JP2000345289A - オンライン型厚肉耐候性鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】板厚中心部の靭性が安定的に良好で、かつ溶接
性および溶接継手性能に優れたオンライン型厚肉耐候性
鋼板を提供する。 【解決手段】板厚中心部の欠陥が、鋼板幅１ｍに対して
１００個未満で、かつオーステナイト結晶組織の平均粒
径ｄγが下記（１）式を満たし、かつ最大粒径が１００
μｍ以下であることを特徴とする、安定した靭性を有す
るオンライン型厚肉耐候性鋼板。 ｄγ（μｍ）≦１．４×１０⁶ ／（３０＋０．２５×Ｙ
Ｓ）² …（１） 但し、ＹＳは鋼板の降伏応力または０．２％耐力（Ｎ／
ｍｍ² ）を表す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は連続鋳造により製造
される橋梁、圧力容器、倉庫、建築物などの溶接構造物
に用いられる厚肉耐候性鋼板で、更に詳しくは加工熱処
理、加速冷却、直接焼入れなどオンライン型工程により
製造される厚鋼板に関する。圧延後オフラインにて焼準
熱処理、焼鈍熱処理、焼入れ熱処理が施される耐候性鋼
板は本発明の対象から外れる。

【０００２】

【従来の技術】溶接構造物に用いられる高張力鋼におい
ては厚肉化の要望は従来より多く、これまでに特公昭５
１−１０５６８号公報、特開平２−１７０９１７号公報
などオフライン熱処理工程を前提とした技術で数多く検
討されてきた。

【０００３】しかし、オフライン熱処理型の厚肉高張力
鋼板は、そのＣ量が０．１〜０．２％で、合金添加量も
多いことから一般的に溶接性は良好とは言えず、また、
オフライン熱処理工程と相俟って高製造コストになって
いるのが現状である。

【０００４】溶接性の改善には、Ｃ量の低減が有効であ
るが、高価な合金元素添加量の増量やＢ添加が必要とな
り、それぞれコスト高や溶接継手熱影響部の硬化に伴う
靭性低下などが懸念される。しかしながら、溶接性の改
善は溶接構造物のトータルコスト低減をもたらすため、
製造コストの上昇や溶接継手部の健全性を損なわずに、
厚肉化する技術に対する潜在的要望は強い。

【０００５】特に、耐候性鋼板は、合金元素添加量が多
く、基本的に溶接性に劣り、更に最近の省力化橋梁に用
いられる場合、ＪＩＳＧ３１１４「溶接構造用耐候性熱
間圧延鋼材」に規定される適用板厚の上限（５０ｍｍ）
を超える厚肉材が要求されるようになり、溶接性に優れ
た厚肉材の開発が急務となっている。

【０００６】オンライン型高張力鋼板はこの要望に応え
るための技術の一つであるが、オフライン熱処理を実施
しないことから変態前のオーステナイト結晶が一般的に
粗粒であり、板厚中心部（１／２ｔ）の靭性確保が難し
いとされている。

【０００７】特に、連続鋳造鋼片から板厚の厚い鋼板を
製造する場合、国内外で稼働している厚鋼板製造事業所
が保有する大型圧延設備をもってしても、板厚が７５ｍ
ｍを越えると板厚中心部に作用する圧縮応力が表層や１
／４ｔ部と比ベて著しく減少する。さらに、連続鋳造鋼
片厚さが、おおむね３００ｍｍ以下のため、圧下量を大
きくとれず、鋼片厚中心部のポロシティー（ザク性欠
陥）の圧着／消失および、ＣＲ効果の活用による制御圧
延を用いた組織制御が困難となることが、靭性の低下と
不安定性の原因とされている。

【０００８】特開昭５７−１２７５０４号公報、特開平
５−２６１４０３号公報、特開平５−２６１４０４号公
報は粗圧延工程で異形断面鋼片を得て圧延方法の工夫に
より効率よくセンターポロシティの圧着を図る製造技術
である。また、特開昭５６−８４１０４号公報、特開昭
６１−２３８４０４号公報、特開平２−５５６０５号公
報、特開平５−２２８５０２号公報は高形状比強圧下圧
延や低速圧延、被圧延材の表面と中心部の温度差による
変形抵抗の差異の活用により超音波欠陥として検出され
るサイズのセンターポロシティの低減を図った。

【０００９】特開昭６０−５６０１７号公報、特開平３
−４４４１７号公報は、温度差による変形抵抗の差異を
活用した圧延、さらには、連続鋳造方法の改善と高形状
比強圧下圧延を組み合わせることによりセンターポロシ
ティの軽減を図りつつ靭性の改善を図った。しかし、い
ずれも靭性のバラツキについて具体的にふれていない
上、前者はその適用板厚が８０ｍｍに留まる。

【００１０】特開昭６３−２４３２２０号公報、特開昭
６３−３０７２１６号公報、特開平５−２２８５０６号
公報は、上述の温度差圧延の適用、さらには被圧延材の
表層部冷却−復熱過程を活用して板厚中心部の組織制
御、特に制御圧延（ＣＲ）の効果を高めることで靭性改
善を図ったが、同様にバラツキについては言及されてい
ない。また、同様の技術にセンターポロシティの低減を
加味して靭性改善を図った特開昭６４−５７９０１号公
報の適用板厚は５０ｍｍに留まる。

【００１１】特開昭６３−５０４２１号公報〜特開昭６
３−５０４２８号公報は、低温加熱鋼片を圧延工程中に
Ａｒ₃ 〜Ａｒ₃ ＋１５０℃の温度に再加熱し被圧延材の
板厚方向の温度分布の均一化を図った。これらの技術の
着眼点は制御圧延効果の板厚方向の均質化であり、板厚
中心部と表層部の機械的性質差異の低減が目的である。
特開昭５９−２１１５２９号公報は板厚７０ｍｍを越え
る厚肉化に際して、低温加熱と高形状比強圧下圧延によ
り組織の微細化を図り板厚中心部の靭性改善を図った。
この製造技術により５０キロ級厚肉高張力鋼板にて良好
な靭性を達成したが、その安定性は言及されていない。

【００１２】特開昭６０−２５８４１０号公報、特開平
３−１３５２４号公報、特開平４−１６５０１５号公
報、特開平８−２９５９２８号公報、特開平８−３０２
４２７号公報は、いずれも低温加熱と制御圧延条件また
はさらに強圧下圧延を組み合わせた製造技術により厚肉
高張力鋼を提供したが同様に板厚中心部の靭性の安定性
に関する配慮はなされていない。

【００１３】特開平８−３２５６６８号公報、特開平９
−１３１４３号公報、特開平１０−１７９２９号公報は
板厚中心部の靭性確保を組織最適化さらには高形状比強
圧下圧延を組み合わせて達成した６００Ｎ／ｍｍ² 級鋼
とその製造方法に関する技術であるが、センターポロシ
ティに関する配慮は認められない。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、厚
肉高張力鋼板を対象にその板厚中心部の靭性を改善する
観点から、センターポロシティの低減や制御圧延効果の
確保に主眼を置いた組織制御の提案がいくつかなされて
いる。しかし板厚中心部の靭性およびその安定性はこれ
ら双方の影響を受けるにもかかわらず、これらを同時に
解決しようとする技術は提案されていない。溶接構造用
耐候性鋼の場合は現状のＪＩＳＧ３１１４規格に示され
る溶接構造用耐候性熱間圧延鋼材に規定される板厚上限
が５０ｍｍであることより、それを超える板厚の鋼材製
造技術に関しては、上述した板厚中心部の靭性およびそ
の安定性の確保を含めて全く明らかにされていない。

【００１５】そこで、本発明ではこの課題を解決するた
めに必要な組織因子を明確にし、板厚中心部の靭性が安
定的に良好な厚肉耐候性鋼板を提供することを目的とす
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは連続鋳造鋼
片より製造される厚肉耐候性鋼の板厚中心部の靭性につ
いて、その支配因子を調査し、以下の知見を得た。

【００１７】（１）ＵＳＴ（超音波探傷試験）の検出限
界をはるかに下回る０．１ｍｍ程度以下の微細なセンタ
ーポロシティ（未圧着ザク性欠陥）が顕著な靭性値のバ
ラツキをもたらすこと。

【００１８】（２）変態前のオーステナイト結晶粒の微
細化が靭性を著しく改善すること。 （３）センターポロシティの軽減と結晶粒微細化を同時
に達成することにより靭性におよぼすこれらの効果が相
乗的に働きバラツキの大幅な軽減とともに良好な靭性を
確保できること。

【００１９】すなわち、本発明者らは引張強さ５００Ｎ
／ｍｍ² 級を越える厚肉耐候性鋼板について、靭性およ
びそのバラツキにおよぼす組織因子の影響や結晶粒径と
降伏強度の影響を定量的に把握し、併せて、センターポ
ロシティの存在確率との関係を明確にした。さらに、析
出炭化物の凝集粗大を抑えて微細分散を促すための化学
成分を明らかにし、破壊発生特性の改善も併せて、靭性
改善と安定性確保を達成した。本発明はこれらの成果に
更に強度、溶接性、溶接継手性能を確保するための必要
要件を具体化して完成されたものである。

【００２０】１． 板厚中心部の欠陥が、鋼板幅１ｍに
対して１００個未満で、かつオーステナイト結晶組織の
平均粒径ｄγが下記（１）式を満たし、かつ最大粒径が
１００μｍ以下であることを特徴とするオンライン型厚
肉耐候性鋼板。

【００２１】 ｄγ（μｍ）≦１．４×１０⁶ ／（３０＋０．２５×ＹＳ）² …（１） 但し、ＹＳは鋼板の降伏応力または０．２％耐力（Ｎ／
ｍｍ² ）を表す。

【００２２】２． 鋼成分として、重量％で、Ｃ：０．
０６〜０．１％と、Ｓｉ：０．１５〜０．５５％、Ｍ
ｎ：０．５〜１．４％と、Ｃｕ：０．２〜０．５％、Ｎ
ｉ：０．０５〜０．３％、Ｃｒ：０．３〜０．８％、Ａ
ｌ：０．０１〜０．１％と、Ｎ：０．００１〜０．００
６％とを含有し、かつＰｃｍ値が０．２２％未満である
ことを特徴とする、溶接性に優れた１に記載のオンライ
ン型厚肉耐候性鋼板。

【００２３】但し、Ｐｃｍ＝Ｃ＋Ｓｉ／３０＋Ｍｎ／２
０＋Ｃｕ／２０＋Ｎｉ／６０＋Ｃｒ／２０＋Ｍｏ／１５
＋Ｖ／１０＋５Ｂ ３． 鋼成分として、重量％でさらに、Ｂ＜０．０００
３％に規制することを特徴とする、溶接性および溶接継
手靭性に優れた、２に記載のオンライン型厚肉耐候性鋼
板。

【００２４】４． 鋼成分として、重量％でさらに、Ｎ
ｂ：０．００５〜０．０５％、Ｖ：０．０１〜０．１％
のうちの１種以上を含有し、かつＴｉ＜０．００５％に
規制し、下記（２）式を満たすことを特徴とする２また
は３記載の溶接継手靭性および溶接性に優れるオンライ
ン型厚肉耐候性鋼板。

【００２５】 ２００（５Ｃｅｑ＋１０Ｎｂ＋４Ｖ）≧ｔ＋３５０…（２） 但し、Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｍｎ／６＋Ｓｉ／２４＋Ｎｉ／４０
＋Ｃｒ／５＋Ｍｏ／４＋Ｖ／１４、ｔ：鋼板厚（ｍｍ） ５． 鋼成分として、重量％でさらに、Ｎｂ：０．００
５〜０．０５％、Ｖ：０．０１〜０．１％のうちの１種
以上を含有し、かつＴｉ＜０．００５％に規制し、Ｍ
ｏ：０．１５％以下を含み、下記（３）式を満たすこと
を特徴とする２または３記載の溶接継手靭性および溶接
性に優れるオンライン型厚肉耐候性鋼板。

【００２６】 ２００（５Ｃｅｑ＋１０Ｎｂ＋４Ｖ）≧ｔ＋３５０…（３） 但し、Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｍｎ／６＋Ｓｉ／２４＋Ｎｉ／４０
＋Ｃｒ／５＋Ｍｏ／４＋Ｖ／１４、ｔ：鋼板厚（ｍｍ）

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明は、従来のオンライン型厚
肉耐候性鋼板の欠点であった板厚中心部の靭性の絶対値
とその不安定性さを解消するため、センターポロシティ
残存確率、オーステナイト結晶粒径、及び鋼組成を特定
し、未圧着ザクの低減及び組織の微細化が達成され、板
厚中心部の靭性が安定的に良好な厚肉耐候性鋼板を提供
することができる。

【００２８】靭性の安定性／バラツキに対する考え方と
して、本発明では、オンライン熱処理型で供給される当
該耐候性鋼板の板厚方向１／４ｔの位置で−５℃でのシ
ャルピー衝撃試験による吸収エネルギー値が素材性能の
上限値である２５０〜３５０Ｊを有することを踏まえ
て、３本以上の複数試験結果から確率的に３本の試験結
果の最低値と等価な値（ＭＯＴＥ）が２００Ｊ以上であ
ることを、安定しバラツバラツキが少ないことと定義し
た。なお、ＭＯＴＥによる靭性評価方法は、日本溶接協
会から高張力鋼板の靭性評価試験であるＣＴＯＤ試験を
対象に、その結果のバラツキを除外する手段として提案
（ＷＥＳ１１０９−１９９５）されている。

【００２９】以下に本発明の構成要件の限定理由と作用
効果について説明する。

【００３０】（１）センターポロシティ及びオーステナ
イト結晶粒径 ａ．センターポロシティ：板厚中心部の欠陥（センター
ポロシティ残存確率）が鋼板巾１ｍに対して１００個未
満 極厚鋼板の圧延方法に見られる従来技術の主目的はＵＳ
Ｔ欠陥の減少、消失であり、靭性改善に着目した技術も
そのバラツキ解消にまでは言及していない。本発明の技
術思想の根幹を為すこの要件は、ＵＳＴ欠陥として検出
されるサイズを著しく下回る０．１ｍｍ程度以下の未圧
着ザク性欠陥（図１は本発明におけるこのような微小欠
陥の検出方法を示すものであり、厚肉鋼板より全厚×任
意巾×１０ｍｍ程度の試験片を採取し、板厚中心を頂点
とした曲げ試験により評価する。）の残存頻度に関す
る。

【００３１】図２にセンターポロシティの残存頻度（個
／ｍ）と結晶粒径が靭性のバラツキ／安定性に与える影
響をとりまとめて示す。この図より解るように、オース
テナイト粒径の最大値を小さく抑えてもセンターポロシ
ティ残存確率を１００個／ｍ未満に規制しなければ−５
℃でのシャルピー吸収エネルギーのＭＯＴＥ値（確率論
的に試験数３本の最小値）で２００Ｊ以上を得ることが
できず、安定して良好な靭性を有するとは言えない。

【００３２】さらにセンターポロシティ残存確率を５０
個／ｍ未満に規制すれば、−５℃でのシャルピー吸収エ
ネルギーのＭＯＴＥ値を２５０Ｊ以上、さらには３００
Ｊ以上に改善することができる。故に、板厚中心部の欠
陥（センターポロシティ残存確率）は鋼板巾１ｍに対し
て１００個未満、好ましくは５０個未満、さらに好まし
くは２５個未満に規制する。

【００３３】ｂ．オーステナイト結晶粒径：オーステナ
イト結晶組織の平均粒径ｄγが下記（１）式を満たし、
かつ最大粒径が１００μｍ以下である。

【００３４】 ｄγ（μｍ）≦１．４×１０⁶ ／（３０＋０．２５×ＹＳ）² …（１） 但し、ＹＳは鋼板の降伏応力または０．２％耐力（Ｎ／
ｍｍ² ）を表す。

【００３５】本発明の技術思想で、上述のセンターポロ
シティとともに重要な要件が変態前のオーステナイト結
晶粒径に関する考え方であり、これは、平均粒径と最大
粒径それぞれについて規定される。変態前のオーステナ
イト組織のサイズは、その後の変態組織を司る観点から
従来よりその重要性が指摘されてきたが、オフライン熱
処理型高張力鋼板では熱処理温度を低温オーステナイト
域に設定することで変態前のオーステナイト結晶粒径を
細粒に留めることが容易である。

【００３６】ところが本発明が対象とするオンライン型
耐候性鋼板では、オフライン熱処理を施さないことが特
徴であり、変態前のオーステナイト組織のサイズは加
熱、圧延条件により大きく変化する。靭性は、変態前の
オーステナイト組織のサイズとともに鋼板の強度の影響
を受けるので、優れた靭性を有する鋼板を得るためには
特定の強度に対して必要な組織の指標を明らかにしなけ
ればならない。しかし、この指標はオンライン型耐候性
鋼板に対して明らかになっていなかった。そこで、本発
明では対象とする耐候性鋼板の用途を踏まえた必要靭性
を寒冷地での使用に十分耐える観点から破面遷移温度
（ｖＴｓ）で−２０℃以下と定め、これを確保するため
の結晶粒径の指標について検討を行った。

【００３７】その結果、オーステナイト結晶粒径：オー
ステナイト結晶組織の平均粒径ｄγが下記（１）式を満
たし、かつ最大粒径が１００μｍ以下の場合、目標を達
成することを把握した。

【００３８】 ｄγ（μｍ）≦１．４×１０⁶ ／（３０＋０．２５×ＹＳ）² …（１） 但し、ＹＳは鋼板の降伏応力または０．２％耐力（Ｎ／
ｍｍ² ）を表す。

【００３９】図３は、平均粒径ｄγに対してｄγ（μ
ｍ）≦１．４×１０⁶ ／（３０＋０．２５×ＹＳ）² の
関係を満たさねばならないことを示すものである。本発
明では、この不等式を満たすことは単に良好な靭性を確
保するための必要条件であり、平均粒径ｄγは細かいほ
ど望ましいことを示すものである。

【００４０】一方、靭性の安定性／バラツキについては
最大粒径が大きく影響することを見出した。図２はこの
観点から実施例を上述のセンターポロシティの影響と共
に示したもので、センターポロシティを低減、消失させ
ても最大粒径が１００μｍを越えると−５℃でのシャル
ピー吸収エネルギーのＭＯＴＥ値（確率論的に試験数３
本の最小値）が２００Ｊ以上に達しないので安定して良
好な靭性を有するとは言えない。さらに最大粒径を９０
μｍ以下に規制すれば、−５℃でのシャルピー吸収エネ
ルギーのＭＯＴＥ値を２５０Ｊ以上、さらには３００Ｊ
以上に改善できる。故に、最大粒径は１００μｍ以下、
好ましくは９０μｍ以下、さらに好ましくは８０μｍ以
下に規制する。

【００４１】なお、変態前のオーステナイト結晶粒径
は、通常の方法でミクロ組織観察を行うことにより、変
態組織の形態から把握することができる。具体的に本発
明の実施例では、対象とする高張力鋼板の板厚方向−圧
延方向断面で板厚中心部の０．５×０．５ｍｍ² 程度の
被検査面について、平均粒径と最大粒径を評価した。

【００４２】（２）成分組成範囲 Ｃ：０．０６〜０．１％ Ｃは、過剰に合金元素を添加することなく母材強度を確
保するため０．０６％以上添加する。Ｃ量０．０６％未
満ではＣｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏなどの焼入れ性向上元素
の多量添加を要し、コスト高、溶接性の劣化を招く。ま
た、大入熱溶接を施す場合、Ｃ含有量が０．０６％に満
たないと溶接金属ヘのＣの希釈が少なくなり一般の溶接
材料では継手強度を確保することが困難となる。

【００４３】一方、過剰なＣ添加は、溶接性を損ない、
また板厚中心部のミクロ組織中の炭化物粗大化を助長し
これが脆性破壊の発生特性を損ない靭性低下を招くので
０．１％以下に規制する。

【００４４】Ｓｉ：０．１５〜０．５５％ Ｓｉは強度や脱酸に有効に働くので０．１５％以上添加
する。過剰に添加されると溶接割れ感受性と溶接継手靭
性を劣化させるので０．５５％以下、好ましくは０．４
％以下、さらに好ましくは０．３％以下に規制する。

【００４５】Ｍｎ：０．５〜１．４％ Ｍｎは母材強度と溶接強度を確保する上で有効に働くの
で０．５％以上添加する。しかし、Ｍｎの過剰な添加は
溶接割れ感受性を劣化させ、連続鋳造時に形成される中
心偏析を助長し、さらにミクロ組織の硬質化により板厚
中心部の靭性とその安定性を損なうので、上限を１．４
％以下、好ましくは１．３％以下、さらに好ましくは
１．２％以下に規制する。

【００４６】Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ 耐候性鋼として錆安定化を促進し、維持確保するため、
これらの元素を添加する。添加量はＣｕ：０．２〜０．
５％、Ｎｉ：０．０５〜０．３％、Ｃｒ：０．３〜０．
８％で、錆安定化を更に促進する場合はＭｏ：０．１５
％以下を添加する。

【００４７】Ａｌ：０．０１〜０．１％ Ａｌは鋼の脱酸のため添加され、通常０．００５％以上
は含有するが、本発明では、ミクロ組織の微細化のため
に０．０１％、好ましくは０．０３％以上添加する。過
剰添加は表面疵など製造性を損なう傾向があるので０．
１％好ましくは０．０６％が上限である。

【００４８】Ｎ：０．００１〜０．００６％ Ｎは、Ａｌ、Ｎｂなどと反応し析出物を形成することで
ミクロ組織の微細化に有効に働く。またＮｂ、Ｖを添加
した場合は焼戻し時になどに反応し析出硬化による強度
上昇をもたらすので０．００１％、好ましくは０．００
２％以上含有させる。

【００４９】一方、過剰添加は母材および溶接継手の靭
性を損なうので０．００６％、好ましくは０．００５％
を上限とする。

【００５０】Ｐｃｍ＜０．２２ Ｐｃｍは溶接割れ感受性を表す指数であり、Ｐｃｍ＝Ｃ
＋Ｓｉ／３０＋Ｍｎ／２０＋Ｃｕ／２０＋Ｎｉ／６０＋
Ｃｒ／２０＋Ｍｏ／１５＋Ｖ／１０＋５Ｂで定義され
る。通常の環境において溶接施工時の予熱温度を低減ま
たは予熱工程を省略させるため０．２２未満に規制す
る。

【００５１】本発明では、鋼板の強度など特性を向上さ
せる場合、上記成分以外に、Ｎｂ、Ｖのうちの１種以上
を以下の範囲で含有し、更に、Ｔｉ，Ｂを不純物として
管理する。

【００５２】Ｎｂ：０．００５〜０．０５％ Ｎｂはその焼入れ性調整機能により厚肉耐候性鋼板の板
厚方向の強度を均一に保ちつつ析出硬化作用とともに強
度を確保し、同時にミクロ組織中の炭化物の微細分散を
通じた靭性確保を実現する極めて有効な元素である。

【００５３】焼入れ性調整機能は、例えば、直接焼入れ
型厚肉高張力鋼板の場合、強冷却される表層側より緩冷
却される板厚中心部に顕著な焼入れ性向上効果をもたら
す効果を指す。これにＮｂの析出硬化作用が加味され、
板厚中心部の強度確保のために必要な合金添加量を低減
できる。これらの効果を得るためには０．００５％以上
のＮｂ添加が必要であるが、０．０３％を越えると焼き
入れ性調整機能が減少し、０．０５％を越えると溶接継
手靭性を劣化させる傾向も認められることから上限は
０．０５％、好ましくは０．０３％である。

【００５４】Ｖ：０．０１〜０．１％ ＶもＮｂと同様な効果を示すので特に５７０Ｎ／ｍｍ²
級高張力鋼を得る場合は０．０１％以上添加することが
望ましい。

【００５５】しかし、０．１％を越える添加は溶接割れ
感受性を劣化させ、かつ母材靭性を損なう。また、０．
０８％以上の添加はその効果が飽和する傾向を示すの
で、好ましい添加量の上限は０．０８％である。

【００５６】 Ｔｉ＜０．００５％、Ｂ＜０．０００３％ Ｔｉは、母材性能の不安定さをもたらし、特にＮｂを添
加する場合は圧延加熱時のＮｂ固溶量を減少させ、Ｎｂ
添加の効果を減ずることが懸念される。本発明では、Ｎ
ｂを添加する場合、Ｔｉは不純物元素として０．００５
％未満に規制する。Ｂは熱影響部の硬さを上昇させるた
め、問題となる場合、不純物元素として０．０００３％
未満に規制する。

【００５７】Ｐ，Ｓはいずれも不純物元素であり、溶接
構造用鋼板として健全な母材および溶接継手を得るため
にそれぞれ０．０３５％以下、好ましくは０．０２％以
下に規制することが望ましい。但し、Ｐは耐候性を改善
する効果を有するので０．０１％以上含有することが好
ましいが、Ｓはさらに０．０１％以下に規制することが
好ましい。

【００５８】 ２００（５Ｃｅｑ＋１０Ｎｂ＋４Ｖ）≧ｔ＋３５０ 本パラメータは、発明鋼の強度を表す指標で、板厚５０
ｍｍ以上の板厚１／２ににおいて、引張り強さ５７０Ｎ
／ｍｍ^２以上（ＪＩＳ Ｇ３１１４ＳＭＡ５７０相当）
を確保する場合は本パラメータを満足しなければならな
い。本パラメータは強度に及ぼすＣｅｑの影響にＮｂ，
Ｖの影響を加味し、更に概ね５０〜１００ｍｍの板厚範
囲における板厚効果を考慮し求めたものである。

【００５９】板厚効果とは直接焼き入れ焼戻し工程にお
いて熱間圧延後の鋼板をＡｒ３変態点以上から強制冷却
した場合、板厚によって冷却速度が変化し、母材強度が
変化することを指す。板厚と冷却速度の関係は両対数表
示において線形な関係であり、板厚と強度も同様な関係
として近似できる。

【００６０】尚、Ｃｅｑは化学成分の等量値（炭素等
量）でありＣｅｑ＝Ｃ＋Ｍｎ／６＋Ｓｉ／２４＋Ｎｉ／
４０＋Ｃｒ／５＋Ｍｏ／４＋Ｖ／１４で定義される。

【００６１】以下に本発明の実施例を挙げ、本発明の効
果を立証する。

【００６２】

【実施例】表１に用いた鋼の化学成分を示す。溶製後鋼
塊と為し、種々の条件で所定の板厚に熱間圧延し、オン
ライン型製造方法の例として直接焼入れ焼戻しを施し供
試鋼を得た。表２の実施例には鋼板の板厚とともに、板
厚中心部の欠陥頻度と平均結晶粒径、最大結晶粒径を示
した。なお、式（１）で求まる平均結晶粒径に対する要
求値を要求粒径とし、強度特性として板厚５０〜１００
ｍｍの１／２ｔにおいて引張り強さ５７０Ｎ／ｍｍ^２が
要求される場合に満足しなければならないパラメータ：
不等式（２）又は（３）による判定結果を併せて示し
た。

【００６３】機械的性質（強度）は板厚中心部について
主圧延方向と垂直な方向より採取したＪＩＳ４号試験片
によるものである。−５℃にて６〜１８本のシャルピー
衝撃試験によりＭＯＴＥ値から靭性の安定性を評価し、
各温度３本づつのシャルピー衝撃試験により破面遷移温
度をもとめてその絶対値を評価した。また、変態前のオ
ーステナイト結晶粒径は、機械的性質の評価を実施した
同一部位の０．５×０．５ｍｍ² 程度の被検査面につい
て変態組織のミクロ組織観察より同定した。板厚中心部
の欠陥頻度は、鋼板全巾について板厚中心部のＺ方向曲
げ試験から評価した。

【００６４】各実施例鋼板について化学成分、板厚毎に
ｙ型溶接割れ試験および実用的な継手による溶接継手性
能の評価を行った。

【００６５】表２に示す実施例Ｎｏ．１〜２２において
Ｎｏ．３，４，５，９，１２，１３，１４，１７，１８
は第１乃至第５発明の何れかに記載のどの発明の要件も
満足する。Ｎｏ．１６，１９，２０，２１，２２は第１
発明の要件は満足するが、Ｎｏ．１６は第４，５発明に
おける強度に関するパラメータ式、Ｎｏ．１９は第２発
明におけるＣ量、Ｎｏ．２０は第５発明におけるＭｏ
量、Ｎｏ．２１，２２は第４，５発明における成分規定
をそれぞれ満足せず、該発明に対し、比較例となってい
る。

【００６６】一方、Ｎｏ．１，２，６，７，８，１０，
１１，１５は第１発明の要件を満足せず、第１乃至５発
明の全ての発明の比較例となっている。以下に詳細に説
明する。

【００６７】Ｎｏ．１〜６はＡ鋼による実施例である。
全ての実施例は強度特性に関するパラメータ式（２）を
満足するため、板厚７５〜１００ｍｍの全てで引張り強
さ５７０Ｎ／ｍｍ^２以上を満足した。

【００６８】靭性に関する本発明の規定である平均結晶
粒径、最大粒径及び１／２ｔ欠陥数の全てを満足するＮ
ｏ．３，４，５は良好な靭性が得られたが、それらの規
定を満足しないＮｏ．１、２、６では靭性は不安定で不
良であった。

【００６９】Ｎｏ．７〜１５は，Ｂ鋼による実施例であ
る。全て板厚１００ｍｍの実施例であるが、強度特性に
関するパラメータ式（２）を満足するため、引張り強さ
５７０Ｎ／ｍｍ^２以上を満足する。Ｎｏ．７，８，１
０，１１は変態前のオーステナイト組織における最大粒
径、平均結晶粒径に関する規定を外れ、Ｎｏ．１５は板
厚中心部の欠陥頻度に関する規定が外れるため、板厚中
心部の靭性が不安定で且つ不良となっている。

【００７０】Ｎｏ．１６〜１８は、Ｃ鋼による実施例で
ある。強度特性に関するパラメータ式（２）を満足する
Ｎｏ．１７，１８は５７０Ｎ／ｍｍ^２級高張力鋼として
十分な強度を有している。パラメータ式（２）を満足し
ないＮｏ．１６も板厚１００ｍｍの５００Ｎ／ｍｍ^２級
高張力鋼としては十分な強度が得られている。靭性はい
ずれの実施例も変態前のオーステナイト粒径および板厚
中心部の欠陥頻度に関する規定を満足し、安定して良好
である。

【００７１】Ｎｏ．１９は、Ｄ鋼による実施例で、Ｃ量
が高く、Ｐｃｍが高いため溶接性が悪い。また、Ｎｂ，
Ｖを含有せず、強度特性に関するパラメータ式（２）を
満足しないため板厚７５ｍｍの鋼板で強度は５７０Ｎ／
ｍｍ^２級に達しない。

【００７２】Ｎｏ．２０は、Ｅ鋼による実施例で、Ｄ鋼
と同じ炭素当量値であるが、Ｎｂを添加し、強度特性に
関するパラメータ式（２）を満足し、靭性に関する規定
も満足するため、板厚７５ｍｍで５７０Ｎ／ｍｍ^２級高
張力鋼としての強度で、且つ優れた靭性となっている。

【００７３】Ｎｏ．２１，２２はＦ鋼による実施例で、
強度特性に関するパラメータ式（２）を満足する板厚７
５ｍｍ材のＮｏ．２１では５７０Ｎ／ｍｍ^２級の強度が
得られているが、板厚１００ｍｍ材のＮｏ．２２ではパ
ラメータ式（３）を満足せず５７０Ｎ／ｍｍ^２級の強度
が得られていない。Ｎｂ，Ｖを含有するＡ，Ｂ鋼はＦ鋼
よりＣｅｑが低いにも係わらず、板厚１００ｍｍでもパ
ラメータ式（３）を満足し、５７０Ｎ／ｍｍ^２級強度が
得られ、強度に及ぼすＮｂ，Ｖの有効性が認められる。

【００７４】

【表１】

【００７５】

【表２】

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
センターポロシティ残存確率、オーステナイト結晶粒径
を特定することにより、板厚中心部の機械的性質に優れ
た厚肉耐候性鋼を提供できる。また、化学成分を規制す
ることにより優れた溶接性、溶接継手性能を兼ね備えた
耐候性鋼板を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】板厚中心部の欠陥頻度評価方法を示す図。

【図２】靭性の安定性に影響する最大粒径と欠陥頻度の
関係を示す図。

【図３】靭性に及ぼす平均結晶粒径の影響を示す図。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板厚中心部の欠陥が、鋼板幅１ｍに対し
   て１００個未満で、かつオーステナイト結晶組織の平均
   粒径ｄγが下記（１）式を満たし、かつ最大粒径が１０
   ０μｍ以下であることを特徴とするオンライン型厚肉耐
   候性鋼板。 ｄγ（μｍ）≦１．４×１０⁶ ／（３０＋０．２５×ＹＳ）² …（１） 但し、ＹＳは鋼板の降伏応力または０．２％耐力（Ｎ／
   ｍｍ² ）を表す。
2. 【請求項２】 鋼成分として、重量％で、Ｃ：０．０６
   〜０．１％と、Ｓｉ：０．１５〜０．５５％、Ｍｎ：
   ０．５〜１．４％と、Ｃｕ：０．２〜０．５％、Ｎｉ：
   ０．０５〜０．３％、Ｃｒ：０．３〜０．８％、Ａｌ：
   ０．０１〜０．１％と、Ｎ：０．００１〜０．００６％
   とを含有し、かつＰｃｍ値が０．２２％未満であること
   を特徴とする、溶接性に優れた請求項１に記載のオンラ
   イン型厚肉耐候性鋼板。 但し、Ｐｃｍ＝Ｃ＋Ｓｉ／３０＋Ｍｎ／２０＋Ｃｕ／２
   ０＋Ｎｉ／６０＋Ｃｒ／２０＋Ｍｏ／１５＋Ｖ／１０＋
   ５Ｂ
3. 【請求項３】 鋼成分として、重量％でさらに、Ｂ＜
   ０．０００３％に規制することを特徴とする、溶接性お
   よび溶接継手靭性に優れた、請求項２に記載のオンライ
   ン型厚肉耐候性鋼板。
4. 【請求項４】 鋼成分として、重量％でさらに、Ｎｂ：
   ０．００５〜０．０５％、Ｖ：０．０１〜０．１％のう
   ちの１種以上を含有し、かつＴｉ＜０．００５％に規制
   し、下記（２）式を満たすことを特徴とする請求項２又
   は３記載の溶接継手靭性および溶接性に優れたオンライ
   ン型厚肉耐候性鋼板。 ２００（５Ｃｅｑ＋１０Ｎｂ＋４Ｖ）≧ｔ＋３５０…（２） 但し、Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｍｎ／６＋Ｓｉ／２４＋Ｎｉ／４０
   ＋Ｃｒ／５＋Ｍｏ／４＋Ｖ／１４、ｔ：鋼板厚（ｍｍ）
5. 【請求項５】 鋼成分として、重量％でさらに、Ｎｂ：
   ０．００５〜０．０５％、Ｖ：０．０１〜０．１％のう
   ちの１種以上を含有し、かつＴｉ＜０．００５％に規制
   し、Ｍｏ：０．１５％以下を含み、下記（３）式を満た
   すことを特徴とする請求項２又は３記載の溶接継手靭性
   および溶接性に優れたオンライン型厚肉耐候性鋼板。 ２００（５Ｃｅｑ＋１０Ｎｂ＋４Ｖ）≧ｔ＋３５０…（３） 但し、Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｍｎ／６＋Ｓｉ／２４＋Ｎｉ／４０
   ＋Ｃｒ／５＋Ｍｏ／４＋Ｖ／１４、ｔ：鋼板厚（ｍｍ）