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公開番号2025174269
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-28
出願番号2024080434
出願日2024-05-16
発明の名称鋳片
出願人日本製鉄株式会社
代理人個人
主分類C22C 38/00 20060101AFI20251120BHJP(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】Nb,Ti,Vの少なくとも1つを含む鋼の鋳片であって、耐割れ感受性に優れた鋳片を提供する。
【解決手段】Ti、Nb、VおよびNの含有量が0.00005≦([Ti]+0.5[Nb]+[V])×[N]≦0.00250の条件を満たし、鋳片の表面から深さ方向に5mmの位置における円相当径が200nm～5000nmの窒化物、炭窒化物および炭化物のうちのZrを10質量%以上含む窒化物、炭窒化物および炭化物を合計した個数比率が50%以上である。
【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：０．０５％～３．００％、
Ｍｎ：０．５０％～４．００％、
Ａｌ：０．００１％～０．２００％、
Ｎ：０．０１００％以下、
Ｚｒ：０．０００３％～０．０５００％、
Ｔｉ：０％～０．１００％、
Ｐ：０％～０．１００％、
Ｓ：０％～０．０１００％、
Ｎｂ：０％～０．１００％、
Ｖ：０％～０．１００％、
Ｂ：０％～０．００５０％、
Ｃｒ：０％～０．１０％、
Ｍｏ：０％～０．１０％、
Ｓｎ：０％～０．５０％、
Ｃａ：０％～０．０１００％、
Ｍｇ：０％～０．０１００％、
ＲＥＭ：０％～０．０１００％、
Ｎｉ：０％～０．５０％、及び
Ｃｕ：０％～０．５０％、を含有し、
残部がＦｅ及び不純物からなる鋳片であって、
Ｔｉ、Ｎｂ、ＶおよびＮの含有量が以下の（１）式を満たし、
前記鋳片の表面から深さ方向に５ｍｍの位置における円相当径が２００ｎｍ～５０００ｎｍの窒化物、炭窒化物および炭化物のうちのＺｒを１０質量％以上含む窒化物、炭窒化物および炭化物を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。
０．００００５≦（［Ｔｉ］＋０．５［Ｎｂ］＋［Ｖ］）×［Ｎ］≦０．００２５０
・・・（１）
ここで、［Ｔｉ］、［Ｎｂ］、［Ｖ］、［Ｎ］はそれぞれ前記鋳片での含有量（質量％）を表す。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐割れ感受性に優れた鋳片に関する。
続きを表示（約 2,400 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Ｎｂ，Ｔｉ，Ｖといった元素を含有した合金鋼が多く製造されている。しかしながら、これらの元素を添加すると、連続鋳造において鋳片の表層に表面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】
連続鋳造の二次冷却帯以降で発生する表面割れは、鋳片表層の旧オーステナイト粒界に沿った割れであることが知られている。この表面割れは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応力が集中することで発生する。表面割れの割れの形態は、かかる応力の方向により異なり、横ひび割れは鋳造方向への引張応力によって生じ、縦割れは鋳片幅方向への引張応力によって生じる。これらの割れは、特に、オーステナイトからフェライトへの相変態領域近傍の温度域において発生しやすい。したがって、通常は、機械的な応力が鋳片表面にかかる曲げや矯正帯での表面温度を延性が低下する温度域（脆化温度域）から回避し、割れの発生を抑制する連続鋳造方法が採用されている。
【０００４】
一方で、近年では機械特性を向上させるために様々な元素が添加された鋼種が増えるにつれ、割れ感受性が高い鋼種が増加しており、脆化温度域を回避して曲げや矯正を行う方法のみでは必ずしも割れの発生を防止することができない。そこで、連続鋳造時における割れを防止する技術として、特許文献１には、Ｎ量に対しＮｂ，Ｔｉの量を規定して割れを抑制する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００３－１６６０３８号公報
【非特許文献】
【０００６】
Haiwen LUO, L. Pentti KARJALAINEN, David A. PORTER, Heidi-Marja LIIMATAINEN and Yan ZHANG: "The Influence of Ti on the Hot Ductility of Nb-bearing Steels in Simulated Continuous Casting Process", ISIJ International, Vol.42(2002), No.3, pp.273-282
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したＮｂ，Ｔｉ，Ｖといった元素を含む鋼においては脆化温度域が顕著に拡大することから、脆化温度域で曲げおよび矯正を行うことが操業上不可避となる。この脆化温度域の拡大は、Ｎｂ，Ｔｉ，Ｖがそれぞれ単独もしくは複合した炭窒化物を生成して粒界上に密に存在することが要因であることが知られている（非特許文献１参照）。特許文献１に記載の方法では、依然としてＮｂなどの炭窒化物が粒界上に密に存在することから、相変態領域近傍の温度域において割れの発生を十分に抑制することができない場合がある。
【０００８】
本発明は前述の問題点を鑑み、Ｎｂ，Ｔｉ，Ｖの少なくとも１つを含む鋼の鋳片であって、耐割れ感受性に優れた鋳片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、Ｎｂ，Ｔｉ，Ｖといった元素を含む鋼の高温脆化がＮｂ，Ｔｉ，Ｖといった元素を含む炭窒化物が要因であることに着目し、炭窒化物の析出制御を検討した。具体的には、これらの元素よりも窒化物、炭化物の生成能が高いＺｒに着目し、Ｚｒを添加した場合の鋼の高温延性を調査した。その結果、まず凝固直後にＺｒＮが結晶粒内に生成し、その後温度が下がるにつれて、ＺｒＮからＴｉ，Ｎｂ，Ｖを含む大型の複合炭窒化物へと変化することがわかった。つまり、結晶粒内においてＺｒを含む窒化物、炭窒化物、炭化物を多く生成させることによって、粒界上でＴｉ，Ｎｂ，Ｖを含む炭窒化物の生成を抑制し、高温脆化を抜本的に改善できることが分かった。
【００１０】
以上より、本発明は以下のとおりである。
［１］
質量％で、
Ｃ：０．０２％～０．５０％、
Ｓｉ：０．０５％～３．００％、
Ｍｎ：０．５０％～４．００％、
Ａｌ：０．００１％～０．２００％、
Ｎ：０．０１００％以下、
Ｚｒ：０．０００３％～０．０５００％、
Ｔｉ：０％～０．１００％、
Ｐ：０％～０．１００％、
Ｓ：０％～０．０１００％、
Ｎｂ：０％～０．１００％、
Ｖ：０％～０．１００％、
Ｂ：０％～０．００５０％、
Ｃｒ：０％～０．１０％、
Ｍｏ：０％～０．１０％、
Ｓｎ：０％～０．５０％、
Ｃａ：０％～０．０１００％、
Ｍｇ：０％～０．０１００％、
ＲＥＭ：０％～０．０１００％、
Ｎｉ：０％～０．５０％、及び
Ｃｕ：０％～０．５０％、を含有し、
残部がＦｅ及び不純物からなる鋳片であって、
Ｔｉ、Ｎｂ、ＶおよびＮの含有量が以下の（１）式を満たし、
前記鋳片の表面から深さ方向に５ｍｍの位置における円相当径が２００ｎｍ～５０００ｎｍの窒化物、炭窒化物および炭化物のうちのＺｒを１０質量％以上含む窒化物、炭窒化物および炭化物を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。
０．００００５≦（［Ｔｉ］＋０．５［Ｎｂ］＋［Ｖ］）×［Ｎ］≦０．００２５０
・・・（１）
ここで、［Ｔｉ］、［Ｎｂ］、［Ｖ］、［Ｎ］はそれぞれ前記鋳片での含有量（質量％）を表す。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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