JP2014118592A - 表面性状に優れ異方性が小さく切断後の形状が良好な熱延鋼板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表面性状が良好で降伏応力の異方性が小さく、かつ切断後の形状が良好な熱延鋼板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】Ｃ：０．０３〜０．２％、Ｓｉ：０．０１〜０．６％、Ｍｎ：０．５〜２．２％、Ｐ：０．００１〜０．０２０％、Ｓ：０．０００５〜０．０４００％、Ａｌ：０．０１〜０．５％、Ｎ：０．０００１〜０．０１０％、さらにＮｂ：０．００５〜０．１％、Ｔｉ：０．０４〜０．１４％のいずれか１種又は２種をＣ（％）−（Ｔｉ（％）／４）−（Ｎｂ(％)／７．７５）＞０を満足するように含有し、残部が鉄及び不可避的不純物からなり、板厚３〜１５ｍｍ、スケール起因の表面疵発生箇所の面積率２０％以下、圧延方向の降伏応力ＹＰ（Ｌ）および幅方向の降伏応力ＹＰ（Ｃ）がいずれも４００ＭＰａ以上、｜ＹＰ（Ｃ）−ＹＰ（Ｌ）｜／（ＹＰ（Ｃ）≦０．０４を満足する熱延鋼板とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、主として大型クレーンのブーム等、建機の構造用部材として使用される熱延鋼板に関するものであり、特に圧延方向と幅方向の降伏応力の差が小さいこと、および板切断後の形状が良好なことを特徴とする熱延鋼板およびその製造方法に関するものである。

建設機械用クレーンのブームは、近年の建設対象物の高層化に伴い、より長尺化、大型化が進んでいる。そのため、ブーム自体の軽量化とつり上げ運搬容量の拡大を図るために、素材となる鋼板は薄肉化する傾向にあり、より高い降伏応力が要求されている。また、クレーンの大型化に伴って、これまでよりも板幅の広い鋼板へのニーズが高まっている。
高強度化のニーズに対応するために、鋼成分中にＳｉ、Ｍｎなどの固溶強化元素と共に、Ｔｉ、Ｎｂ等の析出強化元素を多量に添加した鋼板が開発されている。例えば、特許文献１〜５は、いずれもＴｉ析出強化を活用した鋼板の発明例である。

これらの鋼板は熱間圧延で製造され、一旦コイル状に巻き取られるが、その後、ロールレベラー等で形状矯正された後に切断され、平板として出荷されるのが一般的である。部材を製造する際には、平板を任意の方向に切断するが、その際に板内に不均一に分布していた残留応力が解放され、反り等の形状不良が起こる。特許文献６では、このような切断後の形状不良を抑制するために、ロールレベラーでの形状矯正の指標である加工度を規定している。

一方、圧延方向と幅方向の材料特性、特に降伏応力に方向に依存した違いがない事も、これらの鋼板を製造する上で重要な因子となる。鋼板が異方性を有していると、例えば降伏応力が低くなる方向に合わせた成分調整、熱延条件調整が行われるために、他方向で不必要な降伏応力上昇が起こると共に、加工性が劣化するなどの問題が生じる。また、板を切断して部材に成形する際に、方向によって降伏応力や加工性が異なると、形状凍結性不良や割れなど成形不良の原因となる。したがって、出来るだけ、異方性の少ない材料の開発が望まれている。

先に述べたレベラーでの形状矯正は、切断時に発生する反りなどの抑制には非常に効果を有する。しかし、同時に圧延方向への繰り返し曲げひずみを付与する事から、圧延方向の変形に寄与する可動転位を多量に導入し、圧延方向の降伏応力の低下を招き、異方性を助長する。

特開平７−１３８６３８号公報 特開平５−２３０５２９号公報 特開平５−２７１８６５号公報 特開２００２−９７５４５号公報 特開２００４−２５０７４４号公報 特開２０００−２１２６８８号公報

また、従来の熱延鋼板では、スケール起因の表面疵が多数存在している場合があった。スケール起因の表面疵が多数存在している場合には、表面全体を研削して表面性状を改善する必要があった。
このため、従来の技術では、スケール起因の表面疵を抑制して、優れた表面性状を有する熱延鋼板を提供することが要求されていた。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、表面性状に優れ降伏応力の異方性が小さく、かつ切断後の形状が良好な熱延鋼板およびその製造方法を提供することを課題とする。

本発明者は、上記課題に関し、鋼組成を最適化するとともに、形状矯正を目的にかけられるレベラーの条件を最適化し、レベラー後に適切な時効処理を施す事によって、表面性状に優れ異方性が小さく切断後の形状が良好な熱延鋼板を提供するものである。
すなわち、レベラー加工によって導入された圧延方向の変形に寄与する可動転位に時効処理を施す事で、固溶Ｃを可動転位上に固着させて不動化し圧延方向の降伏応力をあげることにより、反りの発生抑制と降伏応力の面内等方性を確保するものである。
本発明の表面性状に優れ異方性が小さく切断後の形状が良好な熱延鋼板およびその製造方法は、以下のとおりである。

（１）質量％で、
Ｃ ：０．０３％以上、０．２％以下、
Ｓｉ：０．０１％以上、０．６％以下、
Ｍｎ：０．５％以上、２．２％以下、
Ｐ：０．００１％以上、０．０２０％以下、
Ｓ：０．０００５％以上、０．０４００％以下、
Ａｌ：０．０１％以上、０．５％以下、
Ｎ：０．０００１％以上、０．０１０％以下、
さらに
Ｎｂ：０．００５％以上、０．１％以下、
Ｔｉ：０．０４％以上、０．１４％以下
のいずれか１種又は２種をＣ（質量％）−（Ｔｉ（質量％）／４）−（Ｎｂ(質量％)／７．７５）＞０を満足するように含有し、残部が鉄及び不可避的不純物からなる鋼組成を有し、
板厚が３〜１５ｍｍ、スケール起因の表面疵発生箇所の面積率が２０％以下、圧延方向の降伏応力ＹＰ（Ｌ）および幅方向の降伏応力ＹＰ（Ｃ）がいずれも４００ＭＰａ以上、かつＹＰ（Ｌ）、ＹＰ（Ｃ）が｜ＹＰ（Ｃ）−ＹＰ（Ｌ）｜／ＹＰ（Ｃ）≦０．０４を満足する事を特徴とする表面性状に優れ異方性が小さく切断後の形状が良好な熱延鋼板。

（２）さらに質量％で、
Ｂ：０．０００３％以上、０．００５％以下
を含有することを特徴とする（１）に記載の表面性状に優れ異方性が小さく切断後の形状が良好な熱延鋼板。
（３）さらに、質量％で、
Ｃｒ：０．１％以上、５．０％以下、
Ｍｏ：０．０１％以上、３．０％以下、
Ｗ：０．０１％以上、２．０％以下、
Ｃｕ：０．０４％以上、２．０％以下、
Ｎi：０．０２％以上、１．０％以下、
Ｖ：０．００１％以上、０．３０％以下、
の１種または２種以上を含有することを特徴とする（１）または（２）に記載の表面性状に優れ異方性が小さく切断後の形状が良好な熱延鋼板。
（４）更に、質量％で、
Ｃａ、Ｍｇ、Ｚｒ、ＲＥＭの１種または２種以上を合計で０．０００５％以上、０．０５％以下含有することを特徴とする（１）〜（３）の何れか一項に記載の表面性状に優れ異方性が小さく切断後の形状が良好な熱延鋼板。

（５）（１）〜（４）の何れか１項に記載の熱延鋼板を製造する方法であって、（１）〜（４）のいずれかに記載の鋼成分を有するスラブを１３００℃以下に加熱した後、仕上温度が（Ａｒ３−５０）℃以上となるように熱間圧延を行い、６５０℃以下で巻き取って鋼帯をコイル状とし、その後コイルが１００℃以下になるまで冷却する熱延工程と、
前記熱延工程の後に、１機以上のロールレベラーを有する切断ラインに供し、鋼帯の状態もしくは切断後鋼板とした状態で、ロールレベラーによる矯正を少なくとも１回以上、式（１）を満足する条件で施すレベラー加工工程と、
前記レベラー加工工程の後、室温〜４００℃の温度範囲で式（２）を満足する条件での時効処理を施す時効処理工程とを含むことを特徴とする、表面性状に優れ異方性が小さく切断後の形状が良好な熱延鋼板の製造方法。

２．５≦（ｔ／２Ｒ）／（ＹＰ（Ｃ）／Ｅ）≦１１．０ ‥‥（１）
式（１）においてｔ：板厚（ｍｍ）、Ｒ：ロールレベラー半径（ｍｍ）、ＹＰ（Ｃ）：鋼板の幅方向の降伏応力（ＭＰａ）、Ｅ：ヤング率（ＭＰａ）である。
２０≦ｌｎ(Ｔ＋２７３)−ｌｎ(ｔ)＋１３２３０．７／(Ｔ＋２７３)≦４０
‥‥（２）
式（２）においてＴ：時効温度(℃)、ｔ：時効時間（分）である。

本発明の表面性状に優れ異方性が小さく切断後の形状が良好な熱延鋼板およびその製造方法によれば、上記構成により、スケール起因の表面疵発生箇所の面積率が２０％以下、圧延方向および幅方向の降伏応力ＹＰ（Ｌ）、ＹＰ（Ｃ）が｜ＹＰ（Ｃ）−ＹＰ（Ｌ）｜／ＹＰ（Ｃ）≦０．０１７を満足し、かつ切断後の形状が良好な熱延鋼板を得ることが出来る。したがって、本発明を適用する事により、例えば、大型クレーンのブームを始めとする建機の構造用部材等に適した鋼板を安価に提供する事が可能となり、ブーム自体の軽量化、および、つり上げ運搬容量の拡大を図る事が出来、作業効率が顕著に向上するメリットを十分に享受することが出来る事から、その社会的貢献は計り知れない。

以下、本発明の実施形態である熱延鋼板および、その製造方法について説明する。なお、本実施形態は、本発明の表面性状に優れ異方性が小さく切断後の形状が良好な熱延鋼板およびその製造方法の趣旨をよりよく理解させるために詳細に説明するものであるから、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。

本発明の表面性状に優れ異方性が小さく切断後の形状が良好な熱延鋼板（以下、単に熱延鋼板と略称することがある）は、質量％で、Ｃ：０．０３％以上、０．２％以下、Ｓｉ：０．０１％以上、０．６％以下、Ｍｎ：０．５％以上、２．２％以下、Ｐ：０．００１％以上、０．０２０％以下、Ｓ：０．０００５％以上、０．０４００％以下、Ａｌ：０．０１％以上、０．５％以下、Ｎ：０．０００１％以上、０．０１０％以下、さらにＮｂ：０．００５％以上、０．１％以下、Ｔｉ：０．０４％以上、０．１４％以下のいずれか１種又は２種を下記式（３）を満足するように含有し、残部が鉄及び不可避的不純物からなる鋼組成を有し、板厚が３〜１５ｍｍ、スケール起因の表面疵発生箇所の面積率が２０％以下、圧延方向の降伏応力ＹＰ（Ｌ）および幅方向の降伏応力ＹＰ（Ｃ）がいずれも４００ＭＰａ以上、かつ下記式（４）を満足する。

Ｃ（質量％）−（Ｔｉ（質量％）／４）−（Ｎｂ(質量％)／７．７５）＞０
‥‥（３）
｜ＹＰ（Ｃ）−ＹＰ（Ｌ）｜／ＹＰ（Ｃ）≦０．０４ ‥‥（４）

以下に、本発明における鋼特性および製造条件の限定理由について詳しく説明する。
[鋼組成]
（Ｃ：炭素）０．０３％以上、０．２％以下
Ｃは、安価に強度を確保出来る元素であり、本発明の必須元素である。Ｃ含有量が０.０３％未満では、本発明で規定している強度を満足できない。また、Ｃ含有量が０．２％を超えると強度が上がりすぎ、延性が低下すると共に、溶接性も劣化する。このため、本発明では、Ｃの含有量を０．０３％以上、０．２％以下に規定した。Ｃの含有量は０．０６％以上、０．１５％以下であることが好ましい。更に好ましくは０．０８％以上、０．１２％以下である。

（Ｓｉ：ケイ素）０．０１％以上、０．６％以下
Ｓｉは強度を確保するために０．０１％以上添加する。また、溶接性の観点からは、Ｓｉを０．１％以上添加することが望ましい。しかし、Ｓｉを０．６％超添加すると表面にＳｉスケールと呼ばれる欠陥が発生し、表面品位を著しく低下させることから、０．６％を上限とする。また、この観点から、Ｓｉの添加量は、より好ましくは０．３％以下、更に好ましくは０．１５％以下である。

（Ｍｎ：マンガン）０．５％以上、２．２％以下
Ｍｎは強度確保の観点から０．５％以上添加する。また、この観点からは、Ｍｎは１．０％以上添加することが望ましく、更に望ましくは１．３％以上である。また、Ｍｎ添加量が２．２％を超えると、溶接割れ感受性が劣化することから上限を２．２％以下とする。この観点からはＭｎの添加量を２．０％以下とすることが望ましく、更に望ましくは１．８％以下である。

（Ｐ：リン）０．００１％以上、０．０２０％以下
Ｐは鋼板の強度を上げる元素として必要な強度レベルに応じて添加する。しかしながら、Ｐの添加量が多いと、粒界へ偏析するために局部延性、溶接性、靭性を劣化させる。従って、Ｐ含有量の上限値は０．０２０％以下とする。この観点からは、Ｐ含有量は０．０１２％以下とする事が望ましい。一方、Ｐ含有量が０．００１％未満ではＰの劣化効果は無視できる他、これ未満にするにはコストの上昇を招くことから０．００１％を下限とし、好ましくは０．００４％以上とする。

（Ｓ：硫黄）０．０００５％以上、０．０４００％以下
Ｓは、ＭｎＳを生成することで局部延性、溶接性、靭性を劣化させる元素であり、鋼中に存在しない方が好ましい元素であることから、Ｓ含有量を０．０４００％以下とする。この観点からはＳ含有量は０．０１００％以下とすることが望ましい。一方、Ｓ含有量を０．０００５％未満にするにはコストの上昇を招くことから、これを下限とし、好ましくは０．００１％以上とする。

（Ａｌ：アルミニウム）０．０１％以上、０．５％以下
Ａｌは脱酸材として０．０１％以上添加する必要がある。Ａｌは、好ましくは０．０２％以上含有させる。一方、Ａｌを過度に添加しても、かえって鋼を脆化させるとともに、溶接性も低下させるため、０．５％を上限とする。この観点から望ましくは０．３％以下とする。

（Ｎ：窒素）０．０００１％以上、０．０１０％以下
Ｎは、鋼中に不可避的に含まれる元素であるが、加工性を劣化させる事から、その含有量を０．０１０％以下とする。また、この観点からはＮは０．００６％以下の添加が望ましい。一方、不必要にＮを低減することは製鋼工程でのコストが増大するのでその含有量の下限は０．０００１％とし、好ましくは０．００１％以上とする。

（Ｎｂ：ニオブ）０．００５％以上、０．１％以下
（Ｔｉ：チタン）０．０４％以上、０．１４％以下
ＮｂとＴｉは、いずれも再結晶の抑制、組織の微細化、炭化物の析出を介して強度上昇、特に降伏応力の向上に寄与することから、いずれか１種または２種を添加する。
Ｎｂは０．００５％未満、Ｔｉは０．０４％未満の添加では、上記の効果は十分得られない事から、それぞれ０．００５％、０．０４％を下限とする。一方、Ｎｂ０．１０％超、Ｔｉ０．１４％超の添加は、靭性、溶接性、延性を著しく劣化させることからこの値を上限とする。この観点からはＮｂは０．０６％以下、Ｔｉは０．１％以下の添加が望ましい。更に望ましくは、Ｎｂは０．０３％以下、Ｔｉは０．０８％以下である。

なお、Ｎｂ又は／かつＴｉは、下記式（３）を満足するように添加する。Ｃ（質量％）−Ｔｉ（質量％）／４−Ｎｂ(質量％)／７．７５の値が０以下となると、熱延板中に固溶Ｃが残存しないために時効処理による圧延方向の降伏応力の向上効果が得られない。この観点からＣ（質量％）−Ｔｉ（質量％）／４−Ｎｂ(質量％)／７．７５の値は０．００５以上とする事が望ましい。
Ｃ（質量％）−（Ｔｉ（質量％）／４）−（Ｎｂ(質量％)／７．７５）＞０
‥‥（３）

（Ｂ：ボロン）０．０００３％以上、０．００５％以下
Ｂは安価な焼き入れ性向上元素であり、強度上昇に寄与する事から、必要に応じて０．０００３％以上添加する事が望ましい。この観点からは、Ｂは０．０００６％以上の添加がより望ましい。一方、Ｂを０．００５％以上添加しても特段の効果が得られないばかりでなく、靭性の劣化を招くことから０．００５％を上限とする。また、この観点からは、Ｂは０．００３％以下の添加がより望ましい。

（Ｃｒ：クロム）０．１％以上、５．０％以下
（Ｍｏ：モリブデン）０．０１％以上、３．０％以下
（Ｗ：タングステン）０．０１％以上、２．０％以下
Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗはいずれも焼入性を向上させると共に炭化物を形成して強度を高める効果を有する元素である。そのため、各々０．１％（Ｃｒ）、０．０１％（Ｍｏ）、０．０１％（Ｗ）以上添加することが望ましい。一方、各々５．０％超（Ｃｒ）、３．０％超（Ｍｏ）、２．０％超（Ｗ）の添加は、延性や溶接性を低下させる。以上の観点から、Ｃｒは０．１％以上、５．０％以下、Ｍｏは０．０１％以上、３．０％以下、Ｗは０．０１％以上、２．０％以下の範囲で必要に応じて添加することが望ましい。さらに、Ｃｒの含有量は０．１５％以上、３．０％以下であることが好ましく、Ｍｏの含有量は０．０５％以上、２．０％以下であることが好ましく、Ｗの含有量は ０．１％以上、１．５％以下であることが好ましい。

（Ｃｕ：銅）０．０４％以上、２．０％以下
Ｃｕは鋼板強度を上げると共に、耐食性やスケールの剥離性を向上させる元素であることから０．０４％以上添加することが望ましい。一方Ｃｕの２．０％超の添加は、表面疵の原因となるため、０．０４％以上、２.０％以下の範囲で必要に応じて添加することが望ましい。さらに、Ｃｕの含有量は０．１％以上、１．５％以下であることが好ましい。

（Ｎｉ：ニッケル）０．０２％以上、１．０％以下
Ｎｉは鋼板強度を上げると共に、靭性を向上させる元素であることから、０．０２％以上添加することが望ましい。一方、Ｎｉの１．０％超の添加は延性劣化の原因となるため、０．０２％以上、１．０％以下の範囲で必要に応じて添加することが望ましい。さらに、Ｎｉの含有量は０．１％以上、０．８％以下であることが好ましい。

（Ｖ：バナジウム）０．００１％以上、０．３０％以下
Ｖは、炭化物を形成し強度を向上させる元素であることから、０．００１％以上添加することが望ましい。この観点からＶは０．０１％以上の添加がより望ましい。一方、０．３０％を超える添加では、靱性の低下を招くため、０．００１％〜０．３０％の範囲で必要に応じて添加することが望ましい。さらに、Ｖの含有量は０．０１％以上、０．１０％以下であることが好ましい。

さらに、本発明においては、鋼特性を改善するための元素として、Ｃａ、Ｍｇ、Ｚｒ、ＲＥＭ(希土類元素)の１種または２種以上を、単独または合計で０．０００５％以上、０．０５％以下含有することができる。
Ｃａ、Ｍｇ、Ｚｒ、ＲＥＭは、硫化物や酸化物の形状を制御して靭性を向上させる。この目的のためには、これらの元素の１種または２種以上を単独または合計で０．０００５％以上添加する必要がある。しかしながら、これらの元素の過度の添加は加工性を劣化させるため、その上限を０．０５％とした。さらに、Ｃａ、Ｍｇ、Ｚｒ、ＲＥＭ(希土類元素)の１種または２種以上の合計の含有量は０．０００８％以上、０．０３％以下であることが好ましい。

また、本発明の鋼は、以上の元素の他、Ｓｎ、Ａｓなどの不可避的に混入する元素である不可避的不純物を含み、残部が鉄である。

[板厚]
本発明は、板厚が３ｍｍ〜１５ｍｍの熱延鋼板に適用される。板厚が３ｍｍ以下になると、レベラーでの歪みの導入が難しくなり、特に高強度側で切断後の形状確保が困難となる事から、この板厚を下限とする。この観点から板厚は４ｍｍ以上とする事が望ましく、更に望ましくは４．５ｍｍである。一方、板厚が１５ｍｍ以上になると、レベラーで導入される予歪み量が高くなりすぎる事から、異方性が拡大する。そのため、板厚の上限は１５ｍｍとする。この観点から板厚は望ましくは１２ｍｍ以下、更に望ましくは１０ｍｍ以下である。

[表面疵]
本発明の熱延鋼板におけるスケール起因の表面疵発生箇所の面積率は、２０％以下とする。上記の面積率が２０％以下である場合、スケール起因の表面疵が十分に抑制された優れた表面性状を有するものとなる。上記の面積率が１０％以下である場合、より優れた表面性状を有するものとなり、好ましい。この面積率が２０％を超えると、表面性状を改善するために表面全体の研削が必要となり、作業性、コスト共にかかることからこの値を上限とする。最も好ましいのは疵発生箇所の面積率が０％、すなわち表面疵がまったく発生しない場合である。

［降伏応力］
圧延方向の降伏応力ＹＰ（Ｌ）と幅方向の降伏応力ＹＰ（Ｃ）は、いずれも４００ＭＰａ以上とし、４５０ＭＰａ以上とすることが好ましい。降伏応力が４００ＭＰａ未満の鋼板では、レベラー加工によって鋼板に導入される歪みが小さく、かつ元々の降伏応力が低い事から異方性の絶対値差も小さく、実質上問題になるケースが少ないためである。

異方性の指標としては、下記式（４）を満足することとする。式（４）を満足する事で、いずれの強度クラスにおいても圧延方向降伏応力を高めるための過剰な合金添加やＣ方向の加工性の劣化を招くことなくいずれの方向にも良好な特性を得る事が可能となる。この観点から｜ＹＰ（Ｃ）−ＹＰ（Ｌ）｜／ＹＰ（Ｃ）は０．０３以下となることが望ましく、更に望ましくは０．０２以下である。
｜ＹＰ（Ｃ）−ＹＰ（Ｌ）｜／ＹＰ（Ｃ）≦０．０４ ‥‥（４）

[製造方法]
本発明に係る表面性状に優れ異方性が小さく切断後の形状が良好な熱延鋼板の製造方法について以下に説明する。
まず、鋼を常法により溶製、鋳造し、熱間圧延に供する鋼片（スラブ）を得る。この鋼片は、鋼塊を鍛造又は圧延したものでも良いが、生産性の観点から、連続鋳造により鋼片を製造することが好ましく、または、薄スラブキャスターなどで製造してもよい。あるいは溶製した鋼を鋳造後、直ちに熱間圧延を行う連続鋳造−直接圧延（ＣＣ−ＤＲ）のようなプロセスを採用しても良い。

「熱延工程」
通常、鋼片は鋳造後、冷却し、熱間圧延を行うために、再度加熱する。熱間圧延を行う際の鋼片の加熱温度は１３００℃以下とする。この温度が１３００℃超となると、鋼板の結晶粒径が粗大になり、加工性を損なうことがあるとともに、酸化が急速に進行し表層のスケールが厚くなる。また、加熱温度が１３００℃超となると、加熱炉への負荷が高くなると共に表面性状が劣化するため、この値を上限とし、１２５０℃以下であることが好ましい。加熱温度の下限は特には定めないが、仕上げ温度の下限である（Ａｒ３−５０）℃を達成するためには、加熱温度がこの温度より高く設定されることは言うまでもない。

本発明の製造方法では、熱間圧延の仕上げ温度は（Ａｒ３−５０）℃以上とする。仕上げ温度を（Ａｒ３−５０）℃未満とすることは、加工性の劣化をもたらすと共に、熱間圧延中のγ→α変態による急激な圧延荷重の変動により操業不安定要因となることからこの温度を下限とする。この観点から仕上げ温度はＡｒ３℃以上とすることが望ましい。

本発明の製造方法では、熱間圧延後の巻取温度は６５０℃以下とし、６００℃以下であることが好ましい。６５０℃超で巻き取ると、スケールの生成量が多くなり表面性状が悪化する事からこの温度を上限とした。巻取温度の下限は特に設けないが、室温以下で巻き取っても特段の効果は得られないばかりか過剰な設備の増強が必要となる。

巻き取ったコイルは、その後、１００℃以下になるまで冷却する。コイルの冷却温度が１００℃超でレベラー加工に供すると、加工中に導入された転位と固溶Ｃとの相互作用による動的歪み時効が生じ、材質や表面性状を劣化させることから、１００℃をコイルの冷却温度の上限とする。

「レベラー加工工程」
熱延工程の後に、１００℃以下になるまで冷却したコイルを、１機以上のロールレベラーを有する切断ラインに供し、鋼帯の状態もしくは切断後鋼板とした状態で、ロールレベラーによる矯正を少なくとも１回以上、下記の式（１）を満足する条件で施す。ロールレベラーによる矯正の回数は、特に限定されるものではなく、適宜決定できる。また、ロールレベラーの数についても特に限定されるものではなく、１機であってもよいし、２機以上であってもよい。

２．５≦（ｔ／２Ｒ）／（ＹＰ（Ｃ）／Ｅ）≦１１．０ ‥‥（１）
式（１）においてｔ：板厚（ｍｍ）、Ｒ：ロールレベラー半径（ｍｍ）、ＹＰ（Ｃ）：鋼板の幅方向の降伏応力（ＭＰａ）、Ｅ：ヤング率（ＭＰａ）である。

式（１）の値が２．５未満では、十分な形状矯正効果が得られないことから２．５を下限とする。この観点から式（１）の値は３．０以上とする事が望ましく、更に望ましくは３．５以上である。一方、式（１）の値が１１．０超となると、圧延方向に導入される曲げひずみ量が高くなりすぎるために、降伏応力の異方性が著しく大きくなる事からこの値を上限とする。この観点から式（１）の値は１０．０以下とする事が望ましく、更に望ましくは８．０以下、最も好ましくは５．９以下である。

「時効処理工程」
レベラー加工工程の後、ロールレベラーで形状矯正を行った平板に、室温〜４００℃の温度範囲で式（２）を満足する条件での時効処理を施す。
式（２）は実験的に求めたものであり、時効中のＣの拡散を表す指標であり、値が小さいほど、Ｃがレベラー加工で導入された可動転位上に移動し、転位を固着し、圧延方向の降伏応力を向上させる。時効温度を室温以下にする事は特段の効果が得られないことから、室温を下限とし、１００℃以上であることが好ましい。時効温度が４００℃超となると、Ｃの移動だけではなく、炭化物の生成や再固溶、粒成長等ミクロ組織自体の変化により、鋼板全体の特性が劣化する事からこの温度を上限とし、２５０℃以下であることが好ましい。

２０≦ｌｎ(Ｔ＋２７３)−ｌｎ(ｔ)＋１３２３０．７／(Ｔ＋２７３)≦４０
‥‥（２）
式（２）においてＴ：時効温度(℃)、ｔ：時効時間（分）である。

式（２）の値が２０未満になると、炭化物の生成等が起こり、鋼板全体の材質変化が起こる事からこの値を下限とした。この観点から式（２）の値は２５以上が望ましく、更に望ましくは３０以上である。一方、式（２）の値が４０超となると、炭素の拡散が不十分で圧延方向の降伏応力の回復が十分に起こらない。そのためこの値を上限とする。この観点から式（２）の値は３５以下とする事が望ましく、更に望ましくは３０以下である。

以上説明した様な、本発明に係る表面性状に優れ異方性が小さく切断後の形状が良好な熱延鋼板およびその製造方法によれば、上記構成により、スケール起因の表面疵発生箇所の面積率が２０％以下で、圧延方向と幅方向の降伏応力の差が小さくかつ、切断後の形状が良好な熱延鋼板を実現することが出来る。
したがって、例えば、大型クレーンのブームを始めとする建機の構造用部材等に本発明を適用する事により、任意のサイズに切断した後にも良好な形状を得る事が出来、かつ面内の降伏応力の異方性の違いも小さい事から、成形時の形状凍結性不良や加工性不足などの不具合が発生しづらいことから、作業効率が顕著に向上するメリットを十分に享受することが出来る。したがって、その社会的貢献は計り知れない。

以下、表面性状に優れ異方性が小さく切断後の形状が良好な熱延鋼板およびその製造方法の実施例を挙げ、本発明をより具体的に説明する。本発明は、もとより下記実施例に限定されるものではなく、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事も可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。

［実施例１］
本実施例においては、まず、下記表１に示す組成を有する鋼を溶製し、鋳造し、熱間圧延に供する鋼片（スラブ）を得た。その後、スラブを下記表２に示す条件（加熱温度（ＳＲＴ）、仕上温度（ＦＴ））で熱間圧延を行い、熱延鋼帯とし、表２に示す温度（ＣＴ）で巻き取って鋼帯をコイル状とし、その後コイルが常温になるまで冷却した（熱延工程）。

常温まで冷却したコイルを、ロールレベラー２機を有する切断ラインに供し、鋼帯の状態もしくは切断後鋼板とした状態で、ロールレベラーによる矯正を表２に示す条件（式（１）の値、板厚、ＹＰ（Ｃ）：鋼板の幅方向の降伏応力）で行った（レベラー加工工程）。ロールレベラーの直径はいずれも３７０ｍｍである。また、ヤング率はいずれも２０６０００ＭＰａとした。表２に示すレベラー条件には、レベラー加工の回数と加工を行ったタイミング（鋼帯の切断前後）を示した。レベラー加工及び切断（３０００ｍｍ長さ）後の鋼板に、表３に示す条件（式（２）の値、時効温度、時効時間）で時効処理を施した（時効処理工程）。

表２または表３には、得られた時効処理後の熱延板の特性（引張強度（ＴＳ）、形状（キャンバー）、表面性状、｜ＹＰ（Ｃ）−ＹＰ（Ｌ）｜／ＹＰ（Ｃ）の値）を調査した結果も併せて示す。
引張特性は、ＪＩＳ５号引張試験片を圧延方向に対して平行および直角方向から採取し引張強度（ＴＳ）を評価した。

形状は、圧延方向に条切りを行ったサンプルのキャンバー（横曲り）から評価した。キャンバーは曲率半径ρについて以下の基準により評価を行った。
○：５０００ｍ≧ρ
△：３５００ｍ≦ρ≦５０００ｍ
×：ρ＜３５００ｍ

また、表面性状についての評価基準は次のとおりである。
○：スケール起因の表面疵無し
△：スケール起因の表面疵発生箇所の面積率２０％以下
×：スケール起因の表面疵発生箇所の面積率２０％超

表１〜表３に示す結果から明らかなとおり、本発明で規定する化学成分を有する鋼を適正な条件で熱間圧延、ロールレベラーによる矯正、および時効処理を施した場合（本発明例）には、圧延方向および幅方向の降伏応力（ＹＰ（Ｌ）、ＹＰ（Ｃ））が４００ＭＰａ以上、圧延方向および幅方向の降伏応力の変化率（｜ＹＰ（Ｃ）−ＹＰ（Ｌ）｜／ＹＰ（Ｃ）の値）が０．０４以下、圧延方向に条切りした際のキャンバーも少なく、表面性状にも優れた熱延鋼板を得る事が出来た。

一方、製造Ｎｏ．２５〜２９は、化学成分が本発明の範囲外である鋼Ｎｏ．Ｍ〜Ｑを用いた比較例である。
製造Ｎｏ．２５はＣの添加量が下限より低いために、圧延方向および幅方向の降伏応力（ＹＰ（Ｌ）、ＹＰ（Ｃ））が４００ＭＰａ未満となった例である。また、Ｎｏ．２５は固溶Ｃも残存しない事から、時効処理による圧延方向の降伏応力の上昇も起こらず異方性（｜ＹＰ（Ｃ）−ＹＰ（Ｌ）｜／ＹＰ（Ｃ）の値）も改善されていない。
Ｎｏ．２６はＴｉ，Ｎｂのいずれも添加されていないために、強度が低下しており圧延方向および幅方向の降伏応力が４００ＭＰａ未満である。

また、Ｎｏ．２７は鋼ＯのＳｉ、Ｍｎが高すぎるために表面性状が劣化している。
製造Ｎｏ．２８はＴｉの添加量が高すぎる場合である。Ｎｏ．２９は、Ｎｂの添加量が高すぎる場合である。ＴｉまたはＮｂの添加量が高すぎる場合、熱間圧延中の再結晶が著しく遅延されることから、熱延後のミクロ組織が圧延方向に延びた形状になり、圧延方向及び幅方向の降伏応力の差を助長する。

製造Ｎｏ．２，４，６，８，１０，１４，２０，２２は、いずれも化学成分は本発明を満足しているが、製造条件が本発明の範囲外である場合の比較例である。
Ｎｏ．２は加熱温度が高すぎるために、表面性状が劣化している。
Ｎｏ．４は仕上げ温度が（Ａｒ３−５０）℃よりも低い場合の例である。この場合、α域で加工が加えられるために結晶粒が伸びた状態のまま残存し、その結果、降伏応力の異方性が発現し、圧延方向の降伏応力（ＹＰ（Ｌ））が４００ＭＰａ未満となった。このようなミクロ組織に起因する異方性は時効処理によっても解消されない。

製造Ｎｏ．６は巻取温度（ＣＴ）が高すぎるために表面性状が劣化している。
製造Ｎｏ．８は時効温度が高すぎたために軟化が起こり、圧延方向および幅方向の降伏応力が４００ＭＰａ未満に低下した例である。
Ｎｏ．１０は板厚が厚すぎるために式（１）の値が上限を超えてしまったために、非常に強い曲げ加工がレベラーで加えられたケースである。この場合、本発明の範囲の時効処理を施しても異方性を完全に解消する事は困難であり、｜ＹＰ（Ｃ）−ＹＰ（Ｌ）｜／ＹＰ（Ｃ）の値が０．０４超となった。

Ｎｏ．１４とＮｏ．２０はいずれも時効温度が低い、又は時効時間が短いために式（２）の値が上限値を超えてしまう、すなわち時効が不十分なために異方性が解消できないケースである。
Ｎｏ．２２は板厚が薄すぎるために式（１）の値が下限を満足できないために条切りの際にキャンバーが発生した場合である。

Claims (5)

1. 質量％で、
   Ｃ ：０．０３％以上、０．２％以下、
   Ｓｉ：０．０１％以上、０．６％以下、
   Ｍｎ：０．５％以上、２．２％以下、
   Ｐ：０．００１％以上、０．０２０％以下、
   Ｓ：０．０００５％以上、０．０４００％以下、
   Ａｌ：０．０１％以上、０．５％以下、
   Ｎ：０．０００１％以上、０．０１０％以下、
   さらに
   Ｎｂ：０．００５％以上、０．１％以下、
   Ｔｉ：０．０４％以上、０．１４％以下
   のいずれか１種又は２種をＣ（質量％）−（Ｔｉ（質量％）／４）−（Ｎｂ(質量％)／７．７５）＞０を満足するように含有し、残部が鉄及び不可避的不純物からなる鋼組成を有し、
   板厚が３〜１５ｍｍ、スケール起因の表面疵発生箇所の面積率が２０％以下、圧延方向の降伏応力ＹＰ（Ｌ）および幅方向の降伏応力ＹＰ（Ｃ）がいずれも４００ＭＰａ以上、かつＹＰ（Ｌ）、ＹＰ（Ｃ）が｜ＹＰ（Ｃ）−ＹＰ（Ｌ）｜／ＹＰ（Ｃ）≦０．０４を満足する事を特徴とする表面性状に優れ異方性が小さく切断後の形状が良好な熱延鋼板。
2. さらに質量％で、
   Ｂ：０．０００３％以上、０．００５％以下
   を含有することを特徴とする請求項１に記載の表面性状に優れ異方性が小さく切断後の形状が良好な熱延鋼板。
3. さらに、質量％で、
   Ｃｒ：０．１％以上、５．０％以下、
   Ｍｏ：０．０１％以上３．０％以下、
   Ｗ：０．０１％以上、２．０％以下、
   Ｃｕ：０．０４％以上、２．０％以下、
   Ｎi：０．０２％以上、１．０％以下、
   Ｖ：０．００１％以上、０．３０％以下、
   の１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表面性状に優れ異方性が小さく切断後の形状が良好な熱延鋼板。
4. 更に、質量％で、
   Ｃａ、Ｍｇ、Ｚｒ、ＲＥＭの１種または２種以上を合計で０．０００５％以上、０．０５％以下含有することを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の表面性状に優れ異方性が小さく切断後の形状が良好な熱延鋼板。
5. 請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の熱延鋼板を製造する方法であって、
   請求項１〜請求項４の何れかに記載の鋼成分を有するスラブを１３００℃以下に加熱した後、仕上温度が（Ａｒ３−５０）℃以上となるように熱間圧延を行い、６５０℃以下で巻き取って鋼帯をコイル状とし、その後コイルが１００℃以下になるまで冷却する熱延工程と、
   前記熱延工程の後に、１機以上のロールレベラーを有する切断ラインに供し、鋼帯の状態もしくは切断後鋼板とした状態で、ロールレベラーによる矯正を少なくとも１回以上、式（１）を満足する条件で施すレベラー加工工程と、
   前記レベラー加工工程の後、室温〜４００℃の温度範囲で式（２）を満足する条件での時効処理を施す時効処理工程とを含むことを特徴とする、表面性状に優れ異方性が小さく切断後の形状が良好な熱延鋼板の製造方法。
   ２．５≦（ｔ／２Ｒ）／（ＹＰ（Ｃ）／Ｅ）≦１１．０ ‥‥（１）
   式（１）においてｔ：板厚（ｍｍ）、Ｒ：ロールレベラー半径（ｍｍ）、ＹＰ（Ｃ）：鋼板の幅方向の降伏応力（ＭＰａ）、Ｅ：ヤング率（ＭＰａ）である。
   ２０≦ｌｎ(Ｔ＋２７３)−ｌｎ(ｔ)＋１３２３０．７／(Ｔ＋２７３)≦４０
   ‥‥（２）
   式（２）においてＴ：時効温度(℃)、ｔ：時効時間（分）である。