(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024144148
(43)【公開日】2024-10-11
(54)【発明の名称】鋼板および鋼板の製造方法
(51)【国際特許分類】
C22C 38/00 20060101AFI20241003BHJP
C22C 38/60 20060101ALI20241003BHJP
C21D 9/46 20060101ALN20241003BHJP
【FI】
C22C38/00 301S
C22C38/60
C22C38/00 301T
C21D9/46 J
C21D9/46 G
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2024022770
(22)【出願日】2024-02-19
(31)【優先権主張番号】P 2023056165
(32)【優先日】2023-03-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000001199
【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所
(74)【代理人】
【識別番号】100145403
【弁理士】
【氏名又は名称】山尾 憲人
(74)【代理人】
【識別番号】100136777
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 純子
(74)【代理人】
【識別番号】100221589
【弁理士】
【氏名又は名称】中谷 俊博
(72)【発明者】
【氏名】前川 修也
(72)【発明者】
【氏名】大友 亮介
(72)【発明者】
【氏名】入江 広司
(72)【発明者】
【氏名】平井 翔一
(72)【発明者】
【氏名】木口 健太朗
【テーマコード(参考)】
4K037
【Fターム(参考)】
4K037EA01
4K037EA05
4K037EA06
4K037EA11
4K037EA15
4K037EA16
4K037EA18
4K037EA23
4K037EA25
4K037EA27
4K037EA28
4K037EB05
4K037EB08
4K037EB09
4K037FH01
4K037FH07
4K037FJ02
4K037FJ04
4K037FJ05
4K037FJ06
4K037FM04
4K037GA05
(57)【要約】
【課題】高強度であって車体の軽量化に寄与でき、かつ優れた曲げ性を示す鋼板と、該鋼板の製造方法を提供する。
【解決手段】板厚方向において、炭素濃度(質量%)がバルク炭素濃度の50%である位置は、鋼板表面から板厚の0.20%以上の領域にあり、かつ炭素濃度(質量%)がバルク炭素濃度の90%である位置は、鋼板表面から板厚の8.0%以下の領域にある、鋼板。
【選択図】
図4-1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
板厚方向において、
炭素濃度(質量%)がバルク炭素濃度の50%である位置は、鋼板表面から板厚の0.20%以上の領域にあり、かつ
炭素濃度(質量%)がバルク炭素濃度の90%である位置は、鋼板表面から板厚の8.0%以下の領域にある、鋼板。
【請求項2】
板厚方向における鋼板表面から20μmまでの領域の炭素濃度(質量%)の最大値は、バルク炭素濃度の70%未満であり、かつ
鋼板の片面における板厚1mmあたりの表層脱炭量は、0.045mol/m2以下である、請求項1に記載の鋼板。
【請求項3】
引張強さが980MPa以上である、請求項1または2に記載の鋼板。
【請求項4】
成分組成が、
C :0.08質量%以上、0.30質量%以下、
Si:0.5質量%超、3.0質量%以下、
Mn:1.5質量%以上、3.0質量%以下、
Cr:0質量%以上、1.0質量%以下、
P :0質量%超、0.1質量%以下、
S :0質量%超、0.05質量%以下、
Al:0質量%超、1.0質量%以下、および
N :0質量%超、0.01質量%以下を満たし、
残部がFeおよび不可避不純物である、請求項1または2に記載の鋼板。
【請求項5】
酸素濃度0.1~2%、到達温度650~750℃の条件で酸化処理した後、還元処理を行う焼鈍工程を含み、
前記還元処理は、露点が-35~-15℃である第1還元処理を経た後、露点が-25~0℃であって第1還元処理よりも露点の高い第2還元処理を経ることを含む、鋼板の製造方法。
【請求項6】
前記第1還元処理と前記第2還元処理における到達温度は800~920℃である、請求項5に記載の鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、鋼板および鋼板の製造方法に関する。特には、曲げ性に優れる高張力鋼板、および鋼板の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、車両における乗員の安全性向上が求められており、係る目的のために車体の材料の強度を向上させてきた。他方、地球温暖化問題等の深刻化を背景に、自動車の燃費改善の動きが加速している。燃費改善には車体の軽量化が有効であることが知られている。
【0003】
車体軽量化を実現すべく鋼板の強度を高めるには、SiやMnの添加が有効である。しかし、連続焼鈍の際に、Feの酸化が起こらない還元性の雰囲気でもSiやMnは酸化し、鋼板最表面にSiやMnの酸化物が形成される。SiやMnの酸化物は、例えば亜鉛系めっき処理時に、溶融亜鉛と下地鋼板との濡れ性を低下させるため、SiやMnが添加された鋼板では不めっきが多発するか、めっき密着性が悪いといった問題がある。
【0004】
上記問題に対し、特許文献1では、めっき密着性、加工性、耐疲労特性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法として、鋼板に対し、前段で、O2濃度1000体積ppm以上、H2O濃度1000体積ppm以上の雰囲気中で、400~750℃の温度で加熱し、後段で、O2濃度1000体積ppm未満、H2O濃度1000体積ppm以上の雰囲気中で、600~850℃の温度で加熱する酸化処理を施すこと、次いで、加熱帯で、H2濃度が5~30体積%、H2O濃度が10~1000体積ppm、残部がN2および不可避不純物からなる雰囲気中で、昇温速度が0.1℃/sec以上で、650~900℃の温度に加熱した後に、均熱帯で、H2濃度が5~30体積%、H2O濃度が500~5000体積ppm、残部がN2および不可避不純物からなる雰囲気中で、均熱帯での温度変化が±20℃以内で、10~300秒間均熱保持する還元焼鈍を施すことが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
自動車部品を製造するにあたり、鋼板に曲げ加工を施して部品形状とする場合がある。しかし、例えば980MPa以上、更には1180MPa以上の高強度鋼板は、所望の部品形状とすべく良好に曲げ加工を行うことが難しい、即ち、優れた曲げ性を確保することが難しいといった問題がある。特許文献1では、めっき鋼板の曲げ性向上までは検討がなされていない。本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、高強度であって車体の軽量化に寄与でき、かつ優れた曲げ性を示す鋼板と、該鋼板を容易に製造することのできる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の態様1は、
板厚方向において、
炭素濃度(質量%)がバルク炭素濃度の50%である位置は、鋼板表面から板厚の0.20%以上の領域にあり、かつ
炭素濃度(質量%)がバルク炭素濃度の90%である位置は、鋼板表面から板厚の8.0%以下の領域にある、鋼板である。
【0008】
本発明の態様2は、
板厚方向における鋼板表面から20μmまでの領域の炭素濃度(質量%)の最大値は、バルク炭素濃度の70%未満であり、かつ
鋼板の片面における板厚1mmあたりの表層脱炭量は、0.045mol/m2以下である、態様1に記載の鋼板である。
【0009】
本発明の態様3は、
引張強さが980MPa以上である、態様1または2に記載の鋼板である。
【0010】
本発明の態様4は、
成分組成が、
C :0.08質量%以上0.30質量%以下
Si:0.5質量%超3.0質量%以下
Mn:1.5質量%以上3.0質量%以下
Cr:0質量%以上、1.0質量%以下
P :0質量%超0.1質量%以下
S :0質量%超、0.05質量%以下
Al:0質量%超、1.0質量%以下、および
N :0質量%超0.01質量%以下を満たし、
残部がFeおよび不可避不純物である、態様1~3のいずれか1つに記載の鋼板である。
【0011】
本発明の態様5は、
酸素濃度0.1~2%、到達温度650~750℃の条件で酸化処理した後、還元処理を行う焼鈍工程を含み、
前記還元処理は、露点が-35~-15℃である第1還元処理を経た後、露点が-25~0℃であって第1還元処理よりも露点の高い第2還元処理を経ることを含む、鋼板の製造方法である。
【0012】
本発明の態様6は、
前記第1還元処理と前記第2還元処理における到達温度は800~920℃である、態様5に記載の鋼板の製造方法である。
【発明の効果】
【0013】
本開示によれば、高強度であって車体の軽量化に寄与でき、かつ優れた曲げ性を示す鋼板と、該鋼板の製造方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【
図1-1】
図1-1は、第2還元処理時の均熱帯中央の露点と、R/tの関係を示したグラフである。
【
図1-2】
図1-2は、第2還元処理時の均熱帯中央の露点と、R/tの関係を示した別のグラフである。
【
図2-1】
図2-1は、第2還元処理時の均熱帯中央の露点と、引張強さTSの関係を示したグラフである。
【
図2-2】
図2-2は、第2還元処理時の均熱帯中央の露点と、引張強さTSの関係を示した別のグラフである。
【
図3】
図3は、実施例で得られた炭素濃度プロファイルの一例を示す図である。
【
図4-1】
図4-1は、板厚方向における炭素濃度(質量%)がバルク炭素濃度の50%である位置と、R/tの関係を示したグラフである。
【
図4-2】
図4-2は、板厚方向における炭素濃度(質量%)がバルク炭素濃度の50%である位置と、R/tの関係を示した別のグラフである。
【
図5-1】
図5-1は、板厚方向における炭素濃度(質量%)がバルク炭素濃度の90%である位置と、引張強さTSの関係を示したグラフである。
【
図5-2】
図5-2は、板厚方向における炭素濃度(質量%)がバルク炭素濃度の90%である位置と、引張強さTSの関係を示した別のグラフである。
【
図6-1】
図6-1は、バルク炭素濃度に対する、鋼板表面から20μmまでの領域の炭素濃度(質量%)の最大値の割合と、R/tの関係を示したグラフである。
【
図6-2】
図6-2は、バルク炭素濃度に対する、鋼板表面から20μmまでの領域の炭素濃度(質量%)の最大値の割合と、R/tの関係を示した別のグラフである。
【
図7-1】
図7-1は、板厚1mmあたりの表層脱炭量と、引張強さTSの関係を示したグラフである。
【
図7-2】
図7-2は、板厚1mmあたりの表層脱炭量と、引張強さTSの関係を示した別のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明者らは、高強度であっても曲げ加工で優れた曲げ性を示す鋼板を得るべく鋭意研究を行った。その結果、鋼板表層において、脱炭層を所定の範囲内で設けることにより、高強度を維持しつつ、優れた曲げ性が得られることを見出した。また、高強度と優れた曲げ性の両立を図ることのできる所定の範囲内の脱炭層を、鋼板表層に形成するには、鋼板を焼鈍する際の条件を制御すればよいことを見出した。以下、本実施形態の鋼板についてまず説明する。
【0016】
[鋼板]
(鋼板表層の脱炭層)
本実施形態に係る鋼板は、
(I)板厚方向において、
炭素濃度(質量%)がバルク炭素濃度の50%である位置は、鋼板表面から板厚の0.20%以上の領域にあり、かつ
炭素濃度(質量%)がバルク炭素濃度の90%である位置は、鋼板表面から板厚の8.0%以下の領域にある。
【0017】
本実施形態に係る鋼板は、板厚方向において、炭素濃度(質量%)がバルク炭素濃度の50%である位置が、鋼板表面から板厚の0.20%以上の領域にある。前記位置は、曲げ性に寄与する脱炭層の厚さに関する。前記位置が、鋼板表面から板厚の0.20%以上の領域にあり、曲げ性に寄与する一定以上の厚さの脱炭層を確保することによって、曲げ加工で優れた曲げ性を確実に発揮させることができる。前記炭素濃度(質量%)がバルク炭素濃度の50%である位置は、鋼板表面から板厚の更に0.5%以上、更には1.0%以上の領域にあってもよい。
【0018】
更に本実施形態に係る鋼板は、板厚方向において、炭素濃度(質量%)がバルク炭素濃度の90%である位置は、鋼板表面から板厚の8.0%以下の領域にある。脱炭層の厚さが増加することで曲げ性は向上するが、強度は低下しやすくなる。しかし、本発明者らが検討したところ、炭素濃度(質量%)がバルク炭素濃度の90%である位置が、鋼板表面から板厚の8.0%以下の領域であれば、強度の低下を十分抑えられることを見出した。前記炭素濃度(質量%)がバルク炭素濃度の90%である位置は、鋼板表面から板厚の6.0%以下であってもよい。
【0019】
本実施形態に係る鋼板は、
(II)板厚方向における鋼板表面から20μmまでの領域の炭素濃度(質量%)の最大値が、バルク炭素濃度の70%未満であり、かつ
鋼板の片面における板厚1mmあたりの表層脱炭量が、0.045mol/m2以下、好ましくは0.035mol/m2以下でもある。
【0020】
本発明者らが、従来の鋼板について確認したところ、鋼板表層に炭素濃度の著しく高い領域が存在し、これが曲げ性劣化の原因であることをまず見出した。そして、後述の通り鋼板の製造条件について検討し、鋼板表層の脱炭を促進させて鋼板表層の炭素濃度を抑制する、詳細には、板厚方向における鋼板表面から20μmまでの領域の炭素濃度(質量%)の最大値を、バルク炭素濃度の70%未満に抑えれば、優れた曲げ性が得られることを見出した。前記炭素濃度の最大値は、バルク炭素濃度の65%以下であることが好ましく、より好ましくはバルク炭素濃度の60%以下である。
【0021】
また本実施形態に係る鋼板は、鋼板の片面における、板厚1mmあたりの表層脱炭量が0.045mol/m2以下、好ましくは0.035mol/m2以下に抑えられていることによって、高強度である980MPa以上、特には1180MPa以上の引張強さを確保することができる。前記板厚1mmあたりの表層脱炭量は、好ましくは0.030mol/m2以下であり、より好ましくは0.025mol/m2以下である。
【0022】
本実施形態に係る鋼板は、高強度と優れた曲げ性を両立させる観点から、上記(I)と(II)のうちの少なくとも1つを満たしていればよく、好ましくは上記(I)と(II)の両方を満たしていることである。
【0023】
前記「鋼板表面」とは、冷延鋼板に焼鈍を施して得られる鋼板の場合には、該鋼板の表面をいい、めっき鋼板の場合には、めっき層と素地鋼板の界面の位置をいう。前記めっき層と素地鋼板の界面の位置は、例えば亜鉛系めっきの場合、後述する実施例で行うGD-OESで、めっき層の表面からめっき層の厚さ方向にZnの分析を行ったときに、該めっき層を構成するZnが検出されなくなる(Znの分析値が0となる)点をいい、この点を、鋼板表面からの距離(深さ)の始点とする。
【0024】
本実施形態に係る鋼板は、高強度であっても曲げ加工において優れた曲げ性を示す。強度として、例えば引張強さTSが980MPa以上、好ましくは1180MPa以上を示すことが挙げられる。また本実施形態に係る鋼板は、後述する実施例に示す曲げ試験を行ったときに、限界R/tが2.5未満の優れた曲げ性を示す。
【0025】
本実施形態に係る鋼板の板厚は限定されない。本実施形態に係る鋼板の板厚(めっき鋼板の場合は、素地鋼板の板厚)は、例えば0.4mm以上、4mm以下でありうる。
【0026】
(鋼板の成分組成)
高強度を達成するにあたり、本実施形態に係る鋼板は、成分組成において、例えばSi含有量が0.5質量%超でありうる。Si含有量は、より好ましくは1.0質量%以上、更に好ましくは1.1質量%以上、より更に好ましくは1.2質量%以上である。Si含有量の上限は、例えば3.0質量%でありうる。
【0027】
好ましい1つの実施形態として、鋼板の成分組成が、
C :0.08質量%以上、0.30質量%以下、
Si:0.5質量%超、3.0質量%以下、
Mn:1.5質量%以上、3.0質量%以下、
Cr:0質量%以上、1.0質量%以下、
P :0質量%超、0.1質量%以下、
S :0質量%超、0.05質量%以下、
Al:0質量%超、1.0質量%以下、および
N :0質量%超、0.01質量%以下を満たし、
残部がFeおよび不可避不純物であることが挙げられる。以下、各元素について説明する。
【0028】
[C:好ましくは0.08質量%以上、0.30質量%以下]
Cは、鋼板の強度向上に有効な元素であり、Siと一緒に、さらに必要に応じてMnも一緒に鋼に含まれることによって、最終的に980MPa以上、更には1180MPa以上の鋼板の引張強さを確保するために特に有効な強化元素である。さらに、Cは、残留オーステナイトを確保して加工性を改善するために必要な元素でもある。このような作用を有効に発揮させるため、C含有量は、好ましくは0.08質量%以上、より好ましくは0.11質量%以上、さらに好ましくは0.13質量%以上である。鋼板の強度確保の観点からはC含有量が多い方が好ましいが、C含有量が多すぎると、耐食性、スポット溶接性および加工性が劣化するおそれがある。そのため、C含有量は、好ましくは0.30質量%以下、より好ましくは0.25質量%以下、さらに好ましくは0.23質量%以下である。
【0029】
[Mn:好ましくは1.5質量%以上、3.0質量%以下]
Mnも、Siと同様に、安価な鋼の強化元素であり、鋼板の強度向上に有効である。Mnは、Siと一緒に、さらに必要に応じてCも一緒に鋼に含まれることによって、最終的に980MPa以上、更には1180MPa以上の鋼板の引張強さを確保するために特に有効な強化元素である。さらに、Mnは、オーステナイトを安定化し、残留オーステナイトの生成による鋼板の加工性向上に寄与する元素でもある。このような作用を有効に発揮させるため、Mn含有量は、好ましくは1.5質量%以上、より好ましくは1.8質量%以上、さらに好ましくは2.0質量%以上である。しかしながら、Mn含有量が多すぎると、鋼板の延性が低下し、鋼板の加工性に悪影響を及ぼし、更には鋼板の溶接性が低下するおそれがある。これらの観点から、Mn含有量は、好ましくは3.0質量%以下、より好ましくは2.8質量%以下、さらに好ましくは2.7質量%以下である。
【0030】
[Si:0.5質量%超、3.0質量%以下]
Siは、安価な鋼の強化元素であり、かつ、鋼板の加工性に対して影響を与え難い。また、Siは、鋼板の加工性向上に有用な残留オーステナイトが、分解して炭化物が生成することを抑制できる元素である。このような作用を有効に発揮させるため、Si含有量は0.5質量%超、好ましくは1.0質量%以上、より好ましくは1.1質量%以上、さらに好ましくは1.2質量%以上である。Si含有量の上限は、特に限定されないが、Si含有量が多すぎると、Siによる固溶強化作用が顕著になって圧延負荷が増大してしまうおそれがある。また、熱間圧延の際にSiスケールが発生して鋼板の表面欠陥が生じてしまう可能性がある。そのためSi含有量は、例えば製造安定性の観点から、好ましくは3.0質量%以下、より好ましくは2.7質量%以下、さらに好ましくは2.5質量%以下である。
【0031】
[Cr:好ましくは0質量%以上、1.0質量%以下]
Crは、鋼板の強度向上に有効な元素である。さらに、Crは、鋼板の耐食性を向上させる元素であり、鋼板の腐食による水素の発生を抑制する作用を有する。具体的には、Crは、酸化鉄(α-FeOOH)の生成を促進させる作用を有する。酸化鉄は、大気中で生成する錆のなかでも熱力学的に安定であり、かつ保護性を有するといわれている。このような錆の生成を促進することによって、発生した水素が鋼板へ侵入することを抑制でき、過酷な腐食環境下、例えば、塩化物の存在下で鋼板を使用した場合でも水素による助長割れを十分に抑制できる。また、Crは、BおよびTiと同様に、鋼板の耐遅れ破壊性にも有効な元素であるため、鋼板の強度と伸び等の加工性に影響を与えない量において含有することができる。Cr含有量は0質量%でもよいが、これらの作用を有効に発揮させるには、Cr含有量は、好ましくは0質量%超、より好ましくは0.003質量%以上、さらに好ましくは0.01質量%以上である。一方、Cr含有量が過剰になると、鋼板の伸び等の加工性が劣化するおそれがある。そのため、Cr含有量は、好ましくは1.0質量%以下、より好ましくは0.8質量%以下、さらに好ましくは0.6質量%以下である。
【0032】
[P:好ましくは0質量%超、0.1質量%以下]
Pは、不純物元素として不可避的に存在する元素である。P含有量が過剰になると、溶接性を劣化させるおそれがある。そのため、P含有量は、好ましくは0.1質量%以下、より好ましくは0.08質量%以下、さらに好ましくは0.05質量%以下に抑制する。
【0033】
[S:好ましくは0質量%超、0.05質量%以下]
Sは、不純物元素として不可避的に存在する元素である。通常、鋼は、不可避的に0.0005質量%程度においてSを含有している。S含有量が過剰になると、硫化物系介在物を形成し、腐食環境下で水素吸収を促し、鋼板の耐遅れ破壊性を劣化させ、鋼板の溶接性および加工性を劣化させるおそれがある。そのため、S含有量は、好ましくは0.05質量%以下、より好ましくは0.01質量%以下、さらに好ましくは0.005質量%以下に抑制する。
【0034】
[Al:好ましくは0質量%超、1.0質量%以下]
Alは、脱酸作用を有する元素である。このような作用を有効に発揮させるため、Al含有量は、好ましくは0質量%超、より好ましくは0.005質量%以上、さらに好ましくは0.02質量%以上である。Al含有量が過剰になると、アルミナ等の介在物が増加し、鋼板の加工性が劣化するおそれがある。そのため、Al含有量は、好ましくは1.0質量%以下、より好ましくは0.8質量%以下、さらに好ましくは0.5質量%以下である。
【0035】
[N:好ましくは0質量%超0.01質量%以下]
Nは、不純物元素として不可避的に存在する元素である。N含有量が過剰になると、窒化物を形成して鋼板の加工性が劣化するおそれがある。特に、焼入れ性の向上のために鋼板がBを含有する場合、NはBと結合してBN析出物を形成し、Bの焼入れ性向上作用を阻害する。そのため、N含有量は、好ましくは0.01質量%以下、より好ましくは0.008質量%以下、さらに好ましくは0.005質量%以下に抑制する。
【0036】
[残部]
残部はFeおよび不可避不純物である。不可避不純物としては、原料、資材、製造設備等の状況によって持ち込まれる微量元素(例えば、As、Sb、Sn等)の混入が許容される。なお、前述したようなP、SおよびNは、通常含有量が少ないほど好ましいため、不可避不純物ともいえる。しかし、これらの元素は特定の範囲まで含有量を抑えることによって本発明がその効果を発揮することができるため、上記のように規定している。このため、本明細書において、残部を構成する「不可避不純物」は、その組成範囲が規定されている元素を除いた概念である。
【0037】
また、上記成分のほか、強度や十分な曲げ性を阻害しない範囲で、他の周知の任意成分をさらに含有することもできる。任意成分として、Cu、Ni、Ti、Nb、V、Bが挙げられる。これら任意成分について以下に説明する。
【0038】
[Cu:好ましくは0質量%超、1.0質量%以下]
Cuも、Crと同様に、鋼板の強度向上に有効であり、かつ、鋼板の腐食による水素の発生を抑制する作用を有し、鋼板の耐食性を向上させる元素である。Cuも、Crと同様に、酸化鉄の生成を促進させる作用を有する。これらの作用を有効に発揮させるには、Cu含有量は、好ましくは0質量%超、より好ましくは0.003質量%以上、さらに好ましくは0.05質量%以上である。また、鋼板の加工性の観点から、Cu含有量は、好ましくは1.0質量%以下、より好ましくは0.8質量%以下、さらに好ましくは0.5質量%以下である。
【0039】
[Ni:好ましくは0質量%超、1.0質量%以下]
Niも、CrおよびCuと同様に、鋼板の強度向上に有効であり、かつ、鋼板の腐食による水素の発生を抑制する作用を有し、鋼板の耐食性を向上させる元素である。Niも、CrおよびCuと同様に、酸化鉄の生成を促進させる作用を有する。これらの作用を有効に発揮させるには、Ni含有量は、好ましくは0質量%超、より好ましくは0.003質量%以上、さらに好ましくは0.05質量%以上である。また、鋼板の加工性確保の観点から、Ni含有量は、好ましくは1.0質量%以下、より好ましくは0.8質量%以下、さらに好ましくは0.5質量%以下である。
【0040】
[Ti:好ましくは0質量%超、0.15質量%以下]
Tiも、Cr、CuおよびNiと同様に、鋼板の強度向上に有効であり、かつ、鋼板の腐食による水素の発生を抑制する作用を有し、鋼板の耐食性を向上させる元素である。Tiも、Cr、CuおよびNiと同様に、酸化鉄の生成を促進させる作用を有する。また、Tiは、BおよびCrと同様に、鋼板の耐遅れ破壊性にも有効な元素であるため、鋼板の強度と伸び等の加工性に影響を与えない量において含有させることができる。これらの作用を有効に発揮させるには、Ti含有量は、好ましくは0質量%超、より好ましくは0.003質量%以上、さらに好ましくは0.05質量%以上である。また、鋼板の加工性確保の観点から、Ti含有量は、好ましくは0.15質量%以下、より好ましくは0.12質量%以下、さらに好ましくは0.10質量%以下である。
【0041】
[Nb:好ましくは0質量%超、0.15質量%以下]
Nbは、鋼板の強度向上に有効であり、かつ、焼入れ後のオーステナイト粒を微細化して鋼板の靭性の改善に作用する元素である。このような作用を有効に発揮させるには、Nb含有量は、好ましくは0質量%超、より好ましくは0.003質量%以上、さらに好ましくは0.005質量%以上である。一方、Nb含有量が過剰になると、炭化物、窒化物または炭窒化物を多量に生成し、鋼板の加工性または耐遅れ破壊性が劣化するおそれがある。そのため、Nb含有量は、好ましくは0.15質量%以下、より好ましくは0.12質量%以下、さらに好ましくは0.10質量%以下である。
【0042】
[V:好ましくは0質量%超、0.15質量%以下]
Vも、Nbと同様に、鋼板の強度向上に有効であり、かつ、焼入れ後のオーステナイト粒を微細化して鋼板の靭性の改善に作用する元素である。このような作用を有効に発揮させるには、V含有量は、好ましくは0質量%超、より好ましくは0.003質量%以上、さらに好ましくは0.005質量%以上である。一方、V含有量が過剰になると、Nbと同様に、炭化物、窒化物または炭窒化物を多量に生成し、鋼板の加工性または耐遅れ破壊性が劣化するおそれがある。そのため、V含有量は、好ましくは0.15質量%以下、より好ましくは0.12質量%以下、さらに好ましくは0.1質量%以下である。
【0043】
[B:好ましくは0質量%超、0.005質量%以下]
Bは、鋼板の焼入れ性および溶接性の向上に有用な元素である。また、Bは、TiおよびCrと同様に、鋼板の耐遅れ破壊性にも有効な元素であるため、鋼板の強度と伸び等の加工性に影響を与えない量において含有させることができる。これらの作用を有効に発揮させるには、B含有量は、好ましくは0質量%超、より好ましくは0.0002質量%以上、さらに好ましくは0.0003質量%以上、特に好ましくは0.0004質量%以上である。一方、B含有量が過剰になると、このような効果は飽和し、かつ、延性が低下して加工性が悪くなるおそれがある。そのため、B含有量は、好ましくは0.005質量%以下、より好ましくは0.004質量%以下、さらに好ましくは0.003質量%以下である。
【0044】
前記鋼板として、冷延鋼板、めっき鋼板等が挙げられる。めっき鋼板の種類は限定されず、例えばAl-Znめっき、Ni-Znめっき、Fe-Znめっき、Cr-Znめっき、Mg-Znめっき等の亜鉛系めっきが施された、亜鉛系めっき鋼板でありうる。前記亜鉛系めっき鋼板として、具体的に、溶融亜鉛めっき鋼板(GI)、合金化溶融亜鉛めっき鋼板(GA)、電気亜鉛めっき鋼板(EG)等が挙げられる。
【0045】
[鋼板の製造方法]
次に本発明に係る高強度鋼板の製造方法、特にはめっき性の良好な鋼板の製造方法について説明する。
【0046】
本実施形態に係る鋼板の製造方法は、
酸素濃度0.1~2%、到達温度650~750℃の条件で酸化処理した後、還元処理を行う焼鈍工程を含み、
前記還元処理は、露点が-35~-15℃である第1還元処理を経た後、露点が-25~0℃であって第1還元処理よりも露点の高い第2還元処理を経ることを含む。
【0047】
鋼板の表面に酸化処理を施すことによって、鋼板の表面に酸化Fe層を形成する。次いで、還元性の雰囲気下で還元処理を行うことにより、鋼板表層に、脱炭層を形成させつつ、例えばめっき層を良好に形成することのできる還元Fe層を形成する。このとき、還元処理の全域で水蒸気を添加すると、前記脱炭量が過剰となり強度が低下する恐れがある。一方、還元処理の前半で高露点とすると、一度は脱炭するが、還元処理の後半で脱炭部に炭素が再拡散(復炭)し曲げ性が改善しない。そこで本発明者らが検討を行ったところ、前記の通り酸化処理を行うと共に、この還元処理において、第1還元処理と第2還元処理の各露点の範囲を定め、かつ、第2還元処理の露点を第1還元処理の露点よりも高くすることによって、高強度と優れた曲げ性の両方を実現できる、前述の鋼板表層部の脱炭状態を容易に確保できることを見出した。以下、酸化処理と還元処理の各処理について説明する。
【0048】
(酸化処理)
酸化処理では、酸素濃度0.1~2%の条件で行う。酸素濃度は、0.0%の条件でも行い得るが、めっき鋼板を得る場合、優れためっき外観を得る観点から0.1%以上とするのがよい。前記酸素濃度は、より好ましくは0.15%以上、更に好ましくは0.20%以上である。一方、酸素濃度が高すぎると、過剰な酸化により炉内ロールに酸化スケールが付着し鋼板に押し疵が発生する、いわゆるピックアップと呼ばれる不良が生じやすい。該不良の発生を抑制する観点から、酸素濃度は2%以下とする。酸素濃度は、好ましくは1.7%以下、より好ましくは1.5%以下である。酸素以外の元素の濃度は特に限定されず、例えば上記濃度の酸素と共に、CO2、N2、H2O、その他不可避不純物を含むガス雰囲気とすることが挙げられる。例えば酸化処理は、DFF(Direct Fired Furnace)型の焼鈍炉等において、コークス炉ガス(COG:Cokes Oven Gas)、液化石油ガス(LPG:Liquefied Petroleum Gas)等の燃焼ガス中で、未燃焼のO2濃度を制御したガス雰囲気下において行うことができる。
【0049】
酸化処理は、到達温度650~750℃の条件で行う。例えばDFF型の焼鈍炉内の酸化加熱帯で、到達温度650~750℃の範囲内に加熱することが挙げられる。到達温度750℃以下にすることによって、特に鋼板の幅方向エッジ近傍表面におけるSiO2と酸化処理により生じるFeOとの反応を抑制することができる。その結果、例えば本実施形態に係る鋼板がめっき鋼板である場合には、良好なめっき密着性を得ることができる。
【0050】
本明細書において、酸化処理における加熱時の「到達温度」とは、酸化加熱帯において加熱制御される鋼板の最高到達板温を意味する。
【0051】
酸化処理における到達温度は、好ましくは730℃以下、より好ましくは720℃以下、さらに好ましくは700℃以下である。一方、酸化処理における鋼板温度は、上記ガス雰囲気で酸化Fe層を形成する観点から650℃以上とする。酸化処理における鋼板温度は、好ましくは670℃以上である。
【0052】
酸化処理における昇温時間は、特に限定されず、過度に長すぎることで、酸化処理によって、例えばめっき性に悪影響を及ぼすファイアライト層が形成しないように調整すればよい。具体的には、酸化処理における昇温時間は、熱間圧延の条件(特に巻き取り温度)、酸洗前の焼鈍条件、酸洗条件および酸化処理における加熱時の鋼板温度等を考慮した上で、適切に調整すればよい。例えば、酸化処理における昇温時間は、好ましくは10秒以上、より好ましくは15秒以上である。また、例えば、酸化処理における昇温時間は、好ましくは120秒以下、より好ましくは90秒以下である。なお上記では、酸化処理を、昇温させながら行う場合について説明したが、酸化処理の態様はこれに限定されず、到達温度まで昇温させ、該到達温度で保持すること等により酸化処理を行ってもよい。
【0053】
(還元処理)
還元処理では、鋼板表層に所望の脱炭層を形成させる。また、鋼板がめっき鋼板である場合、例えばめっき層を良好に形成することのできる還元Fe層を形成する。本実施形態に係る製造方法では、前記還元処理は、露点が-35~-15℃である第1還元処理を経た後、露点が-25~0℃であって第1還元処理よりも露点の高い第2還元処理を経るようにする。以下、第1還元処理と第2還元処理のそれぞれについて説明する。
(第1還元処理)
第1還元処理では、露点を-35~-15℃の範囲とする。露点が-15℃を上回ると、必要以上に脱炭が進行しやすく強度の低下を招きやすい。また、還元処理が進みにくくなり、酸化処理で生成した酸化鉄がロールに接着し鋼板に押し疵を引き起こすピックアップと呼ばれる不良が生じやすくなる。よって露点は-15℃以下とする。露点は好ましくは-20℃以下である。一方、追加の設備やコストを抑制する観点から、第1還元処理での露点は-35℃以上とする。露点は好ましくは-30℃以上である。
【0054】
前記露点として、第1還元処理を行う還元帯前段の中央部の雰囲気中の露点が上記範囲内であることが挙げられる。なお第1還元処理と後述する第2還元処理における露点の制御は、例えば、水蒸気ガスを投入し炉内で雰囲気ガスと混合する方法、雰囲気ガスをバブリングし、水蒸気を混入させる方法等によって行うことができる。
【0055】
前記第1還元処理の雰囲気は、上記露点を満たし、N2、H2、CO、H2O、O2、その他不可避不純物を含む雰囲気とすることが挙げられる。前記第1還元処理では、前記雰囲気で、鋼板の到達温度が800℃に到達後、800~920℃の温度範囲で、例えば60~240秒保持することが挙げられる。前記「保持」には、一定温度とする他、前記温度範囲で変動する場合が含まれる。
【0056】
(第2還元処理)
次に、第2還元処理の露点について説明する。
図1-1(No.1~16)と
図1-2(No.17~22)は、後述する実施例を用いて作成したグラフであり、第2還元処理時の均熱帯中央の露点と、R/tの関係を示したグラフである。この
図1-1と
図1-2から、図面において矢印で示す通りR/tが2.5未満の優れた曲げ性を達成するには、第2還元処理における露点を-25℃以上とする必要があることがわかる。また
図2-1(No.1~16)と
図2-2(No.17~22)も、後述する実施例を用いて作成したグラフであり、第2還元処理時の均熱帯中央の露点と、引張強さTSの関係を示したグラフである。この
図2-1と
図2-2から、露点を0℃以下とすることで、引張強さTSが980MPa以上、更には1180MPa以上の高強度を確保できることがわかる。第2還元処理における露点は、好ましくは-15℃以下である。
【0057】
前記第2還元処理の雰囲気は、上記露点を満たし、N2、H2、CO、H2O、O2、その他不可避不純物を含む雰囲気とすることが挙げられる。前記第2還元処理では、前記雰囲気で、鋼板の到達温度が800~920℃となる温度範囲で、例えば60~240秒保持することが挙げられる。前記「保持」には、一定温度とする他、前記温度範囲で変動する場合が含まれる。
【0058】
前記第1還元処理と第2還元処理は、上記の通り露点の異なる雰囲気に分かれていればよく、その具体的態様は限定されない。例えば、第1還元処理、第2還元処理のそれぞれを行う還元炉を設ける他、鋼板がめっき鋼板である場合には、連続溶融めっきラインの還元帯の途中に、第1還元処理を行うための前段領域と第2還元処理を行うための後段領域を、例えば開口面積率が20%以下である隔壁を設置して分けることが挙げられる。
【0059】
第1還元処理と第2還元処理の間には、本実施形態に係る鋼板の脱炭状態の確保に悪影響を及ぼさない限り、例えば、第1還元処理の少なくともいずれかの条件(露点、加熱温度)を保持する保持工程、例えば第1還元処理の加熱温度~室温の間のいずれかの温度まで冷却する冷却工程等の工程が入ることも許容される。好ましくは、前記第1還元処理に引き続いて第2還元処理を行うことである。
【0060】
酸化処理および還元処理は、公知の任意の単数または複数の設備を用いて実施すればよい。好ましくは、製造効率、コスト面および品質保持の観点から、連続溶融亜鉛めっきライン(CGL:Continuous Galvanizing Line)の設備が用いられる。連続溶融亜鉛めっきラインを用いることによって、酸化還元法による酸化処理および還元処理と、例えば鋼板として、亜鉛めっき鋼板を製造する際に、溶融亜鉛めっき処理および合金化処理とを、一連の製造ラインで連続して行うことができる。さらに具体的には、酸化還元法による酸化処理および還元処理は、例えばDFF型の連続溶融亜鉛めっきラインにおける焼鈍炉を用いて行うことが挙げられる。酸化処理は、例えば前述の通り、DFF型の焼鈍炉内の加熱帯において行うことが挙げられる。また、還元処理は、例えばDFF型の焼鈍炉内の均熱帯において行うことが挙げられる。
【0061】
焼鈍に供する鋼板(原板)の製造方法は特に限定されない。焼鈍に供する鋼板(原板)は、通常行われる方法で、鋼の溶製、鋳造を行って鋼スラブを得、該鋼スラブに対し、通常行われる方法で、圧延工程(熱間圧延、冷間圧延)を施して得ることができる。
【0062】
本実施形態に係る製造方法は、前記焼鈍工程を含んでいればよく、その他の工程については限定されない。本実施形態に係る鋼板は、上記焼鈍後の工程を経ずに焼鈍済の冷延鋼板であってもよい。または、焼鈍後にめっき工程として、例えば溶融亜鉛めっき処理工程、更には合金化処理工程を設け、本実施形態に係る鋼板として、例えば溶融亜鉛めっき鋼板(GI)、合金化溶融亜鉛めっき鋼板(GA)を得てもよい。または、電気亜鉛めっき処理工程を設け、本実施形態に係る鋼板として、電気亜鉛めっき鋼板(EG)を得てもよい。
【0063】
上記焼鈍後の鋼板の表面に亜鉛めっき層を形成する方法は、特に限定されず、公知の方法を適宜用いることができる。例えば焼鈍工程後の母材をめっき浴に含浸することが挙げられる。めっき浴に含浸する際に、例えばガスワイピング等によりめっき付着量を例えば20g/m2以上200g/m2以下に抑制することが好ましい。
【0064】
めっき浴には、例えばZnを含む2元系以上の合金めっきを用いることができる。Znを含む2元系以上の合金めっきとしては、例えばAl-Znめっき、Fe-Znめっき、Ni-Znめっき、Cr-Znめっき、Mg-Znめっき等が挙げられる。
【0065】
めっきは、亜鉛以外の成分を例えば0.01質量%以上0.5質量%以下の濃度で含有するめっき浴を用い、例えば300℃以上600℃以下の温度で、例えば1秒以上30秒以下含浸することが挙げられる。前記合金化処理も特に限定されず、公知の方法を適宜用いることができる。例えば、合金化温度470℃以上600℃以下で、1秒以上100秒以下再加熱することが挙げられる。
【実施例0066】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。本発明は以下の実施例によって制限を受けるものではなく、前述および後述する趣旨に合致し得る範囲で、適宜変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【0067】
前記焼鈍用サンプルとして、No.1~11では、成分組成が、バルク炭素濃度、すなわち鋼板(原板)のC含有量が0.22質量%、Si含有量が1.7質量%、Mn含有量が2.0質量%、Cr含有量が0.5質量%、Al量が0.04質量%であって、残部がFeおよび不可避不純物(なお、ここでの「不可避不純物」には、前述した範囲内の量のP、S、Nが含まれる)であり、組織がフェライト+パーライトであって強度が700~800MPaの原板を用意した。No.12~16では、バルク炭素濃度が0.13質量%(0.13質量%C)、Si含有量が0.9質量%、Mn含有量が2.3質量%、Cr含有量が0.57質量%、Al量が0.02質量%であって、残部がFeおよび不可避不純物(なお、ここでの「不可避不純物」には、前述した範囲内の量のP、S、Nが含まれる)であり、組織がフェライト+パーライトであって強度が700~800MPaの原板を用意した。No.17~22では、バルク炭素濃度が0.21質量%(0.21質量%C)、Si含有量が1.8質量%、Mn含有量が2.3質量%、Al量が0.45質量%であって、残部がFeおよび不可避不純物(なお、ここでの「不可避不純物」には、前述した範囲内の量のP、S、Nが含まれる)であり、組織がフェライト+パーライトであって強度が600~700MPaの原板を用意した。
【0068】
前記焼鈍用サンプルに対し、実機で酸化処理と還元処理を行った。詳細には、表1に示す酸素濃度、到達温度で酸化処理を行い、その後、表1に示す第1還元処理(加熱帯)と第2還元処理(均熱帯)をこの順に、表1に示す各条件(到達温度、露点)で行った。表1における「第一還元帯」の条件は第1還元処理の条件を示し、「第二還元帯」の条件は第2還元処理の条件を示す。
【0069】
前記第2還元処理後の鋼板を、460℃まで冷却した後に、0.08~0.13質量%のAlを含むAl-Znのめっき浴(Alは有効Al%、めっき浴温は460~480℃)に浸漬して亜鉛めっきを施した。めっきの付着量はガスワイピングで40g/m2以上90g/m2以下に制御し、その後、480~490℃で20~30秒間合金化処理を行って、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を得た。
【0070】
【0071】
得られた合金化溶融亜鉛めっき鋼板に対し、以下の通り評価を行った。
【0072】
[脱炭挙動の測定手段:GD-OESによる炭素プロファイルの測定]
下記の通り、GD-OES(Glow Discharge Optical Emission Spectrometry、グロー放電発光分析)による炭素プロファイルの測定を行い、脱炭挙動について調べた。
【0073】
(試料の調製)
サイズが50mm×40mm×板厚または30mm×30mm×板厚の材料を採取した。その後、常法の通り脱脂を行って試料を用意した。そして該試料を用い、以下の条件でGD-OESにて各元素の質量%の濃度測定を行った。
【0074】
(測定条件)
使用装置:堀場製作所製 マーカス型高周波グロー放電発光表面分析装置(rf-GD-OES)GD-Profiler2
スパッタ方式:ノーマルスパッタ
測定範囲:φ4mm
ガスの種類:Ar
分析対象元素:B,C,O,Al,Si,Ti,Cr,Mn,Fe,Zn,P,S,N(本実施例では、これらの元素を対象に評価を行ったが、上記以外の元素が例えばめっき層や鋼板に含まれている場合、上記以外の元素も分析対象とする)
【0075】
(測定方法)
試料のめっきが形成されている面について、板厚方向に深さが150μmに到達するまでGD-OES測定を行った。
【0076】
(解析方法)
上記装置はスパッタレートがほぼ一定であるので、分析終了後の試料のスパッタクレータ深さを測定し、横軸をその値(スパッタ深さ)とした。
【0077】
測定した各元素の発光強度を濃度換算するための検量線法の詳細を以下に示す。
元素iの単位時間当たりのスパッタ重量Wi(g/sec)と発光強度Iiの関係は、検量線の傾きa,切片bを用いて、下記式(1)で表される。
Wi=aIi+b・・・・・式(1)
上記元素iの単位時間当たりのスパッタ重量Wiは、濃度Ci(wt.%)、密度ρ(g/cm3)、スパッタ速度Δd(cm/sec)が既知の参照試料では、スパッタ面積S(cm2)を用い、下記式(2)により求められる。
Wi=Ci×ρ×Δd×S・・・・・式(2)
【0078】
Wiが既知の2種類以上の参照試料を用いて発光強度Iiを測定し、上記式(1)の傾きa、切片bを求めて、横軸が発光強度で、縦軸がスパッタ重量である検量線を作成した。用いた参照試料を下記表2に示す。作成した検量線を用いて、対象とした各元素の発光強度からスパッタ重量を求め、その重量比より濃度に換算した。なお、O濃度の換算に使用した検量線は、SiO2を用いてSiとOの濃度比が1:2になるように補正を行った。
【0079】
【0080】
そして、炭素について分析した結果を用い、炭素プロファイルを得た。その一例を
図3に示す。
図3では、比較例であるNo.2と、本発明例であるNo.10を、示している。上記
図3において、いずれの材料の炭素プロファイルも、表層20μm以内(詳細には内部酸化層中)で、炭素濃度のピークを有するが、比較例ではバルク炭素濃度よりも高くなっているのに対し、本発明例ではバルク炭素濃度よりも十分低く抑えられていることがわかる。なお本実施例で使用した試料のバルク炭素濃度は0.22質量%であることから、鋼板表面から20μmまでの領域の炭素濃度(質量%)の最大値(縦軸)の上限は、0.22質量%×70%=0.15質量%である。
【0081】
得られた板厚方向における炭素濃度プロファイルから、炭素濃度(質量%)がバルク炭素濃度の50%である位置と、炭素濃度(質量%)がバルク炭素濃度の90%である位置と、鋼板表面から20μmまでの領域の炭素濃度(質量%)の最大値を求めた。なお、バルク炭素濃度は、GD-OESで測定した十分深い位置(120~150μm)の炭素濃度が、通常の鉄鋼分析で得られた値となるよう補正して解析に用いた。例えば、鉄鋼分析値が0.22%であって、GD-OESでの分析値が0.25%の場合には、GD-OESでの分析値を0.22/0.25倍として解析に用いた。
【0082】
鋼板の片面における板厚1mmあたりの表層脱炭量は次のようにして求めた。バルク炭素濃度と鋼板(脱炭後)の炭素濃度プロファイルの差分より脱離した炭素の物質量をまず求めた。即ち、1m2の鋼板について、脱炭部の鉄の体積(m3)×鉄の密度(比重)(7.87×106g/m3)×脱炭部の鉄に占める脱炭した炭素の割合/炭素の原子量(g/mol)により総脱炭量を求めた。そして該総脱炭量を板厚で割って、鋼板の片面の板厚1mmあたりの表層脱炭量(mol/m2)を求めた。
【0083】
[限界曲げ性(R/t)の評価]
鋼板の曲げ性は、下記の手順によって評価した。圧延方向と直角方向を長軸とし幅:40mm×長さ:100mmの試験片を作製し、JIS Z 2248:2014に準拠したVブロック法で曲げ試験を行った。該曲げ試験において、曲げ半径を0~7mmまで種々変化させ、材料が破断せずに曲げ加工ができる最小の曲げ半径を求め、これを限界曲げ半径R(mm)として、限界曲げ半径R(mm)/板厚t(mm)を算出した。そして、限界曲げ半径R(mm)/板厚t(mm)が2.5未満の場合を曲げ性に優れると評価し、2.5以上の場合を曲げ性に劣ると評価した。
【0084】
[TS(引張強さ)の測定]
TS(引張強さ)は、鋼板の圧延方向に垂直な方向が長手方向となるように、JIS5号引張試験片を鋼板から採取し、JIS Z 2241:2011に規定の方法に従って測定した。そして、TS(引張強さ)が980MPa以上の場合を高強度である(好ましくは1180MPa以上の場合をより高強度である)と評価し、980MPa未満の場合を強度が劣ると評価した。
【0085】
[めっき性の評価]
めっき鋼板サンプルの外観を目視で観察した。そして、めっき形成に悪影響を及ぼすSi、Mnの選択酸化物の存在に起因するドロスの付着が確認された場合を、めっき性に劣る(×)と評価し、確認されなかった場合をめっき性に優れている(○)と評価した。これらの結果を表3に示す。
【0086】
【0087】
上記表3の結果をもとに、板厚方向における炭素濃度(質量%)がバルク炭素濃度の50%である位置と、R/tの関係を示したグラフを
図4-1(No.1~16)と
図4-2(No.17~22)に示す。この
図4-1と
図4-2から、図面において矢印で示す通りR/tが2.5未満の優れた曲げ性を達成するには、板厚方向における炭素濃度(質量%)がバルク炭素濃度の50%である位置が、鋼板表面から板厚の0.20%以上の領域にあるようにすればよいことがわかる。
【0088】
上記表3の結果をもとに、板厚方向における炭素濃度(質量%)がバルク炭素濃度の90%である位置と、引張強さTSの関係を示したグラフを
図5-1(No.1~16)と
図5-2(No.17~22)に示す。この
図5-1と
図5-2から、板厚方向における炭素濃度(質量%)がバルク炭素濃度の90%である位置が、鋼板表面から板厚の8.0%以下の領域にあれば、引張強さTSが980MPa以上、好ましくは1180MPa以上の高強度を確保できることがわかる。
【0089】
上記表3の結果をもとに、バルク炭素濃度に対する、鋼板表面から20μmまでの領域の炭素濃度(質量%)の最大値の割合と、R/tの関係を示したグラフを
図6-1(No.1~16)と
図6-2(No.17~22)に示す。この
図6-1と
図6-2から、図面において矢印で示す通りR/tが2.5未満の優れた曲げ性を達成するには、バルク炭素濃度に対する、鋼板表面から20μmまでの領域の炭素濃度(質量%)の最大値の割合を、70%未満とするのがよいことがわかる。
【0090】
上記表3の結果をもとに、鋼板の片面における板厚1mmあたりの表層脱炭量と、引張強さTSの関係を示したグラフを
図7-1(No.1~16)と
図7-2(No.17~22)に示す。この
図7-1と
図7-2から、板厚1mmあたりの表層脱炭量が0.045mol/m
2以下、好ましくは0.035mol/m
2以下であれば、引張強さTSが980MPa以上、好ましくは1180MPa以上の高強度を確保できることがわかる。好ましくは0.028mol/m
2以下とすることによって、より高い1200MPa以上の引張強さTSを達成できる。
【0091】
表3において、No.1~4、22は、本実施形態で規定する鋼板の表層部を有さず、曲げ性に劣っていた。No.5~21は、本実施形態で規定する鋼板の表層部を有しており、高強度と優れた曲げ性の両方を達成できた。なお、鋼板の特性として、高強度と優れた曲げ性に加え、更に優れためっき性も確保するには、No.9~21の通り、製造工程において、酸化処理を所定の条件で行うのがよいことがわかる。
【0092】
本明細書の開示内容は、以下の態様を含み得る。
本発明の態様1は、
板厚方向において、
炭素濃度(質量%)がバルク炭素濃度の50%である位置は、鋼板表面から板厚の0.20%以上の領域にあり、かつ
炭素濃度(質量%)がバルク炭素濃度の90%である位置は、鋼板表面から板厚の8.0%以下の領域にある、鋼板である。
本発明の態様2は、
板厚方向における鋼板表面から20μmまでの領域の炭素濃度(質量%)の最大値は、バルク炭素濃度の70%未満であり、かつ
鋼板の片面の板厚1mmあたりの表層脱炭量は、0.035mol/m2以下である、態様1に記載の鋼板である。
本発明の態様3は、
引張強さが1180MPa以上である、態様1または2に記載の鋼板である。
本発明の態様4は、
成分組成が、
C :0.08質量%以上0.30質量%以下
Si:0.5質量%超3.0質量%以下
Mn:1.5質量%以上3.0質量%以下
Cr:0質量%超、1.0質量%以下
P :0質量%超0.1質量%以下
S :0質量%超、0.05質量%以下
Al:0質量%超、1.0質量%以下、および
N :0質量%超0.01質量%以下を満たし、
残部がFeおよび不可避不純物である、態様1~3のいずれか1つに記載の鋼板である。
本発明の態様5は、
酸素濃度0.1~2%、到達温度650~750℃の条件で酸化処理した後、還元処理を行う焼鈍工程を含み、
前記還元処理は、露点が-35~-15℃である第1還元処理を経た後、露点が-25~0℃であって第1還元処理よりも露点の高い第2還元処理を経ることを含む、鋼板の製造方法である。
本発明の態様6は、
前記第1還元処理と前記第2還元処理における到達温度は800~920℃である、態様5に記載の鋼板の製造方法である。