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公開番号2024088446
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-02
出願番号2022203625
出願日2022-12-20
発明の名称鋼板およびその製造方法
出願人日本製鉄株式会社
代理人弁理士法人ブライタス
主分類C22C 38/00 20060101AFI20240625BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】高い強度を有し、かつ低温靱性に優れる鋼板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】化学組成が、質量%で、C:0.040～0.160%、Si:0.01～0.50%、Mn:0.70～2.50%、P:0.030%以下、S:0.020%以下、O:0.0050%以下、Al:0.001～0.100%、N:0.0010～0.0080%、Nb:0.003～0.050%、B:0.0001～0.0050%、残部:Feおよび不純物であり、Ceqが0.25～0.60%かつB_F´が0%超であり、C断面において、1/4tの位置における金属組織が、面積%で、70%以上のベイナイトを含み、かつ、ベイナイトを構成するベイニティックフェライトの平均粒径が10μm以下であり、前記ベイニティックフェライトのうち、粒内方位差が5°未満であるベイニティックフェライトの割合が面積%で1%以上30%未満である鋼板。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
鋼板の化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．０４０～０．１６０％、
Ｓｉ：０．０１～０．５０％、
Ｍｎ：０．７０～２．５０％、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．０２０％以下、
Ａｌ：０．００１～０．１００％、
Ｎ：０．００１０～０．００８０％、
Ｎｂ：０．００３～０．０５０％、
Ｂ：０．０００１～０．００５０％、
残部：Ｆｅおよび不純物であり、
下記（ｉ）式で定義されるＣｅｑが０．２５～０．６０％であり、
下記（ｉｉ）式で算出されるＢ
Ｆ
´が０％超であり、
前記鋼板の圧延方向に垂直な断面において、前記鋼板の厚さをｔとした時に、前記鋼板の表面から１／４ｔの位置における金属組織が、
面積％で、７０％以上のベイナイトを含み、かつ、
前記ベイナイトを構成するベイニティックフェライトの平均粒径が１０μｍ以下であり、
前記ベイニティックフェライトのうち、粒内方位差が５°未満であるベイニティックフェライトの割合が、面積％で、１％以上３０％未満である、
鋼板。
Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｍｎ／６＋（Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｖ）／５＋（Ｎｉ＋Ｃｕ）／１５・・・（ｉ）
Ｂ
Ｆ
´＝Ｂ－（Ｎ－Ｔｉ×（１４／４７．８６７））×（１０．８１１／１４）・・・（ｉｉ）
但し、上記式中の元素記号は、鋼板中に含まれる各元素の含有量（質量％）を表し、含有されない場合は０を代入するものとする。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記化学組成が、前記Ｆｅの一部に代えて、質量％で、下記Ａ群、Ｂ群、Ｃ群およびＤ群から選択される１種または２種以上を含有するものである、
請求項１に記載の鋼板。
［Ａ群］Ｔｉ：０．０５０％以下、Ｃｕ：１．５０％以下、Ｎｉ：２．５０％以下、Ｃｒ：１．００％以下、Ｍｏ：１．００％以下、およびＶ：０．１５０％以下からなる群から選択される１種または２種以上
［Ｂ群］Ｍｇ：０．０１００％以下、Ｃａ：０．０１００％以下、およびＲＥＭ：０．０１００％以下からなる群から選択される１種または２種以上
［Ｃ群］Ｚｒ：０．０１００％以下、およびＴｅ：０．０１００％以下からなる群から選択される１種または２種
［Ｄ群］Ｗ：１．００％以下、およびＳｎ：０．５０％以下からなる群から選択される１種または２種
【請求項３】
前記化学組成が、質量％で、前記Ａ群を含有する、
請求項２に記載の鋼板。
【請求項４】
前記化学組成が、質量％で、前記Ｂ群を含有する、
請求項２に記載の鋼板。
【請求項５】
前記化学組成が、質量％で、前記Ｃ群を含有する、
請求項２に記載の鋼板。
【請求項６】
前記化学組成が、質量％で、前記Ｄ群を含有する、
請求項２に記載の鋼板。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の鋼板の製造方法であって、
請求項１から請求項６までのいずれかに記載の化学組成を有する鋼片に対して、加熱工程、熱間圧延工程および加速冷却工程を順に施す、鋼板の製造方法において、
前記加熱工程では、前記鋼片を９５０～１２００℃の加熱温度まで加熱し、
前記熱間圧延工程は、粗圧延と仕上圧延とを含み、
前記粗圧延は、前記鋼片の表面温度がＴ
ｒｅｘ
＋１０℃以上の範囲で実施し、
前記粗圧延における累積圧下率を１０～７５％とし、かつパス間時間を１５秒以下とし、
前記仕上圧延は、前記鋼片の表面温度がＴ
ｒｅｘ
＋１０℃以上の温度で圧延開始し、Ｔ
ｒｅｘ
以上の温度域での累積圧下率を１０％以上、Ｔ
ｒｅｘ
未満での累積圧下率を５５～８０％として、かつパス間時間を１５秒以下とし、Ａｒ
３
＋３０℃以上の温度で圧延終了し、
前記仕上圧延完了から、前記加速冷却工程における冷却開始までの時間を３０秒以上５０秒以下とし、
前記加速冷却工程では、冷却開始から冷却終了までの平均冷却速度が５～５０℃／秒となる条件で、５５０℃以下の冷却停止温度まで水冷する、
鋼板の製造方法。
但し、Ａｒ
３
は下記（ｉｉｉ）式で求められ、Ｔ
ｒｅｘ
は下記（ｉｖ）式で求められる。なお、下記式中の元素記号は、鋼板中に含まれる各元素の含有量（質量％）を表し、含有されない場合は０を代入するものとする。
Ａｒ
３
＝９１０－３１０×Ｃ＋６５×Ｓｉ－８０×Ｍｎ－２０×Ｃｕ－５５×Ｎｉ－１５×Ｃｒ－８０×Ｍｏ・・・（ｉｉｉ）
Ｔ
ｒｅｘ
＝－９１９００［Ｎｂ＊］２＋９４００［Ｎｂ＊］＋７７０・・・（ｉｖ）
但し、下記（ｖ）式で求められる固溶Ｎｂ量（質量％）を、ｓｏｌ．Ｎｂとした時に、
Ｎｂ≧ｓｏｌ．Ｎｂの場合は、［Ｎｂ＊］＝ｓｏｌ．Ｎｂ
Ｎｂ＜ｓｏｌ．Ｎｂの場合は、［Ｎｂ＊］＝Ｎｂ
とする。
ｓｏｌ．Ｎｂ＝（１０
（－６７７０／（Ｔ＋２７３）＋２．２６）
）／（Ｃ＋１２／１４×Ｎ）・・・（ｖ）
なお、上記式中のＴは加熱工程における鋼片の加熱温度（℃）を表す。
【請求項８】
前記加速冷却工程の後に、３５０～６５０℃の温度範囲まで加熱する焼戻し工程をさらに施す、
請求項７に記載の鋼板の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板およびその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
鋼板の用途として、船舶、高層建築物、その他の建築物、橋梁、海洋構造物、ＬＮＧ貯蔵タンクその他の大型タンク、ラインパイプ等の溶接構造物が挙げられる（例えば、特許文献１～５参照）。近年、コンテナ船の積載重量増大等のため、溶接構造物の大型化が進められている。これに伴い、鋼板には板厚の厚肉化および高強度化が求められている。加えて、上記のような溶接構造物では、一層の安全性および信頼性の観点から、低温靱性のさらなる向上が課題になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－０２３３２２号公報
特開２０１９－０２３３２３号公報
特開２０１９－０２３３２４号公報
特開２０１９－０３５１０７号公報
国際公開第２０１９／０６９７７１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、一般的に、強度と低温靱性との間には、いわゆるトレードオフの関係が存在するため、高強度化と低温靱性の向上とを両立することは容易ではなかった。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決し、高い強度を有し、かつ低温靱性に優れる鋼板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは上記課題に対して詳細な検討を行った結果、以下の知見を得るに至った。
【０００７】
上述のように、強度と低温靱性との間には、いわゆるトレードオフの関係が存在する。そこで、本発明者らは高強度化と低温靱性の向上とを両立する方法について検討を行った。その結果、金属組織をベイナイト主体とすることで高強度化するとともに、ベイナイト組織を微細化すること、および特定の粒内方位差を有するベイニティックフェライトを生成させることで、靱性の低下を抑制できることが分かった。
【０００８】
また、仕上圧延において再結晶温度域で所定の圧下率で圧延を行い、オーステナイトを再結晶させて、引き続き未再結晶温度域で所定の圧下率で圧延を行い、仕上圧延終了温度を高く制御することで、仕上圧延終了後オーステナイトを部分再結晶させることができ、特定の粒内方位差を有するベイニティックフェライトの生成と、ベイナイト組織の微細化を達成できることを見出した。
【０００９】
本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、下記の鋼板およびその製造方法を要旨とする。
【００１０】
（１）鋼板の化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．０４０～０．１６０％、
Ｓｉ：０．０１～０．５０％、
Ｍｎ：０．７０～２．５０％、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．０２０％以下、
Ａｌ：０．００１～０．１００％、
Ｎ：０．００１０～０．００８０％、
Ｎｂ：０．００３～０．０５０％、
Ｂ：０．０００１～０．００５０％、
残部：Ｆｅおよび不純物であり、
下記（ｉ）式で定義されるＣｅｑが０．２５～０．６０％であり、
下記（ｉｉ）式で算出されるＢ
Ｆ
´が０％超であり、
前記鋼板の圧延方向に垂直な断面において、前記鋼板の厚さをｔとした時に、前記鋼板の表面から１／４ｔの位置における金属組織が、
面積％で、７０％以上のベイナイトを含み、かつ、
前記ベイナイトを構成するベイニティックフェライトの平均粒径が１０μｍ以下であり、
前記ベイニティックフェライトのうち、粒内方位差が５°未満であるベイニティックフェライトの割合が、面積％で、１％以上３０％未満である、
鋼板。
Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｍｎ／６＋（Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｖ）／５＋（Ｎｉ＋Ｃｕ）／１５・・・（ｉ）
Ｂ
Ｆ
´＝Ｂ－（Ｎ－Ｔｉ×（１４／４７．８６７））×（１０．８１１／１４）・・・（ｉｉ）
但し、上記式中の元素記号は、鋼板中に含まれる各元素の含有量（質量％）を表し、含有されない場合は０を代入するものとする。
（【００１１】以降は省略されています）

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