JPH11343535A - 塗装焼付硬化型高張力鋼板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高延性と200GPa以下のヤング率を有し、かつ
プレス成形後の降伏応力が380MPa以上で、ＢＨ量が30MP
a 以上である加工用高張力鋼板およびその製造方法を提
供する。 【解決手段】 Ｃ：0.03〜0.20％、Si：0.005 〜1.5
％、Mn：0.05〜3.5 ％、Ｐ：0.005 〜0.15％、Al：0.00
5 〜0.2 ％、Ｎ：0.020 ％以下を含み、さらにNb、Ti、
Ｖのうちから選ばれた１種または２種以上、Cu、Ni、C
r、Moのうちから選ばれた１種または２種以上、Ｂを必
要に応じ含有する鋼素材に、Ａr₃変態点〜（Ａr₃変態点
−100 ℃）の温度範囲における圧下率が50％以上、最終
パスの圧下率が15％以下で、かつ仕上げ圧延温度が（Ａ
r₃変態点−100 ℃）以上、巻取温度が600 ℃以下とする
熱間圧延を施し、フェライトを母相とし、第２相として
５％以上のマルテンサイトを含む組織とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主にプレス成形な
どの加工を施して自動車車体などに用いて好適な鋼板に
係り、とくに低ヤング率を有し、かつ、塗装焼付処理を
施される用途に用いて好適な塗装焼付硬化性（ＢＨ性）
を有する高張力鋼板およびその製造方法に関する。本発
明における鋼板とは、鋼帯をも含むものとする。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球環境保全の観点から、炭酸ガ
スの排出を規制する動きが活発となっており、自動車の
軽量化による燃費改善が注目されている。自動車の軽量
化を進めるうえでは、自動車車体で多くの割合を占める
鋼板を薄肉化するのが有効な手段であり、使用される鋼
板が薄肉化される傾向にある。鋼板の薄肉化を目的とし
て、最近では、340MPa以上の引張強さを有する高張力鋼
板が開発され、広く使用されている。しかし、鋼板の高
強度化は、鋼板のプレス成形性を劣化させる傾向があ
り、プレス成形性と高強度化とを両立させた鋼板が要望
され、塗装焼付硬化型の鋼板が開発されている。この鋼
板は、プレス加工後に通常100 〜200 ℃の高温保持を含
む塗装焼付処理を施すと、降伏応力が上昇する鋼板であ
る。このような塗装焼付硬化型鋼板では、概ね30MPa 以
上の塗装焼付硬化量（ＢＨ量）が必要とされている。

【０００３】ところで、このように鋼板が高強度化され
使用する鋼板が薄肉化されると、一般的に、車体の剛性
が低下することは避けられず、薄肉化における技術的壁
となっていた。このため、最近になって、車体の設計に
あたり、部品によっては弾性範囲内である程度の歪を生
じることを許容することが検討されている。このような
設計指針のもとでは、同じ降伏応力を有する鋼板であれ
ば、塑性変形が生じるまでの歪が大きいこと、すなわち
ヤング率が小さい鋼板であることが望ましい。

【０００４】また、使用する鋼板が高強度化され薄肉化
されると、部材をプレス成形後、組立てまでの搬送工程
中に衝撃等の負荷により、容易に部材の塑性変形が発生
しデントなどの欠陥が生じるという問題があった。ま
た、組立て時にスポット溶接などで接合されるフランジ
部なども衝撃等による変形が大きくなる傾向があり、組
立工程で不良が発生するという問題があった。低ヤング
率でかつ高降伏応力である鋼板であれば、このような衝
撃等による負荷を弾性変形内で吸収し塑性変形を防止す
ることが可能となる。

【０００５】しかしながら、鋼板のヤング率を低下させ
る方法については、現在までほとんど知られていない。
鋼板のヤング率に関する従来の知見は、例えば、特開平
4-143216号公報に開示されているように、高ヤング率を
得ようするものばかりであり、ヤング率を低下させよう
とするものは皆無である。なお、ヤング率が低い鉄系材
料として鋳鉄が知られているが、板形状に製造すること
が工業的に困難であり、また安定して低ヤング率を得る
ことが難しいといった問題があった。

【０００６】また、例えば、特開昭56-139619 号公報に
開示されているように、鉄単結晶では＜100 ＞方向のヤ
ング率が低いことが知られており、また、特開昭62-284
016号公報には、ND//＜100 ＞（圧延面法線方向に結晶
の＜100 ＞方向が平行となる結晶方位）集合組織を発達
させるためにＡr₃変態点以下で仕上げ圧延を行うことが
提案されている。しかしながら、実際には、単にＡr₃変
態点以下で仕上げ圧延を行っても、低ヤング率鋼板の熱
延条件の適正化についてはまだよく知られておらず、低
ヤング率鋼板を安定して製造することは困難であるのが
現状である。

【０００７】また、Siなどの合金元素を添加してND//＜
100 ＞集合組織を発達させる方法も考えられるが、Siな
どの合金元素を多量に添加するのため、加工性が劣化し
加工用鋼板として十分な成形性を具備させることが困難
となる。すなわち、加工用高張力鋼板としては、プレス
成形性（延性で30％以上）と高強度化とを両立させ、し
かも低ヤング率を具備する高張力鋼板を安定して製造す
ることができなかった。

【０００８】なお、主相をオーステナイト相とする、た
とえばオーステナイト系ステンレス鋼は、ヤング率は低
めであるが、加工用鋼板としては、コスト高となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、最近の設計
指針に適応し、塗装焼付処理を施される用途に好適な、
高強度化と成形性が両立し、しかも低ヤング率を有し、
かつプレス成形後の降伏応力が380MPa以上である塗装焼
付硬化型高張力鋼板およびその製造方法を提供すること
を目的とする。低ヤング率を有し、かつプレス成形後の
降伏応力が380MPa以上となる高張力鋼板であれば、プレ
ス成形後成形部材組立てまでの搬送工程で受ける衝撃等
を弾性変形で吸収し塑性変形を防止でき、組立て時の欠
陥発生を防止できる。なお、低ヤング率とは、具体的に
は、ヤング率Ｅが室温で200GPa以下を目標とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記した
課題を達成するため、鋭意実験、検討を行った。その結
果、強度を確保し、かつＢＨ性を高めるため母相フェラ
イト中に面積率で５％以上のマルテンサイトを存在さ
せ、さらに、Ａr₃変態点〜（Ａr₃変態点−100 ℃）の温
度範囲で、圧延時の歪蓄積を回避しつつ、所定量以上の
圧下を加える熱間圧延を施すことにより、低ヤング率を
有し、かつプレス成形後の降伏応力が380MPa以上とな
り、さらにＢＨ量が高い高張力鋼板を得ることができる
ことを知見した。

【００１１】まず、本発明者らの行った基礎的実験結果
を説明する。0.05wt％Ｃ−0.01wt％Si−1.2wt ％Mn−0.
05wt％Al−0.002wt ％Ｎ−0.5wt ％Cr−0.0003wt％Ｂ組
成の鋼素材を、実験室で1100℃に加熱し、粗圧延し、さ
らに仕上げ圧延として、３パスで全圧下率40、50、60％
の圧延もしくは５パスで全圧下率50％の圧延を650 〜95
0 ℃の各温度で行い、ついで仕上げ圧延終了後、30℃/s
以上の冷却速度で約750 ℃まで急冷し、約10sec 間空冷
ののち、30℃/s以上の冷却速度で冷却し、約450 ℃でコ
イルに巻き取り、熱延板とした。なお、仕上げ圧延中は
適宜炉内で保温し、各パスにおける圧延温度を一定に保
った。また、各パスの圧下率は、全圧下率40％の場合は
20-15-10％、全圧下率50％の場合は30-20-10％、全圧下
率60％の場合は30-30-15％、全圧下率50％（５パス）の
場合は15-15-15-10-10％、とした。この処理により、こ
れら熱延板はフェライト相を母相とし、面積率で５％以
上のマルテンサイト相を有する組織と、ＢＨ量30MPa 以
上、プレス成形後の降伏応力380MPaを有する鋼板となっ
た。

【００１２】得られた熱延板について、縦振動の共振法
（測定温度：室温（20℃））によりヤング率を測定し
た。ヤング率Ｅは、次(1) 式 Ｅ＝（Ｅ₀ ＋２Ｅ₄₅＋Ｅ₉₀）／４ …………（１） ただし、Ｅ₀ 、Ｅ₄₅、Ｅ₉₀はそれぞれ圧延方向、圧延方
向に45°、圧延方向に90°の方向のヤング率（GPa ）。
で定義される平均のヤング率を用いている。その結果を
図１に示す。

【００１３】図１から、Ａr₃変態点以下好ましくはＡr₃
変態点〜（Ａr₃変態点−100 ℃）の温度範囲で50％以上
の圧下率で熱間圧延することにより、ヤング率Ｅが急激
に低下することがわかる。同じ圧下率ではパス数が多い
５パス圧延のほうが、圧延温度の広い範囲で安定してヤ
ング率が低下している。本発明は、上記した知見に基づ
いて完成されたものである。

【００１４】すなわち、本発明は、フェライト相を母相
とし、第２相としてマルテンサイト相を面積率で５％以
上含み、かつ次（１）式 Ｅ＝（Ｅ₀ ＋２Ｅ₄₅＋Ｅ₉₀）／４ …………（１） （ただし、Ｅ₀ 、Ｅ₄₅、Ｅ₉₀はそれぞれ圧延方向、圧延
方向に45°、圧延方向に90°の方向のヤング率（GPa
））で定義されるヤング率Ｅが200GPa以下であり、プ
レス成形後の降伏応力が380MPa以上、塗装焼付硬化量
（ＢＨ量）が30MPa 以上であることを特徴とする塗装焼
付硬化型高張力鋼板である。また、本発明では、さらに
次（２）式 YR＝（YS₀ ＋２YS₄₅＋YS₉₀）／（TS₀ ＋2TS₄₅ ＋TS₉₀）…（２） （ただし、YS₀ 、YS₄₅、YS₉₀はそれぞれ圧延方向、圧延
方向に45°、圧延方向に90°の方向の降伏応力（MPa ）
で、TS₀ 、TS₄₅、TS₉₀はそれぞれ圧延方向、圧延方向に
45°、圧延方向に90°の方向の引張強さ（MPa ）であ
る。）で定義されるYRが0.7 以下であるのが好ましい。

【００１５】また、本発明では、重量％で、Ｃ：0.03〜
0.20％、Si：0.005 〜1.5 ％、Mn：0.05〜3.5 ％、Ｐ：
0.005 〜0.15％、Ｓ：0.02％以下、Al：0.005 〜0.2
％、Ｎ：0.020 ％以下を含み、残部Feおよび不可避的不
純物からなる組成を有し、フェライト相を母相とし、第
２相としてマルテンサイト相を面積率で５％以上含有す
る組織を有し、かつ前記（１）式で定義されるＥが200G
Pa以下であり、プレス成形後の降伏応力が380MPa以上、
塗装焼付硬化量（ＢＨ量）が30MPa 以上であることを特
徴とする塗装焼付硬化型高張力鋼板である。また、本発
明では、さらに前記（２）式で定義されるYRが0.7 以下
であるのが好ましい。また、本発明では、前記組成に加
えて、さらに、Nb、Ti、Ｖのうちから選ばれた１種また
は２種以上を合計で0.005 〜0.20％、またはCu、Ni、C
r、Moのうちから選ばれた１種または２種以上を合計で
0.005 〜1.0 ％、あるいはNb、Ti、Ｖのうちから選ばれ
た１種または２種以上を合計で0.005 〜0.20％およびC
u、Ni、Cr、Moのうちから選ばれた１種または２種以上
を合計で0.005 〜1.0 ％、を含有してもよい。また、本
発明では、前記組成に加えて、さらにＢ：0.0005〜0.00
5 ％を含有してもよい。

【００１６】なお、ここで、ヤング率Ｅ、Ｅ₀ 、Ｅ₄₅、
Ｅ₉₀は室温での値とする。室温とは、０〜30℃を意味
し、ヤング率の測定温度としては、10〜25℃が好適であ
る。また、本発明は、重量％で、Ｃ：0.03〜0.20％、S
i：0.005 〜1.5 ％、Mn：0.05〜3.5 ％、Ｐ：0.005 〜
0.15％、Ｓ：0.02％以下、Al：0.005 〜0.2 ％、Ｎ：0.
020 ％以下を含有する組成の鋼素材に、Ａr₃変態点〜
（Ａr₃変態点−100 ℃）の温度範囲における圧下率が50
％以上、最終パスの圧下率が15％以下で、かつ仕上げ圧
延温度が（Ａr₃変態点−100 ℃）以上とし、巻取温度が
600 ℃以下とする熱間圧延を施すことを特徴とする塗装
焼付硬化型高張力熱延鋼板の製造方法である。ここで、
前記熱間圧延を、Ａr₃変態点以下での、最終パスを除く
パスの圧下率が30％／パス以下、圧延パス数が５パス以
上となる熱間圧延とするのが好ましい。また、本発明で
は、前記組成に加えて、さらに重量％で、Nb、Ti、Ｖの
うちから選ばれた１種または２種以上を合計で0.005 〜
0.20％またはCu、Ni、Cr、Moのうちから選ばれた１種ま
たは２種以上を合計で0.005 〜1.0 ％、あるいはNb、T
i、Ｖのうちから選ばれた１種または２種以上を合計で
0.005 〜0.20％およびCu、Ni、Cr、Moのうちから選ばれ
た１種または２種以上を合計で0.005 〜1.0 ％、を含有
してもよい。また、本発明では、前記組成に加えて、さ
らにＢ：0.0005〜0.005 ％を含有してもよい。

【００１７】また、本発明は、重量％で、Ｃ：0.03〜0.
20％、Si：0.005 〜1.5 ％、Mn：0.05〜3.5 ％、Ｐ：0.
005 〜0.15％、Ｓ：0.02％以下、Al：0.005 〜0.2 ％、
Ｎ：0.020 ％以下を含有する組成の鋼素材に、Ａr₃変態
点〜（Ａr₃変態点−100 ℃）の温度範囲における圧下率
が50％以上、最終パスの圧下率が15％以下で、かつ仕上
げ圧延温度が（Ａr₃変態点−100 ℃）以上とし、巻取温
度が600 ℃以下とする熱間圧延を施したのち、冷間圧
延、再結晶焼鈍を施すことを特徴とする塗装焼付硬化型
高張力冷延鋼板の製造方法であり、前記熱間圧延を、Ａ
r₃変態点以下での、最終パスを除くパスの圧下率が30％
／パス以下、圧延パス数が５パス以上となる熱間圧延と
するのが好ましい。また、本発明では、前記組成に加え
て、さらに重量％で、Nb、Ti、Ｖのうちから選ばれた１
種または２種以上を合計で0.005 〜0.20％またはCu、N
i、Cr、Moのうちから選ばれた１種または２種以上を合
計で0.005 〜1.0 ％、あるいはNb、Ti、Ｖのうちから選
ばれた１種または２種以上を合計で0.005 〜0.20％およ
びCu、Ni、Cr、Moのうちから選ばれた１種または２種以
上を合計で0.005 〜1.0 ％、を含有してもよく、また、
前記組成に加えて、さらにＢ：0.0005〜0.005 ％を含有
してもよい。

【００１８】本発明においては、熱間圧延後の軟質化・
加工性向上および微視組織の調整を目的とした熱延板焼
鈍を施してもよいことは言うまでもない。また、得られ
た鋼板にYRの向上を目的とした適正範囲の調質圧延を施
すことは、なんら本発明の趣旨を損なうものではない。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の鋼板は、熱延鋼板、冷延
鋼板、およびこれら鋼板を原板とした表面処理鋼板を含
む。熱延鋼板は、熱間圧延後焼鈍などの熱処理を施され
た熱延焼鈍鋼板を含み、冷延鋼板は、冷間圧延後焼鈍を
施された冷延焼鈍鋼板、さらに冷延焼鈍後調質圧延を施
された冷延焼鈍調質鋼板が含まれる。また、熱延鋼板に
も、熱延後もしくは熱延焼鈍後に、調質圧延を施したも
のが含まれる。さらに、本発明の鋼板においては、表面
の酸化スケール層の有無は問わない。

【００２０】本発明の鋼板は、優れた加工性を具備させ
るために、フェライト相を母相とする。フェライト以外
の組織を母相とすると、均一伸びが顕著に低下するた
め、プレス成形性が大きく低下する。本発明の鋼板は、
第２相としてマルテンサイト相を面積率で５％以上含
む。目標強度の増加とともに第２相の組織分率は高くな
るが、第２相が 30 ％を超えると、同じく延性がが劣化
する。第２相として、マルテンサイトが最も望ましい
が、母相に対して10％以下のベイナイト、パーライトを
含んでいてもマルテンサイトが５％以上存在すれば所望
する有利な特性が発揮される。

【００２１】また、本発明の鋼板は、次（１）式 Ｅ＝（Ｅ₀ ＋２Ｅ₄₅＋Ｅ₉₀）／４ …………（１） （ただし、Ｅ₀ 、Ｅ₄₅、Ｅ₉₀はそれぞれ圧延方向、圧延
方向に45°、圧延方向に90°の方向のヤング率（GPa
））で定義されるＥが室温で200GPa以下である。ここ
で、室温とは、０〜30℃を意味し、ヤング率の測定温度
としては、10〜25℃が好適である。

【００２２】ヤング率の平均を表す（１）式で定義され
るＥが200GPaを超えると、組立て完了までに加えられた
衝撃等を弾性変形で吸収することが困難となり、部材に
塑性変形を生じる。なお、Ｅは好ましくは180GPa以下で
ある。ヤング率が低くなると、鋼板としての共振周波数
が低下し、車体としての防振範囲が広がる。

【００２３】また、本発明の鋼板は、次（２）式 YR＝（YS₀ ＋２YS₄₅＋YS₉₀）／（TS₀ ＋2TS₄₅ ＋TS₉₀）…（２） （ただし、YS₀ 、YS₄₅、YS₉₀はそれぞれ圧延方向、圧延
方向に45°、圧延方向に90°の方向の降伏応力（MPa ）
で、TS₀ 、TS₄₅、TS₉₀はそれぞれ圧延方向、圧延方向に
45°、圧延方向に90°の方向の引張強さ（MPa ）であ
る。）で定義されるYRが0.7 以下を有することが好まし
い。

【００２４】YRが0.7 以下とすることにより、形状凍結
性をはじめとして、いわゆる成形性が大きく改善される
という効果がある。YRを低くするには、鋼板の微視組織
をフェライト母相と、適正量のマルテンサイトを第２相
とし、ベイナイト等のマルテンサイト以外の組織分率を
マルテンサイトの50％以下とするのが好ましい。また、
調質圧延を施してもよいが、調質圧延によりYRが増加す
るため、使用目的に対しYRが適正範囲内となるよう調質
圧延圧下率を調整することが望ましい。本発明の鋼板
は、プレス成形後の降伏応力を380MPa以上となる降伏応
力を有する。ここに、プレス成形後とは一軸相当の歪が
10％以上となる加工をいう。塑性変形が生じるまでの弾
性変形エネルギーは（降伏応力）²/(2E)で表される。こ
のことから、弾性変形のエネルギーを大きくするために
は、Ｅを低くするか、プレス成形後の降伏応力を高める
ことが有効であり、プレス成形後の降伏応力を380MPa以
上と高めることにより、プレス成形後組立てまでの搬送
工程で受ける衝撃等の負荷による塑性変形を防止するこ
とができる。さらに、自動車外板として使用された場合
には、このようなヤング率が低く、降伏応力が高く、部
品となった時にYRが高い鋼板は、小石が衝突してもその
外力を弾性変形のみで吸収でき、凹み等の疵を残さない
という大きな利点がある。

【００２５】また、プレス成形後、すなわち、10％以上
の歪を生じる加工を施したのちの降伏応力が380MPa未満
では、低いヤング率を低くしても降伏を生じ変形してし
まう。さらに、本発明の鋼板は、塗装焼付硬化性（Ｂ
Ｈ）を有し、ＢＨ量：30MPa 以上の高ＢＨ性を有する。
ＢＨ性を付与するためには、フェライトと適正量のマル
テンサイトからなる微視組織とすることと、固溶Ｃ、Ｎ
を適正量残存させることが好ましい。これにより、プレ
ス成形が容易であり、塗装焼付処理後に高強度を有す
る。なお、仮に、10％までの歪が加えられない部分があ
っても同じく時効で強度が増加するため、凹み等の疵発
生防止に有効である。

【００２６】つぎに、上記した特性を有する鋼板の組成
限定について説明する。 Ｃ：0.03〜0.20％ Ｃは、鋼板の強度を確保するうえで重要な元素である。
Ｃ量が0.03％未満では、目標とするフェライトとマルテ
ンサイトを有する微視組織を得ることは困難であり、ま
た所望の目標強度を満足しない。一方、Ｃ量が0.20％を
超えると、スポット溶接性、延性が劣化し、成形性が劣
化する。このため、Ｃは0.03〜0.20％に限定した。な
お、これら総合特性のバランスという観点から好ましく
は0.05〜0.15％である。

【００２７】Si：0.005 〜1.5 ％ Siは、鋼板の延性低下を最小限に抑えて鋼板を強化する
ために有効な元素である。この効果は0.005 ％以上の添
加で認められる。しかし、1.5 ％を超える添加は、鋼板
の強度を著しく増加させるため、例えば熱間変形抵抗の
増加等の鋼板製造工程における負荷が大きく製造にあた
り障害となる。このため、Siは0.005 〜1.5 ％の範囲に
限定した。なお、高強度化の観点からは0.20％以上とす
るのが好ましく、主としてSi量増加により高強度化を達
成するためには1.2 ％以上とするのがより好ましい。

【００２８】Mn：0.05〜3.5 ％ Mnは、鋼板の強度を増加させる有効な元素であり、鋼板
組織の微細化および低温変態組織の形成に有効がある。
このような効果は0.05％以上の添加で認められるが、3.
5 ％を超えて添加するとＡr₃変態点が低くなりすぎ、さ
らに圧延荷重の増大のためフェライト域での圧延が困難
となる。このため、Mnは0.05〜3.5 ％に限定した。な
お、延性の低下を最小限とし、強度をプレス成形後の降
伏応力が380MPa以上となる高強度とするため、またフェ
ライトとマルテンサイトからなる微視組織とするために
は、Mnは0.5 ％以上、好ましくは 0.8％以上添加するの
が望ましい。

【００２９】Ｐ：0.005 〜0.15％ Ｐは、鋼板を固溶強化するために有効な元素であるが、
この効果が認められるためには0.005 ％以上の添加が必
要である。一方、0.15％を超えて添加した場合には鋼板
の延性が著しく低下する。このため、Ｐは0.005 〜0.15
％の範囲に限定した。なお、延性の低下を最小限とし、
Ｐを主たる強化元素として強度をプレス成形後の降伏応
力が380MPa以上となる高強度とするためには、Ｐは0.04
％以上とするのが好ましい。

【００３０】Ｓ：0.02％以下 Ｓは、鋼板の延性を低下させるため、できるだけ低減す
るのが好ましい。延性確保の観点からは、0.02％まで許
容できる。とくに高い延性が要求される場合には、0.00
8 ％以下とするのが好ましい。 Al：0.005 〜0.2 ％ Alは、脱酸元素として作用し、0.005 ％以上の添加で鋼
中の酸化物量を十分低減できる。0.2 ％を超える添加
は、アルミナクラスターを形成し表面欠陥が多発すると
ともに、熱間延性が低下する。このため、Alは0.005 〜
0.2 ％の範囲に限定した。表面性状の観点からは0.005
〜0.15％の範囲とするのが好ましい。なお、Ti、Ca等の
他の脱酸元素を用いてAlを実質的に無添加としてもよ
い。

【００３１】Ｎ：0.02％以下 Ｎは、鋼中に固溶して鋼板の強度を増加する元素である
が、耐時効性を劣化させるため、耐時効性を劣化させな
い範囲で添加し高強度化を図ることができる。さらに、
塗装焼付処理時の硬化量を30MPa 以上とするために0.00
10％以上とするのが好ましい。しかし、過剰な添加は、
鋼板表面にブローホールを発生させるため、Ｎは0.02％
以下に限定する。とくに、延性が要求される用途の場合
には、Ｎは0.0050％以下とするのが好ましい。

【００３２】Nb、Ti、Ｖのうちから選ばれた１種または
２種以上を合計で0.005 〜0.20％ Nb、Ti、Ｖは、いずれも炭化物あるいは窒化物を形成し
基地中に微細析出して鋼板の強度を増加させるととも
に、鋼板組織を均一かつ微細化する有効な元素であり、
必要に応じ添加できる。これら元素の１種または２種以
上複合して添加でき、合計量で0.005 ％以上添加するこ
とにより効果が認められ。しかし、Nb、Ti、Ｖの合計で
0.20％を超えて添加すると効果が飽和し、添加量に見合
う効果が期待できない。そのため、Nb、Ti、Ｖは合計量
で0.005 〜0.20％の範囲に限定した。

【００３３】Cu、Ni、Cr、Moのうちから選ばれた１種ま
たは２種以上を合計で0.005 〜1.0％ Cu、Ni、Cr、Moは、固溶強化で鋼板の強度（降伏応力）
を増加させる元素であり、必要に応じ、これら元素のう
ちから１種または２種以上添加できる。Cu、Ni、Cr、Mo
はそれぞれ0.005 ％以上の添加で効果が認められるが、
1.0 ％を超える添加は鋼板を顕著に硬質化し、成形性を
劣化させる。このため、Cu、Ni、Cr、Moはそれぞれ0.00
5 〜1.0 ％の範囲とするのが好ましい。また、複合して
添加する場合は、合計量で1.0 ％を超える添加は、延性
を著しく低下させ、成形性を劣化させる。このため各元
素の合計量を1.0 ％以下に限定するのが好ましい。

【００３４】Ｂ：0.0005〜0.005 ％ Ｂは、焼入れ性を向上させ、フェライトとマルテンサイ
トからなる組織とするために、必要に応じ添加できる。
Ｂが0.0005％未満では、上記した効果が期待できない。
一方、0.005 ％を超える添加では、表面性状が劣化す
る。このため、Ｂは0.0005〜0.005 ％の範囲とするのが
好ましい。なお、材質の安定性の観点からより好ましく
は0.0005〜0.0030％である。

【００３５】残部Feおよび不可避的不純物である。不可
避的不純物としては、例えば、主としてスクラップより
混入するSnについては0.01％以下が許容できる。上記し
たように、主としてマルテンサイトによる変態組織強化
で鋼板の強度を増加させ、塗装焼付処理時の硬化量を30
MPa 以上とするためには、Ｃ：0.05％以上、Mn：0.8 ％
以上を満足する組成とするのが好ましい。

【００３６】上記した組成とすることにより、適正な製
造条件のもとで塗装焼付処理時の硬化量が30MPa 以上、
プレス成形後の降伏応力が380MPa以上となる高張力鋼板
となる。つぎに、上記した特性を有する鋼板の製造方法
について説明する。上記した組成範囲の鋼素材を加熱、
均熱したのち熱間圧延を施し熱延鋼板とする。本発明に
おいては、熱間圧延の加熱温度はとくに限定する必要は
ないが、コイル全長にわたり均一な材質とするため、熱
間圧延の加熱温度は1300℃以下とするのが好ましい。

【００３７】本発明における熱間圧延は、フェライト域
圧延、より正確にはフェライトとオーステナイト２相共
存域圧延とし、圧延集合組織として、ヤング率の低減に
有効な、ND//＜100 ＞集合組織を優先的に形成させる。
このためには、Ａr₃変態点〜（Ａr₃変態点−100 ℃）の
温度範囲で50％以上の圧下率で、最終パスの圧下率を15
％以下とし、圧延終了温度を（Ａr₃変態点−100 ℃）以
上とする圧延とするのが望ましい。フェライト域圧延に
より、圧延集合組織として、ND//＜100 ＞、ND//＜211
＞、ND//＜111 ＞が発達するが、この圧延条件では、い
ずれの集合組織も再結晶を生じるほど歪が蓄積しないた
め、結晶の回転が速いND//＜100 ＞が他の集合組織の結
晶粒を侵食し、ND//＜100 ＞集合組織を優先的に形成さ
れるものと考えられる。上記した範囲の圧延条件を外
れ、歪の蓄積が多くなると、再結晶の進行によりND//＜
111 ＞集合組織の形成が促進され、また、蓄積された歪
により結晶の回転が阻害される。そのためND//＜100 ＞
集合組織の形成が弱められ、低ヤング率が達成されない
うえ、組織の均一性が大きく低下する。

【００３８】圧下率を規制する温度範囲が、Ａr₃変態点
を超えると、フェライト域圧延とならないため、変態に
よる結晶粒のランダム化等によりND//＜100 ＞集合組織
が形成されない。一方、（Ａr₃変態点−100 ℃）未満で
圧延すると歪が蓄積し、その結果、とくに歪が蓄積しや
すいND//＜111 ＞が優先的に再結晶、成長する。なお、
Ａr₃変態点以下の圧延パス数は３パス以上とするのが望
ましい。

【００３９】また、この温度範囲での圧下率が50％未満
では、結晶の回転が少なくND//＜100 ＞集合組織が形成
されない。最終パスは、最終的に蓄積される歪にもっと
も影響するため、このパスの圧下量を規制する。最終パ
スの圧下率が15％超えでは、歪の蓄積量が多くなる。ま
た、圧延終了温度が（Ａr₃変態点−100 ℃）未満では、
ND//＜111 ＞方位の結晶粒が再結晶・成長しやすくな
り、ND//＜100 ＞集合組織の形成が促進されない。

【００４０】Ａr₃変態点以下の圧延において、最終パス
を除くパスの圧下率が30％／パス以下、圧延パス数が５
パス以上となる熱間圧延とするのが好ましい。これによ
り、ヤング率Ｅは180GPa以下となる。この条件を外れる
と、歪蓄積が増し、ND//＜111 ＞集合組織の形成が促進
され、ND//＜100 ＞集合組織の形成が弱められる。さら
に、熱間圧延終了後、鋼板はコイル状に巻取られる。巻
取温度は、微視組織形成の観点から600 ℃以下とするの
が好ましい。巻取温度が600 ℃を超えると、望ましい微
視組織とならずＢＨ性が低下する。

【００４１】上記した熱間圧延条件とすることにより、
低ヤング率化に有効な集合組織を効果的に形成できるよ
うになる。また、熱間圧延において、圧延荷重の低減を
目的とした潤滑圧延を行うことは、組織の均一化( とく
に、板厚方向）にも有効である。なお、フェライト相を
母相とし、マルテンサイト相を５％以上有する熱延組織
とするには、熱間圧延終了後の冷却過程において、フェ
ライト変態の進行領域（好ましくはフェライト変態ノー
ズ近辺の温度）で、炭素等を第２相に十分拡散させたの
ち、マルテンサイト変態温度を急冷で通過させればよ
い。鋼成分により具体的な条件は異なるが、概ね、次の
２つの冷却パターン、 フェライト変態ノーズ温度近辺まで急冷後、数秒間保
持し再びマルテンサイト変態温度以下まで急冷する。

【００４２】フェライト変態ノーズ温度近辺まで徐冷
後、マルテンサイト変態温度以下まで急冷する。 が好適である。後述の引張強さ、YR（降伏比）、BH量の
制御を含め、第２相の組織・比率・分布の制御自体は、
従来の種々の知見を活用して熱間圧延後の冷却パターン
を制御するなどすればよい。たとえば、の冷却パター
ンは特公昭61-11291号公報などに記載されている。ま
た、加工後の降伏応力は、本発明の鋼成分および組織に
おいては、引張強さを概ね500MPa以上とすることで、38
0MPa以上とすることができる。このため、熱延後の冷却
制御によりマルテンサイト量を確保するなどして引張強
さを所望の値に制御すればよい。YR、BH量はそれぞれ主
として冷却制御による熱延組織制御により所望の値を得
ることができる。具体的には、YRを0.7 以下とするに
は、既に述べたごとく第２相中のマルテンサイト比率を
確保するなどすればよい。また、BH量を30MPa 以上とす
るには、たとえば、における後段の冷却速度を速め
に設定するなどすればよい。

【００４３】次に、上記した熱延鋼板は、冷間圧延を施
されて冷延鋼板とされる。熱間圧延のままでND//＜100
＞集合組織が十分に発達すれば、その後この熱延鋼板を
焼鈍しても、ND//＜100 ＞集合組織が維持されることを
確認した。その後、冷間圧延−焼鈍、熱延板焼鈍−冷間
圧延−再結晶焼鈍工程を経ても、ND//＜100 ＞集合組織
が維持され、鋼板は低ヤング率のままである。さらに、
調質圧延はヤング率にはほとんど影響しないため、鋼板
に調質圧延を施すことにより、低ヤング率のままで、鋼
板の降伏応力を高めることができる。

【００４４】なお、熱延板焼鈍は、連続焼鈍炉で、Ａc₁
変態点以上、Ａr₃変態点以下、好ましくは、680 〜 850
℃（連続焼鈍）の温度で、必要に応じ行うことができ
る。また、冷間圧延は、40〜 95 ％の圧下率で行うのが
操業安定性の観点から望ましい。圧下率が40％未満で
は、組織が不均一となり、95％を超えると圧延性が大き
く低下する。

【００４５】また、再結晶焼鈍は、望ましくは連続焼鈍
炉で、Ａc₁変態点以上、Ａr₃変態点以下、好ましくは、
680 〜850 ℃（連続焼鈍）の温度で行うことができる。
なお、冷延焼鈍板に、圧下率７％以下の調質圧延を施し
てもよい。これにより、形状矯正、表面粗さの調整がで
き、さらに鋼板の降伏応力が増加し、YRが適正範囲内で
高くなる。

【００４６】フェライト相を母相とし、マルテンサイト
相を５％以上有する熱延焼鈍組織もしくは冷延焼鈍組織
とするためには、たとえば焼鈍に際してフェライト−オ
ーステナイト２相域に加熱し、その際加熱温度などによ
りフェライト−オーステナイトの比率を制御し、その後
冷却パターンを熱延鋼板と概ね同様の思想で制御すれば
よい。YR、BH量およびプレス成形後の制御についても同
様である。

【００４７】本発明の冷延鋼板は、加工用としての使途
以外に、加工用表面処理鋼板の原板として利用できるの
は言うまでもない。表面処理としては、亜鉛合金を含む
亜鉛めっき、錫めっき、有機複合めっき等がある。

【００４８】

【実施例】表１に示す化学組成の溶鋼を、転炉で溶製
し、連続鋳造法でスラブに鋳造した。これらスラブを12
50℃に加熱したのち、表２に示す熱間圧延条件で板厚1.
6 mmの熱延鋼板とした。得られた熱延鋼板から、試験片
を採取し、ヤング率を測定した。ヤング率の測定方法
は、圧延方向、圧延方向と45°、圧延方向と90°の各方
向について縦共振法により測定し、前記（１）式で定義
される平均Ｅを求めた。測定時室温は15℃であった。

【００４９】さらに、得られた熱延鋼板は、 750 ℃×30s の熱延板焼鈍（短時間連続型焼鈍）、 冷間圧延（圧下率60％）−770 ℃×30sec の再結晶焼
鈍、 700 ℃×2 ｈの熱延板焼鈍−冷間圧延（圧下率60％）
−770 ℃×30sec の再結晶焼鈍、 の各工程を施された。これら各工程を経た鋼板につい
て、試験片を採取し、ヤング率を、熱延板と同様に測定
した。また、各鋼板の組織観察を行った。

【００５０】さらに、これら鋼板から試験片を採取し、
引張特性（降伏応力、引張強さ、伸び）を測定した。さ
らに、10％の歪を与える引張変形を行い、変形後の降伏
応力を測定した。また、各鋼板について、一定の衝撃力
を与えて、生じた塑性変形量を、鋼No.1の熱延板の塑性
変形量を１として比較した。さらに、これら鋼板から試
験片を採取し、２％の引張予歪を与えたのち、170℃×2
0min の熱処理を施した時の熱処理前後の降伏応力の増
加量（ＢＨ量）を求めた。

【００５１】これらの結果を、表２〜表４に示す。

【００５２】

【表１】

【００５３】

【表２】

【００５４】

【表３】

【００５５】

【表４】

【００５６】本発明例の各鋼板の組織は、フェライトを
母相とし、マルテンサイトを含む第２相を有する組織で
あった。表２〜表４から、本発明例は、いずれもヤング
率Ｅが200 GPa 以下の低ヤング率を有ししかも0.7 以下
の低いYRと、10％の変形後の降伏応力が380MPa以上、Ｂ
Ｈ量30MPa 以上の高張力鋼板である。さらに、本発明例
は、いずれも同一YS、YRの比較例とくらべ衝撃的な力に
よる塑性変形が少ないことがわかる。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低ヤング率で、プレス成形後の降伏応力も高く、衝撃的
な力による塑性変形が少なく、かつ塗装焼付硬性の高い
高張力鋼板が製造でき、自動車車体向けとして有用な加
工用高張力鋼板を安価に提供でき、産業上格段の効果を
奏する。さらに、本発明の低ヤング率高張力鋼板は、小
石が衝突した場合でも、その外力を塑性変形なしに吸収
できるという効果もある。また、さらにヤング率が低下
することにより、共振周波数が低下し、防振範囲が広が
るという効果も期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】熱延板のヤング率におよぼす熱間仕上げ圧延の
圧延温度と圧下率の影響を示すグラフである。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フェライト相を母相とし、第２相として
   マルテンサイト相を面積率で５％以上含み、かつ下記
   （１）式で定義されるＥが200GPa以下であり、プレス成
   形後の降伏応力が380MPa以上、塗装焼付硬化量（ＢＨ
   量）が30MPa 以上であることを特徴とする塗装焼付硬化
   型高張力鋼板。 記 Ｅ＝（Ｅ₀ ＋２Ｅ₄₅＋Ｅ₉₀）／４ …………（１） ただし、Ｅ₀ 、Ｅ₄₅、Ｅ₉₀はそれぞれ圧延方向、圧延方
   向に45°、圧延方向に90°の方向のヤング率（GPa ）。
2. 【請求項２】 重量％で、 Ｃ：0.03〜0.20％、 Si：0.005 〜1.5 ％、 Mn：0.05〜3.5 ％、 Ｐ：0.005 〜0.15％、 Ｓ：0.02％以下、 Al：0.005 〜0.2 ％、 Ｎ：0.020 ％以下を含み、残部Feおよび不可避的不純物
   からなる組成を有し、フェライト相を母相とし、第２相
   としてマルテンサイト相を面積率で５％以上含有する組
   織を有し、かつ下記（１）式で定義されるＥが200GPa以
   下であり、プレス成形後の降伏応力が380MPa以上、塗装
   焼付硬化量（ＢＨ量）が30MPa 以上であることを特徴と
   する塗装焼付硬化型高張力鋼板。 記 Ｅ＝（Ｅ₀ ＋２Ｅ₄₅＋Ｅ₉₀）／４ …………（１） ただし、Ｅ₀ 、Ｅ₄₅、Ｅ₉₀はそれぞれ圧延方向、圧延方
   向に45°、圧延方向に90°の方向のヤング率（GPa ）。
3. 【請求項３】 前記組成に加えて、さらに重量％で、N
   b、Ti、Ｖのうちから選ばれた１種または２種以上を合
   計で0.005 〜0.20％、またはCu、Ni、Cr、Moのうちから
   選ばれた１種または２種以上を合計で0.005 〜1.0 ％、
   あるいはNb、Ti、Ｖのうちから選ばれた１種または２種
   以上を合計で0.005 〜0.20％およびCu、Ni、Cr、Moのう
   ちから選ばれた１種または２種以上を合計で0.005 〜1.
   0 ％、を含有することを特徴とする請求項１に記載の塗
   装焼付硬化型高張力鋼板。
4. 【請求項４】 前記組成に加えて、さらに重量％で、
   Ｂ：0.0005〜0.005 ％を含有することを特徴とする請求
   項２または３に記載の塗装焼付硬化型高張力鋼板。
5. 【請求項５】 重量％で、 Ｃ：0.03〜0.20％、 Si：0.005 〜1.5 ％、 Mn：0.05〜3.5 ％、 Ｐ：0.005 〜0.15％、 Ｓ：0.02％以下、 Al：0.005 〜0.2 ％、 Ｎ：0.020 ％以下を含有する組成の鋼素材に、Ａr₃変態
   点〜（Ａr₃変態点−100 ℃）の温度範囲における圧下率
   が50％以上、最終パスの圧下率が15％以下で、かつ仕上
   げ圧延温度が（Ａr₃変態点−100 ℃）以上とし、巻取温
   度が600 ℃以下とする熱間圧延を施すことを特徴とする
   塗装焼付硬化型高張力熱延鋼板の製造方法。
6. 【請求項６】 重量％で、 Ｃ：0.03〜0.20％、 Si：0.005 〜1.5 ％、 Mn：0.05〜3.5 ％、 Ｐ：0.005 〜0.15％、 Ｓ：0.02％以下、 Al：0.005 〜0.2 ％、 Ｎ：0.020 ％以下を含有する組成の鋼素材に、Ａr₃変態
   点〜（Ａr₃変態点−100 ℃）の温度範囲における圧下率
   が50％以上、最終パスの圧下率が15％以下で、かつ仕上
   げ圧延温度が（Ａr₃変態点−100 ℃）以上とし、巻取温
   度が600 ℃以下とする熱間圧延を施したのち、冷間圧
   延、再結晶焼鈍を施すことを特徴とする塗装焼付硬化型
   高張力冷延鋼板の製造方法。