[go: up one dir, main page]

JP4396851B2 - High tensile steel with excellent plastic deformability after cold working and method for producing the same - Google Patents

High tensile steel with excellent plastic deformability after cold working and method for producing the same Download PDF

Info

Publication number
JP4396851B2
JP4396851B2 JP2005104406A JP2005104406A JP4396851B2 JP 4396851 B2 JP4396851 B2 JP 4396851B2 JP 2005104406 A JP2005104406 A JP 2005104406A JP 2005104406 A JP2005104406 A JP 2005104406A JP 4396851 B2 JP4396851 B2 JP 4396851B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
less
steel
tensile steel
strength
temperature
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.)
Active
Application number
JP2005104406A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006283117A (en
Inventor
友弥 川畑
和茂 有持
秀治 岡口
正道 佐々木
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.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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 Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP2005104406A priority Critical patent/JP4396851B2/en
Publication of JP2006283117A publication Critical patent/JP2006283117A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4396851B2 publication Critical patent/JP4396851B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Active legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Description

本発明は、使用中に地震荷重などの塑性変形が生じることを考慮しなければならない鋼構造物用の高張力鋼およびその製造方法に関する。この高張力鋼は、強度クラスとしては780MPa級以上で、溶接構造用鋼材として使用されるものである。   The present invention relates to a high-strength steel for a steel structure and a method for producing the same, which must take into account that plastic deformation such as seismic load occurs during use. This high-tensile steel has a strength class of 780 MPa or higher and is used as a steel material for welded structures.

近年、溶接構造物の大型化の傾向は顕著になってきており、それに対応してこれら構造物に使用される鋼板への高強度化の要求が高まっている。例えば、揚水型発電所の水圧鉄管や、海洋構造物のジャッキアップ型掘削リグのラック材等に、厚肉の780MPa級の高張力鋼板が使用されるに至っている。厚鋼板の高強度化は、単に構造物の重量低減にとどまらず、溶接施工費用の大幅な低減をもたらすので、高強度化の要求には根強いものがある。   In recent years, the tendency to increase the size of welded structures has become more prominent, and the demand for higher strength of steel sheets used in these structures has increased accordingly. For example, thick 780 MPa class high-tensile steel plates have been used for hydraulic iron pipes of pumped-storage power plants, rack materials for jack-up type drilling rigs for offshore structures, and the like. Increasing the strength of thick steel plates not only reduces the weight of the structure, but also significantly reduces welding costs, and there is a strong demand for higher strength.

構造部材として用いられる鋼材の塑性変形能は、特に建築鉄骨分野などの設計で部材の塑性化を許容する領域において重要な性能であるが、それ以外の分野においても最終破壊に対する担保的観点から重要である。   The plastic deformability of steel materials used as structural members is an important performance especially in the area where the plasticization of members is allowed in the design of the building steel field, etc., but it is also important in other fields from the viewpoint of security against final fracture It is.

一般に、鋼材の塑性変形能は応力歪曲線を用いて評価される。そして、降伏応力と引張強さの比である降伏比が低いほど、部材の吸収できるエネルギーが大きいという考えから、降伏比が塑性変形能のパラメータとして主に用いられている。また、素材が持っている塑性変形能は、地震荷重を受けたり、成形時の冷間加工を経たりすると低下することが知られており、このような使用条件を前提とすると、なおさら素材での降伏比を小さくすることが望ましい。   Generally, the plastic deformability of a steel material is evaluated using a stress strain curve. The yield ratio is mainly used as a parameter of plastic deformability from the idea that the lower the yield ratio, which is the ratio of yield stress to tensile strength, the greater the energy that can be absorbed by the member. In addition, it is known that the plastic deformability of a material decreases when it receives an earthquake load or undergoes cold working at the time of molding. It is desirable to reduce the yield ratio.

一般に、鋼の降伏比は引張強さが大きくなるにつれて増大する。引張強さ490MPa級までは、軟らかいフェライト相が生成するので、降伏比は十分低い。しかし、ベイナイトやマルテンサイト単相組織になって引張強さが590〜780MPa、あるいはそれ以上に高強度化した場合、降伏比は高くなってしまう。   In general, the yield ratio of steel increases with increasing tensile strength. Up to a tensile strength of 490 MPa class, a soft ferrite phase is generated, so the yield ratio is sufficiently low. However, when the bainite or martensite single phase structure is formed and the tensile strength is increased to 590 to 780 MPa or higher, the yield ratio becomes high.

非特許文献1には、水圧鉄管用950MPa級高張力鋼では、降伏比が98%、780MPa級高張力鋼でも95%と高い降伏比を持っている例が示されている。   Non-Patent Document 1 shows an example in which the yield ratio is 98% for a 950 MPa class high-strength steel for a hydraulic iron pipe, and a high yield ratio of 95% for a 780 MPa class high-tensile steel.

降伏比の低減は、フェライト分率の増大により達成できるとの観点より、高強度材を低降伏比化するための技術として、軟らかいフェライト相と硬いベイナイト相あるいはマルテンサイト相とを組み合わせた2相組織化が試みられている。   From the viewpoint that the yield ratio can be reduced by increasing the ferrite fraction, a two-phase combination of a soft ferrite phase and a hard bainite phase or martensite phase as a technique for lowering the yield ratio of high strength materials. An organization is being tried.

590MPa級の場合、例えば、非特許文献2によれば、直接焼入れ−焼戻しの標準的な製造方法では降伏比が高いままであるが、DL(Direct Lamellarizing)−T(Tempering)、あるいはDQ(Direct Quench)−L−T処理などにより、フェライト相の面積率をコントロールすることにより、低降伏比を実現した例が示されている。また、本発明の目標とする780MPa級以上の高強度鋼においても、同じく大橋らの研究によりDQ−L−T法を用いて、フェライトとマルテンサイトの二相化により低降伏比化を果たした例も紹介されている。   In the case of the 590 MPa class, for example, according to Non-Patent Document 2, the yield ratio remains high in the standard manufacturing method of direct quenching-tempering, but DL (Direct Lamellarizing) -T (Tempering), or DQ (Direct An example in which a low yield ratio is realized by controlling the area ratio of the ferrite phase by Quench) -LT treatment or the like is shown. In addition, even in the high strength steel of 780 MPa class or higher, which is the target of the present invention, the low yield ratio was achieved by using the DQ-LT method and the two phases of ferrite and martensite by the study of Ohashi et al. Examples are also introduced.

西脇「東京大学学位論文」2001,02Nishiwaki "University of Tokyo Thesis" 2001,02 大橋ら「製鉄研究」334(1989)、p.17 しかしながら、上記のような多段熱処理を用いる方法では、製造に要するコストが増加するとともに、製造リ−ドタイムも増大し、商業的な観点からは望ましい解決方法とは言えない。Ohashi et al. “Steel Research” 334 (1989), p.17 However, in the method using the multi-stage heat treatment as described above, the manufacturing cost increases and the manufacturing lead time also increases. Not a desirable solution.

本発明は、引張強さが780MPa級以上の溶接用構造用鋼材を対象とし、使用中に地震荷重などにより塑性変形を受けることを考慮する必要のある鋼構造物に用いられる鋼材の提供を目的とする。具体的には、下記の諸性能を有する高強度鋼の提供、および商業的観点から十分に実現可能な上記の高張力鋼の製造方法の提供を目的とする。   The present invention is directed to a structural steel material for welding having a tensile strength of 780 MPa or more, and an object of the present invention is to provide a steel material used for a steel structure that needs to be considered to undergo plastic deformation due to seismic load or the like during use. And Specifically, an object is to provide a high-strength steel having the following performances and a method for producing the high-strength steel that can be sufficiently realized from a commercial viewpoint.

(1)引張強さ:780MPa以上、(2)降伏比(YR):90%以下、(3)0℃での衝撃エネルギー:100J以上、(4)「D(管径)/t(板厚)」が12の製管加工を実施した場合の管軸方向の引張試験におけるYR:95%以下。   (1) Tensile strength: 780 MPa or more, (2) Yield ratio (YR): 90% or less, (3) Impact energy at 0 ° C .: 100 J or more, (4) “D (tube diameter) / t (sheet thickness) ) ”Is YR in a tensile test in the tube axis direction when the tube forming process of 12 is carried out: 95% or less.

なお、冷間加工後の引張試験を実施する際には、管軸方向については丸棒試験片を用いる。また、降伏比を算出する場合、明瞭な降伏現象を伴う場合には下降伏点を降伏応力とし、それを伴わない場合には0.2%耐力をもって降伏応力とする。   When performing a tensile test after cold working, a round bar test piece is used in the tube axis direction. Also, when calculating the yield ratio, the yield point is defined as the yield stress when there is a clear yield phenomenon, and the yield stress is defined as 0.2% proof stress when not accompanied.

本発明者らは、780MPa以上の引張強さを有する鋼材に、商業性を損なわずに低降伏比を持たせるためには、下記の事項が重要であることを知見した。   The present inventors have found that the following matters are important in order to give a steel material having a tensile strength of 780 MPa or more to have a low yield ratio without impairing commercial properties.

(1)ミクロ組織は、従来法のような「フェライトとベイナイト」、または「フェライトとマルテンサイト」の二相とすることを前提とすれば、多段熱処理などが必要となり、製造コストが嵩んで商業性がない。   (1) Assuming that the microstructure has two phases of “ferrite and bainite” or “ferrite and martensite” as in the conventional method, multi-stage heat treatment is required, which increases the manufacturing cost and increases the commercial cost. There is no sex.

(2)低炭素鋼を焼入れしたときに生成するマルテンサイトでは、その後の焼戻し温度を低下させることにより、セメンタイト(Fe3C)の析出が抑制され、また可動転位の濃度が高くなると推定される。この場合、鋼材の降伏比を低く抑えることができる。 (2) In martensite produced when quenching low-carbon steel, it is presumed that cementite (Fe 3 C) precipitation is suppressed and the concentration of mobile dislocations is increased by lowering the subsequent tempering temperature. . In this case, the yield ratio of the steel material can be kept low.

そこで、そのキーポイントとなるセメンタイトの量を定量化するため、抽出残さ法を用いて調査を行った。抽出残さ法とは、鋼中の析出物および介在物をマトリックスとともに溶融して分離し、さらにその残さに対し発光分光分析により組成分析を実施する方法である。この方法では、セメンタイトを定量化するためには残さ中のFeの比率を求めればよいことになる。正確には、残さ中のFeの定量は、セメンタイト以外にも他の元素を含む析出物(Fe23(C、B)6など)もカウントしていることになるが、この場合には、ほぼ全量がセメンタイトであると考えても差し支えがない。そのうえ、他の析出物もセメンタイトと同様に後に詳述する引張載荷時の転位運動の障害物となることから、降伏点を上昇させる働きを有すると考えられる。これらの理由から降伏比を制御するパラメータとしてマルテンサイト中の析出物に占めるFe量を採り上げた。 Therefore, in order to quantify the amount of cementite that is the key point, we investigated using the extraction residue method. The extraction residue method is a method in which precipitates and inclusions in steel are melted and separated together with a matrix, and composition analysis is performed on the residue by emission spectroscopic analysis. In this method, in order to quantify cementite, the ratio of Fe in the residue may be obtained. Precisely, the amount of Fe in the residue is counted by precipitates containing other elements in addition to cementite (Fe 23 (C, B) 6 etc.). It is safe to assume that the whole amount is cementite. In addition, other precipitates, as well as cementite, are obstacles to dislocation movement during tensile loading, which will be described in detail later, and are therefore considered to have a function of raising the yield point. For these reasons, the amount of Fe in the precipitates in martensite was taken as a parameter for controlling the yield ratio.

上記の調査の結果、下記のことが明らかになった。   As a result of the above investigation, the following became clear.

(3)マルテンサイト組織中に析出物粒子が少ない方が、効率的に降伏比を低くすることができる。この場合、代表的な析出物としてNbやTiの炭窒化物を挙げることができるので、NbやTiを低減することが望ましい。   (3) The yield ratio can be lowered efficiently when the number of precipitate particles in the martensite structure is small. In this case, since Nb and Ti carbonitrides can be mentioned as typical precipitates, it is desirable to reduce Nb and Ti.

以下、これらの諸因子がどのように降伏比の低下に繋がるかを詳述する。   Hereinafter, it will be described in detail how these factors lead to a decrease in the yield ratio.

(a)マルテンサイト組織中の析出物の働きについて
セメンタイトにせよ、NbやTiの炭窒化物にせよ、いずれもマルテンサイトの相内に析出する。マルテンサイト組織では、変態機構から多数の転位が絡まった状態になっており、その転位密度は、焼き鈍したフェライトの104〜107倍にもなるとの報告がある。このことが、マルテンサイト組織の高強度の原因となっているのであるが、その中に転位よりもはるかに大きなサイズの析出物粒子が生成すると転位の運動は妨げられ、マクロな塑性変形がもたらされる時の応力、即ち、降伏点は上昇する。したがって、降伏点を低くするためには、析出物粒子、即ち、セメンタイトや、NbやTiの炭窒化物、をできるだけ生成させないようにすることが肝要である。
(a) About the function of precipitates in the martensite structure Whether they are cementite or Nb or Ti carbonitrides, both precipitate in the martensite phase. In the martensite structure, a number of dislocations are entangled from the transformation mechanism, and it is reported that the dislocation density is 104 to 107 times that of the annealed ferrite. This is the cause of the high strength of the martensite structure, but when precipitate particles with a size much larger than the dislocations are formed in them, the movement of the dislocations is hindered, resulting in macro plastic deformation. Stress, i.e., yield point, rises. Therefore, in order to lower the yield point, it is important to prevent generation of precipitate particles, that is, cementite, Nb and Ti carbonitrides as much as possible.

(b)マルテンサイト組織の可動転位密度について
低炭素マルテンサイト組織に対して焼戻しを施すと、焼戻し温度に応じて組織には変化がもたらされる。特に500℃を超える温度で焼戻し処理を施すと、セメンタイトの析出が顕著になり、炭素濃度の低いフェライトに変化していく現象が発生する。それと同時に、導入されていた転位の整理が起こり、低荷重での変形をもたらす可動転位が減少すると考えられる。低降伏比を実現するための重要なポイントは、高い可動転位密度であるから、フェライトへの分解が起こってしまうとおのずと降伏比は上昇してしまうと考えられる。この可動転位密度の減少は、まさにCをセメンタイトとして排出することによる変化であるので、降伏比低減のための必要条件は、マルテンサイト組織を確保すると共に、連動するセメンタイト量を少なくすることであると考えられる。
(b) Movable dislocation density of martensite structure When tempering a low carbon martensite structure, the structure is changed according to the tempering temperature. In particular, when tempering is performed at a temperature exceeding 500 ° C., precipitation of cementite becomes remarkable, and a phenomenon occurs in which the ferrite changes to a low carbon concentration. At the same time, rearrangement of the dislocations that have been introduced occurs, and it is considered that the number of movable dislocations that cause deformation at low loads is reduced. Since an important point for realizing a low yield ratio is a high dislocation density, it is considered that the yield ratio naturally increases when decomposition into ferrite occurs. Since the decrease in the movable dislocation density is exactly a change caused by discharging C as cementite, the necessary condition for reducing the yield ratio is to secure a martensite structure and to reduce the amount of the associated cementite. it is conceivable that.

以上より、本発明者は、多段熱処理などの高コストの製造法を採らずに、マルテンサイト組織の中のセメンタイトなど析出物量を抑制することにより、可動転位密度を間接的に規定することを通して低降伏比を実現することに成功した。   As described above, the present inventor has achieved low low by indirectly specifying the mobile dislocation density by suppressing the amount of precipitates such as cementite in the martensite structure without adopting a high-cost manufacturing method such as multistage heat treatment. We succeeded in realizing the yield ratio.

本発明は、下記の高張力鋼およびその製造方法を要旨とする。   The gist of the present invention is the following high-strength steel and method for producing the same.

(1)質量%で、C:0.02〜0.2%、Si:0.01〜0.5%、Mn:0.4〜2.5%、Cr:0.1〜1%、Mo:0.1〜1%、Ti:0.01〜0.035%、B:0.0003〜0.005%、Al:0.001〜0.1%で、残部がFeおよび不純物からなり、不純物のうちのPは0.05%以下、Sは0.008%以下、Nは0.01%以下であり、かつ下記の(a)式で示される値が85以下、マルテンサイト比率が面積率で80%以上であり、引張強さが780MPa以上であることを特徴とする高張力鋼。
(1) By mass%, C: 0.02 to 0.2%, Si: 0.01 to 0.5%, Mn: 0.4 to 2.5%, Cr: 0.1 to 1%, Mo : 0.1 to 1%, Ti: 0.01 to 0.035%, B: 0.0003 to 0.005%, Al: 0.001 to 0.1%, with the balance being Fe and impurities, Among impurities, P is 0.05% or less, S is 0.008% or less, N is 0.01% or less, and a value represented by the following formula (a) is 85 or less, and the martensite ratio is an area. der 80% at the rate is, high-tensile steel tensile strength is characterized in der Rukoto least 780 MPa.

44.6+1086×Nb(%)+773×Ti(%)+2.44×(RFe/C(%))・・・・(a)
ただし、(a)式中の元素記号はその元素の含有量(質量%)、RFeは抽出残さ法で測定した析出物として存在するFe量(質量%)である。
44.6 + 1086 × Nb (%) + 773 × Ti (%) + 2.44 × (R Fe / C (%)) ... (a)
However, the element symbol in the formula (a) is the content (mass%) of the element, and R Fe is the Fe quantity (mass%) present as a precipitate measured by the extraction residue method.

(2)Feの一部に代えてさらに、質量%で、Nb:0.1%以下、Cu:2%以下、Ni:3%以下およびV:0.1%以下のうちの1種以上を含有することを特徴とする上記(1)の高張力鋼。   (2) In place of a part of Fe, at least one of Nb: 0.1% or less, Cu: 2% or less, Ni: 3% or less, and V: 0.1% or less is contained in mass%. The high-tensile steel according to (1) above, which is contained.

(3)Feの一部に代えてさらに、質量%で、Ca:0.004%以下、Mg:0.002%以下、REM:0.002%以下およびZr:0.02%以下のうちの1種以上を含有することを特徴とする上記(1)または(2)の高張力鋼。   (3) Further, in place of a part of Fe, by mass%, Ca: 0.004% or less, Mg: 0.002% or less, REM: 0.002% or less, and Zr: 0.02% or less The high-tensile steel according to (1) or (2) above, which contains one or more kinds.

(4)上記(1)から(3)までのいずれかに記載の化学組成を有する鋼片を1000〜1200℃に加熱して熱間圧延した後、空冷し、焼入れ温度を950℃以下として水焼入れを行い、その水冷停止温度を300℃以下、復熱時の最高温度を500℃以下とすることを特徴とする上記(1)から(3)までのいずれかに記載の高張力鋼の製造方法。 (4) A steel slab having the chemical composition according to any one of (1) to (3) above is heated to 1000 to 1200 ° C. and hot-rolled, then air-cooled, and the quenching temperature is set to 950 ° C. or less to produce water. Quenching, the water cooling stop temperature is 300 ° C. or less, and the maximum temperature during recuperation is 500 ° C. or less. Production of high-tensile steel according to any one of (1) to (3) above Method.

(5)上記(1)から(3)までのいずれかに記載の化学組成を有する鋼片を1000〜1200℃に加熱して熱間圧延した後、引き続きAr点以上の温度から水冷する焼入れを行い、その水冷停止温度を300℃以下、復熱時の最高温度を500℃以下とすることを特徴とする上記(1)から(3)までのいずれかに記載の高張力鋼の製造方法。
(5) A steel slab having the chemical composition according to any one of (1) to (3) above is heated to 1000 to 1200 ° C. and hot-rolled, and then quenched by cooling from a temperature of 3 or more points of Ar. The method for producing high-tensile steel according to any one of (1) to (3) above , wherein the water cooling stop temperature is 300 ° C. or lower and the maximum temperature during recuperation is 500 ° C. or lower. .

(6)焼入れの後、500℃以下で焼戻しを行う上記(4)または(5)の高張力鋼の製造方法。   (6) The method for producing high-tensile steel according to (4) or (5), wherein tempering is performed at 500 ° C. or lower after quenching.

1.本発明の高張力鋼について
まず、本発明の高張力鋼の化学組成を前記のように定めた理由について述べる。なお、以下の記述において、成分含有量に関する%は「質量%」を意味する。
1. First, the reason why the chemical composition of the high-strength steel of the present invention is determined as described above will be described. In addition, in the following description,% regarding component content means "mass%".

C:0.02〜0.2%
Cは、鋼の強度を確保するために添加される。含有率が0.02%未満では焼入性不足となり、引張強さ780MPaを確保することが難しく、また靭性も十分ではない。一方、0.2%を超えると母材の靭性および脆性亀裂伝播停止性能が低下するだけでなく、HAZ(溶接熱影響部)の硬さが上昇し、溶接低温割れ感受性が高くなって実際の使用に適さない。
C: 0.02-0.2%
C is added to ensure the strength of the steel. If the content is less than 0.02%, the hardenability is insufficient, it is difficult to ensure a tensile strength of 780 MPa, and the toughness is not sufficient. On the other hand, if it exceeds 0.2%, not only the toughness of the base metal and the brittle crack propagation stopping performance will be lowered, but also the hardness of the HAZ (welding heat affected zone) will be increased, and the weld cold cracking susceptibility will be increased. Not suitable for use.

Si:0.01〜0.5%
Siは、その脱酸作用のために最終脱酸におけるAlの歩留まり向上を目的として添加される。本発明鋼において「鋼中に含まれるSi」というのは、脱酸に働いた量を超えて鋼中に残存したSiを指す。その量が0.01%未満では必要とする強度を確保することができない。鋼中に残存したSiは強度上昇に有効であるが、0.5%を超えると、母材およびHAZの靭性低下をもたらすので、意図的に残存させる場合でも0.5%以下とする。
Si: 0.01 to 0.5%
Si is added for the purpose of improving the yield of Al in the final deoxidation because of its deoxidation action. In the steel of the present invention, “Si contained in steel” refers to Si remaining in the steel in excess of the amount worked for deoxidation. If the amount is less than 0.01%, the required strength cannot be ensured. The Si remaining in the steel is effective for increasing the strength, but if it exceeds 0.5%, the toughness of the base metal and the HAZ is reduced.

Mn:0.4〜2.5%
Mnは鋼の焼入性を向上させ、強度を高めるために添加する。その含有量が0.4%未満では、強度を確保することが困難である。一方、2.5%を超えると、母材およびHAZともに靭性が低下する。
Mn: 0.4 to 2.5%
Mn is added to improve the hardenability of the steel and increase the strength. If the content is less than 0.4%, it is difficult to ensure the strength. On the other hand, if it exceeds 2.5%, the toughness of both the base material and the HAZ is lowered.

Cr:0.1〜1%
Crは、焼入性を向上させ、焼戻しの際の析出硬化によって強度と靭性を向上させる。0.1%未満ではその効果は十分ではない。一方1%を超えると強度を過度に高め、母材とHAZの靭性を損なう。より望ましい上限は0.5%である。
Cr: 0.1 to 1%
Cr improves hardenability and improves strength and toughness by precipitation hardening during tempering. If it is less than 0.1%, the effect is not sufficient. On the other hand, if it exceeds 1%, the strength is excessively increased and the toughness of the base material and the HAZ is impaired. A more desirable upper limit is 0.5%.

Mo:0.1〜1%
Moは、同じ量で比較してCrよりも焼入性向上効果および析出硬化が大きく、とくにBと共存した場合、焼入性向上効果が顕著に現れる。0.1%未満では厚肉鋼板の中心部まで“焼き”を入れ、かつ780MPa以上の引張強さを得るには不十分であり、一方、1%を超えると表層部で“焼き”が入りすぎ表層部の靭性が劣化する。
Mo: 0.1 to 1%
Mo has a larger hardenability improving effect and precipitation hardening than Cr compared with the same amount, and particularly when coexisting with B, the hardenability improving effect is remarkable. If it is less than 0.1%, it is not sufficient to “fire” to the center of the thick steel plate and to obtain a tensile strength of 780 MPa or more. On the other hand, if it exceeds 1%, “fire” will enter the surface layer. The toughness of the surface layer part deteriorates too much.

Ti:0.01〜0.035%
Tiは、主に脱酸元素として利用するが、AlおよびMnとともに酸化物相を形成する。この酸化物相を鋼中に形成させるためには、鋼中のTiは0.01%以上必要である。より好ましいTi含有量は、0.012%を超える量、さらに好ましいのは0.015%を超える量である。一方、Ti含有量が0.1%を超えると、形成される酸化物がTi酸化物、あるいはTi−Al酸化物となって分散密度が低下し、特に小入熱溶接部の熱影響部における組織を微細化する能力が失われる。Tiは、酸化物だけではなく炭窒化物の生成能も顕著な元素であり、生成された炭窒化物は降伏比上昇の原因となる。このため、Ti含有量は0.035%以下でなくてはならない。
Ti: 0.01-0.035%
Ti is mainly used as a deoxidizing element, but forms an oxide phase together with Al and Mn. In order to form this oxide phase in steel, Ti in the steel needs to be 0.01% or more. A more preferable Ti content is an amount exceeding 0.012%, and an even more preferable amount is exceeding 0.015%. On the other hand, if the Ti content exceeds 0.1%, the formed oxide becomes Ti oxide or Ti-Al oxide, and the dispersion density decreases, particularly in the heat affected zone of the small heat input weld. The ability to refine the tissue is lost. Ti is an element that has a remarkable ability to produce not only oxides but also carbonitrides, and the produced carbonitrides cause an increase in yield ratio. For this reason, the Ti content must be 0.035% or less.

B:0.0003〜0.005%
Bは溶接性と高強度化を両立するために重要な元素である。Bは焼入れ性を向上させて強度を高める作用がある。この効果を確実に得るには、Bの含有量は0.0003%以上とすることが好ましい。その含有量が0.005%を超えると、強度を高める効果が飽和するし、母材、HAZともに靱性劣化の傾向が著しくなる。したがって、Bの含有量の上限を0.005%以下とした。
B: 0.0003 to 0.005%
B is an important element for achieving both weldability and high strength. B has the effect of improving the hardenability and increasing the strength. In order to reliably obtain this effect, the B content is preferably 0.0003% or more. When the content exceeds 0.005%, the effect of increasing the strength is saturated, and the tendency of deterioration of toughness becomes remarkable in both the base material and HAZ. Therefore, the upper limit of the B content is set to 0.005% or less.

Al:0.001〜0.1%
Alは、脱酸剤として添加され、鋼中に0.001%以上残存する。残存したAlは、凝固後にNと結合してAlNを形成するか、または固溶Alとなる。Alの含有量が0.1%を超えると、特にHAZにおいて靱性が劣化しやすくなる。これは、粗大なクラスター状のアルミナ系介在物粒子が形成されやすくなるためと考えられる。このため、Alの含有量は0.1%以下に抑えることとした。
Al: 0.001 to 0.1%
Al is added as a deoxidizer and remains 0.001% or more in the steel. The remaining Al is combined with N after solidification to form AlN, or becomes solid solution Al. If the Al content exceeds 0.1%, the toughness tends to deteriorate particularly in HAZ. This is presumably because coarse cluster-like alumina inclusion particles are easily formed. Therefore, the Al content is limited to 0.1% or less.

本発明の高張力鋼の一つは、上記の成分のほか、残部がFeおよび不純物からなるものである。不純物のうち、P、SおよびNは、下記のとおりその含有量を規制する必要がある。   One of the high-strength steels of the present invention is one in which the balance consists of Fe and impurities in addition to the above components. Among impurities, P, S and N need to regulate their contents as follows.

P:0.05%以下
Pは、不純物として鋼中に不可避的に存在する。その量が0.05%を超えると、粒界に偏析して靭性を低下させるのみならず、溶接時に高温割れを招くため0.05%以下とする必要がある。
P: 0.05% or less P is unavoidably present in steel as an impurity. If the amount exceeds 0.05%, it not only segregates at the grain boundary and lowers toughness, but also causes hot cracking during welding, so it is necessary to make it 0.05% or less.

S:0.008%以下
Sは、不純物として鋼中に不可避的に存在する。多すぎると中心偏析を助長したり、延伸したMnSが多量に生成したりするため、母材およびHAZの機械的性質が劣化する。従って、その上限を0.008%とする。Sは少ないほど好ましい。
S: 0.008% or less S is unavoidably present in steel as an impurity. If the amount is too large, center segregation is promoted or stretched MnS is produced in a large amount, so that the mechanical properties of the base material and the HAZ are deteriorated. Therefore, the upper limit is made 0.008%. The smaller the S, the better.

N:0.01%以下
Nは、不可避的不純物であり、その含有量は少ないほどよい。0.01%を超える場合には母材およびHAZの靭性低下が著しくなるため0.01%以下とする。
N: 0.01% or less N is an unavoidable impurity, and its content is preferably as small as possible. If it exceeds 0.01%, the toughness of the base material and HAZ will be significantly reduced, so the content is made 0.01% or less.

本発明の高張力鋼の他の一つは、下記の第1群および第2群の少なくとも1群から選んだ少なくとも1種の成分を含有する鋼である。   Another one of the high-tensile steels of the present invention is a steel containing at least one component selected from at least one of the following first group and second group.

第1群:0.1%以下のNb、2%以下のCu、3%以下のNiおよび0.1%以下のV
第2群:0.004%以下のCa、0.002%以下のMg、0.002%以下のREMおよび0.02%以下のZr
以下、これらの成分の作用効果と含有量の限定理由を述べる。
First group: Nb of 0.1% or less, Cu of 2% or less, Ni of 3% or less, and V of 0.1% or less
Second group: 0.004% or less of Ca, 0.002% or less of Mg, 0.002% or less of REM, and 0.02% or less of Zr
Hereinafter, the effect of these components and the reason for limiting the content will be described.

Nb:0.1%以下
Nbは特に添加しなくてもよいが、微量添加すると、オーステナイトの低温域で微細なNb炭窒化物を形成することにより、オーステナイト粒を微細化し、微細なマルテンサイト組織を厚肉鋼板の表層部から中心部にわたって形成させるので、高張力鋼の靭性、および脆性破壊伝播停止特性を向上させる。したがって、特に表層部のこれら性能を向上させる場合には添加してもよい。所望の効果を得るには0.01%以上の含有が望ましい。しかし、Nbの含有量が0.1%を超えると、溶接時に溶接金属に横割れを発生させるだけでなく、本発明での主眼である冷間塑性加工性を阻害する要因となる炭窒化物の生成が顕著になる。したがって、添加する場合でもその含有量は0.1%以下とする。望ましいのは0.02%以下である。
Nb: 0.1% or less Nb is not particularly required to be added. However, when a small amount is added, a fine Nb carbonitride is formed in a low temperature region of austenite, thereby refining austenite grains and forming a fine martensite structure. Is formed from the surface layer portion to the center portion of the thick steel plate, thereby improving the toughness and brittle fracture propagation stopping characteristics of the high-strength steel. Therefore, you may add especially when improving these performances of a surface layer part. In order to obtain a desired effect, the content is preferably 0.01% or more. However, if the Nb content exceeds 0.1%, carbonitride that not only causes transverse cracks in the weld metal during welding but also hinders the cold plastic workability that is the main focus of the present invention. Generation becomes remarkable. Therefore, even when added, the content is 0.1% or less. Desirable is 0.02% or less.

Cu:2%以下
Cuも特に添加しなくてもよい。しかし、Cuには焼入性を向上させる効果があるので、この効果を得たい場合には添加する。その場合、0.1%以上の含有量とするのが望ましい。しかし、2%を超えると、母材およびHAZの靭性を損なうだけでなく、熱間延性も大きく低下させるので、2%以下とする。
Cu: 2% or less Cu need not be particularly added. However, since Cu has an effect of improving hardenability, Cu is added to obtain this effect. In that case, the content is preferably 0.1% or more. However, if it exceeds 2%, not only the toughness of the base metal and the HAZ is impaired, but also the hot ductility is greatly reduced.

Ni:3%以下
Niも特に添加しなくてもよい。しかし、Niは、高強度厚肉鋼の低温靭性、脆性破壊伝播停止性能および溶接性を改善するので、この効果を得たい場合には添加する。その場合、含有量は0.1%以上とするのが望ましい。一方、3%を超えるとコスト上昇の割に効果の向上が小さくなる。
Ni: 3% or less Ni is not particularly required to be added. However, Ni improves the low-temperature toughness, brittle fracture propagation stoppage performance and weldability of high-strength thick-walled steel. In that case, the content is desirably 0.1% or more. On the other hand, if it exceeds 3%, the improvement in effect is small for the cost increase.

V:0.1%以下
Vも特に添加しなくてもよい。しかし、Vは焼入れ性を上昇させ、高強度化に寄与する元素である。従って、この効果を得たい場合には添加してもよい。その場合、0.01%以上の含有量とするのが望ましい。ただし、0.1%を超えるとスラブ冷却時に析出物を生成し、靭性や降伏比を損ねる。
V: 0.1% or less V may not be particularly added. However, V is an element that increases hardenability and contributes to high strength. Therefore, when this effect is desired, it may be added. In that case, the content is preferably 0.01% or more. However, if it exceeds 0.1%, precipitates are generated during slab cooling, and the toughness and yield ratio are impaired.

Ca:0.004%以下
Caは、鋼中のSと反応して溶鋼中で酸・硫化物(オキシサルファイド)を形成する。この酸・硫化物は、MnSなどと異なって圧延加工で圧延方向に伸びることがなく圧延後も球状である。従って、延伸した介在物の先端などを割れの起点とする溶接割れや水素誘起割れが防止される。このような効果を得たい場合には、Caを添加する。その場合、0.0002%以上の含有量とするのが望ましい。ただし、その含有量が0.004%を超えると靱性の劣化を招くことがある。
Ca: 0.004% or less Ca reacts with S in steel to form an acid / sulfide (oxysulfide) in molten steel. Unlike MnS and the like, this acid / sulfide does not extend in the rolling direction by rolling and remains spherical after rolling. Therefore, weld cracks and hydrogen-induced cracks starting from the ends of the elongated inclusions are prevented. In order to obtain such an effect, Ca is added. In that case, the content is preferably 0.0002% or more. However, if its content exceeds 0.004%, toughness may be deteriorated.

Mg:0.002%以下
Mgは、酸化物を生成し、特に溶接熱影響部金属組織の微細化に有効である。この効果を得たい場合には添加する。添加する場合はその含有量を0.0002%以上とするのが望ましい。一方、0.002%を超えると、酸化物が多くなりすぎて延性低下をもたらす。
Mg: 0.002% or less Mg forms an oxide, and is particularly effective for refining the metal structure of the weld heat affected zone. It is added when this effect is desired. When added, the content is preferably 0.0002% or more. On the other hand, if it exceeds 0.002%, the amount of oxide becomes excessive and ductility is lowered.

REM:0.002%以下
REMは、溶接熱影響部の組織の微細化や、Sの固定に寄与する。この効果を得たい場合には添加する。その場合、0.0002%以上の含有量とするのが望ましい。しかし、過剰なREMは介在物となって清浄度を低下させる。REMの添加によって形成される介在物は、比較的靱性劣化への影響が小さいため、0.002%以下であれば含有させても母材の靱性の低下は許容できる。なお、REMとはLaからLuまでの15元素にYとScを加えた17元素の総称である。これらの中の1種または2種以上を複合して添加する。
REM: 0.002% or less REM contributes to refinement of the structure of the weld heat affected zone and fixation of S. It is added when this effect is desired. In that case, the content is preferably 0.0002% or more. However, excess REM becomes inclusions and reduces cleanliness. Inclusions formed by the addition of REM have a relatively small effect on toughness deterioration, so that if the content is 0.002% or less, a decrease in toughness of the base material is acceptable. Note that REM is a generic name for 17 elements obtained by adding Y and Sc to 15 elements from La to Lu. One or more of these are added in combination.

Zr:0.02%以下
Zrは、鋼中で窒化物を微細分散析出し、強度を向上させる効果がある。この効果を得たい場合には添加する。その場合は含有量を0.001%以上とするのが望ましい。ただし、0.02%を超えると粗大析出物を形成し、靭性を劣化させる。
Zr: 0.02% or less Zr has the effect of improving the strength by finely dispersing and precipitating nitrides in steel. It is added when this effect is desired. In that case, the content is desirably 0.001% or more. However, if it exceeds 0.02%, coarse precipitates are formed and the toughness is deteriorated.

次に、下記の(a)式で示される指数について説明する。   Next, the index represented by the following equation (a) will be described.

44.6+1086×Nb(%)+773×Ti(%)+2.44×(RFe/C(%))・・・・(a)
この(a)式で示される指数は85以下でなければならない。その理由は下記のとおりである。
44.6 + 1086 × Nb (%) + 773 × Ti (%) + 2.44 × (R Fe / C (%)) ... (a)
The index shown in this equation (a) must be 85 or less. The reason is as follows.

前記のように(a)式のRFeは、抽出残さ法で測定した析出物(介在物と呼ばれるものを含む)として鋼中に存在するFe量(質量%)である。(a)式は、素材の冷間加工性つまり降伏比を表す指数であり、その値が大きくなれば降伏比も上昇してしまう。つまり、NbやTiの炭窒化物形成元素の量が多ければ、組織中には降伏比上昇の原因となる炭窒化物粒子を多量に含んでしまうこととなる。また、含有C量に対する析出Fe量の比率が多ければ、同様に降伏比を上昇させる粒子を多量に含んでしまうこととなる。 As described above, R Fe in the formula (a) is the amount (% by mass) of Fe present in the steel as precipitates (including those called inclusions) measured by the extraction residue method. Equation (a) is an index representing the cold workability of the material, that is, the yield ratio, and the yield ratio increases as the value increases. That is, if the amount of Nb or Ti carbonitride forming elements is large, the structure will contain a large amount of carbonitride particles that cause an increase in the yield ratio. Further, if the ratio of the precipitated Fe amount to the contained C amount is large, a large amount of particles that similarly increase the yield ratio will be included.

したがって、降伏比を確実に低減するためには、各々の元素の上限値を規定するだけでは不十分であり、NbとTiとRFe/C(%)で構成される指数についても上限を定めているのである。この指数が85を超えると、降伏比が上昇し、冷間加工後の塑性変形能が確保できない。したがって、85以下と規定した。 Therefore, in order to reliably reduce the yield ratio, it is not sufficient to specify the upper limit value of each element, and an upper limit is set for an index composed of Nb, Ti, and R Fe / C (%). -ing If this index exceeds 85, the yield ratio increases, and the plastic deformability after cold working cannot be ensured. Therefore, it was defined as 85 or less.

さらに、マルテンサイト比率を面積率で80%以上とすることは、高強度を確保するためには必須である。マルテンサイト比率が面積率で80%未満であれば、本発明の目的とする780MPa以上の強度を確保できない。したがってマルテンサイト比率は面積率で80%以上と規定した。
Furthermore, it is indispensable for the martensite ratio to be 80% or more in terms of area ratio in order to ensure high strength. If the martensite ratio is less than 80% in area ratio, the strength of 780 MPa or more, which is the object of the present invention, cannot be ensured. Therefore, the martensite ratio was defined as 80% or more in terms of area ratio .

2.本発明の製造方法について
本発明の製造方法は、前記のとおり圧延および熱処理の条件に特徴がある。それらの限定理由を以下に説明する。
2. About the manufacturing method of this invention The manufacturing method of this invention has the characteristics in the conditions of rolling and heat processing as above-mentioned. The reasons for limitation will be described below.

(1) 圧延および熱処理条件加熱温度:
上述した化学組成を有する鋼片(スラブ)を加熱して熱間圧延する。鋼片の加熱温度が1000℃未満ではオ−ステナイト化が不十分なため、後に圧延および熱処理の条件を変化させても十分な特性改善が達成できない。一方、加熱温度が1200℃を超えるとオ−ステナイト粒が細粒化せず、鋼材の母材靭性は著しく低下する。したがって、圧延前のスラブ加熱温度は、1000〜1200℃とする。
(1) Rolling and heat treatment conditions Heating temperature:
A steel slab (slab) having the above-described chemical composition is heated and hot-rolled. If the heating temperature of the steel slab is less than 1000 ° C., the austenitization is insufficient, so that sufficient property improvement cannot be achieved even if the conditions of rolling and heat treatment are changed later. On the other hand, when the heating temperature exceeds 1200 ° C., the austenite grains are not refined, and the base material toughness of the steel material is significantly reduced. Therefore, the slab heating temperature before rolling shall be 1000-1200 degreeC.

(2)圧延後の熱処理
熱間圧延により所望の板厚まで減厚した後は、空冷して再加熱焼入れ処理を実施してもよいし、圧延終了温度からそのまま直接焼入れを実施してもよい。
(2) Heat treatment after rolling After reducing the thickness to the desired thickness by hot rolling, it may be air-cooled and re-heated and quenched, or may be directly quenched from the rolling end temperature. .

空冷してから再加熱焼入れ処理を行う場合には、再加熱焼入温度は十分に全体をオーステナイト化させる温度である必要があるが、950℃よりも高い温度になるとオーステナイトの粗大化が著しく、製品での靭性を損なう原因となるため、焼入れ温度は950℃以下とした。なお、圧延終了後に一旦空冷するのは、例えば脱水素処理を行うためや、圧延能率の低下する直接焼入れ法を避けるためである。   In the case of performing reheating and quenching after air cooling, the reheating and quenching temperature needs to be a temperature that sufficiently austenizes the whole, but when the temperature is higher than 950 ° C., the austenite becomes extremely coarse, The quenching temperature is set to 950 ° C. or lower because it causes the toughness of the product to be impaired. In addition, air-cooling once after completion | finish of rolling is for, for example, in order to perform a dehydrogenation process, and to avoid the direct hardening method in which rolling efficiency falls.

直接焼入れを実施する場合には、オーステナイト一相の状態から焼きを入れる必要がある。即ち、焼入れ開始温度はAr3点以上である必要がある。したがって、圧延終了温度をAr3点以上とする。 When performing direct quenching, it is necessary to quench from a single austenite phase. That is, the quenching start temperature needs to be Ar 3 point or higher. Therefore, the rolling end temperature is set to Ar 3 point or higher.

上記のいずれの方法でも、焼入れ温度からの冷却は、水冷とする。そして、焼入れ時の冷却停止後にオートテンパーと呼ばれる現象で析出物が生成するのを抑えるため、析出温度域を大きな冷却速度で冷却する必要がある。このことから、水冷停止温度は300℃以下とした。   In any of the above methods, cooling from the quenching temperature is water cooling. And in order to suppress that a precipitate is produced | generated by the phenomenon called an auto temper after the cooling stop at the time of hardening, it is necessary to cool a precipitation temperature range with a big cooling rate. Therefore, the water cooling stop temperature was set to 300 ° C. or lower.

また、セメンタイトなどの析出物粒子の生成を抑制するために、焼入れ後の復熱は極力抑制する必要がある。このため、冷却後の復熱時の最高温度は500℃とする必要がある。望ましいのは400℃以下である。   Further, in order to suppress the formation of precipitate particles such as cementite, it is necessary to suppress the recuperation after quenching as much as possible. For this reason, the maximum temperature at the time of recuperation after cooling needs to be 500 degreeC. Desirable is 400 ° C. or lower.

さらに、場合により焼戻しをしてもよい。ただし、500℃を超える温度での焼戻しは、顕著な析出物の生成と可動転位密度の減少を伴うため、焼戻し温度は500℃以下と規定した。望ましいのは400℃以下である。なお、焼戻しは、強度・靱性のバランスを調整する必要があるときに実施する。   Furthermore, you may temper depending on the case. However, since tempering at a temperature exceeding 500 ° C. is accompanied by the formation of significant precipitates and a decrease in the density of mobile dislocations, the tempering temperature is defined as 500 ° C. or lower. Desirable is 400 ° C. or lower. Tempering is performed when it is necessary to adjust the balance between strength and toughness.

表1および表2は、本発明の実施および比較に用いた鋼の化学組成を表す一覧表である。これらの鋼を70トン転炉にて溶製し、Ar雰囲気中で鋳込み、600mm厚さ×1000mm幅×2500mm高さの鋼塊とした。   Tables 1 and 2 are lists representing the chemical compositions of the steels used for the implementation and comparison of the present invention. These steels were melted in a 70-ton converter and cast in an Ar atmosphere to form a steel ingot having a thickness of 600 mm × 1000 mm width × 2500 mm.

表3および表4の「製造条件」の欄は、これら鋼塊に施した圧延および熱処理の条件を示すものである。この表に示す圧延および熱処理により厚さ25mmの厚鋼板を作製し、各鋼板から試験片を切り出し、機械的性質の評価を行った。   The columns of “Production conditions” in Table 3 and Table 4 show the conditions for rolling and heat treatment applied to these steel ingots. Thick steel plates having a thickness of 25 mm were produced by rolling and heat treatment shown in this table, and test pieces were cut out from the respective steel plates to evaluate mechanical properties.

引張特性は、試験片(JISZ2201−4号試験片)を圧延方向に採取し、JISZ2241に従って実施し評価した。前述のように、降伏点については、明瞭な降伏現象が見られる場合には、下降伏点を採用し、明瞭な降伏現象が見られない場合には0.2%耐力を降伏応力とした。   Tensile properties were evaluated by taking a test piece (JISZ2201-4 test piece) in the rolling direction and carrying out the test according to JISZ2241. As described above, with respect to the yield point, when a clear yield phenomenon is observed, the falling yield point is adopted, and when the clear yield phenomenon is not observed, the 0.2% proof stress is set as the yield stress.

靭性はシャルピー衝撃試験(JISZ2242:試験片JISZ2202−Vノッチ試験片)における0℃での吸収エネルギーにより評価した。   Toughness was evaluated by the absorbed energy at 0 ° C. in a Charpy impact test (JISZ2242: test piece JISZ2202-V notch test piece).

母材の引張試験およびシャルピー衝撃試験は、(1/4)t部(板厚の1/4の位置)にて評価した。組織は光学顕微鏡と薄膜法を用いた加速電圧が100〜200kVの透過電子顕微鏡を用いて観察した。マルテンサイトの面積率の測定を、表層、(1/4)t、および(1/2)tの各位置において薄膜を作製して透過電子顕微鏡による組織観察で実施し、それらの測定値の平均値をマルテンサイト比率とした。   The tensile test and Charpy impact test of the base material were evaluated at (1/4) t part (1/4 position of the plate thickness). The structure | tissue was observed using the transmission electron microscope whose acceleration voltage using an optical microscope and a thin film method is 100-200 kV. Measurement of the area ratio of martensite was carried out by observation of the structure with a transmission electron microscope by preparing a thin film at each position of the surface layer, (1/4) t, and (1/2) t. The value was the martensite ratio.

さらに、抽出残さ法を用いて析出物・介在物として鋼中に含まれるFe量の評価を行ったが、詳細は下記のとおりである。   Furthermore, the amount of Fe contained in the steel as precipitates / inclusions was evaluated using the extraction residue method, and the details are as follows.

(1)鋼材の(1/4)tの位置から圧延方向に15mmφ×70mmLの丸棒試験片を採取する。その際には試験片表面のスケールを落としておく。   (1) A round bar test piece of 15 mmφ × 70 mmL is taken in the rolling direction from the position of (1/4) t of the steel material. In that case, the scale of the test piece surface is dropped.

(2)石油ベンジンによる試験片の洗浄。   (2) Cleaning of test piece with petroleum benzine.

(3)試験片秤量(電解前の重量、これをV1とする)。   (3) Weighing specimen (weight before electrolysis, this is V1).

(4)電解。電解液はテトラメチルアンモニウムクロライド(TMAC)1%−アセチルアセトン10%−メタノール溶液。試験片の表面積1cm2当たり20mAの電流を流す。   (4) Electrolysis. The electrolyte is tetramethylammonium chloride (TMAC) 1% -acetylacetone 10% -methanol solution. A current of 20 mA is applied per 1 cm 2 of the surface area of the test piece.

(5)濾過により残さを得る。フィルターの目の粗さは0.2μm。   (5) A residue is obtained by filtration. The filter mesh is 0.2 μm.

(6)試験片秤量(電解後の重量、これをV2とする)。   (6) Weighing test piece (weight after electrolysis, this is V2).

(7)残さの酸分解。用いる酸は、硝酸10mlと、過塩素酸5mlと、混酸(水5ml+硫酸5ml+リン酸5ml)15mlとの混合液である。   (7) Acid decomposition of the residue. The acid used is a mixed solution of 10 ml of nitric acid, 5 ml of perchloric acid, and 15 ml of mixed acid (5 ml of water + 5 ml of sulfuric acid + 5 ml of phosphoric acid).

(8)白煙処理。加熱して、有機物を除く。   (8) White smoke treatment. Heat to remove organic matter.

(9)酒石酸(20%)10mlを添加。Nbなどの析出を防ぐ。   (9) Add 10 ml of tartaric acid (20%). Prevents precipitation of Nb and the like.

(10)イットリウム溶液(1mg/ml)5mlを添加。ICP分析時の時間変動要素補正用。   (10) Add 5 ml of yttrium solution (1 mg / ml). For correcting time-varying factors during ICP analysis.

(11)残さ溶液全量を100mlにする。   (11) Make the total amount of the remaining solution 100 ml.

(12)高周波誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP)法により、残さ溶液に含まれるFe元素の量(Xn)を測定。   (12) The amount (Xn) of Fe element contained in the residual solution is measured by high frequency inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP).

(13)Fe量を「Xn/(V1−V2)」で求める。   (13) The amount of Fe is obtained by “Xn / (V1-V2)”.

以上に示した供試材を用いて外径D=300mmの鋼管に冷間成形を行った。成形はプレスベンド法により、シーム溶接としてX開先の入熱45kJ/cmにてサブマージアーク溶接(SAW)を行った。   Cold forming was performed on a steel pipe having an outer diameter D = 300 mm using the test material shown above. Forming was performed by submerged arc welding (SAW) as a seam welding with a heat input of X groove of 45 kJ / cm by a press bend method.

上記の管の母材部から管軸方向に引張試験片(JISZ2201−4号試験片)を外表面側の(1/4)t部より採取するとともに、周方向にも平滑丸棒試験片(平行部4mmφ−平行部長さ30mm−つかみ部径8mm)を採取し、引張特性の評価を行った。なお、周方向引張試験片は全体が管から採取できない場合がある。その場合には、適宜つかみ部を電子ビーム溶接で継ぎ足すことにより対応した。   A tensile test piece (JISZ2201-4 No. test piece) is collected from the (1/4) t part on the outer surface side in the pipe axis direction from the base material part of the above pipe, and a smooth round bar test piece ( Parallel part 4 mmφ-parallel part length 30 mm-gripping part diameter 8 mm) were collected and evaluated for tensile properties. Note that the entire circumferential tensile test piece may not be collected from the tube. In that case, the grip portion was appropriately added by electron beam welding.

供試材番号1〜41は本発明の範囲内のものであり、素材のYRが目標である90%以下を満足しており、冷間加工後のYRも、厳しい周方向での評価においても95%以下を満足している。   Specimen Nos. 1-41 are within the scope of the present invention, YR of the material satisfies the target of 90% or less, and YR after cold working is also evaluated in a severe circumferential direction. Satisfies 95% or less.

一方、供試材料番号101は、Cが規定上限値を上回っているものである。降伏比については目標を満足しているが、シャルピー衝撃特性が劣る。供試材番号102はSiが規定上限値を上回っているものであり、これもシャルピー衝撃特性がよくない。供試材料番号103はSiが規定上限値を上回っているものであり、シャルピー衝撃特性がよくない。供試材番号104はCrが規定上限値を上回っているものであり、やはりシャルピー衝撃特性が不良である。供試材番号105はMoが規定上限値を上回っているものであり、シャルピー衝撃特性が不良である。   On the other hand, in the test material number 101, C exceeds the specified upper limit. The yield ratio satisfies the target but has poor Charpy impact properties. In the specimen number 102, Si exceeds the specified upper limit, and this also has poor Charpy impact characteristics. In the material number 103, Si exceeds the specified upper limit, and the Charpy impact property is not good. In the specimen number 104, Cr exceeds the specified upper limit value, and the Charpy impact characteristics are also poor. In the specimen number 105, Mo exceeds the specified upper limit value, and the Charpy impact property is poor.

供試材番号106はNbが規定上限値を上回っているものであり、降伏比が素材、製管後ともに目標範囲を逸脱している。供試材番号107はTiが規定上限値を上回っているものであり、シャルピー衝撃特性が不良であるとともに、降伏比が素材でも製管後でもともに目標範囲を逸脱している。   In the specimen number 106, Nb exceeds the specified upper limit value, and the yield ratio deviates from the target range for both the material and after pipe production. In the specimen number 107, Ti exceeds the specified upper limit, the Charpy impact characteristics are poor, and the yield ratio deviates from the target range both in the raw material and after the pipe production.

供試材番号108は、Nが規定上限値を上回っているものであり、シャルピー衝撃特性が劣る。供試材番号109は、化学成分は規定範囲内であるが、冷却後復熱時の最高温度が規定範囲を逸脱しており、RFeが大きくなると共に、降伏比が素材、製管後ともに目標範囲を逸脱している。供試材番号110も、化学成分は規定範囲内であるが、焼戻し温度が規定範囲を逸脱しており、RFeが大きくなると共に、降伏比が素材、製管後ともに目標範囲を逸脱している。供試材番号111は化学成分も製造方法もともに規定範囲内であるが、(a)式で定める指数の値が規定範囲を逸脱しているものである。降伏比が素材、製管後ともに目標範囲を逸脱している。供試材番号112は、焼入れ性が乏しく焼入れ後のマルテンサイト比率が60%のものである。この例では強度が目標である780MPaに達していない。 In the specimen number 108, N exceeds the specified upper limit value, and the Charpy impact characteristics are inferior. In test material No. 109, the chemical composition is within the specified range, but the maximum temperature at the time of recuperation after cooling deviates from the specified range, R Fe increases, and the yield ratio is both for the material and after pipe production. Out of target range. In the specimen No. 110, the chemical composition is within the specified range, but the tempering temperature deviates from the specified range, the R Fe increases, and the yield ratio deviates from the target range for both the material and after pipe making. Yes. In the specimen number 111, both the chemical composition and the manufacturing method are within the specified range, but the index value defined by the equation (a) is out of the specified range. Yield ratio deviates from the target range for both materials and pipes. Sample No. 112 has poor hardenability and a martensite ratio after quenching of 60%. In this example, the strength does not reach the target of 780 MPa.

Figure 0004396851
Figure 0004396851

Figure 0004396851
Figure 0004396851

Figure 0004396851
Figure 0004396851

Figure 0004396851
Figure 0004396851

本発明法によれば、引張強さ780MPa以上、素材の降伏比が90%以下、0℃での衝撃エネルギーが100J以上であり、D/tが12の管成形を経たあとでも、降伏比が95%以下に抑えられる鋼材が得られる。この鋼材は、本発明の製造方法により安価に製造することができる。その結果、信頼性の高い高強度鋼構造物の製作が可能となる。
According to the method of the present invention, the tensile strength is 780 MPa or more, the yield ratio of the material is 90% or less, the impact energy at 0 ° C. is 100 J or more, and the yield ratio is even after pipe forming with D / t = 12. A steel material suppressed to 95% or less is obtained. This steel material can be manufactured at low cost by the manufacturing method of the present invention. As a result, a highly reliable high-strength steel structure can be manufactured.

Claims (6)

質量%で、C:0.02〜0.2%、Si:0.01〜0.5%、Mn:0.4〜2.5%、Cr:0.1〜1%、Mo:0.1〜1%、Ti:0.01〜0.035%、B:0.0003〜0.005%、Al:0.001〜0.1%で、残部がFeおよび不純物からなり、不純物のうちのPが0.05%以下、Sが0.008%以下、Nが0.01%以下で、かつ下記の(a)式で示される値が85以下、マルテンサイト比率が面積率で80%以上であり、引張強さが780MPa以上であることを特徴とする高張力鋼。
44.6+1086×Nb(%)+773×Ti(%)+2.44×(RFe/C(%))・・・・(a)
ただし、(a)式中の元素記号はその元素の含有量(質量%)、RFeは抽出残さ法で測定した析出物として存在するFe量(質量%)である。
In mass%, C: 0.02 to 0.2%, Si: 0.01 to 0.5%, Mn: 0.4 to 2.5%, Cr: 0.1 to 1%, Mo: 0.00. 1 to 1%, Ti: 0.01 to 0.035%, B: 0.0003 to 0.005%, Al: 0.001 to 0.1%, the balance being Fe and impurities, P is 0.05% or less, S is 0.008% or less, N is 0.01% or less, the value represented by the following formula (a) is 85 or less, and the martensite ratio is 80% in area ratio. more der is, high-tensile steel tensile strength is characterized in der Rukoto least 780 MPa.
44.6 + 1086 × Nb (%) + 773 × Ti (%) + 2.44 × (R Fe /C(%))...(a)
However, the element symbol in the formula (a) is the content (mass%) of the element, and R Fe is the Fe quantity (mass%) present as a precipitate measured by the extraction residue method.
Feの一部に代えてさらに、質量%で、Nb:0.1%以下、Cu:2%以下、Ni:3%以下およびV:0.1%以下のうちの1種以上を含有することを特徴とする請求項1に記載の高張力鋼。   Further, in place of a part of Fe, by mass%, Nb: 0.1% or less, Cu: 2% or less, Ni: 3% or less, and V: 0.1% or less The high-tensile steel according to claim 1. Feの一部に代えてさらに、質量%で、Ca:0.004%以下、Mg:0.002%以下、REM:0.002%以下およびZr:0.02%以下のうちの1種以上を含有することを特徴とする請求項1または2に記載の高張力鋼。   Further, in place of a part of Fe, by mass%, one or more of Ca: 0.004% or less, Mg: 0.002% or less, REM: 0.002% or less, and Zr: 0.02% or less The high-tensile steel according to claim 1 or 2, characterized by comprising: 請求項1から3までのいずれかに記載の化学組成を有する鋼片を1000〜1200℃に加熱して熱間圧延した後、空冷し、焼入れ温度を950℃以下として水焼入れを行い、その水冷停止温度を300℃以下、復熱時の最高温度を500℃以下とすることを特徴とする請求項1から3までのいずれかに記載の高張力鋼の製造方法。 A steel slab having the chemical composition according to any one of claims 1 to 3 is heated to 1000 to 1200 ° C and hot-rolled, and then air-cooled, water-quenched at a quenching temperature of 950 ° C or lower, and water-cooled. The method for producing high-tensile steel according to any one of claims 1 to 3 , wherein the stop temperature is 300 ° C or lower and the maximum temperature during recuperation is 500 ° C or lower. 請求項1から3までのいずれかに記載の化学組成を有する鋼片を1000〜1200℃に加熱して熱間圧延した後、引き続きAr点以上の温度から水冷する焼入れを行い、その水冷停止温度を300℃以下、復熱時の最高温度を500℃以下とすることを特徴とする請求項1から3までのいずれかに記載の高張力鋼の製造方法。 After the steel slab having the chemical composition according to any one of claims 1 to 3 is heated to 1000 to 1200 ° C and hot-rolled, quenching is subsequently performed by water cooling from a temperature of 3 or more points of Ar, and the water cooling is stopped. The method for producing high-tensile steel according to any one of claims 1 to 3 , wherein the temperature is 300 ° C or lower and the maximum temperature during recuperation is 500 ° C or lower. 焼入れの後、500℃以下で焼戻しを行う請求項4または5に記載の高張力鋼の製造方法。   The method for producing high-tensile steel according to claim 4 or 5, wherein tempering is performed at 500 ° C or lower after quenching.
JP2005104406A 2005-03-31 2005-03-31 High tensile steel with excellent plastic deformability after cold working and method for producing the same Active JP4396851B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005104406A JP4396851B2 (en) 2005-03-31 2005-03-31 High tensile steel with excellent plastic deformability after cold working and method for producing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005104406A JP4396851B2 (en) 2005-03-31 2005-03-31 High tensile steel with excellent plastic deformability after cold working and method for producing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006283117A JP2006283117A (en) 2006-10-19
JP4396851B2 true JP4396851B2 (en) 2010-01-13

Family

ID=37405326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005104406A Active JP4396851B2 (en) 2005-03-31 2005-03-31 High tensile steel with excellent plastic deformability after cold working and method for producing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4396851B2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4959402B2 (en) * 2007-03-29 2012-06-20 新日本製鐵株式会社 High strength welded structural steel with excellent surface cracking resistance and its manufacturing method
JP4551492B2 (en) * 2008-10-23 2010-09-29 新日本製鐵株式会社 High-tensile steel plate having a tensile strength of 780 MPa or more with excellent weldability and a method for producing the same
WO2010103801A1 (en) * 2009-03-12 2010-09-16 新日本製鐵株式会社 Seismic resistant steel structure and method for designing same
JP4957872B2 (en) * 2010-06-08 2012-06-20 住友金属工業株式会社 Steel for steel pipes with excellent resistance to sulfide stress cracking
CN103060715B (en) * 2013-01-22 2015-08-26 宝山钢铁股份有限公司 A kind of ultra-high strength and toughness steel plate and manufacture method thereof with low yielding ratio
JP6292366B1 (en) * 2016-08-01 2018-03-14 新日鐵住金株式会社 Seamless steel pipe and manufacturing method thereof
CN113025890A (en) * 2021-02-07 2021-06-25 首钢集团有限公司 Die steel, die and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006283117A (en) 2006-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4538094B2 (en) High strength thick steel plate and manufacturing method thereof
US10604817B2 (en) High-strength steel plate for pressure vessel having excellent toughness after post weld heat treatment and manufacturing method thereof
JP6418358B1 (en) High Mn steel sheet and method for producing the same
JP4542624B2 (en) High strength thick steel plate and manufacturing method thereof
JP5186809B2 (en) Wear-resistant steel plate with excellent workability and method for producing the same
JP5439973B2 (en) High-strength thick steel plate having excellent productivity and weldability and excellent drop weight characteristics after PWHT, and method for producing the same
JP6809524B2 (en) Ultra-low yield ratio high-strength thick steel sheet and its manufacturing method
JP5659758B2 (en) TMCP-Temper type high-strength steel sheet with excellent drop weight characteristics after PWHT that combines excellent productivity and weldability
JP2007009324A (en) High strength steel product excellent in delayed fracture resistance and method for production thereof
JP6988836B2 (en) Ultra-low yield ratio high-strength thick steel sheet and its manufacturing method
JP6160574B2 (en) High-strength hot-rolled steel sheet excellent in strength-uniform elongation balance and method for producing the same
JP6426621B2 (en) High strength steel plate and method of manufacturing the same
KR20250020738A (en) Wear-resistant steel plate and method for producing same
JP5477089B2 (en) Manufacturing method of high strength and high toughness steel
JP2015190019A (en) High toughness high ductility high strength hot rolled steel sheet and production method therefor
JP2019199649A (en) Non-tempered low yield ratio high tensile thick steel sheet and its production method
JP4396851B2 (en) High tensile steel with excellent plastic deformability after cold working and method for producing the same
JP6277679B2 (en) High-tensile steel plate with excellent gas cut cracking resistance and high heat input weld toughness
JP2019151920A (en) HIGH Mn STEEL AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR
JPWO2019180957A1 (en) Rolled H-section steel and manufacturing method thereof
JP4259145B2 (en) Abrasion resistant steel plate with excellent low temperature toughness and method for producing the same
JP2005015859A (en) High-strength steel sheet with excellent weldability, manufacturing method thereof, and welded steel structure
JPWO2019050010A1 (en) Steel sheet and manufacturing method thereof
JP2023031269A (en) Ultra-low yield ratio high tensile strength thick steel sheet, and method for producing the same
JP2007204789A (en) High strength seamless steel pipe and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070322

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090520

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090603

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090722

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090930

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121030

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4396851

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091013

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131030

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131030

Year of fee payment: 4

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131030

Year of fee payment: 4

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350