JP2006283126A

JP2006283126A - 音響異方性の小さい高強度高靭性ベイナイト非調質鋼板

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Publication number: JP2006283126A
Application number: JP2005104705A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Imamura; 弘樹今村; Hiromichi Onishi; 宏道大西
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2025-03-31
Also published as: CN1854325A; CN100441725C; JP4868762B2; KR20060106637A; KR100748809B1

Abstract

【課題】音響異方性が小さく、靭性に優れた引張強度５７０ＭＰａ以上のベイナイト非調質鋼板を提供する。
【解決手段】Ｃ：０．０２〜０．０８％（質量％の意味、以下同じ）、Ｓｉ：０．０５〜０．５０％、Ｍｎ：１．０〜２．５％、Ｐ：０．０１５％以下（０％を含まない）、Ｓ：０．００６％以下（０％を含まない）、Ｃｒ：０．５０〜１．５０％、Ｔｉ：０．００５〜０．０３０％、Ｎ：０．００３０〜０．００８０％、固溶Ｎｂ：０．００５％以下（０％を含む）、固溶Ｂ：０．０００６〜０．００２１％を満たし、残部鉄及び不可避不純物からなる鋼板であって、
主圧延方向に平行な板厚断面における旧オーステナイト結晶粒径の平均アスペクト比（主圧延方向の平均粒径／板厚方向の平均粒径）が１．８超５．３以下であり、
引張強度が５７０ＭＰａ以上であることを特徴とする音響異方性の小さい高強度高靭性ベイナイト非調質鋼板。

Description

本発明は、音響異方性の小さい高強度高靭性ベイナイト非調質鋼板に関するものであり、殊に、音響異方性が小さく、且つ靭性に優れた引張強度が５７０ＭＰａ以上の非調質型ベイナイト鋼板に関するものである。

建築構造物や橋梁などの大型構造物用として用いられる鋼板には、高強度であると共に高靭性であることが要求される。また建築用や橋梁用として用いられる場合、鋼板内部に欠陥が存在すると該部分が破壊発生の起点となり易いため、超音波探傷試験によって欠陥部分の有無を調査することが一般的に行われている。しかし探傷方向によって著しく音速が変化すると、超音波探傷試験で溶接欠陥部の正確な位置を検出できないことから、鋼板には、所謂「音響異方性」が小さいことも要求される。

更には、上記各種特性に加えて、製造コスト低減の観点から、焼入れ焼戻しを行わない所謂非調質であっても、上記特性が十分に確保できることが求められている。

音響異方性が少なくかつ低降伏比の非調質鋼の製造方法として、例えば特許文献１には、Ａｒ₃近傍のγ／α２相域で圧延を行った場合に、加工フェライトが生成し降伏比が著しく上昇するだけでなく、集合組織の生成により音響異方性も大きくなることから、仕上圧延の下限をＡｒ₃とすることが示されている。また強度を確保すべくＮｂを０．００３％以上添加して析出硬化を図ることが示されている。しかしこの様にＮｂ量を増加させると、強度は容易に確保できるが音響異方性が大きくなる傾向にある。

特許文献２は「材質ばらつきが少なくかつ音響異方性の小さい高強度鋼材の製造方法」についての技術であり、段落［００３５］に「音響異方性を小さくするには、次に示す製造工程が有利に適合する。すなわち、上述した基本組成に成分調整した鋼スラブに熱間圧延などの成形加工を施したのち、まず８６０℃以上の温度に再加熱して冷却することにより、熱間加工後の冷却過程で形成されたベイナイト組織が再びオーステナイトに変態するため、熱間加工後の冷却過程で形成される変態集合組織は消滅し、続く再加熱後の冷却により、上記したところと同様に均一で、しかも集合組織のないベイナイト組織が形成される。その結果、鋼材の音響異方性は小さくなる」ことが示されている。しかし該方法は、熱間圧延後に熱処理を要するものであり、非調質鋼板に関するものでない。また優れた靭性を併せて確保するには改善が必要であると考えられる。

特許文献３には、圧延のままで鋼板の厚み方向の靭性および音響異方性に優れる引張り強さが５９０ＭＰａ級の溶接用極厚鋼板およびその製造方法が示されており、熱間圧延条件として特に、加熱温度を１０５０℃〜１２５０℃とすることで、再結晶細粒化を図り靭性を確保すると共に、９５０℃以下の温度域における累積圧下率や圧延仕上温度を制御することで音響異方性を小さくすることが示されている。しかし音響異方性と共に、より優れた靭性を確保するには改善が必要であると思われる。

また特許文献４には、音響異方性が小さく溶接性に優れた非調質型低降伏比高張力鋼板の製造方法が示されており、具体的に、オーステナイトの未再結晶域での累積圧下率を６０％以下とすると共に、圧延仕上温度を（オーステナイトの未再結晶化温度−８０℃）以上とすることによって、ＪＩＳＺ３０６０で規定される横波音速比Ｃ_SL／Ｃ_SC［振動方向をＬ方向（主圧延方向）とＣ方向（Ｌ方向に直角な方向）として得られた横波音速値Ｃ_SL（ｍ／ｓ）とＣ_SC（ｍ／ｓ）の比］の値を１．０２以下にできる旨示されている。また特許文献５には、旧オーステナイト粒の平均アスペクト比（「長径／短径」の比）を１．８以下とすれば、横波音速比が１．０２以下といった低音響異方性を達成できる旨示されている。しかしこれらの技術においても、音響異方性と共により優れた靭性を確保するには更なる改善を要するものと考えられる。
特開平０１−３０１８１９号公報特開平０９−２５６０４２号公報（段落［００３５］）特開平１１−１９３４４５号公報特開２００２−０５３９１２号公報特開２００４−３００５６７号公報

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、音響異方性が小さく、靭性に優れた引張強度５７０ＭＰａ以上のベイナイト非調質鋼板を提供することにある。

本発明に係る音響異方性の小さい高強度高靭性ベイナイト非調質鋼板は、
Ｃ：０．０２〜０．０８％（質量％の意味、以下同じ）、
Ｓｉ：０．０５〜０．５０％、
Ｍｎ：１．０〜２．５％、
Ｐ：０．０１５％以下（０％を含まない）、
Ｓ：０．００６％以下（０％を含まない）、
Ｃｒ：０．５０〜１．５０％、
Ｔｉ：０．００５〜０．０３０％、
Ｎ：０．００３０〜０．００８０％、
固溶Ｎｂ：０．００５％以下（０％を含む）、
固溶Ｂ：０．０００６〜０．００２１％
を満たし、残部鉄及び不可避不純物からなる鋼板であって、
主圧延方向に平行な板厚断面における旧オーステナイト結晶粒径の平均アスペクト比（主圧延方向の平均粒径／板厚方向の平均粒径）が１．８超５．３以下であり、
引張強度が５７０ＭＰａ以上であるところに特徴を有している。

本発明の鋼板には、必要によって、
（ａ）Ｃｕ：０．０５〜１．２０％、Ｎｉ：０．０５〜１．２０％、及びＭｏ：０．０３〜０．５０％よりなる群から選択される１種以上、
（ｂ）Ｃａ：０．０００５〜０．００５％及び／又はＲＥＭ：０．０００３〜０．００３％を含有することも有効であり、これら含有される成分に応じて鋼板の特性を更に向上させることができる。

本発明のベイナイト非調質鋼板は、高強度かつ高靭性であると共に音響異方性が小さいので、建築構造物や橋梁などの大型構造物用として最適である。

本発明者らは、音響異方性が小さく、靭性に優れた引張強度が５７０ＭＰａ以上のベイナイト鋼板を非調質で得るべく鋭意研究を行なったところ、主圧延方向に平行な板厚断面における旧オーステナイト結晶粒径の平均アスペクト比（主圧延方向の平均粒径／板厚方向の平均粒径）を制御すると共に成分組成を制御することが重要であることを見出した。

図１は、上記アスペクト比と靭性の指標である破面遷移温度（ｖＴｒｓ）との関係を示したものであり、アスペクト比と破面遷移温度はどちらも後述する実施例に示す方法で求めたものである。この図１から、上記アスペクト比を１．８超とすることによって、破面遷移温度（ｖＴｒｓ）が−５０℃以下と著しく優れた靭性を確保できることがわかる。上記アスペクト比が２．８以上であるものが、破面遷移温度（ｖＴｒｓ）が−６０℃以下とより優れた靭性を確保できるので好ましい。更に好ましくはアスペクト比が４．３以上のものである。

本発明では、この様に優れた靭性を確保すると共に、低音響異方性を確保すべくアスペクト比の上限を設けて、アスペクト比の制御をすることが重要である。

図２は、上記アスペクト比と音響異方性の関係を示したものであり、アスペクト比と音響異方性（横波音速比Ｃ_SL／Ｃ_SC）はどちらも後述する実施例に示す方法で求めたものである。この図２から、横波音速比Ｃ_SL／Ｃ_SCを少なくとも１．０２またはそれ以下と音響異方性を小さくするには、上記アスペクト比を５．３以下にする必要があることがわかる。上記アスペクト比が４．６以下のものが音響異方性がより小さいので好ましい。音響異方性のより小さいものを得る観点からは、アスペクト比が３．７以下のものが更に好ましい。

上記靭性を確保すると共に高強度を確保するには、上記アスペクト比を１．８超に制御すると共に、鋼中の固溶Ｎｂ量、更には固溶Ｂ量とＣｒ量を制御することが大変有効である。

図３は、固溶Ｎｂ量と破面遷移温度（ｖＴｒｓ）の関係について示したものであり、固溶Ｎｂ以外の成分は規定範囲内にあり、固溶Ｎｂ量を０〜０．０２７％の間で変化させた鋼材について、破面遷移温度（ｖＴｒｓ）を測定したものである。この図３から、破面遷移温度（ｖＴｒｓ）が−５０℃以下と優れた靭性を確保するには、固溶Ｎｂ量を０．００５％以下に抑える必要があることがわかる。好ましくは０．００４％以下、より好ましくは０．００３％以下に抑える。

またベイナイト組織を安定して強度を確保すると共に、優れた靭性も確保するには、焼入れ性向上効果を有するＮｂの代わりに、適量の固溶ＢとＣｒを含有させる必要がある。

図４は、固溶Ｂ量と引張強度（ＴＳ）との関係を示したものであり、固溶Ｂ以外の成分は規定範囲内であって固溶Ｂ量のみ変化させた鋼材について、引張強度を測定し、結果を整理したものである。この図４から、５７０ＭＰａ以上の引張強度を達成させるには、固溶Ｂ量を０．０００６％以上とする必要がある。固溶Ｂ量を増加させて焼入れ性を高めることで、島状マルテンサイト（ＭＡ）の生成量を低減してベイナイト組織を十分に確保でき、引張強度を一段と高めることができる。好ましくは固溶Ｂ量を０．０００８％以上とする。

しかし固溶Ｂ量を増加させると靭性の確保が困難となる。図５は、固溶Ｂ量と破面遷移温度（ｖＴｒｓ）の関係について示したものであり、固溶Ｂ以外の成分は規定範囲内であって固溶Ｂ量のみ変化させた鋼材について、破面遷移温度（ｖＴｒｓ）を測定し、結果を整理したものである。この図５から、破面遷移温度（ｖＴｒｓ）が−５０℃以下と優れた靭性を確保するには、固溶Ｂ量を０．００２１％以下に抑える必要がある。好ましくは０．００１７％以下、より好ましくは０．００１３％以下である。

また強度を確保すべくベイナイト組織を十分に確保し、高降伏強度化と靭性の向上を図るには、Ｃｒを添加してベイナイト変態を促進させ、ＭＡの生成量を低減することが有効である。Ｃｒのこの様な効果を発揮させるには、Ｃｒ量を０．５０％以上とする必要がある。好ましくは０．７％以上、より好ましくは０．８％以上である。しかしＣｒを過剰に含有させると溶接継手部の靭性を劣化させるため、１．５０％以下に抑える。好ましくは１．３％以下である。

本発明の鋼板は、ベイナイト鋼板であり、ベイナイトを占積率で９０％以上含むものである。好ましくはベイナイトが占積率で９５％以上のものである。尚、ベイナイト以外に製造過程で不可避的に形成され得る組織として、フェライトやＭＡを含む場合があるが、これらは少なければ少ない程好ましく、本発明では１０％以下に抑える。好ましくは５％未満、更に好ましくは３％未満である。

本発明は、特に上記アスペクト比の制御と固溶Ｎｂ量、固溶Ｂ量及びＣｒ量を制御することによって、５７０ＭＰａ以上の高強度域において優れた靭性を確保すると共に、低音響異方性を達成できたものであるが、該作用効果を確実に発揮させるには、その他の成分を下記の通り制御する必要がある。

〈Ｃ：０．０２〜０．０８％〉
Ｃは、強度（ＴＳとＹＳ）を確保するために重要な元素であり、本発明では少なくとも０．０２％含有させる。好ましくは０．０２５％以上、より好ましくは０．０３０％以上である。しかしＣを過剰に含有させると、熱間圧延後の冷却時にベイナイトが生成せずマルテンサイトが生成し易くなり、所望の靭性が得られ難くなる。またオーステナイト変態時にＣが局所的に濃化し易く、ＭＡの生成量が増大し降伏強度を高めることが困難となる。よってＣ量は０．０８％以下とする。好ましくは０．０６％以下、より好ましくは０．０５％以下である。

〈Ｓｉ：０．０５〜０．５０％〉
Ｓｉは、ＭＡの生成量を抑えて降伏強度を高める元素である。また脱酸剤としても有用な元素であり、こうした作用を有効に発揮させるには、０．０５％以上含有させる必要がある。好ましくは０．０７％以上である。しかしＳｉを過剰に含有させると靭性が低下するため、その上限を０．５０％とする。好ましくは０．４０％以下、より好ましくは０．３０％以下である。

〈Ｍｎ：１．０〜２．５％〉
Ｍｎは、焼入れ性を高めて鋼板の高強度化（高ＴＳ化と高ＹＳ化）に寄与する元素である。また、ベイナイトを微細化して靭性を高める作用を有する元素でもある。こうした作用を有効に発揮させるには、Ｍｎを１．０％以上含有させる必要がある。好ましくは１．４％以上である。しかしＭｎ量が過剰になると、焼入れ性が高くなり過ぎて靭性を著しく劣化させる。よって本発明では２．５％以下とする。好ましくは２．０％以下である。

〈Ｐ：０．０１５％以下（０％を含まない）〉
Ｐは、靭性に悪影響を及ぼす元素であるため極力低減する必要があり、本発明では０．０１５％以下に抑える。好ましくは０．０１０％以下である。

〈Ｓ：０．００６％以下（０％を含まない）〉
Ｓは、粗大な硫化物を生成して靭性を劣化させるので、極力低減する必要がある。よって本発明では０．００６％以下に抑える。好ましくは０．００４％以下である。

〈Ｔｉ：０．００５〜０．０３０％〉
Ｔｉは、高降伏強度化に寄与する元素である。その結果、鋼板の強度（ＴＳとＹＳ）を高めることができる。また固溶ＮをＴｉＮとして固定し、固溶Ｂ量を増加させて焼入性を向上させ、ＭＡの生成を抑制してベイナイト組織を確保するのに有効な元素でもある。更には旧オーステナイト結晶粒の粗大化を抑えて、靭性の劣化を防ぐ作用も奏する。こうした作用を有効に発揮させるには、０．００５％以上含有させる必要がある。好ましくは０．０１０％以上である。しかし、過剰に含有させると却って靭性の低下を招くため、０．０３０％以下とする。好ましくは０．０２０％以下である。

〈Ｎ：０．００３０〜０．００８０％〉
Ｎは、ＡｌやＴｉと化合して窒化物を形成し、組織の微細化による靭性の向上に有効に作用する。こうした作用を有効に発揮させるには０．００３０％以上含有させる必要がある。好ましくは０．００４０％以上である。但し、Ｎを過剰に含有させると、溶接継手靭性を劣化させるため、Ｎ量は０．００８０％以下に抑える。好ましくは０．００７０％以下、より好ましくは０．００６０％以下である。

本発明で規定する含有元素は上記の通りであり、残部成分は実質的にＦｅであるが、鋼中に、原料、資材、製造設備等の状況によって持ち込まれる不可避不純物として、０．０７０％以下のＡｌ等の混入が許容されるのは勿論のこと、前記本発明の作用に悪影響を与えない範囲で、下記の如く、更に他の元素を積極的に含有させることも可能である。

〈Ｃｕ：０．０５〜１．２０％、
Ｎｉ：０．０５〜１．２０％、及び
Ｍｏ：０．０３〜０．５０％
よりなる群から選択される１種以上〉
これらの元素は、いずれも強度確保に有用な元素であり、Ｃｕは、固溶強化および析出強化によって強度（ＴＳとＹＳ）を高めるために有効に作用する元素である。こうした作用を有効に発揮させるには、Ｃｕを０．０５％以上含有させることが望ましい。より好ましくは０．１０％以上である。しかし過剰に含有させると、熱間加工性を阻害させるため１．２０％以下とすることが好ましい。より好ましくは１．０％以下である。

Ｎｉは、母材の強度と靭性を同時に向上させる元素である。こうした作用を有効に発揮させるには、０．０５％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．１０％以上である。しかし過剰に含まれると、コストアップにつながるため１．２０％以下に抑えることが好ましい。より好ましくは１．０％以下である。

Ｍｏは、焼入れ性を高めて、鋼板の強度（ＴＳとＹＳ）を確保するのに有用な元素である。またＢと併せて含有させることにより、圧延後の冷却時における焼入れ性が制御されて強度（ＴＳ）と靭性のバランスを最適化できる。こうした作用を発揮させるには０．０３％以上含有させる必要がある。より好ましくは０．０５％以上、更に好ましくは０．１０％以上である。しかし過剰に含有させると、靭性を劣化させるため、０．５０％以下とするのがよい。より好ましくは０．４０％以下である。

〈Ｃａ：０．０００５〜０．００５％、及び／又は
ＲＥＭ：０．０００３〜０．００３％〉
Ｃａは、ＳをＣａＳとして固定すると共に、粒状の非金属介在物として形態を制御することにより、靭性を向上させて、偏析部からの破壊を防止するのに有効である。この様な効果を十分に発揮させるには、Ｃａを０．０００５％以上（より好ましくは０．００１０％以上）含有させることが好ましいが、過剰に含有させても、これらの効果は飽和するばかりか靭性が却って劣化する。よってＣａ含有量は、０．００５％以下とすることが好ましく、より好ましくは０００４％以下である。

ＲＥＭも、上記Ｃａと同様に硫化物としてＳを固定し、偏析部の靭性を向上させるのに有効に作用する。該効果を発揮させるには、ＲＥＭを０．０００３％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．００１０％以上である。しかし過剰に含有させると、過剰な非金属介在物の存在により、靭性を却って劣化させることになる。よって、０．００３％以下に抑えることが好ましく、より好ましくは０．００２５％以下である。

本発明の鋼板を製造するには、基本的には連鋳法あるいは造塊法により作製されたスラブを用いて、熱間圧延−冷却−熱処理の通常の方法により製造できるが、上記各要件を満足させるには、熱間圧延時の加熱温度を１０００〜１２００℃、未再結晶域での全圧下量を１０％以上５０％以下に制御すると共に、熱間仕上圧延温度を８５０℃以上とし、更に、熱間仕上圧延後の４００℃までの冷却を、空冷または加速冷却（３℃／ｓ以上）とすることが推奨される。

まず熱間圧延時の加熱温度は１０００〜１２００℃とする。鋼片を１０００℃以上に加熱することで、ＮｂとＢを固溶させることができ、オーステナイト粒の過剰な微細化を抑制できるため、焼入れ性を高めることができる。その結果、ＭＡの生成を抑えて高降伏強度化を実現できる。より好ましくは１０５０℃以上に加熱することが望ましい。しかし加熱温度が１１５０℃を超えると、オーステナイト粒が粗大化して靭性が劣化するため、加熱温度は１２００℃以下とする。より好ましくは１１００℃以下である。

γ（オーステナイト）未再結晶域での全圧下量を１０％以上５０％以下とする。該圧下量を制御することによって、アスペクト比を規定の範囲内とすることができる。該圧下量が１０％未満だとアスペクト比が小さすぎるため好ましくない。より好ましくはγ未再結晶域での全圧下量を１５％以上とするのがよい。しかし該圧下量が５０％を超えると、アスペクト比が大きくなりすぎて音響異方性を高めることになるので好ましくない。より好ましくはγ未再結晶域での全圧下量を４０％以下とするのがよい。

仕上圧延温度（ＦＲＴ）は８５０℃以上とするのがよい。該温度以上とすることでアスペクト比の上昇を抑制し、音響異方性を確保できるからである。より好ましくは８７０℃以上である。一方、仕上圧延温度が高すぎてもγ未再結晶域の加工が不足し、靭性が劣化することから８９０℃以下で行なうことが好ましい。

熱間圧延後の冷却は、仕上圧延終了温度から４００℃までを、空冷または３℃／ｓｅｃ以上で冷却するのがよい。この様に熱間圧延後に空冷または加速冷却することで、オーステナイト変態時におけるＣの拡散によるＣの濃化を防止してＭＡの生成を抑制でき、結果として降伏強度を高めることができる。より好ましくは５℃／ｓｅｃ以上、さらに好ましくは７℃／ｓｅｃ以上で冷却するのがよい。該冷却後の焼戻しは不要であり、本発明の鋼板は非調質で得られるものである。

本発明の鋼板は、上述の通り高強度かつ高靭性であると共に音響異方性が小さいので、橋梁や建築構造物、造船、海洋構造物の製造に最適である。尚、本発明の鋼板は、板厚１０〜１００ｍｍと厚鋼板に分類されるものである。

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可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。

下記表１に示す成分組成の鋼（残部はＦｅおよび不可避不純物）を通常方法で溶製し、スラブとした後、１０００〜１２００℃に加熱し、下記表２に示す条件で圧延を行い、４００℃まで冷却して鋼板を得た。下記表２に、γ未再結晶域での全圧下量、仕上圧延温度（ＦＲＴ）、仕上圧延終了後から４００℃までの冷却速度、および鋼板の板厚を夫々示す。

得られた鋼板を用いて、金属組織、旧オーステナイト粒径のアスペクト比、固溶Ｎｂ量、固溶Ｂ量を求めると共に、音響異方性、引張特性（降伏強度，引張強度）、靭性（衝撃特性）を夫々下記要領で評価した。

［金属組織の観察］
鋼板のｔ／４（表面から板厚１／４の深さ）位置から試験片を採取し、該試験片をナイタール腐食して光学顕微鏡観察（倍率１００倍）を行い、ベイナイト組織の面積率を求め、任意に選択した３視野で同様の観察を行って、ベイナイト組織の面積率の平均値を算出した。また、その他の組織（フェライトやＭＡ等）の面積率を、全組織（１００％）から上記ベイナイト組織の面積率を差し引いて求めた。

その結果として下記表２に、ベイナイトが面積率で９０％以上占めるものを「Ｂ」、ベイナイトが面積率で９０％未満であり、第２相としてフェライトが生成しているものを「Ｆ＋Ｂ」と示す。

［旧オーステナイト粒径のアスペクト比の測定］
主圧延方向に平行な板厚断面における旧オーステナイト粒界をナイタール腐食を行って現出させ、光学顕微鏡にて１００倍で組織観察し、主圧延方向の平均粒径と板厚方向の平均粒径を測定して、それらの比（主圧延方向の平均粒径／板厚方向の平均粒径）を３視野について求め、その平均を平均アスペクト比とした。

［固溶Ｎｂ量、固溶Ｂ量の測定］
抽出残渣法により析出物を残渣として分離抽出し、該析出物を構成するＮｂ量とＢ量をそれぞれ求め、鋼板のＮｂ量（total Ｎｂ量）と鋼板のＢ量（total Ｂ量）から、上記析出物を構成するＮｂ量とＢ量をそれぞれ差し引いて、固溶Ｎｂ量、固溶Ｂ量を算出した。

［引張試験］
各鋼板の板厚ｔ／４位置からＪＩＳＺ２２０１４号試験片を採取して、ＪＩＳＺ２２４１の要領で引張試験を行ない、降伏強度（０．２％耐力：σ_0.2）及び引張強度（ＴＳ）を測定した。そして降伏強度：４５０ＭＰａ以上かつ引張強度：５７０以上のものを高強度であると評価した。

［音響異方性の評価］
ＪＩＳＺ３０６０に規定の通り、横波の振動方向を主圧延方向（Ｌ方向）に一致させたときの横波音速値Ｃ_SLと、Ｌ方向に垂直な方向（Ｃ方向）に一致させたときの横波音速値Ｃ_SCを測定し、横波音速比Ｃ_SL／Ｃ_SCを求めた。そして、該音速比が１．０２以下の場合を音響異方性が小さいと評価した。

［衝撃試験（靭性の評価）］
各鋼板の板厚１／４位置からＪＩＳＺ２２０２の４号試験片を採取して、ＪＩＳＺ２２４２の方法でシャルピー衝撃試験を行い、破面遷移温度（ｖＴｒｓ）を測定した。そして、破面遷移温度（ｖＴｒｓ）が−５０℃以下の場合を靭性に優れると評価した。

これらの結果を表２に併記する。

表１、２より次の様に考察できる（尚、下記Ｎｏ．は、表２中の実験Ｎｏ．を示す）。即ち、Ｎｏ．１〜１０は、本発明で規定する要件を満たしているため、音響異方性が小さく、かつ引張特性と靭性に優れている。

これに対し、Ｎｏ．１１〜１９は、本発明で規定する要件を満たしていないため、引張特性、靭性（衝撃特性）、音響異方性の少なくともいずれかに不具合が生じている。即ち、Ｎｏ．１１は、本発明で規定する成分組成を満たしているが、推奨される条件で製造を行なわなかったため、アスペクト比が大きくなり音響異方性が大きくなった。またＮｏ．１２は、アスペクト比が小さすぎるため、靭性に劣る結果となった。

Ｎｏ．１３は、Ｃ量が多過ぎるため靭性に劣る結果となった。Ｎｏ．１４は、Ｃｒ量が不足しているため、ベイナイトを占積率で９０％以上確保できず、ＹＳが低く、靭性に劣る結果となった。Ｎｏ．１５は、固溶Ｎｂ量が過剰であるため、アスペクト比が高くなり、音響異方性が高くなると共に靭性も却って劣る結果となった。

Ｎｏ．１６は、Ｔｉ量が不足しているため、ベイナイトを占積率で９０％以上確保できず降伏強度が低めとなり、また靭性に劣る結果となった。

Ｎｏ．１７は、固溶Ｂ量が不足しているため、ベイナイトを占積率で９０％以上確保できず、強度を確保できなかった。

Ｎｏ．１８は、Ｓｉ量が過剰であるため靭性に劣る結果となった。またＮｏ．１９は、固溶Ｂ量が過剰であるため靭性に劣る結果となった。

アスペクト比と破面遷移温度（ｖＴｒｓ）の関係を示すグラフである。アスペクト比と音響異方性の関係を示すグラフである。固溶Ｎｂ量と破面遷移温度（ｖＴｒｓ）の関係を示すグラフである。固溶Ｂ量と引張強度（ＴＳ）の関係を示すグラフである。固溶Ｂ量と破面遷移温度（ｖＴｒｓ）の関係を示すグラフである。

Claims

Ｃ：０．０２〜０．０８％（質量％の意味、以下同じ）、
Ｓｉ：０．０５〜０．５０％、
Ｍｎ：１．０〜２．５％、
Ｐ：０．０１５％以下（０％を含まない）、
Ｓ：０．００６％以下（０％を含まない）、
Ｃｒ：０．５０〜１．５０％、
Ｔｉ：０．００５〜０．０３０％、
Ｎ：０．００３０〜０．００８０％、
固溶Ｎｂ：０．００５％以下（０％を含む）、
固溶Ｂ：０．０００６〜０．００２１％
を満たし、残部鉄及び不可避不純物からなる鋼板であって、
主圧延方向に平行な板厚断面における旧オーステナイト結晶粒径の平均アスペクト比（主圧延方向の平均粒径／板厚方向の平均粒径）が１．８超５．３以下であり、
引張強度が５７０ＭＰａ以上であることを特徴とする音響異方性の小さい高強度高靭性ベイナイト非調質鋼板。
更に、他の元素として、
Ｃｕ：０．０５〜１．２０％、
Ｎｉ：０．０５〜１．２０％、及び
Ｍｏ：０．０３〜０．５０％
よりなる群から選択される１種以上を含む請求項１に記載の鋼板。
更に、他の元素として、
Ｃａ：０．０００５〜０．００５％、及び／又は
ＲＥＭ：０．０００３〜０．００３％
を含む請求項１または２に記載の鋼板。