(57)【要約】【課題】  強度、伸び、および伸びフランジ性（穴広げ率）のバランスを更に高いレベルで満足することのできる高強度冷延鋼板を提供すること。【解決手段】  Ｃ：０．０５〜０．１３％（化学成分の場合は質量％を意味する、以下同じ）、Ｓｉ：０．５〜３．０％、Ｍｎ：０．５〜４．０％を含有する他、Ｍｏ：０．０５〜０．６％及び／又はＣｒ：０．０５〜１．０％を含有する鋼からなり、金属組織は、フェライト＋第２相の複合組織を有し、第２相は面積率が３０〜７０％で概略網目状に連結しており、円換算平均フェライト粒径が１０μｍ以下で、且つ前記第２相に囲まれる領域内で連続して存在するフェライト粒集合体の円換算直径が平均フェライト粒径の３倍以下である伸び及び伸びフランジ性に優れた高強度冷延鋼板を開示する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ：０．０５〜０．１３％（化学成分の場合は質量％を意味する、以下同じ）、Ｓｉ：０．５〜２．５％、Ｍｎ：０．５〜３．５％を含有する他、Ｍｏ：０．０５〜０．６％及び／又はＣｒ：０．０５〜１．０％を含有する鋼からなり、金属組織は、フェライト＋第２相の複合組織を有し、第２相は面積率が３０〜７０％で概略網目状に連結しており、円換算の平均フェライト粒径が１０μｍ以下で、且つ前記第２相に囲まれる領域内で連続して存在するフェライト粒集合体の円換算直径が円換算平均フェライト粒径の３倍以下であることを特徴とする、伸び及び伸びフランジ性に優れた高強度冷延鋼板。
【請求項２】
前記鋼が、他の成分として、Ｔｉ：０．００５〜０．０５％、Ｎｂ：０．００５〜０．０５％、Ｖ：０．００５〜０．２％よりなる群から選択される少なくとも１種の元素を含むものである請求項１に記載の伸び及び伸びフランジ性に優れた高強度冷延鋼板。
【請求項３】
前記第２相が主としてマルテンサイトまたは焼戻しマルテンサイトである請求項１または２に記載の伸び及び伸びフランジ性に優れた高強度冷延鋼板。
【請求項４】
前記第２相の平均硬さ（ＨｖII）と前記フェライト相の平均硬さ（Ｈｖα）の比（ＨｖII／Ｈｖα）が３．０以下である請求項１〜３のいずれかに記載の伸び及び伸びフランジ性に優れた高強度冷延鋼板。
【請求項５】
伸び（Ｅｌ）が１４％以上で、且つ伸びフランジ性（λ）が５０％以上である請求項１〜４のいずれかに記載の伸び及び伸びフランジ性に優れた高強度冷延鋼板。
【請求項６】
引張り強さ（Ｔｓ）が７８０ＭＰａ以上である請求項１〜５のいずれかに記載の伸び及び伸びフランジ性に優れた高強度冷延鋼板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フェライトと第２相（主としてマルテンサイト）からなる複合組織を有し、伸びと伸びフランジ性の両方が良好で優れた加工性を有する高強度冷延鋼板とその製法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車のシート用部材などとして使用される鋼板には、安全性や車体軽量化による燃費軽減などを目的として高強度が求められると共に、優れた成形加工性も要求される。高強度鋼板の製造については、様々の強化手段が採用されるが、中でも硬質なマルテンサイト組織を利用して強化した高強度鋼板としては、フェライト−マルテンサイト２相構造を有する複合組織鋼板が注目されている。
【０００３】
本発明者らもかねてより、高強度で且つ加工性に優れた複合組織鋼板についての研究を進めており、既に特許文献１〜４などに記載の加工性に優れた高強度冷延鋼板を提案している。これらの特許文献は、何れも基本成分であるＣ，Ｓｉ，Ｍｎの含有量を特定すると共に、適量のＣｒ，Ｍｏなどを含有する鋼を使用し、熱間圧延後の冷間圧延条件や冷却条件、その後の熱処理や時効処理条件などを制御することで、加工性は第１相（主相）としての軟質なフェライト相によって確保し、強度については、組織強化効果を有するマルテンサイト等の低温変態生成相を析出させることによって確保し、強度と加工性の両立を図っている。
【０００４】
また最近、成形加工性として特に重視される様になっている伸びフランジ性（λ）については、上述した様な複合組織鋼板におけるフェライト相と低温変態生成相との硬さ比や硬度差を調整することで改善し得ることが明らかにされ、具体的には、該硬さ比が小さい程、また硬度差が少ない程、伸びフランジ性が向上することも明らかにされている。
【０００５】
更に特許文献５には、適切な鋼成分と製造条件を組合せて好適な複合組織とすることで、高強度を確保しつつ伸びおよび伸びフランジ性の共に優れた冷延鋼板を製造する技術が開示されている。この特許文献５では、重要な微量添加元素としてＮｂ，ＶまたはＴｉ含量を特定しており、これら元素の添加によって鋼中に生成する微細炭化物による結晶粒微細化効果をうまく活用すれば、延性と伸びフランジ性の共に優れた高強度冷延鋼板が得られることを明らかにしている。
【特許文献１】特開昭６３−２４１１１５号公報
【特許文献２】特開昭６３−２９３１２１号公報
【特許文献３】特開平９−６７６４５号公報
【特許文献４】特開平１０−２３７５４７号公報
【特許文献５】特開平１１−３５００３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した様な複合組織鋼板は、高強度で且つ伸びおよび伸びフランジ性を両立し得る点で優れたものであるが、最近ますます加速している素材鋼板の薄肉・軽量化と加工効率の更なる向上に対する需要者の要望を満たすには、これらのレベルを超える伸びと伸びフランジ性を有する高強度鋼板の開発が必要になると考えられる。
【０００７】
本発明はこうした事情に着目してなされたものであって、その目的は、自動車用鋼板などとして求められる７８０ＭＰａレベルの強度を保証しつつ、伸びと伸びフランジ性（穴広げ率：λ）のバランスを一段と高いレベルで満足し得る様な高強度冷延鋼板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決することのできた本発明に係る伸び及び伸びフランジ性に優れた高強度冷延鋼板とは、Ｃ：０．０５〜０．１３％、Ｓｉ：０．５〜２．５％、Ｍｎ：０．５〜３．５％を含有する他、Ｍｏ：０．０５〜０．６％及び／又はＣｒ：０．０５〜１．０％を含有する鋼からなり、金属組織は、フェライト＋第２相の複合組織を有し、第２相は面積率が３０〜７０％で概略網目状に連結しており、円換算平均フェライト粒径が１０μｍ以下で、且つ前記第２相に囲まれる領域内で連続して存在するフェライト粒集合体の円換算直径が平均フェライト粒径の３倍以下であるところに特徴を有している。
【０００９】
本発明に係る高強度冷延鋼板においては、上記鋼が、他の成分として、Ｔｉ：０．００５〜０．０５％、Ｎｂ：０．００５〜０．０５％、Ｖ：０．００５〜０．２％よりなる群から選択される少なくとも１種の元素を含むものであってもよい。これらの元素は結晶粒微細化効果を有しており、伸びと伸びフランジ性の更なる向上に寄与するからである。また、金属組織を構成する上記第２相はマルテンサイトやベイナイトであり得るが、高強度を確保しつつ伸びと伸びフランジ性の両立を図る上でより好ましい第２相組織はマルテンサイトまたは焼戻しマルテンサイトである。
【００１０】
上記本発明においては、本発明が意図するレベルの優れた伸び・伸びフランジ性バランスを確保する上で、上記第２相の平均硬さ（ＨｖII）と前記フェライト相の平均硬さ（Ｈｖα）の比（ＨｖII／Ｈｖα）が３．０以下であることが望ましい。そして、本発明で意図する高強度冷延鋼板は、強度レベルが７８０ＭＰａ級以上で、且つ伸び（Ｅｌ）が１４％以上、伸びフランジ性（α）が５０％以上という優れた強度・加工性バランスを有している点でも特徴付けられる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高強度で且つ伸び・伸びフランジ性（穴広げ率）バランスを従来材に比べて一段と高いレベルで満足できる冷延鋼板を提供することができ、特に自動車や車両などに用いる構造材として利用することにより、車体などの軽量化を増進することができ、燃費低減やそれに伴う低公害化にも極めて有用な素材を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の冷延鋼板は、金属組織と化学成分によって特徴づけられる。まず本発明で規定する金属組織について説明する。
【００１３】
本発明に係る冷延鋼板の光学顕微鏡によって観察される金属組織は、フェライト相と第２相とからなる複合組織で、第２相は面積率が３０〜７０％で概略網目状に連結しており、該網目状第２相組織の中に微細なフェライト粒が略均一に分布しているところに特徴を有している。より具体的には、該複合組織中の円換算平均フェライト粒径が１０μｍ以下であり、且つ概略網目状に連結した前記第２相に囲まれる領域内で連続して存在するフェライト粒集合体の円換算直径が平均フェライト粒径の３倍以下であることを特徴とする。
【００１４】
上記第２相は、鋼素材の熱間圧延および冷間圧延後に行われる焼鈍および冷却工程で生成する硬質の低温変態生成物であり、一部ベイナイトが存在することもあるが、その主体（好ましくは面積率で５０％以上、より好ましくは８０％以上）はマルテンサイトまたは焼戻しマルテンサイトであり、該硬質の第２相の存在によって高伸びと高強度を確保することが可能となる。該第２相の面積率が３０面積％未満では、伸びは優れたものとなるが、強度不足になると共に満足な伸びフランジ性が得られなくなる。また該第２相が７０面積％を超えて過度に多くなると、軟質なフェライト相の面積率が不足することになって伸び率が低下し、本発明が意図するレベルの伸び・伸びフランジ性バランスを確保できなくなる。高強度を確保しつつ、伸びおよび伸びフランジ性の双方を高める上でより好ましい第２相の面積率は３５％以上、６０％以下である。
【００１５】
上記第２相面積率の要件を満足することを前提として、本発明の冷延鋼板を従来の複合組織鋼板と差別化できる金属組織面からの重要な特徴は、上記第２相が微細均一で且つ緻密な概略網目状に析出しており、該網目状に析出した第２相の中に微細なフェライト粒が少数の集合体としてほぼ均一に微分散していることである。より具体的には、例えば後記実施例で示す図１（図面代用顕微鏡写真：フェライト面積率は４５％）に具体例を示す如く、複合金属組織を構成するフェライトの円換算の平均粒径が１０μｍ以下であり、且つ網目状に析出した第２相（主としてマルテンサイトまたは焼戻しマルテンサイト）に囲まれる領域（即ち、個々の網目）内で連続して存在するフェライト粒集合体の円換算直径が円換算平均フェライト粒径の３倍以下であることに大きな特徴を有している。
【００１６】
例えば図３は、本発明に係る複合組織鋼板における金属組織の特異性をより具体的に説明するためのもので、前述した図１の図面代用写真を模式的に示した拡大図である。図中、Ｍは網目状に析出した第２相、Ｆ１，Ｆ１は個々のフェライト粒、示しており、個々のフェライト粒Ｆ１，Ｆ１が微細（円換算の平均粒径で１０μｍ以下）であると共に、概略網目状に析出した第２相Ｍの網自体が相対的に細く且つ網目も微細であり、その結果として、該網目内に存在するフェライト集合体におけるフェライト粒Ｆ１，Ｆ１の個数が非常に少なく（図示例では、網目状に生成したマルテンサイトによって分断されたフェライト粒Ｆ１，Ｆ１は、殆どが単独の結晶粒となっている。なお断面組織写真では、複数のフェライト粒Ｆ１が非常に細いブリッジによって連結している場合もあるが、本発明では、その様な極細いブリッジで連結したものは、該ブリッジ部で分断されているものとみなす）、前記第２相に囲まれる領域内で連続して存在するフェライト集合体の円換算直径は、多くとも円換算平均フェライト粒径の３倍以下に抑えられているのである。
【００１７】
ちなみに、前記従来技術として挙げた複合組織鋼板でも、第２相面積率が４０面積％レベルで且つ概念的には粗雑な網目状に析出しており、該粗雑な網目内にフェライト粒の集合体が分散した金属組織を有するものは存在し得る。例えば図２の図面代用写真は、従来法によって製造した複合組織鋼板の金属組織を例示する図面代用写真であり、組織全体に占めるフェライト面積率は３０％で、第２相（マルテンサイト）面積率が７０％である冷延鋼板である。この図からも明らかな様に従来材では、本発明に比べると相対的に粗大な第２相（マルテンサイト）集合体の間に相対的に粗大なフェライト集合体が分布している。しかし、本発明に係る実施例鋼板の金属組織を示す前記図１に比べると、第２相の網目構造が極めて粗雑で、第２相が粗大な集合体として分散しており、且つフェライト面積率は前記図１の本発明例に比べて少ないにも拘らず、第２相に囲まれて島状に点在するフェライトは少数であり、フェライト粒がほぼ連続する状況を呈している。
【００１８】
例えば図４は、従来の複合組織鋼板における金属組織の特異性をより具体的に説明するためのもので、該金属組織を模式的に示した拡大図であり、図中、Ｍは網目状に析出した第２相、Ｆ１，Ｆ１は個々のフェライト粒、Ｆはフェライト粒が連続して存在するフェライト集合体を示している。この図を前記図３（本発明材）と比較すれば明らかである様に、マルテンサイトＭの網は非常に粗雑で多くが大きな塊として存在している。また該マルテンサイトＭによって分断された個々のフェライト粒Ｆ１，Ｆ１も相対的に粗大であると共に、それらは複数個が連結（図中、Ｂが連結部）してフェライト集合体Ｆを形成しており、該集合体Ｆの円換算平均粒径は個々のフェライト粒Ｆ１，Ｆ１の円換算平均粒径の３倍以上となっている。
【００１９】
上記図２，４は、従来法によって製造した複合組織鋼板の代表的な金属組織を例示したものであるが、本例に限らずこれまでの複合組織鋼板において伸びと伸びフランジ性の両立を図る場合、特にフェライト面積率が３０％を超える複合組織鋼板では、フェライトが少数連結した部位と、フェライト集合体の円換算直径が円換算平均フェライト粒径の３倍を超えるものとなり、緻密さを欠くものであることを確認している。
【００２０】
尚フェライト粒の円換算平均粒径については、後で詳述する如く組織微細化効果を有するＮｂ，Ｔｉ，Ｖ等を鋼成分として含有させることによって微細化することができ、またＭｏやＣｒを含有させることによっても、組織微細化効果によってフェライト粒の円換算平均粒径を１０μｍ程度以下に抑え得ることを確認しており、こうしたフェライト粒の微細化については、前掲の従来技術によっても達成できることを確認している。しかし、こうしたフェライト粒の平均粒径を満足するものであっても、フェライト集合体の円換算平均直径が円換算平均フェライト粒径の３倍を超える場合は、本発明で意図するレベルの伸び／伸びフランジ性バランスが得られないことは、後記実施例でも明らかにする通りである。
【００２１】
従って本発明では、後述する様な成分組成の要件を満たすことを前提として、その金属組織が、フェライト＋第２相の複合組織を有し、第２相は面積率が３０％以上７０％以下で概略網目状に連結しており、円換算平均フェライト粒径が１０μｍ以下で、且つ前記第２相に囲まれる領域内で連続して存在するフェライト粒集合体の円換算直径が円換算平均フェライト粒径の３倍以下であることを必須の要件とする。
【００２２】
第２相のより好ましい面積率は４０％以上６０％以下、より好ましい円換算平均フェライト粒径は７μｍ以下で、下限は特に制限されないが実操業性を考慮すると２μｍ程度が下限と思われる。またフェライト集合体のより好ましい円換算直径は、円換算平均フェライト粒径の２倍以下である。
【００２３】
尚、上記金属組織の決定に当たっては、各供試鋼板の圧延方向断面をナイタール液で処理することにより金属組織を顕出させた後、１／４板厚部の概略８０μｍ×６０μｍ領域５箇所について１０００倍のＳＥＭ像を観察し、画像解析によってフェライトおよび第２相の面積率、円換算平均フェライト粒径、フェライト集合体の円換算直径を求めた。
【００２４】
次に、本発明鋼板の化学成分について説明する。以下、化学成分の単位は全て質量％を意味する。
【００２５】
Ｃ：０．０５〜０．１３％
Ｃは鋼板の強度を支配する重要な元素であり、且つ、焼入れ性を高め低温変態により硬質のマルテンサイトなどを生成させて構造材等として必須の高強度を確保する上で欠くことのできない元素である。本発明の如く母相をフェライトとし、これと第２相（主としてマルテンサイトまたは焼戻しマルテンサイト）とからなる複合組織においては、該第２相の硬度は該Ｃ量によってほぼ決まってくる。従って、第２相を硬質化して強度を確保すると共に伸びフランジ性を高める上でＣ含有量は極めて重要であり、０．０５％以上の含有を必須とする。０．０５％未満では、第２相が硬度不足となって全体としての強度が不足気味になるばかりでなく伸びフランジ性も不十分となる。より好ましいＣ含量は０．０８％以上である。しかし、Ｃ含量が０．１３％を超えると、第２相が硬質化し過ぎて伸びや伸びフランジ性が低下してくるので、それ以下に抑えるべきである。より好ましいＣ含量は０．１０％以下である。
【００２６】
Ｓｉ：０．５〜２．５％
Ｓｉは、固溶強化元素としても有用であり、特に伸びフランジ性を劣化させることなく強度を高める作用を有する他、変態温度域を拡大して金属組織制御を容易にするうえで有用な元素である。こうした作用を有効に発揮させるには、少なくとも０．５％以上含有させることが必要であり、好ましくは１．０％以上含有させるのがよい。しかしＳｉ含量が多過ぎると、伸びフランジ性および伸びに悪影響が現われ、また化成処理性なども劣化するので、多くとも２．５％以下、より好ましくは２．０％以下に抑えることが望ましい。
【００２７】
Ｍｎ：０．５〜３．５％
Ｍｎは上記Ｃと同様に焼入れ促進元素であり、焼鈍後の焼入れによる低温変態によって十分な硬質第２相を生成させるには０．５％以上含有させねばならず、好ましくは１．０％以上、更に好ましくは１．５％以上含有させることが望ましい。しかしＭｎ量が過剰になると、第２相面積率が急増すると共に伸びおよび伸びフランジ性も著しく低下するので、３．５％以下に抑えなければならない。より好ましいＭｎ含量は３．０％以下、更に好ましくは２．５％以下である。
【００２８】
Ｍｏ：０．０５〜０．６％および／またはＣｒ：０．０５〜１．０％
これらＭｏとＣｒは、本発明において重要な添加元素であり、その理論的理由はまだ十分明確にされていないが、実験結果からは、フェライト母相の硬度を高めると共に第２相の硬度を抑える作用が認められ、フェライト相と第２相との硬さ比および硬度さを低減して伸びと伸びフランジ性を高める上で極めて重要な作用を発揮すると共に、鋼全体としての強度向上にも寄与する。こうした作用を有効に発揮させるには、Ｍｏは０．０５％以上、Ｃｒは０．０５％以上含有させることを必須とする。好ましくは、Ｍｏは０．１０％以上、Ｃｒは０．２０％以上含有させのがよい。これらは単独で含有させてもよく、２種を複合添加してもよい。しかし、それらの元素が多過ぎると組織の均一性が低下し、伸びフランジ性の劣化を生じるので、Ｍｏは０．６％以下、Ｃｒは１．０％以下に抑えることが望ましい。なお、ＭｏとＣｒを複合添加する場合は、上記難点を生じさせないため総和で１．２％以下に抑えることが望ましい。尚こうしたＭｏ，Ｃｒによる伸びと伸びフランジ性向上効果は、前述した様な複合金属組織の微細・均一・緻密化とも相俟って著しく助長されることを確認している。
【００２９】
本発明の鋼板は上記成分に加えて、下記の成分を含有していてもよい。
【００３０】
Ｔｉ：０．００５〜０．０５％、Ｎｂ：０．００５〜０．０５％、Ｖ：０．００５〜０．２％よりなる群から選択される少なくとも１種
これらＴｉ，Ｎｂ，Ｖは、析出強化および組織微細化効果を有しており、特にフェライト粒径を微細化して伸びの向上に寄与するほか、全体としての組織微細化により高強度化と伸びフランジ性の向上にも有効に作用する。こうした作用は各々上述した下限値以上含有させることによって有効に発揮されるが、各含有量が上限値を超えると伸びが低下し、伸び／伸びフランジ性バランスにも悪影響を及ぼすので注意すべきである。
【００３１】
本発明に係る複合組織鋼板における主要元素は上記の通りであり、残部は実質的にＦｅであるが、前述した本発明に特有の作用効果を阻害しない範囲で下記のような元素が含まれていてもよい。
【００３２】
Ａｌ：０．１０％以下
Ａｌは脱酸剤として有効に作用する他、溶鋼中に混入することのあるＮをＡｌＮとして固定し、固溶Ｎによるフェライト粒の微細化阻害作用を軽減する上でも有効な元素である。しかし多過ぎると、フェライト母相を粗大化して伸びフランジ性に悪影響を及ぼすので、０．１０％以下に抑えるべきである。
【００３３】
Ｓ：０．００５％以下
Ｓは、一般に鋼の加工性や強度に悪影響を及ぼす有害元素であり、本発明においても伸びフランジ性に顕著な悪影響を及ぼすので、０．００５％以下に抑えるべきである。
【００３４】
Ｎ：０．０１％以下
Ｎは、上述したＴｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ａｌ等と反応して窒化物を形成し、フェライト相の微細化に寄与する点で有効とも考えられる。しかし、Ｎ含量が多くなって固溶Ｎ量が増大すると、伸びや伸びフランジ性に顕著な悪影響を及ぼすので、０．０１％以下に抑えるべきである。
【００３５】
Ｐ：０．０３％以下
Ｐは、一般に鋼の溶接性を劣化させる有害な元素と考えられており、本発明においても０．０３％以下に抑えることが望ましい。
【００３６】
上記Ａｌ，Ｓ，Ｎ，Ｐ等は溶製段階で不可避的に混入してくる元素であり、上述した様な理由から各々可及的に低減することが望ましいが、これらの元素以外にも、本発明で意図する作用効果に悪影響を及ぼさない範囲で、例えばＣｕ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｗ，Ｚｒ，Ｂ，Ｃａ，ＲＥＭなどを適量添加し、それら元素の作用を有効に活用することも可能である。
【００３７】
本発明の冷延鋼板は、上述した如く特定の金属組織と特定の化学成分を満たすことで、７８０ＭＰａレベル以上の高強度を有すると共に、従来材に比べて卓越した伸び／伸びフランジ性バランスを発揮するが、それらの具体的値は、伸び（Ｅｌ）が１４％以上で、且つ伸びフランジ性（λ）が５０％以上を示す点で、従来材を凌駕する物性を有するものである。ちなみに前述した従来技術では、後記実施例でも明らかにする如く共通の試験法を採用した場合は、伸び（Ｅｌ）が１４％以上を示すものは伸びフランジ性（λ）が５０％に満たず、伸びフランジ性（λ）が５０％以上であるものは伸び（Ｅｌ）が１４％に至らず、上記伸びと伸びフランジ性を共に満足し得る複合組織鋼板を得ることはできない。
【００３８】
また、上記特異な伸び／伸びフランジ性バランスを有する本発明の複合組織鋼板は、その特性が第２相の平均硬さ（ＨｖII）とフェライト母相の平均硬さ（Ｈｖα）の比（ＨｖII／Ｈｖα）にも端的に現われ、その比が「３．０以下」、より好ましくは「２．０以下」という低い値を示すことによっても特徴付けられる。即ち従来の複合組織鋼板においても、伸び／伸びフランジ性バランスを高める上で、上記（ＨｖII／Ｈｖα）比が小さいことが好ましいことは確認されているが、その比は低いものでも３．０を超えており、この比が「３．０以下」であるものは知らない。よって本発明の複合組織鋼板は、上記（ＨｖII／Ｈｖα）比が３．０以下という低い値を示す点においても、特徴的物性を有するものと言える。
【００３９】
上記の様に本発明の複合組織鋼板は、適正な成分組成と特有の金属組織を有することによって、高強度で且つ卓越した伸び／伸びフランジ性バランスを発揮するものであり、その製法は特に制限されないが、前述した化学成分の要件を満たす鋼を素材として使用することを条件として、前述した適正な複合組織鋼板を得るための好ましい製造条件を例示すると下記の通りである。
【００４０】
即ち、前記成分要件を満たす鋼を溶製し、造塊または連続鋳造によりスラブとしてから熱間圧延を行なう。熱間圧延条件としては、仕上げ圧延の終了温度をＡｒ３点以上に設定し、適宜冷却を行った後、４５０〜７００℃の範囲で巻き取る。熱間圧延終了後は酸洗してから冷間圧延を行うが、冷間圧延率は３０％程度以上とするのがよい。
【００４１】
冷間加工後に行われる再結晶焼鈍と冷却、更にはその後の過時効処理条件は、低温変態生成物として第２相組織を生成させて複合組織鋼板を得る上で重要な工程であり、再結晶焼鈍はＡｃ1点以上の温度で行った後、１０〜３０℃／ｓで冷却し、７００℃〜６００℃の温度域から１００℃／ｓ以上の速度で急冷することによって焼入れを行い、更に１８０℃〜４５０℃の温度域で過時効処理を行う。
【００４２】
熱間圧延の仕上げ温度をＡｒ３点以上とするのは、熱延鋼板の加工組織が残存しないようにするためであり、４５０〜６５０℃の温度域で巻き取ることによって、低温変態生成物とフェライトからなる複合組織を得る。低温変態生成物とはマルテンサイトとベイナイトをいうが、本発明では第２相をマルテンサイト主体とすることが望ましく、好ましくは第２相の７０％程度以上をマルテンサイトとするのがよい。
【００４３】
冷間圧延率を３０％以上とするのは再結晶を促進させるためであり、再結晶焼鈍をＡｃ1点以上の温度で行うことにより、焼鈍過程でオーステナイト相を形成し、その後の冷却により分率を３０〜７０％とする。
【００４４】
続く冷却により、オーステナイト相をマルテンサイト（又は焼戻しマルテンサイトやベイナイト）からなる低温変態生成物に変態させる。冷却速度は、フェライト相の増大またはパーライトの析出を防止するため、少なくとも１０℃／ｓ以上、望ましく３０℃／ｓ以上とするのがよく、水焼入れ等の超高速冷却も好適である。
【００４５】
急冷後には、低温変態生成物の硬度調整のため時効（焼戻し）処理を行う。時効温度が低すぎると炭素の拡散が生じず、逆に高すぎると過度に軟化して強度不足となる。よって、時効処理は１８０〜４００℃の範囲で１〜１０分程度とすることが望ましい。
【００４６】
例えば上記の様な製造条件を採用することで、前述した鋼成分の組合せとも相俟って、前述した金属組織の要件を満たすと共に、高強度でかつ伸び／伸びフランジ性を高次元でバランスさせた複合組織鋼板を得ることができる。
【実施例】
【００４７】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００４８】
実験例
下記表１に記載した成分組成の供試鋼（表中の単位は質量％）を真空溶製し、常法によりスラブとした後、表２に示す条件で熱間圧延を行い、厚さ２ｍｍの熱延鋼板を得た。これらを酸洗し、厚さ１．２ｍｍに冷間圧延した後、同表に示す条件で焼鈍を行った。
【００４９】
得られた鋼板の圧延方向断面１／４板厚部の概略８０μｍ×６０μｍ領域５箇所について、１０００倍のＳＥＭ像観察を行い、画像解析によってフェライトと第２相の面積率およびフェライトの円換算平均粒径とフェライト集合体の円換算直径を求めた。ここで、フェライト集合体について、視野外へ継続する部位は解析から除外した。更に、平均的粒径を示すフェライト粒と第２相のビッカース硬さをＪＩＳ  Ｚ２２４４によって測定した。
【００５０】
また、該鋼板のＪＩＳ５号試験片を用いてＪＩＳ  Ｚ２２４１に則って引張り試験を行い、強度（ＴＳ）と全伸び（Ｅｌ）を測定すると共に、１００ｍｍ角の該鋼板により鉄連規格ＪＦＳＴ１００１に従って穴拡げ率（λ）を測定した。結果を表３に示す。尚この実験で得た供試鋼板の第２相組織は、何れも実質的にマルテンサイトのみであり、その他は主相をなすフェライトであった。
【００５１】
【表１】
2005213640.tif 000002
【００５２】
【表２】
2005213640.tif 000003
【００５３】
【表３】
2005213640.tif 000004
【００５４】
表１〜３において、符号１〜１４は本発明の規定要件を全て満足する実施例であり、化学成分が適正で且つ熱延条件やその後の冷却条件、焼鈍条件が適切で好ましい金属組織が得られているため、７８０ＭＰａを超える高レベルの引張強さを有すると共に、伸びおよび伸びフランジ性の何れも高い値が得られている。
【００５５】
これらに対し符号１５〜２３は、本発明の規定要件のいずれかを欠くため、下記の様に本発明で意図する何れかの性能に問題がある。
【００５６】
符号１５は、Ｃ含有量が不足するため第２相分率が少なく、しかもフェライト粒が過度に連結しており、強度が低くて穴拡げ性に劣る。符号１６は、Ｃ含量が多くてフェライト相が比較的少ないにも拘らずフェライト粒の多くが連結しており、また符号１７はＳｉ含量が少なく、フェライトと第２相の硬度比が大であるため穴拡げ性に欠ける。符号１８はＳｉ含量が多すぎると共に、フェライト粒の連結が進んでおり、穴拡げ性に劣る。
【００５７】
符号１９は、Ｍｎ含量が不足するため第２相分率が不足し、またフェライトと第２相の硬度比も大となっており、強度および穴拡げ性が不足している。符号２０は、Ｍｎ含量が過多で第２相分率も多く、延性が劣化している。符号２１は、Ｃｒ，Ｍｏ含量が不足するためフェライト粒が粗大となり、また多くのフェライト粒が連結して存在しているため、穴拡げ性に劣る。符号２２，２３は、各々Ｃｒ、Ｍｏ含量が多すぎると共に多くのフェライト粒が連結して存在しているため、穴拡げ性が悪くなっている。
【００５８】
また図１は、本発明の実施例である複合組織鋼板（符号２）のミクロ組織を示すＳＥＭ写真であり、細い網目状に連結した第２相（マルテンサイト）と該網目で分断されて微分散したフェライト相（主相）からなり、各フェライトの結晶粒径は微細であると共に、マルテンサイトからなる網目で分断されたフェライト集合体におけるフェライト粒の平均個数は少なく、全体としてフェライトが微分散している。
【００５９】
これに対し図２は比較材である符号１６のミクロ組織を示すＳＥＭ写真であり、図１の実施例材に比べると粗大に固まった第２相（マルテンサイト）が荒く分散しており、その間に多くのフェライト粒が連結した大きなフェライト集合体が荒く分散している状態を確認できる。
【００６０】
即ち図１と図２を比較すると、図１の実施例材ではミクロ組織が極めて緻密で且つ全体に均一であるのに対し、図２の比較材はミクロ組織が粗大で且つ全体に不均一であることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】実施例で得た複合組織鋼板のミクロ組織を示すＳＥＭ写真である。
【図２】比較材である複合組織鋼板のミクロ組織を示すＳＥＭ写真である。
【図３】実施例で得た複合組織鋼板のミクロ組織写真を拡大して概念的に示す模式図である。
【図４】比較材である複合組織鋼板のミクロ組織写真を拡大して概念的に示す模式図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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