特許 6165701 鋼板切断端部における遅れ破壊により発生するき裂の深さ予測方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6165701

(24)【登録日】2017年6月30日

(45)【発行日】2017年7月19日

(54)【発明の名称】鋼板切断端部における遅れ破壊により発生するき裂の深さ予測方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 3/32 20060101AFI20170710BHJP

   G01N 23/225 20060101ALI20170710BHJP

【ＦＩ】

   G01N3/32 C

   G01N23/225

【請求項の数】2

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-236927(P2014-236927)

(22)【出願日】2014年11月21日

(65)【公開番号】特開2016-99250(P2016-99250A)

(43)【公開日】2016年5月30日

【審査請求日】2016年9月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001199

【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】100120329

【弁理士】

【氏名又は名称】天野 一規

(74)【代理人】

【識別番号】100146112

【弁理士】

【氏名又は名称】亀岡 誠司

(74)【代理人】

【識別番号】100167335

【弁理士】

【氏名又は名称】武仲 宏典

(74)【代理人】

【識別番号】100164998

【弁理士】

【氏名又は名称】坂谷 亨

(72)【発明者】

【氏名】柴田 航佑

(72)【発明者】

【氏名】村上 俊夫

(72)【発明者】

【氏名】小澤 敬祐

(72)【発明者】

【氏名】湯瀬 文雄

(72)【発明者】

【氏名】林田 康宏

(72)【発明者】

【氏名】内海 幸博

(72)【発明者】

【氏名】白木 厚寛

【審査官】 渡邊 吉喜

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０１８１１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０７３１２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１１４６０４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−２６６７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２６１０２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ３／００−３／６２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

引張強度が１０００ＭＰａ以上であり、マルテンサイトおよび／またはベイナイトの合計面積率が８０％以上の組織を有する鋼板について、その鋼板の切断端部にて遅れ破壊により発生するき裂の深さを予測する方法であって、
前記鋼板の切断端面に直交する板厚断面に対し、無ひずみ部にてＥＢＳＰ測定を行うことで、無ひずみ部における結晶方位データを得る無ひずみ部結晶方位データ取得工程と、
前記板厚断面に対し、前記切断端部でのＥＢＳＰ測定を行うことで、前記切断端部における結晶方位データを得る切断端部結晶方位データ取得工程と、
前記無ひずみ部における結晶方位データより、当該無ひずみ部における平均ＫＡＭ（Ｋｅｒｎｅｌ Ａｖｅｒａｇｅ Ｍｉｓｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）値Ｋ０を算出する無ひずみ部ＫＡＭ値算出工程と、
前記切断端部における結晶方位データより、前記切断端面からその対向端面方向に向かって一定距離ごとに所定測定領域における平均ＫＡＭ値Ｋ１を算出する切断端部ＫＡＭ値算出工程と、
前記無ひずみ部における平均ＫＡＭ値Ｋ０と、前記切断端部における、前記一定距離ごとの所定測定領域における平均ＫＡＭ値Ｋ１を比較し、Ｋ１がＫ０より［前記結晶方位データの測定間隔（単位：μｍ）×２］°以上大きいという条件を満たす所定測定領域のうち、前記切断端面から最遠の所定測定領域までの距離をき裂深さと決定するき裂深さ決定工程と、
を有することを特徴とする、
鋼板切断端部における遅れ破壊により発生するき裂の深さ予測方法。

【請求項2】

前記無ひずみ部結晶方位データ取得工程にて、
前記無ひずみ部で、１００μｍ^２以上の測定領域内の各測定点で測定された結晶方位データから算出された複数のＫＡＭ値を算術平均して平均ＫＡＭ値Ｋ０を得るとともに、
前記切断端部ＫＡＭ値算出工程にて、
前記切断端部で、前記切断端面から５〜７５μｍの前記一定距離ごとに、板厚×前記対向端面方向０．５〜２μｍ幅の前記所定測定領域から得られた結晶方位データを用いるにあたり、前記所定測定領域を、板厚方向２０〜３００μｍ厚みの複数の測定区間に分割し、この複数の測定区間のそれぞれの測定区間内における各測定点でのＫＡＭ値を算術平均して前記それぞれの測定区間における平均ＫＡＭ値を求め、これらそれぞれの測定区間における平均ＫＡＭ値のうちで最大のものを当該所定測定領域における平均ＫＡＭ値Ｋ１とする、
請求項１に記載の鋼板切断端部における遅れ破壊により発生するき裂の深さ予測方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鋼板の切断端部において遅れ破壊により発生するき裂の深さを予測する方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、自動車の軽量化と衝突安全性を両立させるために、骨格部品に用いられる自動車用鋼板に対して高強度化が求められている。しかしながら、自動車用鋼板としての高強度鋼板の採用には遅れ破壊の懸念があり、高強度化の障害となっている。

【0003】

ここで、遅れ破壊とは、静的荷重が負荷された状態において一定時間が経過した後に、鋼が脆性的に破壊する現象であり、鋼中に侵入した水素に起因すると考えられている。また、鋼板に塑性ひずみが導入された場合には遅れ破壊が促進することが報告されている。

【0004】

特に、薄鋼板のせん断加工による切断端部には大きな塑性ひずみが導入されているためにせん断加工の影響を受けていない無ひずみ部に比べて耐遅れ破壊特性が劣っており、薄鋼板は切断端部から遅れ破壊が発生しやすいとされる。実際の使用環境において切断端部で遅れ破壊が発生し大きなき裂に成長すれば、部材強度を劣化させて重大な事故につながる可能性がある。そのため、実際の使用環境における鋼板の切断端部における遅れ破壊により発生するき裂の深さを見積もる方法の確立が切望されている。

【0005】

実環境下での遅れ破壊特性を評価する試験としては、大気環境下で暴露し、遅れ破壊発生の有無や発生までの時間を指標とする大気暴露試験がある（非特許文献１）。しかしながら、大気暴露試験では試験期間が数ヶ月〜数年と非常に長期に及ぶことから、工業的な特性評価試験としては不向きであった。

【0006】

また、公知の促進試験方法として酸性の溶液への浸漬試験があるが、例えば非特許文献２に記載されるような塩酸浸漬では実環境に比べて腐食速度が著しく大きくなる場合があり、実環境での試験結果とは異なる結果が得られることがある。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】衣笠純一郎、外４名，「高強度薄鋼板の耐遅れ破壊性評価（1470MPa級薄鋼板 大気暴露48ヶ月評価結果）」，材料とプロセス，一般社団法人日本鉄鋼協会，２００９年， 第２２巻，第１号，ｐ．５９６

【非特許文献2】田路勇樹、外４名，「高強度薄鋼板の耐水素脆化特性評価法」，鉄と鋼，一般社団法人日本鉄鋼協会，２００９年，第９５巻，第１２号，ｐ．８８７−８９４

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

そこで本発明の目的は、鋼板の切断端部にて遅れ破壊により発生するき裂の深さを、短時間でかつ精度良く予測しうる方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の第１発明に係る鋼板切断端部における遅れ破壊により発生するき裂の深さ予測方法は、
引張強度が１０００ＭＰａ以上であり、マルテンサイトおよび／またはベイナイトの合計面積率が８０％以上の組織を有する鋼板について、その鋼板の切断端部にて遅れ破壊により発生するき裂の深さを予測する方法であって、
前記鋼板の切断端面に直交する板厚断面に対し、無ひずみ部にてＥＢＳＰ測定を行うことで、無ひずみ部における結晶方位データを得る無ひずみ部結晶方位データ取得工程と、
前記板厚断面に対し、前記切断端部でのＥＢＳＰ測定を行うことで、前記切断端部における結晶方位データを得る切断端部結晶方位データ取得工程と、
前記無ひずみ部における結晶方位データより、当該無ひずみ部における平均ＫＡＭ（Ｋｅｒｎｅｌ Ａｖｅｒａｇｅ Ｍｉｓｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）値Ｋ０を算出する無ひずみ部ＫＡＭ値算出工程と、
前記切断端部における結晶方位データより、前記切断端面からその対向端面方向に向かって一定距離ごとに所定測定領域における平均ＫＡＭ値Ｋ１を算出する切断端部ＫＡＭ値算出工程と、
前記無ひずみ部における平均ＫＡＭ値Ｋ０と、前記切断端部における、前記一定距離ごとの所定測定領域における平均ＫＡＭ値Ｋ１を比較し、Ｋ１がＫ０より［前記結晶方位データの測定間隔（単位：μｍ）×２］°以上大きいという条件を満たす所定測定領域のうち、前記切断端面から最遠の所定測定領域までの距離をき裂深さと決定するき裂深さ決定工程と、
を有することを特徴とする。

【0010】

本発明の第２発明に係る鋼板切断端部における遅れ破壊により発生するき裂の深さ予測方法は、
上記第１発明において、
前記無ひずみ部結晶方位データ取得工程にて、
前記無ひずみ部で、１００μｍ^２以上の測定領域内の各測定点で測定された結晶方位データから算出された複数のＫＡＭ値を算術平均して平均ＫＡＭ値Ｋ０を得るとともに、
前記切断端部ＫＡＭ値算出工程にて、
前記切断端部で、前記切断端面から５〜７５μｍの前記一定距離ごとに、板厚×前記対向端面方向０．５〜２μｍ幅の前記所定測定領域から得られた結晶方位データを用いるにあたり、前記所定測定領域を、板厚方向２０〜３００μｍ厚みの複数の測定区間に分割し、この複数の測定区間のそれぞれの測定区間内における各測定点でのＫＡＭ値を算術平均して前記それぞれの測定区間における平均ＫＡＭ値を求め、これらそれぞれの測定区間における平均ＫＡＭ値のうちで最大のものを当該所定測定領域における平均ＫＡＭ値Ｋ１とするものである。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、鋼板の切断端部および無ひずみ部のそれぞれで測定した結晶方位データから算出した方位差（ＫＡＭ値）を用いて、切断時に導入された塑性ひずみ量を評価することで、鋼板の切断端部にて遅れ破壊により発生するき裂の深さを、短時間でかつ精度良く予測する方法を提供できるようになった。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態に係る予測方法の構成を説明するためのフローチャートである。

【図2】切断端面からの距離と局部の平均ＫＡＭ値との関係を模式的に示すグラフである。

【図3】第１実施形態における、切断端部を有する鋼板のＥＢＳＰによる測定部位を示す正面図である。

【図4】第２実施形態における、切断端部を有する鋼板のＥＢＳＰによる測定部位を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明について、図面を参照しつつ、さらに詳細に説明する。

【0014】

〔本発明の適用対象鋼板〕
本発明に係る予測方法を適用する対象鋼板は、「引張強度が１０００ＭＰａ以上であり、マルテンサイトおよび／またはベイナイトの合計面積率が８０％以上の組織を有する鋼板」である。

【0015】

遅れ破壊は、主に高強度鋼で発生する現象であり、引張強度が１０００ＭＰａに満たない鋼板においては本発明に係る予測方法で見積もられる（予測される）き裂深さと大気環境下での暴露試験の結果として得られるき裂深さが異なる場合がある。

【0016】

また、引張強度が１０００ＭＰａ以上の鋼板の組織は、硬質なマルテンサイトやベイナイトを主相とすることがほとんどであるが、主相以外の第２相の割合が大きくなりすぎると、組織に対応した非常にミクロな塑性ひずみ分布が生じるために、本発明に係る予測方法で見積もられる（予測される）き裂深さと大気環境下での暴露試験の結果として得られるき裂深さが異なる場合がある。

【0017】

よって、本発明に係る予測方法の適用対象鋼板は、「引張強度が１０００ＭＰａ以上であり、マルテンサイトおよび／またはベイナイトの合計面積率が８０％以上の組織を有する鋼板」とした。

【0018】

なお、上記適用対象鋼板の板厚については特に限定されないが、本発明に係る予測方法は、板厚３ｍｍ未満の薄鋼板に適用するのが特に好ましい。

【0019】

〔本発明の主要構成〕
本発明に係る予測方法は、図１に示すように、ＥＢＳＰ測定により無ひずみ部における結晶方位データを取得する無ひずみ部結晶方位データ取得工程（ステップＳ１）と、ＥＢＳＰ測定により切断端部における結晶方位データを取得する切断端部結晶方位データ取得工程（ステップＳ２）と、無ひずみ部における結晶方位データから平均ＫＡＭ値Ｋ０を算出する無ひずみ部ＫＡＭ値算出工程（ステップＳ３）と、切断端部における結晶方位データから、切断端部から一定距離ごとの平均ＫＡＭ値Ｋ１を算出する切断端部ＫＡＭ値算出工程（ステップＳ４）と、Ｋ１≧Ｋ０＋［結晶方位データ測定間隔（単位：μｍ）×２］°を満たす切断端面からの最大距離をき裂深さと決定するき裂深さ決定工程（ステップＳ５）と、を主な構成として有している。

【0020】

ここで、無ひずみ部結晶方位取得工程（ステップＳ１）と切断端部結晶方位取得工程（ステップＳ２）は、どちらを先に行ってもよい。また、無ひずみ部ＫＡＭ値算出工程（ステップＳ３）と切断端部ＫＡＭ値算出工程（ステップＳ４）は、どちらを先に行ってもよい。以下、各工程について、実施形態に基づき、詳細に説明する。

【0021】

［第１実施形態］
（１）無ひずみ部結晶方位データ取得工程
本工程は、前記鋼板の切断端面に直交する板厚断面に対し、無ひずみ部にてＥＢＳＰ測定を行うことで、無ひずみ部における結晶方位データを得る工程である。

【0022】

鋼板の切断端部は塑性ひずみ分布を有している。すなわち、図２に模式的に示すように、塑性ひずみ量（局所の平均ＫＡＭ値）は、切断端部に近いほど大きく、切断端部から遠ざかるほど小さくなる。本発明においては、この塑性ひずみ分布を定量的に評価する必要があることから、鋼板の切断端面に直交する板厚断面に対しＥＢＳＰ測定を行う。

【0023】

ここで、ＥＢＳＰとは、試験片表面に電子線を入射させたときに発生する反射電子から得られた菊池パターン（「菊池線」ともいう。）のことであり、この菊池パターンを解析することにより、電子線入射位置における結晶方位を決定することができるものである。また、菊池パターン（菊池線）とは、結晶に当たった電子線が散乱して回折された際に、白黒一対の平行線や帯状またはアレイ状に電子線回折像の背後に現れるパターンのことを指す。

【0024】

ＥＢＳＰによる結晶方位の決定は、通常の顕微鏡観察では同一と判断される組織であって結晶方位差の異なる板厚方向の鋼組織を、(1) 色調差によって識別できる、(2) ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡；Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）では難しいバルク（塊状）試料の測定が可能である、(3) 観察用の薄膜試料の作成が不要である、(4) 測定・解析時間を飛躍的に短縮することが可能である、等の利点がある。

【0025】

ＥＢＳＰによる結晶粒のひずみ量の測定は、ＥＢＳＰ検出器を備えたＦＥ−ＳＥＭ（電界放射型 走査型電子顕微鏡；Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ−Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いた組織評価によって行なうことが好ましい。ＦＥ−ＳＥＭによって試験片の表面に電子線を２次元で走査し、所定のピッチごとに結晶方位を測定することで、試験片表面における結晶方位データを解析することができる。なお、ＥＢＳＰ検出器を備えたＦＥ−ＳＥＭとしては、例えば、「日本電子社製 電界放出型走査電子顕微鏡 ＪＳＭ−６５００Ｆ」を用いることができる。

【0026】

無ひずみ部ＢにおけるＥＢＳＰによる測定領域Ｂ１としては、図３および図４に示すように、例えば、切断端面１１から１０ｍｍ以上離れた位置で、鋼板（試験片）１の板厚ｔの１／４の深さ位置（ｔ／４）を中心とする一定領域を測定領域Ｂ１とし、その測定領域Ｂ１の面積としては１００μｍ^２以上とするのが望ましい。

【0027】

ここで、「切断端面１１から１０ｍｍ以上離れた位置」とするのは、切断端部Ａに導入された塑性ひずみの影響を無視できる位置で測定するためである。また、「板厚ｔの１／４深さ位置」とするのは、成分の偏析や特殊な組織が存在する可能性のある表面部や板厚中心部を避けて平均的な成分組成および組織を有する板厚中間部で測定するためである。また、「一定領域Ｂ１の面積としては１００μｍ^２以上」とするのは、十分な広さの領域にて多数の測定点で測定することで、無ひずみ部Ｂにおける代表的な結晶方位データを得るためである。なお、より好ましい一定領域Ｂの面積は４００μｍ^２以上、特に好ましい一定領域Ｂの面積は１０００μｍ^２以上である。

【0028】

以下、結晶方位データの測定手段について、具体的に説明する。

【0029】

先ず、切断端面を有する鋼板を、その切断端面に直交する板厚方向に切断し、その切断面を測定面とするため研磨するが、研磨による組織変化の影響を防ぐため電解研磨を行なうことが好ましい。

【0030】

次に、ＦＥ−ＳＥＭの鏡筒内に試験片をセットして測定部位に電子線を照射し、スクリーン上にＥＢＳＰを投影する。これを高感度カメラで撮影してコンピュータに画像データとして取り込む。そして、ＥＢＳＰの画像解析を行ない、既知の結晶系（ＦＣＣ：面心立方格子、ＢＣＣ：体心立方格子）を用いたシミュレーションによるパターンとの比較によって、認識した結晶系の方位決定を行なう。なお、解析に用いるソフトウェアとしては、例えば、「ＥＤＡＸ−ＴＳＬ社製 ＯＩＭ（Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）Ａｎａｌｙｓｉｓ６×６４」を用いることができる。なお、粒界等を含む方位角決定の信頼性が著しく低いＣＩ≦０．１のデータを除外して解析することが好ましい。

【0031】

（２）切断端部結晶方位データ取得工程
次に、切断端部ＡにおけるＥＢＳＰによる測定領域Ａ１としては、図３に示すように、例えば、板厚中央位置を中心とする板厚方向所定厚さ（例えば４０μｍ）×切断端面１１からその図示しない対向端面方向の所定距離まで（例えば０〜３００μｍ）の範囲を測定領域Ａ１として選択すればよい（後記実施例における発明例１、３参照）。これにより、大気暴露試験を実施することなく、短時間の測定で精度良くき裂深さを見積もる（予測する）ことが可能となる。

【0032】

結晶方位データの測定手段については、上記無ひずみ部結晶方位データ取得工程で説明した手段と同様の手段を用いればよい。

【0033】

（３）無ひずみ部ＫＡＭ値算出工程
上記無ひずみ部Ｂにおける結晶方位データから、当該無ひずみ部Ｂにおける平均ＫＡＭ（Ｋｅｒｎｅｌ Ａｖｅｒａｇｅ Ｍｉｓｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）値Ｋ０を算出する。無ひずみ部Ｂにおける平均ＫＡＭ値Ｋ０は、測定領域Ｂ１の全測定点におけるＫＡＭ値を算術平均することで求めることができる。

【0034】

ＥＢＳＰによる結晶粒の方位差の評価としては、ＫＡＭ（Ｋｅｒｎｅｌ Ａｖｅｒａｇｅ Ｍｉｓｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）を用いることで、局所的な方位差を定量評価できる。ＫＡＭは、局所的な方位変化に基づくひずみ分布を示すものであり、各測定点において、隣り合う６つのピクセル間の方位差の平均値によって表されるものである。ピクセル間における微小な角度変化は、その領域に導入された塑性ひずみ量によって決定される転位密度と対応するものと考えることができる。そのため、ＫＡＭ値を用いて局所的な方位変化に基づく塑性ひずみ分布を評価することができる。

【0035】

ここで、隣接する測定点間で５°を超える方位差があった場合は、その方位差は亜粒界やセル壁と考えてＫＡＭの計算から除いている。したがって、５°以下の方位差のみを結晶粒内の方位揺らぎと考えて解析を行った。

【0036】

（４）切断端部ＫＡＭ値算出工程
次に、上記無ひずみ部ＫＡＭ値算出工程と同様にして、上記切断端部Ａにおける測定領域Ａ１で測定した結晶方位データより、切断端面１１から対向端面方向に向かって一定幅（例えば１μｍ）の所定測定領域Ａ１１ごとに平均ＫＡＭ値Ｋ１を算出する。

【0037】

（５）き裂深さ決定工程
無ひずみ部Ｂにおける平均ＫＡＭ値Ｋ０と、切断端部Ａにおける所定測定領域Ａ１１ごとの平均ＫＡＭ値Ｋ１を比較し、Ｋ１がＫ０より［結晶方位データの測定間隔ｔ１（単位：μｍ）×２］°以上大きいという条件を満たす測定領域Ａ１のうち、切断端面１１から最遠の所定測定領域Ａ１１までの距離をき裂深さと決定する。

【0038】

本発明者らは、上述のように、切断端部における遅れ破壊の支配因子が塑性ひずみ量であることを見出し、塑性ひずみ量を評価する指標としてＥＢＳＰを用いて得られる結晶方位データから算出されるＫＡＭ値を用いる方法を考案するに至った。そして、種々の鋼板について、本発明に係る予測方法を用いて予測したき裂深さと、大気暴露試験によって実際に測定したき裂深さを比較することで、切断端部の平均ＫＡＭ値が無ひずみ部の平均ＫＡＭ値より［結晶方位データの測定間隔（単位：μｍ）×２］°以上大きいという条件を満たす測定領域では遅れ破壊が発生することを知見した。そして、この知見に基づき、上記条件を満たす測定領域の中で切断端面から最も離れた測定領域と切断端面の距離によってき裂深さを見積もることができることを見出したものである。

【0039】

なお、無ひずみ部の平均ＫＡＭ値との差異が結晶方位データの測定間隔に依存するのは、ＫＡＭ値の絶対値自体が結晶方位データの測定間隔に依存して変化するためである。本発明におけるＥＢＳＰ測定においては、ＫＡＭ値の絶対値は結晶方位データの測定間隔に比例することが知られている。そして、図２に示すように、上記測定間隔が０．１μｍのときには、無ひずみ部との平均ＫＡＭ値の差異が０．２°以上の測定領域のうち、切断端面から最遠の測定領域までの距離をき裂深さとして見積もることができることがわかった。そこで、上記のように、無ひずみ部の平均ＫＡＭ値との差異のしきい値を、［結晶方位データの測定間隔（単位：μｍ）×２］°と規定したものである。

【0040】

［第２実施形態］
本実施形態は、上記第１実施形態と、上記（２）切断端部結晶方位データ取得工程と（４）切断端部ＫＡＭ値算出工程が異なるものである。なお、上記（１）無ひずみ部結晶方位データ取得工程、（３）無ひずみ部ＫＡＭ値算出工程、および、（５）き裂深さ決定工程については、上記第１実施形態と共通であるので説明を省略する。

【0041】

（２）切断端部結晶方位データ取得工程
切断端部ＡにおけるＥＢＳＰによる測定領域Ａ１１としては、図４に示すように、切断端面１１からその図示しない対向端面方向の所定距離（例えば３００μｍ）までの範囲で、切断端面１１から５〜７５μｍの一定距離Ｌごとに、板厚ｔ×前記対向端面方向０．５〜２μｍ幅ｄの所定測定領域Ａ１１とするのがより好ましい（後記実施例における発明例２、４参照）。これにより、より短時間の測定で精度良くき裂深さを予測することができる。

【0042】

ここで、一定距離Ｌを５〜７５μｍとするのは、一定距離Ｌを小さくしすぎると、切断端部Ａにおける測定点が多くなりすぎて測定時間が過大となる一方、一定距離Ｌを大きくしすぎると、き裂深さの予測精度が劣化するためである。さらに好ましい一定距離Ｌは２０〜７０μｍであり、特に好ましい一定距離Ｌ５０μｍである。

【0043】

また、幅ｄを０．５〜２μｍとするのは、幅ｄを小さくしすぎると、き裂深さの予測精度が劣化する一方、幅ｄを大きくしすぎると、切断端部Ａにおける測定点が多くなりすぎて測定時間が過大となるためである。さらに好ましい幅ｄは０．７〜１．５μｍであり、特に好ましい幅ｄは１．０μｍである。

【0044】

結晶方位データの測定間隔Δｔは０．０２〜０．５μｍとするのが好ましい。これは、マルテンサイトやベイナイトのブロック間隔が１μｍ程度であることから、０．５μｍを超える測定間隔ではブロック内の方位差を評価することが難しく、一方、０．０２μｍ未満の測定間隔では測定に時間が掛かりすぎることから実用的な方法となり得ないからである。さらに好ましい測定間隔Δｔは０．０５〜０．２μｍであり、特に好ましい測定間隔Δｔは０．１μｍである。

【0045】

（４）切断端部ＫＡＭ値算出工程
上記切断端部Ａにおいて、切断端面１１からその図示しない対向端面方向に向かって一定距離Ｌごとに、板厚ｔ×対向端面方向幅ｄの所定測定領域Ａ１１で測定した結晶方位データより、切断端面１１から対向端面方向に向かって一定距離Ｌごとに所定測定領域Ａ１１における平均ＫＡＭ値Ｋ１を算出する。

【0046】

なお、所定測定領域Ａ１１における平均ＫＡＭ値Ｋ１を算出するにあたり、図４に示すように、所定測定領域Ａ１１を、板厚方向２０〜３００μｍ厚みｔ１の複数の区間Ａ２ｉ（ｉ＝１〜ｎ；ｎは分割数）に分割し、この複数の区間Ａ２ｉ（ｉ＝１〜ｎ）のそれぞれの区間内における各測定点でのＫＡＭ値を算術平均して前記それぞれの区間における平均ＫＡＭ値Ｋ１ｉ（ｉ＝１〜ｎ）を求め、これらそれぞれの区間Ａ２ｉ（ｉ＝１〜ｎ）における平均ＫＡＭ値Ｋ１ｉ（ｉ＝１〜ｎ）のうちで最大のものを当該所定測定領域Ａ１１における平均ＫＡＭ値Ｋ１とすることが、さらに好ましい。

【0047】

シャー切断等により切断端部に導入された塑性ひずみ量は、板厚方向で分布を持つが、板厚方向のどの位置で最大になるかは鋼板の材質や切断条件等により種々変化するため、それに応じて、遅れ破壊により切断端部に発生するき裂の板厚方向における発生位置も種々変化する。このため、上記のように、切断端面からの一定距離ごとに板厚方向で最大となる平均ＫＡＭ値を代表値とすることで、板厚断面内においてき裂が最も発生しやすい場所を２次元的に予測することが可能となり、き裂深さの予測精度がより向上することとなる。

【0048】

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もちろん可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。

【実施例】

【0049】

〔発明例〕
（使用鋼板）
本実施例では、下記表１に示す引張強度および鋼組織を有する２種類の鋼板を使用した。なお、これらの鋼板は、従来公知の方法で製造されたものであり、その板厚はともに１．０ｍｍである。

【0050】

（各相の面積率の測定方法）
下記表１に記載の各相の面積率は、以下のようにして測定した。すなわち、供試材となる各鋼板を鏡面研磨し、その表面を３％ナイタール液で腐食して金属組織を顕出させた後、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて板厚１／４部の概略４０μｍ×３０μｍの領域５視野について倍率２０００倍で観察し、黒く観察される領域のうち、内部に白く観察される炭化物を含むものをベイナイト、灰色にみえる領域をマルテンサイトとそれぞれ定義した。なお、ベイナイト、マルテンサイトの内部には炭化物が存在する場合があるが、炭化物はこれを含有する組織（マルテンサイトまたはベイナイト）の一部であるとみなして、マルテンサイト、ベイナイトの面積率を求めた。

【0051】

【表1】

【0052】

（切断端面を有する鋼板の作製）
上記板厚１．０ｍｍの平板状の鋼板に対し、シャー切断を施すことで、切断端面を有する鋼板を作製した。なお、切断端面が３０ｍｍ幅となるように、３０ｍｍＷ×５０ｍｍＬ×１．０ｍｍｔの大きさに切断した。

【0053】

（ＥＢＳＰ測定）
上記３０ｍｍＷ×５０ｍｍＬ×１．０ｍｍｔの鋼板の切断端面に直交する板厚断面を観察するため、放電加工によって１５ｍｍＷ×５０ｍｍＬ×１．０ｍｍｔとなるように切断し、その放電加工切断面に対して電解研磨を行い、測定間隔０．１μｍでＥＢＳＰ測定を行った。ＥＢＳＰ測定には「日本電子社製 電界放出型走査電子顕微鏡 ＪＳＭ−６５００Ｆ」を用いた。

【0054】

そして、無ひずみ部としては、切断端面からその対向端面方向に１５ｍｍ離れた位置で、板厚１／４の位置を中心とする４０μｍ×４０μｍの領域でＥＢＳＰ測定を行った。

【0055】

また、切断端部としては、発明例１、３では、板厚中央位置を中心とする板厚方向４０μｍ×切断端面からの距離０〜３００μｍの領域でＥＢＳＰ測定を行った。

【0056】

一方、同切断端部として、発明例２、４では、切断端面から３００μｍまでの範囲で、切断端面からの距離５０μｍごとに、板厚×１μｍ幅の領域をＥＢＳＰ測定した。

【0057】

（ＫＡＭ値の算出）
解析ソフトウェアとしては、「ＥＤＡＸ−ＴＳＬ社製 ＯＩＭ ６×６４」を用いて、各測定点におけるKAM値を算出した。なお、粒界等を含む方位角決定の信頼性が著しく低いＣＩ≦０．１のデータを除外して解析を行った。ここで、隣接する測定点間で５°を超える方位差があった場合は、その方位差は亜粒界やセル壁と考えてＫＡＭの計算から除外した。したがって、５°以下の方位差のみを結晶粒内の方位揺らぎと考えて解析を行った。

【0058】

無ひずみ部の平均ＫＡＭ値Ｋ０としては、上記４０μｍ×４０μｍの測定視野全体のＫＡＭ値を平均することで求めた。

【0059】

切断端部においては、発明例１、３では、切断端面から一定幅１μｍ×板厚方向４０μｍの測定領域ごとに各測定点におけるＫＡＭ値を算術平均することで、切断端面からの一定距離１μｍごとの平均ＫＡＭ値Ｋ１を求めた（上記第１実施形態に相当）。

【0060】

一方、実施例２、４では、一つの測定領域（板厚×１μｍ幅）を板厚方向４０μｍごとに分割し、この分割された複数区間のそれぞれの区間ごとに平均ＫＡＭ値を求め、これらの平均ＫＡＭ値のうち最大のものを、その一つの測定領域全体の平均ＫＡＭ値の代表値として算出し、切断端面から一定距離５０μｍごとの平均ＫＡＭ値Ｋ１を求めた（上記第２実施形態に相当）。

【0061】

（き裂深さの見積り）
そして、切断端部における一定距離ごとの平均ＫＡＭ値Ｋ１が、無ひずみ部における平均ＫＡＭ値Ｋ０より［測定間隔（単位：μｍ）×２］°以上大きいという条件を満たすもののうち、切断端面から最遠の測定領域までの距離をき裂深さとした。

【0062】

〔参考例〕
本発明の適用性を評価するための基準となる参考例として、上記発明例と同じ２種類の鋼板を用い、上記発明例と同じ方法および条件で作製した、切断端部を有する鋼板に対し、大気暴露試験を実施した。大気暴露試験は、ＪＩＳ Ｚ ２３８１に準拠した方法にて、大気中に４８ヶ月放置する条件で行った。大気暴露試験実施後は、放電加工によって上記発明例と同じ寸法に切断した切断面について、鏡面研磨を行い、光学顕微鏡を用いてき裂を観察し、そのき裂深さを測定した。

【0063】

〔比較例〕
また、比較例として、上記発明例と同じ２種類の鋼板を用い、上記発明例と同じ方法および条件で作製した、切断端部を有する鋼板に対し、塩酸浸漬試験を実施した。塩酸浸漬試験は、ｐＨを１．０、液温を２５℃に管理した塩酸に４８時間浸漬する条件で行った。塩酸浸漬試験実施後は、上記参考例と同じく、放電加工によって上記発明例と同じ寸法に切断した切断面について、鏡面研磨を行い、光学顕微鏡を用いてき裂を観察し、そのき裂深さを測定した。

【0064】

〔測定結果〕
測定結果を下記表２に示す。なお、同表において、「大気暴露試験でのき裂深さとの差異」とは、同一鋼種について、大気暴露試験で測定されたき裂深さＬｃ_０と、各試験で予測ないし測定されたき裂深さＬｃとの差の絶対値｜Ｌｃ_０−Ｌｃ｜を意味する。また、｜Ｌｃ０−Ｌｃ｜が５０μｍ未満の場合には、き裂深さの予測精度が特に優れた評価法であるとして◎、｜Ｌｃ_０−Ｌｃ｜が５０μｍ以上１００μｍ未満の場合には、き裂深さの予測精度が優れた評価方法であるとして○、｜Ｌｃ_０−Ｌｃ｜が１００μｍ以上の場合には、き裂深さの予測精度が劣る評価方法であるとして×でそれぞれ表示し、◎および○を合格とした。

【0065】

同表から明らかなように、従来からの促進試験の一つである塩酸浸漬試験で測定されたき裂深さは、大気暴露試験で測定されたき裂深さと大きくかい離しており、き裂深さの予測精度が劣るのに対し、本発明に係る予測方法を用いることで、き裂深さの予測精度が大幅に向上することが確認された。

【0066】

【表2】

【符号の説明】

【0067】

１…鋼板（試験片）
１１…切断端面
Ａ…切断端部
Ａ１…測定領域
Ａ１１…所定測定領域
Ｂ…無ひずみ部
Ｂ１…測定領域
ｄ…幅
Ｌ…一定距離
ｔ…板厚

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】