(57)【要約】 【課題】  主として船舶用溶接構造体を製造する場合に適用され、同一加熱条件でも加熱変形形態に応じて大きな熱変形量が得られる特性を有する鋼板を選定し、従来に比べて高い作業能率で鋼板を目標形状に曲げ加工できる加熱変形方法を提供する。【解決手段】  ガスバーナーにより鋼板の表面または裏面を線状に加熱し、その後、水冷して鋼板を角変形、または、横変形させる線状加熱変形方法において、前記角変形させる鋼板として６００℃における降伏強度が室温における降伏強度の１／３以上である鋼板を用い、前記横変形させる鋼板として室温における降伏強度が引っ張り強度の８０％以下である鋼板を用いることを特徴とする鋼板の線状加熱変形方法。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスバーナーにより鋼板の表面または裏面を線状に加熱し、水冷して鋼板を曲げ変形させる線状加熱変形方法において、６００℃における降伏強度が室温における降伏強度の１／３以上である鋼板を用いて、該鋼板面を前記ガスバーナーで線状加熱し、線状加熱領域における厚み方向の加熱面側の横収縮量が非加熱面側に比べて増加する角変形をさせることを特徴とする鋼板の線状加熱変形方法。
【請求項２】
前記角変形させる鋼板がベイナイト相を面積率で７０％以上含有する組織であることを特徴とする請求項１記載の鋼板の線状加熱変形方法。
【請求項３】
前記角変形させる鋼板が、質量％で、Ｃ：０．００１〜０．１０％、Ｓｉ：０．０２〜０．６０％、Ｍｎ：０．８０〜３．０％を含有し、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０２％以下に制限し、さらに、Ｎｂ：０．００５〜０．２０％、Ｔｉ：０．００５〜０．２０％、Ｖ：０．００５〜０．２０％、および、Ｍｏ：０．０５〜０．５％を１種または２種以上含有し、残部が鉄および不可避的不純物であることを特徴とする請求項１または２記載の鋼板の線状加熱変形方法。
【請求項４】
前記角変形させる鋼板が、質量％で、さらに、Ｂ：０．０００３〜０．００５０％を含有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の鋼板の線状加熱変形方法。
【請求項５】
前記角変形させる鋼板が、質量％で、さらに、Ａｌ：０．０１〜０．１０％を含有することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の鋼板の線状加熱変形方法。
【請求項６】
前記角変形させる鋼板が、質量％で、さらに、Ｃｕ：０．５〜２．０％、Ｎｉ：０．１〜２．０％、Ｃｒ：０．０５〜０．５％、Ｗ：０．０５〜０．５％、および、Ｚｒ：０．０５〜０．５％を１種または２種以上含有することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の鋼板の線状加熱変形方法。
【請求項７】
前記角変形させる鋼板が、質量％で、さらに、ＲＥＭ：０．００１〜０．０２％、および、Ｃａ：０．０００５〜０．０２％の１種または２種を含有することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の鋼板の線状加熱変形方法。
【請求項８】
ガスバーナーにより鋼板の表面または裏面を線状に加熱し、水冷して鋼板を曲げ変形させる加熱変形方法において、室温における降伏強度が引っ張り強度の８０％以下である鋼板を用いて、該鋼板面を鋼板の何れか一辺に対して略垂直な方向に前記ガスバーナーで線状加熱し、線状加熱方向およびその垂直方向に線状加熱領域と非加熱領域を形成した後、線状加熱領域における厚み方向の横収縮量が均一になる横変形をさせることを特徴とする鋼板の線状加熱変形方法。
【請求項９】
前記横変形させる鋼板がフェライトパーライト相を面積率で３０〜７０％含有するフェライトパーライト相とベイナイト相の混合組織であることを特徴とする請求項８に記載の鋼板の線状加熱変形方法。
【請求項１０】
前記横変形させる鋼板が、質量％で、Ｃ：０．０５〜０．１８％、Ｓｉ：０．０５〜０．６％、Ｍｎ：０．５〜２．０％を含有し、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０３％以下に制限し、残部が鉄および不可避不純物であることを特徴とする請求項８または９に記載の鋼板の線状加熱変形方法。
【請求項１１】
前記横変形させる鋼板が、質量％で、さらに、Ｎｉ：０．１〜２．０％、Ｃｕ：０．１〜０．５％、Ｃｒ：０．０５〜０．５％を１種または２種以上含有することを特徴とする請求項８〜１０の何れかに記載の鋼板の線状加熱変形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、造船分野などにおいて、複数の曲率面を有する鋼板を溶接して流線形状の溶接構造体を製造する際に適用される鋼板の加熱変形方法に関し、特にガスバーナーにより鋼板の表面または裏面を線状に加熱後、水冷して鋼板を変形加工する際の作業効率を向上させる鋼板の線状熱変形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
造船分野における船殻などの船舶構造体は、航海中の水流抵抗を少なくするために外面が連続したなめらかな曲率面とする必要があり、予め鋼板を所定形状に曲げ加工した後、鋼板の端面同士を溶接して連続したなめらかな曲率面を有する溶接構造体とする。
【０００３】
この鋼板の曲げ加工は、船舶構造体の部位によって複雑かつ微妙な曲率に加工する必要があるため、単純かつ画一的なプレス加工などでは対処できず、通常は線状加熱変形による曲げ加工が行われている。この線状加熱変形は、ガスバーナー等を用いて鋼板を線状に局所加熱し、加熱部分が熱膨張しその周囲からの拘束により塑性変形させ、通常は作業効率を高めるために加熱直後に水冷を行う方法である。
【０００４】
実際の船舶構造体の製造では、なめらかな曲率面を得るために鋼板面の複数箇所を線状加熱変形させ、かつ一箇所の線状加熱変形には複数回の線状加熱、水冷を繰り返し行い、また、これらは全て熟練者の勘や技能により行うため、１つの鋼板を所定形状に曲げ加工させるために５日以上の時間を要する場合がある。このため、造船コスト低減および製造日数の短縮の点から、鋼板の線状加熱変形による曲げ加工における作業効率の向上および自動化が従来から検討されている。
【０００５】
近年、鋼板の線状加熱変形による曲げ加工の作業効率向上、さらには自動化を狙って、有限要素法（ＦＥＭ）による数値解析を用いて鋼板を線状加熱変形させる際の熱変形を予測し、目的とする形状に変形するための加熱条件を決定する方法が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。しかし、有限要素法（ＦＥＭ）の数値解析による推定式の精度が充分でないため、これに基づき設定された加熱条件では目的形状とならないことがあり、作業環境や加熱条件の変更に合わせてその都度推定式を修正しなければならず、未だに自動化は実現されていない。
【０００６】
また、鋼板の成分組成及び組織に依存する機械的特性と線状加熱変形との関係について詳しくは解明されておらず、同じ加熱条件で線状加熱変形する場合であっても鋼板によっては、目的形状に対して実際の変形形状が大きくばらつくことがある。
このような従来技術の現状から、鋼板の線状加熱変形による曲げ加工の加熱変形を安定して制御し、さらに作業効率を向上させる方法が望まれている。
【０００７】
【特許文献１】特開平０９−２８５８２３号公報
【特許文献２】特開平０９−３２３１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
これら従来技術の問題点に鑑み、本発明は、主として複雑かつ微妙な曲率面を有する船舶用溶接構造体を製造する場合に適用され、同一加熱条件でも加熱変形形態に応じて大きな熱変形量が得られる特性を有する鋼板を選定し、従来に比べて高い作業能率で鋼板を目標形状に曲げ加工できる加熱変形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】
【０００９】
本発明者らは、以上の観点から、これまでまったく試みられていなかった、鋼板の特性に着目し、その熱変形特性を鋭意研究してきた。そして、熱加工にあう鋼材の特性を規定することにより、これまでにない高能率な熱加工方法を見出すにいたった。本発明は、このような研究によってなされたものであり、その要旨は以下のとおりである。
【００１０】
（１）  ガスバーナーにより鋼板の表面または裏面を線状に加熱し、水冷して鋼板を曲げ変形させる線状加熱変形方法において、６００℃における降伏強度が室温における降伏強度の１／３以上である鋼板を用いて、該鋼板面を前記ガスバーナーで線状加熱し、線状加熱領域における厚み方向の加熱面側の横収縮量が非加熱面側に比べて増加する角変形をさせることを特徴とする鋼板の線状加熱変形方法。
【００１１】
（２）  前記角変形させる鋼板がベイナイト相を面積率で７０％以上含有する組織であることを特徴とする前記（１）記載の鋼板の線状加熱変形方法。
【００１２】
（３）  前記角変形させる鋼板が、質量％で、Ｃ：０．００１〜０．１０％、Ｓｉ：０．０２〜０．６０％、Ｍｎ：０．８０〜３．０％を含有し、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０２％以下に制限し、さらに、Ｎｂ：０．００５〜０．２０％、Ｔｉ：０．００５〜０．２０％、Ｖ：０．００５ 〜０．２０％、および、Ｍｏ：０．０５〜０．５％を１種または２種以上含有し、残部が鉄および不可避的不純物であることを特徴とする前記（１）または（２）記載の鋼板の線状加熱変形方法。
【００１３】
（４）  前記角変形させる鋼板が、質量％で、さらに、Ｂ：０．０００３〜０．００５０％を含有することを特徴とする前記（１）〜（３）の何れかに記載の鋼板の線状加熱変形方法。
【００１４】
（５）  前記角変形させる鋼板が、質量％で、さらに、Ａｌ：０．０１〜０．１０％を含有することを特徴とする前記（１）〜（４）の何れかに記載の鋼板の線状加熱変形方法。
【００１５】
（６）  前記角変形させる鋼板が、質量％で、さらに、Ｃｕ：０．５〜２．０％、Ｎｉ：０．１〜２．０％、Ｃｒ：０．０５〜０．５％、Ｗ：０．０５〜０．５％、および、Ｚｒ：０．０５〜０．５％を１種または２種以上含有することを特徴とする前記（１）〜（５）の何れかに記載の鋼板の線状加熱変形方法。
【００１６】
（７）  前記角変形させる鋼板が、質量％で、さらに、ＲＥＭ：０．００１〜０．０２％、および、Ｃａ：０．０００５〜０．０２％の１種または２種を含有することを特徴とする前記（１）〜（６）の何れかに記載の鋼板の線状加熱変形方法。
【００１７】
（８）  ガスバーナーにより鋼板の表面または裏面を線状に加熱し、水冷して鋼板を曲げ変形させる加熱変形方法において、室温における降伏強度が引っ張り強度の８０％以下である鋼板を用いて、該鋼板面を鋼板の何れか一辺に対して略垂直な方向に前記ガスバーナーで線状加熱し、線状加熱方向およびその垂直方向に線状加熱領域と非加熱領域を形成した後、線状加熱領域における厚み方向の横収縮量が均一になる横変形をさせることを特徴とする鋼板の線状加熱変形方法。
【００１８】
（９）  前記横変形させる鋼板がフェライトパーライト相を面積率で３０〜７０％含有するフェライトパーライト相とベイナイト相の混合組織であることを特徴とする前記（８）に記載の鋼板の線状加熱変形方法。
【００１９】
（１０）  前記横変形させる鋼板が、質量％で、Ｃ：０．０５〜０．１８％、Ｓｉ：０．０５〜０．６％、Ｍｎ：０．５〜２．０％を含有し、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０３％以下に制限し、残部が鉄および不可避不純物であることを特徴とする前記（８）または（９）に記載の鋼板の線状加熱変形方法。
【００２０】
（１１）  前記横変形させる鋼板が、質量％で、さらに、Ｎｉ：０．１〜２．０％、Ｃｕ：０．１〜０．５％、Ｃｒ：０．０５〜０．５％を１種または２種以上含有することを特徴とする前記（８）〜（１０）の何れかに記載の鋼板の線状加熱変形方法。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、主として複雑かつ微妙な曲率面を有する船舶用溶接構造体を製造する場合に適用され、これまで多くの加熱・冷却作業工程を繰り返し行う必要があった加熱変形における作業工程を少なくし、従来に比べて作業効率を飛躍的に向上することができるため、本発明による造船分野など産業上の貢献は非常に多大である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明を詳細に説明する。
【００２３】
一般に船舶用溶接構造体の製造において主として用いられる鋼板の線状加熱変形による曲げ加工は、概略以下のように行われる。
【００２４】
つまり、通常ガスバーナー等の加熱源を用いて鋼板の表面または裏面の所定位置を９００℃以上の温度まで線状に局所加熱し、加熱部分が熱膨張し、その周囲（非加熱部分）からの拘束により塑性変形させる。この際、通常作業効率を高めるために加熱による塑性変形後、水冷が行われる。この際、鋼板の線状加熱部分の塑性変形、つまり、塑性ひずみの発生は、加熱温度域での鋼板の降伏強度に依存する。例えば、高温での降伏強度が高い鋼板の場合は同じ加熱条件でも塑性ひずみ発生がし難くなり、鋼板は変形しにくくなる。また、加熱源の強度や移動速度、複数箇所を線状加熱する際には加熱部同士の間隔などの加熱条件により、鋼板の加熱変形形態が異なるため、変形の形状が変わる。実際の船舶溶接構造体を製造する際には、１つの鋼板の複数箇所について線状加熱、水冷を繰り返し行い、それぞれ所定量曲げ変形させてなめらかな曲率面を有する目的形状の曲げ加工を達成できる。
【００２５】
一般に鋼板が加熱変形する際の変形形態は、面外変形と面内変形の大きく２種類に分類され、これらの内、線状加熱による曲げ加工は主として面外変形を利用する。
【００２６】
面外変形の代表例は図１−（Ｂ）に示される角変形であり、鋼板の板厚方向で何れか一方の鋼板面側の横収縮量が他方の鋼板面側に比べて大きくなる、つまり、表裏面側の横収縮量の差が相対的に大きくなる場合に生じ、鋼板は相対的に横収縮量の大きい鋼板面側（この場合は鋼板表面側）に屈曲する。ここで、横収縮量とは、線状加熱方向に対して垂直な方向（横方向）の収縮を意味する。
【００２７】
一方、面内変形の代表例として、図１−（Ａ）に示される横変形が知られている。横変形は、角変形の場合とは対象的に、鋼板の板厚方向の表裏面側での横収縮量の差が小さい場合、つまり、鋼板の板厚方向での横収縮量がほぼ均一な場合に生じる。この際、鋼板の線状加熱方向の全長を線状加熱し、加熱領域を形成する場合は、図１−（Ａ）に示されるように、加熱領域において横変形が生じ、鋼板の線状加熱方向に対し垂直な方向（横方向）の長さが短くなる面内変形が生じる。
【００２８】
但し、この横変形を利用して、面外変形させることも可能であり、実際の鋼板の線状加熱変形による曲げ加工において用いられている。例えば、図２は、長方形の鋼板の辺１および辺２に対して略垂直な方向に線状加熱し、線状加熱方向の中央部（非加熱領域）を除く辺１および辺２の両側に線状加熱領域３（図中のハッチング部分）を形成し、かつ辺１および辺２の両側に複数の線状加熱領域３を間隔的に形成した実施形態を示す。この場合は、鋼板の辺１および辺２の両側に形成された線状加熱領域３において横変形が生じ、中央部（非加熱領域）に対して鋼板の辺１および辺２の両側（線状加熱領域３）の横方向（線状加熱方向に対して垂直な方向）の長さが相対的に短くなることで面外変形は発生する。
【００２９】
図３の実施形態では、線状加熱方向の中央部に非加熱領域を形成し、鋼板の辺１および辺２の両側に複数の線状加熱領域３を間隔的に形成する例を示すが、線状加熱方向に形成する非加熱領域および線状加熱領域３の位置、横方向（線状加熱方向に対して垂直な方向）に形成する線状加熱領域３の個数および間隔有無などの条件は、目的とする曲げ形状に応じて適宜設定すれば良い。
【００３０】
このように横変形の利用により鋼板の面外変形は可能であり、図２に示す例では、方向４から鋼板形状を観察すると、図３に示すような形状になり、角変形に類似した形状に見える。しかし、図２に示すように鋼板の横変形の利用による面外変形は、非加熱領域である鋼板中央部に比べて加熱領域である辺１および辺２の付近の長さが横変形により短くなる。これに対して鋼板の角変形の利用による面外変形は、例えば、図４示すように鋼板中央部に線状加熱領域３’を配置し、図５に示すように表裏面で大きさが異なる横収縮を生じさせ、方向４’から観察すると横収縮が相対的に小さい側に鋼板を曲げ変形させる。このため、図４において、鋼板中央部に対して辺１’および辺２’の付近の長さはほとんど変化しない。このように鋼板の横変形の利用による面外変形は、鋼板の角変形の利用による面外変形とは、厳密には変形により得られる形状が異なるものである。
【００３１】
なお、上記の説明において横変形とは、線状加熱方向に対して垂直な方向での面内変形を意味する。実際の鋼板の線状加熱では、横変形の他に、線状加熱方向での面内変形を意味する縦変形も存在する。しかし、縦変形は、横変形に比べて面内変形量が非常に小さいため、鋼板を目的形状に曲げ加工するには、線状加熱変形において角変形と横変形を考慮すればよい。
【００３２】
従来、上述した鋼板の線状加熱変形の自動化を目的に、加熱源の強度や移動速度、加熱部の間隔などの加熱条件や鋼板変形特性などから変形量を予測し、目的形状に曲げ加工するために必要な加熱条件を決定する方法が試みられている。しかし、予測モデルの精度が十分でないため、現状の鋼板線状加熱変形による曲げ加工のほとんどは、熟練者の勘や技能により行なわれている。また、１つの鋼板を線状加熱変形によりなめらかな曲率形状に曲げ加工させるためには複雑なもので５日以上の時間を要するため、作業効率の向上が望まれている。
【００３３】
本発明者らは、上記現状を踏まえ、従来、線状加熱変形を制御するうえで十分な検討がなされていなかった加熱変形形態（角変形または横変形）に及ぼす鋼板特性の影響に着目し、鋼板特性をもとに線状加熱変形時の作業効率向上を図る方法について鋭意検討した。
【００３４】
その結果、以下に示すように、角変形または横変形の加熱変形形態に応じて鋼板特性を最適化することが鋼板の線状加熱変形における作業効率向上のために有効であることを知見した。
【００３５】
（１）引張強度（ＴＳ）に対する降伏強度（ＹＰ）の比（ＹＰ／ＴＳ）、つまり降伏比（ＹＲ）が８０％以下の鋼板では、線状加熱時に同じ加熱条件でも直接加熱面側に比べて温度が低くなる非加熱面側の塑性ひずみ発生量を十分に増加し、線状加熱領域の厚み方向において板厚方向の表裏面側での横収縮量を均一に増加させ、主として鋼板の横変形を効率的に発生させることができる。また、この鋼板を用いて、図２に示すように、鋼板の何れか一辺に対して略垂直な方向にガスバーナーで線状加熱し、線状加熱方向およびその垂直方向に線状加熱領域（図２の場合は鋼板の両端部側に複数箇所形成）と非加熱領域（図２の場合は鋼板の中央部に形成）を形成した後、線状加熱領域での横変形の発生を促進させることで鋼板の曲げ変形量を増加できる。したがって、前記降伏比（ＹＲ）が８０％以下の鋼板を適用することにより、線状加熱時の加熱条件を変更することなく、図１−（Ａ）に示されるような鋼板の横変形を主体とした線状加熱変形における変形量を増加させ、図２に示すような曲げ変形の作業効率を向上することが可能となる。
【００３６】
（２）室温での降伏強度（ＹＰ）に対する６００℃での降伏強度（ＹＰ６００）の比（ＹＰ６００／ＹＰ）が１／３以上の鋼板では、線状加熱時に同じ加熱条件でも直接加熱面側での塑性ひずみ発生量を最低限確保しつつ相対的に非加熱面側での塑性ひずみ発生量を減少し、加熱領域における板厚方向の表裏面側での横収縮量の差を大きくすることができる。
【００３７】
したがって、前記ＹＰ６００／ＹＰが１／３以上の鋼板を適用することにより、線状加熱時の加熱条件を変更することなく、図１−（Ｂ）に示されるような鋼板の角変形を主体とした線状加熱変形における変形量を増加させ、図４に示すような曲げ変形の作業効率を向上することが可能となる。
【００３８】
本発明は、以上の知見および技術思想を基になされたものである。
【００３９】
本発明はガスバーナーにより鋼板の表面または裏面を線状に加熱し、水冷して鋼板の角変形、または、横変形を利用した線状加熱変形方法を前提とし、角変形させる鋼板、または、横変形させる鋼板を機械的特性から最適化することを特徴とするものである。以下に、本発明の特徴とする角変形させる鋼板および横変形させる鋼板のうち、まず、角変形させる鋼板機械的特性の限定理由、さらに、好ましい鋼板の組織および成分組成について説明する。
【００４０】
（角変形させる鋼板の機械的特性）
本発明は、線状加熱変形方法において角変形させる鋼板として６００℃における降伏強度が室温における降伏強度の１／３以上である鋼板を用いることを特徴とする。
鋼板の線状加熱、冷却により、図１−（Ｂ）に示されるような鋼板の角変形を主体とした線状加熱変形を発生させるためには、加熱領域の厚み方向において鋼板の表裏面側での横収縮量の差を大きくすることが必要になる。このための手段として、加熱や冷却条件を制御して、何れか一方の鋼板面の横収縮量を増加または減少させることも可能であるが、作業方法を複雑化し、作業効率を低下させることとなり好ましくない。
【００４１】
本発明では、鋼板の線状加熱、冷却において加熱や冷却条件を変えずに角変形を主体とした線状加熱変形を発生させるために、室温での降伏強度（ＹＰ）に対する６００℃での降伏強度（ＹＰ６００）の比（ＹＰ６００／ＹＰ）が１／３以上の鋼板を適用することにより、直接加熱面側での塑性ひずみ発生量を最低限確保しつつ相対的に非加熱面側での塑性ひずみ発生量を減少し、加熱領域の厚み方向において鋼板の表裏面側での横収縮量の差を大きくする、作用が得られる。室温での降伏強度（ＹＰ）に対する６００℃での降伏強度（ＹＰ６００）の比（ＹＰ６００／ＹＰ）が１／３未満である鋼板では、鋼板の角変形を主体とした線状加熱変おける変形量を増加させ、角変形を利用した曲げ変形の作業効率を向上する効果が十分に得られない。
【００４２】
したがって、本発明では、加熱や冷却条件を変えずに角変形を主体とした線状加熱変形における変形量を増加させ、工業的に作業効率を十分に向上させるために、室温での降伏強度（ＹＰ）に対する６００℃での降伏強度（ＹＰ６００）の比（ＹＰ６００／ＹＰ）が１／３以上の鋼板に限定した。
【００４３】
なお、鋼板の６００℃での降伏強度は、工業的に測定できる０．２％耐力として一般に定義され、本発明においてもこの測定方法を採用することができる。
【００４４】
（角変形させる鋼板の組織）
本発明における角変形させる鋼板の好ましい組織としては、室温での降伏強度（ＹＰ）に対する６００℃での降伏強度（ＹＰ６００）の比（ＹＰ６００／ＹＰ）が１／３以上を満足し、かつ溶接構造用鋼としての靭性を維持できる組織とする必要がある。
【００４５】
鋼板組織中にミクロ組織の中で最も強度が高いマルテンサイト相を増加することでも６００℃での降伏強度（ＹＰ６００）を向上させることはできるが、マルテンサイト相の増加は鋼板の靭性を確保するうえで好ましくない。また、鋼板組織中のベイナイト相が面積率で７０％未満の場合には、室温での降伏強度（ＹＰ）に対する６００℃での降伏強度（ＹＰ６００）の比（ＹＰ６００／ＹＰ）が１／３以上を満足させることが困難となり、線状加熱、冷却時に鋼板の角変形を主体とした線状加熱変形おける変形量を増加させ、曲げ変形の作業効率を向上する効果が十分に得られない。
【００４６】
このため、本発明では、角変形させる鋼板として室温での降伏強度（ＹＰ）に対する６００℃での降伏強度（ＹＰ６００）の比（ＹＰ６００／ＹＰ）が１／３以上を満足させ、かつ溶接構造用鋼としての靭性を維持させるうえで、好ましい組織として、ベイナイト相を面積率で７０％以上含有するベイナイト主体組織に限定する。
【００４７】
なお、鋼板組織中のベイナイト相以外の組織は、特に限定する必要はなく、本発明の目的とする基本特性を阻害しない範囲でその他の目的に応じて選択することが可能である。
【００４８】
（角変形させる鋼板の成分組成）
本発明における角変形させる鋼板の好ましい成分組成としては、上記鋼板の機械的特性およびベイナイト主体組織を安定して確保するために以下のように規定するのが好ましい。
以下に角変形させる鋼板の好ましい成分組成の限定理由を説明する。
【００４９】
なお、下記の説明において「％」は特段の説明がない限り、「質量％」を意味するものとする。
【００５０】
Ｃ：Ｃは、鋼板の強度を上げ、かつ焼入性も上げる元素である。Ｃ含有量の下限は、焼入性を高めて組織中に７０％以上のベイナイト相を確保するための最低限の値として０．００１％とした。一方、Ｃの過度の添加は、鋼板組織中のマルテンサイトを増加させることにより、硬さ増加および靭性低下の問題、さらには、鋼板の表面と裏面での硬さの差が増加する問題などを生じ、鋼板の良好な特性を確保するために好ましくないため、Ｃ含有量の上限を０．１０％とした。なお、本発明では、鋼板の焼入性はＭｎ添加でも確保でき、また、鋼板機械的特性の観点から、Ｃ含有量の上限を低く押さえることが好ましいため、Ｃ含有量の上限を０．０７％とするのがより望ましい。
【００５１】
Ｓｉ：Ｓｉは、鋼中の脱酸元素として、また強度維持元素として作用する。Ｓｉの脱酸および強度確保の効果を十分えるためにＳｉ含有量の下限を０．０２％にする。一方、Ｓｉ含有量が０．６０％を超えると、鋼板を溶接する際に溶接部靱性が劣化するため、Ｓｉ含有量の上限を０．６０％とした。
【００５２】
Ｍｎ：Ｍｎは、鋼板の強度確保するため、また焼入性を向上させベイナイト組織を効率よく増加するには必須の元素である。これらの作用により、鋼板組織中に７０％以上のベイナイト組織を確保するための最低限の量としてＭｎ含有量の下限を０．８％とした。一方、Ｍｎ含有量が過度に増加すると、鋼板を溶接する際に硬化が著しく高まって溶接熱影響部（ＨＡＺ）の靭性を劣化させ好ましくないため、Ｍｎ含有量の上限を３．０％とした。
【００５３】
Ｐ、Ｓ：ＰおよびＳは、鋼中の不可避的不純物であり、これら元素が過度に含有すると鋼板および鋼板を溶接する際のＨＡＺの靭性が劣化するため、ＰおよびＳの含有量の上限をそれぞれ０．０３％、０．０２％に制限した。
【００５４】
Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｏ：Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖ、および、Ｍｏは、鋼中に析出または固溶することで高温降伏強度を向上させる元素であり、この作用を有効に活用するためにこれらの成分をそれぞれ以下の含有量で１種または２種以上含有する。
【００５５】
Ｎｂは鋼板中のＣと共に炭化物として析出し、鋼板の高温強度を向上するために有効な元素である。また、ＮｂはＡｒ３変態温度を下げ低冷却速度側までベイナイト生成範囲を広げる作用効果があり、安定してベイナイト相を生成させるために必要である。これらのＮｂ添加による作用効果を十分に得るための最低限の値としてＮｂ含有量の下限を０．００５％とする。一方、Ｎｂ含有量が０．２０％を超えると、硬さが過度に高まり靭性を確保することが困難となるため、Ｎｂ含有量の上限を０．２０％とする。
【００５６】
ＴｉもＮｂと同様に鋼板中に炭化物を形成し析出硬化により高温強度を上げるために有効な元素である。さらには、Ａｒ３変態温度を下げてベイナイト組織の形成に寄与する上、溶接の際にＴｉＮを形成して溶接熱影響部の靭性を向上させる作用効果がある。これら作用効果を十分に得るためにＴｉ含有量の下限値を０．００５％とした。一方０．２０％を越えるＴｉの含有は、靭性を劣化させ好ましくないため、Ｔｉ含有量の上限を０．２０％とした。
【００５７】
ＶもＮｂと同様に析出強化元素であり鋼板中での炭化物の析出硬化により高温強度を上げるためにはＶ含有量の下限を０．００５％とする必要がある。一方、０．２０％を超えてＶを含有させても鋼板の析出強化向上効果は飽和し、さらに靭性劣化を招くのでＶ含有量の上限を０．２０％とする。
【００５８】
Ｍｏは、常温および高温での降伏強度を上昇する効果がある元素である。これらの強度上昇効果を十分に得るためにＭｏ含有量の下限を０．０５％とする。一方、Ｍｏ含有量が０．５％をこえると、溶接性が劣化するため、Ｍｏ含有量の上限を０．５％とした。
【００５９】
以上が角変形させる鋼板の好ましい成分組成としての基本成分であるが、これに加えて、以下の成分を以下の理由で添加することも可能である。
【００６０】
Ｂ：Ｂは典型的な焼入性元素であり、オーステナイト粒界に偏析して、そこからのフェライト変態を抑制するため、少量の添加で大きな焼入性向上が期待できる。そのため、本発明でもこの作用を有効に利用し、焼入性を確保するためにＢ含有量の下限を０．０００３％とした。一方、Ｂの過度の含有は鋼中にＢＮを析出させ、溶接性を劣化させるためその含有量の上限を０．００５０％とした。
【００６１】
Ａｌ：ＡｌはＳｉ同様に脱酸元素であり、Ｓｉの脱酸作用を補完し、鋼板中の酸素を低減し鋼板特性を確保する効果を有効に得るためにＡｌ含有量の下限を０．０１０％とした。一方、Ａｌの過度の添加は鋼板の溶接性を損ねるため、Ａｌ含有量の上限を０．１０％とする。
【００６２】
Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｚｒ：Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｗ、および、Ｚｒは、強度向上のために有効な元素であり、この作用を有効に活用するためにこれらの成分をそれぞれ以下の含有量で１種または２種以上含有することができる。
【００６３】
Ｃｕは、単体で析出し強度を向上させる元素であり、この点ではＮｂなどの炭化物を形成する析出元素とは強度向上機構が異なる。Ｃｕを析出させ十分に強度を向上させるためには、Ｃｕ含有量の下限を０．５％とする必要がある。一方、Ｃｕ含有量が２．０％を超えると鋼板の靭性が急激に劣化し好ましくないため、Ｃｕ含有量の上限を２．０％とした。
【００６４】
Ｎｉは、鋼板の強度および靭性をともに向上し、またＣｕを含有する鋼板では圧延時のＣｕ割れを防止するために有効な元素である。これらの作用効果を十分に得るためＮｉ含有量の下限を０．１％とした。一方、２．０％を超えてＮｉを過剰添加してもその効果は飽和し、Ｎｉ元素は高価であるため、Ｎｉ含有量の上限を２．０％とした。
【００６５】
Ｃｒは、鋼板の強度を上昇する効果があり、この効果が発現できる最低の値としてＣｒ含有量の下限を０．０５％とした。一方、０．５％をこえてＣｒを添加すると溶接により溶接部靱性が劣化するため、Ｃｒ含有量の上限を０．５％とした。
【００６６】
Ｗは、鋼板の高温降伏強度を上昇する効果があり、この効果を十分に得るためにＷ含有量の下限を０．０５％とした。一方、Ｗは高価である上、Ｗ含有量が０．５％をこえると靭性が劣化するためＷ含有量の上限を０．５％とした。
【００６７】
Ｚｒは、鋼板の強度を上昇する効果に加えて、亜鉛めっきを施した鋼板の場合には、耐めっき割れ性を向上する効果がある元素である。これらの効果が発現できる最低の値としてＺｒ含有量の下限を０．０５％とした。一方、Ｚｒは０．５％をこえて添加すると溶接により溶接部靱性が劣化し好ましくないため、Ｚｒ含有量の上限を０．５％とした。
【００６８】
ＲＥＭ、Ｃａ：ＲＥＭおよびＣａは、溶接による鋼板の溶接熱影響部の靭性を向上させるために有効な元素であり、ＲＥＭおよびＣａの１種または２種を添加することができる。
【００６９】
ＲＥＭは、鋼板中でオキシサルファイドとなってオーステナイト粒の粒成長を抑制して溶接による鋼板の溶接熱影響部の靭性を向上させる。この効果を十分にえるためにＲＥＭ含有量の下限を０．００１％とした。一方、０．０２％をこえてＲＥＭを添加すると鋼の清浄度を損なうため、ＲＥＭ含有量の上限を０．０２％とする。
【００７０】
Ｃａは、溶接による鋼板の溶接熱影響部の靭性向上に有効であるとともに、鋼中の硫化物の形態制御により鋼板の板厚方向の材質改善にも有効である。これらの効果を十分にえるためにＣａ含有量の下限を０．０００５％とした。一方、０．０２％をこえてＣａを添加すると、鋼中の非金属介在物量を増大させ内部欠陥の原因となるため、Ｃａ含有量の上限を０．０２％にした。
【００７１】
角変形させる鋼板の機械的特性およびこの鋼板の好ましい組織および成分組成の限定理由は上述のとおりである。
【００７２】
本発明において角変形させる鋼板の製造方法は本発明の目的を達成するために特に限定する必要はなく、例えば、以下のような方法で上記機械的特性および組織の鋼板を容易に製造することが可能である。
【００７３】
つまり、上述した成分組成を含有する鋼片をＡｃ３〜１３５０℃の温度に加熱後、３０％以上の圧下率で８００℃以上のオーステナイト未再結晶温度域で圧延を終了し、その後、０．１〜８０℃／ｓの冷却速度で冷却することで７０％以上のベイナイト相を含有する組織の鋼板を製造できる。なお、これらの圧延条件及び冷却条件は以下の理由から設定するものであるが、本発明の目的を達成するためにこれらに限定するものではない。
【００７４】
鋼片の加熱温度は、鋼材組織をオーステナイト単体組織とする温度領域、つまりＡｃ３変態温度以上とし、かつ加熱温度の上限はエネルギーの過度な浪費を抑制し、加熱効果の飽和を考慮して１３５０℃以下とすることが望ましい。
圧延終了温度は、オーステナイト未再結晶域で圧延し、加工転位の導入によりベイナイト組織を微細化し、靭性を向上する効果をえるために８００℃以上とすることが望ましい。
また、この際の圧下率は、靭性向上効果が顕著になるように３０％以上とするのが好ましい。
【００７５】
圧延終了後の冷却は、空冷または加速冷却のいずれでもよく、その冷却速度はフェライトパーライトの生成を抑制しベイナイト相を増加するために０．１℃／ｓ以上とし、かつ冷却速度の増加によりベイナイト・ラス間隔が密になり強度が上昇し、母材靭性の劣化を抑制するために８０℃／ｓ以下とするのが好ましい。
【００７６】
さらに、より高温降伏強度を向上させた鋼板を製造するためには、上記方法において、圧延終了後に以下の熱処理または冷却の何れかの方法で析出強化元素の析出処理を行うことが好ましい。なお、以下の２種の析出処理方法は、製造上の諸事情を考慮して適宜選択すればよい。
【００７７】
第１の析出処理方法は、上記の圧延及び冷却条件で得られた鋼板を５００〜８００℃未満の加熱温度で再加熱し、保持することにより鋼板中の析出強化元素を析出処理する。再加熱温度は、十分に析出物が形成させるために５００℃以上とし、過度の加熱により導入されたベイナイト相が変質するのを抑制するために８００℃未満とすることが望ましい。
【００７８】
第２の析出処理方法は、上記と同じ圧延条件で圧延終了後、５００〜８００℃未満の温度域まで０．１〜８０℃／ｓの冷却速度で加速冷却した後、この温度域で３０ｓ以上の等温保持を行うか、または、この温度域において１℃／s 以下の冷却速度でかつ３０ｓ以上の冷却時間で冷却することにより、鋼板中の析出強化元素を析出処理する。
【００７９】
圧延終了後の５００〜８００℃未満の温度域までの冷却速度は、フェライトパーライトの生成を抑制しベイナイト相を増加するために０．１℃／ｓ以上とし、かつ冷却速度の増加によりベイナイト・ラス間隔が密になり強度が上昇し、母材靭性の劣化を抑制するために８０℃／ｓ以下とするのが好ましい。
【００８０】
５００〜８００℃未満の温度域での等温保持時間は、鋼板中の析出強化元素を析出させるために３０ｓ以上とすることが望ましい。
【００８１】
また、５００〜８００℃未満の温度域での冷却速度及び冷却時間は、上記等温保持と同様な作用効果をえるために冷却速度を１℃／ｓ以下とし、かつ冷却時間を３０ｓ以上とすることが望ましい。
【００８２】
次に、本発明の特徴とする横変形させる鋼板の限定理由、さらに、好ましい鋼板の組織および成分組成について説明する。
【００８３】
（横変形させる鋼板の機械的特性）
本発明は、線状加熱変形方法において横変形させる鋼板として引張強度（ＴＳ）に対する降伏強度（ＹＰ）の比（ＹＰ／ＴＳ）、つまり降伏比（ＹＲ）が８０％以下である鋼板を用いることを特徴とする。
【００８４】
鋼板の線状加熱、冷却により、図１−（Ａ）に示されるような鋼板の横変形を主体とした線状加熱変形を発生させるためには、線状加熱領域における板厚方向の表裏面側での横収縮量を均一に増加させることが必要になる。このための手段として、加熱や冷却条件を制御して、鋼板表裏面の横収縮量を大きくすることは可能であるが、作業方法を複雑化し、作業効率を低下させることとなり好ましくない。
【００８５】
本発明では、鋼板の線状加熱、冷却において加熱や冷却条件を変えずに横変形を主体とした線状加熱変形による横変形を利用した曲げ変形を発生させるために、引張強度（ＴＳ）に対する降伏強度（ＹＰ）の比（ＹＰ／ＴＳ）、つまり降伏比（ＹＲ）が８０％以下である鋼板を適用することにより、高温での降伏強度が低下するため、直接加熱面側に比べて温度が低くなる非加熱面側の塑性ひずみ発生量を十分に増加し、線状加熱領域における板厚方向の横収縮量を均一に増加することが可能となる。また、上記降伏比（ＹＲ）の上限規定により、溶接構造用鋼材として要求される室温での引張強度レベルを維持しつつ、室温での降伏強度の低減により高温での降伏強度を低く押さえることが可能となる。上記降伏比（ＹＲ）が８０％を超える鋼板では、加熱温度が加熱面側に比べて相対的に低くなる非加熱面側において発生する横収縮は小さくなり、線状加熱領域における横変形を均一に増加することは困難となる。そのため、鋼板の横変形を主体とした線状加熱変形おける変形量を増加させ、横変形を利用した曲げ変形の作業効率を向上する効果が十分に得られない。
【００８６】
したがって、本発明では、加熱や冷却条件を変えずに横変形を主体とした線状加熱変形における変形量を増加させ、工業的に曲げ変形の作業効率を十分に向上させるために、引張強度（ＴＳ）に対する降伏強度（ＹＰ）の比（ＹＰ／ＴＳ）、つまり降伏比（ＹＲ）が８０％以下の鋼板に限定した。
【００８７】
なお、本発明では、上記降伏比（ＹＲ）の下限は特に規定する必要はないが、この鋼板を実現するための製造条件が厳しくなり、コストの増加を招くため、本発明では上記降伏比（ＹＲ）の下限を６０％とするのが好ましい。
【００８８】
（横変形させる鋼板の組織）
本発明における横変形させる鋼板の好ましい組織としては、引張強度（ＴＳ）に対する降伏強度（ＹＰ）の比（ＹＰ／ＴＳ）、つまり降伏比（ＹＲ）が８０％以下を満足し、かつ溶接構造用鋼としての引張強度および靭性を維持できる組織である。
【００８９】
上記降伏比（ＹＲ）が８０％以下を満足し、かつ溶接構造用鋼としての引張強度を維持するためには、ミクロ組織を低強度のフェライトパーライト相と高強度のベイナイト相の混合組織とし、相対的に低強度側のフェライトパーライト相に塑性ひずみを導入させ、かつ全体の引張強度を高強度のベイナイト相で確保することが有効である。鋼板組織中のフェライトパーライト相の含有量が面積率で３０％を下回る場合には、低応力で降伏する領域が小さくなり、上記降伏比（ＹＲ）を８０％以下にすることが困難となるため、線状加熱、冷却時に導入される塑性ひずみ量は少なくなり、結果的に、鋼板の横変形を主体とした線状加熱変形おける変形量を増加させ、横変形を利用した曲げ変形の作業効率を向上する効果が十分に得られない。このため、鋼板組織中のフェライトパーライト相の含有量を面積率で３０％以上とした。一方、フェライトパーライト相が面積率で７０％を上回る場合は、引張強度を確保するためには、高強度組織としてベイナイトよりさらに高い強度のマルテンサイト相を利用せざるを得えなくなる。鋼板組織中にマルテンサイト相が増加すると母材靭性が劣化し、溶接構造用鋼として要求される靭性を確保することが困難となり好ましくないため、フェライトパーライト相の含有量の上限を面積率で７０％とした。
【００９０】
このような理由から、本発明では、横変形させる鋼板として、上記降伏比（ＹＲ）が８０％以下を満足し、かつ溶接構造用鋼としての引張強度を維持させるうえで、好ましい組織として、フェライトパーライト相を面積率で３０〜７０％含有する低強度のフェライトパーライト相と高強度のベイナイト相の混合組織に限定する。
【００９１】
（横変形させる鋼板の成分組成）
本発明における横変形させる鋼板の好ましい成分組成としては、上記鋼板の機械的特性およびフェライトパーライト相とベイナイト相の混合組織を安定して確保するために以下のように規定するのが好ましい。
【００９２】
以下に横変形させる鋼板の好ましい成分組成の限定理由を説明する。
【００９３】
なお、下記の説明において「％」は特段の説明がない限り、「質量％」を意味するものとする。
【００９４】
Ｃ：Ｃは、鋼板の引張強度を高める元素であり、その効果を十分に利用するため、Ｃ含有量の下限は０．０５％とする。一方、過度にＣが多くなると鋼板の溶接性を阻害するため、Ｃ含有量の上限は０．１８％とする。
【００９５】
Ｓｉ：Ｓｉは、鋼中の脱酸元素として有効な元素であり、この効果を十分にえるためにはＳｉ含有量の下限を０．０５％とする。一方、過度にＳｉが多くなると鋼板の溶接性を阻害するため、Ｓｉ含有量の上限を０．６％とする。
【００９６】
Ｍｎ：Ｍｎは鋼板の引張強度確保のため必要であり、引張強度向上効果を十分に得るために、Ｍｎ含有量の下限を０．５％とする。一方、過度にＭｎが多くなりすぎると鋼板の溶接性を阻害するため、Ｍｎ含有量の上限を２．０％とする。
Ｐ、Ｓ：ＰおよびＳは、鋼中の不可避的不純物であり、これら元素が過度に含有すると鋼板および鋼板を溶接する際のＨＡＺの靭性が劣化するため、ＰおよびＳの含有量の上限はいずれも０．０３％に制限する。
【００９７】
以上が横変形（収縮）させる鋼板の好ましい成分組成としての基本成分であるが、これに加えて、以下の成分を以下の理由で添加することも可能である。
【００９８】
Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ：Ｎｉ、Ｃｕ、および、Ｃｒは、強度靭性を向上させるために有効な元素であり、この作用を有効に活用するためにこれらの成分をそれぞれ以下の含有量で１種または２種以上含有することができる。
【００９９】
Ｎｉは、鋼板の強度および靭性をともに向上し、またＣｕを含有する鋼板では圧延時のＣｕ割れを防止するために有効な元素である。これらの作用効果を十分に得るためＮｉ含有量の下限を０．１％とした。一方、２．０％を超えてＮｉを過剰添加してもその効果は飽和し、Ｎｉ元素は高価であるため、Ｎｉ含有量の上限を２．０％とした。
【０１００】
Ｃｕは、単体で析出し強度を向上させる元素であり、Ｃｕの析出により十分に鋼板強度を向上させるためには、Ｃｕ含有量の下限を０．１％とする必要がある。一方、Ｃｕ含有量が０．５％を超えるとやわらかいフェライトパーライトの強度を不必要に向上させ、鋼板の横変形（収縮）を主体とした線状加熱変形おける変形量を増加させる効果が低減する。また、Ｃｕの増加により溶接部靱性が劣化するため好ましくない。これらの理由でＣｕ含有量の上限を０．５％とした。
【０１０１】
Ｃｒは、鋼板の強度を上昇させる効果があり、十分に鋼板強度を向上させるためには、Ｃｒ含有量の下限を０．０５％とする必要がある。一方、０．５％をこえてＣｒを添加すると鋼板が析出硬化し、やわらかいフェライトパーライトの強度を不必要に向上させ、鋼板の横変形（収縮）を主体とした線状加熱変形おける変形量を増加させる効果が低減する。また、Ｃｒの増加により溶接部靱性が劣化するため好ましくない。これらの理由でＣｒ含有量の上限を０．５％とした。
【０１０２】
横変形させる鋼板の機械的特性およびこの鋼板の好ましい組織および成分組成の限定理由は上述のとおりである。
【０１０３】
本発明において横変形させる鋼板の製造方法は本発明の目的を達成するために特に限定する必要はなく、例えば、以下のような方法で上記機械的特性および組織の鋼板を容易に製造することが可能である。
【０１０４】
つまり、上述した成分組成を含有する鋼片をＡｃ３〜１３５０℃の温度に加熱後、２５％以上の圧下率でＡｒ３℃〜９００℃のオーステナイト再結晶温度域で圧延を終了し、その後、Ａｒ３℃以上の温度から５〜２０℃／ｓの冷却速度で４００〜６００℃の温度域まで冷却することにより、面積率で３０〜７０％のフェライトパーライト相を含有するフェライトパーライト相とベイナイト相の混合組織の鋼板を製造できる。なお、これらの圧延条件及び冷却条件は以下の理由から設定するものであるが、本発明の目的を達成するためにこれらに限定するものではない。
【０１０５】
鋼片の加熱温度は、鋼材組織をオーステナイト単体組織とする温度領域、つまりＡｃ３変態温度以上とし、かつ加熱温度の上限はエネルギーの過度な浪費を抑制し、加熱効果の飽和を考慮して１３５０℃以下とすることが望ましい。
【０１０６】
圧延終了温度は、Ａｒ３℃以上のオーステナイト再結晶域で圧延し、オーステナイト単相組織の結晶粒を微細化し、かつ適度な焼入れ性をえるために９００℃以下とすることが望ましい。また、この際の圧下率は、オーステナイト結晶粒の微細化効果が顕著になるように２５％以上とするのが好ましい。
【０１０７】
圧延終了後の冷却は、Ａｒ３℃以上のオーステナイト単相温度域から冷却開始し、ベイナイト相を適度に生成させために冷却速度を５℃／ｓ以上とし、かつ、フェライトパーライト相を確保するために冷却速度を２０℃／ｓ以下とするのが好ましい。また、冷却停止温度は、島状サイトの生成による靭性低下を抑制するため４００℃以上とし、かつフェライトパーライト相の増加による強度低下を抑制するために６００℃以下とするのがのぞましい。
【０１０８】
以上の他の方法としては、熱延鋼板をオーステナイトとフェライトの２相域に再加熱し、その後空冷する方法、または、熱間圧延後にオーステナイトとフェライトの２相域まで空冷しその後水冷する方法などがある。これら方法は、熱延鋼板を一度オーステナイトとフェライトの２相域状態にし、その後の冷却過程でオーステナイト相をベイナイト相に変態しフェライト相とベイナイト相の混合組織の鋼板と得るものである。
【実施例】
【０１０９】
（実施例１）
以下の実施例を基に本発明法により加熱や冷却条件を変えずに角変形を主体とした線状加熱変形における変形量を増加させことにより、角変形を利用した曲げ変形の作業効率向上の効果について説明する。
【０１１０】
表１には、鋼片の成分を示す。この成分系の鋼片を、表２に示す製造条件にて、鋼板を製造した。表３には、鋼片と製造条件の組み合わせと鋼板の特性を示した。鋼板特性は、破面遷移温度（ｖＴｒｓ）、降伏強度（ＹＰ）、引っ張り強度（ＴＳ）および６００℃での降伏強度である。なお、６００℃での降伏強度は０．２％耐力で定義した。本発明は、所定の鋼板を用いてバーナー加熱とその後の水冷をして鋼板を角変形させる高能率熱加工方法に関するもので、単に、鋼板そのものを提供する技術ではない。そのため、表３の鋼板だけでは、本発明の範囲内であるかどうかの判断はできないが、参考のため、表３の備考の欄には本発明の範囲内の鋼材かどうかがわかるようにした。
【０１１１】
表４は、表３にある鋼材を用いて、ガスバーナー加熱および水冷をする熱加工を施し、そのときに生じたはね上がり量を測定した結果を示している。加熱方法および測定値に関しては、図６にその説明図を示した。すなわち、鋼板の中央線に沿って、ガスバーナー６で加熱し、その後冷却水７を散布する。加熱領域８は、図６に示されているように、鋼板の一方の辺からもう一方の辺まで連続的に実施した。また、加熱は、各鋼板に対して３回実施し、その後鋼板そのものが室温まで冷却してから、はね上がり量ｈ：９を測定した。はね上がり量ｈの定義は、図６に示した。この値は、角変形量に対応するもので、この測定値を相対比較することにより、本発明の効果を調べることができる。なお、表４のＮｏ１９，２０については、水冷をしなかった例である。
【０１１２】
表４において、Ｎｏ１〜１５は、加熱速度１５ｃｍ／分、バーナー加熱位置および水冷位置の距離が１０ｃｍの場合の実施例である。Ｎｏ１の比較例では、はね上がり量は３．６ｍｍであり、本発明例であるＮｏ２の６．０ｍｍよりはね上がり量はかなり低い。Ｎｏ１実施例に用いられている鋼材は表３のＳ１鋼材であり、これは、鋼板成分は本発明例の中に入っているもののベイナイト組織率が本発明例の範囲外であるためはね上がり量が小さくなった例である。Ｎｏ３実施例は、ベイナイト率およびＮｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｏのいずれもが本発明例の範囲外であるため、高温強度不足となり、はね上がり量は小さくなった。これらに対して、Ｎｏ４、６，７，８，１０，１１，１２、１４、１５は、はね上がり量は全て６ｍｍを超えており、効率的に角変形させることができる。それに対して、比較例であるＮｏ１，３，９は全てはね上がり量が４ｍｍ未満であり、本発明例よりはね上がり量は小さい。Ｎｏ５、Ｎｏ１３は、はね上がり量ｈは、本発明例であり比較例より充分高いが、Ｎｏ５の鋼材はＣが請求項３の範囲外の例であり、Ｎｏ１３の鋼材はベイナイト率が請求項２の範囲外の鋼材である。これら実施例では、冷却速度が７５℃／秒と速い場合で、部分的にマルテンサイトが生成し、その結果、母材ｖＴｒｓが他の鋼材より高くなっている例である。そのため、はね上がり量が大きくかつｖＴｒｓが充分低い、すなわち良好な母材靭性を有するためには、本発明の請求項１のみならず請求項２以下の範囲内にする必要がある。
【０１１３】
表４の実施例１６，１７，１８は、加熱速度を２０ｃｍ／分にした場合であるが、本発明例であるＮｏ１５，１６実施例は、比較例であるＮｏ１６実施例よりはね上がり量が大きく高能率熱加工が可能である。
【０１１４】
表４の実施例Ｎｏ１９，２０は、水冷しない場合であり、特にＮｏ２０は、鋼板成分およびベイナイト率が本発明の範囲内のものである。しかし、水冷していないため、本発明である高能率熱加工方法にはなっていない。特に、はね上がり量は、Ｎｏ１９，２０ともに４．０〜４．５ｍｍと両者で差があまりない。本発明例の鋼板範囲外であるＳ１を用いている実施例Ｎｏ１９では、水冷ありの条件であるＮｏ１よりはね上がり量が大きい。そのため、現在産業界で実施されている熱加工方法に対し、水冷を中止するだけでそれなりの変形量増大の効果が期待できる。しかし、水冷していないため、最終形状に達する、すなわち室温までに冷却される時間が１時間程度と長かった。一般に、作業者は、施工中、すなわち施工しながら鋼板形状を確認しつつ作業を行うため、冷却時間が１時間近いのは作業効率上非常に問題となる。この場合は、１回の施工でのはね上がり量が小さい実施例Ｎｏ１を用いた方が、最終形状までに仕上げる時間は短くてすみ、高能率という観点からは、むしろＮｏ１実施例のほうが優れている。
【０１１５】
以上は、３回加熱を実施したときのはね上がり量についての実施例であるが、６ｍｍを上回るはね上がり量を得るために必要な加熱回数も表４に示した。この加熱回数が少ないということは、それだけ短い時間で充分なはね上がり量、すなわち変形量を得ることができるという意味で、効率よい熱変形加工であることがわかる。本発明例である、Ｎｏ２、４、６〜８、１０〜１５、１７、１８については、加熱回数が、２〜４と少なく、比較例であるＮｏ１、３、９、１６、１９、２０は、加熱回数が５〜８と多いことがわかる。すなわち、本発明例は効率よい熱加工方法であることを示している。
【０１１６】
【表１】
2006088162.tif 000002
【０１１７】
【表２】
2006088162.tif 000003
【０１１８】
【表３】
2006088162.tif 000004
【０１１９】
【表４】
2006088162.tif 000005
【０１２０】
（実施例２）
以下の実施例を基に本発明法により加熱や冷却条件を変えずに横変形を主体とした線状加熱変形における変形量を増加させことにより、横変形を利用した曲げ変形の作業効率向上の効果について説明する。
【０１２１】
表５に、鋼片成分を示す。この成分系の鋼片を表６に示す製造条件にて鋼板を製造した。表７には、鋼片と製造条件の組み合わせと鋼板の特性を示した。鋼板特性は、ＹＰ、ＴＳ、ＹＲ、フェライトパーライト組織率およびｖＴｒｓである。
【０１２２】
本発明は、所定の鋼板を用いてバーナー加熱とその後の水冷をして鋼板を効率よく横変形する方法を提供するものであり、単に鋼板そのものを提供する技術ではない。そのため、表７の鋼板だけでは本発明の範囲内であるかどうかの判断はできないが、参考のため、表７の備考の欄に本発明の範囲内の鋼板であるかどうかがわかるようにした。
【０１２３】
図７は加熱冷却方法と横変形量Ｗを示す概念図である。図７では、加熱領域８’を、鋼板の辺から辺まで連続的に実施した。これは、横変形量Ｗの比較を容易にするためである。鋼板に曲がり変形を与える場合は、加熱領域を途中で中断すれば言いが、それに対する実施結果は後ほど述べる。表８は、表７にある鋼板を用いて、ガスバーナー加熱６’および水冷７’をする熱加工を施し、そのときに生じた横変形測定結果（Ｗ）を示したものである。ガスバーナー加熱は実施例1と同じように、３回加熱し、その後横変形量Ｗ：１０を測定した。表８では、Ｎｏ２１〜３０は、加熱速度１５ｃｍ／分、バーナー加熱位置および水冷位置の距離が１０ｃｍの場合の実施例である。Ｎｏ２１〜２４、２７、３０は、本発明例であり、横変形Ｗは、０．８６〜１．１４ｍｍと大きいが、比較例であるＮｏ２８、２９は、Ｗは０．５３，０．５８ｍｍと小さい。また、Ｎｏ２５は、Ｗが１ｍｍを上回る場合の比較例である。Ｎｏ２５で用いられている鋼材は表７のＳ２５であり、ＹＲが８０％を上回る場合で本発明例と同等のＷを得ているため、ＴＳが４２５ＭＰａと、Ｓ２１〜Ｓ２４より低く、本発明例の鋼材を用いたほうが強度確保してかつ横変形が大きいことがわかる。Ｎｏ２６は、Ｗが１．８９ｍｍ最も大きくなった例であるが、本発明における請求項９の成分範囲外の例である。そのため、Ｎｏ２６の鋼材Ｓ２６の強度が本発明例のＳ２１〜Ｓ２４のそれより低い。この強度で構造物の必要強度が確保できる場合は、この鋼材を用いることが望ましいが、そうでない場合は、請求項９以下の範囲内にするほうが望ましい。これらの選択は、当業者が、状況により判断することができる。なお、本発明例で、Ｎｏ３０実施例は、鋼板がＳ３０であり、ＹＲは本発明請求項１の範囲内であるものの、フェライトパーライト組織率で請求項８の範囲外である。この条件下で、ＹＲを抑えるるようにしたため、マルテンサイトなどの硬い組織が母材に導入され、結果的に母材ｖＴｒｓが−２５℃と低い。すなわち、本発明例の他の鋼材より母材靭性が劣り、構造物上問題がない場合はよいが、問題が生じる場合は、請求項８を満たすような鋼材を採用することが望ましい。
【０１２４】
実施例Ｎｏ３１〜３５は、バーナー速度を２０ｃｍ／分にした場合の結果である。本発明例は、Ｎｏ３１、３２であり、横変形は０．９８ｍｍ、０．９２ｍｍであるのに対して、比較例であるＮｏ３３，３４は、０．５１ｍｍ、０．５４ｍｍと小さかった。また、Ｎｏ３３は、横変形が最も大きかった例であるが、鋼板強度が低く、構造物としての強度確保上問題がある。
【０１２５】
以上は、加熱回数を３回と固定し、かつ線状加熱を鋼板の一方の辺から反対側の辺まで実施した例である。この横変形Ｗを用いて鋼板に曲がり変形を与えるためには、線状加熱を途中で中断するようにすればよい。そこで、図８−（Ａ）のように、向かい合っている二つの辺から、ほぼ垂直に内側に向かって加熱領域１１を設定し、鋼板の曲がり変形ＨＷ１２を測定した。図８−（Ｂ）は、ＨＷ１２を説明した概念図である。また、鋼板および加熱速度、バーナー水冷距離の組み合わせは先に示した表８と同じであり、ＨＷが１５ｍｍ以上になるまで各加熱領域１１を線状加熱し、その回数を測定した。
【０１２６】
表８に、その回数測定結果を示している。本発明例の場合は、全て４回以下の加熱回数でＨＷを１５ｍｍ以上にすることができる。一方、比較例Ｎｏ２８、２９、３４、３５では、６回以上の加熱回数が必要であった。比較例で加熱回数が低いＮｏ２５、３３は、鋼板強度が低い場合のものである。
【０１２７】
実施例Ｎｏ３６，３７は水冷を実施しない場合であるが、横変形Ｗは鋼板Ｓ２１、Ｓ２９で大きな差はなかった。また、水冷していないため、冷却終了まで長い時間が必要で、高能率とはいえない。さらに、曲がり変形ＨＷが１５ｍｍ以上にするためには、線状加熱回数を８回以上する必要があり、この意味からも高能率とはいえない。
【０１２８】
【表５】
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【０１２９】
【表６】
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【０１３０】
【表７】
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【０１３１】
【表８】
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【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】横変形が大きい場合（Ａ）と角変形が大きい場合（Ｂ）の加熱変形を説明する概念図である。
【図２】中央部分と辺の長さの差が形成する角変形を説明する概念図である。
【図３】鋼板の形状を説明する概念図である。
【図４】表裏面の横収縮の差が形成する角変形を示す概念図である。
【図５】表裏面の横収縮の差が角変形を形成する機構を説明する概念図である。
【図６】加熱冷却方法と跳ね上がり量（ｈ）を説明する概念図である。
【図７】加熱冷却方法と横変形量（Ｗ）を説明する概念図である。
【図８】加熱方法と鋼板の曲がり変形（ＨＷ）を説明する概念図である。
【符号の説明】
【０１３３】
１、１’、２、２’      ：線状加熱される長方形鋼板における辺
３、３’、８、８’、１１：線状加熱領域
４、４’                ：鋼板形状観察方向
５、５’                ：変形方向
６、６’                ：ガスバーナー
７、７’                ：冷却水
９                      ：はねあがり量、ｈ
１０                    ：横変形量、Ｗ
１２                    ：曲がり変形量、ＨＷ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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