特表 2022-534124 鋼板製品を製造する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-07-27

(54)【発明の名称】鋼板製品を製造する方法

(51)【国際特許分類】

   C21D 9/50 20060101AFI20220720BHJP

   C21D 1/18 20060101ALI20220720BHJP

   C22C 38/00 20060101ALI20220720BHJP

   C22C 38/58 20060101ALI20220720BHJP

【ＦＩ】

C21D9/50 101B

C21D1/18 A

C22C38/00 301S

C22C38/00 301W

C22C38/00 301B

C22C38/58

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022500857

(86)(22)【出願日】2020-07-02

(85)【翻訳文提出日】2022-02-08

(86)【国際出願番号】 EP2020068715

(87)【国際公開番号】W WO2021004900

(87)【国際公開日】2021-01-14

(31)【優先権主張番号】19185119.5

(32)【優先日】2019-07-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】511126992

【氏名又は名称】エスエスアーベー テクノロジー アーベー

(74)【代理人】

【識別番号】100127926

【弁理士】

【氏名又は名称】結田 純次

(74)【代理人】

【識別番号】100140132

【弁理士】

【氏名又は名称】竹林 則幸

(72)【発明者】

【氏名】アンデシュ・カルレスタム

(72)【発明者】

【氏名】オスキャル・トシュテンソン

(72)【発明者】

【氏名】ジミー・クヌートソン

(72)【発明者】

【氏名】ハンス・エイデレフ

(72)【発明者】

【氏名】ヨーナス・トゥーネル

【テーマコード（参考）】

4K042

【Ｆターム（参考）】

4K042AA24

4K042BA01

4K042BA02

4K042BA03

4K042BA05

4K042BA11

4K042CA02

4K042CA06

4K042CA08

4K042CA09

4K042CA10

4K042CA12

4K042CA13

4K042DA01

4K042DA03

4K042DD01

4K042DD02

4K042DE02

(57)【要約】

【課題】
一般的な鉄鋼圧延機では製造が困難な幅広の鋼板製品の製造を容易にする方法を提供すること
【解決手段】
鋼板製品（１）およびその製造方法であって
－ 長手方向（Ａ）に延びる少なくとも２枚の鋼板（２、３）を用意する工程と
－ 鋼板の長手方向の端部から表面の酸化層を除去して清掃する工程と
－ 清掃された長手方向の端部に沿って鋼板を溶加材なしの突合溶接で接合して溶接部（４）を形成する工程であって、溶接時に溶接部の表面部側（６）と裏面部側（７）の両方に不活性ガス保護（５）を適用して、溶接鋼板製品を得る工程と、
－ 溶接部から余分な物質を除去する工程と、
－ 熱処理とそれに続く焼入れにより、溶接された鋼板の硬化を行う工程による
上記製造方法。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鋼板製品（１）を製造する方法であって、
－ 長手方向（Ａ）に延びる少なくとも２つの鋼板（２、３）を用意する（１０１）工程と
－ 鋼板（２、３）の長手方向の端部を、表面の酸化層を除去することによって洗浄する工程（１０２）と
－ 洗浄された長手方向の端部に沿って鋼板（２、３）を溶加材なしの突合溶接で接合（１０３）して溶接部（４）を形成する工程であって、溶接時に溶接部（４）の表面部（６）と裏面部（７）の両方に不活性ガス保護（５）が適用され、それによって溶接鋼板製品（１）が得られる工程と、
－ 溶接部（４）から余分な物質を除去（１０４）する工程と、
－ 熱処理とそれに続く焼入れにより、溶接された鋼板製品（１）の硬化（１０５）を行う工程、
とを含む、
上記製造方法。

【請求項2】

鋼板（２、３）が低合金高強度鋼板である、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

鋼板（２、３）が非被覆鋼板である、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

鋼板（２、３）が同一または実質的に同一の化学組成を有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。

【請求項5】

前記鋼板（２、３）が、質量パーセント（ｗｔ．％）で、以下を含む化学組成を有する、請求項１～４のいずれか１項に記載の方法。
Ｃ： ０．０５０－０．３２，
Ｓｉ：０．１０－０．７０，
Ｍｎ：０．４０－１．６，
Ｐ： ０－０．０２５，
Ｓ： ０－０．０１０，
Ｃｒ：０－１．５，
Ｎｉ：０－２．５，
Ｍｏ：０－０．７０，
Ｔｉ：０－０．０６０，
Ａｌ：０－０．１５，
Ｖ： ０－０．０７０，
Ｎｂ：０－０．２０，
Ｂ： ０．０００２０－０．００５０，
残部はＦｅと不純物

【請求項6】

突合溶接がレーザー溶接により行われる、請求項１～５のいずれか１項に記載の方法。

【請求項7】

焼入れが水焼入れまたは油焼入れである、請求項１～６のいずれか１項に記載の方法。

【請求項8】

表面の酸化層の除去を、酸洗、研磨、レーザーアブレーションのうちの少なくとも１つを用いて行う、請求項１～７のいずれか１項に記載の方法。

【請求項9】

少なくとも２枚の鋼板（２、３）が、１～６ｍｍの同一または実質的に同一の厚さ（ｔ）を有する、請求項１～８のいずれか１項に記載の方法。

【請求項10】

少なくとも２つの鋼板（２，３）のそれぞれの１つが、横方向（Ｂ）で測定した幅が少なくとも１０００ｍｍ、好ましくは少なくとも１２５０ｍｍである、請求項１～９のいずれか１項に記載の方法。

【請求項11】

少なくとも２枚の鋼板（２、３）の用意が以下の工程を含む、請求項１～１０のいずれか１項に記載の方法。
－ 少なくとも１つの鋼スラブを用意する工程と、
－ 少なくとも１つの鋼スラブをストリップ圧延して少なくとも１つの鋼帯を形成し、その少なくとも１つの鋼帯から少なくとも２つの鋼板（２、３）を形成する工程。

【請求項12】

請求項１～１１のいずれか１項に記載の方法で製造された鋼板製品。

【請求項13】

１～６ｍｍの厚さ（ｔ）を有する、請求項１２に記載の鋼板製品．

【請求項14】

横方向（Ｂ）に測定した幅（ｗ）が２０００ｍｍ以上、好ましくは２５００ｍｍ以上である、請求項１２または１３に記載の鋼板製品。

【請求項15】

溶接部（４）全体の引張強度Ｒ_ｍが少なくとも９５０ＭＰａ、好ましくは少なくとも１１００ＭＰａ、より好ましくは少なくとも１３５０ＭＰａであり、溶接部（４）全体の降伏強度Ｒ_ｐ０．２が少なくとも８５０ＭＰａ、好ましくは少なくとも９００ＭＰａ、より好ましくは少なくとも１０００ＭＰａである、請求項１２～１４のいずれか１項に記載の鋼板製品。

【請求項16】

鋼板製品が、質量パーセント（ｗｔ．％）で、以下を含む化学組成を有する、請求項１２～１５のいずれか１項に記載の鋼板製品。
Ｃ： ｍａｘ ０．２６，
Ｓｉ：ｍａｘ ０．７０，
Ｍｎ：ｍａｘ １．６，
Ｐ： ０－０．０２５，
Ｓ： ０－０．０１０，
Ｃｒ：ｍａｘ １．４，
Ｎｉ：ｍａｘ １．５，
Ｍｏ：ｍａｘ ０．６０，
Ｂ： ｍａｘ ０．００５，
残部はＦｅと不純物

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鋼板製品の製造方法および鋼板製品に関する。

【背景技術】

【0002】

高強度鋼板は、コンテナや大型車のダンプボディなどによく使われている。高強度であることは、部品の厚みを減らすことで全体の質量を減らすことを可能にし、エネルギー効率の観点からも有益である。

【0003】

このような製品に使用される鋼板製品には、高い強度の他に、良好な成形性と高い表面品質が求められる。さらに、コンテナやトラックの平台などの多くの製品では、大きな幅と小さな厚さを兼ね備えた鋼板製品を提供することが有益である。用途によっては２５００ｍｍ以上の幅が求められることもあり、５ｍｍ以下の厚さとの組み合わせもある。

【0004】

しかし、このような幅広で薄い製品を製造するのは難しい。自動車やコンテナ、トラックの荷台などに使われる広幅の鋼板は、ステッケル圧延機（Ｓｔｅｃｋｅｌ ｒｏｌｌｉｎｇ ｍｉｌｌｓ）や厚板圧延機を用いて、一対のロール間で鋼板を往復させて製造されるのが一般的である。

【0005】

このような圧延機で薄板を製造する場合、板厚が薄くなると生産量が大幅に減少するため、比較的コストがかかる。また、圧延速度が遅いため、鋼板の表面品質や板厚公差が劣ることが多い。そのため、製造方法や品質の改善が求められている。

【発明の概要】

【0006】

本発明の主な目的は、いくつかの側面において改良された鋼板製品の製造方法を提供することである。特に、一般的な鉄鋼圧延機では製造が困難な幅広の鋼板製品の製造を容易にする方法を提供することを目的としている。また、厚板圧延機の代替として使用可能な広幅鋼板製品を提供することも目的としている。さらに別の目的は、表面品質と厚さの均一性が改善された広幅鋼板製品を提供することである。

【0007】

少なくとも主な目的は、本発明の第１の側面による、請求項１で定義された鋼板製品の製造方法によって達成される。

【0008】

この方法は、以下の工程を含む。
－ 長手方向に延びる少なくとも２枚の鋼板を用意する工程と
－ 鋼板の長手方向の端部から、表面の酸化層を除去して洗浄する工程と
－ 前記鋼板を、前記洗浄された長手方向の端部に沿って、溶加材（ｆｉｌｌｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌ）を用いない突合溶接により接合して溶接部を形成する工程であって、溶接時に、溶接部の表面部（ｔｏｐ ｓｉｄｅ）および裏面部（ｒｏｏｔ ｓｉｄｅ）の両方に不活性ガス保護を施すことにより、溶接された鋼板製品を得る工程と
－ 溶接部から余分な物質を除去する工程と
－ 熱処理とそれに続く焼入れにより、溶接鋼板製品を硬化する工程。

【0009】

本発明の第２の側面による目的は、提案された方法を用いて製造された鋼板製品によって達成される。提案された方法は、高い表面品質、良好な曲げ加工性、および高い強度を有する薄肉・広幅の鋼板製品をコスト効率よく製造することを可能にする。提案された鋼板製品は、板圧延機を使用して製造された薄肉および広幅の鋼板製品に取って代わることができ、一般に、これらの製品と比較して、改善された厚さ公差および低い表面粗さのより良い表面品質を有する。

【0010】

２枚以上の鋼板を接合することで、高い表面品質と良好な曲げ加工性を有する非常に幅広の鋼板製品を製造することができる。溶接は焼入れの前に行われるため、溶接作業が鋼板製品の最終的な微細構造に与える影響は無視できる。

【0011】

一般的に使用されている上面部側だけではなく、上面部側と下面部側の両方に不活性ガス保護を使用しているため、溶接中に溶接部が酸素から十分に保護され、溶接部の領域での粒界フェライトの形成が抑制される。これにより、焼入れ後にマルテンサイトまたは実質的にマルテンサイトの組織を得ることができ、高い強度と良好な曲げ加工性を確保することができる。また、溶接を行う部分の長手方向の端部（エッジ）から表面の酸化物を除去することで、完成した鋼板製品が、溶接部とそれ以外の部分との間で差のない均質な微細構造を得ることができる。

【0012】

なお、表面の酸化物は、Ｆｅ_３Ｏ_４からなるミルスケール、および／またはＦｅ_２Ｏ_３からなる錆であってもよい。さらに、溶接部全体の鋼板の化学組成を維持するためには、溶加材を使用しない溶接が必要である。

【0013】

鋼板は、この方法によれば、厚板圧延の代わりにストリップ圧延を用いて製造することができる。ステッケル圧延機の使用も含めて、厚板圧延と比較して、ストリップ圧延工程ははるかに高速であり、鋼板は各対のロールの間を１回通過するだけである。そのため、生産量が大幅に増加する。同時に、より高い圧延速度により圧延プロセス中のミルスケールの形成が妨げられる。また、厚板圧延機と比較してロールの大きさが小さくなるため、厚さの公差が改善される。

【0014】

本発明の第１の側面の一実施形態によれば、鋼板は低合金高強度鋼板である。このような鋼板は、焼入れ後にマルテンサイト組織を有するか、または面積率で８０％以上、好ましくは９０％以上のマルテンサイトを含む組織を有する。

【0015】

焼入れ後の鋼板の引張強度Ｒ_ｍは、９５０ＭＰａ以上、好ましくは１１００ＭＰａ以上、より好ましくは１３５０ＭＰａ以上であり、降伏強度Ｒ_ｐ０．２は、８５０ＭＰａ以上、好ましくは９００ＭＰａ以上、より好ましくは１０００ＭＰ以上であってもよい。低合金高強度鋼は、炭素鋼よりも高い強度対質量比を示すため、例えば大型車両に使用される製品の製造に適している。

【0016】

本発明の第１の態様の一実施形態によれば、鋼板は、非塗装鋼板（ｎｏｎ－ｃｏａｔｅｄ ｓｔｅｅｌ ｓｈｅｅｔｓ）すなわち、金属プレコートなどの表面コーティングが施されていない鋼板である。これにより、溶接およびその後の合金化の結果として生じる溶接部周辺の金属間化合物領域（Ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃ ａｒｅａｓ）が回避され、強固な溶接部が確保される。必要に応じて、焼入れ後に鋼板製品に金属コーティングを施すこともできる。

【0017】

一実施形態によれば、鋼板は、同一または実質的に同一の化学組成を有する。

【0018】

「実質的に同一の」化学組成とは、本明細書では、製造公差内で同一である化学組成を意味している。したがって、溶接後の鋼板製品は均一な組成を有する。

【0019】

溶接は溶加材を使用しないので、溶接部もまた、鋼板製品の残りの部分と同じ、または実質的に同じ化学組成を有する。

【0020】

一実施形態によれば、鋼板は、質量パーセント（ｗｔ．％）で、以下からなる化学組成を有する。
Ｃ： ０．０５０－０．３２，
Ｓｉ： ０．１０－０．７０，
Ｍｎ： ０．４０－１．６，
Ｐ： ０－０．０２５，
Ｓ： ０－０．０１０，
Ｃｒ： ０－１．５，
Ｎｉ： ０－２．５，
Ｍｏ： ０－０．７０，
Ｔｉ： ０－０．０６０，
Ａｌ： ０－０．１５，
Ｖ： ０－０．０７０，
Ｎｂ： ０－０．２０，
Ｂ： ０．０００２０－０．００５０，
残部はＦｅと不純物

【0021】

結果として得られる鋼板製品は、溶接中に溶加材を使用しないこと、溶接前に表面の酸化物を除去すること、および溶接部の両側を不活性ガスで保護することにより、溶接部全体においても鋼板と同じ化学組成を有することになる。

【0022】

一実施形態によれば、鋼板は、質量パーセント（ｗｔ．％）で、以下の化学組成を有する。
Ｃ： ０．０５０－０．２６，
Ｓｉ： ０．１０－０．７０，
Ｍｎ： ０．４０－１．６，
Ｐ： ０－０．０２５，
Ｓ： ０－０．０１０，
Ｃｒ： ０－１．４，
Ｎｉ： ０－１．５，
Ｍｏ： ０－０．６０，
Ｔｉ： ０．００１０－０．０５０，
Ａｌ： ０．０１０－０．１５，
Ｂ： ０．０００２０－０．００５０，
残部はＦｅと不純物

【0023】

これにより、優れた構造特性、良好な曲げ性および溶接性を有する耐摩耗性鋼板製品を得ることができる。

【0024】

別の実施形態では、鋼板は、質量パーセント（ｗｔ．％）で、以下を含む化学組成を有する。
Ｃ： ０．０５０－０．２１，
Ｓｉ： ０．１０－０．５０，
Ｍｎ： ０．４０－１．２，
Ｐ： ０－０．０１０，
Ｓ： ０－０．００３，
Ｃｒ： ０．２－１．０，
Ｎｉ： １．２－２．５，
Ｍｏ： ０．４０－０．７０，
Ｖ： ０．００１０－０．０７０，
Ｎｂ： ０．００５０－０．０５０，
Ａｌ： ０．０２０－０．１０，
Ｂ： ０．０００２０－０．００５０，
残部はＦｅと不純物

【0025】

それにより、高硬度と高靭性の組み合わせが達成され得る。

【0026】

別の実施形態では、鋼板は、質量パーセント（ｗｔ．％）で、以下を含む化学組成を有する。
Ｃ： ０．０５０－０．３０，
Ｓｉ： ０．１０－０．７０，
Ｍｎ： ０．４０－１．６，
Ｐ： ０－０．０２０，
Ｓ： ０－０．０１０，
Ｃｒ： ０．２－１．５，
Ｎｉ： ０．２０－１．５，
Ｍｏ： ０－０．６０，
Ａｌ： ０．０１０－０．１０，
Ｎｂ： ０．０２０－０．２０
Ｂ： ０．０００２０－０．００５０，
残部はＦｅと不純物

【0027】

それにより、高い引張強度、硬度、および靭性の組み合わせが達成され得る。

【0028】

別の実施形態では、鋼板は、質量パーセント（ｗｔ．％）で、以下を含む化学組成を有する。
Ｃ： ０．０５０－０．３２，
Ｓｉ： ０．１０－０．４０，
Ｍｎ： ０．４０－１．２，
Ｐ： ０－０．０１０，
Ｓ： ０－０．００３，
Ｃｒ： ０．２０－１．０，
Ｎｉ： ０．５０－１．８，
Ｍｏ： ０．１０－０．７０，
Ｖ： ０．０１０－０．０７０，
Ａｌ： ０．０２０－０．１５，
Ｂ： ０．０００２０－０．００５０，
残部はＦｅと不純物

【0029】

これにより、非常に高い靭性を得ることができる。

【0030】

一実施形態によれば、突合溶接は、レーザー溶接を用いて行われる。レーザー溶接を使用することで、比較的低コストで高い生産率を実現することができる。レーザー溶接の代替手段としては、プラズマ溶接、ＴＩＧ（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｉｎｅｒｔ Ｇａｓ）溶接、電子ビーム溶接などがある。しかし、生産性とコスト効率の観点からは、レーザー溶接が好ましい。

【0031】

一実施形態によれば、焼入れは、水焼入れまたは油焼入れである。この種の焼入れは、急速な冷却を行い、それによって比較的少量の合金元素でも好ましい機械的特性を得る能力を向上させることができる。

【0032】

一実施形態によれば、表面酸化層の除去は、酸洗、研磨、およびレーザーアブレーション（ｌａｓｅｒ ａｂｌａｔｉｏｎ）のうちの少なくとも１つまたはいずれか１つを用いて行われる。

【0033】

研削は、表面酸化物を除去するコスト効率の高い方法であるが、酸洗および／またはレーザーアブレーション（好ましくはパルスレーザーを使用）を使用することもできる。

【0034】

表面酸化物層がミルスケールからなる場合、ミルスケールの除去には、研削および／または酸洗が好ましく用いられるが、比較的短いパルス持続時間を有するパルスレーザー、例えば、ナノ秒の時間範囲内、またはピコ秒の時間範囲内、またはそれより短いパルス持続時間を有するパルスレーザーを用いることも可能である。

【0035】

一実施形態によれば、少なくとも２枚の鋼板は、同一または実質的に同一の（製造公差内の）厚さが１～６ｍｍである。例えば、厚さは、２～５ｍｍ、または３～５ｍｍ、または２～４ｍｍ、または３～４ｍｍであってもよい。このようにして得られた鋼板製品は、２～５ｍｍ、または３～５ｍｍ、または２～４ｍｍ、または３～４ｍｍなど、１～６ｍｍの厚さを有していてもよい。少なくとも２つの鋼板のそれぞれは、長手方向に垂直な横方向に測定して、少なくとも１０００ｍｍ、好ましくは少なくとも１２５０ｍｍの幅を有してもよい。

【0036】

各鋼板の長さと幅の比は、例として５：１から１０：１の間であってもよい。

【0037】

結果として得られる鋼板製品は、横方向に測定した幅が少なくとも２０００ｍｍ、好ましくは少なくとも２５００ｍｍであってもよい。このような幅広の鋼板製品は、例えば、コンテナやトラック用のフラットベッドの製造に用いられる。

【0038】

一実施形態によれば、少なくとも２つの鋼板を準備するには、以下の工程を含む
－ 少なくとも１つの鋼スラブを用意する工程
－ 前記少なくとも１つの鋼スラブをストリップ圧延（ｓｔｒｉｐ ｒｏｌｌｉｎｇ）して、少なくとも１つの鋼帯を形成し、この少なくとも１つの鋼帯から前記少なくとも２つの鋼板を形成する工程

【0039】

幅広の鋼板を板圧延する代わりに、ストリップを圧延することで、製造コストを大幅に削減することができる。さらに、厚板圧延に比べて高精度かつ高速なストリップ圧延を行うことで、表面品質や板厚製造公差を改善することができる。

【0040】

例えば、±０．４ｍｍ、±０．３ｍｍ、±０．２ｍｍ、±０．１ｍｍの厚さの製造公差は、少なくとも１つの鋼スラブを、上記の範囲内の厚さを有する鋼帯にストリップ圧延することによって達成される。３～４ｍｍの公称厚さおよび１２００～１５００ｍｍの幅を有する鋼帯の場合、±０．３ｍｍ、または±０．２ｍｍ、または±０．１ｍｍの厚さ製造公差が達成されてもよい。

【0041】

最終的な鋼板製品では、溶接部の厚さ偏差が若干大きくなる可能性があるが、最終的な鋼板製品の厚さ製造公差は、±０．４ｍｍ、または±０．３ｍｍを達成することが可能である。

【0042】

板圧延工程は、冷間圧延または熱間圧延のいずれであってもよく、厚さが約２ｍｍ以下の非常に薄い板には冷間圧延が好ましく用いられる。圧延工程は、連続して配置された一対のロールの間に鋼スラブ／鋼帯を通過させることを含んでいてもよいが、鋼スラブ／鋼帯は各対のロールの間に一度だけ通過させられる。

【0043】

少なくとも２つの鋼板は、好ましくは、鋼板を形成するための長さに切断された同一の鋼帯から形成されてもよいが、異なる鋼スラブから製造された異なる鋼帯に由来するものであってもよい。

【0044】

一実施形態によれば、鋼板製品は、溶接部の引張強度Ｒ_ｍが少なくとも９５０ＭＰａ、好ましくは少なくとも１１００ＭＰａ、より好ましくは少なくとも１３５０ＭＰａであり、溶接部の降伏強度Ｒ_ｐ０．２が少なくとも８５０ＭＰａ、好ましくは少なくとも９００ＭＰａ、より好ましくは少なくとも１０００ＭＰａである。この鋼板製品は、それによって、自動車用途などの高い応力にさらされる可能性のある厳しい用途での使用に適している。

【0045】

本発明のさらなる利点および有利な特徴は、以下の説明および従属請求項に開示されている。

【0046】

添付の図面を参照して、以下では、例として引用した本発明の実施形態について、より詳細な説明を行う。

【0047】

図面を参照すると：

【図面の簡単な説明】

【0048】

【図1】本発明の一実施形態による方法を示すフローチャートである。

【図2】本発明の実施形態による鋼板製品の溶接を説明する透視図である。

【図3】引張り試験の結果を示す図である。

【図4】曲げ試験の結果を示す図である。

【0049】

すべての図面は概略的なものであることに留意されたい。そのため、詳細は省略され、様々な特徴は縮尺通りに描かれていない可能性がある。

【発明を実施するための形態】

【0050】

本発明の実施形態による方法が、図１に模式的に示されている。また、本発明の実施形態による方法を用いて製造される鋼板製品１を模式的に示す図２も参照されたい。

【0051】

第１ステップ１０１では、長手方向Ａに延びる少なくとも２枚の鋼板２，３を用意する。鋼板２，３は、好ましくは低合金高強度鋼板であり、金属被膜などの表面コーティングが施されていない。ただし、鋼板に表面酸化層が存在していてもよい。鋼板２，３は、例えば、鋼スラブを熱間圧延または冷間圧延で帯状に圧延して、鋼帯を形成することにより製造することができる。鋼板２，３は、その後、例えば、鋼帯を長さに合わせて切断することにより、圧延された鋼帯から形成される。鋼板２，３は、同一または実質的に同一の化学組成を有していてもよい。

【0052】

鋼板のそれぞれの幅ｗは、長手方向Ａに垂直な横方向Ｂで測定すると、少なくとも１０００ｍｍ、好ましくは少なくとも１２５０ｍｍであってよい。なお、鋼板２，３は、必ずしも同じ幅を有していなくてもよい。鋼板２，３の厚さｔは、２～６ｍｍであってもよく、例えば、２～５ｍｍまたは３～５ｍｍであってもよい。鋼板２，３の長さと幅の比は、一例として、５：１～１０：１であってもよい。

【0053】

第２のステップ１０２では、接合される鋼板２，３の長手方向の端部、またはそれらの長手方向の端部およびその周辺を含む鋼板２，３の部分を、その表面酸化層を除去することによって洗浄する。

【0054】

このような表面酸化物層は、Ｆｅ_３Ｏ_４からなるミルスケールやＦｅ_２Ｏ_３からなる錆など、ストリップ圧延プロセスに起因する鉄酸化物であってもよい。表面酸化物層の除去は、例えば、研削、レーザーアブレーション、または酸洗を用いて行うことができる。

【0055】

第３のステップ１０３では、鋼板２，３を、洗浄された長手方向の端部に沿って、すなわち長手方向Ａにおいて、溶加材を使用しない突合溶接を用いて接合し、長手方向Ａに延びる溶接部４を形成する。

【0056】

溶接中の溶接部４の表面部６と裏面部７の両方に、ＨｅやＡｒ、あるいはＨｅとＡｒの混合ガスなどの不活性ガス保護５を適用して、酸素の存在を排除する。これにより、溶接された鋼板製品１が得られる。突合溶接は、好ましくは、レーザ溶接工程で適用されるレーザビーム８によって行われてもよい。

【0057】

第４のステップ１０４では、シャープなエッジを取り除き、クラック形成のリスクを低減するように、溶接部から余分な材料を除去する。これは、例えば、研削、レーザーアブレーション、フライス、プランニング、またはそれらの技術の２つ以上の組み合わせを用いて実現することができる。

【0058】

第５のステップ１０５では、溶接された鋼板製品１を、熱処理、すなわち焼鈍、およびその後の焼入れによって硬化させ、マルテンサイトまたは主にマルテンサイトの微細構造を形成する。第５のステップ１０５は、図示の実施形態では、第４のステップ１０４の後に実施される。このステップの順序が好ましいが、最初に鋼板製品を焼入れし、その後に余分な材料を除去することも可能である。焼入れは、好ましくは水焼入れまたは油焼入れであるが、焼入れは、プレス焼入装置内で鋼板製品を焼入れするプレス焼入れであってもよい。

【実施例】

【0059】

厚さｔが３．３ｍｍ、幅ｗが１２７０ｍｍ、長手方向の長さＡが８９００ｍｍの多数の鋼板を、ストリップ圧延工程で製造して、製品バッチＳ１を得た。製品バッチＳ１の鋼板は、ハルドックス^(R)４５０という商品名で入手可能な鋼種の単一の鋼スラブから製造され、質量パーセント（ｗｔ．％）で以下の化学組成を有する。
Ｃ： ｍａｘ ０．２６，
Ｓｉ： ｍａｘ ０．７０，
Ｍｎ： ｍａｘ １．６，
Ｐ： ０－０．０２５，
Ｓ： ０－０．０１０，
Ｃｒ： ｍａｘ １．４，
Ｎｉ： ｍａｘ １．５，
Ｍｏ： ｍａｘ ０．６０，
Ｂ： ｍａｘ ０．００５，
残部はＦｅと不純物

【0060】

製品バッチＳ１の鋼板を用いて、上述した本発明の実施形態による方法で、製品バッチＳ２の鋼板製品を製造した。溶接部の形成には、レーザー溶接が用いられた。

【0061】

溶接の前に、表面の酸化層を研削で除去した。硬化工程では、水冷を用いた。

【0062】

製品バッチＳ１の鋼板はまた、同じ方法ステップに従って基準製品バッチＳ３，Ｓ４を製造するために使用されたが、（Ｓ３）では、溶接中に溶接部のルート側に不活性ガス保護を使用せず、（Ｓ４）では、溶接前に表面酸化物を除去せず、溶接中に溶接部のルート側に不活性ガス保護を使用しなかった。

【0063】

製造された製品バッチＳ１～Ｓ４の詳細は、以下の表Ｉにまとめられている。

【0064】

【表1】

【0065】

引張試験は、規格ＳＳ－ＥＮ ＩＳＯ ６８９２－１ ２０１６に従い、一方は溶接部を含む製品バッチＳ２の試験サンプルを用い、他方は溶接部を含まない製品バッチＳ１の試験サンプルを用いて行った。

【0066】

引張試験の結果が図３に示されており、製品バッチＳ１の引張強度Ｒ_ｍおよび降伏強度Ｒ_ｐ０．２が右に示され、溶接部を含む製品バッチＳ２の引張強度Ｒ_ｍおよび降伏強度Ｒ_ｐ０．２が左に示されている。すべての試験サンプルにおいて、引張強度Ｒ_ｍは、バッチＳ１およびＳ２の両方のサンプルで約１４００ＭＰａであった。また、降伏強度Ｒ_ｐ０．２は、製品バッチＳ１の母材（溶接なし）で約１１５０ＭＰａ、製品バッチＳ２の溶接部を含むサンプルでは１０８０～１１５０ＭＰａであった。

【0067】

規格ＳＳ－ＥＮ ＩＳＯ ７４３８ ２０１６に従い、製品バッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のサンプルを用いて、曲げ半径を７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍとし、表面部または裏面部のいずれかに張力をかけた状態で曲げ試験を行った。

【0068】

曲げ試験の結果を図４に示す。提案された方法で製造されたバッチＳ２は、曲げ半径７ｍｍの場合、表面部と裏面部のどちらに張力がかかっているかにかかわらず、曲げ試験に１００％合格していることがわかる。一方、製品バッチＳ３は、裏面部側に張力がかかっている状態では、曲げ半径９ｍｍでの合格率が３０％しかなく、製品バッチＳ４は、曲げ半径８ｍｍでの合格率が４０％以下であった。このように、本発明に従って製造された製品バッチＳ２は、基準となる製品バッチＳ３およびＳ４よりも著しく優れた性能を有している。

【0069】

異なる製品バッチからのサンプルの顕微鏡観察によると、本発明に従って製造された製品バッチＳ２の微細構造は、溶接部の領域においてもマルテンサイトであることがわかった。製品バッチＳ４では、溶接部の領域内の微細構造は、粒界フェライトが顕著に存在するマルテンサイトである。

【0070】

本発明は、上述し、図面に図示した実施形態に限定されるものではなく、むしろ、添付の請求項の範囲内で多くの変更および修正を行うことができることを当業者は認識するであろう。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【手続補正書】

【提出日】2022-04-07

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鋼板製品（１）を製造する方法であって、
－ 少なくとも１つの鋼スラブを用意する工程と、
－ 少なくとも１つの鋼スラブをストリップ圧延して少なくとも１つの鋼帯を形成し、その少なくとも１つの鋼帯から、長手方向（Ａ）に延びる少なくとも２つの鋼板（２、３）を形成する工程と、
－ 鋼板（２、３）の長手方向の端部を、表面の酸化層を除去することによって洗浄する工程（１０２）であって、前記表面の酸化層が、ストリップ圧延プロセスに起因する鉄酸化物である工程と
－ 洗浄された長手方向の端部に沿って鋼板（２、３）を溶加材なしの突合溶接で接合（１０３）して溶接部（４）を形成する工程であって、溶接時に溶接部（４）の表面部（６）と裏面部（７）の両方に不活性ガス保護（５）が適用され、それによって溶接鋼板製品（１）が得られる工程と、
－ 溶接部（４）から余分な物質を除去（１０４）する工程と、
－ 熱処理とそれに続く焼入れにより、溶接された鋼板製品（１）の硬化（１０５）を行う工程、
とを含む、
上記製造方法。

【請求項2】

鋼板（２、３）が低合金高強度鋼板である、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

鋼板（２、３）が非被覆鋼板である、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

鋼板（２、３）が同一または実質的に同一の化学組成を有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。

【請求項5】

前記鋼板（２、３）が、質量パーセント（ｗｔ．％）で、以下を含む化学組成を有する、請求項１～４のいずれか１項に記載の方法。
Ｃ： ０．０５０－０．３２，
Ｓｉ：０．１０－０．７０，
Ｍｎ：０．４０－１．６，
Ｐ： ０－０．０２５，
Ｓ： ０－０．０１０，
Ｃｒ：０－１．５，
Ｎｉ：０－２．５，
Ｍｏ：０－０．７０，
Ｔｉ：０－０．０６０，
Ａｌ：０－０．１５，
Ｖ： ０－０．０７０，
Ｎｂ：０－０．２０，
Ｂ： ０．０００２０－０．００５０，
残部はＦｅと不純物

【請求項6】

突合溶接がレーザー溶接により行われる、請求項１～５のいずれか１項に記載の方法。

【請求項7】

焼入れが水焼入れまたは油焼入れである、請求項１～６のいずれか１項に記載の方法。

【請求項8】

表面の酸化層の除去を、酸洗、研磨、レーザーアブレーションのうちのいずれか１つを用いて行う、請求項１～７のいずれか１項に記載の方法。

【請求項9】

少なくとも２枚の鋼板（２、３）が、１～６ｍｍの同一または実質的に同一の厚さ（ｔ）を有する、請求項１～８のいずれか１項に記載の方法。

【請求項10】

少なくとも２つの鋼板（２，３）が少なくとも１０００ｍｍ、好ましくは少なくとも１２５０ｍｍの幅を有し、その結果、鋼板製品が、横方向（Ｂ）で測定して少なくとも２０００ｍｍ、好ましくは少なくとも２５００ｍｍの幅を得られる、請求項１～９のいずれか１項に記載の方法。

【手続補正書】

【提出日】2022-07-15

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鋼板製品（１）を製造する方法であって、
－ 少なくとも１つの鋼スラブを用意する工程と、
－ 少なくとも１つの鋼スラブをストリップ圧延して少なくとも１つの鋼帯を形成し、その少なくとも１つの鋼帯から、長手方向（Ａ）に延びる少なくとも２つの鋼板（２、３）を形成する工程と、
－ 鋼板（２、３）の長手方向の端部を、表面の酸化層を除去することによって洗浄する工程（１０２）であって、前記表面の酸化層が、ストリップ圧延プロセスに起因する鉄酸化物である工程と
－ 洗浄された長手方向の端部に沿って鋼板（２、３）を溶加材なしの突合溶接で接合（１０３）して溶接部（４）を形成する工程であって、溶接時に溶接部（４）の表面部（６）と裏面部（７）の両方に不活性ガス保護（５）が適用され、それによって溶接鋼板製品（１）が得られる工程と、
－ 溶接部（４）から余分な物質を除去（１０４）する工程と、
－ 熱処理とそれに続く焼入れにより、溶接された鋼板製品（１）の硬化（１０５）を行う工程、
とを含む、
上記製造方法。

【請求項2】

鋼板（２、３）が低合金高強度鋼板である、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

鋼板（２、３）が非被覆鋼板である、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

鋼板（２、３）が同一または実質的に同一の化学組成を有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。

【請求項5】

前記鋼板（２、３）が、質量パーセント（ｗｔ．％）で、以下を含む化学組成を有する、請求項１～４のいずれか１項に記載の方法。
Ｃ： ０．０５０－０．３２，
Ｓｉ：０．１０－０．７０，
Ｍｎ：０．４０－１．６，
Ｐ： ０－０．０２５，
Ｓ： ０－０．０１０，
Ｃｒ：０－１．５，
Ｎｉ：０－２．５，
Ｍｏ：０－０．７０，
Ｔｉ：０－０．０６０，
Ａｌ：０－０．１５，
Ｖ： ０－０．０７０，
Ｎｂ：０－０．２０，
Ｂ： ０．０００２０－０．００５０，
残部はＦｅと不純物

【請求項6】

突合溶接がレーザー溶接により行われる、請求項１～５のいずれか１項に記載の方法。

【請求項7】

焼入れが水焼入れまたは油焼入れである、請求項１～６のいずれか１項に記載の方法。

【請求項8】

表面の酸化層の除去を、酸洗、研磨、レーザーアブレーションのうちのいずれか１つを用いて行う、請求項１～７のいずれか１項に記載の方法。

【請求項9】

少なくとも２枚の鋼板（２、３）が、１～６ｍｍの同一または実質的に同一の厚さ（ｔ）を有する、請求項１～８のいずれか１項に記載の方法。

【請求項10】

少なくとも２つの鋼板（２，３）が少なくとも１０００ｍｍの幅を有し、その結果、鋼板製品が、横方向（Ｂ）で測定して少なくとも２０００ｍｍの幅を得られる、請求項１～９のいずれか１項に記載の方法。

【国際調査報告】