JP2003113442A

JP2003113442A - 温間成形性にすぐれた高張力鋼板

Info

Publication number: JP2003113442A
Application number: JP2001309392A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Hikita; 和夫匹田; Naomitsu Mizui; 直光水井
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2001-10-05
Filing date: 2001-10-05
Publication date: 2003-04-18

Abstract

(57)【要約】【課題】温間成形性にすぐれた、引張強さ450MPa以上の
高張力鋼板の提供。【解決手段】質量％にて、Ｃ：0.03〜0.2％、Ｓｉ：0.5
％以下、Ｍｎ：1〜3％、Ｐ：0.1％以下、Ｓ：0.1％以
下、Ｃｒ：0.01〜1％、Ａｌ：0.01〜0.1％、Ｎ：0.02％
以下で、要すればさらにＮｉ：0.01〜0.5％、あるいは
Ｃａ：0.0002〜0.004％、Ｚｒ：0.01〜0.05％および希
土類元素：0.02〜0.05％のうちの１種以上を含有し、残
部はＦｅおよび不純物からなる組成で、室温における引
張強さに対する450℃での引張強さの比が0.7以下である
温間成形加工用高張力薄鋼板。また、その金属組織はマ
ルテンサイト相が体積率は10〜80％で、分散しているそ
の相の平均径が8μm以下、残部の相の中ではフェライト
相が最大であるのが望ましい。温間加工温度は350℃〜
Ａ_１点とするのがよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】高強度の自動車部品などをプ
レス成形する際、金型形状にできるだけ近づけるため、
温間プレス加工が実施されるが、本発明は、この温間加
工に適した高張力薄鋼板に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車はその環境におよぼす影響
から、消費燃料をできる限り低減するための車体軽量化
がはかられている。他方、搭乗者の安全性確保の観点か
らは、車体強度の強化が要求され、様々な部材におい
て、従来用いられてきた鋼板をより強度の高いものと
し、薄くして軽量化を図ることが推進されている。

【０００３】通常の鋼の強化手段としては、ＳｉやＭｎ
などを多量含有させる固溶強化、ＴｉやＮｂなどの少量
添加により炭化物や窒化物の微細な析出物を生じさせる
析出強化、結晶組織をマルテンサイトやベイナイトに変
える変態強化などが採用される。これらのいずれの強化
法を用いても、強度が大きくなれば変形抵抗が増すばか
りでなく、スプリングバックなどが増大し、所定形状へ
の成形が困難になってくる。これに対し、強度が高くか
つ加工性の良好な鋼板が開発され、適用されてきた。

【０００４】しかしながら、高強度材使用の必要性がさ
らに高まり、引張強さが450MPaを超える鋼板が適用され
るようになってくると、従来のプレス加工による成形方
法では成形品の加工困難や寸法精度低下をきたし、その
対策の一つとして温間成形方法が考えられるようになっ
てきている。これは、たとえば鋼板を100〜150℃程度に
温めてプレス成形する方法であるが、温度を上げること
により降伏強度が低下し変形抵抗が減少してくるので、
その間に高強度の鋼板を目的の形状に精度よく成形しよ
うとするものである。

【０００５】特開2000−87183号公報には、Ｃ、Ｓｉ、
Ｍｎ、Ｐ、Ｓなど化学組成は通常の薄鋼板と相違はない
が、金属組織としてフェライト相中にマルテンサイト相
を含み、そして100℃における降伏強さが、20℃におけ
る降伏強さの0.5以下である温間プレス成形用の薄鋼板
の発明が開示されている。この場合、50〜150℃に温め
て成形する温間プレス成形を対象にしているが、降伏強
さがプレス成形品の形状や寸法精度に影響するのは、通
常、軽度の加工で成形される部品である。

【０００６】これに対し、引張強さが450MPaを超える鋼
板が適用される対象は、自動車車体では構造の強化を目
的としたＣ型の断面形状などを有する部品であり、強度
の加工により成形される。強加工によりプレス成形され
る場合、部品への成形に対する変形抵抗やスプリングバ
ックなど、プレス成形性あるいは目的の形状に対する形
状凍結性に影響するのは引張強さや伸びであり、降伏強
さはこの成形に対する影響要因ではなくなってくる。し
たがって、高強度の鋼板の成形を容易にすることを目的
とした温間プレス成形加工は、引張強さが低下してく
る、より高温の温度領域でおこなわれる必要があると考
えられる。

【０００７】しかしながら、このような温度域でのプレ
ス成形における鋼板の加工性、あるいはその温度域にお
いて良好な加工性および形状凍結性を有する高張力薄鋼
板に関しては十分な検討はなされてなく、どのような材
料が実用に適しているのか必ずしも明らかでない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、350
℃〜Ａ_１点の温度域に加熱してプレス成形する加工方法
に適した、温間成形性および形状凍結性にすぐれた引張
強さ450MPa以上の高張力薄鋼板の提供にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、引張強さ
が450MPaを超える鋼板を所要形状部品に寸法精度よく成
形するには、通常のプレス加工では限界があると考えら
れたため、鋼板の強度が低下する温間加工の活用を検討
することにした。従来、温間加工として知られている方
法は、鋼板を100〜150℃に加熱し、その温度で加工がお
こなわれる。

【００１０】しかしながらこの温度では、降伏点の多少
の低下は得られるものの、引張強さの低下は小さく、45
0MPaを超える高張力鋼板のプレス成形を容易にするまで
には至らないことがわかった。そこで、温度をより上げ
ていくと、逆に成形性が劣化し、成形品の形状が悪くな
り、スプリングバックも増加してくる。これは青熱脆性
域に入ってくるためと推測された。さらに温度を高くし
てプレス成形をおこなうと、高張力鋼板でも容易にプレ
ス成形できるようになる。

【００１１】ただし、鋼板の表面酸化、金型の温度上
昇、潤滑剤の効果低減、取り扱いの困難さ増大など、種
々の問題が出てきて、加工温度上昇には限界がある。し
かし、酸化などにより、それ以上の高温化は困難と考え
られるまでの範囲で、実施可能な温度条件があることが
確かめられた。この実施可能な温間加工温度範囲は350
℃〜Ａ_１点である。

【００１２】このような温間加工の検討の過程で、同じ
ような引張強さの鋼板でも成形の容易な、スプリングバ
ックが小さく形状や寸法精度の得やすい、すなわち形状
凍結性のすぐれた鋼板と、そうでない鋼板とがあること
がわかってきた。

【００１３】温間加工による形状凍結性向上の効果を知
るための一つの方法として、断面がハット形となるチャ
ンネル形状部品の一部を成形する加工試験をおこなっ
た。これは、断面が図１に示す形状で紙面に垂直の方向
に長さ120mmの溝形のポンチおよびダイを用い、短冊状
の素材鋼板を、ハット型にプレス成形するもので、ダイ
の肩半径、しわ押さえ圧、クリアランス等の選定によ
り、スプリングバックあるいはスプリングゴウの形状不
良を発生させることができる。

【００１４】高強度の鋼板をプレス成形するとき、成形
品の形状不良や寸法精度低下等形状凍結性を悪くするの
最大の原因は、スプリングバックが大きいことにある。
この金型にて、スプリングバックが発生する条件とし
て、ダイス肩半径が3mm、板とダイ−ポンチ間のクリア
ランスを0.1mm、しわ押さえはスペーサーを入れ板厚に
0.1mmの隙間を設けて加圧力なしとし、試験片形状は厚
さ1.2mm、幅100mm、長さ300mmのものを用いた。

【００１５】この装置を用いての温間プレス加工は、成
形する短冊状試験片、ポンチ、ダイおよびしわ押さえの
いずれもその試験する温度に加熱した後、実施した。な
お、潤滑剤は使用しなかった。試験片をハット形状にプ
レス成形後、成形品を型から取りだし、図２に示すよう
に、底面部と側壁部との間の角度を測定し、スプリング
バック量の大きさとして、目的とする90°からの差Δθ
を求める。

【００１６】スプリングバックは、一般的に材料の強度
に比例して大きくなるので、室温でプレス成形したハッ
ト形のスプリングバック量Δθ_Ｒと、それに隣接する位
置にて採取した試験片を温度Ｔでプレス成形した場合の
スプリング量Δθ_Ｔとを測定し、その比κ＝Δθ_Ｔ／Δ
θ_Ｒを求めた。同じ強度で、温間加工の加熱温度が同じ
であるとしたとき、このκの値が小さいほど温間加工に
よる形状凍結性向上効果が大きい材料であるといえる。

【００１７】κの値を求めるには、プレス加工装置が必
要で、温間でおこなうために試験も繁雑であり、一般的
には利用できないので、通常の引張試験で特定できる値
と対比してみた。種々の薄鋼板にて、加工温度を変え試
験をおこなった結果、室温における引張強さと温度を上
げたときの引張強さとの比が、このκの値ときわめてよ
い相関のあることがわかった。すなわち、室温と温間加
工しようとする温度Ｔとで引張試験をおこないその比を
求めれば、温度Ｔにて加工することによる、スプリング
バック量の低減効果を知ることができる。

【００１８】加工時の形状凍結性にすぐれた温間加工の
温度は、前述のように350℃〜Ａ_１点である。実施に当
たっては加工温度は加熱のコストや酸化の進行から可能
な限り低いことが好ましいが、低くすると組成や強度レ
ベルにより効果が不安定になることがあり、400℃程度
より高い温度が好ましい。

【００１９】比較的強度レベルの揃った種々の組成の鋼
試料を用い、温間の加熱温度Ｔを450℃とし、150℃の場
合と比較した試験の結果の例を図３に示す。150℃では
κ値を低くできないが、450℃とすればκ値を大きく低
下させることができる。しかし、このように温間加工温
度を高くしても、そのκ値は低い鋼もあれば高い鋼もあ
る。そして温間加工による形状凍結性のすぐれた鋼とし
て、κ値が0.4以下であることとすれば、その鋼板は、4
50℃における引張強さが室温のそれの0.7以下であると
いえる。

【００２０】そこで、450℃での引張強さが室温の場合
の0.7以下となる高張力鋼板について、組成や金属組織
を検討することとした。その結果、固溶強化や析出強化
を主体として強度を向上させた鋼では温間加工温度範囲
での引張強さの低下は大きくないが、フェライト相中に
マルテンサイト相を分散させて強化した鋼板は、この引
張強さ低下が大であることが明らかになったのである。

【００２１】温間加工では、温度を上げると素地の変形
抵抗が低下するため引張強さが低下するが、このように
マルテンサイト相を分散させた高張力鋼の場合、強度を
上昇させる要因となっているマルテンサイト相自体の変
形抵抗も低下するため、他の強化方法よりは引張強さ低
下が大きいと推定される。

【００２２】また、分散して存在するマルテンサイト相
はその径が大きくなると、加工性が低下し、温間におけ
る引張強さの低下も小さくなる。これはマルテンサイト
相の径が大きくなると、変形するとき素地内での歪みの
局所集中が生じやすくなり、加工性が劣ったり、加熱時
の強度低下が妨げられるためではないかと思われる。

【００２３】さらに、マルテンサイト相とフェライト相
以外のパーライト相やベイナイト相などの相が多く存在
すると、室温での引張強さに対する温間加工の加熱時の
引張強さの低下が小さくなってくる。

【００２４】以上のような検討結果に基づき、さらに条
件範囲の限界を明確にして本発明を完成させた。本発明
の要旨は次のとおりである。 (1) 質量％にて、Ｃ：0.03〜0.2％、Ｓｉ：0.5％以下、
Ｍｎ：1〜3％、Ｐ：0.1％以下、Ｓ：0.1％以下、Ｃｒ：
0.01〜1％、Ａｌ：0.01〜0.1％、Ｎ：0.02％以下を含有
し、残部はＦｅおよび不純物からなる組成で、室温にお
ける引張強さに対する450℃における引張強さの比が、
0.7以下であることを特徴とする高張力薄鋼板。

【００２５】(2) 質量％にて、Ｃ：0.03〜0.2％、Ｓ
ｉ：0.5％以下、Ｍｎ：1〜3％、Ｐ：0.1％以下、Ｓ：0.
1％以下、Ｃｒ：0.01〜1％、Ａｌ：0.01〜0.1％、Ｎ：
0.02％以下で、Ｃａ：0.0002〜0.004％、Ｚｒ：0.01〜
0.05％および希土類元素：0.02〜0.05％のうちの１種以
上を含有し、残部はＦｅおよび不純物からなる組成で、
室温における引張強さに対する450℃での引張強さの比
が、0.7以下であることを特徴とする高張力薄鋼板。

【００２６】(3) 質量％にて、Ｃ：0.03〜0.2％、Ｓ
ｉ：0.5％以下、Ｍｎ：1〜3％、Ｐ：0.1％以下、Ｓ：0.
1％以下、Ｃｒ：0.01〜1％、Ｎｉ：0.01〜0.5％、Ａ
ｌ：0.01〜0.1％、Ｎ：0.02％以下を含有し、残部はＦ
ｅおよび不純物からなる組成で、室温における引張強さ
に対する450℃における引張強さの比が、0.7以下である
ことを特徴とする高張力薄鋼板。

【００２７】(4) 質量％にて、Ｃ：0.03〜0.2％、Ｓ
ｉ：0.5％以下、Ｍｎ：1〜3％、Ｐ：0.1％以下、Ｓ：0.
1％以下、Ｃｒ：0.01〜1％、Ｎｉ：0.01〜0.5％、Ａ
ｌ：0.01〜0.1％、Ｎ：0.02％以下で、Ｃａ：0.0002〜
0.004％、Ｚｒ：0.01〜0.05％および希土類元素：0.02
〜0.05％のうちの１種以上を含有し、残部はＦｅおよび
不純物からなる組成で、室温における引張強さに対する
450℃での引張強さの比が、0.7以下であることを特徴と
する高張力薄鋼板。

【００２８】(5) 鋼の結晶組織において、マルテンサイ
ト相の体積率が10％以上80％以下であり、かつ分散して
いるマルテンサイト相それぞれの平均径が8μm以下で、
マルテンサイト以外の組織ではフェライト相の体積率が
最も大きいことを特徴とする上記(1)、(2)、(3)または
(4)の高張力薄鋼板。

【００２９】(6) 上記(1)、(2)、(3)、(4)または(5)の
いずれかに記載の高張力薄鋼板を、350℃〜Ａ_１点の温
度範囲で加工することを特徴とする高張力薄鋼板の成形
方法。

【００３０】

【発明の実施の形態】本発明は、通常のプレス成形方法
では加工性が悪く目的とする形状や寸法精度が得難い、
引張強さが450MPa以上の高張力薄鋼板であり、製品の形
としては、熱延鋼板および冷延鋼板で、表面にめっきが
施されていてもよい。そして、自動車用部品その他の部
品にプレス成形法などにより加工する際に、350℃〜Ａ
_１点の温度範囲に加熱して成形する高張力薄鋼板であ
る。

【００３１】室温での引張強さに対する450℃における
引張強さの比を0.7以下とするのは、温間加工による形
状凍結性向上の効果は、室温に対する加熱時の引張強さ
の比が0.7を下回るとき顕著に現れるからであり、450℃
とするのは、この温度に加熱されたときのプレス成形時
の形状凍結性が良好な場合、350℃〜Ａ_１点の温度範囲
ですぐれた形状凍結性を示すからである。

【００３２】上記の特性を有する高張力鋼板は、その組
成が以下に示す範囲であることが好ましい。なお組成比
率はいずれも質量％である。

【００３３】Ｃは0.03〜0.2％であることとする。Ｃは
マルテンサイト相を生成させるための必須元素であり、
450MPa以上の強度を得るためにマルテンサイト相を体積
にて10％以上とするのに0.03％以上含有させる。しかし
0.2％を超える含有は、成形品による部品組み立てに適
用されるスポット溶接の健全性を阻害する。

【００３４】Ｓｉは0.5％以下の含有とする。Ｓｉはと
くには含有させる必要はないが、加工性を低下させるこ
となく強度を高くすることができる。しかし温間加工を
目的に温度を上げたときに強度低下が少なく、その上鋼
板表面をスケール疵発生などで悪くするので、多くても
0.5％までとする。なお、強度を高くするためには0.1％
以上の含有が望ましい。

【００３５】Ｍｎの含有量は1〜3％とする。Ｍｎはマル
テンサイト相を形成させ、鋼板強度を確保するために必
須の元素である。1％未満ではマルテンサイト相の形成
が不十分となり、必要とする強度が得られない。しかし
多く含有させるには溶製時にコストが増大し耐食性も低
下してくるので、上限を3％とする。好ましいのは1〜2.
6％である。

【００３６】Ｐは、製鉄原料などから不純物として混入
してくる元素であり、鋼板の延性や靱性を劣化させるの
で、低ければ低いほど好ましい。その混入による影響が
ほとんど現れない限界として、含有量を0.1％以下に限
定する。

【００３７】Ｓは、Ｐと同様不純物として混入し、硫化
物系介在物を形成して鋼板の加工性を悪くする。したが
って含有量は低ければ低いほど好ましく、多くても0.1
％以下とするのがよい。

【００３８】Ｃｒは0.01〜1.0％含有させる。Ｃｒはマ
ルテンサイト相の形成を促進させる効果の他、温間加工
時の表面酸化の抑止に効果がある。このような効果を得
るためには、少なくとも0.01％以上の含有が必要であ
る。しかし1.0％を超える含有は、素材の酸洗性を悪く
し、表面性状を劣化させる。したがって0.01〜1.0％の
含有とする。

【００３９】Ｎｉは要すれば0.01〜0.5％含有させる。
Ｎｉは温間加工のための加熱時における酸化を抑止する
効果がある。またマルテンサイト相の形成を促進し、強
度を向上させる効果と、靱性を向上させる効果もある。
これらの効果を得るためには0.01％以上の含有が好まし
い。ただし含有量を増していってもこれら改善効果は飽
和し、しかもＮｉは高価でもあるので、経済性を配慮し
て上限を0.5％とするのがよい。

【００４０】Ａｌは0.01〜0.1％とする。溶鋼に有効な
脱酸剤として添加された結果、少なくとも0.01％以上の
含有量になる。しかし、多く含有させてもコストを増加
させるだけなので、多くても0.1％までとするのがよ
い。

【００４１】Ｎは不純物として混入してくる元素であ
り、鋼板の加工性を低下させるので、低い方が好まし
い。その含有が影響をおよぼさない限度として、多くて
も0.02％以下とするのが好ましい。

【００４２】Ｃａ、Ｚｒまたは希土類元素は、鋼中の介
在物の形態を変え、加工による割れを抑止する効果があ
るので、必要に応じ含有させる。その場合、Ｃａでは0.
0002〜0.004％、Ｚｒでは0.01〜0.05％、希土類元素で
は0.02〜0.05の範囲とし、一種以上含有させる。これら
の範囲よりより少ない含有では効果が十分でなく、多す
ぎるとかえって酸化物系の介在物が増すので好ましくな
い。

【００４３】これらの鋼の金属組織は、マルテンサイト
相が10〜80％を占め、かつ分散しているマルテンサイト
相の平均径が8μm以下であり、他の組織は実質的にフェ
ライト相であることが望ましい。マルテンサイト相が10
％未満の場合、残りの相がフェライト相では室温で450M
Pa以上の引張強さが得られない。しかしマルテンサイト
相の体積率が80％を超えると、温間加工をおこなっても
十分な加工が困難になり、その上、加工をおこなおうと
して温度を上げると、成形品の強度が低下してしまう。

【００４４】マルテンサイト相を除く他の組織が、実質
的にフェライト相であるということは、他の組織の中で
最も体積率の大きい相がフェライト相であることを意味
する。これはベイナイト相やパーライト相などの第三相
が増してくると、温度を上げたときの引張強さの低下が
少なく延性がよくないからである。とくに、マルテンサ
イト相が80％近くになると、ベイナイト相など第三相が
増してくることは避けられない。望ましいのはマルテン
サイト相が20〜65％になることである。

【００４５】分散しているマルテンサイト相は、その粒
径が大きくなると加工性が低下して割れが生じたり、温
間での引張強さが低下しないことがあるので、8μm以下
であることが好ましい。望ましくは6μm以下である。

【００４６】前述の組成範囲にて、450MPa以上の強度を
有し、350℃〜Ａ_１点にて室温の0.7以下の引張強さとな
る高張力鋼板、換言すればマルテンサイト相の量が10〜
80％、その径が8μm以下で他の組織は実質的にフェライ
ト相である高張力鋼板を得るには、次のような工程およ
びその条件で製造すればよい。

【００４７】すなわち、熱間圧延の仕上げ温度はＡ_３点
以上のできるだけ低い温度とし、圧延直後670℃または
それ以下の温度まで20℃／ｓ以上望ましくは40℃／ｓ以
上にて急冷後、630℃以上、望ましくは650℃以上で巻き
取る。熱間圧延直後急冷するのは、鋼板の結晶粒を細か
くし、かつパーライト生成を抑止して、強度の向上およ
び加工性の向上を図るためであり、そしてマルテンサイ
ト相の粒径を小さくするためである。630℃以上で巻取
るのは、熱延鋼板として用いたり、次工程の冷間圧延加
工に供する場合の、十分な軟化を得るためである。

【００４８】冷延鋼板とする場合、50〜80％程度の冷間
圧延をおこなって所要板厚とした後、800〜870℃の温度
範囲で焼鈍し、Ａ_１点直上の温度まで冷却速度3〜10℃
／ｓにて冷却した後、冷却速度15℃／ｓ以上にて急冷す
る。

【００４９】焼鈍の加熱温度を800〜870℃とするのは、
800℃未満ではオーステナイト相の生成が不十分で、そ
の後の冷却の過程でマルテンサイト相が不十分になり強
度が不足するためであり、870℃を超える加熱は、マル
テンサイト相の粒径が8μmを超えてしまうからである。
焼鈍加熱後の冷却をＡ_１点直上の温度までの冷却速度を
3〜10℃／ｓとするのは、3℃／ｓ未満の速度では体積率
10％以上のマルテンサイト相が得られないからであり、
10℃／ｓを超える冷却速度では、マルテンサイト相が80
％を超えてしまうおそれがあるからである。Ａ_１点を下
回るとベイナイト相やフェライト＋パーライト相が発達
しマルテンサイト相が十分得られなくなるので、Ａ_１点
直上からの冷却は15℃／ｓ以上とする必要がある。

【００５０】冷却後のスキンパス圧延はなくてもよい
が、鋼板の表面性状改善や形状修正を目的に伸び率2％
以下で施してもよい。2％を超えると形状凍結性が低下
する。望ましくは0.5〜1％である。

【００５１】本発明の鋼板は所要部品形状に加工すると
き、350℃〜Ａ_１点の温度範囲にて加工をおこなうのが
望ましい。これはこの温度範囲で加工をおこなえば、と
くに形状凍結性がすぐれ、寸法精度の良好な部品成形で
きるからである。加工温度が350℃を下回る場合、スプ
リングバックの低減などの十分な効果は得られず、Ａ _１
点を超える温度では、表面酸化が甚だしくなるばかりで
なく、変形が不安定になるので好ましくない。また表面
にめっきが施された場合にはめっき層が変化したり、加
熱すること自体温度が高くなるとコストがかさむので、
好ましい加工温度は350〜600℃である。

【００５２】

【実施例】表１に示す化学組成の鋼を、実験用圧延機を
用い仕上げ温度を800℃以上として熱間圧延し、4.0mm厚
の熱延鋼板とした。酸洗後冷間圧延して1.2mmとし、各
鋼を表２に示す条件で焼鈍し冷却した。得られた各鋼板
の圧延に平行な断面を研磨し、4％ピクリン酸エチルア
ルコール溶液と、1％ピロ亜硫酸ナトリウム水溶液とに
よるレペラ法にて着色エッチングをおこない、光学顕微
鏡観察にてフェライト相の体積率、マルテンサイト相の
体積率とその大きさの分布およびこれら以外の相の体積
率を計測した。またこれら鋼板から平行部の幅8mm、長
さ15mmの引張試験片を圧延に対し直角方向に採取し、室
温、150℃および450℃での引張試験をおこなった。次い
で圧延方向に幅100mm、圧延直角方向に長さ300mmの試験
片を採取し、図１に示したプレス試験装置にてハット形
成形を実施した。

【００５３】

【表１】

【００５４】

【表２】

【００５５】ハット形成形は、温度を上げておこなう場
合、試験片、ポンチ、ダイおよびしわ押さえ工具のいず
れも試験温度に加熱した。この場合ダイス肩半径が3m
m、板とダイ−ポンチ間のクリアランスを0.1mm、しわ押
さえはスペーサーを入れ板厚に0.1mmの隙間を設けて加
圧力なしとし、潤滑剤は使用しなかった。成型後型から
取りだし、スプリングバックを図２に示した方法で測定
し、室温でプレス成形したハット形のスプリングバック
量Δθ_Ｒと、温度を上げプレス成形した場合のスプリン
グ量Δθ_Ｔとから、その比κ＝Δθ_Ｔ／Δθ_Ｒを求め
た。

【００５６】これらの計測結果をまとめて表３に示す。
この結果から明らかなように、本発明範囲の室温に対す
る450℃の引張強さの比が0.7以下である鋼番号Ａ〜Ｅの
鋼板は、κ値がいずれも0.4を下回る数値を示してお
り、この温度の温間加工でスプリングバック量が小さ
く、寸法精度がよく成形性がすぐれている。これに対
し、室温に対する450℃の引張強さの比が0.7を超えるＦ
〜Ｇの鋼板は、κ値が0.5ないしはそれ以上であり、形
状凍結性がよくない。また、450℃の温間加工で、スプ
リングバックが小さく寸法精度のよい成形がおこなえる
鋼板でも、150℃でのプレス加工ではスプリングバック
を十分小さくすることができない。

【００５７】Ａ〜Ｅの鋼板の金属組織は、マルテンサイ
ト相の体積率が14〜75％で、その平均径は8μm以下であ
る。これに対し、450℃での引張強さの比が0.7をこえる
Ｆ〜Ｉの鋼板は、Ｆの場合マルテンサイト相の平均径が
大きく、ＧはＳｉが高すぎ、ＨおよびＩではマルテンサ
イト相が無い。

【００５８】

【表３】

【００５９】

【発明の効果】本発明の鋼板は、従来の温間加工に用い
られるよりもやや高めの温度域に加熱してプレス成形す
る加工方法に適した、引張強さ450MPa以上の高張力鋼板
である。このような高強度の鋼板は加工性が悪く、成形
品が必要とする寸法精度が得られず、軽量化を目的とし
た自動車用部品などへの適用の妨げとなっていたが、本
発明の鋼板を用いて温間加工することにより成形が可能
となり、より一層の高強度鋼板の適用が推進できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ハット形の成形をおこなうプレス成形試験装置
を説明する図である。

【図２】成形したハット形のスプリングバック量の測定
を説明する図である。

【図３】室温の引張強さに対する温間加熱時の引張強さ
の比と、成形性の指標であるκ値との関係を示す図であ
る。

【符号の説明】

１．ポンチ２．しわ押さえ３．ダイ４．しわ押さえ圧を０とするためのスペーサ５．成形品（ハット形）６．スプリングバック量測定具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4K037 EA01 EA05 EA06 EA09 EA11 EA15 EA16 EA18 EA21 EA23 EA25 EA27 EA35 EA36 EB05 EB08 EB11 FC07 FD03 FD04 FE03 FG00 FH01 FJ05 FJ06 FK02 FK03 FK08 FM02 JA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】質量％にて、Ｃ：0.03〜0.2％、Ｓｉ：0.5
％以下、Ｍｎ：1〜3％、Ｐ：0.1％以下、Ｓ：0.1％以
下、Ｃｒ：0.01〜1％、Ａｌ：0.01〜0.1％、Ｎ：0.02％
以下を含有し、残部はＦｅおよび不純物からなる組成
で、室温における引張強さに対する450℃における引張
強さの比が、0.7以下であることを特徴とする高張力薄
鋼板。
【請求項２】質量％にて、Ｃ：0.03〜0.2％、Ｓｉ：0.5
％以下、Ｍｎ：1〜3％、Ｐ：0.1％以下、Ｓ：0.1％以
下、Ｃｒ：0.01〜1％、Ａｌ：0.01〜0.1％、Ｎ：0.02％
以下で、Ｃａ：0.0002〜0.004％、Ｚｒ：0.01〜0.05％
および希土類元素：0.02〜0.05％のうちの１種以上を含
有し、残部はＦｅおよび不純物からなる組成で、室温に
おける引張強さに対する450℃での引張強さの比が、0.7
以下であることを特徴とする高張力薄鋼板。
【請求項３】質量％にて、Ｃ：0.03〜0.2％、Ｓｉ：0.5
％以下、Ｍｎ：1〜3％、Ｐ：0.1％以下、Ｓ：0.1％以
下、Ｃｒ：0.01〜1％、Ｎｉ：0.01〜0.5％、Ａｌ：0.01
〜0.1％、Ｎ：0.02％以下を含有し、残部はＦｅおよび
不純物からなる組成で、室温における引張強さに対する
450℃における引張強さの比が、0.7以下であることを特
徴とする高張力薄鋼板。
【請求項４】質量％にて、Ｃ：0.03〜0.2％、Ｓｉ：0.5
％以下、Ｍｎ：1〜3％、Ｐ：0.1％以下、Ｓ：0.1％以
下、Ｃｒ：0.01〜1％、Ｎｉ：0.01〜0.5％、Ａｌ：0.01
〜0.1％、Ｎ：0.02％以下で、Ｃａ：0.0002〜0.004％、
Ｚｒ：0.01〜0.05％および希土類元素：0.02〜0.05％の
うちの１種以上を含有し、残部はＦｅおよび不純物から
なる組成で、室温における引張強さに対する450℃での
引張強さの比が、0.7以下であることを特徴とする高張
力薄鋼板。
【請求項５】鋼の結晶組織において、マルテンサイト相
の体積率が10％以上80％以下であり、かつ分散している
マルテンサイト相それぞれの平均径が8μm以下で、マル
テンサイト以外の組織ではフェライト相の体積率が最も
大きいことを特徴とする請求項１、２、３または４に記
載の高張力薄鋼板。
【請求項６】請求項１、２、３、４または５のいずれか
に記載の高張力薄鋼板を、350℃〜Ａ_１点の温度範囲で
加工することを特徴とする高張力薄鋼板の成形方法。