(57)【要約】【課題】増厚加工後の急冷のままで、その機械的性質が加工前とほとんど相違のない建築用鋼材とその製造方法を提供する。【解決手段】増厚部の金属組織が主としてベイナイ組織であり、そのベイナイトパケットの平均径が２５０　μｍ　以下であり、および／または増厚部の平均硬度が１５０　以上３５０　以下であり、好適化学組成は次の通りである。Ｃ：０．０１〜０．２０％、Ｓｉ：０．０２〜０．５０％、Ｍｎ：０．５　〜２．０　％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０６％以下、Ｔｉ：０．００３　〜０．１０％、Ｎ：０．００８　％以下、Ｔｉ／Ｎ：５．５　以下、残部は実質的にＦｅからなり、下記式で表わされるＬｆの値が０．２　〜６．０　である。Ｌｆ＝｛（１＋３．２Ｃ）　×（１＋０．５Ｓｉ）×（１＋７．６Ｍｎ）×（１＋１．２Ｃｕ）×（１＋４．１Ｎｉ）×（１＋３．６Ｃｒ）×（１＋６．８Ｍｏ）×（１＋１３２Ｂ）×（１＋２０Ｎｂ）×（１＋２７Ｔｉ）×（１＋１１Ｖ）　｝／ｔ【特許請求の範囲】
【請求項１】
増厚加工を施した建築用鋼材であって、増厚部の金属組織が主としてベイナイト組織であり、そのベイナイトパケットの平均径が２５０　μｍ　以下であることを特徴とする建築用鋼材。
【請求項２】
増厚加工を施した建築用鋼材であって、増厚部の金属組織が主としてベイナイト組織であり、増厚部の平均硬度（Ｈｖ）が１２０　以上３５０　以下であることを特徴とする建築用鋼材。
【請求項３】
増厚加工を施した建築用鋼材であって、増厚部の金属組織が主としてベイナイト組織であり、そのベイナイトパケットの平均径が２５０　μｍ　以下であり、増厚部の平均硬度（Ｈｖ）が１２０　以上３５０　以下であることを特徴とする建築用鋼材。
【請求項４】
質量％にて、
Ｃ：０．０１〜０．２０％、Ｓｉ：０．０２〜０．５０％、Ｍｎ：０．５０〜２．０　％、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．０６％以下、Ｔｉ：０．００３　〜０．１０％、Ｎ：０．００８　％以下、
Ｔｉ／Ｎ：５．５　以下、残部は実質的にＦｅ
からなる化学組成を有し、下記式で表わされるＬｆの値が０．２　〜６．０　であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の建築用鋼材。
Ｌｆ＝｛（１＋３．２Ｃ）　×（１＋０．５Ｓｉ）×（１＋７．６Ｍｎ）×（１＋１．２Ｃｕ）×（１＋４．１Ｎｉ）×（１＋３．６Ｃｒ）×（１＋６．８Ｍｏ）×（１＋１３２Ｂ）×（１＋２０Ｎｂ）×（１＋２７Ｔｉ）×（１＋１１Ｖ）　｝／ｔ
ただし、各元素は質量％であり、ｔは板厚さ（ｍｍ）である。
【請求項５】
前記化学組成が、質量％にて、さらに
Ｃｕ：０．０５〜１．５　％、Ｎｉ：０．０５〜２％、Ｃｒ：０．０３〜１．００％、
Ｍｏ：０．０３〜１．０　％、およびＢ：０．０００３〜０．００５　％から成る群から選んだ１種以上を含有する、請求項４記載の建築用鋼材。
【請求項６】
前記化学組成が、質量％にて、
Ｎｂ：０．００３　〜０．０５％およびＶ：０．００５　〜０．２　％のうち１種以上を含有する、請求項４または５に記載の建築用鋼材。
【請求項７】
前記化学組成が、質量％にて、さらに、Ｏ（酸素）：０．００３５　％以下である、請求項４〜６のいずれかに記載の建築用鋼材。
【請求項８】
質量％にて、
Ｃ：０．０１〜０．２０％、Ｓｉ：０．０２〜０．５０％、Ｍｎ：０．５０〜２．０　％、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．０６％以下、Ｔｉ：０．００３　〜０．１０％、Ｎ：０．００８　％以下、
Ｔｉ／Ｎ：５．５　以下、残部は実質的にＦｅ
からなる化学組成を有し、下記式で表わされるＬｆの値が０．２　〜６．０　であることを特徴とする、増厚加工を施して用いる建築用鋼材。
Ｌｆ＝｛（１＋３．２Ｃ）　×（１＋０．５Ｓｉ）×（１＋７．６Ｍｎ）×（１＋１．２Ｃｕ）×（１＋４．１Ｎｉ）×（１＋３．６Ｃｒ）×（１＋６．８Ｍｏ）×（１＋１３２Ｂ）×（１＋２０Ｎｂ）×（１＋２７Ｔｉ）×（１＋１１Ｖ）　｝／ｔ
ただし、各元素は質量％であり、ｔは板厚さ（ｍｍ）である。
【請求項９】
前記化学組成が、質量％にて、さらに
Ｃｕ：０．０５〜１．５　％、Ｎｉ：０．０５〜２％、Ｃｒ：０．０３〜１．００％、
Ｍｏ：０．０３〜１．０　％、およびＢ：０．０００３〜０．００５　％から成る群から選んだ１種以上を含有する、請求項８記載の建築用鋼材。
【請求項１０】
前記化学組成が、質量％にて、
Ｎｂ：０．００３　〜０．０５％およびＶ：０．００５　〜０．２　％のうち１種以上を含有する、請求項８または９に記載の建築用鋼材。
【請求項１１】
前記化学組成が、質量％にて、さらに、Ｏ（酸素）：０．００３５　％以下である、請求項８〜１０のいずれかに記載の建築用鋼材。
【請求項１２】
請求項８〜１１のいずれかに記載の化学組成を有する鋼を製造する方法であって、バルジング代１０％以上のバルジング大圧下を行って連続鋳造鋳片を製造することを特徴とする増厚加工を施して用いる建築用鋼材の製造方法。
【請求項１３】
請求項８〜１１のいずれかに記載の化学組成を有する鋼を製造する方法であって、スラブを加熱し、圧延を仕上げ、その後、水冷もしくは空冷を行うことを特徴とする増厚加工を施して用いる建築用鋼材の製造方法。
【請求項１４】
請求項８〜１１のいずれかに記載の化学組成を有する鋼を製造する方法であって、バルジング代１０％以上のバルジング大圧下を行って連続鋳造鋳片を製造した後、得られた鋳片を加熱し、圧延を仕上げ、その後、水冷もしくは空冷を行うことを特徴とする増厚加工を施して用いる建築用鋼材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、局所的な加熱により増厚加工を行って厚肉部を形成して、建築構造物の柱や梁などに用いられる建築用鋼材とその製造方法、特に増厚加工を施して用いる鋼管、形鋼あるいは鋼板などの建築用鋼材とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄骨構造物など建築物の柱や梁に鋼管や形鋼が用いられるが、柱に梁を取り付けるような場合、取り付け部の補強のため、補強部材を溶接するとか、鋼管柱では柱を切断しその切断部分にダイヤフラムを挟み込んで溶接し、このダイヤフラムに梁を溶接するといったような方法が採用されてきた。このような補強方法は切断や溶接などの工数を大幅に増大させる。そこで、これに対する改善策として、例えば特開平１−５８２４号公報、特開平８−３１８３４１号公報に示されるように、長さ方向に断面積が一定である形鋼や鋼管を部分的に増肉し厚くして補強する方法が開発されてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これらの従来技術の方法は、例えば鋼管などにおいて、小領域を周方向均一に１０００℃以上に赤熱して軟化させ、次いで長さ方向に応力を加えて圧縮し、変形が終われば直ちに水冷することを順次長さ方向に繰り返して、必要な長さの部分を増厚する。すなわち、材料の局所的加熱と圧縮により、比較的簡単な用具で、同一断面形状の長尺材の一部を任意の位置で任意の範囲だけ厚くすることかできるという特徴がある。
【０００４】
しかし、増厚された部分は高温から急冷されるため、増厚加工をしていない部分と比べその機械的性質が異なってしまう。このため、処理速度や冷却速度を遅くしたり、再加熱して焼きならしを行うなど、種々の対策が採られてきた。このような対策を必要とすることは、余分の工程が付加されることを意味し、増厚処理方法の利点を十分に生かせない結果となっていた。
【０００５】
本発明の目的は、増厚のための加熱加工後の急冷のままの状態においても、その機械的性質が加工前とほとんど相違のない、増厚加工を施して用いる建築用鋼材とその製造方法の提供にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
ここに、本発明者らは、かかる課題を達成すべく、種々検討を重ね、次のような知見を得た。
【０００７】
すなわち、増厚加工部の靱性を改善するためには、後熱処理をして焼きならしを行うことは知られていたが、本発明者らは、さらなる検討を行い、次のような知見を得た。
【０００８】
すなわち、増厚加工部の金属組織は粗大でかつ脆弱な炭素濃縮相を含むベイナイト組織となることから、
▲１▼炭素量を下げてベイナイト組織の硬度を下げ、
▲２▼炭素量の低減により脆弱な炭素濃縮相の量を低減し、
▲３▼焼入性を上げ、ベイナイト組織の粗大化を防ぎ、そして
▲４▼Ｔｉ等のマイクロアロイを用い、増厚加工部のγ粒径とベイナイトパケットの粗大化を防ぐ
ことにより、増厚加工ままでの硬度を低減しかつ組織を微細にすれば靱性が改善されることを知った。
【０００９】
さらに、増厚工法において、増厚後の後熱処理なしに増厚部の靱性を確保するために、必要な成分系を検討したところ、厚肉材では、焼入性を制御することが増厚部の靱性を確保するのに特に有効であり、靱性を確保するために必要な焼入性は、増厚部の最も厚い部分での板厚ｔに応じて制御しなければならなかったことが知見された。
【００１０】
ここに、本発明の要旨とするところは次の通りである。
（１）　増厚加工を施した建築用鋼材であって、増厚部の金属組織が主としてベイナイト組織であり、そのベイナイトパケットの平均径が２５０　μｍ　以下であることを特徴とする建築用鋼材。
【００１１】
（２）　増厚加工を施した建築用鋼材であって、増厚部の金属組織が主としてベイナイト組織であり、増厚部の平均硬度（Ｈｖ）が１２０　以上３５０　以下であることを特徴とする建築用鋼材。
【００１２】
（３）　増厚加工を施した建築用鋼材であって、増厚部の金属組織が主としてベイナイト組織であり、そのベイナイトパケットの平均径が２５０　μｍ　以下であり、増厚部の平均硬度（Ｈｖ）が１２０　以上３５０　以下であることを特徴とする建築用鋼材。
【００１３】
（４）　質量％にて、
Ｃ：０．０１〜０．２０％、Ｓｉ：０．０２〜０．５０％、Ｍｎ：０．５０〜２．０　％、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．０６％以下、Ｔｉ：０．００３　〜０．１０％、Ｎ：０．００８　％以下、
Ｔｉ／Ｎ：５．５　以下、残部は実質的にＦｅ
からなる化学組成を有し、下記式で表わされるＬｆの値が０．２　〜６．０　であることを特徴とする、上記（１）　〜（３）　のいずれかに記載の建築用鋼材。
【００１４】
Ｌｆ＝｛（１＋３．２Ｃ）　×（１＋０．５Ｓｉ）×（１＋７．６Ｍｎ）×（１＋１．２Ｃｕ）×（１＋４．１Ｎｉ）×（１＋３．６Ｃｒ）×（１＋６．８Ｍｏ）×（１＋１３２Ｂ）×（１＋２０Ｎｂ）×（１＋２７Ｔｉ）×（１＋１１Ｖ）　｝／ｔ
ただし、各元素は質量％であり、ｔは板厚さ（ｍｍ）である。
【００１５】
（５）　前記化学組成が、質量％にて、さらに
Ｃｕ：０．０５〜１．５　％、Ｎｉ：０．０５〜２％、Ｃｒ：０．０３〜１．００％、
Ｍｏ：０．０３〜１．０　％、およびＢ：０．０００３〜０．００５　％から成る群から選んだ１種以上を含有する、上記（４）　記載の建築用鋼材。
【００１６】
（６）　前記化学組成が、質量％にて、
Ｎｂ：０．００３　〜０．０５％およびＶ：０．００５　〜０．２　％のうち１種以上を含有する、上記（４）　または（５）　に記載の建築用鋼材。
【００１７】
（７）　前記化学組成が、質量％にて、さらに、Ｏ（酸素）：０．００３５　％以下である、上記（４）　〜（６）　のいずれかに記載の建築用鋼材。
（８）　質量％にて、
Ｃ：０．０１〜０．２０％、Ｓｉ：０．０２〜０．５０％、Ｍｎ：０．５０〜２．０　％、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．０６％以下、Ｔｉ：０．００３　〜０．１０％、Ｎ：０．００８　％以下、
Ｔｉ／Ｎ：５．５　以下、残部は実質的にＦｅ
からなる化学組成を有し、下記式で表わされるＬｆの値が０．２　〜６．０　であることを特徴とする、増厚加工を施して用いる建築用鋼材。
【００１８】
Ｌｆ＝｛（１＋３．２Ｃ）　×（１＋０．５Ｓｉ）×（１＋７．６Ｍｎ）×（１＋１．２Ｃｕ）×（１＋４．１Ｎｉ）×（１＋３．６Ｃｒ）×（１＋６．８Ｍｏ）×（１＋１３２Ｂ）×（１＋２０Ｎｂ）×（１＋２７Ｔｉ）×（１＋１１Ｖ）　｝／ｔ
ただし、各元素は質量％であり、ｔは板厚さ（ｍｍ）である。
【００１９】
（９）　前記化学組成が、質量％にて、さらに
Ｃｕ：０．０５〜１．５　％、Ｎｉ：０．０５〜２％、Ｃｒ：０．０３〜１．００％、
Ｍｏ：０．０３〜１．０　％、およびＢ：０．０００３〜０．００５　％から成る群から選んだ１種以上を含有する、上記（８）　記載の建築用鋼材。
【００２０】
（１０）前記化学組成が、質量％にて、
Ｎｂ：０．００３　〜０．０５％およびＶ：０．００５　〜０．２　％のうち１種以上を含有する、上記（８）　または（９）　に記載の建築用鋼材。
【００２１】
（１１）前記化学組成が、質量％にて、さらに、Ｏ（酸素）：０．００３５　％以下である、上記（８）　〜（１０）のいずれかに記載の建築用鋼材。
（１２）上記（８）　〜（１１）のいずれかに記載の化学組成を有する鋼を製造する方法であって、バルジング代１０％以上のバルジング大圧下を行って連続鋳造鋳片を製造することを特徴とする増厚加工を施して用いる建築用鋼材の製造方法。
【００２２】
（１３）上記（８）　〜（１１）のいずれかに記載の化学組成を有する鋼を製造する方法であって、スラブを加熱し、圧延を仕上げ、その後、水冷もしくは空冷を行うことを特徴とする増厚加工を施して用いる建築用鋼材の製造方法。
【００２３】
（１４）上記（８）　〜（１１）のいずれかに記載の化学組成を有する鋼を製造する方法であって、バルジング代１０％以上のバルジング大圧下を行って連続鋳造鋳片を製造した後、得られた鋳片を加熱し、圧延を仕上げ、その後、水冷もしくは空冷を行うことを特徴とする増厚加工を施して用いる建築用鋼材の製造方法。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明においてその金属組織および鋼組成、さらには製造方法を前述のように規定する理由について説明する。なお、鋼の化学組成を規定する「％」は「質量％」である。
【００２５】
増厚部の金属組織：主としてベイナイト組織
増厚部の金属組織は主としてベイナイト組織とする。ここで云うベイナイト組織とは、上部ベイナイト、下部ベイナイト、グラニュラーベイナイト、アシキュラーフェライトなどを含む。「主として」とは面積率にして８５％以上であることを指す。ベイナイト組織の占める割合が８５％未満の場合には、増厚部において必要とされる強度を満足できない。
【００２６】
残りは、粒界フェライト、粒内フェライト（アシキュラーフェライトを除く）　、パーライト、擬似パーライト、マルテンサイトなど通常の組織であることを意味する。
【００２７】
増厚部のベイナイトパケットの平均径：２５０　μｍ以下
増厚部に生成したベイナイト組織のパケットの平均径を２５０　μｍ　以下とする。パケットとは、ベイナイトのラス状組織が平行にならんだ組織単位を指し、パケット内ではベイナイトのラス状組織の結晶方位がほぼ同一であるため、脆性破壊時の破壊単位となる。パケットが大きい場合には破壊単位も大きくなり、靱性が劣化する。増厚部のような最高加熱温度が高い場合には、旧γ粒が粗大化し、生成するベイナイトパケットも粗大となる。目標靱性を満足するためには、増厚部のベイナイトパケットの平均径を２５０　μｍ　以下としなければならない。望ましい上限は１５０　μｍ　以下である。このときの平均径は、本明細書においては、光学顕微鏡やＳＥＭ　観察により求めた２次元での切片で表す。
【００２８】
増厚部の平均硬度（Ｈｖ）：１２０　以上３５０　以下
増厚部の平均硬度（Ｈｖ）は１２０　以上３５０　以下とする。１２０　未満となる場合には、増厚部の強度が不足することがある。好ましくは１５０　以上である。一方、硬度（Ｈｖ）が３５０　を超えると靱性が劣化する。望ましい条件は３００　以下である。
【００２９】
次に、本発明において用いる好適化学組成を規定する理由について述べる。本明細書で規定する鋼の化学組成は、増厚加工を施した建築用鋼材のそれと、増厚加工を施して使用する建築用鋼材のそれとである。実体は両者同一であるが、以下において鋼材の化学組成は、それを有する鋼材を通常の増厚加工とそれに続き急冷を行うことで、これまで説明してきた増厚部の鋼組織を実現できる鋼材の化学組成として説明する。
【００３０】
Ｃ：０．０１〜０．２０％
炭素は増厚部の硬度に大きな影響を与える元素であり、低い方が良い。０．２０％を超えて含有すると硬度上昇が過剰になり靱性が劣化するので上限を０．２０％とする。０．０１％未満となると降伏点が低下し構造用鋼として使用できなくなるほか焼入性が劣化するので靱性が劣化する。望ましい範囲は０．０３％以上０．１０％以下である。
【００３１】
Ｓｉ：０．０２〜０．５０％
Ｓｉは脱酸作用と強度上昇作用を持つため０．０２％以上含有するのが良い。しかし、０．５０％を超えて添加すると増厚加工部に炭素が濃縮した脆化相の形成を促進して靱性を劣化させるため、０．５０％以下とする。
【００３２】
Ｍｎ：０．５０〜２．０　％
Ｍｎは強度の向上の目的で含有させる。Ｍｎは焼入性向上効果が高いので合金元素の中でも特に有効である。０．５０％未満であると強度上昇効果が不十分である。２．０　％を超えると増厚加工後の焼入時の硬度が高くなり靱性が下がる。
【００３３】
ｓｏｌ．Ａｌ：０．０６％以下
Ａｌは、特に連続鋳造などを適用して製造する場合、欠陥のない鋼片を得るために必須添加元素であり、その場合、ｓｏｌ．Ａｌとして約０．００５　％を超える量が残ってくる。また窒素と結合して微細なＡｌＮ　を析出し、鋼の組織の微細化に効果があるが、増厚加工のような１０００℃を超える温度に加熱された鋼ではその効果が小さい。多すぎると溶接性などを悪くするので、０．０６％以下にする。
【００３４】
Ｔｉ：０．００３　〜０．１０％
ＴｉはＮと結合してＴｉＮ　を析出させ、増厚加工部のγ粒径を微細にすることで増厚加工部の靱性劣化を阻止する。Ｎとの結合効果を持たせるには０．００３　％以上添加しなければ効果がない。一方、０．１０％を超えて添加すると、増厚加工部にＴｉ炭化物が析出するため、逆に増厚部の靱性が劣化する。
【００３５】
Ｎ：０．００８　％以下
Ｎは鋼の靱性を悪くするので、少ない程良い。しかしＮはＴｉと結合してＴｉＮ　となり、増厚加工部の組織を微細にするので、Ｔｉが添加される場合には、０．００４　％以上含有することが望ましい。
【００３６】
Ｔｉ／Ｎ：５．５　以下
ＴｉはＴｉＮ　として析出して増厚部のγ組織を改善し、靱性を向上させる効果があるが、過剰に含有すると、母材にＴｉＣ　が析出して母材の靱性が劣化するとともに、増厚部でも特に板厚中心近傍でＴｉＣ　が析出するため、Ｔｉ／Ｎは５．５　以下とする。Ｔｉ／Ｎの値は、３．４　未満であるとさらに望ましい。
【００３７】
Ｃｕ：０．０５〜１．５　％
Ｃｕは任意添加元素である。添加すると焼入性向上に効果があり、増厚部の靱性が向上する。添加する場合は０．０５％以上としないと効果がない。１．５　％を超えて添加すると靱性が劣化するので上限を１．５　％とする。望ましい上限は０．８　％、さらに望ましくは０．３　％である。
【００３８】
Ｎｉ：０．０５〜２％
Ｎｉは任意添加元素である。添加すると焼入性向上に効果があり、増厚部の靱性が向上する。添加する場合は０．０５％以上としないと効果がない。２．０　％を超えて添加してもコスト上昇に見合うだけの靱性向上が期待できないので、上限を２．０　％とする。
【００３９】
Ｃｒ：０．０３〜１．００％
Ｃｒは任意添加元素である。添加すると焼入性向上に効果があり、増厚部の靱性が向上する。添加する場合は０．０３％以上としないと効果がない。１．００％を超えて添加すると靱性が劣化するので上限を１．００％とする。望ましい上限は０．８　％、さらに望ましくは０．３　％である。
【００４０】
Ｍｏ：０．０３〜１．０　％
Ｍｏは任意添加元素である。添加すると焼入性向上に特に効果があり、増厚部の靱性が向上する。添加する場合は０．０３％以上としないと効果がない。１．０　％を超えて添加すると靱性が劣化するので上限を１．０　％とする。望ましい上限は０．８　％、さらに望ましくは０．３　％である。
【００４１】
Ｂ：０．０００３〜０．００５　％
Ｂは任意添加元素である。添加すると焼入性向上に特に効果があり、増厚部の靱性が向上する。添加する場合は０．０００３％以上としないと効果がない。０．００５　％を超えて添加すると靱性が劣化するので上限を０．００５　％とする。望ましい上限は０．００１５％である。
【００４２】
Ｎｂ：０．００３　〜０．０５％
Ｎｂは任意添加元素である。添加すると焼入性向上に効果があり、増厚部の靱性が向上する。添加する場合は０．００３　％以上としないと効果がない。０．０５％を超えて添加すると靱性が劣化するので上限を０．０５％とする。望ましい上限は０．０３５　％である。
【００４３】
Ｖ：０．００５　〜０．２　％
Ｖは任意添加元素である。添加すると焼入性向上に効果があり、増厚部の靱性が向上する。添加する場合は０．００５　％以上でないと効果がない。しかし０．２　％を超えて添加すると増厚部にＶ炭化物が析出するため、靱性が劣化する。
【００４４】
Ｏ（酸素）：０．００３５％以下
Ｏ（酸素）は鋼の精錬の過程で、不可避的に混入してくる元素であるが、ＳｉやＡｌなどの脱酸剤の添加により、ほとんどは酸化物の形で鋼中に存在する。これら酸化物は粗大な介在物を形成し、増厚加工部の靱性を劣化させるので、少ないほど良い。０．００３５％以下であれば、増厚部の靱性劣下を無視することができる。
【００４５】
Ｌｆの値：０．２　〜６．０
Ｌｆの値は増厚部の板厚ｔと合金元素による焼入性を示す指標であり、下記式で示される。Ｌｆ値が０．２　を下回っても、６．０　を超えても増厚部の靱性が劣化する。０．２０％未満となる場合は、焼入性が不足して増厚部の１／４ｔ部での靱性が確保できても、板厚中心部では靱性が劣化する。逆に６．０　を超えると板厚中心部の靱性が確保できても１／４ｔ部では焼入性が過剰となり靱性が劣化する。望ましい範囲は０．５　以上３．０　以下である。
【００４６】
Ｌｆ＝｛（１＋３．２Ｃ）　×（１＋０．５Ｓｉ）×（１＋７．６Ｍｎ）×（１＋１．２Ｃｕ）×（１＋４．１Ｎｉ）×（１＋３．６Ｃｒ）×（１＋６．８Ｍｏ）×（１＋１３２Ｂ）×（１＋２０Ｎｂ）×（１＋２７Ｔｉ）×（１＋１１Ｖ）　｝／ｔ
ここに、各元素は質量％で、含有されない場合は「ゼロ」として計算される。「ｔ」は板厚さ（ｍｍ）を示す。
【００４７】
本発明にかかる鋼材を製造するには、例えば、転炉溶製、必要により真空脱ガス処理、連続鋳造、熱間圧延、冷却の各工程を経て行われる慣用の製造方法によればよいが、特に本発明にかかる鋼材は、増厚加工を施すことから、その好適態様では、次のような工程を採用するのが好ましい。
【００４８】
バルジング大庄下
連続鋳造後の鋳片の引き抜きの時、鋳片に付与するバルジング代は鋳片厚さの１０％以上とすることが望ましい。ここに、「バルジング代」は、鋳型出口での鋳片厚さと鋳型出口以後のロール開度の差を鋳型出口での鋳片厚さで割った値である。
【００４９】
このような大きなバルジングを付与することは連続鋳造装置の大圧下を加えるロールを除いて、ロールキャビティーを大きくすることにより実現される。バルジング代が１０％未満では、バルジング大圧下による合金元素濃化湯の排出およびセンターポロシティーの圧着が不十分となる。圧着が不十分であると、増厚後の靱性が劣化する。
【００５０】
鋼板の圧延、熱処理条件
スラブを加熱し、圧延を仕上げ、その後、水冷もしくは空冷を行う。スラブの加熱温度は９５０　〜１２００℃が望ましい。加熱圧延の仕上げ温度は７００　℃以上とすることが望ましい。
【００５１】
加熱温度が９５０　℃未満であれば、オーステナイトへの変態が十分でなく、圧延、冷却後、強度・靱性ともに劣化する。逆に加熱温度が１２００℃を超える場合には、γ粒径が粗大になるために、母材の靱性が劣化する。
【００５２】
圧延仕上げ温度が７００　℃未満となった場合、αとγの二相域での圧下量が大きくなり、鋼板の特性に生じる異方性が顕著になるため、仕上げ温度は７００　℃以上とすることが望ましい。
【００５３】
また、９００　℃以下での圧下量を１５％以上とすることが望ましい。
圧延後の冷却は、空冷または水冷とする。水冷の場合は、鋼板の表面温度で４５０　℃以下まで水冷することが望ましい。
【００５４】
水冷した鋼板は、場合によってＡｃ１　点以下の温度で焼き戻すことができる。Ａｃ１　点以下で焼き戻すことにより、強度は低下するが靱性は向上される。
次に、実施例によって本発明の作用効果をさらに具体的に説明する。
【００５５】
【実施例】
化学成分を表１に示す。これらはいずれも試作試験用の鋼板として溶解したものであり、鋼番号１〜１４についてはいずれも本発明の鋼である。これに対して、鋼番号Ｘ１〜Ｘ１５　については、化学成分のうち少なくとも１つもしくはＴｉ／Ｎ、Ｌｆの値が本発明の範囲ではないものである。
【００５６】
表２に鋼板の製造方法を示す。いずれも圧延によって厚さ（ｔ）　９ｍｍから２４ｍｍの鋼板に仕上げた。このうち、Ａ、Ｄ、Ｅの鋼板については、スラブの製造においてバルジング圧下法を採用している。
【００５７】
これらの鋼板に対して、特開平８−３１８３４１号公報に示す方法で増厚処理を行った。すなわち、加熱部最高温度が１３００℃を超える温度となるように加熱し、加熱装置の移動速度、つまり加工速度を１．５ｍｍ／ｓｅｃ　として、増厚加工を行った。
【００５８】
本例の場合、増厚（増肉）率は０．５　および１であり、圧延材の板厚に対して、各々１．　５倍、２倍に増厚した。
ただし、増厚後の後熱処理は本発明例、比較例ともに行っていない。後熱処理なしでも増厚後の靱性確保が可能である。
【００５９】
本例においてベイナイト率およびベイナイトパケットの計測要領は次の通りである。
増厚部を３％ナイタール溶液を用いてエッチングし、板厚の１／４　部分を光学顕微鏡の１００　倍の視野にて観察し、１０視野の平均値を求めた。
【００６０】
鋼板および増厚部の特性を表３に示す。試験番号１〜１４については、本発明例の鋼板を増厚した場合の結果を示している。圧延材は中心部の圧延方向と垂直方向の引張強さ（ＴＳ）が４００ＭＰａ以上で、−４０℃におけるシャルピー衝撃試験の吸収ネルギーが２００Ｊ以上となっている。また、増厚部の靱性は、０℃において１００Ｊ以上有している。なお、試験番号５の場合は、平均硬度およびＬｆ値が好適範囲を外れているが、ベイナイト率およびベイナイトパケット径が本発明の範囲内であることから、上述のように満足する特性が得られている。試験番号９の場合も、Ｌｆ値が好適範囲を外れているが、同様に満足する特定が得られている。
【００６１】
これに対して、試験番号１５、１８、２８の比較例では、化学成分量の不足により鋼板の強度が４００ＭＰａを満足できない。それ以外については、化学成分が過量であったり、Ｌｆ値が範囲内ではないために、増厚後の靱性を確保することができていない。
【００６２】
【表１】
2004052017.tif 000002
【００６３】
【表２】
2004052017.tif 000003
【００６４】
【表３】
2004052017.tif 000004
【００６５】
【発明の効果】
本発明により、増厚後の後熱処理なしでも増厚部の靱性を確保することが可能な鋼材を提供することができ、化学成分と増厚部の厚さとのパラメータを規定することで、靱性がより一層改善できる。