(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェライト相の面積比率が９８％以上（ただし、９８％を除く）であり、原子％でＷ／（Ｔｉ＋Ｗ）≧０．２５を満たす範囲でＴｉおよびＷを含む析出物が分散析出していることを特徴とする、引張強度が５９０ＭＰａ以上の加工性に優れた高張力鋼板。
【請求項２】
前記析出物はＴｉ、Ｗに加え、ＮｂおよびＶの１種以上を含むことを特徴とする請求項１に記載の加工性に優れた高張力鋼板。
【請求項３】
前記析出物は、原子％で、Ｗ／（Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｖ＋Ｗ）≧０．２５を満たすことを特徴とする請求項２に記載の加工性に優れた高張力鋼板。
【請求項４】
質量％で、Ｃ：０．０１〜０．１％、Ｓｉ≦０．３％、Ｍｎ：０．２〜２．０％、Ｐ≦０．０６％、Ｓ≦０．０１％、Ａｌ≦０．１％、Ｎ≦０．００６％、Ｗ：０．１〜１．０％、Ｔｉ：０．０３〜０．２％を含み、残部がＦｅおよび不可避不純物からなることを特徴とする請求項１に記載の加工性に優れた高張力鋼板。
【請求項５】
Ｃ、Ｔｉ、Ｗを以下の（１）式を満足するように含有することを特徴とする請求項４に記載の加工性に優れた高張力鋼板。
０．５≦（Ｃ／１２）／｛（Ｔｉ／４８）＋（Ｗ／１８４）｝≦１．５  …（１）
ただし、上記（１）式中、Ｃ、Ｔｉ、Ｗは各成分の質量％を表す。
【請求項６】
質量％で、Ｃ：０．０１〜０．１％、Ｓｉ≦０．３％、Ｍｎ：０．２〜２．０％、Ｐ≦０．０６％、Ｓ≦０．０１％、Ａｌ≦０．１％、Ｎ≦０．００６％、Ｗ：０．１〜１．０％、Ｔｉ：０．０３〜０．２％を含み、さらにＮｂ≦０．０８％およびＶ≦０．１５％のうち１種以上を含み、残部がＦｅおよび不可避不純物からなることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の加工性に優れた高張力鋼板。
【請求項７】
Ｃ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｗを以下の（２）式を満足するように含有することを特徴とする請求項６に記載の加工性に優れた高張力鋼板。
０．５≦（Ｃ／１２）／｛（Ｔｉ／４８）＋（Ｎｂ／９３）＋（Ｖ／５１）＋（Ｗ／１８４）｝≦１．５  …（２）
ただし、上記（２）式中、Ｃ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｗは各成分の質量％を表す。
【請求項８】
フェライト相の面積比率が９８％以上（ただし、９８％を除く）であり、原子％で（Ｗ＋Ｍｏ）／（Ｔｉ＋Ｗ＋Ｍｏ）≧０．２５を満たす範囲でＴｉ、Ｗ、およびＭｏを含む析出物が分散析出していることを特徴とする、引張強度が５９０ＭＰａ以上の加工性に優れた高張力鋼板。
【請求項９】
前記析出物はＴｉ、Ｗ、Ｍｏに加え、ＮｂおよびＶの１種以上を含むことを特徴とする請求項８に記載の加工性に優れた高張力鋼板。
【請求項１０】
前記析出物は、原子％で、（Ｗ＋Ｍｏ）／（Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｖ＋Ｗ＋Ｍｏ）≧０．２５を満たすことを特徴とする請求項９に記載の加工性に優れた高張力鋼板。
【請求項１１】
質量％で、Ｃ：０．０１〜０．１％、Ｓｉ≦０．３％、Ｍｎ：０．２〜２．０％、Ｐ≦０．０６％、Ｓ≦０．０１％、Ａｌ≦０．１％、Ｎ≦０．００６％、Ｗ≦１．０％、Ｍｏ≦０．５％、Ｔｉ：０．０３〜０．２％を含み、残部がＦｅおよび不可避不純物からなることを特徴とする請求項８に記載の加工性に優れた高張力鋼板。
【請求項１２】
Ｃ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏを以下の（３）式を満足するように含有することを特徴とする請求項１１に記載の加工性に優れた高張力鋼板。
０．５≦（Ｃ／１２）／｛（Ｔｉ／４８）＋（Ｗ／１８４）＋（Ｍｏ／９６）｝≦１．５  …（３）
ただし、上記（３）式中、Ｃ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏは各成分の質量％を表す。
【請求項１３】
質量％で、Ｃ：０．０１〜０．１％、Ｓｉ≦０．３％、Ｍｎ：０．２〜２．０％、Ｐ≦０．０６％、Ｓ≦０．０１％、Ａｌ≦０．１％、Ｎ≦０．００６％、Ｗ≦１．０％、Ｍｏ≦０．５％、Ｔｉ：０．０３〜０．２％を含み、さらにＮｂ≦０．０８％およびＶ≦０．１５％のうち１種以上を含み、残部がＦｅおよび不可避不純物からなることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の加工性に優れた高張力鋼板。
【請求項１４】
Ｃ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｗ、Ｍｏを以下の（４）式を満足するように含有することを特徴とする請求項１３に記載の加工性に優れた高張力鋼板。
０．５≦（Ｃ／１２）／｛（Ｔｉ／４８）＋（Ｎｂ／９３）＋（Ｖ／５１）＋（Ｗ／１８４）＋（Ｍｏ／９６）｝≦１．５  …（４）
ただし、上記（４）式中、Ｃ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｗ、Ｍｏは各成分の質量％を表す。
【請求項１５】
板厚２．５ｍｍ以下の薄物熱延鋼板であることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の加工性に優れた高張力鋼板。
【請求項１６】
表面に溶融亜鉛系めっき皮膜を有することを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の加工性に優れた高張力鋼板。
【請求項１７】
請求項１から請求項１５のいずれかの高張力鋼板を製造するに際し、熱間圧延を、仕上圧延終了温度８００℃以上、巻取温度５７０℃以上の条件で行うことを特徴とする加工性に優れた高張力鋼板の製造方法。
【請求項１８】
請求項１から請求項１６のいずれかに記載の高張力鋼板からなる部材を準備する第１の工程と、前記部材にプレス成形を施して所望の形状のプレス成形品に加工する第２の工程とを有する高張力鋼板の加工方法。
【請求項１９】
前記プレス成形品は、自動車用部品である請求項１８に記載の高張力鋼板の加工方法。
【請求項２０】
請求項１から請求項１６のいずれかに記載の高張力鋼板により製造された自動車用部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用部材の素材に適した加工性に優れた高張力鋼板ならびにその製造方法および加工方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
環境保全につながる燃費向上の観点から、自動車用鋼板の高強度薄肉化が強く求められている。自動車用部材はプレス成形により得られる複雑な形状のものが多く、高強度でありながら加工性の指標である伸びと伸びフランジ性がともに優れた材料が必要である。また、鋼板をより軽量化する観点からさらなる薄肉化が指向されており、板厚２．５ｍｍ以下の薄物に対する要望も強くなってきている。
【０００３】
従来、この種の鋼板は種々提案されており、例えば、特開平６−１７２９２４号公報には、転位密度の高いベイニティック・フェライト組織が生成した伸びフランジ性に優れる鋼板が提案されている。しかし、この鋼板は、転位密度の高いベイニティック・フェライト組織を含むため伸びが乏しいという欠点がある。また、ベイニティック・フェライト生成のためにランナウトテーブル上での強冷却が不可避であり薄物製造時にはランナウトテーブルでのストリップの走行性に問題が生じるため、板厚２．５ｍｍ以下といった薄物を生産するには不向きである。
【０００４】
特開平６−２００３５１号公報には、組織の大部分をポリゴナルフェライトとし、ＴｉＣを中心として析出強化および固溶強化した伸びフランジ性に優れる鋼板が提案されている。しかし、この鋼板に用いられている一般的によく知られた析出物で高張力化するには多量のＴｉ添加を必要とし、寸法の大きい析出物が生成しやすく、特性が不安定になりやすいという欠点がある。また、この鋼は特性向上のために圧延荷重を増大させるＳｉを積極的に用いているため、薄物の製造において圧延荷重が増大し、鋼板形状確保が難しい。
【０００５】
特開平７−１１３８２号公報には、微細なＴｉＣおよび／またはＮｂＣが析出したアシキュラー・フェライト組織を有した伸びフランジ性に優れる鋼板が提案されている。しかし、この鋼板も、先に述べた特開平６−１７２９２４号公報に提案された鋼板同様、アシキュラー・フェライトという転位密度の高い組織であるため十分な伸びが得られていない。また、この鋼は特開平６−２００３５１号公報に開示された鋼と同様に、特性向上のために圧延荷重を増大させるＳｉを積極的に用いているため、薄物の製造において圧延荷重が増大し、鋼板形状確保が難しい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、自動車用部材のようにプレス時の断面形状が複雑な用途に適した、加工性の指標である伸びと伸びフランジ性がともに優れた高張力鋼板ならびにその製造方法および加工方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を行った結果、以下の知見を得た。
（ｉ）転位密度が低い組織とし、微細析出物で強化すると、強度−伸びバランスが向上する。
（ii）実質的に単相組織とし、微細析出物で強化すると、強度−伸びフランジ性バランスが向上する。
（iii）ＷまたはＷとＭｏの両者、およびＴｉを含む複合析出物は微細に析出する。
（iv）複合析出物中のＷまたはＷ＋Ｍｏの割合が低くなると、析出物が粗大化するため、伸びと伸びフランジ性がともに低下する。
【０００８】
本発明はこれらの知見に基づいて完成されたものであり、以下の（１）〜（２０）を提供する。
【０００９】
（１）フェライト相の面積比率が９８％以上（ただし、９８％を除く）であり、原子％でＷ／（Ｔｉ＋Ｗ）≧０．２５を満たす範囲でＴｉおよびＷを含む析出物が分散析出していることを特徴とする、引張強度が５９０ＭＰａ以上の加工性に優れた高張力鋼板。
【００１０】
（２）上記（１）において、前記析出物はＴｉ、Ｗに加え、ＮｂおよびＶの１種以上を含むことを特徴とする加工性に優れた高張力鋼板。
【００１１】
（３）上記（２）において、前記析出物は、原子％で、Ｗ／（Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｖ＋Ｗ）≧０．２５を満たすことを特徴とする加工性に優れた高張力鋼板。
【００１２】
（４）上記（１）において、質量％で、Ｃ：０．０１〜０．１％、Ｓｉ≦０．３％、Ｍｎ：０．２〜２．０％、Ｐ≦０．０６％、Ｓ≦０．０１％、Ａｌ≦０．１％、Ｎ≦０．００６％、Ｗ：０．１〜１．０％、Ｔｉ：０．０３〜０．２％を含み、残部がＦｅおよび不可避不純物からなることを特徴とする加工性に優れた高張力鋼板。
【００１３】
（５）上記（４）において、Ｃ、Ｔｉ、Ｗを以下の（１）式を満足するように含有することを特徴とする加工性に優れた高張力鋼板。
０．５≦（Ｃ／１２）／｛（Ｔｉ／４８）＋（Ｗ／１８４）｝≦１．５  …（１）
ただし、上記（１）式中、Ｃ、Ｔｉ、Ｗは各成分の質量％を表す。
【００１４】
（６）上記（２）または（３）において、質量％で、Ｃ：０．０１〜０．１％、Ｓｉ≦０．３％、Ｍｎ：０．２〜２．０％、Ｐ≦０．０６％、Ｓ≦０．０１％、Ａｌ≦０．１％、Ｎ≦０．００６％、Ｗ：０．１〜１．０％、Ｔｉ：０．０３〜０．２％を含み、さらにＮｂ≦０．０８％およびＶ≦０．１５％のうち１種以上を含み、残部がＦｅおよび不可避不純物からなることを特徴とする加工性に優れた高張力鋼板。
【００１５】
（７）上記（６）において、Ｃ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｗを以下の（２）式を満足するように含有することを特徴とする加工性に優れた高張力鋼板。
０．５≦（Ｃ／１２）／｛（Ｔｉ／４８）＋（Ｎｂ／９３）＋（Ｖ／５１）＋（Ｗ／１８４）｝≦１．５  …（２）
ただし、上記（２）式中、Ｃ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｗは各成分の質量％を表す。
【００１６】
（８）フェライト相の面積比率が９８％以上（ただし、９８％を除く）であり、原子％で（Ｗ＋Ｍｏ）／（Ｔｉ＋Ｗ＋Ｍｏ）≧０．２５を満たす範囲でＴｉ、Ｗ、およびＭｏを含む析出物が分散析出していることを特徴とする、引張強度が５９０ＭＰａ以上の加工性に優れた高張力鋼板。
【００１７】
（９）上記（８）において、前記析出物はＴｉ、Ｗ、Ｍｏに加え、ＮｂおよびＶの１種以上を含むことを特徴とする加工性に優れた高張力鋼板。
【００１８】
（１０）上記（９）において、前記析出物は、原子％で、（Ｗ＋Ｍｏ）／（Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｖ＋Ｗ＋Ｍｏ）≧０．２５を満たすことを特徴とする加工性に優れた高張力鋼板。
【００１９】
（１１）上記（８）において、質量％で、Ｃ：０．０１〜０．１％、Ｓｉ≦０．３％、Ｍｎ：０．２〜２．０％、Ｐ≦０．０６％、Ｓ≦０．０１％、Ａｌ≦０．１％、Ｎ≦０．００６％、Ｗ≦１．０％、Ｍｏ≦０．５％、Ｔｉ：０．０３〜０．２％を含み、残部がＦｅおよび不可避不純物からなることを特徴とする加工性に優れた高張力鋼板。
【００２０】
（１２）上記（１１）において、Ｃ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏを以下の（３）式を満足するように含有することを特徴とする加工性に優れた高張力鋼板。
０．５≦（Ｃ／１２）／｛（Ｔｉ／４８）＋（Ｗ／１８４）＋（Ｍｏ／９６）｝≦１．５  …（３）
ただし、上記（３）式中、Ｃ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏは各成分の質量％を表す。
【００２１】
（１３）上記（９）または（１０）において、質量％で、Ｃ：０．０１〜０．１％、Ｓｉ≦０．３％、Ｍｎ：０．２〜２．０％、Ｐ≦０．０６％、Ｓ≦０．０１％、Ａｌ≦０．１％、Ｎ≦０．００６％、Ｗ≦１．０％、Ｍｏ≦０．５％、Ｔｉ：０．０３〜０．２％を含み、さらにＮｂ≦０．０８％およびＶ≦０．１５％のうち１種以上を含み、残部がＦｅおよび不可避不純物からなることを特徴とする加工性に優れた高張力鋼板。
【００２２】
（１４）上記（１３）において、Ｃ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｗ、Ｍｏを以下の（４）式を満足するように含有することを特徴とする加工性に優れた高張力鋼板。
０．５≦（Ｃ／１２）／｛（Ｔｉ／４８）＋（Ｎｂ／９３）＋（Ｖ／５１）＋（Ｗ／１８４）＋（Ｍｏ／９６）｝≦１．５  …（４）
ただし、上記（４）式中、Ｃ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｗ、Ｍｏは各成分の質量％を表す。
【００２３】
（１５）上記（１）から（１４）のいずれかにおいて、板厚２．５ｍｍ以下の薄物熱延鋼板であることを特徴とする加工性に優れた高張力鋼板。
【００２４】
（１６）上記（１）から（１５）のいずれかにおいて、表面に溶融亜鉛系めっき皮膜を有することを特徴とする加工性に優れた高張力鋼板。
【００２５】
（１７）上記（１）から（１５）のいずれかの高張力鋼板を製造するに際し、熱間圧延を、仕上圧延終了温度８００℃以上、巻取温度５７０℃以上の条件で行うことを特徴とする加工性に優れた高張力鋼板の製造方法。
【００２６】
（１８）上記（１）から（１６）のいずれかの高張力鋼板からなる部材を準備する第１の工程と、前記部材にプレス成形を施して所望の形状のプレス成形品に加工する第２の工程とを有する高張力鋼板の加工方法。
【００２７】
（１９）上記（１８）において、プレス成形品は、自動車用部品、特に自動車用足廻り部材である高張力鋼板の加工方法。
【００２８】
（２０）上記（１）から（１６）のいずれかに記載の高張力鋼板により製造された自動車用部品。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、金属組織、化学成分等、および製造方法に分けて具体的に説明する。
【００３０】
［金属組織］
本発明に係る高張力鋼板は、フェライト相の面積比率が９８％以上であり、原子％でＷ／（Ｔｉ＋Ｗ）≧０．２５を満たす範囲でＴｉおよびＷを含む析出物が分散析出している。この析出物はＴｉ、Ｗに加え、ＮｂおよびＶの１種以上を含んでいてもよく、その場合には、原子％で、Ｍｏ／（Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｖ＋Ｍｏ）≧０．２５であることが好ましい。この析出物としては、原子％で（Ｗ＋Ｍｏ）／（Ｔｉ＋Ｗ＋Ｍｏ）≧０．２５を満たす範囲でＴｉ、Ｗ、およびＭｏを含むものであってもよい。この析出物はＴｉ、Ｗ、Ｍｏに加え、ＮｂおよびＶの１種以上を含んでいてもよく、その場合には、原子％で、（Ｗ＋Ｍｏ）／（Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｖ＋Ｗ＋Ｍｏ）≧０．２５であることが好ましい。以下、これらについて説明する。
【００３１】
・フェライト相の面積比率が９８％以上：
マトリックスをフェライト相の面積比率が９８％以上と実質的にフェライト単相組織としたのは、伸びの向上には転位密度の低いフェライトが有効であり、また、伸びフランジ性の向上には単相組織とすることが有効であり、特に延性に富むフェライト単相組織でその効果が顕著であるためである。
【００３２】
・原子％で、Ｗ／（Ｔｉ＋Ｗ）≧０．２５の範囲でＴｉおよびＷを含む析出物、または（Ｗ＋Ｍｏ）／（Ｔｉ＋Ｗ＋Ｍｏ）≧０．２５の範囲でＴｉ、Ｗ、およびＭｏを含む析出物：
ＴｉとＷとを含む析出物は微細となるため鋼を強化するのに有効である。従来は、析出物としてＴｉＣを用いることが主流であったが、Ｔｉは析出物形成傾向が強いためＷを含まない場合、粗大化しやすく、強化に対する効果が低くなることから、必要な強化量を得るには加工性を劣化させるまでの析出物が必要となる。これに対し、ＴｉとＷとを含む複合析出物は微細に析出して加工性を劣化させずに鋼を強化することができる。これは、Ｗの析出物形成傾向がＴｉと比べて弱いため、安定的に微細に存在できることで強化に対する効果が高く、加工性を良好に維持できる析出物量で必要な強化量が得られるためと考えられる。特に、この複合析出物の平均粒径を１０ｎｍ未満とすることで、析出物周囲の歪みが転位の移動の抵抗にとってより効果的となり、良好な鋼の強度が得られるため、平均粒径１０ｎｍ未満の複合析出物とすることが好ましい。さらに好ましくは、平均粒径５ｎｍ以下である。析出物が安定的に微細に存在できるためには、析出物の組成が影響し、析出物の組成が、原子比で、Ｗ／（Ｔｉ＋Ｗ）≧０．２５となると、析出物の粗大化を抑制する効果が高くなり、所望の微細析出物を得ることができる。ＭｏもＷと同様の効果を有するため、ＴｉとＷにさらにＭｏを含む複合析出物も微細に析出して加工性を劣化させずに鋼を強化することができる。この場合に、析出物が安定的に微細に存在できるためには、析出物の組成が、原子比で（Ｗ＋Ｍｏ）／（Ｔｉ＋Ｗ＋Ｍｏ）≧０．２５となると、析出物の粗大化を抑制する効果が高くなり、所望の微細析出物を得ることができる。
【００３３】
・ＴｉとＷまたはＴｉとＷとＭｏに加え、ＮｂまたはＶの１種以上を含む析出物：
析出物がＴｉとＷまたはＴｉとＷとＭｏに加え、ＮｂおよびＶの１種以上が複合して析出したものであっても、ＷおよびＭｏの析出物形成傾向はＮｂ、Ｖと比べて弱いため、その複合析出物はＴｉとＷの複合析出物またはＴｉとＷとＭｏの複合析出物と同様に、安定的に微細に存在できる。このため、析出物としては、ＴｉとＷまたはＴｉとＷとＭｏの他にＮｂおよびＶの１種以上が複合析出したものであってもかまわない。
【００３４】
・原子％で、Ｗ／（Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｖ＋Ｗ）≧０．２５または（Ｗ＋Ｍｏ）／（Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｖ＋Ｗ＋Ｍｏ）≧０．２５：
複合析出物が、ＴｉとＷまたはＴｉとＷとＭｏに加え、ＮｂおよびＶの１種以上を含むものである場合、その組成が、原子比で、Ｗ／（Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｖ＋Ｗ）≧０．２５または（Ｗ＋Ｍｏ）／（Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｖ＋Ｗ＋Ｍｏ）≧０．２５であることが好ましい。この範囲であれば、複合析出物の粗大化を抑制する効果が高く、加工性を良好に維持することができる析出物量で必要な強化量を得ることができる。
【００３５】
［化学成分等発明］
本発明では、上記金属組織さえ満たしていれば所望の伸びおよび伸びフランジ性および５９０ＭＰａ以上の強度が得られ、化学成分は特に限定されないが、質量％で、Ｃ：０．０１〜０．１％、Ｓｉ≦０．３％、Ｍｎ：０．２〜２．０％、Ｐ≦０．０６％、Ｓ≦０．０１％、Ａｌ≦０．１％、Ｎ≦０．００６％、Ｗ：０．１〜１．０％、Ｔｉ：０．０３〜０．２％を含み、残部がＦｅおよび不可避不純物からなることが好ましい。また、Ｍｏを含む場合には、質量％で、Ｃ：０．０１〜０．１％、Ｓｉ≦０．３％、Ｍｎ：０．２〜２．０％、Ｐ≦０．０６％、Ｓ≦０．０１％、Ａｌ≦０．１％、Ｎ≦０．００６％、Ｗ≦１．０％、Ｍｏ≦０．５％、Ｔｉ：０．０３〜０．２％を含み、残部がＦｅおよび不可避不純物からなることが好ましい。さらに、上述のように複合析出物にＮｂおよびＶの１種以上を含有させる場合には、上記成分に加えＮｂ≦０．０８％、Ｖ≦０．１５％のうち１種以上を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなることが好ましい。以下、これら各成分について説明する。
【００３６】
Ｃ：０．０１〜０．１％
Ｃは炭化物を形成し、鋼を強化するのに有効である。しかし、０．０１％未満では、鋼の強化が不十分であり、０．１％を超えて添加するとパーライトが形成されることと析出物が粗大化することから伸びと伸びフランジ性を損なうおそれがある。このため、Ｃ含有量は０．０１〜０．１％が好ましい。
【００３７】
Ｓｉ：０．３％以下
Ｓｉは固溶強化には有効な元素であるが、０．３％を超えて添加すると、フェライトからのＣ析出が促進されて粒界に粗大な鉄炭化物が析出しやすくなり、伸びフランジ性が低下する傾向となる。また、本発明においては、従来積極的に用いられてきたＳｉを低減することによりオーステナイトの圧延荷重を低減し、薄物の製造を容易化することができ、０．３％を超えて添加すると厚さ２．５ｍｍ以下の材料の圧延が不安定となる。また、Ｓｉ添加で圧延負荷が増大し、圧延材の形状が悪くなる。これらの理由により、Ｓｉ含有量は０．３％以下が好ましい。さらに好ましくは０．１５％以下であり、望ましくは０．０５％以下である。
【００３８】
Ｍｎ：０．２〜２．０％
Ｍｎは固溶強化により鋼を強化する観点からは０．２％以上が好ましいが、２．０％を超えて添加すると偏析し、かつ硬質相が形成され、伸びフランジ性が低下する。このため、Ｍｎの含有量は０．２〜２．０％が好ましい。
【００３９】
Ｐ：０．０６％以下
Ｐは固溶強化に有効であるが、０．０６％を超えて添加すると偏析して伸びフランジ性が低下するおそれがあるため、０．０６％以下とすることが好ましい。
【００４０】
Ｓ：０．０１％以下
Ｓは少ないほど好ましく、０．０１％を超えると伸びフランジ性を低下させるおそれがあるため、０．０１％以下が好ましい。さらに好ましくは０．００５％以下であり、望ましくは０．００３％以下である。
【００４１】
Ａｌ：０．１％以下
Ａｌは脱酸剤として添加される。しかし、０．１％を超えると伸びおよび伸びフランジ性がともに低下する傾向にあるため０．１％以下が好ましい。
【００４２】
Ｎ：０．００６％以下
Ｎは少ないほど好ましく、０．００６％を超えると粗大な窒化物が増え、伸びフランジ性が低下する傾向にあるため０．００６％以下が好ましい。
【００４３】
Ｗ：０．１〜１．０％
Ｗは本発明において重要な元素であり、Ｍｏを添加しない場合、０．１％以上含有させることで、パーライト変態を抑制しつつ、Ｔｉとの微細な複合析出物、または、Ｔｉに加えＮｂおよびＶのうち１種以上を含む微細な複合析出物を形成し、優れた伸びおよび伸びフランジ性を確保し、かつ鋼を強化することができる。しかし、１．０％を超えて添加すると硬質相が形成され伸びフランジ性が低する傾向にある。このため、Ｗの含有量はＭｏを添加しない場合は０．１〜１．０％が好ましい。なお、Ｍｏを添加する場合には、ＭｏがＷと同様の作用を有するため、Ｍｏの含有量に応じて好ましい下限の値が決まる。
【００４４】
Ｔｉ：０．０３〜０．２％
Ｔｉは本発明において重要な元素である。Ｗと複合析出物を形成することで、優れた伸びおよび伸びフランジ性を確保しつつ、鋼を強化することができる。また、Ｍｏを添加する場合には、ＷおよびＭｏと複合析出物を形成して同様の効果を奏する。しかし、０．０３％未満では、鋼を強化する効果が不十分であり、０．２％を超えると伸びフランジ性が低下する傾向にある。したがって、Ｔｉの含有量は０．０３〜０．２％が好ましい。
【００４５】
Ｍｏ：０．５％以下
ＭｏはＷと同様パーライト変態を抑制しする効果を有し、Ｗとともに添加されることによりＴｉおよびＷとの微細な複合析出物、または、これらに加えＮｂおよびＶのうち１種以上を含む微細な複合析出物を形成し、優れた伸びおよび伸びフランジ性を確保し、かつ鋼を強化することができる。しかし、０．５％を超えて添加すると硬質相が形成され伸びフランジ性が低する傾向にある。このため、Ｍｏ含有量は０．５％以下が好ましい。
【００４６】
Ｎｂ：０．０８％以下
Ｎｂは組織の細粒化に有効であり、かつＴｉおよびＷ、またはＴｉ、ＷおよびＭｏとともに複合析出して複合析出物を形成し、優れた伸びと伸びフランジ性を得ることに寄与するため、必要に応じて添加する。しかし、Ｎｂ量が０．０８％を超えると伸びが劣化する傾向にあるため、Ｎｂを含有させる場合には０．０８％以下が好ましい。なお、Ｎｂの組織の細粒化効果を得る観点からは０．００５％以上が好ましい。
【００４７】
Ｖ：０．１５％以下
Ｖは組織の微細化に有効であり、かつＴｉおよびＷ、またはＴｉ、ＷおよびＭｏとともに複合析出して複合析出物を形成し、優れた伸びと伸びフランジ性を得ることに寄与するため、必要に応じて添加する。しかし、Ｖ量が０．１５％を超えると伸びが劣化する傾向にあるため、Ｖを含有させる場合には０．１５％以下が好ましい。なお、Ｖの組織の細粒化効果を得る観点からは０．００１％以上が好ましい。
【００４８】
なお、Ｃｒ：０．１５％以下、Ｃｕ：０．１５％以下、Ｎｉ：０．１５％以下の１種類以上を含んでいても特性上問題はない。
【００４９】
また、本発明では、上記組成に加えて、以下の（１）式を満たすことが好ましい。
０．５≦（Ｃ／１２）／｛（Ｔｉ／４８）＋（Ｗ／１８４）｝≦１．５  …（１）
（ただし、上記（１）式中、Ｃ、Ｔｉ、Ｗは各成分の質量％を表す）
これは、鋼中のＣと（Ｔｉ＋Ｗ）との原子数比が０．５〜１．５となるように、Ｃ、Ｔｉ、Ｗの含有量を調整することにより、ＴｉとＷとを含む炭化物が微細に析出しやすくなり、１０ｎｍ未満の微細析出物の形成が容易となるからである。（Ｃ／１２）／｛（Ｔｉ／４８）＋（Ｗ／１８４）｝の値は、０．８〜１．３がより望ましい。
【００５０】
また、ＴｉおよびＷに加え、Ｎｂ、Ｖの１種以上を添加する場合には、以下の（２）式を満たすことが好ましい。
０．５≦（Ｃ／１２）／｛（Ｔｉ／４８）＋（Ｎｂ／９３）＋（Ｖ／５１）＋（Ｗ／１８４）｝≦１．５    …（２）
（ただし、上記（２）式中、Ｃ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｂ、Ｖは各成分の質量％を表す）
この場合にも、鋼中のＣと（Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｖ＋Ｗ）との原子数比が０．５〜１．５となるように、Ｃ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｗの含有量を調整することにより、ＴｉとＷに加え、ＮｂおよびＶの１種以上が複合して析出した複合析出物が微細に分散析出しやすくなるからである。（Ｃ／１２）／｛（Ｔｉ／４８）＋（Ｎｂ／９３）＋（Ｖ／５１）＋（Ｗ／１８４）｝の値は、０．８〜１．３がより望ましい。
【００５１】
なお、Ｍｏを添加する場合には、同様に、以下の（３）式または（４）式を満たすことが好ましい。
０．５≦（Ｃ／１２）／｛（Ｔｉ／４８）＋（Ｗ／１８４）＋（Ｍｏ／９６）｝≦１．５  …（３）
０．５≦（Ｃ／１２）／｛（Ｔｉ／４８）＋（Ｎｂ／９３）＋（Ｖ／５１）＋（Ｗ／１８４）＋（Ｍｏ／９６）｝≦１．５  …（４）
（ただし、上記（３）、（４）式中、Ｃ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖは各成分の質量％を表す。）
これら（Ｃ／１２）／｛（Ｔｉ／４８）＋（Ｗ／１８４）＋（Ｍｏ／９６）｝および（Ｃ／１２）／｛（Ｔｉ／４８）＋（Ｎｂ／９３）＋（Ｖ／５１）＋（Ｗ／１８４）＋（Ｍｏ／９６）｝についても、０．８〜１．３がより望ましい。
【００５２】
本発明の高張力鋼板は、表面に溶融亜鉛系めっき皮膜を形成し、溶融亜鉛系めっき鋼板とすることも可能である。溶融亜鉛系めっきを行った後に、合金化反応を続けて行った合金化溶融亜鉛系めっき鋼板も含む。ここで、溶融亜鉛系めっきとは、めっき皮膜が実質的にＺｎからなる溶融めっき、またはＺｎを主体する溶融めっきであり、亜鉛の他にＣｒ、Ｍｎ等の合金元素が含まれていてもよい。
【００５３】
本発明の高張力鋼板は、伸びおよび伸びフランジ性がともに優れているため、薄肉化が容易であり、強度も高いため、厚さ２．５ｍｍ以下という薄肉化の要求を満足する。
【００５４】
［製造方法］
本発明では、上記高張力鋼を製造するに際し、熱間圧延を、仕上圧延終了温度８００℃以上、巻取温度５７０℃以上の条件で行うことが好ましい。以下、これら条件について説明する。
【００５５】
・仕上圧延終了温度８００℃以上
仕上圧延終了温度は伸びおよび伸びフランジ性と圧延荷重を低減するのに重要である。８００℃未満では、粗大粒が発生して伸びフランジ性が損なわれるとともに、圧延荷重が増大して薄物の熱間圧延が困難となる。そのため、仕上圧延終了温度は８００℃以上が好ましい。
【００５６】
・巻取温度５７０℃以上
フェライト組織を得るため、およびランナウトテーブル上での注水量を抑えて薄物を安定的に通板させるため、巻取温度を５７０℃以上とする。これらに加えさらにランナウトテーブル上の鋼板の走行安定性を確保するには６００℃以上が好ましい。
【００５７】
なお、本発明の鋼板は、黒皮ままでも酸洗材でもその特性に差違はない。調質圧延についても通常行われているものであれば特に規定はない。また、電気めっきも可能であり、化成処理についても特に問題はない。鋳造後直ちにもしくは補熱を目的とした加熱を施した後にそのまま熱間圧延を行う直送圧延を行っても本発明の効果に影響はない。さらに、粗圧延後に仕上圧延前で、圧延材を加熱しても、粗圧延後、圧延材を接合して行う連続圧延を行っても、さらには圧延材の加熱と連続圧延を同時に行っても本発明の効果は損なわれない。
【００５８】
本発明の高張力鋼板は、加工性に優れ、特に伸びフランジ性に優れているのでこれをプレス成形した場合、その特質が活かされ、自動車用部材、特にサスペンションアーム等の足廻り部材のようなプレス時の断面形状が複雑な部材を良好な品質で製造することができ、特に、プレス成形品の軽量化に資することができる。以下に具体的に、本発明に係る高張力鋼板の加工方法、換言すればプレス成形品の製造方法について説明する。
【００５９】
図１は、本発明に係る高張力鋼板の加工方法の作業フローの一例を示すフローチャートである。この作業フローは、通常、本発明に係る鋼板を製造することまたはその製造された鋼板を例えばコイルにして目的場所に搬送することを前工程としており、まず、本発明に係る高張力鋼板を準備することから始まる（Ｓ０、Ｓ１）。この鋼板に対してプレス加工を施す前に、鋼板に対して前処理的な加工を施すこともあれば（Ｓ２）、裁断機により所定の寸法や形状に加工することもある（Ｓ３）。前者のＳ２の工程では、例えば鋼板の幅方向の所定箇所に切り込みや穿孔を行い、引き続くプレス加工を終えた段階またはそのプレス加工の過程で、所定の寸法および形状のプレス成形品または被プレス加工部材として切り離すことができるようにしておく。後者のＳ３の工程では、最終的なプレス成形品の寸法、形状等を予め考慮して、所定の寸法および形状の鋼板部材に加工（したがって裁断）するようにしておく。その後、Ｓ２およびＳ３の工程を経由した部材には、プレス加工が施され、最終的に目的とする寸法・形状の所望のプレス成形品が製造される（Ｓ４）。このプレス加工は、通常は多段階で行われ、３段階以上７段階以下であることが多い。
【００６０】
Ｓ４の工程は、Ｓ２およびＳ３の工程を経由した部材に対してさらに所定の寸法や形状に裁断する工程を含む場合もある。この場合の「裁断」という作業は、例えば、少なくともプレス加工の過程で、Ｓ２およびＳ３の工程を経由した部材の端部のような最終的なプレス成形品には不要部分を切り離す作業であっても構わないし、また、Ｓ２の工程で設けられた鋼板の幅方向の切り込みや穿孔に沿って被プレス加工部材を切り離す作業であっても構わない。
【００６１】
なお、図１中、Ｎ１ないしＮ３は、鋼板、部材、プレス成形品を、機械的にあるいは作業員による搬送作業である場合がある。
【００６２】
こうして製造されるプレス成形品は、必要に応じて次工程に送られる。次工程としては、例えば、プレス成形品にさらに機械加工を施し、寸法や形状を調整する工程、プレス成形品を所定場所に搬送し、格納する工程、プレス成形品に表面処理を施す工程、プレス成形品を用いて自動車のような目的物を組み立てる組立工程がある。
【００６３】
図２は、図１に示した作業を実際に行う装置と鋼板、部材、プレス成形品の流れとの関係を示すブロック図である。この図においては、本発明に係る高張力鋼板はコイル状で準備されており、プレス加工機によりプレス成形品が製造される。プレス加工機は多段プレスを行う機種のものであるが、本件発明はこれに限定されない。
【００６４】
プレス加工機の前段に、裁断機その他の前処理機械を設置する場合（図２の（ａ））もあれば、設置しない場合（図２の（ｂ））もある。裁断機が設置される場合には、コイルから供給される長尺の本発明に係る鋼板から、必要な寸法または形状の部材を裁断し、この部材がプレス加工機においてプレス加工され、所定のプレス成形品となる。鋼板の幅方向に切り欠きや穿孔を施す前処理機械が設置される場合には、プレス加工機においてその切り欠きや穿孔に沿って裁断が行われても構わない。前処理機械を設置しない場合には、プレス加工機において鋼板がプレス加工される過程で、裁断が行われ、最終的に所定の寸法、形状を有するプレス成形品が製造される。なお、図２における「裁断」の意味は、図１における裁断と同じである。
【００６５】
こうして製造されるプレス成形品は、その原材料として加工性に優れ、特に伸びフランジ性に優れている本発明に係る高張力鋼板を使用しているので、プレス時の断面形状が複雑であっても、良好な品質で製造することができ、軽量なものとなる。このような特長は、プレス成形品が自動車用部材、特にサスペンションアーム等の足廻り部材である場合に特に有用である。
【００６６】
【実施例】
表１に示す化学成分を有する鋼片を、１２５０℃に加熱し、通常の熱間圧延工程によって表１の仕上温度と巻取温度で板厚２．０ｍｍに圧延した。得られた鋼板を酸洗後、鋼板から作製した薄膜を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって観察し、析出物寸法を測定した。また、エネルギー分散型Ｘ線分光装置（ＥＤＸ）を用いて析出物を構成する元素分析を行った。さらに、ピーク値より各元素の濃度を算出した。
【００６７】
また、得られた鋼板からＪＩＳ５号引張試験片および穴広げ試験片を採取した。引張試験片は圧延垂直方向から採取し、穴広げ試験は、日本鉄鋼連盟規格に沿って行った。また、得られた鋼板を２ｍ長さに切断し、その形状を定盤の上で評価した。評価は目視で行い、その際の評価基準は耳波や中伸びの見られないものを○、これらがひどく、平板として使用できないものを×とした。
【００６８】
表１に、組織、析出物の組成（（Ｗ＋Ｍｏ）／（Ｔｉ＋Ｎｂ＋Ｗ＋Ｍｏ）の値（表中、析出物組成と記載））、炭化物、および析出物サイズ（平均粒径）を併記する。また、機械的性質および板形状を表２に示す。
【００６９】
表１中、Ｎｏ．１〜３、７、８は本発明例、Ｎｏ．４〜６は比較例である。これらのうち、Ｎｏ．１〜６は７８０ＭＰａ級の熱延鋼板の例である。Ｎｏ．１と３はＷとＭｏのうちＷのみが添加された例であり、Ｎｏ．２はＷとＭｏが添加された例である。Ｎｏ．１〜３のいずれも組織はフェライト単相であり、Ｎｏ．１と３はＴｉとＷを含んだ炭化物が析出し、Ｎｏ．２はＴｉとＷとＭｏを含んだ炭化物が析出した。これらの伸び（ＥＬ）は１６％を超え、穴広げ率（λ）も１００％を超えており、優れた加工性を示すことが確認された。
【００７０】
これに対し、比較例のＮｏ．４〜６のうち、Ｎｏ．４は析出物の種類、および組織が本発明の範囲外であり、析出物サイズが大きく、圧延荷重が高く板形状も悪く、使用に耐え得なかった。ＥＬも１５％と低い値であった。Ｎｏ．５も析出物の種類、および組織が本発明の範囲外であり、ＥＬが１５％以下と低く、板形状も悪かった。Ｎｏ．６は組織がフェライト単相であるものの、析出物がＴｉＣ、ＮｂＣであり粗大であった。Ｎｏ．６は材質変動が大きく加工性がばらついていたため、ＥＬおよびλとして最大値をとったが、ＥＬが１５％、λが９０％と低く、ばらつきの最大値をとっても加工性は乏しかった。板形状もプレスできないほど悪かった。
【００７１】
Ｎｏ．７、８はそれぞれ５９０ＭＰａ級、９８０ＭＰａ級の本発明例であるが、各強度レベルに応じて良好なＥＬおよびλを示した。また、板形状も良好であった。
【００７２】
【表１】
0003775334.tif 000002
【００７３】
【表２】
0003775334.tif 000003
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、加工性の指標である伸びおよび伸びフランジ性に優れた高張力鋼板を提供することができ、自動車部材の軽量化に寄与する効果が顕著である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る高張力鋼板の加工方法の作業フローの一例を示すフローチャート。
【図２】図１に示した作業を実際に行う装置と鋼板、部材、プレス成形品の流れとの関係を示すブロック図。
【図１】
0003775334.tif 000004
【図２】
0003775334.tif 000005