JP3465494B2

JP3465494B2 - 材質ばらつきが少なくかつ溶接性に優れる高強度高靱性厚鋼材の製造方法

Info

Publication number: JP3465494B2
Application number: JP26380596A
Authority: JP
Inventors: 透林; 光浩岡津; 文丸川端; 虔一天野
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1996-03-18
Filing date: 1996-09-13
Publication date: 2003-11-10
Anticipated expiration: 2016-09-13
Also published as: DE69724023D1; EP0796921A1; CA2241127C; EP0796921B1; US5989366A; CA2241127A1; KR970065742A; DE69724023T2; KR100260655B1; JPH09310117A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、建築、海洋構造
物、パイプ、造船、貯槽、土木、建設機械等の分野で使
用される、厚鋼板、鋼帯、形鋼または棒鋼などの鋼材、
特に材質ばらつきが少なくかつ溶接性に優れる高強度高
靱性厚鋼材の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】厚鋼板に代表される肉厚の鋼材は、上記
のように、様々な分野で使用され、高強度化や高じん性
化などの特性の改善がはかられているが、近年では、こ
れらの特性が厚み方向において均一でありかつ鋼材間で
のばらつきも小さいことが、要求されている。

【０００３】例えば、「鉄と鋼第74年（1988）第６
号」の第11〜21頁には、建築物の高層化が進むにつれ、
巨大地震に対して建築物の変形により振動エネルギーを
吸収し倒壊を防ぐ設計がとられるようになってきたこと
が報告されている。具体的には、地震発生時に建築物の
骨組みを所定形状で崩壊させ、この骨組み材の塑性化に
よって建物の倒壊を防ぐものである。すなわち、地震発
生時に建築物の骨組みが、設計者の意図した挙動を示す
ことが前提になり、建築物の柱や梁などの鋼材の耐力比
を設計者が完全に把握していることが必要である。従っ
て、柱や梁などに用いる鋼板やＨ形鋼などの鋼材は均質
であることが不可欠であり、鋼材の強度ばらつきは大き
な問題となる。

【０００４】ここで、建築や造船などに供する鋼材には
高張力かつ高じん性が要求されるところから、この種の
鋼材は、制御圧延制御冷却法、いわゆるTMCP法に従って
製造されるのが通例である。しかし、このTMCP法によっ
て肉厚の鋼材を製造すると、圧延後の冷却処理における
冷却速度が厚み方向あるいは各鋼材間で異なって組織が
変化するため、得られた鋼材の厚み方向あるいは各鋼材
間で材質のばらつきが発生するのである。材質のばらつ
きとしては、特に厚鋼板において厚み方向に現れるもの
のほか、Ｈ形鋼におけるウェブおよびフランジ間での冷
却が不均一になってウェブおよびフランジ間に現れるも
の、または各ロット間に現れるもの等がある。

【０００５】そこで、特開昭63−179020号公報では、成
分、圧下量、冷却速度および冷却終了温度を制御するこ
とにより、板厚方向断面における硬度差を小さくするこ
とが提案されている。しかしながら、厚鋼板、とりわけ
50mmをこえるような極厚鋼板の製造では、板厚方向の冷
却速度分布が必然的に生じるために、上記の提案によっ
て、板厚方向断面における硬度差を抑制することは難し
い。

【０００６】同様に、特開昭61−67717 号公報では、極
低Ｃとすることによって板厚方向の強度差が大幅に減少
されているが、同公報の第３図に示されるように、とく
に極厚鋼板において不可避に生じる、冷却速度の変化に
伴う強度のばらつきを解消するには至っていない。

【０００７】さらに、特開昭58−77528 号公報には、Nb
およびＢの複合添加により安定した硬さ分布を得られる
ことが記載されているが、組織をベイナイトとするため
に冷却速度を15〜40℃／ｓの範囲に制御する必要があ
り、冷却速度を板厚中心部においても厳密に制御するこ
とが難しいところから、板厚方向に均一な組織が得られ
ずに強度がばらついたり、島状マルテンサイトが生成し
て延性や靱性を劣化する不利があった。

【０００８】また、上記した用途の鋼材では、特に引張
り強さが570MPa以上の高強度化、そして高靱性化をはか
ることも重要であり、従来は、再加熱焼き入れ焼き戻し
処理によって、微細な焼き戻しマルテンサイト組織を得
る手法が、主に用いられている。しかし、焼き戻しマル
テンサイト組織を得る手法は、再加熱焼き入れ焼き戻し
処理に要するコストが高く、また焼き入れ性を増大させ
るために溶接性の指標である、溶接割れ感受性指数（Ｐ
_cm）が高くなり、溶接性が不利となる。

【０００９】この点、特開昭62−158817号公報では、Nb
およびTiの析出を利用しかつ、急冷後の焼き戻し処理を
施して、比較的低いＰ_cmの下に高強度を実現している
が、焼入れ焼き戻し処理のコストが嵩む上、不均一冷却
による歪みが発生することも懸念される。

【００１０】同様に、特開昭55−100960号公報には、Ｐ
_cmを規制し、かつＣ、ＮおよびＳ量を制限して、溶接性
を向上した鋼が開示されているが、板厚方向の強度ばら
つきを抑制することが難しい。

【００１１】さらに、溶接性を向上する手法として、特
開昭54−132421号公報には、極低炭素化をはかるととも
に、ラインパイプ向けの高靱性を得るために、仕上温度
が800 ℃以下の圧延を行って、高張力ベイナイト鋼を製
造することが、開示されている。しかし、低温域で圧延
を終了するため、例えば厚板等において条切りを必要と
する場合には、条切りに伴う歪み、そして鋼板に反りが
発生し易いばかりでなく、このような低温域の圧延を行
なうと、圧延方向（Ｌ方向）の強度とこのＬ方向に直角
の方向（Ｃ方向）の強度との間に強度ばらつきが生じる
問題があった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記の問
題を解消した、すなわち圧延後の冷却速度における制約
のない、厚み方向および鋼材間などでの材質、すなわち
強度および靱性のばらつき（以下、材質ばらつきと示
す）が少なく、しかも溶接性に優れた、引張強さ570MPa
以上かつ高靱性の鋼材の製造方法について提案すること
を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】肉厚の鋼材、その典型例
である厚鋼板の材質ばらつきは、冷却工程における、鋼
板表面から中心部までの厚み方向冷却速度の大幅な変化
あるいは製造条件のばらつきによる冷却速度の変化か
ら、組織変動が発生することに起因している。この組織
変動を回避するには、広い冷却速度範囲で均質の組織を
得ることが肝要である。

【００１４】そこで、発明者らは、製造条件が変化して
も均質の組織を得る手法に関して、原点に立ち戻って検
討を重ねたところ、成分組成を新たに設計し直すことに
よって、冷却速度の変化にかかわらず厚み方向の組織を
一定とした、材質ばらつきの少ない鋼板が得られること
を知見するに至った。すなわち、極低炭素および高Mnの
下にNbおよびＢを適量添加することによって、組織を冷
却速度に依存することなくベイナイト単相組織とした。

【００１５】さらに、Ｃ量を極端に少なくしてＰ_cmを小
さくしたために、良好な溶接性が得られる上、ベイナイ
ト単相組織によって十分な強度が得られる。さらに、成
分組成を工夫することによって、在来の低炭素ベイナイ
ト組織と比較して軽圧下であっても微細化がはかれる、
グラニュラーベイニティックフェライト組織とすること
によって、十分な靱性が得られることも見出し、これら
を総合して上記課題を解決した。

【００１６】すなわち、この発明は、 (1) Ｃ：0.001 〜0.025 wt％、Mn：1.0 〜3.0 wt％、T
i：0.005 〜0.03wt％、Nb：0.005 〜0.20wt％、Ｂ：0.0
003〜0.0050wt％およびAl：0.01〜0.100 wt％を、130 M
n＋2500Nb≧296 の下に含有し、残部鉄および不可避的
不純物からなる鋼素材を、Ａ_c3点〜1350℃の温度に加熱
後、最終仕上げ温度：800 ℃以上にて熱間圧延を終了
し、次いで10℃／ｓ以下で冷却することを特徴とする強
度および靱性のばらつきが少なくかつ溶接性に優れる高
強度高靱性厚鋼材の製造方法（第１発明）、 (2) 第１発明において、鋼材が、さらにＶ：0.04〜0.15
wt％およびＮ：0.0035〜0.0100wt％を含有する組成にな
る材質ばらつきが少なくかつ溶接性に優れる高強度高靱
性厚鋼材の製造方法（第２発明）、 (3) 第１発明または第２発明において、鋼材が、さらに
Si：0.60wt％以下、Cr：0.2 wt％以下、Ni：0.05〜2.0
wt％以下、Mo：0.5 wt％以下、Ｗ：0.5 wt％以下および
Cu：0.05〜0.7 wt％のうちから選んだ１種または２種以
上を含有し、かつ130 Mn−13Ni＋2500Nb＋55Cu≧296 を
満足する組成になる材質ばらつきが少なくかつ溶接性に
優れる高強度高靱性厚鋼材の製造方法（第３発明）、 (4) 第１発明において、鋼材が、さらに、Ｖ：0.005 〜
0.04wt％を含有する組成になる材質ばらつきが少なくか
つ溶接性に優れる高強度高靱性厚鋼材の製造方法（第４
発明）および (5) 第１発明ないし第４発明において、鋼材が、さらに
REM：0.02wt％以下およびCa：0.006 wt％以下の１種ま
たは２種を含有する組成になる材質ばらつきが少なくか
つ溶接性に優れる高強度高靱性厚鋼材の製造方法（第５
発明）である。

【００１７】

【作用】次に、この発明の鋼材の各化学成分の限定理由
について説明する。Ｃ：0.001 〜0.025 wt％Ｃは、強度を確保するために0.001 wt％以上の含有量が
必要であるが、0.025wt％をこえると、溶接部靱性を著
しく害する上、ミクロ組織を微細なグラニュラーベイニ
ティックフェライト組織とすることが難しくなるため、
0.001 〜0.025wt％とした。

【００１８】Mn：1.0 〜3.0 wt％ Mnは、変態開始温度を低下して微細なグラニュラーベイ
ニティックフェライト組織を得るために1.0 wt％以上は
必要であるが、3.0 wt％をこえる含有は、靱性を劣化す
るため、1.0 〜3.0 wt％の範囲とする。

【００１９】Ti：0.005 〜0.03wt％ Tiは、ベイナイト組織を形成し、さらに溶接熱影響部
（以下、HAZ と示す）の靱性を向上するために0.005 wt
％以上は必要であるが、その効果は0.03wt％をこえると
飽和するから、コスト削減の観点から0.03wt％を上限と
する。

【００２０】Nb：0.005 〜0.20wt％ Nbは、変態開始温度を低下して微細なグラニュラーベイ
ニティックフェライト組織を得るために0.005 wt％以上
は必要であるが、0.20wt％をこえると、その効果が飽和
するため0.20wt％以下とする。

【００２１】Ｂ：0.0003〜0.0050wt％Ｂは、微量の添加によって旧γ粒界の粒界エネルギーを
減少してフェライトの核生成を抑制するのに有効であ
り、微細なグラニュラーベイニティックフェライト組織
を得るために0.0003wt％以上は必要である。一方、0.00
50wt％をこえると、BNなどのＢ化合物を形成して靱性を
劣化するため、0.0003〜0.0050wt％に限定する。

【００２２】Al：0.01〜0.100 wt％ Alは、脱酸材として0.01wt％以上は必要になるが、0.10
wt％をこえると、鋼の清浄度が劣化するため、0.10wt％
以下とする。

【００２３】さらに、上記成分組成は、130 Mn＋2500Nb
＋55Cu−13Ni≧296 を満足することが、肝要である。す
なわち、発明者らが、極低炭素鋼の靱性と組織との関係
について鋭意検討したところ、極低炭素鋼組織の中で
も、とりわけ図１に示すような、微細なグラニュラーベ
イニティック組織が最も靱性に富むことを、新たに知見
した。この組織制御により、圧延仕上温度を高くしても
靱性の劣化が従来鋼と比較して格段に小さくなる。そし
て、この組織を得るための手法を究明したところ、ミク
ロ組織と変態開始温度との間に良い相関があることを見
出した。そこで、Ｃ：0.002 〜0.020 wt％、Mn：1.2 〜
2.0 wt％、Ni：0.0 〜2.0 wt％、Ti：0.01wt％、Nb：0.
005 〜0.08wt％、Ｂ：0.0010〜0.0018wt％、Cu：0.0 〜
1.22wt％およびAl：0.01〜0.100 wt％の範囲にある、種
々の成分系の鋼から、圧延条件を変化させて得た鋼材に
ついて、その圧延後、冷却中の変態開始温度Ｂ_sと組織
との関係を調査したところ、Ｂ_sを670 ℃以下とする
と、微細なグラニュラーベイニティックフェライト組織
が得られることが判明した。

【００２４】ここで、変態開始温度Ｂ_sは、成分組成に
影響を受けるため、特にＢ_sを大きく変化するMn、Ni、
NbおよびCuの量に関して、重回帰分析を行ったところ、
Ｂ_s＝966 −130 Mn＋13Ni−2500Nb−55Cuの関係を得る
ことができた。一方、上記のとおり、変態開始温度Ｂ_s
を670 ℃以下にすると、微細なグラニュラーベイニティ
ック組織が得られるから、次式 966 −130 Mn＋13Ni−2500Nb−55Cu≦670 ∴130 Mn−13Ni＋2500Nb＋55Cu≧296 を満足させることが肝要になるのである。

【００２５】なお、変態開始温度Ｂ_sが670 ℃をこえる
と、微細なグラニュラーベイニティック組織が得られな
い上、圧延後の冷却速度が遅くなると、フェライトが析
出して強度が不足することになる。

【００２６】この発明は、上記の基本組成に成分調整す
ることによって、特に圧延後の冷却速度にほとんど依存
しないで、均質な組織、具体的には90％以上がグラニュ
ラーベイニティックフェライトの組織が得られるところ
に特徴がある。この特徴は、図２に結果を示す実験か
ら、明らかである。

【００２７】すなわち、この発明に従う成分に調整した
鋼（発明例）と、建築材料に用いられる在来の鋼（従来
例）とに関して、製造工程における冷却速度を、0.1 〜
50℃／ｓの間で種々に変化させて得た鋼板の引張り強さ
を調査した結果について、図２に示す。同図から、この
発明に従う成分に調整することによって、冷却速度に依
存しないで一定した強度が得られることがわかる。特
に、従来は予測できないほど広範囲の冷却速度におい
て、Y.S およびT.S 値のばらつきが少なくなる。これ
は、上述のとおり、Mn，TiおよびＢを適量添加が寄与す
るところである。従って、厚鋼板の厚み方向で冷却速度
が変化しても、冷却速度に依存して強度が変化すること
がなく、厚み方向に材質ばらつきの少ない厚鋼板が得ら
れるのである。

【００２８】なお、発明例は、Ｃ：0.013 wt％、Mn：1.
60wt％、Ti：0.01wt％、Nb：0.065wt ％、Ｂ：0.0015wt
％およびAl：0.035wt ％を含み、残部鉄および不可避的
不純物になる成分組成になり、一方、従来例は、Ｃ：0.
14wt％、Si：0.4 wt％、Mn：1.31wt％、Al：0.024 wt
％、Nb：0.015 wt％、Ti：0.013 wt％であった。そし
て、同じ製造工程における、冷却速度を変化させて、厚
み：50mmの厚鋼板を多数製造して、それぞれの厚鋼板か
ら採取した試験片にて引張り強さを測定した。

【００２９】さらに、上記基本成分に加えて、Ｖ：0.04
〜0.15wt％およびＮ：0.0035〜0.0100wt％を同時に含有
することによって、ベイナイトの細粒化を促進すること
ができる。すなわち、ＶはＮと併用すると、ＶＮ析出物
を生成してベイナイト変態核を増大する作用があり、そ
のためには、Ｖを0.04wt％以上およびＮを0.0035wt％以
上、それぞれ必要とする。一方、Ｖは0.15wt％をこえる
と、またＮは0.0100wt％をこえると、ベイナイトの細粒
化を促進する効果が飽和するばかりでなく、溶接金属な
らびに溶接熱影響部での靱性を劣化することになるか
ら、Ｖ：0.04〜0.15wt％およびＮ：0.0035〜0.0100wt％
の範囲において添加する。

【００３０】また、この発明においては、上記基本成分
に、所定の化学成分を添加することによって、強度や靱
性のレベルを自在に制御することができる。このとき、
既に獲得した均質な組織は、新たな成分の添加に影響さ
れることが少ないため、材質ばらつきの少ない高強度お
よび／または高靱性の厚鋼板が容易に得られるのであ
る。

【００３１】まず、強度向上をはかるために、Si：0.60
wt％以下、Cr：0.2 wt％以下、Ni：0.05〜2.0 wt％、M
o：0.5 wt％以下、Ｗ：0.5 wt％以下、Ｖ：0.005 〜0.0
4wt％およびCu：0.05〜0.7 wt％の１種または２種以上
を、添加することができる。これらの成分は、微量でも
効果があるため、Ｖ以外の下限については適宜設定する
ことができる。なお、Ｖは上記したベイナイトの細粒化
を目指して0.04〜0.15wt％の範囲で添加される場合、以
下に示すと同様の作用も併せて期待できる。

【００３２】Si：0.60wt％以下 Siは、含有量が0.60wt％をこえると溶接性を阻害するた
めに、0.60wt％以下の範囲に限定する。

【００３３】Cr：0.2 wt％以下 Crは、母材および溶接部の強度を高めるのに有効である
が、0.2 wt％をこえて添加すると溶接性やHAZ の靱性が
劣化するため、0.2 wt％以下の範囲で添加する。なお、
十分な強度上昇効果を得るために0.05wt％以上で含有す
ることが好ましい。

【００３４】Ni：0.05〜2.0 wt％ Niは、強度および靱性を向上し、またCuを添加した場合
には圧延時のCu割れを防止するのに0.05wt％以上は必要
であるが、高価である上、過剰に添加してもその効果が
飽和するため、2.0 wt％以下の範囲で添加する。

【００３５】Mo：0.5 wt％以下 Moは、常温および高温での強度を上昇するのに0.05wt％
以上で含有することが好ましいが、0.5 wt％をこえる
と、溶接性が劣化するため、0.5 wt％以下の範囲で添加
する。

【００３６】Ｗ：0.5 wt％以下Ｗは、高温強度を上昇する効果があるが、高価である
上、0.5 wt％をこえると、じん性が劣化するため、0.5
wt％以下の範囲で添加する。なお、下限は0.05wt％とす
ることが好ましい。

【００３７】Cu：0.05〜0.7 wt％ Cuは、鋼を析出強化および固溶強化し、また変態開始温
度Ｂ_sを低下するのに有効であり、0.05wt％以上の含有
が必要である。一方、0.7 wt％をこえると、コストの上
昇をまねくため、0.7 wt％以下とする。

【００３８】Ｖ：0.005 〜0.04wt％Ｖは、析出強化のため、さらにはVNまたはVCとして旧γ
粒のピンニングするために、0.005 wt％以上は添加する
が、0.04wt％をこえて添加しても、その効果が飽和する
ため、0.04wt％を上限とする。

【００３９】また、HAZ のじん性向上をはかるために、
CaおよびREM のうちから選んだ少なくとも１種を添加す
ることができる。 Ca：0.006 wt％以下 Caは、硫化物系介在物を形態制御してHAZ の靱性を向上
するのに有効であるが、0.006 wt％をこえると粗大な鋼
中介在物を形成して鋼の性質を悪化するため、0.006 wt
％以下とする。

【００４０】REM ：0.02 wt ％以下 REM は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HAZのじん性を向上するが、0.02wt％
をこえて添加すると鋼の清浄度を損なうため、0.02wt％
以下とする。

【００４１】なお、CaおよびREM は、0.001 wt％未満の
添加では上記HAZ 靱性向上効果が不十分であるため、添
加量は0.001 wt％以上とすることが好ましい。

【００４２】上記成分組成の鋼板は、上述した基本組成
に成分調整をすることによって、均質なグラニュラーベ
イニティックフェライト組織が得られるため、製造条件
を厳密に制御する必要はなく、この種の鋼板を製造する
際の通例に従って製造すればよいが、材質ばらつきの抑
制および高靱性化に併せて、高強度および溶接性を確保
するには、次に示す製造工程が有利に適合する。

【００４３】すなわち、上述した基本組成に成分調整し
た鋼スラブを、Ａ_c3点〜1350℃の温度に加熱後に、最終
仕上げ温度：800 ℃以上にて熱間圧延を終了し、次いで
10℃／ｓ以下で冷却を行う工程が、高強度化および溶接
性の向上に有効である。

【００４４】ここで、加熱温度をＡ_c3点以上とするの
は、組織を一旦オーステナイトとして均質化をはかるた
めであり、一方加熱温度が1350℃をこえると、鋼材の表
面酸化が激しくなるため、1350℃以下とする。

【００４５】次いで10℃／ｓ以下で冷却を行うのは、冷
却速度が10℃／ｓをこえると、微細なグラニュラーベイ
ニティックフェライト組織が得られずに靱性が劣化する
ためである。

【００４６】また、熱間圧延を行う場合は、その最終仕
上げ温度を800 ℃以上にすることが、有利である。すな
わち、従来、Si−Mn鋼において、靱性を確保するため
に、仕上げ温度を低くすると、圧延方向（Ｌ方向）の強
度とこのＬ方向に直角の方向（Ｃ方向）の強度とに差
（以下、Ｌ−Ｃ強度差と示す）が生じる、不利があっ
た。このＬ−Ｃ強度差を小さくするには、仕上げ温度を
高くすること、あるいは圧延の圧下率を小さくすること
が、有効であるが、上記したように、仕上げ温度を高く
するか、または圧下率を下げると、ミクロ組織が微細化
せずに靱性が劣化することが、問題となる。

【００４７】これに対して、この発明に従う成分組成で
は、圧延を行わなくても、靱性に有利である、微細なグ
ラニュラーベイニティック組織が得られるから、仕上げ
温度を高くかつ圧下量が少なくても靱性が劣化すること
はなく、また調質を行うことなく均質かつ微細な組織が
得られる。従って、この発明では、仕上げ温度を高くし
ても従来のような悪影響を受けることがないから、仕上
げ温度を高くすることによって、靱性を犠牲にすること
なしに、Ｌ−Ｃ強度差を小さくできるのである。

【００４８】ここで、Ｃ：0.013 wt％、Mn：1.60wt％、
Ni：0.3 wt％、Nb：0.045 wt％、Ｂ：0.0015wt％および
Cu：0.5 wt％を含有する発明鋼（Ａ）、Ｃ：0.15wt％、
Si：0.3 wt％、Mn：1.4 wt％、Ｖ：0.05wt％およびNb：
0.015 wt％を含有する従来鋼（Ｂ）、そしてＣ：0.022
wt％、Si：0.30wt％、Mn：1.75wt％、Nb：0.043 wt％、
Ti：0.0015wt％およびＢ：0.0012wt％を含有する比較鋼
（Ｃ）につき、同様の工程にて厚さ100 mmに仕上げた鋼
板を、1150℃で１ｈ加熱し、次いで種々の仕上温度にて
30％の圧延を施したのち空冷し、70mm厚の鋼板とし、か
くして得られた鋼板の板厚の1/2 および1/4 のところか
ら採取した試験片について、各種の機械的性質を調査し
た。その結果を表１に示すように、発明鋼は仕上温度を
Ｌ−Ｃ強度差が小さくなる800 ℃以上としても、靱性が
劣化することはない。

【００４９】

【表１】

【００５０】

【実施例】表２に示す種々の成分組成に調整した鋼スラ
ブを用いて、表３に示す条件に従って、厚鋼板を製造し
た。

【００５１】かくして得られた各厚鋼板について、引張
試験およびシャルピー試験を行って、その機械的性質を
調査した。また、HAZ のじん性を評価するため、鋼板を
1400℃に加熱後800 ℃から500 ℃まで15ｓで冷却する熱
サイクル（50mm厚鋼板を45kJ／cmの入熱量で溶接したと
きのHAZ の熱履歴に相当）を施してから、シャルピー試
験片を採取し、０℃でのシャルピー吸収エネルギーを測
定した。また、鋼材の溶接性を評価するため、ｙ形溶接
割れ試験によって割れ阻止温度およびHAZ 最高硬さを調
査した。なお、ｙ形溶接割れ試験は、JIS Ｚ3158に準拠
して行い、最高硬さ試験は、室温で溶接してから、JIS
Ｚ3101に準拠して測定した。さらに、厚み方向の強度の
ばらつきを評価するため、鋼板断面の硬さを表面より２
mmピッチにて測定して板厚方向の硬さ分布を調査し、そ
の最大地と最小地との差ΔＨｖでばらつきを評価した。

【００５２】これらの各調査結果を、表４に示すよう
に、この発明に従って得られた厚鋼板は、570MPa以上の
引張強さを有しかつ靱性も良好であり、また組織が均一
になるため、厚み方向の硬さのばらつきが極めて小さい
ことがわかる。

【００５３】

【表２】

【００５４】

【表３】

【００５５】

【表４】

【００５６】

【発明の効果】この発明によって得られる鋼材は、工業
的規模での生産における冷却工程で用いられる、いずれ
の冷却速度によっても、材質がばらつくことはない。従
って、今後需要増が予想される、厚み方向の材質ばらつ
きが極めて少なくかつ溶接性に優れる高強度高靱性鋼材
を、工業的に安定して供給できる。なお、この発明は形
鋼の分野にも有利に適合する。

【図面の簡単な説明】

【図１】微細なグラニュラーベイニティックフェライト
組織を示す顕微鏡組織写真である。

【図２】厚鋼板における冷却速度と強度との関係を示す
図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者天野虔一岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (56)参考文献特開平８−144019（ＪＰ，Ａ) 特開平６−220576（ＪＰ，Ａ) 特開平９−256047（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−65021（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−132421（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−67717（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−77528（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−80752（ＪＰ，Ａ) 特許3376195（ＪＰ，Ｂ２) 特許3288572（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C21D 6/00,8/00 - 8/10 C22C 38/00 - 38/60

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｃ：0.001 〜0.025 wt％、 Mn：1.0 〜3.0 wt％、 Ti：0.005 〜0.03wt％、 Nb：0.005 〜0.20wt％、Ｂ：0.0003〜0.0050wt％および Al：0.01〜0.100 wt％を、130 Mn＋2500Nb≧296 の下に含有し、残部鉄および
不可避的不純物からなる鋼素材を、Ａ_c3点〜1350℃の温
度に加熱後、最終仕上げ温度：800 ℃以上にて熱間圧延
を終了し、次いで10℃／ｓ以下で冷却することを特徴と
する強度および靱性のばらつきが少なくかつ溶接性に優
れる高強度高靱性厚鋼材の製造方法。
【請求項２】請求項１において、鋼材が、さらにＶ：0.04〜0.15wt％およびＮ：0.0035〜0.0100wt％を含有する組成になる材質ばらつきが少なくかつ溶接性
に優れる高強度高靱性厚鋼材の製造方法。
【請求項３】請求項１または２において、鋼材が、さら
に Si：0.60wt％以下、 Cr：0.2 wt％以下、 Ni：0.05〜2.0 wt％以下、 Mo：0.5 wt％以下、Ｗ：0.5 wt％以下および Cu：0.05〜0.7 wt％のうちから選んだ１種または２種以上を含有し、かつ13
0 Mn−13Ni＋2500Nb＋55Cu≧296 を満足する組成になる
材質ばらつきが少なくかつ溶接性に優れる高強度高靱性
厚鋼材の製造方法。
【請求項４】請求項１において、鋼材が、さらに、Ｖ：0.005 〜0.04wt％を含有する組成になる材質ばらつきが少なくかつ溶接性
に優れる高強度高靱性厚鋼材の製造方法。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれかにおいて、鋼
材が、さらに REM：0.02wt％以下および Ca：0.006 wt％以下の１種または２種を含有する組成になる材質ばらつきが
少なくかつ溶接性に優れる高強度高靱性厚鋼材の製造方
法。