(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ：0.02〜0.2wt％、Si：0.1〜1.5wt％、Mn：0.5〜3.0wt％、Ｓ：0.010wt％以下を含み、かつＰ：0.01〜0.15wt％、Cr：0.003〜2.0wt％、Mo：0.003〜2.0wt％から選ばれる１種以上を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなり、かつ組織が、体積率で60〜97％のフェライト相と、残部はマルテンサイト、ベイナイト、オーステナイトのうちの１種以上の相で構成される第２相とからなり、しかもフェライト相および第２相の硬さが次式の関係を満足し、かつフェライト相の結晶粒径が４μｍ未満であり、歪速度0.02sec-1の強度に対する歪速度2000sec-1の強度上昇量の比で表す強度上昇率が真歪0.1で35％以上、真歪0.25で25％以上であることを特徴とする、耐衝突特性と成形性に優れる複合組織熱延鋼板。
ＨV2／３＞ＨV1／３＋２０
ただし、ＨV1：フェライト相のビッカース硬さ
ＨV2：第２相領域のビッカース硬さ
【請求項２】
Ｃ：0.02〜0.2wt％、Si：0.1〜1.5wt％、Mn：0.5〜3.0wt％、Ｓ：0.010wt％以下を含み、かつＰ：0.01〜0.15wt％、Cr：0.003〜2.0wt％、Mo：0.003〜2.0wt％から選ばれる１種以上を含有し、さらにTi：0.003〜1.0wt％、Nb：0.003〜0.5wt％、Ｖ：0.003〜1.0wt％から選ばれる１種以上を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなり、かつ組織が、体積率で60〜97％のフェライト相と、残部はマルテンサイト、ベイナイト、オーステナイトのうちの１種以上の相で構成される第２相領域とからなり、しかもフェライト相および第２相の硬さが次式の関係を満足し、かつフェライト相の結晶粒径が４μｍ未満であり、歪速度0.02sec-1の強度に対する歪速度2000sec-1の強度上昇量の比で表す強度上昇率が真歪0.1で35％以上、真歪0.25で25％以上であることを特徴とする、耐衝突特性と成形性に優れる複合組織熱延鋼板。
ＨV2／３＞ＨV1／３＋２０
ただし、ＨV1：フェライト相のビッカース硬さ
ＨV2：第２相領域のビッカース硬さ
【請求項３】
Ｃ：0.02〜0.2wt％、Si：0.1〜1.5wt％、Mn：0.5〜3.0wt％、Ｓ：0.010wt％以下を含み、かつＰ：0.01〜0.15wt％、Cr：0.003〜2.0wt％、Mo：0.003〜2.0wt％から選ばれる１種以上を含有し、さらにNi：0.003〜3.0wt％、Cu：0.003〜3.0wt％、Ｂ：0.0005〜1.0wt％、Ｎ：0.003〜0.1wt％から選ばれる１種以上を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなり、かつ組織が、体積率で60〜97％のフェライト相と、残部はマルテンサイト、ベイナイト、オーステナイトのうちの１種以上の相で構成される第２相領域とからなり、しかもフェライト相および第２相の硬さが次式の関係を満足し、かつフェライト相の結晶粒径が４μｍ未満であり、歪速度0.02sec-1の強度に対する歪速度2000sec-1の強度上昇量の比で表す強度上昇率が真歪0.1で35％以上、真歪0.25で25％以上であることを特徴とする、耐衝突特性と成形性に優れる複合組織熱延鋼板。
ＨV2／３＞ＨV1／３＋２０
ただし、ＨV1：フェライト相のビッカース硬さ
ＨV2：第２相領域のビッカース硬さ
【請求項４】
Ｃ：0.02〜0.2wt％、Si：0.1〜1.5wt％、Mn：0.5〜3.0wt％、Ｓ：0.010wt％以下を含み、かつＰ：0.01〜0.15wt％、Cr：0.003〜2.0wt％、Mo：0.003〜2.0wt％から選ばれる１種以上を含有し、さらにCa：0.0005〜1.0wt％、Zr：0.0005〜1.0wt％、REM：0.0005〜0.5wt％から選ばれる１種以上を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなり、かつ組織が、体積率で60〜97％のフェライト相と、残部はマルテンサイト、ベイナイト、オーステナイトのうちの１種以上の相で構成される第２相領域とからなり、しかもフェライト相および第２相の硬さが次式の関係を満足し、かつフェライト相の結晶粒径が４μｍ未満であり、歪速度0.02sec-1の強度に対する歪速度2000sec-1の強度上昇量の比で表す強度上昇率が真歪0.1で35％以上、真歪0.25で25％以上であることを特徴とする、耐衝突特性と成形性に優れる複合組織熱延鋼板。
ＨV2／３＞ＨV1／３＋２０
ただし、ＨV1：フェライト相のビッカース硬さ
ＨV2：第２相領域のビッカース硬さ
【請求項５】
Ｃ：0.02〜0.2wt％、Si：0.1〜1.5wt％、Mn：0.5〜3.0wt％、Ｓ：0.010wt％以下を含み、かつＰ：0.01〜0.15wt％、Cr：0.003〜2.0wt％、Mo：0.003〜2.0wt％から選ばれる１種以上を含有し、さらにTi：0.003〜1.0wt％、Nb：0.003〜0.5wt％、Ｖ：0.003〜1.0wt％から選ばれる１種以上、およびNi：0.003〜3.0wt％、Cu：0.003〜3.0wt％、Ｂ：0.0005〜1.0wt％、Ｎ：0.003〜0.1wt％から選ばれる１種以上を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなり、かつ組織が、体積率で60〜97％のフェライト相と、残部はマルテンサイト、ベイナイト、オーステナイトのうちの１種以上の相で構成される第２相領域とからなり、しかもフェライト相および第２相の硬さが次式の関係を満足し、かつフェライト相の結晶粒径が４μｍ未満であり、歪速度0.02sec-1の強度に対する歪速度2000sec-1の強度上昇量の比で表す強度上昇率が真歪0.1で35％以上、真歪0.25で25％以上であることを特徴とする、耐衝突特性と成形性に優れる複合組織熱延鋼板。
ＨV2／３＞ＨV1／３＋２０
ただし、ＨV1：フェライト相のビッカース硬さ
ＨV2：第２相領域のビッカース硬さ
【請求項６】
Ｃ：0.02〜0.2wt％、Si：0.1〜1.5wt％、Mn：0.5〜3.0wt％、Ｓ：0.010wt％以下を含み、かつＰ：0.01〜0.15wt％、Cr：0.003〜2.0wt％、Mo：0.003〜2.0wt％から選ばれる１種以上を含有し、さらにTi：0.003〜1.0wt％、Nb：0.003〜0.5wt％、Ｖ：0.003〜1.0wt％から選ばれる１種以上、およびCa：0.0005〜1.0wt％、Zr：0.0005〜1.0wt％、REM：0.0005〜0.5wt％から選ばれる１種以上を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなり、かつ組織が、体積率で60〜97％のフェライト相と、残部はマルテンサイト、ベイナイト、オーステナイトのうちの１種以上の相で構成される第２相領域とからなり、しかもフェライト相および第２相の硬さが次式の関係を満足し、かつフェライト相の結晶粒径が４μｍ未満であり、歪速度0.02sec-1の強度に対する歪速度2000sec-1の強度上昇量の比で表す強度上昇率が真歪0.1で35％以上、真歪0.25で25％以上であることを特徴とする、耐衝突特性と成形性に優れる複合組織熱延鋼板。
ＨV2／３＞ＨV1／３＋２０
ただし、ＨV1：フェライト相のビッカース硬さ
ＨV2：第２相領域のビッカース硬さ
【請求項７】
Ｃ：0.02〜0.2wt％、Si：0.1〜1.5wt％、Mn：0.5〜3.0wt％、Ｓ：0.010wt％以下を含み、かつＰ：0.01〜0.15wt％、Cr：0.003〜2.0wt％、Mo：0.003〜2.0wt％から選ばれる１種以上を含有し、さらにNi：0.003〜3.0wt％、Cu：0.003〜3.0wt％、Ｂ：0.0005〜1.0wt％、Ｎ：0.003〜0.1wt％から選ばれる１種以上、およびCa：0.0005〜1.0wt％、Zr：0.0005〜1.0wt％、REM：0.0005〜0.5wt％から選ばれる１種以上を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなり、かつ組織が、体積率で60〜97％のフェライト相と、残部はマルテンサイト、ベイナイト、オーステナイトのうちの１種以上の相で構成される第２相領域とからなり、しかもフェライト相および第２相の硬さが次式の関係を満足し、かつフェライト相の結晶粒径が４μｍ未満であり、歪速度0.02sec-1の強度に対する歪速度2000sec-1の強度上昇量の比で表す強度上昇率が真歪0.1で35％以上、真歪0.25で25％以上であることを特徴とする、耐衝突特性と成形性に優れる複合組織熱延鋼板。
ＨV2／３＞ＨV1／３＋２０
ただし、ＨV1：フェライト相のビッカース硬さ
ＨV2：第２相領域のビッカース硬さ
【請求項８】
Ｃ：0.02〜0.2wt％、Si：0.1〜1.5wt％、Mn：0.5〜3.0wt％、Ｓ：0.010wt％以下を含み、かつＰ：0.01〜0.15wt％、Cr：0.003〜2.0wt％、Mo：0.003〜2.0wt％から選ばれる１種以上を含有し、さらにTi：0.003〜1.0wt％、Nb：0.003〜0.5wt％、Ｖ：0.003〜1.0wt％から選ばれる１種以上、Ni：0.003〜3.0wt％、Cu：0.003〜3.0wt％、Ｂ：0.0005〜1.0wt％、Ｎ：0.003〜0.1wt％から選ばれる１種以上、およびCa：0.0005〜1.0wt％、Zr：0.0005〜1.0wt％、REM：0.0005〜0.5wt％から選ばれる１種以上を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなり、かつ組織が、体積率で60〜97％のフェライト相と、残部はマルテンサイト、ベイナイト、オーステナイトのうちの１種以上の相で構成される第２相領域とからなり、しかもフェライト相および第２相の硬さが次式の関係を満足し、かつフェライト相の結晶粒径が４μｍ未満であり、歪速度0.02sec-1の強度に対する歪速度2000sec-1の強度上昇量の比で表す強度上昇率が真歪0.1で35％以上、真歪0.25で25％以上であることを特徴とする、耐衝突特性と成形性に優れる複合組織熱延鋼板。
ＨV2／３＞ＨV1／３＋２０
ただし、ＨV1：フェライト相のビッカース硬さ
ＨV2：第２相領域のビッカース硬さ
【請求項９】
Ｃ：0.02〜0.2wt％、Si：0.1〜1.5wt％、Mn：0.5〜3.0wt％、Ｓ：0.010wt％以下を含み、かつＰ：0.01〜0.15wt％、Cr：0.003〜2.0wt％、Mo：0.003〜2.0wt％から選ばれる１種以上を含有する鋼素材を、(Ａr3変態点−50℃)〜(Ａr3変態点＋150℃)で熱間圧延を終了し、その後0.1〜5.0秒の間に、次式を満たす速度で冷却を開始して、820〜620℃まで冷却し、0.5〜15sec間空冷し、次いで30℃／sec以上の冷却速度で、570〜300℃まで冷却し、巻き取ることを特徴とする、耐衝突特性と成形性に優れる複合組織熱延鋼板の製造方法。
ｖ≧1000×ｔ11/2÷ｈ1/2÷ｔ
ただし、ｖ：冷却速度（℃／sec）
ｈ：板厚（ｍｍ）
ｔ1：仕上げ圧延終了からはじめの冷却を開始するまでの時間(sec)
ｔ：はじめの冷却後、次の冷却を開始するまでの空冷時間(sec)
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、主として自動車用部品で、高強度かつ高成形性が必要とされる部位の素材として、さらには、自動車が走行中に万一衝突した場合に優れた耐衝撃性（以下、単に「耐衝突特性」と略記する）が求められる部位の素材として用いて好適な複合組織熱延鋼板およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近の自動車車体の設計思想においては、単なる鋼板の高強度化のみでなく、走行中に万一衝突した場合において、耐衝撃性に優れた鋼板、すなわち高歪速度で変形した場合の変形抵抗が大きい鋼板の開発が、自動車の安全性の向上をもたらすとともに、車体の軽量化の実現に有効に寄与するものとして注目されている。
一方、近年の部材のコストダウン指向により、従来から用いられていた冷延鋼板に替えて、３．０ｍｍ  以下といった板厚の熱延鋼板を採用しようとする気運が高まりつつある。
このような最近の状況から、自動車の安全性向上とコストダウンの観点から、耐衝突特性に優れる熱延高張力鋼板が開発が熱望されている。
【０００３】
ところで、従来、自動車用鋼板の材質強化は、フェライト単相組織では、主としてＳｉ，  Ｍｎ，  Ｐといった置換型元素を添加することによる固溶強化、あるいはＮｂ，Ｔｉ  といった炭窒化物形成元素を添加することによる析出強化による方法が一般的であった。
例えば、特開昭５６−１３９６５４号公報等では、極低炭素鋼に加工性、時効性を改善するためにＴｉ、Ｎｂを含有させ、さらにＰ等の強化成分を加工性を害しない範囲で含有させて高強度化を図った鋼板を提案している。また、例えば特開昭５９−１９３２２１号公報には、極低炭素鋼にＳｉを添加して高強度化を図る方法の提案がなされている。
また、特開昭６０−５２５２８号公報には、低炭素鋼を高温で焼鈍し、冷却後にマルテンサイト相を析出させることにより、延性に優れた高強度鋼板の製造方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来から提案されていた方法により高強度化を図った鋼板では、自動車ボディの板厚をある程度減少させることはできても、上記の耐衝突特性を本質的に改善するものではなかった。なぜなら、これらの提案は、鋼板強度の指標である降伏強度あるいは引張強度を、歪速度が１０−３〜１０−２（ｓｅｃ−１）  と極めて遅い、いわゆる静的な評価方法のみに基づいて求めている。これに対し、実際の自動車ボディの設計では、このような静的な強度よりもむしろ、衝突時の安全性を考慮した、歪速度が１０〜１０４  （ｓｅｃ−１）  の衝撃的な変形を伴う、いわゆる動的な評価方法に基づく強度の方が重要となるからである。
従って、静的強度のみに着目して開発されている、上述した従来の各提案は、自動車車体の軽量化に対して根本的な指標たり得ないという問題があった。
【０００５】
なお、特開平７−９０４８２  号公報には鋼板の耐衝撃性を向上させることを目的として、マルテンサイトとフェライトの２相組織鋼板が提案されている。しかし、このフェライトとマルテンサイトの２相組織鋼板は、比較的優れた耐衝突特性を有するものの、今日の自動車メーカーが要求している、より一層高レベルの特性を満たすまでには至っていないのが現状である。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、従来の熱延鋼板よりもさらに優れた、耐衝突特性と成形性とを具えた複合組織熱延鋼板を提供することにある。
また本発明の他の目的は、歪速度０．０２  ｓｅｃ−１の強度に対する歪速度２０００  ｓｅｃ−１の強度上昇量の比で表す強度上昇率が真歪０．１  で３５％以上、真歪０．２５で２５％以上である耐衝突特性に優れた複合組織熱延鋼板を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、上掲の目的の実現に向け、フェライトとマルテンサイトをはじめとする第２相とからなる２相組織鋼をベースに、熱延条件、金属組織などの影響について詳細に検討を行い本発明を完成するに到った。すなわち、本発明は、下記の内容を要旨構成とするものである。
【０００８】
(1) Ｃ：0.02〜0.2wt％、Si：0.1〜1.5wt％、Mn：0.5〜3.0wt％、Ｓ：0.010wt％以下を含み、かつＰ：0.01〜0.15wt％、Cr：0.003〜2.0wt％、Mo：0.003〜2.0wt％から選ばれる１種以上を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなり、かつ組織が、体積率で60〜97％のフェライト相と、残部はマルテンサイト、ベイナイト、オーステナイトのうちの１種以上の相で構成される第２相とからなり、しかもフェライト相および第２相の硬さが次式の関係を満足し、かつフェライト相の結晶粒径が４μｍ未満であり、歪速度0.02sec-1の強度に対する歪速度2000sec-1の強度上昇量の比で表す強度上昇率が真歪0.1で35％以上、真歪0.25で25％以上であることを特徴とする、耐衝突特性と成形性に優れる複合組織熱延鋼板。
ＨV2／３＞ＨV1／３＋２０
ただし、ＨV1：フェライト相のビッカース硬さ
ＨV2：第２相領域のビッカース硬さ
【０００９】
(2) Ｃ：0.02〜0.2wt％、Si：0.1〜1.5wt％、Mn：0.5〜3.0wt％、Ｓ：0.010wt％以下を含み、かつＰ：0.01〜0.15wt％、Cr：0.003〜2.0wt％、Mo：0.003〜2.0wt％から選ばれる１種以上を含有し、さらにTi：0.003〜1.0wt％、Nb：0.003〜0.5wt％、Ｖ：0.003〜1.0wt％から選ばれる１種以上を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなり、かつ組織が、体積率で60〜97％のフェライト相と、残部はマルテンサイト、ベイナイト、オーステナイトのうちの１種以上の相で構成される第２相領域とからなり、しかもフェライト相および第２相の硬さが次式の関係を満足し、かつフェライト相の結晶粒径が４μｍ未満であり、歪速度0.02sec-1の強度に対する歪速度2000sec-1の強度上昇量の比で表す強度上昇率が真歪0.1で35％以上、真歪0.25で25％以上であることを特徴とする、耐衝突特性と成形性に優れる複合組織熱延鋼板。
ＨV2／３＞ＨV1／３＋２０
ただし、ＨV1：フェライト相のビッカース硬さ
ＨV2：第２相領域のビッカース硬さ
【００１０】
(3) Ｃ：0.02〜0.2wt％、Si：0.1〜1.5wt％、Mn：0.5〜3.0wt％、Ｓ：0.010wt％以下を含み、かつＰ：0.01〜0.15wt％、Cr：0.003〜2.0wt％、Mo：0.003〜2.0wt％から選ばれる１種以上を含有し、さらにNi：0.003〜3.0wt％、Cu：0.003〜3.0wt％、Ｂ：0.0005〜1.0wt％、Ｎ：0.003〜0.1wt％から選ばれる１種以上を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなり、かつ組織が、体積率で60〜97％のフェライト相と、残部はマルテンサイト、ベイナイト、オーステナイトのうちの１種以上の相で構成される第２相領域とからなり、しかもフェライト相および第２相の硬さが次式の関係を満足し、かつフェライト相の結晶粒径が４μｍ未満であり、歪速度0.02sec-1の強度に対する歪速度2000sec-1の強度上昇量の比で表す強度上昇率が真歪0.1で35％以上、真歪0.25で25％以上であることを特徴とする、耐衝突特性と成形性に優れる複合組織熱延鋼板。
ＨV2／３＞ＨV1／３＋２０
ただし、ＨV1：フェライト相のビッカース硬さ
ＨV2：第２相領域のビッカース硬さ
【００１１】
(4) Ｃ：0.02〜0.2wt％、Si：0.1〜1.5wt％、Mn：0.5〜3.0wt％、Ｓ：0.010wt％以下を含み、かつＰ：0.01〜0.15wt％、Cr：0.003〜2.0wt％、Mo：0.003〜2.0wt％から選ばれる１種以上を含有し、さらにCa：0.0005〜1.0wt％、Zr：0.0005〜1.0wt％、REM：0.0005〜0.5wt％から選ばれる１種以上を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなり、かつ組織が、体積率で60〜97％のフェライト相と、残部はマルテンサイト、ベイナイト、オーステナイトのうちの１種以上の相で構成される第２相領域とからなり、しかもフェライト相および第２相の硬さが次式の関係を満足し、かつフェライト相の結晶粒径が４μｍ未満であり、歪速度0.02sec-1の強度に対する歪速度2000sec-1の強度上昇量の比で表す強度上昇率が真歪0.1で35％以上、真歪0.25で25％以上であることを特徴とする、耐衝突特性と成形性に優れる複合組織熱延鋼板。
ＨV2／３＞ＨV1／３＋２０
ただし、ＨV1：フェライト相のビッカース硬さ
ＨV2：第２相領域のビッカース硬さ
【００１２】
(5) Ｃ：0.02〜0.2wt％、Si：0.1〜1.5wt％、Mn：0.5〜3.0wt％、Ｓ：0.010wt％以下を含み、かつＰ：0.01〜0.15wt％、Cr：0.003〜2.0wt％、Mo：0.003〜2.0wt％から選ばれる１種以上を含有し、さらにTi：0.003〜1.0wt％、Nb：0.003〜0.5wt％、Ｖ：0.003〜1.0wt％から選ばれる１種以上、およびNi：0.003〜3.0wt％、Cu：0.003〜3.0wt％、Ｂ：0.0005〜1.0wt％、Ｎ：0.003〜0.1wt％から選ばれる１種以上を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなり、かつ組織が、体積率で60〜97％のフェライト相と、残部はマルテンサイト、ベイナイト、オーステナイトのうちの１種以上の相で構成される第２相領域とからなり、しかもフェライト相および第２相の硬さが次式の関係を満足し、かつフェライト相の結晶粒径が４μｍ未満であり、歪速度0.02sec-1の強度に対する歪速度2000sec-1の強度上昇量の比で表す強度上昇率が真歪0.1で35％以上、真歪0.25で25％以上であることを特徴とする、耐衝突特性と成形性に優れる複合組織熱延鋼板。
ＨV2／３＞ＨV1／３＋２０
ただし、ＨV1：フェライト相のビッカース硬さ
ＨV2：第２相領域のビッカース硬さ
【００１３】
(6) Ｃ：0.02〜0.2wt％、Si：0.1〜1.5wt％、Mn：0.5〜3.0wt％、Ｓ：0.010wt％以下を含み、かつＰ：0.01〜0.15wt％、Cr：0.003〜2.0wt％、Mo：0.003〜2.0wt％から選ばれる１種以上を含有し、さらにTi：0.003〜1.0wt％、Nb：0.003〜0.5wt％、Ｖ：0.003〜1.0wt％から選ばれる１種以上、およびCa：0.0005〜1.0wt％、Zr：0.0005〜1.0wt％、REM：0.0005〜0.5wt％から選ばれる１種以上を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなり、かつ組織が、体積率で60〜97％のフェライト相と、残部はマルテンサイト、ベイナイト、オーステナイトのうちの１種以上の相で構成される第２相領域とからなり、しかもフェライト相および第２相の硬さが次式の関係を満足し、かつフェライト相の結晶粒径が４μｍ未満であり、歪速度0.02sec-1の強度に対する歪速度2000sec-1の強度上昇量の比で表す強度上昇率が真歪0.1で35％以上、真歪0.25で25％以上であることを特徴とする、耐衝突特性と成形性に優れる複合組織熱延鋼板。
ＨV2／３＞ＨV1／３＋２０
ただし、ＨV1：フェライト相のビッカース硬さ
ＨV2：第２相領域のビッカース硬さ
【００１４】
(7) Ｃ：0.02〜0.2wt％、Si：0.1〜1.5wt％、Mn：0.5〜3.0wt％、Ｓ：0.010wt％以下を含み、かつＰ：0.01〜0.15wt％、Cr：0.003〜2.0wt％、Mo：0.003〜2.0wt％から選ばれる１種以上を含有し、さらにNi：0.003〜3.0wt％、Cu：0.003〜3.0wt％、Ｂ：0.0005〜1.0wt％、Ｎ：0.003〜0.1wt％から選ばれる１種以上、およびCa：0.0005〜1.0wt％、Zr：0.0005〜1.0wt％、REM：0.0005〜0.5wt％から選ばれる１種以上を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなり、かつ組織が、体積率で60〜97％のフェライト相と、残部はマルテンサイト、ベイナイト、オーステナイトのうちの１種以上の相で構成される第２相領域とからなり、しかもフェライト相および第２相の硬さが次式の関係を満足し、かつフェライト相の結晶粒径が４μｍ未満であり、歪速度0.02sec-1の強度に対する歪速度2000sec-1の強度上昇量の比で表す強度上昇率が真歪0.1で35％以上、真歪0.25で25％以上であることを特徴とする、耐衝突特性と成形性に優れる複合組織熱延鋼板。
ＨV2／３＞ＨV1／３＋２０
ただし、ＨV1：フェライト相のビッカース硬さ
ＨV2：第２相領域のビッカース硬さ
【００１５】
(8) Ｃ：0.02〜0.2wt％、Si：0.1〜1.5wt％、Mn：0.5〜3.0wt％、Ｓ：0.010wt％以下を含み、かつＰ：0.01〜0.15wt％、Cr：0.003〜2.0wt％、Mo：0.003〜2.0wt％から選ばれる１種以上を含有し、さらにTi：0.003〜1.0wt％、Nb：0.003〜0.5wt％、Ｖ：0.003〜1.0wt％から選ばれる１種以上、Ni：0.003〜3.0wt％、Cu：0.003〜3.0wt％、Ｂ：0.0005〜1.0wt％、Ｎ：0.003〜0.1wt％から選ばれる１種以上、およびCa：0.0005〜1.0wt％、Zr：0.0005〜1.0wt％、REM：0.0005〜0.5wt％から選ばれる１種以上を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなり、かつ組織が、体積率で60〜97％のフェライト相と、残部はマルテンサイト、ベイナイト、オーステナイトのうちの１種以上の相で構成される第２相領域とからなり、しかもフェライト相および第２相の硬さが次式の関係を満足し、かつフェライト相の結晶粒径が４μｍ未満であり、歪速度0.02sec-1の強度に対する歪速度2000sec-1の強度上昇量の比で表す強度上昇率が真歪0.1で35％以上、真歪0.25で25％以上であることを特徴とする、耐衝突特性と成形性に優れる複合組織熱延鋼板。
ＨV2／３＞ＨV1／３＋２０
ただし、ＨV1：フェライト相のビッカース硬さ
ＨV2：第２相領域のビッカース硬さ
【００１６】
（９）  Ｃ：０．０２〜０．２  ｗｔ％、  Ｓｉ：０．１  〜２．５  ｗｔ％、
Ｍｎ：０．５  〜３．０  ｗｔ％、  Ｓ：０．０１０  ｗｔ％以下
を含み、かつ
Ｐ：０．０１〜０．１５ｗｔ％、  Ｃｒ：０．００３  〜２．０  ｗｔ％、
Ｍｏ：０．００３  〜２．０  ｗｔ％
から選ばれる１種以上を含有する鋼素材を、（Ａｒ３変態点−５０℃）〜（Ａｒ３変態点＋１５０  ℃）で熱間圧延を終了し、その後０．１  〜５．０  秒の間に、次式を満たす速度で冷却を開始して、  ８２０〜６２０  ℃まで冷却  （１次強制冷却）  し、０．５  〜１５ｓｅｃ  間空冷し、次いで３０℃／ｓｅｃ  以上の冷却速度で、  ５７０〜  ３００℃まで冷却  （２次強制冷却）  し、巻き取ることを特徴とする、耐衝突特性と成形性に優れる複合組織熱延鋼板の製造方法。
ｖ≧１０００×ｔ１  １／２  ÷ｈ１／２  ÷ｔ
ただし、ｖ：冷却速度（℃／ｓｅｃ  ）
ｈ：板厚（ｍｍ）
ｔ１  ：仕上圧延を終了してから１次強制冷却開始するまでの時間（ｓｅｃ）
ｔ：１次強制冷却後、２次強制冷却を開始するまでの空冷時間（ｓｅｃ）
なお、ＨＶ２を第２相領域内のビッカース硬さとしたのは、複数の相が第２相に混在する場合には、その平均硬さを採用したためである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、この発明において、鋼の化学成分、組織、製造条件等を要旨構成のとおりに限定した理由について説明する。
Ｃ：０．０２〜０．２  ｗｔ％
Ｃは、２相組織中のマルテンサイトの強度と体積分率を高めるために必要な成分である。Ｃ量が０．０２ｗｔ％未満では十分な量の炭化物およびマルテンサイトを主相とする第２相が得られない。一方、０．２  ｗｔ％を超えるとフェライト中に固溶Ｃが存在し、成形性を阻害する。よって、Ｃの含有量は０．０２〜０．２  ｗｔ％とする。
【００１８】
Si：0.1〜1.5wt％
Siは、フェライト中の固溶Ｃをオーステナイト中に濃化させ、鋼の焼き入れ性を向上させると共に、フェライトの純度を高めることにより鋼板の成形性を向上させる。この効果は、0.1wt％以上の添加で現われるが、1.5wt％を超えて含有させた場合には、熱延板の表面性状および表面処理性が顕著に劣化する。したがって、Siの含有量は0.1〜1.5wt％、好ましくは 0.8〜1.5wt％とする。
【００１９】
Ｍｎ：０．５  〜３．０  ｗｔ％
Ｍｎは、オーステナイト安定化型元素であり、０．５  ｗｔ％未満では、焼き入れ性が低下し、２相組織が得られにくくなる。また、３．０  ｗｔ％を超えると、鋼板が硬化し、成形性が低下する。従ってＭｎ含有量は、０．５  〜３．０  ｗｔ％、好ましくは  ０．８〜１．８  ｗｔ％とする。
【００２０】
Ｓ：０．０１０  ｗｔ％以下
Ｓは、その含有量を低減することにより、鋼中の析出物が減少し、加工性が向上する。このような効果は、Ｓ量を０．０１０  ｗｔ％以下に制限することにより得られる。
【００２１】
Ｐ：０．０１〜０．１５ｗｔ％
Ｐは、オーステナイトを安定化し、パーライトの生成を抑制する作用を有しているが、この効果は０．０１ｗｔ％以上の添加により現れる。一方、０．１５ｗｔ％を超えて含有させると、鋼板の硬化のため成形性が低下し、また表面処理性も劣化する。したがって、Ｐの含有量は０．０１〜０．１５ｗｔ％とする。
【００２２】
Ｃｒ：０．００３  〜２．０  ｗｔ％
Ｃｒは、パーライト生成を抑制する作用を有しており、その効果は０．００３  ｗｔ％以上の添加で現れる。一方、２．０  ｗｔ％を超えて含有しても、その効果は飽和し、製造コストの上昇を招くことになる。従って、Ｃｒの含有量は０．００３  〜２．０  ｗｔ％とする。
【００２３】
Ｍｏ：０．００３  〜２．０  ｗｔ％
Ｍｏは、パーライト生成を抑制する作用を有しており、その効果は０．００３  ｗｔ％以上の添加で現れる。一方、２．０  ｗｔ％を超えて含有させてもその効果は飽和し、製造コストの上昇を招く。従って、Ｍｏの含有量は０．００３  〜２．０  ｗｔ％とする。
【００２４】
Ｔｉ：０．００３  〜１．０  ｗｔ％
Ｔｉは、高温に加熱したときの結晶粒径の粗大化を抑制する効果があるが、その効果は０．００３  ｗｔ％以上で現れ、１．０  ｗｔ％で飽和する。
【００２５】
Ｎｂ：０．００３  〜０．５  ｗｔ％
Ｎｂは、高温に加熱したときの結晶粒径の粗大化を抑制する効果があるが、その効果は０．００３  ｗｔ％以上で現れ、０．５  ｗｔ％で飽和する。
【００２６】
Ｖ：０．００３  〜１．０  ｗｔ％
Ｖは、高温に加熱したときの結晶粒径の粗大化を抑制する効果があるが、その効果は０．００３  ｗｔ％以上で現れ、１．０  ｗｔ％で飽和する。
【００２７】
Ｎｉ：０．００３  〜３．０  ｗｔ％
Ｎｉは、オーステナイトを安定化して、パーライト変態を抑制し、フェライト−マルテンサイトもしくはベイナイト，  オーステナイト組織を得やすくする効果を有している。その効果は０．００３  ｗｔ％以上で現れるが、３．０  ｗｔ％を超えると製造コストの上昇を招くので、０．００３  〜３．０  ｗｔ％の範囲で添加する。
【００２８】
Ｃｕ：０．００３  〜３．０  ｗｔ％
Ｃｕは、オーステナイトを安定化して、パーライト変態を抑制し、フェライト−マルテンサイトもしくはベイナイト，  オーステナイト組織を得やすくする効果を有している。その効果は０．００３  ｗｔ％以上で現れるが、３．０  ｗｔ％を超えると製造コストの上昇を招くので、０．００３  〜３．０  ｗｔ％の範囲で添加する。
【００２９】
Ｂ：０．０００５〜１．０  ｗｔ％
Ｂは、パーライト変態を抑制し、フェライト−マルテンサイトもしくはベイナイト、オーステナイト組織を得やすくする効果を有している。その効果は０．０００５ｗｔ％以上で現れるが、１．０  ｗｔ％を超えると窒化物の形成による組織の不均一性を増し、成形性を低下させるので、０．０００５〜１．０  ｗｔ％の範囲で添加する。
【００３０】
Ｎ：０．００３  〜０．１  ｗｔ％
Ｎは、オーステナイトを安定化して、フェライト−マルテンサイトもしくはオーステナイト組織を得やすくする効果を有している。その効果は０．００３  ｗｔ％以上で現れるが、０．１  ｗｔ％を超えると鋼中でＮ２  の気泡を生じて鋼板の表面性状を劣化させるので、０．００３  〜０．１  とする。
【００３１】
Ｃａ：０．０００５〜１．０  ｗｔ％
Ｃａは、Ｓを固定することにより高速変形時の強度を上昇させる。その効果は０．０００５ｗｔ％以上で現れるが、１．０  ｗｔ％で飽和するので、０．０００５〜１．０  ｗｔ％とする。
【００３２】
Ｚｒ：０．０００５〜１．０  ｗｔ％
Ｚｒは、高速変形時の強度を上昇させる。その効果は０．０００５ｗｔ％以上で現れるが、１．０  ｗｔ％で飽和するので、０．０００５〜１．０  ｗｔ％とする。
【００３３】
ＲＥＭ  ：０．０００５〜０．５  ｗｔ％
ＲＥＭ  は、高速変形時の強度を上昇させる。その効果は０．０００５ｗｔ％以上で現れるが、０．５  ｗｔ％で飽和するので、０．０００５〜０．５  ｗｔ％とする。
【００３４】
・鋼組織と硬さ
本発明における熱延鋼板は、前述したように、フェライトとマルテンサイト、ベイナイト、オーステナイトの１種類以上の相とからなる第２相とからなる複合組織であり、フェライトの体積率が６０〜９７％である必要がある。
フェライト相の体積率が６０％未満では、硬質第２相が増加するため、成形性が低下し、一方、９７％を超えると、逆に、硬質第２相が少なくなり、耐衝突性を低下させる。
さらに、フェライト相のビッカース硬さＨＶ１と第２相領域のビッカース硬さとの間に、ＨＶ２／３＞ＨＶ１／３＋２０の関係が満たされ、かつフェライト粒径が４μｍ未満であるときに、十分な耐衝突性が得られる。このような現象があらわれる理由は必ずしも明らかではないが、その一つとして、フェライトと第２相の硬度差に起因する変形の不均一性にともなう強度の上昇が歪速度が高いほど大きくなることと、組織  （特にフェライト粒径）  の微細化により強度の歪速度依存性がおおきくなることが考えられる。
なお、上記硬さ要件を満たせば、第２相の構成にはとくに制限はないが、マルテンサイトは硬度を増大させ、ベイナイトは比較的低硬度であるから、ベイナイトよりマルテンサイトの形成を促進するのが有利である。
【００３５】
次に、本発明に係る複合組織熱延鋼板の製造方法について説明する。この製造工程において、とくに、熱間圧延のあと巻き取りまでの冷却条件の制御が重要である。すなわち、（Ａｒ３変態点−５０℃）〜（Ａｒ３変態点＋１５０  ℃）で熱間圧延を終了し、その後０．１  〜５．０  秒の間に、下記式を満たす速度で冷却を開始して、  ８２０〜６２０  ℃まで冷却（「１次強制冷却」と称す）し、０．５  〜１５ｓｅｃ  間空冷し、次いで３０℃／ｓｅｃ  以上の冷却速度で、  ５７０〜  ３００℃まで冷却（「２次強制冷却」と称す）し、巻き取る必要がある。以下にその理由を説明する。
記
ｖ≧１０００×ｔ１  １／２  ÷ｈ１／２  ÷ｔ
ただし、ｖ：冷却速度（℃／ｓｅｃ  ）
ｈ：板厚（ｍｍ）
ｔ１  ：仕上げ圧延終了から１次強制冷却を開始するまでの時間（ｓｅｃ）
ｔ：１次強制冷却と２次強制冷却の間の空冷時間（ｓｅｃ）
【００３６】
・熱間圧延終了温度
熱間仕上げ圧延を（Ａｒ３変態点−５０℃）以下で行うと、熱延板中のフェライトに歪みが蓄積され、成形性が著しく低下し、一方、（Ａｒ３変態点＋１５０  ℃）を超えて仕上げ圧延するとフェライト変態速度が低下して材料特性を満たすために必要な適正組織が得られなくなる。このため熱間圧延は、（Ａｒ３変態点−５０℃）〜（Ａｒ３変態点＋１５０  ℃）の範囲で終了する。
【００３７】
・熱間圧延後の冷却と巻き取り
熱間圧延後０．１  〜５．０  秒の間に、１０００×ｔ１  １／２  ÷ｈ１／２  ÷ｔ（ここで、ｈ：板厚（ｍｍ）、ｔ１  ：仕上げ圧延終了から１次冷却開始までの時間（ｓｅｃ）  ，  ｔ：１次強制冷却と２次強制冷却の間の空冷時間（ｓｅｃ）  ）以上の速度で１次強制冷却を開始する。その理由は、熱間圧延終了後１次強制冷却までの経過時間が、０．１  秒未満では、圧延終了温度の制御が難しくなり、一方、５．０  秒を超えると、オーステナイト粒の粗大化によりフェライト変態の遅延を招き、その結果オーステナイト中への炭素の濃化が阻害され、第２相がパーライトに変態し、成形性と耐衝突特性の低下を招くからである。また、１次強制冷却の冷却速度が１０００×ｔ１  １／２  ÷ｈ１／２  ÷ｔ未満の場合は、同様の理由に加えてフェライト粒径が粗大化し、耐衝突特性の低下を招くからである。
さらに、板厚３．０  ｍｍｔ  以下の鋼板を製造する場合、その生産性の観点および仕上圧延温度を確保するために、圧延速度を速くすることが好ましい。そのため、仕上圧延終了から冷却までの時間は２ｓｅｃ  以下、空冷時間は１２ｓｅｃ  以下として、圧延速度を確保することが好ましい。
【００３８】
この１次強制冷却を  ８２０〜６２０  ℃まで行うのは、冷却終了時の温度が８２０  ℃を超えた場合には、フェライト変態速度が遅いため、マルテンサイトを主相とする第２相が得られなくなり、成形性が劣化するからである。また、冷却終了時の温度が６２０  ℃未満になると、オーステナイトからパーライト変態が開始するため、耐衝突特性が劣化するからである。
【００３９】
次いで、０．５  〜１５ｓｅｃ  の間空冷するのは、空冷時間が０．５ｓｅｃ未満では、フェライト変態する時間が短いため、フェライト析出量が少なく、成形性が劣化するからであり、一方、１５秒を超えると、フェライト粒が粗大化して、耐衝突特性が低下するからである。好ましくは２秒以上空冷する。
【００４０】
上記空冷を挟んで、３０℃／ｓｅｃ  以上の冷却速度で、  ５７０〜  ３００℃まで２次強制冷却を行うのは、冷却速度が３０℃／ｓｅｃ  未満もしくは冷却停止温度が５７０  ℃を超えると、オーステナイトがパーライト変態を開始し、成形性が劣化するからである。また、冷却停止温度が３００  ℃未満になると、フェライト中に固溶Ｃが残存し、成形性が劣化するからである。
【００４１】
なお、以上の説明では、専ら自動車用の用途に用いる場合について述べたが、本発明による技術は、高歪速度下での強度を要求される他の用途にも同様に有効であることはいうまでもない。
【００４２】
【実施例】
表１に示す化学組成の鋼を、転炉にて溶製した。これらのスラブを、表２に示す条件で、熱間圧延し、冷却ののち、コイルに巻き取り、板厚１．４  〜２．９  ｍｍの熱延鋼板を製造した。
得られた鋼板から供試材を採取して、光学顕微鏡により構成組織を調査するとともに、荷重３ｇで各相の相内ビッカース硬さおよび第２相の体積率を測定した。また、歪速度を０．０２  ｓｅｃ−１と２０００  ｓｅｃ−１の２水準で引張試験を行って、真歪み０．１  および０．２５における真応力を測定し、歪速度２０００  ｓｅｃ−１のときの強度上昇率、すなわち（２０００  ｓｅｃ−１での強度−０．０２  ｓｅｃ−１での強度）／（０．０２  ｓｅｃ−１での強度）を求めた。
なお、第２相の体積率は、画像処理により第１相および第２相の数と平均直径を求め、平均直径を下式により３次元の直径に換算し、第１相および第２相の数、平均３次元直径より体積率を求めた。
Ｄ＝１．１２８  Ｌ
ただしＤ：平均直径（２次元）、Ｌ：平均３次元直径
【００４３】
【表１】
0003572894.tif 000002
【００４４】
【表２】
0003572894.tif 000003
【００４５】
得られたこれらの結果を表３に示す。また、図１および図２は、強度上昇率と（ＨＶ２／３）／（ＨＶ１／３＋２０）との関係を示したものである。
【００４６】
【表３】
0003572894.tif 000004
【００４７】
以上の試験結果から、本発明鋼板は、いずれも、所定の硬さを有するフェライトと第２相とを適正量比で含む複合組織であり、良好な耐衝突特性と成形性を併せ具えていることがわかる。その耐衝突特性は、真歪みが０．１  から０．２５といった広い歪み域でも、高い強度上昇率が得られることがわかる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、化学組成、金属組織および各相の硬さを適正に制御した複合組織にすることによって、従来よりも一段と優れた、耐衝突特性と成形性を具える熱延鋼板を提供することが可能となる。
また本発明によれば、低歪み域から高歪み域までの広い領域で強度上昇率が高く優れた耐衝突特性を有することがわかる。
したがって、本発明に従う熱延鋼板を自動車用に適用することによって、自動車車体の軽量化と安全性の向上を、一層経済的に達成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】低歪み域における強度上昇率と（ＨＶ２／３）／（ＨＶ１／３＋２０）との関係を示すグラフである。
【図２】高歪み域における強度上昇率と（ＨＶ２／３）／（ＨＶ１／３＋２０）との関係を示すグラフである。
【図１】
0003572894.tif 000005
【図２】
0003572894.tif 000006