JPWO2018151330A1 - ホットスタンプ成形体 - Google Patents
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- C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
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- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
- C23C2/06—Zinc or cadmium or alloys based thereon
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/26—After-treatment
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- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/26—After-treatment
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- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/34—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the shape of the material to be treated
- C23C2/36—Elongated material
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
- C23C30/005—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process on hard metal substrates
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- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
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- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
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Abstract
Description
(1)板厚中央部と、該板厚中央部の両側又は片側に配置された表層とを含むホットスタンプ成形体であって、
前記ホットスタンプ成形体が、前記板厚中央部と各表層との間でそれらに隣接して形成された中間層を更に含み、
前記板厚中央部が、質量%で、
C:0.20%以上、0.70%未満
Si:3.00%未満、
Mn:0.20%以上、3.00%未満
P:0.10%以下、
S:0.10%以下、
sol.Al:0.0002%以上、3.0000%以下、
N:0.01%以下を含有し、
残部がFe及び不可避的不純物からなり、
前記板厚中央部の硬さが500Hv以上、800Hv以下であり、
前記表層における板厚方向の硬さの変化ΔH1が10Hv以上、200Hv未満であり、
前記中間層における板厚方向の硬さの変化ΔH2が50Hv以上、200Hv未満であることを特徴とする、ホットスタンプ成形体。
(2)前記板厚中央部におけるSi含有量が0.50%以下であり、前記板厚中央部におけるMn含有量が0.20%以上、1.50%未満であることを特徴とする、上記(1)に記載のホットスタンプ成形体。
(3)前記板厚中央部におけるSi含有量が0.50%以下であり、前記板厚中央部におけるMn含有量が1.50%以上、3.00%未満であることを特徴とする、上記(1)に記載のホットスタンプ成形体。
(4)前記板厚中央部におけるSi含有量が0.50%超、3.00%未満であり、前記板厚中央部におけるMn含有量が0.20%以上、1.50%未満であり、前記板厚中央部が、面積分率で、1.0%以上、5.0%未満の残留オーステナイトを含むことを特徴とする、上記(1)に記載のホットスタンプ成形体。
(5)前記板厚中央部におけるSi含有量が0.50%超、3.00%未満であり、前記板厚中央部におけるMn含有量が1.50%以上、3.00%未満であり、前記板厚中央部が、面積分率で、1.0%以上、5.0%未満の残留オーステナイトを含むことを特徴とする、上記(1)に記載のホットスタンプ成形体。
(6)前記板厚中央部が、更に、質量%で、Ni:0.01%以上、3.00%以下を含有することを特徴とする、上記(1)〜(5)のいずれか1項に記載のホットスタンプ成形体。
(7)前記板厚中央部が、更に、質量%で、Nb:0.010%以上、0.150%以下、Ti:0.010%以上、0.150%以下、Mo:0.005%以上、1.000%以下、及びB:0.0005%以上、0.0100%以下の1種又は2種以上を含有することを特徴とする、上記(1)〜(6)のいずれか1項に記載のホットスタンプ成形体。
(8)各表層の表面にめっき層を更に含むことを特徴とする、上記(1)〜(7)のいずれか1項に記載のホットスタンプ成形体。
Cは、板厚中央部において500Hv以上、800Hv以下の硬さを得るために重要な元素である。0.20%未満では、板厚中央部において500Hv以上を確保することが困難であるので、Cは0.20%以上とする。好ましくは0.30%以上である。一方、0.70%以上では、板厚中央部の硬さが800Hvを超えて、曲げ性が低下するので、Cは0.70%未満とする。好ましくは0.50%以下である。
Siは、固溶強化で強度の向上に寄与する元素であるため、強度向上の観点からは0.50%を上限として添加してもよい。一方、0.50%を超えて添加しても強度向上の効果は飽和するため0.50%を上限とする。好ましくは0.30%以下である。Siはまた、表層の組織制御により発現した耐水素脆化特性及び曲げ性を損なうことなく、延性を高める効果を持つ元素でもある。特に、自動車の衝突時に曲げ変形が生じた場合、ハット部材が座屈することで変形が局在化し、部材としての耐荷重が低下する。すなわち部材と最大荷重は部材強度だけでなく、座屈の起こりやすさにも影響を受ける。部材状態において鋼板の延性が高いと変形領域が局在化しにくくなる。すなわち座屈しにくい。したがってホットスタンプ部材においても延性が重要であるが、一般にマルテンサイトの延性は低い。このような観点からは、Siを0.50%を超えて添加することにより、残留オーステナイトを面積分率で1.0%以上確保することができ、延性を向上させるため、Siは0.50%超添加することが好ましい。より好ましくは1.00%以上である。一方、3.00%以上添加すると、残留オーステナイトが面積分率で5.0%以上となり、曲げ性の劣化を招くため、上限を3.00%未満とする。好ましくは2.00%未満である。
Mnは、固溶強化で強度の向上に寄与する元素である。強度向上の観点からは0.20%未満では効果が得られないため、0.20%以上添加する。好ましくは0.70%以上である。一方、1.50%以上添加しても強度向上の効果は飽和するため、1.50%未満を上限とする。Mnはまた、表層の組織制御により発現した耐水素脆化特性及び曲げ性を損なうことなく、焼入れ性を高める効果を持つ元素でもある。ホットスタンプ成形体においては、金型との接触の仕方が必ずしも一様ではなく、例えばハット部材の縦壁部などでは冷却速度が低下しやすい。このため鋼板には局所的に硬さが低い領域が形成することがある。局所的な軟化部は衝突時に変形が集中し、割れ発生の要因となるため、焼入れ性を高めて成形体における硬さのばらつきを小さくすること、すなわち安定的な強度を確保することは、耐衝突特性を確保する上で重要である。このような観点からは、Mnを1.50%以上添加することにより、焼入れ性を高めて安定的に高い強度を得ることができるため、Mnは1.50%以上添加することが好ましい。より好ましくは1.70%以上である。一方、3.00%以上添加しても強度安定性の効果は飽和するため、その上限は3.00%未満とする。好ましくは、2.00%未満である。
Pは、粒界に偏析し、粒界の強度を阻害する元素である。0.10%を超えると、粒界の強度が著しく低下し、耐水素脆化特性や曲げ性が低下するので、Pは0.10%以下とする。好ましくは0.05%以下である。下限は、特に限定しないが、0.0001%未満に低減すると、脱Pコストが大幅に上昇し、経済的に不利になるので、実用鋼板上、0.0001%が実質的な下限である。
Sは、介在物を形成する元素である。0.10%を超えると、介在物が生成し耐水素脆化特性や曲げ性が低下するので、Sは0.10%以下とする。好ましくは0.005%以下である。下限は、特に限定しないが、0.0015%未満に低減すると、脱Sコストが大幅に上昇し、経済的に不利になるので、実用鋼板上、0.0015%が実質的な下限である。
Alは、溶鋼を脱酸して鋼を健全化する作用をなす元素である。0.0002%未満では、脱酸が十分でないので、sol.Alは0.0002%以上とする。好ましくは0.0010%以上である。一方、3.0000%を超えて添加してもその効果は飽和するので、3.0000%以下とする。
Nは、不純物元素であり、窒化物を形成して曲げ性を阻害する元素である。0.01%を超えると、粗大な窒化物が生成して曲げ性が著しく低下するので、Nは0.01%以下とする。好ましくは0.0075%以下である。下限は、特に限定しないが、0.0001%未満に低減すると、脱Nコストが大幅に上昇し、経済的に不利になるので、実用鋼板上、0.0001%が実質的な下限である。
Niは、固溶強化で強度の向上に寄与する元素であるため、必要に応じて添加しても良い。0.01%未満では効果が得られないので、0.01%以上添加する。好ましくは0.50%以上である。一方、3.00%を超えて添加してもその効果は飽和するので、3.00%以下とする。好ましくは2.50%以下である。
Nbは、固溶強化で強度の向上に寄与する元素であるため、必要に応じて添加しても良い。0.010%未満では効果が得られないので、0.010%以上添加する。好ましくは0.035%以上である。一方、0.150%を超えて添加してもその効果は飽和するので、0.150%以下とする。好ましくは0.120%以下である。
Tiは、固溶強化で強度の向上に寄与する元素であるため、必要に応じて添加しても良い。0.010%未満では効果が得られないので、0.010%以上とする。好ましくは0.020%である。一方、0.150%を超えて添加してもその効果は飽和するので、0.150%以下とする。好ましくは0.120%以下である。
Moは、固溶強化で強度の向上に寄与する元素であるため、必要に応じて添加しても良い。0.005%未満では効果が得られないので、0.005%以上とする。好ましくは0.010%以上である。一方、1.000%を超えて添加してもその効果は飽和するため、1.000%以下とする。好ましくは0.800%以下である。
Bは、粒界に偏析し粒界の強度を向上させる元素であるため、必要に応じて添加しても良い。0.0005%未満では添加効果が十分に得られないので、0.0005%以上添加する。好ましくは0.0010%以上である。一方、0.0100%を超えて添加してもその効果は飽和するため、0.0100%以下とする。好ましくは0.0075%以下である。
Cは、強度を高めるために添加される。0.05%未満では効果が得られないので、0.05%以上添加する。部材としての耐荷重を高めて衝撃特性を向上させる観点では、好ましくは0.10%以上である。一方、表層の硬さを板厚中央部の硬さより低くするため、板厚中央部より少なくすることが好ましい。このための表層の好ましいCの含有量は0.42%未満であり、好ましくは0.35%以下である。
Siは、固溶強化で強度の向上に寄与する元素であるため、強度を高めるために添加される。表層の硬さを板厚中央部の硬さより低くするため、板厚中央部より少なくすることが好ましい。このための表層の好ましいSiの含有量は2.00%未満、好ましくは1.50%以下、より好ましくは0.30%以下であり、さらにより好ましくは0.20%以下である。
Mnは、固溶強化で強度の向上に寄与する元素であるため、強度を高めるために添加される。表層の硬さを板厚中央部の硬さより低くするため、板厚中央部より少なくすることが好ましい。このための表層の好ましいMnの含有量は1.80%未満、好ましくは1.40%以下、より好ましくは0.90%未満であり、さらにより好ましくは0.70%以下である。
Pは、粒界に偏析し、粒界の強度を阻害する元素である。0.10%を超えると、粒界の強度が著しく低下し、耐水素脆化特性や曲げ性が低下するので、Pは0.10%以下とする。好ましくは0.05%以下である。下限は、特に限定しないが、0.0001%未満に低減すると、脱Pコストが大幅に上昇し、経済的に不利になるので、実用鋼板上、0.0001%が実質的な下限である。
Sは、介在物を形成する元素である。0.10%を超えると、介在物が生成し耐水素脆化特性や曲げ性が低下するので、Sは0.10%以下とする。好ましくは0.005%以下である。下限は、特に限定しないが、0.0015%未満に低減すると、脱Sコストが大幅に上昇し、経済的に不利になるので、実用鋼板上、0.0015%が実質的な下限である。
Alは、溶鋼を脱酸して鋼を健全化する作用をなす元素である。0.0002%未満では、脱酸が十分でないので、sol.Alは0.0002%以上とする。好ましくは0.0010%以上である。一方、3.0000%を超えて添加してもその効果は飽和するので、3.0000%以下とする。
Nは、不純物元素であり、窒化物を形成して曲げ性を阻害する元素である。0.01%を超えると、粗大な窒化物が生成して曲げ性が著しく低下するので、Nは0.01%以下とする。好ましくは0.0075%以下である。下限は、特に限定しないが、0.0001%未満に低減すると、脱Nコストが大幅に上昇し、経済的に不利になるので、実用鋼板上、0.0001%が実質的な下限である。
Niは、固溶強化で強度の向上に寄与する元素であるため、必要に応じて添加しても良い。0.01%未満では効果が得られないので、0.01%以上添加する。好ましくは0.50%以上である。一方、3.00%を超えて添加してもその効果は飽和するので、3.00%以下とする。好ましくは2.50%以下である。
Nbは、固溶強化で強度の向上に寄与する元素であるため、必要に応じて添加しても良い。0.010%未満では効果が得られないので、0.010%以上添加する。好ましくは0.035%以上である。一方、0.150%を超えて添加してもその効果は飽和するので、0.150%以下とする。好ましくは0.120%以下である。
Tiは、固溶強化で強度の向上に寄与する元素であるため、必要に応じて添加しても良い。0.010%未満では効果が得られないので、0.010%以上とする。好ましくは0.020%である。一方、0.150%を超えて添加してもその効果は飽和するので、0.150%以下とする。好ましくは0.120%以下である。
Moは、固溶強化で強度の向上に寄与する元素であるため、必要に応じて添加しても良い。0.005%未満では効果が得られないので、0.005%以上とする。好ましくは0.010%以上である。一方、1.000%を超えて添加してもその効果は飽和するため、1.000%以下とする。好ましくは0.800%以下である。
Bは、粒界に偏析し粒界の強度を向上させる元素であるため、必要に応じて添加しても良い。0.0005%未満では添加効果が十分に得られないので、0.0005%以上添加する。好ましくは0.0010%以上である。一方、0.0100%を超えて添加してもその効果は飽和するため、0.0100%以下とする。好ましくは0.0075%以下である。
板厚中央部の硬さは500Hv以上であると、ホットスタンプ成形体の引張強さとして1500MPa以上を確保することができる。好ましくは、600Hv以上である。一方、板厚中央部の硬さが800Hvを超えると、表層や中間層との硬さの差が大きくなりすぎ、曲げ性の劣化を招くため、800Hvを上限とする。好ましくは720Hv以下である。
板厚中央部におけるSi含有量を0.50%超、3.00%未満に制御して、当該板厚中央部が金属組織として残留オーステナイトを面積分率で1.0%以上、5.0%未満含むようにすることにより、得られるホットスタンプ成形体の延性を向上させることができる。好ましくは2.0%以上である。一方、残留オーステナイトの面積分率が5.0%以上になると、曲げ性の劣化を招くため、上限を5.0%未満とする。好ましくは4.5%未満である。
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。
本発明において、表層とは、ホットスタンプ成形体の両面又は片面から当該ホットスタンプ成形体の板厚の8%までの領域を言うものであり、すなわち各表層はホットスタンプ成形体の板厚の8%の厚さを有する。同様に、本発明において、中間層とは、ホットスタンプ成形体の両面又は片面から当該ホットスタンプ成形体の板厚の20%までの領域のうち上記の表層を除く部分を言うものであり、すなわち各中間層はホットスタンプ成形体の板厚の12%の厚さを有する。なお、本発明において、板厚中央部とは、ホットスタンプ成形体から上記の表層及び中間層を除いた部分を言うものであり、すなわち板厚中央部は、当該板厚中央部の両側に表層及び中間層が配置されたホットスタンプ成形体の場合には、当該ホットスタンプ成形体の板厚の60%の厚さを有し、当該板厚中央部の片側のみに表層及び中間層が配置されたホットスタンプ成形体の場合には、当該ホットスタンプ成形体の板厚の80%の厚さを有する。ここで、ΔH1は表層における板厚方向の硬さの変化を示し、ΔH2は中間層における板厚方向の硬さの変化を示す。本発明者らが鋭意検討した結果、曲げ性等の効果の観点から、この領域の硬さ変化(ΔH1、ΔH2)が重要であり、ΔH1が10Hv以上、200Hv未満である場合に、良好な曲げ性及び耐水素脆性が得られることが分かった。このような良好な曲げ性を有することで、衝突時の曲げ変形等による応力を緩和して割れや亀裂を抑制することができるので、ホットスタンプ成形体において優れた耐衝突特性を達成することが可能である。一方、ΔH1が10Hv未満であると、このような曲げ変形時の応力を緩和する効果が得られず、表層から亀裂が進展しやすくなるため、下限を10Hvとする。好ましくは20Hv以上、より好ましくは30Hv以上である。また、ΔH1が200Hv未満となる場合に、曲げ変形時の応力集中を緩和する効果が高められて、良好な曲げ性が得られたため、上限を200Hv未満とする。好ましくは150Hv未満、より好ましくは100Hv未満又は95Hv以下、最も好ましくは90Hv以下である。
ΔH1:表層における板厚方向の硬さの変化(Hv)
Δa:第1の表面側表層の硬さの勾配(Hv/μm)
ai:i番目の測定点における第1の表面からの距離(μm)
ci:aiにおけるビッカース硬さ(Hv)
n:第1の表面側表層に含まれる全ての測定点の合計
Δb:第2の表面側表層の硬さの勾配(Hv/μm)
bi:i番目の測定点における第2の表面からの距離(μm)
di:biにおけるビッカース硬さ(Hv)
m:第2の表面側表層に含まれる全ての測定点の合計
ΔH2:中間層における板厚方向の硬さの変化(Hv)
ΔA:第1の表面側中間層の硬さの勾配(Hv/μm)
Ai:i番目の測定点における第1の表面からの距離(μm)
Ci:Aiにおけるビッカース硬さ(Hv)
N:第1の表面側中間層に含まれる全ての測定点の合計
ΔB:第2の表面側中間層の硬さの勾配(Hv/μm)
Bi:i番目の測定点における第2の表面からの距離(μm)
Di:Biにおけるビッカース硬さ(Hv)
M:第2の表面側中間層に含まれる全ての測定点の合計
t:板厚(μm)
である。
試験片寸法:60mm(圧延方向)×60mm(圧延と垂直方向)、又は、30mm(圧延方向)×60mm(圧延と垂直方向)
曲げ稜線:圧延と直角な方向
試験方法:ロール支持、ポンチ押し込み
ロール径:φ30mm
ポンチ形状:先端R=0.4mm
ロール間距離:2.0×板厚(mm)+0.5mm
押し込み速度:20mm/min
試験機:SIMAZU AUTOGRAPH 20kN
表1に示す化学組成を持つ母材鋼板の表面を研削して表面酸化物を除去した後、その両面又は片面に表2に示す化学組成を有する表層用鋼板をアーク溶接で積層した。なお、アーク溶接後の表層用鋼板と母材鋼板の合計の板厚は200mm〜300mmとし、表層用鋼板の厚さは、母材鋼板の厚さの1/3程度(片側の場合は1/4程度)とする。製造No.1〜36及び38〜40は両面に表層用鋼板を溶接した鋼であり、製造No.37は片面のみに表層用鋼板を溶接した鋼である。この積層鋼板を表3に示す熱間圧延及び/又は冷間圧延を施し、得られた鋼板に、表3に示す熱処理を施して、ホットスタンプを行い、成形体を製造した。表4に、ホットスタンプ後の鋼板(ホットスタンプ成形体)のミクロ組織と機械的特性を示す。なお、ホットスタンプ後の鋼板から採取したサンプルの板厚1/2の位置、及び表面から20μmの位置(表層内の位置)を分析した成分組成は、それぞれ表1及び2に示す母材鋼板及び表層用鋼板の成分組成と同等であった。
表5に示す化学組成を持つ母材鋼板の表面を研削して表面酸化物を除去した後、その両面又は片面に表6に示す化学組成を有する表層用鋼板をアーク溶接で積層した。なお、アーク溶接後の表層用鋼板と母材鋼板の合計の板厚は200mm〜300mmとし、表層用鋼板の厚さは、母材鋼板の厚さの1/3程度(片側の場合は1/4程度)とする。製造No.101〜135及び137〜139は両面に表層用鋼板を溶接した鋼であり、製造No.136は片面のみに表層用鋼板を溶接した鋼である。この積層鋼板を表7に示す熱間圧延及び/又は冷間圧延を施し、得られた鋼板に、表7に示す熱処理を施して、ホットスタンプを行い、成形体を製造した。表8に、ホットスタンプ後の鋼板(ホットスタンプ成形体)のミクロ組織と機械的特性を示す。なお、ホットスタンプ後の鋼板から採取したサンプルの板厚1/2の位置、及び表面から20μmの位置(表層内の位置)を分析した成分組成は、それぞれ表5及び6に示す母材鋼板及び表層用鋼板の成分組成と同等であった。
表9に示す化学組成を持つ母材鋼板の表面を研削して表面酸化物を除去した後、その両面又は片面に表10に示す化学組成を有する表層用鋼板をアーク溶接で積層した。なお、アーク溶接後の表層用鋼板と母材鋼板の合計の板厚は200mm〜300mmとし、表層用鋼板の厚さは、母材鋼板の厚さの1/3程度(片側の場合は1/4程度)とする。製造No.201〜236及び238〜240は両面に表層用鋼板を溶接した鋼であり、製造No.237は片面のみに表層用鋼板を溶接した鋼である。この積層鋼板を表11に示す熱間圧延及び/又は冷間圧延を施し、得られた鋼板に、表11に示す熱処理を施して、ホットスタンプを行い、成形体を製造した。表12に、ホットスタンプ後の鋼板(ホットスタンプ成形体)のミクロ組織と機械的特性を示す。なお、ホットスタンプ後の鋼板から採取したサンプルの板厚1/2の位置、及び表面から20μmの位置(表層内の位置)を分析した成分組成は、それぞれ表9及び10に示す母材鋼板及び表層用鋼板の成分組成と同等であった。
表13に示す化学組成を持つ母材鋼板の表面を研削して表面酸化物を除去した後、その両面又は片面に表14に示す化学組成を有する表層用鋼板をアーク溶接で積層した。なお、アーク溶接後の表層用鋼板と母材鋼板の合計の板厚は200mm〜300mmとし、表層用鋼板の厚さは、母材鋼板の厚さの1/3程度(片側の場合は1/4程度)とする。製造No.301〜339及び341〜343は両面に表層用鋼板を溶接した鋼であり、製造No.340は片面のみに表層用鋼板を溶接した鋼である。この積層鋼板を表15に示す熱間圧延及び/又は冷間圧延を施し、得られた鋼板に、表15に示す熱処理を施して、ホットスタンプを行い、成形体を製造した。表16に、ホットスタンプ後の鋼板(ホットスタンプ成形体)のミクロ組織と機械的特性を示す。なお、ホットスタンプ後の鋼板から採取したサンプルの板厚1/2の位置、及び表面から20μmの位置(表層内の位置)を分析した成分組成は、それぞれ表13及び14に示す母材鋼板及び表層用鋼板の成分組成と同等であった。
Claims (8)
- 板厚中央部と、該板厚中央部の両側又は片側に配置された表層とを含むホットスタンプ成形体であって、
前記ホットスタンプ成形体が、前記板厚中央部と各表層との間でそれらに隣接して形成された中間層を更に含み、
前記板厚中央部が、質量%で、
C:0.20%以上、0.70%未満
Si:3.00%未満、
Mn:0.20%以上、3.00%未満
P:0.10%以下、
S:0.10%以下、
sol.Al:0.0002%以上、3.0000%以下、
N:0.01%以下を含有し、
残部がFe及び不可避的不純物からなり、
前記板厚中央部の硬さが500Hv以上、800Hv以下であり、
前記表層における板厚方向の硬さの変化ΔH1が10Hv以上、200Hv未満であり、
前記中間層における板厚方向の硬さの変化ΔH2が50Hv以上、200Hv未満であることを特徴とする、ホットスタンプ成形体。 - 前記板厚中央部におけるSi含有量が0.50%以下であり、前記板厚中央部におけるMn含有量が0.20%以上、1.50%未満であることを特徴とする、請求項1に記載のホットスタンプ成形体。
- 前記板厚中央部におけるSi含有量が0.50%以下であり、前記板厚中央部におけるMn含有量が1.50%以上、3.00%未満であることを特徴とする、請求項1に記載のホットスタンプ成形体。
- 前記板厚中央部におけるSi含有量が0.50%超、3.00%未満であり、前記板厚中央部におけるMn含有量が0.20%以上、1.50%未満であり、前記板厚中央部が、面積分率で、1.0%以上、5.0%未満の残留オーステナイトを含むことを特徴とする、請求項1に記載のホットスタンプ成形体。
- 前記板厚中央部におけるSi含有量が0.50%超、3.00%未満であり、前記板厚中央部におけるMn含有量が1.50%以上、3.00%未満であり、前記板厚中央部が、面積分率で、1.0%以上、5.0%未満の残留オーステナイトを含むことを特徴とする、請求項1に記載のホットスタンプ成形体。
- 前記板厚中央部が、更に、質量%で、Ni:0.01%以上、3.00%以下を含有することを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載のホットスタンプ成形体。
- 前記板厚中央部が、更に、質量%で、Nb:0.010%以上、0.150%以下、Ti:0.010%以上、0.150%以下、Mo:0.005%以上、1.000%以下、及びB:0.0005%以上、0.0100%以下の1種又は2種以上を含有することを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載のホットスタンプ成形体。
- 各表層の表面にめっき層を更に含むことを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載のホットスタンプ成形体。
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