(57)【要約】【課題】表面外観が損なわれず、自動車部品用素材として好適な高強度鋼板を提供することを目的とする。【解決手段】成分組成として、Ｃ：０．０５〜０．３５ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．５０〜３．００ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．５０〜３．００ｍａｓｓ％、Ｐ：０．０５０ｍａｓｓ％以下、Ｓ：０．００５０ｍａｓｓ％以下、Ａｌ：０．１００ｍａｓｓ％未満、Ｃａ：０．００１０ｍａｓｓ％以上を含有し、かつＭｎ、ＣａおよびＳの含有量が下記式（１）を満たして含有し、残部はＦｅおよび不可避的不純物からなる高強度鋼板。（Ｍｎ×Ｃａ）／Ｓ≦３．００・・・（１）なお、式（１）中の元素記号は、それぞれの元素の含有量（ｍａｓｓ％）を示す。【選択図】図１
2014185359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成分組成として、Ｃ：０．０５〜０．３５ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．５０〜３．００ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．５０〜３．００ｍａｓｓ％、Ｐ：０．０５０ｍａｓｓ％以下、Ｓ：０．００５０ｍａｓｓ％以下、Ａｌ：０．１００ｍａｓｓ％未満、Ｃａ：０．００１０ｍａｓｓ％以上を含有し、かつＭｎ、ＣａおよびＳの含有量が下記式（１）を満たして含有し、残部はＦｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とする高強度鋼板。
（Ｍｎ×Ｃａ）／Ｓ≦３．００・・・（１）
なお、式（１）中の元素記号は、それぞれの元素の含有量（ｍａｓｓ％）を示す。
【請求項２】
前記高強度鋼板の成分組成に加えて、さらに、Ｔｉ、ＮｂおよびＶのうちから選ばれる１種または２種以上を合計で０．００１〜０．３００ｍａｓｓ％含有することを特徴とする請求項１に記載の高強度鋼板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面性状に優れた高強度鋼板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境保全の観点から自動車の燃費改善が求められている。また、衝突時における乗員保護の観点から、自動車車体の安全性の向上も要求されている。そのため、自動車車体の軽量化と強化が積極的に進められている。自動車車体の軽量化と強化とを両立させるには、部品の素材を高強度化することが効果的である。最近では、自動車部品用鋼板には、高強度鋼板が積極的に使用されている。
【０００３】
また、鋼板を素材とする自動車部品の多くがプレス加工によって成形されることから、自動車部品用鋼板にはプレス成形性に優れることも要求されている。優れたプレス成形性を実現するには、高い延性を確保することが重要である。
【０００４】
延性に優れる高強度鋼板としては、フェライトとマルテンサイトの複合組織を有する二相組織鋼板が代表的である。例えば、非特許文献１に記載されているように、０．１１ｍａｓｓ％ＣにＳｉ、Ｍｎを適量添加し、残留オーステナイトに起因する変態誘起塑性（Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ：ＴＲＩＰ）を利用した高延性鋼板も実用化の段階に至っている。
【０００５】
これらの鋼板の多くは延性向上のためにＳｉが比較的多く含有されていることから、焼鈍時にＳｉの酸化物が鋼板表面に濃化し、通常の鋼板に比べてめっきや塗膜が剥がれ易くなるという問題が生じていた。このようなＳｉやＭｎの酸化物の表面濃化によるめっきや塗装剥離性を改善するために、例えば、特許文献１に記載されているように、酸および／またはブラシを用いてスケールを除去する方法が取られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２０１５３８号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】（社）日本鉄鋼協会編「材料とプロセス  ｖｏｌ．４  （１９９１）  Ｐ．１９４２」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特にスケール除去のために強い酸洗を実施した鋼板では、熱延板や焼鈍板の表面に黒い筋状の欠陥が生成し、表面外観が損なわれるため、製品として使用できないという問題が生じていた。
【０００９】
本発明は、上記の実状に鑑みてなされたもので、表面外観が損なわれず、自動車部品用素材として好適な高強度鋼板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、鋭意検討した結果、鋼の成分組成を特定の範囲に限定することによって、表面外観が損なわれず、自動車部品用素材として好適な高強度鋼板を得ることができることを見出した。
【００１１】
本発明の要旨は以下のとおりである。
［１］成分組成として、Ｃ：０．０５〜０．３５ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．５０〜３．００ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．５０〜３．００ｍａｓｓ％、Ｐ：０．０５０ｍａｓｓ％以下、Ｓ：０．００５０ｍａｓｓ％以下、Ａｌ：０．１００ｍａｓｓ％未満、Ｃａ：０．００１０ｍａｓｓ％以上を含有し、かつＭｎ、ＣａおよびＳの含有量が下記式（１）を満たして含有し、残部はＦｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とする高強度鋼板。
（Ｍｎ×Ｃａ）／Ｓ≦３．００・・・（１）
なお、式（１）中の元素記号は、それぞれの元素の含有量（ｍａｓｓ％）を示す。
［２］前記高強度鋼板の成分組成に加えて、さらに、Ｔｉ、ＮｂおよびＶのうちから選ばれる１種または２種以上を合計で０．００１〜０．３００ｍａｓｓ％含有することを特徴とする［１］に記載の高強度鋼板。
なお、本発明において高強度鋼板とは、引張強度７８０ＭＰａ以上をいう。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、表面外観が損なわれず、自動車部品用素材として好適な高強度鋼板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】Ｍｎ×Ｃａと、Ｓとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を具体的に説明する。
【００１５】
まず、本発明の高強度鋼板が有すべき成分組成について具体的に説明する。
【００１６】
Ｃ：０．０５〜０．３５ｍａｓｓ％
Ｃは、鋼の高強度化に不可欠の元素である。しかしながら、Ｃが０．０５ｍａｓｓ％に満たないと、所望の高強度を得ることができない。一方、Ｃが０．３５ｍａｓｓ％を超えると、溶接性の劣化を招く。このため、Ｃは０．０５〜０．３５ｍａｓｓ％の範囲とする。より好ましくは、０．１０〜０．２５ｍａｓｓ％である。
【００１７】
Ｓｉ：０．５０〜３．００ｍａｓｓ％
Ｓｉは、固溶強化によって鋼の強化に寄与するだけでなく、鋼の延性を向上させる元素である。しかしながら、Ｓｉが０．５０ｍａｓｓ％に満たないと、含有効果に乏しい。一方、
Ｓｉが３．００ｍａｓｓ％を超えると、変態挙動に変化を与え延性の劣化を招く。このため、Ｓｉは０．５０〜３．００ｍａｓｓ％の範囲とする。より好ましくは、１．００〜２．００ｍａｓｓ％である。
【００１８】
Ｍｎ：０．５０〜３．００ｍａｓｓ％
Ｍｎは、固溶強化によって鋼を強化するだけでなく、鋼の焼入性を向上させて機械的特性を向上させる作用がある。このような作用は、Ｍｎ量が０．５０ｍａｓｓ％以上で認められる。一方、３．００ｍａｓｓ％を超えると効果は飽和に達し、含有量に見合うだけの効果が期待できなくなり、むしろコストの上昇を招く。このため、Ｍｎは０．５０〜３．００ｍａｓｓ％の範囲とする。より好ましくは、１．００〜２．００ｍａｓｓ％である。
【００１９】
Ｐ：０．０５０ｍａｓｓ％以下
Ｐは、固溶強化元素であり、通常、高強度鋼板を得る上で有用な元素ではある。しかしながら、０．０５０ｍａｓｓ％を超えると、スポット溶接性の低下を招く。そのため、本発明では、０．０５０ｍａｓｓ％以下とする。より好ましくは、０．０２０ｍａｓｓ％以下である。
【００２０】
Ｓ：０．００５０ｍａｓｓ％以下
Ｓは、鋼中にＭｎＳを形成し、鋼板の靭性を低下させる有害元素である。このため、Ｓの混入は極力低減することが好ましいが、０．００５０ｍａｓｓ％以下であれば許容できる。より好ましくは、０．００３０ｍａｓｓ％以下である。
【００２１】
Ａｌ：０．１００ｍａｓｓ％未満
Ａｌは、製鋼段階での脱酸剤として有効に寄与し、穴拡げ性を低下させる非金属介在物をスラグ中に分離するために必要な元素である。しかしながら、０．１００ｍａｓｓ％以上の含有は合金コストを上昇させてしまう。そのため、本発明では、０．１００ｍａｓｓ％未満とする。より好ましくは、０．０２０〜０．０９０ｍａｓｓ％である。
【００２２】
Ｃａ：０．００１０ｍａｓｓ％以上
Ｃａは、本発明の高強度鋼板を製造するのに必要な元素であり、０．００１０ｍａｓｓ％以上含有する。
【００２３】
一方で、Ｃａは硫化物系介在物の生成に寄与しており、ＣａはＳと結びついてＣａＳを生成しやすく、さらに酸素が共存しやすい状況では酸硫化物や酸化物を形成しやすい元素である。したがって、Ｃａについて、何らかの制御をする必要がある。そこで本発明者らは、スケール除去のために強塩酸あるいは硝塩酸による強い酸洗を実施した鋼板において、熱延板や焼鈍板の表面に黒い筋状の欠陥が生成する原因について鋭意検討した結果、比較的Ｓｉを多く添加した鋼板に対して酸洗を施すと、黒い筋状の欠陥が発生しやすいことを確認した。そして、この欠陥を詳細に分析したところ、欠陥部の鋼板表面には介在物（析出物）が多数生成しており、その析出物の多くはＣａやＭｎを含む酸化物あるいは硫化物または酸硫化物であることがわかり、これらの析出物が鋼板の表層に生成することが欠陥の原因であるという知見を得た。また、鉄鋼中の硫化物としては通常ＭｎＳが生成することが多いものの、ＣａＳはＭｎＳに比べて熱力学的に安定な化合物であるため、微量混入しただけでＣａＳが生成してしまう。したがって、極力Ｃａを低減させなければならないと考えられる。
【００２４】
ＳＥＭを用いて析出物の粒子解析を行った結果、ＣａＳとＭｎＳの割合（ＣａＳ／ＭｎＳ）に変化があり、欠陥の解析結果と相関があることを見出した。そこで本発明者らは、この欠陥は、ＣａＳの生成を低減することによって画期的に改善されると考えた。ＭｎＳ／ＣａＳに着目し、ＣａＳの生成はＭｎやＳの含有量に影響されると考え、鋼中に存在するＣａの量とＭｎ、Ｓの量の関係について検討した。
【００２５】
まず、表１に示す成分組成を有する溶鋼を、転炉にて溶製し、連続鋳造によりスラブとした。得られたスラブを、板厚：３．０ｍｍまで熱間圧延し、ついで酸洗後、冷間圧延により板厚：１．６ｍｍの冷延鋼板とした。ついで、これらの冷延鋼板を、連続焼鈍ラインにて、加熱保持したのち、冷却し、冷却後、５３℃の（０．６％ＨＣｌ＋２６％ＨＮＯ３）混合液中に６〜２１秒間浸漬する酸洗処理を施し、ついで水洗、乾燥後、圧下率：０．５％の調質圧延を施し鋼板を得た。この鋼板について、目視により筋状欠陥の有無を調べた。ここで、製品板に筋状欠陥が発生する発生率（製造したスラブ数に対して欠陥が発生したスラブ数）が２０％以下のものを表面性状良好とし、逆に表面性状不良は２０％以上のものである。結果を図１に示す。
【００２６】
【表１】
2014185359.tif 000003
【００２７】
図１の結果から、上記の成分組成を満たし、かつ、Ｍｎ、Ｃａ、Ｓの元素の含有量（ｍａｓｓ％）について、（Ｍｎ×Ｃａ）／Ｓ≦３．００を満たすことにより、表面性状が良好であることがわかる。一方、（Ｍｎ×Ｃａ）／Ｓ＞３．００では、表面性状が不良であることがわかる。これは、ＭｎＳの生成により、ＣａＳの生成を低減することができ、黒い筋状の欠陥を抑制できるためであると考えられる。図１の結果から、Ｍｎ、Ｃａの量を適宜制御することにより、ＣａＳの生成を制御することができる。
【００２８】
以上より、本発明において、上記成分組成を満たし、かつＭｎ、Ｃａ、Ｓの含有量が、
（Ｍｎ×Ｃａ）／Ｓ≦３．００・・・（１）
（式（１）中の元素記号は、それぞれの元素の含有量（ｍａｓｓ％）を示す。）
を満足するような範囲に制御することによって、上記ＣａＳの生成を抑制できる。そして、上記成分組成を満たし、かつ式（１）を満足するように制御することにより、高強度鋼板の表面性状を良好に保つことができる。
【００２９】
本発明において、上記成分組成の他に、Ｎｂ、ＴｉおよびＶのうちから選ばれる１種または２種の元素を、以下の範囲で含有することができる。
【００３０】
Ｎｂ、ＴｉおよびＶのうちから選ばれる１種または２種以上の合計の含有量：０．００１〜０．３００ｍａｓｓ％
Ｔｉ、ＮｂおよびＶはいずれも、炭化物（Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ）Ｃを析出して、連続焼鈍時の加熱段階でのフェライト相の成長を抑え、鋼組織を微細化して、強度および穴拡げ性を著しく向上させるのに有用な元素であるほか、ＴＲＩＰ効果を左右する固溶Ｃを変化させる。かかる効果を発現させるためには、少なくとも０．００１ｍａｓｓ％以上とする。一方、０．３００ｍａｓｓ％を超えると、析出強化により引張強度ＹＳが上昇し、加工性が低下してしまうだけでなく、ＴＲＩＰ効果を発現させるための残留オーステナイトを減少させてしまう不利が生じる。したがって、本発明では、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖについて、単独含有または複合含有のいずれの場合も、合計の含有量は０．００１〜０．３００ｍａｓｓ％であることが好ましい。より好ましくは、０．００１〜０．１００ｍａｓｓ％である。
【００３１】
残部はＦｅおよび不可避的不純物である。
【００３２】
つぎに、本発明の高強度鋼板の製造方法について説明する。上記の成分組成の溶鋼を、通常公知の転炉または電気炉で溶製し、連続鋳造によりスラブとする。ついで、得られたスラブを加熱し熱間圧延することにより、熱延板とする。熱間圧延のスラブ加熱温度としては、材質安定性の点から、１１００〜１２５０℃の温度範囲とすることが好ましい。また、熱間圧延の仕上温度は、硫化物抑制の点から、９５０〜１０００℃の温度とすることが好ましい。熱延板は、後工程における加工性を改善する目的で、必要に応じて、熱延板焼鈍を行うことができる。（熱延板焼鈍を行う場合は、６００〜８００℃で５時間以上の箱焼鈍をするか、６００〜８００℃の温度範囲での短時間の連続焼鈍をすることが好適である。）なお、熱延板は、脱スケール処理を行って、そのまま製品とすることも、また、冷間圧延用素材とすることもできる。冷間圧延用素材の熱延板は、冷延圧下率：４０％以上の冷間圧延を施され、冷延板とされる。冷延圧下率は、５５〜６０％が好適である。また、冷延板のさらなる加工性の付与のために、４００℃以上、好ましくは５００〜６００℃の再結晶焼鈍を行うことができる。また、冷延−焼鈍を２回以上繰り返し行ってもよい。さらに、光沢性が要求される場合には、スキンパス等を施してもよい。なお、熱間圧延後または焼鈍後は、酸洗処理を行うことが好ましい。酸洗工程で表面に生成したスケールを除去し、しかる後冷間圧延する。なお、酸洗条件としては、特に限定しないが、硫酸塩酸洗といった厳しい酸洗条件であってもよい。また、冷間圧延後の鋼板には、形状矯正や表面粗度の調整などを目的に調質圧延を行うこともできる。
【実施例１】
【００３３】
表２に示す成分組成になる溶鋼を、転炉にて溶製し、連続鋳造によりスラブとした。得られたスラブを、板厚：３．０ｍｍまで熱間圧延し、ついで酸洗後、冷間圧延により板厚：１．６ｍｍの冷延鋼板とした。ついで、これらの冷延鋼板を、連続焼鈍ラインにて、加熱保持したのち、冷却し、冷却後、５３℃の（０．６％ＨＣｌ＋２６％ＨＮＯ３）混合液中に６〜２１秒間浸漬する酸洗処理を施し、ついで水洗、乾燥後、圧下率：０．５％の調質圧延を施した。
【００３４】
【表２】
2014185359.tif 000004
【００３５】
得られた鋼板について、表面外観および機械的特性について調べた。測定方法および評価基準は以下の通りである。
＜表面外観＞
表面外観は、目視で判断し、製品板表面に筋状の欠陥が発生する割合を、製品板に筋状欠陥が発生する発生率（製造したスラブ数に対して欠陥が発生したスラブ数）で求めた。欠陥の発生率が２０％以下を外観良好、欠陥の発生率が２０％以上を外観不良と判定した。
＜機械的特性＞
引張強さ、降伏強度および延性は、引張試験を行い評価した。引張試験はＪＩＳ５号試験片を用い、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１に準拠して行い、引張強さＴＳ（ＭＰａ））、降伏強度ＹＰ（ＭＰａ）、および全伸びＥＬ（％）を測定した。引張強さは７８０ＭＰａ以上を合格とした。降伏強度は、３８０ＭＰａ以上を合格とした。延性は、全伸び３０％以上を合格とした。
【００３６】
結果を表３に示す。
【００３７】
【表３】
2014185359.tif 000005
【００３８】
表３の結果から、本発明例はいずれも表面外観が良好であり、機械的特性にも優れている。一方、比較例は、満足な表面外観および機械的特性を得ることができなかった。なお、別の強い酸洗条件として、５５℃の５％ＨＣｌ溶液中に１７秒間浸漬する酸洗処理を行った場合についても検討したところ、本発明例は表面外観および機械的特性のいずれも合格基準を満たした。
【図１】
2014185359.tif 000006