(57)【要約】  高降伏比と優れた伸びフランジ性を有する高強度鋼板を得る。成分組成が、質量％で、Ｃ：０．０２％以上０．１０％未満、Ｓｉ：０．１０％未満、Ｍｎ：１．０％未満、Ｐ：０．１０％以下、Ｓ：０．０２０％以下、Ａｌ：０．０１％以上０．１０％以下、Ｎ：０．０１０％以下、Ｎｂ：０．００５％以上０．０７０％未満を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、鋼組織が、面積率でフェライト：８５％以上、パーライト:０〜１５％、マルテンサイト、残留オーステナイトおよびセメンタイトの合計：０〜３％からなり、前記フェライトの平均結晶粒径が１５．０μｍ以下であり、Ｎｂ炭化物の粒子径が５〜５０ｎｍであり、Ｎｂ炭化物の析出量が体積率で０．００５〜０．０５０％である高強度鋼板とする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
成分組成は、質量％で、Ｃ：０．０２％以上０．１０％未満、Ｓｉ：０．１０％未満、Ｍｎ：１．０％未満、Ｐ：０．１０％以下、Ｓ：０．０２０％以下、Ａｌ：０．０１％以上０．１０％以下、Ｎ：０．０１０％以下、Ｎｂ：０．００５％以上０．０７０％未満を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、
鋼組織は、面積率でフェライト：８５％以上、パーライト:０〜１５％、マルテンサイト、残留オーステナイトおよびセメンタイトの合計：０〜３％からなり、
前記フェライトの平均結晶粒径が１５．０μｍ以下であり、
Ｎｂ炭化物の粒子径が５〜５０ｎｍであり、Ｎｂ炭化物の析出量が体積率で０．００５〜０．０５０％である高強度鋼板。
【請求項２】
前記成分組成、さらに、質量％で、Ｃｒ：０．３％以下、Ｍｏ：０．３％以下、Ｂ：０．００５％以下、Ｃｕ：０．３％以下、Ｎｉ：０．３％以下のいずれか１種または２種以上を含有する請求項１に記載の高強度鋼板。
【請求項３】
高強度鋼板の表面に溶融亜鉛めっき層を有する請求項１または２に記載の高強度鋼板。
【請求項４】
前記溶融亜鉛めっき層が、合金化溶融亜鉛めっき層である請求項３に記載の高強度鋼板。
【請求項５】
請求項１または２に記載の鋼組成を有する鋼片を熱間圧延後、仕上圧延温度〜６５０℃の温度域の保持時間を１０秒以下の条件で熱延鋼板を冷却し、５００〜７００℃で巻取後、熱延鋼板を冷間圧延し、冷延鋼板を連続焼鈍炉で、昇温時において６５０〜７５０℃の温度域での保持時間：１５秒以上、該保持後に均熱温度：７６０〜８８０℃、均熱時間；１２０秒以下の条件で均熱する焼鈍を施す高強度鋼板の製造方法。
【請求項６】
前記焼鈍後において、高強度鋼板の表面に溶融亜鉛めっきを施す請求項５に記載の高強度鋼板の製造方法。
【請求項７】
前記溶融亜鉛めっきに合金化処理を施す請求項６に記載の高強度鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車部品等に適用される高強度鋼板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車部品等の素材として、素材の薄肉化による部品軽量化などの観点から、高強度鋼板が好ましく用いられる。例えば、骨格用部品や耐衝突用部品などでは、乗員の安全確保のため衝突時に変形しにくいこと、すなわち高い降伏比が要求される。一方、これらの部品の素材としては、割れが発生することなく安定的にプレス成形するために、伸びフランジ性に優れる高強度鋼板が望まれる。このような要求に対し、これまでに種々の鋼板およびその製造技術が開示されている。【０００３】
特許文献１には、Ｎｂ、Ｔｉを合計で０．０１％以上含有し、再結晶率８０％以上のフェライトを主相とする塗装焼付硬化性に優れた高強度鋼板とその製造方法が開示されている。【０００４】
また、特許文献２には、鋼組織として２０〜５０％の未再結晶フェライトを含む耐衝突特性と伸びフランジ性に優れた高強度鋼板とその製造方法が開示されている。【０００５】
特許文献３には、Ｖ、Ｔｉ、Ｎｂの１種または２種以上を添加し、主相がフェライトまたはベイナイトで粒界における鉄炭化物の析出量を一定以下に制限し、かつ該鉄炭化物の最大粒子径を１μｍ以下に制御する伸びフランジ性（穴拡げ性）に優れた溶融めっき高強度鋼板とその製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４７４００９９号公報
【特許文献２】特許第４９９５１０９号公報
【特許文献３】特開平６−３２２４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、０．００５％以上のＴｉ添加が必須である。また、特許文献１では高降伏比を有する鋼板が得られていない。特許文献２に記載の技術では、ＮｂおよびＴｉ添加量と焼鈍温度を制御して意図的に未再結晶フェライトを活用しているが、未再結晶フェライトは再結晶フェライトに比べると延性が低いため、高降伏比を有し、かつ優れた伸びフランジ性を両立する高強度鋼板は得られていない。特許文献３に記載の技術では、高降伏比を有し、かつ優れた伸びフランジ性を両立する高強度鋼板は得られないと考えられる。【０００８】
本発明は、このような事情を鑑みて上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、高降伏比と優れた伸びフランジ性を有する高強度鋼板を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を実施した。その結果、フェライトを主体とする鋼組織において、フェライトの平均結晶粒径を一定以下に微細化し、さらにＮｂ炭化物の体積率と粒子径を適正に制御することが重要であることを見出した。そして、そのためには、所定の成分組成に調整するとともに、熱間圧延後の巻取温度、焼鈍の均熱温度と各温度域での保持時間を適正な範囲に制御することが有効であることを見出した。【００１０】
本発明は、以上の知見に基づきなされたもので、その要旨は以下のとおりである。【００１１】
［１］成分組成は、質量％で、Ｃ：０．０２％以上０．１０％未満、Ｓｉ：０．１０％未満、Ｍｎ：１．００％未満、Ｐ：０．１０％以下、Ｓ：０．０２０％以下、Ａｌ：０．０１％以上０．１０％以下、Ｎ：０．０１０％以下、Ｎｂ：０．００５％以上０．０７０％未満を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、鋼組織は、面積率でフェライト：８５％以上、パーライト:０〜１５％、マルテンサイト、残留オーステナイトおよびセメンタイトの合計：０〜３％からなり、前記フェライトの平均結晶粒径が１５．０μｍ以下であり、Ｎｂ炭化物の粒子径が５〜５０ｎｍであり、Ｎｂ炭化物の析出量が体積率で０．００５〜０．０５０％である高強度鋼板。【００１２】
［２］前記成分組成、さらに、質量％で、Ｃｒ：０．３％以下、Ｍｏ：０．３％以下、Ｂ：０．００５％以下、Ｃｕ：０．３％以下、Ｎｉ：０．３％以下のいずれか１種または２種以上を含有する［１］に記載の高強度鋼板。【００１３】
［３］高強度鋼板の表面に溶融亜鉛めっき層を有する［１］または［２］に記載の高強度鋼板。【００１４】
［４］前記溶融亜鉛めっき層が、合金化溶融亜鉛めっき層である［３］に記載の高強度鋼板。【００１５】
［５］［１］または［２］に記載の鋼組成を有する鋼片を熱間圧延後、仕上圧延温度〜６５０℃の温度域の保持時間を１０秒以下の条件で熱延鋼板を冷却し、５００〜７００℃で巻取後、熱延鋼板を冷間圧延し、冷延鋼板を連続焼鈍炉で、昇温時において６５０〜７５０℃の温度域での保持時間：１５秒以上、該保持後に均熱温度：７６０〜８８０℃、均熱時間；１２０秒以下の条件で均熱する焼鈍を施す高強度鋼板の製造方法。【００１６】
［６］前記焼鈍後において、高強度鋼板の表面に溶融亜鉛めっきを施す［５］に記載の高強度鋼板の製造方法。【００１７】
［７］前記溶融亜鉛めっき層に合金化処理を施す［６］に記載の高強度鋼板の製造方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、成分組成、熱延後の巻取条件、焼鈍の均熱温度と各温度域での保持時間などの製造条件を適正に制御する。この制御により、本発明が目的とする鋼組織が得られ、その結果、自動車部品等の用途に要求される高降伏比で優れた伸びフランジ性を有する高強度鋼板を安定して製造することが可能になる。本発明の高強度鋼板により、自動車の更なる軽量化が可能になり、本発明の自動車、鉄鋼業界における利用価値は極めて大きい。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００２０】
先ず、本発明の高強度鋼板の概要について説明する。
【００２１】
本発明の高強度鋼板は、３３０ＭＰａ以上５００ＭＰａ未満の引張強さ、０．７０以上の降伏比、１３０％以上の穴広げ率を有する。穴広げ率が１３０％以上であることから、本発明の高強度鋼板は、優れた伸びフランジ性を有する。
【００２２】
Ｎｂを０．００５％以上含有する成分組成とし、必須のフェライトと任意のパーライト等で構成され、該フェライトの平均結晶粒径が１５．０μｍ以下、Ｎｂ炭化物の粒子径が５〜５０ｎｍ、Ｎｂ炭化物の析出量が体積％で０．００５〜０．０５０％となる鋼組織とすることで、上記の高降伏比と優れた伸びフランジ性を有する高強度鋼板を得られる。本発明においてＮｂ炭化物にはＮｂ炭窒化物も含む。
【００２３】
また、フェライト平均結晶粒径とＮｂ炭化物が所望の条件を満たすためには、成分組成のみならず製造条件も重要である。具体的には、熱間圧延後の冷却において仕上圧延温度〜６５０℃の温度域の保持時間を１０秒以下とし、巻取温度を５００〜７００℃とし、焼鈍の加熱において６５０〜７５０℃の温度域での保持時間を１５秒以上とし、引き続き７６０〜８８０℃の均熱温度で１２０秒以下保持することが重要である。巻取後の冷却中にＮｂ炭化物を均一微細に析出させ、冷間圧延後、焼鈍にてフェライトを比較的低温で再結晶させることで微細なフェライトを生成させ、均熱時のフェライト粒およびＮｂ炭化物の粗大化を抑制できると考えられる。
【００２４】
降伏強さと引張強さは、引張方向が圧延方向と垂直になるようＪＩＳ５号引張試験片を採取し、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１に準拠した引張試験により求める。穴広げ率はＪＩＳ  Ｚ  ２２５６に記載の穴広げ試験により求める。
【００２５】
以上の知見に基づき完成された本発明の高強度鋼板は、自動車部品等の素材に求められる、高降伏比、優れた伸びフランジ性を有する。
【００２６】
次に、本発明の成分組成の限定理由、鋼組織の限定理由および製造条件の限定理由について説明する。以下の説明において、成分の含有量を表す「％」は「質量％」を意味する。
【００２７】
（１）成分組成
本発明の高強度鋼板は、質量％で、Ｃ：０．０２％以上０．１０％未満、Ｓｉ：０．１０％未満、Ｍｎ：１．００％未満、Ｐ：０．１０％以下、Ｓ：０．０２０％以下、Ａｌ：０．０１％以上０．１０％以下、Ｎ：０．０１０％以下、Ｎｂ：０．００５％以上０．０７０％未満を含有する。また、本発明の高強度鋼板は、任意成分として、さらに、質量％で、Ｃｒ：０．３％以下、Ｍｏ：０．３％以下、Ｂ：０．００５％以下、Ｃｕ：０．３％以下、Ｎｉ：０．３％以下のいずれか１種または２種以上を含有してもよい。上記以外の残部はＦｅ及び不可避的不純物である。
【００２８】
Ｃ：０．０２％以上０．１０％未満
Ｃは、Ｎｂ炭化物となったり、パーライトやマルテンサイトを増加させたりすることから、降伏強さと引張強さの増加に有効な元素である。Ｃ含有量が０．０２％未満では所望のＮｂ炭化物量が得られないので本発明が目的とする引張強さが得られない。Ｃ含有量が０．１０％以上になるとＮｂ炭化物の粒子径およびフェライト粒径が粗大化したり、パーライト、マルテンサイトが過度に生成したりするために降伏比と伸びフランジ性が低下する。このため、Ｃ含有量は０．０２％以上０．１０％未満とする。好ましくは０．０２％以上とする。好ましくは０．０６％以下とする。
【００２９】
Ｓｉ：０．１０％未満
Ｓｉは、一般にフェライトの固溶強化により降伏強さと引張強さを増加させるのに有効である。しかし、Ｓｉを添加すると、加工硬化能の顕著な向上により降伏強さに比べて引張強さの増加量が大きくなり、降伏比が低下し、表面性状が劣化する。そこで、Ｓｉ含有量は０．１０％未満とする。なお、Ｓｉ含有量の下限は特に限定されず、Ｓｉ含有量は少ないほど好ましい。原理上Ｓｉ含有量は０％でもよいが、工業的には０．００１％以上含有されることが多い。
【００３０】
Ｍｎ：１．０％未満
Ｍｎは、フェライトの固溶強化により降伏強さと引張強さを増加させるのに有効である。Ｍｎ含有量が１．０％以上になると、鋼組織中のマルテンサイト分率が増加するため引張強さが過度に増大し、本発明が目的とする引張強さが得られないため、降伏比と伸びフランジ性が低下する。このためＭｎ含有量は１．０％未満とする。好ましくは０．２％以上とする。好ましくは０．８％以下とする。
【００３１】
Ｐ：０．１０％以下
Ｐはフェライトの固溶強化により降伏強さと引張強さを増加させるのに有効である。このため、本発明ではＰを適宜含有することができる。しかし、Ｐ含有量が０．１０％を超えると、鋳造偏析やフェライト粒界偏析によりフェライト粒界が脆化して伸びフランジ性が低下する。このためＰ含有量は０．１０％以下とする。原理上Ｐ含有量は０％でもよいが、好ましくは０．０１％以上０．０４％以下とする。
【００３２】
Ｓ：０．０２０％以下
Ｓは不純物として不可避的に含まれる元素である。ＭｎＳなどの介在物の形成により伸びフランジ性や局部伸びが低下するので、Ｓ含有量はできるだけ低減することが好ましい。本発明においてＳ含有量は０．０２０％以下とする。好ましくは０．０１５％以下とする。原理上Ｓ含有量は０％でもよいが、工業的には０．０００１％以上含有されることが多い。
【００３３】
Ａｌ：０．０１％以上０．１０％以下
Ａｌは精錬工程での脱酸のため、また、固溶ＮをＡｌＮとして固定させるために添加される。十分な効果を得るにはＡｌ含有量を０．０１％以上にする必要がある。また、Ａｌ含有量が０．１０％を超えるとＡｌＮが多量に析出して伸びフランジ性が低下する。したがってＡｌ含有量は０．０１％以上０．１０％以下とする。好ましくは０．０１％以上０．０７％以下とする。また、さらに好ましくは０．０１％以上０．０６％以下とする。
【００３４】
Ｎ：０．０１０％以下
Ｎは溶銑の精錬工程までに不可避的に混入する元素である。Ｎ含有量が０．０１％を超えると、鋳造時にＮｂ炭化物が析出後、スラブ加熱時にＮｂ炭化物が溶解せず粗大な炭化物として残留するためフェライト平均結晶粒の粗大化を招く。よってＮ含有量は０．０１０％以下とする。原理上Ｎ含有量は０％でもよいが、工業的には０．０００１％以上含有されることが多い。
【００３５】
Ｎｂ：０．００５％以上０．０７０％未満
Ｎｂはフェライト平均結晶粒の微細化、Ｎｂ炭化物の析出による降伏比の増加に寄与する重要な元素である。Ｎｂ含有量が０．００５％未満ではＮｂ炭化物の体積率が不十分となりこの効果が小さい。また、Ｎｂ含有量が０．０７０％以上ではＮｂ炭化物が過剰に析出して焼鈍後も延性に乏しい未再結晶フェライトが残存するため伸びフランジ性が劣化する。したがって、Ｎｂ含有量は０．００５％以下０．０７０％未満とする。好ましくは０．０１０％以上とする。好ましくは０．０４０％以下とする。
【００３６】
本発明の高強度鋼板は、以下の成分を任意成分として含有できる。
【００３７】
Ｃｒ：０．３％以下
Ｃｒは本発明の作用効果を害さない微量元素として含有してもよい。Ｃｒ含有量が０．３％を超えると焼入性の向上によりマルテンサイトが過剰に生成して降伏比の低下を招く場合がある。したがって、Ｃｒを添加する場合、Ｃｒ含有量は０．３％以下とする。
【００３８】
Ｍｏ：０．３％以下
Ｍｏは本発明の作用効果を害さない微量元素として含有してもよい。しかしながら、Ｍｏ含有量が０．３％を超えると焼入性の向上によりマルテンサイトが過剰に生成して降伏比の低下を招く場合がある。したがって、Ｍｏを添加する場合、Ｍｏ含有量は０．３％以下とする。
【００３９】
Ｂ：０．００５％以下
Ｂは本発明の作用効果を害さない微量元素として含有してもよい。しかしながら、Ｂ含有量が０．００５％を超えると焼入性の向上によりマルテンサイトが過剰に生成して降伏比の低下を招く場合がある。したがって、Ｂを添加する場合、Ｂ含有量は０．００５％以下とする。
【００４０】
Ｃｕ：０．３％以下
Ｃｕは本発明の作用効果を害さない微量元素として含有してもよい。しかしながら、Ｃｕ含有量が０．３％を超えると焼入性の向上によりマルテンサイトが過剰に生成して降伏比の低下を招く場合がある。したがって、Ｃｕを添加する場合、Ｃｕ含有量は０．３％以下とする。
【００４１】
Ｎｉ：０．３％以下
Ｎｉは本発明の作用効果を害さない微量元素として含有してもよい。しかしながら、Ｎｉ含有量が０．３％を超えると焼入性の向上によりマルテンサイトが過剰に生成して降伏比の低下を招く場合がある。したがって、Ｎｉを添加する場合、Ｎｉ含有量は０．３％以下とする。
【００４２】
上記以外の残部はＦｅおよび不可避的不純物である。また、本発明では、上記のほかにＴｉ、Ｖ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｏ、Ｗ、Ｃａ、Ｎａ、Ｍｇなどの元素も、本発明の作用効果を害さない微量な範囲で、不可避的不純物として含有してもよい。
【００４３】
（２）鋼組織
本発明の高強度鋼板の鋼組織は、面積率でフェライト：８５％以上、パーライト:０〜１５％、マルテンサイト、残留オーステナイトおよびセメンタイトの合計：０〜３％からなる。また、この鋼組織において、上記フェライトの平均結晶粒径は１５．０μｍ以下であり、Ｎｂ炭化物の粒子径は５〜５０ｎｍであり、Ｎｂ炭化物の析出量は体積率で０．００５〜０．０５０％である。
【００４４】
フェライト：８５％以上
フェライトは良好な延性を有し、鋼組織に主相として含まれ、その含有量は面積率で８５％以上である。フェライトの含有量が面積率で８５％未満では本発明が目的とする高降伏比と優れた伸びフランジ性が得られない。よって、フェライトの含有量は面積率で８５％以上とする。好ましくは９５％以上とする。なお、本発明の高強度鋼板の鋼組織はフェライト単相（フェライトの含有量が面積率で１００％）でもよい。
【００４５】
パーライト：０〜１５％
パーライトは所望の降伏強さと引張強さを得るために有効である。しかし、パーライトの含有量が面積率で１５％を超えると本発明が目的とする高降伏比と優れた伸びフランジ性が得られない。このためパーライトの含有量は面積率で０〜１５％とする。好ましくは０〜５％とする。
【００４６】
マルテンサイト、残留オーステナイトおよびセメンタイトの合計：０〜３％
鋼組織は、マルテンサイト、残留オーステナイトおよびセメンタイトを合計で０〜３％含有してもよい。マルテンサイト、残留オーステナイトおよびセメンタイトの合計が３％を超えると０．７０以上の降伏比が得られなくなる。このためマルテンサイト、残留オーステナイトおよびセメンタイトの合計は０〜３％とする。
【００４７】
フェライトの平均結晶粒径が１５．０μｍ以下
フェライトの平均結晶粒径を所望の範囲に調整することは、本発明が目的とする０．７０以上の高降伏比を得るために重要である。フェライトの平均結晶粒径が１５．０μｍを超えると、０．７０以上の降伏比が得られない。したがって、フェライトの平均結晶粒径は１５．０μｍ以下とする。好ましくは１０．０μｍ以下とする。なお、フェライト平均結晶粒径の下限は特に限定されないが、１．０μｍ未満では引張強さや降伏強さが過度に増加し、伸びフランジ性や伸びの劣化を招くのでフェライト平均粒径は１．０μｍ以上であることが好ましい。
【００４８】
Ｎｂ炭化物の粒子径が５〜５０ｎｍ
Ｎｂ炭化物は主にフェライト粒内に析出し、主としてＮｂＣで構成され、その粒子径は本発明が目的とする高降伏比と優れた伸びフランジ性を得るのに重要である。上記粒子径が５ｎｍ未満では降伏強さが過度に増加し、本発明が目的とする範囲を外れるばかりか、伸びフランジ性の低下も招く。上記粒子径が５０ｎｍを超えると降伏強さの増加が不十分となり、本発明が目的とする高降伏比が得られない。よってＮｂ炭化物の粒子径は５〜５０ｎｍとする。好ましくは１０ｎｍ以上とする。好ましくは３０ｎｍ以下とする。
【００４９】
Ｎｂ炭化物の析出量が体積率で０．００５〜０．０５０％
Ｎｂ炭化物の析出量を所望の範囲に調整することは、本発明が目的とする高降伏比と優れた伸びフランジ性の両立に重要である。Ｎｂ炭化物の析出量が体積率で０．００５％未満だと降伏強さの増加が不十分となり、本発明が目的とする高降伏比が得られない。Ｎｂ炭化物の析出量が体積率で０．０５０％を超えるとフェライトの再結晶が顕著に抑制されて伸びフランジ性が低下する。また、上記析出量が０．０５０％を超えると、引張強さが過度に増加して本発明が目的とする範囲を外れる場合がある。よってＮｂ炭化物の析出量は体積率で０．００５〜０．０５０％とする。好ましくは０．０１０％以上とする。好ましくは０．０３０％以下とする。
【００５０】
なお、各組織の面積率は圧延幅方向と直交する板厚方向断面の表面から板厚１／４位置を中心とする板厚１／８〜３／８の範囲をＳＥＭで観察し、ＡＳＴＭ  Ｅ  ５６２−０５に記載のポイントカウント法により求める。フェライトの平均結晶粒径は、上記板厚１／４位置を中心とする板厚１／８〜３／８の範囲をＳＥＭで観察し、観察面積と結晶粒数から円相当径を算出することで求める。Ｎｂ炭化物の粒子径は高強度鋼板から薄膜サンプルを作製し、ＴＥＭ観察像から円相当径を算出することにより求める。Ｎｂ炭化物の体積率は抽出残渣法により求める。
【００５１】
（３）製造条件
本発明の高強度鋼板は上記成分組成を有する鋼を溶製し、鋳造によりスラブ（鋼片）を製造後、熱間圧延、冷間圧延後、連続焼鈍炉で焼鈍を行うことにより製造される。熱間圧延後に酸洗してもよい。以下、これら製造条件の限定条件について説明する。なお、以下の説明において温度は表面温度を意味する。
【００５２】
鋳造方法は特に限定されるものではなく、顕著な成分組成の偏析や組織の不均一が発生しなければ、造塊法、連続鋳造法のいずれで鋳造しても構わない。
【００５３】
熱間圧延は、高温の鋳造スラブをそのまま圧延してもよいし、室温まで冷却されたスラブを再加熱してから圧延してもよい。またスラブの時点で割れなどの表面欠陥がある場合はグラインダーなどによってスラブ手入れを施すことができる。スラブを再加熱する場合は、Ｎｂ炭化物を溶解させるため１１００℃以上に加熱することが好ましい。
【００５４】
熱間圧延では、スラブに粗圧延、仕上圧延を施す。その後、熱延鋼板を巻取り熱延コイルとする。熱間圧延における粗圧延条件および仕上圧延条件は特に限定されるものではなく常法にしたがって行えばよい。仕上圧延温度がＡｒ３点未満になると、熱延鋼板の鋼組織中に圧延方向に伸長した粗大なフェライトが生成し、焼鈍後に延性の低下を招く場合がある。このため、仕上圧延温度はＡｒ３点以上とすることが好ましい。
【００５５】
仕上圧延温度〜６５０℃の温度域の保持時間：１０秒以下
仕上圧延温度〜６５０℃の温度域の保持時間を適正に制御することで、フェライトの平均結晶粒径の粗大化を抑制することができる。このため、上記冷却条件は、本発明において重要である。仕上圧延後の冷却において仕上圧延温度〜６５０℃の温度域の保持時間が１０秒を超えると、熱間圧延の巻取後に粗大なＮｂ炭化物が過度に析出するため、焼鈍時にフェライト粒が粗大になりやすくなりフェライトの平均結晶粒径が１５．０μｍを超えるため降伏比が低下する。そこで、上記冷却における、仕上圧延温度〜６５０℃の温度域の保持時間は１０秒以下とする。なお、上記保持時間の下限は特に限定されないが、焼鈍時に均一にＮｂ炭化物を析出させてフェライト粒径を均一にする観点から１秒以上保持することが好ましい。
【００５６】
巻取温度：５００〜７００℃
巻取温度は、Ｎｂ炭化物の析出量および析出物粒子径により焼鈍後のフェライト平均結晶粒径を１５．０μｍ以下に制御するために重要である。鋼板の幅方向中央において、巻取温度が５００℃未満では巻取後の冷却中にＮｂ炭化物が十分析出せず、焼鈍の加熱および均熱時に粗大なＮｂ炭化物が析出し、フェライト粒径が粗大化するため、本発明が目的とする引張強さと高降伏比が得られない。巻取温度が７００℃を超えると巻取後の冷却中に粗大なＮｂ炭化物が析出し、焼鈍時にフェライト粒径が粗大化するため、本発明が目的とする引張強さと高降伏比が得られない。したがって巻取温度は５００〜７００℃とする。好ましくは５５０〜６５０℃とする。
【００５７】
冷間圧延は常法にしたがって行えばよく、圧延率は３０〜８０％とすることが好ましい。
【００５８】
焼鈍は、連続焼鈍炉を用いて、均熱温度まで昇温後、冷却する工程からなる。
【００５９】
昇温時に６５０〜７５０℃で１５秒以上保持
昇温時の６５０〜７５０℃における保持時間は焼鈍後のフェライト平均結晶粒径を１５．０μｍ以下に制御するために重要な製造条件である。昇温時の６５０〜７５０℃における保持時間が１５秒未満では昇温中にフェライトの再結晶が完了しないため、比較的高温な均熱保持時に再結晶が進行してフェライト平均結晶粒径が粗大化する。よって昇温時の６５０〜７５０℃における保持時間は１５秒以上とする。好ましくは昇温時の６５０〜７５０℃における保持時間は２０秒以上とする。なお、保持時間の上限は特に限定されないが、保持時間が長くなりすぎるとＮｂ炭化物の粗大化を招くので、保持時間は３００秒以下が好ましい。なお、ここでの保持時間は、６５０〜７５０℃の温度域での滞留時間を意味する。
【００６０】
均熱温度：７６０〜８８０℃、均熱時間：１２０秒以下
均熱温度および均熱時間はフェライト平均結晶粒径を制御する上で重要な要件である。均熱温度が７６０℃未満ではフェライトの再結晶が不十分となり伸びフランジ性が劣化する。均熱温度が８８０℃を超えるとフェライト平均結晶粒径が粗大化して本発明が目的とする引張強さと降伏比が得られない。このため均熱温度は７６０〜８８０℃とする。また均熱時間が１２０秒を超えると、フェライト平均結晶粒径が粗大化するため本発明が目的とする引張強さと高降伏比が得られない。このため均熱時間は１２０秒以下とする。好ましくは６０秒以下とする。なお、均熱時間の下限は特に限定されないが、伸びフランジ性の観点からフェライトを完全に再結晶させることが好ましいため均熱時間は３０秒以上が好ましい。なお、ここでの均熱時間は、７６０〜８８０℃の温度域での滞留時間を意味する。
【００６１】
昇温および均熱時の加熱方式は特に限定されるものではなく、ラジアントチューブ方式や直火加熱方式などで行うことができる。
【００６２】
均熱後の冷却における冷却条件は特に限定されないが、例えば、冷却停止温度が４００〜５００℃、平均冷却速度３０℃／ｓ以下、４００〜５００℃の温度域（５００℃〜冷却停止温度の温度域）での保持時間１０〜１００秒の条件が挙げられる。
【００６３】
上記のようにして得られた高強度鋼板の表面にめっきを施すことができる。めっきは溶融亜鉛めっき浴に浸漬する溶融亜鉛めっきなどが好適である。
【００６４】
溶融亜鉛めっき層に対して合金化処理を施すことにより合金化溶融亜鉛めっき層とすることができる。合金化処理を施す場合、保持温度が４５０℃未満では十分に合金化が進まずめっき密着性や耐食性が劣化する。また、保持温度が５６０℃を超えると合金化が過度に進行してプレス時にパウダリングなどの問題が発生する。このため保持温度は４５０〜５６０℃とするのが好ましい。また、保持時間が５秒未満では十分に合金化が進まずめっき密着性や耐食性が劣化するため、保持時間は５秒以上とすることが好ましい。
【００６５】
その後、必要に応じて伸長率０．１〜５．０％の調質圧延を施してもよい。
【００６６】
以上により、本発明の目的とする高強度鋼板が得られるが、冷延鋼板の場合、さらに電気亜鉛めっきや化成処理、有機系皮膜処理等の表面処理を施しても本発明の目的とする特性を損なうことはない。
【実施例】
【００６７】
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。【００６８】
表１に示す成分組成を有する鋼Ａ〜Ｍのスラブを１２５０℃で１時間均熱後、仕上板厚３．２ｍｍ、Ａｒ３点以上である仕上圧延温度９００℃、表２に示す保持時間の条件で熱延鋼板を作製し、冷却後、表２に示す巻取温度で巻取った。製造した熱延鋼板を酸洗後、仕上板厚１．４ｍｍの冷間圧延を施して冷延鋼板とし、表２に示す条件の焼鈍を施してＮｏ．１〜３１の高強度鋼板を製造した。焼鈍は、めっきを施さない場合はＣＡＬ（continuous annealing line）を用いて行った。また、めっきを施す場合はＣＧＬ（continuous galvanizing/galvannealing line）を用いて、溶融亜鉛めっきまたは合金化溶融亜鉛めっきを施した。合金化溶融亜鉛めっき層とする場合は、５１０℃で１０秒保持する合金化処理を施した。【００６９】
得られた高強度鋼板に対し、鋼組織観察と引張試験を行った。【００７０】
鋼組織の面積率は、圧延幅方向と直交する板厚方向断面の表面から板厚１／４位置を中心とする板厚１／８〜３／８の範囲をＳＥＭで１０００倍に拡大し、ＡＳＴＭ  Ｅ  ５６２−０５に記載のポイントカウント法により求めた。フェライトの平均結晶粒径は、圧延幅方向と直交する板厚方向断面の表面から板厚１／４位置を中心とする板厚１／８〜３／８の範囲をＳＥＭで１０００倍に拡大し、面積と結晶粒の個数から円相当径を算出して求めた。Ｎｂ炭化物の粒子径はＴＥＭ観察を行い、画像処理により円相当径を求めた。観察はいずれも各１０視野で行い、その平均を算出した。なお、結果は表２に示し、表２のαがフェライト、Ｐがパーライト、Ｍがマルテンサイト、θがセメンタイトを意味し、α粒径がフェライト平均結晶粒径を意味し、Ｎｂ（Ｃ、Ｎ）粒子径がＮｂ炭化物の粒子径、Ｎｂ（Ｃ、Ｎ）体積率がＮｂ炭化物の析出量を意味する。【００７１】
引張強さ（ＴＳ）および降伏比（ＹＲ）は、引張方向が圧延方向と直交方向になるよう採取したＪＩＳ５号引張試験片を用いて、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１に準拠した引張試験により求めた。また、穴広げ率（λ）は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２５６に準拠して算出した。なお、３３０ＭＰａ以上５００ＭＰａ未満の引張強さ、０．７０以上の降伏比、１３０％以上の穴広げ率を良好と評価した。【００７２】
【表１】
2016152135.tif 000002
【００７３】
【表２】
2016152135.tif 000003
【００７４】
表２に鋼組織の観察結果と引張試験結果を示す。Ｎｏ．１〜３、６、８〜９、１２〜１４、１６〜１７、２０、２２〜２３、２６は本発明の要件をすべて満たしているため、本発明が目的とする高降伏比で伸びフランジ性に優れた高強度鋼板が得られている。一方、Ｎｏ．４〜５、７、１０〜１１、１５、１８〜１９、２１、２４〜２５、２７〜３１は成分組成もしくは製造条件が本発明の範囲外であり、所望の鋼組織が得られていないため本発明が目的とする高強度鋼板が得られていない。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明の高強度鋼板は、自動車内板部品などを中心に、高降伏比と優れた伸びフランジ性が要求される分野に好適である。
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月27日(2016.10.27)
【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】
成分組成は、質量％で、Ｃ：０．０２％以上０．１０％未満、Ｓｉ：０．１０％未満、Ｍｎ：１．０％未満、Ｐ：０．１０％以下、Ｓ：０．０２０％以下、Ａｌ：０．０１％以上０．１０％以下、Ｎ：０．０１０％以下、Ｎｂ：０．００５％以上０．０７０％未満を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、
鋼組織は、面積率でフェライト：８５％以上、パーライト:０〜１５％、マルテンサイト、残留オーステナイトおよびセメンタイトの合計：０〜３％からなり、
前記フェライトの平均結晶粒径が１５．０μｍ以下であり、
Ｎｂ炭化物の粒子径が５〜５０ｎｍであり、Ｎｂ炭化物の析出量が体積率で０．００５〜０．０５０％である高強度鋼板。
【請求項２】
前記成分組成、さらに、質量％で、Ｃｒ：０．３％以下、Ｍｏ：０．３％以下、Ｂ：０．００５％以下、Ｃｕ：０．３％以下、Ｎｉ：０．３％以下のいずれか１種または２種以上を含有する請求項１に記載の高強度鋼板。
【請求項３】
高強度鋼板の表面に溶融亜鉛めっき層を有する請求項１または２に記載の高強度鋼板。
【請求項４】
前記溶融亜鉛めっき層が、合金化溶融亜鉛めっき層である請求項３に記載の高強度鋼板。
【請求項５】
請求項１または２に記載の高強度鋼板の製造方法であって、鋼片を熱間圧延後、仕上圧延温度〜６５０℃の温度域の保持時間を１０秒以下の条件で熱延鋼板を冷却し、５００〜７００℃で巻取後、熱延鋼板を冷間圧延し、冷延鋼板を連続焼鈍炉で、昇温時において６５０〜７５０℃の温度域での保持時間：１５秒以上、該保持後に均熱温度：７６０〜８８０℃、均熱時間；１２０秒以下の条件で均熱する焼鈍を施す高強度鋼板の製造方法。
【請求項６】
請求項３に記載の高強度鋼板の製造方法であって、鋼片を熱間圧延後、仕上圧延温度〜６５０℃の温度域の保持時間を１０秒以下の条件で熱延鋼板を冷却し、５００〜７００℃で巻取後、熱延鋼板を冷間圧延し、冷延鋼板を連続焼鈍炉で、昇温時において６５０〜７５０℃の温度域での保持時間：１５秒以上、該保持後に均熱温度：７６０〜８８０℃、均熱時間；１２０秒以下の条件で均熱する焼鈍をし、前記焼鈍後において、高強度鋼板の表面に溶融亜鉛めっきを施す高強度鋼板の製造方法。
【請求項７】
請求項４に記載の高強度鋼板の製造方法であって、鋼片を熱間圧延後、仕上圧延温度〜６５０℃の温度域の保持時間を１０秒以下の条件で熱延鋼板を冷却し、５００〜７００℃で巻取後、熱延鋼板を冷間圧延し、冷延鋼板を連続焼鈍炉で、昇温時において６５０〜７５０℃の温度域での保持時間：１５秒以上、該保持後に均熱温度：７６０〜８８０℃、均熱時間；１２０秒以下の条件で均熱する焼鈍をし、前記焼鈍後において、高強度鋼板の表面に溶融亜鉛めっきをし、前記溶融亜鉛めっきに合金化処理を施す高強度鋼板の製造方法。
【国際調査報告】
2016152135.tif 000004
2016152135.tif 000005
2016152135.tif 000006
2016152135.tif 000007