(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃ：０．１〜０．５％、Ｓｉ：０．０５〜２％、Ｍｎ：０．１〜３％、
さらに、Ｔｉ：０．００５〜１％、Ｎｂ：０．０１〜１％、Ｖ：０．０１〜１％、Ｍｏ：０．０１〜１％、Ｗ：０．００５〜１％、Ｃｕ：０．０１〜３％、Ｚｒ：０．００５〜０．１％、Ｙ：０．００５〜０．５％、Ｍｇ：０．００５〜１％、Ｌａ：０．００５〜０．１％、Ｃｅ：０．００５〜０．１％のうち１種類以上を含有し、鋼板表面にアルミニウム又は亜鉛を主体とするめっきが施され、鋼板中の水素量が下記の（式１）を満たすことを特徴とするホットプレス用の鋼板。
Ｈｍａｘ−Ｈｔ≧０．０７ｐｐｍ      ・・・（式１）
ここで、Ｈｍａｘ：鋼板がトラップすることができる最大の非拡散性水素量（ｐｐｍ）、Ｈｔ：めっき後の鋼板中にトラップしている非拡散性水素量（ｐｐｍ）である。
【請求項２】
さらに、質量％で、Ｂ：０．０００３〜０．００１０％、Ｎｉ：０．０１〜５％のうち１種類以上をさらに含有することを特徴とする請求項１記載のホットプレス用の鋼板。
【請求項３】
さらに、質量％で、Ａｌ：０．００５〜１％を含有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のホットプレス用の鋼板。
【請求項４】
さらに、質量％で、Ｓｎ：０．００５〜０．１％、Ｓｂ：０．００５〜０．１％のうち１種類以上を含有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のホットプレス用の鋼板。
【請求項５】
鋼板を焼鈍及びめっきするに際し、焼鈍炉に入れる前の鋼板の非拡散性水素量が下記の（式２）を満たし、焼鈍炉中の水素濃度が１０％以下及び露点が０℃以下で、６５０℃以上、｛（Ａｃ１＋Ａｃ３）／２＋（Ａｃ３−Ａｃ１）／４｝以下の温度にて鋼板を焼鈍した後に、鋼板表面にアルミニウム又は亜鉛を主体とするめっきを施すことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のホットプレス用の鋼板の製造方法。
（Ｈｍａｘ−Ｈｂ）≧０．０３ｐｐｍ        ・・・（式２）
ここで、Ｈｍａｘ：鋼板がトラップすることができる最大の非拡散性水素量（ｐｐｍ）、Ｈｂ：焼鈍前の鋼板中にトラップしている非拡散性水素量（ｐｐｍ）である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温でのプレスにより製造される自動車部材の構造部材に代表されるような強度が必要とされる部材に使用されるめっき鋼板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の燃費改善及び衝突安全性の確保の観点から、自動車に使用される鋼板の高強度化が望まれているが、鋼板の強度が高まるほど、延性や穴拡げなどの成形性が劣化してしまう。
そこで、近年では、特許文献１に開示されているように、鋼板をオーステナイトの単相域に加熱し、その後プレス成型にて冷却を施し焼き入れを行う、いわゆるホットスタンプの技術が開示されており、高強度でありながら自動車用の部材を作りこむことができる。
【０００３】
しかし、1000MPaを超えるような薄鋼板では遅れ破壊が問題となる。そこで、特許文献２に開示されているように、鋼板に析出物や介在物を内在させて、水素をトラップすることにより耐遅れ破壊特性を改善させる方法が提案されている。
一方、自動車用の部材に使用する鋼板には、耐食性が必要であることが多く、特許文献３に開示されているようにめっき鋼板を使用することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１８１８３３号公報
【特許文献２】特開２００５―０９７７２５号公報
【特許文献３】特願２００１−１０９１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
鋼材の強度が高くなるほど遅れ破壊が起こりやすくなる。特に、本発明が対象とするめっき鋼板では、表面にめっきを施すことによって水素が鋼板中に残留し、遅れ破壊が起こりやすくなる。特許文献２のように析出物や介在物を内在させる方法も考えられるが、一般的に、自動車部材と使用される鋼板には、合金コストの観点から、鋼中に析出物を作る元素であるＭｏ、Ｖ、及び／又はＮｂ等のマイクロアロイ元素の量を多くすることは望ましくない。したがって、鋼中の析出物や介在物の量が少なくなってしまう。
【０００６】
また、めっき鋼板中に析出物及び／又は介在物が存在する場合、析出物及び／又は介在物には水素がトラップされる。前述のように析出物や介在物が比較的少ない場合、ほぼ全ての析出物及び／又は介在物は水素をトラップしているため、鋼の端部やめっき表面の疵などから侵入してきた水素は応力集中部に拡散しやすく、析出物や介在物を内在させた効果を発揮することが出来ない。したがって、めっき鋼板中の析出物や介在物を遅れ破壊に対して有効に活用できる鋼板及びその製造方法が必要となっている。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、高温成形後に１０００ＭＰａ以上の強度を得ることができ、かつその後の耐遅れ破壊性に優れたアルミめっき鋼板、亜鉛めっき鋼板、及びアルミ-亜鉛めっき鋼板及びその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決するため種々の検討を実施した。その結果、熱延の後に施される酸洗後に鋼材を十分放置し、かつ、めっきを施す際の雰囲気、温度及び時間を制御することによって耐水素脆化特性に優れたホットプレス用のめっき鋼板が製造できることを見出した。
その本発明の要旨するところは下記のとおりである。
【０００９】
（１）  質量％で、Ｃ：０．１〜０．５％、Ｓｉ：０．０５〜２％、Ｍｎ：０．１〜３％、さらに、Ｔｉ：０．００５〜１％、Ｎｂ：０．０１〜１％、Ｖ：０．０１〜１％、Ｍｏ：０．０１〜１％、Ｗ：０．００５〜１％、Ｃｕ：０．０１〜３％、Ｚｒ：０．００５〜０．１％、Ｙ：０．００５〜０．５％、Ｍｇ：０．００５〜１％、Ｌａ：０．００５〜０．１％、Ｃｅ：０．００５〜０．１％のうち１種類以上を含有し、鋼板表面にアルミニウム又は亜鉛を主体とするめっきが施され、鋼板中の水素量が下記の（式１）を満たすことを特徴とするホットプレス用の鋼板。
Ｈｍａｘ−Ｈｔ≧０．０７ｐｐｍ    ・・・（式１）
ここで、Ｈｍａｘ：鋼板がトラップすることができる最大の非拡散性水素量（ｐｐｍ）、Ｈｔ：めっき後の鋼板中にトラップしている非拡散性水素量（ｐｐｍ）である。
【００１０】
（２）さらに、質量％で、Ｂ：０．０００３〜０．００１０％、Ｎｉ：０．０１〜５％のうち１種類以上を含有することを特徴とする（１）記載のホットプレス用の鋼板。
（３）さらに、質量％で、Ａｌ：０．００５〜１％を含有することを特徴とする（１）又は（２）記載のホットプレス用の鋼板。
（４）さらに、質量％で、Ｓｎ：０．００５〜０．１％、Ｓｂ：０．００５〜０．１％のうち１種類以上を含有することを特徴とする（１）から（３）のいずれかに記載のホットプレス用の鋼板。
【００１１】
（５）鋼板を焼鈍及びめっきするに際し、焼鈍炉に入れる前の鋼板の非拡散性水素量が下記の（式２）を満たし、焼鈍炉中の水素濃度が１０％以下及び露点が０℃以下で、６５０℃以上、｛（Ａｃ１＋Ａｃ３）／２＋（Ａｃ３−Ａｃ１）／４｝以下の温度にて鋼板を焼鈍した後に、鋼板表面にアルミニウム又は亜鉛を主体とするめっきを施すことを特徴とする（１）から（４）の何れかに記載のホットプレス用の鋼板の製造方法。
（Ｈｍａｘ−Ｈｂ）≧０．０３ｐｐｍ    ・・・（式２）
ここで、Ｈｍａｘ：鋼板がトラップすることができる最大の非拡散性水素量（ｐｐｍ）、Ｈｂ：焼鈍前の鋼板中にトラップしている非拡散性水素量（ｐｐｍ）である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、高温成形後に高強度となる高温成形性に優れ、かつ、耐遅れ破壊特性に優れたアルミめっき鋼板、亜鉛めっき鋼板、又は亜鉛―アルミめっき鋼板が製造でき、工業的に価値の大きなものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】焼鈍前の非拡散性水素量Ｈｂに及ぼす酸洗から焼鈍までの時間の影響を示す図である。
【図２】Ｈmax−Htに及ぼす露点の影響を示す図である。
【図３】Ｈmax−Htに及ぼす炉内水素量の影響を示す図である。
【図４】Ｈmax−Htに及ぼす最高加熱温度の影響を示す図である。
【図５】割れ発生時間に及ぼすＨmax−Ｈｔの影響を示す図である。
【図６】焼鈍前後の非拡散性水素量を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
まず、本発明において重要になる鋼中水素量について説明する。
耐遅れ破壊特性を向上させるためには、水素を応力集中部に拡散させないようにすることが必要となる。そのための手段として、水素のトラップサイトとして、水素との結合エネルギーの高い介在物や析出物が用いられる。外部から侵入してくる水素をトラップすることによってこの効果が得られる。本発明のめっき鋼板においても、めっきのついていない鋼板の端部やめっきがはがれた場合の補償のためにも必要である。
しかし、めっき鋼板の場合には、水素がすでにトラップされていると、水素が鋼板の外に抜けることがないため、新たに入ってきた水素をトラップ出来ず、上記の効果は得られない。
【００１５】
そこで、精査したところ下記の（式１）を満たすことによって、耐遅れ破壊特性に及ぼす介在物及び析出物の効果を確認した。
Ｈｍａｘ−Ｈｔ≧０．０７ｐｐｍ      ・・・（式１）
ここで、Ｈｍａｘ：鋼板がトラップすることができる最大の非拡散性水素量（ｐｐｍ）、Ｈｔ：めっき後の鋼板中にトラップしている非拡散性水素量（ｐｐｍ）である。
【００１６】
これは、非拡散性水素のトラップサイトが水素を０．０７以上トラップすることが出来るということを意味しており、この式を満たすことによって、応力集中部への水素の拡散を防げることを意味する。
【００１７】
次に、鋼成分を限定した理由について述べる。なお、元素の含有量の％は、質量％を示す。
Ｃ：０．１〜０．５％
Ｃは冷却後のオーステナイトから急冷して出来る組織であるマルテンサイトの強度を確保するために必要な元素である。強度を１０００ＭＰａ以上確保するためには、０．１％以上添加する必要があるが、添加しすぎると靭性が大きく劣化し衝撃変形時の強度確保が困難であるためその上限を０．５％とした。
【００１８】
Ｓｉ：０．０５〜２％
Ｓｉは固溶強化元素であり、比較的安価に鋼板の強度を上昇させることができ、０．０５％以上で効果が認められるが、２％を超えて添加しても効果が飽和し、また。めっき性が大きく劣化するため、その上限を２％とした。
【００１９】
Ｍｎ：０．１〜３％
Ｍｎは、焼き入れ性の観点から有用な元素であり、０．１％以上で効果が認められるが、３％を超えて添加してもコストが上昇し、また効果が飽和するため、上限を３％とした。
【００２０】
Ｐ：０．１％以下
Ｐは固溶強化元素であり、比較的安価に鋼板の強度を上昇させることができる。ただし、添加量が大きくなると、靭性や耐遅れ破壊特性を劣化させるため上限を０．１％とした。
【００２１】
Ｓ：０．０３％以下
Ｓは不可避的に含まれる元素であり、多くなると靭性を劣化させるため低いほど好ましく、０．０３％以下にすることで加工性に対する加工性の問題が小さくなるため０．０３％以下とするのが好ましい。
【００２２】
本発明では、さらに以下の元素の１種以上を含有する。
Ｔｉ：０．００５〜１％
ＴｉはＮとＴｉＮをつくる観点から添加したほうが好ましい。Ｎは低減しても１０ｐｐｍ程度あるためＮを固定するためには下限を０．００５％とする必要がある。また、炭素と炭化物を造り、水素をトラップする効果があるため、Ｔｉを入れるほど耐水素脆化特性が上昇する。しかし、１％を超える量を入れると、固溶炭素量が減少し、マルテンサイトの強度を低減し、また、靭性が大きく劣化するため上限を１％とした。
【００２３】
Ｎｂ：０．０１〜１％
ＮｂはＮｂＮを作る観点から添加することができ、質量％にてＮの約６．６倍添加することが必要であるが、Ｎは低減しても１０ｐｐｍ程度であるので下限を０．０１％とした。また、Ｎｂはホットスタンプ後の組織であるマルテンサイトの旧オーステナイト粒径を微細化し、鋼の靭性を上げることができ、またＮｂＣを造り、水素をトラップして耐水素脆化特性を向上させることができる。しかし１％を超える量を添加すると焼き入れ性が低減し、強度が低減するため、その上限を１％とした。
【００２４】
Ｖ：０．０１〜１％
Ｖは焼き入れ性の観点からも有用な元素であり、０．０１％以上にて効果を発揮する。また、ＶＣを作ることによって水素をトラップし耐水素脆化特性を向上させることができる。しかし、１％を超えて添加すると、焼き入れ性が低くなり、強度が低減し、またコストも高いことから上限を１％とした。
【００２５】
Ｍｏ：０．０１〜１％
Ｍｏは焼き入れ性の観点から有用な元素であり、０．０１％以上にて効果を発揮する。また、Ｍｏを添加することによって炭化物をつくる。この炭化物は水素をトラップするため耐水素脆化特性が向上する。しかし、１％を超えて添加すると、焼き入れ性が低くなり、強度が低減し、またコストも高いことから上限を１％とした。
【００２６】
Ｗ：０．００５〜１％
Ｗは焼き入れ性の観点から有用な元素であり、０．００５％以上にて効果を発揮する。また、Ｍｏを添加することによって炭化物をつくる。この炭化物は水素をトラップするため耐水素脆化特性が向上する。しかし、１％を超えて添加すると、焼き入れ性が低くなり、強度が低減し、またコストも高いことから上限を１％とした。
【００２７】
Ｃｕ：０．０１〜３％
Ｃｕは焼き入れ性に加え靭性の観点でも有用な元素であり、０．０１％以上にて効果を発揮する。また、Ｃｕが析出し、周辺に整合ひずみをつくり、水素がトラップされるため耐水素脆化特性が向上する。ただし３％を超えて添加しても効果は飽和しまたコストを上昇させるばかりでなく鋳片性状の劣化や熱間圧延時のわれや疵発生を生じさせるためその上限を３％とした。
【００２８】
Ｚｒ：０．００５〜０．１％、Ｌａ：０．００５〜０．１％、Ｃｅ：０．００５〜０．１％、Ｙ：０．００５〜０．５％、Ｍｇ：０．００５〜１％
これらの元素は酸素と結び付き、酸化物を形成する。これらの酸化物は水素を急増することができるため、耐水素脆化特性を向上させる。この効果を得るためには０．００５％以上の添加が必要である。しかし、Ｚｒ：０．１％、Ｌａ：０．１％、Ｃｅ：０．１％、Ｙ：０．５％、Ｍｇ：１％を超える量を添加するとその効果が飽和し、また、コストが上昇するためその上限をそれぞれＺｒ：０．１％、Ｌａ：０．１％、Ｃｅ：０．１％、Ｙ：０．５％、Ｍｇ：１％とした。
【００２９】
本発明は、以上の元素よりなり、残部Ｆｅ及び不可避的不純物よりなる組成を、鋼板の基本の組成とするが、さらに、必要に応じて以下の元素も含有できる。
【００３０】
Ｂ：０．０００３〜０．００１０％
Ｂも焼き入れ性の観点から有用な元素であり必要に応じて添加される。Ｂを０．０００３％以上添加するとその効果が得られる。しかし。０．００１０％を超えて添加してもその効果は飽和し、また鋳造欠陥や熱間圧延時の割れを生じさせるなどの製造性の低下を生じるため、上限を０．００１０％とした。
【００３１】
Ｎｉ：０．０１〜５％
Ｎｉは焼き入れ性に加え、耐衝撃特性の改善に繋がる低温人生の観点で有用な元素であり、必要に応じて添加される。Ｎｉは０．０１％以上の添加でその効果を発揮する。しかし、５％を超えて添加してもその効果は飽和し、またコストを上昇させるため上限を５％とした。
【００３２】
Ａｌ：０．００５〜１％
ＡｌはＮ固定の観点から必要に応じて添加することができ、また脱酸剤としても有用である。添加する場合には、鋼中に０．００５％以上含有させることが必要であるが、１％を超えて添加すると上記の観点では効果が飽和し、かつ焼き入れ性の低減につながり強度の確保が困難になるため上限を１％とした。
【００３３】
Ｓｎ：０．００５〜０．１％、Ｓｂ：０．００５〜０．１％
Ｓｎ、Ｓｂはめっき性の濡れ性や密着性を向上させるのに有効な元素であり、必要に応じて０．００５％〜０．１％添加できる。いずれも、０．００５％未満では効果が認められず、０．１％を超えて添加すると製造時の疵が発生しやすくなったり、また、靭性の低下を引き起こしたりするため、上限を０．１％とした。
【００３４】
その他の成分については特に規定しない。スクラップなどからＡｓなどが混入する場合があるが通常の範囲内であれば本発明鋼の特性には影響しない。
【００３５】
また、介在物の分散状態は例えば以下の方法により定量的に測定される。
母材鋼板の任意の場所から抽出レプリカ試料を作成し、これを前記の透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて倍率は５０００〜２００００倍で少なくとも５０００μｍ２以上の面積にわたって観察し、対象となる複合介在物の個数を測定し、単位面積当たりの個数に換算する。この時、介在物と析出物の同定にはＴＥＭに付属のエネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＳ）による組成分析とＴＥＭによる電子線回折像の結晶構造解析によって行われる。このような同定を測定する全ての複合介在物に対して行うことが煩雑な場合、簡易的に次に手順による。まず、対象となるサイズの個数を形状、サイズ別に上記の要領にて測定し、これらのうち、形状、サイズの異なる全てに対し、各々１０個以上に対し上記の要領にて同定を行い、酸化物と介在物の割合を算出する。
【００３６】
次に、本発明のめっき鋼板の製造方法について説明する。
本発明では、鋼板中の水素量の制御及び組織制御のため焼鈍の条件を以下のようにしている。
焼鈍後にめっきを施すために、めっき浴の温度以上の温度である６５０℃以上に加熱する。しかし、（Ａｃ１＋Ａｃ３）／２＋（Ａｃ３−Ａｃ１）／４を超えた温度以上では水素量が多量となる。これは、当該温度以上になると急激に水素の溶解度が高いオーステナイトが急激に増加するためであると考えられる。このため、（Ａｃ１＋Ａｃ３）／２＋（Ａｃ３−Ａｃ１）／４以下の温度での焼鈍とした。
【００３７】
なお、Ａｃ１、Ａｃ３は各元素の含有量（質量％）を用いた以下の式によって計算される。
Ａｃ３＝９１０−２０３×√Ｃ−１５．２Ｎｉ＋４４．７Ｓｉ＋１０４Ｖ
＋３１．５Ｍｏ＋１３．１Ｗ
Ａｃ１＝７２３−１０．７Ｍｎ−１６．９Ｎｉ＋２９．１Ｓｉ＋１６．９Ｃｒ
＋２９０Ａｓ＋６．３８Ｗ
【００３８】
また、水素侵入量は焼鈍の雰囲気によって大きく変化する。検討を行った結果、焼鈍炉中の水素濃度を１０％以下にし、露点を０℃以下にし、その後アルミニウム又は亜鉛を主体とするめっきを施こすことによって水素の侵入を抑制できる。ただし、炉中の水素濃度は３％未満にすると効果があまりなく、またコストもかかるため下限を３％以上とすることが望ましい。また、露点を−３０℃未満とすると表面に酸化物が出来やすくなり、その後のめっきのぬれ性や合金化に影響を与えるため下限を−３０℃とすることが望ましい。
【００３９】
また、本発明の製造方法は、焼鈍前の鋼中の非拡散性水素量が下記の（式２）を満たす必要がある。
（Ｈmax−Ｈｂ）≧０．０３ｐｐｍ    ・・・（式２）
ここで、Ｈmax：鋼板がトラップすることができる最大の非拡散性水素量（ｐｐｍ）、Ｈｂ：焼鈍前の鋼板中にトラップしている非拡散性水素量（ｐｐｍ）である。
【００４０】
このように規定するのは、焼鈍において、焼鈍温度、時間、雰囲気制御を上記のように行ったとしても、水素の侵入を完全には抑制することが出来ないため、もとの水素量が多い場合にはその効果が小さくなるためである。
【００４１】
焼鈍前の鋼板中の水素は主に酸洗工程で侵入している。本発明では析出物や介在物が水素をトラップするため、水素が鋼板中から抜けにくいことが問題となるのである。鋼板中から水素を抜くためには、たとえば、酸洗から焼鈍までの時間を十分に長くする方法や、Ａｒ雰囲気下にて４００℃以上の温度に加熱する方法があるが、水素を抜く方法はこれにこだわらない。ちなみに、本発明者らは検討を行い、酸洗から焼鈍までの時間を４８時間以上とすることによって、達成できることを確認している。
【００４２】
上記の焼鈍の条件を満たせば、その他の工程、つまり、熱延、酸洗及び冷間圧延は通常の方法でよい。
熱間圧延は通常の熱延工程、あるいは仕上げ圧延においてスラブを接合し圧延する連続化熱延工程のどちらでも可能である。前述した成分範囲の鋼を鋳造し、得られたスラブを、熱を帯びたまま又は再加熱した後に熱間圧延を行う。再加熱の温度は、生産性を考慮して１０００℃から１３００℃の範囲とするとよい。
その後の熱間圧延条件である圧延終了温度は生産性や板厚精度、又異方性改善の観点からAｒ３変態点以上とすることが望ましい。
【００４３】
熱延後の冷却は、巻き取り温度が５００℃以上７５０℃以下になるようにコントロールしたほうがよい。なぜならば、５００℃未満の場合には、熱延板の強度が高くなりその後の冷延が困難になり、一方、７５０℃を超える場合にはその後の酸洗性が劣化するためである。また、析出物を析出させるために、は５５０〜７００℃で保持する必要がある。
酸洗は表面のスケールがとれる方法ならどのような条件でも構わない。但し、前述のように、酸洗時に多量の水素が鋼中に侵入するため、焼鈍までの時間を十分確保する必要がある。
【００４４】
冷間圧延は、必要な板厚にするために行えばよい。但し、冷間圧延率が３０％未満の場合、焼鈍−めっき後の金属組織が粗大な粒となり、その後のホットスタンプ後の組織もその形態を引きずり強度や延性を若干低下させる。したがって、冷間圧延率は３０％以上であることが望ましい。
【００４５】
めっきの条件は耐食性が確保できる常法でよい。つまり、アルミめっきであれば浴中Si濃度は５〜１２％が適しており、亜鉛めっきであれば、浴中Al濃度は０．１〜５０％が適している。また。アルミめっき層中にＭｇやＺｎが混在しても、又はアルミ―亜鉛めっき層中にＭｇが混在しても特に問題なく同様の特性の鋼板を製造することができる。また、当該めっきの前にNiやFeなどのめっき性を向上させる金属プレめっきを施してもよい。ただし、プレめっきを行う場合には、その直前に鋼中の水素量が（式２）を満たすように酸洗から当該プレめっきの前の時間を確保することが必要である。
【実施例】
【００４６】
次に、本発明に至った経緯を、実施例を用いて説明する。
表１に示す成分の鋼を溶製し５０ｋｇの鋼塊とし、１２５０℃の温度に再加熱後、表２に示す条件で熱延、酸洗、冷間圧延を施した。酸洗終了から焼鈍までの時間は表３、４に示すとおりである。その後、表３、４に示す条件にて焼鈍―アルミめっきを行った。
また、鋼板母材より抽出レプリカ試料を作成し、酸化物と析出物の粒径、個数を測定し、単位面積当たりの個数に換算した．これを表３、４に表記する。
【００４７】
【表１】
0005413330.tif 000002
【００４８】
【表２】
0005413330.tif 000003
【００４９】
【表３】
0005413330.tif 000004
【００５０】
【表４】
0005413330.tif 000005
【００５１】
以上のようにして得られためっき鋼板にホットスタンプ処理を施した。加熱の条件は、露点−３５℃の窒素雰囲気、温度は９００℃、加熱時間は５分である。その後、常温の金型でプレス成型を行い、高強度の鋼を造り込んだ。
ホットスタンプ処理により得られた鋼の一部に冷間で打ち抜き加工を施した。打ち抜きの条件は、ポンチ１０ｍｍφ、ダイス０．５ｍｍφ、クリアランスは１５．６％、打ち抜き速度は２０ｍｍ／ｍｉｎである。なお、打ち抜き速度やクリアランスを変化させても評価結果は大きくは変わらない。
【００５２】
その後、耐遅れ破壊特性を確認するため、以下の加速試験を行った。
まず、水素を導入するために、表面の一部のめっきを剥がし、その後５ｍｉｎ以内に水素チャージを行った。
５ｍｉｎ以内と時間を制限したのは、めっきを剥がしたことによって表面から水素の侵入や脱水素を防ぐためである。５ｍｉｎ以内に実施不可能な場合には、液体窒素中に保管し、水素の拡散を抑制した。
また、上記のようにめっきの一部を剥がしたのは、なんらかの原因で入る可能性がある表面に疵や、めっきが施されていない端部を模擬したものである。このような部分は、腐食が進み水素が侵入しやすく、それを水素チャージにて模擬したのである。
【００５３】
以上の条件にて水素チャージを行い、１時間毎に打ち抜き部の打ち抜き端部を観測し、割れを確認したサンプルについては試験を終了した。この試験は最長で４８時間とした。このように時間を制限したのは、それ以上試験を行っても、水素のトラップサイトが水素で埋め尽くされており、鋼中の水素量の変化が小さいためである。
加速試験の結果は表３、４の通りである。
【００５４】
上記の加速試験終了後に１０分以内にせん断加工して、試験片を作成し、試験片を石英管中に入れ、管中をＡｒにて置換した後、１００℃／ｈｒにて昇温し、８００℃までに発生した水素をガスクロマトグラフにより測定する、いわゆる昇温法にて水素量を測定した。２５０℃未満の温度域にて観測された水素量を拡散性水素量、２５０℃以上の温度域にて観測された水素量を非拡散性水素量Ｈｔとした。
また、各鋼種について、１００時間水素チャージを行い、非拡散性水素量の最大値Ｈｍａｘを決定した。ちなみに、１００時間以上水素チャージを行っても非拡散性水素量が増えないことを確認している。
【００５５】
酸洗から焼鈍までの時間と焼鈍前の非拡散性水素量Ｈｂとの関係を図１に示す。酸洗から焼鈍までの時間が長いほど非拡散性水素量が多くなることがわかる。ただし、例えば鋼種Ｖなどは拡散性水素のトラップサイトがないため、非拡散性水素は時間に依らず観測されなかった。
【００５６】
（Ｈmax−Ｈｂ）の値、炉内水素量及び焼鈍温度が本発明範囲にある場合において、（Ｈmax−Hｔ）の値に及ぼす焼鈍時露点の影響を図２に示す。露点が０℃以下の場合には、侵入量が少ないことが分かる。
（Ｈmax−Ｈｂ）の値、炉内露点及び焼鈍温度が本発明範囲にある場合において、（Ｈmax−Ｈｔ）の値に及ぼす炉内水素量の影響を図３に示す。炉内水素量が１０％以下の場合には、侵入量が少ないことが分かる。
（Ｈmax−Ｈｂ）の値、炉内露点及び炉内水素濃度が本発明範囲にある場合において、（Ｈmax−Ｈｔ）の値に及ぼす焼鈍の最高加熱温度の影響を図４に示す。最高加熱温度が（Ａｃ１＋Ａｃ３）／２＋（Ａｃ３−Ａｃ１）／４以下の場合には、侵入量が少ないことが分かる。
【００５７】
図５に（Ｈmax−Ｈｔ）の値と割れ発生時間の関係を示す。（Ｈmax−Ｈｔ）が大きいほど、水素チャージ終了時間が長くなることがわかる。（Ｈmax−Ｈｔ）≧０．０７の場合に、水素チャージ終了時間が大きく長時間化しており、耐水素脆化特性が改善していることがわかる。また、比較鋼として非拡散性水素のトラップサイトがほとんどない鋼種を示しているが、水素チャージ終了時間は短く、耐遅れ破壊特性が悪いことがわかる。この傾向については、表３、４に示すデータからもわかるように、どの鋼種も同様の傾向を示している。
【００５８】
焼鈍条件である露点及び炉内水素濃度が本発明範囲の場合において、ＨｂとＨｔの関係を図６に示す。Ｈｂが大きいほどＨｔも大きくなる。焼鈍前にトラップされていた非拡散性水素が多いと、焼鈍時にはほとんど抜けずに焼鈍時に水素がさらに侵入するためである。焼鈍の条件を満たしても０．０４ｐｐｍ程度水素が侵入することから、Ｈmax−Ｈt≧０．０７とするためには、Ｈmax−Ｈｂ≧０．０３とすることが必要である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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