(57)【要約】【課題】本発明は、板幅方向の反り、圧延方向の耳波が少なく鋼板形状に優れた高強度鋼板の製造方法を提供する。【解決手段】ｍａｓｓ（％）で、Ｃ：０．０３〜０．１５％、Ｓｉ≦０．７％、Ｍｎ：２．０〜３．０％、Ｐ≦０．０５％、Ｓ≦０．０１％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１〜０．１％、Ｎ≦０．００５％、Ｃｒ：０．０１〜０．５％、Ｖ：０．００４〜０．５％、更に、Ｍｏ：０．０５〜０．３％、Ｎｂ：０．００５〜０．１％、Ｔｉ：０．００５〜０．１％、Ｂ：０．０００２〜０．００２％の一種又は二種以上を含有する残部実質的にＦｅからなる鋼を連続溶融亜鉛めっき処理後、調質圧延時の張力Ｔ（ｋｇｆ／ｍｍ２）を下記の式を満たすように付与する。２≦Ｔ≦８０（Ｃ＋（Ｃｒ＋Ｖ）／１０＋Ｍｎ／２０）２＋１０但し、Ｃ，Ｃｒ，Ｖ，Ｍｎはｍａｓｓ％とする。【選択図】    図１
2004285436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｍａｓｓ（％）で、Ｃ：０．０３〜０．１５％、Ｓｉ≦０．７％、Ｍｎ：２．０〜３．０％、Ｐ≦０．０５％、Ｓ≦０．０１％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１〜０．１％、Ｎ≦０．００５％、Ｃｒ：０．０１〜０．５％、Ｖ：０．００４〜０．５％、残部実質的にＦｅからなる鋼を連続溶融亜鉛めっき処理後、調質圧延時の張力Ｔ（ｋｇｆ／ｍｍ２）を下記の式を満たすように付与することを特徴とする引張強度が７８０ＭＰａ以上の高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
２≦Ｔ≦８０（Ｃ＋（Ｃｒ＋Ｖ）／１０＋Ｍｎ／２０）２＋１０
但し、Ｃ，Ｃｒ，Ｖ，Ｍｎはｍａｓｓ％とする。
【請求項２】
鋼組成として、更に、Ｍｏ：０．０５〜０．３％、Ｎｂ：０．００５〜０．１％、Ｔｉ：０．００５〜０．１％、Ｂ：０．０００２〜０．００２％の一種又は二種以上を含有することを特徴とする請求項１記載の高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に関し、特に、ピラー、ルーフレールなどの構造部品に最適な強度７８０ＭＰａ以上で、プレス成形後の製品形状に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地球環境保護を目的に、自動車、化学メーカを始めとする各種産業界で、ＣＯ２ガス低減への取組みが進められ，自動車会社においては、自動車から排出されるＣＯ２ガスを減らすため、ガソリン車の燃費を車体の軽量化により向上させることが従来より検討されている。
【０００３】
車体の軽量化では、部品点数の減少とともに、鋼板を薄肉化することが有効であるが、後者の場合では、車体剛性の劣化が懸念されるため、より高強度の鋼板を使用しなければならず、一方、衝突安全性能（自動車が走行中に物体と衝突した際、衝撃に対する部材のエネルギー吸収能を高め、乗員への衝撃負荷を低減し、乗員の生命の安全性を高める）の観点からもピラー、ルーフレールなどへの高強度鋼板の適用が必要とされることもあり、高強度自動車用鋼板の開発が急務とされている。
【０００４】
高強度自動車用鋼板に必要とされる特性として、張出し性、伸びフランジ性などのプレス成形性の向上とともに、プレス成形作業におけるスプリングバックや壁そり等の形状不良（プレス金型とプレス成形品との形状のずれ）を低減させることも重要で、スプリングバック量を見込んだ金型設計の試みとともに、降伏比を低くした鋼板等が開発されてきている。
【０００５】
特開昭５５−１００９５８号公報、特開昭５５−１００９３５号公報は形状性に優れた高張力亜鉛めっき鋼板の製造技術に関するもので、前者には、引張強度が５６．０〜６２．８ｋｇｆ／ｍｍ２（５４８．８〜６１５．４ＭＰａ）、降伏比が０．４７〜０．５８の鋼の製造技術が、後者には、引張強度が５６．３〜７０．５ｋｇｆ／ｍｍ２（５５１．７〜６９０．９ＭＰａ）で、降伏比が０．５１〜０．５６の鋼の製造技術がそれぞれ開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スプリングバックを低減するため、降伏強度を低下させプレス成形時の弾性変形を小さくした場合、鋼板の引張り強さも低下することになり、鋼板の高強度化は制約され、上記の先行技術においても、得られる鋼板強度は７８０ＭＰａ未満である。
【０００７】
そのため、高強度鋼板の場合は、プレス成形技術の観点から、プレス成形性を向上させることが重要で、スプリングバック量を見込んだ金型設計において、所期の目的が得られるよう、鋼板強度の上昇につれて、機械的な均一性はもとより、素材鋼板自体に板反りなどのない優れた形状性が求められる。
【０００８】
そこで、本発明は、引張強度７８０ＭＰａ以上の高強度と優れた形状性の両者を備え、プレス成形性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造技術を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、引張強度７８０ＭＰａ以上の高強度が得られる成分組成の鋼を対象に、連続溶融亜鉛めっき処理後において、優れた形状性が得られる鋼板の製造方法について、鋭意検討を行い、鋼板形状がマルテンサイト、ベイナイト生成に影響を及ぼすＣ量、Ｃｒ量、Ｖ量、Ｍｎ量に影響されること、および、連続溶融亜鉛めっき処理後の調質圧延の影響が大きく、これら元素量に応じた適切な調質圧延中の張力により、鋼板の形状性が改善されることを見出した。本発明はこのような知見を基に更に検討を加えてなされたものであり、すなわち、本発明は、
１．  ｍａｓｓ（％）で、Ｃ：０．０３〜０．１５％、Ｓｉ≦０．７％、Ｍｎ：２．０〜３．０％、Ｐ≦０．０５％、Ｓ≦０．０１％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１〜０．１％、Ｎ≦０．００５％、Ｃｒ：０．０１〜０．５％、Ｖ：０．００４〜０．５％、残部実質的にＦｅからなる鋼を連続溶融亜鉛めっき処理後、調質圧延時の張力Ｔ（ｋｇｆ／ｍｍ２）を下記の式を満たすように付与することを特徴とする引張強度が７８０ＭＰａ以上の高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法である。
【００１０】
２≦Ｔ≦８０（Ｃ＋（Ｃｒ＋Ｖ）／１０＋Ｍｎ／２０）２＋１０
但し、Ｃ，Ｃｒ，Ｖ，Ｍｎはｍａｓｓ％とする。
【００１１】
２．  鋼組成として、更に、Ｍｏ：０．０５〜０．３％、Ｎｂ：０．００５〜０．１％、Ｔｉ：０．００５〜０．１％、Ｂ：０．０００２〜０．００２％の一種又は二種以上を含有することを特徴とする１記載の高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明における鋼の成分組成、製造条件について、以下に詳細に説明する。
【００１３】
１．成分組成
Ｃ
Ｃは、鋼の焼入れ強化に有効で、７８０ＭＰａ以上の引張強度を得るため、０．０３％以上添加する。一方、０．１５％を超えると、マルテンサイト、ベイナイト等硬質の組織が、圧延方向、板幅方向に不均一に形成され、圧延方向における耳波や板幅方向での反りなどの形状不良が顕著となるため、０．０３〜０．１５％とする。
【００１４】
Ｓｉ
Ｓｉは、鋼を強化するために０．７％以下の範囲内で添加してもよい。０．７％を超えると、溶融亜鉛めっきの密着性が低下するため、Ｓｉを添加する場合には０．７％以下とする。
【００１５】
Ｍｎ
Ｍｎは、鋼の焼入れ強化に有効で、７８０ＭＰａ以上の引張強度を得るため、２．０％以上添加する。一方、３．０％を超えると、溶鋼をスラブに鋳造する際、スラブにＭｎが偏析し、圧延後の焼鈍時にマルテンサイト、ベイナイト等の硬質相が、フェライト相と共に板厚方向、板幅方向に不均一に形成され、鋼板形状を著しく劣化させるため、２．０〜３．０％とする。
【００１６】
Ｐ
Ｐは、鋼の強化に有効なため、本発明では０．０５％以下含有させることができる。０．０５％を超えると、熱間圧延時に形成される表面酸化層（スケール）の剥離が過剰となり、熱延後の表面性状および、溶融亜鉛めっき後の表面性状も劣化する。
【００１７】
また、溶融亜鉛めっき後のめっき層の合金化処理において、めっき層が均一に合金化し難く、めっきの密着性が劣化する。そのため、Ｐは０．０５％以下とする。
【００１８】
Ｓ
Ｓは、不純物であり、鋼中に過剰に存在すると、スラブ加熱時にオーステナイトの結晶粒界に偏析し、熱間圧延の際、鋼板表層部から赤熱脆性が起こり易くなるため、０．０１％以下とする。
【００１９】
ｓｏｌ．Ａｌ
Ａｌは、鋼の脱酸のため、０．０１％以上添加する。一方、０．１％を超えると溶融亜鉛めっき後の表面外観が著しく劣化するため、０．０１〜０．１％とする。
【００２０】
Ｎ
Ｎは、鋼中に過剰に存在すると、溶融亜鉛めっき後の鋼板の延性が劣化するため、０．００５％以下とする。
【００２１】
Ｃｒ
Ｃｒは、鋼を焼入れ強化するため、０．０１％以上添加する。一方、０．５％を超えると、この効果が飽和するとともに、焼鈍中にＣｒ系酸化物が鋼板表面に形成され溶融亜鉛めっきの密着性を劣化させるため、０．０１〜０．５％とする。
【００２２】
Ｖ
Ｖは、鋼を焼入れ強化するため、０．００４％以上添加する。一方、０．５％を超えると、Ｖ系窒化物が過剰に生成し、焼鈍中にオーステナイトの結晶粒径が不均一となるため、マルテンサイトが板幅、圧延方向で不均一となり、鋼板形状が著しく劣化するため、０．００４〜０．５％とする。
【００２３】
以上が、本発明の基本成分組成であるが、所望する特性に応じて、Ｍｏ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｂの一種または二種以上を添加することができる。
【００２４】
Ｍｏ
Ｍｏは、鋼の強化に有効で、０．０５％以上添加するが、０．３％を超えるとその効果が飽和するため、０．０５〜０．３％とする。
【００２５】
Ｎｂ
Ｎｂは、鋼中でＣと微細炭化物を形成したり、固溶し、焼鈍段階でオーステナイトを微細化することにより、マルテンサイト、ベイナイトの硬質な組織を細粒化し、均一な組織で形状に優れた鋼板とする。
【００２６】
このような効果を得るため、０．００５％以上添加するが、０．１％を超えると、焼鈍時のフェライト、オーステナイトの再結晶が抑制され、加工組織が残留しやすくなり、延性が著しく劣化するため、０．００５〜０．１％とする。
【００２７】
Ｔｉ
Ｔｉは、微細炭化物を形成し、焼鈍中のオーステナイト粒の細粒化により、低温変態生成相を均一微細とし、鋼板形状を向上させる。
【００２８】
このような効果を得るため、０．００５％以上添加するが、０．１％を超えると溶融亜鉛めっき後の表面外観が著しく劣化するため、０．００５〜０．１％とする。
【００２９】
Ｂ
Ｂは、鋼の焼入れ性を向上させ、焼鈍中にオーステナイトの結晶粒界に偏析し、粒成長を抑制し、微細なマルテンサイト、ベイナイトととし、鋼板形状を向上させる。
【００３０】
このような効果を得るため、０．０００２％以上添加するが、０．００２％を超えるとその効果が飽和するため、０．０００２〜０．００２％とする。
【００３１】
また、上記鋼成分以外の化学成分については、特に過剰に添加しなければ本発明の効果を損なうことはない。本発明において、残部実質的に鉄とは、その他の合金元素あるいは不可避的不純物についても本発明の目的とする特性に悪影響を及ぼさない限り、含有しても良いことを意味する。
【００３２】
２．製造条件
連続溶融亜鉛めっき処理後、調質圧延時の張力Ｔ（ｋｇｆ／ｍｍ２）
本発明では、上述した成分組成の熱延鋼板を酸洗後そのまま、あるいは酸洗後さらに冷間圧延を施し、連続溶融亜鉛めっき処理後、調質圧延時の張力Ｔ（ｋｇｆ／ｍｍ２）を下記の式を満たすように付与する。
【００３３】
２≦Ｔ≦８０（Ｃ＋（Ｃｒ＋Ｖ）／１０＋Ｍｎ／２０）２＋１０
但し、Ｃ，Ｃｒ，Ｖ，Ｍｎはｍａｓｓ％とする。
【００３４】
張力Ｔが不適切な場合、板幅のエッジ付近に圧延方向に沿って波状の凹凸（耳波）や、板幅方向に板反りなどの形状不良を生じる。
【００３５】
張力Ｔが、２ｋｇｆ／ｍｍ２未満の場合、板幅方向の板反りが十分矯正されず、１３〜２０ｍｍと大きい。
【００３６】
一方、張力Ｔが、８０（Ｃ＋（Ｃｒ＋Ｖ）／１０＋Ｍｎ／２０）２＋１０より求まる値を超える場合、板幅方向のエッジ近傍で耳波が９〜１３ｍｍと大きく、鋼板形状が劣化するため、２≦Ｔ≦８０（Ｃ＋（Ｃｒ＋Ｖ）／１０＋Ｍｎ／２０）２＋１０とする。
【００３７】
鋼板形状に及ぼす張力Ｔと母材成分中のＣ，Ｃｒ，Ｖ，Ｍｎ量の影響を調査した結果を図１に示す。本発明範囲内の成分組成の冷延鋼板（板厚１．４ｍｍ，板幅１０００ｍｍ）を連続溶融亜鉛めっきラインにて焼鈍（８２０℃で１８０ｓｅｃ保持）、亜鉛めっきし、室温まで冷却後、鋼板に付与する張力Ｔを１〜３０ｋｇｆ／ｍｍ２に変化させ、伸長率１．０％で調質圧延を行い、得られた亜鉛めっき鋼板の板幅方向の反り量（ｍｍ）と圧延方向の耳波（ｍｍ）を測定した。
【００３８】
板幅方向の反りは、圧延方向に２０００ｍｍの範囲内で無作為に選択した５点の測定点において、板幅方向での板の反り量を測定し、平均値を求めた。
【００３９】
耳波は、圧延方向に２０００ｍｍの範囲内における板幅エッジ部での凹凸の最大値とした。
【００４０】
尚、得られた鋼板の引張強度は８１０〜１１２０ＭＰａであった。調質圧延時における張力Ｔとは、調質圧延開始時に、設定した張力であればよく、圧延中その値を制御する必要はない。
【００４１】
張力Ｔが、２≦Ｔ≦８０（Ｃ＋（Ｃｒ＋Ｖ）／１０＋Ｍｎ／２０）２＋１０の範囲で板幅方向の反り量が０〜１２ｍｍ，圧延方向の耳波が０〜８ｍｍの鋼板形状が得られている。
【００４２】
圧延方向の耳波が生じる原因は、板幅エッジ部は板幅センター部より冷えやすいため、焼鈍中にフェライトが生成しやすく、張力により塑性変形し、エッジ部の伸びが大きくなったためであると考えられる。一方板幅方向の反りはマルテンサイト、ベイナイト等の硬質相の生成に伴う板幅方向の縮み応力によると考えられる。
【００４３】
尚、調質圧延における伸長率は良好な板形状を得るために、０．１〜１．０％とするのが望ましい。
【００４４】
本発明の実施において、鋼の溶製法、造塊法は特に指定せず、溶製法は転炉法、電気炉法のいずれでもよく、造塊法は連続鋳造法、分塊法のいずれでもよい。
【００４５】
熱間圧延は常法に従い行えばよい。スラブを鋳造後、直ちに、または再加熱後に、粗圧延、仕上圧延、巻き取りを行う。仕上温度は、不均一な組織とならないようにＡｒ３以上、巻取温度は７００℃以下とすることが望ましい。
【００４６】
熱延鋼板を、酸洗後、冷間圧延し、連続溶融亜鉛めっき処理を施す。連続溶融亜鉛めっき処理における加熱温度は、フェライトを再結晶させ、マルテンサイト、ベイナイトを生成させるため、７５０℃以上とし、一方、粗大組織となり、板厚方向で不均一組織となることを防止するため、９５０℃以下とすることが望ましい。
【００４７】
本発明では溶融亜鉛めっき処理後、電気めっきを行なうことができる。
【００４８】
【実施例】
（実施例１）
種々の成分組成の鋼を用いて本発明の効果を確認した。表１に供試鋼の化学成分を示す。鋼１〜６は、本発明鋼で、鋼７〜１２は比較鋼である。それぞれの鋼を実験室にて溶製後、鋳造し、板厚６０ｍｍのスラブを製造した。但し、鋼６は、電気炉にて溶製した。該スラブを板厚３０ｍｍに分塊圧延し、大気炉で１２７０℃×１．５ｈｒの加熱処理し、熱間圧延に供した。仕上圧延を８６０℃で終了し、その後６００℃×１ｈｒの巻取り相当の熱処理を施し、板厚３．５ｍｍの熱延板とした。酸洗後、板厚１．４ｍｍまで冷間圧延し、８２０℃で１８０ｓｅｃ均熱し、平均冷却速度８℃／ｓｅｃで冷却し、４６０℃の溶融亜鉛めっき浴中に浸漬した後、５５０℃で亜鉛めっき層の合金化処理を施した。その後、５ｋｇｆ／ｍｍ２の張力を付加しながら、伸長率１．０％で調質圧延を施した。得られた亜鉛めっき鋼板について、引張試験、表面性状及びめっき表面外観評価を行った。
【００４９】
引張試験はＪＩＳＺ２２４１に準拠した方法により、引張強度（ＴＳ）が７８０ＭＰａ以上を特性良好（表中○で表示）、７８０ＭＰａ未満の場合を強度不足（表中×で表示）とした。
【００５０】
鋼板の表面形状は、圧延方向で長さ２０００ｍｍの範囲において、板幅エッジ部での凹凸の最大値（耳波形状の最大値）を測定するとともに、長さ２０００ｍｍの範囲で無作為に選択した長手方向の５点において、板幅方向での板反り量を測定し、平均値により評価した。耳波が９〜１３ｍｍまたは板反り量が１３〜２０ｍｍの場合を特性劣化（表中×で表示）とし、耳波が５〜８ｍｍを許容範囲、０〜４ｍｍを特性良好とした。板反り量は６〜１２ｍｍを許容範囲とし、０〜５ｍｍを特性良好とした。めっき表面外観は、長さ２０００ｍｍの範囲を目視で検査し、不めっきなどの欠陥が観察された場合を表面劣化（×）と判定した。
【００５１】
表２にこれらの評価結果を示す。本発明例Ｎｏ．１〜６（鋼１〜６）はいずれも本発明成分範囲内で、ＴＳが７９５〜１１００ＭＰａ，板幅方向の反りは１〜３ｍｍ、圧延方向の耳波は２〜４ｍｍといずれも良好であった。
【００５２】
また、めっき表面外観はいずれも良好である。
【００５３】
一方、比較例７〜１２は、化学成分が本発明範囲外で、強度、表面形状、めっき表面外観に劣っている。
【００５４】
比較例７は、ＴＳが７２０ＭＰａと強度が低く、比較例８、１０は強度、鋼板形状は良好であるが、めっき表面に不めっきが認められ、表面外観に劣る。
【００５５】
比較例９、１１、１２は、ＴＳが１０１０ＭＰａ以上と高いが、板幅方向の反り、圧延方向の耳波が共に大きく鋼板形状におとる。
【００５６】
（実施例２）
鋼板形状に及ぼす調質圧延時の張力の影響を、鋼６を用いて調査した。上述したように鋼６は電気炉により溶製した。板厚２２０ｍｍのスラブを製造し、１２６０℃で１ｈｒ加熱後、仕上圧延温度８７０℃、巻き取り温度５５０℃で熱間圧延し、板厚３．０ｍｍの熱延材を製造した。酸洗後、冷間圧延で板厚１．４ｍｍとした後、８４０℃で加熱後、５〜１０℃／ｓの平均速度で冷却し、４６０℃で溶融亜鉛めっき浴中に浸漬した。５５０℃でめっき層の合金化処理を行い、冷却後、１〜２０ｋｇｆ／ｍｍ２の種々の張力で、伸長率１．０％で調質圧延し、コイルに巻き取った。
【００５７】
調質圧延時に、張力を変化させた位置に対応した位置の表面形状、めっき表面外観を調査し、これらの位置から引張試験片を採取した。引張試験、鋼板形状の評価は、実施例１に準じた。
【００５８】
表３に評価結果を示す。鋼板２２〜２５はいずれも張力が、本発明範囲内で、ＴＳが８１０〜８３０ＭＰａと高く、板幅方向の反り量、板長手方向の耳波は小さく、めっき表面外観は良好であった。
【００５９】
一方、鋼板２１、２６、２７は、鋼板張力が本発明範囲外で、板幅方向の反り量、板長手方向の耳波の何れかが大きく、鋼板形状に劣っている。
【００６０】
【表１】
2004285436.tif 000003
【００６１】
【表２】
2004285436.tif 000004
【００６２】
【表３】
2004285436.tif 000005
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、プレス成形後に優れた製品形状が得られる反りや耳波の小さい優れた鋼板形状で引張強度７８０ＭＰａ以上の高強度鋼板が、鋼の成分組成と連続溶融亜鉛めっき工程での調質圧延の張力の調整により得られるため、鋼板の形状矯正のため、ストレッチャレベラなど用いる必要がなく、産業上極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】鋼板形状（板幅方向の反り、圧延方向の耳波）に及ぼす張力Ｔと成分組成（Ｃ，Ｃｒ，Ｖ，Ｍｎ）の影響を示す図。
【図１】
2004285436.tif 000006