(57)【要約】      （修正有）【課題】Ｍｏなどの大量の高価な元素を含まず、加えて引張強度の内部ばらつきがほとんどなく、優れた溶接性を示す熱間形成性空気焼き入れ性高強度鋼板を提供する。【解決手段】鋼板は、ｗｔ％で、０．０４≦Ｃ≦０．３０、０．５≦Ｍｎ≦４、０≦Ｃｒ≦４、２．７≦Ｍｎ＋Ｃｒ≦５、０．００３≦Ｎｂ≦０．１、０．０１５≦Ａ１≦０．１および０．０５≦Ｓｉ≦１．０を含み、オーステナイト化後の熱間形成板を冷却速度に敏感でなくし、工程間の時間遅延および最終冷却／焼き入れと無関係に部品の８００から１４００ＭＰａの範囲の引張強度の均一な分布を確保する要素を有する。この結果、形成部品は金型内、または空気中で冷却することができる。Ｎｂの添加によって、所定の引張強度を達成するために必要とされるＣの量が低減され、溶接性が向上される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板であって、重量％で、
０．０４≦Ｃ≦０．３０、
０．５≦Ｍｎ≦４、
０≦Ｃｒ≦４、
２．７≦Ｍｎ＋Ｃｒ≦５、
０．００３≦Ｎｂ≦０．１、
０．０１５≦Ａｌ≦０．１および
０．０５≦Ｓｉ≦１．０を含み、
前記鋼板は８００から１４００ＭＰａの範囲の引張強度を有する鋼板。
【請求項２】
０．０６≦Ｃ≦０．１８である、請求項１に記載の鋼板。
【請求項３】
０．０８≦Ｃ≦０．１６である、請求項１に記載の鋼板。
【請求項４】
０．２≦Ｍｎ≦３．５である、請求項１に記載の鋼板。
【請求項５】
０．５≦Ｍｎ≦３．０である、請求項１に記載の鋼板。
【請求項６】
０．２≦Ｃｒ≦３．５である、請求項１に記載の鋼板。
【請求項７】
０．５≦Ｃｒ≦３．０である、請求項１に記載の鋼板。
【請求項８】
３．０≦Ｍｎ＋Ｃｒ≦４．７である、請求項１に記載の鋼板。
【請求項９】
３．３≦Ｍｎ＋Ｃｒ≦４．４である、請求項１に記載の鋼板。
【請求項１０】
０．００５≦Ｎｂ≦０．０６０である、請求項１に記載の鋼板。
【請求項１１】
０．０１０≦Ｎｂ≦０．０５５である、請求項１に記載の鋼板。
【請求項１２】
前記鋼板の少なくとも１つの表面はＺｎ、ＡｌまたはＡｌ合金を含む層で被覆されている、請求項１に記載の鋼板。
【請求項１３】
前記鋼板は９５から１００面積％のマルテンサイトを含む微構造を有する、請求項１に記載の鋼板。
【請求項１４】
前記鋼板は９５から１００面積％のベイナイトを含む微構造を有する、請求項１に記載の鋼板。
【請求項１５】
前記鋼板は熱間形成鋼板である、請求項１に記載の鋼板。
【請求項１６】
鋼板を作製する方法であって、
重量で、
０．０４≦Ｃ≦０．２０、
０≦Ｍｎ≦４、
０≦Ｃｒ≦４、
２．７≦Ｍｎ＋Ｃｒ≦５、
０．００３≦Ｎｂ≦０．０５５、
０．０１５≦Ａｌ≦０．１および
０．０５≦Ｓｉ≦０．３５
を含む鋼組成物を熱間圧延することと、
請求項１の前記鋼板を製造することと
を含む方法。
【請求項１７】
鋼板を使用する方法であって、請求項１の前記鋼板を熱間成形することを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、米国特許法３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）に基づいて２０１４年２月５日に出願された米国仮出願第６１／９３５，９４８号の利益を主張する。
【０００２】
本発明は鋼板に関する。特に、本発明は、均一で非常に高い引張強度および高い溶接性を有する部品に熱間形成することができる鋼板に関する。
【背景技術】
【０００３】
近代的車両は、乗客の安全性を向上し、車両重量を軽量化するために、高強度鋼および超高強度鋼の部分が増加してきている。多くの形成された車両ボデー部品の配置は、冷間形成され進化した高強度鋼の使用を妨げる。この結果、熱間成形後にマルテンサイト条件に焼き入れすることが、超高強度鋼部品を製造するためのポピュラーな手段になってきている。
【０００４】
特殊鋼は熱間鍛造に使用されて、必要な焼き入れ性を確保して工程パラメーターに適合する。これらの特殊鋼の多くは、水冷式金型内での焼き入れのために設計されている。
【０００５】
このような熱間鍛造鋼の一例はＵＳＩＢＯＲであり、これは、（重量％もしくはｗｔ％で）０．１５から０．２５％のＣ、０．８から１．５％のＭｎ、０．１から０．３５％のＳｉ、０．０１から０．２％のＣｒ、０．１％未満のＴｉ、０．１％未満のＡ１、０．０５％未満のＰ、０．０３％未満のＳおよび０．０００５から０．０１％のＢを含む。この要素は米国特許第６，２９６，８０５号明細書に開示される鋼に含まれる。この要素では、ＴｉおよびＢは、水冷式金型内での熱間プレス後に高い機械的特性を達成するために必要である。
【０００６】
ＵＳＩＢＯＲからの高強度部品の製造は、米国特許第６，５６４，６０４号明細書に記載されている。工程は、熱間圧延または冷間圧延されたブランクを炉内で７００℃より上に加熱し、加熱されたブランクを金型に移動し、金型内でブランクをプレス形成し、ブランクを形成した水冷式金型を維持し、部品が室温に達するまで閉じることを含む。水冷式金型での急速冷却、つまり、焼き入れは、マルテンサイト構造、この結果、高強度を得るために必要である。焼き入れされた鋼は、連続溶融被覆工程によって熱間鍛造用の熱処理に先立ってＺｎまたはＡｌ−Ｓｉで被覆されて、熱間鍛造の間の酸化および後の腐食攻撃から鋼基板を保護する。
【０００７】
ＵＳＩＢＯＲは、熱間鍛造に広く使用され、水冷式金型内での焼き入れ後に１５００ＭＰａの引張強度を達成することができるが、ＵＳＩＢＯＲは多くの不都合を有する。１つの不都合は、０．２５ｗｔ％のＣを含むＵＳＩＢＯＲは、溶接性が劣ることである。さらに、ＵＳＩＢＯＲの微構造は、冷却速度に非常に敏感であり、水冷式金型内での冷却速度が遅い場合にはフェライトまたはベイナイト形成を示し、従って、熱間鍛造部品の強度の均一な分布は保証されない可能性がある。さらに、ＵＳＩＢＯＲを使用する熱間鍛造工程は一般に長く、熱間鍛造に使用される高価な装置の生産性は比較的低い。さらに、１５００ＭＰａより大きい引張強度を有するＵＳＩＢＯＲの延性（例えば、伸び）は比較的低い。
【０００８】
空気焼き入れ鋼も周知である。例えば、国際公開第２００６／０４８００９号は、質量％で、０．０７から０．１５％のＣ、０．１５から０．３０％のＳｉ、１．６０から２．１０％のＭｎ、０．５から１．０％のＣｒ、０．３０から０．６０％のＭｏ、０．１２から０．２０％のＶ、０．０１０から０．０５０％のＴｉおよび０．００１５から０．００４０％のＢを含む空気焼き入れ性鋼を開示している。鋼は容易に溶接され、亜鉛めっきされることができる。鋼は、高強度、例えば、７５０から８５０ＭＰａの降伏強度および８５０から１０００ＭＰａの引張強度を示す。しかし、鋼は、ＭｏやＶなどの大量の高価な元素を使用するという不都合を有する。
【０００９】
独国特許出願公開第１０２６１２１０（Ａ１）号明細書は、熱間プレス工程において自動車部品の製造のための他の空気焼き入れ性鋼合金について説明する。この合金は、質量％で、０．０９から０．１３％のＣ、０．１５から０．３％のＳｉ、１．１から１．６％のＭｎ、最大０．０１５％のＰ、最大０．０１１％のＳ、１．０から１．６％のＣｒ、０．３から０．６％のＭｏ、０．０２から０．０５％のＡｌおよび０．１２から０．２５％のＶを含む。鋼が金型内で焼き入れされる場合、上部ベイナイト構造をさらなる焼き入れなしで得ることができる。鋼は、７５０から１１００ＭＰａの降伏強度、９５０から１３００ＭＰａの引張強度および７から１６％の伸びを示す。この鋼の１つの不都合は、大量の高価なＭｏおよびＶを使用する必要があることである。
【００１０】
特開２００６−２１３９５９号公報は、優れた生産性を備えたホットプレス高強度鋼部材を製造する方法を提供する。この方法は鋼板を使用し、この鋼板は、質量％で、０．０５から０．３５％のＣ、０．００５から１．０％のＳｉ、０から４．０のＭｎ、０から３．０％のＣｒ、０から４．０％のＣｕ、０から３．０％のＮｉ、０．０００２から０．１％のＢ、０．００１から３．０％のＴｉ、≦０．１％のＰ、≦０．０５％のＳ、０．００５から０．１％のＡｌおよび≦０．０１％のＮを含み、残部はＦｅおよび不可避の不純物であり、Ｍｎ＋Ｃｒ／３．１＋（Ｃｕ＋Ｎｉ）／１．４≧２．５％である。鋼板は、７５０から１３００℃で１０から６０００秒間加熱され、次いで、３００℃以上でプレス成形される。プレス後に、成形物は金型から取り出され、１２００から１１００℃から５から４０℃に０．１℃／秒以上の冷却速度で冷却されて、面積比で６０％以上のマルテンサイト構造を有する部材を得る。この方法によって、プレス金型での焼き入れステップを除去することができる。得られた部材は、内部に材質のばらつきをほとんどに有さず、部材の形状は良好であり、均一性が優れる。
【００１１】
特開２００６−２１２６６３号公報は、優れた形成性のホットプレス高強度鋼部材を製造する方法を提供する。この方法は鋼板を使用し、この鋼板は、質量％で、０．０５から０．３５％のＣ、０，００５から１．０％のＳｉ、０から４．０％のＭｎ、０から３．０％のＣｒ、０から４．０％のＣｕ、０から３．０％のＮｉ、０．０００２から０．１％のＢ、０．００１から３．０％のＴｉ、≦０．１％のＰ、≦０．０５％のＳ、０．００５から０．１％のＡｌおよび≦０．０１％のＮを含み、残部はＦｅおよび不可避の不純物であり、Ｍｎ＋Ｃｒ／３．１＋（Ｃｕ＋Ｎｉ）／１．４≦２．５である。鋼板は、７５０から１３００℃に加熱され、この温度で１０から６０００秒間維持され、次いで３００℃で２回以上プレス成形されて面積比で６０％以上のマルテンサイト構造を有する部材を得る。結果として生じる部材は高強度を示し、内部品質のばらつきをほとんど示さない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第６，２９６，８０５号明細書
【特許文献２】米国特許第６，５６４，６０４号明細書
【特許文献３】国際公開第２００６／０４８００９号
【特許文献４】独国特許出願公開第１０２６１２１０号明細書
【特許文献５】特開２００６−２１３９５９号公報
【特許文献６】特開２００６−２１２６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
鋼の引張強度は、Ｃ含有量とともに向上することが知られている。しかし、Ｃ含有量が増加すると溶接性が低下する。
【００１４】
Ｍｏなどの大量の高価な元素を含まず、加えて引張強度の内部ばらつきがほとんどなく、優れた溶接性を示す熱間形成性空気焼き入れ性高強度鋼板の必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、（ｗｔ％で）０．０４≦Ｃ≦０．３０、０．５≦Ｍｎ≦４、０≦Ｃｒ≦４、２．７≦Ｍｎ＋Ｃｒ≦５、０．００３≦Ｎｂ≦０．１、０．０１５≦Ａｌ≦０．１および０．０５≦Ｓｉ≦１．０を含む高引張強度（８００から１４００ＭＰａ）鋼板を提供する。場合により、鋼板は、Ｔｉ≦０．２、Ｖ≦０．２、Ｍｏ＜０．３およびＢ≦０．０１５の１つ以上を含むことができる。鋼板は、Ａｃ３＋２０℃で、またはこれより上でのオーステナイト化に続いて、金型内で熱間形成されることができ、金型内、もしくは空気、窒素、油または水などの冷却媒体中で冷却されることができる。鋼の要素、特に、２．７から５ｗｔ％のＭｎ＋Ｃｒの含有量は、形成板を冷却速度に敏感でなくし、工程間の時間遅延および最終冷却／焼き入れと無関係に部品の強度の均一な分布を確保する。０．００３から０．１ｗｔ％のＮｂ含有量は、引張強度をＣの量に敏感でなくし、同じ引張強度に必要とされるＣの量を低減する。さらに、Ｃを低減すると溶接性が向上するので、Ｎｂの添加は、Ｃ単独と同じ高引張強度を達成するが溶接性が向上する。Ｚｎ、ＡｌまたはＡｌ合金のコーティングで鋼板を被覆すると、鋼板の耐食性を向上することができる。
【００１６】
発明の好ましい実施形態は次の図面を参照して詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】Ｃの量が、Ｎｂ添加およびこの添加なしで、０．０６から０．１２ｗｔ％に及ぶ場合の様々な鋼板組成物についてのＣにともなう引張強度（ＭＰａ）の変化を示す。
【図２】Ｃの量が、Ｎｂ添加およびこの添加なしで、０．０６から０．１８ｗｔ％に及ぶ場合の様々な鋼板組成物についてのＣにともなう引張強度（ＭＰａ）の変化を示す。
【図３】温度（℃）対時間（秒）の対数として冷却曲線をプロットする本発明による鋼についての連続冷却変態（ＣＣＴ）図を表す。
【図４ａ】異なる冷却速度で冷却された本発明の鋼の、倍率を変えて得られた顕微鏡写真である。
【図４ｂ】異なる冷却速度で冷却された本発明の鋼の、倍率を変えて得られた顕微鏡写真である。
【図４ｃ】異なる冷却速度で冷却された本発明の鋼の、倍率を変えて得られた顕微鏡写真である。
【図４ｄ】異なる冷却速度で冷却された本発明の鋼の、倍率を変えて得られた顕微鏡写真である。
【図５】溶接電流対本発明の鋼の試料番号のプロットであり、プロットは、特に点溶接での鋼の散りの非飛散を示す。
【図６】本発明の鋼の完全スポット溶接、より高い倍率のベース金属、熱影響域およびスポット溶接の溶接域を上下左右に示す４つの顕微鏡写真を集めたものである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、強度の均一な分布および向上された溶接性を有する部品に熱間形成することができる鋼板を提供する。鋼板は低合金鋼組成物であり、ｗｔ％で、０．０４≦Ｃ≦０．３０、０．５≦Ｍｎ≦４、０≦Ｃｒ≦４、２．７≦Ｍｎ＋Ｃｒ≦５、０．００３≦Ｎｂ≦０．１０、０．０１５≦Ａｌ≦０．１および０．０５≦Ｓｉ≦１．０を含む。鋼板は、場合により、Ｔｉ≦０．２、Ｖ≦０．５、Ｍｏ＜０．６およびＢ≦０．０１５の１つ以上を含むことができる。この要素は、熱間成形後に冷却速度に敏感でなく、工程間の時間遅延および最終冷却／焼き入れと無関係に部品の強度の均一な分布を確保する板を作製する。形成された部品の特定位置での冷却速度にかかわることなく引張特性の保証された均一性により、熱間成形の生産性を実質的に向上することができる。引張強度はＣの増加につれて向上するが、Ｃが増加すると溶接性が低下する。しかし、Ｃの一部をＮｂで置換することによって、引張強度の向上を維持することができ、溶接性が向上する。
【００１９】
本発明の鋼板の様々な成分元素の濃度は下記理由で限定される。この濃度は重量％（つまり、ｗｔ％）で付与される。
【００２０】
炭素は鋼の強度を向上するために不可欠である。しかし、過剰量のＣを添加すると、溶接は困難になる。このように、Ｃの量は０．０４から０．３０ｗｔ％の範囲に限定される。好ましくは、Ｃの量についての下限は、０．０６ｗｔ％であり、より好ましくは０．０８ｗｔ％である。好ましくは、Ｃの量についての上限は０．１８ｗｔ％であり、より好ましくは０．１６ｗｔ％である。
【００２１】
マンガンは、固溶体強化元素であることに加えて、フェライト変態を抑制し、従って、マンガンは、焼き入れ性を確保するために重要な化学元素である。しかし、過剰量のＭｎを添加すると、ＰおよびＳとの同時分離が促進するだけでなく、製鋼、鋳造および熱間圧延中の製造性に悪影響が及ぶ。このように、Ｍｎの量は０．５から４ｗｔ％の範囲に限定される。好ましくは、Ｍｎの量についての下限は１ｗｔ％であり、より好ましくは１．５ｗｔ％である。好ましくは、Ｍｎの量についての上限は３．５ｗｔ％であり、より好ましくは３．０ｗｔ％である。
【００２２】
クロムは焼き入れ性を向上するために重要である。しかし、過剰量のＣｒは製造中の製造性に悪影響を及ぼす。このように、Ｃｒの量は０から４ｗｔ％の範囲に限定される。好ましくは、Ｃｒの量についての下限は０．２であり、より好ましくは０．５ｗｔ％である。好ましくは、Ｃｒの量についての上限は３．５ｗｔ％であり、より好ましくは３．０ｗｔ％である。
【００２３】
ＭｎおよびＣｒの総量は、鋼を、成形後の冷却速度に敏感でなくし、工程間の時間遅延および最終冷却／焼き入れと無関係に部品の強度の均一な分布を確保するために、２．７から５ｗｔ％の範囲に限定される。好ましくは、Ｍｎ＋Ｃｒの下限は３．０であり、より好ましくは３．３ｗｔ％である。好ましくは、Ｍｎ＋Ｃｒの上限は４．７ｗｔ％であり、より好ましくは４．４ｗｔ％である。
【００２４】
すでに、ＨＳＬＡ鋼へのＮｂの少量の添加は、微細な炭窒化物によるフェライトの析出硬化と同様に、オーステナイト再結晶、従って微細なフェライト粒径を防ぐことに対するこの重要な効果で知られている。また、大量のＮｂが、高Ｃクリープ抵抗合金鋼に添加されている。しかし、今まで、マルテンサイト微構造を備えた低から中炭素鋼に対するＮｂの少量添加の影響は、公開文献で報告されていない。発明者らは、本発明の空気焼き入れ性鋼へのＮｂの少量の添加が、Ｃ含有量への引張強度の感度を低減し、鋼の強度を著しく向上し、従って特有の引張強度を達成するために必要とされるＣの量を低減することを発見した。炭素の低減は溶接性を向上するので、Ｎｂの添加は、所望の高引張強度を達成し、溶接性を向上することに役立つ。これらの効果を達成するために、Ｎｂの量は０．００３から０．１ｗｔ％の範囲に限定される。好ましくは、Ｎｂの量についての下限は０．００５であり、より好ましくは０．０１０ｗｔ％である。好ましくは、Ｎｂの量についての上限は０．０９ｗｔ％であり、より好ましくは０．０８５ｗｔ％である。
【００２５】
少量のＡｌが脱酸素剤として鋼に添加される。しかし、過剰なＡｌは多くの非金属介在物および表面欠陥をもたらす。Ａｌは、また、強いフェライト成形元素であり、完全オーステナイト化温度を著しく上昇させる。これらは空気焼き入れ性鋼に望ましくない効果である。このように、Ａｌの量は０．０１５から０．１ｗｔ％の範囲に限定される。好ましくは、Ａｌの量についての下限は０．０２であり、より好ましくは０．０３ｗｔ％である。好ましくは、Ａｌの量についての上限は０．０９ｗｔ％であり、より好ましくは０．０８ｗｔ％である。
【００２６】
Ｓｉは鋼板の強度を向上することに有効である。しかし、過剰のＳｉは、表面スケールの問題を引き起こす。このように、Ｓｉの量は０．０５から０．３５ｗｔ％の範囲に限定される。好ましくは、Ｓｉの量についての下限は０．０７であり、より好ましくは０．１ｗｔ％である。好ましくは、Ｓｉの量についての上限は０．３ｗｔ％であり、より好ましくは０．２５ｗｔ％である。
【００２７】
Ｔｉは、Ｂを≦０．１ｗｔ％の量で備えた鋼に場合により添加されて、焼き入れ性を向上することができる。Ｔｉは非常に高温でＮと結合し、従ってＢＮ形成を防ぐ。固溶体中のＢは焼き入れ性を向上する。窒素に対して化学量論比を超えるＴｉは炭化物成形元素である。Ｔｉは、非常に微細な炭化物を形成することによって鋼を強化する。Ｔｉの効果はＮｂに類似する。
【００２８】
Ｖは、≦０．２ｗｔ％の量で鋼に場合により添加されて、微細な析出によって鋼の強度を向上することができる。Ｖは、鋼の焼き入れ性も向上させる。
【００２９】
Ｍｏは、≦０．３ｗｔ％の量で鋼に場合により添加されて、強度を向上し、焼き入れ性を向上することができる。
【００３０】
Ｂは、≦０．００５ｗｔ％の量で鋼に場合により添加されて、鋼の焼き入れ性、従って強度を向上させることができる。
【００３１】
鋼はＦｅも含んでおり、不可避の不純物を含むことができる。
【００３２】
本発明の鋼板は１０％以内の下部ベイナイト相を含むことができるマルテンサイト微構造を有する。微構造は主にマルテンサイトである。ベイナイトの量は１０％以内とすることができ、好ましくは５％未満であり、より好ましくは１％未満である。
【００３３】
本発明の鋼板は８００から１４００ＭＰａの範囲の引張強度を有する。引張強度の下限は、好ましくは９００ＭＰａであり、より好ましくは１０００ＭＰａである。最終強度は、マルテンサイト中の炭素含有量にほとんど依存する。
【００３４】
本発明の鋼板は、４から９％、好ましくは５から９％、より好ましくは６から９％の範囲の伸びを示すことができる。
【００３５】
本発明の鋼板は、従来の製鋼および鋳造工程から始まり、次いで熱間圧延が続く工程によって作製することができる。鋳造スラブは、熱間圧延前に再加熱炉に直接投入してもよく、またはそうする前に冷却してもよい。仕上げ温度はＡｒ３より高くしなければならない以外、熱間圧延工程において仕上げ温度に限定はない。
【００３６】
熱間圧延後の巻回温度は熱間圧延後の処理に依存する。冷間圧延が最終厚さを得るように要求される場合、７００℃から６００℃の間の巻回温度が好ましい。最終要求厚みが熱間圧延によって直接得ることができる場合、６００℃から５００℃の間の巻回温度が推奨される。
【００３７】
熱間圧延鋼は酸洗することができる。冷間圧延品については、熱間圧延板は、要求厚さへの冷間圧延前に酸洗することができる。
【００３８】
熱間圧延または冷間圧延鋼板は、Ｚｎ、ＡｌまたはＡｌ−ＳｉなどのＡｌ合金で鋼板の一方の面または両面を被覆することによって、酸化および／または腐食から保護することができる。コーティングは鋼板を連続的に溶融めっきすることによって行うことができる。
【００３９】
コーティングを備えた、またはコーティングのない鋼板は、例えば、１つまたは幾つかの金型内で所望の形状に鍛造することによって形成される前に、完全オーステナイト化温度、つまり、少なくともＡｃ３＋５℃に加熱される。熱間形成部品は、次いで、金型内で、または空気、窒素、油もしくは水などの冷却媒体中で冷却される。異なる冷却媒体は異なる冷却速度をもたらす。形成された部品は、冷却速度にかかわらず部品中に均一なマルテンサイト構造を示す。
【００４０】
最終強度は、要素（特に、ＣおよびＮｂの量）によっておよび／または完全オーステナイト化温度より下、もしくは上に加熱することによって制御することができる。
【実施例】
【００４１】
表１に示される要素の５０ｍｍのスラブを実験室で作製した。スラブを３．５ｍｍの板に熱間圧延した。再加熱温度は１２２０℃であり、仕上げ温度は８５０℃であり、巻回温度は７００℃であった。熱間圧延板の両面を２．５ｍｍの厚さに表面研磨して、実験室再加熱工程の間に引き起こされる脱炭表面層を取り除いた。２．５ｍｍの板を、可逆実験室冷間圧延で１ｍｍに冷間圧延（６０％の冷間圧延）した。冷間圧延板からの試料は、塩浴中で、９００℃で３００秒間オーステナイト化し、次いで油焼き入れした。一部の試料に熱電対を備えて油焼き入れの間の冷却速度を測定した。８００℃から３００℃の平均冷却速度は１５０℃／秒であった。焼き入れ試料の機械的性質を圧延方向に横断して測定した。機械的性質の概要を表２に付与する。
【００４２】
図１では、表２の引張強度データを要素における炭素に対してプロットした。多くの以前の公開物（例えば、Ｍａｒｔｅｎｓｉｔｅ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ａｎｄ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｉｎ  ｈａｒｄｅｎａｂｌｅ  ｓｔｅｅｌｓ，Ｇ．Ｋｒａｕｓｓ，Ｈａｒｄｅｎａｂｉｌｉｔｙ  ｃｏｎｃｅｐｔｓ  ｗｉｔｈ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ｔｏ  ｓｔｅｅｌ，Ｄ．Ｖ．Ｄｏａｎｅ＆Ｊ．Ｓ．Ｋｉｒｋａｌｄｙ  ｅｄ．，Ｏｃｔｏｂｅｒ  ２４−２６，１９７７，ｐａｇｅ２３５参照）で言及するように、引張強度は炭素に強く依存する。しかし、図１は、また、Ｎｂを備えた鋼がＮｂのない同様の炭素を備えた鋼より高い強度を有することを示す。さらに、Ｎｂを備えた鋼の引張強度に適合する直線の傾斜が、Ｎｂのない鋼についてのものよりはるかに小さいので、Ｎｂが添加された鋼の強度は炭素にそれほど依存しない。図２では、Ｎｂを備えた鋼とＮｂのない鋼との強度の差は、Ｃが増大するにつれて小さくなり、両グループの鋼は０．１７％以上のＣで同様の強度を有する。
【００４３】
焼き入れされた材料の最終強度に対する冷却速度の効果を決定するために、「臨界冷却速度」、つまり、「フェライトを回避するためのオーステナイト化温度からの最小冷却速度」を評価した。これらの実験では、鋼の連続冷却変態（ＣＣＴ）図を、ＭＭＣ膨張計を使用して作製した。これらのテストでは、小試料を９００℃に加熱し、次いで試料膨張（長さ変化）を測定しながら所定の冷却速度で冷却した。冷却の間の異なる相変態を、膨張データからおよび冷却した試料の微構造および最終硬度を評価することによって同定した。幾つかの冷却速度が、ＣＣＴ図を作成するために必要である。
【００４４】
このような図の一例を図３に示す。この図から分かるように、フェライト変態は１℃／秒より高い冷却速度で生じない。参照先が見つからない（Ｅｒｒｏｒ！Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｓｏｕｒｃｅ  ｎｏｔ  ｆｏｕｎｄ）Ａ＆Ｃで示されている３℃／秒以上の冷却速度での微構造は、マルテンサイト微構造を示す。しかし、参照先が見つからない（Ｅｒｒｏｒ！Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｓｏｕｒｃｅ  ｎｏｔ  ｆｏｕｎｄ）Ｂ＆Ｄで示されているより低い冷却速度での高い焼き戻しがある。焼き戻しマルテンサイトにもかかわらず、３℃／秒の冷却速度で３５０ＨＶの高硬度を得、硬度は冷却速度が速くなるにつれて向上する。１℃／秒より高い、好ましくは３℃／秒より高い冷却速度をもたらすいずれかの媒体（空気、油、金型、窒素）中で本発明の鋼を冷却すると、完全マルテンサイト高強度鋼が生成される。
【００４５】
鋼５５、６３、８１および１４１のスポット溶接性を、均質な接合構成においてＩＳＯ１８２７８−２仕様によって評価した。これらのテストは、図４では、散りの非飛散の結果を示し、図５では、溶接塊の均一な微構造を示した。
【００４６】
表１および表２、図１および図２は、０．０４から０．２０ｗｔ％のＣ含有量に関して、一部のＣを０．００３から０．０５５ｗｔ％の量でＮｂと置換される場合に同じ高引張強度を得ることができることを示す。
【００４７】
本明細書における数値範囲の開示は、この数値範囲の端点および数値範囲内のすべての有理数の開示であるように意図される。
【００４８】
本発明は特定の実施形態に関して記載されているが、説明された特定の詳細に限定されることはなく、当業者が提案してもよい様々な変更および修正、以下の請求項に定義されるような本発明の範囲内に収まるすべてを含んでいる。
【００４９】
【表１】
2019065396.tif 000002
【００５０】
【表２】
2019065396.tif 000003
【図１】
2019065396.tif 000004
【図２】
2019065396.tif 000005
【図３】
2019065396.tif 000006
【図４】
2019065396.tif 000007
【図４ａ】
2019065396.tif 000008
【図４ｂ】
2019065396.tif 000009
【図４ｃ】
2019065396.tif 000010
【図４ｄ】
2019065396.tif 000011
【図５】
2019065396.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月4日(2018.12.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
【図１】Ｃの量が、Ｎｂ添加およびこの添加なしで、０．０６から０．１２ｗｔ％に及ぶ場合の様々な鋼板組成物についてのＣにともなう引張強度（ＭＰａ）の変化を示す。
【図２】Ｃの量が、Ｎｂ添加およびこの添加なしで、０．０６から０．１８ｗｔ％に及ぶ場合の様々な鋼板組成物についてのＣにともなう引張強度（ＭＰａ）の変化を示す。
【図３】温度（℃）対時間（秒）の対数として冷却曲線をプロットする本発明による鋼についての連続冷却変態（ＣＣＴ）図を表す。
【図４ａ】異なる冷却速度で冷却された本発明の鋼の、倍率を変えて得られた顕微鏡写真である。
【図４ｂ】異なる冷却速度で冷却された本発明の鋼の、倍率を変えて得られた顕微鏡写真である。
【図４ｃ】異なる冷却速度で冷却された本発明の鋼の、倍率を変えて得られた顕微鏡写真である。
【図４ｄ】異なる冷却速度で冷却された本発明の鋼の、倍率を変えて得られた顕微鏡写真である。
【図５】溶接電流対本発明の鋼の試料番号のプロットであり、プロットは、特に点溶接での鋼の散りの非飛散を示す。
【図６Ａ】本発明の鋼の完全スポット溶接を示す顕微鏡写真である。
【図６Ｂ】本発明のより高い倍率のベース金属を示す顕微鏡写真である。
【図６Ｃ】本発明の熱影響域を示す顕微鏡写真である。
【図６Ｄ】本発明のスポット溶接の溶接域を示す顕微鏡写真である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
鋼５５、６３、８１および１４１のスポット溶接性を、均質な接合構成においてＩＳＯ１８２７８−２仕様によって評価した。これらのテストは、図５では、散りの非飛散の結果を示し、図６ＡからＤでは、溶接塊の均一な微構造を示した。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2019065396.tif 000013
【図２】
2019065396.tif 000014
【図３】
2019065396.tif 000015
【図４ａ】
2019065396.tif 000016
【図４ｂ】
2019065396.tif 000017
【図４ｃ】
2019065396.tif 000018
【図４ｄ】
2019065396.tif 000019
【図５】
2019065396.tif 000020
【図６Ａ】
2019065396.tif 000021
【図６Ｂ】
2019065396.tif 000022
【図６Ｃ】
2019065396.tif 000023
【図６Ｄ】
2019065396.tif 000024
【手続補正４】
【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】
鋼板であって、重量％で、
０．０４≦Ｃ≦０．３０、
０．５≦Ｍｎ≦４、
０≦Ｃｒ≦４、
２．７≦Ｍｎ＋Ｃｒ≦５、
０．００３≦Ｎｂ≦０．１、
０．０１５≦Ａｌ≦０．１および
０．０５≦Ｓｉ≦１．０を含み、
残部はＦｅおよび不可避の不純物であり、 
前記鋼板は１０面積％以内のベイナイトを含み、残りはマルテンサイトである微構造を有し、
前記鋼板は８００から１４００ＭＰａの範囲の引張強度を有する鋼板。
【請求項２】
０．０６≦Ｃ≦０．１８である、請求項１に記載の鋼板。
【請求項３】
０．０８≦Ｃ≦０．１６である、請求項１に記載の鋼板。
【請求項４】
０．５≦Ｍｎ≦３．５である、請求項１に記載の鋼板。
【請求項５】
０．５≦Ｍｎ≦３．０である、請求項１に記載の鋼板。
【請求項６】
０．２≦Ｃｒ≦３．５である、請求項１に記載の鋼板。
【請求項７】
０．５≦Ｃｒ≦３．０である、請求項１に記載の鋼板。
【請求項８】
３．０≦Ｍｎ＋Ｃｒ≦４．７である、請求項１に記載の鋼板。
【請求項９】
３．３≦Ｍｎ＋Ｃｒ≦４．４である、請求項１に記載の鋼板。
【請求項１０】
０．００５≦Ｎｂ≦０．０６０である、請求項１に記載の鋼板。
【請求項１１】
０．０１０≦Ｎｂ≦０．０５５である、請求項１に記載の鋼板。
【請求項１２】
前記鋼板の少なくとも１つの表面はＺｎ、ＡｌまたはＡｌ合金を含む層で被覆されている、請求項１に記載の鋼板。
【請求項１３】
前記鋼板は９５から１００面積％のマルテンサイトを含む微構造を有する、請求項１に記載の鋼板。
【請求項１４】
前記鋼板は熱間形成鋼板である、請求項１に記載の鋼板。
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月18日(2018.12.18)
【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】
鋼板であって、重量％で、
０．０４≦Ｃ≦０．３０、
０．５≦Ｍｎ≦４、
０≦Ｃｒ≦４、
２．７≦Ｍｎ＋Ｃｒ≦５、
０．００３≦Ｎｂ≦０．１、
０．０１５≦Ａｌ≦０．１および
０．０５≦Ｓｉ≦０．３５を含み、
Ｔｉ，Ｖ、Ｍｏ及びＢから成る群から選択される１種以上を含み、
残部はＦｅおよび不可避の不純物であり、  
前記鋼板は１０面積％以内のベイナイトを含み、残りはマルテンサイトである微構造を有し、
前記鋼板は８００から１４００ＭＰａの範囲の引張強度を有する鋼板。
【請求項２】
０．０６≦Ｃ≦０．１８である、請求項１に記載の鋼板。
【請求項３】
０．０８≦Ｃ≦０．１６である、請求項１に記載の鋼板。
【請求項４】
０．５≦Ｍｎ≦３．５である、請求項１に記載の鋼板。
【請求項５】
０．５≦Ｍｎ≦３．０である、請求項１に記載の鋼板。
【請求項６】
０．２≦Ｃｒ≦３．５である、請求項１に記載の鋼板。
【請求項７】
０．５≦Ｃｒ≦３．０である、請求項１に記載の鋼板。
【請求項８】
３．０≦Ｍｎ＋Ｃｒ≦４．７である、請求項１に記載の鋼板。
【請求項９】
３．３≦Ｍｎ＋Ｃｒ≦４．４である、請求項１に記載の鋼板。
【請求項１０】
０．００５≦Ｎｂ≦０．０６０である、請求項１に記載の鋼板。
【請求項１１】
０．０１０≦Ｎｂ≦０．０５５である、請求項１に記載の鋼板。
【請求項１２】
前記鋼板の少なくとも１つの表面はＺｎ、ＡｌまたはＡｌ合金を含む層で被覆されている、請求項１に記載の鋼板。
【請求項１３】
前記鋼板は９５から１００面積％のマルテンサイトを含む微構造を有する、請求項１に記載の鋼板。
【請求項１４】
前記鋼板は熱間形成鋼板である、請求項１に記載の鋼板。
【外国語明細書】
2019065396000001.pdf