(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量％で、Ｃ：０．０２〜０．１０％、Ｍｎ：０．５０〜２．００％、Ｃｕ：０．７０〜１．７５％、Ｎｉ：０．３０〜１．５％、Ｔｉ：０．００４〜０．０２％、Ｓｉ：０．１５％以下、Ｃｒ：１．０％以下、Ｍｏ：０．６０％以下、Ｖ：０．１０％以下、Ｎｂ：０．０３％以下、Ａｌ：０．０１％以下、Ｃａ：０．００３０％以下を含み、残部はＦｅ及び不可避不純物からなり、不純物中のＰは０．０１０％以下、Ｓは０．００５％以下、Ｂは０．０００２％以下、Ｎは０．００４０％以下で、更に下記Ｅ１式で表されるＭ＊の値が１．０％以下を満足するＣＴＯＤ特性に優れた高強度厚鋼板。
Ｍ＊＝５Ｃ（％）＋２Ｓｉ（％）＋２０Ａｌ（％）＋７０Ｎ（％）＋１４００Ｂ（％）・・・Ｅ１
【請求項２】
請求項１に記載の化学組成を有する鋼片を、９５０〜１２００℃の温度域に加熱して熱間圧延を行った後、７００℃以上の温度から３℃／秒以上の冷却速度で５５０℃以下の温度まで冷却することを特徴とするＣＴＯＤ特性に優れた高強度厚鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＴＯＤ（亀裂先端開口変位）特性に優れた高強度厚鋼板及びその製造方法に関する。詳しくは、低温環境で使用される船舶、海洋構造物、ラインパイプ、低温タンク及び橋梁などの溶接構造物に使用され、溶接性に優れるとともに、母材及び溶接熱影響部のＣＴＯＤ特性にも優れ大きな限界ＣＴＯＤ値を有する高強度厚鋼板とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
大型溶接構造物用鋼材としては、高強度、高靱性で且つ溶接性が良好な厚肉鋼板が用いられており、その素材鋼には例えば、ＡＳＴＭ  Ａ７１０で規定された１．０〜１．３重量％のＣｕを含有する鋼が知られている。前記の鋼は、時効処理してＣｕを析出させることによって、低Ｃ且つ低炭素当量の成分系で強度を確保し、高強度と高い溶接性とを両立させようとするものである。
【０００３】
しかしながら、前記の鋼は析出強化による強度確保のために多量のＣｕを含むので、熱間圧延中に所謂「Ｃｕ−クラック」を引き起こしたり、Ｃｕの時効析出による強度上昇のために低温靱性が著しく低下するなどの製造上、材質上の問題があった。このため、低ＣのＣｕ析出型鋼の熱間加工性や低温靱性を高めるための技術が、例えば、特開昭６１−１４９４３０号公報や特公昭６２−５２１６号公報に提案されている。
【０００４】
このうち特開昭６１−１４９４３０号公報で提案された「低温靱性及び溶接性の優れた低Ｃ−Ｃｕ析出型高張力鋼の製造方法」は、Ｃ含有量を０．０１〜０．１０重量％と低くするとともに、Ｃｕを０．７〜１．５重量％含有させて時効析出させることで溶接性と高強度化を達成し、更に、９００〜７００℃間で３０％以上の圧下を加える制御圧延を行うことによって母材の低温靱性を確保しようとする技術である。
【０００５】
特公昭６２−５２１６号公報で提案された「溶接性及び低温靱性の優れたＣｕ添加鋼の製造法」は、（イ）９００〜１１５０℃という低温での鋼片加熱、（ロ）Ｓ含有量を０．００３％以下とする低Ｓ化、（ハ）Ｎｂ添加と、９００℃以下の累積圧下率が６０〜８５％で仕上げ温度が８００〜７００℃の制御圧延、の組み合わせによて、熱間圧延時の割れ防止と母材の低温靱性とを確保させる技術である。
【０００６】
これらの技術によれば、確かに熱間加工性や低温でのシャルピー衝撃特性に改善が見られる。しかし、鋼板の更なる高強度厚肉化に対しては、前記の技術をもってしても、母材靱性と溶接熱影響部靱性とを同時に満足させるには不十分で、特に、厚さが１インチ（２５．４ｍｍ）以上で引張強さが５９０ＭＰａ以上の厚肉高強度材の場合には、−４６℃で母材と溶接熱影響部とに同時に０．７ｍｍ以上の大きな限界ＣＴＯＤ値を確保させることができず、特に、ＣＴＯＤ試験における「ポップイン（ｐｏｐ−ｉｎ）」と称される不安定破壊の抑制が果たせなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記現状に鑑みなされたもので、その目的は、低温環境で使用される船舶、海洋構造物、ラインパイプ、低温タンク及び橋梁などの大型溶接構造物の素材として好適な、ＣＴＯＤ特性に優れた高強度厚鋼板とその製造方法を提供することで、特に、１インチ（２５．４ｍｍ）以上の厚さ及び５９０ＭＰａ以上の引張強さを有し、しかも、母材及び溶接熱影響部のいずれもが、−４６℃で０．７ｍｍ以上の限界ＣＴＯＤ値を有する高強度厚鋼板とその製造方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、下記（１）に示すＣＴＯＤ特性に優れた高強度厚鋼板及び（２）に示すその製造方法にある。
【０００９】
（１）重量％で、Ｃ：０．０２〜０．１０％、Ｍｎ：０．５０〜２．００％、Ｃｕ：０．７０〜１．７５％、Ｎｉ：０．３０〜１．５％、Ｔｉ：０．００４〜０．０２％、Ｓｉ：０．１５％以下、Ｃｒ：１．０％以下、Ｍｏ：０．６０％以下、Ｖ：０．１０％以下、Ｎｂ：０．０３％以下、Ａｌ：０．０１％以下、Ｃａ：０．００３０％以下を含み、残部はＦｅ及び不可避不純物からなり、不純物中のＰは０．０１０％以下、Ｓは０．００５％以下、Ｂは０．０００２％以下、Ｎは０．００４０％以下で、更に下記Ｅ１式で表されるＭ＊の値が１．０％以下を満足するＣＴＯＤ特性に優れた高強度厚鋼板。
【００１０】
Ｍ＊＝５Ｃ（％）＋２Ｓｉ（％）＋２０Ａｌ（％）＋７０Ｎ（％）＋１４００Ｂ（％）・・・Ｅ１
（２）上記（１）に記載の化学組成を有する鋼片を、９５０〜１２００℃の温度域に加熱して熱間圧延を行った後、７００℃以上の温度から３℃／秒以上の冷却速度で５５０℃以下の温度まで冷却することを特徴とするＣＴＯＤ特性に優れた高強度厚鋼板の製造方法。
【００１１】
以下、上記の（１）、（２）に記載のものをそれぞれ（１）の発明、（２）の発明という。
【００１２】
本発明者らは、前記した課題を解決するために種々検討を行い、下記の知見を得た。
【００１３】
（ａ）厚さが１インチ以上の厚鋼板に引張強さで５９０ＭＰａ以上の高強度を確保させるとともに、母材及び溶接熱影響部の両方に−４６℃で０．７ｍｍ以上の限界ＣＴＯＤ値を確保させるためには、素材鋼の基本成分系を低Ｃ−高Ｃｕとすればよい。
【００１４】
（ｂ）母材及び溶接熱影響部のＣＴＯＤ特性は、組織の微細化と組織中に発生する硬質相の生成量の抑制、及びその硬質相の形状を制御することによって向上する。
【００１５】
なお、前記の硬質相とは「島状マルテンサイト」（あるいは「ＭＡ」）と呼ばれるもので、高炭素のマルテンサイトやベイナイトを多く含むために極めて硬くて脆い相である。以下、本明細書においてはこの硬質相を「島状マルテンサイト」という。
【００１６】
硬質相である「島状マルテンサイト」の形状制御とは、応力集中が生じやすい針状、板状の形態から、応力集中の程度が低い球状、塊状の形態に変化させることを示す。
【００１７】
（ｃ）低Ｃ−高Ｃｕを基本成分系とする鋼が含有するＢ量を０．０００２重量％以下とした上で、更にＣ、Ｓｉ、Ａｌ及びＮの含有量を適正範囲に調整することによって、組織が極めて微細化するとともに、島状マルテンサイトの生成が極めて抑制されるので、母材と溶接熱影響部の両方についてそのＣＴＯＤ値を大幅に高めることができる。
【００１８】
そこで、更に検討を加えた結果、下記の事項が明らかになった。
【００１９】
（ｄ）基本成分系が低Ｃ−高Ｃｕである鋼のＢ量と前記Ｅ１式で表されるＭ＊の値を適正化すれば、所謂「ポップイン」現象が抑制されるので、安定してＣＴＯＤ値を高めることができる。
【００２０】
（ｅ）上記Ｍ＊の値を低減することによって、母材及び溶接熱影響部で生成する第２相（島状マルテンサイト）の硬さが著しく低減するとともに、この第２相は微細分散化する。
【００２１】
（ｆ）上記（ｅ）の現象は、Ｍ＊値の低減が第２相へのＣの拡散を抑制すると同時に第２相中でのセメンタイトの生成を促進する結果生ずるもので、硬質で脆い島状マルテンサイトの生成が極めて抑制される効果と対応するものである。
【００２２】
（ｇ）Ｍ＊値を低減すれば、島状マルテンサイトの形状を応力集中の生じやすい板状や針状から、応力集中の生じにくい塊状に変化させることもできるので、ＣＴＯＤ特性を飛躍的に高めることができる。
【００２３】
本発明は、上記の知見に基づいて完成されたものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各要件について詳しく説明する。なお、各元素の含有量の「％」表示は「重量％」を意味する。
【００２５】
（Ａ）鋼板の化学組成
Ｃ：０．０２〜０．１０％
Ｃは、強度確保に必要な元素で、その含有量が０．０２％未満では引張強さで５９０ＭＰａ以上の所望の高強度が得られない。一方、０．１０％を超えて含有させると溶接性が損なわれるとともに、母材及び溶接熱影響部の靱性、なかでもＣＴＯＤ特性が損なわれ、所望の−４６℃で０．７ｍｍ以上の限界ＣＴＯＤ値が得られない。したがって、Ｃの含有量を０．０２％〜０．１０％とした。なお、ＣＴＯＤ特性を十分に高めるために、Ｃ含有量の上限は０．０５％にするのが望ましい。
【００２６】
Ｍｎ：０．５０〜２．００％
Ｍｎは、母材の強度と靱性を高めるのに有効な元素で、そのためには０．５０％以上含有させることが必要である。しかし、２．００％を超えて含有させると溶接性並びに母材及び溶接熱影響部のＣＴＯＤ特性が損なわれる。したがって、Ｍｎの含有量を０．５０〜２．００％とした。
【００２７】
Ｃｕ：０．７０〜１．７５％
Ｃｕは、析出強化して低Ｃ、低炭素当量の成分系に高強度、溶接性及び母材と溶接熱影響部の靱性を確保させるのに有効な元素である。更に、Ｃｕには耐環境腐食性を高める作用もある。しかし、その含有量が０．７０％未満では添加効果に乏しい。一方、１．７５％を超えると母材の低温靱性、なかでもＣＴＯＤ特性が損なわれる。したがって、Ｃｕの含有量を０．７０〜１．７５％とした。なお、より安定した母材と溶接熱影響部のＣＴＯＤ特性を得るために、Ｃｕの上限は１．０％とすることが望ましい。
【００２８】
Ｎｉ：０．３０〜１．５％
Ｎｉは、所謂「Ｃｕ−クラック」を抑制して熱間圧延を初めとする熱間加工性を高める作用を有することに加えて、母材及び溶接熱影響部の靱性向上に対して著しい効果を有する。しかし、その含有量が０．３％未満では前記の効果が得難い。一方、１．５％を超えて含有させても前記の効果は飽和しコストが嵩むばかりである。したがって、Ｎｉの含有量を０．３０〜１．５％とした。
【００２９】
なお、ＣｕとＮｉの含有量の比であるＣｕ（％）／Ｎｉ（％）の値が０．４０〜０．８５の場合、母材及び溶接熱影響部の組織中に発生する島状マルテンサイトの生成量が低減するとともに、その形状が板状や針状から塊状へ変化するので、高強度と良好なＣＴＯＤ特性とをより確実に兼備させることができる。高強度と良好なＣＴＯＤ特性とを一層確実に兼備させるためには、Ｃｕ（％）／Ｎｉ（％）の値を０．５０〜０．６５とすることが好ましい。
【００３０】
Ｔｉ：０．００４〜０．０２％
Ｔｉは、オーステナイトの粗大化を抑制し、且つ、靱性に有害なＮを固定する働きを有することから、母材及び溶接熱影響部のＣＴＯＤ特性を高めるために不可欠な元素で、０．００４％以上含有させることが必要である。しかし、０．０２％を超えて含有させると、却って溶接熱影響部靱性、なかでもＣＴＯＤ特性の低下を招く。したがって、Ｔｉの含有量を０．００４〜０．０２％とした。なお、ＣＴＯＤ特性を一層安定して高めるためには、Ｔｉの含有量を０．００４％〜０．０１％とすることが望ましい。
【００３１】
Ｓｉ：０．１５％以下
Ｓｉは添加しなくてもよい。添加すれば、脱酸作用や強化作用を有する。これらの効果を確実に得るには、Ｓｉは０．０１％以上の含有量とすることが好ましい。しかし、その含有量が０．１５％を超えると、母材及び溶接熱影響部のＣＴＯＤ特性が著しく低下する。このため、Ｓｉの含有量を０．１５％以下とした。なお、ＣＴＯＤ特性をより安定して高めるために、Ｓｉ含有量を０．０７％以下にすることが望ましい。
【００３２】
Ｃｒ：１．０％以下
Ｃｒは添加しなくてもよい。添加すれば、耐食性を向上させる効果及び強度を高める作用を有する。この効果を確実に得るには、Ｃｒは０．０５％以上の含有量とすることが好ましい。しかし、その含有量が１．０％を超えると、溶接性が損なわれるし、溶接熱影響部のＣＴＯＤ特性も劣化する。したがって、Ｃｒの含有量を１．０％以下とした。
【００３３】
Ｍｏ：０．６０％以下
Ｍｏは添加しなくてもよい。添加すれば、母材の強度と靱性を高める作用を有する。更に、Ｃｕ及びＮｂと複合添加することによる焼入れ性向上と制御圧延の相乗作用のために顕著な組織微細化効果がもたらされ、母材の高強度化及びＣＴＯＤ特性の向上に著しい効果を発揮する。この効果を確実に得るには、Ｍｏは０．０５％以上の含有量とすることが好ましい。しかし、その含有量が０．６０％を超えると、溶接性が損なわれるし、ＣＴＯＤ特性も劣化する。したがって、Ｍｏの含有量を０．６０％以下とした。
【００３４】
Ｖ：０．１０％以下
Ｖも添加しなくてもよい。添加すれば、析出強化により溶接性をあまり損なうことなく母材の強度を高める作用がある。この効果を確実に得るには、Ｖは０．０１％以上の含有量とすることが好ましい。しかし、その含有量が０．１０％を超えると、溶接熱影響部のＣＴＯＤ特性が損なわれる。したがって、Ｖの含有量を０．１０％以下とした。
【００３５】
Ｎｂ：０．０３％以下
Ｎｂは添加しなくてもよい。添加すれば、強度と靱性を高める作用がある。更に、Ｃｕ及びＭｏと複合添加することによって、母材の高強度化とＣＴＯＤ特性の向上に著しい効果を発揮する。この効果を確実に得るには、Ｎｂは０．００５％以上の含有量とすることが好ましい。しかし、その含有量が０．０３％を超えると、溶接性が損なわれるし、ＣＴＯＤ特性も低下する。したがって、Ｎｂの含有量を０．０３％以下とした。
【００３６】
Ａｌ：０．０１％以下
Ａｌは添加しなくてもよい。添加すれば、鋼を脱酸する作用がある。この効果を確実に得るには、Ａｌは０．００１％以上の含有量とすることが好ましい。しかし、Ａｌの含有量が０．０１％を超えると溶接熱影響部の靱性、特にＣＴＯＤ特性の低下が著しくなる。したがって、Ａｌの含有量を０．０１％以下とした。なお、安定して良好なＣＴＯＤ特性を確保するためには、Ａｌの含有量を０．００５％以下とすることが好ましい。
【００３７】
Ｃａ：０．００３０％以下
Ｃａも添加しなくてもよい。添加すれば、鋼中に不純物として含まれる介在物の生成量と形態を制御し、耐食性向上や母材靱性向上に効果がある。この効果を確実に得るには、Ｃａは０．００１％以上の含有量とすることが好ましい。しかし、その含有量が０．００３０％を超えると、却って耐食性と靱性が低下してしまう。したがって、Ｃａの含有量を０．００３０％以下とした。
【００３８】
本発明においては、不純物元素としてのＰ、Ｓ、Ｂ及びＮの含有量を下記のとおりに制限する。
【００３９】
Ｐ：０．０１０％以下
Ｐは母材及び溶接熱影響部のＣＴＯＤ特性を損なうだけでなく、溶接性をも低下させるので、その含有量はできるだけ低くすること好ましいが、Ｐ含有量の過度の低減はコスト上昇を招く。したがって、実害を生じさせない範囲として、Ｐの含有量を０．０１０％以下とした。
【００４０】
Ｓ：０．００５％以下
Ｓは母材及び溶接熱影響部のＣＴＯＤ特性を損なうだけでなく、溶接性をも低下させるので、その含有量はできるだけ低くすること好ましいが、Ｓ含有量の過度の低減はコスト上昇を招く。したがって、実害を生じさせない範囲として、Ｓの含有量を０．００５％以下とした。
【００４１】
Ｂ：０．０００２％以下
Ｂは微量で母材及び溶接熱影響部のＣＴＯＤ特性を低下させてしまう。特に、その含有量が０．０００２％を超えるとＣＴＯＤ特性の低下が著しくなり、所望の−４６℃で０．７ｍｍ以上の限界ＣＴＯＤ値が得られない。したがって、Ｂの含有量を０．０００２％以下とした。より良好なＣＴＯＤ特性を安定して得るためには、Ｂの含有量を０．０００１％以下にすることが望ましい。
【００４２】
Ｎ：０．００４０％以下
ＮはＣＴＯＤ特性に有害で、特に溶接熱影響部のＣＴＯＤ特性を著しく低下させてしまうため、Ｎの含有量はできるだけ低くすることが望ましい。しかし、過度の低Ｎ化はコスト増をもたらす。したがって、Ｎの含有量を０．００４０％以下とした。より良好なＣＴＯＤ特性を安定して得るためには、Ｎの含有量を０．００２５％以下にすることが望ましい。
【００４３】
Ｍ＊の値：１．０％以下
母材の高強度化、母材及び溶接熱影響部のＣＴＯＤ特性の向上、溶接性の確保を同時に達成するためには、化学組成を既に述べた値に規定することに加え、前記Ｅ１式で表されるＭ＊の値を制御する必要がある。これは、Ｍ＊の値が母材及び溶接熱影響部の組織中に発生する島状マルテンサイトの生成量と形状に大きく関係して、母材及び溶接熱影響部の靱性、特にＣＴＯＤ特性に著しい影響を及ぼすためで、Ｍ＊の値が１．０％を超えると母材及び溶接熱影響部のＣＴＯＤ特性が著しく低下してしまう。したがって、Ｍ＊の値を１．０％以下とした。なお、鋼板強度が引張強さで６５０ＭＰａ以上の場合に、良好なＣＴＯＤ特性を安定して得るためには、Ｍ＊の値を０．８０％以下にすることが望ましい。
【００４４】
Ｍ＊の値及びＢ含有量と母材及びＳＡＷ溶接継ぎ手部のＣＴＯＤ特性との関係の一例を図１に示す。この図１においては、下記の６００〜１０２０ＭＰａの引張強さに調整した鋼板と、その鋼板をＳＡＷ溶接して作製した溶接継ぎ手部を供試材とした。
【００４５】
すなわち、種々のＭ＊値とＢ含有量の鋼片を１１００℃に加熱後、熱間圧延して厚さ６０ｍｍの鋼板に仕上げ、その後７８０℃から５℃／秒以上の冷却速度で５００℃〜室温の種々の温度まで冷却した。なお一部の鋼板には冷却後に５００〜６２０℃での焼き戻し処理を実施した。このようにして得た６００〜１０２０ＭＰａの引張強さに調整した鋼板と、その鋼板をＳＡＷ溶接して作製した溶接継ぎ手部のＣＴＯＤ特性を調査した。
【００４６】
ＣＴＯＤ試験は全厚の３点曲げ試験片を圧延方向に直角の方向から採取し、−４６℃で実施した。なお、溶接継ぎ手部は、レ開先加工した鋼板突き合わせ部に８〜１２パスの溶接を実施し、ＣＴＯＤ試験片の疲労ノッチがレ開先のストレート部側の溶接線（以下、この「レ開先のストレート部側の溶接線」を「ＦＬ部」という）上になるように作製した。
【００４７】
図１から、Ｂ含有量が２ｐｐｍ、つまり０．０００２％以下で、且つ、Ｍ＊の値が１．０％以下の場合に、母材及び溶接熱影響部（ＦＬ部）のＣＴＯＤ特性が向上し、６００ＭＰａ以上の引張強さを有する板厚６０ｍｍの厚鋼板でも、母材及び溶接熱影響部のいずれもが、−４６℃で０．７ｍｍ以上の限界ＣＴＯＤ値を有することがわかる。
【００４８】
本発明の厚鋼板においては、下記Ｅ２式で表されるＰcmの値については特に規定しなくてもよい。しかし、母材及び溶接熱影響部における高いＣＴＯＤ特性と良好な溶接性とを同時に確保するために、Ｐcmの値を０．１６〜０．２８％にすることが好ましく、０．１６〜０．２２％とすれば一層好ましい。
【００４９】
Ｐcm＝Ｃ（％）＋Ｓｉ（％）／３０＋｛Ｍｎ（％）＋Ｃｕ（％）＋Ｃｒ（％）｝／２０＋Ｎｉ（％）／６０＋Ｍｏ（％）／１５＋Ｖ（％）／１０＋５Ｂ（％）・・・Ｅ２
上記の化学組成を満足させることによって、（１）の発明に係るＣＴＯＤ特性に優れた高強度厚鋼板が得られる。
【００５０】
（Ｂ）鋼板の製造条件
（Ｂ−１）鋼片の加熱温度
鋼片の加熱温度は９５０〜１２００℃とするのがよい。加熱温度が９５０℃未満ではオーステナイト化が十分生じず、所望の５９０ＭＰａ以上の引張強度が得難い場合がある。一方、加熱温度が１２００℃を超えると、オーステナイト粒が粗大化して所望の母材ＣＴＯＤ特性（−４６℃で０．７ｍｍ以上の限界ＣＴＯＤ値）が得られなくなったり、所謂「Ｃｕ−クラック」による割れが生じやすくなったりすることがある。したがって、鋼片の加熱温度は９５０〜１２００℃とするのがよい。
【００５１】
（Ｂ−２）熱間圧延後の冷却
良好な母材ＣＴＯＤ特性と５９０ＭＰａ以上の引張強さを得るには、鋼片を前記（Ｂ−１）項に記載の温度に加熱して熱間圧延した後、７００℃以上の温度から３℃／秒以上の冷却速度で５５０℃以下の温度まで冷却するのがよい。これは、圧延仕上げ後、上記の条件で冷却することによって、母材組織の微細均一化が図られ、母材ＣＴＯＤ特性が向上するためである。又、この母材組織の微細均一化は溶接熱影響部の組織にも影響を及ぼすので、溶接熱影響部のＣＴＯＤ特性向上にも効果がある。
【００５２】
冷却開始温度が７００℃を下回ったり、冷却を停止する温度が５５０℃を超える場合には、均一微細な組織が得られないために所望のＣＴＯＤ特性が得られないことがある。又、冷却速度が３℃／秒未満の場合には、所望の５９０ＭＰａ以上の引張強さを得ることが難しくなったり、所望のＣＴＯＤ特性を確保することが難しくなることがある。したがって、熱間圧延した後、７００℃以上の温度から３℃／秒以上の冷却速度で５５０℃以下の温度まで冷却するのがよい。この冷却処理は例えば、通常の水冷、油冷やミスト冷却の処理とすればよい。
【００５３】
既に述べた（Ａ）項、（Ｂ−１）項及び本（Ｂ−２）項における条件を満足させることによって、（２）の発明に係るＣＴＯＤ特性に優れた高強度厚鋼板の製造方法が得られる。なお、この製造方法は所謂「圧延後直接焼入れ」を利用するものであるが、圧延して得た厚鋼板を８５０〜１０００℃に再加熱した後で、上記の７００℃以上の温度から３℃／秒以上の冷却速度で５５０℃以下の温度まで冷却する「再加熱後焼入れ」を利用してもよい。
【００５４】
なお、上記条件で冷却された厚鋼板に焼戻しを施すことによって、Ｃｕの時効析出効果をより確実に得ることができる。したがって、厚鋼板には冷却後に焼戻しを施すことが好ましく、その際の焼戻し温度は５００〜６５０℃とすることが好ましい。
【００５５】
以下、実施例により本発明を詳しく説明する。
【００５６】
【実施例】
表１に示す化学組成を有する転炉−連続鋳造設備にて製造した鋼片を用い、表２に示す種々の条件で板厚３０〜１２０ｍｍの厚鋼板を製造した。又、その厚鋼板を入熱２．５〜１５ｋＪ／ｍｍのＧＭＡＷ溶接及びＳＡＷ溶接によってレ開先の突き合わせ溶接して溶接継ぎ手部を作製した。
【００５７】
表１における鋼Ａ〜Ｇは化学組成が本発明で規定する範囲内にある本発明例、鋼Ｈ〜Ｍは成分のいずれかが本発明で規定する含有量の範囲から外れた比較例である。
【００５８】
【表１】
0003541746.tif 000002
【００５９】
【表２】
0003541746.tif 000003
【００６０】
母材である板厚３０〜１２０ｍｍの各厚鋼板の板厚中心部からＪＩＳ４号引張試験片とＪＩＳ４号シャルピー衝撃試験片を、又、溶接継ぎ手部のストレートシーム部の板厚中心部からＪＩＳ４号シャルピー衝撃試験片を採取し、母材部の引張特性（降伏強さ及び引張強さ）とシャルピー衝撃特性（破面遷移温度ｖＴｓ（℃））、及び溶接継手部の−４６℃でのシャルピー衝撃特性（吸収エネルギーｖＥ（Ｊ））を調査した。更に、全厚の３点曲げ試験片を圧延方向に直角の方向から採取して、−４６℃でＣＴＯＤ試験を実施した。なお、溶接継ぎ手部に関しては、ＣＴＯＤ試験片の疲労ノッチがＦＬ部上と「ＦＬ＋３ｍｍ」の位置になるように試験片を作製した。
【００６１】
表２に、上記各種の試験結果を併せて示す。
【００６２】
表２から、試験番号１〜１４の本発明に係る厚鋼板の場合、いずれも引張強さ５９０ＭＰａ以上の強度と、母材及び溶接継ぎ手部の良好なシャルピー衝撃特性が得られている。しかも、母材及び溶接熱影響部（ＦＬ部及び「ＦＬ＋３ｍｍ」部）のいずれもが、−４６℃で０．７ｍｍ以上の大きな限界ＣＴＯＤ値を有し、ＣＴＯＤ特性に優れていることが明らかである。
【００６３】
これに対して、化学組成が本発明で規定する範囲から外れる比較例の鋼を用いた厚鋼板の場合、溶接熱影響部のうち少なくともＦＬ部で所望の限界ＣＴＯＤ値が得られず、ＣＴＯＤ特性に劣っている。
【００６４】
【発明の効果】
本発明の厚鋼板は、１インチ（２５．４ｍｍ）以上の厚さで５９０ＭＰａ以上の引張強さを有し、しかも、母材及び溶接熱影響部のいずれもが、−４６℃で０．７ｍｍ以上の限界ＣＴＯＤ値を有するので、低温環境で使用される船舶、海洋構造物、ラインパイプ、低温タンク及び橋梁などの溶接構造物の素材として利用することができる。この厚鋼板は本発明の方法によって比較的容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
Ｍ＊＝５Ｃ（％）＋２Ｓｉ（％）＋２０Ａｌ（％）＋７０Ｎ（％）＋１４００Ｂ（％）で表されるＭ＊の値及びＢ含有量と母材及びＳＡＷ溶接継ぎ手部のＣＴＯＤ特性との関係の一例を示す図である。
【図１】
0003541746.tif 000004