(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼組成が、質量％で、Ｃ：０．０２〜０．２０％未満、Ｓｉ：０．０１〜０．８％、Ｍｎ：０．５〜２％、Ｎｉ：１．４〜５％、Ａｌ：０．００５〜０．１％、Ｎ：０．０００５〜０．００８％、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．００４％以下、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、
鋼材表面に、質量％で１％以上のヘマタイト（Ｆｅ２Ｏ３）、質量％で１％以上のマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）、および質量％で５０％以上のウスタイト（ＦｅＯ）で構成され、厚みが３〜１００μｍのスケール層を備え、
前記スケール層と地鉄との界面の地鉄側におけるＮｉの濃度が、質量％で５．２％以上であることを特徴とする、水素侵入抑制特性に優れた高張力厚鋼板。
【請求項２】
さらに、鋼組成が、質量％で、Ｃｕ：０．２１〜１．３１％を含有し、スケール層と地鉄との界面の地鉄側においてＣｕの濃度が、質量％で０．２％以上であることを特徴とする、請求項１に記載の水素侵入抑制特性に優れた高張力厚鋼板。
【請求項３】
さらに、鋼組成が、質量％で、Ｍｏ：１％以下、Ｎｂ：０．１％以下、Ｖ：０．５％以下、Ｔｉ：０．１％以下、Ｃｒ：２％以下、Ｗ：２％以下、Ｐｂ：２％以下の一種または二種以上を含有することを特徴とする、請求項１または２に記載の水素侵入抑制特性に優れた高張力厚鋼板。
【請求項４】
さらに、鋼組成が、質量％で、Ｂ：０．００３％以下、Ｃａ：０．０１％以下、ＲＥＭ：０．０２％以下、Ｍｇ：０．０１％以下の一種または二種以上を含有することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の水素侵入抑制特性に優れた高張力厚鋼板。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一つに記載の鋼組成を有する鋼を鋳造後、Ａｒ３変態点以下に冷却することなく、あるいはＡｃ３変態点以上に再加熱後、熱間圧延によって所定の板厚とすることを特徴とし、鋼材表面に、質量％で１％以上のヘマタイト（Ｆｅ２Ｏ３）、質量％で１％以上のマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）、および質量％で５０％以上のウスタイト（ＦｅＯ）で構成され、厚みが３〜１００μｍのスケール層を備え、前記スケール層と地鉄との界面の地鉄側におけるＮｉの濃度が、質量％で５．２％以上である水素侵入抑制特性に優れた高張力厚鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環境から鋼中への水素の侵入を抑制する水素侵入抑制特性に優れた高張力厚鋼板およびその製造方法に関し、特に引張強度が６００ＭＰａ以上の溶接構造用厚鋼板として好適なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、建設産業機械・タンク・ペンストック・海洋構造物・ラインパイプ等の鋼材使用分野では、構造物の大型化を背景として、使用する鋼材の高強度化が指向されている。
【０００３】
しかしながら、引張強さが６００ＭＰａ以上の高張力鋼材では、鋼材の剪断加工後や溶接後、または鋼材使用中に、水素に起因する遅れ破壊を生じる場合があるため、耐遅れ破壊特性を向上することが望まれてきた。
【０００４】
遅れ破壊は、環境から鋼材中に侵入した水素が、応力誘起拡散や転位によって、応力集中部に徐々に集積し、ある限界量を超えると発生する。このため、耐遅れ破壊特性を向上させる材質設計の基本的な指針として、まず、水素の侵入そのものを抑制すること、次に、侵入した水素を無害化すること、さらに、水素が集積しても遅れ破壊を生じにくい組織にすることが考えられる。
【０００５】
これらの中で、侵入した水素を無害化する手法としては、例えばＶ４Ｃ３やＴｉＣなどの微細析出物によって、水素をトラップする方法などが知られている。また、遅れ破壊を生じにくい組織とするため、Ｐなどの不純物低減による粒界強化やオースフォームの活用、パーライト組織の活用などが検討されてきている。これらに比べて水素の侵入そのものを抑制する手法に関する検討例は少なく、ＰＣ鋼棒の分野にて、Ｎｉを活用した例が報告されているにすぎない（特許文献１や非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−６７９１２号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】白神哲夫、石川信行、石黒守幸、山下英治、溝口茂：鉄と鋼，Ｖｏｌ．８２（１９９６），７７７．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、水素の侵入そのものを抑制する手法は、ＰＣ鋼棒を対象とするもので成分組成や製造方法が大きく相違する溶接構造用厚鋼板を対象とするものではない。
【０００９】
すなわち、特許文献１や非特許文献１に記載されているＮｉによる水素侵入抑制効果は、炭素量が０．２〜０．６質量％の鋼材において、圧延後にスケールを機械的に剥離した後で、焼入れ・焼戻し処理に供した場合を対象としているので、炭素量が０．２質量％未満と低く、圧延後に、スケールの剥離を行わずに、そのまま空冷もしくは加速冷却や焼入れ、焼戻しなどの熱処理に供する溶接構造用厚鋼板にそのまま適用することはできない。
【００１０】
そこで本発明は、水素侵入抑制特性に優れた、引張強さが６００ＭＰａ以上の高張力厚鋼板およびその製造方法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】
【００１１】
本発明者らは、水素の侵入を抑制することによって、溶接構造用厚鋼板の耐遅れ破壊特性を向上させるため鋭意研究を重ねた結果、スケールの組成、厚さ、スケールと地鉄との界面の地鉄側におけるＮｉの濃度の適正化によって、優れた水素侵入抑制効果が得られることを見出した。
【００１２】
本発明は、得られた知見を基に更に検討を加えてなされたもので、すなわち、本発明は、
１．鋼組成が、質量％で、Ｃ：０．０２〜０．２０％未満、Ｓｉ：０．０１〜０．８％、Ｍｎ：０．５〜２％、Ｎｉ：０．１〜５％、Ａｌ：０．００５〜０．１％、Ｎ：０．０００５〜０．００８％、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．００４％以下、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、
鋼材表面にヘマタイト（Ｆｅ２Ｏ３）、マグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）、および質量％で５０％以上のウスタイト（ＦｅＯ）で構成され、厚みが３〜１００μｍのスケール層を備え、前記スケール層と地鉄との界面の地鉄側におけるＮｉの濃度が、質量％で０．２％以上であることを特徴とする、水素侵入抑制特性に優れた高張力厚鋼板。
２．さらに、鋼組成が、質量％で、Ｃｕ：０．１〜３％を含有し、スケール層と地鉄との界面の地鉄側においてＣｕの濃度が、質量％で０．２％以上であることを特徴とする、１に記載の水素侵入抑制特性に優れた高張力厚鋼板。
３．さらに、鋼組成が、質量％で、Ｍｏ：１％以下、Ｎｂ：０．１％以下、Ｖ：０．５％以下、Ｔｉ：０．１％以下、Ｃｒ：２％以下、Ｗ：２％以下、Ｐｂ：２％以下の一種または二種以上を含有することを特徴とする、１または２に記載の水素侵入抑制特性に優れた高張力厚鋼板。
４．さらに、鋼組成が、質量％で、Ｂ：０．００３％以下、Ｃａ：０．０１％以下、ＲＥＭ：０．０２％以下、Ｍｇ：０．０１％以下の一種または二種以上を含有することを特徴とする、１乃至３のいずれかに記載の水素侵入抑制特性に優れた高張力厚鋼板。
５．１乃至４のいずれか一つに記載の鋼組成を有する鋼を鋳造後、Ａｒ３変態点以下に冷却することなく、あるいはＡｃ３変態点以上に再加熱後、熱間圧延によって所定の板厚とすることを特徴とする水素侵入抑制特性に優れた高張力厚鋼板の製造方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、水素侵入抑制特性に優れた引張強さが６００ＭＰａ以上の溶接構造用厚鋼板およびその製造方法が得られ、産業上極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】繰り返し腐食試験（ＣＣＴ）を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明では、成分組成、スケール性状（スケールの組成、厚さ）、およびスケールと地鉄との界面における地鉄側における合金元素の濃度を規定する。
【００１６】
［成分組成］以下の説明において％は、何れも質量％である。
【００１７】
Ｃ：０．０２〜０．２０％未満
Ｃは、強度を確保するために含有するが、０．０２％未満ではその効果が不十分であり、一方、０．２０％以上になると母材および溶接熱影響部の靭性が劣化するとともに、溶接性が著しく劣化する。したがって、Ｃ含有量を０．０２％以上０．２０％未満に限定し、好ましくは０．０６％以上０．２０％未満である。
【００１８】
Ｓｉ：０．０１〜０．８％
Ｓｉは、製鋼段階の脱酸材および強度向上元素として含有するが、０．０１％未満ではその効果が不十分であり、一方、０．８％を超えると粒界が脆化し、低温靭性を劣化させる。したがって、Ｓｉ含有量を０．０１〜０．８％に限定する。
【００１９】
Ｍｎ：０．５〜２％
Ｍｎは、強度を確保するために含有するが、０．５％未満ではその効果が不十分であり、一方、２％を超えると溶接熱影響部の靭性が劣化するとともに、溶接性が著しく劣化する。したがって、Ｍｎ含有量を０．５〜２％に限定する。
【００２０】
Ｎｉ：０．１〜５％
Ｎｉ含有鋼は、ＮｉがＦｅよりも酸化しにくいため、鋼材が酸化するとき、Ｆｅが選択的に酸化され、Ｎｉがスケールと地鉄との界面の地鉄側に濃化する。Ｎｉは、面心立方格子であり、最密充填構造をしているため、水素の拡散係数が小さく、水素の侵入が抑制されるが、鋼中の含有量が０．１％未満では前記濃化時の水素侵入抑制効果が不十分であり、一方、５％を超えると、経済性が劣る。したがって、Ｎｉ含有量を０．１〜５％に限定し、好ましくは０．２〜５％である。また、Ｎｉ含有量が１．４％以上の場合には、スケール中にもＮｉが層状に濃化して水素侵入抑制特性を発揮し、この効果はＮｉ含有量が２．４％以上の場合にさらに顕著となるので、Ｎｉ含有量として、より好ましい範囲は１．４〜５％、いっそう好ましい範囲は２．４〜５％である。
【００２１】
Ａｌ：０．００５〜０．１％
Ａｌは、脱酸材として、また結晶粒径の微細化のため含有させるが、０．００５％未満の場合にはその効果が十分でなく、一方、０．１％を超えて含有すると、鋼板の表面疵が発生し易くなる。したがって、Ａｌ含有量を０．００５〜０．１％に限定する。
【００２２】
Ｎ：０．０００５〜０．００８％
Ｎは、Ｔｉなどと窒化物を形成することによって組織を微細化し、母材ならびに溶接熱影響部の靭性を向上させる効果を有するが、０．０００５％未満の含有では組織の微細化効果が充分にもたらされず、一方、０．００８％を超えて含有すると固溶Ｎ量が増加するために母材および溶接熱影響部の靭性を損なう。したがって、Ｎ含有量を０．０００５〜０．００８％に限定する。
【００２３】
Ｐ：０．０２％以下
Ｐは焼戻し処理時にパケット境界等の結晶粒界に偏析しやすく、０．０２％を超えて含有すると隣接結晶粒の接合強度を低下させ、疲労特性や低温靭性、耐遅れ破壊特性などを劣化させる。したがって、Ｐ含有量を０．０２％以下に限定する。
【００２４】
Ｓ：０．００４％以下
Ｓは、非金属介在物であるＭｎＳを生成しやすく、０．００４％を超えて含有すると、介在物の量が多くなり、内部破壊の起点として作用し、疲労特性を劣化させる。したがって、Ｓ含有量を０．００４％以下に限定する。
【００２５】
以上が本発明の基本成分組成であるが、さらに、特性を向上させる場合、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂ、Ｃａ、ＲＥＭ、Ｍｇから選ばれる１種または２種以上を添加することができる。
【００２６】
Ｃｕ：０．１〜３％
Ｃｕ含有鋼は、ＣｕがＦｅよりも酸化しにくいため、鋼材が酸化するとき、Ｆｅが選択的に酸化され、Ｃｕがスケールと地鉄との界面の地鉄側に濃化する。Ｃｕは、面心立方格子であり、最密充填構造をしているため、水素の拡散係数が小さく、水素の侵入が抑制されるが、鋼中の含有量が０．１％未満では前記濃化時の水素侵入抑制効果が不十分である。一方、Ｃｕ含有量が３％を超えると、鋼片加熱時や溶接時に熱間での割れを生じやすくする。したがって、Ｃｕを添加する場合には、その含有量を０．１〜３％とすることが好ましい。
【００２７】
Ｍｏ：１％以下
Ｍｏは、焼入れ性および強度を向上する作用を有するので、必要に応じて添加することができるが、１％を超える添加は経済性が劣る。したがって、Ｍｏを添加する場合には、その含有量を１％以下にすることが好ましい。なお、Ｍｏは焼戻し軟化抵抗を大きくする作用を有し、１０００ＭＰａ以上の引張強さを確保するためには、０．２％以上含有させることが好ましい。
【００２８】
Ｎｂ：０．１％以下
Ｎｂは、マイクロアロイング元素として強度を向上させると同時に、未再結晶域の上限温度を高温側にシフトさせることによって、比較的高温の圧延でも未再結晶域圧延を行うことを可能にするので、必要に応じて添加することができるが、０．１％を越えて含有すると溶接熱影響部の靭性を劣化させる。したがって、Ｎｂを添加する場合には、その含有量を０．１％以下とすることが好ましい。
【００２９】
Ｖ：０．５％以下
Ｖは、マイクロアロイング元素として強度を向上させるので、必要に応じて添加することができるが、０．５％を超えて含有すると溶接熱影響部の靭性を劣化させる。したがって、Ｖを添加する場合には、その含有量を０．５％以下とすることが好ましい。
【００３０】
Ｔｉ：０．１％以下
Ｔｉは、圧延加熱時あるいは溶接時にＴｉＮを生成し、オーステナイト粒の成長を抑制し、母材ならびに溶接熱影響部の靭性を向上させるので、必要に応じて添加することができるが、０．１％を超えて含有すると溶接熱影響部の靭性を劣化させる。したがって、Ｔｉを添加する場合には、その含有量を０．１％以下に限定することが好ましい。
【００３１】
Ｃｒ：２％以下
Ｃｒは、強度および靭性を向上する作用を有しており、また高温強度特性に優れるので、必要に応じて添加することができる。特に引張強さ９００ＭＰａ以上の高強度特性を得るために０．３％以上含有させることが好ましい。しかしながら、Ｃｒ含有量が２％を超えると、溶接性が劣化する。したがって、Ｃｒを添加する場合には、その含有量を２％以下に限定することが好ましい。
【００３２】
Ｗ：２％以下
Ｗは、強度を向上する作用を有するので、必要に応じて添加することができる。しかしながら、Ｗ含有量が２％を超えると、溶接性が劣化する。したがって、Ｗを添加する場合は、その含有量を２％以下に限定することが好ましい。
【００３３】
Ｐｂ：２％以下
Ｐｂ含有鋼は、ＰｂがＦｅよりも酸化しにくいため、鋼材が酸化するとき、Ｐｂがスケールと地鉄界面の地鉄側に濃化する。Ｐｂは、面心立方格子であり、最密充填構造をしているため、水素の拡散係数が小さく、水素の侵入が抑制されるので、水素侵入抑制効果を得るために、Ｐｂを０．１％以上含有させることができる。しか
しながら、Ｐｂ含有量が２％を超えると、熱間加工性が低下する。したがって、Ｐｂを添加する場合には、その含有量を２％以下に限定することが好ましい。
【００３４】
Ｂ：０．００３％以下
Ｂは、焼入れ性を向上する作用を有するので、添加することができる。しかしながら、Ｂ含有量が０．００３％を超えると、靭性を劣化させる。したがって、Ｂを添加する場合には、その含有量を０．００３％以下に限定することが好ましい。
【００３５】
Ｃａ：０．０１％以下
Ｃａは、硫化物系介在物の形態制御を通じて靱性改善に寄与するので、添加することができる。しかしながら、０．０１％を超えて含有すると清浄度の低下を招く。したがって、Ｃａを添加する場合には、その含有量を０．０１％以下に限定することが好ましい。
【００３６】
ＲＥＭ：０．０２％以下
ＲＥＭ（注：ＲＥＭとはＲａｒｅ  Ｅａｒｔｈ  Ｍｅｔａｌの略、希土類金属）は、鋼中でＲＥＭ（Ｏ、Ｓ）として硫化物を生成することによって結晶粒界の固溶Ｓ量を低減して、ＳＲ（応力歪取焼鈍）割れなどの再熱割れを抑制する効果があるので、添加することができる。しかしながら、０．０２％を超えて含有すると、沈殿晶帯にＲＥＭ硫化物が著しく集積し、材質の劣化を招く。したがって、ＲＥＭを添加する場合には、その添加量を０．０２％以下に限定することが好ましい。
【００３７】
Ｍｇ：０．０１％以下
Ｍｇは、溶銑脱硫材として使用することができる。しかしながら、０．０１％を超えて含有すると清浄度の低下を招く。したがって、Ｍｇを添加する場合には、その添加量を０．０１％以下に限定する。
【００３８】
上記成分以外の残部は、Ｆｅおよび不可避的不純物である。ただし、本発明の作用効果を害さない範囲であれば、上記以外の元素の含有を拒むものではない。たとえば、ＳｎはＦｅよりも酸化しにくいため、鋼材が酸化するとき、Ｓｎがスケールと地鉄界面の地鉄側に濃化し、水素侵入抑制効果を発揮するので、鋼中にＳｎを０．０１〜３％含有させてもよい。
［スケール性状］
スケール組成
スケール組成は、ヘマタイト、マグネタイト、およびウスタイトの３種類のスケールで構成され、かつ、スケール中のウスタイトの質量％が５０％以上存在することが必要である。
【００３９】
スケールと地鉄の密着性が最も向上し、水素の侵入に対して最も有効に機能するためである。なお、ヘマタイトおよびマグネタイトの存在量は、いずれも、質量％で１％以上とする。スケール組成は、Ｘ線回折の測定結果から求めることができる。
【００４０】
スケール層の厚さ
スケール層の厚さは３〜１００μｍに限定する。スケール厚さが３μｍ未満の場合には、スケールと地鉄との界面の地鉄側におけるＮｉ濃度が低下し、水素侵入の抑制効果が不十分であり、一方、１００μｍを超えるとスケールと地鉄の密着性が劣化し、スケール中にＮｉが層状に濃化した場合のスケール自体による水素侵入抑制効果が不十分となる。したがって、スケール厚さを３〜１００μｍに限定する。
［スケールと地鉄との界面］
スケールと地鉄との界面の地鉄側におけるＮｉ濃度
スケールと地鉄との界面の地鉄側におけるＮｉの濃度を質量％で０．２％以上とする。スケールと地鉄との界面の地鉄側におけるＮｉの濃度が０．２％未満の場合には、水素拡散係数の小さなＮｉの濃化が充分でなく、水素の侵入を効果的に抑制できない。したがって、スケールと地鉄との界面の地鉄側におけるＮｉの濃度を０．２％以上に限定する。
【００４１】
スケールと地鉄との界面の地鉄側におけるＣｕ濃度
Ｎｉの他に、選択元素としてＣｕを含有する鋼の場合には、スケールと地鉄との界面の地鉄側におけるＣｕの濃度を質量％で０．２％以上にすると、水素拡散係数の小さなＣｕの濃化により、水素の侵入をより効果的に抑制できるので、好ましい。
［製造条件］
以下の説明で温度規定は鋼材の板厚中心部におけるものとする。中心部近傍はほぼ同様の温度履歴になるので、必ずしも厳密な中心そのものに限定するものではない。
【００４２】
本発明では、溶鋼から鋳片を製造する方法は特に規定しない。転炉法・電気炉法等で溶製された鋼や、連続鋳造・造塊法等で製造されたスラブやインゴットなどが利用できる。
【００４３】
熱間圧延条件
鋳片を圧延して厚鋼板を製造する際、Ａｒ３変態点以下に冷却することなく、そのまま熱間圧延を開始しても、あるいは、一度冷却した鋳片をＡｃ３変態点以上に再加熱した後に熱間圧延を開始しても良い。これは、この温度域で圧延を開始すれば、本発明の有効性は失われないためである。
【００４４】
なお、７００℃以上の温度域で圧延を終了することが好ましい。これは、７００℃未満で圧延を行うと、スケールが部分的に剥離する場合があり、水素侵入を抑制する効果が小さくなるおそれがあるためである。
【００４５】
Ａｒ３変態点（℃）およびＡｃ３変態点（℃）は、例えばＡｒ３＝９１０−３１０Ｃ−８０Ｍｎ−２０Ｃｕ−１５Ｃｒ−５５Ｎｉ−８０Ｍｏ、Ａｃ３＝８５４−１８０Ｃ＋４４Ｓｉ−１４Ｍｎ−１７．８Ｎｉ−１．７Ｃｒにより求めることができる。各式において各元素記号は鋼中含有量（質量％）とする。
【００４６】
直接焼入れあるいは加速冷却
熱間圧延終了後、母材強度および母材靭性を確保するため、直接焼入れあるいは加速冷却を行う。直接焼入れあるいは加速冷却後に、靭性の向上等を目的として、焼戻し処理を行っても良い。焼戻し処理を行う場合には、スケール性状に影響を及ぼさないＡｃ１変態点以下の温度域にて行うことが好ましい。水冷処理や焼戻し処理は、本発明の有効性に影響を与えないためである。
【００４７】
Ａｃ１変態点（℃）は、例えばＡｃ１＝７２３−１４Ｍｎ＋２２Ｓｉ−１４．４Ｎｉ＋２３．３Ｃｒにより求めることができる。式において各元素記号は鋼中含有量（質量％）とする。
【００４８】
焼戻し時の加熱方式は、誘導加熱、通電加熱、赤外線輻射加熱、雰囲気加熱等のいずれの方式でも良い。
【００４９】
なお、以上、本発明に係る厚鋼板とその製造方法について説明したが、以上説明したような製造条件が適用される鋼材ならば、その形状は厚鋼板に限らず、たとえば、形鋼や棒鋼などに対しても、本発明を適用することが可能である。その場合、製造条件における温度履歴の規定は、たとえば形鋼ならば本発明に係る特性を付与する部位の板厚中心、棒鋼ならば径方向の中心、として、本発明を適用すればよい。ただし、これらの場合も、中心部近傍はほぼ同様の温度履歴となるので、中心そのものに限定するものではない。
【実施例】
【００５０】
本発明の有効性を実施例によって説明する。種々の化学成分の鋼を溶製してスラブに鋳造し、加熱炉で加熱後、圧延を行い種々の板厚の鋼板とした。圧延後、引続き水冷に供し、次いで、一部の鋼板を除いて、雰囲気加熱装置またはソレノイド型誘導加熱装置を用いて焼戻し処理を行った。
【００５１】
なお、水冷後または焼戻し後の冷却は空冷とし、圧延終了、水冷開始、水冷停止、焼戻し温度などの板厚中心部における温度は、放射温度計による鋼板表面の逐次における温度測定結果から、伝熱計算によって求めた。
【００５２】
スケール中のウスタイトの含有量は、Ｃｕ管球を用いたＸ線回折による測定結果から同定した。なお、同じくＸ線回折による測定結果から、本実施例における供試鋼すべてにおいて、スケールは、質量％で、１％以上のヘマタイト、１％以上のマグネタイト、および残部マグネタイトからなる３種類のスケールで構成されていることが確認された。
【００５３】
スケール層の厚さは、各供試鋼から表層を含む厚さ１０ｍｍ×縦２０ｍｍ×横２０ｍｍの試験片を採取し、ＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：走査型電子顕微鏡）写真（倍率２００倍）で表層断面を１０箇所測定し、画像処理により求めた平均値とした。
【００５４】
また、同じ試験片を用いて、スケールと地鉄の界面におけるＮｉとＣｕの濃度は、ＥＰＭＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｐｒｏｂｅ  Ｍｉｃｒｏ−Ａｎａｌｙｚｅｒ：Ｘ線マイクロアナライザ）による線分析結果から同定し、１０箇所の平均値とした。
【００５５】
また、降伏応力および引張強さは、全厚引張試験片を用いた引張試験（ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１（１９９８）準拠）により測定し、シャルピー衝撃試験によって延性・脆性破面遷移温度を求めた。シャルピー衝撃試験片は、板厚２５ｍｍ以上の場合、採取位置を板厚中心とし、板厚１０ｍｍ以下の場合、ハーフサイズとした。
【００５６】
一方、鋼中への水素侵入挙動を評価するため、繰り返し腐食試験（ＣＣＴ：Ｃｙｃｌｉｃ  Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ  Ｔｅｓｔ）により腐食促進処理を施した後の鋼中に残存する拡散性水素量を測定した。繰り返し腐食試験（ＣＣＴ）は、図１に示す、５質量％の食塩水噴霧を含む１サイクル２４時間の乾湿繰り返し試験を３０サイクル実施し、ＣＣＴ完了から１５ｍｉｎ後に、鋼材中の水素をガスクロマトグラフ式の水素昇温脱離分析法（昇温速度：２００℃／ｈ）にて測定し、３００℃以下で放出される水素を拡散性水素と定義し、拡散性水素量が、０．２５質量ｐｐｍ以下を本発明範囲とした。
【００５７】
表１に供試鋼の化学成分を、表２に鋼板の製造条件、スケール層の厚さ、スケール中のウスタイトの含有量、スケールと地鉄の界面におけるＮｉとＣｕの濃度を、表３に得られた鋼板の降伏応力、引張強さ、シャルピー衝撃試験による延性・脆性破面遷移温度、ＣＣＴによる腐食促進試験によって鋼材中に侵入した拡散性水素量を示す。
【００５８】
表２において、鋼板Ｎｏ．１８〜２１は、化学成分が本発明範囲外の比較例でスケール／地鉄界面におけるＮｉ濃度が本発明範囲外である。
【００５９】
表３より、本発明例（鋼板Ｎｏ．１〜１７）は、いずれも引張強さが６００ＭＰａ以上、拡散性水素量が０．２５質量ｐｐｍ未満で優れた水素侵入抑制特性を備えている。
【００６０】
一方、比較例（鋼板Ｎｏ．１８〜２１）は、いずれも拡散性水素量が０．２５質量ｐｐｍ超えで水素侵入抑制特性に劣ることが確認された。
【００６１】
【表１】
0005604849.tif 000002
【００６２】
【表２】
0005604849.tif 000003
【００６３】
【表３】
0005604849.tif 000004
【図１】
0005604849.tif 000005