WO2023162190A1 - 鋼板、部材、それらの製造方法、冷延鋼板用熱延鋼板の製造方法及び冷延鋼板の製造方法 - Google Patents

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慎介 小峯
達也 中垣内
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Jfeスチール株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to high-strength steel sheets and members with excellent collision characteristics, methods for manufacturing them, methods for manufacturing hot-rolled steel sheets for cold-rolled steel sheets, and methods for manufacturing cold-rolled steel sheets.
  • the steel sheet of the present invention can be suitably used mainly as a steel sheet for automobiles.
  • high-strength steel plates of 780 MPa or more are likely to cause member breakage starting at the point where they have undergone primary processing by forming at the time of collision, and the problem is that they cannot stably exhibit collision energy absorption capacity.
  • materials of 590 MPa or less are mainly applied. Therefore, there is room for contributing to environmental conservation through weight reduction while ensuring safety in the event of a collision by suppressing breakage of members in the event of a collision and stably exhibiting high absorbed energy. From the above, it is necessary to apply a high-strength steel sheet having a TS of 780 MPa or more, which is excellent in collision characteristics, to the energy absorbing member.
  • Patent Document 1 discloses a technique related to an ultra-high strength steel sheet with a TS of 1200 MPa or more, which is excellent in formability and impact resistance.
  • Patent Document 2 discloses a technique related to a high-strength steel sheet that has a maximum tensile strength of 780 MPa or more and can be applied to a shock-absorbing member at the time of collision.
  • Patent Document 1 Although the collision characteristics are studied, the impact resistance is studied on the premise that the members do not break at the time of collision, and the collision characteristics from the viewpoint of member breakage resistance are studied. not
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and has a tensile strength (TS) of 780 MPa or more, which is suitable for use as an energy absorbing member for automobiles, and has excellent crash characteristics. intended to provide
  • TS tensile strength
  • the inventors of the present invention found the following as a result of extensive research in order to solve the above problems.
  • the steel sheet has a chemical composition satisfying a carbon equivalent (CE) of 0.46% or more, and the area ratio is ferrite: 10 to 50%, the sum of tempered martensite and bainite: 30% or more, and retained austenite: 3 to 20%. , fresh martensite: 15% or less, the total of ferrite, tempered martensite, bainite, retained austenite and fresh martensite: 85% or more, and a steel structure in which the average grain size of ferrite is 25 ⁇ m or less.
  • CE carbon equivalent
  • the coefficient of variation of ferrite grain size (CV) ⁇ carbon equivalent (CE) is 0.28 or less, the radius of curvature / plate thickness is 4.2, and the width (C) direction is the axis and the rolling (L) direction is 90 °
  • the ratio of ferrite grains having voids at the interface to all ferrite grains in the L cross section within the region of 0 to 50 ⁇ m from the steel plate surface on the compression-tensile deformation side (NF void /NF) is 15% or less, and the tensile strength is 780 MPa or more. It was found that a steel sheet having high strength and excellent collision resistance can be obtained by these methods.
  • the component composition is in mass %, C: 0.07 to 0.20%, Si: 0.10 to 2.00%, Mn: 1.5-4.0%, P: 0.100% or less, S: 0.050% or less, Sol.
  • the component composition further includes, in % by mass, The component composition is further, in mass %, Cr: 1.000% or less, Mo: 0.500% or less, V: 0.500% or less, Ti: 0.500% or less, Nb: 0.500% or less, B: 0.0050% or less, Ni: 1.000% or less, Cu: 1.000% or less, Sb: 1.000% or less, Sn: 1.000% or less, As: 1.000% or less, Ca: 0.0050% or less, W: 0.500% or less, Ta: 0.100% or less, Mg: 0.050% or less, The steel sheet according to [2], containing at least one selected from Zr: 0.050% or less and REM: 0.005% or less.
  • [4] The steel sheet according to any one of [1] to [3], which has an electro-galvanized layer, a hot-dip galvanized layer, or an alloyed hot-dip galvanized layer on the surface of the steel sheet.
  • a steel slab having a carbon equivalent (CE) of 0.46 or more and having the chemical composition described in [2] or [3] is heated to a temperature range of 1100 to 1300 ° C., and the finish rolling temperature is set to 800.
  • CE carbon equivalent
  • Hot rolling at ⁇ 950 ° C., the cumulative rolling reduction of finish rolling is 60% or more, and the residence time in the temperature range of 750 to 600 ° C. is 10 seconds or less in the cooling process from the delivery side of finish rolling to coiling,
  • a method of manufacturing a steel plate comprising: [7] A steel slab having a carbon equivalent (CE) of 0.46 or more and having the chemical composition described in [2] or [3] is heated to a temperature range of 1100 to 1300 ° C., and the finish rolling delivery side temperature is hot rolled at 800 to 950 ° C., the cumulative reduction rate of finish rolling is set to 60% or more, and the residence time in the temperature range of 750 to 600 ° C. is 10 seconds or less in the cooling process from the delivery side of finish rolling to coiling. and coiled at a coiling temperature of 600 ° C.
  • CE carbon equivalent
  • a method for manufacturing a hot-rolled steel sheet for cold-rolled steel including a hot-rolling process.
  • a steel sheet having a tensile strength (TS) of 780 MPa or more and excellent collision resistance can be obtained.
  • a member obtained by molding or welding the steel plate of the present invention can be suitably used as an energy absorbing member used in the field of automobiles.
  • the steel sheet of the present invention has a chemical composition satisfying a carbon equivalent (CE) of 0.46% or more and an area ratio of ferrite: 10 to 50%, a total of tempered martensite and bainite: 30% or more, and retained austenite: 3. ⁇ 20%, fresh martensite: 15% or less, total of ferrite, tempered martensite, bainite, retained austenite and fresh martensite: 90% or more, and the average grain size of ferrite: 25 ⁇ m
  • the coefficient of variation (CV) of the ferrite grain size x the carbon equivalent (CE) is 0.28 or less, and the radius of curvature/sheet thickness is 4.2, and the rolling (L) direction is centered on the width (C) direction.
  • the carbon equivalent CE is an index of the strength of steel, and is obtained by converting the effects of elements other than C into the amount of C.
  • the carbon equivalent CE is preferably 0.48% or more.
  • the carbon equivalent CE is preferably 0.85% or less, more preferably 0.82% or less, in consideration of the balance between weldability and formability.
  • Carbon equivalent CE can be calculated by the following formula (1).
  • Carbon equivalent CE [C%] + ([Si%] / 24) + ([Mn%] / 6) + ([Ni%] / 40) + ([Cr%] / 5) + ([Mo%] /4) + ([V%]/14)
  • [element symbol %] in the above formula represents the content (% by mass) of each element, and elements not contained are set to 0.
  • Area ratio of ferrite 10 to 50% If the area ratio of ferrite exceeds 50%, it becomes difficult to achieve both tensile strength (TS) of 780 MPa or more and crashworthiness. If the area ratio of ferrite is less than 10%, stress concentrates on the ferrite during deformation, which may promote the formation of voids at the interface. Therefore, the area ratio of ferrite is 10 to 50%.
  • the area ratio of ferrite is preferably 15% or more. Further, the area ratio of ferrite is preferably 45% or less.
  • Total area ratio of tempered martensite and bainite 30% or more Tempered martensite is effective in improving the energy absorption and strength during impact while improving impact characteristics by suppressing breakage of members during impact deformation. be. If the total area ratio of tempered martensite and bainite is less than 30%, these effects cannot be sufficiently obtained. Therefore, the total area ratio is 30% or more, preferably 40% or more. Although the upper limit of the total area ratio is not limited, the total area ratio is preferably 80% or less in consideration of the balance with other structures.
  • Fresh martensite 15% or less Fresh martensite is effective for increasing strength. However, voids are likely to occur at the grain boundary with the soft phase, and if the area ratio of fresh martensite exceeds 15%, the formation of voids is promoted at the interface with ferrite, which may reduce the collision characteristics. Therefore, the area ratio of fresh martensite is 15% or less, preferably 10% or less, and more preferably 5% or less. The lower limit of the area ratio of fresh martensite may be 0%.
  • the total area percentage may be 100%.
  • the total area ratio of pearlite and cementite, which constitute the structure of the remainder other than the above, is 10% or less.
  • the total area percentage of this residual tissue is 7% or less, more preferably 5% or less, more preferably 3% or less.
  • the area ratio of each structure is the ratio of the area of each phase to the observed area.
  • the area ratio of each tissue is measured as follows. After polishing the thickness cross-section of the steel plate cut perpendicular to the rolling direction, it was corroded with 3% by volume nital, and the 1/4 position of the thickness was photographed with a SEM (scanning electron microscope) at a magnification of 1500 times in three fields. , the area ratio of each tissue is determined from the obtained image data using Image-Pro manufactured by Media Cybernetics. The average value of the area ratios of the three fields of view is used as the area ratio of each tissue in the present invention.
  • ferrite is black
  • bainite is black containing island-shaped retained austenite, or gray containing oriented carbide
  • tempered martensite is light gray containing fine non-oriented carbide
  • retained austenite is white.
  • the fresh martensite also exhibits white color, and it is difficult to distinguish between the fresh martensite and the retained austenite in the SEM image. Therefore, the area ratio of fresh martensite is obtained by subtracting the area ratio of retained austenite obtained by the method described later from the total area ratio of fresh martensite and retained austenite.
  • the volume ratio of retained austenite was obtained by measuring the X-ray diffraction intensity, and the volume ratio was regarded as the area ratio of retained austenite.
  • the volume fraction of retained austenite is the (200), (220), (311) Determined by the ratio of X-ray diffraction integrated intensity of the surface.
  • Average grain size of ferrite 25 ⁇ m or less
  • the average grain size of ferrite 25 ⁇ m or less
  • high collision resistance can be obtained.
  • Fracture at collision which causes deterioration of crash characteristics, originates from the generation and propagation of cracks. It is considered that cracks are more likely to occur due to a decrease in work hardening ability and formation and connection of voids in the high hardness difference region.
  • the part subjected to the primary working at the time of molding deforms so as to be bent back in the direction perpendicular to the primary working.
  • the average grain size of ferrite is 25 ⁇ m or less, preferably 20 ⁇ m or less. Although the lower limit of the average crystal grain size of ferrite is not particularly defined, it is preferably 3 ⁇ m or more.
  • the average crystal grain size of ferrite is obtained by photographing 10 or more fields of view of a 40 ⁇ m ⁇ 50 ⁇ m region at a magnification of 2000 times with a SEM (scanning electron microscope) at a position of 1/4 of the plate thickness, and from the obtained image data, the above-mentioned Image- It is measured by calculating the equivalent circle diameter from the area ratio of each ferrite grain using Pro and averaging them. Further, the standard deviation of the ferrite grain size, which will be described later, can be calculated from each ferrite grain size obtained using Image-Pro described above.
  • CV Coefficient of Variation
  • CE Carbon Equivalent
  • the variation coefficient CV of the ferrite grain size can be obtained by the following formula (2).
  • Carbon equivalent CE can be calculated by the following formula (1).
  • CE [C%] + ([Si%] / 24) + ([Mn%] / 6) + ([Ni%] / 40) + ([Cr%] / 5) + ([Mo%] / 4 ) + ([V%]/14)
  • [element symbol %] in the above formula represents the content (% by mass) of each element, and elements not contained are set to 0.
  • the hot rolled structure is mainly composed of fresh martensite and bainite.
  • the desired ferrite average grain size and CV ⁇ CE are obtained.
  • the hot-rolled structure when a structure mainly composed of fine fresh martensite and bainite is used, the nucleation sites when ferrite is generated in the annealing process and the cooling process after annealing increase, resulting in uniform and fine ferrite grains. becomes a decentralized organization.
  • Curvature radius/plate thickness 4.2 After bending 90° in the rolling (L) direction with the width (C) direction as the axis, when it is bent back flat again, 0 from the steel plate surface on the compression-tensile deformation side Number ratio of ferrite grains having voids at the interface to all ferrite grains (NF void /NF): 15% or less In the steel sheet of the present invention, NF void /NF is 15% or less. (NF has a radius of curvature/thickness of 4.2, and after bending 90° in the rolling (L) direction around the width (C) direction, it is bent back flat again.
  • NF void is the curvature radius / plate thickness: 4.2 and the width (C) direction
  • the ferrite grains having voids at the interface. is the number of ).
  • tempered martensite and bainite are used to reduce the high hardness difference region, and if necessary, retained austenite is used to suppress the macro stress concentration in the primary processed part during deformation, thereby controlling the ferrite grain size.
  • NF void /NF is set to 15% or less in order to obtain these effects. Preferably, it is 10% or less.
  • NF void /NF shall be 1 or more as a lower limit industrially obtained.
  • a method for measuring NF void /NF is as follows.
  • the steel plate is bent 90° in the rolling (L) direction with the width (C) direction as the axis at a curvature radius/plate thickness of 4.2, and after being flattened again, the thickness cross section is polished and compressed.
  • - Observe the L cross section within a 0 to 50 ⁇ m region from the surface of the steel sheet on the tension side.
  • the L section was photographed with a SEM (scanning electron microscope) at a magnification of 2000 times for 3 fields of view, and from the obtained image data, Image-Pro manufactured by Media Cybernetics was used to determine the number of all ferrite grains in the field of view and voids at the interface. count the number of ferrite grains having Let NF void /NF be the average value of the three fields of view.
  • the voids are darker black than ferrite and can be clearly distinguished from each structure.
  • bending 90° in the rolling (L) direction about the width (C) direction means that when the steel plate is viewed in the width (C) direction (see symbol D1 in FIG. 1) (width direction In the view of the steel plate (vertical cross section in the width direction), one of the steel plate surfaces is perpendicular to the width direction and the rolling direction (see symbols D1 and D2 in FIG. 1) so that the distance between both ends becomes short. It refers to bending by pressing from the side and pressing until the angle formed by the flat portions that are not bent at both ends becomes 90°.
  • the steel plate surface on the compression-tensile deformation side refers to the steel plate surface on one side that is pressed (the steel plate surface on the side that comes into contact with a pressing portion such as a punch that presses).
  • the L cross section after bending back is a cross section formed by cutting parallel to the direction of deformation due to bending and perpendicular to the steel plate surface, and is a cross section perpendicular to the width direction. point to
  • the measurement position of the ferrite grains after bending back is the area including the corners formed by bending and extending in the width (C) direction (see symbol D1 in FIG. 1). More specifically, the number of ferrite grains within a region of 0 to 50 ⁇ m in the plate thickness direction in the lowermost region in the direction perpendicular to the width direction and the rolling direction (the pressing direction of the pressing portion such as a punch) due to bending. to measure.
  • the steel sheet of the present invention may have an electrogalvanized layer, a hot-dip galvanized layer, or an alloyed hot-dip galvanized layer on the surface of the steel sheet.
  • the steel sheet of the present invention has a tensile strength (TS) of 780 MPa or more.
  • the high strength referred to in the present invention means that the tensile strength (TS) is 780 MPa or more.
  • the upper limit of the tensile strength (TS) is not particularly limited, it is preferably 1470 MPa or less from the viewpoint of harmony with other properties.
  • the tensile strength (TS) is measured by taking a JIS No. 5 tensile test piece (JIS Z2201) from the steel plate in the direction perpendicular to the rolling direction, and setting the strain rate to 10 -3 /s JIS Z2241 (2011). Perform a tensile test in accordance with the provisions of and determine the tensile strength (TS).
  • the thickness of the steel sheet of the present invention is preferably 0.2 mm or more. Moreover, the thickness of the steel sheet of the present invention is preferably 3.2 mm or less from the viewpoint of effectively obtaining the effects of the present invention.
  • the steel sheet of the present invention has excellent collision properties.
  • excellent collision resistance means good rupture resistance and good absorbed energy.
  • Good rupture resistance in the present invention means that the average stroke value ⁇ S 50 at the point where the load is 50% lower than the maximum load value when performing the bending-orthogonal bending test described below is 29 mm or more. It means that Good collision characteristics in the present invention means that the axial crush test described in the examples is carried out, and the average value F ave of the area in the stroke range of 0 to 100 mm in the stroke-load graph at the time of crush is 38000 N. It means that it is more than
  • the above bend-perpendicular bend test is performed as follows. First, the steel plate is bent 90° in the rolling (L) direction with the width (C) direction as the axis at a curvature radius/plate thickness of 4.2, and then subjected to a flat bending process (primary bending process). , prepare the test piece.
  • a punch B1 is pressed into a steel plate placed on a die A1 having a V-groove to obtain a test piece T1.
  • the punch B2 is pushed into the test piece T1 placed on the support roll A2 so that the bending direction is perpendicular to the rolling direction (secondary bending).
  • D1 indicates the width (C) direction
  • D2 indicates the rolling (L) direction.
  • FIG. 3 shows a test piece T1 obtained by subjecting a steel plate to 90° bending (primary bending).
  • FIG. 4 shows a test piece T2 obtained by subjecting the test piece T1 to orthogonal bending (secondary bending).
  • the position indicated by the dashed line on the test piece T2 in FIG. 4 corresponds to the position indicated by the dashed line on the test piece T1 in FIG. 3 before the orthogonal bending.
  • ⁇ S50 be the average value of the stroke at the point where the load is reduced by 50% from the maximum load when the bending-perpendicular bending test is performed three times.
  • the above axial crush test is performed as follows. First, in consideration of the influence of plate thickness, all axial crush tests are performed on steel plates with a plate thickness of 1.2 mm. A steel plate is cut out and formed (bent) to a depth of 40 mm using a die with a punch shoulder radius of 5.0 mm and a die shoulder radius of 5.0 mm. A hat-shaped member 10 shown in FIG. Also, the steel plate used as the material for the hat-shaped member is separately cut into a size of 200 mm ⁇ 80 mm. Next, the steel plate 20 after being cut out and the hat-shaped member 10 are spot-welded to produce a test member 30 as shown in FIGS. FIG.
  • FIG. 5 is a front view of a test member 30 produced by spot-welding the hat-shaped member 10 and the steel plate 20.
  • FIG. FIG. 6 is a perspective view of the test member 30.
  • the position of the spot welded portion 40 is such that the distance between the edge of the steel plate and the welded portion is 10 mm, and the interval between the welded portions is 45 mm.
  • the test member 30 is joined to the base plate 50 by TIG welding to prepare an axial crush test sample.
  • the impactor 60 is made to collide with the produced sample for axial crush test at a constant velocity at a collision speed of 10 m/s to crush the sample for axial crush test by 100 mm.
  • the crushing direction D3 is parallel to the longitudinal direction of the test member 30 .
  • the area in the stroke range of 0 to 100 mm is obtained, and the average value of the area when the test is performed three times is taken as the absorbed energy (F ave ).
  • C 0.07-0.20% C facilitates the formation of phases other than ferrite and also forms an alloy compound with Nb, Ti, etc., so it is an element necessary for strength improvement. If the C content is less than 0.07%, the desired strength may not be ensured even if the manufacturing conditions are optimized. Therefore, the C content is preferably 0.07% or more, more preferably 0.10% or more. On the other hand, if the C content exceeds 0.20%, the martensite strength increases excessively, and even if the manufacturing conditions are optimized, the collision characteristics of the present invention may not be obtained. Therefore, the C content is preferably 0.20% or less, more preferably 0.18% or less.
  • Si 0.10-2.00%
  • Si is a ferrite forming element and also a solid solution strengthening element. Therefore, it contributes to improving the balance between strength and ductility.
  • the Si content is preferably 0.10% or more, more preferably 0.20% or more.
  • the Si content is preferably 2.00% or less, more preferably 1.50% or less.
  • Mn 1.5-4.0%
  • Mn is an element that forms martensite and is also a solid-solution strengthening element. Also, it contributes to the stabilization of retained austenite. To obtain these effects, the Mn content is preferably 1.5% or more. The Mn content is more preferably 2.0% or more. On the other hand, when the Mn content exceeds 4.0%, the retained austenite fraction increases, and the crashworthiness may deteriorate. Therefore, the Mn content is preferably 4.0% or less, more preferably 3.5% or less.
  • P 0.100% or less
  • the P content is 0.100% or less, preferably 0.050% or less.
  • the lower limit that is currently industrially practicable is about 0.002%, and it is preferably 0.002% or more.
  • S 0.050% or less S becomes inclusions such as MnS and causes cracks along the metal flow of the weld zone, which may reduce the collision characteristics even if the steel structure of the present invention is satisfied. Therefore, the S content should be as low as possible, but the S content is preferably 0.050% or less from the viewpoint of production cost. The S content is more preferably 0.010% or less. Although there is no particular lower limit to the S content, the lower limit that is currently industrially practicable is about 0.0002%, preferably 0.0002% or more.
  • Sol. Al acts as a deoxidizing agent and is also a solid-solution strengthening element. Sol. If the Al content is less than 0.005%, these effects may not be obtained, and the strength may decrease even if the steel structure of the present invention is satisfied. Therefore, Sol. The Al content is preferably 0.005% or more. On the other hand, Sol. If the Al content exceeds 0.100%, the slab quality deteriorates during steelmaking. Therefore, Sol. The Al content is preferably 0.100% or less, more preferably 0.04% or less.
  • N 0.0100% or less N forms coarse inclusions of nitrides and carbonitrides such as TiN, (Nb, Ti) (C, N), AlN, etc. in the steel, thereby deteriorating the collision resistance. Therefore, it is necessary to reduce the content. If the N content exceeds 0.0100%, the collision resistance tends to deteriorate, so the N content is preferably 0.0100% or less. The N content is more preferably 0.007% or less, still more preferably 0.005% or less. Although the lower limit of the N content is not particularly limited, the currently industrially practicable lower limit is about 0.0003%, preferably 0.0003% or more.
  • the steel sheet of the present invention has a chemical composition containing the above components, with the balance being Fe (iron) and unavoidable impurities.
  • the steel sheet according to one embodiment of the present invention preferably has a chemical composition containing the above components with the balance being Fe and unavoidable impurities.
  • the steel sheet of the present invention can contain the following components (arbitrary elements) according to desired properties.
  • the Cr content is preferably 1.000% or less, the Mo content is preferably 0.500% or less, and the V content is preferably 0.500% or less. is. More preferably, the Cr content is 0.800% or less, the Mo content is 0.400% or less, and the V content is 0.400% or less. Since the effect of the present invention can be obtained even if the content of Cr, Mo, and V is small, the lower limit of each content is not particularly limited. In order to obtain the effect of hardenability more effectively, the contents of Cr, Mo and V are each preferably 0.005% or more.
  • Ti and Nb are elements effective for precipitation strengthening of steel. However, if the Ti content and the Nb content each exceed 0.500%, the fracture resistance at the time of collision may deteriorate. Therefore, when either Ti or Nb is contained, the Ti content and Nb content are each preferably 0.500% or less. More preferably, the Ti content and Nb content are each 0.400% or less. Since the effect of the present invention can be obtained even if the contents of Ti and Nb are small, the lower limits of the respective contents are not particularly limited. In order to obtain the effect of precipitation strengthening of steel more effectively, the Ti content and the Nb content are preferably 0.005% or more, respectively.
  • the B contributes to the improvement of hardenability by suppressing the formation and growth of ferrite from austenite grain boundaries, so it can be added as necessary.
  • the B content is preferably 0.0050% or less. More preferably, the B content is 0.0040% or less. Since the effect of the present invention can be obtained even if the B content is small, the lower limit of the B content is not particularly limited. In order to obtain the effect of improving the hardenability more effectively, the B content is preferably 0.0003% or more.
  • Ni and Cu are elements that are effective in strengthening steel. However, if each of Ni and Cu exceeds 1.000%, the fracture resistance at the time of collision may deteriorate. Therefore, when either Ni or Cu is contained, the contents of Ni and Cu are each preferably 1.000% or less. More preferably, Ni content and Cu content are each 0.800% or less. Since the effects of the present invention can be obtained even when the contents of Ni and Cu are small, the lower limits of the respective contents are not particularly limited. In order to obtain the effect of strengthening the steel more effectively, the Ni content and the Cu content are preferably 0.005% or more, respectively.
  • Sb and Sn can be added as necessary from the viewpoint of suppressing nitridation and oxidation of the steel sheet surface and decarburization in the region near the steel sheet surface. By suppressing such nitridation and oxidation, it is possible to prevent the amount of martensite from decreasing on the surface of the steel sheet and to improve the collision resistance. However, when Sb and Sn each exceed 1.000%, grain boundary embrittlement may degrade the collision resistance. Therefore, when either Sb or Sn is contained, the Sb content and Sn content are preferably 1.000% or less, respectively. More preferably, the Sb content and the Sn content are each 0.800% or less.
  • the lower limit of each content is not particularly limited.
  • the Sb content and the Sn content are preferably 0.005% or more, respectively.
  • As is an element that segregates at grain boundaries and is an element that is contained as an impurity in raw material scrap. From the viewpoint of suppressing grain boundary embrittlement, it is preferably 1.000% or less. More preferably, the As content is 0.800% or less. The lower the content of As, the better. Although the lower limit of the content is not particularly limited, it is preferably 0.005% or more from the viewpoint of refining cost.
  • Ca is an effective element for improving workability by controlling the morphology of sulfides.
  • the Ca content is preferably 0.0050% or less. More preferably, the Ca content is 0.0040% or less. Since the effects of the present invention can be obtained even when the content of Ca is small, the lower limit of the content is not particularly limited. In order to more effectively obtain the effect of improving workability, the Ca content is preferably 0.0010% or more.
  • W forms fine carbides, nitrides, or carbonitrides during hot rolling or annealing, and is useful for precipitation strengthening of steel. If the W content exceeds 0.500%, the workability deteriorates. Therefore, when W is contained, it is made 0.500% or less. When W is contained, it is preferably 0.005% or more, more preferably 0.050% or more. When W is contained, it is preferably 0.400% or less, more preferably 0.300% or less.
  • Ta forms fine carbides, nitrides, or carbonitrides during hot rolling or annealing, and is useful for precipitation strengthening of steel. If the Ta content exceeds 0.100%, the workability deteriorates. Therefore, when Ta is contained, it is made 0.100% or less. When Ta is contained, it is preferably 0.001% or more, more preferably 0.010% or more. When Ta is contained, it is preferably 0.08% or less, more preferably 0.060% or less.
  • Mg is an effective element for improving workability by controlling the morphology of inclusions.
  • the content of Mg shall be 0.050% or less.
  • Mg is contained, it is preferably 0.0005% or more, more preferably 0.001% or more.
  • Mg is contained, it is preferably 0.040% or less, more preferably 0.030% or less.
  • Zr is an effective element for improving workability by controlling the morphology of inclusions.
  • the cleanliness of the steel may be adversely affected. Therefore, when Zr is contained, the content of Zr is set to 0.050% or less.
  • Zr is contained, it is preferably 0.0005% or more, more preferably 0.001% or more.
  • Zr is contained, it is preferably 0.040% or less, more preferably 0.030% or less.
  • the REM is an effective element for improving workability by controlling the morphology of sulfides.
  • the content of each REM is preferably 0.005% or less. More preferably, the REM content is 0.004% or less. Since the effect of the present invention can be obtained even if the content of REM is small, the lower limit of each content is not particularly limited. In order to more effectively obtain the effect of improving the workability, the content of each REM is preferably 0.001% or more.
  • the element is included as an unavoidable impurity.
  • the temperature used to heat or cool a steel slab (steel material), steel plate, or the like described below means the surface temperature of the steel slab (steel material), steel plate, or the like.
  • a steel slab having the above composition is heated to a temperature range of 1100 to 1300 ° C.
  • the finish rolling temperature (finish rolling delivery side temperature) is set to 800 to 950 ° C.
  • finish rolling is performed.
  • the rolling reduction is set to 60% or more, and in the cooling process from the delivery side of the finish rolling to the coiling, the residence time in the temperature range of 750 to 600 ° C. is set to 10 seconds or less, and the coiling temperature is set to 600 ° C. or less.
  • the hot-rolled steel sheet may have a structure in which the area ratio is ferrite: 20% or less, and the total of fresh martensite and bainite: 80% or more.
  • An annealing step in which the cold-rolled steel sheet after the cold rolling step is heated to an annealing temperature of 750 to 880 ° C. and held for 30 seconds or more, and after the annealing step, the cooling stop temperature: (Ms-250 ° C.) to ( Ms-50° C.), and after the quenching step, a reheating temperature: 300 to 500° C. and a tempering step of holding for 20 seconds or longer.
  • the steel sheet manufacturing method of the present invention may include a plating step of hot-dip galvanizing or alloying hot-dip galvanizing the surface of the steel sheet before the quenching step or after the tempering step.
  • Finish rolling temperature 800-950°C If the finish rolling temperature (the temperature at the finish rolling delivery side) is less than 800°C, ferrite transformation occurs during rolling, and the hot-rolled structure of the present invention may not be obtained. Therefore, the finish rolling temperature is 800°C or higher, preferably 850°C or higher, more preferably 880°C or higher. On the other hand, if the finish rolling temperature exceeds 950° C., the crystal grains become coarse, and non-uniform ferrite grains may be generated after annealing. Therefore, the finish rolling temperature is 950°C or lower, preferably 930°C or lower.
  • Cumulative rolling reduction in finish rolling 60% or more
  • the cumulative rolling reduction in finish rolling is 60% or more, preferably 70% or more.
  • the upper limit is not particularly limited, but in consideration of the balance with the rolling reduction during cold rolling, the cumulative rolling reduction in finish rolling is preferably 99% or less, more preferably 96% or less.
  • Residence time in the temperature range of 750 to 600°C in the cooling process from the delivery side of finish rolling to coiling 10 seconds or less Residence time in the temperature range of 750 to 600°C in the cooling process from the delivery side of finish rolling to coiling exceeds 10 s, ferrite transformation progresses and the hot-rolled structure of the present invention may not be obtained. Therefore, the residence time in the temperature range of 750-600° C. is 10 seconds or less, preferably 8 seconds or less. Although the lower limit is not particularly limited, the residence time is preferably 1 s or longer, more preferably 3 s or longer, in consideration of production costs.
  • Coiling temperature 600°C or less
  • the coiling temperature exceeds 600°C, ferrite transformation proceeds after coiling, and the hot-rolled structure of the present invention may not be obtained.
  • the carbides in the hot-rolled steel sheet are coarsened, and such coarsened carbides are not completely melted during soaking during annealing, so that the required strength may not be obtained in some cases. Therefore, the winding temperature is 600° C. or lower, preferably 580° C. or lower.
  • the lower limit of the coiling temperature is not particularly limited, it is preferable to set the coiling temperature to 400° C. or higher from the viewpoint of preventing the steel sheet from being deformed and excessively hardening the steel sheet.
  • the structure of the hot-rolled steel sheet is controlled by adding ferrite having an average crystal grain size of 25 ⁇ m or less in the final structure and 0.25 ⁇ m or less in the final structure. It is important to obtain a CVxCE of 28 or less.
  • the hot rolling process by controlling the rolling reduction during finish rolling, the cooling process from the delivery side of the finish rolling to the coiling, and the coiling temperature, the generation of ferrite is suppressed, and the area ratio of ferrite is reduced in the structure of the hot rolled steel sheet.
  • the area ratio of ferrite in the hot-rolled steel sheet is 20% or less, preferably 15% or less.
  • the area ratio of ferrite in the hot-rolled steel sheet may be 0%.
  • Total area ratio of fresh martensite and bainite in hot-rolled steel sheet 80% or more
  • controlling the structure of the hot-rolled steel sheet to a structure mainly composed of fresh martensite and bainite is the final structure for the same reason as described above. It is important for obtaining ferrite with an average grain size of 25 ⁇ m or less and CV ⁇ CE of 0.28 or less. Therefore, the total area ratio of fresh martensite and bainite in the hot-rolled steel sheet is 80% or more, preferably 85% or more. The total area ratio of fresh martensite and bainite in the hot-rolled steel sheet may be 100%.
  • phase other than the above include, for example, pearlite and cementite. If these phases are excessively increased and the total area ratio of fresh martensite and bainite in the hot-rolled steel sheet is less than 80%, non-uniform ferrite grains are formed during annealing, and voids are generated during collision deformation, resulting in collision characteristics. may reduce These phases preferably have an area ratio of 15% or less.
  • the hot-rolled steel sheet obtained by the hot-rolling process is subjected to pretreatment such as pickling and degreasing by a generally known method, and then cold-rolled as necessary. Conditions for the cold rolling process when cold rolling is performed will be described.
  • Cumulative reduction in cold rolling 20% or more If the cumulative reduction in cold rolling is less than 20%, recrystallization of ferrite is not promoted, non-recrystallized ferrite remains, and the steel structure of the present invention cannot be obtained. Sometimes. Therefore, the cumulative reduction in cold rolling is 20% or more, preferably 30% or more.
  • Annealing temperature 750 to 880°C
  • holding time 30 seconds or more If the annealing temperature is less than 750°C, the formation of austenite is insufficient and excessive ferrite is formed, making it impossible to obtain the steel structure of the present invention. Therefore, the annealing temperature should be 750° C. or higher. If the annealing temperature exceeds 880°C, austenite may become excessive and ferrite may become insufficient. Therefore, the annealing temperature is 880° C. or less. On the other hand, if the holding time is less than 30 seconds, the formation of austenite is insufficient and excessive ferrite is formed, making it impossible to obtain the steel structure of the present invention. Therefore, the retention time is 30 seconds or more, preferably 60 seconds or more. Although the upper limit of the holding time is not particularly limited, it is preferable to set the holding time to 600 seconds or less so as not to impair productivity.
  • Cooling stop temperature (Ms-250°C) ⁇ (Ms-50°C) If the cooling stop temperature exceeds (Ms ⁇ 50° C.), the formation of tempered martensite is insufficient, and the steel structure of the present invention cannot be obtained. Therefore, the cooling stop temperature is (Ms-50°C) or less, preferably (Ms-100°C) or less. On the other hand, when the temperature is less than (Ms-250°C), the tempered martensite becomes excessive and the generation of retained austenite may become insufficient. Therefore, the cooling stop temperature is (Ms ⁇ 250° C.) or higher, preferably (Ms ⁇ 200° C.) or higher.
  • Ms can be calculated by the following formula (3).
  • Ms (° C.) 539 ⁇ 423 ⁇ [C%] ⁇ 100/(100 ⁇ [ ⁇ area %]) ⁇ 30 ⁇ [Mn%] ⁇ 12 ⁇ [Cr%] ⁇ 18 ⁇ [Ni%] ⁇ 8 ⁇ [Mo%] (3)
  • each element symbol represents the content (% by mass) of each element, and the element not contained is 0.
  • [ ⁇ area %] is the ferrite area ratio after annealing. The ferrite area ratio after annealing is determined in advance by simulating the heating rate, annealing temperature, and holding time during annealing with a thermal expansion measuring device. [ ⁇ area %] is treated as the same as the area ratio of ferrite contained in the finally obtained steel sheet through the quenching process and tempering process of the present invention after annealing.
  • Tempering temperature 300 to 500°C, holding time: 20 seconds or more At less than 300°C, tempering of martensite becomes insufficient, and the difference in hardness between ferrite and tempered martensite increases, resulting in tempering during primary processing. It is thought that martensite does not deform following ferrite, voids are likely to occur at the interface with ferrite, and collision characteristics are degraded. In addition, the bainite transformation may become insufficient, and the steel structure and fracture resistance of the present invention may not be obtained. Therefore, the tempering temperature (reheating temperature) is 300°C or higher, preferably 350°C or higher.
  • the tempering temperature exceeds 500°C
  • ferrite is excessively formed, and the steel structure of the present invention cannot be obtained.
  • the bainite transformation may become insufficient, and the steel structure and fracture resistance of the present invention may not be obtained. Therefore, the tempering temperature (reheating temperature) is 500°C or lower, preferably 450°C or lower.
  • the holding time is 20 seconds or more, preferably 30 seconds or more.
  • the holding time is preferably 500 seconds or less from the viewpoint of productivity and suppression of excessive bainite transformation.
  • the surface of the steel sheet may be electrogalvanized, hot-dip galvanized, or hot-dip alloyed galvanized.
  • the plating step after the annealing step and before the quenching step include a step of maintaining the temperature in the temperature range of 300 to 500° C. for 0 to 300 seconds before plating. If the temperature range is less than 300° C., martensitic transformation may occur, and excessive concentration of C in untransformed austenite may cause decomposition during plating or plating alloying, resulting in a decrease in retained austenite. . On the other hand, if the temperature range exceeds 500°C, ferrite may be generated, and the steel structure of the present invention may not be obtained. On the other hand, if the holding time exceeds 300 seconds, bainite transformation may proceed excessively and the steel structure and fracture resistance of the present invention may not be obtained. Therefore, in the present invention, it is preferable that the plating step after the annealing step and before the quenching step includes a step of holding the temperature in the temperature range of 300 to 500 ° C. for 0 to 300 seconds before plating.
  • Electrogalvanizing treatment is preferably carried out by immersing in a zinc solution at 50 to 60° C. and applying current.
  • the hot-dip galvanizing treatment is preferably performed by immersing the steel sheet obtained as described above in a galvanizing bath at a temperature of 440°C or higher and 500°C or lower. After that, it is preferable to adjust the coating amount by gas wiping or the like.
  • An alloying step of performing an alloying treatment may be provided after the hot-dip galvanizing step. When alloying the zinc plating, it is preferable to alloy by holding in the temperature range of 450° C. or higher and 580° C. or lower for 1 second or longer and 180 seconds or shorter.
  • Steel sheets that have been hot-dip galvanized or alloyed hot-dip galvanized can be temper-rolled for the purpose of correcting the shape and adjusting the surface roughness.
  • the temper rolling exceeds 0.5%, the bendability may be deteriorated due to surface layer hardening, so the temper rolling is preferably 0.5% or less. More preferably, it is 0.3% or less.
  • Various coating treatments such as resin and oil coating can also be applied.
  • the slab is preferably manufactured by continuous casting, and can also be manufactured by ingot casting or thin slab casting.
  • the slab may be cooled to room temperature and then reheated for hot rolling.
  • the slab can be charged into a heating furnace without being cooled to room temperature and hot rolled.
  • an energy-saving process of hot rolling immediately after a slight heat retention can be applied.
  • the heating temperature of the slab is preferably 1300° C. or less.
  • the rough bar after rough rolling can be heated from the viewpoint of preventing troubles during rolling when the slab heating temperature is lowered. Also, a so-called continuous rolling process, in which rough bars are joined together and finish rolling is continuously performed, can be applied. In order to reduce the rolling load and uniformize the shape and material, it is preferable to perform lubricating rolling so that the coefficient of friction is 0.10 to 0.25 in all passes or some passes of finish rolling.
  • the scale of the steel sheet after winding may be removed by pickling or the like. After pickling, cold rolling, annealing and galvanization are performed under the above conditions.
  • the member of the present invention is obtained by subjecting the steel plate of the present invention to at least one of forming and welding. Further, the method of manufacturing a member of the present invention includes a step of subjecting the steel plate manufactured by the method of manufacturing a steel plate of the present invention to at least one of forming and welding.
  • the steel sheet of the present invention has high strength and excellent crash characteristics. Therefore, members obtained by using the steel plate of the present invention also have high strength, excellent collision characteristics, and are less likely to break during collision deformation. Therefore, the member of the present invention can be suitably used as an energy absorbing member in automobile parts.
  • General processing methods such as press processing can be used without restrictions for molding.
  • general welding such as spot welding and arc welding can be used without limitation.
  • Example 1 Steel having the composition shown in Table 1 was melted in a vacuum melting furnace and bloomed to form a steel slab. These steel slabs were heated to 1100 to 1300° C. and subjected to hot rolling, cold rolling, annealing, quenching, tempering and heat treatment under the conditions shown in Table 2 to produce steel plates. When producing the steel sheets under the conditions shown in Table 2, some of the steel sheets were plated before the quenching process or after the tempering process. In the hot-dip galvanizing treatment, the steel sheet was immersed in a plating bath to form a hot-dip galvanized layer (GI) with a coating weight of 10 to 100 g/m 2 .
  • GI hot-dip galvanized layer
  • alloyed hot-dip galvanizing an alloying treatment was performed after forming a hot-dip galvanized layer on a steel sheet to form an alloyed hot-dip galvanized layer (GA).
  • the final plate thickness of each steel plate was 1.2 mm.
  • a method for measuring NF void /NF is as follows.
  • the steel plate is bent 90° in the rolling (L) direction with the width (C) direction as the axis at a curvature radius/plate thickness of 4.2, and after being flattened again, the thickness cross section is polished and compressed.
  • An L cross-section within a 0-50 ⁇ m region from the surface of the steel sheet on the tensile side was observed.
  • the L section was photographed with a SEM (scanning electron microscope) at a magnification of 2000 times for 3 fields of view, and from the obtained image data, Image-Pro manufactured by Media Cybernetics was used to determine the number of all ferrite grains in the field of view and voids at the interface.
  • the measurement position of the ferrite grains after the unbending process was the area including the corners formed by the bending process and extending in the width (C) direction (see symbol D1 in FIG. 1). More specifically, the number of ferrite grains within a region of 0 to 50 ⁇ m in the plate thickness direction in the lowermost region in the direction perpendicular to the width direction and the rolling direction (the pressing direction of the pressing portion such as a punch) due to bending. was measured.
  • the area ratio of each tissue was measured as follows. After polishing the thickness cross-section of the steel plate cut perpendicular to the rolling direction, it was corroded with 3% by volume nital, and the 1/4 position of the thickness was photographed with a SEM (scanning electron microscope) at a magnification of 1500 times in three fields. , the area ratio of each tissue was determined from the obtained image data using Image-Pro manufactured by Media Cybernetics. The average value of the area ratios of the three fields of view is used as the area ratio of each tissue in the present invention.
  • ferrite is black
  • bainite is black containing island-shaped retained austenite, or gray containing oriented carbide
  • tempered martensite is light gray containing fine non-oriented carbide
  • retained austenite is white.
  • the fresh martensite also exhibits white color, and it is difficult to distinguish between the fresh martensite and the retained austenite in the SEM image. Therefore, the area ratio of fresh martensite was obtained by subtracting the area ratio of retained austenite obtained by the method described later from the total area ratio of fresh martensite and retained austenite.
  • the residual structure is the total area ratio of ferrite (F), tempered martensite (TM), bainite (B), retained austenite (RA) and fresh martensite (FM) of 100. % and these residual structures were determined to be pearlite and/or cementite.
  • the volume ratio of retained austenite was obtained by measuring the X-ray diffraction intensity, and the volume ratio was regarded as the area ratio of retained austenite.
  • the volume fraction of retained austenite is the (200), (220), (311) It was obtained from the ratio of the X-ray diffraction integrated intensity of the surface.
  • ⁇ Tensile test> A JIS No. 5 tensile test piece (JIS Z2201) was taken from each steel plate obtained in the direction perpendicular to the rolling direction, and a tensile test was performed in accordance with the provisions of JIS Z2241 (2011) with a strain rate of 10 -3 /s. and the tensile strength (TS) was determined. In addition, TS was made into the pass 780MPa or more.
  • ⁇ Bending - orthogonal bending test> The resulting steel plate is bent at a curvature radius/plate thickness of 4.2 in the rolling (L) direction with the width (C) direction as the axis, and then bent back flat again (primary bending). and prepared test specimens.
  • a punch B1 was pressed into a steel plate placed on a die A1 having a V-groove to obtain a test piece T1.
  • the punch B2 is pushed into the test piece T1 placed on the support roll A2 so that the bending direction is perpendicular to the rolling direction (secondary bending). was applied.
  • D1 indicates the width (C) direction
  • D2 indicates the rolling (L) direction.
  • FIG. 3 shows a test piece T1 obtained by subjecting a steel plate to 90° bending (primary bending).
  • FIG. 4 shows a test piece T2 obtained by subjecting the test piece T1 to orthogonal bending (secondary bending).
  • the position indicated by the dashed line on the test piece T2 in FIG. 4 corresponds to the position indicated by the dashed line on the test piece T1 in FIG. 3 before the orthogonal bending.
  • ⁇ S50 was defined as the average value of the stroke at the point where the load was reduced by 50% from the maximum load when the bending-perpendicular bending test was performed three times. A ⁇ S 50 of 29 mm or more was evaluated as having good breaking resistance.
  • the load that determines the stroke amount is important in the evaluation of fracture resistance. Fracture at the time of axial crushing deformation occurs when the crack generated in the primary processed portion of the member becomes large and penetrates through the plate thickness, leading to fracture.
  • FIG. 5 is a front view of a test member 30 produced by spot-welding the hat-shaped member 10 and the steel plate 20.
  • FIG. FIG. 6 is a perspective view of the test member 30.
  • the position of the spot welded portion 40 was such that the distance between the edge of the steel plate and the welded portion was 10 mm, and the interval between the welded portions was 45 mm.
  • the test member 30 was joined to the base plate 50 by TIG welding to prepare an axial crush test sample.
  • the impactor 60 was made to collide with the prepared sample for axial crush test at a constant velocity at a collision speed of 10 m/s to crush the sample for axial crush test by 100 mm.
  • the crushing direction D3 was parallel to the longitudinal direction of the test member 30 .
  • the area in the stroke range of 0 to 100 mm was obtained, and the average value of the area when the test was performed three times was taken as the absorbed energy (F ave ).
  • F ave A F ave of 38,000 N or more was evaluated as having good absorbed energy. Also, when both the breakage resistance and the absorbed energy were good, the impact properties were evaluated as good.
  • the steel sheets of the invention examples had a TS of 780 MPa or more and had excellent collision resistance.
  • the steel sheets of the comparative examples had a TS of less than 780 MPa or poor collision properties.
  • Example 2 No. in Table 3 of Example 1.
  • the steel plate of No. 1 (invention example) was press-formed to produce a member of the invention example. Furthermore, No. in Table 3 of Example 1. 1 steel plate and No. 1 in Table 3 of Example 1. 30 (invention example) were joined by spot welding to manufacture a member of the invention example.
  • the member of the present invention manufactured using the steel plate of the present invention has excellent collision resistance and high strength, and is the same as No. 1 in Table 3 of Example 1. 1 (example of the present invention), and No. 1 in Table 3 of Example 1. 1 steel plate and No. 1 in Table 3 of Example 1. It was confirmed that all of the members manufactured by spot-welding the steel sheets of No. 30 (invention examples) can be suitably used for automobile frame parts and the like.
  • Example 3 No. in Table 3 of Example 1.
  • the galvanized steel sheet of No. 1 (invention example) was press-formed to produce a member of the invention example. Furthermore, No. in Table 3 of Example 1. 1 galvanized steel sheet and No. 1 in Table 3 of Example 1.
  • a galvanized steel sheet No. 30 (invention example) was spot-welded to produce a member of the invention example.
  • the member of the present invention manufactured using the steel plate of the present invention has excellent collision resistance and high strength, and is the same as No. 1 in Table 3 of Example 1. 1 (example of the present invention), and No. 1 in Table 3 of Example 1. 1 steel plate and No. 1 in Table 3 of Example 1. It was confirmed that all of the members manufactured by spot-welding the steel sheets of No. 30 (invention examples) can be suitably used for automobile frame parts and the like.
  • test piece 10 hat-shaped member 20 steel plate 30 test member 40 spot welded portion 50 base plate 60 impactor A1 die A2 support roll B1 punch B2 punch D1 width (C) direction D2 rolling (L) direction D3 crushing direction T1 test piece T2 test piece
  • a steel sheet having a TS of 780 MPa or more and excellent collision resistance can be obtained. If the member obtained from the steel sheet of the present invention is used as an automobile part, it can contribute to the weight reduction of automobiles and to the improvement of the performance of automobile bodies.

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Abstract

引張強度(TS)が780MPa以上であり、衝突特性に優れた鋼板、部材及びそれらの製造方法を提供する。 炭素当量(CE)が0.46%以上を満たす成分組成と、特定の鋼組織とを有し、フェライトの平均結晶粒径:25μm以下かつ、フェライト粒径の変動係数(CV)×炭素当量(CE)が0.28以下であり、曲率半径/板厚:4.2で幅(C)方向を軸に圧延(L)方向に90°曲げた後、再度平坦に曲げ戻し加工した際に、圧縮-引張変形側の鋼板表面から0~50μm領域内のL断面において、全フェライト粒に対し、界面にボイドを有するフェライト粒の割合(NFvoid/NF)が15%以下であり、引張強度が780MPa以上である鋼板。

Description

鋼板、部材、それらの製造方法、冷延鋼板用熱延鋼板の製造方法及び冷延鋼板の製造方法
 本発明は、高強度であり、衝突特性に優れた鋼板、部材、それらの製造方法、冷延鋼板用熱延鋼板の製造方法及び冷延鋼板の製造方法に関する。本発明の鋼板は、主に自動車用鋼板としての用途に好適に使用できる。
 地球環境保全の観点から、CO排出量を削減すべく、自動車車体の強度を維持しつつ、その軽量化を図り、自動車の燃費を改善することが自動車業界においては常に重要な課題となっている。自動車車体の強度を維持しつつその軽量化を図るためには、自動車部品用素材となる鋼板の高強度化により鋼板を薄肉化することが有効である。一方、鋼板を素材とする自動車部品は、衝突時に車内の人間の安全を担保することが前提となる。したがって、自動車部品用素材として用いられる高強度鋼板には所望の強度を有することに加えて、優れた衝突特性が要求される。
 近年、自動車車体において引張強度TSが780MPa以上の高強度鋼板の適用が拡大しつつある。衝突特性の観点では、自動車部品はピラーやバンパー等の非変形部材とサイドメンバー等のエネルギー吸収部材に大別され、自動車が走行中に万一衝突した場合に乗員の安全を確保するためにそれぞれ必要な衝突特性が求められる。非変形部材においては高強度化が進んでおり、引張強度(以下、単にTSともいう。)が780MPa以上の高強度鋼板はすでに実用化されている。しかしながら、エネルギー吸収部材の適用においては、780MPa以上の高強度鋼板は衝突時に成形による一次加工を受けた箇所が起点となって部材破断を引き起こしやすく、安定的に衝突エネルギー吸収能を発揮できないという課題があり、590MPa以下の材料が主に適用されている。したがって、衝突時の部材破断を抑制し、高い吸収エネルギーを安定的に発揮することによって衝突時の安全性を担保しつつ、軽量化によって環境保全に寄与する余地がある。以上より、エネルギー吸収部材に衝突特性に優れたTSが780MPa以上の高強度鋼板を適用することが必要である。
 このような要求に対して、例えば、特許文献1では、成形性及び耐衝撃性に優れたTSが1200MPa以上の超高強度鋼板に関する技術が開示されている。また、特許文献2では引張最大強度780MPa以上で衝突時の衝撃吸収部材に適用可能な高強度鋼板に関する技術が開示されている。
特開2012-31462号公報 特開2015-175061号公報
 しかしながら、特許文献1では衝突特性について検討しているものの、衝突時に部材の破断が起こらないことを前提とした耐衝撃性について検討されており、耐部材破断という観点での衝突特性については検討されていない。
 また、特許文献2では、ハット材に対して落錘による動的軸圧壊試験の割れ判定を行い、TSが780MPa超級の耐破断特性について評価している。しかし、圧壊後の割れ判定では衝突特性に重要な圧壊中の割れ発生から破断に至るまでの過程を評価できない。その理由は、圧壊の過程において、早期に割れが発生した場合、板厚を貫通しない程度の軽微な割れであっても吸収エネルギーを低下させる可能性があるからである。また、圧壊の過程における後期に割れが発生した場合、板厚を貫通するほどの大きな割れであっても吸収エネルギーにほとんど影響を及ぼさない可能性がある。したがって、圧壊後の割れ判定のみでは耐破断特性の評価として不十分であると考えられる。
 本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、自動車のエネルギー吸収部材用として好適な、引張強度(TS)が780MPa以上であり、衝突特性に優れた鋼板、部材及びそれらの製造方法を提供することを目的とする。
 本発明者らは上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果以下のことを見出した。
 鋼板を、炭素当量(CE)が0.46%以上を満たす成分組成と、面積率で、フェライト:10~50%、焼戻しマルテンサイト及びベイナイトの合計:30%以上、残留オーステナイト:3~20%、フレッシュマルテンサイト:15%以下、フェライト、焼戻しマルテンサイト、ベイナイト、残留オーステナイト及びフレッシュマルテンサイトの合計:85%以上である鋼組織と、を有し、フェライトの平均結晶粒径:25μm以下であり、フェライト粒径の変動係数(CV)×炭素当量(CE)が0.28以下であり、曲率半径/板厚:4.2で幅(C)方向を軸に圧延(L)方向に90°曲げた後、再度平坦に曲げ戻し加工した際に、圧縮-引張変形側の鋼板表面から0~50μm領域内のL断面において、全フェライト粒に対し、界面にボイドを有するフェライト粒の割合(NFvoid/NF)が15%以下であり、引張強度が780MPa以上であるとした。これらにより、高強度であり、衝突特性に優れた鋼板が得られることが分かった。
 本発明はこのような知見に基づきなされたもので、その要旨は以下の通りである。
[1]炭素当量(CE)が0.46%以上を満たす成分組成と、
 面積率で、フェライト:10~50%、焼戻しマルテンサイト及びベイナイトの合計:30%以上、残留オーステナイト:3~20%、フレッシュマルテンサイト:15%以下、フェライト、焼戻しマルテンサイト、ベイナイト、残留オーステナイト及びフレッシュマルテンサイトの合計:90%以上である鋼組織と、を有し、
 フェライトの平均結晶粒径:25μm以下であり、
 フェライト粒径の変動係数(CV)×炭素当量(CE)が0.28以下であり、
 曲率半径/板厚:4.2で幅(C)方向を軸に圧延(L)方向に90°曲げた後、再度平坦に曲げ戻し加工した際に、圧縮-引張変形側の鋼板表面から0~50μm領域内のL断面において、全フェライト粒に対し、界面にボイドを有するフェライト粒の割合(NFvoid/NF)が15%以下であり、
 引張強度が780MPa以上である鋼板。
[2]前記成分組成は、質量%で、
 C:0.07~0.20%、
 Si:0.10~2.00%、
 Mn:1.5~4.0%、
 P:0.100%以下、
 S:0.050%以下、
 Sol.Al:0.005~0.100%、及び
 N:0.0100%以下を含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなる[1]に記載の鋼板。
[3]前記成分組成は、さらに、質量%で、
 前記成分組成は、さらに、質量%で、
 Cr:1.000%以下、
 Mo:0.500%以下、
 V:0.500%以下、
 Ti:0.500%以下、
 Nb:0.500%以下、
 B:0.0050%以下、
 Ni:1.000%以下、
 Cu:1.000%以下、
 Sb:1.000%以下、
 Sn:1.000%以下、
 As:1.000%以下、
 Ca:0.0050%以下、
 W:0.500%以下、
 Ta:0.100%以下、
 Mg:0.050%以下、
 Zr:0.050%以下、及び
 REM:0.005%以下のうちから選ばれる少なくとも1種を含有する[2]に記載の鋼板。
[4]鋼板の表面に、電気亜鉛めっき層、溶融亜鉛めっき層、又は合金化溶融亜鉛めっき層を有する[1]から[3]までのいずれか一つに記載の鋼板。
[5][1]から[4]までのいずれか一項に記載の鋼板に対して、成形加工及び溶接の少なくとも一方を施してなる部材。
[6]炭素当量(CE)が0.46以上を満たし、[2]又は[3]に記載の成分組成を有する鋼スラブを、1100~1300℃の温度域に加熱し、仕上げ圧延温度を800~950℃で熱間圧延し、仕上げ圧延の累積圧下率を60%以上とし、仕上げ圧延出側から巻取までの冷却過程において、750~600℃の温度域での滞留時間を10s以下とし、巻取温度を600℃以下で巻き取る熱間圧延工程と、
 該熱間圧延工程で得られた熱延鋼板を酸洗し、20%以上の累積圧下率で冷間圧延する冷間圧延工程と、
 該冷間圧延工程で得られた冷延鋼板を、750~880℃の焼鈍温度まで加熱し、30秒以上保持する焼鈍工程と、
 該焼鈍工程後、冷却停止温度:(Ms-250℃)~(Ms-50℃)まで冷却する焼入れ工程と、
 該焼入れ工程後、再加熱温度:300~500℃まで加熱し、20秒以上保持する焼戻し工程と、
を含む鋼板の製造方法。
[7]炭素当量(CE)が0.46以上を満たし、[2]又は[3]に記載の成分組成を有する鋼スラブを、1100~1300℃の温度域に加熱し、仕上げ圧延出側温度を800~950℃で熱間圧延し、仕上げ圧延の累積圧下率を60%以上とし、仕上げ圧延出側から巻取までの冷却過程において、750~600℃の温度域での滞留時間を10s以下とし、巻取温度を600℃以下として巻き取り、熱延鋼板組織の面積率で、フェライト:20%以下、フレッシュマルテンサイト及びベイナイトの合計:80%以上である組織を有する熱延鋼板を製造する熱間圧延工程を含む冷延鋼板用熱延鋼板の製造方法。
[8][7]に記載の製造方法で得られた熱延鋼板を酸洗し、20%以上の累積圧下率で冷間圧延する冷間圧延工程を含む冷延鋼板の製造方法。
[9]前記焼鈍工程後及び前記焼入れ工程前に、又は焼戻し工程後に、鋼板の表面に、電気亜鉛めっき、溶融亜鉛めっき、又は合金化溶融亜鉛めっきを施すめっき工程を含む[6]に記載の鋼板の製造方法。
[10]前記焼鈍工程後かつ前記焼入れ工程前のめっき工程において、めっき前に300~500℃の温度域に0~300s保持する工程を含む[9]に記載の鋼板の製造方法。
[11][6]、[9]又は[10]に記載の鋼板の製造方法によって製造された鋼板に対して、成形加工及び溶接の少なくとも一方を施す工程を有する部材の製造方法。
 本発明によれば、引張強度(TS)が780MPa以上であり、衝突特性に優れた鋼板を得ることができる。本発明の鋼板に対して成形加工や溶接などを施して得られた部材は、自動車分野で用いられるエネルギー吸収部材として好適に使用できる。
実施例の曲げ-直交曲げ試験における、90°曲げ加工(一次曲げ加工)を説明するための図である。 実施例の曲げ-直交曲げ試験における、直交曲げ(二次曲げ加工)を説明するための図である。 90°曲げ加工(一次曲げ加工)を施した試験片を示す斜視図である。 直交曲げ(二次曲げ加工)を施した試験片を示す斜視図である。 実施例の軸圧壊試験をするために製造した、ハット型部材と、鋼板とをスポット溶接した試験用部材の正面図である。 図5に示す試験用部材の斜視図である。 実施例の軸圧壊試験を説明するための概略図である。
 以下に、本発明の詳細を説明する。
 本発明の鋼板は、炭素当量(CE)が0.46%以上を満たす成分組成と、面積率で、フェライト:10~50%、焼戻しマルテンサイト及びベイナイトの合計:30%以上、残留オーステナイト:3~20%、フレッシュマルテンサイト:15%以下、フェライト、焼戻しマルテンサイト、ベイナイト、残留オーステナイト及びフレッシュマルテンサイトの合計:90%以上である鋼組織と、を有し、フェライトの平均結晶粒径:25μm以下であり、フェライト粒径の変動係数(CV)×炭素当量(CE)が0.28以下であり、曲率半径/板厚:4.2で幅(C)方向を軸に圧延(L)方向に90°曲げた後、再度平坦に曲げ戻し加工した際に、圧縮-引張変形側の鋼板表面から0~50μm領域内のL断面において、全フェライト粒に対し、界面にボイドを有するフェライト粒の個数割合(NFvoid/NF)が15%以下であり、引張強度が780MPa以上である。
 炭素当量(CE):0.46%以上
 炭素当量CEは鋼の強度における指標としてC以外の元素の影響をC量に換算したものである。炭素当量CEを0.46%以上とすることで、後述するフェライト等の各金属組織の面積率を本発明の範囲内に制御し、本発明の引張強度(780MPa以上)および衝突特性を得ることができる。炭素当量CEは、好ましくは0.48%以上とする。上限は特に限定されないが、溶接性や成形性とのバランスを考慮し、炭素当量CEは0.85%以下とすることが好ましく、より好ましくは0.82%以下である。
 炭素当量CEは、以下の式(1)で求めることができる。
炭素当量CE=[C%]+([Si%]/24)+([Mn%]/6)+([Ni%]/40)+([Cr%]/5)+([Mo%]/4)+([V%]/14) ・・・(1)
ただし、上記式中の[元素記号%]は、各元素の含有量(質量%)を表し、含有しない元素は0とする。
 フェライトの面積率:10~50%
 フェライトの面積率が50%超では、780MPa以上の引張強度(TS)と衝突特性を両立することが困難となる。フェライトの面積率が10%未満では、変形中にフェライトに応力集中し、界面におけるボイド生成が促進される場合がある。したがって、フェライトの面積率は10~50%である。フェライトの面積率は、好ましくは15%以上である。また、フェライトの面積率は、好ましくは45%以下である。
 焼戻しマルテンサイト及びベイナイトの合計面積率:30%以上
 焼戻しマルテンサイトは、衝突変形時の部材破断を抑制することで衝突特性を向上させつつ、衝突時の吸収エネルギー及び強度を向上させるのに有効である。焼戻しマルテンサイト及びベイナイトの合計面積率が30%未満では、こうした効果を十分に得られない。したがって、合計面積率は、30%以上であり、好ましくは40%以上である。また、合計面積率の上限は限定されないが、他の組織とのバランスと考慮し、合計面積率は80%以下であることが好ましい。
 残留オーステナイトの面積率:3~20%
 残留オーステナイトは衝突時の割れ発生を遅延させ、衝突特性を向上させるのに有効である。メカニズムは明らかではないが、次のように考えられる。残留オーステナイトは衝突変形時に加工硬化することで曲げ変形中の曲率半径が大きくなることで曲げ部のひずみが分散される。ひずみが分散されることによって一次加工によるボイド生成部への応力集中が緩和され、その結果衝突特性が向上する。残留オーステナイトの面積率が3%未満ではこうした効果を得られない。したがって、残留オーステナイトの面積率は3%以上であり、好ましくは5%以上である。一方、残留オーステナイトの面積率が20%を超えると、加工誘起変態によって生成したフレッシュマルテンサイトによって衝突時の耐破断特性を低下させる場合がある。したがって、残留オーステナイトの面積率は20%以下であり、好ましくは15%以下である。
 フレッシュマルテンサイト:15%以下
 フレッシュマルテンサイトは高強度化には有効である。しかしながら、軟質相との粒界でボイドを生じやすく、フレッシュマルテンサイトの面積率が15%を超えるとフェライトとの界面でボイドの生成が促進され、衝突特性を低下させる場合がある。したがって、フレッシュマルテンサイトの面積率は15%以下であり、好ましくは10%以下であり、より好ましくは5%以下である。フレッシュマルテンサイトの面積率の下限は0%でもよい。
 フェライト、焼戻しマルテンサイト、ベイナイト、残留オーステナイト及びフレッシュマルテンサイトの合計面積率:90%以上
 フェライト、焼戻しマルテンサイト、ベイナイト、残留オーステナイト及びフレッシュマルテンサイトの合計面積率が90%未満になると、上記以外の相の面積率が高くなり、強度と衝突特性を両立することが困難となる。上記以外の相には、例えば、パーライト、セメンタイトが挙げられ、これらの相が増加すると、衝突変形時にボイド生成の起点となり衝突特性を低下させる場合がある。また、パーライトやセメンタイトが増加すると、強度が低下する場合がある。上記合計面積率が90%以上であれば残りの相の種類や面積率にかかわらず高い強度及び衝突特性が得られる。合計面積率は好ましくは95%以上とする。合計面積率は100%であってもよい。上記以外の残部の組織となるパーライト及びセメンタイトの合計面積率は10%以下である。好ましくは、この残部の組織の合計面積率は7%以下であり、より5%以下であり、さらに好ましくは3%以下である。
 各組織の面積率とは、観察面積に占める各相の面積の割合のことである。各組織の面積率は、次のように測定する。圧延方向に対して直角に切断した鋼板の板厚断面を研磨後、3体積%ナイタールで腐食し、板厚1/4位置をSEM(走査型電子顕微鏡)で1500倍の倍率で3視野撮影し、得られた画像データからMedia Cybernetics社製のImage-Proを用いて各組織の面積率を求める。3視野の面積率の平均値を本発明の各組織の面積率とする。画像データにおいて、フェライトは黒色、ベイナイトは島状の残留オーステナイトを含む黒色、又は方位の揃った炭化物を含む灰色、焼戻しマルテンサイトは微細な方位の揃っていない炭化物を含む明灰色、残留オーステナイトは白色として区別できる。ここで、フレッシュマルテンサイトも白色を呈し、フレッシュマルテンサイトと残留オーステナイトはSEM像での区別が困難である。そこで、フレッシュマルテンサイトと残留オーステナイトの合計の面積率から、後述する方法で求めた残留オーステナイトの面積率を差し引くことによって、フレッシュマルテンサイトの面積率を求める。
 本発明では、X線回折強度を測定して残留オーステナイトの体積率を求め、当該体積率を残留オーステナイトの面積率とみなした。残留オーステナイトの体積率は、板厚1/4面におけるbcc鉄の(200)、(211)、(220)面のX線回折積分強度に対するfcc鉄の(200)、(220)、(311)面のX線回折積分強度の割合によって求める。
 フェライトの平均結晶粒径:25μm以下
 本発明の鋼板において、フェライトの平均結晶粒径を25μm以下とすることで高い衝突特性が得られる。このメカニズムは明らかではないが、次のように考えられる。衝突特性劣化の原因となる衝突時の破断は、割れの発生及び進展が起点となる。割れは加工硬化能の低下及び高硬度差領域でのボイドの生成及び連結によって発生しやすくなると考えられる。また、実部材の衝突では成形時に一次加工を受けた箇所で一次加工と直交方向に曲げ戻されるように変形する。このとき一次加工部の高硬度差領域でボイドが発生するとボイドの周辺に応力が集中し、割れの発生・進展が助長され、その結果破断に至る。高硬度差領域におけるボイド生成の原因は硬質相に対し、軟質相の変形量が大きくなるためである。そこで、フェライトを微細化することで、変形量を小さくし、一次加工部におけるボイド発生、進展及びそれに伴う部材破断を抑制し、高い耐破断特性が得られる。したがって、フェライトの平均結晶粒径は25μm以下であり、好ましくは20μm以下である。なお、フェライトの平均結晶粒径の下限は特に定めないが、3μm以上が好ましい。
 フェライトの平均結晶粒径は、板厚1/4位置をSEM(走査型電子顕微鏡)で2000倍の倍率で40μm×50μmの領域を10視野以上撮影し、得られた画像データから上述のImage-Proを用いて各フェライト粒の面積比から円相当径を算出し平均することによって測定する。
 また、後述のフェライト粒径の標準偏差は、上述のImage-Proを用いて求めた各フェライト粒径から算出することができる。
 フェライト粒径の変動係数(CV)×炭素当量(CE):0.28以下
 本発明の鋼板において、CV×CEを0.28以下とすることで高い衝突特性が得られる。このメカニズムは明らかではないが、次のように考えられる。衝突時に破断の起点となる一次加工部におけるボイド発生、進展は局所的な応力集中によって促進される。これを抑制するためには、鋼組織におけるフェライト粒径のばらつきを小さくすることと、硬質相の軟質化が有効であると考えられる。したがって、前者(鋼組織におけるフェライト粒径のばらつきを小さくすること)の指標をCVとし、後者(硬質相の軟質化)の指標をCEとし、CV×CEを0.28以下とすることで高い耐破断特性が得られる。好ましくは0.25以下である。
 フェライト粒径の変動係数CVは、以下の式(2)で求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 
 炭素当量CEは、以下の式(1)で求めることができる。
CE=[C%]+([Si%]/24)+([Mn%]/6)+([Ni%]/40)+([Cr%]/5)+([Mo%]/4)+([V%]/14) ・・・(1)
ただし、上記式中の[元素記号%]は、各元素の含有量(質量%)を表し、含有しない元素は0とする。
 なお、後述する熱間圧延時の仕上げ圧延の圧下率および仕上げ圧延出側から巻取までの冷却過程、巻取温度を制御し、熱延組織をフレッシュマルテンサイト及びベイナイト主体の組織とすることで、所望のフェライト平均結晶粒径及びCV×CEが得られる。熱延組織について、微細なフレッシュマルテンサイト及びベイナイトを主体とする組織とすると、焼鈍工程及び焼鈍後の冷却工程においてフェライトが生成する際の核生成サイトが増加することで、均一かつ微細なフェライト粒が分散した組織となる。
 曲率半径/板厚:4.2で幅(C)方向を軸に圧延(L)方向に90°曲げた後、再度平坦に曲げ戻し加工した際に、圧縮-引張変形側の鋼板表面から0~50μm領域内のL断面において、全フェライト粒に対し、界面にボイドを有するフェライト粒の個数割合(NFvoid/NF):15%以下
 本発明の鋼板において、NFvoid/NFを15%以下とすることで高い衝突特性が得られる(NFは、曲率半径/板厚:4.2で幅(C)方向を軸に圧延(L)方向に90°曲げた後、再度平坦に曲げ戻し加工した際に、圧縮-引張変形側の鋼板表面から0~50μm領域内のL断面における、全フェライト粒の個数である。NFvoidは、曲率半径/板厚:4.2で幅(C)方向を軸に圧延(L)方向に90°曲げた後、再度平坦に曲げ戻し加工した際に、圧縮-引張変形側の鋼板表面から0~50μm領域内のL断面において、界面にボイドを有するフェライト粒の個数である。)。
このメカニズムは明らかではないが、次のように考えられる。衝突特性劣化の原因となる衝突時の破断は、割れの発生及び進展が起点となる。割れは加工硬化能の低下及び高硬度差領域でのボイドの生成及び連結によって発生しやすくなると考えられる。また、実部材の衝突では成形時(一次加工)に変形を受けた箇所で衝突時に二次変形を受け、このとき破断起点部の変形履歴は一次加工及び二次変形によって圧縮変形を受けた後に引張変形を受けた箇所と考えられる。圧縮-引張変形部では、高硬度差領域でボイドが発生するとボイドの周辺に応力が集中し、割れの発生・進展が助長され、その結果破断に至ると考えられる。そこで、焼戻しマルテンサイト及びベイナイトによって高硬度差領域を減少させ、さらに必要に応じて残留オーステナイトを活用し変形中に一次加工部でのマクロな応力集中を抑制し、フェライトの粒径を制御することで、粗大なフェライト粒へのミクロな応力集中を抑制することで、一次加工部におけるボイド発生、進展及びそれに伴う部材破断を抑制し、高い耐破断特性が得られる。したがって、これらの効果を得るためにNFvoid/NFを15%以下とする。好ましくは10%以下である。NFvoid/NFは工業的に得られる下限として、1以上とする。
 なお、一次曲げ加工条件(曲率半径/板厚:4.2で幅(C)方向を軸に圧延(L)方向に90°曲げること)を満たしていれば加工方法は制限されない。一次曲げ加工方法の例として、Vブロック法による曲げ加工やドロー成形による曲げ加工などが挙げられる。曲げ戻し加工においては、平坦な治具を用いたプレス加工などが挙げられる。
 NFvoid/NFの測定方法は次のとおりである。鋼板を、曲率半径/板厚:4.2で幅(C)方向を軸に圧延(L)方向に90°曲げ加工し、再度平坦に曲げ戻し加工した後、板厚断面を研磨し、圧縮-引張側の鋼板表面から0~50μm領域内のL断面を観察する。L断面をSEM(走査型電子顕微鏡)で2000倍の倍率で3視野撮影し、得られた画像データからMedia Cybernetics社製のImage-Proを用いて視野内の全フェライト粒の数および界面にボイドを有するフェライト粒の数をカウントし、割合を求める。3視野の平均値をNFvoid/NFとする。なお、ボイドはフェライトより濃い黒色で各組織と明確に区別できる。
 本発明において、幅(C)方向を軸に圧延(L)方向に90°曲げ加工を行うこととは、幅(C)方向(図1の符号D1参照)に鋼板を視た際(幅方向鋼板視(幅方向垂直断面視)で)、両端部間距離が短くなるように、幅方向及び圧延方向(図1の符号D1および符号D2参照)に垂直な方向に鋼板表面のうちの一方の側から押圧による曲げを施し、両端部の曲げ加工を受けていない平坦な部分のなす角度が90°になるまで押圧することを指す。
 また、圧縮-引張変形側の鋼板表面とは、上記の押圧した一方の側の鋼板表面(押圧を施すパンチ等の押圧部と接触する方の鋼板表面)のことを指す。
 また、曲げ戻し加工後のL断面については、曲げ加工による変形の方向に対し平行に、且つ鋼板表面に対し垂直に切断することで形成される断面であって、幅方向に対し垂直な断面のことを指す。
 曲げ戻し加工した後のフェライト粒の測定位置については、曲げ加工により形成され、幅(C)方向(図1の符号D1参照)に延びた角部を含む領域とする。より具体的には、曲げ加工により幅方向及び圧延方向に垂直な方向(パンチ等の押圧部の押圧方向)で最下部となる領域において、板厚方向に0~50μm領域内でフェライト粒の数を測定する。
 本発明の鋼板は、鋼板の表面に、電気亜鉛めっき層、溶融亜鉛めっき層、又は合金化溶融亜鉛めっき層を有してもよい。
 本発明の鋼板の引張強度(TS)は、780MPa以上である。本発明でいう高強度とは、引張強度(TS)が780MPa以上のことをいう。引張強度(TS)の上限は特に限定されないが、他の特性との調和の観点から1470MPa以下が好ましい。なお、引張強度(TS)の測定方法は、鋼板から圧延方向に対して直角方向にJIS5号引張試験片(JIS Z2201)を採取し、歪速度を10-3/sとするJIS Z2241(2011)の規定に準拠した引張試験を行い、引張強度(TS)を求める。
 本発明の鋼板の板厚は、本発明の効果を有効に得る観点から、0.2mm以上であることが好ましい。また、本発明の鋼板の板厚は、本発明の効果を有効に得る観点から、3.2mm以下であることが好ましい。
 本発明の鋼板は、衝突特性に優れる。本発明でいう衝突特性に優れるとは、耐破断特性が良好であり、かつ吸収エネルギーが良好であることをいう。本発明でいう耐破断特性が良好であるとは、以下に記載の曲げ-直交曲げ試験を実施した際の当該荷重最大値から荷重が50%低下した点のストロークの平均値ΔS50が29mm以上であることをいう。本発明でいう衝突特性が良好であるとは、実施例に記載の軸圧壊試験を実施し、圧壊時のストローク-荷重のグラフにおける、ストローク0~100mmの範囲における面積の平均値Faveが38000N以上であることをいう。
 上記の曲げ-直交曲げ試験は以下のようにして行う。
 まず、鋼板に対して、曲率半径/板厚:4.2で幅(C)方向を軸に圧延(L)方向に90°曲げた後、再度平坦に曲げ戻し加工(一次曲げ加工)を施し、試験片を準備する。90°曲げ加工(一次曲げ加工)では、図1に示すように、V溝を有するダイA1の上に載せた鋼板に対して、パンチB1を押し込んで試験片T1を得る。次に、図2に示すように、支持ロールA2の上に載せた試験片T1に対して、曲げ方向が圧延直角方向となるようにして、パンチB2を押し込んで直交曲げ(二次曲げ加工)を施す。図1及び図2において、D1は幅(C)方向、D2は圧延(L)方向を示している。
 鋼板に対して90°曲げ加工(一次曲げ加工)を施した試験片T1を図3に示す。また、試験片T1に対して直交曲げ(二次曲げ加工)を施した試験片T2を図4に示す。図4の試験片T2に破線で示した位置は、直交曲げを行う前の図3の試験片T1に破線で示した位置に対応している。
 直交曲げの条件は、以下のとおりである。
[直交曲げ条件]
試験方法:ロール支持、パンチ押し込み
ロール径:φ30mm
パンチ先端R:0.4mm
ロール間距離:(板厚×2)+1.5mm
ストローク速度:20mm/min
試験片サイズ:60mm×60mm
曲げ方向:圧延直角方向
 上記直交曲げを施した際に得られるストローク-荷重曲線において、最大荷重から荷重が50%低下した点のストロークを求める。上記曲げ-直交曲げ試験を3回実施した際の当該最大荷重から荷重が50%低下した点のストロークの平均値をΔS50とする。
 また、上記の軸圧壊試験は以下のようにして行う。
 まず、軸圧壊試験では板厚の影響を考慮し、全て板厚1.2mmの鋼板で実施する。鋼板を切り出し、パンチ肩半径が5.0mmであり、ダイ肩半径が5.0mmである金型を用いて、深さ40mmとなるように成形加工(曲げ加工)して、図5及び図6に示すハット型部材10を作製する。また、ハット型部材の素材として用いた鋼板を、200mm×80mmの大きさに別途切り出す。次に、その切り出した後の鋼板20と、ハット型部材10とをスポット溶接し、図5及び図6に示すような試験用部材30を作製する。図5は、ハット型部材10と鋼板20とをスポット溶接して作製した試験用部材30の正面図である。図6は、試験用部材30の斜視図である。スポット溶接部40の位置は、図6に示すように、鋼板の端部と溶接部が10mm、溶接部間が45mmの間隔となるようにする。次に、図7に示すように、試験用部材30を地板50とTIG溶接により接合して軸圧壊試験用サンプルを作製する。次に、作製した軸圧壊試験用サンプルにインパクター60を衝突速度10m/sで等速衝突させ、軸圧壊試験用のサンプルを100mm圧壊する。図7に示すように、圧壊方向D3は、試験用部材30の長手方向と平行な方向とする。圧壊時のストローク-荷重のグラフにおける、ストローク0~100mmの範囲における面積を求め、3回試験を行った際の当該面積の平均値を吸収エネルギー(Fave)とする。
 次に、鋼板の成分組成の好ましい範囲について説明する。なお、成分元素の含有量を表す「%」は、特に断らない限り、「質量%」を意味する。
 C:0.07~0.20%
 Cはフェライト以外の相を生成しやすくし、また、NbやTiなどと合金化合物を形成するため、強度向上に必要な元素である。C含有量が0.07%未満では、製造条件の最適化を図っても、所望の強度を確保できない場合がある。したがって、C含有量は好ましくは0.07%以上であり、より好ましくは0.10%以上である。一方、C含有量が0.20%を超えるとマルテンサイトの強度が過剰に増加し、製造条件の最適化を図っても本発明の衝突特性が得られない場合がある。したがって、C含有量は好ましくは0.20%以下であり、より好ましくは0.18%以下である。
 Si:0.10~2.00%
 Siはフェライト生成元素であり、また、固溶強化元素でもある。したがって、強度と延性のバランスの向上に寄与する。この効果を得るために、Si含有量は好ましくは0.10%以上であり、より好ましくは0.20%以上である。一方、Si含有量が2.00%を超えると、亜鉛めっき付着、密着性の低下及び表面性状の劣化を引き起こす場合がある。したがって、Si含有量は好ましくは2.00%以下であり、より好ましくは1.50%以下である。
 Mn:1.5~4.0%
 Mnはマルテンサイトの生成元素であり、また、固溶強化元素でもある。また、残留オーステナイト安定化に寄与する。これらの効果を得るために、Mn含有量は好ましくは1.5%以上である。Mn含有量は、より好ましくは2.0%以上である。一方、Mn含有量が4.0%を超えると残留オーステナイト分率が増加し、衝突特性が低下する場合がある。したがって、Mn含有量は好ましくは4.0%以下であり、より好ましくは3.5%以下である。
 P:0.100%以下
 Pは、鋼の強化に有効な元素である。しかしながら、P含有量が0.100%を超えると合金化速度を大幅に遅延させる場合がある。また、Pを0.100%超えて過剰に含有させると、粒界偏析により脆化を引き起こし、本発明の鋼組織を満たしても衝突時の耐破断特性を劣化させる場合がある。したがって、P含有量は0.100%以下であり、好ましくは0.050%以下である。P含有量に特に下限は無いが、現在工業的に実施可能な下限は0.002%程度であり、0.002%以上であることが好ましい。
 S:0.050%以下
 Sは、MnSなどの介在物となって、溶接部のメタルフローに沿った割れの原因となり、本発明の鋼組織を満たしても衝突特性が低下する場合がある。したがって、S量は極力低い方がよいが、製造コストの面からS含有量は好ましくは0.050%以下である。S含有量は、より好ましくは、0.010%以下である。S含有量に特に下限は無いが、現在工業的に実施可能な下限は0.0002%程度であり、0.0002%以上であることが好ましい。
 Sol.Al:0.005~0.100%
 Alは脱酸剤として作用し、また、固溶強化元素でもある。Sol.Al含有量が0.005%未満ではこれらの効果は得られない場合があり、本発明の鋼組織を満たしても強度が低下する場合がある。したがって、Sol.Al含有量は、好ましくは0.005%以上である。一方、Sol.Al含有量が0.100%を超えると製鋼時におけるスラブ品質を劣化させる。したがって、Sol.Al含有量は、好ましくは0.100%以下であり、より好ましくは0.04%以下である。
 N:0.0100%以下
 Nは、鋼中でTiN、(Nb、Ti)(C、N)、AlN等の窒化物、炭窒化物系の粗大介在物を形成して衝突特性を低下させることから、含有量を抑える必要がある。Nの含有量が0.0100%超えの場合に衝突特性が低下しやすくなるので、N含有量は好ましくは0.0100%以下である。N含有量は、より好ましくは0.007%以下、さらに好ましくは0.005%以下である。なお、N含有量の下限は特に限定されるものではないが、現在工業的に実施可能な下限は0.0003%程度であり、0.0003%以上であることが好ましい。
 本発明の鋼板は、上記の成分を含有し、残部がFe(鉄)および不可避的不純物を含む成分組成を有する。特に、本発明の一実施形態に係る鋼板は、上記の成分を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成を有することが好ましい。
 本発明の鋼板には、所望の特性に応じて、以下に述べる成分(任意元素)を適宜含有させることができる。
 Cr:1.000%以下、Mo:0.500%以下、V:0.500%以下、Ti:0.500%以下、Nb:0.500%以下、B:0.0050%以下、Ni:1.000%以下、Cu:1.000%以下、Sb:1.000%以下、Sn:1.000%以下、As:1.000%以下、Ca:0.0050%以下、W:0.500%以下、Ta:0.100%以下、Mg:0.050%以下、Zr:0.050%以下、及びREM:0.005%以下のうちから選ばれる少なくとも1種
 Cr、Mo、Vは焼き入れ性を上げ、鋼の強化に有効な元素である。しかし、Cr:1.000%、Mo:0.500%、V:0.500%を超えて過剰に添加すると、上記の効果が飽和し、さらに原料コストが増加する。また、第2相分率が過大となり衝突時の耐破断特性を劣化させる場合がある。したがって、Cr、Mo、Vのいずれかを含有する場合、Cr含有量は好ましくは1.000%以下、Mo含有量は好ましくは0.500%以下、V含有量は好ましくは0.500%以下である。より好ましくはCr含有量は、0.800%以下、Mo含有量は、0.400%以下、V含有量は、0.400%以下である。Cr、Mo、Vの含有量が少なくても本発明の効果は得られるので、それぞれの含有量の下限は特に限定されない。焼き入れ性の効果をより有効に得るためには、Cr、Mo、Vの含有量はそれぞれ0.005%以上であることが好ましい。
 Ti、Nbは鋼の析出強化に有効な元素である。しかし、Ti含有量、Nb含有量がそれぞれ0.500%を超えると衝突時の耐破断特性を劣化させる場合がある。したがって、Ti及びNbのいずれかを含有する場合、Ti含有量、Nb含有量は、それぞれ0.500%以下であることが好ましい。より好ましくはTi含有量、Nb含有量は、それぞれ0.400%以下である。Ti、Nbの含有量が少なくても本発明の効果は得られるので、それぞれの含有量の下限は特に限定されない。鋼の析出強化の効果をより有効に得るためには、Ti含有量、Nb含有量は、それぞれ0.005%以上であることが好ましい。
 Bはオーステナイト粒界からのフェライトの生成・成長を抑制することで焼入れ性の向上に寄与するので、必要に応じて添加することができる。しかし、B含有量が0.0050%を超えると衝突時の耐破断特性を劣化させる場合がある。したがって、Bを含有する場合、B含有量は0.0050%以下であることが好ましい。より好ましくはB含有量は、0.0040%以下である。B含有量が少なくても本発明の効果は得られるので、B含有量の下限は特に限定されない。焼入れ性の向上の効果をより有効に得るためには、B含有量を0.0003%以上とすることが好ましい。
 Ni、Cuは鋼の強化に有効な元素である。しかし、Ni、Cuがそれぞれ1.000%を超えると、衝突時の耐破断特性を劣化させる場合がある。したがって、Ni、Cuのいずれかを含有する場合、Ni、Cuの含有量はそれぞれ1.000%以下であることが好ましい。より好ましくはNi含有量、Cu含有量は、それぞれ0.800%以下である。Ni、Cuの含有量が少なくても本発明の効果は得られるので、それぞれの含有量の下限は特に限定されない。鋼の強化の効果をより有効に得るためには、Ni含有量、Cu含有量は、それぞれ0.005%以上であることが好ましい。
 Sb、Snは鋼板表面の窒化、酸化や、鋼板表面付近の領域の脱炭を抑制する観点から必要に応じて添加することができる。このような窒化や酸化を抑制することで鋼板表面においてマルテンサイトの生成量が減少するのを防止し、衝突特性を向上させる効果がある。しかしながら、Sb、Snがそれぞれ1.000%を超えると、粒界脆化によって衝突特性が低下する場合がある。したがって、Sb、Snのいずれかを含有する場合、Sb含有量、Sn含有量はそれぞれ1.000%以下であることが好ましい。より好ましくはSb含有量、Sn含有量は、それぞれ0.800%以下である。Sb、Snの含有量が少なくても本発明の効果は得られるので、それぞれの含有量の下限は特に限定されない。衝突特性を向上させる効果をより有効に得るためには、Sb含有量、Sn含有量はそれぞれ0.005%以上であることが好ましい。
 Asは、粒界に偏析する元素であり、原料のスクラップに不純物として含有される元素である。粒界脆化抑制の観点から、1.000%以下であることが好ましい。より好ましくはAs含有量は、0.800%以下である。Asの含有量は少ないほど好ましく、含有量の下限は特に限定されないが、精錬コストの観点から、0.005%以上であることが好ましい。
 Caは、硫化物の形態制御により加工性を改善させるのに有効な元素である。しかし、Caの含有量が0.0050%を超えると、鋼の清浄度に悪影響を及ぼし特性が低下するおそれがある。したがって、Caを含有する場合、Caの含有量は0.0050%以下とすることが好ましい。より好ましくはCa含有量は、0.0040%以下である。Caの含有量が少なくても本発明の効果は得られるので、含有量の下限は特に限定されない。加工性の改善の効果をより有効に得るには、Caの含有量は0.0010%以上とすることが好ましい。
 Wは熱間圧延時、又は焼鈍時に、微細な炭化物、窒化物、又は炭窒化物を形成し、鋼の析出強化に有用である。Wの含有量が0.500%を超えると加工性が低下する。したがって、Wを含有させる場合は、0.500%以下とする。Wを含有させる場合は、好ましくは0.005%以上、より好ましくは0.050%以上である。Wを含有させる場合は、好ましくは0.400%以下、より好ましくは0.300%以下である。
 Taは熱間圧延時、又は焼鈍時に、微細な炭化物、窒化物、又は炭窒化物を形成し、鋼の析出強化に有用である。Taの含有量が0.100%を超えると、加工性が低下する。したがって、Taを含有させる場合は、0.100%以下とする。Taを含有させる場合は、好ましくは0.001%以上、より好ましくは0.010%以上である。Taを含有させる場合は、好ましくは0.08%以下、より好ましくは0.060%以下である。
 Mgは、介在物の形態制御により加工性を改善させるのに有効な元素である。一方、Mgの含有量が0.050%を超えると、鋼の清浄度に悪影響を及ぼすおそれがある。したがって、Mgを含有させる場合は、Mgの含有量は0.050%以下とする。Mgを含有させる場合は、好ましくは0.0005%以上、より好ましくは0.001%以上である。Mgを含有させる場合は、好ましくは0.040%以下、より好ましくは0.030%以下である。
 Zrは、介在物の形態制御により加工性を改善させるのに有効な元素である。一方、Zrの含有量が0.050%を超えると、鋼の清浄度に悪影響を及ぼすおそれがある。したがって、Zrを含有させる場合は、Zrの含有量は0.050%以下とする。Zrを含有させる場合は、好ましくは0.0005%以上、より好ましくは0.001%以上である。Zrを含有させる場合は、好ましくは0.040%以下、より好ましくは0.030%以下である。
 REMは、硫化物の形態制御により加工性を改善させるのに有効な元素である。しかし、REMのそれぞれの含有量が0.005%を超えると、鋼の清浄度に悪影響を及ぼし特性が低下するおそれがある。したがって、REMのいずれかを含有する場合、REMの含有量はそれぞれ0.005%以下とすることが好ましい。より好ましくはREM含有量は、0.004%以下である。REMの含有量が少なくても本発明の効果は得られるので、それぞれの含有量の下限は特に限定されない。加工性の改善の効果をより有効に得るには、REMの含有量はそれぞれ0.001%以上とすることが好ましい。
 また、上記の任意元素を前述する好適な下限値未満で含む場合、当該元素は不可避的不純物として含まれるものとする。
 以下、本発明の鋼板の製造方法の一実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す鋼スラブ(鋼素材)、鋼板等を加熱、又は冷却する際の温度は、特に説明がない限り、鋼スラブ(鋼素材)、鋼板等の表面温度を意味する。
 本発明の鋼板の製造方法は、例えば、上記成分組成を有する鋼スラブを、1100~1300℃の温度域に加熱し、仕上げ圧延温度(仕上げ圧延出側温度)を800~950℃とし、仕上げ圧延の圧下率を60%以上とし、仕上げ圧延出側から巻取までの冷却過程において、750~600℃の温度域での滞留時間を10s以下とし、巻取温度を600℃以下として巻き取る熱間圧延工程を含む。
巻取後、熱延鋼板は、面積率で、フェライト:20%以下、フレッシュマルテンサイト及びベイナイトの合計:80%以上である組織を有していてよい。
 また、上記熱間圧延工程後の熱延鋼板を酸洗し、20%以上の累積圧下率で冷間圧延する冷間圧延工程を含む。
 また、上記冷間圧延工程後の冷延鋼板を750~880℃の焼鈍温度まで加熱し、30秒以上保持する焼鈍工程と、該焼鈍工程後、冷却停止温度:(Ms-250℃)~(Ms-50℃)まで冷却する焼入れ工程と、該焼入れ工程後、再加熱温度:300~500℃まで加熱し、20秒以上保持する焼戻し工程と、を含む。
また、本発明の鋼板の製造方法は、前記焼入れ工程前、又は焼戻し工程後に、鋼板の表面に、溶融亜鉛めっき、又は合金化溶融亜鉛めっきを施すめっき工程を有してもよい。
 まず、熱間圧延工程の各条件について説明する。
 仕上げ圧延温度:800~950℃
 仕上げ圧延温度(仕上げ圧延出側温度)が800℃未満の場合、圧延時にフェライト変態が起こり、本発明の熱間圧延組織が得られない場合がある。したがって、仕上げ圧延温度は800℃以上であり、好ましくは850℃以上であり、より好ましくは880℃以上である。一方、仕上げ圧延温度が950℃を超えると結晶粒が粗大化し、焼鈍後に不均一なフェライト粒が生成する場合がある。したがって、仕上げ圧延温度は950℃以下であり、好ましくは930℃以下である。
 仕上げ圧延の累積圧下率:60%以上
 仕上げ圧延の累積圧下率を60%以上とすることで、熱間圧延時の再結晶率が増加し、微細な熱間圧延組織となる。さらに、仕上げ圧延出側から巻取までの冷却過程および巻取温度の制御により、フェライトの生成を抑制し、フレッシュマルテンサイトおよびベイナイト主体の微細な熱間圧延組織とすることで、焼鈍工程において、フェライトの核生成サイトが増加し、均一かつ微細なフェライト粒が得られると考えられる。仕上げ圧延の累積圧下率が60%未満ではこれらの効果が得られない。したがって、仕上げ圧延の累積圧下率は60%以上であり、好ましくは70%以上である。上限は特に限定されないが、冷間圧延時の圧下率とのバランスを考慮し、仕上げ圧延の累積圧下率は99%以下とすることが好ましく、より好ましくは96%以下である。
 仕上げ圧延出側から巻取までの冷却過程における750~600℃の温度域での滞留時間:10s以下
 仕上げ圧延出側から巻取までの冷却過程において、750~600℃の温度域での滞留時間が10sを超えた場合、フェライト変態が進行し、本発明の熱間圧延組織が得られない場合がある。したがって、750~600℃の温度域での滞留時間は10s以下であり、好ましくは8s以下である。
下限は特に限定されないが、製造コストを考慮し、滞留時間は1s以上とすることが好ましく、より好ましくは3s以上である。
 巻取温度:600℃以下
 巻取温度が600℃を超えた場合、巻き取り後にフェライト変態が進行し、本発明の熱間圧延組織が得られない場合がある。また、熱延鋼板中の炭化物が粗大化し、このような粗大化した炭化物は焼鈍時の均熱中に溶けきらないため、必要な強度を得ることができない場合がある。したがって、巻取温度は、600℃以下であり、好ましくは580℃以下である。巻取温度の下限は特に限定されないが、鋼板の形状不良を発生しにくくし、かつ鋼板が過度に硬質化することを防ぐ観点から、巻取温度を400℃以上とすることが好ましい。
 熱延鋼板のフェライトの面積率:20%以下
 本発明の鋼板において、熱延鋼板(熱間圧延板)の組織を制御することは、最終組織で平均結晶粒径が25μm以下のフェライトおよび0.28以下のCV×CEを得るために重要である。熱間圧延工程において、仕上げ圧延時の圧下率及び仕上げ圧延出側から巻取までの冷却過程、巻取温度の制御により、フェライトの生成を抑制し、熱延鋼板組織について、フェライトの面積率を20%以下とすることで、後述するフレッシュマルテンサイト及びベイナイトを80%以上含む微細な熱間圧延組織が得られ、焼鈍工程において、フェライトの核生成サイトが増加し、均一かつ微細なフェライト粒が得られると考えられる。したがって、熱延鋼板のフェライトの面積率は20%以下であり、好ましくは15%以下である。熱延鋼板のフェライトの面積率は、0%であってもよい。
 熱延鋼板のフレッシュマルテンサイト及びベイナイトの合計面積率:80%以上
 本発明において、熱延鋼板の組織をフレッシュマルテンサイト及びベイナイト主体の組織に制御することは、前記と同様の理由から最終組織で平均結晶粒径が25μm以下のフェライト及び0.28以下のCV×CEを得るために重要である。したがって、熱延鋼板のフレッシュマルテンサイト及びベイナイトの合計面積率は80%以上であり、好ましくは85%以上である。熱延鋼板のフレッシュマルテンサイト及びベイナイトの合計面積率は、100%であってもよい。
 なお、熱延鋼板(熱間圧延板)のフェライトの面積率:20%以下及び熱間圧延板のフレッシュマルテンサイト及びベイナイトの合計面積率:80%以上を満たしていれば、上記以外の相の種類及び面積率に関わらず本発明の組織、強度、衝突特性が得られる。上記以外の相には、例えば、パーライト、セメンタイトが挙げられる。これらの相が過剰に増加し、熱延鋼板のフレッシュマルテンサイト及びベイナイトの合計面積率が80%未満になると、焼鈍時に不均一なフェライト粒が形成され、衝突変形時にボイド生成の起点となり衝突特性を低下させる場合がある。これらの相は、面積率で15%以下であることが好ましい。
 熱間圧延工程により得られた熱延鋼板を通常公知の方法で酸洗、脱脂などの予備処理を行った後に、必要に応じて冷間圧延を施す。冷間圧延を施す際の冷間圧延工程の条件について説明する。
 冷間圧延の累積圧下率:20%以上
 冷間圧延の累積圧下率が20%未満では、フェライトの再結晶が促進されず、未再結晶フェライトが残存し、本発明の鋼組織が得られない場合がある。したがって、冷間圧延の累積圧下率は20%以上であり、好ましくは30%以上である。
 次に、冷間圧延工程により得られた冷延鋼板を焼鈍する際の焼鈍工程の条件について説明する。
 焼鈍温度:750~880℃、保持時間:30秒以上
 焼鈍温度が750℃未満では、オーステナイトの生成が不十分となり、過剰なフェライトが生成して本発明の鋼組織が得られない。よって、焼鈍温度は750℃以上とする。焼鈍温度は、880℃を超えるとオーステナイトが過剰となり、フェライトが不足する場合がある。したがって、焼鈍温度は、880℃以下である。
また、保持時間が30秒未満では、オーステナイトの生成が不十分となり、過剰なフェライトが生成して本発明の鋼組織が得られない。したがって、保持時間は30秒以上であり、好ましくは60秒以上である。保持時間の上限は特に限定されないが、生産性を損なわないようにするために、保持時間を600秒以下とすることが好ましい。
 焼鈍工程後、焼入れを施す。焼入れ工程の条件について説明する。
 冷却停止温度:(Ms-250℃)~(Ms-50℃)
 冷却停止温度が(Ms-50℃)超えでは焼戻しマルテンサイトの生成が不十分であり、本発明の鋼組織が得られない。したがって、冷却停止温度は、(Ms-50℃)以下であり、好ましくは(Ms-100℃)以下である。一方、(Ms-250℃)未満では焼戻しマルテンサイトが過剰になり、残留オーステナイトの生成が不十分となる場合がある。したがって、冷却停止温度は(Ms-250℃)以上であり、好ましくは(Ms-200℃)以上である。
 Msは以下の式(3)により求めることができる。
Ms(℃)=539-423×{[C%]×100/(100-[α面積%])}-30×[Mn%]-12×[Cr%]-18×[Ni%]-8×[Mo%] ・・・(3)
なお、上記式において、各元素記号は各元素の含有量(質量%)を表し、含有しない元素は0とする。
 また、[α面積%]は焼鈍後のフェライト面積率である。焼鈍後のフェライト面積率は、熱膨張測定装置で昇温速度、焼鈍温度及び焼鈍時の保持時間を模擬することによって事前に求める。[α面積%]は、焼鈍後、本発明の焼入れ工程、焼戻し工程を経て、最終的に得られる鋼板に含まれるフェライトの面積率と同じとして扱う。
 焼入れ工程後、焼戻しを施す。焼戻し工程の条件について説明する。
 焼戻し温度(再加熱温度):300~500℃、保持時間:20秒以上
 300℃未満ではマルテンサイトの焼戻しが不十分となり、フェライトと焼戻しマルテンサイトの硬度差が大きくなることで、一次加工時に焼戻しマルテンサイトがフェライトに追随して変形せず、フェライトとの界面でボイドが発生しやすくなり、衝突特性が低下すると考えられる。また、ベイナイト変態が不十分となり本発明の鋼組織及び耐破断特性が得られない場合がある。したがって、焼戻し温度(再加熱温度)は300℃以上であり、好ましくは350℃以上である。一方、焼戻し温度(再加熱温度)が500℃を超えるとフェライトが過剰に生成し、本発明の鋼組織が得られない。また、ベイナイト変態が不十分となり本発明の鋼組織及び耐破断特性が得られない場合がある。したがって、焼戻し温度(再加熱温度)は500℃以下であり、好ましくは450℃以下である。
また、保持時間が20秒未満ではマルテンサイトの焼戻しが不十分となり、本発明の耐破断特性が得られない。また、ベイナイト変態が不十分となり、本発明の鋼組織及び耐破断特性が得られない場合がある。したがって、保持時間は20秒以上であり、好ましくは30秒以上である。保持時間の上限は特に限定されないが、生産性および過度なベイナイト変態抑制の観点から、保持時間を500秒以下とすることが好ましい。
 次に、めっき工程の条件について説明する。
 本発明の鋼板の製造方法では、上記焼鈍工程後かつ焼入れ工程前、又は焼戻し工程後に、鋼板の表面に、電気亜鉛めっき、溶融亜鉛めっき、又は合金化溶融亜鉛めっきを施してもよい。
 焼鈍工程後かつ焼入れ工程前のめっき工程においては、めっき前に300~500℃の温度域に0~300s保持する工程を含むことが好ましい。
 上記温度域が300℃未満では、マルテンサイト変態が生じる場合があり、未変態オーステナイト中にCが過度に濃化することで、めっきまたはめっき合金化時に分解し、残留オーステナイトが減少する場合がある。一方で、上記温度域が500℃超えでは、フェライトが生成する場合があり、本発明の鋼組織が得られない場合がある。
 また、保持時間が300s超えでは、過度にベイナイト変態が進行し本発明の鋼組織及び耐破断特性が得られない場合がある。
 よって、本発明では、焼鈍工程後かつ焼入れ工程前のめっき工程においては、めっき前に300~500℃の温度域に0~300s保持する工程を含むことが好ましい
 電気亜鉛めっき処理は、50~60℃の亜鉛溶液に浸漬しつつ通電して行うことが好ましい。
 溶融亜鉛めっき処理は、上記により得られた鋼板を440℃以上500℃以下の亜鉛めっき浴中に浸漬して行うことが好ましい。その後、ガスワイピングなどによってめっき付着量を調整して行うことが好ましい。なお、溶融亜鉛めっき処理工程後に合金化処理を施す合金化工程を有してもよい。亜鉛めっきに合金化処理を施す際は、450℃以上580℃以下の温度域で1秒以上180秒以下保持して合金化することが好ましい。
 溶融亜鉛めっき処理、又は合金化溶融亜鉛めっき処理を施した後の鋼板には、形状矯正や表面粗度の調整などを目的に、調質圧延を行うことができる。ただし、調質圧延は調圧率が0.5%を超えると表層硬化により曲げ性が劣化することがあるため、調圧率は0.5%以下にすることが好ましい。より好ましくは0.3%以下である。また、樹脂や油脂コーティングなどの各種塗装処理を施すこともできる。
 その他の製造方法の条件は、特に限定しないが、以下の条件で行うのが好ましい。
 スラブは、マクロ偏析を防止するため、連続鋳造法で製造するのが好ましく、造塊法、薄スラブ鋳造法により製造することもできる。スラブを熱間圧延するには、スラブをいったん室温まで冷却し、その後再加熱して熱間圧延を行ってもよい。また、スラブを室温まで冷却せずに加熱炉に装入して熱間圧延を行うこともできる。また、わずかの保熱を行った後に直ちに熱間圧延する省エネルギープロセスも適用できる。スラブを加熱する場合は、圧延荷重の増大防止や、炭化物が溶解するため、1100℃以上に加熱することが好ましい。また、スケールロスの増大を防止するため、スラブの加熱温度は1300℃以下とすることが好ましい。
 スラブを熱間圧延する時は、スラブの加熱温度を低くしたときに圧延時のトラブルを防止する観点から、粗圧延後の粗バーを加熱することもできる。また、粗バー同士を接合し、仕上げ圧延を連続的に行う、いわゆる連続圧延プロセスを適用できる。また、圧延荷重の低減や形状・材質の均一化のために、仕上げ圧延の全パス、又は一部のパスで摩擦係数が0.10~0.25となる潤滑圧延を行うことが好ましい。
 巻取り後の鋼板は、スケールを酸洗などにより除去してもよい。酸洗後、上記の条件で冷間圧延、焼鈍、亜鉛めっきが施される。
 次に、本発明の部材及びその製造方法について説明する。
 本発明の部材は、本発明の鋼板に対して、成形加工及び溶接の少なくとも一方を施してなるものである。また、本発明の部材の製造方法は、本発明の鋼板の製造方法によって製造された鋼板に対して、成形加工及び溶接の少なくとも一方を施す工程を有する。
 本発明の鋼板は、高強度であり、衝突特性に優れている。そのため、本発明の鋼板を用いて得た部材も、高強度であり、衝突特性に優れ、衝突変形時の部材破断が発生しにくい。したがって、本発明の部材は、自動車部品におけるエネルギー吸収部材として好適に用いることができる。
 成形加工は、プレス加工等の一般的な加工方法を制限なく用いることができる。また、溶接は、スポット溶接、アーク溶接等の一般的な溶接を制限なく用いることができる。
 本発明を、実施例を参照しながら具体的に説明する。本発明の範囲は以下の実施例に限定されない。
[実施例1]
 表1に示す成分組成の鋼を真空溶解炉により溶製し、分塊圧延して鋼スラブとした。これらの鋼スラブを1100~1300℃に加熱し、表2に示す条件で、熱間圧延、冷間圧延、焼鈍、焼入れ、焼戻し、熱処理を施し、鋼板を製造した。表2に示す条件で鋼板を製造する際に、焼入れ工程前、又は焼戻し工程後に、一部の鋼板にめっき処理を施した。溶融亜鉛めっき処理では、鋼板をめっき浴中に浸漬し、めっき付着量10~100g/mの溶融亜鉛めっき層(GI)を形成させた。また、合金化溶融亜鉛めっきでは、鋼板に溶融亜鉛めっき層を形成した後に合金化処理を行い、合金化溶融亜鉛めっき層(GA)を形成させた。なお、最終的な各鋼板の板厚は、1.2mmであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 
 得られた鋼板に、圧下率0.2%のスキンパス圧延を施した後、以下の手法に従い、フェライト(F)、ベイナイト(B)、フレッシュマルテンサイト(FM)、焼戻しマルテンサイト(TM)及び残留オーステナイト(RA)の面積率をそれぞれ求めた。また、上記した手法に従い、曲率半径/板厚:4.2で幅(C)方向を軸に圧延(L)方向に90°曲げた後、再度平坦に曲げ戻し加工した際に、圧縮-引張変形側の鋼板表面から0~50μm領域内のL断面において、全フェライト粒に対し、界面にボイドを有するフェライト粒の割合(NFvoid/NF)も測定した。
 NFvoid/NFの測定方法は次のとおりである。鋼板を、曲率半径/板厚:4.2で幅(C)方向を軸に圧延(L)方向に90°曲げ加工し、再度平坦に曲げ戻し加工した後、板厚断面を研磨し、圧縮-引張側の鋼板表面から0~50μm領域内のL断面を観察した。L断面をSEM(走査型電子顕微鏡)で2000倍の倍率で3視野撮影し、得られた画像データからMedia Cybernetics社製のImage-Proを用いて視野内の全フェライト粒の数および界面にボイドを有するフェライト粒の数をカウントし、割合を求める。3視野の平均値をNFvoid/NFとした。なお、ボイドはフェライトより濃い黒色で各組織と明確に区別できる。
 曲げ戻し加工した後のフェライト粒の測定位置については、曲げ加工により形成され、幅(C)方向(図1の符号D1参照)に延びた角部を含む領域とした。より具体的には、曲げ加工により幅方向及び圧延方向に垂直な方向(パンチ等の押圧部の押圧方向)で最下部となる領域において、板厚方向に0~50μm領域内でフェライト粒の数を測定した。
 各組織の面積率は、次のように測定した。圧延方向に対して直角に切断した鋼板の板厚断面を研磨後、3体積%ナイタールで腐食し、板厚1/4位置をSEM(走査型電子顕微鏡)で1500倍の倍率で3視野撮影し、得られた画像データからMedia Cybernetics社製のImage-Proを用いて各組織の面積率を求めた。3視野の面積率の平均値を本発明の各組織の面積率とする。画像データにおいて、フェライトは黒色、ベイナイトは島状の残留オーステナイトを含む黒色、又は方位の揃った炭化物を含む灰色、焼戻しマルテンサイトは微細な方位の揃っていない炭化物を含む明灰色、残留オーステナイトは白色として区別した。ここで、フレッシュマルテンサイトも白色を呈し、フレッシュマルテンサイトと残留オーステナイトはSEM像での区別が困難である。そこで、フレッシュマルテンサイトと残留オーステナイトの合計の面積率から、後述する方法で求めた残留オーステナイトの面積率を差し引くことによって、フレッシュマルテンサイトの面積率を求めた。
 なお、表3には示していないが、残部組織は、フェライト(F)、焼戻しマルテンサイト(TM)、ベイナイト(B)、残留オーステナイト(RA)及びフレッシュマルテンサイト(FM)の合計面積率を100%から引くことによって求められ、これら残部組織はパーライト及び/またはセメンタイトであると判断した。
 X線回折強度を測定して残留オーステナイトの体積率を求め、当該体積率を残留オーステナイトの面積率とみなした。残留オーステナイトの体積率は、板厚1/4面におけるbcc鉄の(200)、(211)、(220)面のX線回折積分強度に対するfcc鉄の(200)、(220)、(311)面のX線回折積分強度の割合によって求めた。
 また、以下の試験方法にしたがい、引張特性及び衝突特性を求めた。結果は表3に示す。
 <引張試験>
 得られた各鋼板から圧延方向に対して直角方向にJIS5号引張試験片(JIS Z2201)を採取し、歪速度を10-3/sとするJIS Z2241(2011)の規定に準拠した引張試験を行い、引張強度(TS)を求めた。なお、TSが780MPa以上を合格とした。
 <曲げ-直交曲げ試験>
 得られた鋼板に対して、曲率半径/板厚:4.2で幅(C)方向を軸に圧延(L)方向に90°曲げた後、再度平坦に曲げ戻し加工(一次曲げ加工)を施し、試験片を準備した。90°曲げ加工(一次曲げ加工)では、図1に示すように、V溝を有するダイA1の上に載せた鋼板に対して、パンチB1を押し込んで試験片T1を得た。次に、図2に示すように、支持ロールA2の上に載せた試験片T1に対して、曲げ方向が圧延直角方向となるようにして、パンチB2を押し込んで直交曲げ(二次曲げ加工)を施した。図1及び図2において、D1は幅(C)方向、D2は圧延(L)方向を示している。
 鋼板に対して90°曲げ加工(一次曲げ加工)を施した試験片T1を図3に示す。また、試験片T1に対して直交曲げ(二次曲げ加工)を施した試験片T2を図4に示す。図4の試験片T2に破線で示した位置は、直交曲げを行う前の図3の試験片T1に破線で示した位置に対応している。
 直交曲げの条件は、以下のとおりである。
[直交曲げ条件]
試験方法:ロール支持、パンチ押し込み
ロール径:φ30mm
パンチ先端R:0.4mm
ロール間距離:(板厚×2)+1.5mm
ストローク速度:20mm/min
試験片サイズ:60mm×60mm
曲げ方向:圧延直角方向
 上記直交曲げを施した際に得られるストローク-荷重曲線において、最大荷重から荷重が50%低下した点のストロークを求めた。上記曲げ-直交曲げ試験を3回実施した際の当該最大荷重から荷重が50%低下した点のストロークの平均値をΔS50とした。ΔS50が29mm以上で耐破断特性が良好と評価した。ΔS50を求める際、ストローク量を決定する荷重は耐破断特性の評価において重要である。軸圧壊変形時の破断は部材の一次加工部で発生した割れが大きくなり、板厚を貫通することで破断に至る。曲げ-直交曲げ試験では、最大荷重付近で試験片に割れが生じ、割れが大きくなるにしたがって曲げ部の断面積が減少し、荷重が低下する。つまり、最大荷重から荷重が低下した割合は、割れが変形に伴いどの程度大きくなったかを表す。最大荷重から荷重が50%低下した点のストロークΔS50を29mm以上とすることで、実際の圧壊変形におけるばらつきを考慮しても破断を抑制することができる。したがって、ΔS50が29mm以上であることで、耐破断特性が良好であると評価した。
 <軸圧壊試験>
 軸圧壊試験では板厚の影響を考慮し、全て板厚1.2mmの鋼板で実施した。上記製造工程で得られた鋼板を切り出し、パンチ肩半径が5.0mmであり、ダイ肩半径が5.0mmである金型を用いて、深さ40mmとなるように成形加工(曲げ加工)して、図5及び図6に示すハット型部材10を作製した。またハット型部材の素材として用いた鋼板を、200mm×80mmの大きさに別途切り出した。次に、その切り出した後の鋼板20と、ハット型部材10とをスポット溶接し、図5及び図6に示すような試験用部材30を作製した。図5は、ハット型部材10と鋼板20とをスポット溶接して作製した試験用部材30の正面図である。図6は、試験用部材30の斜視図である。スポット溶接部40の位置は、図6に示すように、鋼板の端部と溶接部が10mm、溶接部間が45mmの間隔となるようにした。次に、図7に示すように、試験用部材30を地板50とTIG溶接により接合して軸圧壊試験用サンプルを作製した。次に、作製した軸圧壊試験用サンプルにインパクター60を衝突速度10m/sで等速衝突させ、軸圧壊試験用のサンプルを100mm圧壊した。図7に示すように、圧壊方向D3は、試験用部材30の長手方向と平行な方向とした。圧壊時のストローク-荷重のグラフにおける、ストローク0~100mmの範囲における面積を求め、3回試験を行った際の当該面積の平均値を吸収エネルギー(Fave)とした。Faveが38000N以上で吸収エネルギーが良好と評価した。また、耐破断特性及び吸収エネルギーの両方が良好の場合、衝突特性が良好と評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 
 発明例の鋼板は、TSが780MPa以上であり、衝突特性に優れていた。一方、比較例の鋼板は、TSが780MPa未満であるか、衝突特性が不良であった。
[実施例2]
 実施例1の表3のNo.1(本発明例)の鋼板を、プレス加工により成形加工して、本発明例の部材を製造した。さらに、実施例1の表3のNo.1の鋼板と、実施例1の表3のNo.30(本発明例)の鋼板とをスポット溶接により接合し、本発明例の部材を製造した。本発明の鋼板を用いて製造した本発明例の部材は、衝突特性に優れており、高強度であり、実施例1の表3のNo.1(本発明例)の鋼板の成形加工により製造した部材、および実施例1の表3のNo.1の鋼板と、実施例1の表3のNo.30(本発明例)の鋼板とをスポット溶接して製造した部材のすべてにおいて、自動車用骨格部品等に好適に用いることができることを確認できた。
[実施例3]
 実施例1の表3のNo.1(本発明例)の亜鉛めっき鋼板を、プレス加工により成形加工して、本発明例の部材を製造した。さらに、実施例1の表3のNo.1の亜鉛めっき鋼板と、実施例1の表3のNo.30(本発明例)の亜鉛めっき鋼板とをスポット溶接により接合し、本発明例の部材を製造した。本発明の鋼板を用いて製造した本発明例の部材は、衝突特性に優れており、高強度であり、実施例1の表3のNo.1(本発明例)の鋼板の成形加工により製造した部材、および実施例1の表3のNo.1の鋼板と、実施例1の表3のNo.30(本発明例)の鋼板とをスポット溶接して製造した部材のすべてにおいて、自動車用骨格部品等に好適に用いることができることを確認できた。
 10  ハット型部材
 20  鋼板
 30  試験用部材
 40  スポット溶接部
 50  地板
 60  インパクター
 A1  ダイ
 A2  支持ロール
 B1  パンチ
 B2  パンチ
 D1  幅(C)方向
 D2  圧延(L)方向
 D3  圧壊方向
 T1  試験片
 T2  試験片
 本発明によれば、TSが780MPa以上であり、衝突特性に優れた鋼板を得ることができる。本発明の鋼板により得られた部材を自動車用部品として使用すれば、自動車の軽量化に寄与し、自動車車体の高性能化に大きく寄与することができる。
 

Claims (11)

  1.  炭素当量(CE)が0.46%以上を満たす成分組成と、
     面積率で、フェライト:10~50%、焼戻しマルテンサイト及びベイナイトの合計:30%以上、残留オーステナイト:3~20%、フレッシュマルテンサイト:15%以下、フェライト、焼戻しマルテンサイト、ベイナイト、残留オーステナイト及びフレッシュマルテンサイトの合計:90%以上である鋼組織と、を有し、
     フェライトの平均結晶粒径:25μm以下であり、
     フェライト粒径の変動係数(CV)×炭素当量(CE)が0.28以下であり、
     曲率半径/板厚:4.2で幅(C)方向を軸に圧延(L)方向に90°曲げた後、再度平坦に曲げ戻し加工した際に、圧縮-引張変形側の鋼板表面から0~50μm領域内のL断面において、全フェライト粒に対し、界面にボイドを有するフェライト粒の個数割合(NFvoid/NF)が15%以下であり、
     引張強度が780MPa以上である鋼板。
  2.  前記成分組成は、質量%で、
     C:0.07~0.20%、
     Si:0.10~2.00%、
     Mn:1.5~4.0%、
     P:0.100%以下、
     S:0.050%以下、
     Sol.Al:0.005~0.100%、及び
     N:0.0100%以下を含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなる請求項1に記載の鋼板。
  3.  前記成分組成は、さらに、質量%で、
     Cr:1.000%以下、
     Mo:0.500%以下、
     V:0.500%以下、
     Ti:0.500%以下、
     Nb:0.500%以下、
     B:0.0050%以下、
     Ni:1.000%以下、
     Cu:1.000%以下、
     Sb:1.000%以下、
     Sn:1.000%以下、
     As:1.000%以下、
     Ca:0.0050%以下、
     W:0.500%以下、
     Ta:0.100%以下、
     Mg:0.050%以下、
     Zr:0.050%以下、及び
     REM:0.005%以下のうちから選ばれる少なくとも1種を含有する請求項2に記載の鋼板。
  4.  鋼板の表面に、電気亜鉛めっき層、溶融亜鉛めっき層、又は合金化溶融亜鉛めっき層を有する請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の鋼板。
  5.  請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の鋼板に対して、成形加工及び溶接の少なくとも一方を施してなる部材。
  6.  炭素当量(CE)が0.46以上を満たし、請求項2又は請求項3に記載の成分組成を有する鋼スラブを、1100~1300℃の温度域に加熱し、仕上げ圧延温度を800~950℃で熱間圧延し、仕上げ圧延の累積圧下率を60%以上とし、仕上げ圧延出側から巻取までの冷却過程において、750~600℃の温度域での滞留時間を10s以下とし、巻取温度を600℃以下として巻き取る熱間圧延工程と、
     該熱間圧延工程で得られた熱延鋼板を酸洗し、20%以上の累積圧下率で冷間圧延する冷間圧延工程と、
     該冷間圧延工程で得られた冷延鋼板を、750~880℃の焼鈍温度まで加熱し、30秒以上保持する焼鈍工程と、
     該焼鈍工程後、冷却停止温度:(Ms-250℃)~(Ms-50℃)まで冷却する焼入れ工程と、
     該焼入れ工程後、再加熱温度:300~500℃まで加熱し、20秒以上保持する焼戻し工程と、
    を含む鋼板の製造方法。
  7.  炭素当量(CE)が0.46以上を満たし、請求項2又は請求項3に記載の成分組成を有する鋼スラブを、1100~1300℃の温度域に加熱し、仕上げ圧延温度を800~950℃で熱間圧延し、仕上げ圧延の累積圧下率を60%以上とし、仕上げ圧延出側から巻取までの冷却過程において、750~600℃の温度域での滞留時間を10s以下とし、巻取温度を600℃以下として巻き取り、
    熱延鋼板組織の面積率で、フェライト:20%以下、フレッシュマルテンサイト及びベイナイトの合計:80%以上である組織を有する熱延鋼板を製造する熱間圧延工程を含む冷延鋼板用熱延鋼板の製造方法。
  8.  請求項7に記載の冷延鋼板用熱延鋼板の製造方法で得られた熱延鋼板を酸洗し、20%以上の累積圧下率で冷間圧延する冷間圧延工程を含む冷延鋼板の製造方法。
  9.  前記焼鈍工程後かつ前記焼入れ工程前に、又は焼戻し工程後に、鋼板の表面に、電気亜鉛めっき、溶融亜鉛めっき、又は合金化溶融亜鉛めっきを施すめっき工程を含む請求項6に記載の鋼板の製造方法。
  10.  前記焼鈍工程後かつ前記焼入れ工程前のめっき工程において、めっき前に300~500℃の温度域に0~300s保持する工程を含む請求項9に記載の鋼板の製造方法。
  11.  請求項6、請求項9又は請求項10に記載の鋼板の製造方法によって製造された鋼板に対して、成形加工及び溶接の少なくとも一方を施す工程を含む部材の製造方法。
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010059452A (ja) * 2008-09-02 2010-03-18 Sumitomo Metal Ind Ltd 冷延鋼板およびその製造方法
JP2011179050A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Kobe Steel Ltd 伸びと伸びフランジ性のバランスに優れた高強度冷延鋼板
JP2012031462A (ja) 2010-07-29 2012-02-16 Jfe Steel Corp 成形性および耐衝撃性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法
JP2015175061A (ja) 2014-03-18 2015-10-05 新日鐵住金株式会社 引張最大強度780MPaを有する衝突特性に優れた高強度鋼板、高強度溶融亜鉛めっき鋼板、並びに、高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板とそれらの製造方法。
WO2015151419A1 (ja) * 2014-03-31 2015-10-08 Jfeスチール株式会社 高降伏比高強度冷延鋼板及びその製造方法
JP2016028172A (ja) * 2014-07-11 2016-02-25 新日鐵住金株式会社 冷延鋼板およびその製造方法
WO2016194272A1 (ja) * 2015-05-29 2016-12-08 Jfeスチール株式会社 高強度冷延鋼板、高強度めっき鋼板及びこれらの製造方法
WO2018043456A1 (ja) * 2016-08-31 2018-03-08 Jfeスチール株式会社 高強度冷延薄鋼板及びその製造方法
JP2020059881A (ja) * 2018-10-09 2020-04-16 日本製鉄株式会社 鋼材およびその製造方法
WO2021140663A1 (ja) * 2020-01-10 2021-07-15 Jfeスチール株式会社 高強度亜鉛めっき鋼板およびその製造方法
JP2022510212A (ja) * 2018-11-29 2022-01-26 ポスコ 延性及び低温靭性に優れた高強度鋼材及びその製造方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010059452A (ja) * 2008-09-02 2010-03-18 Sumitomo Metal Ind Ltd 冷延鋼板およびその製造方法
JP2011179050A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Kobe Steel Ltd 伸びと伸びフランジ性のバランスに優れた高強度冷延鋼板
JP2012031462A (ja) 2010-07-29 2012-02-16 Jfe Steel Corp 成形性および耐衝撃性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法
JP2015175061A (ja) 2014-03-18 2015-10-05 新日鐵住金株式会社 引張最大強度780MPaを有する衝突特性に優れた高強度鋼板、高強度溶融亜鉛めっき鋼板、並びに、高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板とそれらの製造方法。
WO2015151419A1 (ja) * 2014-03-31 2015-10-08 Jfeスチール株式会社 高降伏比高強度冷延鋼板及びその製造方法
JP2016028172A (ja) * 2014-07-11 2016-02-25 新日鐵住金株式会社 冷延鋼板およびその製造方法
WO2016194272A1 (ja) * 2015-05-29 2016-12-08 Jfeスチール株式会社 高強度冷延鋼板、高強度めっき鋼板及びこれらの製造方法
WO2018043456A1 (ja) * 2016-08-31 2018-03-08 Jfeスチール株式会社 高強度冷延薄鋼板及びその製造方法
JP2020059881A (ja) * 2018-10-09 2020-04-16 日本製鉄株式会社 鋼材およびその製造方法
JP2022510212A (ja) * 2018-11-29 2022-01-26 ポスコ 延性及び低温靭性に優れた高強度鋼材及びその製造方法
WO2021140663A1 (ja) * 2020-01-10 2021-07-15 Jfeスチール株式会社 高強度亜鉛めっき鋼板およびその製造方法

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