(57)【要約】  鋼板を製造するための方法であって、前記鋼板が、少なくとも１１００ＭＰａの引張強度ＴＳ、ＩＳＯ規格６８９２−１に従った少なくとも１２％の全伸びＴＥ、少なくとも１４２００ＭＰａ％の全伸びによる引張強度の結果ＴＳ×ＴＥ及びＩＳＯ規格１６６３０：２００９による少なくとも２５％の穴広げ率ＨＥＲを有するコーティングされた鋼板であって、以下の連続するステップ：冷間圧延鋼板を用意するステップであって、鋼の化学組成が、重量％により、０．１５％≦Ｃ≦０．２３％、２．０％≦Ｍｎ≦２．７％、０≦Ｃｒ≦０．４０％、０．２％≦Ｓｉ≦１．６％、０．０２％≦Ａｌ≦１．２％、０≦Ｎｂ≦０．０３５％、０≦Ｍｏ≦０．１％を含有し、ただしＣ＋Ｍｎ／１０≧０．４２０％であり、Ｍｎ＋Ｃｒ≧２．２５％であり、１．０％≦Ｓｉ＋Ａｌ≦２．２％であり、残り部分が、Ｆｅ及び不可避的な不純物であるステップ、少なくとも６５％のオーステナイト及び最大３５％の二相域フェライトを含む構造を得るように、アニーリング温度ＴＡで前記鋼板をアニーリングするステップ、少なくとも６００℃の温度から、２０℃／秒の５０℃／秒の間の冷却速度で、２００℃〜２７０℃の間に含まれる焼入れ温度ＱＴまで前記鋼板を焼入れするステップ、前記鋼板を４００℃〜４８０℃の間の分配温度ＰＴに加熱し、５０秒〜２５０秒の間に含まれる分配時間Ｐｔにわたって前記鋼板をこの分配温度ＰＴに維持するステップ、５１５℃未満の温度で前記鋼板を溶融めっきコーティングするステップ、前記コーティングされた鋼板を室温に冷却するステップを含み、前記鋼板が、面積の割合により、３％〜１５％の間の残留オーステナイト、少なくとも３０％の焼戻しされたマルテンサイト、最大で５％のフレッシュマルテンサイト、最大で３５％のベイナイト、５％〜３５％の間のフェライト（ここで焼戻しされたマルテンサイト、フレッシュマルテンサイト及びベイナイトの表面の割合の合計が５５％〜９２％の間に含まれている）からなる微細構造を有する、方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーティングされた鋼板を製造するための方法であって、前記コーティングされた鋼板が、少なくとも１１００ＭＰａの引張強度ＴＳ、ＩＳＯ規格６８９２−１に従った少なくとも１２％の全伸びＴＥ、少なくとも１４２００ＭＰａ％の全伸びによる引張強度の結果ＴＳ×ＴＥ及びＩＳＯ規格１６６３０：２００９による少なくとも２５％の穴広げ率ＨＥＲを有し、であって、以下の連続ステップ：
冷間圧延鋼板を用意するステップであって、鋼の化学組成が、重量％により、
０．１５％≦Ｃ≦０．２３％、
２．０％≦Ｍｎ≦２．７％、
０≦Ｃｒ≦０．４０％、
０．２％≦Ｓｉ≦１．６％、
０．０２％≦Ａｌ≦１．２％、
０≦Ｎｂ≦０．０３５％、
０≦Ｍｏ≦０．１％
を含有し、ただし、Ｃ＋Ｍｎ／１０≧０．４２０％であり、Ｍｎ＋Ｃｒ≧２．２５％であり、１．０％≦Ｓｉ＋Ａｌ≦２．２％であり、残り部分が、Ｆｅ及び不可避的な不純物であるステップ、
少なくとも６５％のオーステナイト及び最大で３５％の二相域フェライトを含む構造を得るように、アニーリング温度ＴＡで前記鋼板をアニーリングするステップ、
少なくとも６００℃の温度から、２０℃／秒〜５０℃／秒の間に含まれる冷却速度で、２００℃〜２７０℃の間の焼入れ温度ＱＴまで前記鋼板を焼入れするステップ、
前記鋼板を４００℃〜４８０℃の間に含まれる分配温度ＰＴに加熱し、５０秒〜２５０秒の間に含まれる分配時間Ｐｔにわたって前記鋼板をこの分配温度ＰＴに維持するステップ、
５１５℃未満の温度で前記鋼板を溶融めっきコーティングするステップ、
前記コーティングされた鋼板を室温に冷却するステップ
を含み、
前記鋼板が、表面の割合により、
３％〜１５％の間の残留オーステナイト、
少なくとも３０％の焼戻しされたマルテンサイト、
最大で５％のフレッシュマルテンサイト、
最大で３５％のベイナイト、
５％〜３５％の間のフェライトからなる微細構造を有し、
ここで焼戻しされたマルテンサイト、フレッシュマルテンサイト及びベイナイトの表面の割合の合計が５５％〜９２％の間に含まれている、
方法。
【請求項２】
アニーリングするステップと焼入れステップとの間に、少なくとも１０秒の時間にわたって、１０℃／秒未満の冷却速度で鋼板を６００℃以上の温度にゆっくり冷却するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
フェライトが、構造全体に対する面積の割合により、０％〜５％の間の二相域フェライト及び０％〜３５％の間の変態フェライトを含み、前記変態フェライトが、ゆっくり冷却するステップ中に形成される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
フェライトが、二相域フェライトからなる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
分配温度ＰＴへの加熱の直前に、焼入れされた鋼板が、５％〜３５％の間のフェライトと、少なくとも３％のオーステナイトと、少なくとも３０％のマルテンサイトとからなり、補完部分が下部ベイナイトからなる、構造を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記冷間圧延鋼板を用意するステップが、
前記鋼でできた鋼板を熱間圧延して、熱間圧延鋼板を得ること、
４００℃〜６５０℃の間に含まれる温度Ｔｃで前記熱間圧延鋼板をコイル化すること、
４００℃〜７００℃の間に含まれる温度ＴＨＢＡで熱処理を実施して、１２０秒〜１５時間の間の時間にわたって、前記鋼板が前記温度ＴＨＢＡで維持されること、
前記熱間圧延鋼板を冷間圧延して、前記冷間圧延鋼板を得ること
を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
熱処理が、５５０℃〜７００℃の間に含まれる温度ＴＨＢＡにおいて、熱間圧延及びコイル化された鋼板に実施されたバッチ式アニーリングであり、熱間圧延及びコイル化された鋼板が、５〜１５時間の間の時間にわたって前記温度ＴＨＢＡに維持される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
熱処理は、前記温度ＴＨＢＡが、６００℃〜７００℃の間に含まれ、鋼板が、１２０秒〜３６０秒の間の時間にわたって前記温度ＴＨＢＡに維持される、連続アニーリングである、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
鋼板が焼入れ温度ＱＴに焼入れされた後で、前記鋼板が分配温度ＰＴに加熱される前に、前記鋼板が、２秒〜８秒の間、好ましくは３秒〜７秒の間に含まれる保持時間にわたって焼入れ温度ＱＴに保持される、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
鋼の化学組成が、以下の条件：
Ｃ≧０．１７％、
Ｃ≦０．２１％、
Ｍｎ≦２．５％、
０．０１０％≦Ｎｂ、
Ｃｒ≦０．０５％又は
Ｃｒ≧０．１０％
のうちの少なくとも１つを満たす、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
鋼の化学組成が、Ｃ＋Ｓｉ／１０≦０．３０％及びＡｌ≧６（Ｃ＋Ｍｎ／１０）−２．５％であるような化学組成である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
鋼の化学組成が、０．２％≦Ｓｉ＜１．０％及び０．４％≦Ａｌ≦１．２％であるような化学組成である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
０．２％≦Ｓｉ≦０．８％及び０．７％≦Ａｌ≦１．２％である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
溶融めっきコーティングするステップが、亜鉛めっきするステップであり、又は、４８０℃〜５１５℃の間に含まれる合金化温度ＧＡＴによる合金化溶融亜鉛めっきするステップである、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記鋼板が、Ｚｎ又はＺｎ合金によってコーティングされる、請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
少なくとも２枚の鋼板の抵抗スポット溶接部を製造するための方法であって、
請求項１１及び１５に記載の方法によって第１の鋼板を製造すること、
Ｃ＋Ｓｉ／１０≦０．３０％及びＡｌ≧６（Ｃ＋Ｍｎ／１０）−２．５％であるような組成を有する第２の鋼板を用意すること、
前記第１の鋼板を前記第２の鋼板に抵抗スポット溶接すること
を含む、方法。
【請求項１７】
鋼の化学組成が、重量％により、
０．１５％≦Ｃ≦０．２３％、
２．０％≦Ｍｎ≦２．７％、
０≦Ｃｒ≦０．４０％、
０．２％≦Ｓｉ≦１．６％、
０．０２％≦Ａｌ≦１．２％、
０≦Ｎｂ≦０．０３５％、
０≦Ｍｏ≦０．１％
を含有し、ただし、Ｃ＋Ｍｎ／１０≧０．４２０％であり、Ｍｎ＋Ｃｒ≧２．２５％であり、１．０％≦Ｓｉ＋Ａｌ≦２．２％であり、残り部分が、Ｆｅ及び不可避的な不純物である、コーティングされた鋼板であって、
前記鋼板が、表面の割合により、
３％〜１５％の間の残留オーステナイト、
少なくとも３０％の焼戻しされたマルテンサイト、
最大で５％のフレッシュマルテンサイト、
最大で３５％のベイナイト、
５％〜３５％の間のフェライト
からなる微細構造を有し、
ここで焼戻しされたマルテンサイト、フレッシュマルテンサイト及びベイナイトの表面の割合の合計が５５％〜９２％の間に含まれている
、コーティングされた鋼板。
【請求項１８】
フェライトが、構造全体に対する面積の割合により、０％〜５％の間の二相域フェライト及び０％〜３５％の間の変態フェライトを含む、請求項１７に記載のコーティングされた鋼板。
【請求項１９】
フェライトが、二相域フェライトからなる、請求項１７に記載のコーティングされた鋼板。
【請求項２０】
残留オーステナイト中のＣ含量が、０．９％〜１．２％の間に含まれる、請求項１７から１９のいずれか一項に記載のコーティングされた鋼板。
【請求項２１】
少なくとも５００ＭＰａの降伏強度、少なくとも１１００ＭＰａの引張強度、ＩＳＯ規格６８９２−１に従った少なくとも１２％の全伸び、少なくとも１４２００ＭＰａ％の全伸びによる引張強度の結果ＴＳ×ＴＥ及びＩＳＯ１６６３０：２００９に従った少なくとも２５％の穴広げ率ＨＥＲを有する、請求項１７から２０のいずれか一項に記載のコーティングされた鋼板。
【請求項２２】
鋼の化学組成が、以下の条件：
Ｃ≧０．１７％、
Ｃ≦０．２１％、
Ｍｎ≦２．５％、
０．０１０％≦Ｎｂ、
Ｃｒ≦０．０５％又は
Ｃｒ≧０．１０％
のうちの少なくとも１つを満たす、請求項１７から２１のいずれか一項に記載のコーティングされた鋼板。
【請求項２３】
鋼の化学組成が、Ｃ＋Ｓｉ／１０≦０．３０％及びＡｌ≧６（Ｃ＋Ｍｎ／１０）−２．５％であるような化学組成である、請求項１７から２２のいずれか一項に記載のコーティングされた鋼板。
【請求項２４】
鋼の化学組成が、０．２％≦Ｓｉ＜１．０％及び０．４％≦Ａｌ≦１．２％であるような化学組成である、請求項２３に記載のコーティングされた鋼板。
【請求項２５】
０．２％≦Ｓｉ≦０．８％及び０．７％≦Ａｌ≦１．２％である、請求項２４に記載のコーティングされた鋼板。
【請求項２６】
鋼板が、Ｚｎ又はＺｎ合金によってコーティングされた、請求項２３から２５のいずれか一項に記載のコーティングされた鋼板。
【請求項２７】
鋼板の厚さが、０．７〜３ｍｍの間、好ましくは１〜２ｍｍの間に含まれる、請求項１７から２６のいずれか一項に記載のコーティングされた鋼板。
【請求項２８】
少なくとも２枚の鋼板の少なくとも１０個の抵抗スポット溶接部を含む溶接構造であって、第１の鋼板が、請求項２６によるものであり、第２の鋼板が、Ｃ＋Ｓｉ／１０≦０．３０％及びＡｌ≧６（Ｃ＋Ｍｎ／１０）−２．５％であるような組成を有し、抵抗スポット溶接部の割れの平均数が、６未満である、溶接構造。
【請求項２９】
第２の鋼板が、請求項２６によるものである、請求項２８に記載の溶接構造。
【請求項３０】
自動車の構造部品の製造のための、請求項１から１５のいずれか一項によって製造された鋼板又は請求項１７から２７のいずれか一項に記載の鋼板の使用。
【請求項３１】
自動車の構造部品の製造のための、請求項１６に記載の方法によって製造された抵抗スポット溶接部又は請求項２８又は２９に記載の溶接構造の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改善された延性及び成形加工性を有するコーティングされた高強度鋼板を製造するための方法並びにこの方法によって得られたコーティングされた鋼板に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のボディ用構造部材及びボディパネルの部品等の様々な設備を製造するために、ＤＰ（二相）鋼又はＴＲＩＰ（変態誘起塑性）鋼できた鋼板を使用することが通常である。
【０００３】
ベイナイト構造を有し、炭化物型析出物を不含であり、約０．２％のＣと、約２％のＭｎと、約１．７％のＳｉとを含有する残留オーステナイトを有し、約７５０ＭＰａの降伏強度、約９８０ＭＰａの引張強度、約８％の全伸びを有する、鋼を使用することも公知である。これらの鋼板は、連続アニーリングラインを用いて、Ａｃ３変態点より高いアニーリング温度からＭｓ変態点より高い保持温度に冷却し、所与の時間にわたって鋼板をこの温度に維持することによって、製造される。一部のこれらの板材は、亜鉛めっき又は合金化溶融亜鉛めっき等の金属コーティングによってコーティングされる。
【０００４】
世界的な環境保護の観点から燃費を改善するという目的で、自動車の重量を低減するためには、改善された降伏強度及び引張強度を有する鋼板を得ることが、望ましい。しかしながら、このような鋼板は、良好な延性及び良好な成形加工性、より厳密には良好な伸びフランジ性も有さなければならない。
【０００５】
この点に関して、少なくとも１１００ＭＰａの引張強度ＴＳ、少なくとも１２％、好ましくは少なくとも１３％の全伸びＴＥ、引張強度及び全伸びの結果が１４２００ＭＰａ％以上、並びに少なくとも２５％、好ましくは少なくとも３０％の穴広げ率ＨＥＲを有するコーティングされた鋼板をもたらすことが望ましい。引張強度ＴＳ及び全伸びＴＥは、２００９年１０月に公開されたＩＳＯ規格ＩＳＯ６８９２−１に従って測定される。測定法の差異のため、特に、使用された供試材の幾何形状の差異のため、ＩＳＯ規格に従った全伸びＴＥの値は、ＪＩＳ  Ｚ２２０１−０５規格に従って測定された全伸びの値と大きく異なり、特に、ＪＩＳ  Ｚ２２０１−０５規格に従った全伸びの値より低いことは、強調しなければならない。穴広げ率ＨＥＲは、ＩＳＯ規格１６６３０：２００９に従って測定される。測定法の差異のため、ＩＳＯ規格１６６３０：２００９に従った穴広げ率ＨＥＲの値は、ＪＦＳ  Ｔ１００１（日本鉄鋼連盟規格）に従った穴広げ率λの値と大きく異なり、比較することができない。
【０００６】
厚さが０．７〜３ｍｍの範囲、より好ましくは１〜２ｍｍの範囲である、上記機械的特性を有する鋼板を得ることも望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明は、上記機械的な特性を有するコーティングされた鋼板並びにこの鋼板を製造するための方法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】
【０００８】
この目的のために、本発明は、コーティングされた鋼板を製造するための方法であって、前記コーティングされた鋼板が、
少なくとも１１００ＭＰａの引張強度ＴＳ、ＩＳＯ規格６８９２−１に従った少なくとも１２％の全伸びＴＥ、少なくとも１４２００ＭＰａ％の全伸びによる引張強度の結果ＴＳ×ＴＥ、及びＩＳＯ規格１６６３０：２００９による少なくとも２５％の穴広げ率ＨＥＲを有し、以下の連続するステップ：
・冷間圧延鋼板を用意するステップであって、
・鋼の化学組成が、重量％により、
０．１５％≦Ｃ≦０．２３％、
２．０％≦Ｍｎ≦２．７％、
０≦Ｃｒ≦０．４０％、
０．２％≦Ｓｉ≦１．６％、
０．０２％≦Ａｌ≦１．２％、
０≦Ｎｂ≦０．０３５％、
０≦Ｍｏ≦０．１％
を含有し、ただし、Ｃ＋Ｍｎ／１０≧０．４２０％であり、Ｍｎ＋Ｃｒ≧２．２５％であり、１．０％≦Ｓｉ＋Ａｌ≦２．２％であり、残り部分が、Ｆｅ及び不可避的な不純物であるステップ、
・少なくとも６５％のオーステナイト及び最大３５％の二相域フェライトを含む構造を得るように、アニーリング温度ＴＡで前記鋼板をアニーリングするステップ、
・少なくとも６００℃の温度から、２０℃／秒〜５０℃／秒の間に含まれる冷却速度で、２００℃〜２７０℃の間の焼入れ温度ＱＴまで前記鋼板を焼入れするステップ、
・前記鋼板を４００℃〜４８０℃の間に含まれる分配温度ＰＴに加熱し、５０秒〜２５０秒の間に含まれる分配時間Ｐｔにわたって前記鋼板をこの分配温度ＰＴに維持するステップ、
・５１５℃未満の温度で前記鋼板を溶融めっきコーティングするステップ、
・前記コーティングされた鋼板を室温に冷却するステップ
を含み、
前記鋼板が、表面の割合により、
・３％〜１５％の間の残留オーステナイト、
・少なくとも３０％の焼戻しされたマルテンサイト、
・最大で５％のフレッシュマルテンサイト、
・最大で３５％のベイナイト、
・５％〜３５％の間のフェライトからなる微細構造を有し、
ここで焼戻しされたマルテンサイト、フレッシュマルテンサイト及びベイナイトの表面の割合の合計が５５％〜９２％の間に含まれている、方法に関する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】鋼の顕微鏡写真を示し、二相域フェライトは中間の灰色であるように見えるが、変態フェライトは炭素含量及びマンガン含量がより高いため、暗い灰色であるように見える。ＩＦは二相域フェライトを表し、ＴＦは変態フェライトを表し、ＦＭはフレッシュマルテンサイトを表し、ＲＡは残留オーステナイトを表す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
特定の実施形態によれば、本方法は、アニーリングするステップと焼入れするステップとの間に、少なくとも１０秒の時間にわたって１０℃／秒より低い冷却速度で鋼板を６００℃以上の温度にゆっくり冷却するステップを含む。
【００１１】
この実施形態によれば、フェライトは好ましくは、構造全体に対する面積の割合により、０％〜５％の間の二相域フェライト及び０％〜３５％の間の変態フェライトを含み、前記変態フェライトが、ゆっくり冷却するステップ中に形成される。
【００１２】
別の特定の実施形態によれば、フェライトは、二相域フェライトからなる。
【００１３】
好ましくは、分配温度ＰＴへの加熱の直前に、焼入れされた鋼板は、５％〜３５％の間のフェライト、少なくとも３％のオーステナイト、少なくとも３０％のマルテンサイトからなり、補完部分が下部ベイナイトからなる、構造を有する。
【００１４】
特定の実施形態によれば、前記冷間圧延鋼板を用意するステップは、
・前記鋼できた鋼板を熱間圧延して、熱間圧延鋼板を得ること、
・４００℃〜６５０℃の間に含まれる温度Ｔｃで前記熱間圧延鋼板をコイル化すること、
・１２０秒〜１５時間の間の時間にわたって、４００℃〜７００℃の間に含まれる前記温度ＴＨＢＡで熱処理を実施すること、
・前記熱間圧延鋼板を冷間圧延して、前記冷間圧延鋼板を得ること
を含む。
【００１５】
例えば、熱処理は、５５０℃〜７００℃の間に含まれる温度ＴＨＢＡにおいて、熱間圧延及びコイル化された鋼板に実施されたバッチ式アニーリングであり、熱間圧延及びコイル化された鋼板が、５〜１５時間の間の時間にわたって前記温度ＴＨＢＡに維持される。
【００１６】
別の例によれば、熱処理は、前記温度ＴＨＢＡが、６００℃〜７００℃の間に含まれ、鋼板が、１２０秒〜３６０秒の間の時間にわたって前記温度ＴＨＢＡに維持される、連続アニーリングである。
【００１７】
好ましくは、鋼板が焼入れ温度ＱＴに焼入れされた後で、鋼板が分配温度ＰＴに加熱される前に、鋼板は、２秒〜８秒の間、好ましくは３秒〜７秒の間に含まれる保持時間にわたって焼入れ温度ＱＴに保持される。
【００１８】
好ましくは、鋼の化学組成は、Ｃ≧０．１７％、Ｃ≦０．２１％、Ｍｎ≦２．５％、０．０１０％≦Ｎｂ、Ｃｒ≦０．０５％又はＣｒ≧０．１０％である条件のうちの少なくとも１つを満たす。
【００１９】
特定の実施形態によれば、鋼の化学組成は、Ｃ＋Ｓｉ／１０≦０．３０％及びＡｌ≧６（Ｃ＋Ｍｎ／１０）−２．５％であるような化学組成である。
【００２０】
この実施形態において、鋼の化学組成は、好ましくは、０．２％≦Ｓｉ＜１．０％及び０．４％≦Ａｌ≦１．２％であるような化学組成であり、さらに好ましくは、０．２％≦Ｓｉ≦０．８％及び０．７％≦Ａｌ≦１．２％であるような化学組成である。
【００２１】
一実施形態によれば、溶融めっきコーティングするステップは、亜鉛めっきするステップであり、又は、４８０℃〜５１５℃の間に含まれる合金化温度ＧＡＴによる合金化溶融亜鉛めっきするステップである。
【００２２】
例えば、冷間圧延鋼板は、Ｚｎ又はＺｎ合金によってコーティングされる。
【００２３】
本発明は、少なくとも２枚の鋼板の抵抗スポット溶接部を製造するための方法であって、
・鋼板がＺｎ又はＺｎ合金によってコーティングされており、Ｃ＋Ｓｉ／１０≦０．３０％及びＡｌ≧６（Ｃ＋Ｍｎ／１０）−２．５％であるような第１の鋼板を、本発明によって製造すること、
・Ｃ＋Ｓｉ／１０≦０．３０％及びＡｌ≧６（Ｃ＋Ｍｎ／１０）−２．５％であるような組成を有する第２の鋼板を用意すること、
・前記第１の鋼板を前記第２の鋼板に抵抗スポット溶接すること
を含む、方法にも関する。
【００２４】
本発明は、鋼の化学組成が、重量％により、
０．１５％≦Ｃ≦０．２３％、
２．０％≦Ｍｎ≦２．７％、
０≦Ｃｒ≦０．４０％、
０．２％≦Ｓｉ≦１．６％、
０．０２％≦Ａｌ≦１．２％、
０≦Ｎｂ≦０．０３５％、
０≦Ｍｏ≦０．１％
を含有し、ただし、Ｃ＋Ｍｎ／１０≧０．４２０％であり、Ｍｎ＋Ｃｒ≧２．２５％であり、１．０％≦Ｓｉ＋Ａｌ≦２．２％であり、残り部分が、Ｆｅ及び不可避的な不純物である、コーティングされた鋼板であって、
前記鋼板が、表面の割合により、
・３％〜１５％の間の残留オーステナイト、
・少なくとも３０％の焼戻しされたマルテンサイト、
・最大で５％のフレッシュマルテンサイト、
・最大で３５％のベイナイト、
・５％〜３５％の間のフェライト
からなる微細構造を有し、
ここで焼戻しされたマルテンサイト、フレッシュマルテンサイト及びベイナイトの表面の割合の合計が５５％〜９２％の間に含まれている、コーティングされた鋼板にも関する。
【００２５】
特定の実施形態によれば、フェライトは、構造全体に対する面積の割合により、０％〜５％の間の二相域フェライト及び０％〜３５％の間の変態フェライを含む。
【００２６】
別の特定の実施形態によれば、フェライトは、二相域フェライトからなる。
【００２７】
好ましくは、残留オーステナイト中のＣ含量は、０．９％〜１．２％の間に含まれる。
【００２８】
好ましくは、鋼板は、少なくとも５００ＭＰａの降伏強度、少なくとも１１００ＭＰａの引張強度、ＩＳＯ６８９２−１に従った少なくとも１２％の全伸び、少なくとも１４２００ＭＰａ％の全伸びによる引張強度の結果ＴＳ×ＴＥ及びＩＳＯ１６６３０：２００９に従った少なくとも２５％の穴広げ率ＨＥＲを有する。
【００２９】
好ましくは、鋼の化学組成は、以下の条件：
Ｃ≧０．１７％、
Ｃ≦０．２１％、
Ｍｎ≦２．５％、
０．０１０％≦Ｎｂ、
Ｃｒ≦０．０５％又は
Ｃｒ≧０．１０％
のうちの少なくとも１つを満たす。
【００３０】
特定の実施形態によれば、鋼の化学組成は、Ｃ＋Ｓｉ／１０≦０．３０％及びＡｌ≧６（Ｃ＋Ｍｎ／１０）−２．５％であるような化学組成である。
【００３１】
この実施形態において、鋼の化学組成は、好ましくは、０．２％≦Ｓｉ＜１．０％及び０．４％≦Ａｌ≦１．２％であるような化学組成であり、さらに好ましくは、０．２％≦Ｓｉ≦０．８％及び０．７％≦Ａｌ≦１．２％であるような化学組成である。
【００３２】
例えば、冷間圧延鋼板は、Ｚｎ又はＺｎ合金によってコーティングされる。
【００３３】
例えば、前記コーティングされた鋼板の厚さは、０．７〜３ｍｍの間、好ましくは１〜２ｍｍの間に含まれる。
【００３４】
本発明は、少なくとも２枚の鋼板の少なくとも１０個の抵抗スポット溶接部を含む溶接構造であって、第１の鋼板が、本発明によるものであり、Ｚｎ又はＺｎ合金によってコーティングされており、Ｃ＋Ｓｉ／１０≦０．３０％及びＡｌ≧６（Ｃ＋Ｍｎ／１０）−２．５％であるような鋼板であり、第２の鋼板が、Ｃ＋Ｓｉ／１０≦０．３０％及びＡｌ≧６（Ｃ＋Ｍｎ／１０）−２．５％であるような組成を有し、抵抗スポット溶接部１個当たりの割れの平均数が、６未満である、溶接構造にも関する。
【００３５】
好ましくは、第２の鋼板は、本発明によるものである。
【００３６】
本発明は、自動車の構造部品の製造のための、本発明によって製造された鋼板又は本発明による鋼板の使用にも関する。
【００３７】
本発明は、自動車の構造部品の製造のための、本発明による方法によって製造された抵抗スポット溶接部又は本発明による溶接構造の使用にも関する。
【００３８】
次に、添付図面を参照しながら本発明を詳細に記述するが、限定を導入することはない。
【００３９】
本発明による鋼の組成は、重量パーセントにより、次のものを含む。
【００４０】
・満足な強度を確保するため及び十分な伸びを得るために必要な残留オーステナイトの安定性を改善するための、０．１５％〜０．２３％の炭素。好ましくは、炭素含量は、０．１６％以上、さらに好ましくは０．１７％以上及び／又は０．２１％以下である。炭素含量が高すぎる場合、熱間圧延された鋼板が硬すぎて、冷間圧延することができず、溶接性が不十分である。炭素含量が０．１５％未満である場合、引張強度が１１００ＭＰａに到達しない。
【００４１】
・２．０％〜２．７％のマンガン。マンガン含量が２．０％より低い場合、鋼は、十分な硬化能を有さず、この結果、合計で少なくとも５５％のマルテンサイト及びベイナイトを含有する微細構造並びに１１００ＭＰａ超の引張強度が得られない。最大マンガン含量は、延性に関して有害な偏析の問題を伴わないように規定されている。好ましくは、マンガン含量は、２．５％以下である。
【００４２】
・０％〜０．４０％のクロム。Ｃｒは、硬化能を増大させるため、及び、分配中におけるオーステナイトの分解を大きく低減するという目的で残留オーステナイトを安定化するために、添加することが可能である。しかしながら、０．４０％超のクロムは、フランジ性に関して有害であり、Ｃｒ含量が０．４０％超である場合、２５％超のＨＥＲ比を得ることができない。一実施形態によれば、クロムは、使用されなくてもよく、クロムの含量は、０．０５％未満のままであってよく、０．０５％未満の含量は、不純物としてのＣｒの存在に対応する。Ｃｒが任意により添加される場合、Ｃｒの含量は、少なくとも０．１０％である。
【００４３】
さらに、１１００ＭＰａ超の引張強度及び／又はＩＳＯ６８９２−１に従った少なくとも１２％の全伸びを得るために、炭素及びマンガン含量は、（Ｃ＋Ｍｎ／１０）≧０．４２０％であるような含量であり、マンガン及びクロム含量は、（Ｍｎ＋Ｃｒ）≧２．２５％であるような含量である。（Ｃ＋Ｍｎ／１０）＜０．４２０及び／又は（Ｍｎ＋Ｃｒ）＜２．２５％である場合、１１００ＭＰａ超の引張強度及び／又は少なくとも１２％の全伸びは、達成されない。
【００４４】
・ケイ素含量とアルミニウム含量との合計が１．０％〜２．２％の間に含まれる、０．２％〜１．６％のケイ素及び０．０２％〜１．２％のアルミニウム。
【００４５】
特定の量のアルミニウムは、酸素と化合してＡｌ２Ｏ３となり、窒素と化合してＡｌＮになるが、この量は、Ｏ含量及びＮ含量に依存し、０．０２５％未満のままである。残り部分が存在する場合には、残り部分は化合しておらず、「遊離アルミニウム」として存する。
【００４６】
酸素と化合するアルミニウムは、液体段階における脱酸素から生じる。アルミニウムは、延性特性に関して有害であり、したがって、アルミニウムの含量は、可能な限り限定されなければならない。
【００４７】
窒素と化合するアルミニウムは、アニーリング中におけるオーステナイトグレインの成長を緩やかにする。窒素は、溶融製錬から生じた残留元素であり、鋼板中において０．０１０％未満である。
【００４８】
本発明者らは、Ｓｉ及び遊離Ａｌが、炭化物の形成を遅延させることによってオーステナイトを安定化することを発見した。この安定化は、部分的なマルテンサイト変態を達成するような温度で鋼板が冷却され、直ちに再加熱され、温度ＰＴに維持され、この間に、炭素がマルテンサイトからオーステナイトに再分配された場合、特に起きる。Ｓｉ及び遊離Ａｌ含量の追加分が十分な量である場合には、著しい炭化物の析出なしで炭素の再分配が起きる。この目的のために、Ｓｉ＋Ａｌは、重量により、１．０％超（ただし、２．２％未満）でなければならない。さらに、Ｓｉは、固溶強化をもたらし、穴広げ率を改善する。しかしながら、Ｓｉ含量は、コーティング加工性に関して有害となる、鋼板の表面における酸化ケイ素の形成を回避するために、１．６％に限定されなければならない。
【００４９】
さらに、本発明者らは、Ｓｉ／１０＞０．３０％−Ｃ（Ｓｉ及びＣが、重量百分率により表されている。）である場合には、ＬＭＥ（液体金属ぜい化現象）のため、ケイ素が、コーティングされた鋼板の抵抗スポット溶接に有害であり、特に、亜鉛めっきされた鋼板又は合金化溶融亜鉛めっきされた鋼板又は電気亜鉛めっきされた鋼板に有害であることを発見した。ＬＭＥの発生は、熱によって影響された区域と、溶接接合部の溶接金属との粒界に割れを発生させる。したがって、特に鋼板をコーティングすべき場合には、（Ｃ＋Ｓｉ／１０）は、０．３０％以下に維持されなければならない。
【００５０】
本発明者らは、ＬＭＥの発生を低減するためには、検討する組成の領域において、Ａｌ含量が、６（Ｃ＋Ｍｎ／１０）−２．５％以上でなければならないことも発見した。
【００５１】
したがって、第１の実施形態によれば、特にＬＭＥが出現しそうにない場合、Ａｌは、脱酸素するためにのみを添加され、又は任意選択的に、アニーリング中におけるオーステナイトグレインの成長を制御するためにも添加されるが、Ａｌの含量は、０．５％未満、例えば０．１％未満であるが、好ましくは、少なくとも０．０２０％である。この第１の実施形態によれば、Ｓｉ含量は、１．２％〜１．６％の間である。この実施形態において、（Ｃ＋Ｓｉ／１０）は、Ｃ含量に応じて、０．３０％より高くてもよく、又は０．３０％以下であってもよい。第２の実施形態によれば、特にＬＭＥの課題を考慮しなければならない場合、Ｃ及びＳｉ含量は、（Ｃ＋Ｓｉ／１０）≦０．３０％であるような含量でなければならない。したがって、Ａｌは、オーステナイトを安定化するという目的で、Ｓｉを少なくとも部分的に置きかえるために、より重要な量で添加される。この第２の実施形態において、Ａｌ含量は、Ａｌ≧６（Ｃ＋Ｍｎ／１０）−２．５％である場合、０．４％〜１．２％の間、好ましくは０．７％〜１．２％の間の間に含まれ、Ｓｉは、０．２％〜１．２％の間、好ましくは０．２％〜１．０％の間、さらに好ましくは０．２％〜０．８％の間に含まれる。Ａｌ含量は、アニーリングするステップにおいて鋼板のオーステナイト化を達成するために高温で加熱するときのコストの上昇を示唆する、Ａｃ３変態温度の上昇を防止するという目的で、１．２％に限定される。
【００５２】
・任意選択的に、熱間圧延中にオーステナイトグレインを純化するため及び最終的な熱処理中に析出強化をもたらすための、０．０１０％〜０．０３５％のニオブ。０．０１０％〜０．０３５％のＮｂ含量により、満足な降伏強度及び伸び、特に少なくとも５００ＭＰａの降伏強度を得ることができる。
【００５３】
・任意選択的に、最大０．１％のモリブデン。
【００５４】
残部は、鉄及び製鋼から生じた残留元素である。この点に関して、少なくともＮｉ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｖ、Ｂ、Ｓ、Ｐ及びＮは、不可避的な不純物である残留元素だと考えられる。したがって、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｖ、Ｂ、Ｓ、Ｐ及びＮの含量は、Ｎｉが０．０５％未満であり、Ｃｕが０．０３％であり、Ｖが０．００７％であり、Ｂが０．００１０％であり、Ｓが０．００３％であり、Ｐが０．０２％であり、Ｎが０．００７％である。Ｔｉ含量は、０．０５％に限定されるが、その理由は、このような値より高い場合、サイズが大きい炭窒化物が、主に液体段階において析出し、鋼板の成形加工性が低下し、１２％という全伸びの目標の達成がより困難になるためであり、２５％という穴広げ率ＨＥＲの目標は、達成が困難になる。
【００５５】
鋼板がＺｎ又はＺｎ合金によってコーティングされる場合、高温スポット溶接性は、ＬＭＥ現象（液体金属ぜい化）によって影響され得る。
【００５６】
この現象に対する特定の鋼の影響されやすさは、高温で実施される引張試験によって評価することができる。特に、この高温引張試験は、熱シミュレータＧｌｅｅｂｌｅ  ＲＰＩを使用して実施することが可能であり、このようなデバイス自体は、当技術分野において公知である。
【００５７】
「Ｇｌｅｅｂｌｅ  ＬＭＥ試験」を呼ばれるこの試験を、次のように記述する。
【００５８】
・０．７ｍｍ〜３ｍｍの厚さを有するコーティングされた鋼板の試料が、溶接区域の周囲の割れが起きる最小臨界変位を測定するために、高温引張試験に供される。試験対象の鋼板として切り出された試料は、長さが１０ｍｍで幅が１０ｍｍの較正済み区域及び長さが４０ｍｍで幅が３０ｍｍのヘッド部を有し、ヘッド部と較正済み部分との曲率の半径は、５ｍｍである。
【００５９】
・高温引張試験は、各試料を迅速に（１０００℃／秒）加熱し、所定の温度に試料を維持し、加熱された試料に所定の伸び又は変位を及ぼし、次いで、伸び又は変位が維持された状態で空気中において試料を冷却することによって、実施されているが、変位は、Ｇｌｅｅｂｌｅ  ＲＰＩシミュレータのグリッドの変位である。冷却後、ＬＭＥ割れが存在するか否かを判定するために、試料を観察する。少なくとも２ｍｍの少なくとも１個の割れが試料に形成された場合、試料が割れを有すると判定される。
【００６０】
・試験は、７００℃、７５０℃、８００℃、８５０℃、９００℃及び９５０℃等の複数の所定の温度において、０．５ｍｍ、０．７５ｍｍ、１ｍｍ、１．２５ｍｍ、１．５ｍｍ、１．７５ｍｍ及び２ｍｍ等の伸び又は変位を用いて実施される。伸び又は変位は、試料を保持しているＧｌｅｅｂｌｅシミュレータのアゴ部の伸び又は変位である。
【００６１】
・割れの発生の臨界変位が報告されており、最小臨界変位、すなわち、割れが発生する最小の変位は、検討された温度範囲に関して測定されている。
【００６２】
通常、最小臨界変位が７００℃〜８００℃の間の温度で１．５ｍｍ未満である場合は、抵抗スポット溶接したときにＬＭＥが発生する確率が高く、最小臨界変位が少なくとも１．５ｍｍである場合は、抵抗スポット溶接したときに数多くのＬＭＥ割れが観察される確率が低いと考えられている。
【００６３】
この点に関して、本発明者らは、本発明に対応する鋼又はこれらの鋼と同様の鋼において、鋼の組成が、（Ｃ＋Ｓｉ／１０）が０．３０％以下であり、Ａｌが６（Ｃ＋Ｍｎ／１０）−２．５％以上であるような組成である場合は、最小臨界変位が、少なくとも１．５ｍｍであることを発見した。（Ｃ＋Ｓｉ／１０）が０．３０％より高く、及び／又はＡｌが６（Ｃ＋Ｍｎ／１０）−２．５％より低い場合、最小臨界変位は、１．５ｍｍ未満、さらには１ｍｍ未満である。
【００６４】
コーティングされた鋼板のスポット溶接性を評価するための別の方法は、「ＬＭＥスポット溶接試験」であり、ＬＭＥスポット溶接試験は例えば、例えば車体等の抵抗スポット溶接によって組み立てられる部品を含む製品の工業的な製造において、重要な数の抵抗スポット溶接部の中に割れた溶接部がある確率を判定することができる。
【００６５】
この「ＬＭＥスポット溶接試験」は、抵抗スポット溶接に関する電極寿命試験から派生しており、この電極寿命試験においては、重なり合った３枚の鋼板、すなわち、試験しようとする鋼板及び亜鉛めっきされた低炭素鋼板、例えばＥＮ１０３４６に従ったＤＸ５４Ｄ＋Ｚでできた２枚の支持体型鋼板の上に、複数の抵抗スポット溶接部、例えば３０個の抵抗スポット溶接部が作製される。鋼板の厚さは、１．６ｍｍであり、抵抗スポット溶接部は、不均一な組立体に関するＩＳＯ規格１８２７８−２に従って作製される。パラメータは、
・電極先端の直径：８ｍｍ、
・溶接力：４．５ｋＮ、
・溶接時間：４０ｍｓの期間（冷却時間）を空けた１８０ｍｓの３回のパルス、
・保持時間：４００ｍｓ
である。
【００６６】
この試験においては、抵抗スポット溶接部における最終的な割れの発生を判定するために、試料を切断し、研磨する。次いで、抵抗スポット溶接部をピクリン酸によってエッチングしたら、観察した各抵抗スポット溶接部の割れの数及び各抵抗スポット溶接部の割れの長さの合計を判定するという目的で、顕微鏡によって、例えば２００倍の倍率で観察する。
【００６７】
それぞれ（Ｃ＋Ｓｉ／１０）≦０．３０％及び（Ｃ＋Ｓｉ／１０）＞０．３０％であるような組成を有する例に関しては、各抵抗スポット溶接部の割れの数の比率は、次のとおりである。
【００６８】
・（Ｃ＋Ｓｉ／１０）≦０．３０％：Ｇｌｅｅｂｌｅ  ＬＭＥ試験＞１．５ｍｍ。抵抗スポット溶接部のうちの少なくとも８０％が１０個未満の割れを有し、０％が２０個以上の割れを有する。
【００６９】
・（Ｃ＋Ｓｉ／１０）＞０．３０％：Ｇｌｅｅｂｌｅ  ＬＭＥ試験＜１．５ｍｍ。抵抗スポット溶接部のうちの４０％のみが１０個未満の割れを有し、３０％が２０個以上の割れを有する。
【００７０】
各抵抗スポット溶接部の割れの平均数を考慮した場合、結果は、次のとおりである。
【００７１】
・Ｃ＋Ｓｉ／１０≦０．３０％であるような組成に関しては、各抵抗スポット溶接部の割れの平均数は、６未満であり、
・Ｃ＋Ｓｉ／１０＞０．３０％であるような組成に関しては、各抵抗スポット溶接部の割れの平均数は、６より高い。
【００７２】
２〜５ｍｍの間の厚さを有する熱間圧延された鋼板は、上記本発明の鋼組成から公知の方法によって製造することができる。一例として、圧延前の再加熱温度は、１２００℃〜１２８０℃の間に含まれ得、好ましくは約１２５０℃、仕上げ圧延温度は、好ましくはＡｒ３〜９５０℃の間に含まれ、コイル化は、好ましくは４００℃〜６５０℃の間に含まれる温度で実施される。好ましくは、（Ｃ＋Ｓｉ／１０）≦０．３０％である場合、コイル化温度は、４５０℃〜５５０℃の間に含まれる。
【００７３】
コイル化した後、鋼板は、フェライト−パーライト構造又はフェライト−パーライト−ベイナイト構造を有する。
【００７４】
コイル化した後、鋼板は任意選択的に、鋼板の硬度を低減し、したがって、熱間圧延及びコイル化された鋼板の冷間圧延性を改善するために、熱処理され、例えば、バッチ式アニーリング又は連続アニーリングされる。
【００７５】
例えば、熱間圧延及びコイル化された鋼板は、４００℃〜７００℃の間の温度で熱処理され、１２０秒〜１５時間の間の時間にわたってバッチ式アニーリング温度ＴＨＢＡに維持される。
【００７６】
一実施形態によれば、熱処理は、５５０℃〜７００℃の間に含まれるバッチ式アニーリング温度ＴＨＢＡにおいて、熱間圧延及びコイル化された鋼板に実施されたバッチ式アニーリングであり、熱間圧延及びコイル化された鋼板が、５〜１５時間の間の時間にわたって温度ＴＨＢＡに維持される。
【００７７】
別の実施形態によれば、鋼板が、アニーリング温度ＴＨＢＡが６００℃〜７００℃の間に含まれるように、継続的にアニーリングされ、鋼板が、１２０秒〜３６０秒の間の時間にわたって前記温度ＴＨＢＡに維持される。
【００７８】
鋼板を酸洗いし、冷間圧延して、０．７ｍｍ〜３ｍｍの間の厚さ、例えば１ｍｍ〜２ｍｍの範囲の厚さを有する冷間圧延された鋼板を得ることができる。
【００７９】
次いで、鋼板は、連続アニーリング及びコーティングラインによって熱処理される。
【００８０】
熱処理は、次のステップを含む。
【００８１】
・アニーリングするステップが終了したときに、鋼が、少なくとも６５％で最大１００％のオーステナイト及び０％〜３５％の二相域フェライトを含む構造を有するように、アニーリング温度ＴＡで鋼板をアニーリングするステップ。当業者は、膨張率測定試験又は半経験的な式からアニーリング温度ＴＡをどのように判定するかを知っている。好ましくは、アニーリング温度ＴＡは、オーステナイトグレインの粗大化を限定するために、最大でＡｃ３＋２０℃であり、Ａｃ３は、加熱するステップ中における、オーステナイトへの変態の終了温度を表す。さらに好ましくは、アニーリング温度ＴＡは、最大でＡｃ３である。鋼板は、好ましくは３０秒超であるが３００秒超である必要はないアニーリング時間ｔＡにわたって、アニーリング温度に維持され、すなわち、ＴＡ−５℃〜ＴＡ＋１０℃の間に維持される。
【００８２】
・任意選択的に、パーライト又はベイナイトの形成を伴うことなく、５％〜３５％の間に含まれる合計でのフェライトの割合（二相域フェライト＋変態フェライト）を得るように、１０℃／秒より低い、好ましくは５℃／秒より低い冷却速度でアニーリング温度ＴＡから冷却停止温度に鋼板をゆっくり冷却するステップ。このゆっくり冷却するステップは、特にアニーリングするステップの後における二相域フェライトの割合が５％より低い場合において、フェライトを形成することを目的とする。この場合、ゆっくりした冷却中に形成されたフェライトの割合は、ＩＦが二相域フェライトの割合であるとき、５％−ＩＦ以上で３５％−ＩＦ以下である。二相域フェライトの割合が少なくとも５％である場合、ゆっくりした冷却は、任意選択的なものである。いずれの場合であっても、ゆっくりした冷却中に形成されたフェライトの割合は、３５％−ＩＦ以下であり、この結果、合計でのフェライトの割合は、最大で３５％のままである。冷却停止温度は、７５０℃〜６００℃の間に含まれる。実際、７５０℃超の冷却停止温度は、十分なフェライトを形成することができないが、６００℃未満の冷却停止温度は、ベイナイトの形成を起こすことができる。ゆっくり冷却することは、好ましくは、１０秒〜４０秒の間に含まれる冷却時間中に実施される。「変態フェライト」とさらに呼ばれている、ゆっくり冷却するステップ中に形成され得るフェライトは、アニーリングするステップが終了したときに構造中に残留している二相域フェライトと異なる。特に、変態フェライトとは著しく異なり、二相域フェライトは多角形である。加えて、変態フェライトは、炭素及びマンガンに富んでおり、すなわち、二相域フェライトの炭素含量及びマンガン含量より高い炭素含量及びマンガン含量を有する。したがって、二相域フェライトと変態フェライトは、メタ重亜硫酸ナトリウムによってエッチングした後に、二次電子を使用したＦＥＧ−ＴＥＭ顕微鏡による顕微鏡写真を観察することによって識別できる。添付の図面に提示のように、顕微鏡写真においては、二相域フェライトは、中間の灰色であるように見えるが、変態フェライトは、炭素含量及びマンガン含量がより高いため、暗い灰色であるように見える。図面においては、ＩＦは二相域フェライトを表し、ＴＦは変態フェライトを表し、ＦＭはフレッシュマルテンサイトを表し、ＲＡは残留オーステナイトを表す。鋼に関する特定の各組成に関しては、当業者は、所望の変態フェライトの割合を得るのに適したゆっくりした冷却の条件をどのように正確に判定するかを知っている。変態フェライトの形成により、最終的な構造中におけるフェライトの面積の割合をより精確に制御することができ、この結果、本方法のロバスト性がもたらされる。
【００８３】
・アニーリングするステップ又はゆっくり冷却するステップの直後に、上部ベイナイト及び粒状ベイナイトの形成を回避しながらマルテンサイト及び下部ベイナイトを本質的に形成するのに十分なほど速い冷却速度において、少なくとも６００℃の温度から、アニーリング及びゆっくりした冷却の後に残留しているオーステナイトのＭｓ変態点より低い焼入れ温度ＱＴに冷却することによって、鋼板を焼入れする。冷却速度は、好ましくは、２０℃／秒〜１００℃／秒の間に含まれる。鋼に関する特定の各組成及び各構造に関しては、当業者は、アニーリング及びゆっくりした冷却の後に残留しているオーステナイトのＭｓ変態点をどのように判定するかを知っている。当業者は、焼入れの直後に、合計で５％〜３５％の間の二相域フェライト及び変態フェライト、少なくとも３％のオーステナイト並びに少なくとも３０％のマルテンサイトからなり、存在する場合は補完部分が、下部ベイナイトからなる、望ましい構造を得るために適合された焼入れ温度をどのように判定するかも知っている。一般に、焼入れ温度ＱＴは、２００℃〜２７０℃の間である。焼入れ温度ＱＴが２００℃より低い場合、最終的な構造中における焼戻しされた（又は分配された）マルテンサイトの割合が高すぎて、３％超の十分な量の残留オーステナイトを安定化することができず、この結果、ＩＳＯ規格ＩＳＯ６８９２−１に従って測定された全伸びが１２％に到達しない。さらに、焼入れ温度ＱＴが２７０℃より高い場合、焼戻しされたマルテンサイトの割合が低すぎて、所望の引張強度を得ることができない。好ましくは、焼入れ温度ＱＴは、２００℃〜２５０℃の間に含まれる。
【００８４】
・任意選択的に、２秒〜８秒の間、好ましくは３秒〜７秒の間に含まれる保持時間にわたって、焼入れされた鋼板を焼入れ温度ＱＴに保持するステップ。
【００８５】
・焼入れ温度から４００℃〜４８０℃の間に含まれる、好ましくは４４０℃〜４７０℃の間に含まれる分配温度ＰＴに鋼板を再加熱するステップ。再加熱が誘導加熱によって実施される場合、再加熱速度は高くてもよく、例えば６〜１３℃／秒の間であってよい。分配温度ＰＴが４８０℃より高い又は４００℃より低い場合、最終的な製品の伸びは、満足ではない。
【００８６】
・５０秒〜２５０秒の間、好ましくは５０秒〜２００秒の間に含まれる分配時間Ｐｔにわたって鋼板を分配温度ＰＴに維持するステップ。この分配するステップ中に、炭素が分配され、すなわち、マルテンサイトからオーステナイト中に拡散し、この結果、オーステナイトが高濃度化される。
【００８７】
・鋼板を溶融めっきコーティングするステップ。溶融めっきコーティングは、例えば、亜鉛めっきであってよい。鋼板が亜鉛めっきされる場合、亜鉛めっきは、通常の条件によって実施される。本発明による鋼板は、４８０℃〜５１５℃の間に含まれる、例えば４８０℃〜５００℃の間に含まれる合金化温度ＧＡＴにおいて、亜鉛めっきして、鋼をＺｎ浴中に浸した後で実施されるＦｅとの相互拡散によってＺｎコーティングを合金化溶融亜鉛めっきすることができる。合金化溶融亜鉛めっき温度が５１５℃より高い場合、ＩＳＯ６８９２−１に従った全伸びは、１２％未満に低下する。本発明による鋼は、Ｚｎによって亜鉛めっきすることもできるし、又は、亜鉛−マグネシウム若しくは亜鉛−マグネシウム−アルミニウムのようなＺｎ合金によって亜鉛めっきすることもできる。しかしながら、コーティング中に鋼板が到達する温度が５０１℃未満のままであることを条件にして、すべての金属溶融めっきコーティングが可能である。
【００８８】
・好ましくは１０℃／秒より高い冷却速度、例えば１０℃／秒〜２０℃／秒の間に含まれる冷却速度で鋼板を室温に冷却するステップ。
【００８９】
この熱処理により、すなわち、分配及び室温への冷却後に、
・３％〜１５％の間に含まれる表面の割合を有する残留オーステナイト、
・少なくとも３０％の表面の割合を有する焼戻しされたマルテンサイト、
・最大で５％の表面の割合を有するフレッシュマルテンサイト、
・最大で３５％の表面の割合を有するベイナイト（該ベイナイトが下部ベイナイトを含み、例えば下部ベイナイトからなる）、
・５％〜３５％の間のフェライト、
からなる最終的な構造を得ることができる。
ここで、焼戻しされたマルテンサイト、フレッシュマルテンサイト及びベイナイトの表面の割合の合計が、５５％〜９２％の間に含まれている。
フェライトは、二相域フェライト及び変態フェライトの合計の表面の割合が５％〜３５％の間に含まれるように、構造全体に対して、０％（０％を含める。）〜３５％の間の二相域フェライト及び０％（０％を含める。）〜３５％の間の変態フェライトを含む。例えば、フェライトは、二相域フェライトからなる。別の例によれば、フェライトは、構造全体に対して、０％〜５％の二相域フェライト及び０％（０％を含めない。）〜３５％の変態フェライトを含む。
【００９０】
５％〜３５％の間のフェライトの表面の割合と相まって、少なくとも３％の残留オーステナイトの割合により、ＩＳＯ６８９２−１に従った少なくとも１２％の全伸びを得ることができる。
【００９１】
さらに、この処理により、少なくとも０．９％、好ましくはさらには少なくとも１．０％、最大１．２％である、残留オーステナイト中におけるＣ含量の増大を達成することができる。
【００９２】
マルテンサイトは、フレッシュマルテンサイト及び焼戻しされたマルテンサイトを含む。
【００９３】
分配されたマルテンサイトである焼戻しされたマルテンサイトは、最大で０．４５％のＣ含量を有するが、この含量は、分配するステップ中におけるオーステナイトからマルテンサイトへの炭素の分配から生じる。フレッシュマルテンサイトは、高濃度化されたオーステナイトが、分配するステップの後にマルテンサイトに変態することによって生じたものであり、少なくとも０．９％、一般に最大１．２％のＣ含量を有する。構造中におけるフレッシュマルテンサイトの割合は、５％以下である。実際、５％より高いフレッシュマルテンサイトの割合は、ＩＳＯ１６６３０：２００９に従って２５％より低い穴広げ率ＨＥＲをもたらすであろう。
【００９４】
この熱処理を用いた場合、少なくとも５００ＭＰａの降伏強度ＹＳ、少なくとも１１００ＭＰａの引張強度ＴＳ、少なくとも１４２００ＭＰａ％の結果ＴＳ×ＴＥになり、さらには１６０００ＭＰａ％より高くなるようなＩＳＯ  ６８９２−１に従った少なくとも１２％の全伸びＴＥ、さらには１３％より高い全伸びＴＥ及びＩＳＯ規格１６６３０：２００９に従った少なくとも２５％、さらには少なくとも３０％の穴広げ率ＨＥＲを有する鋼板を、得ることができる。
【実施例】
【００９５】
例及び比較として、表Ｉによる鋼組成物でできた鋼板が製造されており、元素は、重量により表されている。
【００９６】
この表において、「ｒｅｓ．」は、元素が残留元素としてのみ存在すること、及び、任意によるこの元素の添加が行われなかったことを意味する。
【００９７】
【表１】
2019505693.tif 000002
【００９８】
鋼板を熱間圧延し、次いで、５４０℃又は４５０℃でコイル化した。鋼板を酸洗いし、冷間圧延して、１．２ｍｍの厚さを有する板材を得、アニーリングし、焼入れし、分配し、４６０℃で亜鉛めっきし、室温に冷却した。ゆっくり冷却することは、実施されなかった。酸洗い及び冷間圧延の後、一部の鋼板をバッチ式アニーリングした。
【００９９】
処理の条件は、表ＩＩに報告されている。
【０１００】
この表において、Ｔｃｏｉｌは、コイル化温度であり、ＴＨＢＡは、バッチ式アニーリング温度であり、ｔＨＢＡは、バッチ式アニーリング時間であり、ＴＡは、アニーリング温度であり、ｔＡは、アニーリング時間であり、ＱＴは、焼入れ温度であり、ＰＴは、分配温度であり、Ｐｔは、分配時間である。Ａｃ１及びＡｃ３等の変態温度もまた、表ＩＩに報告されている。Ａｃ１及びＡｃ３は、Ｔｈｅｒｍｏｃａｌｃ（Ｒ）を使用して計算された。
【０１０１】
機械的特性は、圧延方向に対する横方向に向かって測定される。当技術分野において周知のように、このような強度鋼の場合、延性レベルは、横方向に比べて圧延方向の方がわずかに良好である。
【０１０２】
測定された特性は、規格ＩＳＯ１６６３０：２００９に従って測定された穴広げ率ＨＥＲ、降伏強度ＹＳ、引張応力ＴＳ、一様伸びＵＥ及び全伸びＴＥである。降伏強度ＹＳ、引張応力ＴＳ、一様伸びＵＥ及び全伸びＴＥは、２００９年１０月に公開されたＩＳＯ規格ＩＳＯ６８９２−１に従って測定された。微細構造は、表ＩＩＩに報告されており、機械的特性は、表ＩＶに報告されている。
【０１０３】
【表２】
2019505693.tif 000003
【０１０４】
表ＩＩＩにおいて、ＴＭは、焼戻しされたマルテンサイトの表面の割合であり、ＦＭは、フレッシュマルテンサイトの表面の割合であり、Ｂは、ベイナイトの表面の割合であり、ＩＦは、二相域フェライトの表面の割合であり、Ｆは、フェライト（二相域フェライト＋変態フェライト）の合計での表面の割合である。
【０１０５】
【表３】
2019505693.tif 000004
【０１０６】
これらの例は、本発明による方法を用いた場合、少なくとも１１００ＭＰａの引張強度ＴＳ及びＩＳＯ６８９２−１に従った少なくとも１２％、さらには少なくとも１３％の全伸びＴＥを有する鋼板は、結果ＴＳ×ＴＥが１４２００ＭＰａ％より高く、得ることができることを示している。これらの鋼板は、少なくとも５００ＭＰａの降伏強度、少なくとも８％、一般に９％超の一様伸び及びＩＳＯ１６６３０：２００９に従った少なくとも２５％、さらには大抵の場合３０％超の穴広げ率ＨＥＲも有する。
【０１０７】
例Ａ及びＢは、Ｃ及びＭｎ含量が、Ｃ＋Ｍｎ／１０＜０．４２０％であるような含量である場合、所望の構造が得られず、得られた引張強度及び／又は全伸びが満足ではないことを示している。
【０１０８】
例Ｃは、Ｍｎ＋Ｃｒ＜２．２５％である場合、マルテンサイト及びベイナイトの割合の合計が低すぎ、この結果、少なくとも１１００ＭＰａの引張強度が得られないことを示している。
【０１０９】
【表４】
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【０１１０】
スポット溶接性に関しては、本発明による鋼板は、組成がＣ＋Ｓｉ／１０≦０．３０％及びＡｌ≧６（Ｃ＋Ｍｎ／１０）−２．５％であるような組成の場合、ＬＭＥによる影響されにくい。これは、このような鋼を用いた場合、車体等の抵抗スポット溶接部を含む構造を製造することが可能であり、このとき、抵抗スポット溶接部の割れの数の確率は、平均値が、抵抗スポット溶接部１個当たり６個未満の割れであり、１０個未満の割れを有する確率が、９８％であるような確率であることを意味する。
【０１１１】
特に、抵抗スポット溶接部を含む少なくとも２枚の鋼板の溶接構造は、Ｚｎ又はＺｎ合金によってコーティングされており、Ｃ＋Ｓｉ／１０≦０．３０％及びＡｌ≧６（Ｃ＋Ｍｎ／１０）−２．５％であるような第１の鋼板を、本発明による方法によって製造し、Ｃ＋Ｓｉ／１０≦０．３０％及びＡｌ≧６（Ｃ＋Ｍｎ／１０）−２．５％であるような組成を有する第２の鋼板を用意し、第１の鋼板を第２の鋼板に抵抗スポット溶接することによって、製造することができる。第２の鋼板は例えば、本発明による方法によって製造し、Ｚｎ又はＺｎ合金によってコーティングすることができる。
【０１１２】
したがって、ＬＭＥによる影響されにくい溶接構造が得られる。例えば、少なくとも１０個の抵抗スポット溶接部を含むこのような溶接構造の場合、抵抗スポット溶接部１個当たりの割れの平均数は、６未満である。
【０１１３】
任意選択的に本発明による抵抗スポット溶接によって溶接された鋼板は、製作工程中における高い成形加工性をもたらし、衝突したときには高エネルギーを吸収するものであるため、自動車の構造部品の製造のために有利に使用される。本発明による抵抗スポット溶接部は、溶接区域の位置で最終的に生じる割れの開始及び伝搬が大幅に低減されるため、自動車の構造部品の製造のためにも有利に使用される。
【図１】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年8月21日(2018.8.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーティングされた鋼板を製造するための方法であって、前記コーティングされた鋼板が、少なくとも１１００ＭＰａの引張強度ＴＳ、ＩＳＯ規格６８９２−１に従った少なくとも１２％の全伸びＴＥ、少なくとも１４２００ＭＰａ％の全伸びによる引張強度の結果ＴＳ×ＴＥ及びＩＳＯ規格１６６３０：２００９による少なくとも２５％の穴広げ率ＨＥＲを有し、であって、以下の連続ステップ：
冷間圧延鋼板を用意するステップであって、鋼の化学組成が、重量％により、
０．１５％≦Ｃ≦０．２３％、
２．０％≦Ｍｎ≦２．７％、
０≦Ｃｒ≦０．４０％、
０．２％≦Ｓｉ≦１．６％、
０．０２％≦Ａｌ≦１．２％、
０≦Ｎｂ≦０．０３５％、
０≦Ｍｏ≦０．１％
を含有し、ただし、Ｃ＋Ｍｎ／１０≧０．４２０％であり、Ｍｎ＋Ｃｒ≧２．２５％であり、１．０％≦Ｓｉ＋Ａｌ≦２．２％であり、残り部分が、Ｆｅ及び不可避的な不純物であるステップ、
少なくとも６５％のオーステナイト及び最大で３５％の二相域フェライトを含む構造を得るように、アニーリング温度ＴＡで前記鋼板をアニーリングするステップ、
少なくとも６００℃の温度から、２０℃／秒〜５０℃／秒の間に含まれる冷却速度で、２００℃〜２７０℃の間の焼入れ温度ＱＴまで前記鋼板を焼入れするステップ、
前記鋼板を４００℃〜４８０℃の間に含まれる分配温度ＰＴに加熱し、５０秒〜２５０秒の間に含まれる分配時間Ｐｔにわたって前記鋼板をこの分配温度ＰＴに維持するステップ、
５１５℃未満の温度で前記鋼板を溶融めっきコーティングするステップ、
前記コーティングされた鋼板を室温に冷却するステップ
を含み、
前記鋼板が、表面の割合により、
３％〜１５％の間の残留オーステナイト、
少なくとも３０％の焼戻しされたマルテンサイト、
最大で５％のフレッシュマルテンサイト、
最大で３５％のベイナイト、
５％〜３５％の間のフェライトからなる微細構造を有し、
ここで焼戻しされたマルテンサイト、フレッシュマルテンサイト及びベイナイトの表面の割合の合計が５５％〜９２％の間に含まれている、
方法。
【請求項２】
アニーリングするステップと焼入れステップとの間に、少なくとも１０秒の時間にわたって、１０℃／秒未満の冷却速度で鋼板を６００℃以上の温度にゆっくり冷却するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
フェライトが、構造全体に対する面積の割合により、０％〜５％の間の二相域フェライト及び０％〜３５％の間の変態フェライトを含み、前記変態フェライトが、ゆっくり冷却するステップ中に形成される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
フェライトが、二相域フェライトからなる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
分配温度ＰＴへの加熱の直前に、焼入れされた鋼板が、５％〜３５％の間のフェライトと、少なくとも３％のオーステナイトと、少なくとも３０％のマルテンサイトとからなり、補完部分が下部ベイナイトからなる、構造を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記冷間圧延鋼板を用意するステップが、
前記鋼でできた鋼板を熱間圧延して、熱間圧延鋼板を得ること、
４００℃〜６５０℃の間に含まれる温度Ｔｃで前記熱間圧延鋼板をコイル化すること、
４００℃〜７００℃の間に含まれる温度ＴＨＢＡで熱処理を実施して、１２０秒〜１５時間の間の時間にわたって、前記鋼板が前記温度ＴＨＢＡで維持されること、
前記熱間圧延鋼板を冷間圧延して、前記冷間圧延鋼板を得ること
を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
熱処理が、５５０℃〜７００℃の間に含まれる温度ＴＨＢＡにおいて、熱間圧延及びコイル化された鋼板に実施されたバッチ式アニーリングであり、熱間圧延及びコイル化された鋼板が、５〜１５時間の間の時間にわたって前記温度ＴＨＢＡに維持される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
熱処理は、前記温度ＴＨＢＡが、６００℃〜７００℃の間に含まれ、鋼板が、１２０秒〜３６０秒の間の時間にわたって前記温度ＴＨＢＡに維持される、連続アニーリングである、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
鋼板が焼入れ温度ＱＴに焼入れされた後で、前記鋼板が分配温度ＰＴに加熱される前に、前記鋼板が、２秒〜８秒の間に含まれる保持時間にわたって焼入れ温度ＱＴに保持される、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
鋼の化学組成が、以下の条件：
Ｃ≧０．１７％、
Ｃ≦０．２１％、
Ｍｎ≦２．５％、
０．０１０％≦Ｎｂ、
Ｃｒ≦０．０５％又は
Ｃｒ≧０．１０％
のうちの少なくとも１つを満たす、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
鋼の化学組成が、Ｃ＋Ｓｉ／１０≦０．３０％及びＡｌ≧６（Ｃ＋Ｍｎ／１０）−２．５％であるような化学組成である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
鋼の化学組成が、０．２％≦Ｓｉ＜１．０％及び０．４％≦Ａｌ≦１．２％であるような化学組成である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
０．２％≦Ｓｉ≦０．８％及び０．７％≦Ａｌ≦１．２％である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
溶融めっきコーティングするステップが、亜鉛めっきするステップであり、又は、４８０℃〜５１５℃の間に含まれる合金化温度ＧＡＴによる合金化溶融亜鉛めっきするステップである、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記鋼板が、Ｚｎ又はＺｎ合金によってコーティングされる、請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
少なくとも２枚の鋼板の抵抗スポット溶接部を製造するための方法であって、
請求項１１及び１５に記載の方法によって第１の鋼板を製造すること、
Ｃ＋Ｓｉ／１０≦０．３０％及びＡｌ≧６（Ｃ＋Ｍｎ／１０）−２．５％であるような組成を有する第２の鋼板を用意すること、
前記第１の鋼板を前記第２の鋼板に抵抗スポット溶接すること
を含む、方法。
【請求項１７】
鋼の化学組成が、重量％により、
０．１５％≦Ｃ≦０．２３％、
２．０％≦Ｍｎ≦２．７％、
０≦Ｃｒ≦０．４０％、
０．２％≦Ｓｉ≦１．６％、
０．０２％≦Ａｌ≦１．２％、
０≦Ｎｂ≦０．０３５％、
０≦Ｍｏ≦０．１％
を含有し、ただし、Ｃ＋Ｍｎ／１０≧０．４２０％であり、Ｍｎ＋Ｃｒ≧２．２５％であり、１．０％≦Ｓｉ＋Ａｌ≦２．２％であり、残り部分が、Ｆｅ及び不可避的な不純物である、コーティングされた鋼板であって、
前記鋼板が、表面の割合により、
３％〜１５％の間の残留オーステナイト、
少なくとも３０％の焼戻しされたマルテンサイト、
最大で５％のフレッシュマルテンサイト、
最大で３５％のベイナイト、
５％〜３５％の間のフェライト
からなる微細構造を有し、
ここで焼戻しされたマルテンサイト、フレッシュマルテンサイト及びベイナイトの表面の割合の合計が５５％〜９２％の間に含まれている
、コーティングされた鋼板。
【請求項１８】
フェライトが、構造全体に対する面積の割合により、０％〜５％の間の二相域フェライト及び０％〜３５％の間の変態フェライトを含む、請求項１７に記載のコーティングされた鋼板。
【請求項１９】
フェライトが、二相域フェライトからなる、請求項１７に記載のコーティングされた鋼板。
【請求項２０】
残留オーステナイト中のＣ含量が、０．９％〜１．２％の間に含まれる、請求項１７から１９のいずれか一項に記載のコーティングされた鋼板。
【請求項２１】
少なくとも５００ＭＰａの降伏強度、少なくとも１１００ＭＰａの引張強度、ＩＳＯ規格６８９２−１に従った少なくとも１２％の全伸び、少なくとも１４２００ＭＰａ％の全伸びによる引張強度の結果ＴＳ×ＴＥ及びＩＳＯ１６６３０：２００９に従った少なくとも２５％の穴広げ率ＨＥＲを有する、請求項１７から２０のいずれか一項に記載のコーティングされた鋼板。
【請求項２２】
鋼の化学組成が、以下の条件：
Ｃ≧０．１７％、
Ｃ≦０．２１％、
Ｍｎ≦２．５％、
０．０１０％≦Ｎｂ、
Ｃｒ≦０．０５％又は
Ｃｒ≧０．１０％
のうちの少なくとも１つを満たす、請求項１７から２１のいずれか一項に記載のコーティングされた鋼板。
【請求項２３】
鋼の化学組成が、Ｃ＋Ｓｉ／１０≦０．３０％及びＡｌ≧６（Ｃ＋Ｍｎ／１０）−２．５％であるような化学組成である、請求項１７から２２のいずれか一項に記載のコーティングされた鋼板。
【請求項２４】
鋼の化学組成が、０．２％≦Ｓｉ＜１．０％及び０．４％≦Ａｌ≦１．２％であるような化学組成である、請求項２３に記載のコーティングされた鋼板。
【請求項２５】
０．２％≦Ｓｉ≦０．８％及び０．７％≦Ａｌ≦１．２％である、請求項２４に記載のコーティングされた鋼板。
【請求項２６】
鋼板が、Ｚｎ又はＺｎ合金によってコーティングされた、請求項２３から２５のいずれか一項に記載のコーティングされた鋼板。
【請求項２７】
鋼板の厚さが、０．７〜３ｍｍの間に含まれる、請求項１７から２６のいずれか一項に記載のコーティングされた鋼板。
【請求項２８】
少なくとも２枚の鋼板の少なくとも１０個の抵抗スポット溶接部を含む溶接構造であって、第１の鋼板が、請求項２６によるものであり、第２の鋼板が、Ｃ＋Ｓｉ／１０≦０．３０％及びＡｌ≧６（Ｃ＋Ｍｎ／１０）−２．５％であるような組成を有し、抵抗スポット溶接部の割れの平均数が、６未満である、溶接構造。
【請求項２９】
第２の鋼板が、請求項２６によるものである、請求項２８に記載の溶接構造。
【請求項３０】
自動車の構造部品の製造のための、請求項１７から２７のいずれか一項に記載のコーティングされた鋼板の使用。
【請求項３１】
自動車の構造部品の製造のための、請求項２８又は２９に記載の溶接構造の使用。
【国際調査報告】
2019505693.tif 000007
2019505693.tif 000008
2019505693.tif 000009