JP7031795B1 - 鋼板、部材及びそれらの製造方法 - Google Patents

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Abstract

引張強度が５９０ＭＰａ以上であり、優れた成形性と材質安定性を有する鋼板、部材及びそれらの製造方法を提供することを目的とする。本発明の鋼板は、特定の成分組成及び特定の鋼組織を有し、フェライト及び／又はベイニティックフェライトの平均粒径が７．０μｍ以下であり、鋼板の板幅方向における、フェライト及び／又はベイニティックフェライトの平均粒径に対するフェライト及び／又はベイニティックフェライトの粒径の偏差の割合が１０％以下であり、鋼板の板幅方向における、焼入れマルテンサイトの面積率に対する焼入れマルテンサイトの面積率の偏差の割合が１０％以下であり、鋼板の板幅方向における、残留オーステナイトの面積率に対する残留オーステナイトの面積率の偏差の割合が１０％以下である。

Description

本発明は、鋼板、部材及びそれらの製造方法に関する。より詳細には、本発明は、引張強度（ＴＳ）が５９０ＭＰａ以上であり、優れた成形性と材質安定性を有する鋼板、部材及びそれらの製造方法に関する。本発明の鋼板は、自動車用骨格部材の素材に好適である。
近年、地球環境保全の観点から、自動車のＣＯ２排出ガス規制の強化が国際的な枠組みのなかで進められている。自動車の燃費改善には、自動車骨格用部材に用いられる鋼板の薄肉化による自動車の軽量化が最も有効である。このため、自動車の低燃費に寄与する目的で、高強度鋼板の使用量が増加している。
一方で、自動車骨格用部材には高い成形性が必要とされる。近年、自動車のボディ骨格用部材は、その形状をもって衝突安全性の確保やトポロジー最適化による使用量低減が進められ、衝突安全性及び燃費性の高い自動車が開発される。したがって、これまで以上に複雑形状をもつ高強度部材が自動車に適用されることが予想され、高い成形性を具備する高強度鋼板が必要となる。なお、ここで言及する成形性とは、プレス加工時に必要となる伸び特性（全伸び（％））と伸びフランジ特性（穴拡げ率λ（％））である。
一般的に強度と成形性は相反する特性であるため、強度の向上とともに成形性は低下する。高強度鋼板においても成形性を改善する手法として、残留オーステナイトを構成組織として活用したＴＲＩＰ（Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ）鋼板があり、様々な技術が公知となっている。
しかしながら、引張強度が５９０ＭＰａ以上の高強度鋼板では、強度、伸び特性、又は伸びフランジ特性のばらつきが大きくなり、スプリングバックに起因する製品寸法のばらつきや局所的な割れの発生などの問題が生じ、生産性を低下させる要因となる。このため優れた成形性とともに高い材質安定性が同時に求められ、極力簡易な製造方法においてコイル製品の全長及び全幅において機械的特性のばらつきが少ないことが望まれる。
特許文献１では、８００℃超Ａｃ３点未満の二相域焼鈍によりフェライトからオーステナイトへ元素分配を行い、焼鈍後の冷却工程を、急冷工程と徐冷工程を有する二段階の冷却工程とすることで、オーステナイトからベイナイトへの変態を速やかに行い、フェライト、ベイナイト及び３％以上の残留オーステナイトを構成組織とし、引張強度が５５０ＭＰａ以上の高強度鋼板において延性を高めつつ、同時に板幅方向の材質を均質化することができると記載されている。
特許３５８３３０６号公報
しかしながら、特許文献１で提案された技術では、鋼成分によっては冷却中にフェライト変態が起こることが想定される。この場合、特許文献１で述べられているようにオーステナイトからベイナイト変態を促進することができず、材質安定性を担保しつつ高延性化することができない。
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、引張強度が５９０ＭＰａ以上であり、優れた成形性と材質安定性を有する鋼板、部材及びそれらの製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決するために、ＴＲＩＰ鋼板において、引張強度が５９０ＭＰａ以上であり、優れた成形性と材質安定性を有する鋼板を得るための要件について鋭意検討した。
ＴＲＩＰ鋼板を製造する焼鈍プロセスには、公知技術としてＱＰ（Ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ ａｎｄ Ｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇ）プロセスやオーステンパープロセスがある。
ＱＰプロセスでは、焼鈍処理後から過時効処理前の過程において、マルテンサイト変態温度（Ｍｓ点）以下であり、かつマルテンサイト変態終了温度（Ｍｆ点）以上の温度まで冷却することで一部の未変態オーステナイトをマルテンサイトに変態させる。また、これに続く過時効処理において、マルテンサイト組織から未変態オーステナイトへの炭素分配、又はベイナイト変態による未変態オーステナイトへの炭素分配を活用し、残留オーステナイトを形成する。これにより、鋼板の高強度を確保しつつ伸び特性を向上させる。
しかしながら、焼入れを行うＱＰプロセスでは、冷却時に鋼板端部において冷却が促進され、マルテンサイト量が増加し、板幅方向に特性のばらつきが生じやすい。
したがって、材質安定性の観点から、焼鈍後に過時効温度まで冷却後、等温保持することでベイナイト変態を促進させ、残留オーステナイトを形成し、伸び特性を向上させる、オーステンパープロセスが好適である。
しかしながら、オーステンパープロセスにおいても、焼鈍処理温度からの冷却や、過時効温度での等温保持にて連続的にベイナイト変態が発現し、板幅方向に対して材質ばらつきが生じる可能性がある。この課題を解決するためには、鋼成分及び熱処理プロセスを抜本的に見直し、冷却中のフェライト変態及びベイナイト変態や、過時効温度での等温保持におけるベイナイト変態を精度よく制御可能な新たな熱処理プロセスが必要となる。
本発明者らは、オーステンパープロセスにおけるＴＲＩＰ鋼板の製造条件について鋭意検討を行った結果、所定の製造条件によりフェライト変態及びベイナイト変態を精度よく制御して、鋼板の板幅方向における材質ばらつきを抑制し、引張強度が５９０ＭＰａ以上であり、優れた成形性と材質安定性を有する鋼板を得ることができることを見出した。
本発明は上記の知見に基づき完成されたものであり、その要旨は次のとおりである。
［１］質量％で、
Ｃ：０．０５％以上０．２５％以下、
Ｓｉ：０．８０％以上２．２０％以下、
Ｍｎ：０．８０％以上３．０％以下、
Ｐ：０．０５％以下、
Ｓ：０．００５％以下、
Ａｌ：０．７０％以下、及び
Ｎ：０．００６０％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる成分組成と、
フェライトとベイニティックフェライトの合計面積率が６０％以上９０％以下であり、焼入れマルテンサイトの面積率が５％以上２０％以下であり、残留オーステナイトの面積率が４％以上２０％以下であり、かつ残部の面積率が５％以下である鋼組織を有し、
前記フェライト及び／又は前記ベイニティックフェライトの平均粒径が７．０μｍ以下であり、
鋼板の板幅方向における、前記フェライト及び／又は前記ベイニティックフェライトの平均粒径に対する前記フェライト及び／又は前記ベイニティックフェライトの粒径の標準偏差の割合が１０％以下であり、
鋼板の板幅方向における、前記焼入れマルテンサイトの面積率に対する前記焼入れマルテンサイトの面積率の標準偏差の割合が１０％以下であり、
鋼板の板幅方向における、前記残留オーステナイトの面積率に対する前記残留オーステナイトの面積率の標準偏差の割合が１０％以下である鋼板。
［２］前記成分組成は、さらに、質量％で、
Ｔｉ：０．２％以下、
Ｎｂ：０．２％以下、
Ｖ：０．５％以下、
Ｃｕ：０．５％以下、
Ｎｉ：０．５％以下、
Ｃｒ：１．０％以下、及び
Ｂ：０．００５０％以下のうちから選ばれる少なくとも１つを含有する［１］に記載の鋼板。
［３］前記成分組成は、さらに、質量％で、
Ｍｏ：１．０％以下、
Ｓｂ：０．０５０％以下、
ＲＥＭ：０．０５０％以下、
Ｍｇ：０．０５０％以下、及び
Ｃａ：０．０５０％以下のうちから選ばれる少なくとも１つを含有する［１］又は［２］に記載の鋼板。
［４］鋼板の表面にめっき層を有する［１］～［３］のいずれか一つに記載の鋼板。
［５］［１］～［４］のいずれか一つに記載の鋼板に対して、成形加工及び溶接の少なくとも一方を施してなる部材。
［６］［１］～［３］のいずれか一つに記載の成分組成を有する鋼スラブを、１１００℃以上１３００℃以下に加熱し、仕上げ圧延終了温度が８００℃以上１０００℃以下で熱間圧延した後、巻取温度が４００℃以上７００℃以下で巻き取り、熱延鋼板とする熱間圧延工程と、
前記熱延鋼板に酸洗処理を施す酸洗処理工程と、
前記酸洗処理工程後の熱延鋼板を、４０％以上の圧下率で冷間圧延して冷延鋼板とする冷間圧延工程と、
前記冷延鋼板を７８０℃以上８６０℃以下の温度域まで加熱した後、７５０℃から６００℃までの平均冷却速度が６℃／ｓ以上２５℃／ｓ以下で、３００℃以上５４０℃以下の冷却停止温度まで冷却し、その後、（前記冷却停止温度＋１０℃）以上かつ３５０℃以上５５０℃以下である過時効温度まで平均昇温速度５．０℃／ｓ以下で加熱し、その後、前記過時効温度で４８０秒以上保持する焼鈍工程と、を有する鋼板の製造方法。
［７］前記焼鈍工程後の鋼板の表面にめっき処理を施すめっき工程を有する［６］に記載の鋼板の製造方法。
［８］［６］又は［７］に記載の鋼板の製造方法によって製造された鋼板に対して、成形加工及び溶接の少なくとも一方を施す工程を有する部材の製造方法。
［９］［１］～［４］のいずれか一つに記載の鋼板に対して、成形加工及び溶接の少なくとも一方を施す工程を有する部材の製造方法。
本発明によれば、引張強度が５９０ＭＰａ以上であり、優れた成形性と材質安定性を有する鋼板、部材及びそれらの製造方法を提供することができる。本発明の鋼板を自動車部品に適用すれば、材料不良に伴うコスト増大を抑制しつつ、自動車部品のさらなる軽量化を実現できる。
以下、本発明を具体的に説明する。まず、本発明における鋼の成分組成について説明する。
本発明の鋼板の成分組成は、質量％で、Ｃ：０．０５％以上０．２５％以下、Ｓｉ：０．８０％以上２．２０％以下、Ｍｎ：０．８０％以上３．０％以下、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ａｌ：０．７０％以下、及びＮ：０．００６０％以下を含有する。以下、各成分を説明する。以下の説明において、成分の含有量を表す「％」は「質量％」を意味する。
Ｃ：０．０５％以上０．２５％以下
Ｃは、鋼板の高強度化に寄与するうえ、残留オーステナイトの安定性を高め延性を上昇させる効果がある。本発明で所望とする特性を得るには、０．０５％以上のＣを含有する必要がある。Ｃ含有量は好ましくは０．０９％以上である。一方、Ｃ含有量が０．２５％を上回ると、焼入性が高くなりすぎ、焼鈍処理での冷却過程におけるフェライト変態を促進できず、材質安定性に悪影響を及ぼす。加えて延性あるいは穴広げ率の低下も招く。そのため、Ｃ含有量の範囲を０．２５％以下とした。Ｃ含有量は好ましくは０．２４％以下である。
Ｓｉ：０．８０％以上２．２０％以下
Ｓｉは鋼板の伸びを上昇させ、セメンタイト析出を抑制し、残留オーステナイトを得るために有効な元素である。所望の成形性や残留オーステナイト量を得るには、Ｓｉ含有量は０．８０％以上であり、好ましくは０．９０％以上である。一方、Ｓｉ含有量が２．２０％を上回ると、化成処理性が悪化し、自動車用部材として適さなくなる。したがって、Ｓｉ含有量は２．２０％以下であり、好ましくは２．１０％以下である。
Ｍｎ：０．８０％以上３．０％以下
Ｍｎはオーステナイト安定化元素であり、所望のフェライト面積率及び残留オーステナイト面積率を得るために０．８０％以上含有する必要がある。Ｍｎ含有量は好ましくは１．２％以上である。一方、Ｍｎを過度に含有すると、焼入性が高くなりすぎ、熱間圧延した後の巻取温度で鋼板全域においてフェライトとパーライトから構成される組織とならず、一部にベイナイト組織が形成される。これに加えて、焼鈍過程における冷却中にフェライト変態が抑制されるため、焼鈍後の組織の均一性が極端に悪化し、本発明で目標とする材質安定性が得られなくなる。したがって、Ｍｎ含有量は３．０％以下であり、好ましくは２．９％以下である。
Ｐ：０．０５％以下
Ｐは、低温脆性を発生させたり溶接性を低下させたりする有害元素であるため、極力低減することが好ましい。本発明では、Ｐ含有量を０．０５％まで許容できる。Ｐ含有量は好ましくは０．０２％以下である。より厳しい溶接条件下で使用するには、Ｐ含有量を０．０１％以下まで抑制することがより好ましい。Ｐ含有量に特に下限は無いが、現在工業的に実施可能な下限は０．００２％であり、０．００２％以上であることが好ましい。
Ｓ：０．００５％以下
Ｓは、鋼中で粗大な硫化物を形成し、これが熱間圧延時に伸展し楔状の介在物となることで、溶接性に悪影響をもたらす。そのため、Ｓも有害元素であるため極力低減することが好ましい。本発明では、Ｓ含有量を０．００５％まで許容できるため、Ｓ含有量を０．００５％以下とした。Ｓ含有量は好ましくは、０．００３％以下である。より厳しい溶接条件下で使用するには、Ｓ含有量を０．００１％以下まで抑制することがより好ましい。Ｓ含有量に特に下限は無いが、現在工業的に実施可能な下限は０．０００２％であり、０．０００２％以上であることが好ましい。
Ａｌ：０．７０％以下
Ａｌは鋳造性を低下させる元素であるため、製造性の観点から、Ａｌ含有量は０．７０％以下であり、好ましくは、０．３０％以下である。Ａｌの下限は特に限定されないが、Ａｌを製鋼の段階で脱酸剤として添加する場合、Ａｌ含有量は０．００１％以上が好ましく、０．００５％以上がより好ましい。また、Ａｌの好ましい範囲はＳｉとの関係でも決まる。ＡｌはＳｉと同様セメンタイト析出を抑制し、残留オーステナイトの安定性を高める効果がある。ＳｉとＡｌは合計で０．９０％以上含有することが好ましく、機械的性質ばらつき抑制の観点からＳｉとＡｌの合計で１．１０％以上含有することがより好ましい。
Ｎ：０．００６０％以下
Ｎは、常温時効性を悪化させ予期せぬ割れを発生させるため、成形性に対して悪影響をもたらす有害元素である。そのため、Ｎ含有量は出来る限り低減することが好ましい。本発明ではＮ含有量を０．００６０％以下とする。Ｎ含有量は好ましくは０．００５０％以下である。Ｎ含有量は極力低減する方が好ましいが、現在工業的に実施可能な下限は０．０００３％であり、０．０００３％以上であることが好ましい。
以上が本発明において用いられる鋼板の基本成分である。本発明において用いられる鋼板は、上記基本成分を含有し、上記成分以外の残部はＦｅ（鉄）及び不可避的不純物を含む成分組成を有する。ここで、本発明の鋼板は、上記成分を含有し、残部はＦｅ及び不可避的不純物からなる成分組成を有することが好ましい。本発明の鋼板には、上記の基本成分に加え、以下に示す任意成分を以下の範囲で含有させてもよい。なお、以下に示す任意成分は、以下に示す上限量以下で含有していれば、本発明の効果が得られるため、下限は特に設けない。また、下記の任意元素を後述する好適な下限値未満で含む場合、当該元素は不可避的不純物として含まれるものとする。
Ｔｉ：０．２％以下、Ｎｂ：０．２％以下、Ｖ：０．５％以下、Ｃｕ：０．５％以下、Ｎｉ：０．５％以下、Ｃｒ：１．０％以下、及びＢ：０．００５０％以下のうちから選ばれる少なくとも１つ
これらの元素を含有することで結晶粒微細化により、打ち抜き端面の損傷を抑制することで伸びフランジ性を改善する効果が期待できる。一方で、過度に含有させると介在物生成により焼入性が高くなり過ぎ、所望の鋼組織が得られなくなることで材質安定性を悪化させる要因となるため、含有する場合は、上記上限量以下とした。上記上限量以下であれば本発明の効果を得られるので、これらの元素の含有量の下限はそれぞれ特に限定されない。上記伸びフランジ性の改善の効果をより有効に得る観点からは、Ｔｉ：０．００１％以上、Ｎｂ：０．００１％以上、Ｖ：０．００１％以上、Ｃｕ：０．００１％以上、Ｎｉ：０．０１％以上、Ｃｒ：０．００１％以上、及びＢ：０．０００２％以上のうちから選ばれる少なくとも１つを含有することが好ましい。また、Ｔｉは０．１％以下であることが好ましく、０．０５％以下であることがより好ましい。また、Ｎｂは０．１％以下であることが好ましく、０．０５％以下であることがより好ましい。また、Ｃｒは０．１％以下であることが好ましく、０．０５％以下であることがより好ましい。
Ｍｏ：１．０％以下、Ｓｂ：０．０５０％以下、ＲＥＭ：０．０５０％以下、Ｍｇ：０．０５０％以下、及びＣａ：０．０５０％以下のうちから選ばれる少なくとも１つ
これらの元素は強度調整や、介在物制御等に使用される元素であり、これらの元素を上記上限量以下で含有しても本発明の効果は損なわれない。上記上限量以下であれば本発明の効果を得られるので、これらの元素の含有量の下限はそれぞれ特に限定されない。上記の強度調整や、介在物制御等の効果をより有効に得る観点からは、Ｍｏ：０．００１％以上、Ｓｂ：０．００１％以上、ＲＥＭ：０．０００２％以上、Ｍｇ：０．０００２％以上、及びＣａ：０．０００２％以上のうちから選ばれる少なくとも１つを含有することが好ましい。また、Ｍｏは０．２％以下であることが好ましく、０．１％以下であることがより好ましい。
以上の成分を含有する鋼板とすることで、後述する製造条件において、冷却時のフェライト変態を促進でき、組織の均一性の向上が達成される。
続いて、本発明の鋼板の鋼組織について説明する。本発明の鋼板の鋼組織は、フェライトとベイニティックフェライトの合計面積率が６０％以上９０％以下であり、焼入れマルテンサイトの面積率が５％以上２０％以下であり、残留オーステナイトの面積率が４％以上２０％以下であり、かつ残部の面積率が５％以下である。また、フェライト及び／又はベイニティックフェライトの平均粒径が７．０μｍ以下である。また、鋼板の板幅方向における、フェライト及び／又はベイニティックフェライトの平均粒径に対するフェライト及び／又はベイニティックフェライトの粒径の標準偏差の割合が１０％以下である。また、鋼板の板幅方向における、焼入れマルテンサイトの面積率に対する焼入れマルテンサイトの面積率の標準偏差の割合が１０％以下である。また、鋼板の板幅方向における、残留オーステナイトの面積率に対する残留オーステナイトの面積率の標準偏差の割合が１０％以下である。
フェライトとベイニティックフェライトの合計面積率が６０％以上９０％以下
フェライト相は軟質であるため、ベイニティックフェライトと合わせた面積率が９０％を上回ると所望の鋼板強度が得られない。そこで、フェライト及びベイニティックフェライトの面積率の合計は９０％以下であり、好ましくは８５％以下である。一方、当該面積率の合計が６０％を下回ると、Ｃ又はＭｎの分配が十分に行われず、鋼板の板幅方向における所望の組織の均一性が確保できなくなる。したがって、当該面積率の合計は６０％以上であり、好ましくは６５％以上である。
焼入れマルテンサイトの面積率が５％以上２０％以下
焼入れマルテンサイトは非常に硬質であるため、打ち抜き時に端面を著しく損傷させる。本発明で求める成形性を得るには、焼入れマルテンサイトの面積率は２０％以下とする必要があり、好ましくは１８％以下である。一方、焼入れマルテンサイトの面積率が５％を下回ると所望の強度を得られなくなる。このため焼入れマルテンサイトの面積率は５％以上であり、好ましくは７％以上である。
残留オーステナイトの面積率が４％以上２０％以下
残留オーステナイトは伸び特性を改善し、成形性の向上に寄与する。本発明で求める特性を得るには、残留オーステナイトの面積率は４％以上であり、好ましくは８％以上である。一方、残留オーステナイトの面積率が２０％超となると、軟質なフェライト相との界面が増加し、加えて本発明において成形性を評価する穴広げ試験の打ち抜き加工時に硬質なマルテンサイト組織となるため、相間に硬度差が生じることで穴広げ性が悪化し、本発明で所望する成形性を確保できない。したがって、残留オーステナイトの面積率は２０％以下であり、好ましくは１７％以下である。
なお、本発明の鋼板の組織は、上記組織以外の残部として、下部ベイナイト、パーライト、又は焼戻しマルテンサイト等を含む場合もある。残部の組織は、本発明の効果を害さない範囲で含むことができ、本発明では上記残部組織が面積率で５％以下であれば許容される。上記残部組織が面積率で５％超であると、本発明で所望する成形性を確保できない。また、当該面積率は好ましくは４％以下である。
フェライト及び／又はベイニティックフェライトの平均粒径が７．０μｍ以下
フェライトは軟質相であり、伸び特性に影響する組織である。本発明では、フェライト変態を促進することで、鋼板の全幅におけるフェライト結晶粒のばらつきを低減しつつ、鋼板の板幅方向における、伸び特性の均一性を向上させ、材質安定性を向上させる。ここで、フェライト及び／又はベイニティックフェライトの平均粒径が７．０μｍ超となると、残留オーステナイト又は焼入れマルテンサイトが均一に存在せず、穴拡げ率に悪影響を及ぼす。したがって、当該平均粒径を７．０μｍ以下とした。また、当該平均粒径の下限は特に限定されないが、３．０μｍ以上とすることが好ましい。なお、フェライト及び／又はベイニティックフェライトの平均粒径は、実施例に記載の方法で測定している。
鋼板の板幅方向における、フェライト及び／又はベイニティックフェライトの平均粒径に対するフェライト及び／又はベイニティックフェライトの粒径の標準偏差の割合が１０％以下
鋼板の板幅方向における、フェライト及び／又はベイニティックフェライトの平均粒径に対するフェライト及び／又はベイニティックフェライトの粒径の標準偏差の割合が１０％超となると、鋼板の全幅における全伸びのばらつきが大きくなる。また、この割合が１０％超となると、鋼板の板幅方向における引張強度のばらつきが大きくなる。そのため、鋼板の板幅方向における、当該割合は１０％以下であり、好ましくは８％以下である。
ここで、本発明において、「フェライト及び／又はベイニティックフェライト」とは、
フェライト及びベイニティックフェライトの双方が存在する場合は、フェライト及びベイニティックフェライトの双方を対象とし、フェライト及びベイニティックフェライトのいずれか一方のみが存在する場合は、その存在するもののみを対象とすることを指す。
本発明で採用する測定方法では、鋼組織においてフェライトとベイニティックフェライトは区別しにくいため、フェライトとベイニティックフェライトを合わせた結晶粒の平均粒径を、本発明でいうフェライト及び／又はベイニティックフェライトの平均粒径とする。また、フェライトとベイニティックフェライトを合わせた結晶粒径の標準偏差を、本発明でいうフェライト及び／又はベイニティックフェライトの粒径の標準偏差とする。
鋼板の板幅方向における、焼入れマルテンサイトの面積率に対する焼入れマルテンサイトの面積率の標準偏差の割合が１０％以下
鋼板の板幅方向における、焼入れマルテンサイトの面積率に対する焼入れマルテンサイトの面積率の標準偏差の割合が１０％超となると、鋼板の板幅方向において引張強度及び穴拡げ率のばらつきを誘引する。また、この割合が１０％超となると、鋼板の板幅方向における全伸びのばらつきが大きくなる。そのため、当該割合は１０％以下であり、好ましくは８％以下である。
鋼板の板幅方向における、残留オーステナイトの面積率に対する残留オーステナイトの面積率の標準偏差の割合が１０％以下
鋼板の板幅方向における、残留オーステナイトの面積率に対する残留オーステナイトの面積率の標準偏差の割合が１０％超になると、鋼板の全幅における全伸びのばらつきが大きくなる。そのため、当該割合は１０％以下であり、好ましくは８％以下である。
鋼組織の面積率の測定は以下のようにして行う。
鋼板から、圧延方向に平行な断面が観察面となるよう観察試料を切り出し、板厚断面を１体積％ナイタールで腐食現出し、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で２０００倍に拡大して板厚１／４ｔ部で組織写真を撮影する。この組織観察を板幅中心部（１／２ｗ部）、１／８ｗ部、３／８ｗ部、５／８ｗ部、７／８ｗ部のそれぞれにおいて、３０００μｍ２以上の領域で撮影した。以下の項目（ｉ）及び（ｉｉ）をそれぞれ測定する。なお、ｔは板厚、ｗは板幅を示す。
（ｉ）フェライトとベイニティックフェライト
フェライトとベイニティックフェライトはいずれもＳＥＭ写真で灰色を示す。そのため、フェライトとベイニティックフェライトとを同一の組織としてＳＥＭで観察し、点算法によりフェライトとベイニティックフェライトの合計面積率を測定する。フェライトとベイニティックフェライトの合計面積率は、板幅中心部（１／２ｗ部）、１／８ｗ部、３／８ｗ部、５／８ｗ部、７／８ｗ部でそれぞれ測定する。そして、それらの５箇所での測定値を平均した値を、本発明でいうフェライトとベイニティックフェライトの合計面積率とする。
フェライト及び／又はベイニティックフェライトの平均粒径は、切片法により、他の組織との粒界の平均切片長さを測定し、これを円相当径に換算して算出する。当該平均粒径は、板幅中心部（１／２ｗ部）、１／８ｗ部、３／８ｗ部、５／８ｗ部、７／８ｗ部でそれぞれ測定した。５箇所での測定値を平均した値を、鋼板の板幅方向における、フェライト及び／又はベイニティックフェライトの平均粒径（以下、平均粒径Ｆという。）とする。
鋼板の板幅方向における、フェライト及び／又はベイニティックフェライトの粒径の標準偏差（以下、標準偏差Ｆという。）は、上記板幅中心部（１／２ｗ部）、１／８ｗ部、３／８ｗ部、５／８ｗ部、７／８ｗ部でそれぞれ測定した平均粒径を母集団として、当該母集団を構成する５つの測定値から算出する。
また、「鋼板の板幅方向における、フェライト及び／又はベイニティックフェライトの平均粒径に対するフェライト及び／又はベイニティックフェライトの粒径の標準偏差の割合（％）」は、標準偏差Ｆを平均粒径Ｆで割る「（標準偏差Ｆ／平均粒径Ｆ）×１００（％）」ことにより算出する。
（ｉｉ）焼入れマルテンサイトと残留オーステナイト
焼入れマルテンサイトと残留オーステナイトはいずれも、ＳＥＭ写真で白色を示し、区別することができない。そこで、残留オーステナイトの面積率は、後述する方法で別途測定する。また、焼入れマルテンサイトと残留オーステナイトの合計面積率をＳＥＭ写真から点算法により測定し、当該合計面積率から後述する方法で測定した残留オーステナイトの面積率を引くことで焼入れマルテンサイトの面積率を測定する。この焼入れマルテンサイトの面積率は、板幅中心部（１／２ｗ部）、１／８ｗ部、３／８ｗ部、５／８ｗ部、７／８ｗ部でそれぞれ測定する。具体的には、板幅中心部（１／２ｗ部）で測定した焼入れマルテンサイトと残留オーステナイトの合計面積率から、板幅中心部（１／２ｗ部）で測定した残留オーステナイトの面積率を引くことで、板幅中心部（１／２ｗ部）での焼入れマルテンサイトの面積率を測定する。同様の方法で、１／８ｗ部、３／８ｗ部、５／８ｗ部、７／８ｗ部のそれぞれで、焼入れマルテンサイトの面積率を測定する。そして、それらの５箇所の測定値を平均した値を、本発明でいう焼入れマルテンサイトの面積率（以下、面積率Ｍという。）とする。
また、鋼板の板幅方向における焼入れマルテンサイトの面積率の標準偏差（以下、標準偏差Ｍという。）を、板幅中心部（１／２ｗ部）、１／８ｗ部、３／８ｗ部、５／８ｗ部、７／８ｗ部でそれぞれ測定した焼入れマルテンサイトの面積率を母集団として、当該母集団を構成する５つの測定値から算出する。
また、「鋼板の板幅方向における、焼入れマルテンサイトの面積率に対する焼入れマルテンサイトの面積率の標準偏差の割合（％）」を、標準偏差Ｍを面積率Ｍで割る「（標準偏差Ｍ／面積率Ｍ）×１００（％）」ことにより算出する。
また、残留オーステナイトの面積率の測定に関しては、鋼板を板厚１／４位置まで研磨後、化学研磨により更に０．１ｍｍ研磨した面について、Ｘ線回折装置でＭｏのＫα線を用い、ＦＣＣ鉄（オーステナイト）の（２００）面、（２２０）面、（３１１）面と、ＢＣＣ鉄（フェライト）の（２００）面、（２１１）面、（２２０）面の積分反射強度を測定し、ＢＣＣ鉄（フェライト）各面からの積分反射強度に対するＦＣＣ鉄（オーステナイト）各面からの積分反射強度の強度比から求めた残留オーステナイトの体積率を測定する。本発明では、当該残留オーステナイトの体積率を、残留オーステナイトの面積率とみなす。この測定を板幅中心部（１／２ｗ部）、１／８ｗ部、３／８ｗ部、５／８ｗ部、７／８ｗ部のそれぞれにおいて行った。そして、それらの５箇所の測定値を平均した値を、本発明でいう残留オーステナイトの面積率（以下、面積率Ｒという。）とする。
また、鋼板の板幅方向における残留オーステナイトの面積率の標準偏差（以下、標準偏差Ｒという。）を、板幅中心部（１／２ｗ部）、１／８ｗ部、３／８ｗ部、５／８ｗ部、７／８ｗ部でそれぞれ測定した残留オーステナイトの面積率を母集団として、当該母集団を構成する５つの測定値から算出する。
また、「鋼板の板幅方向における、残留オーステナイトの面積率に対する残留オーステナイトの面積率の標準偏差の割合（％）」を、標準偏差Ｒを面積率Ｒで割る「（標準偏差Ｒ／面積率Ｒ）×１００（％）」ことにより算出する。
本発明の鋼板の引張強度（ＴＳ）は、５９０ＭＰａ以上である。本発明でいう高強度とは、引張強度が５９０ＭＰａ以上のことをいう。
ここで、引張強度は、以下の引張試験により得られる。
まず、鋼板から圧延方向に対して垂直方向に引張方向をもつＪＩＳ５号引張試験片を、板幅中心部（１／２ｗ部）、１／８ｗ部、３／８ｗ部、５／８ｗ部、７／８ｗ部から切り出すことで作製する。各試験片に対して、ＪＩＳ Ｚ ２２４１（２０１１）の規定に準拠した引張試験を行う。引張試験のクロスヘッドスピードは１０ｍｍ／ｍｉｎとする。なお、各測定位置で２つずつ試験片を採取し、各測定位置で２回ずつ測定し、平均することで各位置での測定値を求める。
上記引張試験により、板幅中心部（１／２ｗ部）、１／８ｗ部、３／８ｗ部、５／８ｗ部、７／８ｗ部のそれぞれで引張強度（ＴＳ）を測定する。それらの５箇所の測定値の平均を、本発明でいう引張強度（以下、測定値ＴＳという。）とする。
本発明の鋼板は、成形性に優れる。本発明でいう成形性に優れるとは、引張強度（ＴＳ）×全伸び（Ｅｌ）≧２４０００ＭＰａ・％以上であり、かつ穴拡げ率λ（％）が下記（Ａ１）又は（Ａ２）を満たすことをいう。
（Ａ１）引張強度が５９０ＭＰａ以上７８０ＭＰａ未満の場合に穴拡げ率λが６０％以上
（Ａ２）引張強度が７８０ＭＰａ以上の場合に穴拡げ率λが３０％以上
本発明の鋼板は、材質安定性に優れる。本発明でいう材質安定性に優れるとは、下記（Ｂ１）、（Ｂ２）及び（Ｂ３）を全て満たすことをいう。
（Ｂ１）鋼板の板幅方向における、引張強度に対する引張強度の標準偏差の割合が３％以下
（Ｂ２）鋼板の板幅方向における、全伸びに対する全伸びの標準偏差の割合が２％以下
（Ｂ３）鋼板の板幅方向における、穴拡げ率に対する穴拡げ率の標準偏差の割合が１０％以下
ここで、鋼板の板幅方向における引張強度の標準偏差（以下、標準偏差ＴＳという。）を、板幅中心部（１／２ｗ部）、１／８ｗ部、３／８ｗ部、５／８ｗ部、７／８ｗ部でそれぞれ測定した引張強度（ＴＳ）を母集団として、当該母集団を構成する５つの測定値から算出する。
また、本発明では、「鋼板の板幅方向における、引張強度に対する引張強度の標準偏差の割合（％）」を、標準偏差ＴＳを測定値ＴＳで割る「（標準偏差ＴＳ／測定値ＴＳ）×１００（％）」ことにより算出する。
また、上記引張試験により、板幅中心部（１／２ｗ部）、１／８ｗ部、３／８ｗ部、５／８ｗ部、７／８ｗ部のそれぞれで全伸び（Ｅｌ）を測定する。それらの５箇所の測定値の平均を、本発明でいう全伸び（以下、測定値Ｅｌという。）とする。
また、鋼板の板幅方向における全伸びの標準偏差（以下、標準偏差Ｅｌという。）を、板幅中心部（１／２ｗ部）、１／８ｗ部、３／８ｗ部、５／８ｗ部、７／８ｗ部でそれぞれ測定した全伸び（Ｅｌ）を母集団として、当該母集団を構成する５つの測定値から算出する。
また、本発明では、「鋼板の板幅方向における、全伸びに対する全伸びの標準偏差の割合（％）」を、標準偏差Ｅｌを測定値Ｅｌで割る「（標準偏差Ｅｌ／測定値Ｅｌ）×１００（％）」ことにより算出する。
また、穴拡げ率については、まず１００ｍｍ×１００ｍｍの試験片を板幅中心部（１／２ｗ部）、１／８ｗ部、３／８ｗ部、５／８ｗ部、７／８ｗ部から切り出すことで採取し、ＪＦＳＴ １００１（鉄連規格）に準拠した穴広げ試験を各採取位置にて３回行い、３回の平均値を各採取位置における穴拡げ率λ（％）とする。それらの５箇所の測定値の平均を、本発明でいう穴拡げ率λ（％）（以下、測定値λ（％）という。）とする。
また、鋼板の板幅方向における穴拡げ率λの標準偏差（以下、標準偏差λという。）を、板幅中心部（１／２ｗ部）、１／８ｗ部、３／８ｗ部、５／８ｗ部、７／８ｗ部でそれぞれ測定した穴拡げ率λ（％）を母集団として、当該母集団を構成する５つの測定値からを算出する。
また、本発明では、「鋼板の板幅方向における、穴拡げ率に対する穴拡げ率の標準偏差の割合（％）」を、標準偏差λを測定値λで割る「（標準偏差λ／測定値λ）×１００（％）」ことにより算出する。
本発明の鋼板の板厚は、本発明の効果を有効に得る観点から、０．２ｍｍ以上３．２ｍｍ以下であることが好ましい。
本発明の鋼板は、表面にめっき層を有してもよい。めっき層の種類は特に限定されず、Ｚｎめっき層、Ｚｎ以外の金属のめっき層のいずれでもよい。また、めっき層はＺｎ等の主となる成分以外の成分を含んでもよい。
次に、本発明の鋼板の製造方法の一実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す鋼スラブ（鋼素材）、鋼板等を加熱又は冷却する際の温度は、特に説明がない限り、鋼スラブ（鋼素材）、鋼板等の表面温度を意味する。
本発明の鋼板の製造方法の一実施形態は、上記成分組成を有する鋼スラブを、１１００℃以上１３００℃以下に加熱し、仕上げ圧延終了温度が８００℃以上１０００℃以下で熱間圧延した後、巻取温度が４００℃以上７００℃以下で巻き取り、熱延鋼板とする熱間圧延工程と、熱延鋼板に酸洗処理を施す酸洗処理工程と、酸洗処理工程後の熱延鋼板を、４０％以上の圧下率で冷間圧延して冷延鋼板とする冷間圧延工程と、冷延鋼板を７８０℃以上８６０℃以下の温度域まで加熱した後、７５０℃から６００℃までの平均冷却速度が６℃／ｓ以上２５℃／ｓ以下で、３００℃以上５４０℃以下の冷却停止温度まで冷却し、その後、（冷却停止温度＋１０℃）以上かつ３５０℃以上５５０℃以下である過時効温度まで平均昇温速度５．０℃／ｓ以下で加熱し、その後、過時効温度で４８０秒以上保持する焼鈍工程と、を有する。以下、各工程について説明する。
熱間圧延工程とは、上記成分組成を有する鋼スラブを、１１００℃以上１３００℃以下に加熱し、仕上げ圧延終了温度が８００℃以上１０００℃以下で熱間圧延した後、巻取温度が４００℃以上７００℃以下で巻き取り、熱延鋼板とする工程である。
上記鋼スラブ（鋼素材）の製造のための、溶製方法は特に限定されず、転炉、電気炉等、公知の溶製方法を採用することができる。また、真空脱ガス炉にて２次精錬を行ってもよい。その後、生産性や品質上の問題から連続鋳造法により鋼スラブとするのが好ましい。また、造塊－分塊圧延法、薄スラブ連鋳法等、公知の鋳造方法で鋼スラブとしてもよい。
１１００℃以上１３００℃以下に加熱
鋼スラブは１１００℃以上の温度まで加熱する必要がある。これは次に説明する仕上げ圧延終了温度の確保が目的であり、また、オーステナイトへの逆変態を適切に行い、スラブ組織の均一化も行うことで、焼鈍後の鋼板の組織均一性を向上させる。一方、１３００℃超に加熱すると、スラブの溶融が起こり、目的とする熱間圧延を行えない。したがって、１１００℃以上１３００℃以下の範囲で加熱を行う。
仕上げ圧延終了温度が８００℃以上１０００℃以下
仕上げ圧延終了温度が８００℃未満になると、圧延荷重が増加し、操業上問題が生じる。また、８００℃未満になると、組織の一部がフェライト変態するため、組織の均一性に悪影響を及ぼす。したがって、仕上げ圧延終了温度は８００℃以上である。一方、１０００℃超の温度では、組織が著しく粗大化するため、鋼板の強度の低下、及び組織の均一性に悪影響を及ぼす。したがって、仕上げ圧延終了温度は１０００℃以下である。
巻取温度が４００℃以上７００℃以下
巻取温度は本発明の重要な要素の一つである。本発明では組織の均一性を最大限活用することで材質安定性を確保する。巻取温度が４００℃以上７００℃以下の温度では、熱延ライン内においてパーライト変態が促進され、熱延後の組織は均一に分散したパーライトとフェライトとで構成される。４００℃未満になると組織の一部にベイナイト組織が混在し、その後の焼鈍過程において組織ばらつきの要因となる。また、鋼板の板厚が局所的に変動するため、材料不良の要因となる。一方で、７００℃超では、フェライトとパーライト組織が粗大となる。焼鈍中に逆変態して形成するオーステナイトはパーライト組織から核生成するため、この温度域ではフェライト及び／又はベイニティックフェライトの平均粒径が大きくなり、成形性が悪くなる。したがって、この４００℃以上７００℃以下において巻取を行う必要がある。なお、鋼板の強度を向上する観点からは、巻取温度を５７０℃以下にすることが好ましい。
酸洗処理工程とは、熱延鋼板に酸洗処理を施す工程である。酸洗は特に限定されず、公知の製造方法を採用すれば良い。
冷間圧延工程とは、酸洗処理工程後の熱延鋼板を、４０％以上の圧下率で冷間圧延して冷延鋼板とする工程である。
圧下率４０％以上で冷間圧延
冷間圧延の圧下率が４０％未満になると、十分に冷間圧延組織が得られず、焼鈍工程後の組織が不均一となる。したがって、冷間圧延の圧下率は４０％以上の範囲で行う必要があり、好ましくは５０％以上である。圧下率の上限は設けないが、冷間圧延負荷の都合上、実質８５％以下である。
焼鈍工程とは、上記冷間圧延工程後、冷延鋼板を７８０℃以上８６０℃以下の温度域まで加熱した後、７５０℃から６００℃までの平均冷却速度が６℃／ｓ以上２５℃／ｓ以下で、３００℃以上５４０℃以下の冷却停止温度まで冷却し、その後、（冷却停止温度＋１０℃）以上かつ３５０℃以上５５０℃以下である過時効温度まで平均昇温速度５．０℃／ｓ以下で加熱し、その後、過時効温度で４８０秒以上保持する工程である。なお、焼鈍工程は連続焼鈍ラインで行うことが好ましい。
７８０℃以上８６０℃以下の温度域までの加熱
７８０℃以上８６０℃以下の温度域（加熱温度）までの加熱により、フェライトとオーステナイトとの面積率を制御するとともに、二相域焼鈍においては炭素分配を促進することができ、所望の引張強度に制御することができる。７８０℃を下回ると、逆変態するオーステナイト量が少ないため、逆変態したオーステナイト中にＣ、Ｍｎが過度に濃化する。これにより硬質な焼き入れマルテンサイト組織、あるいは残留オーステナイト組織が過度に形成され、成形性が著しく悪化する。このため、オーステナイトの逆変態が十分に生じるように、７８０℃以上に加熱する必要がある。一方、８６０℃を上回ると、逆変態したオーステナイトの粒径が粗大化するため、フェライト及び／又はベイニティックフェライト粒径が粗大となり、引張強度が確保できない。したがって、温度は８６０℃以下とした。７８０℃以上８６０℃以下の温度域での保持時間は、特に限定されないが、１０秒以上９００秒以下とすることが好ましい。
７５０℃から６００℃までの平均冷却速度が６℃／ｓ以上２５℃／ｓ以下で、３００℃以上５４０℃以下の冷却停止温度まで冷却
加熱後はフェライト変態を促進し、組織の均一性を確保する必要がある。７５０℃から６００℃までの平均冷却速度が２５℃／ｓよりも高くなると、フェライト変態が十分に起こらず、組織の均一性が確保できなくなる。したがって、平均冷却速度は２５℃／ｓ以下である。一方、平均冷却速度が６℃／ｓを下回ると、フェライト変態が過度に進み、また一部にパーライト組織も形成されるため、強度を確保することが困難となる。したがって、平均冷却速度は６℃／ｓ以上である。また、冷却停止温度が３００℃未満になると、組織の一部がマルテンサイト変態するため、組織の均一性に悪影響を及ぼし、板長手方向および幅方向の穴広げ性における均一性の確保が困難となる。さらに、冷却停止温度が５４０℃超となると、次工程の過時効温度が高温となり、未変態オーステナイトの分解により、所望する伸び特性が得られない。したがって、冷却停止温度は３００℃以上５４０℃以下とした。
（上記冷却停止温度＋１０℃）以上かつ３５０℃以上５５０℃以下である過時効温度まで平均昇温速度５．０℃／ｓ以下で加熱し、その後、当該過時効温度で４８０秒以上保持
前工程の冷却過程においてフェライト変態せずに未変態のままとなったオーステナイトをベイナイト変態させることで、オーステナイトへの炭素濃化を促進し、残留オーステナイトを形成させる。過時効温度を（冷却停止温度＋１０℃）以上とすることで、板全幅における温度均一性を確保し、組織の均一性を向上させることに加え、過時効温度での保持で形成するベイナイトや、未変態オーステナイトへの炭素分配を精度よく制御する。なお、加熱の際には、ＩＨ（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｈｅａｔｅｒ）などを用いて補助的に鋼板を加熱することが好ましい。また、過時効温度が３５０℃を下回ると、ベイナイト変態が抑制され、適切な炭素分配が生じず、十分な残留オーステナイトが得られず、伸び特性が悪化する。また、過時効温度が５５０℃を上回ると、ベイナイト変態により炭素濃化したオーステナイトの分解が生じ、所望の伸び特性が得られない。したがって、過時効温度を３５０℃以上５５０℃以下とした。なお、過時効温度が３５０℃以上５５０℃以下であれば、過時効中の温度変調は許容される。また、板幅方向の温度変化を小さくして、材質安定性を向上させる観点から上記冷却停止温度から過時効温度までの平均昇温速度を５．０℃／ｓ以下とした。一方で、平均昇温速度の下限値は特に規定しないが、歩留まりの観点から当該平均昇温速度は好ましくは０．５℃／ｓ以上であり、より好ましくは１．０℃／ｓ以上である。また、過時効温度での保持時間が４８０秒を下回ると、適切にベイナイト変態しないため、残留オーステナイト中に炭素が濃化されず、熱的に不安定なオーステナイトは室温まで冷却した際にマルテンサイト変態する。そのため、所望の残留オーステナイト量が得られない。したがって、保持時間を４８０秒以上とした。保持時間の上限は限定されないが、１４００秒以下であることが好ましい。
本発明の鋼板の製造方法は、焼鈍工程後の鋼板の表面に、めっき処理を施すめっき工程を有してもよい。めっき処理を施すことで鋼板の表面にめっき層を有する鋼板が得られる。本発明の鋼板の製造方法では、めっき処理として鋼板の表面に電気亜鉛めっき処理を施すことが好ましい。
なお、鋼板には、表面粗度の調整、板形状の平坦化などプレス成形性を安定化させる観点から調質圧延を施すことができる。なお、上記めっき処理を施す際に調質圧延を行う場合は、めっき処理後に調質圧延を行う。
なお、本発明の製造方法における一連の熱処理においては、上述した温度範囲内であれば保持温度は一定である必要はなく、また冷却速度が冷却中に変化した場合においても規定した範囲内であれば本発明の趣旨を損なわない。また、熱履歴さえ満足されれば、鋼板はいかなる設備で熱処理を施されてもかまわない。また、形状矯正のため本発明の鋼板に必要に応じて調質圧延をすることも本発明の範囲に含まれる。
次に、本発明の部材及びその製造方法について説明する。
本発明の部材は、本発明の鋼板に対して、成形加工及び溶接の少なくとも一方を施してなるものである。また、本発明の部材の製造方法は、本発明の鋼板の製造方法によって製造された鋼板に対して、成形加工及び溶接の少なくとも一方を施す工程を有する。
本発明の鋼板は、高強度であり、優れた成形性と材質安定性を有する。そのため、本発明の鋼板を用いて得た本発明の部材もこれらの特性を有し、本発明の部材は鋼板を複雑な形状に成形加工して得られる部品等に好適に使用できる。本発明の部材は、例えば、自動車用骨格部品に好適に用いることができる。
成形加工は、プレス加工等の一般的な加工方法を制限なく用いることができる。また、溶接は、スポット溶接、アーク溶接等の一般的な溶接を制限なく用いることができる。
本発明を、実施例を参照しながら具体的に説明する。本発明の範囲は以下の実施例に限定されない。
［実施例１］
表１に示す成分組成を有する厚さ２５０ｍｍの鋼スラブに表２に示す条件で熱間圧延を施して熱延鋼板を製造した後、当該熱延鋼板に酸洗処理を施した。次に、酸洗処理後の熱延鋼板に表２に示す条件で冷間圧延を施して冷延鋼板を製造した。次に、当該冷延鋼板を、連続焼鈍ラインにて表２に示す条件で焼鈍した後、伸長率０．２～０．４％の調質圧延を施し、評価に供する鋼板を製造した。得られた鋼板を以下の手法で評価した。
Figure 0007031795000001
Figure 0007031795000002
（１）鋼組織の面積率の測定
鋼板から、圧延方向に平行な断面が観察面となるよう観察試料を切り出し、板厚断面を１体積％ナイタールで腐食現出し、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で２０００倍に拡大して板厚１／４ｔ部で組織写真を撮影した。この組織観察を板幅中心部（１／２ｗ部）、１／８ｗ部、３／８ｗ部、５／８ｗ部、７／８ｗ部のそれぞれにおいて、３０００μｍ２以上の領域で撮影した。以下の項目（ｉ）及び（ｉｉ）をそれぞれ測定した。結果を表３に示す。なお、ｔは板厚、ｗは板幅を示す。
（ｉ）フェライトとベイニティックフェライト
フェライトとベイニティックフェライトはいずれもＳＥＭ写真で灰色を示す。そのため、フェライトとベイニティックフェライトとを同一の組織としてＳＥＭで観察し、点算法によりフェライトとベイニティックフェライトの合計面積率を測定した。フェライトとベイニティックフェライトの合計面積率は、板幅中心部（１／２ｗ部）、１／８ｗ部、３／８ｗ部、５／８ｗ部、７／８ｗ部でそれぞれ測定した。そして、それらの５箇所での測定値を平均した値を、本発明でいうフェライトとベイニティックフェライトの合計面積率とした。
フェライト及び／又はベイニティックフェライトの平均粒径は、切片法により、他の組織との粒界の平均切片長さを測定し、これを円相当径に換算して算出した。当該平均粒径は、板幅中心部（１／２ｗ部）、１／８ｗ部、３／８ｗ部、５／８ｗ部、７／８ｗ部でそれぞれ測定した。５箇所での測定値を平均した値を、鋼板の板幅方向における、フェライト及び／又はベイニティックフェライトの平均粒径（以下、平均粒径Ｆという。）とした。
鋼板の板幅方向における、フェライト及び／又はベイニティックフェライトの粒径の標準偏差（以下、標準偏差Ｆという。）は、上記板幅中心部（１／２ｗ部）、１／８ｗ部、３／８ｗ部、５／８ｗ部、７／８ｗ部でそれぞれ測定した平均粒径を母集団として、当該母集団を構成する５つの測定値から算出した。
また、「鋼板の板幅方向における、フェライト及び／又はベイニティックフェライトの平均粒径に対するフェライト及び／又はベイニティックフェライトの粒径の標準偏差の割合（％）」を、標準偏差Ｆを平均粒径Ｆで割る「（標準偏差Ｆ／平均粒径Ｆ）×１００（％）」ことにより算出した。
（ｉｉ）焼入れマルテンサイトと残留オーステナイト
焼入れマルテンサイトと残留オーステナイトはいずれも、ＳＥＭ写真で白色を示し、区別することができない。そこで、残留オーステナイトの面積率は、後述する方法で別途測定した。また、焼入れマルテンサイトと残留オーステナイトの合計面積率をＳＥＭ写真から点算法により測定し、当該合計面積率から後述する方法で測定した残留オーステナイトの面積率を引くことで焼入れマルテンサイトの面積率を測定した。この焼入れマルテンサイトの面積率は、板幅中心部（１／２ｗ部）、１／８ｗ部、３／８ｗ部、５／８ｗ部、７／８ｗ部でそれぞれ測定した。具体的には、板幅中心部（１／２ｗ部）で測定した焼入れマルテンサイトと残留オーステナイトの合計面積率から、板幅中心部（１／２ｗ部）で測定した残留オーステナイトの面積率を引くことで、板幅中心部（１／２ｗ部）での焼入れマルテンサイトの面積率を測定した。同様の方法で、１／８ｗ部、３／８ｗ部、５／８ｗ部、７／８ｗ部のそれぞれで、焼入れマルテンサイトの面積率を測定した。そして、それらの５箇所の測定値を平均した値を、本発明でいう焼入れマルテンサイトの面積率（以下、面積率Ｍという。）とした。
また、鋼板の板幅方向における焼入れマルテンサイトの面積率の標準偏差（以下、標準偏差Ｍという。）を、板幅中心部（１／２ｗ部）、１／８ｗ部、３／８ｗ部、５／８ｗ部、７／８ｗ部でそれぞれ測定した焼入れマルテンサイトの面積率を母集団として、当該母集団を構成する５つの測定値から算出した。
また、「鋼板の板幅方向における、焼入れマルテンサイトの面積率に対する焼入れマルテンサイトの面積率の標準偏差の割合（％）」を、標準偏差Ｍを面積率Ｍで割る「（標準偏差Ｍ／面積率Ｍ）×１００（％）」ことにより算出した。
（２）残留オーステナイトの面積率の測定
鋼板を板厚１／４位置まで研磨後、化学研磨により更に０．１ｍｍ研磨した面について、Ｘ線回折装置でＭｏのＫα線を用い、ＦＣＣ鉄（オーステナイト）の（２００）面、（２２０）面、（３１１）面と、ＢＣＣ鉄（フェライト）の（２００）面、（２１１）面、（２２０）面の積分反射強度を測定し、ＢＣＣ鉄（フェライト）各面からの積分反射強度に対するＦＣＣ鉄（オーステナイト）各面からの積分反射強度の強度比から求めた残留オーステナイトの体積率を測定した。本発明では、当該残留オーステナイトの体積率を、残留オーステナイトの面積率とみなした。この測定を板幅中心部（１／２ｗ部）、１／８ｗ部、３／８ｗ部、５／８ｗ部、７／８ｗ部のそれぞれにおいて行った。そして、それらの５箇所の測定値を平均した値を、本発明でいう残留オーステナイトの面積率（以下、面積率Ｒという。）とした。
また、鋼板の板幅方向における残留オーステナイトの面積率の標準偏差（以下、標準偏差Ｒという。）を、板幅中心部（１／２ｗ部）、１／８ｗ部、３／８ｗ部、５／８ｗ部、７／８ｗ部でそれぞれ測定した残留オーステナイトの面積率を母集団として、当該母集団を構成する５つの測定値から算出した。
また、「鋼板の板幅方向における、残留オーステナイトの面積率に対する残留オーステナイトの面積率の標準偏差の割合（％）」を、標準偏差Ｒを面積率Ｒで割る「（標準偏差Ｒ／面積率Ｒ）×１００（％）」ことにより算出した。
Figure 0007031795000003
（３）引張試験
得られた鋼板から圧延方向に対して垂直方向に引張方向をもつＪＩＳ５号引張試験片を、板幅中心部（１／２ｗ部）、１／８ｗ部、３／８ｗ部、５／８ｗ部、７／８ｗ部から切り出すことで作製した。各試験片に対して、ＪＩＳ Ｚ ２２４１（２０１１）の規定に準拠した引張試験を行った。引張試験のクロスヘッドスピードは１０ｍｍ／ｍｉｎとした。なお、各測定位置で２つずつ試験片を採取し、各測定位置で２回ずつ測定し、平均することで各位置での測定値を求めた。
上記引張試験により、板幅中心部（１／２ｗ部）、１／８ｗ部、３／８ｗ部、５／８ｗ部、７／８ｗ部のそれぞれで引張強度（ＴＳ）を測定した。それらの５箇所の測定値の平均を、本発明でいう引張強度（以下、測定値ＴＳという。）とした。
また、鋼板の板幅方向における引張強度の標準偏差（以下、標準偏差ＴＳという。）を、板幅中心部（１／２ｗ部）、１／８ｗ部、３／８ｗ部、５／８ｗ部、７／８ｗ部でそれぞれ測定した引張強度（ＴＳ）を母集団として、当該母集団を構成する５つの測定値から算出した。
また、本発明では、「鋼板の板幅方向における、引張強度に対する引張強度の標準偏差の割合（％）」を、標準偏差ＴＳを測定値ＴＳで割る「（標準偏差ＴＳ／測定値ＴＳ）×１００（％）」ことにより算出した。
また、上記引張試験により、板幅中心部（１／２ｗ部）、１／８ｗ部、３／８ｗ部、５／８ｗ部、７／８ｗ部のそれぞれで全伸び（Ｅｌ）を測定した。それらの５箇所の測定値の平均を、本発明でいう全伸び（以下、測定値Ｅｌという。）とした。
また、鋼板の板幅方向における全伸びの標準偏差（以下、標準偏差Ｅｌという。）を、板幅中心部（１／２ｗ部）、１／８ｗ部、３／８ｗ部、５／８ｗ部、７／８ｗ部でそれぞれ測定した全伸び（Ｅｌ）を母集団として、当該母集団を構成する５つの測定値から算出した。
また、本発明では、「鋼板の板幅方向における、全伸びに対する全伸びの標準偏差の割合（％）」を、標準偏差Ｅｌを測定値Ｅｌで割る「（標準偏差Ｅｌ／測定値Ｅｌ）×１００（％）」ことにより算出した。
（４）穴拡げ試験
１００ｍｍ×１００ｍｍの試験片を板幅中心部（１／２ｗ部）、１／８ｗ部、３／８ｗ部、５／８ｗ部、７／８ｗ部から切り出すことで採取し、ＪＦＳＴ １００１（鉄連規格）に準拠した穴広げ試験を各採取位置にて３回行い、３回の平均値を各採取位置における穴拡げ率λ（％）とした。それらの５箇所の測定値の平均を、本発明でいう穴拡げ率λ（％）（以下、測定値λ（％）という。）とした。
また、鋼板の板幅方向における穴拡げ率λの標準偏差（以下、標準偏差λという。）を、板幅中心部（１／２ｗ部）、１／８ｗ部、３／８ｗ部、５／８ｗ部、７／８ｗ部でそれぞれ測定した穴拡げ率λ（％）を母集団として、当該母集団を構成する５つの測定値からを算出した。
また、本発明では、「鋼板の板幅方向における、穴拡げ率に対する穴拡げ率の標準偏差の割合（％）」を、標準偏差λを測定値λで割る「（標準偏差λ／測定値λ）×１００（％）」ことにより算出した。
（５）評価
本発明では、引張強度（ＴＳ）×全伸び（Ｅｌ）≧２４０００ＭＰａ・％以上であり、かつ穴拡げ率λ（％）が下記（Ａ１）又は（Ａ２）を満たす場合、成形性に優れていると評価した。
（Ａ１）引張強度が５９０ＭＰａ以上７８０ＭＰａ未満の場合に穴拡げ率λが６０％以上
（Ａ２）引張強度が７８０ＭＰａ以上の場合に穴拡げ率λが３０％以上
発明例では、下記（Ｂ１）、（Ｂ２）及び（Ｂ３）を全て満たす場合、材質安定性に優れていると評価した。
（Ｂ１）鋼板の板幅方向における、引張強度に対する引張強度の標準偏差の割合が３％以下
（Ｂ２）鋼板の板幅方向における、全伸びに対する全伸びの標準偏差の割合が２％以下
（Ｂ３）鋼板の板幅方向における、穴拡げ率に対する穴拡げ率の標準偏差の割合が１０％以下
Figure 0007031795000004
表３及び表４に示すように、発明例の鋼板は、引張強度が５９０ＭＰａ以上の高強度であり、成形性に優れ、かつ材質安定性に優れている。一方で、比較例の鋼板は、いずれかの項目について、発明例に対して劣っている。
［実施例２］
実施例１の表４のＮｏ．１（本発明例）の鋼板を、プレス加工により成形加工して、本発明例の部材を製造した。さらに、実施例１の表４のＮｏ．１の鋼板と、実施例１の表４のＮｏ．２（本発明例）の鋼板とをスポット溶接により接合し、本発明例の部材を製造した。本発明の鋼板を用いて製造した本発明例の部材は、複雑な形状に成形加工しやすく、高強度であり、材質安定性に優れており、ｎ＝１００で、実施例１の表４のＮｏ．１（本発明例）の鋼板の成形加工により製造した部材、および実施例１の表４のＮｏ．１の鋼板と、実施例１の表４のＮｏ．２（本発明例）の鋼板とをスポット溶接して製造した部材のすべてにおいて、割れ等の成形不良は確認されず、自動車用骨格部品等に好適に用いることができることを確認できた。
［実施例３］
実施例１の表２の製造条件Ｎｏ．１（本発明例）に対して、亜鉛めっき処理を行った亜鉛めっき鋼板をプレス加工により成形加工して、本発明例の部材を製造した。さらに、実施例１の表２の製造条件Ｎｏ．１（本発明例）に対して、亜鉛めっき処理を行った亜鉛めっき鋼板と、実施例１の表２の製造条件Ｎｏ．２（本発明例）に対して亜鉛めっき処理を行った亜鉛めっき鋼板とをスポット溶接により接合し、本発明例の部材を製造した。これら本発明例の部材は、複雑な形状に成形加工しやすく、高強度であり、材質安定性に優れており、ｎ＝１００で、実施例１の表４のＮｏ．１（本発明例）の鋼板の成形加工により製造した部材、および実施例１の表４のＮｏ．１の鋼板と、実施例１の表４のＮｏ．２（本発明例）の鋼板とをスポット溶接して製造した部材のすべてにおいて、割れ等の成形不良は確認されず、自動車用骨格部品等に好適に用いることができることを確認できた。

Claims (9)

  1. 質量％で、
    Ｃ：０．０５％以上０．２５％以下、
    Ｓｉ：０．８０％以上２．２０％以下、
    Ｍｎ：０．８０％以上３．０％以下、
    Ｐ：０．０５％以下、
    Ｓ：０．００５％以下、
    Ａｌ：０．７０％以下、及び
    Ｎ：０．００６０％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる成分組成と、
    フェライトとベイニティックフェライトの合計面積率が６０％以上９０％以下であり、焼入れマルテンサイトの面積率が５％以上２０％以下であり、残留オーステナイトの面積率が４％以上２０％以下であり、かつ残部の面積率が５％以下である鋼組織を有し、
    前記フェライト及び／又は前記ベイニティックフェライトの平均粒径が７．０μｍ以下であり、
    鋼板の板幅方向における、前記フェライト及び／又は前記ベイニティックフェライトの平均粒径に対する前記フェライト及び／又は前記ベイニティックフェライトの粒径の標準偏差の割合が１０％以下であり、
    鋼板の板幅方向における、前記焼入れマルテンサイトの面積率に対する前記焼入れマルテンサイトの面積率の標準偏差の割合が１０％以下であり、
    鋼板の板幅方向における、前記残留オーステナイトの面積率に対する前記残留オーステナイトの面積率の標準偏差の割合が１０％以下であり、
    引張強度が５９０ＭＰａ以上であり、
    引張強度（ＴＳ）×全伸び（Ｅｌ）≧２４０００ＭＰａ・％以上であり、かつ穴拡げ率λ（％）が下記（Ａ１）又は（Ａ２）を満たし、
    下記（Ｂ１）、（Ｂ２）及び（Ｂ３）を満たす鋼板。
    （Ａ１）引張強度が５９０ＭＰａ以上７８０ＭＰａ未満の場合に穴拡げ率λが６０％以上
    （Ａ２）引張強度が７８０ＭＰａ以上の場合に穴拡げ率λが３０％以上
    （Ｂ１）鋼板の板幅方向における、引張強度に対する引張強度の標準偏差の割合が３％以下
    （Ｂ２）鋼板の板幅方向における、全伸びに対する全伸びの標準偏差の割合が２％以下
    （Ｂ３）鋼板の板幅方向における、穴拡げ率に対する穴拡げ率の標準偏差の割合が１０％以下
  2. 前記成分組成は、さらに、質量％で、
    Ｔｉ：０．２％以下、
    Ｎｂ：０．２％以下、
    Ｖ：０．５％以下、
    Ｃｕ：０．５％以下、
    Ｎｉ：０．５％以下、
    Ｃｒ：１．０％以下、及び
    Ｂ：０．００５０％以下のうちから選ばれる少なくとも１つを含有する請求項１に記載の鋼板。
  3. 前記成分組成は、さらに、質量％で、
    Ｍｏ：１．０％以下、
    Ｓｂ：０．０５０％以下、
    ＲＥＭ：０．０５０％以下、
    Ｍｇ：０．０５０％以下、及び
    Ｃａ：０．０５０％以下のうちから選ばれる少なくとも１つを含有する請求項１又は請求項２に記載の鋼板。
  4. 鋼板の表面にめっき層を有する請求項１～３のいずれか一項に記載の鋼板。
  5. 請求項１～４のいずれか一項に記載の鋼板に対して、成形加工及び溶接の少なくとも一方を施してなる部材。
  6. 請求項１～３のいずれか一項に記載の成分組成を有する鋼スラブを、１１００℃以上１３００℃以下に加熱し、仕上げ圧延終了温度が８００℃以上１０００℃以下で熱間圧延した後、巻取温度が４００℃以上７００℃以下で巻き取り、熱延鋼板とする熱間圧延工程と、
    前記熱延鋼板に酸洗処理を施す酸洗処理工程と、
    前記酸洗処理工程後の熱延鋼板を、４０％以上の圧下率で冷間圧延して冷延鋼板とする冷間圧延工程と、
    前記冷延鋼板を７８０℃以上８６０℃以下の温度域まで加熱した後、７５０℃から６００℃までの平均冷却速度が６℃／ｓ以上２５℃／ｓ以下で、３００℃以上５４０℃以下の冷却停止温度まで冷却し、その後、（前記冷却停止温度＋１０℃）以上かつ３５０℃以上５５０℃以下である過時効温度まで平均昇温速度５．０℃／ｓ以下で加熱し、その後、前記過時効温度で４８０秒以上保持する焼鈍工程と、を有する、
    フェライトとベイニティックフェライトの合計面積率が６０％以上９０％以下であり、焼入れマルテンサイトの面積率が５％以上２０％以下であり、残留オーステナイトの面積率が４％以上２０％以下であり、かつ残部の面積率が５％以下である鋼組織を有し、前記フェライト及び／又は前記ベイニティックフェライトの平均粒径が７．０μｍ以下であり、鋼板の板幅方向における、前記フェライト及び／又は前記ベイニティックフェライトの平均粒径に対する前記フェライト及び／又は前記ベイニティックフェライトの粒径の標準偏差の割合が１０％以下であり、鋼板の板幅方向における、前記焼入れマルテンサイトの面積率に対する前記焼入れマルテンサイトの面積率の標準偏差の割合が１０％以下であり、鋼板の板幅方向における、前記残留オーステナイトの面積率に対する前記残留オーステナイトの面積率の標準偏差の割合が１０％以下であり、引張強度が５９０ＭＰａ以上であり、引張強度（ＴＳ）×全伸び（Ｅｌ）≧２４０００ＭＰａ・％以上であり、かつ穴拡げ率λ（％）が下記（Ａ１）又は（Ａ２）を満たし、下記（Ｂ１）、（Ｂ２）及び（Ｂ３）を満たす鋼板の製造方法。
    （Ａ１）引張強度が５９０ＭＰａ以上７８０ＭＰａ未満の場合に穴拡げ率λが６０％以上
    （Ａ２）引張強度が７８０ＭＰａ以上の場合に穴拡げ率λが３０％以上
    （Ｂ１）鋼板の板幅方向における、引張強度に対する引張強度の標準偏差の割合が３％以下
    （Ｂ２）鋼板の板幅方向における、全伸びに対する全伸びの標準偏差の割合が２％以下
    （Ｂ３）鋼板の板幅方向における、穴拡げ率に対する穴拡げ率の標準偏差の割合が１０％以下
  7. 前記焼鈍工程後の鋼板の表面にめっき処理を施すめっき工程を有する請求項６に記載の鋼板の製造方法。
  8. 請求項６又は請求項７に記載の鋼板の製造方法によって製造された鋼板に対して、成形加工及び溶接の少なくとも一方を施す工程を有する部材の製造方法。
  9. 請求項１～４のいずれか一項に記載の鋼板に対して、成形加工及び溶接の少なくとも一方を施す工程を有する部材の製造方法。
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