WO2016104529A1 - 耐水素誘起割れ性に優れた鋼板およびラインパイプ用鋼管 - Google Patents

耐水素誘起割れ性に優れた鋼板およびラインパイプ用鋼管 Download PDF

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WO2016104529A1
WO2016104529A1 PCT/JP2015/085872 JP2015085872W WO2016104529A1 WO 2016104529 A1 WO2016104529 A1 WO 2016104529A1 JP 2015085872 W JP2015085872 W JP 2015085872W WO 2016104529 A1 WO2016104529 A1 WO 2016104529A1
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segregation
number density
particle size
maximum
predetermined diameter
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PCT/JP2015/085872
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English (en)
French (fr)
Inventor
喜一郎 田代
加藤　拓
晴弥 川野
佑一 岡
進佑 佐藤
木村　世意
孝司 三宅
Original Assignee
株式会社神戸製鋼所
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/14—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/143—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions of methane [CH4]

Definitions

  • the present invention relates to a steel plate having excellent resistance to hydrogen-induced cracking and a steel pipe for a line pipe.
  • sour resistance such as resistance to hydrogen-induced cracking and stress corrosion cracking
  • the steel plate having sour resistance may be referred to as “sour-resistant steel plate”.
  • Hydrogen-induced cracking Hydrogen-induced cracking (Hydrogen Induced Cracking, hereinafter sometimes referred to as "HIC”) is caused by hydrogen intruding into the steel material due to the corrosion reaction caused by hydrogen sulfide or the like, including MnS and Nb (C, N). It is known that it is a crack that accumulates in non-metallic inclusions and is caused by gasification.
  • Patent Document 1 discloses a steel material having improved HIC resistance by suppressing the segregation degree of Mn, Nb, and Ti at the center of the plate thickness.
  • Patent Document 2 discloses a method of suppressing HIC starting from MnS or Ca-based oxysulfide by a parameter formula including Ca, O, and S contents.
  • the steel sheet is obtained through melting, casting and hot rolling, and then subjected to an HIC test before shipping as a product.
  • the HIC test takes several weeks before the results are known.
  • the steel sheet cannot be shipped as a product excellent in hydrogen-induced cracking resistance, and the HIC test is performed again on the product obtained by remanufacturing, that is, remelting. There is a need to do. If it does so, a manufacturing period will become long and it will cause a delay in delivery.
  • the HIC resistance can be evaluated at the stage of the cast slab after the casting instead of performing the HIC test after the hot rolling, it is considered that the manufacturing period can be greatly shortened.
  • HIC occurs starting from the segregation part (center segregation, internal crack) and inclusions such as MnS, if these can be evaluated at the stage of the slab, the HIC resistance can be improved based on the evaluation result. It can be evaluated.
  • Step A-2 Casting ⁇ Rolling ⁇ Sample preparation (for HIC test) ⁇ HIC test ⁇ Remelting
  • Step B-2 Casting ⁇ Evaluation of HIC resistance ⁇ Remelting
  • Patent Document 3 discloses a method for evaluating an internal crack at the stage of a slab. In this method, whether or not HCR (Hot Charge Rolling) operation is possible is determined from the evaluation result of the internal crack.
  • HCR Hot Charge Rolling
  • JP 2010-209461 Japanese Patent Laid-Open No. 06-136440 JP 2006-198649 A
  • Patent Document 3 does not describe a method for evaluating center segregation. Therefore, it is considered that the method of Patent Document 3 cannot evaluate the HIC resistance caused by center segregation at the stage of the slab.
  • the present invention has been made paying attention to the above-mentioned circumstances, and its purpose is to realize a steel plate and a steel pipe excellent in hydrogen-induced cracking resistance, and further, without carrying out a HIC test, It is to realize a steel plate and a steel pipe that can evaluate the HIC resistance from the internal quality of the piece.
  • a steel sheet excellent in hydrogen-induced crack resistance of the present invention that has solved the above problems is % By mass C: 0.02 to 0.15%, Si: 0.02 to 0.50%, Mn: 0.6 to 2.0%, P: more than 0% and 0.030% or less, S: more than 0% and 0.003% or less, Al: 0.010 to 0.08%, Ca: 0.0003 to 0.0060%, N: 0.001 to 0.01%, and O: more than 0% and 0.0045% or less, Including one or more elements selected from the group consisting of REM: more than 0% and 0.02% or less, and Zr: more than 0% and 0.010%, the balance consisting of iron and inevitable impurities,
  • the ratio of Ca to S (Ca / S) is 2.0 or more, and Ca, S and O satisfy (Ca-1.25S) /O ⁇ 1.80, Furthermore, the maximum segregation particle size at the center of the thickness at the stage of the slab and the number density of segregation particles greater than or equal to a
  • the range of the maximum segregated particle diameter at which hydrogen-induced cracking does not occur and the number density of segregated grains having a predetermined diameter or more may be a range obtained in advance by the following methods (i) to (iii).
  • the maximum segregation particle size at the thickness center of the slab and the number density of segregation particles having a predetermined diameter or more are measured.
  • a hydrogen-induced cracking test is performed on a steel plate obtained by rolling a slab cast under the same casting conditions as the slab.
  • the slab cast under the same casting conditions as the slab may be a slab obtained by measuring the maximum segregation grain size and the number density of segregation grains having a predetermined diameter or more.
  • the steel sheet is API (The American Petroleum Institute) X65 grade, and the range of the maximum segregation grain size at which the hydrogen-induced crack does not occur and the number density of segregation grains having a predetermined diameter or more is as follows.
  • the maximum segregation particle size is x and the number density of segregation particles having a predetermined diameter or more is y, x ⁇ 1.26 mm (y includes all values), and 1.26 mm ⁇ x ⁇ 1.78 mm and y ⁇ ⁇ 3846 ⁇ x + 7178
  • fills may be sufficient.
  • the steel plate is API X70 grade, and the range of the maximum segregation particle size at which the hydrogen-induced crack does not occur and the number density of segregation particles having a predetermined diameter or more are
  • the maximum segregation particle size is x and the number density of segregation particles having a predetermined diameter or more is y
  • fills may be sufficient.
  • the steel sheet is ASME (American Society of Mechanical Engineers) SA516 grade 60, and the range of the maximum segregation grain size at which the hydrogen-induced crack does not occur and the number density of segregation grains having a predetermined diameter or more is as follows.
  • the maximum segregation particle size is x and the number density of segregation particles having a predetermined diameter or more is y, x ⁇ 1.26 mm (y includes all values), and 1.26 mm ⁇ x ⁇ 1.78 mm and y ⁇ ⁇ 3846 ⁇ x + 7178
  • fills may be sufficient.
  • the steel plate is ASME SA516 grade 65, and the range of the maximum segregation particle size at which the hydrogen-induced cracking does not occur and the number density of segregation particles having a predetermined diameter or more are as follows: When the maximum segregation particle size is x and the number density of segregation particles having a predetermined diameter or more is y, x ⁇ 1.26 mm (y includes all values), and 1.26 mm ⁇ x ⁇ 1.78 mm and y ⁇ ⁇ 3846 ⁇ x + 7178 The range which satisfy
  • fills may be sufficient.
  • the steel plate is ASME SA516 grade 70, and the range of the maximum segregation particle size at which the hydrogen-induced cracking does not occur and the number density of segregation particles having a predetermined diameter or more are as follows: When the maximum segregation particle size is x and the number density of segregation particles having a predetermined diameter or more is y, x ⁇ 1.22 mm (y includes all values), and 1.22 mm ⁇ x ⁇ 1.72 mm and y ⁇ ⁇ 3333 ⁇ x + 6067 The range which satisfy
  • fills may be sufficient.
  • the steel sheet is ASTM (American Society for Testing and Materials) A516 grade 60, and the range of the maximum segregated grain size at which the hydrogen-induced cracking does not occur and the number density of segregated grains having a predetermined diameter or more is as follows.
  • the maximum segregation particle size is x and the number density of segregation particles having a predetermined diameter or more is y, x ⁇ 1.26 mm (y includes all values), and 1.26 mm ⁇ x ⁇ 1.78 mm and y ⁇ ⁇ 3846 ⁇ x + 7178
  • fills may be sufficient.
  • the steel sheet is ASTM A516 grade 65, and the range of the maximum segregation particle size at which the hydrogen-induced cracking does not occur and the number density of segregation particles having a predetermined diameter or more are as follows: When the maximum segregation particle size is x and the number density of segregation particles having a predetermined diameter or more is y, x ⁇ 1.26 mm (y includes all values), and 1.26 mm ⁇ x ⁇ 1.78 mm and y ⁇ ⁇ 3846 ⁇ x + 7178 The range which satisfy
  • fills may be sufficient.
  • the steel sheet is ASTM A516 grade 70, and the range of the maximum segregation particle size at which the hydrogen-induced crack does not occur and the number density of segregation particles having a predetermined diameter or more are
  • the maximum segregation particle size is x and the number density of segregation particles having a predetermined diameter or more is y, x ⁇ 1.22 mm (y includes all values), and 1.22 mm ⁇ x ⁇ 1.72 mm and y ⁇ ⁇ 3333 ⁇ x + 6067
  • fills may be sufficient.
  • the said steel plate may contain any one or more of following (A) and (B) as another element.
  • the above steel plate is suitable for line pipes and pressure vessels.
  • the present invention also includes a steel pipe for line pipe formed of the steel plate.
  • the present invention it is possible to provide a steel plate and a steel pipe that are surely excellent in hydrogen-induced crack resistance. Furthermore, the steel plate and steel pipe which can evaluate HIC resistance from the internal quality of a slab can be provided, without performing a HIC test. These are suitably used for pressure vessels such as natural gas / crude oil transportation line pipes and storage tanks.
  • FIG.1 (a) is sectional drawing of a slab
  • FIG.1 (b) is an enlarged view of the area r1.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a slab and a cross-sectional view of a product.
  • FIG. 3 is a diagram showing the results of investigating the relationship between the maximum segregation particle size and number density and the HIC resistance for a plurality of cross sections.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the investigation surface of the slab.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the maximum segregation particle size and number density and the presence or absence of HIC when steel materials such as APIAX65 grade are used in the examples.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the maximum segregation particle size and number density and the presence or absence of HIC when steel materials such as APIAX70 grade in the examples are used.
  • the inventors of the present invention have made extensive studies to solve the above-mentioned problems.
  • the inventors focused on the fact that HIC is likely to be generated starting from MnS inclusions.
  • the rare earth element or Zr which is an element having a desulfurization action, can be contained in the steel material to suppress the generation of MnS and enhance the resistance to hydrogen-induced cracking.
  • the present inventors paid attention to the fact that HIC is likely to occur starting from the segregation part.
  • the segregations pay attention to the “segregation degree of center segregation”, particularly “maximum segregation particle size (maximum diameter of segregation particles)” and “number density of segregation particles larger than a predetermined diameter”. Is within a certain range, it has been found that a steel sheet having high resistance to hydrogen-induced cracking can be obtained, and that the product can be shipped early. This point will be described in detail later.
  • the component composition of the steel sheet needs to be as follows.
  • the reasons for defining each component including the above-described rare earth element and Zr will be described.
  • Component composition [C: 0.02 to 0.15%]
  • C is an indispensable element for securing the strength of the base material and the welded portion, and needs to be contained by 0.02% or more.
  • the amount of C is preferably 0.03% or more, and more preferably 0.05% or more.
  • the amount of C is too large, the HAZ toughness and weldability deteriorate.
  • the amount of C is excessive, NbC and island-shaped martensite that become the starting point of HIC and the fracture propagation path are likely to be generated. Therefore, the C amount needs to be 0.15% or less. Preferably it is 0.12% or less, More preferably, it is 0.10% or less.
  • Si 0.02 to 0.50%
  • Si is an element that has a deoxidizing action and is effective in improving the strength of the base material and the welded portion.
  • the Si content is set to 0.02% or more.
  • the amount of Si is preferably 0.05% or more, and more preferably 0.15% or more.
  • the amount of Si is preferably 0.45% or less, more preferably 0.35% or less.
  • Mn is an element effective for improving the strength of the base material and the welded portion, and is contained in an amount of 0.6% or more in the present invention.
  • the amount of Mn is preferably 0.8% or more, and more preferably 1.0% or more.
  • the upper limit of the amount of Mn is set to 2.0%.
  • the amount of Mn is preferably 1.8% or less, more preferably 1.5% or less, and still more preferably 1.2% or less.
  • P more than 0% and 0.030% or less
  • P is an element inevitably contained in the steel material. If the amount of P exceeds 0.030%, the toughness of the base material and the HAZ part is significantly deteriorated, and the resistance to hydrogen-induced cracking is also deteriorated. Therefore, in the present invention, the amount of P is suppressed to 0.030% or less.
  • the amount of P is preferably 0.020% or less, more preferably 0.010% or less.
  • the upper limit of the amount of S is set to 0.003%.
  • the amount of S is preferably 0.002% or less, more preferably 0.0015% or less, and still more preferably 0.0010% or less. Thus, the smaller one is desirable from the viewpoint of improving hydrogen-induced crack resistance.
  • Al is a strong deoxidizing element.
  • the amount of Al is small, the Ca concentration in the oxide increases, that is, Ca inclusions are easily formed in the surface layer portion of the steel sheet and fine HIC is generated. Therefore, in the present invention, Al needs to be 0.010% or more.
  • the amount of Al is preferably 0.020% or more, more preferably 0.030% or more.
  • the oxide of Al will produce
  • the amount of Al is preferably 0.06% or less, and more preferably 0.05% or less.
  • Ca has the effect
  • the Ca content needs to be 0.0003% or more.
  • the Ca content is preferably 0.0005% or more, and more preferably 0.0010% or more.
  • the upper limit of the Ca amount is set to 0.0060%.
  • the Ca content is preferably 0.0045% or less, more preferably 0.0035% or less, and still more preferably 0.0025% or less.
  • N is an element that precipitates as TiN in the steel structure, suppresses coarsening of the austenite grains in the HAZ part, further promotes ferrite transformation, and improves the toughness of the HAZ part.
  • the N amount is preferably 0.003% or more, and more preferably 0.0040% or more.
  • the amount of N is too large, the HAZ toughness deteriorates due to the presence of solute N, so the amount of N needs to be 0.01% or less.
  • it is 0.008% or less, More preferably, it is 0.0060% or less.
  • O oxygen
  • oxygen oxygen
  • the amount of O needs to be 0.0045% or less, preferably 0.0030% or less, more preferably 0.0020% or less.
  • Ca / S (mass ratio): 2.0 or more]
  • S forms MnS as sulfide inclusions, and HIC is generated starting from the MnS.
  • Ca is added to control the form of the sulfide inclusions in the steel as CaS, thereby detoxifying S against HIC resistance.
  • Ca / S needs to be 2.0 or more.
  • Ca / S is preferably 2.5 or more, more preferably 3.0 or more.
  • the upper limit of Ca / S is about 17 from the Ca amount and S amount specified in the present invention.
  • (Ca-1.25S) / O must be 1.80 or less.
  • (Ca-1.25S) / O is preferably 1.40 or less, more preferably 1.30 or less, still more preferably 1.20 or less, and particularly preferably 1.00 or less.
  • the lower limit of (Ca-1.25S) / O is about 0.1 from the viewpoint of suppressing Al 2 O 3 which is likely to form an aggregated coal like CaO.
  • REM Rare Earth Metal
  • MnS MnS
  • REM is an element effective for suppressing the generation of MnS by the desulfurization action and enhancing the resistance to hydrogen-induced cracking.
  • the amount of REM is more preferably 0.0005% or more, and further preferably 0.0010% or more.
  • the effect is saturated even if a large amount of REM is contained. Therefore, the upper limit of the REM amount needs to be 0.02%.
  • the REM content is preferably 0.015% or less, more preferably 0.010% or less, and still more preferably 0.0050% or less. is there.
  • the REM means a lanthanoid element (15 elements from La to Lu), Sc (scandium) and Y.
  • Zr is an element that contributes to the improvement of HAZ toughness by improving HIC resistance by desulfurization and forming oxides and finely dispersing them.
  • the Zr content is preferably 0.0003% or more.
  • the amount of Zr is more preferably 0.0005% or more, still more preferably 0.0010% or more, and still more preferably 0.0015% or more.
  • the amount of Zr needs to be 0.010% or less.
  • the amount of Zr is preferably 0.0070% or less, more preferably 0.0050% or less, and still more preferably 0.0030% or less.
  • the components of the steel material (steel plate, steel pipe) of the present invention are as described above, and the balance consists of iron and inevitable impurities.
  • the balance consists of iron and inevitable impurities.
  • (A) By including one or more elements selected from the group consisting of B, V, Cu, Ni, Cr, Mo, and Nb in the following amounts, the strength and toughness can be further increased.
  • (B) By containing one or more elements selected from the group consisting of Ti and Mg in the following amounts, improvement in HAZ toughness and desulfurization can be promoted to further improve HIC resistance.
  • these elements will be described in detail.
  • B enhances hardenability, enhances the strength of the base metal and the welded part, and bonds with N during the process of cooling the heated HAZ part during welding, thereby precipitating BN and causing ferrite transformation from within the austenite grains.
  • HAZ toughness is improved.
  • the amount of B is more preferably 0.0005% or more, and further preferably 0.0010% or more.
  • the B content is preferably 0.005% or less.
  • the amount of B is more preferably 0.004% or less, and still more preferably 0.0030% or less.
  • V is an element effective for improving the strength.
  • V is preferably contained in an amount of 0.003% or more. More preferably, it is 0.010% or more.
  • the V amount is preferably 0.1% or less, and more preferably 0.08% or less.
  • Cu is an element effective for improving the hardenability and increasing the strength. In order to acquire this effect, it is preferable to contain 0.01% or more of Cu.
  • the amount of Cu is more preferably 0.05% or more, and still more preferably 0.10% or more. However, if the Cu content exceeds 1.5%, the toughness deteriorates, so it is preferable to set it to 1.5% or less.
  • the amount of Cu is more preferably 1.0% or less, still more preferably 0.50% or less.
  • Ni is an element effective for improving the strength and toughness of the base material and the welded portion.
  • the Ni content is preferably 0.01% or more.
  • the amount of Ni is more preferably 0.05% or more, and still more preferably 0.10% or more.
  • the Ni content is preferably 1.5% or less from an economical viewpoint.
  • the amount of Ni is more preferably 1.0% or less, and still more preferably 0.50% or less.
  • Cr more than 0% and 1.5% or less
  • Cr is an element effective for improving the strength, and in order to obtain this effect, it is preferable to contain 0.01% or more.
  • the amount of Cr is more preferably 0.05% or more, and still more preferably 0.10% or more.
  • the Cr content is preferably 1.5% or less.
  • the amount of Cr is more preferably 1.0% or less, and still more preferably 0.50% or less.
  • Mo more than 0% and 1.5% or less
  • Mo is an element effective for improving the strength and toughness of the base material.
  • the Mo amount is preferably 0.01% or more.
  • the amount of Mo is more preferably 0.05% or more, and still more preferably 0.10% or more.
  • the Mo amount is preferably 1.5% or less, more preferably 1.0% or less, and still more preferably 0.50% or less.
  • Nb is an element effective for increasing strength and base metal toughness without degrading weldability.
  • the Nb content is preferably 0.002% or more.
  • the Nb amount is more preferably 0.010% or more, and still more preferably 0.020% or more.
  • the upper limit of the Nb amount is preferably 0.06%.
  • the Nb amount is more preferably 0.050% or less, still more preferably 0.040% or less, and still more preferably 0.030% or less.
  • Ti more than 0% and 0.03% or less
  • Ti is an element effective for improving the toughness of the HAZ part because it precipitates as TiN in the steel to prevent coarsening of austenite grains in the HAZ part during welding and promote ferrite transformation.
  • Ti is an element effective for improving the HIC resistance since it exhibits a desulfurization action. In order to obtain these effects, it is preferable to contain 0.003% or more of Ti.
  • the amount of Ti is more preferably 0.005% or more, and still more preferably 0.010% or more.
  • the Ti content is excessive, the toughness of the base material and the HAZ part deteriorates due to an increase in solid solution Ti or an increase in TiC precipitation, so 0.03% or less is preferable.
  • the amount of Ti is more preferably 0.02% or less.
  • Mg is an element effective for improving toughness through refinement of crystal grains, and is an element effective for improving HIC resistance since it exhibits a desulfurization action.
  • the amount of Mg is more preferably 0.001% or more.
  • the upper limit of the amount of Mg is preferably 0.01%.
  • the amount of Mg is more preferably 0.005% or less.
  • the maximum segregation grain size and the number density of segregation grains having a predetermined diameter or more at the center of the slab thickness are caused by hydrogen-induced cracking in the steel plate obtained by rolling the slab.
  • It is a steel sheet that is within the range of the maximum segregation grain size that does not occur and the number density of segregation grains that are equal to or larger than a predetermined diameter, and has high resistance to hydrogen-induced cracking.
  • the above-mentioned range means the range of the maximum segregated grain size at which HIC does not occur on the steel plate obtained by rolling the slab and the number density of segregated grains having a predetermined diameter or more, which are obtained in advance.
  • the segregation degree of the center segregation is evaluated at the slab stage.
  • the “maximum segregation particle size (maximum diameter of segregation particles)” and “number density of segregation particles larger than a predetermined diameter” are within a predetermined range. The following will explain that a steel sheet with high hydrogen-induced crack resistance can be obtained and that the product can be shipped early.
  • “number density of segregated grains having a predetermined diameter or more” may be simply referred to as “number density of segregated grains” or “number density”.
  • microsegregation also exists between secondary dendrite trees. That is, microsegregation can also occur. However, since this secondary dendrite tree is very small and HIC does not propagate or extend, there is no problem in quality. Therefore, in the present invention, microsegregation is not considered.
  • the segregation degree of center segregation is evaluated from “maximum segregation particle diameter” and “number density of segregation grains having a predetermined diameter or more”.
  • There are various methods for investigating the degree of segregation of center segregation but there is a correlation between "segregation particle size” and “segregation degree of center segregation”. “Degree” tends to be high (reference: Nippon Steel Pipe Technical Report No. 121 (1988)). That is, there is a correlation between the maximum segregation particle size and the degree of segregation of center segregation. Since the higher the “degree of segregation of center segregation”, HIC is more likely to occur. Therefore, it can be said that HIC is more likely to occur as the maximum segregation particle size is larger.
  • the “predetermined diameter” in the above “number density of segregated grains having a predetermined diameter or more” is “number density m1 of segregating grains having a predetermined diameter or more” measured in a section r1 of the slab shown in FIG.
  • the “predetermined diameter” of the product can be 1.2 mm.
  • the HIC resistance can be judged by the “maximum segregation particle size” and the “number density of segregation particles having a size larger than a predetermined diameter”.
  • the inventors first came to the knowledge that HIC can be suppressed by controlling the “number density of segregated grains” together.
  • the present inventors can judge the HIC resistance of the steel sheet after rolling by using the maximum segregation particle size and number density of the slab stage, that is, the steel slab after casting and before rolling, It was not necessary to perform the HIC test on a certain steel sheet, and the process could be omitted, and as a result, it was found that the product can be shipped early.
  • the maximum segregation particle diameter and the number density can be measured visually as described later, there is an advantage that the degree of segregation can be investigated easily and in a short time.
  • the slab obtained by casting is cut in the thickness direction, that is, in a direction perpendicular to the casting direction as shown in FIG. 1, and the degree of segregation of the center segregation is investigated.
  • the center segregation level (segregation grain size, the number of segregation grains having a predetermined grain size or more) varies in the slab width direction, and may deteriorate at a specific site in the width direction. Therefore, as shown in FIG. 1, by using a cut surface perpendicular to the casting direction as the object of investigation, it is possible to investigate the portion where the center segregation is most deteriorated.
  • “maximum segregation grain size” and “predetermined” are indicators of the segregation degree of center segregation.
  • the reason for investigating the region R3 is as follows. That is, center segregation is a defect generated in the final solidified portion. As shown in FIG. 1, the regions R1 and R2 are cooled from the wide surface side and the narrow surface side, but the region R3 is mainly cooled only from the wide surface side. In the region R3, solidification proceeds from the wide surface toward the thickness center, and the thickness center portion becomes the final solidification portion. Since the center segregation occurs in the vicinity of the thickness center portion that is the final solidified portion of the region R3, in the present invention, as described above, the segregation degree of the center segregation is investigated in the vicinity of the thickness center portion of the region R3.
  • the vicinity of the thickness center portion of the region R3 (for example, ⁇ 15 mm from the center of the thickness D) is divided into n predetermined sections r1, r2, r3.
  • n is a natural number of 1 or more), and “maximum segregation particle size” and “number density” are measured in each section.
  • the predetermined sections r1, r2, r3... Rn are rectangular areas of width W1 ⁇ thickness D1, as illustrated for the section r1 in FIG.
  • number density that is, the number density of segregated grains having a predetermined diameter or more is, as shown in FIG. 1B, when N segregating grains having a predetermined diameter or more exist in the section r1,
  • the number density of segregated grains having a predetermined diameter or more N / (W1 ⁇ D1).
  • the threshold value is obtained in advance, but the method is not particularly limited. As a method for obtaining the threshold value, the following methods (i) to (iii) may be used in advance. Details will be described below.
  • (I) The maximum segregation particle size at the thickness center of the slab and the number density of segregation particles having a predetermined diameter or more are measured.
  • (Ii) A HIC test is performed on a steel plate obtained by rolling a slab cast under the same casting conditions as the slab.
  • the range of the number density of segregated grains having a diameter equal to or larger than the diameter is determined.
  • a slab cast under the same casting conditions as the slab in which the maximum segregated grain size and the number density of segregated grains are measured is hot-rolled to produce a steel sheet for threshold measurement. Then, an HIC test is performed on the steel sheet to examine whether or not HIC is generated.
  • the HIC test can be performed by a method specified in NACE (National Association of OF Corrosion and Engineering) standard TM0284-2003, as shown in Examples described later.
  • the above “same casting conditions” are i) that casting speed is constant, ii) that there is no operational abnormality such as nozzle clogging, iii) that cooling conditions and roll gap are the same, etc. .
  • the threshold is determined, the “degree of segregation obtained by investigating the slab” is associated with the “HIC test result for the product”.
  • the threshold cannot be determined.
  • the operating factors i) to iii) have a great influence on the central segregation, and thus also affect the HIC resistance. Accordingly, the resistance to HIC varies with the operation factor.
  • the slab for which the maximum segregation particle size and number density are investigated is the same as the slab for the HIC test.
  • HIC test it is checked whether HIC is generated in the product (steel plate) region corresponding to the slab region R3 shown in FIG. Specifically, as shown in FIG. 1, when the slab region R3 is divided into n predetermined sections r1, r2, r3... Rn in the width direction, the sections r1, r2, r3. It is investigated whether HIC is generated in the product (steel plate) area corresponding to each. Moreover, the area
  • the width W of the slab the width W of the product.
  • the regions corresponding to the “slab regions R1 and R2” are “regions R11 and R12 in the range from both ends of the product width W to the product width D / 2”.
  • the product region corresponding to “region R3” is “region R13 in the range of width WD excluding product width D / 2 from both ends of product width W”.
  • the region corresponding to “sections r1, r2, r3... Rn of the slab region R3” is obtained by dividing the product region R13 into n predetermined sections in the width direction as shown in FIG. Corresponding to “sections r11, r12, r13... R1n”.
  • the predetermined sections r11, r12, r13... R1n are rectangular regions of width W1 ⁇ thickness D1.
  • the width when the slab is rolled in the width direction, that is, when the width direction is included in the rolling direction, the width changes from W before rolling to Wa after rolling as shown in FIG. ⁇ Product width Wa.
  • the regions R21, R22, and R23 corresponding to the slab regions R1, R2, and R3 are determined by the rolling ratio, that is, the product width Wa / slab width W. Among these, it is confirmed whether or not HIC has occurred in the region R23.
  • the range of the maximum segregation particle size and number density where no HIC is generated is determined from the “maximum segregation particle size” and “number density” obtained in the slab investigation and the “HIC test result of the product”. .
  • the boundary (threshold) for determining whether or not HIC is caused by the center segregation is The maximum segregation particle size x and the number density y can be expressed by a function f ⁇ (x, y). Therefore, in the present invention, the “maximum segregation particle size and number density threshold function f ⁇ (x, y)” is determined, and the HIC generation range is determined based on this.
  • the slab and the product are associated with the results obtained in the mutually corresponding regions. For example, (I) When the slab is rolled in the casting direction as shown in FIG. 2A, in the HIC test, “HIC generation is present” in the product region r11, “HIC generation is present” in the region r12,. When “No HIC occurs”, the judgment is made as follows.
  • the threshold function f ⁇ (x, y) of the maximum segregation particle size and number density, which becomes the boundary of the presence or absence of HIC is determined. From this threshold function f ⁇ (x, y), “maximum segregation particle size and number density range where HIC occurs” (HIC generation range) and “maximum segregation particle size and number density range where HIC does not occur” (HIC Determine the occurrence range. And when the maximum segregation particle size and number density measured with the judgment object slab are in the HIC generation range, it is determined that the evaluation of HIC resistance is NG, that is, remelting is necessary, and the HIC non-occurrence range.
  • the evaluation of the HIC resistance is OK, that is, the rolling is continued, and it is determined that the obtained product also has the HIC resistance OK.
  • the maximum segregation particle size and the number density can be used for evaluating the HIC resistance, so that the internal quality of the slab can be accurately evaluated, and the HIC resistance can be evaluated at the stage of the slab. Thereby, since the HIC test which requires several weeks can be omitted, the period from manufacture to shipment can be greatly shortened.
  • the measurement result and the HIC test result of the maximum segregation particle diameter and the number density of a plurality of slabs for the determination of the threshold value.
  • the segregation part and HIC resistance investigation may be evaluated from one section of the slab or product, or may be evaluated from two or more sections.
  • the results of investigating a plurality of cross sections of the slab with the same charge are shown in FIG. In FIG. 3, Example 1 is an example in which two cross sections of the same charge are examined, Example 2 is an example in which three cross sections of the same charge are examined, and both are the results of investigation using a slab applicable to API ⁇ X65 grade. It is.
  • Example 1 the maximum segregation particle diameters of the two cross sections were 1.12 mm and 1.14 mm, respectively, and the number density was 0 / m 2 . Further, in the HIC test, no HIC was generated starting from the central segregation portion in any cross section. In Example 2, the maximum segregation particle diameters of the three cross sections were 2.23 mm, 2.25 mm, and 2.26 mm, respectively, and the number density was all 1667 / m 2 . In all the cross sections, HIC was generated starting from the central segregation part.
  • the slab applicable to the API ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ X65 grade was used, but the strength grade was changed.
  • the formation and variation of the segregation portion does not change, so the number of cross sections to be investigated is not limited. .
  • the slab investigation position is preferably a stationary part as shown in the following examples, but may be an unsteady part.
  • the “unsteady portion” is a portion cast when a casting condition is changed, and includes a portion cast at an early stage of casting such as when the casting speed is increased, or a portion cast at the end of casting such as when the casting speed is decreased.
  • the maximum segregated particle size and number density are used for evaluation of HIC resistance. Since the internal quality of the slab can be accurately evaluated from this, the HIC resistance can be evaluated at the stage of the slab based on this evaluation result. Thereby, since the HIC test which requires several weeks can be omitted, the period from manufacture to shipment can be greatly shortened.
  • FIG. 5 and FIG. 6 show experimental conditions and experimental results for determining the threshold value t ⁇ .
  • “X70” is API X70 grade
  • “X65” is API X65 grade
  • SA516 60” is ASME SA516 grade 60
  • SA516 65 is ASME SA516 grade 65
  • SA516 70 indicates ASME SA516 grade 70.
  • a steel slab having a thickness of 280 mm that is, a slab having a thickness of 280 mm is obtained by melting a steel having a component composition within the range specified by the present invention and having a component composition of the molten steel in the tundish as shown in Table 1. Obtained.
  • the slab was cut at the stationary part at a total length of 10 to 15 m, and the segregation degree of the center segregation was investigated as follows.
  • the “stationary part” is a part that satisfies the following conditions.
  • the number of cross sections of the central segregation investigation is as shown in Table 1. 1)
  • the casting speed is constant. 2)
  • No abnormal operation such as clogged immersion nozzle has occurred.
  • Cooling conditions have not changed. 4)
  • the roll gap has not changed.
  • the major axis a and the minor axis b of the segregated grains existing at 03 m were visually measured using a straight scale.
  • the maximum particle diameter dsmax among the particle diameters ds of all sections was defined as the maximum diameter of the segregated grains, that is, “maximum segregated particle diameter x”.
  • the number density of segregated grains having a predetermined diameter or more was calculated by the following method.
  • Hot rolling is performed so that the number of passes in which the cumulative reduction ratio is 40% or more and the reduction ratio per pass is 10% or more becomes two passes or more. Thereafter, hot rolling was performed so that the cumulative rolling reduction at 700 ° C. or more and less than 900 ° C. was 20% or more, so that the rolling end temperature was 700 ° C. or more and less than 900 ° C. Thereafter, water cooling was started from a temperature of 650 ° C.
  • slabs equivalent to SA516 grade 60, SA516 grade 65 and SA516 grade 70 are hot-rolled so that the rolling end temperature is 850 ° C. or higher, then air-cooled to room temperature, and the temperature is 850 ° C. or higher and 950 ° C. or lower.
  • a tempering process was performed at 600 to 700 ° C. to obtain a steel sheet having a thickness of 40 mm. In all cases, rolling was not performed in the slab width direction.
  • the above steel plate average temperature is obtained as follows. That is, based on data such as a rolling pass schedule during rolling and a cooling method (water cooling or air cooling) between passes, the temperature at an arbitrary position in the plate thickness direction is calculated using a method suitable for calculation such as a difference method, Let the average value of the temperature from the surface of the calculated
  • HIC test In order to determine the threshold value, in this example, an HIC test was performed after rolling.
  • a sample was cut out from the rolled product and an HIC test was performed. The HIC test was performed according to the method specified in NACE standard TM0284-2003.
  • B After the HIC test, the sample was cut at three locations, and each cross section (three cross sections) was observed with a microscope to confirm the presence or absence of cracks (HIC).
  • HIC cracks
  • FIG. 5 is a result of investigating the threshold f ⁇ (x, y) at which HIC occurs when the strength class shown in Table 2 is a component corresponding to API X65 grade
  • FIG. 6 shows that the strength class shown in Table 2 is API. It is the result of investigating the threshold value f ⁇ (x, y) at which HIC occurs with a component corresponding to the X70 grade.
  • x is “maximum segregation particle diameter”
  • y is “number density of segregation grains larger than a circle having a diameter of 1.2 mm”.
  • the threshold function of the maximum segregated particle diameter and number density (number density of segregated grains larger than a circle having a diameter of 1.2 mm) was set as follows.
  • ⁇ X 1.78mm
  • the HIC generation range is the following two ranges, 1.26 mm ⁇ x ⁇ 1.78 mm and y> ⁇ 3846 ⁇ x + 7178 X ⁇ 1.78 mm (y includes all values)
  • the HIC non-occurrence range was set to the following two ranges. ⁇ X ⁇ 1.26mm (y includes all values) 1.26 mm ⁇ x ⁇ 1.78 mm and y ⁇ ⁇ 3846 ⁇ x + 7178
  • ASMESA516 grade 60, grade 65 and ASTMA516 grade 60, grade 65 are components equivalent to the above API X65 grade, so the same judgment as the above API X65 grade was made.
  • x is “maximum segregation particle diameter”
  • y is “number density of segregation grains larger than a circle having a diameter of 1.2 mm”.
  • the threshold function of the maximum segregated particle diameter and number density (number density of segregated grains larger than a circle having a diameter of 1.2 mm) was set as follows.
  • ⁇ X 1.22mm
  • ⁇ Y ⁇ 3333 ⁇ x + 6067 (1.22 mm ⁇ x ⁇ 1.72 mm)
  • ⁇ X 1.72mm
  • the HIC generation range is the following two ranges, 1.22 mm ⁇ x ⁇ 1.72 mm and y> -3333 ⁇ x + 6067 ⁇ X ⁇ 1.72mm (y includes all values)
  • the HIC non-occurrence range was set to the following two ranges. ⁇ X ⁇ 1.22mm (y includes all values) 1.22 mm ⁇ x ⁇ 1.72 mm and y ⁇ ⁇ 3333 ⁇ x + 6067
  • ASME-SA516 grade 70 and ASTMA516 grade 70 are components equivalent to the API-X70 grade, the same judgment as the API-X70 grade was made.
  • the HIC resistance of the judgment object slab was evaluated using the above threshold value.
  • the slab to be determined was obtained by melting steel having the composition shown in Table 2 and obtaining a slab having a slab thickness D of 280 mm and a slab width W of 2100 mm by continuous casting. Based on the threshold value of each product grade, it is checked whether the maximum segregation particle size and number density of the slab to be judged are within the HIC non-occurrence range or the HIC occurrence range, and based on this, HIC due to central segregation occurs in the product. Judged whether to do.
  • TMCP TMCP
  • QT “Hot rolling / cooling method” column of Table 3
  • steel sheets having various component compositions (9 to 90 mm plate thickness ⁇ 2000 to 3500 mm width ⁇ 12000 to 35000 mm length) were obtained.
  • the “TMCP” has a steel sheet surface temperature of 900 ° C. or higher, a calculated steel plate average temperature of 1000 ° C. or higher, a cumulative rolling reduction of 40% or higher, and a rolling reduction per pass of 10% or higher.
  • Hot rolling was performed so that the number of passes was 2 or more. Thereafter, hot rolling is performed so that the cumulative reduction ratio of 700 ° C.
  • the rolling end surface temperature is set to 850 ° C.
  • the cooling start surface temperature average cooling from 750 ° C. or more
  • Speed Cooling is started at 10 ° C./s, stopped at a temperature of 350 to 600 ° C., and then cooled to room temperature.
  • the “QT” is hot-rolled so that the surface temperature at the end of rolling is 850 ° C. or higher, then air-cooled to room temperature, reheated to a temperature of 850 ° C. or higher and 950 ° C. or lower, quenched, and then 600-700 ° C. This is a method of performing a tempering process.
  • HIC test The HIC test was implemented using the said steel plate. The HIC test was performed according to the method specified in NACE standard TM0284-2003. After the HIC test, the sample was cut at three locations, and each cross section (three cross sections) was observed with a microscope to confirm the presence or absence of cracks (HIC). The results are shown in Table 3.
  • Table 2 and Table 3 show the following. No. 1 to 7, 10 to 12, 15 to 17 and 20 to 22 satisfy the prescribed composition, and the maximum segregation particle size and number density of the slab are suppressed within the HIC non-occurrence range, and are excellent in HIC resistance. It is the steel plate of this invention.
  • No. in Nos. 13, 14, 18 and 19 the maximum segregation particle size and number density of the slab were outside the threshold range, that is, within the HIC generation range, and the HIC resistance evaluation of the slab was NG. Further, in the HIC test performed after rolling, it was confirmed that the steel plate was cracked and inferior in HIC resistance.
  • No. Nos. 8, 9, 23 and 24 are examples in which the chemical composition of the steel sheet deviates from the definition of the present invention, although the maximum segregation particle size and number density of the slab are in the HIC-free range. That is, the steel plate of No. 8 has REM and Zr of 0%, and the value of (Ca / S) is out of regulation, and the steel plate of No.
  • the period from casting start to shipment of the product steel plate, that is, the sour steel plate (casting ⁇ rolling ⁇ shipping) was 19 days.
  • the period from casting start to shipping is as long as 28 days. It took a period.
  • the period from the start of casting to shipment could be greatly shortened from 28 days to 19 days.
  • the period from the start of casting to the shipment of the product steel plate, that is, the sour steel plate (casting ⁇ Remelting ⁇ rolling ⁇ shipping) was 54 days.
  • the evaluation is NG
  • remelting was started after the HIC test was performed.
  • the period from the start of casting to the shipment of the steel sheet as a product (casting ⁇ rolling ⁇ HIC test ⁇ remelting ⁇ rolling ⁇ HIC test ⁇ shipping) required 72 days.
  • the HIC test after rolling could be omitted, even when remelting was necessary, the period from the start of casting to shipment could be greatly shortened from 72 days to 54 days.
  • the manufacturing lead time could be greatly shortened.
  • the HIC test for determining the threshold value used for evaluating the HIC resistance in the slab and the HIC test for confirmation were the same, it can be said that the determination method of the present invention has high accuracy. .

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Abstract

　耐水素誘起割れ性に優れた鋼板や鋼管を実現する。更には、水素誘起割れ試験を行うことなく、鋳片の内部品質から耐水素誘起割れ性を評価できる鋼板や鋼管を実現する。上記耐水素誘起割れ性に優れた鋼板は、規定のＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ａｌ、Ｃａ、Ｎ、およびＯを満たし、更に、規定のＲＥＭ、およびＺｒよりなる群から選択される１種以上の元素を含み、残部が鉄および不可避不純物からなり、前記Ｃａと前記Ｓの比（Ｃａ／Ｓ）が２．０以上であり、かつ前記Ｃａ、前記Ｓおよび前記Ｏが（Ｃａ－１．２５Ｓ）／Ｏ ≦ １．８０を満たし、更に、スラブの段階における厚み中心部の、最大偏析粒径と所定の径以上の偏析粒の個数密度のそれぞれが、前記スラブを圧延して得た鋼板に水素誘起割れが発生しない最大偏析粒径と所定の径以上の偏析粒の個数密度の範囲内にあることを特徴とする。

Description

耐水素誘起割れ性に優れた鋼板およびラインパイプ用鋼管
　本発明は、耐水素誘起割れ性に優れた鋼板およびラインパイプ用鋼管に関する。特には、天然ガス・原油輸送用ラインパイプや貯蔵用タンクなどに好適な、耐水素誘起割れ性に優れた鋼板、および該鋼板を用いて得られる耐水素誘起割れ性に優れたラインパイプ用鋼管に関する。
　主に石油・ガスなどの輸送用ラインパイプや貯蔵用タンクでは、硫化水素を含有する劣質資源の開発に伴い、耐水素誘起割れ性や耐応力腐食割れ性などのいわゆる耐サワー性が必要とされる。以下では、この耐サワー性を備えた鋼板を「耐サワー鋼板」ということがある。水素誘起割れ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｃｒａｃｋｉｎｇ、以下、「ＨＩＣ」ということがある）は、上記硫化水素等による腐食反応に伴って鋼材内部に侵入した水素が、ＭｎＳやＮｂ（Ｃ，Ｎ）をはじめとする非金属介在物などに集積し、ガス化により生じる割れであることが知られている。
　ＨＩＣは、鋳片の中心偏析、内部割れ等を含む偏析部、特にＭｎＳ等の介在物を起点に発生しやすいことが知られている。そこで、従来より、耐ＨＩＣ性を高める技術について幾つか提案されている。例えば特許文献１には、板厚中心部のＭｎ、Ｎｂ、Ｔｉの偏析度を抑制することにより耐ＨＩＣ性を改善した鋼材が開示されている。また特許文献２には、ＣａとＯとＳの含有量からなるパラメータ式によりＭｎＳやＣａ系酸硫化物を起点としたＨＩＣを抑制する方法が開示されている。
　これらの方法により、多くのＨＩＣは抑制されるものの、微細なＨＩＣが局所的に多数発生する場合がある。
　一方、鋼板は、溶製、鋳造、熱間圧延を経て得られた後、製品として出荷前にＨＩＣ試験が実施される。しかし、ＨＩＣ試験は、結果が判明するまでに数週間を要する。また、上記ＨＩＣ試験でＨＩＣが発生すると、上記鋼板を耐水素誘起割れ性に優れた製品として出荷できず、再度製造、即ち再び溶製から行って得られた製品に対し、再度のＨＩＣ試験を行う必要がある。そうすると、製造期間が長期化して納期遅れ等の原因となる。
　そこで、上記熱間圧延後にＨＩＣ試験を行うのではなく、前記鋳造後の鋳片の段階で耐ＨＩＣ性を評価できれば、製造期間を大幅に短縮できると考えられる。ＨＩＣは、上述したように、偏析部（中心偏析、内部割れ）やＭｎＳ等の介在物を起点に発生するため、鋳片の段階でこれらを評価できれば、その評価結果に基づいて耐ＨＩＣ性を評価できると考えられる。
　例えば、圧延後にＨＩＣ試験を行う従来の方法では、鋳造から出荷までに下記の長い工程Ａ－１を経る。これに対し、鋳片の段階で耐ＨＩＣ性を評価できれば、下記工程Ｂ－１の通り、ＨＩＣ試験を行う場合の「（ＨＩＣ試験のための）サンプル調整→ＨＩＣ試験」を省略できるため、製品を早期に出荷できる。
工程Ａ－１：鋳造→圧延→（ＨＩＣ試験のための）サンプル調整→ＨＩＣ試験→出荷
工程Ｂ－１：鋳造→耐ＨＩＣ性の評価→圧延→出荷
　また、ＨＩＣ試験の結果がＮＧであった場合、従来の方法では、鋳造から再溶製までが長い下記の工程Ａ－２を経る。これに対し、下記工程Ｂ－２の通り鋳片の段階で耐ＨＩＣ性を評価できれば、この評価がＮＧであったとしても、下記工程Ａ－２における「圧延→（ＨＩＣ試験のための）サンプル調整→ＨＩＣ試験」を省略でき、早期に再溶製を開始できる。
工程Ａ－２：鋳造→圧延→（ＨＩＣ試験のための）サンプル調整→ＨＩＣ試験→再溶製
工程Ｂ－２：鋳造→耐ＨＩＣ性の評価→再溶製
　このような方法として、特許文献３には、鋳片の段階で内部割れを評価する方法が開示されている。この方法では、内部割れの評価結果からＨＣＲ（Ｈｏｔ　Ｃｈａｒｇｅ　Ｒｏｌｌｉｎｇ）操業の可否を判断している。
特開２０１０－２０９４６１号公報 特開平０６－１３６４４０号公報 特開２００６－１９８６４９号公報
　ＨＩＣは内部割れだけでなく中心偏析を起点に発生しやすいが、特許文献３には、中心偏析の評価方法について記載されていない。したがって、特許文献３の方法では、鋳片の段階で中心偏析が原因の耐ＨＩＣ性を評価できないと考えられる。
　本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、耐水素誘起割れ性に優れた鋼板や鋼管を実現すること、更には、ＨＩＣ試験を行うことなく、鋳片の内部品質から耐ＨＩＣ性を評価できる鋼板や鋼管を実現することにある。
　上記課題を解決し得た本発明の耐水素誘起割れ性に優れた鋼板は、
質量％で、
Ｃ：０．０２～０．１５％、
Ｓｉ：０．０２～０．５０％、
Ｍｎ：０．６～２．０％、
Ｐ：０％超０．０３０％以下、
Ｓ：０％超０．００３％以下、
Ａｌ：０．０１０～０．０８％、
Ｃａ：０．０００３～０．００６０％、
Ｎ：０．００１～０．０１％、および
Ｏ：０％超０．００４５％以下を満たし、更に、
ＲＥＭ：０％超０．０２％以下、および
Ｚｒ：０％超０．０１０％以下
よりなる群から選択される１種以上の元素を含み、残部が鉄および不可避不純物からなり、
　前記Ｃａと前記Ｓの比（Ｃａ／Ｓ）が２．０以上であり、かつ
　前記Ｃａ、前記Ｓおよび前記Ｏが（Ｃａ－１．２５Ｓ）／Ｏ ≦ １．８０を満たし、
　更に、スラブの段階における厚み中心部の、最大偏析粒径と所定の径以上の偏析粒の個数密度のそれぞれが、前記スラブを圧延して得た鋼板に水素誘起割れが発生しない最大偏析粒径と所定の径以上の偏析粒の個数密度の範囲内にあるところに特徴を有する。
　前記水素誘起割れが発生しない最大偏析粒径と所定の径以上の偏析粒の個数密度の範囲は、予め、下記（ｉ）～（ｉｉｉ）の方法で求められた範囲であってもよい。
（ｉ）前記スラブの厚み中心部での最大偏析粒径と所定の径以上の偏析粒の個数密度を測定する。
（ｉｉ）前記スラブと同一の鋳造条件で鋳造したスラブを圧延して得られる鋼板に対し、水素誘起割れ試験を行う。
（ｉｉｉ）上記（ｉ）で測定した最大偏析粒径および所定の径以上の偏析粒の個数密度と、上記（ｉｉ）の水素誘起割れ試験結果とから、水素誘起割れの発生しない最大偏析粒径および所定の径以上の偏析粒の個数密度の範囲を求める。
　前記スラブと同一の鋳造条件で鋳造したスラブは、前記最大偏析粒径及び所定の径以上の偏析粒の個数密度を測定したスラブであってもよい。
　前記鋼板は、ＡＰＩ（Ｔｈｅ　Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）Ｘ６５グレードであって、前記水素誘起割れが発生しない最大偏析粒径及び所定の径以上の偏析粒の個数密度の範囲が、
最大偏析粒径をｘ、所定の径以上の偏析粒の個数密度をｙとしたときに、
ｘ≦１．２６ｍｍ（ｙは全ての値を含む）、および、
１．２６ｍｍ＜ｘ＜１．７８ｍｍ、且つｙ≦－３８４６×ｘ＋７１７８
を満たす範囲であってもよい。
　前記鋼板は、ＡＰＩ Ｘ７０グレードであって、前記水素誘起割れが発生しない最大偏析粒径及び所定の径以上の偏析粒の個数密度の範囲が、
最大偏析粒径をｘ、所定の径以上の偏析粒の個数密度をｙとしたときに、
ｘ≦１．２２ｍｍ（ｙは全ての値を含む）、および、
１．２２ｍｍ＜ｘ＜１．７２ｍｍ、且つｙ≦－３３３３×ｘ＋６０６７
を満たす範囲であってもよい。
　前記鋼板は、ＡＳＭＥ（Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｓｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）ＳＡ５１６グレード６０であって、前記水素誘起割れが発生しない最大偏析粒径及び所定の径以上の偏析粒の個数密度の範囲が、
最大偏析粒径をｘ、所定の径以上の偏析粒の個数密度をｙとしたときに、
ｘ≦１．２６ｍｍ（ｙは全ての値を含む）、および、
１．２６ｍｍ＜ｘ＜１．７８ｍｍ、且つｙ≦－３８４６×ｘ＋７１７８
を満たす範囲であってもよい。
　前記鋼板は、ＡＳＭＥ ＳＡ５１６グレード６５であって、前記水素誘起割れが発生しない最大偏析粒径及び所定の径以上の偏析粒の個数密度の範囲が、
最大偏析粒径をｘ、所定の径以上の偏析粒の個数密度をｙとしたときに、
ｘ≦１．２６ｍｍ（ｙは全ての値を含む）、および、
１．２６ｍｍ＜ｘ＜１．７８ｍｍ、且つｙ≦－３８４６×ｘ＋７１７８
を満たす範囲であってもよい。
　前記鋼板は、ＡＳＭＥ ＳＡ５１６グレード７０であって、前記水素誘起割れが発生しない最大偏析粒径及び所定の径以上の偏析粒の個数密度の範囲が、
最大偏析粒径をｘ、所定の径以上の偏析粒の個数密度をｙとしたときに、
ｘ≦１．２２ｍｍ（ｙは全ての値を含む）、および、
１．２２ｍｍ＜ｘ＜１．７２ｍｍ、且つｙ≦－３３３３×ｘ＋６０６７
を満たす範囲であってもよい。
　前記鋼板は、ＡＳＴＭ（Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｓｏｃｉｅｔｙ　ｆｏｒ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　ａｎｄ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）Ａ５１６グレード６０であって、前記水素誘起割れが発生しない最大偏析粒径及び所定の径以上の偏析粒の個数密度の範囲が、
最大偏析粒径をｘ、所定の径以上の偏析粒の個数密度をｙとしたときに、
ｘ≦１．２６ｍｍ（ｙは全ての値を含む）、および、
１．２６ｍｍ＜ｘ＜１．７８ｍｍ、且つｙ≦－３８４６×ｘ＋７１７８
を満たす範囲であってもよい。
　前記鋼板は、ＡＳＴＭ Ａ５１６グレード６５であって、前記水素誘起割れが発生しない最大偏析粒径及び所定の径以上の偏析粒の個数密度の範囲が、
最大偏析粒径をｘ、所定の径以上の偏析粒の個数密度をｙとしたときに、
ｘ≦１．２６ｍｍ（ｙは全ての値を含む）、および、
１．２６ｍｍ＜ｘ＜１．７８ｍｍ、且つｙ≦－３８４６×ｘ＋７１７８
を満たす範囲であってもよい。
　前記鋼板は、ＡＳＴＭ Ａ５１６グレード７０であって、前記水素誘起割れが発生しない最大偏析粒径及び所定の径以上の偏析粒の個数密度の範囲が、
最大偏析粒径をｘ、所定の径以上の偏析粒の個数密度をｙとしたときに、
ｘ≦１．２２ｍｍ（ｙは全ての値を含む）、および、
１．２２ｍｍ＜ｘ＜１．７２ｍｍ、且つｙ≦－３３３３×ｘ＋６０６７
を満たす範囲であってもよい。
　前記鋼板は、更に他の元素として、下記（Ａ）および（Ｂ）のうちのいずれか１以上を含んでいてもよい。
（Ａ）質量％で、Ｂ：０％超０．００５％以下、Ｖ：０％超０．１％以下、Ｃｕ：０％超１．５％以下、Ｎｉ：０％超１．５％以下、Ｃｒ：０％超１．５％以下、Ｍｏ：０％超１．５％以下、およびＮｂ：０％超０．０６％以下よりなる群から選択される１種以上の元素
（Ｂ）質量％で、Ｔｉ：０％超０．０３％以下、およびＭｇ：０％超０．０１％以下よりなる群から選択される１種以上の元素
　上記鋼板は、ラインパイプ用や圧力容器用として好適である。また本発明には、上記鋼板で形成されるラインパイプ用鋼管も含まれる。
　本発明によれば、耐水素誘起割れ性の確実に優れた鋼板や鋼管を提供できる。更には、ＨＩＣ試験を行うことなく、鋳片の内部品質から耐ＨＩＣ性を評価できる鋼板や鋼管を提供できる。これらは、天然ガス・原油の輸送用ラインパイプや貯蔵用タンク等の圧力容器などに好適に用いられる。
図１（ａ）は、スラブの断面図であり、図１（ｂ）は区間ｒ１の拡大図である。 図２は、スラブの断面図及び製品の断面図を示す図である。 図３は、複数の断面について、最大偏析粒径及び個数密度と耐ＨＩＣ性との関係を調査した結果を示す図である。 図４は、スラブの調査面を説明する図である。 図５は、実施例におけるＡＰＩ Ｘ６５グレード等の鋼材を用いた場合の、最大偏析粒径及び個数密度と、ＨＩＣ発生の有無との関係を示す図である。 図６は、実施例におけるＡＰＩ Ｘ７０グレード等の鋼材を用いた場合の、最大偏析粒径及び個数密度と、ＨＩＣ発生の有無との関係を示す図である。
　本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた。まず本発明者らは、ＨＩＣがＭｎＳ介在物を起点に発生しやすいことに着目した。その結果、脱硫作用を有する元素である希土類元素あるいはＺｒを鋼材に含有させることにより、ＭｎＳの生成を抑制し耐水素誘起割れ性を高めることが可能であることに想到した。更に、その脱硫作用を効果的に発揮させるために後述する適切な含有量を見出すに至った。
　次に本発明者らは、ＨＩＣが偏析部を起点に発生しやすいことに着目した。その結果、偏析のうち「中心偏析の偏析度」、特に「最大偏析粒径（偏析粒の最大径）」と「所定の径以上の偏析粒の個数密度」に注目し、スラブの段階においてこれらが一定の範囲内にあれば、耐水素誘起割れ性の高い鋼板が得られ、更には製品を早期に出荷できることを見出した。この点については後に詳述する。
　まずは成分組成について説明する。
　優れた耐ＨＩＣ性を確保するには、鋼材の成分組成を制御する必要がある。更には、例えばラインパイプ用鋼材として求められるその他の特性として、高強度や優れた溶接性等を確保するにも、鋼板の成分組成を下記の通りとする必要がある。以下、前述した希土類元素およびＺｒをはじめ、各成分の規定理由について説明する。
　〔成分組成〕
　［Ｃ：０．０２～０．１５％］
　Ｃは、母材および溶接部の強度を確保するために必要不可欠な元素であり、０．０２％以上含有させる必要がある。Ｃ量は、好ましくは０．０３％以上であり、より好ましくは０．０５％以上である。一方、Ｃ量が多すぎるとＨＡＺ靭性と溶接性が劣化する。またＣ量が過剰であると、ＨＩＣの起点や破壊進展経路となるＮｂＣや島状マルテンサイトが生成しやすくなる。よってＣ量は０．１５％以下とする必要がある。好ましくは０．１２％以下、より好ましくは０．１０％以下である。
　［Ｓｉ：０．０２～０．５０％］
　Ｓｉは、脱酸作用を有すると共に、母材および溶接部の強度向上に有効な元素である。これらの効果を得るため、Ｓｉ量を０．０２％以上とする。Ｓｉ量は、好ましくは０．０５％以上であり、より好ましくは０．１５％以上である。しかし、Ｓｉ量が多すぎると溶接性や靭性が劣化する。またＳｉ量が過剰であると、島状マルテンサイトが生じてＨＩＣが発生・進展する。よってＳｉ量は、０．５０％以下に抑える必要がある。Ｓｉ量は、好ましくは０．４５％以下、より好ましくは０．３５％以下である。
　［Ｍｎ：０．６～２．０％］
　Ｍｎは、母材および溶接部の強度向上に有効な元素であり、本発明では０．６％以上含有させる。Ｍｎ量は、好ましくは０．８％以上であり、より好ましくは１．０％以上である。しかし、Ｍｎ量が多すぎると、ＭｎＳが生成されて耐水素誘起割れ性が劣化するだけでなくＨＡＺ靭性や溶接性も劣化する。よってＭｎ量の上限を２．０％とする。Ｍｎ量は、好ましくは１．８％以下であり、より好ましくは１．５％以下、さらに好ましくは１．２％以下である。
　［Ｐ：０％超０．０３０％以下］
　Ｐは、鋼材中に不可避的に含まれる元素であり、Ｐ量が０．０３０％を超えると母材やＨＡＺ部の靭性劣化が著しく、耐水素誘起割れ性も劣化する。よって本発明ではＰ量を０．０３０％以下に抑える。Ｐ量は、好ましくは０．０２０％以下、より好ましくは０．０１０％以下である。
　［Ｓ：０％超０．００３％以下］
　Ｓは、多すぎるとＭｎＳを多量に生成し耐水素誘起割れ性を著しく劣化させる元素であるため、本発明ではＳ量の上限を０．００３％とする。Ｓ量は、好ましくは０．００２％以下であり、より好ましくは０．００１５％以下、更に好ましくは０．００１０％以下である。この様に耐水素誘起割れ性向上の観点からは少ない方が望ましい。
　［Ａｌ：０．０１０～０．０８％］
　Ａｌは強脱酸元素であり、Ａｌ量が少ないと、酸化物中のＣａ濃度が上昇、即ち、Ｃａ系介在物が鋼板表層部に形成されやすくなり微細なＨＩＣが発生する。よって本発明では、Ａｌを０．０１０％以上とする必要がある。Ａｌ量は、好ましくは０．０２０％以上、より好ましくは０．０３０％以上である。一方、Ａｌ含有量が多すぎると、Ａｌの酸化物がクラスター状に生成し水素誘起割れの起点となる。よってＡｌ量は０．０８％以下とする必要がある。Ａｌ量は、好ましくは０．０６％以下であり、より好ましくは０．０５％以下である。
　［Ｃａ：０．０００３～０．００６０％］
　Ｃａは、硫化物の形態を制御する作用があり、ＣａＳを形成することによってＭｎＳの形成を抑制する効果がある。この効果を得るには、Ｃａ量を０．０００３％以上とする必要がある。Ｃａ量は、好ましくは０．０００５％以上であり、より好ましくは０．００１０％以上である。一方、Ｃａ量が０．００６０％を超えると、Ｃａ系介在物を起点にＨＩＣが多く発生する。よって本発明では、Ｃａ量の上限を０．００６０％とする。Ｃａ量は、好ましくは０．００４５％以下であり、より好ましくは０．００３５％以下、さらに好ましくは０．００２５％以下である。
　［Ｎ：０．００１～０．０１％］
　Ｎは、鋼組織中にＴｉＮとして析出し、ＨＡＺ部のオーステナイト粒の粗大化を抑制し、さらにフェライト変態を促進させて、ＨＡＺ部の靭性を向上させる元素である。この効果を得るにはＮを０．００１％以上含有させる必要がある。Ｎ量は、好ましくは０．００３％以上であり、より好ましくは０．００４０％以上である。しかしＮ量が多すぎると、固溶Ｎの存在によりＨＡＺ靭性がかえって劣化するため、Ｎ量は、０．０１％以下とする必要がある。好ましくは０．００８％以下であり、より好ましくは０．００６０％以下である。
　［Ｏ：０％超０．００４５％以下］
　Ｏ（酸素）は、清浄度向上の観点から低いほうが望ましく、Ｏが多量に含まれる場合、靭性が劣化することに加え、酸化物を起点にＨＩＣが発生し、耐水素誘起割れ性が劣化する。この観点から、Ｏ量は０．００４５％以下とする必要があり、好ましくは０．００３０％以下、より好ましくは０．００２０％以下である。
　［Ｃａ／Ｓ（質量比）：２．０以上］
　前述の通り、Ｓは硫化物系介在物としてＭｎＳを形成し、該ＭｎＳを起点にＨＩＣが発生する。このため、Ｃａを添加して鋼中の硫化物系介在物をＣａＳとして形態を制御し、耐ＨＩＣ性に対するＳの無害化を図る。この作用効果を十分に発揮させるには、Ｃａ／Ｓを２．０以上とする必要がある。Ｃａ／Ｓは、好ましくは２．５以上、より好ましくは３．０以上である。尚、本発明で規定するＣａ量とＳ量からＣａ／Ｓの上限は１７程度となる。
　［（Ｃａ－１．２５Ｓ）／Ｏ ≦ １．８０］
　Ｃａ系酸硫化物によるＨＩＣの発生を抑制するには、Ｃａ系介在物の中でも特に凝集合体を形成しやすいＣａＯを抑制することが有効である。そしてそのためには、鋼中全Ｃａ量から硫化物（ＣａＳ）として存在するＣａ分を差し引いたＣａ量（Ｃａ－１．２５Ｓ）が、Ｏ量に対して過剰とならないようにしなければならない。Ｏ量に対してＣａ量（Ｃａ－１．２５Ｓ）が過剰であると、酸化物系介在物としてＣａＯが形成され易くなり、該ＣａＯの凝集合体（粗大なＣａ系介在物）が鋼板表層部に大量に形成されやすくなる。これらの粗大なＣａ系介在物はＨＩＣの起点となるため、優れた耐ＨＩＣ性を得るには（Ｃａ－１．２５Ｓ）／Ｏを１．８０以下とする必要がある。（Ｃａ－１．２５Ｓ）／Ｏは、好ましくは１．４０以下、より好ましくは１．３０以下、更に好ましくは１．２０以下、特に好ましくは１．００以下である。尚、ＣａＯと同様に凝集合体を形成しやすいＡｌ2Ｏ3を抑制する観点から、（Ｃａ－１．２５Ｓ）／Ｏの下限値は０．１程度となる。
　［ＲＥＭ：０％超０．０２％以下］
　ＲＥＭ（Ｒａｒｅ　Ｅａｒｔｈ　Ｍｅｔａｌ、希土類元素）は、前述の通り、脱硫作用によりＭｎＳの生成を抑制し耐水素誘起割れ性を高めるのに有効な元素である。このような効果を発揮させるには、ＲＥＭを０．０００２％以上含有させることが好ましい。ＲＥＭ量は、より好ましくは０．０００５％以上、更に好ましくは０．００１０％以上である。一方、ＲＥＭを多量に含有させても効果が飽和する。よってＲＥＭ量の上限は０．０２％とすることが必要である。鋳造時の浸漬ノズルの閉塞を抑えて生産性を高める観点からは、ＲＥＭ量を０．０１５％以下とすることが好ましく、より好ましくは０．０１０％以下、更に好ましくは０．００５０％以下である。尚、本発明において、上記ＲＥＭとは、ランタノイド元素（ＬａからＬｕまでの１５元素）とＳｃ（スカンジウム）およびＹを意味する。
　［Ｚｒ：０％超０．０１０％以下］
　Ｚｒは、脱硫作用により耐ＨＩＣ性を向上させるとともに、酸化物を形成し微細に分散することでＨＡＺ靭性の向上に寄与する元素である。これらの効果を発揮させるには、Ｚｒ量を０．０００３％以上とすることが好ましい。Ｚｒ量は、より好ましくは０．０００５％以上、更に好ましくは０．００１０％以上、より更に好ましくは０．００１５％以上である。一方、Ｚｒを過剰に添加すると、粗大な介在物を形成して耐水素誘起割れ性および母材靭性を劣化させる。よってＺｒ量は０．０１０％以下とすることが必要である。Ｚｒ量は、好ましくは０．００７０％以下、より好ましくは０．００５０％以下、更に好ましくは０．００３０％以下である。
　本発明の鋼材（鋼板、鋼管）の成分は、上記の通りであり、残部は鉄および不可避不純物からなる。また、上記元素に加えて更に、
（ａ）下記量のＢ、Ｖ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、およびＮｂよりなる群から選択される１種以上の元素を含有させることによって、強度や靭性をより高めたり、
（ｂ）下記量のＴｉおよびＭｇよりなる群から選択される１種以上の元素を含有させることによって、ＨＡＺ靭性の向上や、脱硫が促進されて耐ＨＩＣ性をより改善することができる。以下、これらの元素について詳述する。
　［Ｂ：０％超０．００５％以下］
　Ｂは、焼入れ性を高め、母材および溶接部の強度を高めるとともに、溶接時に、加熱されたＨＡＺ部が冷却する過程でＮと結合してＢＮを析出し、オーステナイト粒内からのフェライト変態を促進するため、ＨＡＺ靭性を向上させる。この効果を得るには、Ｂ量を０．０００２％以上含有させることが好ましい。Ｂ量は、より好ましくは０．０００５％以上であり、更に好ましくは０．００１０％以上である。しかし、Ｂ含有量が過多になると、母材とＨＡＺ部の靭性が劣化したり、溶接性の劣化を招くため、Ｂ量は０．００５％以下とすることが好ましい。Ｂ量は、より好ましくは０．００４％以下、更に好ましくは０．００３０％以下である。
　［Ｖ：０％超０．１％以下］
　Ｖは、強度の向上に有効な元素であり、この効果を得るには０．００３％以上含有させることが好ましい。より好ましくは０．０１０％以上である。一方、Ｖ含有量が０．１％を超えると溶接性と母材靭性が劣化する。よってＶ量は、０．１％以下とすることが好ましく、より好ましくは０．０８％以下である。
　［Ｃｕ：０％超１．５％以下］
　Ｃｕは、焼入れ性を向上させて強度を高めるのに有効な元素である。この効果を得るにはＣｕを０．０１％以上含有させることが好ましい。Ｃｕ量は、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、Ｃｕ含有量が１．５％を超えると靭性が劣化するため、１．５％以下とすることが好ましい。Ｃｕ量は、より好ましくは１．０％以下、更に好ましくは０．５０％以下である。
　［Ｎｉ：０％超１．５％以下］
　Ｎｉは、母材および溶接部の強度と靭性の向上に有効な元素である。この効果を得るためには、Ｎｉ量を０．０１％以上とすることが好ましい。Ｎｉ量は、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Ｎｉが多量に含まれると、構造用鋼材として極めて高価となるため、経済的な観点からＮｉ量は１．５％以下とすることが好ましい。Ｎｉ量は、より好ましくは１．０％以下、更に好ましくは０．５０％以下である。
　［Ｃｒ：０％超１．５％以下］
　Ｃｒは、強度の向上に有効な元素であり、この効果を得るには０．０１％以上含有させることが好ましい。Ｃｒ量は、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。一方、Ｃｒ量が１．５％を超えるとＨＡＺ靭性が劣化する。よってＣｒ量は１．５％以下とすることが好ましい。Ｃｒ量は、より好ましくは１．０％以下、更に好ましくは０．５０％以下である。
　［Ｍｏ：０％超１．５％以下］
　Ｍｏは、母材の強度と靭性の向上に有効な元素である。この効果を得るには、Ｍｏ量を０．０１％以上とすることが好ましい。Ｍｏ量は、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、Ｍｏ量が１．５％を超えるとＨＡＺ靭性および溶接性が劣化する。よってＭｏ量は１．５％以下とすることが好ましく、より好ましくは１．０％以下、更に好ましくは０．５０％以下である。
　［Ｎｂ：０％超０．０６％以下］
　Ｎｂは、溶接性を劣化させることなく強度と母材靭性を高めるのに有効な元素である。この効果を得るには、Ｎｂ量を０．００２％以上とすることが好ましい。Ｎｂ量は、より好ましくは０．０１０％以上、更に好ましくは０．０２０％以上である。しかし、Ｎｂ量が０．０６％を超えると母材とＨＡＺの靭性が劣化する。よって、本発明ではＮｂ量の上限を０．０６％とすることが好ましい。Ｎｂ量は、より好ましくは０．０５０％以下、更に好ましくは０．０４０％以下、より更に好ましくは０．０３０％以下である。
　［Ｔｉ：０％超０．０３％以下］
　Ｔｉは、鋼中にＴｉＮとして析出することで、溶接時のＨＡＺ部でのオーステナイト粒の粗大化を防止しかつフェライト変態を促進するため、ＨＡＺ部の靭性を向上させるのに有効な元素である。さらにＴｉは、脱硫作用を示すため耐ＨＩＣ性の向上にも有効な元素である。これらの効果を得るには、Ｔｉを０．００３％以上含有させることが好ましい。Ｔｉ量は、より好ましくは０．００５％以上、更に好ましくは０．０１０％以上である。一方、Ｔｉ含有量が過多になると、固溶Ｔｉの増加やＴｉＣ析出の増加により母材とＨＡＺ部の靭性が劣化するため、０．０３％以下とすることが好ましい。Ｔｉ量は、より好ましくは０．０２％以下である。
　［Ｍｇ：０％超０．０１％以下］
　Ｍｇは、結晶粒の微細化を通じて靭性の向上に有効な元素であり、また脱硫作用を示すため耐ＨＩＣ性の向上にも有効な元素である。これらの効果を得るには、Ｍｇを０．０００３％以上含有させることが好ましい。Ｍｇ量は、より好ましくは０．００１％以上である。一方、Ｍｇを過剰に含有させても効果が飽和するため、Ｍｇ量の上限は０．０１％とすることが好ましい。Ｍｇ量は、より好ましくは０．００５％以下である。
　本発明の鋼板は、スラブの段階において、スラブ厚み中心部の、最大偏析粒径と所定の径以上の偏析粒の個数密度のそれぞれが、前記スラブを圧延して得た鋼板に水素誘起割れが発生しない最大偏析粒径と所定の径以上の偏析粒の個数密度の範囲内にあり、耐水素誘起割れ性の高い鋼板である。上記範囲とは、予め求められた、前記スラブを圧延して得た鋼板にＨＩＣが発生しない最大偏析粒径及び所定の径以上の偏析粒の個数密度の範囲を意味する。
　この様にスラブの段階で中心偏析の偏析度について評価、具体的には「最大偏析粒径（偏析粒の最大径）」と「所定の径以上の偏析粒の個数密度」とを所定の範囲とすることによって、耐水素誘起割れ性の高い鋼板が得られること、また製品を早期に出荷できることについて、以下説明する。尚、以下では「所定の径以上の偏析粒の個数密度」を単に「偏析粒の個数密度」又は「個数密度」と呼ぶことがある。
　まず、中心偏析の偏析度と、この偏析度の評価指標である最大偏析粒径、個数密度から説明する。
　成分の偏析は、スラブの内部割れ部や中心偏析部に存在し、この成分の偏析度が高いほどＨＩＣが発生しやすいことが、例えば特開２００７－１３６４９６号に記載の通り知られている。また偏析により、ＭＡ（Ｍａｒｔｅｎｓｉｔｅ－Ａｕｓｔｅｎｉｔｅ ｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔ、島状マルテンサイト）、パーライトバンド等の硬化組織が発生する。偏析度が高いほど硬化組織が発生しやすく、ＨＩＣは硬化組織に沿って伝播、進展する。本発明では、特に中心偏析の偏析度を考慮し、耐ＨＩＣ性を評価する。
　なお、偏析は２次デンドライト樹間にも存在する。即ちミクロ偏析も生じうる。しかしこの２次デンドライト樹間は非常に小さく、ＨＩＣが伝播・伸展しないため、品質上、問題とならない。そこで、本発明ではミクロ偏析を考慮しない。
　本発明では、中心偏析の偏析度を「最大偏析粒径」及び「所定の径以上の偏析粒の個数密度」から評価している。中心偏析の偏析度の調査方法には種々の方法があるが、「偏析粒径」と「中心偏析の偏析度」には相関関係があり、「偏析粒径」が大きいほど「中心偏析の偏析度」が高い傾向がある（参考文献：日本鋼管技報Ｎｏ．１２１（１９８８））。つまり最大偏析粒径と中心偏析の偏析度には相関関係がある。「中心偏析の偏析度」が高いほどＨＩＣが発生しやすいため、最大偏析粒径が大きいほどＨＩＣが発生しやすいといえる。
　尚、上記「所定の径以上の偏析粒の個数密度」における「所定の径」は、後に示す図２（ａ）のスラブの区間ｒ１で測定する「所定の径以上の偏析粒の個数密度ｍ１」の「所定の径」と同一の径とすることができる。また、例えばスラブの測定の「所定の径」を直径１．２ｍｍとした場合、製品の「所定の径」も直径１．２ｍｍとすることができる。
　また「所定の径以上の偏析粒の個数密度」と「最大偏析粒径」にも相関関係があり、上記個数密度が大きいほど「最大偏析粒径」は大きい傾向にある（参考文献：ＣＡＭＰ－ＩＳＩＪ Ｖｏｌ．２（１９８９） ｐ.１１５０）。上述したように、最大偏析粒径が大きいほど「中心偏析の偏析度」が高い傾向にあることから、上記個数密度が大きいほど「中心偏析の偏析度」が高い、つまり、ＨＩＣが発生しやすいといえる。
　これらのことから耐ＨＩＣ性は、「最大偏析粒径」及び「所定の径以上のサイズの偏析粒の個数密度」によって判断でき、この「最大偏析粒径」及び「所定の径以上のサイズの偏析粒の個数密度」を併せて制御することでＨＩＣを抑制できる、との知見にまず至った。
　そして本発明者らは、スラブの段階、つまり鋳造後であって圧延前の鋼片の、上記最大偏析粒径と個数密度を用いて、圧延後の鋼板の耐ＨＩＣ性を判断できれば、製品である鋼板に対してＨＩＣ試験を行う必要がなくなり、工程を省略できること、その結果、製品を早期に出荷できる、との知見に至った。特に、上記最大偏析粒径と上記個数密度は、後述の通り目視で測定できるため、簡易に且つ短時間で偏析度を調査できるという利点がある。
　次に、判定対象となるスラブの中心偏析の偏析度、詳細には、上記最大偏析粒径と上記個数密度の求め方について説明する。
　先ず、鋳造して得られたスラブを厚さ方向、即ち、図１に示す通り、鋳造方向に対して垂直な方向に切断し、中心偏析の偏析度を調査する。
　中心偏析のレベル（偏析粒径、所定の粒径以上の偏析粒の個数）はスラブ幅方向にばらつき、幅方向の特定の部位で悪化している場合がある。そこで上記図１の通り、鋳造方向に対して垂直な切断面を調査対象とすることにより、中心偏析が最も悪化している部位を調査できる。
　図１のスラブ切断面において、スラブ幅Ｗの両端からスラブ厚さＤ／２を除いた幅Ｗ－Ｄの領域Ｒ３で、中心偏析の偏析度の指標である「最大偏析粒径」と「所定の径以上の偏析粒の個数密度」を調査する。
　上記領域Ｒ３を調査する理由は次の通りである。即ち、中心偏析は最終凝固部に生成する欠陥である。図１に示すように、領域Ｒ１、Ｒ２は広面側及び狭面側から冷却されるが、領域Ｒ３は主に広面側だけから冷却される。領域Ｒ３では広面から厚み中心に向かって凝固が進行し、厚み中心部が最終凝固部となる。中心偏析は、領域Ｒ３の最終凝固部である厚み中心部近傍に発生することから、本発明では上述の通り、領域Ｒ３の厚み中心部近傍で中心偏析の偏析度を調査する。
　以下では、「最大偏析粒径」及び「偏析粒の個数密度」の測定方法の一例を、図１を参照しつつ説明する。
　図１（ａ）に示すように、領域Ｒ３の厚み中心部近傍（例えば、厚みＤの中心から±１５ｍｍ）を幅方向にｎ個の所定の区間ｒ１、ｒ２、ｒ３・・・ｒｎに区切り（ｎは１以上の自然数）、各区間で「最大偏析粒径」及び「個数密度」を測定する。ここで、所定の区間ｒ１、ｒ２、ｒ３・・・ｒｎとは、図１（ｂ）に区間ｒ１について例示する通り、幅Ｗ１×厚さＤ１の長方形状の領域である。
　上記「個数密度」、即ち、所定の径以上の偏析粒の個数密度は、図１（ｂ）に示す通り、区間ｒ１に所定の径以上の偏析粒がＮ個存在する場合、区間ｒ１の「所定の径以上の偏析粒の個数密度」＝Ｎ／（Ｗ１×Ｄ１）から求められる。
　次に、スラブの耐ＨＩＣ性評価に用いる、最大偏析粒径と個数密度の閾値、即ち、スラブを圧延して得た鋼板にＨＩＣが発生しない最大偏析粒径と個数密度の範囲の求め方について説明する。
　上記閾値は、予め求めておくが、その方法は特に制限されない。閾値を求める方法として、予め、下記（ｉ）～（ｉｉｉ）の方法で求めることが挙げられる。以下、詳細について述べる。
（ｉ）前記スラブの厚み中心部での最大偏析粒径と所定の径以上の偏析粒の個数密度を測定する。
（ｉｉ）前記スラブと同一の鋳造条件で鋳造したスラブを圧延して得られる鋼板に対してＨＩＣ試験を行う。
（ｉｉｉ）上記（ｉ）で測定した最大偏析粒径および所定の径以上の偏析粒の個数密度と、上記（ｉｉ）のＨＩＣ試験結果とから、水素誘起割れの発生しない最大偏析粒径および所定の径以上の偏析粒の個数密度の範囲を求める。
　上記最大偏析粒径及び偏析粒の個数密度を測定したスラブと同一の鋳造条件で鋳造したスラブを熱間圧延し、閾値測定用の鋼板を製造する。そして鋼板に対してＨＩＣ試験を行い、ＨＩＣ発生の有無を調べる。ＨＩＣ試験は、後述する実施例に示す通り、ＮＡＣＥ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ）　ｓｔａｎｄａｒｄ　ＴＭ０２８４－２００３に規定された方法で行うことが挙げられる。
　上記「同一の鋳造条件」とは、ｉ）鋳造速度が一定であること、ｉｉ）ノズル詰まり等の操業異常が発生していないこと、ｉｉｉ）冷却条件やロール隙間が同じであること等である。閾値を決定する際、「スラブを調査して得た偏析度」と「製品に対するＨＩＣ試験結果」とを対応させるが、これらの耐ＨＩＣ性が異なると閾値を決定することができない。ｉ）～ｉｉｉ）の操業因子は、中心偏析に大きな影響を与える結果、耐ＨＩＣ性にも影響する。したがって、操業因子が異なれば耐ＨＩＣ性も変わる。よって、ＨＩＣ試験用の鋼板には、上記最大偏析粒径と個数密度を調査したスラブと同一の鋳造条件（操業因子）で鋳造したスラブを用い、製造して得られた鋼板を用いることが好ましい。特には、前記最大偏析粒径と個数密度を調査したスラブと、ＨＩＣ試験用のスラブとが同一であることが好ましい。
　前記ＨＩＣ試験では、前記図１に示すスラブの領域Ｒ３に対応する、製品（鋼板）の領域でＨＩＣが発生しているかを調べる。具体的には、前記図１に示す通り、スラブの領域Ｒ３を幅方向にｎ個の所定の区間ｒ１、ｒ２、ｒ３・・・ｒｎに区切った場合、区間ｒ１、ｒ２、ｒ３・・・ｒｎに対応する、製品（鋼板）の領域でそれぞれＨＩＣが発生しているかを調べる。また図１に示すスラブを用いた圧延時の、圧延方向によって、耐ＨＩＣ性評価対象の領域は、下記図２に示す通り異なる。
　スラブを鋳造方向に圧延した場合、即ち、圧延方向が鋳造方向である場合、図２（ａ）に示すように、圧延前後で幅が変化しないため、スラブの幅Ｗ＝製品の幅Ｗである。この場合、図２（ａ）に示す通り「スラブの領域Ｒ１、Ｒ２」に対応する領域は「製品の幅Ｗの両端から製品幅Ｄ／２の範囲の領域Ｒ１１、Ｒ１２」であり、「スラブの領域Ｒ３」に対応する製品の領域は「製品の幅Ｗの両端から製品幅Ｄ／２分を除く幅Ｗ－Ｄの範囲の領域Ｒ１３」である。
　また「スラブの領域Ｒ３の区間ｒ１、ｒ２、ｒ３・・・ｒｎ」に対応する領域は、図２（ａ）に示す通り製品の領域Ｒ１３を幅方向にｎ個の所定の区間に区切った場合の「区間ｒ１１、ｒ１２、ｒ１３・・・ｒ１ｎ」にそれぞれ対応する。ここで、所定の区間ｒ１１、ｒ１２、ｒ１３・・・ｒ１ｎは、幅Ｗ１×厚さＤ１の長方形状の領域である。
　一方、スラブを幅方向に圧延した場合、即ち、圧延方向に幅方向が含まれる場合、図２（ｂ）に示すように、幅が圧延前Ｗ→圧延後Ｗａに変化するため、スラブ幅Ｗ＜製品幅Ｗａとなる。この場合、図２（ｂ）に示す通り、スラブの領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に対応する領域Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３は、圧延比、即ち、製品幅Ｗａ／スラブ幅Ｗによって決まる。このうち領域Ｒ２３でＨＩＣが発生したかを確認する。
　そして、上記『スラブの調査で得た「最大偏析粒径」及び「個数密度」』と上記『製品のＨＩＣ試験結果』とから、ＨＩＣの発生しない最大偏析粒径と個数密度の範囲を決定する。
　中心偏析の偏析度は、上述の通り「最大偏析粒径」及び「偏析粒の個数密度」によって評価できるため、中心偏析を原因とするＨＩＣが発生するか否かを判定する境界（閾値）は、最大偏析粒径ｘ及び個数密度ｙの関数ｆθ（ｘ，ｙ）で表すことができる。そこで、本発明では「最大偏析粒径及び個数密度の閾値関数ｆθ（ｘ，ｙ）」を決定し、これをもとにＨＩＣ発生範囲を決定する。
　閾値関数ｆθ（ｘ，ｙ）を決定する際、スラブと製品とで互いに対応する領域で得られた結果を対応させる。例えば、
（Ｉ）スラブを図２（ａ）の通り鋳造方向に圧延した場合、ＨＩＣ試験で、製品領域ｒ１１では「ＨＩＣ発生有」、領域ｒ１２では「ＨＩＣ発生有」、・・・、領域ｒ１ｎでは「ＨＩＣ発生無」であるとき、以下の通り判断する。
（Ｉ－１）製品領域ｒ１１の結果として、スラブ領域ｒ１の最大偏析粒径ｘ１、個数密度ｍ１のときに「ＨＩＣ発生有」
（Ｉ－２）製品領域ｒ１２の結果として、スラブ領域ｒ２の最大偏析粒径ｘ２、個数密度ｍ２のときに「ＨＩＣ発生有」
（Ｉ－３）製品領域ｒ１ｎの結果として、スラブ領域ｒｎの最大偏析粒径ｘｎ、個数密度ｍｎのときに「ＨＩＣ発生無」
　（ＩＩ）スラブを図２（ｂ）の通り幅方向に圧延した場合、ＨＩＣ試験で、製品領域ｒ２１では「ＨＩＣ発生有」、領域ｒ２２では「ＨＩＣ発生有」、・・・、領域ｒ２ｎでは「ＨＩＣ発生無」であるとき、以下の通り判断する。
（ＩＩ－１）製品領域ｒ２１の結果として、スラブ領域ｒ１の最大偏析粒径ｘ１、個数密度ｍ１のときに「ＨＩＣ発生有」
（ＩＩ－２）製品領域ｒ２２の結果として、スラブ領域ｒ２の最大偏析粒径ｘ２、個数密度ｍ２のときに「ＨＩＣ発生有」
（ＩＩ－３）製品領域ｒ２ｎの結果として、スラブ領域ｒｎの最大偏析粒径ｘｎ、個数密度ｍｎのときに「ＨＩＣ発生無」
　上記の複数の結果から、ＨＩＣ発生有無の境界となる最大偏析粒径及び個数密度の閾値関数ｆθ（ｘ，ｙ）を決定する。この閾値関数ｆθ（ｘ，ｙ）から、「ＨＩＣが発生する最大偏析粒径及び個数密度の範囲」（ＨＩＣ発生範囲）と「ＨＩＣが発生しない最大偏析粒径及び個数密度の範囲」（ＨＩＣ不発生範囲）を決定する。そして、判定対象のスラブで測定した最大偏析粒径と個数密度が、上記ＨＩＣ発生範囲にある場合を、耐ＨＩＣ性の評価がＮＧ、つまり再溶製が必要と判断し、上記ＨＩＣ不発生範囲にある場合を、耐ＨＩＣ性の評価がＯＫ、つまり続けて圧延を行い、得られる製品も耐ＨＩＣ性がＯＫであると判断する。このように本発明では、耐ＨＩＣ性の評価に最大偏析粒径及び個数密度を用いて、スラブの内部品質を正確に評価でき、スラブの段階で耐ＨＩＣ性を評価できる。これにより、数週間を要するＨＩＣ試験を省略できるため、製造から出荷までの期間を大幅に短縮することができる。
　本発明の鋼板は、スラブの段階において、スラブ切断面の領域Ｒ３の厚み中心部で「最大偏析粒径ｘ」と「所定の径以上の偏析粒の個数密度ｙ」を測定したとき、このｘとｙが、閾値ｆθ（ｘ，ｙ）から決定した「ＨＩＣ不発生範囲」にある鋼板である。この鋼板は、中心偏析部の偏析度が低いと考えられるため、中心偏析起因のＨＩＣは発生しないと判断する。
　尚、閾値の決定には、複数のスラブの最大偏析粒径と個数密度の測定結果とＨＩＣ試験結果を用いることが好ましい。複数のスラブの最大偏析粒径と個数密度の測定結果とＨＩＣ試験結果を用いることによって、より正確な閾値を得ることができ、ＨＩＣ発生有無の誤判定を減らすことができる。
　偏析部や耐ＨＩＣ性の調査は、スラブや製品の１断面から評価してもよく、２断面以上から評価してもよい。以下に、同一チャージのスラブの複数断面を調査した結果を図３に示す。図３において、例１は同一チャージの２断面を調査した例であり、例２は同一チャージの３断面を調査した例であり、いずれもＡＰＩ Ｘ６５グレードに充当可能なスラブで調査を実施した結果である。
　上記図３に示すように、例１では、２断面の最大偏析粒径がそれぞれ１．１２ｍｍ、１．１４ｍｍであり、個数密度はいずれも０個／ｍ2であった。また、ＨＩＣ試験では、いずれの断面でも中心偏析部を起点にＨＩＣが発生しなかった。また例２では、３断面の最大偏析粒径がそれぞれ２．２３ｍｍ、２．２５ｍｍ、２．２６ｍｍであり、個数密度は全て１６６７個／ｍ2であった。そして、全ての断面で中心偏析部を起点にＨＩＣが発生した。
　このように、同一チャージでは、断面が異なっても略同じ結果が得られた。また、５０チャージを各チャージにつき１断面ずつ調査した場合も、各チャージ間で略同じ結果が得られ、誤判定がなく、正確な評価ができることを別途確認している。
　上記図３の例ではＡＰＩ Ｘ６５グレードに充当可能なスラブを用いて実施したが、強度グレードが変わり、例えばＡＰＩ Ｘ７０グレード以上でも、偏析部の形成やバラツキは変わらないため、調査断面数は限定されない。
　スラブの調査位置（調査面）は、下記実施例に示す通り定常部が好ましいが、非定常部でもよい。「非定常部」とは、鋳造条件の変化時に鋳造された部分であり、鋳造速度の上昇時といった鋳造初期や、鋳造速度の下降時といった鋳造末期に鋳造された部分等が挙げられる。非定常部で調査する場合、図４に示すように、ＨＩＣ試験を実施する部位に隣接する部分を調査することが好ましい。このような部分はＨＩＣ試験結果と同様な耐ＨＩＣ性を示すため、より正確な評価を行うことができる。
　本発明によれば、耐ＨＩＣ性の評価に、上記最大偏析粒径と個数密度を用いている。これから鋳片の内部品質を正確に評価できるため、この評価結果を基に鋳片の段階で耐ＨＩＣ性を評価できる。これにより、数週間を要するＨＩＣ試験を省略できるため、製造から出荷までの期間を大幅に短縮することができる。
　本願は、２０１４年１２月２６日に出願された日本国特許出願第２０１４－２６６４９０号および２０１５年１０月２２日に出願された日本国特許出願第２０１５－２０８０２１号に基づく優先権の利益を主張するものである。２０１４年１２月２６日に出願された日本国特許出願第２０１４－２６６４９０号の明細書の全内容および２０１５年１０月２２日に出願された日本国特許出願第２０１５－２０８０２１号の明細書の全内容が、本願の参考のため援用される。
　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勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
　表１、図５および図６には、閾値ｔθを決定するための実験条件および実験結果を示す。ＡＰＩ Ｘ６５グレード相当およびＡＰＩ Ｘ７０グレード相当のスラブをそれぞれ７チャージずつ、ＡＳＭＥ ＳＡ５１６グレード６０相当、ＡＳＭＥ ＳＡ５１６グレード６５相当およびＡＳＭＥ ＳＡ５１６グレード７０相当のスラブをそれぞれ１チャージずつ鋳造し、下記の通り中心偏析を調査した。尚、前記の表１、および後記の表３において、「Ｘ７０」はＡＰＩ Ｘ７０グレード、「Ｘ６５」はＡＰＩ Ｘ６５グレード、「ＳＡ５１６ ６０」はＡＳＭＥ ＳＡ５１６グレード６０、「ＳＡ５１６ ６５」はＡＳＭＥ ＳＡ５１６グレード６５、「ＳＡ５１６ ７０」はＡＳＭＥ ＳＡ５１６グレード７０を示す。
　ここで、表１に示す条件を説明する。
＜タンディッシュ内溶鋼の成分＞
　Ｃ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｐ、Ｃａの濃度を発光分光分析法によって測定した。Ｓ濃度は低いため、発光分光分析法による測定が困難であった。そこで、Ｓ濃度の測定に燃焼－赤外線吸収法を用いた。
＜鋳造条件＞
・比水量
　比水量＝（鋳型直下から連鋳機最終ロールまでの単位時間当たりの全二次冷却水量［Ｌ／ｍｉｎ．］）／（単位時間当たりの鋳造鋳片質量［ｋｇ／ｍｉｎ．］）
・鋳造速度
　鋳片の引き抜き速度［ｍ／ｍｉｎ．］であり、鋳片に接触するロール（メジャーロール）の直径（周長）と回転速度（単位時間当たりの回転数）から算出した。
　（鋳造）
　本発明で規定の成分組成の範囲内であって、タンディッシュ内溶鋼の成分組成が表１に示す通りである鋼を溶製し、連続鋳造により、厚みが２８０ｍｍである鋼片、即ちスラブを得た。
　（中心偏析の偏析度の調査）
　スラブを全長が１０～１５ｍの位置であって定常部で切断し、下記の通り中心偏析の偏析度を調査した。ここで、「定常部」とは下記の条件を満たす部位である。中心偏析調査断面数は表１に示す通りである。
１）鋳造速度が一定である。
２）浸漬ノズル詰まり等の操業異常が発生していない。
３）冷却条件が変化していない。
４）ロール隙間が変化していない。
　中心偏析の調査手順
（１）スラブ切断面の幅Ｗの両端からＤ／２を除く幅Ｗ－Ｄの範囲を＃８００まで研磨した。
（２）研磨面をピクリン酸２０ｇ／Ｌ、塩化第二銅５ｇ／Ｌ及び表面活性剤６０ｍＬ／Ｌで腐食した。
（３）最大偏析粒径を下記の方法によって算出した。
（３－１）スラブの幅Ｗの両端からＤ／２を除く幅Ｗ－Ｄの範囲を幅方向に１１０ｍｍの区間に区切り、各区間で、厚み中央から±１５ｍｍの範囲、即ちＤｎ＝０．０３ｍに存在する偏析粒の長径ａ及び短径ｂを、直尺を用いて目視で測定した。
（３－２）偏析粒の円相当直径ｄｓを下記の式から算出した。
π×ａ／２×ｂ／２（楕円面積）＝π×（ｄｓ／２）2
ｄｓ＝（ａ×ｂ）0.5
（３－３）全区間の粒径ｄｓのうち最大の粒径ｄｓｍａｘを、偏析粒の最大径、即ち「最大偏析粒径ｘ」とした。
（４）所定の径以上の偏析粒の個数密度を下記の方法によって算出した。
（４－１）スラブの幅Ｗの両端からＤ／２を除く幅Ｗ－Ｄの範囲を、幅方向に１１０ｍｍの区間、即ちＷｎ＝０．１１ｍの区間に区切り、各区間において、厚み中央から±１５ｍｍの範囲に存在する偏析粒（直径１．２ｍｍの円より大きい偏析粒）の個数を目視で数えた。ここで、偏析粒が直径１．２ｍｍの円より大きいか否かは、偏析粒に直径１．２ｍｍの円を印刷した透明なシートを重ねることによって確認した。
（４－２）各区間の個数密度を下記の式から算出した。
各区間の個数密度＝個数／１つの区間の面積＝個数／（０．１１ｍ×０．０３ｍ）
　（圧延）
　その後、ＡＰＩ Ｘ６５グレード相当およびＡＰＩ Ｘ７０グレード相当のスラブを、１０５０～１２５０℃となるよう加熱した後、鋼板の表面温度で９００℃以上、下記の通り計算により求められる鋼板平均温度が１０００℃以上の累積圧下率が４０％以上であり、かつ１パス当りの圧下率が１０％以上であるパスが２パス以上になるよう熱間圧延を行う。その後さらに、７００℃以上９００℃未満の累積圧下率が２０％以上となるよう熱間圧延を行い、圧延終了温度が７００℃以上９００℃未満となるようにした。その後、６５０℃以上の温度から水冷を開始し、３５０～６００℃の温度で停止し、更にその後、室温まで空冷して、板厚４５ｍｍの鋼板を得た。また、ＳＡ５１６グレード６０相当、ＳＡ５１６グレード６５相当およびＳＡ５１６グレード７０相当のスラブを圧延終了温度が８５０℃以上になるように熱間圧延した後、室温まで空冷し、８５０℃以上９５０℃以下の温度に再加熱して焼入れした後、６００～７００℃で焼き戻し処理を行って、板厚４０ｍｍの鋼板を得た。なお、いずれもスラブ幅方向に圧延を実施しなかった。
　上記鋼板平均温度は、次の様にして求められる。即ち、圧延中の圧延パススケジュールやパス間の冷却方法（水冷あるいは空冷）などのデータに基づいて、板厚方向の任意の位置における温度を差分法など計算に適した方法を用いて計算し、求められた鋼片の表面から裏面までの温度の平均値を鋼板平均温度とする。鋼板平均温度について以下同じである。
　（ＨＩＣ試験）
　閾値決定のために、本実施例では圧延後にＨＩＣ試験を行った。
（ａ）圧延後の製品からサンプルを切り出し、ＨＩＣ試験を実施した。ＨＩＣ試験はＮＡＣＥ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ＴＭ０２８４－２００３に規定された方法に従って実施した。（ｂ）ＨＩＣ試験後、サンプルを３箇所で切断し、各断面（３断面）を顕微鏡で観察し、割れ（ＨＩＣ）の有無を確認した。ここで図２（ａ）に示した「製品の幅Ｗの両端からＤ／２を除く幅Ｗ－Ｄの範囲の領域Ｒ１３」で、割れの有無を確認した。
　（最大偏析粒径と個数密度の閾値関数ｆθ（ｘ，ｙ）の決定）
　図５，６には『「最大偏析粒径」及び「個数密度」』と前記ＨＩＣ試験により確認した『ＨＩＣ発生の有無』との関係を示している。尚、図５，６は、前記表１の各試験Ｎｏ．の鋼板から複数データを採取してプロットしたものである。上記図５は、表２に示す強度クラスがＡＰＩ Ｘ６５グレード相当の成分でＨＩＣが発生する閾値ｆθ（ｘ，ｙ）を調査した結果であり、上記図６は、表２に示す強度クラスがＡＰＩ Ｘ７０グレード相当の成分でＨＩＣが発生する閾値ｆθ（ｘ，ｙ）を調査した結果である。
　図５から、ＡＰＩ Ｘ６５グレードに充当可能なスラブでは、
（ｉ）最大偏析粒径≦１．２６ｍｍのとき、ＨＩＣが発生しなかった。
（ｉｉ）１．２６ｍｍ＜最大偏析粒径＜１．７８ｍｍのとき、ＨＩＣが発生する場合と発生しない場合とが混在した。この範囲では、ＨＩＣが発生するか否かの境界をｙ＝－３８４６×ｘ＋７１７８で表すことができ、
ｙ≦－３８４６×ｘ＋７１７８ではＨＩＣが発生しないが、
ｙ＞－３８４６×ｘ＋７１７８ではＨＩＣが発生した。
ここで、ｘは「最大偏析粒径」であり、ｙは「直径１．２ｍｍの円より大きい偏析粒の個数密度」である。
（ｉｉｉ）最大偏析粒径≧１．７８ｍｍとき、ＨＩＣが発生した。
　そこで、最大偏析粒径及び個数密度（直径１．２ｍｍの円より大きい偏析粒の個数密度）の閾値関数を下記とした。
・ｘ＝１．２６ｍｍ
・ｙ＝－３８４６×ｘ＋７１７８（１．２６ｍｍ＜ｘ＜１．７８ｍｍ）
・ｘ＝１．７８ｍｍ
　そして、
（ｉ）ＨＩＣ発生範囲を下記の２つの範囲とし、
・１．２６ｍｍ＜ｘ＜１．７８ｍｍ、且つｙ＞－３８４６×ｘ＋７１７８
・ｘ≧１．７８ｍｍ（ｙは全ての値を含む）
（ｉｉ）ＨＩＣ不発生範囲を下記の２つの範囲とした。
・ｘ≦１．２６ｍｍ（ｙは全ての値を含む）
・１．２６ｍｍ＜ｘ＜１．７８ｍｍ、且つｙ≦－３８４６×ｘ＋７１７８
　上記から、判定対象のＡＰＩ Ｘ６５グレードに充当可能なスラブにおいて、
（ａ）ｘ≦１．２６ｍｍでは、ｙの値に関わらず、ＨＩＣが発生しないと判断する。
（ｂ）１．２６ｍｍ＜ｘ＜１．７８ｍｍでは、
ｙ≦－３８４６×ｘ＋７１７８のとき、ＨＩＣが発生しないと判断し、
ｙ＞－３８４６×ｘ＋７１７８のとき、ＨＩＣが発生すると判断する。
（ｃ）ｘ≧１．７８ｍｍでは、ｙの値に関わらず、ＨＩＣが発生すると判断する。
　また、ＡＳＭＥＳＡ５１６グレード６０、グレード６５およびＡＳＴＭＡ５１６グレード６０、グレード６５は、上記ＡＰＩ Ｘ６５グレード相当の成分であるため、上記ＡＰＩ Ｘ６５グレードと同じ判断をした。
　一方、図６から、ＡＰＩ Ｘ７０グレードに充当可能なスラブでは、
（ｉ）最大偏析粒径≦１．２２ｍｍのとき、ＨＩＣが発生しなかった。
（ｉｉ）１．２２ｍｍ＜最大偏析粒径＜１．７２ｍｍのとき、ＨＩＣが発生する場合と発生しない場合とが混在した。この範囲では、ＨＩＣが発生するか否かの境界をｙ＝－３３３３×ｘ＋６０６７で表すことができ、
ｙ≦－３３３３×ｘ＋６０６７ではＨＩＣが発生しないが、
ｙ＞－３３３３×ｘ＋６０６７ではＨＩＣが発生した。
ここで、ｘは「最大偏析粒径」であり、ｙは「直径１．２ｍｍの円より大きい偏析粒の個数密度」である。
（ｉｉｉ）最大偏析粒径≧１．７２ｍｍのとき、ＨＩＣが発生した。
　そこで、最大偏析粒径及び個数密度（直径１．２ｍｍの円より大きい偏析粒の個数密度）の閾値関数を下記とした。
・ｘ＝１．２２ｍｍ
・ｙ＝－３３３３×ｘ＋６０６７（１．２２ｍｍ＜ｘ＜１．７２ｍｍ）
・ｘ＝１．７２ｍｍ
　そして、
（ｉ）ＨＩＣ発生範囲を下記の２つの範囲とし、
・１．２２ｍｍ＜ｘ＜１．７２ｍｍ、且つｙ＞－３３３３×ｘ＋６０６７
・ｘ≧１．７２ｍｍ（ｙは全ての値を含む）
（ｉｉ）ＨＩＣ不発生範囲を下記の２つの範囲とした。
・ｘ≦１．２２ｍｍ（ｙは全ての値を含む）
・１．２２ｍｍ＜ｘ＜１．７２ｍｍ、且つｙ≦－３３３３×ｘ＋６０６７
　上記から、判定対象のＡＰＩ Ｘ７０グレードに充当可能なスラブにおいて、
（ａ）ｘ≦１．２２ｍｍでは、ｙの値に関わらず、ＨＩＣが発生しないと判断する。
（ｂ）１．２２ｍｍ＜ｘ＜１．７２ｍｍでは、
ｙ≦－３３３３×ｘ＋６０６７のとき、ＨＩＣが発生しないと判断し、
ｙ＞－３３３３×ｘ＋６０６７のとき、ＨＩＣが発生すると判断する。
（ｃ）ｘ≧１．７２ｍｍでは、ｙの値に関わらず、ＨＩＣが発生すると判断する。
　また、ＡＳＭＥ ＳＡ５１６グレード７０およびＡＳＴＭＡ５１６グレード７０は、上記ＡＰＩ Ｘ７０グレード相当の成分であるため、上記ＡＰＩ Ｘ７０グレードと同じ判断をした。
　（判定対象のスラブの評価）
　判定対象のスラブの耐ＨＩＣ性を、上記閾値を用いて評価した。判定対象のスラブは、表２に示す成分組成の鋼を溶製し、連続鋳造により、スラブ厚Ｄが２８０ｍｍであってスラブ幅Ｗが２１００ｍｍであるスラブを得た。各製品グレードの閾値から、判定対象のスラブの最大偏析粒径及び個数密度がＨＩＣ不発生範囲にあるか、ＨＩＣ発生範囲にあるかを調べ、これを基に中心偏析起因のＨＩＣが製品で発生するかどうかを判断した。上記判定対象のスラブの最大偏析粒径及び個数密度が上記閾値の範囲内にあるとき、中心偏析起因のＨＩＣが発生しない、即ちスラブの耐ＨＩＣ性評価がＯＫであり、得られた鋼板は耐ＨＩＣ性に優れていると判断した。一方、上記判定対象のスラブの最大偏析粒径及び個数密度が上記閾値の範囲外であるとき、中心偏析起因のＨＩＣが発生する、即ちスラブの耐ＨＩＣ性評価がＮＧであり、得られた鋼板は耐ＨＩＣ性に劣ると判断した。
　その後、上記スラブを、１０５０～１２５０℃となるよう加熱した後、表３の「熱間圧延・冷却方法」の欄に「ＴＭＣＰ」または「ＱＴ」と示す通り、２パターンの熱間圧延・冷却方法により、成分組成が種々の鋼板（９～９０ｍｍ板厚×２０００～３５００ｍｍ幅×１２０００～３５０００ｍｍ長さ）を得た。前記「ＴＭＣＰ」は、鋼板の表面温度で９００℃以上、計算により求められる鋼板平均温度が１０００℃以上の累積圧下率が４０％以上であり、かつ１パス当りの圧下率が１０％以上であるパスが２パス以上になるよう熱間圧延を行った。その後さらに、７００℃以上９００℃未満の累積圧下率が２０％以上となるよう熱間圧延を行い、圧延終了表面温度が８５０℃となるようにし後、冷却開始表面温度：７５０℃以上から平均冷却速度：１０℃／ｓで冷却を開始し、３５０～６００℃の温度で停止し、更にその後、室温まで空冷する方法である。前記「ＱＴ」は、圧延終了表面温度が８５０℃以上となるように熱間圧延した後室温まで空冷し、８５０℃以上９５０℃以下の温度に再加熱して焼入れした後、６００～７００℃で焼き戻し処理を行う方法である。
　（ＨＩＣ試験）
　上記鋼板を用い、ＨＩＣ試験を実施した。該ＨＩＣ試験はＮＡＣＥ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ＴＭ０２８４－２００３に規定された方法に従って実施した。ＨＩＣ試験後、サンプルを３箇所で切断し、各断面（３断面）を顕微鏡で観察し、割れ（ＨＩＣ）の有無を確認した。その結果を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表２および表３より次のことがわかる。Ｎｏ．１～７、１０～１２、１５～１７および２０～２２は、規定の成分組成を満たし、かつスラブの最大偏析粒径及び個数密度がＨＩＣ不発生範囲に抑えられており、耐ＨＩＣ性に優れた本発明の鋼板である。
　これに対し、Ｎｏ．１３、１４、１８および１９は、スラブの最大偏析粒径及び個数密度が閾値の範囲外、即ちＨＩＣ発生範囲にあり、スラブの耐ＨＩＣ性評価はＮＧであった。また圧延後に行うＨＩＣ試験では、鋼板に割れが生じ、耐ＨＩＣ性に劣ることを確認した。Ｎｏ．８、９、２３および２４は、スラブの最大偏析粒径及び個数密度はＨＩＣ不発生範囲にあるものの、鋼板の化学成分組成が本発明の規定を外れた例である。即ち、Ｎｏ.８の鋼板は、ＲＥＭおよびＺｒが０％であり、かつ（Ｃａ／Ｓ）の値が規定を外れており、またＮｏ.９の鋼板は、ＲＥＭおよびＺｒが０％であり、かつ（Ｃａ－１．２５Ｓ）／Ｏの値が規定を外れているため、いずれも耐ＨＩＣ性に劣った。またＮｏ．２３は（Ｃａ／Ｓ）の値が規定を外れており、Ｎｏ．２４は（Ｃａ－１．２５Ｓ）／Ｏの値が規定を外れているため、いずれも耐ＨＩＣ性に劣った。
　スラブでの耐ＨＩＣ性評価がＯＫであった例では、鋳造開始から製品である鋼板、即ち、耐サワー鋼板の出荷までの期間（鋳造→圧延→出荷）が１９日であった。これに対し、圧延後に得られた鋼板を用いてＨＩＣ試験を行い、耐ＨＩＣ性を評価した場合には、鋳造開始から出荷までの期間（鋳造→圧延→ＨＩＣ試験→出荷）が２８日と長期間を要した。本実施例では、前記圧延後のＨＩＣ試験を省略できたため、鋳造開始から出荷までの期間を２８日→１９日へ大幅に短縮できた。
　また、スラブでの耐ＨＩＣ性評価がＮＧであった例では、スラブの段階で再溶製を開始したところ、鋳造開始から製品である鋼板、即ち、耐サワー鋼板の出荷までの期間（鋳造→再溶製→圧延→出荷）は５４日であった。これに対し、圧延後に得られた鋼板を用いてＨＩＣ試験を行い、製品の耐ＨＩＣ性を評価した結果、評価がＮＧであった場合は、上記ＨＩＣ試験を行った後に再溶製を開始したため、鋳造開始から製品である鋼板の出荷までの期間（鋳造→圧延→ＨＩＣ試験→再溶製→圧延→ＨＩＣ試験→出荷）が７２日と長期間を要した。本実施例では、前記圧延後のＨＩＣ試験を省略できたため、再溶製が必要な場合であっても、鋳造開始から出荷までの期間を７２日→５４日へ大幅に短縮できた。
　以上のように、本発明によると、圧延後のＨＩＣ試験を行うことなく、鋳片であるスラブの段階で耐ＨＩＣ性を評価できたため、製造リードタイムを大幅に短縮できた。尚、本実施例では、スラブでの耐ＨＩＣ性評価に用いた閾値決定のためのＨＩＣ試験と、確認用のＨＩＣ試験が同じであったことから、本発明の判定方法は精度が高いといえる。
 

Claims (16)

  1. 　質量％で、
    Ｃ：０．０２～０．１５％、
    Ｓｉ：０．０２～０．５０％、
    Ｍｎ：０．６～２．０％、
    Ｐ：０％超０．０３０％以下、
    Ｓ：０％超０．００３％以下、
    Ａｌ：０．０１０～０．０８％、
    Ｃａ：０．０００３～０．００６０％、
    Ｎ：０．００１～０．０１％、および
    Ｏ：０％超０．００４５％以下を満たし、更に、
    ＲＥＭ：０％超０．０２％以下、および
    Ｚｒ：０％超０．０１０％以下
    よりなる群から選択される１種以上の元素を含み、残部が鉄および不可避不純物からなり、
    　前記Ｃａと前記Ｓの比（Ｃａ／Ｓ）が２．０以上であり、かつ
    　前記Ｃａ、前記Ｓおよび前記Ｏが（Ｃａ－１．２５Ｓ）／Ｏ ≦ １．８０を満たし、
    　更に、スラブの段階における厚み中心部の、最大偏析粒径と所定の径以上の偏析粒の個数密度のそれぞれが、前記スラブを圧延して得た鋼板に水素誘起割れが発生しない最大偏析粒径と所定の径以上の偏析粒の個数密度の範囲内にあることを特徴とする耐水素誘起割れ性に優れた鋼板。
  2. 　前記水素誘起割れが発生しない最大偏析粒径と所定の径以上の偏析粒の個数密度の範囲は、予め、下記（ｉ）～（ｉｉｉ）の方法で求められた範囲である請求項１に記載の鋼板。
    （ｉ）前記スラブの厚み中心部での最大偏析粒径と所定の径以上の偏析粒の個数密度を測定する。
    （ｉｉ）前記スラブと同一の鋳造条件で鋳造したスラブを圧延して得られる鋼板に対して水素誘起割れ試験を行う。
    （ｉｉｉ）上記（ｉ）で測定した最大偏析粒径および所定の径以上の偏析粒の個数密度と、上記（ｉｉ）の水素誘起割れ試験結果とから、水素誘起割れの発生しない最大偏析粒径および所定の径以上の偏析粒の個数密度の範囲を求める。
  3. 　前記スラブと同一の鋳造条件で鋳造したスラブは、前記最大偏析粒径及び所定の径以上の偏析粒の個数密度を測定したスラブである請求項２に記載の鋼板。
  4. 　鋼板がＡＰＩ Ｘ６５グレードであって、前記水素誘起割れが発生しない最大偏析粒径及び所定の径以上の偏析粒の個数密度の範囲が、最大偏析粒径をｘ、所定の径以上の偏析粒の個数密度をｙとしたときに、
    ｘ≦１．２６ｍｍ（ｙは全ての値を含む）、および、
    １．２６ｍｍ＜ｘ＜１．７８ｍｍ、且つｙ≦－３８４６×ｘ＋７１７８
    である請求項１～３のいずれかに記載の鋼板。
  5. 　鋼板がＡＰＩ Ｘ７０グレードであって、前記水素誘起割れが発生しない最大偏析粒径及び所定の径以上の偏析粒の個数密度の範囲が、最大偏析粒径をｘ、所定の径以上の偏析粒の個数密度をｙとしたときに、
    ｘ≦１．２２ｍｍ（ｙは全ての値を含む）、および、
    １．２２ｍｍ＜ｘ＜１．７２ｍｍ、且つｙ≦－３３３３×ｘ＋６０６７
    である請求項１～３のいずれかに記載の鋼板。
  6. 　鋼板がＡＳＭＥ ＳＡ５１６グレード６０であって、前記水素誘起割れが発生しない最大偏析粒径及び所定の径以上の偏析粒の個数密度の範囲が、最大偏析粒径をｘ、所定の径以上の偏析粒の個数密度をｙとしたときに、
    ｘ≦１．２６ｍｍ（ｙは全ての値を含む）、および、
    １．２６ｍｍ＜ｘ＜１．７８ｍｍ、且つｙ≦－３８４６×ｘ＋７１７８
    である請求項１～３のいずれかに記載の鋼板。
  7. 　鋼板がＡＳＭＥ ＳＡ５１６グレード６５であって、前記水素誘起割れが発生しない最大偏析粒径及び所定の径以上の偏析粒の個数密度の範囲が、最大偏析粒径をｘ、所定の径以上の偏析粒の個数密度をｙとしたときに、
    ｘ≦１．２６ｍｍ（ｙは全ての値を含む）、および、
    １．２６ｍｍ＜ｘ＜１．７８ｍｍ、且つｙ≦－３８４６×ｘ＋７１７８
    である請求項１～３のいずれかに記載の鋼板。
  8. 　鋼板がＡＳＭＥ ＳＡ５１６グレード７０であって、前記水素誘起割れが発生しない最大偏析粒径及び所定の径以上の偏析粒の個数密度の範囲が、最大偏析粒径をｘ、所定の径以上の偏析粒の個数密度をｙとしたときに、
    ｘ≦１．２２ｍｍ（ｙは全ての値を含む）、および、
    １．２２ｍｍ＜ｘ＜１．７２ｍｍ、且つｙ≦－３３３３×ｘ＋６０６７
    である請求項１～３のいずれかに記載の鋼板。
  9. 　鋼板がＡＳＴＭ Ａ５１６グレード６０であって、前記水素誘起割れが発生しない最大偏析粒径及び所定の径以上の偏析粒の個数密度の範囲が、最大偏析粒径をｘ、所定の径以上の偏析粒の個数密度をｙとしたときに、
    ｘ≦１．２６ｍｍ（ｙは全ての値を含む）、および、
    １．２６ｍｍ＜ｘ＜１．７８ｍｍ、且つｙ≦－３８４６×ｘ＋７１７８
    である請求項１～３のいずれかに記載の鋼板。
  10. 　鋼板がＡＳＴＭ Ａ５１６グレード６５であって、前記水素誘起割れが発生しない最大偏析粒径及び所定の径以上の偏析粒の個数密度の範囲が、最大偏析粒径をｘ、所定の径以上の偏析粒の個数密度をｙとしたときに、
    ｘ≦１．２６ｍｍ（ｙは全ての値を含む）、および、
    １．２６ｍｍ＜ｘ＜１．７８ｍｍ、且つｙ≦－３８４６×ｘ＋７１７８
    である請求項１～３のいずれかに記載の鋼板。
  11. 　鋼板がＡＳＴＭ Ａ５１６グレード７０であって、前記水素誘起割れが発生しない最大偏析粒径及び所定の径以上の偏析粒の個数密度の範囲が、最大偏析粒径をｘ、所定の径以上の偏析粒の個数密度をｙとしたときに、
    ｘ≦１．２２ｍｍ（ｙは全ての値を含む）、および、
    １．２２ｍｍ＜ｘ＜１．７２ｍｍ、且つｙ≦－３３３３×ｘ＋６０６７
    である請求項１～３のいずれかに記載の鋼板。
  12. 　更に他の元素として、質量％で、
    Ｂ：０％超０．００５％以下、
    Ｖ：０％超０．１％以下、
    Ｃｕ：０％超１．５％以下、
    Ｎｉ：０％超１．５％以下、
    Ｃｒ：０％超１．５％以下、
    Ｍｏ：０％超１．５％以下、および
    Ｎｂ：０％超０．０６％以下
    よりなる群から選択される１種以上の元素を含む請求項１～３のいずれかに記載の鋼板。
  13. 　更に他の元素として、質量％で、
    Ｔｉ：０％超０．０３％以下、および
    Ｍｇ：０％超０．０１％以下
    よりなる群から選択される１種以上の元素を含む請求項１～３のいずれかに記載の鋼板。
  14. 　ラインパイプ用である請求項１～３のいずれかに記載の鋼板。
  15. 　圧力容器用である請求項１～３のいずれかに記載の鋼板。
  16. 　請求項１～３のいずれかに記載の鋼板で形成されるラインパイプ用鋼管。
     
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