特許 6394835 低温用ニッケル含有鋼板およびそれを用いた低温用タンク

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6394835

(24)【登録日】2018年9月7日

(45)【発行日】2018年9月26日

(54)【発明の名称】低温用ニッケル含有鋼板およびそれを用いた低温用タンク

(51)【国際特許分類】

   C22C 38/00 20060101AFI20180913BHJP

   C22C 38/60 20060101ALI20180913BHJP

   C21D 8/02 20060101ALN20180913BHJP

   C21D 9/46 20060101ALN20180913BHJP

【ＦＩ】

   C22C38/00 302B

   C22C38/60

   !C21D8/02 D

   !C21D9/46 Z

【請求項の数】4

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2018-509943(P2018-509943)

(86)(22)【出願日】2017年10月31日

(86)【国際出願番号】JP2017039451

【審査請求日】2018年2月21日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】新日鐵住金株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】特許業務法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】加賀谷 崇之

(72)【発明者】

【氏名】鹿島 和幸

【審査官】 川口 由紀子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１７−１１５２３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０３４７０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２１４０９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２１４０９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０８９８０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−３３７０２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２４１４１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／００５３３０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１３／０４６３５７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２２Ｃ ３８／００−３８／６０

Ｃ２１Ｄ ８／０２

Ｃ２１Ｄ ９／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

質量％で、
Ｃ ：０．０１０〜０．１５０％、
Ｓｉ：０．０１〜０．６０％、
Ｍｎ：０．２０〜２．００％、
Ｐ ：０．０１０％以下、
Ｓ ：０．０１０％以下、
Ｎｉ：５．００〜９．５０％、
Ａｌ：０．００５〜０．１００％、
Ｎ ：０．００１０〜０．０１００％、
Ｃｕ：０〜１．００％、
Ｓｎ：０〜０．８０％、
Ｓｂ：０〜０．８０％、
Ｃｒ：０〜２．００％、
Ｍｏ：０〜１．００％、
Ｗ ：０〜１．００％、
Ｖ ：０〜１．００％、
Ｎｂ：０〜０．１００％、
Ｔｉ：０〜０．１００％、
Ｃａ：０〜０．０２００％
Ｂ ：０〜０．０５００％
Ｍｇ：０〜０．０１００％、
ＲＥＭ：０〜０．０２００％、並びに
残部：Ｆｅおよび不純物であり、
表面から厚さ方向に１．５ｍｍ位置の残留オーステナイトの体積分率が３．０〜２０．０体積％であり、
表面から厚さ方向に１．５ｍｍ位置の旧オーステナイト粒界上における隣り合う残留オーステナイト間の最大距離が１２．５μｍ以下であり、
表面から厚さ方向に厚さの１／４の位置における残留オーステナイトの円相当径が２．５μｍ以下であり、
降伏強度が５９０〜８００ＭＰａ、引張強度が６９０〜８３０ＭＰａ、−１９６℃でのシャルピー衝撃吸収エネルギーが１５０Ｊ以上である低温用ニッケル含有鋼板。

【請求項2】

質量％で、
Ｎｉの含有量が、質量％で、８．００〜９．５０％である請求項１に記載の低温用ニッケル含有鋼板。

【請求項3】

板厚が６〜５０ｍｍである請求項１又は２に記載の低温用ニッケル含有鋼板。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか１項に記載の低温用ニッケル含有鋼板を用いて製作された低温用タンク。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、低温用ニッケル含有鋼板とそれを用いた低温用タンクに関する。

【背景技術】

【0002】

本開示は、液化天然ガス（沸点：−１６４℃、以下、ＬＮＧと称する）を貯槽するための貯槽タンクを主な用途とする。貯槽タンクに用いられる低温用ニッケル含有鋼板（以下、低温用Ｎｉ鋼板という。）には、優れた低温靭性が求められる。このような鋼板として、たとえば、５．００〜９．５０％の範囲のＮｉを含有する鋼(以下、５〜９％Ｎｉ鋼とよぶ)がある。

【0003】

貯槽タンクに用いられる低温用ニッケル含有鋼板の従来技術としては、特許文献１，２に板厚４０ｍｍ以上のＮｉ含有量が９％クラスの鋼が開示されている。特許文献１ではＳｉの低減と同時にＭｏを適量添加することでＨＡＺ特性を改善しており、特許文献２では、Ｓｉ含有量の低減、適正な累積圧下率制御により安定な残留オーステナイトの析出を得、低温靱性の向上を図るものである。

【0004】

特許文献３にはＮｉを多く含有し、高い強度と靭性、さらに海水などに対する耐応力腐食割れ性とが要求される鋼板については１１．０超〜１３．０％のＮｉを含有する鋼板が提案されている。

【0005】

これまでに、陸上ＬＮＧタンク用途には５〜９％Ｎｉ鋼が幅広く使用されてきているが、船舶用としての使用実績はほとんどないのが現状である。

【0006】

特許文献１：日本国特開平０４−３７１５２０号公報
特許文献２：日本国特開平０６−１８４６３０号公報
特許文献３：日本国特開平０９−１３７２５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

船舶用としての５〜９％Ｎｉ鋼の使用実績がほとんどない原因の一つとして、塩化物環境における応力腐食割れの懸念が挙げられる。船舶用タンク（例えば、船舶用ＬＮＧタンク）においては、就航からおよそ２５年経過した船舶において５〜９％Ｎｉ鋼製タンクに割れが発生した事例が過去にある。現状はアルミ合金やステンレス鋼が主として使用されている。今後、低温用のＮｉ鋼を船舶用に用いるためには応力腐食割れ対策が重要な課題となっている。過去に５〜９％Ｎｉ鋼製のタンクに応力腐食割れが発生した事例については、既に調査レポートが公表されている。具体的には、タンクにおける応力腐食割れの発生原因としては、（１）設備トラブルによりタンク内が結露した、（２）割れが発生した溶接熱影響部（ＨＡＺ）では硬度が４２０Ｈｖ程度と高かった、との記載があり、水素による割れであるとの見解が述べられている。
しかしながら、腐食生成物にＳ（硫黄）分の痕跡がみとめられないことから、硫化水素の影響とする根拠もないとの記載もある。このように、実際に発生した応力腐食割れの原因については不明な点が多い。
本開示では、母材強度および母材靭性を損なうことなく、耐応力腐食割れ特性に優れた低温用ニッケル含有鋼板およびそれを用いた低温用タンクを提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するための手段には、以下の態様が含まれる。

【0009】

＜１＞
質量％で、
Ｃ ：０．０１０〜０．１５０％、
Ｓｉ：０．０１〜０．６０％、
Ｍｎ：０．２０〜２．００％、
Ｐ ：０．０１０％以下、
Ｓ ：０．０１０％以下、
Ｎｉ：５．００〜９．５０％、
Ａｌ：０．００５〜０．１００％、
Ｎ ：０．００１０〜０．０１００％、
Ｃｕ：０〜１．００％、
Ｓｎ：０〜０．８０％、
Ｓｂ：０〜０．８０％、
Ｃｒ：０〜２．００％、
Ｍｏ：０〜１．００％、
Ｗ ：０〜１．００％、
Ｖ ：０〜１．００％、
Ｎｂ：０〜０．１００％、
Ｔｉ：０〜０．１００％、
Ｃａ：０〜０．０２００％
Ｂ ：０〜０．０５００％
Ｍｇ：０〜０．０１００％、
ＲＥＭ：０〜０．０２００％、並びに
残部：Ｆｅおよび不純物であり、
表面から厚さ方向に１．５ｍｍ位置の残留オーステナイトの体積分率が３．０〜２０．０体積％であり、
表面から厚さ方向に１．５ｍｍ位置の旧オーステナイト粒界上における隣り合う残留オーステナイト間の最大距離が１２．５μｍ以下であり、
表面から厚さ方向に厚さの１／４の位置における残留オーステナイトの円相当径が２．５μｍ以下であり、
降伏強度が５９０〜８００ＭＰａ、引張強度が６９０〜８３０ＭＰａ、−１９６℃でのシャルピー衝撃吸収エネルギーが１５０Ｊ以上である低温用ニッケル含有鋼板。
＜２＞
質量％で、
Ｎｉの含有量が、質量％で、８．００〜９．５０％である＜１＞に記載の低温用ニッケル含有鋼板。
＜３＞
板厚が６ｍｍ以上５０ｍｍ以下である＜１＞又は＜２＞に記載の低温用ニッケル含有鋼板。
＜４＞
＜１＞〜＜３＞のいずれか１項に記載の低温用ニッケル含有鋼板を用いて製作された低温用タンク。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、母材強度および母材靭性を損なうことなく、耐応力腐食割れ特性に優れた低温用ニッケル含有鋼板およびそれを用いた低温用タンクおよびそれを用いた低温用タンクを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】表面から厚さ方向に１．５ｍｍ位置の旧オーステナイト粒界上における隣り合う残留オーステナイト間の最大距離と応力腐食割れ（図中「ＳＣＣ」と表記）発生の有無との関係を示すグラフである。

【図2】表面から厚さ方向に厚さの１／４の位置における残留オーステナイトの円相当径と−１９６℃でのシャルピー衝撃吸収エネルギー（図中「ｖＥ_−１９６」と表記）との関係を示すグラフである。

【図3】最終面圧Ｓと表面から厚さ方向に１．５ｍｍ位置の旧オーステナイト粒界上における隣り合う残留オーステナイト間の最大距離との関係を示すグラフである。

【図4】焼戻時の昇温速度と表面から厚さ方向に厚さの１／４の位置における残留オーステナイトの円相当径との関係を示すグラフである。

【図5】塩化物応力腐食割れ試験方法を説明する図である。

【図6】表面から厚さ方向に１．５ｍｍ位置の旧オーステナイト粒界上における隣り合う残留オーステナイト間の最大距離の例示を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に、本開示の一例である低温用ニッケル含有鋼板（以下、「低温用Ｎｉ鋼板」とも称する）について説明する。
なお、本開示において、化学組成の各元素の含有量の「％」表示は、「質量％」を意味する。
また、各元素の含有量の％は、特に説明がない場合、質量％を意味する。
また、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
また、「鋼板の厚さ方向」を「板厚方向」とも称する。

【0013】

本開示の低温用Ｎｉ鋼板は、後述する所定の化学組成を有し、表面から厚さ方向に１．５ｍｍ位置の残留オーステナイトの体積分率が３．０〜２０．０体積％であり、表面から厚さ方向に１．５ｍｍ位置の旧オーステナイト粒界上における隣り合う残留オーステナイト間の最大距離が１２．５μｍ以下であり、表面から厚さ方向に厚さの１／４の位置における残留オーステナイトの円相当径が２．５μｍ以下である。

【0014】

ここで、低温用Ｎｉ鋼板は、厚鋼板、又は薄鋼板であってもよく、板形状などの鍛造品であってもよい。低温用Ｎｉ鋼板の板厚は、主に６〜８０ｍｍとするが、６ｍｍ未満（例えば、板厚４．５ｍｍ又は３ｍｍ）でも、８０ｍｍ超（例えば１００ｍｍ）であってもよい。

【0015】

本開示の低温用Ｎｉ鋼板は、上記構成により、母材強度および母材靭性を損なうことなく、耐応力腐食割れ特性に優れた鋼板となる。本開示の低温用Ｎｉ鋼板は、次の知見により見出された。

【0016】

まず、本発明者らは、低温用Ｎｉ鋼板の母材強度および母材靭性を確保しつつ、耐応力腐食割れ性を確保させるために検討を行った。

【0017】

具体的には、本発明者らは、船舶用タンク（例えば、舶舶用ＬＮＧタンク）などに使用できる低温用Ｎｉ鋼板について検討した。

【0018】

まず、船舶用タンクの建造から運用までの工程を考慮し、腐食環境と作用する応力について整理し、応力腐食割れ発生の原因について検討した。その結果、本発明者らは次の知見を得た。実際に応力腐食割れが発生した事例については建造後約２５年という長期間経過してから発生したものである。また、船舶用タンクにおいては定期的（およそ５年に１回）な開放点検が実施される。一方で、開放点検の無い陸上用のタンク（例えばＬＮＧタンク）においてはこのような応力腐食割れの問題が無い。これらのことから、応力腐食割れ発生は、開放点検時に海から飛来する塩分（つまり、塩化物）の付着とタンク内の結露が原因であると考えることができる。
そこで、本発明者らは、溶接部の残留応力を模擬し応力を付加した試験により、塩化物による応力腐食割れ（以下「塩化物応力割れ」とも称する）を再現可能な試験方法を確立し、材料面での対策について検討した。その結果、本発明者らは、以下の（ａ）〜（ｃ）に示す知見を得た。
（ａ）表面から厚さ方向に１．５ｍｍ位置の残留オーステナイトの体積分率を３．０〜２０．０体積％とした場合、上記機械的強度を確保しつつ、塩化物応力腐食割れの発生が著しく抑制される。
（ｂ）表面から厚さ方向に１．５ｍｍ位置の旧オーステナイト粒界上における隣り合う残留オーステナイト間の最大距離を１２．５μｍ以下とした場合、上記機械的強度を確保しつつ、塩化物応力腐食割れの発生が著しく抑制される。
（ｃ）表面から厚さ方向に厚さの１／４の位置における残留オーステナイトの円相当径を２．５μｍ以下とした場合、上記機械的強度を確保しつつ、塩化物応力腐食割れの発生が著しく抑制される。

【0019】

以上の知見により、本開示の低温用Ｎｉ鋼板は、母材強度および母材靭性を損なうことなく、耐応力腐食割れ特性（つまり、耐塩化物応力腐食割れ特性）に優れた鋼板となることが見出された。
そして、本開示の低温用Ｎｉ鋼板を用いて製作された低温用タンクは、低温用タンクの開放点検時に飛来塩化物の管理ができなかった場合でも、また、タンク内の湿度管理に不備がありタンク内が結露した場合でも、塩化物応力腐食割れを防止することができる。そのため、特に、低温用タンクは、船舶用タンク（例えば、船舶用ＬＮＧタンク）に適している。よって、本開示の低温用Ｎｉ鋼板は、産業上の貢献が極めて顕著である。
なお、低温用タンクは、少なくとも本開示の低温用Ｎｉ鋼板を含む複数の鋼板を溶接して作成される。低温用タンクには、円筒タンク、球状タンク等、種々のタンクが例示できる。

【0020】

以下、本開示の低温用Ｎｉ鋼板について詳細に説明する。

【0021】

（Ａ）化学組成
以下、本開示の低温用Ｎｉ鋼板の化学組成（以下「本開示の化学組成」とも称する）の限定理由について述べる。

【0022】

Ｃ：０．０１０〜０．１５０%
Ｃは、強度確保のために必要な元素であり、残留オーステナイトを安定化させる元素でもある。また、Ｃ量が０．０１０％未満であると、強度が低下し、残留オーステナイトの量が低下し耐塩化物応力腐食割れ特性が低下することがある。よって、Ｃ量を０．０１０％以上とする。好ましくはＣ量を０．０３０％以上、０．０４０％以上又は０．０５０％以上とする。一方、Ｃ量が０．１５０％を超えると、引張強度が過大となり母材靭性低下が著しくなる。また表層硬度が上昇しやすくなり、耐塩化物応力腐食割れ特性が低下する。よって、Ｃ量を０．１５０％以下とする。好ましくはＣ量を０．１２０％以下、０．１００％以下又は０．０８０％以下とする。

【0023】

Ｓｉ：０．０１〜０．６０％
Ｓｉは、脱酸剤かつ強度確保のための元素である。また、Ｓｉは、焼戻工程で、過飽和に固溶しているマルテンサイト中からのセメンタイトへの分解析出反応を抑制する元素である。セメンタイトが抑制されることで、残留オーステナイト中の炭素濃度が上昇し残留オーステナイトが安定化する。その結果、残留オーステナイト量が増加することで耐塩化物応力腐食割れ特性が向上する。よって、Ｓｉ量を０．０１％以上とする。好ましくはＳｉ量を０．０２％以上、より好ましくは０．０３％以上とする。一方、Ｓｉ量が０．６０％を超えると、引張強度が過大となり母材靭性が低下する。よって、Ｓｉ量を０．６０％以下とする。好ましくはＳｉ量を０．５０％以下とする。靱性向上のため、Ｓｉ量の上限を０．３５％、０．２５％、０．２０％又は０．１５％としてもよい。

【0024】

Ｍｎ：０．２０〜２．００％
Ｍｎは、脱酸剤であり、また、焼入れ性を向上させ強度を確保するために必要な元素である。よって、母材の降伏、引張強度を確保するために、Ｍｎ量を０．２０％以上とする。好ましくはＭｎ量を０．３０％以上、より好ましくは０．５０％以上又は０．６０％以上とする。一方、Ｍｎ量が２．００％を超えると、中心偏析に起因して板厚方向での母材特性が不均一になり、母材靭性が低下する。それに加えて、鋼板中の腐食の起点となるＭｎＳを形成し、耐食性を低下させ、耐塩化物応力腐食割れ特性が低下する。よって、Ｍｎ量を２．００％以下とする。好ましくはＭｎ量を１．５０％以下、１．２０％以下、１．００％以下又は０．９０％以下とする。

【0025】

Ｐ：０．０１０％以下
Ｐは不純物であり、粒界に偏析して母材靭性を低下させる。よって、Ｐ量を０．０１０％以下に制限する。好ましくはＰ量を０．００８％以下又は０．００５％以下とする。Ｐ量は少ないほど好ましい。Ｐ量の下限は０％である。しかし、製造コストの観点から、Ｐを０．０００５％以上又は０．００１％以上含有することを許容してもよい。

【0026】

Ｓ：０．０１０％以下
Ｓは不純物であり、鋼板中の腐食の起点となるＭｎＳを形成し、耐食性を低下させ、耐塩化物応力腐食割れ特性が低下する。また中心偏析を助長したり、脆性破壊の起点となる延伸形状のＭｎＳが生成し、母材靭性が低下する原因となることがある。よって、Ｓ量を０．０１０％以下に制限する。好ましくはＳ量を０．００５％以下又は０．００４％以下とする。Ｓ量は少ないほど好ましい。Ｓ量の下限は０％である。しかし、製造コストの観点から、Ｓを０．０００５％以上又は０．０００１％以上含有することを許容してもよい。

【0027】

Ｎｉ：５．００〜９．５０（好ましくは８．００〜９．５０％）％以下
Ｎｉは、重要な元素である。Ｎｉ量が多いほど低温における靭性は向上する。よって、必要な靭性を確保するために、Ｎｉ量を５．００％以とする。好ましくはＮｉ量を５．５０％以上、より好ましくは６．００％以上とする。特に、低温用Ｎｉ鋼板として安定的に母材靭性を確保するためは、好ましくはＮｉ量を８．００％以上、より好ましくは８．２０％以上、さらに好ましくは８．５０％以上とする。Ｎｉ量が多いほど高い低温靭性が得られるが、コストが高くなるだけでなく塩化物環境下における耐食性が著しく高くなる。一方で、耐食性が高いために局所的な腐食痕（局所ピット）を形成しやすく、局所ピット部での応力集中により塩化物応力腐食割れが発生しやすくなる。よって、Ｎｉ量を９．５０％以下とする。好ましくはＮｉ量を９．４０％以下とする。

【0028】

Ａｌ：０．００５〜０．１００％
Ａｌは脱酸剤であり、脱酸不足によるアルミナ等の介在物増加、母材靭性低下を防ぐ元素である。また、Ａｌは、セメンタイトの生成を抑制する元素でもある。セメンタイトが抑制されることで、残留オーステナイト中の炭素濃度が上昇し残留オーステナイトが安定化する。その結果、残留オーステナイト量が増加することで耐塩化物応力腐食割れ特性が向上する。よって、Ａｌ量を０．００５％以上とする。好ましくはＡｌ量を０．０１０％以上、０．０１５％以上又は０．０２０％以上とする。一方、Ａｌ量が０．１００％を超えると、介在物に起因して母材靱性が低下する。よって、Ａｌ量を０．１００％以下とする。好ましくはＡｌ量を０．０７０％以下、０．０６０％以下又は０．０５０％以下とする。

【0029】

Ｎ：０．００１０〜０．０１００％
ＮはＡｌと結合し、ＡｌＮを形成することにより結晶粒を微細化させ、母材靭性を向上させる元素がある。よって、Ｎ量を０．００１０％以上とする。好ましくはＮ量を０．００１５％％以上とする。しかし、Ｎ量が０．０１００％を超えると却って母材靭性が低下する原因となる。よって、Ｎ量を０．０１００％以下とする。好ましくはＮ量を０．００８０％以下、０．００６０％以下又は０．００５０％以下とする。

【0030】

本開示の低温用Ｎｉ鋼板は、上記の成分のほか、残部がＦｅと不純物からなるものである。ここで、不純物とは、低温用Ｎｉ鋼板を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップ等のような原料を始めとして、製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本開示に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。

【0031】

さらに、本開示の低温用Ｎｉ鋼板は、必要に応じて、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｂ、ＭｇおよびＲＥＭの１種又は２種以上を含有してもよい。つまり、これら元素は、本開示の低温用Ｎｉ鋼板に含有しなくてもよく、これらの元素の含有量の下限は０％である。

【0032】

Ｃｕ：０〜１．００％
Ｃｕは、塩化物環境において生成した腐食生成物の保護性を高め、割れが発生した場合、割れの先端における溶解を抑制し、割れの進展を抑制する効果を有する。Ｃｕの効果を安定的に得るには、Ｃｕ量は０．０１％以上が好ましい。より好ましくはＣｕ量を０．０３％以上、さらに好ましくは０．０５％以上とする。一方、Ｃｕ量が１．００％を超えると効果が飽和し、母材靭性が低下することがある。よって、Ｃｕ量を１．００％以下とする。より好ましくはＣｕ含有量を０．８０％以下、さらに好ましくは０．６０％以下又は０．３０％以下とする。

【0033】

Ｓｎ：０〜０．８０％
Ｓｎは、腐食環境において割れが発生した場合、割れの先端においてイオンとして溶出し、インヒビター作用により、溶解反応を抑制することで、割れの進展を著しく抑制する効果を有する元素である。Ｓｎを０％超で含有させることによって効果が得られるため、Ｓｎ量を０％超としてもよい。一方、Ｓｎを０．８０％超えで含有させると、母材靭性が著しく低下することがある。よって、Ｓｎ量を０．８０％以下とする。好ましくはＳｎ量を０．４０％以下、より好ましくは０．３０％以下、０．１０％以下、０．０３％以下又は０．００３％以下とする。

【0034】

Ｓｂ：０〜０．８０％
Ｓｂは、Ｓｎと同様に、腐食環境において割れが発生した場合、割れの先端においてイオンとして溶出し、インヒビター作用により、溶解反応を抑制することで、割れの進展を著しく抑制する効果を有する元素である。Ｓｂを０％超で含有させることによって効果が得られるため、Ｓｂ量を０％超としてもよい。一方、Ｓｂを０．８０％超えで含有させると、母材靭性が著しく低下することがある。よって、Ｓｂ量を０．８０％以下とする。好ましくはＳｂ量を０．４０％以下、より好ましくは０．３０％以下、０．１０％以下、０．０３％以下又は０．００３％以下とする。

【0035】

Ｃｒ：０〜２.００%
Ｃｒは、強度を高める作用がある元素である。また、Ｃｒは、塩化物が存在する薄膜水環境において鋼板の耐食性を低下させて局所ピットの形成を抑制し、塩化物応力腐食割れの発生を抑制する作用を有する元素でもある。Ｃｒの効果を安定的に得るためには、Ｃｒ量を０．０１%以上にすることが好ましい。Ｃｒ量が２．００%を超えると効果が飽和するだけでなく母材靭性が低下することがある。よって、Ｃｒ量を２．００％以下とする。好ましくはＣｒ量を１．２０％以下、０．５０％以下、０．２５％以下又は０．１０％以下とする。

【0036】

Ｍｏ：０〜１.００％
Ｍｏは、強度を高める作用がある元素である。また、Ｍｏは、腐食環境において溶出したＭｏがモリブデン酸イオンを形成する。低温用Ｎｉ鋼板の塩化物応力腐食割れは割れ先端での鋼板の溶解により割れが進展する。しかし、モリブデン酸イオンがあることによりそのインヒビター作用により割れ先端での溶解が抑制され、割れ抵抗性が大幅に高くなる。Ｍｏの効果を安定的に得るためには、Ｍｏ量を０．０１％以上としてもよい。Ｍｏ量を０．２０％以上としてもよい。Ｍｏ量が１．００％を超えると溶解抑制の効果が飽和するだけでなく母材靭性が著しく低下することがある。よって、Ｍｏ量を１．００％以下とする。好ましくはＭｏ量を０．５０％以下、０．１５％以下又は０．０８％以下とする。

【0037】

Ｗ：０〜１.００％
ＷもＭｏと同様の作用を有する元素である。また、腐食環境において腐食環境において溶出したＷがタングステン酸イオンを形成することにより割れ先端での溶解を抑制し、耐塩化物応力腐食割れ特性を向上させる。Ｗの効果を安定的に得るためには、Ｗ量を０．０１％以上としてもよい。Ｗ量が１．００％を超えると効果が飽和するだけでなく母材靭性が低下することがある。よって、Ｗ量を１．００％以下とする。好ましくはＷ量を０．５０％以下、０．１０％以下、又は０．０２％以下とする。

【0038】

Ｖ：０〜１.００％
ＶもＭｏと同様の作用を有する。腐食環境において腐食環境において溶出したＶがバナジン酸イオンを形成することにより割れ先端での溶解を抑制し、耐塩化物応力腐食割れ特性を向上させる。Ｖの効果を安定的に得るためには、Ｖ量を０．０１%以上としてもよい。Ｖ量が１．００%を超えると効果が飽和するだけでなく母材靭性が低下することがある。よって、Ｖ量を１．００％以下とする。好ましくはＶ量を０．５０％以下、０．１０％以下又は０．０２％以下とする。

【0039】

Ｎｂ：０〜０．１００％
Ｎｂは、組織を微細化して強度や母材靭性を向上させることに加えて、大気中で形成される酸化被膜を強化することにより、塩化物応力腐食割れの発生を抑制する効果を有する元素である。Ｎｂの効果を安定的に得るためには、Ｎｂ量を０．００１％以上としてもよい。一方、Ｎｂを過剰に添加すると粗大な炭化物又は窒化物を形成し、母材靭性を低下させることがある。よって、Ｎｂ量を０．１００％以下とする。好ましくはＮｂ量を０．０８０％以下、０．０２０％以下又は０．００５％以下とする。

【0040】

Ｔｉ：０〜０．１００％
Ｔｉは、脱酸に利用すると、Ａｌ、ＴｉおよびＭｎからなる酸化物相を形成し、組織を微細化して、母材強度および母材靭性を向上させる効果を有する元素である。それに加えて、鋼板中のＳと結合し硫化物を形成することにより腐食の起点となるＭｎＳを著しく減少させ、塩化物応力腐食割れの発生を抑制する効果を有する元素である。よって、Ｔｉの効果を安定的に得るためには、Ｔｉ量を０．００１％以上としてもよい。
一方、Ｔｉ量が０．１００％を超えると、Ｔｉ酸化物又はＴｉ−Ａｌ酸化物が形成されて母材靭性が低下することがある。よって、Ｔｉ量を０．１００％以下とする。好ましくはＴｉ量を０．０８０％以下、０．０２０％以下又は０．０１０％以下とする。

【0041】

Ｃａ：０〜０．０２００％
Ｃａは、鋼中のＳと反応して溶鋼中で酸硫化物（オキシサルファイド）を形成する。この酸硫化物は、ＭｎＳなどと異なって圧延加工によって圧延方向に伸びることがないので、圧延後も球状である。この球状の酸硫化物は、割れが発生した場合、割れの先端での溶解を抑制し、耐塩化物応力腐食割れ性を向上させる。よって、Ｃａの効果を安定的に得るためには、Ｃａ量を０．０００３％以上としてもよい。より好ましくはＣａ量を０．０００５％以上、さらに好ましくは０．００１０％以上とする。
一方、Ｃａの含有量が０．０２００％を超えると、靭性の劣化を招くことがある。よって、Ｃａ量は０．０２００％以下とする。より好ましくはＣａ量を０．００４０％以下、さらに好ましくは０．００３０％以下又は０．００２０％以下とする。

【0042】

Ｂ ：０〜０．０５００％
Ｂは、母材の強度を向上させる効果を有する元素である。よって、Ｂの効果を安定的に得るためには、Ｂ量を０．０００３％としてもよい。一方、Ｂ量が０．０５００％を超えると、粗大な硼素化合物の析出を招いて母材靭性を劣化させることがある。よって、Ｂ量は０．０５００％以下とする。好ましくはＢ量を０．０４００％以下、より好ましくは０．０３００％以下又は０．００２０％以下とする。

【0043】

Ｍｇ：０〜０．０１００％
Ｍｇは、微細なＭｇ含有酸化物を生成し、残留オーステナイトの粒径（円相当径）を微細化する効果を有する元素である。よって、Ｍｇの効果を安定的に得るためには、Ｍｇ量を０．０００２％以上としてもよい。一方、Ｍｇ量が０．０１００％を超えると、酸化物が多くなりすぎて母材靭性が低下することがある。よって、Ｍｇ量を０．０１００％以下とする。より好ましくは０．００５０％以下又は０．００１０％以下とする。

【0044】

ＲＥＭ：０〜０．０２００％
ＲＥＭは、アルミナ、硫化マンガンなどの介在物の形態を制御することで、靱性の向上に有効な元素である。よって、ＲＥＭの効果を安定的に得るためには、ＲＥＭ量を０．０００２％としてもよい。
一方、ＲＥＭを過剰に含有させると、介在物が形成されて清浄度が低下することがある。よって、ＲＥＭ量を０．０２００％以下とする。好ましくはＲＥＭ量を０．００２０％とし、より好ましくは０．００１０％とする。
なお、ＲＥＭとは、ランタノイドの１５元素にＹおよびＳｃを合わせた１７元素の総称である。そして、ＲＥＭ量は、これらの元素の合計含有量を意味する。

【0045】

（Ｂ）金属組織
Ｂ−１．表面から厚さ方向に１．５ｍｍ位置の残留オーステナイトの体積分率（以下「残留オーステナイト量」とも称する）が３．０〜２０．０体積％
鋼板中の残留オーステナイトは割れの進展を抑制し、耐塩化物応力腐食割れを著しく向上させる。残留オーステナイトはＮｉを多く含有するため、塩化物薄膜水環境における溶解が大幅に抑制される。塩化物応力腐食割れは鋼板表面で起こる現象であるため、鋼板表層の残留オーステナイト量が重要である。
一方、残留オーステナイト量が多いほど耐塩化物応力腐食割れ特性が向上するが、多すぎると強度が低下するため必要な強度が確保できない。
そのため、表面から厚さ方向に１．５ｍｍ位置の残留オーステナイトの体積分率を３．０〜２０．０体積％とする。
残量オーステナイト量は、耐耐塩化物応力腐食割れを向上する観点から、好ましくは４．０体積％以上とし、より好ましくは５．０体積％以上とすることがよい。一方、残留オーステナイト量は、強度の低下抑制の観点から、２０．０体積％以下とする。好ましくは１５体積％以下とし、より好ましくは１２．０体積％以下、１０．０体積％以下又は８．０体積％以下としてもよい。

【0046】

残留オーステナイト量（体積分率）は、次の方法により測定する。
鋼板の表面から板厚方向に１．５ｍｍの位置を観察面とする試験片(板厚方向１．５ｍｍ×幅方向２５ｍｍ×長手圧延方向２５ｍｍとし、観察面は２５ｍｍ角の面とする)を採取する。試験片について、Ｘ線回折測定にてＢＣＣ構造α相の（１１０）（２００）（２１１）面とＦＣＣ構造γ相の（１１１）（２００）（２２０）面の積分強度から残留オーステナイト相の体積分率を定量して求める。

【0047】

Ｂ−２．表面から厚さ方向に１．５ｍｍ位置の旧オーステナイト粒界上における隣り合う残留オーステナイト間の最大距離が１２．５μｍ以下
塩化物応力腐食割れのき裂は、旧オーステナイト粒界を優先的に進行する。残留オーステナイトはき裂進展の抵抗となるため、旧オーステナイト粒界に密に存在する、すなわち隣接する残留オーステナイト間の距離を縮めることにより耐塩化物応力腐食割れ特性を高めることができる。
具体的には、旧オーステナイト粒界に隣接する残留オーステナイト間の最大距離を１２．５μｍ以下とした場合、塩化物応力腐食割れが抑制される。そして、塩化物応力腐食割れは鋼板表面で起こる現象であるため、鋼板表層の残留オーステナイト間の最大距離が重要となる。
結晶粒が細かくなり粒界が増加すれば、進展経路が増加し、き裂進展が容易になることから、平均旧オーステナイト粒径（ＥＢＳＤ（電子線後方散乱回折法）測定で観察した旧オーステナイト粒の円相当径の平均値）を８μｍ超、９μｍ以上、又は１０μｍ以上としてもよい。一方、低温靱性の向上のためことから、平均旧オーステナイト粒径を５０ｍ以下、４０μｍ以下、又は３０μｍ以下としてもよい。
同様な理由で、有効結晶粒径（ＥＢＳＤ（電子線後方散乱回折法）測定において、方位差１５°以上の大角粒界で囲まれる組織単位の円相当径の平均値）を５．５μｍ超、６．０μｍ以上、又は７．０μｍ以上としてもよい。一方、低温靱性の向上のため、有効結晶粒径を４０μｍ以下、３０ｍ以下、又は２０μｍ以下としてもよい。

【0048】

ここで、図１に、表面から厚さ方向に１．５ｍｍ位置の旧オーステナイト粒界上における隣り合う残留オーステナイト間の最大距離と応力腐食割れ（図中、「ＳＣＣ」と表記）発生の有無との関係を示す。図１に示すように、隣り合う残留オーステナイト間の最大距離が１２．５μｍ以下であると応力腐食割れの発生が無くなる。

【0049】

そのため、表面から厚さ方向に１．５ｍｍ位置の旧オーステナイト粒界上における隣り合う残留オーステナイト間の最大距離を１２．５μｍ以下とする。
耐応力腐食割れを向上する観点から、残留オーステナイト間の最大距離は、好ましくは１０．０μｍ以下とし、より好ましくは９．０μｍ以下、８．０μｍ以下又は７．０μｍ以下とする。
ただし、残留オーステナイト同士が連結し粗大化し、母材靭性の低下を抑制する観点から、残留オーステナイト間の最大距離の下限は０μｍであるが、０μｍとなる場合は少ない。必要に応じて、その下限を１．０μｍ、２．０μｍ、３．０μｍ又は４．０μｍとしてもよい。

【0050】

残留オーステナイト間の最大距離は、次の方法により測定する。
表面から板厚方向に１．５ｍｍ位置の鋼板における「圧延方向及び厚さ方向に垂直な断面」に対し、ＥＢＳＤ（電子線後方散乱回折法）測定により、旧オーステナイト粒界における残留γを観察した。旧オーステナイトの方位とフェライト相の方位間にはＫｕｒｄｊｕｍｏｖ−Ｓａｃｈｓの関係が成立しており、フェライト相の結晶方位を解析することによって変態前のオーステナイト相の結晶方位を求め、それらから旧オーステナイト粒界を識別した。その旧オーステナイト粒界上の各々の残留オーステナイトの中心間距離（旧オーステナイト粒の粒界を通る経路での距離）を算出した。観察視野は、１５０μｍ角で、２０視野以上とした。
そして、２０視野以上で、旧オーステナイト粒を観察し、隣接する各々の残留オーステナイトの中心間距離を測定し、その最大値を最大距離（つまり、測定した残留オーステナイト間の距離の最大値）を求める。

【0051】

ここで、隣接する残留オーステナイト間の最大距離の例示を図６に示す。例えば、図６に示すように、隣り合う残留オーステナイト間における旧オーステナイト粒の粒界が直線状の場合、距離Ａを隣接する残留オーステナイト間の最大距離とする。また、隣り合う残留オーステナイト間における旧オーステナイト粒の粒界が屈曲している場合、距離Ｂと距離Ｃとの合計を隣接する残留オーステナイト間の最大距離とする。
図６中、１００は残留オーステナイトを示し、１０２は旧オーステナイト粒の粒界を示している。

【0052】

なお、旧オーステナイト粒界の識別は、具体的には、文献（畑顕吾等著、「鋼のオーステナイト組織の再構築法の高精度化に向けた検討」、新日鉄住金技報、第４０４号、ｐ２４−３０、（２０１６年））に記載された方法に従って実施する。

【0053】

Ａ−３．表面から厚さ方向に厚さの１／４の位置における残留オーステナイトの円相当径が２．５μｍ以下
上述のように、残留オーステナイトはき裂進展の抵抗となるため、旧オーステナイト粒界に密に存在することは望ましい。しかし、密に存在しすぎた場合、残留オーステナイト同士が連結し粗大化しやすくなる。粗大な残留オーステナイトは不安定であり、靱性に悪影響である。

【0054】

ここで、図２に、表面から厚さ方向に厚さの１／４の位置における残留オーステナイトの円相当径と−１９６℃でのシャルピー衝撃吸収エネルギー（図中「ｖＥ_−１９６」と表記）との関係を示す。図２に示すように、残留オーステナイトの円相当径が２．５μｍ以下であると、シャルピー衝撃吸収エネルギー（３個の試験片の平均値）が１５０Ｊ以上となり、母材靭性が高まる。

【0055】

そのため、表面から厚さ方向に厚さの１／４の位置における残留オーステナイトの円相当径（平均円相当径）は、２．５μｍ以下とする。
母材靭性の低下を抑制する観点から、残留オーステナイトの円相当径は、好ましくは２．２μｍ以下とし、より好ましくは２．０μｍ以下又は１．８μｍ以下とする。
靱性向上のためには残留オーステナイトは微細な方が好ましいが、実際の円相当径から、残留オーステナイトの円相当径の下限を０．１μｍとしてもよい。必要に応じて、残留オーステナイトの円相当径の下限を０．２μｍ、０．４μｍ又は０．５μｍとしてもよい。

【0056】

残留オーステナイトの円相当径は、次の方法により測定する。なお、円相当径とは、測定対象物（残留オーステナイト）を円と見做し、対象物の面積から算出される円の直径である。
表面から板厚方向に１．５ｍｍ位置の鋼板における「圧延方向及び厚さ方向に垂直な断面」に対し、ＥＢＳＤ測定により、残留オーステナイトを観察し、各残留オーステナイトの円相当径を求める。観察視野は、１５０μｍ角で、２０視野以上とした。そして、２０視野以上観察した各々の残留オーステナイトの円相当径の平均値を求める。

【0057】

ここで、低温用タンクが、船舶上における揺れ又は巨大地震に対して十分な耐破壊特性を有するために、本開示の低温用鋼板は、母材強度（降伏強度が５９０〜８００ＭＰａ、引張強度が６９０〜８３０ＭＰａ）、母材靭性(−１９６℃でのシャルピー衝撃吸収エネルギー（３個の試験片の平均値）が１５０Ｊ以上)を有することが好ましい。以上のような化学組成、金属組織を有する本開示の低温用Ｎｉ鋼板は、−６０℃以下の低温領域、特に、−１６５℃付近の低温環境での靱性に優れ、さらには耐塩化物応力腐割れ特性に優れ、ＬＰＧ、ＬＮＧなどの液化ガスを低温域で貯蔵する用途にも好適である。

【0058】

本開示の低温用Ｎｉ鋼板の降伏強度は、６０００〜７００ＭＰａが好ましい。
本開示の低温用Ｎｉ鋼板の引張強度は、７１０〜８００ＭＰａが好ましい。
本開示の低温用Ｎｉ鋼板の「−１９６℃でのシャルピー衝撃吸収エネルギー」は、１５０Ｊ以上が好ましく、より好ましくは２００Ｊ以上である。その上限を特に定める必要はないは、４００Ｊ以下としてもよい。ただし、「−１９６℃でのシャルピー衝撃吸収エネルギー」は、３個の試験片によるシャルピー衝撃吸収エネルギーの平均値である。

【0059】

なお、降伏強度（ＹＳ）および引張強度（ＴＳ）は、次の通り測定する。鋼板幅方向一端からの距離が板幅の１／４である鋼板の位置からＪＩＳ Ｚ２２４１（２０１１）附属書Ｄに定める４号試験片（板厚２０ｍｍ超の場合）又は５号試験片（板厚２０ｍｍ以下の場合）を採取する。採取した試験片を用いて、ＪＩＳ Ｚ２２４１（２０１１）に準拠して、降伏強度（ＹＳ）および引張強度（ＴＳ）を測定する。降伏強度（ＹＳ）および引張強度（ＴＳ）は、常温（２５℃）で試験片２本を測定した平均値とする。
−１９６℃でのシャルピー衝撃吸収エネルギーは、次の通り測定する。鋼板幅方向一端からの距離が板幅の１／４である鋼板の位置からＪＩＳ Ｚ２２２４（２００５）のＶノッチ試験片を３個採取する。採取した３個の試験片を用いて、ＪＩＳ Ｚ２２２４（２００５）に準じて、−１９６℃の温度条件で、シャルピー衝撃試験を実施する。そして、その３個のシャルピー衝撃吸収エネルギーの平均値を、試験結果とする。

【0060】

また、本開示の低温用Ｎｉ鋼板の板厚は、４．５〜８０ｍｍ以下が好ましく、６〜５０ｍｍがより好ましく、１２〜３０ｍｍがさらに好ましい。

【0061】

本開示の低温用Ｎｉ鋼板の製造方法の一例ついて以下に説明する。鋼片には、鋳造後、均質化熱処理を施す。その後、鋼片を再加熱し熱間圧延を施したのち、所定の温度で熱処理し製造することができる（下記、工程１〜５参照）。以下、詳細に説明する。尚、熱間圧延に供する鋼片については、本開示の成分範囲であれば、格別にその鋳造条件を規定するものではなく、造塊−分塊スラブを鋼塊として用いてもよいし、連続鋳造スラブを用いてもよい。製造効率、歩留り及び省エネルギーの観点からは、連続鋳造スラブを用いることが好ましい。

【0062】

均質化熱処理工程（工程１）
鋼片を分塊圧延前に均質化のため加熱する。１２００〜１３５０℃で１０時間以上加熱することが好ましい。鋼片中の不純物元素が少なく、母材靭性が十分に確保できる場合には省略してもよい。

【0063】

熱間圧延前加熱処理工程（工程２）
鋼片を１０００〜１２５０℃に加熱する。これにより組織粗大化を抑制しつつ圧延ロール負荷を低減させることができる。

【0064】

熱間圧延工程（工程３）
熱間圧延では、鋼片を粗圧延した後、仕上圧延する。粗圧延は、省略することもできる。熱間圧延の総圧下率は５０％以上が好ましい。
熱間圧延は、６００〜８５０℃の仕上圧延温度で終了することが好ましい。これにより変形抵抗を抑制しつつ、変形帯を積極的に組織中に導入し、組織を微細化させることができる。なお、仕上圧延温度とは、仕上圧延直後の鋼板の表面温度を指す。

【0065】

特に、仕上圧延の最終３パスにおいて歪を導入することにより、その後の熱処理工程において微細な残留オーステナイトを多量に析出できる。
仕上圧延最終３パスでの面圧（圧延時の反力）が重要となり、仕上圧延最終３パスにおける各パスの面圧から算出されるＳ（以下「最終面圧Ｓ」とも称する）が０．０４５ｔｏｎｆ／ｍｍ以上のとき、残留オーステナイトを密に生成させることができる。

【0066】

ここで、図３に、最終面圧Ｓと表面から厚さ方向に１．５ｍｍ位置の旧オーステナイト粒界上における隣り合う残留オーステナイト間の最大距離との関係を示す。図３に示すように、最終面圧Ｓが０．０４５ｔｏｎｆ／ｍｍ以上であると、隣り合う残留オーステナイト間の最大距離が１２．５μｍ以下となる。その結果、耐塩化物応力腐食割れ特性を向上させることができる。

【0067】

よって、最終面圧Ｓは、０．０４５ｔｏｎｆ／ｍｍ以上とする。一方、最終面圧Ｓが０．３００を超える場合、圧延機の負荷荷重が高くなりすぎる。よって、最終面圧Ｓは０．３００以下が好ましい。

【0068】

ここで、最終面圧Ｓは、式：Ｓ＝Ｓ３＋（１．２×Ｓ２）＋（１．５×Ｓ１）から求められる。
式中、Ｓ３は最終パスから数えて３つ前のパスの面圧、Ｓ２は最終パスから２つ前のパスの面圧、Ｓ１は最終パスの面圧を示す。パスの面圧は、圧延時の荷重を鋼板幅で割った値（単位はｔｏｎｆ／ｍｍ）である。

【0069】

焼入処理工程（工程４）
仕上圧延後には、鋼板を冷却し焼入れ処理を行う。好ましくは、熱間圧延後に３℃／ｓ以上の冷却速度で２００℃以下まで冷却する工程、又は熱間圧延後に一旦１５０℃以下まで冷却して７２０℃点以上に再加熱してから、３℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で２００℃以下まで冷却する。これにより、焼入組織を得ながら、粗大炭化物の生成を抑制する。それに加え、微細な組織となり、表面から厚さ方向に１．５ｍｍ位置の残留オーステナイトを３．０体積%以上２０．０体積％以下とすることができる。その結果、母材靭性が向上する。
冷却速度は、好ましくは５℃／ｓｅｃ以上である。また、冷却は、鋼板の表面及び裏面に水を噴射して実施することが好ましい。

【0070】

焼戻処理工程（工程５）
焼入処理後は、鋼板の焼戻処理を行う。焼戻処理では、好ましくは鋼板を６４０℃以下に加熱した後、１℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で２００℃以下まで冷却する。これにより母材靭性が向上する。
そして、焼戻時の昇温速度を大きくすることで微細な残留オーステナイトを多量に生成することができる。

【0071】

ここで、図４に、焼戻時の昇温速度と表面から厚さ方向に厚さの１／４の位置における残留オーステナイトの円相当径との関係を示す。図４に示すように、焼戻時の昇温速度を０．１５℃／ｓ以上とすると、残留オーステナイトの円相当径を２．５μｍ以下となる。その結果、耐塩化物応力腐食割れ特性を向上させることができる。

【0072】

よって、焼戻時の昇温速度は、０．１５℃／ｓ以上とする。一方、焼戻時の昇温速度が２℃／ｓを超える場合、残留オーステナイトが増加し、要求される引張強度下限の６９０ＭＰａを確保できなくなる。よって、焼戻時の昇温速度は２℃／ｓ以下とすることが好ましい。

【0073】

焼戻工程において、昇温速度を速くするには、例えば、熱処理炉の加熱帯での設定温度を上げる熱処理、又は誘導加熱装置を使った熱処理を採用することができる。このような方法で昇温速度を早くすることができるが、所定の温度を超えてはいない。このため、単にこのような方法を適用するだけではよくなく、昇温過程で鋼板の温度を厳密に制御する必要がある。

【0074】

なお、前述の工程４と工程５の間に、中間熱処理工程を実施してもよい。中間熱処理工程では、例えば、５５０〜７２０℃に、鋼板を加熱し、３℃/ｓｅｃ以上の冷却速度で２００℃以下まで冷却する。これにより母材靭性が向上する。但し、工程５で十分な焼戻ができる場合は軟化し十分な母材靭性を確保できているため、中間熱処理工程は省略してもよい。

【実施例】

【0075】

以下、実施例により、本開示を更に詳しく説明する。

【0076】

表１に化学組成を示す４３種類の鋼板を溶解し、表２に記載の製造条件にて、均質化熱処理（表中「均質化」と表記）、熱間圧延前加熱処理（表中「圧延前加熱」と表記）、熱間圧延（表中「熱延」と表記）、焼入処理（表中「焼入」と表記）、中間熱処理（表中「中間加熱」と表記）、焼戻処理（表中「焼戻」と表記）を行い、表２に示す板厚６〜８０ｍｍの鋼板を作製した。
ここで、均質化熱処理を実施する場合、均質化処理時間は、１０〜４９時間とした。
熱間圧延は、総圧下率６５〜９５％で実施した。なお、熱間圧延前のスラブ厚は２４０ｍｍであり、総圧下率はスラブ厚と表２に示す板厚とから算出される。
表２中、「−」の表記は、処理を実施しないことを意味している。

【0077】

得られた鋼板について、既述の方法に従って、１）表面から厚さ方向に１．５ｍｍ位置の残留オーステナイトの体積分率（表中「残留γ体積分率」と表記）、２）表面から厚さ方向に１．５ｍｍ位置の旧オーステナイト粒界上における隣り合う残留オーステナイト間の最大距離（表中「残留γ間最大距離」と表記）、３）表面から厚さ方向に厚さの１／４の位置における残留オーステナイトの円相当径（表中「残留γ円相当径」と表記）を測定した。

【0078】

また、得られた鋼板の機械的特性を表３に示す。評価において、降伏強度（ＹＳ）は５９０ＭＰａ未満もしくは８００ＭＰａを超える場合、引張強度（ＴＳ）は６９０ＭＰａ未満もしくは８３０ＭＰａを超える場合、−１９６℃でのシャルピー衝撃吸収エネルギー（ｖＥ−１９６）は、３本測定し、平均値が１５０Ｊ未満の場合を不合格とした。
なお、各鋼板の機械的特性は、既述の方法に従って測定した。

【0079】

得られた鋼板の最表面より、幅１０ｍｍ、長さ７５ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの応力腐食割れ試験片を採取した。試験片を研磨紙６００番まで研磨し、図５に示すような、４本のセラミック棒による四点曲げ試験治具にセットし５９０ＭＰａの応力を付加した。
なお、試験面は鋼板の表面側の面である。次に試験面に単位面積あたりの付着塩分量が５ｇ/ｍ^２となるように塩化ナトリウム水溶液を塗布し、温度６０℃、相対湿度８０％ＲＨの環境で腐食させた。試験期間は１０００時間である。なお、この方法は、タンク内に塩が付着し鋼板表面に薄膜水が形成される環境を模擬した塩化物応力腐食割れ試験である。試験片表面に水溶液を塗布し、試験期間高温高湿炉で保持した。試験後の試験片より腐食生成物を物理的手法および化学的手法により除去し、腐食部断面を顕微鏡観察することにより割れ有無の評価をおこなった。
なお、ナイタールエッチングした５００倍の光学顕微鏡写真（２７０μｍ×３５０μｍ）を２０視野観察し、腐食による凹凸を考慮し、表面より５０μｍ以上深さ方向に進展したものを割れ「あり」として不合格（表３中「ＮＧ」と表記）とし、表面より５０μｍ以上深さ方向に進展したものを割れ「なし」とし合格（表３中「ＯＫ」と表記）とした。
ここで、図５中、１０は試験治具、１２はセラミック棒、１４は付着塩分、１６は試験片を示す。

【0080】

【表1】

【0081】

【表2】

【0082】

【表3】

【0083】

表１〜３で、本開示例に係る低温用Ｎｉ鋼板は、母材強度、母材靭性、耐応力腐食割れ特性に優れており、低温材料として優れていることが分かる。

【0084】

これに対して、本開示で規定する条件を満足しない比較例では、母材強度、母材靭性、耐応力腐食割れ性において目的とする特性が得られないことが分かる。

【要約】

所定の化学組成を有し、表面から厚さ方向に１．５ｍｍ位置の残留オーステナイトの体積分率が３．０〜２０．０体積％であり、表面から厚さ方向に１．５ｍｍ位置の旧オーステナイト粒界上における隣り合う残留オーステナイト間の最大距離が１２．５μｍ以下であり、表面から厚さ方向に厚さの１／４の位置における残留オーステナイトの円相当径が２．５μｍ以下である低温用ニッケル含有鋼板およびそれを用いた低温用タンク。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】