(57)【要約】【課題】プレス加工に伴う表面欠陥の顕在化を抑制し、30〜45MPaの焼付硬化量を有する、プレス後の表面品質に優れた焼付硬化性高強度冷延鋼板を提供する。【解決手段】C:0.0010〜0.0020%、Si:0.03%以下、Mn:0.1〜1.0%、P:0.005〜0.06%以下、S:0.003〜0.02%以下、sol.Al:0.03〜0.2%、N:0.0020%以下、Nb:0.005〜0.010%を含み、残部が鉄および不可避不純物からなり、350〜450℃の温度T（℃）における高温強度が下記のいずれか一方の式を満たし、下降伏応力で測定した焼付硬化量が30〜45MPaであるプレス後の表面品質に優れた焼付硬化性高強度冷延鋼板。    高温強度（MPa）≦120  又は  285-0.3T≦高温強度（MPa）更に、B、Tiを含有することもできる。【選択図】図１
2005187835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学成分として質量%で、C:0.001〜0.002％、Si:0.03%以下、Mn:0.1〜1.0%、P:0.005〜0.06%以下、S:0.003〜0.02%以下、sol.Al:0.03〜0.2%、N:0.002%以下、Nb:0.005〜0.010%を含み、残部が鉄および不可避不純物からなり、350〜450℃の温度T（℃）における高温強度が下記の式の内いずれか一方の式を満たし、下降伏応力で測定した焼付硬化量が30〜45MPaであることを特徴とするプレス後の表面品質に優れた焼付硬化性高強度冷延鋼板。
高温強度（MPa）≦120  又は  285-0.3T≦高温強度（MPa）
【請求項２】
化学成分として質量％で、更にB:0.0003%以上0.0009%未満を含有することを特徴とする請求項１記載のプレス後の表面品質に優れた焼付硬化性高強度冷延鋼板。
【請求項３】
化学成分として質量％で、NをN:0.003%以下とすると共に、Ti:0.015%以下かつTi-(48/14)N≦0.01%、およびB:0.0009〜0.0014%かつB-(11/14)N≦0％の内の1種以上を含有することを特徴とする請求項１記載のプレス後の表面品質に優れた焼付硬化性高強度冷延鋼板。
【請求項４】
化学成分として質量％で、N:0.003%以下、sol.Al:0.075〜0.2%とすることを特徴とする請求項１記載のプレス後の表面品質に優れた焼付硬化性高強度冷延鋼板。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４記載の化学成分からなる鋼を溶製し、仕上圧延温度:Ar3以上、巻取温度:580〜700℃で熱間圧延を行い、冷圧率:60〜90%で冷間圧延を行い、連続焼鈍ラインまたは連続溶融亜鉛めっきラインにて再結晶焼鈍を行い、圧下率:1.5%以下で調質圧延を行うことにより、請求項１記載の高温強度および焼付硬化量を付与することを特徴とするプレス後の表面品質に優れた焼付硬化性高強度冷延鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用の外板パネル用鋼板等に最適な、プレス後の表面品質に優れた焼付硬化性高強度冷延鋼板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車車体においては、軽量化による燃費向上および衝突時の乗員の保護という相反する特性を満足させるため、自動車外板には高強度化が要請されている。高強度鋼板は、軟質鋼板と比較して一般に延性が劣るため、プレス加工等の成形加工が困難である。そこで、プレス加工時には比較的軟質で、塗装焼付処理の過程で強度が上昇するいわゆるBH(Bake-Hardening)鋼板が広く用いられている。自動車外板としては、ドアアウター、フード、トランクリッド等に使用されている。
【０００３】
BH鋼板の合金設計は、極低炭素系成分をベースに、成形性や耐時効性向上のため、Ti,Nb等を添加したものが多い。BH性については、TiC,NbC,(Ti,Nb)C等の炭化物の析出を制御して固溶炭素を残し、あるいはこれらの炭化物を高温焼鈍により再固溶させて、BH量（焼付硬化量）を確保するというものである。このような、極低炭素系の鋼板の製造に際しては、腰折れ、表面凹凸、シワ、ストレッチャーストレイン等の表面欠陥の発生が問題となっている。
【０００４】
例えば、特許文献１特許2036534号公報には、亜鉛めっきの合金化炉におけるシワ発生を防止する方法が提案されている。これは、合金化炉からトップロールに至る冷却の際、鋼板の温度を一定とするのではなく、むしろ温度プロファイルを付けるように冷却することにより、トップロールにおけるシワ発生を防止するというものである。
【０００５】
特許文献２特開平06-299309号公報には、トップロールと板の温度を制御する方法が提案されている。これは、トップロールとそれに接触する板の温度差を150℃以内とすることにより、シワや曲りを抑制するというものである。
【０００６】
特許文献３特公昭54-2182公報には、ストレッチャーストレイン防止のため、ライン内の鋼板に組成変形を加える方法が提案されている。これは、200〜300℃の温度域で1次曲げ加工を行い、次段での2次曲げ加工で弾性域を超える曲げ加工を施すことにより、ストレッチャーストレインを防止するというものである。同様に、特許文献４特開2000-17416号公報には、溶融亜鉛めっきラインにおける表面凹凸の防止方法が提案されている。これは、スナウトより上流側の領域で曲げ加工を施すことにより、表面凹凸の発生を防止するというものである。
【０００７】
これらの自動車外板においては、耐デント性が重視されており、BH量としては、一般に、予歪2％（引張）、170℃20minの加熱による降伏応力上昇量が30MPa以上であることを求められる場合が多い。しかし、最近の製鋼技術の進歩により、極低炭素化、極低窒素化のレベルが10ppm前後に到達しており、場合によってはBH量が確保できなくなる場合もある。そこで、適正なBH量を確保するための方法が検討されている。
【０００８】
特許文献５特開平08-109416号公報には、超極低炭素系を用いたBH鋼板が提案されている。それは、C量が0.0010%以下でNb/Cを質量比で1〜30の範囲内として、熱間圧延を急冷、強加工条件に設定することにより、BH鋼板を作り込むというものである。
【０００９】
特許文献６特開平10-36916号公報には、BH量を狭い範囲に作り込む方法が提案されている。それは、C量を0.0013〜0.0020%、Nb量を0.006〜0.011%、Al量を5N≦Al≦0.100%とすることにより、BH量を30〜40MPaの範囲内とするというものである。
【００１０】
特許文献７特開平07-245948号公報にも、C量が低いBH鋼板が提案されている。それは、C量を0.0010〜0.008%、Nb量を0.005%以上かつ式で規定された量以下とし、過時効処理を前提とするものであり、0.5〜2.0%の調質圧延を行い、それによりBH鋼板を作り込むというものである。
【００１１】
特許文献８特開2000-17386号公報には、Nb-Ti系のBH鋼板が提案されている。それは、C量を0.0013〜0.007%、Nb量を0.001〜0.040%、Ti量を0.001〜0.025%とし、Mo又はB添加により50MPa以上のBH量を達成するというものである。
【特許文献１】特許2036534号公報
【特許文献２】特開平06-299309号公報
【特許文献３】特公昭54-2182号公報
【特許文献４】特開2000-17416号公報
【特許文献５】特開平08-109416号公報
【特許文献６】特開平10-36916号公報
【特許文献７】特開平07-245948号公報
【特許文献８】特開2000-17386号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながらこれらの従来技術では、薄鋼板の表面品質改善のための技術は開示されているものの、プレス加工時に顕在化する欠陥については開示されていないという問題があった。本発明が解決しようとする潜在欠陥は、原板としての表面品質はなんら正常材と変りがないが、プレス加工の際に発生し、プレス加工品の表面に太めの線状欠陥となるシワ状欠陥である。
【００１３】
特許文献１、２記載の技術は、合金化炉のトップロール付近で温度制御を行うことにより、シワの発生を防止するものであるが、この段階でシワの発生が無くても、プレス加工時のシワ状欠陥の顕在化を抑制することはできない。同様に特許文献３、４記載の技術についても、温間で曲げ加工を行うことは、ストレッチャーストレインを防止するだけであって、プレス加工時に顕在化するシワ状欠陥の抑制にはつながらない。曲げ加工によって、歪み時効に伴って硬質化したり、曲げ加工の大きさによっては、逆に、プレス時に顕在化するシワ状欠陥を作り込んでしまう危険がある。
【００１４】
BH性については、図１に示すように、予歪応力に対する塗装硬化処理後の降伏応力の上昇量を、BH量として評価する。この場合、上降伏点を用いる方法と下降伏点を用いる方法がある。上降伏点を用いた方が、BH量は当然大きく評価されることになるが、バラツキが大きいという問題がある。一般に、引張試験における上降伏点は、試験方法、試験条件、さらには個々の引張試験機によって異なり、チャック部の劣化によって異なってくる。また試験片間のバラツキも多い。
【００１５】
例えば、図２に示すように、同一材料についての引張試験の結果は、試験条件により上降伏点が大きく異なっている。ここでは、試験条件として、引張試験機の試験片チャックの締め付け方法を手締めと油圧締めとして比較している。この場合、油圧締めの方が上降伏点が鋭く立ち上がり、高い上降伏点となるためBH量も大きくなっている。このように、上降伏点によるBH量の評価は、バラツキが多いため、耐デント性を保証する際の普遍的な指標としては不適格である。
【００１６】
一方、下降伏点については、一般に同一材料であればほぼ同一となり、試験条件によるバラツキも少ない。実際、上記図２の例でも試験条件によらずほぼ同一となっている。従って、BH量を精度良く制御する場合は、BH量を下降伏点で評価する必要がある。このような上下降伏点の違いは、下降伏点は降伏現象が開始した後の定常状態における応力を示しているのに対して、上降伏点は降伏現象がまさに開始しようとする時点の非定常な状態を反映しているためと考えれば理解しやすい。その非定常状態を検出するには、上述したように、試験条件に大きく影響されるので、下降伏点を使った評価こそが、試験片のBH量評価の「ものさし」として高精度のものとなりうる。
【００１７】
しかしながら、JIS規格のG3135「附属書 塗装焼付硬化量試験方法」では、焼付硬化後の降伏応力を上降伏点により評価している。そのため、BH性に関する文献において、何も注記がなければJIS規格に準じて上降伏点により評価していると考えられる。その結果、いずれの従来技術によっても、BH量を下降伏点による評価方法で、目的とする30〜45MPaの範囲内とすることは保証されない。
【００１８】
例えば、特許文献５記載の技術は、追試験を行った結果、記載されたBH量が確保できないという問題がある。例えば、同公報の表２資料符号1〜3のBH量は下降伏点による評価では、達成することができず、上述のように上降伏点により評価していると判断せざるを得ない。また、この公報記載の「C量が0.0010%以下の鋼板を熱延後急冷することによりBH量が20〜30MPa上昇する」ことについては、上降伏点、下降伏点のいずれにより評価しても確認できなかった。従って、いずれにせよこの従来技術では、目的とする30MPa以上のBH量を得ることは困難である。
【００１９】
特許文献６記載の技術は、Nb添加鋼であるがNの規定が無いため、BH量を30〜45MPaとすることは困難である。後述（実施例）のようにNb添加鋼ではNが0.0020%を超えると、かえってBH量は低下する傾向がある。そのため、この従来技術による場合、BH量は30MPa未満に止まることが多い。
【００２０】
特許文献７記載の技術は、Nb添加鋼で過時効処理を行うもので、「過時効処理により常温遅時効とBH性の達成が図れる」としているが、極低炭素系の鋼板ではこのような過時効処理の効果は確認できなかった。その他、この従来技術の調圧率0.5〜2.0%は通常の範囲であり、これで時効劣化を抑制することは困難である。
【００２１】
特許文献８記載の技術は、Nb-Ti添加鋼であり、「Mo添加によりBH量が大幅に増加する」と主張し、実施例では+30〜40MPaとされているが、この技術によればBH量が60MPaを超えるものが製造できることになり、耐時効性の観点から実用に耐えないと思われる。追試験の結果、下降伏点により評価すると高々+10MPa程度にしかならなかった。従って、この従来技術によりBH量を下降伏点による評価で30〜45MPaとすることは困難と考えられる。
【００２２】
本発明は、上記の問題点を解決し、極低炭素、極低窒素系のBH鋼板で、プレス加工に伴う表面欠陥の顕在化を抑制し、30〜45MPaの焼付硬化量を有する、プレス後の表面品質に優れた焼付硬化性高強度冷延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】
【００２３】
前述の課題は次の発明により解決される。その発明は、化学成分として質量%で、C:0.0010〜0.0020%、Si:0.03%以下、Mn:0.1〜1.0%、P:0.005〜0.06%以下、S:0.003〜0.02%以下、sol.Al:0.03〜0.2%、N:0.0020%以下、Nb:0.005〜0.010%を含み、残部が鉄および不可避不純物からなり、350〜450℃の温度T（℃）における高温強度が下記の式の内いずれか一方の式を満たし、下降伏応力で測定した焼付硬化量が30〜45MPaであることを特徴とするプレス後の表面品質に優れた焼付硬化性高強度冷延鋼板である。
【００２４】
高温強度（MPa）≦120  又は  285-0.3T≦高温強度（MPa）
また、この発明の化学成分に加えて更に、B:0.0003%以上0.0009%未満を含有することを特徴とするプレス後の表面品質に優れた焼付硬化性高強度冷延鋼板とすることもできる。
【００２５】
これらの発明の化学成分の内、NをN:0.0030%以下とすると共にTi:0.015%以下かつTi-(48/14)N≦0.01%、およびB:0.0009〜0.0014%かつB-(11/14)N≦  0の内の1種以上を含有すること、あるいはsol.Al:0.075〜0.2%とすることを特徴とするプレス後の表面品質に優れた焼付硬化性高強度冷延鋼板とすることもできる。
【００２６】
これらの発明は、鋼の高純度化、即ち極低炭素化、極低窒素化に伴い、原板の状態では全く欠陥が認識されず、きれいな表面であるにもかかわらず、プレスの際に顕在化するシワ状欠陥が最近出易くなった現象について、その抑制方法を検討した結果なされた。検討の課程で、シワ状欠陥の顕在化が400℃前後の高温強度と関係があることを見出し、シワ状欠陥を抑制するための条件を突き止めた。それと同時に、目標とするBH量を確保するための化学成分の範囲を明確化した。以下、発明の詳細について説明する。
【００２７】
まず、化学成分の限定理由について述べる。
【００２８】
C:0.0010〜0.0020%
Cは、BH量の安定確保と、プレス成形時に顕在化する後述の「シワ状欠陥」の防止に有効な元素である。C量が0.0010%未満ではBH量が30MPaに到達しなくなる。一方、C量が0.0020%を超えると、Nb量が少ない時にBH量が45MPaを超える場合があり、時効劣化の観点から好ましくない。従ってC量を0.0010〜0.0020%の範囲内とする。
【００２９】
Si: 0.03%以下
Siは、固溶強化元素であり、強度レベルの調整に有効である。しかし、Si量が0.03%を超えると溶融亜鉛めっきの際、めっき不良を起こす可能性がある。従ってSi量を0.03%以下とする。
【００３０】
Mn: 0.1〜1.0%
Mnは、固溶強化元素として強度レベルの調整に有効であると共に、高温強度の向上にも有効である。しかしながら、0.1%未満では赤熱脆化によりスラブ割れが発生する懸念がある。好ましくはSをMnSとして固定して赤熱脆化を防止するため、Mn≧10×Sとする。一方、Mn量が1.0%を超えると成形性が劣化する。従ってMn量を0.1〜1.0%の範囲内とする。
【００３１】
なお、後述のようにプレス成形時の「シワ状欠陥」防止のためには高温強度がある範囲内となることを避ける必要がある。この観点からMn量については、高くする場合は0.50%以上、逆に低くする場合は0.25%以下とすることが望ましい。
【００３２】
P: 0.005〜0.06%
Pは、固溶強化元素として強度レベルの調整に有効である。P量が0.06%を超えると、亜鉛めっきの合金化処理の際、合金化を妨げることがある。一方、P量を0.005%未満とすることは、脱燐コストの増加を招くため、現実的な方法とは言えない。従って、P量を0.005〜0.06%の範囲内とする。
【００３３】
S: 0.003〜0.02%
Sは、不純物であり少ない方がよいが、0.003%未満とすると脱硫コストの増加がさけられない。一方、S量が0.02%を超えると赤熱脆性を抑制するためのMn添加量の増加が必要となり、加工性も劣化する。このようにS量は、BH性や高温強度に直接関係するものではなく、Mn量との関係で決定されるものである。従って、S量を0.003〜0.02%の範囲内とする。S量を0.005%以下とすることが望ましい。
【００３４】
sol.Al: 0.03〜0.2%
Alは、脱酸のために添加されると共に、NをAlNとして固定するために添加される。しかしNが0.0020%以下の「希薄系」の場合は、sol.Al量が0.03%未満に低くなると、溶解度積の関係から固溶Alに対して固溶Nが増加し、十分にAlNとして固定できなくなる。一方、sol.Al量が0.2%を超えると加工性の劣化を招く。従って、sol.Al量を0.03〜0.2%の範囲内とする。
【００３５】
窒素の限定理由のところで詳細を示すが、特に、窒素が0.003％以下と限定する場合には、sol.Al量を0.75％以上0.2％に設定する必要がある。
【００３６】
N: 0.0020%以下
Nは、不純物であり少ない方がよい。従来の常識とは異なり、N量が0.0020%を超えるとBH性が低下する。従って、N量を0.0020%以下とする。但し、sol.AlとBが共に高目（sol.Al≧0.075%、B≧0.0009%以上）の場合は、N量を0.003%まで許容できる。従ってこの場合は、N量を0.0030%以下とする。なお、N量が上限値を超えた場合にBH性が低下する理由は必ずしも明らかではないが、NbCN等の炭窒化物が熱延時に生成し、これが焼鈍時に再固溶せず最終的に固溶Cを減少させるためと推定される。また、Bの場合には、B自体が粒界に偏析することによって、本来粒内に入るべきカーボンが粒内で出てくることも考えられる。
【００３７】
Nb: 0.005〜0.010%  Nbは、プレス成形性を確保する上で必須の元素である。Nb量が0.005%未満では、目標とするr値（おおよそ1.4〜1.5以上）を満たすことができない。一方、Nb量が0.010%を超えると、焼鈍温度が低めの場合BH性の低下が見られるようになる。従って、Nb量を0.005〜0.010%の範囲内とする。
【００３８】
B: 添加する場合0.0003％以上0.0009%未満、又は0.0009〜0.0014％かつB-(11/14)N≦0
Bは、耐縦割れ性（耐2次加工脆性）向上に有効である。但し、B 量が0.0003%未満ではこの効果が見られない。さらに、B 量を0.0009%以上に増加させると、Nが0.0020％以下の場合には、BH量が45MPaを越えてしまうので、上限を0.0009％未満とした。
【００３９】
Bが0.0009％以上の時には、Nが多め目（＞0.0020%）の場合でも、Nを固定することができ、前述の過剰N によるBH性の低下を防止することができる。しかしながら、BH量を45MPa以下に抑えるためには、B添加量は0.0014％を越えることはできない。Bが0.0009％〜0.0014％の時には、同時にB-(11/14)N≦0を満足していなければならない。これは固溶Bが残存する場合にはr値が低下するためである。
【００４０】
Ti: 添加する場合0.015%以下かつTi≦(48/14)N+0.01％
Tiは、NをTiNとして固定するので、本発明ではその目的で適量を添加することができる。しかし、Ti量が0.015%を超えるかあるいはNに対して過剰なTi量が0.01%を超えると、炭化物TiCや炭硫化物Ti4C2S2が生成し、固溶Cが減少するので、BH性が低下する。なお、従来技術では焼鈍中のTiCの再固溶を利用してBH性を発現する方法もあるが、本発明のように元々C量が少ない場合は、焼鈍温度域で安定に存在するTi4C2S2が生成してしまって、TiCはほとんど生成されないため、この方法ではBH量が確保できなくなる。
【００４１】
上記以外のその他の元素については、Cr,Mo,V等に代表される炭化物形成元素および窒化物形成元素は無添加とする。これらの炭化物・窒化物形成元素は、炭窒化物を形成する場合もあるため、添加により固溶Cが不足してBH量が確保できなくなる。従って、これらの元素の含有量は、通常のプレス加工用薄鋼板の製造方法における不純物レベルに制限する。
【００４２】
350〜450℃の高温強度： 120MPa以下又はT(℃)で285-0.3T(MPa)以上
シワ状欠陥については、検討の結果、400℃前後における材料の強度、即ち高温強度と関係があることを見出した。この温度付近で高温強度がある範囲内に入ると、最終製品のプレス成形の際にシワ状欠陥が発生しやすくなる。その高温強度の範囲は、温度をT(℃)とすると、120MPa〜285-0.3T(MPa)である。また温度としては、350〜450℃における高温強度が問題となる。
【００４３】
焼付硬化量：下降伏応力で30〜45MPa
焼付硬化量については、本発明では下降伏応力で測定するので、測定装置や測定条件によるバラツキを防止することができる。焼付硬化量の下限値は、焼付硬化性鋼板としての規格値から30MPaとする必要がある。一方、焼付硬化量が45MPaを超えると、時効劣化が激しくなる。従って、焼付硬化量を下降伏応力で30〜45MPaの範囲内とする。
【００４４】
上記の発明のプレス後の表面品質に優れた焼付硬化性高強度冷延鋼板を製造することが可能な製造方法の発明は次のようになる。その発明は、上記の発明の化学成分からなる鋼を溶製し、仕上温度:Ar3以上、巻取温度:580〜700℃で熱間圧延を行い、冷圧率60〜90%で冷間圧延を行い、連続焼鈍ラインまたは連続溶融亜鉛めっきラインにて再結晶焼鈍を行い、圧下率：1.5%以下で調質圧延を行うことにより、上記発明の高温強度および焼付硬化量を付与することを特徴とするプレス後の表面品質に優れた焼付硬化性高強度冷延鋼板の製造方法である。以下、製造方法について説明する。
【００４５】
仕上圧延温度: Ar3以上
熱間圧延の仕上圧延温度については、Ar3変態点を切ると冷圧焼鈍後の材質の劣化が甚だしくなる。なお、潤滑圧延により材質劣化を防ぐ方法もあるが、特別な工程（潤滑油の塗布と除去）を必要とし、設備と操業の観点から適切でない。従って、仕上圧延温度をAr3変態点以上とする。
【００４６】
巻取温度: 580〜700℃
熱間圧延後の巻取温度が580℃未満になると、本発明のような極低N系の鋼においては、Nの固定が困難となる。一方、巻取温度が700℃を超えると、コイル内外周部が急冷気味となり、コイル内の材質の差が拡大する。また、これに対応するコイルの先後端部において、溶融亜鉛めっきの合金化特性が劣化する。従って、巻取温度を580〜700℃の範囲内とする。
【００４７】
冷圧率: 60〜90%
冷圧率はr値を考慮して決める必要がある。冷圧率が60%未満ではr値が低い。一方、冷圧率が90%を超えると逆にr値が劣化する。従って、冷圧率を60〜90%の範囲内とする。
【００４８】
調質圧延の圧下率：1.5%以下
本発明は、固溶C,N量を狭い範囲に制御することにより、BH性を確保しつつ耐時効性を向上させている。従って、圧下率は1.5%以下で十分に時効劣化を抑制できる。但し、圧下率0.5%未満では降伏点伸びが消去できないことがある。従って、調質圧延の圧下率を好ましくは0.5〜1.5%の範囲内とする。
【発明の効果】
【００４９】
本発明により、極低炭素、極低窒素系のBH鋼板で、プレス加工に伴う表面欠陥の顕在化を抑制し、30〜45MPaの焼付硬化量を有する焼付硬化性高強度冷延鋼板を製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
発明の実施に当たっては、発明の化学成分からなる鋼を転炉等で溶製し、連続鋳造、造塊法、薄スラブ鋳造法等で製造すればよい。また鋳造後は、スラブを一旦冷却して加熱して熱間圧延を行い、あるいは直ちに熱間圧延を行う直送圧延（HDR）を行うこともできる。さらに粗圧延機出側の圧延材（粗バー）を保温あるいは加熱して仕上圧延を行う方法、粗バーを熱間で巻取り、巻戻しながら仕上圧延を行うことにより仕上圧延後端部の温度低下を防ぐ方法、あるいは巻取った後の粗バー同士を接合して連続仕上圧延を行う方法等、必要に応じて種々の熱間圧延方法を用いることができる。
【００５１】
熱間圧延では、Ar3変態点以上の温度で仕上圧延を行う。なお、Ar3変態点を切った仕上温度で、潤滑圧延により材質劣化を防ぐ方法もあるが、特別な工程（潤滑油の塗布と除去）を必要とし、設備と操業の観点から適切でない。
【００５２】
よって、仕上圧延温度は、組織微細化、炭化物の溶解速度向上、およびγ相安定化の観点から、880℃以上が望ましい。また、熱延後の巻取温度は、組織微細化、および、コイル長手方向での材質バラツキを抑えるために、580〜700℃の範囲であることが望ましい。
【００５３】
熱延後は前述の580〜700℃の範囲内で巻取るが、巻取温度を高目にした場合には前述の高温強度（400±50℃）が下がり、逆に低目にした場合には上がる傾向がある。このように、巻取温度を高温強度の調整の際に利用することもできる。熱延鋼板は、酸洗の後、冷間圧延を行い、連続焼鈍ラインまたは連続溶融亜鉛めっきラインにて再結晶焼鈍を行う。
【００５４】
焼鈍温度は、本発明のC,N,およびNb、また、sol.Al、B、Ti等の範囲に制御する限り、再結晶していればBH性への影響はなく、特に制限はない。しかし、材質を考慮すると、800℃未満では硬質であり、870℃を超えると軟化しすぎる。従って、焼鈍温度は800〜870℃の範囲内とすることが望ましい。
【００５５】
焼鈍後は、調質圧延を行う。本発明は、固溶C,N量を狭い範囲に制御することにより、BH性を確保しつつ耐時効性を向上させている。調質圧延の圧下率（調圧率）は、0.5%あれば十分に時効劣化を抑制できる。従って、調質圧延の圧下率は、好ましくは0.5〜1.5%とする。なお、本発明の鋼板は、表面に電気めっき、溶融亜鉛めっき、または固形潤滑剤等を施してもよい。
【００５６】
シワ状欠陥の詳細な発生機構については現在のところ不明であるが、最終製品（冷延鋼板、めっき鋼板）の外見上は無欠陥であっても、シワ状欠陥となる何らかの潜在的欠陥が作り込まれると考えられる。この潜在的欠陥は、前述の400℃前後の高温強度が不適切であるとCALやCGLライン内で作り込まれてしまって、プレス時に顕在化するのである。
【００５７】
仮説として例えば、この温度域（400±50℃）での鋼板の処理において、不均一変形により下部組織（サブストラクチャ）が変質して潜在的欠陥となり、シワ状欠陥の原因になると考えれば、一応理解しやすい。すなわち、この潜在的欠陥の部分がプレス成形時の変形の起点となり、その部分の変形が全体より先行するため変形が不均一となり、シワ状欠陥を呈するようになるものと考えられる。
【００５８】
高温強度がこの強度範囲より高い場合は潜在的欠陥が発生せず、プレス成形時のシワ状欠陥も発生しない。反対に高温強度がこの強度範囲より低い場合は、恐らく潜在的欠陥が材料全体に均一に発生するため、プレス成形時には均一に変形し、シワ状欠陥が発生しなくなるものと考えられる。
【００５９】
また、温度域については、この温度域より低い場合（350℃未満）は材料の強度が十分に高いため潜在的欠陥が発生せず、反対にこの温度域より高い場合（450℃超）は、恐らく潜在的欠陥が材料全体に均一に発生し、いずれにおいてもシワ状欠陥を示さなくなるものと考えられる。
【００６０】
以下、本発明の実施における最良の形態について説明する。
【００６１】
［高温強度とプレス時に顕在化する欠陥の関係］
表１に示す鋼を、加熱温度1150〜1250℃、仕上温度Ar3以上（880〜910℃）、巻取温度580〜700℃で熱間圧延を行い、板厚2.8mmの熱延鋼板とした。この熱延鋼板を酸洗し、板厚0.70〜0.75mmに冷間圧延後、連続溶融亜鉛めっきライン（CGL）にて再結晶焼鈍および合金化溶融亜鉛めっき処理を行った。引き続きインラインで調質圧延（調圧）を行った。
【００６２】
【表１】
2005187835.tif 000003
【００６３】
この製造過程で、高温引張試験用のサンプルを採取した。高温引張試験は、冷間圧延ままの鋼板（フルハード材）からJIS 13号B試験片を採取し、CALやCGLと同様の熱処理を施して指定温度350〜450℃で引張速度100mm/minの高温引張を行った。熱処理サイクルを図３に示す。
【００６４】
焼鈍後の鋼板からは、シワ状欠陥検出のための試験用に、板幅方向100mm×圧延方向500〜700mmの短冊片を採取した。試験は、この短冊片を圧延方向に1％引張った後、表面に砥石がけを施して外観を目視でチェックしてシワ状欠陥の有無を評価した。なお、一般にBH鋼板においては、特に表面粗さが小さいとき45度方向に非常に細かい「すりガラス状」のSS模様が見られることがあるが、ここではC方向に見られる線状の縞模様を「シワ状欠陥」とした。
【００６５】
試験結果を図４に示す。図中×印は上記線状縞を主体とした表面欠陥が見られたもの、○印は欠陥が見られなかったものを示す。この図より、350〜450℃の温度域では、高温強度が斜線［(-3/10)×(温度)+285］MPa以上、または120MPa以下のときに、表面欠陥が見られず、プレス成形の際に顕在化する欠陥を防止できることが分かる。
【００６６】
［固溶C量とBH性の関係］
表２に示す鋼（Nb,Ti無添加）を、実験室にて、加熱温度1200℃、仕上温度900℃、巻取温度640℃（巻取相当熱処理640℃×1h炉冷）で熱間圧延を行い、板厚2.8mmの熱延鋼板とした。この熱延鋼板を酸洗し、板厚0.7mmに冷間圧延後、ソルトバスで850℃×2min空冷の連続焼鈍相当の焼鈍を行い、調質圧延を施した。調質圧延の圧下率は、固溶炭素の多い比較材についても降伏点伸びを消去するため、やや高めの1.5%とした。
【００６７】
【表２】
2005187835.tif 000004
【００６８】
調質圧延後の鋼板について、BH性の試験を、予歪2％、熱処理170℃×20分の条件で行い、前述図１と同様、下降伏点でBH性を評価した。試験結果を図５に示す。図の横軸は、C含有量であると共に、炭化物形成元素のない極低炭素鋼であることから、固溶C量となる。この図より、C含有量0.001％未満ではBH性が30MPaを確保できず、一方0.002％を超えるとBH性が50MPaを超えるため時効劣化が問題となる。
【００６９】
［Nb添加鋼のBH性］
表３に示す鋼を、実施例２と同じ条件で、実験室にて熱間圧延、冷間圧延を行い、ソルトバスで800,825,850℃×2min空冷の3条件で焼鈍を行い、調質圧延を施した。
【００７０】
【表３】
2005187835.tif 000005
【００７１】
調質圧延後の鋼板について、前述と同様、下降伏点でBH性を評価した。試験結果を図６に示す。この図より、C含有量0.0010〜0.0020％の範囲内では、Nb無添加から0.016％Nb添加鋼まで、BH性が30MPaを確保している。一方Nb添加量が0.02％を超えると、BH性が確保できなくなる。
【００７２】
［N量とBH性の関係］
表４に示す鋼（Nb添加鋼）を、実施例２と同じ条件で、実験室にて熱間圧延、冷間圧延を行い、800,825,850℃×2min空冷の3条件で焼鈍を行い、調質圧延を施した。
【００７３】
【表４】
2005187835.tif 000006
【００７４】
調質圧延後の鋼板について、前述と同様、下降伏点でBH性を評価した。試験結果を図７に示す。この図より、N量が0.0020％を超えると、BH性が低下し始める傾向が見られる。N量の増加は、固溶原子の増加であり一見BH量が増加しそうであるが、Nb添加鋼ではBH量の低下をもたらす。これは前述のように、Nb炭窒化物の析出により固溶Cが減少するためと考えられる。
【００７５】
［B量とBH性の関係］
表５に示す鋼（Nb添加鋼）を、実施例２と同じ条件で、実験室にて熱間圧延、冷間圧延を行い、800,825,850℃×2min空冷の3条件で焼鈍を行い、調質圧延を施した。
【００７６】
【表５】
2005187835.tif 000007
【００７７】
調質圧延後の鋼板について、前述と同様、下降伏点でBH性を評価した。試験結果を図８に示す。この図より、B量が0.0009％を超えると、BH性が増加し始める傾向が見られる。これも前述のように、BNによるNの固定によりNb炭窒化物の析出が抑制され、固溶Cの減少が防止されたためと考えられる。その他、Bが粒界偏析することにより、C原子を粒界から追い出し、BH制御に寄与する固溶Cが実質的に増加したという可能性も考えられる。
【００７８】
［Al量とBH性の関係］
表６に示す鋼（Nb添加鋼）を、実施例２と同じ条件で、実験室にて熱間圧延、冷間圧延を行い、800,825,850℃×2min空冷の3条件で焼鈍を行い、調質圧延を施した。
【００７９】
【表６】
2005187835.tif 000008
【００８０】
調質圧延後の鋼板について、前述と同様、下降伏点でBH性を評価した。試験結果を図９に示す。この図より、Al量が多いほど、BH性が増加し始める傾向が見られる。これも前述のように、AlNによるNの固定によりNb炭窒化物の析出が抑制され、固溶Cの減少が防止されたためと考えられる。
【００８１】
［B添加が耐縦割れ性に及ぼす影響］
表７に示す鋼（Nb添加鋼）を、実施例２と同様に実験室にて熱間圧延、冷間圧延、焼鈍を行い、調質圧延を施した。製造条件を表７に併せて示す。
【００８２】
【表７】
2005187835.tif 000009
【００８３】
調質圧延後の鋼板について、耐縦割れ性の評価を行った。評価方法は、105mmφのサンプルを打抜き、まず、絞り加工を行った。絞り加工の条件は、パンチ径:50mmφ、パンチ肩r:5mm、ダイ径:53mmφ、ダイ肩r:5mm、絞り比:2.1、しわ押さえ力:2トンとし、潤滑油には出光製ダフニーSKを用いた。
【００８４】
絞り加工後のサンプルは、壁高さ35mmにトリムして、低温冷媒中で円錐ポンチを押し込むことにより、縦割れの生じる温度、即ち脆性延性遷移温度を求めた。試験結果は表７に示すように、B添加により脆性延性遷移温度で-15℃以上の改善（遷移温度が15℃以上低下）が見られる。BH鋼板では、粒界に固溶Cが偏析していると言われており、遷移温度は低温となっているが、B添加により更に耐縦割れ性が向上していることが分かる。
【００８５】
［Mn量と高温強度の関係］
表８に示す鋼（Nb添加鋼）を、実施例１と同様に工場にて熱間圧延、冷間圧延を行い、冷圧ままのサンプルを採取した。このサンプルを引張試験機に取付けたヒータにより、連続焼鈍と同じ熱サイクルで焼鈍して、350℃又は450℃に保持後に引張試験を行い、高温強度を測定した。なお、引張速度は100mm/minとした。
【００８６】
【表８】
2005187835.tif 000010
【００８７】
高温強度の測定結果を図１０に示す。高温強度は、室温での強度（YP,TS）に影響を受けるものの、Mn添加量の増加に伴い上昇する傾向が見られる。
【００８８】
［C量と高温強度の関係］
表９に示す鋼（Nb添加鋼）を、実施例８と同様の条件で、工場にて熱間圧延、冷間圧延を行い、冷圧ままのサンプルを採取した。このサンプルを引張試験機に取付けたヒータにより、連続焼鈍と同じ熱サイクルで焼鈍して、350℃又は450℃に保持後に引張試験を行い、高温強度を測定した。なお、引張速度は100mm/minとした。
【００８９】
【表９】
2005187835.tif 000011
【００９０】
高温強度の測定結果を図１１に示す。高温強度は、室温での強度（YP,TS）に影響を受けるものの、C量の増加に伴い上昇する傾向が見られる。
【００９１】
［調圧率と降伏応力・時効性の関係］
表１０に示す鋼（Nb添加鋼）を、実施例１と同様の条件で、工場にて熱間圧延、冷間圧延を行い、亜鉛めっきラインで熱処理後の未調圧材を採取した。このサンプルを実験室にて調質圧延を施し、引張試験を行って降伏応力および時効性を測定した。ここで、板厚は、BH鋼板としては0.65〜0.85mmが用いられることが多いため、0.75mmとした。
【００９２】
【表１０】
2005187835.tif 000012
【００９３】
得られた調圧率と降伏応力YPの関係を図１２に示す。降伏応力は、調圧率の増加に伴い低下して極小値を示した後、上昇する傾向が見られる。この極小値のポイントは、降伏点伸びYPelが0となる調圧率に対応すると考えられるので、調圧率は最低でも0.5％以上とする必要がある。
【００９４】
次に、調圧率と時効性の関係について調べた。時効性の試験は、調質圧延後のサンプルに100℃10hの促進時効を施し、降伏点伸びYPelの変化ΔYPelで評価した。得られた調圧率とΔYPel（時効性の指標）の関係を図１３に示す。ここで、100℃10hの促進時効を38℃の促進時効に、Cの拡散速度に基づき換算すると約80日に相当する。耐時効性の目標は、ΔYPelで0.4％以下とする。調圧率を0.5％以上とすることにより、ΔYPelが目標以内となっている。
【００９５】
［BH性と時効性の関係］
上記の試験と同じサンプルを用いて、BH性と時効性の関係を調べた。時効性の試験は、調圧率1.5％で調質圧延後のサンプルに38℃60日の促進時効を施し、降伏点伸びYPelの変化ΔYPelで評価した。得られたBH性と時効性（ΔYPel）の関係を図１４に示す。これより、BH量が45MPa以下であれば、耐時効性の目標ΔYPelで0.4％以下となり、時効劣化を低めに押さえられることが分かる。なお、これらの鋼板の実機製造材の平均的なBH性と時効性は、調圧率1.5％で、BH量が32.5MPa、ΔYPelは0％である。
【実施例１】
【００９６】
表１１に示す鋼を、実施例１と同様の条件で、加熱温度1150〜1250℃、仕上温度Ar3以上（880〜910℃）、巻取温度580〜700℃で熱間圧延を行い、板厚2.8mmの熱延鋼板とした。この熱延鋼板を酸洗し、板厚0.70〜0.75mmに冷間圧延後、連続溶融亜鉛めっきライン（CGL）にて再結晶焼鈍および合金化溶融亜鉛めっき処理を行った。引き続きインラインで調質圧延（調圧）を行った。
【００９７】
【表１１】
2005187835.tif 000013
【００９８】
この製造過程で、高温引張試験用のサンプルを採取した。高温引張試験は、実施例１と同様図３に示した方法で行った。焼鈍後の鋼板からは、シワ状欠陥検出のための試験用に、板幅方向100mm×圧延方向500〜600mmの短冊片を採取した。試験は、実施例１と同様、この短冊片を圧延方向に1％引張り、砥石がけを施してシワ状欠陥の有無を評価した。
【００９９】
その他の試験は、JIS 5号試験片を用いて行った。引張試験とBH性は板幅方向（C方向）、r値は通常どおり圧延方向に対して0゜,45゜,90゜（L,D,C方向）の3方向について測定し、面内平均値(rL+2rD+rC)/4を算出してr値とした。試験結果を表１１に併せて示す。
【０１００】
鋼2,4〜8,10,12〜16,19,20は表中記載のように本発明例である。特に鋼10は、B添加によりNの上限規制を緩和した例、鋼14〜16は、Ti添加によりNの上限規制を緩和した例、鋼19は、Al添加によりNの上限規制を緩和した例である。
【０１０１】
また、発明例の内、鋼20は、微量B添加の例であり、耐縦割れ性が向上する（表には示していないが、延性／脆性遷移温度15℃以上低温側にシフト）と共にBH性が殆ど変わらないことを示している。その他、高温強度については、鋼6が120MPa以下、残りの発明例は285-0.3T以上（Tは温度℃）である。
【０１０２】
一方、鋼1,3,9,11,17,18,21は本発明の範囲外の比較例である。鋼1は、Cが低すぎるためBH量が30MPaに到達せず、高温強度も発明範囲外である。鋼3は、Nが高すぎるためBH量が30MPaに到達していない。鋼9は、Nbが上限を超えると共にNが高すぎるため、高温強度は発明範囲内となったものの、BH量が30MPaに満たなくなった例である。
【０１０３】
また、比較例の内、鋼11,17は、高温強度が発明範囲外のため、BH量は目標を達成したものの、プレス後の表面に欠陥が顕在化した例である。鋼18は、Nbが低すぎるため、BH量、高温強度、およびプレス後の表面品質は良好なものの、r値が目標に到達していない。鋼21は、Cが高すぎると共にNbが無添加のため、BH量が上限を超過し、また、r値が目標に到達していない例である。
【０１０４】
このように、本発明の範囲内で焼付硬化性高強度薄鋼板を製造することにより、プレス後の表面品質に優れ、かつ30〜45MPaのBH量を安定して確保できることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
この発明により、自動車用外板パネル用鋼板、補強部材、その他あらゆる機械構造部品を製造するために最適な鋼板を供給することが可能となり、自動車の軽量化を通じて、乗員の安全性向上、地球環境保全に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】上下降伏点とBH性の評価方法を示す図。
【図２】降伏点に及ぼす引張試験条件の影響を示す図。
【図３】高温引張試験用の熱処理サイクルを示す図。
【図４】高温強度とプレス時に顕在化する欠陥の関係を示す図。
【図５】固溶C量とBH性の関係を示す図。
【図６】Nb添加鋼のBH性を示す図。
【図７】N量とBH性の関係を示す図。
【図８】B量とBH性の関係を示す図。
【図９】Al量とBH性の関係を示す図。
【図１０】Mn量と高温強度の関係を示す図。
【図１１】C量と高温強度の関係を示す図。
【図１２】調圧率と降伏応力YPの関係を示す図。
【図１３】調圧率と時効性（の指標）ΔYPelの関係を示す図。
【図１４】BH性と時効性の関係を示す図。
【図１】
2005187835.tif 000014
【図２】
2005187835.tif 000015
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2005187835.tif 000022
【図１０】
2005187835.tif 000023
【図１１】
2005187835.tif 000024
【図１２】
2005187835.tif 000025
【図１３】
2005187835.tif 000026
【図１４】
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