JPWO2016167313A1 - 熱延鋼板及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

内部酸化層の形成が抑制され、かつ、加工性に優れた熱延鋼板を提供する。本実施形態による熱延鋼板は、質量%で、C:0.07〜0.30%、Si:1.0超〜2.8%、Mn:2.0〜3.5%、P:0.030%以下、S:0.010%以下、Al:0.01〜1.0%未満、N:0.01%以下、O:0.01%以下、Sb:0.03〜0.30%含有し、残部はFe及び不純物からなり、式(1)を満たす化学組成を有する。Si+Mn≧3.20 (1)ここで、式(1)中の元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。

Description

本発明は、熱延鋼板及びその製造方法に関する。
自動車の軽量化及び衝突安全性を両立させるために、自動車への高強度鋼板の適用が進んでいる。高強度鋼板は、高強度化のために多くの合金元素を含有する。特に、980MPa以上の引張強度を有する高強度鋼板は、Si及びMnを多く含有する。
高強度鋼板は通常、次の方法で製造される。はじめに、スラブを熱間圧延して熱延鋼板を製造し、コイル状に巻き取る。次に、熱延鋼板を酸洗、冷間圧延及び焼鈍する。
熱延鋼板の冷間加工性を高めるために、コイル状に巻き取る際の温度(以下、巻取温度と称する)を高める場合がある。巻取温度が高ければ、熱延鋼板の表層近傍に内部酸化層が形成される。内部酸化層は熱延鋼板の母材表面から板厚中央に向かって数十μmの厚さで形成される。内部酸化層は、冷間圧延後の鋼板(冷延鋼板)の表面性状、成形性及び溶接性を低下する。そのため、内部酸化層は、熱延鋼板に対して酸洗処理を実施することにより、冷間圧延前に除去される。
また、熱延鋼板の製造において、熱延鋼板の表面に酸化皮膜(スケール)が形成される。スケールは、鋼板の表面性状、成形性及び溶接性を低下する。そのため、スケールも内部酸化層と同様に、熱延鋼板に対して酸洗処理を実施することにより除去される。
しかしながら、内部酸化層やスケールが厚ければ、熱延鋼板に対する酸洗処理に過大な作業負荷が掛かる。さらに、内部酸化層、スケールが残存すれば、上述のとおり、冷延鋼板の表面性状、成形性及び溶接性が低下する。さらに、冷延鋼板の成形時に内部酸化層やスケールが剥離して、押し疵等の表面疵の原因となる。
内部酸化層は、母材中の合金元素が選択的に酸化されることにより形成される。Si及びMnは酸化され易い。したがって、Si及びMn含有量が高い熱延鋼板では、内部酸化層が生じ易い。スケールも同様に、Si及びMn含有量が高い熱延鋼板で厚くなりやすい。
内部酸化層及びスケールはさらに、鋼板温度が高い時間が長く続くほど、厚くなる。上述のとおり、熱延鋼板の冷間加工性を高めるために巻取温度を高めれば、内部酸化層がさらに生じ易く、厚くなりやすい。スケールも同様である。
このような内部酸化層及びスケールの形成を抑制する技術が、特開昭62−13520号公報(特許文献1)、特表2010−535946号公報(特許文献2)、特開2013−253301号公報(特許文献3)、特開2011−184741号公報(特許文献4)、特開2011−231391号公報(特許文献5)、特開2012−036483号公報(特許文献6)、特開2013−216961号公報(特許文献7)、特開2013−103235号公報(特許文献8)、特表2010−503769号公報(特許文献9)、特表2011−523441号公報(特許文献10)、特開2015−113505号公報(特許文献11)、特開2004−332099号公報(特許文献12)、特開2013−060657号公報(特許文献13)及び特表2011−523443号公報(特許文献14)に提案されている。
特許文献1では、鋼板表面に酸化防止剤を塗布する。これにより、内部酸化層及びスケールの生成が抑制される、と特許文献1には記載されている。
特許文献2では、熱延鋼板を比較的低温である530〜580℃で巻き取る。これにより、酸化層の生成が抑制される、と特許文献2には記載されている。
特許文献3では、圧延後の熱延鋼板を750℃〜600℃で巻き取ってコイルにする。巻き取り後、コイルを10〜30分保持した後、コイルを払い出しながら、熱延鋼板の冷却を実施する。そして、熱延鋼板の温度が550℃以下となったときに、熱延鋼板を再度巻き取ってコイルにする。この場合、酸化層が薄くすることができる、と特許文献3には記載されている。
特許文献4〜6では、熱間圧延後又は巻き取り後の鋼板に対して、酸素濃度を低減した雰囲気中で熱処理又は冷却処理を実施する。酸素濃度を低減した雰囲気中での熱処理又は冷却処理により、スケール及び内部酸化層が低減する、とこれらの文献には記載されている。
特許文献7では、熱間圧延後の熱延鋼板に対して、巻き取り前にデスケーリングを実施して、表面の酸化スケールを除去する。酸化スケールを除去することにより、コイル冷却中における内部酸化層の生成に利用される酸素供給源が低下する。そのため、スケールだけでなく、内部酸化層が低減する、と特許文献7には記載されている。
特許文献8では、熱延鋼板の内部酸化量を、その長手方向、幅方向にわたり適正範囲で均一化させるための冷却方法が提案されている。
一方、特許文献9〜14では、上述の特許文献とは異なる技術を提案する。特許文献9では、鋼の合金成分と熱延鋼板の熱処理条件とを適切に制御して、内部酸化を抑制する。具体的には、特許文献9では、鋼にSbを0.001〜0.1%含有させ、1100〜1250℃で再加熱して熱間圧延し、450〜750℃で巻取する。その後、熱延鋼板を酸洗及び冷間圧延し、700〜850℃で焼鈍する。これにより、内部酸化層の形成を抑制する。
特許文献10では、合金成分を適切に制御して酸化物の生成を抑制し、めっき性を改善する技術を提案する。特許文献10では、Sbを0.005〜0.1%含有し、Ni、Mn、Al及びTiの含有量の関係を調整した鋼スラブを用いる。この鋼スラブを熱間加工し、500〜700℃で熱延巻取する。さらに、酸洗、冷間圧延及び焼鈍する。これにより、内部酸化を抑制する。
特許文献11では、Sbを0.02〜0.10%含有するスラブを熱間圧延、酸洗、冷間圧延、焼鈍及び冷却する。ここで、熱間圧延における仕上げ圧延温度を800〜1000℃、冷間圧延における圧下率を20%以上とする。さらに、焼鈍を、露点:−35℃以下の雰囲気中にて、750〜900℃の温度域で60秒以上保持する条件で行う。焼鈍後、30℃/秒以上の平均冷却速度で300℃以下まで冷却した後、焼戻しする。これにより、内部酸化を抑制する。
特許文献12〜14には、Siの含有量、スラブの加熱温度、仕上げ圧延の温度及び巻取温度等を適切に調整することでスケールを抑制することについて記載がある。
しかしながら、特許文献1〜14の技術を実施しても、内部酸化層が深く形成されたり、スケールが厚く形成されたりする場合がある。
特開昭62−13520号公報 特表2010−535946号公報 特開2013−253301号公報 特開2011−184741号公報 特開2011−231391号公報 特開2012−036483号公報 特開2013−216961号公報 特開2013−103235号公報 特表2010−503769号公報 特表2011−523441号公報 特開2015−113505号公報 特開2004−332099号公報 特開2013−060657号公報 特表2011−523443号公報
本発明の目的は、内部酸化層又はスケールの形成が抑制される熱延鋼板を提供することである。
本実施形態による熱延鋼板は、質量%で、C:0.07〜0.30%、Si:1.0超〜2.8%、Mn:2.0〜3.5%、P:0.030%以下、S:0.010%以下、Al:0.01〜1.0%未満、N:0.01%以下、O:0.01%以下、Sb:0.03〜0.30%、Ti:0〜0.15%、V:0〜0.30%、Nb:0〜0.15%、Cr:0〜1.0%、Ni:0〜1.0%、Mo:0〜1.0%、W:0〜1.0%、B:0〜0.010%、Cu:0〜0.50%、Sn:0〜0.30%、Bi:0〜0.30%、Se:0〜0.30%、Te:0〜0.30%、Ge:0〜0.30%、As:0〜0.30%、Ca:0〜0.50%、Mg:0〜0.50%、Zr:0〜0.50%、Hf:0〜0.50%、及び、希土類元素:0〜0.50%を含有し、残部はFe及び不純物からなり、式(1)を満たす化学組成を有する。
Si+Mn≧3.20 (1)
ここで、式(1)中の元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。
本実施形態の熱延鋼板では、内部酸化層又はスケールの形成が抑制される。
図1は、Sb未含有の高Si・高Mn含有鋼(Sb未含有鋼)と、高Si・高Mn含有鋼にSbを0.1%含有したSb含有鋼とにおける、ナイタール腐食された断面のSEM画像と、SEM画像領域におけるEPMAでの酸素マッピング画像と、Sbマッピング画像とを示す一覧図である。 図2は、高Si・高Mn含有鋼に含有されるSb量を変化させて、熱延鋼板を製造した場合の、Sb含有量(×10-3%)と内部酸化層の厚さ(μm)との関係を示す図である。 図3は、上述のSb未含有鋼及びSb含有鋼での、表層近傍のSEM画像である。
本発明者らは、高Si・高Mn含有鋼における内部酸化層及びスケールについて調査及び検討を行い、次の知見を得た。
巻取り後の熱延鋼板の表層には、母材(地金)内部に形成される内部酸化層と、表面に隣接するスケールとが形成される。
内部酸化層及びスケールは次のメカニズムで形成されると考えられる。熱延鋼板の表面及び熱延鋼板の表層部の粒界を介して、酸素イオンが熱延鋼板内部に侵入する。熱延鋼板内部に侵入した酸素イオンが母材の鉄を酸化することで内部酸化層が形成される。一方、粒界を介して母材中の鉄イオンが熱延鋼板の表面に移動する。表面に移動したFeが酸化されることでスケールが形成される。
内部酸化層及びスケールを抑制するためには、酸素イオン及び鉄イオンの移動経路(粒界及び表面)を遮断することが有効である。粒界及び表面に偏析しやすい元素(以下、偏析元素という)を熱延鋼板に含有させると、偏析元素は、熱延鋼板の表面及び粒界に偏析して酸素イオン及び鉄イオンの移動を抑制する。そのため、酸素イオンが熱延鋼板内部へ侵入するのを抑制できる。さらに、鉄イオンが熱延鋼板表面へ移動するのを抑制できる。この結果、内部酸化層及びスケールの形成を抑制できる。
偏析元素はたとえば、P、B、Sbである。しかしながら、P及びBは粒界に偏析し、酸素イオン及び鉄イオンの移動経路を遮断するものの、熱延鋼板の機械的性質も低下する。
一方、Sbは熱延鋼板の表面に偏析する。そこで本発明者らは、高Si・高Mn含有鋼にさらにSbを含有させて熱延鋼板を製造し、スケール及び内部酸化層の厚さを調査した。
図1は、従来の高Si・高Mn含有鋼(以下、Sb未含有鋼という)と、従来の高Si・高Mn含有鋼にSbを0.10%含有したSb含有鋼とにおける、表面近傍の断面のSEM画像と、SEM画像領域におけるEPMAでの酸素マッピング画像と、Sbマッピング画像とを示す。Sb未含有鋼は、質量%で、C:0.185%、Si:1.8%、Mn:2.6%、P:0.01%、S:0.002%、Al:0.03%未満、N:0.003%、O:0.0009%、及び、Ti:0.005%を含有し、残部はFe及び不純物であった。Sb含有鋼は、Sb未含有鋼の化学組成に、0.10%のSbを含有した鋼であった。いずれの鋼においても、従来と同様の熱間圧延により熱延鋼板とした。製造された熱延鋼板に対して、上述の組織観察、及び、EPMAマッピングを実施した。
図1のSEM画像を参照して、Sb未含有鋼では、鋼板表面にスケール10が形成され、母材に内部酸化層20が形成された。一方、Sb含有鋼では、スケール10が形成されたものの、その厚さはSb未含有鋼よりも薄かった。また、Sb含有鋼では、内部酸化層20が観察されなかった。EPMAでの酸素マッピングを実施した結果、Sb未含有鋼では、スケール10及び内部酸化層20において、酸素が観察された(図中白色領域及び灰色領域)。一方、Sb含有鋼では、スケール10が形成された領域にのみ、酸素が観察された(図中白色領域)。
さらに、EPMAでのSbマッピングを実施した。その結果、Sb含有鋼では、スケール10と母材との界面に、Sbを含有する層30(図中の白色領域、以下Sb濃化層という)が観察された。
以上のとおり、高Si・高Mn含有鋼にSbを含有した場合、Sb濃化層が形成される。このことから、次の事項が考えられる。高Si・高Mn含有鋼にSbを適量含有した場合、熱間圧延工程において、スケールと母材との界面(熱延鋼板の表面)にSb濃化層が形成される。Sb濃化層は、酸素イオンの母材への侵入を遮断する。そのため、母材中の鉄が酸化されず、内部酸化層が形成されにくい。Sb濃化層はさらに、母材中の鉄イオンがスケールに移動するのを抑制する。そのため、スケールの成長が抑制され、スケールの厚さが薄くなる。
このように、Sb濃化層は酸素イオン及び鉄イオンの移動を遮断する、いわゆるバリア層として機能する。そのため、Sb濃化層の形成により、熱延鋼板の巻取り後にスケールから母材に酸素イオンが侵入するのを抑制することができる。さらに、母材からスケールへの鉄イオンの移動も抑制できる。そのため、内部酸化層及びスケールの生成が抑制される。
粒界に偏析する元素であるP及びBを高Si・高Mn含有鋼に含有しても、Sb濃化層のようなバリア層は形成されない。したがって、スケール及び内部酸化層の抑制には、Sbが適している。
図2は、高Si・高Mn含有鋼に含有するSb量を変化させて、熱延鋼板を製造した場合(巻取り温度は750℃)の、Sb含有量(×10-3%)と内部酸化層の厚さ(μm)との関係を示す図である。図2を参照して、Sb含有量が増加するに従い、内部酸化層の厚さは顕著に低下する。そして、Sb含有量が0.03%以上となった場合、Sb含有量の増加に従い、内部酸化層の厚さは低下するものの、Sb含有量が0.03%未満の場合ほど低下代は大きくならない。つまり、内部酸化層の厚さとSb含有量との関係には、Sb含有量=0.03%付近で変曲点が存在する。
本実施形態ではさらに、Sb濃化層が酸素イオン及び鉄イオンの移動だけでなく、母材中の炭素の移動も抑制する。その結果、板厚方向に均一な組織を維持しやすく、冷間圧延及び焼鈍後の冷延鋼板の強度が得られやすくなる。
図3は、上述のSb未含有鋼及びSb含有鋼での、表層近傍のSEM画像である。図3を参照して、Sb未含有鋼では、表層に脱炭層40が形成されている。一方、Sb濃化層が母材とスケールとの界面に形成されるSb含有鋼では、脱炭層が形成されていない。したがって、Sb濃化層は、酸素イオン及び鉄イオンの移動を抑制するだけでなく、母材中の炭素の移動も抑制できる。
以上の知見に基づいて完成した本実施形態による熱延鋼板は、質量%で、C:0.07〜0.30%、Si:1.0超〜2.8%、Mn:2.0〜3.5%、P:0.030%以下、S:0.010%以下、Al:0.01〜1.0%未満、N:0.01%以下、O:0.01%以下、Sb:0.03〜0.30%、Ti:0〜0.15%、V:0〜0.30%、Nb:0〜0.15%、Cr:0〜1.0%、Ni:0〜1.0%、Mo:0〜1.0%、W:0〜1.0%、B:0〜0.010%、Cu:0〜0.50%、Sn:0〜0.30%、Bi:0〜0.30%、Se:0〜0.30%、Te:0〜0.30%、Ge:0〜0.30%、As:0〜0.30%、Ca:0〜0.50%、Mg:0〜0.50%、Zr:0〜0.50%、Hf:0〜0.50%、及び、希土類元素:0〜0.50%を含有し、残部はFe及び不純物からなり、式(1)を満たす化学組成を有する。
Si+Mn≧3.20 (1)
ここで、式(1)中の元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。
上記化学組成は、Ti:0.005〜0.15%、V:0.001〜0.30%、及び、Nb:0.005〜0.15%からなる群から選択される1種又は2種以上を含有してもよい。
上記化学組成は、Cr:0.10〜1.0%、Ni:0.10〜1.0%、Mo:0.01〜1.0%、W:0.01〜1.0%、及び、B:0.0001〜0.010%からなる群から選択される1種又は2種以上を含有してもよい。
上記化学組成は、Cu:0.10〜0.50%を含有してもよい。
上記化学組成は、Sn、Bi、Se、Te、Ge及びAsからなる群から選択される1種又は2種以上を合計で0.0001〜0.30%含有してもよい。
上記化学組成は、Ca、Mg、Zr、Hf及び希土類元素からなる群から選択される1種又は2種以上を合計で0.0001〜0.50%含有してもよい。
本実施形態による熱延鋼板は、表面とスケールとの間に0.5μm以上の厚さを有するSb濃化層を備える。
上記熱延鋼板の組織では、フェライト及びパーライトの総面積率が75%以上であり、熱延鋼板の引張強度が800MPa以下であってもよい。
上記熱延鋼板の組織では、ベイナイト及びマルテンサイトの総面積率が75%以上であり、熱延鋼板の引張強度が900MPa以上であってもよい。
上記熱延鋼板の組織は、ベイナイト及びマルテンサイトの総面積率が75%以上であり、熱延鋼板の引張強度が800MPa以下であってもよい。
好ましくは、熱延鋼板の内部酸化層の厚さは5μm以下である。
好ましくは、フェライト及びパーライトの総面積率が75%以上である組織と800MPa以下の引張強度を有する上記熱延鋼板において、スケール厚さは10μm以下である。
好ましくは、フェライト及びパーライトの総面積率が75%以上である組織と800MPa以下の引張強度を有する上記熱延鋼板において、熱延鋼板の表層の脱炭層厚さは20μm以下である。
好ましくは、ベイナイト及びマルテンサイトの総面積率が75%以上である組織と、900MPa以上の引張強度とを有する上記熱延鋼板において、スケール厚さは7μm以下である。
好ましくは、ベイナイト及びマルテンサイトの総面積率が75%以上である組織と、800MPa以下の引張強度とを有する上記熱延鋼板において、スケール厚さは7μm以下である。
フェライト及びパーライトの総面積率が75%以上である組織と800MPa以下の引張強度を有する上記熱延鋼板の製造方法は、上記化学組成を有する鋼材を準備する工程と、鋼材を1100〜1350℃に加熱した後、熱間圧延して鋼板にする工程と、鋼板を、600〜750℃、好ましくは650〜750℃、より好ましくは700〜750℃で巻き取る工程とを備える。
ベイナイト及びマルテンサイトの総面積率が75%以上である組織と、900MPa以上の引張強度とを有する上記熱延鋼板の製造方法は、上記化学組成を有する鋼材を準備する準備工程と、鋼材を1100〜1350℃に加熱した後、熱間圧延して鋼板とし、巻取温度まで鋼板を冷却する熱間圧延工程と、冷却後の鋼板を、150〜600℃、好ましくは350〜500℃、より好ましくは400〜500℃で巻き取る工程とを備える。
ベイナイト及びマルテンサイトの総面積率が75%以上である組織と、800MPa以下の引張強度とを有する上記熱延鋼板の製造方法は、上記化学組成を有する鋼材を準備する準備工程と、鋼材を1100〜1350℃に加熱した後、熱間圧延して鋼板とし、巻取温度まで鋼板を冷却する熱間圧延工程と、冷却後の鋼板を、150〜600℃、好ましくは350〜500℃、より好ましくは400〜500℃で巻き取る工程と、巻取後の鋼板を550℃以上で焼戻しする工程とを備える。
以下、本実施形態による熱延鋼板について詳述する。
[第1の実施の形態]
[化学組成]
本実施形態による熱延鋼板の化学組成は、次の元素を含有する。化学組成について「%」は、特に断りが無い限り質量%を意味する。
C:0.07〜0.30%
炭素(C)は、熱延鋼板中の残留オーステナイトを形成し、鋼の強度及び成形性を高める。C含有量が低すぎれば、上記効果が得られない。一方、C含有量が高すぎれば、熱延鋼板の強度が高くなりすぎ、冷間圧延性が低下する。C含有量が高すぎればさらに、鋼の溶接性が低下する。したがって、C含有量は0.07〜0.30%である。C含有量の好ましい下限は0.10%であり、より好ましくは0.12%であり、さらに好ましくは0.15%である。C含有量の好ましい上限は0.25%であり、より好ましくは0.22%である。
Si:1.0超〜2.8%
シリコン(Si)は、鉄系炭化物の生成を抑制し、残留オーステナイトを形成しやすくする。残留オーステナイトの形成により、鋼の強度及び成形性が高まる。Si含有量が低すぎれば、この効果が得られない。一方、Si含有量が高すぎれば、内部酸化層が顕著に成長して、熱延鋼板の表面性状が低下する。Si含有量が高すぎればさらに、熱延鋼板が脆化して、延性が低下する。したがって、Si含有量は1.0超〜2.8%である。Si含有量の好ましい下限は1.3%であり、より好ましくは1.5%である。Si含有量の好ましい上限は2.5%であり、より好ましくは2.0%である。
Mn:2.0〜3.5%
マンガン(Mn)は、鋼板の強度を高める。Mn含有量が低すぎれば、焼鈍後の冷却中に軟質な組織が多量に形成され、強度が低くなる。一方、Mn含有量が高すぎれば、板厚の中央部に粗大なMn濃化部が発生し、鋼が脆化する。そのため、鋳造したスラブが割れやすくなる。Mn含有量が高すぎればさらに、鋼の溶接性が低下する。Mn含有量が高すぎればさらに、熱延鋼板が硬くなり、冷間圧延性が低下する。したがって、Mn含有量は2.0〜3.5%である。Mn含有量の好ましい下限は、2.2%であり、より好ましくは2.3%であり、さらに好ましくは2.5%である。Mn含有量の好ましい上限は3.2%であり、より好ましくは3.0%である。
P:0.030%以下
燐(P)は、鋼板の板厚中央部に偏析し、溶接部を脆化する。したがって、P含有量は0.030%以下である。P含有量は低い方が好ましい。しかしながら、P含有量を低くするためには、製造コストが高くなる。したがって、製造コストを考慮すれば、P含有量の下限はたとえば、0.0010%である。
S:0.010%以下
硫黄(S)は、鋼の溶接性を低下する。Sはさらに、鋳造時及び熱延時の製造性を低下する。Sはさらに、Mnと結合してMnSを形成し、鋼の延性及び伸びフランジ性を低下する。したがって、Sの含有量は0.010%以下である。S含有量の好ましい上限は、0.005%であり、さらに好ましくは、0.0025%である。S含有量の下限は特に制限されない。しかしながら、製造コストを考慮すれば、S含有量の下限はたとえば、0.0001%である。
Al:0.01〜1.0%未満
アルミニウム(Al)は、鉄系炭化物の生成を抑制し、残留オーステナイトを形成しやすくする。残留オーステナイトの形成により、鋼の強度及び成形性が高まる。Alはさらに、鋼を脱酸する。Al含有量が低すぎれば、この効果が得られない。一方、Al含有量が高すぎれば、鋼の溶接性が低下する。したがって、Al含有量は、0.01〜1.0%未満である。Al含有量の好ましい下限は0.02%である。Al含有量の好ましい上限は、0.8%であり、より好ましくは0.5%である。本明細書において、Al含有量はsol.Al(酸可溶Al)を意味する。
N:0.01%以下
窒素(N)は粗大な窒化物を形成し、鋼の延性及び伸びフランジ性を低下する。Nはさらに、溶接時のブローホール発生の要因となる。したがって、N含有量は低い方が好ましい。N含有量は0.01%以下である。N含有量の好ましい上限は0.005%である。N含有量の下限は特に制限されない。しかしながら、製造コストを考慮すれば、N含有量の下限はたとえば、0.0001%である。
O:0.01%以下
酸素(O)は酸化物を形成して、鋼の靭性及び伸びフランジ性を低下する。したがって、O含有量は低い方が好ましい。O含有量は0.01%以下である。O含有量の好ましい上限は0.008%であり、さらに好ましくは0.006%である。O含有量の下限は特に制限されない。しかしながら、製造コストを考慮すれば、O含有量の好ましい下限はたとえば、0.0001%である。
Sb:0.03〜0.30%
アンチモン(Sb)は、上述のとおり鋼の表面に偏析しやすい元素である。Sbは、熱間圧延中に熱延鋼板の表面(スケールと母材との界面)にSb濃化層を形成する。Sb濃化層は、熱延鋼板の表面に露出した粒界から、酸素イオンが熱延鋼板の内部に侵入するのを抑制する。Sb濃化層はさらに、母材中の鉄イオンがスケールへ移動するのを抑制する。そのため、熱延鋼板の内部酸化層の形成及びスケールの成長が抑制される。Sbはさらに、Cの移動を制限して、脱炭層の形成も抑制する。
Sb含有量が低すぎれば、Sb濃化層が形成されにくくなり、上述の効果が得られない。一方、Sb含有量が高すぎれば、鋼板の加工性が低下する。Sb含有量が高すぎればさらに、熱延鋼板の機械的性質が低下する。したがって、Sb含有量は0.03〜0.30%である。Sb含有量の好ましい下限は0.05%であり、より好ましくは0.07%であり、さらに好ましくは0.10%であり、さらに好ましくは0.11%である。Sb含有量の好ましい上限は0.25%であり、より好ましくは0.20%である。
上記熱延鋼板の化学組成はさらに、式(1)を満たす。
Si+Mn≧3.20 (1)
ここで、式(1)中の元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。
Si及びMnの合計含有量が3.20%未満であれば、冷間圧延後に実施する焼鈍において残留オーステナイトが安定しない。この場合、焼鈍後の鋼板の強度又は延性が低い可能性がある。したがって、Si及びMnの合計含有量の下限は3.20%である。この場合、冷間圧延及び焼鈍後であっても、鋼板の強度及び延性は高い。Si及びMnの合計含有量の下限は好ましくは3.50%である。一方、Si及びMnの合計含有量が5.0%以下であれば、焼鈍時に相変態の遅延を抑制できる。そのため、未変態オーステナイトへ炭素(C)が十分に濃縮し、残留オーステナイトがより安定化する。したがって、好ましくは、Si及びMnの合計含有量の上限は5.0%であり、より好ましくは、4.5%である。
本実施形態による熱延鋼板の化学組成の残部は、Fe及び不純物からなる。ここで、不純物とは、熱延鋼板を工業的に製造する際に、原料としての鉱石、スクラップ又は製造環境などから混入されるものであって、本実施形態による熱延鋼板に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。
[任意元素]
上記熱延鋼板の化学組成は、上記必須元素に加えて、以下に説明する任意元素を含有してもよい。任意元素は含有されなくてもよい。
上記化学組成は、Feの一部に代えて、Ti、V及びNbからなる群から選択される1種又は2種以上を含有してもよい。Ti、V及びNbはいずれも任意元素であり、鋼の強度を高める。
Ti:0〜0.15%
チタン(Ti)は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Tiは、炭窒化物を形成して鋼の強度を高める。Tiはさらに、フェライト結晶粒の成長を抑制して鋼を細粒強化する。Tiはさらに、再結晶を抑制して鋼を転位強化する。しかしながら、Ti含有量が高すぎれば、炭窒化物が過剰に生成して鋼の成形性が低下する。したがって、Ti含有量は0〜0.15%である。Ti含有量の好ましい上限は0.10%であり、より好ましくは0.07%である。Ti含有量の好ましい下限は0.005%であり、より好ましくは0.010%であり、さらに好ましくは0.015%である。
V:0〜0.30%
バナジウムは任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、VはTiと同様に、鋼を析出物強化、細粒強化及び転位強化して、鋼の強度を高める。しかしながら、V含有量が高すぎれば、炭窒化物が過剰に析出して鋼の成形性が低下する。したがって、V含有量は0〜0.30%である。V含有量の好ましい上限は0.20%であり、より好ましくは0.15%である。V含有量の好ましい下限は0.001%であり、より好ましくは0.005%である。
Nb:0〜0.15%
ニオブ(Nb)は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Nbは、Ti及びVと同様に、鋼を析出物強化、細粒強化及び転位強化して、鋼の強度を高める。しかしながら、Nb含有量が高すぎれば、炭窒化物が過剰に析出して鋼の成形性が低下する。したがって、Nb含有量は0〜0.15%である。Nb含有量の好ましい上限は0.10%であり、さらに好ましくは0.06%である。Nb含有量の好ましい下限は0.005%であり、より好ましくは0.010%であり、さらに好ましくは0.015%である。
上記化学組成は、Feの一部に代えて、Cr、Ni、Mo、W及びBからなる群から選択される1種又は2種以上を含有してもよい。Cr、Ni、Mo、W及びBはいずれも任意元素であり、鋼の強度を高める。
Cr:0〜1.0%
クロム(Cr)は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Crは高温での相変態を抑制し、鋼の強度を高める。しかしながら、Cr含有量が高すぎれば、鋼の加工性が低下して、生産性が低下する。したがって、Cr含有量は0〜1.0%である。Cr含有量の好ましい下限は0.10%である。
Ni:0〜1.0%
ニッケル(Ni)は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Niは高温での相変態を抑制し、鋼の強度を高める。しかしながら、Ni含有量が高すぎれば、鋼の溶接性が低下する。したがって、Ni含有量は0〜1.0%である。Ni含有量の好ましい下限は0.10%である。
Mo:0〜1.0%
モリブデン(Mo)は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Moは高温での相変態を抑制し、鋼の強度を高める。しかしながら、Mo含有量が高すぎれば、鋼の熱間加工性が低下して生産性が低下する。したがって、Mo含有量は0〜1.0%である。Mo含有量の好ましい下限は0.01%である。
W:0〜1.0%
タングステン(W)は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Wは高温での相変態を抑制し、鋼の強度を高める。しかしながら、W含有量が高すぎれば、鋼の熱間加工性が低下して生産性が低下する。したがって、W含有量は0〜1.0%である。W含有量の好ましい下限は0.01%である。
B:0〜0.010%
ボロン(B)は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Bは高温での相変態を抑制し、鋼の強度を高める。しかしながら、B含有量が高すぎれば、鋼の熱間加工性が低下して生産性が低下する。したがって、B含有量は0〜0.010%である。B含有量の好ましい上限は0.005%であり、より好ましくは0.003%である。B含有量の好ましい下限は0.0001%であり、より好ましくは0.0003%であり、さらに好ましくは0.0005%である。
上記化学組成は、Feの一部に代えて、Cuを含有してもよい。
Cu:0〜0.50%
銅(Cu)は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Cuは微細な粒子として鋼中に析出し、鋼の強度を高める。しかしながら、Cu含有量が高すぎれば、鋼の溶接性が低下する。したがって、Cu含有量は0〜0.50%である。Cu含有量の好ましい下限は0.10%である。
上記化学組成は、Feの一部に代えて、Sn、Bi、Se、Te、Ge及びAsからなる群から選択される1種又は2種以上を含有してもよい。これらの元素は任意元素であり、内部酸化層の形成を抑制する。
Sn:0〜0.30%
Bi:0〜0.30%
Se:0〜0.30%
Te:0〜0.30%
Ge:0〜0.30%
As:0〜0.30%
スズ(Sn)、ビスマス(Bi)、セレン(Se)、テルル(Te)、ゲルマニウム(Ge)及びヒ素(As)は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、これらの元素は、Mn及びSiの偏析を抑制して内部酸化層の形成を抑制する。しかしながら、これらの元素の含有量が高すぎれば、鋼の成形性が低下する。したがって、Sn含有量は0〜0.30%であり、Bi含有量は0〜0.30%であり、Se含有量は0〜0.30%であり、Te含有量は0〜0.30%であり、Ge含有量は0〜0.30%であり、As含有量は0〜0.30%である。Sn含有量の好ましい上限は0.25%であり、さらに好ましくは0.20%である。Bi含有量の好ましい上限は0.25%であり、さらに好ましくは0.20%である。Se含有量の好ましい上限は0.25%であり、さらに好ましくは0.20%である。Te含有量の好ましい上限は0.25%であり、さらに好ましくは0.20%である。Ge含有量の好ましい上限は0.25%であり、さらに好ましくは0.20%である。As含有量の好ましい上限は0.25%であり、さらに好ましくは0.20%である。Sn含有量の好ましい下限は0.0001%である。Bi含有量の好ましい下限は0.0001%である。Se含有量の好ましい下限は0.0001%である。Te含有量の好ましい下限は0.0001%である。Ge含有量の好ましい下限は0.0001%である。As含有量の好ましい下限は0.0001%である。なお、Sn、Bi、Se、Te、Ge及びAsからなる群から選択される2種以上を含有させる場合、合計で0.0001〜0.30%とするのが好ましい。
上記化学組成は、Feの一部に代えて、Ca、Mg、Zr、Hf及び希土類元素(REM)からなる群から選択される1種又は2種以上を含有してもよい。これらの元素は任意元素であり、鋼の成形性を高める。
Ca:0〜0.50%
Mg:0〜0.50%
Zr:0〜0.50%
Hf:0〜0.50%
希土類元素(REM):0〜0.50%
カルシウム(Ca)、マグネシウム(Mg)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)及び希土類元素(REM)はいずれも任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、これらの元素は、鋼の成形性を高める。しかしながら、これらの元素の含有量が高すぎれば、鋼の延性が低下する。したがって、Ca含有量は0〜0.50%であり、Mg含有量は0〜0.50%であり、Zr含有量は0〜0.50%であり、Hf含有量は0〜0.50%であり、希土類元素(REM)含有量は0〜0.50%である。Ca含有量の好ましい下限は、0.0001%であり、より好ましくは、0.0005%であり、さらに好ましくは、0.001%である。Mg含有量の好ましい下限は、0.0001%であり、より好ましくは、0.0005%であり、さらに好ましくは、0.001%である。Zr含有量の好ましい下限は、0.0001%であり、より好ましくは、0.0005%であり、さらに好ましくは、0.001%である。Hf含有量の好ましい下限は、0.0001%であり、より好ましくは、0.0005%であり、さらに好ましくは、0.001%である。希土類元素(REM)含有量の好ましい下限は、0.0001%であり、より好ましくは、0.0005%であり、さらに好ましくは、0.001%である。なお、Ca、Mg、Zr、Hf及び希土類元素(REM)からなる群から選択される2種以上を含有させる場合、合計で0.0001〜0.50%とするのが好ましい。
本明細書におけるREMは、Sc、Y、及び、ランタノイド(原子番号57番のLa〜71番のLu)からなる群から選ばれる1種又は2種以上である。REM含有量は、これらの元素の合計含有量を意味する。
[組織]
本実施形態の熱延鋼板の組織は、特に限定されない。本実施形態の熱延鋼板の組織はたとえば、主としてフェライト及びパーライトからなる。具体的には、組織において、フェライト及びパーライトを合わせた面積率が75%以上である。組織において、フェライト及びパーライト以外の領域(残部)は、ベイナイト(焼戻しベイナイトを含む)、マルテンサイト(焼戻しマルテンサイトを含む)、及び、残留オーステナイトからなる群から選択される1種又は2種以上である。
組織におけるフェライト及びパーライトの総面積率が75%以上であれば、熱延鋼板の強度を抑えることができる。この場合、冷間加工性が高まる。
各相の面積率は、次の方法で求めることができる。
[フェライト及びパーライトの面積率]
熱延鋼板を圧延方向と垂直な面で切断する。切断面を鏡面研磨する。鏡面研磨された切断面のうち、表面から板厚の1/4位置±5mmの範囲であって、かつ、熱延鋼板の幅中央部(幅方向中心から幅方向に±10mmの範囲)を観察領域と定義する。観察領域をナイタール腐食液で腐食する。腐食後、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、観察領域のうち、任意の200μm×150μmの範囲を撮影する。撮影された領域(以下、撮影領域という)の画像を用いて、フェライト及びパーライトを特定する。特定されたフェライト及びパーライトの面積の総計を求め、撮影領域全体の面積の総計で除して、フェライト及びパーライトの総面積率(%)を求める。フェライト及びパーライトの面積は、メッシュ法又は画像処理ソフトウェア(商品名:イメージプロ)を用いて測定する。
[ベイナイト及びマルテンサイトの面積率]
ベイナイト及びマルテンサイトの面積率の測定方法は次のとおりである。上述のフェライト及びパーライトの面積率の測定方法と同じ撮影領域(200μm×150μm)において、電子後方散乱回折像法(EBSD法)を用いて撮影して写真画像を生成する。
写真画像からパーライト及び残留オーステナイトを除いた部分を、画像処理により抽出する。残った領域の低温変態相について、15度を隣接結晶粒との方位差の閾値として定義し、結晶粒を特定する。特定された各結晶粒において、粒内平均の菊地回折パターンの鮮明度(Grain Average Image Quality:GAIQ)を数値化する。数値化されたGAIQに対する面積率のヒストグラムを作成する。作成されたヒストグラムが2つのピークを有する場合、GAIQが高い側の分布をベイナイト由来、GAIQが低い側の分布をマルテンサイト由来とする。ベイナイト由来と特定されたGAIQを有する結晶粒の総面積率を、ベイナイト面積率と定義する。ヒストグラム中において、2つのピークが重なっている場合、分布が重なり合う境界までのGAIQで特定された結晶粒をベイナイトと定義して、ベイナイトの面積率を求める。
上述のフェライト面積率、パーライト面積率及びベイナイト面積率及び後述の残留オーステナイト面積率の総和(%)を100(%)から差し引いた値(%)を、マルテンサイトの面積率を定義する。
[残留オーステナイトの面積率]
残留オーステナイトの面積率は、X線回折法により決定される。具体的には、上述のフェライト及びパーライトの面積率の測定方法と同じ撮影領域(200μm×150μm)において、オーステナイトとフェライトとの間の反射面強度が相違するという性質を用いて、残留オーステナイトの割合をX線回折法によって実験的に求める。MoのKα線を用いたX線回折法により得られる像から、次式を用いて残留オーステナイト面積率Vγを求める。
Vγ=(2/3){100/(0.7×α(211)/γ(220)+1)}+(1/3){100/(0.78×α(211)/γ(311)+1)}
ここで、α(211)はフェライトの(211)面における反射面強度、γ(220)はオーステナイトの(220)面における反射面強度、γ(311)はオーステナイトの(311)面における反射面強度である。
[引張強度]
本実施形態の熱延鋼板の好ましい引張強度は800MPa以下であり、さらに好ましくは700MPa以下である。引張強度が低いため、冷間加工性が高まる。引張強度の下限は特に限定されないが、たとえば400MPaである。引張強度はJIS Z2241(2011)に準拠した金属材料引張試験方法により求めることができる。
[Sb濃化層について]
上述のとおり、Sb濃化層は、熱延鋼板の母材表面とスケールとの界面に形成される。Sb濃化層の有無は、電子微小分析法(EPMA)にて観察できる。具体的には、熱延鋼板を圧延方向と垂直な面で切断し、切断面のうち、表面を含む幅中央部(幅方向中心から幅方向に±10mmの範囲)のうち、熱延鋼板の幅方向に50μm×深さ方向に45μmの任意の領域を観察領域と定義する。観察領域を含むサンプルを採取する。観察領域に対してEPMAを用いたマッピング分析を実施する。Sb濃度が領域平均の1.5倍以上の部分をSb濃化層として特定する。観察領域の幅(50μm)に対して90%以上でSb濃化層が確認された場合、Sb濃化層が形成されていると認定する。
特定されたSb濃化層の厚さを、観察領域の幅方向5μmピッチで測定し、その平均値をSb濃化層の厚さと定義する。Sb濃化層の好ましい厚さは0.5μm以上であり、さらに好ましくは1.0μm以上であり、さらに好ましくは1.5μm以上である。
Sbは高温において鋼の粒界及び表面に偏析し、特に、表面に偏析して濃化する傾向が強い。スケールが母材を覆っている場合であっても、Sbは母材表面へ強く偏析する。Sbの偏析を十分に生じさせ、Sb濃化層の形成を促進するために、熱延鋼板を高温域に長時間滞留させるのが好ましい。Sb濃化層は熱間圧延時においても形成され、圧延により引き延ばされる。そのため、仕上げ圧延温度は、後述のとおり、高温である方が好ましい。
[内部酸化層の厚さ]
本実施形態の熱延鋼板では、Sb濃化層が形成されるため、内部酸化層の厚さが抑制される。内部酸化層の好ましい厚さは5μm以下である。
内部酸化層は次の方法で測定される。熱延鋼板の幅中央部(幅方向中心から幅方向に±10mmの範囲)内の任意の位置から、熱延鋼板の表面を含む小片を切り出す。小片の表面のうち、圧延方向と垂直な断面(以下、観察面という)を鏡面研磨する。観察面に対してC蒸着を実施する。C蒸着後、観察面の表面近傍部分を電界放出形走査電子顕微鏡(FE-SEM)を用いて任意の視野を1000倍で撮影し、画像を得る(各視野は200μm×180μm)。得られた画像に基づいて、内部酸化層の厚さ(μm)を求める。内部酸化層では、Si及びMnの酸化物が母材中に生じている。そのため、一般的なSEMに標準的に搭載されている反射電子像により、スケールと、内部酸化層と、母材とを容易に区別できる。
得られた画像において、スケールと母材との界面から内部酸化層の最下端までの距離を、圧延方向に10μm毎に求める。この測定を任意の3視野で実施し、得られた距離の平均値を、内部酸化層厚さ(μm)と定義する。
[スケール厚さ]
本実施形態の熱延鋼板では、Sb濃化層が形成されるため、スケールの生成も抑制される。スケールの好ましい厚さは10μm以下である。
スケール厚さは、次の方法で測定する。内部酸化層の厚さの測定時と同様に、FE−SEMを用いて画像を得る。得られた画像(内部酸化層を測定したものと同じ画像を使用すれば足りる)において、スケールを特定し、スケールの最上端と界面との間の距離を、圧延方向に10μm毎に求める。この測定を任意の3視野で実施して得られた距離の平均値をスケール厚さ(μm)と定義する。
[脱炭層の厚さ]
本実施形態の熱延鋼板ではさらに、Sb濃化層が形成されるため、脱炭相の厚さも抑制される。脱炭層の好ましい厚さは20μm以下である。
脱炭層は次の方法で測定する。熱延鋼板の幅中央部(幅方向中心から幅方向に±10mmの範囲)内の任意の位置から、熱延鋼板の表面を含む小片を切り出す。小片の表面に対して、EPMAによるCKα線の線分析を実施し、鋼板の表面から深さ方向にC強度(線分析結果)を得る。得られた線分析結果のうち、鋼板中の最小のC強度位置から、C強度が、鋼板の平均C強度(母材のC強度)と鋼板中の最小のC強度との差の98%となる深さ位置までの距離を、脱炭層の厚さ(μm)と定義する。
以上、本実施形態の熱延鋼板では、Sb濃化層が内部酸化層の生成を抑制する。Sb濃化層はさらに、スケールの生成を抑制する。Sb濃化層はさらに、脱炭層の生成も抑制する。本実施形態の熱延鋼板ではさらに、組織において、フェライト及びパーライトの総面積率が75%以上である。そのため、引張強度が800MPa以下、好ましくは700MPa以下に抑えられ、優れた冷間加工性を有する。
本実施形態の熱延鋼板ではさらに、後述のデスケーリングを実施してもよい。この場合、ファイアライトに起因して表面に形成される島状スケールの表面における面積率が低くなる。そのため、酸洗性がさらに高まる。
[製造方法]
上述の熱延鋼板の製造方法の一例を説明する。製造方法は、準備工程と、熱間圧延工程と、巻取工程とを備える。
[準備工程]
準備工程では、上記化学組成を有する鋼材を準備する。具体的には、上記化学組成を有する溶鋼を製造する。溶鋼を用いて、鋼材であるスラブを製造する。スラブは、連続鋳造法により製造されてもよい。又は、溶鋼を用いてインゴットを製造し、インゴットを分塊圧延してスラブを製造してもよい。
[熱間圧延工程]
準備された鋼材(スラブ)を加熱する。加熱温度は、1100〜1350℃である。加熱時間は、30分以上とすることが好ましい。加熱されたスラブを、粗圧延機及び仕上げ圧延機を用いて熱間圧延して、鋼板にする。粗圧延機は一列に並んだ複数の圧延スタンドを備え、各圧延スタンドはロール対を有する。粗圧延機はレバース式であってもよい。仕上げ圧延機は、一列に並んだ複数の圧延スタンドを備え、各圧延スタンドはロール対を備える。
[デスケーリング]
熱間圧延では、複数の圧延スタンド(粗圧延機又は仕上げ圧延機)の間に設置された1又は複数の高水圧デスケーリング装置により、圧延中の鋼板に対してデスケーリングを行ってもよい。デスケーリングは、1050℃以上の鋼板に実施するのが好ましい。この場合、本実施形態の化学組成の鋼板のように、高Si・高Mn含有鋼の表面に生じるFe2SiO4(ファイヤライト)を効果的に除去できる。ファイヤライトが残存すると、熱延鋼板の表面に島状スケールが形成される。島状スケールが熱延鋼板の表面に残存すれば、酸洗時にスケールが除去されにくくなる。ファイアライトが残存すればさらに、冷間圧延時に押し込み疵が発生して、冷延鋼板の外観を損なう場合がある。デスケーリングを実施すれば、ファイヤライトを除去できる。
仕上げ圧延時において仕上げ圧延スタンド間に1又は複数の高水圧デスケーリング装置を配置する場合、仕上げ圧延機の先頭の圧延スタンドの入側近傍に配置された加熱装置により、粗圧延後であって仕上げ圧延前の鋼板(粗バー)を1050℃以上に加熱することが好ましい。粗バーを加熱する方法は特に限定されない。たとえば、誘導加熱装置、リフロー炉等により、粗バーを加熱する。
[仕上げ圧延温度FT]
熱間圧延において、仕上げ圧延機の最終スタンドの出側での鋼板の表面温度を、仕上げ圧延温度FT(℃)と定義する。好ましい仕上げ圧延温度FT(℃)は、Ar3変態温度+50℃以上である。仕上げ圧延温度FTがAr3変態温度+50℃未満であれば、鋼板の圧延抵抗が増加して生産性が低下する。さらに、フェライト及びオーステナイトの二相域で鋼板が圧延される。この場合、鋼板の組織が層状組織を形成して、機械的性質が低下する。したがって、仕上げ圧延温度FTはAr3変態温度+50℃以上である。好ましい仕上げ圧延温度FTは920℃超であり、さらに好ましくは950℃以上である。
仕上げ圧延完了後、巻取温度まで鋼板を冷却する。冷却方法は特に限定されない。冷却方法はたとえば、水冷、強制空冷及び放冷である。
[巻取工程]
熱間圧延工程で製造された熱延鋼板を巻き取り、コイルにする。コイル巻き取り開始時の熱延鋼板の表面温度(以下、巻取温度という)CTは、好ましくは、600℃〜750℃である。
巻取温度CTが高すぎれば、熱延鋼板での内部酸化層の生成が促進される。一方、巻取温度CTが低すぎれば、本実施形態の熱延鋼板のように、Siを多量に含有する鋼では、熱延鋼板の強度が高くなりすぎ、冷間圧延性が低下する。
巻取温度CTを600℃〜750℃とすれば、熱延鋼板の強度の上昇を抑えることができ、かつ、本実施形態に規定する鋼組成においては内部酸化層の生成が抑制される。巻取温度CTは、好ましくは650℃〜750℃であり、より好ましくは、700℃〜750℃である。
以上の工程により、本実施形態の熱延鋼板を製造できる。なお、上述の製造方法は、フェライト及びパーライトの総面積率が75%以上となる熱延鋼板の製造方法の一例であり、本実施形態の熱延鋼板の製造方法はこれに限定されない。
[第2の実施の形態]
熱延鋼板の組織は、主としてベイナイト及びマルテンサイトからなる組織であってもよい。具体的には、ベイナイト及びマルテンサイトを合わせた面積率が75%以上であってもよい。
[組織]
本実施形態(第2の実施の形態)による熱延鋼板の化学組成は、第1の実施の形態の熱延鋼板と同じであり、式(1)を満たす。式(1)を満たさなければ、冷延鋼板の延性が低下する場合がある。式(1)を満たせば、焼鈍後の冷延鋼板においても、優れた延性が得られる。
一方、本実施形態の熱延鋼板の組織は、第1の実施の形態と異なる。本実施形態の熱延鋼板の組織は、ベイナイト及びマルテンサイトを合わせた面積率が75%以上である。
ベイナイト及びマルテンサイト以外の領域(残部)は、フェライト、パーライト、及び、残留オーステナイトからなる群から選択される1種又は2種以上である。本実施形態では、好ましくは、巻取後の熱延鋼板に焼戻し処理を実施する。これにより、鋼板の強度をある程度低下させることができ、ある程度の強度を保ちつつ冷間加工性を高めることができる。焼戻しを行った場合におけるベイナイトは主として焼戻しベイナイトであり、マルテンサイトは主として焼戻しマルテンサイトである。組織中の各相の面積率の測定方法は、第1の実施の形態と同じである。
[引張強度]
本実施形態の熱延鋼板は、上記化学組成及び組織を有する。巻取後に焼戻しを実施しない場合、本実施形態の熱延鋼板の引張強度は900MPa以上である。
一方、巻取後に焼戻しを実施した場合、熱延鋼板の引張強度は800MPa以下である。この場合、冷間加工性を高めることができ、冷間圧延時に製造設備にかかる負荷を低減できる。引張強度の下限は特に限定されないが、たとえば400MPaである。引張強度はJIS Z2241(2011)に準拠した方法で求める。
[製造方法]
本実施形態による熱延鋼板の製造方法の一例を説明する。製造方法は、準備工程と、熱間圧延工程と、巻取工程とを備える。第1の実施形態の製造方法と比較して、巻取工程での巻取温度CTが異なる。好ましくはさらに、巻取工程後、焼戻し工程を実施する。その他の工程は第1の実施形態と同じである。
[巻取工程]
熱間圧延工程で製造された鋼板を巻取り、コイルにする。コイル巻取り開始時の鋼板の表面温度(巻取温度)が低すぎれば、鋼板の強度が上昇し、巻取り装置にかかる負荷が大きくなる。したがって、コイル巻取開始時の鋼板の表面温度(巻取温度)CTは、150〜600℃であり、好ましくは350〜500℃であり、より好ましくは400℃〜500℃である。
[焼戻し工程]
本実施形態の熱延鋼板は巻取温度CTが600℃以下、好ましくは500℃以下であるため、硬度が高い。そこで、強度を下げて冷間圧延性を高めるために焼戻しを実施してもよい。焼戻し工程では、巻取後の鋼板を550℃以上(Ac1変態温度以下)で焼戻しする。焼戻し時間が短すぎれば、上記効果が得られにくい。一方、焼戻し時間が長すぎれば、その効果が飽和する。したがって、好ましい焼戻し時間は、550℃以上の温度域において、0.5〜8時間である。
以上の工程により、第2の実施形態の熱延鋼板を製造できる。
なお、焼戻し処理は実施しなくてもよい。焼戻しを実施しない場合も、熱延鋼板の組織は、ベイナイト及びマルテンサイトを合わせた面積率が75%以上であり、残部がフェライト、パーライト、及び、残留オーステナイトからなる群から選択される1種又は2種以上である。ただし、焼戻しを実施しない場合のベイナイト組織及びマルテンサイト組織は、焼戻しベイナイト及び焼戻しマルテンサイトを主体とした組織ではなく、巻取工程において形成される焼戻しベイナイト、焼戻しマルテンサイトを一部含む、ベイナイト及びマルテンサイト主体の組織となる。
焼戻し処理を実施しない場合、熱延鋼板の引張強度は900MPa以上である。焼戻しを実施しない熱延鋼板は、熱延鋼板として高い引張強度が必要とされる場合等に特に有用である。
なお、上述の製造方法は、ベイナイト及びマルテンサイトの総面積率が75%以上となる熱延鋼板の製造方法の一例であり、本実施形態の熱延鋼板の製造方法はこれに限定されない。
[その他の実施形態]
上述の第1及び第2の実施形態では、組織が規定されている。しかしながら、本実施形態の熱延鋼板の組織は特に限定されない。上記化学組成及び式(1)を満たせば、必要な加工性、強度を維持しつつ、Sb濃化層を形成でき、内部酸化層及び/又はスケールの生成を抑制できる。
上記製造方法は一例に過ぎない。したがって、他の製造方法によっても、第1及び第2の実施形態の熱延鋼板を製造できる場合がある。
なお、熱間圧延工程の仕上げ圧延において、最終のデスケーリングを実施した時の鋼板の温度から、仕上げ圧延後の冷却によって鋼板の温度が800℃になるまでの平均冷却速度(以下、ADFTという)は10℃/秒以上とすることが好ましい。この場合、熱延鋼板表面のスケールの生成をさらに抑制できる。
本発明の熱延鋼板の実施例について説明する。実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例である。したがって、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得る。
[実施例1]
表1に示す化学組成を有する溶鋼を製造した。
表1を参照して、鋼種A〜Oは本実施形態の鋼材の化学組成の範囲内であった。一方、鋼種P〜Uの化学組成は、本実施形態の鋼材の化学組成の範囲外であった。
上記溶鋼を用いて、造塊法により鋼材(インゴット)を製造した。複数の熱間圧延スタンドからなる試験用熱間圧延ミルを用いて、鋼材を表2に示す熱間圧延条件(加熱温度(℃)、仕上げ圧延温度FT(℃))で熱間圧延して、熱延鋼板を製造した。さらに、熱間圧延後の熱延鋼板に対して、表2に示す巻取温度CT(℃)で巻取られたコイル相当の熱履歴をNパージされた徐冷炉により与えた。
なお、仕上げ圧延機の入側に粗バーヒータを模擬した再加熱炉を設置して、表2に示す条件で再加熱した。また、仕上げ圧延機の圧延スタンド間に高水圧デスケーリング装置を配置して、仕上げ圧延中の鋼板に対してデスケーリングを実施した。デスケーリング実施直前の鋼板の表面温度(デスケーリング温度)は、表2に示すとおりであった。
[内部酸化層厚さ及びスケール厚さ測定試験]
各試験番号の熱延鋼板の幅中央部(幅方向中心から幅方向に±10mmの範囲)から小片を切り出した。小片の表面のうち、圧延方向と垂直な断面(以下、観察面という)を鏡面研磨した。観察面に対してC(カーボン)蒸着を実施した。C蒸着後、観察面の表面近傍部分を電界放出形走査電子顕微鏡(FE-SEM)を用いて撮影し、画像を得た。得られた画像を用いて、上述の方法により、内部酸化層の厚さ(μm)及びスケール厚さ(μm)を求めた。
[脱炭層測定試験]
各試験番号の熱延鋼板の幅中央部(幅方向中心から幅方向に±10mmの範囲)から小片を切り出した。小片の表面に対して、EPMAによるCKα線の線分析を実施した。得られた線分析結果のうち、鋼板中の最小のC強度位置から、C強度が、鋼板の平均C強度(母材のC強度)と鋼板中の最小のC強度との差分の98%となる深さ位置までの距離を、脱炭層の厚さ(μm)と定義した。
[Sb濃化層測定試験]
第1の実施の形態に記載された測定方法により、Sb濃化層の有無、及び、Sb濃化層の厚さ(μm)を測定した。
[冷間圧延性評価試験]
鋼板の幅中央部、かつ、表面から1/4厚さの位置から、JIS規格の5号引張試験片を採取した。平行部は圧延方向に平行とした。引張試験片を用いて、JIS Z2241(2011)に準拠した引張試験を、大気中、常温(25℃)にて実施し、引張強度(MPa)を得た。
[酸洗性評価試験]
各試験番号の鋼板の板幅中央部から、鋼板表面を含む試験片を採取した。試験片のうち、鋼板表面を含む領域は、幅50mm×長さ70mmであった。試験片に対して酸洗試験を実施した。酸洗試験では、85℃に加熱した8%塩酸水溶液中に試験片を浸漬して、試験片の表面のスケールを除去した。試験片の表面全体のスケールが除去された時間(酸洗完了時間)を測定した。酸洗完了時間が60秒以内である場合、酸洗性に優れると判断した。
[試験結果]
表3に試験結果を示す。
表3中の「組織」は、鋼板の幅中央部(幅方向中心から幅方向に±10mmの範囲)の板厚/4深さ位置における組織を示す。各組織のうち、「F」欄には、各組織中のフェライトの面積率(%)が記載され、「P」欄にはパーライトの面積率が記載されている。「その他」欄には、フェライト及びパーライト以外の相の面積率が記載されている。「B」はベイナイト(焼戻しベイナイト含む)の面積率(%)であり、「M」はマルテンサイト(焼戻しマルテンサイトを含む)の面積率(%)である。「Rg」は残留オーステナイトの面積率(%)である。各相の面積率は、上述の測定方法により測定した。
「引張強度TS」は、鋼板の幅中央部の引張強度TS(MPa)を示す。引張強度が800MPa以下である場合、冷間圧延性に優れると判断した。
表3中の「酸洗性」欄の「○」印は、酸洗完了時間が60秒以内であったことを示す。「×」印は、酸洗完了時間が60秒を超えたことを意味する。
表3を参照して、試験番号1〜19の化学組成は適切であり、式(1)も満たした。そのため、Sb濃化層が確認された。Sb濃化層の厚さはいずれも0.5μm以上であった。さらに、スケール厚さは10μm以下であり、内部酸化層の厚さは5μm以下であった。したがって、内部酸化層及びスケールを抑制できた。その結果、酸洗性に優れた。さらに、脱炭層の厚さは20μm以下であった。
試験番号1〜5、試験番号7、及び、試験番号9〜19ではさらに、フェライト及びパーライトの生成に適した製造条件であった。そのため、これらの試験番号の熱延鋼板の組織ではいずれも、フェライト及びパーライトの総面積率が75%以上であった。そのため、引張強度が800MPa以下であった。
試験番号6及び試験番号8では、巻取温度CTが150〜600℃であったため、組織におけるベイナイト及びマルテンサイトの総面積率が75%以上であり、引張強度が900MPa以上であった。
一方、試験番号20で用いた鋼種Pでは、Sb含有量が低すぎた。そのため、Sb濃化層の厚さが0.5μm未満であり、内部酸化層の厚さが5μmを超えた。そのため、酸洗性が低かった。
試験番号21で用いた鋼種Qでは、Sbが含有されなかった。そのため、Sb濃化層が確認されなかった。その結果、内部酸化層の厚さが5μmを超え、スケール厚さが10μmを超えた。そのため、酸洗性が低かった。さらに、脱炭層厚さが20μmを超えた。
試験番号22で用いた鋼種Rでは、C含有量が高すぎた。さらに、Sbが含有されなかった。さらに、巻取温度CTが低すぎた。そのため、組織が主としてベイナイト及びマルテンサイトからなり、フェライト及びパーライトが存在しなかった。そのため、引張強度が800MPaを超えた。さらに、Sb濃化層が存在しなかったため、内部酸化層の厚さが5μmを超え、スケール厚さが10μmを超えた。そのため、酸洗性が低かった。
試験番号23で用いた鋼種Sでは、Si含有量が高すぎ、かつ、Sbが含有されなかった。その結果、Sb濃化層が生成せず、内部酸化層の厚さが5μmを超え、スケール厚さが10μmを超えた。そのため、酸洗性が低かった。さらに、脱炭層厚さが20μmを超えた。
なお、試験番号23では、熱間圧延時、粗バーヒータでの加熱を実施しなかった。そのため、デスケーリング温度が1050℃未満であった。その結果、島状スケール率が6%を超えた。
試験番号24で用いた鋼種Tでは、Mn含有量が低すぎ、Al含有量が低すぎ、かつ、Sb含有量が高すぎた。そのため、鋼材の脆化が激しく、評価試験を中止した。試験番号25では、Mn含有量が高かった。そのため、鋼材の脆化が激しく、評価試験を中止した。
[実施例2]
表4に示す化学組成を有する溶鋼を製造した。
上記溶鋼を用いて、造塊法により鋼材(インゴット)を製造した。試験用熱間圧延ミルを用いて、鋼材を表5に示す熱間圧延条件(加熱温度(℃)、及び、仕上げ圧延温度FT(℃))で熱間圧延して、鋼板を製造した。さらに、熱間圧延後の鋼板に対して、表5に示す巻取温度CT(℃)での巻取を模擬した熱処理を実施した。具体的には、巻取温度CT(℃)に設定した炉内に鋼板を積層して装入した。炉内は窒素雰囲気であり、鋼板表面は大気から遮断された状態であった。つまり、鋼板の表面状態は実製造によるコイルの表面状態と同等であった。炉内で鋼板を巻取温度CT(℃)で30分保持した後、20℃/時間で室温まで徐冷した。
[フェライト及びパーライトの面積率の測定試験]
実施例1と同様の方法により、熱間圧延後の鋼板(熱延鋼板)中のフェライト及びパーライトの合計の面積率を測定した。結果を表5に示す。表5の「鋼組織」中、「F+P」は、熱延鋼板の組織のうち、フェライト及びパーライトの総面積率が75%以上であったことを示す。表5の「鋼組織」中、「B+M」は、熱延鋼板の組織のうちベイナイト及びマルテンサイトの総面積率が75%以上であったことを示す。
[内部酸化層の厚さ測定試験]
各試験番号の熱間圧延後の鋼板(熱延鋼板)の内部酸化層の厚さを実施例1と同じ方法で測定した。具体的には、熱延鋼板の板幅中央部から熱延鋼板の表面を含む小片を切り出した。小片の表面のうち、圧延方向と垂直な断面(以下、観察面という)を鏡面研磨した。観察面に対してC(カーボン)蒸着を実施した。C蒸着後、観察面の表面近傍部分を電界放出形走査電子顕微鏡(FE−SEM)を用いて観察倍率1000倍で撮影して画像を得た。得られた画像に基づいて、上述の方法で内部酸化層の厚さを測定した。結果を表5に示す。
なお、スケールは熱延鋼板の外部で鉄イオンが酸化されて形成された層である。一方、内部酸化層はSi及びMnの酸化物を含み、熱延鋼板内部に形成された層である。そのため、一般的なSEMを用いることにより、スケール、内部酸化層及び母材は容易に区別できた。
[引張試験]
各試験番号の熱延鋼板の引張強度TSをJIS Z2241(2011)に準拠した方法で測定した。結果を表2に示す。表5の「TS(MPa)」中、「−」は熱延鋼板の端に割れが生じ測定不能であったことを示す。
[均一伸び測定試験]
各試験番号の熱延鋼板を圧下率50%で冷間圧延した。冷間圧延後の鋼板に対して焼鈍を実施した。焼鈍は、以下の条件で行った。鋼板を平均加熱速度5℃/秒でHC温度(Ae3温度+10℃)まで加熱し、鋼板に対してこのHC温度にて90秒の焼鈍を施した。その後、鋼板をAC温度(HC温度−120℃)まで2℃/秒の冷却速度で徐冷した。さらに、鋼板をAC温度から420℃まで80℃/秒で急冷した。鋼板を420℃で300秒保持した後に室温まで放冷した。焼鈍後の鋼板に対してJIS Z2241(2011)に準拠した方法で、引張試験を実施した。引張試験の試験中、試験片にくびれが発生するまで(試験片が一様伸びを示す区間)に試験片が伸びた長さを測定した。得られた長さを、試験片の長さで割って均一伸びELとした。結果を表5に示す。表5の「EL(%)」中、「−」は鋼板の端に割れが生じ測定不能であったことを示す。
[試験結果]
表4及び表5を参照して、試験番号1〜10の化学組成は適切であった。さらに、試験番号1〜10の製造条件は適切であった。そのため、試験番号1〜10の熱延鋼板の組織は、フェライト及びパーライトの総面積率が75%以上であった。試験番号1〜10の熱延鋼板はさらに、0.5μm以上の厚さのSb濃化層が形成された。また、内部酸化層の厚さが5μm以下であり、内部酸化層の形成が抑制された。
さらに、試験番号1〜10の熱延鋼板の引張強度は800MPa以下であり、冷間圧延時の加工性に優れた。試験番号1〜10の冷延鋼板の均一伸びは10.0%以上であり、冷間圧延後においても優れた加工性を示した。
試験番号11で用いた鋼種Kでは、Sbを含有しなかった。そのため、試験番号11の熱延鋼板では、Sb濃化層が形成されず、内部酸化層厚さが47μmと厚かった。
試験番号12で用いた鋼種Lでは、Sb含有量が高すぎた。そのため、試験番号12の熱延鋼板の端に割れが生じ、引張試験が実施できなかった。したがって、冷間圧延時の加工性が低かった。
試験番号13で用いた鋼種Mでは、Sb含有量が低すぎた。そのため、試験番号13の熱延鋼板は内部酸化層厚さが34μmと厚かった。
試験番号14で用いた鋼種Nでは、Si及びMnの合計含有量が3.07%であり、式(1)を満たさなかった。そのため、試験番号14の冷延鋼板では、同じくフェライト及びパーライトの総面積率が75%以上である試験番号1〜10と比較して、均一伸びELが低く、10%未満であった。
試験番号15で用いた鋼種Oでは、Si含有量が0.93%と低かった。さらに、鋼種OはSi及びMnの合計含有量が3.04%であり、式(1)を満たさなかった。そのため、試験番号15の冷延鋼板の均一伸びは8.7%であり、同じくフェライト及びパーライトの総面積率が75%以上である試験番号1〜10と比較して、低かった。
試験番号16で用いた鋼種Pでは、Mn含有量が1.55%と低かった。そのため、試験番号16の冷延鋼板の均一伸びは6.7%であり、同じくフェライト及びパーライトの総面積率が75%以上である試験番号1〜10と比較して、低かった。
試験番号17で用いた鋼種Qでは、Si含有量が2.96%と高かった。そのため、試験番号17の冷延鋼板の均一伸びは7.8%であり、同じくフェライト及びパーライトの総面積率が75%以上である試験番号1〜10と比較して、加工性が低かった。
試験番号18で用いた鋼種Rでは、Mn含有量が3.99%と高かった。そのため、試験番号18の冷延鋼板の均一伸びは3.2%であり、加工性が低かった。
試験番号19で用いた鋼種Sでは、Sb含有量が0.02%と低かった。そのため、試験番号19の熱延鋼板ではSb濃化層の厚さが0.5μm未満であり、内部酸化層厚さが25μmと厚かった。
[実施例3]
表4示す化学組成を有する溶鋼を製造した。
上記溶鋼を用いて、造塊法により鋼材(インゴット)を製造した。試験用熱間圧延ミルを用いて、鋼材を表6に示す熱間圧延条件(加熱温度(℃)、及び、仕上げ圧延温度FT(℃))で熱間圧延して、鋼板を製造した。さらに、熱間圧延後の鋼板に対して、表6に示す巻取温度CT(℃)での巻取を模擬した熱処理を実施した。具体的には、巻取温度CT(℃)に設定した炉内に鋼板を積層して投入した。炉内は窒素雰囲気であり、鋼板表面は大気から遮断された状態であった。つまり、鋼板の表面状態は実製造によるコイルの表面状態と同等であった。炉内で鋼板を巻取温度CT(℃)で30分保持した後、20℃/時間で室温まで徐冷した。さらに、試験番号2、5、7、13及び15以外の試験番号の鋼板に対して、表6に示す焼戻し温度(℃)及び焼戻し時間(hr)で、焼戻しを実施した。表6中、「焼戻し時間(hr)」は、鋼板を表6に示す焼戻し温度で滞留させた時間を示す。
[ベイナイト及びマルテンサイトの面積率の測定試験]
上述の方法により、熱延鋼板中のベイナイト及びマルテンサイトの面積率を測定した。結果を表6に示す。表6の「鋼組織」中、「F」はフェライトの面積率、「P」はパーライトの面積率、「B」はベイナイトの面積率、「M」はマルテンサイトの面積率、「γ」はオーステナイトの面積率をそれぞれ示す。
[内部酸化層厚さ及びスケール厚さ測定試験]
各試験番号の熱延鋼板に対して、実施例1と同じ方法で内部酸化層厚さ及びスケール厚さを測定した。結果を表6に示す。
[Sb濃化層厚さ測定試験]
各試験番号の熱延鋼板に対して、実施例1と同じ方法で、Sb濃化層の有無、及び、Sb濃化層の厚さ(μm)を測定した。結果を表6に示す。
[引張試験]
実施例1と同じ方法により、各試験番号の引張強度TS(MPa)を測定した。結果を表6に示す。表6の「引張強度」中、「−」は熱延鋼板の端に割れが生じ測定不能であったことを示す。
[均一伸び測定試験]
実施例2と同じ方法により、各試験番号の均一伸びELを測定した。結果を表6に示す。
[試験結果]
表4及び表6を参照して、試験番号1〜15の化学組成は適切であった。さらに、試験番号1〜15の製造条件は適切であった。そのため、試験番号1〜15の熱延鋼板の組織では、ベイナイト及びマルテンサイトの総面積率が75%以上であった。試験番号1〜15の熱延鋼板ではさらに、0.5μm以上の厚さを有するSb濃化層が確認された。その結果、内部酸化層の厚さが5μm以下であり、内部酸化層の形成が抑制された。さらに、試験番号1〜15の熱延鋼板のスケール厚さは7μm以下であり、スケールが抑制された。
試験番号1、3、4、6、8〜12及び14では、焼戻しを実施した。そのため、引張強度TSが800MPa以下、均一伸びELは10%以上であり、冷間圧延後において優れた加工性が得られた。一方、試験番号2、5、7、13及び15では、焼戻しを実施しなかった。そのため、引張強度が900MPa以上であり、優れた強度が得られた。
一方、試験番号16で用いた鋼種Kでは、Sbを含有しなかった。そのため、Sb濃化層が形成されなかった。その結果、内部酸化層の厚さが5μmを超え、スケール厚さが7μmを超えた。
試験番号17で用いた鋼種Lでは、Sb含有量が0.41%と高すぎた。そのため、試験番号17では、熱延鋼板の端に割れが生じ、加工性が低かった。そのため、引張試験が実施できなかった。
試験番号18で用いた鋼種Mでは、Sb含有量が0.004%と低すぎた。そのため、試験番号18の熱延鋼板ではSb濃化層が形成されなかった。そのため、内部酸化層の厚さが5μmを超え、スケール厚さが7μmを超えた。
試験番号19で用いた鋼種Nでは、Si及びMnの合計含有量が3.07%であり、式(1)を満たさなかった。そのため、焼戻しを実施したにもかかわらず、均一伸びELが10%未満であった。
試験番号20で用いた鋼種Oでは、Si含有量が0.93%と低かった。さらに、鋼種SはSi及びMnの合計含有量が3.04%であり、式(1)を満たさなかった。そのため、焼戻しを実施したにもかかわらず、均一伸びELが10%未満であった。
試験番号21で用いた鋼種Pでは、Mn含有量が1.55%と低かった。そのため、組織において、フェライトの面積率が30%であり、マルテンサイト及びベイナイトを合わせた面積率は75%未満であった。その結果、焼戻しを実施したにもかかわらず、均一伸びELが10%未満であった。
試験番号22で用いた鋼種Qでは、Si含有量が2.96%と高かった。そのため、焼戻しを実施したにもかかわらず、均一伸びELが10%未満であった。
試験番号23で用いた鋼種Rでは、Mn含有量が3.99%と高かった。そのため、焼戻しを実施したにもかかわらず、均一伸びELが10%未満であった。
試験番号24で用いた鋼種Sでは、Sb含有量が0.02%と低かった。そのため、Sb濃化層の圧Sが0.5μm未満であった。そのため、内部酸化層厚さが10μmを超え、スケール厚さが7μmを超えた。
以上、本発明の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。したがって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。

Claims (17)

  1. 質量%で、
    C:0.07〜0.30%、
    Si:1.0超〜2.8%、
    Mn:2.0〜3.5%、
    P:0.030%以下、
    S:0.010%以下、
    Al:0.01〜1.0%未満、
    N:0.01%以下、
    O:0.01%以下、
    Sb:0.03〜0.30%、
    Ti:0〜0.15%、
    V:0〜0.30%、
    Nb:0〜0.15%、
    Cr:0〜1.0%、
    Ni:0〜1.0%、
    Mo:0〜1.0%、
    W:0〜1.0%、
    B:0〜0.010%、
    Cu:0〜0.50%、
    Sn:0〜0.30%、
    Bi:0〜0.30%、
    Se:0〜0.30%、
    Te:0〜0.30%、
    Ge:0〜0.30%、
    As:0〜0.30%、
    Ca:0〜0.50%、
    Mg:0〜0.50%、
    Zr:0〜0.50%、
    Hf:0〜0.50%、及び、
    希土類元素:0〜0.50%を含有し、残部はFe及び不純物からなり、式(1)を満たす化学組成を有する、熱延鋼板。
    Si+Mn≧3.20 (1)
    ここで、式(1)中の元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。
  2. 請求項1に記載の熱延鋼板であって、質量%で、
    Ti:0.005〜0.15%、
    V:0.001〜0.30%、及び、
    Nb:0.005〜0.15%からなる群から選択される1種又は2種以上を含有する、熱延鋼板。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の熱延鋼板であって、質量%で、
    Cr:0.10〜1.0%、
    Ni:0.10〜1.0%、
    Mo:0.01〜1.0%、
    W:0.01〜1.0%、及び、
    B:0.0001〜0.010%からなる群から選択される1種又は2種以上を含有する、熱延鋼板。
  4. 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の熱延鋼板であって、質量%で、
    Cu:0.10〜0.50%を含有する、熱延鋼板。
  5. 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の熱延鋼板であって、質量%で、
    Sn、Bi、Se、Te、Ge及びAsからなる群から選択される1種又は2種以上を合計で0.0001〜0.30%含有する、熱延鋼板。
  6. 請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の熱延鋼板であって、質量%で、
    Ca、Mg、Zr、Hf及び希土類元素からなる群から選択される1種又は2種以上を合計で0.0001〜0.50%含有する、熱延鋼板。
  7. 請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の熱延鋼板であって、
    表面とスケールとの間に0.5μm以上の厚さを有するSb濃化層を備える、熱延鋼板。
  8. 請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の熱延鋼板であって、
    前記熱延鋼板の組織では、フェライト及びパーライトの総面積率が75%以上であり、
    前記熱延鋼板の引張強度が800MPa以下である、熱延鋼板。
  9. 請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の熱延鋼板であって、
    前記熱延鋼板の組織では、ベイナイト及びマルテンサイトの総面積率が75%以上であり、
    前記熱延鋼板の引張強度が900MPa以上である、熱延鋼板。
  10. 請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の熱延鋼板であって、
    前記熱延鋼板の組織は、ベイナイト及びマルテンサイトの総面積率が75%以上であり、
    前記熱延鋼板の引張強度が800MPa以下である、熱延鋼板。
  11. 請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載の熱延鋼板であって、
    前記熱延鋼板の内部酸化層の厚さが5μm以下である、熱延鋼板。
  12. 請求項8に記載の熱延鋼板であって、
    前記熱延鋼板の表面のスケール厚さが10μm以下である、熱延鋼板。
  13. 請求項8に記載の熱延鋼板であって、
    前記熱延鋼板の表層の脱炭層厚さが20μm以下である、熱延鋼板。
  14. 請求項9又は請求項10に記載の熱延鋼板であって、
    前記熱延鋼板の表面のスケール厚さが7μm以下である、熱延鋼板。
  15. 請求項8に記載の熱延鋼板の製造方法であって、
    請求項8に記載の化学組成を有する鋼材を準備する工程と、
    前記鋼材を1100〜1350℃に加熱した後、熱間圧延して鋼板にする工程と、
    前記鋼板を、600〜750℃で巻き取る工程とを備える、熱延鋼板の製造方法。
  16. 請求項9に記載の熱延鋼板の製造方法であって、
    請求項9に記載の化学組成を有する鋼材を準備する準備工程と、
    前記鋼材を1100〜1350℃に加熱した後、熱間圧延して鋼板とし、巻取温度まで前記鋼板を冷却する熱間圧延工程と、
    前記冷却後の前記鋼板を、150〜600℃で巻き取る工程とを備える、熱延鋼板の製造方法。
  17. 請求項10に記載の熱延鋼板の製造方法であって、
    請求項10に記載の化学組成を有する鋼材を準備する工程と、
    前記鋼材を1100〜1350℃に加熱した後、熱間圧延して鋼板にする工程と、
    前記鋼板を、150〜600℃で巻き取る工程と、
    巻取後の前記鋼板を550℃以上で焼戻しする工程とを備える、熱延鋼板の製造方法。
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