(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、降伏強度の高い非調質鋼板を提供することにある。【解決手段】  質量％で、Ｃ：０．０１〜０．０８％、Ｓｉ：０．０５〜０．５％、Ｍｎ：０．５〜２．５％、Ａｌ：０．０１〜０．０７％、Ｃｒ：０．０５〜１．５％、Ｍｏ：０．０５〜１％、Ｔｉ：０．００５〜０．０３％、Ｂ：０．０００５〜０．００３％、およびＮ：０．００２〜０．００８％を含み、金属組織が、島状マルテンサイトを面積率で１％以下（０％を含む）に抑えたベイナイトの非調質鋼板である。【選択図】  図１
2006169591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ：０．０１〜０．０８％、
Ｓｉ：０．０５〜０．５％、
Ｍｎ：０．５〜２．５％、
Ａｌ：０．０１〜０．０７％、
Ｃｒ：０．０５〜１．５％、
Ｍｏ：０．０５〜１％、
Ｔｉ：０．００５〜０．０３％、
Ｂ：０．０００５〜０．００３％、および
Ｎ：０．００２〜０．００８％を含み、
金属組織が、島状マルテンサイトを面積率で１％以下（０％を含む）に抑えたベイナイトであることを特徴とする高降伏強度を有する非調質鋼板。
【請求項２】
更に、他の元素として、Ｎｂ：０．００５〜０．０３％を含むものである請求項１に記載の非調質鋼板。
【請求項３】
更に、他の元素として、Ｖ：０．００５〜０．０５％を含むものである請求項１または２に記載の非調質鋼板。
【請求項４】
更に、他の元素として、Ｃｕ：０．０５〜３％を含むものである請求項１〜３のいずれかに記載の非調質鋼板。
【請求項５】
更に、他の元素として、Ｎｉ：０．０５〜３％を含むものである請求項１〜４のいずれかに記載の非調質鋼板。
【請求項６】
更に、他の元素として、
Ｚｒ：０．０００５〜０．００５％、
Ｍｇ：０．０００３〜０．００５％、
Ｃａ：０．０００５〜０．００５％、および
ＲＥＭ：０．０００３〜０．００３％よりなる群から選ばれる１種以上を含むものである請求項１〜５のいずれかに記載の非調質鋼板。
【請求項７】
残部がＦｅおよび不可避不純物である請求項１〜６のいずれかに記載の非調質鋼板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非調質型の鋼板に関するものであり、より好ましくは建築構造物や橋梁などの大型構造物用として有用な高降伏強度を有する鋼板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記のような大型構造物用として用いられる鋼板には、高強度に加えて、高靭性が要求される。これらの特性を満足する鋼板を製造するには、圧延後に焼入れ焼戻しの調質処理を行なうのが一般的である。ところがこの方法では、圧延後に再加熱処理工程が必要となるため、工期が長くなると共にコスト高になっていた。そこで再加熱処理を省略して工期の短縮とコストダウンを図る鋼板の製法が望まれており、近年著しい発展をみた技術として制御圧延がある。この技術では、圧延時の温度や圧下率などを適切に制御することによって結晶粒を微細化し、圧延ままで鋼の強度と靭性を確保している。このような鋼は一般に非調質鋼と呼ばれている。
【０００３】
ところで橋梁などの素材として用いる大型構造用の鋼板には高降伏強度化も要求されている。そこで本発明者らは、母材の靭性を高めると共に、降伏強度を高めた非調質鋼板として特許文献１の技術を提案した。この技術では、鋼の成分組成のうち、特にＮｂとＢの固溶量を厳密に制御することによって、鋼板の高靭性化と高降伏強度化をある程度達成できた。しかし特許文献１で達成できた降伏強度は４５０〜５００ＭＰａ程度であり、更なる高降伏強度化が望まれている。
【特許文献１】特開２００４−１４９８３９号公報（［特許請求の範囲］、［０００６］、［００５２］等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、この様な状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、降伏強度の高い非調質鋼板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、上記特許文献１の技術について、鋼板の更なる高降伏強度化を目指して鋭意検討を重ねた。その結果、鋼の成分組成を厳密に規定すると共に、鋼板の金属組織を、島状マルテンサイトの生成を抑えたベイナイトとしてやれば、鋼板の降伏強度を一層高めることができることを見出し、本発明を完成した。
【０００６】
即ち、本発明に係る高降伏強度を有する非調質鋼板とは、質量％で、Ｃ：０．０１〜０．０８％、Ｓｉ：０．０５〜０．５％、Ｍｎ：０．５〜２．５％、Ａｌ：０．０１〜０．０７％、Ｃｒ：０．０５〜１．５％、Ｍｏ：０．０５〜１％、Ｔｉ：０．００５〜０．０３％、Ｂ：０．０００５〜０．００３％、およびＮ：０．００２〜０．００８％を含み、金属組織が、島状マルテンサイトを面積率で１％以下（０％を含む）に抑えたベイナイトである点に要旨を有する。
【０００７】
更に、他の元素として、
（１）Ｎｂ：０．００５〜０．０３％、
（２）Ｖ：０．００５〜０．０５％、
（３）Ｃｕ：０．０５〜３％、
（４）Ｎｉ：０．０５〜３％、
（５）Ｚｒ：０．０００５〜０．００５％、Ｍｇ：０．０００３〜０．００５％、Ｃａ：０．０００５〜０．００５％、およびＲＥＭ：０．０００３〜０．００３％よりなる群から選ばれる１種以上の元素、
等を含むことが好ましい。なお、残部はＦｅおよび不可避不純物である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、鋼の成分組成を厳密に規定すると共に、鋼板の金属組織を、島状マルテンサイトの生成を抑えたベイナイトとすることによって、調質処理をしなくとも降伏強度の高い鋼板を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明者らは上記特許文献１について、鋼板の更なる高降伏強度化を目指して検討した。その結果、鋼の成分組成を厳密に規定すると共に、鋼板の金属組織をベイナイトとしてやれば高強度（ＴＳ）となり、しかも該ベイナイト組織に生成する島状マルテンサイト量を低減してやれば高降伏強度化（高ＹＳ化）を実現できることが判明した。まず、本発明を完成するに至った経緯について説明する。
【００１０】
本発明者らは、鋼板の金属組織をベイナイトとすることで引張強さ（ＴＳ）が同じレベルの鋼板をいくつか調製し、各鋼板の降伏強度（ＹＳ）を測定した。その結果、ＴＳが同じレベルの鋼板であってもＹＳにはバラツキがあった。そこで本発明者らは、鋼板のＹＳを支配する因子について検討したところ、鋼板のＹＳは、ベイナイト組織中の島状マルテンサイト（以下、島状マルテンサイトをＭＡと称することがある）の存在率と関係があることが分かった。このことを図面を用いて説明する。
【００１１】
図１は、本発明鋼の成分条件を満足する鋼における鋼中のＭＡ生成量と降伏強度との関係を示すグラフである。図１は、鋼中のＭＡ生成量を変化させた場合におけるＹＳの変化を示しており、鋼中の金属組織はベイナイトで、該ベイナイト組織に島状マルテンサイトが生成している。なお、点ＡのＴＳは７０１ＭＰａ、点ＢのＴＳは６６８ＭＰａ、点ＣのＴＳは６１８ＭＰａであり、ＴＳは同じレベル（ＪＩＳ規格の６０キロ鋼レベル）といえる。
【００１２】
図１を見て分かるように、鋼中のＭＡ生成量が減少するとＹＳが向上する傾向があり、特にＭＡ生成量が１％以下になれば、ＹＳは５００ＭＰａ以上となる。一方、ベイナイト組織中に島状マルテンサイトが多く生成している鋼板は、ＹＳが低くなる。ＹＳが低くなるのは、島状マルテンサイトの周辺には、転位が高密度で導入されるため、この転位がＹＳを低下させると本発明者らは考えている。
【００１３】
以上のように非調質鋼板の降伏強度を高めるには、ベイナイト組織中のＭＡ生成量を低減すればよい。以下、本発明について詳細に説明する。
【００１４】
まず、本発明に係る鋼板の金属組織について説明する。本発明の鋼板の金属組織は、島状マルテンサイト（ＭＡ）の生成が極めて低いレベルに抑えられたベイナイトである。このようなベイナイト組織とすることによって高強度（ＴＳ）の鋼板が得られる。即ち、本発明の金属組織とは、金属組織全体を面積率で１００％とした場合に、ベイナイト以外の組織（例えば、フェライト）が面積率で２０％未満に抑えられており、ベイナイトの面積率が８０％以上（好ましくは９０％以上）であるベイナイトを主体とする組織を意味する。
【００１５】
そして本発明では金属組織のうちＭＡの生成を抑制することによって、ＭＡの周辺に転位が高密度で導入されるのを防止でき、鋼板のＹＳを高めることができる。またＭＡの生成を抑えることで母材の靭性も向上させることができる。
【００１６】
前記ＭＡ（島状マルテンサイト）は、金属組織全体の面積を１００％としたときに、１％以下、好ましくは０．８％以下、さらに好ましくは０．５％以下とする。
【００１７】
鋼板の金属組織は、サンプルをナイタール腐食した後、光学顕微鏡で観察して、金属組織全体を１００％としたときのベイナイトの面積率を算出する。観察倍率は１００倍とすればよい。金属組織の観察位置は、鋼板の厚みをｔとしたとき、深さｔ／４位置とする。観察箇所は３箇所とし、平均してベイナイト組織の面積率を算出する。
【００１８】
ＭＡの面積率は、サンプルをレペラー腐食した後、光学顕微鏡で観察して、金属組織全体を１００％としたときのＭＡの面積率を算出する。観察倍率は１０００倍とすればよい。金属組織の観察位置は、鋼板の厚みをｔとしたとき、深さｔ／４位置とする。観察箇所は３箇所とし、平均してＭＡの面積率を算出する。
【００１９】
次に、本発明の鋼板の成分組成について説明する。本発明の鋼板は、質量％で、Ｃ：０．０１〜０．０８％、Ｓｉ：０．０５〜０．５％、Ｍｎ：０．５〜２．５％、Ａｌ：０．０１〜０．０７％、Ｃｒ：０．０５〜１．５％、Ｍｏ：０．０５〜１％、Ｔｉ：０．００５〜０．０３％、Ｂ：０．０００５〜０．００３％、およびＮ：０．００２〜０．００８％を含むことが重要である。こうした範囲を規定した理由は次の通りである。
【００２０】
Ｃ：０．０１〜０．０８％
Ｃは、母材の強度（ＴＳとＹＳ）を確保するために重要な元素であり、少なくとも０．０１％含有させねばならない。好ましくは０．０１５％以上、さらに好ましくは０．０２５％以上である。しかし０．０８％を超えるとＣの拡散量が多くなり、オーステナイト変態時にＣが局所的に濃化し易くなるため、ＭＡの生成量が増大し、ＹＳを高めることができない。また熱間圧延後に冷却したときに、ベイナイトが生成せずにマルテンサイトが生成し易くなり、満足のいく母材靭性が得られなくなる。こうしたことから本発明では、Ｃ含有量を０．０８％以下とする。好ましくは０．０７％以下、さらに好ましくは０．０５５以下である。
【００２１】
Ｓｉ：０．０５〜０．５％
Ｓｉは、ＭＡの生成量を抑えて降伏強度を高める元素である。またＳｉは脱酸剤としても有用な元素であり、こうした作用を有効に発揮させるには、０．０５％以上含有させる必要がある。好ましくは０．１％以上である。しかし０．５％を超えて過剰に含有させると母材靭性を低下させるため、上限は０．５％とする。より好ましくは０．４％以下、さらに好ましくは０．３％以下である。
【００２２】
Ｍｎ：０．５〜２．５％
Ｍｎは、焼入れ性を高めて鋼板の高強度化（高ＴＳ化と高ＹＳ化）に寄与する元素である。また本発明では後述する様に、熱間圧延後に加速冷却しているため、焼入れ性を高めることによってベイナイト変態を促進してＣの拡散を抑えることができる。そのためＣの濃化を抑えることができ、ＭＡの生成が抑えられ、鋼板の降伏強度を一層高めることができる。またＭｎはベイナイトを微細化して母材靭性を高める作用も有する元素である。こうした作用を有効に発揮させるには、Ｍｎを０．５％以上含有させる必要がある。好ましくは１％以上、さらに好ましくは１．２％以上である。しかしＭｎ含量が過剰となって２．５％を超えると、焼入れ性が高くなり過ぎて母材靭性を著しく劣化させるので、２．５％以下に抑制すべきである。好ましくは２．２５％以下である。
【００２３】
Ａｌ：０．０１〜０．０７％
Ａｌは、脱酸剤として有用な元素である。またＡｌはＢと併用することで、Ｂによる圧延後の加速冷却時における焼入れ性を更に向上させる作用を有する。焼入れ性を高めることで、上記Ｍｎと同様に、ＭＡの生成が抑制され、鋼板の降伏強度を一段と高めることができる。こうした作用を有効に発揮させるには０．０１％以上含有させる必要がある。好ましくは０．０２０％以上である。しかし０．０７％を超えて過剰に含有させるとアルミナ系非金属介在物量が多くなって清浄度が低下し、母材靭性が劣化する。より好ましくは０．０６％以下とすることがよい。
【００２４】
Ｃｒ：０．０５〜１．５％
Ｃｒは、焼入れ性を高めて鋼板の強度（ＴＳとＹＳ）を向上させる元素である。また焼入れ性を高めることで、上記Ｍｎと同様に、ＭＡの生成量を低減できるため、高降伏強度化に寄与する。またベイナイトの微細化を増進し、母材靭性の向上にも寄与する元素である。こうした作用を有効に発揮させるには、０．０５％以上含有させる必要がある。好ましくは０．４％以上、より好ましくは０．７％以上である。しかし１．５％を超えると、特に大入熱溶接を行なったときのＨＡＺ部の耐溶接割れ性が劣化し易くなるため、１．５％以下とする。好ましくは１．２％以下である。
【００２５】
Ｍｏ：０．０５〜１％
Ｍｏは、焼入れ性を高める元素であり、上記Ｃｒと同様に、鋼板の強度（ＴＳとＹＳ）を高め、更に高ＹＳ化にも寄与する。またＢと併せて含有させることにより圧延後の冷却時における焼入れ性が制御され、母材の強度（ＴＳ）と靭性のバランスを最適化できる。こうした作用を発揮させるには０．０５％以上含有させる必要がある。好ましい下限値は０．１０％である。しかし過剰に含有させるとＨＡＺ部の耐溶接割れ性が劣化するため、１％を上限とする。好ましくは０．８％以下であり、より好ましくは０．５％以下である。
【００２６】
Ｔｉ：０．００５〜０．０３％
Ｔｉは、Ｎと化合して窒化物を形成し易く、鋼中Ｎの固定に有用な元素であり、結果的に固溶Ｂや固溶Ｎｂを増加させる。その結果、焼入れ性が向上して鋼板の強度（ＴＳとＹＳ）を高めることができる。またＴｉも上記Ｍｎと同様に、ＭＡの生成を抑制して更なる高降伏強度化に寄与する。更にＴｉはγ粒の粗大化を抑えて、母材靭性の劣化を防ぐ作用も奏する。こうした作用を有効に発揮させるには、０．００５％以上含有させる必要がある。好ましくは０．０１％以上である。しかし０．０３％を超えて過剰に含有させると、却って母材靭性の低下を招くため、０．０３％以下とする。好ましくは０．０２％以下である。
【００２７】
Ｂ：０．０００５〜０．００３％
Ｂは、焼入れ性を高める元素であり、鋼板の強度（ＴＳとＹＳ）を向上させる。また焼入れ性を高めることで、上記Ｍｎの如くＭＡの生成量を低減でき、降伏強度を一段と高めることができる。更にＭｏと併せて含有させることにより圧延後の加速冷却時における焼入れ性が制御されて、母材の強度（ＴＳ）と靭性のバランスを最適化する。こうした作用を有効に発揮させるには、Ｂは０．０００５％以上含有させる必要がある。好ましくは０．００１％以上である。しかし０．００３％を超えて過多に含有させると母材靭性が劣化するため、Ｂ含有量は０．００３％以下に抑えるべきである。好ましくは０．００２５％以下である。
【００２８】
Ｎ：０．００２〜０．００８％
Ｎは、ＡｌやＴｉと化合して窒化物を形成し、組織の微細化による母材靭性の向上に有効に作用する。こうした作用を有効に発揮させるには０．００２％以上含有させる必要がある。好ましくは０．００３％以上である。但し、Ｎを過剰に含有させると、溶接金属の靭性が劣化したり、母材の焼入れ性が低下するため、Ｎ含量は０．００８％以下に抑える必要がある。好ましくは０．００７％以下、さらに好ましくは０．００６％以下である。Ｎ含有量はできるだけ少ないことが推奨される。
【００２９】
本発明に係る鋼板は上記成分を含むものであり、更に必要に応じて他の元素を含んでいてもよい。例えば、
（１）Ｎｂ：０．００５〜０．０３％、
（２）Ｖ：０．００５〜０．０５％、
（３）Ｃｕ：０．０５〜３％、
（４）Ｎｉ：０．０５〜３％、
（５）Ｚｒ：０．０００５〜０．００５％、Ｍｇ：０．０００３〜０．００５％、Ｃａ：０．０００５〜０．００５％、およびＲＥＭ：０．０００３〜０．００３％よりなる群から選ばれる１種以上の元素、
等を含むことができる。また、更に別の元素を含んでいてもよいが、通常残部は実質的にＦｅおよび不可避不純物（例えば、ＰやＳなど）である。なお、不可避不純物として許容されるＰとＳの量は、例えばＰ：０．０２０％以下（０％を含む）、Ｓ：０．０１０％以下（０％を含む）である。
【００３０】
Ｎｂ：０．００５〜０．０３％
Ｎｂは、ＭｏやＢと共に含有させることによって、圧延後の加速冷却時における焼入れ性を高める元素であり、鋼板の強度（ＴＳとＹＳ）を高めることができる。また焼入れ性向上に伴い、ＭＡの生成量を低減できるため高降伏強度化できる。更にＢと併せて含有させることにより圧延後の加速冷却時における焼入れ性が制御され、母材の強度（ＴＳ）と靭性のバランスを最適化できる。こうした作用を有効に発揮させるには、０．００５％以上含有させることが推奨される。より好ましくは０．０１％以上である。しかし０．０３％を超えて過剰に含有させると、ベイナイトが粗大化して、母材靭性が却って低下するため、上限は０．０３％とすることがよい。より好ましくは０．０２５％以下である。
【００３１】
Ｖ：０．００５〜０．０５％
Ｖは、母材の強度（ＴＳとＹＳ）を高めるために有効に作用する元素である。こうした作用を有効に発揮させるには、０．００５％以上含有させることがよい。より好ましくは０．０１％以上である。しかし過剰に含有させると大入熱ＨＡＺ靭性が低下することがあるため、上限は０．０５％とする。より好ましい上限は０．０４％以下である。
【００３２】
Ｃｕ：０．０５〜３％
Ｃｕは、固溶強化および析出強化によって母材の強度（ＴＳとＹＳ）を高めるために有効に作用する元素である。こうした作用を有効に発揮させるには、０．０５％以上含有させることが望ましい。より好ましくは０．２％以上である。しかし過剰に含有させると大入熱ＨＡＺ靭性が低下することがあるため３％以下とする。より好ましくは１％以下、さらに好ましくは０．６％以下、特に好ましくは０．５％以下である。
【００３３】
Ｎｉ：０．０５〜３％
Ｎｉは、母材靭性を向上させるために有効に作用する元素である。こうした作用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０．２％以上である。しかし３％を超えて過剰に添加するとスケール疵が発生し易くなるため、上限は３％とすることが好ましい。より好ましくは２％以下、さらに好ましくは１．５％以下である。
【００３４】
Ｚｒ：０．０００５〜０．００５％、Ｍｇ：０．０００３〜０．００５％、Ｃａ：０．０００５〜０．００５％、ＲＥＭ：０．０００３〜０．００３％よりなる群から選ばれる１種以上の元素
Ｚｒ、ＭｇおよびＣａは、ＺｒＯ2やＭｇＯ、ＣａＯ等の低融点酸化物を大入熱溶接後の冷却時に旧オーステナイト粒内に析出させ、それを核としてベイナイト変態するため、ベイナイトを微細化させる。これにより破壊経路を複雑化して、大入熱溶接ＨＡＺ靭性を向上させる元素である。一方、ＣａとＲＥＭは、鋼中に微量存在するＳと化合して硫化物を形成し、板厚中央部に存在するＳ偏析部の絞りと靭性を向上させるのに有効に作用する元素である。
【００３５】
こうした作用を有効に発揮させるには、Ｚｒは０．０００５％以上（特に、０．００１％以上）、０．００５％以下（特に、０．００３％以下）、Ｍｇは０．０００３％以上（特に、０．００１％以上）、０．００５％以下（特に、０．００４％以下）、Ｃａは０．０００５％以上（特に、０．００１％以上）、０．００５％以下（特に、０．００４％以下）、ＲＥＭは０．０００３％以上（特に、０．００１％以上）、０．００３％以下（特に、０．０１％以下）含有させることが好ましい。
【００３６】
Ｐ：０．０２０％以下（０％を含む）
Ｐは、母材靭性に影響を与える元素であり、０．０２０％を超えると母材靭性が著しく劣化するため上限は０．０２０％とする。より好ましくは０．０１０％以下に抑えることがよい。
【００３７】
Ｓ：０．０１０％以下（０％を含む）
Ｓも上記Ｐと同様に、母材靭性に影響を与える元素であり、含有量が０．０１０％を超えると粗大な硫化物が生成して母材靭性を劣化させるため、上限を０．０１０％とする。より好ましくは０．００５％以下に抑制することが望ましい。
【００３８】
本発明に係る鋼板は、例えば以下のようにして製造できる。即ち、適切に制御圧延した後、適切に加速冷却することによって製造できる。
【００３９】
制御圧延（熱間圧延）時の加熱温度は１０００〜１１５０℃程度とする。鋼片を１０００℃以上に加熱すれば、ＮｂとＢを固溶させることができ、オーステナイト粒径の過剰な微細化を抑制できるため、焼入れ性を高めることができる。そのためＣの拡散による局所的なＣの濃化を防止でき、ＭＡの生成を抑えて高降伏強度化できる。より好ましくは１０５０℃以上に加熱することが望ましい。しかし加熱温度が１１５０℃を超えると、γ粒が粗大化して母材靭性が劣化するため、加熱温度は１１５０℃以下とする。より好ましくは１１００℃以下である。
【００４０】
圧延条件については加熱した鋼片を任意の圧下量で圧延すればよいが、８６０℃から圧延終了温度までの圧下量は４５〜７０％とすることが好ましい。８６０℃から圧延終了温度までの温度域での圧下量を７０％以下に抑えることで、オーステナイト粒の再結晶による過剰な微細化やオーステナイト粒内への過剰な歪の導入を防止できるため、焼入れ性が向上する。そのためＣの拡散による局所的なＣの濃化を防止でき、ＭＡの生成が抑えられて高降伏強度化できる。またこの温度域での圧下量が過剰になると、加工変態が促進されてフェライトが析出してベイナイト主体の組織とならず、母材強度（ＴＳ）の確保が困難になるため圧下量の上限は７０％とすることがよい。より好ましくは６５％以下である。但し、圧下量が小さすぎると、ベイナイト組織が粗大化して母材靭性が低下するため、圧下量は４５％以上とする。より好ましくは５０％以上である。
【００４１】
上記圧下量とは、８６０℃での板厚に対する、８６０℃での板厚と圧延終了温度での板厚の差の割合である。即ち、８６０℃から圧延終了温度までの温度域における圧下量は、下記（１）式で算出できる。
【００４２】
圧下量（％）＝［（８６０℃における板厚−圧延終了温度における板厚）／８６０℃における板厚］×１００  …（１）  
【００４３】
圧延終了温度は７７０〜７００℃とすることがよい。圧延終了温度を７００℃以上とすることで、オーステナイト粒内への過剰な歪の導入を防止できるため、焼入れ性が向上する。そのためＣの拡散による局所的なＣの濃化を防止でき、ＭＡの生成が抑えられて高降伏強度化できる。また７００℃を下回ると、フェライト変態が促進されてフェライトが析出するため金属組織がベイナイトにならず、母材強度（ＴＳ）の確保が困難になる。そのため圧延終了温度は７００℃以上にすることを推奨する。より好ましくは７１０℃以上である。なお、圧延終了温度の上限は７７０℃とする。７７０℃以下で圧延を終了することで、ベイナイト組織の微細化が促進され、母材靭性を確保できる。好ましくは７５０℃以下である。
【００４４】
制御圧延後の加速冷却は、圧延終了温度から４００℃までを例えば３℃／ｓｅｃ以上の範囲で行う。熱間圧延後に加速冷却することで、オーステナイト変態時におけるＣの拡散によるＣの濃化を防止できるため、ＭＡの生成を抑制できる。そのため降伏強度を高めることができる。ＭＡが多く生成する様であれば冷却速度を大きくすればよい。より好ましくは５℃／ｓｅｃ以上、さらに好ましくは７℃／ｓｅｃ以上である。
【００４５】
このことを図面を用いて説明する。図２は、本発明鋼の成分条件を満足する鋼について、熱間圧延時の加熱温度を１１００℃、８６０℃から圧延終了温度までの圧下量を６０％、圧延終了温度を７２０℃とした場合に、熱間圧延後の冷却速度を変化させたときのＭＡ生成量を示すグラフである。図２から明らかなように熱間圧延後の冷却速度を大きくすれば、ＭＡ生成量が減少する傾向がある。
【００４６】
本発明の製法では、種々の厚みの鋼板を製造でき、例えば厚みが２０〜１００ｍｍ（特に、２５〜８０ｍｍ）で高降伏強度を達成できる。
【００４７】
本発明に係る鋼板は、例えば、建築構造物や橋梁などの大型構造物用の素材として有用である。
【実施例】
【００４８】
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。
【００４９】
下記表１に示す成分組成の鋼（残部はＦｅおよび不可避不純物）を通常方法で溶製し、スラブとした後、１０００〜１１５０℃に加熱し、下記表２に示す温度で圧延を終了して鋼板を製造した。このとき８６０℃から圧延終了温度までの温度域での圧下量は４５〜７０％とした。次に、圧延終了後から４００℃までを下記表２に示す冷却速度で冷却した。下記表２に、加熱温度、８６０℃から圧延終了温度までの温度域での圧下量、圧延終了温度、圧延終了後から４００℃までの冷却速度、および鋼板の板厚を夫々示す。
【００５０】
得られた各鋼板についてＭＡの面積率を次の手順で算出した。得られた各鋼板について板厚の１／４位置からサンプルを採取し、レペラー腐食して光学顕微鏡観察（倍率１０００倍）した。観察視野数は３箇所とし、金属組織全体に対する面積率を算出した。結果を下記表２に示す。
【００５１】
また得られた各鋼板の金属組織（残部）は、板厚の１／４位置からサンプルを採取し、ナイタール腐食して光学顕微鏡観察（倍率１００倍）した。観察視野数は３箇所とした。結果を下記表２に示す。表２中、Ｂは本発明で言うベイナイトを意味しており、金属組織全体を１００％としたときに、ベイナイトが面積率で８０％以上生成した組織を意味している。但し、本発明の効果を損なわない程度にベイナイト以外の組織（例えば、フェライトなど）を含んでいる。一方、Ｂ＋Ｆは金属組織全体を１００％としたときに、ベイナイト以外の組織として、フェライトが面積率で２０％以上生成した組織を意味している。フェライトが面積率で２０％以上生成しているため、強度（ＴＳとＹＳ）を確保できない。
【００５２】
次に、得られた各鋼板について引張試験と衝撃試験を行い、下記の要領で母材特性［引張強さ（ＴＳ）、０．２％耐力（ＹＳ）および靭性］を評価した。
（１）引張試験：各鋼板の板厚１／４位置からＪＩＳ４号試験片を採取して引張試験を行なった。引張試験では、引張強さと０．２％耐力を測定した。引張強さ（ＴＳ）は５７０ＭＰａ以上、０．２％耐力（ＹＳ）は５００ＭＰａ以上を夫々合格とした。
（２）衝撃試験：各鋼板の板厚１／４位置からＪＩＳ４号試験片を採取し、シャルピー衝撃試験を行なって延性破面率を求め、破面遷移温度を算出した。破面遷移温度（ｖＴｒｓ）が−６０℃以下の場合を、合格（母材靭性が良好）とした。
【００５３】
【表１】
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【００５４】
【表２】
2006169591.tif 000004
【００５５】
表２から次のように考察できる。Ｎｏ．１〜１０は、本発明で規定する要件を満足する鋼板であり、高強度（ＴＳ）で且つ高降伏強度（ＹＳ）を有している。しかも衝撃特性（母材靭性）についても良好である。一方、Ｎｏ．１１〜２０は、本発明で規定する要件を満たさない鋼板であり、特に降伏強度（ＹＳ）が低い。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明鋼の成分条件を満足する鋼における鋼中のＭＡ生成量と降伏強度との関係を示すグラフである。
【図２】本発明鋼の成分条件を満足する鋼について、熱間圧延後の冷却速度を変化させたときのＭＡ生成量を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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