(57)【要約】【課題】  耐水素脆化特性および強度−延性バランスにすぐれた複層鋼を提供する。【解決手段】安定オーステナイト鋼からなる第１の層と、マルテンサイト組織主体の引張強さＴＳ２が１２００ＭＰａ超の第２の層を互いに積層し、第１の層を表層として３層以上を積層一体化した複層鋼であって、複層鋼全体としての引張強さが１０００ＭＰａ以上、引張強さと全伸びの積が２００００ＭＰａ・％以上である耐水素脆化特性および強度−延性バランスにすぐれた複層鋼。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
安定オーステナイト鋼からなる第１の層と、マルテンサイト組織が最大の体積分率を占める引張強さＴＳ２が１２００ＭＰａ超の鋼からなる第２の層を互いに積層し、さらに、上記第１の層を表層として合計３層以上を積層一体化してなり、複層鋼全体としての引張強さが１０００ＭＰａ以上、引張強さと全伸びの積が２００００ＭＰａ・％以上であることを特徴とする耐水素脆化特性に優れる複層鋼。
【請求項２】
第１の層が、質量％で、
Ｃ：０．０００１〜０．１０％、
Ｓｉ：０．０１〜２．０％、
Ｍｎ：０．０１〜１０．０％、
Ｃｒ：１５．０〜３０．０％、
Ｎｉ：６．０〜２０．０％、
Ｎ：０．００１〜０．３％
を含有し、下記（式１）で求められるＭｄ３０が０℃以下であり、残部鉄及び不可避的不純物からなる安定オーステナイト鋼であり、
第２の層が、質量％で、
Ｃ：０．１２〜０．４％、
Ｓｉ：０．０５〜３．０％、
Ｍｎ：０．０５〜３．０％
を含有し、残部鉄及び不可避的不純物からなる鋼であることを特徴とする請求項１に記載の耐水素脆化特性に優れる複層鋼。
Ｍｄ３０＝４１３−４６２（Ｃ＋Ｎ）−９．２Ｓｉ−８．１Ｍｎ−１３．７Ｃｒ−９．５Ｎｉ  ・・・  （式１）
ここで、Ｃ、Ｎ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉは各元素の含有量［質量％］である。
【請求項３】
第１の層が、質量％で、
Ｎｂ：０．００１〜０．１％、
Ｔｉ：０．００１〜０．１％、
Ｖ：０．００１〜０．５％、
Ｍｏ：０．０１〜３．０％、
Ｃｕ：０．０１〜１．０％
の１種または２種以上をさらに含有し、下記（式２）で求められるＭｄ３０が０℃以下であり、残部鉄及び不可避的不純物からなる安定オーステナイト鋼であることを特徴とする請求項２記載の耐水素脆化特性に優れる複層鋼。
Ｍｄ３０＝４１３−４６２（Ｃ＋Ｎ）−９．２Ｓｉ−８．１Ｍｎ−１３．７Ｃｒ−９．５Ｎｉ−１８．５Ｍｏ  ・・・  （式２）
ここで、Ｃ、Ｎ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏは各元素の含有量［質量％］である。
【請求項４】
第２の層が、質量％で、
Ｎｂ：０．００１〜０．１％、
Ｔｉ：０．００１〜０．１％、
Ｖ：０．００１〜０．５％、
Ｃｒ：０．００１〜２．０％、
Ｎｉ：０．００１〜２．５％、
Ｍｏ：０．０１〜１．０％、
Ｃｕ：０．０１〜１．０％
の１種又は２種以上をさらに含有する鋼であることを特徴とする請求項２または３記載の耐水素脆化特性に優れる複層鋼。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐水素脆化特性および強度−延性バランスにすぐれた複層鋼に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車用材料には、省エネ化、高性能化、環境対策等の観点から軽量化が求められており、その主たる方策として、比重の小さい非鉄材料の利用による軽量化あるいは自動車用鋼材の高強度化による薄肉軽量化等の研究開発が行われている。
しかし、鋼材の代わりに比重の小さい非鉄材料、例えば、Ａｌ合金やＭｇ合金などの合金、を用いると、鋼材に比して、強度や剛性等の機械的特性が十分でないため、鋼材と同等の機械的特性を得るためには、板厚を大にしなければならず、また、断面形状を複雑にしなければならないため、成形性の低下、異材接合における脆化、腐食などの問題も発生し、期待に応えられるほどに十分な軽量化効果を得ることができなかった。
一方、自動車用鋼材を高強度化することにより薄肉化を図った場合には、鋼を高強度化することに付随して派生する、諸特性（延性、靭性、剛性、加工性、脆化特性、耐腐食性、耐環境性等）の低下という問題点を解消することが必要とされるが、特に、高強度化と高延性化は一般的に相反する特性であるため、高強度を有すると同時に高延性を備える所謂強度−延性バランスにすぐれた鋼材が強く求められてきた。
【０００３】
そのための一つの方策として、特性の異なる複数の材料の複層化による材料の強度−延性バランスの改善が試みられている。本発明者らの一部は、鋼と他の材料との複層化材料として、組織、機械的特性の異なる鋼（炭素鋼、合金鋼、ステンレス鋼、高マンガン鋼等）を層状に複数層重ねあわせて圧延し、必要に応じ熱処理することにより、強度および延性をともに向上させた複層鋼を提案した（例えば、特許文献１）。
また、例えば、高炭素鋼と黄銅を、複数層重ねあわせて圧接、圧延して得た複層材料においても、高強度、高延性を示す複層材料が得られること（例えば、非特許文献１）が知られている。
【特許文献１】特願２００６−２０５２８３号
【非特許文献１】「ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ  ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ  Ａ」Ｖｏｌ．２４Ａ，Ｊｕｌｙ１９９３，ｐ．１６４７−１６５３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１記載の従来技術（以下、従来技術１という）においては、鋼材の組み合わせ、積層層数、積層プロセスを工夫することにより、高強度・高延性の複層鋼が得られることが示されており、例えば、第１の層としてオーステナイト系ステンレス鋼を、また、第２の層としてマルテンサイト系ステンレス鋼を用い、第１の層と第２の層を合計で１１層積層し、温間圧延および熱処理を行うことにより、強度（引張強さＴＳ）が１２２０ＭＰａ、延性（伸びＥＬ）が２５％の複層鋼が得られることが示され、さらに、第１の層として高マンガン鋼を、また、第２の層として炭素鋼を用い、第１の層と第２の層を合計で１１層積層し、熱間圧延および熱処理を行うことにより、強度（引張強さＴＳ）が１１５０ＭＰａ、延性（延びＥＬ）が３４％の複層鋼が得られることが示されている。
しかし、上記従来技術１においては、腐食環境で使用される場合を想定しておらず、特に複層鋼中に水素が侵入するような場合には、マルテンサイト組織が最大の体積分率を占める第２の層の引張強さが１２００ＭＰａを超えると、水素脆化が生じる可能性がある。
【０００５】
一方、上記非特許文献１記載の従来技術（以下、従来技術２という）においては、高炭素鋼と黄銅との組み合わせからなる複層材料として、確かに、強度（７００ＭＰａ程度）および延性（６０％）の高い材料が得られているが、自動車用材料として要求される特性を満足するものであるか否かを考えた場合には、延性は十分であったとしても、７００ＭＰａ程度の引張強さでは、強度特性が極めて不十分であるといわざるを得ず、これを自動車用材料として用いることは非常に難しい。
したがって、腐食環境下でも、強度−延性バランスにすぐれた複層鋼、特に、マルテンサイト組織が最大の体積分率を占める第２の層の引張強さを１２００ＭＰａ超としても、環境から水素の侵入による脆化を生じない複層鋼の開発が強く望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の複層鋼は、上記の要請に応えるべく開発されたものであって、
「（１）  安定オーステナイト鋼からなる第１の層と、マルテンサイト組織が最大の体積分率を占める引張強さＴＳ２が１２００ＭＰａ超の鋼からなる第２の層を互いに積層し、さらに、上記第１の層を表層として合計３層以上を積層一体化してなり、複層鋼全体としての引張強さが１０００ＭＰａ以上、引張強さと全伸びの積が２００００ＭＰａ・％以上であることを特徴とする耐水素脆化特性に優れる複層鋼。
（２）  第１の層が、質量％で、
Ｃ：０．０００１〜０．１０％、
Ｓｉ：０．０１〜２．０％、
Ｍｎ：０．０１〜１０．０％、
Ｃｒ：１５．０〜３０．０％、
Ｎｉ：６．０〜２０．０％、
Ｎ：０．００１〜０．３％
を含有し、下記（式１）で求められるＭｄ３０が０℃以下であり、残部鉄及び不可避的不純物からなる安定オーステナイト鋼であり、
第２の層が、質量％で、
Ｃ：０．１２〜０．４％、
Ｓｉ：０．０５〜３．０％、
Ｍｎ：０．０５〜３．０％
を含有し、残部鉄及び不可避的不純物からなる鋼であることを特徴とする前記（１）に記載の耐水素脆化特性に優れる複層鋼。
Ｍｄ３０＝４１３−４６２（Ｃ＋Ｎ）−９．２Ｓｉ−８．１Ｍｎ−１３．７Ｃｒ−９．５Ｎｉ  ・・・  （式１）
ここで、Ｃ、Ｎ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉは各元素の含有量［質量％］である。
（３）  第１の層が、質量％で、
Ｎｂ：０．００１〜０．１％、
Ｔｉ：０．００１〜０．１％、
Ｖ：０．００１〜０．５％、
Ｍｏ：０．０１〜３．０％、
Ｃｕ：０．０１〜１．０％、
の１種または２種以上をさらに含有し、下記（式２）で求められるＭｄ３０が０℃以下であり、残部鉄及び不可避的不純物からなる安定オーステナイト鋼であることを特徴とする前記（２）記載の耐水素脆化特性に優れる複層鋼。
Ｍｄ３０＝４１３−４６２（Ｃ＋Ｎ）−９．２Ｓｉ−８．１Ｍｎ−１３．７Ｃｒ−９．５Ｎｉ−１８．５Ｍｏ  ・・・  （式２）
ここで、Ｃ、Ｎ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏは各元素の含有量［質量％］である。
（４）  第２の層が、質量％で、
Ｎｂ：０．００１〜０．１％、
Ｔｉ：０．００１〜０．１％、
Ｖ：０．００１〜０．５％、
Ｃｒ：０．００１〜２．０％、
Ｎｉ：０．００１〜２．５％、
Ｍｏ：０．０１〜１．０％、
Ｃｕ：０．０１〜１．０％
の１種又は２種以上をさらに含有する鋼であることを特徴とする前記（２）または（３）記載の耐水素脆化特性に優れる複層鋼。」
を特徴とするものである。
【０００７】
以下、本発明について詳細に説明する。
【０００８】
本発明の複層鋼は、第１の層が安定化オーステナイト鋼（以下、「γ鋼」で示す）であり、第２の層がマルテンサイト組織が最大の体積分率を占める鋼（以下、「Ｍａｒ鋼」で示す）からなり、第１の層を表層として、第１の層と第２の層が、合計で３層以上積層一体化された構造として構成されている。
複層鋼全体としての高強度化、高延性化を図るためには、Ｍａｒ鋼が高い引張強さを有することが必要とされ、複層鋼全体としての強度をさらに向上させるために、Ｍａｒ鋼が１２００ＭＰａ超の引張強さを備えることを必須とした。
【０００９】
さらに、複層鋼全体としての耐水素脆化特性の向上を図るには、第１の層の構成材料は、安定オーステナイト鋼でなければならない。これは、オーステナイトが面心立方晶であり、格子間に水素が侵入しやすく、体心立方晶であるフェライトや体心正方晶であるマルテンサイトに比べて、多くの水素が固溶するためである。これにより、安定オーステナイト鋼中に水素を保持し、第２の層への水素の侵入を抑制することができる。さらに、変形しても表層にマルテンサイトが生成することがないため、水素が侵入しやすい環境で使用した際に、優れた耐水素脆化特性が発現される。
これに対して、ＳＵＳ３０４のような準安定オーステナイト鋼は、例えば、引張変形を加えると歪誘起マルテンサイト変態が生じ、これにより高い延性を示すものの、水素が固溶した状態で変形させると、生成したマルテンサイトが脆化し、耐水素脆化特性が劣化する。そのため、本発明複層鋼は、歪誘起マルテンサイト変態を生じない安定オーステナイト鋼を表層としており、成形加工後に水素が侵入しやすい環境で使用しても、良好な耐水素脆化特性が得られる。
【００１０】
なお、Ｍａｒ鋼の引張強さが１２００ＭＰａ以下になると、水素脆化は問題にはならない。すなわち、第２の層を構成するＭａｒ鋼の引張強さを１２００ＭＰａ以下に抑えれば、腐食環境で使用しても複層鋼に水素脆性が生じることはない。しかし、第２の層の引張強さの上限を制限することは、複層鋼の高強度化を阻害する要因となるので、本発明の複層鋼は、上述のように、第２の層を構成するＭａｒ鋼の引張強さを１２００ＭＰａ超としている。
【００１１】
そして、前記複層鋼は、例えば、以下の製造法によって製造することができる。
まず、強度ＴＳ２が１２００ＭＰａ超のＭａｒ鋼からなる第２の層を、変形によって歪誘起マルテンサイト変態を生じない安定オーステナイト鋼（γ鋼）からなる第１の層で挟み、その上に、上記第２の層を積層し、この上に更に上記第１の層を積層し、このような積層工程を順次繰り返し、合計層数Ｎ層（但し、Ｎ≧３）であって、かつ、表層が、上記第１の層（γ鋼）からなる積層体を形成する。
その後、上記積層体に対して熱間圧延、温間圧延、冷間圧延等の圧延を行うことにより、積層体を一体化し複層鋼を得る。圧延温度、圧下率等の圧延条件については、上記積層体を圧延で一体化できる条件であれば良く、特に限定されるものではないが、各層間の密着強度を強固なものにするという点からは、熱間圧延温度は６００〜１１５０℃、圧下率（圧延前の層の厚さに対する圧延後の層の厚さの減少率）は４０〜６０％とすることが望ましい。圧延後は、第２の層の金属組織がオーステナイトになる温度以上に加熱し、水冷（焼入れ）することが好ましい。
【００１２】
本発明の複層鋼の第１の層を構成するγ鋼としては、変形時に歪誘起マルテンサイト変態を生じない安定オーステナイト鋼、例えば、３１６系（１８Ｃｒ−１２Ｎｉ−２〜２．５Ｍｏ）、３１７系（１８〜２５Ｃｒ−１２〜２５Ｎｉ−１〜６Ｍｏ）、３０９系（２２Ｃｒ−１２Ｎｉ）、３１０系（２５Ｃｒ−２０Ｎｉ）の安定オーステナイト系ステンレス鋼を用いることが必要である。
具体的には、Ｃ：０．０００１〜０．１０％、Ｓｉ：０．０１〜２．０％、Ｍｎ：０．０１〜１０．０％、Ｃｒ：１５．０〜３０．０％、Ｎｉ：６．０〜２０．０％、Ｎ：０．００１〜０．３％（いずれも質量%）を含有し、下記（式１）で求められるＭｄ３０が０℃以下であり、残部鉄及び不可避的不純物からなる成分組成を有する安定オーステナイト鋼である。
Ｍｄ３０＝４１３−４６２（Ｃ＋Ｎ）−９．２Ｓｉ−８．１Ｍｎ−１３．７Ｃｒ−９．５Ｎｉ  ・・・  （式１）
ここで、Ｃ、Ｎ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉは各元素の含有量［質量％］である。
【００１３】
一方、第２の層を構成するＭａｒ鋼としては、延性は低くても１２００ＭＰａを超える引張強さを有する鋼を用いることが必要であり、具体的には、Ｃ：０．１２〜０．４％、Ｓｉ：０．０５〜３．０％、Ｍｎ：０．０５〜３．０％（いずれも質量%）、残部鉄及び不可避的不純物からなる成分組成を有する鋼であって、Ｃ含有量、あるいは更に、Ｓｉ、Ｍｎ成分の含有量を相対的に増加させて、その組織の主要相をマルテンサイト組織とすることにより、引張強さを１２００ＭＰａ超に調整した鋼である。
なお、上記γ鋼およびＭａｒ鋼のいずれにおいても、その延性（伸び）は、成分組成、熱処理条件等によって影響されるが、概ね、γ鋼については、伸びは２０〜６０％、また、Ｍａｒ鋼については、伸びは３〜１０％のものとなる。
【００１４】
さらに、本発明の複層鋼の第１の層を構成するγ鋼は、合金成分（Ｎｂ：０．００１〜０．１％、Ｔｉ：０．００１〜０．１％、Ｖ：０．００１〜０．５％、Ｍｏ：０．０１〜３．０％、Ｃｕ：０．０１〜１．０％の１種又は２種以上。いずれも質量％）を、下記（式２）で求められるＭｄ３０が０℃以下となるような成分組成範囲内において更に含有することができる。
Ｍｄ３０＝４１３−４６２（Ｃ＋Ｎ）−９．２Ｓｉ−８．１Ｍｎ−１３．７Ｃｒ−９．５Ｎｉ−１８．５Ｍｏ  ・・・  （式２）
ここで、Ｃ、Ｎ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏは各元素の含有量［質量％］である。
これらの合金成分を、それぞれ上記のごとく定められた所定量含有することによって、γ鋼それ自体の有する強度、延性、靭性等の機械的特性を調整することができる。
【００１５】
また、本発明の複層鋼の第２の層を構成するＭａｒ鋼としては、合金成分（Ｎｂ：０．００１〜０．１％、Ｔｉ：０．００１〜０．１％、Ｖ：０．００１〜０．５％、Ｃｒ：０．００１〜２．０％、Ｎｉ：０．００１〜２．５％、Ｍｏ：０．０１〜１．０％、Ｃｕ：０．０１〜１．０％、の１種又は２種以上。いずれも質量％）を添加含有することができる。
これらの合金成分を、それぞれ上記のごとく定められた所定量含有することによって、Ｍａｒ鋼の有する強度、延性、靭性等の機械的特性を調整することができるが、多量に添加含有させた場合には、製造コストも高くなることから、添加含有する合金成分とその含有量を上記の如く定めた。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の複層鋼は、第１の層を安定オーステナイト鋼（γ鋼）で構成し、また、第２の層を引張強さが１２００ＭＰａ超のＭａｒ鋼で構成し、第１の層と第２の層とがそれぞれ有するすぐれた特性（即ち、第１層の有するすぐれた耐水素脆化特性および延性ならびに第２層の有する高強度）を相兼ね備え、かつ、耐水素脆化特性および強度−延性バランスにすぐれた複層鋼を得ることができる。そして、複層鋼全体としては、引張強さが１０００ＭＰａ以上、引張強さと全伸びの積が２００００ＭＰａ・％以上を示すことから、例えば高強度、高延性が要求され、軽量化が求め、水素が鋼中に侵入するような腐食環境で使用される自動車用材料として好適な材料であるといえる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、組織および機械的特性の異なる安定オーステナイト鋼（γ鋼）とＭａｒ鋼とを組み合わせて複層化してなる複層鋼であり、Ｍａｒ鋼を１２００ＭＰａ超に高強度化しても、表層をγ鋼とすることにより、耐水素脆化特性および強度−延性バランスにすぐれ、しかも複層鋼全体としての高強度化・高延性化を図ることができる。
【００１８】
本発明者らは、まず、第１の層としてＳＵＳ３１６Ｌ（表１の鋼γ−１）、第２の層としてＷＴ７８０Ｃ（表１の鋼Ｍ−１）を用い、第１の層を表層にして第２の層と積層した複層鋼ＡＭＡと、第２の層を表層にして第１の層と積層した複層鋼ＭＡＭを作製した。なお、複層鋼は、各層を交互に積層し、冷間圧延後、１０００℃で２分保持し、水冷する熱処理を施して作製した。
【００１９】
このＡＭＡ複層鋼と、ＭＡＭ複層鋼を用いて、陰極電解法による水素チャージ後、大気中での保持時間を変えて引張試験を行い、さらに破面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。水素チャージは、平行部の幅が８ｍｍ、平行部の長さが３０ｍｍの引張試験片を用いて、温度が５０℃、ｐＨが２．５のＨ２ＳＯ４＋ＮＨ４ＳＣＮ（０．０６ｍａｓｓ％）電解液中で、電流密度を５０Ａ／ｍ２として行った。
水素チャージ後、そのまま、または大気中で４８時間、９６時間保持した後、引張試験を行った。比較のため、水素チャージを行わなかった試験片についても、同様に引張試験を行った。ＡＭＡ複層鋼の応力−歪曲線を図１に、ＭＡＭ複層鋼の応力−歪曲線を図２に示す。
【００２０】
図１に示したように、表層が安定オーステナイト鋼であるＡＭＡ複層鋼は、水素チャージの直後でも、大気中での保持時間を変化させても、水素チャージを行わないものと同等の延性を示し、耐水素脆化特性に優れていることがわかる。一方、図２に示したように、表層がマルテンサイト鋼であるＭＡＭ複層鋼は、水素チャージの直後は、水素チャージを行わないものに比べて延性が低下し、大気中での保持時間の増加により、延性が回復していることがわかる。
【００２１】
本発明の複層鋼は、強度ＴＳ２１２００ＭＰａ超であり、延性の低いＭａｒ鋼からなる第２の層を、相対的に延性に優れる安定オーステナイト鋼（γ鋼）からなる第１の層で挟み、その上に、上記第２の層を積層し、この上に更に上記第１の層を積層し、このような積層工程を順次繰り返し、合計層数３〜２１層で、かつ、表層を延性に富む安定オーステナイト鋼からなる上記第１の層（γ鋼）とした積層体を、熱間圧延や、冷間圧延と熱処理によって一体化することにより形成した複層鋼である。
【００２２】
本発明では、積層一体化された複層鋼を製造するために、第１の層と第２の層とからなる積層体を形成した後、例えば、熱間圧延、冷間圧延、温間圧延、熱間圧延及び冷間圧延を併用した圧延、熱間圧延及び温間圧延を併用した圧延等、適宜の圧延方法により積層体を一体化する。特に、熱間圧延を用いた場合には、圧延時に、第１の層と第２の層との層間に拡散が生じ、その結果として、各層間の層間密着強度が向上するようになる。
なお、冷間圧延、温間圧延を行った場合であっても、圧延後に所定の熱処理を施すことにより、前記同様、層間に拡散が生じる結果、各層間の層間密着強度が向上し、複層鋼の強度の向上、延性の向上が図られるが、その際の熱処理温度の下限は６００℃以上であることが望ましい。強度を高めるためには、圧延後、第２の層の組織がオーステナイトになる温度域以上、例えば、８００℃以上に加熱し、水冷することが好ましい。
【００２３】
以下、具体的な実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
【実施例】
【００２４】
本発明では、第１の層として表１に鋼Ｎｏ．γ−１で示すγ鋼を用い、また、第２の層として同じく表１に示す２種のＭａｒ鋼（鋼Ｎｏ．Ｍ−２，Ｍ−３）を用いた。なお、それぞれの鋼の引張強さを同じく表１に示す。
【００２５】
【表１】
2009235493.tif 000002
【００２６】
表１に示す成分組成、引張強さの鋼を、表２および３に示す組み合わせ、各層層厚、積層層数、合計層厚となるように、積層して積層体を形成し、表２に示す条件で圧延及び／または熱処理し一体化することにより、実施例１、２として示す本発明の複層鋼を製造した。
また、比較のため、表１に示すＭｄ３０が０℃超の鋼Ｎｏ．γ−２を用い、表２および３に示す組み合わせ、各層層厚、積層層数、合計層厚となるように、積層して積層体を形成し、表２に示す条件で圧延及び／または熱処理し一体化することにより、比較例２１、２２として示す複層鋼を製造した。
【００２７】
例えば、実施例１では、表１に示す第１の層として、厚さ１．３ｍｍのγ鋼、また、第２の層として、厚さ１．０ｍｍのＭａｒ鋼を用い、表３に示すように、まず、第１の層を９層、第２の層を８層交互に積層し、表層が第１の層となるようにして、合計積層数１７層、合計層厚１９．７ｍｍの積層体を形成した。
次いで、上記積層体を表２に示す条件で熱間圧延し、さらに、同じく表２に示す条件で熱処理することにより、実施例１の複層鋼を作製した。
そして、作製した実施例１の複層鋼の各層の層厚方向中心位置を光学顕微鏡で観察したところ、第１の層は、オーステナイト組織が１００体積％を占めるγ鋼であり、一方、第２の層はマルテンサイト組織がほぼ１００体積％を占めるＭａｒ鋼であることを確認した。
【００２８】
同様に、得られた実施例２、比較例２１、２２の複層鋼について各層の金属組織を光学顕微鏡で確認した。さらに、実施例１、２、比較例２１、２２の複層鋼の引張試験を行った。複層鋼全体としての引張強さ（ＭＰａ）、伸び（％）を表３に示す。
【００２９】
次に、得られた実施例１、２の本発明複層鋼、比較例２１、２２の複層鋼について、図３に示す試験装置を用いて、耐水素脆化特性を評価した。評価方法は、以下のとおりである。まず、１００ｍｍ×３０ｍｍの短冊試験片をＵ曲げ加工し、表面に耐水性の歪みゲージを装着した。その後、ｐＨを約５．５としたチオシアン酸アンモニウム溶液中にて、電流により電解して鋼中に水素を侵入させ、破断までの時間を測定した。Ｕ曲げＲは曲げ半径を１０ｍｍとし、さらに負荷応力を９００ＭＰａとして行った。なお、２４時間後、破断を生じなかったものは「○」、破断を生じたものは「×」で評価した。
【００３０】
表３の結果からも明らかなように、実施例１、２の本発明複層鋼は、耐水素脆化特性が良好であり、しかも、引張強さと全伸びの積が２００００ＭＰａ・％以上であって強度−延性バランスに優れる複層鋼であることが確認された。
【００３１】
【表２】
2009235493.tif 000003
【００３２】
【表３】
2009235493.tif 000004
【００３３】
以上の結果からわかるように、本発明の複層鋼は、すぐれた耐水素脆化特性を有し、しかも、強度−延性バランスにすぐれたものであることから、例えば、自動車用材料のように軽量でかつ高強度、良加工性が要求され、腐食環境で使用される材料としては好適なものといえる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明のＡＭＡ複層鋼の耐水素脆化特性を示すグラフである。
【図２】比較例であるＭＡＭ複層鋼の耐水素脆化特性を示すグラフである。
【図３】耐水素脆化特性評価装置の概略図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  電解槽
２  試験片
３  陰極
４  陽極
５  電源
【図１】
2009235493.tif 000005
【図２】
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【図３】
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