CN116670305A - 钢板桩及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明稳定地以高生产率提供一种高强度且高韧性的钢板桩。具有规定的成分组成，微观组织为铁素体主体组织，该铁素体的平均粒径为15μm以下，且最大粒径为40μm以下，岛状马氏体在上述微观组织中所占的面积率为1.0％以下，屈服强度为440MPa以上，且vTrs为－10℃以下。

Description

钢板桩及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种在土木·建筑领域中作为永久结构物或临时结构物应用的钢板桩及其制造方法。
背景技术
钢板桩在用于码头、挡土墙的情况下承受高负荷，因此要求强度、韧性。例如可使用屈服强度(以下为YP)为290MPa以上或者390MPa以上的钢板桩。另一方面，在更恶劣的环境下，有时需要具有YP440MPa以上的强度的钢板桩。
在制造高强度且高韧性的钢材制品时，通常的方法是添加合金元素、在奥氏体的未再结晶区域进行轧制。然而，在具有复杂的形状的钢板桩的制造中，从成型性的观点考虑，以在变形阻力更小的高温下进行轧制·成型为目标，有时会限制添加能增加变形阻力的合金。
在钢板桩的JIS标准(SYW)中对0℃下的夏比吸收能量进行了规定。然而，即使在日本的寒冷期等低于0℃的环境下也会使用钢板桩，因此预计今后会要求更高韧性的钢板桩。
在以上的背景下进行了高强度且高韧性的钢板桩的研究开发。
即在专利文献1中提出了通过采用添加了Nb的成分组成而得到YP440MPa以上且高韧性的钢板桩。
另外，在专利文献2中提出了如下的钢板桩，通过采用同时添加了Nb和V的成分组成，控制在1000℃以下的压下率，从而优化了铁素体的平均粒径、岛状马氏体的面积率以及析出物的个数密度，达到YP440MPa以上且高韧性。
专利文献3中与专利文献2同样地提出了一种钢板桩，采用同时添加了Nb和V的成分组成，将在900℃以下的累积压下率设为90％以上，优化铁素体的平均粒径、析出物的个数密度，从而得到YP460MPa以上且高韧性。
另一方面，专利文献4中提出了一种钢板桩，通过将不可避免的杂质中的Nb限制在0.005％以下，从而得到YP340MPa以上且高韧性。
在专利文献5或者6中提出了一种钢板桩，通过对热轧中或轧制结束后规定的位置进行水冷，从而得到YP440MPa以上且vTrs为－10℃以下。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018－83963号公报
专利文献2：日本特开2018－90845号公报
专利文献3：日本特开2014―118629号公报
专利文献4：日本特开2002－294392号公报
专利文献5：日本特开2007－332414号公报
专利文献6：日本特开2008－221318号公报
发明内容
专利文献1、2和3记载的技术是通过制成添加了Nb的成分组成而得到高强度且高韧性的钢板桩。然而，无论是固溶还是析出状态，Nb都有增加热轧时的变形阻力的趋势，需要严格地进行热轧时的形状控制。另外，专利文献2和3记载的技术中铁素体的粒径以平均值来规定。然而，Nb抑制奥氏体的再结晶，有时析出状态产生偏差，铁素体粒成为有直径差的混晶。因此，也要求稳定地得到高韧性。
另一方面，专利文献4中提出了一种钢板桩，通过限制轧制温度、最终道次的压下率来促进奥氏体的完全再结晶，并且得到均匀的组织，从而得到YP340MPa以上且高韧性的钢板桩。但是，YP小于440MPa，要求进一步提高YP。
在专利文献5或者6中，为了得到YP440MPa以上且vTrs为－10℃以下的钢板桩，需要进行规定部的水冷。因此，弯曲、翘曲等形状变化成为不可避免的课题。
本发明解决上述的课题，目的在于稳定地以高生产率提供高强度且高韧性的钢板桩。在此，高强度是指例如YP为440MPa以上，并且高韧性是指vTrs为－10℃以下。另外，vTrs是通过基于JIS Z2242的夏比冲击试验测定的断面转变温度(延展性断面率为50％的温度)，以下也称为延展性断面率50％的断面转变温度。
本发明人等为了得到高强度且韧性更优异的钢板桩，不使用Nb而将V作为必需成分，进而不仅关注热轧时的温度控制、累积压下率的管理，还关注高温区域的每1道次的平均压下率，进行了深入研究。其结果找到了通过优化轧制条件，使组织均匀地微细化，并且利用V析出物的分散强化，提供YP440MPa以上的高强度、vTrs为－10℃以下的高韧性的钢板桩的方法。
本发明的主旨如下。
1.一种钢板桩，具有如下的成分组成，以质量％计含有C：0.05～0.18％、Si：0.05～0.55％、Mn：1.00～1.65％、sol.Al：0.080％以下、V：0.050～0.300％以及N：0.0010～0.0060％，剩余部分为Fe和不可避免的杂质，作为该不可避免的杂质的P、S以及B为P：0.025％以下、S：0.020％以下以及B：0.0003％以下，
微观组织为铁素体主体组织，铁素体的平均粒径为15μm以下且最大粒径为40μm以下，岛状马氏体在上述微观组织中所占的面积率为1.0％以下，
屈服强度为440MPa以上且vTrs为－10℃以下。
2.根据上述1所述的钢板桩，其中，上述成分组成以质量％计进一步含有Cu：0.50％以下、Ni：0.50％以下、Cr：0.50％以下、Mo：0.30％以下、Ca：0.0050％以下、Nb：0.005％以下、Ti:0.025％以下以及REM：0.005％以下中的1种或者2种以上。
3.一种钢板桩的制造方法，用于制造如下的钢板桩，微观组织是铁素体主体组织，铁素体的平均粒径为15μm以下且最大粒径为40μm以下，岛状马氏体在上述微观组织中所占的面积率为1.0％以下，屈服强度为440MPa以上且vTrs为－10℃以下，
钢板桩的制造方法中，将具有如下成分组成的钢坯材加热到1200℃～1350℃，所述成分组成以质量％计含有C：0.05～0.18％、Si：0.05～0.55％、Mn：1.00～1.65％、sol.Al：0.080％以下、V：0.050～0.300％以及N：0.0010～0.0060％，剩余部分为Fe和不可避免的杂质，作为该不可避免的杂质的P、S和B为P：0.025％以下、S：0.020％以下以及B：0.0003％以下，
对该钢坯材实施热轧，在该热轧中，
900℃～1150℃的每1道次的平均压下率为10％以上，
800℃～1150℃的累积压下率为60％以上，并且中间轧制的结束温度为650℃～900℃。
这里，中间轧制是指从粗轧之后到精轧之前的轧制，在中间轧制中，主要将成为腹板的部分沿厚度方向压下进行厚度的调整。
4.根据上述3所述的钢板桩的制造方法，其中，上述成分组成以质量％计进一步含有Cu：0.50％以下、Ni：0.50％以下、Cr：0.50％以下、Mo：0.30％以下、Ca：0.0050％以下、Nb：0.005％以下、Ti:0.025％以下以及REM：0.005％以下中的1种或者2种以上。
根据本发明，能够稳定地以高生产率提供一种YP440MPa以上且vTrs为－10℃以下的高强度且高韧性的钢板桩，因此工业上非常有用。
附图说明
图1是表示钢板桩的截面形状的图。
图2是表示帽型钢板桩的热轧工序中的代表性的孔型的图。
具体实施方式
[成分组成]
首先，阐述基于本发明的一个实施方式的钢板桩的成分组成的限定理由。应予说明，在以下的说明中各元素的含量的“％”的表示只要没有特别说明，全部是指“质量％”。
C：0.05～0.18％
C是在钢中与V和N结合，作为V(C，N)稳定地确保母材的强度所需要的元素，需要以0.05％以上添加。另一方面，如果C含量超过0.18％，则生成包含岛状马氏体的贝氏体，岛状马氏体的增加导致大幅降低韧性。另外，析出物过剩，韧性进一步降低。因此，将C含量设为0.05～0.18％。并且，C含量优选为0.10％以上。另外，C含量优选为0.16％以下。
Si：0.05～0.55％
Si是通过固溶强化来提高母材的强度的元素，需要以0.05％以上含有。另一方面，如果Si含量过剩，则促进降低韧性的岛状马氏体的生成。因此，将Si含量设为0.55％以下。因此，将Si含量设为0.05～0.55％。并且，Si含量优选为0.10％以上。另外，Si含量优选为0.50％以下。
Mn：1.00～1.65％
Mn与Si同样是具有提高钢的强度的比较廉价的元素，是高强度化所需的元素。然而，如果Mn含量小于1.00％，则其效果变小。另一方面，如果Mn含量超过1.65％，则促进包含岛状马氏体的上部贝氏体的生成，大大损害韧性。因此，将Mn含量设为1.00～1.65％。并且，Mn含量优选为1.10％以上。另外，Mn含量优选为1.60％以下。
sol.Al：0.080％以下
Al是作为脱氧剂添加的元素。然而，作为Al的脱氧剂的效果以sol.Al计超过0.080％时饱和。因此，以0.080％以下含有sol.Al。sol.Al优选以0.060％以下含有。对于sol.Al的下限没有特别限定，为了脱氧，优选以0.001％以上含有sol.Al。sol.Al更优选为以0.003％以上含有。
V：0.050～0.300％
V是在轧制中或者冷却中作为V(C，N)在奥氏体中析出而有助于形成铁素体的核生成位点，具有使晶粒微细化的效果的重要的元素。另外，V具有通过作为析出物的分散强化来提高母材强度的作用，是为了确保强度和韧性必需的元素。为了提高上述的效果，需要将V含量设为0.050％以上。另一方面，如果V含量超过0.300％，则有助于析出脆化，大大损害母材韧性。因此，将V含量设为0.050～0.300％。并且，V含量优选为0.075％以上。V含量进一步优选超过0.080％。另外，V含量优选为0.200％以下。
N：0.0010～0.0060％
N是在钢中与V和C结合，作为V(C，N)对提高母材强度有用的元素，需要含有0.0010％以上。然而如果N含量超过0.0060％，则形成的碳氮化物粗大化而大大损害母材韧性。因此，将N含量设为0.0010～0.0060％。并且，N含量优选为0.0015％以上。另外，N含量优选为0.0055％以下。
以上是本发明的一个实施方式的钢板桩中成为基本的成分组成，但可以根据需要含有1种或者2种以上的如下的元素。
Cu：0.50％以下
Cu是能够通过固溶强化实现钢的进一步的高强度化的元素。为了得到这样的效果，优选Cu含有0.01％以上。其中，Cu含量超过0.50％时，容易产生Cu裂纹。因此，在作为钢的成分组成含有Cu的情况下，优选将Cu含量设为0.50％以下。
Ni：0.50％以下
Ni与Cu同样是在钢中固溶而不会使延展性、韧性劣化而实现钢的高强度化的元素。为了得到这样的效果，优选含有Ni为0.01％以上。特别是通过将Ni与Cu复合添加来抑制Cu裂纹。因此，Ni优选与Cu复合添加。另一方面，如果Ni含量过剩，则有助于岛状马氏体的生成。另外，Ni为昂贵的元素。因此，Ni含量优选为0.50％以下。
Cr：0.50％以下
Cr是客通过固溶强化实现钢的进一步的高强度化的元素。为了得到这样的效果，优选含有Cr为0.01％以上。另一方面，如果Cr含量过量，则促进岛状马氏体的生成。因此，Cr含量优选为0.50％以下。
Mo：0.30％以下
Mo是可以通过固溶强化实现钢的进一步的高强度化的元素。为了得到这样的效果，优选含有Mo为0.01％以上。另一方面，如果Mo含量过度，则促进岛状马氏体的生成。因此，Mo含量优选为0.30％以下。
Ca：0.0050％以下
Ca与S、O结合而减少钢中的MnS。由此，能够实现钢的韧性和延展性的提高。为了得到这样的效果，优选含有Ca为0.0005％以上。另一方面，如果Ca含量超过0.0050％，则清洁度降低，韧性往往会降低。因此，优选将Ca含量设为0.0050％以下。
Nb：0.005％以下
Nb在轧制中作为Nb(C，N)在奥氏体中析出，具有抑制奥氏体的再结晶、使晶粒微细化的效果。为了得到这样的效果，优选含有Nb为0.001％以上。另一方面，无论是固溶或析出状态，Nb有使热轧时的变形阻力增大的趋势。特别是如后所述，在将再结晶温度区域的每1道次的平均压下率设为10％以上的情况下，将Nb含量设为0.005％以下是有利的。因此，在作为钢的成分组成含有Nb的情况下，优选将Nb含量设为0.005％以下。
Ti:0.025％以下
Ti具有作为TiN在奥氏体中析出、使晶粒微细化的效果。为了得到这样的效果，优选含有Ti为0.001％以上。另一方面，如果Ti含量过量，则析出的TiN变得粗大，晶粒粗大化，因此韧性往往会降低。因此，优选将Ti含量设为0.025％以下。
REM：0.005％以下
REM(稀土元素)与Ca同样与S、O结合而减少钢中的MnS，能够实现钢的韧性、延展性。为了得到这样的效果，优选含有REM为0.001％以上。另一方面，如果REM含量超过0.005％，则清洁度降低，韧性往往降低。因此，优选将REM的含量设为0.005％以下。
对于基于本发明的一个实施方式的钢板桩的成分组成，以上的元素以外的剩余部分为Fe和不可避免的杂质。应予说明，对于上述的任意添加成分的元素，在其含量小于各优选下限值的情况下，将该元素为不可避免的杂质(作为不可避免的杂质包含)处理。另外，不可避免的杂质的合计量可以是通过一般的制造方法钢中不可避免地混入的程度的量，例如优选为0.050％以下，更优选为0.040％以下，对于不可避免的杂质中的P、S和B，如下所示设置含量的上限。
P：0.025％以下
P在钢中作为不可避免的杂质存在。然而，如果P含量过剩，则钢的韧性降低，P含量为0.025％以下。P含量越少，越优选，可以为0％，但是过度的P含量的减少会因精炼工序的长时间化而导致生产率的降低。因此，P含量更优选为0.005％以上。
S：0.020％以下
S与P同样在钢中作为不可避免的杂质含有，并且作为A系夹杂物存在。如果S含量过量，则夹杂物量过度增加，钢的韧性降低。因此，将S含量设为0.020％以下。S含量越少，越优选，可以为0％，但是过度的S含量的减少会因精炼工序的长时间化而导致生产率的降低。因此，S的含量更优选为0.002％以上。
B：0.0003％以下
B是在钢中在晶界偏析，具有提高晶界强度的效果的元素。在使用低品质的原料的情况下，存在在钢中含有超过0.0003％的B的情况。在该情况下，形成粗大的晶界析出物，并且淬透性增加，从而促进岛状马氏体的生成，韧性降低。因此，将B含量设为0.0003％以下。并且，B含量优选为0.0002％以下。应予说明，B含量越少越优选，可以为0％。
接下来，对基于本发明的一个实施方式的钢板桩的微观组织进行说明。这里，本发明的一个实施方式的钢板桩的微观组织将钢板桩的腹板规定为代表部位。腹板在钢板桩的各部位中，加工度最低，组织粗大，最难确保强度和韧性。因此，将腹板作为代表部位规定微观组织。应予说明，如果腹板的微观组织满足后述的条件，则可得到在本申请中作为目标的特性，因此在本发明的一个实施方式的钢板桩中，对腹板以外的部位的微观组织没有特别限定。另外，如果腹板的微观组织满足后述的条件，则可以说即使在腹板以外的部位也得到同样的微观组织的可能性很高。
作为该微观组织，重要的是铁素体的面积率、平均粒径以及最大粒径和岛状马氏体的面积率满足以下的条件。
[铁素体主体组织]
钢板桩的微观组织是铁素体主体组织。铁素体主体组织是指铁素体的面积率为70％以上的组织。如果铁素体的面积率小于70％，则存在硬质相增加，韧性降低的情况。铁素体的面积率的上限优选从确保强度的观点考虑小于90％。应予说明，对于铁素体以外的剩余部分组织，没有特别限定，但可举出包含珠光体、岛状马氏体的贝氏体组织、马氏体。铁素体以外的剩余部分组织的合计的面积率优选为30％以下。另外，铁素体以外的剩余部分组织的合计的面积率优选超过10％。其中，岛状马氏体的面积率需要如后所述限定。应予说明，各相的面积率可以按照后述的实施例记载的测定方法进行测定。
[铁素体的平均粒径为15μm以下且最大粒径为40μm以下]
在钢板桩的微观组织中，将铁素体的平均粒径设为15μm以下且将最大粒径设为40μm以下。在铁素体的平均粒径大于15μm或最大粒径大于40μm的情况下，难以确保韧性。应予说明，为了得到优异的韧性，优选铁素体的平均粒径为12μm以下且最大粒径为30μm以下。并且，更优选铁素体的平均粒径为10μm以下且最大粒径为25μm以下。应予说明，铁素体的平均粒径和最大粒径的下限没有特别限定。另外，铁素体的平均粒径和最大粒径可以按照后述的实施例记载的测定方法进行测定。
[岛状马氏体的面积率为1.0％以下]
在钢板桩的微观组织中，将岛状马氏体的面积率设为1.0％以下。岛状马氏体的面积率比1.0％多时，难以确保韧性。为了得到更优异的韧性，优选将岛状马氏体的面积率设为0.5％以下。岛状马氏体的面积率越少越优选，可以为0％，因此下限不特别设置。应予说明，岛状马氏体的面积率可以按照后述的实施例记载的测定方法进行测定。
接下来，对本发明的一个实施方式的钢板桩的制造方法进行阐述。
钢板桩通过利用加热炉加热具有上述的组成成分的板坯等钢坯材后，通过包含粗轧、中间轧制以及精轧的热轧进行制造。
图1的(a)中示出作为钢板桩的典型例的帽型钢板桩1。帽型钢板桩1具有腹板2、从该腹板2的两端倾斜地延伸的一对凸缘3和4、从两凸缘3和4的腹板2的相反侧与腹板2平行地延伸的臂部5和6、以及位于臂部5和6的两端部的爪部7和8。
以该帽型钢板桩的制造为例，将钢坯材加热后，分别通过粗轧、中间轧制和精轧，最终通过图2所示的孔型而成型。具体而言，在最初的粗轧中轧制多次钢坯材后，最终通过孔型13，制成钢板桩的大致形状。接着在中间轧制中，一边对成为腹板2、凸缘3和4、臂部5和6、爪部7和8的部分的厚度进行调整，一边最终通过孔型14。并且，在精轧中，主要进行包括爪弯曲成型的形状控制，最终通过孔型15，形成最终制品形状。
这样，热轧包括粗轧、中间轧制和精轧。其中，粗轧中提供钢板桩的大致形状。中间轧制是指从粗轧后到精轧(上述的例子中，爪弯曲成型(轧制))前的轧制，在中间轧制中，主要将成为腹板的部分沿厚度方向压下进行厚度的调整。精轧中，进行最终的形状控制，在上述的例子中包括爪弯曲成型。
应予说明，如上述所示的帽型钢板桩以外的钢板桩、例如图1的(b)所示的直线形钢板桩9那样，包括腹板厚度、爪部的制品形状有差异的钢板桩中，有时热轧的轧制道次数、轧制温度有差异，但通过粗轧、中间轧制和精轧(包含爪弯曲成型)进行制造没有根本上的差异，均包含在本发明的一个实施方式的钢板桩的制造方法中。这里，图1的(b)所示的直线形钢板桩9中，将位于左右爪部11和12之间的直线的部分作为腹板10。
并且，在热轧中，在将钢坯材加热到1200℃～1350℃后，900℃～1150℃的每1道的平均压下率为10％以上，800℃～1150℃的累积压下率为60％以上，中间轧制的精加工温度为650℃～900℃很重要。应予说明，以下的各温度规定全部以钢坯材、被轧制材的表面温度作为基准。钢坯材、被轧制材的温度可以通过放射温度计进行测定。
[钢坯材的加热温度：1200℃～1350℃]
进行热轧时，需要将钢坯材加热到1200℃～1350℃。如果加热温度小于1200℃，钢成分中的V的固溶变得不充分。由此，析出物变得粗大，难以确保强度和韧性。另外，热变形阻力上升，可能导致轧制断裂。另一方面，如果加热温度超过1350℃，则晶粒粗大，难以确保韧性。另外，加热时间增大，生产率降低。因此，钢坯材的加热温度为1200℃～1350℃。钢坯材的加热温度优选为1250℃～1350℃。
[900℃～1150℃的每1个道次的平均压下率为10％以上]
900℃～1150℃的每1个道次的平均压下率(以下，简称为平均压下率)为10％以上很重要。通过将平均压下率设为10％以上，促进奥氏体的再结晶，得到均匀且微细的晶粒。由此，YP和韧性显著提高。平均压下率优选为12％以上。
此外，平均压下率可以按照以下的式(1)计算。
R＝100{1－(Tf/Ts)1/n}……(1)
这里，R为平均压下率(％)，Tf和Ts分别为在900℃和1150℃的时刻的被轧制材料(相对于腹板的位置)的板厚(mm)，n为900℃～1150℃的轧制道次数。应予说明，该轧制道次数是对轧制开始温度和轧制结束温度中的至少一方为900℃～1150℃的范围的轧制道次数进行计数。例如轧制开始温度为1160℃、轧制结束温度为1100℃的轧制道次在该轧制道次数中计为1个道次。另外，上述板厚可以通过轧机的辊间隙来控制。
然而，认为通过如连轧那样由多台轧机进行的轧制中，奥氏体没有再结晶的时间而连续地被轧制，应变蓄积。因此，在这样的连续轧制中，将从咬入到脱离为止为1个道次。
另外，平均压下率从形状控制的观点考虑优选为20％以下。另外，平均压下率小于10％时，奥氏体的恢复或部分再结晶变得显著，晶粒粗大且成为混晶，因此可能难以确保韧性。
应予说明，如果热轧处于超过1150℃的温度区域，则奥氏体的晶粒生长大且微细化的效果小，因此在该温度区域下的压下率没有特别规定。另外，如果在后述的800℃～1150℃的温度区域得到所希望的累积压下率，则对于小于900℃的压下率，不需要特别规定。
[800℃～1150℃的累积压下率为60％以上]
上述以外，将800℃～1150℃的累积压下率(以下，也简称为累积压下率)设为60％以上很重要。如果该累积压下率小于60％，则最终的微观组织的铁素体的平均粒径比15μm大，难以确保韧性。累积压下率优选为70％以上。另外，不设置累积压下率的上限，但从辊的断裂风险的观点考虑，优选累积压下率为90％以下。
此外，累积压下率可以按照以下的式(2)进行计算。
R’＝100{1－(TL/Ts)}……(2)
这里，R’为累积压下率(％)，TL和Ts分别是在800℃和1150℃的时刻的被轧制材料(与腹板相当的位置)的板厚(mm)。
[中间轧制的结束温度为650℃～900℃]
形成腹板、凸缘的上述的中间轧制的结束温度(换言之，中间轧制的最终的轧制道次的结束温度)为650℃～900℃。如果中间轧制的结束温度超过900℃。则难以满足上述两个轧制条件中的任一个，最终发生微观组织的铁素体的平均粒径大于15μm或最大粒径大于40μm的情况，难以确保韧性。另一方面，如果中间轧制的结束温度小于650℃，则在中间轧制的轧制负荷变高，中间轧机的轧制辊断裂的风险变高。
应予说明，如上所述，中间轧制是指从粗轧之后到精轧(上述的例子中爪弯曲成型(轧制))之前的轧制。并且，中间轧制中，主要将成为腹板的部分沿厚度方向压下进行厚度的调整。另外，精轧中，进行最终的形状控制。即精轧不仅是指热轧的最终道次，而且在中间轧制后进行形状的最终调整的轧制工序。精轧是从造型性的观点出发而进行的，不会对特性产生大的影响，因此精轧的条件不特别规定。
本发明的一个实施方式的钢板桩的制造方法均不需要以强度和韧性的提高为目的的热轧的轧制(粗轧、中间轧制和精轧)中和热轧(精轧(爪弯曲轧制))后的加速冷却。即加速冷却产生了弯曲、翘曲这样的形状变化，因此生产上不优选。因此，热轧(精轧(爪弯曲轧制))后优选进行空冷。应予说明，从轧制中的形状控制的观点考虑，不可避免涉及的水、冷却床上的水雾水之类的冷却不会影响钢板桩的特性。
通过按照上述的条件进行成分组成的调整、轧制以及冷却，由此可以得到在钢板桩中得到YP440MPa以上的高强度且vTrs为？10℃以下的优异的机械特性。应予说明，对上述以外的制造条件没有特别限定，可以按照常规方法进行。例如粗轧、中间轧制以及精轧的轧制道次数分别优选5～20道次、1～5道次以及1～3道次。另外，900℃～1150℃的轧制道次例如包括基于粗轧和中间轧制的轧制道次。800℃～1150℃的轧制道次例如包括基于粗轧和中间轧制的轧制道次，并且可以任意地包括基于精轧的轧制道次。精轧结束温度优选为550～700℃。另外，本发明的一个实施方式的钢板桩包括帽型、U型、它们的组合以及直线型等而不取决于该截面形状，并且腹板厚度、爪部的形状没有特别限定。
实施例
以下，根据实施例，更具体地说明本发明的构成和作用效果。然而，本发明并不受下述的实施例限制，在可以在能够符合本发明的主旨的范围内也适当地变更，这些均包含在本发明的技术的范围内。
利用连续铸造机，准备表1所示的钢组成的钢坯材(剩余部分为Fe和不可避免的杂质)，按表2所示的条件进行加热和热轧，制造帽型钢板桩，所述帽型钢板桩具有图1所示的腹板2、从腹板2的两端倾斜地延长的一对凸缘3和4向与腹板2平行地向左右扩展的方向延长的臂部5和6、以及位于臂部5和6的两端部的爪部7和8。应予说明，热轧后的冷却通过空冷进行。另外，对于上述以外的条件，按照常规方法进行。
对得到的钢板桩实施钢板桩的微观组织的观察、拉伸试验和韧性试验。以下，对各评价方法进行说明。
<微观组织的观察>
从钢板桩的腹板的腹板厚1/4位置采取试验片，供于微观组织的观察。这里採取的试验片在观察之前对表面进行研磨，利用硝酸乙醇腐蚀。并且，使用光学显微镜，通过对腹板的厚度方向进行100倍的截面观察来鉴定组织的种类，在800μm×600μm的视场，利用分水岭算法的图像解析进行分别将铁素体、珠光体、以及贝氏体和马氏体转换为白、黑和灰这3个灰度的处理来区别，得到各组织的面积率。另外，铁素体的平均粒径同样通过利用分水岭算法进行图像解析，算出上述视场中的铁素体的各晶粒的面积，将各晶粒的当量圆直径设为铁素体的粒径，求出上述视场内的平均值。铁素体的最大粒径为上述视场内的当量圆直径中最大的值。应予说明，铁素体的平均粒径仅使用能够在上述视场内确认的以当量圆直径计粒径为3μm以上的晶粒进行计算。并且对于岛状马氏体的观察，通过对与上述相同的试验片进行电解腐蚀和硝酸乙醇这2步蚀刻处理来溶解渗碳体，使用SEM以倍率1000倍左右随机地观察10个视场以上，通过上述相同的图像解析，求出岛状马氏体的面积率。
<拉伸试验>
从钢板桩的腹板的腹板厚1/4位置，以拉伸方向为长度方向采取由JIS Z2201规定的JIS1A号拉伸试验片，按照JIS Z2241进行拉伸试验，求出屈服点(YP)和拉伸强度(TS)。
<韧性试验>
从钢板桩的腹板的腹板厚1/4位置采取JIS Z2202规定的2mmV缺口夏比冲击试验片，按照JIS Z2242进行夏比冲击试验。应予说明，冲击试验在－80～40℃的温度范围内进行，求出0℃的吸收能量(vE0)和延展性断面率50％的断面转变温度(vTrs)。
表2中一并示出上述调查的结果。使用满足规定的成分组成的适合钢，在规定的制造条件下制成的发明例的钢板桩的试验结果(表2中的No.1～17)均满足所希望的特性(屈服强度YP：440MPa以上，延展性断面率50％的断面转变温度vTrs：－10℃以下)。另外，发明例中均确认没有产生大的弯曲、翘曲等形状变化，能够稳定地以高生产率进行制造。
另一方面，不满足规定的成分组成或者不满足规定的制造条件或者上述均不满足的比较例(表2中的No.18～38)的屈服强度和延展性断面率50％的断面转变温度(vTrs)中的任一个值不满足要求特性。
符号说明
1：帽型钢板桩
2：腹板
3：凸缘
4：凸缘
5：臂部
6：臂部
7：爪部
8：爪部
9：直线形钢板桩
10：腹板
11：爪部
12：爪部
13：帽型钢板桩的粗轧的最终道次的孔型
14：帽型钢板桩的中间轧制的最终道次的孔型
15：帽型钢板桩的精轧的最终道次的孔型

Claims (4)

1.一种钢板桩，具有如下的成分组成，以质量％计含有C：0.05～0.18％、Si：0.05～0.55％、Mn：1.00～1.65％、sol.Al：0.080％以下、V：0.050～0.300％以及N：0.0010～0.0060％，剩余部分为Fe和不可避免的杂质，作为该不可避免的杂质的P、S和B为P：0.025％以下、S：0.020％以下以及B：0.0003％以下，
微观组织为铁素体主体组织，铁素体的平均粒径为15μm以下且最大粒径为40μm以下，岛状马氏体在所述微观组织中所占的面积率为1.0％以下，
屈服强度为440MPa以上且vTrs为－10℃以下。
2.根据权利要求1所述的钢板桩，其中，所述成分组成以质量％计进一步含有Cu：0.50％以下、Ni：0.50％以下、Cr：0.50％以下、Mo：0.30％以下、Ca：0.0050％以下、Nb：0.005％以下、Ti：0.025％以下以及REM：0.005％以下中的1种或者2种以上。
3.一种钢板桩的制造方法，用于制造如下的钢板桩，微观组织为铁素体主体组织，铁素体的平均粒径为15μm以下且最大粒径为40μm以下，岛状马氏体在所述微观组织中所占的面积率为1.0％以下，屈服强度为440MPa以上且vTrs为－10℃以下，
所述钢板桩的制造方法中，将具有如下成分组成的钢坯材加热到1200℃～1350℃，所述成分组成以质量％计含有C：0.05～0.18％、Si：0.05～0.55％、Mn：1.00～1.65％、sol.Al：0.080％以下、V：0.050～0.300％以及N：0.0010～0.0060％，剩余部分为Fe和不可避免的杂质，作为该不可避免的杂质的P、S和B为P：0.025％以下、S：0.020％以下和B：0.0003％以下，
对该钢坯材实施热轧，该热轧中900℃～1150℃的每1道次的平均压下率为10％以上，
800℃～1150℃的累积压下率为60％以上，并且中间轧制的结束温度为650℃～900℃。
4.根据权利要求3所述的钢板桩的制造方法，其中，所述成分组成以质量％计进一步含有Cu：0.50％以下、Ni：0.50％以下、Cr：0.50％以下、Mo：0.30％以下、Ca：0.0050％以下、Nb：0.005％以下、Ti：0.025％以下以及REM：0.005％以下中的1种或者2种以上。
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