(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で
Ｃ：０.０５％以上０.５１％以下、
Ｓｉ：３.０％以下、
Ｍｎ：０.５％以上６.０％以下、
Ｐ：０．１％以下、
Ｓ：０．０７％以下、
Ａｌ：３.０％以下および
Ｎ：０．０１０％以下
を含有し、残部はＦｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有し、
熱延鋼板組織が、
板状または針状のフェライトを含み、
さらに、炭化物、パーライト、島状マルテンサイト、および残留オーステナイトの内から選ばれた１種または２種以上を含み、
前記板状または針状のフェライトの結晶粒と、前記炭化物、パーライト、島状マルテンサイト、および残留オーステナイトの内から選ばれた１種または２種以上が隣接した組織を、面積率で２５％以上（１００％を含む）有し、
その他の組織として、
ポリゴナルフェライトを面積率で７５％以下（０％を含む）、
マルテンサイトを面積率で５０％以下（０％を含む）、
ベイナイトを面積率で５０％以下（０％を含む）
を含むことを特徴とする冷延鋼板用または溶融亜鉛めっき鋼板用熱延鋼板。
【請求項２】
さらに、前記板状または針状のフェライトと、炭化物、パーライト、島状マルテンサイト、および残留オーステナイトの内から選ばれた１種または２種以上が隣接した組織中の板状または針状のフェライトの平均アスペクト比が４以上であることを特徴とする請求項１に記載の冷延鋼板用または溶融亜鉛めっき鋼板用熱延鋼板。
【請求項３】
さらに、前記板状または針状のフェライトと、炭化物、パーライト、島状マルテンサイト、および残留オーステナイトの内から選ばれた１種または２種以上が隣接した組織における、
板状または針状のフェライト中の平均Ｍｎ含有量ＭｎＸ（質量％）と、炭化物、パーライト、島状マルテンサイト、および残留オーステナイト中の平均Ｍｎ含有量ＭｎＹ（質量％）が下記（１）式を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の冷延鋼板用または溶融亜鉛めっき鋼板用熱延鋼板。
ＭｎＹ／ＭｎＸ≧１．１・・・・・（１）
【請求項４】
前記熱延鋼板が、さらに、質量％で、
Ｃｒ：０.０５％以上５.０％以下、
Ｖ：０．００５％以上１．０％以下および
Ｍｏ：０．００５％以上０．５％以下
のうちから選んだ１種または２種以上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項に記載の冷延鋼板用または溶融亜鉛めっき鋼板用熱延鋼板。
【請求項５】
前記熱延鋼板が、さらに、質量％で、
Ｔｉ：０．０１％以上０．１％以下および
Ｎｂ：０．０１％以上０．１％以下
のうちから選んだ１種または２種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項に記載の冷延鋼板用または溶融亜鉛めっき鋼板用熱延鋼板。
【請求項６】
前記熱延鋼板が、さらに、質量％で、
Ｂ：０．０００３％以上０．００５０％以下
を含有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の冷延鋼板用または溶融亜鉛めっき鋼板用熱延鋼板。
【請求項７】
前記熱延鋼板が、さらに、質量％で、
Ｎｉ：０．０５％以上２.０％以下および
Ｃｕ：０．０５％以上２.０％以下
のうちから選んだ１種または２種を含有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の冷延鋼板用または溶融亜鉛めっき鋼板用熱延鋼板。
【請求項８】
前記熱延鋼板が、さらに、質量％で、
Ｃａ：０．００１％以上０．００５％以下および
ＲＥＭ：０．００１％以上０．００５％以下
のうちから選んだ１種または２種を含有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の冷延鋼板用または溶融亜鉛めっき鋼板用熱延鋼板。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の冷延鋼板用または溶融亜鉛めっき鋼板用熱延鋼板の製造方法であって、
鋼スラブを、仕上げ圧延出側温度８２０℃以上で熱間圧延し、
仕上げ圧延出側温度から７３０℃までの温度域を平均冷却速度１５℃／ｓ以上で冷却し、
その後、７３０℃から巻取り温度までを平均冷却速度１〜５０℃／ｓで冷却し、
巻取り温度を５００℃以上として巻き取ることを特徴とする冷延鋼板用または溶融亜鉛めっき鋼板用熱延鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱延鋼板およびその製造方法に関し、特に自動車、電気等の産業分野で使用される加工性に優れた高強度冷延鋼板用や溶融亜鉛めっき鋼板用として好適な、冷延鋼板用または溶融亜鉛めっき鋼板用熱延鋼板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境保全の見地から、自動車の燃費向上が重要な課題となっている。このため、車体材料の高強度化により車体部品の薄肉化を図り、車体そのものを軽量化しようとする動きが活発である。
【０００３】
一般に、鋼板の高強度化を図るためには、鋼板の組織全体に対してマルテンサイトやベイナイトなどの硬質相の割合を増加させる必要がある。しかしながら、硬質相の割合を増加させることによる鋼板の高強度化は加工性の低下を招くことから、高強度と優れた加工性を併せ持つ鋼板の開発が望まれている。これまでに、フェライト−マルテンサイト二相鋼（ＤＰ鋼）や残留オーステナイトの変態誘起塑性を利用したＴＲＩＰ鋼など、種々の複合組織鋼板が開発されてきた。
【０００４】
複合組織鋼板において硬質相の割合を増加させた場合、鋼板の加工性は硬質相の加工性の影響を強く受けるようになる。これは、硬質相の割合が少なく軟質なポリゴナルフェライトが多い場合には、ポリゴナルフェライトの変形能が鋼板の加工性に対して支配的であり、硬質相の加工性が十分でない場合においても延性等の加工性は確保されるが、硬質相の割合が多い場合には、ポリゴナルフェライトの変形ではなく硬質相の変形能自体が鋼板の成形性に直接影響するようになり、硬質相自体の加工性が十分でないと、鋼板の加工性の劣化が著しくなるためである。
【０００５】
このような背景から、これまでに硬質相を制御することにより、様々な加工性を高めた高強度鋼板が開発されてきた。例えば、特許文献１には、合金成分を規定し、鋼組織を、残留オーステナイトを有する微細で均一なベイナイトとすることにより、曲げ加工性および衝撃特性に優れる高張力鋼板が提案されている。特許文献２には、所定の合金成分を規定し、鋼組織を、残留オーステナイトを有するベイナイトを主相とし、前記ベイナイト中の残留オーステナイト量を１％以上１５％以下とし、かつベイナイトの硬度(ＨＶ)を規定することにより、耐衝撃性に優れた複合組織鋼板が提案されている。また、特許文献３、４には、フェライト相、ベイニティックフェライト相、焼戻しマルテンサイト相および残留オーステナイト相などのサイズや組織分率を制御することによる、加工性に優れた高強度鋼板が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−２３５２５３号公報
【特許文献２】特開平１１−２５６２７３号公報
【特許文献３】特開２０１２−２３７０４２号公報
【特許文献４】特開２０１２−２３７０４４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、上述した鋼板には以下に述べる課題がある。
特許文献１に記載される成分組成では、鋼板に歪みを付与した際に、高歪域でのＴＲＩＰ効果を発現する安定した残留オーステナイトの量を確保することが困難であり、曲げ性は得られるものの、塑性不安定が生じるまでの延性が低く、張り出し性などの加工性が劣る。特許文献２に記載の鋼板は、耐衝撃性を向上させることを主目的としており、硬さがＨＶ２５０以下のベイナイトを主相とし、具体的にはこれを９０％超で含む組織であるため、引張強さ（ＴＳ）を９８０ＭＰａ以上とすることは難しい。特許文献３、４に記載される技術では、所望の特性は得られるものの、焼鈍工程を２回以上繰り返す必要があるため、製造コストの大幅な増加を引き起こす。
【０００８】
本発明は、上記の課題を有利に解決するもので、これまで冷間圧延後に２回以上のバッチ焼鈍もしくは連続焼鈍が必要であった加工性に優れた高強度冷延鋼板および溶融亜鉛めっき鋼板を、冷間圧延後に１回の連続焼鈍で製造することを可能とする高強度冷延鋼板用または溶融亜鉛めっき用熱延鋼板を、その有利な製造方法と共に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明者らは、上記課題を解決すべく、鋼板の成分組成およびミクロ組織について鋭意検討を重ねた。その結果、冷延鋼板や溶融亜鉛めっき鋼板の製造に用いる熱延鋼板の鋼組織を、板状または針状のフェライトと、炭化物、パーライト、島状マルテンサイトもしくは残留オーステナイトとが隣接した組織とすることにより、冷間圧延後に１回の連続焼鈍を施すことのみで、所望の特性が得られることを見出した。本発明は、上記の知見に立脚するものであり、その要旨構成は次のとおりである。
【００１０】
［１］質量％で
Ｃ：０.０５％以上０.５１％以下、
Ｓｉ：３.０％以下、
Ｍｎ：０.５％以上６.０％以下、
Ｐ：０．１％以下、
Ｓ：０．０７％以下、
Ａｌ：３.０％以下および
Ｎ：０．０１０％以下
を含有し、残部はＦｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有し、
熱延鋼板組織が、
板状または針状のフェライトを含み、
さらに、炭化物、パーライト、島状マルテンサイト、および残留オーステナイトの内から選ばれた１種または２種以上を含み、
前記板状または針状のフェライトと、前記炭化物、パーライト、島状マルテンサイト、および残留オーステナイトの内から選ばれた１種または２種以上が隣接した組織を、面積率で２５％以上（１００％を含む）有し、
その他の組織として、
ポリゴナルフェライトを面積率で７５％以下（０％を含む）、
マルテンサイトを面積率で５０％以下（０％を含む）、
ベイナイトを面積率で５０％以下（０％を含む）
を含むことを特徴とする冷延鋼板用または溶融亜鉛めっき鋼板用熱延鋼板。
【００１１】
［２］さらに、前記板状または針状のフェライトと、炭化物、パーライト、島状マルテンサイト、および残留オーステナイトの内から選ばれた１種または２種以上が隣接した組織中の、板状または針状のフェライトの平均アスペクト比が４以上であることを特徴とする前記［１］に記載の冷延鋼板用または溶融亜鉛めっき鋼板用熱延鋼板。
【００１２】
［３］さらに、前記板状または針状のフェライトと、前記炭化物、パーライト、島状マルテンサイト、および残留オーステナイトの内から選ばれた１種または２種以上が隣接した組織における、
板状または針状のフェライト中の平均Ｍｎ含有量ＭｎＸ（質量％）と、炭化物、パーライト、島状マルテンサイト、および残留オーステナイト中の平均Ｍｎ含有量ＭｎＹ（質量％）が下記（１）式を満たすことを特徴とする前記［１］または［２］のいずれか１項に記載の冷延鋼板用または溶融亜鉛めっき鋼板用熱延鋼板。
ＭｎＹ／ＭｎＸ≧１．１・・・・・（１）
［４］前記熱延鋼板が、さらに、質量％で、
Ｃｒ：０.０５％以上５.０％以下、
Ｖ：０．００５％以上１．０％以下および
Ｍｏ：０．００５％以上０．５％以下
のうちから選んだ１種または２種以上を含有することを特徴とする前記［１］乃至［３］のいずれか１項に記載の冷延鋼板用または溶融亜鉛めっき鋼板用熱延鋼板。
【００１３】
［５］前記熱延鋼板が、さらに、質量％で、
Ｔｉ：０．０１％以上０．１％以下および
Ｎｂ：０．０１％以上０．１％以下
のうちから選んだ１種または２種を含有することを特徴とする前記［１］乃至［４］のいずれか１項に記載の冷延鋼板用または溶融亜鉛めっき鋼板用熱延鋼板。
【００１４】
［６］前記熱延鋼板が、さらに、質量％で、
Ｂ：０．０００３％以上０．００５０％以下
を含有することを特徴とする前記［１］乃至［５］のいずれか１項に記載の冷延鋼板用または溶融亜鉛めっき鋼板用熱延鋼板。
【００１５】
［７］前記熱延鋼板が、さらに、質量％で、
Ｎｉ：０．０５％以上２.０％以下および
Ｃｕ：０．０５％以上２.０％以下
のうちから選んだ１種または２種を含有することを特徴とする前記［１］乃至［６］のいずれか１項に記載の冷延鋼板用または溶融亜鉛めっき鋼板用熱延鋼板。
【００１６】
［８］前記熱延鋼板が、さらに、質量％で、
Ｃａ：０．００１％以上０．００５％以下および
ＲＥＭ：０．００１％以上０．００５％以下
のうちから選んだ１種または２種を含有することを特徴とする前記［１］乃至［７］のいずれか１項に記載の冷延鋼板用または溶融亜鉛めっき鋼板用熱延鋼板。
【００１７】
［９］前記［１］乃至［８］のいずれか１項に記載の成分組成を有する鋼スラブを、
仕上げ圧延出側温度８２０℃以上で熱間圧延し、
仕上げ圧延出側温度から７３０℃までの温度域を平均冷却速度１５℃／ｓ以上で冷却し、
その後、７３０℃から巻取り温度までを平均冷却速度１〜５０℃／ｓで冷却し、
巻取り温度を５００℃以上として巻き取ることを特徴とする冷延鋼板用または溶融亜鉛めっき鋼板用熱延鋼板の製造方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、加工性に優れた高強度冷延鋼板または溶融亜鉛めっき鋼板を製造するために用いる熱延鋼板を、その有利な製造方法とともに提供することができ、自動車、電気等の産業分野での利用価値は非常に大きく、特に自動車車体の軽量化に対して極めて有用である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を具体的に説明する。
【００２０】
まず、本発明において、鋼板組織を上記のように限定した理由について述べる。以下、面積率は、特に断りのない限り鋼板組織全体に対する面積率とする。
板状または針状のフェライトと、炭化物、パーライト、島状マルテンサイト、および残留オーステナイトの内から選ばれた１種または２種以上が隣接した組織の面積率：２５％以上（１００％を含む）
本発明の熱延鋼板を用いて製造される冷延鋼板または溶融亜鉛めっき鋼板の特性を所望の特性とする上で、本発明の熱延鋼板が有する、板状または針状のフェライトと、炭化物、パーライト、島状マルテンサイト、および残留オーステナイトの内から選ばれた１種または２種以上が隣接した組織は、最も重要な組織である。本発明の熱延鋼板を用いて製造される高強度冷延鋼板または高強度溶融亜鉛めっき鋼板において、優れた加工性を得るには、このような高強度冷延鋼板や高強度溶融亜鉛めっき鋼板の組織が、板状または針状のフェライトと、残留オーステナイトを含む硬質組織が層状に配置された組織であること、該残留オーステナイト中にＭｎが濃化していることが好ましい。なお、ここで硬質組織とは、残留オーステナイト、マルテンサイト、炭化物、パーライトのことである。この組織を冷間圧延後に１回の連続焼鈍で得るためには、冷間圧延に供する素材である熱延鋼板の鋼組織において、板状または針状のフェライトと、炭化物、パーライト、島状マルテンサイト、および残留オーステナイトの内から選ばれた１種または２種以上が隣接した状態であることが必要である。冷間圧延に供する熱延鋼板を、このような鋼組織を有する熱延鋼板とすることで、冷間圧延後にフェライトの間に層状に炭化物、パーライト、島状マルテンサイト、および残留オーステナイトの内から選ばれた１種または２種以上からなる組織が存在した状態を実現でき、その後、１回の連続焼鈍で、所望の組織、すなわち、フェライトの間に層状に残留オーステナイトを含む硬質組織が存在した状態を実現できる。
【００２１】
したがって、本発明の冷延鋼板用または溶融亜鉛めっき鋼板用熱延鋼板は、板状または針状のフェライトを含み、さらに、炭化物、パーライト、島状マルテンサイト、および残留オーステナイトの内から選ばれた１種または２種以上を含み、前記板状または針状のフェライトと、前記炭化物、パーライト、島状マルテンサイト、および残留オーステナイトの内から選ばれた１種または２種以上が隣接した鋼組織を有するものとする。
【００２２】
冷延後の連続焼鈍において所望の組織を生成させて、目的の特性を得るためには、冷間圧延に供する熱延鋼板の鋼組織において、前記の板状または針状のフェライトと、炭化物、パーライト、島状マルテンサイト、および残留オーステナイトの内から選ばれた１種または２種以上が隣接した組織の面積率を２５％以上とする必要がある。好ましくは、該面積率は３５％以上である。また、本発明の熱延鋼板を用いて製造される冷延鋼板または溶融亜鉛めっき鋼板の強度を高めたい場合には、該面積率は５０％以上とすることがさらに好ましい。
【００２３】
なお、ここで、板状または針状のフェライトと、炭化物、パーライト、島状マルテンサイト、および残留オーステナイトの内から選ばれた１種または２種以上が隣接した組織の面積率とは、このような組織を構成している板状または針状のフェライトおよび炭化物、パーライト、島状マルテンサイト、残留オーステナイトの面積率の合計の面積率である。
【００２４】
また、板状または針状のフェライトとは、結晶粒のアスペクト比が３以上である、ウィドマンステッテンフェライトやベイニティックフェライト等のポリゴナルフェライト以外のフェライトである。島状マルテンサイトとは、不安定オーステナイトと混在したマルテンサイト（以下、ＭＡとも記す）である。炭化物は、鉄系炭化物のことであり、鋼の成分組成にＴｉ等を含有する場合は、それらの炭化物を含む。
【００２５】
さらに、本発明の熱延鋼板の組織中において、前記した板状または針状のフェライトの結晶粒の平均アスペクト比が４以上である場合に、本発明の熱延鋼板を用いて製造される冷延鋼板または溶融亜鉛めっき鋼板の加工性がより向上する。なお、ここでのアスペクト比は熱延鋼板の圧延方向に平行な板厚断面のミクロ組織を光学顕微鏡もしくはＳＥＭで観察したときの長辺／短辺のことである。よって、板状または針状のフェライトと、炭化物、パーライト、島状マルテンサイト、および残留オーステナイトの内から選ばれた１種または２種以上が隣接した組織中の、板状または針状のフェライトの平均アスペクト比を４以上とすることが好ましい。なお、そのメカニズムは明確ではないが、熱延鋼板の段階で、板状または針状のフェライトの平均アスペクト比が４以上を確保された場合、冷間圧延ならびに最終焼鈍後に形成するフェライトと、残留オーステナイトを含む硬質組織が交互に存在する組織において、加工時におけるＴＲＩＰ効果の発現とフェライトの加工硬化が最適化されて、高歪域での加工硬化能が維持されるためと考えられる。
【００２６】
また、熱延時にその硬質組織中にＭｎを濃化させておくことが有効であり、さらには、板状または針状のフェライト中の平均Ｍｎ含有量：ＭｎＸ（質量％）に対する、炭化物、パーライト、島状マルテンサイト、および残留オーステナイト中の平均Ｍｎ含有量：ＭｎＹ（質量％）の比（ＭｎＹ／ＭｎＸ）が１．１以上を満足する場合に、該熱延鋼板を用いて製造される高強度冷延鋼板または高強度溶融亜鉛めっき鋼板を、より優れた特性を得るものとすることが可能である。
【００２７】
このため、前記板状または針状のフェライトと、炭化物、パーライト、島状マルテンサイト、および残留オーステナイトの内から選ばれた１種または２種以上が隣接した組織において、板状または針状のフェライト中の平均Ｍｎ含有量ＭｎＸ（質量％）と、炭化物、パーライト、島状マルテンサイト、および残留オーステナイト中の平均Ｍｎ含有量ＭｎＹ（質量％）が下記（１）式を満たすようにすることが好ましい。
【００２８】
ＭｎＹ／ＭｎＸ≧１．１・・・・・（１）
次に、上記した板状または針状のフェライトと、前記炭化物、パーライト、島状マルテンサイト、および残留オーステナイトの内から選ばれた１種または２種以上が隣接した鋼組織以外の組織について、説明する。
【００２９】
ポリゴナルフェライトの面積率が７５％以下（０％を含む）、
ポリゴナルフェライトの面積率が７５％を超えると、熱延鋼板を用いて製造される冷延鋼板や溶融亜鉛めっき鋼板において、十分な強度を確保することが困難となる。このため、ポリゴナルフェライトの面積率は７５％以下とする。なお、冷延鋼板や溶融亜鉛めっき鋼板において９８０ＭＰａ以上の引張強度が必要な場合には、ポリゴナルフェライトの面積率は５０％以下であることが好ましい。なお、ポリゴナルフェライトの面積率は０％であってもよい。なお、本発明におけるポリゴナルフェライトとは、結晶粒のアスペクト比が３未満のフェライトのことである。
【００３０】
マルテンサイトの面積率が５０％以下（０％を含む）
マルテンサイトは最も硬質な組織であり、鋼板を高強度化するためには有効な組織であるが、前記した板状または針状のフェライトと隣接する島状マルテンサイト以外のマルテンサイトは、後の冷間圧延後の焼鈍時に、フェライトの間に層状に硬質な組織が存在した状態を実現できない。このため、前記した島状マルテンサイトを除くマルテンサイトの量が多すぎると、冷延鋼板や溶融亜鉛めっき鋼板の加工性の向上が制限される。従って、前記した島状マルテンサイト以外のマルテンサイトの面積率は、５０％以下とする。好ましくは、前記した島状マルテンサイト以外のマルテンサイトの面積率は３５％以下、さらに好ましくは１５％以下であり、０％であってもよい。
ベイナイトの面積率が５０％以下（０％を含む）
ベイナイトもマルテンサイトと同様に鋼板を高強度化するためには有効な組織であるが、後の冷間圧延後の焼鈍時に、フェライトの間に層状に硬質な組織が存在した状態を実現できないため、その量が多すぎると冷延鋼板や溶融亜鉛めっき鋼板の加工性の向上が制限される。従って、ベイナイトの面積率は、５０％以下とする。なお、好ましくはベイナイトの面積率は３５％以下、さらに好ましくは１５％以下であり、０％であってもよい。
【００３１】
次に、本発明において、鋼板の成分組成を上記のように限定した理由について述べる。なお、以下の成分組成を表す％は質量％を意味するものとする。
【００３２】
Ｃ：０.０５％以上０.５１％以下
Ｃは鋼板の高強度化ならびに加工性を向上させるための板状または針状のフェライトと炭化物、パーライト、島状マルテンサイトもしくは残留オーステナイトが隣接した組織を得るために必要不可欠な元素である。Ｃ量が０．０５％未満では、本発明の熱延鋼板を用いて製造される冷延鋼板や溶融亜鉛めっき鋼板の強度と加工性を確保することが難しい。一方、Ｃ量が０．５１％を超えると、溶接部および熱影響部の硬化が著しく溶接性が劣化する。従って、Ｃ量は０.０５％以上０.５１％以下の範囲とする。好ましくは、０．１０％を超え０.４８％以下の範囲であり、さらに好ましくは０．３５％以下である。
【００３３】
Ｓｉ：３.０％以下
Ｓｉは、固溶強化により鋼の強度向上に寄与する有用な元素である。しかしながら、Ｓｉ量が３．０％を超えると、ポリゴナルフェライト中への固溶量の増加による加工性、靭性の劣化を招き、また、赤スケール等の発生による表面性状の劣化や、冷間圧延後に溶融亜鉛めっきを施す場合には、めっき付着性および密着性の劣化を引き起こす。従って、Ｓｉ量は３.０％以下とする。好ましくは２．６％以下である。さらに好ましくは、２．２％以下である。また、Ｓｉは、炭化物の生成を抑制し、残留オーステナイトの生成を促進するのに有用な元素であることから、Ｓｉ量は０．５％以上とすることが好ましいが、炭化物の生成をＡｌのみで抑制する場合には、Ｓｉは添加する必要はなく、Ｓｉ量は０％であっても良い。
【００３４】
Ｍｎ：０.５％以上６.０％以下
Ｍｎは、鋼の強化に有効な元素である。Ｍｎ量が０．５％未満では、焼鈍後の冷却中にベイナイトやマルテンサイトが生成する温度よりも高い温度域で炭化物が析出するため、冷延鋼板や溶融亜鉛めっき鋼板において、鋼の強化に寄与する硬質相の量を確保することができない。このため、Ｍｎ量は０．５％以上とし、より好ましくは１．５％以上とする。一方、Ｍｎ量が６.０％を超えると、鋳造性の劣化などを引き起こす。このため、Ｍｎ量は６．０％以下とする。好ましくはＭｎ量は５．２％以下であり、より好ましくは４．７％以下である。従って、Ｍｎ量は０.５％以上６.０％以下の範囲とする。好ましくは１.５％以上５.２％以下の範囲とする。
【００３５】
Ｐ：０．１％以下  
Ｐは、鋼の強化に有用な元素であるが、Ｐ量が０．１％を超えると、粒界偏析により脆化することにより耐衝撃性を劣化させ、鋼板に合金化溶融亜鉛めっきを施す場合には、合金化速度を大幅に遅延させる。従って、Ｐ量は０.１％以下とする。好ましくは０．０５％以下である。なお、Ｐ量は、低減することが好ましいが、０．００５％未満とするには大幅なコスト増加を引き起こすため、その下限は０．００５％程度とすることが好ましい。
【００３６】
Ｓ：０．０７％以下  
Ｓは、ＭｎＳを生成して介在物となり、耐衝撃性の劣化や溶接部のメタルフローに沿った割れの原因となるため、Ｓ量を極力低減することが好ましい。しかしながら、Ｓ量を過度に低減することは、製造コストの増加を招くため、Ｓ量は０．０７％以下とする。好ましくは０．０５％以下であり、より好ましくは０．０２％以下である。なお、Ｓは０．０００５％未満とするには大きな製造コストの増加を伴うため、製造コストの点からはその下限は０．０００５％程度である。
【００３７】
Ａｌ：３.０％以下
Ａｌは、鋼の強化に有用な元素であるとともに、製鋼工程で脱酸剤として添加される有用な元素である。Ａｌ量が３.０％を超えると、鋼板中の介在物が多くなり延性を劣化させる。従って、Ａｌ量は３.０％以下とする。好ましくは、２．０％以下である。また、Ａｌは、炭化物の生成を抑制し、残留オーステナイトの生成を促進するのに有用な元素であり、また、脱酸効果を得るために、Ａｌ量は０．００１％以上とすることが好ましく、より好ましくは０．００５％以上である。なお、本発明におけるＡｌ量は、脱酸後に鋼板中に含有するＡｌ量とする。
【００３８】
Ｎ：０．０１０％以下
Ｎは、鋼の耐時効性を最も大きく劣化させる元素であり、極力低減することが好ましい。Ｎ量が０．０１０％を超えると耐時効性の劣化が顕著となるため、Ｎ量は０．０１０％以下とする。なお、Ｎを０．００１％未満とするには大きな製造コストの増加を招くため、製造コストの点からは、その下限は０．００１％程度である。
【００３９】
また、本発明では上記した基本成分の他、以下に述べる成分を適宜含有させることができる。
【００４０】
Ｃｒ：０.０５％以上５.０％以下、Ｖ：０.００５％以上１.０％以下、Ｍｏ：０.００５％以上０.５％以下のうちから選ばれる１種または２種以上
Ｃｒ、ＶおよびＭｏは焼鈍温度からの冷却時にパーライトの生成を抑制する作用を有する元素である。その効果は、Ｃｒ：０.０５％以上、Ｖ：０.００５％以上およびＭｏ：０.００５％以上で得られる。一方、Ｃｒ：５.０％、Ｖ：１.０％およびＭｏ：０.５％を超えると、硬質なマルテンサイトの量が過大となり、必要以上に高強度となり、加工性が低下する。従って、Ｃｒ、ＶおよびＭｏを含有させる場合には、Ｃｒ：０．０５％以上５.０％以下、Ｖ：０．００５％以上１．０％以下およびＭｏ：０．００５％以上０．５％以下の範囲とする。
【００４１】
Ｔｉ：０．０１％以上０．１％以下、Ｎｂ：０．０１％以上０．１％以下のうちから選ばれる１種または２種
ＴｉおよびＮｂは鋼の析出強化に有用で、その効果は、それぞれの含有量が０.０１％以上で得られる。一方、それぞれの含有量が０．１％を超えると、加工性が低下する。従って、Ｔｉ、Ｎｂを含有させる場合は、Ｔｉ：０．０１％以上０．１％以下、Ｎｂ：０．０１％以上０．１％以下の範囲とする。
【００４２】
Ｂ：０．０００３％以上０．００５０％以下
Ｂはオーステナイト粒界からフェライトが生成・成長することを抑制するのに有用な元素である。その効果は０．０００３％以上の含有で得られる。一方、含有量が０．００５０％を超えると、加工性が低下する。従って、Ｂを含有させる場合は、Ｂ：０．０００３％以上０．００５０％以下の範囲とする。
【００４３】
Ｎｉ：０．０５％以上２.０％以下およびＣｕ：０．０５％以上２.０％以下のうちから選ばれる１種または２種
ＮｉおよびＣｕは鋼の強化に有効な元素である。また、鋼板に溶融亜鉛めっきまたは合金化溶融亜鉛めっきを施す場合には、鋼板表層部の内部酸化を促進してめっき密着性を向上させる。これらの効果は、それぞれの含有量が０．０５％以上で得られる。一方、それぞれの含有量が２.０％を超えると、鋼板の加工性を低下させる。従って、Ｎｉ、Ｃｕを含有させる場合には、Ｎｉ：０．０５％以上２.０％以下、Ｃｕ：０．０５％以上２.０％以下の範囲とする。
【００４４】
Ｃａ：０．００１％以上０．００５％以下およびＲＥＭ：０．００１％以上０．００５％以下のうちから選ばれる１種または２種
ＣａおよびＲＥＭは、硫化物の形状を球状化し、伸びフランジ性への硫化物の悪影響を改善するために有用である。その効果は、それぞれの含有量が０.００１％以上で得られる。一方、それぞれの含有量が０．００５％を超えると、介在物等の増加を招き、表面欠陥および内部欠陥などを引き起こす。従って、ＣａおよびＲＥＭを含有させる場合には、Ｃａ：０．００１％以上０．００５％以下およびＲＥＭ：０．００１％以上０．００５％以下の範囲とする。
【００４５】
本発明の熱延鋼板において、上記以外の成分は、Ｆｅおよび不可避不純物である。ただし、本発明の効果を損なわない範囲内であれば、上記以外の成分の含有を拒むものではない。
【００４６】
次に、本発明の熱延鋼板の製造方法の一実施形態について説明する。
本発明の熱延鋼板である冷延鋼板用または溶融亜鉛めっき鋼板用熱延鋼板は、上述した成分組成を有する鋼スラブを、仕上げ圧延出側温度８２０℃以上で熱間圧延し、仕上げ圧延出側温度から７３０℃までの温度域を平均冷却速度１５℃／ｓ以上で冷却し、その後、７３０℃から巻取り温度までを平均冷却速度１〜５０℃／ｓで冷却し、巻取り温度を５００℃以上として巻き取ることにより製造することができる。
【００４７】
以下詳細に説明する。
【００４８】
上記の成分組成を有する鋼は、公知の方法により溶製した後、分塊圧延または連続鋳造を経てスラブとし、熱間圧延を施して熱延鋼板とする。スラブの加熱については、特に条件を限定しないが、加熱温度は１１００〜１３００℃が好ましい。
熱間圧延の条件について、以下に説明する。
【００４９】
仕上げ圧延出側温度８２０℃以上
熱間圧延の仕上げ圧延出側温度が８２０℃未満になると、熱延鋼板組織において、フェライトが圧延方向に伸張した組織となり、焼鈍後の鋼板（以下、焼鈍板ともいう）の延性および材質安定性が低下する場合がある。そのため、熱間圧延の仕上げ圧延出側温度は８２０℃以上とする。好ましくは、８５０℃以上である。
【００５０】
仕上げ圧延出側温度から７３０℃までの温度域を平均冷却速度１５℃／ｓ以上で冷却（一次冷却）
仕上げ圧延出側温度から７３０℃までの平均冷却速度が１５℃／ｓ未満になると、ポリゴナルフェライト変態が過剰に進行し、所望の板状または針状のフェライトと、炭化物、パーライト、島状マルテンサイト、および残留オーステナイトの内から選ばれた１種または２種以上が隣接した組織の面積率が得られず、焼鈍板の特性確保が困難となる。したがって、仕上げ圧延出側温度から７３０℃までの平均冷却速度は１５℃／ｓ以上とする。なお、上限は特にないが、急冷を精度よく行うためには特別な設備が必要であるため、仕上げ圧延出側温度から７３０℃までの平均冷却速度は２００℃／ｓ以下とすることが好ましい。
【００５１】
７３０℃から巻取り温度までを平均冷却速度１〜５０℃／ｓ（二次冷却）
上記一次冷却後、７３０℃から巻取り温度までの平均冷却速度が１℃／ｓ未満になると、ポリゴナルフェライト変態が過剰に進行し、所望の板状または針状のフェライトと、炭化物、パーライト、島状マルテンサイト、および残留オーステナイトの内から選ばれた１種または２種以上が隣接した組織（第二相組織）の面積率が得られず、焼鈍板の特性確保が困難となる。また、上記一次冷却後、巻取り温度までの平均冷却速度が５０℃／ｓを超える場合、この温度域での第二相組織内での変態が十分に進まず、所望の第二相組織（板状または針状のフェライトと、炭化物、パーライト、島状マルテンサイト、および残留オーステナイトが隣接した組織）の面積率が得られない。このため、７３０℃から巻取り温度までの平均冷却速度は１〜５０℃／ｓとする。好ましい平均冷却速度は１〜３０℃／ｓである。
【００５２】
巻取り温度５００℃以上
巻取り温度が５００℃未満になると、この温度域での第二相組織内での変態が十分に進まず、所望の第二相組織（板状または針状のフェライトと炭化物、パーライト、島状マルテンサイトもしくは残留オーステナイトが隣接した組織）の面積率が得られない場合や、所望の第二相組織内でのＭｎの分配が十分に進まない場合がある。このため、巻取り温度は５００℃以上とする。好ましくは６００℃以上である。なお、表面品質の劣化を抑制するため、巻取り温度は７２０℃以下とすることが好ましい。
【００５３】
以上の工程を経ることにより、本発明の熱延鋼板を製造することができる。このような熱延鋼板を、通常公知の方法で酸洗し、必要に応じて脱脂等の予備処理を施した後、冷間圧延を行い、焼鈍処理を施すことで冷延鋼板を製造する。また、焼鈍処理の後、溶融亜鉛めっき処理を施し、またはさらに合金化処理を施すことで、溶融亜鉛めっき鋼板を製造する。また、酸洗後、冷間圧延を施すことなく、焼鈍処理、溶融亜鉛めっき処理を施し、またはさらに合金化処理を施すことによって、溶融亜鉛めっき鋼板を製造することも可能である。
【００５４】
なお、ここで示した製造方法における一連の熱処理に関しては、鋼板は如何なる設備で熱処理を施されてもかまわない。
【００５５】
冷間圧延の条件については、特に限定はないが、圧下率が８０％を越えると圧延荷重の極端な増加を招くため、圧下率は８０％以下が好ましく、さらに好ましくは７５％以下である。
【００５６】
連続焼鈍の条件についても、特に限定はないが、Ａｃ１点以上１０００℃以下の温度で、１５００ｓ以下保持することが好ましい。
【実施例１】
【００５７】
以下、本発明を実施例によってさらに詳細に説明するが、下記実施例は本発明を限定するものではない。また、本発明の要旨構成の範囲内で構成を変更することは、本発明の範囲に含まれるものとする。
【００５８】
表１に示す成分組成を有し、残部がＦｅおよび不可避不純物よりなる鋼を転炉にて溶製し、連続鋳造法にてスラブとした。得られたスラブを１２００℃に加熱後、表２に示す仕上げ圧延出側温度で２.３〜４.５ｍｍの板厚まで熱間圧延を行い、表２に示す条件で冷却し、巻き取った。ついで、得られた熱延鋼板を酸洗し、冷間圧延した後、８００℃で焼鈍して得た鋼板（冷延焼鈍板）について、機械的特性を調査した。また、上記のようにして得られた熱延鋼板から試料を採取し、鋼組織、所定組織中の平均Ｍｎ含有量を調査した。熱延鋼板の鋼組織の調査方法、平均Ｍｎ含有量の調査方法、機械的特性の調査方法について、以下に示す。
【００５９】
（１）熱延鋼板の鋼組織
熱延鋼板の圧延方向に平行な板厚断面を研磨後、３ｖｏｌ．％ナイタールで腐食し、板厚１／４位置（鋼板表面から深さ方向で板厚の１／４に相当する位置）について、ＳＥＭ（走査電子顕微鏡）を用いて２０００倍もしくは３０００倍の倍率で１０視野観察し、得られた組織画像から各構成組織の分率を求めて、その平均値を各組織の面積率とした。
なお、板状または針状のフェライトと、炭化物、パーライト、島状マルテンサイト、および残留オーステナイトの内から選ばれた１種または２種以上が隣接した組織の分率は、板状または針状のフェライトと、炭化物、パーライト、島状マルテンサイト、残留オーステナイトのいずれかが混在した組織について求めたものである。
【００６０】
また、板状またはフェライトのアスペクト比は、板厚断面のミクロ組織写真（画像）の長径／短径で測定した。
【００６１】
（２）平均Ｍｎ含有量
熱延鋼板から試料を採取し、板状または針状のフェライト中の平均Ｍｎ含有量ＭｎＸ（質量％）と、炭化物、パーライト、島状マルテンサイト、および残留オーステナイト中の平均Ｍｎ含有量ＭｎＹ（質量％）を調査した。調査は、ＥＰＭＡの定量点分析によりおこなった。
【００６２】
（３）機械的特性
焼鈍後の鋼板（冷延焼鈍板）の機械的特性は引張試験で評価した。引張試験は、引張方向が鋼板の圧延方向と直角方向になるようにサンプルを採取したＪＩＳ５号試験片を用いて、ＪＩＳ  Ｚ２２４１（２０１０年）に準拠して行い、ＴＳ（引張り強さ）、Ｅｌ（全伸び）を測定した。延性は、ＴＳ×ＥＬの値で評価し、本発明では、ＴＳ×ＥＬ≧２１０００ＭＰａ・％の場合を良好とした。
【００６３】
上記のようにして得た結果を表３に示す。
表３から明らかなように、本発明の熱延鋼板を用いて製造した冷延鋼板（冷延焼鈍板）は、いずれも、引張強さが９８０ＭＰａ以上、かつＴＳ×Ｔ.Ｅｌの値が２１０００ＭＰａ・％以上を満足する。このことから、本発明の熱延鋼板を用いることで、冷間圧延後に１回の連続焼鈍で高強度と優れた加工性を兼ね備えた冷延鋼板や溶融亜鉛めっき鋼板を得られることが確認できた。
【００６４】
【表１】
0006265108.tif 000002
【００６５】
【表２】
0006265108.tif 000003
【００６６】
【表３】
0006265108.tif 000004