JFE 技報 No. 33（2014 年 2 月）p. 72-74

製品・技術紹介

海洋構造物用低温仕様極厚 YP690 MPa 級鋼
YP690 MPa Class Heavy Gauge Steel Plateswith Low Temperature Toughness for Offshore Structure
1． はじめに

表 1 YP（降伏点）690 MPa 級鋼の適用規格と機械特性
Table 1 Specification of YP690 MPa class high strength steelplate

近年の石油資源開発の活発化に伴う海洋構造物用鋼板の需要増大に対応し，JFE スチールでは，鋼材に対する厳しい要求に応えるべく鋼材の高強度化，厚肉化，低温仕様化などの高性能化を進め，海洋構造物用鋼板の商品群の拡大を図っている

1, 2）。石油資源の開発は，氷海域，大水深へと広がりつつあり，海洋構造物の大型化，低温環境での使用に対応するため，－40℃以下の低温仕様かつ板厚 150 mm をGradeYS(MPa)TS (MPa)El (%)AB EQ70/
DNV E690≧690770-940≧14vE (ave.) (J)−40˚C(L)≧69(C)≧46

Specimen: 14f×70GL
YS: Yield strength, TS: Tensile strength, El: Elongation,vE: Absorbed energy

超える YP（降伏点）690 MPa 級極厚鋼板の需要が高まって2.2いる。

CC-鍛造-圧延プロセスの適用による内質改善

従来，このような低温仕様極厚高強度鋼板は，厳しい品

海洋構造物用鋼板の極厚化および低温靭性要求の厳格化

質要求を満足するために造塊プロセスで製造する必要がにより，板厚中心までの内質の健全性と強度・靭性の両立あったが，鋳造，分塊圧延など製造工程が煩雑で工期が長が求められている。これらの要求を満足すべく，連続鋳造-期化する欠点があった。

鍛造-圧延プロセスを採用することとした。本プロセスは，JFE スチールでは，製品厚が 100 mm を超えるような極厚連続鋳造スラブに鍛造工程を追加することによりポロシティ鋼板の製造において，連続鋳造スラブを用いた鍛造-圧延プを圧着させて鋼板の内質の健全性を高め，板厚中心位置でロセスを実用化しており，連続鋳造時にスラブ内部に不可の機械的特性を改善させることができる。本プロセスは，圧避的に存在するポロシティ（空隙）を鍛造工程により圧着さ下比緩和のためのプロセスとして正式に認定され，310 mm

せ，厚板圧延後の鋼板の内質健全性と板厚方向の均質性を厚の連続鋳造スラブを用いて製品厚 180 mm（圧下比 1.72）高める製造方法を確立し，ボイラー・圧力容器用鋼板などまでの内質健全性に優れた極厚鋼板を製造することが可能への適用を進めてきた

3, 4）。本報告では，連続鋳造（CC）-鍛となった。

造-圧延プロセスによる低温仕様 YP690 MPa 級極厚鋼板の諸2.3

特性について紹介する。

開発鋼の特長本開発鋼は，YP≧690 MPa，－40℃靭性という，高強度・2． 開発鋼の特長とコンセプト
2.1

低温靭性の両立が求められている。本開発鋼では，Cr，Moなどの合金元素の調整と B などのマイクロアロイ元素の添適用規格

加により焼入れ性を適正化し，マルテンサイトと下部ベイナ

海底の石油や天然ガスを採掘する海洋構造物は，船級規格に則って製造されるのが一般的であり，至近では，板厚イトの混合組織とすることに加え，Ni を適量添加することにより靭性の向上を図っている。

150 mm 以上において，ABS 船級 /DNV 船級の Offshore 用

また，加熱・圧延，熱処理（焼入れ，焼もどし）の各温規格を適用することが多く，これに対応する要求性能を満度をコントロールすることより，旧 g 粒径を微細化すること足する製品の開発と船級承認取得を進めてきた。表 1 に代によって低温靭性を向上させており，過剰に Ni を添加する

表的な規格要求値を示す。

ことなく各規格要求値を満足する機械的性能を達成していまた，極厚材では，板厚中心の機械的特性を要求されるる。

場合があり，内質の健全性の確保が製造上の重要なポイントとなる。

これらの成分設計に加え，前述の連続鋳造-鍛造-圧延プロセスを適用し連続鋳造材のポロシティを圧着することで，造塊-圧延プロセスを採用することなく，短工期で板厚中心の内質の優れた鋼板の製造が可能となった。

2013 年 11 月 11 日受付－ 72 －

海洋構造物用低温仕様極厚 YP690 MPa 級鋼

3． 開発鋼の特性3.1と優れた低温靱性が得られている。

母材性能

3.2

開発鋼の溶接継手性能

開発鋼 AB EQ70/DNV E690 の板厚 155 mm および 180 mm

開発鋼 AB EQ70/DNV E690 の溶接継手性能の一例としの化学成分，機械的性質をそれぞれ表 2，3 に示す。板厚中て，2 種の入熱量での溶接継手の性能を表 4 に示す。いず心（1/2t）においてもそれぞれの規格を十分に満足する強度

れも，各規格の母材の規定値を満足する継手強度と高い溶

表 2 開発鋼 AB EQ70/DNV E690 の化学成分
Table 2GradeAB EQ70/
DNV E690

Chemical compositions of developed steel AB EQ70/DNV E690 (mass%)

Thickness(mm)CSi

Mn

PS

others

Ceq

PCM

155

0.12

0.19

1.13

0.006

0.0005Cu, Ni, Cr, Mo, V, Ti, B

0.74

0.31

180

0.12

0.19

1.13

0.006

0.0005Cu, Ni, Cr, Mo, V, Ti, B

0.75

0.31

Ceq = C + Mn/6 + Cu/15 + Ni/15 + Cr/5 + Mo/5 + V/5,
PCM = C + Si/30 + Mn/20 + Cu/20 + Ni/60 + Cr/20 + Mo/15 + V/10 + 5B
表 3 開発鋼 AB EQ70/DNV E690 の機械的性質
Table 3
Grade

Mechanical properties of developed steel AB EQ70/DNV E690
Tensile properties

Thickness(mm)

Charpy impact properties

Position,
Direction

YS (MPa)TS (MPa)El (%)

1/4t-C

745

815

19.8

155
AB EQ70/DNV E690

1/2t-C

733

814

16.2

1/4t-C

749

821

19.3

180
1/2t-C

739

821

17Position,
DirectionvE−40˚C (J)

1/4t-L

206

1/4t-C

187

1/2t-L118

1/2t-C

74

1/4t-L

201

1/4t-C153

1/2t-L

183

1/2t-C222

Drop weight properties
TNDT (˚C)−65−60AB EQ70/DNV E690 Specification: YS≧690, 770≦TS≦940 MPa, El≧14%, RA≧35%, vE−40˚C≧69 J (L)，46 (C)YS: Yield strength, TS: Tensile strength, El: Elongation, vE: Absorbed energy
表 4 開発鋼 AB EQ70/DNV E690 の溶接継手性能の一例
Table 4GradeThickness(mm)Typical welded jointʼs mechanical properties of developed steel AB EQ70/DNV E690
Tensileproperties

Charpy impact properties

Welding condition

TS (MPa)

PositionvE−40˚C (J)Welding consumable:＊
US-80 LT (4.0 f), PFH-80AK
Heat input: 50 kJ/cm812
810

WM108FL

131

HAZ

292

Welding consumable:＊MGS-88A (1.2 f)Heat input: 15 kJ/cm

867
869

Welding procedure
MethodSAW

Edge preparation

45°
78

155

10GMAW

45°

67

AB EQ70/
DNV E690
SAW

45°
90

180

10

GMAW

45°

80

Welding consumable:＊
US-80 LT (4.0 f), PFH-80AK
Heat input: 50 kJ/cm

812
806

Welding consumable:＊MGS-88A (1.2 f)Heat input: 15 kJ/cm872875

SAW: Submerged-arc welding, GMAW: Gas-Metal arc welding
TS: Tensile strength, vE: Absorbed energy, WM: Weld metal, FL: Fusion line, HAZ: Heat affected zone
－ 73 －WM

114

FL

149

HAZ

224

WM

86

FL

133

HAZ

260

WM

109

FL

115

HAZ

177
＊

Kobe Steel, Ltd.

JFE 技報 No. 33（2014 年 2 月）

海洋構造物用低温仕様極厚 YP690 MPa 級鋼

接部靱性が得られており，優れた溶接継手性能を有してい造実績を有している。
石油資源の開発はまだまだ増加の傾向を示しており，そる。の開発は氷海域，大水深へ広がっている。今後ますます高4． おわりに性能な海洋構造物用鋼板のニーズが高まっていくことが予想され，本開発鋼の適用が期待される。

連続鋳造-鍛造-圧延プロセスを活用して製造した海洋構造物用極厚鋼板として，YP690 MPa 級の板厚 180 mm までの参考文献
1）柚賀正雄ほか．JFE 技報．2012, no. 29, p. 41.

－40℃低温靭性要求に対応する鋼板を開発した。マイクロ2）一宮克行ほか．JFE 技報，2014, no. 33, p. 19.
3）荒木清己ほか．川崎製鉄技報．1998, vol. 30, no. 3, p. 181.
4）林謙次ほか．JFE 技報．2004, no. 5, p. 56.

アロイを活用した成分設計と鍛造プロセスとを組み合わせることにより，連続鋳造スラブの板厚中心の内質改善を達成するとともに，短工期で製造することを可能とした。本開発鋼は，ABS 船級および DNV 船級の承認を取得しており，〈問い合わせ先〉
JFE スチール 厚板セクター部

JFE スチールブランドの規格同等品を含めて，既に豊富な製JFE 技報 No. 33（2014 年 2 月）

－ 74 －TEL：03-3597-3368 FAX：03-3597-3533
ホームページ：http://www.jfe-steel.co.jp/products/atuita/index.html