(57)【要約】【課題】本発明は、高引張強度、高伸び率及び高抗張積を示す鋼板の製造方法を提供する。【解決手段】本発明は、高強度高延性鋼板の製造方法に関する。当該方法は、（ａ）３〜８ｗｔ％のマンガン、２〜４ｗｔ％のアルミニウム、０．１〜２ｗｔ％のケイ素、０．３〜０．８ｗｔ％の炭素、及び残余鉄と不可避的不純物、の組成を含む、合金鋼板を提供する工程と、（ｂ）前記合金鋼板の顕微鏡組織がオーステナイト、ベイナイト、及びマルテンサイトを有するように、該合金鋼板に対して熱間圧延を行う工程と、（ｃ）前記合金鋼板のベイナイト、マルテンサイト組織がフェライト、オーステナイト組織に分解されるように、熱間圧延を施した前記合金鋼板に対して、焼なまし処理を行う工程と、（ｄ）焼なましを施した前記合金鋼板に対して、冷間圧延を行う工程と、（ｅ）５０〜７０％の残留オーステナイト相を有する高強度高延性鋼板が製造されるように、冷間圧延を施した前記合金鋼板に対して、焼なまし処理を行う工程と、を含む。【選択図】図２
2016141888.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）３〜８ｗｔ％のマンガン、２〜４ｗｔ％のアルミニウム、０．１〜２ｗｔ％のケイ素、０．３〜０．８ｗｔ％の炭素、及び残余鉄と不可避的不純物、の組成を含む、合金鋼板を提供する工程と、
（ｂ）前記合金鋼板の顕微鏡組織がオーステナイト、ベイナイト、及びマルテンサイトを有するように、該合金鋼板に対して熱間圧延を行う工程と、
（ｃ）前記合金鋼板のベイナイト、マルテンサイト組織がフェライト、オーステナイト組織に分解されるように、熱間圧延を施した前記合金鋼板に対して、焼なまし処理を行う工程と、
（ｄ）焼なましを施した前記合金鋼板に対して、冷間圧延を行う工程と、
（ｅ）５０〜７０％の残留オーステナイト相を有する高強度高延性鋼板が製造されるように、冷間圧延を施した前記合金鋼板に対して、焼なまし処理を行う工程と、を含む、高強度高延性鋼板の製造方法。
【請求項２】
前記工程（ｂ）において、熱間圧延仕上げ温度が８５０℃以上である、請求項１に記載の高強度高延性鋼板の製造方法。
【請求項３】
前記工程（ｃ）において、焼鈍温度が６５０℃〜７５０℃である、請求項１に記載の高強度高延性鋼板の製造方法。
【請求項４】
前記工程（ｃ）において、焼鈍時間が３０〜１２０分である、請求項１に記載の高強度高延性鋼板の製造方法。
【請求項５】
前記工程（ｄ）において、冷間圧延率が２５〜５０％である、請求項１に記載の高強度高延性鋼板の製造方法。
【請求項６】
前記工程（ｅ）において、焼鈍温度が６５０℃〜７５０℃である、請求項１に記載の高強度高延性鋼板の製造方法。
【請求項７】
前記工程（ｅ）において、焼鈍時間が３０〜１２０分である、請求項１に記載の高強度高延性鋼板の製造方法。
【請求項８】
前記工程（ｅ）の高強度高延性鋼板の引張強度（ＴＳ）と伸び率（Ｅｌ）が、以下の関係式を充足する、
【数１】
2016141888.tif 000006
【数２】
2016141888.tif 000007
式中、Ｍはマンガンの含有量（ｗｔ％）で、ＣＲ％は冷間圧延率で、Ｔは焼鈍温度（℃）で、ｔは焼鈍時間（分）である、請求項１に記載の高強度高延性鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板の製造方法に関し、特に高強度高延性鋼板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の省エネルギー低炭素化に対する要望に応じて、自動車工業では燃料消費を低減することでエネルギーの節約と炭排出量の削減の目的に達するよう、車体の軽量化に向けて力を入れている。
【０００３】
車体の軽量化を図る有効な手段として車体用鋼板を薄肉化することが知られているが、鋼板の厚さを薄くする一方で、車体の安全性も確保しなければならず、したがって、自動車用鋼板の強度と延性を更に一層高める必要がある。
【０００４】
過去数年、鉄鋼業は発展して所謂第一世代（1st generation）及び第二世代（2nd generation）自動車用高強度鋼（advanced high strength steel：AHSS）が出てきた。第一世代の自動車用高張度鋼は、主に変態誘起塑性鋼（TRIP steels）をいい、その引張強度は大体６００〜１０００ＭＰａの間で、伸び率は２０〜４０％の間で、抗張積（つまり引張強度と伸び率の積）は２０ＧＰａ％より小さい。変態誘起塑性鋼の引張強度と伸び率が自動車工業界の求める値より低く、そのため第二世代の自動車用高強度鋼の開発に取り組んだのである。
【０００５】
第二世代の自動車用高強度鋼は、主に双晶誘起塑性鋼（TWIP steels）をいい、高マンガン合金鋼に属し、そのマンガンの含有量は大体２０〜３０ｗｔ％の間である。双晶誘起塑性鋼は極めて優れた強度を有し、その引張強度が大体６００〜１１００ＭＰａの間で、６０〜９５％の間の伸び率を保つことができるため、抗張積が６０ＧＰａ％までに達し得る。双晶誘起塑性鋼は既に１０年近く発展しているが、依然として自動車工業界に受け入れられておらず、その主な理由は、必要なマンガンの含有量が非常に高く、商業コストを鑑みると見合わないということである。
【０００６】
以上のように、第一世代の自動車用高強度鋼は抗張積が低すぎて、自動車用鋼板に対して求められる特性を充足することができず、また第二世代の自動車用高強度鋼はマンガン合金の用量が高すぎて、商業の要求を満たすことができない。したがって、自動車工業界は既に第三世代の自動車用高強度鋼へ転じてその開発に取り組んでいる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１を参照すると、図１は第三世代自動車用高強度鋼の特性の目標値領域が位置される範囲を表す図を示す。図１に示されたように、第三世代の自動車用高強度鋼の抗張積は大体３０〜５０ＧＰａ％の範囲にある。
【０００８】
しかしながら、自動車工業界において、第三世代の自動車用高強度鋼の製造方法は未だ開発段階に留まっている。したがって、第三世代の自動車用高強度鋼に対して求める特性を充足できる、又はそれより優れた鋼板を製造することができるように、革新的で進歩性を備えた高強度高延性鋼板の製造方法を提供することが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、（ａ）３〜８ｗｔ％のマンガン、２〜４ｗｔ％のアルミニウム、０．１〜２ｗｔ％のケイ素、０．３〜０．８ｗｔ％の炭素、及び残余鉄と不可避的不純物、の組成を含む、合金鋼板を提供する工程と、（ｂ）前記合金鋼板の顕微鏡組織がオーステナイト、ベイナイト、及びマルテンサイトを有するように、該合金鋼板に対して熱間圧延を行う工程と、（ｃ）前記合金鋼板のベイナイトとマルテンサイト組織がフェライトとオーステナイト組織に分解されるように、熱間圧延を施した前記合金鋼板に対して、焼なまし処理を行う工程と、（ｄ）焼なましを施した前記合金鋼板に対して、冷間圧延を行う工程と、（ｅ）５０〜７０％の残留オーステナイト相を有する高強度高延性鋼板が製造されるように、冷間圧延を施した前記合金鋼板に対して、焼なまし処理を行う工程と、を含む、高強度高延性鋼板の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、鋼板合金設計、圧延制御及び焼なまし処理を利用して、引張強度が１１０８ＭＰａで、伸び率が６２％で、抗張積が６９ＧＰａ％である高強度高延性鋼板を製造することができ、且つ鋼板の特性が第三世代の自動車用高強度鋼に求められる特性より遥かに優れている。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第三世代自動車用高強度鋼の特性の目標値領域が位置される範囲を表す図を示す。
【図２】本発明の高強度高延性鋼板の製造方法のフローチャートを示す。
【図３】実施例５の鋼板の引張強度‐伸び率のグラフ図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の技術的構成をより明確に理解して、明細書の内容に従って実施することができるようにするために、且つ本発明の上述した目的、特徴及び利点をより明確で容易に理解することができるようにするために、以下に好ましい実施例を意図的に挙げて、図面を参照しながら、次のように詳細に説明する。
【００１３】
図２は本発明の高強度高延性鋼板の製造方法のフローチャート図を示す。図２の工程Ｓ２１を参照すると、３〜８ｗｔ％のマンガン、２〜４ｗｔ％のアルミニウム、０．１〜２ｗｔ％のケイ素、０．３〜０．８ｗｔ％の炭素、及び残余鉄と不可避的不純物、の組成を含む、合金鋼板を提供する。
【００１４】
工程Ｓ２２を参照すると、合金鋼板の顕微鏡組織がオーステナイト、ベイナイト、及びマルテンサイトを有するように、該合金鋼板に対して熱間圧延を行う。熱間圧延仕上げ温度は８５０℃以上であることが好ましい。
【００１５】
工程２３を参照すると、合金鋼板のベイナイト、マルテンサイト組織がフェライト、オーステナイト組織に分解されるように、熱間圧延を施した前記合金鋼板に対して、焼なまし処理を行う。焼鈍温度は６５０℃〜７５０℃で、焼鈍時間は３０〜１２０分であることが好ましい。
【００１６】
本実施例において、焼なまし処理を行うことにより、前記合金鋼板がほぼ等軸の超微細結晶フェライトを備えることができ、それは鋼板の均一の変形及び引張強度の向上に貢献する。
【００１７】
工程２４を参照すると、焼なましを施した前記合金鋼板に対して、冷間圧延を行う。冷間圧延率は２５〜５０％であることが好ましい。
【００１８】
工程２５を参照すると、５０〜７０％の残留オーステナイト相を有する高強度高延性鋼板が製造されるように、冷間圧延を施した前記合金鋼板に対して、焼なまし処理を行う。焼鈍温度は６５０℃〜７５０℃で、焼鈍時間は３０〜１２０分であることが好ましい。一方、前記高強度高延性鋼板の引張強度（ＴＳ）と伸び率（Ｅｌ）は以下の関係式を充足する。
【００１９】
【数１】
2016141888.tif 000003
【数２】
2016141888.tif 000004
式中、Ｍはマンガンの含有量（ｗｔ％）で、ＣＲ％は冷間圧延率で、Ｔは焼鈍温度（℃）で、ｔは焼鈍時間（分）である。
【００２０】
ここで以下の実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明がこれらの実施例に示された内容に限定されるわけではない。
【００２１】
表１を参照すると、表１は実施例１〜５及び比較例１〜２の鋼板の実験結果を示す。比較例１〜２の冷間圧延率が０％で、焼鈍温度が７００℃で、焼鈍時間がそれぞれ３０分と６０分である。実施例１〜３の冷間圧延率は２５％で、焼鈍時間は３０分で、焼鈍温度はそれぞれ６５０℃、７００℃及び７３０℃である。実施例４〜５の冷間圧延率は５０％で、焼鈍時間は３０分で、焼鈍温度はそれぞれ６７５℃と７００℃である。
【００２２】
【表１】
2016141888.tif 000005
【００２３】
表１の結果は、比較例１〜２の引張強度（ＴＳ）がいずれも１０００ＭＰａ未満であるが、実施例１〜５の引張強度（ＴＳ）はいずれも１０００ＭＰａを超えることを示す。
【００２４】
図３を参照すると、図３は実施例５の鋼板の引張強度‐伸び率のグラフ図を示す。図３及び表１の結果は、実施例５の鋼板の伸び率（Ｅｌ）が６２％に達し、且つその抗張積も６９ＧＰａ％に達することを示し、第三世代の自動車用高強度鋼に求められる特性より遥かに優れていることを示す。
【００２５】
以上の実験結果は、本発明は鋼板合金設計、圧延制御及び焼なまし処理を利用して、高引張強度、高伸び率及び高抗張積の鋼板を実際に製造することができることを証明する。
【００２６】
上述の実施例は単に本発明の原理及びその効果を説明するためのもので、本発明を限定するものではなく、したがって当業者が上述の実施例に対して行う修正及び変更は本発明の構想から逸脱するものではない。本発明の権利の範囲は後述する特許請求の範囲に記載されたとおりである。
【符号の説明】
【００２７】
Ｓ２１〜Ｓ２５  工程
【図１】
2016141888.tif 000008
【図２】
2016141888.tif 000009
【図３】
2016141888.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成28年3月22日(2016.3.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）３〜８ｗｔ％のマンガン、２〜４ｗｔ％のアルミニウム、０．１〜２ｗｔ％のケイ素、０．３〜０．８ｗｔ％の炭素、及び残余鉄と不可避的不純物、の組成を有する、合金鋼を提供する工程と、
（ｂ）前記合金鋼の顕微鏡組織がオーステナイト、ベイナイト、及びマルテンサイトを有するように、該合金鋼に対して熱間圧延を行う工程と、
（ｃ）前記合金鋼のベイナイト、マルテンサイト組織がフェライト、オーステナイト組織に分解されるように、熱間圧延を施した前記合金鋼に対して、焼なまし処理を行う工程と、
（ｄ）焼なましを施した前記合金鋼に対して、冷間圧延を行う工程と、
（ｅ）５０〜７０％の残留オーステナイト相を有する高強度高延性鋼板が製造されるように、冷間圧延を施した前記合金鋼に対して、焼なまし処理を行う工程と、を含む、高強度高延性鋼板の製造方法。
【請求項２】
前記工程（ｂ）において、熱間圧延仕上げ温度が８５０℃以上である、請求項１に記載の高強度高延性鋼板の製造方法。
【請求項３】
前記工程（ｃ）において、焼鈍温度が６５０℃〜７５０℃である、請求項１に記載の高強度高延性鋼板の製造方法。
【請求項４】
前記工程（ｃ）において、焼鈍時間が３０〜１２０分である、請求項１に記載の高強度高延性鋼板の製造方法。
【請求項５】
前記工程（ｄ）において、冷間圧延率が２５〜５０％である、請求項１に記載の高強度高延性鋼板の製造方法。
【請求項６】
前記工程（ｅ）において、焼鈍温度が６５０℃〜７５０℃である、請求項１に記載の高強度高延性鋼板の製造方法。
【請求項７】
前記工程（ｅ）において、焼鈍時間が３０〜１２０分である、請求項１に記載の高強度高延性鋼板の製造方法。
【請求項８】
前記工程（ｅ）の高強度高延性鋼板の引張強度（ＴＳ）と伸び率（Ｅｌ）が、以下の関係式を充足する、
【数１】
2016141888.tif 000011
【数２】
2016141888.tif 000012
式中、Ｍはマンガンの含有量（ｗｔ％）で、ＣＲ％は冷間圧延率で、Ｔは焼鈍温度（℃）で、ｔは焼鈍時間（分）である、請求項１に記載の高強度高延性鋼板の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明は、（ａ）３〜８ｗｔ％のマンガン、２〜４ｗｔ％のアルミニウム、０．１〜２ｗｔ％のケイ素、０．３〜０．８ｗｔ％の炭素、及び残余鉄と不可避的不純物、の組成を有する、合金鋼を提供する工程と、（ｂ）前記合金鋼の顕微鏡組織がオーステナイト、ベイナイト、及びマルテンサイトを有するように、該合金鋼に対して熱間圧延を行う工程と、（ｃ）前記合金鋼のベイナイトとマルテンサイト組織がフェライトとオーステナイト組織に分解されるように、熱間圧延を施した前記合金鋼に対して、焼なまし処理を行う工程と、（ｄ）焼なましを施した前記合金鋼に対して、冷間圧延を行う工程と、（ｅ）５０〜７０％の残留オーステナイト相を有する高強度高延性鋼板が製造されるように、冷間圧延を施した前記合金鋼に対して、焼なまし処理を行う工程と、を含む、高強度高延性鋼板の製造方法を提供する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
図２は本発明の高強度高延性鋼板の製造方法のフローチャート図を示す。図２の工程Ｓ２１を参照すると、３〜８ｗｔ％のマンガン、２〜４ｗｔ％のアルミニウム、０．１〜２ｗｔ％のケイ素、０．３〜０．８ｗｔ％の炭素、及び残余鉄と不可避的不純物、の組成を有する、合金鋼を提供する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
工程Ｓ２２を参照すると、合金鋼の顕微鏡組織がオーステナイト、ベイナイト、及びマルテンサイトを有するように、該合金鋼に対して熱間圧延を行う。熱間圧延仕上げ温度は８５０℃以上であることが好ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
工程２３を参照すると、合金鋼のベイナイト、マルテンサイト組織がフェライト、オーステナイト組織に分解されるように、熱間圧延を施した前記合金鋼に対して、焼なまし処理を行う。焼鈍温度は６５０℃〜７５０℃で、焼鈍時間は３０〜１２０分であることが好ましい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本実施例において、焼なまし処理を行うことにより、前記合金鋼がほぼ等軸の超微細結晶フェライトを備えることができ、それは鋼板の均一の変形及び引張強度の向上に貢献する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
工程２４を参照すると、焼なましを施した前記合金鋼に対して、冷間圧延を行う。冷間圧延率は２５〜５０％であることが好ましい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
工程２５を参照すると、５０〜７０％の残留オーステナイト相を有する高強度高延性鋼板が製造されるように、冷間圧延を施した前記合金鋼に対して、焼なまし処理を行う。焼鈍温度は６５０℃〜７５０℃で、焼鈍時間は３０〜１２０分であることが好ましい。一方、前記高強度高延性鋼板の引張強度（ＴＳ）と伸び率（Ｅｌ）は以下の関係式を充足する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2016141888.tif 000013