(57)【要約】  この被覆鋼部材は、所定の化学組成からなる鋼板基材と、前記鋼板基材の表面に形成され、Ａｌ及びＦｅを含有する被覆と、を有し、前記被覆が、Ａｌ含有量が３質量％以上３０質量％未満である低Ａｌ含有領域と、前記低Ａｌ含有領域よりも表面側に形成され、Ａｌ含有量が３０質量％以上である高Ａｌ含有領域と、を有し、前記高Ａｌ含有領域の最大Ｃ含有量が、前記鋼板基材のＣ含有量の２５％以下であり、かつ、前記低Ａｌ含有領域の最大Ｃ含有量が、前記鋼板基材のＣ含有量の４０％以下であり、前記鋼板基材と前記被覆との界面から前記鋼板基材側の深さ１０μｍまでの範囲における最大Ｃ含有量が、前記鋼板基材のＣ含有量に対して８０％以下である。
2020203979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ：０．２５〜０．６５％、
Ｓｉ：０．１０〜２．００％、
Ｍｎ：０．３０〜３．００％、
Ｐ：０．０５０％以下、
Ｓ：０．０１００％以下、
Ｎ：０．０１０％以下、
Ｔｉ：０．０１０〜０．１００％、
Ｂ：０．０００５〜０．０１００％、
Ｎｂ：０.０２〜０．１０％、
Ｍｏ：０〜１．００％、
Ｃｕ：０〜１．００％、
Ｃｒ：０〜１．００％、
Ｎｉ：０〜１．００％、
Ｖ：０〜１．００％、
Ｃａ：０〜０．０１０％、
Ａｌ：０〜１．００％、
Ｓｎ：０〜１．００％、
Ｗ：０〜１．００％、
Ｓｂ：０〜１．００％、及び
ＲＥＭ：０〜０．３０％
を含有し、残部がＦｅ及び不純物である化学組成からなる鋼板基材と、
前記鋼板基材の表面に形成され、Ａｌ及びＦｅを含有する被覆と、
を有し、
前記被覆が、Ａｌ含有量が３質量％以上３０質量％未満である低Ａｌ含有領域と、前記低Ａｌ含有領域よりも表面側に形成され、Ａｌ含有量が３０質量％以上である高Ａｌ含有領域と、を有し、
前記高Ａｌ含有領域の最大Ｃ含有量が、前記鋼板基材のＣ含有量の２５％以下であり、かつ、前記低Ａｌ含有領域の最大Ｃ含有量が、前記鋼板基材の前記Ｃ含有量の４０％以下であり、
前記鋼板基材と前記被覆との界面から前記鋼板基材側の深さ１０μｍまでの範囲における最大Ｃ含有量が、前記鋼板基材の前記Ｃ含有量に対して８０％以下である
ことを特徴とする被覆鋼部材。
【請求項２】
前記鋼板基材が、前記化学組成として、Ｃｒ：０．０５〜１．００％を含み、
前記高Ａｌ含有領域における最大Ｃｒ含有量が、前記鋼板基材のＣｒ含有量の８０％以上である、
ことを特徴とする請求項１に記載の被覆鋼部材。
【請求項３】
質量％で、
Ｃ：０．２５〜０．６５％、
Ｓｉ：０．１０〜２．００％、
Ｍｎ：０．３０〜３．００％、
Ｐ：０．０５０％以下、
Ｓ：０．０１００％以下、
Ｎ：０．０１０％以下、
Ｔｉ：０．０１０〜０．１００％、
Ｂ：０．０００５〜０．０１００％、
Ｎｂ：０.０２〜０．１０％、
Ｍｏ：０〜１．００％、
Ｃｕ：０〜１．００％、
Ｃｒ：０〜１．００％、
Ｎｉ：０〜１．００％、
Ｖ：０〜１．００％、
Ｃａ：０〜０．０１０％、
Ａｌ：０〜１．００％、
Ｓｎ：０〜１．００％、
Ｗ：０〜１．００％、
Ｓｂ：０〜１．００％、及び
ＲＥＭ：０〜０．３０％
を含有し、残部がＦｅ及び不純物である化学組成からなる鋼板と、
前記鋼板の表面に形成され、Ａｌを含有する被覆と、
を有し、
前記被覆が、
前記鋼板側に存在してＡｌを３質量％以上７０質量％未満含む下層と、Ａｌを７０質量％以上９５質量％以下含む上層と、を備え、
前記下層が、質量％で、前記鋼板に含まれるＣｒ含有量の１．２倍以上のＣｒを含む、または、前記上層がＳｉ及びＮｉを合計で５．０質量％以上３０．０質量％以下含み、
前記鋼板と前記被覆との界面から前記鋼板側の深さ２０μｍまでの範囲における最大Ｃ含有量が、前記鋼板の板厚全体における平均Ｃ含有量の８０％以下である
ことを特徴とする被覆鋼板。
【請求項４】
前記鋼板が、前記化学組成として、Ｃｒ：０．０５〜１．００％を含み、
前記被覆において、前記下層が、質量％で、前記鋼板に含まれる前記Ｃｒ含有量の１．２倍以上のＣｒを含み、かつ、前記上層がＳｉ及びＮｉを合計で５．０質量％以上３０．０質量％以下含む、
ことを特徴とする請求項３に記載の被覆鋼板。
【請求項５】
質量％で、Ｃ：０．２５〜０．６５％、Ｓｉ：０．１０〜２．００％、Ｍｎ：０．３０〜３．００％、Ｐ：０．０５０％以下、Ｓ：０．０１００％以下、Ｎ：０．０１０％以下、Ｔｉ：０．０１０〜０．１００％、Ｂ：０．０００５〜０．０１００％、Ｎｂ：０.０２〜０．１０％、Ｍｏ：０〜１．００％、Ｃｕ：０〜１．００％、Ｃｒ：０〜１．００％、Ｎｉ：０〜１．００％、Ｖ：０〜１．００％、Ｃａ：０〜０．０１０％、Ａｌ：０〜１．００％、Ｓｎ：０〜１．００％、Ｗ：０〜１．００％、Ｓｂ：０〜１．００％、及びＲＥＭ：０〜０．３０％を含有し、残部がＦｅ及び不純物である化学組成からなる鋼を溶製し、鋳造してスラブを得るスラブ準備工程と、
前記スラブに熱間圧延を施して熱延鋼板とする熱間圧延工程と、
前記熱延鋼板を巻き取る巻き取り工程と、
前記巻き取り工程後の前記熱延鋼板に、窒素を８０％以上含む雰囲気下において、４５０〜８００℃で５時間以上焼鈍を行う熱延板焼鈍工程と、
必要に応じて、前記熱延鋼板にデスケーリングを行い、冷間圧延を行って冷延鋼板とする冷間圧延工程と、
必要に応じて、前記熱延鋼板又は前記冷延鋼板に対して焼鈍を行って焼鈍鋼板とする焼鈍工程と、
前記熱延鋼板、前記冷延鋼板または前記焼鈍鋼板にＡｌ系被覆を形成して被覆鋼板とする被覆工程と、
を備えることを特徴とする被覆鋼板の製造方法。
【請求項６】
質量％で、Ｃ：０．２５〜０．６５％、Ｓｉ：０．１０〜２．００％、Ｍｎ：０．３０〜３．００％、Ｐ：０．０５０％以下、Ｓ：０．０１００％以下、Ｎ：０．０１０％以下、Ｔｉ：０．０１０〜０．１００％、Ｂ：０．０００５〜０．０１００％、Ｎｂ：０.０２〜０．１０％、Ｍｏ：０〜１．００％、Ｃｕ：０〜１．００％、Ｃｒ：０〜１．００％、Ｎｉ：０〜１．００％、Ｖ：０〜１．００％、Ｃａ：０〜０．０１０％、Ａｌ：０〜１．００％、Ｓｎ：０〜１．００％、Ｗ：０〜１．００％、Ｓｂ：０〜１．００％、及びＲＥＭ：０〜０．３０％を含有し、残部がＦｅ及び不純物である化学組成からなる鋼を溶製し、鋳造してスラブを得るスラブ準備工程と、
前記スラブに熱間圧延を施して熱延鋼板とする熱間圧延工程と、
前記熱延鋼板を巻き取る巻き取り工程と、
必要に応じて、前記熱延鋼板に対し、焼鈍を行う熱延板焼鈍工程と、
必要に応じて、前記熱延鋼板にデスケーリングを行い、冷間圧延を行って冷延鋼板とする冷間圧延工程と、
前記熱延鋼板又は前記冷延鋼板に対して、露点が１℃以上の雰囲気下、かつ７００〜９５０℃の温度域で焼鈍を行って焼鈍鋼板とする焼鈍工程と、
前記焼鈍鋼板をＳｉ及びＮｉを合計で７．０〜３０．０質量％含み、残部がＡｌ及び不純物からなるめっき浴に浸漬することによって前記焼鈍鋼板の表面にＡｌ系被覆を形成して被覆鋼板とする被覆工程と、
を備えることを特徴とする被覆鋼板の製造方法。
【請求項７】
質量％で、Ｃ：０．２５〜０．６５％、Ｓｉ：０．１０〜２．００％、Ｍｎ：０．３０〜３．００％、Ｐ：０．０５０％以下、Ｓ：０．０１００％以下、Ｎ：０．０１０％以下、Ｔｉ：０．０１０〜０．１００％、Ｂ：０．０００５〜０．０１００％、Ｎｂ：０.０２〜０．１０％、Ｍｏ：０〜１．００％、Ｃｕ：０〜１．００％、Ｃｒ：０〜１．００％、Ｎｉ：０〜１．００％、Ｖ：０〜１．００％、Ｃａ：０〜０．０１０％、Ａｌ：０〜１．００％、Ｓｎ：０〜１．００％、Ｗ：０〜１．００％、Ｓｂ：０〜１．００％、及びＲＥＭ：０〜０．３０％を含有し、残部がＦｅ及び不純物である化学組成からなる鋼を溶製し、鋳造してスラブを得るスラブ準備工程と、
前記スラブに熱間圧延を施して熱延鋼板とする熱間圧延工程と、
前記熱延鋼板を巻き取る巻き取り工程と、
前記巻き取り工程後の前記熱延鋼板に、窒素を８０％以上含む雰囲気下において、４５０〜８００℃で５時間以上焼鈍を行う熱延板焼鈍工程と、
必要に応じて、前記熱延鋼板にデスケーリングを行い、冷間圧延を行って冷延鋼板とする冷間圧延工程と、
前記熱延鋼板又は前記冷延鋼板に対して、露点が１℃以上の雰囲気下、かつ７００〜９５０℃の温度域で焼鈍を行って焼鈍鋼板とする焼鈍工程と、
前記焼鈍鋼板を、Ｓｉ及びＮｉを合計で７．０〜３０．０質量％含み、残部がＡｌ及び不純物からなるめっき浴に浸漬することによって、前記焼鈍鋼板の表面にＡｌ系被覆を形成して被覆鋼板とする被覆工程と、
を備えることを特徴とする被覆鋼板の製造方法。
【請求項８】
質量％で、Ｃ：０．２５〜０．６５％、Ｓｉ：０．１０〜２．００％、Ｍｎ：０．３０〜３．００％、Ｐ：０．０５０％以下、Ｓ：０．０１００％以下、Ｎ：０．０１０％以下、Ｔｉ：０．０１０〜０．１００％、Ｂ：０．０００５〜０．０１００％、Ｎｂ：０.０２〜０．１０％、Ｍｏ：０〜１．００％、Ｃｕ：０〜１．００％、Ｃｒ：０〜１．００％、Ｎｉ：０〜１．００％、Ｖ：０〜１．００％、Ｃａ：０〜０．０１０％、Ａｌ：０〜１．００％、Ｓｎ：０〜１．００％、Ｗ：０〜１．００％、Ｓｂ：０〜１．００％、及びＲＥＭ：０〜０．３０％を含有し、残部がＦｅ及び不純物である化学組成からなる鋼を溶製し、鋳造してスラブを得るスラブ準備工程と、
前記スラブに熱間圧延を施して熱延鋼板とする熱間圧延工程と、
前記熱延鋼板を巻き取る巻き取り工程と、
前記巻き取り工程後の前記熱延鋼板に、窒素を８０％以上含む雰囲気下において、４５０〜８００℃で５時間以上焼鈍を行う熱延板焼鈍工程と、
必要に応じて、前記熱延鋼板にデスケーリングを行い、冷間圧延を行って冷延鋼板とする冷間圧延工程と、
必要に応じて、前記熱延鋼板又は前記冷延鋼板に対して焼鈍を行って焼鈍鋼板とする焼鈍工程と、
前記熱延鋼板、前記冷延鋼板または前記焼鈍鋼板にＡｌ系被覆を形成して被覆鋼板とする被覆工程と、
前記被覆鋼板を、１．０〜１０００℃／秒の昇温速度で、Ａｃ３点〜（Ａｃ３点＋３００）℃まで加熱し、その後、Ｍｓ点以下まで上部臨界冷却速度以上で冷却する熱処理工程と、
を備えることを特徴とする被覆鋼部材の製造方法。
【請求項９】
質量％で、Ｃ：０．２５〜０．６５％、Ｓｉ：０．１０〜２．００％、Ｍｎ：０．３０〜３．００％、Ｐ：０．０５０％以下、Ｓ：０．０１００％以下、Ｎ：０．０１０％以下、Ｔｉ：０．０１０〜０．１００％、Ｂ：０．０００５〜０．０１００％、Ｎｂ：０.０２〜０．１０％、Ｍｏ：０〜１．００％、Ｃｕ：０〜１．００％、Ｃｒ：０〜１．００％、Ｎｉ：０〜１．００％、Ｖ：０〜１．００％、Ｃａ：０〜０．０１０％、Ａｌ：０〜１．００％、Ｓｎ：０〜１．００％、Ｗ：０〜１．００％、Ｓｂ：０〜１．００％、及びＲＥＭ：０〜０．３０％を含有し、残部がＦｅ及び不純物である化学組成からなる鋼を溶製し、鋳造してスラブを得るスラブ準備工程と、
前記スラブに熱間圧延を施して熱延鋼板とする熱間圧延工程と、
前記熱延鋼板を巻き取る巻き取り工程と、
必要に応じて、前記熱延鋼板に対し、焼鈍を行う熱延板焼鈍工程と、
必要に応じて、前記熱延鋼板にデスケーリングを行い、冷間圧延を行って冷延鋼板とする冷間圧延工程と、
前記熱延鋼板又は前記冷延鋼板に対して、露点が１℃以上の雰囲気下、かつ７００〜９５０℃の温度域で焼鈍を行って焼鈍鋼板とする焼鈍工程と、
前記焼鈍鋼板を、Ｓｉ及びＮｉを合計で７．０〜３０．０質量％含み、残部がＡｌ及び不純物からなるめっき浴に浸漬することによって、前記焼鈍鋼板の表面にＡｌ系被覆を形成して被覆鋼板とする被覆工程と、
前記被覆鋼板を、１．０〜１０００℃／秒の昇温速度で、Ａｃ３点〜（Ａｃ３点＋３００）℃まで加熱し、その後、Ｍｓ点以下まで上部臨界冷却速度以上で冷却する熱処理工程と、
を備えることを特徴とする被覆鋼部材の製造方法。
【請求項１０】
質量％で、Ｃ：０．２５〜０．６５％、Ｓｉ：０．１０〜２．００％、Ｍｎ：０．３０〜３．００％、Ｐ：０．０５０％以下、Ｓ：０．０１００％以下、Ｎ：０．０１０％以下、Ｔｉ：０．０１０〜０．１００％、Ｂ：０．０００５〜０．０１００％、Ｎｂ：０.０２〜０．１０％、Ｍｏ：０〜１．００％、Ｃｕ：０〜１．００％、Ｃｒ：０〜１．００％、Ｎｉ：０〜１．００％、Ｖ：０〜１．００％、Ｃａ：０〜０．０１０％、Ａｌ：０〜１．００％、Ｓｎ：０〜１．００％、Ｗ：０〜１．００％、Ｓｂ：０〜１．００％、及びＲＥＭ：０〜０．３０％を含有し、残部がＦｅ及び不純物である化学組成からなる鋼を溶製し、鋳造してスラブを得るスラブ準備工程と、
前記スラブに熱間圧延を施して熱延鋼板とする熱間圧延工程と、
前記熱延鋼板を巻き取る巻き取り工程と、
前記巻き取り工程後の前記熱延鋼板に、窒素を８０％以上含む雰囲気下において、４５０〜８００℃で５時間以上焼鈍を行う熱延板焼鈍工程と、
必要に応じて、前記熱延鋼板にデスケーリングを行い、冷間圧延を行って冷延鋼板とする冷間圧延工程と、
前記熱延鋼板又は前記冷延鋼板に対して、露点が１℃以上の雰囲気下、かつ７００〜９５０℃の温度域で焼鈍を行って焼鈍鋼板とする焼鈍工程と、
前記焼鈍鋼板を、Ｓｉ及びＮｉを合計で７．０〜３０．０質量％含み、残部がＡｌ及び不純物からなるめっき浴に浸漬することによって、前記焼鈍鋼板の表面にＡｌ系被覆を形成して被覆鋼板とする被覆工程と、
前記被覆鋼板を、１．０〜１０００℃／秒の昇温速度で、Ａｃ３点〜（Ａｃ３点＋３００）℃まで加熱し、その後、Ｍｓ点以下まで上部臨界冷却速度以上で冷却する熱処理工程と、
を備えることを特徴とする被覆鋼部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被覆鋼部材、被覆鋼板およびそれらの製造方法に関する。
本願は、２０１９年０３月２９日に、日本に出願された特願２０１９−０６８６５８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用鋼板の分野においては、昨今の環境規制および衝突安全基準の厳格化を背景に、燃費と衝突安全性との両方を向上させるため、高い引張強度を有する鋼板（高強度鋼板）の適用が拡大している。しかしながら、高強度化に伴い鋼板のプレス成形性が低下するので、複雑な形状の製品を製造することが困難になってきている。【０００３】
具体的には、高強度化に伴って鋼板の延性が低下し、複雑な形状に加工した場合に高加工部位で破断するという問題が生じている。また、鋼板の高強度化に伴って、加工後の残留応力によってスプリングバックおよび壁反りが発生し、寸法精度が劣化するという問題も生じている。したがって、高強度、特に７８０ＭＰａ以上の引張強度を有する鋼板を、複雑な形状を有する製品にプレス成形することは容易ではない。プレス成形ではなくロール成形によれば、高強度の鋼板を加工しやすいが、その適用先は長手方向に一様な断面を有する部品に限定される。【０００４】
そこで近年、例えば、特許文献１〜３に開示されるように、高強度鋼板のような成形が困難な材料をプレス成形する技術として、ホットスタンプ技術が採用されている。ホットスタンプ技術とは、成形に供する材料を加熱してから成形する熱間成形技術である。【０００５】
この技術では、材料を加熱してから成形する。そのため、成形時には、鋼材が軟質であり、良好な成形性を有する。これにより、高強度な鋼板であっても、複雑な形状に精度よく成形することができる。また、ホットスタンプ技術では、プレス金型によって成形と同時に焼入れを行うので、成形後の鋼部材は十分な強度を有する。【０００６】
例えば、特許文献１によれば、ホットスタンプ技術により、成形後の鋼部材に１４００ＭＰａ以上の引張強度を付与することが可能となることが開示されている。【０００７】
一方、現在、世界各国ではより高い燃費目標が設定されている。これに伴い、車体軽量化が検討され、車体に用いられる鋼部材に対してはさらなる高強度が求められている。例えば、現在ホットスタンプ部材として一般的に使用されている部材の強度である１．５ＧＰａを超える、より高強度な鋼部材が必要とされている。【０００８】
また、上述したように、自動車には、衝突安全性も要求される。自動車の衝突安全性は、車体全体や一部部材の衝突試験における圧壊強度と吸収エネルギーとによって評価される。特に圧壊強度は材料強度に大きく依存するので、自動車部材として、超高強度な鋼部材の需要が飛躍的に高まっている。
しかしながら、一般に鋼部材は、高強度化に伴って破壊靱性および変形能が低下する。そのため、衝突圧壊時に早期に破断するか、または変形が集中するような部位において破断し、材料強度に見合った圧壊強度が発揮されず、十分な吸収エネルギーが得られない場合がある。したがって、自動車の衝突安全性を向上させるためには、用いられる鋼部材に対して、材料強度だけでなく、破壊靱性および変形能の向上、つまり靱性や曲げ性の向上が求められる。【０００９】
鋼部材が従来のホットスタンプ部材よりも高強度になると、具体的には引張強度が１．５ＧＰａを超えると、曲げ性や靭性はさらに劣化する。したがって、引張強度が１．５ＧＰａを超える高強度鋼部材を車体に適用するためには、従来以上の靭性や曲げ性を具備し、衝突事故が発生した場合でも十分な吸収エネルギーを示す鋼部材を提供する技術が必要である。【００１０】
引張強度が１．５ＧＰａを超える高強度鋼材に関しては、例えば特許文献２には、靱性に優れ、かつ引張強度が１．８ＧＰａ以上の熱間プレス成形されたプレス成形品が開示されている。特許文献３には、２．０ＧＰａ以上という極めて高い引張強度を有し、さらに、良好な靱性と延性とを有する鋼材が開示されている。特許文献４には、１．８ＧＰａ以上という高い引張強度を有し、さらに、良好な靱性を有する鋼材が開示されている。特許文献５には、２．０ＧＰａ以上という極めて高い引張強度を有し、さらに、良好な靱性を有する鋼材が開示されている。
しかしながら特許文献２〜５には、曲げ性に関する記述はなく、引張強度が１．５ＧＰａを超える高強度鋼材の自動車部材としての使用において、より高い要求に対しては十分応えられない場合がある。【００１１】
曲げ性に関しては、例えば特許文献６〜１０に、曲げ性に優れたホットスタンプ成形体が開示されている。しかしながら特許文献６〜１０には靱性に関する記述はなく、引張強度が１．５ＧＰａを超える高強度鋼材の自動車部材としての使用において、より高い要求に対しては十分応えられない場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】日本国特開２００２−１０２９８０号公報
【特許文献２】日本国特開２０１２−１８０５９４号公報
【特許文献３】日本国特開２０１２−１８０２号公報
【特許文献４】国際公開第２０１５／１８２５９６号
【特許文献５】国際公開第２０１５／１８２５９１号
【特許文献６】国際公開第２０１５／０３３１７７号
【特許文献７】国際公開第２０１８／１５１３３３号
【特許文献８】国際公開第２０１８／１５１３３０号
【特許文献９】国際公開第２０１８／１５１３３２号
【特許文献１０】国際公開第２０１８／１５１３２５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、高い引張強度を有し、かつ靭性と曲げ性とに優れた被覆鋼部材、この鋼部材の素材として好適な被覆鋼板、およびそれらの製造方法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】
【００１４】
本発明は、下記の被覆鋼部材、被覆鋼板およびそれらの製造方法を要旨とする。以下、被覆鋼板の素材となる、被覆が表面に施されていない鋼板を、単に「鋼板」という。【００１５】
（１）本発明の一態様に係る被覆鋼部材は、質量％で、Ｃ：０．２５〜０．６５％、Ｓｉ：０．１０〜２．００％、Ｍｎ：０．３０〜３．００％、Ｐ：０．０５０％以下、Ｓ：０．０１００％以下、Ｎ：０．０１０％以下、Ｔｉ：０．０１０〜０．１００％、Ｂ：０．０００５〜０．０１００％、Ｎｂ：０.０２〜０．１０％、Ｍｏ：０〜１．００％、Ｃｕ：０〜１．００％、Ｃｒ：０〜１．００％、Ｎｉ：０〜１．００％、Ｖ：０〜１．００％、Ｃａ：０〜０．０１０％、Ａｌ：０〜１．００％、Ｓｎ：０〜１．００％、Ｗ：０〜１．００％、Ｓｂ：０〜１．００％、及びＲＥＭ：０〜０．３０％を含有し、残部がＦｅ及び不純物である化学組成からなる鋼板基材と、前記鋼板基材の表面に形成され、Ａｌ及びＦｅを含有する被覆と、を有し、前記被覆が、Ａｌ含有量が３質量％以上３０質量％未満である低Ａｌ含有領域と、前記低Ａｌ含有領域よりも表面側に形成され、Ａｌ含有量が３０質量％以上である高Ａｌ含有領域と、を有し、前記高Ａｌ含有領域の最大Ｃ含有量が、前記鋼板基材のＣ含有量の２５％以下であり、かつ、前記低Ａｌ含有領域の最大Ｃ含有量が、前記鋼板基材の前記Ｃ含有量の４０％以下であり、前記鋼板基材と前記被覆との界面から前記鋼板基材側の深さ１０μｍまでの範囲における最大Ｃ含有量が、前記鋼板基材の前記Ｃ含有量に対して８０％以下である。
（２）上記（１）に記載の被覆鋼部材では、前記鋼板基材が、前記化学組成として、Ｃｒ：０．０５〜１．００％を含み、前記高Ａｌ含有領域における最大Ｃｒ含有量が、前記鋼板基材のＣｒ含有量の８０％以上であってもよい。
（３）本発明の別の態様に係る被覆鋼板は、質量％で、Ｃ：０．２５〜０．６５％、Ｓｉ：０．１０〜２．００％、Ｍｎ：０．３０〜３．００％、Ｐ：０．０５０％以下、Ｓ：０．０１００％以下、Ｎ：０．０１０％以下、Ｔｉ：０．０１０〜０．１００％、Ｂ：０．０００５〜０．０１００％、Ｎｂ：０.０２〜０．１０％、Ｍｏ：０〜１．００％、Ｃｕ：０〜１．００％、Ｃｒ：０〜１．００％、Ｎｉ：０〜１．００％、Ｖ：０〜１．００％、Ｃａ：０〜０．０１０％、Ａｌ：０〜１．００％、Ｓｎ：０〜１．００％、Ｗ：０〜１．００％、Ｓｂ：０〜１．００％、及びＲＥＭ：０〜０．３０％を含有し、残部がＦｅ及び不純物である化学組成からなる鋼板と、前記鋼板の表面に形成され、Ａｌを含有する被覆と、を有し、前記被覆が、前記鋼板側に存在してＡｌを３質量％以上７０質量％未満含む下層と、Ａｌを７０質量％以上９５質量％以下含む上層と、を備え、前記下層が、質量％で、前記鋼板に含まれるＣｒ含有量の１．２倍以上のＣｒを含む、または、前記上層がＳｉ及びＮｉを合計で５．０質量％以上３０．０質量％以下含み、前記鋼板と前記被覆との界面から前記鋼板側の深さ２０μｍまでの範囲における最大Ｃ含有量が、前記鋼板の板厚全体における平均Ｃ含有量の８０％以下である。
（４）上記（３）に記載の被覆鋼板は、前記鋼板が、前記化学組成として、Ｃｒ：０．０５〜１．００％を含み、前記被覆において、前記下層が、質量％で、前記鋼板に含まれる前記Ｃｒ含有量の１．２倍以上のＣｒを含み、かつ、前記上層がＳｉ及びＮｉを合計で５．０質量％以上３０．０質量％以下含んでもよい。
（５）本発明の別の態様に係る被覆鋼板の製造方法は、質量％で、Ｃ：０．２５〜０．６５％、Ｓｉ：０．１０〜２．００％、Ｍｎ：０．３０〜３．００％、Ｐ：０．０５０％以下、Ｓ：０．０１００％以下、Ｎ：０．０１０％以下、Ｔｉ：０．０１０〜０．１００％、Ｂ：０．０００５〜０．０１００％、Ｎｂ：０.０２〜０．１０％、Ｍｏ：０〜１．００％、Ｃｕ：０〜１．００％、Ｃｒ：０〜１．００％、Ｎｉ：０〜１．００％、Ｖ：０〜１．００％、Ｃａ：０〜０．０１０％、Ａｌ：０〜１．００％、Ｓｎ：０〜１．００％、Ｗ：０〜１．００％、Ｓｂ：０〜１．００％、及びＲＥＭ：０〜０．３０％を含有し、残部がＦｅ及び不純物である化学組成からなる鋼を溶製し、鋳造してスラブを得るスラブ準備工程と、前記スラブに熱間圧延を施して熱延鋼板とする熱間圧延工程と、前記熱延鋼板を巻き取る巻き取り工程と、前記巻き取り工程後の前記熱延鋼板に、窒素を８０％以上含む雰囲気下において、４５０〜８００℃で５時間以上焼鈍を行う熱延板焼鈍工程と、必要に応じて、前記熱延鋼板にデスケーリングを行い、冷間圧延を行って冷延鋼板とする冷間圧延工程と、必要に応じて、前記熱延鋼板又は前記冷延鋼板に対して焼鈍を行って焼鈍鋼板とする焼鈍工程と、前記熱延鋼板、前記冷延鋼板または前記焼鈍鋼板にＡｌ系被覆を形成して被覆鋼板とする被覆工程と、
を備える。
（６）本発明の別の態様に係る被覆鋼板の製造方法は、質量％で、Ｃ：０．２５〜０．６５％、Ｓｉ：０．１０〜２．００％、Ｍｎ：０．３０〜３．００％、Ｐ：０．０５０％以下、Ｓ：０．０１００％以下、Ｎ：０．０１０％以下、Ｔｉ：０．０１０〜０．１００％、Ｂ：０．０００５〜０．０１００％、Ｎｂ：０.０２〜０．１０％、Ｍｏ：０〜１．００％、Ｃｕ：０〜１．００％、Ｃｒ：０〜１．００％、Ｎｉ：０〜１．００％、Ｖ：０〜１．００％、Ｃａ：０〜０．０１０％、Ａｌ：０〜１．００％、Ｓｎ：０〜１．００％、Ｗ：０〜１．００％、Ｓｂ：０〜１．００％、及びＲＥＭ：０〜０．３０％を含有し、残部がＦｅ及び不純物である化学組成からなる鋼を溶製し、鋳造してスラブを得るスラブ準備工程と、前記スラブに熱間圧延を施して熱延鋼板とする熱間圧延工程と、前記熱延鋼板を巻き取る巻き取り工程と、必要に応じて、前記熱延鋼板に対し、焼鈍を行う熱延板焼鈍工程と、必要に応じて、前記熱延鋼板にデスケーリングを行い、冷間圧延を行って冷延鋼板とする冷間圧延工程と、前記熱延鋼板又は前記冷延鋼板に対して、露点が１℃以上の雰囲気下、かつ７００〜９５０℃の温度域で焼鈍を行って焼鈍鋼板とする焼鈍工程と、前記焼鈍鋼板をＳｉ及びＮｉを合計で７．０〜３０．０質量％含み、残部がＡｌ及び不純物からなるめっき浴に浸漬することによって前記焼鈍鋼板の表面にＡｌ系被覆を形成して被覆鋼板とする被覆工程と、を備える。
（７）本発明の別の態様に係る被覆鋼板の製造方法は、質量％で、Ｃ：０．２５〜０．６５％、Ｓｉ：０．１０〜２．００％、Ｍｎ：０．３０〜３．００％、Ｐ：０．０５０％以下、Ｓ：０．０１００％以下、Ｎ：０．０１０％以下、Ｔｉ：０．０１０〜０．１００％、Ｂ：０．０００５〜０．０１００％、Ｎｂ：０.０２〜０．１０％、Ｍｏ：０〜１．００％、Ｃｕ：０〜１．００％、Ｃｒ：０〜１．００％、Ｎｉ：０〜１．００％、Ｖ：０〜１．００％、Ｃａ：０〜０．０１０％、Ａｌ：０〜１．００％、Ｓｎ：０〜１．００％、Ｗ：０〜１．００％、Ｓｂ：０〜１．００％、及びＲＥＭ：０〜０．３０％を含有し、残部がＦｅ及び不純物である化学組成からなる鋼を溶製し、鋳造してスラブを得るスラブ準備工程と、前記スラブに熱間圧延を施して熱延鋼板とする熱間圧延工程と、前記熱延鋼板を巻き取る巻き取り工程と、前記巻き取り工程後の前記熱延鋼板に、窒素を８０％以上含む雰囲気下において、４５０〜８００℃で５時間以上焼鈍を行う熱延板焼鈍工程と、必要に応じて、前記熱延鋼板にデスケーリングを行い、冷間圧延を行って冷延鋼板とする冷間圧延工程と、前記熱延鋼板又は前記冷延鋼板に対して、露点が１℃以上の雰囲気下、かつ７００〜９５０℃の温度域で焼鈍を行って焼鈍鋼板とする焼鈍工程と、前記焼鈍鋼板を、Ｓｉ及びＮｉを合計で７．０〜３０．０質量％含み、残部がＡｌ及び不純物からなるめっき浴に浸漬することによって、前記焼鈍鋼板の表面にＡｌ系被覆を形成して被覆鋼板とする被覆工程と、を備える。
（８）本発明の別の態様に係る被覆鋼部材の製造方法は、質量％で、Ｃ：０．２５〜０．６５％、Ｓｉ：０．１０〜２．００％、Ｍｎ：０．３０〜３．００％、Ｐ：０．０５０％以下、Ｓ：０．０１００％以下、Ｎ：０．０１０％以下、Ｔｉ：０．０１０〜０．１００％、Ｂ：０．０００５〜０．０１００％、Ｎｂ：０.０２〜０．１０％、Ｍｏ：０〜１．００％、Ｃｕ：０〜１．００％、Ｃｒ：０〜１．００％、Ｎｉ：０〜１．００％、Ｖ：０〜１．００％、Ｃａ：０〜０．０１０％、Ａｌ：０〜１．００％、Ｓｎ：０〜１．００％、Ｗ：０〜１．００％、Ｓｂ：０〜１．００％、及びＲＥＭ：０〜０．３０％を含有し、残部がＦｅ及び不純物である化学組成からなる鋼を溶製し、鋳造してスラブを得るスラブ準備工程と、前記スラブに熱間圧延を施して熱延鋼板とする熱間圧延工程と、前記熱延鋼板を巻き取る巻き取り工程と、前記巻き取り工程後の前記熱延鋼板に、窒素を８０％以上含む雰囲気下において、４５０〜８００℃で５時間以上焼鈍を行う熱延板焼鈍工程と、必要に応じて、前記熱延鋼板にデスケーリングを行い、冷間圧延を行って冷延鋼板とする冷間圧延工程と、必要に応じて、前記熱延鋼板又は前記冷延鋼板に対して焼鈍を行って焼鈍鋼板とする焼鈍工程と、前記熱延鋼板、前記冷延鋼板または前記焼鈍鋼板にＡｌ系被覆を形成して被覆鋼板とする被覆工程と、前記被覆鋼板を、１．０〜１０００℃／秒の昇温速度で、Ａｃ３点〜（Ａｃ３点＋３００）℃まで加熱し、その後、Ｍｓ点以下まで上部臨界冷却速度以上で冷却する熱処理工程と、を備える。
（９）本発明の別の態様に係る被覆鋼部材の製造方法は、質量％で、Ｃ：０．２５〜０．６５％、Ｓｉ：０．１０〜２．００％、Ｍｎ：０．３０〜３．００％、Ｐ：０．０５０％以下、Ｓ：０．０１００％以下、Ｎ：０．０１０％以下、Ｔｉ：０．０１０〜０．１００％、Ｂ：０．０００５〜０．０１００％、Ｎｂ：０.０２〜０．１０％、Ｍｏ：０〜１．００％、Ｃｕ：０〜１．００％、Ｃｒ：０〜１．００％、Ｎｉ：０〜１．００％、Ｖ：０〜１．００％、Ｃａ：０〜０．０１０％、Ａｌ：０〜１．００％、Ｓｎ：０〜１．００％、Ｗ：０〜１．００％、Ｓｂ：０〜１．００％、及びＲＥＭ：０〜０．３０％を含有し、残部がＦｅ及び不純物である化学組成からなる鋼を溶製し、鋳造してスラブを得るスラブ準備工程と、前記スラブに熱間圧延を施して熱延鋼板とする熱間圧延工程と、前記熱延鋼板を巻き取る巻き取り工程と、必要に応じて、前記熱延鋼板に対し、焼鈍を行う熱延板焼鈍工程と、必要に応じて、前記熱延鋼板にデスケーリングを行い、冷間圧延を行って冷延鋼板とする冷間圧延工程と、前記熱延鋼板又は前記冷延鋼板に対して、露点が１℃以上の雰囲気下、かつ７００〜９５０℃の温度域で焼鈍を行って焼鈍鋼板とする焼鈍工程と、前記焼鈍鋼板を、Ｓｉ及びＮｉを合計で７．０〜３０．０質量％含み、残部がＡｌ及び不純物からなるめっき浴に浸漬することによって、前記焼鈍鋼板の表面にＡｌ系被覆を形成して被覆鋼板とする被覆工程と、前記被覆鋼板を、１．０〜１０００℃／秒の昇温速度で、Ａｃ３点〜（Ａｃ３点＋３００）℃まで加熱し、その後、Ｍｓ点以下まで上部臨界冷却速度以上で冷却する熱処理工程と、を備える。
（１０）本発明の別の態様に係る被覆鋼部材の製造方法は、質量％で、Ｃ：０．２５〜０．６５％、Ｓｉ：０．１０〜２．００％、Ｍｎ：０．３０〜３．００％、Ｐ：０．０５０％以下、Ｓ：０．０１００％以下、Ｎ：０．０１０％以下、Ｔｉ：０．０１０〜０．１００％、Ｂ：０．０００５〜０．０１００％、Ｎｂ：０.０２〜０．１０％、Ｍｏ：０〜１．００％、Ｃｕ：０〜１．００％、Ｃｒ：０〜１．００％、Ｎｉ：０〜１．００％、Ｖ：０〜１．００％、Ｃａ：０〜０．０１０％、Ａｌ：０〜１．００％、Ｓｎ：０〜１．００％、Ｗ：０〜１．００％、Ｓｂ：０〜１．００％、及びＲＥＭ：０〜０．３０％を含有し、残部がＦｅ及び不純物である化学組成からなる鋼を溶製し、鋳造してスラブを得るスラブ準備工程と、前記スラブに熱間圧延を施して熱延鋼板とする熱間圧延工程と、前記熱延鋼板を巻き取る巻き取り工程と、前記巻き取り工程後の前記熱延鋼板に、窒素を８０％以上含む雰囲気下において、４５０〜８００℃で５時間以上焼鈍を行う熱延板焼鈍工程と、必要に応じて、前記熱延鋼板にデスケーリングを行い、冷間圧延を行って冷延鋼板とする冷間圧延工程と、前記熱延鋼板又は前記冷延鋼板に対して、露点が１℃以上の雰囲気下、かつ７００〜９５０℃の温度域で焼鈍を行って焼鈍鋼板とする焼鈍工程と、前記焼鈍鋼板を、Ｓｉ及びＮｉを合計で７．０〜３０．０質量％含み、残部がＡｌ及び不純物からなるめっき浴に浸漬することによって、前記焼鈍鋼板の表面にＡｌ系被覆を形成して被覆鋼板とする被覆工程と、前記被覆鋼板を、１．０〜１０００℃／秒の昇温速度で、Ａｃ３点〜（Ａｃ３点＋３００）℃まで加熱し、その後、Ｍｓ点以下まで上部臨界冷却速度以上で冷却する熱処理工程と、を備える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の上記態様によれば、高い引張強度を有し、かつ靭性と曲げ性とに優れる被覆鋼部材、被覆鋼板およびそれらの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態に係る被覆鋼部材の一例を示す模式図である。
【図２】本実施形態に係る被覆鋼板の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明者らは、高い引張強度を有し、かつ靭性と曲げ性とに優れた被覆鋼部材を得るべく、これら特性に及ぼす化学成分および組織の影響について調査した。その結果、以下の知見を得た。
【００１９】
一般に製造されているホットスタンプ部材の素材となる鋼板の多くは、耐食性に優れたアルミめっき（Ａｌめっき）あるいは亜鉛めっき（Ｚｎめっき）が表面に施された被覆鋼板である。これら被覆鋼板について、ホットスタンプを行うと、表面の合金の反応が進みＡｌ−Ｆｅ系被覆あるいはＺｎ−Ｆｅ系被覆を持つ被覆鋼部材が得られる。一般に使用されているホットスタンプ後に引張強度１．５ＧＰａ級を示す鋼板の多くは、化学組成が類似しており、０．２０質量％程度のＣを含有し、このＣによってホットスタンプ後の強度を確保している。
【００２０】
（ａ）本発明者らはさらなる車体軽量化のため、Ｃ含有量を高めることでホットスタンプ後に１．５ＧＰａを超える高強度部材を得るための詳細検討を行った。その結果、Ｃ含有量を０．２５質量％以上とすることで、ホットスタンプ後に引張強度で１．５ＧＰａ以上の超高強度が得られることが分かった。一方、引張強度１．５ＧＰａ以上への超高強度化に伴い曲げ性と靭性とは劣化することが分かった。特に上述したようなＡｌ系被覆を施した被覆鋼板を用いた場合に、被覆鋼部材の曲げ性が顕著に低下することが分かった。
【００２１】
（ｂ）本発明者らは、ＡｌめっきなどのＡｌ系被覆を有する被覆鋼板の、曲げ性に及ぼす組織の影響を検討した。その結果、曲げ性は鋼部材の表層の影響を受けやすく、被覆鋼部材の表層に存在するＡｌ−Ｆｅ系被覆は硬いので、Ａｌ−Ｆｅ系被覆によって曲げ性が劣化すると推察された。
【００２２】
（ｃ）本発明者らは、１．５ＧＰａを超える高強度なＡｌ−Ｆｅ系被覆を有する被覆鋼部材において、曲げ性と表層組織との関係を調査し、曲げ性の改善に取り組んだ。その結果、Ａｌ−Ｆｅ系被覆中に不可避的に含まれるＣ含有量を低減することで、Ａｌ−Ｆｅ系被覆を軟質化し、曲げ性を飛躍的に向上させることが可能であることを見出した。また、上述したようなＦｅ−Ａｌ系被覆に含まれるＣは熱処理時に鋼板から拡散してくるものであり、予め鋼板の表層部だけＣ含有量を低減させた被覆鋼板を用いることで曲げ性と強度とに優れた被覆鋼部材を得ることが可能であることを見出した。
【００２３】
（ｄ）本発明者らはさらに、衝突時の早期破断を防止するため、鋼部材の靭性の改善にも取り組んだ。靭性の改善には内部組織の細粒化が有効であり、Ｎｂ−Ｔｉ−（Ｃ，Ｎ）の析出物により旧γ粒を細粒化し、靭性を飛躍的に向上させることが可能である。しかしながら、本発明者らの検討の結果、被覆鋼板の内部にＮｂ−Ｔｉ−（Ｃ，Ｎ）を析出させると、細粒化により増加した粒界を通じて鋼板のＣの拡散が促進され、Ｆｅ−Ａｌ系被覆に含まれるＣ含有量を十分に低減できず、曲げ性が低下する場合があることが分かった。
そこで本発明者らは、曲げ性を低下させずに靭性を向上させる方法について検討を行った。その結果、鋼板中に、Ｎｂ−Ｔｉ−（Ｃ，Ｎ）の析出物を析出させて旧γ粒を細粒化すると同時に、Ａｌ系被覆の上層にＣの活量を下げるＳｉやＮｉを含有させる、または、Ａｌ系被覆の下層にＣの活量を上げるＣｒを濃化させることによって、熱処理において鋼板からＦｅ−Ａｌ系被覆へのＣ拡散を抑制することができ、その結果、靭性と曲げ性とを同時に向上させることができることを見出した。
【００２４】
本発明の一実施形態に係る被覆鋼部材（本実施形態に係る被覆鋼部材）、被覆鋼板（本実施形態に係る被覆鋼板）およびそれらの製造方法は、上記の知見によって得られた。以下各要件について詳しく説明する。
【００２５】
（Ａ）被覆鋼部材
本実施形態に係る被覆鋼部材１は、図１に示すように、所定の化学組成からなる鋼板基材１１と、前記鋼板基材１１の表面に形成され、Ａｌ及びＦｅを含有する被覆１２とを有する。
また、前記被覆（Ａｌ−Ｆｅ系被覆）１２が、Ａｌ含有量が３０質量％以上である高Ａｌ含有領域１２２と、Ａｌ含有量が３質量％以上３０質量％未満である低Ａｌ含有領域１２１とを有し、高Ａｌ含有領域１２２の最大Ｃ含有量が、鋼板基材１１のＣ含有量の２５％以下であり、かつ、低Ａｌ含有領域１２１の最大Ｃ含有量が、鋼板基材１１のＣ含有量の４０％以下であり、鋼板基材１１と被覆１２との界面から鋼板基材１１側の深さ１０μｍまでの範囲における最大Ｃ含有量が、鋼板基材１１の表層部を除く平均Ｃ含有量に対して８０％以下である。
本実施形態に係る被覆鋼部材１では、図１に示すように、被覆１２の鋼板基材１１側が低Ａｌ含有領域１２１であり、表面側が高Ａｌ含有領域１２２である。
【００２６】
（Ａ１）鋼板基材の化学組成
本実施形態に係る被覆鋼部材１の鋼板基材１１は所定の化学組成からなる。具体的には、質量％で、Ｃ：０．２５〜０．６５％、Ｓｉ：０．１０〜２．００％、Ｍｎ：０．３０〜３．００％、Ｐ：０．０５０％以下、Ｓ：０．０１００％以下、Ｎ：０．０１０％以下、Ｔｉ：０．０１０〜０．１００％、Ｂ：０．０００５〜０．０１００％、Ｎｂ：０.０２〜０．１０％、Ｍｏ：０〜１．００％、Ｃｕ：０〜１．００％、Ｃｒ：０〜１．００％、Ｎｉ：０〜１．００％、Ｖ：０〜１．００％、Ｃａ：０〜０．０１０％、Ａｌ：０〜１．００％、Ｓｎ：０〜１．００％、Ｗ：０〜１．００％、Ｓｂ：０〜１．００％、及びＲＥＭ：０〜０．３０％を含有し、残部がＦｅ及び不純物である化学組成からなる。
各元素の限定理由は下記のとおりである。ここで鋼板基材の化学組成とは、被覆鋼部材のうち、表面のＡｌ−Ｆｅ系被覆、および鋼板基材の表層組織を除いた部分の化学組成をいうものとする。以下、含有量に関する％は、断りがない限り質量％である。
【００２７】
Ｃ：０．２５〜０．６５％
Ｃは、鋼の焼入れ性を高め、焼入れ後の被覆鋼部材の強度を向上させる元素である。しかしながら、Ｃ含有量が０．２５％未満では、焼入れ後の被覆鋼部材において十分な強度（１．５ＧＰａ超）を確保することが困難となる。したがって、Ｃ含有量は０．２５％以上とする。Ｃ含有量は０．２８％以上が好ましい。
一方、Ｃ含有量が０．６５％を超えると、焼入れ後の被覆鋼部材の強度が高くなり過ぎて、靭性や曲げ性の劣化が著しくなる。したがって、Ｃ含有量は０．６５％以下とする。Ｃ含有量は、０．６０％以下が好ましい。
【００２８】
Ｓｉ：０．１０〜２．００％
Ｓｉは、鋼の焼入れ性を高め、かつ焼入れ後の強度を安定して確保するために効果のある元素である。この効果を得るためには、Ｓｉを０．１０％以上含有させる必要がある。Ｓｉ含有量は０．３５％以上が好ましい。
一方、鋼中のＳｉ含有量が２．００％を超えると、熱処理に際して、オーステナイト変態のために必要となる加熱温度が著しく高くなる。これにより、熱処理に要するコストの上昇を招く場合がある。さらに、Ｓｉ含有量が２．００％超であると、焼入れ部の靱性が劣化する。したがって、Ｓｉ含有量は２．００％以下とする。Ｓｉ含有量は１．６０％以下が好ましい。
【００２９】
Ｍｎ：０．３０〜３．００％
Ｍｎは、鋼の焼入れ性を高め、焼入れ後の強度を安定して確保するために、非常に効果のある元素である。Ｍｎはさらに、Ａｃ３点を下げ、焼入れ処理温度の低温化を促進する元素である。また、Ｍｎは、Ａｌ−Ｆｅ系被覆中に拡散して耐食性を向上させる効果を有する元素である。Ｍｎ含有量が０．３０％未満ではこれらの効果が十分ではないので、Ｍｎ含有量を０．３０％以上とする。Ｍｎ含有量は０．４０％以上であるのが好ましい。
一方、Ｍｎ含有量が３．００％を超えると上記の効果が飽和する上、焼入れ部の靭性や曲げ性が劣化する。そのため、Ｍｎ含有量は３．００％以下とする。Ｍｎ含有量は２．８０％以下であるのが好ましく、２．５０％以下であるのがより好ましい。
【００３０】
Ｐ：０．０５０％以下
Ｐは、焼入れ後の被覆鋼部材の靱性を劣化させる元素である。特に、Ｐ含有量が０．０５０％を超えると、靭性の劣化が著しくなる。したがって、Ｐ含有量は０．０５０％以下に制限する。Ｐ含有量は、０．００５％以下に制限することが好ましい。Ｐは少ない方が好ましいので、０％でもよいが、コストの観点から０．００１％以上としてもよい。
【００３１】
Ｓ：０．０１００％以下
Ｓは、焼入れ後の被覆鋼部材の靱性や曲げ性を劣化させる元素である。特に、Ｓ含有量が０．０１００％を超えると、靭性や曲げ性の劣化が著しくなる。したがって、Ｓ含有量は０．０１００％以下に制限する。Ｓ含有量は、０．００５０％以下に制限することが好ましい。Ｓ含有量は少ない方が好ましいので、０％でもよいが、コストの観点から０．０００１％以上としてもよい。
【００３２】
Ｎ：０．０１０％以下
Ｎは、焼入れ後の被覆鋼部材の靱性を劣化させる元素である。特に、Ｎ含有量が０．０１０％を超えると、鋼中に粗大な窒化物が形成され、靭性が著しく劣化する。したがって、Ｎ含有量は０．０１０％以下とする。Ｎ含有量の下限は特に限定する必要はなく０％でもよいが、Ｎ含有量を０．０００２％未満とすることは製鋼コストの増大を招き、経済的に好ましくない。そのため、Ｎ含有量は０．０００２％以上としてもよく、０．０００８％以上としてもよい。
【００３３】
Ｔｉ：０．０１０〜０．１００％
Ｔｉは、鋼板をＡｃ３点以上の温度に加熱して熱処理を施す際に再結晶を抑制するとともに、微細な炭化物を形成して粒成長を抑制することで、オーステナイト粒を細粒にする作用を有する元素である。このため、Ｔｉを含有させることによって、被覆鋼部材の靭性が大きく向上する効果が得られる。また、Ｔｉは、鋼中のＮと優先的に結合することによってＢＮの析出によるＢの消費を抑制し、後述するＢによる焼入れ性向上の効果を促進する元素である。Ｔｉ含有量が０．０１０％未満では、上記の効果を十分に得られない。したがって、Ｔｉ含有量は０．０１０％以上とする。Ｔｉ含有量は０．０１５％以上が好ましい。
一方、Ｔｉ含有量が０．１００％を超えると、ＴｉＣの析出量が増加してＣが消費されるため、焼入れ後の被覆鋼部材の強度が低下する。したがって、Ｔｉ含有量は０．１００％以下とする。Ｔｉ含有量は０．０８０％以下が好ましい。
【００３４】
Ｂ：０．０００５〜０．０１００％
Ｂは、微量でも鋼の焼入れ性を劇的に高める作用を有するので、重要な元素である。また、Ｂは粒界に偏析することで、粒界を強化して靱性を高める元素であり、鋼板の加熱時にオーステナイトの粒成長を抑制する元素である。Ｂ含有量が０．０００５％未満では、上記の効果を十分に得られない場合がある。したがって、Ｂ含有量は０．０００５％以上とする。Ｂ含有量は０．００１０％以上が好ましい。
一方、Ｂ含有量が０．０１００％を超えると、粗大な化合物が多く析出し、被覆鋼部材の靭性が劣化する。したがってＢ含有量は０．０１００％以下とする。Ｂ含有量は０．００８０％以下が好ましい。
【００３５】
Ｎｂ：０．０２〜０．１０％
Ｎｂは、微細な炭化物を形成し、その細粒化効果により鋼の靱性を高める作用を有するので、重要な元素である。Ｎｂ含有量が０．０２％未満では、上記の効果を十分に得られない場合がある。したがって、Ｎｂ含有量は０．０２％以上とする。Ｎｂ含有量は０．０３％以上が好ましい。
一方、Ｎｂ含有量が０．１０％を超えると、炭化物が粗大化し、被覆鋼部材の靭性が劣化する。したがってＮｂ含有量は０．１０％以下とする。Ｎｂ含有量は０．０８％以下が好ましい。
【００３６】
本実施形態に係る被覆鋼部材には、強度、靱性、曲げ性、耐食性、脱酸性の向上のため、上記の元素に加えてさらに、下記に示すＣｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｖ、Ｃａ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｓｎ、Ｗ、ＳｂおよびＲＥＭから選択される１種以上の元素を含有させてもよい。これらの元素は任意元素であり、必ずしも含有する必要がないので、下限は０％である。
【００３７】
Ｃｒ：０〜１．００％
Ｃｒは、鋼の焼入れ性を高め、かつ焼入れ後の被覆鋼部材の強度を安定して確保するために有効な元素である。そのため、含有させてもよい。また、Ｃｒは、Ａｌ−Ｆｅ系被覆中に拡散して耐食性を向上させる効果を有する元素である。上記の効果を得るためには、Ｃｒ含有量は０．０１％以上であるのが好ましく、０．０５％以上であるのがより好ましく、０．０８％以上であることがさらに好ましい。
しかしながら、Ｃｒ含有量が１．００％を超えると上記の効果は飽和する上、コストが増加する。またＣｒは鉄炭化物を安定化させる作用を有するので、Ｃｒ含有量が１．００％を超えると鋼板の加熱時に粗大な鉄炭化物が溶け残り、焼入れ後の被覆鋼部材の靱性が劣化する場合がある。したがって、含有させる場合のＣｒ含有量は１．００％以下とする。Ｃｒ含有量は０．８０％以下であるのが好ましい。
【００３８】
Ｎｉ：０〜１．００％
Ｎｉは、鋼の焼入れ性を高め、かつ焼入れ後の被覆鋼部材の強度を安定して確保するために有効な元素である。そのため、含有させてもよい。また、Ｎｉは、Ａｌ−Ｆｅ系被覆中に拡散して耐食性を向上させる効果を有する元素である。上記の効果を得るためには、Ｎｉを０．０１％以上含有させることが好ましく、０．１０％以上含有させることがより好ましい。
しかしながら、Ｎｉ含有量が１．００％を超えると、上記の効果が飽和して経済性が低下する。したがって、含有させる場合のＮｉ含有量は１．００％以下とする。
【００３９】
Ｃｕ：０〜１．００％
Ｃｕは、鋼の焼入れ性を高め、焼入れ後の被覆鋼部材の強度を安定して確保するために有効な元素である。そのため、含有させてもよい。また、Ｃｕは、鋼部材の耐食性を向上させる効果を有する元素である。上記の効果を得るためには、Ｃｕ含有量は０．０１％以上が好ましく、０．０５％以上がより好ましい。
しかしながら、Ｃｒ含有量が１．００％を超えると上記の効果は飽和する上、コストが増加する。したがって、含有させる場合のＣｕ含有量は１．００％以下とする。Ｃｕ含有量は０．８０％以下が好ましい。
【００４０】
Ｍｏ：０〜１．００％
Ｍｏは、鋼の焼入れ性を高め、焼入れ後の被覆鋼部材の強度を安定して確保するために有効な元素である。そのため、含有させてもよい。また、Ｍｏは、Ａｌ−Ｆｅ系被覆中に拡散して耐食性を向上させる効果を有する元素である。上記の効果を得るためには、Ｍｏ含有量は０．０１％以上が好ましく、０．０５％以上がより好ましい。
しかしながら、Ｍｏ含有量が１．００％を超えると上記の効果は飽和する上、コストが増加する。またＭｏは、鉄炭化物を安定化させる作用を有するので、Ｍｏ含有量が１．００％を超えると鋼板の加熱時に粗大な鉄炭化物が溶け残り、焼入れ後の被覆鋼部材の靱性が劣化する場合がある。したがって、含有させる場合のＭｏ含有量は１．００％以下とする。Ｍｏ含有量は０．８０％以下が好ましい。
【００４１】
Ｖ：０〜１．００％
Ｖは、微細な炭化物を形成し、その細粒化効果により靱性を高める元素である。そのため、含有させてもよい。上記の効果を得るためには、Ｖを０．０１％以上含有させることが好ましく、０．１０％以上含有させることがより好ましい。
しかしながら、Ｖ含有量が１．００％を超えると、上記の効果が飽和して経済性が低下する。したがって、含有させる場合のＶ含有量は１．００％以下とする。
【００４２】
Ｃａ：０〜０．０１０％
Ｃａは、鋼中の介在物を微細化し、焼入れ後の靱性を向上させる効果を有する元素である。そのため、含有させてもよい。上記の効果を得る場合、Ｃａ含有量を０．００１％以上とすることが好ましく、０．００２％以上とすることがより好ましい。
しかしながら、Ｃａ含有量が０．０１０％を超えるとその効果は飽和する上、コストが増加する。したがって、Ｃａを含有する場合にはその含有量は０．０１０％以下とする。Ｃａ含有量は０．００５％以下であることが好ましく、０．００４％以下であるのがより好ましい。
【００４３】
Ａｌ：０〜１．００％
Ａｌは、鋼の脱酸剤として一般的に用いられる元素である。そのため、含有させてもよい。上記の効果を得るためには、Ａｌを０．０１％以上含有させることが好ましい。
しかしながら、Ａｌ含有量が１．００％を超えると、上記の効果が飽和して経済性が低下する。したがって、含有させる場合のＡｌ含有量は１．００％以下とする。
【００４４】
Ｓｎ：０〜１．００％
Ｓｎは腐食環境において耐食性を向上させる元素である。そのため、含有させてもよい。上記の効果を得るためには、Ｓｎを０．０１％以上含有させることが好ましい。
しかしながら、Ｓｎ含有量が１．００％を超えると粒界強度が低下し、焼入れ後の被覆鋼部材の靭性が劣化する。したがって、含有させる場合のＳｎ含有量は１．００％以下とする。
【００４５】
Ｗ：０〜１．００％
Ｗは鋼の焼入れ性を高め、かつ焼入れ後の被覆鋼部材の強度を安定して確保することを可能にする元素である。そのため、含有させてもよい。また、Ｗは、腐食環境において耐食性を向上させる元素である。上記の効果を得るためには、Ｗを０．０１％以上含有させることが好ましい。
しかしながら、Ｗ含有量が１．００％を超えると、上記の効果が飽和して経済性が低下する。したがって、含有させる場合のＷ含有量は１．００％以下とする。
【００４６】
Ｓｂ：０〜１．００％
Ｓｂは腐食環境において耐食性を向上させる元素である。そのため、含有させてもよい。上記の効果を得るためには、Ｓｂ含有量を０．０１％以上とすることが好ましい。
しかしながら、Ｓｂ含有量が１．００％を超えると粒界強度が低下し、焼入れ後の被覆鋼部材の靭性が劣化する。したがって、含有させる場合のＳｂ含有量は１．００％以下とする。
【００４７】
ＲＥＭ：０〜０．３０％
ＲＥＭは、Ｃａと同様に鋼中の介在物を微細化し、焼入れ後の被覆鋼部材の靱性を向上させる効果を有する元素である。そのため、含有させてもよい。上記の効果を得たい場合は、ＲＥＭ含有量を０．０１％以上とすることが好ましく、０．０２％以上とすることがより好ましい。
しかしながら、ＲＥＭ含有量が０．３０％を超えるとその効果は飽和する上、コストが増加する。したがって、含有させる場合のＲＥＭ含有量は０．３０％以下とする。ＲＥＭ含有量は０．２０％以下が好ましい。
【００４８】
ここで、ＲＥＭは、Ｓｃ、Ｙ及びＬａ、Ｎｄ等ランタノイドの合計１７元素を指し、ＲＥＭの含有量はこれらの元素の合計含有量を意味する。ＲＥＭは、例えばＦｅ−Ｓｉ−ＲＥＭ合金を使用して溶鋼に添加され、この合金には、例えば、Ｌａ、Ｎｄ、Ｃｅ、Ｐｒが含まれる。
【００４９】
本実施形態の被覆鋼部材の化学組成において、上述してきた元素以外、すなわち残部はＦｅおよび不純物である。
【００５０】
ここで「不純物」とは、鋼板を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップ等の原料、製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本実施形態に係る被覆鋼部材の特性に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。
【００５１】
鋼板基材の化学組成は、以下の方法で求めることができる。
鋼板基材から分析試料を切り出し、ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）発光分光分析法などの元素分析を行うことによって得られる。分析試料は、ＪＩＳ  Ｇ  ０４１７に記載されているように、鋼板基材の板厚全体の平均的な化学組成が得られるように採取する。具体的には、被覆鋼部材の幅方向端部を避け、鋼板基材の表面から板厚方向に板厚の１／４の位置から、分析試料を採取する。
鋼板基材の表層部を除く平均Ｃ含有量、平均Ｃｒ含有量は上記ＩＣＰ発光分光分析法から得られた値とする。
【００５２】
（Ａ２）被覆
本実施形態に係る被覆鋼部材１は、上述した鋼板基材１１の表面に、Ａｌ及びＦｅを含有する被覆（以下Ａｌ−Ｆｅ系被覆）１２を有する。本実施形態において、Ａｌ−Ｆｅ系被覆１２はＡｌおよびＦｅを主体とした被覆であり、ＡｌとＦｅとを合計で７０％以上含むことが好ましい。また、Ａｌ−Ｆｅ系被覆１２は皮膜、合金化めっき層、金属間化合物層ともいう。Ａｌ−Ｆｅ系被覆１２は、更にＳｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｃ等を含有し、残部が不純物であってもよい。
本実施形態に係る被覆鋼部材１が備える被覆（Ａｌ−Ｆｅ系被覆１２）は、Ａｌ含有量が３０質量％以上である高Ａｌ含有領域１２２と、Ａｌ含有量が３質量％以上３０質量％未満である低Ａｌ含有領域１２１とを有する。また、高Ａｌ含有領域１２２の最大Ｃ含有量が、鋼板基材１１のＣ含有量の２５％以下であり、低Ａｌ含有領域１２１の最大Ｃ含有量が、鋼板基材１１のＣ含有量の４０％以下である。
被覆の種類は限定されない。例えば溶融めっき、電気めっき、溶射等によって形成された被覆である。
Ａｌ−Ｆｅ系被覆の厚みは、５〜５０μｍであることが好ましい。
【００５３】
Ａｌ−Ｆｅ系被覆１２を上記のように制御することで、被覆鋼部材１の曲げ性が向上する。高Ａｌ含有領域１２２の最大Ｃ含有量が鋼板基材１１に含まれるＣ含有量（鋼板基材における平均Ｃ含有量）に対して２５％を超える、及び／または低Ａｌ含有領域１２１の最大Ｃ含有量が鋼板基材１１に含まれるＣ含有量に対して４０％を超えると、曲げ性が十分でなく、衝突時にエネルギーを十分に吸収できない場合がある。高Ａｌ含有領域１２２に含まれるＣ含有量、または低Ａｌ含有領域１２１に含まれるＣ含有量の下限は特に規定しないが、鋼板基材１１に含まれるＣ含有量に対して０．１％程度は含有し得る。
【００５４】
Ａｌ−Ｆｅ系被覆１２における最大Ｃ含有量は以下のようにして求めることができる。
高Ａｌ含有領域１２２、低Ａｌ含有領域１２１の最大Ｃ含有量は、被覆に対し、被覆鋼部材１の表面から厚み方向にＧＤＳ（グロー放電発光分析）を行って求める。具体的には、被覆鋼部材１の幅方向端部から板幅（短手）の概ね１／４の位置において、被覆鋼部材１の表面から板厚方向にＧＤＳ（グロー放電発光分析）を行い、Ａｌ含有量が３０質量％以上である範囲における最大Ｃ含有量、及び、Ａｌ含有量が３質量％以上３０質量％未満である範囲における最大Ｃ含有量を求める。この測定を計５回行い、各測定において得られた最大Ｃ含有量の平均値を、高Ａｌ含有領域１２２の最大Ｃ含有量、低Ａｌ含有領域１２１における最大Ｃ含有量とする。
本実施形態では、Ａｌ−Ｆｅ系被覆１２とは、被覆鋼部材の表面からＧＤＳで測定を行った際、Ｆｅが９５％未満となる領域とする。
【００５５】
高Ａｌ含有領域における最大Ｃｒ含有量が、鋼板基材のＣｒ含有量（鋼板基材における平均Ｃｒ含有量）の８０％以上であることが好ましい。この場合、被覆鋼部材の耐食性が向上するという効果が得られる。
【００５６】
高Ａｌ含有領域１２２における最大Ｃｒ含有量は、最大Ｃ含有量と同じ要領で、被覆に対し、被覆鋼部材の表面から厚み方向にＧＤＳ（グロー放電発光分析）を行って求める。
【００５７】
（Ａ３）鋼板基材の表層組織
本実施形態に係る被覆鋼部材１は、鋼板基材１１の表面（鋼板基材１１と被覆１２との界面）から深さ１０μｍまでの範囲（界面から鋼板基材側に１０μｍまでの範囲、いわゆる鋼板基材の表層組織）における最大Ｃ含有量が、鋼板基材１１のＣ含有量（平均Ｃ含有量）に対して８０％以下である。
【００５８】
鋼板基材１１と被覆１２との界面から鋼板基材１１側の深さ１０μｍまでの範囲における最大Ｃ含有量は、被覆鋼部材１の表面から板厚方向にＧＤＳ（グロー放電発光分析）を行って求める。具体的には、被覆鋼部材１の幅方向端部から板幅（短手）の概ね１／４の位置において、被覆鋼部材１の表面から板厚方向にＧＤＳ（グロー放電発光分析）を行い、Ｆｅが９５質量％未満となる領域をＡｌ−Ｆｅ系被覆１２、Ｆｅ含有量が９５質量％以上である領域を鋼板基材１１と判断する。鋼板基材１１において、Ａｌ−Ｆｅ系被覆１２と鋼板基材１１との界面から、深さ１０μｍまでの範囲における最大Ｃ含有量を求める。この測定を５回行い、各測定において得られた最大Ｃ含有量の平均値を、鋼板基材の表面から深さ１０μｍまでの範囲における最大Ｃ含有量とする。
【００５９】
（Ａ４）鋼板基材の内部組織
本実施形態に係る被覆鋼部材１の鋼板基材１１の内部組織は高強度なマルテンサイトとベイナイトとが主体となる組織である。好ましくは、面積分率で、マルテンサイトとベイナイトとの合計が９０％以上であり、より好ましくは、マルテンサイトとベイナイトとの合計が９０％以上であり、かつ面積分率で７０％以上がマルテンサイトである。より好ましくはマルテンサイトが８０％以上である。鋼板基材１１の内部組織とは、上述した鋼板基材１１の表層組織（表面から１０μｍ）を除いた領域の組織のことである。
【００６０】
鋼板基材１１の内部組織は、マルテンサイトとベイナイト以外の残部として、残留オーステナイト、ベイナイト、フェライトやパーライトを含有することもある。マルテンサイトには、いわゆるフレッシュマルテンサイトだけでなく、焼戻しマルテンサイトや自動焼戻しマルテンサイトも含む。自動焼戻しマルテンサイトとは、焼戻しのための熱処理を行うことなく、焼入れ時の冷却中に生成した焼戻しマルテンサイトのことであり、マルテンサイト変態に伴う自己発熱によって、発生したマルテンサイトがその場で焼き戻されて生成するものである。
【００６１】
鋼板基材の内部組織は、以下の方法で判断することができる。
マルテンサイト（焼戻しマルテンサイト、自動焼戻しマルテンサイトを含む）及びベイナイトの合計の面積分率は、Ｘ線回折法で求める。具体的には、鋼部材の幅方向端部から板幅の１／４の位置から測定試料を切り出し、Ｘ線回折用の試料とする。この試料に対し、フッ化水素酸と過酸化水素水とを用いて、鋼板基材の表面から板厚１／４の深さまで化学研磨する。研磨後の試料に対し、測定条件として、Ｃｏ管球を用い、２θで４５°から１０５°の範囲として、Ｘ線回折を行う。鋼部材に含まれる体心立方格子（マルテンサイト及びベイナイト）と面心立方格子（残留オーステナイト）の回折Ｘ線強度を測定し、その回折曲線の面積比からマルテンサイトとベイナイトとの合計の体積分率及び、残留オーステナイトの体積分率を得る。本実施形態の鋼部材は、金属組織が等方性であるため、体積分率の値をそのまま面積分率に置き換えることができる。これによりマルテンサイトとベイナイトの合計の面積分率を得る。体心立方格子のフェライトやパーライトが混じる場合は、後述する光学顕微鏡または走査型顕微鏡により容易に判別できる。
マルテンサイトとベイナイトとを分けて、それぞれの面積分率を測定する場合には透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）及びＴＥＭに付属する電子線回折装置によって測定する。鋼部材の板幅１／４部かつ鋼板基材の板厚１／４部から測定試料を切り出し、ＴＥＭ観察用の薄膜試料とする。薄膜試料は、圧延方向と直交する方向の断面から切り出したものとする。また、ＴＥＭ観察の範囲は面積で４００μｍ２の範囲とする。薄膜試料の電子線の回折パターンにより、体心立方格子であるマルテンサイトやベイナイトと、面心立方格子の残留オーステナイトとを区別可能である。マルテンサイトおよびベイナイト中の鉄炭化物（Ｆｅ３Ｃ）を回折パターンにより見出し、その析出形態を観察することで、マルテンサイトとベイナイトとを分離し、組織分率をそれぞれ測定する。具体的には、析出形態が３方向析出ならマルテンサイトと判断し、１方向の限定析出ならベイナイトと判断する。マルテンサイトとベイナイトの判別のため炭化物を観察するが、本実施形態では、炭化物は組織の体積分率に含めないものとする。
残部組織としてフェライトまたはパーライトが存在している場合は、光学顕微鏡または走査型電子顕微鏡で容易に確認できる。具体的には、鋼部材の板幅１／４部かつ鋼板基材の板厚１／４部から測定試料を切り出し、観察用の試料とする。試料は、圧延方向と直交する方向の断面から切り出したものとする。また、顕微鏡による観察範囲は面積で４００００μｍ２の範囲とする。切り出した試料を機械研磨し、続いて鏡面仕上げする。次いで、ナイタール腐食液によりエッチングを行ってフェライト及びパーライトを現出させ、これを顕微鏡観察することで、フェライトまたはパーライトの存在を確認する。フェライトとセメンタイトとが交互に層状に並んだ組織をパーライトとし、セメンタイトが粒状に析出する組織をベイナイトと判別する。
【００６２】
（Ａ５）被覆鋼部材の特性
本実施形態に係る被覆鋼部材１は、鋼板基材１１及び被覆１２が上述のように制御されることで、Ａｌ−Ｆｅ系被覆１２が軟質化し、衝突時の曲げ性が向上する。また、本実施形態に係る被覆鋼部材１は、曲げ性に優れるだけでなく、引張強度が１．５ＧＰａを超える高強度であり、また靱性にも優れる。
【００６３】
本実施形態において、曲げ性は、被覆鋼部材の衝突試験や曲げ試験によって評価される。例えば、上記被覆鋼部材から曲げ試験片を切出し、ＶＤＡ規格２３８−１００に準拠して曲げ試験を行い、最大荷重時の曲げ角度によって評価される。
本実施形態に係る被覆鋼部材１では、最大荷重時の曲げ角度が、引張強度：１．５ＧＰａ超〜２．１ＧＰａであれば６０度以上、引張強度：２．１ＧＰａ超であれば５０度以上という優れた曲げ性が得られる。
【００６４】
また、本実施形態において、靱性は、被覆鋼部材の衝突試験やシャルピー衝撃試験によって評価される。例えば、上記鋼部材から、板厚×１０ｍｍ×５５ｍｍのサイズのＶノッチ入りシャルピー衝撃試験片を切り出し、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４２：２０１８の規定に準拠してシャルピー衝撃試験を行い、−４０℃における衝撃値によって靱性を評価する。
本実施形態に係る被覆鋼部材では、衝撃値が、引張強度：１．５ＧＰａ超〜２．１ＧＰａであれば３５Ｊ／ｃｍ２以上、引張強度：２．１ＧＰａ超であれば２０Ｊ／ｃｍ２以上という優れた靭性が得られる。
【００６５】
被覆鋼部材の形状については特に限定しない。すなわち、平板であってもよく、成形体であってもよい。熱間成形された被覆鋼部材は、多くの場合は成形体であり、本実施形態では、成形体である場合、平板である場合をともに含めて「被覆鋼部材」という。
【００６６】
（Ｂ）被覆鋼板
次に、本実施形態に係る被覆鋼板２について説明する。本実施形態に係る被覆鋼板２は、上述した本実施形態に係る被覆鋼部材１の素材として好適である。
本実施形態に係る被覆鋼板２は、図２に示すように、所定の化学組成からなる鋼板２１と、鋼板２１の表面に形成され、Ａｌを含有する被覆（Ａｌ系被覆）２２とを有する。また、Ａｌ系被覆が、鋼板側に存在し、Ａｌを３質量％以上７０質量％未満含む下層２２１と、Ａｌを７０質量％以上９５質量％以下含む上層２２２とを備える。また、このＡｌ系被覆２２は、以下の（ｉ）または（ｉｉ）のいずれかを満たす。好ましくは（ｉ）及び（ｉｉ）の両方を満たす。
（ｉ）下層２２１が、質量％で、前記鋼板２１に含まれるＣｒ含有量の１．２倍以上のＣｒを含む。（ｉｉ）上層２２２がＳｉ及びＮｉを合計で５．０質量％以上３０．０質量％以下含む。
さらに、本実施形態に係る被覆鋼板２は、鋼板２１において、鋼板２１とＡｌ系被覆２２との界面から鋼板２１側の深さ２０μｍまでの範囲（鋼板２１の表層組織）における最大Ｃ含有量が、鋼板２１の表層部を除く平均Ｃ含有量の８０％以下である。
【００６７】
（Ｂ１）鋼板の化学組成
被覆鋼板２を構成する鋼板２１の化学組成は、上述した被覆鋼部材１における鋼板基材１１の化学組成と同一であり、その限定理由も同様である。ここで鋼板２１の化学組成とは、被覆鋼板２のうち、表面のＡｌ系被覆２２、および鋼板２１の表層組織を除いた部分の化学組成をいうものとし、鋼板の板厚方向に表面から板厚の１／４の位置から、ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）発光分光分析法などの元素分析を行うことによって得られる。鋼板の表層部を除く平均Ｃ含有量、平均Ｃｒ含有量は上記ＩＣＰ発光分光分析法から得られた値とする。
【００６８】
（Ｂ２）被覆
本実施形態に係る被覆鋼板２は、鋼板２１の表面にＡｌを含有する被覆（以下Ａｌ系被覆）２２を有する。このＡｌ系被覆２２は、被覆鋼板２の鋼板２１側にＡｌを３質量％以上７０質量％未満含む下層２２１を有し、被覆鋼板２の表面側にＡｌを７０質量％以上９５質量％以下含む上層２２２を有する。Ａｌ系被覆とはＡｌを主体とした被覆であり、例えばＡｌを３％以上含むＡｌ系被覆には、添加元素として、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｃａ、Ｓｒ、ミッシュメタル等を添加してよい。
【００６９】
上層２２２は、Ｓｉ及びＮｉを合計で５．０質量％以上３０．０質量％以下含むことが好ましい。Ａｌ系被覆２２の上層２２２に含まれるＳｉ及びＮｉはＣの活量を下げる元素であり、上層２２２におけるＳｉ及びＮｉの合計含有量の最大が５．０質量％以上であると、後述する熱処理において、鋼板からＡｌ−Ｆｅ系被覆への（特にＡｌ−Ｆｅ系被覆の表面側への）Ｃ拡散を抑制する効果が得られる。Ｓｉ及びＮｉの合計含有量の最大が５．０質量％未満であると、熱処理を行って被覆鋼部材１とした際のＡｌ−Ｆｅ系被覆１２におけるＣ含有量が高くなる場合がある。この場合、曲げ性が十分でなく、衝突時にエネルギーを十分に吸収できない。したがって上層２２２におけるＳｉ及びＮｉの合計含有量は５．０質量％以上とすることが好ましい。
【００７０】
また、ＣｒはＣの活量を上げる元素である。そのため、Ａｌ系被覆２２の鋼板２１側に存在する下層２２１にＣｒが含有されると、後述する熱処理において、Ａｌ−Ｆｅ系被覆へのＣ拡散を抑制する効果がある。そのため、下層２２１がＣｒを含むことが好ましい。
また、下層２２１にＣｒを含有させることで、被覆鋼部材１となった際の高Ａｌ含有領域１２２にもＣｒを含有させることができる。
上記効果を得る場合、鋼板２１が０．０５％以上のＣｒを含み、下層２２１に含まれるＣｒ含有量の最大値が鋼板２１に含まれるＣｒ含有量（平均Ｃｒ含有量）の１．２倍以上（１２０％以上）であることが好ましい。より好ましくは、鋼板２１が０．０８％以上のＣｒを含み、下層２２１に含まれるＣｒ含有量の最大値が鋼板２１に含まれるＣｒ含有量の１．２倍以上（１２０％以上）である。
下層２２１に含まれるＣｒ含有量の最大値が鋼板２１のＣｒ含有量に対して１２０％未満であると、Ａｌ−Ｆｅ系被覆１２へのＣ拡散を抑制する効果が小さい。下層２２１に含まれるＣｒ含有量の下限は特に規定しないが、鋼板２１がＣｒを含有する場合、０．０１％程度は含有し得る。
【００７１】
本実施形態に係る被覆鋼板２では、熱処理後のＡｌ−Ｆｅ系被覆１２へのＣ拡散を抑制するために、上層２２２が、Ｓｉ及びＮｉを合計で５．０質量％以上３０．０質量％以下含むか、または、下層２２１が、質量％で、鋼板に含まれるＣｒ含有量の１．２倍以上のＣｒを含む必要がある。少なくとも一方を満足していれば、Ｃの拡散を抑制できる。より高い効果を得る場合、両方を満足することが好ましい。
【００７２】
Ａｌ系被覆２２における、上層２２２のＳｉ及びＮｉの合計含有量、下層２２１のＣｒ含有量の最大値は以下のように被覆鋼板２の表面から板厚方向にＧＤＳ（グロー放電発光分析）を行って求める。
上層２２２のＳｉ及びＮｉの合計含有量、下層２２１のＣｒ含有量の最大値を求めるに際し、Ａｌ含有量が３質量％以上かつＦｅ含有量が９５質量％未満となる領域をＡｌ系被覆２２、Ｆｅ含有量が９５質量％以上となる領域を鋼板２１と判断する。また、Ａｌ系被覆２２のうち、Ａｌ含有量が７０質量％以上である領域を上層２２２、７０％未満である領域を下層２２１とする。
具体的には、被覆鋼部材の幅方向端部から板幅（短手）の概ね１／４の位置において、被覆鋼板の表面から板厚方向にＧＤＳ（グロー放電発光分析）を行って、上層におけるＳｉ含有量とＮｉ含有量とを求め、合計含有量が最も大きくなる位置でのＳｉ含有量とＮｉ含有量との合計を上層における上層のＳｉとＮｉとの合計含有量とする。
また、被覆鋼部材の幅方向端部から板幅（短手）の概ね１／４の位置において、被覆鋼板の表面から板厚方向にＧＤＳ（グロー放電発光分析）を行って、下層におけるＣｒ含有量の最大値を測定する。
この測定を計５回行い、各測定において得られた値を平均して、上層のＳｉとＮｉとの合計含有量、下層のＣｒ含有量の最大値とする。
【００７３】
（Ｂ３）鋼板の表層組織
本実施形態に係る被覆鋼板２では、鋼板２１の表面（鋼板２１と被覆２２との界面）から深さ２０μｍまでの範囲（鋼板２１の表層組織）における最大Ｃ含有量が、鋼板２１のＣ含有量（平均Ｃ含有量）の８０％以下である。
鋼板２１の表層組織における最大Ｃ含有量が、鋼板２１のＣ含有量に対して８０％を超えると、熱処理後の被覆鋼部材１のＡｌ−Ｆｅ系被覆１２におけるＣ含有量が高くなる。この場合、曲げ性が十分でなく、衝突時にエネルギーを十分に吸収できない場合がある。鋼板２１の表面から深さ２０μｍまでの範囲における最大Ｃ含有量の下限は特に規定しないが、合計０．０１％程度は含有し得る。
【００７４】
鋼板２１におけるＣ含有量は以下のようにして求めることができる。
鋼板２１の表面から深さ２０μｍまでの範囲における最大Ｃ含有量は、被覆鋼板２の表面から板厚方向にＧＤＳ（グロー放電発光分析）を行って求める。具体的には、被覆鋼板２の幅方向端部から板幅（短手）の概ね１／４の位置において、被覆鋼板２の表面から板厚方向にＧＤＳ（グロー放電発光分析）を行い、Ｆｅが９５質量％未満となる領域がＡｌ系被覆２２、Ｆｅ含有量が９５質量％以上である領域を、鋼板２１と判断する。鋼板２１において、Ａｌ系被覆２２と鋼板基材２１との界面から、深さ２０μｍまでの範囲における最大Ｃ含有量を求める。この測定を５回行い、各測定において得られた最大Ｃ含有量の平均値を、鋼板の表面から深さ２０μｍまでの範囲における最大Ｃ含有量とする。
【００７５】
（Ｂ４）鋼板の内部組織
本実施形態中に係る被覆鋼板２が備える鋼板２１の内部組織は限定されないが、フェライトやパーライトであることが多い。後述する製造方法の条件内において、ベイナイトやマルテンサイト、残留オーステナイトを含有することもある。上記マルテンサイトには、いわゆるフレッシュマルテンサイトだけでなく、焼戻しマルテンサイトや自動焼戻しマルテンサイトも含む。自動焼戻しマルテンサイトとは、焼戻しのための熱処理を行うことなく、焼入れ時の冷却中に生成した焼戻しマルテンサイトのことであり、マルテンサイト変態に伴う発熱によって、発生したマルテンサイトがその場で焼き戻されて生成するものである。鋼板の内部組織とは、上述した表層組織を除いた組織のことである。
【００７６】
次に、被覆鋼板２、被覆鋼部材１の製造方法について説明する。
【００７７】
（Ｃ）被覆鋼板の製造方法
本実施形態に係る被覆鋼板２は、以下に示す工程を含む製造方法Ｉまたは製造方法ＩＩを用いることにより製造することができる。製造方法Ｉと製造方法ＩＩとを組み合わせて実施（例えば工程（ｉ）＋（ｉｉ）＋（ｉｉｉ）＋（ｉｖ）＋（ｖ）＋（ｖｉ’）＋（ｖｉｉ’）を含むように実施）してもよい。
【００７８】
製造方法Ｉ
（ｉ）上述の化学組成を有する鋼を溶製し、鋳造する、スラブ準備工程
（ｉｉ）得られたスラブに熱間圧延を施して熱延鋼板とする、熱間圧延工程
（ｉｉｉ）熱延鋼板を巻き取る、巻き取り工程
（ｉｖ）巻き取り工程後の熱延鋼板に、窒素を８０％以上含む雰囲気下において、４５０〜８００℃で５時間以上焼鈍を行う、熱延板焼鈍工程
（ｖ）必要に応じて、熱延板焼鈍工程後の熱延鋼板にデスケーリングを行い、冷間圧延を行って冷延鋼板とする、冷間圧延工程
（ｖｉ）必要に応じて、熱延鋼板又は冷延鋼板に対して焼鈍を行って焼鈍鋼板とする焼鈍工程
（ｖｉｉ）熱延鋼板、冷延鋼板または焼鈍鋼板にＡｌ系被覆を形成して被覆鋼板とする、被覆工程
製造方法ＩＩ
（ｉ）上述の化学組成を有する鋼を溶製し、鋳造してスラブを得る、スラブ準備工程
（ｉｉ）得られたスラブに熱間圧延を施して熱延鋼板とする、熱間圧延工程
（ｉｉｉ）熱延鋼板を巻き取る、巻き取り工程
（ｉｖ）’必要に応じて、熱延鋼板に対し、熱延板焼鈍を行う熱延板焼鈍工程
（ｖ）必要に応じて、熱延鋼板にデスケーリングを行い、冷間圧延を行って冷延鋼板とする、冷間圧延工程
（ｖｉ）’熱延鋼板又は冷延鋼板に対して、露点が１℃以上の雰囲気下、かつ７００〜９５０℃の温度域で焼鈍を行って焼鈍鋼板とする、焼鈍工程
（ｖｉｉ）’焼鈍鋼板をＳｉ及びＮｉを合計で７．０〜３０．０質量％含み、残部がＡｌ及び不純物からなるめっき浴に浸漬することによって前記焼鈍鋼板の表面にＡｌ系被覆を形成して被覆鋼板とする、被覆工程
【００７９】
以下、各工程について説明する。
【００８０】
＜スラブ準備工程＞
スラブ準備工程では、上述の化学組成を有する鋼を溶製し、鋳造することで熱間圧延に供するスラブを製造する。例えば、転炉又は電気炉等を用いて上記化学組成の溶鋼を溶製し、連続鋳造法により製造したスラブを用いることができる。連続鋳造法に代えて、造塊法、薄スラブ鋳造法等を採用してもよい。
【００８１】
＜熱間圧延工程＞
熱間圧延工程においては、スラブを加熱し、粗圧延を行った後に、必要に応じてデスケーリングを行い、最後に仕上げ圧延を行う。熱間圧延条件については限定されない。
【００８２】
＜巻き取り工程＞
巻き取り工程では、例えば熱間圧延後の熱延鋼板を８００℃以下の温度域で巻き取る。巻き取り温度が８００℃を超えると、変態がほとんど進まない内に巻き取られ、コイル内で変態が進行するため、コイル形状不良となる場合がある。
【００８３】
＜熱延板焼鈍工程＞
Ａｌが３質量％以上７０質量％未満含む領域（下層）に含まれるＣｒ含有量を、鋼板に含まれるＣｒ含有量に対して１２０％以上とする場合、熱延鋼板の焼鈍工程において、窒素８０体積％以上の雰囲気で４５０〜８００℃で５時間以上の焼鈍を施す。
【００８４】
Ｃｒは非酸化性雰囲気で焼鈍されることで鋼板の表層に濃縮する。具体的には、雰囲気を、窒素などの中性または不活性ガスを８０％以上含む雰囲気とし、４５０〜８００℃の温度域で５時間以上保持する焼鈍を行うことで、Ａｌ系被覆の下層に含まれるＣｒ含有量を、鋼板に含まれるＣｒ含有量に対して１．２倍（１２０％）以上とすることが可能となる。上記中性または不活性ガスはコストの観点から窒素が望ましいが、アルゴンやヘリウム等を用いてもよい。上記焼鈍雰囲気が中性または不活性ガスが８０％未満及び／または保持時間が５時間未満であると、Ａｌ系被覆の下層に含まれるＣｒ含有量が鋼板に含まれるＣｒ含有量に対して１２０％未満となる場合がある。焼鈍時間の上限は特に設定しないが、４８時間以上はコストが過大となる場合があるので好ましくない。また、焼鈍温度が４５０℃未満であると、下層に含まれるＣｒ含有量が鋼板に含まれるＣｒ含有量に対して１２０％未満となる場合があるので好ましくない。焼鈍温度が８００℃超であると、熱処理のコストが過大となるので好ましくない。
また、上記の条件で熱延板焼鈍を行うことで、鋼板の表面から深さ２０μｍまでの範囲における最大Ｃ含有量を、鋼板のＣ含有量（平均含有量）に対して８０％以下とすることができる。
本熱延板焼鈍工程を行う場合、酸洗等を行わない黒皮状態の熱延鋼板（表面にＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４等からなる鉄スケールが形成されている状態）に対して行う必要がある。黒皮状態の熱延鋼板に、上記の条件で焼鈍を行うことで、鉄スケールの還元に伴う鋼板表面のＣＯ脱離反応、すなわち脱炭が進行し、Ｃｒ含有量、Ｃ含有量が所望の範囲に制御できる。
【００８５】
＜冷間圧延工程＞
冷間圧延工程では熱延板焼鈍工程後の熱延鋼板（熱延板焼鈍工程を行わない場合には巻き取り工程後の熱延鋼板）にデスケーリングを行い、冷間圧延を行って冷延鋼板とする。デスケーリング及び冷間圧延は必ずしも行う必要がないが、冷間圧延を行う場合、良好な平坦性を確保する観点からは、冷間圧延における累積圧下率は３０％以上とすることが好ましい。一方、荷重が過大となることを避けるため、冷間圧延における累積圧下率は８０％以下とすることが好ましい。
デスケーリングの方法は、特に限定されないが、酸洗とすることが好ましい。また、酸洗を行う場合、条件を塩酸または硫酸酸洗にて鉄スケールのみ除去することが好ましい。この条件で酸洗を行うことで、上記Ｃｒ濃化層を残しやすい。
【００８６】
＜焼鈍工程＞
鋼板の表面から深さ２０μｍまでの範囲における最大Ｃ含有量を、鋼板のＣ含有量に対して８０％以下とするため、熱延鋼板または冷延鋼板に対し、露点が１℃以上の湿潤水素雰囲気下で、７００〜９５０℃の温度域で焼鈍を施す。例えば直火バーナーとラジアントチューブの二段加熱炉において、空燃比０．９〜１．２にて５６０〜６５０℃に加熱し、水素濃度１〜１３％、露点が１℃以上の雰囲気にて７００〜９５０℃に加熱する。好ましい露点は３℃以上、より好ましい露点は５℃以上である。水素を含む高露点雰囲気で３０秒以上の間７００℃以上で保持されることが望ましい。上記の条件で焼鈍を行うことで、雰囲気中の水分の還元に伴う鋼板表面のＣＯ脱離反応が進行し、鋼板の表面から深さ２０μｍまでの範囲における最大Ｃ含有量を、鋼板のＣ含有量に対して８０％以下とすることができる。露点が＋２０℃超となると、鋼板のＳｉやＭｎといった易酸化元素の内部酸化が過度に進行し、溶接性や鋼板表層の品質が劣化する場合がある。また、コストも過大となる。そのため、露点は＋２０℃以下が好ましい。
ただし、上述の熱延板焼鈍でも同様の効果が得られるので、熱延板焼鈍を行った場合には、本焼鈍工程は省略してもよく、上記の条件以外で行ってもよい。
【００８７】
＜被覆工程＞
被覆工程では、Ａｌ系被覆を施して、鋼板の表面にＡｌ系被覆を形成し、被覆鋼板とする。Ａｌ系被覆の形成方法については、特に限定するものではなく、溶融めっき法をはじめとして電気めっき法、真空蒸着法、クラッド法、溶射法等が可能である。工業的に最も普及しているのは溶融めっき法である。
溶融めっきを行う場合、めっき浴にはＡｌの他に不純物としてＦｅが混入している場合が多い。また、さらに上述した元素以外にめっき浴にＳｉ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｃａ、ミッシュメタル等を、Ａｌを７０％以上含有する限り、含有させてもよい。
めっきを行う場合、焼鈍工程後の焼鈍鋼板を、室温まで冷却した後めっきを行ってもよく、焼鈍後に６５０〜７５０℃に冷却し、一旦室温まで冷却することなく浸漬めっきを行ってもよい。
【００８８】
本実施形態に関わる被覆鋼板の製造方法においては、Ａｌを７０質量％以上含む領域（上層）に含まれるＳｉ及びＮｉの含有量を合計５．０〜３０．０質量％とする場合、溶融めっきであれば、めっき浴中にＳｉ及びＮｉを合計７．０〜３０．０質量％含有させてＡｌ系被覆を施す。例えば焼鈍鋼板をＳｉとＮｉとを合計で７．０〜３０．０質量％以上含み、残部がＡｌ及び不純物からなるめっき浴に浸漬することによってＡｌ系被覆を施す。ＳｉまたはＮｉを合計７．０％以上含有する場合でも、上述のようにＭｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｃａ、ミッシュメタル等を含有させてもよい。
ただし、上述の熱延板焼鈍を行った場合には、被覆の下層にＣｒが濃化し、Ｃの拡散を抑制できるので、被覆の上層のＳｉ及びＮｉの含有量を５．０質量％以上にしなくてもよい。そのため、熱延板焼鈍を行った場合には、本被覆工程において、めっき浴中にＳｉ及びＮｉを合計７．０〜３０．０質量％含有させなくてもよい。
【００８９】
Ａｌ系被覆の前処理や後処理については特に限定するものではなく、プレコートや溶剤塗布、合金化処理等が可能である。
【００９０】
（Ｄ）被覆鋼部材の製造方法
次に、本実施形態に係る被覆鋼部材の製造方法について説明する。
上述のように製造した被覆鋼板に後述する熱処理を施すことによって、高Ａｌ含有領域と低Ａｌ含有領域とを有し、高Ａｌ含有領域の最大Ｃ含有量が、鋼板基材のＣ含有量の２５％以下であり、かつ、低Ａｌ含有領域の最大Ｃ含有量が、鋼板基材のＣ含有量の４０％以下であり、鋼板基材において、鋼板基材と前記被覆との界面から深さ１０μｍまでの範囲における最大Ｃ含有量が、鋼板基材のＣ含有量に対して８０％以下である、本実施形態に係る被覆鋼部材を得ることが可能となる。
すなわち、本実施形態に係る被覆鋼板に熱処理を行うことで、本実施形態に係る被覆鋼部材を得ることが可能となる。熱延板焼鈍を行い製造した被覆鋼板を用いて熱処理を行う場合、高Ａｌ含有領域における最大Ｃｒ含有量が、鋼板基材のＣｒ含有量の８０％以上である被覆鋼部材を得ることが可能となる。
【００９１】
熱処理条件は、例えば上述の方法で得られた被覆鋼板を、１．０〜１０００℃／秒の昇温速度で、Ａｃ３点〜（Ａｃ３点＋３００）℃まで加熱し、Ｍｓ点以下まで上部臨界冷却速度以上で冷却する条件である。
昇温速度が１．０℃／秒未満であると熱処理の生産性が低下するので好ましくない。一方、昇温速度が１０００℃／超であると混粒組織となり靱性が低下するので好ましくない。
また、熱処理温度がＡｃ３点未満であると、冷却後にフェライトが残存し、強度や靱性が不足するので好ましくない。一方、熱処理温度がＡｃ３点＋３００℃超であると、高Ａｌ含有領域の最大Ｃ含有量が、鋼板基材のＣ含有量の２５％超、また、低Ａｌ含有領域の最大Ｃ含有量が、鋼板基材のＣ含有量の４０％超、また、鋼板基材において、鋼板基材と前記被覆との界面から深さ１０μｍまでの範囲における最大Ｃ含有量が、鋼板基材のＣ含有量に対して８０％超となるので好ましくない。また組織が粗粒化し、靱性が低下するので好ましくない。
上部臨界冷却速度とは、組織にフェライトやパーライトを析出させず、オーステナイトを過冷してマルテンサイトを生成させる最小の冷却速度のことであり、上部臨界冷却速度未満で冷却するとフェライトやパーライトが生成し、強度が不足する。
加熱時には、１〜３００ｓの保持を行ってもよい。また、冷却後に、鋼部材の強度を調整するために１００〜６００℃程度の焼戻し処理を行ってもよい。  
【００９２】
Ａｃ３点、Ｍｓ点および上部臨界冷却速度は、次の方法にて測定する。
本実施形態に係る被覆鋼部材と同じ化学組成を有する鋼板から、幅３０ｍｍ、長さ２００ｍｍの短冊試験片を切り出し、この試験片を窒素雰囲気中で１０００℃まで１０℃／秒の昇温速度で加熱し、その温度に５分間保持したのち、種々の冷却速度で室温まで冷却する。冷却速度の設定は、１℃／秒から１００℃／秒まで、１０℃／秒の間隔で設定する。そのときの加熱、冷却中の試験片の熱膨張変化を測定することにより、Ａｃ３点およびＭｓ点を測定する。
上記の冷却速度で冷却したそれぞれの試験片のうち、フェライト相の析出が起きなかった最小の冷却速度を、上部臨界冷却速度とする。
【００９３】
ここで、上記一連の熱処理に際して、Ａｃ３点〜（Ａｃ３点＋３００）℃の温度域に加熱後、Ｍｓ点まで冷却する間に、つまり上部臨界冷却速度以上で冷却する工程を施すと同時にホットスタンプのような熱間成形を施してもよい。熱間成形としては、曲げ加工、絞り成形、張出し成形、穴広げ成形、およびフランジ成形等が挙げられる。また、成形と同時またはその直後に鋼板を冷却する手段を備えていれば、プレス成形以外の成形法、例えばロール成形に本発明を適用してもよい。上述の熱履歴に従うなら、繰返し熱間成形を施してもよい。
【００９４】
前述のとおり、本実施形態では、熱間成形されて成形体となったもの、熱処理のみが施されて平板であるものをともに含めて「被覆鋼部材」という。
【００９５】
また、熱間成形または熱処理を鋼材の一部に対して行い、強度の異なる領域を持つ被覆鋼部材を得てもよい。
【００９６】
上記の一連の熱処理は任意の方法によって実施することができ、例えば、高周波加熱焼入れや通電加熱、赤外線加熱、炉加熱によって実施してもよい。
【実施例】
【００９７】
以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。【００９８】
まず、被覆鋼部材および被覆鋼板を製造するにあたり、表１〜表４に示す化学組成を有する鋼を溶製し、熱間圧延用のスラブを得た。【００９９】
＜実施例１＞
得られたスラブに熱間圧延を施し、８００℃以下の温度で巻き取り、厚さ２．７ｍｍの熱延鋼板とした。
上記表１〜表４に示す鋼種の内、鋼Ｎｏ．Ａ１、５、１０、１６、２１、２７〜Ａ３１の鋼成分を有するＮｏ．Ｂ３２〜Ｂ４６、ｂ３５〜ｂ３７の熱延鋼板には、窒素９８％の雰囲気で、６５０℃で１２時間の焼鈍（熱延板焼鈍）を施した。
熱間圧延後または熱延板焼鈍後の熱延鋼板に冷間圧延を施し、厚さ１．６ｍｍの冷延鋼板を得た。この冷延鋼板に対し、表５、表７、表９に記載の条件（露点、温度、時間）で、焼鈍を行った。焼鈍後の冷延鋼板にＡｌめっきを施し、Ａｌ系被覆を有する被覆鋼板を得た。めっき工程において、ＳｉとＮｉとを合計３．０〜１０．０質量％含むめっき浴で溶融Ａｌめっきを行った。
被覆鋼板の、鋼板の板厚方向に表面から板厚の１／４の位置の化学組成は、スラブの化学組成と同様であった。【０１００】
【表１】
2020203979.tif 000003
【０１０１】
【表２】
2020203979.tif 000004
【０１０２】
【表３】
2020203979.tif 000005
【０１０３】
【表４】
2020203979.tif 000006
【０１０４】
得られた被覆鋼板について、Ａｌを３質量％以上７０質量％未満含む下層と、Ａｌを７０質量％以上９５質量％以下含む上層とを判断し、上層におけるＳｉ及びＮｉを合計含有量、鋼板と被覆と界面から鋼板側の深さ２０μｍまでの最大Ｃ含有量、下層におけるＣｒ含有量を評価した。
具体的には、Ａｌ系被覆における、上層のＳｉとＮｉの合計含有量、下層のＣｒ含有量の最大値は以下のように被覆鋼板の表面から板厚方向にＧＤＳ（グロー放電発光分析）を行って求めた。上層のＳｉとＮｉの含有量、下層のＣｒ含有量の最大値を求めるに際し、Ａｌ含有量が３質量％以上かつＦｅ含有量が９５質量％未満となる領域をＡｌ系被覆、Ｆｅ含有量が９５質量％以上となる領域を鋼板と判断した。また、Ａｌ系被覆のうち、Ａｌ含有量が７０質量％以上である領域を上層、７０％未満である領域を下層とした。被覆鋼部材の幅方向端部から板幅（短手）の概ね１／４の位置において、被覆鋼板の表面から板厚方向にＧＤＳ（グロー放電発光分析）を行って、上層におけるＳｉ含有量とＮｉ含有量とを求め、合計含有量が最も大きくなる位置でのＳｉ含有量とＮｉ含有量との合計を上層における上層のＳｉとＮｉとの合計含有量とした。また、被覆鋼板の幅方向端部から板幅（短手）の概ね１／４の位置において、被覆鋼板の表面から板厚方向にＧＤＳ（グロー放電発光分析）を行って、下層におけるＣｒ含有量の最大値を測定した。この測定を計５回行い、各測定において得られた値を平均して、上層における上層のＳｉとＮｉとの合計含有量、下層のＣｒ含有量の最大値とした。
評価結果を表５〜表１０に示す。【０１０５】
また、上記の被覆鋼板を９２０℃まで昇温速度５．０℃／秒で加熱し、Ｍｓ点以下まで５０℃／秒で冷却する熱処理を施し、被覆鋼部材を得た。【０１０６】
得られた被覆鋼部材を切り出し、ＧＤＳ（グロー放電発光分析）、引張試験、曲げ試験、シャルピー衝撃試験を以下の方法で行い、Ａｌが３０質量％以上の被覆領域に含まれる最大Ｃ含有量、Ａｌが３質量％以上の３０質量％未満の領域に含まれる最大Ｃ含有量、鋼板基材と被覆との界面から鋼板基材側の深さ１０μｍまでの範囲における最大Ｃ含有量、高Ａｌ含有領域における最大Ｃｒ含有量、引張強度、曲げ角度、衝撃値を評価した。評価結果を表５〜表１０に示す。【０１０７】
＜高Ａｌ含有領域及び低Ａｌ含有領域における最大Ｃ含有量＞
被覆鋼部材の表面から板厚方向にＧＤＳを行い、Ａｌ含有量及びＣ含有量を調べた。ＧＤＳの測定は、被覆鋼部材の幅方向端部から板幅（短手）の１／４の位置において、ランダムに５点行った。測定の結果、Ａｌ含有量が３０質量％以上の領域を高Ａｌ含有領域、３質量％以上３０質量％未満の領域を低Ａｌ含有領域とし高Ａｌ含有領域最大のＣ含有量、低Ａｌ含有領域における最大のＣ含有量を求め、測定は５回行い、これらの平均値を用いて高Ａｌ含有領域の最大Ｃ含有量、低Ａｌ含有領域における最大Ｃ含有量とした。【０１０８】
＜鋼板基材の表面から深さ１０μｍまでの範囲における最大Ｃ含有量＞
被覆鋼部材の表面から板厚方向にＧＤＳを行い、Ｆｅ含有量、Ｃ含有量を調査した。ＧＤＳの測定は、被覆鋼部材の幅方向端部から板幅（短手）の１／４の位置において、鋼板基材の表面から深さ１０μｍまでにおける最大のＣ濃度を求めた。測定は５回行い、これらの平均値を用いて鋼板基材の表面から深さ１０μｍまでの範囲における最大Ｃ含有量とした。ここで鋼板基材の表面とは、Ｆｅが９５％以上となる深さの位置とした。【０１０９】
＜高Ａｌ含有領域における最大Ｃｒ含有量＞
被覆鋼部材の表面から板厚方向にＧＤＳを行い、Ａｌ含有量及びＣｒ含有量を調べた。ＧＤＳの測定は、被覆鋼部材の幅方向端部から板幅（短手）の１／４の位置において、ランダムに５点行った。測定の結果、Ａｌ含有量が３０質量％以上の領域を高Ａｌ含有領域、３質量％以上３０質量％未満の領域を低Ａｌ含有領域とし、高Ａｌ含有領域における最大のＣｒ含有量を求めた。測定は５回行い、これらの平均値を用いて高Ａｌ含有領域の最大Ｃｒ含有量とした。【０１１０】
＜引張強度＞
引張試験はＡＳＴＭ規格Ｅ８の規定に準拠して実施した。被覆鋼部材の均熱部位を１．２ｍｍ厚まで研削した後、試験方向が圧延方向に平行になるように、ＡＳＴＭ規格Ｅ８のハーフサイズ板状試験片（平行部長さ：３２ｍｍ、平行部板幅：６．２５ｍｍ）を採取した。そして、３ｍｍ／ｍｉｎのひずみ速度で室温引張試験を行い、引張強度（最大強度）を測定した。本実施例においては、１５００ＭＰａを超える引張強度を有する場合を強度に優れると評価することとした。【０１１１】
＜曲げ角度＞
曲げ試験はＶＤＡ２３８―１００の規定に準拠して実施した。被覆鋼部材の均熱部位より、圧延方向に平行に６０ｍｍ、垂直に３０ｍｍの曲げ用試験片を採取した。曲げパンチを圧延方向と垂直となるように合わせ、最大荷重時の曲げ角度を測定した。曲げ角度は強度と相関があるため、本実施例においては、引張強度２１００ＭＰａ未満では６０度、２１００ＭＰａ以上では５０度を超える曲げ角度を有する場合を従来技術より曲げ性に優れると評価することとした。【０１１２】
＜衝撃値＞
シャルピー衝撃試験はＪＩＳ  Ｚ  ２２４２：２０１８の規定に準拠して実施した。被覆鋼部材の均熱部位より、圧延方向に５５ｍｍ、垂直方向に１０ｍｍを切出し、これを３枚積層した２ｍｍＶノッチ試験片を作製し、試験温度−４０℃におけるシャルピー衝撃試験を行い、吸収エネルギーｖＥをノッチ底の試験片断面積で除して衝撃値（Ｊ／ｃｍ２）を求めた。衝撃値は強度と相関があるため、本実施例においては、引張強度が２１００ＭＰａ未満の場合には３５Ｊ／ｃｍ２以上、引張強度が２１００ＭＰａ以上の場合には２０Ｊ／ｃｍ２以上の衝撃値を有する場合を靱性に優れると評価することとした。【０１１３】
【表５】
2020203979.tif 000007
【０１１４】
【表６】
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【０１１５】
【表７】
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【０１１６】
【表８】
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【０１１７】
【表９】
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【０１１８】
【表１０】
2020203979.tif 000012
【０１１９】
表５〜表１０に示すとおり、本発明範囲を満足する発明例Ｂ１〜Ｂ４６は、組織、特性ともに良好な結果であるが、本発明範囲を満足していない比較例ｂ１〜ｂ３７は、組織、特性の少なくとも１つを満足しない結果となった。【０１２０】
＜実施例２＞
上記表１〜表４に示す鋼種の内、鋼Ｎｏ．Ａ２７〜Ａ３１の鋼成分を有するスラブに熱間圧延を施し、厚さ２．７ｍｍの熱延鋼板とした。熱延鋼板に表９〜表１０に示す熱延板焼鈍、焼鈍を行い、さらに表１１〜表１２に示すＳｉ、Ｎｉを含むＡｌめっき浴に浸漬することでめっきを施して、被覆鋼板を得た。【０１２１】
得られた被覆鋼板について、実施例１と同様に、ＧＤＳを用いて、Ａｌを３質量％以上７０質量％未満含む下層と、Ａｌを７０質量％以上９５質量％以下含む上層とを判断し、上層におけるＳｉ及びＮｉの合計含有量、鋼板の表面から深さ２０μｍまでの最大Ｃ含有量、下層におけるＣｒ含有量を評価した。評価結果を表９〜表１０に示す。【０１２２】
【表１１】
2020203979.tif 000013
【０１２３】
【表１２】
2020203979.tif 000014
【０１２４】
表１１〜表１２から分かるように、本発明範囲を満足する発明例Ｄ１〜Ｄ４０では、所定の化学組成、組織を有する被覆鋼板が得られた。一方、本発明範囲を満足していない比較例ｄ１〜ｄ３３は、目的とする組織の少なくとも１つを満足しない結果となった。【０１２５】
＜実施例３＞
上記表１３〜表１６に示す被覆鋼板に対し、表１３〜表１６に示す熱処理を施して、被覆鋼部材（Ｅ１〜Ｅ３５、ｅ１〜ｅ４５）を製造した。
得られた被覆鋼部材を切り出し、実施例１と同様の方法で、ＧＤＳ（グロー放電発光分析）、引張試験、曲げ試験、シャルピー衝撃試験を以下の方法で行い、Ａｌが３０％以上の被覆領域に含まれるＣ含有量の最大値、Ａｌが３質量％以上の３０質量％未満の領域に含まれる最大Ｃ含有量、鋼板基材の表面から深さ１０μｍまでの範囲における最大Ｃ含有量、高Ａｌ含有領域における最大のＣｒ含有量、引張強度、曲げ角度、衝撃値を評価した。評価結果を表１３〜表１６に示す。【０１２６】
【表１３】
2020203979.tif 000015
【０１２７】
【表１４】
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【０１２８】
【表１５】
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【０１２９】
【表１６】
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【０１３０】
表１３〜表１６から分かるように、本発明範囲を満足する発明例Ｅ１〜Ｅ３５は、組織、特性ともに良好な結果であるが、本発明範囲を満足していない比較例ｅ１〜ｅ４５は、組織、特性の少なくとも１つを満足しない結果となった。
【産業上の利用可能性】
【０１３１】
本発明によれば、衝突特性に優れる高強度な被覆鋼部材および鋼板を得ることが可能となる。本発明に係る被覆鋼部材は、特に自動車の骨格部品として用いるのに好適である。
【符号の説明】
【０１３２】
１    被覆鋼部材
１１    鋼板基材
１２    Ａｌ−Ｆｅ系被覆
１２１    低Ａｌ含有領域
１２２    高Ａｌ含有領域
２    被覆鋼板
２１    鋼板
２２    Ａｌ系被覆
２２１    下層
２２２    上層
【図１】
2020203979.tif 000019
【図２】
2020203979.tif 000020
【国際調査報告】
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2020203979.tif 000022
2020203979.tif 000023
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