WO2021193829A1 - 鋼板および熱処理部材ならびにそれらの製造方法 - Google Patents

鋼板および熱処理部材ならびにそれらの製造方法 Download PDF

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WO2021193829A1
WO2021193829A1 PCT/JP2021/012562 JP2021012562W WO2021193829A1 WO 2021193829 A1 WO2021193829 A1 WO 2021193829A1 JP 2021012562 W JP2021012562 W JP 2021012562W WO 2021193829 A1 WO2021193829 A1 WO 2021193829A1
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WO
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less
heat treatment
steel sheet
mass
chemical composition
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Application number
PCT/JP2021/012562
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English (en)
French (fr)
Inventor
惠介 木下
泰明 田中
英明 澤田
Original Assignee
日本製鉄株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur

Definitions

  • the present invention relates to steel sheets, heat-treated members, and methods for manufacturing them.
  • Steel sheets used as materials for automobile skin panels, etc. are required to have good workability during molding, as well as being lightweight and excellent in dent resistance as a final product.
  • it is necessary to increase the strength of the steel sheet.
  • trade-off relationship between the improvement of workability and the increase in strength, and it is not easy to achieve both.
  • the present invention solves the above-mentioned problems, and uses a steel sheet having excellent workability at the time of molding, having high strength when used as a heat-treated member, and capable of suppressing variation in strength for each part, and a steel sheet thereof. It is an object of the present invention to provide a heat-treated member which has been used, and a method for producing the same.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and the gist thereof is the following steel plate and heat-treated member, and a method for manufacturing them.
  • the chemical composition of the steel sheet is mass%. C: 0.020 to 0.150%, Si: 1.50% or less, Mn: 2.00% or less, P: Less than 0.020%, S: 0.050% or less, Al: 1.00% or less, N: 0.010% or less, Remaining: Fe and impurities, Satisfy the following equation (i)
  • the metal structure of the steel sheet is in area%.
  • the chemical composition is, instead of a part of the Fe, in mass%.
  • the chemical composition is, instead of a part of the Fe, in mass%. Cr: 1.50% or less, and Mo: 1.00% or less, Contains one or more selected from, The steel sheet according to (1) or (2) above.
  • the chemical composition is, instead of a part of the Fe, in mass%. Contains one or more selected from Ca and Mg in a total amount of 0.010% or less.
  • the steel sheet according to any one of (1) to (3) above.
  • the chemical composition is, instead of a part of the Fe, in mass%. Contains one or more selected from Sn, Sb and Te in a total of 0.030% or less.
  • the steel sheet according to any one of (1) to (4) above.
  • the chemical composition is mass%.
  • C 0.020 to 0.150%, Si: 1.50% or less, Mn: 2.00% or less, P: Less than 0.020%, S: 0.050% or less, Al: 1.00% or less, N: 0.010% or less, Remaining: Fe and impurities, Satisfy the following equation (i)
  • the metal structure is% of the area, Ferrite: 80% or more, The number density and length of the clusters contained in the ferrite satisfy the following equations (v) and (vi).
  • Heat treatment member. C + N ⁇ 0.025 ⁇ ⁇ ⁇ (i) D f ⁇ l f ⁇ 3.8 ⁇ 10 -4 ...
  • the chemical composition is, instead of a part of the Fe, in mass%.
  • the chemical composition is, instead of a part of the Fe, in mass%. Cr: 1.50% or less, and Mo: 1.00% or less, Contains one or more selected from, The heat treatment member according to (6) or (7) above.
  • the chemical composition is, instead of a part of the Fe, in mass%. Contains one or more selected from Ca and Mg in a total amount of 0.015% or less.
  • the heat treatment member according to any one of (6) to (8) above.
  • the chemical composition is, instead of a part of the Fe, in mass%. Contains one or more selected from Sn, Sb and Te in a total of 0.030% or less.
  • the heat treatment member according to any one of (6) to (9) above.
  • the present invention it is possible to have excellent workability when forming a steel sheet, to have high strength after being made into a heat-treated member, and to suppress variations in strength for each part.
  • the above step (a) is performed on the steel sheet.
  • the degree of strain applied to the steel sheet differs for each part, if a normal baking heat treatment is subsequently performed, the variation in strength becomes large.
  • clusters described later are formed in the heat-treated member regardless of the degree of strain, which contributes to high strength. As a result, a heat-treated member having higher strength than that before the heat treatment and having less variation in strength for each part can be obtained.
  • a tensile test piece is collected from the steel sheet before the above steps (a) and (b) are applied, the yield stress is measured, and the yield stress is determined to be ⁇ y as (MPa).
  • three tensile test pieces are taken from the steel sheet, and equivalent plastic strains of 2% and 8% are applied to the two test pieces, respectively.
  • These three test pieces are subjected to a heat treatment for holding the test pieces at 50 ° C. under the condition that the Ai value represented by the following formula is 7006, and then a coating baking heat treatment is further performed at 170 ° C. for 20 minutes. ..
  • ⁇ y backed ( ⁇ ) min The minimum value (MPa) of ⁇ y backed (0%), ⁇ y backed (2%) and ⁇ y backed (8%) ⁇ y backed ( ⁇ ) max : Maximum value (MPa) of ⁇ y backed (0%), ⁇ y backed (2%) and ⁇ y backed (8%)
  • the evaluation is performed by a tensile test, but the same characteristics can be obtained even if the deformation is applied during press molding. Therefore, the characteristics of the press-formed member can also be evaluated by a value converted into equivalent plastic strain.
  • C 0.020 to 0.150%
  • C is an element that contributes to the improvement of steel strength and is an indispensable element for the formation of clusters. If the C content is less than 0.020%, cluster formation will be insufficient. On the other hand, if the C content is excessive, the weldability deteriorates. Therefore, the C content is set to 0.020 to 0.150%.
  • the C content is preferably 0.030% or more, or 0.040% or more, preferably 0.120% or less, 0.100% or less, 0.080% or less, or 0.060% or less. preferable.
  • Si 1.50% or less Si has the effect of promoting the growth of clusters and increasing ⁇ y. However, if the Si content is excessive, the number density of clusters decreases, ⁇ y decreases, and ⁇ y increases further. Therefore, the Si content is set to 1.50% or less.
  • the Si content is preferably 1.20% or less, or 1.00% or less. It is not necessary to set a lower limit for the Si content, and it may be 0%. However, when the above effect is desired, the Si content is preferably 0.01% or more, preferably 0.05% or more. Is more preferable, and 0.20% or more is further preferable.
  • Mn 2.00% or less Mn has the effect of increasing the number density of clusters and increasing ⁇ y. However, if the Mn content is excessive, the formation of clusters will be insufficient. The reason is not clear, since the Mn is contained excessively, reduced A 1 point is considered to reduce the solute carbon in the ferrite. Therefore, the Mn content is set to 2.00% or less.
  • the Mn content is preferably 1.80% or less, 1.50% or less, 1.20% or less, or 1.00% or less. It is not necessary to set a lower limit for the Mn content, and it may be 0%, but when the above effect is desired, the Mn content is preferably 0.01% or more, and is 0.05% or more. Is more preferable, and 0.20% or more is further preferable.
  • P Less than 0.020% P is an element contained in steel as an impurity, but it is an element useful for improving the strength of steel. However, if the P content is excessive, ⁇ y increases. The reason for this is not clear, but it is considered that the segregation of P caused variations in the precipitation temperature of ferrite inside the structure, and as a result, the number density of clusters inside the structure varied. Therefore, the P content is set to less than 0.020%.
  • the P content is preferably 0.015% or less, or 0.010% or less. It is not necessary to set a lower limit on the P content, and it may be 0%, but when the above effect is desired, the P content is preferably 0.001% or more.
  • S 0.050% or less S is an element contained in steel as an impurity. If the S content is excessive, coarse sulfide is formed, processing cracks and the like occur, and productivity is lowered. Therefore, the S content is set to 0.050% or less.
  • the S content is preferably 0.030% or less, or 0.010% or less, and more preferably 0.005% or less. The lower the S content, the more preferable, and it may be 0%. However, since an excessive reduction in the S content causes an increase in manufacturing cost, the S content may be 0.0001% or more.
  • Al 1.00% or less
  • Al is an element used for deoxidation, and has an effect of further promoting the growth of clusters and increasing ⁇ y.
  • the Al content is set to 1.00% or less.
  • the Al content is preferably 0.70% or less, 0.50% or less, or 0.10% or less. It is not necessary to set a lower limit for the Al content, and it may be 0%, but when the above effect is desired, the Al content is preferably 0.010% or more, preferably 0.030% or more. Is more preferable, and 0.050% or more is further preferable.
  • Al means "acid-soluble Al".
  • N 0.010% or less
  • N is an element contained in steel as an impurity, but is an element useful for improving the strength of steel.
  • N in solid solution in ferrite contributes to the formation of clusters.
  • the N content is set to 0.010% or less.
  • the N content is preferably 0.008% or less, 0.006% or less, or 0.005% or less. It is not necessary to set a lower limit on the N content, and it may be 0%, but when the above effect is desired, the N content is preferably 0.001% or more.
  • the steel sheet and heat-treated member of the present invention may further contain one or more elements selected from Ni, Cu, Cr, Mo, Ca, Mg, Sb, Sn and Te. ..
  • Ni 2.00% or less Ni has the effect of promoting the growth of clusters and increasing ⁇ y, and therefore may be contained as necessary. Further, when Cu, which will be described later, is contained, there is also an effect of preventing the grain boundary embrittlement of the slab. However, if the Ni content is excessive, the number density of clusters decreases, ⁇ y decreases, and ⁇ y increases further. Therefore, the Ni content when contained is set to 2.00% or less.
  • the Ni content is preferably 1.50% or less, or 1.00% or less, and more preferably 0.50% or less. It is not necessary to set a lower limit for the Ni content, and it may be 0%, but when the above effect is desired, the Ni content is preferably 0.02% or more, and 0.10% or more. Is more preferable, and 0.20% or more is further preferable.
  • Cu 2.00% or less Since Cu has the effect of promoting the growth of clusters and increasing ⁇ y , it may be contained as necessary. However, if the Cu content is excessive, the number density of clusters decreases, ⁇ y decreases, and ⁇ y increases further. Therefore, the Cu content when contained is set to 2.00% or less.
  • the Cu content may be 1.50% or less, 1.00% or less, 0.50% or less, or 0.30% or less. It is not necessary to set a lower limit for the Cu content, and it may be 0%, but when the above effect is desired, the Cu content is preferably 0.01% or more, and is 0.05% or more. Is more preferable, and 0.10% or more is further preferable.
  • Cr 1.50% or less Cr enhances hardenability, produces martensite and / or bainite in the metal structure, and has an effect of improving strength. Therefore, Cr may be contained as necessary. However, if the Cr content is excessive, the effect is saturated and the economic efficiency is lowered. Therefore, the Cr content when contained is 1.50% or less.
  • the Cr content may be 1.20% or less, 1.00% or less, 0.60% or less, or 0.30% or less. It is not necessary to set a lower limit for the Cr content, and it may be 0%, but when the above effect is desired, the Cr content is preferably 0.02% or more, and 0.10% or more. Is more preferable, and 0.20% or more is further preferable.
  • Mo 1.00% or less Mo has the effect of enhancing hardenability, forming martensite and / or bainite in the metal structure, and improving the strength, and therefore Mo may be contained as necessary. However, if the Mo content is excessive, not only the effect is saturated and the economy is lowered, but also the ductility and processability are lowered. Therefore, the Mo content when contained is set to 1.00% or less.
  • the Mo content may be 0.80% or less, 0.60% or less, or 0.30% or less. It is not necessary to set a lower limit on the Mo content, and it may be 0%, but when the above effect is desired, the Mo content is preferably 0.001% or more, preferably 0.010% or more. Is more preferable, and 0.10% or more is further preferable.
  • One or more selected from Ca and Mg: 0.015% or less in total Ca and Mg are elements that contribute to fine dispersion of inclusions and enhance toughness, and may be contained if necessary. However, if the total content of these elements is excessive, the surface texture deteriorates. Therefore, the content of one or more selected from Ca and Mg when contained is set to 0.015% or less in total.
  • the total content is preferably 0.010% or less. It is not necessary to set a lower limit on the content of Ca and Mg, and it may be 0%, but if the above effect is desired, the content of one or more selected from Ca and Mg is 0.0003% in total. The above is preferable, 0.001% or more is more preferable, and 0.005% or more is further preferable.
  • One or more selected from Sn, Sb and Te: 0.030% or less in total Sn, Sb and Te are surface segregation elements, which suppress decarburization from the surface of the steel sheet and are effective for ensuring the strength of the steel sheet. Therefore, it may be contained as needed. However, if the total content of these elements is excessive, not only the effect is saturated but also the toughness deteriorates. Therefore, the content of one or more selected from Sn, Sb, and Te when contained is 0.030% or less in total. The total content is preferably 0.020% or less, more preferably 0.010% or less.
  • the content of one or more selected from Sn, Sb and Te is the total content. It is preferably 0.002% or more, more preferably 0.003% or more, and further preferably 0.005% or more.
  • the balance is Fe and impurities.
  • the "impurity” is a component mixed with raw materials such as ore and scrap and various factors in the manufacturing process when steel is industrially manufactured, and is allowed as long as it does not adversely affect the present invention. Means something.
  • the metal structure of the steel sheet and the heat-treated member of the present invention needs to be mainly ferrite, and specifically, the area ratio of ferrite is 80% or more.
  • the area ratio of ferrite is preferably 90% or more.
  • the remnant tissue may include martensite and / or bainite. By containing a small amount of these, it is possible to further increase the strength. When it is desired to obtain the effect, it is preferable that the total area ratio of martensite and bainite is 5% or more.
  • cementite, pearlite, retained austenite and the like may be included, but it is permissible if the total area ratio of the residual tissue is 20% or less.
  • the area ratio of each tissue is determined by observing the tissue with a scanning electron microscope (SEM). After mirror-polishing the cross section of the steel sheet or heat-treated member, the microstructure is exposed with 3% nital (3% nitric acid-ethanol solution). Then, the microstructure in the range of 100 ⁇ m in length (length in the plate thickness direction) ⁇ 300 ⁇ m in width (length in the rolling direction) at a depth of 1/4 of the plate thickness from the surface of the steel plate is observed by SEM at a magnification of 5000 times. However, the area ratio of each tissue can be measured.
  • SEM scanning electron microscope
  • (C) a solid solution index I ss of carbon and nitrogen in the ferrite contained in the steel sheet
  • I ss of carbon and nitrogen a solid solution index I ss of carbon and nitrogen in the ferrite contained in the steel sheet
  • Solute index I ss of carbon and nitrogen is a value defined by the following (ii) expression.
  • Is ss D ft x l ft ... (ii)
  • the meanings of the symbols in the above equation (ii) are as follows.
  • D ft Number density of clusters contained in ferrite after heat treatment of steel sheet held at 50 ° C. for 16 days (nm -2 )
  • l ft Length of clusters contained in ferrite (nm) after heat treatment of steel sheet at 50 ° C. for 16 days.
  • the solid solution index Iss can be obtained by the following method.
  • a small piece is cut out from the steel sheet, and the small piece is heat-treated to be held at 50 ° C. for 16 days. Then, a test piece having a thickness of 100 nm is collected from a portion having a thickness of 1/4 of the small piece after the heat treatment. The obtained test piece is incident from ⁇ 100>, and a region within the ferrite grain having a side of 1000 nm or more is observed using a transmission electron microscope (TEM). Then, the number density and length of the clusters in the test piece are measured from the observation results.
  • TEM transmission electron microscope
  • the cluster in the present invention is an aggregate of elements containing carbon and / or nitrogen, and unlike carbides and the like, it is possible to obtain an electron diffraction pattern showing the crystal structure of the cluster by observation using TEM.
  • the feature is that it cannot be done.
  • by observing the bright field image by injecting an electron beam from ⁇ 100> by TEM it is confirmed as a plate-like contrast along ⁇ 100 ⁇ .
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a bright field image obtained by TEM. As shown in FIG. 1, it can be seen that clusters are formed along ⁇ 100 ⁇ . With this method, the contrast of clusters along ⁇ 100 ⁇ perpendicular to the incident direction cannot be confirmed among the three equivalent planes (001), (010), and (100). Therefore, assuming that the clusters are evenly present on the three surfaces, the number of clusters photographed by the TEM is multiplied by 1.5 to obtain the number in the field of view.
  • the number density D ft (nm -2 ) is obtained by dividing by the visual field area. Further, the length of each cluster in the major axis direction is measured, and the average value thereof is calculated to obtain the length lft (nm). At this time, in consideration of measurement accuracy, the value is 5 nm in the case of 2 to 5 nm, 10 nm in the case of more than 5 nm and 10 nm or less, and then rounded up in units of 10 nm.
  • clusters having a length of 2 nm or more are targeted. This is because clusters having a length of less than 2 nm do not contribute to the improvement of strength.
  • the solid solution index Iss is calculated from the obtained cluster number density D ft and length l ft based on the above equation (ii).
  • the strength improving effect can be obtained by satisfying the following equation (v) with the number density and length of the clusters contained in the ferrite.
  • equation (v) As represented by the following equation (v), even when the number density of clusters is low, if the length of the clusters is sufficiently large, an excellent strength improving effect can be obtained. It is not necessary to set an upper limit for the lvalue in equation (v), but it is practically about 5.0 ⁇ 10-2. D f ⁇ l f ⁇ 3.8 ⁇ 10 -4 ... (v) However, the meanings of the symbols in the above equation (v) are as follows. D f : Number of clusters contained in ferrite Density (nm -2 ) l f : Length of cluster contained in ferrite (nm)
  • the length of the clusters is preferably 200 nm or less, more preferably 150 nm or less, and further preferably 100 nm or less.
  • the number density and length of the clusters in the heat-treated member were obtained by collecting small pieces from an arbitrary position of the heat-treated member and collecting a test piece having a thickness of 100 nm from a 1/4 portion of the plate thickness in the same manner as described above.
  • the test piece shall be measured by observing with TEM.
  • the yield stress of the heat-treated member is preferably 420 MPa or more at an arbitrary position, more preferably 430 MPa or more, and 440 MPa. The above is more preferable.
  • the tensile strength of the heat-treated member is preferably 440 MPa or more, more preferably 450 MPa or more, and even more preferably 460 MPa or more at an arbitrary position.
  • the tensile strength and yield stress of the heat-treated member are determined by collecting a JIS No. 13B test piece from an arbitrary position of the heat-treated member and tensioning at a tensile speed of 10 mm / min in accordance with JIS Z 2241: 2011. It can be measured by performing a test. On the other hand, depending on the shape or dimensions of the heat-treated member, the above test piece may not be collected. In that case, a microtensile test piece is collected from an arbitrary position of the heat treatment member and measured. In the micro-tensile test, for example, the tensile strength and yield stress can be measured by using a 1/2 ASTM size test piece shown in FIG. 2 and performing the tensile speed at 10 mm / min. Similar results can be obtained regardless of which test method is adopted.
  • the steel sheet according to the present invention can be obtained by, for example, a manufacturing method including the following steps.
  • a steel having the above-mentioned chemical composition is melted and cast by a conventional method to prepare a slab.
  • the molten steel may be melted by a normal blast furnace method, and the raw material is a large amount of scrap like the steel produced by the electric furnace method. It may include.
  • the slab may be manufactured by a normal continuous casting process or may be manufactured by thin slab casting.
  • Hot rolling can be performed using a normal continuous hot rolling line.
  • the hot rolling conditions are not particularly limited, but the hot rolling may be performed after heating the slab to a temperature of 1000 ° C. or higher.
  • the take-up temperature is also not particularly limited, but by setting it in the range of 600 to 700 ° C., the strength of the hot-rolled steel sheet is lowered, and the subsequent cold rolling becomes easy.
  • the obtained hot-rolled steel sheet is pickled by a conventional method and then cold-rolled.
  • the rolling reduction ratio for cold rolling is not particularly limited, but is preferably 50% or more from the viewpoint of structure uniformity and thinning.
  • the above-mentioned cold-rolled rolled sheet is annealed in a temperature range of A 1 point -30 ° C to A 1 point + 100 ° C for 1 second to 20 minutes.
  • the annealing temperature is preferably A 1 point + 70 ° C. or less in order to effectively promote the formation of clusters.
  • ⁇ Cooling process> Cool from the above annealing temperature to a temperature range of 100 ° C. or lower at an average cooling rate of 30 ° C./s or higher. If the average cooling rate is less than 30 ° C./s or the cooling stop temperature exceeds 100 ° C., sufficient strength may not be ensured.
  • temper rolling may be performed at a reduction rate of 0.5 to 2.0% so that the surface texture of the press-formed member is good.
  • the heat-treated member according to the present invention can be manufactured, for example, by subjecting the above-mentioned steel sheet to the following steps (a) and (b).
  • (A) Press forming step In order to process the above steel sheet into a desired shape, press forming is performed. As a result, a corresponding plastic strain of 0% or more is applied to the steel sheet.
  • the press molding method is not particularly limited, and a conventional method may be used.
  • the heat treatment temperature is set to less than 100 ° C.
  • the heat treatment temperature is preferably low, preferably 80 ° C. or lower, and more preferably 60 ° C. or lower.
  • the heat treatment temperature is preferably 40 ° C. or higher, preferably 50 ° C. or higher.
  • the lvalue of Eq. (Iv) is preferably 9000 or less, and more preferably 8000 or less.
  • Paint baking heat treatment step The paint baking heat treatment may be further performed on the heat treatment member after the above steps (a) and (b) have been performed.
  • the use of the heat-treated member of the present invention is not particularly limited, but the heat-treated member can be used as an outer panel of an automobile or the like by including a paint baking heat treatment step in the manufacturing process.
  • the paint baking heat treatment conditions are not particularly limited, and a conventional method may be adopted, but for example, heating in a temperature range of 100 to 200 ° C. for 5 to 40 minutes is preferable. If the coating baking temperature is less than 100 ° C. and the coating baking time is less than 5 minutes, the coating film adhesion of the baking coating may decrease. On the other hand, in the present invention, the coating baking heat treatment causes a decrease in the number density of clusters. If the paint baking heat treatment is performed under appropriate conditions, the decrease in the number density of the clusters can be minimized, so that the decrease in the strength of the heat-treated member can be minimized. However, when the coating baking temperature exceeds 200 ° C. and the coating baking time exceeds 40 minutes, coarse clusters or coarse precipitation of other carbides may occur, and the strength of the heat-treated member may be significantly reduced.
  • the obtained steel piece is heated to 1200 ° C. and finish-rolled at a temperature of 950 ° C. or higher to obtain a thickness of 4 mm. , Slowly cooled to room temperature at 20 ° C./h. Subsequently, after pickling, cold rolling was performed to finally finish a rolled plate having a thickness of 1 mm. Next, these rolled plates were annealed by holding them at the annealing temperatures shown in Table 2 for 10 minutes, and then cooled at an average cooling rate of 100 ° C./s to prepare cold-rolled steel sheets.
  • the small pieces are heat-treated to be held at 50 ° C. for 16 days in an oil bath filled with silicon oil, and then the 1/4 thickness portion of the small pieces is subjected to heat treatment.
  • a test piece having a thickness of 100 nm was taken from the sample, and the number density and length of clusters contained in the ferrite were measured by the method described above. Then, based on the measurement result to obtain the solid solution index I ss of carbon and nitrogen in the ferrite included in the cold-rolled steel sheet.
  • Table 2 shows the values of the solid solution index Iss.
  • the structure of the central part of the parallel portion of the test piece was observed using SEM, and the area ratios of ferrite, cementite, bainite and martensite were determined.
  • a tensile test was carried out at a tensile speed of 10 mm / min in accordance with JIS Z 2241: 2011, and the yield stress was measured ( ⁇ y as ).
  • test pieces Of the six test pieces excluding the above two test pieces, two test pieces are given 2% equivalent plastic strain, and the other two test pieces are given 8% equivalent plastic strain. Was given. No strain was applied to the remaining two test pieces. In this way, two test pieces of three types (equivalent plastic strain: 0%, 2% and 8%) were prepared. The equivalent plastic strain was applied by applying a tensile load to the test piece. Then, the above six test pieces were heat-treated in an oil bath filled with silicone oil under the conditions shown in Table 2. Then, except for some test pieces, a heat treatment corresponding to the coating baking heat treatment was performed, which was held at the coating baking temperature shown in Table 2 for 20 minutes.
  • the tensile strength of the steel sheet is 440 MPa or more.
  • the value of ⁇ y was 70 MPa or more, and the value of ⁇ y was 50 MPa or less.
  • Comparative Examples Nos. 9 to 13, 15, 20, 21 and 23 to 30
  • the chemical composition or production conditions were inappropriate and the cluster formation was insufficient, so that ⁇ y and ⁇
  • the result was that at least one of y did not satisfy the evaluation criteria.
  • test No. 14 and 15 are examples in which the heat treatment temperature in the heat treatment step is low.
  • test No. 14 since the heat treatment corresponding to the coating baking heat treatment was not performed, clusters remained , and the value of ⁇ y was 70 MPa or more and the value of ⁇ y was 50 MPa or less.
  • Test No. In No. 15 since the heat treatment corresponding to the coating baking heat treatment was performed, some or all the clusters were melted, and neither ⁇ y nor ⁇ y satisfied the evaluation criteria.
  • the heat-treated member according to the present invention can be suitably used as an outer panel of an automobile or the like.

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Abstract

化学組成が、質量％で、Ｃ：０．０２０～０．１５０％、Ｓｉ：１．５０％以下、Ｍｎ：２．００％以下、Ｐ：０．０２０％未満、Ｓ：０．０５０％以下、Ａｌ：１．００％以下、Ｎ：０．０１０％以下、残部：Ｆｅおよび不純物であり、［Ｃ＋Ｎ≧０．０２５］を満足し、金属組織が、フェライト：８０面積％以上であって、フェライト中の炭素／窒素の固溶指標Ｉｓｓが３．７×１０－３（ｎｍ－１）以上であり、（ａ）０％以上の相当塑性ひずみを付与する工程、および（ｂ）［４０≦Ｔ＜１００］および［（Ｔ＋２７３．１５）（ｌｏｇ１０ｔ＋２０）≧７０００］（但し、Ｔ：熱処理温度（℃）、ｔ：熱処理時間（時間））を満足する条件で熱処理を施す工程、が施される用途に用いられる、鋼板。

Description

鋼板および熱処理部材ならびにそれらの製造方法
　本発明は、鋼板および熱処理部材ならびにそれらの製造方法に関する。
　自動車の外板パネル等の素材として用いられる鋼板には、成形時において加工性が良好であることに加えて、最終製品としては軽量でありかつ耐デント性に優れることが要求される。軽量化および耐デント性の向上を達成するためには、鋼板を高強度化する必要がある。しかしながら、一般的には、加工性の向上と高強度化との間にはいわゆるトレードオフの関係があり、その両立は容易ではない。
　これらの相反する要求を満たすため、塗装焼付鋼板が開発されている（例えば、特許文献１および２を参照。）。塗装焼付鋼板は、成形時には軟質であり、成形後の塗装工程における熱処理によって、降伏応力が高められるものである。従来、降伏応力の増加には、プレス等の加工時に導入された転位に、焼付時の熱を利用して固溶炭素を濃化させることで生じる硬化現象（いわゆる、焼付硬化）が利用されてきた。
特開２００２－３１７２４４号公報 特開２００４－２９２９１４号公報
　上記の特許文献１および２によれば、焼付硬化性に優れる鋼板を得ることができる。しかしながら、一般的に焼付硬化の度合いは、プレス成形時に付与されるひずみの度合いに大きく影響を受ける。自動車の外板パネル等では、最終製品の形状に応じて部位ごとに付与されるひずみの度合いが異なり（例えば、相当塑性ひずみで０．１～７．０％程度）、ひずみがほとんど付与されない領域も存在する。こうした場合には、焼付硬化の度合いが部位ごとに異なり、最終製品の強度にばらつきが生じるという問題がある。
　本発明は上記の課題を解決し、成形時には加工性に優れ、熱処理部材とした際には、高い強度を有し、かつ部位ごとの強度のばらつきを抑制することが可能な鋼板およびそれを用いた熱処理部材、ならびにそれらの製造方法を提供することを目的とする。
　本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、下記の鋼板および熱処理部材ならびにそれらの製造方法を要旨とする。
　（１）鋼板の化学組成が、質量％で、
　Ｃ：０．０２０～０．１５０％、
　Ｓｉ：１．５０％以下、
　Ｍｎ：２．００％以下、
　Ｐ：０．０２０％未満、
　Ｓ：０．０５０％以下、
　Ａｌ：１．００％以下、
　Ｎ：０．０１０％以下、
　残部：Ｆｅおよび不純物であり、
　下記（ｉ）式を満足し、
　前記鋼板の金属組織が、面積％で、
　フェライト：８０％以上であって、
　下記（ii）式で定義される炭素および窒素の固溶指標Ｉｓｓが３．７×１０－３（ｎｍ－１）以上であり、
　（ａ）前記鋼板に対して、０％以上の相当塑性ひずみを付与する工程、および
　（ｂ）前記鋼板に対して、下記（iii）および（iv）式を満足する条件で熱処理を施す工程、が施される用途に用いられる、
　鋼板。
　Ｃ＋Ｎ≧０．０２５　　　・・・（ｉ）
　Ｉｓｓ＝Ｄｆｔ×ｌｆｔ　　　・・・（ii）
　４０≦Ｔ＜１００　　　・・・（iii）
　（Ｔ＋２７３．１５）（ｌｏｇ１０ｔ＋２０）≧７０００　　　・・・（iv）
　但し、上記（ｉ）式中の元素記号は各元素の含有量（質量％）を表し、上記（ii）～（iv）式中の記号の意味は以下のとおりである。
　Ｄｆｔ：鋼板に対して５０℃で１６日保持する熱処理を施した後の、フェライト中に含まれるクラスターの個数密度（ｎｍ－２）
　ｌｆｔ：鋼板に対して５０℃で１６日保持する熱処理を施した後の、フェライト中に含まれるクラスターの長さ（ｎｍ）
　Ｔ：熱処理温度（℃）
　ｔ：熱処理時間（時間）
　（２）前記化学組成が、前記Ｆｅの一部に代えて、質量％で、
　Ｎｉ：２．００％以下、および
　Ｃｕ：２．００％以下、
　から選択される１種以上を含有する、
　上記（１）に記載の鋼板。
　（３）前記化学組成が、前記Ｆｅの一部に代えて、質量％で、
　Ｃｒ：１．５０％以下、および
　Ｍｏ：１．００％以下、
　から選択される１種以上を含有する、
　上記（１）または（２）に記載の鋼板。
　（４）前記化学組成が、前記Ｆｅの一部に代えて、質量％で、
　ＣａおよびＭｇから選択される１種以上を、合計で０．０１０％以下、含有する、
　上記（１）から（３）までのいずれかに記載の鋼板。
　（５）前記化学組成が、前記Ｆｅの一部に代えて、質量％で、
　Ｓｎ、ＳｂおよびＴｅから選択される１種以上を、合計で０．０３０％以下、含有する、
　上記（１）から（４）までのいずれかに記載の鋼板。
　（６）化学組成が、質量％で、
　Ｃ：０．０２０～０．１５０％、
　Ｓｉ：１．５０％以下、
　Ｍｎ：２．００％以下、
　Ｐ：０．０２０％未満、
　Ｓ：０．０５０％以下、
　Ａｌ：１．００％以下、
　Ｎ：０．０１０％以下、
　残部：Ｆｅおよび不純物であり、
　下記（ｉ）式を満足し、
　金属組織が、面積％で、
　フェライト：８０％以上であり、
　フェライト中に含まれるクラスターの個数密度と長さとが、下記（ｖ）および（vi）式を満足する、
　熱処理部材。
　Ｃ＋Ｎ≧０．０２５　　　・・・（ｉ）
　Ｄｆ×ｌｆ≧３．８×１０－４　　　・・・（ｖ）
　ｌｆ≧１０　　　・・・（vi）
　但し、上記（ｉ）式中の元素記号は各元素の含有量（質量％）を表し、上記（ｖ）および（vi）式中の記号の意味は以下のとおりである。
　Ｄｆ：フェライト中に含まれるクラスターの個数密度（ｎｍ－２）
　ｌｆ：フェライト中に含まれるクラスターの長さ（ｎｍ）
　（７）前記化学組成が、前記Ｆｅの一部に代えて、質量％で、
　Ｎｉ：２．００％以下、および
　Ｃｕ：２．００％以下、
　から選択される１種以上を含有する、
　上記（６）に記載の熱処理部材。
　（８）前記化学組成が、前記Ｆｅの一部に代えて、質量％で、
　Ｃｒ：１．５０％以下、および
　Ｍｏ：１．００％以下、
　から選択される１種以上を含有する、
　上記（６）または（７）に記載の熱処理部材。
　（９）前記化学組成が、前記Ｆｅの一部に代えて、質量％で、
　ＣａおよびＭｇから選択される１種以上を、合計で０．０１５％以下、含有する、
　上記（６）から（８）までのいずれかに記載の熱処理部材。
　（１０）前記化学組成が、前記Ｆｅの一部に代えて、質量％で、
　Ｓｎ、ＳｂおよびＴｅから選択される１種以上を、合計で０．０３０％以下、含有する、
　上記（６）から（９）までのいずれかに記載の熱処理部材。
　（１１）上記（１）から（５）までのいずれかに記載の化学組成を有する鋼に対して、Ａ１点－３０℃～Ａ１点＋１００℃の温度範囲で１秒～２０分保持する焼鈍を行う、
　鋼板の製造方法。
　（１２）上記（１）から（５）までのいずれかに記載の鋼板に対して、
　（ａ）０％以上の相当塑性ひずみを付与する工程、および
　（ｂ）下記（iii）および（iv）式を満足する条件で熱処理を施す工程、を施す、
　熱処理部材の製造方法。
　４０≦Ｔ＜１００　　　・・・（iii）
　（Ｔ＋２７３．１５）（ｌｏｇ１０ｔ＋２０）≧７０００　　　・・・（iv）
　但し、上記（iii）および（iv）式中の記号の意味は以下のとおりである。
　Ｔ：熱処理温度（℃）
　ｔ：熱処理時間（時間）
　（１３）前記（ａ）および（ｂ）の工程を施した後に、さらに、
　（ｃ）１００～２００℃の温度範囲で５～４０分加熱する、塗装焼付熱処理を施す、
　上記（１２）に記載の熱処理部材の製造方法。
　本発明によれば、鋼板を成形する際には加工性に優れ、熱処理部材とした後には、高い強度を有し、かつ部位ごとの強度のばらつきを抑制することが可能である。
ＴＥＭにより得られた明視野像の一例を示す図である。 １／２　ＡＳＴＭサイズの試験片の形状を説明するための図である。
　以下、本発明の各要件について詳しく説明する。
　（Ａ）鋼板の用途および効果
　本発明に係る鋼板は、以下に示す工程（ａ）および（ｂ）が施される用途に用いられる。各工程の詳細については、後述する。
　（ａ）鋼板に対して、０％以上の相当塑性ひずみを付与する工程
　（ｂ）鋼板に対して、下記（iii）および（iv）式を満足する条件で熱処理を施す工程
　４０≦Ｔ＜１００　　　・・・（iii）
　（Ｔ＋２７３．１５）（ｌｏｇ１０ｔ＋２０）≧７０００　　　・・・（iv）
　但し、上記（iii）および（iv）式中の記号の意味は以下のとおりである。
　Ｔ：熱処理温度（℃）
　ｔ：熱処理時間（時間）
　熱処理部材を得るためには、鋼板に対して、上記の工程（ａ）が行われる。この際、上述のように、鋼板に付与されるひずみの度合いは部位ごとに異なるため、その後に通常の焼付熱処理を施すと強度のばらつきが大きくなる。しかしながら、上記の工程（ｂ）を施すことで、ひずみの度合いによらず、後述するクラスターが熱処理部材中に生成し、高強度化に寄与する。それにより、熱処理前に比べて高い強度を有し、かつ部位ごとの強度のばらつきの少ない熱処理部材が得られる。
　なお、本発明において、「熱処理前に比べて高い強度を有する」ことと、「部位ごとの強度のばらつきが少ない」こととは、例えば、以下の手順で評価を行うことができる。
　まず、上記の工程（ａ）および（ｂ）を施す前の鋼板から引張試験片を採取して降伏応力を測定し、σｙ ａｓ（ＭＰａ）とする。続いて、当該鋼板から引張試験片を３つ採取し、そのうちの２つの試験片に対して、それぞれ２％および８％の相当塑性ひずみを付与する。これらの３つの試験片に対して、５０℃でかつ下記式で表されるＡｉの値が７００６となる条件で保持する熱処理を施した後、さらに１７０℃で２０分加熱する塗装焼付熱処理を施す。その後、熱処理後の各試験片を用いて降伏応力を測定し、それぞれ、σｙ ｂａｋｅｄ（０％）（ＭＰａ）、σｙ ｂａｋｅｄ（２％）（ＭＰａ）およびσｙ ｂａｋｅｄ（８％）（ＭＰａ）とする。
　Ａｉ＝（Ｔ＋２７３．１５）（ｌｏｇ１０ｔ＋２０）
　そして、下記（vii）式を満足する場合に、「熱処理前に比べて高い強度を有する」と評価し、下記（viii）式を満足する場合に、「部位ごとの強度のばらつきが少ない」と評価する。
　σｙ ｂａｋｅｄ（ε）ｍｉｎ－σｙ ａｓ≧７０　　　・・・（vii）
　σｙ ｂａｋｅｄ（ε）ｍａｘ－σｙ ｂａｋｅｄ（ε）ｍｉｎ≦５０　　　・・・（viii）
　但し、上記式中の各記号の意味は以下のとおりである。
　σｙ ｂａｋｅｄ（ε）ｍｉｎ：σｙ ｂａｋｅｄ（０％）、σｙ ｂａｋｅｄ（２％）およびσｙ ｂａｋｅｄ（８％）のうちの最小値（ＭＰａ）
　σｙ ｂａｋｅｄ（ε）ｍａｘ：σｙ ｂａｋｅｄ（０％）、σｙ ｂａｋｅｄ（２％）およびσｙ ｂａｋｅｄ（８％）のうちの最大値（ＭＰａ）
　以下の説明においては、上記（vii）式左辺値の［σｙ ｂａｋｅｄ（ε）ｍｉｎ－σｙ ａｓ］をΔσｙで表し、上記（viii）式左辺値の［σｙ ｂａｋｅｄ（ε）ｍａｘ－σｙ ｂａｋｅｄ（ε）ｍｉｎ］をδσｙで表すこととする。Δσｙの値が大きいことは、上記の（ｂ）の工程により高強度化が実現されたことを意味する。また、δσｙの値が小さいことは、少なくとも相当塑性ひずみで０～８％の範囲においては、プレス成形等によって付与されたひずみの度合いに大きく影響されずに、強度のばらつきが小さいことを意味する。
　なお、上記の試験では、引張試験により評価を行っているが、プレス成形の際に付与される変形であっても同様の特性が得られる。そのため、プレス成形された部材の特性についても、相当塑性ひずみに換算した値で評価することが可能である。
　（Ｂ）鋼板および熱処理部材の化学組成
　各元素の限定理由は下記のとおりである。なお、以下の説明において含有量についての「％」は、「質量％」を意味する。
　Ｃ：０．０２０～０．１５０％
　Ｃは鋼の強度向上に寄与する元素であり、クラスターの生成に必要不可欠な元素である。Ｃ含有量が０．０２０％未満では、クラスターの生成が不十分となる。一方、Ｃ含有量が過剰であると、溶接性が劣化する。そのため、Ｃ含有量は０．０２０～０．１５０％とする。Ｃ含有量は０．０３０％以上、または０．０４０％以上であるのが好ましく、０．１２０％以下、０．１００％以下、０．０８０％以下、または０．０６０％以下であるのが好ましい。
　Ｓｉ：１．５０％以下
　Ｓｉはクラスターの成長を促し、Δσｙを増大させる効果を有する。しかしながら、Ｓｉ含有量が過剰であると、クラスターの個数密度が低下し、かえってΔσｙが低下し、さらにδσｙが増大する。そのため、Ｓｉ含有量は１．５０％以下とする。Ｓｉ含有量は１．２０％以下、または１．００％以下であるのが好ましい。Ｓｉ含有量に下限を設ける必要はなく、０％でもよいが、上記の効果を得たい場合には、Ｓｉ含有量は０．０１％以上であるのが好ましく、０．０５％以上であるのがより好ましく、０．２０％以上であるのがさらに好ましい。
　Ｍｎ：２．００％以下
　Ｍｎはクラスターの個数密度を増加させ、Δσｙを増大させる効果を有する。しかしながら、Ｍｎ含有量が過剰であると、かえってクラスターの生成が不十分になる。この理由は定かではないが、Ｍｎが過剰に含有されることにより、Ａ１点が低下し、フェライト中の固溶炭素が減少するためと考えられる。そのため、Ｍｎ含有量は２．００％以下とする。Ｍｎ含有量は１．８０％以下、１．５０％以下、１．２０％以下、または１．００％以下であるのが好ましい。Ｍｎ含有量に下限を設ける必要はなく、０％でもよいが、上記の効果を得たい場合には、Ｍｎ含有量は０．０１％以上であるのが好ましく、０．０５％以上であるのがより好ましく、０．２０％以上であるのがさらに好ましい。
　Ｐ：０．０２０％未満
　Ｐは不純物として鋼中に含まれる元素であるが、鋼の強度向上に有用な元素である。しかしながら、Ｐ含有量が過剰であると、δσｙが増大する。この理由は定かではないが、Ｐの偏析により組織内部のフェライトの析出温度にばらつきが生じ、その結果、組織内部でのクラスターの個数密度にばらつきが生じたためと考えられる。そのため、Ｐ含有量は０．０２０％未満とする。Ｐ含有量は０．０１５％以下、または０．０１０％以下であるのが好ましい。Ｐ含有量に下限を設ける必要はなく、０％でもよいが、上記の効果を得たい場合には、Ｐ含有量は０．００１％以上であるのが好ましい。
　Ｓ：０．０５０％以下
　Ｓは不純物として鋼中に含まれる元素である。Ｓ含有量が過剰であると、粗大な硫化物が形成して加工割れ等が発生し、生産性が低下する。そのため、Ｓ含有量は０．０５０％以下とする。Ｓ含有量は０．０３０％以下、または０．０１０％以下であるのが好ましく、０．００５％以下であるのがより好ましい。Ｓ含有量は低ければ低いほど好ましく、０％であってもよい。しかし、Ｓ含有量の過剰な低減は製造コストの増加を招くため、Ｓ含有量は０．０００１％以上としてもよい。
　Ａｌ：１．００％以下
　Ａｌは脱酸に用いられる元素であり、さらにクラスターの成長を促し、Δσｙを増大させる効果を有する。しかしながら、Ａｌ含有量が過剰であると、クラスターの個数密度が低下し、かえってΔσｙが低下し、さらにδσｙが増大する。そのため、Ａｌ含有量は１．００％以下とする。Ａｌ含有量は０．７０％以下、０．５０％以下、または０．１０％以下であるのが好ましい。Ａｌ含有量に下限を設ける必要はなく、０％でもよいが、上記の効果を得たい場合には、Ａｌ含有量は０．０１０％以上であるのが好ましく、０．０３０％以上であるのがより好ましく、０．０５０％以上であるのがさらに好ましい。本明細書にいう「Ａｌ」は、「酸可溶性Ａｌ」を意味する。
　Ｎ：０．０１０％以下
　Ｎは不純物として鋼中に含まれる元素であるが、鋼の強度向上に有用な元素である。加えて、フェライト中に固溶しているＮはクラスターの生成に寄与する。しかしながら、Ｎ含有量が過剰であると、溶接性および加工性が低下する。そのため、Ｎ含有量は０．０１０％以下とする。Ｎ含有量は０．００８％以下、０．００６％以下、または０．００５％以下であるのが好ましい。Ｎ含有量に下限を設ける必要はなく、０％でもよいが、上記の効果を得たい場合には、Ｎ含有量は０．００１％以上であるのが好ましい。
　後述するクラスターを熱処理部材中に形成するためには、素材となる鋼板中に、低温で拡散可能なＣおよびＮが十分に固溶していることが重要である。そのため、本発明の鋼板および熱処理部材の化学組成においては、下記（ｉ）式を満足する必要がある。
　Ｃ＋Ｎ≧０．０２５　　　・・・（ｉ）
　但し、上記（ｉ）式中の元素記号は各元素の含有量（質量％）を表す。
　本発明の鋼板および熱処理部材には、上記の元素に加えてさらに、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｂ、ＳｎおよびＴｅから選択される１種以上の元素を含有させてもよい。
　Ｎｉ：２．００％以下
　Ｎｉはクラスターの成長を促し、Δσｙを増大させる効果を有するため、必要に応じて含有させてもよい。また、後述するＣｕを含有させる場合には、スラブの粒界脆化を防止する効果もある。しかしながら、Ｎｉ含有量が過剰であると、クラスターの個数密度が低下し、かえってΔσｙが低下し、さらにδσｙが増大する。そのため、含有させる場合のＮｉ含有量は２．００％以下とする。Ｎｉ含有量は１．５０％以下、または１．００％以下であるのが好ましく、０．５０％以下であるのがより好ましい。Ｎｉ含有量に下限を設ける必要はなく、０％でもよいが、上記の効果を得たい場合には、Ｎｉ含有量は０．０２％以上であるのが好ましく、０．１０％以上であるのがより好ましく、０．２０％以上であるのがさらに好ましい。
　Ｃｕ：２．００％以下
　Ｃｕはクラスターの成長を促し、Δσｙを増大させる効果を有するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｃｕ含有量が過剰であると、クラスターの個数密度が低下し、かえってΔσｙが低下し、さらにδσｙが増大する。そのため、含有させる場合のＣｕ含有量は２．００％以下とする。Ｃｕ含有量は１．５０％以下、１．００％以下、０．５０％以下、または０．３０％以下としてもよい。Ｃｕ含有量に下限を設ける必要はなく、０％でもよいが、上記の効果を得たい場合には、Ｃｕ含有量は０．０１％以上であるのが好ましく、０．０５％以上であるのがより好ましく、０．１０％以上であるのがさらに好ましい。
　Ｃｒ：１．５０％以下
　Ｃｒは焼入れ性を高め、金属組織中にマルテンサイトおよび／またはベイナイトを生成させ、強度を向上させる作用を有するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｃｒ含有量が過剰であると、効果が飽和して経済性が低下する。そのため、含有させる場合のＣｒ含有量は１．５０％以下とする。Ｃｒ含有量は１．２０％以下、１．００％以下、０．６０％以下、または０．３０％以下としてもよい。Ｃｒ含有量に下限を設ける必要はなく、０％でもよいが、上記の効果を得たい場合には、Ｃｒ含有量は０．０２％以上であるのが好ましく、０．１０％以上であるのがより好ましく、０．２０％以上であるのがさらに好ましい。
　Ｍｏ：１．００％以下
　Ｍｏは焼入れ性を高め、金属組織中にマルテンサイトおよび／またはベイナイトを生成させ、強度を向上させる作用を有するため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、Ｍｏ含有量が過剰であると、効果が飽和して経済性が低下するだけでなく、延性および加工性が低下する。そのため、含有させる場合のＭｏ含有量は１．００％以下とする。Ｍｏ含有量は０．８０％以下、０．６０％以下、または０．３０％以下としてもよい。Ｍｏ含有量に下限を設ける必要はなく、０％でもよいが、上記の効果を得たい場合には、Ｍｏ含有量は０．００１％以上であるのが好ましく、０．０１０％以上であるのがより好ましく、０．１０％以上であるのがさらに好ましい。
　ＣａおよびＭｇから選択される１種以上：合計で０．０１５％以下
　ＣａおよびＭｇは介在物の微細分散化に寄与し、靱性を高める元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、これらの元素の合計含有量が過剰であると、表面性状が劣化する。そのため、含有させる場合のＣａおよびＭｇから選択される１種以上の含有量は合計で０．０１５％以下とする。上記合計含有量は０．０１０％以下であるのが好ましい。ＣａおよびＭｇの含有量に下限を設ける必要はなく、０％でもよいが、上記の効果を得たい場合には、ＣａおよびＭｇから選択される１種以上の含有量は合計で０．０００３％以上であるのが好ましく、０．００１％以上であるのがより好ましく、０．００５％以上であるのがさらに好ましい。
　Ｓｎ、ＳｂおよびＴｅから選択される１種以上：合計で０．０３０％以下
　Ｓｎ、ＳｂおよびＴｅは表面偏析元素であり、鋼板表面からの脱炭を抑制し、鋼板強度の確保に有効な元素であるため、必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、これらの元素の合計含有量が過剰であると、効果が飽和するだけでなく靱性が劣化する。そのため、含有させる場合のＳｎ、ＳｂおよびＴｅから選択される１種以上の含有量は合計で０．０３０％以下とする。上記合計含有量は０．０２０％以下であるのが好ましく、０．０１０％以下であるのがより好ましい。Ｓｎ、ＳｂおよびＴｅの含有量に下限を設ける必要はなく、０％でもよいが、上記の効果を得たい場合には、Ｓｎ、ＳｂおよびＴｅから選択される１種以上の含有量は合計で０．００２％以上であるのが好ましく、０．００３％以上であるのがより好ましく、０．００５％以上であるのがさらに好ましい。
　本発明の鋼板および熱処理部材の化学組成において、残部はＦｅおよび不純物である。なお、「不純物」とは、鋼を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップ等の原料、製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本発明に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。
　（Ｂ）鋼板および熱処理部材の金属組織
　本発明に係る鋼板および熱処理部材の金属組織について、以下に説明する。なお、以下の説明において面積率についての「％」は、「面積％」を意味する。
　フェライト：８０％以上
　本発明においては、上述の工程（ｂ）の熱処理を行うことで、熱処理部材に含まれるフェライト中にクラスターを形成する。そのため、本発明の鋼板および熱処理部材の金属組織はフェライト主体である必要があり、具体的には、フェライトの面積率を８０％以上とする。フェライトの面積率は９０％以上であるのが好ましい。残部組織としては、マルテンサイトおよび／またはベイナイトを含んでいてもよい。これらを微量に含むことでさらなる高強度化が可能となる。その効果を得たい場合には、マルテンサイトとベイナイトとの合計面積率を５％以上とすることが好ましい。その他にもセメンタイト、パーライト、残留オーステナイト等が含まれ得るが、残部組織の面積率が合計で２０％以下であれば許容される。
　各組織の面積率は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）による組織観察によって求められる。鋼板または熱処理部材の断面を鏡面研磨した後に、３％ナイタール（３％硝酸－エタノール溶液）によりミクロ組織を現出させる。そして、ＳＥＭにより倍率５０００倍で、鋼板の表面から板厚の１／４深さ位置における縦１００μｍ（板厚方向の長さ）×横３００μｍ（圧延方向の長さ）の範囲のミクロ組織を観察し、各組織の面積率を測定することができる。
　（Ｃ）鋼板に含まれるフェライト中の炭素および窒素の固溶指標Ｉｓｓ
　後述するように、熱処理部材中にクラスターを形成させるためには、鋼板に含まれるフェライト中に炭素および／または窒素が十分固溶している必要がある。しかしながら、フェライト中の炭素および窒素の固溶量を直接測定することは難しい。そのため、本発明においては、その指標として、炭素および窒素の固溶指標Ｉｓｓを採用する。
　炭素および窒素の固溶指標Ｉｓｓは、下記（ii）式で定義される値である。
　Ｉｓｓ＝Ｄｆｔ×ｌｆｔ　　　・・・（ii）
　但し、上記（ii）式中の記号の意味は以下のとおりである。
　Ｄｆｔ：鋼板に対して５０℃で１６日保持する熱処理を施した後の、フェライト中に含まれるクラスターの個数密度（ｎｍ－２）
　ｌｆｔ：鋼板に対して５０℃で１６日保持する熱処理を施した後の、フェライト中に含まれるクラスターの長さ（ｎｍ）
　本発明者らの検討の結果、固溶指標Ｉｓｓが３．７×１０－３（ｎｍ－１）以上である場合には、鋼板に含まれるフェライト中に炭素および／または窒素が十分固溶していると判断できることを見出した。固溶指標Ｉｓｓは、下記の方法によって求めることができる。
　まず、鋼板から小片を切り出し、小片に対して、５０℃で１６日保持する熱処理を施す。そして、熱処理後の小片の厚さ１／４部分から厚さ１００ｎｍの試験片を採取する。得られた試験片について、＜１００＞から入射を行い、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて、フェライト粒内であって、１辺が１０００ｎｍ以上となる領域の観察を行う。そして、観察結果から試験片中のクラスターの個数密度および長さを測定する。
　なお、本発明におけるクラスターとは、炭素および／または窒素を含む元素の集合体であり、炭化物等とは異なり、ＴＥＭを用いた観察において、クラスターの結晶構造を示す電子回折図形を取得することができないのが特徴である。しかしながら、ＴＥＭにより＜１００＞から電子線を入射して明視野像を観察することで、｛１００｝に沿って板状のコントラストとして確認される。
　図１は、ＴＥＭにより得られた明視野像の一例を示す図である。図１に示すように、｛１００｝に沿ってクラスターが形成されていることが分かる。この方法では（００１），（０１０），（１００）の３つの等価な面の中で入射方向に垂直な｛１００｝に沿ったクラスターのコントラストが確認できない。そのため、３つの面にクラスターが均等に存在していると仮定して、ＴＥＭで撮影されたクラスターの個数を１．５倍して視野内の個数とする。
　そして、視野面積で割ることで個数密度Ｄｆｔ（ｎｍ－２）を求める。また、各クラスターの長軸方向における長さを測定し、その平均値を算出することで長さｌｆｔ（ｎｍ）を求める。この際、測定精度を考慮して、２～５ｎｍの場合は５ｎｍ、５ｎｍを超えて１０ｎｍ以下の場合は１０ｎｍとし、以降１０ｎｍ単位で切り上げる。なお、クラスターの個数密度および長さの測定に際しては、長さが２ｎｍ以上のクラスターを対象とすることとする。長さが２ｎｍ未満のクラスターは強度向上に寄与しないためである。そして、得られたクラスターの個数密度Ｄｆｔおよび長さｌｆｔから上記（ii）式に基づき固溶指標Ｉｓｓを算出する。
　（Ｄ）熱処理部材中のクラスター
　本発明においては、フェライト中にクラスターを形成することで、熱処理前に比べて高い強度を有し、かつ部位ごとの強度のばらつきの少ない熱処理部材が得られる。本発明者らが、クラスターの存在が熱処理部材の特性に与える影響について詳細に研究を行った結果、フェライト中に含まれるクラスターの個数密度だけでなく長さの制御が重要であることが分かった。
　具体的には、フェライト中に含まれるクラスターの個数密度と長さとが、下記（ｖ）式を満足することにより、強度向上効果が得られることを見出した。下記（ｖ）式に表されるように、クラスターの個数密度が低い場合であっても、クラスターの長さが十分に大きければ、優れた強度向上効果が得られる。なお、（ｖ）式左辺値について、上限は特に設ける必要はないが、実質的には５．０×１０－２程度となる。
　Ｄｆ×ｌｆ≧３．８×１０－４　　　・・・（ｖ）
　但し、上記（ｖ）式中の記号の意味は以下のとおりである。
　Ｄｆ：フェライト中に含まれるクラスターの個数密度（ｎｍ－２）
　ｌｆ：フェライト中に含まれるクラスターの長さ（ｎｍ）
　ただし、クラスターの個数密度が高く、上記（ｖ）式を満足する場合であっても、クラスターの長さが短すぎる場合、後述する塗装焼付熱処理を行った際に溶解してしまい、強度向上効果が得られなくなる。そのため、下記（vi）式をさらに満足する必要がある。なお、クラスターの長さに上限を設ける必要はないが、通常３００ｎｍ以下となる。また、クラスターの長さは適度に短い方が、強度向上効果が得られやすくなる。そのため、その長さは２００ｎｍ以下であるのが好ましく、１５０ｎｍ以下であるのがより好ましく、１００ｎｍ以下であるのがさらに好ましい。
　ｌｆ≧１０　　　・・・（vi）
　但し、上記（vi）式中の記号の意味は以下のとおりである。
　ｌｆ：フェライト中に含まれるクラスターの長さ（ｎｍ）
　熱処理部材中のクラスターの個数密度および長さは、上述と同様に、熱処理部材の任意位置から小片を採取して、板厚１／４部分から厚さ１００ｎｍの試験片を採取し、得られた試験片について、ＴＥＭを用いた観察を行うことで測定するものとする。
　（Ｅ）機械的特性
　最終製品として優れた耐デント性を発揮するためには、熱処理部材の降伏応力は、任意の位置で４２０ＭＰａ以上であるのが好ましく、４３０ＭＰａ以上であるのがより好ましく、４４０ＭＰａ以上であるのがさらに好ましい。また、熱処理部材の引張強さは、任意の位置で４４０ＭＰａ以上であるのが好ましく、４５０ＭＰａ以上であるのがより好ましく、４６０ＭＰａ以上であるのがさらに好ましい。
　なお、上記の熱処理部材の引張強さおよび降伏応力は、熱処理部材の任意の位置からＪＩＳ　１３号Ｂ試験片を採取し、ＪＩＳ　Ｚ　２２４１：２０１１に準拠して、１０ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で引張試験を実施することで測定することができる。一方、熱処理部材の形状または寸法によっては、上記の試験片を採取できない場合がある。その場合は、熱処理部材の任意の位置から微小引張試験片を採取し測定する。微小引張試験は、例えば、図２に示す１／２　ＡＳＴＭサイズの試験片を用い、引張速度を１０ｍｍ／ｍｉｎとして実施することで、引張強さおよび降伏応力を測定することができる。いずれの試験方法を採用した場合であっても同様の結果が得られる。
　（Ｆ）鋼板の製造方法
　次に、本発明に係る鋼板は、例えば以下に示す工程を含む製造方法によって得ることができる。
　＜鋳造工程＞
　本発明に係る鋼板は、上述の化学組成を有する鋼を常法で溶製し、鋳造してスラブを作製する。本発明に係る鋼板が上述の化学組成を有する限り、溶鋼は、通常の高炉法で溶製されたものであってもよく、電炉法で作製された鋼のように、原材料がスクラップを多量に含むものでもよい。スラブは、通常の連続鋳造プロセスで製造されたものでもよいし、薄スラブ鋳造で製造されたものでもよい。
　＜熱間圧延工程＞
　熱間圧延は、通常の連続熱間圧延ラインを用いて行うことができる。熱間圧延条件については特に制限はないが、スラブを１０００℃以上の温度まで加熱した後に、熱間圧延を行えばよい。巻取温度についても特に制限はないが、６００～７００℃の範囲とすることによって、熱延鋼板の強度が低下し、その後の冷間圧延が容易になる。
　＜冷間圧延工程＞
　得られた熱延鋼板に対して、常法により酸洗を施した後、冷間圧延を行う。冷間圧延の圧下率について、特に制限はないが、組織の均一化および薄肉化の観点からは、５０％以上とすることが好ましい。
　＜焼鈍工程＞
　上述の冷間圧延を施した圧延板に対して、Ａ１点－３０℃～Ａ１点＋１００℃の温度範囲で１秒～２０分保持する焼鈍を行う。焼鈍温度は、クラスターの形成を効果的に促すため、Ａ１点＋７０℃以下とすることが好ましい。
　＜冷却工程＞
　上記の焼鈍温度から、１００℃以下の温度域まで、３０℃／ｓ以上の平均冷却速度で冷却する。平均冷却速度が３０℃／ｓ未満であったり、冷却停止温度が１００℃を超えたりすると、十分な強度が確保できないおそれがある。
　＜調質圧延工程＞
　冷却後、必要に応じて、プレス成形後の部材の表面性状が良好になるよう、０．５～２．０％の圧下率で調質圧延を行ってもよい。
　（Ｇ）熱処理部材の製造方法
　次に、本発明に係る熱処理部材は、例えば上記の鋼板に対して、以下に示す工程（ａ）および（ｂ）を施すことによって製造することができる。
　（ａ）プレス成形工程
　上記の鋼板を所望の形状に加工するため、プレス成形を施す。これにより、鋼板には０％以上の相当塑性ひずみが付与される。プレス成形方法については特に制限はなく、常法を用いればよい。
　（ｂ）熱処理工程
　上記の鋼板に対して、下記（iii）および（iv）式を満足する条件で熱処理を施す。これにより、フェライト中にクラスターが生成する。
　４０≦Ｔ＜１００　　　・・・（iii）
　（Ｔ＋２７３．１５）（ｌｏｇ１０ｔ＋２０）≧７０００　　　・・・（iv）
　但し、上記（iii）および（iv）式中の記号の意味は以下のとおりである。
　Ｔ：熱処理温度（℃）
　ｔ：熱処理時間（時間）
　熱処理温度が１００℃以上であると、クラスターが形成されずにセメンタイト等の炭化物が生成し、本発明の効果が得られない。そのため、熱処理温度は１００℃未満とする。クラスターの長さを適度に短くさせる観点からは熱処理温度は低い方が好ましく、８０℃以下であることが好ましく、６０℃以下であることがより好ましい。一方、熱処理温度が低すぎる場合には、クラスターの長さが短くなりすぎて、塗装焼付熱処理を行った際に溶解してしまう。クラスターの長さを１０ｎｍ以上とするため、熱処理温度は４０℃以上とし、５０℃以上とすることが好ましい。
　また、熱処理温度と熱処理時間との関係において（iv）式を満足しない場合であっても、クラスターが形成されず、本発明の効果が十分に得られない。（iv）式左辺値の上限は特に制限する必要はないが、過剰であっても効果が飽和し、経済性を損なうだけである。そのため、（iv）式左辺値は９０００以下であるのが好ましく、８０００以下であるのがより好ましい。
　（ｃ）塗装焼付熱処理工程
　上記の（ａ）および（ｂ）の工程を施した後の熱処理部材に対して、さらに、塗装焼付熱処理を行ってもよい。本発明の熱処理部材の用途については特に制限されないが、製造工程に塗装焼付熱処理工程が含まれることにより、熱処理部材を自動車の外板パネル等として用いることが可能となる。
　塗装焼付熱処理条件について、特に制限はなく、常法を採用すればよいが、例えば、１００～２００℃の温度範囲で５～４０分加熱することが好ましい。塗装焼付温度が１００℃未満かつ塗装焼付時間が５分未満の場合、焼付塗装の塗膜密着性が低下するおそれがある。一方、本発明においては、塗装焼付熱処理は、クラスターの個数密度の低下を招く。適切な条件での塗装焼付熱処理であれば、クラスターの個数密度の低下は最低限に抑えられるため、熱処理部材の強度の低下は最低限に抑えられる。しかしながら、塗装焼付温度が２００℃超かつ塗装焼付時間が４０分超の場合、クラスターの粗大化または他の炭化物の粗大析出が生じ、熱処理部材の強度が著しく低下するおそれがある。
　以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
　表１に示す化学組成を有する鋼を真空溶解炉で溶解し鋼片を作製した。なお、表１に示したＡ１点およびＡ３点はＴｈｅｒｍｏ－ｃａｌｃ（熱力学データベースとしてＴＣＦＥ８を利用）を使って求めた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　得られた鋼片を１２００℃に加熱し、９５０℃以上の温度で仕上げ圧延を行い、厚さ４ｍｍとし、その後、巻取り相当のシミュレーションとして、巻取り温度相当の６００℃で１時間保持した後、２０℃／ｈで室温まで徐冷を行った。続いて、酸洗した後に、冷間圧延を施して最終的に厚さ１ｍｍの圧延板に仕上げた。次いで、これらの圧延板に、表２に示す焼鈍温度で１０分間保持する焼鈍を施した後、１００℃／ｓの平均冷却速度で冷却を行い、冷延鋼板を作製した。
　そして、各冷延鋼板から、小片を切出した後、小片に対して、シリコンオイルで満たしたオイルバス内で、５０℃で１６日保持する熱処理を施し、その後、小片の厚さ１／４部分から厚さ１００ｎｍの試験片を採取し、上述した方法により、フェライト中に含まれるクラスターの個数密度および長さの測定を行った。そして、測定結果に基づき、冷延鋼板に含まれるフェライト中の炭素および窒素の固溶指標Ｉｓｓを求めた。固溶指標Ｉｓｓの値を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　さらに、各冷延鋼板から、ＪＩＳ　１３号Ｂ試験片を、長さ方向が鋼板の圧延方向と一致するよう、８つずつ切り出した。
　上記の８つの試験片のうち１つの試験片については、試験片の平行部の中央部について、ＳＥＭを用いた組織観察を行い、フェライト、セメンタイト、ベイナイトおよびマルテンサイトの面積率を求めた。また、もう１つの試験片については、ＪＩＳ　Ｚ　２２４１：２０１１に準拠して、１０ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で引張試験を実施し、降伏応力を測定した（σｙ ａｓ）。
　上記の２つの試験片を除く６つの試験片のうち、２つの試験片に対して、２％の相当塑性ひずみを付与し、さらに他の２つの試験片に対して、８％の相当塑性ひずみを付与した。残りの２つの試験片にはひずみは付与していない。このようにして、３種類（相当塑性ひずみ：０％、２％および８％）の試験片を２つずつ用意した。なお、相当塑性ひずみの付与は、試験片に引張荷重を負荷することで行った。その後、上記の６つの試験片に対して、シリコンオイルで満たしたオイルバス内で、表２に示す条件で熱処理を施した。その後、一部の試験片を除いて、表２に示す塗装焼付温度で２０分間保持する、塗装焼付熱処理に相当する熱処理を施した。
　これらの３種類の試験片のうちのそれぞれ一方を用いて、上述した方法により、フェライト中に含まれるクラスターの個数密度および長さの測定を行った。さらにもう一方を用いて、ＪＩＳ　Ｚ　２２４１：２０１１に準拠して、１０ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で引張試験を実施し、降伏応力（σｙ ｂａｋｅｄ（０％）、σｙ ｂａｋｅｄ（２％）、σｙ ｂａｋｅｄ（８％））および引張強さ（σｔ ｂａｋｅｄ（０％）、σｔ ｂａｋｅｄ（２％）、σｔ ｂａｋｅｄ（８％））を測定した。
　これらの結果を表３に示す。本実施例においては、Δσｙの値が７０ＭＰａ以上である場合に、「熱処理前に比べて高い強度を有する」と評価し、δσｙの値が５０ＭＰａ以下である場合に、「部位ごとの強度のばらつきが少ない」と評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表２および３に示すように、本発明の規定を全て満足する本発明例（試験Ｎｏ．１～８、１６～１９、２２および３１～３５）では、鋼板の引張強さが４４０ＭＰａ以上であるとともに、Δσｙの値が７０ＭＰａ以上、かつδσｙの値が５０ＭＰａ以下であった。それに対して、比較例（Ｎｏ．９～１３、１５、２０、２１および２３～３０）では、化学組成または製造条件が不適切であり、クラスターの形成が不十分であったため、Δσｙおよびδσｙの少なくともいずれかが評価基準を満足しない結果となった。
　なお、試験Ｎｏ．１４および１５は、いずれも熱処理工程における熱処理温度が低い例である。このうち、試験Ｎｏ．１４では、塗装焼付熱処理に相当する熱処理を行わなかったため、クラスターが残存し、Δσｙの値が７０ＭＰａ以上、かつδσｙの値が５０ＭＰａ以下であった。一方、試験Ｎｏ．１５では、塗装焼付熱処理に相当する熱処理を施したため、一部または全部のクラスターが溶解してしまい、Δσｙおよびδσｙのいずれも評価基準を満足しない結果となった。
　本発明によれば、鋼板を成形する際には加工性に優れ、熱処理部材とした後には、高い強度を有し、かつ部位ごとの強度のばらつきを抑制することが可能である。そのため、本発明に係る熱処理部材は、自動車の外板パネル等として好適に用いることができる。

 

Claims (13)

  1. 　鋼板の化学組成が、質量％で、
    　Ｃ：０．０２０～０．１５０％、
    　Ｓｉ：１．５０％以下、
    　Ｍｎ：２．００％以下、
    　Ｐ：０．０２０％未満、
    　Ｓ：０．０５０％以下、
    　Ａｌ：１．００％以下、
    　Ｎ：０．０１０％以下、
    　残部：Ｆｅおよび不純物であり、
    　下記（ｉ）式を満足し、
    　前記鋼板の金属組織が、面積％で、
    　フェライト：８０％以上であって、
    　下記（ii）式で定義される炭素および窒素の固溶指標Ｉｓｓが３．７×１０－３（ｎｍ－１）以上であり、
    　（ａ）前記鋼板に対して、０％以上の相当塑性ひずみを付与する工程、および
    　（ｂ）前記鋼板に対して、下記（iii）および（iv）式を満足する条件で熱処理を施す工程、が施される用途に用いられる、
    　鋼板。
    　Ｃ＋Ｎ≧０．０２５　　　・・・（ｉ）
    　Ｉｓｓ＝Ｄｆｔ×ｌｆｔ　　　・・・（ii）
    　４０≦Ｔ＜１００　　　・・・（iii）
    　（Ｔ＋２７３．１５）（ｌｏｇ１０ｔ＋２０）≧７０００　　　・・・（iv）
    　但し、上記（ｉ）式中の元素記号は各元素の含有量（質量％）を表し、上記（ii）～（iv）式中の記号の意味は以下のとおりである。
    　Ｄｆｔ：鋼板に対して５０℃で１６日保持する熱処理を施した後の、フェライト中に含まれるクラスターの個数密度（ｎｍ－２）
    　ｌｆｔ：鋼板に対して５０℃で１６日保持する熱処理を施した後の、フェライト中に含まれるクラスターの長さ（ｎｍ）
    　Ｔ：熱処理温度（℃）
    　ｔ：熱処理時間（時間）
  2. 　前記化学組成が、前記Ｆｅの一部に代えて、質量％で、
    　Ｎｉ：２．００％以下、および
    　Ｃｕ：２．００％以下、
    　から選択される１種以上を含有する、
    　請求項１に記載の鋼板。
  3. 　前記化学組成が、前記Ｆｅの一部に代えて、質量％で、
    　Ｃｒ：１．５０％以下、および
    　Ｍｏ：１．００％以下、
    　から選択される１種以上を含有する、
    　請求項１または請求項２に記載の鋼板。
  4. 　前記化学組成が、前記Ｆｅの一部に代えて、質量％で、
    　ＣａおよびＭｇから選択される１種以上を、合計で０．０１５％以下、含有する、
    　請求項１から請求項３までのいずれかに記載の鋼板。
  5. 　前記化学組成が、前記Ｆｅの一部に代えて、質量％で、
    　Ｓｎ、ＳｂおよびＴｅから選択される１種以上を、合計で０．０３０％以下、含有する、
    　請求項１から請求項４までのいずれかに記載の鋼板。
  6. 　化学組成が、質量％で、
    　Ｃ：０．０２０～０．１５０％、
    　Ｓｉ：１．５０％以下、
    　Ｍｎ：２．００％以下、
    　Ｐ：０．０２０％未満、
    　Ｓ：０．０５０％以下、
    　Ａｌ：１．００％以下、
    　Ｎ：０．０１０％以下、
    　残部：Ｆｅおよび不純物であり、
    　下記（ｉ）式を満足し、
    　金属組織が、面積％で、
    　フェライト：８０％以上であり、
    　フェライト中に含まれるクラスターの個数密度と長さとが、下記（ｖ）および（vi）式を満足する、
    　熱処理部材。
    　Ｃ＋Ｎ≧０．０２５　　　・・・（ｉ）
    　Ｄｆ×ｌｆ≧３．８×１０－４　　　・・・（ｖ）
    　ｌｆ≧１０　　　・・・（vi）
    　但し、上記（ｉ）式中の元素記号は各元素の含有量（質量％）を表し、上記（ｖ）および（vi）式中の記号の意味は以下のとおりである。
    　Ｄｆ：フェライト中に含まれるクラスターの個数密度（ｎｍ－２）
    　ｌｆ：フェライト中に含まれるクラスターの長さ（ｎｍ）
  7. 　前記化学組成が、前記Ｆｅの一部に代えて、質量％で、
    　Ｎｉ：２．００％以下、および
    　Ｃｕ：２．００％以下、
    　から選択される１種以上を含有する、
    　請求項６に記載の熱処理部材。
  8. 　前記化学組成が、前記Ｆｅの一部に代えて、質量％で、
    　Ｃｒ：１．５０％以下、および
    　Ｍｏ：１．００％以下、
    　から選択される１種以上を含有する、
    　請求項６または請求項７に記載の熱処理部材。
  9. 　前記化学組成が、前記Ｆｅの一部に代えて、質量％で、
    　ＣａおよびＭｇから選択される１種以上を、合計で０．０１０％以下、含有する、
    　請求項６から請求項８までのいずれかに記載の熱処理部材。
  10. 　前記化学組成が、前記Ｆｅの一部に代えて、質量％で、
    　Ｓｎ、ＳｂおよびＴｅから選択される１種以上を、合計で０．０３０％以下、含有する、
    　請求項６から請求項９までのいずれかに記載の熱処理部材。
  11. 　請求項１から請求項５までのいずれかに記載の化学組成を有する鋼に対して、Ａ１点－３０℃～Ａ１点＋１００℃の温度範囲で１秒～２０分保持する焼鈍を行う、
    　鋼板の製造方法。
  12. 　請求項１から請求項５までのいずれかに記載の鋼板に対して、
    　（ａ）０％以上の相当塑性ひずみを付与する工程、および
    　（ｂ）下記（iii）および（iv）式を満足する条件で熱処理を施す工程、を施す、
    　熱処理部材の製造方法。
    　４０≦Ｔ＜１００　　　・・・（iii）
    　（Ｔ＋２７３．１５）（ｌｏｇ１０ｔ＋２０）≧７０００　　　・・・（iv）
    　但し、上記（iii）および（iv）式中の記号の意味は以下のとおりである。
    　Ｔ：熱処理温度（℃）
    　ｔ：熱処理時間（時間）
  13. 　前記（ａ）および（ｂ）の工程を施した後に、さらに、
    　（ｃ）１００～２００℃の温度範囲で５～４０分加熱する、塗装焼付熱処理を施す、
    　請求項１２に記載の熱処理部材の製造方法。
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