JP3487262B2 - Ｃｔｏｄ特性に優れた高強度厚鋼板及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高強度高靱性厚鋼
板及びその製造方法に関し、更に詳しくは、低温環境で
使用される船舶、海洋構造物、ラインパイプ、低温タン
ク及び橋梁等の溶接構造物に使用され、溶接性に優れる
とともに、母材及び溶接熱影響部のＣＴＯＤ（亀裂先端
開口変位）特性にも優れ大きな限界ＣＴＯＤ値を有する
高強度厚鋼板とその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】大型溶接構造物用鋼材としては、高強
度、高靱性で且つ溶接性が良好な厚肉鋼板が用いられて
おり、その素材鋼には例えば、ＡＳＴＭ Ａ７１０で規
定された１．０〜１．３質量％のＣｕを含有する鋼が知
られている。上記の鋼は、時効処理してＣｕを析出させ
ることによって、低Ｃ且つ低炭素当量の成分系で強度を
確保し、高強度と高い溶接性とを両立させようとするも
のである。

【０００３】しかしながら、前記のＡＳＴＭ Ａ７１０
で規定された鋼は析出強化による強度確保のために多量
のＣｕを含むので、熱間圧延中に「Ｃｕ−クラック」を
引き起こしたり、Ｃｕの時効析出による強度の上昇によ
って低温靱性が著しく低下するなどの製造上、材質上の
問題があった。このため、低ＣのＣｕ析出型鋼の熱間加
工性や低温靱性を高めるための技術が、例えば、特開昭
６１−１４９４３０号公報や特公昭６２−５２１６号公
報に提案されている。このうち特開昭６１−１４９４３
０号公報で提案された「低温靱性及び溶接性の優れた低
Ｃ−Ｃｕ析出型高張力鋼の製造方法」は、Ｃ含有量を
０．０１〜０．１０質量％と低くするとともに、Ｃｕを
０．７〜１．５質量％含有させて時効析出させることで
溶接性と高強度化を達成し、更に、９００〜７００℃間
で３０％以上の圧下を加える制御圧延を行うことによっ
て母材の低温靱性を確保しようとする技術である。

【０００４】特公昭６２−５２１６号公報で提案された
「溶接性及び低温靱性の優れたＣｕ添加鋼の製造法」
は、（イ）９００〜１１５０℃という低温での鋼片加
熱、（ロ）Ｓ含有量を０．００３％以下とする低Ｓ化、
（ハ）Ｎｂ添加と、９００℃以下の累積圧下率が６０〜
８５％で仕上げ温度が８００〜７００℃の制御圧延、の
組み合わせによって、熱間圧延時の割れ防止と母材の低
温靱性とを確保させる技術である。

【０００５】これらの技術によれば、確かに熱間加工性
や低温でのシャルピー衝撃特性に改善が見られる。しか
し、鋼板の更なる高強度厚肉化に対しては、前記の技術
をもってしても、母材靱性と溶接熱影響部靱性とを同時
に満足させるには不十分であった。特に、厚さが１イン
チ（２５．４ｍｍ）以上で引張強さが７００ＭＰａ以上
の厚肉高強度材の場合には、−３０℃において母材で
０．５ｍｍ以上且つ溶接熱影響部で０．２５ｍｍ以上、
という大きな限界ＣＴＯＤ値を確保させることができ
ず、特に、ＣＴＯＤ試験における「ポップイン（ｐｏｐ
−ｉｎ）」と称される不安定破壊の抑制が果たせなかっ
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記現状に
鑑みなされたもので、その目的は、低温環境で使用され
る船舶、海洋構造物、ラインパイプ、低温タンク及び橋
梁等の大型溶接構造物の素材として好適な、ＣＴＯＤ特
性に優れた高強度厚鋼板とその製造方法を提供すること
で、特に、１インチ（２５．４ｍｍ）以上の厚さ及び７
００ＭＰａ以上の引張強さを有し、しかも、−３０℃に
おいて母材で０．５ｍｍ以上且つ溶接熱影響部で０．２
５ｍｍ以上という限界ＣＴＯＤ値を有する高強度厚鋼板
とその製造方法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記
（１）に示すＣＴＯＤ特性に優れた高強度厚鋼板及び
（２）に示すその製造方法にある。

【０００８】（１）質量％で、Ｃ：０．０１〜０．０４
％、Ｍｎ：０．５０〜２．００％、Ｃｕ：０．７０〜
１．７５％、Ｎｉ：０．５０〜３．５０％、Ｔｉ：０．
００４〜０．０２％、Ｂ：０．０００５〜０．００１５
％、Ｓｉ：０．１５％以下、Ａｌ：０．０１％以下、Ｃ
ｒ：１．０％以下、Ｍｏ：０．８０％以下、Ｎｂ：０．
０３％以下、Ｖ：０．１０％以下、Ｃａ：０．００３０
％以下を含み、残部はＦｅ及び不純物からなり、不純物
中のＰは０．０１０％以下、Ｓは０．００５％以下、Ｎ
は０．００４０％以下で、更に下記 (1)式で表されるＭ
１＊の値が１．０％以下、下記 (2)式で表されるＭ２＊
の値が０．８０以下を満足するＣＴＯＤ特性に優れた高
強度厚鋼板 Ｍ１＊＝５Ｃ＋２Ｓｉ＋２０Ａｌ＋７０Ｎ・・・ (1) Ｍ２＊＝（Ｍｎ＋２Ｃｒ＋Ｍｏ）／（３Ｎｉ）・・・ (2) なお、各式における元素記号はその元素の質量％での含
有量を示す。

【０００９】（２）上記（１）に記載の化学組成を有す
る鋼片を、９５０〜１２００℃の温度に加熱して熱間圧
延を行った後、６５０℃以上の温度から３℃／秒以上の
冷却速度で４００℃以下の温度まで冷却することを特徴
とするＣＴＯＤ特性に優れた高強度厚鋼板の製造方法。

【００１０】以下、上記の（１）、（２）に記載のもの
をそれぞれ（１）の発明、（２）の発明という。

【００１１】本発明者らは、前記した課題を解決するた
めに種々検討を行い、下記の知見を得た。 （ａ）厚さが１インチ以上の厚鋼板に引張強さで７００
ＭＰａ以上の高強度を確保させるとともに、−３０℃に
おいて母材及び溶接熱影響部にそれぞれ０．５ｍｍ以上
及び０．２５ｍｍ以上という高いＣＴＯＤ値を確保させ
るためには、素材鋼の基本成分系を低Ｃ−高Ｃｕ−微量
Ｂ系とすればよい。

【００１２】（ｂ）母材及び溶接熱影響部のＣＴＯＤ特
性は、組織の微細化と組織中に発生する硬質相の生成量
の抑制、及びその硬質相の形状を制御することによって
向上する。

【００１３】なお、前記の硬質相とは「島状マルテンサ
イト」（あるいは「ＭＡ」）と呼ばれるもので、高炭素
のマルテンサイトやベイナイトを多く含むために極めて
硬く、脆い相である。以下、本明細書においてはこの硬
質相を「島状マルテンサイト」という。

【００１４】硬質相である「島状マルテンサイト」の形
状制御とは、応力集中が生じやすい針状、板状の形態か
ら、応力集中の程度が低い球状、塊状の形態に変化させ
ることを示す。

【００１５】（ｃ）鋼の基本成分系を低Ｃ−高Ｃｕ−微
量Ｂ系とした上で、Ｃ、Ｓｉ、Ａｌ及びＮの含有量、並
びに、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｏ及びＮｉの各含有量の関係をそ
れぞれ適正範囲に調整することによって、組織が極めて
微細化するとともに、島状マルテンサイトの生成が極め
て抑制されるので、母材と溶接熱影響部の両方について
のＣＴＯＤ値を大幅に高めることができる。

【００１６】そこで、更に検討を加えた結果、下記の事
項が明らかとなった。

【００１７】（ｄ）基本成分系が低Ｃ−高Ｃｕ−微量Ｂ
である鋼に対し、それぞれ前記 (1)式と (2)式で表され
るＭ１＊とＭ２＊の値の両方を適正化すれば、高強度材
の母材、溶接熱影響部のＣＴＯＤ試験時に発生しやすい
「ポップイン」現象が抑制されるので、母材の引張強さ
が７００ＭＰａ以上の高強度材においても安定してＣＴ
ＯＤ値を高めることができる。

【００１８】（ｅ）上記Ｍ１＊とＭ２＊の値を同時に低
減することによって、母材及び溶接熱影響部で生成する
第二相（島状マルテンサイト）の硬さが著しく低減する
とともに、この第二相は微細分散化する。

【００１９】（ｆ）上記（ｅ）の現象は、Ｍ１＊値、Ｍ
２＊値の同時低減が、第二相へのＣの拡散を抑制すると
ともに第二相中でのセメンタイトの生成を促進する結果
生ずるもので、硬質で脆い島状マルテンサイトの生成が
極めて抑制される効果と対応するものである。

【００２０】（ｇ）Ｍ１＊値とＭ２＊値を低減すれば、
島状マルテンサイトの形状応力集中の生じやすい針状や
板状から、応力集中の生じにくい塊状に変化させること
もできるので、ＣＴＯＤ特性を飛躍的に高めることがで
きる。

【００２１】本発明は、上記の知見に基づいて完成され
たものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各要件について詳
しく説明する。なお、各元素の含有量の「％」表示は
「質量％」を意味する。 （Ａ）鋼板の化学組成 Ｃ：０．０１〜０．０４％、 Ｃは、強度確保に必要な元素で、その含有量が０．０１
％未満では７００ＭＰａ以上の引張強さが得られない。
一方、０．０４％を超えて含有させると溶接性が損なわ
れるとともに、母材及び溶接熱影響部の靱性、特にＣＴ
ＯＤ特性が損なわれ、−３０℃において母材で０．５ｍ
ｍ以上、溶接熱影響部で０．２５ｍｍ以上という所望の
限界ＣＴＯＤ値が得られない。したがって、Ｃの含有量
を０．０１〜０．０４％とした。なお、ＣＴＯＤ特性向
上の点からＣの上限値は０．０２５％にするのが望まし
い。

【００２３】Ｍｎ：０．５０〜２．００％ Ｍｎは、母材の強度と靱性を高めるのに必要な元素で、
そのためには０．５０％以上含有させることが必要であ
る。しかし、Ｍｎを２．００％を超えて含有させると溶
接性並びに母材及び溶接熱影響部のＣＴＯＤ特性が損な
われる。このため、Ｍｎの含有量を０．５０〜２．００
％とした。

【００２４】Ｃｕ：０．７０〜１．７５％ Ｃｕは、析出強化して低Ｃ、低炭素当量の成分系に高強
度、溶接性及び母材と溶接熱影響部の靱性を確保させる
のに有効な元素である。更に、Ｃｕには耐環境腐食性を
高める作用もある。しかし、その含有量が０．７０％未
満では添加効果に乏しい。一方、１．７５％を超える
と、特に母材の低温靱性が損なわれる。したがって、Ｃ
ｕの含有量を０．７０〜１．７５％とした。なお、より
安定した母材と溶接熱影響部のＣＴＯＤ特性を得るため
に、Ｃｕの上限は１．０％とすることが望ましい。

【００２５】Ｎｉ：０．５０〜３．５０％ Ｎｉは、Ｃｕ−クラックを抑制して熱間圧延を初めとす
る熱間加工時の加工性向上に効果を有するだけではな
く、母材及び溶接熱影響部の靱性向上に対して著しい効
果がある。これらの効果を安定して得るには、Ｎｉを
０．５０％以上含有させることが必要である。一方、
３．５０％を超えて含有させても前記の効果は飽和しコ
ストが嵩むばかりである。したがって、Ｎｉの含有量を
０．５０〜３．５０％とした。

【００２６】Ｔｉ：０．００４〜０．０２％ Ｔｉは、オーステナイトの粗大化を抑制し、且つ、靱性
に有害なＮを固定する作用を有することから、母材及び
溶接熱影響部のＣＴＯＤ特性向上に不可欠な元素で、
０．００４％以上含有させる必要がある。しかし、０．
０２％を超えて含有させると、溶接熱影響部の靱性、特
にＣＴＯＤ特性を逆に低下させてしまう。したがって、
Ｔｉの含有量を０．００４〜０．０２％とした。ＣＴＯ
Ｄ特性を一層安定して高めるためには、Ｔｉの含有量を
０．００４〜０．０１０％とすることが望ましい。

【００２７】Ｂ：０．０００５〜０．００１５％ Ｂは、微量添加で高強度化の達成を可能にする元素であ
る。一方、Ｂは微量添加で母材及び溶接熱影響部のＣＴ
ＯＤ特性に影響を及ぼすので、他の合金元素の含有量や
Ｍ１＊値、Ｍ２＊値が適正に調整されている条件下での
みＣＴＯＤ特性を損うことなく前記高強度化が達成され
る。低Ｃ−高Ｃｕ型の鋼板に７００ＭＰａ以上の高い引
張強さを確保させるためには、Ｂを０．０００５％以上
含有させる必要がある。しかし、０．００１５％を超え
て含有させると、他の合金元素の含有量やＭ１＊値、Ｍ
２＊値を調整しても、−３０℃において母材で０．５ｍ
ｍ以上、溶接熱影響部で０．２５ｍｍ以上という所望の
ＣＴＯＤ特性が得られなくなる。したがって、Ｂの含有
量を０．０００５〜０．００１５％とした。ＣＴＯＤ特
性を一層安定して高めるためには、Ｂの含有量を０．０
００５〜０．００１０％とすることが望ましい。

【００２８】Ｓｉ：０．１５％以下 Ｓｉは添加しなくてもよい。添加すれば、脱酸作用を有
する。又、Ｓｉには強度を高める作用もある。これらの
効果を確実に得るには、Ｓｉを０．０１％以上含有させ
ることが望ましい。しかし、その含有量が０．１５％を
超えると、母材及び溶接熱影響部のＣＴＯＤ特性の著し
い低下をきたす。したがって、Ｓｉの含有量を０．１５
％以下とした。なお、ＣＴＯＤ特性をより安定して高め
るために、Ｓｉ含有量を０．０７％以下にすることが望
ましい。

【００２９】Ａｌ：０．０１％以下 Ａｌは添加しなくてもよい。添加すれば、鋼を脱酸する
作用がある。この効果を確実に得るには、Ａｌは０．０
０１％以上の含有量とすることが好ましい。しかし、Ａ
ｌの含有量が０．０１％を超えると溶接熱影響部のＣＴ
ＯＤ特性が劣化する。このため、Ａｌの含有量を０．０
１％以下とした。なお、良好なＣＴＯＤ特性を安定して
確保するためには、Ａｌの含有量を０．００５％以下と
することが好ましい。

【００３０】Ｃｒ：１．０％以下 Ｃｒは添加しなくてもよい。添加すれば、耐食性を向上
させる効果や強度を高める作用を有する。こうした効果
を確実に得るには、Ｃｒは０．０５％以上の含有量とす
ることが望ましい。しかし、その含有量が１．０％を超
えると、溶接性や溶接熱影響部のＣＴＯＤ特性が劣化す
る。したがって、Ｃｒの含有量を１．０％以下とした。 Ｍｏ：０．８０％以下 Ｍｏは添加しなくてもよい。添加すれば、母材の強度と
靱性を高めるのに有効である。更に、Ｃｕ及びＮｂと複
合添加することで、焼入れ性向上と制御圧延の相乗作用
による顕著な組織微細化効果がもたらされ、母材の高強
度化とＣＴＯＤ特性の向上に著しい効果を発揮する。こ
の効果を確実に選るには、Ｍｏは０．０５％以上の含有
量とすることが好ましい。しかし、その含有量が０．８
０％を超えると、溶接性及びＣＴＯＤ特性が劣化する。
したがって、Ｍｏの含有量を０．８０％以下とした。良
好なＣＴＯＤ特性を安定して確保するためには、Ｍｏの
含有量を０．３０％以下とすることが好ましい。

【００３１】Ｎｂ：０．０３％以下 Ｎｂは添加しなくてもよい。添加すれば、強度と靱性を
高める作用がある。更に、Ｃｕ及びＭｏと複合添加する
ことで、母材の高強度化とＣＴＯＤ特性の向上に著しい
効果を発揮する。この効果を確実に得るには、Ｎｂは
０．００５％以上の含有量とすることが好ましい。しか
し、その含有量が０．０３％を超えると、溶接性及びＣ
ＴＯＤ特性が劣化する。したがって、Ｎｂの含有量を
０．０３％以下とした。安定して良好なＣＴＯＤ特性を
確保するためには、Ｎｂの含有量を０．０１５％以下に
することが望ましい。

【００３２】Ｖ：０．１０％以下 Ｖも添加しなくてもよい。添加すれば、析出強化により
溶接性をあまり損なうことなく母材を高強度化できる。
この効果を確実に得るには、Ｖは０．０１％以上の含有
量とすることが好ましい。しかし、その含有量が０．１
０％を超えると、溶接熱影響部のＣＴＯＤ特性が劣化す
る。このため、Ｖの含有量を０．１０％以下とした。安
定して良好なＣＴＯＤ特性を確保するためには、Ｖの含
有量を０．０３％以下とすることが好ましい。

【００３３】Ｃａ：０．００３０％以下 Ｃａは添加しなくてもよい。添加すれば、鋼中に不純物
として含まれる介在物の生成量と形態を制御し、耐食性
向上や母材靱性向上に効果がある。この効果を確実に得
るには、Ｃａは０．００１０％以上の含有量とすること
が好ましい。しかし、その含有量が０．００３０％を超
えると、却って耐食性と靱性が低下してしまう。したが
って、Ｃａの含有量を０．００３０％以下とした。

【００３４】本発明においては、不純物元素としての
Ｐ、Ｓ及びＮの含有量を下記のとおりに制限する。

【００３５】Ｐ：０．０１０％以下 Ｐは母材及び溶接熱影響部のＣＴＯＤ特性を損なうだけ
でなく、溶接性をも低下させるので、その含有量はでき
るだけ低くすることが好ましいが、Ｐ含有量の過度な低
減はコスト上昇を招く。したがって、実害を生じさせな
い範囲として、Ｐの含有量を０．０１０％以下とした。
より良好なＣＴＯＤ特性を安定して確保するためには、
Ｐの含有量を０．００４％以下とすることが好ましい。

【００３６】Ｓ：０．００５以下 Ｓは母材及び溶接熱影響部のＣＴＯＤ特性を損なうだけ
でなく、溶接性をも低下させるので、その含有量はでき
るだけ低くすることが好ましいが、Ｓ含有量の過度な低
減はコスト上昇を招くので、実害を生じさせない範囲と
して、Ｓの含有量を０．００５％以下とした。より良好
なＣＴＯＤ特性を安定して確保するためには、Ｓの含有
量を０．００２％以下とすることが望ましい。

【００３７】Ｎ：０．００４０％以下 ＮはＣＴＯＤ特性に有害で、特に溶接熱影響部のＣＴＯ
Ｄ特性を著しく低下させるため、Ｎの含有量はできるだ
け低くすることが望ましい。しかし、過度な低Ｎ化はコ
スト増をもたらす。したがって、Ｎの含有量を０．００
４０％以下とした。より良好なＣＴＯＤ特性を安定して
確保するためには、Ｎの含有量を０．００２０％以下と
することが望ましい。

【００３８】母材の高強度化、母材及び溶接熱影響部の
ＣＴＯＤ特性の向上、更に溶接性の確保を同時に達成す
るためには、化学組成を既に述べた値に規定することに
加え、前記したＭ１＊の値及びＭ２＊の値を同時に制御
する必要がある。

【００３９】Ｍ１＊の値：１．０％以下 ５Ｃ＋２Ｓｉ＋２０Ａｌ＋７０Ｎの式で表されるＭ１＊
の値は、母材及び溶接熱影響部の組織中に発生する島状
マルテンサイトの生成量と形状に大きく関係して、母材
及び溶接熱影響部の靱性、特にＣＴＯＤ特性に著しい影
響を及ぼす。このＭ１＊の値が１．０％を超えると、母
材及び溶接熱影響部のＣＴＯＤ特性が著しく低下してし
まう。したがって、Ｍ１＊の値を１．０％以下とした。
なお、良好なＣＴＯＤ特性を安定して得るためには、Ｍ
１＊の値を０．８０％以下にすることが望ましい。

【００４０】Ｍ＊２の値：０．８０以下 上記Ｍ１＊の値を制限するとともに、（Ｍｎ＋２Ｃｒ＋
Ｍｏ）／（３Ｎｉ）の式で規定されるＭ２＊の値をも制
限することが極めて重要である。すなわち、Ｍ２＊の値
は高強度鋼、なかでも引張強さが７００ＭＰａ以上であ
る高強度鋼の母材及び溶接熱影響部の組織中に発生する
島状マルテンサイトと大きく関係し、Ｍ２＊の値を低減
することによって、第二相である島状マルテンサイトの
硬さが著しく低減すると同時に島状マルテンサイトの形
状も塊状や球状になって、高強度鋼の母材及び溶接熱影
響部の靱性、特にＣＴＯＤ特性が著しく向上するのであ
る。このＭ２＊の値が０．８０を超えると、前記の島状
マルテンサイト中でのセメンタイトの析出が生じ難く、
又、島状マルテンサイトの形状も塊状や球状に変化し難
く針状や板状のままであるため、母材及び溶接熱影響部
のＣＴＯＤ特性は低下する。したがって、Ｍ２＊の値を
０．８０以下と定めた。なお、鋼板強度が引張強さで７
００ＭＰａ以上の場合に、良好なＣＴＯＤ特性を安定し
て得るためには、Ｍ２＊の値を０．６０％以下にするこ
とが望ましい。 （Ｂ）鋼板の製造条件 （Ｂ−１）鋼片の加熱温度 鋼片の加熱温度は９５０〜１２００℃とするのがよい。
加熱温度が９５０℃未満では、加熱中に十分なオーステ
ナイト化が行えず、所望の引張強さで７００ＭＰａ以上
の高強度を得ることができない場合がある。一方、加熱
温度が１２００℃を超えると、オーステナイト粒が粗大
化して、所望の母材ＣＴＯＤ特性（−３０℃で０．５ｍ
ｍの限界ＣＴＯＤ値）が得られなくなったり、「Ｃｕ−
クラック」による割れが生じやすくなったりすることが
ある。したがって、鋼片の加熱温度は９５０〜１２００
℃とするのがよい。なお、極めて安定したＣＴＯＤ特性
を得るために、鋼片の加熱温度は９５０〜１０５０℃と
するのが一層望ましい。

【００４１】（Ｂ−２）熱間圧延後の冷却 良好な母材ＣＴＯＤ特性と７００ＭＰａ以上の引張強さ
を得るには、鋼片を前記（Ｂ−１）項に記載の温度に加
熱して熱間圧延した後、６５０℃以上の温度から３℃／
秒以上の冷却速度で４００℃以下の温度まで冷却するの
がよい。これは、圧延仕上げ後、上記の条件で冷却する
ことによって、母材組織の微細均一化が図られ、母材Ｃ
ＴＯＤ特性が向上するためである。又、この母材組織の
微細均一化は溶接熱影響部の組織にも影響を及ぼすの
で、溶接熱影響部のＣＴＯＤ特性向上にも効果がある。

【００４２】冷却開始温度が６５０℃を下回ったり、冷
却を停止する温度が４００℃を超える場合には、均一微
細な組織が得られないために所望のＣＴＯＤ特性が得ら
れないことがある。又、冷却速度が３℃／秒未満の場合
には、所望の７００ＭＰａ以上の引張強さを得ることが
難しくなったり、所望のＣＴＯＤ特性を確保することが
難しくなることがある。したがって、熱間圧延した後、
６５０℃以上の温度から３℃／秒以上の冷却速度で４０
０℃以下の温度まで冷却するのがよい。この冷却処理は
例えば、通常の水冷、油冷やミスト冷却の処理とすれば
よい。

【００４３】なお、上記条件で冷却された厚鋼板に焼戻
しを施すことによって、Ｃｕの時効析出効果をより確実
に得ることができる。したがって、厚鋼板には冷却後に
焼戻しを施すことが好ましく、その際の焼戻し温度は４
５０〜６５０℃とすることが望ましい。

【００４４】以下、実施例により本発明を詳しく説明す
る。

【００４５】

【実施例】表１に示す化学組成を有する転炉−連続鋳造
設備にて製造した鋼片を用い、表２に示す種々の条件で
板厚３０〜８０ｍｍの厚鋼板を製造した。又、その厚鋼
板を入熱２．５〜１５ｋＪ／ｍｍのＧＭＡＷ溶接及びＳ
ＡＷ溶接によってＫ開先の突き合わせ溶接して溶接継ぎ
手部を作製した。

【００４６】

【表１】

【表２】 母材である板厚３０〜８０ｍｍの各厚鋼板の板厚中心部
からJIS Z 2201(1998)に記載の４号引張試験片とJIS Z
2202(1998)の図１に記載のＶノッチシャルピー試験片
を、又、溶接継ぎ手部については、Ｋ開先溶接のストレ
ート部側の溶接線（以下、この「Ｋ開先溶接のストレー
ト部側の溶接線」をＦＬ部という）上に試験片のノッチ
部が一致するようにして板厚中心部から上記のＶノッチ
シャルピー試験片を採取し、母材部の引張特性（降伏強
さ及び引張強さ）とシャルピー衝撃特性（破面遷移温度
ｖＴｓ（℃））、及び溶接継手部の−３０℃でのシャル
ピー衝撃特性（吸収エネルギーｖＥ（Ｊ））を調査し
た。

【００４７】又、次のようにしてＣＴＯＤ特性を調査し
た。すなわち、母材については全厚の３点曲げ試験片を
圧延方向に直角の方向から採取して、−３０℃でＣＴＯ
Ｄ試験を実施した。溶接継ぎ手部については、ＣＴＯＤ
試験片の疲労ノッチがＦＬ部上になるように試験片を作
製し、同じく−３０℃でＣＴＯＤ試験を実施した。

【００４８】上記母材及び溶接継ぎ手部の試験結果を、
表２に併せて示した。表２から、本発明に係る厚鋼板の
場合、いずれも引張強さ７００ＭＰａ以上の強度と、母
材及び溶接継ぎ手部の良好なシャルピー衝撃特性が得ら
れている。しかも、母材及び溶接熱影響部（ＦＬ部）は
−３０℃においてそれぞれ０．５ｍｍ以上、０．２５ｍ
ｍ以上という大きな限界ＣＴＯＤ値を有し、ＣＴＯＤ特
性に優れていることが明らかである。

【００４９】これに対して、化学組成が本発明で規定す
る範囲から外れる鋼を用いた厚鋼板の場合、所望の強度
と限界ＣＴＯＤ値とを同時に確保することはできない。

【００５０】

【発明の効果】本発明の厚鋼板は、１インチ（２５．４
ｍｍ）以上の厚さで７００ＭＰａ以上の引張強さを有
し、しかも、−３０℃において母材で０．５ｍｍ以上且
つ溶接熱影響部で０．２５ｍｍ以上という限界ＣＴＯＤ
値を有するので、低温環境で使用される船舶、海洋構造
物、ラインパイプ、低温タンク及び橋梁などの溶接構造
物の素材として利用することができる。この厚鋼板は本
発明の方法によって比較的容易に製造することができ
る。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】質量％で、Ｃ：０．０１〜０．０４％、Ｍ
   ｎ：０．５０〜２．００％、Ｃｕ：０．７０〜１．７５
   ％、Ｎｉ：０．５０〜３．５０％、Ｔｉ：０．００４〜
   ０．０２％、Ｂ：０．０００５〜０．００１５％、Ｓ
   ｉ：０．１５％以下、Ａｌ：０．０１％以下、Ｃｒ：
   １．０％以下、Ｍｏ：０．８０％以下、Ｎｂ：０．０３
   ％以下、Ｖ：０．１０％以下、Ｃａ：０．００３０％以
   下を含み、残部はＦｅ及び不純物からなり、不純物中の
   Ｐは０．０１０％以下、Ｓは０．００５％以下、Ｎは
   ０．００４０％以下で、更に下記 (1)式で表されるＭ１
   ＊の値が１．０％以下、下記 (2)式で表されるＭ２＊の
   値が０．８０以下を満足するＣＴＯＤ特性に優れた高強
   度厚鋼板。 Ｍ１＊＝５Ｃ＋２Ｓｉ＋２０Ａｌ＋７０Ｎ・・・ (1) Ｍ２＊＝（Ｍｎ＋２Ｃｒ＋Ｍｏ）／（３Ｎｉ）・・・ (2) なお、各式における元素記号はその元素の質量％での含
   有量を示す。
2. 【請求項２】請求項１に記載の化学組成を有する鋼片
   を、９５０〜１２００℃の温度に加熱して熱間圧延を行
   った後、６５０℃以上の温度から３℃／秒以上の冷却速
   度で４００℃以下の温度まで冷却することを特徴とする
   ＣＴＯＤ特性に優れた高強度厚鋼板の製造方法。