(57)【要約】  このホットスタンプ成形品は、所定の化学組成を有する。前記ホットスタンプ成形品の金属組織が、面積％で、フェライト：６０．０％超、マルテンサイト：０％以上、２０．０％未満、およびベイナイト：０％以上、２０．０％未満を含む。前記ホットスタンプ成形品の引張強さが、７００ＭＰａ未満であり、１７０℃で２０分間の熱処理を施した際の、前記引張強さの低下量であるΔＴＳが１００ＭＰａ以下である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホットスタンプ成形品であって、
前記ホットスタンプ成形品の全部または一部が、
質量％で、
Ｃ  ：０．００１％以上、０．０９０％未満、
Ｓｉ：２．５０％以下、
Ｍｎ：０．０１％以上、０．５０％未満、
Ｐ  ：０．２００％以下、
Ｓ  ：０．０２００％以下、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１〜２．５００％、
Ｎ  ：０．０２００％以下、
Ｃｒ：０．０１％以上、２．００％未満、
Ｔｉ：０〜０．３００％、
Ｎｂ：０〜０．３００％、
Ｖ  ：０〜０．３００％、
Ｚｒ：０〜０．３００％、
Ｍｏ：０〜２．００％、
Ｃｕ：０〜２．００％、
Ｎｉ：０〜２．００％、
Ｂ  ：０〜０．０２００％、
Ｃａ：０〜０．０１００％、
Ｍｇ：０〜０．０１００％、
ＲＥＭ：０〜０．１０００％、
Ｂｉ：０〜０．０５００％、並びに
残部：Ｆｅおよび不純物である化学組成を有し、
金属組織が、面積％で、
フェライト：６０．０％超、
マルテンサイト：０％以上、２０．０％未満、
ベイナイト：０％以上、２０．０％未満、を含み、
引張強さが、７００ＭＰａ未満であり、
１７０℃で２０分間の熱処理を施した際の、前記引張強さの低下量であるΔＴＳが１００ＭＰａ以下である、
ホットスタンプ成形品。
【請求項２】
前記化学組成が、質量％で、
Ｔｉ：０．００１〜０．３００％、
Ｎｂ：０．００１〜０．３００％、
Ｖ  ：０．００１〜０．３００％、
Ｚｒ：０．００１〜０．３００％、
Ｍｏ：０．００１〜２．００％、
Ｃｕ：０．００１〜２．００％、
Ｎｉ：０．００１〜２．００％、
Ｂ  ：０．０００１〜０．０２００％、
Ｃａ：０．０００１〜０．０１００％、
Ｍｇ：０．０００１〜０．０１００％、
ＲＥＭ：０．０００１〜０．１０００％、および
Ｂｉ：０．０００１〜０．０５００％
からなる群から選択される１種または２種以上を含有する、
請求項１に記載のホットスタンプ成形品。
【請求項３】
前記化学組成が、質量％で、
Ｍｎ：０．０１％以上、０．３０％未満、
を含有する、請求項１または２に記載のホットスタンプ成形品。
【請求項４】
表面にめっき層を有する、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のホットスタンプ成形品。
【請求項５】
化学組成が、質量％で、
Ｃ  ：０．００１％以上、０．０９０％未満、
Ｓｉ：２．５０％以下、
Ｍｎ：０．０１％以上、０．５０％未満、
Ｐ  ：０．２００％以下、
Ｓ  ：０．０２００％以下、
ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１〜２．５００％、
Ｎ  ：０．０２００％以下、
Ｃｒ：０．０１％以上、２．００％未満、
Ｔｉ：０〜０．３００％、
Ｎｂ：０〜０．３００％、
Ｖ  ：０〜０．３００％、
Ｚｒ：０〜０．３００％、
Ｍｏ：０〜２．００％、
Ｃｕ：０〜２．００％、
Ｎｉ：０〜２．００％、
Ｂ  ：０〜０．０２００％、
Ｃａ：０〜０．０１００％、
Ｍｇ：０〜０．０１００％、
ＲＥＭ：０〜０．１０００％、
Ｂｉ：０〜０．０５００％、並びに
残部：Ｆｅおよび不純物であり、
金属組織が、鉄炭化物を含み、前記鉄炭化物中のＭｎ含有量及びＣｒ含有量が下記（ｉ）式を満足する、
ホットスタンプ用鋼板。
［Ｍｎ］θ＋［Ｃｒ］θ＞０．８      ・・・（ｉ）
但し、上記式中の各記号の意味は以下のとおりである。
［Ｍｎ］θ：前記鉄炭化物に含まれるＦｅ、ＭｎおよびＣｒの合計含有量を１００原子％としたときの、原子％での前記鉄炭化物中のＭｎ含有量
［Ｃｒ］θ：前記鉄炭化物に含まれるＦｅ、ＭｎおよびＣｒの合計含有量を１００原子％としたときの、原子％での前記鉄炭化物中のＣｒ含有量
【請求項６】
前記化学組成が、質量％で、
Ｔｉ：０．００１〜０．３００％、
Ｎｂ：０．００１〜０．３００％、
Ｖ  ：０．００１〜０．３００％、
Ｚｒ：０．００１〜０．３００％、
Ｍｏ：０．００１〜２．００％、
Ｃｕ：０．００１〜２．００％、
Ｎｉ：０．００１〜２．００％、
Ｂ  ：０．０００１〜０．０２００％、
Ｃａ：０．０００１〜０．０１００％、
Ｍｇ：０．０００１〜０．０１００％、
ＲＥＭ：０．０００１〜０．１０００％、および
Ｂｉ：０．０００１〜０．０５００％
からなる群から選択される１種または２種以上を含有する、
請求項５に記載のホットスタンプ用鋼板。
【請求項７】
前記化学組成が、質量％で、
Ｍｎ：０．０１％以上、０．３０％未満、
を含有する、請求項５または６に記載のホットスタンプ用鋼板。
【請求項８】
表面にめっき層を有する、
請求項５〜７のいずれか一項に記載のホットスタンプ用鋼板。
【請求項９】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のホットスタンプ成形品を製造する方法であって、
請求項５〜７のいずれか一項に記載のホットスタンプ用鋼板を、Ａｃ３点を超える加熱温度Ｔ℃まで加熱する加熱工程と、
前記加熱工程後の前記ホットスタンプ用鋼板に対して、（Ｔ−８０）℃以上の温度でホットスタンプを開始するホットスタンプ工程と、を備える、
ホットスタンプ成形品の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のホットスタンプ成形品を製造する方法であって、
請求項５〜７のいずれか一項に記載のホットスタンプ用鋼板を、接合用鋼板と接合して接合鋼板とする接合工程と、
前記接合工程後の接合鋼板を前記ホットスタンプ用鋼板のＡｃ３点を超える加熱温度Ｔ℃まで加熱する加熱工程と、
前記加熱工程後の前記接合鋼板に対して、（Ｔ−８０）℃以上の温度でホットスタンプを開始するホットスタンプ工程と、を備える、
ホットスタンプ成形品の製造方法。
【請求項１１】
請求項４に記載のホットスタンプ成形品を製造する方法であって、
請求項８に記載のホットスタンプ用鋼板を、Ａｃ３点を超える加熱温度Ｔ℃まで加熱する加熱工程と、
前記加熱工程後の前記ホットスタンプ用鋼板に対して、（Ｔ−８０）℃以上の温度でホットスタンプを開始するホットスタンプ工程と、を備える、
ホットスタンプ成形品の製造方法。
【請求項１２】
請求項４に記載のホットスタンプ成形品を製造する方法であって、
請求項８に記載のホットスタンプ用鋼板を、接合用鋼板と接合して接合鋼板とする接合工程と、
前記接合工程後の接合鋼板を前記ホットスタンプ用鋼板のＡｃ３点を超える加熱温度Ｔ℃まで加熱する加熱工程と、
前記加熱工程後の前記接合鋼板に対して、（Ｔ−８０）℃以上の温度でホットスタンプを開始するホットスタンプ工程と、を備える、
ホットスタンプ成形品の製造方法。
【請求項１３】
請求項５〜８のいずれか一項に記載のホットスタンプ用鋼板を製造する方法であって、
化学組成が、質量％で、Ｃ：０．００１％以上、０．０９０％未満、Ｓｉ：２．５０％以下、Ｍｎ：０．０１％以上、０．５０％未満、Ｐ：０．２００％以下、Ｓ：０．０２００％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１〜２．５００％、Ｎ：０．０２００％以下、Ｃｒ：０．０１％以上、２．００％未満、Ｔｉ：０〜０．３００％、Ｎｂ：０〜０．３００％、Ｖ：０〜０．３００％、Ｚｒ：０〜０．３００％、Ｍｏ：０〜２．００％、Ｃｕ：０〜２．００％、Ｎｉ：０〜２．００％、Ｂ：０〜０．０２００％、Ｃａ：０〜０．０１００％、Ｍｇ：０〜０．０１００％、ＲＥＭ：０〜０．１０００％、Ｂｉ：０〜０．０５００％、並びに、残部：Ｆｅおよび不純物であるスラブに対して、熱間圧延を施した後、８００℃以下の温度域で巻取って熱延鋼板とする熱間圧延工程と、
前記熱延鋼板に６５０℃を超える温度域まで加熱する熱延板焼鈍を施して熱延焼鈍鋼板とする熱延板焼鈍工程と、
前記熱延焼鈍鋼板に冷間圧延を施して冷延鋼板とする冷間圧延工程と、
を備える、
ホットスタンプ用鋼板の製造方法。
【請求項１４】
前記冷間圧延工程後の前記冷延鋼板に、
任意に、連続焼鈍を行った後、めっきを行うめっき工程を備える、
請求項１３に記載のホットスタンプ用鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホットスタンプ成形品およびホットスタンプ用鋼板、並びにそれらの製造方法に関する。
本願は、２０１９年４月１日に、日本に出願された特願２０１９−０７０２１１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】
産業技術分野が高度に分業化した今日、各技術分野において用いられる材料には、特殊かつ高度な性能が要求されている。例えば自動車用鋼板に関しては、地球環境への配慮から、車体軽量化による燃費の向上のために、高い強度が求められている。高強度鋼板を自動車の車体に適用した場合、鋼板の板厚を薄くして車体を軽量化しながら、所望の強度を車体に付与することができる。【０００３】
しかしながら、自動車の車体部材を形成する工程であるプレス成形においては、使用される鋼板の厚さが薄いほど割れおよびしわが発生しやすくなる。そのため、自動車用鋼板には、優れたプレス成形性も必要とされる。【０００４】
プレス成形性の確保と鋼板の高強度化とは相反する要素であるので、これらの特性を同時に満足させることは困難である。また、高強度鋼板をプレス成形すると、部材を金型から取り出した際にスプリングバックにより部材の形状が大きく変化するので、部材の寸法精度を確保することが困難となる。このように、プレス成形により高強度の車体部材を製造することは容易ではない。【０００５】
これまでに、超高強度の車体部材を製造する方法として、例えば、特許文献１に開示されているように、加熱した鋼板を低温のプレス金型を用いてプレス成形する技術が提案されている。この技術はホットスタンプまたは熱間プレス等と呼ばれており、高温に加熱されることで軟質な状態となった鋼板をプレス成形するので、複雑な形状の部材を高い寸法精度で製造することができる。また、金型との接触により鋼板が急冷されるので、焼入れにより、プレス成形と同時に強度を大幅に高めることが可能となる。例えば特許文献１には、引張強さが５００〜６００ＭＰａである鋼板をホットスタンプすることで、引張強さが１４００ＭＰａ以上である部材が得られることが記載されている。【０００６】
車体部材の中でも、センターピラーおよびサイドメンバーといった骨格構造部品では、自動車が衝突した際の部材の変形状態を制御するために、部材内に硬質な部位と軟質な部位とが設けられることが多い。【０００７】
ホットスタンプによって軟質部を有する部材を製造する方法として、特許文献２には、誘導加熱または赤外線加熱により鋼板の加熱温度を部分的に変化させ、低温に加熱した部分を軟質化する方法が開示されている。
特許文献３には、鋼板を炉加熱する際に鋼板の一部に断熱材を装着し、部分的に加熱温度を低下させて軟質化する方法が開示されている。【０００８】
特許文献４および特許文献５には、成形時の鋼板と金型との接触面積を変えることによって鋼板の冷却速度を部分的に変化させ、冷却速度の低い部分を軟質化する方法が開示されている。
特許文献６には、二枚の素板を溶接して連結させた、いわゆるテーラードブランク材を用いてホットスタンプする技術が開示されている。【０００９】
ホットスタンプでは、通常、鋼板をオーステナイト域まで加熱した後、臨界冷速以上の冷却速度で冷却することにより、マルテンサイト単一の組織を形成することで高強度化させる。一方、特許文献２〜５に記載される方法では、上述の通り部分的に鋼板の加熱温度または冷却速度を低下させ、部分的にマルテンサイト以外の組織を生成させて軟質化を図っている。しかしながら、マルテンサイト以外の組織の分率は、加熱温度および冷却速度に敏感に反応して変化するので、特許文献２〜５の方法では、軟質部の強度が安定しないという課題がある。【００１０】
特許文献６に記載される技術では、一方の素板に焼入れ性が低い鋼板を使用することにより、一定の加熱冷却条件の下で軟質部を形成することができる。しかしながら、軟質部の金属組織および強度特性は、鋼板の成分組成に大きく依存するにもかかわらず、特許文献６では、焼入れ性の低い鋼板の成分組成について何ら配慮がなされていない。【００１１】
このような課題に対し、特許文献７および８には、硬質部と軟質部とからなるホットスタンプ部材、または、全体的に軟質なホットスタンプ部材において、軟質部の強度を安定化させる方法が開示されている。【００１２】
具体的には、特許文献７には、Ｃ含有量を低めに制限するとともに焼入れ元素を一定量以上含有させ、冷却中にフェライト、パーライトおよびマルテンサイトの形成を抑制した６００〜１２００ＭＰａ級自動車用高強度部材およびその製造方法が開示されている。
また、特許文献８には、Ｃ含有量を低めに制限するとともにＴｉを含有させ、マルテンサイトの生成量を制御した、引張強さが５００ＭＰａ以上のホットスタンプ部材およびその製造方法が開示されている。【００１３】
特許文献７および８に記載される技術によれば、部材内における強度および伸びの均一性を高めることが可能となる。しかしながら、本発明者らの検討によると、特許文献７および８に記載される技術では、金属組織にベイナイト、マルテンサイト等の硬質組織が含まれるので、熱的安定性が低く、部材に塗装焼付処理を施した際に強度が低下する場合があることが分かった。自動車部材では、塗装焼付処理が行われることが多いので、特許文献７および８に記載の技術には、改善の余地が残されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【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２００５−１９３２８７号公報
【特許文献３】日本国特開２００９−６１４７３号公報
【特許文献４】日本国特開２００３−３２８０３１号公報
【特許文献５】国際公開第２００６／３８８６８号
【特許文献６】日本国特開２００４−５８０８２号公報
【特許文献７】日本国特開２００５−２４８３２０号公報
【特許文献８】国際公開第２００８／１３２３０３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述のように、ホットスタンプによって軟質な部材または軟質部を含む部材を製造することは容易ではない。特に、ホットスタンプによって、一部または全部に軟質部を含む、熱的安定性に優れた低強度のホットスタンプ部材（成形品）を製造することは、従来技術においては困難であった。【００１６】
本発明は、上記の課題を解決し、熱的安定性に優れる、より具体的には塗装焼付処理に伴う塗装焼付処理前後での強度（引張強さ）の変動が小さい、引張強さが７００ＭＰａ未満である部分を有するホットスタンプ成形品、およびその素材として好適なホットスタンプ用鋼板、並びに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】
【００１７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、下記のホットスタンプ成形品およびホットスタンプ用鋼板、並びにそれらの製造方法を要旨とする。【００１８】
（１）ホットスタンプ成形品であって、前記ホットスタンプ成形品の全部または一部が、質量％で、Ｃ：０．００１％以上、０．０９０％未満、Ｓｉ：２．５０％以下、Ｍｎ：０．０１％以上、０．５０％未満、Ｐ：０．２００％以下、Ｓ：０．０２００％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１〜２．５００％、Ｎ：０．０２００％以下、Ｃｒ：０．０１％以上、２．００％未満、Ｔｉ：０〜０．３００％、Ｎｂ：０〜０．３００％、Ｖ：０〜０．３００％、Ｚｒ：０〜０．３００％、Ｍｏ：０〜２．００％、Ｃｕ：０〜２．００％、Ｎｉ：０〜２．００％、Ｂ：０〜０．０２００％、Ｃａ：０〜０．０１００％、Ｍｇ：０〜０．０１００％、ＲＥＭ：０〜０．１０００％、Ｂｉ：０〜０．０５００％、並びに、残部：Ｆｅおよび不純物である化学組成を有し、金属組織が、面積％で、フェライト：６０．０％超、マルテンサイト：０％以上、２０．０％未満、ベイナイト：０％以上、２０．０％未満、を含み、引張強さが、７００ＭＰａ未満であり、１７０℃で２０分間の熱処理を施した際の、前記引張強さの低下量であるΔＴＳが１００ＭＰａ以下である。
（２）前記化学組成が、質量％で、Ｔｉ：０．００１〜０．３００％、Ｎｂ：０．００１〜０．３００％、Ｖ：０．００１〜０．３００％、Ｚｒ：０．００１〜０．３００％、Ｍｏ：０．００１〜２．００％、Ｃｕ：０．００１〜２．００％、Ｎｉ：０．００１〜２．００％、Ｂ：０．０００１〜０．０２００％、Ｃａ：０．０００１〜０．０１００％、Ｍｇ：０．０００１〜０．０１００％、ＲＥＭ：０．０００１〜０．１０００％、および、Ｂｉ：０．０００１〜０．０５００％からなる群から選択される１種または２種以上を含有する上記（１）に記載のホットスタンプ成形品。
（３）前記化学組成が、質量％で、Ｍｎ：０．０１％以上、０．３０％未満、を含有する上記（１）または（２）に記載のホットスタンプ成形品。
（４）表面にめっき層を有する、上記（１）〜（３）のいずれかに記載のホットスタンプ成形品。
（５）化学組成が、質量％で、Ｃ：０．００１％以上、０．０９０％未満、Ｓｉ：２．５０％以下、Ｍｎ：０．０１％以上、０．５０％未満、Ｐ：０．２００％以下、Ｓ：０．０２００％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１〜２．５００％、Ｎ：０．０２００％以下、Ｃｒ：０．０１％以上、２．００％未満、Ｔｉ：０〜０．３００％、Ｎｂ：０〜０．３００％、Ｖ：０〜０．３００％、Ｚｒ：０〜０．３００％、Ｍｏ：０〜２．００％、Ｃｕ：０〜２．００％、Ｎｉ：０〜２．００％、Ｂ：０〜０．０２００％、Ｃａ：０〜０．０１００％、Ｍｇ：０〜０．０１００％、ＲＥＭ：０〜０．１０００％、Ｂｉ：０〜０．０５００％、並びに、残部：Ｆｅおよび不純物であり、金属組織が、鉄炭化物を含み、前記鉄炭化物中のＭｎ含有量及びＣｒ含有量が下記（ｉ）式を満足する、ホットスタンプ用鋼板。
［Ｍｎ］θ＋［Ｃｒ］θ＞０．８      ・・・（ｉ）
但し、上記式中の各記号の意味は以下のとおりである。
［Ｍｎ］θ：前記鉄炭化物に含まれるＦｅ、ＭｎおよびＣｒの合計含有量を１００原子％としたときの、原子％での前記鉄炭化物中のＭｎ含有量
［Ｃｒ］θ：前記鉄炭化物に含まれるＦｅ、ＭｎおよびＣｒの合計含有量を１００原子％としたときの、原子％での前記鉄炭化物中のＣｒ含有量
（６）前記化学組成が、質量％で、Ｔｉ：０．００１〜０．３００％、Ｎｂ：０．００１〜０．３００％、Ｖ：０．００１〜０．３００％、Ｚｒ：０．００１〜０．３００％、Ｍｏ：０．００１〜２．００％、Ｃｕ：０．００１〜２．００％、Ｎｉ：０．００１〜２．００％、Ｂ：０．０００１〜０．０２００％、Ｃａ：０．０００１〜０．０１００％、Ｍｇ：０．０００１〜０．０１００％、ＲＥＭ：０．０００１〜０．１０００％、および、Ｂｉ：０．０００１〜０．０５００％からなる群から選択される１種または２種以上を含有する、上記（５）に記載のホットスタンプ用鋼板。
（７）前記化学組成が、質量％で、Ｍｎ：０．０１％以上、０．３０％未満、を含有する上記（５）または（６）に記載のホットスタンプ用鋼板。
（８）表面にめっき層を有する、上記（５）〜（７）のいずれかに記載のホットスタンプ用鋼板。
（９）上記（１）〜（３）のいずれかに記載のホットスタンプ成形品を製造する方法であって、（５）〜（７）のいずれかに記載のホットスタンプ用鋼板を、Ａｃ３点を超える加熱温度Ｔ℃まで加熱する加熱工程と、前記加熱工程後の前記ホットスタンプ用鋼板に対して、（Ｔ−８０）℃以上の温度でホットスタンプを開始するホットスタンプ工程と、を備える、ホットスタンプ成形品の製造方法。
（１０）上記（１）〜（３）のいずれかに記載のホットスタンプ成形品を製造する方法であって、（５）〜（７）のいずれかに記載のホットスタンプ用鋼板を、接合用鋼板と接合して接合鋼板とする接合工程と、前記接合工程後の接合鋼板を前記ホットスタンプ用鋼板のＡｃ３点を超える加熱温度Ｔ℃まで加熱する加熱工程と、前記加熱工程後の前記接合鋼板に対して、（Ｔ−８０）℃以上の温度でホットスタンプを開始するホットスタンプ工程と、を備える、ホットスタンプ成形品の製造方法。
（１１）上記（４）に記載のホットスタンプ成形品を製造する方法であって、（８）に記載のホットスタンプ用鋼板を、Ａｃ３点を超える加熱温度Ｔ℃まで加熱する加熱工程と、前記加熱工程後の前記ホットスタンプ用鋼板に対して、（Ｔ−８０）℃以上の温度でホットスタンプを開始するホットスタンプ工程と、を備える、ホットスタンプ成形品の製造方法。
（１２）上記（４）に記載のホットスタンプ成形品を製造する方法であって、（８）に記載のホットスタンプ用鋼板を、接合用鋼板と接合して接合鋼板とする接合工程と、前記接合工程後の接合鋼板を前記ホットスタンプ用鋼板のＡｃ３点を超える加熱温度Ｔ℃まで加熱する加熱工程と、前記加熱工程後の前記接合鋼板に対して、（Ｔ−８０）℃以上の温度でホットスタンプを開始するホットスタンプ工程と、を備える、ホットスタンプ成形品の製造方法。
（１３）上記（５）〜（８）のいずれかに記載のホットスタンプ用鋼板を製造する方法であって、化学組成が、質量％で、Ｃ：０．００１％以上、０．０９０％未満、Ｓｉ：２．５０％以下、Ｍｎ：０．０１％以上、０．５０％未満、Ｐ：０．２００％以下、Ｓ：０．０２００％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１〜２．５００％、Ｎ：０．０２００％以下、Ｃｒ：０．０１％以上、２．００％未満、Ｔｉ：０〜０．３００％、Ｎｂ：０〜０．３００％、Ｖ：０〜０．３００％、Ｚｒ：０〜０．３００％、Ｍｏ：０〜２．００％、Ｃｕ：０〜２．００％、Ｎｉ：０〜２．００％、Ｂ：０〜０．０２００％、Ｃａ：０〜０．０１００％、Ｍｇ：０〜０．０１００％、ＲＥＭ：０〜０．１０００％、Ｂｉ：０〜０．０５００％、並びに、残部：Ｆｅおよび不純物であるスラブに対して、熱間圧延を施した後、８００℃以下の温度域で巻取って熱延鋼板とする熱間圧延工程と、前記熱延鋼板に６５０℃を超える温度域まで加熱する熱延板焼鈍を施して熱延焼鈍鋼板とする熱延板焼鈍工程と、前記熱延焼鈍鋼板に冷間圧延を施して冷延鋼板とする冷間圧延工程と、を備える、ホットスタンプ用鋼板の製造方法。
（１４）さらに、前記冷間圧延工程後の前記冷延鋼板に、任意に、連続焼鈍を行った後、めっきを行うめっき工程を備える、上記（１３）に記載のホットスタンプ用鋼板の製造方法。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、塗装焼付処理に伴う強度の変動が小さい（熱的安定性に優れる）、引張強さが７００ＭＰａ未満である部分を有するホットスタンプ成形品を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例１で製造したホットスタンプ成形品の形状を示す模式図である。
【図２】実施例２で製造したホットスタンプ成形品の形状を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明者らは、引張強さが７００ＭＰａ未満であるホットスタンプ成形品について、塗装焼付時の強度低下を抑制する方法を鋭意検討した。その結果、以下の知見を得た。
【００２２】
（Ａ）ホットスタンプ成形品の金属組織にマルテンサイトまたはベイナイト等の硬質組織が多量に含まれると、塗装焼付処理により成形品の引張強さが大きく低下する。これは、硬質組織が焼戻されて軟質化するためと考えられる。
【００２３】
（Ｂ）一方、硬質組織の分率が低く、フェライトを含む軟質組織を主体とする金属組織を有するホットスタンプ成形品であっても、化学組成によっては塗装焼付処理により引張強さが大きく低下する場合がある。
【００２４】
（Ｃ）フェライトを含む軟質組織を主体とする金属組織を有するホットスタンプ成形品において、Ｍｎ含有量を低めに制限するとともに所望量のＣｒを含有させること、およびホットスタンプ前の鋼板において、鉄炭化物中のＭｎ含有量およびＣｒ含有量を所望量に制御することにより、塗装焼付処理による引張強さの低下が抑制される。
【００２５】
この理由は明らかではないが、本発明者らは、次の理由に起因すると推測する。（ａ）Ｍｎ含有量が過剰であると、オーステナイトからフェライトへの変態温度が低下し、ホットスタンプ後の冷却過程において、フェライト中に微細な鉄炭化物または微細な鉄炭素クラスターが生成し、フェライトが硬質化する。（ｂ）鉄炭化物中のＭｎ含有量およびＣｒ含有量を所望量に制御することで鉄炭化物が安定化し、フェライト中における微細な鉄炭化物または微細な鉄炭素クラスターの生成が抑制される。（ｃ）フェライト中に存在する微細な鉄炭化物または微細な鉄炭素クラスターは、塗装焼付時の熱処理により粗大な鉄炭化物に変化し、フェライトの強度が低下する。
【００２６】
（Ｄ）ホットスタンプを行う工程において、ホットスタンプを開始する温度を高めることにより、塗装焼付処理による引張強さの低下が抑制される。
この理由は明らかではないが、本発明者らは、次の理由に起因すると推測する。（ａ）ホットスタンプの開始温度が高いと、ホットスタンプ成形品においてフェライト中に含まれる固溶状態の炭素量が低下する。（ｂ）フェライト中の固溶炭素は、塗装焼付時の熱処理により粗大な鉄炭化物として析出し、フェライトの強度が低下する。
【００２７】
以上（Ａ）〜（Ｄ）の知見から、本発明者らは、Ｍｎ含有量を低めに制限するとともに所望量のＣｒを含有させ、鉄炭化物中のＭｎ含有量およびＣｒ含有量を所望量に制御したホットスタンプ用鋼板を用い、ホットスタンプ工程において所望の温度でホットスタンプを開始することにより、フェライトを主体とする金属組織を有し、熱的安定性に優れ、塗装焼付処理による強度低下が小さいホットスタンプ成形品を製造できることを見出した。
【００２８】
以下、本発明の一実施形態に係るホットスタンプ成形品（本実施形態に係るホットスタンプ成形品）、およびその素材として好適なホットスタンプ用鋼板（本実施形態に係るホットスタンプ用鋼板）、並びにそれらの製造方法の各要件について詳しく説明する。ただし、本発明は本実施形態に開示の構成のみに制限されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００２９】
＜ホットスタンプ成形品の化学組成＞
本実施形態に係るホットスタンプ成形品の全部または一部は、以下に示す化学組成を有する。各元素の限定理由は下記のとおりである。以下の説明において、化学組成の含有量についての「％」は全て、「質量％」を意味する。ホットスタンプ成形品が、７００ＭＰａ未満の引張強さを有する部分と、７００ＭＰａ以上の引張強さを有する部分とを備えている場合、少なくとも引張強さが７００ＭＰａ未満となる部分が、以下の化学組成を有していればよい。
【００３０】
Ｃ：０．００１％以上、０．０９０％未満
Ｃは、ホットスタンプ後の鋼板（ホットスタンプ成形品が備える鋼板）の引張強さを上昇させる効果を有する元素である。Ｃ含有量が０．００１％未満では、ホットスタンプによる引張強さの上昇が望めない。そのため、Ｃ含有量を０．００１％以上とする。好ましいＣ含有量は０．０１０％以上、０．０２０％以上、または０．０３０％以上である。
一方、Ｃ含有量が０．０９０％以上であると、ホットスタンプ後の金属組織においてマルテンサイトおよび／またはベイナイトの面積率が増加して、ホットスタンプ成形品の引張強さが７００ＭＰａ以上となる。この場合、後述するようにＭｎ含有量およびＣｒ含有量を調整しても、ホットスタンプ成形品の熱的安定性を確保することができなくなる。したがって、Ｃ含有量は０．０９０％未満とする。好ましいＣ含有量は０．０８５％未満、０．０８０％未満、０．０７０％未満、または０．０６０％未満である。
【００３１】
Ｓｉ：２．５０％以下
Ｓｉは、鋼中に不純物として含有される元素である。Ｓｉ含有量が２．５０％を超えると、溶接性が劣化するとともに、変態点が高くなりすぎ、ホットスタンプの加熱過程で変態点以上の温度に鋼板を加熱することが困難となる。そのため、Ｓｉ含有量は２．５０％以下とする。好ましいＳｉ含有量は２．００％以下、１．５０％以下、１．００％以下、または０．５０％以下である。ホットスタンプ用鋼板としてめっき鋼板を用いる場合は、めっき性を確保するためにＳｉ含有量を０．５０％未満とすることが好ましく、０．４０％未満とすることがより好ましく、０．３０％未満とすることがさらに好ましい。
Ｓｉ含有量の下限は特に限定しないが、Ｓｉ含有量を過度に低下させることは製鋼コストの上昇を引き起こす。そのため、Ｓｉ含有量を０．００１％とすることが好ましい。また、Ｓｉは、ホットスタンプ後の鋼板の引張強さを高める作用を有するので、積極的に含有させてもよい。高強度化の観点からは、好ましいＳｉ含有量は０．１０％以上、０．２０％以上、または０．３０％以上である。
【００３２】
Ｍｎ：０．０１％以上、０．５０％未満
Ｍｎは、ホットスタンプ成形品の熱的安定性を劣化させる元素である。特に、Ｍｎ含有量が０．５０％以上であると、ホットスタンプ後の成形品の熱的安定性が著しく劣化する。したがって、Ｍｎ含有量は０．５０％未満とする。Ｍｎ含有量は好ましくは０．４０％未満、０．３５％未満、０．３０％未満、０．２５％未満、または０．２０％未満である。
一方、Ｍｎは、不純物であるＳと結合してＭｎＳを形成し、Ｓを含有することによる鋼の脆化を抑制する作用を有する元素である。この効果を得るため、Ｍｎ含有量は０．０１％以上とする。Ｍｎ含有量は好ましくは０．０５％以上、０．１０％以上、または０．１５％以上である。
【００３３】
Ｐ：０．２００％以下
Ｐは、鋼中に不純物として含有される元素である。Ｐ含有量が０．２００％を超えると、溶接性およびホットスタンプ後の靭性が著しく劣化するので、Ｐ含有量は０．２００％以下とする。好ましいＰ含有量は０．１００％以下、０．０５０％以下、または０．０２０％以下である。
Ｐ含有量の下限は特に限定しないが、Ｐ含有量を過度に低下させることは製鋼コストの上昇を引き起こす。そのため、Ｐ含有量を０．００１％以上とすることが好ましい。また、Ｐは、ホットスタンプ後の成形品の引張強さを高める作用を有するので、積極的に含有させてもよい。高強度化の観点からは、好ましいＰ含有量は０．０１０％以上、０．０２０％以上、または０．０３０％以上である。ホットスタンプ用鋼板としてめっき鋼板を用いる場合は、めっき性を確保するためにＰ含有量を０．０５０％以下とすることが好ましく、０．０４０％以下とすることがより好ましい。
【００３４】
Ｓ：０．０２００％以下
Ｓは、鋼中に不純物として含有され、鋼を脆化させる元素である。そのため、Ｓ含有量は少ないほど好ましいが、Ｓ含有量が０．０２００％を超えると鋼の脆化が顕著となる。そのため、Ｓ含有量は０．０２００％以下とする。好ましいＳ含有量は０．０１００％以下、０．００５０％以下、または０．００３０％以下である。
Ｓ含有量の下限は特に限定しないが、Ｓ含有量を過度に低下させることは製鋼コストの上昇を引き起こす。そのため、Ｓ含有量を０．０００１％以上とすることが好ましい。
【００３５】
ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１〜２．５００％
Ａｌは、溶鋼を脱酸する作用を有する元素である。ｓｏｌ．Ａｌ含有量（酸可溶Ａｌ含有量）が０．００１％未満であると脱酸が不十分となる。そのため、ｓｏｌ．Ａｌ含有量を０．００１％以上とする。ｓｏｌ．Ａｌ含有量は好ましくは、０．０１０％以上、０．０２０％以上、または０．０４０％以上である。
一方、ｓｏｌ．Ａｌ含有量が高すぎる場合、変態点が上昇し、ホットスタンプの加熱過程で変態点以上の温度に鋼板を加熱することが困難となる。そのため、ｓｏｌ．Ａｌ含有量は２．５００％以下とする。ｓｏｌ．Ａｌ含有量は好ましくは１．０００％以下、０．５００％以下、０．１００％以下、または０．０６０％以下である。
【００３６】
Ｎ：０．０２００％以下
Ｎは、鋼中に不純物として含有され、鋼の連続鋳造中に窒化物を形成する元素である。この窒化物はホットスタンプ後の靭性を劣化させるので、Ｎ含有量は低い方が好ましい。Ｎ含有量が０．０２００％超であると、靭性の劣化が顕著となる。そのため、Ｎ含有量は０．０２００％以下とする。Ｎ含有量は好ましくは０．０１００％未満、０．００８０％未満、または０．００５０％未満である。
Ｎ含有量の下限は特に限定しないが、Ｎ含有量を過度に低下させることは製鋼コストの上昇を引き起こすので、Ｎ含有量を０．００１０％以上とすることが好ましい。
【００３７】
Ｃｒ：０．０１％以上、２．００％未満
Ｃｒは、フェライトを主体とする金属組織を有するホットスタンプ成形品（ホットスタンプ後の鋼板）の熱的安定性を向上させる作用を有する元素である。Ｃｒ含有量が０．０１％未満である場合、後述するようにホットスタンプ工程におけるホットスタンプ開始温度を調整しても上記効果が十分に得られない。したがって、Ｃｒ含有量は０．０１％以上とする。Ｃｒ含有量は、好ましくは０．０５％以上、０．１０％以上、０．１５％以上、または０．２０％以上である。
一方、Ｃｒ含有量が２．００％以上であると、ホットスタンプ成形品の金属組織においてマルテンサイトおよび／またはベイナイトの面積率が過剰となり、ホットスタンプ成形品の熱的安定性が劣化する。したがって、Ｃｒ含有量は２．００％未満とする。ホットスタンプ成形品の降伏比を上昇させ、衝撃吸収性を向上させるためには、Ｃｒ含有量を０．３０％未満とすることが好ましく、０．２５％未満とすることがより好ましい。
【００３８】
Ｔｉ：０〜０．３００％
Ｎｂ：０〜０．３００％
Ｖ：０〜０．３００％
Ｚｒ：０〜０．３００％
Ｔｉ、Ｎｂ、ＶおよびＺｒは金属組織を微細化することで、ホットスタンプ成形品の引張強さを上昇させる作用を有する元素である。この効果を得るために、Ｔｉ、Ｎｂ、ＶおよびＺｒから選択される１種以上を必要に応じて含有させてもよい。これらの元素は含有させなくてもよいため、これらの元素の含有量の下限は０％である。
【００３９】
上記の効果を得たい場合には、Ｔｉ、Ｎｂ、ＶおよびＺｒから選択される１種以上を、それぞれ０．００１％以上含有させることが好ましい。また、０．００５％以上のＴｉ、０．００５％以上のＮｂ、０．０１０％以上のＶ、および０．００５％以上のＺｒのうち、いずれか１種以上を含有させることがより好ましい。
【００４０】
Ｔｉを含有させる場合には、Ｔｉ含有量を０．０１０％以上とすることがさらに好ましく、０．０２０％以上とすることが特に好ましい。
Ｎｂを含有させる場合には、Ｎｂ含有量を０．０２０％以上とすることがさらに好ましく、０．０３０％以上とすることが特に好ましい。
Ｖを含有させる場合には、Ｖ含有量を０．０２０％以上とすることがさらに好ましい。
Ｚｒを含有させる場合には、Ｚｒ含有量を０．０１０％以上とすることがさらに好ましい。
【００４１】
一方、Ｔｉ、Ｎｂ、ＶおよびＺｒの含有量が、それぞれ０．３００％を超える場合、効果が飽和する上、鋼板の製造コストが上昇する。そのため、上記元素を含有させる場合でも、Ｔｉ、Ｎｂ、ＶおよびＺｒの含有量は、それぞれ０．３００％以下とする。
【００４２】
また、Ｔｉ、Ｎｂ、ＶおよびＺｒの含有量が多い場合、これらの元素の炭化物が多量に析出してホットスタンプ後の靭性が損なわれる場合がある。
したがって、Ｔｉ含有量は好ましくは０．０６０％未満、さらに好ましくは０．０４０％未満である。
Ｎｂ含有量は好ましくは０．０６０％未満、さらに好ましくは０．０４０％未満である。
Ｖ含有量は好ましくは０．２００％未満、さらに好ましくは０．１００％未満である。
Ｚｒ含有量は好ましくは０．２００％未満、さらに好ましくは０．１００％未満である。
【００４３】
Ｍｏ：０〜２．００％
Ｃｕ：０〜２．００％
Ｎｉ：０〜２．００％
Ｍｏ、ＣｕおよびＮｉは、ホットスタンプ成形品（ホットスタンプ後の鋼板）の引張強さを高める作用を有する。したがって、Ｍｏ、ＣｕおよびＮｉから選択される１種以上を必要に応じて含有させてもよい。これらの元素は含有させなくてもよいため、これらの元素の含有量の下限は０％である。
【００４４】
上記の効果を得たい場合には、Ｍｏ、ＣｕおよびＮｉから選択される１種以上をそれぞれ０．００１％以上含有させることが好ましい。より好ましいＭｏ含有量は０．０５％以上であり、より好ましいＣｕ含有量は０．１０％以上であり、より好ましいＮｉ含有量は０．１０％以上である。
【００４５】
一方、Ｍｏ、ＣｕおよびＮｉの含有量が、それぞれ２．００％を超えると、ホットスタンプ成形品の金属組織に含まれるマルテンサイトおよび／またはベイナイトの面積率が過剰となり、ホットスタンプ成形品の熱的安定性が劣化する。
そのため、上記元素を含有させる場合でも、Ｍｏ、ＣｕおよびＮｉの含有量は、それぞれ２．００％以下とする。好ましいＭｏ含有量は０．５０％以下であり、好ましいＣｕ含有量は１．００％以下であり、好ましいＮｉ含有量は１．００％以下である。
【００４６】
Ｂ：０〜０．０２００％
Ｂは、粒界に偏析してホットスタンプ後の鋼板の靭性を向上させる作用を有する元素である。この効果を得るため、必要に応じてＢを含有させてもよい。Ｂは含有させなくてもよいため、Ｂ含有量の下限は０％である。
【００４７】
上記の効果を得たい場合には、Ｂ含有量は０．０００１％以上であることが好ましい。Ｂ含有量は、より好ましくは０．０００６％以上であり、さらに好ましくは０．００１０％以上である。
【００４８】
一方、Ｂ含有量が０．０２００％を超える場合、ホットスタンプ成形品の金属組織に含まれるマルテンサイトおよび／またはベイナイトの面積率が過剰となり、ホットスタンプ成形品の熱的安定性が劣化する。したがって、Ｂを含有させる場合でも、Ｂ含有量は０．０２００％以下とする。Ｂ含有量は、好ましくは０．００５０％以下であり、さらに好ましくは０．００３０％以下である。
【００４９】
Ｃａ：０〜０．０１００％
Ｍｇ：０〜０．０１００％
ＲＥＭ：０〜０．１０００％
Ｃａ、ＭｇおよびＲＥＭは、介在物の形状を調整することによりホットスタンプ後の鋼板（ホットスタンプ成形品）の靭性を向上させる作用を有する元素である。そのため、Ｃａ、ＭｇおよびＲＥＭから選択される１種以上を必要に応じて含有させてもよい。これらの元素は含有させなくてもよいため、これらの元素の含有量の下限は０％である。
【００５０】
上記の効果を得たい場合には、Ｃａ、ＭｇおよびＲＥＭから選択される１種以上を、それぞれ０．０００１％以上含有させることが好ましい。
一方、ＣａもしくはＭｇの含有量が０．０１００％超である場合、またはＲＥＭの含有量が０．１０００％超である場合、上記効果が飽和して、鋼板の製造コストが上昇する。したがって、上記元素を含有させる場合でも、ＣａおよびＭｇの含有量はそれぞれ０．０１００％以下とし、ＲＥＭ含有量は０．１０００％以下とする。
【００５１】
本実施形態において、ＲＥＭはＳｃ、Ｙおよびランタノイドの合計１７元素を指し、ＲＥＭ含有量はこれらの元素の合計含有量を意味する。ランタノイドは、工業的には、ミッシュメタルの形で添加される。
【００５２】
Ｂｉ：０〜０．０５００％
Ｂｉは、凝固組織を微細化することにより、ホットスタンプ後の鋼板（ホットスタンプ成形品）の靭性を向上させる作用を有する元素である。そのため、必要に応じてＢｉを含有させてもよい。Ｂｉは含有させなくてもよいため、Ｂｉ含有量の下限は０％である。
【００５３】
上記の効果を得たい場合には、Ｂｉ含有量は０．０００１％以上であることが好ましい。Ｂｉ含有量は、より好ましくは０．０００３％以上であり、さらに好ましくは０．０００５％以上である。
一方、Ｂｉ含有量が０．０５００％を超える場合、上記効果が飽和して、鋼板の製造コストが上昇する。したがって、Ｂｉを含有させる場合でも、Ｂｉ含有量は０．０５００％以下とする。Ｂｉ含有量は、好ましくは０．０１００％以下であり、より好ましくは０．００５０％以下である。
【００５４】
上記の化学組成において、残部はＦｅおよび不純物である。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、本実施形態に係るホットスタンプ成形品に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。
【００５５】
上述したホットスタンプ成形品の化学組成は、一般的な分析方法によって測定すればよい。例えば、ＩＣＰ−ＡＥＳ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ−Ａｔｏｍｉｃ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）を用いて測定すればよい。なお、ｓｏｌ．Ａｌは、試料を酸で加熱分解した後の濾液を用いてＩＣＰ−ＡＥＳによって測定すればよい。ＣおよびＳは燃焼−赤外線吸収法を用い、Ｎは不活性ガス融解−熱伝導度法を用いて測定すればよい。
【００５６】
＜ホットスタンプ成形品の金属組織＞
本実施形態に係るホットスタンプ成形品の金属組織（ミクロ組織）について説明する。本実施形態に係るホットスタンプ成形品の全部または一部は、以下に示す量のフェライト、マルテンサイトおよびベイナイトを含む金属組織を有する。金属組織に関する以下の説明において、「％」は、「面積％」を意味する。
【００５７】
フェライト：６０．０％超
フェライトの面積率が６０．０％以下であると、ホットスタンプ後の成形品（ホットスタンプ成形品）の引張強さが７００ＭＰａ以上となり、熱的安定性を確保することができない。そのため、フェライトの面積率を６０．０％超とする。フェライトの面積率は、好ましくは７０．０％超、さらに好ましくは８０．０％超である。
フェライトの面積率の上限は特に定める必要がないが、ホットスタンプ成形品の強度を上昇させるために、９８．０％未満とすることが好ましく、９６．０％未満とすることがより好ましく、９４．０％未満とすることがさらに好ましい。
【００５８】
本実施形態において、フェライトには、ポリゴナルフェライトのほかに、ポリゴナルフェライトより転位密度の高い擬ポリゴナルフェライトおよびグラニュラーベイニティックフェライト、鋸歯状の粒界を有するアシキュラーフェライトが含まれる。
熱的安定性の観点から、フェライト全体に対するポリゴナルフェライトの割合が、面積率で５．０％以上であることが好ましい。
【００５９】
マルテンサイト：０％以上、２０．０％未満
ベイナイト：０％以上、２０．０％未満
金属組織が多量のマルテンサイトおよびベイナイトを含むと、ホットスタンプ成形品の熱的安定性が劣化する。そのため、マルテンサイトおよびベイナイトの面積率はいずれも２０．０％未満とする。マルテンサイトおよびベイナイトの面積率は、いずれも１０．０％未満とすることが好ましく、５．０％未満とすることがより好ましく、２．０％未満とすることがさらに好ましい。
【００６０】
マルテンサイトおよびベイナイトは必ずしも含有される必要がないので、マルテンサイトおよびベイナイトの面積率の下限はいずれも０％である。
しかしながら、マルテンサイトおよびベイナイトは、ホットスタンプ成形品の強度を上昇させる作用を有するので、上記範囲内であれば金属組織に含まれていてもよい。マルテンサイトおよびベイナイトの面積率がいずれも０．１％未満であると、上記作用による効果が十分に得られない。そのため、強度を上昇させる場合には、マルテンサイトおよびベイナイトの面積率の下限値を、いずれも０．１％以上とすることが好ましく、０．５％以上とすることがより好ましい。
【００６１】
本実施形態において、マルテンサイトには、フレッシュマルテンサイトおよび焼戻しマルテンサイトが含まれる。フレッシュマルテンサイトは、焼戻しを施されていないマルテンサイトであり、焼戻しマルテンサイトは、自己焼戻しおよび／または焼戻しを施されたマルテンサイトである。
【００６２】
金属組織の残部は、パーライトまたは残留オーステナイトを含んでいてもよく、さらに、セメンタイトなどの析出物を含んでいてもよい。パーライト、残留オーステナイトおよび析出物を積極的に含有する必要はないので、パーライト、残留オーステナイトおよび析出物の面積率の下限はいずれも０％である。
【００６３】
パーライトは、ホットスタンプ成形品の強度を上昇させる作用を有するので、強度を上昇させる場合には、パーライトの面積率を１．０％以上とすることが好ましく、２．０％以上とすることがより好ましく、５．０％以上とすることがさらに好ましい。
一方、パーライトを過剰に含有する場合、ホットスタンプ後の靭性が劣化する。そのため、パーライトの面積率を２０．０％以下とすることが好ましく、１０．０％以下とすることがより好ましい。
【００６４】
残留オーステナイトは、ホットスタンプ成形品の衝撃吸収性を向上させる作用を有する。そのため、この効果を得る場合、残留オーステナイトの面積率を０．５％以上とすることが好ましく、１．０％以上とすることがより好ましい。
一方、残留オーステナイトを過剰に含有すると、ホットスタンプ後の靱性が低下する。そのため、残留オーステナイトの面積率を５．０％以下とすることが好ましく、３．０％以下とすることがより好ましい。
【００６５】
本実施形態において、各金属組織の面積率は以下のように求める。
まず、ホットスタンプ成形品から試験片を採取し、板厚断面（鋼板の縦断面）を研磨した後、非めっき鋼板の場合は、鋼板表面から鋼板の板厚の１／４深さ位置（鋼板表面から板厚の１／８深さ〜鋼板表面から板厚の３／８深さの領域）、めっき鋼板の場合は、基材の鋼板とめっき層との境界から、基材である鋼板の板厚の１／４深さ位置（上記境界から基材である鋼板の板厚の１／８深さ〜上記境界から基材である鋼板の板厚の３／８深さの領域）において組織観察する。ホットスタンプ成形品が、７００ＭＰａ未満の引張強さを有する部分と、７００ＭＰａ以上の引張強さを有する部分とを備えている場合、引張強さが７００ＭＰａ未満となる部分から試験片を採取して観察を行う。
【００６６】
具体的には、研磨した板厚断面をナイタール腐食または電解研磨した後、光学顕微鏡および走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて組織観察を行い、得られた組織写真に対して画像解析を行うことによって、フェライト、パーライト、ベイナイト、および焼戻しマルテンサイトのそれぞれの面積率を得る。その後、同様の観察位置に対し、レペラー腐食をした後、光学顕微鏡および走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて組織観察を行い、得られた組織写真に対して画像解析を行うことによって、残留オーステナイトおよびフレッシュマルテンサイトの合計面積率を算出する。
【００６７】
また、同様の観察位置について、板厚断面を電解研磨した後、電子線後方散乱パターン解析装置（ＥＢＳＰ）を備えたＳＥＭを用いて、残留オーステナイトの面積率を測定する。
【００６８】
これらの結果に基づいて、フェライト、パーライト、ベイナイト、マルテンサイトおよび残留オーステナイトのそれぞれの面積率を得る。
なお、焼戻しマルテンサイトは、内部に鉄炭化物が存在する点でフレッシュマルテンサイトと区別することができ、また、内部に存在する鉄炭化物が複数の方向に伸長している点で、ベイナイトと区別することができる。本実施形態では、フレッシュマルテンサイトおよび焼戻しマルテンサイトの合計の面積率を算出することで、マルテンサイトの面積率を得る。
【００６９】
＜ホットスタンプ成形品の強度＞
本実施形態に係るホットスタンプ成形品の全部または一部は、引張強さで７００ＭＰａ未満である。すなわち、本実施形態に係るホットスタンプ成形品の母材鋼板の全部または一部の引張強さが７００ＭＰａ未満である。ホットスタンプ成形品の全部において引張強さが７００ＭＰａ以上であると、ホットスタンプ成形品の熱的安定性を確保することができなくなるためである。好ましくは、ホットスタンプ成形品の全部または一部において、引張強さが、６００ＭＰａ未満、または５６０ＭＰａ未満である。一方、ホットスタンプ成形品の衝撃吸収性を向上させるためには、ホットスタンプ成形品の引張強さを３００ＭＰａ以上、３４０ＭＰａ以上、３９０ＭＰａ以上、４４０ＭＰａ以上、４６０ＭＰａ以上、または４９０ＭＰａ以上とすることが好ましい。
【００７０】
ホットスタンプ成形品の衝撃吸収性をさらに向上させるためには、ホットスタンプ成形品の引張強さが７００ＭＰａ未満である部分において、降伏比（ホットスタンプ成形品が備えるホットスタンプ後の鋼板の降伏比）を０．６５以上とすることが好ましく、０．６７以上とすることがより好ましい。降伏比は降伏応力を引張強さで除することにより求められる（降伏応力／引張強さ）。降伏応力は、ホットスタンプ後の鋼板が不連続降伏する場合は上降伏点とし、連続降伏する場合は０．２％耐力とする。
【００７１】
本実施形態に係るホットスタンプ成形品は、ホットスタンプ成形品内に引張強さが７００ＭＰａ未満である軟質部と、引張強さが７００ＭＰａ以上である硬質部とが混在していてもよい。強度の異なる部位を設けることで、衝突時のホットスタンプ成形品の変形状態を制御することが可能となり、ホットスタンプ成形品の衝撃吸収性を向上させることができる。強度の異なる部位を有するホットスタンプ成形品は、後述するように、化学組成が異なる二種類以上の鋼板を接合した後、ホットスタンプすることにより製造することができる。
【００７２】
＜ホットスタンプ成形品の熱的安定性＞
本実施形態に係るホットスタンプ成形品は、１７０℃で２０分間の熱処理を施した際の、熱処理前の引張強さに対する引張強さの低下量（ΔＴＳ）が１００ＭＰａ以下である。ΔＴＳは、６０ＭＰａ以下であることが好ましく、３０ＭＰａ以下であることがより好ましい。ΔＴＳの下限は特に限定しないが、ΔＴＳを大きく低下させるためには、後述するホットスタンプ用鋼板において、鉄炭化物中のＭｎ含有量およびＣｒ含有量を過度に高める必要があり、鋼板の製造性が損なわれる。そのため、ΔＴＳは、１ＭＰａ以上、５ＭＰａ以上、または１０ＭＰａ以上であることが好ましい。
【００７３】
フェライトを主体（面積率で６０．０％超）とする組織を有するホットスタンプ成形品において、塗装焼付時に強度が低下する理由は、塗装焼付処理により、フェライト中に存在する微細な鉄炭化物または微細な鉄炭素クラスターが粗大な鉄炭化物に変化すること、およびフェライト中の固溶炭素が粗大な鉄炭化物として析出することによると考えられる。このような鉄炭化物、鉄炭素クラスター、および固溶炭素の存在状態を直接的に定量的に評価することは容易ではないが、１７０℃で２０分間の熱処理を施した際の、引張強さの低下量（ΔＴＳ）によって間接的に評価することができる。ΔＴＳが１００ＭＰａ以下であれば、フェライト中における微細な鉄炭化物または微細な鉄炭素クラスターの生成、および固溶炭素の増加が抑制されており、熱的安定性に優れると判断することができる。
【００７４】
引張強さは、ＪＩＳ１３Ｂ号引張試験片を採取し、１０ｍｍ／分の引張速度で引張試験を行うことで得る。
【００７５】
＜めっき層＞
本実施形態に係るホットスタンプ成形品は、表面にめっき層を有していてもよい。表面にめっき層を備えることで、ホットスタンプ時におけるスケールの生成を防止し、さらにホットスタンプ成形品の耐食性を向上させることが可能になる。めっきの種類は、前記目的に適うものであればよく、特に限定されない。めっき層を有するホットスタンプ成形品は、後述するように、めっき鋼板を用いてホットスタンプすることにより得ることができる。めっき層を有するホットスタンプ成形品として、亜鉛系めっき鋼板またはアルミニウム系めっき鋼板、具体的には、例えば、溶融亜鉛めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、溶融アルミニウムめっき鋼板、溶融Ｚｎ−Ａｌ合金めっき鋼板、溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板、溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、および電気Ｎｉ−Ｚｎ合金めっき鋼板等を用いてホットスタンプした、亜鉛系めっき層またはアルミニウム系めっき層を有するホットスタンプ成形品が例示される。めっき層は片面に形成されていてもよく、両面に形成されていてもよい。
【００７６】
次に、上記のホットスタンプ成形品を製造するのに好適なホットスタンプ用鋼板について説明する。
【００７７】
＜ホットスタンプ用鋼板の化学組成＞
ホットスタンプによって化学組成は実質的に変化しないので、ホットスタンプ用鋼板は、上述したホットスタンプ成形品と同じ化学組成を有する。
【００７８】
＜ホットスタンプ用鋼板の金属組織＞
本実施形態に係るホットスタンプ用鋼板の金属組織は、鉄炭化物を含み、鉄炭化物の化学組成（鉄炭化物中のＭｎ含有量およびＣｒ含有量）が下記（ｉ）式を満足する。
【００７９】
［Ｍｎ］θ＋［Ｃｒ］θ＞０．８      ・・・（ｉ）
但し、上記式中の各記号の意味は以下のとおりである。
［Ｍｎ］θ：鉄炭化物に含まれるＦｅ、ＭｎおよびＣｒの合計含有量を１００原子％としたときの、鉄炭化物中のＭｎ含有量（原子％）
［Ｃｒ］θ：鉄炭化物に含まれるＦｅ、ＭｎおよびＣｒの合計含有量を１００原子％としたときの、鉄炭化物中のＣｒ含有量（原子％）
【００８０】
ホットスタンプ用鋼板の金属組織に含まれる鉄炭化物の化学組成が、上記（ｉ）式を満足することによって、ホットスタンプ後の鋼板の熱的安定性を向上させることが可能となる。上記（ｉ）式の左辺値が０．８以下であると、後述するようにホットスタンプ成形品の製造条件を調整しても、ホットスタンプ成形品において熱的安定性を確保することができなくなる。上記（ｉ）式の左辺値は、１．０超であることが好ましく、１．２超であることがより好ましく、１．４超であることがさらに好ましい。
【００８１】
一方、鉄炭化物中におけるＭｎ含有量とＣｒ含有量とを高めるためには、後述する熱延板焼鈍工程において、熱延鋼板を高温で焼鈍する必要が生じ、鋼板の製造性が損なわれる。そのため、上記（ｉ）式の左辺値は、５．０未満であることが好ましく、４．０未満であることがより好ましい。
【００８２】
本実施形態において、鉄炭化物の化学組成は以下の手順により測定する。
まず、鋼板の任意の位置から試験片を採取し、鋼板の圧延方向に平行な板厚断面（縦断面）を研磨した後、鋼板表面から板厚の１／４深さ位置（鋼板表面から板厚の１／８深さ〜鋼板表面から板厚の３／８深さの領域）においてレプリカ法により析出物を抽出する。この析出物を、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて観察し、電子線回折およびエネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＳ）により析出物の同定および組成分析を行う。
【００８３】
ＥＤＳによる鉄炭化物の定量分析は、Ｆｅ、ＭｎおよびＣｒの３元素について行い、それらの合計含有量を１００原子％としたときの、Ｍｎ含有量（原子％）およびＣｒ含有量（原子％）を、それぞれ［Ｍｎ］θおよび［Ｃｒ］θとして求める。この定量分析を複数の鉄炭化物に対して行い、その平均値をその鋼板における鉄炭化物中のＭｎ含有量およびＣｒ含有量とする。測定する鉄炭化物の数は１０個以上とし、測定数は多いほど好ましい。鉄炭化物とは、パーライトを構成するセメンタイトのほかに、金属組織中に孤立して存在するセメンタイトを含む。
【００８４】
本実施形態では、冷延鋼板または焼鈍鋼板の場合は鋼板表面から板厚の１／４深さ位置（鋼板表面から板厚の１／８深さ〜鋼板表面から板厚の３／８深さの領域）、めっき鋼板の場合は基材である鋼板とめっき層との境界から基材である鋼板の板厚の１／４深さ位置（上記境界から基材である鋼板の板厚の１／８深さ〜上記境界から基材である鋼板の板厚の３／８深さの領域）において、上述の金属組織を規定する。
【００８５】
鉄炭化物の面積率は特に定める必要がないが、ホットスタンプ後の金属組織を細粒化して引張強さを高めるために、鉄炭化物の面積率は１％以上とすることが好ましく、３％以上とすることがより好ましい。
一方、鉄炭化物の面積率が過剰となると、ホットスタンプ後の鋼板の引張強さが高くなりすぎるとともに、熱的安定性が損なわれる。したがって、鉄炭化物の面積率は２０％以下とすることが好ましく、１５％以下とすることがより好ましい。
【００８６】
本実施形態に係るホットスタンプ用鋼板の金属組織は、フェライトを主体とするが、残部として、マルテンサイト（フレッシュマルテンサイトおよび焼戻しマルテンサイトを含む）、ベイナイトおよび残留オーステナイトを含んでいてもよく、さらに、鉄炭化物以外の析出物を含んでいてもよい。ただし、マルテンサイト、ベイナイトおよび残留オーステナイトは、ホットスタンプ後の靭性を劣化させるので、これらの組織の面積率は少ないほど好ましい。マルテンサイト（フレッシュマルテンサイトおよび焼戻しマルテンサイトを含む）、ベイナイトおよび残留オーステナイトの面積率は、いずれも１．０％未満であることが好ましく、０．５％未満であることがより好ましい。
【００８７】
ホットスタンプ用鋼板の金属組織における面積率は、ホットスタンプ成形品の場合と同じ方法で求めることができる。
ホットスタンプ用鋼板の引張強さは特に限定しないが、鋼板の製造性の観点からは３００ＭＰａ以上または３４０ＭＰａ以上とすることが好ましく、鋼板の切断性の観点からは６５０ＭＰａ以下または５９０ＭＰａ未満とすることが好ましい。
【００８８】
＜製造方法＞
本実施形態に係るホットスタンプ成形品および本実施形態に係るホットスタンプ用鋼板の好ましい製造方法について説明する。
【００８９】
［ホットスタンプ成形品の製造方法］
本実施形態に係るホットスタンプ成形品の製造方法は、上述の化学組成および金属組織を有するホットスタンプ用鋼板を加熱する加熱工程と、加熱されたホットスタンプ用鋼板に対してホットスタンプを行うホットスタンプ工程と、を含む。ホットスタンプ工程では、金型による冷却及び成形が行われ、ホットスタンプ成形品が得られる。
【００９０】
ホットスタンプ用鋼板を加熱する加熱工程では、加熱温度Ｔ（℃）をＡｃ３点超とする。Ａｃ３点とは、素材鋼板を加熱した際に金属組織中でフェライトが消失する温度であり、加熱工程における鋼板の熱膨張変化から求めることができる。加熱温度Ｔ（℃）がＡｃ３点以下であると、ホットスタンプ成形品の金属組織においてマルテンサイトまたはベイナイトの生成が促進されるとともに、フェライト中の固溶炭素量が増し、ホットスタンプ成形品の熱的安定性が劣化する。加熱温度Ｔ（℃）は、好ましくは（Ａｃ３点＋５０）℃以上、より好ましくは（Ａｃ３点＋１００）℃以上である。
また、加熱に供するホットスタンプ用鋼板は、上記の組織を有していることが好ましい。
【００９１】
加熱温度Ｔ（℃）の上限は特に限定しないが、加熱温度Ｔ（℃）が高すぎるとオーステナイトが粗大化し、ホットスタンプ成形品の強度が低下する。そのため、加熱温度Ｔ（℃）は１１００℃以下であることが好ましく、１０００℃以下であることがより好ましく、９５０℃以下であることがさらに好ましい。
また、好ましいホットスタンプの加熱温度Ｔ（℃）での保持時間は、１〜５分間である。
【００９２】
加熱されたホットスタンプ用鋼板に対してホットスタンプを実施するホットスタンプ工程では、ホットスタンプの開始温度を（Ｔ−８０）℃以上とする。Ｔは上記加熱温度Ｔ（℃）である。ホットスタンプの開始温度が（Ｔ−８０）℃未満であると、ホットスタンプ成形品の金属組織においてフェライト中の固溶炭素量が増し、成形品の熱的安定性が劣化する。ホットスタンプの開始温度は（Ｔ−５０）℃以上であることが好ましい。
【００９３】
ホットスタンプ成形品の金属組織においてマルテンサイトまたはベイナイトの生成を抑制し、ホットスタンプ成形品の熱的安定性を向上させるためには、ホットスタンプの開始温度は、（Ｔ−８０）℃以上、かつＡｒ３点超とすることが好ましい。
Ａｒ３点とは、素材鋼板を冷却した際に金属組織中にフェライトが生成し始める温度であり、加熱工程の後、鋼板を冷却する際の熱膨張変化から求められる。
【００９４】
また、本実施形態に係るホットスタンプ成形品の他の製造方法は、上述の化学組成および金属組織を有する鋼板（ホットスタンプ用鋼板）を、接合用鋼板と接合して接合鋼板とする接合工程と、上記の接合鋼板を加熱する加熱工程と、その後に、上記の加熱された接合鋼板に対してホットスタンプするホットスタンプ工程と、を含む。接合方法としては、例えばホットスタンプ用鋼板と接合用鋼板とを突合せて、または重ね合わせて、溶接により接合する方法が挙げられる。
【００９５】
ホットスタンプ工程では、上記の接合鋼板の加熱温度Ｔ（℃）を、ホットスタンプ用鋼板のＡｃ３点超とし、ホットスタンプの開始温度を、（Ｔ−８０）℃以上とする。この場合における、好ましい加熱温度Ｔ（℃）は、ホットスタンプ用鋼板の（Ａｃ３点＋５０）℃以上であり、より好ましい加熱温度Ｔ（℃）はホットスタンプ用鋼板の（Ａｃ３点＋１００）℃以上である。また、加熱温度Ｔ（℃）は１１００℃以下であることが好ましく、１０００℃以下であることがより好ましく、９５０℃以下であることがさらに好ましい。
好ましいホットスタンプの開始温度は（Ｔ−５０）℃以上であり、より好ましい開始温度は（Ｔ−８０）℃以上かつＡｒ３点超である。
また、好ましいホットスタンプの加熱温度Ｔ（℃）での保持時間は、１〜５分間である。
これらの理由は、上述した、接合工程を含まないホットスタンプ成形品の製造方法と同じである。
【００９６】
接合用鋼板の化学組成および機械特性については特に限定しない。しかしながら、ホットスタンプ成形品の衝撃吸収エネルギーを高めるために、接合用鋼板は、ホットスタンプ後の引張強さが７００ＭＰａ以上であることが好ましい。さらに好ましいホットスタンプ後の接合用鋼板の引張強さは、１０００ＭＰａ超、１２００ＭＰａ超、または１５００ＭＰａ超である。
【００９７】
ホットスタンプ後の接合用鋼板の引張強さを確保するために、接合用鋼板のＣ含有量は、０．０９０％以上であることが好ましい。より好ましくは、０．１００％以上、０．１２０％以上、または０．２００％以上である。同様の理由から、接合用鋼板のＭｎ含有量は、０．５０％以上であることが好ましい。より好ましくは、０．８０％以上、１．００％以上、または１．２０％以上である。
【００９８】
上記の素材として用いられる鋼板（ホットスタンプ用鋼板）は、後述するように熱延板焼鈍が施され、熱延板焼鈍の後に、さらに冷間圧延が施される。冷間圧延の後に、任意で、さらに連続焼鈍が行われていてもよい。一方、接合用鋼板としては、熱延鋼板、熱延鋼板に冷間圧延を施した冷延鋼板、熱延鋼板に焼鈍を施した熱延焼鈍鋼板、および冷延鋼板に焼鈍を施した冷延焼鈍鋼板のいずれを使用してもよい。
【００９９】
ホットスタンプ成形品の耐食性を向上させるために、ホットスタンプ用鋼板および接合用鋼板には、表面にめっきが施されためっき鋼板を使用してもよい。めっき鋼板の種類は特に限定しないが、溶融亜鉛めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、溶融アルミニウムめっき鋼板、溶融Ｚｎ−Ａｌ合金めっき鋼板、溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板、溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、および電気Ｎｉ−Ｚｎ合金めっき鋼板等が例示される。
【０１００】
［ホットスタンプ用鋼板の製造方法］
本実施形態に係るホットスタンプ用鋼板の製造方法は、上述の化学組成を有するスラブに対して、熱間圧延を施した後、８００℃以下の温度域で巻取って熱延鋼板とする熱間圧延工程と、上記熱延鋼板を、６５０℃を超える温度域まで加熱する熱延板焼鈍を施して熱延焼鈍鋼板とする熱延板焼鈍工程と、上記熱延焼鈍鋼板に冷間圧延を施す冷間圧延工程と、を含む。
【０１０１】
熱間圧延工程では、熱間圧延後の巻取温度を８００℃以下とする。巻取温度が８００℃超であると、熱延鋼板の金属組織が過度に粗大化し、ホットスタンプ後の鋼板の引張強さが低下する。巻取温度は好ましくは６５０℃未満、より好ましくは６００℃未満、さらに好ましくは５５０℃未満である。
また、巻取温度が低すぎると、熱延鋼板が硬質化し冷間圧延が困難となるため、巻取温度は４００℃以上であることが好ましい。
【０１０２】
なお、本実施形態に係るホットスタンプ用鋼板の製造方法に供されるスラブの製造方法は、特に限定されない。例示されるスラブの好ましい製造方法では、上述した化学組成（成分組成）を有する鋼は、公知の手段により溶製された後に、連続鋳造法により鋼塊とされるか、または、任意の鋳造法により鋼塊とした後に分塊圧延する方法等により鋼片とされる。連続鋳造工程では、介在物に起因する表面欠陥の発生を抑制するために、鋳型内にて電磁攪拌等の外部付加的な流動を溶鋼に生じさせることが好ましい。鋼塊または鋼片は、一旦冷却されたものを再加熱して熱間圧延に供してもよく、連続鋳造後の高温状態にある鋼塊または分塊圧延後の高温状態にある鋼片をそのまま、あるいは保温して、あるいは補助的な加熱を行って熱間圧延に供してもよい。本実施形態では、このような鋼塊および鋼片を、熱間圧延の素材として「スラブ」と総称する。
【０１０３】
熱間圧延に供するスラブの温度は、オーステナイトの粗大化を防止するために、１２５０℃未満とすることが好ましく、１２００℃未満とすることがより好ましい。熱間圧延は、圧延完了後にオーステナイトを変態させることにより熱延鋼板の金属組織を微細化するために、Ａｒ３点以上の温度域で完了させることが好ましい。
【０１０４】
熱間圧延が粗圧延と仕上圧延とからなる場合には、仕上圧延を上記温度で完了するために、粗圧延と仕上圧延との間で粗圧延材を加熱してもよい。この際、粗圧延材の後端が先端よりも高温となるように加熱することにより仕上圧延の開始時における粗圧延材の全長にわたる温度の変動を１４０℃以下に抑制することが望ましい。これにより、巻取工程後のコイル内の製品特性の均一性が向上する。
【０１０５】
粗圧延材の加熱方法は公知の手段を用いて行えばよい。例えば、粗圧延機と仕上圧延機との間にソレノイド式誘導加熱装置を設けておき、この誘導加熱装置の上流側における粗圧延材長手方向の温度分布等に基づいて加熱昇温量を制御してもよい。
【０１０６】
熱間圧延され、巻取られた鋼板は、必要に応じて公知の方法にしたがって脱脂等の処理が施された後、焼鈍される。熱延鋼板に施す焼鈍を熱延板焼鈍といい、熱延板焼鈍後の鋼板を熱延焼鈍鋼板という。熱延板焼鈍の前に、酸洗等により脱スケールを行ってもよい。
【０１０７】
熱延板焼鈍工程における加熱温度は６５０℃超とする。これは、熱延焼鈍鋼板の金属組織において、鉄炭化物中のＭｎ含有量およびＣｒ含有量を高めるためである。加熱温度が６５０℃以下では、鉄炭化物中のＭｎ含有量およびＣｒ含有量が上記（ｉ）式を満足せず、ホットスタンプ成形品の熱的安定性が確保されない。熱延板焼鈍工程における加熱温度は６８０℃超であることが好ましく、７００℃超であることがより好ましい。
一方、熱延板焼鈍工程における加熱温度が高くなりすぎると、熱延焼鈍鋼板の金属組織が粗大化し、ホットスタンプ後の引張強さが低下する。したがって、熱延板焼鈍工程における加熱温度は７５０℃未満であることが好ましく、７２０℃未満であることがより好ましい。
【０１０８】
熱延板焼鈍の効果を十分に得るためには、上記加熱温度で３０分以上保持することが好ましい。一方、保持時間が長くなりすぎると、熱延焼鈍鋼板の金属組織が粗大化し、ホットスタンプ後の引張強さが低下する。したがって、熱延板焼鈍工程における加熱温度での保持時間は１０時間未満であることが好ましく、５時間未満であるとより好ましく、２時間未満であるとさらに好ましい。
【０１０９】
熱延板焼鈍工程の後、熱延焼鈍鋼板に冷間圧延を施して冷延鋼板とする。これは、ホットスタンプ後の金属組織を微細化し、引張強さを高めるためである。ホットスタンプ成形品を軽量化するために、冷延鋼板の板厚は２．８ｍｍ以下であることが好ましく、２．０ｍｍ以下であることがより好ましく、１．８ｍｍ以下であるとさらに好ましく、１．６ｍｍ以下であると特に好ましい。また、鋼板の製造性の観点から、冷延鋼板の板厚は、０．６ｍｍ以上であることが好ましい。
【０１１０】
冷間圧延は常法にしたがって行えばよく、冷間圧延の前に酸洗等により脱スケールを行ってもよい。冷間圧延の効果を十分に得るためには、冷圧率（冷間圧延における累積圧下率）を３０％以上とすることが好ましく、４０％以上とすることがより好ましい。冷圧率が高すぎると、ホットスタンプ後の靭性が劣化するため、冷圧率を６５％以下とすることが好ましく、６０％以下とすることがより好ましい。後述するように、冷間圧延後に連続焼鈍を行う場合は、焼鈍鋼板の金属組織を微細化するために、冷圧率を６０％以上とすることが好ましく、７０％以上とすることがより好ましい。
【０１１１】
上述した冷間圧延工程の後、冷延鋼板に連続焼鈍を施して焼鈍鋼板としてもよい。連続焼鈍は常法にしたがって行えばよく、連続焼鈍を行う前に、公知の方法により脱脂等の処理を施してもよい。再結晶により焼鈍鋼板の金属組織を微細化するために、連続焼鈍における均熱温度を６００℃以上、６５０℃以上、または７００℃以上とすることが好ましい。
【０１１２】
一方、連続焼鈍時の加熱速度が遅すぎたり、均熱温度が高すぎたり、均熱時間が長すぎたりすると、粒成長により焼鈍鋼板の金属組織が粗大化し、ホットスタンプ後の鋼板の引張強さが低下して衝撃吸収性が低下する場合がある。そのために、連続焼鈍における均熱温度までの平均加熱速度を１℃／秒以上とすることが好ましく、均熱温度を８００℃以下、または７６０℃以下とすることが好ましく、均熱時間を３００秒未満、または１２０秒未満とすることが好ましい。
【０１１３】
このようにして得られた冷延鋼板および焼鈍鋼板には、常法にしたがって調質圧延を行ってもよい。
【０１１４】
本実施形態に係るホットスタンプ用鋼板は、ホットスタンプ時におけるスケールの生成防止およびホットスタンプ後の鋼板の耐食性向上を目的に、表層にめっき層を備えていてもよい。めっきの種類は、前記目的に適うものであればよく、特に限定されないが、溶融亜鉛めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、溶融アルミニウムめっき鋼板、溶融Ｚｎ−Ａｌ合金めっき鋼板、溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板、溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、および電気Ｎｉ−Ｚｎ合金めっき鋼板等が例示される。
【０１１５】
溶融めっき鋼板を製造する場合は、上述した方法で製造された冷延鋼板または焼鈍鋼板を素材鋼板として、常法にしたがってめっきを行えばよい。素材鋼板に冷延鋼板を用いる場合、再結晶によりめっき鋼板の金属組織を微細化するために、連続溶融めっきの焼鈍過程における均熱温度を、６００℃以上、６５０℃以上または７００℃以上とすることが好ましい。
【０１１６】
一方、均熱温度が高すぎると、粒成長により焼鈍鋼板の金属組織が粗大化するために、素材鋼板の種類にかかわらず、連続溶融めっきの焼鈍過程における均熱温度を８００℃以下または７６０℃以下とすることが好ましい。溶融めっき後に鋼板を再加熱して合金化処理を行ってもよい。
【０１１７】
電気めっき鋼板を製造する場合は、上述した方法で製造された冷延鋼板または焼鈍鋼板を素材鋼板として、必要に応じて表面の清浄化および調整のための周知の前処理を施した後、常法にしたがって電気めっきを行えばよい。このようにして得られためっき鋼板には、常法にしたがって調質圧延を行ってもよい。
【０１１８】
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。
【実施例】
【０１１９】
（実施例１）
真空溶解炉を用いて溶鋼を鋳造し、表１に示す化学組成を有する鋼Ａ〜Ｏを製造した。表１中のＡｃ１点およびＡｃ３点は、鋼Ａ〜Ｏの冷延鋼板を２℃／秒で加熱した際の熱膨張変化から求めた。また、表１中のＡｒ３点は、鋼Ａ〜Ｏの冷延鋼板を９２０℃に加熱した後１０℃／秒で冷却した際の熱膨張変化から求めた。【０１２０】
【表１】
2020204037.tif 000002
【０１２１】
【表２】
2020204037.tif 000003
【０１２２】
鋼Ａ〜Ｏを１２００℃に加熱し６０分間保持した後、表２に示す熱延条件で熱間圧延を行った。具体的には、Ａｒ３点以上の温度域で、鋼Ａ〜Ｏに１０パスの圧延を施し、厚さ３．６ｍｍの熱延鋼板とした。熱間圧延後、水スプレーで、熱延鋼板を５４０〜５８０℃まで冷却し、冷却終了温度を巻取温度とし、この巻取温度に保持した電気加熱炉中に熱延鋼板を装入して６０分間保持し、その後、熱延鋼板を２０℃／時間の平均冷却速度で室温まで炉冷却して、巻取り後の徐冷をシミュレートした。【０１２３】
徐冷後、一部の熱延鋼板に対し、熱延板焼鈍を施した。具体的には、熱延鋼板を、電気加熱炉を用いて５０℃／時の平均加熱速度で６２０〜７１０℃まで加熱した後、１〜１２時間保持し、続いて２０℃／時の平均冷却速度で冷却して熱延焼鈍鋼板とした。【０１２４】
熱延鋼板および熱延焼鈍鋼板を酸洗して冷間圧延用の母材とし、冷圧率６１％で冷間圧延を施して、厚さ１．４ｍｍの冷延鋼板とした。一部の冷延鋼板を、連続焼鈍シミュレーターを用いて、１０℃／秒の平均加熱速度で表２に示す焼鈍の均熱温度まで加熱し６０秒間均熱した。続いて４００℃まで冷却し１８０秒間保持した後、室温まで冷却して焼鈍鋼板とした。得られた焼鈍鋼板については、表３中の「鋼種」の欄に「ＡＣＲ」と記載し、「めっき種」の欄に「−」と記載した。なお、冷延鋼板については、表３中の「鋼種」の欄に「ＣＲ」と記載し、「めっき種」の欄に「−」と記載した。【０１２５】
また、一部の冷延鋼板を、溶融めっきシミュレーターを用いて、１０℃／秒の平均加熱速度で表２に示す焼鈍の均熱温度まで加熱し６０秒間均熱した。続いて冷却し、溶融亜鉛めっき浴または溶融アルミニウムめっき浴に浸漬して、溶融亜鉛めっきまたは溶融アルミニウムめっきを施し、溶融亜鉛めっき鋼板または溶融アルミニウムめっき鋼板とした。一部の鋼板には、溶融亜鉛めっきの後、５２０℃まで加熱して合金化処理を施し、合金化溶融亜鉛めっき鋼板とした。得られためっき鋼板については、表３中の「鋼種」の欄に「ＡＣＲ」と記載し、「めっき種」の欄に「ＧＩ」、「ＧＡ」または「ＡＬ」と記載した。【０１２６】
このようにして得られた冷延鋼板、焼鈍鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、および、溶融アルミニウムめっき鋼板（これらの鋼板を総称してホットスタンプ用鋼板と呼ぶ）から、組織観察用試験片を採取し、組織観察を行った。【０１２７】
具体的には、非めっき鋼板（冷延鋼板および焼鈍鋼板）の場合は、圧延方向に平行な板厚断面を研磨した後、鋼板表面から鋼板の板厚の１／４深さ位置（鋼板表面から板厚の１／８深さ〜鋼板表面から板厚の３／８深さの領域）、めっき鋼板の場合は、基材の鋼板とめっき層との境界から基材である鋼板の板厚の１／４深さ位置（上記境界から基材である鋼板の板厚の１／８深さ〜上記境界から基材である鋼板の板厚の３／８深さの領域）からレプリカ法により析出物を抽出し、ＴＥＭを用いて鉄炭化物を同定した。１０個の鉄炭化物に対し、ＥＤＳを用いてＦｅ、ＭｎおよびＣｒの３元素について定量分析を行った。Ｆｅ、ＭｎおよびＣｒの含有量の合計を１００原子％としたときの、鉄炭化物中のＭｎ含有量（原子％）およびＣｒ含有量（原子％）をそれぞれ[Ｍｎ]θおよび[Ｃｒ]θとし、[Ｍｎ]θと[Ｃｒ]θとの和の平均値を求めた。【０１２８】
また、上記ホットスタンプ用鋼板から、圧延方向に直行する方向に沿ってＪＩＳ１３Ｂ号引張試験片を採取し、１０ｍｍ／分の引張速度で引張試験を行い、引張強さを求めた。表３に、ホットスタンプ用鋼板の金属組織を観察した結果、および、ホットスタンプ用鋼板の機械特性を調査した結果を示す。【０１２９】
【表３】
2020204037.tif 000004
【０１３０】
上記ホットスタンプ用鋼板から、幅２４０ｍｍ、長さ１７０ｍｍのホットスタンプ用素板を採取し、ホットスタンプにより図１に示す形状のハット部材を製造した。ホットスタンプ工程では、ガス加熱炉を用いて、素板を表４に示す加熱温度で４分間加熱した後、加熱炉から取り出して放冷し、表４に示す開始温度で、冷却装置を備えた金型に挟んでハット成形した。【０１３１】
一部のハット部材（ホットスタンプ成形品）に、電気加熱炉を用いて１７０℃で２０分間の塗装焼付処理に相当する熱処理を施した。【０１３２】
熱処理前のハット部材のパンチ底部から、ＳＥＭ観察用試験片を採取し、この試験片の鋼板の圧延方向に平行な板厚断面を研磨した後、この板厚断面にナイタール腐食およびレペラー腐食を行い、非めっき鋼板の場合は、鋼板表面から鋼板の板厚の１／４深さ位置（鋼板表面から板厚の１／８深さ〜鋼板表面から板厚の３／８深さの領域）、めっき鋼板の場合は、基材の鋼板とめっき層の境界から基材である鋼板の板厚の１／４深さ位置（上記境界から基材である鋼板の板厚の１／８深さ〜上記境界から基材である鋼板の板厚の３／８深さの領域）における金属組織を観察した。上述した方法を用いて、画像処理により、フェライト、マルテンサイトおよびベイナイトの面積率を測定した。表４に結果を示す。表４中、本発明の規定を満足する試験番号では、ホットスタンプ成形品の金属組織において、フェライト中に占めるポリゴナルフェライトの割合は５．０％以上であった。【０１３３】
また、熱処理前のハット部材のパンチ底部から、部材の長手方向に沿ってＪＩＳ１３Ｂ号引張試験片を採取し、１０ｍｍ／分の引張速度で引張試験を行い、引張強さ、降伏応力および降伏比を求めた。降伏応力は、不連続降伏した場合は上降伏点とし、連続降伏した場合は０．２％耐力とした。【０１３４】
また、熱処理後のハット部材のパンチ底部から、同様にＪＩＳ１３Ｂ号引張試験片を採取し、同様に引張試験を行い、引張強さを求めた。熱処理を施していないハット部材の引張強さと、熱処理を施したハット部材の引張強さとの差（ΔＴＳ）を求め、ΔＴＳが１００ＭＰａ以下であれば、ハット部材の熱的安定性が良好であると判断した。【０１３５】
熱処理前の引張強さが７００ＭＰａ未満であり、かつΔＴＳが１００ＭＰａ以下であった場合を、本発明の規定を満足するとして合格と判定した。また、熱処理前の降伏比が０．６５以上であった場合、衝撃吸収能により優れると判断した。【０１３６】
表４に、ハット部材の金属組織を観察した結果、および、ハット部材の機械特性を評価した結果を示す。表４において、下線を付した数値は、本発明の範囲外であることを意味する。【０１３７】
【表４】
2020204037.tif 000005
【０１３８】
本発明の規定を満足する試験番号１、３、４、６、９、１１、１４、１６、１９、２２〜２７、３１および３３は、いずれも、ホットスタンプ成形品の引張強さが７００ＭＰａ未満であり、また、ΔＴＳが１００ＭＰａ以下であり、良好な熱的安定性を示している。【０１３９】
ホットスタンプ成形品の化学組成においてＣｒ含有量が０．３０％未満である試験番号１、３、４、６、９、１１、１４、１６、２２〜２７、３１および３３は、いずれも、ホットスタンプ成形品の降伏比が０．６５以上であり、強度特性が特に良好であった。
また、熱延板焼鈍工程において、加熱温度での保持時間が１０時間未満である試験番号１、３、４、９、１１、１４、１６、２２〜２７、３１および３３は、いずれも、ホットスタンプ成形品の引張強さが４４０ＭＰａ以上であり、強度特性が特に良好であった。【０１４０】
これらに対して、化学組成が本発明の範囲から外れる比較例の試験番号２０、２１、２８は、ホットスタンプ成形品の引張強さが７００ＭＰａ以上でありかつΔＴＳが１００ＭＰａ以上であるか、または、ΔＴＳが１００ＭＰａ以上であり、熱的安定性が劣っていた。【０１４１】
具体的には、鋼Ｅを用いた試験番号２０は、鋼のＭｎ含有量が高すぎたため、ΔＴＳが大きかった。【０１４２】
鋼Ｆを用いた試験番号２１は、鋼のＣ含有量が高すぎたため、ホットスタンプ成形品の金属組織においてフェライトの面積率が不足するとともにマルテンサイト面積率、およびベイナイト面積率が過剰となり、ホットスタンプ成形品の（熱処理前の）引張強さが７００ＭＰａ以上であり、ΔＴＳが大きかった。【０１４３】
鋼Ｍを用いた試験番号２８は、鋼のＣｒ含有量が高すぎたため、ホットスタンプ成形品の金属組織においてフェライト面積率が不足するとともにマルテンサイト面積率が過剰となり、ホットスタンプ成形品の（熱処理前の）引張強さが７００ＭＰａ以上でありΔＴＳが大きかった。【０１４４】
化学組成は本発明の範囲内であるが、ホットスタンプ用鋼板の金属組織またはホットスタンプ成形品の製造方法が本発明の範囲から外れる比較例の試験番号２、５、７、８、１０、１２、１３、１５、１７、１８、２９、３０および３２は、ホットスタンプ成形品のΔＴＳが１００ＭＰａ以上であり、熱的安定性が劣っていた。【０１４５】
具体的には、鋼Ａを用いた試験番号８、鋼Ｂを用いた試験番号１３、鋼Ｃを用いた試験番号１８、鋼Ａを用いた試験番号２９、および、鋼Ｂを用いた試験番号３０は、熱延板焼鈍を行っていないために、ホットスタンプ用鋼板の金属組織において鉄炭化物中のＭｎ含有量とＣｒ含有量の和が低く、ホットスタンプ成形品においてΔＴＳが大きかった。【０１４６】
鋼Ａを用いた試験番号７は、熱延板焼鈍工程における加熱温度が低すぎたために、ホットスタンプ用鋼板の金属組織において鉄炭化物中のＭｎ含有量とＣｒ含有量の和が低く、ホットスタンプ成形品においてΔＴＳが大きかった。【０１４７】
鋼Ａを用いた試験番号２、鋼Ｂを用いた試験番号１０、鋼Ｃを用いた試験番号１５は、および、鋼Ｎを用いた試験番号３２は、ホットスタンプ工程におけるホットスタンプ開始温度が低すぎたために、ホットスタンプ成形品においてΔＴＳが大きかった。【０１４８】
鋼Ａを用いた試験番号５、鋼Ｂを用いた試験番号１２、および、鋼Ｃを用いた試験番号１７は、加熱工程における加熱温度が低すぎたために、ホットスタンプ成形品においてΔＴＳが大きかった。【０１４９】
（実施例２）
真空溶解炉を用いて溶鋼を鋳造し、実施例１において、表１に示した化学組成を有する鋼Ａ〜Ｃを製造した。鋼Ａ〜Ｃを用い、実施例１と同様に、表５に示す条件で、熱間圧延、熱延板焼鈍、冷間圧延、および、焼鈍を行い、次いでめっき処理を行い、溶融亜鉛めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、および、溶融アルミニウムめっき鋼板（ホットスタンプ用鋼板）を製造した。【０１５０】
【表５】
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【０１５１】
これらのホットスタンプ用鋼板の金属組織および機械特性を、実施例１と同様にして調査した。表６に、ホットスタンプ用鋼板の金属組織を観察した結果、および、ホットスタンプ用鋼板の機械特性を調査した結果を示す。【０１５２】
【表６】
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【０１５３】
これらのホットスタンプ用鋼板から、厚さ１．４ｍｍ、幅２４０ｍｍ、長さ１７０ｍｍのホットスタンプ用素板を採取した。この素板を、同一寸法の接合用鋼板とレーザー溶接により接合し、厚さ１．４ｍｍ、幅２４０ｍｍ、長さ３４０ｍｍの接合鋼板を作製した。接合用鋼板には、化学組成が質量％で、０．２１％Ｃ−０．１３％Ｓｉ−１．３１％Ｍｎ−０．０１２％Ｐ−０．００１８％Ｓ−０．０４３％ｓｏｌ．Ａｌ−０．００３０％Ｎ−０．２１％Ｃｒ−０．００１８％Ｂである冷延鋼板を用いた。【０１５４】
接合鋼板を、実施例１と同様に、表７に示す条件でホットスタンプし、図２に示す形状のハット部材を製造した。その後、一部のハット部材に、電気加熱炉を用いて１７０℃で２０分間の塗装焼付処理に相当する熱処理を施した。【０１５５】
そして、熱処理前後のハット部材において、鋼Ａ〜Ｃからなる部分の金属組織および機械特性を、実施例１と同様にして調査した。表７に、ハット部材（ホットスタンプ成形品）の金属組織を観察した結果、および、ハット部材の機械特性を評価した結果を示す。【０１５６】
【表７】
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【０１５７】
試験番号３４〜３６のいずれの試験結果も、ホットスタンプ成形品の（熱処理前の）ＴＳが７００ＭＰａ未満であり、また、ΔＴＳが１００ＭＰａ以下であり、良好な熱的安定性を示している。ハット部材の接合用鋼板部分の金属組織はマルテンサイトの単一組織であり、引張強さは試験番号３４〜３６に対し、それぞれ１５８０ＭＰａ、１５８３ＭＰａ、１５７５ＭＰａであった。
【産業上の利用可能性】
【０１５８】
本発明によれば、塗装焼付処理に伴う強度の変動が小さい、引張強さが７００ＭＰａ未満である部分を有する、熱的安定性に優れたホットスタンプ成形品、およびその素材として好適なホットスタンプ用鋼板、並びにそれらの製造方法を得ることが可能になる。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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