TW201923096A - 熱壓印成形品及熱壓印用鋼板、以及其等之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明的熱壓印成形品其全部或部分，是具有下述化學組成：以質量%計含有：C：0.001%以上且小於0.080%、Si：2.50%以下、Mn：0.01%以上且小於0.50%、P：0.200%以下、S：0.0200%以下、sol.Al：0.001~2.500%、N：0.0200%以下、Cr：0.30%以上且小於2.00%，剩餘部分：Fe及不純物；金屬組織以體積%計含有：肥粒鐵：大於60.0%、麻田散鐵：0%以上且小於10.0%、變韌鐵：0%以上且小於20.0%；抗拉強度小於700MPa；在170℃施予20分鐘的熱處理之後，前述抗拉強度之下降量即ΔTS為100MPa以下。

Description

熱壓印成形品及熱壓印用鋼板、以及其等之製造方法
發明領域
本發明是有關於一種熱壓印成形品及熱壓印用鋼板、以及其等之製造方法。
本案基於2017年10月02日在日本申請之特願2017-193095號而主張優先權，並在此援用其內容。
在產業技術領域高度分工化的今日，於各個技術領域中所使用的材料而言，要求特殊且高度的性能。例如，有關汽車用鋼板而言，顧慮到地球環境的觀點來看，為了提升車體輕量化所帶來的提升燃油效率，要求高的強度。將高強度鋼板適用到汽車車體時，便能使鋼板板厚變薄來使車體輕量化，同時賦予車體所欲的強度。
惟，在形成汽車車體構件之步驟即壓製成形中，所使用的鋼板其厚度越薄就越容易產生裂紋及皺褶。因此，對汽車用鋼板而言，優異的壓製成形性也是必要的。
由於確保壓製成形性與使鋼板高強度化是相反的要素，因此要想同時滿足此等特性是有困難的。又，一旦將高強度鋼板進行壓製成形，自模具取出構件時構件的形狀會因回彈(spring back)而大幅變化，因而難以確保構件的尺寸精度。如此一來，要想以壓製成形來製造出高強度車體構件，並不容易。
至今，就超高強度車體構件的製造方法而言，例如專利文獻1所揭示，提出了一種使用低溫壓製模具來將加熱後的鋼板進行壓製成形之技術。該技術被稱為熱壓印或熱壓製等，由於是將經高溫加熱而呈軟質狀態的鋼板進行壓製成形，因而能夠以高尺寸精度來製造出形狀複雜的構件。又，鋼板透過與模具接觸而被急冷，因而就能透過淬火而在壓製成形的同時大幅提高強度。例如專利文獻1中記載：將抗拉強度500~600MPa之鋼板進行熱壓印，藉此能獲得抗拉強度1400MPa以上之構件。
不過，為了控制汽車在衝撞時的構件變形狀態，車體構件中也是在中柱及邊梁這類骨架構造零件，多半會於構件內設置硬質部位與軟質部位。
以熱壓印來製造出具軟質部之構件的方法而言，專利文獻2則揭示如下的方法：以感應加熱或紅外線加熱來使鋼板的加熱溫度產生局部變化，並使低溫加熱後之部分產生軟質化。專利文獻3揭示如下的方法：將鋼板進行爐加熱時，於鋼板之一部分裝設絕熱材來使加熱溫度局部下降而產生軟質化。
專利文獻4及專利文獻5則揭示如下的方法：透過改變成形時鋼板與模具之接觸面積來使鋼板的冷卻速度產生局部變化，而使冷卻速度較低之部分產生軟質化。專利文獻6揭示如下的技術：將二片母板熔接而使之連結作成所謂拼焊(tailored blanks)材，並使用該拼焊材進行熱壓印。
在熱壓印中，通常是將鋼板加熱至沃斯田鐵域為止之後，以臨界冷速以上之冷卻速度進行冷卻，藉此形成麻田散鐵的單一組織而使之高強度化。另一方面，在專利文獻2~5所記載之方法中，是如上所述使鋼板局部的加熱溫度或冷卻速度下降來生成麻田散鐵以外的組織，以圖謀軟質化。惟，麻田散鐵以外的組織，其分率會對加熱溫度及冷卻速度敏感反應而有變化，故在專利文獻2~5之方法中，會有軟質部強度不安定之問題。
又，在專利文獻6所記載的技術中，是使用淬火性相對另一母板低的鋼板，藉此能在一定的加熱冷卻條件下來形成軟質部。惟，儘管軟質部的金屬組織及強度特性是與鋼板成分組成息息相關，然而在專利文獻6中卻未對於淬火性低之鋼板的成分組成有任何的考慮。
面對如此之課題，在專利文獻7及8中揭示一種在由硬質部與軟質部所構成的熱壓印構件、或整體軟質的熱壓印構件中，使軟質部之強度安定化的方法。
具體而言，專利文獻7揭示一種600~1200MPa級汽車用高強度構件及其製造方法，是降低C含量同時以一定量以上來含有淬火元素，並在冷卻中控制了肥粒鐵、波來鐵及麻田散鐵的形成。又，專利文獻8揭示一種抗拉強度500MPa以上之熱壓印構件及其製造方法，是將C含量限制在低量同時含有Ti，而控制了麻田散鐵之生成量。
根據專利文獻7及8所記載之技術，就能提高構件內的強度、拉伸的均一性。惟，依據本案發明人等的檢討而瞭解到，由於金屬組織含有變韌鐵、麻田散鐵等的硬質組織，熱穩定性較低，而在對構件實施塗裝燒黏處理時會有強度下降之情況。就汽車構件而言，多半都會施行塗裝燒黏處理，因此，專利文獻7、8所記載之技術尚有改善餘地。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本國日本特開2002-102980號公報
專利文獻2：日本國日本特開2005-193287號公報
專利文獻3：日本國日本特開2009-61473號公報
專利文獻4：日本國日本特開2003-328031號公報
專利文獻5：國際公開第2006/38868號說明書
專利文獻6：日本國日本特開2004-58082號公報
專利文獻7：日本國日本特開2005-248320號公報
專利文獻8：國際公開第2008/132303號說明書
發明概要
發明所欲解決之課題
如上所述，要透過熱壓印來製造出軟質的構件或含有軟質部的構件，並不容易，尤其是要製造出一種部分或全部含有軟質部且熱穩定性優異的低強度熱壓印構件，以習知技術來說是有困難的。
本發明之目的在於解決上述課題，而提供一種熱壓印成形品及適合作為其素材的熱壓印用鋼板、以及其等之製造方法，該熱壓印成形品具有下述部分：熱穩定性優異，更具體而言是在塗裝燒黏處理前後，強度(抗拉強度)隨塗裝燒黏處理的變動較小，且抗拉強度小於700MPa之部分。
用以解決課題之手段
本發明即是為了解決上述課題所完成者，其要旨為下述熱壓印成形品及熱壓印用鋼板、以及其等之製造方法。
(1)本發明一態樣的熱壓印成形品，是一種熱壓印成形品，前述熱壓印成形品的全部或部分，是具有下述化學組成：以質量%計，C：0.001%以上且小於0.080%、Si：2.50%以下、Mn：0.01%以上且小於0.50%、P：0.200%以下、S：0.0200%以下、sol.Al：0.001~2.500%、N：0.0200%以下、Cr：0.30%以上且小於2.00%、Ti：0~0.300%、Nb：0~0.300%、V：0~0.300%、Zr：0~0.300%、Mo：0~2.00%、Cu：0~2.00%、Ni：0~2.00%、B：0~0.0200%、Ca：0~0.0100%、Mg：0~0.0100%、REM：0~0.1000%、Bi：0~0.0500%、剩餘部分：Fe及不純物；金屬組織以體積%計含有：肥粒鐵：大於60.0%、麻田散鐵：0%以上且小於10.0%、變韌鐵：0%以上且小於20.0%；抗拉強度小於700MPa；在170℃施予20分鐘的熱處理之後，前述抗拉強度之下降量即ΔTS為100MPa以下。
(2)上述(1)所記載之熱壓印成形品中，前述化學組成以質量%計亦可含有選自下列的1種以上：Ti：0.001~0.300%、Nb：0.001~0.300%、V：0.001~0.300%、及Zr：0.001~0.300%。
(3)上述(1)或(2)所記載之熱壓印成形品，其中前述化學組成以質量%計亦可含有選自下列的1種以上：Mo：0.001~2.00%、Cu：0.001~2.00%、及Ni：0.001~2.00%。
(4)上述(1)~(3)中任一項所記載之熱壓印成形品，其中前述化學組成以質量%計亦可含有B：0.0001~0.0200%。
(5)上述(1)~(4)中任一項所記載之熱壓印成形品，其中前述化學組成以質量%計亦可含有選自下列的1種以上：Ca：0.0001~0.0100%、Mg：0.0001~0.0100%、及REM：0.0001~0.1000%。
(6)上述(1)~(5)中任一項所記載之熱壓印成形品，其中前述化學組成以質量%計亦可含有Bi：0.0001~0.0500%。
(7)上述(1)~(6)中任一項所記載之熱壓印成形品，其亦可於表面具有鍍敷層。
(8)本發明另一態樣的熱壓印用鋼板，其化學組成以質量%計為：C：0.001%以上且小於0.080%、Si：2.50%以下、Mn：0.01%以上且小於0.50%、P：0.200%以下、S：0.0200%以下、sol.Al：0.001~2.500%、N：0.0200%以下、Cr：0.30%以上且小於2.00%、Ti：0~0.300%、Nb：0~0.300%、V：0~0.300%、Zr：0~0.300%、Mo：0~2.00%、Cu：0~2.00%、Ni：0~2.00%、B：0~0.0200%、Ca：0~0.0100%、Mg：0~0.0100%、REM：0~0.1000%、Bi：0~0.0500%、剩餘部分：Fe及不純物；金屬組織含有鐵碳化物，前述鐵碳化物中的Mn含量及Cr含量滿足下述(i)式，
[Mn]θ +[Cr]θ ＞2.5・・・(i)
但是，上述式中的各個記號之意義如下：
[Mn]θ ：鐵碳化物所含Fe、Mn及Cr之合計含量設為100原子%時，鐵碳化物中以原子%計的Mn含量；
[Cr]θ ：前述鐵碳化物所含Fe、Mn及Cr之合計含量設為100原子%時，鐵碳化物中以原子%計的Cr含量。
(9)上述(8)所記載之熱壓印用鋼板，其中前述化學組成以質量%計亦可含有選自下列的1種以上：Ti：0.001~0.300%、Nb：0.001~0.300%、V：0.001~0.300%、及Zr：0.001~0.300%。
(10)上述(8)或(9)所記載之熱壓印用鋼板，其中前述化學組成以質量%計亦可含有選自下列的1種以上：Mo：0.001~2.00%、Cu：0.001~2.00%、及Ni：0.001~2.00%。
(11)上述(8)~(10)中任一項所記載之熱壓印用鋼板，其中前述化學組成以質量%計亦可含有B：0.0001~0.0200%。
(12)上述(8)~(11)中任一項所記載之熱壓印用鋼板，其中前述化學組成以質量%計亦可含有選自下列的1種以上：Ca：0.0001~0.0100%、Mg：0.0001~0.0100%、及REM：0.0001~0.1000%。
(13)上述(8)~(12)中任一項所記載之熱壓印用鋼板，其中前述化學組成以質量%計亦可含有Bi：0.0001~0.0500%。
(14)上述(8)~(13)中任一項所記載之熱壓印用鋼板，其亦可於表面具有鍍敷層。
(15)本發明另一態樣的熱壓印成形品之製造方法，是製造如上述(1)~(6)中任一項所記載之熱壓印成形品的方法，並具備：加熱步驟，是將如(8)~(13)中任一項所記載之熱壓印用鋼板加熱至加熱溫度T℃為止；及熱壓印步驟，是對於前述加熱步驟後的前述熱壓印用鋼板施行熱壓印。
(16)本發明另一態樣的熱壓印成形品之製造方法，是製造上述(1)~(6)中任一項所記載之熱壓印成形品的方法，並具備：接合步驟，是將如(8)~(13)中任一項所記載之熱壓印用鋼板與接合用鋼板進行接合而作成接合鋼板；加熱步驟，是將前述接合步驟後的接合鋼板加熱至加熱溫度T℃為止；及熱壓印步驟，是對於前述加熱步驟後的前述接合鋼板施行熱壓印。
(17)本發明另一態樣的熱壓印成形品之製造方法，是製造如上述(7)所記載之熱壓印成形品的方法，並具備：加熱步驟，是將如(14)所記載之熱壓印用鋼板加熱至加熱溫度T℃為止；及熱壓印步驟，是對於前述加熱步驟後的前述熱壓印用鋼板施行熱壓印。
(18)本發明另一態樣的熱壓印成形品之製造方法，是製造如上述(7)所記載之熱壓印成形品的方法，並具備：接合步驟，是將(14)所記載之熱壓印用鋼板與接合用鋼板進行接合而作成接合鋼板；加熱步驟，是將前述接合步驟後的接合鋼板加熱至加熱溫度T℃為止；及熱壓印步驟，是對於前述加熱步驟後的前述接合鋼板施行熱壓印。
(19)上述(15)~(18)中任一項所記載之熱壓印成形品之製造方法，其中，在前述加熱步驟中，前述加熱溫度T℃亦可為大於前述熱壓印用鋼板的Ac1 點之溫度；在前述熱壓印步驟中，熱壓印開始溫度亦可為(T-300)℃以上之溫度。
(20)本發明另一態樣的熱壓印用鋼板之製造方法，是製造如(8)~(14)中任一項所記載之熱壓印用鋼板的方法，並具備：熱輥軋步驟，是對下述鋼胚實施熱輥軋後，在800℃以下之溫度區域進行捲取而作成熱軋鋼板，該鋼胚之化學組成以質量%計為C：0.001%以上且小於0.080%、Si：2.50%以下、Mn：0.01%以上且小於0.50%、P：0.200%以下、S：0.0200%以下、sol.Al：0.001~2.500%、N：0.0200%以下、Cr：0.30%以上且小於2.00%、Ti：0~0.300%、Nb：0~0.300%、V：0~0.300%、Zr：0~0.300%、Mo：0~2.00%、Cu：0~2.00%、Ni：0~2.00%、B：0~0.0200%、Ca：0~0.0100%、Mg：0~0.0100%、REM：0~0.1000%、Bi：0~0.0500%、剩餘部分：Fe及不純物；及熱軋板退火步驟，是對前述熱軋鋼板，實施加熱至大於650℃之溫度區域為止的熱軋板退火而作成熱軋退火鋼板。
(21)上述(20)所記載之熱壓印用鋼板之製造方法，其可更具備鍍敷步驟，該鍍敷步驟是對前述熱軋板退火步驟後的前述熱軋退火鋼板，任意施行冷輥軋及退火之任一者或兩者後，施行鍍敷。
發明效果
依照本發明，即可獲得一種熱壓印成形品，其具有強度隨塗裝燒黏處理的變動較小(熱穩定性優異)且抗拉強度小於700MPa之部分。
用以實施發明之形態
本案發明人等針對抗拉強度小於700MPa的熱壓印成形品，精心探討了用以抑制塗裝燒黏處理時強度下降的方法。結果，獲得了以下見解。
(A)一旦熱壓印成形品的金屬組織中含有大量麻田散鐵或變韌鐵等的硬質組織，則成形品的抗拉強度會因塗裝燒黏處理而大幅下降。吾人認為，這是因為硬質組織經回火會軟質化。
(B)另一方面，即使是具有下述金屬組織的熱壓印成形品，該金屬組織之硬質組織分率低而以含有肥粒鐵之軟質組織為主體；該熱壓印成形品視成分組成而會有抗拉強度因塗裝燒黏處理而大幅下降的情況。
(C)在具有以含有肥粒鐵之軟質組織為主體的金屬組織的熱壓印成形品中，將Mn含量限制在低量的同時含有預定量的Cr，以及在熱壓印前的鋼板中，將鐵碳化物中的Mn含量、Cr含量控制在一定以上，藉此就會抑制抗拉強度因塗裝燒黏處理而下降。
其理由雖未明朗，但推定其原因如下：(a)一旦Mn含量過多，則從沃斯田鐵朝肥粒鐵的變態溫度會下降，而在熱壓印後的冷卻過程中，肥粒鐵中會生成微細鐵碳化物或微細鐵碳叢集(cluster)，而肥粒鐵會硬質化；(b)透過含有Cr，且將鐵碳化物中的Mn含量、Cr含量設為一定以上，藉此，鐵碳化物會安定化，且會抑制肥粒鐵中生成微細鐵碳化物或微細鐵碳叢集；及(c)存在於肥粒鐵中的微細鐵碳化物或微細鐵碳叢集，會因塗裝燒黏時的熱處理而變化成粗大鐵碳化物，而肥粒鐵的強度會下降。
從以上(A)~(C)的結果獲得以下見解：使用一種熱壓印用鋼板，其已將Mn含量限制在低量的同時含有一定量以上的Cr，並將鐵碳化物中的Mn含量、Cr含量控制在一定以上；將前述熱壓印用鋼板進行熱壓印，藉此即可製造出一種熱壓印成形品，其具有以肥粒鐵為主體之金屬組織，且熱穩定性優異，強度因塗裝燒黏處理而下降較小。
就本發明一實施形態的熱壓印成形品(本實施形態的熱壓印成形品)、及適合作為其素材的熱壓印用鋼板(本實施形態的熱壓印用鋼板)、以及其等之製造方法的各個要件，詳細說明如下。
＜熱壓印成形品的化學組成＞
本實施形態的熱壓印成形品的全部或部分，具有以下所示的化學組成。各個元素的限定理由乃如下所述。以下說明中，有關含量的「%」乃意指「質量%」。當熱壓印成形品具備：具有小於700MPa之抗拉強度的部分、及具有700MPa以上之抗拉強度的部分時，至少只要抗拉強度小於700MPa之部分具有以下化學組成即可。
C：0.001%以上、小於0.080%
C是一種具有提高熱壓印後鋼板(熱壓印成形品所具備的鋼板)抗拉強度之效果的元素。C含量小於0.001%時，無法期待透過熱壓印來提高抗拉強度。適宜的C含量為0.010%以上、0.020%以上、或0.030%以上。
另一方面，一旦C含量為0.080%以上，則在熱壓印後的金屬組織中麻田散鐵及/或變韌鐵的體積率會增加，而熱壓印成形品的抗拉強度就會達700MPa以上。此時，即使如後述調整Mn及Cr含量，也無法確保熱壓印成形品的熱穩定性。因此，C含量是設為小於0.080%。適宜的C含量是小於0.075%、小於0.070%、小於0.060%、或小於0.050%。
Si：2.50%以下
Si是一種在鋼中作為不純物而含有的元素。一旦Si含量大於2.50%，則熔接性會劣化的同時變態點會變得過高，要在熱壓印的加熱過程中將鋼板加熱至變態點以上之溫度會有困難。因此，Si含量是設為2.50%以下。適宜的Si含量為2.00%以下、1.50%以下、或1.00%以下。在使用鍍敷鋼板作為熱壓印用鋼板之情況下，為了確保鍍敷性，宜將Si含量設為小於0.50%，較宜設為小於0.40%。
Si含量的下限雖未特別限定，不過要想過度降低Si含量會導致製鋼成本提高，故宜以0.001%以上來含有Si。又因為Si具有提高熱壓印後鋼板的抗拉強度之作用，所以也可積極來含有。從高強度化的觀點來看，適宜的Si含量是0.10%以上、0.20%以上、或0.30%以上。
Mn：0.01%以上、小於0.50%
Mn是一種會使熱壓印成形品的熱穩定性劣化的元素。尤其，一旦Mn含量為0.50%以上，則熱壓印後成形品的熱穩定性會顯著劣化。因此，Mn含量設為小於0.50%。Mn含量宜小於0.40%、小於0.35%、小於0.30%、或小於0.25%。
另一方面，Mn是一種會與不純物的S結合形成MnS而具有抑制因S所致弊端作用的元素。為了獲得此效果，Mn含量設為0.01%以上。Mn含量宜為0.05%以上、0.10%以上、或0.15%以上。
P：0.200%以下
P是一種在鋼中作為不純物而含有的元素。一旦P含量大於0.200%，則熔接性及熱壓印後的韌性會顯著劣化，因此P含量是設為0.200%以下。適宜的P含量為0.100%以下、0.050%以下、或0.020%以下。
P含量下限雖未特別限定，不過要想過度降低P含量會導致製鋼成本提高，故宜含有0.001%以上。又因為P具有提高熱壓印後成形品的抗拉強度之作用，故也可積極來含有。從高強度化的觀點來看，適宜的P含量為0.010%以上、0.020%以上、或0.030%以上。在使用鍍敷鋼板作為熱壓印用鋼板之情況下，為了確保鍍敷性，宜將P含量設為0.05%以下，較宜設為0.040%以下。
S：0.0200%以下
S是一種在鋼中作為不純物而含有且會使鋼脆化的元素。因此，S含量是越少越好，不過S含量大於0.0200%時其不良影響尤其明顯，故S含量設為0.0200%以下。適宜的S含量為0.0100%以下、0.0050%以下、或0.0030%以下。
S含量下限雖未特別限定，不過要想過度降低S含量會導致製鋼成本提高，故宜含有0.0001%以上。
sol.Al：0.001~2.500%
Al是一種具有對熔融鋼脫氧作用的元素。一旦sol.Al含量小於0.001%，則脫氧就會不充分。因此，將sol.Al含量設為0.001%以上。sol.Al含量宜為0.010%以上、0.020%以上、或0.040%以上。
另一方面，當sol.Al含量過高時，變態點會提高，而要在熱壓印之加熱過程中將鋼板加熱至變態點以上之溫度會有困難。因此，sol.Al含量設為2.500%以下。sol.Al含量宜為1.000%以下、0.500%以下、0.100%以下、或0.060%以下。
N：0.0200%以下
N是一種在鋼中作為不純物而含有且在鋼的連續鑄造中會形成氮化物的元素。此種氮化物會讓熱壓印後的韌性劣化，故N含量是越少越好。一旦N含量大於0.0200%，則其不良影響會特別明顯，故N含量是設為0.0200%以下。N含量宜小於0.0100%、小於0.0080%、或小於0.0050%。
N含量的下限雖未特別限定，不過要想過度降低N含量會導致製鋼成本提高，故宜含有0.001%以上的N。
Cr：0.30%以上、小於2.00%
Cr是一種具有下述作用的元素，該作用是讓具有肥粒鐵為主體之金屬組織的熱壓印成形品(熱壓印後的鋼板)其熱穩定性提升。當Cr含量小於0.30%時，無法充分獲得上述作用所帶來的效果。因此，Cr含量是設為0.30%以上。Cr含量宜為0.50%以上、0.70%以上、或0.90%以上。
另一方面，一旦Cr含量為2.00%以上，則熱壓印成形品之金屬組織所含麻田散鐵及/或變韌鐵的體積率會變得過多，而熱壓印成形品的熱穩定性會劣化。因此，Cr含量是設為小於2.00%。Cr含量宜為1.50%以下、1.20%以下、或1.00%以下。
進一步地，熱壓印成形品的熱穩定性是隨Mn含量越少、Cr含量越多而越為提升提升。因此，宜將Cr含量([Cr])與Mn含量([Mn])之比([Cr]/[Mn])設為1.00以上。較適宜是1.05以上、1.50以上、2.50以上、或3.00以上。
Ti：0~0.300%
Nb：0~0.300%
V：0~0.300%
Zr：0~0.300%
Ti、Nb、V及Zr是一種具有下述作用的元素，該作用是透過金屬組織微細化來提高熱壓印成形品的抗拉強度。為了獲得此效果，亦可因應需求而含有選自Ti、Nb、V及Zr之1種以上。
如果想要獲得上述效果，宜分別以0.001%以上來含有選自Ti、Nb、V及Zr之1種以上。又，較宜為含有下列中任一者1種以上：0.005%以上的Ti、0.005%以上的Nb、0.010%以上的V、及0.005%以上的Zr。
含有Ti時，Ti含量更宜設為0.010%以上，特別適宜設為0.020%以上。含有Nb時，Nb含量更宜設為0.020%以上，設為0.030%以上者尤佳。含有V時，V含量更宜設為0.020%以上。含有Zr時，Zr含量更宜設為0.010%以上。
另一方面，當Ti、Nb、V及Zr之含量分別大於0.300%時，除了效果達飽和之外，鋼板的製造成本會提高。因此，即使是含有之情況，Ti、Nb、V及Zr之含量也分別要設為0.300%以下。
又，當Ti、Nb、V及Zr之含量高時，此等元素的碳化物恐會大量析出而損害熱壓印後的韌性。因此，Ti含量宜小於0.060%，更宜小於0.040%。Nb含量宜小於0.060%，更宜小於0.040%。V含量宜小於0.200%，更宜小於0.100%。Zr含量宜小於0.200%，更宜小於0.100%。
Mo：0~2.00%
Cu：0~2.00%
Ni：0~2.00%
Mo、Cu及Ni具有提高熱壓印成形品(熱壓印後的鋼板)之抗拉強度的作用。因此，亦可因應需求而含有選Mo、Cu及Ni之1種以上。
如果想要獲得上述效果，宜分別以0.001%以上來含有選自Mo、Cu及Ni之1種以上。適宜的Mo含量為0.05%以上，適宜的Cu含量為0.10%以上，適宜的Ni含量為0.10%以上。
另一方面，一旦Mo、Cu及Ni之含量分別大於2.00%，則熱壓印後成形品的金屬組織所含麻田散鐵及/或變韌鐵的體積率會變得過多，而熱壓印成形品的熱穩定性會劣化。
因此，即使是含有之情況，Mo、Cu及Ni之含量也分別要設為2.00%以下。適宜的Mo含量為0.50%以下，適宜的Cu含量為1.00%以下，適宜的Ni含量為1.00%以下。
B：0~0.0200%
B是一種會在晶界偏析而具有提升熱壓印後鋼板韌性之作用的元素。為了獲得此效果，亦可因應需求來含有。
如果想要獲得上述效果，B含量宜為0.0001%以上。B含量較宜為0.0006%以上，更宜為0.0010%以上。
另一方面，當B含量大於0.0200%時，熱壓印成形品的金屬組織所含麻田散鐵及/或變韌鐵的體積率會變得過多，而熱壓印成形品的熱穩定性會劣化。因此，即使是含有之情況，B含量也要設為0.0200%以下。B含量宜為0.0050%以下，更宜為0.0030%以下。
Ca：0~0.0100%
Mg：0~0.0100%
REM：0~0.1000%
Ca、Mg及REM是一種透過調整夾雜物形狀而具有提升熱壓印後的韌性之作用的元素。因此，亦可因應需求來含有。如果想要獲得上述效果，宜分別以0.0001%以上來含有選自Ca、Mg及REM之1種以上。
另一方面，當Ca或Mg之含量大於0.0100%時，或者，當REM之含量大於0.1000%時，效果達飽和且會產生過多成本。因此，即使是含有之情況，Ca及Mg之含量也分別要設為0.0100%以下，REM含量要設為0.1000%以下。
本實施形態中，REM是指Sc、Y及鑭系元素的合計17元素，REM含量則意指此等元素之合計含量。鑭系元素在工業上是以稀土金屬合金(mischmetall)的形式來添加。
Bi：0~0.0500%
Bi是一種藉由使凝固組織產生微細化，而具有提升熱壓印後的韌性之作用的元素。因此，亦可因應需求來含有。如果想要獲得上述效果，Bi含量宜設為0.0001%以上。Bi含量較宜為0.0003%以上，更宜為0.0005%以上。
另一方面，當Bi含量大於0.0500%時，上述效果達飽和且會產生過多成本。因此，即使是含有之情況，Bi含量也要設為0.0500%以下。Bi含量宜為0.0100%以下，較宜為0.0050%以下。
上述化學組成中，剩餘部分為Fe及不純物。在此所謂「不純物」，乃意指工業上製造鋼板時，礦石、廢料等原料因為製造步驟的種種原因而混入之成分，是在不對本發明產生不良影響之範圍下所容許者。
＜熱壓印成形品的金屬組織＞
針對本實施形態的熱壓印成形品的金屬組織，進行說明。本實施形態的熱壓印成形品的全部或部分具有下述金屬組織，該金屬組織含有以下所示之量的肥粒鐵、麻田散鐵及變韌鐵。在以下有關金屬組織的說明中，「%」乃意指「體積率%」。
肥粒鐵：大於60.0%
一旦肥粒鐵的體積率大於60.0%以下，則熱壓印後成形品的抗拉強度會達700MPa以上，而無法確保熱穩定性。因此，將肥粒鐵的體積率設為大於60.0%。肥粒鐵的體積率宜大於70.0%，更宜大於80.0%。
肥粒鐵的體積率上限雖無需特別規定，不過，為了提高熱壓印成形品的強度，宜設為小於98.0%，較宜設為小於96.0%，更宜設為小於94.0%。
在上述肥粒鐵中，除了多邊形肥粒鐵之外，還包含差排密度比多邊形肥粒鐵還高的擬多邊形肥粒鐵及粒狀變韌肥粒鐵、具有鋸齒狀晶界的肥粒鐵。從熱穩定性的觀點來看，多邊形肥粒鐵相對於肥粒鐵全體之比率，以體積率計宜為10.0%以上。
麻田散鐵：0%以上、小於10.0%
變韌鐵：0%以上、小於20.0%
一旦金屬組織含有麻田散鐵及變韌鐵，則熱壓印成形品的熱穩定性會劣化。因此，麻田散鐵的體積率是設為小於10.0%，而變韌鐵的體積率則是設為小於20.0%。麻田散鐵的體積率宜設為小於5.0%，較宜設為小於2.0%，更宜設為小於1.0%。變韌鐵的體積率宜設為小於10.0%，較宜設為小於5.0%，更宜設為小於2.0%。
由於麻田散鐵及變韌鐵並無一定要含有之必要，故麻田散鐵及變韌鐵的體積率下限皆為0%。
惟，麻田散鐵及變韌鐵因為具有提高熱壓印成形品的強度之作用，故只要在上述範圍內，則亦可含有於金屬組織中。一旦麻田散鐵及變韌鐵的體積率小於0.1%，就無法充分獲得上述作用所帶來的效果。因此，如果要提高強度，宜將麻田散鐵及變韌鐵的體積率下限值都設為0.1%以上，較宜設為0.5%以上。
金屬組織的剩餘部分亦可含有波來鐵或殘留沃斯田鐵，此外，亦可含有雪明碳鐵等的析出物。由於並不一定要含有波來鐵、殘留沃斯田鐵及析出物，故波來鐵、殘留沃斯田鐵及析出物的體積率下限皆為0%。
由於波來鐵具有提高熱壓印成形品的強度之作用，若要提高強度，宜將波來鐵的體積率設為1.0%以上，較宜設為2.0%以上，更宜設為5.0%以上。
另一方面，當過量含有波來鐵時，熱壓印後的韌性會劣化。因此，波來鐵的體積率宜設為20.0%以下，較宜設為10.0%以下。
殘留沃斯田鐵具有提升熱壓印成形品的衝撃吸收性之作用。因此，若要獲得此效果，殘留沃斯田鐵的體積率宜設為0.5%以上，較宜設為1.0%以上。
另一方面，一旦過量含有殘留沃斯田鐵，則熱壓印後的韌性會下降。因此，殘留沃斯田鐵的體積率宜設為5.0%以下，較宜設為3.0%以下。
在本實施形態中，各個金屬組織的體積率是如以下之方式來求出。
首先，從熱壓印成形品採取試驗片，並研磨平行於鋼板輥軋方向之縱剖面後，在非鍍敷鋼板之情況是對於自鋼板表面起算鋼板板厚的1/4深度位置進行組織觀察，在鍍敷鋼板之情況則是對於自基材之鋼板與鍍敷層之邊界起算至基材即鋼板之板厚的1/4深度位置進行組織觀察。在熱壓印成形品具備了具有抗拉強度小於700MPa之部分與具有抗拉強度在700MPa以上之部分的情況下，則是從抗拉強度小於700MPa之部分採取試驗片來施行觀察。
具體而言，對研磨面進行硝太蝕劑腐蝕後，使用光學顯微鏡及掃描電子顯微鏡(SEM)進行組織觀察，並對於所得到的組織照片施行圖像解析，藉此獲得肥粒鐵與波來鐵各自的面積率，以及變韌鐵、麻田散鐵、殘留沃斯田鐵的合計面積率。之後，對相同觀察位置，進行里培拉(Lepera)腐蝕後，使用光學顯微鏡及掃描電子顯微鏡(SEM)進行組織觀察，並對於所得到的組織照片施行圖像解析，藉此算出殘留沃斯田鐵與麻田散鐵的合計面積率。
又，對於相同觀察位置，將縱剖面進行電解研磨後，使用具備有電子背向散射圖案解析裝置(EBSP)的SEM，測定殘留沃斯田鐵的面積率。
根據此等結果，而獲得肥粒鐵與波來鐵、變韌鐵、麻田散鐵、殘留沃斯田鐵各自的面積率。然後，面積率視為與體積率相等，而將所測定出的面積率作為各組織的體積率。
＜熱壓印成形品的強度＞
就本實施形態的熱壓印成形品的全部或部分而言，母材鋼板之抗拉強度小於700MPa。這是因為，一旦抗拉強度為700MPa以上，就無法確保熱壓印成形品的熱穩定性。適宜的是，在熱壓印成形品的全部或部分中，抗拉強度小於600MPa或小於560MPa。另一方面，為了提升熱壓印成形品的衝撃吸收性，熱壓印成形品的抗拉強度宜設為440MPa以上，較宜設為490MPa以上。
本實施形態的熱壓印成形品亦在成形品內混合存在有：抗拉強度小於700MPa之軟質部分、與700MPa以上之硬質部分。透過設置強度不同的部位，可控制衝撞時熱壓印成形品的變形狀態，並能提升成形品的衝撃吸收性。具有不同強度部位的熱壓印成形品則如後所述，可在接合成分組成不同的二種以上之鋼板後，透過熱壓印來加以製造。
＜熱壓印成形品的熱穩定性＞
本實施形態的熱壓印成形品，其相對於熱壓印前之抗拉強度，在170℃實施20分鐘熱處理後之抗拉強度下降量(ΔTS)為100MPa以下。ΔTS宜為60MPa以下，較宜為30MPa以下。
在具有以肥粒鐵為主體之組織的熱壓印成形品中，於塗裝燒黏時強度會下降之理由，吾人認為是因為存在於肥粒鐵中的微細鐵碳化物或微細鐵碳叢集會因塗裝燒黏時的熱處理而變化成粗大鐵碳化物。此種微細鐵碳化物或微細鐵碳叢集的存在狀態，雖不容易直接加以定量評價，不過可透過在170℃施予20分鐘熱處理後的抗拉強度下降量(ΔTS)來間接評價。若ΔTS為100MPa以下，則肥粒鐵中的微細鐵碳化物或微細鐵碳叢集的生成會受到抑制，而判斷為熱穩定性優異。
＜鍍敷層＞
本實施形態的熱壓印成形品亦可於表面具有鍍敷層。透過於表面具備鍍敷層，可防止熱壓印時產生鏽垢，而能更進一步提升熱壓印成形品的耐蝕性。鍍敷種類只要是適合前述目的即可，並未特別限定。熱壓印成形品的鍍敷層可如後所述，使用鍍敷鋼板並將之進行熱壓印來形成。鍍敷層種類例如，使用鋅系鍍敷鋼板、鋁系鍍敷鋼板並將之進行熱壓印後的鋅系鍍敷層、鋁系鍍敷層。
針對製造上述熱壓印成形品所適合的熱壓印用鋼板，進行說明。
＜熱壓印用鋼板的化學組成＞
化學組成並不因熱壓印而有實質變化，因此熱壓印用鋼板的化學組成是具有與上述熱壓印成形品相同的化學組成。
＜熱壓印用鋼板的金屬組織＞
本實施形態熱壓印用鋼板的金屬組織含有鐵碳化物，而鐵碳化物的化學組成(鐵碳化物中的Mn含量及Cr含量)則滿足下述(i)式。
[Mn]θ +[Cr]θ ＞2.5・・・(i)
但是，上述式中的各個記號之意義如下：
[Mn]θ ：鐵碳化物所含Fe、Mn及Cr之合計含量設為100原子%時，鐵碳化物中的Mn含量(原子%)。
[Cr]θ ：鐵碳化物所含Fe、Mn及Cr之合計含量設為100原子%時，鐵碳化物中的Cr含量(原子%)。
熱壓印用鋼板的金屬組織所含鐵碳化物的化學組成滿足上述(i)式，藉此就能提升熱壓印後鋼板的熱穩定性。上述(i)式之左邊值宜大於3.0，較宜大於4.0。
另一方面，為了提高鐵碳化物中的Mn含量與Cr含量，在後述熱軋板退火步驟中，就會衍生將熱軋鋼板在高溫進行退火之必要，而會損害鋼板的製造性。因此，上述(i)式之左邊值宜小於30.0，較宜小於20.0。
本實施形態中，鐵碳化物的化學組成是依以下順序來測定。
首先，從鋼板的任意位置採取試驗片，並將平行於鋼板輥軋方向之縱剖面進行研磨後，從鋼板表面起算板厚1/4深度位置以印模(replica)法來萃取析出物。使用穿透型電子顯微鏡(TEM)來觀察此析出物，並透過電子繞射及能量散佈X射線分析(EDS)來鑑定析出物及分析組成。
以EDS進行鐵碳化物定量分析，是針對Fe、Mn及Cr這3個元素來施行，將此等之合計含量設為100原子%時，令Mn含量(原子%)及Cr含量(原子%)分別為[Mn]θ 及[Cr]θ 而求得。對於複數個鐵碳化物進行該定量分析，並將其平均值作為該鋼板之鐵碳化物中的Mn含量與Cr含量。進行測定的鐵碳化物數量設為10個以上，測定的數量是越多越好。所謂鐵碳化物，是除了構成波來鐵的雪明碳鐵之外，還含有孤立存在於金屬組織中的雪明碳鐵。
在本實施形態中，若為熱軋退火鋼板、冷軋鋼板或退火鋼板之情況下，是從鋼板表面起算至板厚1/4深度位置來規定上述金屬組織；若為鍍敷鋼板之情況下，則是從基材即鋼板與鍍敷層之邊界起算至基材即鋼板之板厚1/4深度位置來規定上述金屬組織。
鐵碳化物的體積率雖無需特別規定，但為了使熱壓印後的金屬組織細粒化以提高抗拉強度，鐵碳化物的體積率宜設為1%以上，較宜設為3%以上。
另一方面，一旦鐵碳化物的體積率過多，則熱壓印後的鋼板之抗拉強度會變得過高，同時熱穩定性會受損。因此，鐵碳化物的體積率宜設為20%以下，較宜設為15%以下。
本實施形態熱壓印用鋼板的金屬組織之剩餘部分雖是以肥粒鐵為主體，但亦可含有麻田散鐵、回火麻田散鐵、變韌鐵及殘留沃斯田鐵，更可含有鐵碳化物以外的析出物。不過，麻田散鐵、回火麻田散鐵、變韌鐵及殘留沃斯田鐵會使熱壓印後的韌性劣化，故此等組織的體積率是越少越好。麻田散鐵、回火麻田散鐵、變韌鐵及殘留沃斯田鐵的體積率都宜小於1.0%，較宜小於0.5%。
熱壓印用鋼板之金屬組織中的體積率，可採與熱壓印成形品同樣的方法來求出。
＜製造方法＞
針對本實施形態的熱壓印成形品及本實施形態的熱壓印用鋼板其適宜之製造方法，進行說明。
[熱壓印成形品之製造方法]
本實施形態的熱壓印成形品之製造方法包含：將具有上述化學組成及金屬組織的熱壓印用鋼板進行加熱之步驟，及對於加熱後的熱壓印用鋼板施行熱壓印之步驟。在熱壓印步驟中，透過模具來進行冷卻及成形，即可獲得熱壓印成形品。
在對熱壓印用鋼板進行加熱之加熱步驟中，加熱溫度T(℃)宜設為大於Ac1 點。所謂Ac1 點，是對素材鋼板加熱時沃斯田鐵開始在金屬組織中生成之溫度，並可由加熱步驟中鋼板熱膨脹變化來求出。一旦提高加熱溫度，便會促進碳化物熔解而提高熱壓印成形品的強度。若要將熱壓印成形品的抗拉強度作到440MPa以上時，要將加熱溫度設為大於Ac1 點。
為了促進碳化物熔解同時抑制麻田散鐵或變韌鐵在熱壓印成形品的金屬組織中生成以提升成形品的熱穩定性，宜將加熱溫度設為大於Ac3 點。所謂Ac3 點，是對供應至熱壓印的鋼板進行加熱時肥粒鐵會在金屬組織中消失之溫度，並可由加熱步驟中鋼板熱膨脹變化來求出。
加熱溫度上限雖未特別限定，但若加熱溫度過高則沃斯田鐵會粗大化，而熱壓印成形品的強度會下降。因此，加熱溫度宜為1000℃以下，較宜為950℃以下，更宜為900℃以下。
在對上述鋼板實施熱壓印之步驟中，當上述加熱溫度令為T(℃)時，則熱壓印的開始溫度宜設為(T-300)℃以上。若提高熱壓印的開始溫度，則至熱壓印開始之前生成的碳化物其再析出可被抑制，而熱壓印成形品的強度會提高。當熱壓印成形品的抗拉強度設為440MPa以上時，則將熱壓印的開始溫度設為(T-300)℃以上。為了防止碳化物再析出同時抑制麻田散鐵或變韌鐵在熱壓印成形品的金屬組織生成，以提升熱壓印成形品的熱穩定性，宜將熱壓印的開始溫度設為大於Ar3 點。所謂Ar3 點，是在素材鋼板冷卻後肥粒鐵開始在金屬組織中生成之溫度，並可由加熱步驟後鋼板冷卻時的熱膨脹變化來求出。
又，本實施形態的熱壓印成形品的其它製造方法包含：將具有上述化學組成及金屬組織的鋼板(熱壓印用鋼板)與接合用鋼板進行接合，而作成接合鋼板之接合步驟；將上述接合鋼板進行加熱之步驟；及，之後，對於上述加熱後的接合鋼板進行熱壓印之步驟。就接合來說，可例如：將熱壓印用鋼板與接合用鋼板對接或相疊，並透過熔接來接合。
上述接合鋼板的加熱溫度T(℃)宜設為大於熱壓印用鋼板的Ac1 點，而熱壓印的開始溫度宜設為(T-300)℃以上。在此情況下，較適宜的加熱溫度是大於上述鋼板的Ac3 點，較適宜的熱壓印的開始溫度則是大於上述鋼板的Ar3 點。此理由與不含接合步驟之情況相同。
針對接合用鋼板的化學組成及機械特性，並未特別限定。惟，為了提高熱壓印成形品的衝撃吸收能，熱壓印後之抗拉強度宜為700MPa以上。熱壓印後抗拉強度更宜為大於1000MPa、大於1200MPa、或大於1500MPa。
為了確保熱壓印後接合用鋼板之抗拉強度，接合用鋼板之C含量宜為0.080%以上。適宜的C含量下限為0.100%、0.120%、或0.200%。基於同樣的理由，接合用鋼板之Mn含量宜為0.50%以上。適宜的Mn含量下限0.80%、1.00%、或1.20%。
用作上述素材的鋼板(熱壓印用鋼板)宜施行後述的熱軋板退火。在熱軋板退火後，亦可進一步施行冷輥軋、或施行冷輥軋及退火。另一方面，接合用鋼板亦可為下列之任一者：熱軋鋼板、對熱軋鋼板實施冷輥軋後的冷軋鋼板、對熱軋鋼板實施退火後的熱軋退火鋼板、及對冷軋鋼板實施退火後的冷軋退火鋼板。
又，為了提升熱壓印成形品的耐蝕性，就熱壓印用鋼板、接合用鋼板而言，亦可使用：在表面上施予鍍敷後的鍍敷鋼板。鍍敷鋼板之種類雖未特別限定，不過可例示如：熔融鍍鋅鋼板、合金化熔融鍍鋅鋼板、熔融鍍鋁鋼板、熔融Zn-Al合金鍍敷鋼板、熔融Zn-Al-Mg合金鍍敷鋼板、熔融Zn-Al-Mg-Si合金鍍敷鋼板、電鍍鋅鋼板、及電鍍Ni-Zn合金鋼板等。
[熱壓印用鋼板之製造方法]
本實施形態的熱壓印用鋼板之製造方法包含：熱輥軋步驟，是對於具有上述化學組成之鋼胚實施熱輥軋後，以800℃以下之溫度區域進行捲取而作成熱軋鋼板；及，熱軋板退火步驟，是對上述熱軋鋼板實施加熱至大於650℃之溫度區域為止的熱軋板退火而作成熱軋退火鋼板。
在熱輥軋步驟中，是將熱輥軋後的捲取溫度設為800℃以下。一旦捲取溫度大於800℃，則熱軋鋼板的金屬組織會過度粗大化，而熱壓印後鋼板之抗拉強度會下降。捲取溫度宜小於650℃，較宜小於600℃，更宜小於550℃。
經熱輥軋、捲取後的鋼板，可因應需求而依照習知方法施行脫脂等處理後，再進行退火。對熱軋鋼板實施退火，稱之為熱軋板退火；熱軋板退火後的鋼板則稱之為熱軋退火鋼板。在熱軋板退火之前，亦可透過酸洗等來除鏽。
熱軋板退火步驟中的加熱溫度是設為大於650℃。這是為了在熱軋退火鋼板的金屬組織中，提高鐵碳化物中的Mn含量及Cr含量。熱軋板退火步驟中的加熱溫度宜大於680℃，較宜大於700℃。另一方面，一旦熱軋板退火步驟中的加熱溫度變得過高，則熱軋退火鋼板的金屬組織會粗大化，而熱壓印後之抗拉強度會下降。因此，熱軋板退火步驟中的加熱溫度上限值宜小於750℃，較宜小於720℃。
供應到本實施形態熱壓印用鋼板之製造方法的鋼胚，其製造方法並未特別限定。在所例示鋼胚適宜的製造方法中，具有上述成分組成的鋼，是以習知手段進行熔煉後，透過連續鑄造法作成鋼塊、或者透過任意的鑄造法作成鋼塊後以分塊輥軋方法等來作成鋼片。在連續鑄造步驟中，為了抑制夾雜物所致表面缺陷的發生，宜在鑄模內使熔融鋼產生電磁攪拌等外部附加式的流動。對鋼塊或鋼片而言，可先暫時冷卻後再次加熱並供給至熱輥軋，亦可使連續鑄造後呈高溫狀態之鋼塊、或分塊輥軋後呈高溫狀態之鋼片維持原樣、或保溫、或進行輔助性加熱，再供給至熱輥軋。在本實施形態中，以上述鋼塊及鋼片作為熱輥軋的素材而統稱為「鋼胚」。
為了防止沃斯田鐵粗大化，供給至熱輥軋之鋼胚其溫度宜設為小於1250℃，較宜設為小於1200℃。為了在輥軋完成後使沃斯田鐵產生變態來使熱軋鋼板的金屬組織微細化，熱輥軋宜在Ar3 點以上之溫度區域來完成。
當熱輥軋是由粗輥軋與精輥軋所構成時，為了在上述溫度完成精輥軋，亦可在粗輥軋與精輥軋之間對粗輥軋材進行加熱。此時，宜使粗輥軋材之後端較前端還高溫之方使進行加熱，藉此將精輥軋的開始時橫跨粗輥軋材總長之溫度變動抑制在140℃以下。藉此，提升捲取步驟後捲材內製品特性之均一性。
粗輥軋材之加熱方法使用習知手段即可。例如，亦可事先在粗輥軋機與精輥軋機之間設置電磁式感應加熱裝置，並基於該感應加熱裝置之上流側中粗輥軋材長度方向的溫度分布等，來控制加熱升溫量。
上述熱軋板退火步驟後，亦可對熱軋退火鋼板施行冷輥軋而作成冷軋鋼板。冷輥軋依循通常方法來進行即可，亦可於冷輥軋前以酸洗等來進行除鏽。為使熱壓印後的金屬組織微細化來提高抗拉強度，宜將冷輥軋之冷壓率(冷輥軋中的累積軋縮率)設為30%以上，較宜設為40%以上。一旦冷壓率過高，則熱壓印後的韌性會劣化，因此宜將冷壓率設為60%以下，較宜設為50%以下。如後所述，在冷輥軋後會施行退火之情況下，為了使退火鋼板的金屬組織微細化，宜將冷壓率設為60%以上，較宜設為70%以上。
亦可對冷軋鋼板施行退火而作成退火鋼板。退火依循通常方法來進行即可；於施行退火前，亦能以習知方法來施行脫脂等處理。為了使退火鋼板的金屬組織因再結晶而微細化，退火中的均熱溫度下限值宜設為600℃、650℃、或700℃。另一方面，一旦均熱溫度過高、均熱時間過長，由於退火鋼板的金屬組織會因粒成長而粗大化，退火中的均熱溫度宜設為800℃以下或760℃以下，而均熱時間宜設為小於300秒或小於120秒。退火以箱式退火、連續退火之任一方法來施行皆無妨，但從生產性之觀點來看則宜為連續退火。
以此而得之熱軋退火鋼板、冷軋鋼板及退火鋼板，亦可依循通常方法來進行調質輥軋。
本實施形態的熱壓印用鋼板若以防止熱壓印時生成鏽垢及提升熱壓印後鋼板耐蝕性為目的，則亦可於表層具備鍍敷層。鍍敷的種類而言，只要適合前述目的者即可，並未特別限定，可例示如：熔融鍍鋅鋼板、合金化熔融鍍鋅鋼板、熔融鍍鋁鋼板、熔融Zn-Al合金鍍敷鋼板、熔融Zn-Al-Mg合金鍍敷鋼板、熔融Zn-Al-Mg-Si合金鍍敷鋼板、電鍍鋅鋼板、及電鍍Ni-Zn合金鋼板等。
製造熔融鍍敷鋼板時，以上述方法所製造出的熱軋退火鋼板、冷軋鋼板或退火鋼板作為素材鋼板，並依循通常方法來進行鍍敷即可。將冷軋鋼板用作素材鋼板時，為了使鍍敷鋼板的金屬組織因再結晶而微細化，連續熔融鍍敷之退火過程中的均熱溫度下限值宜設為600℃、650℃或700℃。
另一方面，一旦均熱溫度過高，由於退火鋼板的金屬組織因粒成長而粗大化，不論素材鋼板之種類，連續熔融鍍敷之退火過程中的均熱溫度上限值宜設為800℃或760℃。在熔融鍍敷後，亦可將鋼板進行再加熱而施行合金化處理。
製造電鍍鋼板時，以上述方法所製造出的熱軋退火鋼板、冷軋鋼板或退火鋼板作為素材鋼板，並視需要而實施清淨化及調整表面的已知前處理，之後依循通常方法進行電鍍即可。以此而得之鍍敷鋼板，亦可依循通常方法來進行調質輥軋。
以下，以實施例來更具體說明本發明，不過，本發明並不受此等實施例所限定。
[實施例]
(實施例1)
使用真空熔解爐來鑄造熔融鋼，並製造出具有表1所示化學組成的鋼A~R。表1中的Ac1 點及Ac3 點，是從鋼A~R之冷軋鋼板以2℃/秒加熱後的熱膨脹變化來求出。又，表1中的Ar3 點，則是從鋼A~M之冷軋鋼板加熱至950℃後再以10℃/秒冷卻後的熱膨脹變化來求出。將鋼A~R加熱至1200℃並保持60分鐘，再以表2所示熱軋條件進行熱輥軋。
[表1]
[表2]
具體而言，在Ar3 點以上之溫度區域，對鋼A~R施行10道次之輥軋，而作成厚度2.0~3.6mm的熱軋鋼板。熱輥軋後，以噴霧水來將熱軋鋼板冷卻至490~600℃為止，並以冷卻結束溫度作為捲取溫度，而將熱軋鋼板裝入已保持在該捲取溫度的電加熱爐中並保持60分鐘，之後，以20℃/小時之平均冷卻速度將熱軋鋼板進行爐冷卻至室溫為止，並模擬了捲取後的緩冷卻。
對於緩冷卻後熱軋鋼板的一部分，實施熱軋板退火。具體而言，使用電加熱爐以50℃/時之平均加熱速度，將熱軋鋼板加熱至620~710℃為止，之後保持1小時，接著以20℃/時之平均冷卻速度進行冷卻而作成熱軋退火鋼板。
對於試驗編號3以外的熱軋鋼板及熱軋退火鋼板進行酸洗而作成用於冷輥軋的母材，並以軋縮率61%施行冷輥軋而作成厚度1.4mm之冷軋鋼板。使用連續退火模擬器以10℃/秒之平均加熱速度，將冷軋鋼板之一部分加熱至750℃為止並進行60秒鐘的均熱。接著冷卻至400℃為止並保持180秒鐘後，冷卻至室溫為止而作成退火鋼板。
又，使用熔融鍍敷模擬器以10℃/秒之平均加熱速度，將冷軋鋼板之一部分加熱至表2所示退火均熱溫度為止，並進行60秒鐘的均熱。接著將素材鋼板進行冷卻，並將之浸漬於熔融鋅鍍浴或熔融鋁鍍浴，而實施了熔融鍍鋅或熔融鍍鋁。對於一部分的素材鋼板，於熔融鍍鋅後，加熱至520℃為止而實施了合金化處理。
由此而得之熱軋鋼板、熱軋退火鋼板、冷軋鋼板、退火鋼板、熔融鍍鋅鋼板、合金化熔融鍍鋅鋼板、及熔融鍍鋁鋼板(這些鋼板統稱為熱壓印用鋼板)，採取出用於組織觀察的試驗片，並進行了組織觀察。
具體而言，若為非鍍敷鋼板，是自鋼板表面起算鋼板板厚1/4深度位置；若為鍍敷鋼板，則是自基材鋼板與鍍敷層之邊界起算，自基材即鋼板之板厚1/4深度位置；由前述深度位置以印模法來萃取析出物，並使用TEM來鑑定出鐵碳化物。對於10個鐵碳化物，使用EDS而就Fe、Mn及Cr之3個元素進行定量分析。Fe、Mn及Cr之含量合計設為100原子%時，將鐵碳化物中的Mn含量(原子%)及Cr含量(原子%)分別令為[Mn]θ 及[Cr]θ ，並求出[Mn]θ 與[Cr]θ 總和的平均值。
又，從上述熱壓印用鋼板，沿著垂直於輥軋方向之方向採取JIS13號B拉伸試驗片，並以10mm/分之拉伸速度進行拉伸試驗，而求出抗拉強度。於表3列示：熱壓印用鋼板的金屬組織之觀察結果、及熱壓印用鋼板的機械特性之調査結果。
[表3]
從上述熱壓印用鋼板採取寬240mm、長170mm的熱壓印用母板，並透過熱壓印來製造出圖1所示形狀的帽(hat)構件。在熱壓印步驟中，是使用氣體加熱爐，將母板以表4所示加熱溫度加熱4分鐘後，自加熱爐取出並放冷，再以表4所示開始溫度，夾持於一具備冷卻裝置之模具而進行了帽(hat)成形。
對於所得之帽構件(熱壓印成形品)的一部分，使用電加熱爐而在170℃實施了20分鐘的熱處理。
從熱處理前之帽構件的衝頭底部，採取出用於SEM觀察的試驗片，將該試驗片平行於鋼板輥軋方向之縱剖面進行研磨後，對該縱剖面施行硝太蝕劑腐蝕及里培拉腐蝕，並觀察下述深度位置之金屬組織：若為非鍍敷鋼板時，是自鋼板表面起算鋼板板厚1/4深度位置，若為鍍敷鋼板時，則是自基材鋼板與鍍敷層之邊界起算，自基材即鋼板之板厚1/4深度位置。以圖像處理來測定肥粒鐵、麻田散鐵、變韌鐵及波來鐵的面積率，並以此作為體積率。更具體而言，將研磨面進行硝太蝕劑腐蝕後，使用光學顯微鏡及掃描電子顯微鏡(SEM)進行組織觀察，並對於所得到的組織照片施行圖像解析，藉此獲得肥粒鐵與波來鐵各自的面積率，以及變韌鐵、麻田散鐵、殘留沃斯田鐵的合計面積率。之後，對於相同觀察位置，進行里培拉腐蝕後，使用光學顯微鏡及掃描電子顯微鏡(SEM)進行組織觀察，對於所得到的組織照片施行圖像解析，藉此算出殘留沃斯田鐵與麻田散鐵的合計面積率。又，針對相同觀察位置，對縱剖面進行電解研磨後，使用一具備電子背向散射圖案解析裝置(EBSP)的SEM，來測定殘留沃斯田鐵的面積率。根據此等結果，而獲得肥粒鐵與波來鐵、變韌鐵、麻田散鐵、殘留沃斯田鐵各自的面積率。然後，面積率視為等同體積率，而以測定出的面積率作為各個組織的體積率。結果列示於表4。表中，滿足本發明規定的試驗編號而言，熱壓印成形品的金屬組織中，肥粒鐵中多邊形肥粒鐵所占比率為10.0%以上。
又，從熱處理前後之帽構件的衝頭底部，沿著構件長度方向而採取JIS13號B拉伸試驗片，並以10mm/分的拉伸速度進行拉伸試驗而求出抗拉強度。對於未施予熱處理的帽構件之抗拉強度、以及實施過熱處理的帽構件之抗拉強度，求出兩者之差(ΔTS)；若ΔTS為100MPa以下則判斷為：帽構件熱穩定性良好。
於表4中列示：帽構件的金屬組織之觀察結果、以及帽構件的機械特性之評價結果。在表4中，劃有底線的數值乃意指本發明之範圍外。
[表4]
滿足本發明之規定的試驗編號1~15、19~23、27、29、31，其熱壓印成形品的TS皆小於700MPa，又，其ΔTS皆為100MPa以下，皆顯示良好的熱穩定性。
又，就試驗編號1~4、7~9、11~13、15、19~23、27、29、31而言，是在熱壓印步驟中加熱至大於Ac1 點之溫度，且熱壓印的開始溫度為(加熱溫度-300)℃以上，其熱壓印成形品的抗拉強度在440MPa以上，強度特性特別良好。
相對於上述，就試驗編號16~18、24~26、28、30、32~35而言，是使用了化學組成在本發明範圍外的鋼板的比較例、及/或所用的熱壓印用鋼板並未具有適宜組織的比較例，其熱壓印成形品的TS在700MPa以上且ΔTS在100MPa以上，或者其ΔTS在100MPa以上，熱穩定性差。
具體而言，使用了鋼E之試驗編號16，其因為鋼的C含量過高，故在熱壓印成形品的金屬組織中麻田散鐵體積率過多，而熱壓印成形品的抗拉強度為700MPa以上且ΔTS較大。
使用了鋼F之試驗編號17，其因為鋼的Mn含量過高，故熱壓印成形品的抗拉強度為700MPa以上且ΔTS較大。
使用了鋼G之試驗編號18，其因為鋼的Cr含量過低，故熱壓印成形品的抗拉強度為700MPa以上且ΔTS較大。
使用了鋼M之試驗編號24及25，其因為鋼的Cr含量過高，故在熱壓印成形品的金屬組織中麻田散鐵體積率變得過多，而熱壓印成形品的抗拉強度為700MPa以上且ΔTS較大。
使用了鋼Q之試驗編號32及33，其因為鋼的Mn含量過高，故ΔTS較大。
使用了鋼R之試驗編號34及35，其因為鋼的Cr含量過低，故ΔTS較大。
比較例之試驗編號26、28及30所使用的鋼板，化學組成雖在本發明範圍內，但熱壓印用鋼板的金屬組織卻在本發明範圍外，其熱壓印成形品的ΔTS在100MPa以上，熱穩定性差。
具體而言，使用了鋼N之試驗編號26及使用了鋼P之試驗編號30，其因為未施行熱軋板退火，故在熱壓印用鋼板的金屬組織中鐵碳化物中的Mn含量與Cr含量之總和較低，ΔTS較大。
使用了鋼O之試驗編號28，其因為熱軋板退火步驟中的加熱溫度過低，故在熱壓印用鋼板的金屬組織中鐵碳化物中的Mn含量與Cr含量之總和較低，ΔTS較大。
(實施例2)
使用真空熔解爐來鑄造熔融鋼，並製造出實施例1中具有表1所示化學組成的鋼A~C。使用鋼A~C，與實施例1相同而以表5所示條件進行熱輥軋、熱軋板退火、冷輥軋、及退火，接著再進行鍍敷處理而製造出熔融鍍鋅鋼板、合金化熔融鍍鋅鋼板、及熔融鍍鋁鋼板(熱壓印用鋼板)。
[表5]
對於此等熱壓印用鋼板的金屬組織及機械特性，進行了與實施例1同樣的調査。表6中列示：熱壓印用鋼板的金屬組織之觀察結果、及熱壓印用鋼板的機械特性之調査結果。
[表6]
由此等熱壓印用鋼板，採取了厚1.4mm、寬240mm、長170mm的熱壓印用母板。以雷射熔接而將該母板與相同尺寸的接合用鋼板進行接合，而製作出厚1.4mm、寬240mm、長340mm的接合鋼板。就接合用鋼板而言，是使用了下述化學組成的冷軋鋼板：以質量%計0.21%C-0.13%Si-1.31%Mn-0.012%P-0.0018%S-0.043%sol.Al-0.0030%N-0.21%Cr-0.0018%B。
與實施例1同樣方式，將接合鋼板以表7所示條件進行熱壓印，並製造出圖2所示形狀的帽構件。之後，對於所得之帽構件的一部分，使用電加熱爐在170℃實施了20分鐘的熱處理。
然後，就熱處理前後的帽構件而言，與實施例1同樣方式，調查了鋼A~C構成之部分的金屬組織及機械特性。於表7中列示：帽構件(熱壓印成形品)的金屬組織之觀察結果、及帽構件的機械特性之評價結果。
[表7]
試驗編號36~38任一者的試驗結果都是：熱壓印成形品的TS小於700MPa，又，ΔTS為100MPa以下，顯示出良好的熱穩定性。帽構件之接合用鋼板部分的金屬組織是麻田散鐵的單一組織，抗拉強度為1588MPa。
產業上之可利用性
依照本發明，即可獲得一種熱穩定性優異的熱壓印成形品，其具有強度隨塗裝燒黏處理的變動較小且抗拉強度小於700MPa之部分。
圖1是顯示以實施例1製造出的熱壓印成形品形狀之示意圖。
圖2是顯示以實施例2製造出的熱壓印成形品形狀之示意圖。

Claims (21)

  1. 一種熱壓印成形品，前述熱壓印成形品的全部或部分，係具有下述化學組成： 以質量%計， C：0.001%以上且小於0.080%、 Si：2.50%以下、 Mn：0.01%以上且小於0.50%、 P：0.200%以下、 S：0.0200%以下、 sol.Al：0.001~2.500%、 N：0.0200%以下、 Cr：0.30%以上且小於2.00%、 Ti：0~0.300%、 Nb：0~0.300%、 V：0~0.300%、 Zr：0~0.300%、 Mo：0~2.00%、 Cu：0~2.00%、 Ni：0~2.00%、 B：0~0.0200%、 Ca：0~0.0100%、 Mg：0~0.0100%、 REM：0~0.1000%、 Bi：0~0.0500%、 剩餘部分：Fe及不純物； 金屬組織以體積%計含有： 肥粒鐵：大於60.0%、 麻田散鐵：0%以上且小於10.0%、 變韌鐵：0%以上且小於20.0%； 抗拉強度小於700MPa； 在170℃施予20分鐘的熱處理之後，前述抗拉強度之下降量即ΔTS為100MPa以下。
  2. 如請求項1之熱壓印成形品，其中前述化學組成以質量%計含有選自下列的1種以上： Ti：0.001~0.300%、 Nb：0.001~0.300%、 V：0.001~0.300%、及 Zr：0.001~0.300%。
  3. 如請求項1或2之熱壓印成形品，其中前述化學組成以質量%計含有選自下列的1種以上： Mo：0.001~2.00%、 Cu：0.001~2.00%、及 Ni：0.001~2.00%。
  4. 如請求項1至3中任一項之熱壓印成形品，其中前述化學組成以質量%計含有B：0.0001~0.0200%。
  5. 如請求項1至4中任一項之熱壓印成形品，其中前述化學組成以質量%計含有選自下列的1種以上： Ca：0.0001~0.0100%、 Mg：0.0001~0.0100%、及 REM：0.0001~0.1000%。
  6. 如請求項1至5中任一項之熱壓印成形品，其中前述化學組成以質量%計含有Bi：0.0001~0.0500%。
  7. 如請求項1至6中任一項之熱壓印成形品，其於表面具有鍍敷層。
  8. 一種熱壓印用鋼板，其化學組成以質量%計為： C：0.001%以上且小於0.080%、 Si：2.50%以下、 Mn：0.01%以上且小於0.50%、 P：0.200%以下、 S：0.0200%以下、 sol.Al：0.001~2.500%、 N：0.0200%以下、 Cr：0.30%以上且小於2.00%、 Ti：0~0.300%、 Nb：0~0.300%、 V：0~0.300%、 Zr：0~0.300%、 Mo：0~2.00%、 Cu：0~2.00%、 Ni：0~2.00%、 B：0~0.0200%、 Ca：0~0.0100%、 Mg：0~0.0100%、 REM：0~0.1000%、 Bi：0~0.0500%、 剩餘部分：Fe及不純物； 金屬組織含有鐵碳化物，前述鐵碳化物中的Mn含量及Cr含量滿足下述(i)式， [Mn]θ +[Cr]θ ＞2.5・・・(i) 但是，上述式中的各個記號之意義如下： [Mn]θ ：鐵碳化物所含Fe、Mn及Cr之合計含量設為100原子%時，鐵碳化物中以原子%計的Mn含量； [Cr]θ ：前述鐵碳化物所含Fe、Mn及Cr之合計含量設為100原子%時，鐵碳化物中以原子%計的Cr含量。
  9. 如請求項8之熱壓印用鋼板，其中前述化學組成以質量%計含有選自下列的1種以上： Ti：0.001~0.300%、 Nb：0.001~0.300%、 V：0.001~0.300%、及 Zr：0.001~0.300%。
  10. 如請求項8或9之熱壓印用鋼板，其中前述化學組成以質量%計含有選自下列的1種以上： Mo：0.001~2.00%、 Cu：0.001~2.00%、及 Ni：0.001~2.00%。
  11. 如請求項8至10中任一項之熱壓印用鋼板，其中前述化學組成以質量%計含有B：0.0001~0.0200%。
  12. 如請求項8至11中任一項之熱壓印用鋼板，其中前述化學組成以質量%計含有選自下列的1種以上： Ca：0.0001~0.0100%、 Mg：0.0001~0.0100%、及 REM：0.0001~0.1000%。
  13. 如請求項8至12中任一項之熱壓印用鋼板，其中前述化學組成以質量%計含有Bi：0.0001~0.0500%。
  14. 如請求項8至13中任一項之熱壓印用鋼板，其於表面具有鍍敷層。
  15. 一種熱壓印成形品之製造方法，係製造如請求項1至6中任一項之熱壓印成形品的方法，並具備： 加熱步驟，係將如請求項8至13中任一項之熱壓印用鋼板加熱至加熱溫度T℃為止；及 熱壓印步驟，係對於前述加熱步驟後的前述熱壓印用鋼板施行熱壓印。
  16. 一種熱壓印成形品之製造方法，是製造如請求項1至6中任一項之熱壓印成形品的方法，並具備： 接合步驟，是將如請求項8至13中任一項之熱壓印用鋼板與接合用鋼板進行接合而作成接合鋼板； 加熱步驟，是將前述接合步驟後的接合鋼板加熱至加熱溫度T℃為止；及 熱壓印步驟，是對於前述加熱步驟後的前述接合鋼板施行熱壓印。
  17. 一種熱壓印成形品之製造方法，是製造如請求項7之熱壓印成形品的方法，並具備： 加熱步驟，是將請求項14之熱壓印用鋼板加熱至加熱溫度T℃為止；及 熱壓印步驟，是對於前述加熱步驟後的前述鋼板施行熱壓印。
  18. 一種熱壓印成形品之製造方法，是製造如請求項7之熱壓印成形品的方法，並具備： 接合步驟，是將請求項14之熱壓印用鋼板與接合用鋼板進行接合而作成接合鋼板； 加熱步驟，是將前述接合步驟後的接合鋼板加熱至加熱溫度T℃為止；及 熱壓印步驟，是對於前述加熱步驟後的前述接合鋼板施行熱壓印。
  19. 如請求項15至18中任一項之熱壓印成形品之製造方法，其中， 在前述加熱步驟中，前述加熱溫度是T℃大於前述熱壓印用鋼板的Ac1 點之溫度； 在前述熱壓印步驟中，熱壓印開始溫度是(T-300)℃以上之溫度。
  20. 一種熱壓印用鋼板之製造方法，是製造如請求項8至14中任一項之熱壓印用鋼板的方法，並具備： 熱輥軋步驟，是對下述鋼胚實施熱輥軋後，在800℃以下之溫度區域進行捲取而作成熱軋鋼板，該鋼胚之化學組成以質量%計為C：0.001%以上且小於0.080%、Si：2.50%以下、Mn：0.01%以上且小於0.50%、P：0.200%以下、S：0.0200%以下、sol.Al：0.001~2.500%、N：0.0200%以下、Cr：0.30%以上且小於2.00%、Ti：0~0.300%、Nb：0~0.300%、V：0~0.300%、Zr：0~0.300%、Mo：0~2.00%、Cu：0~2.00%、Ni：0~2.00%、B：0~0.0200%、Ca：0~0.0100%、Mg：0~0.0100%、REM：0~0.1000%、Bi：0~0.0500%、剩餘部分：Fe及不純物；及 熱軋板退火步驟，是對前述熱軋鋼板，實施加熱至大於650℃之溫度區域為止的熱軋板退火而作成熱軋退火鋼板。
  21. 如請求項20之熱壓印用鋼板之製造方法，其更具備鍍敷步驟，該鍍敷步驟是對前述熱軋板退火步驟後的前述熱軋退火鋼板，任意施行冷輥軋及退火之任一者或兩者後，施行鍍敷。
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