(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量比で
Ｃ：０．０００５％〜０．２５％
Ｓｉ：０．０１％〜３．０％
Ｍｎ：０．０１％〜３．０％
Ｐ：０．００２％〜０．２０％
Ｓ：０．００１％〜０．０３％
Ｎ：０．０００２％〜０．０２％
及びＭｏ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｂの１種または２種以上を質量％で、Ｋ／Ｙ≧０．７７、
Ｋ＝｛ＴＳ（ＭＰａ）  −（２８０＋３９０＊Ｃ＋９８＊Ｓｉ＋６５＊Ｍｎ＋８８２＊Ｐ＋２０７＊Ａｌ＋９８０＊Ｔｉ＋２０００＊Ｎｂ＋９８０＊Ｖ＋２００＊Ｍｏ＋３８＊Ｎｉ＋５５＊Ｃｕ＋２２＊Ｃｒ）｝、
Ｙ＝｛３０＊√Ｓｉ＋４０＊√Ｍｎ＋８０＊√Ｍｏ＋４＊√Ｎｉ＋３５＊√Ｎｂ＋４０＊√Ｔｉ＋５５＊√Ｖ＋４０＊√Ｃｒ＋７０＊√Ｐ＋５００＊√Ｂ｝、
の範囲で含有し、
残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、さらに、ミクロ組織のうち、  鉄炭化物、鉄窒化物、鉄炭窒化物の１種または２種以上の合計の割合が１０個／μｍ２  以上含まれる結晶粒、  ベイナイト、  マルテンサイト、の１種または２種以上の合計の割合が、占積率で７％以上である鋼板を、成形前にＡｃ１変態点以下の温度で３０ｓｅｃ以内の熱処理を施し、前記鋼板の引張強度において、強度が５％以上低下した軟質部を形成し、その後に成形することを特徴とする成形性向上熱処理能に優れた加工用薄鋼板のプレス成形方法。
【請求項２】
前記熱処理を局部的に行い、前記軟質部が、鋼板面内で二次元的に１ｍｍ２以上の単位でパターン化されていることを特徴とする請求項１に記載の加工用薄鋼板のプレス成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のボディー等の構造用部品などのように、構造上の強度が必要とされる箇所に適用される薄鋼板であって、部分的な短時間熱処理により成形性が向上する加工用薄鋼板のプレス成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
構造用部品の軽量化、高強度化を図るために、通常、高強度鋼板の成形が試みられる。しかし、高強度鋼板は、降伏応力が高く延性に乏しいためプレス成形性に難があり、成形性を改善する検討が行われている。例えば、プレス前に軟質で、その後の電着塗装時の焼付過程で硬化する焼付硬化鋼板や、成形完了後に、高エネルギー密度のビームの照射を行い、硬化させる方法がある。
【０００３】
焼付硬化鋼板は焼付後の降伏応力を高めるが、変形強度自体は高々５％程度しか上昇せず、強度の絶対量が不足する。
また成形完了後に、高エネルギー密度のビームの照射を行い、硬化させる方法としては、例えば、特開昭６１−９９６２９号公報のように成形後にレーザー照射する方法が開示されている。しかしながら、この場合３次元的に照射するため、処理設備が経済的に高価なものとなる上、鋼の変態による熱歪みによる精度の狂いが非常に大きなものとなる。
【０００４】
そこで、鋼板の状態で強度が必要な部分だけ強化し、成形性が必要なところは軟質にする方法が考えだされた。例えば、特開昭６０−２３８４２４号公報は、鋼板に部分的にレーザー照射して焼入組織にし、硬質部と軟質部を両方存在させ、成形は軟質部で行い、硬質部で強度を持たせる方法が開示されている。しかしながら、硬質化の鋼の変態を利用するため、変態歪みによる鋼板の変形は避けられない。また、変態硬質部と軟質部の硬度差が著しく、変形能に差がありすぎるため、その境界から、破断することが多く、必ずしも成形性の向上を図ることはできなかった。また、特開平９−８７７３７号公報にはアークまたはレーザーを部分的に高張力鋼板に照射して溶融し、鋼板の軟質化を図る方法が開示されている。しかしながら、この方法も鋼を変態させるため、変態歪みの影響を避けることはできない。鋼の変態を利用しない方法としては、例えば、特開平９−１４３５５４号公報が開示されている。鋼板に塑性歪みを加えておき、部分的に８００℃以上の熱処理をすることにより、回復または再結晶をおこさせ、軟質化する方法である。しかしながら、この方法も８００℃以上に加熱するため、鋼板の熱歪みの問題があり、また、塑性歪みを利用するため、硬質部の延性が著しく劣化する欠点があり、必ずしも高強度のプレス成形体を得るための問題解決とはなっていない。
【０００５】
また、テーラードブランク（例えばApplication of Laser-Beam-Welded Sheet Metal, SAE Technical Paper Series, ８９０８５３，１９８９）のように、一枚板に軟質部と硬質部を造り分けるのではなく、レーザー溶接等の手段で、接合し一枚板に仕上げる方法がある。しかしながら、この方法においても接合部が溶接により硬化するのは避けられず、成形上の障害となる。また溶接により接合するため、材料を細かく接合する事は難しい。
【０００６】
このように、高強度の構造用部品を製造するにあたっては、未だ最適な方法が得られていない。そこで、高強度鋼板を、軟鋼板のように容易にプレス成形等の加工成形ができる鋼板のプレス成形方法が強く求められていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、上記のような問題点を解決するべく、薄鋼板からなる各種成形材料、成形性を向上させる熱処理、最適成形法など鋭意研究を行った。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、短時間熱処理に限定すれば、例えば０．１〜７．０mmの薄鋼板で熱伝導を極力押さえ、局所的な熱処理が可能な事を見い出し、また特定の組織、成分をもつ鋼を用いれば、その短時間熱処理の範囲で鋼の材質を著しく変えられる事を見出した。さらに局所的な熱処理を成形時の変形が必要な部分に施すと驚くほど成形性が向上する事を新たに発見した。本発明は、この成形性向上を目的とする短時間熱処理に最適な材料を追求し、成し遂げたものである。その要旨は、
（１）質量比で
Ｃ：０．０００５％〜０．２５％
Ｓｉ：０．０１％〜３．０％
Ｍｎ：０．０１％〜３．０％
Ｐ：０．００２％〜０．２０％
Ｓ：０．００１％〜０．０３％
Ｎ：０．０００２％〜０．０２％
およびＭｏ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｂの１種または２種以上を質量％で、Ｋ／Ｙ≧０．７７、
Ｋ＝｛ＴＳ（ＭＰａ）  −（２８０＋３９０＊Ｃ＋９８＊Ｓｉ＋６５＊Ｍｎ＋８８２＊Ｐ＋２０７＊Ａｌ＋９８０＊Ｔｉ＋２０００＊Ｎｂ＋９８０＊Ｖ＋２００＊Ｍｏ＋３８＊Ｎｉ＋５５＊Ｃｕ＋２２＊Ｃｒ）｝、
Ｙ＝｛３０＊√Ｓｉ＋４０＊√Ｍｎ＋８０＊√Ｍｏ＋４＊√Ｎｉ＋３５＊√Ｎｂ＋４０＊√Ｔｉ＋５５＊√Ｖ＋４０＊√Ｃｒ＋７０＊√Ｐ＋５００＊√Ｂ｝、
の範囲で含有し、
残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、さらに、ミクロ組織のうち、  鉄炭化物、鉄窒化物、鉄炭窒化物の１種または２種以上の合計の割合が１０個／μｍ２  以上含まれる結晶粒、  ベイナイト、  マルテンサイト、の１種または２種以上の合計の割合が、占積率で７％以上である鋼板を、成形前にＡｃ１変態点以下の温度で３０ｓｅｃ以内の熱処理を施し、前記鋼板の引張強度において、強度が５％以上低下した軟質部を形成し、その後に成形することを特徴とする成形性向上熱処理能に優れた加工用薄鋼板のプレス成形方法。
（２）前記熱処理を局部的に行い、前記軟質部が、鋼板面内で二次元的に１ｍｍ２以上の単位でパターン化されていることを特徴とする（１）に記載の加工用薄鋼板のプレス成形方法、
である。
【０００９】
ここで成形性向上熱処理能とは、鋼板のＡｃｌ変態点以下の熱処理温度で３０sec 以内の短時間熱処理により鋼板の引張り強さが変化する能力のことをいう。この熱処理に限定すれば、０．１〜７．０mmの薄鋼板で熱歪みを極力少なく抑える事ができ、また変態歪みも生じ難い。さらに熱伝導も抑えられるので、約１mmの分解能で熱処理を施す事ができる。また、この熱処理により引張り強さが変化する変化量としては、５％以上引張り強さが変化することが、望ましい。この鋼板を用いて局部的に熱処理を行うと鋼板全体の強度はほとんど変化することなく、成形性が著しく向上する。たとえば、変形が必要である部分に局部的に熱処理を行うと、変形が必要である部分の強度が下がり変形が容易に生じ、成形性が向上する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本研究者らは、高強度鋼板の成形性を向上させるＡｃｌ変態点以下の温度で３０sec 以内の局部熱処理で強度が大きく変わる鋼板組織、鋼板成分について鋭意研究を行ったところ、鋼の鉄炭化物、鉄窒化物、および鉄炭窒化物の大きさを制御してやれば、Ａｃｌ変態点以下の温度で３０sec 以内の熱処理で即座に鉄炭化物、鉄窒化物、および鉄炭窒化物を溶解または粗大化し、鋼板の強度を下げられ、これを成形前に実施することにより該鋼板のプレス成形性が向上する事を見出した。
【００１１】
またマルテンサイトも同様な効果がある事を見出した。さらに鋼板の強度の変化量は、鉄炭化物、鉄窒化物、および鉄炭窒化物を微細に含む組織、ベイナイト組織、マルテンサイト組織の割合に影響され、占積率で７％以上の分率がある時、その効果が大きい事を見出した。
さらに、鋼板の強度の低下量が鋼板の化学成分にも大きく依存し、
Ｋ／Ｙ≧０．７７、
Ｋ＝｛ＴＳ(MPa) −（２８０＋３９０＊Ｃ＋９８＊Ｓｉ＋６５＊Ｍｎ＋８８２＊Ｐ＋２０７＊Ａｌ＋９８０＊Ｔｉ＋２０００＊Ｎｂ＋９８０＊Ｖ＋２００＊Ｍｏ＋３８＊Ｎｉ＋５５＊Ｃｕ＋２２＊Ｃｒ）｝、
Ｙ＝｛３０＊√Ｓｉ＋４０＊√Ｍｎ＋８０＊√Ｍｏ＋４＊√Ｎｉ＋３５＊√Ｎｂ＋４０＊√Ｔｉ＋５５＊√Ｖ＋４０＊√Ｃｒ＋７０＊√Ｐ＋５００＊√Ｂ｝、
の範囲に限定する事によって鋼板の強度の低下量を大きくできる事を見出した。
【００１２】
また、該鋼板の製造法についても鋭意研究を行い、最適な製造法を見出した。
以下に本発明を詳細に説明する。
まず、以下に鋼の組織を限定する理由について述べる。
成形性向上熱処理としてＡｃｌ変態点以下の温度で３０sec 以内の局部熱処理を行い、高強度鋼板を部分的に軟化させる。そのため、低温短時間で強度が変わる必要があるので、鋼の中で移動速度の早いＣ，Ｎの拡散現象を利用するのが最も適しており、鉄炭化物または鉄窒化物または鉄炭窒化物および、ベイナイト、マルテンサイトを利用するのが最も有効である。
【００１３】
鉄炭化物、鉄窒化物、鉄炭窒化物の１種または２種以上の合計の割合が１０個／μｍ2 以上含まれる結晶粒があると鋼は析出強度により高強度化する事ができる。一方この鉄炭化物または鉄窒化物または鉄炭窒化物は、短時間熱処理により溶解、粗大化して容易に低強度化する事ができる。
ベイナイトまたはマルテンサイトは鋼を変態強化により高強度化する事ができる。一方ベイナイトまたはマルテンサイトは短時間熱処理により容易に焼き戻されて、粗大な炭化物が析出し、低強度化する事ができる。鋼板を局部的に低強度化するためには、短時間熱処理で強度の変化する組織を占積率で一定割合以上含有する事が必要である。すなわち、鉄炭化物、鉄窒化物、鉄炭窒化物の１種または２種以上の合計の割合が１０個／μｍ2 以上含まれる結晶粒、ベイナイト、マルテンサイト組織が鋼全体の割合の中で一定割合以上ある事が必要である。鉄炭化物または鉄窒化物または鉄炭窒化物が１０個／μｍ2 以上含まれる結晶粒、ベイナイト、マルテンサイト組織は、鋼の他の組織（例えば、微細な鉄窒化物を含まないフェライトやパーライト等）に比べ、強度が高いので鋼板の強度に対する寄与度が大きく、合計の体積割合が、おおむね７％以上あれば、短時間熱処理したときに鋼板の強度を５％以上変化させる事ができる。鉄炭化物、鉄窒化物、鉄炭窒化物の１種または２種以上の合計の割合が１０個／μｍ2 以上含まれる結晶粒、ベイナイト、マルテンサイト組織の強度および短時間熱処理により強度の変化する軟化量は、これらの組織中に含まれる炭素量、窒素量により異なり、炭素量、窒素量が多い場合には、これら組織の体積割合が７％以下のときでも、鋼板の強度は５％以上変化させる事ができる。しかしながら、通常薄鋼板として使用される炭素量（wt％Ｃ≦０．２５）、窒素量（wt％Ｎ≦０．０２）範囲では、鉄炭化物、鉄窒化物、鉄炭窒化物の１種または２種以上の合計の割合が１０個／μｍ2 以上含まれる結晶粒、ベイナイト、マルテンサイト組織が占積率で合計７％以上のとき、鋼板の強度は５％以上変化させる事ができるので、７％を下限とする。
【００１４】
また、鉄炭化物、鉄窒化物、鉄炭窒化物の１種または２種以上の合計の割合が１０個／μｍ2 以上含まれる結晶粒、ベイナイト、マルテンサイト組織の体積割合が増えれば増えるほど、鋼板の強度を変化させることが容易になるので、上限は規定しないが、加工法は劣化していくので、加工部品に応じて体積割合を調整しておく事が望ましい。
【００１５】
ここで言う鉄炭化物とはセメンタイト、ε炭化物、χ炭化物、鉄−炭素コンプレックスなどの鉄炭素化合物、鉄窒化物とはＦｅ4 Ｎ，Ｆｅ16Ｎ2 、鉄−窒素コンプレックスなどの鉄窒素化合物、鉄炭窒化物とは鉄炭化合物や鉄窒化物が混合した形態や、鉄炭化合物の一部のＣがＮに置き換わったもの、鉄窒化物の一部のＮがＣに置き換わったもの等を指す。
【００１６】
図１に鉄炭化物、鉄窒化物、鉄炭窒化物の１種または２種以上の合計の割合が１０個／μｍ2 以上含まれる結晶粒、ベイナイト、マルテンサイト組織の合計の占積率と鋼板強度の低下比の関係を示す。鉄炭化物、鉄窒化物、鉄炭窒化物の１種または２種以上の合計の割合が１０個／μｍ2 以上含まれる結晶粒の割合は、顕微鏡視野内の結晶粒ごとの鉄炭化物または鉄窒化物または鉄炭窒化物の個数を数え、１０個／μｍ2 以上含まれる結晶粒個数および平均結晶粒径を測定する事により占積率を算出した。また、ベイナイト、マルテンサイトの占積率も顕微鏡視野内の個数および平均サイズを測定する事により算出した。強度測定は、ＪＩＳ５号引張試験片を作成し、４００℃で３０秒の熱処理を行った後、室温まで冷却し、その後室温で引張試験を行った。この時の引張試験強度の低下量（ΔＴＳ）を熱処理前のＴＳで割った値を強度低下比として示した。鉄炭化物、鉄窒化物、鉄炭窒化物の１種または２種以上の合計の割合が１０個／μｍ2 以上含まれる結晶粒、ベイナイト、マルテンサイト組織の合計の占積率が７％以上のとき、鋼板強度の低下比が著しいことが分かる。
【００１７】
次に鋼の成分を限定する理由について述べる。
Ｃは、本発明である鉄炭化物、鉄窒化物、鉄炭窒化物の１種または２種以上の合計の割合が１０個／μｍ2 以上含まれる結晶粒、ベイナイト、マルテンサイト組織を得るために、必須の元素である。含有量が多くなると、上記組織を得やすくなるが、溶接性は劣化する。従って０．２５％以下とする。また、０．０００５％未満では、鉄炭化物、鉄窒化物、鉄炭窒化物の１種または２種以上の合計の割合が１０個／μｍ2 以上含まれる結晶粒、ベイナイト、マルテンサイト組織を得るための合金コストが増大し、製造コストが飛躍的に上がり経済的でなくなるので、０．０００５％を下限とする。
【００１８】
Ｓｉは、０．０１０％未満では、熱処理の際、強度を上昇させる効果が少ないので、０．０１０％を下限とする。好ましくは、０．２００％以上である。３．００％を超えると加工性は劣化するので、３．００％を上限とする。
Ｍｎは、強度確保のために使用されるが、０．０１％未満では、製造コストが飛躍的に上がり経済的でなくなるので、０．０１％を下限とし、３．００％を超えると加工性は劣化するので、３．００％を上限とする。
【００１９】
Ｐは、０．００２％未満では、熱処理の際、強度を上昇させる効果が少ないので、０．００２％を下限とする。好ましくは、０．０２％以上である。０．２０％を超えると靱性が著しく悪化して脆化するので、０．２０％を上限とする。
Ｓは、０．００１％未満では製造コストが飛躍的に上がり経済的でなくなるので、０．００１％を下限とし、０．０３％を超えると熱間圧延時に赤熱脆性を起こし、表面で割れる、いわゆる、熱間脆性を起こすため、０．０３％を上限とする。
【００２０】
Ｎは、０．０００２％未満では製造コストが飛躍的に上がり経済的でなくなるので、０．０００２％を下限とし、０．０２％を超えると加工性が劣化してくるので、０．０２％を上限とする。
また、本発明ではＣ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｐ，Ｂを次式の範囲で含有させると効果が著しい。
Ｋ／Ｙ≧０．７７、
Ｋ＝｛ＴＳ(MPa) −（２８０＋３９０＊Ｃ＋９８＊Ｓｉ＋６５＊Ｍｎ＋８８２＊Ｐ＋２０７＊Ａｌ＋９８０＊Ｔｉ＋２０００＊Ｎｂ＋９８０＊Ｖ＋２００＊Ｍｏ＋３８＊Ｎｉ＋５５＊Ｃｕ＋２２＊Ｃｒ）｝、
Ｙ＝｛３０＊√Ｓｉ＋４０＊√Ｍｎ＋８０＊√Ｍｏ＋４＊√Ｎｉ＋３５＊√Ｎｂ＋４０＊√Ｔｉ＋５５＊√Ｖ＋４０＊√Ｃｒ＋７０＊√Ｐ＋５００＊√Ｂ｝、
ＴＳ(MPa）は鋼の引張強度(MPa）である。
【００２１】
本発明鋼板の使用にあたっては、成形性向上熱処理として、Ａｃｌ以下の温度で、かつ３０秒以内の熱処理をされる。
上式のＫ値はＡｃｌ以下の温度で熱処理を行う事から、おもに規定されるものであり、上式のＹ値は３０秒以内の時間内で熱処理を行う事から、おもに規定されるものである。
【００２２】
まず、上式のＫ値について説明する。Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｒは鋼を強化する元素である。これらの元素は、固溶強化、析出強化、変態強化など、様々な硬化メカニズムにより直接的または間接的に作用し、鋼を強化する。本発明ではＡｃｌ変態点以下の温度で熱処理により鋼の強度を軟化させ低強度にする。軟化量は熱処理時間が増加するにつれて増加するが、どんなに長時間熱処理しても鋼が軟化しない強度分があることが判明した。この軟化しない強度分は鋼の成分に大きく依存し、 MPa単位で、（２８０＋３９０＊Ｃ＋９８＊Ｓｉ＋６５＊Ｍｎ＋８８２＊Ｐ＋２０７＊Ａｌ＋９８０＊Ｔｉ＋２０００＊Ｎｂ＋９８０＊Ｖ＋２００＊Ｍｏ＋３８＊Ｎｉ＋５５＊Ｃｕ＋２２＊Ｃｒ）で表せる事が分かった。この軟化しない強度分は、成分によって異なり、単位質量あたり、Ｎｂが最も効果が大きく、ついでＴｉ，Ｐの順となる。この効果の寄与度が、請求項２に示した式の第一項の元素の前に付与された係数である。すなわち、この係数が、Ｃの場合３９０、Ｓｉの場合９８、Ｍｎの場合６５、Ｐの場合８８２、Ａｌの場合２０７、Ｔｉの場合９８０、Ｎｂの場合２０００、Ｖの場合９８０、Ｍｏの場合２００、Ｎｉの場合３８、Ｃｕの場合５５、Ｃｒの場合２２である事が判明した。
【００２３】
従って、Ａｃｌ変態点以下の温度の熱処理で強度が変化しうる鋼の強度分としては
｛ＴＳ(MPa）−（２８０＋３９０＊Ｃ＋９８＊Ｓｉ＋６５＊Ｍｎ＋８８２＊Ｐ＋２０７＊Ａｌ＋９８０＊Ｔｉ＋２０００＊Ｎｂ＋９８０＊Ｖ＋２００＊Ｍｏ＋３８＊Ｎｉ＋５５＊Ｃｕ＋２２＊Ｃｒ）｝
で表され、この値をＫとして定義している。
【００２４】
次に上式のＹ値について説明する。Ｓｉ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｐ，Ｂは鋼の軟化速度に影響を及ぼす元素であり、鉄炭化物、鉄窒化物、鉄炭窒化物の溶解、粗大化やベイナイト組織、マルテンサイト組織の軟化を遅らせる元素である。そのため、これらの元素が一定量以上含まれると短時間熱処理により鋼を軟化させる事ができない。この効果は、鋼の成分、含有量に大きく依存し、
｛３０＊√Ｓｉ＋４０＊√Ｍｎ＋８０＊√Ｍｏ＋４＊√Ｎｉ＋３５＊√Ｎｂ＋４０＊√Ｔｉ＋５５＊√Ｖ＋４０＊√Ｃｒ＋７０＊√Ｐ＋５００＊√Ｂ｝
に比例する事が分かった。この値をＹとして定義している。
【００２５】
この効果代は、成分によって異なり、単位質量あたり、Ｂが最も効果が大きく、ついでＭｏ，Ｐの順となる。この効果の寄与度が、請求項２に示した式の第二項の元素の前に付与された係数である。すなわち、この係数が、Ｓｉの場合３０、Ｍｎの場合４０、Ｍｏの場合８０、Ｎｉの場合４、Ｎｂの場合３５、Ｔｉの場合４０、Ｖの場合５５、Ｃｒの場合４０、Ｐの場合７０、Ｂの場合５００である事が判明した。
【００２６】
また、この効果は、含有元素の濃度の平方根に比例する事が明らかとなった。このメカニズムは明かではないが、これらの元素とＣ，Ｎ、転位、空孔との相互作用により、鉄炭化物、鉄窒化物、鉄炭窒化物の溶解、粗大化を遅らせたり、ベイナイトやマルテンサイトからの炭化物の析出や転位の回復を抑制し、ベイナイトやマルテンサイトの軟化を遅らせる為と本発明者らは考えている。
【００２７】
また、さらに本発明の重要な点は、鋼の組織を限定し、鋼の強度のうち軟化しない強度分と鋼の軟化を遅らせる元素量を上手くバランスさせることにより、成形性向上熱処理にすぐれた鋼板を実現したことである。すなわち、Ｋ値とＹ値の比が０．７７以上となるとき、短時間熱処理で鋼の強度を５％変化させる事に成功した。
【００２８】
この事を式で表現した場合、
Ｋ／Ｙ≧０．７７、
Ｋ＝｛ＴＳ(MPa) −（２８０＋３９０＊Ｃ＋９８＊Ｓｉ＋６５＊Ｍｎ＋８８２＊Ｐ＋２０７＊Ａｌ＋９８０＊Ｔｉ＋２０００＊Ｎｂ＋９８０＊Ｖ＋２００＊Ｍｏ＋３８＊Ｎｉ＋５５＊Ｃｕ＋２２＊Ｃｒ）｝、
Ｙ＝｛３０＊√Ｓｉ＋４０＊√Ｍｎ＋８０＊√Ｍｏ＋４＊√Ｎｉ＋３５＊√Ｎｂ＋４０＊√Ｔｉ＋５５＊√Ｖ＋４０＊√Ｃｒ＋７０＊√Ｐ＋５００＊√Ｂ｝、
の範囲であるとき、成形性向上熱処理に優れた鋼板とする事ができる。図２に上記説明の概念図を示す。
【００２９】
また、種々の濃度の鋼を用い、短時間熱処理を行ったときの鋼板の強度の低下比を図３に示す。
強度測定は、ＪＩＳ５号引張試験片を作成し、４００℃で３０秒の熱処理を行った後、室温まで冷却し、その後室温で引張試験を行った。この時の引張試験強度の低下量（ΔＴＳ）を熱処理前のＴＳで割った値を強度低下比として示した。
【００３０】
図３より、Ｋ／Ｙが０．７７を下回ると、効果が殆ど認められず、０．７７％以上で５％以上の鋼板の強度低下が得られることが分かる。
本発明の成形性向上熱処理能に優れた加工用鋼板とは、上記組織、組成を満たすものならば、熱延鋼板、冷延鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板のいづれでもかまわず、発明の効果を享受できる。
【００３１】
亜鉛めっき鋼板の場合、亜鉛めっき層の劣化を防ぐため、５５０℃以下の温度で成形性向上熱処理を施すことが好ましいが、本発明鋼板を用いれば、十分可能である。
また、板厚も限定されるものではないが、０．４〜６mmで特に有効である。
本発明鋼板をプレス成形するにあたっては、鋼板を部品形状に合わせてブランキングを行い、成形前にプレスで加工の厳しいところに局部的に成形性向上熱処理を施す。熱処理は部分的であるが、鋼板全体の成形性は著しく向上し、複雑な形状の高強度プレス成形体を得る事ができる。
【００３２】
また本発明では成形前でなく、事前に部品に合わせたパターンで成形性向上熱処理を施して鋼板を部分的に軟化させ、鋼板面内に二次元的に１mm2 以上の単位でパターン化された軟質部と硬質部を作ることができる。これが本発明の第三発明である部分軟化した鋼板のプレス成形方法である。このとき、成形性向上のために、軟質部は硬質部に比べ鋼の引張強度で５％以上低強度にすることが好ましい。あらかじめ部品形状にあわせて必要部位を軟質化しておくと、部品形状に鋼板を切り出した後、個別に成形性向上熱処理をする必要がないので、部品の部分熱処理製造工程を減らす事ができ、特殊なプレス製造設備が要らず、通常設備で複雑な形状の高強度プレス成形体を得る事ができる。
【００３３】
図４にパターン例を示す。本発明の部分軟化加工用薄鋼板はこのパターン例に限定されることなく部品形状に合わせたパターン化をする事ができる。
【００３４】
【実施例】
以下に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
表１に示す成分の鋼を溶製し、常法に従い連続鋳造でスラブとした。そして、加熱炉中で１２００℃まで加熱し、８８０℃の仕上げ温度で、熱間圧延を行い、５００℃の温度で巻取り、ついで、酸洗を施し熱延鋼板とした。
【００３５】
更に、６０％の圧下率で冷間圧延を行った後、８３０℃×６０秒の再結晶焼鈍を行い、７００℃まで徐冷し、その後１００℃／sec の冷却速度、２５０℃の温度まで冷却し、１．２mmの冷延鋼板となした。このとき得られた鋼の組織を表１に併記する。また、一部は電気亜鉛めっきを施し、鋼板の表層に亜鉛層を付与した。
【００３６】
得られた冷延鋼板をＪＩＳ５号引張試験片に加工し、機械的特性値（熱処理なし）の評価を行った。また、別途、ＪＩＳ５号引張試験片を作成し、４５０℃×１０sec の熱処理を行い、機械的特性値（熱処理あり）の評価を行った。
また、別途、該鋼板を９０φ〜１２０φの円盤に打ち抜き、２５℃に保たれた５０φの円筒ポンチ、内径５４φのダイスを用い深絞り成形を行った。しわ押さえ圧を変え、深絞り成形が可能な限界絞り比を求めた。一部の円盤はフランジ相当部を短時間熱処理する目的で、４５０℃に加熱された内径６０φのダイスで円盤の周辺部を挟み込んで軟質化し、図５に示すような局部的に材料強度の変化した円盤を作成した。その後、熱処理無しの円盤と同様に、２５℃に保たれた５０φの円筒ポンチ、内径５４φのダイスを用い深絞り成形を行った。
【００３７】
以上の結果を表１に併記する。
表１から明らかなように、本発明鋼板を用いれば、短時間熱処理で材料強度を５％以上軟質にする事ができ、成形性向上熱処理を行ったとき、成形性を向上させる事ができる。
【００３８】
【表１】
0004427110.tif 000002
【００３９】
【表２】
0004427110.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【図１】鉄炭化物、鉄窒化物、鉄炭窒化物の１種または２種以上の合計の割合が１０個／μｍ2 以上含まれる結晶粒、ベイナイト、マルテンサイトの合計の体積分率と鋼板強度の低下比（ΔＴＳ／ＴＳ）の関係を説明する概念図である。
【図２】鋼板強度、Ｋ値、Ｙ値、熱処理により可能な強度の低下量の関係を説明する概念図である。
【図３】Ｋ値、Ｙ値の比（Ｋ／Ｙ）と４００℃×３０sec の熱処理による鋼板の強度低下比（ΔＴＳ／ＴＳ）を示す図である。
【図４】部分軟化鋼板の軟質部硬質部のパターン例を示す図である。
【図５】円盤状鋼板を局部加熱する装置と局部加熱された円盤を示す図である。
【符号の説明】
１…部分軟化鋼板
２…ブランク（切り板）
３…プレス部品
４…側面から見た４５０℃に加熱したダイス
５…側面から見た円盤状の鋼板
６…上から見た円盤の未加熱部
７…上から見た円盤の加熱部
Ａ…軟質部
Ｂ…硬質部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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