(57)【要約】      （修正有）【課題】スケール付着のままで塗装密着性に優れた厚鋼板を提供する。【解決手段】質量％で、Ｃ：0.03〜0.20％、Si：0.03〜2.0％、Mn：0.1〜2.0％、Ｐ：0.025％以下、Ｓ：0.020％以下、Al：0.1％以下を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有し、表層にスケール層を有し、該スケール層が、平均厚さ：８μm以下で、かつ算術平均粗さＲａ：2.5〜10.0μｍの表面粗さを有し、該スケール層と地鉄との界面が算術平均粗さＲａ：2.5〜10.0μｍの粗さを有し、さらに好ましくは表面粗さ曲線で、隣接する凹部との高さ差が3μm以上である凸部が１mm当りに10個以上存在する表面凹凸性状を有する。これにより、スケール付着ままで塗装を施しても、優れた塗装密着性を保持できる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
表層にスケール層を有する厚鋼板であって、
質量％で、
Ｃ：0.03〜0.20％、                Si：0.03〜2.0％、
Mn：0.1〜2.0％、                  Ｐ：0.025％以下、
Ｓ：0.020％以下、                 Al：0.1 ％以下
を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有し、
前記スケール層が平均厚さ：８μm以下で、かつJIS B 0601‐2001に規定される算術平均粗さＲａ：2.5〜10.0μｍの表面粗さを有し、該スケール層と地鉄との界面が算術平均粗さＲａ：2.5〜10.0μｍの粗さを有することを特徴とする塗装密着性に優れた厚鋼板。
【請求項２】
前記スケール層の表面が、JIS B 0601‐2001に準拠して測定した表面粗さ曲線で、隣接する凹部との高さ差が3μm以上である凸部が１mm当りに10個以上存在する表面凹凸性状を有することを特徴とする請求項１に記載の厚鋼板。
【請求項３】
前記組成に加えてさらに、質量％で、Ni：0.03〜2.0％、Cr：0.03〜1.5％、Mo：0.03〜1.5％のうちから選ばれた１種または２種以上を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の厚鋼板。
【請求項４】
前記組成に加えてさらに、質量％で、Cu：0.01〜2.0％、V：0.003〜0.5％、Nb：0.001〜0.2％、Ti：0.005〜0.2％、B：0.0005〜0.0050％のうちから選ばれた１種または２種以上を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の厚鋼板。
【請求項５】
前記組成に加えてさらに、Ca：0.0001〜0.0060％、REM：0.0001〜0.0200％、Mg：0.0001〜0.0060％のうちから選ばれた１種または２種以上を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の厚鋼板。
【請求項６】
鋼素材を加熱して、粗圧延および仕上圧延を施して厚鋼板とし、前記仕上圧延終了後、該厚鋼板にデスケーリングを施し、さらに冷却を施す、厚鋼板の製造方法であって、
前記鋼素材を、質量％で、
Ｃ：0.03〜0.20％、                Si：0.03〜2.0％、
Mn：0.1〜2.0％、                  Ｐ：0.025％以下、
Ｓ：0.020％以下、                 Al：0.1 ％以下
を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有する鋼素材とし、
前記加熱を、加熱温度：950〜1250℃とする加熱とし、
前記仕上圧延を、圧延終了温度が鋼板表面温度で700℃以上となる圧延とし、
前記デスケーリングを、鋼板表面温度で700〜950℃の温度域で、衝突圧で１MPa以上の高圧水によるデスケーリングとし、
前記冷却を、前記デスケーリング後20ｓ以内に開始し、平均冷却速度：10℃/ｓ以上で、冷却停止し復熱した後の鋼板表面温度が700℃以下となる冷却停止温度まで冷却する加速冷却とする、
ことを特徴とする塗装密着性に優れた厚鋼板の製造方法。
【請求項７】
前記組成に加えてさらに、質量％で、Ni：0.03〜2.0％、Cr：0.03〜1.5％、Mo：0.03〜1.5％のうちから選ばれた１種または２種以上を含むことを特徴とする請求項６に記載の厚鋼板の製造方法。
【請求項８】
前記組成に加えてさらに、質量％で、Cu：0.01〜2.0％、V：0.003〜0.5％、Nb：0.001〜0.2％、Ti：0.005〜0.2％、B：0.0005〜0.0050％のうちから選ばれた１種または２種以上を含むことを特徴とする請求項６または７に記載の厚鋼板の製造方法。
【請求項９】
前記組成に加えてさらに、Ca：0.0001〜0.0060％、REM：0.0001〜0.0200％、Mg：0.0001〜0.0060％のうちから選ばれた１種または２種以上を含むことを特徴とする請求項６ないし８のいずれかに記載の厚鋼板の製造方法。
【請求項１０】
前記加速冷却後、さらに焼戻温度：700℃以下の温度で焼戻処理を施すことを特徴とする請求項６ないし９のいずれかに記載の厚鋼板の製造方法。                                                                            
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械、橋梁、建築等の部材用として好適な厚鋼板およびその製造方法に係り、とくに、スケールが付着したままの状態で塗装しても、優れた塗装密着性を有する厚鋼板に関する。
【背景技術】
【０００２】
建設機械、橋梁、建築等に用いられる厚鋼板の一部には、鋼板製造時に表面に生成したスケールを排除することなく、そのまま塗装を施して使用されるものがある。しかし、スケール密着性が悪い鋼板の場合には、加工時にスケールが剥離する部分が生じ、塗装後の表面にムラが発生し易く、外観性状の観点から問題となる場合があった。スケール密着性が悪く、塗装密着性が悪い鋼板の場合には、塗装の前処理としてショットブラスト等により、一旦、表面に付着したスケールを除去することが行われる場合もある。しかし、このような塗装前処理を施すと、製造コストの上昇、生産性の低下等が問題となる。
【０００３】
このような問題に対し、例えば、特許文献１には、塗装密着性に優れたスケールまま熱延鋼板の製造方法が記載されている。特許文献１に記載された技術では、wt％で、Ｃ：0.2％以下、Si：0.04％以下、Al：0.02％以下を含み、Si、Alが、２×Al＋Si≦0.06  を満足するように含む鋼を溶製後、連続鋳造法で得た鋼片を、再加熱し、粗圧延時に１回以上のスケール除去を行い、さらに粗圧延後で仕上圧延前にスケール除去を行ったのち、1100℃以下の温度で仕上圧延を開始し、900℃以下の温度で仕上圧延を終了し、５秒以内に注水を開始し、冷却速度15℃／min以上で急冷し、550〜700℃の巻取温度で巻取る。粗圧延時および仕上圧延前にスケール除去を行うことにより、二次スケールの生成量が低減し、さらに巻取温度を所定の範囲内に調整することにより、スケールと地鉄界面のマグネタイト変態が促進され、地鉄とスケールとの整合性が良く、スケール密着性が向上し、スケール除去しなくとも、塗装密着性が向上するとしている。
【０００４】
また、特許文献２には、塗装密着性に優れた形鋼の製造方法が記載されている。特許文献２に記載された技術では、重量％で、Ｃ：0.03〜0.22％、Si：0.05〜0.5％、Mn：0.2〜1.6％、Ｓ：0.025％未満、Al：0.003〜0.03％を含む鋼片を、加熱し粗圧延機、中間圧延機で熱間圧延したのち、衝突圧力が20kg/cm2以上の高圧水で、衝突回数が同じ場所に対して５秒以内に２回以上になるように噴射・衝突させてデスケーリングを施してから仕上げ圧延機で、圧延温度700〜1000℃、圧下率15％以下の熱間仕上圧延を行い形鋼とし、その直後に打撃で、形鋼表面に微細な凹凸を付与して表面粗度を調整し、その後表面温度を冷却速度0.5〜20℃/ｓで500℃以下に冷却する。これにより、厚み：６μm以下で、表面粗さが、Ｒzで40〜100μmのタイトスケールを有する形鋼が製造でき、密着性に優れたスケールを有し、塗装密着性に優れた形鋼となるとしている。
【０００５】
また、特許文献３には、塗装密着性に優れた形鋼の製造方法が記載されている。特許文献３に記載された技術では、重量％で、Ｃ：0.03〜0.22％、Si：0.1〜0.5％、Mn：0.2〜1.6％、Ｓ：0.02％以下、Al：0.003〜0.09％、Mo：0.01〜0.7％を含有する鋼片を、加熱し粗圧延機、中間圧延機で熱間圧延したのち、衝突圧力が25kg/cm2以上の高圧水で、衝突回数が同じ場所に対して５秒以内に２回以上になるように噴射・衝突させてデスケーリングを施してから仕上げ圧延機で、圧延温度700〜1000℃、圧下率15％以下の熱間仕上げ圧延を行い形鋼とし、その直後に打撃で、表面に微細な凹凸を付与して表面粗度を調整し、その後表面温度を0.5〜20℃/ｓで500℃以下に冷却する。これにより、厚み：15μm以下で、表面粗さが、Ｒzで40〜100μmのタイトスケールを有する形鋼が製造でき、密着性に優れたスケールを有し、塗装密着性に優れた形鋼となるとしている。
【０００６】
また、特許文献４には、塗装密着性に優れた熱延Ｈ形鋼が記載されている。特許文献４に記載された技術では、重量％で、Ｃ：0.05〜0.20％、Si：0.05％以下、Mn：0.20〜1.50％、Ｓ：0.015％以下、Al：0.005〜0.060％を含む鋼を用いて熱間圧延し、スケール厚さを20μm以下、表面粗度（Ｒz）を10〜40μmに調整することにより、スケール面上に塗装を施した場合でも、塗膜の密着性が優れた熱延Ｈ形鋼となるとしている。なお、特許文献４に記載された技術では、ユニバーサル圧延機のロール粗度を調整することで、所望の表面粗さＲzを得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第2745058号公報
【特許文献２】特開平09−272950号公報
【特許文献３】特開平09−272951号公報
【特許文献４】特公平07−62213号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載された技術は、巻取温度を調整する熱延薄鋼板の製造方法であり、この技術をコイル状に巻き取ることのできない厚鋼板に、適用することは困難である。
一方、特許文献２〜４に記載された技術では、表面スケールの厚さ、表面粗さＲzを適正範囲に調整することで、塗装密着性を向上させている。特許文献２、３に記載された技術ではＲzが40〜100μmと、特許文献４に記載された技術ではＲzが10〜40μmと、比較的大きくすることで、良好な塗装密着性を達成している。特許文献２、３に記載された技術では、ハンマー等で機械的な打撃を与えることで、また、特許文献４に記載された技術では、ユニバーサル圧延機のロール粗度を調整することで、所望の表面粗さＲzを得ている。なお、特許文献２〜４でいう表面粗さ「Ｒz」は、通常、JIS B 0601（1998）に規定される最大高さ粗さであり、表面粗さ曲線の山と谷の最大高さ差を示す指標である。
【０００９】
スケール表面粗さ曲線の山と谷の最大高さ差が大きくなると、山と谷との問で、塗装後の色ムラが目立つようになり、表面美観性が低下するという問題がある。
本発明は、かかる従来技術の問題を解決し、表面美観性の低下が少なく、スケール付着のままで塗装密着性に優れた厚鋼板と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】
【００１０】
本発明者らは、上記した目的を達成するため、塗装密着性に及ぼす各種要因について
鋭意検討した。その結果、塗装密着性は、スケール表面の粗さ曲線の山と谷の最大高さ差よりも、むしろスケール表面と塗料との界面面積の大小に依存することに想到した。このような考えから、表面美観性の低下がなく、従来材に比べて、優れた塗装密着性を保持するためには、スケール厚が薄く、かつスケールの表面が短い波長の細かな凹凸を多数有し、さらにスケールと地鉄との界面の凹凸が大きいこと、すなわち界面の算術平均粗さＲaが大きいことが重要であることに思い至った。
【００１１】
一般的に、圧延ままのスケール表面は、圧延により平坦となっており、Ｒzで表される表面粗さは小さくなっている。このようなスケール表面の厚鋼板では、スケールを除去しない場合の塗装密着性は低い。一方、スケールと地鉄との界面には、加熱・圧延中のスケール成長ムラにより、短波長の細かな凹凸が多数存在する。そこで、本発明者らは、このスケールと地鉄との界面にできた短波長の細かな凹凸を利用することを思い付いた。そして、このスケールと地鉄との界面にできた短い波長の細かな凹凸を利用して、短い波長の細かな凹凸を多数有するスケール表面を形成することができることを見出した。
【００１２】
すなわち、圧延後高圧デスケーリングを行い圧延で生成したスケールを除去し、その後速やかに冷却することで、地鉄との界面の凹凸（粗さ）を引き継いだスケール表面が生成し、優れた塗装密着性を達成できることを見出した。さらに、スケール自体の密着性を向上させるためには、剥離や割れといった欠陥を含まない薄スケールとすることが重要であることも知見した。
【００１３】
本発明は、上記した知見に基づき、さらに検討を加えて完成されたものである。すなわち、本発明の要旨は次のとおりである。
（１）表層にスケール層を有する厚鋼板であって、質量％で、Ｃ：0.03〜0.20％、Si：0.03〜2.0％、Mn：0.1〜2.0％、Ｐ：0.025％以下、Ｓ：0.020％以下、Al：0.1 ％以下を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有し、前記スケール層が平均厚さ：８μm以下で、かつJIS B 0601‐2001に規定される算術平均粗さＲａ：2.5〜10.0μｍの表面粗さを有し、該スケール層と地鉄との界面が算術平均粗さＲａ：2.5〜10.0μｍの粗さを有することを特徴とする塗装密着性に優れた厚鋼板。
（２）（１）において、前記スケール層の表面が、JIS B 0601‐2001に準拠して測定した表面粗さ曲線で、隣接する凹部との高さ差が3μm以上である凸部が１mm当りに10個以上存在する表面凹凸性状を有することを特徴とする厚鋼板。
（３）（１）または（２）において、前記組成に加えてさらに、質量％で、Ni：0.03〜2.0％、Cr：0.03〜1.5％、Mo：0.03〜1.5％のうちから選ばれた１種または２種以上を含むことを特徴とする厚鋼板。
（４）（１）ないし（３）のいずれかにおいて、前記組成に加えてさらに、質量％で、Cu：0.01〜2.0％、V：0.003〜0.5％、Nb：0.001〜0.2％、Ti：0.005〜0.2％、B：0.0005〜0.0050％のうちから選ばれた１種または２種以上を含むことを特徴とする厚鋼板。
（５）（１）ないし（４）のいずれかにおいて、前記組成に加えてさらに、Ca：0.0001〜0.0060％、REM：0.0001〜0.0200％、Mg：0.0001〜0.0060％のうちから選ばれた１種または２種以上を含むことを特徴とする厚鋼板。
（６）鋼素材を加熱して、粗圧延および仕上圧延を施して厚鋼板とし、前記仕上圧延終了後、該厚鋼板にデスケーリングを施し、さらに冷却を施す、厚鋼板の製造方法であって、前記鋼素材を、質量％で、Ｃ：0.03〜0.20％、Si：0.03〜2.0％、Mn：0.1〜2.0％、Ｐ：0.025％以下、Ｓ：0.020％以下、Al：0.1 ％以下を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有する鋼素材とし、前記加熱を、加熱温度：950〜1250℃とする加熱とし、前記仕上圧延を、圧延終了温度が鋼板表面温度で700℃以上となる圧延とし、前記デスケーリングを、鋼板表面温度で700〜950℃の温度域で、衝突圧で１MPa以上の高圧水によるデスケーリングとし、前記冷却を、前記デスケーリング後20ｓ以内に開始し、平均冷却速度：10℃/ｓ以上で、冷却停止し復熱した後の鋼板表面温度が700℃以下となる冷却停止温度まで冷却する加速冷却とすることを特徴とする塗装密着性に優れた厚鋼板の製造方法。
（７）（６）において、前記組成に加えてさらに、質量％で、Ni：0.03〜2.0％、Cr：0.03〜1.5％、Mo：0.03〜1.5％のうちから選ばれた１種または２種以上を含むことを特徴とする厚鋼板の製造方法。
（８）（６）または（７）において、前記組成に加えてさらに、質量％で、Cu：0.01〜2.0％、V：0.003〜0.5％、Nb：0.001〜0.2％、Ti：0.005〜0.2％、B：0.0005〜0.0050％のうちから選ばれた１種または２種以上を含むことを特徴とする厚鋼板の製造方法。
（９）（６）ないし（８）のいずれかにおいて、前記組成に加えてさらに、Ca：0.0001〜0.0060％、REM：0.0001〜0.0200％、Mg：0.0001〜0.0060％のうちから選ばれた１種または２種以上を含むことを特徴とする厚鋼板の製造方法。
（１０）（６）ないし（９）のいずれかにおいて、前記加速冷却後、さらに焼戻温度：700℃以下の温度で焼戻処理を施すことを特徴とする厚鋼板の製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、塗装密着性が著しく向上し、スケールが付着したままで塗装を施した場合でも、優れた塗装密着性を有する厚鋼板を容易に製造でき、産業上格段の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】表面粗さ曲線と、表面粗さ曲線における凸部と凹部の定義とを模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明厚鋼板は、表層にスケール層を有し、質量％で、Ｃ：0.03〜0.20％、Si：0.03〜2.0％、Mn：0.1〜2.0％、Ｐ：0.025％以下、Ｓ：0.020％以下、Al：0.1 ％以下を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有する厚鋼板である。まず、組成限定理由について説明する。以下、とくに断らない限り質量％は、単に％と記す。
Ｃ：0.03〜0.20％
Ｃは、鋼の強度を向上させる元素である。所望の強度を確保するためには、本発明では、0.03％以上の含有を必要とする。一方、0.20％を超えて過剰に含有すると、溶接性が低下する。このため、本発明ではＣは0.03〜0.20％の範囲に限定した。なお、好ましくは0.05〜0.15％である。
【００１７】
Si：0.03〜2.0％
Siは、スケールの成長中、スケールと地鉄の界面に濃化する元素で、本発明では重要な元素である。Siがスケールと地鉄の界面に濃化することにより、スケール成長速度のムラが促進され、スケールと地鉄との界面の粗さが大きくなる。また、Siがスケールと地鉄の界面に濃化することにより、平均的にスケール成長が抑制され、薄スケールとなる。このため、Siは薄スケールを得るためにも必要な元素である。このような効果を得るためには、0.03％以上の含有で十分である。というのは、Siは、その含有量が少なくても、スケール成長時に地鉄との界面に濃化していくことができるためである。なお、好ましくは0.10％以上である。一方、2.0％を超えて過剰に含有すると、デスケーリングムラが顕著になり、所望のスケール性状を確保できなくなる。このようなことから、Siは0.03〜2.0％の範囲に限定した。なお、好ましくは0.2〜1.6％である。
【００１８】
Mn：0.1〜2.0％
Mnは、鋼の焼入れ性の向上を介して強度を向上させる元索である。このような効果を得るためには、0.1％以上含有する必要がある。一方、2.0％を超える過剰な含有は、溶接性を著しく低下させる。このため、Mnは0.1〜2.0％の範囲に限定した。なお、好ましくは0.5〜1.8％である。
【００１９】
Ｐ：0.025％以下
Ｐは、不純物として鋼中に不可避的に含有される元素であり、多量の含有は鋼の靭性を低下させる。このため、本発明ではできるだけ低減することが望ましいが、0.025％以下であれば、靭性低下の観点からも許容できる。このため、Ｐは0.025％以下に限定した。なお、好ましくは0.015％以下である。また、過剰の低減は、精錬コストの高騰を招くため、0.002％以上とすることが好ましい。
【００２０】
Ｓ：0.020％以下
Ｓは、不純物として鋼中に不可避的に含有される元素であり、鋼の靭性を低下させたり、板厚方向引張試験における絞りを低下させる。このため、本発明ではできるだけ低減することが望ましいが、0.020％以下であれば、靭性低下、延性低下の観点からも許容できる。このため、Ｓは0.020％以下に限定した。なお、好ましくは0.015％以下である。また、過剰の低減は、精錬コストの高騰を招くため、0.0005％以上とすることが好ましい。
【００２１】
Al：0.1 ％以下
Alは、脱酸剤として作用する元素であり、溶鋼の脱酸プロセスにおいてもっとも汎用的に使用される。このような効果を得るためには、0.001％以上含有することが望ましい。一方、0.10％を超える含有は、粗大な酸化物を形成して、鋼板延性を著しく低下させる。このため、Alは0.10％以下に限定した。なお、好ましくは0.02〜0.08％である。
【００２２】
上記した成分が基本の成分であるが、基本成分に加えてさらに選択元素として、必要に応じて、Ni：0.03〜2.0％、Cr：0.03〜1.5％、Mo：0.03〜1.5％のうちから選ばれた１種または２種以上、および／または、Cu：0.01〜2.0％、Ｖ：0.003〜0.50％、Nb：0.001〜0.20％、Ti：0.005〜0.20％、Ｂ：0.0005〜0.0050％のうちから選ばれた１種または２種以上、および／または、Ca：0.0001〜0.0060％、REM：0.0001〜0.0200％、Mg：0.0001〜0.0060％のうちの１種または２種以上、を選択して含有できる。
【００２３】
Ni：0.03〜2.0％、Cr：0.03〜1.5％、Mo：0.03〜1.5％のうちから選ばれた１種または２種以上
Ni、Cr、Moはいずれも、Siと同様に、スケールの成長速度を小さくしたり、スケール表面の粗さを大きく、スケールと地鉄の界面の粗さを大きくする等の作用を有するため、必要に応じて選択して、含有できる。
【００２４】
Niは、Siと同様に、スケールの成長速度を小さくしたり、スケール表面の粗さや、スケールと地鉄の界面の粗さを大きくする。このような効果を得るためには、0.03％以上の含有を必要とする。一方、2.0％を超えて含有しても、効果が飽和し含有量に見合う効果が期待できず、経済的に不利となる。このため、含有する場合には、Niは0.03〜2.0％の範囲に限定することが好ましい。なお、より好ましくは0.1％以上である。
【００２５】
Crは、Siと同様に、スケールの成長速度を小さくしたり、スケール表面の粗さや、スケールと地鉄の界面の粗さを大きくする。このような効果を得るためには、0.03％以上の含有を必要とする。一方、1.5％を超えて含有すると、溶接性が低下する。このため、含有する場合には、Crは0.03〜1.5％の範囲に限定することが好ましい。なお、より好ましくは0.1％以上である。
【００２６】
Moは、Siと同様に、スケールの成長速度を小さくしたり、スケール表面の粗さや、スケールと地鉄の界面の粗さを大きくする。このような効果を得るためには、0.03％以上の含有を必要とする。一方、1.5％を超える含有は、靭性を著しく低下させる。このため、含有する場合には、Moは0.03〜1.5％に限定した。なお、より好ましくは0.1〜1.0％である。
【００２７】
Cu：0.01〜2.0％、Ｖ：0.003〜0.50％、Nb：0.001〜0.20％、Ti：0.005〜0.20％、Ｂ：0.0005〜0.0050％のうちから選ばれた１種または２種以上
Cu、Ｖ、Nb、Ti、Ｂは、いずれも強度増加に寄与する元素であり、必要に応じて選択して含有できる。
Cuは、靭性を低下させずに、強度を向上させる有効な元素である。このような効果を得るためには、0.01％以上の含有を必要とする。一方、2.0％を超える含有は、熱間圧延時に表面疵を多発させる。このため、含有する場合には、Cuは0.1〜2.0％に限定することが好ましい。
【００２８】
Ｖは、母材の強度と靭性とを共に向上させる元素である。このような効果を確保するためには、0.003％以上含有する必要がある。一方、0.50％を超えて含有すると、かえって靭性の低下を招く。このため、含有する場合には、Ｖは0.003〜0.50％の範囲に限定することが好ましい。
Nbは、母材の強度と靭性とを共に向上させる元素である。このような効果を確保するためには、0.001％以上の含有を必要とする。一方、0.20％を超えて含有すると、かえって靭性の低下を招く。このため、含有する場合には、Nbは0.001〜0.20％の範囲に限定することが好ましい。
【００２９】
Tiは、析出強化により、母材の強度を向上させるとともに、固溶Nを固定し、溶接熱影響部靭性を改善するために有効な元素である。このような効果を得るためには、0.005％以上の含有を必要とする。一方、0.20％を超えて過剰に含有すると、溶接熱影響部靭性が低下する。このため、含有する場合には、Tiは0.005〜0.20％の範囲に限定することが好ましい。
【００３０】
Ｂは、極微量の含有で焼入れ性を向上させ、それにより鋼板の強度を向上させる作用を有する有効な元素である。このような効果を得るには、0.0005％以上の含有を必要とする。一方、0.0050％を超えて含有すると、溶接性が低下する。このため、含有する場合には、Ｂは0.0005〜0.0050％の範囲に限定することが好ましい。
【００３１】
Ca：0.0001〜0.0060％、REM：0.0001〜0.0200％、Mg：0.0001〜0.0060％のうちの１種または２種以上
Ca、REM、Mgはいずれも、溶接部靭性を向上させる作用を有する元素であり、必要に応じて選択して含有できる。
Caは、溶接熱影響部靭性の改善に寄与するとともに、Ｓを固定し、MnSの生成を抑制して、板厚方向の絞り特性を改善する効果を有する。このような効果を得るためには、0.0001％以上の含有を必要とする。一方、0.0060％を超える過剰の含有は、母材靭性を低下させる。このため、含有する場合には、Caは0.0001〜0.0060％の範囲に限定することが好ましい。
【００３２】
REMは、溶接熱影響部靭性の改善に寄与するとともに、Ｓを固定し、MnSの生成を抑制して、板厚方向の絞り特性を改善する効果を有する。このような効果を得るためには、0.0001％以上の含有を必要とする。一方、0.0200％を超える過剰の含有は、母材靭性を低下させる。このため、含有する場合には、REMは0.0001〜0.0200％の範囲に限定することが好ましい。
【００３３】
Mgは、溶接熱影響部におけるオーステナイト粒の成長を抑制し、溶接熱影響部靭性の改善に寄与する有効な元素である。このような効果を得るためには0.0001％以上の含有を必要とする。一方、0.0060％を超えて含有しても、効果が飽和し含有量に見合う効果が期待できなくなり、経済的に不利となる。このため、含有する場合には、Mgは0.0001〜0.0060％の範囲に限定することが好ましい。
【００３４】
上記した成分以外の残部は、Feおよび不可避的不純物からなる。
本発明厚鋼板は、上記した組成を有し、表層に、平均厚さ：８μm以下で、かつJIS B 0601‐2001に準拠して測定した算術平均粗さＲａ：2.5〜10.0μmの表面粗さを有し、かつ地鉄との界面が算術平均粗さＲａ：2.5〜10.0μｍの粗さを有するスケール層を有する。
つぎに、スケール層の表面性状の限定理由について説明する。
【００３５】
スケール層平均厚さ：８μm以下
スケール密着性は、スケール層厚さが薄いほど向上する。スケール層厚さが８μmを超えて厚くなると、塗装剥離試験時に塗装の剥離が著しくなる。このため、本発明ではスケール層平均厚さを８μm以下に限定した。なお、好ましくは５μm以下である。
スケール層表面粗さ：算術平均粗さＲaで2.5〜10.0μｍ
スケール層の表面が、JIS B 0601‐2001に規定される算術平均粗さＲaで2.5μm未満と平滑になると、塗装密着性は低下する。表面が、Ｒaで2.5μm以上と大きくなり、凹凸が激しくなるほど塗装密着性は向上する。一方、表面が、Ｒaで10.0μmを超えて粗くなると、塗装後の色ムラが大きくなり美観性の観点から問題となる。このため、本発明ではスケール層表面粗さを、算術平均粗さＲaで2.5〜10.0μmの範囲に限定した。なお、好ましくは3.5〜8.0μmである。
【００３６】
スケールと地鉄との界面の粗さ：算術平均粗さ（Ｒａ）で2.5μm〜10.0μm
スケールと地鉄との界面が、JIS B 0601‐2001に規定される算術平均粗さ（Ｒａ）で2.5μm以上と大きくなると、スケール密着性が向上する。界面のＲaが2.5μm未満と平滑になるほど、スケール密着性は低下する。一方、Ｒaが10.0μmを超えて界面の粗さが粗くなると、塗装後の色ムラが大きくなり、美観性が低下する。このため、スケールと地鉄との界面の粗さを算術平均粗さ（Ｒａ）で2.5μm〜10.0μmの範囲に限定した。なお、好ましくは3.5〜8.0μmである。
【００３７】
本発明で表面に形成されるスケール層は、表面が、上記した表面粗さを有し、さらにJIS B 0601‐2001に準拠して測定した表面粗さ曲線で、隣接する凹部との高さ差が3μm以上である凸部が１mm当りに10個以上存在する表面凹凸性状を有することが好ましい。
スケール層の表面に存在する凹凸の数が多いほど、塗装密着性が向上する。しかし、塗装密着性の向上に有効な凹凸は、隣接する凹部との高さ差が３μm以上である凸部を有する凹凸である。塗装密着性の顕著な向上のためには、このような凹凸が１mmあたり10個以上存在する表面凹凸性状とすることが好ましい。
【００３８】
なお、スケール層表面の凹凸の数は、図１に示すような、JIS B 0601‐2001に準拠して測定した表面粗さ曲線に基づいて、測定するものとする。なお、ここで、凸部とは、表面粗さ曲線で、曲線の勾配が正から負に変わる部分をいい、凹部とは、表面粗さ曲線で、曲線の勾配が負から正に変わる部分をいうものとする。また、隣接する凸部と凹部の高さ差は、図１に示すような測定した表面粗さ曲線から求めることができる。
【００３９】
このようなことから、表面に形成されるスケール層は、隣接する凹部との高さ差が3μm以上である凸部が、１mm当りに10個以上存在する表面凹凸性状を有するスケール層とすることが好ましいとした。
つぎに、本発明厚鋼板の好ましい製造方法について説明する。なお、以下で示す温度は、とくに断らない限り鋼板表面温度をいうものとする。
【００４０】
本発明では、上記した組成を有する鋼素材を、950〜1250℃の範囲の温度に加熱して、圧延終了温度を700℃以上とする粗圧延および仕上圧延を施して厚鋼板とし、仕上圧延終了後、厚鋼板に、鋼板表面温度で700〜950℃の温度域で、衝突圧で１MPa以上の高圧水によるデスケーリングを施し、さらにデスケーリング後20ｓ以内に開始し、平均冷却速度：10℃/ｓ以上で、冷却停止し復熱した後の鋼板表面温度が700℃以下となる冷却停止温度まで冷却する加速冷却を施す。
【００４１】
鋼素材の製造方法は、とくに限定する必要はなく、常用の溶製方法、鋳造方法がいずれも適用できる。上記した組成の溶鋼を転炉等の通常公知の溶製方法で溶製し、連続鋳造法等の通常公知の鋳造方法を適用し、スラブ等の鋼素材とすることが好ましい。
このようにして得られた鋼素材を加熱し、熱間圧延を施す。
鋼素材の加熱温度：950〜1250℃
加熱温度が950℃未満では、部分的にオーステナイト未変態部が残るため、熱間圧延後に、所望の母材特性を確保できなくなる。一方、加熱温度が1250℃を超えて高くなると、加熱時にファイアライトが融解し、地鉄の結晶粒界に入り込み、デスケーリング時にスケール取残しが発生する危険性が増大する。このようなスケール取り残し箇所が存在すると、部分的に塗装密着性が低下する。このため、鋼素材の加熱温度は950〜1250℃の範囲の温度に限定した。なお、好ましくは980〜1200℃である。
【００４２】
圧延終了温度：700℃以上
仕上圧延終了後に高圧デスケーリングを行う際に、鋼の表面温度が700℃以下では、スケール取り残しムラが生じる。このため、圧延終了温度を700℃以上の温度に限定した。なお、好ましくは730℃以上である。
デスケーリング時の鋼板表面温度：700〜950℃
デスケーリング時の鋼板表面温度が700℃未満と低くなると、スケール取り残しムラが生じる。スケール取り残しムラが生じた箇所では塗装密着性が著しく低下する。一方、鋼板表面温度が950℃を超える高温では、デスケーリング後に新たにスケールが厚く再生成するため、塗装密着性が低下する。このため、デスケーリング時の鋼板表面温度を700〜950℃の範囲に限定した。
【００４３】
デスケーリング：衝突圧が1MPa以上の高圧水
デスケーリングは、衝突圧が1MPa以上の高圧水で行う。デスケーリング時の高圧水の衝突圧が1MPa未満では、衝突圧が低すぎて、スケール取り残しが生じ、塗装密着性が低下する。このため、デスケーリング時の高圧水の衝突圧は1MPa以上に限定した。
加速冷却開始時間：デスケーリング終了後20ｓ以内
デスケーリング終了後、20ｓ以内に加速冷却を行う。加速冷却開始までの時間が20ｓを超えて長くなると、スケールが厚く再生成するため、塗装密着性が低下する。このため、冷却開始までの時問をデスケーリング終了後20ｓ以内に限定した。なお、好ましくは５ｓ以内である。
【００４４】
加速冷却の平均冷却速度：10℃／ｓ以上
加速冷却の冷却速度は、鋼板表面で10℃／ｓ以上の平均冷却速度で行う。平均冷却速度が10℃／ｓ未満では、冷却中にスケールが厚く再生成し、塗装密着性が低下する。このため冷却速度が10℃／ｓ以上に限定した。なお、鋼板表面の平均冷却速度は、加速冷却の前後で、放射温度計により鋼板表面温度を実測した値を用いて、算出するものとする。
【００４５】
加速冷却の冷却停止温度：復熱した後の鋼板表面温度が700℃以下となる温度
加速冷却は、冷却停止し復熱した後の鋼板表面温度が700℃以下となる冷却停止温度まで行う。冷却停止温度が、復熱後の鋼板表面温度が700℃よりも高くなる温度では、冷却停止温度が高すぎ、冷却停止後にスケールが厚く再生成し、塗装密着性が低下する。このため、加速冷却の冷却停止温度は、復熱後の鋼板表面温度が700℃以下となる温度に限定した。なお、加速冷却の冷却停止温度は好ましくは復熱後の鋼板表面温度が650℃以下となる温度である。
【００４６】
加速冷却後、さらに焼戻温度：700℃以下の温度で焼戻処理を施すことが好ましい。
焼戻温度：700℃以下
焼戻温度が、700℃を超えて高温となると、スケールが厚く再生成し、塗装密着性が低下する。このため、焼戻処理の焼戻温度は700℃以下に限定することが好ましい。なお、より好ましくは650℃以下である。
【００４７】
以下、実施例に基づき、さらに本発明を説明する。
【実施例】
【００４８】
表１に示す組成を有する鋼素材を、表２に示す加熱温度に加熱したのち、粗圧延と仕上圧延とからなる熱間圧延を施し表２に示す板厚の厚鋼板とした。なお、熱間圧延（仕上圧延）の仕上圧延終了温度を表２に示す。ついで、熱間圧延（仕上圧延）終了後、表２に示す鋼板表面温度で、デスケーリングを施し鋼板表面のスケールを除去した。なお、デスケーリングは表２に示す衝突圧で行った。
【００４９】
デスケーリング後、表２に示す加速冷却開始時間内に、表２に示す冷却速度（平均）で、表２に示す加速冷却停止温度まで冷却する加速冷却を施した。なお、冷却速度は鋼板表面における冷却速度で、加速冷却停止温度は復熱後の鋼板表面温度で記す。
加速冷却終了後、一部の厚鋼板には、表２に示す焼戻温度で焼戻処理を施した。
得られた厚鋼板について、スケール性状、塗装密着性を評価した。スケール性状の調査方法、塗装密着性の評価方法は次のとおりとした。
【００５０】
（１）スケール性状の調査
スケール性状の調査項目は、（ａ）スケール層厚さ、（ｂ）スケール層表面粗さ、（ｃ）スケール層表面の凹凸性状、（ｄ）スケール層と地鉄との界面の粗さ、とした。各項目の調査方法は次のとおりとした。
（ａ）スケール層厚さ
得られた厚鋼板から圧延方向断面を含む試験片を採取し、板厚方向断面を研磨し、光学顕微鏡（倍率：500倍）でスケール厚さを観察し、各３視野で撮像して画像解析により、平均スケール層厚さを算出した。
【００５１】
（ｂ）スケール層表面粗さ
得られた厚鋼板から表面粗さ測定用試験片を異なる３箇所から採取し、触針式粗さ計を用いて、JIS B 0601‐2001の規定に準拠し、試験片表面（スケール層表面）の表面粗さを測定した。表面粗さは、下記の条件で、JIS B 0601‐2001に準拠して算術平均粗さＲaを求め、３箇所で得られた値の平均値をその鋼板のスケール層表面の表面粗さＲaとした。
【００５２】
測定方向：板幅方向
評価長さ：25mm
カットオフ値（λc）：0.8mm
（ｃ）スケール層表面の凹凸性状
得られた厚鋼板から表面粗さ測定用試験片を異なる３箇所から採取し、触針式粗さ計を用いて、JIS B 0601‐2001の規定に準拠し、試験片表面（スケール層表面）の表面粗さ曲線（表面の凹凸性状）を測定した。得られた表面粗さ曲線から、図１に示すように、隣接する凹部との高さ差が3μm以上である凸部の数（１mm当り）を測定した。隣接する凹部との高さ差が3μm以上である凸部の数（１mm当り）は、異なる３箇所で測定した値の平均値とした。
【００５３】
（ｄ）スケール層と地鉄との界面の粗さ
得られた厚鋼板の異なる３箇所から表面粗さ試験片を採取し、該試験片を10％塩酸水溶液500mlにヘキサメチレンテトラミン１ｇ、インヒビター（商品名：ヒビロンA-５：スギムラ化学工業製）2mlを加えた酸洗溶液（液温：60℃）に浸漬し、5分間、酸洗処理を施した。この酸洗処理により表層のスケール層を除去された表面粗さ試験片について、触針式粗さ計を用いて、JIS B 0601‐2001の規定に準拠し、試験片表面（スケール−地鉄界面）の表面粗さ曲線を測定し、算術平均粗さＲaを求めた。なお、異なる３箇所で得られた値の平均値をその鋼板の値とした。
【００５４】
（２）塗装密着性の評価
得られた厚鋼板から異なる３箇所について塗装用試験片（大きさ：幅30mm×長さ30mm）を採取した。得られた塗装用試験片に、エポキシ系樹脂を塗装（厚さ:１μm）し、乾燥して、基盤目剥離試験に供した。基盤目剥離試験は、JIS K 5400の規定に準拠して、試験片に2mm幅の基盤目状切込みを100個導入したのち、塗装面にセロハンテープを圧着し剥離した。剥離後に、塗装が剥離した基盤目の数を測定し、塗装剥離率を求めた。
【００５５】
得られた結果を表３に示す。
【００５６】
【表１】
2014005505.tif 000002
【００５７】
【表２】
2014005505.tif 000003
【００５８】
【表３】
2014005505.tif 000004
【００５９】
本発明例はいずれも、碁盤目剥離試験時の塗装剥離率が10％以下という優れた塗装密着性を有する厚鋼板となっている。これに対し、本発明範囲から外れる比較例は、塗装剥離率が10％超と塗装密着性が低下している。
厚鋼板No.10は、Si量が本発明範囲を低く外れ、所定の表面粗さが得られていないため、塗装密着性が低下している。厚鋼板No.11は、Si量が本発明範囲を高く外れ、デスケーリング時にスケールの取れ残りが生じ、スケールが部分的に厚くなる。このため、スケール層自体の密着性が低下し、そのため、塗装密着性が低下している。
【００６０】
厚鋼板No.12は、デスケーリング時の鋼板温度が適正範囲より低く外れ、デスケーリング時にスケールの取れ残りが生じスケールが厚くなり、スケール層自体の密着性が低下し、そのため、塗装密着性が低下している。厚鋼板No.13は、デスケーリング時の衝突圧が適正範囲より小さく、デスケーリング時にスケール層を完全に除去できなかったため、スケール層表面に所望の表面粗さを付与できなかったため塗装密着性が低下している。厚鋼板No.14は、デスケーリング後の冷却開始までの時間が適正範囲より長くなり、スケール自体の密着性が低下した厚スケール層が再生成し、塗装密着性が低下している。厚鋼板No.15は、熱間圧延後の冷却速度が遅く、スケール層が厚く生成し、スケール自体の密着性が低下し、塗装密着性が低下している。
【００６１】
また、厚鋼板No.16は、冷却停止温度が高いなり、スケー一ル層が厚く生成し、スケール自体の密着性が低くなったため塗装密着性が低い。厚鋼板No.17は、焼戻し温度が適正範囲よりも高いため、スケールが厚くなりスケール自身の密着性が低くなり、そのため塗装密着性が低下している。厚鋼板No.18は、Si量が本発明範囲を低く外れ、所定のスケール−地鉄界面の粗さを確保できず、そのため塗装密着性が低下している。厚鋼板No.19は、鋼素材の加熱温度が高く、デスケーリング時にスケールの取れ残りが生じ、部分的にスケール厚が厚くなり、そのため、スケール自体の密着性が低くなり、塗装密着性が低下している。                                                                             
【図１】
2014005505.tif 000005