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公開番号2025031576
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-07
出願番号2024122642
出願日2024-07-29
発明の名称鋼板およびその製造方法
出願人JFEスチール株式会社
代理人個人,個人
主分類C22C 38/00 20060101AFI20250228BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】液化ガス輸送船のタンク、または液化ガス貯蔵に供するため、耐アンモニア応力腐食割れ性を確保するだけでなく、別途の矯正加工の工程を経ることなく使用することができ、低温靭性にも優れる鋼板を提供する。
【解決手段】所定の成分組成を有し、鋼板の表面から0.5mm位置においてベイナイトの体積率を20%以下とし、さらに、板厚1/4の位置において、フェライトの体積率を50%以上90%以下とし、かつ、円相当径:2μm以上のフェライトの総数における、円相当径:10μm未満のフェライトの個数割合を80%以上95%以下とし、円相当径:10～20μmのフェライトの個数割合を4%以上20%以下とし、円相当径:20μmを超えるフェライトの個数割合を1%以下とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
質量％で、
Ｃ：０．０６％以上０．１３％以下、
Ｓｉ：０．１０％以上０．３０％以下、
Ｍｎ：０．５０％以上２．００％以下、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．００３０％以下、
Ａｌ：０．０１０％以上０．０６０％以下、
Ｎｂ：０．００５％以上０．０３０％以下、
Ｔｉ：０．００４％以上０．０３０％以下、
Ｃａ：０．０００５％以上０．００３０％以下、
Ｎ：０．００１０％以上０．００７０％以下および
Ｏ：０．００４０％以下を含み、
以下の式（１）で示される炭素当量（Ｃｅｑ）が０．３１以上０．４０以下であって、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、
鋼板の表面から０．５ｍｍ位置におけるベイナイトの体積率が２０％以下で、
さらに、板厚１／４の位置において、
フェライトの体積率が５０％以上９０％以下であって、
かつ、円相当径：２μｍ以上のフェライトの総数における、
円相当径：１０μｍ未満のフェライトの個数割合が８０％以上９５％以下であり、
円相当径：１０～２０μｍのフェライトの個数割合が４％以上２０％以下であり、
円相当径：２０μｍを超えるフェライトの個数割合が１％以下である
鋼板。
Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｍｎ／６＋（Ｃｕ＋Ｎｉ）／１５＋（Ｖ＋Ｍｏ＋Ｃｒ）／５（１）
ここで、上記式（１）中の元素記号は各成分の鋼中含有量（質量％）を表し、含有しない場合は０とする。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記の成分組成に加え、質量％で、
Ｃｕ：２．００％以下、
Ｎｉ：２．００％以下、
Ｃｒ：１．００％以下、
Ｍｏ：１．００％以下、
Ｖ：１．００％以下、
Ｗ：１．００％以下および
Ｃｏ：１．００％以下
のうちから選ばれる１種以上を含有する、請求項１に記載の鋼板。
【請求項３】
鋼板表面に圧延方向に沿って２ｍの長尺を当てた際の、前記鋼板表面と前記長尺との隙間の最大値が１４ｍｍ以下である請求項１または２に記載の鋼板。
【請求項４】
質量％で、
Ｃ：０．０６％以上０．１３％以下、
Ｓｉ：０．１０％以上０．３０％以下、
Ｍｎ：０．５０％以上２．００％以下、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．００３０％以下、
Ａｌ：０．０１０％以上０．０６０％以下、
Ｎｂ：０．００５％以上０．０３０％以下、
Ｔｉ：０．００４％以上０．０３０％以下、
Ｃａ：０．０００５％以上０．００３０％以下、
Ｎ：０．００１０％以上０．００７０％以下および
Ｏ：０．００４０％以下を含み、
以下の式（１）で示される炭素当量（Ｃｅｑ）が０．３１以上０．４０以下であって、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有する鋼素材を、
熱間圧延するにあたり、
９５０℃以上１２５０℃以下の温度に加熱した後、
熱間圧延開始温度をＡｒ
３
変態点＋１５０℃以上とし、
未再結晶温度領域における累計圧下率を２５％以上７５％以下とし、
該未再結晶温度領域の圧延における鋼板幅方向の最高温度と最低温度の差を５０℃以下とし、
熱間圧延終了温度（ＦＴ）が以下の式（２）の関係を満足して熱間圧延を行うと共に、
かかる熱間圧延の終了後、鋼板の表面から０．５ｍｍ位置における冷却速度を５．０℃／ｓ以下として室温まで冷却する
鋼板の製造方法。
Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｍｎ／６＋（Ｃｕ＋Ｎｉ）／１５＋（Ｖ＋Ｍｏ＋Ｃｒ）／５（１）
ここで、式（１）中の元素記号は各成分の鋼中含有量（質量％）を表し、含有しない場合は０とする。
Ａｒ
３
＋１２５０×Ｃｅｑ－４５０＜ＦＴ（２）
ここで、ＦＴは熱間圧延終了温度（℃）、Ａｒ
３
は冷却過程におけるＡｒ
３
変態点の温度（℃）を表す。
【請求項５】
前記の成分組成に加え、質量％で、
Ｃｕ：２．００％以下、
Ｎｉ：２．００％以下、
Ｃｒ：１．００％以下、
Ｍｏ：１．００％以下、
Ｖ：１．００％以下、
Ｗ：１．００％以下および
Ｃｏ：１．００％以下
のうちから選ばれる１種以上を含有する請求項４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、液化石油ガス（以下、ＬＰＧと記載）や液化アンモニアを積載するタンクに使用される低温靭性およびアンモニア応力腐食割れ抵抗に優れた鋼板と、その製造方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
低炭素社会の実現に向けて、燃焼時に二酸化炭素が排出されないアンモニアが新たなエネルギー源として注目されている。また、水素も燃焼時に二酸化炭素を排出しないため、クリーンエネルギーの候補とされており、アンモニアはかかる水素を安定的に輸送する形態としても有望視されている。
ここで、液化アンモニアの国際的な輸送は、船舶が主になると想定される。また、中期的には、化石燃料もエネルギー源としての需要があることから、例えばＬＰＧ、液化ブタン、ジメチルエーテル、ブテンなどと液化アンモニアとの積み荷の切替えや混載輸送が行われると考えられる。
【０００３】
ＬＰＧおよびアンモニアは、低温下で液化ガスとしてタンクに積載されることから、タンクに用いられる母材に対し優れた低温靭性が要求される。加えて、液化アンモニアは鉄鋼材料の応力腐食割れを引き起こすことが知られている。
よって、タンクの安全性を担保する観点から、タンクには液化アンモニアによる応力腐食割れを防止する措置を講じる必要がある。この液化アンモニアによる応力腐食割れを防止するため、液化ガスを輸送する船舶および設備に関する国際規定のＩＧＣコード（International Code for the Construction and Equipment of Ships Carrying Liquefied Gases in Bulk ）では、タンク用の炭素マンガン鋼の降伏点（以下、ＹＳと記載）を４４０ＭＰａ以下としたり、タンク製造工程において溶接残留応力除去処理を行うなどの対策が規定されている。
【０００４】
また、輸送効率の向上のためタンクの大型化が図られており、適用される鋼材には、高い引張強度（以下、ＴＳと記載）が要望されている。
具体的には、ＬＰＧや、液化アンモニアタンク用の鋼材として、延性―脆性破面遷移温度ｖＴｒｓが－５５℃以下の靭性を有し、ＹＳが３２５～４４０ＭＰａ、ＴＳが４４０～５６０ＭＰａの範囲の機械特性が求められる。さらには、靭性が同等で、ＹＳが３５５～４４０ＭＰａ、ＴＳが４９０～６１０ＭＰａの鋼材の要望も聞かれる。
【０００５】
かような、液化ガス用タンクに必要な低温靱性を有し、ＹＳの制約および高ＴＳ化の要望を満たすための技術が、特許文献１～３に記載されている。
すなわち、特許文献１に開示された技術では、熱間圧延及び加速冷却によりフェライトの形態を制御し母材の降伏比抑制を図っている。
【０００６】
また、特許文献２に開示された技術では、熱間圧延及び複数回の加速冷却によってフェライトの結晶粒径分布を制御することで母材の低降伏比化を実現している。
【０００７】
加えて、特許文献３には、熱間圧延及び加速冷却により硬質相を分布させ、フェライトとの硬度差を生み出すことで降伏比を低下する技術が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２００６－８９８３０号公報
特開２０１９－２１４７５２号公報
特開２０１０－９０４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記した特許文献１および特許文献２に記載された手法では、熱間圧延後に加速冷却が必要となる。特に板厚が１５ｍｍ以下の場合、加速冷却による熱変形が生じて鋼板の平坦度が悪化する問題がある。
【００１０】
さらに、特許文献３に開示された技術では、空冷による低降伏比鋼材の製造が可能であるが、硬い硬質相の存在による靭性低下が懸念され、加えてＣｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏの内２種以上の添加が必要であり、製造コストに改善の余地が存在する。
（【００１１】以降は省略されています）

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