JP7136061B2 - 高強度熱延鋼板及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、自動車用部品の素材として好適な、高強度熱延鋼板及び高強度熱延鋼板の製造方法に関するものである。
自動車の衝突安全性改善と燃費向上の観点から、自動車用部品に用いられる鋼板には、高強度化が求められている。特に自動車の足回り部品などに用いられる熱延鋼板においては、耐変形特性が重要であり、耐変形特性の観点から高ＹＳを有することが望まれている。しかしながら、高強度化を実現する複合組織鋼板を素材として用いる場合には、従来鋼板ではあまり認められなかった材質変動が鋼板面内で生じやすくなり、所望の成形性が得られなくなる場合がある。そこで、このような材質変動に起因した成形性ばらつきを低減するため、様々な鋼板が開発されてきた。
特許文献１には、フェライト粒間の硬さばらつきを制御することで、成形性を向上させた高強度熱延鋼板に関する技術が開示されている。
特許文献２には、冷却と保持の製造条件を制御することにより鋼板組織を焼き戻しマルテンサイト主体とすることで、ＹＳばらつきの小さい高強度熱延鋼板に関する技術が開示されている。
特許文献３には、面内のマルテンサイト粒径のばらつきを制御することで加工性の面内安定性を高めた鋼板に関する技術が開示されている。
しかしながら、特許文献１は、鋼板の板厚方向の特定の領域におけるフェライト粒間の硬さばらつきを規定するものであり、面内のより広範の領域における硬さのばらつき、ひいては成形性に重要なＹＳのばらつきについては考慮されておらず、改善の余地がある。
特許文献２は、鋼板のエッジ近傍、幅方向１／４位置および幅中央部といったポイントでのＹＳ差を低減させているのみで、成形性に重要なより細かい面内のＹＳばらつきについては考慮されておらず、改善の余地がある。
特許文献３も、鋼板のエッジ近傍、幅方向１／４位置および幅中央位置といったポイントでの穴拡げ率のばらつきを低減させているのみで、より細かい面内の材質ばらつきについては考慮されていない。また特許文献３は、ＹＳのばらつきによる変形の偏りで成形性が低下することについても考慮されておらず、改善の余地がある。
本発明は、上記の課題を解決するものであり、自動車用部品の素材として好適な、面内のＹＳばらつきが小さい高強度熱延鋼板及び高強度熱延鋼板の製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、高強度化を実現する複合組織鋼板では、その製造過程において従来鋼板ではあまり認められなかった加熱や冷却のむらに起因した材質変動が鋼板面内で生じやすくなることに着目した。特にＹＳが加熱や冷却のむらに対して敏感に変動しやすい。
そして、本発明者らは、上記した目的を達成するため、鋭意研究を重ねた。その結果、高強度鋼板のＹＳのばらつきは、鋼板面内のポリゴナルフェライト、フレッシュマルテンサイトおよび残留オーステナイトのばらつきに大きく依存することを見出した。
また、本発明では高ＹＳ、高ＴＳを得るために、鋼組織は、鋼板の板厚１／４位置で、かつ鋼板の幅中央位置において、ポリゴナルフェライトとフレッシュマルテンサイトと残留オーステナイトの合計面積率が鋼組織全体に対して２０％以下、マルテンサイトと下部ベイナイトの合計面積率が鋼組織全体に対して６５～１００％とすることが有効であることを見出した。なお、本発明では鋼板面内のばらつきの評価に際して、鋼板面内の代表位置として、鋼板のエッジから幅中央方向へ鋼板全幅に対して５％の位置、１０％の位置、１５％の位置、２０％の位置、２５％の位置、３０％の位置および鋼板の幅中央位置を対象とした。これらの代表位置を評価することで、鋼板面内で局所的に生じる水乗り等による組織変動を漏れなく抽出できる。
すなわち、ＹＳのばらつき低減の観点からは、鋼板面内でこれらの組織の面積率の変動を抑制することが重要であり、その面積率の合計値のばらつきを標準偏差で７．０％以下とすることで、顕著にＹＳの面内ばらつきが小さくなることを知見した。この知見に基づき、特定の成分組成および特定の鋼組織に調整するとともに、この鋼組織の面積率のばらつきを上記特定の範囲内とすることで上記課題を解決できることを見出した。さらに、製造条件として熱間圧延において好ましい条件があることを見出し、本発明を完成するに至った。
なお、本発明において「面内」とは、鋼板面上のあらゆる位置を意味するが、具体的にはその代表位置として、鋼板のエッジから幅中央方向へ鋼板全幅に対して５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％の各位置および鋼板の幅中央位置とする。
また、ＹＳの（面内）ばらつきが小さいとは、熱延鋼板の幅エッジから幅中央方向へ鋼板全幅に対して５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％の各位置および熱延鋼板の幅中央位置における、ＹＳの標準偏差の値が１００ＭＰａ以下であることを意味する。
また、ＹＳの（面内）ばらつきが小さいとは、熱延鋼板の幅エッジから幅中央方向へ鋼板全幅に対して５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％の各位置および熱延鋼板の幅中央位置における、ＹＳの標準偏差の値が１００ＭＰａ以下であることを意味する。
本発明は、以下のものを提供する。
［１］ 質量％で、
Ｃ：０．０８～０．３０％、
Ｓｉ：３．０％以下、
Ｍｎ：１．０～４．０％、
Ｐ：０．１００％以下、
Ｓ：０．０２％以下、
Ａｌ：１．０％以下、
Ｎ：０．００８％以下を含み、
残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成と、
鋼組織は、鋼板の板厚１／４位置で、かつ鋼板の幅中央位置における、
ポリゴナルフェライトとフレッシュマルテンサイトと残留オーステナイトの合計面積率が鋼組織全体に対して２０％以下、マルテンサイトと下部ベイナイトの合計面積率が鋼組織全体に対して６５～１００％であり、
鋼板の板厚１／４位置で、かつ鋼板のエッジから幅中央方向へ鋼板全幅に対して５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％の各位置および鋼板の幅中央位置における、前記ポリゴナルフェライトと前記フレッシュマルテンサイトと前記残留オーステナイトの合計面積率の標準偏差が７．０％以下であることを特徴とする高強度熱延鋼板。
［２］ 前記成分組成に加えてさらに、質量％で、
Ｃｒ：０．００５～２．０％、
Ｎｉ：０．００５～２．０％、
Ｃｕ：０．００５～２．０％、
Ｍｏ：０．００５～２．０％、
Ｖ：０．００５～２．０％、
Ｎｂ：０．００５～０．２０％、
Ｔｉ：０．００５～０．２０％、
Ｂ：０．０００１～０．００５０％、
Ｃａ：０．０００１～０．００５０％、
ＲＥＭ：０．０００１～０．００５０％、
Ｓｂ：０．００１０～０．１０％、
Ｓｎ：０．００１０～０．５０％
のうちから選ばれる１種または２種以上を含むことを特徴とする［１］に記載の高強度熱延鋼板。
［３］ ［１］または［２］に記載の成分組成を有するスラブを加熱し、
次いで、熱間圧延を施すに際し、
粗圧延後、仕上げ圧延した後、Ｍｓ点～Ｂｓ点の温度域の滞留時間が７ｓ以下となる条件でＭｓ点以上の温度Ｔまで冷却し、その後該温度Ｔから（Ｍｓ点－３０℃）以下の冷却停止温度までを、（Ｍｓ点－３０℃）～Ｍｓ点の温度域の平均冷却速度が１００℃／ｓ以上となる条件で冷却し、（Ｍｓ点－３０℃）以下で巻き取り、その後１℃／ｓ未満の平均冷却速度で５０℃以下まで冷却することを特徴とする高強度熱延鋼板の製造方法。
［４］ 前記熱間圧延では、鋼板エッジ部を加熱することを特徴とする［３］に記載の高強度熱延鋼板の製造方法。
［１］ 質量％で、
Ｃ：０．０８～０．３０％、
Ｓｉ：３．０％以下、
Ｍｎ：１．０～４．０％、
Ｐ：０．１００％以下、
Ｓ：０．０２％以下、
Ａｌ：１．０％以下、
Ｎ：０．００８％以下を含み、
残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成と、
鋼組織は、鋼板の板厚１／４位置で、かつ鋼板の幅中央位置における、
ポリゴナルフェライトとフレッシュマルテンサイトと残留オーステナイトの合計面積率が鋼組織全体に対して２０％以下、マルテンサイトと下部ベイナイトの合計面積率が鋼組織全体に対して６５～１００％であり、
鋼板の板厚１／４位置で、かつ鋼板のエッジから幅中央方向へ鋼板全幅に対して５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％の各位置および鋼板の幅中央位置における、前記ポリゴナルフェライトと前記フレッシュマルテンサイトと前記残留オーステナイトの合計面積率の標準偏差が７．０％以下であることを特徴とする高強度熱延鋼板。
［２］ 前記成分組成に加えてさらに、質量％で、
Ｃｒ：０．００５～２．０％、
Ｎｉ：０．００５～２．０％、
Ｃｕ：０．００５～２．０％、
Ｍｏ：０．００５～２．０％、
Ｖ：０．００５～２．０％、
Ｎｂ：０．００５～０．２０％、
Ｔｉ：０．００５～０．２０％、
Ｂ：０．０００１～０．００５０％、
Ｃａ：０．０００１～０．００５０％、
ＲＥＭ：０．０００１～０．００５０％、
Ｓｂ：０．００１０～０．１０％、
Ｓｎ：０．００１０～０．５０％
のうちから選ばれる１種または２種以上を含むことを特徴とする［１］に記載の高強度熱延鋼板。
［３］ ［１］または［２］に記載の成分組成を有するスラブを加熱し、
次いで、熱間圧延を施すに際し、
粗圧延後、仕上げ圧延した後、Ｍｓ点～Ｂｓ点の温度域の滞留時間が７ｓ以下となる条件でＭｓ点以上の温度Ｔまで冷却し、その後該温度Ｔから（Ｍｓ点－３０℃）以下の冷却停止温度までを、（Ｍｓ点－３０℃）～Ｍｓ点の温度域の平均冷却速度が１００℃／ｓ以上となる条件で冷却し、（Ｍｓ点－３０℃）以下で巻き取り、その後１℃／ｓ未満の平均冷却速度で５０℃以下まで冷却することを特徴とする高強度熱延鋼板の製造方法。
［４］ 前記熱間圧延では、鋼板エッジ部を加熱することを特徴とする［３］に記載の高強度熱延鋼板の製造方法。
なお、本発明において「高強度」とは、ＹＳが９００ＭＰａ以上、ＴＳが１１８０ＭＰａ以上の強度を有することを意味する。
本発明によれば、自動車用部品の素材として好適な、面内のＹＳばらつきが小さい高強度熱延鋼板が得られる。
本発明の高強度熱延鋼板を用いれば、自動車部品等の部品製造の際の形状のばらつき低減を実現することができる。これにより、形状が安定した高強度部品等の製品を得ることができる。
本発明の高強度熱延鋼板を用いれば、自動車部品等の部品製造の際の形状のばらつき低減を実現することができる。これにより、形状が安定した高強度部品等の製品を得ることができる。
以下に、本発明の高強度熱延鋼板及び高強度熱延鋼板の製造方法について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
＜高強度熱延鋼板＞
本発明の高強度熱延鋼板は、熱間圧延ままの黒皮、熱間圧延後さらに酸洗する白皮と称される熱延鋼板である。また、本発明が目的とする高強度熱延鋼板は、板厚が０．６ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下であることが好ましく、自動車用部品の素材として用いる場合には１．０ｍｍ以上６．０ｍｍ以下であることがより好ましい。また、板幅は、５００ｍｍ以上１８００ｍｍ以下であることが好ましく、７００ｍｍ以上１４００ｍｍ以下であることがより好ましい。
本発明の高強度熱延鋼板は、熱間圧延ままの黒皮、熱間圧延後さらに酸洗する白皮と称される熱延鋼板である。また、本発明が目的とする高強度熱延鋼板は、板厚が０．６ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下であることが好ましく、自動車用部品の素材として用いる場合には１．０ｍｍ以上６．０ｍｍ以下であることがより好ましい。また、板幅は、５００ｍｍ以上１８００ｍｍ以下であることが好ましく、７００ｍｍ以上１４００ｍｍ以下であることがより好ましい。
本発明の高強度熱延鋼板は、特定の成分組成と、特定の鋼組織とを有する。ここでは、成分組成、鋼組織の順に説明する。
まず、本発明の高強度熱延鋼板の成分組成について説明する。なお、成分組成の含有量を表す「％」は「質量％」を意味するものとする。
本発明の高強度熱延鋼板の成分組成は、質量％で、Ｃ：０．０８～０．３０％、Ｓｉ：３．０％以下、Ｍｎ：１．０～４．０％、Ｐ：０．１００％以下、Ｓ：０．０２％以下、Ａｌ：１．０％以下、Ｎ：０．００８％以下を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる。
本発明の高強度熱延鋼板の成分組成は、質量％で、Ｃ：０．０８～０．３０％、Ｓｉ：３．０％以下、Ｍｎ：１．０～４．０％、Ｐ：０．１００％以下、Ｓ：０．０２％以下、Ａｌ：１．０％以下、Ｎ：０．００８％以下を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる。
Ｃ：０．０８～０．３０％
Ｃは、マルテンサイトや下部ベイナイトを生成させてＴＳを上昇させるのに有効な元素である。Ｃ含有量が０．０８％未満ではこのような効果が十分得られず、１１８０ＭＰａ以上のＴＳが得られない。一方、Ｃ含有量が０．３０％を超えるとフレッシュマルテンサイトや残留オーステナイトが増大する。またこれらの組織の鋼板面内ばらつきが顕著になり、本発明の鋼組織が得られなくなる。したがって、Ｃ含有量は０．０８～０．３０％とする。Ｃ含有量は、１１８０ＭＰａ以上のＴＳをより安定的に得る観点から、好ましくは０．０９％以上とする。ＹＳばらつきをより安定的に抑制する観点から、好ましくは０．２５％以下、より好ましくは０．２０％とする。
Ｃは、マルテンサイトや下部ベイナイトを生成させてＴＳを上昇させるのに有効な元素である。Ｃ含有量が０．０８％未満ではこのような効果が十分得られず、１１８０ＭＰａ以上のＴＳが得られない。一方、Ｃ含有量が０．３０％を超えるとフレッシュマルテンサイトや残留オーステナイトが増大する。またこれらの組織の鋼板面内ばらつきが顕著になり、本発明の鋼組織が得られなくなる。したがって、Ｃ含有量は０．０８～０．３０％とする。Ｃ含有量は、１１８０ＭＰａ以上のＴＳをより安定的に得る観点から、好ましくは０．０９％以上とする。ＹＳばらつきをより安定的に抑制する観点から、好ましくは０．２５％以下、より好ましくは０．２０％とする。
Ｓｉ：３．０％以下（０％を含まない）
Ｓｉは、鋼を固溶強化したり、マルテンサイトの焼き戻し軟化を抑制することでＴＳを上昇させたり、面内のＹＳばらつきの低減に有効な元素である。Ｓｉ含有量が３．０％を超えると、ポリゴナルフェライトが過剰に生成して本発明の鋼組織が得られなくなる。したがって、Ｓｉ含有量は３．０％以下とする。Ｓｉ含有量は、好ましくは２．５％以下、より好ましくは２．０％以下とする。１１８０ＭＰａ以上のＴＳをより安定的に得る観点から、およびＹＳばらつきをより安定的に抑制する観点から、好ましくは０．１％以上、より好ましくは０．３％以上とする。
Ｓｉは、鋼を固溶強化したり、マルテンサイトの焼き戻し軟化を抑制することでＴＳを上昇させたり、面内のＹＳばらつきの低減に有効な元素である。Ｓｉ含有量が３．０％を超えると、ポリゴナルフェライトが過剰に生成して本発明の鋼組織が得られなくなる。したがって、Ｓｉ含有量は３．０％以下とする。Ｓｉ含有量は、好ましくは２．５％以下、より好ましくは２．０％以下とする。１１８０ＭＰａ以上のＴＳをより安定的に得る観点から、およびＹＳばらつきをより安定的に抑制する観点から、好ましくは０．１％以上、より好ましくは０．３％以上とする。
Ｍｎ：１．０～４．０％
Ｍｎは、マルテンサイトや下部ベイナイトを生成させてＴＳを上昇させるのに有効な元素である。Ｍｎ含有量が１．０％未満ではこうした効果が十分得られず、ポリゴナルフェライト等が生成して、ＹＳやＴＳが低下する。一方、Ｍｎ含有量が４．０％を超えるとフレッシュマルテンサイトや残留オーステナイトが生成して本発明の鋼組織が得られなくなる。したがって、Ｍｎ含有量は１．０～４．０％とする。Ｍｎ含有量は、１１８０ＭＰａ以上のＴＳをより安定的に得る観点から、好ましくは１．２％以上とする。ＹＳばらつきをより安定的に抑制する観点から、好ましくは３．６％以下、より好ましくは３．１％以下とする。
Ｍｎは、マルテンサイトや下部ベイナイトを生成させてＴＳを上昇させるのに有効な元素である。Ｍｎ含有量が１．０％未満ではこうした効果が十分得られず、ポリゴナルフェライト等が生成して、ＹＳやＴＳが低下する。一方、Ｍｎ含有量が４．０％を超えるとフレッシュマルテンサイトや残留オーステナイトが生成して本発明の鋼組織が得られなくなる。したがって、Ｍｎ含有量は１．０～４．０％とする。Ｍｎ含有量は、１１８０ＭＰａ以上のＴＳをより安定的に得る観点から、好ましくは１．２％以上とする。ＹＳばらつきをより安定的に抑制する観点から、好ましくは３．６％以下、より好ましくは３．１％以下とする。
Ｐ：０．１００％以下（０％を含まない）
Ｐは、溶接性が劣化するため、その量は極力低減することが望ましい。本発明ではＰ含有量が０．１００％まで許容できる。したがって、Ｐ含有量は０．１００％以下とする。下限は特に規定しないが、Ｐ含有量が０．００１％未満では生産能率の低下を招くため、０．００１％以上が好ましい。
Ｐは、溶接性が劣化するため、その量は極力低減することが望ましい。本発明ではＰ含有量が０．１００％まで許容できる。したがって、Ｐ含有量は０．１００％以下とする。下限は特に規定しないが、Ｐ含有量が０．００１％未満では生産能率の低下を招くため、０．００１％以上が好ましい。
Ｓ：０．０２％以下（０％を含まない）
Ｓは、溶接性を劣化させるため、その量は極力低減することが好ましいが、本発明ではＳ含有量が０．０２％まで許容できる。したがって、Ｓ含有量は０．０２％以下とする。下限は特に規定しないが、Ｓ含有量が０．０００２％未満では生産能率の低下を招くため、０．０００２％以上が好ましい。
Ｓは、溶接性を劣化させるため、その量は極力低減することが好ましいが、本発明ではＳ含有量が０．０２％まで許容できる。したがって、Ｓ含有量は０．０２％以下とする。下限は特に規定しないが、Ｓ含有量が０．０００２％未満では生産能率の低下を招くため、０．０００２％以上が好ましい。
Ａｌ：１．０％以下（０％を含まない）
Ａｌは、脱酸剤として作用し、脱酸工程で添加することが好ましい。脱酸剤として用いる観点からは、Ａｌ含有量は０．０１％以上が好ましい。多量にＡｌを含有するとポリゴナルフェライトが多量に生成して本発明の鋼組織が得られなくなる。本発明ではＡｌ含有量が１．０％まで許容される。したがって、Ａｌ含有量は１．０％以下とする。好ましくは０．５０％以下とする。
Ａｌは、脱酸剤として作用し、脱酸工程で添加することが好ましい。脱酸剤として用いる観点からは、Ａｌ含有量は０．０１％以上が好ましい。多量にＡｌを含有するとポリゴナルフェライトが多量に生成して本発明の鋼組織が得られなくなる。本発明ではＡｌ含有量が１．０％まで許容される。したがって、Ａｌ含有量は１．０％以下とする。好ましくは０．５０％以下とする。
Ｎ：０．００８％以下（０％を含まない）
Ｎが増加すると介在物が増加して加工性が低下するため、その量は極力低減することが好ましいが、本発明ではＮ含有量が０．００８％までは許容される。したがって、Ｎ含有量は０．００８％以下とする。下限は特に規定しないが、Ｎ含有量が０．００１％未満では生産能率の低下を招くため、０．００１％以上が好ましい。
Ｎが増加すると介在物が増加して加工性が低下するため、その量は極力低減することが好ましいが、本発明ではＮ含有量が０．００８％までは許容される。したがって、Ｎ含有量は０．００８％以下とする。下限は特に規定しないが、Ｎ含有量が０．００１％未満では生産能率の低下を招くため、０．００１％以上が好ましい。
残部はＦｅおよび不可避的不純物である。
上記成分が本発明の高強度熱延鋼板の基本の成分組成である。必要に応じて、さらに以下の元素を適宜含有することができる。
Ｃｒ：０．００５～２．０％、Ｎｉ：０．００５～２．０％、Ｃｕ：０．００５～２．０％、Ｍｏ：０．００５～２．０％、Ｖ：０．００５～２．０％、Ｎｂ：０．００５～０．２０％、Ｔｉ：０．００５～０．２０％、Ｂ：０．０００１～０．００５０％、Ｃａ：０．０００１～０．００５０％、ＲＥＭ：０．０００１～０．００５０％、Ｓｂ：０．００１０～０．１０％、Ｓｎ：０．００１０～０．５０％のうちから選ばれる１種または２種以上
Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕは、マルテンサイトや下部ベイナイトを生成させ、高強度化に寄与する有効な元素である。このような効果を得るため、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕを含有する場合には、それぞれ含有量をＣｒ：０．００５～２．０％、Ｎｉ：０．００５～２．０％、Ｃｕ：０．００５～２．０％にすることが好ましい。Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕのそれぞれの含有量が上記の上限を超えると、フレッシュマルテンサイトや残留オーステナイトが残りやすくなって本発明の鋼組織が得られなくなる場合がある。Ｃｒ含有量は、より好ましくは０．１％以上とし、より好ましくは０．６％以下とする。Ｎｉ含有量は、より好ましくは０．１％以上とし、より好ましくは０．６％以下とする。Ｃｕ含有量は、より好ましくは０．１％以上とし、より好ましくは０．６％以下とする。
Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕは、マルテンサイトや下部ベイナイトを生成させ、高強度化に寄与する有効な元素である。このような効果を得るため、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕを含有する場合には、それぞれ含有量をＣｒ：０．００５～２．０％、Ｎｉ：０．００５～２．０％、Ｃｕ：０．００５～２．０％にすることが好ましい。Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕのそれぞれの含有量が上記の上限を超えると、フレッシュマルテンサイトや残留オーステナイトが残りやすくなって本発明の鋼組織が得られなくなる場合がある。Ｃｒ含有量は、より好ましくは０．１％以上とし、より好ましくは０．６％以下とする。Ｎｉ含有量は、より好ましくは０．１％以上とし、より好ましくは０．６％以下とする。Ｃｕ含有量は、より好ましくは０．１％以上とし、より好ましくは０．６％以下とする。
Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉは炭化物を形成して、析出強化により高強度化に寄与する有効な元素である。このような効果を得るため、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉを含有する場合には、それぞれ含有量をＭｏ：０．００５～２．０％、Ｖ：０．００５～２．０％、Ｎｂ：０．００５～０．２０％、Ｔｉ：０．００５～０．２０％にすることが好ましい。Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉのそれぞれの含有量が上記の上限を超えると、炭化物が粗大化して焼入れ性が低下し、本発明の鋼組織が得られなくなる場合がある。Ｍｏ含有量は、より好ましくは０．０５％以上とし、より好ましくは０．６％以下とする。Ｖ含有量は、より好ましくは０．０５％以上とし、より好ましくは０．３％以下とする。Ｎｂ含有量は、より好ましくは０．０１％以上とし、より好ましくは０．１％以下とする。Ｔｉ含有量は、より好ましくは０．０１％以上とし、より好ましくは０．２％以下とする。
Ｂは鋼板の焼入れ性を高め、マルテンサイトや下部ベイナイトを生成させ、高強度化に寄与する有効な元素である。このような効果を得るため、Ｂを含有する場合には、Ｂ含有量を０．０００１％以上とすることが好ましい。一方、Ｂ含有量が０．００５０％を超えるとＢ系化合物が増加して、焼入れ性が低下し、本発明の鋼組織が得られなくなる場合がある。したがって、Ｂを含有する場合には、含有量を０．０００１～０．００５０％とすることが好ましい。Ｂ含有量は、より好ましくは０．０００５％以上とし、より好ましくは０．００４０％以下とする。
Ｃａ、ＲＥＭは、介在物の形態制御により加工性の向上に有効な元素である。このような効果を得るため、Ｃａ、ＲＥＭを含有する場合には、それぞれ含有量をＣａ：０．０００１～０．００５０％、ＲＥＭ：０．０００１～０．００５０％にすることが好ましい。Ｃａ、ＲＥＭの含有量が上記の上限を超えると、介在物量が増加して加工性が劣化する場合がある。Ｃａ含有量は、より好ましくは０．０００５％以上とし、より好ましくは０．００３０％以下とする。ＲＥＭ含有量は、より好ましくは０．０００５％以上とし、より好ましくは０．００３０％以下とする。
Ｓｂは脱窒、脱硼等を抑制して、鋼の強度低下抑制に有効な元素である。このような効果を得るため、Ｓｂを含有する場合には、含有量を０．００１０～０．１０％にすることが好ましい。Ｓｂの含有量が上記の上限を超えると、鋼板の脆化を招く場合がある。Ｓｂ含有量は、より好ましくは０．００５０％以上とし、より好ましくは０．０５０％以下とする。
Ｓｎはパーライトを抑制して、鋼の強度低下抑制に有効な元素である。このような効果を得るため、Ｓｎを含有する場合には、含有量を０．００１０～０．５０％にすることが好ましい。Ｓｎの含有量が上記の上限を超えると、鋼板の脆化を招く場合がある。Ｓｎ含有量は、より好ましくは０．００５０％以上とし、より好ましくは０．０５０％以下とする。
なお、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｂ、Ｃａ、ＲＥＭ、Ｓｂ、Ｓｎの含有量が、上記の下限値未満であっても、本発明の効果を害さない。したがって、これらの成分の含有量が上記下限値未満の場合は、これらの元素を不可避的不純物として含むものとして扱う。
また、本発明では、Ｚｒ、Ｍｇの不可避的不純物元素を合計で０．００２％まで含んでも構わない。Ｚｒ、Ｍｇの含有量の合計が０．００２％を超えると、介在物が増加して加工性の低下を招きやすくなる。
続いて、本発明の高強度熱延鋼板の鋼組織について説明する。
本発明の高強度熱延鋼板の鋼組織は、鋼板の板厚１／４位置で、かつ鋼板の幅中央位置における、ポリゴナルフェライトとフレッシュマルテンサイトと残留オーステナイトの合計面積率が鋼組織全体に対して２０％以下、マルテンサイトと下部ベイナイトの合計面積率が鋼組織全体に対して６５～１００％であり、鋼板の板厚１／４位置で、かつ鋼板のエッジから幅中央方向へ板厚全幅に対して５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％の各位置および鋼板の幅中央位置における、ポリゴナルフェライトとフレッシュマルテンサイトと残留オーステナイトの合計面積率の標準偏差が７．０％以下である。
本発明の高強度熱延鋼板の鋼組織は、鋼板の板厚１／４位置で、かつ鋼板の幅中央位置における、ポリゴナルフェライトとフレッシュマルテンサイトと残留オーステナイトの合計面積率が鋼組織全体に対して２０％以下、マルテンサイトと下部ベイナイトの合計面積率が鋼組織全体に対して６５～１００％であり、鋼板の板厚１／４位置で、かつ鋼板のエッジから幅中央方向へ板厚全幅に対して５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％の各位置および鋼板の幅中央位置における、ポリゴナルフェライトとフレッシュマルテンサイトと残留オーステナイトの合計面積率の標準偏差が７．０％以下である。
鋼板の板厚１／４位置で、かつ鋼板の幅中央位置における、ポリゴナルフェライトとフレッシュマルテンサイトと残留オーステナイトの合計面積率：２０％以下
本発明では、高ＹＳを達成するために、鋼板の板厚１／４位置で、かつ鋼板の幅中央位置における領域のポリゴナルフェライト、フレッシュマルテンサイトおよび残留オーステナイトの面積率の合計を調整することが有効である。
ここで「鋼板の板厚１／４位置」とは、厳密に板厚の１／４位置のみに限定される必要はなく、板厚をｔとするとき、鋼板表面から板厚方向１／４ｔ位置±１００μｍの領域を指す。また、「鋼板の幅中央位置」とは、厳密に板幅１／２位置のみに限定される必要はなく、板幅方向に対して、板幅の１／２位置±１０ｍｍの領域を指す。
また、ポリゴナルフェライトとフレッシュマルテンサイトと残留オーステナイトはＹＳを低下させる組織であり、これらの組織の面積率の合計が鋼組織全体に対して２０％を超えるとＹＳの顕著な低下を招く。したがって、上記領域におけるポリゴナルフェライトとフレッシュマルテンサイトと残留オーステナイトの面積率の合計は、２０％以下とする。ＹＳの高位安定化の観点から、好ましくは１５％以下とする。好ましくは０％以上とする。
本発明では、高ＹＳを達成するために、鋼板の板厚１／４位置で、かつ鋼板の幅中央位置における領域のポリゴナルフェライト、フレッシュマルテンサイトおよび残留オーステナイトの面積率の合計を調整することが有効である。
ここで「鋼板の板厚１／４位置」とは、厳密に板厚の１／４位置のみに限定される必要はなく、板厚をｔとするとき、鋼板表面から板厚方向１／４ｔ位置±１００μｍの領域を指す。また、「鋼板の幅中央位置」とは、厳密に板幅１／２位置のみに限定される必要はなく、板幅方向に対して、板幅の１／２位置±１０ｍｍの領域を指す。
また、ポリゴナルフェライトとフレッシュマルテンサイトと残留オーステナイトはＹＳを低下させる組織であり、これらの組織の面積率の合計が鋼組織全体に対して２０％を超えるとＹＳの顕著な低下を招く。したがって、上記領域におけるポリゴナルフェライトとフレッシュマルテンサイトと残留オーステナイトの面積率の合計は、２０％以下とする。ＹＳの高位安定化の観点から、好ましくは１５％以下とする。好ましくは０％以上とする。
鋼板の板厚１／４位置で、かつ鋼板の幅中央位置における、マルテンサイトと下部ベイナイトの合計面積率：６５～１００％
本発明では、上記と同様の理由により、鋼板の板厚１／４位置で、かつ鋼板の幅中央位置における領域のマルテンサイトおよび下部ベイナイトの面積率の合計を調整することが有効である。
本発明では、上記と同様の理由により、鋼板の板厚１／４位置で、かつ鋼板の幅中央位置における領域のマルテンサイトおよび下部ベイナイトの面積率の合計を調整することが有効である。
また、マルテンサイトと下部ベイナイトは、本発明のＹＳおよびＴＳを得るのに必要な組織である。このような効果は、マルテンサイトと下部ベイナイトの面積率の合計を、鋼組織全体に対して６５％以上とすることで得られる。したがって、上記領域におけるマルテンサイトと下部ベイナイトの面積率の合計は６５～１００％とする。ＹＳおよびＴＳの高位安定化の観点より、好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上とする。
なお、鋼板の板厚１／４位置で、かつ鋼板の幅中央位置における領域では、上記以外の組織（以下、「その他の組織」と称する場合がある。）としては上部ベイナイト、パーライト等が挙げられる。その他の組織の含有は、上記した本発明の鋼組織の条件を満たす限り許容できる。しかし、面内のＹＳばらつき低減の観点からは、その他の組織は、各組織の合計面積率で２０％以下が好ましい。
本発明では、上記した各組織の面積率は実施例に記載の方法で測定した値を採用する。
鋼板の板厚１／４位置で、かつ鋼板のエッジから幅中央方向へ鋼板全幅に対して５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％の各位置および鋼板の幅中央位置における、ポリゴナルフェライトとフレッシュマルテンサイトと残留オーステナイトの合計面積率の標準偏差：７．０％以下
本発明では、面内ばらつきの評価に際し、面内の代表位置として、鋼板のエッジから幅中央方向へ鋼板全幅に対して５％の位置、１０％の位置、１５％の位置、２０％の位置、２５％の位置、３０％の位置および鋼板の幅中央位置を対象とした。これら代表位置を評価することで、鋼板面内で局所的に生じる水乗り等による組織変動を漏れなく抽出できる。
本発明では、面内ばらつきの評価に際し、面内の代表位置として、鋼板のエッジから幅中央方向へ鋼板全幅に対して５％の位置、１０％の位置、１５％の位置、２０％の位置、２５％の位置、３０％の位置および鋼板の幅中央位置を対象とした。これら代表位置を評価することで、鋼板面内で局所的に生じる水乗り等による組織変動を漏れなく抽出できる。
また、この７つの位置でのポリゴナルフェライトとフレッシュマルテンサイトと残留オーステナイトの合計面積率の標準偏差が７．０％を超えると、ＹＳばらつきが大きくなる。したがって、鋼板の板厚１／４位置で、かつ鋼板のエッジから幅中央方向へ鋼板全幅に対して５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％の各位置および鋼板の幅中央位置でのポリゴナルフェライトとフレッシュマルテンサイトと残留オーステナイトの合計面積率の標準偏差は、７．０％以下とする。好ましくは６．０％以下、より好ましくは５．０％以下、さらに好ましくは４．０％以下とする。
なお、標準偏差σは、以下の式（１）により計算した。
＜高強度熱延鋼板の製造方法＞
本発明の高強度熱延鋼板は、上記成分組成を有するスラブを加熱し、次いで、熱間圧延を施すに際し、粗圧延後、仕上げ圧延した後、Ｍｓ点～Ｂｓ点の温度域の滞留時間が７ｓ以下となる条件でＭｓ点以上の温度Ｔまで冷却し、その後該温度Ｔから（Ｍｓ－３０℃）以下の冷却停止温度までを、（Ｍｓ点－３０℃）～Ｍｓ点の温度域の平均冷却速度が１００℃／ｓ以上となる条件で冷却し、（Ｍｓ－３０℃）以下の温度で巻き取り、その後１℃／ｓ未満の平均冷却速度で５０℃以下まで冷却することにより製造する。
以下、詳しく説明する。なお、上記した温度は鋼板の幅中央部の温度であり、上記した平均冷却速度は鋼板の幅中央部の冷却速度である。
本発明の高強度熱延鋼板は、上記成分組成を有するスラブを加熱し、次いで、熱間圧延を施すに際し、粗圧延後、仕上げ圧延した後、Ｍｓ点～Ｂｓ点の温度域の滞留時間が７ｓ以下となる条件でＭｓ点以上の温度Ｔまで冷却し、その後該温度Ｔから（Ｍｓ－３０℃）以下の冷却停止温度までを、（Ｍｓ点－３０℃）～Ｍｓ点の温度域の平均冷却速度が１００℃／ｓ以上となる条件で冷却し、（Ｍｓ－３０℃）以下の温度で巻き取り、その後１℃／ｓ未満の平均冷却速度で５０℃以下まで冷却することにより製造する。
以下、詳しく説明する。なお、上記した温度は鋼板の幅中央部の温度であり、上記した平均冷却速度は鋼板の幅中央部の冷却速度である。
Ｍｓ点～Ｂｓ点の温度域の滞留時間：７ｓ以下
仕上げ圧延後、Ｍｓ点～Ｂｓ点の温度域の滞留時間が７ｓ以下となる条件で、Ｍｓ点以上の温度Ｔまで冷却する。Ｍｓ点～Ｂｓ点の温度域の滞留時間が７ｓを超えるとベイナイト変態量のばらつきや上部ベイナイトの増大等を招き、本発明の鋼組織が得られない。したがって、Ｍｓ点～Ｂｓ点の温度域の滞留時間は７ｓ以下とする。好ましくは６ｓ以下、より好ましくは５ｓ以下、さらに好ましくは４ｓ以下とする。特に滞留時間の下限は規定しないが、鋼板の形状安定性の観点より、１ｓ以上とすることが好ましい。
仕上げ圧延後、Ｍｓ点～Ｂｓ点の温度域の滞留時間が７ｓ以下となる条件で、Ｍｓ点以上の温度Ｔまで冷却する。Ｍｓ点～Ｂｓ点の温度域の滞留時間が７ｓを超えるとベイナイト変態量のばらつきや上部ベイナイトの増大等を招き、本発明の鋼組織が得られない。したがって、Ｍｓ点～Ｂｓ点の温度域の滞留時間は７ｓ以下とする。好ましくは６ｓ以下、より好ましくは５ｓ以下、さらに好ましくは４ｓ以下とする。特に滞留時間の下限は規定しないが、鋼板の形状安定性の観点より、１ｓ以上とすることが好ましい。
また、Ｍｓ点以上の温度Ｔ（℃）まで冷却および該温度Ｔで冷却停止することで、鋼板面内の温度を温度Ｔ近傍に安定化することができる。ここで「温度Ｔ」とは、一次冷却における冷却停止温度である。温度Ｔは、好ましくは、（Ｍｓ点＋３０℃）～（Ｍｓ点＋２００）℃の温度域における任意の温度とする。
該滞留時間は、例えばＭｓ点～Ｂｓ点の温度域において、冷却、保持、加熱を含む場合、Ｍｓ点～Ｂｓ点の温度域での平均冷却速度、平均加熱速度および温度Ｔでの保持時間を調整することで滞留時間を調整できる。
なお、Ｍｓ点はマルテンサイト変態が開始する温度であり、フォーマスタ試験により求める。Ｂｓ点はベイナイト変態が開始する温度であり、以下の式より求める。
Ｂｓ（℃）＝８３０－２７０［Ｃ］－９０［Ｍｎ］－３７［Ｎｉ］－７０［Ｃｒ］－８３［Ｍｏ］
ここで、［Ｃ］、［Ｍｎ］、［Ｎｉ］、［Ｃｒ］、［Ｍｏ］は鋼中のＣ、Ｍｎ、Ｎｉ、ＣｒおよびＭｏの含有量で、単位は質量％である。当該元素が含有されていない場合は０とする。
なお、Ｍｓ点はマルテンサイト変態が開始する温度であり、フォーマスタ試験により求める。Ｂｓ点はベイナイト変態が開始する温度であり、以下の式より求める。
Ｂｓ（℃）＝８３０－２７０［Ｃ］－９０［Ｍｎ］－３７［Ｎｉ］－７０［Ｃｒ］－８３［Ｍｏ］
ここで、［Ｃ］、［Ｍｎ］、［Ｎｉ］、［Ｃｒ］、［Ｍｏ］は鋼中のＣ、Ｍｎ、Ｎｉ、ＣｒおよびＭｏの含有量で、単位は質量％である。当該元素が含有されていない場合は０とする。
（Ｍｓ点－３０℃）～Ｍｓ点の温度域の平均冷却速度：１００℃／ｓ以上
上記した冷却の後、温度Ｔから（Ｍｓ点－３０℃）以下の冷却停止温度までを、（Ｍｓ点－３０℃）～Ｍｓ点の温度域の平均冷却速度が１００℃／ｓ以上となる条件で冷却（二次冷却）する。（Ｍｓ点－３０℃）～Ｍｓ点の温度域の平均冷却速度が１００℃／ｓ未満ではマルテンサイト変態が十分進行しないためにその後のベイナイト変態量のばらつきを招き、本発明の鋼組織が得られない。したがって、（Ｍｓ点－３０℃）～Ｍｓ点の温度域の平均冷却速度は１００℃／ｓ以上とする。好ましくは１５０℃／ｓ以上、より好ましくは２００℃／ｓ以上とする。特に上限は設けないが、鋼板の形状安定性の観点より、この温度域の平均冷却速度は好ましくは２０００℃／ｓ以下とする。なお、本発明において、平均冷却速度とは冷却を開始する温度から冷却を停止する温度までの温度差を冷却所要時間で除したものである。
上記した冷却の後、温度Ｔから（Ｍｓ点－３０℃）以下の冷却停止温度までを、（Ｍｓ点－３０℃）～Ｍｓ点の温度域の平均冷却速度が１００℃／ｓ以上となる条件で冷却（二次冷却）する。（Ｍｓ点－３０℃）～Ｍｓ点の温度域の平均冷却速度が１００℃／ｓ未満ではマルテンサイト変態が十分進行しないためにその後のベイナイト変態量のばらつきを招き、本発明の鋼組織が得られない。したがって、（Ｍｓ点－３０℃）～Ｍｓ点の温度域の平均冷却速度は１００℃／ｓ以上とする。好ましくは１５０℃／ｓ以上、より好ましくは２００℃／ｓ以上とする。特に上限は設けないが、鋼板の形状安定性の観点より、この温度域の平均冷却速度は好ましくは２０００℃／ｓ以下とする。なお、本発明において、平均冷却速度とは冷却を開始する温度から冷却を停止する温度までの温度差を冷却所要時間で除したものである。
なお、冷却は、例えば冷却剤の吹き付けや冷却剤への浸漬により行うことが挙げられる。冷却剤としては水等が挙げられる。
冷却停止温度：（Ｍｓ点－３０℃）以下
冷却停止温度が（Ｍｓ点－３０℃）を超えるとマルテンサイト変態が十分進行しないためにその後のベイナイト変態量のばらつきや上部ベイナイトの増大等を招き、本発明の鋼組織が得られない。したがって、冷却停止温度は（Ｍｓ点－３０℃）以下とする。好ましくは（Ｍｓ点－４０℃）以下とする。特に冷却停止温度の下限は設けないが、常温未満の温度管理は困難となるため、好ましくは１０℃以上、より好ましくは２５℃以上とする。
冷却停止温度が（Ｍｓ点－３０℃）を超えるとマルテンサイト変態が十分進行しないためにその後のベイナイト変態量のばらつきや上部ベイナイトの増大等を招き、本発明の鋼組織が得られない。したがって、冷却停止温度は（Ｍｓ点－３０℃）以下とする。好ましくは（Ｍｓ点－４０℃）以下とする。特に冷却停止温度の下限は設けないが、常温未満の温度管理は困難となるため、好ましくは１０℃以上、より好ましくは２５℃以上とする。
巻き取り温度：（Ｍｓ点－３０℃）以下
巻き取り温度が（Ｍｓ点－３０℃）を超えると残留オーステナイトの増大等を招いて本発明の鋼組織が得られなくなるため、巻き取り温度は（Ｍｓ点－３０℃）以下とする。特に下限は設けないが、常温未満の温度管理は困難となるため、好ましくは１０℃以上、より好ましくは２５℃以上とする。
巻き取り温度が（Ｍｓ点－３０℃）を超えると残留オーステナイトの増大等を招いて本発明の鋼組織が得られなくなるため、巻き取り温度は（Ｍｓ点－３０℃）以下とする。特に下限は設けないが、常温未満の温度管理は困難となるため、好ましくは１０℃以上、より好ましくは２５℃以上とする。
巻き取り温度から５０℃以下までの平均冷却速度：１℃／ｓ未満
巻き取り温度から５０℃以下までの平均冷却速度が１℃／ｓ以上となると、ベイナイト変態の進行が不十分となり、フレッシュマルテンサイトや残留オーステナイトが増大して本発明の鋼組織が得られなくなる。したがって、巻き取り温度から５０℃以下までの平均冷却速度は１℃／ｓ未満とする。好ましくは０．５℃／ｓ未満とする。
巻き取り温度から５０℃以下までの平均冷却速度が１℃／ｓ以上となると、ベイナイト変態の進行が不十分となり、フレッシュマルテンサイトや残留オーステナイトが増大して本発明の鋼組織が得られなくなる。したがって、巻き取り温度から５０℃以下までの平均冷却速度は１℃／ｓ未満とする。好ましくは０．５℃／ｓ未満とする。
なお、熱間圧延では、エッジ部からの抜熱や水乗りにより鋼板面内の温度ばらつきが生じやすい。そのため、エッジマスクによりエッジ部からの抜熱を抑え、鋼板面内の温度ばらつきを低減することは有効である。多くの場合、温度管理は鋼板中央部を対象として行うが、変態の遅い高強度鋼板が変態点近傍の温度にさらされるとき、面内の温度の高低があると大きな鋼組織差を生じ、さらに変態発熱によりこの差がより一層大きくなる。したがって、高強度鋼板の面内の材質安定化のためには変態点近傍での鋼組織変化を抑制することが肝要となる。
ここで、エッジマスクとは、熱延鋼板の幅方向端部（エッジ部）をマスキングし、冷却水を遮断することを指す。したがって、エッジマスクは熱間圧延の仕上げ圧延後の冷却工程の際に行うことが好ましい。エッジマスクを適用する場合、必要な冷却量を確保しつつエッジ部の過冷を抑制する観点より、熱延鋼板のエッジ部におけるマスク領域は５０～３００ｍｍ（したがって、幅方向両端部のマスク幅の合計は１００～６００ｍｍ）とすることが好ましい。
ここで、エッジマスクとは、熱延鋼板の幅方向端部（エッジ部）をマスキングし、冷却水を遮断することを指す。したがって、エッジマスクは熱間圧延の仕上げ圧延後の冷却工程の際に行うことが好ましい。エッジマスクを適用する場合、必要な冷却量を確保しつつエッジ部の過冷を抑制する観点より、熱延鋼板のエッジ部におけるマスク領域は５０～３００ｍｍ（したがって、幅方向両端部のマスク幅の合計は１００～６００ｍｍ）とすることが好ましい。
本発明によれば、鋼板中央部を制御対象温度として、Ｍｓ点～Ｂｓ点の温度域の滞留時間が７ｓ以下であれば、面内でのベイナイト変態を十分抑制し、４ｓ以下であれば完全に抑制できる。このようにして鋼組織ばらつきの小さい状態として、その後のＭｓ点～（Ｍｓ点－３０℃）の温度域の平均冷却速度を１００℃／ｓ以上とする。これにより、この温度域で生成する組織をマルテンサイトのみとし、且つ一定量以上のマルテンサイトを鋼板面内で均一に生成させる。その後の緩冷却で均一に下部ベイナイトを生成させるとともに、先に生成したマルテンサイトをオートテンパさせることでフレッシュマルテンサイトや残留オーステナイトを抑制し、本発明の下部ベイナイトとマルテンサイトを主体とした鋼組織を得ることができる。
本発明は、上記熱間圧延において、さらに粗圧延の前、粗圧延の後、仕上げ圧延の前、仕上げ圧延の後、仕上げ圧延のスタンド間の少なくともいずれかにおいて、鋼板エッジ部をヒーター等で加熱することが好ましい。これにより組織およびＹＳのばらつきをより一層低減させることができる。
鋼板エッジ部を加熱する場合、鋼板幅方向において、エッジ部から２００ｍｍのまでの領域を加熱することが好ましい。各加熱位置おける加熱方式は特に限定されないが、誘導加熱方式が好ましい。
加熱量は、エッジ部が、エッジ部の加熱前の温度に対して２０℃以上高くなるように加熱を実施することが好ましい。鋼板の幅方向において、幅位置による温度差低減の観点より、エッジ部の加熱による温度上昇量は１００℃以下となるように加熱されることが好ましい。
上記した製造方法の条件以外は特に限定しないが、以下のように適宜条件を調整して製造することが好ましい。
例えば、スラブ加熱温度は、偏析除去や析出物固溶等の観点からは１１００℃以上が好ましく、エネルギー効率等の観点からは１３００℃以下が好ましい。仕上げ圧延は、加工性の低下を招く粗粒低減等の観点から４パス以上とすることが好ましい。仕上げ圧延温度は、加工性の低下を招く扁平粒低減等の観点から８５０℃以上程度とすることが好ましい。
例えば、スラブ加熱温度は、偏析除去や析出物固溶等の観点からは１１００℃以上が好ましく、エネルギー効率等の観点からは１３００℃以下が好ましい。仕上げ圧延は、加工性の低下を招く粗粒低減等の観点から４パス以上とすることが好ましい。仕上げ圧延温度は、加工性の低下を招く扁平粒低減等の観点から８５０℃以上程度とすることが好ましい。
表１に示す成分組成の鋼を転炉により溶製し、連続鋳造法でスラブとした後、表２に示す条件でスラブの加熱および仕上げ圧延を７パスとする熱間圧延を行った。次いで、一部の鋼板に対しては酸洗処理を行って熱延鋼板を作製した。そして、得られた熱延鋼板を用いて、以下の試験方法に従い、組織観察、引張特性の評価を行った。得られた熱延鋼板の板幅は１０００ｍｍであった。
なお、表２中の「Ｍｓ点～Ｂｓ点の温度域の滞留時間」は、Ｍｓ点～Ｂｓ点の温度域の平均冷却速度および温度Ｔでの保持時間を調整することで滞留時間を調整した。
また、一部の熱延鋼板においては、仕上げ圧延前においてエッジ部の加熱を実施した。エッジ部の加熱には誘導加熱式のヒーターを用いた。
また、一部の熱延鋼板においては、仕上げ圧延前においてエッジ部の加熱を実施した。エッジ部の加熱には誘導加熱式のヒーターを用いた。
組織観察（各相の面積率）
ポリゴナルフェライト、下部ベイナイト、マルテンサイト、フレッシュマルテンサイト、残留オーステナイトの面積率とは、観察面積に占める各組織の面積の割合のことである。これらの面積率は、得られた熱延鋼板よりサンプルを切り出し、圧延方向に平行な板厚断面を研磨後、３％ナイタールで腐食し、鋼板表面から板厚方向に５００μｍ位置をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で１５００倍の倍率でそれぞれ３視野撮影した。得られた２次電子像の画像データからＭｅｄｉａ Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ社製のＩｍａｇｅ－Ｐｒｏを用いて各組織の面積率を求め、視野の平均面積率を各組織の面積率とする。画像データにおいて、ポリゴナルフェライトは黒、下部ベイナイトは方位のそろった炭化物を含む灰色または明灰色、マルテンサイトは複数の方位の炭化物を含む灰色または明灰色、フレッシュマルテンサイトおよび残留オーステナイトは炭化物を含まない白または明灰色、として区別される。なお、本発明において、マルテンサイトはオートテンパードマルテンサイトや焼戻しマルテンサイトであっても構わない。炭化物は白色の点状または線状である。また、本発明では基本的には含有しないが、パーライトは黒色と白色の層状組織として区別でき、上部ベイナイトは炭化物または島状のマルテンサイトを含む暗灰色として区別できる。
ポリゴナルフェライト、下部ベイナイト、マルテンサイト、フレッシュマルテンサイト、残留オーステナイトの面積率とは、観察面積に占める各組織の面積の割合のことである。これらの面積率は、得られた熱延鋼板よりサンプルを切り出し、圧延方向に平行な板厚断面を研磨後、３％ナイタールで腐食し、鋼板表面から板厚方向に５００μｍ位置をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で１５００倍の倍率でそれぞれ３視野撮影した。得られた２次電子像の画像データからＭｅｄｉａ Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ社製のＩｍａｇｅ－Ｐｒｏを用いて各組織の面積率を求め、視野の平均面積率を各組織の面積率とする。画像データにおいて、ポリゴナルフェライトは黒、下部ベイナイトは方位のそろった炭化物を含む灰色または明灰色、マルテンサイトは複数の方位の炭化物を含む灰色または明灰色、フレッシュマルテンサイトおよび残留オーステナイトは炭化物を含まない白または明灰色、として区別される。なお、本発明において、マルテンサイトはオートテンパードマルテンサイトや焼戻しマルテンサイトであっても構わない。炭化物は白色の点状または線状である。また、本発明では基本的には含有しないが、パーライトは黒色と白色の層状組織として区別でき、上部ベイナイトは炭化物または島状のマルテンサイトを含む暗灰色として区別できる。
得られた各組織の面積率を用いて合計面積率を求め、その合計面積率を表３に示す。なお、表３中の「Ｖ１」はポリゴナルフェライトとフレッシュマルテンサイトと残留オーステナイトの合計面積率を意味し、「Ｖ２」はマルテンサイトと下部ベイナイトの合計面積率を意味し、「Ｖ３」はその他の組織の合計面積率を意味する。
また、上述のように高強度鋼板特性のばらつきは、上記Ｖ１の標準偏差で評価した。Ｖ１の標準偏差は、得られた熱延鋼板の幅エッジから幅中央方向へ全幅に対して５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％の各位置および熱延鋼板の幅中央位置よりサンプルを切り出し、上述と同様の方法で各位置における各組織の面積率を求めた。そして、ポリゴナルフェライトとフレッシュマルテンサイトと残留オーステナイトの合計面積率を求め、これら７つの標準偏差により評価した。本発明では、標準偏差は以下の式（２）で求める。本実施例では、式（２）においてｎ＝７とした。ここでは、熱延鋼板の幅中央位置から一方のエッジまでの片側のみで、上記７点の標準偏差を求めて上記ばらつきとした。当然、熱延鋼板の幅中央位置から一方のエッジまで、および該幅中央位置から他方のエッジまでの両側（すなわち、熱延鋼板の全幅方向の領域）を用いて、同様に標準偏差を求めて上記ばらつきとしても良い。
なお、本発明では、ポリゴナルフェライトとフレッシュマルテンサイトと残留オーステナイトの合計面積率のばらつきは、Ｖ１の標準偏差の値が７．０％以下を合格とした。
なお、本発明では、ポリゴナルフェライトとフレッシュマルテンサイトと残留オーステナイトの合計面積率のばらつきは、Ｖ１の標準偏差の値が７．０％以下を合格とした。
得られたＶ１の標準偏差を表３に示す。なお、表３中の「σＶ１」は、熱延鋼板の幅エッジから幅中央方向へ鋼板全幅に対して５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％の各位置および熱延鋼板の幅中央位置における、上記Ｖ１の標準偏差を意味する。
引張試験
得られた熱延鋼板より、圧延方向に対して平行方向にＪＩＳ５号引張試験片（ＪＩＳ Ｚ ２２０１）を採取し、歪速度が１０－３／ｓとするＪＩＳ Ｚ ２２４１の規定に準拠した引張試験を行い、ＹＳおよびＴＳを求めた。なお、本発明では、ＹＳは９００ＭＰａ以上、ＴＳは１１８０ＭＰａ以上を合格とした。
得られた熱延鋼板より、圧延方向に対して平行方向にＪＩＳ５号引張試験片（ＪＩＳ Ｚ ２２０１）を採取し、歪速度が１０－３／ｓとするＪＩＳ Ｚ ２２４１の規定に準拠した引張試験を行い、ＹＳおよびＴＳを求めた。なお、本発明では、ＹＳは９００ＭＰａ以上、ＴＳは１１８０ＭＰａ以上を合格とした。
また、ＹＳばらつきは、次のように評価した。得られた熱延鋼板の幅エッジから幅中央方向へ鋼板全幅に対して５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％の各位置および熱延鋼板の幅中央位置より、圧延方向に対して平行方向にＪＩＳ５号引張試験片（ＪＩＳ Ｚ ２２０１）を採取した。この試験片を用いて、歪速度が１０－３／ｓとするＪＩＳ Ｚ ２２４１の規定に準拠した引張試験を行い、それぞれＹＳを求め、これら７つの標準偏差により評価した。なお、本発明では、ＹＳばらつき、すなわちＹＳの標準偏差の値が１００ＭＰａ以下を合格とした。この場合を「優れた面内ＹＳ安定性を有する」と称する。ＹＳの標準偏差σは以下の式（１）で求める。本実施例では、式（１）においてｎ＝７とした。
得られたＹＳの標準偏差を表３に示す。なお、表３中の「σＹＳ」は、熱延鋼板の幅エッジから幅中央方向へ鋼板全幅に対して５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％の各位置および熱延鋼板の幅中央位置における、ＹＳの標準偏差の値（ＹＳばらつき）を意味する。
発明例は、いずれも優れた面内ＹＳ安定性を有する高強度鋼板である。一方、本発明の範囲を外れる比較例は、所望の強度が得られていないか、優れた面内ＹＳ安定性が得られていない。
本発明によれば、ＹＳが９００ＭＰａ以上かつＴＳが１１８０ＭＰａ以上で、優れた面内ＹＳ安定性を有する高強度熱延鋼板を得ることができる。本発明の高強度鋼板を自動車部品用途に使用すると、自動車の衝突安全性改善と燃費向上に大きく寄与することができる。
Claims (4)
- 質量％で、
Ｃ：０．０８～０．３０％、
Ｓｉ：３．０％以下、
Ｍｎ：１．０～４．０％、
Ｐ：０．１００％以下、
Ｓ：０．０２％以下、
Ａｌ：１．０％以下、
Ｎ：０．００８％以下を含み、
残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成と、
鋼組織は、鋼板の板厚１／４位置で、かつ鋼板の幅中央位置における、
ポリゴナルフェライトとフレッシュマルテンサイトと残留オーステナイトの合計面積率が鋼組織全体に対して２０％以下、マルテンサイトと下部ベイナイトの合計面積率が鋼組織全体に対して６５～１００％であり、
鋼板の板厚１／４位置で、かつ鋼板のエッジから幅中央方向へ鋼板全幅に対して５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％の各位置および鋼板の幅中央位置における、前記ポリゴナルフェライトと前記フレッシュマルテンサイトと前記残留オーステナイトの合計面積率の標準偏差が７．０％以下であることを特徴とする高強度熱延鋼板。 - 前記成分組成に加えてさらに、質量％で、
Ｃｒ：０．００５～２．０％、
Ｎｉ：０．００５～２．０％、
Ｃｕ：０．００５～２．０％、
Ｍｏ：０．００５～２．０％、
Ｖ：０．００５～２．０％、
Ｎｂ：０．００５～０．２０％、
Ｔｉ：０．００５～０．２０％、
Ｂ：０．０００１～０．００５０％、
Ｃａ：０．０００１～０．００５０％、
ＲＥＭ：０．０００１～０．００５０％、
Ｓｂ：０．００１０～０．１０％、
Ｓｎ：０．００１０～０．５０％
のうちから選ばれる１種または２種以上を含むことを特徴とする請求項１に記載の高強度熱延鋼板。 - 請求項１または２に記載の高強度熱延鋼板の製造方法であって、
前記成分組成を有するスラブを加熱し、
次いで、熱間圧延を施すに際し、
粗圧延後、仕上げ圧延した後、
Ｍｓ点～Ｂｓ点の温度域の滞留時間が７ｓ以下となる条件でＭｓ点以上の温度Ｔまで冷却し、
その後該温度Ｔから（Ｍｓ点－３０℃）以下の冷却停止温度までを、（Ｍｓ点－３０℃）～Ｍｓ点の温度域の平均冷却速度が１００℃／ｓ以上となる条件で冷却し、（Ｍｓ点－３０℃）以下の温度で巻き取り、その後１℃／ｓ未満の平均冷却速度で５０℃以下まで冷却することを特徴とする高強度熱延鋼板の製造方法。 - 前記熱間圧延では、鋼板エッジ部を加熱することを特徴とする請求項３に記載の高強度熱延鋼板の製造方法。
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