【事件の表示】
　特許第３０１５９２３号「強靱鋼の製造方法」の請求項１、２に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３０１５９２３号の請求項１ないし２に係る特許を取り消す。
【理　由】
１．手続きの経緯
　本件特許第３０１５９２３号の手続きの経緯は次のとおりである。
　特許出願　　　平成　３年　６月　４日
　設定登録　　　平成１１年１２月２４日 　
　公報発行　　　平成１２年　３月　６日
　特許異議申立　平成１２年　９月　６日
　取消理由通知　平成１３年　１月１５日付
　訂正請求　　　平成１３年　３月２７日
　異議意見書　　平成１３年　３月２７日
　
２．訂正の適否
２−１．訂正の要旨
　訂正事項ａ：特許請求の範囲の請求項１，請求項２の記載中、「Ｃ：０．０２〜０．２５％」を、「Ｃ：０．０２〜０．１５％」とそれぞれ訂正する。　　
　訂正事項ｂ：明細書段落【０００５】【０００６】の、「Ｃ：０．０２〜０．２５％」を、「Ｃ：０．０２〜０．１５％」とそれぞれ訂正する。　　
　訂正事項ｃ：段落【００１３】の「その含有量が０．２５％を越えると」を、「その含有量が０．１５％を越えると」と訂正する。　　
　
２−２．訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　訂正事項ａは、明細書第１０頁段落【００２３】の実施例【表１】の記載に基づいて、炭素含有量の上限を０．２５％から０．１５％と特定するもので、特許請求の範囲の減縮を目的とするものに相当する。
　訂正事項ｂ、ｃは、訂正事項ａの訂正に伴い、詳細な説明の項の記載をこれに整合させるための訂正であり、不明りょうな記載の釈明を目的とする訂正に相当する。
　そして、これら訂正事項ａ〜ｃは、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものではなく、また、特許明細書に記載した事項の範囲内においてなされるものである。
　
２−３．訂正の適否についての結論
　以上のとおりであるから、上記訂正請求は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項で準用する第１２６条第２項乃至３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
３．取消理由についての判断
３−１．本件請求項１、２に係る発明
【請求項１】重量%で、C:0.02〜0.15%,Si:0.05〜0.60%,Mn:0.3〜3.50%,Al:0.10%以下,残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼を鋳造後、Ar3点以下に冷却することなく、あるいはAc3点以上に再加熱し、熱間圧延を行い、その後、直接焼き入れ、あるいは加速冷却し、さらに焼戻しを行う鋼板の製造方法において、圧延機および直接焼き入れ装置もしくは加速冷却装置と同一の製造ライン上に設置された加熱装置を用い、圧延、冷却、焼き戻しを連続的に行い、圧延後の冷却をAr3点以上の温度から5℃/秒以上の冷却速度で500℃以下の温度まで行い、焼戻しを450℃以上Ac1点以下の所定の焼戻し温度までの昇温速度を１℃/秒以上とし、焼戻し温度での保持を行わず、その後の冷却速度を0.05℃/秒以上20℃/秒以下で冷却することを特徴とする生産効率の高い強靭鋼の製造方法。
【請求項2】重量%で、C:0.02〜0.15%,Si:0.05〜0.60%,Mn:0.3〜3.50%,Al:0.10%以下,さらに、Cu:3.0%以下，Ni:10.0%以下,Cr:10.0%以下,Mo:3.5%以下,Co:10.0%以下,W :2.0%以下,Ti:0.1%以下,Nb:0.1%以下,V:0.2%以下,B:0.003%以下の1種または2種以上を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼を鋳造後、Ar3点以下に冷却することなく、あるいはAc3点以上に再加熱し、熱間圧延を行い、その後、直接焼き入れ、あるいは加速冷却し、さらに焼戻しを行う鋼板の製造方法において、圧延機および直接焼き入れ装置もしくは加速冷却装置と同一の製造ライン上に設置された加熱装置を用い、圧延、冷却、焼き戻しを連続的に行い、圧延後の冷却をAr3点以上の温度から5℃/秒以上の冷却速度で500℃以下の温度まで行い、焼戻しを450℃以上Ac1点以下の所定の焼戻し温度までの昇温速度を１℃/秒以上とし、焼戻し温度での保持を行わず、その後の冷却速度を0.05℃/秒以上20℃/秒以下で冷却することを特徴とする生産効率の高い強靭鋼の製造方法。
　
３−２．異議申立ての理由及び取消し理由
　本件各発明は、特許異議申立人日本鋼管株式会社の提示した各刊行物に記載の発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、本件各発明の特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してなされたものであり、本件特許は取り消されるべきものである。
　
３−３．引用された刊行物に記載の事項
◎甲第1号証(熱処理28巻4号　昭和63年8月　207〜212頁)
　「急速加熱焼戻しにおける低合金鋼の機械的性質と金相組織」と題する技術論文において、
・摘示１：207頁の「1.緒言」の5行目以降に、「最近熱処理設備に誘導加熱方式の採用される例が増えてきており、この誘導加熱方式は従来の炉加熱方式に比べると加熱速度は著しく速く、保持時間が短い。・・低合金鋼について短時間焼戻し現象を詳細に検討した例は少ないため、急速加熱による高温短時間焼戻し処理の機械的性質、金相組織に及ぼす影響を調査し、あわせてその昇温過程での性能変化を調査して、従来の焼戻し処理によるものと比較検討した。その結果、急速加熱短時間焼戻し材は強度・じん性バランスに優れるなどの知見が得られた」旨記載されている。
　
・摘示２：「2.実験方法」の項に、「表1に示すＬ１〜Ｌ３の鋼について、1220℃×１ｈ加熱後12ｍｍに熱間圧延後、900℃または920℃の処理で均質なオーステナイト組織として氷食塩水焼入れまたは水焼入れし、完全焼き入れ組織とし、その後ソルトバスを用いた急速加熱処理により昇温時間40〜75sで焼戻し温度475〜720℃まで昇温して焼戻しを行った」旨記載されている。
表１に示すL1,L2,L3鋼の化学成分は次のとおりである。
　L1鋼wt％(C:0.26wt%、Si:0.36wt%、Mn:1.50wt%、P:0.020wt%、S:0.015wt%、Cr:0.48wt%、sol.Aｌ:0.023wt%、N:0.0057wt%)
　L2鋼wt％(C:0.24wt%、Si:0.20wt%、Mn:1.26wt%、P:0.030wt%、S:0.014wt%、sol.Al:0.007wt%、N:0.0045wt%)
  L3鋼wt％(C:0.31wt%、Si:0.27wt%、Mn:0.48wt%、P:0.014wt%、S:0.004wt%、Cr:095%、Mo:0.48%、Nb:0.026%、sol.Al:0.067wt%、N:0.0073wt%)
　
・摘示３：208頁左欄に、「高温短時間焼き戻しの昇温過程での性能変化は、上記の完全焼き入れ組織を急速加熱焼き戻しの昇温途中に水冷して調査した。すなわち、設定焼き戻し温度への昇温カーブに基づいて、途中温度を時間で管理し、目標温度に達したら直ちに水冷して機械的性質と金相組織を調査した。」と記載されている。
　
・摘示４：208頁右欄からの「3.実験結果および考察」に、「3.1　焼戻し条件と機械的性質」の項および208頁の図1に、「Ｌ１，Ｌ２鋼の５５０℃および６２５℃焼き戻しの結果を示す。鋼種を問わず、短時間保持材は強度・靭性バランスが優れており、同じ強度を得るのに高温で短時間焼き戻しするほうが靭性が良好となる」旨示されている。
　
・摘示５：208頁右欄からの「3.実験結果および考察」の、「3.1　焼戻し条件と機械的性質」の項に、「ソルトバスによる急速加熱処理の場合でも、きわめて短時間の保持で良好な機械的性質が得られることは、高温の焼き戻し設定温度に至るまでの昇温過程で焼き入れ組織（この場合はマルテン単相組織）が焼き戻されてその分解が生ずることが推定される。以上の結果より、強度、靭性の変化と微視組織が関連することが示唆され、特に靭性に関しては転位の再配列や消滅、炭化物の析出や凝集、さらには不純物の粒界偏析が関係する事が示唆される。」と記載されている。
        　
・摘示６：209頁の右欄からの「3.3　焼戻しの昇温過程での性能変化」の項および209頁の図4には、L1鋼を650℃への急速加熱焼戻しの昇温途中に種々の温度100〜650℃から水冷した場合のvTrsの変化が、100〜650℃の各温度で1時間保持空冷の従来の場合と比較して示されている。
　
・摘示７：207頁の概要には、「均質なオーステナイト状態から焼き入れした鋼を、急速加熱による高温短時間焼き戻し処理した結果、良好な強度・靭性バランスは急速加熱高温焼き戻しの途中ほぼ５００℃に達した時点で得られ、転位の回復・炭化物の微細析出が生ずる」旨記載されている。
　
◎甲第２号証（特開平２−２７０９１４号公報）
  強靭鋼の高能率製造方法に関し、第２頁右下欄第４〜１４行に「鋳造後圧延を行うが、直接圧延、再加熱圧延のいずれでもかまわない。圧延によりオーステナイトが細粒化して焼き入れ性を劣化させるのを防ぐため、９００℃以上で圧延を終了しなければならない。さらに、圧延の終了後水冷により焼き入れを行うが、冷却速度が遅いと焼きが入らない。・・・冷却の終了温度は４００℃以下でないと焼き入れ組織が得られない。」と記載されている。
　
◎甲第３号証（特開平３−６８７１５号公報）
  強度・靭性に優れた構造用鋼板の製造方法に関し、第５頁左下欄から右下欄に、「焼き入れ組織を焼き戻し処理により、焼き入れ時に鋼中に導入した転位を回復させ、過剰に固溶している合金元素を析出させて適度に軟化させ、所要の強度と同時に靭性を得るに当たって、焼き入れ後固溶元素が転移と干渉を生じる前の１時間以内に焼き戻し処理を行うと、焼き戻しにより析出する炭窒化物を始めとする析出物を極めて均一かつ微細に分散させ、その結果従来強度及び靭性等の材質面からは焼き入れ後、焼き戻しまでの時間が１時間を超えるものに比べ、強度のみならず靭性も著しく改善される」と記載されている。　
　（以下、甲第１〜甲３号証を甲１〜甲３という。）
　
３−４．判断
３−４−１．本件請求項１、２に記載の各発明の目的は、焼き戻し工程に要する時間を短縮でき、また、強度、靭性などの機械的特性に対する最適な金属組織状態を付与する焼き戻し方法により、高強度で強靱な鋼を製造する方法を提供することである（本件公報段落０００３）。
　本件発明は、焼き戻し工程で生じるイ．固溶炭素原子の排出、ロ．固溶炭素原子の炭化物析出、ハ．転位の消滅・減少、ニ．結晶粒の回復成長の４つの主たる冶金現象（同段落０００８）について検討した結果、焼き戻し時の昇温速度を従来法に比して増加させ、焼き戻し温度での保持を行わず冷却することによって、炭素原子をセメンタイトや炭化物として析出させて固溶量を減少させ、靭性を良好に保ちうること、また、結晶粒及び析出物の粗大化や転位の著しい減少を防ぐことができ、従来より強度、靭性の優れた鋼を製造できる、さらに、冷却時の冷却速度を制御することにより焼き戻しが不十分で靭性を損なわない範囲で焼き戻しの進行を制御し、その材質を制御できるという知見（同段落０００９、００１０）を得、その知見に基づいて各請求項に記載の構成を採用したものであり、さらに、焼き戻し工程を圧延・冷却工程と同一製造ライン上に直結することにより、搬送その他による付加的な所要時間を排除でき生産性を著しく向上できた（段落００１１、００１９）のである。
　
３−４−２．
　これに対して、甲１には、低合金鋼材、或いは、機械構造用鋼材に相当する成分組成のＬ１鋼、Ｌ２鋼、Ｌ３鋼を用いて、急速加熱による高温短時間焼戻し処理の機械的性質、金相組織に及ぼす影響を調査し、あわせてその昇温過程での性能変化を調査した結果、急速加熱短時間焼戻し材は従来の焼き戻し処理に比べて強度・靭性バランスに優れるとの知見（摘示１）を得ている。
　甲１の記載を更に詳細に見てみると、焼き戻しによる強度と靭性の変化が、焼き戻し昇温過程での、マルテンサイト単相組織の分解、転位の再配列や消滅、或いは、炭化物の析出や凝集に関係する（摘示５）と述べられており、これは本件発明において着目している焼き戻し工程で生じる上記主たる４つの冶金現象と同義である。
　そして、甲１では、焼き入れ組織鋼をソルトバスを用いて急速加熱焼き戻しを行った（摘示２）ところ、鋼種を問わず短時間保持材は長時間保持材に比べ強度、靭性バランスが優れており、同じ強度を得るのに、高温で短時間焼き戻しする方が靭性が良好となる（摘示４）ことが示されている。
　さらに、６５０℃に至るまでの所定温度に急速加熱後、その温度に保持することなく直ちに急冷した場合（摘示３）の焼き戻しの昇温過程での機械的性質、性能変化についても検討され、それによれば、急速加熱による高温短時間焼き戻ししたものは、従来の１時間加熱空冷の焼き戻しをしたものより靭性が優れていること、急速加熱温度が５００℃に達した時点で強度と靭性の良好なバランスが得られ、転位の回復・炭化物の微細析出が生じること、そして、５５０℃近傍での高温焼き戻し脆性は保持時間依存性が大きいことを示している（摘示６，図４、摘示７）。また、この傾向は、Ｃｒ等の焼き入れ向上元素を含む場合、含まない場合についても同様であったことが示されている。
　この甲１の記載事項は、本件発明の上記段落０００９，００１０の知見と格別異なるところはない。
　してみれば、甲１には、本件と同様の焼き戻し時に生ずる冶金現象の把握に基づいて、焼き入れした鋼の焼き戻しにより、固溶炭素量の減少と同時に、転位の残留、析出物・結晶粒の微細状態を保ち、良好な強度と靭性をもたせるためには、急速加熱後直ちに冷却すればよいという本件発明の技術的解決手法が示唆されているものと認められる。
３−４−３．
　以下、本件発明の具体的な個々の構成について検討する。
　本件各発明の構成は、特定成分組成の鋼に、圧延機および直接焼き入れ装置もしくは加速冷却装置と同一の製造ライン上に設置された加熱装置を用い、圧延、冷却、焼き戻しを連続的に行い、圧延後の所定の焼き入れを行い、その後の焼き戻しの、焼き戻し温度、昇温速度、焼き戻し温度保持の有無、冷却速度を各規定してなる生産効率の高い強靱鋼の製造方法である。
　まず、鋼組成について、
　本件発明の請求項１では、C:0.02〜0.15%,Si:0.05〜0.60%,Mn:0.3〜3.50%,Al:0.10%以下の成分組成の鋼を使用し、請求項２では、さらにＣｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ等の焼き入れ性向上元素を選択成分として含んでいる。　
　本件各発明と甲１のＬ１，Ｌ２、Ｌ３鋼とを比較してみると、鋼中の炭素量について、本件各発明では、訂正前のＣ含有量０．０２〜０．２５％を０．０２〜０．１５％にし、Ｃ含有量の上限を下げる訂正が行われたので、甲１の各鋼とは、炭素含有量の点で異なる。
　しかし、他の成分組成については、甲１のＬ１、Ｌ３鋼は本件請求項２発明の規定を満足し、同様に、甲１のＬ２鋼は本件請求項１発明の規定を満足している。
　権利者は、異議意見書において、焼き戻し時に鋼中に固溶している炭素量が異なれば、析出の駆動力、拡散、析出粒子の大きさや量が著しく変化するから焼き戻しの効果が異なる旨述べるが、本件請求項１及び請求項２で規定する鋼の成分組成は、一般的なＣ−Ｓｉ−Ｍｎ鋼及び低合金鋼であり、本件明細書に記載の各成分の添加及び限定理由をみても、通常鋼の添加限定理由にすぎず、成分組成の含有量及び各成分相互の関係に本件焼き入れ焼き戻し鋼に特有の格別の意味合いは記載されていないから、この炭素量の違いによって、焼き戻し時におきる各種現象に、格別の差異が生ずるものとは認められない。この点は、訂正前の炭素含有量の範囲で炭素量の多寡により焼き戻し時の現象や効果に差異が生じる旨の記載はなく、少なくとも訂正前のＣ：０．０２％〜０．２５％の範囲では同等の認識がなされている。
　以上のように、炭素含有量が０．０２％から０．２５％に至るまでの間、０．１５％を境界として焼き戻し過程で生ずる各現象に異質或いは格別の変化が生ずるものとは認められないから、０．１５％に臨界的意味合いはなく、このように限定することによって本件焼き入れ焼き戻し処理に格別の技術的意義が生ずるものではない。
  したがって、少なくとも訂正前の炭素量０．０２％乃至０．２５％程度の範囲では、焼き戻し時の析出の駆動力、拡散、析出粒子の大きさや量の差は程度の差であり、焼き戻し工程で生じる上記４つの基本的な冶金現象に異質にして格別な差はないから、同様に本件各発明の炭素含有量０．０２〜０．１５％の鋼と、甲１のＣ０．２６％、０．２４％を有するＬ１，Ｌ２鋼と比べて格別の技術上の違いはなく、この相違点は、当業者が適宜になし得る事項である。
　次に、焼き入れ処理についてみると、
　本件では、焼き入れ条件が各請求項に「所定成分の鋼を鋳造後、Ar3点以下に冷却することなく、あるいはAc3点以上に再加熱し、熱間圧延を行い、その後、直接焼き入れ、あるいは加速冷却し、さらに焼戻しを行う鋼板の製造方法において、圧延機および直接焼き入れ装置もしくは加速冷却装置と同一の製造ライン上に設置された加熱装置を用い、圧延、冷却、焼き戻しを連続的に行い、圧延後の冷却をAr3点以上の温度から5℃/秒以上の冷却速度で500℃以下の温度まで行い」と記載されているが、その技術的意味は、加熱により均一オーステナイト化した後に、焼き入れ後の金属組織をマルテンサイトもしくはベイナイトにするために、冷却速度と冷却終了温度を限定したものである（段落００１７，００１８）。
　これに対し、甲１でも、均質なオーステナイト状態から焼き入れした鋼を急速加熱による高温短時間焼き戻しした場合の機械的性質と金層組織について検討（摘示７）されており、具体的実験方法でも、均質なオーステナイト状態にし、炭化物を完全固溶してから急冷し（摘示２）、完全焼き入れ組織にしているから、甲１の焼き入れ処理と本件焼き入れ処理に差異はない。
　次に、焼き戻し温度、昇温速度、並びに、保持時間について、
　甲１では、焼き戻しを急速加熱で短時間保持した場合、図１のように、鋼種によらず、強度と靭性のバランスが優れる（摘示２，４）と述べられており、甲１でいう急速加熱の昇温速度とは、４７５〜７２０℃に加熱するのに４０〜７５秒（摘示２）であるから、これは９．６℃〜１２℃／ｓ程度になり、本件発明の１℃／秒以上の急速加熱の規定を満足している。
  また、焼き戻しの急速昇温過程で急冷した場合の性能変化（摘示３，６）として、焼き戻しの加熱を急速に行い、所定温度で直ちに急冷したものは、図４のように、通常の処理材に比べて靭性が優れることを示しており、特に、４５０℃乃至６５０℃の範囲に急速加熱後直ちに水冷で急冷したときに、特に通常の処理材に比べて靭性が優れることを示している（摘示３，摘示６）。また、良好な強度と靭性のバランスは、高温焼き戻し５００℃の時点で、転位の回復・炭化物の微細析出が生じること（摘示７）、高温で長時間保持すると強度低下と靭性劣化が起こることが示されている。
　これは甲１の摘示５の現象に起因するものと認められ、本件明細書の段落００２０で述べられている焼き戻し条件の限定理由と同じことである。
　このように、甲１でも、急速加熱直冷却の好ましい焼き戻し温度は、４５０〜６５０℃を示している（図４）。
  また、甲１では、急速加熱、短時間保持すれば、機械特性上、好ましいと推奨しており、さらに、焼き戻し昇温途中で急冷実験して、靭性向上の効果を確認し、高温焼き戻し脆性は焼き戻し保持時間に依存すると述べているから、焼き戻し温度で保持を行わないことが、機械特性上好ましいと示唆していることになる。
　したがって、本件各発明のように、急速焼き戻し温度の数値範囲を４５０℃以上Ａｃ１点以下と規定し、焼き戻し温度での保持を行わないとすることは、甲１の記載から適宜に定めうる事項である。　
　次に、焼き戻しの冷却速度について、
　本件発明の冷却速度は０．０５℃／秒以上２０℃／秒以下であり、この範囲は本件明細書段落００２１の記載によれば、固溶炭素の排出と転位回復・析出物粗大化のバランスで決められているが、これと同様の認識が甲１でも摘示５，摘示７に述べられている。    
　即ち、摘示５，摘示７に、焼き戻しにより強度と靭性の好ましい機械的特性を得るには、適正なマルテンサイト焼き入れ組織の分解、転位の回復・炭化物の微細析出が必要であることが示唆されているから、その教示に従って、焼き戻し昇温速度や焼き戻し温度と関係して、冷却速度の適正範囲を定めることは当業者が適宜になし得ることである。
　
　要するに、甲１には、鋼の焼き入れ焼き戻し処理に関し、本件発明の課題に対応する解決手段が技術思想として把握され、そして、本件で好ましいとされる焼き入れ焼き戻しの各種処理条件での実例が示されているから、本件発明のように良好な強度と靭性を示す焼き入れ焼き戻しの各種製造条件の範囲を規定することに格別の発明力を要したものとは認められない。  
　権利者は、異議意見書において、本件発明は甲１の供試鋼とは異なる広範囲の鋼に対して、焼き入れ焼き戻し鋼の特性の昇温速度依存性を調査し、所定の焼き戻し温度までの昇温速度の合目的的な値を解明して、本件構成とした旨述べるが、甲１の「３．実験結果および考察」の項に述べられる、急速加熱、短時間保持、或いは、直冷却の性能変化の教示にしたがって、焼き戻しの昇温速度、冷却速度等の条件の適正範囲を定めることは当業者が容易になし得る確認事項にすぎないものと認められる。
　また、本件発明の上記の圧延、冷却、焼き戻し等の各装置を同一の製造ライン上に設置する構成は、本件明細書の記載によれば、所要時間を短縮して生産性を向上するためであるが、各処理が連続して作業できるように同一ラインに各設備を配置することは、生産技術からみて周知の事項であり、さらに、甲３摘示のように、焼き入れ焼き戻しの金属学的見地からみても、焼き入れ後固溶元素が転位と干渉を生じる前に速やかに焼き戻し処理を行った方が好ましいことも知られているから、これらの処理が連続的、速やかに行われるように、同一ライン上に形成することは、当業者が適宜になし得る事項である。
　そして、本件各発明の効果は、焼き戻し工程の時間を短縮して生産性の向上がはかれると同時に、金属学的見地からも強度・靭性などの機械的特性が優れた鋼を製造することができるものであるが、これらの効果は甲１の推奨する処理、及び甲３に記載の事項から、当然に導き出される効果である。
　
３−５．むすび
　以上のとおりであるから、本件請求項１、２に係る発明は、上記刊行物に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであり、本件発明についての特許は特許法第２９条第２項の規定に違反してされたものである。　
　したがって、本件発明についての特許は、特許法第１１３条第２号に該当し、取り消されるべきものである。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１３年６月２６日（２００１．６．２６）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
　▲１▼　訂正事項ａ
　特許請求の範囲の減縮を目的として、【請求項１】及び【請求項２】を以下のとおりに訂正する。
　「【請求項１】　重量％で
　Ｃ　：０．０２〜
０．１５
　Ｓｉ：０．０５〜０．６０％
　Ｍｎ：０．３〜３．５０％
　Ａｌ：０．１０％以下
残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼を鋳造後、Ａｒ３点以下に冷却することなく、あるいはＡｃ３点以上に再加熱し、熱間圧延を行い、その後、直接焼入れ、あるいは加速冷却し、さらに焼戻しを行う鋼板の製造方法において、圧延機および直接焼入れ装置もしくは加速冷却装置と同一の製造ライン上に設置された加熱装置を用い、圧延、冷却、焼戻しを連続的に行い、圧延後の冷却をＡｒ３点以上の温度から５℃／秒以上の冷却速度で５００℃以下の温度まで行い、焼戻しを４５０℃以上Ａｃ１点以下の所定の焼戻し温度までの昇温速度を１℃／秒以上とし、焼戻し温度での保持を行わず、その後の冷却速度を０．０５℃／秒以上２０℃／秒以下で冷却することを特徴とする生産効率の高い強靱鋼の製造方法。
　【請求項２】　重量％で
　Ｃ　：０．０２〜
０．１５
　Ｓｉ：０．０５〜０．６０％
　Ｍｎ：０．３〜３．５０％
　Ａｌ：０．１０％以下
さらに、
　Ｃｕ：３．０％以下
　Ｎｉ：１０．０％以下
　Ｃｒ：１０．０％以下
　Ｍｏ：３．５％以下
　Ｃｏ：１０．０％以下
　Ｗ　：２．０％以下
　Ｔｉ：０．１％以下
　Ｎｂ：０．１％以下
　Ｖ　：０．２％以下
　Ｂ　：０．００３％以下
の１種または２種以上を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼を鋳造後、Ａｒ３点以下に冷却することなく、あるいはＡｃ３点以上に再加熱し、熱間圧延を行い、その後、直接焼入れ、あるいは加速冷却し、さらに焼戻しを行う鋼板の製造方法において、圧延機および直接焼入れ装置もしくは加速冷却装置と同一の製造ライン上に設置された加熱装置を用い、圧延、冷却、焼戻しを連続的に行い、圧延後の冷却をＡｒ３点以上の温度から５℃／秒以上の冷却速度で５００℃以下の温度まで行い、焼戻しを４５０℃以上Ａｃ１点以下の所定の焼戻し温度までの昇温速度を１℃／秒以上とし、焼戻し温度での保持を行わず、その後の冷却速度を０．０５℃／秒以上２０℃／秒以下で冷却することを特徴とする生産効率の高い強靱鋼の製造方法。」
▲２▼　訂正事項ｂ
　本件特許明細書第３頁段落番号【０００５】第５行の「Ｃ：０．０２〜０．２５％」を、請求項１及び請求項２に関する前記訂正事項ａに対応して、明りょうでない記載の釈明を目的として、「Ｃ：０．０２〜
０．１５
▲３▼　訂正事項ｃ
　本件特許明細書第４頁段落番号【０００６】第２行の「Ｃ：０．０２〜０．２５％」を、請求項１及び請求項２に関する前記訂正事項ａに対応して、明りょうでない記載の釈明を目的として、「Ｃ：０．０２〜
０．１５
▲４▼　訂正事項ｄ
　本件特許明細書第６〜７頁段落番号【００１３】第３行の「その含有量が０．２５％を超えると」を、請求項１及び請求項２に関する前記訂正事項ａに対応して、明りょうでない記載の釈明を目的として、「その含有量が
０．１５
（５４）【発明の名称】
強靱鋼の製造方法
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　重量％で
　Ｃ　：０．０２〜
０．１５
　Ｓｉ：０．０５〜０．６０％
　Ｍｎ：０．３〜３．５０％
　Ａｌ：０．１０％以下
残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼を鋳造後、Ａｒ３点以下に冷却することなく、あるいはＡｃ３点以上に再加熱し、熱間圧延を行い、その後、直接焼入れ、あるいは加速冷却し、さらに焼戻しを行う鋼板の製造方法において、圧延機および直接焼入れ装置もしくは加速冷却装置と同一の製造ライン上に設置された加熱装置を用い、圧延、冷却、焼戻しを連続的に行い、圧延後の冷却をＡｒ３点以上の温度から５℃／秒以上の冷却速度で５００℃以下の温度まで行い、焼戻しを４５０℃以上Ａｃ１点以下の所定の焼戻し温度までの昇温速度を１℃／秒以上とし、焼戻し温度での保持を行わず、その後の冷却速度を０．０５℃／秒以上２０℃／秒以下で冷却することを特徴とする生産効率の高い強靱鋼の製造方法。
　【請求項２】　重量％で
　Ｃ　：０．０２〜
０．１５
　Ｓｉ：０．０５〜０．６０％
　Ｍｎ：０．３〜３．５０％
　Ａｌ：０．１０％以下
さらに、
　Ｃｕ：３．０％以下
　Ｎｉ：１０．０％以下
　Ｃｒ：１０．０％以下
　Ｍｏ：３．５％以下
　Ｃｏ：１０．０％以下
　Ｗ　：２．０％以下
　Ｔｉ：０．１％以下
　Ｎｂ：０．１％以下
　Ｖ　：０．２％以下
　Ｂ　：０．００３％以下
の１種または２種以上を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼を鋳造後、Ａｒ３点以下に冷却することなく、あるいはＡｃ３点以上に再加熱し、熱間圧延を行い、その後、直接焼入れ、あるいは加速冷却し、さらに焼戻しを行う鋼板の製造方法において、圧延機および直接焼入れ装置もしくは加速冷却装置と同一の製造ライン上に設置された加熱装置を用い、圧延、冷却、焼戻しを連続的に行い、圧延後の冷却をＡｒ３点以上の温度から５℃／秒以上の冷却速度で５００℃以下の温度まで行い、焼戻しを４５０℃以上Ａｃ１点以下の所定の焼戻し温度までの昇温速度を１℃／秒以上とし、焼戻し温度での保持を行わず、その後の冷却速度を０．０５℃／秒以上２０℃／秒以下で冷却することを特徴とする生産効率の高い強靱鋼の製造方法。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】
　本発明は強靭な厚鋼板の製造法に関するものである。
　【０００２】
　【従来の技術】
　鋼構造の大型化にともない、より強靱な鋼の開発が求められている。通常、引張り強度６０ｋｇｆ／ｍｍ２以上の鋼は焼入れによりマルテンサイトもしくはベイナイト変態を生じさせ、その後の焼戻し処理において過飽和固溶炭素をＦｅもしくは他の金属元素との炭化物として析出せしめる方法で製造されている。このような製造法は製造に要する時間も長く、製造費用も多大である。近年、このような通常の焼入れ焼戻し処理の欠点を補うべく圧延後そのまま焼入れを行う直接焼入れ技術が開発された。この方法は製造費用の低減、鋼の強靱化の面である程度の効果を生んでいる。
　【０００３】
　【発明が解決しようとする課題】
　このような製造法としては、例えば特公昭５３−６６１６号公報、特公昭５５−４９１３１号公報、特公昭５８−３０１１号公報等に記載がある。しかしこのような技術では焼戻し工程が従来の形式をとどめているため、その低生産性に起因して製造コストが高いなどの問題点を含んでいる。それは焼戻し工程が熱処理（加熱、保持、冷却）自体に著しく時間を消費するということと熱処理工程が圧延、冷却の製造ラインとは別の製造ラインで行われ、搬送等に余分な時間を消費するということに起因している。また、金属学的な見地からも現在の焼戻し方法で強度、靱性などの機械的特性に対して最適な金属組織状態が得られているとは言い難く、さらに強靱で低コストな高強度鋼の製造方法が求められてきた。
　【０００４】
　本発明の目的はこのような強靭鋼の製造方法を提供しようとするものである。
　【０００５】
　【課題を解決するための手段】
　本発明は上記のような従来法の欠点を有利に排除し得る強靱鋼の製造方法であり、その要旨とするところは次のとおりである。
　（１）　重量％
　Ｃ　：０．０２〜
０．１５
　Ｓｉ：０．０５〜０．６０％
　Ｍｎ：０．３〜３．５０％
　Ａｌ：０．１０％以下
残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼を鋳造後、Ａｒ３点以下に冷却することなく、あるいはＡｃ３点以上に再加熱し、熱間圧延を行い、その後、直接焼入れ、あるいは加速冷却し、さらに焼戻しを行う鋼板の製造方法において、圧延機および直接焼入れ装置もしくは加速冷却装置と同一の製造ライン上に設置された加熱装置を用い、圧延、冷却、焼戻しを連続的に行い、圧延後の冷却をＡｒ３点以上の温度から５℃／秒以上の冷却速度で５００℃以下の温度まで行い、焼戻しを４５０℃以上Ａｃ１点以下の所定の焼戻し温度までの昇温速度を１℃／秒以上とし、焼戻し温度での保持を行わず、その後の冷却速度を０．０５℃／秒以上２０℃／秒以下で冷却することを特徴とする生産効率の高い強靱鋼の製造方法。
　【０００６】
　（２）　重量％で
　Ｃ　：０．０２〜
０．１５
　Ｓｉ：０．０５〜０．６０％
　Ｍｎ：０．３〜３．５０％
　Ａｌ：０．１０％以下
さらに、
　Ｃｕ：３．０％以下
　Ｎｉ：１０．０％以下
　Ｃｒ：１０．０％以下
　Ｍｏ：３．５％以下
　Ｃｏ：１０．０％以下
　Ｗ　：２．０％以下
　Ｔｉ：０．１％以下
　Ｎｂ：０．１％以下
　Ｖ　：０．２％以下
　Ｂ　：０．００３％以下
の１種または２種以上を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼を鋳造後、Ａｒ３点以下に冷却することなく、あるいはＡｃ３点以上に再加熱し、熱間圧延を行い、その後、直接焼入れ、あるいは加速冷却し、さらに焼戻しを行う鋼板の製造方法において、圧延機および直接焼入れ装置もしくは加速冷却装置と同一の製造ライン上に設置された加熱装置を用い、圧延、冷却、焼戻しを連続的に行い、圧延後の冷却をＡｒ３点以上の温度から５℃／秒以上の冷却速度で５００℃以下の温度まで行い、焼戻しを４５０℃以上Ａｃ１点以下の所定の焼戻し温度までの昇温速度を１℃／秒以上とし、焼戻し温度での保持を行わず、その後の冷却速度を０．０５℃／秒以上２０℃／秒以下で冷却することを特徴とする生産効率の高い強靱鋼の製造方法。
　【０００７】
　以下、本発明について詳細に説明する。
　本発明の基本となる考え方は以下の通りである。まず、金属学的な見地から直接焼入れを含む焼入れ、焼戻しで製造される鋼の強度、靱性について考えてみると、それはまず第一に金属組織の微細さに依存している。通常、焼入れ、焼戻しで製造される鋼の金属組織はマルテンサイトとベイナイトからなり、その結晶粒が微細であるほど強靱である。また、金属組織中に存在する炭化物は析出強化に寄与することや破壊の起点となり得るという観点から微細に分散していることが望ましい。さらにマルテンサイト変態などの変態により導入された転位や加工されたオーステナイトから引き継がれた転位が金属組織中に多く残存することによって強度が上昇し、場合によっては可動転位が延性を促進することによって鋼の靱性を増す。一連の製造工程において上述のような金属組織状態を具現化し、なおかつ、生産性を阻害しない方法を実現することが必要であり、本発明においては、主に焼戻し工程を刷新することによりこれを実現するものである。
　【０００８】
　一般に焼戻し工程で生じる主たる冶金現象は、▲１▼固溶炭素原子がセメンタイトとして排出する、▲２▼固溶炭素原子がＦｅ以外の金属元素との炭化物として析出する、▲３▼変態時に生じた金属組織中に残留する多数の転位が消滅あるいは著しく減少する、▲４▼マルテンサイト、ベイナイトの結晶粒が回復成長する、の４点であることが知られている。これらの現象は一般に焼戻しの温度は高いほどその進行が速い。従って、高温に長時間保持し、焼戻しが過剰に行われた鋼の状態はセメンタイトやその他の炭化物が粗大化し、固溶炭素は少なく、変形初期に容易に移動できる転位や強化に寄与する転位もあまり残存しないものとなる。このような状態の鋼は強度が低く、靭性の点でも劣る。一方、焼戻しが不十分な鋼は固溶炭素原子や転位が多量に含有され、結晶粒の成長もそれほど進んでいないので極めて強度が高い。しかしながら炭素原子の過剰の固溶による靱性の劣化が著しい。従来法によれば固溶炭素を排出し、かつ転位を多く残留させ、析出および結晶粒を微細なままに保つために低温で長時間の保持を行う手段がとられていた。従って、生産性が極めて低い。
　【０００９】
　本発明者等の研究によれば、焼戻し時の昇温速度を従来法に比して増加させ、焼戻し温度での保持を行わず冷却することによって、炭素原子をセメンタイトとして析出させて固溶量を減少させ、靱性を良好に保ち得ることが判った。また同時に従来法では昇温・保持中に生じていた（従来法では昇温速度が遅く、保持時間が長い）結晶粒および析出物の粗大化や転位の著しい減少を防ぐことができ、従来より強度、靱性の優れた鋼を製造できることが判明した。このような現象は昇温速度が大きい場合に特徴的な現象であり、新しい発見である。
　【００１０】
　また本発明法においては昇温時間がきわめて短いことから焼戻しにともなう前述の▲１▼から▲４▼のごとき強度、靱性を支配する冶金現象は従来法では昇温・保持中に生じているのに対して冷却中にも生じているものと推定される。従って、本発明法によれば単に強度、靱性に優れた鋼を製造するばかりでなく、冷却時の冷却速度を制御することにより、焼戻しが不十分で靱性を損なわない範囲で、焼戻しの進行を制御し、その材質を制御することも可能である。
　【００１１】
　次に、生産性の見地からは図１に示すように昇温速度を増加させ、保持を行わないために焼戻しに要する実処理時間を大幅に減少させることができる。さらに、焼戻しの実処理時間を短時間にできたことにより焼戻し工程（焼戻し装置）を図２に示すように圧延・冷却工程（圧延機・冷却装置）と同一製造ライン上に直結することができる。このような直結化により圧延・冷却と焼戻しの間の搬送その他による付加的な所用時間を排除することが可能となり生産性を著しく向上することが可能となるのである。
　【００１２】
　即ち、本発明法を適用することによって、従来法に比してきわめて短時間で、強度、靱性に優れた鋼の製造が可能なのである。
　このような新しい発見に基づき本発明法における鋼の化学成分、製造条件を詳細に調査した結果、本発明者らは請求項１、２に示したような強靭な厚鋼板の製造方法を創案した。
　【００１３】
　以下に製造方法の限定の理由について述べる。
　Ｃは鋼の強化を行うのに有効な元素であり、０．０２％未満では十分な強度が得られない。一方、その含有量が
０．１５
　Ｓｉは脱酸元素として、また鋼の強化元素として有効であるが、０．０５％未満の含有量ではその効果がない。一方、０．６０％を超えると、鋼の表面性状を損なう。
　【００１４】
　Ｍｎは鋼の強化に有効な元素であり、０．０３％未満では十分な効果が得られない。一方、その含有量が３．５０％を超えると鋼の加工性を劣化させる。
　Ａｌは脱酸元素として添加される。０．００５％未満の含有量ではその効果がなく、０．１０％を超えると鋼の表面性状を劣化させる。
　ＴｉおよびＮｂはいずれも微量の添加で結晶粒の微細化と析出強化の面で有効に機能するので溶接部の靱性を劣化させない範囲で使用しても良い。このような観点からその添加量の上限を０．１％とする。
　【００１５】
　Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｃｏ，Ｗはいずれも鋼の焼入れ性を向上させる元素であり、本発明の場合、その添加により鋼の強度を高めることができる。しかし、過度の添加は鋼の靱性および溶接性を損なうため、Ｃｕ：３．０％以下、Ｎｉ：１０．０％以下、Ｃｒ：１０，０％以下、Ｍｏ：３．５％以下、Ｃｏ：１０．０％以下、Ｗ：２．０％以下に限定する。
　【００１６】
　Ｖは析出強化により鋼の強度を高めるのに有効であるが、過度の添加は鋼の靱性を損なうために、その上限を０．１０％とする。
　Ｂは鋼の焼入れ性を向上させる元素である。本発明における場合、その添加により鋼の強度を高めることができるが、過度の添加はＢの析出物を増加させ、鋼の靱性を損ねるので、その含有量の上限を０．００２５％とする。
　【００１７】
　次に、本発明における製造条件に就いて述べる。
　本発明はいかなる鋳造条件で鋳造された鋼片についても有効であるので、特に鋳造条件を特定する必要はない。また鋳片を冷却することなく、そのまま熱間圧延を開始しても一度冷却した鋳片をＡｃ３点以上に再加熱した後に圧延を開始しても良い。なお、本発明においては圧延の条件に就いては特に規定するものではないがこれはＡｒ３点以上の温度の圧延であればオーステナイトの再結晶が生じない状態での圧延、いわゆる制御圧延を行っても、行わない場合でも本発明の有効性が失われないからである。
　【００１８】
　次に、圧延後の冷却条件に就いて述べる。本発明では焼戻しにより鋼中の固溶炭素原子、結晶粒、炭化物、転位の状態を制御するものであるから、フェライトやパーライトからなる組織に対しては固溶炭素や転位が残存しておらず、炭化物もかなり成長していると考えられるのでその有効性は期待できない。従って、冷却後の金属組織としてはマルテンサイトもしくはベイナイトであることが必要である。そこで、Ａｒ３点以下の冷却速度を５℃／秒以上と限定した。また冷却の終了温度を５００℃以下と限定したのはこれを超えるとマルテンサイト、ベイナイトの組織が得られないからである。
　【００１９】
　次に、焼戻し条件についてであるが、焼戻しは圧延・冷却工程（圧延機・冷却装置）と同一製造ライン上に直結して設置された焼戻し装置で行うものとした。これは直結化により圧延・冷却と焼戻しの間の搬送、その他による付加的な所要時間を排除することが可能となり生産性を著しく向上することが可能となるのである。焼戻し装置の加熱方式は通電加熱、誘電加熱、赤外線輻射加熱、強制対流加熱、雰囲気加熱などで所要の昇温速度が達成されればそのようなものでもよい。
　【００２０】
　次に、焼戻しの熱処理条件で焼戻し温度を４５０℃以上としたのはこれ未満では温度が低すぎ、固溶炭素を短時間で容易に析出させることができないからである。また焼戻し温度をＡｃ１点以下としたのはＡｃ１点を超えると変態が生じてしまい、強度の低下や組織の不均一さのために靱性が劣化してしまうからである。焼戻し中の昇温速度を１℃／秒以上としたのは、それ未満では昇温中に転位の回復、組織・析出物の粗大化、固溶炭素原子の析出が生じてしまい、強度、靱性を高めることができないからである。
　【００２１】
　最後に焼戻し後の冷却速度を０．０５℃／秒以上２０℃／秒以下としたのは０．０５℃／秒未満では冷却中に転位の回復、結晶粒や析出物の粗大化、固溶炭素原子の析出が過剰に進行し、高い強度が得られなくなるからである。また上限を２０℃／秒としたのはこれを超えると焼戻しが不十分となり、固溶炭素原子の排出が十分に行われず、靱性の劣化を生じるからである。
　【００２２】
　【実施例】
　次に本発明の実施例によって、その有効性を示す。
　表１、２は実施例の鋼の成分を示すものである。このような成分の鋼を表３〜８に示す製造条件で製造した場合に、同じく表３〜８に示すような強度、靱性、直接焼入れあるいは加速冷却の終了から焼戻し保持終了までに要した時間が得られた。
　【００２３】
　【表１】
　【００２４】
　【表２】
　【００２５】
　【表３】
　【００２６】
　【表４】
　【００２７】
　【表５】
　【００２８】
　【表６】
　【００２９】
　【表７】
　【００３０】
　【表８】
　【００３１】
　【発明の効果】
　本発明法は比較法に比べ明らかに生産性が高く、強度・靱性に優れた鋼を製造することが可能であり、本発明は有効である。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　昇温速度と焼戻しの実処理時間の関係を示す。
　【図２】
　本発明を実施するための焼戻し装置を示す。