(57)【要約】【課題】硬質領域と軟質領域との間の境界領域における割れが抑制された鋼板部材の製造方法の提供。【解決手段】オーステナイト変態完了温度Ａ３よりも高温に鋼板部材を加熱した後、上部臨界冷却速度よりも速い冷却速度で鋼板部材を冷却する焼入れステップと、焼入れ後の鋼板部材を再加熱して軟化させる焼戻しステップと、を備えた鋼板部材の製造方法。焼戻しステップにおいて、鋼板部材の第１領域は再加熱せずに、鋼板部材の第２領域をオーステナイト変態開始温度Ａ１とオーステナイト変態完了温度Ａ３との間の温度に再加熱した後、上部臨界冷却速度よりも速い冷却速度で鋼板部材を冷却することによって、第１領域にマルテンサイトからなる硬質領域が形成され、第２領域にマルテンサイトと焼戻しマルテンサイトとを含む軟質領域が形成され、第１領域と第２領域との間の境界領域に、焼戻しマルテンサイトのみからなる領域が形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーステナイト変態完了温度Ａ３よりも高温に鋼板部材を加熱した後、上部臨界冷却速度よりも速い冷却速度で前記鋼板部材を冷却する焼入れステップと、
焼入れ後の前記鋼板部材を再加熱して軟化させる焼戻しステップと、を備えた鋼板部材の製造方法であって、
前記焼戻しステップにおいて、
前記鋼板部材の第１領域は再加熱せずに、前記鋼板部材の第２領域をオーステナイト変態開始温度Ａ１とオーステナイト変態完了温度Ａ３との間の温度に再加熱した後、上部臨界冷却速度よりも速い冷却速度で前記鋼板部材を冷却することによって、
前記第１領域にマルテンサイトからなる硬質領域が形成され、
前記第２領域にマルテンサイトと焼戻しマルテンサイトとを含む軟質領域が形成され、
前記第１領域と前記第２領域との間の境界領域に、焼戻しマルテンサイトのみからなる領域が形成される、
鋼板部材の製造方法。
【請求項２】
前記焼戻しステップにおいて、
誘導加熱によって前記鋼板部材の第２領域を再加熱する、
請求項１に記載の鋼板部材の製造方法。
【請求項３】
前記焼入れステップにおいて、
前記鋼板部材を加熱した後、前記鋼板部材を冷却する前に、前記鋼板部材をプレス成形する、
請求項１又は２に記載の鋼板部材の製造方法。
【請求項４】
マルテンサイトからなる硬質領域と、
前記硬質領域よりも軟質な軟質領域と、
前記硬質領域と前記軟質領域との間に形成された境界領域と、を備えた鋼板部材であって、
前記軟質領域は、マルテンサイトと焼戻しマルテンサイトとを含み、
前記境界領域は、焼戻しマルテンサイトのみからなる領域を含む、
鋼板部材。
【請求項５】
当該鋼板部材は、車両を構成するピラー用鋼板部材であって、
前記軟質領域において、他の金属部材と接合されている、
請求項４に記載の鋼板部材。
【請求項６】
当該鋼板部材の端部に設けられたフランジ部に、前記軟質領域が形成されている、
請求項５に記載の鋼板部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鋼板部材及びその製造方法に関し、特にマルテンサイトを含む硬質領域とそれよりも軟質な軟質領域とを備える鋼板部材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば自動車用構造部材として、衝撃に耐える硬質領域と他の金属部材と接合するための軟質領域とを備えた鋼板部材が開発されている。特許文献１には、鋼板部材の一部の領域のみをオーステナイト変態完了温度Ａ３よりも高温まで加熱して焼き入れることによって、１枚の鋼板部材に硬質領域と軟質領域とを形成する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１４４７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発明者らは、硬質領域と軟質領域とを備える鋼板部材及びその製造方法に関し、以下の問題点を見出した。
特許文献１に開示されたように、鋼板部材の一部の領域のみをオーステナイト変態完了温度Ａ３よりも高温まで加熱した場合、その領域のミクロ組織はオーステナイト単相に変化する。そのため、焼入れ後、その領域はマルテンサイトからなる硬質領域となる。他方、オーステナイト変態開始温度Ａ１よりも低温までしか加熱されなかった領域では、オーステナイトは発現しない。そのため、焼入れ後も、その領域は、焼入れ前と同様にフェライト及びパーライトからなる軟質領域となる。
【０００５】
ここで、硬質領域と軟質領域との間の境界領域では、必然的にオーステナイト変態開始温度Ａ１とオーステナイト変態完了温度Ａ３との間の温度に加熱され、フェライト及びパーライトの一部がオーステナイトに変化する。そのため、焼入れ後、境界領域は、硬質なマルテンサイトと軟質なフェライト及びパーライトとが混在した不安定なミクロ組織を有することになる。その結果、硬質領域と軟質領域との間の境界領域において割れが発生し易く、局部延性や曲げ性に劣るという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって、硬質領域と軟質領域との間の境界領域における割れが抑制された鋼板部材及びその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る鋼板部材の製造方法は、
オーステナイト変態完了温度Ａ３よりも高温に鋼板部材を加熱した後、上部臨界冷却速度よりも速い冷却速度で前記鋼板部材を冷却する焼入れステップと、
焼入れ後の前記鋼板部材を再加熱して軟化させる焼戻しステップと、を備えた鋼板部材の製造方法であって、
前記焼戻しステップにおいて、
前記鋼板部材の第１領域は再加熱せずに、前記鋼板部材の第２領域をオーステナイト変態開始温度Ａ１とオーステナイト変態完了温度Ａ３との間の温度に再加熱した後、上部臨界冷却速度よりも速い冷却速度で前記鋼板部材を冷却することによって、
前記第１領域にマルテンサイトからなる硬質領域が形成され、
前記第２領域にマルテンサイトと焼戻しマルテンサイトとを含む軟質領域が形成され、
前記第１領域と前記第２領域との間の境界領域に、焼戻しマルテンサイトのみからなる領域が形成されるものである。
【０００８】
本発明の一態様に係る鋼板部材の製造方法では、焼戻しステップにおいて、鋼板部材の第１領域は再加熱せずに、鋼板部材の第２領域をオーステナイト変態開始温度Ａ１とオーステナイト変態完了温度Ａ３との間の温度に再加熱した後、上部臨界冷却速度よりも速い冷却速度で前記鋼板部材を冷却する。これにより、前記第１領域にマルテンサイトからなる硬質領域が形成され、前記第２領域にマルテンサイトと焼戻しマルテンサイトとを含む軟質領域が形成され、前記第１領域と前記第２領域との間の境界領域に、焼戻しマルテンサイトのみからなる領域が形成される。すなわち、境界領域に硬質なマルテンサイトと軟質なフェライト及びパーライトとが混在した不安定なミクロ組織が形成されないため、境界領域における割れを抑制することができる。
【０００９】
前記焼戻しステップにおいて、誘導加熱によって前記鋼板部材の第２領域を再加熱してもよい。
このような構成により、鋼板部材の第２領域を急速加熱することができると共に、オーステナイト変態開始温度Ａ１とオーステナイト変態完了温度Ａ３との間の温度に精度よく保持することができる。
【００１０】
前記焼入れステップにおいて、前記鋼板部材を加熱した後、前記鋼板部材を冷却する前に、前記鋼板部材をプレス成形してもよい。
このような構成により、冷間プレスにおいて発生するスプリングバックを回避しつつ、プレス成形後の冷却によって高強度な鋼板部材を得ることができる。
【００１１】
本発明の一態様に係る鋼板部材は、
前記硬質領域よりも軟質な軟質領域と、
前記硬質領域と前記軟質領域との間に形成された境界領域と、を備えた鋼板部材であって、
前記軟質領域は、マルテンサイトと焼戻しマルテンサイトとを含み、
前記境界領域は、焼戻しマルテンサイトのみからなる領域を含むものである。
【００１２】
本発明の一態様に係る鋼板部材では、境界領域に焼戻しマルテンサイトのみからなる領域が形成され、境界領域に硬質なマルテンサイトと軟質なフェライト及びパーライトとが混在した不安定なミクロ組織が形成されないため、境界領域における割れを抑制することができる。
【００１３】
当該鋼板部材は、車両を構成するピラー用鋼板部材であって、前記軟質領域において、他の金属部材と接合されていてもよい。このような構成により、接合後の割れを抑制することができる。
【００１４】
また、当該鋼板部材の端部に設けられたフランジ部に、前記軟質領域が形成されていてもよい。このような構成により、誘導加熱によって容易に軟質領域を形成することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、硬質領域と軟質領域との間の境界領域における割れが抑制された鋼板部材及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態に係る鋼板部材の製造方法を示す温度チャートである。
【図２】部分焼戻しステップにおける鋼板部材のミクロ組織変化を示す模式平面図である。
【図３】第１の実施形態に係る鋼板部材の模式平面図である。
【図４】第１の実施形態の比較例に係る鋼板部材の製造方法を示す温度チャートである。
【図５】第１の実施形態の比較例に係る鋼板部材の模式平面図である。
【図６】第２の実施形態に係る鋼板部材の製造方法に用いる誘導加熱装置の模式斜視図である。
【図７】厚さの異なる鋼板を誘導加熱した場合の温度チャートである。
【図８】第２の実施形態に係る鋼板部材の一例の斜視図である。
【図９】第２の実施形態の実施例に係る部分焼戻しの条件を示す温度チャートである。
【図１０】第２の実施形態の実施例に係る鋼板部材の製造方法を用いて製造された鋼板部材の硬さ分布を示すグラフである。
【図１１】第２の実施形態に係る鋼板部材の製造方法を用いて製造された鋼板部材のミクロ組織写真である。
【図１２】実施例に係る鋼板部材の境界領域１３の硬さと限界曲げ角度とについて比較例に係る鋼板部材の境界領域２３と比較して示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００１８】
（第１の実施形態）
＜鋼板部材の製造方法＞
まず、図１を参照して、第１の実施形態に係る鋼板部材の製造方法について説明する。第１の実施形態に係る鋼板部材の製造方法は、衝撃に耐える硬質領域と他の金属部材と接合するための軟質領域とを備えた例えば自動車用の鋼板部材の製造方法として好適である。自動車用の鋼板部材の一例として、車両を構成するピラー用鋼板部材を挙げることができる。
【００１９】
図１は、第１の実施形態に係る鋼板部材の製造方法を示す温度チャートである。図１の横軸は時間（ｓ）、縦軸は温度（℃）である。図１に示すように、第１の実施形態に係る鋼板部材の製造方法は、焼入れステップと部分焼戻しステップとを備えている。第１の実施形態に係る鋼板部材の製造方法では、焼入れステップを行った後、部分焼戻しステップを行う。
【００２０】
まず、焼入れステップでは、オーステナイト変態完了温度Ａ３よりも高温に鋼板部材全体を加熱する。この際、鋼板部材全体のミクロ組織は、フェライト及びパーライトからオーステナイト単相に変化する。その後、上部臨界冷却速度よりも速い冷却速度で鋼板部材を冷却する。これにより、鋼板部材がマルテンサイト変態し、鋼板部材全体のミクロ組織は硬質なマルテンサイトに変化する。
【００２１】
ここで、鋼板部材を加熱した後、鋼板部材を冷却する前に、鋼板部材をプレス成形することが好ましい。熱間プレスであるため、冷間プレスにおいて発生するスプリングバックを回避しつつ、プレス成形後の焼入れによって高強度な鋼板部材を得ることができる。なお、このような熱間プレスは、一般的にホットスタンプと呼ばれる。特に限定されないが、ホットスタンプ用鋼板としては、例えば厚さ１〜４ｍｍ程度のマンガン・ボロン鋼からなる鋼板が用いられる。
【００２２】
次に、部分焼戻しステップでは、鋼板部材の一部の領域のみを再加熱して軟化させる。具体的には、図１に示すように、鋼板部材の第１領域１１は再加熱せずに、鋼板部材の第２領域１２のみをオーステナイト変態開始温度Ａ１とオーステナイト変態完了温度Ａ３との間の温度に再加熱する。この際、第１領域１１と第２領域１２との間の境界領域１３は、第２領域１２からの熱伝導によって、オーステナイト変態開始温度Ａ１よりも低温に加熱され、熱影響を受ける。
なお、通常の焼戻し温度は、オーステナイト変態開始温度Ａ１より低温であるため、第１の実施形態に係る部分焼戻しステップにおける加熱温度は、通常の焼戻し温度よりも高温である。
【００２３】
その後、第２領域１２がマルテンサイト変態するように、上部臨界冷却速度よりも速い冷却速度で鋼板部材を冷却する。
ここで、図１には、ＣＣＴ（Continuous Cooling Transformation）図におけるマルテンサイト変態開始温度Ｍｓ、マルテンサイト変態終了温度Ｍｆ、フェライト／パーライトのノーズが模式的に示されている。すなわち、図１には、オーステナイト変態開始温度Ａ１とオーステナイト変態完了温度Ａ３との間の温度に再加熱された第２領域１２が、上部臨界冷却速度よりも速い冷却速度で冷却される様子が模式的に示されている。
【００２４】
ここで、図２は、部分焼戻しステップにおける鋼板部材のミクロ組織変化を示す模式平面図である。
まず、図２の左側に示す部分焼戻しステップ前すなわち焼入れステップ後の鋼板部材１０のミクロ組織について説明する。図２の左側に示すように、部分焼戻しステップ前の鋼板部材１０のミクロ組織は、全体がマルテンサイトＭからなる。
【００２５】
次に、図２の中央に示す部分焼戻しステップにおける加熱中の鋼板部材１０のミクロ組織について説明する。図１の温度チャートに示すように、部分焼戻しステップにおける加熱中、鋼板部材１０の第２領域１２のみがオーステナイト変態開始温度Ａ１とオーステナイト変態完了温度Ａ３との間の温度に再加熱される。
【００２６】
そのため、図２の中央に示すように、部分焼戻しステップにおける加熱中、第２領域１２では、マルテンサイトＭが焼戻しマルテンサイトＴＭに変化すると共に、焼戻しマルテンサイトＴＭの一部がさらにオーステナイトＡに変化する。すなわち、第２領域１２のミクロ組織は、焼戻しマルテンサイトＴＭとオーステナイトＡとの混合組織となる。ここで、第２領域１２における境界領域１３近傍では、加熱温度がオーステナイト変態開始温度Ａ１に近づくため、オーステナイトＡの量が少なくなり、焼戻しマルテンサイトＴＭが多くなる。
なお、本明細書における焼戻しマルテンサイトＴＭは、再加熱によって軟化したマルテンサイトＭの総称であって、トールスタイトやソルバイトを含む。
【００２７】
一方、鋼板部材１０の第１領域１１は再加熱されず、熱影響を受けない領域である。そのため、第１領域１１のミクロ組織はマルテンサイトＭから変化しない。
ここで、第１領域１１と第２領域１２との間の境界領域１３は、第２領域１２からの熱伝導によって、オーステナイト変態開始温度Ａ１よりも低温に加熱され、熱影響を受ける。そのため、境界領域１３のミクロ組織は、マルテンサイトＭから焼戻しマルテンサイトＴＭに変化する。
【００２８】
より具体的には、境界領域１３では、第２領域１２からの距離が近い程、オーステナイト変態開始温度Ａ１に近い高温に加熱されている。そのため、境界領域１３の大部分である第２領域１２側のミクロ組織は、焼戻しマルテンサイトＴＭのみからなる。なお、境界領域１３における第１領域１１近傍では、焼戻しマルテンサイトＴＭとマルテンサイトＭとが混在し、マルテンサイトＭのみからなる第１領域１１に近づくにつれて、焼戻しマルテンサイトＴＭが少なくなると共に、マルテンサイトＭが多くなる。
このように、境界領域１３では、第２領域１２からの距離が近い程、高温に加熱された焼戻しマルテンサイトＴＭを含むため、硬質な第１領域１１側から軟質な第２領域１２側に向かって徐々に軟質になる。
【００２９】
次に、図２の右側に示す部分焼戻しステップ後の鋼板部材１０のミクロ組織について説明する。図１に示したように、部分焼戻しステップにおける冷却過程では、上部臨界冷却速度よりも速い冷却速度で鋼板部材１０を冷却する。そのため、図２の右側に示すように、加熱中に発現した第２領域１２のオーステナイトＡがマルテンサイトＭに変化する。その結果、第２領域１２のミクロ組織は、焼戻しマルテンサイトＴＭとマルテンサイトＭとの混合組織となる。第１領域１１のミクロ組織はマルテンサイトＭから変化しない。境界領域１３のミクロ組織も、焼戻しマルテンサイトＴＭから変化しない。
【００３０】
＜鋼板部材の構成＞
次に、図３を参照して、第１の実施形態に係る鋼板部材について説明する。図３は、第１の実施形態に係る鋼板部材の模式平面図である。第１の実施形態に係る鋼板部材は、図１に示した第１の実施形態に係る鋼板部材の製造方法を用いて製造された鋼板部材である。
【００３１】
図３に示すように、第１の実施形態に係る鋼板部材１０は、第１領域１１、第２領域１２、境界領域１３を備えている。図３には、第１領域１１、第２領域１２、境界領域１３それぞれのミクロ組織が模式的に図示されている。
なお、図３に示された鋼板部材１０のミクロ組織は、図２の右側に示された部分焼戻しステップ後の鋼板部材１０のミクロ組織と一致している。
【００３２】
図３に示すように、第１領域１１は、硬質なマルテンサイトＭからなる硬質領域である。
第２領域１２は、マルテンサイトＭと焼戻しマルテンサイトＴＭとからなる軟質領域である。第２領域１２における境界領域１３近傍では、境界領域１３に近づくにつれて、マルテンサイトＭの量が徐々に少なくなる。軟質の第２領域１２は、主に鋼板部材１０を他の金属部材とスポット溶接やレーザ溶接などによって接合するために設けられている。硬質領域でなく軟質領域において接合することによって、接合後の割れを抑制することができる。
【００３３】
境界領域１３は、第１領域１１と第２領域１２との間に形成されている。境界領域１３の大部分である第２領域１２側では、焼戻しマルテンサイトＴＭのみからなるミクロ組織となる。なお、境界領域１３における第１領域１１近傍では、焼戻しマルテンサイトＴＭとマルテンサイトＭとが混在し、第１領域１１に近づくにつれて、焼戻しマルテンサイトＴＭが少なくなると共に、マルテンサイトＭが多くなる。
【００３４】
＜比較例に係る鋼板部材及びその製造方法＞
ここで、図４、図５を参照して、第１の実施形態の比較例に係る鋼板部材及びその製造方法について説明する。図４は、第１の実施形態の比較例に係る鋼板部材の製造方法を示す温度チャートである。図５は、第１の実施形態の比較例に係る鋼板部材の模式平面図である。
まず、図４を参照して、比較例に係る鋼板部材の製造方法について説明する。図４の横軸は時間（ｓ）、縦軸は温度（℃）である。図４に示すように、比較例に係る鋼板部材の製造方法は、部分焼入れステップのみを備えている。
【００３５】
部分焼入れステップでは、鋼板部材の一部の領域のみをオーステナイト変態完了温度Ａ３よりも高温に加熱する。具体的には、図４に示すように、鋼板部材の第２領域２２は加熱せずに、鋼板部材の第１領域２１のみをオーステナイト変態完了温度Ａ３よりも高温に加熱する。そのため、第１領域２１のミクロ組織は、フェライト及びパーライトからオーステナイト単相に変化する。
なお、第２領域２２は、オーステナイト変態開始温度Ａ１よりも低温に加熱された領域を含む。第２領域２２のミクロ組織は、フェライト及びパーライトから変化しない。
【００３６】
そして、第１領域２１と第２領域２２との間の境界領域２３は、第２領域２２からの熱伝導によって、オーステナイト変態開始温度Ａ１とオーステナイト変態完了温度Ａ３との間の温度に加熱される。そのため、境界領域２３のミクロ組織は、フェライト及びパーライトの一部がオーステナイトに変化する。すなわち、境界領域２３のミクロ組織は、フェライト及びパーライトとオーステナイトとの混合組織となる。
【００３７】
その後、上部臨界冷却速度よりも速い冷却速度で鋼板部材を冷却する。これにより、全てのオーステナイトがマルテンサイト変態し、第１領域２１のミクロ組織は硬質なマルテンサイトに変化する。また、境界領域２３のミクロ組織は、軟質なフェライト及びパーライトと硬質なマルテンサイトとの混合組織となる。なお、第２領域２２のミクロ組織は、フェライト及びパーライトから変化しない。
【００３８】
次に、図５を参照して、第１の実施形態の比較例に係る鋼板部材について説明する。比較例に係る鋼板部材は、図４に示した比較例に係る鋼板部材の製造方法を用いて製造された鋼板部材である。図５に示すように、比較例に係る鋼板部材２０は、第１領域２１、第２領域２２、境界領域２３を備えている。図５には、第１領域２１、第２領域２２、境界領域２３それぞれのミクロ組織が模式的に図示されている。
【００３９】
図５に示すように、第１領域２１は、硬質なマルテンサイトからなる硬質領域である。第２領域２２は、軟質なフェライトＦ及びパーライトＰ（フェライト／パーライトＦＰ）からなる軟質領域である。境界領域２３は、第１領域２１と第２領域２２との間に形成されており、軟質なフェライト／パーライトＦＰと硬質なマルテンサイトＭとの混合組織となる。
【００４０】
このように、比較例に係る鋼板部材２０では、境界領域２３が、硬質なマルテンサイトＭと軟質なフェライト／パーライトＦＰとが混在した不安定なミクロ組織を有している。そのため、硬質領域と軟質領域との間の境界領域において割れが発生し易い。
【００４１】
＜第１の実施形態に係る鋼板部材及びその製造方法による効果＞
次に、第１の実施形態に係る鋼板部材及びその製造方法による効果について説明する。
上述の通り、図５に示した比較例に係る鋼板部材２０では、境界領域２３が、硬質なマルテンサイトＭと軟質なフェライト／パーライトＦＰとが混在した不安定なミクロ組織を有している。
【００４２】
これに対し、第１の実施形態に係る鋼板部材１０では、図３に示すように、境界領域１３は、焼戻しマルテンサイトＴＭのみからなるミクロ組織を有する。そのため、硬質な第１領域１１と軟質な第２領域１２との間の境界領域１３における割れを抑制することができる。
なお、境界領域１３における第１領域１１近傍では、焼戻しマルテンサイトＴＭとマルテンサイトＭとが混在するが、隣接する両者の硬度差が小さいため、割れを抑制することができる。
【００４３】
さらに、第１の実施形態に係る鋼板部材１０の境界領域１３では、部分焼戻しステップにおいて加熱された第２領域１２からの距離が近い程、高温に加熱されているため、軟質になる。すなわち、第１の実施形態に係る鋼板部材１０の境界領域１３では、硬質な第１領域１１側から軟質な第２領域１２側に向かって徐々に軟質になっている。そのため、硬質な第１領域１１と軟質な第２領域１２との間の境界領域１３における割れを、さらに効果的に抑制することができる。
【００４４】
なお、比較例に係る鋼板部材２０では、軟質領域である第２領域２２がフェライト／パーライトＦＰからなるのに対し、本実施形態に係る鋼板部材１０では、軟質領域である第２領域１２がマルテンサイトＭと焼戻しマルテンサイトＴＭとからなる。そのため、本実施形態に係る鋼板部材１０の第２領域１２は、比較例に係る鋼板部材２０の第２領域２２ほど軟質でない。しかしながら、他の金属部材との接合後の割れを抑制するには充分に軟質である。
【００４５】
また、比較例に係る鋼板部材２０の境界領域２３と同様に、本実施形態に係る鋼板部材１０の第２領域１２も混合組織を有している。しかしながら、比較例に係る鋼板部材２０の境界領域２３におけるマルテンサイトＭとフェライト／パーライトＦＰとの硬度差に比べ、本実施形態に係る鋼板部材１０の第２領域１２におけるマルテンサイトＭと焼戻しマルテンサイトＴＭとの硬度差は小さい。そのため、第２領域１２においても割れは発生し難い。
【００４６】
（第２の実施形態）
＜鋼板部材の製造方法＞
次に、図６を参照して、第２の実施形態に係る鋼板部材の製造方法について説明する。図６は、第２の実施形態に係る鋼板部材の製造方法に用いる誘導加熱装置の模式斜視図である。第１の実施形態に係る鋼板部材の製造方法では、部分焼戻しステップにおける鋼板部材１０の加熱方法は特に限定されない。これに対し、第２の実施形態に係る鋼板部材の製造方法では、部分焼戻しステップにおける鋼板部材１０の加熱に、図６に示した誘導加熱装置３０を用いる。それ以外については、第１の実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００４７】
図６に示すように、誘導加熱装置３０は、コイル３１と高周波電源３２とを備えた高周波誘導加熱装置である。
図６に示すように、コイル３１は、横置きされた断面Ｕ字状の板状部材である。コイル３１の両方の開放端に高周波電源３２が接続されている。鋼板部材１０の第２領域１２のみがコイル３１の内部に挿入され、オーステナイト変態開始温度Ａ１とオーステナイト変態完了温度Ａ３との間の温度に誘導加熱される。鋼板部材１０の第１領域１１は、コイル３１から露出しているため、誘導加熱されず、かつ、第２領域１２からの熱伝導による熱影響も受けない。他方、第１領域１１と第２領域１２との間の境界領域１３は、第２領域１２からの熱伝導によって、オーステナイト変態開始温度Ａ１よりも低温に加熱され、熱影響を受ける。
【００４８】
ここで、高周波誘導加熱では、鋼板部材１０が磁性を失うキュリー点で加熱効率が急激に低下するため、キュリー点近傍で加熱温度が上昇し難くなる。オーステナイトは非磁性、マルテンサイト、フェライト及びパーライトは強磁性を有しているため、キュリー点はオーステナイト変態開始温度Ａ１とオーステナイト変態完了温度Ａ３との間に存在する。
【００４９】
そのため、高周波誘導加熱を採用することによって、鋼板部材１０の第２領域１２のみを急速加熱することができると共に、オーステナイト変態開始温度Ａ１とオーステナイト変態完了温度Ａ３との間の温度に容易かつ精度よく保持することができる。鋼板部材１０の第２領域１２のみを急速加熱することができるため、第２領域１２からの熱伝導によって熱影響を受ける境界領域１３を狭くすることができる。オーステナイト変態開始温度Ａ１とオーステナイト変態完了温度Ａ３との間の温度に容易かつ精度よく保持することができるため、焼戻し後の第２領域１２の組織のばらつきを抑制することができる。
【００５０】
図７は、厚さの異なる鋼板を誘導加熱した場合の温度チャートである。横軸は時間、縦軸は温度である。鋼板ＰＬ１、ＰＬ２は、いずれもマンガン・ボロン鋼（２２ＭｎＢ５鋼）からなるホットスタンプ用鋼板である。ここで、鋼板ＰＬ１に比べ、鋼板ＰＬ２は１ｍｍ程度厚い。そのため、鋼板ＰＬ２は鋼板ＰＬ１よりも昇温に時間を要するが、高周波誘導加熱を用いることにより、鋼板ＰＬ１、ＰＬ２のいずれについても、急速加熱することができた。また、高周波誘導加熱を用いることにより、厚さの異なる鋼板ＰＬ１、ＰＬ２のいずれについても、オーステナイト変態開始温度Ａ１とオーステナイト変態完了温度Ａ３との間の温度に容易かつ精度よく保持することができた。
【００５１】
＜鋼板部材の構成＞
次に、図８を参照して、第２の実施形態に係る鋼板部材の一例の構成について説明する。図８は、第２の実施形態に係る鋼板部材の一例の斜視図である。第２の実施形態に係る鋼板部材は、第２の実施形態に係る鋼板部材の製造方法を用いて製造された鋼板部材である。図８に示した鋼板部材５０は、車両を構成するピラー用鋼板部材であって、より詳細にはセンターピラーリインフォースメントである。図８では、部分焼戻しステップ前の鋼板部材５０と部分焼戻しステップ後の鋼板部材５０とが示されているが、両者は同一形状である。
【００５２】
なお、当然のことながら、図８に示した右手系ｘｙｚ直交座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。また、図８に示した鋼板部材５０の用途や形状はあくまでも一例であって、本実施形態に係る鋼板部材の用途や形状は何ら限定されることはない。
【００５３】
図８に示すように、第２の実施形態に係る鋼板部材５０は、本体部５１、上部フランジ部５２、下部フランジ部５３を備えている。
図８に示すように、本体部５１は、ｚ軸方向に延設された天板５１ａ、側壁５１ｂ、及びフランジ部５１ｃを備えた断面ハット型形状の部位である。より詳細には、ｚ軸方向に延設された天板５１ａの幅方向（ｘ軸方向）の端部から一対の側壁５１ｂが立ち上がっている。さらに、それぞれの側壁５１ｂの高さ方向（ｙ軸方向）の端部からフランジ部５１ｃが外側に張り出している。
【００５４】
また、本体部５１は、全体的にｙ軸負方向側に張り出すようにやや湾曲している。さらに、本体部５１の上端部（ｚ軸正方向側端部）及び下端部（ｚ軸負方向側端部）は、幅方向（ｘ軸方向）に拡がって平面視Ｔ字状に形成されている。ここで、上端部よりも下端部の方が幅方向に拡がっている。
【００５５】
上部フランジ部５２は、本体部５１の上端部からｙ軸負方向に立ち上がった板面と、その面の高さ方向（ｙ軸方向）の端部から本体部５１の長手方向外側（ｚ軸正方向側）に張り出した板面とを備えている。すなわち、上部フランジ部５２は、幅方向（ｘ軸方向）に延設された断面Ｌ字状の部位である。
下部フランジ部５３は、天板５１ａの下端部から長手方向外側（ｚ軸負方向側）に延長して張り出すと共に、幅方向（ｘ軸方向）に延設された平板状の部位である。
【００５６】
図８に示した第２の実施形態に係る鋼板部材５０は、上述の焼入れステップにおいて平板をプレス成形することによって製造される。そのため、図８の左側に示した部分焼戻しステップ前の鋼板部材５０のミクロ組織は、全体がマルテンサイトＭからなる。
【００５７】
図８の右側に示した部分焼戻しステップ後の鋼板部材５０では、本体部５１の一対のフランジ部５１ｃのそれぞれの外縁部に、マルテンサイトＭと焼戻しマルテンサイトＴＭとからなる第２領域１２ａが帯状に形成されている。すなわち、部分焼戻しステップでは、第２領域１２ａが局所的に誘導加熱される。そして、第２領域１２ａの内側には焼戻しマルテンサイトＴＭからなる境界領域１３ａが形成されている。
【００５８】
同様に、上部フランジ部５２の外縁部にも、マルテンサイトＭと焼戻しマルテンサイトＴＭとからなる第２領域１２ｂが帯状に形成されている。すなわち、部分焼戻しステップでは、第２領域１２ｂが局所的に誘導加熱される。第２領域１２ｂの内側には焼戻しマルテンサイトＴＭからなる境界領域１３ｂが形成されている。
【００５９】
同様に、下部フランジ部５３の外縁部にも、マルテンサイトＭと焼戻しマルテンサイトＴＭとからなる第２領域１２ｃが帯状に形成されている。すなわち、部分焼戻しステップでは、第２領域１２ｃが局所的に誘導加熱される。第２領域１２ｃの内側には焼戻しマルテンサイトＴＭからなる境界領域１３ｃが形成されている。
【００６０】
なお、図８の右側に示した部分焼戻しステップ後の鋼板部材５０において、第２領域１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、境界領域１３ａ、１３ｂ、１３ｃ以外の領域は、マルテンサイトＭからなる第１領域１１である。
【００６１】
製造された鋼板部材５０は、フランジ部５１ｃ、上部フランジ部５２、下部フランジ部５３にそれぞれ設けられた軟質の第２領域１２ａ、１２ｂ、１２ｃにおいて他の金属部材とスポット溶接などによって接合される。硬質領域でなく軟質領域において接合することによって、接合後の割れを抑制することができる。また、フランジ部５１ｃ、上部フランジ部５２、下部フランジ部５３は、鋼板部材５０の端部に設けられているため、誘導加熱によって容易に軟質領域を形成することができる。
【００６２】
また、図８の右側に示すように、鋼板部材５０では、第２領域１２ａが本体部５１の長手方向全体に亘って帯状に形成されている。そのため、部分焼戻しステップの冷却過程において、鋼板部材５０の寸法が変化し、寸法精度が悪化してしまう虞がある。本実施形態に係る鋼板部材の製造方法では、部分焼戻しステップの冷却過程における冷却速度が速いため、冷却用金型などによって鋼板部材５０を拘束しながら冷却することができる。従って、部分焼戻しステップの冷却過程における鋼板部材５０の寸法変化を抑制することができる。
【００６３】
＜実施例＞
以下に、部分焼戻しにおいて鋼板部材を誘導加熱する第２の実施形態の実施例について説明する。鋼板部材として、厚さ２．０ｍｍ、幅１００ｍｍ、長さ３００ｍｍのマンガン・ボロン鋼（２２ＭｎＢ５鋼）からなるホットスタンプ用鋼板の焼入れ材を用いた。
【００６４】
図９は、第２の実施形態の実施例に係る部分焼戻しの条件を示す温度チャートである。横軸は時間、縦軸は温度である。図９には、第１領域１１、第２領域１２、境界領域１３（第１領域側）、境界領域１３（第２領域側）の４つの領域における温度プロファイルが示されている。図９に示すように、鋼板部材の第２領域１２のみをオーステナイト変態開始温度Ａ１とオーステナイト変態完了温度Ａ３との間の温度に加熱した後、第２領域１２がマルテンサイト変態するように、上部臨界冷却速度よりも速い冷却速度で鋼板部材を冷却した。
【００６５】
詳細には後述するように、実施例に係る部分焼戻しを行った結果、図９に示した第１領域１１には、マルテンサイトＭのみからなる硬質領域が形成された。図９に示した第２領域１２には、マルテンサイトＭと焼戻しマルテンサイトＴＭとからなる軟質領域が形成された。図９に示した境界領域１３（第１領域側）及び境界領域１３（第２領域側）は、いずれも焼戻しマルテンサイトＴＭのみからなるミクロ組織を有していた。他方、より高温に加熱された境界領域１３（第２領域側）の硬さは、境界領域１３（第１領域側）の硬さよりも低かった。
【００６６】
図１０、図１１には、第２の実施形態の実施例に係る鋼板部材の製造方法を用いて製造された鋼板部材の硬さ分布及びミクロ組織写真を示す。図１０は、第２の実施形態に係る鋼板部材の製造方法を用いて製造された鋼板部材の硬さ分布を示すグラフである。図１１は、第２の実施形態に係る鋼板部材の製造方法を用いて製造された鋼板部材のミクロ組織写真である。
【００６７】
図１０に示すように、ビッカース硬さ（ＨＶ）が高く硬質な第１領域１１と、ビッカース硬さ（ＨＶ）が低く軟質な第２領域１２との間に境界領域１３が形成されている。図１０に示すように、高周波誘導加熱を用いることにより、第２領域１２からの熱伝導によって熱影響を受ける境界領域１３を４０ｍｍ程度に狭くすることができた。また、境界領域１３では、４８０ＨＶ程度の硬質な第１領域１１側から３００ＨＶ程度の軟質な第２領域１２側に向かって徐々に軟化していることが分かった。ここで、焼戻しマルテンサイトのみからなる境界領域１３の第２領域１２近傍において硬さが２５０ＨＶ程度まで低下し、マルテンサイトと焼戻しマルテンサイトとからなる第２領域１２では硬さが３００ＨＶ程度まで上昇している。
【００６８】
また、図１１に示すように、第１領域１１のミクロ組織はマルテンサイトのみからなる組織であった。第２領域１２のミクロ組織はマルテンサイトと焼戻しマルテンサイトとの混合組織であった。そして、境界領域１３のミクロ組織は焼戻しマルテンサイトのみからなる組織であった。すなわち、図３に図示したミクロ組織と同様のミクロ組織が実際に得られた。
【００６９】
図１２は、実施例に係る鋼板部材の境界領域１３の硬さと限界曲げ角度とについて比較例に係る鋼板部材の境界領域２３と比較して示したグラフである。限界曲げ角度（ｄｅｇ）を求めるための曲げ試験は、ドイツ自動車工業会の規格であるＶＤＡ２３８−１００に準拠して行った。図１２に示すように、実施例における境界領域１３のビッカース硬さ（ＨＶ）は比較例における境界領域２３のビッカース硬さ（ＨＶ）と同等であった。
【００７０】
他方、図１２に示すように、実施例における境界領域１３の限界曲げ角度（ｄｅｇ）は、比較例における境界領域２３の限界曲げ角度（ｄｅｇ）の倍以上であり、曲げ性が劇的に向上した。図５を参照して説明した通り、比較例における境界領域２３は、硬質なマルテンサイトＭと軟質なフェライト／パーライトＦＰとが混在した不安定なミクロ組織を有しているため、曲げ性に劣る。これに対し、実施例における境界領域１３は焼戻しマルテンサイトのみからなる組織を有しているため、曲げ性に優れるものと考えられる。
【００７１】
なお、本発明は上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１０  鋼板部材
１１  第１領域
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ  第２領域
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ  境界領域
３０  誘導加熱装置
３１  コイル
３２  高周波電源
５０  鋼板部材
５１  本体部
５１ａ  天板
５１ｂ  側壁
５１ｃ  フランジ部
５２  上部フランジ部
５３  下部フランジ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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