(57)【要約】【課題】高い降伏強度と引張強度を有し圧延方向の剛性に優れた高強度熱延鋼板を提供する。【解決手段】成分組成が、質量％で、Ｃ:0.12%以上0.15%以下、Ｓｉ:0.30%以上0.50%以下、Ｍｎ:1.80%以上2.10%以下、Ｐ:0.001%以上0.03%以下、Ｓ:0.0005%以上0.005%以下、Ａｌ:0.01%以上0.10%以下、Ｎ:0.001%以上0.01%以下、Ｎｂ:0.015%以上0.05%以下、Ｔｉ:0.03%以上0.10%以下、Ｂ:0.0005%以上0.003%以下、Ｍｏ:0.20%以上0.50%以下を、下記式を満足する範囲で含有し、残部鉄及び不可避的不純物からなり、(i-1)金属組織が、面積率で80〜95%のベイナイトと、焼戻しマルテンサイトを含むマルテンサイト及び残留オーステナイトの少なくとも１つからなり、(i-2)圧延方向の降伏強度が900MPa以上で、圧延方向の引張強度が950MPa以上であり、(i-3)圧延方向のヤング率が210GPa以上であることを特徴とする圧延方向の剛性に優れた高強度熱延鋼板。0.51≦Ｃ＋Ｍｎ／６＋Ｍｏ／５≦0.55【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
成分組成が、質量％で、
Ｃ  ：０．１２％以上、０．１５％以下、
Ｓｉ：０．３０％以上、０．５０％以下、
Ｍｎ：１．８０％以上、２．１０％以下、
Ｐ  ：０．００１％以上、０．０３％以下、
Ｓ  ：０．０００５％以上、０．００５％以下、
Ａｌ：０．０１％以上、０．１０％以下、
Ｎ  ：０．００１％以上、０．０１％以下、
Ｎｂ：０．０１５％以上、０．０５％以下、
Ｔｉ：０．０３％以上、０．１０％以下、
Ｂ  ：０．０００５％以上、０．００３％以下、
Ｍｏ：０．２０％以上、０．５０％以下
を、下記（１）式を満足する範囲で含有し、
残部が鉄及び不可避的不純物からなり、
（ｉ-1）金属組織が、面積率で８０〜９５％のベイナイトと、焼戻しマルテンサイトを含むマルテンサイト及び残留オーステナイトの少なくとも１つからなり、
（ｉ-2）圧延方向の降伏強度が９００ＭＰａ以上で、かつ、圧延方向の引張強度が９５０ＭＰａ以上であり、
（ｉ-3）圧延方向のヤング率が２１０ＧＰａ以上である
ことを特徴とする圧延方向の剛性に優れた高強度熱延鋼板。
０．５１≦Ｃ＋Ｍｎ／６＋Ｍｏ／５≦０．５５                      ・・・（１）
Ｃ、Ｍｎ、及び、Ｍｏは、Ｃ、Ｍｎ、及び、Ｍｏの質量％
【請求項２】
請求項１に記載の圧延方向の剛性に優れた高強度熱延鋼板を製造する製造方法であって、
（ii-1）請求項１に記載の成分組成のスラブを１２００℃以上、１２５０℃以下に加熱し、加熱後、
（ii-2）仕上温度が８６０℃以上、９３０℃以下となる熱間圧延を行い、圧延後、
（ii-3）熱延鋼板を、１０℃／秒以上の平均冷却速度で冷却し、４５０〜５５０℃で、コイル状に巻き取り、室温まで冷却し、冷却後、
（ii-4）更に、平板に成形し、成形後、
（ii-5）最高到達温度が２００〜４３０℃の後熱処理を、下記（２）及び（３）式を満足する保持時間行い、その後、
（ii-6）室温まで冷却する
ことを特徴とする圧延方向の剛性に優れた高強度熱延鋼板の製造方法。
１０．０×１０3≦ＬＭＰ≦１２．５×１０3                        ・・・（２）
ＬＭＰ＝（Ｔ＋２７３）×（２０．５＋ｌｏｇ（ｔ／６０））        ・・・（３）
ここで、Ｔ：温度（℃）
ｔ：最高到達温度での保持時間（分）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として大型クレーンのブーム等、建機の構造用部材に使用する高強度熱延鋼板に関するもので、特に、高い降伏強度と引張強度を有し、かつ、圧延方向の剛性に優れた高強度熱延鋼板及びその製造方法に関するものである。なお、本発明でいう高強度熱延鋼板とは、板厚が４．５〜８．０ｍｍ程度のものを指す。
【背景技術】
【０００２】
建設機械用のクレーンブームは、近年の建設対象物の高層化に伴い、より長尺化、大型化が進んでいる。そのため、ブーム自体の軽量化及びつり上げ運搬容量の拡大を図るために、素材となる鋼板に対し、薄肉化と、より高い降伏強度と引張強度が求められている。これまでは、高強度化のために、鋼板に、Ｔｉ、Ｎｂ等の析出強化元素を多量に添加していた。例えば、特許文献１〜３に記載の鋼板では、いずれも、Ｔｉ析出強化を活用するためにＴｉ添加量を多くしているが、析出強化を十分に活用するため、０．１２％以上のＴｉ添加と１２５０℃以上の高温加熱が必須となっている。
【０００３】
一方、鋼板の薄肉化に伴って鋼部材の剛性は低下するが、鋼板を高強度化しても剛性の低下を抑制することはできない。そこで、鋼板の薄肉化を図るためには、高強度化と合わせて、鋼材の高ヤング率化を図る必要がある。
【０００４】
一般に、鉄のヤング率は２０６ＧＰａ程であるが、圧延などで鉄の結晶方位を特定の方向に揃えると、一方向のヤング率が向上することは、よく知られている。例えば、大型クレーンのブームのような長尺部材の場合、熱延の圧延方向が部材長手方向になるので、圧延方向のヤング率を高めることで、部材の剛性を向上させることができる。
【０００５】
このような、圧延方向のヤング率を高める技術は、例えば、特許文献４及び５等に開示されている。しかし、これらの技術においては、極めて高い圧延方向ヤング率を達成するため、熱延時に、鋼板表面に高い剪断力を付与することになるので、圧延機への負荷が高いという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０７−１３８６３８号公報
【特許文献２】特開平０５−２３０５２９号公報
【特許文献３】特開平０５−２７１８６５号公報
【特許文献４】特開２００７-０４６１４６号公報
【特許文献５】特開２００８-２７４３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、従来技術が抱える問題に鑑み、圧延方向において、高い降伏強度（以下「ＹＰ」ということがある。）と引張強度（以下「ＴＳ」ということがある。）を有し、かつ、剛性に優れた高強度熱延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】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決する手法について鋭意検討した。その結果、成分組成、及び、熱延条件と後熱処理条件を最適化すれば、圧延方向において、高い剛性を有し、かつ、ＹＰが９００ＭＰａ超、ＴＳが９５０ＭＰａ超の高強度熱延鋼板を得ることができることを知見した。
【０００９】
即ち、具体的には、以下のとおりである。
（ｘ）ＴＳを高めるためにＮｂやＴｉを添加し、オーステナイト域での再結晶を抑制して、熱間圧延を行って組織を微細化し、更に、４５０〜５５０℃で巻き取って、組織を、ベイナイトを主とし、ＭＡ（Martensite-Austenite constituent：マルテンサイトと残留オーステナイトが混在した組織）を有する複合組織とする。
（ｙ）圧延方向のＹＰと剛性を高めるために、巻き取り後に室温まで冷却した鋼板をレベラーに通板して、その後、平板の状態で後熱処理する。その際の最高到達温度は２００〜４３０とし、かつ、最高到達温度と保持時間を用いたテンパーパラメータの式値が１０．０×１０3〜１２．５×１０3となるように保持時間を選定する。
（ｚ）上記後熱処理で、巻き取り時に生成したＭＡを焼き戻し、更に、平板への成形時に圧延方向に導入された可動転位を固着・除去する。
【００１０】
本発明者らは、上記のことが、高いＹＰとＴＳを有し、かつ、剛性に優れた高強度熱延鋼板を製造するうえで重要であることを見いだし、本発明を完成させた。
【００１１】
本発明の要旨は、以下のとおりである。
【００１２】
［１］成分組成が、質量％で、
Ｃ  ：０．１２％以上、０．１５％以下、
Ｓｉ：０．３０％以上、０．５０％以下、
Ｍｎ：１．８０％以上、２．１０％以下、
Ｐ  ：０．００１％以上、０．０３％以下、
Ｓ  ：０．０００５％以上、０．００５％以下、
Ａｌ：０．０１％以上、０．１０％以下、
Ｎ  ：０．００１％以上、０．０１％以下、
Ｎｂ：０．０１５％以上、０．０５％以下、
Ｔｉ：０．０３％以上、０．１０％以下、
Ｂ  ：０．０００５％以上、０．００３％以下、
Ｍｏ：０．２０％以上、０．５０％以下
を、下記（１）式を満足する範囲で含有し、
残部が鉄及び不可避的不純物からなり、
（ｉ-1）金属組織が、面積率で８５〜９５％のベイナイトと、焼戻しマルテンサイトを含むマルテンサイト及び残留オーステナイトの少なくとも１つからなり、
（ｉ-2）圧延方向の降伏強度が９００ＭＰａ以上で、かつ、圧延方向の引張強度が９５０ＭＰａ以上であり、
（ｉ-3）圧延方向のヤング率が２１０ＧＰａ以上である
ことを特徴とする圧延方向の剛性に優れた高強度熱延鋼板。
０．５１≦Ｃ＋Ｍｎ／６＋Ｍｏ／５≦０．５５                  ・・・・・（１）
Ｃ、Ｍｎ、及び、Ｍｏは、Ｃ、Ｍｎ、及び、Ｍｏの質量％
【００１３】
［２］前記［１］に記載の圧延方向の剛性に優れた高強度熱延鋼板を製造する製造方法であって、
（ii-1）前記［１］に記載の成分組成のスラブを１２００℃以上、１２５０℃以下に加熱し、加熱後、
（ii-2）仕上温度が８６０℃以上、９３０℃以下となる熱間圧延を行い、圧延後、
（ii-3）熱延鋼板を、１０℃／秒以上の平均冷却速度で冷却し、４５０〜５５０℃で、コイル状に巻き取り、鋼板コイルを室温まで冷却し、冷却後、
（ii-4）更に、平板に成形し、成形後、
（ii-5）最高到達温度が２００〜４３０℃の後熱処理を、下記（２）及び（３）式を満足する保持時間行い、その後、
（ii-6）室温まで冷却する
ことを特徴とする圧延方向の剛性に優れた高強度熱延鋼板の製造方法。
１０．０×１０3≦ＬＭＰ≦１２．５×１０3                        ・・・（２）
ＬＭＰ＝（Ｔ＋２７３）×（２０．５＋ｌｏｇ（ｔ／６０））        ・・・（３）
ここで、Ｔ：温度（℃）
ｔ：最高到達温度での保持時間（分）
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、降伏強度と引張強度が高く、かつ、圧延方向のヤング率が高い高強度熱延鋼板とその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明について説明する。
【００１６】
本発明の圧延方向の剛性に優れた高強度熱延鋼板（以下「本発明鋼板」ということがある。）は、
成分組成が、質量％で、
Ｃ  ：０．１２％以上、０．１５％以下、
Ｓｉ：０．３０％以上、０．５０％以下、
Ｍｎ：１．８０％以上、２．１０％以下、
Ｐ  ：０．００１％以上、０．０３％以下、
Ｓ  ：０．０００５％以上、０．００５％以下、
Ａｌ：０．０１％以上、０．１０％以下、
Ｎ  ：０．００１％以上、０．０１％以下、
Ｎｂ：０．０１５％以上、０．０５％以下、
Ｔｉ：０．０３％以上、０．１０％以下、
Ｂ  ：０．０００５％以上、０．００３％以下、
Ｍｏ：０．２０％以上、０．５０％以下
を、下記（１）式を満足する範囲で含有し、
残部が鉄及び不可避的不純物からなり、
（ｉ-1）金属組織が、面積率で８５〜９５％のベイナイトと、焼戻しマルテンサイトを含むマルテンサイト及び残留オーステナイトの少なくとも１つからなり、
（ｉ-2）圧延方向の降伏強度が９００ＭＰａ以上で、かつ、圧延方向の引張強度が９５０ＭＰａ以上であり、
（ｉ-3）圧延方向のヤング率が２１０ＧＰａ以上である
ことを特徴とする。
０．５１≦Ｃ＋Ｍｎ／６＋Ｍｏ／５≦０．５５                    ・・・・・（１）
Ｃ、Ｍｎ、及び、Ｍｏは、Ｃ、Ｍｎ、及び、Ｍｏの質量％
【００１７】
また、本発明の圧延方向の剛性に優れた高強度熱延鋼板の製造方法（以下「本発明方法」ということがある。）は、
（ii-1）本発明鋼板の成分組成のスラブを１２００℃以上、１２５０℃以下に加熱し、加熱後、
（ii-2）仕上温度が８６０℃以上、９３０℃以下となる熱間圧延を行い、圧延後、
（ii-3）熱延鋼板を、１０℃／秒以上の平均冷却速度で冷却し、４５０〜５５０℃で、コイル状に巻き取り、室温まで冷却し、冷却後、
（ii-4）更に、平板に成形し、成形後、
（ii-5）最高到達温度が２００〜４３０℃の後熱処理を、下記（２）及び（３）式を満足する保持時間行い、その後、
（ii-6）室温まで冷却する
ことを特徴とする圧延方向の剛性に優れた高強度熱延鋼板の製造方法。
１０．０×１０3≦ＬＭＰ≦１２．５×１０3                        ・・・（２）
ＬＭＰ＝（Ｔ＋２７３）×（２０．５＋ｌｏｇ（ｔ／６０））        ・・・（３）
ここで、Ｔ：温度（℃）
ｔ：最高到達温度での保持時間（分）
【００１８】
まず、上記成分組成の限定理由、及び、上記（１）式の設定理由と数値限定について説明する。なお、「％」は「質量％」を意味する。
【００１９】
［成分組成］
Ｃ：０．１２％以上、０．１５％以下
Ｃは、鋼板強度を確保する元素である。０.１２％未満では、所要の強度が得られないので、０．１２％以上とする。好ましくは０．１３％以上である。一方、０．１５％を超えると、強度が上昇しすぎて延性が低下し、また、溶接性も劣化するので、０．１５％以下とする。好ましくは０．１４５％以下である。
【００２０】
Ｓｉ：０．３０％以上、０．５０％以下
Ｓｉは、固溶強化により強度を高める元素である。強度確保のために、０．３０％以上添加する。また、Ｓｉは、セメンタイトの生成を抑制し、ＭＡ生成能を向上させる元素であるので、０．３０％以上の添加が必要である。好ましくは０．３５％以上である。一方、０．５０％を超えると、鋼板表面にＳｉスケール（欠陥）が多量に発生し、表面性状が低下するので、０．５０％以下とする。好ましくは０．４５％以下である。
【００２１】
Ｍｎ：１．８０％以上、２．１０％以下
Ｍｎは、固溶強化により鋼板の強度を高める元素である上、焼入れ性を高め、ＭＡ生成能を向上させる元素であるので、１．８０％以上とする。好ましくは１．９０％以上である。一方、２．１０％を超えると、溶接割れ感受性が劣化するので、２．１０％以下とする。好ましくは２．００％以下である。
【００２２】
Ｐ：０．００１％以上、０．０３％以下
Ｐは、鋼板強度の向上に寄与する元素である。０．００１％未満では、添加効果が発現しないので、０．００１％以上とする。好ましくは０．００５％以上である。一方、０．０３％を超えると、粒界に偏析して、局部延性、溶接性、靱性を阻害するので、０．０３％以下とする。好ましくは０．０２５％以下である。
【００２３】
Ｓ：０．０００５％以上、０．００５％以下
Ｓは、ＭｎＳを生成して、局部延性、溶接性、靭性を阻害する元素である。少ないほど好ましいが、０．０００５％未満に低減することはコストの上昇を招くので、０．０００５％以上とする。好ましくは０．００１０％以上である。一方、０．００５％を超えると、局部延性、溶接性、靭性が著しく低下するので、０．００５％以下とする。好ましくは０．００３％以下である。
【００２４】
Ａｌ：０．０１％以上、０．１０％以下
Ａｌは、脱酸材として機能する元素である。添加効果を得るため、０．０１％以上を添加する。好ましくは０．０２５％以上である。一方、０．１０％を超えると、靱性と溶接性が低下するので、０．１０％以下とする。好ましくは０．０５％以下である。
【００２５】
Ｎ：０．００１％以上、０．０１％以下
Ｎは、鋼中でＢＮを形成して固溶Ｂを低減し、焼入れ性を阻害する元素である。少ないほど好ましいが、０．００１％未満に低減することはコストの上昇を招くので、０．００１％以上とする。好ましくは０．００２％以上である。一方、０．０１％を超えると、焼入れ性が劣化するので、０．０１％以下とする。好ましくは０．００５％以下である。
【００２６】
Ｎｂ：０．０１５％以上、０．０５％以下
Ｎｂは、Ｔｉと同様、再結晶を抑制し、結晶粒を微細化する元素である。添加効果を得るため、０．０１５％以上添加する。好ましくは０．０２０％以上である。一方、０．０５％を超えると、靭性や延性が低下するので、０．０５％以下とする。好ましくは０．０４％以下である。
【００２７】
Ｔｉ：０．０３％以上、０．１０％以下
Ｔｉは、高温でＴｉＮを形成してＢＮの析出を阻止する元素である。また、ＴｉＣを形成して、強度の確保に寄与する元素である。この炭化物による析出強化効果を得るため、０．０３％以上とする。好ましくは０．０５％以上である。析出強化能を発現させるため、Ｔｉは積極的に添加するが、０．１０％を超えると、スラブ加熱時に一旦容体化する必要のあるＴｉＣが溶け難くなる他、靭性、溶接性、延性が低下するので、０．１０％以下とする。好ましくは０．０９％以下である。
【００２８】
Ｂ：０．０００５％以上、０．００３％以下
Ｂは、焼入れ性向上元素である。また、Ｂは、Ｎｂ、Ｔｉとの複合添加で、オーステナイト相での未再結晶温度域を広げ、圧延方向のヤング率を高める作用をなす元素である。そこで、添加効果を得るため、０．０００５％以上を添加する。好ましくは０．０００８％以上である。一方、０．００３％を超えると、添加効果が飽和し、また、靭性が低下するので、０．００３％以下とする。好ましくは０．００２６％以下である。
【００２９】
Ｍｏ：０．２０％以上、０．５０％以下
Ｍｏは、固溶強化により鋼板強度を高める元素であり、また、焼入れ性を高め、強度向上に寄与するとともに、パーライト変態を抑制してＭＡの生成を促進する元素である。添加効果を得るため、０．２０％以上を添加する。好ましくは０．２５％以上である。一方、０．５０％を超えると、延性や溶接性が低下し、また、コストが上昇するので、０．５０％以下とする。好ましくは０．４５％以下である。
【００３０】
また、本発明鋼板は、以上の元素の他、必要に応じて、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｖ、Ｃａ、ＲＥＭ（希土類元素）を、本発明鋼板の特性を阻害しない範囲で含有してもよい。
【００３１】
［上記（１）式］
本発鋼板においては、所要の圧延方向の機械特性（降伏強度、引張強度、ヤング率）を得るため、Ｃ、Ｍｎ、及び、Ｍｏの各含有量が上記（１）式、即ち、下記（１）式を満足する必要がある。
０．５１≦Ｃ＋Ｍｎ／６＋Ｍｏ／５≦０．５５            ・・・（１）
【００３２】
Ｃ、Ｍｎ、及び、Ｍｏは、いずれも強度向上元素であり、所要の圧延方向の機械特性（降伏強度、引張強度、ヤング率）を安定的に確保するためには、個別に含有量を限定するだけでは不十分で、強度向上元素の強度向上に寄与する程度を総合して、強度向上元素の総添加量を限定する必要がある。
【００３３】
そこで、本発明者らは、強度向上元素の総添加量を限定するための指標として、（Ｃ＋Ｍｎ／６＋Ｍｏ／５）を採用した。
【００３４】
（Ｃ＋Ｍｎ／６＋Ｍｏ／５）が０．５１未満では、十分な引張強度を得ることができないので、０．５１以上とする。好ましくは０．５２以上である。一方、（Ｃ＋Ｍｎ／６＋Ｍｏ／５）が０．５５を超えると、引張強度が高くなりすぎるうえ、溶接性が低下するので、０．５５以下とする。好ましくは０．５４以下である。
【００３５】
次に、金属組織の限定理由、及び、機械特性の限定理由について説明する。
【００３６】
［金属組織］
金属組織は、面積率で８０〜９５％のベイナイトと、焼戻しマルテンサイトを含むマルテンサイト及び残留オーステナイトの少なくとも１つからなる組織とする。
【００３７】
ベイナイトの面積率が８０％未満であると、所要の圧延方向の引張強度を満足できないので、ベイナイトの面積率は８０％以上とする。好ましくは８５％以上である。ベイナイトの面積率が９５％を超えると、後熱処理後の圧延方向の降伏強度を満足できないので、ベイナイトの面積率は９５％以下とする。好ましくは９３％以下である。
【００３８】
［圧延方向の降伏強度（ＹＰ）と引張強度（ＴＳ）］
圧延方向の降伏強度を９００ＭＰａ以上とし、かつ、圧延方向の引張強度を９５０ＭＰａ以上とする。
【００３９】
本発明鋼板では、上記成分組成と、製造条件（後述する）が相俟って、降伏強度９００ＭＰａ以上と引張強度９５０ＭＰａ以上を実現できる。このように、降伏強度９００ＭＰａ以上と引張強度９５０ＭＰａ以上を確保することができれば、鋼板の板厚を４．５〜８．０ｍｍ程度に薄肉化しても、十分に高い部材強度を確保することができる。
【００４０】
なお、降伏強度は、引張試験において降伏点ある場合は上降伏点の強度を降伏強度とし、降伏点がみられないラウンド型の応力−ひずみ曲線の場合は、０．２％耐力を降伏強度とする。
【００４１】
［圧延方向のヤング率］
圧延方向のヤング率を２１０ＧＰａ以上とし、高い剛性を確保する。ヤング率は、結晶方位、ミクロ組織、及び、転位の状態によって変化するが、上記成分組成と製造条件（後述する）が相俟って、鋼板の圧延方向において、ヤング率２１０ＧＰａ以上を確保することができる。
【００４２】
熱延板を４５０〜５５０℃でコイル状に巻き取り、室温まで冷却する。このとき、ベイナイトを主とするミクロ組織中に、５〜２０％の面積率でＭＡ（マルテンサイトと残留オーステナイトが混在した組織）が生成する。その結果、ＭＡの周囲にはミクロな残留応力が発生する他、可動転位が多数導入される。
【００４３】
更に、引張試験などで加工を受けた際には、ＭＡ中の残留オーステナイトが変態し、変態で生じる体積膨張によって、周囲の組織が塑性変形を起こし可動転位が生じる。これらの可動転位は、小さな応力でも容易に運動するので、降伏強度の低下を招くとともに、弾性限の範囲内であっても、ヤング率の低下を招く。
【００４４】
よって、コイルをアンコイルしてレベラー（矯正機）に通板し、湾曲した鋼板を平板に成形した際には、可動転位が多量に導入されて、特に、圧延方向のヤング率及び降伏強度が大きく低下する。それ故、アンコイルしてレベラーにて平板に成形した後は、２００〜４３０℃の後熱処理を施す。この後熱処理で、一部の又は全部のマルテンサイトが焼き戻され、更に、一部又は全部の残留オーステナイトが分解されて、内部応力が低減・除去されるとともに、平板成形時に導入された転位が固着・除去されて、高い降伏強度と高いヤング率を得ることができる。
【００４５】
ヤング率の測定は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２８０に準拠し、常温での横共振法によって行う。即ち、試料を固定せずに振動を加え、発振機の振動数を徐々に変化させて、一次共振振動数を測定して、下記式（１）でヤング率を算出する。
Ｅ＝０．９４６×（ｌ／ｈ）3×（ｍ／ｗ）×ｆ2
【００４６】
ただし、Ｅ：動的ヤング率(Ｎ／ｍ2)、ｌ：試験片の長さ（ｍ）、ｈ：試験片の厚さ（ｍ）、ｍ：質量（ｋｇ）、ｗ：試験片の幅（ｍ）、ｆ：横共振法の一次共振振動数（ｓ-1）である。
【００４７】
なお、試験片の表面にスケールが残っていたり、凹凸があったりすると、測定精度が低下するので、試験片の表面を機械研削等によって研磨し、平滑な金属面としてから、測定する。
【００４８】
次に、本発明方法について説明する。
【００４９】
本発明方法は、
（ii-1）本発明鋼板の成分組成のスラブを、１２００℃以上、１２５０℃以下に加熱し、加熱後、
（ii-2）仕上温度が８６０℃以上、９３０℃以下となる熱間圧延を行い、圧延後、
（ii-3）熱延鋼板を、１０℃／秒以上の平均冷却速度で冷却し、４５０〜５５０℃でコイル状に巻き取り、室温まで冷却し、冷却後、
（ii-4）更に、平板に成形し、成形後、
（ii-5）最高到達温度が２００〜４３０℃の後熱処理を、下記（２）及び（３）式を満足する保持時間行い、その後、
（ii-6）室温まで冷却する
ことを特徴とする。
１０．０×１０3≦ＬＭＰ≦１２．５×１０3                        ・・・（２）
ＬＭＰ＝（Ｔ＋２７３）×（２０．５＋ｌｏｇ（ｔ／６０））        ・・・（３）
ここで、Ｔ：温度（℃）
ｔ：最高到達温度での保持時間（分）
【００５０】
［スラブ加熱温度］
本発明鋼板の成分組成の溶鋼を、常法により鋳造し、熱間圧延に供する鋼片（スラブ）を得る。この鋼片は、鋼塊を鍛造又は圧延したものでもよいが、生産性の点から、連続鋳造で製造することが好ましい。また、鋼片を薄スラブキャスターなどで製造してもよい。溶鋼を、連続鋳造−直接圧延（ＣＣ−ＤＲ）へ供して鋼片を製造してもよい。
【００５１】
通常、鋼片は、鋳造後に冷却し、再度加熱して熱間圧延に供する。この場合、鋼片の加熱温度は１２００℃以上とする。加熱温度が１２００℃未満であると、ＴｉやＮｂが十分に固溶（容体化）せず、再結晶抑制効果及び析出強化効果が発現しないので、加熱温度の下限を１２００℃とする。一方、鋼片を、１２５０℃を超えて加熱すると、結晶粒径が粗大になって、強度が低下したり、靱性が低下したりするので、加熱温度の上限を１２５０℃とする。
【００５２】
［仕上温度］
１２００〜１２５０℃に加熱した鋼片（スラブ）を熱間圧延に供する。仕上圧延までは、通常の熱間圧延でよいが、仕上温度は８６０℃以上とする。
【００５３】
仕上温度は、圧下荷重の制限を受けない範囲で低い方が望ましいが、８６０℃未満であると、特に、広幅鋼板の熱間圧延で荷重が上昇して、圧延機の圧下荷重上限に達することがあるので、仕上温度の下限を８６０℃とする。一方、仕上温度が９３０℃を超えると、未再結晶温度域で充分な圧延を行うことができず、ヤング率が向上しなので、仕上温度の上限を９３０℃とする。好ましくは９２０℃以下である。
【００５４】
［平均冷却速度及び巻取温度］
次いで、仕上げた熱延鋼板を、１０℃／秒の平均冷却速度で冷却し、４５０〜５５０℃でコイル状に巻き取る。平均冷却速度が１０℃／未満であると、冷却中にパーライトが生成し、必要な割合のベイナイト及びＭＡを得ることができなくなるので、平均冷却速度の下限は１０℃／秒とする。好ましくは１５℃／秒以上である。
【００５５】
巻取温度については、５５０℃を超えると、ベイナイト変態が十分に起きず、強度が低下するので、巻取温度の上限を５５０℃とする。好ましくは５３０℃以下である。ただし、５３０℃以下の温度域では、冷却過程での沸騰現象が、膜沸騰から核沸騰に移行する遷移沸騰領域である。巻取温度が低温ほど、鋼板の冷却が不安定になり、温度制御性が低下するので、巻取温度の下限は４５０℃とする。
【００５６】
［巻取り後の冷却と冷却後の成形］
４５０〜５５０℃で、コイル状に巻き取った熱延鋼板を、室温まで冷却する。このときの冷却速度は特に限定されない。室温中に放置するなど、通常の冷却速度で室温まで冷却する。冷却後、レベラーに通板して、通常の条件で平板に成形する。
【００５７】
［成形後の後熱処理］
成形後、熱延鋼板に、最高到達温度が２００〜４３０℃の後熱処理を施す。このとき、最高到達温度に保持する保持時間は、上記（２）及び（３）式を満足するように設定する。上記（２）及び（３）式においては、最高到達温度と保持時間がトレードオフの関係になっており、最高到達温度が低い場合は保持時間を長くし、最高到達温度が高い場合は保持時間を短くする必要がある。
【００５８】
この後熱処理で、マルテンサイトの焼戻し、残留オーステナイトの分解、可動転位の固着・除去、内部応力の緩和が起きて、降伏強度とヤング率の増加を達成できる。
【００５９】
後熱処理の最高到達温度が２００℃未満であると、後熱処理時間（保持時間）を延長して上記（２）及び（３）式を満足しても、降伏強度の上昇効果及びヤング率の向上効果を十分に得られないので、最高到達温度の下限を２００℃とする。好ましくは２２０℃以上である。
【００６０】
一方、後熱処理の最高到達温度が４３０℃を超えると、上記（２）及び（３）式を満足する保持時間が得られず、炭化物が粗大化して強度が大きく低下するので、最高到達温度の上限を４３０℃とする。好ましくは３７０℃以下である。
【００６１】
なお、後熱処理方法は、特定の後熱処理方法に限定されない。比較的低い温度に保持された炉を用いる場合には、炉に鋼板を装入して炉温と同等温度に昇熱し、所定の時間経過後に取り出して空冷などで冷却する。また、生産性を上げるために、短時間処理を指向する場合には、高温の炉に鋼板を装入し、鋼板温度が炉温と同じ温度に昇熱する前に、所定の温度に到達した瞬間に、炉から取り出して空冷などで冷却する。
【００６２】
本発明方法における後熱処理の一例で、鋼板を、４５０℃の均熱炉に装入し、鋼板温度が３５０℃に到達した直後に取り出す場合、最高到達温度での保持時間を０．１分とすると、ＬＭＰは１１．０×１０3となり、上記（２）及び（３）式を満足する。
【００６３】
以上説明したように、本発明方法により、降伏強度及び引張強度が高く、また、圧延方向のヤング率の高い本発明鋼板を製造することができる。したがって、本発明鋼板を建機の構造部材に適用すれば、建機の軽量化を図ることができるし、また、例えば、大型クレーンのブームに適用すれば、ブーム自体の軽量化と、つり上げ運搬量の拡大を図ることができる。
【実施例】
【００６４】
以下、本発明の圧延方向の剛性に優れた高強度熱延鋼板及びその製造方法の実施例を挙げ、本発明をより具体的に説明するが、本発明は、もとより下記実施例に限定されるものではなく、前、後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加え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ものである。
【００６５】
（実施例）
表１に示す組成を有する鋼を溶製し、表２に示す条件で熱間圧延と後熱処理を行った。後熱処理後、熱延鋼板の組織を解析し、機械特性を測定した。表３に、解析結果と測定結果を示す。
【００６６】
ヤング率は、前述した横共振法で測定した。降伏強度と引張強度（ＹＰとＴＳ）は、ＪＩＳ５号引張試験片を、熱延鋼板から、圧延方向に平行に採取して測定した。
【００６７】
表３に示す組織分率の算定は、次のように行った。まず、鋼板の厚さ１／４位置のＬ断面を採取し、レペラエッチングというＭＡ現出エッチングにてエッチングを行い、光学顕微鏡の１０００倍視野（約１２０×１００μｍ）にて、カラー画像を撮影する。ＭＡ部は、主組織であるベイナイトよりも白色を呈するので、画像処理によって視野に占めるＭＡ分率を面積比率で算出する。
【００６８】
パーライト分率は、採取した試験片をナイタールエッチングし、視野中に占めるパーライトの面積比率を算出して求めた。
【００６９】
残留オーステナイト分率は、鋼板の厚さ１／４位置のＺ断面を再思し、Ｘ線回折法によって残留オーステナイトを定量して求めた。マルテンサイト分率は、ＭＡ分率から残留オーステナイト分率を差し引いたものである。
【００７０】
【表１】
2015034339.tif 000002
【００７１】
【表２】
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【００７２】
【表３】
2015034339.tif 000004
【００７３】
表１〜３に示すように、成分組成及び製造条件（加熱条件、熱延条件、後熱処理条件）が本発明の範囲内にある発明例（製造Ｎｏ．１、２、４、５、８、９、１１〜１３、１６〜１９、２１〜２６、２８〜３０）においては、圧延方向の降伏強度（ＹＰ（Ｌ））が９００ＭＰａ以上、圧延方向の引張強度（ＴＳ（Ｌ））が９５０ＭＰａ以上、更に、圧延方向のヤング率Ｅ（Ｌ）が２１０ＧＰａ以上である。
【００７４】
製造Ｎｏ．３、６、７、１０、１４、１５、２０、２７、３１の比較例は、いずれも、成分組成が本発明の範囲内にあるが（表中、鋼Ｎｏ．参照）、製造方法が本発明の範囲外である。製造Ｎｏ．３の比較例においては、（２）式によるＬＭＰが本発明の範囲を上回り、強度が不足している。製造Ｎｏ．６の比較例においては、スラブ加熱温度が本発明の範囲を上回り、降伏強度が不足している。
【００７５】
製造Ｎｏ．７の比較例においては、仕上温度が本発明の範囲を上回り、ヤング率が不足している。製造Ｎｏ．１０の比較例においては、後熱処理の最高加熱温度が本発明の範囲を下回り、降伏強度及びヤング率が不足している。製造Ｎｏ．１４の比較例においては、（２）式によるＬＭＰが本発明の範囲を下回り、降伏強度及びヤング率が不足している。製造Ｎｏ．１５の比較例においては、巻取温度が本発明の範囲を上回り、強度が不足している。
【００７６】
製造Ｎｏ．２０の比較例においては、巻取温度が本発明の範囲を下回って、ベイナイト分率が本発明の範囲を上回り、強度が過大で、かつ、延性が乏しく、ヤング率が不足している。製造Ｎｏ．２７の比較例においては、スラブ加熱温度が本発明の範囲を下回り、強度が不足している。製造Ｎｏ．３１の比較例においては、平均冷却速度が本発明の範囲を下回り、ベイナイト分率が本発明の範囲を下回り、強度が不足している。
【００７７】
製造Ｎｏ．３２〜４０の比較例は、成分組成が本発明の範囲外の鋼（表１中、鋼Ｎｏ．Ｍ〜Ｕ、参照）を用いた比較例である。製造Ｎｏ．３２の比較例においては、Ｃ量及び（１）式の値が本発明の範囲を下回り、更に、ベイナイト分率が本発明の範囲を上回って、焼戻しマルテンサイト分率及び残留オーステナイト分率が低く、強度が不足している。
【００７８】
製造Ｎｏ．３３の比較例においては、Ｍｎ量及び（１）式の値が本発明の範囲を上回り、強度が過大である。製造Ｎｏ．３４の比較例においては、（１）式の値が本発明の範囲を上回り、強度が過大である。製造Ｎｏ．３５の比較例においては、Ｃ量が本発明の範囲を上回り、更に、ベイナイト分率が本発明の範囲を下回って、強度が過大で、かつ、延性が乏しい。
【００７９】
製造Ｎｏ．３６の比較例においては、Ｍｏ量及び（１）式の値が本発明の範囲を上回り、強度が過大である。製造Ｎｏ．３７と３８の比較例においては、Ｔｉ量又はＮｂ量が本発明の範囲を上回り、延性が乏しい。製造Ｎｏ．３９の比較例においては、Ｂ量が本発明の範囲を下回り、ヤング率が不足している。製造Ｎｏ．４０の比較例においては、Ｍｎ量及び（１）式の値が本発明の範囲を下回り、強度が不足している。
【００８０】
なお、表３中に示していないが、成分組成が本発明の範囲外の鋼は、靱性、溶接性、及び、延性が劣っている。
【００８１】
以上、発明例及び比較例より、本発明によれば、高い降伏強度及び引張強度を有し、かつ、圧延方向の剛性に優れた高強度熱延鋼板を提供できることが明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明によれば、降伏強度と引張強度が高く、かつ、圧延方向のヤング率が高い高強度熱延鋼板とその製造方法を提供することができる。したがって、本発明の高強度熱延鋼板を建機の構造部材に適用すれば、建機の軽量化を図ることができる。例えば、大型クレーンのブームに適用すれば、ブーム自体の軽量化と、つり上げ運搬量の拡大を図ることができ、作業効率が顕著に向上する。よって、本発明は、産業上の利用可能性が高いものである。