JP2005298963A

JP2005298963A - 加工性に優れた高張力鋼板の製造方法

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Publication number: JP2005298963A
Application number: JP2004346244A
Authority: JP
Inventors: Masao Yuga; 正雄柚賀; Kenji Hayashi; 謙次林; Kazuhide Takahashi; 和秀高橋; Takashi Abe; 隆阿部; Hisafumi Maeda; 尚史前田
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2004-03-16
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2005-10-27
Anticipated expiration: 2024-11-30
Also published as: JP4715179B2

Abstract

【課題】生産性の低下および製造コストの増大を引き起こすことなく、経済性に優れ、優れた加工性と高い強度を兼備した高張力鋼板を安定して製造することができる高張力鋼板の製造方法を提供すること。
【解決手段】スラブを１０００℃以上１３５０℃以下の温度に加熱し、製品板厚となるまで熱間圧延し、引続きＡｒ_３変態点以上の温度から直接焼入れを行い、平均温度が４００℃未満の温度まで冷却を行った後、引き続き４００℃以上Ａｃ_１変態点以下の温度で焼戻し処理を施して高張力鋼板を製造するにあたり、直接焼入れの際、鋼板表面の温度が３００℃以上の範囲にあるとき、０．３秒以上の一時的に水冷されない時間を、１回あるいは２回以上で、合計の非水冷時間が１．５秒以上、１５秒以下となるように設ける。
【選択図】なし

Description

本発明は、建築物、橋梁、貯蔵タンク、圧力容器など鉄鋼構造物に用いられる高張力鋼板の製造技術に関し、特に加工性に優れた直接焼入れ型の高張力鋼板の製造方法に関する。

建築、橋梁、貯蔵タンク、圧力容器などの鉄鋼構造物に用いられる鋼板は、強度が高く、靭性が優れていることはもちろん、それに加え、成形時のスプリングバックによる弾性的変形回復が生じることのない優れた加工性も要求される。近年、それらの鋼材に対しては高強度化が求められ、５７０ＭＰａ級以上の高張力鋼板が多く用いられている。鋼材の高強度化に伴い、鋼材の加工における荷重の増大、また、加工性が低下する傾向にあり、加工性の改善に対する要望は多い。従来の調質高張力鋼板やＴＭＣＰ鋼板などの溶接構造用鋼板は、高い強度を有するものの、より強度の低い鋼板に比べ降伏比（以下「ＹＲ」とする）が高く塑性変形能は劣っていた。

一般的に、加工性の改善には、鋼材の塑性変形能を高めるという目的で、塑性変形能の指数であるＹＲの低減が考えられる。引張強度（以下「ＴＳ」とする）が５７０ＭＰａ級以上の鋼の降伏比の低減の手段としては、特許文献１などで提案されている（γ＋α）２相域からの焼入工程を含む多段熱処理によって、フェライトと硬質の第２相からなる混合組織を生成させる方法が一般的である。しかし、この方法は大幅な低ＹＲ化が可能である一方、再加熱処理が必要となるため、製造コストが増大する。

また、特許文献２では、圧延後から水冷開始までに鋼板を空冷する時間を設けることにより初析フェライトを生成させることによって低ＹＲ化を図る提案がなされている。しかしながら、この方法では、生産性が著しく低下し、製造コストが増大する。

さらに、特許文献３、特許文献４では、Ａｒ_３点以上からの冷却において５〜１５℃／ｓｅｃ、５〜１５℃／ｓｅｃの比較的遅い冷却速度に制御する方法が提案されているが、この技術も、生産性が著しく低下し、製造コストが増大する。また、上記特許文献４では実施例から、５００ＭＰａ級の鋼板が製造できているのに過ぎない。

特許文献５、特許文献６などでは、圧延後の加速冷却をＡｒ_３点直下で停止し、誘導加熱方式により再加熱することにより低降伏比する方法が提案されている。しかしながら、この技術は、既存の設備に加え、新たな加熱設備が必要となる。
特公昭５９−５２２０７号公報特開昭５９−２１１５２８号公報特開平１−１７６０２７号公報特開平５−２１４４４０号公報特開２００３−２１３３３２号公報特開２００３−２１３３３３号公報

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、再加熱処理や冷却開始温度の規制など、生産性の低下および製造コストの増大を引き起こすことなく、経済性に優れ、優れた加工性と高い強度を兼備した高張力鋼板を安定して製造することができる高張力鋼板の製造方法を提供することを目的とする。

本発明者は、直接焼入れ型高張力鋼板における加工性劣化の原因の究明を行い、その原因を解決する方法について鋭意研究を進めた。一般に、直接焼入れ型の高張力鋼板は、通常板厚方向に硬さ分布を有しており、表面部分（裏面部分も含む）がその他の部分に比べ硬化している。そして、このような表面部分に硬化層が存在することが鋼板としての加工性を劣化させる原因となっている。そこで、本発明者らは、この点に着目して研究を重ねた結果、表面部分の硬さを低減することにより、鋼板の表面部分と板厚中心の硬さの差は小さくなり、鋼板の曲げ加工性は飛躍的に向上するとともに、全厚引張試験におけるＹＲの低下にもつながるという知見を見出した。さらに、誘導加熱装置を併用することにより、鋼板内部の温度上昇を抑制し、表面部分を効果的に加熱することができるため、より高い効果が得られることも見出した。

本発明は、このような知見に基づいて完成されたものであり、以下の（１）〜（６）を提供する。

（１）スラブを１０００℃以上１３５０℃以下の温度に加熱し、製品板厚となるまで熱間圧延し、引続きＡｒ_３変態点以上の温度から直接焼入れを行い、平均温度が４００℃未満の温度まで冷却を行った後、引き続き４００℃以上Ａｃ_１変態点以下の温度で焼戻し処理を施す高張力鋼板の製造方法であって、直接焼入れの際、鋼板表面の温度が３００℃以上の範囲にあるとき、０．３秒以上の一時的に水冷されない時間を、１回あるいは２回以上で、合計の非水冷時間が１．５秒以上、１５秒以下となるように設けることを特徴とする、加工性に優れた高張力鋼板の製造方法。

（２）上記（１）において、前記焼戻し処理の際、誘導加熱装置を用いて、板厚中心温度が４００℃以上、かつ表面の最高到達温度が５００℃以上Ａｃ_１変態点以下の温度で焼戻し処理を施すことを特徴とする、加工性に優れた高張力鋼板の製造方法。

（３）上記（１）または（２）において、得られた鋼板の板厚方向の硬度差が４５ＨＶ以下であることを特徴とする、加工性に優れた高張力鋼板の製造方法。

（４）上記（１）または（２）において、得られた鋼板の板厚方向の硬度差が４５ＨＶ以下であり、引張強度が５５０ＭＰａ以上であることを特徴とする、加工性に優れた高張力鋼板の製造方法。

（５）上記（１）〜（４）のいずれかにおいて、質量％で、Ｃ：０．０３〜０．１８％、Ｓｉ：０．０１〜０．５５％、Ｍｎ：０．５〜２％、Ａｌ：０．００５〜０．１％、Ｎ：０．０００５〜０．００５％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とする、加工性に優れた高張力鋼板の製造方法。

（６）上記（１）〜（４）のいずれかにおいて、質量％で、Ｃ：０．０３〜０．１８％、Ｓｉ：０．０１〜０．５５％、Ｍｎ：０．５〜２％、Ａｌ：０．００５〜０．１％、Ｎ：０．０００５〜０．００５％を含有し、さらに、必要に応じてＣｕ≦１％、Ｎｉ≦２％、Ｃｒ≦１％、Ｍｏ≦０．８％、Ｎｂ≦０．０５％、Ｖ≦０．１％、Ｔｉ≦０．０２５％、Ｂ≦０．００２％、Ｃａ≦０．００５％の１種または２種以上を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とする、加工性に優れた高張力鋼板の製造方法。

本発明によれば、表面部分の硬さを減じることにより板厚方向の硬度差を小さくするので、経済的に加工性に優れた高張力鋼板を得ることができる。

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明では、スラブを１０００℃以上１３５０℃以下の温度に加熱し、製品板厚となるまで熱間圧延し、引続きＡｒ_３変態点以上の温度から直接焼入れを行い、平均温度が４００℃未満の温度まで冷却を行った後、引き続き４００℃以上Ａｃ_１変態点以下の温度で焼戻し処理を施して高張力鋼板を製造するにあたり、直接焼入れの際、鋼板表面の温度が３００℃以上の範囲にあるとき、０．３秒以上の一時的に水冷されない時間を、１回あるいは２回以上で、合計の非水冷時間が１．５秒以上、１５秒以下となるように設ける。

また、前記焼戻し処理の際、誘導加熱装置を用いて、板厚中心温度が４００℃以上、かつ表面の最高到達温度が５００℃以上Ａｃ_１変態点以下の温度で焼戻し処理を施すことが好ましい。

上記得られた鋼板の板厚方向の硬度差が４５ＨＶ以下であることが好ましく、さらに得られた鋼板の板厚方向の硬度差が４５ＨＶ以下であり、かつ引張強度が５５０ＭＰａ以上であることが好ましい。

ここで、冷却時の温度を板厚方向の平均温度により規定した理由は、鋼板の板厚が大きい場合や冷却速度が速い場合には、板厚方向の各部位で温度履歴が異なってしまうことにより基準が明確でなくなってしまうことを防ぐため、全体的な材質として最も良く関係する平均温度を基準とすることが好ましいからである。なお、平均温度は、板厚、表面温度および冷却条件等が与えられた場合に、シミュレーション計算等により求められるものを用いることができる。例えば、差分法を用い、板厚方向の温度分布を平均化することにより得られた温度を平均温度とすることができる。

また、板厚中心温度とは、誘導加熱装置による加熱により、鋼板内部に比べて表面部分の温度が高くなる温度分布となり、その後冷却すると最初、表面部分の温度が下降しているにもかかわらず鋼板内部の温度は上昇し、ある時点で表面と板厚中心とで温度がほぼ一致して鋼板内部の温度が均一となるので、その均一になった温度をいう。

・圧延条件：
スラブ加熱温度は、鋼中の成分を均一化とＭｏ、Ｎｂ、Ｖなどの析出強化元素を固溶させるため１０００℃以上を確保する必要があるが、加熱温度が過剰に高い場合は、結晶粒が粗大化し母材の靭性劣化を招く恐れがあるために１３５０℃以下とし、好ましくは１２５０℃以下する。また、母材の靭性を向上させ、より安定に確保する観点から、１０５０℃以下の温度域で２０％以上の累積圧下を付与することが望ましい。これにより、γ粒の再結晶に伴い組織が細粒化し、母材の靭性を向上および安定化させる。同様の効果を狙い、各圧延パス毎の圧下量を５％以上、さらには１０％以上とすることが望ましい。

・直接焼入れ：
本発明では、熱間圧延終了後、Ａｒ_３変態点以上の温度から直接焼入れを行い、組織の制御を行う。この際の冷却停止温度は４００℃未満とする。これは、冷却停止温度を４００℃以上とすると、焼戻し後に軟化してしまい、強度が低下するからである。

・直接焼入れ時の冷却方法：
本発明では、熱間圧延後の直接焼入れ過程における連続冷却の際に非冷却時間を設ける。図１に、この際の鋼板の表面部分と板厚中心部の冷却曲線を従来と比較して示す。なお、図中実線はこのように非冷却時間を設けた場合であり、破線は従来の連続冷却の場合である。図１から明らかなように、非冷却時間を設けることにより、表面部分に比べ高温である板厚内部からの熱により表面部分は復熱し、これにより表面部分のみ硬さを低下させることができる。その際、鋼板の板厚中心に近くなるほど、非冷却時間を設けることによる復熱の影響は小さく、鋼板の内部では、冷却熱履歴の変化は小さく、冷却速度の低下はほとんど無いかあるいはごく僅かに抑えることができるため、硬さはほとんど低下しない。このため、図２に示すように、表面部分と板厚中心部との硬度差が小さい。したがって、全厚としての強度を大きく低下させることなく、また、熱間圧延後の冷却に要する時間は変わらないため、生産性を低下させることなく、加工性に優れた高張力鋼板を製造することができる。

この際の冷却制御は、具体的には図３に示すような装置で行うことが可能である。この装置においては、複数個のテーブルロール２上を矢印Ｘ方向に連続的に移送される高温の鋼板１の上面および下面に向け、板幅方向にスリットノズル４，４が設けられており、これによって第１冷却ブロックが構成されている。３はスリットノズル４に冷却水を供給するヘッダー管である。この第１冷却ブロックに続き、鋼板１の上面および下面に向け設けられた複数個のスプレーノズル５，５によって、第２〜第２０冷却ブロックが構成されている。このような各冷却ブロックは、各々テーブルロール２と、テーブルロール２の上方に、鋼板１を間に挟んで設けられた水切りロール６とによって、隣接する冷却ブロックに冷却水が進入しないように区画されている。スリットノズル４およびスプレーノズル５の各々には、遮断弁７が取り付けられており、この遮断弁７によって所定の冷却ブロックの冷却水をオフにすることにより、所望の非冷却時間を設けることができる。

水冷されない時間を０．３秒以上としたのは、０．３秒より短い場合、表面部分の硬さの低下が十分でなく、期待する効果が得られないためである。好ましくは０．８秒以上である。

また、非水冷時間の長さと回数は製品板厚、サイズ、強度レベルに応じて設定することができる。しかし、合計の非冷却時間が短すぎる場合、表面部分の硬さの低下が十分でなく、期待する効果が得られず、また、長過ぎると、板厚中心部およびその周辺の冷却速度が低下することにより、通常の直接焼入れに比べ強度が低下することに加え、生産性の低下を招くことになる。したがって、合計の非水冷時間は１．５秒以上、１５秒以下とする。好ましくは３秒以上、１３秒以下である。

鋼板の表面温度を３００℃以上としたのは、非水冷時間を設ける温度は、鋼板の温度が低い場合は表面部分の復熱が小さくなり、期待される効果が十分得られないためである。

・焼戻し条件
加速冷却後、鋼材の強度、靱性バランスを調節するため、焼戻し処理を施す。焼戻し温度を４００℃以上Ａｃ_１変態点以下としたのは、焼戻し温度が４００℃未満ではその効果がほとんどなく、Ａｃ_１点を超えるとオーステナイトへの逆変態が生じるためである。

・誘導加熱装置を用いる焼戻し
非冷却時間を設ける既述の冷却方法により、従来に比べ板厚方向の硬度差を小さくすることができるが、特に鋼板が厚い場合には、板厚方向での冷却速度が異なるために、ある程度の硬度差は存在してしまう。そこで、通常のガス燃焼による加熱炉の代わりに誘導加熱装置を用い、鋼板表面部分に誘導電流を集中させることにより、鋼板内部に比べて表面部分の温度が高くなる温度分布を与えることができる。したがって、誘導加熱装置を用いることにより、特に板厚が厚い場合には、さらに板厚方向硬度差の小さい鋼板を得ることが可能となる。

誘導加熱装置を用いた場合の加熱温度は、板厚中心部あるいは全厚での強度が目標の強度となる適正な温度とすることができるが、板厚中心温度が４００℃未満では、十分な焼戻しの効果が得られない。また、表面の最高到達温度が５００℃未満では、表面部分の硬さの低減効果が十分でなく、一方、Ａｃ_１点を超えると表面部分の変態による組織が大きく変化し、板厚方向に不均一な組織となることに加え、表面部分の強度低下と鋼板内部の温度上昇により、全厚としての強度が大幅に低下する恐れがある。そのため、加熱温度は、板厚中心温度で４００℃以上、かつ鋼板の表面温度で５００℃以上、Ａｃ_１変態点以下、とした。鋼板の表面温度は、好ましくは６００℃以上である。

誘導加熱装置の配置は、オンラインでもオフラインでも構わないが、エネルギーコストの観点からは、焼入れ直後に加熱が可能なオンラインが好ましい。

板厚方向の硬度差：４５ＨＶ以下
板厚方向の硬さは表面部分に最も硬さが高くなる位置が存在し、板厚中心部で最も硬さが低下する。そして、このように表面部分の硬さが高く、硬度差が大きいと加工性は劣化する。本発明では上述の手法により、このような硬度差を小さくするものであるが、このような加工性の劣化を抑制する観点からは、板厚方向の硬度差は４５ＨＶ以下が望ましい。さらに、望ましくは３５ＨＶ以下である。

引張強度：５５０ＭＰａ
本発明は、上述のように表面部分の硬度を低下させて厚さ方向の硬度差を小さくし、良好な加工性を確保するものであるが、引張強度は高く維持することができ、全厚引張り試験において降伏比も低くすることができる。この際の引張強度は５５０ＭＰａ以上であることが好ましい。

本発明においては、溶接構造用高張力鋼板としての一般的な成分に対してその効果を発揮するものであるが、質量％で、Ｃ：０．０３〜０．１８％、Ｓｉ：０．０１〜０．５５％、Ｍｎ：０．５〜２％、Ａｌ：０．００５〜０．１％、Ｎ：０．０００５〜０．００５％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなるものであることが好ましい。特に、溶接性および靱性、強度を安定して確保する観点からは、質量％で、Ｃ：０．０３〜０．１８％、Ｓｉ：０．０１〜０．５５％、Ｍｎ：０．５〜２％、Ａｌ：０．００５〜０．１％、Ｎ：０．０００５〜０．００５％を含有し、さらに、必要に応じてＣｕ≦１％、Ｎｉ≦２％、Ｃｒ≦１％、Ｍｏ≦０．８％、Ｎｂ≦０．０５％、Ｖ≦０．１％、Ｔｉ≦０．０２５％、Ｂ≦０．００２％、Ｃａ≦０．００５％の１種または２種以上を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなるものであることが好ましい。以下、これらについて説明する。

Ｃ：０．０３〜０．１８％
Ｃは高張力鋼板としての母材強度確保に必要な元素である。０．０３％未満ではＣｕ、Ｎｉ，Ｃｒ、Ｍｏなどの焼入性向上元素の多量添加が必要となり、コスト高、溶接性の劣化を招き、また、大入熱溶接が施される場合には、溶接金属へのＣの希釈が少なくなり、継手強度の確保が困難となる。一方、過剰な添加は母材の靭性および溶接性感受性の劣化をもたらし、また溶接継手部の靭性の劣化を招く。このためＣ含有量の範囲を０．０３〜０．１８％とする。

Ｓｉ：０．０１〜０．５５％
Ｓｉは母材強度および溶接継手強度を確保する上で有効に働き、そのためには０．０１％以上添加することが好ましい。しかし、０．５５％を超える多量の添加は溶接割れ感受性と溶接継手靭性を劣化させる。このため、Ｓｉ含有量の範囲を０．０１〜０．５５％とする。

Ｍｎ：０．５〜２％
Ｍｎは、母材強度および溶接継手強度を確保する上で有効に働き、そのためには０．５％以上添加することが好ましい。しかし、２％を超える多量の添加は溶接割れ感受性を劣化させ、必要以上の焼入性をもたらし母材靭性および継手靭性を劣化させる。このため、Ｍｎ含有量の範囲を０．５〜２％とする。より好ましくは、１．６％以下である。

Ａｌ：０．００５〜０．１％
Ａｌは鋼の脱酸剤として添加され、通常０．００５％以上は含有する。また、結晶粒の微細化による母材靭性確保のためには０．０１％程度添加する。しかし、０．１％を超えるＡｌ添加は母材靭性を損なう。このため、Ａｌ含有量の範囲を０．００５〜０．１％とする。

Ｎ：０．０００５〜０．００５％
Ｎは、Ａｌ、Ｎｂなどと反応し析出物を形成することで結晶粒を微細化し母材靭性を向上させる効果があるため添加する。０．０００５％未満の添加では結晶粒の微細化および強度確保に必要な析出物が形成されず、０．００５％を超える添加はむしろ母材および大入熱溶接継手の靭性を損なう。このため、Ｎ含有量の範囲を０．０００５〜０．００５％とする。

Ｐ、Ｓ
Ｐ、Ｓはいずれも不可避的に含まれる不純物元素である。健全な母材および溶接継手を得るためにはいずれも０．０１５％以下に制限されることが望ましい。

上記組成に加え、必要に応じてＣｕ≦１％、Ｎｉ≦２％、Ｃｒ≦１％、Ｍｏ≦０．８％、Ｎｂ≦０．０５％、Ｖ≦０．１％、Ｔｉ≦０．０２５％、Ｂ≦０．００２％、Ｃａ≦０．００５％の１種または２種以上添加するが、これらについては以下の通りである。

Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ
本発明鋼として、６００ＭＰａ級以上の高張力鋼板を得る場合や、耐候性を必要とする場合に、これらの１種または２種以上を添加する。その場合、Ｃｕ、Ｃｒについては上限を１％、Ｎｉについては上限を２％、Ｍｏについては、溶接性の確保と必要以上の焼入性を防止するため、上限を０．８％とする。Ｎｂは母材強度確保に有効であるが、多量の添加は強化に寄与せず、逆に、溶接継手靭性を劣化させることから添加する場合の上限は０．０５％、好ましくは、０．０３％とする。Ｖは母材強度と溶接継手強度を確保する上で有効に働くので、選択的に添加しても良いが、０．１％を超える添加は溶接割れ感受性を劣化させる。

Ｔｉ、Ｂ
Ｔｉはミクロ組織の細粒化や、Ｂ添加鋼の場合には焼入性に有効なＢの確保のために添加するが、Ｔｉにおいては、０．０２５％を超える添加は母材靭性を損ねることからＴｉの添加量は０．０２５％以下とする。Ｂは、ごく微量の添加で焼入性を高める効果が得られるが、過剰に添加するとＢＮを形成し逆に焼入性の低下がおこり、また、溶接熱影響部が著しく硬化するため、Ｂの添加量の上限は、０．００２％とする。

Ｃａ
Ｃａは、靭性を劣化させるＭｎＳの形態を変化させる効果があるが、過剰の添加は焼入性を招くため上限は０．００５％とする。

以上のように本発明では、直接焼入の際の冷却において、非冷却時間を設けることにより、主に鋼板表面部分を復熱させるので、鋼板表面部分と板厚中心部との間の硬度差を小さくすることができ、生産性を低下させることなく、優れた加工性と高い強度を兼備した高張力鋼板を経済的に製造することができる。

また、誘導加熱装置を用いることにより、鋼板表面部分と板厚中心部との硬度差をさらに小さくすることができることと、誘導加熱装置を用いることにより急速加熱ができるので従来より短時間で焼戻し処理を行うことができることから、優れた加工性と高い強度を兼備した高張力鋼板を製造することができる。

本発明では、鋼板の板厚は特に限定されないが、このような鋼板表面部分と板厚中心部との間の硬度差は板厚１０ｍｍ以上で顕著となることから板厚１０ｍｍ以上に対して効果が大きい。板厚の好ましい範囲は１８〜６０ｍｍである。

以下、本発明の実施例について説明する。
表１に示す化学成分の鋼を溶製し、鋼塊を作製し、表２に示す製造条件にて所定の板厚に熱間圧延後、様々な条件で所定の温度まで冷却し、さらに従来の雰囲気炉または誘導加熱による焼戻しを施して供試鋼を得た。誘導加熱を用いた際の鋼板表面温度は、放射温度計を用いて測定した。母材の機械的性質の評価として、ブリネル硬さ試験、ビッカース硬さ試験、全厚の引張試験、およびシャルピー衝撃試験を行った。その結果を表２に併記する。なお、Ｎｏ．３，４，５，８，９，１２，１４，１５，１７，１８は本発明の範囲内である実施例、Ｎｏ．１，２，６，７，１０，１１，１３，１６は比較例である。

比較例のうち、Ｎｏ．１，７，１１，１３は水冷されない時間を設けない通常の直接焼入れにより製造したものであるが、本発明例は、これらの通常の直接焼入れによりに比べ、強度を大きく低下させることなく、表面部分の硬さが低下しており、いずれも、ΔＨＶ（板厚方向の硬さの差）≦４５となり、また、ＹＲが低下していることが確認された。

また、比較例のＮｏ．２は、水冷されない時間を設けているものの、合計の時間が１．１秒と短いために、表面部分の硬さおよびＹＲに効果がほとんど現れない。Ｎｏ．１０は、鋼板の表面温度が３００℃未満で水冷されない時間を設けているために、表面硬さおよびＹＲに効果が現れていない。一方、Ｎｏ．６は、水冷されない時間の合計が１７秒と長いために、強度が大幅に低下している。

実施例の中では、誘導加熱を用いた焼戻しを行ったＮｏ．１５，１７，１８は、雰囲気炉により焼戻しを行った場合より表層硬さが低下し、板厚方向の硬度差がより小さくなっており、また、ＹＲも低下した。これに対し、比較例のＮｏ．１６は、誘導加熱により、表面温度がＡｃ_１を超える温度となっており、また、板厚中心部の温度も高温になったため、全厚での強度が大幅に低下した。

本発明によれば、経済的に曲げ等の加工性に優れた高張力鋼板を得ることができ、建築物、橋梁、貯蔵タンク、圧力容器、ペンストックなど鉄鋼構造物に有効であり、工業的に利用価値が高い。

鋼板の表面部分と板厚中心部の冷却曲線を示す図。本発明を適用した場合と従来について、鋼板の厚さ方向の硬度分布を比較して示す図。本発明を実施するための冷却制御装置を示す図。

符号の説明

１；鋼板
２；テーブルロール
３；ヘッダー管
４；スリットノズル
５；スプレーノズル
６；水切りロール
７；遮断弁

Claims

スラブを１０００℃以上１３５０℃以下の温度に加熱し、製品板厚となるまで熱間圧延し、引続きＡｒ_３変態点以上の温度から直接焼入れを行い、平均温度が４００℃未満の温度まで冷却を行った後、引き続き４００℃以上Ａｃ_１変態点以下の温度で焼戻し処理を施す高張力鋼板の製造方法であって、直接焼入れの際、鋼板表面の温度が３００℃以上の範囲にあるとき、０．３秒以上の一時的に水冷されない時間を、１回あるいは２回以上で、合計の非水冷時間が１．５秒以上、１５秒以下となるように設けることを特徴とする、加工性に優れた高張力鋼板の製造方法。
前記焼戻し処理の際、誘導加熱装置を用いて、板厚中心温度が４００℃以上、かつ表面の最高到達温度が５００℃以上Ａｃ_１変態点以下の温度で焼戻し処理を施すことを特徴とする、請求項１に記載の加工性に優れた高張力鋼板の製造方法。
得られた鋼板の板厚方向の硬度差が４５ＨＶ以下であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の加工性に優れた高張力鋼板の製造方法。
得られた鋼板の板厚方向の硬度差が４５ＨＶ以下であり、引張強度が５５０ＭＰａ以上であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の加工性に優れた高張力鋼板の製造方法。
質量％で、Ｃ：０．０３〜０．１８％、Ｓｉ：０．０１〜０．５５％、Ｍｎ：０．５〜２％、Ａｌ：０．００５〜０．１％、Ｎ：０．０００５〜０．００５％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の加工性に優れた高張力鋼板の製造方法。
質量％で、Ｃ：０．０３〜０．１８％、Ｓｉ：０．０１〜０．５５％、Ｍｎ：０．５〜２％、Ａｌ：０．００５〜０．１％、Ｎ：０．０００５〜０．００５％を含有し、さらに、必要に応じてＣｕ≦１％、Ｎｉ≦２％、Ｃｒ≦１％、Ｍｏ≦０．８％、Ｎｂ≦０．０５％、Ｖ≦０．１％、Ｔｉ≦０．０２５％、Ｂ≦０．００２％、Ｃａ≦０．００５％の１種または２種以上を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の加工性に優れた高張力鋼板の製造方法。