JP3434431B2 - 衝突エネルギー吸収能に優れた鋼板およびその製造方法 - Google Patents
衝突エネルギー吸収能に優れた鋼板およびその製造方法Info
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Description
使用される鋼材において、タンカーの衝突による油流出
事故に代表されるような船舶の衝突事故が万一起きた場
合でも、その破壊を最小限にくい止めることができる衝
突エネルギー吸収能の高い鋼板およびその製造方法に関
するものである。
流出事故による海洋汚染が社会的に深刻化し、万一船舶
同士が衝突事故を起こしてもその破壊を最小限にくい止
め、タンカーからの油流出や破損部からの進水等の被害
を最小限にするための造船技術及びそれに用いられる鋼
板が検討されている。
及び法制化はその代表例であるが、大型のタンカーで
は、二重構造化しても衝突時のエネルギーが大きく完全
に油流出を抑えることが難しいとの見解もある。
の特性として、衝突時におけるエネルギー吸収能の向上
が望まれている。
ギー吸収能に関する鋼材面からの検討はほとんどされて
なく、鋼材のエネルギー吸収能を向上させるためには、
鋼材の機械特性及び組織と衝突エネルギー吸収能の関係
についての検討が必要である。
時に破壊を最小限にすることができる衝突エネルギー吸
収能の優れた鋼材およびその製造方法を提供するもので
ある。
量%で、 C:0.04〜0.15% Si:0.1〜0.5% Mn:0.5〜1.8% Ti:0.01%以下 Al:0.06%以下 Nb:0.01〜0.03% かつ炭素当量Ceq(=C+Si/24+Mn/6)
(%)が0.4%以下であり、残部がFeおよび不可避
的不純物である成分からなり、かつ、鋼板の組織におい
て、フェライト分率Fが80%以上であり、かつフェラ
イトの硬さHがH≧400−2.6×Fの関係式(ただ
し、式中のHはフェライトのビッカース硬さHv、Fは
フェライト分率%を意味する)を満たすことを特徴とす
る衝突エネルギー吸収能に優れた鋼板。
(%)が0.4%以下であり、残部がFeおよび不可避
的不純物からなる鋼を1100℃以上に加熱した後、熱
間圧延に供し、800℃以上で圧延を終了することを特
徴とするフェライト分率Fが80%以上であり、かつフ
ェライトの硬さHがH≧400−2.6×Fの関係式
(ただし、式中のHはフェライトのビッカース硬さH
v、Fはフェライト分率%を意味する)を満たす衝突エ
ネルギー吸収能に優れた鋼板の製造方法。
て詳細に説明する。
的特性及び組織の関係を調査するため、図1に示すよう
な衝突エネルギー吸収能の評価試験を行った。
部1を前記試験機に固定し、ハンマー2を試験片中央部
3に衝突させる。試験片中央部では試験片幅が小さくな
っており、試験片中央部から破壊する。
ーの腕長さ:hcm、重量:wkgのハンマーを用いて
試験片中央部を破断させた時のハンマーの振り上げ角θ
と、試験片破断後のハンマーの振り戻り角γからハンマ
ーの位置エネルギーを算出し、この値を試験片中央部の
断面積で除した値とする。
ぞれと衝突エネルギー吸収能(EA)との関係を調査す
るためC:0.04〜0.2%、Si:0.1〜1.0
%、Mn:0.5〜2.0%、Ti:0〜0.02%、
Al:0.06%以下、Nb:0〜0.03%である種
々の成分の鋼材を供試材として、同一形状の試験片を用
いて試験を実施し、その時の衝突エネルギー吸収能(E
A)と機械的特性及び鋼材組織との関係を調査した。
と鋼材の機械的特性の関係として、鋼材の伸び特性(E
L)と強度特性(YP、TS)の両者が優れていること
が衝突エネルギー吸収能(EA)を向上させるために必
要であることを知見し、次の相関関係を得た。
/mm2)、TSは引張強度(kgf/mm2)であり、
αは試験片形状等により決まる定数である。
の関係を調査した結果、図2に示すように伸び特性(E
L)は、フェライト分率(F)が80%以上であると良
好であることを知見した。
ライト以外のベイナイト、パーライト等の第二相組織分
率が増大するほど、―般には増加する傾向があるが、伸
び特性(EL)を向上させるためには第二相組織分率を
出来るだけ小さくする必要がある。
増大させる手段として、フェライト相の硬さ(ビッカー
ス硬さHv)(H)に注目し、同じフェライト分率%
(F)の場合に、フェライト硬さHv(H)により衝突
エネルギー吸収能(EA)がどう変化するかを調査し
た。その結果を図3に示す。
衝突エネルギー吸収能(EA)は、10〜11程度であ
る。本発明の目標は、この従来の鋼板の衝突エネルギ―
吸収能(EA)より少なくとも20%程度向上させるこ
と、つまり衝突エネルギー吸収能(EA)が12以上の
鋼板を得ることである。
が90%の場合、フェライト硬さ(H)がHv170以
上、フェライト分率(F)が95%の時、フェライト硬
さ(H)がHv154以上必要である。
は、フェライト硬さ(H)がHv192以上必要である
ことがわかる。
0%の時には、図2に示したように全伸び(EL)が小
さいために、フェライト硬さ(H)をHv195程度に
増大させても衝突エネルギー吸収能(EA)は12以下
であり、本発明の目標値を満足できない。
ェライト分率(F)及びフェライト硬さ(H)の関係か
らEA≧12を達成するために必要な限界フェライト分
率(F)と限界フェライト硬さ(H)の関係を求めると
図4に示す通りになる。
界フェライト硬さ(H)は、図3においてEA≧12を
満足するために必要なフェライト分率(F)及び限界フ
ェライト硬さ(H)のそれぞれの限界値とする。
A)が12以上を達成するためには、限界要求フェライ
ト分率(F)と限界要求フェライト硬さ(H)との間に
は、H≧400−2.6×F、且つF≧80(%)(た
だし、Hはフェライトのビッカース硬さHvで、Fはフ
ェライト分率%を意味する)
る。
あるが、C量が0.15%以上になると、フェライト分
率を80%以上確保することが困難になり、0.04%
以下ではフェライト硬さがHv170以上にならないた
め、0.04%〜0.15%に規定した。
必要であるが、1%を超えると溶接性に著しい問題が生
じるので、0.1〜1%に規定した。
上させるものであるため、0.5%を下限とし、過度の
添加はフェライト分率の確保に支障となるので、1.8
%を上限とした。
ために、添加することがあるが、Tiは析出物を形成し
やすく、特にフェライトの硬さを増大させるために添加
するNbとTi−Nb複合析出物を生成してしまうの
で、フェライト硬さの増大には有害であるため、上限を
0.01%に規制した。
06%を越えると析出物を形成し、母材の靭性を脆化さ
せ、かつ溶接継手の靭性にも有害となるため、上限を
0.06%に規定する。
細析出物による析出強化のために、0.01%以上添加
するが、過度の添加は溶接継手部の靭性に有害であるの
で、上限を0.03%に規定した。
+Mn/6)(%)が、0.4%以上になると、焼入れ
性が増大し、フェライトの生成が困難になり、フェライ
ト分率の確保が難しくなるため、上限を0.4%と規定
した。
する。
フェライト硬さを増大させるために添加するNbが、圧
延前に完全にオーステナイト相中に固溶させるために1
100℃以上に規定する。
るとNbの析出の促進効果を抑制するため800℃以上
と規定する。
表2に示す製造条件で、鋼板を製造した。また、表2に
は、この条件で得られた鋼板の組織及び機械的特性を併
記した。
で規定する範囲の成分を含有する鋼である。一方、鋼種
5〜7は、比較例として、Ti及びNbの含有量が共に
本発明の規定範囲を満たさない例を示す。
あるが、フェライト分率(F)が80%であり、かつフ
ェライトの硬さ(H)も、400−2.6×F以上を満
たし、鋼板の衝突吸収エネルギー(EA)は本発明の目
標とする12kgf/mm2以上を有している。
範囲内であるが、製造条件において、番号8は、加熱温
度及び圧延終了温度が所定温度より低いため、フェライ
トの硬さ(H)が400−2.6×F未満であり、衝突
吸収エネルギー(EA)が12kgf/mm2未満とな
っている。また、番号9は、圧延終了温度が所定温度よ
り低く、充分な衝突吸収エネルギー(EA)が12kg
f/mm2未満となっている。
囲から外れており、番号10は、フェライト硬さ(H)
が所定値に達してなく、番号11はフェライト分率
(F)が所定値を得られてなく、番号12はフェライト
硬さ(H)が所定値に達してないため、衝突吸収エネル
ギー(EA)が12kgf/mm2未満となっている。
A)が12kgf/mm2以上の衝突エネルギー吸収能
の優れた鋼材を提供することが可能であり、本発明鋼材
を船体に使用することにより、万一船体同士の衝突事故
が起こった場合でも、船体の破断面積を従来の鋼材の場
合よりも減少することができる。
油の流出による海洋汚染、又は衝突損傷部からの進水量
を低減できる等、環境保護、安全性の点から計り知れな
い効果がある。
である。
を示す図である。
(EA)の関係を示す図である。
ト硬さ(H)との関係を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 鋼板の成分が重量%で、 C:0.04〜0.15% Si:0.1〜0.5% Mn:0.5〜1.8% Ti:0.01%以下 Al:0.06%以下 Nb:0.01〜0.03% かつ炭素当量Ceq(=C+Si/24+Mn/6)
(%)が0.4%以下であり、残部がFeおよび不可避
的不純物である成分からなり、かつ、 鋼板の組織におい
て、フェライト分率Fが80%以上であり、かつフェラ
イトの硬さHがH≧400−2.6×Fの関係式(ただ
し、式中のHはフェライトのビッカース硬さHv、Fは
フェライト分率%を意味する)を満たすことを特徴とす
る衝突エネルギー吸収能に優れた鋼板。 - 【請求項2】 重量%で、 C:0.04〜0.15% Si:0.1〜0.5% Mn:0.5〜1.8% Ti:0.01%以下 Al:0.06%以下 Nb:0.01〜0.03% かつ炭素当量Ceq(=C+Si/24+Mn/6)
(%)が0.4%以下であり、残部がFeおよび不可避
的不純物からなる鋼を1100℃以上に加熱した後、熱
間圧延に供し、800℃以上で圧延を終了することを特
徴とするフェライト分率Fが80%以上であり、かつフ
ェライトの硬さHがH≧400−2.6×Fの関係式
(ただし、式中のHはフェライトのビッカース硬さH
v、Fはフェライト分率%を意味する)を満たす衝突エ
ネルギー吸収能に優れた鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12283997A JP3434431B2 (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | 衝突エネルギー吸収能に優れた鋼板およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12283997A JP3434431B2 (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | 衝突エネルギー吸収能に優れた鋼板およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10306340A JPH10306340A (ja) | 1998-11-17 |
| JP3434431B2 true JP3434431B2 (ja) | 2003-08-11 |
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ID=14845914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP12283997A Expired - Fee Related JP3434431B2 (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | 衝突エネルギー吸収能に優れた鋼板およびその製造方法 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3434431B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013080398A1 (ja) | 2011-11-30 | 2013-06-06 | Jfeスチール株式会社 | 耐衝突性に優れた鋼材およびその製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4869094B2 (ja) * | 2007-02-05 | 2012-02-01 | 株式会社神戸製鋼所 | 船舶用鋼材の衝撃特性予測方法 |
| CN110536973B (zh) | 2018-03-16 | 2020-08-18 | 日本制铁株式会社 | 煤/矿石运输船货舱用钢板 |
-
1997
- 1997-04-28 JP JP12283997A patent/JP3434431B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| WO2013080398A1 (ja) | 2011-11-30 | 2013-06-06 | Jfeスチール株式会社 | 耐衝突性に優れた鋼材およびその製造方法 |
| KR20160104077A (ko) | 2011-11-30 | 2016-09-02 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 내충돌성이 우수한 강재 및 그의 제조 방법 |
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| JPH10306340A (ja) | 1998-11-17 |
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