特許ウォッチ

公開番号2024139391
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-09
出願番号2023050304
出願日2023-03-27
発明の名称鋳片およびその連続鋳造方法
出願人日本製鉄株式会社
代理人個人
主分類C22C 38/00 20060101AFI20241002BHJP(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】Alを0.2質量%以上含有する高Al鋼の鋳片であって、耐割れ感受性に優れた鋳片およびその連続鋳造方法を提供する。
【解決手段】[Zr]、[Hf]、[Y]、[Al]、[N]をそれぞれ鋳片での含有量(質量%)とした場合に、[Zr]+91/178×[Hf]+91/89×[Y]≧4/3×[Al]×[N]の条件と、[Hf]+[Y]≧0.001%の条件とを満たし、かつ鋳片の表面から深さ方向に5mmの位置における全窒化物中のZrN、HfN、YNもしくはこれらの複合窒化物の合計した個数比率が50%以上とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
質量％で、
Ｃ：０．０２％～０．５０％、
Ｓｉ：０．２０％～３．００％、
Ｍｎ：０．５０％～４．００％、
Ａｌ：０．２０％～２．００％
Ｎ：０．０１％以下、
Ｚｒ：０％～０．０５％、
Ｈｆ：０％～０．０５％、
Ｙ：０％～０．０５％、
Ｔｉ：０％～０．００２％、
Ｎｂ：０％～０．１％、
Ｖ：０％～０．１％、
Ｂ：０％～０．００５％、
Ｃｒ：０％～０．１％、
Ｎｉ：０％～０．５％、及び
Ｃｕ：０％～０．５％、を含有し、
残部がＦｅ及び不純物からなる鋳片であって、
Ｚｒ、Ｈｆ、Ｙの含有量が以下の（１）式及び（２）式を満たし、
前記鋳片の表面から深さ方向に５ｍｍの位置における全窒化物中のＺｒＮ、ＨｆＮ、ＹＮもしくはこれらの複合窒化物の合計した個数比率が５０％以上であることを特徴とする鋳片。
［Ｚｒ］＋９１／１７８×［Ｈｆ］＋９１／８９×［Ｙ］≧４／３×［Ａｌ］×［Ｎ］・・・（１）
［Ｈｆ］＋［Ｙ］≧０．００１％・・・（２）
ここで、［Ｚｒ］、［Ｈｆ］、［Ｙ］、［Ａｌ］、［Ｎ］はそれぞれ前記鋳片での含有量（質量％）を表す。
続きを表示（約 170 文字）【請求項２】
請求項１に記載の鋳片の連続鋳造方法であって、
前記鋳片の曲げ及び矯正を行う際に、表面温度が８００℃～１０００℃の範囲で曲げ及び矯正を行うことを特徴とする鋳片の連続鋳造方法。
【請求項３】
前記鋳片の表層部における平均冷却速度を６０℃／ｍｉｎ以下とすることを特徴とする請求項２に記載の鋳片の連続鋳造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、Ａｌを多量に含む鋳片およびその連続鋳造方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、高強度鉄鋼材料として、機械特性を向上させるためにＡｌを多量含有した合金鋼が多く製造されている。しかしながら、Ａｌを多く添加するほど、連続鋳造において鋳片の表層に横ひび割れが生じやすくなり、操業上および製品の品質上の問題となっている。
【０００３】
湾曲型または垂直曲げ型の連続鋳造機中の矯正点では、矯正応力が鋳片に付与される。横ひび割れは、鋳片表層の旧オーステナイト粒界に沿って発生することが知られており、ＡｌＮやＮｂＣ等の析出により脆化したオーステナイト粒界や、旧オーステナイト粒界に沿って生成するフィルム状フェライトに矯正応力が集中することで横ひび割れが発生する。また、この横ひび割れは、特に、オーステナイトからフェライトへの相変態領域よりも少し高い温度域において発生しやすいが、非変態系組成であっても同様に横ひび割れが発生する。したがって、通常は、矯正点では延性が低下する温度域（脆化温度域）を回避するように鋳片の表面温度を制御し、横ひび割れの発生を抑制する方法が採用されている。
【０００４】
しかしながら、鋳片の表面温度を制御して脆化温度域を回避するようにすると、操業上大きな制約を受けるため、困難である場合も多い。そこで特許文献１には、Ｔｉを０．０１０質量％超０．０２５質量％以下で添加し、鋳片の凝固シェル厚さが１０ｍｍ～３０ｍｍの二次冷却帯上部における鋳片の表面温度をＡｌＮの析出開始温度以上とする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１６－２２４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年では、機械特性をより向上させるために、Ａｌを０．２質量％以上含有する高Ａｌ鋼の製造も行われている。Ａｌ濃度が増加すると、ＡｌＮがより高温から析出し、脆化温度域が拡大する。したがって、Ａｌを０．２質量％以上含有すると脆化温度域が顕著に拡大するため、脆化温度域を回避して曲げ及び矯正を行うことは操業上ほぼ不可能であり、横ひび割れを回避することができない。
【０００７】
また、特許文献１に記載の方法では、Ａｌ濃度が０．０６３質量％～０．０９３質量％の低炭素アルミニウムキルド鋼を対象としており、Ａｌを０．２質量％以上含有する高Ａｌ鋼ではその効果が不明である。
【０００８】
本発明は前述の問題点を鑑み、Ａｌを０．２質量％以上含有する高Ａｌ鋼の鋳片であって、耐割れ感受性に優れた鋳片およびその連続鋳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】
【０００９】
本発明者らは、高Ａｌ鋼の鋳片での高温脆化がＡｌＮの多量析出が要因であることに着目し、窒化物の析出制御を検討した。具体的にはＡｌよりもＮ固定能力の高いＺｒ、Ｈｆ、Ｙを添加した鋼の高温延性を調査した。その結果、これらの元素の添加によって高温延性が大きく改善することを見出した。Ｚｒ、Ｈｆ、ＹはそれぞれＺｒＮ、ＨｆＮ、ＹＮまたはこれらの複合窒化物を生成し、Ｎを固定化するため、ＡｌＮの粒界への多量析出を抑制し、高Ａｌ鋼の高温脆化を抜本的に改善できることが分かった。
【００１０】
特にＨｆ、ＹはＺｒよりも窒素との親和力が高く、窒化物の熱的安定が得られる。そのため、Ｈｆ及び／またはＹを添加することにより、ＡｌＮの多量析出をより安定的に抑制することから、より確実に横ひび割れを抑制できることを見出した。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許