(57)【要約】      （修正有）【課題】低温靭性に優れた溶接性の超高強度鋼及びその製造方法を提供する。【解決手段】低炭素−低合金系の鋼に環境に優しい低価元素の銅（Ｃｕ）とホウ素（Ｂ）を添加して製造する。０．５−２．０重量％の銅と極微量のホウ素を含み、その他にＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ及びＡｌの一部または全てを含んだＦｅからなり、鋼の微細組織は焼き戻されたマルテンサイトとベイナイトの混合組織が９０％以上である。ＥＣＯ合金指数（重量％で、Ｍｎ％＋２Ｎｉ％＋０．５Ｃｕ％＋４Ｍｏ％）を４．５以下にし、降伏強度が１．１ＧＰａ（ＡＰＩ規格１５０超過）以上で、低温衝撃エネルギーが２００Ｊ以上の超高強度鋼の経済的な製造が可能である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量％で、Ｃ:０．０５−０．１％、Ｓｉ:０．１−０．５％、Ｍｎ:１．５−２．５％、Ｎｉ:０．２−０．５％、Ｃｕ:０．５−２．０％、Ｃｒ:０．１−０．５％、Ｍｏ:０．１−０．５％、Ｎｂ:０．０１−０．０５％、Ｖ:０．０１−０．１％、Ｔｉ:０．０１−０．０３％、Ａｌ:０．０５％以下、Ｂ:０．０００５−０．００２％で、残りはＦｅとその他不可避な不純物からなり、Ｃｅｑ（炭素当量）が０．３乃至０．６で、Ｐｃｍ（溶接割れ感受性指数）が０．３以下で、常温と低温の衝撃エネルギーが２００Ｊ以上で、降伏強度が１．１ＧＰａ以上の低温靭性に優れた溶接性の超高強度鋼。
【請求項２】
前記超高強度鋼は、焼き戻されたマルテンサイトとベイナイトの混合組織の体積分率が９０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の低温靭性に優れた溶接性の超高強度鋼。
【請求項３】
前記超高強度鋼は、重量％で、ＥＣＯ合金指数（Ｍｎ％＋２Ｎｉ％＋０．５Ｃｕ％＋４Ｍｏ％）が４．５以下であることを特徴とする請求項１に記載の低温靭性に優れた溶接性の超高強度鋼。
【請求項４】
重量％で、Ｃ:０．０５−０．１％、Ｓｉ:０．１−０．５％、Ｍｎ:１．５−２．５％、Ｎｉ:０．２−０．５％、Ｃｕ:０．５−２．０％、Ｃｒ:０．１−０．５％、Ｍｏ:０．１−０．５％、Ｎｂ:０．０１−０．０５％、Ｖ:０．０１−０．１％、Ｔｉ:０．０１−０．０３％、Ａｌ:０．０５％以下、Ｂ:０．０００５−０．００２％で、残りはＦｅとその他不可避な不純物からなり、ＥＣＯ合金指数が４．５以下、Ｃｅｑ（炭素当量）が０．３乃至０．６で、Ｐｃｍ（溶接割れ感受性指数）が約０．３以下の元素からなるスラブを１，０００oＣ以上で加熱する再加熱段階と、
前記再加熱されたスラブをオーステナイトが再結晶化される温度とその以下で熱間圧延する制御圧延段階と、
前記熱間圧延された鋼を２０oＣ／秒以上の速度で３００oＣ以下まで急冷させて空冷する加速冷却段階と、
前記冷却された鋼を４００−６００oＣの温度で１０分以上加熱してから冷却する焼き戻し段階からなることを特徴とする超高強度鋼の製造方法。
【請求項５】
前記熱間圧延段階では、前記再加熱されたスラブをオーステナイトが再結晶化される温度とその以下で、各々４０％以上の圧下を加えてオーステナイトの結晶粒のサイズが１０μｍ以下になることを特徴とする請求項４に記載の低温靭性に優れた溶接性の超高強度鋼の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低温靭性（ｌｏｗ−ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ）に優れた溶接性の超高強度鋼（ｕｌｔｒａ−ｈｉｇｈ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ）及びその製造方法に関するもので、より詳細には、低炭素−低合金系の鋼に環境に優しい低価元素の銅（Ｃｕ）とホウ素（Ｂ）を添加して降伏強度が１．１ＧＰａ以上で低温衝撃エネルギーが２００Ｊ以上の超高強度鋼及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、建築用、造船用、海洋構造用、圧力容器用、鋼管用や産業機械用に用いられる構造用鋼材は経済性と安定性の観点から優れた溶接性と靭性を有しながら超高強度化されている。また、造船用や海洋構造用、鋼管用の鋼の使用環境が次第に過酷になるに従って、−２０oＣ以下の低温でも構造的な安定性を確保するために優れた低温靭性に対する要求が大きくなっている。
【０００３】
低温での構造用の鋼として広く用いられるニッケル含有鋼（一般的に、約３．０重量％Ｎｉ以上）は低温靭性には優れるが、比較的に低い引張強度により大きな荷重に耐えるため、二重アニーリング熱処理を行うか、ニッケル含有量を高めるか、または厚さを増加させる等により費用が大きく上昇するという短所がある。
【０００４】
一方、体表的な高強度高靭性鋼としてよく知られているＨＹ−８０及びＨＹ−１００鋼等は強度は高いが、炭素含量が０．１２−０．２０重量％で、Ｃｅｑが０．８乃至０．９の範囲により溶接性が非常に劣悪である。その後、多様に開発された高強度低合金（ＨＳＬＡ、Hｉｇｈ−Sｔｒｅｎｇｔｈ  Lｏｗ−Aｌｌｏｙ）鋼は、炭素含量の減少、Ｎｂ添加による結晶粒の微細化、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏの添加を通じた硬化能の増加、銅析出物による析出強化等の多様な方法を通じて溶接性が低下せず、強度が大きく向上した。
【０００５】
しかし、一般のＨＳＬＡ鋼は、大部分低温靭性が低いため、優れた低温靭性と共に高強度を得るためにＮｉ、Ｍｏ等の高価の合金元素が多く添加され、大部分強度が増加するに従って溶接性と低温靭性は減少するという問題点がある。現在、特許文献１、特許文献２、及び特許文献３等に提示されたように、下部ベイナイトや焼き戻しマルテンサイト、２相組織等の多様な微細組織学的接近法を通じて優れた低温靭性と溶接性を有する最新のＨＳＬＡ鋼、即ち、鋼管用超高強度鋼が開発されたが、まだ高価の合金元素の添加量が多い方で、最大降伏強度は８３０ＭＰａ（ＡＰＩ規格１２０に該当）程度である。
【０００６】
また、最近、資源の再活用、地球温暖化のような環境的な問題と共に原資材費の上昇、高油価により経済的な側面が大きく浮上して、より環境に優しく経済的な方法で超高強度鋼を製造しようとする工学的な要求がさらに高くなっている。従って、銅やホウ素等のような環境に優しい低価元素を活用して高価の合金元素を最小化させることで、より環境に優しくて経済的な方法で溶接性と低温靭性に優れた１．１ＧＰａ以上の超高強度鋼を製造する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国登録特許６，２６４，７６０号
【特許文献２】米国登録特許５，８７６，５２１号
【特許文献３】米国登録特許６，１５９，３１２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明が成そうとする技術的な課題は、高価の合金元素を最小化する目的で環境に優しい低価元素の銅とホウ素を添加して低費用で低温靭性に優れた溶接性の超高強度鋼を提供することにある。また、本発明が成そうとする他の技術的な課題は上記の鋼を製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記技術的な課題を達成するための本発明の超高強度鋼は、重量％で、Ｃ:０．０５−０．１％、Ｓｉ:０．１−０．５％、Ｍｎ:１．５−２．５％、Ｎｉ:０．２−０．５％、Ｃｕ:０．５−２．０％、Ｃｒ:０．１−０．５％、Ｍｏ:０．１−０．５％、Ｎｂ:０．０１−０．０５％、Ｖ:０．０１−０．１％、Ｔｉ:０．０１−０．０３％、Ａｌ:０．０５％以下、Ｂ:０．０００５−０．００２％で、残りはＦｅとその他不可避な不純物からなり、Ｃｅｑ（炭素当量）が０．３乃至０．６で、Ｐｃｍ（溶接割れ感受性指数）が０．３以下で、鋼の微細組織は平均オーステナイトの結晶粒のサイズが１０μｍ以下の未再結晶オーステナイトから変体した焼き戻されたマルテンサイトとベイナイトの混合組織が９０％以上である。
【００１０】
上記他の技術的な課題を達成するための本発明の超高強度鋼の製造方法は、先ず、重量％で、Ｃ:０．０５−０．１％、Ｓｉ:０．１−０．５％、Ｍｎ:１．５−２．５％、Ｎｉ:０．２−０．５％、Ｃｕ:０．５−２．０％、Ｃｒ:０．１−０．５％、Ｍｏ:０．１−０．５％、Ｎｂ:０．０１−０．０５％、Ｖ:０．０１−０．１％、Ｔｉ:０．０１−０．０３％、Ａｌ:０．０５％以下、Ｂ:０．０００５−０．００２％で、残りはＦｅとその他不可避な不純物からなり、Ｃｅｑが０．３乃至０．６で、Ｐｃｍが０．３以下の元素からなるスラブを１，０００oＣ以上で再加熱する。その後、再加熱されたスラブをオーステナイトが再結晶化される温度以上とその以下で熱間圧延する。上記熱間圧延された鋼材を２０oＣ／秒以上の速度で３００oＣ以下まで急冷させてから４００−６００oＣで１０分以上焼き戻す。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の低温靭性に優れた溶接性の超高強度鋼及びその製造方法によると、０．５−２．０重量％の銅と極微量のホウ素を添加して焼き戻されたマルテンサイトとベイナイトの混合組織で構成された超高強度鋼を製造することで、Ｎｉ、Ｍｏ等の高価の合金元素を最小化する経済的な方法で１．１ＧＰａ（ＡＰＩ規格１５０超過）以上の非常に高い降伏強度と−２０oＣで２００Ｊ以上の高い衝撃エネルギーを同時に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による低温靭性に優れた溶接性の超高強度鋼の製造方法を概略的に示した製造工程図である。
【図２】本発明による溶接性の超高強度鋼の降伏強度と低温衝撃エネルギーを焼き戻し温度に沿って示したグラフである。
【図３】本発明による４５０oＣで焼き戻された鋼２の微細組織を示す透過電子顕微鏡の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。以下に説明する実施例は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲が以下に述べる実施例に限定されるものではない。本発明の実施例は、当分野において通常の知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。
【００１４】
以下、本発明の実施例では、低温靭性に優れた溶接性の超高強度鋼とそれを製造する方法に分けて説明する。上記鋼とその製造方法は以下のような重要な特徴を有する。
【００１５】
本発明による低温靭性に優れた溶接性の超高強度鋼は、重量％で０．５−２．０％の銅と極微量のホウ素を含み、その他にＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ、及びＡｌの一部または全てを含んだＦｅで構成される。このとき、上記鋼は降伏強度が１．１ＧＰａ（ＡＰＩ規格１５０超過）以上で、常温と−２０oＣでシャルピーＶ−ノッチ衝撃試験により測定された吸収エネルギーが２００Ｊ以上であることを特徴とする。
【００１６】
銅は、電気炉操業時、スクラップに必然的に含まれて除去するのが非常に困難であるが、機械的性質の向上に有用に活用する場合、再活用性に優れた元素である。ホウ素は０．０００５−０．００２重量％の極微量の添加でも鋼の硬化能を非常に大きく向上させるため、Ｎｉ、Ｍｏ等のような高価の硬化能元素を代替するために超高強度鋼の製造に多く用いられている。従って、本発明では、炭素鋼を基準に高価の合金元素であるＭｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ含量を価格に加重値をおいたＭｎ含量で表記したＥＣＯ合金指数（重量％で、Ｍｎ％＋２Ｎｉ％＋０．５Ｃｕ％＋４Ｍｏ％）を用いて環境に優しく、経済的な性能を評価するとき、ＥＣＯ合金指数を４．５以下にし、産業的に溶接性を表すために広く用いられるＣｅｑ（炭素当量）とＰｃｍ（溶接割れ感受性指数）値を低くして溶接性と低温靭性に優れた超高強度鋼を環境に優しく、低費用の経済的な方法で製造しようとした。
【００１７】
本発明による超高強度鋼は、０．５−２．０重量％の銅と極微量のホウ素を含んだスラブを再加熱してから制御圧延、加速冷却、そして焼き戻しにより製造され、これによって焼き戻されたマルテンサイトとベイナイトの混合組織の体積分率が９０％以上で構成された低温靭性に優れた溶接性の超高強度鋼を得ることができる。
【００１８】
＜鋼の組成＞
本発明の鋼材は以下のような組成を有し、ここでは各々の組成による数値限定の理由を共に説明する。この際、％は重量％を示し、ＥＣＯ合金指数、Ｃｅｑ（炭素当量）とＰｃｍ（溶接割れ感受性指数）は下記のように定義される。
ＥＣＯ合金指数＝Ｍｎ％＋２Ｎｉ％＋０．５Ｃｕ％＋４Ｍｏ％
Ｃｅｑ＝Ｃ％＋Ｍｎ％／６＋（Ｃｒ％＋Ｍｏ％＋Ｖ％）／５＋（Ｎｉ％＋Ｃｕ％）／１５
Ｐｃｍ＝Ｃ％＋Ｓｉ％／３０＋（Ｍｎ％＋Ｃｕ％＋Ｃｒ％）／２０＋Ｎｉ％／６０＋Ｍｏ％／１５＋Ｖ％／１０＋５Ｂ％
【００１９】
ＥＣＯ合金指数は、高価の合金元素であるＭｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ含量を価格に加重値をおいたＭｎ含量で表記し、合金指数が低いほど、環境に優しくて経済的である。ＣｅｑとＰｃｍは溶接性を示す指標で産業業者の間で広く用いられており、これら値は低いほど溶接性に優れていると評価される。
【００２０】
（１）炭素（Ｃ）：０．０５−０．１％
Ｃの含量が０．０５％より少ないと、焼き戻されたマルテンサイトとベイナイトの混合組織で９００ＭＰａ以上の降伏強度を確保することが困難で、０．１％より多いと靭性と溶接性が悪くなるという短所がある。
【００２１】
（２）シリコン（Ｓｉ）：０．０１−０．５％
脱酸及び強度の向上のために添加し、０．０１％より少ない場合は、脱酸効果が不十分で、０．５０％より多く添加されると靭性と溶接性が低下する。
【００２２】
（３）マンガン（Ｍｎ）：１．５−２．５％
低いＣ含量により減少した硬化能を補償してマルテンサイトとベイナイト系組織の形成を促進する。高い強度を得るために１．５％以上添加し、靭性と溶接性の低下及び偏析を防ぐために２．５％以下に制限される。
【００２３】
（４）ニッケル（Ｎｉ）：０．２−０．５％
強度と靭性の向上に効果的な元素ではあるが、多く添加されると費用が増加するため、熱間圧延中の表面割れに対する銅の有害な効果を減らすために上記の範囲で少量添加される。
【００２４】
（５）銅（Ｃｕ）：０．５−２．０％
本発明の重要な特徴を有するようにする合金元素で、強度と靭性を向上させるために０．５％以上添加されるが、多く添加されると熱間圧延中に表面割れが発生しやすく、溶接性が低下するためその添加量は２．０％以下に制限される。
【００２５】
（６）クロム（Ｃｒ）：０．１−０．５％
急冷時、十分な硬化能を確保するために０．１％以上添加され、多く添加されると靭性と溶接性が低下するため０．５％以下に制限される。
【００２６】
（７）モリブデン（Ｍｏ）：０．１−０．５％
Ｃｒのように硬化能を増加させる元素で、多く添加されると費用が増加し靭性と溶接性が低下するため０．５％以下に制限される。焼き戻し時、炭化物の粒子を形成して析出強化に寄与する。
【００２７】
（８）ニオビウム（Ｎｂ）：０．０１−０．０５％
熱間圧延中に炭窒化物で析出されて再結晶を抑制させ、結晶粒の成長を防いでオーステナイトの結晶粒を微細化させることにより強度と靭性を共に向上させる。０．０１％以下では効果が非常に少なく、０．０５％より多く添加されると靭性が低下する。また、冷却や焼き戻し時に析出物を形成させてさらに強度を増加させる。
【００２８】
（９）バナジウム（Ｖ）：０．０１−０．１％
焼き戻し時、または溶接後の冷却時に炭化物を形成して強度の増加に寄与する。０．０１％より少ないと効果が少なく、０．１０％より多いと靭性と溶接性が低下する。
【００２９】
（１０）チタニウム（Ｔｉ）：０．０１−０．０３％
０．０１％以上添加されると析出物を形成して強度の向上に寄与するが、０．０３％より多いと析出物が粗大化し、靭性が低下する。
【００３０】
（１１）アルミニウム（Ａｌ）：０．０５％以下
Ｓｉのように、脱酸剤として添加され、０．０５％より多く添加されると非金属酸化物であるＡｌ2Ｏ3を形成して母材と溶接部の靭性を低下させる。
【００３１】
（１２）ホウ素（Ｂ）：０．０００５−０．００２％
銅と共に本発明の重要な特徴を有するようにする合金元素で、０．０００５−０．００２％の極微量の添加は鋼の硬化能を効果的に向上させるため、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏのような硬化能元素を減らしても２０oＣ／秒以上の速度で加速冷却時、マルテンサイトとベイナイト混合組織を９０％以上確保することができる。しかし、０．００２％より多く添加されると、Ｆｅ23（Ｃ、Ｂ）6のような脆弱な粒子の形成により返って硬化能が減少する。
【００３２】
（１３）その他不可避に添加される不純物であるリン（Ｐ）、硫黄（Ｓ）、窒素（Ｎ）等は最小化されるのが好ましい。
【００３３】
本発明による低温靭性に優れた溶接性の超高強度鋼においてＥＣＯ合金指数は４．５以下になることが経済的で、強度の確保と溶接性の側面を同時に考慮すると、Ｃｅｑが０．３−０．６で、Ｐｃｍが０．３以下になるようにするのが好ましい。
【００３４】
＜製造方法＞
図１は本発明による低温靭性に優れた溶接性の超高強度鋼の製造方法を概略的に示した製造工程図である。
【００３５】
図１を参照すると、低温靭性に優れた溶接性の超高強度鋼の製造方法は、重量％で、Ｃ:０．０５−０．１％、Ｓｉ:０．１−０．５％、Ｍｎ:１．５−２．５％、Ｎｉ:０．２−０．５％、Ｃｕ:０．５−２．０％、Ｃｒ:０．１−０．５％、Ｍｏ:０．１−０．５％、Ｎｂ:０．０１−０．０５％、Ｖ:０．０１−０．１％、Ｔｉ:０．０１−０．０３％、Ａｌ:０．０５％以下、Ｂ:０．０００５−０．００２％で、残りはＦｅとその他不可避な不純物で構成される鋼のスラブを通常１，０００oＣ以上で加熱する。これは再加熱段階Ｓ１００に該当する。その後、オーステナイトが再結晶化される温度とその以下で熱間圧延する。これは制御圧延段階Ｓ２００に該当する。熱間圧延された鋼材を２０oＣ／秒以上の速度で３００oＣ以下まで急冷させる。これは加速冷却段階Ｓ３００に該当する。次いで、冷却された鋼材を４００oＣと６００oＣの間の温度で１０分以上焼き戻す。これは焼き戻し段階Ｓ４００に該当する。
【００３６】
上記再加熱段階では、鋼のスラブ内にある（Ｖ、Ｎｂ）（Ｃ、Ｎ）等の全ての炭化物または炭窒化物が完全に溶解されるようにする。
【００３７】
上記制御圧延段階では、再加熱された鋼のスラブをオーステナイトが再結晶化される温度以上とその以下で、各々４０％以上の圧下を加えて熱間圧延する。これは加速冷却の前にオーステナイトの結晶粒を微細化させ、オーステナイトの内部に転位や変形帯のような欠陥を生成させてオーステナイトからフェライトへの変体を促進させることにより最終的な微細組織の結晶学的サイズを減少させて強度と靭性を全て向上させるためである。全ての熱間圧延はＡｒ3以上の温度で仕上げられ、この際、オーステナイトの結晶粒のサイズは１０μｍ以下にならなければならない。
【００３８】
加速冷却段階は、熱間圧延された鋼材をＡｒ3以上の温度で２０oＣ／秒以上の速度で３００oＣ以下まで急冷させる過程である。上記過程中にオーステナイトからマルテンサイトが主に形成され、急冷される仕上げ温度が低いほどマルテンサイトの体積分率は増加する。その後、急冷された鋼材を常温まで空冷する過程中にベイナイトがさらに形成される。
【００３９】
焼き戻し段階は、加速冷却された鋼を４００−６００oＣの温度で１０分以上加熱してから冷却する過程である。上記過程中に、焼き戻されたマルテンサイトとベイナイトの混合組織で構成され、前の段階に比べて実質的に均一な微細組織と特性を提供する。
【００４０】
上記のような過程に従って製造された鋼の微細組織は、焼き戻されたマルテンサイトとベイナイトの混合組織で、その体積分率は９０％以上であることを特徴とする。
【００４１】
このような本発明によると、高価の合金元素の添加量を最小化し、０．５−２．０重量％の銅と極微量のホウ素を含んだ焼き戻されたマルテンサイトとベイナイトの混合組織により低温靭性に優れた溶接性の超高強度鋼の製造が可能である。
【００４２】
以下では実施例を通じて本発明をより詳細に説明する。
【００４３】
＜実施例＞
表１は、本発明の実施例が適用された焼き戻し材と、上記焼き戻し材と比較される未焼き戻し材の化学組成、ＥＣＯ合金指数、冷却速度及び冷却終了温度を示す。ここで、未焼き戻し材は焼き戻し工程を経ていない鋼を指し示す。
【００４４】
表１によると、鋼１乃至鋼３を記載のように組成される１００ｍｍの厚さの鋼材にし、１，１５０oＣで２時間程度再加熱してからオーステナイトが再結晶化される温度とその以下で、各々５０−６０％程度の圧下を加えて１５ｍｍの厚さまで熱間圧延した。次いで、上記熱間圧延された板材をＡｒ3以上の温度で３００oＣ以下まで２０oＣ／秒以上の速度で冷却させて未焼き戻し材を製造するか、または上記未焼き戻し材を４５０oＣ、５５０oＣ、６５０oＣの温度で各々３０分間焼き戻しを行い、３種類の焼き戻し材を製造した。
【００４５】
【表１】
2010070845.tif 000003
【００４６】
一方、表１のように製造された鋼材に対する降伏強度、引張強度、伸び率、そして常温と−２０oＣで標準シャルピーＶ−ノッチ衝撃試片の吸収エネルギーを測定し、その結果を表２に示した。表２は、表１の焼き戻し材と未焼き戻し材の機械的性質を比較したものである。
【００４７】
【表２】
2010070845.tif 000004
ｓ
【００４８】
図２は、表１及び表２に提示された鋼材に対する溶接性の超高強度鋼の降伏強度と低温衝撃エネルギーを焼き戻し温度に沿って示したグラフである。
【００４９】
上記表２と図２で分かるように、焼き戻されていない鋼１乃至鋼３（未焼き戻し材）は降伏強度が１．１ＧＰａ以下、常温と低温の衝撃エネルギーが１００Ｊ以下で降伏強度と低温靭性が共に劣悪であった。本発明の組成範囲に符合する焼き戻された鋼（焼き戻し材）のうち、４５０oＣで焼き戻された鋼２と５５０oＣで焼き戻された鋼３は常温と低温の衝撃エネルギーが２００Ｊ以上で、降伏強度が１．１ＧＰａ以上で、低温靭性に優れた超高強度を示している。しかし、本発明の組成範囲には符合するが、４５０oＣと６５０oＣで焼き戻された鋼３は、降伏強度は１．１ＧＰａ以上であるが、常温と低温の衝撃エネルギーが２００Ｊ以下で、５５０oＣと６５０oＣで焼き戻された鋼２は常温と低温の衝撃エネルギーが２００Ｊ以上であるが、降伏強度が１．１ＧＰａ以下と示され、低温靭性と降伏強度が同時に優れてはいなかった。
【００５０】
また、銅の含量が０．５重量％以下で本発明の組成範囲から外れるが、４５０−６５０oＣで焼き戻された鋼１は常温と低温の衝撃エネルギーが２００Ｊ以上で高いが、降伏強度は１．１ＧＰａに至らなかった。
【００５１】
従って、本発明によると、降伏強度が１．１ＧＰａ以上で、常温と低温の衝撃エネルギーが２００Ｊ以上の優れた機械的性質を確保するためにはＣｕの含量を０．５−２．０重量％にし、４００oＣと６００oＣの間の適切な焼き戻し温度で製造して焼き戻されたマルテンサイトとベイナイトの混合組織を形成する必要がある。
【００５２】
図３は、本発明の実施例により４５０oＣで焼き戻された鋼２の微細組織を示す透過電子顕微鏡の写真である。写真でのように転位密度が低くなった焼き戻されたマルテンサイトとベイナイトを見ることが出来た。特に、本発明の実施例によると、焼き戻されたマルテンサイトとベイナイトの混合組織の体積分率が９０％以上であることを確認した。
【００５３】
以上、本発明は好ましい実施例を挙げて詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で当分野において通常の知識を有する者により様々な変形が可能である。
【図１】
2010070845.tif 000005
【図２】
2010070845.tif 000006
【図３】
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