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船体構造用やエネルギー分野で用いられる厚鋼板には高 強度とともに高い靭性が要求されており,非調質厚鋼板の 強度・靭性バランスを向上させるプロセスとして制御圧延 が広く適用されている 。制御圧延の目的は結晶粒の細粒 化である。すなわち,厚板圧延を低温域,すなわちオース テナイトの未再結晶域で圧延を行うことにより,変形帯を 導入してフェライト変態の核生成サイトとすることによ り,細粒化を達成するものである。 また,制御圧延を発展させ,より低温域であるオーステ ナイト-フェライト二相域で仕上圧延を行う,いわゆる二 相域圧延法が,さらなる高強度化と高靭化が図れるプロセ スとして実用化されている 。その機械的特性の向上に はフェライトの加工による転位強化の効果,また靭性に関 しては加工によるサブグレインの形成を通じた実効的な 細粒化の効果が議論されている 。さらに,二相域圧延材 では集合組織が発達しており,低温靭性向上に寄与して いる。フェライトの圧延集合組織として形成される{001} 〈110〉方位は,へき開面である(100)面が一般的な厚鋼板 の試験応力軸である圧延方向に対して45°傾いており,ぜ い性破壊の抵抗が高く,靭性が向上する。また,ぜい性亀 裂伝播に関しても,亀裂のジグザグ進展効果や ,サブク ラック生成による亀裂先端の応力拡大係数の低減効果によ り,ぜい性亀裂伝播停止性能の向上が図られると報告され ている 。 一方,近年では構造物の大型化によって,使用される厚 鋼板の板厚が増大する傾向にある。制御圧延プロセスは極 厚鋼板の高靭化に対しても有効なプロセスとして実用化さ れているが,厚肉化によって板厚内部に材質分布が生じる ことが避けられない。マトリックス組織や結晶粒径の差異 は主として制御圧延時の板厚内温度の違い,および制御冷 却時の冷却速度の違いによるものと考えられるが,集合組 織に関しては,加えて制御圧延時の歪分布が大きく関与す る。しかし,極厚鋼板における板厚方向の集合組織分布と それが材質に及ぼす影響についてはいくつか報告例がある ものの ,詳細な調査はなされていない。また,最近,極 厚鋼板のぜい性亀裂伝播停止性能には板厚方向の靭性お よび集合組織分布が強く影響することが報告されている が ,その材質分布の形成メカニズムについては必ずしも 二相域圧延を適用した極厚鋼板の 板厚方向材質分布と集合組織

Mechanical Properties Distribution through the Thickness of Heavy Gauge Steel Plate Rolled in Intercritical Region