(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024103426
(43)【公開日】2024-08-01
(54)【発明の名称】鋼板
(51)【国際特許分類】
C22C 38/00 20060101AFI20240725BHJP
C22C 38/58 20060101ALI20240725BHJP
C21D 8/02 20060101ALN20240725BHJP
【ＦＩ】
C22C38/00 301F
C22C38/58
C21D8/02 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023062636
(22)【出願日】2023-04-07
(62)【分割の表示】P 2023007599の分割
【原出願日】2023-01-20
(71)【出願人】
【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】100145403
【弁理士】
【氏名又は名称】山尾 憲人
(74)【代理人】
【識別番号】100136777
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 純子
(72)【発明者】
【氏名】田畑 晃人
(72)【発明者】
【氏名】湯瀬 文雄
(72)【発明者】
【氏名】松林 拓人
【テーマコード（参考）】
4K032
【Ｆターム（参考）】
4K032AA01
4K032AA02
4K032AA04
4K032AA08
4K032AA11
4K032AA12
4K032AA14
4K032AA16
4K032AA21
4K032AA23
4K032AA27
4K032AA29
4K032AA31
4K032AA33
4K032AA35
4K032AA40
4K032BA01
4K032CA01
4K032CA02
4K032CA03
4K032CB01
4K032CB02
4K032CC02
4K032CC03
4K032CC04
4K032CD01
4K032CD02
4K032CD03
4K032CF01
4K032CF02
4K032CF03
(57)【要約】
【課題】ジンクリッチペイント等の塗装を行って耐食性を向上できる鋼板であって、塗装耐久性に優れた鋼鈑を提供する。
【解決手段】Ｃ：０．０２～０．１０質量％、Ｓｉ：０．１０～０．５０質量％、Ｍｎ：０．３０～２．００質量％、Ｃｕ：０．４０質量％～１．００質量％、Ｎｉ：０．４０～１．００質量％、Ｓ：０．０１０質量％以下（０質量％を含む）、Ｐ：０．０３０質量％以下（０質量％を含む）、Ｃｒ：４．００質量％以下（０質量％を含む）、Ｔｉ：０．０２～０．０７質量％、Ａｌ：０．０１０～０．０７０質量％、Ｂ：０．０００５～０．００３０質量％、Ｎ：０．００１０～０．０１００質量％、Ｃａ：０．００５０質量％以下（０質量％を含む）、Ｔａ：０．０１～０．２０質量％、ならびにＭｇ：０．０５質量％以下（０質量％を含まず）およびＲＥＭ：０．０５質量％以下（０質量％を含まず）の一方または両方を含み、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる鋼板である。
【選択図】なし
【解決手段】Ｃ：０．０２～０．１０質量％、Ｓｉ：０．１０～０．５０質量％、Ｍｎ：０．３０～２．００質量％、Ｃｕ：０．４０質量％～１．００質量％、Ｎｉ：０．４０～１．００質量％、Ｓ：０．０１０質量％以下（０質量％を含む）、Ｐ：０．０３０質量％以下（０質量％を含む）、Ｃｒ：４．００質量％以下（０質量％を含む）、Ｔｉ：０．０２～０．０７質量％、Ａｌ：０．０１０～０．０７０質量％、Ｂ：０．０００５～０．００３０質量％、Ｎ：０．００１０～０．０１００質量％、Ｃａ：０．００５０質量％以下（０質量％を含む）、Ｔａ：０．０１～０．２０質量％、ならびにＭｇ：０．０５質量％以下（０質量％を含まず）およびＲＥＭ：０．０５質量％以下（０質量％を含まず）の一方または両方を含み、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる鋼板である。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
Ｃ ：０．０２質量％以上、０．１０質量％以下、
Ｓｉ：０．１０質量％以上、０．５０質量％以下、
Ｍｎ：０．３０質量％以上、２．００質量％以下、
Ｃｕ：０．４０質量％以上、１．００質量％以下、
Ｎｉ：０．４０質量％以上、１．００質量％以下、
Ｓ ：０．０１０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｐ ：０．０３０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｃｒ：４．００質量％以下（０質量％を含む）、
Ｔｉ：０．０２質量％以上、０．０７質量％以下、
Ａｌ：０．０１０質量％以上、０．０７０質量％以下、
Ｂ ：０．０００５質量％以上、０．００３０質量％以下、
Ｎ ：０．００１０質量％以上、０．０１００質量％以下、
Ｃａ：０．００５０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｔａ：０．０１質量％以上、０．２０質量％以下、ならびに
Ｍｇ：０．０５質量％以下（０質量％を含まず）およびＲＥＭ：０．０５質量％以下（０質量％を含まず）の一方または両方、
を含み、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる鋼板。
Ｓｉ：０．１０質量％以上、０．５０質量％以下、
Ｍｎ：０．３０質量％以上、２．００質量％以下、
Ｃｕ：０．４０質量％以上、１．００質量％以下、
Ｎｉ：０．４０質量％以上、１．００質量％以下、
Ｓ ：０．０１０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｐ ：０．０３０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｃｒ：４．００質量％以下（０質量％を含む）、
Ｔｉ：０．０２質量％以上、０．０７質量％以下、
Ａｌ：０．０１０質量％以上、０．０７０質量％以下、
Ｂ ：０．０００５質量％以上、０．００３０質量％以下、
Ｎ ：０．００１０質量％以上、０．０１００質量％以下、
Ｃａ：０．００５０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｔａ：０．０１質量％以上、０．２０質量％以下、ならびに
Ｍｇ：０．０５質量％以下（０質量％を含まず）およびＲＥＭ：０．０５質量％以下（０質量％を含まず）の一方または両方、
を含み、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる鋼板。
【請求項2】
板厚ｔ／４位置における金属組織がフェライトおよびベイナイトの一方または両方を含み、残部がパーライトおよび島状マルテンサイトの一方または両方であり、前記フェライトおよびベイナイトの最大結晶粒径が３０μｍ以下である請求項１に記載の鋼板。
【請求項3】
橋梁用鋼板である請求項１または２に記載の鋼板。
【請求項4】
ジンクリッチペイントを施されてなる請求項１または２に記載の鋼板。
【請求項5】
ジンクリッチペイントを施されてなる請求項３に記載の鋼板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、鋼板、とりわけ例えば橋梁等の耐食性を要する用途に用いることができる鋼板に関する。
【背景技術】
【0002】
橋梁に用いる鋼板に例示されるように、耐食性を有する鋼板は従来から広く腐食環境で用いられている。例えば、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐ等の化学成分を適量添加した耐候性鋼材として日本工業規格（ＪＩＳ）には溶接構造用耐候性熱間圧延鋼材（ＳＭＡ：ＪＩＳ Ｇ ３１１４）と高耐候性圧延鋼材（ＳＰＡ：ＪＩＳＧ ３１２５）の二種が規定されている。これらは塗装を施さずに用いることができるが、より耐食性を向上させることを目的として塗装を施されて用いられることも一般的に行われている。
塗装用耐候性鋼として以下に示す特許文献１～３に係る鋼板が知られている。
塗装用耐候性鋼として以下に示す特許文献１～３に係る鋼板が知られている。
【0003】
特許文献１は、Ｓｉ量を適正な範囲に調整したうえで、Ｃｕ、Ｎｉ、ＳｎおよびＳｂを微量複合添加し、さらにＷを添加することによって、塗装耐久性を向上できる、すなわち再塗装までの期間を延ばすことができ、メンテナンスコストを低減できる鋼板を開示している。
【0004】
特許文献２は、亜鉛含有被膜をプライマとする鋼材の耐孔食性の向上に関する。Ｓｎ添加により、酸化剤として働く腐食界面のＦｅ３＋の濃度を低下させ、孔食を抑制し、塗装メンテナンスコストを低減できる鋼板を開示している。
【0005】
特許文献３は、Ｃｕ、ＮｉおよびＴｉを適正量添加することにより錆の緻密化を図り、さらにＣｒ量を低減することにより塗装欠陥部における腐食を抑制できる鋼板を開示している。
【0006】
また、特許文献４は塗装および電気防食を施さなくても優れた耐食性を示す鋼板を開示している。より詳細には、原油タンカー、貨物船、貨客船、客船、軍艦等の船舶において、主要な構造材として用いられる船舶用鋼板に関するものであり、海水による塩分および高温高湿に曝される環境下における耐食性に優れている。硫黄分を含有する原油と接触するような厳しい腐食環境下でも良好な耐食性を示すことから、殊に原油タンカーのタンク構造材として有用である。特許文献に係る鋼板では、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉといった耐食性元素の量が規定され、さらにパーライト、ベイナイト、マルテンサイト、フェライトの体積比、およびパーライトのアスペクト比が規定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開２０２２－４８１２１号公報
【特許文献2】特開２０１４－１９９０８号公報
【特許文献3】特開平１０－３３０８８１号公報
【特許文献4】特開２００７－２７７６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
上述のＪＩＳ Ｇ ３１１４溶接構造用耐候性熱間圧延鋼材は、海岸および融雪塩がまかれる地域といった飛来塩分量が多い環境ではうろこ状錆の形成または層状剥離等が生ずることから用いることができない。また、Ｎｉ量を増加させて耐食性を向上させた鋼板があるが、これらも飛来塩分量が多い地域では適用できない。またコストが高くなるという問題を有する。
【0009】
そのため、塗装による防食が必要となる。塗装として、従来はA系塗装（一般錆止め＋フタル酸樹脂）が用いられていたが、近年は防食性能向上を目的に、防食下地にジンクリッチプライマ、上塗りに紫外線および高温下での耐久性に優れたフッ素系樹脂を適用し、膜厚を増加させたC系塗装が施されることが多くなっている。
なお、ジンクリッチプライマとは亜鉛を多量（７０質量％以上）に含んだ下塗り塗料（ジンクリッチペイント）が１５～２５μmの膜厚で塗装されたものを指す場合が多い。これ以外にも厚膜型ジンクリッチペイントと呼ばれる５０～７５μmの膜厚の塗装もある。本明細書においては「ジンクリッチペイント」は膜厚によらず亜鉛を多量に（７０質量％以上）含んだ下塗り塗装を意味する。
なお、ジンクリッチプライマとは亜鉛を多量（７０質量％以上）に含んだ下塗り塗料（ジンクリッチペイント）が１５～２５μmの膜厚で塗装されたものを指す場合が多い。これ以外にも厚膜型ジンクリッチペイントと呼ばれる５０～７５μmの膜厚の塗装もある。本明細書においては「ジンクリッチペイント」は膜厚によらず亜鉛を多量に（７０質量％以上）含んだ下塗り塗装を意味する。
【0010】
ジンクリッチペイントのような顕著に耐食性を向上できる塗装を用いてもなお、塗装の疵部および膜厚が局所的に薄い箇所といった塗膜欠陥部においては、鋼材の腐食が塗膜下等で進行する。そして、腐食が進行することで、外観劣化、腐食減肉部での構造的強度低下による損傷事故などのリスクがあるため定期的な再塗装が必要となる。
【0011】
しかし、再塗装はコストがかかるため、腐食を抑制することで再塗装を最小限に抑え、メンテナンスコストを抑制したいとの要望がある。とりわけ、橋梁の中でも桁端部では、路面からの漏水が多く閉塞的な構造を有するため湿潤環境となり、腐食が特に激しくなるとともに、構造的に点検およびメンテナンスを行いにくい。したがって、橋梁桁端部といった特に厳しい腐食環境で且つメンテナンスが難しい箇所においても十分な塗装耐久性を発揮し、塗装メンテナンスコストを低減できる鋼板が求められている。
【0012】
上述の特許文献１～３に係る鋼板では、橋梁桁端部のような濡れ時間が長く、特に厳しい腐食環境下での塗装耐久性が十分でない虞がある。特許文献１～３の鋼板は、腐食に伴い、鋼材に含まれる微量合金成分が溶出し、その溶出した合金成分により錆相を緻密化・安定化することで錆の環境遮断性（Ｃｌ－、Ｏ２、Ｈ２Ｏ等腐食因子の侵入阻害効果）を向上させ、腐食の進行を遅延させることで、塗膜耐久性を向上するものである。腐食により母材の溶出がある程度進行しないと、母材に添加された耐食成分が供給されないため、効果を発現せず（腐食の起点そのものを低減するものでは無く）、安定さびが形成するまでの初期の腐食を抑制できないといった問題もさらにある。
【0013】
特許文献４は、船舶の石油タンクおよびバラストタンクといった液体浸漬環境において塗装を施さずに使用することを前提とした鋼材であり、大気環境中およびジンクリッチプライマ等の塗布下で使用されることは考慮されていない。ジンクリッチプライマ塗布下では、初期にプライマ中の亜鉛の溶出が生じ、次いでＺｎ腐食生成物が形成することで環境遮断効果を発現するが、石油および海水等の液体浸漬環境においては、Ｚｎ腐食生成物が流出してしまうためにそもそもジンクリッチプライマの耐食効果が期待できない。一方、橋梁が使用される大気環境中ではＺｎ腐食生成物が鋼材および塗膜上に残存することで環境遮断効果を発現し、ひいては塗装耐久性向上に重要な役割を担う。すなわち、対象とする腐食のメカニズムが異なることから、引用文献４に記載の鋼板を用いても十分な塗装耐久性が得られない虞がある。
【0014】
本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、ジンクリッチペイント等の塗装を行って耐食性を向上できる鋼板であって、塗装耐久性に優れた鋼板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0015】
本発明の態様１は、
Ｃ ：０．０２質量％以上、０．１０質量％以下、
Ｓｉ：０．１０質量％以上、０．５０質量％以下、
Ｍｎ：０．３０質量％以上、２．００質量％以下、
Ｃｕ：０．４０質量％以上、１．００質量％以下、
Ｎｉ：０．４０質量％以上、１．００質量％以下、
Ｓ ：０．０１０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｐ ：０．０３０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｃｒ：４．００質量％以下（０質量％を含む）、
Ｔｉ：０．０２質量％以上、０．０７質量％以下、
Ａｌ：０．０１０質量％以上、０．０７０質量％以下、
Ｂ ：０．０００５質量％以上、０．００３０質量％以下、
Ｎ ：０．００１０質量％以上、０．０１００質量％以下、
Ｃａ：０．００５０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｔａ：０．０１質量％以上、０．２０質量％以下、ならびに
Ｍｇ：０．０５質量％以下（０質量％を含まず）およびＲＥＭ：０．０５質量％以下（０質量％を含まず）の一方または両方、
を含み、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる鋼板である。
Ｃ ：０．０２質量％以上、０．１０質量％以下、
Ｓｉ：０．１０質量％以上、０．５０質量％以下、
Ｍｎ：０．３０質量％以上、２．００質量％以下、
Ｃｕ：０．４０質量％以上、１．００質量％以下、
Ｎｉ：０．４０質量％以上、１．００質量％以下、
Ｓ ：０．０１０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｐ ：０．０３０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｃｒ：４．００質量％以下（０質量％を含む）、
Ｔｉ：０．０２質量％以上、０．０７質量％以下、
Ａｌ：０．０１０質量％以上、０．０７０質量％以下、
Ｂ ：０．０００５質量％以上、０．００３０質量％以下、
Ｎ ：０．００１０質量％以上、０．０１００質量％以下、
Ｃａ：０．００５０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｔａ：０．０１質量％以上、０．２０質量％以下、ならびに
Ｍｇ：０．０５質量％以下（０質量％を含まず）およびＲＥＭ：０．０５質量％以下（０質量％を含まず）の一方または両方、
を含み、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる鋼板である。
【0016】
本発明の態様２は、板厚ｔ／４位置における金属組織がフェライトおよびベイナイトの一方または両方を含み、残部がパーライトおよび島状マルテンサイトの一方または両方であり、前記フェライトおよびベイナイトの最大結晶粒径が３０μｍ以下である態様１に記載の鋼板である。
【0017】
本発明の態様３は、橋梁用鋼板である態様１または２に記載の鋼板である。
【0018】
本発明の態様４は、ジンクリッチペイントを施されてなる態様１～３のいずれかに記載の鋼板である。
【発明の効果】
【0019】
本発明の１つの実施形態によれば、ジンクリッチペイント等の塗装を行って耐食性を向上できる鋼板であって、塗装耐久性に優れた鋼板を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0020】
本発明者らは、上記課題を解決するため、鋭意検討した。その結果、所定の成分、とりわけ（１）所定量のＴａと、（２）所定量のＭｇおよび所定量のＲＥＭの一方または両方とを含有させることにより、塗装耐久性を大きく向上できることを見出した。
【0021】
Ｔａは腐食発生の起点となるＭｎＳ／鋼界面の面積を低減し、腐食の発生自体を抑制すること、また、同時に母材の電位を貴化する効果も有することを見出した。なお、従来Ｔａは金属組織微細化といった強度および靭性向上の観点から添加されるのが一般的であった。一部には耐食性の観点として、Ｔａの添加により鉄錆の微細化による環境遮断効果が図られている。具体的には、本発明と用途が異なるが、ラインパイプの耐サワー環境鋼材などでもＴａが添加されることがある。しかし鉄さびの緻密化を意図したものであり、本発明のように、母材の耐食性そのものを向上させる（腐食起点低減と電位貴化）効果を検討したものはない。
【0022】
Ｍｇについては、腐食に伴い鋼板より溶出したＭｇイオンが、ジンクペイント由来のＺｎ腐食生成物の結晶子サイズを緻密化および安定化し、Ｚｎ腐食生成物による環境遮断効果を高める効果があることを見出した。
また、ＲＥＭについては、腐食に伴い鋼板より溶出したＲＥＭイオンが、母材／塗膜界面での腐食環境中性化による耐食性向上効果、および鋼材表層への沈着インヒビターの作用（保護被膜形成）を有することでジンクリッチプライマ中のＺｎ粒子の消耗および母材の溶出を抑制することを見出した。
また、ＲＥＭについては、腐食に伴い鋼板より溶出したＲＥＭイオンが、母材／塗膜界面での腐食環境中性化による耐食性向上効果、および鋼材表層への沈着インヒビターの作用（保護被膜形成）を有することでジンクリッチプライマ中のＺｎ粒子の消耗および母材の溶出を抑制することを見出した。
【0023】
本発明に係る鋼板は、橋梁桁端部等の特に厳しい腐食環境での使用を前提とするため、腐食促進評価法である複合サイクル試験の試験条件は、従来よりも厳しい条件を設定する必要がある。すなわち、従来の腐食促進方法では実橋梁の桁端部といった厳しい腐食環境を模擬できないため、このような厳しい腐食環境において優位性を有する鋼板が得られたとしてもその優位性を検証できないといった問題があった。発明者らは、実際の橋梁における長期大気曝露試験より、橋梁桁端部における濡れ時間と腐食量の関係を調査し、それに基づき、ＪＩＳ－Ｋ－５６００－７－９：２００６ サイクルＤ法から湿潤時間を増加させ、乾燥時間を減少させたより厳しい腐食促進試験方法を新たに開発した。こうした、新たな腐食促進試験を適用することで初めて、上述のＴａ、ＭｇおよびＲＥＭが塗装耐久性向上に寄与することを明らかにし、本発明に至ったものである。
なお、この新しい腐食促進試験方法の技術思想を含む詳細については必要に応じて特願２０２２－１１１８４７号の明細書等を参照されたい。
以下、本発明の実施形態で規定する各要件について詳細に説明する。
なお、この新しい腐食促進試験方法の技術思想を含む詳細については必要に応じて特願２０２２－１１１８４７号の明細書等を参照されたい。
以下、本発明の実施形態で規定する各要件について詳細に説明する。
【0024】
１．化学組成
本発明の実施形態に係る鋼板は、以下に説明する化学組成を有することで優れた塗装耐久性を得ることができる。
とりわけ、以下の（１）および（２）の一方または両方を含有させることが塗装耐久性向上に大きく寄与する。
（１）Ｔａ：０．０１質量％以上、０．２０質量％以下。
（２）Ｍｇ：０．０５質量％以下（０質量％を含まず）およびＲＥＭ：０．０５質量％以下（０質量％を含まず）の一方または両方。
本発明の実施形態に係る鋼板は、以下に説明する化学組成を有することで優れた塗装耐久性を得ることができる。
とりわけ、以下の（１）および（２）の一方または両方を含有させることが塗装耐久性向上に大きく寄与する。
（１）Ｔａ：０．０１質量％以上、０．２０質量％以下。
（２）Ｍｇ：０．０５質量％以下（０質量％を含まず）およびＲＥＭ：０．０５質量％以下（０質量％を含まず）の一方または両方。
【0025】
［Ｔａ：０．０１質量％以上、０．２０質量％以下］
Ｔａは、Ｔａ炭化物として析出し、腐食起点として作用するＭｎＳの周囲を被覆することで、腐食の発生を抑制（腐食起点を低減）する効果を有する。Ｔａはさらに鋼板（母材）の腐食電位を貴化し、腐食の発生を抑制する効果も有する。これらの効果を発揮するためにはＴａを０．０１質量％以上の含有させる必要がある。一方、含有量が過大になると効果が飽和する、コストの上昇を招く、および微細分散析出するＴａ炭化物が新たな腐食起点として作用する等の理由から、Ｔａ含有量の上限を０．２０質量％とした。Ｔａ含有量の上限は好ましくは０．１５質量％、さらに好ましくは０．１０質量％以下である。
Ｔａは、Ｔａ炭化物として析出し、腐食起点として作用するＭｎＳの周囲を被覆することで、腐食の発生を抑制（腐食起点を低減）する効果を有する。Ｔａはさらに鋼板（母材）の腐食電位を貴化し、腐食の発生を抑制する効果も有する。これらの効果を発揮するためにはＴａを０．０１質量％以上の含有させる必要がある。一方、含有量が過大になると効果が飽和する、コストの上昇を招く、および微細分散析出するＴａ炭化物が新たな腐食起点として作用する等の理由から、Ｔａ含有量の上限を０．２０質量％とした。Ｔａ含有量の上限は好ましくは０．１５質量％、さらに好ましくは０．１０質量％以下である。
【0026】
［Ｍｇ：０．０５質量％以下（０質量％を含まず）およびＲＥＭ：０．０５質量％以下（０質量％を含まず）の一方または両方］
本発明の実施形態に係る鋼板は、以下のｉ）およびｉｉ）のいずれか一方または両方を含有する。
ｉ）０．０５質量％以下（０質量％を含まず）のＭｇ
ｉｉ）０．０５質量％以下（０質量％を含まず）のＲＥＭ
本発明の実施形態に係る鋼板は、以下のｉ）およびｉｉ）のいずれか一方または両方を含有する。
ｉ）０．０５質量％以下（０質量％を含まず）のＭｇ
ｉｉ）０．０５質量％以下（０質量％を含まず）のＲＥＭ
【0027】
Ｍｇは、母材の溶出が進行した際に溶出したＭｇがジンクリッチプライマ由来のＺｎ腐食生成物に供給されることで、保護性のＺｎ腐食生成物の体積比率を増大させ、腐食因子（Ｃｌ－、Ｈ２Ｏ、Ｏ２等）の母材への透過を抑制し（環境遮断効果を高め）、塗装耐久性を向上する。一方、過剰に添加されたＭｇは析出物として新たな腐食起点となる。このため、Ｍｇを添加する場合、その含有量は０．０５質量％以下（０質量％を含まず）とする。Ｍｇ含有量は好ましくは０．０１質量％以下（０質量％を含まず）、さらに好ましくは０．００６質量％以下（０質量％を含まず）である。
なお、本明細書において「０質量％を含まず」とは、当該元素が意図的に添加されていることを意味する。
一方、本明細書において「０質量％を含む」とは、意図的に添加しない実施形態に係る含有量、例えば不可避不純物レベルの含有量である場合を包含する（意図的に添加した場合を排除するものではない）ことを意味する。Ｍｇの通常の不純物レベルは０．０００１質量％未満であり、このため、本発明の実施形態ではＭｇの添加効果をより確実に発揮させるため、好ましくは、Ｍｇを０．０００１質量％以上含有させる。
なお、本明細書において「０質量％を含まず」とは、当該元素が意図的に添加されていることを意味する。
一方、本明細書において「０質量％を含む」とは、意図的に添加しない実施形態に係る含有量、例えば不可避不純物レベルの含有量である場合を包含する（意図的に添加した場合を排除するものではない）ことを意味する。Ｍｇの通常の不純物レベルは０．０００１質量％未満であり、このため、本発明の実施形態ではＭｇの添加効果をより確実に発揮させるため、好ましくは、Ｍｇを０．０００１質量％以上含有させる。
【0028】
ＲＥＭは母材／塗膜界面での腐食環境中性化による耐食性向上効果、および鋼材表層への沈着インヒビターの作用（保護被膜形成）を有することでジンクリッチプライマ中のＺｎ粒子の消耗および母材の溶出を抑制し、塗装耐久性を向上させる。一方、過剰に添加されたＲＥＭは析出物として新たな腐食起点となる。このためＲＥＭを含有する場合、その含有量は０．０５質量％以下（０質量％を含まず）とした。ＲＥＭの含有量は好ましくは、０．０１質量％以下（０質量％を含まず）、さらに好ましくは０．００５質量％以下（０質量％を含まず）である。なお、ＲＥＭは、ＬａおよびＣｅをはじめとした任意の希土類金属の１種または２種以上であってよく、ＲＥＭ含有量は、それぞれの希土類元素の含有量の合計量である。本明細書において「希土類元素」の定義はＹを含む。ＲＥＭの通常の不純物レベルは０．０００１質量％未満であり、このため、本発明の実施形態ではＲＥＭの添加効果をより確実に発揮させるため、好ましくは、ＲＥＭを０．０００１質量％以上含有させる。
【0029】
［Ｃ：０．０２質量％以上、０．１０質量％以下］
Ｃは、鋼の強度を増加させる元素であり、構造用鋼としての所定の強度を確保するために、Ｃの含有量は０．０２質量％以上とする。一方、０．１０質量％を超えるＣの含有は靭性の低下を招く。このため、Ｃの含有量は０．０２～０．１０質量％の範囲とする。
Ｃは、鋼の強度を増加させる元素であり、構造用鋼としての所定の強度を確保するために、Ｃの含有量は０．０２質量％以上とする。一方、０．１０質量％を超えるＣの含有は靭性の低下を招く。このため、Ｃの含有量は０．０２～０．１０質量％の範囲とする。
【0030】
［Ｓｉ：０．１０質量％以上、０．５０質量％以下］
Ｓｉは、脱酸材として有効な元素である。また、Ｓｉは、母材強度の向上に有効な元素であり、これらの効果を発揮させるには、Ｓｉを０．１０質量％以上含有させる。しかし、Ｓｉ含有量が過剰になると、島状マルテンサイト（ＭＡ）が形成され母材強度と靭性の確保が困難となる。加えて、溶接熱影響部の靭性と溶接性の劣化を招きやすくなるので、Ｓｉ含有量は０．５０質量％以下とする。
Ｓｉは、脱酸材として有効な元素である。また、Ｓｉは、母材強度の向上に有効な元素であり、これらの効果を発揮させるには、Ｓｉを０．１０質量％以上含有させる。しかし、Ｓｉ含有量が過剰になると、島状マルテンサイト（ＭＡ）が形成され母材強度と靭性の確保が困難となる。加えて、溶接熱影響部の靭性と溶接性の劣化を招きやすくなるので、Ｓｉ含有量は０．５０質量％以下とする。
【0031】
［Ｍｎ：０．３０質量％以上、２．００質量％以下］
Ｍｎは、オーステナイトを安定化させ、変態温度を低温化させる元素である。また、Ｍｎは、低温変態による結晶粒径微細化効果による衝撃特性の確保に有効な元素である。さらに、Ｍｎは、焼入れ性を向上させて強度向上に有効である。これらの効果を発揮させるために、Ｍｎを０．３０質量％以上含有させる。しかし、Ｍｎを過剰に含有させると、伸び特性、低温靭性およびＨＡＺ靭性が劣化する。そのため、Ｍｎ含有量の上限は２．００質量％とする。
Ｍｎは、オーステナイトを安定化させ、変態温度を低温化させる元素である。また、Ｍｎは、低温変態による結晶粒径微細化効果による衝撃特性の確保に有効な元素である。さらに、Ｍｎは、焼入れ性を向上させて強度向上に有効である。これらの効果を発揮させるために、Ｍｎを０．３０質量％以上含有させる。しかし、Ｍｎを過剰に含有させると、伸び特性、低温靭性およびＨＡＺ靭性が劣化する。そのため、Ｍｎ含有量の上限は２．００質量％とする。
【0032】
［Ｃｕ：０．４０質量％以上、１．００質量％以下］
Ｃｕは、溶接性、溶接熱影響部の靭性に大きな悪影響を及ぼすことなく、母材の強度および靭性を向上させるのに有効な元素である。これらの効果を有効に発揮させるには、Ｃｕを０．４０質量％以上含有させる。しかし、原料コストを低減する観点から、Ｃｕは少ない方がよい。そのため、Ｃｕ含有量は１．００質量％以下とする。
Ｃｕは、溶接性、溶接熱影響部の靭性に大きな悪影響を及ぼすことなく、母材の強度および靭性を向上させるのに有効な元素である。これらの効果を有効に発揮させるには、Ｃｕを０．４０質量％以上含有させる。しかし、原料コストを低減する観点から、Ｃｕは少ない方がよい。そのため、Ｃｕ含有量は１．００質量％以下とする。
【0033】
［Ｎｉ：０．４０質量％以上、１．００質量％以下］
Ｎｉは、溶接性、ＨＡＺ靭性に大きな悪影響を及ぼすことなく、母材の強度および靭性を向上させるのに有効な元素である。この効果を有効に発揮させるには、Ｎｉを０．４０質量％以上含有させる。しかし、原料コストを低減する観点から、Ｎｉは少ない方がよい。そのため、Ｎｉ含有量は１．００質量％以下とする。
Ｎｉは、溶接性、ＨＡＺ靭性に大きな悪影響を及ぼすことなく、母材の強度および靭性を向上させるのに有効な元素である。この効果を有効に発揮させるには、Ｎｉを０．４０質量％以上含有させる。しかし、原料コストを低減する観点から、Ｎｉは少ない方がよい。そのため、Ｎｉ含有量は１．００質量％以下とする。
【0034】
［Ｓ：０．０１０質量％以下（０質量％を含む）］
Ｓは、ＭｎＳを形成して衝撃特性と溶接熱影響部の靭性、更には母材伸びを劣化させる不可避不純物元素である。そのため、Ｓ含有量は０．０1０質量％以下に規制する。
Ｓは、ＭｎＳを形成して衝撃特性と溶接熱影響部の靭性、更には母材伸びを劣化させる不可避不純物元素である。そのため、Ｓ含有量は０．０1０質量％以下に規制する。
【0035】
［Ｐ：０．０３０質量％以下（０質量％を含む）］
Ｐは、衝撃特性（母材靭性、曲げ加工後の靭性）と溶接熱影響部の靭性に悪影響を及ぼす不可避不純物元素である。そのため、Ｐ含有量を０．０３０質量％以下に規制する必要がある。
Ｐは、衝撃特性（母材靭性、曲げ加工後の靭性）と溶接熱影響部の靭性に悪影響を及ぼす不可避不純物元素である。そのため、Ｐ含有量を０．０３０質量％以下に規制する必要がある。
【0036】
［Ｃｒ：４．００質量％以下（０質量％を含む）］
Ｃｒは、母材の耐食性を向上させる元素であることから添加してもよい。ただしＣｒは必須の元素でなく添加しなくてもよい。この場合でも製造上、０．０８質量％以下までは不可避不純物元素として混入する可能性がある。一方でＣｒは塗装欠陥部では、ｐH低下の原因となり、欠陥内での凝集水分の酸化性を促進することにより塗装－素地界面での隙間腐食を誘発する作用をもたらす。このためＣｒ含有量が０．０８質量％を超えるように意図的に添加する場合でもその含有量は４．００質量％以下とする。
Ｃｒは、母材の耐食性を向上させる元素であることから添加してもよい。ただしＣｒは必須の元素でなく添加しなくてもよい。この場合でも製造上、０．０８質量％以下までは不可避不純物元素として混入する可能性がある。一方でＣｒは塗装欠陥部では、ｐH低下の原因となり、欠陥内での凝集水分の酸化性を促進することにより塗装－素地界面での隙間腐食を誘発する作用をもたらす。このためＣｒ含有量が０．０８質量％を超えるように意図的に添加する場合でもその含有量は４．００質量％以下とする。
【0037】
［Ｔｉ：０．０２質量％以上、０．０７質量％以下］
Ｔｉは炭化物を生成することで母材の強度を向上させるのに有効であるとともに、生成錆を緻密化し安定錆層の生成を促進する効果がある。これら効果を有効に発揮させるに、Ｔｉを０．０２質量％以上含有させる。しかし、過剰に添加するとＴｉ炭化物生成により母材靱性が劣化することから、Ｔｉ含有量は０．０７質量％以下とする。
Ｔｉは炭化物を生成することで母材の強度を向上させるのに有効であるとともに、生成錆を緻密化し安定錆層の生成を促進する効果がある。これら効果を有効に発揮させるに、Ｔｉを０．０２質量％以上含有させる。しかし、過剰に添加するとＴｉ炭化物生成により母材靱性が劣化することから、Ｔｉ含有量は０．０７質量％以下とする。
【0038】
［Ａｌ：０．０１０質量％以上、０．０７０質量％以下］
Ａｌは、脱酸に必要な元素であり、０．０１０質量％以上含有させる。好ましくは０．０１５質量％以上含有させる。一方、Ａｌを過剰に含有させると、アルミナ系の粗大な介在物を形成し衝撃特性が低下する。そのため、Ａｌ含有量は０．０７０質量％以下とする。
Ａｌは、脱酸に必要な元素であり、０．０１０質量％以上含有させる。好ましくは０．０１５質量％以上含有させる。一方、Ａｌを過剰に含有させると、アルミナ系の粗大な介在物を形成し衝撃特性が低下する。そのため、Ａｌ含有量は０．０７０質量％以下とする。
【0039】
［B：０．０００５質量％以上、０．００３０質量％以下］
Ｂは、溶接熱影響部においてオーステナイト粒界に偏析し粒界からの粗大なフェライト析出を抑制し、ＨＡＺ靭性向上に有効な元素である。そのため、Ｂは０．０００５質量％以上含有させる。好ましくは０．０００８質量％以上含有させる。しかし、Ｂ含有量が過剰になると粗大な析出物を形成し、かえって焼入れ性を低下させる。そのため、Ｂ含有量の上限は０．００３０質量％とする。より好ましい上限は０．００２５質量％である。
Ｂは、溶接熱影響部においてオーステナイト粒界に偏析し粒界からの粗大なフェライト析出を抑制し、ＨＡＺ靭性向上に有効な元素である。そのため、Ｂは０．０００５質量％以上含有させる。好ましくは０．０００８質量％以上含有させる。しかし、Ｂ含有量が過剰になると粗大な析出物を形成し、かえって焼入れ性を低下させる。そのため、Ｂ含有量の上限は０．００３０質量％とする。より好ましい上限は０．００２５質量％である。
【0040】
［Ｎ：０．００１０質量％以上、０．０１００質量％以下］
Ｎは固溶状態では靭性を低下させるためその含有量を０．０１００質量％以下とする必要があるが、ＴｉＮとなり溶接熱影響部の結晶粒を微細化し高靱化に寄与する効果もあるため０．００１０質量％以上含有させる。
Ｎは固溶状態では靭性を低下させるためその含有量を０．０１００質量％以下とする必要があるが、ＴｉＮとなり溶接熱影響部の結晶粒を微細化し高靱化に寄与する効果もあるため０．００１０質量％以上含有させる。
【0041】
［Ｃａ：０．００５０質量％以下（０質量％を含む）］
ＣａはＭｎＳ介在物の形態制御による鋳片品質の改善に寄与する。一方、Ｃａは介在物として存在することにより母材の靱性を低下させる。このため、Ｃａは添加してもよく、また添加しなくてもよく、Ｃａの含有量を０．００５０質量％以下とした。Ｃａの通常の不純物レベルは０．０００１質量％未満であり、このため、本発明の実施形態ではＣａの添加効果をより確実に発揮させるため、意図的に添加する場合は、好ましくは、Ｃａを０．０００１質量％以上含有させる。
ＣａはＭｎＳ介在物の形態制御による鋳片品質の改善に寄与する。一方、Ｃａは介在物として存在することにより母材の靱性を低下させる。このため、Ｃａは添加してもよく、また添加しなくてもよく、Ｃａの含有量を０．００５０質量％以下とした。Ｃａの通常の不純物レベルは０．０００１質量％未満であり、このため、本発明の実施形態ではＣａの添加効果をより確実に発揮させるため、意図的に添加する場合は、好ましくは、Ｃａを０．０００１質量％以上含有させる。
【0042】
［残部］
残部は鉄および不可避不純物である。不可避不純物としては、原料、資材、製造設備等の状況によって持ち込まれる元素（例えば、Ａｓ、Ｓｂ、Ｎｂ、Ｏ、Ｈ等）の混入が許容される。
なお、例えば、ＰおよびＳのように、通常、含有量が少ないほど好ましく、従って不可避不純物であるが、その組成範囲について上記のように別途規定している元素がある。このため、本明細書において、残部を構成する「不可避不純物」は、別途その組成範囲が規定されている元素を除いた概念である。
残部は鉄および不可避不純物である。不可避不純物としては、原料、資材、製造設備等の状況によって持ち込まれる元素（例えば、Ａｓ、Ｓｂ、Ｎｂ、Ｏ、Ｈ等）の混入が許容される。
なお、例えば、ＰおよびＳのように、通常、含有量が少ないほど好ましく、従って不可避不純物であるが、その組成範囲について上記のように別途規定している元素がある。このため、本明細書において、残部を構成する「不可避不純物」は、別途その組成範囲が規定されている元素を除いた概念である。
【0043】
２．金属組織
本発明の実施形態に係る鋼板は上述の化学組成を有することにより優れた塗装耐久性を得ることができる。
一方、橋梁として使用する際により優れた靭性を有することが好ましい。このため以下に規定する金属組織を有することが好ましい。
本発明の実施形態に係る鋼板は上述の化学組成を有することにより優れた塗装耐久性を得ることができる。
一方、橋梁として使用する際により優れた靭性を有することが好ましい。このため以下に規定する金属組織を有することが好ましい。
【0044】
［板厚ｔ／４位置における金属組織がフェライトおよびベイナイトの一方または両方を含み、残部がパーライトおよび島状マルテンサイトの一方または両方であり、フェライトおよびベイナイトにおいて最大結晶粒径が３０μｍ以下であってよい。］
厳しい腐食環境下において靭性を確保するために、鋼板の代表的な部位である板厚ｔ／４位置（鋼板の表面（主面）から中心に向かって板厚ｔの４分の１の距離にある位置）における金属組織がフェライトおよびベイナイトの一方または両方を含み、残部がパーライトおよび島状マルテンサイト（ＭＡ）の一方または両方であり、且つこれらのフェライトおよびベイナイトの結晶粒径を３０μｍ以下としてよい。
ここで「フェライトおよびベイナイトの結晶粒径を３０μｍ以下」とはフェライトとベイナイトの両方が存在する場合は、そのそれぞれの最大結晶粒径が３０μｍ以下であり、フェライトとベイナイトの一方のみが存在する場合は存在する方の最大結晶粒径が３０μｍ以下という意味である。
厳しい腐食環境下において靭性を確保するために、鋼板の代表的な部位である板厚ｔ／４位置（鋼板の表面（主面）から中心に向かって板厚ｔの４分の１の距離にある位置）における金属組織がフェライトおよびベイナイトの一方または両方を含み、残部がパーライトおよび島状マルテンサイト（ＭＡ）の一方または両方であり、且つこれらのフェライトおよびベイナイトの結晶粒径を３０μｍ以下としてよい。
ここで「フェライトおよびベイナイトの結晶粒径を３０μｍ以下」とはフェライトとベイナイトの両方が存在する場合は、そのそれぞれの最大結晶粒径が３０μｍ以下であり、フェライトとベイナイトの一方のみが存在する場合は存在する方の最大結晶粒径が３０μｍ以下という意味である。
【0045】
ここで最大結晶粒径は、板厚ｔ／４位置において、光学顕微鏡を用い倍率１００倍で、視野が６００μｍ×８００μｍの領域を観察し、画像解析ソフトを用いて、最大結晶粒が占める面積を測定し、その面積値から円相当径を計算することで得ることができる。
【0046】
上述の本発明の実施形態に係る鋼板は厳しい耐食性が要求される各種の用途、とりわけ優れた塗装耐久性が要求される各種の用途で用いることができる。
好ましい用途の代表例は橋梁であり、とりわけ橋梁桁端部において、優れた塗装耐久性により長期間再塗装を行うことなく（すなわち、メンテナンスコストフリーで）高い耐食性を維持できる。
また、本発明の実施形態に係る鋼板が高い塗装耐久性を示す好ましい塗装形態としてジンクリッチペイント（ジンクリッチプライマ）を挙げることができる。
好ましい用途の代表例は橋梁であり、とりわけ橋梁桁端部において、優れた塗装耐久性により長期間再塗装を行うことなく（すなわち、メンテナンスコストフリーで）高い耐食性を維持できる。
また、本発明の実施形態に係る鋼板が高い塗装耐久性を示す好ましい塗装形態としてジンクリッチペイント（ジンクリッチプライマ）を挙げることができる。
【0047】
３．製造方法
本発明の実施形態に係る鋼板は、上述の化学成分を満足する限り、橋梁用の鋼板を含む通常の鋼板の製造方法を用いて得ることができる。
なお、上述の好ましい実施形態である板厚ｔ／４位置における金属組織がフェライトおよびベイナイトの一方または両方を含み、残部がパーライトおよび島状マルテンサイトの一方または両方であり、フェライトおよびベイナイトにおいて最大結晶粒径が３０μｍ以下である鋼板については、熱間圧延の条件（圧延後の冷却条件を含む）を以下に示す条件で行うことにより製造可能である。すなわち以下に示す圧延条件は好適な圧延条件である。
本発明の実施形態に係る鋼板は、上述の化学成分を満足する限り、橋梁用の鋼板を含む通常の鋼板の製造方法を用いて得ることができる。
なお、上述の好ましい実施形態である板厚ｔ／４位置における金属組織がフェライトおよびベイナイトの一方または両方を含み、残部がパーライトおよび島状マルテンサイトの一方または両方であり、フェライトおよびベイナイトにおいて最大結晶粒径が３０μｍ以下である鋼板については、熱間圧延の条件（圧延後の冷却条件を含む）を以下に示す条件で行うことにより製造可能である。すなわち以下に示す圧延条件は好適な圧延条件である。
【0048】
・鋳片加熱温度：８５０℃～１３００℃
加熱温度が低いほど旧オーステナイト粒径は微細化し高靱化するが、再結晶温度域での圧延が製造上困難になることから加熱温度は８５０℃以上としてよい。しかし、加熱温度が１３００℃以上になると旧オーステナイト粒径が粗大化し低靱化を招くことから加熱温度は１３００℃以下としてよい。
加熱温度が低いほど旧オーステナイト粒径は微細化し高靱化するが、再結晶温度域での圧延が製造上困難になることから加熱温度は８５０℃以上としてよい。しかし、加熱温度が１３００℃以上になると旧オーステナイト粒径が粗大化し低靱化を招くことから加熱温度は１３００℃以下としてよい。
【0049】
・再結晶温度域圧下率：４０％以上
鋳片加熱後の圧延において、再結晶温度域での圧下は旧オーステナイト粒径を微細化し高靱化に寄与する。ただし、その効果は４０％以上の圧下率で飽和する。このため、生産性の観点から再結晶温度域での圧下率を４０％以上とした。
なお、再結晶温度域圧下率は（ｔ１－ｔ２）／ｔ１×１００（％）と定義する。ここで、ｔ１は再結晶温度域での圧下前の板厚であり、ｔ２は再結晶温度域での圧下完了時の板厚である。
鋳片加熱後の圧延において、再結晶温度域での圧下は旧オーステナイト粒径を微細化し高靱化に寄与する。ただし、その効果は４０％以上の圧下率で飽和する。このため、生産性の観点から再結晶温度域での圧下率を４０％以上とした。
なお、再結晶温度域圧下率は（ｔ１－ｔ２）／ｔ１×１００（％）と定義する。ここで、ｔ１は再結晶温度域での圧下前の板厚であり、ｔ２は再結晶温度域での圧下完了時の板厚である。
【0050】
・未再結晶温度域圧下率パラメータＲ：２４未満
未再結晶温度域での圧下率が高いほど組織微細化により高靱化に寄与する。圧延によるｔ／４位置への導入ひずみを考慮するとその効果は板厚が薄いほど大きくなり、また、焼入れ性が高いほど変態温度が低温化することで組織が微細となることから、板厚および焼き入れ性指数ＤＩを変数とするパラメータＲを導入する。安定して高靱性を実現するための条件としてパラメータＲは２４未満（Ｒ＜２４）としてよい。
なお、Ｒは次式にて定義される。
Ｒ＝４２．１８－１．７５×（未再結晶温度域圧下率）０．５－１２４．５９÷板厚－９．４３×ＤＩ
上式のうち、「板厚」は、圧延完了時点での鋼板の板厚であり、従って下記のｔ４と同じである。
上式のうち、「未再結晶温度域圧下率」は（ｔ３－ｔ４）／ｔ３×１００（％）と定義する。ｔ３は未再結晶温度域での圧下前の板厚であり、ｔ４は未再結晶温度域での圧下完了時の板厚である。
またＤＩは成分指標であり、ＤＩ＝１．１６×（Ｃ／１０）０．５×（５．１×（Ｍｎ－１．２）＋５）×（０．３５Ｃｕ＋１）×（０．３６Ｎｉ＋１）×（２．１６Ｃｒ＋１）×（３．０Ｍｏ＋１）×（１．７５Ｖ ＋１）×（２００Ｂ ＋１）である。元素記号は対応する各元素の含有量（質量％）を意味する。また、当該元素が含まれていない場合は値をゼロとして計算する。
未再結晶温度域での圧下率が高いほど組織微細化により高靱化に寄与する。圧延によるｔ／４位置への導入ひずみを考慮するとその効果は板厚が薄いほど大きくなり、また、焼入れ性が高いほど変態温度が低温化することで組織が微細となることから、板厚および焼き入れ性指数ＤＩを変数とするパラメータＲを導入する。安定して高靱性を実現するための条件としてパラメータＲは２４未満（Ｒ＜２４）としてよい。
なお、Ｒは次式にて定義される。
Ｒ＝４２．１８－１．７５×（未再結晶温度域圧下率）０．５－１２４．５９÷板厚－９．４３×ＤＩ
上式のうち、「板厚」は、圧延完了時点での鋼板の板厚であり、従って下記のｔ４と同じである。
上式のうち、「未再結晶温度域圧下率」は（ｔ３－ｔ４）／ｔ３×１００（％）と定義する。ｔ３は未再結晶温度域での圧下前の板厚であり、ｔ４は未再結晶温度域での圧下完了時の板厚である。
またＤＩは成分指標であり、ＤＩ＝１．１６×（Ｃ／１０）０．５×（５．１×（Ｍｎ－１．２）＋５）×（０．３５Ｃｕ＋１）×（０．３６Ｎｉ＋１）×（２．１６Ｃｒ＋１）×（３．０Ｍｏ＋１）×（１．７５Ｖ ＋１）×（２００Ｂ ＋１）である。元素記号は対応する各元素の含有量（質量％）を意味する。また、当該元素が含まれていない場合は値をゼロとして計算する。
【0051】
・圧延完了温度：６００℃以上
圧延完了温度（最終圧延ロール出口温度）は生産性の観点から６００℃以上としてよい。
圧延完了温度（最終圧延ロール出口温度）は生産性の観点から６００℃以上としてよい。
【0052】
・圧延後冷却
圧延後の冷却については冷却速度が遅いほど変態が高温となり組織が粗大化し靱性劣化を招く。このため、圧延完了温度から４００℃までの温度域での平均冷却速度を０．１℃／秒以上としてよい。
圧延後の冷却については冷却速度が遅いほど変態が高温となり組織が粗大化し靱性劣化を招く。このため、圧延完了温度から４００℃までの温度域での平均冷却速度を０．１℃／秒以上としてよい。
【0053】
なお、以上に示した圧延条件を満足することで、十分な靭性を確保できるが、強度調整のために追加で熱処理を施してもよい。ただし、過度に高い温度で熱処理を施すと粗大組織となり靱性が劣化する。このため、熱処理温度を９６０℃以下としてよい。
【実施例0054】
１．実施例１
表１に示す化学組成を有する供試材を通常の溶製法で溶製した後、鋳造材を得た。得られた鋳造材を表２に示す圧延条件で圧延して鋼板サンプルを得た。また組成から計算した焼き入れ性指数ＤＩを表１に示し、パラメータＲを表２に示す。サンプル１-７は橋梁等に広く用いられている従来鋼ＳMであり、後述の耐食性評価の基準となるサンプルである。
表２の「冷却速度」は圧延完了温度から４００℃までの温度域での平均冷却速度を意味する。
表１に示す化学組成を有する供試材を通常の溶製法で溶製した後、鋳造材を得た。得られた鋳造材を表２に示す圧延条件で圧延して鋼板サンプルを得た。また組成から計算した焼き入れ性指数ＤＩを表１に示し、パラメータＲを表２に示す。サンプル１-７は橋梁等に広く用いられている従来鋼ＳMであり、後述の耐食性評価の基準となるサンプルである。
表２の「冷却速度」は圧延完了温度から４００℃までの温度域での平均冷却速度を意味する。
【0055】
【表1】
【0056】
【表2】
【0057】
（耐食性評価）
得られたサンプルの耐食性を評価した。評価には、ＪＩＳ－Ｋ－５６００－７－９：２００６ サイクルＤ法から湿潤時間を増加させ、乾燥時間を減少させた、上述のより厳しい腐食促進試験方法を用いた。以下に具体的に説明する。
得られたサンプルの耐食性を評価した。評価には、ＪＩＳ－Ｋ－５６００－７－９：２００６ サイクルＤ法から湿潤時間を増加させ、乾燥時間を減少させた、上述のより厳しい腐食促進試験方法を用いた。以下に具体的に説明する。
【0058】
各サンプルのｔ／４あるいは３／４ｔ位置から３ｍｍt×５０ｍｍW×１５０ｍｍLの板材を切り出し、この鋼材の表面に鋼材側から順に防食下地塗装として厚さ３５μｍのジンクリッチプライマ（ジンクリッチペイント）層、中塗り塗装として厚さ２０μｍのエポキシ系樹脂層、上塗り塗装として厚さ２０μｍのフッ素系樹脂層を設けた。次いで、供試材の表面にカッターナイフでクロスカット式の人工塗膜欠陥を入れて腐食促進試験用サンプルを得た。
【0059】
得られた腐食促進試験用サンプルを用いて、表３に示す工程１～４を１サイクルとして、２２４サイクル終了後に塗膜下で発生した赤錆面積を画像解析にて算出する腐食促進試験（ＣＣＴ）を行った。従来鋼ＳMサンプル（サンプルＮｏ．１－７）の赤錆面積に対する各サンプルの赤錆面積の比を求めた。各腐食促進試験用サンプルの得られた赤錆面積の比を表２の「耐食性」の欄に示す。この赤錆面積の比が０．６０以下であれば耐食性に優れると判断した。
なお表３から分かるように、腐食促進試験の１サイクルにおける塩水噴霧時間＋湿潤時間は３時間であり、塩水噴霧時間＋乾燥（熱風乾燥＋温風乾燥）時間＋修正湿潤時間が６時間であるため、Ｗｅｔ率は３÷６×１００＝５０％となる。
なお表３から分かるように、腐食促進試験の１サイクルにおける塩水噴霧時間＋湿潤時間は３時間であり、塩水噴霧時間＋乾燥（熱風乾燥＋温風乾燥）時間＋修正湿潤時間が６時間であるため、Ｗｅｔ率は３÷６×１００＝５０％となる。
【0060】
【表3】
【0061】
表２の耐食性の結果から分かるように、本発明の実施形態に係るサンプルＮｏ．１-２～１－６は何れも優れた耐食性を示した。一方、所定量のＴａを含まず（サンプルＮｏ．１－１はＴａが過剰）且つ所定量のＭｇおよび所定量のＲＥＭ量の一方または両方を含有しないサンプルＮｏ．１－１と１－７は耐食性が劣っていた。
【0062】
２．実施例２
表４に示す化学組成を有する供試材を通常の溶製法で溶製した後、鋳造材を得た。得られた鋳造材を表５に示す圧延条件で圧延して鋼板サンプルを得た。また組成から計算した焼き入れ性指数ＤＩを表４に示し、パラメータＲを表５に示す。
表５の「冷却速度」は圧延完了温度から４００℃までの温度域での平均冷却速度を意味する。
表４に示す化学組成を有する供試材を通常の溶製法で溶製した後、鋳造材を得た。得られた鋳造材を表５に示す圧延条件で圧延して鋼板サンプルを得た。また組成から計算した焼き入れ性指数ＤＩを表４に示し、パラメータＲを表５に示す。
表５の「冷却速度」は圧延完了温度から４００℃までの温度域での平均冷却速度を意味する。
【0063】
【表4】
【0064】
【表5】
【0065】
（耐食性評価）
表４および表５に記載の鋼種A、Ｂ、ＣおよびDは何れも本発明の実施形態に係る組成の条件を満足するため、上記の実施例を含む記載より明らかなように優れた耐食性を有する。念のため、サンプルＮｏ．２－５（鋼種D）について耐食性の評価を行った。サンプルＮｏ．２－５および比較用の従来鋼ＳMサンプル（サンプルＮｏ．１－７）とも腐食促進試験のサイクルが１１２であったこと以外は、実施例１に示した耐食性評価方法と同じ方法を用いた。得られた結果を表６に示す。優れた耐食性を示すことが確認できた。
表４および表５に記載の鋼種A、Ｂ、ＣおよびDは何れも本発明の実施形態に係る組成の条件を満足するため、上記の実施例を含む記載より明らかなように優れた耐食性を有する。念のため、サンプルＮｏ．２－５（鋼種D）について耐食性の評価を行った。サンプルＮｏ．２－５および比較用の従来鋼ＳMサンプル（サンプルＮｏ．１－７）とも腐食促進試験のサイクルが１１２であったこと以外は、実施例１に示した耐食性評価方法と同じ方法を用いた。得られた結果を表６に示す。優れた耐食性を示すことが確認できた。
【0066】
（金属組織観察）
後述する衝撃試験片採取位置と同じ板厚ｔ／４位置において、光学顕微鏡を用い倍率１００倍で、視野が６００μｍ×８００μｍの領域を組織観察した。認められた組織を表６に示す。また、画像解析ソフトを用いて、視野内の最大結晶粒径を測定した。具体的にはフェライトおよびベイナイトのうち（フェライトおよびベイナイトの一方しか存在しない場合は存在している方）最大の結晶粒の面積を測定し、その円相当径を最大結晶粒径とした。得られた最大結晶粒径を表６に示す。
後述する衝撃試験片採取位置と同じ板厚ｔ／４位置において、光学顕微鏡を用い倍率１００倍で、視野が６００μｍ×８００μｍの領域を組織観察した。認められた組織を表６に示す。また、画像解析ソフトを用いて、視野内の最大結晶粒径を測定した。具体的にはフェライトおよびベイナイトのうち（フェライトおよびベイナイトの一方しか存在しない場合は存在している方）最大の結晶粒の面積を測定し、その円相当径を最大結晶粒径とした。得られた最大結晶粒径を表６に示す。
【0067】
（靭性評価）
各サンプルの板厚ｔ／４位置から試験片の長手方向が圧延方向と平行となるように、フルサイズのシャルピー衝撃試験片（ＪＩＳ Ｚ ２２０２のＶノッチ試験片）を３本ずつ採取した。得られたシャルピー衝撃試験片について－２０℃でシャルピー衝撃試験を行い、吸収エネルギー（ＶＥ－２０）を測定した。これら各３本ずつのシャルピー衝撃試験測定結果の平均値を表６に示す。吸収エネルギー（ＶＥ－２０）が４７Ｊ以上を靭性良好とした。また、参考のため各サンプルの降伏強さ（ＹＰ）と引張強さ（ＴＳ）も表６に示した。
各サンプルの板厚ｔ／４位置から試験片の長手方向が圧延方向と平行となるように、フルサイズのシャルピー衝撃試験片（ＪＩＳ Ｚ ２２０２のＶノッチ試験片）を３本ずつ採取した。得られたシャルピー衝撃試験片について－２０℃でシャルピー衝撃試験を行い、吸収エネルギー（ＶＥ－２０）を測定した。これら各３本ずつのシャルピー衝撃試験測定結果の平均値を表６に示す。吸収エネルギー（ＶＥ－２０）が４７Ｊ以上を靭性良好とした。また、参考のため各サンプルの降伏強さ（ＹＰ）と引張強さ（ＴＳ）も表６に示した。
【0068】
【表6】
【0069】
圧延条件が上述した好適な圧延条件を満足しているサンプルＮｏ．２－２～２－５の金属組織はフェライトおよびベイナイトの一方または両方を含み、残部がパーライトである。また、フェライトおよびベイナイトの最大結晶粒径が３０μｍ以下となっている。そして、優れた靭性を有している。