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特表2024-545671鋼板中の水素含有量の評価方法

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-12-10

(54)【発明の名称】鋼板中の水素含有量の評価方法

(51)【国際特許分類】

C21D 1/74 20060101AFI20241203BHJP

C21D 9/46 20060101ALI20241203BHJP

C21D 1/26 20060101ALI20241203BHJP

C22C 38/00 20060101ALN20241203BHJP

C22C 38/38 20060101ALN20241203BHJP

C22C 38/14 20060101ALN20241203BHJP

【ＦＩ】

C21D1/74 K

C21D9/46 Z

C21D1/26 Z

C22C38/00 301F

C22C38/38

C22C38/14

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024535826

(86)(22)【出願日】2022-12-06

(85)【翻訳文提出日】2024-08-13

(86)【国際出願番号】 IB2022061809

(87)【国際公開番号】W WO2023111771

(87)【国際公開日】2023-06-22

(31)【優先権主張番号】PCT/IB2021/061904

(32)【優先日】2021-12-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】IB

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【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】弁理士法人川口國際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】デュドネ，トマ

【テーマコード（参考）】

4K037

【Ｆターム（参考）】

4K037EA01

4K037EA04

4K037EA05

4K037EA11

4K037EA15

4K037EA16

4K037EA17

4K037EA27

4K037EB02

4K037EB05

4K037EB11

4K037EB12

4K037FJ02

4K037FJ05

4K037FK02

4K037FK08

(57)【要約】

本発明は、焼鈍工程に供されている間の鋼板中の水素含有量の評価方法であって、以下のステップ、温度曲線に従って鋼板の微細構造を推定するステップと、水素の溶解度Ｃ_Ｈを計算するステップと、転位中のトラップされた水素の体積濃度Ｃ_Ｔおよび結晶格子の格子間サイト中の水素の体積濃度Ｃ_Ｌを計算するステップと、焼鈍工程の各時間ステップでの水素含有量Ｃ_total＝Ｃ_Ｌ＋Ｃ_Ｔを算出するステップと、各時間ステップでの水素含有量Ｃ_totalをユーザに出力するステップとを含む、方法に関する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱経路に従って少なくとも１つの焼鈍工程を受ける鋼板中の、水素含有量の評価方法であって、温度は、水素を含有する雰囲気を有する炉内のセンサによって測定されることができ、前記鋼板は、原子が結晶格子内に配置された粒子を含み、したがって、転位および格子間サイトを含む鋼の微細構造を形成し、前記方法は、以下の連続するステップ、
－熱経路の関数として鋼板の微細構造を決定するステップと、
－微細構造、温度Ｔ、および水素分圧ｐ_Ｈ２の関数として、鋼板の表面における水素の溶解度Ｃ_Ｈを計算するステップと、
－転位中のトラップされた水素の体積濃度Ｃ_Ｔおよび格子間サイト中の水素の体積濃度Ｃ_Ｌを、温度Ｔ、水素のトラップ速度ｋ、水素のデトラップ速度ｐ、Ｃ_Ｈ、および微細構造の関数として計算するステップと、
－焼鈍工程の任意の時点での水素含有量Ｃ_total＝Ｃ_Ｌ＋Ｃ_Ｔを算出するステップと、
－コンピュータディスプレイを通して、いつでも水素含有量Ｃ_totalをユーザに出力するステップと、
を含む、方法。

【請求項2】

Ｃ_ＴおよびＣ_Ｌは、前記鋼板の厚さの少なくとも一部にわたって以下の式、

【数1】

【数2】

Ｄ_Ｌは結晶格子中の水素の格子拡散係数、
ｘは前記鋼板の内側の深さ、
Ｎ_Ｌは格子間サイトの体積密度、
Ｎ_Ｔは転位の体積密度、
Ｎ_Ａはアボガドロ定数、
を解くことによって算出される、請求項１に記載の鋼板中の水素含有量の評価方法。

【請求項3】

水素の溶解度Ｃ_Ｈは、以下の式、
Ａｃ３以下の温度Ｔの場合、

【数3】

Ａｃ３を超える温度Ｔの場合、

【数4】

ｐ_Ｈ２は炉内の水素分圧であり、Ｃ_Ｈはａｔ％で表される
によって算出される、請求項１および２のいずれか一項に記載の、鋼板中の水素含有量の評価方法。

【請求項4】

鋼板の微細構造は、フェライト、オーステナイト、マルテンサイト、およびベイナイトのうちの少なくとも１つの相を含有し、水素の格子拡散係数Ｄ_Ｌは、以下の式、
フェライト、マルテンサイト、およびベイナイトにおいて

【数5】

オーステナイトにおいて

【数6】

によって算出される、請求項１～３のいずれか一項に記載の、鋼板中の水素含有量の評価方法。

【請求項5】

水素のトラップ速度ｋおよび水素のデトラップ速度ｐは、以下の式、

【数7】

【数8】

ｋ_０およびｐ_０はトラップおよびデトラップ係数、Ｅ_Ｔはトラップエネルギー、Ｅ_Ｄはデトラップエネルギー、Ｒは普遍定数気体、
により算出される、請求項１～４のいずれか一項に記載の、鋼板中の水素含有量の評価方法。

【請求項6】

転位の体積密度Ｎ_Ｔは、以下の式、

【数9】

ρ_ｄｉｓは転位の表面密度、αはＢｕｒｇｅｒベクトル当たりの転位数、ａ_ｂｃｃは格子パラメータ、
によって算出される、請求項１～５のいずれか一項に記載の、鋼板中の水素含有量の評価方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、焼鈍工程に供されている間に鋼板中の水素含有量を評価する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

鋼板は、原子が結晶格子状に配列されて鋼の微細構造を形成する粒子からなる。これらの原子間の空間は格子間サイトと呼ばれる。原子の配列は完全に規則的ではなく、線状欠陥である転位の場合のように、何らかの配列欠陥が生じ得る。

【0003】

鋼板の熱処理中、炉の雰囲気中に存在する水素原子は、鋼に容易に浸透し、吸収され得る。実際、水素は、結晶格子の格子間サイトのサイズと同程度の原子サイズのために結晶格子内に拡散することができる。水素原子は、漸進的に拡散し、転位などの欠陥の内部にトラップされ得る。

【0004】

鋼板中の水素の導入および拡散は、鋼板の脆性の原因となる機構の１つであり、例えば、粒界および／または転位滑り面に沿った亀裂形成をもたらし得る。

【0005】

水素のために、鋼帯は、水素脆化とも呼ばれる延性の損失を被る可能性がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

したがって、本発明の目的は、焼鈍工程を受けている鋼板中の水素含有量を評価する方法を提供し、いつでも水素含有量をユーザへ出力することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の目的は、請求項１に記載の方法を提供することによって達成される。方法はまた、請求項２～６のいずれか一項に記載の特徴を備えることができる。

【0008】

以下、Ｃ_Ｌは鋼板の結晶格子の格子間サイトの水素の濃度を示し、Ｃ_Ｔは鋼板中のトラップされた水素の濃度を示す。転位は、微細構造中に均一に分布した、本発明で考慮される唯一のトラップサイトである。

【0009】

以下に、添付の図面を参照して、本発明を詳細に説明し、限定を導入することなく実施例によって説明する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】工程Ｐ０およびＰ１の温度曲線を表す。

【図2】工程Ｐ２の温度曲線を表す。

【図3】本発明の方法の一実施形態で使用されるセルを示し、工程Ｐ１の点Ｆ_１における微細構造を表す。

【図4】Ｐ０のＣ_Ｌ、Ｃ_ＴおよびＣ_total＝Ｃ_Ｌ＋Ｃ_Ｔの時間発展を表す。

【図5】Ｐ１のＣ_Ｌ、Ｃ_ＴおよびＣ_totalの時間発展を表す。

【図6】Ｐ２のＣ_Ｌ、Ｃ_ＴおよびＣ_totalの時間発展を表す。

【図7】工程Ｐ３の温度曲線を表す。

【図8】工程Ｐ４の温度曲線を表す。

【図9】Ｐ３のＣ_Ｌ、Ｃ_ＴおよびＣ_totalの時間発展を表す。

【図10】Ｐ４のＣ_Ｌ、Ｃ_ＴおよびＣ_totalの時間発展を表す。

【図11】本発明の方法の一実施形態で使用されるセルを示し、工程Ｐ３の点Ｅ_３における微細構造を表す。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明による方法は、少なくとも１つの焼鈍工程を受ける鋼板の拡散水素含有量の評価を扱う。

【0012】

この焼鈍の間、鋼板は、熱経路に従って、少なくとも１つの加熱工程および１つの冷却工程に供される。通常、熱処理は、酸化性雰囲気、すなわち、例えば、Ｏ_２、ＣＨ_４、ＣＯ_２またはＣＯである酸化性ガスを含む雰囲気中で行われることができる。それらはまた、中性雰囲気、すなわち、例えばＮ_２、ＡｒまたはＨｅである中性ガスを含む雰囲気中で行われることができる。最後に、それらはまた、還元雰囲気、すなわち、例えば、Ｈ２またはＨＮｘである還元ガスを含む雰囲気中で行われることもできる。

【0013】

好ましい実施形態では、熱経路はまた、少なくとも１つの等温保持ステップを含むことができ、これには通常、加熱ステップが先行し、その後に冷却ステップが続くことができる。冷却ステップは、過時効サブステップと呼ばれる等温保持と、それに続く後続の冷却ステップとを含むことができる。高温金属浴中の溶融めっきコーティング工程はまた、そのような熱経路中に使用されることができ、そのような高温金属浴中に浸漬された金属板がそのような浴中での保持時間中に浴温度に維持されるため、別のタイプの等温保持である。

【0014】

前記焼鈍は、例えば、再結晶焼鈍、回復または焼き戻しであってもよく、その後にこれらの熱処理、
－急冷および焼き戻し、
－急冷および分離
を行うことができる。

【0015】

本発明による熱経路は、連続温度Ｔ、加熱および冷却速度、ならびに焼鈍工程および任意の後続の熱処理の各セクションで費やされる時間に対応する。

【0016】

熱経路の温度は、焼鈍および任意の後続の熱処理中にセンサによって、またはソフトウェアを使用して行われる算出によって測定されることができる。

【0017】

本発明による方法の第１のステップは、例えばＣＯＭＳＯＬ（Ｒ）のようなソフトウェアを使用して行われる算出によって、焼鈍工程の熱経路の関数として鋼板の微細構造を決定することである。微細構造はまた、Ｘ－ＣＡＰ（Ｒ）などの鋼中のオーステナイト含有量を測定することができる炉内のセンサによって決定することができる。

【0018】

本発明の枠組では、微細構造の発展（ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）は、所与の温度での相変化に対応する特定の点でのみ瞬間的に起こる。次いで、鋼板の表面における水素の溶解度Ｃ_Ｈが算出される。水素の溶解度は、鋼板に溶解する水素の適性である。この溶解度は、温度、水素の分圧、および鋼板の微細構造に存在する相に依存する。これは、以下の式［１］および式［２］によって算出されることができる。

【0019】

Ａｃ３以下、好ましくは２８０Ｋ～１１８４Ｋの温度Ｔの場合、

【数1】

【0020】

加熱が行われる温度曲線の最初の部分では、フェライトが鋼板の主な構造である。フェライト中の水素の溶解度Ｃ_Ｈは、上記式［１］を用いて適切に算出される。

【0021】

冷却が行われる温度曲線の最後の部分では、Ａｃ３を超えて形成されたオーステナイトの一部は、鋼の組成および冷却速度に応じて、ベイナイトおよび／またはマルテンサイトに変態する可能性がある。曲線のその部分では、ベイナイトおよびマルテンサイト中の水素の溶解度Ｃ_Ｈはフェライトと同じであると仮定され、上記式［１］も使用して適切に得られることができる。

【0022】

Ａｃ３を超える、好ましくは１１８４Ｋ～１６６７Ｋの温度Ｔの場合、

【数2】

【0023】

高温での保持が起こり得る温度曲線の中央部では、オーステナイトが鋼板中の主相であると仮定し、オーステナイト中の水素の溶解度Ｃ_Ｈは上記式［２］を用いて適切に算出される。

【0024】

式［１］および式［２］の両方において、Ｃ_Ｈはａｔ％で表され、ｐ_Ｈ２は炉内の水素分圧であり、Ｐａで表される。これらの両方の式は、Ｆｒｏｍｍ＆Ｊｅｈｎ「ＨｙｄｒｏｇｅｎｉｎＥｌｅｍｅｎｔｓ」、（Ｂｕｌｌ．ＡｌｌｏｙｓＰｈａｓｅＤｉａｇｒａｍｓ、５（３）、３２３～３２６（１９８４））の刊行物からのものである。

【0025】

鋼板の表面における水素の溶解度Ｃ_Ｈを決定することは、本発明による方法の次のステップのための入力として必要であり、結晶格子の格子間サイトにおける水素の体積濃度Ｃ_Ｌおよび鋼板中のトラップされた水素の体積濃度Ｃ_Ｔは、いずれも鉄１ｍ^３あたりの水素のモル数（ｍｏｌ_Ｈ／ｍ^３ _Ｆｅ）で表され、以下の式を解くことによって数値シミュレーションを用いて計算される。

【数3】

【数4】

【0026】

ここで、式［３］および式［４］の両方の異なるパラメータおよび定数が説明される。

【0027】

Ｄ_Ｌは、ｍ^２／ｓで表される結晶格子内の拡散係数であり、温度およびその温度で鋼板に存在する相に依存する。この拡散係数は、水素の材料内部への拡散し易さを表す。係数が大きいほど、水素が拡散しやすくなる。

【0028】

フェライト、マルテンサイトおよびベイナイトでは、この水素の係数拡散Ｄ_Ｌは同じであると仮定され、以下の式によって算出される。

【数5】

【0029】

オーステナイトでは、水素の係数拡散Ｄ_Ｌは、以下の式に従って算出される。

【数6】

Ｒ＝８．３１４Ｊ／ｍｏｌ・Ｋは普遍気体定数であり、ＴはＫで表される温度である。

【0030】

これらの式から、同等の温度では、水素がオーステナイトよりもフェライト、マルテンサイトおよびベイナイトに拡散しやすいことが分かる。

【0031】

Ｎ_Ｌ＝５．２×１０^２９サイト／ｍ^３は、鋼板中の格子間サイトの体積密度である。本発明による方法では、Ｎ_Ｌは微細構造のすべての相で同じであると仮定される。

【0032】

Ｎ_Ｔは転位の体積密度であり、サイト／ｍ^３で表される。転位は、Ｅ_Ｂ＝２７０００Ｊ／ｍｏｌの関連するトラップエネルギーを有する。本発明による方法では、１つの転位が１つ以上の水素原子をトラップすることができる。転位の体積密度Ｎ_Ｔは、以下の式、

【数7】

により、サイト／ｍ^２で表される転位の表面密度ρ_ｄｉｓを使用して算出され、αは、Ｂｕｒｇｅｒベクトル当たりの転位の数であり、水素原子をトラップする転位の能力を表す。この係数が高いほど、転位は水素原子をより多くトラップする。ａ_ｂｃｃは、オングストロームで表されるｂｃｃ構造の格子パラメータである。本発明の枠組みにおいて、この格子パラメータは、すべてのｂｃｃ構造であるフェライト、マルテンサイトおよびベイナイトにおいて同じである。好ましい実施形態では、これらのパラメータは以下の値をとることができる。
α＝７
ａ_ｂｃｃ＝２．８７Å

【0033】

本発明の枠組において、水素の原子は、それらの低い拡散係数のために、オーステナイト中の転位によってトラップされ得ない。

【0034】

ｋおよびｐはそれぞれ、水素トラップ速度およびデトラップ速度であり、ｓ^－１で表され、時間の関数としてそれぞれトラップおよびデトラップされた水素原子の量に対応し、以下の式によって規定される。

【数8】

【数9】

【0035】

Ｅ_Ｔ＝４１５０Ｊ／ｍｏｌは、トラップのエネルギーであり、これは水素原子がトラップされるために提供しなければならないエネルギーであり、また、Ｅ_Ｄ＝Ｅ_Ｔ＋Ｅ_Ｂ＝３１１５０Ｊ／ｍｏｌは、水素がデトラップされるために提供しなければならないエネルギーである。

【0036】

定数ｋ０およびｐ０は、ｓ^－１で表される水素トラップ係数およびデトラップ係数である。それらは、微細構造の異なる相におけるＮ_Ｔと共にＣ_ＴおよびＣ_Ｌを算出するためのフィッティングパラメータとして使用される。そのようなフィッティングパラメータは、所与の鋼組成で行われた実験と本発明による算出との比較によって決定することができ、実験値および算出値が収束するまで繰り返される。

【0037】

最後に、Ｎ_Ａ＝６．０２×１０２３ｍｏｌ^－１はアボガドロ数である。

【0038】

上述したように、本発明の方法の枠組みで行われる算出のいくつかは、温度曲線の所与の点で鋼中に存在する相に依存する。さらに、式［３］は、算出が行われる鋼部分の深さｘに依存する。鋼板の厚さ全体にトラップされた水素の正確な評価を与えるために、鋼板は、鋼板の厚さの少なくとも一部をシミュレートするために、５μｍ×５μｍのＮ個のセルの繰り返しからなると考えることが好ましい。好ましい実施形態では、鋼板の厚さの半分が使用され、Ｎは以下の式、
Ｎ＝鋼板の厚さ／（２＊５μｍ）
によって算出される。

【0039】

鋼板の他の半分の厚さは、第１の厚さと全く同様に挙動し、水素の拡散は鋼板の全長において均一である。

【0040】

次いで、Ｃ_Ｈ値は温度曲線に沿って式［１］および［２］を使用して算出されることができる。次いで、そのようなＣ_Ｈ値は、セルの第１行のＣ_Ｌ値として使用される。

【0041】

式［３］および［４］が各セルに連続的に適用されて、最終的に鋼板の全厚に対するＣ_ＴおよびＣ_Ｌの値を提供することができる。

【0042】

本発明による方法の最後のステップでは、トータル水素含有量Ｃ_totalは、コンピュータディスプレイを介してユーザに出力される前に、任意の時点でＣ_ＬとＣ_Ｔとの和を算出することによって決定される。

【0043】

本発明は以下の実施例によって説明されるが、これらは決して限定的なものではない。

【0044】

（実施例１）
０．０７ｗｔ％のＣ、２．６２ｗｔ％のＭｎ、０．２５ｗｔ％のＳｉ、０．３ｗｔ％のＣｒ、０．１６ｗｔ％のＡｌ、０．０９１ｗｔ％のＭｏからなり、組成の残りは鉄および精錬から生じる不可避の不純物の組成および厚さ１ｍｍを有する冷延鋼板が供給される。

【0045】

次いで、そのような鋼板は、図１および図２に記載されているように、工程Ｐ０、Ｐ１およびＰ２のうちの１つの焼鈍工程を受けることができる。すべての工程において、鋼板は７９０℃の温度Ｔ_Ｈに加熱され、５％の水素、残りはＮ_２からなる雰囲気を有し、－５０℃の露点を有する炉内で、保持時間ｔ_Ｈにわたって前記温度に維持される。

【0046】

次いで、工程Ｐ０において、鋼板は室温（ＲＴ）まで冷却される。

【0047】

工程Ｐ１では、鋼板は、Ｔ_Ｈから４６５℃の温度Ｔ_１まで冷却され、８６秒の保持時間ｔ_１の間前記温度に維持された後、１０℃／秒の冷却速度で室温まで冷却される。

【0048】

工程Ｐ２では、鋼板は、まず、Ｔ_Ｈから６００℃の温度Ｔ_１まで２．６℃／ｓの冷却速度で徐冷され、次に、Ｔ_１から４６５℃の温度Ｔ_２まで４０℃／ｓの冷却速度で冷却される。鋼板は、８６秒の保持時間ｔ_２にわたって前記温度Ｔ_２に維持され、その後１０℃／秒の冷却速度で室温（ＲＴ）に冷却される。

【0049】

各工程における温度Ｍｓは、膨張測定によって得られる。

【0050】

水素含有量の実験値を得るために、これらの工程パラメータを用いて実験が行われた。以下の特定の条件が適用された：

【0051】

表１：工程パラメータ

【表1】

【0052】

表２：実験水素含有量
実験水素含有量は、工程の最後にＴＤＡ実験によって測定される。水素の熱脱離を得るために、鋼板は１２００℃／ｈの加熱速度で加熱された。

【0053】

対応する拡散性水素含有量は表２にまとめられる。

【0054】

【表2】

【0055】

本発明に従って評価される水素含有量
まず、図１および図２に表すように、温度曲線の各点（Ａ０，Ｂ０，Ｃ０，Ｄ０，Ｅ０；Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１，Ｅ１，Ｆ１，Ｇ１；Ａ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２，Ｅ２，Ｆ２，Ｇ２，Ｈ２）で鋼板の微細構造が推定される。

【0056】

微細構造の相変態は、示された点でのみ瞬時に起こる。推定された微細構造は表３にまとめられている。

【0057】

表３：推定された微細構造

【表3】

【0058】

Ｔ_Ｈまでの加熱ステップ中、フェライトは、温度がＡＣ１に達するまで主相であり、そこでフェライトはオーステナイトに変態し始める。点Ｂ_０、Ｂ_１およびＢ_２でそれぞれ開始するＴ_Ｈでの保持ステップの間、微細構造はフェライトおよびオーステナイトからなる。

【0059】

工程Ｐ０では、室温での冷却中に、すべてのオーステナイトがＭｓ０温度（点Ｄ_０）でマルテンサイトに変態する。

【0060】

点Ｃ_１で始まる工程Ｐ１の第１の冷却中、オーステナイトの一部はベイナイトに変態する。Ｄ_１から始まる後続の保持ステップ中に、オーステナイトはベイナイトに変態し続ける。Ｅ_１で開始する冷却中の微細構造は、Ｄ_１とＥ_１との間のステップと同じである。オーステナイトは、Ｍｓ１温度に対応する点Ｆ_１でマルテンサイトに最終的に変態する。

【0061】

工程Ｐ２では、Ｃ_２で開始する徐冷中、相変態は起こらない。オーステナイトの一部は、Ｄ２から始まる後続の冷却中にベイナイトに変態する。Ｅ２で開始する後続の過時効中に、オーステナイトはベイナイトに変態し続ける。Ｆ_２の微細構造はＥ_２と同じであり、オーステナイトはＭｓ２温度の点Ｇ_２でマルテンサイトに変態する。

【0062】

鋼板の厚さの半分は、５μｍ×５μｍのＮ＝１００個のセルの繰り返しによってシミュレートされる。表３の相百分率は、点Ｆ_１における微細構造に対応する図３に示されるように、セルの表面の百分率を通して考慮される。セルの表面の２５％は、鋼内部のマルテンサイトの２５％を表し、セルの表面の４５％は、ベイナイトの４５％を表し、セルの表面の３０％は、鋼板内部のフェライトの３０％を表す。

【0063】

次いで、相変態が起こるすべての点について、５０６６．５Ｐａの水素分圧ｐ_Ｈ２で式［１］および［２］を使用してＣ_Ｈ値が算出される。次いで、そのようなＣ_Ｈ値は、セルの第１行のＣ_Ｌ値として使用される。

【0064】

以下のプロトコルを用いて、Ｎ_Ｔならびにトラップ係数およびデトラップ係数が当てはめられた。実施例１による組成を有する鋼板は、５％のＨ_２、残りはＮ_２からなる雰囲気を有する炉内で８５０℃の温度で加熱され、２６０秒の保持時間にわたって前記温度に維持された後、急冷された。次いで、各鋼板中の実験水素含有量が、１２００℃／ｈの加熱速度で鋼板を加熱することにより、ＴＤＡ実験により測定された。

【0065】

数回の反復の後、最良のフィッティングパラメータは以下のように選択された。
ｋ_０＝１０^５ｓ^－１
ｐ_０＝１０^２ｓ^－１
フェライト中のＮ_Ｔ＝１０^２４サイト／ｍ^３
ベイナイト中のＮ_Ｔ＝５１０^２４サイト／ｍ^３
マルテンサイト中のＮ_Ｔ＝１０^２５サイト／ｍ^３

【0066】

次いで、結晶格子の格子間サイトにおける水素の体積濃度Ｃ_Ｌおよび鋼板中のトラップされた水素の体積濃度Ｃ_Ｔは、上記の微細構造を考慮して、および熱曲線に沿って相変態が生じる点のそれぞれについて、式［３］および［４］を解くことによって計算される。

【0067】

次いで、Ｃ_total（Ｃ_total＝Ｃ_Ｌ＋Ｃ_Ｌ）がこれらの各点で算出され、オペレータに送信される。すべての点を集めたそれぞれの曲線は、工程Ｐ０、Ｐ１およびＰ２に対応する図４～図６に示されている。

【0068】

工程Ｐ０の場合、本発明による方法によって決定される最終水素含有量は、焼鈍工程の最後に実験的に測定された０．３４ｐｐｍと比較して０．３６ｐｐｍである。

【0069】

工程Ｐ１およびＰ２の場合、本発明による方法によって決定される最終水素含有量は、実験的に測定された０．１０ｐｐｍと比較して０．０９ｐｐｍである。

【0070】

これらの実施例によって示されるように、本発明による方法は、水素含有量の発生を良好に予測する。

【0071】

これは、本発明による方法が、鋼板の製造中にユーザに出力されるために、いつでも水素含有量を正確に評価できることを示している。

【0072】

（実施例２）
０．１９ｗｔ％のＣ、３．８６ｗｔ％のＭｎ、１．２７ｗｔ％のＳｉ、０．３９ｗｔ％のＡｌ、０．２ｗｔ％のＭ０、０．０２３５ｗｔ％のＮｂ、０．０２９３ｗｔ％のＴｉの組成を有し、組成の残部が鉄および精錬から生じる不可避の不純物であり、厚さが１．２ｍｍの冷延鋼板が供給される。次いで、そのような鋼板は、図７および図８に記載されるように、工程Ｐ３およびＰ４の間で焼鈍工程を受けることができる。

【0073】

すべての工程において、鋼板は８５０℃の温度Ｔ_Ｈに加熱され、１５９秒の保持時間ｔ_Ｈの間、前記温度に維持される。次いで、鋼板は２℃／秒の冷却速度でＴ_Ｈから６００℃の温度Ｔ_１まで冷却された後、１７０℃の温度Ｔ_Ｑまで急冷される。

【0074】

次いで、工程Ｐ３において、鋼板はＴ_Ｑから室温（ＲＴ）まで冷却される。

【0075】

次いで、工程Ｐ４において、鋼板はＴ_Ｑから４５０℃の温度Ｔ_ｏまで再加熱され、１０２秒の保持時間ｔ_ｏにわたって前記温度Ｔ_ｏに維持され、その後室温まで冷却される。

【0076】

各工程におけるこのグレードの温度Ｍｓは、膨張測定によって得られる。

【0077】

水素含有量の実験値を得るために、これらの工程パラメータを用いて実験が行われた。以下の特定の条件が適用された：

【0078】

表４：工程パラメータ

【表4】

【0079】

水素含有量の実験値を得るために、これらの工程パラメータを用いた試験が行われた。

【0080】

表５：実験水素含有量
実験水素含有量は、１２００℃／ｈの加熱速度で鋼板を加熱することにより、工程の最後にＴＤＡ実験により測定される。

【0081】

対応する水素含有量は表５にまとめられる。

【表5】

【0082】

本発明に従って評価される水素含有量
まず、図７および図８に表されるように、温度曲線の各点（Ａ３，Ｂ３，Ｃ３，Ｄ３，Ｅ３，Ｆ３，Ｇ３；Ａ４，Ｂ４，Ｃ４，Ｄ４，Ｅ４，Ｆ４，Ｇ４，Ｈ４）で鋼板の微細構造が推定される。

【0083】

微細構造の相変態は、示された点で瞬時に起こる。推定された微細構造は表６にまとめられる。

【0084】

表６：推定微細構造

【表6】

【0085】

Ｔ_Ｈまでの加熱ステップの間、フェライトは、温度がＡＣ３に達するまで主相であり、そこでフェライトはオーステナイトに変態する。点Ｂ_３および点Ｂ_４でそれぞれ開始するＴ_Ｈでの保持ステップ中、微細構造はオーステナイトの１００％からなる。

【0086】

工程Ｐ３では、点Ｃ_３および点Ｄ_３において、微細構造はＢ_３の微細構造と同じである。すべてのオーステナイトは、Ｅ_３に対応するＭｓ温度でマルテンサイトに変態し、微細構造は工程の最後まで変化しない。

【0087】

工程Ｐ４では、点Ｃ_４および点Ｄ_４において、微細構造はＢ_４の微細構造と同じである。オーステナイトの一部は、Ｅ_４に相当するＭｓ温度でマルテンサイトに変態し、微細構造は工程の最後まで変化しない。

【0088】

鋼板の厚さの半分は、５μｍ×５μｍのＮ＝１２０個のセルの繰り返しによってシミュレートされる。表５の相百分率は、点Ｅ_４での微細構造に対応する図１１に表されるように、数値セルの表面の百分率を通して考慮される。セルの表面の１５％は鋼内部のオーステナイトの１５％を表し、セルの表面の８５％は分配されたマルテンサイト（ｐａｒｔｉｔｉｏｎｅｄｍａｒｔｅｎｓｉｔｅ）の８５％を表す。

【0089】

【0090】

以下のプロトコルを用いて、Ｎ_Ｔならびにトラップ係数およびデトラップ係数が当てはめられた。実施例２による組成を有する鋼板は、５％のＨ_２、残りはＮ_２からなる雰囲気を有する炉内で８５０℃の温度で加熱され、２６０秒の保持時間にわたって前記温度に維持された後、急冷された。次いで、各鋼板中の実験水素含有量が、１２００℃／ｈの加熱速度で鋼板を加熱することにより、ＴＤＡ実験により測定された。

【0091】