(57)【要約】  熱間プレス鋼板部材は所定の化学組成を有し、更に、表面から深さ１５μｍまでの表層部におけるフェライトの面積率が、前記表層部を除いた部位である内層部におけるフェライトの面積率の１．２０倍以下であり、前記内層部が、面積％で、フェライト：１０％〜７０％、マルテンサイト：３０％〜９０％、フェライト及びマルテンサイトの合計面積率：９０％〜１００％である鋼組織を有する。内層部内では、マルテンサイト中のＭｎ濃度がフェライト中のＭｎ濃度の１．２０倍以上であり、熱間プレス鋼板部材の引張強度は９８０ＭＰａ以上である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ：０．１０％〜０．３４％、
Ｓｉ：０．５％〜２．０％、
Ｍｎ：１．０％〜３．０％、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１％〜１．０％、
Ｐ  ：０．０５％以下、
Ｓ  ：０．０１％以下、
Ｎ  ：０．０１％以下、
Ｔｉ：０％〜０．２０％、
Ｎｂ：０％〜０．２０％、
Ｖ  ：０％〜０．２０％、
Ｃｒ：０％〜１．０％、
Ｍｏ：０％〜１．０％、
Ｃｕ：０％〜１．０％、
Ｎｉ：０％〜１．０％、
Ｃａ：０％〜０．０１％、
Ｍｇ：０％〜０．０１％、
ＲＥＭ：０％〜０．０１％、
Ｚｒ：０％〜０．０１％、
Ｂ  ：０％〜０．０１％、
Ｂｉ：０％〜０．０１％、
残部：Ｆｅ及び不純物
で表される化学組成を有し、
表面から深さ１５μｍまでの表層部におけるフェライトの面積率が、前記表層部を除いた部位である内層部におけるフェライトの面積率の１．２０倍以下であり、前記内層部が、面積％で、フェライト：１０％〜７０％、マルテンサイト：３０％〜９０％、フェライト及びマルテンサイトの合計面積率：９０％〜１００％である鋼組織を有し、
前記内層部内では、マルテンサイト中のＭｎ濃度がフェライト中のＭｎ濃度の１．２０倍以上であり、
引張強度が９８０ＭＰａ以上であることを特徴とする熱間プレス鋼板部材。
【請求項２】
前記化学組成が、質量％で、
Ｔｉ：０．００３％〜０．２０％、
Ｎｂ：０．００３％〜０．２０％、
Ｖ  ：０．００３％〜０．２０％、
Ｃｒ：０．００５％〜１．０％、
Ｍｏ：０．００５％〜１．０％、
Ｃｕ：０．００５％〜１．０％、及び
Ｎｉ：０．００５％〜１．０％
からなる群から選択された１種又は２種以上を含有することを特徴とする請求項１に記載の熱間プレス鋼板部材。
【請求項３】
前記化学組成が、質量％で、
Ｃａ：０．０００３％〜０．０１％、
Ｍｇ：０．０００３％〜０．０１％、
ＲＥＭ：０．０００３％〜０．０１％、及び
Ｚｒ：０．０００３％〜０．０１％
からなる群から選択された１種又は２種以上を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の熱間プレス鋼板部材。
【請求項４】
前記化学組成が、質量％で、Ｂ：０．０００３％〜０．０１％を含有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の熱間プレス鋼板部材。
【請求項５】
前記化学組成が、質量％で、Ｂｉ：０．０００３％〜０．０１％を含有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の熱間プレス鋼板部材。
【請求項６】
質量％で、
Ｃ：０．１０％〜０．３４％、
Ｓｉ：０．５％〜２．０％、
Ｍｎ：１．０％〜３．０％、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１％〜１．０％以下、
Ｐ  ：０．０５％以下、
Ｓ  ：０．０１％以下、
Ｎ  ：０．０１％以下、
Ｔｉ：０％〜０．２０％、
Ｎｂ：０％〜０．２０％、
Ｖ  ：０％〜０．２０％、
Ｃｒ：０％〜１．０％、
Ｍｏ：０％〜１．０％、
Ｃｕ：０％〜１．０％、
Ｎｉ：０％〜１．０％、
Ｃａ：０％〜０．０１％、
Ｍｇ：０％〜０．０１％、
ＲＥＭ：０％〜０．０１％、
Ｚｒ：０％〜０．０１％、
Ｂ  ：０％〜０．０１％、
Ｂｉ：０％〜０．０１％、
残部：Ｆｅ及び不純物
で表される化学組成を有し、
フェライト及びセメンタイトを含み、ベイナイト及びマルテンサイトの合計面積率が０％〜１０％であり、セメンタイトの面積率が１％以上である鋼組織を有し、
セメンタイト中のＭｎ濃度が５％以上であることを特徴とする熱間プレス用鋼板。
【請求項７】
前記化学組成が、質量％で、
Ｔｉ：０．００３％〜０．２０％、
Ｎｂ：０．００３％〜０．２０％、
Ｖ  ：０．００３％〜０．２０％、
Ｃｒ：０．００５％〜１．０％、
Ｍｏ：０．００５％〜１．０％、
Ｃｕ：０．００５％〜１．０％、及び
Ｎｉ：０．００５％〜１．０％
からなる群から選択された１種又は２種以上を含有することを特徴とする請求項６に記載の熱間プレス用鋼板。
【請求項８】
前記化学組成が、質量％で、
Ｃａ：０．０００３％〜０．０１％、
Ｍｇ：０．０００３％〜０．０１％、
ＲＥＭ：０．０００３％〜０．０１％、及び
Ｚｒ：０．０００３％〜０．０１％
からなる群から選択された１種又は２種以上を含有することを特徴とする請求項６又は７に記載の熱間プレス用鋼板。
【請求項９】
前記化学組成が、質量％で、Ｂ：０．０００３％〜０．０１％を含有することを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の熱間プレス用鋼板。
【請求項１０】
前記化学組成が、質量％で、Ｂｉ：０．０００３％〜０．０１％を含有することを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の熱間プレス用鋼板。
【請求項１１】
請求項６乃至１０のいずれか１項に記載の熱間プレス用鋼板を、７２０℃以上Ａｃ３点以下の温度域に加熱し、オーステナイト中のＭｎ濃度をフェライト中のＭｎ濃度の１．２０倍以上とする工程と、
前記加熱の後に、熱間プレスを行い、１０℃／秒〜５００℃／秒の平均冷却速度でＭｓ点まで冷却する工程と、
を有し、
前記加熱の終了から前記熱間プレスの開始までの期間における前記熱間プレス用鋼板の表面におけるＣの減少量を０．０００５質量％未満とすることを特徴とする熱間プレス鋼板部材の製造方法。
【請求項１２】
前記加熱の終了から前記熱間プレスの開始までの期間に前記熱間プレス用鋼板が大気に曝される時間を１５秒間未満とすることを特徴とする請求項１１に記載の熱間プレス鋼板部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械構造部品等に使用される熱間プレス鋼板部材、その製造方法及び熱間プレス用鋼板に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の軽量化のため、車体に使用する鋼材の高強度化を図り、鋼材の使用重量を減ずる努力が進められている。自動車に広く使用される薄鋼板においては、一般的に、強度の増加に伴い、プレス成形性が低下し、複雑な形状の部品を製造することが困難になる。例えば、延性の低下に伴って加工度が高い部位が破断したり、スプリングバックが大きくなって寸法精度が劣化したりする。したがって、高強度鋼板、特に、９８０ＭＰａ以上の引張強度を有する鋼板をプレス成形することによって部品を製造することは困難である。プレス成形ではなく、ロール成形によれば、高強度の鋼板を加工しやすいが、その適用先は長手方向に一様な断面を有する部品に限定される。【０００３】
高強度鋼板において高い成形性を得ることを目的とした熱間プレスとよばれる方法が特許文献１及び２に記載されている。熱間プレスによれば、高強度鋼板を高い精度で成形し、高強度の熱間プレス鋼板部材を得ることができる。【０００４】
その一方で、熱間プレス鋼板部材には、延性の向上も求められてきている。しかし、特許文献１及び２に記載された方法で得られる鋼板の鋼組織は実質的にマルテンサイト単相であり、延性を向上させることは困難である。【０００５】
また、特許文献３及び４に延性の向上を目的とした高強度の熱間プレス鋼板部材が記載されているが、これら従来の熱間プレス鋼板部材には、靱性の低下という別の問題が存在する。靱性の低下は、自動車に用いられる場合だけでなく、機械構造部品に用いられる場合にも問題となる。特許文献５及び６に疲労特性の向上を目的とした技術が記載されているが、これらによっても十分な延性及び靱性を得ることは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】英国特許公報１４９０５３５号
【特許文献２】特開平１０−９６０３１号公報
【特許文献３】特開２０１０−６５２９２号公報
【特許文献４】特開２００７−１６２９６号公報
【特許文献５】特開２００７−２４７００１号公報
【特許文献６】特開２００５−２９８９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、高い強度を有しながら、優れた延性及び靱性を得ることができる熱間プレス鋼板部材、その製造方法及び熱間プレス用鋼板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】
本願発明者は、延性の向上を目的とした従来の高強度熱間プレス鋼板部材によって靱性の低下が生じる原因について検討した。この結果、延性の向上を目的として、熱間プレス鋼板部材の鋼組織をフェライト及びマルテンサイトを含む複相組織とする場合、熱間プレス鋼板部材を得るための熱間プレスの加熱中及び空冷中に脱炭が進行しやすく、脱炭に起因する靭性の低下が生じることが明らかになった。すなわち、脱炭の結果、熱間プレス鋼板部材の表面から１５μｍ程度の深さまでの領域においてフェライトの割合が高くなり、例えば、実質的にフェライト単相からなる層状組織（以下、「フェライト層」ということがある）が出現することもあり、この領域のフェライト粒界の脆弱性が、靭性の著しい劣化を誘発していることが明らかになった。この脱炭は複相組織を得る場合に特に顕著であるが、このことは従来認識されていない。【０００９】
本願発明者は、このような知見に基づいて鋭意検討を重ねた結果、所定量のＣ及びＭｎを含み、更にＳｉを比較的多めに含む化学組成を有し、所定の鋼組織を備えた熱間プレス用鋼板を、適切な条件下の熱間プレス等で処理することにより、鋼組織がフェライト及びマルテンサイトを含む複相組織であり、表層部における脱炭が抑制された熱間プレス鋼板部材が得られることを見出した。本願発明者は、更に、この熱間プレス鋼板部材が、９８０ＭＰａ以上という高い引張強度を有し、優れた延性及び靱性をも有することも見出した。本願発明者は、この熱間プレス鋼板部材が、予想外に、優れた疲労特性をも有することも見出した。そして、本願発明者は、以下に示す発明の諸態様に想到した。【００１０】
（１）
質量％で、
Ｃ：０．１０％〜０．３４％、
Ｓｉ：０．５％〜２．０％、
Ｍｎ：１．０％〜３．０％、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１％〜１．０％、
Ｐ  ：０．０５％以下、
Ｓ  ：０．０１％以下、
Ｎ  ：０．０１％以下、
Ｔｉ：０％〜０．２０％、
Ｎｂ：０％〜０．２０％、
Ｖ  ：０％〜０．２０％、
Ｃｒ：０％〜１．０％、
Ｍｏ：０％〜１．０％、
Ｃｕ：０％〜１．０％、
Ｎｉ：０％〜１．０％、
Ｃａ：０％〜０．０１％、
Ｍｇ：０％〜０．０１％、
ＲＥＭ：０％〜０．０１％、
Ｚｒ：０％〜０．０１％、
Ｂ  ：０％〜０．０１％、
Ｂｉ：０％〜０．０１％
残部：Ｆｅ及び不純物
で表される化学組成を有し、
表面から深さ１５μｍまでの表層部におけるフェライトの面積率が、前記表層部を除いた部位である内層部におけるフェライトの面積率の１．２０倍以下であり、前記内層部が、面積％で、フェライト：１０％〜７０％、マルテンサイト：３０％〜９０％、フェライト及びマルテンサイトの合計面積率：９０％〜１００％である鋼組織を有し、
前記内層部内では、マルテンサイト中のＭｎ濃度がフェライト中のＭｎ濃度の１．２０倍以上であり、
引張強度が９８０ＭＰａ以上であることを特徴とする熱間プレス鋼板部材。【００１１】
（２）
前記化学組成が、質量％で、
Ｔｉ：０．００３％〜０．２０％、
Ｎｂ：０．００３％〜０．２０％、
Ｖ  ：０．００３％〜０．２０％、
Ｃｒ：０．００５％〜１．０％、
Ｍｏ：０．００５％〜１．０％、
Ｃｕ：０．００５％〜１．０％、及び
Ｎｉ：０．００５％〜１．０％
からなる群から選択された１種又は２種以上を含有することを特徴とする（１）に記載の熱間プレス鋼板部材。【００１２】
（３）
前記化学組成が、質量％で、
Ｃａ：０．０００３％〜０．０１％、
Ｍｇ：０．０００３％〜０．０１％、
ＲＥＭ：０．０００３％〜０．０１％、及び
Ｚｒ：０．０００３％〜０．０１％
からなる群から選択された１種又は２種以上を含有することを特徴とする（１）又は（２）に記載の熱間プレス鋼板部材。【００１３】
（４）
前記化学組成が、質量％で、Ｂ：０．０００３％〜０．０１％を含有することを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の熱間プレス鋼板部材。【００１４】
（５）
前記化学組成が、質量％で、Ｂｉ：０．０００３％〜０．０１％を含有することを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の熱間プレス鋼板部材。【００１５】
（６）
質量％で、
Ｃ：０．１０％〜０．３４％、
Ｓｉ：０．５％〜２．０％、
Ｍｎ：１．０％〜３．０％、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１％〜１．０％以下、
Ｐ  ：０．０５％以下、
Ｓ  ：０．０１％以下、
Ｎ  ：０．０１％以下、
Ｔｉ：０％〜０．２０％、
Ｎｂ：０％〜０．２０％、
Ｖ  ：０％〜０．２０％、
Ｃｒ：０％〜１．０％、
Ｍｏ：０％〜１．０％、
Ｃｕ：０％〜１．０％、
Ｎｉ：０％〜１．０％、
Ｃａ：０％〜０．０１％、
Ｍｇ：０％〜０．０１％、
ＲＥＭ：０％〜０．０１％、
Ｚｒ：０％〜０．０１％、
Ｂ  ：０％〜０．０１％、
Ｂｉ：０％〜０．０１％
残部：Ｆｅ及び不純物
で表される化学組成を有し、
フェライト及びセメンタイトを含み、ベイナイト及びマルテンサイトの合計面積率が０％〜１０％であり、セメンタイトの面積率が１％以上である鋼組織を有し、
セメンタイト中のＭｎ濃度が５％以上であることを特徴とする熱間プレス用鋼板。【００１６】
（７）
前記化学組成が、質量％で、
Ｔｉ：０．００３％〜０．２０％、
Ｎｂ：０．００３％〜０．２０％、
Ｖ  ：０．００３％〜０．２０％、
Ｃｒ：０．００５％〜１．０％、
Ｍｏ：０．００５％〜１．０％、
Ｃｕ：０．００５％〜１．０％、及び
Ｎｉ：０．００５％〜１．０％
からなる群から選択された１種又は２種以上を含有することを特徴とする（６）に記載の熱間プレス用鋼板。【００１７】
（８）
前記化学組成が、質量％で、
Ｃａ：０．０００３％〜０．０１％、
Ｍｇ：０．０００３％〜０．０１％、
ＲＥＭ：０．０００３％〜０．０１％、及び
Ｚｒ：０．０００３％〜０．０１％
からなる群から選択された１種又は２種以上を含有することを特徴とする（６）又は（７）に記載の熱間プレス用鋼板。【００１８】
（９）
前記化学組成が、質量％で、Ｂ：０．０００３％〜０．０１％を含有することを特徴とする（６）〜（８）のいずれかに記載の熱間プレス用鋼板。【００１９】
（１０）
前記化学組成が、質量％で、Ｂｉ：０．０００３％〜０．０１％を含有することを特徴とする（６）〜（９）のいずれかに記載の熱間プレス用鋼板。【００２０】
（１１）
（６）〜（１０）のいずれかに記載の熱間プレス用鋼板を、７２０℃以上Ａｃ３点以下の温度域に加熱し、オーステナイト中のＭｎ濃度をフェライト中のＭｎ濃度の１．２０倍以上とする工程と、
前記加熱の後に、熱間プレスを行い、１０℃／秒〜５００℃／秒の平均冷却速度でＭｓ点まで冷却する工程と、
を有し、
前記加熱の終了から前記熱間プレスの開始までの期間における前記熱間プレス用鋼板の表面におけるＣの減少量を０．０００５質量％未満とすることを特徴とする熱間プレス鋼板部材の製造方法。【００２１】
（１２）
前記加熱の終了から前記熱間プレスの開始までの期間に前記熱間プレス用鋼板が大気に曝される時間を１５秒間未満とすることを特徴とする（１１）に記載の熱間プレス鋼板部材の製造方法。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、高い引張強度を得ながら優れた延性及び靱性を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態は、引張強度が９８０ＭＰａ以上の熱間プレス鋼板部材に関する。
【００２４】
先ず、本発明の実施形態に係る熱間プレス鋼板部材（以下、「鋼板部材」ということがある）及びその製造に用いる熱間プレス用鋼板の化学組成について説明する。以下の説明において、鋼板部材又は熱間プレス用鋼板に含まれる各元素の含有量の単位である「％」は、特に断りがない限り「質量％」を意味する。
【００２５】
本実施形態に係る鋼板部材及びその製造に用いられる熱間プレス用鋼板の化学組成は、質量％で、Ｃ：０．１０％〜０．３４％、Ｓｉ：０．５％〜２．０％、Ｍｎ：１．０％〜３．０％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１％〜１．０％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ｎ：０．０１％以下、Ｔｉ：０％〜０．２０％、Ｎｂ：０％〜０．２０％、Ｖ：０％〜０．２０％、Ｃｒ：０％〜１．０％、Ｍｏ：０％〜１．０％、Ｃｕ：０％〜１．０％、Ｎｉ：０％〜１．０％、Ｃａ：０％〜０．０１％、Ｍｇ：０％〜０．０１％、ＲＥＭ：０％〜０．０１％、Ｚｒ：０％〜０．０１％、Ｂ：０％〜０．０１％、Ｂｉ：０％〜０．０１％、残部：Ｆｅ及び不純物で表される。不純物としては、鉱石やスクラップ等の原材料に含まれるもの、製造工程において含まれるもの、が例示される。
【００２６】
（Ｃ：０．１０％〜０．３４％）
Ｃは、熱間プレス用鋼板の焼入れ性を高め、かつ鋼板部材の強度を主に決定する非常に重要な元素である。鋼板部材のＣ含有量が０．１０％未満では、９８０ＭＰａ以上の引張強度を確保することが困難である。従って、鋼板部材のＣ含有量は０．１０％以上とする。鋼板部材のＣ含有量は好ましくは０．１２％以上である。鋼板部材のＣ含有量が０．３４％超では、鋼板部材中のマルテンサイトが硬質となり、靭性の劣化が顕著である。従って、鋼板部材のＣ含有量は０．３４％以下とする。溶接性の観点から、鋼板部材のＣ含有量は好ましくは０．３０％以下であり、より好ましくは０．２５％以下である。後述のように、熱間プレス鋼板部材の製造の際に脱炭が生じることもあるが、その量は無視できる程度に小さいため、熱間プレス用鋼板のＣ含有量は鋼板部材のＣ含有量と実質的に一致する。
【００２７】
（Ｓｉ：０．５％〜２．０％）
Ｓｉは、鋼板部材の延性の向上及び鋼板部材の強度の安定した確保に非常に効果のある元素である。Ｓｉ含有量が０．５％未満では、上記作用を得ることが困難である。従って、Ｓｉ含有量は０．５％以上とする。Ｓｉ含有量が２．０％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うえに、めっき濡れ性の低下が著しくなり、不めっきが多発する。従って、Ｓｉ含有量は２．０％以下とする。溶接性を向上させる観点から、Ｓｉ含有量は好ましくは０．７％以上であり、より好ましくは１．１％以上である。鋼板部材の表面欠陥を抑える観点から、Ｓｉ含有量は好ましくは１．８％以下であり、より好ましくは１．３５％以下である。
【００２８】
（Ｍｎ：１．０％〜３．０％）
Ｍｎは、熱間プレス用鋼板の焼入れ性の向上及び鋼板部材の強度の確保に非常に効果のある元素である。Ｍｎ含有量が１．０％未満では、鋼板部材に９８０ＭＰａ以上の引張強度を確保することが非常に困難である。従って、Ｍｎ含有量は１．０％以上とする。上記作用をより確実に得るために、Ｍｎ含有量は好ましくは１．１％以上であり、より好ましくは１．１５％以上である。Ｍｎ含有量が３．０％超では、鋼板部材の鋼組織が顕著なバンド状になり、曲げ性の低下及び耐衝撃性の劣化が顕著になる。従って、Ｍｎ含有量は３．０％以下とする。熱間プレス用鋼板を得るための熱間圧延及び冷間圧延における生産性の観点から、Ｍｎ含有量は好ましくは２．５％以下であり、より好ましくは２．４５％以下である。
【００２９】
（ｓｏｌ．Ａｌ（酸可溶性Ａｌ）：０．００１％〜１．０％）
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る。ｓｏｌ．Ａｌ含有量が０．００１％未満では、上記作用を得ることが困難である。従って、ｓｏｌ．Ａｌ含有量は０．００１％以上とする。上記作用をより確実に得るために、ｓｏｌ．Ａｌ含有量は好ましくは０．０１５％以上である。ｓｏｌ．Ａｌ含有量が１．０％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、表面性状の劣化が著しくなる。従って、ｓｏｌ．Ａｌ含有量は１．０％以下とする。より良好な表面性状を得るために、ｓｏｌ．Ａｌ含有量は好ましくは０．０８０％以下である。
【００３０】
（Ｐ：０．０５％以下）
Ｐは、必須元素ではなく、例えば鋼中に不純物として含有される。溶接性の観点から、Ｐ含有量は低ければ低いほどよい。特にＰ含有量が０．０５％超で、溶接性の低下が著しい。従って、Ｐ含有量は０．０５％以下とする。より良好な溶接性を確保するために、Ｐ含有量は好ましくは０．０１８％以下である。その一方で、Ｐは、固溶強化により鋼の強度を高める作用を有する。この作用を得るために、０．００３％以上のＰが含有されていてもよい。
【００３１】
（Ｓ：０．０１％以下）
Ｓは、必須元素ではなく、例えば鋼中に不純物として含有される。溶接性の観点から、Ｓ含有量は低ければ低いほどよい。特にＳ含有量が０．０１％超で、溶接性の低下が著しい。従って、Ｓ含有量は０．０１％以下とする。より良好な溶接性を確保するために、Ｓ含有量は好ましくは０．００３％以下であり、より好ましくは０．００１５％以下である。
【００３２】
（Ｎ：０．０１％以下）
Ｎは、必須元素ではなく、例えば鋼中に不純物として含有される。溶接性の観点から、Ｎ含有量は低ければ低いほどよい。特にＮ含有量が０．０１％超で、溶接性の低下が著しい。従って、Ｎ含有量は０．０１％以下とする。より良好な溶接性を確保するために、Ｎ含有量は好ましくは０．００６％以下である。
【００３３】
Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃａ、Ｍｇ、ＲＥＭ、Ｚｒ、Ｂ、及びＢｉは、必須元素ではなく、鋼板部材及び熱間プレス用鋼板に所定量を限度に適宜含有されていてもよい任意元素である。
【００３４】
（Ｔｉ：０％〜０．２０％、Ｎｂ：０％〜０．２０％、Ｖ：０％〜０．２０％、Ｃｒ：０％〜１．０％、Ｍｏ：０％〜１．０％、Ｃｕ：０％〜１．０％、Ｎｉ：０％〜１．０％）
Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、及びＮｉは、いずれも鋼板部材の強度の安定した確保に効果のある元素である。従って、これらの元素からなる群から選択された１種又は２種以上が含有されていてもよい。しかし、Ｔｉ、Ｎｂ及びＶについては、いずれかの含有量が０．２０％超であると、熱間プレス用鋼板を得るための熱間圧延及び冷間圧延が困難になるだけでなく、逆に、強度を安定して確保することが困難になる。従って、Ｔｉ含有量、Ｎｂ含有量、及びＶ含有量は、いずれも０．２０％以下とする。Ｃｒについては、その含有量が１．０％超であると、安定した強度の確保が困難になる。従って、Ｃｒ含有量は１．０％以下とする。Ｍｏについては、その含有量が１．０％超であると、熱間プレス用鋼板を得るための熱間圧延及び冷間圧延が困難になる。従って、Ｍｏ含有量は１．０％以下とする。Ｃｕ及びＮｉについては、いずれかの含有量が１．０％であると、上記作用による効果は飽和して経済的に不利となるうえに、熱間プレス用鋼板を得るための熱間圧延及び冷間圧延が困難になる。従って、Ｃｕ含有量及びＮｉ含有量は、いずれも１．０％以下とする。鋼板部材の強度の安定した確保のために、Ｔｉ含有量、Ｎｂ含有量、及びＶ含有量は、いずれも好ましくは０．００３％以上であり、Ｃｒ含有量、Ｍｏ含有量、Ｃｕ含有量、及びＮｉ含有量は、いずれも好ましくは０．００５％以上である。つまり、「Ｔｉ：０．００３％〜０．２０％」、「Ｎｂ：０．００３％〜０．２０％」、「Ｖ：０．００３％〜０．２０％」、「Ｃｒ：０．００５％〜１．０％」、「Ｍｏ：０．００５％〜１．０％」、「Ｃｕ：０．００５％〜１．０％」、及び「Ｎｉ：０．００５％〜１．０％」のうちの少なくとも一つが満たされることが好ましい。
【００３５】
（Ｃａ：０％〜０．０１％、Ｍｇ：０％〜０．０１％、ＲＥＭ：０％〜０．０１％、Ｚｒ：０％〜０．０１％）
Ｃａ、Ｍｇ、ＲＥＭ、及びＺｒは、いずれも介在物の制御、特に、介在物の微細分散化に寄与し、靭性を高める作用を有する元素である。従って、これらの元素からなる群から選択された１種又は２種以上が含有されていてもよい。しかし、いずれかの含有量が０．０１％超であると、表面性状の劣化が顕在化する場合がある。従って、Ｃａ含有量、Ｍｇ含有量、ＲＥＭ含有量、及びＺｒ含有量は、いずれも０．０１％以下とする。靭性の向上のために、Ｃａ含有量、Ｍｇ含有量、ＲＥＭ含有量、及びＺｒ含有量は、いずれも好ましくは０．０００３％以上である。つまり、「Ｃａ：０．０００３％〜０．０１％」、「Ｍｇ：０．０００３％〜０．０１％」、「ＲＥＭ：０．０００３％〜０．０１％」、及び「Ｚｒ：０．０００３％〜０．０１％」のうちの少なくとも一つが満たされることが好ましい。
【００３６】
ＲＥＭ（希土類金属）はＳｃ、Ｙ及びランタノイドの合計１７種類の元素を指し、「ＲＥＭ含有量」はこれら１７種類の元素の合計の含有量を意味する。ランタノイドは、工業的には、例えばミッシュメタルの形で添加される。
【００３７】
（Ｂ：０％〜０．０１％）
Ｂは、鋼板の靭性を高める作用を有する元素である。従って、Ｂが含有されていてもよい。しかし、Ｂ含有量が０．０１％超であると、熱間加工性が劣化して、熱間プレス用鋼板を得るための熱間圧延が困難になる。従って、Ｂ含有量は０．０１％以下とする。靭性の向上のために、Ｂ含有量は好ましくは０．０００３％以上である。つまり、Ｂ含有量は０．０００３％〜０．０１％であることが好ましい。
【００３８】
（Ｂｉ：０％〜０．０１％）
Ｂｉは、鋼組織を均一にし、耐衝撃性を高める作用を有する元素である。従って、Ｂｉが含有されていてもよい。しかし、Ｂｉ含有量が０．０１％超であると、熱間加工性が劣化して、熱間プレス用鋼板を得るための熱間圧延が困難になる。従って、Ｂｉ含有量は０．０１％以下とする。耐衝撃性の向上のために、Ｂｉ含有量は好ましくは０．０００３％以上である。つまり、Ｂｉ含有量は０．０００３％〜０．０１％であることが好ましい。
【００３９】
次に、本実施形態に係る鋼板部材の鋼組織について説明する。この鋼板部材は、表面から深さ１５μｍまでの表層部におけるフェライトの面積率が、表層部を除いた部位である内層部におけるフェライトの面積率の１．２０倍以下であり、内層部が、面積％で、フェライト：１０％〜７０％、マルテンサイト：３０％〜９０％、フェライト及びマルテンサイトの合計面積率：９０％〜１００％である鋼組織を有している。また、内層部内では、マルテンサイト中のＭｎ濃度が内層部におけるフェライト中のＭｎ濃度の１．２０倍以上である。鋼板部材の表層部とは、表面から深さ１５μｍまでの表面部位を意味し、内層部とは、この表層部を除いた部位を意味する。つまり、内層部は、鋼板部材の表層部以外の部分である。内層部の鋼組織に関する数値は、例えば内層部の厚さ方向全体の平均値であるが、鋼板部材の表面からの深さが鋼板部材の厚さの１／４である地点（以下、この地点を「１／４深さ位置」ということがある）での鋼組織に関する数値で代表することができる。例えば、鋼板部材の厚さが２．０ｍｍであれば、表面からの深さが０．５０ｍｍの地点での数値で代表することができる。これは、１／４深さ位置での鋼組織が、鋼板部材の厚さ方向における平均的な鋼組織を示すからである。そこで、本発明では、１／４深さ位置で測定されたフェライトの面積率及びマルテンサイトの面積率を、それぞれ内層部におけるフェライトの面積率及びマルテンサイトの面積率とする。なお、表層部を表面から深さ１５μｍまでの表面部位と定義しているのは、本願発明者らが検討した限りでは、脱炭が生じる範囲の最大深さがほぼ１５μｍだからである。
【００４０】
（表層部におけるフェライトの面積率：内層部におけるフェライトの面積率の１．２０倍以下）
表層部におけるフェライトの面積率が内層部におけるフェライトの面積率の１．２０倍超では、表層部におけるフェライトの粒界が脆弱であり、靭性が著しく低い。従って、表層部におけるフェライトの面積率は内層部におけるフェライトの面積率の１．２０倍以下とする。表層部におけるフェライトの面積率は、好ましくは内層部におけるフェライトの面積率の１．１８以下である。なお、本発明の実施形態に係る熱間プレス用鋼板を用いて、後述の条件下で熱間プレスを行った場合には、脱炭が生じにくいため、鋼板部材の表層部におけるフェライトの面積率は内層部におけるフェライトの面積率の１．１６以下となりやすい。
【００４１】
なお、通常の熱間プレスの加熱の際には、浸炭処理のように鋼板の表面近傍のＣ濃度を高める処理を施すことはない。従って、通常、表層部におけるフェライトの面積率が内層部におけるフェライトの面積率未満となることはなく、表層部におけるフェライトの面積率は内層部におけるフェライトの面積率の１．０倍以上である。
【００４２】
（内層部におけるフェライトの面積率：１０％〜７０％）
内層部に適量のフェライトを存在させることにより、良好な延性を得ることができる。内層部におけるフェライトの面積率が１０％未満では、フェライトの殆どが孤立し、良好な延性を得ることができない。従って、内層部におけるフェライトの面積率は１０％以上とする。内層部におけるフェライトの面積率が７０％超では、強化相であるマルテンサイトを十分に確保できなくなり、９８０ＭＰａ以上の引張強度を確保することが困難である。従って、内層部におけるフェライトの面積率は７０％以下とする。より良好な延性を確保するために、内層部におけるフェライトの面積率は、好ましくは３０％以上である。
【００４３】
（内層部におけるマルテンサイトの面積率：３０％〜９０％）
内層部に適量のマルテンサイトを存在させることにより、高い強度を得ることができる。内層部におけるマルテンサイトの面積率が３０％未満では、９８０ＭＰａ以上の引張強度を確保することが困難である。従って、内層部におけるマルテンサイトの面積率は３０％以上とする。内層部におけるマルテンサイトの面積率が９０％超では、フェライトの面積率が１０％未満となり、上述したように、良好な延性を得ることができない。従って、内層部におけるマルテンサイトの面積率は９０％以下とする。より良好な延性を確保するために、内層部におけるマルテンサイトの面積率は、好ましくは７０％以下である。
【００４４】
（内層部におけるフェライト及びマルテンサイトの合計面積率：９０％〜１００％）
本実施形態に係る熱間プレス鋼板部材の内層部は、フェライト及びマルテンサイトからなること、つまり、フェライト及びマルテンサイトの合計面積率が１００％であることが好ましい。しかし、製造条件によっては、フェライト及びマルテンサイト以外の相又は組織として、ベイナイト、残留オーステナイト、セメンタイト、及びパーライトからなる群から選択された１種又は２種以上が含まれることもある。この場合、フェライト及びマルテンサイト以外の相又は組織の面積率が１０％超であると、これらの相又は組織の影響により、目的とする特性が得られないことがある。従って、内層部におけるフェライト及びマルテンサイト以外の相又は組織の面積率は１０％以下とする。すなわち、内層部におけるフェライト及びマルテンサイトの合計面積率は９０％以上とする。
【００４５】
以上の鋼組織における各相の面積率の測定方法としては、当業者に周知の方法を採用することができる。これらの面積率は、例えば、圧延方向に直交する断面において測定された値及び板幅方向（圧延方向に直交する方向）に直交する断面において測定された値の平均値として求められる。つまり、例えば、２断面において測定された面積率の平均値として求められる。
【００４６】
（内層部におけるマルテンサイト中のＭｎ濃度：内層部におけるフェライト中のＭｎ濃度の１．２０倍以上）
内層部におけるマルテンサイト中のＭｎ濃度が内層部におけるフェライト中のＭｎ濃度の１．２０倍未満では、必然的に表層部におけるフェライトの面積率が高く、良好な靱性が得られない。従って、内層部におけるマルテンサイト中のＭｎ濃度は内層部におけるフェライト中のＭｎ濃度の１．２０倍以上とする。この比率の上限は特に規定されないが、３．０を超えることはない。
【００４７】
このような鋼板部材は、所定の熱間プレス用鋼板を所定の条件下で処理することにより製造することができる。
【００４８】
ここで、本実施形態に係る鋼板部材の製造に用いる熱間プレス用鋼板の鋼組織等について説明する。この熱間プレス用鋼板は、フェライト及びセメンタイトを含み、ベイナイト及びマルテンサイトの合計面積率が０％〜１０％であり、セメンタイトの面積率が１％以上である鋼組織を有している。また、セメンタイト中のＭｎ濃度が５％以上である。
【００４９】
（フェライト及びセメンタイト）
フェライト及びセメンタイトはパーライトに含まれて存在していてもよく、パーライトから独立して存在していてもよい。熱間プレス用鋼板の鋼組織の例としては、フェライト及びパーライトの複相組織、フェライト、パーライト及び球状化セメンタイトの複相組織が挙げられる。熱間プレス用鋼板の鋼組織が更にマルテンサイトを含んでいてもよい。フェライト及びセメンタイトの合計面積率が９０％未満であると、熱間プレス中に脱炭が生じやすいことがある。従って、フェライト及びセメンタイトの合計面積率は、パーライトに含まれている分も含めて、好ましくは９０％以上である。
【００５０】
（セメンタイトの面積率：１％以上）
セメンタイトの面積率が１％未満では、熱間プレス中に脱炭が生じやすく、この熱間プレス用鋼板から得られる熱間プレス鋼板部材に良好な靱性を得にくい。従って、セメンタイトの面積率は１％以上とする。
【００５１】
（ベイナイト及びマルテンサイトの合計面積率：０％〜１０％）
ベイナイト及びマルテンサイトの合計面積率が１０％超では、熱間プレス中に脱炭が極めて生じやすく、この熱間プレス用鋼板から得られる熱間プレス鋼板部材に良好な靱性を得ることができない。従って、ベイナイト及びマルテンサイトの合計面積率は１０％以下とする。ベイナイト及びマルテンサイトが含まれていなくてもよい。そして、ベイナイト及びマルテンサイトの合計面積率が１０％以下である場合に、フェライト及びセメンタイトが含まれていれば、熱間プレス鋼板部材に良好な靱性を得ることができる。
【００５２】
（セメンタイト中のＭｎ濃度：５％以上）
セメンタイト中のＭｎ濃度が５％未満では、熱間プレス中に脱炭が生じやすく、この熱間プレス用鋼板から得られる熱間プレス鋼板部材に良好な靱性を得ることができない。従って、セメンタイト中のＭｎ濃度は５％以上とする。
【００５３】
次に、本実施形態に係る鋼板部材の製造方法、つまり、熱間プレス用鋼板を処理する方法について説明する。この熱間プレス用鋼板の処理では、この熱間プレス用鋼板を７２０℃以上Ａｃ３点以下の温度域に加熱し、オーステナイト中のＭｎ濃度をフェライト中のＭｎ濃度の１．２０倍以上とし、この加熱の後に、熱間プレスを行い、１０℃／秒〜５００℃／秒の平均冷却速度でＭｓ点まで冷却する。また、加熱の終了から熱間プレスの開始までの期間における熱間プレス用鋼板の表面におけるＣの減少量を０．０００５％未満とする。
【００５４】
（熱間プレス用鋼板の加熱温度：７２０℃以上Ａｃ３点以下の温度域）
熱間プレスに供する鋼板、つまり熱間プレス用鋼板の加熱は、７２０℃以上Ａｃ３点以下の温度域において行う。Ａｃ３点は、下記実験式（ｉ）により規定されるオーステナイト単相になる温度（単位：℃）である。
【００５５】
Ac3=910-203×(C0.5)-15.2×Ni+44.7×Si+104×V+31.5×Mo-30×Mn
-11×Cr-20×Cu+700×P+400×Al+50×Ti    ・・・    （ｉ）
ここで、上記式中における元素記号は、鋼板の化学組成における各元素の含有量（単位：質量％）を示す。
【００５６】
加熱温度が７２０℃未満では、セメンタイトの固溶に伴うオーステナイトの生成が困難又は不十分であり、鋼板部材の引張強度を９８０ＭＰａ以上とすることが困難である。従って、加熱温度は７２０℃以上とする。加熱温度がＡｃ３点超であると、鋼板部材の鋼組織がマルテンサイト単相となり、延性の劣化が顕著となる。従って、加熱温度はＡｃ３点以下とする。
【００５７】
７２０℃以上Ａｃ３点以下の温度域までの加熱速度及び上記温度域に保持する加熱時間は特に限定されないが、それぞれ以下の範囲にすることが好ましい。
【００５８】
７２０℃以上Ａｃ３点以下の温度域までの加熱における平均加熱速度は、０．２℃／秒以上１００℃／秒以下とすることが好ましい。平均加熱速度を０．２℃／秒以上とすることにより、より高い生産性を確保することが可能となる。また、上記平均加熱速度を１００℃／秒以下とすることにより、通常の炉を用いて加熱する場合において、加熱温度の制御が容易となる。
【００５９】
特に６００℃以上７２０℃以下の温度域における平均加熱速度は、０．２℃／秒以上１０℃／秒以下とすることが好ましい。これは、フェライトとオーステナイトとの間でのＭｎの分配をより促進させ、オーステナイトでのＭｎ濃化をより促進させ、より確実に脱炭を抑制するためである。
【００６０】
７２０℃以上Ａｃ３点以下の温度域における加熱時間は３分間以上１０分間以下とすることが好ましい。ここで、加熱時間とは、鋼板の温度が７２０℃に到達した時から加熱終了時までの時間である。加熱終了時とは、具体的には、炉加熱の場合には鋼板が加熱炉から取り出された時であり、通電加熱又は誘導加熱の場合には通電等を終了した時である。加熱時間を３分間以上とすることにより、フェライトとオーステナイトとの間でのＭｎの分配がより確実に促進され、オーステナイトでのＭｎ濃化がより促進されるので、脱炭が一層抑制される。このため、鋼板部材の表層部におけるフェライトの面積率を内層部におけるフェライトの面積率の１．２０倍以下としやすい。加熱時間を１０分間以下とすることにより、鋼板部材の鋼組織をより微細にすることができるので、鋼板部材の耐衝撃性が一層向上する。
【００６１】
（オーステナイト中のＭｎ濃度：フェライト中のＭｎ濃度の１．２０倍以上）
加熱の終了までに、オーステナイト中のＭｎ濃度をフェライト中のＭｎ濃度の１．２倍以上とする。オーステナイト中のＭｎ濃度をフェライト中のＭｎ濃度の１．２倍以上とすることにより、オーステナイトがより安定し、熱間プレスの際に脱炭が極めて生じにくくなる。オーステナイト中のＭｎ濃度をフェライト中のＭｎ濃度の１．２倍以上としない場合、つまり、加熱終了時において、オーステナイト中のＭｎ濃度がフェライト中のＭｎ濃度の１．２倍未満であると、フェライトとオーステナイトと間でのＭｎの分配が十分に促進されていないため、オーステナイトが分解しやすく、加熱の終了から熱間プレスの開始までの間の鋼板が大気に曝されている間に、脱炭が容易に進行する。従って、加熱の終了までに、オーステナイト中のＭｎ濃度をフェライト中のＭｎ濃度の１．２倍以上とする。この比率の上限は特に規定されないが、３．０を超えることはない。なお、オーステナイト中のＭｎ濃度及びフェライト中のＭｎ濃度は、熱間プレス用鋼板の化学組成及び鋼組織並びに加熱の条件により調整することができる。例えば、上述のように、７２０℃以上Ａｃ３点以下の温度域における加熱時間を長くすることにより、オーステナイトでのＭｎ濃化を促進することができる。
【００６２】
（加熱の終了から熱間プレスの開始までの期間における熱間プレス用鋼板の表面におけるＣの減少量：０．０００５％未満）
この期間での熱間プレス用鋼板の表面におけるＣの減少量が０．０００５％以上であると、脱炭の影響により、鋼板部材の表層部におけるフェライトの面積率を内層部におけるフェライトの面積率の１．２０倍以下とすることができなくなる。このため、鋼板部材に十分な靱性を得ることができなくなる。従って、このＣの減少量は０．０００５％未満とする。Ｃの減少量は、例えば、グロー放電発光分光分析装置（ＧＤＳ：glow discharge spectroscope）又は電子線マイクロ分析装置（ＥＰＭＡ：electron probe micro analyzer）を用いて測定することができる。つまり、加熱の終了時及び熱間プレスの開始時に熱間プレス用鋼板の表面の分析を行い、その結果を比較すればＣの減少量を求めることができる。
【００６３】
Ｃの減少量を調整する方法は特に限定されない。例えば、上記の加熱に用いた加熱炉等の加熱装置からの抽出から熱間プレス装置への投入までの間に大気に曝されることがあるが、この時間は可及的短時間とすることが好ましく、長くても１５秒間未満とすることが好ましく、１０秒間以下とすることがより好ましい。この時間が１５秒間以上であると脱炭が進行し、鋼板部材の表層部のフェライトの面積率が高くなるからである。
【００６４】
この時間の調整は、例えば、加熱装置からの抽出から加熱プレス装置のプレス金型までの搬送時間の調整により行うことができる。
【００６５】
（Ｍｓ点までの平均冷却速度：１０℃／秒以上５００℃／秒以下）
加熱後には、熱間プレスを行い、１０℃／秒以上５００℃／秒以下の平均冷却速度でＭｓ点まで冷却する。平均冷却速度が１０℃／秒未満では、ベイナイト変態等の拡散型変態が過度に進行してしまい、強化相であるマルテンサイトの面積率を確保できなくなり、鋼板部材の引張強度を９８０ＭＰａ以上とすることが困難である。従って、この平均冷却速度は１０℃／秒以上とする。平均冷却速度が５００℃／秒超では、部材の均熱を保つことが極めて困難となり、強度が安定しなくなる。従って、この平均冷却速度は５００℃／秒以下とする。
【００６６】
なお、この冷却では、温度が４００℃に到達した以降に、相変態による発熱が非常に大きくなりやすい。このため、４００℃未満の低温域での冷却を、４００℃以上の温度域での冷却と同じ方法で行った場合には、十分な平均冷却速度を確保できないことがある。そこで、４００℃までの冷却よりも４００℃からＭｓ点までの冷却を、より強力に行うことが好ましい。例えば、以下の方法を採用することが好ましい。
【００６７】
一般的に、熱間プレスにおける冷却は、加熱された鋼板の成形に用いる鋼製の金型を予め常温又は数１０℃程度の温度にしておき、鋼板がこの金型に接触することにより行われる。従って、平均冷却速度は、例えば金型の寸法の変更に伴う熱容量の変化により制御することができる。金型の材料を異種金属（例えばＣｕ等）に変更することによっても平均冷却速度を制御することができる。水冷型の金型を用い、この金型に流す冷却水の量を変化させることによっても平均冷却速度を制御することができる。予め金型に複数の溝を形成しておき、熱間プレス中に溝に水を通すことによっても平均冷却速度を制御することができる。熱間プレスの途中で熱間プレス機を上げ、その間に水を流すことによっても平均冷却速度を制御することができる。金型クリアランスを調整し、金型の鋼板との接触面積を変化させることによっても平均冷却速度を制御することができる。
【００６８】
４００℃前後でそれ以降の冷却速度を高める方法として、例えば、以下の３種類が挙げられる。
（ａ）４００℃到達直後に、熱容量の異なる金型又は室温状態の金型に鋼板を移動させる。
（ｂ）水冷金型を用い、４００℃到達直後に金型中の流水量を増加させる。
（ｃ）４００℃到達直後に、金型と鋼板との間に水を流す。この方法では、温度に応じて水量を増加させることでより冷却速度を高めてもよい。
【００６９】
本実施形態における熱間プレスにおける成形の形態は特に制限されない。成形の形態としては、例えば、曲げ加工、絞り成形、張出し成形、穴拡げ成形、及びフランジ成形が挙げられる。成形の形態は、目的とする鋼板部材の種類によって適宜選べばよい。鋼板部材の代表例として、自動車用補強部品であるドアガードバー及びバンパーレインフォースメント等が挙げられる。また、成形と同時又は直後に鋼板を冷却することができるのであれば、熱間成形は熱間プレスに限定されない。例えば、熱間成形としてロール成形を行ってもよい。
【００７０】
このような一連の処理を上記の所定の熱間プレス用鋼板に施すことにより、本実施形態に係る鋼板部材を製造することができる。つまり、所望の鋼組織を有し、引張強度が９８０ＭＰａであり、優れた延性及び靱性を備えた熱間プレス鋼板部材を得ることができる。
【００７１】
例えば、延性は引張試験の全伸び（ＥＬ）によって評価することができ、本実施形態では、引張試験の全伸びが１２％以上あることが好ましい。全伸びはより好ましくは１４％以上である。
【００７２】
熱間プレス及び冷却後にショットブラスト処理を行ってもよい。ショットブラスト処理により、スケールを除去することができる。ショットブラスト処理は、鋼板部材の表面に圧縮応力を導入するという効果も有しているため、遅れ破壊が抑制され、疲労強度が向上するという効果も得られる。
【００７３】
なお、上述の鋼板部材の製造方法では、熱間プレスが予成形を伴わず、熱間プレス用鋼板を７２０℃以上Ａｃ３点以下の温度域に加熱してある程度までオーステナイト変態を生じさせた後に成形が行われる。従って、加熱前の室温における熱間プレス用鋼板の機械的性質は重要ではない。このため、熱間プレス用鋼板として、例えば、熱延鋼板、冷延鋼板、めっき鋼板等を用いることができる。熱延鋼板としては、フェライト及びパーライトの複相組織を有するもの、６５０℃以上７００℃以下の温度での球状化焼鈍を経て球状化セメンタイトを含むものが挙げられる。冷延鋼板として、例えば、フルハード材及び焼鈍材が挙げられる。めっき鋼板として、例えば、アルミニウム系めっき鋼板及び亜鉛系めっき鋼板が挙げられる。これらの製造方法は特に限定されない。なお、熱延鋼板又はフルハード材を用いる場合、鋼組織がフェライト及びパーライトの複相組織であると、熱間プレスの加熱中におけるＭｎの分配が一層促進されやすい。また、焼鈍材を用いる場合、焼鈍温度をフェライト及びオーステナイトの二相温度域にすると、熱間プレスの加熱中におけるＭｎの分配が一層促進されやすくなる。
【００７４】
本実施形態に係る鋼板部材は、予成形を伴う熱間プレスを経て製造することもできる。例えば、上述の加熱、脱炭処理、冷却の各条件が満たされる範囲で、熱間プレス用鋼板を所定の形状の金型でプレス加工して予成形し、同型の金型に投入し、押さえ圧を加え、急冷することにより、熱間プレス鋼板部材を製造してもよい。この場合も、熱間プレス用鋼板の種類及びその鋼組織は限定されないが、予成形を容易にするために、できるだけ低強度で延性のある鋼板を用いることが好ましい。例えば、引張強度は７００ＭＰａ以下であることが好ましい。熱延鋼板における熱延後の巻取温度は、軟質鋼板を得るために４５０℃以上とすることが好ましく、スケールロスを減らすために７００℃以下とすることが好ましい。冷延鋼板においては、軟質鋼板を得るために焼鈍を施すことが好ましく、焼鈍温度は、Ａｃ１点温度以上Ａｃ３点以下とすることが好ましい。また、焼鈍後の室温までの平均冷却速度は、上部臨界冷却速度以下であることが好ましい。
【００７５】
なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【実施例】
【００７６】
次に、本願発明者が行った実験について説明する。この実験では、先ず、表１に示す化学組成を有する１７種類の鋼材を用いて、表２に示す鋼組織を有する２４種類の熱間プレス用鋼板（熱処理に供する鋼板）を作製した。なお、各鋼材の残部はＦｅ及び不純物である。また、表２中のフェライト及びセメンタイトの合計面積率には、パーライトに含まれるフェライト及びセメンタイトの面積率も含まれている。熱処理に供する鋼板の作製では、先ず、実験室にて溶製したスラブを１２５０℃にて３０分間加熱し、９００℃以上の温度で厚さが２．６ｍｍとなるまで熱間圧延を行った。次いで、水スプレーを用いて６００℃まで冷却し、炉に装入し、６００℃で３０分間保持した。その後、２０℃／時で室温まで徐冷した。この冷却の処理は熱間圧延の巻き取り工程を模擬したものである。このようにして得られた熱延鋼板の鋼組織は、いずれもフェライト及びパーライトの複相組織であった。【００７７】
次いで、供試材Ｎｏ．２１を除き、酸洗により熱延鋼板からスケールを除去し、その後に、熱延鋼板を厚さが１．２ｍｍとなるまで冷間圧延した。そして、供試材Ｎｏ．６では、冷間圧延の後に、冷間圧延により得られた冷延鋼板をオーステナイト単相域で焼鈍した。また、供試材Ｎｏ．１９では、冷間圧延の後に、冷間圧延により得られた冷延鋼板をフェライト及びオーステナイトの二相域で焼鈍し、更に、片面当たりのめっき付着量が６０ｇ／ｍ２の溶融亜鉛めっきを施した。【００７８】
供試材Ｎｏ．２１では、酸洗により熱延鋼板からスケールを除去し、その後に球状化焼鈍を行った。この球状化焼鈍では、熱延鋼板を６５０℃に５時間保持した。【００７９】
熱処理に供する鋼板の作製後には、空燃比を０．８５としたガス加熱炉内で表２に示す条件で鋼板を加熱した。表２中の「加熱時間」は、ガス加熱炉への鋼板の装入後に鋼板の温度が７２０℃に達した時点から、鋼板をガス加熱炉から取り出すまでの時間を示す。また、表２中の「加熱温度」は鋼板の温度ではなく、ガス加熱炉内の温度を示す。次いで、鋼板をガス加熱炉から取り出し、種々の時間で空冷を行い、鋼板の熱間プレスを行い、鋼板を冷却した。熱間プレスでは、平板の鋼製の金型を用いた。つまり、成形は行わなかった。鋼板の冷却の際には、鋼板を金型と接触させたまま、表２に示す平均冷却速度でＭｓ点まで冷却し、更に１５０℃まで冷却し、その後に金型から取り出して放冷した。１５０℃までの冷却では、鋼板の温度が１５０℃になるまで金型の周囲を冷却水で冷却するか、又は、常温にした金型を準備しておき、鋼板の温度が１５０℃になるまで、この金型内に鋼板を保持した。１５０℃までの平均冷却速度の測定では、鋼板に予め熱電対を貼付しておき、その温度履歴を解析した。このようにして、２４種類の供試材（供試用鋼板）を作製した。以下、供試材（供試用鋼板）を「熱間プレスした鋼板」ということがある。【００８０】
【表１】
2015097891.tif 000002
【００８１】
【表２】
2015097891.tif 000003
【００８２】
熱間プレスした鋼板を得た後には、これら鋼板の各々について、表層部におけるフェライトの面積率、内層部におけるフェライトの面積率、及び内層部におけるマルテンサイトの面積率を求めた。これらの面積率は、圧延方向に直交する断面及び板幅方向（圧延方向に直交する方向）に直交する断面の２断面の光学顕微鏡観察画像又は電子顕微鏡観察画像の画像解析を行って算出した値の平均値である。表層部の鋼組織の観察では、鋼板の表面から深さ１５μｍまでの領域の観察を行った。内層部の鋼組織の観察では、１／４深さ位置での観察を行った。表３に、内層部におけるフェライトの面積率に対する表層部におけるフェライトの面積率の比、並びに内層部におけるフェライトの面積率及びマルテンサイトの面積率を示す。【００８３】
また、熱間プレスした鋼板の機械的性質も調査した。この調査では、引張強度（ＴＳ）及び全伸び（ＥＬ）の測定、並びに靱性の評価を行った。引張強度及び全伸びの測定では、各鋼板から圧延方向に垂直な方向からＪＩＳ５号引張試験片を採取して引張試験を行った。靱性の評価では、０℃でシャルピー衝撃試験を行い、脆性破面率を測定した。シャルピー衝撃試験用の試料の作製では、各鋼板からＶノッチ試験片を４枚採取し、これらを積層し、ねじ止めした。これらの調査結果も表３に示す。なお、熱間プレスした鋼板には、平板の鋼製金型を用いた熱間プレスが施されているものの、熱間プレス時に成形は施されていない。しかし、この熱間プレスした鋼板の機械的性質は、本実験の熱間プレスと同様の熱履歴を成形時に受けて作製された熱間プレス鋼板部材の機械的性質を反映する。つまり、熱間プレスの際の成形の有無に拘わらず、熱履歴が実質的に同一であれば、その後の機械的性質も実質的に同一になる。【００８４】
更に、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）を用いて、加熱直後におけるフェライト中のＭｎ濃度及びオーステナイト中のＭｎ濃度を測定した。この測定では、加熱直後における鋼組織を維持するために、ガス加熱炉内で表２に示す条件での加熱を行い、ガス加熱炉内から取り出した直後に水冷した。この水冷により、オーステナイトは無拡散でマルテンサイトに変態し、フェライトはそのまま維持される。従って、水冷後のフェライト中のＭｎ濃度は加熱直後におけるフェライト中のＭｎ濃度と一致し、水冷後のマルテンサイト中のＭｎ濃度は加熱直後におけるオーステナイト中のＭｎ濃度と一致する。そして、フェライト中のＭｎ濃度に対するオーステナイト中のＭｎ濃度の比（Ｍｎ比）を算出した。この結果も表３に示す。【００８５】
【表３】
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【００８６】
表３に示すように、供試材Ｎｏ．１、Ｎｏ．３、Ｎｏ．５、Ｎｏ．８〜Ｎｏ．１０、Ｎｏ．１２、Ｎｏ．１３、Ｎｏ．１５、Ｎｏ．１７〜Ｎｏ．１９、Ｎｏ．２１、及びＮｏ．２２は本発明例であり、優れた延性及び靱性を示した。つまり、９８０ＭＰａ以上の引張強度（ＴＳ）、１２％以上の全伸び（ＥＬ）、及び１０％以下の脆性破面率が得られた。【００８７】
一方、供試材Ｎｏ．２では、化学組成が本発明範囲外であったため、冷却後（焼入れ後）に９８０ＭＰａ以上の引張強度が得られなかった。供試材Ｎｏ．４及びＮｏ．７では、製造条件が本発明範囲外であり、熱間プレス後の鋼組織も本発明範囲外であったため、所望の鋼組織が得られず、冷却後（焼入れ後）に９８０ＭＰａ以上の引張強度が得られなかった。供試材Ｎｏ．６では、熱処理に供する鋼板の鋼組織が本発明範囲外であったため、過剰な脱炭が生じた。つまり、製造条件が本発明範囲外であった。また、熱間プレス後の鋼組織も本発明範囲外であった。このため、所望の鋼組織が得られず、脆性破面率が１０％超であった。供試材Ｎｏ．１１では、化学組成が本発明範囲外であったため、全伸びが１２％未満であった。供試材Ｎｏ．１４では、製造条件が本発明範囲外であり、熱間プレス後の鋼組織も本発明範囲外であったため、全伸びが１２％未満であった。供試材Ｎｏ．１６では、製造条件が本発明範囲外であり、熱間プレス後の鋼組織も本発明範囲外であったため、所望の鋼組織が得られず、脆性破面率が１０％超であった。供試材Ｎｏ．２０では、化学組成が本発明範囲外であったため、冷却後（焼入れ後）に９８０ＭＰａ以上の引張強度が得られなかった。さらに、熱処理に供する鋼板の鋼組織が本発明範囲外であったため、過剰な脱炭が生じた。つまり、製造条件が本発明範囲外であった。このため、所望の鋼組織が得られず、脆性破面率が１０％超であった。供試材Ｎｏ．２３では、熱処理に供する鋼板の鋼組織が本発明範囲外であったため、過剰な脱炭が生じた。つまり、製造条件が本発明範囲外であった。このため、所望の鋼組織が得られず、脆性破面率が１０％超であった。供試材Ｎｏ．２４では、熱処理に供する鋼板のセメンタイト中のＭｎ濃度が本発明範囲外であったため、過剰な脱炭が生じた。つまり、製造条件が本発明範囲外であった。このため、所望の鋼組織が得られず、脆性破面率が１０％超であった。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、例えば、優れた延性及び靱性が重要視される自動車のボディー構造部品等の製造産業及び利用産業に利用することができる。本発明は、他の機械構造部品の製造産業及び利用産業等に利用することもできる。
【手続補正書】
【提出日】平成28年6月20日(2016.6.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
（表層部におけるフェライトの面積率：内層部におけるフェライトの面積率の１．２０倍以下）
表層部におけるフェライトの面積率が内層部におけるフェライトの面積率の１．２０倍超では、表層部におけるフェライトの粒界が脆弱であり、靭性が著しく低い。従って、表層部におけるフェライトの面積率は内層部におけるフェライトの面積率の１．２０倍以下とする。表層部におけるフェライトの面積率は、好ましくは内層部におけるフェライトの面積率の１．１８倍以下である。なお、本発明の実施形態に係る熱間プレス用鋼板を用いて、後述の条件下で熱間プレスを行った場合には、脱炭が生じにくいため、鋼板部材の表層部におけるフェライトの面積率は内層部におけるフェライトの面積率の１．１６倍以下となりやすい。
【国際調査報告】
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