CN115003840B - 板件 - Google Patents

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Abstract

提供一种由原材料成形后的外观优异且抗凹陷性优异的板件。一种具有含马氏体的钢板的板件，板件的中心侧部分的平坦部的面粗糙度参数(Sa)为Sa≤0.500μm。板件在前述马氏体的板条内，具有15个/μm2以上长径为0.05μm～1.00μm且长宽比为3以上的析出物。用从板件的中心侧部分的平坦部切出的拉伸试验片测定的屈服应力YS1与用从板件的端部切出的拉伸试验片测定的屈服应力YS2之比YS1/YS2为0.90～1.10。

Description

板件
技术领域
本发明涉及一种板件。
背景技术
近年来，为了保护地球环境，要求改善汽车的油耗。对于汽车的油耗改善，针对汽车用钢板而言，为了保证安全性并且使车身轻量化，要求进一步高强度化。这种高强度化的要求并非停留于作为结构构件的梁、支柱等，对汽车的外板板件(发动机罩、翼子板、车门板、车顶板等)的要求也在提高。针对这种要求，进行了以兼顾强度和伸长率(成形性)为目的的材料开发。
另一方面，汽车的外板部件的造型有越发复杂化的倾向。如果为了轻量化而使钢板高强度化并薄壁化，则在成形为复杂形状时，钢板的表面容易产生凹凸。表面产生凹凸时，成形后的外观降低。对于外板板件来说，不仅强度等特性，设计性以及表面品质也是重要的，因此要求成形后外观优异。即，汽车的外板板件要求不会发生成形后的表面粗糙或图案的外观(表面性状)。
对于外板板件中使用的钢板的成形后外观与材料特性的关联性，例如专利文献1公开了一种铁素体系薄钢板，其中，为了改善突出加工后的表面性状，将具有与钢板表面平行的{001}面±15°以内的结晶方位的结晶的面积分数设为0.25以下，将该结晶的平均粒径设为25μm以下。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-156079号公报
发明内容
发明要解决的问题
汽车的外板板件除了要求原材料成形后的表面性状良好以外，还要求抗凹陷性良好。抗凹陷性是指，在因某种原因对板件施加局部载荷的情况下，去除该载荷后凹痕(凹陷)难以残留的程度。在实际的汽车车身上，用手指或手掌强力按压车门等外侧板件时或者行驶中碰撞到飞石时等会产生抗凹陷性。板件中施加有载荷的部位会发生塑性变形，由此产生凹陷。因此，若对板件施加载荷时的板件的应变达到一定大小，则卸除载荷后也会残留应变，产生凹陷。使板件产生一定残留应变时的载荷的最小值称为凹陷载荷，凹陷载荷越大，抗凹陷性越优异。专利文献1没有公开提高抗凹陷性。
鉴于上述背景，本发明的目的之一在于提供由原材料成形后的外观优异且抗凹陷性优异的板件。
用于解决问题的方案
本发明以下述板件为主旨。
一种板件，其具有含马氏体的钢板，
前述板件的中心侧部分的平坦部的面粗糙度参数(Sa)为Sa≤0.500μm，
在前述马氏体的板条内，具有15个/μm2以上长径为0.05μm～1.00μm且长宽比为3以上的析出物，
用从前述平坦部切出的拉伸试验片测定的屈服应力YS1与用从前述板件的端部切出的拉伸试验片测定的屈服应力YS2之比YS1/YS2为0.90～1.10。
(2)根据前述(1)所述的板件，其中，从前述平坦部切出的前述拉伸试验片的前述屈服应力YS1与拉伸强度TSl之比YS1/TS1为0.85以上。
(3)根据前述(1)或(2)所述的板件，其中，前述平坦部的硬度为133～300Hv。
(4)根据前述(1)～(3)中任一项所述的板件，其中，前述平坦部的板厚为0.20mm～0.60mm。
(5)根据前述(1)～(4)中任一项所述的板件，其中，前述钢板为双相钢板。
(6)根据前述(1)～(5)中任一项所述的板件，其中，前述板件的拉伸强度为400～900MPa。
发明的效果
根据本发明，能够提供由原材料成形后的外观优异且抗凹陷性优异的板件。
附图说明
图1是示出作为本实施方式的钢板原材料的高强度钢板中的析出物的析出状态的示意图。
图2的(A)是抗凹陷性评价中使用的部件的平面图。图2的(B)是沿着图2的(A)的IIB-IIB线的截面图。
图3是用于测定部件的抗凹陷性的试验装置的侧视图和部件的截面图，部件示出了沿着图2的(A)的IIB-IIB线的截面。
图4是示出指标与各部件的凹陷深度的关系的图表。
具体实施方式
下面，首先对想到本发明的经过进行说明，其次对实施方式进行详细说明。
＜想到本发明的经过＞
为了汽车车身的轻量化，构成汽车车身的车身构件不断薄壁化。车身构件包括板件。板件是一体成形品。板件是汽车的例如外装构件。作为板件，可以例示出发动机罩的外板、翼子板等后围板、车门外板、车顶板等。
这种板件通过将冷轧钢板切断、冲压成形、涂装，在涂装后进行烧结涂装(烧结固化处理)，从而成形。烧结固化是侵入型元素(主要是碳)移动并固着于通过冷塑性加工(预应变)而进入钢板的位错(作为塑性变形的基本过程的线缺陷)从而阻碍其运动而使强度上升的现象，也被称为应变时效。在这种钢板中，作为最终退火之后的热处理，通常会进行烧结处理。其中发现，成形时产生表面凹凸是成形后外观变差的原因，其是由于板件的钢板内的强度不均匀引起成形时的不均匀变形从而产生的。因此，为了通过消除板件的各部分的硬度差并提高板件的各部分的均质性，从而抑制成形时的表面凹凸以提高外观，考虑对板件原材料进行回火处理。但是，以往认为若在上述最终退火之后进行回火处理，则烧结固化量降低。这是因为，进行回火时固溶碳量减少，导致烧结固化量减少。进而，由于上述回火，屈服应力和硬度也会降低。但是，本发明人经过深入研究，结果得到了如下见解：在上述最终退火后，在与板件原材料的Si(硅)浓度相应的温度范围进行回火处理，然后进行烧结固化处理时，烧结固化量反而会增加。由于烧结固化量的增加，屈服应力提高，由此抗凹陷性提高。本发明人经过进一步深入研究，通过对具有成形后的外观优异这一性质的板件原材料进行上述回火处理，从而想到了成形后的外观优异且抗凹陷性优异的板件。
＜实施方式的说明＞
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
＜板件＞
作为本实施方式中使用的板件，能够例示出上述板件。板件通过上述制造方法来制造。板件具有含马氏体的钢板、和钢板上形成的涂料层。钢板可以在表面包含镀层，表面也可以不形成镀层。需要说明的是，在钢板具有镀层的情况下，“钢板的表面”是指除去镀层后的钢板的表面。板件也可以不具有涂料层而仅由钢板构成。
板件包括3个部分。具体而言，板件包括：(i)端缘部、(ii)端部、(iii)作为除端缘部及端部以外的部分的中心侧部分。
上述(i)的端缘部是通过卷边(HEM)加工而折弯、或者通过点焊等焊接等固定于其它部件的部分。上述(ii)的端部是从上述端缘部开始位于板件的中央侧的部分，是与通过卷边加工、焊接等与其它部件固定的部分相分离的部分。该端部是从上述端缘部向例如板件的中心侧前进数mm的部位，是实质上不会受到用于将板件与其它部件固定的加工所造成的影响的部位。此时的“实质上不受影响”是指，将板件与其它部件固定的加工所导致的特性变化量在数％以内。上述(iii)的中心侧部分从汽车的外部被视觉识别为汽车的外装。本说明书中，将该板件的中心侧部分中例如曲率半径为500mm以上的部位称为平坦部。
＜板件的中心侧部分的平坦部的面粗糙度参数(Sa)为Sa≤0.500μm＞
在本实施方式中，板件的中心侧部分的平坦部的面粗糙度参数Sa优选为0≤Sa≤0.500μm。在板件上形成有涂料层的情况下，此时的平坦部是指作为包括涂料层在内的板件整体的平坦部。面粗糙度参数指的是，例如板件的平坦部中3mm见方的试验片的表面距离平均面(高度为零的面)的高度的算术平均高度。在本实施方式中，为了评价面粗糙度参数Sa，首先，用激光显微镜测定板件的平坦部3mm见方的表面性状。接着，使测定得到的测定面通过JIS B0601：2013中规定的低通滤波器(λs)，从而去除测定面中0.8mm以下的波长成分。然后，对利用低通滤波器(λs)进行了平滑化的测定面，评价ISO25178中规定的面粗糙度参数(Sa)。当面粗糙度参数Sa大于0.500μm时，无论有无涂料层，板件的表面的凹凸都变大，板件成形后的外观变差。需要说明的是，如上所述，通过基于去除测定面中0.8mm以下的波长成分并平滑化后的测定面获得面粗糙度参数Sa，从而能够消除激光显微镜的测定误差(激光显微镜的测定精度所导致的误差、测定中沾上的灰尘所导致的误差、制作试验片时形成的划伤所导致的误差等)并高精度地检测出面粗糙度参数Sa的真实值。
下面，对用于实现上述面粗糙度参数Sa的钢板的控制因素(金相组织的要件)的一个例子进行说明。
＜关于表层区域的金相组织＞
在本实施方式的钢板中，将板厚设为t时，将在板厚方向上自表面起至t/4为止的深度范围分为2个区域，将以表面为起点并以钢板的板厚方向(深度方向)上20μm的深度位置为终点的深度范围作为表层区域，将相对于表层区域为钢板的中心侧的范围作为内部区域。需要说明的是，在钢板具有镀层的情况下，将去除镀层后的钢板的表面定义为表层区域的起点。
如上所述，本发明人进行了研究，结果得知，成形时的表面凹凸的产生是由于微观区域内的钢板强度不均匀引起成形时的不均匀变形从而产生的。特别是，对于表面的凹凸的产生来说，可知板厚方向上自表面起为0～20μm的范围(表面～板厚方向上距表面20μm的位置的范围)即表层区域的金相组织的影响大。因此，在本实施方式的钢板中，例如以如下方式对表层区域的金相组织进行控制。
作为表层区域的组织要件，优选将铁素体作为主相，马氏体的体积分数为0.01～15.0％，马氏体的体积分数比内部区域的马氏体的体积分数小。
作为主相的铁素体的体积分数优选为50％以上的范围。
另外，表层区域的金相组织中的马氏体的体积分数优选小于内部区域中的马氏体的体积分数。
表层区域中的马氏体的体积分数可以通过以下方法求出。
从得到的钢板的平坦部采集金相组织(显微组织)观察用的试样(尺寸大体上是轧制方向20mm×宽度方向20mm×钢板的厚度)，使用光学显微镜对距表层为板厚1/4厚度处的金相组织(显微组织)进行观察，计算自钢板的表面(存在镀层时为除镀层以外的表面)起至20μm为止的马氏体的面积率。作为试样的调整，将与轧制方向呈直角方向的板厚截面作为观察面并进行研磨，利用Lepera试剂进行蚀刻。
基于Lepera试剂蚀刻后的倍率500倍的光学显微镜照片对“显微组织”进行分类。在Lepera腐蚀后进行光学显微镜观察时，以不同颜色观察到各组织，例如贝氏体为黑色、马氏体(包含回火马氏体)为白色、铁素体为灰色，因此能够容易地对马氏体和除此之外的硬质组织进行判别。
在自Lepera试剂蚀刻后的钢板的表层起1/4厚度位置处，以500倍的倍率观察10个视野，指定组织照片的从钢板表层起20μm的区域部分，使用Adobe公司制的“PhotoshopCS5”图像分析软件进行图像分析，求出马氏体的面积率。作为图像分析方法，例如，从图像中获取图像的最大亮度值Lmax和最小亮度值Lmin，将具有亮度为Lmax-0.3(Lmax-Lmin)至Lmax的像素的部分作为白色区域，具有Lmin至Lmin+0.3(Lmax-Lmin)的像素的部分作为黑色区域，除此以外的部分作为灰色区域，并计算出作为白色区域的马氏体的面积率。针对总计10个视野，与上述同样地进行图像分析以测定马氏体的面积率，并对其取平均，计算出表层区域中的马氏体的体积分数。
另外，作为表层区域的组织要件，马氏体的平均晶粒直径优选为0.01～4.0μm。
表层区域中的马氏体的平均晶粒直径可以通过以下方法求出。
与上述同样地，在自Lepera试剂蚀刻后的钢板的表层起1/4厚度位置处，以500倍的倍率观察10个视野，选择组织照片中从钢板表层起20μm×200μm的区域，使用Adobe公司制的“Photoshop CS5”图像分析软件与上述同样地进行图像分析，分别计算出马氏体所占的面积和马氏体的颗粒数。将它们相加，并用马氏体所占的面积除以马氏体的颗粒数，从而计算马氏体的每个颗粒的平均面积。基于该面积和颗粒数算出当量圆直径，并作为马氏体的平均晶粒直径。
在本实施方式的钢板中，除铁素体和马氏体以外的金相组织为硬质组织(余量组织)，例如为珠光体、残留奥氏体、贝氏体中的任意1种以上。从提高强度的观点出发，优选为含有贝氏体的1种以上。
作为表层区域的组织要件，优选将铁素体作为主相，马氏体作为第2相，除铁素体和马氏体以外的硬质组织为余量组织。更具体而言，在表层区域中，优选铁素体的体积分数为50％以上，马氏体的体积分数为0.01～15.0％，余量组织的体积分数为0～49.99％，组织的总计为100％。在表层区域中，铁素体和第2相的体积分数的总计的体积分数优选为50.01％以上、优选为65.0％以上、更优选为85％以上。另外，在表层区域中，余量组织的体积分数优选为35％以下、更优选为15％以下。
＜关于内部区域的金相组织＞
在本实施方式中，内部区域的金相组织并不会对面粗糙度参数Sa带来实质性的影响，但优选具有以下的组织要件。即，在本实施方式的钢板中，在如上述那样对表层区域的金相组织进行控制的基础上，关于自表面起板厚方向上超过20μm的位置～自表面起板厚方向上至板厚的1/4位置(将板厚设为t时：t/4)为止的范围即内部区域的金相组织，优选具有以下的组织要件。
作为内部区域的组织要件，优选将铁素体作为主相，马氏体的体积分数为2.0～25.0％。
作为主相的铁素体的体积分数优选为50％以上的范围。
作为内部区域的组织要件，优选将铁素体作为主相，马氏体作为第2相，除铁素体和马氏体以外的硬质组织为余量组织。更具体而言，在内部区域中，优选铁素体的体积分数为50％以上，马氏体的体积分数为2.0～25.0％，余量组织的体积分数为0～48.0％，组织的总计为100％。在内部区域中，铁素体和第2相的体积分数的总计的体积分数优选为52.0％以上、优选为75.0％以上、更优选为90％以上。另外，在内部区域中，余量组织的体积分数优选为25％以下、更优选为10％以下。
另外，作为内部区域的组织要件，优选马氏体的平均晶粒直径为1.0μm以上且5.0μm以下，并且大于表层组织中的马氏体的平均晶粒直径。
对于内部区域中的马氏体的体积分数、平均晶粒直径，也可以使用Lepera试剂蚀刻后的钢板，选择自试样的表面起板厚方向上超过20μm～板厚的1/4位置为止的范围，通过与表层区域同样的方法进行分析从而得到。
在钢板的板厚超过0.4mm的情况下，内部区域优选设为板厚方向上自表面起超过20μm～100μm为止的范围。
＜其它组织＞
＜在钢板中的马氏体的板条内，具有15个/μm2以上长径为0.05μm～1.00μm且长宽比为3以上的析出物＞
在本实施方式中，优选通过后述的第1热处理从而具有长径为0.05μm以上且1.00μm以下且长宽比为1：3以上的析出物为15个/μm2以上的个数密度。在本实施方式中，长宽比指的是，析出物的最长直径(长径)和与其正交的该析出物的直径中的最长直径(短径)之比。需要说明的是，析出物只要是满足上述长径和长宽比的要件的物质即可，并不特别限定，例如可举出碳化物等。特别是在本实施方式中，析出物有时会含有铁碳化物或者由铁碳化物构成。根据本实施方式，通过在组织中较多地含有这种析出物，例如能够抑制由于位错彼此缠绕而产生的位错的单元化，能够使由烧结固化时扩散的碳等引起而固着的位错的量增加，作为其结果，能够显著提高烧结固化量。需要说明的是，马氏体内生成的位错单元的大小为约数十nm以上且数百nm以下。因此，为了抑制位错单元的生成，需要相同程度的析出物的大小。长径小于0.05μm时，不能抑制位错的单元化的形成。因此，析出物的长径设为0.05μm以上较佳。更优选为0.10μm以上。另外，长径大于1.00μm时，析出物粗大化而使固溶碳量大幅减少，并减少烧结固化量。因此，析出物的长径设为1.00μm以下较佳。更优选为0.80μm以下。
对于析出物的形状，针状比球状好，优选长宽比为1：3以上。长宽比小于1：3时，析出物的形状被视作球状，不能抑制位错单元的生成。因此，长宽比设为1：3以上。更优选为1：5以上。
析出物的析出部位优选为板条内。这是因为位错单元最容易形成的部位是板条内，在板条间几乎看不到位错单元。其中，板条是指通过马氏体相变而在旧奥氏体晶界内生成的组织。为了容易理解，图1是示出作为本实施方式的钢板原材料的高强度钢板中的析出物的析出状态的示意图。参照图1可知，在具有均匀结构11的Si的微观偏析中的旧奥氏体晶界12内生成的板条组织13中，不是在板条14间，而是在板条14内的整个面均匀地析出针状的析出物15。析出物15的个数密度优选为15个/μm2以上、更优选为20个/μm2以上、进一步优选为30个/μm2以上、更优选为40个/μm2以上。
在本实施方式中，上述析出物15的形态及个数密度通过利用电子显微镜进行的观察来决定，例如通过TEM(透射式电子显微镜)观察来测定。具体而言，从自钢板的内部区域切出薄膜试样并在明视野下进行观察。利用1万倍至10万倍的适当倍率，切出1μm2，计数并求出长径为0.05μm以上且1μm以下并且长宽比为1：3以上的析出物15。在连续的5个以上视野中进行该作业，将其平均作为个数密度。
＜用从平坦部切出的拉伸试验片测定的屈服应力YS1与用从板件的端部切出的拉伸试验片测定的屈服应力YS2之比YS1/YS2为0.90～1.10＞
可知，屈服应力YS1与屈服应力YS2之比YS1/YS2为0.90～1.10，由此，应变均等地进入板件的平坦部与端部的整体，在包括这些平坦部和端部的钢板整体均等地产生涂装烧结时的烧结固化。在比YS1/YS2小于0.90或大于1.10的情况下，在板件的平坦部与端部的整体之中，应变量产生偏差，涂装烧结时的烧结固化量产生偏差。屈服应力YS1可以使用将板件的平坦部在与轧制方向垂直的方向上切出的JIS5号试验片，通过依据JIS Z 2241进行的拉伸试验而求出。屈服应力YS2可以使用将板件的端部在与轧制方向垂直的方向上切出的JIS5号试验片，通过依据JIS Z 2241进行的拉伸试验而求出。
[从平坦部切出的拉伸试验片的屈服应力YS1与拉伸强度TSl之比：0.85以上]
从板件的平坦部切出的拉伸试验片的屈服应力YS1与拉伸强度TS1之比YS1/TS1优选为0.85以上。通过该比为0.85以上，可以赋予板件更高的应变，板件的屈服应力提高，因此抗凹陷性提高。拉伸强度TS1可以使用将板件的平坦部在与轧制方向垂直的方向上切出的JIS5号试验片，通过依据JIS Z 2241进行的拉伸试验而求出。
[平坦部的硬度：133～300Hv]
板件的平坦部的硬度优选为133～300HV。通过维氏硬度在该范围内，可以推断板件的拉伸强度为400～900MPa。硬度是利用显微维氏硬度计并依据JIS Z 2244：2009进行测定的。在板件的平坦部的截面中，在距表面1/4深度位置的任意5个点，实施试验力为4.9N时的测定。将所得到的维氏硬度的平均作为板件的平坦部的硬度。
[平坦部的板厚：0.20mm～0.60mm]
板件的平坦部的板厚为0.20mm～0.60mm。该板厚低于上述下限时，板件变得过薄，难以充分保证抗凹陷性。另一方面，若上述板厚超过上述上限，则板件的重量较重，难以得到作为轻量板件的评价。
[钢板为双相钢板]
钢板优选为高张力钢板。另外，该钢板优选为双相钢板(Dual Phase钢板)。双相钢板包含作为柔软组织的铁素体和作为硬组织的马氏体，其为高强度且板件成形时的加工性优异。DP钢中马氏体和铁素体呈马赛克状分布，发生相变强化的坚硬部分与未发生相变强化的柔软部分共存。而且，若使用DP钢作为高强度钢板，则由冷塑性加工(冲压成形加工)引起的变形主要发生在作为软组织的铁素体。需要说明的是，上述高强度钢板只要至少包含铁素体和马氏体即可，也可以使用DP钢以外的钢。
[板件的拉伸强度：400～900MPa]
板件的拉伸强度优选为400～900MPa。板件的拉伸强度低于上述下限时，难以在保证板件的强度的同时实现板件的薄化。另一方面，在板件的拉伸强度超过上述上限的情况下，板件的加工性降低。
＜关于镀层＞
本实施方式的钢板可以在表面具有镀层。通过在表面具有镀层，耐腐蚀性提高，所以优选。
作为适用的镀覆，没有特别限定，可例示出：热浸镀锌、合金化热浸镀锌、电镀锌、镀Zn-Ni(电镀合金锌)、镀Sn、镀Al-Si、合金化电镀锌、热浸镀锌-铝合金、热浸镀锌-铝-镁合金、热浸镀锌-铝-镁合金-Si钢板、锌蒸镀Al等。
＜关于涂料层＞
本实施方式的钢板的表面形成有涂料层。涂料层是板件之中直接被视觉辨认的部位。在形成有镀层的情况下，涂料层形成在镀层上。在汽车用板件中，涂料的厚度为100μm左右。汽车用板件中的涂料层从钢板侧起依次包含：电沉积涂料层、中涂涂料层、基底涂层及透明涂层。
电沉积涂料层的厚度例如为15～20μm。中涂涂料层的厚度例如为25～35μm。基底涂层的厚度为10～15μm。透明涂层的厚度为30～40μm。
＜关于化学组成＞
作为本实施方式的钢板的化学组成，能够例示以下。
化学组成以质量％计含有：
C：0.020％以上且0.145％以下、
Si：0.010％以上且3.000％以下、
Mn：0.45％以上且2.25％以下、
P：0.030％以下、
S：0.020％以下、
sol.Al：0.30％以下、
N：0.0100％以下、
B：0～0.0050％、
Mo：0～0.80％、
Ti：0～0.20％、
Nb：0～0.10％、
Cr：0～0.70％、
Ni：0～0.25％，
余量为Fe和杂质。
其中，杂质是指，在工业上制造钢板时，以矿石或废料等原料为代表，由于制造工序的各种原因而混入的成分，不是特意添加到本实施方式的钢板中的成分。
[Si：0.010％～3.000％]
Si是使抑制位错单元的铁碳化物等析出物微细且大量析出所需的元素。若Si含量小于0.500％，即便使偏析形成均匀结构，也无法得到充分的作用效果，会生成粗大的析出物，不能抑制位错单元的形成。因此，Si含量设为0.010％以上、更优选设为0.050％以上较佳。另一方面，Si含量超过3.000％时，使析出物微细且大量析出的效果饱和，导致成本徒增、表面性状变差。因此，Si含量设为3.000％以下、优选设为2.000％较佳。
＜关于制造方法＞
接着，对本实施方式的板件的优选制造方法进行说明。无论制造方法如何，只要本实施方式的板件具有上述特征就能够得到其效果。然而，根据以下方法能够稳定地制造，因此优选。
[凹凸小的高强度钢板的制造方法]
对于表面的凹凸小而表面外观优异的钢板的原材料的高强度钢板，作为一例，能够通过以下制造方法来制造。具体而言，作为构成本实施方式的板件的钢板原材料的高强度钢板，可以通过包含以下工序(i-i)～(i-vi)的制造方法来制造。
(i-i)加热工序：将具有上述化学组成的钢坯加热至1000℃以上；
(i-ii)热轧工序：在950℃以下对钢坯进行热轧而得到热轧钢板；
(i-iii)应力赋予工序：对热轧工序后的热轧钢板，以表面的残余应力即σs以绝对值计为150MPa～450MPa的方式赋予应力；
(i-iv)冷轧工序：对应力赋予工序后的热轧钢板进行累积压下率即RCR为70～90％的冷轧而得到冷轧钢板；
(i-v)退火工序：针对冷轧钢板，以达到300℃～满足下述(1)式的均热温度T1℃为止的平均加热速度为1.5～10.0℃/秒的方式进行加热，然后进行在均热温度T1℃保持30～150秒的退火，
1275-27×ln(σs)-4.5×RCR ≤ T1 ≤ 1275-25×ln(σs)-4×RCR ··· (1)；
(i-vi)冷却工序：将退火工序后的冷轧钢板以T1℃～650℃的平均冷却速度为1.0～10.0℃/秒的方式冷却至550～650℃的温度范围，然后以平均冷却速度为5.0～500.0℃/秒的方式冷却至200～490℃的温度范围。
需要说明的是，也可以在冷却工序后具备在表面形成镀层的镀覆工序。
在上述应力赋予工序中对热轧钢板赋予应力时，通过用刷子摩擦钢板表面，从而使热轧钢板表面的残余应力σs为150MPa～450MPa。用于赋予应力的刷子是用于研磨或研削的刷子，能够例示出株式会社hotani的型号：M-33的刷子。刷子例如具有在圆筒状刷子主体的外周面设有多个硬质毛的结构。赋予应力时的刷子的活动方式例如为：在转速1200rpm下以与钢板行进方向相对的方式(以刷子主体的旋转轴线与热轧钢板的宽度方向平行的方式)旋转刷子。通过改变刷子对热轧钢板的接触压，从而可以改变残余应力σs。利用刷子对热轧钢板赋予残余应力σs并非为了改变热轧钢板的板厚，热轧钢板的板厚在应力赋予工序的前后可得以维持。在应力赋予工序中，对热轧钢板的表面进行摩擦而不改变热轧钢板的板厚，由此能够对表层区域赋予残余应力σs。例如，不能说在利用磨削工具对热轧钢板的表面进行磨削而使板厚变薄的工序中会产生本发明的应力赋予工序所赋予的这种残余应力。
[由高强度钢板制造板件的方法]
接着，对由经过上述退火工序(最终退火)而完成的高强度钢板制造抗凹陷性优异的板件的方法的一例进行说明。即，对通过实施热处理以使高强度钢板自身具有表面外观优异的特性、进一步对高强度钢板赋予优异抗凹陷性从而制造表面外观和抗凹陷性两者优异的板件的方法的一例进行说明。
在本实施方式的制造板件的优选方法中，在冷塑性加工的前后对最终退火后的高强度钢板实施热处理。
该方法包括：
(ii-i)第1热处理工序：对高强度钢板实施在满足下述式(2)的温度T11保持60～900秒的热处理；
(ii-ii)冲裁工序：将高强度钢板切断成坯料的形状；
(ii-iii)冷塑性加工工序：对坯料实施冷塑性加工而制成钢构件；
(ii-vi)涂装工序：对钢部件进行涂装；
(ii-v)第2热处理工序：对钢构件实施在80～200℃的温度T12保持300～1800秒的热处理而制成板件。
80×Si+100≤T11≤125×Si+250···(2)
其中，上述式(2)中的Si是指前述高强度钢板中的Si含量(质量％)。
[第1热处理工序]
实施了最终退火的高强度钢板被施以第1热处理工序。第1热处理工序例如是回火工序。
高强度钢板的温度T11优选设定为上述式(2)的范围。通过第1热处理工序中的温度T11为上述下限以上，能够得到析出物的长径为0.05μm以上的效果。另外，通过温度T11为上述上限以下，能够得到个数密度高、析出物的长径为1.00μm以下的效果。
在第1热处理工序中，高强度钢板优选在上述式(2)的范围内的一定温度T11保持60～900秒。通过第1热处理工序中的温度T11的保持时间为上述下限以上，能够得到使铁碳化物稳定析出的效果。另外，通过温度T11的保持时间为上述上限以下，能够得到在提高析出物的个数密度的同时析出物的长径为1.00μm以下的效果。第1热处理之后体现的高强度钢板具有上述性质，即在区域中的马氏体的板条内，具有15个/μm2以上长径为0.05μm～1.00μm且长宽比为3以上的析出物。
[冲裁工序]
对于实施了第1热处理的高强度钢板，通过将其切断成规定大小的冲裁加工从而成形为坯料。需要说明的是，也可以在将高强度钢板成形为坯料之后实施第1热处理。
[冷塑性加工工序]
接着，通过对坯料进行冷塑性加工，从而成形烧结涂装前的钢构件。具体而言，通过对坯料实施无压边拉延成形(日文：フォーム成形)作为冷塑性加工，从而成形烧结涂装前的钢构件。钢构件的形状相当于板件的形状。
通过无压边拉延成形对坯料整体赋予预应变从而形成钢构件。通过无压边拉延成形赋予的应变量例如为2％左右。通过对冷塑性加工中的冲头的动作量等成形条件、模具进行适当设计以赋予2％左右的预应变，从而能够充分增大烧结固化量。
[涂装工序]
接着，对钢构件实施涂装。该涂装例如包括电沉积涂装、中涂层涂装以及面涂层涂装(基底和透明涂装)这3种涂装。涂装中使用水性涂料或溶剂涂料。在电沉积涂装工序中，在将钢构件沉入贮存有涂料的电沉积槽中的状态下，对钢构件的表面整体实施电沉积涂装。另外，在中涂层涂装工序中，通过涂装机器人或工作人员的手动作业，从喷雾喷嘴向钢构件喷雾涂料，从而对钢构件的表面整体实施中涂层涂装。另外，在面涂层涂装工序中，通过涂装机器人或作业人员的手动作业，从喷雾喷嘴向钢构件喷雾涂料，从而对钢构件的表面整体实施面涂层涂装。由此，钢部件的表面由100μm左右的厚度的涂装膜构成。
[第2热处理工序]
上述涂装工序中包括第2热处理工序。第2热处理是用于将涂装膜烧结在钢构件上的烧结干燥处理，且是使钢构件烧结固化的处理。第2热处理工序在涂装工序中可以在电沉积涂装之后且中涂层涂装之前进行，也可以在多次进行的中涂层涂装与中涂层涂装之间进行，也可以在中涂层涂装之后且面涂层涂装之前进行，也可以在多次进行的面涂层涂装与面涂层涂装之间进行，还可以在面涂层涂装之后进行。
如上所述，第2热处理工序中的钢构件的温度T12优选设定为80℃～200℃的范围内。通过第2热处理工序中的温度T12为上述下限以上，可以将涂料可靠地烧结在钢构件上，并且可以更可靠地对钢构件实施固化处理。另外，若温度T12超过上述上限，则会提高板件的制造工序的成本。因此，保持温度的上限优选设为200℃以下。
如上所述，第2热处理中的温度T12的保持时间优选设定为300～1800秒的范围。通过第2热处理工序中的保持时间为上述下限以上，可以将涂料可靠地烧结在钢构件上，并且可以更可靠地对钢构件实施固化处理。另外，若保持时间超过1800秒，则会提高板件的制造工序的成本。因此，保持时间优选设为1800秒以下。
在第2热处理工序中，钢构件优选在上述温度范围内的一定温度T12连续保持300～1800秒。通过第2热处理工序中的温度T12的保持时间为上述下限以上，可以得到涂料更可靠地烧结的效果。另外，在温度T12的保持时间超过上述上限的情况下，板件的制造成本提高。因此，T12的保持时间优选设为1800秒以下。
经过包括以上第2热处理工序的涂装工序，由此完成本实施方式的板件。
在本实施方式中，作为板件原材料的高强度钢板通过回火处理等第1热处理工序而提高均匀性，冷塑性加工时坯料中均匀地产生应变。其结果，可以进一步增大作为烧结固化处理的第2热处理中的烧结固化量。由此，可以实现由原材料成形后的外观优异且抗凹陷性优异的板件。
如以上所说明的，根据本实施方式，在由含有马氏体的钢板构成的板件中，中心侧部分的平坦部的面粗糙度参数(Sa)为Sa≤0.500μm。由此，能够减小板件表面的凹凸。而且，在马氏体的板条内，具有15个/μm2以上长径为0.05μm～1.00μm且长宽比为3以上的析出物。由此，能够使由烧结固化时扩散的碳等引起而固着的位错的量增加，作为其结果，能够显著提高第2热处理工序中的烧结固化量。而且，从平坦部切出的拉伸试验片的YS1/YS2为0.90～1.10。由此，形变均等地进入板件的平坦部和端部的整体，在这些平坦部和端部的钢板整体均等地产生涂装烧结时的烧结固化。如上所述，通过对面粗糙度参数Sa、析出物的个数密度和YS1/YS2进行限定，板件、特别是汽车外装板件在实用方面使用的板厚的大部分范围内能够同时实现优异的表面性状和优异的抗凹陷性。而且，近年来，对于要求更进一步薄壁化的板件，考虑到保证优异表面性状和兼顾优异抗凹陷性，才想到了面粗糙度参数Sa≤0.500μm这一条件以及板条内的析出物的个数密度为15个/μm2以上这一条件。而且，从保证均质的抗凹陷性的观点出发，想到了YS1/YS2为0.90～1.10这一条件。而且，通过将析出物的个数密度设为15个以上，并将YS1/YS2设为0.90～1.10，钢板成形时的变形的均匀性提高，结果，也能够抑制钢板表面产生凹凸。由此可见，本实施方式的板件能够协同地发挥薄壁板件的优异表面性状以及抗凹陷性这一效果。
实施例
接下来，对本发明的实施例进行说明。实施例中的条件是为了确认本发明的可实施性以及效果而采用的一个条件例，本发明并不限定于这一个条件例。本发明只要不脱离本发明的要旨并实现本发明的目的，就可以采用各种条件。
＜高强度钢板的制作＞
熔炼具有表1的钢坯No.A～E所示的化学组成的钢，通过连续铸造制造厚度为240～300mm的板坯。将所得到的板坯加热至表2所示的温度。在表2所示的条件下，对加热后的板坯进行热轧并卷取。需要说明的是，热轧工序是如下精轧工序：在板坯加热后，在1050℃以上且加热温度以下的温度区域进行粗轧，此时，将每1道次的压下率为30％以下的可逆式轧制设为8道次，并且将往复1次时的2个道次间的压下率差(回路-去路)设为10％，接着在粗轧后保持7秒直至精轧，在接下来的精轧工序中，用4个连续的轧制轧机来进行，第1轧机的压下率为20％。
然后，将钢卷开卷，对热轧钢板赋予应力。此时，使用便携式X射线残余应力测定装置，一边对表层残余应力进行在线计测，一边改变刷子对钢板表面的接触压以达到表2所示的残余应力σs。刷子使用了株式会社hotani的型号：M-33。作为赋予应力时的刷子的活动方式，在转速1200rpm下以与钢板行进方向相对的方式旋转刷子。
然后，以表2所示的压下率(累积压下率RCR)进行冷轧，得到钢板A1～A2、B1～B3、C1～C2、D1～D2、E1～E4。
然后，在表3所示的条件下进行退火，以表3的冷却速度冷却至550～650℃的温度范围，然后，进行冷却直至表3的温度。另外，对一部分钢板进行各种镀覆，在表面形成镀层。在表中，CR表示无镀覆，GI表示热浸镀锌，GA表示合金化热浸镀锌，EG表示电镀，Zn-Al-Mg等表示进行了含有这些元素的镀覆。
＜使用高强度钢板的弯曲部件的制作＞
对作为高强度钢板(冷轧钢板)的钢板A1～A2、B1～B3、C1～C2、D1～D2、E1～E4进行第1热处理(回火)。第1热处理中的高强度钢板的温度以及该温度的保持时间示于表4。然后，对进行了第1热处理的高强度钢板进行表4所示的冷塑性加工，将冷轧钢板成形为板件的形状。板件如图2的(A)和图2的(B)所示，形成了由400mm见方的钢板成形为中央部的平坦部的棱线R为1200mm的半圆拱形(hogback shape)的板件200。需要说明的是，图2的(A)是抗凹陷性评价中使用的部件200的俯视图，图2的(B)是沿着图2的(A)的IIB-IIB线的剖视图。接着，通过对成形为板件形状的部件进行第2热处理(烧结固化)，由此制作作为板件的部件。部件编号如表4所记。第2热处理中的部件的温度以及该温度的保持时间示于表4。
对所得到的部件进行表层区域以及内部区域的金相组织观察。另外，在内部区域的马氏体的板条内，对长径为0.05μm～1.00μm且长宽比为3以上的析出物个数密度进行测定。结果示于表5。
表层区域中的马氏体的体积分数通过以下方法求出。
在所得到的部件的钢板的平坦部采集金相组织(显微组织)观察用的试样(轧制方向20mm×宽度方向20mm×钢板的厚度)，使用光学显微镜对距钢板表层为板厚1/4厚度处的金相组织进行观察，计算出自钢板的表面(存在镀层时为除镀层以外的表面)起至20μm为止的马氏体的面积率。作为试样的调整，以轧制直角方向的板厚截面作为观察面并进行研磨，利用Lepera试剂进行蚀刻。
基于Lepera试剂蚀刻后的倍率500倍的光学显微镜照片对“显微组织”进行分类。在自Lepera试剂蚀刻后的钢板的表层起1/4厚度位置处，以500倍的倍率观察10个视野，指定组织照片的从钢板表层起20μm的区域部分，使用Adobe公司制的“Photoshop CS5”图像分析软件进行图像分析，求出马氏体的面积率。针对总计10个视野，与上述同样地进行图像分析以测定马氏体的面积率，并对其取平均，计算出表层区域中的马氏体的体积分数。
另外，表层区域中的马氏体的平均晶粒直径用以下方法求出。
与求出马氏体的体积分数同样地，在自Lepera试剂蚀刻后的钢板的表层起1/4厚度位置处，以500倍的倍率观察10个视野，选择组织照片中从钢板表层起20μm×200μm的区域，使用Adobe公司制的“Photoshop CS5”图像分析软件进行图像分析，分别计算出马氏体所占的面积和马氏体的颗粒数。将它们相加，并用马氏体所占的面积除以马氏体的颗粒数，从而计算马氏体的每个颗粒的平均面积。基于该面积和颗粒数算出当量圆直径，并作为马氏体的平均晶粒直径。
对于内部区域中的马氏体的体积分数、平均晶粒直径，也使用Lepera试剂蚀刻后的钢板，选择自试样的表面起板厚方向上超过20μm～板厚的1/4的位置为止的范围，通过与表层区域同样的方法进行分析从而得到。
析出物个数密度是指长径为0.05μm以上且1.00μm以下并且长宽比为1：3以上的析出物的密度。析出物的形态和个数密度通过利用电子显微镜进行的观察来决定，在本实施例中，通过TEM(Transmission Electron Microscope、透射式电子显微镜)观察来测定。具体而言，对于内部区域，以钢板的平坦部的表面为基准，从自该钢板的平坦部的厚度的3/8位置至1/4位置为止的区域中切出薄膜试样。然后，在明视野下观察该薄膜试样，利用1万倍至10万倍的适当倍率，切出1μm2，计数并求出长径为0.05μm～1μm且长宽比为1：3以上的析出物。在连续的5个以上视野中进行该作业，将其平均作为个数密度。
进而，针对所得到的部件测定平坦部与端部的屈服应力比YS1/YS2、屈服应力与拉伸强度之比YS1/TS1、拉伸强度、平坦部的硬度以及板件板厚。结果示于表6。表6中同时示出了部件的钢种。DP钢表示Dual Phase钢(双相钢)，TRIP钢表示Transformation InducedPlasticity钢(相变诱导塑性钢)。
对于屈服应力比YS1/YS2的计算，屈服应力YS1使用将平坦部在与轧制方向垂直的方向上切出的JIS5号试验片，通过依据JIS Z 2241进行的拉伸试验而求出。屈服应力YS2使用将端部在与轧制方向垂直的方向上切出的JIS5号试验片，通过依据JIS Z 2241进行的拉伸试验而求出。
对于应力比YS1/TS1的计算，拉伸强度TS1使用将平坦部在与轧制方向垂直的方向上切出的JIS5号试验片，通过依据JIS Z 2241进行的拉伸试验而求出。
平坦部的硬度是利用显微维氏硬度计并依据JIS Z2244：2009进行测定的。在钢板的截面中，在距表面1/4深度位置的任意的5个点，实施试验力为4.9N时的测定。将所得到的维氏硬度的平均作为部件的平坦部的硬度。
[表1]
[表1]
Figure BDA0003758772620000211
[表2]
[表2]
Figure BDA0003758772620000212
[表3]
[表3]
Figure BDA0003758772620000213
下划线表示偏离优选范围。
[表4]
[表4]
Figure BDA0003758772620000221
下划线表示偏离优选范围。
[表5]
[表5]
Figure BDA0003758772620000222
下划线表示偏离优选范围。
[表6]
[表6]
Figure BDA0003758772620000231
下划线表示偏离优选范围。
[表7]
[表7]
Figure BDA0003758772620000241
[板件的评价]
[板件的表面性状评价]
另外，对所制造的部件进行了表面品质的评价。用激光显微镜对部件的平坦部3mm见方的表面性状进行测定并获得测定面，利用JIS B0601：2013中规定的低通滤波器(λs)去除测定面中0.8mm以下的波长成分后，利用ISO25178中规定的面粗糙度参数(Sa)进行评价。关于部件的表面品质的评价标准，若Sa为0.500μm以下，则成形后的外观良好。
[抗凹陷性评价]
图3是用于测定部件200的抗凹陷性的试验装置20的侧视图和部件200的截面图，部件200示出了沿着图2的(A)的IIB-II线B的截面。参照图3，试验装置20具有载荷部220。载荷部220具备2根支柱221a和221b。这2根支柱221a和221b通过梁状的连接部222连接。连接部222的中央设置有能够使压头棒224上下运动的压头棒保持部223。压头棒224上设置有被支承在压头棒保持部223上的被保持部225。
压头棒224通过电机机构等向下移动，从而设置于压头棒224前端的、钢制且半径25mm的半球状的压头226降下。压头226的前端与载置于基座211的试验板件200的中心侧部分中的凸部的大致中央的上表面中心相接触，对该上表面的中心施加被控制为规定的一定值的载荷。由此，试验板件200上形成凹陷痕迹。其中，假设施加于试验板件200的载荷恒定。若是抗凹陷性良好的试验板件200，则形成的凹陷痕迹变浅。在本实施例中，通过测定由压头226向试验板件200施加20kgf载荷时的凹陷深度，从而对试验板件200的抗凹陷性进行评价。
在本实施例中，将半径25mm的球面压头226以20kgf压入部件，并保持5秒。用跨度40mm的三点千分尺对卸除载荷后残留的凹陷进行测定，并作为凹陷深度(mm)。由于凹陷深度依赖于部件的钢种和板厚，因此，将低于下式规定的指标S的部件设为抗凹陷性优异。需要说明的是，指标S表示作为基准的凹陷深度。
式：S＝-0.0006×TS×t2+0.292
需要说明的是，TS为拉伸强度，t为钢板的板厚。指标S与各部件的凹陷深度的关系示于图4。图4的图表的横轴表示TS×t2的值，纵轴表示凹陷深度(mm)。图4所示的线段表示指标S(指标线)。
[综合评价]
表7示出了各部件的面粗糙度参数Sa和抗凹陷性评价的结果。将面粗糙度参数Sa为0.500μm以下的部件评价为表面的凹凸少、外观优异。另外，在抗凹陷性评价中，将凹陷深度为指标S以下的部件评价为抗凹陷性优异。另外，表7中示出了凹陷深度相对于指标S的比，可知比值越小，则抗凹陷性越优异。
根据表5～7，在面粗糙度参数Sa、马氏体的板条内的析出物的个数密度、以及平坦部的屈服应力比YS1/YS2处于优选范围的例子(实施例)中，板件的表面性状评价以及抗凹陷性评价达到了基准。即，实施例证实了加工后的表面凹凸的形成得以抑制，并且抗凹陷性优异。特别是在实施例之中，马氏体板条内析出物的个数密度为40以上的是部件D1a、D2a、E1a、E2a、E4a。在全部部件之中，这些部件的指标比从低值开始计起为第9个、第1个、第6个、第3个、第2个。由此证实了，在18个实施例和比较例之中，上述个数密度为40以上的实施例中抗凹陷性特别优异。
另一方面，对于面粗糙度参数Sa、马氏体的板条内的析出物的个数密度、以及平坦部的屈服应力比YS1/YS2中的任一者以上偏离优选范围的例子(比较例)，证实了由于表面性状不均匀而产生图案或凹凸、或者抗凹陷性差，不适于用作外装板件。更具体而言，作为比较例的部件A2a的面粗糙度参数Sa低于基准，由此导致外观差。另外，部件B1b的屈服应力比YS1/YS2偏离优选范围，因此，在板件的各部分应变量产生偏差，涂装烧结时的烧结固化量产生偏差，结果，抗凹陷性低于基准。另外，部件B2a、B3a的面粗糙度参数Sa低于基准，由此导致外观差。另外，部件C1b的屈服应力比YS1/YS2偏离优选范围，结果，出于上述理由，抗凹陷性低于基准。另外，部件C2a的面粗糙度参数Sa低于基准，由此导致外观差。另外，部件D1b、E1b的马氏体板条内析出物的个数密度大幅低于优选范围，未进行充分的烧结固化，由此导致抗凹陷性差。另外，部件E3a的面粗糙度参数Sa低于基准，由此导致外观差。
产业上的可利用性
本发明可广泛用作板件。

Claims (6)

1.一种板件，其具有包含马氏体的钢板，
所述板件的中心侧部分的平坦部的面粗糙度参数Sa为Sa≤0.500μm，
在所述马氏体的板条内，具有15个/μm2以上长径为0.05μm～1.00μm且长宽比为3以上的析出物，
用从所述平坦部切出的拉伸试验片测定的屈服应力YS1与用从所述板件的端部切出的拉伸试验片测定的屈服应力YS2之比YS1/YS2为0.90～1.10。
2.根据权利要求1所述的板件，其中，从所述平坦部切出的所述拉伸试验片的所述屈服应力YS1与拉伸强度TS1之比YS1/TS1为0.85以上。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的板件，其中，所述平坦部的硬度为133～300Hv。
4.根据权利要求1～权利要求3中任一项所述的板件，其中，所述平坦部的板厚为0.20mm～0.60mm。
5.根据权利要求1～权利要求4中任一项所述的板件，其中，所述钢板为双相钢板。
6.根据权利要求1～权利要求5中任一项所述的板件，其中，所述板件的拉伸强度为400～900MPa。
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