特許 6244844 高張力熱延鋼板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6244844

(24)【登録日】2017年11月24日

(45)【発行日】2017年12月13日

(54)【発明の名称】高張力熱延鋼板

(51)【国際特許分類】

   C22C 38/00 20060101AFI20171204BHJP

   C22C 38/14 20060101ALI20171204BHJP

   C21D 9/46 20060101ALN20171204BHJP

【ＦＩ】

   C22C38/00 301W

   C22C38/14

   !C21D9/46 T

【請求項の数】2

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-237429(P2013-237429)

(22)【出願日】2013年11月15日

(65)【公開番号】特開2015-96644(P2015-96644A)

(43)【公開日】2015年5月21日

【審査請求日】2016年7月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】新日鐵住金株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100077517

【弁理士】

【氏名又は名称】石田 敬

(74)【代理人】

【識別番号】100087413

【弁理士】

【氏名又は名称】古賀 哲次

(74)【代理人】

【識別番号】100113918

【弁理士】

【氏名又は名称】亀松 宏

(74)【代理人】

【識別番号】100140121

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 朝幸

(74)【代理人】

【識別番号】100111903

【弁理士】

【氏名又は名称】永坂 友康

(72)【発明者】

【氏名】重里 元一

【審査官】 田口 裕健

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１２／１６１２４８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０３−２６４６４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−０７０２５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０１９２１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０９６０４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２６９５４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２２Ｃ ３８／００−３８／６０

Ｃ２１Ｄ ９／４６− ９／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

引張強度５５０ＭＰａ以上を有する高張力熱延鋼板であって、
（ｉ）質量％で、Ｃ：０．０１〜０．０８％、Ｓｉ：０．０１〜１．５０％、Ｍｎ：０．５０〜１．５０％、Ｐ：０．１０％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ａｌ：０．０１〜０．５０％、Ｎ：０．００１〜０．００５％、Ｍｏ：０．５０％以下、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖの１種又は２種以上を合計で０．０２〜１．００％、を少なくとも含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる成分組成を有し、
（ii）フェライト、ベイナイト、マルテンサイトからなる複合組織を有し、
（ii-1）フェライト体積分率が４０〜５０％、ベイナイト体積分率が４０〜５５％、マルテンサイト体積分率が５〜１０％であり、
（ii-2）マルテンサイト粒の８０％以上が、球換算直径１５μｍ以下の大きさであり、かつ、
（ii-3）マルテンサイト粒の化学組成が、
５００＞Ｚ＞４５０
Ｚ＝５６１−４７４＊［％Ｃ］−３３＊［％Ｍｎ］−２１＊［％Ｍｏ］
ここで、［％Ｃ］ ：マルテンサイト粒内の平均Ｃ濃度
［％Ｍｎ］：マルテンサイト粒内の平均Ｍｎ濃度
［％Ｍｏ］：マルテンサイト粒内の平均Ｍｏ濃度
を満たす
ことを特徴とする高張力熱延鋼板。

【請求項2】

前記成分組成が、さらに、質量％で、Ｃａ、ＲＥＭの１種又は２種を合計で０．１０％以下含むことを特徴とする請求項１に記載の高張力熱延鋼板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、主として、自動車の車体部品等の使途に好適な、５５０ＭＰａ以上の引張強度を有し、特に、伸びフランジ性、強度−伸び−伸びフランジ性バランスに優れた高張力熱延鋼板に関する。

【0002】

なお、「伸びフランジ性に優れた」とは、穴拡げ率λが１００％以上である場合をいい、「伸び特性に優れた」とは、伸びＥｌが３０％以上である場合をいい、「強度−伸び−伸びフランジ性バランスに優れた」とは、引張強度ＴＳ、全伸びＥｌ、穴広げ率λの積ＴＳ×Ｅｌ×λが１５０００００ＭＰａ％²以上である場合をいう。

【背景技術】

【0003】

近年、自動車からの炭酸ガスの排出量を抑えるために、高張力鋼板を使用して、自動車車体を軽量化することが進められている。また、搭乗者の安全性確保のためにも、自動車車体には、引張強度ＴＳが５９０〜７８０ＭＰａ程度の高張力鋼板が多く使用されるようになってきている。今後、さらに、高強度化が進み、９００ＭＰａ以上の引張強度の鋼板が多く使用されるようになると思われる。

【0004】

しかし、鋼板を素材とする自動車の車体用部品の多くが、プレス加工により成形されるため、車体部品用として使用される高張力鋼板には、優れたプレス成形性を有することが要求される。そのため、鋼板の機械的特性として、高い引張強度ＴＳを有しながら、高い伸びフランジ性（穴拡げ率λ）及び高延性を有することが求められている。

【0005】

高強度で、かつ、高延性を有する鋼板として、母相をフェライト組織とし、該フェライト組織中にマルテンサイトを分散させたフェライト・マルテンサイトの複合組織鋼板（Dual-Phase（ＤＰ）鋼板）が知られている（例えば、特許文献１、参照）。このＤＰ鋼板は、硬質相であるマルテンサイトを含有することにより、高強度を実現しつつ、軟質層であるフェライト相により、高い伸びＥｌを有している。

【0006】

しかし、ＤＰ鋼板は、変形能の差が大きいマルテンサイト相とフェライト相が混在する結果、マルテンサイトとフェライトの界面でのボイド発生、亀裂進展が容易なため、伸びフランジ性（穴広げ性λ）が悪いという問題点がある。

【0007】

そこで、ＤＰ鋼の伸びフランジ性を改善するため、ＤＰ鋼に焼戻し焼鈍を加えることで、ＤＰ鋼中のマルテンサイトの硬度を低下させ、フェライトとマルテンサイトの硬度差を小さくした鋼板が開発されている（例えば、特許文献２及び３、参照）。

【0008】

しかし、焼戻しを施してマルテンサイトの硬度を低下させた場合でも、マルテンサイトの変形能が大きく改善されるわけではなく、依然としてフェライト相との変形能の差が大きいため、ＤＰ鋼の伸びフランジ性は悪い。また、通常の工程に加えて焼戻し焼鈍の工程が増えるため、コスト面でも不利である。

【0009】

最近では、ＴＲＩＰ鋼板が注目されている。ＴＲＩＰ鋼板は、フェライト組織又はフェライト、ベイナイト、マルテンサイトの複相組織中に残留オーステナイトを生成させ、この残留オーステナイトが加工変形中に歪誘起変態することで、優れた延性を発揮するものである。例えば、特許文献４には、ＴＳ：１０８ＭＰａ、Ｅｌ：２２％という優れた強度−伸びバランスを有する鋼板が開示されている。

【0010】

しかし、このＴＲＩＰ鋼板も、歪誘起変態により生成したマルテンサイトと母相組織の界面で破壊が進行し易いため、伸びフランジ性に劣るという欠点を有しており（特許文献４の例では、ＴＳが１０８ＭＰａのとき、λ：２０％）、適用用途が限られる。

【0011】

そこで、残留オーステナイトによる優れた強度・伸びのバランスを維持しつつ、しかも、伸びフランジ性等の成形性にも優れた鋼板を提供すべく、種々の検討がなされている。例えば、特許文献５には、焼戻マルテンサイト、焼戻ベイナイトを母相組織とし、残留オーステナイトを第２相組織とするＴＲＩＰ鋼板が開示されている。しかし、これらの鋼でも、穴広げ率λは５０％程度であり、厳しい条件のプレス加工には不十分である。

【0012】

また、数百ｎｍの大きさの微細な残留オーステナイト相を分散させることで、歪誘起変態で生成したマルテンサイトの大きさを小さいものとし、マルテンサイト近傍での破壊を抑制することを主旨とした鋼板が提案されている（特許文献６、参照）。

【0013】

しかし、このような微細分散した残留オーステナイト相を含む鋼の作製においては、(1)オーステナイト安定化元素としてＣｏ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｐｔなどの高価な元素を添加するので、コストが高くなる、(2)１２７０℃、５時間以上の溶体化処理やオーステナイト安定化元素を偏析させるための長時間焼鈍が必要であり、かつ、焼鈍時間を厳密に制御する必要があり、工程が複雑過ぎて工業材料に適していない、(3)残留オーステナイトを確保するためにＳｉを添加する必要があり、めっき鋼板には適用できない、(4)残留オーステナイトが小さ過ぎて、歪誘起変態が起こり難く、ＴＲＩＰ鋼の特徴である高い伸びが発現することが難しい、などの問題点がある。

【0014】

一方、高強度と高伸びフランジ性を有する鋼板として、特許文献７には、ベイナイト鋼板（ＴＳ：７５５ＭＰａのとき、λ：７５％）が開示されている。しかし、伸びフランジ性向上のため、ベイナイトの単一組織化を指向しているので、伸びの値が低く（ＴＳ：７５５ＭＰａのとき、Ｅｌ：２３％）、適用用途が限定されているのが実情である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0015】

【特許文献1】特開昭５５−１２２８２１号公報

【特許文献2】特開平０５−３１１２４４号公報

【特許文献3】特開２００４−０５２０７１号公報

【特許文献4】特開平０９−１０４９４７号公報

【特許文献5】特開２００２−３０９３３４号公報

【特許文献6】特開２００５−１７９７０３号公報

【特許文献7】特開平０３−１８０４２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0016】

本発明の目的は、主として自動車の車体部品等の使途に好適な５５０ＭＰａ以上の引張強度を有し、伸び、伸びフランジ性、強度−伸び−伸びフランジ性バランスに優れた高張力熱延鋼板を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0017】

本発明の主旨とするところは、以下の通りである。

【0018】

（１）引張強度５５０ＭＰａ以上を有する高張力熱延鋼板であって、
（ｉ）質量％で、Ｃ：０．０１〜０．０８％、Ｓｉ：０．０１〜１．５０％、Ｍｎ：０．５０〜１．５０％、Ｐ：０．１０％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ａｌ：０．０１〜０．５０％、Ｎ：０．００１〜０．００５％、Ｍｏ：０．５％以下、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖの１種又は２種以上を合計で０．０２〜１．００％、を少なくとも含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる成分組成を有し、
（ii）フェライト、ベイナイト、マルテンサイトからなる複合組織を有し、
（ii-1）フェライト体積分率が４０〜５０％、ベイナイト体積分率が４０〜５５％、マルテンサイト体積分率が５〜１０％であり、
（ii-2）マルテンサイト粒の８０％以上が、球換算直径１５μｍ以下の大きさであり、かつ、
（ii-3）マルテンサイト粒の化学組成が、
５００＞Ｚ＞４５０
Ｚ＝５６１−４７４＊［％Ｃ］−３３＊［％Ｍｎ］−２１＊［％Ｍｏ］
ここで、[％Ｃ] ：マルテンサイト粒内の平均Ｃ濃度
[％Ｍｎ]：マルテンサイト粒内の平均Ｍｎ濃度
[％Ｍｏ]：マルテンサイト粒内の平均Ｍｏ濃度
を満たす
ことを特徴とする高張力熱延鋼板。

【0019】

（２）前記成分組成が、さらに、質量％で、Ｃａ、ＲＥＭの１種又は２種を合計で０．１０％以下含むことを特徴とする前記（１）に記載の高張力熱延鋼板。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、５５０ＭＰａ以上の引張強度を有し、伸び、伸びフランジ性、強度−伸び−伸びフランジ性バランスに優れた高張力熱延鋼板を提供することができる。

【発明を実施するための形態】

【0023】

本発明者らは、高強度鋼板における伸び及び伸びフランジ性をさらに高める実験検討を続けた結果、「従来のＤＰ鋼板が、延性（伸び）は良好であるのに、伸びフランジ性（穴広げ性：λ）に劣る理由は、鋼板を加工変形させた際に、鋼板に含まれるマルテンサイトが割れて、硬質相内部にボイドやクラックが発生し、これらのボイドやクラックが鋼板中を伝播することで、鋼板が早期に破壊するからである」ということを見いだした。

【0024】

さらに、本発明者らは、鋼板に含まれるマルテンサイトが割れる形態を調査した結果、一つのマルテンサイト粒内において、結晶方位が大きく変化する部分（パケット境界）でボイドやクラックが発生することを突き止めた。

【0025】

その結果に基づき、一つのマルテンサイト粒内に、大きな結晶方位変化がなければ、即ち、一つのマルテンサイト粒が単一パケットからなる場合、マルテンサイトが割れ難くなるため、伸びフランジ性を顕著に改善できることを見いだした。

【0026】

以下、上記知見に基づいてなされた本発明の高張力熱延鋼板（以下「本発明鋼板」ということがある。）について詳述する。

【0027】

まず、本発明鋼板の組織について説明する。

【0028】

良好な延性（伸び）を得るためには、変形能の大きい軟質相が必要である。一方で、５５０ＭＰａ以上の引張強度を得るためには、硬質相が必要である。本発明鋼板では、軟質相としてフェライトを用い、硬質相としてマルテンサイトを用い、残りの組織がベイナイトからなる複合組織とする。鋼板強度は各相の体積分率で決まるので、各相の体積分率を制御する必要がある。

【0029】

マルテンサイトは、一つの領域の大きさが１５μｍ以下であることが望ましい。１５μｍを超える大きさになると、その領域の中に、複数のパケットが生成する可能性が高くなる。一つのマルテンサイト粒内に複数のパケットが存在すると、パケット境界部分でボイドやクラックが発生するので、穴広げ性が劣化する。

【0030】

マルテンサイトを１５μｍ以下の大きさにするためには、マルテンサイトの体積分率を１０％以下にする必要がある。マルテンサイトの体積分率が１０％を超えると、マルテンサイト粒同士が合体して、大きなマルテンサイト粒となる可能性が高くなる。一方、マルテンサイトの体積分率が５％未満であると、鋼板全体の強度が５５０ＭＰａに達しない。それ故、マルテンサイトの体積分率は５〜１０％とする。好ましくは７〜９％である。

【0031】

また、マルテンサイトは、その生成温度が高いほど、パケットサイズが大きくなる傾向がある。マルテンサイト生成温度が４５０℃以上であれば、単一パケットのマルテンサイトが得られる確率が高くなる。

【0032】

一方、マルテンサイトの生成温度が高すぎると、変態中に炭化物が析出して、マルテンサイトの強度が著しく低下する。その結果、鋼材全体の強度が不足する。したがって、マルテンサイト部分の化学組成が、
５００＞Ｚ＞４５０
Ｚ＝５６１−４７４＊［％Ｃ］−３３＊［％Ｍｎ］−２１＊［％Ｍｏ］
ここで、［％Ｃ］ ：マルテンサイト粒内の平均Ｃ濃度
［％Ｍｎ］：マルテンサイト粒内の平均Ｍｎ濃度
［％Ｍｏ］：マルテンサイト粒内の平均Ｍｏ濃度
を満たす必要がある。

【0033】

フェライトは、延性を確保するために必要である。良好な延性を確保するため、体積分率で４０％以上のフェライトが必要である。しかし、フェライトが多すぎると鋼板全体の強度が不足するので５０％以下とする。それ故、フェライトの体積分率は４０〜５０％とする。好ましくは４３〜４７％である。

【0034】

複合組織において、フェライトとマルテンサイト以外の組織を、フェライトとマルテンサイトの中間の強度を有するベイナイトとした。ベイナイトの体積分率は４０〜５５％である。

【0035】

次に、本発明鋼板の成分組成について説明する。以下、成分組成の単位は、すべて、質量％であるが、単に％で表示する。

【0036】

Ｃ：０．０１〜０．０８％
Ｃは、マルテンサイト粒に濃化し、マルテンサイトの強度を高くする元素である。鋼板強度として５５０ＭＰａ以上を得るためには、最低でも０．０１％が必要である。好ましくは０．０３％以上である。一方、Ｃが過剰になると、マルテンサイトの生成温度が低くなり、一つのマルテンサイト粒内に複数のパケットが生成するので、上限を０．０８％とする。好ましくは０．０６％以下である。

【0037】

Ｓｉ：０．０１〜１．５０％
Ｓｉは、軟質フェライト相の固溶強化元素として有用な元素である。軟質フェライト相の強度が高くなると、硬質相との強度差が小さくなって、応力集中が緩和され、伸びフランジ性が向上する。この点で、Ｓｉは１．０％以上が好ましい。

【0038】

しかし、鋼板にめっきを施す場合、Ｓｉはめっき性を著しく劣化させるので、少ない方が好ましい。０．０１％程度であると、めっき性に大きく影響しないので、めっき性を考慮する必要がある場合の下限は０．０１％とする。

【0039】

一方、１．５０％を超えると、添加効果が飽和するだけでなく、加工性が劣化するので、上限を１．５０％とする。好ましくは１．３０％以下である。

【0040】

Ｍｎ：０．５０〜１．５０％
Ｍｎは、Ｓｉと同様に、固溶強化元素として有用な元素である。しかし、マルテンサイトの生成温度を低くする元素でもあるので、本発明鋼板では大量に添加することはできない。１．５０％を超えると、マルテンサイトの生成温度が低くなりすぎるので、上限を１．５０％とする。好ましくは１．３０％以下である。

【0041】

一方、０．５０％未満であると、通常の冷却速度範囲内で、フェライトの体積分率が高くなり、マルテンサイトの体積分率が低くなるので、下限を０．５０％とする。好ましくは０．７０％以上である。

【0042】

Ｐ：０．１０％以下
Ｐは、熱延時の加工性を劣化させるので、低い方が望ましい。０．１０％未満であると影響が小さいので、上限を０.１０％とする。好ましくは０．０３％以下、より好ましくは０．０１％以下である。下限は０を含むが、鋼製造上、少なくとも０．００１％程度は存在するので、実用鋼板では０．００１％が限度である。

【0043】

Ｓ：０．００５％以下
Ｓは、Ｍｎ硫化物を形成する元素である。Ｍｎ硫化物は破壊起点となり、伸びフランジ性を劣化させるので、少ない方が望ましい。後述するように、ＣａやＲＥＭを添加するとＭｎ硫化物の生成が抑制されるので、ＣａやＲＥＭを適量添加する場合は、Ｓを０．００５％まで添加しても、伸びフランジ性に顕著な影響はない。

【0044】

それ故、Ｓの上限を０．００５％とする。好ましく０．００３％以下、より好ましくは０．００１％以下である。

【0045】

下限は０を含むが、０．００１％以下に低減することは鋼製造上、コストが高くなるので、実用鋼板では０．００１％が限度である。

【0046】

Ａｌ：０．０１〜０．５０％
Ａｌは、脱酸元素であり、０．０１％以上を添加する。好ましくは０．０４％以上、より好ましくは０．０５％以上である。一方、０．５０％を超えると、アルミナ等の介在物が増加し、伸びフランジ性が劣化するので、上限を０．５０％とする。好ましくは０．３０％以下、より好ましくは０．１０％以下である。

【0047】

Ｎ：０．００１〜０．００５％
Ｎは、Ｔｉと結合しＴｉＮを形成する元素である。粗大なＴｉＮが存在すると、破壊起点となり伸びフランジ性が劣化する。０．００５％を超えると、伸びフランジ性が著しく劣化するので、上限を０．００５％とする。好ましくは０．００４％以下、より好ましくは０．００３％以下である。

【0048】

一方、極端にＮを低減することは経済的に不利であるので、下限を０．００１％とする。好ましくは０．００２％以上である。

【0049】

Ｍｏ：０．５０％以下
Ｍｏは、固溶強化元素として有用な元素である。しかし、マルテンサイトの生成温度を低くする元素でもあるので、本発明鋼板では大量に添加することはできない。０．５０％を超えると、マルテンサイトの生成温度が低くなりすぎるので、上限を０．５０％とする。好ましくは０．３０％以下である。

【0050】

Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ：１種又は２種以上を合計で０．０２〜１．００％
Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖは、炭化物を形成しフェライト相を強化する元素である。添加効果を得るため、合計０．０２％以上添加する。好ましくは０．０５％以上、より好ましくは０．１０％以上である。

【0051】

一方、添加量が増加すると、粗大なＴｉＮ等の介在物が増加し、伸びフランジ性が劣化するので、合計で１．００％を上限とする。好ましくは０．７０％以下、より好ましくは０．５０％以下である。

【0052】

本発明鋼板は、少なくとも以上の元素を基本とするが、さらに、以下の元素を含有してもよい。

【0053】

Ｃａ、ＲＥＭ：１種又は２種を合計で０．１０％以下
Ｃａ及び／又はＲＥＭを添加すると、Ｍｎ硫化物の生成が抑制され、伸びフランジ性を改善できる。特に、Ｓ量が多い場合に有効である。ただし、多量に添加すると、Ｃａ酸化物等の介在物が生成し、破壊起点となって、伸びフランジ性が劣化する。そのため、上限を合計で０．１０％とする。好ましくは０．０７％以下、より好ましくは０．０５％以下である。

【0054】

下限は特に定めないが、添加効果を確実に得るためには、０．００５％以上、好ましくは０．０１％以上が必要である。

【0055】

次に、本発明鋼板の製造方法の一例について説明する。

【0056】

鋼材〜熱延工程：
所要の成分組成の鋼材を、加熱温度１２００℃以上に加熱した後、粗圧延に供してシートバーとする。加熱温度が１２００℃未満であると、熱延終了時の温度（以下「仕上げ圧延温度Ｔ1という。）が９００℃未満となり、熱延終了時の組織に、圧延方向に伸びた未再結晶粒が含まれることになる。その結果、機械特性、特に、穴広げ特性に異方性が生じて、特性が劣化する。

【0057】

したがって、熱延時の加熱温度は１２００℃以上とする。また、上記理由により、仕上げ圧延温度Ｔ1は９００℃以上とする。

【0058】

冷却工程：
仕上げ圧延温度Ｔ1から、所定温度（以下「硬質相生成処理温度」Ｔ2という。）まで冷却する。その際、硬質相生成処理温度Ｔ2、及び、仕上げ圧延温度Ｔ1から硬質相生成処理温度Ｔ2までの平均冷却速度Ｘ℃／ｓは次式を満たす必要がある。

【0059】

Ｔ2＝Ｚ℃、
Ｚ＝５６１−４７４＊［％Ｃ］−３３＊［％Ｍｎ］−２１＊［％Ｍｏ］
ここで、［％Ｃ］ ：マルテンサイト粒内の平均Ｃ濃度
［％Ｍｎ］：マルテンサイト粒内の平均Ｍｎ濃度
［％Ｍｏ］：マルテンサイト粒内の平均Ｍｏ濃度
１０＜Ｘ−ｅｘｐ（２．９４−０．７５＊（２．７＊［％Ｃ1］＋０．４＊［％Ｓｉ1］
＋［％Ｍｎ1］＋２＊［％Ｍｏ1］））＋６．１７＜２０
ここで、［％Ｃ1］ ：鋼材の平均Ｃ濃度
［％Ｓｉ1］：鋼材の平均Ｓｉ濃度
［％Ｍｎ1］：鋼材の平均Ｍｎ濃度
［％Ｍｏ1］：鋼材の平均Ｍｏ濃度

【0060】

その後、直ちに巻き取って、熱延板とする。この冷却条件により、フェライト、ベイナイト、マルテンサイトを、それぞれ所定の体積分率に制御することが可能となる。なお、上記式のＺ（＝Ｔ2）の計算に必要なマルテンサイト粒内の平均化学組成は、鋼材の平均化学組成と狙いのフェライト分率から、推定可能である。

【0061】

Ｔ1からＴ2までの平均冷却速度が、前記Ｘの条件範囲よりも大きいと、フェライト体積分率が小さくなり、延性が著しく劣化する。逆に、Ｔ1からＴ2までの平均冷却速度が、前記Ｘの条件範囲よりも小さいと、フェライト体積分率が大きくなり、強度が不足する。

【0062】

また、フェライト体積分率が大きくなりすぎると、マルテンサイト中のＣ濃度が高くなり、マルテンサイト変態開始温度が低くなる。その結果、マルテンサイト粒内に複数のパケットが生成し、破壊起点となり、伸びフランジ性が著しく劣化する。したがって、Ｔ1からＴ2までの平均冷却速度Ｘ℃／ｓは、前記式を満たす必要がある。

【0063】

上記冷却条件は、従来の高張力鋼の製造方法とは異なるものである。例えば、特許文献５には、Ｍs点以上Ｂs点以下の温度までを２０℃／ｓ以上の冷却速度で冷却することが記載されているが、この場合のＭs点及びＢs点は、母材の組成からのみ計算されている。本発明では、マルテンサイト領域での組成を用いて、Ｚを求めている。また、冷却速度Ｘ℃／ｓに対する条件も、本発明と特許文献５とでは異なっている。

【実施例】

【0064】

次に、本発明の実施例について説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。

【0065】

（実施例）
表１に示す成分組成の鋼材を真空溶解にて作製した。これらの鋼材を、表２に示す条件で熱延した。まず、鋼材をＴ0℃に加熱し、厚さ２ｍｍまで熱延した。熱延終了時の温度がＴ１℃であった。その後、硬質相生成温度Ｔ２℃まで水冷し、直ちにコイル状に巻き取った。

【0066】

【表1】

【0067】

【表2】

【0068】

Ｙ＝Ｘ−ｅｘｐ（２．９４−０．７５＊（２．７＊［％Ｃ1］＋０．４＊［％Ｓｉ1］
＋［％Ｍｎ1］＋２＊［％Ｍｏ1］））＋６．１７
ここで、［％Ｃ1］ ：鋼材の平均Ｃ濃度
［％Ｓｉ1］：鋼材の平均Ｓｉ濃度
［％Ｍｎ1］：鋼材の平均Ｍｎ濃度
［％Ｍｏ1］：鋼材の平均Ｍｏ濃度

【0069】

このようにして作製した鋼板から、ＪＩＳ Ｚ ２２０１に記載の５号引張り試験片を採取して、ＪＩＳ Ｚ ２２４１に準拠して機械的性質を測定した。さらに、鉄鋼連盟規格ＪＦＳＴ１００１に準拠して穴拡げ試験を行い、穴拡げ率を求めた。

【0070】

さらに、これらの鋼板の組織を観察するため、光学顕微鏡で組織観察を実施した。光学顕微鏡観察用の試料作製方法は、次の通りである。

【0071】

まず、鋼板を１５ｍｍ角に切り出し、表面を機械研磨することで、厚さ１．５ｍｍまで薄くした。その後、バフ研磨により研磨面を鏡面状にし、レペラーエッチングを施した。レペラーエッチングにより、フェライト、マルテンサイト、ベイナイトの組織観察が可能である。光学顕微鏡観察像を画像解析することで、フェライト、ベイナイト、マルテンサイトの体積分率を求めた。結果を表３に示す。

【0072】

【表3】

【0073】

次に、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）により、詳細な組織観察を行った。ＳＥＭ観察には、上記光学顕微鏡観察用試料を用いた。ＳＥＭで組織を観察し、マルテンサイト粒のサイズを計測した。各鋼板につき、５０個のマルテンサイト粒を観察し、マルテンサイトの球換算直径をもとめ、１５μｍ以下のものの割合を求めた。結果を表３に併せて示す。

【0074】

さらに、ＳＥＭに付随するエネルギー分散型Ｘ線分光（ＥＤＳ）分析装置を用いて、上記５０個のマルテンサイトの化学組成を計測し、その平均値から、マルテンサイト中の平均Ｃ濃度、平均Ｍｎ濃度、平均Ｍｏ濃度を求めた。それらの値から、Ｚを計算した。結果を表３に併せて示す。
Ｚ＝５６１−４７４＊［％Ｃ］−３３＊［％Ｍｎ］−２１＊［％Ｍｏ］
ここで、［％Ｃ］ ：マルテンサイト粒内の平均Ｃ濃度
［％Ｍｎ］：マルテンサイト粒内の平均Ｍｎ濃度
［％Ｍｏ］：マルテンサイト粒内の平均Ｍｏ濃度

【0075】

これらの鋼の機械特性を調査した。結果を表４に示す。

【0076】

【表4】

【0077】

本発明鋼は、すべて５５０ＭＰａ以上の引張強度（ＴＳ）を有し、伸びフランジ性に優れ（穴拡げ率λ が９０％ 以上）、強度−伸び−伸びフランジ性バランスにも優れている（ＴＳ＊Ｅｌ＊λが１５０００００ＭＰａ％²以上）ことが解る。また、本発明の範囲で製造した鋼板は、観察した組織も、上述した組織になっている。

【0078】

一方、本発明の範囲を満たさない比較例では、強度が５５０ＭＰａに満たないか、又は、強度−伸び−伸びフランジ性バランスに劣っている（ＴＳ＊Ｅｌ＊λが１５０００００ＭＰａ％²未満）。

【産業上の利用可能性】

【0079】

前述したように、本発明によれば、５５０ＭＰａ以上の引張強度を有し、伸び、伸びフランジ性、強度−伸び−伸びフランジ性バランスに優れた高張力熱延鋼板と、その製造方法を提供することができる。よって、本発明は、鉄鋼産業において利用可能性が高いものである。