(57)【要約】【課題】加工時や使用時に破壊と起点となり得る介在物の個数が少なく、清浄度に優れており、高強度が要求される用途でも好適に使用可能な鋼板を提供する。【解決手段】Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃａ、ＲＥＭを所定の範囲で含有し、残部が鉄及び不純物からなり、前記不純物のうちＰ，Ｓ．Ｏ，Ｎを所定値以下に制限し、鋼中の各成分元素Ｍの質量比を［Ｍ］で表示した場合に、［ＲＥＭ］を以下の（１）式で示す第１閾値［ＲＥＭ_１］、及び、（２）式で示す第２閾値［ＲＥＭ_２］によって３つの領域に区別し、それぞれの領域において、鋼中のＣａ量［Ｃａ］が、以下の（３）式に示すａ、（４）式に示すｂ、（５）式に示すｃを用いて、以下の（６）式、（７）式、（８）式を満足するとともに、鋼中に含まれる円相当径が１．０μｍ以上の介在物の個数密度が１００個／ｍｍ２以下である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ：０．０５％超え０．４８％未満、
Ｓｉ：０％以上０．６０％以下、
Ｍｎ：０．４０％以上２．０％以下、
Ａｌ：０．００３％以上０．０８０％以下、
Ｔｉ：０％以上０．０６０％以下、
Ｃｒ：０％以上０．７０％以下、
Ｃａ：０．０００３％以上０．００５０％以下、
ＲＥＭ：０．０００３％以上０．００５０％以下、
を含有し、残部が鉄及び不純物からなり、前記不純物のうちＰ，Ｓ，Ｏ，Ｎを、
Ｐ：０．０２０％以下、
Ｓ：０．００３４％以下、
Ｏ：０．００４０％以下、
Ｎ：０．００７５％以下、
に制限し、
鋼中の各成分元素Ｍの質量比を［Ｍ］で表示した場合に、［ＲＥＭ］を以下の（１）式で示す第１閾値［ＲＥＭ_１］、及び、（２）式で示す第２閾値［ＲＥＭ_２］によって３つの領域に区別し、それぞれの領域において、鋼中のＣａ量［Ｃａ］が、以下の（３）式に示すａ、（４）式に示すｂ、（５）式に示すｃを用いて、以下の（６）式、（７）式、（８）式を満足するとともに、
鋼中に含まれる円相当径が１．０μｍ以上の介在物の個数密度が１００個／ｍｍ２以下であることを特徴とする鋼板。
（１）式：［ＲＥＭ_１］＝−０．０１６１×［Ａｌ］−０．２０３０×［Ｓ］＋［Ｏ］＋０．０００８
（２）式：［ＲＥＭ_２］＝０．０１３９×［Ａｌ］−０．０７９１×［Ｓ］＋１．６×［Ｏ］−０．０００７
（３）式：ａ＝２．５７６５×［Ａｌ］＋２６５．５６×［Ｓ］−２６６．３３×［Ｏ］＋０．２６２１
（４）式：ｂ＝０．０１４６９×［Ａｌ］−０．０３９９×［Ｓ］＋［Ｏ］−０．０００４
（５）式：ｃ＝０．００７０×［Ａｌ］＋０．０９５１×［Ｓ］＋０．４×［Ｏ］−０．０００３
（６）式：［ＲＥＭ］＜［ＲＥＭ_１］の場合、［Ｃａ］≧ａ×［ＲＥＭ］＋ｂ
（７）式：［ＲＥＭ_１］≦［ＲＥＭ］＜［ＲＥＭ_２］の場合、［Ｃａ］≧ａ×［ＲＥＭ_１］＋ｂ
（８）式：［ＲＥＭ_２］≦［ＲＥＭ］≦０．００５０％の場合、［Ｃａ］≧ｃ
【請求項２】
さらに、質量％で、
Ｃｕ：０％以上０．０５％以下、
Ｎｂ：０％以上０．０５％以下、
Ｖ：０％以上０．０５％以下、
Ｍｏ：０％以上０．０５％以下、
Ｎｉ：０％以上０．０５％以下、
Ｂ：０％以上０．００５０％以下、
からなる群から選択される一種又は二種以上を含むことを特徴とする請求項１に記載の鋼板。
【請求項３】
内部に存在する介在物における各化合物ＭＸの質量比を（ＭＸ）とした場合に、以下の（９）式、又は、（１０）式を満足することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の鋼板。
（９）式：（ＣａＯ）／（Ａｌ２Ｏ３）≧１．３５
（１０）式：（ＲＥＭ２Ｏ３）／｛（Ａｌ２Ｏ３）＋（ＣａＯ）＋（ＲＥＭ２Ｏ３）｝≧０．４５
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に自動車部品（例えば、スタビライザーなどの足回り部品、シャーシ、サイドインパクトビームなどの安全関連部品等）の素材として用いられる鋼板に関するものであり、特に、介在物が少なく清浄度に優れた鋼板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上述の自動車部品等においては、多くの鋼材が使用されており、その素材となる鋼板に対して、さらなる清浄度が求められている。
例えば、足回り部品には、走行中に絶えず加わる振動や衝撃に対して、耐疲労特性や耐衝撃性が求められる。そのため、破壊起点となる非金属介在物をできるだけ低減することが重要である。この様な用途の鋼材例として、中空スタビライザーに加工される電縫鋼管の素材となる鋼板が挙げられる。
また、自動車の軽量化による燃費向上や、安全性の向上を目的として、使用鋼材の高強度化が進展している。いわゆる、「ハイテン」（引張強度５９０ＭＰａ以上）や「超ハイテン」（同９８０ＭＰａ以上）の使用比率が増えつつある。もともと自動車部品は形状が複雑な場合が多く、高強度すなわち変形しにくい鋼板ほど、加工時に、介在物が破壊起点となって割れ発生頻度が高くなる。高強度鋼板における高清浄化は大きな課題である。
このように、介在物は、最終製品の使用時、あるいは部品製造加工時の種々の課題を引き起こすため、鋼板の清浄性向上が強く求められている。
【０００３】
介在物の中では、圧延時に大きく延伸し、時には圧延方向長さが数百μｍにも及ぶＭｎＳが、特に問題視される。鋳片における粗大ＭｎＳ生成を防止するため、従来、溶鋼をＣａ処理して、主にＣａＳとしてＳを固定することによってＭｎＳ生成を抑制する、あるいは、鋳造工程で未凝固軽圧下を行って鋳片の中心偏析を低減する、などの対策が行われている。
しかしながら、上述した鋼材の高強度化のために、近年、Ｍｎ量を増やした鋼種の採用が増えており、例えば、Ｍｎ−Ｂ鋼「２６ＭｎＢ５」（成分範囲の例、単位は質量％／Ｃ：０．２３〜０．２８％、Ｓｉ：０．１５〜０．３５％、Ｍｎ：１．１０〜１．４０％、Ｂ：０．００１５〜０．００４０％）が、自動車部品用素材として使用が増えている。Ｍｎの含有量の増加に伴って上述のＭｎＳが生成し易くなるので、ＭｎＳの低減が重要な課題になっている。
【０００４】
そこで、従来から、鋼板の清浄性を高め、材質特性を向上させるために、様々な技術が提案されている。
例えば、特許文献１においては、Ｓ、Ｃａ、ＲＥＭの含有量を規定して、Ｍｎと結合するＳ量を低減することで、延伸ＭｎＳの低減を図るとともに、円相当径が１．０μｍ以上の介在物の個数密度を２００個／ｍｍ２以上、２０００個／ｍｍ２以下に規定している。
また、特許文献２においては、圧延方向に伸長した介在物の長径を５０μｍ以下とするために、Ｃａを１種含有する場合、ＲＥＭを１種含有する場合、Ｃａ、ＲＥＭの２種を複合含有する場合において、それぞれＣａ、ＲＥＭの含有量を規定している。
さらに、特許文献３においては、粒径：１０μｍ以上のＴｉＳ粒子および粒径：１０μｍ以上のＭｎＳ粒子をそれぞれ、ＪＩＳ  Ｇ  ０５５５に準拠して点算法で求めた清浄度が０．１％以下（但し、０％を含む）となる組織を有するものとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２２４９１５号公報
【特許文献２】特開２００８−０８１８２３号公報
【特許文献３】再公表ＷＯ２０１７／０５６３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、最近では、自動車の軽量化等を目的として、自動車部品の素材となる鋼板に対しては、さらなる高強度化が求められている。鋼板の高強度化にともなって、従来、問題にならなかった介在物のサイズや量であっても、破壊起点になり易くなっている。このため、ＭｎＳ以外の介在物を含めて、介在物の低減対策（清浄化対策）の重要性が増している。
介在物の大半を占める酸化物量の目安として、鋼成分のトータル酸素濃度（Ｔ．Ｏ）が管理値として広く使用されている。Ｔ．Ｏ値が高い場合、鋼中の酸化物量が多いと見なせるので、清浄度が高い鋼板を製造するためには、Ｔ．Ｏを適切に管理する必要がある。
ここで、上述の特許文献１−３においては、Ｔ．Ｏを考慮しておらず、問題となる介在物の個数を十分に低減することができなかった。
【０００７】
本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、加工時や使用時に破壊の起点となり得る介在物の個数が少なく、清浄度に優れており、高強度が要求される用途でも好適に使用可能な鋼板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するために、本発明者らが鋭意検討した結果、以下のような知見を得た。
圧延方向に延伸した介在物は、先端が切欠き状であるため、特に有害である。また、非延伸介在物であっても、粗大なものは有害性が高く、低減することが重要である。ここで、延伸介在物としては、上述したＭｎＳに加えて、低融点酸化物が挙げられる。
【０００９】
低融点酸化物は、一般には、溶鋼中（標準的には１６００℃を想定）で液相である酸化物を指すことが多い。圧延温度では固相であるが、低融点であるために、容易に変形・延伸する。ＭｎＳに比べると延伸の程度（アスペクト比）は低いが、高強度鋼板では問題視されるようになっている。例えば、Ｃａ処理時に、低融点組成であるＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３系酸化物が生じて、延伸する例が観察される。低融点組成を避ける手段として、［Ｔ．Ｏ］を規制・制御する、あるいは所与の［Ｔ．Ｏ］に応じて、［Ｃａ］を制御し、酸化物を高融点組成に制御することが有効である。
【００１０】
また、非延伸介在物としては、鋼種や用途によっては、ＴｉＳなど硫化物、Ｔｉ（Ｃ）Ｎなど（炭）窒化物が生成する場合もあるが、本発明では、主な介在物である酸化物を想定して説明する。従来、非延伸介在物については、まず、サイズが問題視され、粗大な介在物（酸化物）を除去する対策が重視されてきた。しかし、鋼板の高強度化や安全性重視を背景に、従来は問題視されていなかったサイズや個数（量）でも、一段と低減（清浄化）が要求されるようになっている。そこで、溶鋼中から酸化物を浮上除去するために、二次精錬撹拌時間を延長することが広く行われている。酸化物の総量は、鋼中［Ｔ．Ｏ］が指標となる。例えば、高清浄度が特に求められる軸受鋼では、［Ｔ．Ｏ］が厳しく管理されており、撹拌時間延長により、［Ｔ．Ｏ］が着実に低減する。
【００１１】
本発明は、上述の知見に基づいてなされたものであって、本発明に係る鋼板は、質量％で、
Ｃ：０．０５％超え０．４８％未満、
Ｓｉ：０％以上０．６０％以下、
Ｍｎ：０．４０％以上２．０％以下、
Ａｌ：０．００３％以上０．０８０％以下、
Ｔｉ：０％以上０．０６０％以下、
Ｃｒ：０％以上０．７０％以下、
Ｃａ：０．０００３％以上０．００５０％以下、
ＲＥＭ：０．０００３％以上０．００５０％以下、
を含有し、残部が鉄及び不純物からなり、前記不純物のうちＰ，Ｓ，Ｏ，Ｎを、
Ｐ：０．０２０％以下、
Ｓ：０．００３４％以下、
Ｏ：０．００４０％以下、
Ｎ：０．００７５％以下、
に制限し、
鋼中の各成分元素Ｍの質量比を［Ｍ］で表示した場合に、［ＲＥＭ］を以下の（１）式で示す第１閾値［ＲＥＭ_１］、及び、（２）式で示す第２閾値［ＲＥＭ_２］によって３つの領域に区別し、それぞれの領域において、鋼中のＣａ量［Ｃａ］が、以下の（３）式に示すａ、（４）式に示すｂ、（５）式に示すｃを用いて、以下の（６）式、（７）式、（８）式を満足するとともに、鋼中に含まれる円相当径が１．０μｍ以上の介在物の個数密度が１００個／ｍｍ２以下であることを特徴としている。
（１）式：［ＲＥＭ_１］＝−０．０１６１×［Ａｌ］−０．２０３０×［Ｓ］＋［Ｏ］＋０．０００８
（２）式：［ＲＥＭ_２］＝０．０１３９×［Ａｌ］−０．０７９１×［Ｓ］＋１．６×［Ｏ］−０．０００７
（３）式：ａ＝２．５７６５×［Ａｌ］＋２６５．５６×［Ｓ］−２６６．３３×［Ｏ］＋０．２６２１
（４）式：ｂ＝０．０１４６９×［Ａｌ］−０．０３９９×［Ｓ］＋［Ｏ］−０．０００４
（５）式：ｃ＝０．００７０×［Ａｌ］＋０．０９５１×［Ｓ］＋０．４×［Ｏ］−０．０００３
（６）式：［ＲＥＭ］＜［ＲＥＭ_１］の場合、［Ｃａ］≧ａ×［ＲＥＭ］＋ｂ
（７）式：［ＲＥＭ_１］≦［ＲＥＭ］＜［ＲＥＭ_２］の場合、［Ｃａ］≧ａ×［ＲＥＭ_１］＋ｂ
（８）式：［ＲＥＭ_２］≦［ＲＥＭ］≦０．００５０％の場合、［Ｃａ］≧ｃ
【００１２】
このような構成の鋼板によれば、上述のように、Ｔ．Ｏを考慮して、ＲＥＭとＣａの関係を規定していることから、ＣａやＲＥＭが酸化物を形成しても、Ｓと結合するＣａやＲＥＭ量が確保され、ＭｎＳ系介在物を低減することが可能となる。
また、鋼中のＣａ、ＲＥＭ、Ｔ．Ａｌ、Ｔ．Ｏ、Ｓの各量の関係を上述のように規定しているので、介在物中のＡｌ２Ｏ３の比率を低減でき、低融点酸化物の生成を抑制することが可能となる。さらに、ＣａとＲＥＭを複合添加し、酸化物の主要組成を、ＲＥＭ２Ｏ３を含有する三元系、Ａｌ２Ｏ３−ＣａＯ−ＲＥＭ２Ｏ３系とすることで、圧延時の破砕性が増し、圧延後のサイズが微細化するので、有害性を低減できる。
さらに、円相当径１．０μｍ以上の介在物個数密度を１００個／ｍｍ２以下に規定しているので、破壊の起点となる介在物の個数が十分に低減されている。
よって、使用時や加工時におけるクラック等の発生が抑制された高品位な鋼板を提供することができる。
【００１３】
ここで、本発明の鋼板においては、さらに、質量％で、
Ｃｕ：０％以上０．０５％以下、
Ｎｂ：０％以上０．０５％以下、
Ｖ：０％以上０．０５％以下、
Ｍｏ：０％以上０．０５％以下、
Ｎｉ：０％以上０．０５％以下、
Ｂ：０％以上０．００５０％以下、
からなる群から選択される一種又は二種以上を含む構成としてもよい。
この場合、上述の元素をさらに含有することで、鋼板の様々な特性を向上させることが可能となる。
【００１４】
また、本発明の鋼板においては、内部に存在する介在物における各化合物ＭＸの質量比を（ＭＸ）とした場合に、以下の（９）式、又は、（１０）式を満足することが好ましい。
（９）式：（ＣａＯ）／（Ａｌ２Ｏ３）≧１．３５
（１０）式：（ＲＥＭ２Ｏ３）／｛（Ａｌ２Ｏ３）＋（ＣａＯ）＋（ＲＥＭ２Ｏ３）｝≧０．４５
この場合、介在物の組成が上述のように規定されているので、介在物の融点を低下させることを抑制でき、低融点酸化物に起因する延伸介在物の個数をさらに低減することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
上述のように、本発明によれば、加工時や使用時に破壊の起点となり得る介在物の個数が少なく、清浄度に優れており、高強度が要求される用途でも好適に使用可能な鋼板を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ラボ実験における延伸介在物の発生状況を示すグラフである。
【図２】［Ｔ．Ｏ］によって層別した結果を示すグラフである。（ａ）が［Ｔ．Ｏ］：０．０００５％以上０．００１２％未満、（ｂ）が［Ｔ．Ｏ］：０．００１２％以上０．００１７％未満、（ｃ）が［Ｔ．Ｏ］：０．００１７％以上０．００２５％未満
【図３】ラボ実験における延伸介在物の生成を抑制する条件を示すグラフである。
【図４】延伸介在物の個数密度とシャルピー吸収エネルギーとの関係を示すグラフである。
【図５】円相当径≧１．０μｍの介在物の個数密度と延伸介在物の個数密度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施形態である鋼板について、添付した図面を参照して説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１８】
本実施形態である鋼板は、質量％で、Ｃ：０．０５％超え０．４８％未満、Ｓｉ：０％以上０．６０％以下、Ｍｎ：０．４０％以上２．０％以下、Ａｌ：０．００３％以上０．０８０％以下、Ｔｉ：０％以上０．０６０％以下、  Ｃｒ：０％以上０．７０％以下、Ｃａ：０．０００３％以上０．００５０％以下、ＲＥＭ：０．０００３％以上０．００５０％以下、を含有し、残部が鉄及び不純物からなる組成を有し、さらに、前記不純物のうちＰ，Ｓ，Ｏ，Ｎを、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：０．００３４％以下、Ｏ：０．００４０％以下、Ｎ：０．００７５％以下、に制限している。
【００１９】
そして、鋼中の各成分元素Ｍの質量比を［Ｍ］で表示した場合に、［ＲＥＭ］を以下の（１）式で示す第１閾値［ＲＥＭ_１］、及び、（２）式で示す第２閾値［ＲＥＭ_２］によって３つの領域に区別し、それぞれの領域において、鋼中のＣａ量［Ｃａ］が、以下の（３）式に示すａ、（４）式に示すｂ、（５）式に示すｃを用いて、以下の（６）式、（７）式、（８）式を満足するように規定されている。
（１）式：［ＲＥＭ_１］＝−０．０１６１×［Ａｌ］−０．２０３０×［Ｓ］＋［Ｏ］＋０．０００８
（２）式：［ＲＥＭ_２］＝０．０１３９×［Ａｌ］−０．０７９１×［Ｓ］＋１．６×［Ｏ］−０．０００７
（３）式：ａ＝２．５７６５×［Ａｌ］＋２６５．５６×［Ｓ］−２６６．３３×［Ｏ］＋０．２６２１
（４）式：ｂ＝０．０１４６９×［Ａｌ］−０．０３９９×［Ｓ］＋［Ｏ］−０．０００４
（５）式：ｃ＝０．００７０×［Ａｌ］＋０．０９５１×［Ｓ］＋０．４×［Ｏ］−０．０００３
（６）式：［ＲＥＭ］＜［ＲＥＭ_１］の場合、［Ｃａ］≧ａ×［ＲＥＭ］＋ｂ
（７）式：［ＲＥＭ_１］≦［ＲＥＭ］＜［ＲＥＭ_２］の場合、［Ｃａ］≧ａ×［ＲＥＭ_１］＋ｂ
（８）式：［ＲＥＭ_２］≦［ＲＥＭ］≦０．００５０％の場合、［Ｃａ］≧ｃ
【００２０】
さらに、本実施形態である鋼板においては、鋼中に含まれる円相当径が１．０μｍ以上の介在物の個数密度が１００個／ｍｍ２以下とされている。
【００２１】
なお、本実施形態である鋼板においては、必要に応じて、さらに、質量％で、Ｃｕ：０％以上０．０５％以下、Ｎｂ：０％以上０．０５％以下、Ｖ：０％以上０．０５％以下、Ｍｏ：０％以上０．０５％以下、Ｎｉ：０％以上０．０５％以下、Ｂ：０％以上０．００５０％以下、からなる群から選択される一種又は二種以上を含んでいてもよい。
【００２２】
さらに、本実施形態である鋼板においては、内部に存在する介在物における各化合物ＭＸの質量比を（ＭＸ）とした場合に、以下の（９）式、又は、（１０）式を満足するものとしてもよい。
（９）式：（ＣａＯ）／（Ａｌ２Ｏ３）≧１．３５
（１０）式：（ＲＥＭ２Ｏ３）／｛（Ａｌ２Ｏ３）＋（ＣａＯ）＋（ＲＥＭ２Ｏ３）｝≧０．４５
【００２３】
以下に、本実施形態である鋼板において、各成分を上述のように規定した理由について説明する。
【００２４】
（Ｃ：０．０５％超０．４８％未満）
Ｃ（炭素）は、鋼板の強度（硬度）を確保するうえで重要な元素である。Ｃ含有量を０．０５％超とすることにより、用途や加工方法に適した鋼板の強度を確保する。一方、Ｃ含有量が０．４８％以上になると、強度が高くなり過ぎ、加工性を確保する熱処理に長時間を要するので、熱処理を長時間化しなければ鋼板の加工性が悪化するおそれがある。よって、Ｃ含有量を０．０５％超０．４８％未満の範囲に制御する。
【００２５】
（Ｓｉ：０％以上０．６０％以下）
Ｓｉ（ケイ素）は、脱酸剤として作用し、また、焼入れ性を高めて鋼板の強度（硬度）を向上させるのに有効な元素である一方で、熱間圧延時のスケール疵に起因する鋼板の表面性状の劣化を招くおそれがある。例えば、動力伝達シャフトの様に非常に大きなねじれ応力が加わる部品では表面の微小な凹凸が亀裂発生起点となる可能性があり、安全性に直結するため、意図的に添加しない場合もある。それ以外の通常の使用では、上記効果を得るために０．１０％以上添加することが多い。ただし、通常の使用でも、０．６０％を超えると、熱間圧延時のスケール疵に起因する鋼板の表面性状の劣化が顕著になる。よって、Ｓｉ含有量を０％以上０．６０％以下の範囲に制御する。
なお、意図的に添加する場合のＳｉ含有量の下限は０．１０％以上であることが好ましく、Ｓｉ含有量の上限は０．５５％以下であることが好ましい。
【００２６】
（Ｍｎ：０．４０％以上２．０％以下）
Ｍｎ（マンガン）は、脱酸剤として作用する元素であるとともに、焼入れ性を高めて鋼板の強度（硬度）を向上させるのに有効な元素である。Ｍｎ含有量が０．４０％未満では、その効果が十分得られない。一方、Ｍｎ含有量が２．０％を超えると、鋼板の加工性が劣化するおそれがある。よって、Ｍｎ含有量を０．４０％以上２．０％以下の範囲に制御する。
なお、Ｍｎ含有量の下限は０．９０％以上であることが好ましく、Ｍｎ含有量の上限は１．６５％以下であることが好ましい。
【００２７】
（Ａｌ：０．００３％以上０．０８０％以下）
Ａｌ（アルミニウム）は、脱酸剤として作用する元素であるとともに、Ｎを固定することで鋼板の加工性を高めるのに有効な元素である。Ａｌ含有量が０．００３％未満では、上記含有効果が十分に得られないので、０．００３％以上を含有させる必要がある。一方、Ａｌ含有量が０．０８０％を超えると、上記含有効果は飽和し、さらに、粗大な介在物が増加する。この粗大な介在物によって、加工性が劣化する、または表面疵が発生し易くなるおそれがある。よって、Ａｌ含有量を０．００３％以上０．０８０％以下の範囲に制御する。
なお、Ａｌ含有量の下限は０．０２０％以上であることが好ましく、Ａｌ含有量の上限は０．０５０％以下であることが好ましい。
【００２８】
（Ｔｉ：０％以上０．０６０％以下）
Ｔｉ（チタン）は、炭窒化物を形成することにより強度を高める効果があるので、必要に応じて、０．０６０％以下の範囲内で含有させても良い。一方、Ｔｉ含有量が０．０６０％を超えると、粗大な角状の炭窒化物が形成されやすくなり、加工性の劣化が顕在化する。よって、Ｔｉ含有量を０．０６０％以下に制限する。Ｔｉ含有量の下限は０％でもよい。また、現行の一般的な精錬（二次精錬を含む）を考慮すると、Ｔｉ含有量の下限は０．０００５％以上であってもよい。
【００２９】
（Ｃｒ：０％以上０．７０％以下）
Ｃｒ（クロム）は、焼入れ性を高めて鋼板の強度（硬度）を向上させるのに有効な元素である。そのため、必要に応じて、Ｃｒを０．７０％以下の範囲内で含有させても良い。また、Ｃｒ含有量の下限値を０．１０％とすると、好ましく上記効果を得ることができる。Ｃｒ含有量が０．７０％を超えると、コストが増える一方で、含有効果は飽和する。よって、Ｃｒ含有量を０．７０％以下に制御する。
【００３０】
（Ｃａ：０．０００３％以上０．００５０％以下）
Ｃａ（カルシウム）は、ＭｎＳを低減して介在物の形態を制御し、これにより鋼板の加工性を向上させるために有効な元素である。Ｃａ含有量が０．０００３％未満では、上記効果が十分に得られない。一方、Ｃａ含有量が０．００５０％を超えると、酸化物、および／またはＣａＳ系介在物などが粗大化し、これらによって鋼板の加工性が悪化するおそれがある。さらに、Ｃａ含有量が０．００５０％を超えると、ノズル耐火物が溶損しやすくなることにより連続鋳造の操業が安定しなくなるおそれがある。よって、Ｃａ含有量を０．０００３％以上０．００５０％以下の範囲に制御する。
なお、Ｃａ含有量の下限は０．００１０％以上とすることが好ましく、Ｃａ含有量の上限は０．００３５％以下とすることが好ましい。
【００３１】
（ＲＥＭ：０．０００３％以上０．００５０％以下）
ＲＥＭ（Ｒａｒｅ  Ｅａｒｔｈ  Ｍｅｔａｌ）は希土類元素を意味し、スカンジウムＳｃ（原子番号２１）、イットリウムＹ（原子番号３９）およびランタノイド（原子番号５７のランタンから原子番号７１のルテシウムまでの１５元素）の１７元素の総称である。本実施形態に係る鋼板では、これらのうちから選ばれる少なくとも１種以上の元素を含有する。一般的に、ＲＥＭとして、入手のし易さから、Ｃｅ（セリウム）、Ｌａ（ランタン）、Ｎｄ（ネオジム）、Ｐｒ（プラセオジム）などから選ばれることが多い。添加方法としては、例えば、鋼中にこれらの元素の混合物であるミッシュメタルとして添加することが広く行われている。ミッシュメタルの主成分はＣｅ、Ｌａ、Ｎｄ、およびＰｒである。本実施形態に係る鋼板では、鋼板に含有されるこれら希土類元素の合計量を、ＲＥＭ含有量とする。なお、本実施形態では、ミッシュメタルの平均原子量が約１４０であるので、ＲＥＭの原子量を１４０としている。
【００３２】
ＲＥＭは、ＭｎＳを低減して介在物の形態を制御し、鋼板の加工性を向上させるために有効な元素である。ＲＥＭ含有量が０．０００３％未満では、上記効果が十分に得られない。一方、ＲＥＭ含有量が０．００５０％を超えると、連続鋳造時のノズル詰まりが起こりやすくなる。また、ＲＥＭ含有量が０．００５０％を超えると、生成するＲＥＭ系介在物（酸化物やオキシサルファイド）の個数密度が比較的高くなるので、鋳片の連続鋳造時に湾曲する鋳片の下面側にこれらＲＥＭ系介在物が堆積する。このことが、鋳片を圧延して得られた製品に内部欠陥を引き起こし、さらに、鋼板の加工性を悪化させるおそれがある。よって、ＲＥＭ含有量を０．０００３％以上０．００５０％以下の範囲に制御する。
なお、ＲＥＭ含有量の下限は０．００１０％以上とすることが好ましく、ＲＥＭ含有量の上限を０．００３０％以下とすることが好ましい。
【００３３】
さらに、Ｃａ及びＲＥＭの含有量を、Ｓ、Ｔ．Ｏ、Ｔ．Ａｌの含有量に応じて、制御する必要がある。具体的には、化学成分中の各元素の質量％で示した含有量を、上述の（１）〜（８）式によって表わされる範囲に制御する必要がある。この式（１）〜（８）の理由については後述する。
【００３４】
本実施形態に係る鋼板は、上記した基本成分の他に、不純物を含有する。ここで、不純物とは、スクラップ等の副原料や、製造工程からに混入する、Ｐ、Ｓ、Ｏ、Ｎ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｗ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ａｓ、Ｃｏ、Ｓｎ、およびＰｂ等の元素を意味する。これら元素の含有は必須ではないので、これら元素の含有量の下限値は０％である。この中で、Ｐ、Ｓ、Ｏ、及びＮは、上記効果を好ましく発揮させるために、以下のように制限する。また、Ｐ、Ｓ、Ｏ、及びＮ以外の上記不純物は、それぞれ０．０１％以下に制限することが好ましい。ただ、これらの不純物が、０．０１％以下含まれても、上記効果を失するものではない。ここで、記載する％は、質量％である。
【００３５】
（Ｐ：０．０２０％以下）
Ｐ（リン）は、固溶強化の機能を有する。しかし、過剰な量のＰの含有は、鋼板の加工性を阻害する。よって、Ｐ含有量を０．０２０％以下に制限する。Ｐ含有量の下限は０％でもよい。また、現行の一般的な精錬（二次精錬を含む）を考慮すると、Ｐ含有量の下限は０．００５％以上であってもよい。
【００３６】
（Ｓ：０．００３４％以下）
Ｓ（硫黄）は、ＭｎＳを主とする非金属介在物を形成することにより、鋼板の加工性を阻害する不純物元素である。よって、Ｓ含有量を０．００３４％以下に制限し、好ましくは、０．００２０％以下に制限する。Ｓ含有量の下限は０％でもよい。また、現行の一般的な精錬（二次精錬を含む）を考慮すると、Ｓ含有量の下限は０．０００３％以上であってもよい。
【００３７】
（Ｏ：０．００４０％以下）
Ｏ（酸素）は、酸化物（非金属介在物）を形成し、この酸化物が凝集および粗大化することにより、また、酸化物の組成によっては圧延時に延伸することにより、鋼板の加工性を低下させる不純物元素である。よって、Ｏ含有量を０．００４０％以下に制限する。Ｏ含有量の下限は０％でもよい。また、現行の一般的な精錬（二次精錬を含む）を考慮すると、Ｏ含有量の下限は０．０００５％以上であってもよい。本実施形態に係る鋼板のＯ含有量は、鋼中に固溶するＯや、介在物中に存在するＯなどの、すべてのＯ含有量を合計したトータルＯ含有量（Ｔ．Ｏ含有量）を意味する。
【００３８】
Ｔ．Ｏの含有量は、酸化物の組成、および酸化物の総量に大きく影響するので、制御することは非常に重要である。したがって、Ｔ．Ｏは、Ｃａ及びＲＥＭの含有量を規定する上述の（１）〜（８）式に、Ｓ、Ａｌと共に含まれている。定性的には、延伸酸化物を（同一のＲＥＭ、Ｃａ量の組み合わせに対して）低減するために、かつ、酸化物総量を低減するために、Ｔ．Ｏを低減することが好ましい。Ｔ．Ｏを低減するために、例えば、二次精錬の撹拌時間を延長して、介在物の浮上除去を促進することが行われている。
【００３９】
（Ｎ：０．００７５％以下）
Ｎ（窒素）は、窒化物（非金属介在物）を形成し、鋼板の加工性を低下させる不純物元素である。よって、Ｎ含有量を０．００７５％以下に制限する。Ｎ含有量の下限は０％でもよい。また、現行の一般的な精錬（二次精錬を含む）を考慮すると、Ｎ含有量の下限は０．００１０％であってもよい。
【００４０】
本実施形態に係る鋼板は、上記の基本成分が制御され、残部が鉄及び上記の不純物よりなる。しかし、本実施形態に係る鋼板は、この基本成分に加えて、残部のＦｅの一部の代わりに、さらに必要に応じて以下の選択成分を鋼中に含有させてもよい。
【００４１】
すなわち、本実施形態に係る熱延鋼板は、上記した基本成分及び不純物の他に、更に、選択成分として、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｖ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｂのうちの１種以上を含有してもよい。以下に、選択成分の数値限定範囲とその限定理由とを説明する。ここで、記載する％は、質量％である。
【００４２】
（Ｃｕ：０％以上０．０５％以下）
Ｃｕ（銅）は、鋼板の強度（硬度）を向上させる効果を有する選択元素である。そのため、必要に応じて、Ｃｕを０．０５％以下の範囲内で含有させても良い。また、Ｃｕ含有量の下限を０．０１％以上とすると、好ましく上記効果を得ることができる。一方、Ｃｕ含有量が０．０５％を超えると、溶融金属脆化（Ｃｕ割れ）によって熱間圧延時に熱間加工割れが生じるおそれがある。なお、Ｃｕ含有量の好ましい範囲は０．０２％以上０．０４％以下である。
【００４３】
（Ｎｂ：０％以上０．０５％以下）
Ｎｂ（ニオブ）は、炭窒化物を形成し、結晶粒の粗大化防止および鋼板の加工性の改善に有効な選択元素である。そのため、必要に応じて、Ｎｂを０．０５％以下の範囲内で含有させても良い。また、Ｎｂ含有量の下限を０．０１％以上とすると、好ましく上記効果を得ることができる。一方、Ｎｂ含有量が０．０５％を超えると、粗大なＮｂ炭窒化物が析出して鋼板の加工性の低下を招くおそれがある。なお、Ｎｂ含有量の好ましい範囲は０．０２％以上０．０４％以下である。
【００４４】
（Ｖ：０％以上０．０５％以下）
Ｖ（バナジウム）は、Ｎｂと同様に炭窒化物を形成し、結晶粒の粗大化防止や加工性の改善に有効な選択元素である。そのため、必要に応じて、Ｖを０．０５％以下の範囲内で含有させても良い。また、Ｖ含有量の下限を０．０１％以上とすると、好ましく上記効果を得ることができる。一方、Ｖ含有量が０．０５％を超えると、粗大なＶ炭窒化物が生成して鋼板の加工性の低下を招くおそれがある。なお、Ｖ含有量の好ましい範囲は０．０２％以上０．０４％以下である。
【００４５】
（Ｍｏ：０％以上０．０５％以下）
Ｍｏ（モリブデン）は、焼入れ性の向上と焼戻し軟化抵抗性の向上とにより、鋼板の強度（硬度）を向上させる効果を有する選択元素である。そのため、必要に応じて、Ｍｏを０．０５％以下の範囲内で含有させても良い。また、Ｍｏ含有量の下限を０．０１％以上とすると、好ましく上記効果を得ることができる。一方、Ｍｏ含有量が０．０５％を超えると、コストが増加し、且つ含有効果は飽和する。さらに、Ｍｏ含有量が０．０５％を超えると、鋼板の加工性、特に冷間加工性が低下し、これにより、鋼板を複雑な形状（例えばギヤ形状など）に加工することが困難になる。以上の理由により、Ｍｏ含有量の上限を０．０５％とする。なお、Ｍｏ含有量の好ましい範囲は０．０１％以上０．０５％以下である。
【００４６】
（Ｎｉ：０％以上０．０５％以下）
Ｎｉ（ニッケル）は、焼入れ性の向上による鋼板の強度（硬度）の向上や、加工性の向上に有効な選択元素である。また、Ｃｕ含有時の溶融金属脆化（Ｃｕ割れ）を防止する効果も有する選択元素である。そのため、必要に応じて、Ｎｉを０．０５％以下の範囲内で含有させても良い。また、Ｎｉ含有量の下限を０．０１％以上とすると、好ましく上記効果を得ることができる。一方、Ｎｉ含有量が０．０５％を超えると、コストが増加する一方で、含有効果は飽和するので、Ｎｉ含有量の上限を０．０５％とする。なお、Ｎｉ含有量の好ましい範囲は０．０２％以上０．０５％以下である。
【００４７】
（Ｂ：０％以上０．００５０％以下）
Ｂ（ホウ素）は、焼入れ性を高めて鋼板の強度（硬度）を向上させる効果を有する選択元素である。そのため、必要に応じて、Ｂを０．００５０％以下の範囲内で含有させても良い。また、Ｂ含有量の下限を０．０００８％以上とすると、好ましく上記効果を得ることができる。一方、Ｂ含有量が０．００５０％を超えると、Ｂ系化合物が生成して鋼板の加工性が低下するので上限を０．００５０％とする。なお、Ｂ含有量の好ましい範囲は０．００１５％以上０．００４０％以下である。
【００４８】
次に、介在物の個数、式（１）〜（１０）を、上述のように規定するための知見を得たラボ実験の結果について説明する。
【００４９】
真空溶解炉で、質量％で、Ｃ：０．２５％以上０．２８％以下、Ｓｉ：０．２２％以上０．２７％以下、Ｍｎ：１．２０％以上１．３１％以下、Ｐ：０．００６％以上０．００８％以下、Ｓ：０．００１７％以上０．００２３％以下、Ｔ．Ａｌ：０．０２２％以上０．０２８％以下、Ｃｒ：０．１０％以上０．１７％以下、Ｔｉ：０．０２２％以上０．０２６％以下、Ｂ：０．００２２％以上０．００３３％以下、Ｔ．Ｏ：０．０００５％以上０．００２５％以下を含有する複数種類の溶鋼を溶製し、さらに、ＲＥＭとＣａのそれぞれの量を変えて添加して、５０ｋｇインゴットを作製した。ＲＥＭは、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄを含むミッシュメタルを添加した。これらのインゴットを、５ｍｍ厚に、仕上圧延温度が９２０℃の条件で熱間圧延し、空冷して熱延鋼板を得た。なお、上記ならびに以降で本発明で記載した各成分値は、添加量ではなく、鋼板の分析値（含有量）である。
【００５０】
本実施形態においては、鋼中含有量や、介在物組成を記載するが、単位は全て質量％で表記する。そして、鋼中含有量を、元素記号Ｍを矩形の括弧で挟んで［Ｍ］と表記する。介在物中の化合物ＭＸの含有量は、化合物ＭＸを丸括弧で挟んで（ＭＸ）と表記する。例えば、Ｃａの鋼中含有量は［Ｃａ］と表記する。また、介在物中のＣａＯの含有量は（ＣａＯ）と表記する。
【００５１】
この熱延鋼板の圧延方向と板厚方向とに平行な断面（Ｌ断面）を観察面として、熱延鋼板中の介在物を、光学顕微鏡により倍率４００倍（ただし、介在物形状を詳細に測定する際は倍率１０００倍）で、合計６０視野にて観察した。各観察視野で、粒径（形状が球状の介在物の場合）または長径（変形している介在物の場合）が１μｍ以上の介在物を観察し、それらの介在物を、（長径）／（短径）で計算されるアスペクト比が３．０以下のものと、３．０を超えるものに分類し、それらの個数密度を計測した。アスペクト比＞３．０の介在物個数密度が、６個／ｍｍ２を超えた試料を「劣位」、６個／ｍｍ２以下を「良好」と評価した。
【００５２】
また、ＥＰＭＡ（電子線マイクロ分析、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｐｒｏｂｅ  Ｍｉｃｒｏ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）、またはＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分析、Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−Ｒａｙ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）を備えるＳＥＭ（走査型電子顕微鏡、Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて熱延鋼板中の介在物を分析した。
【００５３】
そして、上記で得られた熱延鋼板の靭性の指標として、室温（２０℃）におけるシャルピー衝撃値を測定した。シャルピー試験片は、鋼板のＣ方向から採取したサブサイズである。すなわち、試験片長さ５５ｍｍを鋼板の幅方向として、試験片高さを鋼板長手（圧延）方向１０ｍｍ、試験片幅を鋼板厚み方向２．５ｍｍとして採取した。５５ｍｍ長さ×２．５ｍｍ幅の面に、２ｍｍＶノッチを加工した。この方向で試験片を採取すると、鋼板のＬ断面が破断面となるので、延伸介在物の影響を評価し易い。鋼板中に、破壊の起点となる介在物の個数が多いほど、また、介在物のサイズ（圧延方向の延伸長さ）が大きいほど、すなわち、鋼板の清浄性が悪いほど、シャルピー衝撃値は低下する。
【００５４】
鋼板中で観察される介在物組成は、ＭｎＳ、ＣａＳ、Ａｌ２Ｏ３−ＣａＯ−ＲＥＭ２Ｏ３系酸化物である。上記３種類は、それぞれ単独で存在している場合のほか、例えば、Ａｌ２Ｏ３−ＣａＯ−ＲＥＭ２Ｏ３系酸化物の周囲の一部にＭｎＳやＣａＳが付着する場合のように、複数の相が混合している場合もある。
【００５５】
まず、熱延鋼板の清浄性の調査結果を説明する。図１に、ＣａとＲＥＭの鋳片含有量と延伸介在物の生成状況を示した。図１中の「○」は、アスペクト比＞３．０の介在物個数が６個／ｍｍ２以下の良好材、図１中の「×」は６個／ｍｍ２を超えた劣位材を示す。
ここで、全ての試料をプロットした図１では、良好材と劣位材が混在し、有害な延伸介在物の生成防止の境界条件は不明確であった。
【００５６】
アスペクト比が３．０を超えて延伸した介在物組成をＳＥＭに付属したＥＤＳで分析した結果、（i）単独のＭｎＳが延伸した場合と、（ii）Ａｌ２Ｏ３−ＣａＯ−ＲＥＭ２Ｏ３系酸化物で低融点組成である場合（周囲の一部にＭｎＳやＣａＳが付着する場合もある。ＥＤＳ分析結果から、周囲に付着したＭｎＳやＣａＳと、酸化物とを分けて、組成を計算するができる。）であることが分かった。
【００５７】
後者（ii）の組成を詳細解析した結果、介在物中の（ＣａＯ）と（Ａｌ２Ｏ３）の比（ＣａＯ）／（Ａｌ２Ｏ３）＜１．３５であり、かつ、（ＲＥＭ２Ｏ３）／｛（Ａｌ２Ｏ３）＋（ＣａＯ）＋（ＲＥＭ２Ｏ３）｝＜０．４５である酸化物が、アスペクト比＞３．０に延伸していることが分かった。
一方、（ＣａＯ）／（Ａｌ２Ｏ３）≧１．３５であるか、あるいは、（ＲＥＭ２Ｏ３）／｛（Ａｌ２Ｏ３）＋（ＣａＯ）＋（ＲＥＭ２Ｏ３）｝≧０．４５であれば、酸化物のアスペクト比≦３．０であった。酸化物の融点が高温化する結果、圧延時に延伸しにくくなるためと考えられる。
【００５８】
介在物の組成である（ＣａＯ）、（Ａｌ２Ｏ３）、（ＲＥＭ２Ｏ３）は、ＳＥＭ付属ＥＤＳによる介在物分析結果を基に、元素のマスバランスを考慮して算出することができる。ＥＤＳ分析結果は、元素別に質量％で出力される。以下の説明では、介在物から検出された元素Ｍの含有量を（Ｍ）と表記する。
（Ｃａ）、（Ａｌ）、（ＲＥＭ）のそれぞれから、原子量を用いて、酸化物量を算出し、（９）式、（１０）式を計算すればよい。例えば、（Ａｌ２Ｏ３）は、Ａｌの原子量２７と酸素の原子量１６を用いて、（２７×２＋１６×３）／（２７×２）×（Ａｌ）で計算できる。なお、介在物をＳＥＭで観察して、介在物にＡｌＮが生成していないことを確認した（特徴的な角形状なので、ＳＥＭ観察で容易に判別可能である。ここでは介在物組成に影響するミクロンオーダーやサブミクロンオーダーのサイズのＡｌＮの生成を問題にしている。それより小さなＡｌＮ析出物の生成は介在物組成には影響しない。）。
基本的には、同様の方法で、（Ｃａ）から（ＣａＯ）を、（ＲＥＭ）から（ＲＥＭ２Ｏ３）を求めることができる。ここで、（ＲＥＭ）は、検出された希土類元素の合計量、具体的には、本実験で検出されたＣｅ、Ｌａ、Ｎｄの合計量を（ＲＥＭ）とした。
【００５９】
なお、ＣａやＲＥＭは、酸化物のほか、硫化物を形成するので、Ｓのマスバランスを考慮して、Ｓと結合して硫化物を形成するＣａやＲＥＭを差し引いて、酸化物を形成するＣａとＲＥＭの量を求めることに注意する必要がある。
具体的には、まず、ＭｎＳを形成するＳ量を、ＭｎとＳの原子量を用いて、３２／５５×（Ｍｎ）から計算し、Ｓ総量から除く。本実験はＡｌ脱酸鋼なので、介在物から検出されたＭｎはＭｎＳから検出されたとみなせるからである。このＳ残量が、ＣａＳ、ＲＥＭ２Ｏ２Ｓ（オキシサルファイド）、ＲＥＭＳ（ＲＥＭ原子とＳ原子がモル比１：１で結合した硫化物）を形成しているＳ量である。熱力学的に、ＣａＳが最も生成し易く、次にＲＥＭ２Ｏ２Ｓ、最後にＲＥＭＳが生成すると考えられる。この順番で、Ｓのマスバランスを考慮して、硫化物やオキシサルファイドの生成量を計算すればよい。
こうして求めた硫化物やオキシサルファイドを形成するＣａやＲＥＭを、それぞれの総量から差し引いた残量が、酸化物を形成しているＣａ、ＲＥＭ量である。Ｃａ、ＲＥＭ、Ｏの原子量を用いて、（ＣａＯ）、（ＲＥＭ２Ｏ３）を計算すればよい。多くの場合、ＳはＭｎＳとＣａＳとして存在し、マスバランス上ではＲＥＭと結合していなかった。すなわち、ＣａはＣａＳとＣａＯとして、ＲＥＭは酸化物として存在することが多かった。特にＳが多量の場合は、ＲＥＭ２Ｏ２ＳやＲＥＭＳが生成した例があった。
【００６０】
酸化物組成は、鋼中［Ｔ．Ｏ］によって変化する。そこで、Ｔ．Ｏ別にデータ整理すると、アスペクト比＞３．０の延伸介在物個数を６個／ｍｍ２以下に防止できる条件（以降、生成防止条件と記載）を明確化できることを見出した（図２）。図中記号は図１と同様、○：アスペクト比＞３．０の延伸介在物個数≦６個／ｍｍ２（生成防止範囲）、△：アスペクト比＞３の延伸介在物個数＞６個／ｍｍ２を示す。
生成防止条件（境界線）は、［ＲＥＭ］に応じて、領域Ｉ、領域II、領域IIIの３つの領域に分かれる（図３）。
【００６１】
（領域Ｉ）
領域Ｉは、［ＲＥＭ］＜［ＲＥＭ_１］であり、［ＲＥＭ］が低い領域である。この領域Ｉは、［ＲＥＭ］増加に伴って下限［Ｃａ］を増やす必要がある領域である。
まず、［ＲＥＭ］が低い、ある含有量で、［Ｃａ］を増やす場合を考える。当初は、［ＲＥＭ］も［Ｃａ］も低いので、ＭｎＳが生成し、圧延時に延伸する。［Ｃａ］増加につれて、ＳがＣａと結合して、ＭｎＳは減少し、やがて生成を防止できる。一方、Ａｌ２Ｏ３−ＣａＯ−ＲＥＭ２Ｏ３系酸化物が生成するが、［ＲＥＭ］が低い場合はＡｌ２Ｏ３−ＣａＯ系主体である低融点酸化物であるので、圧延時に延伸する。このように、ＭｎＳと低融点酸化物の見かけ上の入れ替わりが生じる。［Ｃａ］を更に増加すると酸化物融点が上昇するので、酸化物の延伸度が減少し、式で規定された下限［Ｃａ］以上を含有すると酸化物の延伸を防止できる。次に、この状態（直前の文に記載した、下限［Ｃａ］以上を含有して酸化物融点が上昇した状態）から、［ＲＥＭ］を増加した場合を考える。［ＲＥＭ］が増加すると、領域Ｉでは、再び圧延時に延伸する低融点組成介在物が生成する。この理由は、強力な脱酸元素である［ＲＥＭ］増加に伴い、Ｓと結合する有効Ｃａ量が増加するので、Ａｌ２Ｏ３−ＣａＯ−ＲＥＭ２Ｏ３系酸化物中の（ＣａＯ）が減少する結果、酸化物の融点が低下するためである。よって、酸化物融点を上昇させて延伸を防止するために、［Ｃａ］を増加することが必要になる。このようにして、領域Ｉでは、［ＲＥＭ］が増加すると、低融点酸化物を防止するために要する鋼中［Ｃａ］、すなわち下限［Ｃａ］が増加する。
【００６２】
このようにして、領域Ｉでは、式（６）で規定される下限［Ｃａ］以上を含有して、生成した介在物のうちの酸化物の組成は、式（９）：（ＣａＯ）／（Ａｌ２Ｏ３）≧１．３５を満たしているので、低融点酸化物の組成となることを回避でき、圧延時の延伸を防止できる。
式（６）を満たさない場合、式（９）を満たさないＡｌ２Ｏ３−ＣａＯ−ＲＥＭ２Ｏ３系の低融点酸化物が生成するので、これが圧延時に容易に延伸し、アスペクト比＞３．０となる介在物が多く発生して、鋼板の清浄性が劣位となる。
【００６３】
（領域II）
領域IIは、［ＲＥＭ_１］≦［ＲＥＭ］＜［ＲＥＭ_２］の範囲であり、式（７）で規定される下限［Ｃａ］が高位で一定した領域である。低融点酸化物が生成する鋼中［Ｃａ］範囲が最も広い。この領域内では、低融点酸化物を防止する下限［Ｃａ］に対する［ＲＥＭ］影響がほとんどないため、下限［Ｃａ］が一定である。
領域IIで、式（７）で規定される下限［Ｃａ］以上を含有して生成した介在物のうちの酸化物の組成は、式（９）：（ＣａＯ）／（Ａｌ２Ｏ３）≧１．３５を満たす。
式（７）を満たさない場合、式（９）を満たさないＡｌ２Ｏ３−ＣａＯ−ＲＥＭ２Ｏ３系の低融点酸化物が生成するので、これが圧延時に容易に延伸し、アスペクト比＞３．０となる介在物が多く発生して、鋼板の清浄性が劣位となる。
【００６４】
（領域III）
領域IIIは、［ＲＥＭ_２］≦［ＲＥＭ］≦０．００５０％の範囲であり、式（８）で規定される下限［Ｃａ］が相対的に低位で一定した領域である。［ＲＥＭ_２］≦［ＲＥＭ］では、Ａｌ２Ｏ３−ＣａＯ−ＲＥＭ２Ｏ３系酸化物中の（ＲＥＭ２Ｏ３）が増加し、４５％以上になるため、（Ａｌ２Ｏ３）や（ＣａＯ）に依らず酸化物の融点が高く、圧延時に延伸し難い。すなわち、低融点酸化物が生成しない領域である。そのため、ＭｎＳ防止に必要な［Ｃａ］が、この領域の下限［Ｃａ］である。この領域では、高［ＲＥＭ］なので、鋼中［Ｔ．Ｏ］は主にＲＥＭ（とＡｌ）に結合し、Ｓと結合する有効［Ｃａ］は十分なので、下限［Ｃａ］は［ＲＥＭ］に依らず一定である。
領域IIIで、下限［Ｃａ］以上を含有して生成した介在物のうちの酸化物の組成は、式（１０）：（ＲＥＭ２Ｏ３）／｛（Ａｌ２Ｏ３）＋（ＣａＯ）＋（ＲＥＭ２Ｏ３）｝≧０．４５を満たすので、高融点であり、圧延時に延伸し難い。
領域IIIにおいて、式（８）を満たさない場合、ＭｎＳを十分に防止できないので、圧延時にアスペクト比＞３．０に延伸したＭｎＳが鋼板中に残存し、鋼板清浄性が劣位となる。
【００６５】
図２（ａ）〜（ｃ）から、領域Ｉ〜IIIを分ける［ＲＥＭ_１］、［ＲＥＭ_２］、各領域の境界（下限）［Ｃａ］を、［Ａｌ］、［Ｓ］、［Ｔ．Ｏ］の回帰式を求め、上述の式（１）〜（８）を規定した。
【００６６】
次に、アスペクト比＞３．０である延伸介在物個数密度とシャルピー衝撃値の関係を、図４に示す。延伸介在物が６個／ｍｍ２を超えると衝撃値が急激に低減し、基準値１００（Ｊ／ｃｍ２）を下回る。
そして、延伸介在物個数は、図５に示すように、円相当径≧１．０μｍの介在物個数と相関がある。これは、全ての介在物個数（の指数としての円相当径≧１．０μｍの介在物個数）が少ない場合には、全体的に介在物サイズ分布が小サイズ側にシフトし、圧延時にアスペクト比＞３．０を超えて延伸する低融点酸化物が減少するためと考えられる。（圧延後に延伸した介在物を観察すると、介在物の円相当径、ひいては体積が小さいものは、体積が大きいものより、アスペクト比が小さい傾向がある。この理由は、圧延後の介在物の厚みが、無限に薄くなるのではなく、ある程度の厚み、例えば０．１μｍ程度に収束するためと考えられる。圧延後の厚みがある範囲に分布するので、体積保存を前提とすれば、体積が大きいものほど延伸し、アスペクト比が大きくなる。）すなわち、低融点組成で、かつ、サイズが粗大なものほど、圧延時にアスペクト比＞３．０となる介在物が増加すると解釈できる。
このように、酸化物組成を制御し、全介在物個数を低減することによって、破壊起点となる有害なアスペクト比＞３．０の延伸介在物を低減することができる。このため、本実施形態では、円相当径１．０μｍ以上の介在物個数密度を１００個／ｍｍ２以下に規定している。
【００６７】
本実施形態では、特に［Ｔ．Ｏ］に応じて、［Ｃａ］や［ＲＥＭ］をはじめとする鋼中成分、ひいては介在物組成を制御することを重要視している。
したがって、［Ｔ．Ｏ］に応じて、下限［Ｃａ］条件は変化し、厳密には［Ｃａ］や［ＲＥＭ］の目標値が変わる。実操業で、これに対応するために、従来の操業結果に基づき、［Ｔ．Ｏ］の変動を考慮して、目標範囲を設定すれば良い。可能な限り、類似鋼種の従来の操業実績に基づき、［Ｔ．Ｏ］範囲を、変動幅を含めて、予測することが現実に十分可能である。この［Ｔ．Ｏ］予測範囲（変化）に対応して、それぞれ設定される［Ｃａ］、［ＲＥＭ］の共通する範囲を、実操業の目標範囲とすれば良い。
【００６８】
なお、本実施形態に係る鋼板では、粒径（形状が略球状の介在物の場合）または長径（変形している介在物の場合）が１．０μｍ以上の介在物のみを考慮する。粒径または長径が１．０μｍ未満の介在物は、たとえ鋼中に含まれていても、鋼の加工性に与える影響が小さいので、本実施形態ではこのような介在物を考慮しない。また、上記した長径とは、観察面上の介在物の断面輪郭での、隣り合わない各頂点を結ぶ線分のうちの最大長となる線分と定義する。同様に、上記した短径とは、観察面上の介在物の断面輪郭での、隣り合わない各頂点を結ぶ線分のうちの最小長となる線分と定義する。以降、「粒径（形状が略球状の介在物の場合）または長径（変形している介在物の場合）」との記載を「粒径または長径」と略す場合がある。
【００６９】
次に、本実施形態に係る鋼板の製造方法の一例について説明する。
【００７０】
本実施形態に係る鋼板は、一般的な鋼板と同様に、例えば高炉溶銑を原料とし、転炉精錬や二次精錬を行って製造した溶鋼を、連続鋳造によって鋳片とした後、その鋳片に熱間圧延、必要に応じ冷間圧延、および／または焼鈍などを行って鋼板にする。その際、転炉における脱炭処理の後、取鍋での二次精錬で、鋼の成分調整とともに、Ｃａ及びＲＥＭの添加による介在物制御を行う。なお、高炉溶銑のほか、鉄スクラップを原料として電気炉で溶解した溶鋼を原料として用いても良い。
こうして製造された鋼板を素材として、自動車部品メーカーで、適宜、熱処理や加工が行われて、製品が製造される。
【００７１】
ＣａおよびＲＥＭは、他の含有元素の成分を調整し、さらに、Ａｌ脱酸により生じるＡｌ２Ｏ３を溶鋼から浮上させてから、添加する。Ａｌ２Ｏ３が溶鋼中に多量に残存していると、ＣａやＲＥＭがＡｌ２Ｏ３の還元によって消費される。そのため、Ｓの固定に使われるＣａおよびＲＥＭの含有量が減少し、ＭｎＳの生成を十分に防止出来なくなる。
【００７２】
Ｃａは、蒸気圧が高いので、歩留を上げるために、Ｃａ−Ｓｉ合金、Ｆｅ―Ｃａ−Ｓｉ合金、あるいはＣａ−Ｎｉ合金等として添加するのがよい。これらの合金添加のために、これら合金から構成される合金ワイヤーを用いてもよい。ＲＥＭは、Ｆｅ−Ｓｉ−ＲＥＭ合金、およびミッシュメタル等の形で添加すればよい。ミッシュメタルとは希土類元素の混合物であり、具体的には、Ｃｅを４０〜５０％程度、Ｌａを２０〜４０％程度含有することが多い。例えば、Ｃｅ４５％、Ｌａ３５％、Ｎｄ９％、Ｐｒ６％、他不純物からなるミッシュメタルなどが入手できる。
【００７３】
Ｃａ及びＲＥＭの添加順序は特に制限されるものではない。しかし、ＲＥＭ添加後にＣａ添加すると、介在物のサイズが小さくなる傾向が見られる。従って、ＲＥＭ添加後にＣａを添加するのが好ましい。
【００７４】
Ａｌ脱酸後にＡｌ２Ｏ３が生成し、このＡｌ２Ｏ３のうち一部がクラスター化する。しかし、ＲＥＭ添加をＣａ添加よりも先に行うと、クラスターの一部が還元・分解され、クラスターのサイズを低減できる。一方、Ｃａ添加をＲＥＭ添加よりも先に行うと、Ａｌ２Ｏ３が低融点のＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３系介在物に変化し、上記Ａｌ２Ｏ３クラスターが凝集して単一の粗大なＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３系介在物となってしまうおそれがある。このため、ＲＥＭ添加後にＣａ添加することが好ましい。
【００７５】
以上のようにして、本実施形態である鋼板が製造される。
【００７６】
以上のような構成とされた本実施形態である鋼板によれば、Ｔ．Ｏを考慮して、ＲＥＭとＣａの関係を規定していることから、ＣａやＲＥＭが酸化物を形成しても、Ｓと結合するＣａやＲＥＭ量が確保され、ＭｎＳ系介在物を低減することが可能となる。
また、鋼中のＣａ、ＲＥＭ、Ｔ．Ａｌ、Ｔ．Ｏ、Ｓの各量の関係を上述のように規定しているので、介在物中のＡｌ２Ｏ３の比率を低減でき、低融点酸化物の生成を抑制することが可能となる。さらに、ＣａとＲＥＭを複合添加し、酸化物の主要組成を、ＲＥＭ２Ｏ３を含有する三元系、Ａｌ２Ｏ３−ＣａＯ−ＲＥＭ２Ｏ３系とすることで、圧延時の破砕性が増し、圧延後サイズが微細化するので、有害性を低減できる。
さらに、円相当径１．０μｍ以上の介在物個数密度を１００個／ｍｍ２以下に規定しているので、破壊の起点となる介在物の個数が十分に低減されている。
よって、使用時や加工時におけるクラック等の発生が抑制された高品位な鋼板を提供することができる。
【００７７】
また、本実施形態である鋼板において、Ｃｕ：０％以上０．０５％以下、Ｎｂ：０％以上０．０５％以下、Ｖ：０％以上０．０５％以下、Ｍｏ：０％以上０．０５％以下、Ｎｉ：０％以上０．０５％以下、Ｂ：０％以上０．００５０％以下、からなる群から選択される一種又は二種以上を含む場合には、要求特性に応じて、鋼板の様々な特性を向上させることが可能となる。
【００７８】
さらに、本実施形態である鋼板において、内部に存在する介在物における各化合物ＭＸの質量比を（ＭＸ）とした場合に、上述の（９）式、又は、（１０）式を満足する場合には、介在物の融点が低下することを抑制でき、延伸介在物の個数をさらに低減することが可能となる。
【００７９】
以上、本発明の実施形態である鋼板について具体的に説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、実施形態では、本発明の鋼板を製造する鋼板の製造方法の一例を示したが、これに限定されることはなく、他の製造方法を適用してもよい。
【実施例】
【００８０】
以下に、本発明の効果を確認すべく、実施した実験結果について説明する。
【００８１】
高炉溶銑を原料とし、溶銑予備処理、転炉における脱炭処理の後、取鍋精錬で成分調整を行って溶鋼３００トンを溶製した。取鍋精錬では、まずＡｌを添加して脱酸を行い、次にＴｉなどのその他の元素の成分を調整した後、Ａｌ脱酸で生じたＡｌ２Ｏ３を浮上させるため５分間以上保持した後に、ＲＥＭを添加し、均一に混合するために３分間保持してから、Ｃａを添加した。ＲＥＭはミッシュメタルを用いた。このミッシュメタルに含まれるＲＥＭ元素は、質量比で、Ｃｅ５０％、Ｌａ２５％、Ｎｄ１０％であり、残部が不純物であった。よって、得られる鋼板に含まれる各ＲＥＭ元素の比率は、上記した各ＲＥＭ元素の比率とほぼ同一となった。Ｃａは蒸気圧が高いため、歩留を上げるためにＣａ−Ｓｉ合金を添加した。
【００８２】
精錬後の上記溶鋼を連続鋳造により厚み２５０ｍｍの鋳片とした。その後、この鋳片を１２００℃に加熱した後で１時間保持し、次いで仕上げ温度が９２０℃となるように熱間圧延して板厚を５ｍｍにした後、巻取温度が５２０℃となる条件で巻き取った。
【００８３】
得られた熱延鋼板について、介在物の組成と変形挙動（圧延後の長径／短径の比；アスペクト比）とを調査した。光学顕微鏡を用いて、圧延方向と板厚方向とに平行な断面を観察面として、光学顕微鏡により倍率４００倍（ただし、介在物形状を詳細に測定する際は倍率１０００倍）で６０視野観察した。各観察視野で、粒径（形状が球状の介在物の場合）または長径（変形している介在物の場合）が１．０μｍ以上の介在物を観察し、それらの介在物をアスペクト比３．０を基準に分類した。アスペクト比＞３．０の介在物個数密度が、６個／ｍｍ２を超えた試料を「劣位」、６個／ｍｍ２以下を「良好」と評価した。
【００８４】
また、粒径（形状が球状の介在物の場合）または長径（変形している介在物の場合）が１．０μｍ以上である代表的な介在物１０個をランダムに選択し、各介在物の断面全体の平均組成をＳＥＭに付属したＥＤＸ装置を用いて分析し、１０個の平均組成を求めた。
各介在物の組成として、例えば介在物中心部の組成で代表させるのではなく、断面全体の平均組成を測定したのは、例えば単独ＭｎＳの様に組成が均一な介在物より、Ａｌ２Ｏ３−ＣａＯ−ＲＥＭ２Ｏ３系酸化物の周囲の一部にＭｎＳやＣａＳが付着する場合のように、複数の相が混合している場合が多いためである。この様な介在物の平均組成は、介在物全断面をＥＤＸ分析範囲に含めて分析すれば求めることができる。あるいは、それぞれの介在物相ごとに、点分析を行い、ＳＥＭ像から求まるそれぞれの相の面積率を乗じて平均組成を算出しても良い。
【００８５】
そして、上記で得られた熱延鋼板の靭性の指標として、室温（２０℃）におけるシャルピー衝撃値を測定した。サブサイズ試験片を、鋼板のＣ方向から採取した。すなわち、試験片長さ５５ｍｍを鋼板の幅方向から、試験片高さを鋼板長手（圧延）方向１０ｍｍ、試験片幅を鋼板厚み方向２．５ｍｍとして採取した。５５ｍｍ長さ×２．５ｍｍ幅の面に、２ｍｍＶノッチを加工した。この方向で試験片を採取すると、鋼板のＬ断面が破断面となるので、延伸介在物の影響を評価し易い。鋼板中に、割れ起点となる介在物、特に圧延方向に延伸した介在物が少ないほど、シャルピー吸収エネルギー（衝撃値）（Ｊ／ｃｍ２）は向上する。
【００８６】
【表１】
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【００８７】
【表２】
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【００８８】
【表３】
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【００８９】
【表４】
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【００９０】
Ｎｏ．５１〜６０は比較例である。いずれも、式（６）〜（８）で規定される成分条件を満たさないため、延伸介在物個数は６個／ｍｍ２を超え、円相当径１．０μｍ以上の介在物個数は１００個／ｍｍ２を超えた。
介在物組成を調査すると、Ｎｏ．５２、５３、５５〜５８、６０は、式（９）と（１０）のいずれも満たさなかったため、延伸した低融点酸化物が観察された。このうち、含有［Ｃａ］と下限［Ｃａ］の差が比較的大きなＮｏ．５３、５７、５８では、Ｍｎと結合するＳが比較的多かったため、延伸した低融点酸化物に、サイズが大きめのＭｎＳが付着しており、そのＭｎＳもまた延伸している様子が観察された。
Ｎｏ．５１、５４、５９は、式（９）は満たさなかったが、式（１０）を満たしており酸化物が高融点化したため、酸化物の延伸は抑制されており、主に観察された延伸介在物はＭｎＳであった。
このように、Ｎｏ．５１〜６０は、清浄度が劣位であったため、シャルピー衝撃値は基準値１００（Ｊ／ｃｍ２）に未達であった。
【００９１】
式（６）〜（８）で規定される成分条件を満たした本発明例Ｎｏ．１〜２２は、延伸介在物個数が６個／ｍｍ２以下であり、円相当径１．０μｍ以上の介在物個数が１００個／ｍｍ２以下であった。そして、シャルピー吸収エネルギーは基準値１００（Ｊ／ｃｍ２）以上であり、良好であった。介在物の平均組成は、式（９）と（１０）の少なくとも一方を満たしていた。
【００９２】
以上のことから、本発明によれば、ＭｎＳ、低融点酸化物を問わず、延伸介在物の生成を防止でき、かつ、円相当径が１．０μｍ以上である介在物の個数密度が１００（個／ｍｍ２）以下である、清浄性に優れた鋼板を製造することができた。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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