(57)【要約】【課題】５５０ＭＰａ以上の高強度を確保すると共に、材質内ばらつきを極力低減し、しかも大入熱溶接したときのＨＡＺ靭性にも優れる鋼板を効率良く製造することのできる方法を提供する。【解決手段】化学成分を適切に調整した鋼材を連続鋳造によって鋼スラブとし、このスラブ内の温度偏差が８０℃以内で且つスラブ内最高温度が１０００〜１２５０℃となるように加熱し、圧延仕上げ温度の鋼板内の最高値が８００〜９２０℃となるように圧延した後、３０秒以上空冷し、鋼板の幅端部１００ｍｍと先後端３００ｍｍを除く鋼板領域内の冷却開始温度偏差が５０℃以内となるように制御し、引き続き冷却速度：１〜１００℃／秒で３００℃以下まで冷却することとし、且つ前記鋼板領域内で所定の関係を満足するようにして操業する。【選択図】図１
2009114529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ：０．０６〜０．２０％（質量％の意味、以下同じ）、Ｓｉ：０．０５〜０．５０％、Ｍｎ：１．０〜２．０％、Ａｌ：０．０１〜０．０５％、Ｎｂ：０．００５〜０．０２５％、Ｔｉ：０．００５〜０．０２０％、Ｃａ：０．０００５〜０．００３０％、Ｎ：０．００３０〜０．００８０％およびＯ：０．０００５〜０．００３０％を夫々含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなり、且つ下記（１）式で示される炭素当量Ｃｅｑが０．４２質量％以下であると共に、下記（２）式の関係を満足する鋼を連続鋳造によって鋼スラブとし、このスラブ内の温度偏差が８０℃以内で且つスラブ内最高温度が１０００〜１２５０℃となるように加熱し、圧延仕上げ温度の鋼板内の最高値が８００〜９２０℃となるように圧延した後、３０秒以上空冷し、鋼板の幅端部１００ｍｍと先後端３００ｍｍを除く鋼板領域内の冷却開始温度偏差が５０℃以内となるように制御し、引き続き冷却速度：１〜１００℃／秒で３００℃以下まで冷却することとし、且つ前記鋼板領域内で下記（３）〜（６）式の関係を満足するようにして操業することを特徴とする鋼板内材質ばらつきの小さい５５０ＭＰａ級低降伏比鋼板の製造方法。
Ｃｅｑ（質量％）＝［Ｃ］＋［Ｓｉ］／２４＋［Ｍｎ］／６＋［Ｎｉ］／４０＋［Ｃｒ］／５＋［Ｍｏ］／４＋［Ｖ］／１４                                      …（１）
但し、［Ｃ］，［Ｓｉ］，［Ｍｎ］，［Ｎｉ］，［Ｃｒ］，［Ｍｏ］および［Ｖ］は、夫々Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｒ，ＭｏおよびＶの含有量（質量％）を示す。
Ｃｅｑ＋２［Ｎｂ］≧０．３６質量％                                    …（２）
但し、［Ｎｂ］は、Ｎｂの含有量（質量％）を示す。
ＳＣＴ（ＭＩＮ）≧Ａｒ3＋３８０−１０００（Ｃｅｑ＋２［Ｎｂ］）      …（３）
但し、ＳＣＴ（ＭＩＮ）：冷却開始時の鋼板表面温度の最小値（℃）、Ａｒ3：鋼板のＡｒ3変態点、［Ｎｂ］：Ｎｂの含有量（質量％）、を夫々示す。
ＦＲＴ（ＭＡＸ）−１０＞ＳＣＴ（ＭＡＸ）                              …（４）
但し、ＦＲＴ（ＭＡＸ）：圧延仕上げ温度の鋼板内の最高値、ＳＣＴ（ＭＡＸ）：冷却開始時の鋼板表面温度の最大値（℃）、を夫々示す。
ＳＣＴ（ＭＩＮ）≧ＦＲＴ（ＭＡＸ）−（１５０−０．８ｔ）              …（５）
但し、ＳＣＴ（ＭＩＮ）：冷却開始時の鋼板表面温度の最小値（℃）、ＦＲＴ（ＭＡＸ）：圧延仕上げ温度の鋼板内の最高値、ｔ：鋼板の板厚（ｍｍ）、を夫々示す。
ＳＣＴ（ＭＩＮ）＞Ａｒ3−２０℃                                      …（６）
但し、ＳＣＴ（ＭＩＮ）：冷却開始時の鋼板表面温度の最小値（℃）、Ａｒ3：鋼板のＡｒ3変態点、を夫々示す。
【請求項２】
冷却速度：１〜１００℃／秒で３００℃以下まで冷却した後、４５０〜６５０℃に再加熱後空冷する請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記鋼スラブは、更にＣｕ：０．１〜０．５％、Ｎｉ：０．１〜０．５％、Ｃｒ：０．１〜０．５％、Ｍｏ：０．１〜０．５％およびＶ：０．００５〜０．０５％よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含有するものである請求項１または２に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築構造物や橋梁等に使用される様な、引張強さが５５０ＭＰａ以上、降伏比が８０％以下の鋼板を製造する方法に関し、特に鋼板内材質ばらつきを極力低減した鋼板を製造するための方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建築構造物や橋梁等（以下、「建築構造物」で代表する）に適用される鋼板は、溶接施工が施されて溶接構造物とされるのが一般的である。こうした鋼板においては、建築構造物の耐震安全性向上の観点から、降伏比［（降伏強度／引張強さ）×１００（％）］が小さいこと（即ち、塑性変形能が高いこと）が要求されている（例えば、建築用途の場合、８０％以下）。
【０００３】
また、上記用途に使用される鋼板では、鋼板の平面方向での引張特性（特に、降伏強度）にばらつきが生じていると、地震時に建築構造物全体が均一に変形せず、局所的に大きな変形を起こして崩壊する可能性がある。こうしたことから、建築構造物の耐震安全性向上を確保するためには、降伏比が低いだけでなく、鋼板の平面方向での引張特性のばらつき（以下、「鋼板内材質ばらつき」と呼ぶ）をも低減することが重要な要件である。
【０００４】
低降伏比高張力鋼板は、４９０ＭＰａ級や５２０ＭＰａ級においては、圧延後空冷や圧延後加速冷却等によって製造されるのが一般的である。また、低降伏比５９０ＭＰａ級の鋼板では、圧延後に直接焼入れまたはオンラインでの焼入れを行った後、二相域まで加熱して焼入れ・焼き戻す方法や、Ｂを添加する等して高強度に対応した製造が可能となっている。
【０００５】
一方、従来の低降伏比５５０ＭＰａ級鋼板では、フェライト−ベイナイトの混合組織とすることによって、強度と低降伏比を確保するようにしている。しかしながら、現実には、鋼板内で材質ばらつきが生じることで、一部の領域で規格値を満足しない場合がある等、構造物の耐震安全性向上の上での問題がある。こうした問題が、大量生産の工業製品としての５５０ＭＰａ級鋼板を、低コストで且つ安定的に材質を確保する上での障害となっている。
【０００６】
このような問題を解決するために、これまでにも様々な技術が提案されている。例えば、特許文献１には、加熱炉にてスラブを均一に加熱する方法が開示されている。しかしながら、単にスラブを均一に加熱するだけでは、圧延中に温度偏差が生じてしまい、冷却開始前の鋼板温度偏差が大きくなるという事態が生じることになる。その結果、鋼板内材質がばらつくという問題は解消されていないのが実情である。
【０００７】
また特許文献２には、鋼板の温度を均一に冷却する加速冷却方法が開示されており、冷却過程における鋼板の反りを防止することを可能としている。しかしながら、こうした技術では、鋼板の冷却が均一に行われたとしても、材質ばらつきは冷却開始温度偏差に大きく影響されるため、材質ばらつきを完全に低減することは困難である。
【０００８】
特許文献３には、鋼板中の炭素含有量を０．０４％未満とすることによって、フェライトの分率を９０％以上とした組織とし、冷却速度の影響を受けないようにすることによって、厚物（例えば板厚：８０ｍｍ）の板厚方向の硬度差を小さくすることを開示している。しかしながら、こうした方法では、フェライト主体の組織となるため、５５０ＭＰａ以上の強度を確保することが困難になってしまう。また、低降伏比が確保できないという問題もある。
【０００９】
特許文献４では、低降伏比の高張力鋼板を製造するために、オーステナイト域からの焼入れ(直接焼入れ、或いは通常の焼入れ)を行った後、二相域から焼入れを行い更に焼き戻すという３段階の熱処理を行うことを提案している。こうした方法では、その操作が煩雑になる上に、ＮｉやＣｒ等の高価な合金元素を多く使用するものであるので、製造コストが高くなってしまう。しかも、熱処理工程が多いことによって、納期の長期化や設備負荷が大きくなるという問題がある。
【００１０】
低降伏比高張力鋼板の製造に関して、熱間圧延後にＡｒ3変態点以上の温度から、急冷を行うことによって、ベイナイト分率を５０％以上とすることで、板厚方向における材質ばらつきの低減を可能とすることも提案されている（特許文献５）。しかしながら、この技術では、４９０ＭＰａ級鋼板と同じ圧延・冷却方法であり、より高強度の場合に生じるばらつきの低減を考慮した製造過程における厳格な管理がなされておらず、特にばらつきが生じやすい５５０ＭＰａ級の鋼板におけるばらつき低減には有効な技術とはいえない。しかも、この技術では、焼入れ性を高めるためにＢを添加するものであり、このＢの添加は極微量で焼入れ性が大きく変わるので、鋼板内の材質ばらつきを却って助長することにもなる。
【００１１】
特許文献６では、圧延後に長時間の空冷を行い、このときの空冷開始温度を（Ａｒ3変態点−２０℃）以下として、空冷時にフェライト変態させることによって、フェライト分率を増加させ、低降伏比を確保することが提案されている。しかしながら、こうした技術では、空冷時間が長くなってしまい、生産性が極めて悪くなるという問題がある。
【００１２】
上記した各種技術の他、炭素当量Ｃｅｑ、圧延終了温度、冷却速度、冷却停止温度などを規定することによって、５５０ＭＰａ以上の強度と８０％以下の降伏比を得ることができること等も提案されている（特許文献７〜９）。しかしながら、こうした方法では、依然として鋼板全体での材質ばらつきを生じる場合が多く、安定した工業生産ができないという問題がある。
【００１３】
工業製品の出荷試験では、局所的な一点のみでの引張試験で評価されるのが一般的であるが、５５０ＭＰａ級鋼板はばらつきが生じやすいので、このように鋼板内で材質ばらつきが生じていると、工業製品の出荷試験では出荷判定が困難になるという問題がある。
【００１４】
上記のような溶接構造物では、安価な鋼材で且つ溶接施工効率を改善するという観点から、例えば溶接入熱量が４０ｋＪ／ｍｍ以上の大入熱溶接が指向される。大入熱溶接を行うと、鋼材が高温のオーステナイト領域まで加熱されてから徐冷されるので、特に熱影響部（以下、単に「ＨＡＺ」と呼ぶことがある）の組織が粗大化し、その部分の靭性が劣化しやすいという問題がある。従って、上記のような鋼板では、こうしたＨＡＺにおける靭性（以下、「ＨＡＺ靭性」と呼ぶことがある）を良好に確保することが重要となる。
【特許文献１】特開２００４−２７３３２号公報
【特許文献２】特開平８−２１５７３４号公報
【特許文献３】特開平８−８５８４２号公報
【特許文献４】特開平８−９２６３９号公報
【特許文献５】特開２００５−３３６５１号公報
【特許文献６】特開昭６３−２８６５１７号公報
【特許文献７】特開２００５−２２０３７９号公報
【特許文献８】特開２００３−１８３７６７号公報
【特許文献９】特開２００５−２７２９５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
これまで提案されている技術では、５５０ＭＰａ級と低降伏比の両立を図るために、多量の合金元素を必要とし、製造コストが増大するという問題がある。また、５５０ＭＰａ級としての高強度化を確保するために、フェライト−ベイナイト組織としているものの、鋼板内材質の均一性を考慮していないために、材質ばらつきが生じてしまうという問題がある。
【００１６】
本発明はこうした状況の下でなされたものであって、その目的は、５５０ＭＰａ以上の高強度を確保すると共に、材質内ばらつきを極力低減し、しかも大入熱溶接したときのＨＡＺ靭性にも優れる鋼板を効率良く製造することのできる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記目的を達成し得た本発明方法とは、Ｃ：０．０６〜０．２０％（質量％の意味、以下同じ）、Ｓｉ：０．０５〜０．５０％、Ｍｎ：１．０〜２．０％、Ａｌ：０．０１〜０．０５％、Ｎｂ：０．００５〜０．０２５％、Ｔｉ：０．００５〜０．０２０％、Ｃａ：０．０００５〜０．００３０％、Ｎ：０．００３０〜０．００８０％およびＯ：０．０００５〜０．００３０％を夫々含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなり、且つ下記（１）式で示される炭素当量Ｃｅｑが０．４２質量％以下であると共に、下記（２）式の関係を満足する鋼を連続鋳造によって鋼スラブとし、このスラブ内の温度偏差が８０℃以内で且つスラブ内最高温度が１０００〜１２５０℃となるように加熱し、圧延仕上げ温度の鋼板内の最高値が８００〜９２０℃となるように圧延した後、３０秒以上空冷し、鋼板の幅端部１００ｍｍと先後端３００ｍｍを除く鋼板領域内の冷却開始温度偏差が５０℃以内となるように制御し、引き続き冷却速度：１〜１００℃／秒で３００℃以下まで冷却することとし、且つ前記鋼板領域内で下記（３）〜（６）式の関係を満足するようにして操業する点に要旨を有するものである。
【００１８】
Ｃｅｑ（質量％）＝［Ｃ］＋［Ｓｉ］／２４＋［Ｍｎ］／６＋［Ｎｉ］／４０＋［Ｃｒ］／５＋［Ｍｏ］／４＋［Ｖ］／１４                                      …（１）
但し、［Ｃ］，［Ｓｉ］，［Ｍｎ］，［Ｎｉ］，［Ｃｒ］，［Ｍｏ］および［Ｖ］は、夫々Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｒ，ＭｏおよびＶの含有量（質量％）を示す。
Ｃｅｑ＋２［Ｎｂ］≧０．３６質量％                                    …（２）
但し、［Ｎｂ］は、Ｎｂの含有量（質量％）を示す。
ＳＣＴ（ＭＩＮ）≧Ａｒ3＋３８０−１０００（Ｃｅｑ＋２［Ｎｂ］）      …（３）
但し、ＳＣＴ（ＭＩＮ）：冷却開始時の鋼板表面温度の最小値（℃）、Ａｒ3：鋼板のＡｒ3変態点、［Ｎｂ］：Ｎｂの含有量（質量％）を夫々示す。
ＦＲＴ（ＭＡＸ）−１０＞ＳＣＴ（ＭＡＸ）                              …（４）
但し、ＦＲＴ（ＭＡＸ）：圧延仕上げ温度の鋼板内の最高値、ＳＣＴ（ＭＡＸ）：冷却開始時の鋼板表面温度の最大値（℃）、を夫々示す。
ＳＣＴ（ＭＩＮ）≧ＦＲＴ（ＭＡＸ）−（１５０−０．８ｔ）              …（５）
但し、ＳＣＴ（ＭＩＮ）：冷却開始時の鋼板表面温度の最小値（℃）、ＦＲＴ（ＭＡＸ）：圧延仕上げ温度の鋼板内の最高値、ｔ：鋼板の板厚（ｍｍ）、を夫々示す。
ＳＣＴ（ＭＩＮ）＞Ａｒ3−２０℃                                      …（６）
但し、ＳＣＴ（ＭＩＮ）：冷却開始時の鋼板表面温度の最小値（℃）、Ａｒ3：鋼板のＡｒ3変態点、を夫々示す。
【００１９】
上記製造方法においては、冷却速度：１〜１００℃／秒で３００℃以下まで冷却した後、４５０〜６５０℃に再加熱後空冷することも有用である。
【００２０】
また本発明で用いる鋼スラブは、更にＣｕ：０．１〜０．５％、Ｎｉ：０．１〜０．５％、Ｃｒ：０．１〜０．５％、Ｍｏ：０．１〜０．５％およびＶ：０．００５〜０．０５％よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含有するものも好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の製造方法によれば、鋼スラブの化学成分組成を適切に調整すると共に、圧延条件を含めた製造条件を厳密に規定することによって、５５０ＭＰａ級の高強度および低降伏比が両立されると共に、材質内ばらつきを極力低減し、しかも大入熱溶接したときのＨＡＺ靭性にも優れる鋼板を効率良く製造することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
従来技術では、５５０ＭＰａ級と低降伏比を両立させるためには、多量の合金元素を必要とし、製造コストが増加するという問題が生じていた。またフェライト−ベイナイト組織とすることによって、５５０ＭＰａ級鋼板とすることも提案されているものの、鋼板内材質ばらつきの均一性を考慮していないために、材質ばらつきが生じやすいという問題を抱えていた。
【００２３】
本発明者らが、鋼板内材質ばらつきを抑制するため、鋼板成分の適正化、圧延時の加熱温度、スラブ内温度偏差、圧延終了温度、空冷時間、鋼板内温度偏差、冷却開始温度、冷却速度、冷却停止温度等を適切に管理した実験を行った。その結果、材質ばらつきは、降伏点と引張強度の上昇に伴う降伏比の増大や、Ｎｂ等の合金元素による結晶粒均一化効果等のような成分によって影響を受ける場合と、冷却開始前の鋼板温度偏差等の影響が大きいことが明らかになった。
【００２４】
上記知見に基づいて、本発明者らが、成分組成の適正化、適正な冷却開始温度等について更に検討した結果、特に冷却開始を、圧延仕上げ温度ＦＲＴ、Ａｒ3変態点、炭素当量Ｃｅｑ＋２［Ｎｂ］等といった成分と製造条件を組み合わせたパラメ−タで規定することによって、鋼板内材質ばらつきを効果的に低減できることが明らかになった。
【００２５】
鋼板の商品としては、鋼板内のどの位置においても、規格値を満足させる必要があるが、鋼板内全域の材料試験は不可能であるので、本発明のようにプロセス条件を管理することによって、鋼板の材質ばらつきを抑えた上で、１点の代表値の引張試験で鋼板内全領域の特性を保証する必要がある。
【００２６】
本発明は、前記（１）式および（２）式を満足する化学成分組成とすることによって、低降伏比の５５０ＭＰａ級鋼板とするために必要な成分を規定し、且つ（３）式〜（６）式により材質ばらつきを最小限にするための冷却開始温度の制御を行い、且つ圧延後の３０秒以上の空冷によって、鋼板内の温度差を小さくし（５０℃以下）、残存歪みを均一化することによって、ベイナイト主体の組織とすることを特徴とするものである。尚、「ベイナイト主体の組織」とは、例えばベイナイトの分率が９０面積％以上の組織であることを意味する。
【００２７】
前記（１）式〜（６）式を規定した理由の詳細については後述するが、これらの式の概要は次の通りである。まず前記（１）式では、溶接性および低降伏比を実現するために、炭素当量Ｃｅｑを規定するものである。（２）式では、Ｎｂを必須成分とすることによって、材質ばらつきを抑制するものである。またＮｂは、耐溶接割れ性の劣化を抑えつつ、強度上昇を実現でき、その結果として、５５０ＭＰａ以上の強度を実現することができる。
【００２８】
一方、（３）式では、低合金成分の場合には、（Ａｒ3−２０℃）超えからの冷却であってもフェライト生成による材質ばらつきが発生するため、こうしたフェライト生成を抑制するために冷却開始温度（冷却開始時の鋼板表面の最小値）をできるだけ制限したものである。（４）式は、圧延終了直後での鋼板表面の温度を均一にする役割をもっており、冷却むらによるフェライト生成を抑制する。（５）式は板厚による冷却速度の違いを考慮することによって、極端な温度低下によるフェライトの不均一生成を抑制するものである。（６）式は、冷却開始時における鋼板温度が（Ａｒ3−２０℃）を下回ることによるフェライト生成を抑制する。このフェライトが不均一に鋼板内に生成されることで、材質ばらつきが発生するため、このようなフェライトの生成を極力抑えるものである。
【００２９】
上記のように、鋼板の化学成分組成を規定すると共に、冷却開始前の鋼板温度偏差の管理を厳密に行い、幅端部１００ｍｍと先後端３００ｍｍを除く鋼板全域での温度偏差を極力少なくした上で冷却を開始することによって、フェライトの不均一生成が抑制され、材質ばらつきを抑制した５５０ＭＰａ級低降伏比鋼板を製造することが可能となるのである。
【００３０】
次に、本発明で規定する要件について、順次説明する。本発明では、鋼材（鋼スラブ）の化学成分組成を適切に規定する必要があるが、これらの成分における範囲限定理由は下記の通りである。
【００３１】
［Ｃ：０．０６〜０．２０％］
Ｃは、鋼板の強度を高める作用を有する元素であり、必要な強度を確保するためには０．０６％以上含有させる必要がある。しかしながら、Ｃ含有量が過剰になると、鋼板の溶接性や溶接熱影響部（ＨＡＺ）の靱性を著しく低下させるので、０．２０％以下とする必要がある。尚、Ｃ含有量の好ましい下限は０．１０％であり、好ましい上限は０．１６％である。
【００３２】
［Ｓｉ：０．０５〜０．５０％］
Ｓｉは、鋼板の強度確保、脱酸等に有効な元素であり、その効果を発揮させるためにはＳｉ含有量は０．０５％以上とする必要がある。しかしながら、Ｓｉ含有量が過剰になると、却ってＨＡＺ靱性が低下するので、０．５０％以下とする必要がある。尚、Ｓｉ含有量の好ましい下限は０．２％であり、好ましい上限は０．４％である。
【００３３】
［Ｍｎ：１．０〜２．０％］
Ｍｎは、焼入性を向上させて鋼板の強度を確保するのに有効な元素である。こうした効果を発揮させるためには、１．０％以上含有させる必要がある。しかしながら、Ｍｎ含有量が過剰になると、却ってＨＡＺ靱性が劣化するので、２．０％以下とする必要がある。尚、Ｍｎ含有量の好ましい下限は１．２％であり、好ましい上限は１．６％である。
【００３４】
［Ａｌ：０．０１〜０．０５％］
Ａｌは、鋼の脱酸および結晶粒の微細化に有効な元素であり、そのためには０．０１％以上含有させることが必要である。しかし、Ａｌ含有量が過剰になると、Ａｌ酸化物系介在物を生成し却って母材靱性が劣化するので、０．０５％以下とする必要がある。尚、Ａｌ含有量の好ましい下限は０．０２％であり、好ましい上限は０．０４％である。
【００３５】
［Ｎｂ：０．００５〜０．０２５％］
Ｎｂは、固溶状態でオーステナイトの再結晶を抑制し、制御圧延の効果を高め、更に圧延後の加速冷却による変態強化を促進して強度および靱性の向上に寄与する元素である。これらの効果を発揮させるためには、Ｎｂ含有量は０．００５％以上とする必要がある。しかしながら、Ｎｂ含有量が過剰になると、溶接部の靭性が劣化するので、その上限は０．０２５％とした。尚、Ｎｂ含有量の好ましい下限は０．０１０％であり、好ましい上限は０．０２０％である。
【００３６】
［Ｔｉ：０．００５〜０．０２０％］
Ｔｉは、難溶性の窒化物を形成し、溶接時のオーステナイト粒の粗大化を抑制すると共に、オーステナイト粒内からのフェライト変態核となり、ＨＡＺ靱性を向上させる元素である。こうした効果を発揮させるためには、Ｔｉ含有量は０．００５％以上とする必要がある。しかしながら、Ｔｉ含有量が過剰になると、粗大な介在物が多量に生成して靱性が却って低下するので、０．０２０％以下とする必要がある。尚、Ｔｉ含有量の好ましい下限は０．００８％であり、好ましい上限は０．０１７％である。
【００３７】
［Ｃａ：０．０００５〜０．００３０％］
Ｃａは、硫化物の形態を制御し、鋼板の板厚方向特性を向上させるのに有効な元素である。こうした効果を発揮させるためには、Ｃａ含有量は０．０００５％以上とする必要がある。しながら、Ｃａ含有量が過剰になると、ＣａＳやＣａＯ等の介在物が多量に生成して大型介在物となり、鋼板の靭性のみならず清浄度も害し、更に溶接性にも悪影響を与えることになるので、Ｃａ含有量は０．００３０％以下とする必要がある。尚、Ｃａ含有量の好ましい下限は０．００１０％であり、好ましい上限は０．００２５％である。
【００３８】
［Ｎ：０．００３０〜０．００８０％］
Ｎは、Ｔｉ窒化物粒子（ＴｉＮ）としてＨＡＺ靱性向上に有効な元素であり、こうした効果を発揮させるためには、Ｎ含有量は０．００３０％以上とする必要がある。しかしながら、Ｎ含有量が過剰になると、却ってＨＡＺ靱性が劣化するので、０．００８０％以下とする必要がある。尚、Ｎ含有量の好ましい下限は０．００４０％であり、好ましい上限は０．００７０％である。
【００３９】
［Ｏ：０．０００５〜０．００３０％］
Ｏは、不可避的不純物として含有され、鋼中では酸化物として存在し、鋼板の清浄度を低下させるので、その量は少ないほど好ましい。Ｏ含有量が過剰になると、Ａｌ，Ｔｉ，Ｃａ等の酸化物が粗大化して、靭性に悪影響を及ぼすことになる。そこでＯ含有量の上限を、０．００３０％（好ましくは０．００２５％以下）と定めた。但し、Ｏは鋼の製造過程で不可避的に混入する不純物であるので、工業的にその量を０％にすることは困難であり、その下限を０．０００５％とした。
【００４０】
本発明で用いる鋼スラブの基本成分組成は上記の通りであり、残部は実質的に鉄である。但し原料、資材、製造設備等の状況によって持ち込まれる不可避的不純物（例えば、ＰやＳ）が鋼板中に含まれることは、当然に許容される。また本発明で用いるスラブには、必要に応じて、以下の選択元素を含有していても良い。これらの元素は、いずれも鋼板の高強度化のために有効な元素であるが、詳細な作用効果は下記の通りである。
【００４１】
［Ｃｕ：０．１〜０．５％、Ｎｉ：０．１〜０．５％、Ｃｒ：０．１〜０．５％、Ｍｏ：０．１〜０．５％およびＶ：０．００５〜０．０５％よりなる群から選ばれる少なくとも１種］
Ｃｕは、靭性劣化を招くことなく強度を高めるのに有効な元素であり、必要に応じて含有される。こうした効果を発揮させるためには、Ｃｕ含有量は０．１％以上とすることが好ましい。しかしながら、Ｃｕ含有量が過剰になるとコストが増大すると共に、溶接性が劣化するので０．５％以下とすることが好ましい。
【００４２】
Ｎｉは、靭性劣化を招くことなく強度を高めるのに有効な元素であり、必要に応じて含有される。こうした効果を発揮させるためには、Ｎｉ含有量は０．１％以上とすることが好ましい。しかしながら、Ｎｉ含有量が過剰になるコストが増大するので、０．５％以下とすることが好ましい。
【００４３】
Ｃｒは、合金コストを著しく上昇させることなく強度を高めるのに有効な元素であり、必要に応じて含有される。こうした効果を発揮させるためには、Ｃｒ含有量は０．１％以上とすることが好ましい。しかしながら、Ｃｒ含有量が過剰になると、溶接性が劣化するので０．５％以下とすることが好ましい。
【００４４】
Ｍｏは、焼入れ性を増大させて、強度を上昇させるのに有効な元素であり、必要に応じて含有される。こうした効果を発揮させるためには、Ｍｏ含有量は０．１％以上とすることが好ましい。しかしながら、Ｍｏ含有量が過剰になると、溶接性が劣化するので０．５％以下とすることが好ましい。
【００４５】
Ｖは、析出強化によって強度を上昇させるのに有効な元素であり、必要に応じて含有される。こうした効果を発揮させるためには、Ｖ含有量は０．００５％以上とすることが好ましい。しかしながら、Ｖ含有量が過剰になると、溶接性が劣化するので０．０５％以下とすることが好ましい。
【００４６】
本発明で用いる鋼スラブは、上記のように化学成分組成を調整する必要があるが、下記（１）式で示される炭素当量Ｃｅｑが０．４２質量％以下であると共に、下記（２）式の関係を満足することも必要である。これらの式を規定する理由は次の通りである。
【００４７】
Ｃｅｑ（質量％）＝［Ｃ］＋［Ｓｉ］／２４＋［Ｍｎ］／６＋［Ｎｉ］／４０＋［Ｃｒ］／５＋［Ｍｏ］／４＋［Ｖ］／１４                                      …（１）
但し、［Ｃ］，［Ｓｉ］，［Ｍｎ］，［Ｎｉ］，［Ｃｒ］，［Ｍｏ］および［Ｖ］は、夫々Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｒ，ＭｏおよびＶの含有量（質量％）を示す（合金元素を添加しない場合は、その項がないものとして計算する）。
【００４８】
上記（１）式で示される炭素当量Ｃｅｑが０．４２質量％を超えると、溶接性に悪影響を及ぼすことになる。また降伏点と引張強度の上昇に伴う降伏比の上昇を招くことになる。こうしたことから、上記（１）式で示される炭素当量Ｃｅｑは０．４２質量％以下とした。
【００４９】
Ｃｅｑ＋２［Ｎｂ］≧０．３６質量％                                    …（２）
但し、［Ｎｂ］は、Ｎｂの含有量（質量％）を示す。
【００５０】
上記（２）式は、５５０ＭＰａ級の鋼板とするために必要な要件を規定したものである。通常は、上記炭素当量Ｃｅｑによって強度レベルが決定されるのであるが、本発明では強化元素であるＮｂを含有するものであり、Ｎｂを炭素当量化した２［Ｎｂ］を炭素当量Ｃｅｑに追加し、その値が０．３６質量％以上とすることによって、５５０ＭＰａ以上の強度を確保するものである。ここで、Ｎｂを含有させる理由は、Ｎｂにはオーステナイトに未再結晶温度域を広げるために、圧延時に部分的に極端に大きな結晶粒を生成させないことによって、材質の均一化に寄与するからである。また、Ｎｂには、耐溶接割れを劣化させずに強度上昇が図れるという利点がある。
【００５１】
本発明は、鋼スラブの化学成分組成を適正に調整することに加えて、製造条件（特に熱間圧延およびその後の冷却条件）を厳密に制御することによって、鋼板内材質ばらつきを小さくしつつ、高強度および低降伏比の両特性を示す鋼板を製造できることを特徴とする。以下では、本発明の製造方法の製造条件を詳細に説明する。
【００５２】
［鋼スラブ内の温度偏差が８０℃以内］
鋼スラブ内の温度偏差とは、スラブ抽出時のスラブ内最高温度であるスラブ端部と、最低温度となる幅・長さ方向中央またはスキッド部との温度差を意味する。スラブ加熱時にスラブ内温度偏差が大きいと、Ｎｂ固溶量、冷却開始温度に影響を及ぼすことになるばかりか、圧延後の鋼板の各位置における引張強度がばらつくことになる。また、スラブ内温度偏差は冷却前鋼板内の温度ばらつきに直結するため、スラブ内温度偏差を８０℃以内とした。尚、鋼スラブ内の温度偏差を８０℃以内にするためには、在炉時間を長時間とすれば良い。
【００５３】
［スラブ内最高温度が１０００〜１２５０℃となるように加熱］
鋼スラブの加熱時にスラブ内最高温度（スラブ端部の温度で加熱炉の温度とほぼ等しい温度）が１２５０℃を超えると、オーステナイト粒の粗大化によって、靭性が劣化することになる。一方、加熱時のスラブ内最高温度が１０００℃未満になると、Ｎｂ固溶量が少なくなって、強度不足を招くことになる。こうしたことから、スラブ内最高温度は１０００〜１２５０℃とした。
【００５４】
［圧延仕上げ温度の鋼板内の最高値が８００〜９２０℃］
圧延仕上げ温度（ＦＲＴ）が９２０℃を超えると、強度レベルが高くなり、それに伴って降伏比が上昇するため、低降伏比とすることが困難となる。こうしたことから、圧延仕上げ温度（ＦＲＴ）の鋼板内最高温度は９２０℃以下とした。一方、圧延仕上げ温度（ＦＲＴ）が８００℃未満となると、５５０ＭＰａ級鋼が得られにくくなるばかりか、冷却開始温度が低くなることによる材質ばらつきが生じやすくなる。こうしたことから、圧延仕上げ温度は鋼板内の最高温度で８００℃以上とした。
【００５５】
［圧延後に３０秒以上空冷］
圧延後の鋼板は、スラブ抽出時の温度偏差が残存しており、しかも圧延中のデスケールによる一時的な温度不安定な状態となっている。そのため、圧延後に直ちに冷却を開始すると、材質のばらつきが生じやすくなる。こうしたことから、圧延後に３０秒以上空冷することによって、材質ばらつきを抑制する効果がある。尚、空冷時間については、３０秒以上であれば特に限定されるものではないが、生産性という観点からして、５分以下であることが好ましい。
【００５６】
［鋼板の幅端部１００ｍｍと先後端３００ｍｍを除く鋼板領域内の冷却開始温度偏差が５０℃以内］
鋼板領域内の冷却開始温度偏差とは、｛［冷却開始直前の鋼板表面温度の最大値ＳＣＴ（ＭＡＸ）］−［冷却開始直前の鋼板表面温度の最小値ＳＣＴ（ＭＩＮ）］｝を意味する（但し、鋼板の幅端部１００ｍｍと先後端３００ｍｍを除く）。５５０ＭＰａ級鋼板の組織は、フェライトベイナイト遷移領域であるため、冷却開始前に鋼板内で温度ばらつきがあると、鋼板内引張強度が不安定になる。そのため、冷却開始前の鋼板内の温度偏差を５０℃以内とした。
【００５７】
［冷却速度：１〜１００℃／秒で３００℃以下まで冷却］
上記のように鋼板内の温度差を制御した後は、冷却速度：１〜１００℃／秒で３００℃以下まで冷却する必要がある。このときの冷却速度が１００℃／秒よりも大きくなると、マルテンサイト主体の組織となる。こうした組織では、降伏比が大きくなって靭性が悪くなる。一方、冷却速度が１℃／秒未満では、強度不足となる。
【００５８】
［冷却速度：１〜１００℃／秒で３００℃以下まで冷却した後、必要によって４５０〜６５０℃に再加熱後空冷］
上記のようにして、３００℃以下まで冷却した後は、必要によって４５０〜６５０℃に再加熱後空冷を施して良い。こうした条件を付加することによって、靭性の改善が可能となる。このときの再加熱温度が６５０℃を超えると、必要強度は低くなってしまう。一方、再加熱温度が４５０℃未満では、再加熱によって得られる効果（靭性改善効果）が小さいものとなる。
【００５９】
本発明方法においては、上記のような基本的な製造条件の他、前記鋼板領域内（即ち、鋼板の幅端部１００ｍｍと先後端３００ｍｍを除く領域）で下記（３）〜（６）式の関係を満足するようにして操業する必要がある。これらの要件を規定した理由は、次の通りである。
【００６０】
ＳＣＴ（ＭＩＮ）≧Ａｒ3＋３８０−１０００（Ｃｅｑ＋２［Ｎｂ］）      …（３）
但し、ＳＣＴ（ＭＩＮ）：冷却開始時の鋼板表面温度の最小値（℃）、Ａｒ3：鋼板のＡｒ3変態点、［Ｎｂ］：Ｎｂの含有量（質量％）、を夫々示す。
【００６１】
従来の５５０ＭＰａ級鋼板で生じている材質ばらつきは、フェライトの不均一生成によるものである。上記（３）式は、規定成分内で強度不足や材質ばらつきの原因であるフェライトの不均一生成を抑制するために規定したものである。
【００６２】
図１に、強度不足、材質ばらつきの原因となる不均一フェライトの抑制範囲を示す。この図１は、後記実施例のデータを整理したものである（図中の数値は、後記表２、３の試験Ｎｏ．を示す）。図１における横軸は、（Ｃｅｑ＋２［Ｎｂ］）、縦軸はＳＣＴ（ＭＩＮ）であり、ハッチングで示される領域が微小なフェライト生成を抑制する範囲を示している。即ち、ハッチング以外の部分では、微小なフェライトが生成する領域となる。Ｃｅｑ＋２［Ｎｂ］が０．４０を下回る場合には、冷却開始温度が（６）式の関係を満足する場合［即ち、ＳＣＴ（ＭＩＮ）＞Ａｒ3−２０℃］であっても、微小なフェライトが生成することになる。そこで、成分が低いために生じるフェライトを（３）式によって、ＳＣＴ（ＭＩＮ）を上昇させることで抑制する。上記（３）式は、Ｃｅｑ＋２［Ｎｂ］が０．４０以下の場合において、微小なフェライトを生成させないために、ＳＣＴ（ＭＩＮ）を上昇させるために規定したものである。
【００６３】
ＦＲＴ（ＭＡＸ）−１０＞ＳＣＴ（ＭＡＸ）                              …（４）
但し、ＦＲＴ（ＭＡＸ）：圧延仕上げ温度の鋼板内の最高値、ＳＣＴ（ＭＡＸ）：冷却開始時の鋼板表面温度の最大値（℃）、を夫々示す。
【００６４】
上記（４）式は、冷却開始前の空冷による温度均一化に必要な冷却開始温度の上限を規定するものである。図２に、その範囲を示す。この図２は、後記実施例のデータを整理したものである（図中の数値は、後記表２、３の試験Ｎｏ．を示す）。圧延終了直後でデスケールにより鋼板表面に温度差が生じており、更には復熱による温度上昇も起こる可能性がある。圧延後にこの温度偏差を残したまま冷却を開始すると、材質が不安定なものとなる、上記（４）式の関係を満足していない場合には、復熱による鋼板内温度の均一化が十分でないため、鋼板内において温度ばらつきが生じることになる。こうした事態を回避するために、本発明では上記（４）式の関係を満足させることに加えて、冷却開始前の空冷時間を３０秒以上としているのである。
【００６５】
ＳＣＴ（ＭＩＮ）≧ＦＲＴ（ＭＡＸ）−（１５０−０．８ｔ）              …（５）
但し、ＳＣＴ（ＭＩＮ）：冷却開始時の鋼板表面温度の最小値（℃）、ＦＲＴ（ＭＡＸ）：圧延仕上げ温度の鋼板内の最高値、ｔ：鋼板の板厚（ｍｍ）、を夫々示す。
【００６６】
冷却開始温度の下限値は、Ａｒ3変態点との関係、炭素当量Ｃｅｑとの関係以外にも、圧延仕上げ温度（ＦＲＴ）と板厚ｔとの関係で規制する必要がある。前記図２には、後記実施例のデータに基づいて、こうした範囲も同時に示した。これは厚物と薄物とでは、同時冷却した場合の温度低下量が異なることによる。板厚が薄い場合には、空冷による温度低下が大きいので、その分ＦＲＴを高くする必要がある。ＦＲＴ（ＭＡＸ）−（１５０−０．８ｔ）を冷却開始温度の下限値として設定することによって、薄物から厚物まで必要強度を確保し、前記（４）式と組み合わせることで、鋼板内の冷却開始温度偏差をなくして材質ばらつきの少ない鋼板とすることを可能とした。
【００６７】
ＳＣＴ（ＭＩＮ）＞Ａｒ3−２０℃                                      …（６）
但し、ＳＣＴ（ＭＩＮ）：冷却開始時の鋼板表面温度の最小値（℃）、Ａｒ3：鋼板のＡｒ3変態点、を夫々示す。
【００６８】
冷却開始時における鋼板温度がＡｒ3−２０℃を下回ると、冷却後にフェライトが生成することになる。このフェライトが不均一に鋼板内に生成することで、材質ばらつきが発生する。このようなフェライトの生成を極力抑制する必要がある。こうしたことから、鋼板内の最低温度が（Ａｒ3−２０℃）を上回ることで、フェライトの生成が鋼板全体で抑制され、鋼板全体での材質ばらつきが低減されることになる。但し、前述したように、Ｃｅｑ＋２［Ｎｂ］が０．４０（質量％）を下回る場合には、微量なフェライトが生成し、ばらつきの原因となるため、前記（３）式で与えられる範囲を優先する。
【００６９】
尚、本発明において、上記（３）式、（５）式および（６）式で与えられるＳＣＴ（ＭＩＮ）のうち、最も高い値を材質ばらつき抑制に効果のあるＳＣＴ（ＭＩＮ）とする。
【００７０】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって制限を受けるものではなく、上記・下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勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００７１】
下記表１に示す化学成分組成のスラブを、表２に示す条件｛熱間圧延後の鋼板の板厚［ｔ（ｍｍ）］；熱間圧延前の加熱温度（スラブ内最高温度）；スラブ内温度偏差；圧延仕上げ温度の最大値ＦＲＴ（ＭＡＸ）；空冷時間；冷却開始時の鋼板表面温度の最大値ＳＣＴ（ＭＡＸ）；冷却開始時の鋼板表面温度の最小値ＳＣＴ（ＭＩＮ）；冷却開始温度偏差［ＳＣＴ（ＭＡＸ）−ＳＣＴ（ＭＩＮ）］；冷却停止温度ＦＣＴ；冷却速度；焼戻し温度｝で、熱間圧延および冷却（場合により焼戻し）を行うことによって鋼板（板幅Ｗ：２５００〜３５００ｍｍ、長さＬ：７０００〜２００００ｍｍ）を製造した。
【００７２】
表１には、（１）式の値（炭素当量Ｃｅｑ）、（２）式の値（Ｃｅｑ＋２［Ｎｂ］）および下記（７）式で示されるＡｒ3変態点も同時に示した。また表２には、（３）式の右辺の値［Ａｒ3＋３８０−１０００（Ｃｅｑ＋２［Ｎｂ］）］、（４）式の左辺の値［ＦＲＴ（ＭＡＸ）−１０］、（５）式の右辺の値［ＦＲＴ（ＭＡＸ）−（１５０−０．８ｔ）］、（６）式の右辺の値（Ａｒ3−２０℃）、および上記Ａｒ3変態点も同時に示した。尚、スラブ内温度偏差とは、スラブ抽出時のスラブ内最高温度であるスラブ端部と、最低温度となる幅・長さ中央またはスキット部の温度差である。また、表２に示した各温度は、放射温度計によって測定したものである。
【００７３】
Ａｒ3変態点（℃）＝９１０−３１０・［Ｃ］−８０・［Ｍｎ］−２０・［Ｃｕ］−１５・［Ｃｒ］−５５・［Ｎｉ］−８０・［Ｍｏ］…（７）
但し、［Ｃ］，［Ｍｎ］，［Ｃｕ］，［Ｃｒ］，［Ｎｉ］および［Ｍｏ］は、夫々Ｃ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｃｒ，ＮｉおよびＭｏの含有量（質量％）を示し、合金元素を添加しない場合は、その項がないものとして計算する。
【００７４】
【表１】
2009114529.tif 000003
【００７５】
【表２】
2009114529.tif 000004
【００７６】
製造した鋼板について、引張試験特性（降伏強度ＹＳ、引張強度ＴＳ、降伏比ＹＲ）、母材靭性、ＨＡＺ靭性、および溶接性を、以下のようにして評価した。その結果を、一括して下記表３に示す。
【００７７】
［引張試験特性］
鋼板長さＬの鋼板における幅方向（１／４）Ｗの各位置において、鋼板圧延方向先端から５００ｍｍの位置から試験片［ＪＩＳ  Ｚ２２０１  １Ａ号試験片（長さ方向が圧延方向に対して直角方向）］を採取し、引張試験を行い、降伏強度ＹＳ、引張強度ＴＳ、および降伏比ＹＲを測定した。また、材質ばらつきを測定するために、鋼板長さＬの鋼板における幅方向（１／２）Ｗ部および（１／４）Ｗの各位置において、鋼板圧延方向先端から５００ｍｍ、２０００ｍｍ、（１／２）Ｌ、鋼板後端から５００ｍｍ、２０００ｍｍの位置（合計１０箇所）から試験片を採取して引張試験を行い、降伏強度ＹＳ、引張強度ＴＳ、および降伏比ＹＲの最大値と最小値を測定し、その差（ΔＹＳ、ΔＴＳ、ΔＹＲ）を測定した。引張強度ＴＳ：５５０〜７００ＭＰａ、降伏強度ＹＳ：３８５ＭＰａ以上、降伏比ＹＲ：８０％以下を合格と評価した。また、材質ばらつきの評価基準は、ΔＹＳ：６０ＭＰａ以下、ΔＴＳ：３０ＭＰａ以下、ΔＹＲ：４％以下とした。
【００７８】
［母材靭性評価方法］
鋼板の幅方向（１／４）Ｗ、先端から５００ｍｍの位置からＶノッチ試験片を採取し、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４２に準拠してシャルピー衝撃試験を行い、破面遷移温度（ｖＴｒｓ）が−２０℃未満を合格と評価した。
【００７９】
［ＨＡＺ靭性］
鋼板の幅方向（１／４）Ｗ、先端から５００ｍｍの位置から試験片を採取し、再現ＨＡＺ熱サイクルＶノッチシャルピー試験を行った。再現ＨＡＺ熱サイクル条件は、１４００℃での保持時間：３０秒、８００〜５００℃までの冷却時間：７３０秒とし、入熱量：８０ｋＪ／ｍｍの大入熱溶接におけるボンド部の熱履歴を模擬した。ＨＡＺ靱性のｖＥ0（０℃での吸収エネルギー）は、２７Ｊ以上を合格と評価した。
【００８０】
［耐溶接割れ性］
ＪＩＳ  Ｚ  ３１５８に規定されたｙ形溶接割れ試験法に従い、入熱量：１．７ｋＪ／ｍｍで炭酸ガス溶接を行い、室温にてルート割れが発生しなかった場合を「○」、発生した場合を「×」として評価した。
【００８１】
【表３】
2009114529.tif 000005
【００８２】
この結果から、次のように考察できる。まず本発明で規定する要件（化学成分組成および製造条件）で製造したものでは（試験Ｎｏ．１〜１０）、鋼板内材質ばらつきの小さい５５０ＭＰａ級低降伏比鋼板が実現できていることが分かる。これに対して、本発明で規定する要件（或は好ましい要件）を外れる製造条件で製造したものでは（試験Ｎｏ．１１〜３７）、いずれかの特性を満足していないことが分かる。
【００８３】
このうち、試験Ｎｏ．１１〜２３のものは、本発明で規定する化学成分組成を満足しているが、製造条件が本発明で規定する範囲を外れるものであり、いずれかの特性が劣化している。具体的には、試験Ｎｏ．１１のものでは、冷却速度が小さいことから、強度不足となっている。試験Ｎｏ．１２のものでは、（５）式で規定する要件を満足していないので、鋼板内材質ばらつきが大きくなっている。試験Ｎｏ．１３のものでは、圧延仕上げ温度（ＦＲＴ）が高いために、強度が高く、低降伏比とはならない。試験Ｎｏ．１４のものでは、圧延後の空冷時間が短いので、温度が不安定となって冷却開始温度偏差が大きくなり、鋼板内材質ばらつきが大きくなっている。試験Ｎｏ．１５のものでは、圧延後の空冷時間が極めて短いため（４）式で規定する関係を満足せず、鋼板内材質ばらつきが大きくなっている。
【００８４】
試験Ｎｏ．１６のものでは、圧延仕上げ温度ＦＲＴが低いために強度が低下しており、しかも冷却開始温度が（３）式および（６）式のいずれの関係とも満足しないように極めて低いので、鋼板内材質ばらつきが大きくなっている。試験Ｎｏ．１７のものでは、大きなスラブ内温度偏差が冷却開始温度偏差に引き継がれることによって、材質が大きくばらつくため、降伏比が大きく変動し、低降伏比特性が安定して得られていない。試験Ｎｏ．１８のものでは、冷却停止温度が高くなっており、ベイナイト組織とならずに強度レベルが低くなっており、また低降伏比とはならない。試験Ｎｏ．１９のものでは、焼き戻し温度が高いために強度が低く、低降伏比とはならない。
【００８５】
試験Ｎｏ．２０のものでは、加熱温度が高いために母材靭性が悪くなっており、低降伏比とはならない。試験Ｎｏ．２１のものでは、加熱温度が低いことによって、Ｎｂの固溶量が不足しており、強度が低くなっている。試験Ｎｏ．２２のものでは、（Ａｒ3−２０℃）を超える温度からの冷却開始であるが、（３）式の関係を満足しないものであるので、フェライトが不均一に生成し、鋼板内材質ばらつきが生じている。試験Ｎｏ．２３のものでは、（Ａｒ3−２０℃）以下からの冷却であるため、（６）式の関係を満たさず、鋼板内材質ばらつきが生じている。
【００８６】
一方、試験Ｎｏ．２４〜３７のものは、本発明で規定する化学成分組成を外れるものであり、いずれかの特性が劣化している。具体的には、試験Ｎｏ．２４のものでは、Ｃ含有量が本発明で規定する範囲を超えていることから、（１）式の関係を満たさず、７００ＭＰａを超える高強度となると共に、低降伏比とはならない。またＣｅｑが高いためＨＡＺ靭性が悪く、ｙ形溶接割れ試験で割れが観察された。試験Ｎｏ．２５のものでは、（２）式で規定する要件を満足していないので、強度不足となる。試験Ｎｏ．２６のものでは、Ｍｎ含有量が本発明で規定する範囲を超えているため、焼入れ性の上昇によって７００ＭＰａを超えるような高強度となっている。また低降伏比とはならず、Ｃｅｑが高いためＨＡＺ靭性が悪く、ｙ形溶接割れ試験で割れが観察された。試験Ｎｏ．２７のものでは、Ｍｎ含有量が本発明で規定する範囲に満たないため、強度不足となる。また（３）式の関係を満足していないので、鋼板内材質ばらつきが大きくなっている。
【００８７】
試験Ｎｏ．２８のものでは、Ａｌ含有量が本発明で規定する範囲に満たないために、結晶粒の微細化効果が小さく、規定強度近傍となる上にＨＡＺ靭性も悪くなっている。試験Ｎｏ．２９のものでは、Ａｌ含有量が本発明で規定する範囲を超えているため、母材靭性およびＨＡＺ靭性が悪くなっている。試験Ｎｏ．３０のものでは、Ｎｂ含有量が本発明で規定する範囲を超えているため、７００ＭＰａを超えるような高強度となり、低降伏比とはならない。Ｃｅｑが高いためＨＡＺ靭性が悪く、ｙ形溶接割れ試験で割れが観察された。試験Ｎｏ．３１のものでは、Ｎｂ含有量が本発明で規定する範囲に満たないため、（２）式の関係を満足しないことから、強度不足となる。
【００８８】
試験Ｎｏ．３２のものでは、Ｔｉを含有していないので、脱酸効果が小さいなり、酸素量が多くなっており、ＨＡＺ靭性が悪くなっている。試験Ｎｏ．３３のものでは、Ｔｉ含有量が本発明で規定する範囲を超えているため、母材靭性およびＨＡＺ靭性が悪くなっている。また低降伏比とはならない。試験Ｎｏ．３４のものでは、Ｃａを含有していないので、ＨＡＺ靭性が悪くなっている。試験Ｎｏ．３５のものでは、Ｃａ含有量が本発明で規定する範囲を超えているため、ＨＡＺ靭性が悪くなっている。試験Ｎｏ．３６のものでは、Ｂを含有しているので、焼入れ性が上昇して、７００ＭＰａを超えるような高強度となり、低降伏比とはならない。またＨＡＺ靭性が悪い。しかも、Ｂは少量で強度が大きく変わるので、材質ばらつきが生じやすいものとなっている。試験Ｎｏ．３７のものでは、Ｎ含有量が本発明で規定する範囲を超えているため、ＨＡＺ靭性が悪くなっている。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】強度不足、材質ばらつきの原因となる不均一フェライトの抑制範囲を示すグラフである。
【図２】（４）式と（５）式による冷却開始温度の上限と下限の範囲を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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