(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量％で、Ｃ：０．１５〜０．３８％、Ｓｉ：０．２〜２．５％、Ｍｎ：０．１０〜０．７０％、Ｃｒ：０．５〜３．０％、Ｎｉ：０．１〜３．０％、Ｃｕ：０．０１〜３．０％、Ａｌ：０．００１〜０．１％を含有し、残部が鉄および不可避不純物からなり、強度が９８０ＭＰａを超える母材鋼板をスポット溶接してなる抵抗溶接鋼板において、抵抗溶接した接合部の溶融凝固部と熱影響部とが、焼き戻しマルテンサイトか、あるいは、焼き戻しベイナイトを主相とした組織であることを特徴とする抵抗溶接鋼板。
【請求項２】
請求項１に記載の抵抗溶接鋼板において、抵抗溶接した接合部の溶融凝固部の硬さが、母材の硬さより、＋Ｈｖ５０〜＋１５０の範囲とすることを特徴とする抵抗溶接鋼板。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の抵抗溶接鋼板おいて、母材が、亜鉛めっきされていることを特徴とした抵抗溶接鋼板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の軽量化を目的に使用される高張力鋼板によって構成される部材の接合手段として使用される抵抗溶接性が良好な９８０ＭＰａ級以上の高張力鋼板の抵抗溶接に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用鋼板としては、自動車の軽量化を目的に高張力化が進んでいる。自動車部品の高張力化の弊害としてスポット溶接などの抵抗溶接を行った際、急熱、急冷により溶融凝固部の靭性が失われ、接合強度が低いもしくは安定的ではないといった問題があった。そこで添加元素とくにはＣ（重量％）を押さえることにより、溶融凝固部の靭性劣化を防ぐことで接合強度を確保している（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００５−２１１９３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、添加元素とくにＣ量を押さえることは、鋼板の高張力化を抑制するものであり、自動車用高張力鋼板としては、引張り強さが９８０ＭＰａ級程度で留まっているといった問題がある。また、熱間プレスによる高強度化があり、この場合、０．２％（重量）程度のＣを含有し、加熱と型による冷却により焼き入れされ材料強度は１５００ＭＰａ程度になるが、スポット溶接に関わる上記課題等により、接合の相手材を制約することにより強度的な信頼性を確保している。このようにＣ（重量％）を抑制することは材料の高張力化を難しくしていること、また、仮にＣ（重量％）をある程度高めた場合は板組が制約されるなどの課題がある。
【０００４】
本発明の目的は、材料強度が９８０ＭＰａ級を超える高張力鋼板でありながら、接合部の接合強度を確保することが出来る抵抗溶接鋼板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らが検討した結果、溶融凝固部および熱影響部を焼き戻しマルテンサイトあるいは焼き戻しベイナイト組織とすることでＣ量を０．３８（重量％）まで添加しても接合強度はほとんど低下しないことを見出した。また、溶融凝固部の硬さを母材の硬さより、Ｈｖ＋５０〜＋１５０の範囲とすることで、溶融凝固部の強度と靱性の双方を確保でき、良好な接合強度が得られることを確認した。また、材料としてはＭｎ添加を抑制しＣｒを添加することで溶接強度が確保できることを確認した。
【０００６】
上記した本発明の目的を達成するために、本発明者らが検討した結果、以下に示す条件を満足することが有効であることを知見した。
【０００７】
即ち、
（ａ）重量％で、Ｃ：０．１５〜０．３８％、Ｓｉ：０．５〜２．５％、Ｍｎ：０．１０〜０．７０％、Ｃｒ：０．５〜３．０％、Ｎｉ：０．１〜３．０％、Ｃｕ：０．０１〜３．０％、Ａｌ：０．００１〜０．１％を含有し、残部が鉄および不可避不純物からなり、強度が９８０ＭＰａを超える母材鋼板をスポット溶接してなる抵抗溶接鋼板において、抵抗溶接した接合部の溶融凝固部と熱影響部とが、焼き戻しマルテンサイトか、あるいは、焼き戻しベイナイトを主相とした組織であることを特徴とする抵抗溶接鋼板。
【０００８】
（ｂ）前記の抵抗溶接鋼板において、抵抗溶接した接合部の溶融凝固部の硬さが、母材の硬さより、Ｈｖ：＋５０〜＋１５０の範囲とすることを特徴とする抵抗溶接鋼板。
【発明の効果】
【００１１】
本発明において、抵抗スポット溶接に用いられる母材鋼板は９８０ＭＰａ級以上の高張力でありながら、抵抗溶接部の強度が低下することが無く、これまでには無い優れた効果を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の組織や硬さ、及び材料の組成の限定の理由について述べる。
抵抗溶接した接合部の溶融凝固部および熱影響部は接合強度を決定づける部位であるが、この部位の組織を焼き戻しマルテンサイト、あるいは焼き戻しベイナイトを主相とする組織とすることで靱性と強度を両立でき、Ｃ量を多く含有する鋼板でも良好な接合部強度を得ることができる。
【００１３】
更に接合部の溶融凝固部の硬さが母材の硬さより、Ｈｖ：＋５０〜＋１５０とすることで強度と靱性を両立させることができ、高Ｃ量を含有する鋼板であっても良好な接合部強度を得ることが出来る。
また、材料の組成を調整することにより高強度でありながら良好な溶接強度を得ることができるが、組成を限定する理由を以下に述べる。
【００１４】
Ｃ：Ｃは強度増加に最も有効な成分であるが、本発明の強度を満足するために０．１５％未満では満足出来ず、一方、０．３８％を超えると靭性劣化を招くことから、０．１５〜０．３８ｗｔ％と定めた。
【００１５】
Ｍｎ：Ｍｎは最も重要な元素であり、オーステナイト化温度を低下させオーステナイトの微細化に有効であるとともに、焼入れ性ならびに焼戻軟化抵抗の向上に有効な元素であるが、０．１０％未満では所望の効果が得られず、一方、０．７０％を越えると抵抗溶接した接合部の靭性劣化を起す場合があるため、０．１０〜０．７０％と定めた。
【００１６】
Ｃｒ：Ｃｒは焼入れ性向上に有効な元素であるとともにセメンタイト中に固溶して焼戻しによる軟化を遅滞させる作用が強い元素である。従って、少なくとも０．５％以上含有させる必要がある。好ましくは１％以上を含有させるが、過剰に添加するとその効果が飽和するとともに靭性が低下してしまうため、上限を３．０％と定めた。
【００１７】
Ｓｉ：Ｓｉは脱酸および強度増加に有効な元素である。従って、脱酸材として添加したもので鋼中に残るものも含め、含有量を０．２％以上とする。ただし、過剰な添加は靭性劣化を起す場合があるため、上限を２．５ｗｔ％と定めた。
【００１８】
Ｎｉ：Ｎｉはオーステナイト化温度を低下させオーステナイトの微細化に有効であるとともに、耐食性の向上に有効な元素である。０．１％未満では所望の効果が得られず、一方、３．０％を越えると効果が飽和する。とくに高価な元素であるため、０．１〜３．０％と定めた。
【００１９】
Ｃｕ：Ｃｕは強化に有効であるとともに、微細析出することで水素脆性の向上に寄与する。しかし、過剰な添加は加工性の劣化を招くことから、０．０１〜３．０％と定めた。
【００２０】
Ａｌ：Ａｌは脱酸に有効な元素である。しかし、過剰な添加は介在物を作ることで加工性の劣化を招くことから、０．００１〜０．１％と定めた。
【００２１】
Ｐ：Ｐは粒界強度を低下させるため、極力取り除きたい元素であり、上限を０．０１％とすることが好ましい。
【００２２】
Ｓ：Ｓは粒界強度を低下させるため、極力取り除きたい元素であり、上限を０．０１％とすることが好ましい。
【実施例】
【００２３】
表１に実施例および比較例の成分および機械的性質を記載する。表１記載の各鋼板からＪＩＳ  Ｚ  ３１３６およびＪＩＳ  Ｚ  ３１３７に準拠した引張りせん断試験片および十字引張り試験片を切削加工により作製し、その溶接接合面を脱脂後、加圧力４９５０〜６４５０ｋＮ、通電時間１９〜２３ｃｙｃ、電流値１０〜１４ｋＡの条件でスポット溶接を行った。試験片番号２８〜３０は、前記スポット溶接後にナゲット外周上にコイルが配置された高周波加熱処理装置によって、焼き戻し加熱処理を行った。
【００２４】
鋼板の機械的特性は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２０１  ５号試験片により引張り試験を行い。母材および溶融部、熱影響部の組織観察は、断面を研磨後、ナイタール溶液によりエッチングし、光学顕微鏡１００〜１０００倍およびＳＥＭ観察１０００〜５０００倍を行った。
得られたスポット溶接試験片は、各々、ＪＩＳ  Ｚ  ３１３６およびＪＩＳ  Ｚ  ３１３７に準拠し、引張りせん断試験および十字引張り試験を実施した。断面試験はＪＩＳ  Ｚ  ３１３９に準拠し、ナゲット径を計測した。
【００２５】
抵抗溶接した接合部強度については、母材強度が５９０ＭＰａ級を超えると、ＴＳＳは上昇するが、ＣＴＳは上昇しない傾向がある。そのため、効果の比較としては下記、式（３）の関係を調べることで比較を行った。判定として、ＴＳＳと材料強度の比と、ＣＴＳと材料強度の積を併せ比較することで接合部の評価を行った。（表１中；５９０ＭＰａ級以上：○、５９０ＭＰａ級以下：×）
ＴＳＳ／（材料強度）＋ＣＴＳ×（材料強度）・・・・・・・式（３）
【００２６】
抵抗溶接することで、溶融部の周りに、その熱による影響を受け組織的に変化することが知られている。これにより、母材強度が軟化をすることで接合強度を低下させるため、軟化の有無（表１中；軟化無し：○、軟化あり：×）を、溶融凝固部およびその周辺を断面方向に切断し樹脂埋め後、鏡面研磨しＪＩＳ  Ｚ  ２２４４に準拠し硬さを計測することで確認した。
【００２７】
破断形態は、接合強度の安定性に最も起因する要因と言え、ＪＩＳ  Ｚ  ３１３６に記載されるプラグ破断の形態を取る場合が安定的な強度であると言える。（表１中；プラグ破断：○、界面破断：×）
【００２８】
【表１】
0005182855.tif 000002