JP2003313634A - 溶接継手部の軟化が小さい高張力焼戻し省略厚鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高張力鋼板において、大入熱溶接時の溶接継
手部の軟化抵抗が小さくし、小入熱溶接時の割れをも防
止する。 【解決手段】 Ｃ：０．０１〜０．１％（質量％の意
味。以下同じ）、Ｓｉ：１％以下（０％を含まない）、
Ｍｎ：１．１〜２．５％、Ｐ：０．０２％以下（０％を
含まない）、Ｓ：０．０１％以下（０％を含まない）、
Ａｌ：０．１％以下（０％を含まない）、Ｔｉ：０．０
３〜０．０６％、Ｎ：０．００２５〜０．０１％を含有
する非調質の高張力厚鋼板において、固溶Ｔｉ量を０．
００５〜０．０３０％に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶接性及び引張強
度に優れ、主として建築・橋梁などの構造物に有用な厚
鋼板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高張力厚鋼板は、ビルや橋梁などの構造
物を建設する際に不可欠であり、ビル用鉄骨の組み立て
時や橋梁の建設現場において、高張力厚鋼板は大入熱溶
接されている。大入熱溶接を行う場合、溶接熱影響部
（ＨＡＺ部）の靭性の劣化を防止したり、ＨＡＺ部の軟
化を防止したり、溶接割れを防止したりする必要があ
り、種々の方法が提案されている。

【０００３】例えば、特許文献１には、ＴｉＣの析出物
が溶接時に溶接ＨＡＺ部に析出し、ＨＡＺ部の軟化を抑
えることができると記載されている。

【０００４】また特許文献２には、Ｐ_CM＝Ｃ＋Ｓｉ／３
０＋（Ｍｎ＋Ｃｕ＋Ｃｒ）／２０＋Ｎｉ／６０＋Ｍｏ／
１５＋Ｖ／１０で規定される溶接割れ感受性組成
（Ｐ_CM）を０．１８％以下として溶接低温割れやＨＡＺ
部の硬化を防止すると共に、Ｎｂを０．０５〜０．２％
添加してＨＡＺ部の軟化を防止することにより、溶接性
を改善する技術が開示されている。

【０００５】特許文献３には、Ｃeq（％）＝［Ｃ］＋
［Ｓｉ］／２２＋［Ｍｎ］／６＋［Ｐ］／１０−［Ｃ
ｕ］／２０−［Ｎｉ］／２４＋［Ｃｒ］／２で規定され
る炭素当量（Ｃeq）を０．４１％以下とすることによ
り、板厚が厚くても良好な溶接性を確保できることが開
示されており、前記溶接性は高温割れ、引張強さ、及び
靭性で評価している。

【０００６】特許文献４には、Ｔｉを０．０３〜０．２
％程度添加してＨＡＺ靭性を損なうことなく母材強度を
向上させると共に、粗大なＴｉＣ等を積極的に析出させ
ることにより母材靭性を向上させることが記載されてい
る。

【０００７】上述のような技術により大入熱溶接時の溶
接性を高めることができると思料されるものの、ＨＡＺ
部の軟化防止の観点からはさらなる改良が求められる。
すなわちビルや橋梁では大地震時の倒壊を防止するため
に、設計者は各部位の強度を厳密にコントロールして構
造設計しているものの、軟化が著しいと設計者の想定し
ている部位以外で破断し、計画した安全性を確保するの
が困難となる事態が想定される。しかも近年、構造物の
コスト−安全性バランスの追求が進み、溶接時の軟化防
止技術がクローズアップされ始めている。特に大入熱溶
接では、溶接時の冷却速度が極めて遅いため、軟化防止
が極めて重要である。

【０００８】溶接部の軟化防止に注目すれば、合金元素
の添加量を増加することが基本的な対応策として挙げら
れる。しかし合金元素を増量すると、小入熱溶接する場
合には冷却速度が早いため、溶接部の硬化が進み割れが
発生することが懸念される。

【０００９】従って、高張力鋼板において、大入熱溶接
時のＨＡＺ部の軟化防止がさらに改善され、しかも小入
熱溶接時の割れをも防止できる有効な技術は知られてい
ない。

【００１０】一方、引張強度（ＴＳ）が５９０ＭＰａ以
上程度、降伏強度（ＹＳ）が４３０ＭＰａ以上程度の高
張力鋼板のうち、建築用では、降伏比（ＹＲ＝ＹＳ／Ｔ
Ｓ）を下げることが要求される。すなわちビルの高層
化、大スパン化の進展にともない、建築用厚鋼板は、従
来のＴＳ４９０ＭＰａ級に比べてさらに高強度化、厚肉
化してきており、具体的にはＴＳ５９０ＭＰａ級以上の
高張力鋼板が広く使われるようになってきている。そし
て建築用鋼板では、大地震時の倒壊を防止するため、地
震のエネルギーを鋼材の塑性変形によって吸収すること
を目的として、降伏比（ＹＲ）を８０％以下にすること
が要求されている。しかし、一般には、ＴＳが大きくな
るにつれて、ＹＳはさらに大きくなるため、高ＴＳと低
ＹＲとを両立するのは困難である。

【００１１】現在、ＴＳ５９０ＭＰａ以上、ＹＳ４３０
ＭＰａ以上の高強度鋼板において、８０％以下の低いＹ
Ｒを確保するために、Ｑ’と称される特殊な熱処理を施
すのが主流となっている（特許文献５参照）。すなわち
ＴＳ５９０ＭＰａ級鋼板は、元々、熱間圧延後にＱ処理
（焼入処理；Ａc₃点以上の温度からの水冷）とＴ処理
（焼戻処理；Ａｃ₁点未満に加熱した後の空冷）とから
なる通常の２回熱処理を施すことによって製造されてい
たが、このようにして得られるＴＳ５９０ＭＰａ級鋼板
のＹＲは８５％程度以上と高くなっていた。そこで、前
記Ｑ処理とＴ処理との間に、Ｑ’処理と称される熱処理
を施すことによって、すなわちＱ−Ｑ’−Ｔの３回に亘
る熱処理を施すことによって低ＹＲを達成している。し
かし熱処理回数が増大するため、製造コストが上昇し、
製造工期が長くなる。

【００１２】また前記Ｑ’処理とは、Ａc₁点とＡc₃点と
の間の二相域温度に加熱した後で水冷する処理であり、
軟質フェライトを生成させることによって低ＹＲ化を達
成するものである。そのためＱ’処理を施す場合には、
全体の強度低下を防止するため、フェライト以外のミク
ロ組織を硬くしておく必要があり、Ｃや合金元素を増量
する必要がある。従って溶接性が低下し、例えば、ｙ型
溶接割れ試験で評価した場合、ある程度の予熱を行わな
ければ割れを防止するのが困難である。

【００１３】従って高張力鋼板において、低ＹＲと溶接
性とを両立できる有効な技術も知られていない。

【００１４】

【特許文献１】特開平６−１４５７９０号公報（請求項
１、段落００１６）

【特許文献２】特開２００１−２８８５３３号公報（請
求項１、段落００１６、段落００３２）

【特許文献３】特開２００１−２４７９１６号公報（請
求項１〜２、段落００３６、実施例）

【特許文献４】特開２００１−３５５０４０号公報（段
落０００８〜０００９、００１３）

【特許文献５】特開平４−３１８号公報（従来技術の
欄）

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の様な事
情に着目してなされたものであって、その目的は、高張
力鋼板において、大入熱溶接時の溶接継手部（ＨＡＺ部
など）の軟化を小さくできると共に、小入熱溶接時の割
れをも防止できる技術を確立することにある。

【００１６】本発明の他の目的は、高張力鋼板であって
も前記の優れた溶接特性と低ＹＲを両立できる技術を確
立することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するために鋭意研究を重ねた結果、鋼板中の固溶
Ｔｉ量が大入熱溶接時の溶接継手部（ＨＡＺ部など）の
軟化に極めて大きな影響を与えていることを発見した。
特にＣ：０．０１〜０．１％、Ｓｉ：１％以下（０％を
含まない）、Ｍｎ：１．１〜２．５％、Ｐ：０．０２％
以下（０％を含まない）、Ｓ：０．０１％以下（０％を
含まない）、Ａｌ：０．１％以下（０％を含まない）、
Ｔｉ：０．０３〜０．０６％、Ｎ：０．００２５〜０．
０１％を含有する鋼においては、固溶Ｔｉ量≒０．００
５％を境にして、ＨＡＺ部の軟化特性が著しく変化する
ことを発見した。そして前記特定の鋼において固溶Ｔｉ
量を前記境界量（略０．００５％）以上とすれば、大入
熱溶接時のＨＡＺ部の軟化を防止できることを見出し、
これと固溶Ｔｉ量の上限を規定すれば母材靭性を確保で
きるという知見、及びＣ量の上限を規定して小入熱溶接
時の硬化を防止すれば溶接部の割れを確実に防止できる
という知見とを組み合わせることにより、強度と溶接性
とを両立できることを見出し、本発明を完成した。

【００１８】すなわち上記目的を達成し得た本発明の溶
接性の優れた高張力厚鋼板とは、Ｃ：０．０１〜０．１
％（質量％の意味。以下同じ）、Ｓｉ：１％以下（０％
を含まない）、Ｍｎ：１．１〜２．５％、Ｐ：０．０２
％以下（０％を含まない）、Ｓ：０．０１％以下（０％
を含まない）、Ａｌ：０．１％以下（０％を含まな
い）、Ｔｉ：０．０３〜０．０６％、Ｎ：０．００２５
〜０．０１％を含有しており、固溶Ｔｉ量が０．００５
〜０．０３０％である点に要旨を有するものである。な
お前記高張力厚鋼板は、焼戻し省略鋼である。なお焼入
れ（特に直接焼入れ）は、行ってもよく、行わなくても
よい。本発明の鋼板は、上記範囲で合金元素が適正化さ
れており焼入性が高められているため、焼入れを行わな
い場合でもベイナイト組織とすることができ、高い強度
を達成できる。例えば、引張強度５９０ＭＰａ以上程
度、降伏強度４３０ＭＰａ以上程度にできる。そして焼
戻し省略鋼であるため、焼入れ・焼戻し処理（調質処
理）による降伏比の上昇を防止でき、高強度でありなが
ら低降伏比（例えば、８０％以下、特に７５％以下）を
達成することができる。

【００１９】前記鋼は、さらにＮｉ：３％以下（０％を
含まない）、Ｃｕ：１．５％以下（０％を含まない）、
Ｃｒ：２％以下（０％を含まない）、Ｍｏ：１％以下
（０％を含まない）、Ｖ：０．１％以下（０％を含まな
い）、Ｎｂ：０．０３％以下（０％を含まない）、Ｂ：
０．０００５〜０．００５％、Ｃａ：０．０００５〜
０．００５％などを含有していてもよい。なおこれら追
加の元素を含有する場合及び有しない場合のいずれの場
合でも、残部はＦｅ及び不可避的不純物であってもよ
い。

【００２０】なお前記特許文献１に開示の鋼は本発明の
鋼とは成分組成が異なっており、しかもＨＡＺ部の軟化
の点で固溶Ｔｉ量に臨界性があるか否かは当該文献から
は全く不明である。また前記特許文献２では請求項１に
おいてＴｉ：０．００５〜０．０３０％と規定している
ものの、実施例の欄で具体的に開示している鋼では全て
Ｔｉ量が０．０１８％以下と少なくなっているため、当
然のこととして固溶Ｔｉ量も極めて少なくなってしまっ
ている。前記特許文献３に開示の技術は、Ｔｉ添加鋼に
おいて加工性を高める（降伏比を低くする）ことを最大
の目的としている。そして鋼板製造工程における熱間圧
延に際して、圧延後の冷却過程で変態が生じる前にＴｉ
Ｃを積極的に析出させることによって、変態後の析出に
よる硬化を防止して前記課題を解決している。すなわち
ＴｉＣは既に析出してしまっているのであるから、この
公報に開示の鋼板でも固溶Ｔｉ量は極めて少なくなって
しまっている。また前記特許文献４では、上述したよう
に粗大なＴｉＣ等を積極的に析出させることにより母材
靭性を向上させている。そのためこの公報に開示の鋼板
でも固溶Ｔｉ量は極めて少なくなってしまっている。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明では、Ｃ：０．０１〜０．
１％（質量％の意味。以下同じ）、Ｓｉ：１％以下（０
％を含まない）、Ｍｎ：１．１〜２．５％、Ｐ：０．０
２％以下（０％を含まない）、Ｓ：０．０１％以下（０
％を含まない）、Ａｌ：０．１％以下（０％を含まな
い）、Ｔｉ：０．０３〜０．０６％、Ｎ：０．００２５
〜０．０１％を含有する鋼を対象としている。以下、各
成分量を上記範囲に設定した理由について述べる。

【００２２】（１）Ｃ：０．０１〜０．１％ Ｃは強度確保に有用な元素であり、かかる作用を有効に
発揮させるべく、その下限を０．０１％に設定した。好
ましくは０．０２％以上、特に０．０３％以上である。
しかし、Ｃ添加量が過剰となると小入熱溶接後にＨＡＺ
部が硬化して割れが発生する虞があるため、その上限を
０．１％に設定した。好ましくは０．０９％以下、特に
０．０８％以下である。

【００２３】（２）Ｓｉ：１％以下（０％を含まない） Ｓｉが過剰になると溶接性が阻害される為、その上限を
１％に設定した。好ましくは０．６％以下、特に０．４
％以下である。一方、Ｓｉは強度向上に有効な元素であ
るため、溶接性を阻害しない範囲で添加するのが望まし
い。好ましいＳｉ量の下限は０．１％、特に０．２％で
ある。

【００２４】（３）Ｍｎ：１．１〜２．５％ Ｍｎは焼入れ性向上元素であり、本発明のような低Ｃ鋼
において所定の強度を確保するのに有用である。このよ
うな作用を有効に発揮させる為にその下限を１．１％に
設定した。好ましくは１．２％以上、特に１．２５％以
上である。但し、Ｍｎ添加量が過剰になると溶接性が劣
化する為、その上限を２．５％に設定した。好ましくは
２．０％以下、特に１．７５％以下である。

【００２５】（４）Ｐ：０．０２％以下（０％を含まな
い） Ｐが過剰になると溶接性及び靭性が阻害される為、その
上限を０．０２％に設定した。好ましくは０．０１５％
以下、特に０．０１３％以下である。

【００２６】（５）Ｓ：０．０１％以下（０％を含まな
い） Ｓが過剰になると硫化物系介在物（ＦｅＳ、ＭｎＳな
ど）が多量に生成し、靭性が劣化するため、その上限を
０．０１％に設定した。好ましくは０．００７％以下、
特に０．００５％以下である。

【００２７】（６）Ａｌ：０．１％以下（０％を含まな
い） Ａｌが過剰になると溶接性が阻害されるため、その上限
を０．１％に設定した。好ましくは０．０８％以下、特
に０．０６％以下である。一方、Ａｌは固溶酸素を捕捉
し、鋼の靭性向上に寄与するため、溶接性を阻害しない
範囲で添加してもよい。好ましいＡｌ量の下限は０．０
１％、特に０．０２％である。

【００２８】（７）Ｔｉ：０．０３〜０．０６％ Ｔｉは、後述する固溶Ｔｉ量を確保できる範囲で設定で
き、通常、０．０３％以上（例えば、０．０３５％以
上、特に０．０３８％以上）、０．０６％以下（例え
ば、０．０５％以下、特に０．０４５％以下）である。

【００２９】（８）Ｎ：０．００２５〜０．０１％ Ｎは、ＴｉＮを形成することによって後述する固溶Ｔｉ
量を少なくしてしまう虞があるため、その上限を０．０
１％に設定した。好ましくは０．００８％以下、特に
０．００６％以下である。しかしＮの含有量を０％とす
るのは困難であるため、その下限を０．００２５％に設
定した。好ましくは０．００３％以上である。

【００３０】また本発明の対象とする鋼では、残部はＦ
ｅ及び不可避的不純物であってもよく、必要に応じて種
々の元素を含有していてもよい。例えば、上記成分に加
えて、Ｎｉ：３％以下（０％を含まない）、Ｃｕ：１．
５％以下（０％を含まない）、Ｃｒ：２％以下（０％を
含まない）、Ｍｏ：１％以下（０％を含まない）、Ｖ：
０．１％以下（０％を含まない）、Ｎｂ：０．０３％以
下（０％を含まない）、Ｂ：０．０００５〜０．００５
％などを含有していてもよい。これら任意の元素は、単
独で又は２種以上組み合わせて使用できる。

【００３１】（１）Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂは強度向上に有効な
元素である。好ましい添加量は、Ｎｉ：０．１％以上
（特に０．２％以上）、Ｃｕ：０．１％以上（特に０．
２％以上）、Ｃｒ：０．１％以上（特に０．３％以
上）、Ｍｏ：０．０５％以上（特に０．１％以上）、
Ｖ：０．００１％以上（特に０．００２％以上）、Ｎ
ｂ：０．００５％以上（特に０．０１％以上）である。
但し、ＮｉやＣｕを過剰に添加しても効果が飽和してし
まい経済的に無駄であり、Ｃｒを過剰に添加すると溶接
性やＨＡＺ靭性が低下する。またＭｏを過剰に添加する
と溶接性が低下し、ＮｂやＶを過剰に添加するとＨＡＺ
靭性が低下する。従って、これら元素の上限量を上記範
囲に設定した。好ましい添加量は、Ｎｉ：２％以下（特
に１％以下）、Ｃｕ：１％以下（特に０．５％以下）、
Ｃｒ：１．５％以下（特に１％以下）である。なおこれ
らＮｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、及びＮｂは、単独で又
は２種以上組み合わせて使用できる。

【００３２】（２）Ｂ Ｂは微量の添加によって鋼の焼入性を高めることがで
き、このような作用を有効に発揮させる為にその下限を
０．０００５％に設定した。好ましくは０．０００６％
以上、さらに好ましくは０．００１％以上、特に０．０
０１２％以上である。但し、過剰に添加するとＢＮ等の
Ｂ化合物を形成して靭性が劣化する為、その上限を０．
００５％に設定した。好ましくは０．００４％以下、さ
らに好ましくは０．００３％以下である。

【００３３】また本発明の対象とする鋼は、Ｃａを含有
していてもよい。ＣａはＨＡＺ靭性の向上に有効な元素
であり、かかる作用を有効に発揮させる為にその下限を
０．０００５％に設定した。好ましくは０．００１％以
上、さらに好ましくは０．００１３％以上である。一
方、Ｃａを過剰に添加すると粗大な鋼中介在物を形成し
て鋼の性質が悪化する為、その上限を０．００５％に設
定した。好ましくは０．００４％以下、さらに好ましく
は０．００３％以下である。

【００３４】そして本発明の鋼では、Ｔｉを固溶させて
いる。Ｔｉを固溶させると、大入熱溶接後、固溶Ｔｉが
ＨＡＺ部に析出して強化作用を発揮するため、ＨＡＺ部
の軟化を防止できる。さらに本発明では、単に固溶Ｔｉ
量を多くしているのではなく、上述したような特定の成
分組成の鋼においては、固溶Ｔｉ量≒０．００５％を境
にして、ＨＡＺ部の軟化特性が著しく変化するという知
見を元に、固溶Ｔｉ量を０．００５％以上、好ましくは
０．００６％以上、さらに好ましくは０．００７％以上
に設定している。加えて固溶Ｔｉ量を前記下限値以上の
範囲で使用すると、鋼の引張強度及び降伏強度を十分に
高めることもできる。一方、固溶Ｔｉは、ＨＡＺ部の軟
化を防止できる限り、また所望の引張強度及び降伏強度
を達成できる限り、少ないほど好ましい。また固溶Ｔｉ
を過剰にしないことによって、母材靭性の低下を防止で
きる。母材靭性の低下を防止できれば、本発明では溶接
時の硬化をも防止しているため、溶接後においても継手
靭性を損なうことがなく、溶接後の割れをも防止でき
る。固溶Ｔｉの上限は、例えば、０．０３０％程度、好
ましくは０．０２５％程度、さらに好ましくは０．０１
５％程度（特に０．０１４％程度）である。また固溶Ｔ
ｉを過剰にしないことによって、低降伏比を達成するこ
ともできる。

【００３５】固溶Ｔｉ量を上記範囲に制御するために
は、圧延時のスラブ加熱温度、圧延仕上温度、圧延後の
冷却速度などを総合的に設定すればよい。これらの条件
は互いに関連し、しかも鋼材の組成（添加Ｔｉ量、Ｃ
量、Ｎ量など）によっても固溶Ｔｉ量は変化し得るた
め、各条件を一義的に設定するのは困難であるものの、
下記の傾向を参考にすれば固溶Ｔｉ量を上記範囲に制御
することができる。

【００３６】傾向１：添加Ｔｉ量が多い程、固溶Ｔｉ量
も多くなる。

【００３７】傾向２：Ｔｉ析出物を形成可能な元素
（Ｃ，Ｎなど）が多い程、固溶Ｔｉ量は少なくなる。

【００３８】傾向３：スラブ加熱温度が高いほど、固溶
Ｔｉ量は多くなる。加熱温度は、他の要件に応じて適宜
設定されるが、通常、９５０〜１２５０℃程度の範囲か
ら選択する。

【００３９】傾向４：圧延仕上温度が高いほど、固溶Ｔ
ｉ量は多くなる。圧延仕上温度は、他の要件に応じて適
宜設定されるが、通常、９００〜７００℃程度の範囲か
ら選択する。

【００４０】傾向５：圧延後の冷却速度が速いほど、固
溶Ｔｉ量は多くなる。冷却速度は、他の要件に応じて適
宜設定されるが、通常、９００℃〜室温の温度域を０．
１〜１００℃／秒程度の範囲から選択される速度で冷却
する。

【００４１】具体的な条件は後述の実施例を参照でき
る。

【００４２】上述のようにして得られる本発明の鋼板
は、Ｃ、Ｍｎ等によってある程度強化されており、しか
も固溶Ｔｉによっても強化されているため、所定の強度
（４９０ＭＰａ級以上。例えば、４９０〜７８０ＭＰａ
程度）を有している。加えて本発明の鋼板は、固溶Ｔｉ
量が所定量以下に抑制されているために母材靭性に優れ
ており、Ｃ量が所定の範囲に抑制されているために小入
熱（例えば、５ｋＪ／ｍｍ未満。特に１ｋＪ／ｍｍ以上
５ｋＪ／ｍｍ未満）溶接時の硬化をも抑制されているた
め、小入熱溶接しても高い靭性が損なわれることがな
く、小入熱溶接時の割れを抑制することができる。さら
に本発明の鋼板は、固溶Ｔｉ量が所定量以上に制御され
ているために大入熱（例えば、５ｋＪ／ｍｍ以上。通
常、５〜３０ｋＪ／ｍｍ）溶接による軟化の虞がない。
すなわち本発明の鋼は、小入熱溶接から大入熱溶接に至
るまで、幅広い範囲で溶接特性に優れている。

【００４３】また本発明の鋼板は、熱間圧延後に焼戻し
処理を行わない焼戻し省略鋼であり、焼入れ（特に直接
焼入れ）は行ってもよく、行わなくてもよい［なお、焼
入れを行う場合には、工程省略の利点を考慮して、オフ
ラインでの焼入れではなく直接焼入れするのが望まし
い］。本発明によれば、焼入れの有無に拘わらず高い強
度を達成することができる。高強度鋼が得られる理由と
しては、固溶Ｔｉによって強化されていること、成分組
成が適切な範囲に調整されているため、焼入れを行わな
い場合でもベイナイト主体（例えば、面積比でベイナイ
トが５０％以上）の組織にできることなどが挙げられ
る。しかも焼戻し省略鋼とすれば、高い強度を維持しな
がら低降伏比（例えば、８０％以下程度。通常、７８％
以下程度、特に７０〜７５％程度）を達成することがで
きる。なお、この低降伏比鋼板は、従来、熱処理等によ
らなければ低降伏比鋼板を製造するのが困難であった高
張力鋼板、例えば、引張強度が５９０ＭＰａ以上（例え
ば、５９０〜７８０ＭＰａ程度）、降伏強度が４３０Ｍ
Ｐａ以上（例えば、４４０〜７００ＭＰａ程度）の分野
で極めて有用である。

【００４４】上述した本発明の鋼板（厚板）は、構造部
材（例えば、建築用部材、橋梁用部材）として極めて有
用である。なお構造部材としての使用を考慮すると、本
発明の鋼板の板厚は、少なくとも１０ｍｍ以上であるの
が望ましい。

【００４５】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限
を受けるものではなく、前・後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。

【００４６】実験例１ Ｃ：０．０５％、Ｓｉ：０．３１％、Ｍｎ：１．５２
％、Ｐ：０．００９％、Ｓ：０．００２％、Ａｌ：０．
０３８％、Ｔｉ：０．０３５％、Ｎ：０．００５１％を
含有し、残部はＦｅ及び不可避的不純物である鋼材を溶
製し、下記表１に示す条件で圧延することにより、固溶
Ｔｉ量が異なる種々の焼戻し省略鋼板（板厚３０ｍｍ）
を製造した。

【００４７】得られた鋼板の引張強度（ＴＳ）、降伏強
度（ＹＳ）とを測定し、降伏比（ＹＲ＝ＹＳ／ＴＳ）を
算出すると共に、以下のようにして母材靭性と溶接性
（耐軟化性）を評価した。

【００４８】［母材靭性］得られた鋼板から２ｍｍＶノ
ッチ試験片を切り出し、この試験片を用いて破面遷移温
度（vＴ_rS）を求めた。

【００４９】［溶接性（耐軟化性）］得られた鋼板の断
面のビッカース硬さを測定した（ＨＶ１）。次に、得ら
れた鋼板を突き合わせ、大入熱（７ｋＪ／ｍｍ）のサブ
マージアーク溶接を行い、溶接熱影響部（ＨＡＺ部）の
ビッカース硬さを測定した（ＨＶ２）。下記式に基づい
て、溶接前後の硬さの変化（Δ硬さ）を算出し、溶接に
よる軟化の程度を求めた。

【００５０】Δ硬さ＝ＨＶ２−ＨＶ１ 結果を表１及び図１〜図５に示す。

【００５１】

【表１】

【００５２】図１より明らかなように、固溶Ｔｉ量が
０．００５％未満になると急激にＨＡＺ部が軟化するの
に対し、固溶Ｔｉ量が０．００５％以上であれば軟化を
抑制できる。

【００５３】図２より明らかなように、固溶Ｔｉ量が少
ない程、母材の靭性がよくなる。

【００５４】図３〜図５より明らかなように、固溶Ｔｉ
量が所定の範囲内であれば、直接焼入れの有無に拘わら
ず高ＴＳ及び高ＹＳを維持することができ、しかも焼戻
しを省略しているため低ＹＲを達成することができる。

【００５５】実験例２ 下記表２に示す種々の組成の鋼材を溶製し（残部はＦｅ
及び不可避的不純物である）、下記表３に示す条件で圧
延することによって種々の鋼板を製造した。この鋼板
は、入熱量を１５ｋＪ／ｍｍとする以外は前記実験例１
と同様にして溶接性（耐軟化性）を評価した。また実験
例１と同様にして母材靭性、ＴＳ、ＹＳ、ＹＲも評価し
た。さらに下記のようにして溶接性（耐割れ性）を評価
した。

【００５６】［溶接性（耐割れ性）］得られた鋼板を突
き合わせ、小入熱（１．５ｋＪ／ｍｍ）のｙ型溶接割れ
試験を行い、ルート割れが生じているか否かを目視で確
認した。

【００５７】前記溶接を３回行い、ルート割れが生じる
頻度（％）に基づいて溶接性（耐割れ性）を評価した。

【００５８】結果を表４に示す。

【００５９】

【表２】

【００６０】

【表３】

【００６１】

【表４】

【００６２】表２〜４から明らかなように、実験例２−
８〜２−１２では固溶Ｔｉ量が少ないため、ＨＡＺ部が
軟化してしまうのに対して、実験例２−１〜２−７では
固溶Ｔｉ量が所定量以上に制御されているため、ＨＡＺ
部の軟化を防止できる。しかもこの実験例２−１〜２−
７で使用した鋼Ａ〜Ｇは、Ｃ量が抑制されているため、
小入熱溶接時の割れをも防止できる。

【００６３】さらに表実験例２−８〜２−１２では固溶
Ｔｉ量が少ないために降伏強度（ＹＳ）が低くなり、実
験例２−１３〜２−１５では固溶Ｔｉ量が多すぎるため
母材靭性が低下するのに対して、実験例２−１〜２−７
では固溶Ｔｉ量が適切であるため、高い母材強度（Ｔ
Ｓ，ＹＳ）と優れた母材靭性及び低降伏比とを維持でき
る。そして実験例２−１〜２−７の鋼は、焼戻し省略鋼
であるため、低ＹＲを達成できている。

【００６４】

【発明の効果】本発明によれば、特定の組成を有する鋼
において固溶Ｔｉ量が０．００５％以上に制御されてい
るため、大入熱溶接時のＨＡＺ部の軟化を防止できる。
さらには固溶Ｔｉ量が０．０３０％以下に抑制されてい
るため、母材の靭性に優れておりかつ低降伏比を達成で
きる。しかもＣ量が抑制されているため、小入熱溶接時
の割れをも防止できる。

【００６５】また本発明の鋼は焼戻し省略鋼であるた
め、溶接性等の優れた前記特性を維持したまま、高張力
鋼板の降伏比を下げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は実験例１における固溶Ｔｉ量と溶接前後
の硬さの変化（Δ硬さ）との関係を示すグラフである。

【図２】図２は実験例１における固溶Ｔｉ量と母材靭性
との関係を示すグラフである。

【図３】図３は実験例１における固溶Ｔｉ量と引張強度
（ＴＳ）との関係を示すグラフである。

【図４】図４は実験例１における固溶Ｔｉ量と降伏強度
（ＹＳ）との関係を示すグラフである。

【図５】図５は実験例１における固溶Ｔｉ量と降伏比
（ＹＲ）との関係を示すグラフである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｃ：０．０１〜０．１％（質量％の意
   味。以下同じ）、Ｓｉ：１％以下（０％を含まない）、
   Ｍｎ：１．１〜２．５％、Ｐ：０．０２％以下（０％を
   含まない）、Ｓ：０．０１％以下（０％を含まない）、
   Ａｌ：０．１％以下（０％を含まない）、Ｔｉ：０．０
   ３〜０．０６％、Ｎ：０．００２５〜０．０１％を含有
   する焼戻し省略鋼であり、かつ固溶Ｔｉ量が０．００５
   〜０．０３０％であることを特徴とする溶接継手部の軟
   化が小さい高張力厚鋼板。
2. 【請求項２】 さらに、Ｎｉ：３％以下（０％を含まな
   い）、Ｃｕ：１．５％以下（０％を含まない）、Ｃｒ：
   ２％以下（０％を含まない）、Ｍｏ：１％以下（０％を
   含まない）、Ｖ：０．１％以下（０％を含まない）、Ｎ
   ｂ：０．０３％以下（０％を含まない）、及びＢ：０．
   ０００５〜０．００５％から選択された少なくとも１種
   を含有する請求項１記載の高張力焼戻し省略厚鋼板。
3. 【請求項３】 さらにＣａ：０．０００５〜０．００５
   ％を含有する請求項１又は２に記載の高張力焼戻し省略
   厚鋼板。