(57)【要約】【課題】化学成分組成を適切に調整することによって、鋼材組織中に適切な複合酸化物を分散させると共に、溶接時に受ける熱によっても消失しないＴｉＮを分散させて、ＨＡＺの靭性が極めて優れた鋼材を提供する。【解決手段】Ｃ：０．０２〜０．１０％、Ｓｉ：０．５％以下（０％を含まない）、Ｍｎ：１．０〜２．０％、Ｐ：０．０３％以下（０％を含まない）、Ｓ：０．０２％以下（０％を含まない）、Ａｌ：０．０５％以下（０％を含まない）、Ｔｉ：０．００５〜０．１０％、ＲＥＭ：０．００１〜０．００７％、Ｚｒ：０．００１〜０．０５０％、Ｎ：０．００２〜０．０１０％、Ｃａ：０．００１〜０．０１０％およびＯ：０．００１０〜０．０１５％を夫々含有すると共に、所定の関係式で規定されるＡ値が５００〜６０００の範囲にある。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ  ：０．０２〜０．１０％（「質量％」の意味。以下同じ）、
Ｓｉ：０．５％以下（０％を含まない）、
Ｍｎ：１．０〜２．０％、
Ｐ  ：０．０３％以下（０％を含まない）、
Ｓ  ：０．０２％以下（０％を含まない）、
Ａｌ：０．０５％以下（０％を含まない）、
Ｔｉ：０．００５〜０．１０％、
ＲＥＭ：０．００１〜０．００７％、
Ｚｒ：０．００１〜０．０５０％、
Ｎ  ：０．００２〜０．０１０％、
Ｃａ：０．００１〜０．０１０％、および
Ｏ  ：０．００１０〜０．０１５％を夫々含有すると共に、
下記（１）式で規定されるＡ値が５００〜６０００の範囲にあることを特徴とする溶接熱影響部の靭性に優れた鋼材。
Ａ値＝［Ｃａ］×［Ｎ］×１０8                …（１）
但し、［Ｃａ］および［Ｎ］は、夫々ＣａおよびＮの含有量（質量％）を示す。
【請求項２】
前記鋼材が、更に他の元素として、Ｎｉ：１．５０％以下（０％を含まない）、Ｃｕ：１．５０％以下（０％を含まない）、Ｃｒ：１．５％以下（０％を含まない）、Ｍｏ：１．５％以下（０％を含まない）、Ｎｂ：０．２５％以下（０％を含まない）、Ｖ：０．１０％以下（０％を含まない）およびＢ：０．００５％以下（０％を含まない）よりなる群から選ばれる１種以上の元素を含むものである請求項１に記載の鋼材。
【請求項３】
残部が鉄および不可避的不純物からなるものである請求項１または２に記載の鋼材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁や高層建造物、船舶などに使用される鋼材を溶接するにあたり、熱影響を受ける部位（以下、「溶接熱影響部」または「ＨＡＺ」ということがある）での靭性を改善した鋼材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
橋梁や高層建造物、船舶などに使用される鋼材に要求される特性は、近年益々厳しくなっており、とりわけ良好な靭性が求められている。これらの鋼材は、一般的に溶接にて接合されることが多いが、特にＨＡＺは溶接時に熱影響を受けて靭性が劣化しやすいという問題がある。この靭性劣化は溶接時の入熱量が大きくなるほど顕著に現れ、その原因は溶接時の入熱量が大きくなるとＨＡＺの冷却速度が遅くなり、焼入性が低下して粗大な島状マルテンサイトを生成することにあると考えられている。従ってＨＡＺの靭性を改善するには、溶接時の入熱量を極力抑えればよい。その一方で、溶接作業効率を高めるうえでは、例えばエレクトロガスアーク溶接法やフラックス−銅バッキング溶接法などの大入熱溶接法の採用が望まれる。
【０００３】
そこで、大入熱溶接法を採用した場合でもＨＡＺ靭性の劣化を抑制する鋼材が既に提案されている。例えば特許文献１には、低Ｃ化、低Ｓｉ化および低Ｎ化をすることによって、島状マルテンサイトの面積率を低減してＨＡＺの靭性を良好にした鋼材が提案されている。また、この技術では、ＴｉやＺｒの窒化物を形成させることによって、オーステナイト粒（γ粒）の粗大化を抑制すると共に、窒化物粒子がγ粒内からのフェライト変態核として働くことにより、ＨＡＺ組織を微細化する効果も発揮することも示されている。更に、この技術では、Ｃａ，ＲＥＭ（希土類元素），Ｍｇを含む微細酸化物や硫化物が鋼中に分散することによって、γ粒の微細化が図れると共に、強度確保が可能となって、ＨＡＺの靭性を向上させ得ることが示されている。
【０００４】
しかしながら、本発明者らが検討したところ、溶接金属が１４００℃以上の高温になると、ＨＡＺのうち特に溶接金属に近接した部位（以下、「ボンド部」ということがある）において溶接時に受ける熱によって上記ＴｉＮが固溶消失してしまい、靭性劣化を抑えることができないことが分かった。
【０００５】
一方、特許文献２には、ＣａやＭｇを含む酸化物や、Ｃａ，Ｃｕ，Ｍｇ等を含む硫化物（若しくは複合硫化物）を形成させることによって、ＨＡＺの靭性向上を図る技術が開示されている。また、複合酸化物を鋼中に形成することによって、ＨＡＺの靭性を良好にするという観点から、ＲＥＭの酸化物および／またはＣａＯと、ＺｒＯを含有する複合酸化物を形成させることによって、ＨＡＺの靭性を改善した技術についても提案されている（例えば、特許文献３〜５）。
【０００６】
これまで提案されてきた技術を検討すると、複合酸化物を鋼中に分散させることがＨＡＺの靭性を改善する上で極めて有用であると判断できる。特に、複合酸化物を鋼材中に分散させたものでは、溶接時には熱影響を受けても固溶消失しないため、ＨＡＺの靭性を向上させ得ることができるものと考えられた。しかしながら、大入熱溶接を行った場合に、ＨＡＺの靭性を更に向上させ得る鋼材の実現が望まれているのも事実である。
【特許文献１】特開２００２−１９４４９０号公報
【特許文献２】特開２００４−１６９０４８号公報
【特許文献３】特開２００７−１００２１３号公報
【特許文献４】特開２００７−２４７００４号公報
【特許文献５】特開２００７−２４７００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこうした状況の下でなされたものであって、その目的は、化学成分組成を適切に調整することによって、鋼材組織中に適切な複合酸化物を分散させると共に、溶接時に受ける熱によっても消失しないＴｉＮを分散させることによって、ＨＡＺ（溶接熱影響部）の靭性が極めて優れた鋼材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決することのできた本発明に係る鋼材とは、Ｃ：０．０２〜０．１０％（「質量％」の意味。以下同じ）、Ｓｉ：０．５％以下（０％を含まない）、Ｍｎ：１．０〜２．０％、Ｐ：０．０３％以下（０％を含まない）、Ｓ：０．０２％以下（０％を含まない）、Ａｌ：０．０５％以下（０％を含まない）、Ｔｉ：０．００５〜０．１０％、ＲＥＭ：０．００１〜０．００７％、Ｚｒ：０．００１〜０．０５０％、Ｎ：０．００２〜０．０１０％、Ｃａ：０．００１〜０．０１０％、およびＯ：０．００１０〜０．０１５％を夫々含有すると共に、下記（１）式で規定されるＡ値が５００〜６０００の範囲にある点に要旨を有するものである。
Ａ値＝［Ｃａ］×［Ｎ］×１０8                …（１）
但し、［Ｃａ］および［Ｎ］は、夫々ＣａおよびＮの含有量（質量％）を示す。
【０００９】
本発明の鋼材には、更に他の元素として、Ｎｉ：１．５０％以下（０％を含まない）、Ｃｕ：１．５０％以下（０％を含まない）、Ｃｒ：１．５％以下（０％を含まない）、Ｍｏ：１．５％以下（０％を含まない）、Ｎｂ：０．２５％以下（０％を含まない）、Ｖ：０．１０％以下（０％を含まない）およびＢ：０．００５％以下（０％を含まない）よりなる群から選ばれる１種以上の元素を含むものが好ましく、こうした元素を含有することで母材の強度を高めることができる。尚、前記鋼材の残部は、鉄および不可避的不純物であってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ＣａとＮの含有量のバランスを保ちつつ、鋼材の化学成分組成を適切に調整することによって、鋼材組織中に適切な複合酸化物を分散させると共に、溶接時に受ける熱によっても消失しない様なＴｉＮを分散させることによって、ＨＡＺ（溶接熱影響部）の靭性が極めて優れた鋼材が実現でき、こうした鋼材では溶接する際に、小〜中入熱溶接に限らず、大入熱溶接においても溶接熱影響部（ＨＡＺ）の靭性劣化を防止できるものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明者らは、溶接熱影響部の靭性を更に高めた鋼材の実現を目指して検討を重ねてきた。その結果、鋼材組織中に分散させる複合酸化物として、ＲＥＭ、ＺｒおよびＴｉを含有する複合酸化物の形態とすると共に、溶接時に受ける熱によっても消失しない様なＴｉＮを分散させるような化学成分組成に調整すれば、溶接熱影響部の靭性が一層向上することを見出し、本発明を完成した。
【００１２】
ＲＥＭ、ＺｒおよびＴｉを含有する複合酸化物（以下、「Ｔｉ／ＲＥＭ／Ｚｒ複合酸化物」と記すことがある）では、これまで提案されている複合酸化物よりも更にγ粒へのピン止め効果を有効に発揮して、γ粒の粗大化を抑制するものとなる。そして本発明の鋼材では、こうした複合酸化物による効果を発揮させると同時に、窒化物粒子(ＴｉＮ)を鋼中に分散させてγ粒内からのフェライト変態核として効果的に働くことによって（即ち、粒内変態能を高めることによって）、ＨＡＺ靭性をより優れたものとしたのである。
【００１３】
ところで、ＴｉＮについては、通常の鋼材の成分調整の下では、１４００℃レベルの高温に達すれば、鋼材中に固溶消失してしまうことが知られている（前記特許文献１）。このようにＴｉＮが鋼材中に固溶消失した場合には、上記のような複合酸化物を分散させただけのものとなり、ＨＡＺ靭性の改善効果には限界があり、希望するほどのＨＡＺ靭性が発揮できない。こうした傾向は、低Ｎの場合に顕著なものとなる。
【００１４】
そこで本発明者らは、１４００℃レベルの高温に達しても鋼材中に固溶消失してしまうことがないような状況について検討した。その結果、Ｎ含有量に応じた適切な量のＣａを含有させれば、大入熱溶接での高温においても上記複合酸化物とＴｉＮの共存状態が保たれ、高いレベルでのＨＡＺ靭性が確保できたのである。即ち、下記（１）式で規定されるＡ値が５００〜６０００の範囲となるように、Ｎ含有量とＣａ含有量をバランス良く含有させれば、大入熱溶接での高温においても上記複合酸化物とＴｉＮの共存状態が保たれたのである。
Ａ値＝［Ｃａ］×［Ｎ］×１０8                …（１）
但し、［Ｃａ］および［Ｎ］は、夫々ＣａおよびＮの含有量（質量％）を示す。
【００１５】
上記（１）式で規定されるＡ値が５００以上となったとき、大入熱溶接での高温においてもＴｉＮが消失しにくくなり、粒内変態能を高める効果が発揮されて、ＨＡＺ靭性向上効果が維持できるものとなる。但し、上記Ａ値が６０００を超えて過剰になると、ＴｉＮ，ＣａＯ，ＣａＳ等の粗大介在物が生成し、ＨＡＺ靭性が却って劣化することになる。上記Ａ値の好ましい下限は２０００である。
【００１６】
上記（１）式で規定されるＡ値を所定の範囲に制御することによって、大入熱溶接での高温においてもＴｉＮが消失しにくくなる理由については、おそらくＭｎＳよりもＴｉＮとの整合性の強いＣａＳが生成することによるものと考えられる。
【００１７】
本発明の鋼材は、前記のようなＴｉ／ＲＥＭ／Ｚｒ複合酸化物を含むものであるが、こうした酸化物は、Ｔｉ、ＲＥＭおよびＺｒの含有量を適切に調整することによって形成されることになる。そしてこうした複合酸化物は、溶接時に熱影響を受けて１４００℃レベルの高温になっても固溶消失しないため、溶接時のＨＡＺにおいてオーステナイト粒の粗大化を防止することができ、その結果としてＨＡＺの靭性劣化を防止できる。
【００１８】
本発明の鋼材において、上記のような複合酸化物が形成されているは、鋼材の断面を例えばＥＰＭＡ（Electron Probe X-ray Micro Analyzer；電子線マイクロプローブＸ線分析計）で観察し、観察視野内に認められる介在物を定量分析することよって確認できる。
【００１９】
次に、本発明の鋼材における化学成分組成について説明する。本発明の鋼材は、上記のようなＴｉ／ＲＥＭ／Ｚｒ複合酸化物、およびＴｉＮを分散させるために、これらを構成する元素（Ｔｉ，ＲＥＭ，Ｚｒ，Ｎ）と共に、Ｃａの含有量を適切に調整する必要があるが、これら含有量と共に鋼材の基本成分（Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓ，Ａｌ，Ｏ）の範囲を定めた理由は以下の通りである。
【００２０】
［Ｃ：０．０２〜０．１０％］
Ｃは、鋼材（母材）の強度を確保するために欠くことのできない元素であり、こうした効果を発揮させるには、０．０２％以上含有させる必要がある。しかしながらＣ含有量が０．１０％を超えると、溶接時にＨＡＺに島状マルテンサイトを多く生成してＨＡＺの靭性劣化を招くばかりでなく、溶接性にも悪影響を及ぼす。従って、Ｃ含有量は０．１０％以下に抑える必要がある。
【００２１】
［Ｓｉ：０．５％以下（０％を含まない）］
Ｓｉは、脱酸作用を有すると共に鋼材（母材）の強度向上に寄与する元素である。こうした効果を有効に発揮させるには、０．０２％以上含有させることが好ましく、より好ましくは０．０５％以上、更に好ましくは０．１％以上含有させるのがよい。しかしながらＳｉ含有量が０．５％を超えると、鋼材（母材）の溶接性や母材靭性が劣化するため、０．５％以下に抑える必要がある。好ましくは０．４５％以下であり、より好ましくは０．４％以下に抑える。尚、ＨＡＺに高靭性が求められる場合には、Ｓｉは０．３％以下に抑えるのがよい。より好ましくは０．０５％以下であり、更に好ましくは０．０１％以下である。但し、このようにＳｉ含有量を抑えるとＨＡＺの靭性は向上するが、強度は低下する傾向がある。
【００２２】
［Ｍｎ：１．０〜２．０％］
Ｍｎは、鋼材（母材）の強度向上に寄与する元素であり、こうした効果を有効に発揮させるには、１．０％以上含有させる必要がある。好ましくは１．３％以上含有させるのが良い。しかしながらＭｎ含有量が過剰になると、鋼材（母材）の溶接性を劣化させるため、２．０％以下に抑える必要がある。好ましくは１．７％以下である。
【００２３】
［Ｐ：０．０３％以下（０％を含まない）］
Ｐは、偏析し易い元素であり、特に鋼材中の結晶粒界に偏析して靭性を劣化させる。従って、Ｐは０．０３％以下に抑制する必要があり、好ましくは０．０２％以下、より好まくは０．０１５％以下とする。
【００２４】
［Ｓ：０．０２％以下（０％を含まない）］
Ｓは、Ｍｎと結合して硫化物（ＭｎＳ）を生成し、母材の靭性や板厚方向の延性を劣化させる有害な元素である。またＳは、ＬａやＣｅと結合してＬａＳやＣｅＳを生成し、酸化物の生成を阻害する。従ってＳは０．０２％以下に抑えるべきであり、好ましくは０．０１５％以下、より好ましくは０．００８％以下、特に０．００６％以下とする。
【００２５】
［Ａｌ：０．０５％以下（０％を含まない）］
Ａｌは、脱酸力の強い元素であり、過剰に添加すると酸化物を還元して所望の酸化物を生成し難くなる。従ってＡｌは０．０５％以下に抑える必要があり、好ましくは０．０３％以下、より好ましくは０．０１％以下とする。
【００２６】
［Ｔｉ：０．００５〜０．１０％］
Ｔｉは、鋼材中にＴｉＮなどの窒化物やＴｉ／ＲＥＭ／Ｚｒ複合酸化物を生成してＨＡＺの靭性向上に寄与する元素である。こうした効果を有効に発揮させるには、Ｔｉは０．００５％以上含有させる必要があり、好ましくは０．００７％以上、より好ましくは０．０１％以上とする。しかし過剰に添加すると鋼材（母材）の靭性を劣化させるため、０．１０％以下に抑えるべきである。好ましくは０．０７％以下であり、より好ましくは０．０６％以下とする。
【００２７】
［ＲＥＭ：０．００１〜０．００７％］
ＲＥＭ（希土類元素）は、ＴｉやＺｒと共にＴｉ／ＲＥＭ／Ｚｒ複合酸化物を形成してＨＡＺの靭性向上に寄与する元素である。こうした効果を有効に発揮させるためには、ＲＥＭは０．００１％以上含有させるべきであり、好ましくは０．００２％以上である。しかしながら、過剰に添加すると、固溶状態のＲＥＭが増加して母材の靭性が劣化するため、０．００７％以下に抑えるべきである。好ましくは０．００５％以下とする。尚、本発明において、ＲＥＭとは、ランタノイド元素（ＬａからＬｎまでの１５元素）およびＳｃ（スカンジウム）とＹ（イットリウム）を含む意味であり、これらの元素のなかでも、Ｌａ、ＣｅおよびＹよりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含有することが好ましく、より好ましくはＬａおよび／またはＣｅを含有するのがよい。
【００２８】
［Ｚｒ：０．００１〜０．０５０％］
Ｚｒは、ＴｉやＲＥＭと共にＴｉ／ＲＥＭ／Ｚｒ複合酸化物を形成してＨＡＺの靭性向上に寄与する元素である。こうした効果を有効に発揮させるためには、Ｚｒは０．００１％以上含有させるべきであり、好ましくは０．００２％以上である。しかし過剰に添加すると、粗大なＺｒの炭化物が生成して母材の靭性が劣化するため、０．０５０％以下に抑えるべきである。好ましくは０．０４％以下であり、より好ましくは０．０３％以下とする。
【００２９】
［Ｎ：０．００２〜０．０１０％］
Ｎは、ＴｉＮを析出する元素であり、ＴｉＮは溶接時にＨＡＺに生成するオーステナイト粒の粗大化を防止すると共に（ピン止め効果）、フェライト変態を促進するため（粒内変態能）、ＨＡＺの靭性を向上させるのに寄与する。こうした効果を有効に発揮させるには、Ｎは０．００２％以上含有させる必要があり、好ましくは０．００４％以上である。Ｎは多いほどオーステナイト粒の微細化が促進されるため、ＨＡＺの靭性向上に有効に作用する。しかしながら、Ｎ含有量が０．０１０％を超えると、固溶Ｎ量が増大して母材の靭性が劣化する。従ってＮは０．０１０％以下に抑える必要があり、好ましくは０．００８％以下とする。但し、Ｎ含有量は、上記（１）式で規定されるＡ値が所定の範囲となるように調整する必要があるのは言うまでもない。
【００３０】
［Ｃａ：０．００１〜０．０１０％］
Ｃａは、大入熱溶接時のＴｉＮの消失を抑制して、ＴｉＮによる靭性向上効果を有効に発揮させる元素である。Ｃａを含有させることによって、低Ｎにおいても靭性向上に必要なＴｉＮを確保できるものとなる。こうした効果を有効に発揮させるためには、Ｃａは０．００１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．００２％以上である。しかし過剰に添加すると、粗大なＣａＯやＣａＳが生成するため、０．０１０％以下に抑える必要がある。好ましくは０．００９％以下であり、より好ましくは０．００８％以下とする。但し、Ｃａ含有量は、Ｎ含有量と同様に、上記（１）式で規定されるＡ値が所定の範囲となるように調整する必要があるのは言うまでもない。
【００３１】
［Ｏ：０．００１０〜０．０１５％］
Ｏは、粒内変態能に優れたＴｉ／ＲＥＭ／Ｚｒ複合酸化物を形成するのに必要な元素である。こうした効果を発揮させるためには、Ｏは０．００１０％以上含有させる必要がある。しかしながら、Ｏ含有量が過剰になると、粗大酸化物を生成し、ＨＡＺ靭性が却って劣化するので、０．０１５％以下とする必要がある。尚、Ｏ含有量の好ましい下限は０．００２０％である。
【００３２】
本発明の鋼材における基本成分は上記の通りであるが、必要によって、Ｎｉ：１．５０％以下（０％を含まない）、Ｃｕ：１．５０％以下（０％を含まない）、Ｃｒ：１．５％以下（０％を含まない）、Ｍｏ：１．５％以下（０％を含まない）、Ｎｂ：０．２５％以下（０％を含まない）、Ｖ：０．１０％以下（０％を含まない）およびＢ：０．００５％以下（０％を含まない）よりなる群から選ばれる１種以上の元素を含有することも有効であり、これらの元素を含有させることによって、鋼材の強度を高めることができる。こうした範囲を定めた理由は以下の通りである。
【００３３】
Ｎｉは、鋼材の強度を高めると共に、鋼材の靭性を向上させるのに有効に作用する元素であり、こうした作用を発揮させるには、０．０５％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．１％以上であり、更に好ましくは０．２％以上とする。Ｎｉは多いほど好ましいが、高価な元素であるため経済的観点から１．５０％以下に抑えることが好ましい。より好ましくは１．３％以下であり、更に好ましくは１．１％以下とする。
【００３４】
Ｃｕは、鋼材を固溶強化させる元素であり、こうした効果を有効に発揮させるには、０．０５％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．１％以上であり、更に好ましくは０．２％以上である。特に０．６％以上含有させると、固溶強化のほか、時効析出強化も発揮し、大幅な強度向上が可能となる。しかしながら、１．５０％を超えてＣｕを過剰に含有させると、鋼材（母材）の靭性を低下させるため、Ｃｕは１．５０％以下に抑えるのがよい。好ましくは１．３％以下であり、より好ましくは１．１％以下とする。
【００３５】
Ｃｒを添加して強度を高めるには、０．０１％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．０２％以上、更に好ましくは０．０３％以上である。しかしながら、Ｃｒ含有量が過剰になると溶接性が劣化するため、１．５％以下に抑えることが好ましい。より好ましくは１．３％以下であり、更に好ましくは１．１％以下とする。
【００３６】
Ｍｏを添加して強度を高めるには、０．０１％以上含有させるのが望ましい。より好ましくは０．０２％以上であり、更に好ましくは０．０３％以上含有させることが推奨される。但し、Ｍｏ含有量が過剰になると溶接性を悪化させるため、１．５％以下とするのが好ましい。より好ましくは１．３％以下であり、更に好ましくは１．０％以下に抑えることが推奨される。
【００３７】
Ｎｂを添加して強度を高めるには、０．００５％以上含有させるのが好ましい。より好ましくは０．０１％以上であり、更に好ましくは０．０３％以上である。しかしながら、Ｎｂ含有量が過剰になると炭化物（ＮｂＣ）が析出して母材の靭性を劣化させるので、０．２５％以下に抑えるのが好ましい。より好ましくは０．２３％以下であり、更に好ましくは０．２％以下とする。
【００３８】
Ｖを添加して強度を高めるには、０．００２％以上含有させるのが望ましい。より好ましくは０．０１％以上、更に好ましくは０．０３％以上含有させるのがよい。しかしながらＶ含有量が過剰になると溶接性が悪化する共に、母材の靭性が劣化するため、Ｖは０．１０％以下とするのが好ましい。より好ましくは０．０８％以下、更に好ましくは０．０６％以下に抑えるのがよい。
【００３９】
Ｂは、鋼材の強度を高めると共に、溶接時に加熱されたＨＡＺが冷却される過程において鋼中のＮと結合してＢＮを析出し、オーステナイト粒内からのフェライト変態を促進させる。こうした効果を有効に発揮させるには、０．０００３％以上含有させるのが好ましい。より好ましくは０．０００５％以上であり、更に好ましくは０．０００８％以上とする。しかしながら、Ｂ含有量が過剰になると鋼材（母材）の靭性が劣化するので、０．００５％以下とするのが好ましい。より好ましくは０．００４％以下であり、更に好ましくは０．００３％以下とするのがよい。
【００４０】
本発明の鋼材は、上記元素を必須成分として含有するものであり、残部は鉄および不可避的不純物（例えば、ＭｇやＡｓ，Ｓｅなど）であってもよい。
【００４１】
本発明の鋼材を製造するに当たっては、上記のように化学成分組成を調整した溶鋼を、常法に従って連続鋳造してスラブとした後、常法に従って熱間圧延すればよい。尚、溶鋼へ添加するＲＥＭやＣａ，Ｚｒ，Ｔｉの形態は特に限定されず、例えば、ＲＥＭとして、純Ｌａや純Ｃｅ，純Ｙなど、或いは純Ｃａ，純Ｚｒ，純Ｔｉ、更にはＦｅ−Ｓｉ−Ｌａ合金，Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｅ合金，Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃａ合金，Ｆｅ−Ｓｉ−Ｌａ−Ｃｅ合金，Ｆｅ−Ｃａ合金，Ｎｉ−Ｃａ合金などを添加すればよい。また、溶鋼へミッシュメタルを添加してもよい。ミッシュメタルとは、セリウム族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％程度含有している。
【００４２】
こうして得られた本発明に係る鋼材は、例えば橋梁や高層建造物、船舶などの構造物の材料として使用でき、小〜中入熱溶接はもとより、大入熱溶接においても溶接熱影響部の靭性劣化を防ぐことができる。
【実施例】
【００４３】
以下、本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更して実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００４４】
実験例１
下記表１、２に化学成分組成を示す各種溶鋼を調製した。尚、下記表１において、ＬａはＦｅ−Ｌａ合金の形態で、ＣｅはＦｅ−Ｃｅ合金の形態で、ＲＥＭはＬａを５０％程度とＣｅを２５％程度含有するミッシュメタルの形態で、ＣａはＮｉ−Ｃａ合金、またはＣａ−Ｓｉ合金、またはＦｅ−Ｃａ圧粉体の形態で、ＺｒはＺｒ単体で、ＴｉはＦｅ−Ｔｉ合金の形態で、夫々添加した。尚、下記表１および表２中「−」は元素を添加していないことを示している。また、数値の前に「＜」があるものは、その元素を添加していないが不可避的に含まれていたため、定量限界未満の範囲で検出されたことを意味している。
【００４５】
【表１】
2010024523.tif 000002
【００４６】
【表２】
2010024523.tif 000003
【００４７】
上記溶鋼を、連続鋳造機でスラブに鋳造し、これを熱間圧延して厚み：３０〜６０ｍｍの鋼板を得た。各鋼板について、溶接時に熱影響を受けるＨＡＺの靭性を評価するために、大入熱溶接を模擬して下記に示す溶接再現試験を行なった。溶接再現試験は、上記鋼板から切り出した試験片を、その全体が１４００℃になる様に加熱し、この温度で６０秒間保持した後、冷却して行った。冷却速度は、８００℃から５００℃への冷却時間が３００秒となるように調整した。この溶接再現試験は、入熱量が５０ｋＪ／ｍｍの大入熱溶接を想定したものである。
【００４８】
冷却後のサンプルの衝撃特性は、Ｖノッチシャルピー試験して−４０℃における吸収エネルギー（ｖＥ-40）を測定して評価した。ｖＥ-40が１００Ｊ以上のものを合格（ＨＡＺ靭性良好）とする。測定結果をＡ値と共に下記表３に示す。
【００４９】
【表３】
2010024523.tif 000004
【００５０】
これらの結果から明らかなように、Ｎｏ．１〜１３は、本発明で規定する要件を満足する例であり、溶接熱影響部の靭性が良好な鋼材が得られている。これに対して、Ｎｏ．１４〜３０では、本発明で規定するいずれかの要件を外れる例であり、いずれも溶接熱影響部の靭性が劣っている。