[go: up one dir, main page]

JP7542326B2 - Steel plate and its manufacturing method - Google Patents

Steel plate and its manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP7542326B2
JP7542326B2 JP2020063915A JP2020063915A JP7542326B2 JP 7542326 B2 JP7542326 B2 JP 7542326B2 JP 2020063915 A JP2020063915 A JP 2020063915A JP 2020063915 A JP2020063915 A JP 2020063915A JP 7542326 B2 JP7542326 B2 JP 7542326B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mass
less
hardness
average
cooling
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
JP2020063915A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021161486A (en
Inventor
喜一郎 田代
晃人 田畑
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.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel 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 Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP2020063915A priority Critical patent/JP7542326B2/en
Publication of JP2021161486A publication Critical patent/JP2021161486A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7542326B2 publication Critical patent/JP7542326B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Description

本開示は、鋼板およびその製造方法に関する。 This disclosure relates to a steel sheet and a method for manufacturing the same.

建築、橋梁、貯蔵タンク、ラインパイプなどの鋼構造物に用いられる鋼板には、諸性能(十分な加工性、強度、一様伸び特性、靭性および低降伏比)を満足し、且つ安価に製造できることが求められている。 Steel plates used in steel structures such as buildings, bridges, storage tanks, and line pipes are required to meet various performance requirements (sufficient workability, strength, uniform elongation, toughness, and low yield ratio) and to be able to be manufactured inexpensively.

特許文献1は、硬質相(すなわち焼戻しベイナイト、焼戻しマルテンサイトのいずれか1以上)および軟質相(すなわちベイナイトが高温で焼戻された組織であり、セメンタイトの存在しない相)のそれぞれの硬さと、析出物とを制御した、溶接構造用の鋼板を開示している。 Patent Document 1 discloses a steel plate for welded structures in which the hardness and precipitates of the hard phase (i.e., one or more of tempered bainite and tempered martensite) and the soft phase (i.e., a structure in which bainite is tempered at high temperature and no cementite is present) are controlled.

特許文献2は、フェライト主体またはベイナイト主体の母相中において、島状マルテンサイトである第2相の面積率および存在位置を制御した、高強度ラインパイプ用の溶接鋼管を開示している。 Patent Document 2 discloses a welded steel pipe for high-strength line pipe in which the area ratio and location of a second phase, which is island martensite, are controlled in a matrix mainly composed of ferrite or bainite.

特開2015-163730号公報JP 2015-163730 A 特開2012-31509号公報JP 2012-31509 A

しかしながら、特許文献1に記載の鋼板および特許文献2に記載の鋼管は、その製造方法において熱間圧延後に冷却してから、再び加熱する必要があり、製造コストがかかる。 However, the manufacturing method for the steel plate described in Patent Document 1 and the steel pipe described in Patent Document 2 requires that the steel be cooled after hot rolling and then heated again, which increases manufacturing costs.

本発明の実施形態は、このような状況を鑑みてなされたものであり、その目的の1つは熱間圧延後に冷却してから再び加熱する必要がなく、且つ諸特性(十分な加工性、強度、一様伸び特性、靭性および低降伏比)を満足する鋼板およびその製造方法を提供することである。 The embodiments of the present invention have been made in consideration of these circumstances, and one of the objectives is to provide a steel sheet and a manufacturing method thereof that does not require cooling after hot rolling and then reheating, and that satisfies various properties (sufficient workability, strength, uniform elongation, toughness, and low yield ratio).

本発明の態様1は、
C :0.08~0.16質量%、
Si:0.25~0.50質量%、
Mn:1.1~1.6質量%、
P :0質量%超0.030質量%以下、
S :0質量%超0.003質量%以下、
Al:0.020~0.080質量%、
Ti:0.008~0.020質量%、
N :0.0030~0.0070質量%、
Ca:0.0005~0.0050質量%、および
残部:鉄および不可避不純物からなり、
フェライトおよびベイナイトの面積分率の和が85%以上であり、且つ前記ベイナイトの面積分率が20~80%であり、
前記ベイナイトの硬さが220.0~380.0HVであり、
下記式(1)で表される硬さ分布PHVが5.0HV以下であり、且つ板厚12mm以上の鋼板である。

HV=μ(HV断面平均)-min(HV断面平均) ・・・(1)

ここで、HV断面平均は、前記鋼板の任意の位置における板厚方向の平均硬さであり、下記式(2)のように算出される。

HV断面平均=(HV表面下1mm×3+HVt/4×(t/2-3)+HV3t/4×(t/2-3)+HV裏面下1mm×3)/t ・・・(2)

上記式(2)中のtは前記鋼板の板厚(mm)であり、HV表面下1mmは前記鋼板の表面下1mmの位置における硬さ(HV)であり、HVt/4は前記鋼板の表面下t/4mmの位置における硬さ(HV)であり、HV3t/4は、前記鋼板の表面下3t/4mmの位置における硬さ(HV)であり、HV裏面下1mmは前記鋼板の裏面下1mmの位置における硬さ(HV)である。
上記式(1)中のμ(HV断面平均)は、前記鋼板の圧延方向および板厚方向とは垂直方向の幅端部50mmを除く任意の190mmの区間において、5mm間隔ごとに測定したHV断面平均の平均値であり、min(HV断面平均)は、前記190mmの区間において、5mm間隔ごとに測定したHV断面平均の最小値である。
Aspect 1 of the present invention is
C: 0.08 to 0.16% by mass,
Si: 0.25 to 0.50% by mass,
Mn: 1.1 to 1.6% by mass,
P: more than 0% by mass and not more than 0.030% by mass,
S: more than 0% by mass and not more than 0.003% by mass,
Al: 0.020 to 0.080% by mass,
Ti: 0.008 to 0.020% by mass,
N: 0.0030 to 0.0070% by mass,
Ca: 0.0005 to 0.0050 mass%, and the balance: iron and inevitable impurities;
the sum of the area fractions of ferrite and bainite is 85% or more, and the area fraction of the bainite is 20 to 80%,
The hardness of the bainite is 220.0 to 380.0 HV,
The steel plate has a hardness distribution P HV represented by the following formula (1) of 5.0 HV or less and a plate thickness of 12 mm or more.

P HV = μ (HV cross-section average ) - min (HV cross-section average ) ... (1)

Here, the HV cross-sectional average is the average hardness in the plate thickness direction at any position of the steel plate, and is calculated according to the following formula (2).

HV cross-sectional average = ( 1 mm below the HV surface × 3 + HV t/4 × (t/2-3) + HV 3t/4 × (t/2-3) + 1 mm below the HV back surface × 3) / t ... (2)

In the above formula (2), t is the thickness (mm) of the steel plate, HV 1 mm below surface is the hardness (HV) at a position 1 mm below the surface of the steel plate, HV t/4 is the hardness (HV) at a position t/4 mm below the surface of the steel plate, HV 3t/4 is the hardness (HV) at a position 3t/4 mm below the surface of the steel plate, and HV 1 mm below back surface is the hardness (HV) at a position 1 mm below the back surface of the steel plate.
In the above formula (1), μ (HV cross-sectional average ) is the average value of the HV cross-sectional average measured at 5 mm intervals in any 190 mm section excluding 50 mm at the width end section in a direction perpendicular to the rolling direction and thickness direction of the steel plate , and min (HV cross-sectional average ) is the minimum value of the HV cross-sectional average measured at 5 mm intervals in the 190 mm section.

本発明の態様2は、
Cu:0質量%超0.50質量%以下、
Ni:0質量%超0.50質量%以下、
Cr:0質量%超0.50質量%以下、
Mo:0質量%超0.50質量%以下、および
V :0質量%超0.10質量%以下
からなる群から選択される一種以上を更に含有する態様1に記載の鋼板である。
Aspect 2 of the present invention is
Cu: more than 0% by mass and not more than 0.50% by mass,
Ni: more than 0% by mass and not more than 0.50% by mass,
Cr: more than 0% by mass and not more than 0.50% by mass,
The steel sheet according to embodiment 1, further comprising one or more selected from the group consisting of Mo: more than 0 mass % and 0.50 mass % or less, and V: more than 0 mass % and 0.10 mass % or less.

本発明の態様3は、
Nb:0質量%超0.030質量%以下、および
B :0質量%超0.002質量%以下
からなる群から選択される一種以上を更に含有する態様1または2に記載の鋼板である。
Aspect 3 of the present invention is
The steel sheet according to embodiment 1 or 2, further comprising one or more selected from the group consisting of Nb: more than 0 mass % and 0.030 mass % or less, and B: more than 0 mass % and 0.002 mass % or less.

本発明の態様4は、
態様1~3のいずれか1つに記載の化学成分組成の鋼を用意する工程と、
圧延終了温度を830℃~940℃として熱間圧延を行う工程と、
Ar3点(℃)-70℃以上の冷却開始温度から、400℃~600℃の冷却停止温度まで、平均冷却速度8~20℃/秒で冷却する工程と、を含み、
下記式(3)で表されるPCRが35以下である態様1~3のいずれか1つに記載の鋼板の製造方法である。

CR=([C]+[Mn]/6+[Ni]/40+[Cr]/5+[Mo]/4+[V]/15+[Nb]+Sol.B×400)×CR700~500 ・・・(3)

上記式(3)中の[C]、[Mn]、[Ni]、[Cr]、[Mo]、[V]および[Nb]は、それぞれ、質量%で示したC、Mn、Ni、Cr、Mo、VおよびNbの含有量を示し、CR700~500は700℃から500℃までの前記鋼板表面における平均冷却速度であり、Sol.Bは下記式(4)で表される。

Sol.B=[B]-([N]-[Ti]/3.4)×10.8/14 ・・・(4)

上記式(4)中の[B]、[N]および[Ti]は、それぞれ、質量%で示したB、NおよびTiの含有量を示す。ただし、上記式(4)の右辺が0未満の場合は、Sol.B=0とする。
Aspect 4 of the present invention is
A step of preparing a steel having a chemical composition according to any one of aspects 1 to 3;
A step of performing hot rolling with a rolling end temperature of 830°C to 940°C;
and cooling the material from a cooling start temperature of Ar3 point (°C) -70°C or higher to a cooling stop temperature of 400°C to 600°C at an average cooling rate of 8 to 20°C/sec.
The method for producing a steel sheet according to any one of Aspects 1 to 3, wherein PCR represented by the following formula (3) is 35 or less.

P CR = ([C]+[Mn]/6+[Ni]/40+[Cr]/5+[Mo]/4+[V]/15+[Nb]+Sol.B×400)×CR 700-500 ...(3)

In the above formula (3), [C], [Mn], [Ni], [Cr], [Mo], [V] and [Nb] respectively represent the contents of C, Mn, Ni, Cr, Mo, V and Nb expressed in mass%, CR 700-500 is the average cooling rate on the surface of the steel sheet from 700°C to 500°C, and Sol. B is expressed by the following formula (4).

Sol. B=[B]-([N]-[Ti]/3.4)×10.8/14...(4)

In the above formula (4), [B], [N], and [Ti] represent the contents of B, N, and Ti, respectively, expressed in mass %. However, when the right side of the above formula (4) is less than 0, Sol. B = 0.

本発明の実施形態では、熱間圧延後に冷却してから再び加熱する必要がなく、且つ諸特性(十分な加工性、強度、一様伸び特性、靭性および低降伏比)を満足する鋼板およびその製造方法を提供することが可能である。 In an embodiment of the present invention, it is possible to provide a steel sheet and a manufacturing method thereof that does not require cooling after hot rolling and then reheating, and that satisfies various properties (sufficient workability, strength, uniform elongation properties, toughness, and low yield ratio).

図1は、硬さ分布PHVの求める際の、鋼板の硬さ測定位置を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing positions at which hardness of a steel plate is measured when determining the hardness distribution P HV . 図2Aは、ある鋼板断面における板厚方向の硬さの変化を模式的に表したものである。FIG. 2A is a schematic diagram showing the change in hardness in the thickness direction in a cross section of a steel plate. 図2Bは、本発明の実施形態に係る板厚方向の平均硬さHV断面平均を算出する方法を説明する図である。FIG. 2B is a diagram illustrating a method for calculating the average hardness HV cross-sectional average in the plate thickness direction according to an embodiment of the present invention. 図3は、実施例における、硬さ分布PHVとTS×UELとの関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between hardness distribution P HV and TS×UEL in the examples. 図4は、実施例における、PCRと硬さ分布PHVとの関係を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between PCR and hardness distribution P HV in the examples.

本願発明者らは、熱間圧延後に冷却してから再び加熱する必要がなく、且つ諸特性(十分な加工性、強度、一様伸び特性、靭性および低降伏比)を満足する鋼板を実現するべく、様々な角度から検討した。 The inventors of the present application conducted research from various angles to realize a steel sheet that does not require cooling after hot rolling and then reheating, and that satisfies various properties (sufficient workability, strength, uniform elongation characteristics, toughness, and low yield ratio).

その結果、所定の化学成分組成とするとともに、フェライトおよびベイナイトの面積分率の和を85%以上、且つベイナイトの面積分率を20~80%とし、ベイナイトの硬さを220.0~380.0HVとし、鋼板表面の圧延方向と直交する方向における硬さ分布PHVを5.0HV以下とすることにより、熱間圧延後に冷却してから再び加熱する必要がなく、且つ諸特性を満足する鋼板を提供できることを見出した。さらに、その鋼板の製造方法において、上記硬さ分布PHVが、化学成分と冷却速度とから導出されるパラメータであるPCRと相関することも同時に見出した。 As a result, it was found that a steel sheet that does not need to be cooled after hot rolling and then heated again and that satisfies various properties can be provided by setting a predetermined chemical composition, setting the sum of the area fractions of ferrite and bainite to 85% or more, the area fraction of bainite to 20 to 80%, setting the hardness of bainite to 220.0 to 380.0 HV, and setting the hardness distribution P HV in the direction perpendicular to the rolling direction of the steel sheet surface to 5.0 HV or less. Furthermore, it was also found at the same time that in the manufacturing method of the steel sheet, the hardness distribution P HV correlates with PCR , which is a parameter derived from the chemical composition and the cooling rate.

以下に、本発明の実施形態が規定する各要件の詳細を示す。 The following provides details of each requirement stipulated by the embodiment of the present invention.

<1.化学成分組成>
本発明の実施形態に係る鋼板は、C :0.08~0.16質量%、Si:0.25~0.50質量%、Mn:1.1~1.6質量%、P:0質量%超0.030質量%以下、S:0質量%超0.003質量%以下、Al:0.020~0.080質量%、Ti:0.008~0.020質量%、N:0.0030~0.0070質量%、Ca:0.0005~0.0050質量%、および残部:鉄および不可避不純物からなる。
以下、各元素について詳述する。
<1. Chemical composition>
The steel plate according to the embodiment of the present invention has a composition of C: 0.08 to 0.16 mass%, Si: 0.25 to 0.50 mass%, Mn: 1.1 to 1.6 mass%, P: 0 mass%. % or more and 0.030 mass% or less, S: more than 0 mass% and 0.003 mass% or less, Al: 0.020 to 0.080 mass%, Ti: 0.008 to 0.020 mass%, N: 0. 0.0030 to 0.0070 mass%, Ca: 0.0005 to 0.0050 mass%, and the balance: iron and unavoidable impurities.
Each element will be described in detail below.

(C:0.08~0.16質量%)
Cは、鋼板の強度を高める元素である。C含有量が0.08質量%未満であるとベイナイト分率が低下し、必要な強度を確保することが困難になる。よってC含有量は0.08質量%以上とする。好ましくは0.09質量%以上、より好ましくは0.10質量%以上、更に好ましくは0.11質量%以上である。
一方、C含有量が0.16質量%を超えるとHAZ靭性および溶接割れ性が劣化する。よってC含有量は0.16質量%以下とする。C含有量は好ましくは0.155質量%以下、より好ましくは0.15質量%以下である。
(C: 0.08-0.16% by mass)
C is an element that increases the strength of a steel sheet. If the C content is less than 0.08 mass%, the bainite fraction decreases, making it difficult to ensure the necessary strength. The content is set to 0.08% by mass or more, preferably 0.09% by mass or more, more preferably 0.10% by mass or more, and further preferably 0.11% by mass or more.
On the other hand, if the C content exceeds 0.16 mass%, the HAZ toughness and weld cracking resistance deteriorate. Therefore, the C content is set to 0.16 mass% or less. The C content is preferably 0.155 mass% or less. , and more preferably 0.15 mass % or less.

(Si:0.25~0.50質量%)
Siは脱酸材として、また母材強度向上に有効な元素である。これらの効果を発揮させるために、Siを0.25質量%以上含有させる必要がある。好ましくは0.30質量%以上である。
一方、Si含有量が過剰になると、母材靭性やHAZ靭性、溶接性が劣化する。よってSi含有量は0.50質量%以下とする。好ましくは0.45質量%以下、より好ましくは0.40質量%以下である。
(Si: 0.25-0.50% by mass)
Silicon is an element effective as a deoxidizer and for improving the strength of the base metal. In order to exert these effects, it is necessary to contain 0.25 mass% or more of silicon, preferably 0.30 mass% or more. It is.
On the other hand, if the Si content is excessive, the toughness of the base material, the HAZ toughness, and the weldability are deteriorated. Therefore, the Si content is set to 0.50 mass% or less, preferably 0.45 mass% or less, and more preferably 0.50 mass% or less. . 40% by mass or less.

(Mn:1.1~1.6質量%)
Mnは、母材および溶接部の強度向上に有効な元素である。これらの効果を発揮させるために、Mnを1.1質量%以上含有させる必要がある。好ましくは1.2質量%以上であり、より好ましくは1.3質量%以上である。
一方、Mn含有量が過剰になると、MnSが生成されて母材靭性やHAZ靭性が劣化する。よってMn含有量は1.6質量%以下とする。好ましくは1.5%質量以下、より好ましくは1.4質量%以下である。
(Mn: 1.1-1.6% by mass)
Mn is an element that is effective in improving the strength of the base metal and the welded portion. In order to achieve this effect, the Mn content must be 1.1 mass% or more, preferably 1.2 mass% or more. and more preferably 1.3 mass % or more.
On the other hand, if the Mn content is excessive, MnS is generated, which deteriorates the toughness of the base material and the HAZ toughness. Therefore, the Mn content is set to 1.6 mass% or less, preferably 1.5 mass% or less, and more preferably is 1.4 mass % or less.

(P:0質量%超0.030質量%以下)
Pは、鋼材中に不可避的に含まれる元素であり、P含有量が0.030質量%を超えると母材および/またはHAZ部の靭性劣化が著しい。よってP含有量は0030質量%以下とする。好ましくは0.020質量%以下、より好ましくは0.010質量%以下である。
P含有量の下限は、工業上0質量%にすることは困難であるため、0質量%超とし、0.002質量%以上であり得る。
(P: more than 0% by mass and 0.030% by mass or less)
P is an element that is inevitably contained in steel materials, and if the P content exceeds 0.030 mass%, the toughness of the base material and/or the HAZ portion is significantly deteriorated. Therefore, the P content is set to 0.030 mass% or less. The content is preferably 0.020% by mass or less, and more preferably 0.010% by mass or less.
Since it is industrially difficult to set the lower limit of the P content to 0 mass%, the lower limit may be more than 0 mass% and may be 0.002 mass% or more.

(S:0質量%超0.003質量%以下)
Sは、多すぎるとMnSを多量に生成して母材および/またはHAZ部の靭性が劣化する。よって、S含有量は0.003質量%以下とする。好ましくは0.002質量%以下である。
S含有量の下限は、工業上0%にすることは困難であり、0質量%超とする。
(S: more than 0% by mass and 0.003% by mass or less)
If the S content is too high, a large amount of MnS is generated, which deteriorates the toughness of the base material and/or the HAZ. Therefore, the S content is set to 0.003 mass% or less, and preferably 0.002 mass% or less. be.
The lower limit of the S content is set to more than 0 mass %, since it is industrially difficult to set it to 0%.

(Al:0.020~0.080質量%)
Alは強脱酸元素であり、その効果を発揮させるためには、Al含有量を0.020質量%以上とする必要がある。好ましくは0.025質量%以上である。
一方、Al含有量が過剰になると、Alの酸化物がクラスター状に生成して、母材および/またはHAZの靭性が劣化する。よってAl含有量は0.080質量%以下とする。好ましくは0.060質量%以下であり、より好ましくは0.050質量%以下である。
(Al: 0.020 to 0.080% by mass)
Al is a strong deoxidizing element, and in order to exhibit this effect, the Al content must be 0.020 mass % or more, and preferably 0.025 mass % or more.
On the other hand, if the Al content is excessive, Al oxides are generated in clusters, which deteriorates the toughness of the base material and/or the HAZ. Therefore, the Al content is set to 0.080 mass% or less. Preferably, It is 0.060 mass % or less, and more preferably 0.050 mass % or less.

(Ti:0.008~0.020質量%)
Tiは、鋼中にTiNとして析出することで、溶接時のHAZ部でのオーステナイト粒の粗大化を防止しかつフェライト変態を促進するため、HAZ部の靭性を向上させるのに有効な元素である。特に大入熱溶接におけるHAZ靭性確保には有効である。これらの効果を発揮させるためには、Tiを0.008質量%以上含有させる必要がある。より好ましくは0.009質量%以上、更に好ましくは0.010質量%以上である。
一方、Ti含有量が過剰になると、固溶TiやTiCが析出して母材とHAZ部の靭性が劣化する。よって、Ti含有量は0.020質量%以下とする。好ましくは0.017質量%以下、より好ましくは0.015質量%以下である。
(Ti: 0.008 to 0.020% by mass)
Ti is an effective element for improving the toughness of the HAZ because it precipitates in the steel as TiN and prevents the coarsening of austenite grains in the HAZ during welding and promotes ferrite transformation. It is particularly effective in ensuring HAZ toughness in high heat input welding. In order to achieve these effects, it is necessary to contain 0.008 mass% or more of Ti. More preferably, it is 0.009 mass% or more. More preferably, it is 0.010 mass % or more.
On the other hand, if the Ti content is excessive, solute Ti and TiC are precipitated, and the toughness of the base material and the HAZ portion is deteriorated. Therefore, the Ti content is set to 0.020 mass% or less. Preferably, it is set to 0.017 mass% or less. % by mass or less, more preferably 0.015% by mass or less.

(N:0.0030~0.0070質量%)
Nは、鋼組織中にTiNとして析出し、HAZ部のオーステナイト粒の粗大化を抑制し、さらにフェライト変態を促進させて、HAZ部の靭性を向上させる元素である。特に大入熱溶接におけるHAZ靭性確保には有効である。これらの効果を発揮させるためには、Nを0.030質量%以上含有させる必要がある。好ましくは0.0035質量%以上であり、より好ましくは0.0040質量%以上である。
一方、N含有量が過剰になると、固溶Nの存在によりHAZ靭性がかえって劣化する。よって、N含有量は、0.0070質量%以下とする。好ましくは0.0065質量%以下であり、より好ましくは0.0060質量%以下である。
(N: 0.0030 to 0.0070% by mass)
N is an element that precipitates as TiN in the steel structure, suppresses the coarsening of austenite grains in the HAZ, and promotes ferrite transformation to improve the toughness of the HAZ. It is effective in ensuring toughness. In order to exert these effects, it is necessary to contain N in an amount of 0.030 mass% or more, preferably 0.0035 mass% or more, and more preferably 0.0040 mass% or more. % or more.
On the other hand, if the N content is excessive, the HAZ toughness is deteriorated due to the presence of solute N. Therefore, the N content is set to 0.0070 mass% or less, preferably 0.0065 mass% or less. More preferably, it is 0.0060 mass % or less.

(Ca:0.0005~0.0050質量%)
Caは、硫化物の形態を制御する作用があり、CaSを形成することによってMnSの形成を抑制する効果がある。この効果を発揮させるためには、Ca含有量を0.0005質量%以上とする必要がある。好ましくは0.0010質量%以上であり、より好ましくは0.0015質量%以上である。
一方、Ca含有量が過剰になると、介在物が粗大化し母材靭性および/またはHAZ靭性が劣化する。よって、Ca含有量は、0.0050質量%以下とする。好ましくは0.0040質量%以下であり、より好ましくは0.0030質量%以下である。
(Ca: 0.0005 to 0.0050% by mass)
Ca has the effect of controlling the morphology of sulfides, and has the effect of suppressing the formation of MnS by forming CaS. In order to exert this effect, the Ca content is set to 0.0005 mass% or more. It is necessary to add 0.0010% by mass or more, and more preferably 0.0015% by mass or more.
On the other hand, if the Ca content is excessive, the inclusions become coarse and the base material toughness and/or HAZ toughness deteriorates. Therefore, the Ca content is set to 0.0050 mass% or less, and preferably 0.0040 mass%. It is preferably 0.0030 mass % or less, and more preferably 0.0030 mass % or less.

基本成分は上記のとおりであり、好ましい実施形態の1つでは、残部は鉄及び不可避不純物である。不可避不純物として、原料、資材、製造設備等の状況によって持ち込まれる元素の混入が許容される。
なお、例えば、PおよびSのように、通常、含有量が少ないほど好ましく、従って不可避不純物であるが、その組成範囲について上記のように別途規定している元素がある。このため、本明細書において、残部を構成する「不可避不純物」という場合は、別途その組成範囲が規定されている元素を除いた概念である。
The basic components are as described above, and in one preferred embodiment, the balance is iron and inevitable impurities. As inevitable impurities, the inclusion of elements brought in due to the circumstances of raw materials, materials, manufacturing facilities, etc. is permitted.
In addition, for example, there are elements such as P and S, whose content is usually the lower the better and therefore they are unavoidable impurities, but whose composition ranges are separately defined as above. Therefore, in this specification, when referring to "unavoidable impurities" that constitute the balance, this is a concept that excludes elements whose composition ranges are separately defined.

さらに、本発明の実施形態に係る鋼板は、必要に応じて以下の任意元素を選択的に含有してよく、含有される成分に応じて鋼板の特性が更に改善される。 Furthermore, the steel sheet according to the embodiment of the present invention may selectively contain the following optional elements as necessary, and the properties of the steel sheet are further improved depending on the components contained.

(Cu:0質量%超0.50質量%以下、Ni:0質量%超0.50質量%以下、Cr:0質量%超0.50質量%以下、Mo:0質量%超0.50質量%以下、およびV:0質量%超0.10質量%以下からなる群から選択される一種以上)
Cu、NiおよびCrはいずれも、HAZ靭性に大きな悪影響を及ぼすことなく、焼入れ性を向上させて強度を高めるのに有効な元素である。この効果を発揮させるためには、Cuを0質量%超含むことが好ましく、より好ましくは0.01質量%以上、更に好ましくは0.05質量%以上、更により好ましくは0.10質量%以上である。NiおよびCrについてもCuと同様である。
一方、Cu含有量が過剰になると靭性が劣化するため、0.50質量%以下とすることが好ましい。より好ましくは0.40質量%以下、更に好ましくは0.30質量%以下である。NiおよびCrについてもCuと同様である。
(One or more selected from the group consisting of Cu: more than 0 mass% and 0.50 mass% or less, Ni: more than 0 mass% and 0.50 mass% or less, Cr: more than 0 mass% and 0.50 mass% or less, Mo: more than 0 mass% and 0.50 mass% or less, and V: more than 0 mass% and 0.10 mass% or less)
Cu, Ni, and Cr are all elements that are effective in improving hardenability and increasing strength without significantly affecting HAZ toughness. In order to achieve this effect, it is preferable that Cu is contained in an amount of more than 0 mass%, more preferably 0.01 mass% or more, even more preferably 0.05 mass% or more, and even more preferably 0.10 mass% or more. The same applies to Ni and Cr as to Cu.
On the other hand, since an excessive Cu content deteriorates toughness, the Cu content is preferably 0.50 mass% or less, more preferably 0.40 mass% or less, and further preferably 0.30 mass% or less. The same applies to Ni and Cr.

Moは、焼入れ性を向上させるとともに、炭化物を析出しやすい元素であり、強度を高めるのに有効な元素である。これらの効果を発揮させるためには、Mo含有量を0質量%含むことが好ましく、より好ましくは0.01質量%以上、更に好ましくは0.05質量%以上、更により好ましくは0.10質量%以上である。
一方で、Mo含有量が過剰になるとHAZ靭性および溶接性が劣化する。よってMo含有量は0.50質量%以下とすることが好ましく、より好ましくは0.40質量%以下、更に好ましくは0.30質量%以下である。
Mo is an element that improves hardenability and easily precipitates carbides, and is an element that is effective in increasing strength. In order to exert these effects, the Mo content is preferably 0 mass%, more preferably 0.01 mass% or more, even more preferably 0.05 mass% or more, and even more preferably 0.10 mass% or more.
On the other hand, if the Mo content is excessive, the HAZ toughness and weldability deteriorate, so the Mo content is preferably 0.50 mass% or less, more preferably 0.40 mass% or less, and further preferably 0.30 mass% or less.

Vは、炭化物および/または窒化物を形成して強度の向上に有効な元素であり、この効果を発揮させるためには0質量%超含むことが好ましく、より好ましくは0.003質量%以上、更に好ましくは0.010質量%以上である。
一方、V含有量が過剰になると溶接性と母材靭性が劣化する。よってV含有量は、0.1質量%以下とすることが好ましく、より好ましくは0.08質量%以下、更に好ましくは0.06質量%以下である。
V is an element that is effective in improving strength by forming carbides and/or nitrides. In order to exert this effect, it is preferable for V to be contained in an amount of more than 0 mass%, more preferably 0.003 mass% or more, and even more preferably 0.010 mass% or more.
On the other hand, an excessive V content deteriorates the weldability and the base metal toughness, so the V content is preferably 0.1 mass % or less, more preferably 0.08 mass % or less, and further preferably 0.06 mass % or less.

(Nb:0質量%超0.030質量%以下、およびB:0質量%超0.002質量%以下からなる群から選択される一種以上)
Nbは、溶接性を劣化させることなく強度と母材靭性を高めるのに有効な元素である。この効果を発揮させるためには、Nb含有量を0質量%超とすることが好ましく、より好ましくは0.002質量%以上、更に好ましくは0.010質量%以上、更により好ましくは0.020質量%以上である。
一方、Nb含有量が過剰になると結晶粒が著しく微細化して、低YR特性が困難になり、HAZの靭性も劣化する。よって、Nb含有量は0.030質量%とすることが好ましく、より好ましくは0.025質量%以下、更に好ましくは0.020質量%以下である。
(One or more selected from the group consisting of Nb: more than 0 mass% and 0.030 mass% or less, and B: more than 0 mass% and 0.002 mass% or less)
Nb is an element effective in increasing strength and base metal toughness without deteriorating weldability. In order to exert this effect, the Nb content is preferably more than 0 mass%, more preferably 0.002 mass% or more, even more preferably 0.010 mass% or more, and even more preferably 0.020 mass% or more.
On the other hand, if the Nb content is excessive, the crystal grains become significantly finer, making it difficult to achieve low YR characteristics and deteriorating the toughness of the HAZ. Therefore, the Nb content is preferably 0.030 mass%, more preferably 0.025 mass% or less, and even more preferably 0.020 mass% or less.

Bは、焼入れ性を高め、母材および溶接部の強度を高めるとともに、溶接時に、加熱されたHAZ部が冷却する過程でNと結合してBNを析出し、オーステナイト粒内からのフェライト変態を促進するため、HAZ靭性を向上させる。これらの効果を発揮させるためには、B含有量を0質量%超とすることが好ましく、より好ましくは0.0002質量%以上、更に好ましくは0.0005質量%以上、更により好ましくは0.0010質量%以上である。
一方で、B含有量が過剰になると、母材とHAZ部の靭性が劣化する他、溶接性の劣化を招く。よって、B含有量は0.002質量%以下とすることが好ましく、より好ましくは0.015質量%以下である。
B enhances hardenability and increases the strength of the base material and the weld, and during welding, when the heated HAZ cools, it combines with N to precipitate BN, promoting ferrite transformation from within the austenite grains and improving HAZ toughness. To achieve these effects, the B content is preferably more than 0 mass%, more preferably 0.0002 mass% or more, even more preferably 0.0005 mass% or more, and even more preferably 0.0010 mass% or more.
On the other hand, if the B content is excessive, the toughness of the base material and the HAZ portion deteriorates, and also the weldability deteriorates. Therefore, the B content is preferably 0.002 mass% or less, and more preferably 0.015 mass% or less.

(その他)
本発明の実施形態に係る鋼板の化学成分組成において、炭素当量(Ceq)は0.44以下にすることが好ましい。Ceqが0.44以下とすることにより、溶接性の劣化を抑制でき、好ましくは0.42以下、より好ましくは0.40以下である。
なお、Ceqは下記式(5)のように計算される。

Ceq=[C]+[Mn]/6+[Si]/24+[Ni]/40+[Cr]/5+[Mo]/4+[V]/15 ・・・(5)

上記式(5)中の[C]、[Mn]、[Si]、[Ni]、[Cr]、[Mo]および[V]は、それぞれ、質量%で示したC、Mn、Si、Ni、Cr、MoおよびVの含有量を示す。
(others)
In the chemical composition of the steel plate according to the embodiment of the present invention, the carbon equivalent (Ceq) is preferably 0.44 or less. By making Ceq 0.44 or less, deterioration of weldability can be suppressed, and it is preferably 0.42 or less, more preferably 0.40 or less.
Note that Ceq is calculated as shown in the following formula (5).

Ceq=[C]+[Mn]/6+[Si]/24+[Ni]/40+[Cr]/5+[Mo]/4+[V]/15...(5)

In the above formula (5), [C], [Mn], [Si], [Ni], [Cr], [Mo] and [V] respectively represent the contents of C, Mn, Si, Ni, Cr, Mo and V expressed in mass %.

<2.金属組織>
本発明の実施形態に係る鋼板は、フェライトおよびベイナイトの面積分率の和が85%以上であり、且つベイナイトの面積分率が20~80%であり、ベイナイトの硬さが220.0~380.0HVである。
<2. Metal structure>
In the steel plate according to the embodiment of the present invention, the sum of the area fractions of ferrite and bainite is 85% or more, the area fraction of bainite is 20 to 80%, and the hardness of bainite is 220.0 to 380.0 HV.

低降伏比を得るために、フェライトおよびベイナイトの面積分率の和を85%以上とする必要がある。フェライトおよびベイナイト以外の組織としては、パーライト、マルテンサイトおよび残留オーステナイトを含み得る。フェライトおよびベイナイトの面積分率の和が90%以上であることが好ましく、より好ましくは95%以上、最も好ましくは100%、すなわち、鋼板の金属組織がフェライトおよびベイナイトからなることである。 To obtain a low yield ratio, the sum of the area fractions of ferrite and bainite must be 85% or more. Structures other than ferrite and bainite may include pearlite, martensite, and retained austenite. The sum of the area fractions of ferrite and bainite is preferably 90% or more, more preferably 95% or more, and most preferably 100%, i.e., the metal structure of the steel plate consists of ferrite and bainite.

所望の強度と低降伏比を得るために、ベイナイトの面積分率を20~80%にする必要がある。ベイナイトの面積分率が20%未満であると鋼板の強度が不足し、また降伏比が高くなる。好ましくは25%以上、より好ましくは30%以上である。
一方、80%を超えると強度が高くなりすぎて加工性が劣化する。好ましくは75%以下、より好ましくは70%以下である。
In order to obtain a desired strength and a low yield ratio, the area fraction of bainite must be 20 to 80%. If the area fraction of bainite is less than 20%, the strength of the steel plate is insufficient and the yield ratio is high. It is preferably 25% or more, and more preferably 30% or more.
On the other hand, if it exceeds 80%, the strength becomes too high and the workability deteriorates.The preferred range is 75% or less, and more preferably 70% or less.

強度と低降伏比を得るために、上記ベイナイトの硬さが220.0~380.0HVである必要がある。ベイナイト硬さが220.0HV未満であると、鋼板の強度が不足する。好ましくは230.0HV以上、より好ましくは240.0HV以上である。
一方、ベイナイト硬さが380.0HV超だと、強度が高くなりすぎるおそれがあり、また母材靭性が劣化する。好ましくは360.0HV以下、より好ましくは340.0HV以下である。
In order to obtain strength and a low yield ratio, the hardness of the bainite must be 220.0 to 380.0 HV. If the bainite hardness is less than 220.0 HV, the strength of the steel plate is insufficient. It is preferably 230.0 HV or more, and more preferably 240.0 HV or more.
On the other hand, if the bainite hardness exceeds 380.0 HV, the strength may become too high and the toughness of the base material may deteriorate. The bainite hardness is preferably 360.0 HV or less, and more preferably 340.0 HV or less.

<3.硬さ分布>
本発明者らは、十分な一様伸び特性を得るために、板厚方向の平均硬さHV断面平均の分布(すなわち平均値-最小値)を小さくする必要があることを見出した。すなわち、HV断面平均のばらつきが大きいと、HV断面平均の低い部分の変形が支配的となるため、HV断面平均の硬い部分はほとんど伸びることができず、一様伸び特性が低下する。
図1は、硬さ分布PHVの求める際の、鋼板の硬さ測定位置を示す模式図である。図1に示すように、鋼板1の圧延方向Yおよび板厚方向Zと直行するX方向において任意の190mm区間1Bを選択する。区間1Bにおいて、X方向に5mm間隔で、板厚方向の平均硬さHV断面平均を測定する。HV断面平均は後述するように、鋼板1の表面1AからZ方向に1mmの位置D1、t(板厚)/4mmの位置D2、3t/4mmの位置D3およびt-1mmの位置(または裏面から1mmの位置)D4の硬さ(それぞれをHV表面下1mm、HVt/4、HV3t/4およびHV裏面下1mmと称する)を測定することにより求められる。なお、図1において硬さ測定位置は黒丸●で示している。
<3. Hardness distribution>
The inventors have found that in order to obtain sufficient uniform elongation properties, it is necessary to reduce the distribution of the average hardness HV cross-sectional average in the sheet thickness direction (i.e., the average value - the minimum value). In other words, if the variation in the HV cross-sectional average is large, the deformation of the part with a low HV cross-sectional average becomes dominant, so that the hard part with the HV cross-sectional average can hardly elongate, and the uniform elongation properties are reduced.
FIG. 1 is a schematic diagram showing the hardness measurement positions of a steel sheet when the hardness distribution P HV is obtained. As shown in FIG. 1, an arbitrary 190 mm section 1B is selected in the X direction perpendicular to the rolling direction Y and the sheet thickness direction Z of the steel sheet 1. In the section 1B, the average hardness HV cross-sectional average in the sheet thickness direction is measured at intervals of 5 mm in the X direction. As described later, the HV cross-sectional average is obtained by measuring the hardness at a position D1 1 mm from the surface 1A of the steel sheet 1 in the Z direction, a position D2 of t (sheet thickness)/4 mm, a position D3 of 3t/4 mm, and a position D4 of t-1 mm (or a position 1 mm from the back surface) (respectively referred to as HV surface 1 mm , HV t/4 , HV 3t/4 , and HV back surface 1 mm ). In FIG. 1, the hardness measurement positions are indicated by black circles ●.

図2Aは、ある断面における板厚方向の硬さの変化を模式的に表したものである。図2Aに示すように、板厚方向における硬さは、多くの場合、下に凸の曲線状に変化する。
図2Bは、本発明の実施形態に係る板厚方向の平均硬さHV断面平均を算出する方法を説明する図である。本発明の実施形態では、図2Aと図2Bとの間で、下記(ア)~(エ)の関係が成り立つと仮定している。
(ア)図2Aに示す表面下0~3mmの領域R1における硬さの積分値(面積S1)は、図2Bに示す表面下1mmの位置硬さHV表面下1mm(すなわち、表面1Aからの板厚方向における位置1mmの線と、一点鎖線で示される硬さの曲線とが交差する点P1における硬さ)×3mmで表される面積(S1’)とほぼ等しい。
(イ)図2Aに示す表面下3mm~t(板厚)/2mmの領域R2における硬さの積分値(面積S2)は、図2Bに示す表面下t/4mmの位置の硬さHVt/4(すなわち、表面1Aからの板厚方向における位置t/4mmの線と、一点鎖線で示される硬さの曲線とが交差する点P2における硬さ)×(t/2-3)mmの面積S2’とほぼ等しい。
(ウ)図2Aに示す表面下t/2~t-3mm(または裏面下3mm~t/2mm)の領域R3における硬さの積分値(面積S3)は、図2Bに示す表面下3t/4mmの位置の硬さHV3t/4(すなわち、表面1Aからの板厚方向における位置3t/4mmの線と、一点鎖線で示される硬さの曲線とが交差する点P3における硬さ)×(t/2-3)mmの面積S3’とほぼ等しい。
(エ)図2Aに示す裏面下0mm~3mmの領域R4における硬さの積分値(面積S4)は、図2Bに示す裏面下1mmの位置の硬さHV裏面下1mm(すなわち、表面1Aからの板厚方向における位置t-1mmの線と、一点鎖線で示される硬さの曲線とが交差する点P4における硬さ)×3mmの面積S4’とほぼ等しい。
以上より、本発明の実施形態では、板厚方向の平均硬さHV断面平均を、下記式(2)のように算出する。

HV断面平均=(HV表面下1mm×3+HVt/4×(t/2-3)+HV3t/4×(t/2-3)+HV裏面下1mm×3)/t ・・・(2)

なお、図2Aおよび図2Bでは、HV表面下1mm=HV裏面下1mm、およびHVt/4=HV3t/4の場合を例示的に示すが、これらは異なっていてもよい。
Fig. 2A is a schematic diagram showing the change in hardness in the thickness direction in a certain cross section. As shown in Fig. 2A, the hardness in the thickness direction often changes in a downward convex curve.
2B is a diagram for explaining a method for calculating the average hardness HV cross-sectional average in the plate thickness direction according to an embodiment of the present invention. In the embodiment of the present invention, it is assumed that the following relationships (A) to (D) hold between FIG. 2A and FIG. 2B.
(A) The integral value of the hardness (area S1) in the region R1 0 to 3 mm below the surface shown in FIG. 2A is approximately equal to the area (S1') represented by the position hardness HV 1 mm below the surface shown in FIG. 2B (i.e., the hardness at point P1 where the line 1 mm in the plate thickness direction from the surface 1A intersects with the hardness curve shown by the dashed dotted line) × 3 mm.
(a) The integrated value (area S2) of the hardness in the region R2 from 3 mm to t (plate thickness)/2 mm below the surface shown in FIG. 2A is approximately equal to the hardness HVt /4 at a position t/4 mm below the surface shown in FIG. 2B (i.e., the hardness at point P2 where the line at position t/4 mm in the plate thickness direction from surface 1A intersects with the hardness curve shown by the dashed dotted line) × (t/2-3) mm area S2'.
(c) The integrated value (area S3) of the hardness in region R3 t/2 to t-3 mm below the surface (or 3 mm to t/2 mm below the back surface) shown in Figure 2A is approximately equal to the hardness HV 3t/4 at a position 3t/4 mm below the surface shown in Figure 2B (i.e., the hardness at point P3 where the line at position 3t/4 mm in the plate thickness direction from surface 1A intersects with the hardness curve shown by the dashed dotted line) x (t/2-3) mm area S3'.
(e) The integral value (area S4) of the hardness in the region R4 from 0 mm to 3 mm below the back surface shown in FIG. 2A is approximately equal to the hardness at a position 1 mm below the back surface shown in FIG. 2B (HV1 mm below the back surface (i.e., the hardness at point P4 where the line at position t-1 mm in the plate thickness direction from the front surface 1A intersects with the hardness curve shown by the dashed dotted line) × 3 mm area S4'.
From the above, in an embodiment of the present invention, the average hardness HV cross-sectional average in the plate thickness direction is calculated as shown in the following formula (2).

HV cross-sectional average = ( 1 mm below the HV surface × 3 + HV t/4 × (t/2-3) + HV 3t/4 × (t/2-3) + 1 mm below the HV back surface × 3) / t ... (2)

In addition, although FIG. 2A and FIG. 2B exemplarily show the case where HV surface 1 mm below = HV back surface 1 mm below and HV t/4 = HV 3t/4 , these may be different.

上記のようにして求めたHV断面平均において、190mm区間中の平均値μ(HV断面平均)と、最小値min(HV断面平均)を求める。硬さ分布PHVは、平均値μ(HV断面平均)と最小値min(HV断面平均)を用いて、下記式(1)のように算出される。

HV=μ(HV断面平均)-min(HV断面平均) ・・・(1)
In the HV cross-sectional average obtained as described above, the average value μ (HV cross-sectional average ) and the minimum value min (HV cross-sectional average ) in a 190 mm section are obtained. The hardness distribution P HV is calculated as shown in the following formula (1) using the average value μ (HV cross-sectional average ) and the minimum value min (HV cross-sectional average ).

P HV = μ (HV cross-section average ) - min (HV cross-section average ) ... (1)

本発明者らは、一様伸び特性、特に引張強度(TS)および一様伸び(UEL)の積と、PHVとが相関し、PHVを5.0HV以下とすることにより高いTS×UELの鋼板が得られることを見出した。5.0HV超だと、十分なTS×UELを得ることができない。 The inventors have found that uniform elongation properties, particularly the product of tensile strength (TS) and uniform elongation (UEL), correlate with P HV , and that a steel sheet with a high TS×UEL can be obtained by setting P HV to 5.0 HV or less. If the P HV exceeds 5.0 HV, a sufficient TS×UEL cannot be obtained.

本発明の実施形態に係る鋼板は、建築、橋梁、貯蔵タンク、ラインパイプなどの鋼構造物への使用を想定して、板厚を12mm以上とする。好ましくは15mm以上であり、より好ましくは19mm以上である。 The steel plate according to the embodiment of the present invention has a plate thickness of 12 mm or more, assuming its use in steel structures such as buildings, bridges, storage tanks, and line pipes. It is preferably 15 mm or more, and more preferably 19 mm or more.

本発明の実施形態に係る鋼板は、諸特性(十分な加工性、強度、一様伸び特性、靭性および低降伏比)を満足する。
十分な加工性を示すには、強度が高すぎないことが重要であり、本発明の実施形態に係る鋼板は、降伏強度(YS)500MP以下且つ引張強度(TS)670MPa以下を満たす。好ましくは、YS450MPa以下であり、TS600MPa以下である。
本発明の実施形態に係る鋼板は、高強度であり、具体的には、降伏強度(YS)325MPa以上且つ引張強度(TS)500MPa以上を満たす。好ましくは、YS350MPa以上であり、TS550MPa以上である。
本発明の実施形態に係る鋼板は、十分な一様伸び特性を示し、具体的には、一様伸び(UEL)5%以上、且つTS×UELが4500(MPa・%)以上を満たす。UELは、好ましくは10%以上であり、さらに好ましくは11%以上である。また、TS×UELは、好ましくは6000MPa・%以上であり、さらに好ましくは7000MPa・%以上である。
本発明の実施形態に係る鋼板は、高靭性であり、具体的には、破面遷移温度(vTrs)-30℃未満を満たす。好ましくは-45℃以下、より好ましくは-55℃以下である。
本発明の実施形態に係る鋼板は、低降伏比であり、具体的には、降伏比(YR)80%以下を満たす。好ましくは、78%以下である。
The steel plate according to the embodiment of the present invention satisfies various properties (sufficient workability, strength, uniform elongation, toughness, and low yield ratio).
In order to exhibit sufficient workability, it is important that the strength is not too high, and the steel plate according to the embodiment of the present invention satisfies a yield strength (YS) of 500 MPa or less and a tensile strength (TS) of 670 MPa or less. Preferably, the YS is 450 MPa or less and the TS is 600 MPa or less.
The steel plate according to the embodiment of the present invention has high strength, specifically, a yield strength (YS) of 325 MPa or more and a tensile strength (TS) of 500 MPa or more. Preferably, the YS is 350 MPa or more and the TS is 550 MPa or more.
The steel sheet according to the embodiment of the present invention exhibits sufficient uniform elongation properties, specifically, a uniform elongation (UEL) of 5% or more and a TS×UEL of 4500 (MPa·%) or more. The UEL is preferably 10% or more, more preferably 11% or more. In addition, the TS×UEL is preferably 6000 MPa·% or more, more preferably 7000 MPa·% or more.
The steel plate according to the embodiment of the present invention has high toughness, specifically, a fracture appearance transition temperature (vTrs) of less than −30° C., preferably −45° C. or lower, more preferably −55° C. or lower.
The steel sheet according to the embodiment of the present invention has a low yield ratio, specifically, a yield ratio (YR) of 80% or less, preferably 78% or less.

<4.製造方法>
本発明の実施形態に係る鋼板の製造方法は、圧延終了温度を830℃~940℃として熱間圧延を行う工程と、Ar3点(℃)-70℃以上の冷却開始温度から400℃~600℃の冷却停止温度まで、平均冷却速度8~20℃/秒で冷却する工程と、を含み、後述するPCRが35以下である鋼板の製造方法である。上記のように、本発明の実施形態に係る鋼板を製造するのに、冷却後の再加熱を必要としない。
<4. Manufacturing method>
The method for producing a steel sheet according to an embodiment of the present invention includes a step of performing hot rolling at a rolling end temperature of 830°C to 940°C, and a step of cooling from a cooling start temperature of Ar3 point (°C) -70°C or higher to a cooling stop temperature of 400°C to 600°C at an average cooling rate of 8 to 20°C/sec, and is a method for producing a steel sheet having a PCR of 35 or less, as described below. As described above, reheating after cooling is not required to produce the steel sheet according to an embodiment of the present invention.

(熱間圧延を行う工程)
熱間圧延終了時の温度が低いと、組織の異方性が発現し音響異方性を損なう。よって、熱間圧延終了時の温度は830℃以上とし、好ましくは840℃以上、より好ましくは850℃以上である。
一方、結晶粒微細化の観点からは、熱間圧延時の温度は高過ぎない方がよく、熱間圧延終了時の温度を940℃以下とする。好ましくは930℃以下、より好ましくは920℃以下である。
なお、熱間圧延終了時の温度とは、最終の熱間圧延パスの直前の鋼板表面温度を指し、熱電対または放射温度計により測定することができる。
(Hot rolling process)
If the temperature at the end of hot rolling is low, the anisotropy of the structure occurs and the acoustic anisotropy is impaired. Therefore, the temperature at the end of hot rolling is set to 830° C. or higher, preferably 840° C. or higher, and more preferably 850° C. or higher.
On the other hand, from the viewpoint of grain refinement, the temperature during hot rolling should not be too high, and the temperature at the end of hot rolling is set to 940° C. or lower, preferably 930° C. or lower, and more preferably 920° C. or lower.
The temperature at the end of hot rolling refers to the surface temperature of the steel sheet immediately before the final hot rolling pass, and can be measured by a thermocouple or a radiation thermometer.

(冷却する工程)
熱間圧延終了後、Ar3点(℃)-70℃以上で冷却を開始する。冷却開始温度をAr3点(℃)-70℃未満とすると、ベイナイト分率が低下するおそれがある。また、冷却開始温度は、圧延終了温度以下とすることが、追加の加熱工程を必要としないため好ましい。
なお、冷却開始温度は、冷却開始した時点(すなわち冷却装置に鋼板を入れる直前)の鋼板表面温度を指し、熱電対または放射温度計により測定することができる。
Ar3点(℃)は熱膨張試験によって測定してもよいし、下記式(6)によって計算してもよい。

Ar3点(℃)=910-310×[C]-80×[Mn]-20×[Cu]-15×[Cr]-55×[Ni]-80×[Mo]-0.35(t-8) ・・・(6)

上記式(6)中の[C]、[Mn]、[Cu]、[Cr]、[Ni]および[Mo]および[V]は、それぞれ、質量%で示したC、Mn、Cu、Cr、NiおよびMoの含有量を示し、tは板厚を示す。
(Cooling step)
After the hot rolling is completed, cooling is started at a temperature equal to or higher than Ar3 point (°C) -70°C. If the cooling start temperature is set to less than Ar3 point (°C) -70°C, the bainite fraction may decrease. In addition, it is preferable that the cooling start temperature is set to the rolling end temperature or lower, since an additional heating step is not required.
The cooling start temperature refers to the surface temperature of the steel sheet at the start of cooling (i.e., immediately before the steel sheet is placed in the cooling device), and can be measured using a thermocouple or a radiation thermometer.
The Ar3 point (° C.) may be measured by a thermal expansion test or may be calculated according to the following formula (6).

Ar3 point (°C) = 910-310×[C]-80×[Mn]-20×[Cu]-15×[Cr]-55×[Ni]-80×[Mo]-0.35 (t-8)...(6)

In the above formula (6), [C], [Mn], [Cu], [Cr], [Ni], [Mo] and [V] represent the contents of C, Mn, Cu, Cr, Ni and Mo, respectively, expressed in mass%, and t represents the plate thickness.

冷却停止温度は400~600℃とし、冷却開始温度~冷却停止温度までの平均冷却速度は、8~20℃/秒とする必要がある。平均冷却速度が8℃/秒未満だと、ベイナイト分率が低下してしまう。好ましくは9℃/秒以上、より好ましくは10℃/秒以上である。
一方、平均冷却速度が20℃/秒超だと、ベイナイト分率が必要以上に高くなってしまう。好ましくは18℃/秒以下、より好ましくは15℃/秒以下である。
なお、冷却停止温度とは冷却終了後に複熱が完了した時点の鋼板表面の温度を意味する。複熱中に表面温度や板厚中心温度は板厚方向平均温度に収斂していくため、冷却完了後に複熱が完了した時点の表面の温度は冷却停止直後の板厚方向平均温度と同義と考えて良い。板厚方向平均温度は、熱電対によって、板厚方向の複数箇所(少なくとも5点)を等間隔に測定して求めてもよいし、鋼板表面温度から熱伝達特性を考慮したシミュレーションにより求めてもよい。平均冷却速度は、冷却開始温度と冷却停止温度の差を冷却に要した時間で除して求めることができる。
The cooling stop temperature is set to 400 to 600°C, and the average cooling rate from the cooling start temperature to the cooling stop temperature must be set to 8 to 20°C/sec. If the average cooling rate is less than 8°C/sec, the bainite fraction decreases. It is preferably 9°C/sec or more, and more preferably 10°C/sec or more.
On the other hand, if the average cooling rate exceeds 20° C./sec, the bainite fraction becomes higher than necessary. The average cooling rate is preferably 18° C./sec or less, and more preferably 15° C./sec or less.
The cooling stop temperature means the temperature of the steel plate surface at the time when the reheating is completed after the cooling is completed. Since the surface temperature and the plate thickness center temperature converge to the average temperature in the plate thickness direction during the reheating, the surface temperature at the time when the reheating is completed after the cooling is completed may be considered to be synonymous with the average temperature in the plate thickness direction immediately after the cooling is stopped. The average temperature in the plate thickness direction may be obtained by measuring multiple points (at least 5 points) in the plate thickness direction at equal intervals using a thermocouple, or may be obtained from the steel plate surface temperature by a simulation taking into account the heat transfer characteristics. The average cooling rate can be obtained by dividing the difference between the cooling start temperature and the cooling stop temperature by the time required for cooling.

冷却開始温度~冷却停止温度までの平均冷却速度が8~20℃/秒であっても、冷却停止温度が600℃超だと、ベイナイト変態が進む前に冷却が完了してしまい、ベイナイト分率が低下してしまう。好ましくは580℃以下であり、より好ましくは550℃以下である。
一方、冷却開始温度~冷却停止温度までの平均冷却速度が8~20℃/秒であっても、冷却停止温度が400℃未満だと、ベイナイトが著しく硬化する、および/またはより硬いマルテンサイトが析出するなどの問題が生じる。好ましくは430℃以上、より好ましくは450℃以上である。
Even if the average cooling rate from the cooling start temperature to the cooling stop temperature is 8 to 20°C/sec, if the cooling stop temperature exceeds 600°C, the cooling will be completed before the bainite transformation progresses, resulting in a decrease in the bainite fraction. The cooling stop temperature is preferably 580°C or less, and more preferably 550°C or less.
On the other hand, even if the average cooling rate from the cooling start temperature to the cooling stop temperature is 8 to 20°C/sec, if the cooling stop temperature is less than 400°C, problems such as significant hardening of bainite and/or precipitation of harder martensite occur. The cooling stop temperature is preferably 430°C or higher, more preferably 450°C or higher.

本発明の実施形態に係る鋼板の製造方法では、下記式(3)で表されるPCRが35以下である必要がある。

CR=([C]+[Mn]/6+[Ni]/40+[Cr]/5+[Mo]/4+[V]/15+[Nb]+Sol.B×400)×CR700~500 ・・・(3)

上記式(3)中の[C]、[Mn]、[Ni]、[Cr]、[Mo]、[V]および[Nb]は、それぞれ、質量%で示したC、Mn、Ni、Cr、Mo、VおよびNbの含有量を示し、CR700~500は700℃から500℃までの前記鋼板表面における平均冷却速度であり、Sol.Bは下記式(4)で表される。

Sol.B=[B]-([N]-[Ti]/3.4)×10.8/14 ・・・(4)

上記式(4)中の[B]、[N]および[Ti]は、それぞれ、質量%で示したB、NおよびTiの含有量を示す。ただし、上記式(4)の右辺が0未満の場合は、Sol.B=0とする。
In the manufacturing method of a steel sheet according to an embodiment of the present invention, it is necessary that the PCR represented by the following formula (3) is 35 or less.

P CR = ([C]+[Mn]/6+[Ni]/40+[Cr]/5+[Mo]/4+[V]/15+[Nb]+Sol.B×400)×CR 700-500 ...(3)

In the above formula (3), [C], [Mn], [Ni], [Cr], [Mo], [V] and [Nb] respectively represent the contents of C, Mn, Ni, Cr, Mo, V and Nb expressed in mass%, CR 700-500 is the average cooling rate on the surface of the steel sheet from 700°C to 500°C, and Sol. B is expressed by the following formula (4).

Sol. B=[B]-([N]-[Ti]/3.4)×10.8/14...(4)

In the above formula (4), [B], [N], and [Ti] represent the contents of B, N, and Ti, respectively, expressed in mass %. However, when the right side of the above formula (4) is less than 0, Sol. B = 0.

上記冷却する工程における冷却方法は、例えば、水冷とすることができる。
冷却中の鋼板内で冷却速度ばらつきが大きい場合、および冷却停止後の温度偏差が大きい場合に硬さ分布PHVは大きくなる。
鋼板を水冷する際に、冷却水と鋼板の間に蒸気膜が存在している膜沸騰状態と、冷却水と鋼板が直接触れ合う核沸騰状態とが同時に発生すると、特に鋼板表面が700~500℃の場合に、鋼板表面からの抜熱特性がばらつき、鋼板内の冷却速度ばらつきをもたらす(以下、膜沸騰状態および核沸騰状態が同時に発生した状態を「遷移沸騰状態」と称する)。特に鋼板冷却時の水量が多い場合、冷却水の水圧によって鋼板表面の蒸気膜が破れやすくなり、遷移沸騰状態となる。そのため、鋼板内の冷却速度がばらついたり、冷却停止後の温度偏差が大きくなる結果、硬さ分布PHVが大きくなってしまう。
以上を考慮して、鋼板表面における700~500℃までの平均冷却速度CR700~500は、50℃/秒以下にすることが好ましい。より好ましくは40℃/秒以下である。なお、鋼板表面における温度は、熱電対によって測定して求めてもよいし、冷却直前の表面温度、冷却終了後複熱が完了した時点での表面温度および冷却に要した時間から熱伝達率等を考慮してシミュレーションにより求めてもよい。また、CR700~500は鋼板表面における700℃と500℃の差(200℃)を冷却に要した時間で除することで求めることができる。
The cooling method in the cooling step may be, for example, water cooling.
When there is a large variation in the cooling rate within the steel plate during cooling, and when there is a large temperature deviation after cooling is stopped, the hardness distribution P HV becomes large.
When a steel sheet is water-cooled, if a film boiling state in which a steam film exists between the cooling water and the steel sheet and a nucleate boiling state in which the cooling water and the steel sheet are in direct contact with each other occur simultaneously, particularly when the steel sheet surface is at 700 to 500°C, the heat extraction characteristics from the steel sheet surface will vary, resulting in variation in the cooling speed within the steel sheet (hereinafter, the state in which the film boiling state and the nucleate boiling state occur simultaneously will be referred to as a "transition boiling state"). In particular, when the amount of water used to cool the steel sheet is large, the steam film on the steel sheet surface is easily broken by the water pressure of the cooling water, resulting in a transition boiling state. As a result, the cooling speed within the steel sheet will vary and the temperature deviation after cooling is stopped will increase, resulting in a large hardness distribution P HV .
Considering the above, the average cooling rate CR 700-500 from 700 to 500°C on the steel sheet surface is preferably 50°C/sec or less. More preferably, it is 40°C/sec or less. The temperature on the steel sheet surface may be measured using a thermocouple, or may be obtained by simulation taking into account the heat transfer coefficient and the like from the surface temperature immediately before cooling, the surface temperature at the time when the reheating is completed after cooling, and the time required for cooling. CR 700-500 can be obtained by dividing the difference (200°C) between 700°C and 500°C on the steel sheet surface by the time required for cooling.

また、上記式(3)中の([C]+[Mn]/6+[Ni]/40+[Cr]/5+[Mo]/4+[V]/15+[Nb]+Sol.B×400)が大きい場合、硬さにおよぼす冷却速度の影響が敏感となり、鋼板内冷却速度ばらつきが小さい場合でも硬さばらつきが生じやすく、硬さ分布PHVが大きくなってしまう。 Furthermore, when the value of ([C] + [Mn]/6 + [Ni]/40 + [Cr]/5 + [Mo]/4 + [V]/15 + [Nb] + Sol. B × 400) in the above formula (3) is large, the effect of the cooling rate on the hardness becomes sensitive, and even if the cooling rate variation within the steel sheet is small, hardness variation is likely to occur, resulting in a large hardness distribution P HV .

上記のように鋼板表面の冷却速度と化学成分を適切に制御することで硬さ分布PHVを制御することができる。具体的には、上記式(3)で表されるPCRを35以下にすることにより、鋼板表面の圧延方向と直交する方向の硬さ分布を小さくすることができる。好ましくは30以下であり、より好ましくは25以下、更に好ましくは23以下、更により好ましくは20以下である。一方で、強度確保の観点からは、PCRを3以上にすることが好ましい。 As described above, the hardness distribution P HV can be controlled by appropriately controlling the cooling rate and chemical composition of the steel sheet surface. Specifically, by making the P CR represented by the above formula (3) 35 or less, the hardness distribution in the direction perpendicular to the rolling direction of the steel sheet surface can be reduced. It is preferably 30 or less, more preferably 25 or less, even more preferably 23 or less, and even more preferably 20 or less. On the other hand, from the viewpoint of ensuring strength, it is preferable to make the P CR 3 or more.

熱間圧延を行う工程後冷却を開始するまで、および冷却する工程後室温までの冷却は特に制限されず、例えば放冷とすることができる。 There are no particular limitations on how long it takes to start cooling after the hot rolling process, and how long it takes to cool to room temperature after the cooling process, and it can be left to cool naturally, for example.

以下、実施例を挙げて本発明の実施形態をより具体的に説明する。本発明の実施形態は以下の実施例によって制限を受けるものではなく、前述および後述する趣旨に合致し得る範囲で、適宜変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の実施形態の技術的範囲に包含される。 The following provides a more detailed explanation of the embodiments of the present invention, using examples. The embodiments of the present invention are not limited to the following examples, and may be modified as appropriate within the scope of the intent described above and below, and all such modifications are within the technical scope of the embodiments of the present invention.

表1の鋼種Aに示す化学成分組成を満たす鋼片(スラブ)を常法により得た。この鋼片を1100℃に加熱し、熱間圧延を行い、圧延終了温度を849℃とした。その後、圧延終了温度から冷却開始温度まで放冷した。それから、冷却開始温度は774℃とし、冷却停止温度は516℃とし、774℃から516℃までの平均冷却速度を9.5℃/秒として水冷を行った。なお、その際の鋼板表面の700~500℃までの平均冷却速度CR700~500は17℃/秒とし、上記式(3)および(4)によりPCRは6と算出された。その後516℃から室温まで放冷して、試験No.1の鋼板を得た。板厚は20mmであった。
なお、圧延終了温度は、最終の熱間圧延パスの直前の鋼板表面温度とし、放射温度計を用いて測定した。冷却開始温度は、放射温度計を用いて測定した。冷却停止温度は、放射温度計を用いて冷却終了後複熱が完了した時点での鋼板表面温度を測定することにより求めた。平均冷却速度は、冷却開始温度と冷却停止温度の差を冷却に要した時間で除することで求めた。冷却中(特に700~500℃の間)の表面温度は、冷却開始温度、冷却停止温度および冷却に要した時間から熱伝達率等を考慮してシミュレーションにより求め、CR700~500は700℃と500℃の差(200℃)を冷却に要した時間で除することで求めた。
さらに、試験No.1から鋼種および製造条件を表1および表2に示すように変更して試験No.2~10を得た。表1の化学成分組成において「-」は、意図的に添加していないことを示す。また、表2において、Ar3点(℃)は、上記式(6)に基づいて算出し、試験No.5は冷却せずに室温まで空冷した例のため、冷却開始温度、冷却停止温度および平均冷却速度に該当する値はなく「-」とした。試験No.5のように空冷の場合のCR700~500は下記式(7)によって算出した。

空冷の場合のCR700~500 = 12.508×t-0.9797 ・・・(7)

上記式(7)中のtは板厚(mm)を示す。
試験No.6はCR700~500が100℃/秒を超えたが、用いたシミュレーションでは100/秒を超える冷却速度の定量値を算出できないため、PCRの算出においては、CR700~500=100として求めた。
表1および表2ならびに後述する表3において、下線を引いた数値は本発明の実施形態の範囲から外れていることを示す。
A steel slab satisfying the chemical composition shown in steel type A in Table 1 was obtained by a conventional method. This steel slab was heated to 1100°C and hot-rolled, with the rolling end temperature being 849°C. Then, it was allowed to cool from the rolling end temperature to the cooling start temperature. Then, the cooling start temperature was 774°C, the cooling end temperature was 516°C, and water cooling was performed with an average cooling rate from 774°C to 516°C of 9.5°C/sec. The average cooling rate CR 700-500 from 700 to 500°C on the steel plate surface at that time was 17°C/sec, and the P CR was calculated to be 6 according to the above formulas (3) and (4). Then, it was allowed to cool from 516°C to room temperature to obtain a steel plate of test No. 1. The plate thickness was 20 mm.
The rolling end temperature was the steel sheet surface temperature immediately before the final hot rolling pass, and was measured using a radiation thermometer. The cooling start temperature was measured using a radiation thermometer. The cooling end temperature was obtained by measuring the steel sheet surface temperature at the time when the reheating was completed after the cooling was completed using a radiation thermometer. The average cooling rate was obtained by dividing the difference between the cooling start temperature and the cooling end temperature by the time required for cooling. The surface temperature during cooling (especially between 700 and 500 ° C) was obtained by simulation taking into account the heat transfer coefficient and the like from the cooling start temperature, the cooling end temperature, and the time required for cooling, and CR 700 to 500 was obtained by dividing the difference (200 ° C) between 700 ° C and 500 ° C by the time required for cooling.
Furthermore, the steel type and manufacturing conditions were changed from Test No. 1 as shown in Tables 1 and 2 to obtain Test Nos. 2 to 10. In the chemical composition in Table 1, "-" indicates that it was not intentionally added. In Table 2, the Ar3 point (°C) was calculated based on the above formula (6), and since Test No. 5 was an example in which air cooling was performed to room temperature without cooling, there were no values corresponding to the cooling start temperature, cooling stop temperature, and average cooling rate, so they were marked with "-". In the case of air cooling as in Test No. 5, CR 700 to 500 was calculated using the following formula (7).

CR 700-500 for air cooling = 12.508 x t - 0.9797 (7)

In the above formula (7), t represents the plate thickness (mm).
In Test No. 6, CR 700-500 exceeded 100° C./sec, but since the simulation used could not calculate a quantitative value for a cooling rate exceeding 100/sec, the PCR was calculated as CR 700-500 = 100.
In Tables 1 and 2 and Table 3 below, underlined values indicate values that are outside the range of the embodiments of the present invention.

Figure 0007542326000001
Figure 0007542326000001

Figure 0007542326000002
Figure 0007542326000002

次に、得られた鋼板の金属組織、ベイナイト硬さ、硬さ分布、降伏強度、引張強度、降伏比、一様伸び、引張強度×一様伸びおよび靭性を評価した。 Then, the metal structure, bainite hardness, hardness distribution, yield strength, tensile strength, yield ratio, uniform elongation, tensile strength × uniform elongation, and toughness of the obtained steel plate were evaluated.

[金属組織評価]
金属組織の観察は以下のようにして実施した。
(a)鋼板表面の圧延方向とは垂直方向に平行で、且つ鋼板表面に対して垂直な、鋼板表裏面を含む板厚断面を観察できるよう、上記鋼板からサンプルを採取した。
(b)湿式エメリー研磨紙(#150~#1500)での研磨、又はそれと同等の機能を有する研磨として、例えばダイヤモンドスラリー等の研磨剤を用いた研磨等により、観察面の鏡面仕上を行った。
(c)研磨されたサンプルを、3%ナイタール溶液を用いて腐食し、結晶組織を現出させた。
(d)t(板厚)/4部位の任意の箇所に対して、現出させた組織を400倍の倍率で写真撮影した。撮影した400倍(視野面積150μm×200μm)の写真を用いて、組織分率(フェライト、ベイナイト、パーライト、マルテンサイトおよび残留オーステナイト)を算出した。
[Metal structure evaluation]
The metal structure was observed as follows.
(a) A sample was taken from the above steel plate so that a plate thickness cross section including the front and back surfaces of the steel plate could be observed, parallel to a direction perpendicular to the rolling direction of the steel plate surface and perpendicular to the steel plate surface.
(b) The observation surface was mirror-finished by polishing with wet emery paper (#150 to #1500) or by polishing with an abrasive having an equivalent function, for example, polishing with an abrasive such as diamond slurry.
(c) The polished samples were etched with a 3% Nital solution to reveal the crystalline structure.
(d) The exposed structure was photographed at any location in the t (sheet thickness)/4 region at a magnification of 400. The structure fractions (ferrite, bainite, pearlite, martensite, and retained austenite) were calculated using the photographs taken at 400 times magnification (field of view area 150 μm×200 μm).

[ベイナイト硬さ]
上記腐食されたサンプル中のt/4部位のベイナイト組織に対して、マイクロビッカース硬度計を用いて硬さを測定した。測定荷重は基本5gとし、組織サイズが小さい場合は3gとした。少なくとも5点以上測定し、その平均値を採用した。
[Bainite hardness]
The hardness of the bainite structure at the t/4 portion of the corroded sample was measured using a micro Vickers hardness tester. The measurement load was 5 g in principle, and 3 g when the structure size was small. At least five points were measured, and the average value was used.

[硬さ分布]
上記腐食されたサンプル中の任意の190mm区間において、5mm間隔で、HV表面下1mm、HVt/4、HV3t/4およびHV裏面下1mmを測定し、上記式(2)によりHV断面平均を算出した。さらに、当該190mm区間におけるHV断面平均の平均値μ(HV断面平均)および最小値min(HV断面平均)を求め、上記式(1)により硬さ分布PHVを算出した。
[降伏強度(YS)、引張強度(TS)、一様伸び(UEL)]
t(板厚)/4の部位から、試験片の長手方向が圧延方向と垂直になるように板状引張試験片(JIS 1A号または5号試験片と同じ)を採取して、JIS Z 2241(2011)の要領で引張試験を行い、降伏点(YP)または0.2%YS、TSおよびUELを測定し、また降伏比(YR)およびTS×UELを算出した。
[Hardness distribution]
In any 190 mm section of the corroded sample, the HV surface 1 mm , HV t/4 , HV 3t/4 and HV back surface 1 mm were measured at 5 mm intervals, and the HV cross -sectional average was calculated using the above formula (2). Furthermore, the average value μ (HV cross-sectional average ) and the minimum value min (HV cross-sectional average ) of the HV cross-sectional average in the 190 mm section were obtained, and the hardness distribution P HV was calculated using the above formula (1).
[Yield strength (YS), tensile strength (TS), uniform elongation (UEL)]
A plate-shaped tensile test piece (same as the JIS No. 1A or No. 5 test piece) was taken from the portion of t (plate thickness)/4 so that the longitudinal direction of the test piece was perpendicular to the rolling direction, and a tensile test was carried out in accordance with JIS Z 2241 (2011). The yield point (YP) or 0.2% YS, TS and UEL were measured, and the yield ratio (YR) and TS×UEL were calculated.

[靭性評価]
t(板厚)/4の部位から、試験片の長手方向が圧延方向と垂直になるようにフルサイズ(10mm×10mm×55mm)のVノッチ試験片を採取して、JIS Z 2242(2005)の要領でシャルピー衝撃試験を行い、破面遷移温度(vTrs)を測定した。なお、各試験温度での結果は、3本の平均値を採用した。
結果を表3に示す。
[Toughness evaluation]
A full-size (10 mm x 10 mm x 55 mm) V-notch test piece was taken from the t (plate thickness)/4 region so that the longitudinal direction of the test piece was perpendicular to the rolling direction, and a Charpy impact test was carried out in accordance with JIS Z 2242 (2005) to measure the fracture transition temperature (vTrs). The results at each test temperature were the average of three pieces.
The results are shown in Table 3.

Figure 0007542326000003
Figure 0007542326000003

表1~3の結果を考察する。
試験No.1~4は、本発明の実施形態で規定する化学成分組成を満足する鋼種を用いて、本発明の実施形態で規定する製造条件で製造した例である。これらは、本発明で規定する金属組織、ベイナイト硬さおよび硬さ分布を満足し、諸特性(降伏強度325~500MPa、引張強度500~670MPa、降伏比80%以下、一様伸び5%以上、TS×UEL4500MPa・%以上および破面遷移温度-30℃未満)を満足した。これに対し、試験No.5~10は、本発明の実施形態で規定する化学成分組成および/または製造条件を満たさず、上記諸性能のうち少なくとも1つが劣る結果となった。
Consider the results in Tables 1 to 3.
Test Nos. 1 to 4 are examples produced under the production conditions specified in the embodiment of the present invention using steel types satisfying the chemical composition specified in the embodiment of the present invention. These satisfied the metal structure, bainite hardness, and hardness distribution specified in the present invention, and also satisfied various properties (yield strength 325 to 500 MPa, tensile strength 500 to 670 MPa, yield ratio 80% or less, uniform elongation 5% or more, TS x UEL 4500 MPa.% or more, and fracture transition temperature less than -30°C). In contrast, Test Nos. 5 to 10 did not satisfy the chemical composition and/or production conditions specified in the embodiment of the present invention, and at least one of the above-mentioned performances was inferior.

試験No.5は、室温まで空冷した例であり、平均冷却速度が非常に遅く、8℃/秒未満であったため、フェライトおよびパーライトからなる組織となり、フェライトとベイナイトの面積分率の和が85%未満およびベイナイト面積分率が20%未満となり、引張強度が500MPa未満となった。 Test No. 5 is an example in which the material was air-cooled to room temperature. The average cooling rate was very slow, less than 8°C/sec, resulting in a structure consisting of ferrite and pearlite, with the sum of the area fractions of ferrite and bainite being less than 85% and the area fraction of bainite being less than 20%, resulting in a tensile strength of less than 500 MPa.

試験No.6は、圧延温度~冷却停止温度までの平均冷却速度が20℃/秒超であったため、ベイナイト面積分率が80%超となり、降伏強度が500MPa超であった。またPCRが35超であったため、硬さ分布PHVが5.0超となりTS×UELが4500MPa・%未満となった。 In Test No. 6, the average cooling rate from the rolling temperature to the cooling stop temperature exceeded 20°C/sec, so the bainite area fraction exceeded 80% and the yield strength exceeded 500 MPa. In addition, the PCR exceeded 35, so the hardness distribution P HV exceeded 5.0 and TS × UEL was less than 4500 MPa.

試験No.7は、冷却停止温度が400℃未満であったため、ベイナイト硬さが380.0HV超となり、引張強度が670MP超であり、また、破面遷移温度-30℃と、靭性が十分ではなかった。 In test No. 7, the cooling stop temperature was less than 400°C, so the bainite hardness was more than 380.0 HV, the tensile strength was more than 670 MP, and the fracture transition temperature was -30°C, which meant that the toughness was insufficient.

試験No.8は、C含有量が0.08質量%未満であったため、フェライトとベイナイトの面積分率の和が85%未満およびベイナイト面積分率が20%未満となり、引張強度が500MP未満となり、また、降伏比が80%超となった。 In test No. 8, the C content was less than 0.08 mass%, so the sum of the area fractions of ferrite and bainite was less than 85% and the area fraction of bainite was less than 20%, resulting in a tensile strength of less than 500 MP and a yield ratio of more than 80%.

試験No.9は、C含有量が0.08質量%未満であったため、フェライトとベイナイトの面積分率の和が85%未満およびベイナイト面積分率が20%未満となり、またNb含有量も過剰であったため、降伏比が80%超となった。 In test No. 9, the C content was less than 0.08 mass%, so the sum of the area fractions of ferrite and bainite was less than 85% and the area fraction of bainite was less than 20%, and the Nb content was also excessive, so the yield ratio was more than 80%.

試験No.10は、PCRが35超であったため、硬さ分布PHVが5.0超となりTS×UELが4500MPa・%未満となった。 In Test No. 10, the PCR exceeded 35, so the hardness distribution PHV exceeded 5.0 and TS×UEL was less than 4500 MPa·%.

上記実施例において、硬さ分布PHVとTS×UELとの関係を示すグラフを図3に示す。図3に示すように、PHVとTS×UELとは相関しており、破線の曲線状に変化することがわかる。破線の曲線からPHVを5.0HV以下にすることによりTS×UELを4500MPa・%以上にできることがわかる。 In the above embodiment, a graph showing the relationship between hardness distribution P HV and TS×UEL is shown in Figure 3. As shown in Figure 3, P HV and TS×UEL are correlated, and it can be seen that they change in the shape of a dashed curve. It can be seen from the dashed curve that TS×UEL can be made 4500 MPa.% or more by setting P HV to 5.0 HV or less.

上記実施例において、PCRと硬さ分布PHVとの関係を示すグラフを図4に示す。図4に示すように、PCRとPHVとは相関しており、破線の曲線状に変化することがわかる。破線の曲線から、PCRと35以下にすることによりPHVを5.0HV以上にできることがわかる。 In the above embodiment, a graph showing the relationship between the PCR and the hardness distribution PHV is shown in Figure 4. As shown in Figure 4, the PCR and PHV are correlated, and change in the shape of a curved broken line. From the curved broken line, it can be seen that by setting the PCR to 35 or less, the PHV can be set to 5.0HV or more.

本発明の実施形態に係る鋼板は、諸性能(十分な加工性、強度、一様伸び特性、靭性および低降伏比)を満足し、且つ熱間圧延後に冷却してから再び加熱する必要がないため安価に製造できる。そのため、本発明の実施形態に係る鋼板は、建築、橋梁、貯蔵タンク、ラインパイプなどの鋼構造物に用いられる鋼板として好適である。 The steel plate according to the embodiment of the present invention satisfies various performance requirements (sufficient workability, strength, uniform elongation characteristics, toughness, and low yield ratio), and can be manufactured inexpensively because it does not need to be cooled after hot rolling and then heated again. Therefore, the steel plate according to the embodiment of the present invention is suitable as a steel plate for use in steel structures such as buildings, bridges, storage tanks, and line pipes.

1 鋼板
1A 鋼板1の表面
1B 190mm区間
D1 鋼板1の表面1AからZ方向に1mmの位置
D2 鋼板1の表面1AからZ方向にt/4mmの位置
D3 鋼板1の表面1AからZ方向に3t/4mmの位置
D4 鋼板1の表面1AからZ方向にt-1mmの位置
P1 表面下1mmの線と、一点鎖線で示される硬さの曲線とが交差する点
P2 表面下t/4mmの線と、一点鎖線で示される硬さの曲線とが交差する点
P3 表面下3t/4mmの線と、一点鎖線で示される硬さの曲線とが交差する点
P4 表面下t-1mmの線と、一点鎖線で示される硬さの曲線とが交差する点
R1 表面下0~3mmの領域
R2 表面下3mm~t(板厚)/2mmの領域
R3 表面下t/2~t-3mmの領域
R4 裏面下0mm~3mmの領域
S1 表面下0~3mmの硬さの積分値
S2 表面下3mm~t(板厚)/2mmの硬さの積分値
S3 表面下t/2~t-3mmの硬さの積分値
S4 裏面下0mm~3mmの硬さの積分値
S1’HV表面下1mm×3mmで表される面積
S2’HVt/4×(t/2-3)mmで表される面積
S3’HV3t/4×(t/2-3)mmで表される面積
S4’HV裏面下1mm×3mmで表される面積
X 圧延方向Yおよび板厚方向Zと直行する方向
Y 圧延方向
Z 板厚方向
1 Steel plate 1A Surface of steel plate 1 1B 190 mm section D1 Position 1 mm from surface 1A of steel plate 1 in Z direction D2 Position t/4 mm from surface 1A of steel plate 1 in Z direction D3 Position 3t/4 mm from surface 1A of steel plate 1 in Z direction D4 Position t-1 mm from surface 1A of steel plate 1 in Z direction P1 Point where line 1 mm below surface intersects with hardness curve shown by dashed line P2 Point where line t/4 mm below surface intersects with hardness curve shown by dashed line P3 Point where line 3t/4 mm below surface intersects with hardness curve shown by dashed line P4 Point where line t-1 mm below surface intersects with hardness curve shown by dashed line R1 Region 0 to 3 mm below surface R2 Region 3 mm to t (plate thickness)/2 mm below surface R3 Region from t/2 to t-3 mm below the surface R4 Region from 0 mm to 3 mm below the back surface S1 Integral value of hardness from 0 to 3 mm below the surface S2 Integral value of hardness from 3 mm to t (sheet thickness)/2 mm below the surface S3 Integral value of hardness from t/2 to t-3 mm below the surface S4 Integral value of hardness from 0 mm to 3 mm below the back surface S1'Area expressed as 1 mm below the HV surface × 3 mm S2'HV Area expressed as t/4 × (t/2-3) mm S3'HV Area expressed as 3t/4 × (t/2-3) mm S4'Area expressed as 1 mm below the back surface × 3 mm X Direction perpendicular to the rolling direction Y and sheet thickness direction Z Y Rolling direction Z Sheet thickness direction

Claims (4)

C :0.08~0.16質量%、
Si:0.25~0.50質量%、
Mn:1.1~1.6質量%、
P :0質量%超0.030質量%以下、
S :0質量%超0.003質量%以下、
Al:0.020~0.080質量%、
Ti:0.008~0.020質量%、
N :0.0030~0.0070質量%、
Ca:0.0005~0.0050質量%、および
残部:鉄および不可避不純物からなり、
板厚の1/4となる部位において、フェライトおよびベイナイトの面積分率の和が85%以上であり、且つ前記ベイナイトの面積分率が20~80%であり、
前記ベイナイトの硬さが220.0~380.0HVであり、
下記式(1)で表される硬さ分布PHVが5.0HV以下であり、且つ板厚12mm以上の鋼板。

HV=μ(HV断面平均)-min(HV断面平均) ・・・(1)

ここで、HV断面平均は、前記鋼板の任意の位置における板厚方向の平均硬さであり、下記式(2)のように算出される。

HV断面平均=(HV表面下1mm×3+HVt/4×(t/2-3)+HV3t/4×(t/2-3)+HV裏面下1mm×3)/t ・・・(2)

上記式(2)中のtは前記鋼板の板厚(mm)であり、HV表面下1mmは前記鋼板の表面下1mmの位置における硬さ(HV)であり、HVt/4は前記鋼板の表面下t/4mmの位置における硬さ(HV)であり、HV3t/4は、前記鋼板の表面下3t/4mmの位置における硬さ(HV)であり、HV裏面下1mmは前記鋼板の裏面下1mmの位置における硬さ(HV)である。
上記式(1)中のμ(HV断面平均)は、前記鋼板の圧延方向および板厚方向とは垂直方向の任意の190mmの区間において、5mm間隔ごとに測定したHV断面平均の平均値であり、min(HV断面平均)は、前記190mmの区間において、5mm間隔ごとに測定したHV断面平均の最小値である。
C: 0.08 to 0.16% by mass,
Si: 0.25 to 0.50% by mass,
Mn: 1.1 to 1.6% by mass,
P: more than 0% by mass and not more than 0.030% by mass,
S: more than 0% by mass and not more than 0.003% by mass,
Al: 0.020 to 0.080% by mass,
Ti: 0.008 to 0.020% by mass,
N: 0.0030 to 0.0070% by mass,
Ca: 0.0005 to 0.0050 mass%, and the balance: iron and inevitable impurities;
In a portion that is 1/4 of the plate thickness, the sum of the area fractions of ferrite and bainite is 85% or more, and the area fraction of the bainite is 20 to 80%,
The hardness of the bainite is 220.0 to 380.0 HV,
A steel plate having a hardness distribution P HV represented by the following formula (1) of 5.0 HV or less and a plate thickness of 12 mm or more.

P HV = μ (HV cross-section average ) - min (HV cross-section average ) ... (1)

Here, the HV cross-sectional average is the average hardness in the plate thickness direction at any position of the steel plate, and is calculated according to the following formula (2).

HV cross-sectional average = ( 1 mm below the HV surface × 3 + HV t/4 × (t/2-3) + HV 3t/4 × (t/2-3) + 1 mm below the HV back surface × 3) / t ... (2)

In the above formula (2), t is the thickness (mm) of the steel plate, HV 1 mm below the surface is the hardness (HV) at a position 1 mm below the surface of the steel plate, and HV t/4 is the hardness HV 3t/4 is the hardness (HV) at a position 3t/4 mm below the surface of the steel plate, and HV 1 mm below the back surface is the hardness (HV) at a position 3t/4 mm below the surface of the steel plate. This is the hardness (HV) at a position 1 mm below.
In the above formula (1), μ (HV cross-sectional average ) is the average value of the HV cross-sectional average measured at 5 mm intervals in any 190 mm section perpendicular to the rolling direction and thickness direction of the steel plate. , min (HV cross-sectional average ) is the minimum value of the HV cross-sectional average measured at 5 mm intervals in the 190 mm section.
Cu:0質量%超0.50質量%以下、
Ni:0質量%超0.50質量%以下、
Cr:0質量%超0.50質量%以下、
Mo:0質量%超0.50質量%以下、および
V :0質量%超0.10質量%以下
からなる群から選択される一種以上を更に含有する請求項1に記載の鋼板。
Cu: more than 0% by mass and not more than 0.50% by mass,
Ni: more than 0% by mass and not more than 0.50% by mass,
Cr: more than 0% by mass and not more than 0.50% by mass,
The steel plate according to claim 1 , further comprising one or more selected from the group consisting of Mo: more than 0 mass % and 0.50 mass % or less, and V: more than 0 mass % and 0.10 mass % or less.
Nb:0質量%超0.030質量%以下、および
B :0質量%超0.002質量%以下
からなる群から選択される一種以上を更に含有する請求項1または2に記載の鋼板。
The steel sheet according to claim 1 or 2, further comprising one or more selected from the group consisting of Nb: more than 0 mass% and 0.030 mass% or less, and B: more than 0 mass% and 0.002 mass% or less.
請求項1~3のいずれか1項に記載の化学成分組成の鋼を用意する工程と、
圧延終了温度を830℃~940℃として熱間圧延を行う工程と、
Ar3点(℃)-70℃以上の冷却開始温度から、400℃~600℃の冷却停止温度まで、平均冷却速度8~20℃/秒で冷却する工程と、を含み、
下記式(3)で表されるPCRが35以下である、請求項1~3のいずれか1項に記載の鋼板の製造方法。

CR=([C]+[Mn]/6+[Ni]/40+[Cr]/5+[Mo]/4+[V]/15+[Nb]+Sol.B×400)×CR700~500 ・・・(3)

上記式(3)中の[C]、[Mn]、[Ni]、[Cr]、[Mo]、[V]および[Nb]は、それぞれ、質量%で示したC、Mn、Ni、Cr、Mo、VおよびNbの含有量を示し、CR700~500は700℃から500℃までの前記鋼板表面における平均冷却速度であり、Sol.Bは下記式(4)で表される。

Sol.B=[B]-([N]-[Ti]/3.4)×10.8/14 ・・・(4)

上記式(4)中の[B]、[N]および[Ti]は、それぞれ、質量%で示したB、NおよびTiの含有量を示す。ただし、上記式(4)の右辺が0未満の場合は、Sol.B=0とする。
A step of preparing a steel having a chemical composition according to any one of claims 1 to 3;
A step of performing hot rolling with a rolling end temperature of 830°C to 940°C;
and cooling the material from a cooling start temperature of Ar3 point (°C) -70°C or higher to a cooling stop temperature of 400°C to 600°C at an average cooling rate of 8 to 20°C/sec;
The method for producing a steel sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein P CR represented by the following formula (3) is 35 or less.

P CR = ([C]+[Mn]/6+[Ni]/40+[Cr]/5+[Mo]/4+[V]/15+[Nb]+Sol.B×400)×CR 700-500 ...(3)

In the above formula (3), [C], [Mn], [Ni], [Cr], [Mo], [V] and [Nb] respectively represent the contents of C, Mn, Ni, Cr, Mo, V and Nb expressed in mass%, CR 700-500 is the average cooling rate on the surface of the steel sheet from 700°C to 500°C, and Sol. B is expressed by the following formula (4).

Sol. B=[B]-([N]-[Ti]/3.4)×10.8/14...(4)

In the above formula (4), [B], [N], and [Ti] represent the contents of B, N, and Ti, respectively, expressed in mass %. However, when the right side of the above formula (4) is less than 0, Sol. B = 0.
JP2020063915A 2020-03-31 2020-03-31 Steel plate and its manufacturing method Active JP7542326B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020063915A JP7542326B2 (en) 2020-03-31 2020-03-31 Steel plate and its manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020063915A JP7542326B2 (en) 2020-03-31 2020-03-31 Steel plate and its manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021161486A JP2021161486A (en) 2021-10-11
JP7542326B2 true JP7542326B2 (en) 2024-08-30

Family

ID=78002926

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020063915A Active JP7542326B2 (en) 2020-03-31 2020-03-31 Steel plate and its manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7542326B2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008266735A (en) 2007-04-20 2008-11-06 Kobe Steel Ltd Low yield ratio high tensile strength steel plate excellent in low temperature toughness of weld heat-affected zone and base material, and its manufacturing method
JP2012102393A (en) 2010-10-12 2012-05-31 Jfe Steel Corp Non-heat-treated, low-yield-ratio, high-tensile thick steel plate and method for producing the same
JP2013139627A (en) 2011-12-09 2013-07-18 Jfe Steel Corp High strength steel sheet of excellent material uniformity in steel sheet for use in sour-resistant line pipe, and method for producing the same
JP2014031546A (en) 2012-08-03 2014-02-20 Jfe Steel Corp Non-heat-treated low yield ratio high tensile strength steel plate and method for manufacturing the same
JP2014177669A (en) 2013-03-14 2014-09-25 Jfe Steel Corp Non-heat treated low yield ratio high tensile thick steel plate, and manufacturing method therefor
JP2015163730A (en) 2014-01-28 2015-09-10 株式会社神戸製鋼所 Low-yield-ratio high-strength steel sheet high in work hardenability and excellent in uniform elongation and weldability and production method thereof

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008266735A (en) 2007-04-20 2008-11-06 Kobe Steel Ltd Low yield ratio high tensile strength steel plate excellent in low temperature toughness of weld heat-affected zone and base material, and its manufacturing method
JP2012102393A (en) 2010-10-12 2012-05-31 Jfe Steel Corp Non-heat-treated, low-yield-ratio, high-tensile thick steel plate and method for producing the same
JP2013139627A (en) 2011-12-09 2013-07-18 Jfe Steel Corp High strength steel sheet of excellent material uniformity in steel sheet for use in sour-resistant line pipe, and method for producing the same
JP2014031546A (en) 2012-08-03 2014-02-20 Jfe Steel Corp Non-heat-treated low yield ratio high tensile strength steel plate and method for manufacturing the same
JP2014177669A (en) 2013-03-14 2014-09-25 Jfe Steel Corp Non-heat treated low yield ratio high tensile thick steel plate, and manufacturing method therefor
JP2015163730A (en) 2014-01-28 2015-09-10 株式会社神戸製鋼所 Low-yield-ratio high-strength steel sheet high in work hardenability and excellent in uniform elongation and weldability and production method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021161486A (en) 2021-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2309377T3 (en) PROCEDURE FOR MANUFACTURING AN ACROSS-RESISTANT STEEL SHEET AND OBTAINED SHEET.
CN111094609B (en) Steel pipe and steel plate
JP7155702B2 (en) Thick steel plate for sour linepipe and its manufacturing method
JP6682785B2 (en) Steel plate having excellent sour resistance and method of manufacturing the same
JP5804229B1 (en) Abrasion-resistant steel plate and method for producing the same
WO2013065346A1 (en) High-strength hot-rolled steel sheet having excellent bending characteristics and low-temperature toughness and method for producing same
JP7226598B2 (en) Abrasion-resistant steel plate and manufacturing method thereof
JP2019123945A (en) Wear resisting steel sheet and production method therefor
KR101811159B1 (en) Steel member and process for producing same
JP2008255459A (en) Thick steel plate having excellent haz toughness, base metal toughness, elongation and strength-elongation balance
JP7211530B2 (en) WEAR RESISTANT STEEL AND METHOD FOR MANUFACTURING WEAR RESISTANT STEEL
WO2017077967A1 (en) Steel member and steel plate, and production processes therefor
JP5379494B2 (en) High-strength cold-rolled steel sheet coil with small strength variation in the coil and method for manufacturing the same
JPH11229075A (en) High strength steel excellent in delayed fracture resistance and method of manufacturing the same
JP2022521604A (en) Ultra-high-strength steel plate with excellent shear workability and its manufacturing method
JP7048378B2 (en) High strength and high ductility steel sheet
JP4412098B2 (en) Low yield ratio high strength steel sheet with excellent weld heat affected zone toughness and method for producing the same
JP4464909B2 (en) High yield strength high tensile strength steel plate with excellent toughness of weld heat affected zone
JP7542326B2 (en) Steel plate and its manufacturing method
JP5605136B2 (en) High strength steel plate with excellent material uniformity in steel plate and method for producing the same
JP7048379B2 (en) High strength and high ductility steel sheet
JP6177733B2 (en) Low yield ratio high-strength steel sheet with large work-hardening ability and excellent uniform elongation and weldability, and its manufacturing method
JP6631702B2 (en) High-strength steel sheet with excellent low-temperature toughness
JP4732986B2 (en) High strength cold-rolled steel sheet with excellent stretch flangeability and its manufacturing method
JP4061213B2 (en) Steel sheet for hot forming

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221101

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20231130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240109

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240307

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240521

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: 20240813

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240820

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7542326

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150