微細炭化物で析出強化した高強度熱延鋼板の強度安定化

摘要

Ti，Mo複合添加，Ti単独添加，Ti，Nb複合添加した3種類の鋼を用いて，ナノメートルサイズのTi含有炭化物で析出強化したフェライト単一組織熱延鋼板の強度の巻取温度依存性を調査した。そして，Ostwald ripeningによる炭化物粗大化と強度の巻取温度依存性とを関連づけることで，以下の結論を得た。 （1）（Ti,Mo）Cで析出強化したフェライト単一組織鋼板の降伏点と引張強さは，巻取温度550 deg Cから650 deg Cでほぼ一定である。 これに対し（Ti，Nb）Cで析出強化した鋼板の降伏点と引張強さは巻取温度625 deg Cで最大であり，625 deg C以上の高温巻取で緩やかに低下する。 TiCで析出強化した鋼板では，降伏点と引張強さは巻取温度600 deg Cで最大となり600 deg C以上の高温巻取で急激に低下する。 すなわち，（Ti，Mo）Cで析出強化したフェライト単一組織鋼板の強度は巻取温度の変化に対して最も安定している。 （2）熱間加工後650 deg Cで300秒間等温変態させてTiCを析出させた後に水冷したTi単独添加鋼の硬さは，600 deg Cで等温変態させたものと同等である。 （3）625 deg C巻取材を再度650 deg Cに保持後空冷した場合，（Ti，Mo）Cで析出強化したフェライト単一組織鋼板の硬さに顕著な低下は認められないのに対し，（Ti，Nb）Cで析出強化した鋼板の硬さは緩やかに低下する。 さらにTiCで析出強化した鋼板の硬さは顕著に低下する。 TiCで析出強化したフェライト単一組織鋼板を650 deg C巻取したときに著しく強度が低下する原因は，650 deg Cで微細析出した炭化物の巻取温度での粗大化であると考えられる。 （4）Ti含有炭化物で析出強化したフェライト単一組織鋼板では，炭化物形成元素の固溶量が少ないほど炭化物のOstwald ripeningは抑制されると考えられる。 これより，Ti含有炭化物で析出強化したフェライト単一組織鋼板において600 deg Cから650 deg Cの巻取温度で安定した強度を得るには，オーステナイトーフェライト変態点を巻取温度まで低温化するとともに，巻取温度における炭化物形成元素の固溶量を低減する成分設計が有効であると考えられる。