專(zhuān)利名稱(chēng)：具有高屈服強(qiáng)度的非調(diào)質(zhì)鋼板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非調(diào)質(zhì)型的鋼板，特別涉及作為建筑構(gòu)造物或橋梁等大型構(gòu)造物用途具有有用的高屈服強(qiáng)度的鋼板。
背景技術(shù)：
對(duì)于作為如上所述的大型構(gòu)造物用途而使用的鋼板，除了高強(qiáng)度以外，還要求高韌性。為了制造滿(mǎn)足這些特性的鋼板，一般來(lái)說(shuō)在壓延后進(jìn)行淬火回火的調(diào)質(zhì)處理。但是，該方法中，由于在壓延后需要再次加熱處理工序，因此工期變長(zhǎng)，并且成本升高。所以，期望有省略再次加熱處理而實(shí)現(xiàn)工期的縮短和成本降低的鋼板的制法，作為近年來(lái)呈現(xiàn)出顯著的發(fā)展的技術(shù)有控制壓延。該技術(shù)中，通過(guò)適當(dāng)?shù)乜刂茐貉訒r(shí)的溫度或壓下率等，使晶粒微細(xì)化，在被壓延的同時(shí)確保鋼的強(qiáng)度和韌性。此種鋼一般來(lái)說(shuō)被稱(chēng)作非調(diào)質(zhì)鋼。
但是，對(duì)于作為橋梁等的原材料使用的大型構(gòu)造物用的鋼板，還要求高屈服強(qiáng)度化。所以，本發(fā)明人等作為提高了母材的韌性，并且提高了屈服強(qiáng)度的非調(diào)質(zhì)鋼板，提出了特開(kāi)2004-149839號(hào)公報(bào)的技術(shù)。該技術(shù)中，通過(guò)對(duì)鋼的成分組成當(dāng)中的特別是Nb和B的固溶量進(jìn)行嚴(yán)密地控制，就可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)鋼板的高韌性化和高屈服強(qiáng)度化。但是，利用所述先行技術(shù)所能夠?qū)崿F(xiàn)的屈服強(qiáng)度為450～500MPa左右，期望進(jìn)一步的高屈服強(qiáng)度化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于此種狀況而完成的，其目的在于，提供屈服強(qiáng)度高的非調(diào)質(zhì)鋼板。
本發(fā)明人等對(duì)于所述特開(kāi)2004-149839號(hào)公報(bào)的技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)鋼板的進(jìn)一步的高屈服強(qiáng)度化為目的，反復(fù)進(jìn)行了深入研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，如果嚴(yán)密地規(guī)定鋼的成分組成，并且將鋼板的金屬組織設(shè)為抑制島狀馬氏體的生成的貝氏體，則可以進(jìn)一步提高鋼板的屈服強(qiáng)度，從而完成了本發(fā)明。
即，本發(fā)明的所謂非調(diào)質(zhì)鋼板是指，以質(zhì)量％表示，含有C0.01～0.08％、Si0.05～0.5％、Mn0.5～2.5％、Al0.01～0.07％、Cr0.05～1.5％、Mo0.05～1％、Ti0.005～0.03％、B0.0005～0.003％及N0.002～0.008％，金屬組織為將島狀馬氏體以面積率表示抑制在1％以下(包括0％)的貝氏體。
另外，作為其他的元素，優(yōu)選含有從由(1)Nb0.005～0.03％(2)V0.005～0.05％(3)Cu0.05～3％(4)Ni0.05～3％(5)Zr0.0005～0.005％、Mg0.0003～0.005％、Ca0.0005～0.005％及REM0.0003～0.003％構(gòu)成的一組中選擇的1種以上的元素等。而且，剩余部分為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)嚴(yán)密地規(guī)定鋼的成分組成，并且將鋼板的金屬組織設(shè)為抑制了島狀馬氏體的生成的貝氏體，就可以提供即使不進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理屈服強(qiáng)度也高的鋼板。


圖1是表示滿(mǎn)足本發(fā)明的鋼的成分條件的鋼的鋼中的MA生成量與屈服強(qiáng)度關(guān)系的圖表。
圖2是表示對(duì)于滿(mǎn)足本發(fā)明鋼的成分條件的鋼，改變熱軋后的冷卻速度時(shí)的MA生成量的圖表。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明人等對(duì)于所述特開(kāi)2004-149839號(hào)公報(bào)中所記載的技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)鋼板的進(jìn)一步的高屈服強(qiáng)度化為目的，進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，如果嚴(yán)密地規(guī)定鋼的成分組成，并且將鋼板的金屬組織設(shè)為貝氏體，則會(huì)變?yōu)楦邚?qiáng)度(TS)，而且如果減少在該貝氏體組織中生成的島狀馬氏體量，則可以實(shí)現(xiàn)高屈服強(qiáng)度化(高YS化)。首先，對(duì)完成本發(fā)明的原委進(jìn)行說(shuō)明。
本發(fā)明人等通過(guò)將鋼板的金屬組織設(shè)為貝氏體，調(diào)制了若干抗拉強(qiáng)度(TS)為相同水平的鋼板，測(cè)定了各鋼板的屈服強(qiáng)度(YS)。其結(jié)果是，即使是TS為相同水平的鋼板，在YS方面也有偏差。所以，本發(fā)明人等對(duì)支配鋼板的YS的因素進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)鋼板的YS與貝氏體組織中的島狀馬氏體(以下有時(shí)將島狀馬氏體稱(chēng)作MA)的存在率有關(guān)系。使用附圖對(duì)該情況進(jìn)行說(shuō)明。
圖1是表示滿(mǎn)足本發(fā)明的鋼的成分條件的鋼的鋼中的MA生成量與屈服強(qiáng)度的關(guān)系的圖表。圖1表示了改變鋼中的MA生成量時(shí)的YS的變化，鋼中的金屬組織為貝氏體，在該貝氏體組織中生成有島狀馬氏體。而且，點(diǎn)A的TS為701MPa，點(diǎn)B的TS為668MPa，點(diǎn)C的TS為618MPa，TS可以說(shuō)為相同水平(JIS規(guī)格的60キロ鋼水平)。
觀察圖1即可發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鋼中的MA生成量減少時(shí)，YS有提高的傾向，特別是如果MA生成量達(dá)到1％以下，則YS就達(dá)到500MPa以上。另一方面，在貝氏體組織中生成很多島狀馬氏體的鋼板的YS降低。本發(fā)明人等認(rèn)為，YS降低的原因是，由于在島狀馬氏體的周邊，位錯(cuò)被以高密度導(dǎo)入，因此該位錯(cuò)使YS降低。
如上所述，為了提高非調(diào)質(zhì)鋼板的屈服強(qiáng)度，只要減少貝氏體組織中的MA生成量即可。以下將對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
首先，對(duì)本發(fā)明的鋼板的金屬組織進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明的鋼板的金屬組織是島狀馬氏體(MA)的生成被抑制在極低水平的貝氏體。通過(guò)形成此種貝氏體組織，就可以得到高強(qiáng)度(TS)的鋼板。即，本發(fā)明的所謂金屬組織是指以如下的貝氏體為主體的組織，即，在將金屬組織整體以面積率表示設(shè)為100％的情況下，貝氏體以外的組織(例如鐵素體)以面積率表示被抑制為小于20％，貝氏體的面積率在80％以上(優(yōu)選90％以上)。
這樣，本發(fā)明中，通過(guò)抑制金屬組織當(dāng)中的MA的生成，就可以防止在MA的周邊高密度地導(dǎo)入位錯(cuò)，從而可以提高鋼板的YS。另外，通過(guò)抑制MA的生成，還可以提高母材的韌性。
在將金屬組織整體的面積設(shè)為100％時(shí)，所述MA(島狀馬氏體)設(shè)為1％以下，優(yōu)選0.8％以下，更優(yōu)選0.5％以下。
鋼板的金屬組織是在將樣品進(jìn)行硝酸乙醇腐蝕后，用光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀察，算出將金屬組織整體設(shè)為100％時(shí)的貝氏體的面積率。觀察倍率設(shè)為100倍即可。金屬組織的觀察位置是在將鋼板的厚度設(shè)為t時(shí)，設(shè)于深度t/4的位置。觀察部位設(shè)為3個(gè)，平均后算出貝氏體組織的面積率。
MA的面積率是在將樣品進(jìn)行LePera(レペラ一)腐蝕后，用光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀察，算出將金屬組織整體設(shè)為100％時(shí)的MA的面積率。觀察倍率設(shè)為1000倍即可。金屬組織的觀察位置是在將鋼板的厚度設(shè)為t時(shí)，設(shè)于深度t/4的位置。觀察部位設(shè)為3個(gè)，平均后算出MA的面積率。
下面，對(duì)本發(fā)明的鋼板的成分組成進(jìn)行說(shuō)明。十分重要的是，本發(fā)明的鋼板以質(zhì)量％表示，含有C0.01～0.08％、Si0.05～0.5％、Mn0.5～2.5％、Al0.01～0.07％、Cr0.05～1.5％、Mo0.05～1％、Ti0.005～0.03％、B0.0005～0.003％及N0.002～0.008％。規(guī)定此種范圍的理由如下。
C0.01～0.08％C是為了確保母材的強(qiáng)度(TS和YS)而十分重要的元素，至少必須含有0.01％。優(yōu)選0.015％以上，更優(yōu)選0.025％以上。但是，當(dāng)超過(guò)0.08％時(shí)，則由于C的擴(kuò)散量變多，在奧氏體相變時(shí)C容易局部地濃化，因此MA的生成量增大，無(wú)法提高YS。另外，在熱軋后冷卻時(shí)，不生成貝氏體，而容易生成馬氏體，無(wú)法獲得令人滿(mǎn)意的母材韌性。基于此種情況，本發(fā)明中，將C含量設(shè)為0.08％以下。優(yōu)選0.07％以下，更優(yōu)選0.055％以下。
Si0.05～0.5％Si是抑制MA的生成量而提高屈服強(qiáng)度的元素。另外Si作為脫氧劑也是有用的元素。為了有效地發(fā)揮此種作用，需要含有0.05％以上。優(yōu)選0.1％以上。但是，當(dāng)超過(guò)0.5％而過(guò)多地含有時(shí)，則由于會(huì)降低母材韌性，因此上限設(shè)為0.5％。更優(yōu)選0.4％以下，進(jìn)一步優(yōu)選0.3％以下。
Mn0.5～2.5％Mn是提高淬火性而有助于鋼板的高強(qiáng)度化(高TS化和高YS化)的元素。另外，如本發(fā)明中后述所示，由于在熱軋后進(jìn)行加速冷卻，因此通過(guò)提高淬火性可以促進(jìn)貝氏體相變而抑制C的擴(kuò)散。由此，就可以抑制C的濃化，抑制MA的生成，從而可以進(jìn)一步提高鋼板的屈服強(qiáng)度。另外Mn是還具有將貝氏體微細(xì)化而提高母材韌性的作用的元素。為了有效地發(fā)揮此種作用，需要含有0.5％以上的Mn。優(yōu)選1％以上，更優(yōu)選1.2％以上。但是當(dāng)Mn含量過(guò)多而超過(guò)2.5％時(shí)，則由于淬火性變得過(guò)高，使母材韌性顯著地惡化，因此應(yīng)當(dāng)抑制在2.5％以下。優(yōu)選2.25％以下。
Al0.01～0.07％Al作為脫氧劑是有用的元素。另外，Al通過(guò)與B并用，而具有進(jìn)一步提高利用B得到的壓延后的加速冷卻時(shí)的淬火性的作用。通過(guò)提高淬火性，就可以與所述Mn一樣，抑制MA的生成，進(jìn)一步提高鋼板的屈服強(qiáng)度。為了有效地發(fā)揮此種作用，需要含有0.01％以上。優(yōu)選0.020％以上。但是，當(dāng)超過(guò)0.07％而過(guò)多地含有時(shí)，則氧化鋁類(lèi)非金屬夾雜物量增多，清凈度降低，母材韌性惡化。更優(yōu)選設(shè)為0.06％以下。
Cr0.05～1.5％Cr是提高淬火性而改善鋼板的強(qiáng)度(TS和YS)的元素。另外，通過(guò)提高淬火性，與所述Mn相同，可以減少M(fèi)A的生成量，有助于高屈服強(qiáng)度化。另外，還是增進(jìn)貝氏體的微細(xì)化，有助于母材韌性的提高的元素。為了有效地發(fā)揮此種作用，需要含有0.05％以上。優(yōu)選0.4％以上，更優(yōu)選0.7％以上。但是，當(dāng)超過(guò)1.5％時(shí)，則由于特別是進(jìn)行大熱量輸入焊接時(shí)的HAZ部的耐焊接裂縫性容易變差，因此設(shè)為1.5％以下。優(yōu)選1.2％以下。
Mo0.05～1％Mo是提高淬火性的元素，與所述Cr相同，有助于提高鋼板的強(qiáng)度(TS和YS)，另外還有助于高YS化。通過(guò)使之與B同時(shí)含有，就可以控制壓延后的冷卻時(shí)的淬火性，將母材的強(qiáng)度(TS)和韌性的平衡最佳化。為了發(fā)揮此種作用，需要含有0.05％以上。優(yōu)選的下限值為0.10％。但是，當(dāng)過(guò)多地含有時(shí)，則由于HAZ部的耐焊接裂縫性變差，因此以1％作為上限。優(yōu)選0.8％以下，更優(yōu)選0.5％以下。
Ti0.005～0.03％Ti容易與N化合而形成氮化物，是在鋼中N的固定方面有用的元素，最終會(huì)增加固溶B或固溶Nb。其結(jié)果是，可以改善淬火性而提高鋼板的強(qiáng)度(TS和YS)。另外，Ti也與所述Mn一樣，能抑制MA的生成而有助于進(jìn)一步的高屈服強(qiáng)度化。另外，Ti還起到抑制γ粒子的粗大化，防止母材韌性的惡化的作用。為了有效地發(fā)揮此種作用，需要含有0.005％以上。優(yōu)選0.01％以上。但是，當(dāng)超過(guò)0.03％而過(guò)多地含有時(shí)，則反而會(huì)導(dǎo)致母材韌性的降低，因此設(shè)為0.03％以下。優(yōu)選0.02％以下。
B0.0005～0.003％B是提高淬火性的元素，改善鋼板的強(qiáng)度(TS和YS)。另外，通過(guò)提高淬火性，可以像所述Mn一樣減少M(fèi)A的生成量，可以進(jìn)一步提高屈服強(qiáng)度。另外，通過(guò)使之與Mo同時(shí)含有，可以控制壓延后的加速冷卻時(shí)的淬火性，將母材的強(qiáng)度(TS)與韌性的平衡最佳化。為了有效地發(fā)揮此種作用，B需要含有0.0005％以上。優(yōu)選0.001％以上。但是，當(dāng)超過(guò)0.003％而過(guò)多地含有時(shí)，則由于母材韌性變差，因此B含量應(yīng)當(dāng)抑制在0.003％以下。優(yōu)選0.0025％以下。
N0.002～0.008％N與Al或Ti化合而形成氮化物，在由組織的微細(xì)化造成的母材韌性的改善方面發(fā)揮有效的作用。為了有效地發(fā)揮此種作用，需要含有0.002％以上。優(yōu)選0.003％以上。但是，當(dāng)過(guò)多地含有N時(shí)，則由于焊接金屬的韌性變差，母材的淬火性降低，因此N含量需要控制在0.008％以下。優(yōu)選0.007％以下，更優(yōu)選0.006％以下。推薦使N含量盡可能少。
本發(fā)明的鋼板是含有所述成分的鋼板，另外，根據(jù)需要，也可以含有其他的元素。例如，可以含有從由(1)Nb0.005～0.03％(2)V0.005～0.05％(3)Cu0.05～3％(4)Ni0.05～3％(5)Zr0.0005～0.005％、Mg0.0003～0.005％、Ca0.0005～0.005％及REM0.0003～0.003％構(gòu)成的一組中選擇的1種以上的元素。另外，雖然也可以含有其他的元素，然而通常來(lái)說(shuō)，剩余部分實(shí)質(zhì)上為Fe及不可避免的雜質(zhì)(例如P或S等)。而且，作為不可避免的雜質(zhì)，所容許的P和S的量例如為P0.020％以下(包括0％)，S0.010％以下(包括0％)。
Nb0.005～0.03％Nb是通過(guò)與Mo、B共同含有，而提高壓延后的加速冷卻時(shí)的淬火性的元素，可以提高鋼板的強(qiáng)度(TS和YS)。另外，由于伴隨著淬火性的改善，可以減少M(fèi)A的生成量，因此可以實(shí)現(xiàn)高屈服強(qiáng)度化。另外，通過(guò)使之與B同時(shí)含有，可以控制壓延后的加速冷卻時(shí)的淬火性，將母材的強(qiáng)度(TS)與韌性的平衡最佳化。為了有效地發(fā)揮此種作用，推薦含有0.005％以上。更優(yōu)選0.01％以上。但是，當(dāng)超過(guò)0.03％而過(guò)多地含有時(shí)，則由于貝氏體粗大化，母材韌性反而降低，因此上限設(shè)為0.03％即可。更優(yōu)選0.025％以下。
V0.005～0.05％V是為了提高母材的強(qiáng)度(TS和YS)而有效地發(fā)揮作用的元素。為了有效地發(fā)揮此種作用，含有0.005％以上即可。更優(yōu)選0.01％以上。但是，當(dāng)過(guò)多地含有時(shí)，則由于大熱量輸入HAZ韌性降低，因此上限設(shè)為0.05％。更優(yōu)選的上限為0.04％以下。
Cu0.05～3％Cu是為了利用固溶強(qiáng)化及析出強(qiáng)化來(lái)提高母材的強(qiáng)度(TS和YS)而有效地發(fā)揮作用的元素。為了有效地發(fā)揮此種作用，優(yōu)選含有0.05％以上。更優(yōu)選0.2％以上。但是，當(dāng)過(guò)多地含有時(shí)，則由于大熱量輸入HAZ韌性降低，因此設(shè)為3％以下。更優(yōu)選1％以下，進(jìn)一步優(yōu)選0.6％以下，特別優(yōu)選0.5％以下。
Ni0.05～3％Ni是為了提高母材韌性而有效地發(fā)揮作用的元素。為了有效地發(fā)揮此種作用，優(yōu)選含有0.05％以上。更優(yōu)選0.2％以上。但是，當(dāng)超過(guò)3％而過(guò)多地添加時(shí)，則由于容易產(chǎn)生麻點(diǎn)，因此上限優(yōu)選設(shè)為3％。更優(yōu)選2％以下，進(jìn)一步優(yōu)選1.5％以下。
從由Zr0.0005～0.005％、Mg0.0003～0.005％、Ca0.0005～0.005％、REM0.0003～0.003％構(gòu)成的一組中選擇的1種以上的元素由于Zr、Mg及Ca在大熱量輸入焊接后的冷卻時(shí)在舊奧氏體粒子內(nèi)析出ZrO2或MgO、CaO等低熔點(diǎn)氧化物，以其作為核而發(fā)生貝氏體相變，因此將貝氏體微細(xì)化。是由此來(lái)使破壞路徑復(fù)雜化，改善大熱量輸入焊接HAZ韌性的元素。另一方面，Ca和REM與在鋼中微量地存在的S化合而形成硫化物，是在改善存在于板厚中央部的S偏析部的收縮和韌性方面有效地發(fā)揮作用的元素。
為了有效地發(fā)揮此種作用，優(yōu)選含有0.0005％以上(特別優(yōu)選0.001％以上)、0.005％以下(特別優(yōu)選0.003％以下)的Zr；0.0003％以上(特別優(yōu)選0.001％以上)、0.005％以下(特別優(yōu)選0.004％以下)的Mg；0.0005％以上(特別優(yōu)選0.001％以上)、0.005％以下(特別優(yōu)選0.004％以下)的Ca；0.0003％以上(特別優(yōu)選0.001％以上)、0.003％以下(特別優(yōu)選0.01％以下)的REM。
P0.020％以下(包括0％)P是對(duì)母材韌性產(chǎn)生影響的元素，當(dāng)超過(guò)0.020％時(shí)，則由于母材韌性顯著地變差，因此上限設(shè)為0.020％。更優(yōu)選控制在0.010％以下。
S0.010％以下(包括0％)S也與所述P相同，是對(duì)母材韌性產(chǎn)生影響的元素，當(dāng)含量超過(guò)0.010％時(shí)，則由于生成粗大的硫化物而使母材韌性惡化，因此將上限設(shè)為0.010％。更優(yōu)選抑制在0.005％以下。
本發(fā)明的鋼板例如可以如下所示地制造。即，可以在恰當(dāng)?shù)乜刂茐貉雍?，通過(guò)恰當(dāng)?shù)丶铀倮鋮s而制造。
控制壓延(熱軋)時(shí)的加熱溫度設(shè)為1000～1150℃左右。如果將鋼坯加熱為1000℃以上，則由于可以使Nb和B固溶，可以抑制奧氏體粒徑的過(guò)度的微細(xì)化，因此可以提高淬火性。由此，可以防止由C的擴(kuò)散造成的局部的C的濃化，可以抑制MA的生成而實(shí)現(xiàn)高屈服強(qiáng)度化。更優(yōu)選加熱為1050℃以上。但是，當(dāng)加熱溫度超過(guò)1150℃時(shí)，則由于γ粒子粗大化，母材韌性變差，因此加熱溫度設(shè)為50℃以下。更優(yōu)選1100℃以下。
對(duì)于壓延條件雖然只要以任意的壓下量壓延加熱了的鋼坯即可，然而從860℃到壓延結(jié)束溫度的壓下量?jī)?yōu)選設(shè)為45～70％。由于通過(guò)將從860℃到壓延結(jié)束溫度的溫度區(qū)域的壓下量抑制在70％以下，就可以防止由奧氏體粒子的重結(jié)晶造成的過(guò)度的微細(xì)化或向奧氏體粒子內(nèi)導(dǎo)入過(guò)多的變形，因此淬火性改善。由此，就可以防止由C的擴(kuò)散造成的局部的C的濃化，可以抑制MA的生成而實(shí)現(xiàn)高屈服強(qiáng)度化。另外，當(dāng)該溫度區(qū)域中的壓下量變得過(guò)多時(shí)，則由于加工相變被促進(jìn)，鐵素體析出，不會(huì)變?yōu)橐载愂象w為主體的組織，難以確保母材強(qiáng)度(TS)，因此壓下量的上限優(yōu)選設(shè)為70％。更優(yōu)選65％以下。但是，當(dāng)壓下量過(guò)小時(shí)，由于貝氏體組織粗大化而母材韌性降低，因此壓下量設(shè)為45％以上。更優(yōu)選50％以上。
所述所謂壓下量是指，860℃下的板厚與壓延結(jié)束溫度下的板厚的差相對(duì)于860℃下的板厚的比例。即，從860℃到壓延結(jié)束溫度的溫度區(qū)域中的壓下量可以利用下述(1)式算出。
壓下量(％)＝[(860℃下的板厚-壓延結(jié)束溫度下的板厚)/860℃下的板厚]×100 …(1)壓延結(jié)束溫度設(shè)為770～700℃即可。由于通過(guò)將壓延結(jié)束溫度設(shè)為700℃以上，就可以防止向奧氏體粒子內(nèi)導(dǎo)入過(guò)多的變形，因此淬火性改善。由此，就可以防止由C的擴(kuò)散造成的局部的C的濃化，可以抑制MA的生成而實(shí)現(xiàn)高屈服強(qiáng)度化。另外，如果小于700℃，則由于鐵素體相變被促進(jìn)而使鐵素體析出，因此金屬組織就不會(huì)變?yōu)樨愂象w，難以確保母材強(qiáng)度(TS)。由此，壓延結(jié)束溫度推薦設(shè)為700℃以上。更優(yōu)選710℃以上。而且，壓延結(jié)束溫度的上限設(shè)為770℃。通過(guò)在770℃以下結(jié)束壓延，就可以促進(jìn)貝氏體組織的微細(xì)化，確保母材韌性。優(yōu)選750℃以下。
控制壓延后的加速冷卻是從壓延結(jié)束溫度到400℃例如在3℃/sec以上的范圍中進(jìn)行。由于通過(guò)在熱軋后進(jìn)行加速冷卻，就可以防止由奧氏體相變時(shí)的C的擴(kuò)散造成的C的濃化，因此可以抑制MA的生成。由此就可以提高屈服強(qiáng)度。如果要MA較多地生成，則加大冷卻速度即可。更優(yōu)選5℃/sec以上，進(jìn)一步優(yōu)選7℃/sec以上。
使用附圖對(duì)該情況進(jìn)行說(shuō)明。圖2是表示對(duì)于滿(mǎn)足本發(fā)明鋼的成分條件的鋼，在將熱軋時(shí)的加熱溫度設(shè)為1100℃，將從860℃到壓延結(jié)束溫度的壓下量設(shè)為60％，將壓延結(jié)束溫度設(shè)為720℃的情況下，改變熱軋后的冷卻速度時(shí)的MA生成量的圖表。從圖2中可以看到，如果增大熱軋后的冷卻速度，則MA生成量有減少的傾向。
本發(fā)明的制法中，可以制造各種厚度的鋼板，例如可以在厚度為20～100mm(特別是25～80mm)下實(shí)現(xiàn)高屈服強(qiáng)度。
本發(fā)明的鋼板例如作為建筑構(gòu)造物或橋梁等大型構(gòu)造物用的原材料十分有用。
下面，將利用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更為詳細(xì)的說(shuō)明，然而下述實(shí)施例并不是限定本發(fā)明的例子，在能夠適合前述·后述的宗旨的范圍中，也可以進(jìn)行變更而實(shí)施，它們都包含于本發(fā)明的技術(shù)范圍中。
利用通常的方法熔煉下述表1所示的成分組成的鋼(剩余部分為Fe及不可避免的雜質(zhì))，制成了鋼坯后，加熱為1000～1150℃，在下述表2所示的溫度下結(jié)束壓延而制造了鋼板。此時(shí)，從860℃到壓延結(jié)束溫度的溫度區(qū)域中的壓下量設(shè)為45～70％。然后，從壓延結(jié)束后至400℃，以下述表2所示的冷卻速度冷卻。下述表2中，分別表示加熱溫度、從860℃到壓延結(jié)束溫度的溫度區(qū)域中的壓下量、壓延結(jié)束溫度、從壓延結(jié)束后到400℃的冷卻速度及鋼板的板厚。
對(duì)所得的各鋼板，依照如下的步驟算出了MA的面積率。對(duì)所得的各鋼板，從板厚的1/4位置處采取樣品，進(jìn)行Lapera腐蝕，以光學(xué)顯微鏡觀察(倍率1000倍)。觀察視野數(shù)設(shè)為3個(gè)，算出相對(duì)于金屬組織整體的面積率。將結(jié)果表示于下述表2中。
另外對(duì)所得的各鋼板的金屬組織(剩余部分)，從板厚的1/4位置處采取樣品，進(jìn)行硝酸乙醇腐蝕，以光學(xué)顯微鏡觀察(倍率100倍)。觀察視野數(shù)設(shè)為3個(gè)，將結(jié)果表示于下述表2中。表2中，B是指本發(fā)明中所說(shuō)的貝氏體，是指當(dāng)將金屬組織整體設(shè)為100％時(shí)，貝氏體以面積率表示生成80％以上的組織。但是，以不損害本發(fā)明的效果的程度，還含有貝氏體以外的組織(例如鐵素體等)。另一方面，B+F是指當(dāng)將金屬組織整體設(shè)為100％時(shí)，作為貝氏體以外的組織，鐵素體以面積率表示生成20％以上的組織。由于鐵素體以面積率表示生成20％以上，因此就無(wú)法確保強(qiáng)度(TS和YS)。
然后，對(duì)所得的各鋼板進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)和沖擊實(shí)驗(yàn)，以下述的要領(lǐng)評(píng)價(jià)了母材特性[抗拉強(qiáng)度(TS)、0.2％耐力(YS)及韌性]。
(1)拉伸實(shí)驗(yàn)從各鋼板的板厚1/4位置處采取JIS4號(hào)實(shí)驗(yàn)片而進(jìn)行了拉伸實(shí)驗(yàn)。拉伸實(shí)驗(yàn)中，測(cè)定了抗拉強(qiáng)度和0.2％耐力。分別以抗拉強(qiáng)度(TS)在570MPa以上，0.2％耐力(YS)在500MPa以上作為合格。
(2)沖擊實(shí)驗(yàn)從各鋼板的板厚1/4位置處采取JIS4號(hào)實(shí)驗(yàn)片而進(jìn)行了擺錘沖擊實(shí)驗(yàn)，求得塑性斷口率，算出了斷口轉(zhuǎn)變臨界溫度。將斷口轉(zhuǎn)變臨界溫度(vTrs)在-60℃以下的情況作為合格(母材韌性良好)。

表2

根據(jù)表2可以如下考察。No.1～10為滿(mǎn)足本發(fā)明中所規(guī)定的要件的鋼板，具有高強(qiáng)度(TS)并且具有高屈服強(qiáng)度(YS)。而且對(duì)于沖擊特性(母材韌性)，也很良好。另一方面，No.11～20為不滿(mǎn)足本發(fā)明中所規(guī)定的要件的鋼板，尤其是屈服強(qiáng)度(YS)低。
權(quán)利要求
1.一種非調(diào)質(zhì)鋼板，其特征是，以質(zhì)量％表示，含有C0.01～0.08％、Si0.05～0.5％、Mn0.5～2.5％、Al0.01～0.07％、Cr0.05～1.5％、Mo0.05～1％、Ti0.005～0.03％、B0.0005～0.003％及N0.002～0.008％，金屬組織為將島狀馬氏體以面積率表示抑制在1％以下(包括0％)的貝氏體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非調(diào)質(zhì)鋼板，其中，含有Nb0.005～0.03％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非調(diào)質(zhì)鋼板，其中，含有V0.005～0.05％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非調(diào)質(zhì)鋼板，其中，含有Cu0.05～3％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非調(diào)質(zhì)鋼板，其中，含有Ni0.05～3％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非調(diào)質(zhì)鋼板，其中，含有從由Zr0.0005～0.005％、Mg0.0003～0.005％、Ca0.0005～0.005％及REM0.0003～0.003％構(gòu)成的一組中選擇的1種以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6中任意一項(xiàng)所述的非調(diào)質(zhì)鋼板，其中，剩余部分為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種屈服強(qiáng)度高的非調(diào)質(zhì)鋼板。是如下的非調(diào)質(zhì)鋼板，即，以質(zhì)量％表示，含有C0.01～0.08％、Si0.05～0.5％、Mn0.5～2.5％、Al0.01～0.07％、Cr0.05～1.5％、Mo0.05～1％、Ti0.005～0.03％、B0.0005～0.003％及N0.002～0.008％，金屬組織為將島狀馬氏體以面積率表示抑制在1％以下(包括0％)的貝氏體。
文檔編號(hào)C22C38/50GK101089218SQ20061009257
公開(kāi)日2007年12月19日 申請(qǐng)日期2006年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月16日
發(fā)明者今村弘樹(shù) 申請(qǐng)人:株式會(huì)社神戶(hù)制鋼所