特許 7033625 強度、延性および成形性が改善された被覆鋼板の製造方法

(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】

(24)【登録日】2022-03-02

(45)【発行日】2022-03-10

(54)【発明の名称】強度、延性および成形性が改善された被覆鋼板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C21D 9/46 20060101AFI20220303BHJP

   C22C 38/00 20060101ALI20220303BHJP

   C22C 38/38 20060101ALI20220303BHJP

   C23C 2/06 20060101ALI20220303BHJP

   C23C 2/12 20060101ALI20220303BHJP

   C23C 26/00 20060101ALI20220303BHJP

【ＦＩ】

C21D9/46 G

C21D9/46 J

C22C38/00 301S

C22C38/00 301T

C22C38/38

C23C2/06

C23C2/12

C23C26/00 B

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2020099141

(22)【出願日】2020-06-08

(62)【分割の表示】P 2017506687の分割

【原出願日】2015-08-07

(65)【公開番号】P2020147852

(43)【公開日】2020-09-17

【審査請求日】2020-06-09

(31)【優先権主張番号】PCT/IB2014/001492

(32)【優先日】2014-08-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】IB

(73)【特許権者】

【識別番号】515214729

【氏名又は名称】アルセロールミタル

(74)【代理人】

【識別番号】110001173

【氏名又は名称】特許業務法人川口國際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ジャン－フィリップ・マセ

(72)【発明者】

【氏名】ジャン－クリストフ・エル

【審査官】鈴木 葉子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－０３４７１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２０９４５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０１９０４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０６３６０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／０５１２３８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２１Ｄ １／００－１１／００

Ｃ２２Ｃ ３８／００－３８／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

５％から２５％の間の変態区間フェライトであって、変態区間フェライトが、７２１℃からＡｃ３の間の焼鈍の間に形成されるフェライトであるものと、少なくとも１０％の残留オーステナイトと、少なくとも５０％の分配されたマルテンサイトであって、分配されたマルテンサイトが、鋼板の公称炭素含有率よりも低い炭素含有率を有するマルテンサイトであるものと、１０％未満の新たなマルテンサイトと、ベイナイトとを含有し、分配されたマルテンサイトおよびベイナイトの合計は、少なくとも６０％である微細構造を有する鋼板を、化学組成が重量％で、
０．１５％≦Ｃ≦０．２５％
１．２％≦Ｓｉ≦１．８％
２％≦Ｍｎ≦２．４％
０．１％≦Ｃｒ≦０．２５％
Ａｌ≦０．５％
０．０５％未満のＮｉ、０．０２％未満のＭｏ、０．０３％未満のＣｕ、０．００７％未満のＶ、０．００１０％未満のＢ、０．００５％未満のＳ、０．０２％未満のＰおよび０．０１０％未満のＮ；
Ｎｂ含有量は、０．０５％に限定され、およびＴｉ含有量は、０．０５％に限定される、
を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物である鋼から作られた鋼板を熱処理することにより、製造する方法であって、熱処理が、連続する以下の工程
－ 鋼板を、ＴＡ１＝Ａｃ３－０．４５×（Ｍｓ－ＱＴ）からＴＡ２＝８３０℃の間の焼鈍温度ＴＡで３０秒を超える時間加熱および焼鈍する工程、［ここで、ＱＴは１８０℃から３００℃の間の焼き入れ温度である］
－ 鋼板を１８０℃から３００℃の間の焼き入れ温度ＱＴまで冷却することにより、鋼板を焼き入れする工程、
－ ３８０℃から４８０℃の間の温度ＰＴまで鋼板を加熱し、および１０秒から３００秒の間の時間Ｐｔ、鋼板を前記温度で維持する工程、
－ 少なくとも２５℃／秒の冷却速度で室温まで鋼板を冷却する工程
を含む方法。

【請求項2】

０．１７％≦Ｃ≦０．２１％である、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

１．３％≦Ｓｉ≦１．６％である、請求項１または請求項２に記載の方法。

【請求項4】

２．１％≦Ｍｎ≦２．３％である、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

鋼板を温度ＰＴまで時間Ｐｔの間加熱する工程中、温度ＰＴが４３０℃から４８０℃の間であり、時間Ｐｔが１０秒から９０秒の間である、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

鋼板を温度ＰＴまで時間Ｐｔの間加熱する工程中、温度ＰＴが３８０℃から４３０℃の間であり、時間Ｐｔが１０秒から３００秒の間である、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

被覆鋼板を製造するための、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法であって、該方法が、時間Ｐｔの間、温度ＰＴまで鋼板を加熱する工程と、室温まで鋼板を冷却する工程との間に、鋼板を溶融めっきする工程を含む、方法。

【請求項8】

溶融めっき工程が、亜鉛めっき工程である、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

溶融めっき工程が、ＡｌまたはＡｌ合金浴を使用して行われる、請求項７に記載の方法。

【請求項10】

被覆鋼板を製造するための、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法であって、該方法が、鋼板を室温まで冷却した後、電気亜鉛めっきまたは真空被覆のいずれかによって鋼板を被覆する工程を含む、方法。

【請求項11】

分配されたマルテンサイトと、新たなマルテンサイトと、ベイナイトとの合計が、少なくとも６５％である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項12】

鋼板の化学組成が重量％で、
０．１５％≦Ｃ≦０．２５％
１．２％≦Ｓｉ≦１．８％
２％≦Ｍｎ≦２．４％
０．１％≦Ｃｒ≦０．２５％
Ａｌ≦０．５％
０．０５％未満のＮｉ、０．０２％未満のＭｏ、０．０３％未満のＣｕ、０．００７％未満のＶ、０．００１０％未満のＢ、０．００５％未満のＳ、０．０２％未満のＰおよび０．０１０％未満のＮ；
Ｎｂ含有量は、０．０５％に限定され、およびＴｉ含有量は、０．０５％に限定される、を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物であり、該鋼板が、５％から２５％の間の変態区間フェライトと、少なくとも５０％の分配されたマルテンサイトであって、分配されたマルテンサイトが、鋼板の公称炭素含有率よりも低い炭素含有率を有するマルテンサイトであるものと、少なくとも１０％の残留オーステナイトと、１０％未満の新たなマルテンサイトと、ベイナイトとを含み、分配されたマルテンサイトおよびベイナイトの合計は、少なくとも６０％である微細構造を有する鋼板。

【請求項13】

０．１７％≦Ｃ≦０．２１％である、請求項１２に記載の鋼板。

【請求項14】

１．３％≦Ｓｉ≦１．６％である、請求項１２または請求項１３に記載の鋼板。

【請求項15】

２．１％≦Ｍｎ≦２．３％である、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の鋼板。

【請求項16】

鋼板が、ＺｎまたはＺｎ合金で被覆されている、請求項１２から１５のいずれか一項に記載の鋼板。

【請求項17】

鋼板が、ＡｌまたはＡｌ合金で被覆されている、請求項１２から１５のいずれか一項に記載の鋼板。

【請求項18】

鋼板が、少なくとも５５０ＭＰａの降伏強度、少なくとも９８０ＭＰａの引張強度、少なくとも１２％の均一伸び、少なくとも１８％の全伸び、および少なくとも３０％の穴広げ率を有する、請求項１２から１７のいずれか一項に記載の鋼板。

【請求項19】

分配されたマルテンサイトと、新たなマルテンサイトと、ベイナイトとの合計が、少なくとも６５％である、請求項１２から１７のいずれか一項に記載の鋼板。

【請求項20】

白色の車体用部品を製造するための、請求項１２から１９のいずれか一項に記載のまたは請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法によって製造された鋼板の使用。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、強度、延性および成形性が改善された高強度被覆鋼板の製造方法ならびにそれにより得られた鋼板に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車の車体構造部材および車体パネルの部品等の各種機器を製造するには、ＤＰ（二相）鋼やＴＲＩＰ（変態誘起塑性）鋼から製造された被覆板を用いるのが普通である。

【0003】

例えば、マルテンサイト微細構造および／またはいくらかの保留オーステナイトを含み、約０．２％のＣ、約２％のＭｎ、約１．７％のＳｉを含むそのような鋼は、約７５０ＭＰａの降伏強度、約９８０ＭＰａの引張強度、８％を超える全伸びを有する。これらの鋼板は、Ａｃ_３変態点より高い焼鈍温度からＭｓ変態点を超える過時効温度まで焼き入れし、所与の時間鋼板をその温度に維持することにより、連続焼鈍ラインで製造される。次に、鋼板は、溶融亜鉛めっきまたは電気亜鉛めっきのいずれかがなされる。

【0004】

地球環境保全の観点から、自動車の軽量化を図り、燃費を向上させるためには、降伏強度および引張強度が改善した鋼板を有することが望ましい。しかし、そのような鋼板は、良好な延性および良好な成形性も持たなければならない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ＵＳ２０１４／１７０４３９号は、少なくとも１０００ＭＰａの機械的強度を有する鋼板を製造する方法を開示する。さらに、焼き入れおよび分配として知られている熱処理は、「Ｔｈｅ ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ ａｎｄ ｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ： ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ ａｎｄ ｒｅｃｅｎｔ ｐｒｏｇｒｅｓｓ」、Ｊｏｈｎ Ｇ．Ｓｐｅｅｒら、Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ、８巻、Ｎｏ．４、２００８年４月において一般的な用語で開示される。

【0006】

この点において、少なくとも５５０ＭＰａの降伏強度ＹＳ、約９８０ＭＰａの引張強度ＴＳ、少なくとも１２％の均一伸びおよび少なくとも１８％の全伸びを備える鋼板を有することが望ましいことが留保される。また、損傷に対して高い耐性、即ち、少なくとも３０％の穴広げ率ＨＥＲを備える鋼板を有することも望ましい。全体の説明および特許請求の範囲で言及されている穴広げ率は、規格ＩＳＯ１６６３０：２００９に従って測定される。従って、本発明の目的は、そのような鋼板およびその鋼板を製造する方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

従って、本発明は、５％から２５％の間の変態区間フェライトと、少なくとも１０％の保留オーステナイトと、少なくとも５０％の分配されたマルテンサイトと、１０％未満の新たなマルテンサイトと、ベイナイトとを含有し、分配されたマルテンサイトおよびベイナイトの合計が少なくとも６０％を含む微細構造を有する鋼板を、鋼板の化学組成が重量％で、
０．１５％≦Ｃ≦０．２５％
１．２％≦Ｓｉ≦１．８％
２％≦Ｍｎ≦２．４％
０．１％≦Ｃｒ≦０．２５％
Ａｌ≦０．５％
を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物である鋼板を熱処理することにより、鋼板を製造する方法であって、熱処理および被覆操作が、連続する以下の工程
－鋼板を、ＴＡ１＝Ａｃ３－０．４５×（Ｍｓ－ＱＴ）［ここで、ＱＴは１８０℃から３００℃の間の焼き入れ温度である］からＴＡ２＝８３０℃の間の焼鈍温度ＴＡで３０秒を超える時間加熱および焼鈍する工程、
－鋼板を１８０℃から３００℃の間の焼き入れ温度ＱＴまで冷却することにより、鋼板を焼き入れする工程、
－３８０℃から４８０℃の間の分配温度ＰＴまで１０秒から３００秒の間の分配時間、鋼板を加熱する工程、
－少なくとも２５℃／秒の冷却速度で室温まで鋼板を冷却する工程
を含む該方法に関する。

【0008】

好ましくは、本発明による方法では、０．１７％≦Ｃ≦０．２１％である。

【0009】

別の実施形態では、本発明による方法において、１．３％≦Ｓｉ≦１．６％である。

【0010】

別の実施形態では、本発明による方法において、２．１％≦Ｍｎ≦２．３％である。

【0011】

好ましい実施形態では、本発明による方法において、１０秒から９０秒の間の分配時間について、分配温度ＰＴは４３０℃から４８０℃の間である。

【0012】

別の実施形態では、本発明による方法において、１０秒から３００秒の間の分配時間について、分配温度ＰＴは３８０℃から４３０℃の間である。

【0013】

第１の実施形態では、被覆鋼板を製造するために、方法は分配時間Ｐｔの間、分配温度ＰＴまで鋼板を加熱する工程と、室温まで鋼板を冷却する工程との間に、鋼板を溶融めっきする工程を含む。

【0014】

好ましい実施形態では、本発明の方法は、溶融めっき工程は亜鉛めっき工程である。

【0015】

別の実施形態では、本発明による方法は、ＡｌまたはＡｌ合金浴を使用して、溶融めっき工程が行われる。

【0016】

第２の実施形態では、被覆鋼板を製造するために、方法は、鋼板を室温まで冷却した後、電気亜鉛めっきまたは真空被覆のいずれかによって鋼板を被覆する工程を含む。

【0017】

好ましい実施形態では、本発明による方法は、マルテンサイトとベイナイトとの合計は少なくとも６５％である。

【0018】

本発明の目的は、鋼板の化学組成が重量％で、
０．１５％≦Ｃ≦０．２５％
１．２％≦Ｓｉ≦１．８％
２％≦Ｍｎ≦２．４％
０．１％≦Ｃｒ≦０．２５％
Ａｌ≦０．５％
を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物であり、その微細構造が、５％から２５％の間の変態区間フェライト、少なくとも５０％の分配されたマルテンサイト、少なくとも１０％の残留オーステナイト、１０％未満の新たなマルテンサイト、およびベイナイトを含み、分配されたマルテンサイトとベイナイトとの合計は少なくとも６０％である鋼板にも関する。

【0019】

好ましくは、本発明による鋼板は、０．１７％≦Ｃ≦０．２１％である。

【0020】

別の実施形態では、本発明による鋼板は、１．３％≦Ｓｉ≦１．６％である。

【0021】

別の実施形態では、本発明による鋼板は、２．１％≦Ｍｎ≦２．３％である。

【0022】

好ましい実施形態では、本発明による鋼板は、ＺｎもしくはＺｎ合金、またはＡｌもしくはＡｌ合金で被覆される。

【0023】

好ましい実施形態では、本発明による鋼板は、少なくとも５５０ＭＰａの降伏強度、少なくとも９８０ＭＰａの引張強度、少なくとも１２％の均一伸び、少なくとも１８％の全伸び、および 少なくとも３０％の穴広げ率を有する。

【0024】

好ましい実施形態では、本発明による鋼板は、マルテンサイトとベイナイトとの合計が少なくとも６５％である。

【0025】

また、本発明は、目的として、鋼板の使用または白色の車体用部品を製造するための記載されたその製造方法も有する。

【0026】

別の態様によれば、本発明は、５％から２５％の間の変態区間フェライトと、少なくとも１０％の保留オーステナイトと、少なくとも６５％のマルテンサイトおよびベイナイトとを含有する微細構造を有する被覆鋼板を、鋼板の化学組成が重量％で、
０．１５％≦Ｃ≦０．２５％
１．２％≦Ｓｉ≦１．８％
２％≦Ｍｎ≦２．４％
０．１％≦Ｃｒ≦０．２５％
Ａｌ≦０．５％
を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物である鋼板を熱処理し、被覆することにより、製造する方法であって、熱処理および被覆操作が、連続する以下の工程
－鋼板を、ＴＡ１＝Ａｃ３－０．４５×（Ｍｓ－ＱＴ）［ここで、ＱＴは１８０℃から３００℃の間の焼き入れ温度である］からＴＡ２＝８３０℃の間の焼鈍温度ＴＡで３０秒を超える時間加熱および焼鈍する工程、
－鋼板を焼き入れ温度ＱＴまで冷却することにより、鋼板を焼き入れする工程、
－３８０℃から４８０℃の間の分配温度ＰＴまで１０秒から３００秒の間の分配時間、鋼板を加熱する工程、
－室温に冷却した後に電気亜鉛めっきもしくは真空被覆、または鋼板を溶融めっきするいずれかによって鋼板を被覆し、次いで鋼板を室温まで冷却する工程
を含む該方法に関する。

【0027】

好ましくは、本発明による方法は、０．１７％≦Ｃ≦０．２１％である。

【0028】

別の実施形態では、本発明による方法は、１．３％≦Ｓｉ≦１．６％である。

【0029】

別の実施形態では、本発明による方法は、２．１％≦Ｍｎ≦２．３％である。

【0030】

好ましい実施形態では、本発明による方法は、１０秒から９０秒の間の分配時間について、分配温度ＰＴは４３０℃から４８０℃の間である。

【0031】

別の実施形態では、本発明による方法は、１０秒から３００秒の間の分配時間について、分配温度ＰＴは３８０℃から４３０℃の間である。

【0032】

好ましい実施形態では、本発明の方法は、溶融めっき工程は亜鉛めっき工程または合金化電気亜鉛めっき工程である。

【0033】

別の実施形態では、本発明による方法は、ＡｌまたはＡｌ合金浴を使用して、溶融めっき工程が行われる。

【0034】

この態様によれば、本発明の目的は、鋼板の化学組成が重量％で、
０．１５％≦Ｃ≦０．２５％
１．２％≦Ｓｉ≦１．８％
２％≦Ｍｎ≦２．４％
０．１％≦Ｃｒ≦０．２５％
Ａｌ≦０．５％
を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物であり、その微細構造は、５％から２５％の間の変態区間フェライト、少なくとも１０％の残留オーステナイト、ならびに少なくとも６５％のマルテンサイトおよびベイナイトを含む鋼板にも関する。

【0035】

好ましくは、本発明による鋼板は、０．１７％≦Ｃ≦０．２１％である。

【0036】

別の実施形態では、本発明による鋼板は、１．３％≦Ｓｉ≦１．６％である。

【0037】

別の実施形態では、本発明による鋼板は、２．１％≦Ｍｎ≦２．３％である。

【0038】

好ましい実施形態では、本発明による鋼板は、ＺｎもしくはＺｎ合金、またはＡｌもしくはＡｌ合金で被覆される。

【0039】

好ましい実施形態では、本発明による鋼板は、少なくとも５５０ＭＰａの降伏強度、少なくとも９８０ＭＰａの引張強度、少なくとも１２％の均一伸び、および少なくとも１８％の全伸びを有する。

【図面の簡単な説明】

【0040】

【図1】同じ鋼組成について、焼入れおよびマルテンサイトの分配工程を含まない方法と比較して、本発明の製造方法によって得ることができる一対（引張強度－穴広げ率）を示す。

【発明を実施するための形態】

【0041】

以下、本発明を詳細に、しかし制限を加えることなく、同じ鋼組成について、焼入れおよびマルテンサイトの分配工程を含まない方法と比較して、本発明の製造方法によって得ることができる一対（引張強度－穴広げ率）を示す図１を考慮して説明する。

【0042】

本発明によれば、鋼板は、化学組成が重量％で下記を含む半製品の熱間圧延および冷間圧延によって得られる。

【0043】

－十分な強度を確保し、且つ保留オーステナイトの安定性を向上させるための、０．１５から０．２５％、好ましくは０．１７％から０．２１％の炭素。この保留オーステナイト含有率は、十分な均一伸びおよび全伸びを得るために必要である。炭素含有率が０．２５％を超える場合には、熱間圧延された鋼板を冷間圧延することが困難になりすぎ、溶接性が不十分である。炭素含有率が０．１５％未満である場合には、降伏強度および引張強度レベルがそれぞれ５５０ＭＰａおよび９８０ＭＰａに達しないであろう。

【0044】

－オーステナイトを安定化させ、固溶体強化を提供し、被覆性にとって有害である、鋼板の表面で酸化ケイ素を生成することなく過時効の間に炭化物の形成を遅らせるための、１．２％から１．８％、好ましくは１．３％から１．６％のケイ素。

【0045】

－２％から２．４％、好ましくは２．１％から２．３％のマンガン。最小値は、少なくとも６５％のマルテンサイトおよびベイナイトを含む微細構造を得るために十分な焼き入れ性、９８０ＭＰａを超える引張強度を有するために定義され、最大値はＭｎ含有率が２．３％を超える場合に延性に有害である偏析の問題を有することを避けるために定義される。

【0046】

－０．１％から０．２５％のクロムが必要である。過時効中のベイナイトの形成を遅らせるために、焼入れ性を高め、保留オーステナイトを安定化させるためには、少なくとも０．１％が必要である。最大０．２５％のＣｒが許容され、飽和効果を超えて、Ｃｒを添加することは無駄であり、費用がかかる。

【0047】

－脱酸素の目的で液状鋼に通常添加される０．５％までのアルミニウム。好ましくは、Ａｌ含有率は０．０５％に制限される。Ａｌの含有率が０．５％を超える場合には、焼鈍中にオーステナイト化温度が高くなりすぎて、鋼板を工業的に製造することが困難になるであろう。

【0048】

残部は鉄および製鋼に起因する残留元素である。この点において、少なくともＮｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ、Ｂ、Ｓ、ＰおよびＮは、不可避的不純物である残留元素と考えられる。従って、それらの含有率は、Ｎｉについては０．０５％未満、Ｍｏについては０．０２％未満、Ｃｕについては０．０３％未満、Ｖについては０．００７％未満、Ｂについては０．００１０％未満、Ｓについては０．００５％未満、Ｐについては０．０２％未満、Ｎについては０．０１０％未満である。Ｎｂ含有率は０．０５％に制限され、Ｔｉ含有率は０．０５％に制限される。何故ならばそのような値を超えると大きな析出物が生じ、成形性が低下して、１８％の全伸びに達するのがより困難になるからである。

【0049】

鋼板は、当業者に既知の方法に従って、熱間圧延および冷間圧延することによって調製される。

【0050】

場合により、熱間圧延された鋼板は、熱間圧延鋼板のより良好な冷間圧延性を保証するために、冷間圧延の前に５５０℃から６５０℃の範囲の温度ＴＢＡで５時間を超えてバッチ焼鈍される。

【0051】

圧延後、鋼板は酸洗いまたは清浄化され、次いで熱処理され、溶融めっき、電気被覆または真空被覆のいずれかが行われる。

【0052】

好ましくは組み合わされた連続焼鈍および溶融めっきライン上で行われる熱処理は以下の工程を含む。

【0053】

－ＴＡ１＝Ａｃ３－０．４５×（Ｍｓ－ＱＴ）からＴＡ２＝８３０℃の間の焼鈍温度ＴＡで鋼板を焼鈍する工程、ここで、
Ａｃ３＝９１０－２０３［Ｃ］^１／２－１５.２［Ｎｉ］＋４４，７［Ｓｉ］＋１０４［Ｖ］＋３１.５［Ｍｏ］＋１３.１［Ｗ］－３０［Ｍｎ］－１１［Ｃｒ］－２０［Ｃｕ］＋７００［Ｐ］＋４００［Ａｌ］＋１２０［Ａｓ］＋４００［Ｔｉ］
Ｍｓ＝５３９－４２３［Ｃ］－３０．４［Ｍｎ］－１７．７［Ｎｉ］－１２．１［Ｃｒ］－１１［Ｓｉ］－７．５［Ｍｏ］

【0054】

ＱＴは１８０°から３００℃の間でなければならない。

【0055】

化学組成元素は重量％で与えられる。

【0056】

これは、変態区間フェライトの２５％という最大割合を確実にし、変態区間フェライト、即ち、約７２１℃からＡｃ３の間の変態区間焼鈍の間に形成されるフェライトの最低５％を確保するためである。鋼板は焼鈍温度で維持され、即ち、化学組成および微細構造を均質化するのに十分な時間、ＴＡ－５℃からＴＡ＋１０℃の間に維持される。この時間は３０秒より長いが、好ましくは３００秒を超える必要はない。

【0057】

－１８０℃から３００℃の間である焼き入れ温度ＱＴまで冷却することによって鋼板を焼き入れする工程。このような温度はＭｓ変態点よりも低く、冷却中の多角形のフェライトおよびベイナイトの形成を回避するのに十分高い冷却速度で到達される。Ｃｒはそのような形成を避けるのに役立つ。焼き入れによって、それは３０℃／秒より高い冷却速度を意味する。焼き入れ直後に、変態区間フェライト、マルテンサイトおよびオーステナイトからなる微細構造を得るために、焼入れ温度は１８０℃から３００℃である。焼入温度ＱＴが１８０℃未満である場合には、最終構造中の分配されたマルテンサイトの割合が高すぎて、１０％を超える十分な量の保留オーステナイトを安定化させることができない。また、焼き入れ温度ＱＴが３００℃より高い場合には、分配されたマルテンサイトの割合が低すぎて、所望の引張特性および損傷特性を得ることができない。

【0058】

次いで、この焼き入れ温度から、鋼板を溶融めっきする場合には、鋼板は、３８０℃から４８０℃の間、好ましくは４３０℃から４８０℃の間の分配温度ＰＴまで再加熱される。この分配工程中、炭素はマルテンサイトから残留オーステナイトに向かって拡散する。従って、この工程の間に、鋼板の公称含有率よりも低い炭素含有率を有する、分配されたマルテンサイトが生成されると同時に、鋼板の公称炭素含有率よりも高い炭素含有率を有する富化オーステナイト相が生成される。

【0059】

例えば、分配温度は、溶融めっきするために鋼板を加熱しなければならない温度、即ち、４５５℃から４６５℃の間の温度に等しくすることができる。他方、鋼板をさらに電気亜鉛めっきする場合、または鋼板が被覆されない場合には、分配温度を低くすることができ、即ち、３８０℃から４３０℃の間に浸漬することができる。誘導加熱器によって再加熱を行う場合、再加熱速度は高くなり得るが、その再加熱速度は鋼板の最終特性に影響を及ぼさなかった。

【0060】

－鋼板を溶融めっきする場合、鋼板は１０秒から３００秒の間、好ましくは１０秒から９０秒の間の時間Ｐｔの間、分配温度ＰＴに維持される。溶融めっき鋼の場合、分配温度ＰＴは好ましくは４３０℃から４８０℃の間である。分配温度で鋼板を維持することは、分配中に、鋼板の温度がＰＴ－２０℃からＰＴ＋２０℃の間に留まることを必要とする。

【0061】

場合により、鋼板の温度は、そのような被覆方法が選択される場合には、鋼板を溶融めっきしなければならない温度に等しくなるように、冷却または加熱によって調整される。

【0062】

この場合、溶融めっきは、例えば、亜鉛めっきとすることができるが、被覆中に鋼板が提供される温度が４８０℃未満のままであれば、全ての金属溶融めっきが可能である。鋼板が亜鉛めっきされる場合、それは通常の条件で行われる。本発明による鋼板は、亜鉛－マグネシウムまたは亜鉛－マグネシウム－アルミニウムのようなＺｎ合金で亜鉛メッキすることもできる。

【0063】

－最後に、鋼板を室温まで冷却する。この工程中、分配工程で炭素が富化されたオーステナイトの一部は新たなマルテンサイトに変態する。従って、新たなマルテンサイトは、公称組成の炭素含有率より高いＣ含有率を有する。

【0064】

最終冷却中に生じる新たなマルテンサイトの自動焼戻しの影響を避けるために、冷却速度は少なくとも２５℃／秒である。鋼板が溶融めっきされる場合には、鋼板を、被覆が適切に凝固するために、公知の技術に従って３００℃まで冷却し、次いで新たなマルテンサイトの自動焼戻しを避けるために、少なくとも２５℃／秒の冷却速度で室温まで冷却する。このような影響は引張特性に影響を及ぼし、特に延性を低下させる可能性がある。

【0065】

鋼板が溶融めっきされない場合には、例えば、電気化学的または真空処理によって被覆される場合、または被覆されないままである場合には、新たなマルテンサイトの自己焼戻しの度合いが高すぎるのを避けるのと同じ理由から、鋼板は２５℃／秒よりも高い冷却速度で、分配工程後直接冷却される。

【0066】

溶融めっきを使用する代わりに、鋼板は、電気化学的方法、例えば、電気亜鉛メッキ、または冷却工程の後にＰＶＤまたはジェット蒸気蒸着のような任意の真空被覆法によって被覆することができる。ここでもまた、あらゆる種類の被覆を使用することができ、特に亜鉛、または亜鉛－ニッケル、亜鉛－マグネシウムまたは亜鉛－マグネシウム－アルミニウム合金のような亜鉛合金を使用することができる。

【0067】

分配し、室温まで冷却した後、上記被覆方法が何であっても、または鋼板が被覆されない場合、本発明による鋼板は、少なくとも１０％の残留オーステナイト、５から２５％の変態区間フェライト、少なくとも５０％の分配されたマルテンサイト（即ち、公称炭素含有率よりも低い炭素含有率を有するマルテンサイト）、１０％未満の新たなマルテンサイト（即ち、公称炭素含有率よりも高い炭素含有率を有するマルテンサイト）およびベイナイトを含み、分配されたマルテンサイトおよびベイナイトの合計（即ち、組み合わせ）は少なくとも６０％である。

【0068】

安定な機械的特性を得るためには、マルテンサイト（即ち、分配されたおよび新たな）およびベイナイトの合計は少なくとも６５％である。

【0069】

本発明による鋼板は、少なくとも５５０ＭＰａの降伏強度ＹＳ、少なくとも９８０ＭＰａの引張強度ＴＳ、少なくとも１２％の均一伸びＵＥ、少なくとも１８％の全伸びＴＥおよび少なくとも３０％の穴広げ率ＨＥＲを有する。

【実施例】

【0070】

以下の実施例は、例示のためのものであり、本明細書の開示の範囲を限定するものと解釈されることを意味しない。

【0071】

一例として、厚さ１．２ｍｍの鋼板は以下の組成を有する。
Ｃ＝０．１９％、Ｓｉ＝１．５％、Ｍｎ＝２．２％、Ｃｒ＝０．２％、Ａｌ＝０．０３０％、残部はＦｅおよび不純物である。Ｃｕ、Ｎｉ、Ｂ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖ等の不純物元素は全て、０．０５％未満の含有率を有する。鋼板は熱間圧延および冷間圧延によって製造された。この鋼板の理論的Ｍｓ変態点は３６９℃であり、計算されたＡｃ３点は８４９℃である。

【0072】

この鋼板の試料を焼鈍、焼き入れおよび分配によって熱処理し、次いで溶融亜鉛メッキまたは電気亜鉛メッキし、分配工程後の冷却速度は２５℃／秒よりも高かった。微細構造を定量化し、機械的特性を測定した。

【0073】

焼鈍処理の条件を表Ｉに報告し、得られた微細構造を表ＩＩに要約し、機械的特性を表ＩＩＩに示す。実施例１から実施例１５では、４６０℃での亜鉛めっき（ＧＩ）によって溶融めっきし、実施例１６から実施例３０では、焼鈍後に電気亜鉛めっき（ＥＺ）した。

【0074】

太字且つ下線の数字のものは、本発明によるものではない。

【0075】

【表1】

【0076】

【表2】

【0077】

【表3】

【0078】

これらの表において、ＴＡは焼鈍温度、ＴＡ１は下限焼鈍温度、ＱＴは焼入れ温度、ＰＴは分配温度、Ｐｔは分配温度での保持時間、ＹＳは降伏強度、ＴＳは引張強度、ＵＥは均一伸び、ＴＥは全伸びである。

【0079】

微細構造の割合は、鋼板の最終微細構造、即ち、室温での冷却後に関係し、Ｆは変態区間フェライトの割合、Ａは保留オーステナイトの割合、ＦＭは新たなマルテンサイトの割合、ＰＭは分配されたマルテンサイトの割合、Ｍはマルテンサイトであり、即ち、新たなおよび分配されたマルテンサイトの合計であり、Ｂはベイナイトの割合である。

【0080】

亜鉛メッキまたは電気亜鉛メッキのいずれかがされた試料１、２、４、５、６、１６、１７、１８、２０、２１、２２および２３は、所望の特性、より具体的には延性特性を得るために、焼鈍温度ＴＡを焼き入れ温度ＱＴに応じて設定しなければならないことを示す。選択された分配温度ＰＴがどのようなものであっても、ＴＡ温度が低い程、ＱＴ温度は低くなる。ＴＡ温度とＱＴ温度とを釣り合わせることにより、変態区間焼鈍の終了時に得られる変態区間フェライトの割合に関して、焼き入れ後に、分配されたマルテンサイトの適切な割合を得ることができる。即ち、フェライト割合が高いほど、高強度、十分な延性および高い穴広げの特性を有するために、鋼板の分配されたマルテンサイトの割合が高くなる。

【0081】

試料７から１５および試料２４から３０は、焼鈍温度が８３０℃を超える場合には、変態区間フェライトの割合が小さすぎて十分な延性を確保することができなくなることを示している。他方、試料３および１９は、焼鈍温度が、ＴＡ１＝Ａｃ３－０．４５×（Ｍｓ－ＱＴ）の関係で計算された焼鈍温度よりも低い場合には、ＹＳは５５０ＭＰａよりも低いことを示している。実際、高い焼入れ温度ＱＴと組み合わされた低い焼鈍温度ＴＡは、分配されたマルテンサイトの割合が低くなるため、分配されたマルテンサイトおよびベイナイトの割合の組み合わせが低すぎて、５５０ＭＰａを超える降伏強度を確保することができない。また、分配されたマルテンサイトの割合を減少させると、耐損傷性が低下し、穴拡げ率が３０％未満となる。

【0082】

試料３１、３２および３３は、所望の特性ＹＳおよびＴＳを得ることができるが、所望の穴広げ率を得ることができない異なる微細構造の例である。これらの例では、焼き入れ温度ＱＴでの焼き入れ工程を避けることにより、本発明のものとは熱サイクルが異なる。即ち、鋼板は分配温度ＰＴまで直接冷却され、室温まで冷却される前に時間Ｐｔ間、保持される。そのような熱サイクルにより、変態区間フェライトＦ、ベイナイトＢ、保留オーステナイトＡおよび新たなマルテンサイトＦＭからなる微細構造が生じ、同様の引張特性を示すが、損傷特性を低下させる。実際、微細構造中に分配されたマルテンサイトが存在しないことにより、鋼板の損傷特性が低下するため本発明の実施例（試料１、２、４、５、６、１６、１７、１８、２０、２１、２２および２３）および試料３１、３２および３３の穴広げ率ＨＥＲ対引張強度ＴＳを示す図１に示すように、穴広げ率が低下する。

【0083】

試料１６、１７、１８、２０、２１、２２および２３は、４６０℃の分配温度および１０秒から６０秒の間の分配時間で、亜鉛メッキされた鋼板の所望の特性を得ることができることを示す。

【0084】

他方、試料１、２、４、５および６は、４００℃の分配温度および１０秒から３００秒の間の分配時間で、所望の特性を得ることも可能であることを示す。本発明に従った鋼板は、白色の車体の部品を製造するのに使用することができる。

【図1】