JP7127752B2 - 鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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Description
C :0.040~0.160%、
Si:0.01~0.50%、
Mn:0.70~2.50%、
P :0.030%以下、
S :0.020%以下、
Al:0.001~0.100%、
N :0.0010~0.0080%、
Nb:0.003~0.050%、
残部:Feおよび不純物であり、
前記鋼板の圧延方向に垂直な断面において、前記鋼板の厚さをtとした時に、前記鋼板の表面から1/4tの位置における金属組織が、
面積%で、80%以上のベイナイトを含み、かつ、
前記ベイナイトを構成するベイニティックフェライトの長軸方向の平均長さが10μm以下であり、
前記鋼板の圧延方向および厚さ方向に平行な断面において、前記鋼板の表面から1/4tの位置における旧オーステナイト粒の、厚さ方向における平均長さが20μm以下であり、アスペクト比の平均が2.5以上であり、
前記鋼板の圧延方向に対して垂直な面である垂直面の前記表面から1/10tの位置において、{110}面が前記垂直面に対して15°以内の角度をなす領域の面積率が30~60%であり、
前記垂直面の前記表面から1/4tの位置において、{100}面が前記垂直面に対して15°以内の角度をなす領域の面積率が10~40%であり、
前記垂直面の前記表面から1/2tの位置において、{110}面が前記垂直面に対して15°以内の角度をなす領域の面積率が40~70%である、
鋼板。
Ti:0.050%以下、
Cu:1.50%以下、
Ni:2.50%以下、
Cr:1.00%以下、
Mo:1.00%以下、
V :0.150%以下、および
B :0.0050%以下、
からなる群から選択される少なくとも1種以上を含有するものである、
上記(1)に記載の鋼板。
Mg :0.0100%以下、
Ca :0.0100%以下、および
REM:0.0100%以下、
からなる群から選択される少なくとも1種以上を含有するものである、
上記(1)または(2)に記載の鋼板。
Zr:0.0100%以下、および
Te:0.0100%以下、
からなる群から選択される少なくとも1種以上を含有するものである、
上記(1)から(3)までのいずれかに記載の鋼板。
W :1.00%以下、および
Sn:0.50%以下、
からなる群から選択される少なくとも1種以上を含有するものである、
上記(1)から(4)までのいずれかに記載の鋼板。
上記(1)から(5)までのいずれかに記載の化学組成を有する鋼片に対して、加熱工程、粗圧延工程、一次加速冷却工程、仕上圧延工程および二次加速冷却工程を順に施す、鋼板の製造方法において、
前記加熱工程では、前記鋼片を950~1080℃の加熱温度まで加熱し、
前記粗圧延工程は、前記鋼片の表面温度がTrex以上1050℃以下の範囲で実施し、
前記粗圧延工程における累積圧下率を10~75%とし、
前記一次加速冷却工程では、前記鋼片の表面温度がAr3以上の範囲で冷却を開始し、500℃以上Ar3-30℃以下の範囲で冷却を停止し、かつその間の平均冷却速度が35~100℃/秒となる条件で水冷し、
前記仕上圧延工程は、前記鋼片の表面温度がTrex未満の範囲であり、かつ前記鋼片の厚さ中央部での温度がAr3以上Trex未満の範囲で実施し、
前記仕上圧延工程における圧延パス数nを4~15パス、下記(i)式で求められる圧延形状比mjの平均値を0.5~1.0、累積圧下率を65~90%として、かつパス間時間を15秒以下とし、
前記仕上圧延工程が完了してから、前記二次加速冷却工程における冷却開始までの時間を50秒以下とし、
前記二次加速冷却工程では、冷却開始温度をTrex-10℃以下とし、かつ、冷却開始から冷却終了までの平均冷却速度が5~50℃/秒となる条件で、0~550℃の冷却停止温度まで水冷する、
鋼板の製造方法。
mj=2(R(Hj-1-Hj))1/2/(Hj-1+Hj) ・・・(i)
ここで、上記式中のjは1からnまでの自然数(但し、nは圧延パス数)、mjはjパス目の圧延形状比、Rはロール半径(mm)、Hj-1はj-1パス後の板厚(mm)、Hjはjパス後の板厚(mm)を表す。
また、Ar3は下記(ii)式で求められ、Trexは下記(iii)式で求められる。なお、下記式中の元素記号は、鋼板中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合は0を代入するものとする。
Ar3=910-310×C+65×Si-80×Mn-20×Cu-55×Ni-15×Cr-80×Mo ・・・(ii)
Trex=-91900[Nb*]2+9400[Nb*]+770 ・・・(iii)
但し、下記(iv)式で求められる固溶Nb量(質量%)を、sol.Nbとした時に、
Nb≧sol.Nbの場合は、[Nb*]=sol.Nb
Nb<sol.Nbの場合は、[Nb*]=Nb
とする。
sol.Nb=(10(-6770/(T+273)+2.26))/(C+12/14×N) ・・・(iv)
なお、上記式中のTは加熱工程における鋼片の加熱温度(℃)を表す。
上記(6)に記載の鋼板の製造方法。
各元素の限定理由は下記のとおりである。なお、以下の説明において含有量についての「%」は、「質量%」を意味する。また、本明細書において、数値範囲を示す「~」とは、特に断りがない場合、その前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
Cは、鋼板の強度を確保するために0.040%以上含有させる。一方、C含有量が0.160%を超えると、良好な低温靱性および破壊靱性を確保することが困難になるので、Cの含有量は、0.160%以下とする。したがって、C含有量は0.040%以上、好ましくは0.050%以上または0.050%超、より好ましくは0.060%以上または0.075%超である。また、C含有量は0.160%以下、好ましくは0.140%以下、より好ましくは0.120%以下である。
Siは、脱酸元素および強化元素として有効であるので、0.01%以上含有させる。一方、Si含有量が0.50%を超えると、低温靱性および破壊靱性が大きく劣化するので、Si含有量は0.50%以下とする。したがって、Si含有量は0.01%以上、好ましくは0.03%以上、より好ましくは0.05%以上である。また、Si含有量は0.50%以下、好ましくは0.40%以下、より好ましくは0.35%以下、さらに好ましくは0.30%以下である。
Mnは、鋼板の強度を経済的に確保するために0.70%以上含有させる。一方、Mn含有量が2.50%を超えると、中心偏析が顕著となり、中心偏析が生じた部分の低温靱性および破壊靱性が劣化するので、Mnの含有量は、2.50%以下とする。したがって、Mn含有量は0.70%以上、好ましくは0.90%以上、より好ましくは1.20%以上である。また、Mn含有量は2.50%以下、好ましくは2.00%以下、より好ましくは1.80%以下、さらに好ましくは1.60%以下である。
Pは、不純物として鋼中に存在する元素である。低温靱性および破壊靱性を安定的に確保するために、Pの含有量を0.030%以下とする。好ましくは、0.020%以下、さらに好ましくは、0.015%以下である。下限は0%であるが、P含有量を低減させるためのコストを考慮し、P含有量は0.0001%以上としてもよい。
Sは、不純物として鋼中に存在する元素である。S含有量が0.020%を超えると中心偏析部において延伸したMnSが多量に生成し、低温靱性、破壊靱性および延性が劣化する。このためS含有量を0.020%以下とする。好ましくは0.010%以下である。S含有量は少ないほど好ましいので下限は特に規定しないが、製造コストの観点から、S含有量は0.0001%以上であってもよい。
Alは、一般的には、脱酸元素として、積極的に含有させる元素であり、Al含有量は0.001%以上とする。しかし、Al含有量が過剰になると、粗大なクラスター状のアルミナ(Al2O3)系介在物の形成が助長され、低温靱性および破壊靱性が劣化する。よって、Al含有量は0.100%以下、好ましくは0.050%以下である。
Nは、Ti窒化物を形成し、鋼片加熱時にオーステナイト粒径が大きくなることを抑制する効果を有するため、0.0010%以上含有させる。しかし、N含有量が0.0080%を超えると、鋼板が脆化するので、Nの含有量は、0.0080%以下とする。したがって、N含有量は0.0010%以上、好ましくは0.0015%以上、より好ましくは0.0020%以上である。また、N含有量は0.0080%以下、好ましくは0.0065%以下、より好ましくは0.0060%以下である。
Nbは、鋼板の強度および靱性を向上することができる。また、所定のミクロ組織を得るためには、未再結晶オーステナイト域での圧延が必要となるところ、Nbは未再結晶温度域を拡大させるために有効な元素であり、圧延温度を上昇させ、生産性向上にも寄与する。この効果を得るためには、0.003%以上含有させる。ただし、Nbの含有量が0.050%を超えると低温靱性、破壊靱性および溶接性が低下するので、Nbの含有量は、0.050%以下とする。したがって、Nb含有量は0.003%以上、好ましくは0.005%以上、より好ましくは0.008%以上である。また、Nb含有量は0.050%以下、好ましくは0.025%以下、より好ましくは0.018%以下である。
Tiは、鋼板の強度および靱性を向上する効果を有するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Tiを過剰に含有させると、溶接部を硬化させ著しく靱性を劣化させる。そのため、Ti含有量は0.050%以下、好ましくは0.035%以下、より好ましくは0.020%以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Ti含有量は、好ましくは0.003%以上、より好ましくは0.006%以上、さらに好ましくは0.010%以上である。
Cuは、鋼板の強度および靱性を向上する効果を有するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Cuを過剰に含有させると、合金コスト上昇に見合った性能の改善が見られず、むしろ表面割れの原因となる場合がある。そのため、Cu含有量は1.50%以下、好ましくは1.20%以下、より好ましくは1.00%以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Cu含有量は、好ましくは0.005%以上、より好ましくは0.010%以上、さらに好ましくは0.050%以上である。
Niは、鋼板の強度を向上させる効果を有する元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。また、Niは固溶状態において鋼のマトリックス(生地)の靱性を高める効果を有する元素である。しかしながら、Niを過剰に含有させると、低温靱性、破壊靱性および溶接性が悪化する。そのため、Ni含有量は2.50%以下、好ましくは1.00%以下、より好ましくは0.50%以下、さらに好ましくは0.30%以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Ni含有量は、好ましくは0.005%以上、より好ましくは0.010%以上、さらに好ましくは0.050%以上である。
Crは、鋼板の強度を向上させる効果を有する元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Crを過剰に含有させると、低温靱性、破壊靱性および溶接性が悪化する。そのため、Cr含有量は1.00%以下、好ましくは0.80%以下、より好ましくは0.50%以下、さらに好ましくは0.30%以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Cr含有量は、好ましくは0.005%以上、より好ましくは0.010%以上、さらに好ましくは0.050%以上である。
Moは、鋼板の強度を向上させる効果を有する元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Moを過剰に含有させると、低温靱性、破壊靱性および溶接性が悪化する。そのため、Mo含有量は1.00%以下、好ましくは0.80%以下、より好ましくは0.50%以下、さらに好ましくは0.30%以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Mo含有量は、好ましくは0.001%以上、より好ましくは0.005%以上、さらに好ましくは0.010%以上である。
Vは、鋼板の強度を向上させる効果を有する元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Vを過剰に含有させると、低温靱性、破壊靱性および溶接性が悪化する。そのため、V含有量は0.150%以下、好ましくは0.100%以下、より好ましくは0.070%以下、さらに好ましくは0.050%以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、V含有量は、好ましくは0.001%以上、より好ましくは0.005%以上、さらに好ましくは0.010%以上である。
Bは、焼入れ性を高め、鋼板の強度向上に寄与する元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Bを過剰に含有させると、低温靱性および破壊靱性が低下する。そのため、B含有量は0.0050%以下、好ましくは0.0040%以下、より好ましくは0.0030%以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、B含有量は、好ましくは0.0001%以上、より好ましくは0.0005%以上、さらに好ましくは0.0010%以上である。
Mgは、脱酸元素であり、硫化物を形成することで粗大な介在物の生成を抑制し、微細な酸化物を形成して、有害な介在物の生成を抑制する元素である。そのため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Mgを過剰に含有させると、粗大な酸化物、硫化物、および酸硫化物が形成されやすくなり、低温靱性および破壊靱性が低下する。そのため、Mg含有量は0.0100%以下、好ましくは0.0070%以下、より好ましくは0.0050%以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Mg含有量は、好ましくは0.0001%以上、より好ましくは0.0005%以上、さらに好ましくは0.0010%以上である。
Caは、脱酸元素であり、硫化物を形成することで粗大な介在物の生成を抑制し、微細な酸化物を形成して、有害な介在物の生成を抑制する元素である。そのため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Caを過剰に含有させると、粗大な酸化物、硫化物、および酸硫化物が形成されやすくなり、低温靱性および破壊靱性が低下する。そのため、Ca含有量は0.0100%以下、好ましくは0.0070%以下、より好ましくは0.0050%以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Ca含有量は、好ましくは0.0001%以上、より好ましくは0.0005%以上、さらに好ましくは0.0010%以上である。
REMは、脱酸元素であり、硫化物を形成することで粗大な介在物の生成を抑制し、微細な酸化物を形成して、有害な介在物の生成を抑制する元素である。そのため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、REMを過剰に含有させると、粗大な酸化物、硫化物、および酸硫化物が形成されやすくなり、低温靱性および破壊靱性が低下する。そのため、REM含有量は0.0100%以下、好ましくは0.0070%以下、より好ましくは0.0050%以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、REM含有量は、好ましくは0.0001%以上、より好ましくは0.0005%以上、さらに好ましくは0.0010%以上である。
Zrは、鋼板の組織微細化によって靱性向上に寄与する元素である。また、Zrは脱酸元素としても機能する。そのため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Zrを過剰に含有させると、低温靱性および破壊靱性が低下する。そのため、Zr含有量は0.0100%以下、好ましくは0.0070%以下、より好ましくは0.0050%以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Zr含有量は、好ましくは0.0001%以上、より好ましくは0.0005%以上、さらに好ましくは0.0010%以上である。
Teは、鋼板の組織微細化によって靱性向上に寄与する元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Teを過剰に含有させても、上記効果は飽和する。そのため、Te含有量は0.0100%以下、好ましくは0.0070%以下、より好ましくは0.0050%以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Te含有量は、好ましくは0.0001%以上、より好ましくは0.0005%以上、さらに好ましくは0.0010%以上である。
Wは、溶解して酸素酸イオンWO4 -の形でさびに吸着し、さび層中の塩化物イオンの透過を抑制し、耐食性を向上させる元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Wを過剰に含有させても、上記効果が飽和するだけでなく、低温靱性および破壊靱性が低下する場合がある。そのため、W含有量は1.00%以下、好ましくは0.75%以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、W含有量は、好ましくは0.001%以上、より好ましくは0.005%以上、さらに好ましくは0.010%以上である。
Snは、Sn2+となって溶解し、酸性塩化物溶液中でのインヒビター作用により腐食を抑制する作用を有する元素である。また、Snには鋼のアノード溶解反応を抑制し耐食性を向上させる作用がある。そのため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Snを過剰に含有させても、上記効果が飽和するだけでなく、鋼板の圧延割れが発生しやすくなる。そのため、Sn含有量は0.50%以下、好ましくは0.30%以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Sn含有量は、好ましくは0.001%以上、より好ましくは0.005%以上、さらに好ましくは0.010%以上である。
本発明の鋼板の金属組織について説明する。なお、以下の説明において「%」は、「面積%」を意味する。また、本発明では、鋼板の厚さをtとした時に、鋼板の圧延方向に垂直な断面(以下、「C断面」ともいう。)における、該鋼板の表面から1/4tの位置を「C断面での1/4t位置」と呼び、鋼板の圧延方向および厚さ方向に平行な断面(以下、「L断面」ともいう。)における、該鋼板の表面から1/4tの位置を「L断面での1/4t位置」と呼ぶこととする。さらに、上記の「圧延方向」は、仕上圧延における圧延方向を意味することとする。
本発明において、金属組織はベイナイトが主体である。具体的には、C断面での1/4t位置におけるベイナイトの面積率を80%以上とすることで、鋼板の強度を確保することが可能となる。ベイナイトの面積率は90%以上であることが好ましい。なお、ベイナイトの面積率に上限を設ける必要はなく、すなわち、ベイナイト単相であってもよい。
C断面での1/4t位置において、ベイナイトを構成するベイニティックフェライトの長軸方向の平均長さを10μm以下とする。ベイナイトを構成するベイニティックフェライトを微細化することで、破壊靱性を確保することが可能となる。ベイニティックフェライトの平均長さは8μm以下であるのが好ましい。
旧オーステナイト粒のアスペクト比の平均:2.5以上
ベイナイト組織の微細化は、熱間圧延前の加熱温度を低く制御し、かつ未再結晶域で高圧下率での仕上圧延を行うことで達成できる。すなわち、ベイナイトの旧オーステナイト粒は圧延方向に伸長した形状となる。そのため、L断面での1/4t位置において、旧オーステナイト粒の厚さ方向における平均長さを20μm以下とし、かつアスペクト比の平均を2.5以上とする。旧オーステナイト粒の厚さ方向における平均長さは15μm以下であるのが好ましい。また、旧オーステナイト粒のアスペクト比の平均は2.5超であるのが好ましく、4.0以上であるのがより好ましい。
1/4t位置において{100}面がC断面に対して15°以内の角度をなす領域の面積率:10~40%
1/2t位置において{110}面がC断面に対して15°以内の角度をなす領域の面積率:40~70%
板厚が厚く高強度の鋼板の場合、集合組織を活用したき裂伝播方向の制御が重要である。鋼板が外部応力を受けた際に、該鋼板に発生する脆性き裂は、{100}面のへき開面に沿って伝播する。したがって、この外部応力と垂直な面に{100}面の集合組織が発達すれば、上記のように結晶粒径を制御したときのアレスト性向上効果が減少してしまうことが判明した。
本発明に係る鋼板の機械的特性について、特に制限はないが、本発明に係る鋼板は、高い強度を有し、かつ低温靱性、破壊靱性およびアレスト性に優れる。具体的には、降伏応力(YS)が460~860MPaで、引張強さ(TS)が570~980MPaであることが好ましい。また、低温靱性の指標となる破面遷移温度(vTrs)が-60℃以下であることが好ましい。さらに、破壊靱性の指標となる-10℃における亀裂先端開口変位(Crack Tip Opening Displacement:CTOD)値が0.50mm以上であることが好ましい。
本発明に係る鋼板の厚さについて、特に制限はないが、溶接構造物として用いる場合には、板厚は10~70mmであるのが好ましく、20~60mmであるのがより好ましい。また、本発明における低温靱性および破壊靱性の向上効果は、厚さが50mm未満の場合に顕著に発揮される。
本発明に係る鋼板の製造条件について特に制限はないが、例えば、上述した化学組成を有する鋼片に対して、以下に示す条件で加熱工程、粗圧延工程、一次加速冷却工程、仕上圧延工程および二次加速冷却工程を順に施すことで、製造することができる。各工程について説明する。
加熱工程は、鋼片の加熱により、オーステナイト相の組織制御に寄与する工程である。加熱工程では、上記の鋼片を950~1080℃の加熱温度まで加熱する。加熱工程は加熱炉で行うとよい。なお、鋼片を950~1080℃に加熱するとは、加熱炉から抽出する際の鋼片の全厚平均温度が、950~1080℃の範囲になるように加熱することであり、本明細書では、この鋼片の全厚平均温度を鋼片の加熱温度と称する。また、全厚平均温度は、加熱炉内の温度、加熱時間、鋼片の表面温度から計算で求めることが可能である。
粗圧延工程は、鋼片の表面温度がTrex以上1050℃以下の範囲で実施する。すなわち、鋼片の表面温度がTrex以上1050℃以下である状態で粗圧延を開始し、鋼片の表面温度がTrex以上1050℃以下である状態で粗圧延を終了する。粗圧延をTrex以上の範囲で実施することで、オーステナイト粒の再結晶により、微細化が可能となる。また、粗圧延工程は、1050℃以下の範囲で実施する。1050℃超の範囲で粗圧延を行うと、オーステナイトが粗大化し、後述する一次加速冷却工程により表層が過剰に焼入れされて過剰に硬くなる。さらに、後述する仕上圧延工程において表層に十分な歪みを付与することができず、一方で、内部に集中して歪みが導入される。その結果、C断面の1/10t位置において、{110}面がC断面に対して15°以内の角度をなす領域の面積率は30%未満となる。なお、粗圧延の終了時の表面温度が、粗圧延の開始時の表面温度よりも高い場合がある。これは、粗圧延によって加工発熱が発生した影響、および表面温度よりも内部温度の方が高温であることによる、鋼片の板厚方向の伝熱影響が考えられる。
一次加速冷却工程では、粗圧延が終了した鋼板を水冷する。一次加速冷却工程では、鋼板の表面温度がAr3以上の範囲で冷却を開始し、500℃以上Ar3-30℃以下の範囲で冷却を停止し、かつその間の平均冷却速度が35~100℃/秒となる条件で水冷する。
仕上圧延工程は、鋼板の表面温度がTrex未満の範囲であり、かつ鋼板の厚さ中央部での温度がAr3以上Trex未満の範囲で実施する。すなわち、一次加速冷却工程の終了後、鋼板の表面温度がTrex未満であり、かつ厚さ中央部での温度がAr3以上Trex未満である状態で仕上圧延を開始し、鋼板の表面温度がTrex未満であり、かつ厚さ中央部での温度がAr3以上Trex未満である状態で仕上圧延を終了する。なお、厚さ中央部での温度は、雰囲気温度、時間、鋼板の比熱、密度、熱伝導率、加工発熱量、変態発熱量、ロールへの接触抜熱を考慮し、計算で求めることが可能である。
mj=2(R(Hj-1-Hj))1/2/(Hj-1+Hj) ・・・(i)
ここで、上記式中のjは1からnまでの自然数(但し、nは圧延パス数)、mjはjパス目の圧延形状比、Rはロール半径(mm)、Hj-1はj-1パス後の板厚(mm)、Hjはjパス後の板厚(mm)を表す。
Trex=-91900[Nb*]2+9400[Nb*]+770 ・・・(iii)
但し、下記(iv)式で求められる固溶Nb量(質量%)を、sol.Nbとした時に、
Nb≧sol.Nbの場合は、[Nb*]=sol.Nb
Nb<sol.Nbの場合は、[Nb*]=Nb
とする。
sol.Nb=(10(-6770/(T+273)+2.26))/(C+12/14×N) ・・・(iv)
なお、上記式中のTは加熱工程における鋼片の加熱温度(℃)を表す。
二次加速冷却工程では、仕上圧延が終了した鋼板を水冷する。この際、冷却開始温度をTrex-10℃以下とし、かつ、冷却開始から冷却終了までの平均冷却速度が5~50℃/秒となる条件で、0~550℃の冷却停止温度まで水冷する。
二次加速冷却工程の後に、350~650℃の温度範囲まで加熱する焼戻し工程をさらに備えてもよい。焼き戻し工程を行うことで、冷却によって過剰に高くなった転位密度を低減させることができる。なお、二次加速冷却工程における冷却停止温度が高い場合には、自己焼戻し効果が得られるため、焼戻し工程を行わなくてもよい。一方、二次加速冷却工程において、例えば室温程度まで冷却した場合には、焼戻し工程を行うことが好ましい。
Claims (7)
- 鋼板の化学組成が、質量%で、
C :0.040~0.160%、
Si:0.01~0.50%、
Mn:0.70~2.50%、
P :0.030%以下、
S :0.020%以下、
Al:0.001~0.100%、
N :0.0010~0.0080%、
Nb:0.003~0.050%、
残部:Feおよび不純物であり、
前記鋼板の圧延方向に垂直な断面において、前記鋼板の厚さをtとした時に、前記鋼板の表面から1/4tの位置における金属組織が、
面積%で、80%以上のベイナイトを含み、かつ、
前記ベイナイトを構成するベイニティックフェライトの長軸方向の平均長さが10μm以下であり、
前記鋼板の圧延方向および厚さ方向に平行な断面において、前記鋼板の表面から1/4tの位置における旧オーステナイト粒の、厚さ方向における平均長さが20μm以下であり、アスペクト比の平均が2.5以上であり、
前記鋼板の圧延方向に対して垂直な面である垂直面の前記表面から1/10tの位置において、{110}面が前記垂直面に対して15°以内の角度をなす領域の面積率が30~60%であり、
前記垂直面の前記表面から1/4tの位置において、{100}面が前記垂直面に対して15°以内の角度をなす領域の面積率が10~40%であり、
前記垂直面の前記表面から1/2tの位置において、{110}面が前記垂直面に対して15°以内の角度をなす領域の面積率が40~70%である、
鋼板。 - 前記化学組成が、前記Feの一部に代えて、質量%で、
Ti:0.050%以下、
Cu:1.50%以下、
Ni:2.50%以下、
Cr:1.00%以下、
Mo:1.00%以下、
V :0.150%以下、および
B :0.0050%以下、
からなる群から選択される少なくとも1種以上を含有するものである、
請求項1に記載の鋼板。 - 前記化学組成が、前記Feの一部に代えて、質量%で、
Mg :0.0100%以下、
Ca :0.0100%以下、および
REM:0.0100%以下、
からなる群から選択される少なくとも1種以上を含有するものである、
請求項1または請求項2に記載の鋼板。 - 前記化学組成が、前記Feの一部に代えて、質量%で、
Zr:0.0100%以下、および
Te:0.0100%以下、
からなる群から選択される少なくとも1種以上を含有するものである、
請求項1から請求項3までのいずれかに記載の鋼板。 - 前記化学組成が、前記Feの一部に代えて、質量%で、
W :1.00%以下、および
Sn:0.50%以下、
からなる群から選択される少なくとも1種以上を含有するものである、
請求項1から請求項4までのいずれかに記載の鋼板。 - 請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の鋼板の製造方法であって、
請求項1から請求項5までのいずれかに記載の化学組成を有する鋼片に対して、加熱工程、粗圧延工程、一次加速冷却工程、仕上圧延工程および二次加速冷却工程を順に施す、鋼板の製造方法において、
前記加熱工程では、前記鋼片を950~1080℃の加熱温度まで加熱し、
前記粗圧延工程は、前記鋼片の表面温度がTrex以上1050℃以下である状態で開始し、前記鋼片の表面温度がT rex 以上1050℃以下である状態で終了し、
前記粗圧延工程における累積圧下率を10~75%とし、
前記一次加速冷却工程では、前記鋼片の表面温度がAr3以上の範囲で冷却を開始し、500℃以上Ar3-30℃以下の範囲で冷却を停止し、かつその間の平均冷却速度が35~100℃/秒となる条件で水冷し、
前記仕上圧延工程は、前記鋼片の表面温度がTrex未満の範囲であり、かつ前記鋼片の厚さ中央部での温度がAr3以上Trex未満である状態で開始し、前記鋼片の表面温度がT rex 未満の範囲であり、かつ前記鋼片の厚さ中央部での温度がAr 3 以上T rex 未満である状態で終了し、
前記仕上圧延工程における圧延パス数nを4~15パス、下記(i)式で求められる圧延形状比mjの平均値を0.5~1.0、累積圧下率を65~90%として、かつパス間時間を15秒以下とし、
前記仕上圧延工程が完了してから、前記二次加速冷却工程における冷却開始までの時間を50秒以下とし、
前記二次加速冷却工程では、冷却開始温度をTrex-10℃以下とし、かつ、冷却開始から冷却終了までの平均冷却速度が5~50℃/秒となる条件で、0~550℃の冷却停止温度まで水冷する、
鋼板の製造方法。
mj=2(R(Hj-1-Hj))1/2/(Hj-1+Hj) ・・・(i)
ここで、上記式中のjは1からnまでの自然数(但し、nは圧延パス数)、mjはjパス目の圧延形状比、Rはロール半径(mm)、Hj-1はj-1パス後の板厚(mm)、Hjはjパス後の板厚(mm)を表す。
また、Ar3は下記(ii)式で求められ、Trexは下記(iii)式で求められる。なお、下記式中の元素記号は、鋼板中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合は0を代入するものとする。
Ar3=910-310×C+65×Si-80×Mn-20×Cu-55×Ni-15×Cr-80×Mo ・・・(ii)
Trex=-91900[Nb*]2+9400[Nb*]+770 ・・・(iii)
但し、下記(iv)式で求められる固溶Nb量(質量%)を、sol.Nbとした時に、
Nb≧sol.Nbの場合は、[Nb*]=sol.Nb
Nb<sol.Nbの場合は、[Nb*]=Nb
とする。
sol.Nb=(10(-6770/(T+273)+2.26))/(C+12×N/14) ・・・(iv)
なお、上記式中のTは加熱工程における鋼片の加熱温度(℃)を表す。 - 前記二次加速冷却工程の後に、350~650℃の温度範囲まで加熱する焼戻し工程をさらに施す、
請求項6に記載の鋼板の製造方法。
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