特許 6597450 耐摩耗鋼板及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6597450

(24)【登録日】2019年10月11日

(45)【発行日】2019年10月30日

(54)【発明の名称】耐摩耗鋼板及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   C22C 38/00 20060101AFI20191021BHJP

   C22C 38/38 20060101ALI20191021BHJP

   C22C 38/58 20060101ALI20191021BHJP

   C21C 7/04 20060101ALI20191021BHJP

   C21D 8/02 20060101ALI20191021BHJP

【ＦＩ】

   C22C38/00 301H

   C22C38/38

   C22C38/58

   C21C7/04 C

   C21D8/02 B

【請求項の数】4

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-66075(P2016-66075)

(22)【出願日】2016年3月29日

(65)【公開番号】特開2017-179426(P2017-179426A)

(43)【公開日】2017年10月5日

【審査請求日】2018年11月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】日本製鉄株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100077517

【弁理士】

【氏名又は名称】石田 敬

(74)【代理人】

【識別番号】100087413

【弁理士】

【氏名又は名称】古賀 哲次

(74)【代理人】

【識別番号】100113918

【弁理士】

【氏名又は名称】亀松 宏

(74)【代理人】

【識別番号】100187702

【弁理士】

【氏名又は名称】福地 律生

(74)【代理人】

【識別番号】100172269

【弁理士】

【氏名又は名称】▲徳▼永 英男

(74)【代理人】

【識別番号】100140121

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 朝幸

(72)【発明者】

【氏名】皆川 昌紀

【審査官】 相澤 啓祐

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／０４５５５２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−０２５１３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１４−５２９３５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０３２０５６２７（ＣＮ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１８３２９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２２Ｃ ３８／００−３８／６０

Ｃ２１Ｃ ７／００− ７／１０

Ｃ２１Ｄ ８／００− ８／１０

Ｃ２１Ｄ ９／４６− ９／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

質量％で、
Ｃ：０．２２〜０．４５％、
Ｓｉ：０．０５〜０．７０％、
Ｍｎ：０．５０〜２．００％、
Ｃｒ：０．０５〜１．２０％、
Ｎｂ：０．０１〜０．０８％、
Ｂ：０．０００５〜０．００３０％、
Ａｌ：０．００６〜０．０２０％、
Ｃａ：０．０００７〜０．００３０％、
Ｏ：０．０００５〜０．００４０％
を含有し、
Ｐ：０．０１５％以下、
Ｓ：０．０１０％以下、
Ｎ：０．００６％以下
に制限し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、
鋼板に含まれる酸化物粒子の長径が０．８μｍ以下であり、
前記酸化物粒子は、Ｃａ、Ａｌ、Ｏを含み、Ｏを除いた組成が、質量％で、Ｃａ：３５％以上、Ａｌ：３５％以上であり、
鋼のブリネル硬さ（ＨＢＷ１０／３０００）が５５０以上である
ことを特徴とする耐摩耗鋼板。

【請求項2】

更に、質量％で、
Ｃｕ：１％以下、
Ｎｉ：１％以下、
Ｍｏ：０．６％以下、
Ｖ：０．２％以下、
Ｔｉ：０．０５％以下
の一種又は二種以上を含有することを特徴とする請求項１に記載の耐摩耗鋼板。

【請求項3】

減圧雰囲気の二次精錬工程で、溶存酸素濃度が７０ｐｐｍ以下の溶鋼に、順次、Ａｌ、Ｃａを添加し、溶鋼を鋳造して、請求項１又は２に記載の化学成分及び酸化物粒子を有する鋼片とし、前記鋼片を熱間圧延し、そのまま水冷して、２５０℃以下の温度まで焼入れることを特徴とする耐摩耗鋼板の製造方法。

【請求項4】

減圧雰囲気の二次精錬工程で、溶存酸素濃度が７０ｐｐｍ以下の溶鋼に、順次、Ａｌ、Ｃａを添加し、溶鋼を鋳造して、請求項１又は２に記載の化学成分及び酸化物粒子を有する鋼片とし、前記鋼片を熱間圧延し、室温まで空冷した後、Ａｃ₃点以上の温度に加熱して焼入れることを特徴とする耐摩耗鋼板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ブリネル硬さ（ＨＢＷ１０／３０００）が５５０以上の耐摩耗鋼鋼板及びその製造方法に関し、特に、鋼板の中でも３ｍｍ以上の板厚を有する厚鋼板に適用して好適なものである。

【背景技術】

【0002】

鉱山、土木、農業、建設等は、素材が摩耗し易い環境であり、使用される鋼板には耐摩耗性が求められる。近年、例えば、鉱山で使用される産業機械の素材である鋼板には、耐摩耗性を高めて鉱石粉砕処理能力を長寿命化させるために、高硬度化が求められている。

【0003】

また、産業機械等が使用される環境は多岐に亘り、寒冷地では鋼板に低温靭性も求められる。しかし、一般に、鋼材の硬度を高めると低温靭性が低下し、使用中に鋼材に割れが発生する可能性がある。特に、ブリネル硬さ（ＨＢＷ１０／３０００）が５５０以上という高硬度の耐摩耗鋼板には、低温靭性の向上が強く要望されている。

【0004】

従来、低温靭性を向上させるために、Ｎｂを利用して組織を微細化した耐摩耗鋼板が提案されている（例えば、特許文献１〜３、参照）。）しかし、これらの方法によっても、安定的に−４０℃での良好なシャルピー吸収エネルギー値を有する、低温靭性に優れた耐摩耗鋼板を得ることは容易ではない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特表２０１４−５２９３５５号公報

【特許文献2】特表２０１５−５２４８８１号公報

【特許文献3】特表２０１６−５０５０９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来、耐摩耗鋼板の低温靭性の評価は、−４０℃で３本の試料を用いて試験を行い、測定されたシャルピー吸収エネルギーの平均値によって行っていた。しかし、３本のうち、１本のシャルピー吸収エネルギーが低下することもある。このような、局所的に低温靭性が低下した部位が存在すると、そこから割れが発生する可能性がある。

【0007】

本発明はこのような実情に鑑み、ブリネル硬さ（ＨＢＷ１０／３０００）が５５０以上で、従来よりも安定的に低温靭性に優れた耐摩耗鋼板及びその製造方法の提供を課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

低温靭性を阻害する主な因子として、（ａ）低温脆性の起点となる介在物のサイズ及び数、（ｂ）大傾角粒界で分割される有効結晶粒径、（ｃ）ＰやＳなどの不純物量、の三つが挙げられる。特に、耐摩耗性の向上のために鋼材が高硬度になるほど、上記のうち、（ａ）の介在物の影響が顕著に表れる傾向がある。破壊が発生する起点となる介在物は、局所的な低温靭性の低下にも大きく影響を及ぼすと考えられる。

【0009】

したがって、高硬度である耐摩耗鋼板の、特に局所的な低温靭性の低下を抑制するためには、介在物の微細化は極めて有効な手段である。そして、介在物のうち、精錬時に生成する酸化物は粗大なものが多いことから、酸化物を微細にすることで、局所的な低温靭性の低下を防止できると考えられる。

【0010】

本発明者らは、破壊の起点となる粗大な介在物の生成を抑制するという観点で、耐摩耗鋼板の低温靭性を向上させるべく、酸化物を微細化するための検討を重ねた。その結果、酸化物の組成を適正に制御すると粗大な酸化物が減少し、優れた低温靭性を有する耐摩耗鋼板が得られることを見出した。

【0011】

本発明は、このような知見に基づき、更に検討を加えてなされたものであって、その要旨は以下のとおりである。

【0012】

［１］質量％で、
Ｃ：０．２２〜０．４５％、
Ｓｉ：０．０５〜０．７０％、
Ｍｎ：０．５０〜２．００％、
Ｃｒ：０．０５〜１．２０％、
Ｎｂ：０．０１〜０．０８％、
Ｂ：０．０００５〜０．００３０％、
Ａｌ：０．００６〜０．０２０％、
Ｃａ：０．０００７〜０．００３０％、
Ｏ：０．０００５〜０．００４０％
を含有し、
Ｐ：０．０１５％以下、
Ｓ：０．０１０％以下、
Ｎ：０．００６％以下
に制限し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、
鋼板に含まれる酸化物粒子の長径が０．８μｍ以下であり、
前記酸化物粒子は、Ｃａ、Ａｌ、Ｏを含み、Ｏを除いた組成が、質量％で、Ｃａ：３５％以上、Ａｌ：３５％以上であり、
鋼のブリネル硬さ（ＨＢＷ１０／３０００）が５５０以上である
ことを特徴とする耐摩耗鋼板。
［２］更に、質量％で、
Ｃｕ：１％以下、
Ｎｉ：１％以下、
Ｍｏ：０．６％以下、
Ｖ：０．２％以下、
Ｔｉ：０．０５％以下
の一種又は二種以上を含有することを特徴とする上記［１］に記載の耐摩耗鋼板。

【0013】

［３］減圧雰囲気の二次精錬工程で、溶存酸素濃度が７０ｐｐｍ以下の溶鋼に、順次、Ａｌ、Ｃａを添加し、溶鋼を鋳造して、上記［１］又は［２］に記載の化学成分及び酸化物粒子を有する鋼片とし、前記鋼片を熱間圧延し、そのまま水冷して、２５０℃以下の温度まで焼入れることを特徴とする耐摩耗鋼板の製造方法。
［４］減圧雰囲気の二次精錬工程で、溶存酸素濃度が７０ｐｐｍ以下の溶鋼に、順次、Ａｌ、Ｃａを添加し、溶鋼を鋳造して、上記［１］又は［２］に記載の化学成分及び酸化物粒子を有する鋼片とし、前記鋼片を熱間圧延し、室温まで空冷した後、Ａｃ₃点以上の温度に加熱して焼入れることを特徴とする耐摩耗鋼板の製造方法。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、ブリネル硬さが５５０（ＨＢＷ１０／３０００）以上で、安定的に優れた低温靭性を有する耐摩耗鋼板及びその製造方法を提供することができる。したがって、本発明は、寒冷地で使用される産業機械の耐摩耗部材の長寿命化を図ることができるなど、産業上の貢献が極めて顕著である。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】耐摩耗鋼板に含まれる酸化物粒子の長径の最大値と、Ｃａ、Ａｌの濃度との関係を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

鋼板に必然的に含まれる酸化物粒子は硬質であり、脆性破壊の起点となりやすく低温靭性を低下させる原因となる。酸化物粒子が脆性破壊の起点になるか否かは、酸化物粒子の大きさに依存する。本発明者らによる検討の結果、耐摩耗鋼板の低温靭性をシャルピー衝撃試験で評価する場合は、酸化物粒子の長径の最大値がシャルピー吸収エネルギーの最低値を決定する要因となることがわかった。

【0017】

酸化物粒子の長径の最大値は、抽出レプリカ法で作製した試料を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察し、写真撮影を行って、２０点以上の酸化物粒子の長径を測定し、極値統計法によって求めた。そして、本発明者らは、酸化物粒子の長径が０．８μｍ以下であれば、ブリネル硬さが５５０（ＨＢＷ１０／３０００）以上の耐摩耗鋼板の−４０℃のシャルピー吸収エネルギーの最低値が２７Ｊ以上になることを知見した。

【0018】

次に、酸化物粒子の長径と、酸化物の組成との関係について検討を行った。酸化物を生成する元素はＭｎ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃａなどがある。これらを脱酸元素と称することがあるが、その脱酸力、酸素との結合しやすさには順位があり、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃａの順に脱酸力は強くなる。

【0019】

本発明者らの検討により、脱酸力の強い元素で生成する酸化物粒子は微細になり、例えば、Ｍｎ酸化物、Ｓｉ酸化物に比べて、Ａｌ酸化物、Ｃａ酸化物の方が、粒子径が小さくなるという傾向が認められた。これは、脱酸力の弱い元素の酸化物は溶鋼中で液相となりやすく、合体して粗大化しやすいが、一方、脱酸力の強い元素の酸化物は溶鋼中で固相となりやすく粗大化しにくいためであると考えられる。

【0020】

また、耐摩耗鋼板に含まれる、ほとんどの酸化物粒子は複数の脱酸元素を含んでいることがわかった。本発明者らは、抽出レプリカ法で作製した試料をＴＥＭで観察し、酸化物の組成をＴＥＭに付属するエネルギー分散型Ｘ線分光分析装置（ＥＤＳ）を用いて解析し、酸化物粒子の組成と長径との関係を詳細に調査した。その結果、Ｃａ、Ａｌを多く含む酸化物は長径が小さくなることをつきとめた。

【0021】

図１は、耐摩耗鋼板に含まれる酸化物粒子の長径の最大値と、Ｃａ、Ａｌの濃度との関係を示した図である。図１に示すように、酸素を除く酸化物粒子の組成において、Ｃａが３５質量％以上、Ａｌが３５質量％以上のとき、酸化物粒子の長径の最大値が０．８μｍ以下になる。そして、このような組成を有し、長径の最大径が０．８μｍ以下の酸化物粒子を含む、ブリネル硬さが５５０（ＨＢＷ１０／３０００）以上の耐摩耗鋼板は、−４０℃のシャルピー吸収エネルギーの最低値が２７Ｊ以上になることを確認した。

【0022】

以下、本発明について詳細に説明する。

【0023】

本発明における鋼成分組成の限定理由について述べる。成分組成を示す％は、何れも質量％である。

【0024】

（Ｃ：０．２２〜０．４５％）
Ｃは、鋼の硬化に有効な元素であり、耐摩耗鋼板のブリネル硬さを確保するために、Ｃ含有量を０．２２％以上とする。好ましくは０．３０％以上とする。一方、Ｃ含有量が過剰であると低温靭性が低下するため、上限を０．４５％とする。好ましくは０．４０％以下とする。

【0025】

（Ｓｉ：０．０５〜０．７０％）
Ｓｉは、脱酸剤であり、鋼の硬化にも有効な元素である。効果を得るために、Ｓｉ含有量を０．０５％以上とする。好ましくは０．１０％以上、より好ましくは０．２０％以上とする。一方、Ｓｉ含有量が過剰であると低温靭性が低下するので、上限を０．７０％とする。好ましくは０．６０％以下、より好ましくは０．４０％以下とする。

【0026】

（Ｍｎ：０．５０〜２．００％）
Ｍｎは、焼入れ性を高め、鋼の硬化に寄与する元素である。マルテンサイトの生成を促進し、耐摩耗鋼板のブリネル硬さを確保するために、Ｍｎ含有量を０．５０％以上とする。好ましくは１．００％以上、より好ましくは１．３０％以上とする。一方、Ｍｎ含有量が過剰であると、過度の硬さの上昇や介在物に起因して低温靭性が低下するため、上限を２．００％とする。好ましくは１．８０％以下、より好ましくは１．６０％以下とする。

【0027】

（Ｃｒ：０．０５〜１．２０％）
Ｃｒは、焼入れ性を高め、鋼の硬化に寄与する元素である。マルテンサイトの生成を促進し、耐摩耗鋼板のブリネル硬さを高めるために、Ｃｒ含有量を０．０５％以上とする。好ましくは０．１０％以上、より好ましくは０．２０％以上とする。一方、Ｃｒ含有量が過剰であると溶接性が劣化するため、上限を１．２０％とする。好ましくは１．００％以下、より好ましくは０．８０％以下とする。

【0028】

（Ｎｂ：０．０１〜０．０８％）
Ｎｂは、焼入れ性を高め、また、組織を微細化して、ブリネル硬さ及び低温靭性の向上に寄与する元素であり、Ｎｂ含有量を０．０１％以上とする。一方、Ｎｂ含有量が過剰であると溶接部の靭性が劣化するため、０．０８％を上限とする。好ましくは０．０７％以下、より好ましくは０．０６％以下とする。

【0029】

（Ｂ：０．０００５〜０．００３０％）
Ｂは、焼入れ性の向上に有効な元素である。マルテンサイトの生成を促進し、耐摩耗鋼板のブリネル硬さを高めるために、Ｂ含有量を０．０００５％以上とする。好ましくは０．０００７％以上、より好ましくは０．００１０％以上とする。一方、Ｂ含有量が過剰であると溶接部の靭性が劣化するため、０．００３０％を上限とする。好ましくは０．００２０％以下、より好ましくは０．００１５％以下とする。

【0030】

（Ａｌ：０．００６〜０．０２０％）
Ａｌは、脱酸元素であり、酸化物の組成を制御するために重量な元素である。酸化物粒子のＡｌ濃度を確保し、微細化するために、Ａｌ含有量を０．００６％以上にすることが必要である。好ましくは０．００８％以上、より好ましくは０．０１０％以上とする。一方、酸化物粒子のＣａ濃度を確保するために、Ａｌ含有量を０．０２０％以下にすることが必要である。好ましくは０．０１８％以下、より好ましくは０．０１５％以下とする。

【0031】

（Ｃａ：０．０００７〜０．００３０％）
Ｃａは、脱酸元素であり、Ａｌと同様、酸化物の組成を制御するために重量な元素である。酸化物粒子のＣａ濃度を確保し、微細化するために、Ｃａ含有量を０．０００７％以上にすることが必要である。好ましくは０．０００８％以上、より好ましくは０．００１０％以上とする。一方、Ｃａは硫化物を形成する元素であり、Ｃａ含有量が過剰であると粗大なＣａ硫化物の生成によって低温靭性が低下するので、０．００３０％以下とする。好ましくは０．００２５％以下、より好ましくは０．００２０％以下とする。

【0032】

（Ｏ：０．０００５〜０．００４０％）
Ｏは、酸化物粒子を形成する元素であり、少ないほど好ましいが、製造コストの観点から、Ｏ含有量の下限を０．０００５％とする。一方、Ｏ含有量が過剰であると粗大な酸化物が増加し、低温靭性を低下させることから、上限を０．００４０％とする。好ましくは０．００３０％以下、より好ましくは０．００２５％以下とする。

【0033】

（Ｐ：０．０１５％以下）
（Ｓ：０．０１０％以下）
Ｐ、Ｓは、不純物であり、低温靭性を確保するため、Ｐ含有量を０．０１５％以下、Ｓ含有量を０．０１０％以下に制限する。好ましくはＰ含有量を０．０１０％以下、Ｓ含有量を０．００６％以下に制限する。Ｐ及びＳは低温靭性を低下させるため含有量は少ないほど好ましい。Ｐ含有量及びＳ含有量の下限は０％が好ましいが、製造コストの観点から、Ｐ含有量及びＳ含有量の下限は０．０００１％であってもよい。

【0034】

（Ｎ：０．００６％以下）
Ｎは、不純物であり、Ｂを含む窒化物の生成による焼入れ性の低下を抑制するため、Ｎ含有量を０．００６％以下に制限する。Ｎ含有量は０．００５％以下が好ましく、より好ましくは０．００４％以下とする。ただし、微細な窒化物の形成は組織の微細化に寄与するため、Ｎ含有量は０．００１％以上であってもよい。

【0035】

本発明では、必要に応じて、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｖ、Ｔｉの一種又は二種以上含有することができる。

【0036】

（Ｃｕ：１％以下）
（Ｎｉ：１％以下）
（Ｍｏ：０．６％以下）
Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｏは焼入れ性を向上させる元素であり、マルテンサイトの生成を促進し、耐摩耗鋼板のブリネル硬さを高めるために、０．１％以上を含有させてもよい。ただし、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｏは高価な元素であり、Ｃｕ含有量及びＮｉ含有量は１％以下が好ましく、Ｍｏ含有量は０．６％以下が好ましい。より好ましくはＣｕ含有量及びＮｉ含有量を０．５％以下、Ｍｏ含有量を０．３％以下とする。

【0037】

（Ｖ：０．２％以下）
（Ｔｉ：０．０５％以下）
Ｖ、Ｔｉは、炭化物や窒化物を形成する元素であり、微細な析出物の生成による硬さの上昇や、組織の微細化による低温靭性の向上を目的として含有させてもよい。好ましくはＶ含有量及びＴｉ含有量を０．０１％以上とする。ただし、Ｖ、Ｔｉの含有量が過剰になると、低温靭性が低下することがあるので、Ｖ含有量は０．２％以下、Ｔｉ含有量は０．０５％以下が好ましい。より好ましくはＶ含有量を０．０５％以下、Ｔｉ含有量を０．０３％以下とする。更に好ましくはＶ含有量及びＴｉ含有量を０．０２％以下とする。

【0038】

上記成分の残部は、鉄及び不純物である。ここで、不純物とは、鋼を工業的に製造する際に、鉱石やスクラップ等のような原料を始めとして、製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本発明に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。ただし、本発明においては、不純物のうち、Ｐ、Ｓ及びＮについては、上述のように、上限を規定する必要がある。

【0039】

本発明の耐摩耗鋼板に含まれる酸化物粒子について説明する。

【0040】

ブリネル硬さ（ＨＢＷ１０／３０００）が５５０以上である本発明の耐摩耗鋼板に含まれる酸化物粒子の長径は、−４０℃のシャルピー吸収エネルギーの最低値を２７Ｊ以上にするため、０．８μｍ以下とする。酸化物粒子の長径の最大値は、抽出レプリカ法で試料を作製し、ＴＥＭによって撮影した写真を用いて２０点以上の酸化物粒子の長径を測定し、極値統計法によって求める。

【0041】

また、酸化物粒子は、Ｃａ、Ａｌ、Ｏを含み、Ｏを除いた組成が、質量％で、Ｃａ：３５％以上、Ａｌ：３５％以上である。Ｃａ、Ａｌの何れかの組成が３５質量％未満であると、酸化物粒子の長径の最大値が０．８μｍを超えて粗大になる。酸化物粒子の組成は、ＴＥＭに付属するＥＤＳを用いて求める。本発明の耐摩耗鋼板の金属組織は、特に規定しないが、マルテンサイトの面積率が９０％以上であることが好ましい。

【0042】

本発明の耐摩耗鋼板の製造方法について説明する。本発明の耐摩耗鋼板は、熱間圧延によって製造される鋼板であり、好ましくは板厚が３ｍｍ以上、より好ましくは６ｍｍ以上の耐摩耗厚鋼板である。本発明では、酸化物の組成を制御するため、製鋼工程が重要である。成分の調整後、鋳造して得られた鋼片を熱間圧延し、そのまま水冷するか、又は空冷した後、再加熱して焼入れて、耐摩耗性鋼板を製造する。本発明の耐摩耗鋼板には、厚板圧延によって製造される鋼板だけでなく、熱間圧延後にコイルに巻き取って製造した鋼帯を切断した鋼板も含まれる。

【0043】

まず、酸化物の組成を、酸素を除いて、Ｃａが３５％以上、Ａｌが３５％以上とする製鋼工程について説明する。酸化物の組成の制御は、転炉での精錬後、真空精練装置や不活性ガス中での精練装置によって行われる二次精錬工程で行う。二次精錬工程では、脱酸開始前の溶鋼に含まれる溶存酸素濃度を７０ｐｐｍ以下に抑え、脱酸元素をＡｌ、Ｃａの順に添加することが重要である。

【0044】

転炉での精錬後、溶鋼の溶存酸素濃度が７０ｐｐｍより多い場合には、減圧雰囲気で脱酸力の弱い元素、Ｍｎ、Ｓｉなど、を添加して溶存酸素濃度を７０ｐｐｍ以下とする。Ａｌを添加する前の溶鋼の溶存酸素濃度が７０ｐｐｍを超えていると、酸化物が粗大になる。また、脱酸開始前の溶鋼の溶存酸素濃度が７０ｐｐｍ以下であっても、Ａｌを添加する前にＣａを添加すると、酸化物にＡｌ濃度が低下し、酸化物が粗大になる。

【0045】

鋳造後、そのまま熱間圧延を行ってもよいが、鋼片を、一旦、室温まで冷却し、Ａｃ₃以上の温度に再加熱して、熱間圧延を行ってもよい。Ａｃ₃は鋼の組織がオーステナイトになる温度である。熱間圧延の加熱温度は、変形抵抗を低下させるために、好ましくは９００℃以上、より好ましくは１０００℃以上とする。一方、加熱温度が高過ぎると組織が粗大になり、低温靭性が低下する場合があるため、１２００℃以下が好ましい。より好ましくは１１５０℃以下とする。

【0046】

熱間圧延は、フェライト変態が開始する温度であるＡｒ₃以上で終了することが好ましい。Ａｃ₃及びＡｒ₃は、鋼片から試験片を採取し、加熱時及び冷却時の熱膨張挙動から求めることができる。熱間圧延後、そのまま水冷する場合は、２５０℃以下の温度まで焼入れる。鋼帯を製造する場合は、熱間圧延後、水冷して２５０℃以下で巻取る。熱間圧延後、空冷してＡｃ₃以上の温度に再加熱し、焼入れてもよい。焼入れにより、ラスマルテンサイト組織が生成し、耐摩耗性を有するブリネル硬さ（ＨＢＷ１０／３０００）が５５０以上で、低温靭性に優れた鋼板を得ることができる。

【実施例】

【0047】

表１に示す成分組成の鋼を溶製して得られた鋼片を、表２に示す製造条件にて板厚３０ｍｍの鋼板とした。得られた鋼板から試料を採取し、抽出レプリカを作製して、ＴＥＭ及びＥＤＳにより、酸化物粒子の組成、長径を測定した。酸化物粒子の長径の最大は極値統計法によって求めた。また、鋼板の表面のブリネル硬さ（ＨＢＷ１０／３０００）をＪＩＳ Ｚ ２２４３に準拠して測定した。板厚１／４位置から圧延方向に直角な方向にＶノッチ試験片を採取し、ＪＩＳ Ｚ ２２４２に規定の方法で−４０℃でのシャルピー吸収エネルギー値（ｖＥ_-40）を求めた。シャルピー吸収エネルギー値は、３本の試験片の測定結果の最小値である。

【0048】

結果を表２に示す。ブリネル硬さは５５０以上、シャルピー吸収エネルギー値（ｖＥ_-40）が２７Ｊ以上を良好と評価した。

【0049】

【表1】

【0050】

【表2】

【0051】

製造Ｎｏ．１〜１１は、いずれも硬さが５５０以上、シャルピー吸収エネルギー値（ｖＥ_-40）が２７Ｊ以上であり、目標値を満足した。これに対して、以下の比較例は硬さ、靭性の一つ以上が不足する。

【0052】

製造Ｎｏ．１２はＡｌ、Ｃａを添加する前の溶鋼の溶存酸素量が多く、酸化物粒子が粗大になり靭性が低下した例である。製造Ｎｏ．２１は水冷停止温度が高いため、硬さが不足した例である。製造Ｎｏ．１３はＣ含有量が少なく、硬さが不足した例である。一方、製造Ｎｏ．１４はＣ含有量が多く、硬さが高くなりすぎ、靭性が低下した例である。製造Ｎｏ．１５はＡｌ含有量が少なく、製造Ｎｏ．１８はＣａ含有量が多く、酸化物粒子のＡｌ濃度が低く、粗大になり、靱性が低下した例である。

【0053】

製造Ｎｏ．１６はＡｌ含有量が多く、製造Ｎｏ．１７はＣａ含有量が少なく、酸化物粒子のＣａ濃度が低く、粗大になり、靱性が低下した例である。製造Ｎｏ．１９はＯ含有量が過剰であり、酸化物粒子が粗大になり、靱性が低下した例である。製造Ｎｏ．２０はＡｌ及びＣａの含有量が少なく、酸化物粒子のＡｌ及びＣａの濃度が低く、粗大になり、靭性が低下した例である。

【産業上の利用可能性】

【0054】

本発明の耐摩耗鋼板は、土木や鉱山用の建設機械及び大型の産業機械の部材などに好適に使用される。

【図1】