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公開番号2024151196
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-24
出願番号2023064410
出願日2023-04-11
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
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類C22C 38/00 20060101AFI20241017BHJP(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】均一伸びおよび限界ひずみ量が向上した鋼板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】所定の化学組成を有し、ミクロ組織が体積分率でフェライト:80%以上、パーライト:5%以上、ならびにマルテンサイト、ベイナイト、ベイニティックフェライトおよび残留オーステナイトの合計:0～3%であり、前記フェライトの最大結晶粒径が30μm以下であり、前記フェライトの最大アスペクト比が3.00以下であり、前記フェライトの粒内方位差が1.0度以下であり、前記パーライトからなる島状領域の最大長径が20μm以下であり、前記パーライトのラメラ構造を形成するセメンタイトへのMn濃化度が0.050以下であり、かつ伸長介在物の密度が1.0×10⁵個/m²以下であることを特徴とする鋼板およびその製造方法が提供される。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．０６０～０．２４０％、
Ｓｉ：１．２５％以下、
Ｍｎ：０．５０～１．７５％、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．００３０％以下、
Ｎ：０．０１５０％以下、
Ｏ：０．００３０％以下、
Ａｌ：１．０００％以下、
Ｔｉ：０～０．０６０％、
Ｎｂ：０～０．０４０％、
Ｖ：０～１．００％、
Ｃｕ：０～２．００％、
Ｎｉ：０～５．００％、
Ｃｒ：０～２．００％、
Ｍｏ：０～１．００％、
Ｗ：０～１．００％、
Ｂ：０～０．００５０％、
Ｓｎ：０～１．０００％、
Ｓｂ：０～０．２００％、
Ｃａ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｔｅ、Ｈｆ、ＲＥＭの１種または２種以上の合計：０．０００８～０．００５０％、ならびに
残部：Ｆｅおよび不純物からなり、
下記式（１）を満たし、
表面から板厚方向に板厚の１／８の位置～前記表面から前記板厚方向に前記板厚の３／８の位置の範囲におけるミクロ組織が、体積分率で、
フェライト：８０％以上、
パーライト：５％以上、ならびに
マルテンサイト、ベイナイト、ベイニティックフェライトおよび残留オーステナイトの合計：０～３％であり、
前記フェライトの最大結晶粒径が３０μｍ以下であり、
前記フェライトの最大アスペクト比が３．００以下であり、
前記フェライトの粒内方位差が１．０度以下であり、
前記パーライトからなる島状領域の最大長径が２０μｍ以下であり、
前記パーライトのラメラ構造を形成するセメンタイトへのＭｎ濃化度が０．０５０以下であり、かつ
伸長介在物の密度が１．０×１０
5
個／ｍ
2
以下であることを特徴とする、鋼板。
２．４４×１０
-2
×（１．００－０．２０［Ｓｉ］＋７．００［Ｎｂ］）×（１．００－１０［Ｂ］
0.5
）×（１１７＋１７［Ｓｉ］＋１１［Ｓｉ］
2
－３３［Ｍｎ］＋４［Ｍｎ］
2
＋７９［Ａｌ］＋５９［Ａｌ］
2
－２６［Ｎｉ］－１２［Ｃｒ］）×（１＋１．３［Ｓｉ］＋０．８［Ｍｏ］
０．５
＋３５［Ｎｂ］）
-1
≧１．００・・・式（１）
ここで、［Ｓｉ］、［Ｎｂ］、［Ｂ］、［Ｍｎ］、［Ａｌ］、［Ｎｉ］、［Ｃｒ］および［Ｍｏ］は、各元素の含有量［質量％］であり、元素を含有しない場合は０である。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記化学組成が、質量％で、
Ｔｉ：０．００８～０．０３０％、
Ｎｂ：０．００５～０．０２５％、
Ｖ：０．０５～０．６０％、
Ｃｕ：０．０５～１．００％、
Ｎｉ：０．１５～２．３０％、
Ｃｒ：０．１０～１．００％、
Ｍｏ：０．０３～０．５０％、
Ｗ：０．０３～０．５０％、
Ｂ：０．０００５～０．００２５％、
Ｓｎ：０．０１５～０．３００％、
Ｓｂ：０．００５～０．０８０％、
から選択される１種または２種以上を含有することを特徴とする、請求項１に記載の鋼板。
【請求項３】
請求項１または２に記載の化学組成を有するスラブを鋳造し、前記スラブの厚さ方向中心部が凝固した後、１２００℃を一度も下回らない間に累計で２０％以上の圧延を施す鋳造工程、
前記スラブを加熱する加熱工程であって、前記スラブの最高加熱温度が１１２０～１２５０℃であり、下記式（２）を満たす加熱を施す加熱工程、
１０００℃以上の温度域における累計圧下率が３５％以上となるように前記スラブに粗圧延を施す粗圧延工程、
得られた圧延材に仕上げ圧延を施す仕上げ圧延工程であって、１０００℃以下の温度域における圧延が下記式（３）を満たし、仕上げ圧延の完了温度が９００℃以上である仕上げ圧延工程、および
得られた鋼板を７００℃まで空冷し、次いで７００～４５０℃の温度域を０．１～１．０℃／秒の平均冷却速度で冷却する冷却工程
を含むことを特徴とする、鋼板の製造方法。
JPEG
2024151196000010.jpg
49
160
Ｘ
ｉ
およびｔ
ｉ
は、１１００℃以上の温度における時間を１０等分し、それぞれの区間に対して計算で得られる値であり、
ｔは前記１０等分した時間のそれぞれの区間の長さ［秒］であり、
Ｔ
ｉ
は１０等分したうちのｉ番目の区間の加熱が終わった時点でのスラブ温度であり、
［Ｎｂ］は鋼板のＮｂ含有量［質量％］であり、
Ｒは鋳造工程における累計圧下率［％］であり、
Ａ
1
、Ａ
2
、Ａ
3
、Ａ
4
、Ａ
5
、Ａ
6
、Ａ
7
およびＡ
8
は定数であって、それぞれ９．４３×１０
－１
、－３．５０×１０
４
、１．６５×１０
３
、１．１２×１０
０
、７．０１×１０
４
、５．４６×１０
２
、４．３０×１０
２
および１．１０×１０
１
であり、
Ｘ
10
は、上記計算式によりＸ
1
からＸ
2
、Ｘ
3
・・・と順に計算することで得られる。
JPEG
2024151196000011.jpg
27
147
式（３）は、１０００℃以下の温度域において施すｎパスの圧延について、ｉ番目の圧延の後の再結晶および結晶粒成長の進行度合いを評価し、積算する式であり、ｍ
ｉ
、ｉ番目からｉ＋１番目の圧延パスの間の経過時間ｔ
ｉ
［秒］、ｉ番目の圧延を施す前の板厚ｈ
ｉ－１
と施したのちの板厚ｈ
ｉ
を用いて得られ、
ｍ
ｉ
はｉ番目の圧延パスにおける鋼板温度Ｔ
ｉ
［℃］と、鋼板のＮｂ含有量［Ｎｂ］［質量％］から得られる値であり、
ｎ番目の圧延に対しての次の圧延パスまでの経過時間ｔ
ｎ
［秒］は、ｎ番目の圧延が完了してから鋼板温度が９００℃に到達するまでの経過時間であり、
Ｂ
１
、Ｂ
2
、Ｂ
3

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し、より詳しくは均一伸びおよび限界ひずみ量が改善され、それゆえ衝突時のひずみ集中部表面でのき裂の発生および伝播を抑制するのに有用な鋼板およびその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
船舶、浮体、および海洋構造物において、海洋上で航路を外れた船舶等との衝突のリスクが存在することから、その設計に当たっては想定される衝突を受けても復元性を失わないことが必要となる。復元性を失わないよう、防舷材等を設置することによる衝撃の緩和や、構造を複数のブロックに分けて衝突による破孔発生の影響を小さく留める設計がなされる。このような衝突に備えた設計は本来の用途に要する設計に付加的に考慮されるものであり、船舶、浮体、および海洋構造物の建造コストの増大をもたらす。
【０００３】
船舶、浮体、および海洋構造物と同様に、自動車においても、乗員の安全を守るため、衝突時に車体の損傷を制御し、想定される衝突に対して許容可能な範囲に収めることが求められている。自動車においては、非特許文献１に記載の通り、この課題に対する解の１つとして、使用する鋼材の強度の向上が採用されている。強度が高く、かつ、容易に破壊しない鋼材を車体に適用することで、従来と同様の設計を踏襲した車体であっても衝突時の安全性を大きく高めることができる。
【０００４】
同様に、船舶においても、材料の特性を向上させることで、衝突時の損傷の程度を下げることができる。例えば、特許文献１では、船舶の衝突において船舶側面部の破孔発生を抑制する手段として、ミクロ組織を制御し、軟質なフェライト粒内の転位密度を低減し、板厚方向の硬さ分布を均質とした、高強度高延性鋼板が提案されている。具体的には、特許文献１に記載の高強度高延性鋼板は、全伸び（Ｔ．ＥＬ）の下限値を一般鋼の１．５倍である２３％以上とし、降伏強度（ＹＰ）を３５５～５００ＭＰａとし、引張強度（ＴＳ）を４９０～６２０ＭＰａとするものである。
【０００５】
また、特許文献２では、伸び特性と耐食性に優れた低強度の厚鋼板として、所定の成分組成を有し、金属組織が、全金属組織に対する面積率で７０％以上のフェライトを含み、残部がパーライト、ベイナイトおよびマルテンサイトよりなる群から選ばれる１種以上からなり、フェライト粒径が、３μｍ以上４０μｍ以下である厚鋼板が提案されている。
【０００６】
また、特許文献３では、耐延性破壊特性に優れた低降伏比高強度鋼板として、ベイナイト組織に島状マルテンサイト組織を分散させた、二軸応力状態での延性き裂の発生を抑制した鋼板とした、ベイナイトの面積分率を３０～９０％、島状マルテンサイトの面積分率を２～１０％とする鋼板が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１６－１２５０７７号公報
国際公開第２０２２／０７４９３３号
特開２０１３－１３９６０２号公報
【非特許文献】
【０００８】
高橋学：「薄板技術の１００年－自動車産業と共に歩んだ薄鋼板と製造技術－」、鉄と鋼、Ｖｏｌ．１００、２０１４、Ｎｏ．１、ｐ８２－９３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
人口減やエネルギーコストの上昇への対策として高効率化を進めるため、船舶、浮体、および、海洋構造物の大型化が進んでおり、それに伴ってこれらを構成する鋼板の厚手化も進んでいる。鋼板の延性は板厚の増大に伴い上昇することから、厚手の鋼材を適用する構造体においては、延性向上による衝突時の損傷軽減効果は飽和しており、衝突時の損傷を更に軽減するには、延性向上以外の手法を検討する必要がある。これに関連して、構造体の衝突による損傷を抑制するためには、鋼板における均一伸びおよび限界ひずみ量を向上させることが有効であり、これにより均一伸びの向上に起因してひずみ集中による延性き裂の発生を抑制することができ、仮に延性き裂が発生しても限界ひずみ量の向上に起因して当該延性き裂の伝播を抑制することが可能となる。
【００１０】
そこで、本発明は、新規な構成により、均一伸びおよび限界ひずみ量が向上した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】
（【００１１】以降は省略されています）

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