(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブランキングした鋼材をＡｃ３変態点より高温に加熱してオーステナイト化した後、冷却してマルテンサイト変態又はベイナイト変態させる第１の熱処理工程と、
該第１の熱処理工程を行った鋼材をＡｃ３変態点より高い温度に加熱してオーステナイト化した後、冷却してマルテンサイト変態させる第２の熱処理工程と、
を備え、
前記第１の熱処理工程又は前記第２の熱処理工程の少なくとも一方の工程において鋼材をＡｃ３変態点より高い温度に加熱した後、Ａｒ３変態点より高い温度で成形し完了する焼き入れ成形品の製造方法。
【請求項２】
前記第１の熱処理工程で鋼材を加熱する第１の熱処理加熱温度を、Ａｃ３変態点＋５０℃以上Ａｃ３変態点＋１５０℃以下とするとともに、
前記第２の熱処理工程で鋼材を加熱する第２の熱処理加熱温度を、Ａｃ３変態点より高温かつＡｃ３変態点＋８０℃以下とする請求項１に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
【請求項３】
前記第１の熱処理工程で鋼材を加熱する第１の熱処理加熱温度を、式（１）で定義されるＡｃ３変態点＋７０℃以上Ａｃ３変態点＋１７０℃以下とするとともに、
前記第２の熱処理工程で鋼材を加熱する第２の熱処理加熱温度を、式（１）で定義されるＡｃ３変態点＋２０℃以上Ａｃ３変態点＋１００℃以下とする請求項１に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
式（１）  Ａｃ３（℃）＝９１０−２０３×√Ｃ（質量％）＋４４．７×Ｓｉ（質量％）−３０×Ｍｎ（質量％）−１１×Ｃｒ（質量％）＋７００×Ｓ（質量％）＋４００×Ａｌ（質量％）＋５０×Ｔｉ（質量％）
【請求項４】
前記第１の熱処理工程の昇温速度は、２０℃／ｓｅｃ以上である請求項３に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
【請求項５】
前記第２の熱処理工程の昇温速度は、２０℃／ｓｅｃ以上である請求項３又は請求項４に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
【請求項６】
前記第１の熱処理工程で前記第１の熱処理加熱温度に到達してから当該第１の熱処理工程での加熱を終了するまでの加熱時間は、４００秒以内である請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
【請求項７】
前記第２の熱処理工程で前記第２の熱処理加熱温度に到達してから当該第２の熱処理工程での加熱を終了するまでの加熱時間は、４００秒以内である請求項２から請求項６のいずれか一項に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
【請求項８】
前記鋼材は、炭素含有量が０．３質量％以上０．８質量％以下である請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
【請求項９】
前記第１の熱処理工程で処理される鋼材は、硬質相の体積分率が９０％以下である請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
【請求項１０】
前記第２の熱処理工程を経て得られた成形品は、マルテンサイト組織の体積分率が５０％以上である請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
【請求項１１】
前記第１の熱処理工程の前記冷却は前記鋼材を型締めした状態で行われる請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
【請求項１２】
ブランキングした鋼材を、式（１）で定義されるＡｃ３変態点＋７０℃以上Ａｃ３変態点＋１７０℃以下に２０℃／ｓｅｃ以上の昇温速度で加熱してオーステナイト化した後、冷却してマルテンサイト変態又はベイナイト変態させる熱間プレス用鋼材の製造方法。
式（１）  Ａｃ３（℃）＝９１０−２０３×√Ｃ（質量％）＋４４．７×Ｓｉ（質量％）−３０×Ｍｎ（質量％）−１１×Ｃｒ（質量％）＋７００×Ｓ（質量％）＋４００×Ａｌ（質量％）＋５０×Ｔｉ（質量％）
【請求項１３】
オーステナイト化した後、４００秒以内に冷却してマルテンサイト変態させる請求項１２に記載の熱間プレス用鋼材の製造方法。
【請求項１４】
ブランキングした鋼材をＡｃ３変態点＋５０℃以上Ａｃ３変態点＋１５０℃以下に加熱してオーステナイト化した後、４００秒以内に冷却してマルテンサイト変態又はベイナイト変態させる熱間プレス用鋼材の製造方法。
【請求項１５】
前記鋼材を加熱した後、Ａｒ３変態点より高い温度で成形して冷却する請求項１２から請求項１４のいずれか一項に記載の熱間プレス用鋼材の製造方法。
【請求項１６】
前記鋼材は、炭素含有量が０．３質量％以上０．８質量％以下である請求項１２から請求項１５のいずれか一項に記載の熱間プレス用鋼材の製造方法。
【請求項１７】
前記鋼材は、硬質相の体積分率が９０％以下である請求項１２から請求項１６のいずれか一項に記載の熱間プレス用鋼材の製造方法。
【請求項１８】
前記冷却は前記鋼材を型締めした状態で行われる請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
【請求項１９】
炭素含有量が０．３質量％以上０．８質量％以下であってマルテンサイト組織とベイナイト組織の体積分率の和が８０％以上のプレス成形品の熱間プレス用鋼材。
【請求項２０】
請求項１９に記載の熱間プレス用鋼材をＡｃ３変態点より高い温度に加熱してオーステナイト化しＡｒ３変態点より高い温度で成形した後、冷却してマルテンサイト変態させる焼き入れ成形品の製造方法。
【請求項２１】
マルテンサイト組織とベイナイト組織の体積分率の和が８０％以上の焼き入れ成形品をＡｃ３変態点より高い熱処理加熱温度に加熱してオーステナイト化した後、冷却してマルテンサイト変態させる焼き入れ成形品の製造方法。
【請求項２２】
前記熱処理加熱温度は、Ａｃ３変態点より高温かつＡｃ３変態点＋８０℃以下である請求項２１に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
【請求項２３】
前記熱処理加熱温度は、式（１）で定義されるＡｃ３変態点＋２０℃以上Ａｃ３変態点＋１００℃以下とする請求項２１に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
式（１）  Ａｃ３（℃）＝９１０−２０３×√Ｃ（質量％）＋４４．７×Ｓｉ（質量％）−３０×Ｍｎ（質量％）−１１×Ｃｒ（質量％）＋７００×Ｓ（質量％）＋４００×Ａｌ（質量％）＋５０×Ｔｉ（質量％）
【請求項２４】
マルテンサイト組織とベイナイト組織の体積分率の和が８０％以上の成形品を、式（１）で定義されるＡｃ３変態点＋２０℃以上Ａｃ３変態点＋１００℃以下の熱処理加熱温度に２０℃／ｓｅｃ以上の昇温速度で加熱してオーステナイト化した後、冷却してマルテンサイト変態させる焼き入れ成形品の製造方法。
式（１）  Ａｃ３（℃）＝９１０−２０３×√Ｃ（質量％）＋４４．７×Ｓｉ（質量％）−３０×Ｍｎ（質量％）−１１×Ｃｒ（質量％）＋７００×Ｓ（質量％）＋４００×Ａｌ（質量％）＋５０×Ｔｉ（質量％）
【請求項２５】
前記熱処理加熱温度に到達してからの加熱時間は、４００秒以内である請求項２１から請求項２４のいずれか一項に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、焼き入れ成形品の製造方法、熱間プレス用鋼材の製造方法、及び熱間プレス用鋼材に関する。
【背景技術】
【０００２】
車体を形成する車体構成部品としては、高強度でかつ軽量なものが求められている。車体構成部品の強度を高める方法としては、その素材を例えば９５０℃で加熱した後、プレスと同時に冷却して焼入れするホットスタンプ（熱間プレスやプレスクエンチングとも言う）が知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような車体構成部品では、引張強度は高いものの、高強度化に伴って靱性が低下する傾向にあり、要求強度が維持できない場合も生じ得る。【０００４】
本開示は、焼き入れ成形品の強度を確保しつつ靭性を高めることができる焼き入れ成形品の製造方法、熱間プレス用鋼材の製造方法、及び熱間プレス用鋼材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】
【０００５】
上記課題を解決する焼き入れ成形品の製造方法は、ブランキングした鋼材をＡｃ３変態点より高温に加熱してオーステナイト化した後、冷却してマルテンサイト変態又はベイナイト変態させる第１の熱処理工程と、該第１の熱処理工程を行った鋼材をＡｃ３変態点より高い温度に加熱してオーステナイト化した後、冷却してマルテンサイト変態させる第２の熱処理工程と、を備え、前記第１の熱処理工程又は前記第２の熱処理工程の少なくとも一方の工程において鋼材をＡｃ３変態点より高い温度に加熱した後、Ａｒ３変態点より高い温度で成形し完了する。
【発明の効果】
【０００６】
本態様により、強度を確保しつつ靭性の高い焼き入れ成形品が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本実施形態に係る焼き入れ成形品の製造方法を示す図である。
【図２】図２は、第１実施例に係るバンパーを示す図である。
【図３】図３は、第１実施例に係るバンパーの温度履歴を示す図である。
【図４】図４は、第１実施例におけるバンパーの変形試験を示す説明図である。
【図５】図５は、第１実施例の試験結果を示す図である。
【図６】図６は、第２実施例に係るＭ字バンパーを示す図である。
【図７】図７は、第２実施例の試験結果を示す図である。
【図８】図８は、第３実施例に係るセンターピラーを示す図である。
【図９】図９は、第３実施例の試験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図１から図９を参照しつつ一実施形態を説明する。
図１は、本実施形態に係る焼き入れ成形品の製造方法１０を示す説明図である。この図には、平板状の鋼材である鋼板ブランク１２からハット型断面形状の焼き入れ成形品１４を成形する製造工程が示されている。
【０００９】
鋼板ブランク１２は、圧延した鋼帯を所定の大きさに切断、所謂ブランキングして形成する。鋼板ブランク１２は、平坦な板状である。
【００１０】
この鋼板ブランク１２は、硬質相の体積分率が９０％以下である。硬質相としては、マルテンサイト組織、ベイナイト組織等が例示される。具体的には、鋼板ブランク１２は、マルテンサイト組織およびベイナイト組織の少なくとも一方の組織からなる硬質相を主体とし、より具体的には、硬質相を構成するマルテンサイト組織の体積分率が５０％以上９０％以下である。鋼板ブランク１２に硬質相以外の相を含むため、圧延した鋼帯の打ち抜きが容易になり、かつ打ち抜きを行う金型の刃部分の摩耗を抑制することができる。
【００１１】
鋼帯の切断を容易とするためには、鋼板ブランク１２のマルテンサイト組織の体積分率を９０％以下とすることが好ましい。また、鋼板ブランク１２のマルテンサイト組織の体積分率を８０％以下、７０％以下とすることがより好ましい。
【００１２】
鋼板ブランク１２として用いる鋼材は、質量％で、Ｃ：０．３％以上０．８％以下、Ｓｉ：０．００１％以上２．０％以下、Ｍｎ：０．５％以上３．０％以下、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０，０１％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１％以上１．０％以下、Ｎ：０．０１％以下、Ｂ：０．０１％以下を化学組成として含有し、残部がＦｅおよび不純物からなることが好ましい。また、前記化学組成が、Ｆｅの一部に代えて、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｉからなる群から選ばれた１種または２種以上を含有してもよい。
【００１３】
鋼板ブランク１２として用いる鋼材は、含有する炭素量が０．３質量％以上０．８質量％以下であるものが好ましく、本実施形態の鋼板ブランク１２は、含有する炭素量が０．３質量％以上０．８質量％以下とする。
【００１４】
炭素Ｃの量が少なすぎると、焼入れの効果があまりない強度の低い製品になり得る。このため、本実施形態では、鋼板ブランク１２が含有する炭素量を０．３質量％以上とした。
【００１５】
一方、炭素Ｃの量が多すぎると、硬くなりすぎて靭性に乏しい製品となる。このため、本実施形態では、鋼板ブランク１２が含有する炭素量を０．８質量％以下とし、鋼板ブランク１２が含有する炭素量を、０．３質量％以上０．８質量％以下とした。
【００１６】
また、強度１８００ＭＰａ以上を確保するためには、Ｃ含有量を０．２５質量％以上とすることが好ましい。より高強度を安定して得るためには０．３０％超とすることが好ましい。焼入れ後の靭性を考慮すると、Ｃ含有量は、０．６０質量％以下であることがより好ましく、さらに好ましくは、０．５０質量％以下である。
【００１７】
Ｓｉは、０．００１質量％〜２．０質量％の範囲に制御することが好ましい。Ｓｉは、オーステナイト相から低温変態相へ変態するまでの冷却過程において炭化物の生成を抑制するため延性を劣化させることなく、あるいは、延性を向上させて、焼入れ後の強度を高める作用を有する元素である。Ｓｉ含有量が０．００１質量％未満では上記作用を得ることが困難である。したがって、Ｓｉ含有量は０．００１質量％以上とすることが好ましい。
【００１８】
なお、Ｓｉ含有量を０．０５質量％以上にすると、延性がさらに向上する。したがって、Ｓｉ含有量は０．０５質量％以上とすることがより好ましい。一方、Ｓｉ含有量が２．０質量％超では、上記作用による効果は飽和して経済的に不利となる上、表面性状の劣化が著しくなる。したがって、Ｓｉ含有量は２．０質量％以下とすることが好ましい。より好ましくは１．５質量％以下である。
【００１９】
Ｍｎは、０．５質量％〜３．０質量％以下の範囲に制御することが好ましい。Ｍｎは、鋼の焼入れ性を高め、焼入れ後の強度を安定して確保するために、非常に効果のある元素である。しかし、Ｍｎ含有量が０．５質量％未満では、本実施形態のような急速冷却条件下でもその効果が十分に得られず、焼入れ後の強度で１２００ＭＰａ以上の引張強度を確保することが非常に困難となる。したがって、Ｍｎ含有量は０．５質量％以上とすることが好ましい。なお、Ｍｎ含有量を１．０質量％以上にすると、焼入れ後の強度で１３５０ＭＰａ以上の引張強度を確保することが可能となる。このため、Ｍｎ含有量は１．０質量％以上とすることがより好ましい。一方、Ｍｎ含有量が３．０質量％超では、バンド状の組織の不均一組織となり、衝撃特性の劣化が顕著となる。したがって、Ｍｎ含有量は３．０質量％以下とすることが好ましい。合金コスト等の観点からＭｎ含有量を２．５質量％以下とすることがより好ましい。
【００２０】
Ｐは、０．０５質量％以下に制御することが好ましい。Ｐは、一般には鋼に不可避的に含有される不純物であるが、固溶強化により、強度を高める作用を有するので積極的に含有させてもよい。しかし、Ｐ含有量が０．０５質量％超では本実施形態の部材と他部材との抵抗溶接性の劣化が著しくなる。また２５００ＭＰａ以上の高強度化を狙った場合に脆性破壊の危険性が高まる。したがって、Ｐ含有量は０．０５質量％以下とすることが好ましい。Ｐ含有量はより好ましくは０．０２質量％以下である。上記作用をより確実に得るには、Ｐ含有量を０．００３質量％以上とすることが好ましい。
【００２１】
Ｓは、０．０１質量％以下に制御することが好ましい。Ｓは、鋼に不可避的に含有される不純物であり、ＭｎやＴｉと結合して硫化物を生成して析出する。この析出物量が過度に増加するとその析出物と主相の界面が破壊の起点となることがあるため低いほど好ましい。Ｓ含有量が０．０１質量％超ではその悪影響が著しくなる。したがって、Ｓ含有量は０．０１質量％以下とすることが好ましい。より好ましくは０．００３質量％以下、さらに好ましくは０．００１５質量％以下である。
【００２２】
ｓｏｌ．Ａｌは０．００１質量％〜１．０質量％以下の範囲で制御することが好ましい。Ａｌは、鋼を脱酸して鋼材を健全化する作用を有する元素であり、また、Ｔｉ等の炭窒化物形成元素の歩留まりを向上させる作用を有する元素でもある。ｓｏｌ．Ａｌ含有量が０．００１質量％未満では上記作用を得ることが困難となる。したがって、ｓｏｌ．Ａｌ含有量は０．００１質量％以上とすることが好ましい。より好ましくは０．０１５質量％以上である。一方、ｓｏｌ．Ａｌ含有量が１．０質量％超では、溶接性の低下が著しくなるとともに、酸化物系介在物が増加して表面性状の劣化が著しくなる。したがって、ｓｏｌ．Ａｌ含有量は１．０質量％以下とすることが好ましい。より好ましくは０．０８０質量％以下である。
【００２３】
Ｎは、０．０１質量％以下に制御することが好ましい。Ｎは、鋼に不可避的に含有される不純物であり、溶接性の観点からは低いほど好ましい。Ｎ含有量が０．０１質量％超では溶接性の低下が著しくなる。したがって、Ｎ含有量は０．０１質量％以下とすることが好ましい。より好ましくは０．００６質量％以下である。
【００２４】
Ｂは、０．０１質量％以下に制御することが好ましい。Ｂは、低温靭性を高める作用を有する元素である。したがって、Ｂを含有させてもよい。しかし、０．０１質量％を超えて含有させると、熱間加工性が劣化して、熱間圧延が困難になる。したがって、Ｂ含有量は０．０１質量％以下とすることが好ましい。なお、上記作用による効果をより確実に得るには、Ｂ含有量を０．０００３質量％以上とすることがより好ましい。
【００２５】
その他添加元素
Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｉを、鋼の焼入れ性を向上させ、かつ焼入れ後の強度を安定して確保するために必要応じて添加してもよい。
【００２６】
（第１の熱処理工程）
この鋼板ブランク１２から焼き入れ成形品１４を成形する際には、第１の熱処理工程２０で処理する。この第１の熱処理工程２０は、鋼板ブランク１２を加熱する加熱工程２２と、加熱された鋼板ブランク１２を冷却する冷却工程２４とを有している。
【００２７】
加熱工程２２では、鋼板ブランク１２を加熱炉２６でＡｃ３変態点より高温に加熱してオーステナイト化する。加熱炉２６としては、高周波加熱炉や抵抗加熱炉やガス加熱炉や赤外線加熱炉が挙げられる。
【００２８】
加熱工程２２で鋼板ブランク１２を加熱する際の熱処理加熱温度としては、鋼板ブランク１２のＡｃ３変態点＋５０℃以上Ａｃ３変態点＋１５０℃以下とすることが望ましい。本実施形態では、熱処理加熱温度をＡｃ３変態点＋５０℃以上Ａｃ３変態点＋１５０℃以下の一定の温度とする。
【００２９】
ここで、オーステナイト化変態点温度（Ａｃ３）は、炭化物の溶解状態、すなわち溶解した後の化学組成により変化する。換言すれば、炭化物の溶解量によってオーステナイト化変態点は変化する。
【００３０】
炭化物量が多い材料（Ｃ量の高い材料）を短時間で加熱すると、炭化物が溶け残るので、熱処理加熱温度を高く設定する必要がある。そこで、含有する炭素量を０．３質量％以上０．８質量％以下とした本実施形態の鋼板ブランク１２では、熱処理加熱温度をＡｃ３変態点＋５０℃以上とすることが望ましい。
【００３１】
一方、熱処理加熱温度が高すぎると、オーステナイト粒径が大きくなる。大きいオーステナイト粒径から変態したマルテンサイト組識は靭性が低くなる。このため、熱処理加熱温度をＡｃ３変態点＋１５０℃以下とすることが望ましい。
【００３２】
このとき、鋼板ブランク１２を加熱する際に在炉時間が長すぎると結晶粒が粗大化し靭性に影響が出る恐れがある。このため、鋼板ブランク１２の高温での加熱時間は、鋼板ブランク１２が目標の熱処理加熱温度に到達してから２０分以内となるようにすることが望ましく、４００秒以内とすることがより好ましい。
【００３３】
本実施形態において、鋼板ブランク１２が加熱工程２２で目標の熱処理加熱温度に到達してから加熱炉より取り出すまでの在炉時間（目標の熱処理加熱温度に到達してからの均熱時間）は４００秒以内とする。
【００３４】
冷却工程２４は、加熱工程２２で加熱されオーステナイト組織になった鋼板ブランク１２を冷却装置２８で冷却してマルテンサイト変態又はベイナイト変態させる。すなわち、冷却装置２８による冷却の冷却速度は、鋼板ブランク１２がマルテンサイト変態又はベイナイト変態する速度、臨界冷却速度以上の速度の急冷である。この時の冷却速度は、鋼板ブランク１２の組成によって定まる。冷却装置２８としては、冷気型の冷却装置や水を用いた加速冷却装置やガス型の冷却装置が挙げられる。
【００３５】
この第１の熱処理工程２０によって後工程で行う熱間プレスに適した熱間プレス用鋼材３０を形成することができる。このとき、前述した鋼板ブランク１２を用いて前述した各工程２２、２４で処理することにより、含有する炭素量が０．３質量％以上０．８質量％以下の熱間プレス用鋼材３０となる。
【００３６】
また、前述した鋼板ブランク１２を用いて前述した各工程２２、２４で処理すれば、形成される熱間プレス用鋼材３０は、マルテンサイト組織とベイナイト組織の体積分率の和がほぼ１００％となる。しかし、マルテンサイト組織とベイナイト組織の体積分率の和が８０％以上であれば、次の加熱工程で炭化物の溶け残りが少なく、従来品に比べ靭性に優れた熱間プレス用鋼材３０が得られることが確認されている。このため、熱間プレス用鋼材３０は、マルテンサイト組織とベイナイト組織の体積分率の和が８０％以上、残りはフェライトやフェライトとセメンタイトからなるパーライト組織等であるものとする。
【００３７】
（第２の熱処理工程）
そして、平坦なブランクの一例である熱間プレス用鋼材３０を第２の熱処理工程４０で処理する。この第２の熱処理工程４０は、第１の熱処理工程２０で形成された熱間プレス用鋼材３０を加熱する加熱工程４２と、加熱された熱間プレス用鋼材３０を成形し、成形完了と同時に冷却する成形焼入れ工程４４とを有している。
【００３８】
第２の熱処理工程４０の加熱工程４２では、第１の熱処理工程２０で形成された熱間プレス用鋼材３０を加熱炉４６でＡｃ３変態点より高温に加熱してオーステナイト化する。加熱炉４６としては、前述した加熱炉２６と同じ種類の加熱炉が挙げられる。この第２の熱処理工程４０の加熱工程４２で熱間プレス用鋼材３０を加熱する熱処理加熱温度としては、Ａｃ３変態点より高温かつＡｃ３変態点＋８０℃以下とすることが望ましい。このため、本実施形態では、熱処理加熱温度をＡｃ３変態点より高温かつＡｃ３変態点＋８０℃以下の一定の温度とする。
【００３９】
この第２の熱処理工程４０では、第１の熱処理工程２０の結果、炭素Ｃが微細に分散した熱間プレス用鋼材３０を形成するため、Ａｃ３変態点に対してあまり温度を上げなくても炭化物を容易に溶かすことができ、オーステナイト変態も容易に生ずる。また、靭性に優れた最終製品を得るために、オーステナイト粒径を細粒に制御（維持）する。そのために、第２の熱処理工程４０での熱処理加熱温度をＡｃ３変態点より高温かつＡｃ３変態点＋８０℃以下とする。第２の熱処理工程４０の熱処理温度域は、第１の熱処理工程２０の熱処理加熱温度に比べ低い温度域である。
【００４０】
ここで、熱間プレス用鋼材３０を加熱する際に在炉時間が長すぎると結晶粒が粗大化して最終製品の靭性に影響が出る恐れがある。このため、熱間プレス用鋼材３０の加熱時間は、熱間プレス用鋼材３０が目標の熱処理加熱温度に到達してから２０分以内となるようにすることが望ましく、４００秒以内とすることがより好ましい。
【００４１】
本実施形態において、熱間プレス用鋼材３０が加熱工程４２で目標の熱処理加熱温度に到達してから加熱炉より取り出すまでの在炉時間（目標の熱処理加熱温度に到達してからの均熱時間）は４００秒以内とする。
【００４２】
第２の熱処理工程４０の成形焼入れ工程４４では、加熱工程４２でＡｃ３変態点より高温に加熱された熱間プレス用鋼材３０を、Ａｒ３変態点より高温で金型４８によりプレスして成形する。これにより、熱間プレス用鋼材３０をハット型断面形状に成形する。
【００４３】
成形完了と同時に、熱間プレス用鋼材３０の熱を金型４８で奪って冷却し、マルテンサイト変態させて焼き入れ成形品１４を形成する。具体的には、金型４８を閉じて所定形状を形成する時点まではＡｒ３変態点以上の温度を保ち、その直後から金型４８で熱を奪って急冷することで焼き入れ成形品１４を形成する。
【００４４】
ここで、オーステナイト単相に切り替わる温度の境界はＡ３変態点である。厳密には、昇温してオーステナイト単相に切り替わる温度はＡｃ３である。そして、オーステナイト単相の鋼材を冷却し、オーステナイト単相でなくなる温度は、Ａｒ３である。このため、金型４８でプレスして成形する時点では、Ａｒ３変態点より高い温度とする。
【００４５】
この第２の熱処理工程４０を経て得られた焼き入れ成形品１４は、マルテンサイト組織を主体とし、マルテンサイト組織の体積分率が５０％以上である。より高強度の焼き入れ成形品１４とするために、マルテンサイト組織の体積分率が７０％以上、８０％以上とすることが好ましく、より好ましくは、マルテンサイト組織の体積分率を９０％以上とする。
【００４６】
この焼き入れ成形品１４としては、自動車のバンパーレインフォースメント、センターピラー、Ａピラー、ルーフレイル、サイドシル、フレーム等の衝突時に微小変形に抑制すする変形抑止を目的とした構造部材が挙げられる。これらの焼き入れ成形品１４では、衝突時の脆性的な破断を生じないので、自動車の衝突に対する強度（対衝突性能）を高めることができ、薄肉化によって軽量化を図りつつ高強度な車体を実現できる。
【００４７】
ここで、各組織の体積分率の測定方法は、次の通りである。
測定対象品から、圧延方向及び厚さ方向に沿って切断した切断面（以下「Ｌ断面」とも称する）を有する試料を採取する。
次に、試料のＬ断面を研磨及びナイタールエッチングし、Ｌ断面の粒界を腐食させて発現させる。
次に、後方散乱電子回折パターン分析装置（ＥＢＳＤ装置）付き走査電子顕微鏡により、試料のＬ断面のうち、試料の表面から厚さＴ×１／４に位置する領域（２００μｍ×２００ｍμ）を倍率５００倍で観察する。そして、観察画面において、観察画面に対する各組織の面積率を求める。そして、各組織の面積率を各組織の体積分率と定義する。
【００４８】
なお、観察画面において、各組織の識別は、次の通り行う。
フェライト組織、ベイナイト組織、およびマルテンサイト組織は、ＥＢＳＤ測定結果分析ソフトウェアＯＩＭＡｎａｌｙｓｉｓ  ｖｅｒｓｉｏｎ ７．２．１を用い、ＢＣＣ結晶構造を持つ測定点を表示し、結晶方位分布とＩｍａｇｅ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｍａｐの値により識別する。オーステナイト組織（残留オーステナイト組織含む）は、ＦＣＣ結晶構造を持つ測定点を表示し、同様の方法により識別する。
【００４９】
（作用・効果）
本実施形態に係る焼き入れ成形品の製造方法の作用・効果を説明する。
本実施形態では、鋼帯をブランキングして鋼板ブランク１２を形成し、この鋼板ブランク１２を第１の熱処理工程２０で焼き入れする。
【００５０】
ここで、鋼帯を焼き入れした場合、焼き入れした鋼帯を巻き取る際や払い出し時などに割れが生じやすい。
【００５１】
具体的に説明すると、酸洗ラインでの巻取りとしては、ベルトラッパーを使うベルト巻きと、鋼帯の先端をテンションリールのマンドレルに噛み込ませて巻き取るグリップ巻きとがある。焼き入れされた鋼帯は、降伏応力が高いので、ベルト巻きすることができない。また、焼き入れされた鋼帯をグリップ巻きすると、マンドレルに噛み込んだ箇所が割れてしまう恐れがある。また、払い出し時は、鋼帯をレベラーで平坦にするが、焼き入れされた鋼帯はレベラー通板時に割れる恐れや、平坦不良を修正することができない恐れがある。平坦が過度に悪い場合は、プレス機に投入する搬送用ロボットでつかめないことがある。
【００５２】
これに対して、本実施形態では、鋼帯をブランキングした鋼板ブランク１２を第１の熱処理工程２０で焼き入れする。このため、第１の熱処理工程２０で焼き入れした熱間プレス用鋼材３０をレベラーで平坦にしたり、巻き取ったりすることなく、次工程で処理することができ、予期せぬ割れを抑制することができる。
【００５３】
この焼き入れを行う第１の熱処理工程２０前において、鋼板ブランク１２に熱間プレスや冷間プレスを施す塑性加工工程にて塑性加工することが望ましい。この場合、塑性加工した形状に合わせた金型で型締めや又は冷却水などの冷却媒体で適正に冷却して第１の熱処理工程２０で１回目の焼き入れを行う。
【００５４】
１回目の焼き入れの後の中間成形品が平坦ではない所定の形状であれば、後の熱間加工で中間成形品を金型にセットするとき、所定の形状に基づきパンチとの位置決めが容易になることに加え、プレス加工による変形負荷が分散されることで造型性が高まることが期待される。
【００５５】
この塑性加工工程では、熱間加工でも冷間加工でもよい。工程を少なくする観点では、塑性加工工程は熱間加工とし、熱間加工で型締めしたまま１回目の焼き入れをすることが望ましい。
【００５６】
そして、第１の熱処理工程２０の加熱工程２２において、鋼板ブランク１２を一度オーステナイト化し炭化物の完全固溶を図った後にマルテンサイト変態又はベイナイト変態させる。これにより、鋼板ブランク１２をフェライトパーライト化する場合と比較して、第２の熱処理工程４０の成形焼入れ工程４４において、オーステナイト粒径（以下γ粒径）が小さい状態で熱間プレス用鋼材３０を形成することができ、組織靭性を高めることができる。
【００５７】
第１の熱処理工程２０では、鋼板ブランク１２をＡｃ３変態点より高温に加熱してオーステナイト化した後、冷却してマルテンサイト変態又はベイナイト変態させる。
【００５８】
このとき、第１の熱処理工程２０における１回目の焼き入れでは、マルテンサイト組織又はベイナイト組織の割合の高い熱間プレス用鋼材３０を得たい。このため、冷却を開始する焼き入れ開始時は、鋼板ブランク１２の全てをオーステナイト組織とすることが望ましい。
【００５９】
そこで、本実施形態では、加熱炉２６による加熱温度をＡｃ３変態点より高くすることで、鋼板ブランク１２をＡｃ３変態点より高温に加熱してオーステナイト化する。このため、加熱炉２６から鋼板ブランク１２を取り出して冷却を開始するまでに鋼板ブランク１２が空冷されたとしても、急冷を開始する焼き入れ開始時において、鋼板ブランク１２をオーステナイト組織に維持することができる。これにより、マルテンサイト組織又はベイナイト組織の割合の高い熱間プレス用鋼材３０を得ることができる。
【００６０】
次に、この熱間プレス用鋼材３０を第２の熱処理工程４０で加熱する際には、加熱前に熱間プレス用鋼材３０において炭化物が完全に消失していない場合であっても、炭化物の粒径が細かいことから炭化物を短時間で溶解することができる。これにより、第２の熱処理工程４０の成形焼入れ工程４４の開始時において残留炭化物を消失できる。さらに、第２の熱処理工程４０での加熱によりγ粒径の細粒化を図り靱性を高めることができる。そして、この第２の熱処理工程４０の結果、焼き入れ成形品１４がマルテンサイト化するため、形成される焼き入れ成形品１４の強度を高めることができる。
【００６１】
すなわち、最終成形品の強度を高める為に高炭素素材を用いる場合、加熱が終了しても未固溶の炭化物が残留する恐れがある。また、炭化物を完全に固溶させようと加熱温度を高くしたり、加熱時間を長くしたりすると、γ粒径の粗大化を招いてしまう。その場合、粗大γ粒径から変態したマルテンサイト組織は靭性が低くなり、かつ残留した炭化物が存在すると主相との不整合が生じた結果、最終成形品は脆い特性となる。
【００６２】
このような脆い特性の最終成形品で車体構成部品を形成した場合、例えば衝突変形時に最終成形品の素材が有する最高素材強度を発揮する前に破壊してしまう場合が生じ得る。この場合、狙いどおりの設計特性が得られず、設計変更が余儀なくされる。
【００６３】
本実施形態の焼き入れ成形品の製造方法では、第１の熱処理工程２０及び第２の熱処理工程４０で２回以上のオーステナイト化加熱処理と、２回以上のオーステナイトから硬質相への相変態処理とを行う。これにより、残留炭化物の消失と細粒なγ粒径からのマルテンサイト変態を発生させることが可能となり、高靭性の焼き入れ成形品１４を得ることができる。
【００６４】
すなわち、強度を確保しつつ靭性の高い焼き入れ成形品１４を得ることができる。
【００６５】
このような焼き入れ成形品の製造方法で得た焼き入れ成形品１４では、１．８ＧＰａ以上の素材強度を備えつつ、衝突変形のような応力多軸度の高い変形場においても、脆性的な早期破断を生じることがない。すなわち、狙いどおりの高強度と高靭性の両立が確認できた。
【００６６】
なお、本実施形態では、第１の熱処理工程２０で焼入れをして熱間プレス用鋼材３０を形成し、この熱間プレス用鋼材３０を第２の熱処理工程４０でプレスして焼き入れ成形品１４を形成した場合について説明したが、これに限定されるものではない。
【００６７】
例えば、最初の焼き入れを行う第１の熱処理工程２０において、鋼板ブランク１２をＡｃ３変態点より高い温度に加熱した後、Ａｒ３変態点より高い温度で金型により型締めしながら冷却し、プレス成形品とする。
【００６８】
ここで、第１の熱処理工程２０における１回目の焼き入れにおいて、平坦な鋼板ブランク１２を単純に急冷とすると、冷却斑が生じて平坦度が低下する虞がある。また、平坦でない鋼板ブランク１２を更に急冷すると、冷却斑がさらに大きくなる。
【００６９】
そこで、第１の熱処理工程２０において、鋼板ブランク１２をＡｃ３変態点より高温に加熱した後、Ａｒ３変態点より高い温度で金型により型締めしながら冷却すれば、冷却斑を抑制することができる。
【００７０】
また、第１の熱処理工程２０における１回目の焼き入れで所定形状のプレス成形品とすることで、第２の熱処理工程４０を安定して行うことができる。
【００７１】
なお、冷却は、鋼板ブランク１２の熱を金型で奪う金型冷却より、金型から冷媒を出して冷却する直接冷却が望ましい。
【００７２】
この第１の熱処理工程２０で成形したプレス成形品は、第２の熱処理工程４０においてプレス等を行わず、当該プレス成形品に焼入れのみを実施しても良い。また、第１の熱処理工程２０で鋼板ブランク１２をプレス成形し、かつ第２の熱処理工程４０においてもプレス等を行っても良い。
【００７３】
また、加熱工程２２及び冷却工程２４からなる第１の熱処理工程２０を１回行う場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、第１の熱処理工程２０を複数回行ってもよい。この場合、各第１の熱処理工程２０では、熱処理加熱温度をＡｃ３変態点＋５０℃以上Ａｃ３変態点＋１５０℃以下とし、最終熱処理工程４０での最終熱処理加熱温度をＡｃ３変態点より高温かつＡｃ３変態点＋８０℃以下とすることが望ましい。
【００７４】
また、第１の熱処理工程２０の加熱工程２２で鋼板ブランク１２をＡｃ３変態点＋５０℃以上Ａｃ３変態点＋１５０℃以下に加熱したが、これに限定されるものではなく、鋼板ブランク１２は、Ａｃ３変態点より高温に加熱すればよい。
【００７５】
ここで、Ａｃ３変態点は、鋼板の組成から次の（式１）で求めることができる。
【００７６】
Ａｃ３（℃）＝９１０−２０３×√Ｃ（質量％）＋４４．７×Ｓｉ（質量％）−３０×Ｍｎ（質量％）−１１×Ｃｒ（質量％）＋７００×Ｓ（質量％）＋４００×Ａｌ（質量％）＋５０×Ｔｉ（質量％）・・・（式１）
【００７７】
Ｃ：炭素、Ｓｉ：ケイ素、Ｍｎ：マンガン、Ｃｒ：クロム、Ｓ：硫黄、Ａｌ：アルミニウム、Ｔｉ：チタン
【００７８】
この（式１）で求められるＡｃ３変態点は、遅い昇温速度（例えば、３℃／ｓｅｃ（毎秒セ氏３度）以下の昇温速度）で加熱する場合の温度を示す。しかし、製造ラインでは、生産性を向上するため、速い昇温速度で加熱することが行われている。
【００７９】
このため、生産性を向上するために、第１の熱処理工程２０の加熱工程２２では鋼板ブランク１２を２０℃／ｓｅｃ（毎秒セ氏２０度）以上の昇温速度で加熱することが望ましく、他の実施形態として、第１の熱処理工程２０の加熱工程２２での昇温速度を２０℃／ｓｅｃ以上に設定する。
【００８０】
この場合、Ａｃ３変態点は、（式１）で求められる温度から乖離する。この乖離幅は、昇温速度を２０℃／ｓｅｃ以上に設定した場合、（式１）による演算結果＋約２０℃となることが実績上分かっている。
【００８１】
そこで、この実施形態における製造ラインでは、加熱工程２２で鋼板ブランク１２を加熱する熱処理加熱温度を、前述の式（１）で定義されるＡｃ３変態点＋７０℃以上Ａｃ３変態点＋１７０℃以下の範囲で設定するものとする。
【００８２】
また、第２の熱処理工程４０で熱間プレス用鋼材３０をＡｃ３変態点より高温かつＡｃ３変態点＋８０℃以下に加熱したが、これに限定されるものではなく、熱間プレス用鋼材３０は、Ａｃ３変態点以上に加熱すればよい。
【００８３】
ここで、前述の（式１）で求められるＡｃ３変態点は、前述したように、遅い昇温速度（例えば、３℃／ｓｅｃ（毎秒セ氏３度）以下の昇温速度）で加熱する場合の温度を示すが、製造ラインでは、生産性を向上するために、速い昇温速度で加熱することが行われている。
【００８４】
このため、生産性を向上するために、第２の熱処理工程４０の加熱工程４２では鋼板ブランク１２を２０℃／ｓｅｃ（毎秒セ氏２０度）以上の昇温速度で加熱することが望ましく、他の実施形態として、第２の熱処理工程４０の加熱工程４２での昇温速度を２０℃／ｓｅｃ以上に設定する。
【００８５】
この場合、前述したようにＡｃ３変態点は、（式１）で求められる温度から乖離し、その乖離幅は、昇温速度を２０℃／ｓｅｃ以上に設定した場合、（式１）による演算結果＋約２０℃となることが実績上分かっている。
【００８６】
そこで、この実施形態における製造ラインでは、第２の熱処理工程４０の加熱工程４２で熱間プレス用鋼材３０を加熱する熱処理加熱温度を、前述の式（１）で定義されるＡｃ３変態点＋２０℃以上Ａｃ３変態点＋１００℃以下の範囲で設定するものとする。
【００８７】
そして、鋼板ブランク１２は、含有する炭素量が０．３質量％以上０．８質量％以下としたが、これに限定されるものではなく、鋼板ブランク１２は、含有する炭素量が０．３質量％未満や０．８質量％を超えるものであってもよい。
【００８８】
また、第１の熱処理工程２０は実施しなくてもよい。この場合、第２の熱処理工程４０で用いる鋼材の組織がベイナイトまたはマルテンサイト組織であれば前述した効果を得ることができる。このとき、第２の熱処理工程４０で用いる鋼材のマルテンサイト組織とベイナイト組織の体積分率の和が８０％以上であれば、従来品に比べ靭性に優れる。
【００８９】
さらに、前述した熱間プレス用鋼材３０（鋼板ブランク１２をオーステナイト化した後にマルテンサイト変態又はベイナイト変態させた鋼材）の納品を受けるものにあっては、第２の熱処理工程４０のみを実施してもよい。この場合に、納品された熱間プレス用鋼材３０が成形されていない場合には、第２の熱処理工程４０でプレスして焼き入れ成形品１４を形成する。
【００９０】
納品された熱間プレス用鋼材３０が成形されている場合には、第２の熱処理工程４０でプレス等を行わず焼入れのみを行っても良い。また、納品された熱間プレス用鋼材３０が成形されている場合でも、第２の熱処理工程４０で、プレス等を行っても良い。
【実施例】
【００９１】
表１は、以下の各実施例で用いる鋼板の化学組成を示す表であり、ＳｔｅｅｌＡ〜ＳｔｅｅｌＤが示されている。【００９２】
【表１】
0006460296.tif 000002
【００９３】
（第１実施例）
板厚１．４ｍｍのＳｔｅｅｌＡ（冷延鋼板）素材を用い、図２に示すようなバンパー断面形状モデル５０を形成する為の金型を用いて２回熱処理の効果を検証した。図３は、バンパー断面形状モデル５０を成形する際の温度履歴を示す。【００９４】
第１回目の熱処理工程（実施形態の第１の熱処理工程２０に相当）では、成形用素材の炭化物を完全に固溶させるため１０００℃まで加熱して約５分間等温保持した後、プレス金型内に投入して成形加工を行い、金型による接触熱伝達を利用して室温まで冷却して焼入れした。【００９５】
その後、２回目の熱処理工程（実施形態の第２の熱処理工程４０に相当）では、Ａｃ変態点直上の約９００℃まで加熱した後、ただちに金型内に投入して決め押し成形加工を行いながら金型で冷却して焼入れしバンパー断面形状モデル５０を製作した（実施例１）。【００９６】
なお、比較例として、同一のＳｔｅｅｌＡ素材を約９５０℃まで加熱して約５分間等温保持した後、プレス金型内に投入して成形加工を行い、金型で冷却してバンパー断面形状モデル５０を製作した（比較例１）。【００９７】
さらに、炭素Ｃの量が低いＳｔｅｅｌＤ素材を用いて同様に約９５０℃まで加熱して約５分間等温保持した後、プレス金型内に投入して成形加工を行い、金型で冷却してバンパー断面形状モデル５０を製作した（比較例２）。【００９８】
次に、これら３種のバンパー断面形状モデル５０に対して、図４に示すように、ハット頂部から静的な荷重を加え、各バンパー断面形状モデル５０の変形抵抗とストローク曲線を比較した。図５にその結果を示す。【００９９】
実施例１と同一素材を用いた１回熱処理（ホットスタンプ通常プロセス）の比較例１のバンパー断面形状モデル５０では、ストロークが８．５ｍｍで破断し荷重が急激に低下している。これに対し、２回のオーステナイト化加熱処理を施して細粒γした後、マルテンサイト変態させて高靭性化を狙った実施例１のバンパー断面形状モデル５０では、ストロークが１７ｍｍ超まで破断せずに高い変形荷重を維持した。【０１００】
また、実施例１のバンパー断面形状モデル５０の変形荷重は、炭素含有量の低いＳｔｅｅｌＤ（比較例２）のものよりも高く、かつＳｔｅｅｌＤ（比較例２）と同様に高ストロークまで塑性変形が維持できることがわかる。【０１０１】
（実施例２）
板厚２．３ｍｍのＳｔｅｅｌＢ素材（熱延鋼板）を用いて、図６に示すＭ字バンパー５２を形成する為の金型を用いて２回熱処理の効果を検証した。【０１０２】
第１回目の熱処理工程（実施形態の第１の熱処理工程２０に相当）では、素材をガス炉に投入し９３５℃まで加熱して約６分間保持した後、素材を取り出して金型上面の平坦部に置き、ただちに平板の金型を素材上部からかぶせ、両金型で熱を奪うことで平板の状態で焼入れした。【０１０３】
その後、第１回目の熱処理にて焼入れした素材を８６０℃に設定したガス炉に投入して約２．５分保持した後、ただちに取り出してプレス金型に投入し、Ａｒ３変態点より高温で成形加工するとともに急冷して焼入れし（実施形態の第２の熱処理工程４０に相当）、Ｍ字バンパー５２を製作した（実施例２）。【０１０４】
また、比較として、実施例２と同一素材のＳｔｅｅｌＢをガス炉に投入し９５０℃まで加熱して約６分間保持した後、プレス金型内に投入して成形加工し、焼入れしたＭ字バンパー５２を製作した（比較例３）。【０１０５】
次に、これらの２種のＭ字バンパー５２を曲げスパン８００ｍｍに設定した動的油圧試験機にセットして速度９ｋｍ／ｈ（毎時９ｋｍ）でＲ１５０圧子により３点曲げを行い、その際の荷重ストロークカーブを第１実施例と同様の観点で比較した。試験結果を図７に示す。【０１０６】
第１実施例と同様、比較例３がストローク約６０ｍｍで破断により荷重が低下しているのに対し、２回のオーステナイト化加熱処理を行った実施例２は急激な荷重低下はなく、急激な荷重変動のない安定した荷重特性を示していることがわかる。【０１０７】
（実施例３）
第２実施例同様、板厚１．６ｍｍのＳｔｅｅｌＣ（冷延鋼板）素材を用いて、図８に示すセンターピラー５４を成形する為の金型を用いて２回熱処理の効果を検証した。第１回目熱処理工程（実施形態の第１の熱処理工程２０に相当）では、素材焼入れを行い、第２回目熱処理工程（実施形態の第２の熱処理工程４０に相当）にて、成形加工と同時に焼入れを行った。【０１０８】
第１回目の熱処理工程では、素材をガス炉に投入し９５０℃まで加熱して約５分間保持した後、素材を取り出して金型上面の平坦部に置き、ただちに平板の金型を素材上部からかぶせ、両金型で熱を奪うことで平板の状態で焼入れした。【０１０９】
その後、第１回目の熱処理工程にて焼入れした素材を８７０℃に設定したガス炉に投入して約２分保持した後、ただちに取り出しプレス金型に投入してＡｒ３変態点より高温で成形加工するとともに急冷して焼入れし、センターピラー５４を製作した（実施例３）。【０１１０】
また、比較として、実施例３と同一素材のＳｔｅｅｌＣ素材をガス炉に投入し９５０℃まで加熱して約５分間保持した後、プレス金型内に投入し成形加工と同時に焼入れし、センターピラー５４を製作した（比較例４）。【０１１１】
次に、１．４ｍｍの４４０ＭＰａ級の冷延鋼板よりセンターピラー５４の外形に合わせて切断したクロージングプレートを製作し、センターピラー５４の背面開口部をクロージングプレートで閉鎖して閉断面構造とした。センターピラー５４とクロージングプレートとの接合は、φ６ＷＲ型電極形状でナゲット径４．５√ｔ、ピッチ３０ｍｍで行い、センターピラー５４を製作した。２回熱処理の実施例３及び１回熱処理の比較例４とも同様の製作条件である。【０１１２】
次に、これらの２種のセンターピラー５４を支持間隔６００ｍｍで落錘型衝撃試験機にセットし、速度２５ｋｍ／ｈ（毎時２５ｋｍ）でφ１００圧子により３点曲げを行い、その際の荷重ストロークカーブを第１実施例と同様の観点で比較した。試験結果を図９に示す。【０１１３】
第１実施例及び第２実施例と同様、１回熱処理の比較例４ではストロークが６０ｍｍで荷重が急激に低下し母材破断が発生した。しかし、２回のオーステナイト化加熱処理を行った実施例３では、ストロークが９０ｍｍを超えるまで急激な荷重の低下はなく、比較例４よりも性能が良好であることがわかる。【０１１４】
各実施例より２回以上Ａｃ３変態点より高温でオーステナイト化し、かつＡｒ３変態点より高温での成形加工を行って焼入れする製造方法では、オーステナイト化及び焼入れが１回のホットスタンプ加工と比べ、高靭性で優れた変形特性の成形品が得られることを確認できた。【０１１５】
以下に符号の説明を記載する。
１０    焼き入れ成形品の製造方法
１２    鋼板ブランク（鋼材）
１４    焼き入れ成形品
３０    熱間プレス用鋼材
４０    最終熱処理工程
５０    バンパー断面形状モデル
５２    Ｍ字バンパー
５４    センターピラー
≪付記≫
本明細書からは、以下の態様が概念化される。
すなわち、第１態様は、
ブランキングした鋼材をＡｃ３変態点より高温に加熱してオーステナイト化した後、冷却してマルテンサイト変態又はベイナイト変態させる第１の熱処理工程と、
該第１の熱処理工程を行った鋼材をＡｃ３変態点より高い温度に加熱してオーステナイト化した後、冷却してマルテンサイト変態させる第２の熱処理工程と、
を備え、
前記第１の熱処理工程又は前記第２の熱処理工程の少なくとも一方の工程において鋼材をＡｃ３変態点より高い温度に加熱した後、Ａｒ３変態点より高い温度で成形し完了する焼き入れ成形品の製造方法。
第２態様は、
前記第１の熱処理工程で鋼材を加熱する第１の熱処理加熱温度を、Ａｃ３変態点＋５０℃以上Ａｃ３変態点＋１５０℃以下とするとともに、
前記第２の熱処理工程で鋼材を加熱する第２の熱処理加熱温度を、Ａｃ３変態点より高温かつＡｃ３変態点＋８０℃以下とする第１態様に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
第３態様は、
前記第１の熱処理工程で鋼材を加熱する第１の熱処理加熱温度を、式（１）で定義されるＡｃ３変態点＋７０℃以上Ａｃ３変態点＋１７０℃以下とするとともに、
前記第２の熱処理工程で鋼材を加熱する第２の熱処理加熱温度を、式（１）で定義されるＡｃ３変態点＋２０℃以上Ａｃ３変態点＋１００℃以下とする第１態様に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
式（１）  Ａｃ３（℃）＝９１０−２０３×√Ｃ（質量％）＋４４．７×Ｓｉ（質量％）−３０×Ｍｎ（質量％）−１１×Ｃｒ（質量％）＋７００×Ｓ（質量％）＋４００×Ａｌ（質量％）＋５０×Ｔｉ（質量％）
第４態様は、
前記第１の熱処理工程の昇温速度は、２０℃／ｓｅｃ以上である第３態様に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
第５態様は、
前記第２の熱処理工程の昇温速度は、２０℃／ｓｅｃ以上である第３態様又は第４態様に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
第６態様は、
前記第１の熱処理工程で前記第１の熱処理加熱温度に到達してから当該第１の熱処理工程での加熱を終了するまでの加熱時間は、４００秒以内である第２態様から第５態様のいずれかの態様に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
第７態様は、
前記第２の熱処理工程で前記第２の熱処理加熱温度に到達してから当該第２の熱処理工程での加熱を終了するまでの加熱時間は、４００秒以内である第２態様から第６態様のいずれかの態様に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
第８態様は、
前記鋼材は、炭素含有量が０．３質量％以上０．８質量％以下である第１態様から第７態様のいずれかの態様に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
第９態様は、
前記第１の熱処理工程で処理される鋼材は、硬質相の体積分率が９０％以下である第１態様から第８態様のいずれかの態様に記載の焼入れ成形品の製造方法。
第１０の態様は、
前記第２の熱処理工程を経て得られた成形品は、マルテンサイト組織の体積分率が５０％以上である第１態様から第９態様のいずれかの態様に記載の焼入れ成形品の製造方法。
第１１態様は、
前記第１の熱処理工程の前記冷却は前記鋼材を型締めした状態で行われる第１態様から第８態様のいずれかの態様に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
第１２態様は、
ブランキングした鋼材をＡｃ３変態点より高温に加熱してオーステナイト化した後、冷却してマルテンサイト変態又はベイナイト変態させる熱間プレス用鋼材の製造方法。
第１３態様は、
前記鋼材をＡｃ３変態点より高い温度に加熱した後、Ａｒ３変態点より高い温度で成形して冷却する第１２態様に記載の熱間プレス用鋼材の製造方法。
第１４の態様は、
前記鋼材の加熱温度をＡｃ３変態点＋５０℃以上Ａｃ３変態点＋１５０℃以下とする第１２態様又は第１３態様に記載の熱間プレス用鋼材の製造方法。
第１５態様は、
前記鋼材の加熱温度を、式（１）で定義されるＡｃ３変態点＋７０℃以上Ａｃ３変態点＋１７０℃以下とする第１２態様又は第１３態様に記載の熱間プレス用鋼材の製造方法。
式（１）  Ａｃ３（℃）＝９１０−２０３×√Ｃ（質量％）＋４４．７×Ｓｉ（質量％）−３０×Ｍｎ（質量％）−１１×Ｃｒ（質量％）＋７００×Ｓ（質量％）＋４００×Ａｌ（質量％）＋５０×Ｔｉ（質量％）
第１６態様は、
前記加熱の際の昇温速度は、２０℃／ｓｅｃ以上である第１５態様に記載の熱間プレス用鋼材の製造方法。
第１７態様は、
前記加熱温度に到達してからの加熱時間は、４００秒以内である第１４態様から第１６態様のいずれかの態様に記載の熱間プレス用鋼材の製造方法。
第１８態様は、
前記鋼材は、炭素含有量が０．３質量％以上０．８質量％以下である第１２態様から第１７態様のいずれかの態様に記載の熱間プレス用鋼材の製造方法。
第１９態様は、
前記鋼材は、硬質相の体積分率が９０％以下である第１２態様から第１８態様のいずれかの態様に記載の熱間プレス用鋼材の製造方法。
第２０態様は、
前記冷却は前記鋼材を型締めした状態で行われる第１態様から第８態様のいずれかの態様に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
第２１態様は、
炭素含有量が０．３質量％以上０．８質量％以下であってマルテンサイト組織とベイナイト組織の体積分率の和が８０％以上の熱間プレス用鋼材。
第２２態様は、
平坦なブランクである  第２１態様に記載の熱間プレス用鋼材。
第２３態様は、
プレス成形品である第２１態様に記載の熱間プレス用鋼材。
第２４態様は、
第２１態様から第２３態様のいずれかの態様に記載の熱間プレス用鋼材をＡｃ３変態点より高い温度に加熱してオーステナイト化しＡｒ３変態点より高い温度で成形した後、冷却してマルテンサイト変態させる焼き入れ成形品の製造方法。
第２５態様は、
マルテンサイト組織とベイナイト組織の体積分率の和が８０％以上の成形品をＡｃ３変態点より高い熱処理加熱温度に加熱してオーステナイト化した後、冷却してマルテンサイト変態させる焼入れ成形品の製造方法。
第２６態様は、
前記成形品は、焼入れ成形品である第２５態様に記載の焼入れ成形品の製造方法。
第２７態様は、
前記熱処理加熱温度は、Ａｃ３変態点より高温かつＡｃ３変態点＋８０℃以下である第２５態様又は第２６態様に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
第２８態様は、
前記熱処理加熱温度は、式（１）で定義されるＡｃ３変態点＋２０℃以上Ａｃ３変態点＋１００℃以下とする
第２５態様又は第２６態様に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
式（１）  Ａｃ３（℃）＝９１０−２０３×√Ｃ（質量％）＋４４．７×Ｓｉ（質量％）−３０×Ｍｎ（質量％）−１１×Ｃｒ（質量％）＋７００×Ｓ（質量％）＋４００×Ａｌ（質量％）＋５０×Ｔｉ（質量％）
第２９態様は、
前記熱処理加熱温度に加熱する際の昇温速度は、２０℃／ｓｅｃ以上である第２８態様に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
第３０態様は、
前記熱処理加熱温度に到達してからの加熱時間は、４００秒以内である
第２５態様から第２９態様のいずれかの態様に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
＜他の態様＞
また、本明細書からは、以下の他の態様が概念化される。
第１の他の態様は、
鋼材をＡｃ３変態点以上に加熱してオーステナイト化した後、冷却してマルテンサイト変態又はベイナイト変態させる第１の熱処理工程と、
該第１の熱処理工程を行った鋼材をＡｃ３変態点以上に加熱してオーステナイト化した後、冷却してマルテンサイト変態させる第２の熱処理工程と、
を備え、
前記第１の熱処理工程又は前記第２の熱処理工程の少なくとも一方の工程で鋼材をＡｒ３変態点以上の温度で成形する焼き入れ成形品の製造方法。
第２の他の態様は、
前記第１の熱処理工程で鋼材を加熱する第１の熱処理加熱温度を、Ａｃ３変態点＋５０℃以上Ａｃ３変態点＋１５０℃以下とするとともに、
前記第２の熱処理工程で鋼材を加熱する第２の熱処理加熱温度を、Ａｃ３変態点以上Ａｃ３変態点＋８０℃以下とする第１の他の態様に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
第３の他の態様は、
前記第１の熱処理工程で鋼材を加熱する第１の熱処理加熱温度を、式（１）で定義されるＡｃ３変態点＋７０℃以上Ａｃ３変態点＋１７０℃以下とするとともに、
前記第２の熱処理工程で鋼材を加熱する第２の熱処理加熱温度を、式（１）で定義されるＡｃ３変態点＋２０℃以上Ａｃ３変態点＋１００℃以下とする第１の他の態様に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
式（１）  Ａｃ３（℃）＝９１０−２０３×√Ｃ（質量％）＋４４．７×Ｓｉ（質量％）−３０×Ｍｎ（質量％）−１１×Ｃｒ（質量％）＋７００×Ｓ（質量％）＋４００×Ａｌ（質量％）＋５０×Ｔｉ（質量％）
第４の他の態様は、
前記第１の熱処理工程の昇温速度は、２０℃／ｓｅｃ以上である第３の他の態様に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
第５の他の態様は、
前記第２の熱処理工程の昇温速度は、２０℃／ｓｅｃ以上である第３の他の態様又は第４の他の態様に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
第６の他の態様は、
前記第１の熱処理工程で前記第１の熱処理加熱温度に到達してから当該第１の熱処理工程での加熱を終了するまでの加熱時間は、４００秒以内である第２の他の態様から第５の他の態様５のいずれかの態様に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
第７の他の態様は、
前記第２の熱処理工程で前記第２の熱処理加熱温度に到達してから当該第２の熱処理工程での加熱を終了するまでの加熱時間は、４００秒以内である第２の他の態様から第６の他の態様のいずれかの態様に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
第８の他の態様は、
前記鋼材は、含有する炭素量が０．３質量％以上０．８質量％以下である第１の他の態様から第７の他の態様のいずれかの態様に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
第９の他の態様は、
鋼材をＡｃ３変態点以上に加熱してオーステナイト化した後、冷却してマルテンサイト変態又はベイナイト変態させる熱間プレス用鋼材の製造方法。
第１０の他の態様は、
Ａｃ３変態点以上に加熱した前記鋼材をＡｒ３変態点以上の温度で成形し、冷却する第９の他の態様に記載の熱間プレス用鋼材の製造方法。
第１１の他の態様は、
前記鋼材の加熱温度をＡｃ３変態点＋５０℃以上Ａｃ３変態点＋１５０℃以下とする第９の他の態様又は第１０の他の態様の熱間プレス用鋼材の製造方法。
第１２の他の態様は、
前記鋼材の加熱温度を、式（１）で定義されるＡｃ３変態点＋７０℃以上Ａｃ３変態点＋１７０℃以下とする第９の他の態様又は第１０の他の態様に記載の熱間プレス用鋼材の製造方法。
式（１）  Ａｃ３（℃）＝９１０−２０３×√Ｃ（質量％）＋４４．７×Ｓｉ（質量％）−３０×Ｍｎ（質量％）−１１×Ｃｒ（質量％）＋７００×Ｓ（質量％）＋４００×Ａｌ（質量％）＋５０×Ｔｉ（質量％）
第１３の他の態様は、
前記加熱の際の昇温速度は、２０℃／ｓｅｃ以上である第１２の他の態様に記載の熱間プレス用鋼材の製造方法。
第１４の他の態様は、
前記加熱温度に到達してからの加熱時間は、４００秒以内である第１１の他の態様から第１３の他の態様に記載の熱間プレス用鋼材の製造方法。
第１５の他の態様は、
前記鋼材は、含有する炭素量が０．３質量％以上０．８質量％以下である第９の他の態様から第１４の他の態様のいずれかの態様に記載の熱間プレス用鋼材の製造方法。
第１６の他の態様は、
炭素含有量が０．３質量％以上０．８質量％以下であってマルテンサイト組織とベイナイト組織の体積分率の和が８０％以上の熱間プレス用鋼材。
第１７の他の態様は、
第１６の他の態様に記載の熱間プレス用鋼材をＡｃ３変態点以上に加熱してオーステナイト化しＡｒ３変態点以上の温度で成形した後、冷却してマルテンサイト変態させる焼き入れ成形品の製造方法。
第１８の他の態様は、
マルテンサイト組織とベイナイト組織の体積分率の和が８０％以上の成形品をＡｃ３変態点以上の熱処理加熱温度に加熱してオーステナイト化した後、冷却してマルテンサイト変態させる焼入れ成形品の製造方法。
第１９の他の態様は、
前記成形品は、焼入れ成形品である第１８の他の態様に記載の焼入れ成形品の製造方法。
第２０の他の態様は、
前記熱処理加熱温度は、Ａｃ３変態点以上Ａｃ３変態点＋８０℃以下である第１８の他の態様又は第１９の他の態様に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
第２１の他の態様は、
前記熱処理加熱温度は、式（１）で定義されるＡｃ３変態点＋２０℃以上Ａｃ３変態点＋１００℃以下とする第１８の他の態様又は第１９の他の態様に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
式（１）  Ａｃ３（℃）＝９１０−２０３×√Ｃ（質量％）＋４４．７×Ｓｉ（質量％）−３０×Ｍｎ（質量％）−１１×Ｃｒ（質量％）＋７００×Ｓ（質量％）＋４００×Ａｌ（質量％）＋５０×Ｔｉ（質量％）
第２２の他の態様は、
前記熱処理加熱温度に加熱する際の昇温速度は、２０℃／ｓｅｃ以上である第２１の他の態様に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
第２３の他の態様は、
前記熱処理加熱温度に到達してからの加熱時間は、４００秒以内である第１８の他の態様から第２２の他の態様のいずれかの態様に記載の焼き入れ成形品の製造方法。
２０１６年１１月２５日に出願した日本国特許出願２０１６−２２９４７２号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
また、本明細書に記載されたすべての文献、特許出願及び技術規格は、個々の文献、特許出願及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
【図１】
0006460296.tif 000003
【図２】
0006460296.tif 000004
【図３】
0006460296.tif 000005
【図４】
0006460296.tif 000006
【図５】
0006460296.tif 000007
【図６】
0006460296.tif 000008
【図７】
0006460296.tif 000009
【図８】
0006460296.tif 000010
【図９】
0006460296.tif 000011