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(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】P2024088446
(43)【公開日】2024-07-02
(54)【発明の名称】鋼板およびその製造方法
(51)【国際特許分類】
C22C 38/00 20060101AFI20240625BHJP
C22C 38/12 20060101ALI20240625BHJP
C22C 38/60 20060101ALI20240625BHJP
C21D 8/02 20060101ALI20240625BHJP
【ＦＩ】
C22C38/00 301A
C22C38/12
C22C38/60
C21D8/02 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022203625
(22)【出願日】2022-12-20
(71)【出願人】
【識別番号】000006655
【氏名又は名称】日本製鉄株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002044
【氏名又は名称】弁理士法人ブライタス
(72)【発明者】
【氏名】菅沢 早帆
(72)【発明者】
【氏名】中島 清孝
(72)【発明者】
【氏名】新宅 祥晃
(72)【発明者】
【氏名】今城 大貴
(72)【発明者】
【氏名】田中 駿
【テーマコード（参考）】
4K032
【Ｆターム（参考）】
4K032AA01
4K032AA02
4K032AA04
4K032AA05
4K032AA08
4K032AA11
4K032AA14
4K032AA15
4K032AA16
4K032AA17
4K032AA19
4K032AA21
4K032AA22
4K032AA23
4K032AA24
4K032AA27
4K032AA29
4K032AA31
4K032AA34
4K032AA35
4K032AA36
4K032AA37
4K032AA39
4K032AA40
4K032BA01
4K032CA01
4K032CA02
4K032CB02
4K032CC03
4K032CC04
4K032CD02
4K032CD03
4K032CF01
4K032CF02
(57)【要約】
【課題】高い強度を有し、かつ低温靱性に優れる鋼板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】化学組成が、質量％で、Ｃ：０．０４０～０．１６０％、Ｓｉ：０．０１～０．５０％、Ｍｎ：０．７０～２．５０％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０２０％以下、Ｏ：０．００５０％以下、Ａｌ：０．００１～０．１００％、Ｎ：０．００１０～０．００８０％、Ｎｂ：０．００３～０．０５０％、Ｂ：０．０００１～０．００５０％、残部：Ｆｅおよび不純物であり、Ｃｅｑが０．２５～０．６０％かつＢＦ´が０％超であり、Ｃ断面において、１／４ｔの位置における金属組織が、面積％で、７０％以上のベイナイトを含み、かつ、ベイナイトを構成するベイニティックフェライトの平均粒径が１０μｍ以下であり、前記ベイニティックフェライトのうち、粒内方位差が５°未満であるベイニティックフェライトの割合が面積％で１％以上３０％未満である鋼板。
【選択図】 なし
【解決手段】化学組成が、質量％で、Ｃ：０．０４０～０．１６０％、Ｓｉ：０．０１～０．５０％、Ｍｎ：０．７０～２．５０％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０２０％以下、Ｏ：０．００５０％以下、Ａｌ：０．００１～０．１００％、Ｎ：０．００１０～０．００８０％、Ｎｂ：０．００３～０．０５０％、Ｂ：０．０００１～０．００５０％、残部：Ｆｅおよび不純物であり、Ｃｅｑが０．２５～０．６０％かつＢＦ´が０％超であり、Ｃ断面において、１／４ｔの位置における金属組織が、面積％で、７０％以上のベイナイトを含み、かつ、ベイナイトを構成するベイニティックフェライトの平均粒径が１０μｍ以下であり、前記ベイニティックフェライトのうち、粒内方位差が５°未満であるベイニティックフェライトの割合が面積％で１％以上３０％未満である鋼板。
【選択図】 なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
鋼板の化学組成が、質量％で、
Ｃ ：０．０４０～０．１６０％、
Ｓｉ：０．０１～０．５０％、
Ｍｎ：０．７０～２．５０％、
Ｐ ：０．０３０％以下、
Ｓ ：０．０２０％以下、
Ａｌ：０．００１～０．１００％、
Ｎ ：０．００１０～０．００８０％、
Ｎｂ：０．００３～０．０５０％、
Ｂ ：０．０００１～０．００５０％、
残部：Ｆｅおよび不純物であり、
下記（ｉ）式で定義されるＣｅｑが０．２５～０．６０％であり、
下記（ｉｉ）式で算出されるＢＦ´が０％超であり、
前記鋼板の圧延方向に垂直な断面において、前記鋼板の厚さをｔとした時に、前記鋼板の表面から１／４ｔの位置における金属組織が、
面積％で、７０％以上のベイナイトを含み、かつ、
前記ベイナイトを構成するベイニティックフェライトの平均粒径が１０μｍ以下であり、
前記ベイニティックフェライトのうち、粒内方位差が５°未満であるベイニティックフェライトの割合が、面積％で、１％以上３０％未満である、
鋼板。
Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｍｎ／６＋（Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｖ）／５＋（Ｎｉ＋Ｃｕ）／１５ ・・・（ｉ）
ＢＦ´＝Ｂ－（Ｎ－Ｔｉ×（１４／４７．８６７））×（１０．８１１／１４） ・・・（ｉｉ）
但し、上記式中の元素記号は、鋼板中に含まれる各元素の含有量（質量％）を表し、含有されない場合は０を代入するものとする。
Ｃ ：０．０４０～０．１６０％、
Ｓｉ：０．０１～０．５０％、
Ｍｎ：０．７０～２．５０％、
Ｐ ：０．０３０％以下、
Ｓ ：０．０２０％以下、
Ａｌ：０．００１～０．１００％、
Ｎ ：０．００１０～０．００８０％、
Ｎｂ：０．００３～０．０５０％、
Ｂ ：０．０００１～０．００５０％、
残部：Ｆｅおよび不純物であり、
下記（ｉ）式で定義されるＣｅｑが０．２５～０．６０％であり、
下記（ｉｉ）式で算出されるＢＦ´が０％超であり、
前記鋼板の圧延方向に垂直な断面において、前記鋼板の厚さをｔとした時に、前記鋼板の表面から１／４ｔの位置における金属組織が、
面積％で、７０％以上のベイナイトを含み、かつ、
前記ベイナイトを構成するベイニティックフェライトの平均粒径が１０μｍ以下であり、
前記ベイニティックフェライトのうち、粒内方位差が５°未満であるベイニティックフェライトの割合が、面積％で、１％以上３０％未満である、
鋼板。
Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｍｎ／６＋（Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｖ）／５＋（Ｎｉ＋Ｃｕ）／１５ ・・・（ｉ）
ＢＦ´＝Ｂ－（Ｎ－Ｔｉ×（１４／４７．８６７））×（１０．８１１／１４） ・・・（ｉｉ）
但し、上記式中の元素記号は、鋼板中に含まれる各元素の含有量（質量％）を表し、含有されない場合は０を代入するものとする。
【請求項2】
前記化学組成が、前記Ｆｅの一部に代えて、質量％で、下記Ａ群、Ｂ群、Ｃ群およびＤ群から選択される１種または２種以上を含有するものである、
請求項１に記載の鋼板。
［Ａ群］Ｔｉ：０．０５０％以下、Ｃｕ：１．５０％以下、Ｎｉ：２．５０％以下、Ｃｒ：１．００％以下、Ｍｏ：１．００％以下、およびＶ：０．１５０％以下からなる群から選択される１種または２種以上
［Ｂ群］Ｍｇ：０．０１００％以下、Ｃａ：０．０１００％以下、およびＲＥＭ：０．０１００％以下からなる群から選択される１種または２種以上
［Ｃ群］Ｚｒ：０．０１００％以下、およびＴｅ：０．０１００％以下からなる群から選択される１種または２種
［Ｄ群］Ｗ：１．００％以下、およびＳｎ：０．５０％以下からなる群から選択される１種または２種
請求項１に記載の鋼板。
［Ａ群］Ｔｉ：０．０５０％以下、Ｃｕ：１．５０％以下、Ｎｉ：２．５０％以下、Ｃｒ：１．００％以下、Ｍｏ：１．００％以下、およびＶ：０．１５０％以下からなる群から選択される１種または２種以上
［Ｂ群］Ｍｇ：０．０１００％以下、Ｃａ：０．０１００％以下、およびＲＥＭ：０．０１００％以下からなる群から選択される１種または２種以上
［Ｃ群］Ｚｒ：０．０１００％以下、およびＴｅ：０．０１００％以下からなる群から選択される１種または２種
［Ｄ群］Ｗ：１．００％以下、およびＳｎ：０．５０％以下からなる群から選択される１種または２種
【請求項3】
前記化学組成が、質量％で、前記Ａ群を含有する、
請求項２に記載の鋼板。
請求項２に記載の鋼板。
【請求項4】
前記化学組成が、質量％で、前記Ｂ群を含有する、
請求項２に記載の鋼板。
請求項２に記載の鋼板。
【請求項5】
前記化学組成が、質量％で、前記Ｃ群を含有する、
請求項２に記載の鋼板。
請求項２に記載の鋼板。
【請求項6】
前記化学組成が、質量％で、前記Ｄ群を含有する、
請求項２に記載の鋼板。
請求項２に記載の鋼板。
【請求項7】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の鋼板の製造方法であって、
請求項１から請求項６までのいずれかに記載の化学組成を有する鋼片に対して、加熱工程、熱間圧延工程および加速冷却工程を順に施す、鋼板の製造方法において、
前記加熱工程では、前記鋼片を９５０～１２００℃の加熱温度まで加熱し、
前記熱間圧延工程は、粗圧延と仕上圧延とを含み、
前記粗圧延は、前記鋼片の表面温度がＴｒｅｘ＋１０℃以上の範囲で実施し、
前記粗圧延における累積圧下率を１０～７５％とし、かつパス間時間を１５秒以下とし、
前記仕上圧延は、前記鋼片の表面温度がＴｒｅｘ＋１０℃以上の温度で圧延開始し、Ｔｒｅｘ以上の温度域での累積圧下率を１０％以上、Ｔｒｅｘ未満での累積圧下率を５５～８０％として、かつパス間時間を１５秒以下とし、Ａｒ３＋３０℃以上の温度で圧延終了し、
前記仕上圧延完了から、前記加速冷却工程における冷却開始までの時間を３０秒以上５０秒以下とし、
前記加速冷却工程では、冷却開始から冷却終了までの平均冷却速度が５～５０℃／秒となる条件で、５５０℃以下の冷却停止温度まで水冷する、
鋼板の製造方法。
但し、Ａｒ３は下記（ｉｉｉ）式で求められ、Ｔｒｅｘは下記（ｉｖ）式で求められる。なお、下記式中の元素記号は、鋼板中に含まれる各元素の含有量（質量％）を表し、含有されない場合は０を代入するものとする。
Ａｒ３＝９１０－３１０×Ｃ＋６５×Ｓｉ－８０×Ｍｎ－２０×Ｃｕ－５５×Ｎｉ－１５×Ｃｒ－８０×Ｍｏ ・・・（ｉｉｉ）
Ｔｒｅｘ＝－９１９００［Ｎｂ＊］２＋９４００［Ｎｂ＊］＋７７０ ・・・（ｉｖ）
但し、下記（ｖ）式で求められる固溶Ｎｂ量（質量％）を、ｓｏｌ．Ｎｂとした時に、
Ｎｂ≧ｓｏｌ．Ｎｂの場合は、［Ｎｂ＊］＝ｓｏｌ．Ｎｂ
Ｎｂ＜ｓｏｌ．Ｎｂの場合は、［Ｎｂ＊］＝Ｎｂ
とする。
ｓｏｌ．Ｎｂ＝（１０（－６７７０／（Ｔ＋２７３）＋２．２６））／（Ｃ＋１２／１４×Ｎ） ・・・（ｖ）
なお、上記式中のＴは加熱工程における鋼片の加熱温度（℃）を表す。
請求項１から請求項６までのいずれかに記載の化学組成を有する鋼片に対して、加熱工程、熱間圧延工程および加速冷却工程を順に施す、鋼板の製造方法において、
前記加熱工程では、前記鋼片を９５０～１２００℃の加熱温度まで加熱し、
前記熱間圧延工程は、粗圧延と仕上圧延とを含み、
前記粗圧延は、前記鋼片の表面温度がＴｒｅｘ＋１０℃以上の範囲で実施し、
前記粗圧延における累積圧下率を１０～７５％とし、かつパス間時間を１５秒以下とし、
前記仕上圧延は、前記鋼片の表面温度がＴｒｅｘ＋１０℃以上の温度で圧延開始し、Ｔｒｅｘ以上の温度域での累積圧下率を１０％以上、Ｔｒｅｘ未満での累積圧下率を５５～８０％として、かつパス間時間を１５秒以下とし、Ａｒ３＋３０℃以上の温度で圧延終了し、
前記仕上圧延完了から、前記加速冷却工程における冷却開始までの時間を３０秒以上５０秒以下とし、
前記加速冷却工程では、冷却開始から冷却終了までの平均冷却速度が５～５０℃／秒となる条件で、５５０℃以下の冷却停止温度まで水冷する、
鋼板の製造方法。
但し、Ａｒ３は下記（ｉｉｉ）式で求められ、Ｔｒｅｘは下記（ｉｖ）式で求められる。なお、下記式中の元素記号は、鋼板中に含まれる各元素の含有量（質量％）を表し、含有されない場合は０を代入するものとする。
Ａｒ３＝９１０－３１０×Ｃ＋６５×Ｓｉ－８０×Ｍｎ－２０×Ｃｕ－５５×Ｎｉ－１５×Ｃｒ－８０×Ｍｏ ・・・（ｉｉｉ）
Ｔｒｅｘ＝－９１９００［Ｎｂ＊］２＋９４００［Ｎｂ＊］＋７７０ ・・・（ｉｖ）
但し、下記（ｖ）式で求められる固溶Ｎｂ量（質量％）を、ｓｏｌ．Ｎｂとした時に、
Ｎｂ≧ｓｏｌ．Ｎｂの場合は、［Ｎｂ＊］＝ｓｏｌ．Ｎｂ
Ｎｂ＜ｓｏｌ．Ｎｂの場合は、［Ｎｂ＊］＝Ｎｂ
とする。
ｓｏｌ．Ｎｂ＝（１０（－６７７０／（Ｔ＋２７３）＋２．２６））／（Ｃ＋１２／１４×Ｎ） ・・・（ｖ）
なお、上記式中のＴは加熱工程における鋼片の加熱温度（℃）を表す。
【請求項8】
前記加速冷却工程の後に、３５０～６５０℃の温度範囲まで加熱する焼戻し工程をさらに施す、
請求項７に記載の鋼板の製造方法。
請求項７に記載の鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、鋼板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
鋼板の用途として、船舶、高層建築物、その他の建築物、橋梁、海洋構造物、ＬＮＧ貯蔵タンクその他の大型タンク、ラインパイプ等の溶接構造物が挙げられる（例えば、特許文献１～５参照）。近年、コンテナ船の積載重量増大等のため、溶接構造物の大型化が進められている。これに伴い、鋼板には板厚の厚肉化および高強度化が求められている。加えて、上記のような溶接構造物では、一層の安全性および信頼性の観点から、低温靱性のさらなる向上が課題になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－０２３３２２号公報
【特許文献2】特開２０１９－０２３３２３号公報
【特許文献3】特開２０１９－０２３３２４号公報
【特許文献4】特開２０１９－０３５１０７号公報
【特許文献5】国際公開第２０１９／０６９７７１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、一般的に、強度と低温靱性との間には、いわゆるトレードオフの関係が存在するため、高強度化と低温靱性の向上とを両立することは容易ではなかった。
【0005】
本発明は、上記の課題を解決し、高い強度を有し、かつ低温靱性に優れる鋼板およびその製造方法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】
【0006】
本発明者らは上記課題に対して詳細な検討を行った結果、以下の知見を得るに至った。
【0007】
上述のように、強度と低温靱性との間には、いわゆるトレードオフの関係が存在する。そこで、本発明者らは高強度化と低温靱性の向上とを両立する方法について検討を行った。その結果、金属組織をベイナイト主体とすることで高強度化するとともに、ベイナイト組織を微細化すること、および特定の粒内方位差を有するベイニティックフェライトを生成させることで、靱性の低下を抑制できることが分かった。
【0008】
また、仕上圧延において再結晶温度域で所定の圧下率で圧延を行い、オーステナイトを再結晶させて、引き続き未再結晶温度域で所定の圧下率で圧延を行い、仕上圧延終了温度を高く制御することで、仕上圧延終了後オーステナイトを部分再結晶させることができ、特定の粒内方位差を有するベイニティックフェライトの生成と、ベイナイト組織の微細化を達成できることを見出した。
【0009】
本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、下記の鋼板およびその製造方法を要旨とする。
【0010】
（１）鋼板の化学組成が、質量％で、
Ｃ ：０．０４０～０．１６０％、
Ｓｉ：０．０１～０．５０％、
Ｍｎ：０．７０～２．５０％、
Ｐ ：０．０３０％以下、
Ｓ ：０．０２０％以下、
Ａｌ：０．００１～０．１００％、
Ｎ ：０．００１０～０．００８０％、
Ｎｂ：０．００３～０．０５０％、
Ｂ ：０．０００１～０．００５０％、
残部：Ｆｅおよび不純物であり、
下記（ｉ）式で定義されるＣｅｑが０．２５～０．６０％であり、
下記（ｉｉ）式で算出されるＢＦ´が０％超であり、
前記鋼板の圧延方向に垂直な断面において、前記鋼板の厚さをｔとした時に、前記鋼板の表面から１／４ｔの位置における金属組織が、
面積％で、７０％以上のベイナイトを含み、かつ、
前記ベイナイトを構成するベイニティックフェライトの平均粒径が１０μｍ以下であり、
前記ベイニティックフェライトのうち、粒内方位差が５°未満であるベイニティックフェライトの割合が、面積％で、１％以上３０％未満である、
鋼板。
Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｍｎ／６＋（Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｖ）／５＋（Ｎｉ＋Ｃｕ）／１５ ・・・（ｉ）
ＢＦ´＝Ｂ－（Ｎ－Ｔｉ×（１４／４７．８６７））×（１０．８１１／１４） ・・・（ｉｉ）
但し、上記式中の元素記号は、鋼板中に含まれる各元素の含有量（質量％）を表し、含有されない場合は０を代入するものとする。
Ｃ ：０．０４０～０．１６０％、
Ｓｉ：０．０１～０．５０％、
Ｍｎ：０．７０～２．５０％、
Ｐ ：０．０３０％以下、
Ｓ ：０．０２０％以下、
Ａｌ：０．００１～０．１００％、
Ｎ ：０．００１０～０．００８０％、
Ｎｂ：０．００３～０．０５０％、
Ｂ ：０．０００１～０．００５０％、
残部：Ｆｅおよび不純物であり、
下記（ｉ）式で定義されるＣｅｑが０．２５～０．６０％であり、
下記（ｉｉ）式で算出されるＢＦ´が０％超であり、
前記鋼板の圧延方向に垂直な断面において、前記鋼板の厚さをｔとした時に、前記鋼板の表面から１／４ｔの位置における金属組織が、
面積％で、７０％以上のベイナイトを含み、かつ、
前記ベイナイトを構成するベイニティックフェライトの平均粒径が１０μｍ以下であり、
前記ベイニティックフェライトのうち、粒内方位差が５°未満であるベイニティックフェライトの割合が、面積％で、１％以上３０％未満である、
鋼板。
Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｍｎ／６＋（Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｖ）／５＋（Ｎｉ＋Ｃｕ）／１５ ・・・（ｉ）
ＢＦ´＝Ｂ－（Ｎ－Ｔｉ×（１４／４７．８６７））×（１０．８１１／１４） ・・・（ｉｉ）
但し、上記式中の元素記号は、鋼板中に含まれる各元素の含有量（質量％）を表し、含有されない場合は０を代入するものとする。
【0011】
（２）前記化学組成が、前記Ｆｅの一部に代えて、質量％で、下記Ａ群、Ｂ群、Ｃ群およびＤ群から選択される１種または２種以上を含有するものである、
上記（１）に記載の鋼板。
［Ａ群］Ｔｉ：０．０５０％以下、Ｃｕ：１．５０％以下、Ｎｉ：２．５０％以下、Ｃｒ：１．００％以下、Ｍｏ：１．００％以下、およびＶ：０．１５０％以下からなる群から選択される１種または２種以上
［Ｂ群］Ｍｇ：０．０１００％以下、Ｃａ：０．０１００％以下、およびＲＥＭ：０．０１００％以下からなる群から選択される１種または２種以上
［Ｃ群］Ｚｒ：０．０１００％以下、およびＴｅ：０．０１００％以下からなる群から選択される１種または２種
［Ｄ群］Ｗ：１．００％以下、およびＳｎ：０．５０％以下からなる群から選択される１種または２種
上記（１）に記載の鋼板。
［Ａ群］Ｔｉ：０．０５０％以下、Ｃｕ：１．５０％以下、Ｎｉ：２．５０％以下、Ｃｒ：１．００％以下、Ｍｏ：１．００％以下、およびＶ：０．１５０％以下からなる群から選択される１種または２種以上
［Ｂ群］Ｍｇ：０．０１００％以下、Ｃａ：０．０１００％以下、およびＲＥＭ：０．０１００％以下からなる群から選択される１種または２種以上
［Ｃ群］Ｚｒ：０．０１００％以下、およびＴｅ：０．０１００％以下からなる群から選択される１種または２種
［Ｄ群］Ｗ：１．００％以下、およびＳｎ：０．５０％以下からなる群から選択される１種または２種
【0012】
（３）前記化学組成が、質量％で、前記Ａ群を含有する、
上記（２）に記載の鋼板。
上記（２）に記載の鋼板。
【0013】
（４）前記化学組成が、質量％で、前記Ｂ群を含有する、
上記（２）に記載の鋼板。
上記（２）に記載の鋼板。
【0014】
（５）前記化学組成が、質量％で、前記Ｃ群を含有する、
上記（２）に記載の鋼板。
上記（２）に記載の鋼板。
【0015】
（６）前記化学組成が、質量％で、前記Ｄ群を含有する、
上記（２）に記載の鋼板。
上記（２）に記載の鋼板。
【0016】
（７）上記（１）から（６）までのいずれか１項に記載の鋼板の製造方法であって、
上記（１）から（６）までのいずれかに記載の化学組成を有する鋼片に対して、加熱工程、熱間圧延工程および加速冷却工程を順に施す、鋼板の製造方法において、
前記加熱工程では、前記鋼片を９５０～１２００℃の加熱温度まで加熱し、
前記熱間圧延工程は、粗圧延と仕上圧延とを含み、
前記粗圧延は、前記鋼片の表面温度がＴｒｅｘ＋１０℃以上の範囲で実施し、
前記粗圧延における累積圧下率を１０～７５％とし、かつパス間時間を１５秒以下とし、
前記仕上圧延は、前記鋼片の表面温度がＴｒｅｘ＋１０℃以上の温度で圧延開始し、Ｔｒｅｘ以上の温度域での累積圧下率を１０％以上、Ｔｒｅｘ未満での累積圧下率を５５～８０％として、かつパス間時間を１５秒以下とし、Ａｒ３＋３０℃以上の温度で圧延終了し、
前記仕上圧延完了から、前記加速冷却工程における冷却開始までの時間を３０秒以上５０秒以下とし、
前記加速冷却工程では、冷却開始から冷却終了までの平均冷却速度が５～５０℃／秒となる条件で、５５０℃以下の冷却停止温度まで水冷する、
鋼板の製造方法。
但し、Ａｒ３は下記（ｉｉｉ）式で求められ、Ｔｒｅｘは下記（ｉｖ）式で求められる。なお、下記式中の元素記号は、鋼板中に含まれる各元素の含有量（質量％）を表し、含有されない場合は０を代入するものとする。
Ａｒ３＝９１０－３１０×Ｃ＋６５×Ｓｉ－８０×Ｍｎ－２０×Ｃｕ－５５×Ｎｉ－１５×Ｃｒ－８０×Ｍｏ ・・・（ｉｉｉ）
Ｔｒｅｘ＝－９１９００［Ｎｂ＊］２＋９４００［Ｎｂ＊］＋７７０ ・・・（ｉｖ）
但し、下記（ｖ）式で求められる固溶Ｎｂ量（質量％）を、ｓｏｌ．Ｎｂとした時に、
Ｎｂ≧ｓｏｌ．Ｎｂの場合は、［Ｎｂ＊］＝ｓｏｌ．Ｎｂ
Ｎｂ＜ｓｏｌ．Ｎｂの場合は、［Ｎｂ＊］＝Ｎｂ
とする。
ｓｏｌ．Ｎｂ＝（１０（－６７７０／（Ｔ＋２７３）＋２．２６））／（Ｃ＋１２／１４×Ｎ） ・・・（ｖ）
なお、上記式中のＴは加熱工程における鋼片の加熱温度（℃）を表す。
上記（１）から（６）までのいずれかに記載の化学組成を有する鋼片に対して、加熱工程、熱間圧延工程および加速冷却工程を順に施す、鋼板の製造方法において、
前記加熱工程では、前記鋼片を９５０～１２００℃の加熱温度まで加熱し、
前記熱間圧延工程は、粗圧延と仕上圧延とを含み、
前記粗圧延は、前記鋼片の表面温度がＴｒｅｘ＋１０℃以上の範囲で実施し、
前記粗圧延における累積圧下率を１０～７５％とし、かつパス間時間を１５秒以下とし、
前記仕上圧延は、前記鋼片の表面温度がＴｒｅｘ＋１０℃以上の温度で圧延開始し、Ｔｒｅｘ以上の温度域での累積圧下率を１０％以上、Ｔｒｅｘ未満での累積圧下率を５５～８０％として、かつパス間時間を１５秒以下とし、Ａｒ３＋３０℃以上の温度で圧延終了し、
前記仕上圧延完了から、前記加速冷却工程における冷却開始までの時間を３０秒以上５０秒以下とし、
前記加速冷却工程では、冷却開始から冷却終了までの平均冷却速度が５～５０℃／秒となる条件で、５５０℃以下の冷却停止温度まで水冷する、
鋼板の製造方法。
但し、Ａｒ３は下記（ｉｉｉ）式で求められ、Ｔｒｅｘは下記（ｉｖ）式で求められる。なお、下記式中の元素記号は、鋼板中に含まれる各元素の含有量（質量％）を表し、含有されない場合は０を代入するものとする。
Ａｒ３＝９１０－３１０×Ｃ＋６５×Ｓｉ－８０×Ｍｎ－２０×Ｃｕ－５５×Ｎｉ－１５×Ｃｒ－８０×Ｍｏ ・・・（ｉｉｉ）
Ｔｒｅｘ＝－９１９００［Ｎｂ＊］２＋９４００［Ｎｂ＊］＋７７０ ・・・（ｉｖ）
但し、下記（ｖ）式で求められる固溶Ｎｂ量（質量％）を、ｓｏｌ．Ｎｂとした時に、
Ｎｂ≧ｓｏｌ．Ｎｂの場合は、［Ｎｂ＊］＝ｓｏｌ．Ｎｂ
Ｎｂ＜ｓｏｌ．Ｎｂの場合は、［Ｎｂ＊］＝Ｎｂ
とする。
ｓｏｌ．Ｎｂ＝（１０（－６７７０／（Ｔ＋２７３）＋２．２６））／（Ｃ＋１２／１４×Ｎ） ・・・（ｖ）
なお、上記式中のＴは加熱工程における鋼片の加熱温度（℃）を表す。
【0017】
（８）前記加速冷却工程の後に、３５０～６５０℃の温度範囲まで加熱する焼戻し工程をさらに施す、
上記（７）に記載の鋼板の製造方法。
上記（７）に記載の鋼板の製造方法。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、高い強度を有し、かつ低温靱性に優れる鋼板を得ることが可能になる。
【発明を実施するための形態】
【0019】
本発明の各要件について、以下に詳しく説明する。
【0020】
（Ａ）化学組成
各元素の限定理由は下記のとおりである。なお、以下の説明において含有量についての
「％」は、「質量％」を意味する。
各元素の限定理由は下記のとおりである。なお、以下の説明において含有量についての
「％」は、「質量％」を意味する。
【0021】
Ｃ：０．０４０～０．１６０％
Ｃは、鋼板の強度を確保するために０．０４０％以上含有させる。一方、Ｃ含有量が０．１６０％を超えると、良好な低温靱性を確保することが困難になるので、Ｃの含有量は、０．１６０％以下とする。したがって、Ｃ含有量は０．０４０％以上、好ましくは０．０５０％以上、より好ましくは０．０６０％以上である。また、Ｃ含有量は０．１６０％以下、好ましくは０．１４０％以下、より好ましくは０．１２０％以下である。
Ｃは、鋼板の強度を確保するために０．０４０％以上含有させる。一方、Ｃ含有量が０．１６０％を超えると、良好な低温靱性を確保することが困難になるので、Ｃの含有量は、０．１６０％以下とする。したがって、Ｃ含有量は０．０４０％以上、好ましくは０．０５０％以上、より好ましくは０．０６０％以上である。また、Ｃ含有量は０．１６０％以下、好ましくは０．１４０％以下、より好ましくは０．１２０％以下である。
【0022】
Ｓｉ：０．０１～０．５０％
Ｓｉは、脱酸元素および強化元素として有効であるので、０．０１％以上含有させる。一方、Ｓｉ含有量が０．５０％を超えると、低温靱性が大きく劣化するので、Ｓｉ含有量は０．５０％以下とする。したがって、Ｓｉ含有量は０．０１％以上、好ましくは０．０３％以上、より好ましくは０．０５％以上である。また、Ｓｉ含有量は０．５０％以下、好ましくは０．４０％以下、より好ましくは０．３５％以下、さらに好ましくは０．３０％以下である。
Ｓｉは、脱酸元素および強化元素として有効であるので、０．０１％以上含有させる。一方、Ｓｉ含有量が０．５０％を超えると、低温靱性が大きく劣化するので、Ｓｉ含有量は０．５０％以下とする。したがって、Ｓｉ含有量は０．０１％以上、好ましくは０．０３％以上、より好ましくは０．０５％以上である。また、Ｓｉ含有量は０．５０％以下、好ましくは０．４０％以下、より好ましくは０．３５％以下、さらに好ましくは０．３０％以下である。
【0023】
Ｍｎ：０．７０～２．５０％
Ｍｎは、鋼板の強度を経済的に確保するために０．７０％以上含有させる。一方、Ｍｎ含有量が２．５０％を超えると、中心偏析が顕著となり、中心偏析が生じた部分の低温靱性が劣化するので、Ｍｎの含有量は、２．５０％以下とする。したがって、Ｍｎ含有量は０．７０％以上、好ましくは０．９０％以上、より好ましくは１．２０％以上である。また、Ｍｎ含有量は２．５０％以下、好ましくは２．００％以下、より好ましくは１．８０％以下、さらに好ましくは１．６０％以下である。
Ｍｎは、鋼板の強度を経済的に確保するために０．７０％以上含有させる。一方、Ｍｎ含有量が２．５０％を超えると、中心偏析が顕著となり、中心偏析が生じた部分の低温靱性が劣化するので、Ｍｎの含有量は、２．５０％以下とする。したがって、Ｍｎ含有量は０．７０％以上、好ましくは０．９０％以上、より好ましくは１．２０％以上である。また、Ｍｎ含有量は２．５０％以下、好ましくは２．００％以下、より好ましくは１．８０％以下、さらに好ましくは１．６０％以下である。
【0024】
Ｐ：０．０３０％以下
Ｐは、不純物として鋼中に存在する元素である。低温靱性を安定的に確保するために、Ｐの含有量を０．０３０％以下とする。好ましくは、０．０２０％以下、さらに好ましくは、０．０１５％以下である。下限は０％であるが、Ｐ含有量を低減させるためのコストを考慮し、Ｐ含有量は０．０００１％以上としてもよい。
Ｐは、不純物として鋼中に存在する元素である。低温靱性を安定的に確保するために、Ｐの含有量を０．０３０％以下とする。好ましくは、０．０２０％以下、さらに好ましくは、０．０１５％以下である。下限は０％であるが、Ｐ含有量を低減させるためのコストを考慮し、Ｐ含有量は０．０００１％以上としてもよい。
【0025】
Ｓ：０．０２０％以下
Ｓは、不純物として鋼中に存在する元素である。Ｓ含有量が０．０２０％を超えると中心偏析部において延伸したＭｎＳが多量に生成し、低温靱性および延性が劣化する。このためＳ含有量を０．０２０％以下とする。好ましくは０．０１０％以下である。Ｓ含有量は少ないほど好ましいので下限は特に規定しないが、製造コストの観点から、Ｓ含有量は０．０００１％以上であってもよい。
Ｓは、不純物として鋼中に存在する元素である。Ｓ含有量が０．０２０％を超えると中心偏析部において延伸したＭｎＳが多量に生成し、低温靱性および延性が劣化する。このためＳ含有量を０．０２０％以下とする。好ましくは０．０１０％以下である。Ｓ含有量は少ないほど好ましいので下限は特に規定しないが、製造コストの観点から、Ｓ含有量は０．０００１％以上であってもよい。
【0026】
Ａｌ：０．００１～０．１００％
Ａｌは、一般的には、脱酸元素として、積極的に含有させる元素であり、また、Ａｌ窒化物を形成して鋼片加熱時にオーステナイト粒径が大きくなることを抑制する効果を有するため、Ａｌ含有量は０．００１％以上とする。しかし、Ａｌ含有量が過剰になると、粗大なクラスター状のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）系介在物の形成が助長され、低温靱性が劣化する。よって、Ａｌ含有量は０．１００％以下、好ましくは０．０５０％以下である。
Ａｌは、一般的には、脱酸元素として、積極的に含有させる元素であり、また、Ａｌ窒化物を形成して鋼片加熱時にオーステナイト粒径が大きくなることを抑制する効果を有するため、Ａｌ含有量は０．００１％以上とする。しかし、Ａｌ含有量が過剰になると、粗大なクラスター状のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）系介在物の形成が助長され、低温靱性が劣化する。よって、Ａｌ含有量は０．１００％以下、好ましくは０．０５０％以下である。
【0027】
Ｎ：０．００１０～０．００８０％
Ｎは、Ａｌ窒化物を形成し、鋼片加熱時にオーステナイト粒径が大きくなることを抑制する効果を有するため、０．００１０％以上含有させる必要がある。しかし、Ｎ含有量が０．００８０％を超えると、鋼板が脆化するので、Ｎの含有量は、０．００８０％以下とする。したがって、Ｎ含有量は０．００１０％以上、好ましくは０．００１５％以上、より好ましくは０．００２０％以上である。また、Ｎ含有量は０．００８０％以下、好ましくは０．００６５％以下、より好ましくは０．００６０％以下である。
Ｎは、Ａｌ窒化物を形成し、鋼片加熱時にオーステナイト粒径が大きくなることを抑制する効果を有するため、０．００１０％以上含有させる必要がある。しかし、Ｎ含有量が０．００８０％を超えると、鋼板が脆化するので、Ｎの含有量は、０．００８０％以下とする。したがって、Ｎ含有量は０．００１０％以上、好ましくは０．００１５％以上、より好ましくは０．００２０％以上である。また、Ｎ含有量は０．００８０％以下、好ましくは０．００６５％以下、より好ましくは０．００６０％以下である。
【0028】
Ｎｂ：０．００３～０．０５０％
Ｎｂは、鋼板の強度および靱性を向上することができる。また、所定のミクロ組織を得るためには、未再結晶オーステナイト域での圧延と圧延終了温度を高くすることが必要となるところ、Ｎｂは未再結晶温度域を高温側に拡大させるために有効な元素であり、圧延温度を上昇させることに寄与する。この効果を得るためには、０．００３％以上含有させる必要がある。ただし、Ｎｂの含有量が０．０５０％を超えると低温靱性および溶接性が低下するので、Ｎｂの含有量は、０．０５０％以下とする。したがって、Ｎｂ含有量は０．００３％以上、好ましくは０．００５％以上、より好ましくは０．００８％以上である。また、Ｎｂ含有量は０．０５０％以下、好ましくは０．０２５％以下、より好ましくは０．０１８％以下である。
Ｎｂは、鋼板の強度および靱性を向上することができる。また、所定のミクロ組織を得るためには、未再結晶オーステナイト域での圧延と圧延終了温度を高くすることが必要となるところ、Ｎｂは未再結晶温度域を高温側に拡大させるために有効な元素であり、圧延温度を上昇させることに寄与する。この効果を得るためには、０．００３％以上含有させる必要がある。ただし、Ｎｂの含有量が０．０５０％を超えると低温靱性および溶接性が低下するので、Ｎｂの含有量は、０．０５０％以下とする。したがって、Ｎｂ含有量は０．００３％以上、好ましくは０．００５％以上、より好ましくは０．００８％以上である。また、Ｎｂ含有量は０．０５０％以下、好ましくは０．０２５％以下、より好ましくは０．０１８％以下である。
【0029】
Ｂ ：０．０００１～０．００５０％
Ｂは、焼入れ性を高め、ベイナイト主体の組織を生成させることで鋼板の強度向上に寄与する元素である。この効果を得るためには、０．０００１％以上含有させる必要がある。しかし、Ｂを過剰に含有させると、低温靱性が低下するので、Ｂ含有量は０．００５０％以下とする。したがって、Ｂ含有量は０．０００１％以上、好ましくは０．０００５％以上、より好ましくは０．００１０％以上である。また、Ｂ含有量は０．００５０％以下、好ましくは０．００４０％以下、より好ましくは０．００３０％以下である。
Ｂは、焼入れ性を高め、ベイナイト主体の組織を生成させることで鋼板の強度向上に寄与する元素である。この効果を得るためには、０．０００１％以上含有させる必要がある。しかし、Ｂを過剰に含有させると、低温靱性が低下するので、Ｂ含有量は０．００５０％以下とする。したがって、Ｂ含有量は０．０００１％以上、好ましくは０．０００５％以上、より好ましくは０．００１０％以上である。また、Ｂ含有量は０．００５０％以下、好ましくは０．００４０％以下、より好ましくは０．００３０％以下である。
【0030】
本発明の鋼板の化学組成において、上記の元素に加えて、強度の向上を目的として、さらに下記のＡ群を含有させてもよい。各元素の限定理由について説明する。
［Ａ群］Ｔｉ：０．０５０％以下、Ｃｕ：１．５０％以下、Ｎｉ：２．５０％以下、Ｃｒ：１．００％以下、Ｍｏ：１．００％以下、およびＶ：０．１５０％以下からなる群から選択される１種または２種以上
［Ａ群］Ｔｉ：０．０５０％以下、Ｃｕ：１．５０％以下、Ｎｉ：２．５０％以下、Ｃｒ：１．００％以下、Ｍｏ：１．００％以下、およびＶ：０．１５０％以下からなる群から選択される１種または２種以上
【0031】
Ｔｉ：０．０５０％以下
Ｔｉは、鋼板の強度および靱性を向上する効果を有するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｔｉを過剰に含有させると、溶接部を硬化させ著しく靱性を劣化させる。そのため、Ｔｉ含有量は０．０５０％以下、好ましくは０．０３５％以下、より好ましくは０．０２０％以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Ｔｉ含有量は、好ましくは０．００３％以上、より好ましくは０．００６％以上、さらに好ましくは０．０１０％以上である。
Ｔｉは、鋼板の強度および靱性を向上する効果を有するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｔｉを過剰に含有させると、溶接部を硬化させ著しく靱性を劣化させる。そのため、Ｔｉ含有量は０．０５０％以下、好ましくは０．０３５％以下、より好ましくは０．０２０％以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Ｔｉ含有量は、好ましくは０．００３％以上、より好ましくは０．００６％以上、さらに好ましくは０．０１０％以上である。
【0032】
Ｃｕ：１．５０％以下
Ｃｕは、鋼板の強度および靱性を向上する効果を有するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｃｕを過剰に含有させると、合金コスト上昇に見合った性能の改善が見られず、むしろ表面割れの原因となる場合がある。そのため、Ｃｕ含有量は１．５０％以下、好ましくは１．２０％以下、より好ましくは１．００％以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Ｃｕ含有量は、好ましくは０．１０％以上、より好ましくは０．２０％以上である。
Ｃｕは、鋼板の強度および靱性を向上する効果を有するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｃｕを過剰に含有させると、合金コスト上昇に見合った性能の改善が見られず、むしろ表面割れの原因となる場合がある。そのため、Ｃｕ含有量は１．５０％以下、好ましくは１．２０％以下、より好ましくは１．００％以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Ｃｕ含有量は、好ましくは０．１０％以上、より好ましくは０．２０％以上である。
【0033】
Ｎｉ：２．５０％以下
Ｎｉは、鋼板の強度を向上させる効果を有する元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。また、Ｎｉは固溶状態において鋼のマトリックス（生地）の靱性を高める効果を有する元素である。しかしながら、Ｎｉを過剰に含有させると、低温靱性および溶接性が悪化する。そのため、Ｎｉ含有量は２．５０％以下、好ましくは１．００％以下、より好ましくは０．５０％以下、さらに好ましくは０．３０％以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Ｎｉ含有量は、好ましくは０．１０％以上、より好ましくは０．２０％以上である。
Ｎｉは、鋼板の強度を向上させる効果を有する元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。また、Ｎｉは固溶状態において鋼のマトリックス（生地）の靱性を高める効果を有する元素である。しかしながら、Ｎｉを過剰に含有させると、低温靱性および溶接性が悪化する。そのため、Ｎｉ含有量は２．５０％以下、好ましくは１．００％以下、より好ましくは０．５０％以下、さらに好ましくは０．３０％以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Ｎｉ含有量は、好ましくは０．１０％以上、より好ましくは０．２０％以上である。
【0034】
Ｃｒ：１．００％以下
Ｃｒは、鋼板の強度を向上させる効果を有する元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｃｒを過剰に含有させると、低温靱性および溶接性が悪化する。そのため、Ｃｒ含有量は１．００％以下、好ましくは０．８０％以下、より好ましくは０．５０％以下、さらに好ましくは０．３０％以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Ｃｒ含有量は、好ましくは０．１０％以上、より好ましくは０．２０％以上である。
Ｃｒは、鋼板の強度を向上させる効果を有する元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｃｒを過剰に含有させると、低温靱性および溶接性が悪化する。そのため、Ｃｒ含有量は１．００％以下、好ましくは０．８０％以下、より好ましくは０．５０％以下、さらに好ましくは０．３０％以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Ｃｒ含有量は、好ましくは０．１０％以上、より好ましくは０．２０％以上である。
【0035】
Ｍｏ：１．００％以下
Ｍｏは、鋼板の強度を向上させる効果を有する元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｍｏを過剰に含有させると、低温靱性および溶接性が悪化する。そのため、Ｍｏ含有量は１．００％以下、好ましくは０．８０％以下、より好ましくは０．５０％以下、さらに好ましくは０．３０％以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Ｍｏ含有量は、好ましくは０．０１％以上、より好ましくは０．０２％以上である。
Ｍｏは、鋼板の強度を向上させる効果を有する元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｍｏを過剰に含有させると、低温靱性および溶接性が悪化する。そのため、Ｍｏ含有量は１．００％以下、好ましくは０．８０％以下、より好ましくは０．５０％以下、さらに好ましくは０．３０％以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Ｍｏ含有量は、好ましくは０．０１％以上、より好ましくは０．０２％以上である。
【0036】
Ｖ：０．１５０％以下
Ｖは、鋼板の強度を向上させる効果を有する元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｖを過剰に含有させると、低温靱性および溶接性が悪化する。そのため、Ｖ含有量は０．１５０％以下、好ましくは０．１００％以下、より好ましくは０．０７０％以下、さらに好ましくは０．０５０％以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Ｖ含有量は、好ましくは０．０１０％以上、より好ましくは０．０２０％以上である。
Ｖは、鋼板の強度を向上させる効果を有する元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｖを過剰に含有させると、低温靱性および溶接性が悪化する。そのため、Ｖ含有量は０．１５０％以下、好ましくは０．１００％以下、より好ましくは０．０７０％以下、さらに好ましくは０．０５０％以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Ｖ含有量は、好ましくは０．０１０％以上、より好ましくは０．０２０％以上である。
【0037】
本発明の鋼板の化学組成において、上記の元素に加えて、介在物の制御を目的として、さらに下記のＢ群を含有させてもよい。各元素の限定理由について説明する。
［Ｂ群］Ｍｇ：０．０１００％以下、Ｃａ：０．０１００％以下、およびＲＥＭ：０．０１００％以下からなる群から選択される１種または２種以上
［Ｂ群］Ｍｇ：０．０１００％以下、Ｃａ：０．０１００％以下、およびＲＥＭ：０．０１００％以下からなる群から選択される１種または２種以上
【0038】
Ｍｇ：０．０１００％以下
Ｍｇは、脱酸元素であり、硫化物を形成することで粗大な介在物の生成を抑制し、微細な酸化物を形成して、有害な介在物の生成を抑制する元素である。そのため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｍｇを過剰に含有させると、粗大な酸化物、硫化物、および酸硫化物が形成されやすくなり、低温靱性が低下する。そのため、Ｍｇ含有量は０．０１００％以下、好ましくは０．００７０％以下、より好ましくは０．００５０％以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Ｍｇ含有量は、好ましくは０．０００１％以上、より好ましくは０．０００５％以上、さらに好ましくは０．００１０％以上である。
Ｍｇは、脱酸元素であり、硫化物を形成することで粗大な介在物の生成を抑制し、微細な酸化物を形成して、有害な介在物の生成を抑制する元素である。そのため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｍｇを過剰に含有させると、粗大な酸化物、硫化物、および酸硫化物が形成されやすくなり、低温靱性が低下する。そのため、Ｍｇ含有量は０．０１００％以下、好ましくは０．００７０％以下、より好ましくは０．００５０％以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Ｍｇ含有量は、好ましくは０．０００１％以上、より好ましくは０．０００５％以上、さらに好ましくは０．００１０％以上である。
【0039】
Ｃａ：０．０１００％以下
Ｃａは、脱酸元素であり、硫化物を形成することで粗大な介在物の生成を抑制し、微細な酸化物を形成して、有害な介在物の生成を抑制する元素である。そのため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｃａを過剰に含有させると、粗大な酸化物、硫化物、および酸硫化物が形成されやすくなり、低温靱性が低下する。そのため、Ｃａ含有量は０．０１００％以下、好ましくは０．００７０％以下、より好ましくは０．００５０％以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Ｃａ含有量は、好ましくは０．０００１％以上、より好ましくは０．０００５％以上、さらに好ましくは０．００１０％以上である。
Ｃａは、脱酸元素であり、硫化物を形成することで粗大な介在物の生成を抑制し、微細な酸化物を形成して、有害な介在物の生成を抑制する元素である。そのため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｃａを過剰に含有させると、粗大な酸化物、硫化物、および酸硫化物が形成されやすくなり、低温靱性が低下する。そのため、Ｃａ含有量は０．０１００％以下、好ましくは０．００７０％以下、より好ましくは０．００５０％以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Ｃａ含有量は、好ましくは０．０００１％以上、より好ましくは０．０００５％以上、さらに好ましくは０．００１０％以上である。
【0040】
ＲＥＭ：０．０１００％以下
ＲＥＭは、脱酸元素であり、硫化物を形成することで粗大な介在物の生成を抑制し、微細な酸化物を形成して、有害な介在物の生成を抑制する元素である。そのため、必要に応
じて含有させてもよい。しかしながら、ＲＥＭを過剰に含有させると、粗大な酸化物、硫化物、および酸硫化物が形成されやすくなり、低温靱性が低下する。そのため、ＲＥＭ含有量は０．０１００％以下、好ましくは０．００７０％以下、より好ましくは０．００５０％以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、ＲＥＭ含有量は、好ましくは０．０００１％以上、より好ましくは０．０００５％以上、さらに好ましくは０．００１０％以上である。
ＲＥＭは、脱酸元素であり、硫化物を形成することで粗大な介在物の生成を抑制し、微細な酸化物を形成して、有害な介在物の生成を抑制する元素である。そのため、必要に応
じて含有させてもよい。しかしながら、ＲＥＭを過剰に含有させると、粗大な酸化物、硫化物、および酸硫化物が形成されやすくなり、低温靱性が低下する。そのため、ＲＥＭ含有量は０．０１００％以下、好ましくは０．００７０％以下、より好ましくは０．００５０％以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、ＲＥＭ含有量は、好ましくは０．０００１％以上、より好ましくは０．０００５％以上、さらに好ましくは０．００１０％以上である。
【0041】
ここで、本発明において、ＲＥＭはＳｃ、Ｙおよびランタノイドの合計１７元素を指し、前記ＲＥＭの含有量はこれらの元素の合計含有量を意味する。なお、ランタノイドは、工業的には、ミッシュメタルの形で添加される。
【0042】
本発明の鋼板の化学組成において、上記の元素に加えて、金属組織の微細化を目的として、さらに下記のＣ群を含有させてもよい。各元素の限定理由について説明する。
［Ｃ群］Ｚｒ：０．０１００％以下、およびＴｅ：０．０１００％以下からなる群から選択される１種または２種
［Ｃ群］Ｚｒ：０．０１００％以下、およびＴｅ：０．０１００％以下からなる群から選択される１種または２種
【0043】
Ｚｒ：０．０１００％以下
Ｚｒは、鋼板の組織微細化によって靱性向上に寄与する元素である。また、Ｚｒは脱酸元素としても機能する。そのため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｚｒを過剰に含有させると、低温靱性が低下する。そのため、Ｚｒ含有量は０．０１００％以下、好ましくは０．００７０％以下、より好ましくは０．００５０％以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Ｚｒ含有量は、好ましくは０．０００１％以上、より好ましくは０．０００５％以上、さらに好ましくは０．００１０％以上である。
Ｚｒは、鋼板の組織微細化によって靱性向上に寄与する元素である。また、Ｚｒは脱酸元素としても機能する。そのため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｚｒを過剰に含有させると、低温靱性が低下する。そのため、Ｚｒ含有量は０．０１００％以下、好ましくは０．００７０％以下、より好ましくは０．００５０％以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Ｚｒ含有量は、好ましくは０．０００１％以上、より好ましくは０．０００５％以上、さらに好ましくは０．００１０％以上である。
【0044】
Ｔｅ：０．０１００％以下
Ｔｅは、鋼板の組織微細化によって靱性向上に寄与する元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｔｅを過剰に含有させても、上記効果は飽和する。そのため、Ｔｅ含有量は０．０１００％以下、好ましくは０．００７０％以下、より好ましくは０．００５０％以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Ｔｅ含有量は、好ましくは０．０００１％以上、より好ましくは０．０００５％以上、さらに好ましくは０．００１０％以上である。
Ｔｅは、鋼板の組織微細化によって靱性向上に寄与する元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｔｅを過剰に含有させても、上記効果は飽和する。そのため、Ｔｅ含有量は０．０１００％以下、好ましくは０．００７０％以下、より好ましくは０．００５０％以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Ｔｅ含有量は、好ましくは０．０００１％以上、より好ましくは０．０００５％以上、さらに好ましくは０．００１０％以上である。
【0045】
本発明の鋼板の化学組成において、上記の元素に加えて、耐食性の向上を目的として、さらに下記のＤ群を含有させてもよい。各元素の限定理由について説明する。
［Ｄ群］Ｗ：１．００％以下、およびＳｎ：０．５０％以下からなる群から選択される１種または２種
［Ｄ群］Ｗ：１．００％以下、およびＳｎ：０．５０％以下からなる群から選択される１種または２種
【0046】
Ｗ：１．００％以下
Ｗは、溶解して酸素酸イオンＷＯ４ －の形でさびに吸着し、さび層中の塩化物イオンの透過を抑制し、耐食性を向上させる元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｗを過剰に含有させても、上記効果が飽和するだけでなく、低温靱性が低下する場合がある。そのため、Ｗ含有量は１．００％以下、好ましくは０．７５％以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Ｗ含有量は、好ましくは０．０１％以上、より好ましくは０．０２％以上、さらに好ましくは０．０５％以上である。
Ｗは、溶解して酸素酸イオンＷＯ４ －の形でさびに吸着し、さび層中の塩化物イオンの透過を抑制し、耐食性を向上させる元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｗを過剰に含有させても、上記効果が飽和するだけでなく、低温靱性が低下する場合がある。そのため、Ｗ含有量は１．００％以下、好ましくは０．７５％以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Ｗ含有量は、好ましくは０．０１％以上、より好ましくは０．０２％以上、さらに好ましくは０．０５％以上である。
【0047】
Ｓｎ：０．５０％以下
Ｓｎは、Ｓｎ２＋となって溶解し、酸性塩化物溶液中でのインヒビター作用により腐食を抑制する作用を有する元素である。また、Ｓｎには鋼のアノード溶解反応を抑制し耐食性を向上させる作用がある。そのため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｓｎを過剰に含有させても、上記効果が飽和するだけでなく、鋼板の圧延割れが発生しやすくなる。そのため、Ｓｎ含有量は０．５０％以下、好ましくは０．３０％以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Ｓｎ含有量は、好ましくは０．０３％以上、より好ましくは０．０５％以上である。
Ｓｎは、Ｓｎ２＋となって溶解し、酸性塩化物溶液中でのインヒビター作用により腐食を抑制する作用を有する元素である。また、Ｓｎには鋼のアノード溶解反応を抑制し耐食性を向上させる作用がある。そのため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｓｎを過剰に含有させても、上記効果が飽和するだけでなく、鋼板の圧延割れが発生しやすくなる。そのため、Ｓｎ含有量は０．５０％以下、好ましくは０．３０％以下である。上記の効果をより確実に得たい場合は、Ｓｎ含有量は、好ましくは０．０３％以上、より好ましくは０．０５％以上である。
【0048】
また、本発明に係る鋼板の化学組成においては、下記（ｉ）式で定義されるＣｅｑが０．２５～０．６０％である必要がある。
Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｍｎ／６＋（Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｖ）／５＋（Ｎｉ＋Ｃｕ）／１５ ・・・（ｉ）
但し、上記式中の元素記号は、鋼板中に含まれる各元素の含有量（質量％）を表し、含有されない場合は０を代入するものとする。
Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｍｎ／６＋（Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｖ）／５＋（Ｎｉ＋Ｃｕ）／１５ ・・・（ｉ）
但し、上記式中の元素記号は、鋼板中に含まれる各元素の含有量（質量％）を表し、含有されない場合は０を代入するものとする。
【0049】
Ｃｅｑの値を０．２５％以上にすることで、鋼板に要求される強度を確保することができる。また、Ｃｅｑを０．６０％以下にすることで、優れた低温靱性を確保することができる。Ｃｅｑは０．２５％以上、好ましくは０．２８％以上、より好ましくは０．３１％以上、さらに好ましくは０．３４％以上である。また、Ｃｅｑは０．６０％以下、好ましくは０．５７％以下、より好ましくは０．５４％以下、さらに好ましくは０．５１％以下である。
【0050】
さらに、本発明に係る鋼板の化学組成においては、下記（ｉｉ）式で算出されるＢＦ´が０％超である必要がある。
ＢＦ´＝Ｂ－（Ｎ－Ｔｉ×（１４／４７．８６７））×（１０．８１１／１４） ・・・（ｉｉ）
但し、上記式中の元素記号は、鋼板中に含まれる各元素の含有量（質量％）を表し、含有されない場合は０を代入するものとする。
ＢＦ´＝Ｂ－（Ｎ－Ｔｉ×（１４／４７．８６７））×（１０．８１１／１４） ・・・（ｉｉ）
但し、上記式中の元素記号は、鋼板中に含まれる各元素の含有量（質量％）を表し、含有されない場合は０を代入するものとする。
【0051】
ＢＦ´は固溶Ｂ量の指標となる値である。固溶Ｂ量を測定することは困難であるため、本発明においては、上記式により算出することとする。鋼中に固溶Ｂが存在することで、固溶Ｂが旧γ粒界に偏析し、フェライトの生成を抑制することによって強度の向上に寄与する。なお、固溶Ｂ量の下限は０％であり、上限は鋼板中のＢ含有量である。その観点から、本願明細書においては、上記（ｉｉ）式で算出されるＢＦ´が０％未満となる場合には、ＢＦ´の値は０％とし、ＢＦ´が鋼板中のＢ含有量を超える場合には、ＢＦ´の値は鋼板中のＢ含有量と同一とする。
【0052】
本発明の鋼板の化学組成において、残部はＦｅおよび不純物である。ここで「不純物」とは、鋼板を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップ等の原料、製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本発明に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。
【0053】
（Ｂ）鋼板の金属組織
本発明の鋼板の金属組織について説明する。なお、以下の説明において「％」は、「面積％」を意味する。また、本発明では、鋼板の厚さをｔとした時に、鋼板の圧延方向に垂直な断面における、該鋼板の表面から１／４ｔの位置を「Ｃ断面での１／４ｔ位置」と呼び、鋼板の圧延方向および厚さ方向に平行な断面における、該鋼板の表面から１／４ｔの位置を「Ｌ断面での１／４ｔ位置」と呼ぶこととする。
本発明の鋼板の金属組織について説明する。なお、以下の説明において「％」は、「面積％」を意味する。また、本発明では、鋼板の厚さをｔとした時に、鋼板の圧延方向に垂直な断面における、該鋼板の表面から１／４ｔの位置を「Ｃ断面での１／４ｔ位置」と呼び、鋼板の圧延方向および厚さ方向に平行な断面における、該鋼板の表面から１／４ｔの位置を「Ｌ断面での１／４ｔ位置」と呼ぶこととする。
【0054】
ベイナイト：７０％以上
本発明において、金属組織はベイナイトが主体である。具体的には、Ｃ断面での１／４ｔ位置におけるベイナイトの面積率を７０％以上とすることで、鋼板の強度を確保することが可能となる。ベイナイトの面積率は８０％以上であることが好ましい。なお、ベイナイトの面積率に上限を設ける必要はなく、すなわち、ベイナイト単相であってもよい。
本発明において、金属組織はベイナイトが主体である。具体的には、Ｃ断面での１／４ｔ位置におけるベイナイトの面積率を７０％以上とすることで、鋼板の強度を確保することが可能となる。ベイナイトの面積率は８０％以上であることが好ましい。なお、ベイナイトの面積率に上限を設ける必要はなく、すなわち、ベイナイト単相であってもよい。
【0055】
なお、残部組織として、フェライト、パーライト、マルテンサイト・オーステナイト混合相（ＭＡ相）、マルテンサイトが混入する場合があるが、これらの合計面積率が３０％以下であれば許容される。上記合計面積率は２０％以下であるのが好ましい。これらの合計面積率は少ない方が好ましく、下限値は特に限定されるものではない。例えば、上記合計面積率は０％であってもよい。また、０％超であってもよく、１％以上であってもよい。
【0056】
上述のように、ベイナイトを主体とすることに加えて、ベイナイト組織を微細化すること、および特定の粒内方位差を有するベイニティックフェライトを生成させることで、鋼板の強度と低温靱性とを両立することができる。具体的には、ベイナイト組織が以下の規定を満足する必要がある。
【0057】
ベイニティックフェライトの平均粒径：１０μｍ以下
Ｃ断面での１／４ｔ位置において、ベイナイトを構成するベイニティックフェライトの平均粒径を１０μｍ以下とする。ここで、平均粒径とは円相当径の平均値である。ベイナイトを構成するベイニティックフェライトを微細化することが、低温靱性を確保するために必要となる。ベイニティックフェライトの平均粒径は８μｍ以下であるのが好ましい。
Ｃ断面での１／４ｔ位置において、ベイナイトを構成するベイニティックフェライトの平均粒径を１０μｍ以下とする。ここで、平均粒径とは円相当径の平均値である。ベイナイトを構成するベイニティックフェライトを微細化することが、低温靱性を確保するために必要となる。ベイニティックフェライトの平均粒径は８μｍ以下であるのが好ましい。
【0058】
粒内方位差が５°未満のベイニティックフェライトの割合：１％以上３０％未満
ベイナイト組織を構成するベイニティックフェライトのうち、粒内方位が５°未満のベイニティックフェライトの割合を面積率で１％以上３０％未満とする。粒内の結晶方位は、その結晶粒に含まれる転位密度と相関があると考えられる。転位密度が高いほど結晶方位差は大きくなる。一般的に粒内の転位密度の増加は強度の向上をもたらす一方で転位の移動が困難となり加工性および靭性を低下させる。したがって、低温靭性を確保するためには、粒内方位差５°未満のベイニティックフェライトが１％以上必要となる。粒内方位差が５°未満のベイニティックフェライトの割合は、３％以上であるのが好ましい。粒内方位差５°未満のベイニティックフェライトの割合が多すぎる場合、ベイニティックフェライトの平均粒径が大きくなり低温靭性の確保が困難となるため、３０％未満とする。粒内方位差が５°未満のベイニティックフェライトの割合は、２５％未満であることが好ましい。
ベイナイト組織を構成するベイニティックフェライトのうち、粒内方位が５°未満のベイニティックフェライトの割合を面積率で１％以上３０％未満とする。粒内の結晶方位は、その結晶粒に含まれる転位密度と相関があると考えられる。転位密度が高いほど結晶方位差は大きくなる。一般的に粒内の転位密度の増加は強度の向上をもたらす一方で転位の移動が困難となり加工性および靭性を低下させる。したがって、低温靭性を確保するためには、粒内方位差５°未満のベイニティックフェライトが１％以上必要となる。粒内方位差が５°未満のベイニティックフェライトの割合は、３％以上であるのが好ましい。粒内方位差５°未満のベイニティックフェライトの割合が多すぎる場合、ベイニティックフェライトの平均粒径が大きくなり低温靭性の確保が困難となるため、３０％未満とする。粒内方位差が５°未満のベイニティックフェライトの割合は、２５％未満であることが好ましい。
【0059】
ここで、本発明において、金属組織の面積率は以下のように求める。まず、鋼板から圧延方向に垂直な断面（Ｃ断面）での１／４ｔ位置が観察面となるように、試料を採取する。そして、観察面をナイタールエッチングし、エッチング後に光学顕微鏡を用いて８視野を５００倍で撮影する。そして得られた組織写真に対し、画像解析を行い、白色に見えるものをフェライト、黒色に見えるものをパーライト、灰色に見えるものをベイナイトまたはマルテンサイトまたはＭＡ相として、それぞれの面積率を求める。
【0060】
次に、ナイタールエッチングした部分を再研磨した後、レペラエッチングし、ナイタールエッチングで灰色に見えた部分について画像解析を行い、白色に見えるものをＭＡ相として面積率を求める。そして、ナイタールエッチングして灰色に見えた面積率から、上記のＭＡ相の面積率を引いたものを、ベイナイトまたはマルテンサイトの面積率とする。ベイナイトまたはマルテンサイトと判断されたもののうち、ブロックの間に炭化物が存在し、その炭化物が一方向のみに並んでいる組織をベイナイトとし、その面積率を求める。そして、ベイナイトまたはマルテンサイトの面積率から上記ベイナイトの面積率を引いたものを、マルテンサイトの面積率とする。
【0061】
ベイニティックフェライトの平均粒径は、以下の方法で測定する。Ｃ断面内の１／４ｔ位置が観察面となるように、試料を採取し、観察面の圧延方向（rolling direction：ＲＤ）の長さが５００μｍ、圧延面法線方向（normal direction：ＮＤ）の長さが５００μｍの矩形領域の結晶方位を１μｍの間隔で、電子線後方散乱回折（electron back scattering diffraction：ＥＢＳＤ）法で観察し、この領域の結晶方位情報を取得する。次に、得られた結晶方位情報に対して、方位差が１５°以上である粒界によって囲まれ、かつ円相当径が１μｍ以上である領域を結晶粒と定義する。さらに、ＫＡＭ（Kernel Average Misorientation）解析により、測定点のある１つのピクセルに対して、隣接する６つのピクセルとの方位差の平均値を中央のピクセルの値とて局所的な結晶方位差にもとづいたマップを作成する。この局所方位差が１．０°を超える領域がベイニティックフェライトであり、その領域に該当する結晶粒の円相当径を算出する。
【0062】
粒内方位差が５°未満である結晶粒の全結晶粒に占める割合は、以下の方法で測定する。まず、上記と同様に観察面をＥＢＳＤ法により解析し、この領域の結晶方位情報を取得する。次に、得られた結晶方位情報に対して、方位差が１５°以上である粒界によって囲まれ、かつ円相当径が１μｍ以上である領域を結晶粒と定義し、粒内方位差を計算し、この粒内方位差が５°未満である結晶粒の全結晶粒に占める割合を求める。このようにして求まる割合は面積分率であるが、体積分率とも等価である。
【0063】
「粒内方位差」は、結晶粒内の方位分散である「Ｇｒａｉｎ Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ Ｓｐｒｅａｄ（ＧＯＳ）」を意味する。粒内方位差は、その結晶粒内における、基準となる結晶方位と全ての測定点における結晶方位との間のミスオリエンテーションの平均値として求められる。また、「基準となる結晶方位」として、その結晶粒内の全ての測定点における結晶方位を平均化した方位を用いる。粒内方位差は、例えば、ＥＢＳＤ解析装置に付属のソフトウェア「ＯＩＭ ＡｎａｌｙｓｉｓＴＭ Ｖｅｒｓｉｏｎ ７．０．１」を用いて算出することができる。
【0064】
（Ｃ）鋼板の機械的特性
本発明に係る鋼板の機械的特性について、特に制限はないが、本発明に係る鋼板は、高い強度を有し、かつ低温靱性に優れる。具体的には、降伏応力（ＹＳ）が３０５～８６０ＭＰａで、引張強さ（ＴＳ）が４９０～９８０ＭＰａであることが好ましい。また、破面遷移温度（ｖＴｒｓ）が－６０℃以下であることが好ましい。
本発明に係る鋼板の機械的特性について、特に制限はないが、本発明に係る鋼板は、高い強度を有し、かつ低温靱性に優れる。具体的には、降伏応力（ＹＳ）が３０５～８６０ＭＰａで、引張強さ（ＴＳ）が４９０～９８０ＭＰａであることが好ましい。また、破面遷移温度（ｖＴｒｓ）が－６０℃以下であることが好ましい。
【0065】
なお、引張強さ（ＴＳ）および降伏応力（ＹＳ）は、ＪＩＳ Ｚ ２２４１：２０２２に基づき、板厚中心部から圧延方向と直角の方向に採取した、１Ｂ号引張試験片を用いて測定する。詳細には、降伏応力（ＹＳ）は永久伸び０．２％時の永久伸び法の耐力である。また、破面遷移温度（ｖＴｒｓ）の評価は、ＪＩＳ Ｚ ２２４２：２０１８に準拠し、試験片はＶノッチ試験片とし、鋼板の１／４ｔ位置を含むように採取する。
【0066】
（Ｄ）鋼板の厚さ
本発明に係る鋼板の厚さについて、特に制限はないが、溶接構造物として用いる場合には、板厚は１０～７０ｍｍであるのが好ましく、２０～６０ｍｍであるのがより好ましい。
本発明に係る鋼板の厚さについて、特に制限はないが、溶接構造物として用いる場合には、板厚は１０～７０ｍｍであるのが好ましく、２０～６０ｍｍであるのがより好ましい。
【0067】
（Ｅ）鋼板の製造方法
本発明に係る鋼板の製造条件について特に制限はないが、例えば、上述した化学組成を有する鋼片に対して、以下に示す条件で加熱工程、熱間圧延工程および加速冷却工程を順に施すことで、製造することができる。各工程について説明する。
本発明に係る鋼板の製造条件について特に制限はないが、例えば、上述した化学組成を有する鋼片に対して、以下に示す条件で加熱工程、熱間圧延工程および加速冷却工程を順に施すことで、製造することができる。各工程について説明する。
【0068】
（ａ）加熱工程
加熱工程は、鋼片の加熱により、オーステナイト相の組織制御に寄与する工程である。加熱工程では、上記の鋼片を９５０～１２００℃の加熱温度まで加熱する。加熱工程は加熱炉で行うとよい。なお、鋼片を９５０～１２００℃に加熱するとは、加熱炉から抽出する際の鋼片の全厚平均温度が、９５０～１２００℃の範囲になるように加熱することであり、本明細書では、この鋼片の全厚平均温度を鋼片の加熱温度と称する。
加熱工程は、鋼片の加熱により、オーステナイト相の組織制御に寄与する工程である。加熱工程では、上記の鋼片を９５０～１２００℃の加熱温度まで加熱する。加熱工程は加熱炉で行うとよい。なお、鋼片を９５０～１２００℃に加熱するとは、加熱炉から抽出する際の鋼片の全厚平均温度が、９５０～１２００℃の範囲になるように加熱することであり、本明細書では、この鋼片の全厚平均温度を鋼片の加熱温度と称する。
【0069】
加熱温度が９５０℃未満では、Ｎｂの固溶が不十分となり、未再結晶温度域が狭くなり所定の条件での仕上圧延が実施できなくなる。また、加熱温度が１２００℃を超えると、オーステナイト粒が粗大化し、最終組織においてベイナイト組織を微細化することが困難になる。好ましい加熱温度の範囲は、１０００～１１５０℃である。
【0070】
（ｂ）熱間圧延工程
熱間圧延工程は、粗圧延と仕上圧延とを含む。粗圧延は、鋼片の表面温度がＴｒｅｘ＋１０℃以上の範囲で実施する。すなわち、鋼片の表面温度がＴｒｅｘ＋１０℃以上である状態で粗圧延を開始し、鋼片の表面温度がＴｒｅｘ＋１０℃以上である状態で粗圧延を終了する。ここで、Ｔｒｅｘとは再結晶温度のことであり、詳細は後述する。粗圧延をＴｒｅｘ＋１０℃以上の範囲で実施することで、オーステナイト粒の再結晶により、微細化が可能となる。オーステナイト粒の再結晶ためにはＴｒｅｘ以上での圧延であればよいが、粗圧延後の仕上圧延開始温度をＴｒｅｘ＋１０℃以上とするため、粗圧延をＴｒｅｘ＋１０℃以上で行う。なお、粗圧延の終了時の表面温度が、粗圧延の開始時の表面温度よりも高い場合がある。これは、粗圧延によって加工発熱が発生した影響、および表面温度よりも内部温度の方が高温であることによる、鋼片の板厚方向の伝熱影響が考えられる。
熱間圧延工程は、粗圧延と仕上圧延とを含む。粗圧延は、鋼片の表面温度がＴｒｅｘ＋１０℃以上の範囲で実施する。すなわち、鋼片の表面温度がＴｒｅｘ＋１０℃以上である状態で粗圧延を開始し、鋼片の表面温度がＴｒｅｘ＋１０℃以上である状態で粗圧延を終了する。ここで、Ｔｒｅｘとは再結晶温度のことであり、詳細は後述する。粗圧延をＴｒｅｘ＋１０℃以上の範囲で実施することで、オーステナイト粒の再結晶により、微細化が可能となる。オーステナイト粒の再結晶ためにはＴｒｅｘ以上での圧延であればよいが、粗圧延後の仕上圧延開始温度をＴｒｅｘ＋１０℃以上とするため、粗圧延をＴｒｅｘ＋１０℃以上で行う。なお、粗圧延の終了時の表面温度が、粗圧延の開始時の表面温度よりも高い場合がある。これは、粗圧延によって加工発熱が発生した影響、および表面温度よりも内部温度の方が高温であることによる、鋼片の板厚方向の伝熱影響が考えられる。
【0071】
また、粗圧延における累積圧下率は１０～７５％の範囲とする。粗圧延における累積圧下率とは、粗圧延開始時の板厚から粗圧延終了後の板厚を引いたものを、粗圧延開始時の板厚で除した値である。粗圧延時の累積圧下率が１０％未満では、オーステナイトの再結晶による微細化が困難であるとともに、ポロシティが残存して内部割れが生じ、延性および靱性の劣化が発生する可能性がある。また、累積圧下率が７５％を超えると、パス数が増加して生産性が低下する。好ましい累積圧下率は、３０～６０％である。なお、以下の説明においては、粗圧延を施した後の鋼片を鋼板と呼ぶ。
【0072】
続く仕上圧延は、鋼板の表面温度がＴｒｅｘ＋１０℃以上である状態で仕上圧延を開始し、鋼板の表面温度がＡｒ３＋３０℃以上で仕上圧延を終了する。仕上圧延をＴｒｅｘ＋１０℃以上で開始することで、Ｔｒｅｘ以上で所定の累積圧下率で圧延を行うことができ、オーステナイトの再結晶による微細化が可能となる。それにより、引き続き実施する、Ｔｒｅｘ未満で所定の累積圧下率で圧延を行った上で仕上圧延をＡｒ３＋３０℃以上で終了することで、仕上圧延終了後冷却開始までの間にオーステナイト粒を部分再結晶させることができる。この部分再結晶したオーステナイトから粒内方位差５°未満のベイニティックフェライトが生成する。仕上圧延終了温度がＡｒ３＋３０℃未満ではオーステナイトの部分再結晶が生じず、粒内方位差５°未満のベイニティックフェライトが得られない。
【0073】
また、仕上圧延におけるＴｒｅｘ以上の温度域での累積圧下率は１０％以上とする。仕上圧延におけるＴｒｅｘ以上の温度域での累積圧下率とは、仕上圧延開始時（粗圧延終了後）の板厚から仕上圧延中に鋼板の表面温度がＴｒｅｘ未満となる直前の圧延パス後の板厚を引いたものを、仕上圧延開始時の板厚で除した値である。仕上圧延におけるＴｒｅｘ以上の温度域での累積圧下率を１０％以上とすることで、オーステナイト粒を再結晶させて、細粒化することが可能となる。これにより仕上圧延後のオーステナイトの部分再結晶を生じさせることができる。累積圧下率が１０％未満であると、オーステナイト粒への歪の付与が不十分になり、オーステナイト粒の再結晶が生じず、仕上圧延後のオーステナイトの部分再結晶も生じない。また、Ｔｒｅｘ以上の温度域での累積圧下率が大きくなり過ぎると、Ｔｒｅｘ未満の温度域で必要な累積圧下率が確保できなくなるので、３５％以下であることが好ましい。
【0074】
さらに、仕上圧延におけるＴｒｅｘ未満の温度域での累積圧下率は５５～８０％の範囲とする。仕上圧延におけるＴｒｅｘ未満の温度域での累積圧下率とは、仕上圧延中に鋼板の表面温度がＴｒｅｘ未満となる直前の圧延パス後の板厚から仕上圧延終了後の板厚を引いたものを、仕上圧延中に鋼板の表面温度がＴｒｅｘ未満となる直前の圧延パス後の板厚で除した値である。仕上圧延におけるＴｒｅｘ未満の温度域での累積圧下率を５５％以上とすることで、オーステナイト粒に十分な歪みを付与することが可能となる。累積圧下率が５５％未満であると、オーステナイト粒への歪の付与が不十分になり、粒内方位差５°以上のベイニティックフェライトが微細化しないことに加え、仕上圧延後のオーステナイトの部分再結晶が生じないため、靭性が不足する。また、Ｔｒｅｘ未満での累積圧下率が８０％を超えると、フェライト変態が促進されるため、所定のベイナイト分率が満足できず、強度不足となる。好ましい累積圧下率は、６０～７５％である。
【0075】
さらに、粗圧延および仕上圧延それぞれにおけるパス間時間は１５秒以下とする。パス間時間が１５秒を超えると加工によって付与した歪みが回復し、粗圧延および仕上圧延のＴｒｅｘ以上の温度域での再結晶が生じず、また最終組織におけるベイナイトを十分に微細化することができなくなる。仕上圧延のＴｒｅｘ以上の温度域の最後の圧延パスとＴｒｅｘ未満の温度域の最初の圧延パスのパス間時間が１５秒を超えると、再結晶したオーステナイト粒が粒成長し、仕上圧延後の部分再結晶が生じなくなる。パス間時間は短ければ短いほど好ましいため、下限を設ける必要はないが、操業性の観点から３秒以上とすることが好ましい。なお、一般的に仕上圧延はリバース圧延により行われる。仕上圧延におけるパス間時間とは、鋼板が前方に進行しながら圧延ロールにより圧延され、鋼板の後端が圧延ロールから抜けてから、鋼板の進行方向が後方へとリバースし、再度鋼板の後端が圧延ロールに噛み込まれるまでの時間を意味する。
【0076】
そして、仕上圧延完了から、後述する加速冷却工程における冷却開始までの時間を３０秒以上５０秒以下とする。仕上圧延完了後にオーステナイトの一部を部分再結晶させるためには冷却開始まで３０秒以上の時間を確保する必要がある。仕上圧延完了から冷却開始までの時間が５０秒を超えると、部分再結晶粒が成長し、微細なベイナイト組織が得られない。なお、仕上圧延完了から冷却開始までの時間とは、前方へと進行する鋼板の先端が、最終パスにおける圧延ロールを抜けてから、水冷が開始されるまでの時間を意味する。
【0077】
上記説明において、Ａｒ３は降温過程でオーステナイト粒からフェライト粒に変態が始まる変態開始温度を意味し、下記（ｉｉｉ）式で求められる。また、Ｔｒｅｘは等軸な再結晶粒が生成し成長し得る最低温度である再結晶温度を意味し、下記（ｉｖ）式で求められる。なお、下記式中の元素記号は、鋼板中に含まれる各元素の含有量（質量％）を表し、含有されない場合は０を代入するものとする。
【0078】
Ａｒ３＝９１０－３１０×Ｃ＋６５×Ｓｉ－８０×Ｍｎ－２０×Ｃｕ－５５×Ｎｉ－１５×Ｃｒ－８０×Ｍｏ ・・・（ｉｉｉ）
Ｔｒｅｘ＝－９１９００［Ｎｂ＊］２＋９４００［Ｎｂ＊］＋７７０ ・・・（ｉｖ）
但し、下記（ｖ）式で求められる固溶Ｎｂ量（質量％）を、ｓｏｌ．Ｎｂとした時に、
Ｎｂ≧ｓｏｌ．Ｎｂの場合は、［Ｎｂ＊］＝ｓｏｌ．Ｎｂ
Ｎｂ＜ｓｏｌ．Ｎｂの場合は、［Ｎｂ＊］＝Ｎｂ
とする。
ｓｏｌ．Ｎｂ＝（１０（－６７７０／（Ｔ＋２７３）＋２．２６））／（Ｃ＋１２／１４×Ｎ） ・・・（ｖ）
なお、上記式中のＴは加熱工程における鋼片の加熱温度（℃）を表す。
Ｔｒｅｘ＝－９１９００［Ｎｂ＊］２＋９４００［Ｎｂ＊］＋７７０ ・・・（ｉｖ）
但し、下記（ｖ）式で求められる固溶Ｎｂ量（質量％）を、ｓｏｌ．Ｎｂとした時に、
Ｎｂ≧ｓｏｌ．Ｎｂの場合は、［Ｎｂ＊］＝ｓｏｌ．Ｎｂ
Ｎｂ＜ｓｏｌ．Ｎｂの場合は、［Ｎｂ＊］＝Ｎｂ
とする。
ｓｏｌ．Ｎｂ＝（１０（－６７７０／（Ｔ＋２７３）＋２．２６））／（Ｃ＋１２／１４×Ｎ） ・・・（ｖ）
なお、上記式中のＴは加熱工程における鋼片の加熱温度（℃）を表す。
【0079】
（ｃ）加速冷却工程
加速冷却工程では、仕上圧延が終了した鋼板を水冷する。この際、板厚ｔ／４での冷却開始から冷却終了までの平均冷却速度が５～５０℃／秒となる条件で、５５０℃以下の冷却停止温度まで水冷する。前記平均冷却速度は、冷却開始時および冷却終了時の鋼板の表面温度から伝熱計算によって求められる板厚ｔ／４での温度を基に算出する。５～５０℃／秒の平均冷却速度で５５０℃以下の冷却停止温度まで水冷することで、最終組織をベイナイト主体の組織とすることができる。なお、平均冷却速度および冷却停止温度は、鋼板の化学組成におけるＣｅｑの値に応じて調整し、マルテンサイト変態しない条件とする。
加速冷却工程では、仕上圧延が終了した鋼板を水冷する。この際、板厚ｔ／４での冷却開始から冷却終了までの平均冷却速度が５～５０℃／秒となる条件で、５５０℃以下の冷却停止温度まで水冷する。前記平均冷却速度は、冷却開始時および冷却終了時の鋼板の表面温度から伝熱計算によって求められる板厚ｔ／４での温度を基に算出する。５～５０℃／秒の平均冷却速度で５５０℃以下の冷却停止温度まで水冷することで、最終組織をベイナイト主体の組織とすることができる。なお、平均冷却速度および冷却停止温度は、鋼板の化学組成におけるＣｅｑの値に応じて調整し、マルテンサイト変態しない条件とする。
【0080】
（ｄ）焼戻し工程
加速冷却工程の後に、３５０～６５０℃の温度範囲まで加熱する焼戻し工程をさらに備えてもよい。３５０℃以上の温度で焼戻し工程を行うことで、冷却によって過剰に高くなった転位密度を低減させることができる。一方、焼戻し温度が６５０℃を超えると、Ｔｒｅｘ未満の温度域で付与された歪みが解放されるため、ベイニティックフェライトが粗大化し、低温靱性が劣化するおそれがある。なお、加速冷却工程における冷却停止温度が高い場合には、自己焼戻し効果が得られるため、焼戻し工程を行わなくてもよい。一方、加速冷却工程において、例えば室温程度まで冷却した場合には、焼戻し工程を行うことが好ましい。
加速冷却工程の後に、３５０～６５０℃の温度範囲まで加熱する焼戻し工程をさらに備えてもよい。３５０℃以上の温度で焼戻し工程を行うことで、冷却によって過剰に高くなった転位密度を低減させることができる。一方、焼戻し温度が６５０℃を超えると、Ｔｒｅｘ未満の温度域で付与された歪みが解放されるため、ベイニティックフェライトが粗大化し、低温靱性が劣化するおそれがある。なお、加速冷却工程における冷却停止温度が高い場合には、自己焼戻し効果が得られるため、焼戻し工程を行わなくてもよい。一方、加速冷却工程において、例えば室温程度まで冷却した場合には、焼戻し工程を行うことが好ましい。
【0081】
以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例0082】
表１の化学組成を有する鋼片を用いて、表２および３の製造条件により板厚１０～７０ｍｍの鋼板を試作した。
【0083】
【表1】
【0084】
【表2】
【0085】
【表3】
【0086】
得られた鋼板の金属組織観察を前述した方法で行い、各組織の面積率、ベイニティックフェライトの平均粒径、粒内方位差が５°未満である結晶粒の全結晶粒に占める割合の測定を行った。
【0087】
さらに、引張強さ（ＴＳ）および降伏応力（ＹＳ）を、ＪＩＳ Ｚ ２２４１：２０２２に基づき測定した。試験片は、板厚中心部から圧延方向に直行する方向（幅方向）を長手方向として採取した、１Ｂ号引張試験片を用いて測定した。降伏応力（ＹＳ）は永久伸び０．２％時の永久伸び法の耐力とした。そして、鋼板の１／４ｔ位置を含むようにＶノッチ試験片を採取し、ＪＩＳ Ｚ ２２４２：２０１８に準拠して破面遷移温度（ｖＴｒｓ）の評価を行った。
【0088】
これらの測定結果を表４および５に示す。なお、表中においては、フェライトの面積率を「Ｆ分率」、パーライトの面積率を「Ｐ分率」、ベイナイトの面積率を「Ｂ分率」、粒内方位差５°未満のＢ分率を「Ｂ’分率」、ＭＡ相の面積率を「ＭＡ分率」、マルテンサイト分率を「Ｍ分率」、ベイニティックフェライトの平均粒径を「ＢＦ粒径」と表記する。
【0089】
【表4】
【0090】
【表5】
【0091】
表４から分かるように、本発明の規定を満足する本発明例（試験番号１～２５）では、高い強度を有し、かつ低温靱性に優れる結果となった。これに対して、表５に示されるように、比較例（試験番号２６～５６）では、強度および低温靱性の少なくともいずれかが劣化する結果となった。
【産業上の利用可能性】
【0092】
本発明によれば、高い強度を有し、かつ低温靱性に優れる鋼板を得ることが可能になる。したがって、本発明に係る鋼板は、船舶、高層建築物、その他の建築物、橋梁、海洋構造物、ＬＮＧ貯蔵タンクその他の大型タンク、ラインパイプ等の溶接構造物の素材として好適に用いることができる。