(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の条件を満足することを特徴とするプレス成形性に優れた複合組織熱延鋼板。
（イ）ｗｔ％で、Ｃ：０．０２〜０．２％、Ｓｉ：１．５％以下、Ｍｎ：０．３〜２％、Ｐ：０．１６％以下、Ｓ：０．０５％以下、Ａｌ：０．０１〜０．１％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる成分を有する。
（ロ）板厚ｔの鋼板表面から０．２ｔまでの領域の平均硬度をＨｖｓ、平均フェライト体積率をＶｓ、平均フェライト粒径をＤｓ、前記領域を除いた中央領域の平均硬度をＨｖｃ、平均フェライト体積率をＶｃ、平均フェライト粒径をＤｃとしたとき、
Ｈｖｓ／Ｈｖｃ≦０．７、Ｖｓ／Ｖｃ≧１．３、Ｄｓ／Ｄｃ≧１．２である。
【請求項２】
Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏの中から１種または２種以上の元素が、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖについては合計で０．２ｗｔ％以下、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏについては合計で１．５ｗｔ％以下含まれることを特徴とする請求項１に記載のプレス成形性に優れた複合組織熱延鋼板。
【請求項３】
Ｎ：０．００６５ｗｔ％以下、Ｂ：０．００６ｗｔ％以下が含まれ、かつＢ／Ｎ：０．８〜１．２であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプレス成形性に優れた複合組織熱延鋼板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車のフロントサイドメンバーなどの自動車構造用鋼板に用いられる高強度熱延鋼板、特に成形のマージンが広く、形状凍結性に優れた引張強度が５００ＭＰａ以上の複合組織熱延鋼板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の車体軽量化や衝突安全性の向上を狙って、車体用構造材料の高強度化が進められている。
【０００３】
最近では、特に衝突安全性の向上に対する要望が強まり、重要保安部材であるクロスメンバーやサイドメンバーなどのメンバー類に対して、高強度熱延鋼板を適用しようという試みが積極的に行われている。
【０００４】
一般に、高強度鋼板には、ＭｎやＰなどの元素が多量に添加された固溶強化型、ＴｉやＮｂなどの元素が添加された析出強化型、マルテンサイトなどの低温変態相を形成させた複合組織強化型などのタイプがある。固溶強化型や析出強化型の鋼板は、強度を上昇させると延性が低下し、割れやしわなどが発生し易くなりその成形可能なマージン（以後、成形マージンと呼ぶ）が著しく狭くなったり、スプリングバックが大きくなり形状凍結性が劣化したりする。一方、複合組織強化型は、比較的高延性なため成形マージンが広く、また降伏比も低いのでスプリングバックの問題も少ない。
【０００５】
しかし、安全性の向上のために形状も複雑化している最近のメンバー類に対し従来の複合組織熱延鋼板をそのまま適用しても、割れやしわが発生したり、スプリングバックが大きくなる場合が多い。
【０００６】
高強度熱延鋼板の延性や曲げ性を改善するために、特開昭５９ー１４３０５４号公報に記載された鋼板表層部の硬度を内部より低下させる方法や特開平６ー３３６６３７号公報に記載された細粒組織の鋼板の板厚方向に粗粒組織を分布させる方法など、鋼板の板厚方向にマクロ的な特性や組織の変調を導入する方法が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者等が特開昭５９ー１４３０５４号公報や特開平６ー３３６６３７号公報に記載された方法を複合組織熱延鋼板に適用したところ、成形マージンが広く、しかもスプリングバックの小さい優れた形状凍結性を有するものは得られなかった。
【０００８】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、従来の複合組織熱延鋼板に比べ成形マージンが広く、しかも形状凍結性に優れた複合組織熱延鋼板を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、下記の条件を満足することを特徴とするプレス成形性に優れた複合組織熱延鋼板によって解決される。
【００１０】
（イ）ｗｔ％で、Ｃ：０．０２〜０．２％、Ｓｉ：１．５％以下、Ｍｎ：０．３〜２％、Ｐ：０．１６％以下、Ｓ：０．０５％以下、Ａｌ：０．０１〜０．１％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる成分を有する。
【００１１】
（ロ）板厚ｔの鋼板表面から０．２ｔまでの領域の平均硬度をＨｖｓ、平均フェライト体積率をＶｓ、平均フェライト粒径をＤｓ、前記領域を除いた中央領域の平均硬度をＨｖｃ、平均フェライト体積率をＶｃ、平均フェライト粒径をＤｃとしたとき、
Ｈｖｓ／Ｈｖｃ≦０．７、Ｖｓ／Ｖｃ≧１．３、Ｄｓ／Ｄｃ≧１．２である。
【００１２】
以下に、本発明の限定理由を述べる。
Ｃ：フェライト中にマルテンサイトやベイナイトなどの第二相を形成させて高強度化するために重要な元素である。しかし、０．０２％未満では高強度化が可能な程度に第二相が形成されず、また０．２％を超えると第二相の量が増大して著しく硬質低延性となる。
【００１３】
Ｓｉ：延性を低下させずに高強度化を図れる元素である。しかし、１．５％を超えると著しく高強度化し、形状凍結性が劣化する。
【００１４】
Ｍｎ：高強度化に有効な元素である。しかし、０．３％未満ではその効果が充分に得られず、また２％を超えると著しく硬質低延性となる。
【００１５】
Ｐ：高強度化に有効な元素である。しかし、０．１６％を超えると著しく低延性になるばかりか、粒界脆化を招く。
【００１６】
Ｓ：硫化物介在物を形成し延性を著しく劣化させるので、０．０５％以下にする必要がある。
【００１７】
Ａｌ：脱酸剤として含有されるが、時効による材質劣化の原因となる固溶ＮをＡｌＮとして固定する効果も有する。０．０１％未満ではその効果が得られず、また０．１％を超えるとその効果は飽和しコスト高を招く。
【００１８】
こうした成分系の鋼を用いることにより複合組織熱延鋼板の製造が可能になるが、さらに板厚ｔの鋼板表面から０．２ｔまでの領域の平均硬度をＨｖｓ、平均フェライト体積率をＶｓ、平均フェライト粒径をＤｓ、前記領域を除いた中央領域の平均硬度をＨｖｃ、平均フェライト体積率をＶｃ、平均フェライト粒径をＤｃとしたとき、
Ｈｖｓ／Ｈｖｃ≦０．７、Ｖｓ／Ｖｃ≧１．３、Ｄｓ／Ｄｃ≧１．２を満足するような板厚方向にマクロ的な特性や組織の変調を導入すると、板厚方向にマクロ的に特性や組織が均一な場合に比べ、成形マージンが広く、スプリングバックの小さい優れた形状凍結性を有する複合組織熱延鋼板となる。
【００１９】
上記の成分に加え、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏの中から１種または２種以上の元素が、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖについては合計で０．２％以下の範囲内で、またＮｉ、Ｃｒ、Ｍｏについては合計で１．５％以下の範囲内で含まれるようにすると、広い成形マージンとスプリングバックの小さい優れた形状凍結性を維持しながらより高強度な複合組織熱延鋼板が得られる。
【００２０】
さらに、Ｎが０．００６５％以下の範囲内で、またＢが０．００６％以下の範囲内で含まれ、かつＢ／Ｎを０．８〜１．２の範囲内にすると、高延性化が図れる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の複合組織熱延鋼板は、上記のような成分系と板厚方向における特性や組織の変調を有する複合組織熱延鋼板であれば、その製法を問わないが、一例として、以下のような方法で製造可能である。
【００２２】
すなわち、転炉または電炉で本発明の成分範囲内に溶製された鋼を連続鋳造後、再加熱してまたは再加熱せずに直接に熱間圧延するとき、板厚方向における加工歪み分布を鋼板表層に多く蓄積させて鋼板表層部のＡｒ３  変態温度が鋼板中心部のＡｒ３  変態温度より高くなるようにして仕上圧延を行い、鋼板表層部でのフェライト生成と成長を鋼板中心部より促進させた後、複合組織を形成させるため急速冷却して巻取る。
【００２３】
板厚方向における加工歪み分布を鋼板表層に多く蓄積させるには、仕上圧延機の後段、すなわちオーステナイトが再結晶しない温度領域で低潤滑圧延を行ったり、仕上圧延機の後段で鋼板表層部をＡｒ３  変態温度以下のα＋γ領域、鋼板中心部をＡｒ３  変態温度以上のγ領域で圧延すればよい。
【００２４】
具体的な低潤滑条件、圧延温度、圧延後の冷却条件などの熱延条件は鋼の成分や鋼板の板厚などに依存するため、その都度最適条件を決定する必要がある。
【００２５】
【実施例】
表１に示す本発明であるａ〜ｉの成分系の鋼を用い、表２に示す熱延条件で、目標強度レベルが５０〜８０ＭＰａの板厚２ｍｍの複合組織熱延鋼板を作製した。ここで、試料Ｎｏ．１１、２１、３１、４１、５１、６１、７１、８１、９１は板厚方向にマクロ的な特性や組織の変調が導入されている本発明である複合組織熱延鋼板であり、試料Ｎｏ．１２、２２、３２、４２、５２、６２、７２、８２、９２は板厚方向に特性や組織がマクロ的に均一な従来の複合組織熱延鋼板である。
【００２６】
そして、これらの試料の鋼板表面から０．４ｍｍまでの領域とその領域を除いた中央領域の平均硬度をビッカース硬度計により、またフェライトの平均体積率、平均粒径を光学顕微鏡観察から求め、各試料のＨｖｓ／Ｈｖｃ、Ｖｓ／Ｖｃ、Ｄｓ／Ｄｃの値を計算した。また、以下に示すハット成形法により、成形マージンとスプリングバックの指標である開き量を求めた。
【００２７】
図１にハット成形法の模式図を示す。図で、Ａは成形法、Ｂは被成形物の断面図、また、１は鋼板、２はダイ、３はパンチ、４はしわ押さえ板、Ｌ１  はダイ肩上部の間隔、Ｌ２  は被成形物の成形部の幅を表す。
【００２８】
長さ３００ｍｍ、幅１００ｍｍの鋼板１を間隔１０５ｍｍで配置されたダイ２の上にセットし、パンチ３によりしわ押さえ板４のしわ押さえ力（ＢＨＦ）を変えながらハット成形した。そして、成形マージンは、割れ発生時のＢＨＦとしわ発生がなくなり良好な成形ができる最低のＢＨＦとの差（ｔｏｎ）で求めた。また、開き量（ｍｍ）は、ダイ肩上部の間隔Ｌ１  と、ある良好な成形ができるＢＨＦで成形し鋼板１をダイ２から取り出した後の成形部の幅Ｌ２  を測定し、（Ｌ２  −Ｌ１  ）／２で求めた。
【００２９】
結果を表３に示す。
いずれの強度レベルにおいても、本発明である複合組織熱延鋼板は、従来の複合組織熱延鋼板に比べ、成形マージンが広く、また、開き量が小さく形状凍結性に優れていることがわかる。
【００３０】
【表１】
0003610719.tif 000002
【００３１】
【表２】
0003610719.tif 000003
【００３２】
【表３】
0003610719.tif 000004
【００３３】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように構成されているので、従来の複合組織熱延鋼板に比べ成形マージンが広く、しかも形状凍結性に優れた複合組織熱延鋼板を提供できる。
【００３４】
本発明の複合組織熱延鋼板をメンバー類に対し実際適用したところ、割れ、しわ、スプリングバックといった成形上の問題が著しく低減された。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハット成形法の模式図である。
【符号の説明】
１  鋼板
２  ダイ
３  パンチ
４  しわ押さえ板
Ｌ１    ダイ肩上部の間隔
Ｌ２    被成形物の成形部の幅
【図１】
0003610719.tif 000005