細なパケットあるいはブロッ
クに分割されている。これらパケットあるいはブロック
の境界が再結晶サイトになるため、微細フェライト組織
形成が可能である。また、マルテンサイトはフェライト
−パーライトあるいはベイナイトに対して高い歪みエネ
ルギーを有しているため、再結晶しやすく、再結晶温度
を低温にすることが可能である。
クに分割されている。これらパケットあるいはブロック
の境界が再結晶サイトになるため、微細フェライト組織
形成が可能である。また、マルテンサイトはフェライト
−パーライトあるいはベイナイトに対して高い歪みエネ
ルギーを有しているため、再結晶しやすく、再結晶温度
を低温にすることが可能である。
【００１０】２）加工前の析出 加工前に析出物を析出させることで、加工により析出物
近傍に不均一な歪みを導入することが可能となる。再結
晶は不均一な歪み分布の存在により起こるため、加工前
の析出は必須である。 ３）加工 加工は５０％以上であれば再結晶温度あるいはそれ以下
の温度で加えることが望ましい。材料に再結晶させるた
めのさらなるエネルギーを与える手段である。５０％以
下の加工では再結晶は起こりにくい。ここで、多軸加工
を加えると再結晶粒方位がランダム化し、より効果的で
ある。
近傍に不均一な歪みを導入することが可能となる。再結
晶は不均一な歪み分布の存在により起こるため、加工前
の析出は必須である。 ３）加工 加工は５０％以上であれば再結晶温度あるいはそれ以下
の温度で加えることが望ましい。材料に再結晶させるた
めのさらなるエネルギーを与える手段である。５０％以
下の加工では再結晶は起こりにくい。ここで、多軸加工
を加えると再結晶粒方位がランダム化し、より効果的で
ある。
【００１１】４）加工後、再結晶温度で保持 加工後、再結晶温度で保持することで再結晶させる。保
持時間は鋼組成、加工量等に依存するが、８０％以上再
結晶する時間以上保持する必要がある。ただし、再結晶
完了後の長時間保持は組織の粗大化を招くため好ましく
ない。以上の知見を踏まえて、この出願の発明は、前記
のとおりの構成を要件としているが、より具体的な製造
プロセスとしては、次のように説明することができる。
持時間は鋼組成、加工量等に依存するが、８０％以上再
結晶する時間以上保持する必要がある。ただし、再結晶
完了後の長時間保持は組織の粗大化を招くため好ましく
ない。以上の知見を踏まえて、この出願の発明は、前記
のとおりの構成を要件としているが、より具体的な製造
プロセスとしては、次のように説明することができる。
【００１２】すなわち、まず鋼材をＡｃ３〜１３５０℃
の温度範囲に加熱し、オーステナイト域で加工後または
無加工のまま冷却後の組織がマルテンサイトとなるよう
に急冷する。この鋼を５００℃〜Ａｃ１の温度に再加熱
後、１〜１０００ｓ保持し、ただちに５０％以上の加工
を行い１０ｓ以上当該温度で保持して冷却する。このよ
うにして、平均フェライト粒径２．５μｍ以下の超微細
フェライト組織鋼を得る。
の温度範囲に加熱し、オーステナイト域で加工後または
無加工のまま冷却後の組織がマルテンサイトとなるよう
に急冷する。この鋼を５００℃〜Ａｃ１の温度に再加熱
後、１〜１０００ｓ保持し、ただちに５０％以上の加工
を行い１０ｓ以上当該温度で保持して冷却する。このよ
うにして、平均フェライト粒径２．５μｍ以下の超微細
フェライト組織鋼を得る。
【００１３】加熱温度をＡｃ３から１３５０℃とするの
が適当である理由は、組織を一時、オーステナイトとす
るためである。オーステナイト域での加工により、オー
ステナイト粒が微細化し、これにともない必然的にパケ
ットおよびブロックが微細化し再結晶サイトが増加す
る。ここで加工は必ずしも必要ではないが加工を行う方
が好ましい。冷却は鋼成分によっても異なるが、加工前
組織をマルテンサイトとするためにおおむね１０℃／ｓ
以上の冷却速度で急冷するのが適当である。加工前組織
をマルテンサイトとすることで、続く再結晶温度を、前
組織がマルテンサイト以外の場合よりも低くすることが
可能である。
が適当である理由は、組織を一時、オーステナイトとす
るためである。オーステナイト域での加工により、オー
ステナイト粒が微細化し、これにともない必然的にパケ
ットおよびブロックが微細化し再結晶サイトが増加す
る。ここで加工は必ずしも必要ではないが加工を行う方
が好ましい。冷却は鋼成分によっても異なるが、加工前
組織をマルテンサイトとするためにおおむね１０℃／ｓ
以上の冷却速度で急冷するのが適当である。加工前組織
をマルテンサイトとすることで、続く再結晶温度を、前
組織がマルテンサイト以外の場合よりも低くすることが
可能である。
【００１４】次に５００℃〜Ａｃ１の温度範囲に再加熱
後、１〜３６００ｓ保持し、５０％以上の加工を行い１
０ｓ以上当該温度で保持することが適当である。再結晶
を起こさせるためには５００℃以上である必要がある
が、Ａｃ１を越えるとオーステナイト化するため再加熱
温度は５００℃〜Ａｃ１とするのが好ましい。加工前の
保持時間は析出物を析出させるため１ｓ以上が望ましい
が、３６００ｓを超えて保持するとマルテンサイト組織
中の転位の回復により低温での再結晶が起こりにくくな
るため１〜３６００ｓとするのが適当である。加工量は
５０％以上でなければ再結晶を起こすことができないた
め、５０％以上とする。加工後の保持時間は１０ｓ以上
でなければ再結晶を完了することができないため１０ｓ
以上とするのが望ましい。再結晶完了後はできるだけ速
やかに冷却することが、結晶粒の成長を抑制するため好
ましい。
後、１〜３６００ｓ保持し、５０％以上の加工を行い１
０ｓ以上当該温度で保持することが適当である。再結晶
を起こさせるためには５００℃以上である必要がある
が、Ａｃ１を越えるとオーステナイト化するため再加熱
温度は５００℃〜Ａｃ１とするのが好ましい。加工前の
保持時間は析出物を析出させるため１ｓ以上が望ましい
が、３６００ｓを超えて保持するとマルテンサイト組織
中の転位の回復により低温での再結晶が起こりにくくな
るため１〜３６００ｓとするのが適当である。加工量は
５０％以上でなければ再結晶を起こすことができないた
め、５０％以上とする。加工後の保持時間は１０ｓ以上
でなければ再結晶を完了することができないため１０ｓ
以上とするのが望ましい。再結晶完了後はできるだけ速
やかに冷却することが、結晶粒の成長を抑制するため好
ましい。
【００１５】鋼材の化学組成については厳密な限定はな
いが、たとえば前記のとおりの組成とすることと、その
組成範囲について以下のことが考慮される。 Ｃ：０．００１〜０．８０ｍａｓｓ％ Ｃは強度の確保、Ｆｅ3 Ｃ等の炭化物の析出およびマル
テンサイトの生成のためには０．００１ｍａｓｓ％以上
とするのが望ましい。しかし、０．８０ｍａｓｓ％を超
えて添加すると靱性を著しく害するためＣの添加範囲は
０．００１〜０．８０ｍａｓｓ％とするのが適当であ
る。
いが、たとえば前記のとおりの組成とすることと、その
組成範囲について以下のことが考慮される。 Ｃ：０．００１〜０．８０ｍａｓｓ％ Ｃは強度の確保、Ｆｅ3 Ｃ等の炭化物の析出およびマル
テンサイトの生成のためには０．００１ｍａｓｓ％以上
とするのが望ましい。しかし、０．８０ｍａｓｓ％を超
えて添加すると靱性を著しく害するためＣの添加範囲は
０．００１〜０．８０ｍａｓｓ％とするのが適当であ
る。
【００１６】Ｓｉ：０．８０ｍａｓｓ％以下 Ｓｉは０．８０ｍａｓｓ％を超えて添加すると溶接性を
害するためにＳｉの添加範囲は０．８０ｍａｓｓ％とす
るのが適当である。 Ｍｎ：０．８〜３．０ｍａｓｓ％ Ｍｎは組織を一時マルテンサイトとするためには０．８
ｍａｓｓ％以上が望ましい。しかし、３．０ｍａｓｓ％
より多く添加すると溶接性を著しく劣化するためＭｎの
添加範囲は０．８〜３．０ｍａｓｓ％とするのが適当で
ある。
害するためにＳｉの添加範囲は０．８０ｍａｓｓ％とす
るのが適当である。 Ｍｎ：０．８〜３．０ｍａｓｓ％ Ｍｎは組織を一時マルテンサイトとするためには０．８
ｍａｓｓ％以上が望ましい。しかし、３．０ｍａｓｓ％
より多く添加すると溶接性を著しく劣化するためＭｎの
添加範囲は０．８〜３．０ｍａｓｓ％とするのが適当で
ある。
【００１７】Ａｌ：０．１０ｍａｓｓ％以下 Ａｌは０．１０ｍａｓｓ％を超えて添加した場合には鋼
の清浄度が劣化するためＡｌの添加範囲は０．１０ｍａ
ｓｓ％以下とするのが好ましい。 Ｃｕ：０．０５〜２．５ｍａｓｓ％ Ｃｕは０．０５ｍａｓｓ％以上添加すれば析出強化およ
び固溶強化により強度を上昇させるのに有効であるが、
２．５ｍａｓｓ％を超えて添加すると溶接性が劣化する
ため、好ましくは、添加範囲は０．０５〜２．５ｍａｓ
ｓ％とする。
の清浄度が劣化するためＡｌの添加範囲は０．１０ｍａ
ｓｓ％以下とするのが好ましい。 Ｃｕ：０．０５〜２．５ｍａｓｓ％ Ｃｕは０．０５ｍａｓｓ％以上添加すれば析出強化およ
び固溶強化により強度を上昇させるのに有効であるが、
２．５ｍａｓｓ％を超えて添加すると溶接性が劣化する
ため、好ましくは、添加範囲は０．０５〜２．５ｍａｓ
ｓ％とする。
【００１８】Ｎｉ：０．０５〜３ｍａｓｓ％ Ｎｉは０．０５ｍａｓｓ％以上添加すると強度上昇およ
び一時マルテンサイト組織とするために有効であるが、
３ｍａｓｓ％を超えて添加しても強度上昇の効果が小さ
いため、好ましくは、Ｎｉの添加範囲は０．０５〜３ｍ
ａｓｓ％とする。
び一時マルテンサイト組織とするために有効であるが、
３ｍａｓｓ％を超えて添加しても強度上昇の効果が小さ
いため、好ましくは、Ｎｉの添加範囲は０．０５〜３ｍ
ａｓｓ％とする。
【００１９】Ｔｉ：０．００５〜０．１ｍａｓｓ％ Ｔｉは０．００５ｍａｓｓ％以上の添加でＴｉ（Ｃ，
Ｎ）の析出により加工誘起再結晶の促進、再結晶粒の成
長抑制の効果があるが、０．１ｍａｓｓ％を超えて添加
してもその効果が飽和するため、好ましくは、Ｔｉの添
加範囲は０．００５〜０．１ｍａｓｓ％とする。
Ｎ）の析出により加工誘起再結晶の促進、再結晶粒の成
長抑制の効果があるが、０．１ｍａｓｓ％を超えて添加
してもその効果が飽和するため、好ましくは、Ｔｉの添
加範囲は０．００５〜０．１ｍａｓｓ％とする。
【００２０】Ｎｂ：０．００５〜０．１ｍａｓｓ％ Ｎｂは０．００５ｍａｓｓ％以上の添加でＮｂ（Ｃ，
Ｎ）の析出により加工誘起再結晶の促進、再結晶粒の成
長抑制の効果があるが、０．１ｍａｓｓ％を超えて添加
してもその効果が飽和するためＮｂの添加範囲は０．０
０５〜０．１ｍａｓｓ％とするのが適当である。
Ｎ）の析出により加工誘起再結晶の促進、再結晶粒の成
長抑制の効果があるが、０．１ｍａｓｓ％を超えて添加
してもその効果が飽和するためＮｂの添加範囲は０．０
０５〜０．１ｍａｓｓ％とするのが適当である。
【００２１】Ｖ：０．００５〜０．１ｍａｓｓ％ Ｖは０．００５ｍａｓｓ％以上の添加でＶ（Ｃ，Ｎ）の
析出により加工誘起再結晶の促進、再結晶粒の成長抑制
の効果があるが、０．１ｍａｓｓ％を超えて添加しても
その効果が飽和するためＶの添加範囲は０．００５〜
０．１ｍａｓｓ％とするのが適当である。
析出により加工誘起再結晶の促進、再結晶粒の成長抑制
の効果があるが、０．１ｍａｓｓ％を超えて添加しても
その効果が飽和するためＶの添加範囲は０．００５〜
０．１ｍａｓｓ％とするのが適当である。
【００２２】Ｃｒ：０．０１〜３ｍａｓｓ％ Ｃｒは０．０１ｍａｓｓ％以上添加することで炭化物を
形成し加工誘起再結晶の促進、再結晶粒の成長抑制の効
果があるが、３ｍａｓｓ％を超えて添加してもその効果
が飽和するためＣｒの添加範囲は０．０１〜３ｍａｓｓ
％とするのが適当である。
形成し加工誘起再結晶の促進、再結晶粒の成長抑制の効
果があるが、３ｍａｓｓ％を超えて添加してもその効果
が飽和するためＣｒの添加範囲は０．０１〜３ｍａｓｓ
％とするのが適当である。
【００２３】Ｍｏ：０．０１〜１ｍａｓｓ％ Ｍｏは０．０１ｍａｓｓ％以上添加することで炭化物を
形成し加工誘起再結晶の促進、再結晶粒の成長抑制の効
果があるが、１ｍａｓｓ％を超えて添加してもその効果
が飽和するためＭｏの添加範囲は０．０１〜１ｍａｓｓ
％とするのが適当である。
形成し加工誘起再結晶の促進、再結晶粒の成長抑制の効
果があるが、１ｍａｓｓ％を超えて添加してもその効果
が飽和するためＭｏの添加範囲は０．０１〜１ｍａｓｓ
％とするのが適当である。
【００２４】Ｗ：０．０１〜０．５ｍａｓｓ％ Ｗは０．０１ｍａｓｓ％以上の添加で強度の上昇に効果
があるが、０．５ｍａｓｓ％を超えて添加すると靱性が
劣化するために、好ましくは、Ｗの添加範囲は０．０１
〜０．５ｍａｓｓ％とする。 Ｃａ：０．００１〜０．０１ｍａｓｓ％ Ｃａは０．００１ｍａｓｓ％以上の添加により硫化物系
介在物の形態制御の効果があるが、０．０１ｍａｓｓ％
を超えて添加すると鋼中介在物を形成し鋼の性質を悪化
させるためＣａの添加量は０．００１〜０．０１ｍａｓ
ｓ％以下とするのが適当である。
があるが、０．５ｍａｓｓ％を超えて添加すると靱性が
劣化するために、好ましくは、Ｗの添加範囲は０．０１
〜０．５ｍａｓｓ％とする。 Ｃａ：０．００１〜０．０１ｍａｓｓ％ Ｃａは０．００１ｍａｓｓ％以上の添加により硫化物系
介在物の形態制御の効果があるが、０．０１ｍａｓｓ％
を超えて添加すると鋼中介在物を形成し鋼の性質を悪化
させるためＣａの添加量は０．００１〜０．０１ｍａｓ
ｓ％以下とするのが適当である。
【００２５】ＲＥＭ：０．００１〜０．０２ｍａｓｓ％ ＲＥＭは０．００１ｍａｓｓ％以上の添加でオーステナ
イト粒の粒成長を抑制しオーステナイト粒微細化の効果
があるが、０．０２ｍａｓｓ％を超えて添加すると鋼の
清浄度を損なうためＲＥＭの添加量は０．００１〜０．
０２ｍａｓｓ％以下とするのが適当である。
イト粒の粒成長を抑制しオーステナイト粒微細化の効果
があるが、０．０２ｍａｓｓ％を超えて添加すると鋼の
清浄度を損なうためＲＥＭの添加量は０．００１〜０．
０２ｍａｓｓ％以下とするのが適当である。
【００２６】Ｂ：０．０００１〜０．００６ｍａｓｓ％ Ｂは０．０００１ｍａｓｓ％以上の添加によって、鋼の
焼き入れ性を著しく高め、一時マルテンサイトを形成す
るのに有効であるが、０．００６ｍａｓｓ％を超えて添
加するとＢ化合物を形成して、靱性を劣化させるのでＢ
の添加量は０．０００１〜０．００６ｍａｓｓ％とする
のが適当である。
焼き入れ性を著しく高め、一時マルテンサイトを形成す
るのに有効であるが、０．００６ｍａｓｓ％を超えて添
加するとＢ化合物を形成して、靱性を劣化させるのでＢ
の添加量は０．０００１〜０．００６ｍａｓｓ％とする
のが適当である。
【００２７】なお、この発明においてはフェライト主体
組織鋼と規定しているが、ここでの「主体」は、フェラ
イト単相、あるいはフェライト相が主たるものから限り
なく単相に近い組織までのものを包含して規定してい
る。たとえば体積率として５０％以上、さらには７０％
以上、そして９０％以上がフェライト相であるものが示
されることになる。体積率１００％のフェライト単相の
ものも当然に示される。
組織鋼と規定しているが、ここでの「主体」は、フェラ
イト単相、あるいはフェライト相が主たるものから限り
なく単相に近い組織までのものを包含して規定してい
る。たとえば体積率として５０％以上、さらには７０％
以上、そして９０％以上がフェライト相であるものが示
されることになる。体積率１００％のフェライト単相の
ものも当然に示される。
【００２８】そこで以下、実施例を示し、さらに詳しく
この出願の発明について説明する。もちろんこの発明
は、以下の例によって限定されることはない。
この出願の発明について説明する。もちろんこの発明
は、以下の例によって限定されることはない。
【００２９】
【実施例】実施例 重量％で、Ｃ／０．０５、Ｍｎ／２．０、Ａｌ／０．０
３５を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物の成分
組成を有する試験片に、表１に示す加工熱処理を施しフ
ェライト結晶粒径を測定した。加工手段としては、アソ
ビル圧縮型試験機によるもの、および全方向からの鍛造
加工が行えるスウェージャを用いた。表２には、得られ
た結果としての再結晶率と平均フェライト粒径（μｍ）
を示した。また、この発明の実施例のミクロ組織を図１
に示した。
３５を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物の成分
組成を有する試験片に、表１に示す加工熱処理を施しフ
ェライト結晶粒径を測定した。加工手段としては、アソ
ビル圧縮型試験機によるもの、および全方向からの鍛造
加工が行えるスウェージャを用いた。表２には、得られ
た結果としての再結晶率と平均フェライト粒径（μｍ）
を示した。また、この発明の実施例のミクロ組織を図１
に示した。
【００３０】この発明の実施例の鋼は、平均粒径２．５
μｍ以下の微細フェライト組織を示している。実施例並
びに比較例との対比からも明らかなように、加工前組織
をマルテンサイトとすることで再結晶し易くなることお
よび完全に再結晶完了する処理を行った場合には、加工
前組織がマルテンサイトであった方が再結晶フェライト
粒径が小さいことがわかる。
μｍ以下の微細フェライト組織を示している。実施例並
びに比較例との対比からも明らかなように、加工前組織
をマルテンサイトとすることで再結晶し易くなることお
よび完全に再結晶完了する処理を行った場合には、加工
前組織がマルテンサイトであった方が再結晶フェライト
粒径が小さいことがわかる。
【００３１】
【表１】
【００３２】
【表２】
【００３３】
【発明の効果】以上詳しく説明したとおり、この出願の
発明によって、これまでに全く実現されてきていない平
均フェライト粒径２．５μｍ以下という超微細フェライ
ト組織の鋼が提供される。これにより、フェライト鋼の
強度、疲労寿命は飛躍的に向上することになる。
発明によって、これまでに全く実現されてきていない平
均フェライト粒径２．５μｍ以下という超微細フェライ
ト組織の鋼が提供される。これにより、フェライト鋼の
強度、疲労寿命は飛躍的に向上することになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例２についての観察組織を示した図面に代
わる電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
わる電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鳥塚 史郎 茨城県つくば市千現１丁目２番１号 科学 技術庁金属材料技術研究所内 (72)発明者 津崎 兼彰 茨城県つくば市千現１丁目２番１号 科学 技術庁金属材料技術研究所内 (72)発明者 長井 寿 茨城県つくば市千現１丁目２番１号 科学 技術庁金属材料技術研究所内
Claims (5)
- 【請求項１】 マルテンサイト組織鋼が５００℃〜Ａｃ
１の温度への加熱後に加工誘起再結晶されたフェライト
主体鋼であって、平均フェライト粒径が２．５μｍ以下
であることを特徴とする超微細フェライト主体組織鋼。 - 【請求項２】 マルテンサイト組織鋼は、鋼材がＡｃ３
〜１３５０℃の温度範囲へ加熱され、オーステナイト域
で加工後または無加工のまま急冷されてなるものである
請求項１の超微細フェライト主体組織鋼。 - 【請求項３】 圧下率５０％以上の加工により加工誘起
再結晶が行われている請求項１または２の超微細フェラ
イト主体組織鋼。 - 【請求項４】 マルテンサイト組織鋼は、化学組成とし
て Ｃ：０．００１〜０．８０ｍａｓｓ％、 Ｓｉ：０．８０ｍａｓｓ％以下、 Ｍｎ：０．８〜３．０ｍａｓｓ％、 Ａｌ：０．１０ｍａｓｓ％以下、 を含有し残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼材
より得られたものである請求項１ないし３のいずれかの
超微細フェライト主体組織鋼。 - 【請求項５】 マルテンサイト組織鋼は、化学組成とし
て請求項４の成分の他に、 Ｃｕ：０．０５〜２．５ｍａｓｓ％、 Ｎｉ：０．０５〜３ｍａｓｓ％、 Ｔｉ：０．００５〜０．１ｍａｓｓ％、 Ｎｂ：０．００５〜０．１ｍａｓｓ％、 Ｖ：０．００５〜０．１ｍａｓｓ％、 Ｃｒ：０．０１〜３ｍａｓｓ％、 Ｍｏ：０．０１〜１ｍａｓｓ％、 Ｗ：０．０１〜０．５ｍａｓｓ％、 Ｃａ：０．００１〜０．０１ｍａｓｓ％、 ＲＥＭ：０．００１〜０．０２ｍａｓｓ％、 Ｂ：０．０００１〜０．００６ｍａｓｓ％ のうち１種または２種以上を含有する鋼材より得られた
ものである超微細フェライト主体組織鋼。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25648397A JP3873111B2 (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | 超微細フェライト組織鋼 |
| US09/157,393 US6572716B2 (en) | 1997-09-22 | 1998-09-21 | Fine ferrite-based structure steel production method |
| KR1019980038945A KR100536828B1 (ko) | 1997-09-22 | 1998-09-21 | 미세페라이트주체조직강과그제조방법 |
| DE69823126T DE69823126T2 (de) | 1997-09-22 | 1998-09-21 | Feinkorniger ferritischer Baustahl und Herstellungsverfahren dieses Stahles |
| EP98307638A EP0903413B1 (en) | 1997-09-22 | 1998-09-21 | Fine-grained ferrite-based structural steel and manufacturing process of this steel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25648397A JP3873111B2 (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | 超微細フェライト組織鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1192860A true JPH1192860A (ja) | 1999-04-06 |
| JP3873111B2 JP3873111B2 (ja) | 2007-01-24 |
Family
ID=17293274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25648397A Expired - Lifetime JP3873111B2 (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | 超微細フェライト組織鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3873111B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003042420A1 (en) * | 2001-11-16 | 2003-05-22 | Posco | Steel plate having superior toughness in weld heat-affected zone and method for manufacturing the same, welding fabric using the same |
| JP5344454B2 (ja) * | 2005-11-21 | 2013-11-20 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 温間加工用鋼、その鋼を用いた温間加工方法、およびそれにより得られる鋼材ならびに鋼部品 |
| EP3037566A4 (en) * | 2013-08-22 | 2017-04-19 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Steel for mechanical structures which has excellent machinability |
| WO2019026311A1 (ja) * | 2017-08-02 | 2019-02-07 | 丸嘉工業株式会社 | 管材および管材の製造方法 |
| CN114085965A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-02-25 | 华能国际电力股份有限公司 | 一种时效强化高温合金的双阶段固溶处理工艺 |
-
1997
- 1997-09-22 JP JP25648397A patent/JP3873111B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003042420A1 (en) * | 2001-11-16 | 2003-05-22 | Posco | Steel plate having superior toughness in weld heat-affected zone and method for manufacturing the same, welding fabric using the same |
| US7105066B2 (en) | 2001-11-16 | 2006-09-12 | Posco | Steel plate having superior toughness in weld heat-affected zone and welded structure made therefrom |
| US7396423B2 (en) | 2001-11-16 | 2008-07-08 | Posco | Method for manufacturing steel plate having superior toughness in weld heat-affected zone |
| JP5344454B2 (ja) * | 2005-11-21 | 2013-11-20 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 温間加工用鋼、その鋼を用いた温間加工方法、およびそれにより得られる鋼材ならびに鋼部品 |
| EP3037566A4 (en) * | 2013-08-22 | 2017-04-19 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Steel for mechanical structures which has excellent machinability |
| WO2019026311A1 (ja) * | 2017-08-02 | 2019-02-07 | 丸嘉工業株式会社 | 管材および管材の製造方法 |
| JP2019026914A (ja) * | 2017-08-02 | 2019-02-21 | 丸嘉工業株式会社 | 管材および管材の製造方法 |
| CN114085965A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-02-25 | 华能国际电力股份有限公司 | 一种时效强化高温合金的双阶段固溶处理工艺 |
| CN114085965B (zh) * | 2021-11-19 | 2023-03-10 | 华能国际电力股份有限公司 | 一种时效强化高温合金的双阶段固溶处理工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3873111B2 (ja) | 2007-01-24 |
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