JP2004269920A - スポット溶接性に優れた高延性高強度冷延鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】スポット溶接性と延性に優れた高延性高強度冷延鋼板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】質量％で、Ｃ：０．１３〜０．１５％、Ｓｉ：１〜２％、Ｍｎ：１．７〜２．２％、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０１％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１〜０．５％、Ｎ：０．００５％以下、残部が実質的に鉄からなり、残留γ相を体積率５％以上含み、引張強度が８０ｋｇ／ｍｍ２以上である高延性高強度冷延鋼板。更にＴｉ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖの内１種以上を０．００１〜０．０４％、又はＣｒ：０．０１〜１．０％、Ｍｏ：０．０１〜０．５％、Ｂ：０．０００１〜０．００２０％の内１種以上を含有できる。冷間圧延後、７５０〜８７０℃に加熱、１０ｓｅｃ以上保持後、７００〜６００℃まで２０℃／ｓｅｃ以下で冷却、５００〜３５０℃まで１０℃／ｓｅｃ以上で冷却、６０ｓｅｃ以上保持後、冷却する製造方法。
【選択図】 なし
【解決手段】質量％で、Ｃ：０．１３〜０．１５％、Ｓｉ：１〜２％、Ｍｎ：１．７〜２．２％、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０１％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１〜０．５％、Ｎ：０．００５％以下、残部が実質的に鉄からなり、残留γ相を体積率５％以上含み、引張強度が８０ｋｇ／ｍｍ２以上である高延性高強度冷延鋼板。更にＴｉ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖの内１種以上を０．００１〜０．０４％、又はＣｒ：０．０１〜１．０％、Ｍｏ：０．０１〜０．５％、Ｂ：０．０００１〜０．００２０％の内１種以上を含有できる。冷間圧延後、７５０〜８７０℃に加熱、１０ｓｅｃ以上保持後、７００〜６００℃まで２０℃／ｓｅｃ以下で冷却、５００〜３５０℃まで１０℃／ｓｅｃ以上で冷却、６０ｓｅｃ以上保持後、冷却する製造方法。
【選択図】 なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用構造部材、補強部材、その他あらゆる機械構造部品を製造するために最適な、引張強度が８０ｋｇ／ｍｍ２以上のスポット溶接性と延性に優れた高延性高強度冷延鋼板およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車車体においては、軽量化による燃費向上および衝突時の乗員の保護という相反する特性を満足させるため、自動車部品には高強度化が要請されている。
高強度鋼板は、軟質鋼板と比較して一般に延性が劣るため、プレス加工等の成形加工が困難である。そこで、高強度鋼板の延性を向上させる目的で、γ（オーステナイト）相を室温で安定に残留させ、塑性加工時にオーステナイトがマルテンサイト相に変態する変態誘起塑性（ＴＲＩＰ現象）を利用したいわゆるＴＲＩＰ鋼が開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、引張強度が８０ｋｇ／ｍｍ２以上の高延性鋼板の製造方法が開示されている。この技術は、Ｃ：０．１〜０．４５％，Ｓｉ：０．５〜１．８％，Ｍｎ：０．５〜３．０％の鋼を用い、現有製造ラインで工業的に容易に製造可能な工程でもって８０ｋｇｆ／ｍｍ２以上の強度を有する、ＴＲＩＰ現象を利用した延性の良い高強度鋼板の製造を可能にする方法を提供することを目的とするものである。
【０００４】
特許文献２には、安定して残留オーステナイトを含む高延性高強度鋼板の製造方法が開示されている。この技術は、Ｃ：０．０５〜０．１５％，Ｓｉ：０．５％〜２．５％，Ｍｎ：０．５％〜３．０％の鋼を用い、引張強度５００〜７００ Ｎ／ｍｍ２を目標としている。
【０００５】
特許文献３には、耐時効性の優れた高強度高延性鋼板の製造方法が開示されている。この技術は、Ｃ：０．０５％〜０．３０％， Ｓｉ：０．５〜２．５％，Ｍｎ：０．５〜２．５％の冷延鋼板を連続焼鈍し、その急冷過程において所定範囲のひずみを繰り返し鋼板に与える一連の操作を行うことを特徴としている。
【０００６】
特許文献４には、広いひずみ範囲において一様で高いｎ値を有する高強度複合組織冷延鋼板およびその製造方法が開示されている。この技術は、Ｃ：０．１％〜０．２８％，Ｓｉ：１．０〜２．５％，Ｍｎ：１．２〜２．５％（発明詳細な説明に開示）の冷延鋼板を連続焼鈍することを特徴としている。
【０００７】
【特許文献１】
特公平６−３５６１９号公報
【０００８】
【特許文献２】
特許２５４５３１６号公報
【０００９】
【特許文献３】
特許２６５８７０６号公報
【００１０】
【特許文献４】
特許２９４０２３５号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこれらの従来技術には、次のような問題があった。特許文献１記載の技術により製造された鋼板は、確かに引張強度８０ｋｇ／ｍｍ２以上の高強度が得られている。しかし、同文献記載の実施例においては主にＣ量が０．３６〜０．４２％の中炭素鋼が扱われており、低炭素鋼でそのような結果が得られるのは、Ｃ量が０．１６％の高Ｍｎ（２．３３％）鋼の１例のみである。従って、この技術による鋼板は、０．４％Ｃ前後あるいは０．１６％ Ｃ−２．３３％ＭｎとＣ量又はＭｎ量が多く、そのためスポット溶接性に問題があった。
【００１２】
特許文献２記載の技術は、引張強度５００ Ｎ／ｍｍ２以上の鋼板に関するものであり、Ｃ量の範囲を０．０５〜０．１５％としており、実施例ではＣ量が０．０８〜０．１４％の低炭素鋼について、引張強度５５０〜７００ Ｎ／ｍｍ２の例が開示されている。この文献記載の技術による引張強度は高々７００ Ｎ／ｍｍ２である。また、目標とする金属組織および製造方法も、本発明が提供しようとする引張強度８０ｋｇ／ｍｍ２以上の鋼板とは異なるため、技術的になんら示唆を与えるものではない。
【００１３】
特許文献３記載の技術は、強度延性特性の優れた高強度複合組織冷延鋼板に関するものであり、Ｃ量の範囲を０．０５〜０．３０％としているものの、実施例において、引張強度８０ｋｇ／ｍｍ２が達成されている鋼はＣ量が０．１８〜０．２８％である。このようにこの文献記載の鋼板で、引張強度８０ｋｇ／ｍｍ２を得る場合はＣ量が多く必要なため、スポット溶接性に問題があった。
【００１４】
特許文献４記載の技術は、Ｃ量として実施例で開示されているのは、Ｃ量が０．０８〜０．１３％の鋼と０．１８〜０．２７％の鋼である。その中で引張強度８０ｋｇ／ｍｍ２が達成されているのは、Ｃ量が０．１８〜０．２７％Ｃの鋼であり、上記０．０８〜０．１３％ Ｃの鋼では６１〜７０ｋｇ／ｍｍ２程度に止まっている。このようにこの文献記載の鋼板で、引張強度８０ｋｇ／ｍｍ２を得る場合はＣ量が多く必要なため、スポット溶接性に問題があった。
【００１５】
以上のように従来技術においては、いずれも引張強度が８０ｋｇ／ｍｍ２以上になるとＣを比較的多量に含み、スポット溶接性に問題があった。本発明は、この問題を解決し、引張強度が８０ｋｇ／ｍｍ２以上のスポット溶接性と延性に優れた高延性高強度冷延鋼板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前述の課題は次の発明により解決される。その発明は、化学成分として質量％で、Ｃ：０．１３〜０．１５％、Ｓｉ：１〜２％、Ｍｎ：１．７〜２．２％、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０１％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１〜０．５％、Ｎ：０．００５％以下を含有し、残部が実質的に鉄からなり、金属組織として残留オーステナイト相を体積率５％以上含み、引張強度が８０ｋｇ／ｍｍ２以上であることを特徴とするスポット溶接性に優れた高延性高強度冷延鋼板である。
【００１７】
この発明の化学成分に加えて更にＴｉ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖの内１種以上をそれぞれ０．００１〜０．０４％含有することを特徴とするスポット溶接性に優れた高延性高強度冷延鋼板とすることもできる。
【００１８】
これらの発明の化学成分に加えて更にＣｒ：０．０１〜１．０％、Ｍｏ：０．０１〜０．５％、Ｂ：０．０００１〜０．００２０％の内１種以上を含有することを特徴とするスポット溶接性に優れた高延性高強度冷延鋼板とすることもできる。
【００１９】
また、これらの発明の高延性高強度冷延鋼板を製造することができる製造方法の発明は、上記の化学成分からなる鋼を溶製し、熱間圧延および冷間圧延を行い、７５０〜８７０℃の温度範囲に加熱して１０ｓｅｃ以上保持した後、７００〜６００℃の温度範囲まで２０℃／ｓｅｃ以下の冷却速度で冷却し、そこから５００〜３５０℃の温度範囲まで１０℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で冷却し、その温度で６０ｓｅｃ以上保持した後、室温まで冷却して、残留オーステナイト相の体積率を５％以上とし、引張強度を８０ｋｇ／ｍｍ２以上に制御することを特徴とするスポット溶接性に優れた高延性高強度冷延鋼板の製造方法である。
【００２０】
発明は、化学成分を狭い範囲に調整することにより、スポット溶接性に優れる低合金低Ｃ鋼においても、ＴＲＩＰ現象を発現させることが可能なことが見出され、それに基づきなされた。
【００２１】
まず、化学成分の限定理由について述べる。
【００２２】
Ｃ： ０．１３〜０．１５％
Ｃは、マルテンサイト相を硬化させ、鋼板を高強度化するとともに、オーステナイト相を常温で安定化させ、ＴＲＩＰ現象を発現させる効果がある。Ｃ量が０．１３％未満ではこれらの効果が十分ではなく、０．１５％を超えるとスポット溶接強度が劣化する。スポット溶接強度劣化の原因は、Ｃ量が高いと溶接部が過剰に硬化し、十字引張試験において溶接部が剥離破断するためである。従ってＣ量を０．１３〜０．１５％の範囲内とする。
【００２３】
Ｓｉ： １〜２％
Ｓｉは、焼鈍工程において鉄炭化物の生成を抑制し、オーステナイト相へのＣ濃化を促進する効果がある。Ｓｉ量が１％未満ではこれらの効果が十分ではなく、２％を超えるとその効果が飽和するばかりか、加工性の劣化による鋼板製造工程における歩留りの低下、鋼板の化成処理性の劣化の原因となる。従ってＳｉ量を１〜２％の範囲内とする。
【００２４】
Ｍｎ： １．７〜２．２％
Ｍｎは、焼鈍工程においてオーステナイト相（γ相）の体積率およびγ相中のＣ量（濃化）を適正化し、鋼板の高強度化とＴＲＩＰ現象の発現を促進する効果がある。Ｍｎ量が１．７％未満ではγ相の体積率が低く強度が不十分で引張強度８０ｋｇ／ｍｍ２以上が達成できない。一方、Ｍｎ量が２．２％を超えるとγ相の体積率が高くなりすぎγ相中のＣ量が低下する。そのためγ相が不安定となり、残留オーステナイトが減少する。ＴＲＩＰ現象が発現しなくなる。従ってＭｎ量を１．７〜２．２％の範囲内とする。
【００２５】
Ｐ： ０．０２％以下
Ｐは、原料から混入する不純物であり、スポット溶接強度を低下させる原因となる。Ｐ量が０．０２％を超えるとスポット溶接性の劣化が顕著となる。さらに、スポット溶接性を改善するためにはＰ量を０．０１％以下とすることが望ましい。
【００２６】
Ｓ： ０．０１％以下
Ｓは、原料から混入する不純物であり、スポット溶接強度を低下させる原因となる。Ｓ量が０．０１％を超えるとスポット溶接性の劣化が顕著となる。従って、Ｓ量を０．０１％以下とする。さらに、スポット溶接性を改善するためにはＳ量を０．００５％以下とすることが望ましい。
【００２７】
ｓｏｌ．Ａｌ： ０．０１〜０．５％
Ａｌは、製鋼工程で脱酸の目的で添加する。ｓｏｌ．Ａｌ量が０．０１％未満ではその効果が十分ではなく、一方、０．５％を超えると、その効果が飽和するばかりか、製造コストの増加を招く。従って、ｓｏｌ．Ａｌ量を０．０１〜０．５％の範囲内とする。
【００２８】
Ｎ： ０．００５％以下
Ｎは、不純物であり、伸びおよび耐時効特性を劣化させる。Ｎ量が０．００５％を超えると、これら特性の劣化が顕著となる。従って、Ｎ量を０．００５％以下とする。
【００２９】
Ｔｉ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖ： 添加する場合１種以上をそれぞれ０．００１〜０．０４％
Ｔｉ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖは、熱延工程で生成する鉄炭化物を、それぞれの添加元素の炭化物とすることで焼鈍工程における炭化物の溶解速度が向上し、オーステナイト相（γ相）中のＣ濃度を高め、γ相を安定化させる効果がある。これらの元素の添加量が０．００１％未満では、この効果が十分ではない。一方、添加量が０．０４％を超えると、生成する炭化物が粗大化して伸びが劣化する。従って、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖを添加する場合は、それぞれ０．００１〜０．０４％の範囲内とする。
【００３０】
Ｃｒ，Ｍｏ，Ｂ： 添加する場合Ｃｒ：０．０１〜１．０％， Ｍｏ：０．０１〜０．５％， Ｂ：０．０００１〜０．００２０％
Ｃｒ，Ｍｏ，Ｂは、焼鈍工程の冷却過程におけるγ相からのα相の生成（フェライト変態）の速度を低下させる作用があり、均熱保持後の冷却速度によらず、マルテンサイト相と残留γ相の生成量（体積率）を安定化させる効果がある。Ｃｒ，Ｍｏ量が０．０１％未満、あるいはＢ量が０．００１％では、この効果は十分ではなく、一方、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｂ量がそれぞれ１．０％， ０．５％， ０．００２０％を超えると、マルテンサイト相の生成量が多くなりすぎ、ＴＲＩＰ現象の発現を抑制する。従って、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｂを添加する場合は、Ｃｒ：０．０１〜１．０％， Ｍｏ：０．０１〜０．５％， Ｂ：０．０００１〜０．００２０％の範囲内とする。
【００３１】
次に、金属組織について説明する。
【００３２】
残留オーステナイト相：体積率５％以上
残留オーステナイト（γ）相は、ＴＲＩＰ現象を発現させるために必須の組織である。残留γ相の体積率が５％未満では、その効果が十分ではない。従って、金属組織としては残留γ相の体積率を５％以上とする。
【００３３】
以下、製造方法について説明する。まず、上記の化学成分からなる鋼を溶製し、熱間圧延および冷間圧延を行う。冷間圧延までの製造方法は、特に限定せず、通常の方法を用いることにより実施できる。その後、次の熱サイクルにより連続焼鈍を行う。
【００３４】
焼鈍均熱処理：７５０〜８７０℃で１０ｓｅｃ以上保持
焼鈍における均熱温度（加熱温度）は、焼鈍中のオーステナイト（γ）相の生成に大きく影響する。均熱温度が７５０℃未満では、十分な体積率のγ相が生成せず、強度が十分得られない。一方、８７０℃を超えると、組織がγ相が単相となり粗大化するため伸びが劣化する。均熱保持時間は、１０ｓｅｃ未満ではγ相が十分生成せず、十分な強度が得られない。従って、焼鈍における均熱処理は、７５０〜８７０℃で１０ｓｅｃ以上保持とする。
【００３５】
焼鈍後の冷却条件は、本発明の金属組織を得る上で適切に制御する必要がある。冷却は、冷却速度の比較的低い１次冷却とそれに続く急冷の２次冷却の２段階で行う。これにより、フェライト相（α相）の生成を促進し、γ相中のＣ濃度を高めるとともに、適切な量の残留オーステナイト相を確保してＴＲＩＰ効果を促進する。
【００３６】
１次冷却：冷却速度２０℃／ｓｅｃ以下で７００〜６００℃まで冷却
焼鈍直後の１次冷却の冷却速度が２０℃／ｓｅｃを超えると、α相の生成が不十分となり、延性が低下するとともに、γ相中のＣ濃化も不十分となり、目的の残留オーステナイト相を含む組織が得られなくなる。従って、１次冷却の冷却速度は２０℃／ｓｅｃ以下とする。
【００３７】
１次冷却の冷却終了温度については、７００℃を超える温度ではα相の生成が不十分であり、目的の組織が得られなくなる。一方、６００℃未満の温度ではパーライトが生成し、やはり目的の組織が得られなくなる。従って、１次冷却の冷却終了温度は７００〜６００℃とする。
【００３８】
２次冷却：冷却速度１０℃／ｓｅｃ以上で５００〜３５０℃まで冷却
２次冷却の冷却速度が１０℃／ｓｅｃ未満になると、パーライトが生成し、強度が低下するばかりか、残留オーステナイト相の生成量が減少し、伸びが劣化する。従って、２次冷却の冷却速度は１０℃／ｓｅｃ以上とする。
【００３９】
２次冷却の冷却終了温度については、この温度が冷却後の保持温度となる。冷却後の保持は、この時点で残っているγ相の一部からベイナイト相を生成させ、最終的な残留γ相の体積率を所定の範囲内に制御するとともに、残留γ相を安定化させ、ＴＲＩＰ現象の発現を確実にすることにより鋼板の延性を向上させる。
【００４０】
冷却後の保持：５００〜３５０℃で６０ｓｅｃ以上保持
冷却後の保持温度が５００℃を超える温度では、パーライトが生成し、強度が低下するばかりか、残留γ相が確保できず延性も劣化する。一方、保持温度が３５０℃未満になると、マルテンサイトが過剰に生成し、延性の低下とともに残留γ相が十分に確保できなくなる。従って、冷却後の保持温度は５００〜３５０℃とする。
【００４１】
保持時間については、６０ｓｅｃ未満では以上の効果、即ち残留γ相の体積率制御および残留γ相の安定化が十分ではなく、伸びが低下する。従って、冷却後の保持時間は６０ｓｅｃ以上とする。
【００４２】
このようにして本発明により、引張強度ＴＳ≧８０ｋｇ／ｍｍ２、伸びＥｌ≧２８％（ＪＩＳ５号引張試験片）、スポット溶接強度ＣＴＳ≧６．８ｋＮ（板厚１．２ｍｍ、ナゲット径５．５ｍｍ）という優れた特性を有する高延性高強度冷延鋼板の製造が可能となる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
実施に当たっては、発明の化学成分からなる鋼を転炉等で溶製し、連続鋳造、造塊法、薄スラブ鋳造法等で製造すればよい。また鋳造後は、スラブを一旦冷却して加熱して熱延を行い、あるいは直ちに熱間圧延を行う直送圧延（ＨＤＲ）を行うこともできる。
【００４４】
熱間圧延では、熱延後の組織を微細化することにより、炭化物の溶解速度を向上させ、γ相を安定化させるため、最終圧延温度（仕上温度）をＡｒ３以上８９０℃以下とすることが望ましい。熱延後の巻取温度は、組織微細化、炭化物の溶解速度向上、およびγ相安定化の観点から、６１０℃以下とすることが望ましい。
【００４５】
熱延後は冷間圧延を行い、所望の板厚とする。冷間圧延の圧下率は、組織微細化、炭化物の溶解速度向上、およびγ相安定化の観点から、５５％以上とすることが望ましい。冷間圧延後の鋼帯は、前述の条件で連続焼鈍を行い、均熱処理、１次冷却、２次冷却、および冷却後の保持を行い、金属組織を制御する。
【００４６】
なお、本発明では、残留オーステナイトとともに、マルテンサイトを生成させて強度を確保し、またベイナイトを生成させて残留オーステナイトを安定化することができる。マルテンサイトおよびベイナイトの体積率は、強度低下および延性低下を防止するため、それぞれ５〜２０％、１０〜４０％とすることが望ましい。
【００４７】
これらの処理の後、調質圧延を伸張率０．１〜１．０％で行うことにより、降伏伸びを除去することが望ましい。なお、本発明の鋼板は、表面に電気めっき、溶融亜鉛めっき、または固形潤滑剤等を施してもよい。
【００４８】
【実施例】
（実施例１）
表１に示す化学成分を有する鋼を溶解し鋳造した。これを１２５０℃に加熱し、熱延仕上温度８６０℃で板厚２．８ｍｍに熱間圧延し、冷却速度２０℃／ｓｅｃで冷却後、６００℃巻取のシミュレーションとして、炉に装入し６００℃１ｈ保持後炉冷する処理を行った。得られた熱延鋼板を板厚１．２ｍｍに冷間圧延し、連続焼鈍相当の焼鈍を行った。そのときの加熱速度は２０℃／ｓｅｃ、加熱（均熱）温度は８１０℃で３００ｓｅｃ保持した。その後、冷却速度１０℃／ｓｅｃで７００℃まで１次冷却し、次いで１５℃／ｓｅｃで４００℃まで２次冷却を行い、その温度に４８０ｓｅｃ保持した。室温まで冷却後、伸張率０．３％の調質圧延を行った。
【００４９】
【表１】
【００５０】
得られた冷延鋼板について、次の試験を行った。機械特性は、ＪＩＳ５号試験片（ＪＩＳ規格Ｚ２２０１）を圧延方向と直角方向に採取し、ＪＩＳ規格Ｚ２２０４に準拠して引張試験を行い求めた。残留オーステナイト量はＸ線回折法により測定した。スポット溶接強度は、ＤＲ型６ｍｍの電極を用い、加圧力５００ｋｇｆ、通電時間０．２ｓｅｃの溶接条件で、ナゲット径５．５ｍｍとなるよう溶接電流を調整してスポット溶接後、十字引張試験を行いその破断応力により評価した。試験結果を表２に示す。
【００５１】
【表２】
【００５２】
表２に示すように、本発明により製造した鋼板２，３，９〜１６は、引張強度ＴＳ、伸びＥｌ、スポット溶接強度ＣＴＳのいずれにおいても、優れた特性（ＴＳ≧８０ｋｇ／ｍｍ２， Ｅｌ≧２８％， ＣＴＳ≧６．８ｋＮ）を示している。
【００５３】
一方、本発明の製造条件を外れた鋼板（比較例）はいずれかの特性が劣っている。例えば、鋼板１は、Ｃ量が低すぎるため引張強度が低い。鋼板４は、Ｃ量が高すぎるため引張強度が高くなりすぎ、伸びが低下するとともにスポット溶接の接合強度ＣＴＳが著しく低い。これは、十字引張試験においてスポット溶接部が剥離破断したためである。
【００５４】
比較例の鋼板５は、Ｍｎ量が高すぎるため、残留オーステナイト相が十分に生成せずそのため伸びが低い。鋼板６は、Ｍｎ量が低すぎるため、マルテンサイト生成量が少なく強度が著しく低い。また、残留オーステナイト量も少ないため、強度が低い割には伸びが低い。鋼板６は、Ｐ量が高すぎるため、スポット溶接の接合強度ＣＴＳが著しく低い。同様に、鋼板７は、Ｓ量が高すぎるため、スポット溶接の接合強度ＣＴＳが著しく低い。
【００５５】
（実施例２）
表１に示した本発明の化学成分を有する鋼（鋼番号２，３，９〜１６）を用い、これを１２５０℃に加熱し、熱延仕上温度８７０℃で熱間圧延し、冷却速度２０℃／ｓｅｃで冷却後、炉に装入し種々の温度（巻取温度）で１ｈ保持後炉冷する処理を行った。得られた熱延鋼板を板厚１．２ｍｍに冷間圧延し、種々の条件で連続焼鈍相当の焼鈍、１次冷却、２次冷却、その後の保持を行った。その後、室温まで冷却して伸張率０．３％の調質圧延を行った。以上の製造条件を表３に示す。得られた冷延鋼板について、前述（実施例１）と同様の試験を行った。試験結果を表４に示す。
【００５６】
【表３】
【００５７】
【表４】
【００５８】
この表から明らかなように、本発明により製造した鋼板Ａ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、引張強度ＴＳ、伸びＥｌ、スポット溶接強度ＣＴＳのいずれにおいても、優れた特性（ＴＳ≧８０ｋｇ／ｍｍ２， Ｅｌ≧２８％， ＣＴＳ≧６．８ｋＮ）を示している。
【００５９】
一方、本発明の製造条件を外れた鋼板（比較例）は、スポット溶接強度を除くいずれかの特性が劣っている。例えば、鋼板Ｂは、焼鈍均熱温度が低すぎるため、マルテンサイト生成量が少なく強度が著しく低い。鋼板Ｆは、焼鈍均熱温度が高すぎるため、金属組織が粗大化し、伸びが著しく低い。鋼板Ｇは、焼鈍均熱時間が短すぎるため、γ相へのＣ濃化が十分ではなく、残留オーステナイト相の生成が少ないため伸びが低く、強度も低い。
【００６０】
鋼板Ｈは、１次冷却速度が高すぎるため、相へのＣ濃化が十分ではなく、残留オーステナイト相の生成が少ないため伸びが低い。鋼板Ｉは、２次冷却速度が低すぎるため、パーライトが生成し、強度が著しく低い。
【００６１】
鋼板Ｊは、２次冷却後の保持温度が低すぎるため、マルテンサイトが過剰に生成し、残留オーステナイト相が少なくなったため、伸びが著しく低い。鋼板Ｋは、２次冷却後の保持温度が高すぎるため、パーライトが生成し、強度が著しく低い。
鋼板Ｌ は、２次冷却後の保持時間が短すぎるため、γ相へのＣ濃化が十分ではなく、残留オーステナイト相の生成が少ないため伸びが著しく低い。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、化学成分を狭い範囲に調整し、金属組織を制御することにより、引張強度が８０ｋｇ／ｍｍ２以上、伸びが２８％以上で高強度かつ高い成形加工性を有し、スポット溶接性に優れた冷延鋼板が得られる。その結果、自動車用構造部材、補強部材、その他あらゆる機械構造部品を製造するために最適な鋼板を供給することが可能となり、自動車の軽量化を通じて、乗員の安全性向上、地球環境保全に貢献できる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用構造部材、補強部材、その他あらゆる機械構造部品を製造するために最適な、引張強度が８０ｋｇ／ｍｍ２以上のスポット溶接性と延性に優れた高延性高強度冷延鋼板およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車車体においては、軽量化による燃費向上および衝突時の乗員の保護という相反する特性を満足させるため、自動車部品には高強度化が要請されている。
高強度鋼板は、軟質鋼板と比較して一般に延性が劣るため、プレス加工等の成形加工が困難である。そこで、高強度鋼板の延性を向上させる目的で、γ（オーステナイト）相を室温で安定に残留させ、塑性加工時にオーステナイトがマルテンサイト相に変態する変態誘起塑性（ＴＲＩＰ現象）を利用したいわゆるＴＲＩＰ鋼が開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、引張強度が８０ｋｇ／ｍｍ２以上の高延性鋼板の製造方法が開示されている。この技術は、Ｃ：０．１〜０．４５％，Ｓｉ：０．５〜１．８％，Ｍｎ：０．５〜３．０％の鋼を用い、現有製造ラインで工業的に容易に製造可能な工程でもって８０ｋｇｆ／ｍｍ２以上の強度を有する、ＴＲＩＰ現象を利用した延性の良い高強度鋼板の製造を可能にする方法を提供することを目的とするものである。
【０００４】
特許文献２には、安定して残留オーステナイトを含む高延性高強度鋼板の製造方法が開示されている。この技術は、Ｃ：０．０５〜０．１５％，Ｓｉ：０．５％〜２．５％，Ｍｎ：０．５％〜３．０％の鋼を用い、引張強度５００〜７００ Ｎ／ｍｍ２を目標としている。
【０００５】
特許文献３には、耐時効性の優れた高強度高延性鋼板の製造方法が開示されている。この技術は、Ｃ：０．０５％〜０．３０％， Ｓｉ：０．５〜２．５％，Ｍｎ：０．５〜２．５％の冷延鋼板を連続焼鈍し、その急冷過程において所定範囲のひずみを繰り返し鋼板に与える一連の操作を行うことを特徴としている。
【０００６】
特許文献４には、広いひずみ範囲において一様で高いｎ値を有する高強度複合組織冷延鋼板およびその製造方法が開示されている。この技術は、Ｃ：０．１％〜０．２８％，Ｓｉ：１．０〜２．５％，Ｍｎ：１．２〜２．５％（発明詳細な説明に開示）の冷延鋼板を連続焼鈍することを特徴としている。
【０００７】
【特許文献１】
特公平６−３５６１９号公報
【０００８】
【特許文献２】
特許２５４５３１６号公報
【０００９】
【特許文献３】
特許２６５８７０６号公報
【００１０】
【特許文献４】
特許２９４０２３５号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこれらの従来技術には、次のような問題があった。特許文献１記載の技術により製造された鋼板は、確かに引張強度８０ｋｇ／ｍｍ２以上の高強度が得られている。しかし、同文献記載の実施例においては主にＣ量が０．３６〜０．４２％の中炭素鋼が扱われており、低炭素鋼でそのような結果が得られるのは、Ｃ量が０．１６％の高Ｍｎ（２．３３％）鋼の１例のみである。従って、この技術による鋼板は、０．４％Ｃ前後あるいは０．１６％ Ｃ−２．３３％ＭｎとＣ量又はＭｎ量が多く、そのためスポット溶接性に問題があった。
【００１２】
特許文献２記載の技術は、引張強度５００ Ｎ／ｍｍ２以上の鋼板に関するものであり、Ｃ量の範囲を０．０５〜０．１５％としており、実施例ではＣ量が０．０８〜０．１４％の低炭素鋼について、引張強度５５０〜７００ Ｎ／ｍｍ２の例が開示されている。この文献記載の技術による引張強度は高々７００ Ｎ／ｍｍ２である。また、目標とする金属組織および製造方法も、本発明が提供しようとする引張強度８０ｋｇ／ｍｍ２以上の鋼板とは異なるため、技術的になんら示唆を与えるものではない。
【００１３】
特許文献３記載の技術は、強度延性特性の優れた高強度複合組織冷延鋼板に関するものであり、Ｃ量の範囲を０．０５〜０．３０％としているものの、実施例において、引張強度８０ｋｇ／ｍｍ２が達成されている鋼はＣ量が０．１８〜０．２８％である。このようにこの文献記載の鋼板で、引張強度８０ｋｇ／ｍｍ２を得る場合はＣ量が多く必要なため、スポット溶接性に問題があった。
【００１４】
特許文献４記載の技術は、Ｃ量として実施例で開示されているのは、Ｃ量が０．０８〜０．１３％の鋼と０．１８〜０．２７％の鋼である。その中で引張強度８０ｋｇ／ｍｍ２が達成されているのは、Ｃ量が０．１８〜０．２７％Ｃの鋼であり、上記０．０８〜０．１３％ Ｃの鋼では６１〜７０ｋｇ／ｍｍ２程度に止まっている。このようにこの文献記載の鋼板で、引張強度８０ｋｇ／ｍｍ２を得る場合はＣ量が多く必要なため、スポット溶接性に問題があった。
【００１５】
以上のように従来技術においては、いずれも引張強度が８０ｋｇ／ｍｍ２以上になるとＣを比較的多量に含み、スポット溶接性に問題があった。本発明は、この問題を解決し、引張強度が８０ｋｇ／ｍｍ２以上のスポット溶接性と延性に優れた高延性高強度冷延鋼板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前述の課題は次の発明により解決される。その発明は、化学成分として質量％で、Ｃ：０．１３〜０．１５％、Ｓｉ：１〜２％、Ｍｎ：１．７〜２．２％、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０１％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１〜０．５％、Ｎ：０．００５％以下を含有し、残部が実質的に鉄からなり、金属組織として残留オーステナイト相を体積率５％以上含み、引張強度が８０ｋｇ／ｍｍ２以上であることを特徴とするスポット溶接性に優れた高延性高強度冷延鋼板である。
【００１７】
この発明の化学成分に加えて更にＴｉ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖの内１種以上をそれぞれ０．００１〜０．０４％含有することを特徴とするスポット溶接性に優れた高延性高強度冷延鋼板とすることもできる。
【００１８】
これらの発明の化学成分に加えて更にＣｒ：０．０１〜１．０％、Ｍｏ：０．０１〜０．５％、Ｂ：０．０００１〜０．００２０％の内１種以上を含有することを特徴とするスポット溶接性に優れた高延性高強度冷延鋼板とすることもできる。
【００１９】
また、これらの発明の高延性高強度冷延鋼板を製造することができる製造方法の発明は、上記の化学成分からなる鋼を溶製し、熱間圧延および冷間圧延を行い、７５０〜８７０℃の温度範囲に加熱して１０ｓｅｃ以上保持した後、７００〜６００℃の温度範囲まで２０℃／ｓｅｃ以下の冷却速度で冷却し、そこから５００〜３５０℃の温度範囲まで１０℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で冷却し、その温度で６０ｓｅｃ以上保持した後、室温まで冷却して、残留オーステナイト相の体積率を５％以上とし、引張強度を８０ｋｇ／ｍｍ２以上に制御することを特徴とするスポット溶接性に優れた高延性高強度冷延鋼板の製造方法である。
【００２０】
発明は、化学成分を狭い範囲に調整することにより、スポット溶接性に優れる低合金低Ｃ鋼においても、ＴＲＩＰ現象を発現させることが可能なことが見出され、それに基づきなされた。
【００２１】
まず、化学成分の限定理由について述べる。
【００２２】
Ｃ： ０．１３〜０．１５％
Ｃは、マルテンサイト相を硬化させ、鋼板を高強度化するとともに、オーステナイト相を常温で安定化させ、ＴＲＩＰ現象を発現させる効果がある。Ｃ量が０．１３％未満ではこれらの効果が十分ではなく、０．１５％を超えるとスポット溶接強度が劣化する。スポット溶接強度劣化の原因は、Ｃ量が高いと溶接部が過剰に硬化し、十字引張試験において溶接部が剥離破断するためである。従ってＣ量を０．１３〜０．１５％の範囲内とする。
【００２３】
Ｓｉ： １〜２％
Ｓｉは、焼鈍工程において鉄炭化物の生成を抑制し、オーステナイト相へのＣ濃化を促進する効果がある。Ｓｉ量が１％未満ではこれらの効果が十分ではなく、２％を超えるとその効果が飽和するばかりか、加工性の劣化による鋼板製造工程における歩留りの低下、鋼板の化成処理性の劣化の原因となる。従ってＳｉ量を１〜２％の範囲内とする。
【００２４】
Ｍｎ： １．７〜２．２％
Ｍｎは、焼鈍工程においてオーステナイト相（γ相）の体積率およびγ相中のＣ量（濃化）を適正化し、鋼板の高強度化とＴＲＩＰ現象の発現を促進する効果がある。Ｍｎ量が１．７％未満ではγ相の体積率が低く強度が不十分で引張強度８０ｋｇ／ｍｍ２以上が達成できない。一方、Ｍｎ量が２．２％を超えるとγ相の体積率が高くなりすぎγ相中のＣ量が低下する。そのためγ相が不安定となり、残留オーステナイトが減少する。ＴＲＩＰ現象が発現しなくなる。従ってＭｎ量を１．７〜２．２％の範囲内とする。
【００２５】
Ｐ： ０．０２％以下
Ｐは、原料から混入する不純物であり、スポット溶接強度を低下させる原因となる。Ｐ量が０．０２％を超えるとスポット溶接性の劣化が顕著となる。さらに、スポット溶接性を改善するためにはＰ量を０．０１％以下とすることが望ましい。
【００２６】
Ｓ： ０．０１％以下
Ｓは、原料から混入する不純物であり、スポット溶接強度を低下させる原因となる。Ｓ量が０．０１％を超えるとスポット溶接性の劣化が顕著となる。従って、Ｓ量を０．０１％以下とする。さらに、スポット溶接性を改善するためにはＳ量を０．００５％以下とすることが望ましい。
【００２７】
ｓｏｌ．Ａｌ： ０．０１〜０．５％
Ａｌは、製鋼工程で脱酸の目的で添加する。ｓｏｌ．Ａｌ量が０．０１％未満ではその効果が十分ではなく、一方、０．５％を超えると、その効果が飽和するばかりか、製造コストの増加を招く。従って、ｓｏｌ．Ａｌ量を０．０１〜０．５％の範囲内とする。
【００２８】
Ｎ： ０．００５％以下
Ｎは、不純物であり、伸びおよび耐時効特性を劣化させる。Ｎ量が０．００５％を超えると、これら特性の劣化が顕著となる。従って、Ｎ量を０．００５％以下とする。
【００２９】
Ｔｉ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖ： 添加する場合１種以上をそれぞれ０．００１〜０．０４％
Ｔｉ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖは、熱延工程で生成する鉄炭化物を、それぞれの添加元素の炭化物とすることで焼鈍工程における炭化物の溶解速度が向上し、オーステナイト相（γ相）中のＣ濃度を高め、γ相を安定化させる効果がある。これらの元素の添加量が０．００１％未満では、この効果が十分ではない。一方、添加量が０．０４％を超えると、生成する炭化物が粗大化して伸びが劣化する。従って、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖを添加する場合は、それぞれ０．００１〜０．０４％の範囲内とする。
【００３０】
Ｃｒ，Ｍｏ，Ｂ： 添加する場合Ｃｒ：０．０１〜１．０％， Ｍｏ：０．０１〜０．５％， Ｂ：０．０００１〜０．００２０％
Ｃｒ，Ｍｏ，Ｂは、焼鈍工程の冷却過程におけるγ相からのα相の生成（フェライト変態）の速度を低下させる作用があり、均熱保持後の冷却速度によらず、マルテンサイト相と残留γ相の生成量（体積率）を安定化させる効果がある。Ｃｒ，Ｍｏ量が０．０１％未満、あるいはＢ量が０．００１％では、この効果は十分ではなく、一方、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｂ量がそれぞれ１．０％， ０．５％， ０．００２０％を超えると、マルテンサイト相の生成量が多くなりすぎ、ＴＲＩＰ現象の発現を抑制する。従って、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｂを添加する場合は、Ｃｒ：０．０１〜１．０％， Ｍｏ：０．０１〜０．５％， Ｂ：０．０００１〜０．００２０％の範囲内とする。
【００３１】
次に、金属組織について説明する。
【００３２】
残留オーステナイト相：体積率５％以上
残留オーステナイト（γ）相は、ＴＲＩＰ現象を発現させるために必須の組織である。残留γ相の体積率が５％未満では、その効果が十分ではない。従って、金属組織としては残留γ相の体積率を５％以上とする。
【００３３】
以下、製造方法について説明する。まず、上記の化学成分からなる鋼を溶製し、熱間圧延および冷間圧延を行う。冷間圧延までの製造方法は、特に限定せず、通常の方法を用いることにより実施できる。その後、次の熱サイクルにより連続焼鈍を行う。
【００３４】
焼鈍均熱処理：７５０〜８７０℃で１０ｓｅｃ以上保持
焼鈍における均熱温度（加熱温度）は、焼鈍中のオーステナイト（γ）相の生成に大きく影響する。均熱温度が７５０℃未満では、十分な体積率のγ相が生成せず、強度が十分得られない。一方、８７０℃を超えると、組織がγ相が単相となり粗大化するため伸びが劣化する。均熱保持時間は、１０ｓｅｃ未満ではγ相が十分生成せず、十分な強度が得られない。従って、焼鈍における均熱処理は、７５０〜８７０℃で１０ｓｅｃ以上保持とする。
【００３５】
焼鈍後の冷却条件は、本発明の金属組織を得る上で適切に制御する必要がある。冷却は、冷却速度の比較的低い１次冷却とそれに続く急冷の２次冷却の２段階で行う。これにより、フェライト相（α相）の生成を促進し、γ相中のＣ濃度を高めるとともに、適切な量の残留オーステナイト相を確保してＴＲＩＰ効果を促進する。
【００３６】
１次冷却：冷却速度２０℃／ｓｅｃ以下で７００〜６００℃まで冷却
焼鈍直後の１次冷却の冷却速度が２０℃／ｓｅｃを超えると、α相の生成が不十分となり、延性が低下するとともに、γ相中のＣ濃化も不十分となり、目的の残留オーステナイト相を含む組織が得られなくなる。従って、１次冷却の冷却速度は２０℃／ｓｅｃ以下とする。
【００３７】
１次冷却の冷却終了温度については、７００℃を超える温度ではα相の生成が不十分であり、目的の組織が得られなくなる。一方、６００℃未満の温度ではパーライトが生成し、やはり目的の組織が得られなくなる。従って、１次冷却の冷却終了温度は７００〜６００℃とする。
【００３８】
２次冷却：冷却速度１０℃／ｓｅｃ以上で５００〜３５０℃まで冷却
２次冷却の冷却速度が１０℃／ｓｅｃ未満になると、パーライトが生成し、強度が低下するばかりか、残留オーステナイト相の生成量が減少し、伸びが劣化する。従って、２次冷却の冷却速度は１０℃／ｓｅｃ以上とする。
【００３９】
２次冷却の冷却終了温度については、この温度が冷却後の保持温度となる。冷却後の保持は、この時点で残っているγ相の一部からベイナイト相を生成させ、最終的な残留γ相の体積率を所定の範囲内に制御するとともに、残留γ相を安定化させ、ＴＲＩＰ現象の発現を確実にすることにより鋼板の延性を向上させる。
【００４０】
冷却後の保持：５００〜３５０℃で６０ｓｅｃ以上保持
冷却後の保持温度が５００℃を超える温度では、パーライトが生成し、強度が低下するばかりか、残留γ相が確保できず延性も劣化する。一方、保持温度が３５０℃未満になると、マルテンサイトが過剰に生成し、延性の低下とともに残留γ相が十分に確保できなくなる。従って、冷却後の保持温度は５００〜３５０℃とする。
【００４１】
保持時間については、６０ｓｅｃ未満では以上の効果、即ち残留γ相の体積率制御および残留γ相の安定化が十分ではなく、伸びが低下する。従って、冷却後の保持時間は６０ｓｅｃ以上とする。
【００４２】
このようにして本発明により、引張強度ＴＳ≧８０ｋｇ／ｍｍ２、伸びＥｌ≧２８％（ＪＩＳ５号引張試験片）、スポット溶接強度ＣＴＳ≧６．８ｋＮ（板厚１．２ｍｍ、ナゲット径５．５ｍｍ）という優れた特性を有する高延性高強度冷延鋼板の製造が可能となる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
実施に当たっては、発明の化学成分からなる鋼を転炉等で溶製し、連続鋳造、造塊法、薄スラブ鋳造法等で製造すればよい。また鋳造後は、スラブを一旦冷却して加熱して熱延を行い、あるいは直ちに熱間圧延を行う直送圧延（ＨＤＲ）を行うこともできる。
【００４４】
熱間圧延では、熱延後の組織を微細化することにより、炭化物の溶解速度を向上させ、γ相を安定化させるため、最終圧延温度（仕上温度）をＡｒ３以上８９０℃以下とすることが望ましい。熱延後の巻取温度は、組織微細化、炭化物の溶解速度向上、およびγ相安定化の観点から、６１０℃以下とすることが望ましい。
【００４５】
熱延後は冷間圧延を行い、所望の板厚とする。冷間圧延の圧下率は、組織微細化、炭化物の溶解速度向上、およびγ相安定化の観点から、５５％以上とすることが望ましい。冷間圧延後の鋼帯は、前述の条件で連続焼鈍を行い、均熱処理、１次冷却、２次冷却、および冷却後の保持を行い、金属組織を制御する。
【００４６】
なお、本発明では、残留オーステナイトとともに、マルテンサイトを生成させて強度を確保し、またベイナイトを生成させて残留オーステナイトを安定化することができる。マルテンサイトおよびベイナイトの体積率は、強度低下および延性低下を防止するため、それぞれ５〜２０％、１０〜４０％とすることが望ましい。
【００４７】
これらの処理の後、調質圧延を伸張率０．１〜１．０％で行うことにより、降伏伸びを除去することが望ましい。なお、本発明の鋼板は、表面に電気めっき、溶融亜鉛めっき、または固形潤滑剤等を施してもよい。
【００４８】
【実施例】
（実施例１）
表１に示す化学成分を有する鋼を溶解し鋳造した。これを１２５０℃に加熱し、熱延仕上温度８６０℃で板厚２．８ｍｍに熱間圧延し、冷却速度２０℃／ｓｅｃで冷却後、６００℃巻取のシミュレーションとして、炉に装入し６００℃１ｈ保持後炉冷する処理を行った。得られた熱延鋼板を板厚１．２ｍｍに冷間圧延し、連続焼鈍相当の焼鈍を行った。そのときの加熱速度は２０℃／ｓｅｃ、加熱（均熱）温度は８１０℃で３００ｓｅｃ保持した。その後、冷却速度１０℃／ｓｅｃで７００℃まで１次冷却し、次いで１５℃／ｓｅｃで４００℃まで２次冷却を行い、その温度に４８０ｓｅｃ保持した。室温まで冷却後、伸張率０．３％の調質圧延を行った。
【００４９】
【表１】
得られた冷延鋼板について、次の試験を行った。機械特性は、ＪＩＳ５号試験片（ＪＩＳ規格Ｚ２２０１）を圧延方向と直角方向に採取し、ＪＩＳ規格Ｚ２２０４に準拠して引張試験を行い求めた。残留オーステナイト量はＸ線回折法により測定した。スポット溶接強度は、ＤＲ型６ｍｍの電極を用い、加圧力５００ｋｇｆ、通電時間０．２ｓｅｃの溶接条件で、ナゲット径５．５ｍｍとなるよう溶接電流を調整してスポット溶接後、十字引張試験を行いその破断応力により評価した。試験結果を表２に示す。
【００５１】
【表２】
表２に示すように、本発明により製造した鋼板２，３，９〜１６は、引張強度ＴＳ、伸びＥｌ、スポット溶接強度ＣＴＳのいずれにおいても、優れた特性（ＴＳ≧８０ｋｇ／ｍｍ２， Ｅｌ≧２８％， ＣＴＳ≧６．８ｋＮ）を示している。
【００５３】
一方、本発明の製造条件を外れた鋼板（比較例）はいずれかの特性が劣っている。例えば、鋼板１は、Ｃ量が低すぎるため引張強度が低い。鋼板４は、Ｃ量が高すぎるため引張強度が高くなりすぎ、伸びが低下するとともにスポット溶接の接合強度ＣＴＳが著しく低い。これは、十字引張試験においてスポット溶接部が剥離破断したためである。
【００５４】
比較例の鋼板５は、Ｍｎ量が高すぎるため、残留オーステナイト相が十分に生成せずそのため伸びが低い。鋼板６は、Ｍｎ量が低すぎるため、マルテンサイト生成量が少なく強度が著しく低い。また、残留オーステナイト量も少ないため、強度が低い割には伸びが低い。鋼板６は、Ｐ量が高すぎるため、スポット溶接の接合強度ＣＴＳが著しく低い。同様に、鋼板７は、Ｓ量が高すぎるため、スポット溶接の接合強度ＣＴＳが著しく低い。
【００５５】
（実施例２）
表１に示した本発明の化学成分を有する鋼（鋼番号２，３，９〜１６）を用い、これを１２５０℃に加熱し、熱延仕上温度８７０℃で熱間圧延し、冷却速度２０℃／ｓｅｃで冷却後、炉に装入し種々の温度（巻取温度）で１ｈ保持後炉冷する処理を行った。得られた熱延鋼板を板厚１．２ｍｍに冷間圧延し、種々の条件で連続焼鈍相当の焼鈍、１次冷却、２次冷却、その後の保持を行った。その後、室温まで冷却して伸張率０．３％の調質圧延を行った。以上の製造条件を表３に示す。得られた冷延鋼板について、前述（実施例１）と同様の試験を行った。試験結果を表４に示す。
【００５６】
【表３】
【表４】
この表から明らかなように、本発明により製造した鋼板Ａ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、引張強度ＴＳ、伸びＥｌ、スポット溶接強度ＣＴＳのいずれにおいても、優れた特性（ＴＳ≧８０ｋｇ／ｍｍ２， Ｅｌ≧２８％， ＣＴＳ≧６．８ｋＮ）を示している。
【００５９】
一方、本発明の製造条件を外れた鋼板（比較例）は、スポット溶接強度を除くいずれかの特性が劣っている。例えば、鋼板Ｂは、焼鈍均熱温度が低すぎるため、マルテンサイト生成量が少なく強度が著しく低い。鋼板Ｆは、焼鈍均熱温度が高すぎるため、金属組織が粗大化し、伸びが著しく低い。鋼板Ｇは、焼鈍均熱時間が短すぎるため、γ相へのＣ濃化が十分ではなく、残留オーステナイト相の生成が少ないため伸びが低く、強度も低い。
【００６０】
鋼板Ｈは、１次冷却速度が高すぎるため、相へのＣ濃化が十分ではなく、残留オーステナイト相の生成が少ないため伸びが低い。鋼板Ｉは、２次冷却速度が低すぎるため、パーライトが生成し、強度が著しく低い。
【００６１】
鋼板Ｊは、２次冷却後の保持温度が低すぎるため、マルテンサイトが過剰に生成し、残留オーステナイト相が少なくなったため、伸びが著しく低い。鋼板Ｋは、２次冷却後の保持温度が高すぎるため、パーライトが生成し、強度が著しく低い。
鋼板Ｌ は、２次冷却後の保持時間が短すぎるため、γ相へのＣ濃化が十分ではなく、残留オーステナイト相の生成が少ないため伸びが著しく低い。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、化学成分を狭い範囲に調整し、金属組織を制御することにより、引張強度が８０ｋｇ／ｍｍ２以上、伸びが２８％以上で高強度かつ高い成形加工性を有し、スポット溶接性に優れた冷延鋼板が得られる。その結果、自動車用構造部材、補強部材、その他あらゆる機械構造部品を製造するために最適な鋼板を供給することが可能となり、自動車の軽量化を通じて、乗員の安全性向上、地球環境保全に貢献できる。
Claims (4)
- 化学成分として質量％で、Ｃ：０．１３〜０．１５％、Ｓｉ：１〜２％、Ｍｎ：１．７〜２．２％、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０１％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１〜０．５％、Ｎ：０．００５％以下を含有し、残部が実質的に鉄からなり、金属組織として残留オーステナイト相を体積率５％以上含み、引張強度が８０ｋｇ／ｍｍ２以上であることを特徴とするスポット溶接性に優れた高延性高強度冷延鋼板。
- 請求項１記載の化学成分に加えて更にＴｉ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｖの内１種以上をそれぞれ０．００１〜０．０４％含有することを特徴とする請求項１記載のスポット溶接性に優れた高延性高強度冷延鋼板。
- 請求項１又は請求項２記載の化学成分に加えて更にＣｒ：０．０１〜１．０％、Ｍｏ：０．０１〜０．５％、Ｂ：０．０００１〜０．００２０％の内１種以上を含有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のスポット溶接性に優れた高延性高強度冷延鋼板。
- 請求項１ないし請求項３記載の化学成分からなる鋼を溶製し、熱間圧延および冷間圧延を行い、７５０〜８７０℃の温度範囲に加熱して１０ｓｅｃ以上保持した後、７００〜６００℃の温度範囲まで２０℃／ｓｅｃ以下の冷却速度で冷却し、そこから５００〜３５０℃の温度範囲まで１０℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で冷却し、その温度で６０ｓｅｃ以上保持した後、室温まで冷却して、残留オーステナイト相の体積率を５％以上とし、引張強度を８０ｋｇ／ｍｍ２以上に制御することを特徴とするスポット溶接性に優れた高延性高強度冷延鋼板の製造方法。
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