(57)【要約】  【課題】  超音波探傷試験を行った場合の反射エコーの減衰量が少ない高張力鋼材を製造する。  【解決手段】  引張強度で680MPa以上を有する鋼成分で連続鋳造された鋼片を、1180℃以上で３時間以上加熱した後に、800 ℃以下まで１℃/s以上の冷却速度で冷却してから、この鋼片を再度加熱して圧延を行うことにより、板厚方向を含む任意の断面内における、板厚方向への大きさが100 μm を超える旧オーステナイト粒が１mm2 当りに１個以内であり、かつ超音波減衰係数αが0.1(dB/mm)以下である高張力鋼材を製造する。【選択図】図１
2005113249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
引張強度が680MPa以上であるとともに、鋼材中の任意の板厚方向断面における、旧オーステナイト粒の大きさが板厚方向に100 μm を超えるものが１個以内／mm2 であって、かつ下記(1) 式により規定される超音波減衰係数αが0.1(dB/mm)以下であることを特徴とする高張力鋼材。
α＝20｛Log(V1/V2)｝／ (W2−W1)       ・・・・・(1) 
ここで、
Vl：Ｖ透過法による１スキップでの底面エコー高さV1＝50％とするときのゲイン値(dB)
V2：Ｖ透過法による２スキップでの底面エコー高さV2＝50％とするときのゲイン値(dB)
Wl：Ｖ透過法による１スキップ時のビーム路程(mm)
W2：Ｖ透過法による２スキップ時のビーム路程(mm)
を示す。
【請求項２】
連続鋳造された鋼片を、1180℃以上で３時間以上加熱した後に、 800℃以下まで１℃/s以上の冷却速度で冷却してから、該鋼片を再度加熱して圧延を行うことを特徴とする引張強度が680MPa以上である高張力鋼材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築や構造物さらには圧力容器等に利用される引張強度が680MPa以上の高張力鋼材及びその製造方法に関し、より具体的には、超音波探傷試験を行った場合の反射エコーの減衰量が少ない引張強度が680MPa以上である高張力鋼材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に鋼材の内部欠陥や溶接部の欠陥を調べるために超音波探傷試験が行われる。特に圧力容器や建築用鉄骨鋼材等に対しては、厳しい基準で超音波探傷試験が行われる。この超音波探傷試験を行うと、鋼材によっては反射エコーが減衰し、検査に支障をきたすことがある。
【０００３】
この原因の一つは、鋼材には、圧延方向であるＬ方向と、圧延方向に直交する方向であるＣ方向とに応じて反射エコーの減衰率が異なるという異方性 (「音響異方性」ともいう）が存在するためである。この音響異方性により検査方向によって欠陥の判定結果に誤差を生じることになるため、従来から各種の対策が提案されている。
【０００４】
例えば特許文献１には、鋼板の内部に生成して発達する集合組織により音響異方性が大きくなるために正確な検査ができなくなるとの前提に立脚して、鋼の成分を適正な範囲に制限するとともに、圧延条件及び冷却条件をいずれも適正化することによって、音響異方性が少ない鋼板を製造する発明が開示されている。なお、集合組織は、特にTMCPによる高強度鋼板の製造において顕著に発達し、超音波探傷試験、特に斜角探傷において屈折角や探傷感度を変化させるため、鋼材自身又は溶接部の健全性の検査に支障をきたすことが多い。
【０００５】
鋼材によって反射エコーが減衰する原因のもう一つは、鋼材自身に起因することが考えられる。つまり、反射エコーの減衰が大きいと予め定められた検査基準通りに検査を行っても、反射エコーが影響を受けるために正確な検査ができない。
【０００６】
鋼材自身に起因した反射エコーの減衰としては、例えば鋳造組織等に起因して通常の超音波探傷試験では正確な検査を行えないことはこれまでにも知られていた。しかし、通常の鋼においても反射エコーの減衰が生じることはこれまであまり知られておらず、特に570MPa級を超える高張力鋼、例えば引張強度が680MPa以上の高張力鋼では、使用用途が鉄骨や圧力容器等であることから溶接部の超音波探傷試験の基準が厳しいため、最近になって問題視されつつある。
【０００７】
また、溶接部の全域を効率的に検査するために溶接部の超音波探傷試験に用いられる斜角探傷法自体にも起因して、反射エコーの減衰が問題視される。すなわち、斜角探傷法では、一般的に縦波が用いられることが多い垂直探傷法とは異なり、横波が使用される。縦波は音速が高く波長も短いことから反射エコーの減衰は余り問題にはならないが、横波は音速が低いために波長が短く、鋼の組織によっては超音波エコーが大きく減衰する。
【０００８】
【特許文献１】特開平６−316724号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
例えば特許文献１に記載された発明は、音響異方性を改善するものであるため、鋼材自身の反射エコーの減衰を防止することはできない。この特許文献１に記載されているように例えばTMCPにおいて著しく発達する集合組織は、反射エコーを減衰させる直接的な因子ではないため、仮に集合組織を低減して音響異方性を改善できたと仮定しても、反射エコーの減衰を直接的に抑制することはできない。
【００１０】
JIS で規定された超音波探傷試験を適用した場合に、反射エコーの減衰が大きいと、鋼材自身は健全であっても検査により欠陥がないことの保証を得難く、また、欠陥があっても見逃す危険性すらある。さらに、超音波探傷試験により反射エコーの減衰量の規定を外れたものについて行う検査は煩雑であるため、この検査のために多大な工数も要することとなる。
【００１１】
本発明は、このような従来の技術が有する課題に鑑みてなされたものであり、超音波減衰の少ない引張強度が680MPa以上である高張力鋼材及びその製造方法を確実に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、引張強度が680MPa以上であるとともに、鋼材中の任意の板厚方向断面における、旧オーステナイト粒の大きさが板厚方向に100 μm を超えるものが１個以内／mm2 であって、かつ下記(1) 式により規定される超音波減衰係数αが0.1(dB/mm)以下であることを特徴とする高張力鋼材である。
【００１３】
α＝20｛Log(V1/V2)｝／ (W2−W1)                         ・・・・・(1) 
この(1) 式では、符号VlはＶ透過法による１スキップでの底面エコー高さV1＝50％とするときのゲイン値(dB)であり、符号V2はＶ透過法による２スキップでの底面エコー高さV2＝50％とするときのゲイン値(dB)であり、符号WlはＶ透過法による１スキップ時のビーム路程(mm)であり、さらに、符号W2はＶ透過法による２スキップ時のビーム路程(mm)である。なお、(1) 式における記号及び定義は、JIS Z 3060(2001)の規定と同様である。
【００１４】
別の観点からは、本発明は、連続鋳造された鋼片を、1180℃以上で３時間以上加熱した後に、 800℃以下まで１℃/s以上の冷却速度で冷却してから、この鋼片を再度加熱して圧延を行うことを特徴とする高張力鋼材の製造方法である。
【００１５】
これらの本発明にかかる高張力鋼材又はその製造方法では、該高張力鋼材又は前記連続鋳造された鋼片が、Ｃを0.01％以上0.20％以下（本明細書では特にことわりがない限り「％」は「質量％」を意味するものとする）、Siを0.5 ％以下、Mnを0.6 以上2.0 ％以下、Ｐ：0.015 ％以下、Ｓ：0.005 ％以下、Tiを0.005 ％以上0.03％以下、sol.Alを0.005 ％以上0.08％以下、Ｎを0.008 ％以下、Cr：0.01％以上1.0 ％以下、Mo：0.01％以上1.50％以下及びＶ：0.005 ％以上0.10％以下を含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなる鋼組成を有することが例示される。
【００１６】
この場合、該高張力鋼材又は前記連続鋳造された鋼片が、さらに、Cuを0.05％以上1.0 ％以下含有することにより、強度をさらに上昇させることができる。
これらの場合に、該高張力鋼材又は前記連続鋳造された鋼片が、さらに、Niを0.05％以上4.0 ％以下含有することにより低温靱性を向上することができる。
【００１７】
これらの場合に、該高張力鋼材又は前記連続鋳造された鋼片が、さらに、Nbを0.005 ％以上0.08％以下含有することにより、靱性の低下を防止することができる。
さらに、これらの場合に、該高張力鋼材又は前記連続鋳造された鋼片が、さらに、Ｂを0.0002％以上0.020 ％以下含有することにより、焼入れ性の向上と強度の上昇を図ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、超音波減衰の少ない鋼材が確実に得られ、精度良く超音波探傷試験を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明者らは、超音波減衰の影響因子について鋭意検討を重ね、以下に列記する基礎的知見(1) 〜(3) を得た。
(1) 超音波減衰の支配的因子は、集合組織や中心偏析ではなく、ミクロ組織の大きさであること。
(2) ミクロ組織のうちの旧オーステナイト粒の粗大化が、超音波減衰に影響すること。
(3) 鋼材を加熱して圧延する前に事前に鋼材を加熱及び冷却しておくことにより、旧オーステナイト粒の粗大化を有効に防止できること。
【００２０】
ここで、上記(1) 項及び(2) 項について説明する。
本発明者らは、超音波減衰が大きい鋼材と超音波減衰が小さい鋼材とのそれぞれから、超音波の散乱状況の調査手法を表わす図１に示すような立方体のサンプル１を切り出し、垂直横波探触子２ (5MHz、直径12.7mm) を用いて超音波の散乱状況を調査した。また、超音波減衰が大きい鋼材の減衰の原因を調査するためにそのミクロ組織を観察した
図２は、この調査における２種の鋼材それぞれの反射エコーの減衰量を示すグラフである。なお、図２の横軸におけるB2〜B6は、それぞれ、B1＝100 ％とした時の２回目反射エコーB2〜６回目反射エコーB6を示し、縦軸は各反射エコーB2〜B6の高さを示す。
【００２１】
この図２に示すグラフは、ミクロ組織で、旧オーステナイト粒が粗大化しているものと、していないものとを比較して示す。超音波減衰が大きい鋼材では旧オーステナイト粒が粗大化していたことから、旧オーステナイト粒の粗大化が超音波減衰の大きな影響因子であることがわかった。
【００２２】
さらに、このような旧オーステナイト粒の粗大化の抑制手段を検討するために、以下に示す実験を行った。
連続鋳造されたスラブから切り出した試験片を、1150℃に加熱して１、５又は10時間と保持時間を変化させた場合に生じる鋼材のミクロ組織を観察した。この結果、保持時間が１時間では、組織は略微細な均一オーステナイト粒であるのに対し、５時間さらには10時間と保持時間を長くすればするほど、細粒組織中に旧オーステナイト粒の粗大粒が生成し、この割合も増加することがわかった。特に保持時間が５時間を超えると、粗大粒の発生は極めて顕著になることもわかった。この結果を図３にグラフで示す。なお、この粗大なオーステナイト粒は圧延後にも影響がある。
【００２３】
なお、旧オーステナイト粒の粗大粒が生成する詳細なメカニズムは不明であるが、析出物によるピン止め効果であると推察される。つまり、加熱炉内で長時間加熱されると析出物が成長し、析出物のピンニング効果が弱まるために旧オーステナイト粒の粗大粒が生成するものと考えられる。
【００２４】
図４は、板厚方向のミクロ組織の一例を示す説明図である。ここで、旧オーステナイト粒の大きさとは、図４において板厚方向に引いた直線が旧オーステナイト粒界と交わる点Ａ、Ｂ間の距離をいう。
【００２５】
なお、旧オーステナイト粒を光学顕微鏡で観察する方法は、特に限定を要するものではなく公知の適宜方法を用いることができるが、以下に列記する方法が好ましい。
まず、旧オーステナイト粒界を明瞭に現出させるためのエッチング液としてピクリン酸飽和溶液と10％塩化第二鉄とを90：５の質量割合で混合させ、さらに界面活性剤を少々滴下して、作成する。そして、観察しようとする試料を、作成したエッチング液に10秒間程度浸漬させる。その後に試料を取り出し、反応停止液に浸漬した後、水洗及び乾燥させ、光学顕微鏡により観察する。観察倍率は 100〜500 倍程度が好ましい。
【００２６】
観察した試料の中に、旧オーステナイト粒の大きさが100 μｍを超えるものが１mm2 当り２個以上存在すると、超音波探傷試験、特に斜角探傷試験の際に屈折角や探傷感度が変化するために鋼材自身又は溶接部の健全性を適切に評価できない。
【００２７】
旧オーステナイト粒の大きさが100 μｍを超えるものが１mm2 当り１個だけ存在する場合には、超音波探傷試験、特に斜角探傷試験の際に屈折角や探傷感度の変化の程度が少なく好ましいが、この部分を超音波が通過するとやはり超音波減衰を生じるため、旧オーステナイト粒の大きさが100 μｍを超えるものは、より好ましくは１mm2 当り１個以内である
上記(1) 項及び(2) 項の知見より、超音波減衰の原因は旧オーステナイト粒の粗大粒であることがわかり、さらに以下の実験を行うことにより、旧オーステナイト粒の粗大化を防止することに関する(3) 項の知見を得た。
【００２８】
連続鋳造されたスラブから小サンプルを切り出し、製造前のスラブの前処理として、1200℃に加熱し５時間保持した後、表面温度で800 ℃以下まで5 ℃/sの冷却速度で冷却を行う前処理を行ったものを、ラボ実験炉で１、５、10時間の加熱を行い、スラブ前処理を行わないものと比較した (上述した図３参照) 。
【００２９】
この結果、スラブ前処理を行わないものは加熱時間が長くなるにつれて、平均旧オーステナイト粒径が粗大化していくのに対し、スラブ前処理を行ったものは１、５又は10時間のいずれの場合にも平均旧オーステナイト粒径に変化はなく、旧オーステナイト粒の粗大化を防止できることがわかる。
【００３０】
このメカニズムは明確でないが、以下のように考えられる。
まず、オーステナイト粒の成長を抑制する粒子のピンニング力は、下記(2) 式により表すことができる。(2) 式において、符号ｆは析出物の体積分率を示し、符号ｒは析出物の粒子半径を示す。
【００３１】
Ｚ＝3f／4r                                                  ・・・・・(2) 
つまり、オーステナイト粒の成長の抑制のためには、粒子半径ｒが小さい析出物を数多く分散させることが重要である。
【００３２】
実際、連続鋳造等での冷却過程では、析出物が比較的大きなサイズまで成長し、その後の圧延工程での加熱保持時間にそれらの析出物がさらにオストワルト成長することにより、数少ない大きな析出物で構成されるようになり、一部で粗大粒が発生し易い状況となる。しかしながら、圧延工程の前に適切な昇降温熱サイクルを与えておくと、析出粒子によるピンニング力が劇的に改善される。つまり、析出物をいったん固溶させ、その後速めの冷却速度で冷却すれば、元の状態よりも数多い小さな微細な析出物を分散させることが可能であり、分散されたこれらの微細な析出物により粗大粒の発生を防止できる。
【００３３】
このようにして適切なスラブ前処理を行うことによりピンニング力が高い状態を確実に形成することができ、最終的には超音波減衰の観点から有害な、製品において100 μm 以上の寸法を持つ粗大粒を残存させないようにすることができる。
【００３４】
なお、スラブ前処理を行った後は、特別な条件での操業を行う必要はなく、通常通りの操業条件で再加熱、圧延及び冷却を行えばよい。
次に、本発明で規定する超音波減衰係数αについて説明する。
【００３５】
図５は、斜角探触子の超音波送波器３と超音波受波器４とを鋼材５上を走査させて超音波減衰を調査する状況を模式的に示す説明図である。図５に示す例では、鋼材５の表面状態の影響を排除するため、Ｖ透過法において位置Ａにおいて１スキップ目での底面エコー高さを測定した後に、位置Ｂにおいて２スキップ目での底面エコー高さを測定する。
【００３６】
そして、本実施の形態では、エコー高さではなく、１スキップ目から２スキップ目までの超音波減衰量に着目したパラメータである超音波減衰係数αを用いた。この超音波減衰係数αは、(1) 式である、α＝20｛Log(V1/V2)｝／ (W2−W1) により規定される。
【００３７】
この(1) 式では、符号Vlは鋼板５に対する１スキップでの底面エコー高さV1＝50％とするときのゲイン値(dB)であり、符号V2は鋼板５に対する２スキップでの底面エコー高さV2＝50％とするときのゲイン値(dB)であり、符号Wlは１スキップ時のビーム路程(mm 、図５におけるｌ1 ＋ｌ2 ) であり、さらに、符号W2はＶ透過法２スキップ時のビーム路程(mm 、図５におけるｌ1 ＋・・・＋ｌ4 ) である。
【００３８】
このようにして求めた超音波減衰係数αが0.1dB/mmを超えると、JIS Z3060 に定める標準試験片の減衰係数と大きく乖離し、 JIS Z3060の規定から標準試験片を感度調整に使用できないことになり、またこの超音波減衰係数αが探傷個所によりバラツキを持った場合は、部分的に変化させる必要が生じ、迅速あるいは正確な検査に支障をきたす。
【００３９】
そこで、本発明では、超音波減衰係数αは0.1(dB/mm)以下であることが望ましい。
次に、本実施の形態の高張力鋼材の望ましい組成について説明するが、以下に例示する組成以外の組成を有する高張力鋼材であっても、連続鋳造された鋼片を1180℃以上で３時間以上加熱した後に 800℃以下まで１℃/s以上の冷却速度で冷却してからこの鋼片を再度加熱して圧延を行うことによって製造される、引張強度が680MPa以上の高張力鋼材であれば、板厚方向を含む任意の断面内における、板厚方向への大きさが100 μm を超える旧オーステナイト粒が１mm2 当り１個以内に抑制されているため、超音波探傷試験を行った場合の反射エコーの減衰量が少ないのであり、本発明は以降に例示する組成に限定されるものではない。
【００４０】
なお、旧オーステナイト粒が製品で残存するのは、組織がベイナイトまたはベイナイトとマルテンサイトの混合組織であり、このような組織を有する引張強度68MPa 以上の高張力鋼であれば以下の組成に限定されるものではない。
【００４１】
Ｃ：0.01〜0.20％
Ｃは、0.01％以上含有することにより強度上昇に有効な元素である。しかし、Ｃ含有量が0.20％を超えると靱性の確保及び耐溶接割れ性の低下を防止することが容易ではなくなる。そこで、本実施の形態では、Ｃ含有量は0.01％以上0.20％以下と限定する。同様の観点から、Ｃ含有量の下限は0.03％であることが、上限は0.17％であることがそれぞれ望ましい。
【００４２】
Si：0.5 ％以下
Siは、脱酸のために必要な元素である。しかし、Si含有量が0.5 ％を超えると溶接熱影響部の靱性が低下する。そこで、本実施の形態では、Si含有量は0.5 ％以下と限定する。同様の観点から、Si含有量の上限は0.3 ％であることが望ましい。
【００４３】
Mn：0.6 〜2.0 ％
Mnは、0.6 ％以上含有することにより強度上昇に有効な元素である。しかし、Mn含有量が2.0 ％を超えると靱性が低下する。そこで、本実施の形態では、Mn含有量は0.6 ％以上2.0 ％以下と限定する。同様の観点から、Mn含有量の下限は0.7 ％であることが、上限は1.8 ％であることがそれぞれ望ましい。
【００４４】
Ｐ：0.015 ％以下、Ｓ：0.005 ％以下
Ｐ、Ｓはいずれも不純物であってその含有量は少ないほうが望ましいが、著しい低減には相応の処理コストの上昇を伴うため、本実施の形態ではＰ含有量は0.015 ％以下と、Ｓ含有量は0.005 ％以下と、それぞれ限定する。
【００４５】
Ti：0.005 〜0.03％
Tiは、0.005 ％以上含有することにより結晶粒の微細化に有効な元素である。しかし、Ti含有量が0.03％を超えると靱性が劣化する。そこで、本実施の形態では、Ti含有量は0.005 ％以上0.03％以下と限定する。同様の観点から、Ti含有量の下限は0.007 ％であることが、上限は0.02％であることがそれぞれ望ましい。
【００４６】
sol.Al：0.005 〜0.08％
Alは、脱酸剤として、また結晶粒の微細化にも有効な元素であるため、sol.Alとして0.005 ％以上含有させる。しかし、sol.Al含有量が0.08％を超えて過量になると、鋼の性質に有害な介在物を生成する。そこで、本実施の形態では、sol.Al含有量は0.005 ％以上0.08％以下と限定する。同様の観点から、sol.Al含有量の下限は0.01％であることが、上限は0.05％であることがそれぞれ望ましい。
【００４７】
Ｎ：0.008 ％以下
Ｎは、Alとともに窒化物を生成し、結晶粒の微細化に有効である。しかし、Ｎ含有量が0.008 ％を超えて過量になると溶接部の靱性を損なう。そこで、本実施の形態では、Ｎ含有量は0.008 ％以下と限定する。同様の観点から、Ｎ含有量の上限は0.006 ％であることが望ましい。
【００４８】
Cr：0.01〜1.0 ％
Crも強度上昇に有効な元素であり、そのためにはCrを0.01％以上含有させる。しかし、Crが1.0 ％を超えて過量に含有させると、靱性を低下させる。そこで、本実施の形態では、Cr含有量は0.01％以上1.0 ％以下と限定する。
【００４９】
Mo：0.01〜1.50％
Moも強度上昇に有効な元素であり、そのためにはMoを0.01％以上含有させる。しかし、Moが1.50％を超えて過量に含有されると、靱性を低下させる。そこで、本実施の形態では、Mo含有量は0.01％以上1.50％以下と限定する。
【００５０】
Ｖ：0.005 〜0.10％
Ｖも強度上昇に有効な元素であり、そのためにはＶを0.005 ％以上含有させる。しかし、Ｖが0.10％を超えて過量に含有されると、靱性を低下させる。そこで、本実施の形態では、Ｖ含有量は0.005 ％以上0.10％以下と限定する。
【００５１】
任意添加元素として、Cu：0.05〜l.0 ％、Ni：0.05〜4.0 ％、Nb：0.005 〜0.08％、及びＢ：0.0002〜0.020 ％の１種又は２種以上
本実施の形態の鋼では、上述した各元素に加えて、さらに以下に説明する各元素の１種又は２種以上を、任意添加元素として含有することができる。
【００５２】
Cuは、強度上昇に有効な元素であり、そのためにCuを0.05％以上含有させることが望ましい。しかし、Cuが1.0 ％を超えて過量に含有させると、靱性を低下させる。そこで、Cuを添加する場合には、その含有量は0.05％以上1.0 ％以下と限定することが望ましい。
【００５３】
Niは、低温靱性の改善に有効な元素であり、そのためにはNiを0.05％以上含有させることが望ましい。しかし、Niが4.0 ％を超えて過量に含有させても、その添加によるコストアップに見合うだけの強度上昇と靱性改善とが期待できない。そこで、Niを添加する場合には、その含有量は0.05％以上4.0 ％以下と限定することが望ましい。
【００５４】
Nbは、結晶粒の微細化に有効な元素であり、そのためにはNbを0.005 ％以上含有させることが望ましい。しかし、Nb含有量が0.08％を超えて過量に含有させると靱性が劣化する。そこで、Nbを添加する場合には、その含有量は0.005 ％以上0.08％以下と限定することが望ましい。
【００５５】
さらに、Ｂは、0.0002％以上添加することにより焼入れ性の向上とそれに伴う強度の上昇に有効であるが、Ｂ含有量が0.020 ％を超えると靱性が劣化する。そこで、Ｂを添加する場合には、その含有量は0.0002％以上0.020 ％以下と限定することが望ましい。
【００５６】
上記以外の残部は、Fe及び不可避的不純物である。
次に、上述したスラブ前処理としてのスラブの加熱条件及び冷却条件を説明する。
スラブの加熱温度が1180℃未満であると、NbＣ等の主要な析出物が固溶せず、凝固時に凝集した数が少なく、粒径が大きな析出物の状態のまま変化しないため、ピンニング力の不足により旧オーステナイト粒は粗大化してしまう。そこで、スラブの加熱温度は1180℃以上と限定する。なお、同様の観点からスラブの加熱温度は1200℃以上であることがより望ましい。また、スラブの加熱温度は結晶粒の成長による粗大化抑制の観点から1260℃以下であることが望ましい。
【００５７】
また、スラブの加熱時間が３時間未満であると、スラブの内部まで十分加熱されず、内部で析出物が未固溶のまま残存し、それが起点となって旧オーステナイト粒が粗大化してしまう。そこで、スラブ加熱温度は３時間以上と限定する。また、スラブの加熱時間は、結晶粒の成長による粗大化を抑制するために12時間以下であることが望ましい。さらに  望ましくは、３時間以上10時間以下である。
【００５８】
次に、スラブの冷却であるが、スラブの表面温度が800 ℃以下となるまで１℃/s以上の冷却速度Vrで冷却する。ここで、スラブの冷却速度Vrの定義は、デスケーリング前のスラブの表面温度を T0 ℃とし、冷却停止後のスラブの表面温度を T1 ℃とし、冷却時間をｔ秒とした場合に、冷却速度Vr＝ ( T0 − T1 )/t により規定される。
【００５９】
この冷却速度Vrは本発明では重要であり、冷却速度Vrが１℃/s未満であると、目標とする数の小さな析出物の分散状況は達成されなくなり、粗大粒が発生するおそれがある。また、スラブの冷却速度Vrは析出物を充分に析出させる観点から15℃/s以下であることが  望ましい。さらに望ましくは１〜10℃/sである
ここで、冷却手段は、上述した冷却速度Vrが得られれば特に限定を要さない。本実施の形態では、加熱炉の出側のデスケーリング装置を複数回通過させる際に上述した範囲の冷却速度Vrが得られるように、冷却水量等を適宜調整した。
【００６０】
この本実施の形態によれば、超音波探傷試験を行った場合の反射エコーの減衰量が少ない高張力鋼材を確実に製造することができる。
【実施例１】
【００６１】
さらに、本発明を実施例を参照しながらより具体的に説明する。
Ｃ：0.10％、Si：0.25％、Mn：1.00％、Ｐ：0.006 ％、Ｓ：0.002 ％、Cu：0.20％、Ni：1.50％、Cr：0.50％、Mo：0.50％、Ｖ：0.04％、Ti：0.015 ％、Nb：0.015 ％、Ｂ：0.001 ％、sol.Al：0.03％、残部Fe及び不可避的不純物からなる鋼組成を有するスラブ (厚さ、300mm ×幅2300mm) を用い、スラブを１回加熱及び冷却するスラブ前処理を行ってから、再加熱及び圧延することにより製造した高張力鋼板 (本発明例、厚34mm×幅3000mm) と、スラブ前処理を行わずに製造したもの (比較例) とについて、それぞれの超音波減衰係数αを比較した。また、比較のため、JIS Z2345 に定める標準試験片STB-A2の超音波減衰係数αも測定を行った。
【００６２】
２回加熱の場合、１回目の加熱は1200℃×５Hrの条件で行い、その後800 ℃以下まで３℃/sで冷却した。２回目の加熱は1000℃×５Hrの条件で行い、その後圧延し820 ℃で圧延終了して、730 ℃から200 ℃まで水冷した。
【００６３】
１回加熱の場合、２回加熱の２回目の加熱条件と同じで、その後の圧延・冷却条件も同じである。
なお、超音波探傷条件は、以下に列記するとおりであった。
【００６４】
公称屈折角：60度
探触子サイズ：10×10mm
くさび材質：アクリル
測定位置：幅、長さ方向に300mm ピッチ格子の交点。
【００６５】
さらに、旧オーステナイト粒の板厚方向の大きさの測定は、上記の超音波減衰係数αの測定位置における超音波ビーム路程上の任意の１mm×１mm範囲の場所10ケ所において行い、100 μm を超える旧オーステナイト粒の個数をカウントした。
【００６６】
結果を表１にまとめて示す。
【００６７】
【表１】
2005113249.tif 000003
【００６８】
これにより、スラブ前処理を施したものは、施さないものに比較して、減衰係数が少ないことは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】超音波の散乱状況の調査手法を表わす説明図である。
【図２】２種の鋼材それぞれの反射エコーの減衰量を示すグラフである。
【図３】加熱保持時間と粗大オーステナイト粒の分率との関係を示すグラフである。
【図４】板厚方向のミクロ組織の一例を示す説明図である。
【図５】斜角探触子の超音波送波器と超音波受波器とを鋼材上を走査させて超音波減衰を調査する状況を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００７０】
１  サンプル
２  垂直横波探触子
３  超音波送波器
４  超音波受波器
５  鋼材
【図１】
2005113249.tif 000004
【図２】
2005113249.tif 000005
【図３】
2005113249.tif 000006
【図４】
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【図５】
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