成形性及び破壊特性に優れた高強度熱延鋼板及びその製造方法
【課題】 成形性及び破壊特性に優れた高強度熱延鋼板及びその製造方法の提供。
【解決手段】 質量％で、Ｃ：０．０1〜０．３％、Ｓｉ：０．００１〜２．０％、Ｍｎ：０．０１〜２．０％、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．００１〜０．０１％、Ａｌ：０．００５〜１．０％、Ｎ：０．０２％以下、ＲＥＭ：０．０００１〜０．０２％、Ｃａ：０．０００１〜０．０１％を含有し、残部がＦｅからなる鋼板であって、圧延方向の直線上に隣り合う他の介在物に対して５０μｍ以下の間隔を空けて並んだ長径が３μｍ以上である介在物の集まりからなる圧延方向長さが３０μｍ以上の介在物群と、圧延方向の直線上に隣り合う他の介在物に対して５０μｍ超の間隔を空け、圧延方向長さが３０μｍ以上である介在物との断面１ｍｍ２当たりの圧延方向長さの総和が０．３８ｍｍ以下であり、円相当径が１．０μｍ以上の介在物の個数密度が２００個／ｍｍ２以上であることを特徴とする。
【解決手段】 質量％で、Ｃ：０．０1〜０．３％、Ｓｉ：０．００１〜２．０％、Ｍｎ：０．０１〜２．０％、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．００１〜０．０１％、Ａｌ：０．００５〜１．０％、Ｎ：０．０２％以下、ＲＥＭ：０．０００１〜０．０２％、Ｃａ：０．０００１〜０．０１％を含有し、残部がＦｅからなる鋼板であって、圧延方向の直線上に隣り合う他の介在物に対して５０μｍ以下の間隔を空けて並んだ長径が３μｍ以上である介在物の集まりからなる圧延方向長さが３０μｍ以上の介在物群と、圧延方向の直線上に隣り合う他の介在物に対して５０μｍ超の間隔を空け、圧延方向長さが３０μｍ以上である介在物との断面１ｍｍ２当たりの圧延方向長さの総和が０．３８ｍｍ以下であり、円相当径が１．０μｍ以上の介在物の個数密度が２００個／ｍｍ２以上であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形性及び破壊特性に優れた高強度熱延鋼板及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年自動車の燃費低減に向け自動車の軽量化が望まれている。自動車部品の中でアーム等の強度部品は、素材となる鋼板の伸び（一様伸び）、穴広げ性等の成形性を改善し複雑な断面構造を可能とすることにより軽量化が可能となる。これは、成形性の改善により、部品強度を得るために必要な断面係数を板厚でなくて断面形状により得ることができるようになるためである。
【０００３】
穴広げ性の改善に当たっては、その評価指標である穴広げ率はばらつきが比較的大きいことから、穴広げ性を改善する上では、その穴広げ率の平均値（λａｖｅ）のみならず、ばらつきを表す指標となる穴広げ率の標準偏差σλを低減させることが重要である。
【０００４】
自動車の足回り部材等として用いられる鋼板では、そのような特性値について、強度レベルで４４０ＭＰａ以上、穴広げ率の平均値λａｖｅで１００％以上、穴広げ率の標準偏差σで１５％以下の鋼板の提案が望まれていた。一様伸び（Ｕ．Ｅｌ）は１７％、望ましくは１９％以上が求められる。
【０００５】
また、自動車が縁石に乗り上げる等して強い衝撃荷重が足回り部品に負荷された場合に、その足回り部品の打ち抜き面を起点として延性破壊が生じる恐れがある。特に高強度の鋼板ほど切り欠き感受性が高いため、その打ち抜き端面からの破壊がより強く懸念されるので、その破壊を防ぐことが重要である。このため、このような足回り部品等の構造用部材として用いられる鋼板について、その破壊特性を向上させる必要がある。この破壊特性を表す指標としては、後述のような、切り欠き付き三点点曲げ試験によって得られる特性値である亀裂発生抵抗値Ｊｉ（Ｊ／ｍ２）が挙げられる。亀裂発生抵抗値Ｊｉは、衝撃荷重が加わった際の構造用部材を構成する鋼板からの亀裂の発生（破壊の開始）に対する抵抗を表す。衝撃荷重が加わった際に構造用部材の安全性を損なわないためにはその改善が重要である（Ｊｉ≧８７００００Ｊ／ｍ２）。従来、そもそもこのような特性値、特に切り欠き付き三点曲げ試験によって得られる特性値である亀裂発生抵抗値Ｊｉに着目してこれら特性値の改善を図ったという趣旨の技術が提案されていなかった。
【０００６】
また、足回り部品には、路面からの衝撃や加減速時の自動車部品への負荷による繰り返し応力による疲労破壊を防ぐ観点から、自動車用鋼板には上記の他に高い疲労強度も求められており、疲労限度比（疲労強度／引張強度）で０．５以上が求められる。
【０００７】
穴広げ性に優れた高強度鋼板の製造に向け、特許文献１に示されるような技術が知られている。これは、引張強度が４４０ＭＰａ以上の鋼を対象として、フェライトマトリックスを微細とした上で、パーライトまたはセメンタイトを微細に分散させることにより良好な穴広げ性を得る技術であるが、本技術は、主に組織制御により高い穴広げ性を得るものであり、そのために成分や製造条件に制約が加わるため、製造コストの増加を招くので、実用上好ましくない。また、破壊特性、疲労特性、一様伸びには言及されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−２９９２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、一様伸び、穴広げ性に優れており、更には破壊特性、疲労特性にも優れた成形性及び破壊特性に優れた高強度熱延鋼板及びその製造方法を提供することにある。
特に、薄鋼板の一様伸びと穴広げ性は相反する関係にあることが従来より知られており、それらを共に改善する技術を提供することが重要な課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上述した課題を解決するために、鋭意検討の末、下記の成形性及び破壊特性に極めて優れた熱延鋼板及びその製造方法を発明した。
【００１１】
本発明の要旨は、次の通りである。
【００１２】
（１）発明１は、質量％で、
Ｃ ：０．０1〜０．３％、
Ｓｉ ：０．００１〜２．０％、
Ｍｎ ：０．０１〜２．０％、
Ｐ ：０．０２％以下、
Ｓ ：０．００１〜０．０１％、
Ａｌ ：０．００５〜１．０％、
Ｎ ：０．０２％以下、
ＲＥＭ：０．０００１〜０．０２％、
Ｃａ ：０．０００１〜０．０１％
を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる鋼板であって、
下記の式（１）、（２）、（３）を満足し、
ミクロ組織がフェライト組織のみ、またはフェライト組織、及びベイナイト組織とパーライト組織の一方もしくは双方との混合組織からなるとともに、圧延方向の直線上に隣り合う他の介在物に対して５０μｍ以下の間隔を空けて並んだ長径が３μｍ以上である介在物の集まりからなる圧延方向長さが３０μｍ以上の介在物群と、圧延方向の直線上に隣り合う他の介在物に対して５０μｍ超の間隔を空け、圧延方向長さが３０μｍ以上である介在物との断面１ｍｍ２当たりの圧延方向長さの総和が０．３８ｍｍ以下であり、円相当径が１．０μｍ以上の介在物の個数密度が２００個／ｍｍ２以上２０００個／ｍｍ２以下であることを特徴とする成形性及び破壊特性に優れた熱延鋼板である。
｛［Ｓ］／３２−（［Ｃａ］／４０＋［ＲＥＭ］／１４０）｝×３２≦０．００３・・・式（１）
｛（［Ｃａ］／４０＋［ＲＥＭ］／１４０）｝×３２≧０．００１・・・式（２）
［Ｓ］≧０．００１・・・式（３）
［Ｓ］、［Ｃａ］、［ＲＥＭ］：各成分の質量％での含有量
【００１３】
（２）発明２は、下記式（２）´、（３）´を満足し、円相当径が１．０μｍ以上の介在物の個数密度が４００個／ｍｍ２以上２０００個／ｍｍ２以下であることを特徴とする発明１に記載の熱延鋼板である。
｛（［Ｃａ］／４０＋［ＲＥＭ］／１４０）｝×３２≧０．００４・・・式（２）´
［Ｓ］≧０．００４・・・式（３）´
［Ｓ］、［Ｃａ］、［ＲＥＭ］：各成分の質量％での含有量
【００１４】
（３）発明３は、更に、質量％で、
Ｂ ：０．０００５〜０．００３％、
Ｃｕ：０．００１〜１．０％、
Ｃｒ：０．００１〜１．０％、
Ｍｏ：０．００１〜１．０％、
Ｎｉ：０．００１〜１．０％、
Ｖ ：０．０１〜０．２％、
Ｔｉ：０．００１〜０．０２％、
Ｎｂ：０．００１〜０．０５％、
の何れか一種又は二種以上を含有することを特徴とする上記発明１〜２に記載の成形性及び破壊特性に優れた高強度熱延鋼板である。
【００１５】
（４）発明４は、発明１〜３の何れか１項に記載の成分を含有する鋼片を鋳造しスラブとした後、１３５０℃〜１２５０℃の間を平均冷却速度３℃／秒以上の冷却速度で１２５０℃以下まで冷却し、続いて、続く熱間圧延工程にて、粗圧延での１１５０℃以上の圧下率を７０％以下とし、仕上圧延をその終了温度をＡｒ３以上Ａｒ３＋２００℃以下として行い、続いて冷却速度を１０℃／ｓｅｃ以上として冷却を行い、続いて４００℃以上７００℃以下の温度域において巻き取ることを特徴とする成形性及び破壊特性に優れた高強度熱延鋼板の製造方法である。
【発明の効果】
【００１６】
第１発明〜第４発明によれば、穴広げ性、一様伸びに優れており、更には破壊特性、疲労特性にも優れた鋼板を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）はノッチ付三点曲げ試験について説明するための図であり、（ｂ）は（ａ）のノッチ付試験片のノッチを通る断面の側面断面図であり、（ｃ）はノッチ付三点曲げ試験をした後に更に強制破壊をして得られたノッチ付試験片の側面の状態を示す側面図である。
【図２】（ａ）はノッチ付三点曲げ試験により得られる荷重変位曲線であり、（ｂ）はストロークを様々に変化させた条件下でノッチ付三点曲げ試験を行なうことによって求められる亀裂伝搬量Δａ毎の「Ｊ」の関係を示すグラフである。
【図３】疲労試験片を示す図である。
【図４】介在物の圧延方向長さの総和Ｍについて説明するための模式図である。
【図５】介在物の圧延方向長さの総和Ｍと穴広げ率の平均値λaveとの関係を示す図である。
【図６】介在物の圧延方向長さの総和Ｍと穴広げ率の標準偏差σλとの関係を示す図である。
【図７】式１の値と介在物の圧延方向長さの総和Ｍの関係を示す図である。
【図８】鋳造後の鋳片（スラブ）の１３５０℃〜１２５０℃の間の平均冷却速度と延伸介在物長さＭを示す図である。
【図９】介在物の圧延方向長さの総和Ｍと亀裂発生抵抗値Ｊｉの関係を示す図である。
【図１０】介在物の圧延方向長さの総和Ｍと疲労限度比の関係を示す図である。
【図１１】円相当径１μｍ以上の介在物個数密度と一様伸びの関係を示す図である。
【図１２】式２の値と円相当径１μｍ以上の介在物個数密度の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
まず、本発明を実施するための形態として、穴広げ性、一様伸び等の成形性、及び破壊特性に優れた高強度熱延鋼板及びその製造方法について説明する。
【００１９】
最初に、本発明を完成するに至った基礎的研究結果について説明する。
【００２０】
本発明者は、ミクロ組織がフェライト組織、またはフェライト組織、及びベイナイト組織とパーライト組織の一方もしくは双方との混合組織からなる鋼板の一様伸び、穴広げ性、破壊特性に対する支配要因について調査するため、以下のような検討を行なった。
【００２１】
本発明者は、後述の表１に示すような鋼成分Ａ〜Ｍからなる供試鋼について、後述の表２に示すような条件下で熱間圧延、冷却、巻き取り等を行ない板厚２．９ｍｍの熱延鋼板を製造した。
【００２２】
得られた熱延鋼板について、その引張強度、一様伸び、穴広げ率の平均値λaveやその標準偏差σλ等の穴広げ性、破壊特性、疲労特性とともに、そのミクロ組織、介在物を調査した。
【００２３】
引張強度、一様伸びについては、供試鋼の１／２板幅部より試験片の長手方向が板幅方向と平行となるようにＪＩＳ Ｚ ２２０１記載の５号試験片を製作し、得られた試験片からＪＩＳ Ｚ ２２４１記載の方法に準拠して引張試験を行なって測定した。
【００２４】
穴広げ性については、供試鋼の１／２板幅部より圧延方向長さが１５０ｍｍ、板幅方向長さが１５０ｍｍである試験片を製作し、日本鉄鋼連盟規格ＪＦＳ Ｔ １００１−１９９６記載の方法に準拠して穴広げ試験を行ない評価した。その評価にあたっては、一つの供試鋼から２０枚の試験片を製作し、製作した各試験片に穴広げ試験を行なって得られた測定値を算術平均して得られた穴広げ率の平均値λａｖｅと、その標準偏差σを評価対象とすることにした。なお、ここでいう穴広げ率の平均値λａｖｅは、一の供試鋼につき２０本の試験片について穴広げ試験を行なって得られた測定値を平均して求め、標準偏差σは、下記の数式（４）に基づき求めた。下記の数式（４）におけるλｉは、２０本の試験片それぞれの穴広げ率である。
【００２５】
【数１】
【００２６】
ここで行なう穴広げ試験としての打ち抜き穴広げ試験では、直径１０ｍｍの打ち抜きパンチを用い、打ち抜きパンチとダイ穴との隙間を試験片の板厚で除して得られる打ち抜きクリアランスを１２．５％として、初期穴径（Ｄ０）１０ｍｍの打ち抜き穴を試験片に設け、次にその打ち抜き穴に頂角６０°の円錐パンチを、打ち抜きパンチと同じ方向から押し込み、打ち抜き端面に発生した亀裂が板厚方向に貫通した時点での穴内径Ｄｆを測定し、下記の式（５）から穴拡げ率λ（％）を求めることとした。ここで亀裂の板厚貫通は目視で行った。
λ（％）＝｛（Ｄｆ−Ｄ０）／Ｄ０｝×１００ ・・・式（５）
【００２７】
破壊特性については、以下のノッチ付三点曲げ試験によって得られる亀裂発生抵抗値Jｉ（Ｊ／ｍ２）によって評価することとした。
【００２８】
ノッチ付三点曲げ試験では、長手方向が板幅方向と平行となるように図１（ａ）、図１（ｂ）に示すようなノッチ付試験片１を一つの供試鋼から五本以上製作した。試験片は、図１（ｂ）に示すように、板厚Ｂが２．６ｍｍ、ノッチ深さａが２．６ｍｍ、リガメントｂが２．６ｍｍの試験片を用いた。得られたノッチ付試験片に対しては、図１（ａ）に示すように、その長手方向の両端部を支持点２、その中央部を荷重点３として、荷重点の変位量（ストローク）の強制変位４を様々に変化させた条件下でノッチ付三点曲げ試験を行なった。所定ストロークの条件下でノッチ付三点曲げ試験を行なったノッチ付試験片は、大気中で２５０℃、３０分保持した後、空冷にかける熱処理を行なうことによって、ノッチ付三点曲げ試験により生じた破面に酸化着色を行なった。この後、ノッチ付試験片を液体窒素温度まで液体窒素により冷却した後、その温度でノッチ付試験片のノッチからノッチ深さ方向に亀裂が伸展するようにノッチ付試験片を強制破壊した。強制破壊後は、図１（ｃ）に示すように、ノッチ付三点曲げ試験により生じた破面が酸化着色により強制破壊により生じた破面および曲げ試験により生じた破面とが明確となるので、下記の数式（６）に基づき、亀裂伝搬量Δａ（ｍ）を求めた。
Δａ＝（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３）／３ ・・・式（６）
ここで、Ｄ１：板厚１／４位置での曲げ試験によって生じた破面長さ、Ｄ２：板厚１／２位置での曲げ試験によって生じた破面長さ、Ｄ３：板厚３／４位置での曲げ試験によって生じた破面長さを意味する。
【００２９】
図２（ａ）は、所定ストロークの条件下で行なったノッチ付三点曲げ試験により得られる荷重変位曲線である。この荷重変位曲線からは、試験により試験片に対して加えたエネルギーに相当する加工エネルギーＡ（Ｊ）を求め、これと試験片の板厚Ｂ（ｍ）とリガメントｂ（ｍ）とから、２×加工エネルギーＡ／｛板厚Ｂ×リガメントｂ｝の値を求め、これを「Ｊ（Ｊ／ｍ２）」とした。なお、ここでいうリガメントｂとは、ノッチ付試験片におけるノッチを含む断面のノッチ以外の部分のノッチ深さ方向の長さを意味する。また、図３（ｂ）に示すように、ストロークを様々に変化させた条件下のノッチ付三点曲げ試験後に得られたノッチ付試験片から求めた各ノッチ付試験片の亀裂伝搬量Δａ（ｍ）毎の「Ｊ（Ｊ／ｍ２）」をプロットした。そして、図２（ｂ）に示すようにプロットしたΔａ、Ｊに対する一次回帰直線と原点を通る傾き＝３×（ＹＰ＋ＴＳ）／２の直線との交点となる縦軸値Ｊを求め、これを供試鋼の亀裂発生抵抗を表す値である亀裂発生抵抗値Ｊｉ（Ｊ／ｍ２）とした。亀裂発生抵抗値Jｉは、亀裂を発生させるために必要な単位面積当たりの加工エネルギーに相当する値であり、衝撃荷重が加わった際の構造用部材を構成する鋼板からの亀裂の発生（破壊の開始）に対する抵抗を表す。
【００３０】
疲労特性については、図３に示すような表面熱延ままの疲労試験片５を加工し、試験片の中央部に曲げの繰り返し応力を加え、試験片が疲労破壊するまでの繰り返し数である疲労寿命を測定し、この疲労寿命によって評価することとした。このとき、試験片に加える繰り返し応力の条件は、完全両振り、即ち、応力振幅＝σ０とした場合に、応力の時間変化が、最大応力＝σ０、最小応力＝-σ０、応力の平均値＝０の正弦波となるような応力を加える条件とし、応力振幅を徐々に種々変えて試験片が疲労破壊するまでの繰り返し回数を計測し、１０００００００回の繰り返し数でも疲労破壊により試験片が破断しない最大の応力振幅を求め疲労強度とした。疲労強度を引張強度で除した値を求め疲労限度比とした。その他の試験条件はＪＩＳ Ｚ ２２７５に準拠するものとした。
【００３１】
ミクロ組織の調査は、鋼板の１／２板幅位置から板幅方向を法線に持つ断面（以下、Ｌ断面という。）が露出するように切り出して研磨し、ナイタール試薬によりこれを腐食した後、光学顕微鏡を用いて２００〜５００倍の倍率で鋼板の１／４板厚位置を観察して行なった。介在物の調査は同じ断面のサンプルを鏡面研磨し、×５００の倍率で観察した。
また、介在物を調査する上では、穴広げ性改善のため延性破壊を抑制する観点から介在物の圧延方向長さの総和Ｍ（ｍｍ／ｍｍ２）の測定を行い、また、一様伸び改善のため微細な介在物と一様伸びの関係を調査するために、円相当径1μｍ以上の介在物についても評価、定量化した。
【００３２】
初めに、延伸介在物長さＭを測定し、穴広げ性改善の指針について考察した結果について説明する。
【００３３】
介在物は、鋼板の変形時にボイドを鋼中に形成して延性破壊を促進し、穴広げ性を劣化させる要因となる。介在物が穴広げ性を劣化させる影響は、その形状が圧延方向に長く延伸された形状であるほど介在物近傍の応力集中が増大し、これに応じて大きくなることになる。従来より、単一の介在物の圧延方向長さが大きいほど、穴広げ性を大きく劣化させることが知られている。
【００３４】
ここで、本発明者は、延伸した介在物や球状の介在物が、亀裂伝搬方向である圧延方向に所定の間隔の範囲内で分布して構成される介在物の集まりからなる介在物群も、単一の延伸した介在物と同じように、穴広げ性の劣化に影響していることを見出した。これは、鋼板の変形時に介在物群を構成する各介在物の近傍に導入される歪みの相乗効果により、介在物群の近傍に大きな応力集中を生じさせるためと考えられる。定量的には、圧延方向の直線上に隣り合う他の介在物に対して５０μｍ以下の間隔を空けて並んでいる介在物の集まりからなる介在物群が、その介在物群の圧延方向長さと同程度の長さに延伸した単一の介在物と同程度、穴広げ性に対して影響を及ぼすことを見出した。
【００３５】
そこで、穴広げ性を評価するうえでは、以下に説明するような形状、位置の介在物を測定対象とすることとした。
【００３６】
まず、図４（ａ）に示すように、圧延方向の直線上に隣り合う他の介在物に対して５０μｍ以下の間隔を空けて並んでいる介在物の集まりを１個の介在物群とみなしてその圧延方向長さＬ１を測定し、そのうち圧延方向長さが３０μｍ以上のもののみを評価対象とすることとした。また、図４（ｂ）に示すように、圧延方向の直線上に隣り合う他の介在物に対して５０μｍ超の間隔が空いている介在物であってもその圧延方向長さＬ２を測定し、そのうち圧延方向長さが３０μｍ以上のもののみを評価対象とすることとした。ここで、測定対象として、圧延方向長さが３０μｍ以上のものに限定したのは、圧延方向長さがこれ未満の介在物群等は穴広げ性の劣化に対する影響が小さいと考えられるためである。なお、ここでいう圧延方向の直線とは、圧延方向に延長した仮想的な直線のことを意味する。
【００３７】
なお、測定対象となる介在物は、長径が３．０μｍ以上のもののみに限定することとした。これは、長径がこれ未満の介在物では穴広げ性の劣化に対する影響が小さいためである。また、ここでいう長径とは、観察される介在物の断面形状において最も長い直径のことを意味しており、多くの場合圧延方向の径である。
【００３８】
また、図４（ｃ）に示すように、圧延方向長さが３０μｍ以上の介在物であっても、圧延方向の直線上に隣り合う他の介在物に対して５０μｍ以下の間隔が空いている介在物については、介在物群の一部であるとして測定することとした。以下においては、介在物群に含まれず、圧延方向長さが３０μｍ以上の介在物については、「延伸介在物」と記載する。
【００３９】
これら評価対象とした介在物群の圧延方向長さＬ１や延伸介在物の圧延方向長さＬ２は、１視野中で観察される総ての介在物群についての圧延方向長さＬ１と、同視野中で観察される総ての延伸介在物についての圧延方向長さＬ２とを測定して、これらを総和してＬ（ｍｍ）を求め、得られたＬに基づき下記の数式（７）に基づき数値Ｍ（ｍｍ／ｍｍ２）を求め、得られたＭを単位面積（１ｍｍ２）当たりの介在物の圧延方向長さの総和Ｍとして定義して、この総和Ｍによって穴広げ性を評価することとした。なお、数式（７）におけるＳは、観察した視野の面積（ｍｍ２）のことである。
Ｍ＝Ｌ／Ｓ ・・・（７）
ここで、得られた介在物の圧延方向長さの総和Ｌから、これの平均値ではなく、単位面積当たりの総和Ｍを求めることとしたのは以下の理由による。
【００４０】
鋼板の変形時においては、介在物群、延伸介在物の個数が少ないと、これら介在物群等の周囲で生じたボイドが途切れながら亀裂が伝搬するのに対し、これら介在物群等の個数が多いと、介在物群等の周囲のボイドが途切れることなく連結して、長く連続的なボイドを形成し、延性破壊を促進するものと考えられる。このような介在物群等の個数の影響は、介在物群等の圧延方向長さの平均値によっては表せないが、介在物群等の圧延方向長さの総和Ｍによっては表せるので、この点から介在物の圧延方向長さの単位面積当たりの総和Ｍを求めることとした。
【００４１】
また、鋼板の変形時においては、変形による応力集中部で、介在物郡、延伸介在物を基点として亀裂の発生、伝播が起きる。介在物の圧延方向長さの総和Ｍが大きい場合、この傾向が強くなるため、亀裂発生抵抗値Ｊｉが低下する。
【００４２】
以上の観点から、介在物の圧延方向長さの総和Ｍを測定し、これに基づき穴広げ率の平均値λave、亀裂発生抵抗値Ｊｉを評価することとした。
【００４３】
上述のような熱間圧延条件下で得られた鋼板は、その引張強度が４５０〜４８０ＭＰａの範囲に分布しており、そのミクロ組織はフェライト組織、又はフェライト組織及びベイナイト組織とパーライト組織の一方または両方の混合した組織からなる組織であった。
【００４４】
図５はその介在物の圧延方向長さの総和Ｍ（介在物長さ）と穴広げ率の平均値λaveとの関係を示す図であり、図６はその介在物の圧延方向長さの総和Ｍと穴広げ率の標準偏差σλとの関係を示す図である。
【００４５】
鋼板の穴広げ率の平均値λaveは、図５に示すように、介在物の圧延方向長さの総和Ｍが小さいほど良好であることが分かる。また、穴広げ率の標準偏差σλも、図６に示すように、介在物の圧延方向長さの総和Ｍが小さいほど良好であることが分かる。
【００４６】
これら図５、図６から、介在物の圧延方向長さの総和Ｍを０．３８ｍｍ／ｍｍ２以下とすることにより、穴広げ率の平均値λaveで１００％以上、標準偏差σを１５％以下とすることができることが分る。したがって、本発明では、目的とする介在物の圧延方向長さの総和Ｍを０．３８ｍｍ／ｍｍ２以下と設定した。
【００４７】
また、本発明者は、介在物の圧延方向長さの総和Ｍを増大させて、穴広げ性等を劣化させる要因となる介在物群や延伸介在物が、圧延により延伸したＭｎＳであることを見出した。そして、穴広げ性等の向上を図るため、これら介在物を抑制するための製造方法について検討した結果、組成及び鋳片冷却条件の以下の２点を同時に制御することが重要であることが判明した。
【００４８】
まず、組成において、ＭｎＳを抑制するうえでは、鋼中Ｓの低減が重要であり、この観点から、本発明のＳ量の上限値は０．０１％とした。
【００４９】
また、ＲＥＭ、Ｃａ添加鋼では、ＲＥＭ、Ｃａの硫化物をして析出させることによりＭｎと結合するＳ量を低減させることができ、延伸ＭｎＳを低減することができる。この観点から、下記数式（１）の左辺の数値と介在物の圧延方向長さの総和Ｍとの関係について調査したところ、図７に示すように、下記数式（１）の左辺の数値が０．００３以下であれば、本発明の目的とする０．３８ｍｍ／ｍｍ２以下の総和Ｍが得られることが判明した。
｛［Ｓ］／３２−（［Ｃａ］／４０＋［ＲＥＭ］／１４０）｝×３２≦０．００３・・・式（１）
［Ｓ］、［Ｃａ］、［ＲＥＭ］：各成分の質量％での含有量
【００５０】
また、スラブの冷却条件と延伸介在物長さＭの関係について調査し、上条件を満たす組成においても、鋳造後のスラブの表面温度での冷却速度を所定以上としないと延伸介在物が生じることが判明した。具体的には、図８に示すように、１３５０℃〜１２５０℃の温度域の冷却速度を３℃／秒以上とする必要がある。これは、この冷却速度が遅い場合には、ＭｎＳが粗大に析出するためである。粗大なＭｎＳほど圧延で延伸し易いため、粗大に析出する条件により延伸介在物長さＭが増加するものと考えられる。
【００５１】
また、粗圧延の条件と延伸介在物長さＭの関係について調査し、図示はしないが、比較的高温での圧下率が高い場合に延伸介在物長さＭが大きくなることが判明した。これは、高温での圧延によりＭｎＳが延伸し易いことが理由と推定される。この観点からは、粗圧延での１１５０℃以上の圧延下率を７０％以下とすることが必要である。
【００５２】
図９、図１０に示すように、延伸介在物長さＭを低減することにより、疲労限度比、亀裂発生抵抗値Ｊｉ値も改善することも判明した。延伸介在物の低減によりそれらが改善するのは、延伸介在物が応力付加時に応力集中箇所となり、そこが破壊の起点となるためと考えられる。
【００５３】
次に、本発明者らは、微細な介在物と一様伸びの関係について調査した。その結果、以下が判明した。
【００５４】
一様伸びは、図１１に示すように、比較的微細な介在物（円相当径１μｍ以上）の個数密度が増加するほど大きくなることが判明した。この理由は以下のように考えられる。即ち、引張試験等での変形時に、変形により生じた転位がそれらの微細な介在物の周囲に固着され、固着された転位により他の転位の移動が妨げられ、それによって変形に要する応力が高くなる。このため、鋼の加工硬化が促進され、一様伸びが増加したものと考えられる。
【００５５】
円相当径1μｍ以上の介在物の個数密度について鋭意調査した結果、図１２に示すように、式２の左片（（［Ｃａ］／４０＋［ＲＥＭ］／１４０）｝×３２）が大きいほど大きくなることが判明した。また、その際に、Ｓ量が低い場合には微細な介在物の個数は小さいことが判明した。これは、ＲＥＭとＣａの両方の添加により硫化物の形態制御を行うことにより微細な介在物が得られ、それにより粒化物とするＳ量が多いほど微細な介在物の個数が大きくなるためと考えられる。
【００５６】
図１１、図１２より以下が分る。即ち、一様伸び≧１７％を得る為には円相当径１μｍ以上の介在物の個数密度が２００個／ｍｍ２以上、好ましくは２００〜６００個／ｍｍ２とする必要があり、そのためには以下の式（２）、（３）を満たす必要がある。
｛（［Ｃａ］／４０＋［ＲＥＭ］／１４０）｝×３２≧０．００１・・・式（２）
［Ｓ］≧０．００１・・・式（３）
［Ｓ］、［Ｃａ］、［ＲＥＭ］：各成分の質量％での含有量
一方、一様伸び≧１９％を得る為には円相当径１μｍ以上の介在物の個数密度が４００個／ｍｍ２以上とする必要があり、そのためには、以下の式（２）´、（３）´を満たす必要がある。
｛（［Ｃａ］／４０＋［ＲＥＭ］／１４０）｝×３２≧０．００４・・・式（２）´
［Ｓ］≧０．００４・・・式（３）´
［Ｓ］、［Ｃａ］、［ＲＥＭ］：各成分の質量％での含有量
尚、本発明においては、円相当径１μｍ以上の介在物の個数密度が大きすぎると、それが微細（1μｍ以上）であっても穴広げ性を劣化させる可能性がある。この観点から、円相当径１μｍ以上の介在物の個数密度の上限は２０００個／ｍｍ２とする。
【００５７】
続いて、本発明における鋼板の組成の限定理由について説明する。なお、以下では、組成における質量％を、単に％と記載する。
【００５８】
Ｃ ：０．０１〜０．３％
Ｃは、硬質な第二相を増加させ鋼の強化に寄与する。この観点から低く過ぎると強度が劣化するので、その下限は０．０１％とする。また、Ｃは、その含有量が大きすぎると、セメンタイトといった延性破壊の起点となる相を生成し、穴広げ率の平均値λave、亀裂発生抵抗値Jｉを劣化させる。このため、Ｃの含有量は０．３％以下とする。
【００５９】
Ｓｉ：０．００１〜２．０％
Ｓｉは、固溶強化元素として引張強度の向上に寄与する元素であり、この観点からは添加することが好ましい。しかし、Ｓｉが過多に添加されると、その効果が飽和する一方でコスト増加の要因となる。このため、Ｓｉの含有量は、０．００１％以上、２．０％以下とする。
【００６０】
Ｍｎ：０．０１〜２．０％
Ｍｎは、固溶強化元素として鋼板の引張強度向上に寄与する元素である。Ｍｎは、本発明の目的とする引張強度を得るためには０．０１％以上含有する必要がある。また、Ｍｎの含有量は、２．０％超であると、熱間圧延時のスラブ割れが生じやすくなる。このため、Ｍｎの含有量は、０．０１〜２．０％とする。
【００６１】
Ｐ：０．０２％以下
Ｐは、不可避的に混入する不純物であり、含有量の増加に伴い粒界での偏析量が増大し、穴広げ率の平均値λaveの劣化を招く元素である。このため、Ｐの含有量は、低いほど望ましく、この観点からＰの含有量は０．０２％以下とする。
【００６２】
Ｓ：０．００１〜０．０１％
Ｓは、不可避的に混入する不純物であり、含有量が多すぎると、鋼片加熱時に鋼中でＭｎＳを多量に生成し、これが熱間圧延により延伸されて介在物の圧延方向長さの総和Ｍの増大を招き、本発明の目的とする穴広げ率の平均値λave、亀裂発生抵抗値Jｉ、亀裂伝播抵抗値Tが得られない。このため、Ｓは、その含有量を０．０１％以下とする。
一方でＳはＣａ、ＲＥＭにより微細な硫化物となった場合、一様伸びの増加に寄与する。この観点から、Ｓは下限を０．００１％とする。
【００６３】
Ａｌ：０．００５〜１．０％
Ａｌは、溶鋼の脱酸に必要な元素である。また、鋼の強化にも有効である。溶鋼の脱酸の観点から０．００５％以上添加する必要がある。１．０％を超えて添加しても、溶鋼の脱酸の効果や鋼の強化の効果が飽和する一方で、経済的でなくなる。以上の観点から、Ａｌの含有量は、０．００５％以上、１．０％以下とする。
【００６４】
Ｎ ：０．０２％以下
Ｎは、不可避的不純物として鋼に含まれる元素である。これが過多にあると鋼材が時効しやすくなり、腰折れ等による表面清浄の劣化が生じやすくなるので、０．０２％を上限とする。
【００６５】
ＲＥＭ：０．０００１〜０．０２％
ＲＥＭ（希土類元素）は、粒化物を形成することにより延伸したＭｎＳを低減し、介在物の圧延方向長さの総和Ｍを低減し、穴広げ率の平均値λave、亀裂発生抵抗値Jｉを改善する元素である。この点から、ＲＥＭは、前述の数式（１）を満足する必要がある。ＲＥＭの含有量が０．０００１％未満であると、ＭｎＳ等の硫化物の形態を球形化させる効果が十分得られないので、その下限を０．０００１％とする。ＲＥＭの添加により、ＲＥＭを含む微細な介在物がより多く生じ、後にこの微細な介在物の周囲にＭｎＳが析出する。硬質、微細な介在物の周囲に分散して析出したＭｎＳは圧延により延伸にくいため、所定量ＲＥＭ添加された鋼中では比較的Ｓが高くても延伸ＭｎＳは生じにくい。この観点から、２５ｐｐｍ以上の添加が好ましい。ＲＥＭの含有量が０．０２％超であると、このような効果が飽和して経済性の低下を招く。このため、ＲＥＭの含有量は、０．０２％以下とする。ＲＥＭとしては、Ｌａ、Ｃｅ等を用いることができるが、ミッシュメタルを用いるのが簡便である。
【００６６】
Ｃａ：０．０００１〜０．０１０％
Ｃａは、鋼中Ｓを球形のＣａＳとして固定しＭｎＳの生成を抑制し、その圧延方向長さの総和Ｍを低減させる元素である。この点から、前述の数式（１）を満足するような含有量とすることが必要である。Ｃａの含有量が０．０００１％未満であると、ＭｎＳ等の硫化物の形態を球形化させる効果が十分得られないので、その下限を０．０００１％とする。また、Ｃａの含有量が０．０１０％超であると、延伸した形状の介在物となりやすいカルシウムアルミネートが多量に生じ、かえって介在物の圧延方向長さの総和Ｍを増大させてしまう恐れがある。このため、Ｃａの含有量の上限は０．０１０％以下とする。
【００６７】
また、Ｓ、ＲＥＭ及びＣａは、穴広げ性劣化の原因となるＭｎＳを可能な限り低減させるため、前述の数式（１）を満足するような含有量とする必要がある。この数式（１）を満たすことにより、鋼中のＭｎＳ量が低減して、介在物の圧延方向長さの総和Mを低減する効果が得られる。これにより、穴広げ率の平均値λave、亀裂発生抵抗値Jｉ、亀裂伝播抵抗値Ｔを改善する効果が得られる。数式（１）の左辺が０．００３超であると、これら特性値について本発明の目的とする効果が得られない。
｛［Ｓ］／３２−（［Ｃａ］／４０＋［ＲＥＭ］／１４０）｝×３２≦０．００３・・・式（１）
［Ｔｉ］、［Ｓ］、［Ｃａ］、［ＲＥＭ］：各成分の質量％での含有量
【００６８】
前述のように、ＲＥＭ、Ｃａの微細な粒化物が鋼中に多く含まれる場合、一様伸びが改善される（一様伸び≧１７％）ので、その観点からは式（２）、式（３）が満たす必要がある。
｛（［Ｃａ］／４０＋［ＲＥＭ］／１４０）｝×３２≧０．００１・・・式（２）
［Ｓ］≧０．００１・・・式（３）
【００６９】
また、更に一様伸びを改善する（一様伸び≧１９％）ためには、その観点からは式（２）´、式（３）´を満たす必要がある。
｛（［Ｃａ］／４０＋［ＲＥＭ］／１４０）｝×３２≧０．００４・・・式（２）´
［Ｓ］≧０．００４・・・式（３）´
［Ｓ］、［Ｃａ］、［ＲＥＭ］：各成分の質量％での含有量
【００７０】
以上が本発明の鋼に関わる基本的な元素である。本発明では、以上に加え、鋼の強度増加のため適宜下記の元素を添加しても良い。これらの元素の添加量の下限は、強度増加の効果を得るために設定されており、一方、上限は元素の添加により経済性が損なわれることを防ぐために設定されている。
Ｂ ：０．０００５〜０．００３％、
Ｃｕ：０．００１〜１．０％、
Ｃｒ：０．００１〜１．０％、
Ｍｏ：０．００１〜１．０％、
Ｎｉ：０．００１〜１．０％、
Ｖ ：０．０１〜０．２％、
Ｔｉ：０．００１〜０．０２％、
Ｎｂ：０．００１〜０．０５％
【００７１】
本発明に係る鋼板は、この基本成分の他の残部がＦｅ及び不可避的不純物からなることになる。なお、不可避的不純物としては、Ｏ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ等が挙げられ、これらをそれぞれ以下の範囲で含んでいても本発明の効果を失するものではない。
Ｏ≦０．００５％、
Ｚｎ≦０．０５％、
Ｐｂ≦０．０５％、
Ａｓ≦０．０５％、
Ｓｂ≦０．０５％、
また、本発明においては、必要に応じて、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｃｏ、Ｗ、Ｍｇを、合計１％以下含有していてもかまわない。
【００７２】
次に、本発明に係る熱延鋼板のミクロ組織、介在物の限定理由について説明する。
【００７３】
ミクロ組織は、フェライト組織、またはフェライト組織及びベイナイト組織とパーライト組織の一方または双方との混合組織である必要がある。これは、これらの組織の場合に、ミクロ組織全体の硬さが比較的均一となり、延性破壊が抑制されて、本発明の目的とする穴広げ率の平均値λave、亀裂発生抵抗値Ｊiを得ることが可能となるためである。また、ミクロ組織中には、マルテンサイトと残留オーステナイトの混合物である島状マルテンサイト（ＭＡ）と呼ばれる組織が若干残存する場合がある。これは、延性破壊を促進して穴広げ率の平均値λave等を劣化させるので、残存しない方が好ましいが、面積分率で３％以下であれば許容される。
【００７４】
介在物は、その圧延方向長さの総和Ｍが０．３８ｍｍ／ｍｍ２以下である必要がある。これは、総和Ｍが０．３８ｍｍ／ｍｍ２超である場合、鋼板の変形時において延性破壊が顕著に促進され、本発明の目的とする穴広げ率の平均値λave、亀裂発生抵抗値Ｊｉが得られなくなる。なお、この総和Ｍは、零であってもよい。
【００７５】
なお、ここでいう介在物は、例えば、鋼中のＭｎＳのことをいう。
【００７６】
また、これらミクロ組織、介在物の測定方法や、介在物の圧延方向長さの総和Ｍの定義は上述の通りである。
【００７７】
次に、本発明に係る熱延鋼板を製造するための製造方法について説明する。
【００７８】
製鋼工程においては、例えば、高炉等によって溶銑を得た後、転炉にて脱炭処理や合金添加を行い、その後、出鋼した溶鋼に各種の二次精錬装置で脱硫処理、脱酸処理等を行なうことによって、目的とする成分含有量の溶鋼を溶製する。
【００７９】
二次精錬工程においては、コスト上、脱硫材を用いた脱硫を行わず、Ｃａ、ＲＥＭを（１）式を満たす量添加し、延伸ＭｎＳを抑制する必要がある。高い一様伸びを得る為には（２）式、（３）式を満たすことが必要である。更に高い伸びを得るには（２）´式、（３）´式を満たすことが好ましい。
【００８０】
以上の条件で精錬を行った後、連続鋳造により鋳片を得る。鋳片の冷却速度は、１３５０℃〜１２５０の温度域において、延伸介在物長さＭを低減するため３℃／秒以上とする必要がある。以上の条件を満たせば、高温鋳片のまま熱間圧延機に直送してもよいし、この他に、室温まで冷却後に加熱炉によって再加熱した後にこれを熱間圧延するようにしてもよい。また、高炉によって溶銑を得る代替として、原料として鉄スクラップを使用し、これを電炉にて溶解した後、各種の二次精錬を行い、目的とする成分含有量の溶鋼を得るようにしてもよい。
鋳片の１３５０℃〜１２５０℃の温度域での冷却速度が大きすぎると冷却後の鋳片に割れが生じる可能性がある。この観点から鋳片の１３５０℃〜１２５０℃の温度域での冷却速度は５０℃／秒以下とすることが好ましい。
【００８１】
次に、連続鋳造等により得られた鋼片を熱間圧延する際の製造条件について説明する。
【００８２】
まず、連続鋳造等により得られた鋳片は、一度低温まで冷却した場合は、適宜、所定の熱間圧延が可能なように再び加熱炉にて加熱する。この際の加熱温度は、粗圧延、仕上げ圧延をＡｒ３温度以上のオーステナイト域で行うために十分高温とする必要があり、この観点から１１５０℃以上に加熱することが望ましい。
【００８３】
続いて、加熱炉より抽出した鋼片に対して粗圧延を行い、続いて仕上げ圧延を行う。
【００８４】
粗圧延では、延伸介在物長さＭをより低減する観点から高温での圧下率を低減することが好ましい。この観点から１１５０℃以上の圧下率を７０％以下とすることが必要である。
１１５０℃以上の圧下率が小さすぎると、所定の板厚を得る為に低温（１１５０℃以下）での大圧下が必要となり、その場合圧延荷重が過大となり操業上で好ましくない。この観点から１１５０℃以上の圧下率は４０％以上とすることが好ましい。
【００８５】
その後の仕上圧延工程では、その終了温度がＡｒ３℃以上、Ａｒ３＋２００℃以下となるようにする。この終了温度をＡｒ３℃以上としたのは、その終了温度がＡｒ３温度以下であると得られる鋼板の表層が混粒となり、成形性が劣化するためである。仕上げ圧延温度の上限をＡｒ３＋２００℃としたのは、仕上げ圧延温度が高すぎると粒径が過大となり引張強度が劣化するためである。
【００８６】
なお、Ａｒ３は、下記数式（８）から求められる。下記数式（８）における［Ｃ］、［Ｓｉ］等は、それぞれ鋼中における質量％での各成分の含有量を意味する。
Ａｒ３＝８６８−３９６×［Ｃ］＋２５×［Ｓｉ］−６８×［Ｍｎ］−３６×［Ｎｉ］−２１×［Ｃｕ］−２５×［Ｃｒ］＋３０×［Ｍｏ］ ・・・（８）
続いて、仕上圧延工程により得られた鋼板をランアウトテーブル等で冷却する。この冷却工程では、冷却速度を１０℃／ｓｅｃ以上とする必要がある。これは、冷却速度が１０℃／ｓｅｃ未満であると、結晶粒径が粗大化し、強度の低下を招くためである。
冷却速度が大きすぎると冷却中の相変態（フェライト変態）が抑制され、得られる鋼板の強度が過大となる。この観点から冷却速度は６０℃／秒以下が好ましい。
【００８７】
続いて、冷却された鋼板を巻き取り装置等により巻き取る。この巻き取り工程では、７００℃以下の温度域において鋼板を巻き取ること必要となる。これは、７００℃超の温度域において鋼板を巻き取ると、結晶粒径が粗大化し、強度の低下を招くためである。また巻取り温度は４００℃以上とする必要がある。これは巻取り温度が４００℃未満の場合、鋼板の固溶Ｃ、固溶Ｎが増大し、時効性が劣化し、腰折れが発生し易くなり、鋼板の表面性状を損なう可能性があるためである。
【００８８】
以上が本発明に係る熱間圧延工程の製造条件となるが、熱間圧延工程の終了後に、鋼板の形状の矯正を図ることを目的として、スキンパス圧延をするようにしてもよい。また、熱間圧延工程の終了後に酸洗してもよい。
【００８９】
また、熱間圧延工程終了後に溶融めっき法によりめっき処理をして、鋼板の耐食性を向上させるようにしてもよい。また、溶融めっきに加えて合金化処理をするようにしてもよい。
【実施例】
【００９０】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
【００９１】
まず、表１に示すような鋼成分Ａ〜Ｍの組成からなる鋼を連続鋳造でスラブとし、表２−１に示す条件で熱間圧延を行い、板厚２．９ｍｍの鋼板を得た。得られた鋼板のミクロ組織、介在物、機械的特性も表2−２に示す。ミクロ組織、介在物の測定方法や機械的性質の測定方法は、上述の通りである。表1〜表2における下線は、本発明の範囲外である、又は、好ましい範囲外であることを意味する。
【００９２】
【表１】
【００９３】
【表２−１】
【００９４】
【表２−２】
【００９５】
鋼番１〜１０は組成、製造条件共に本発明の要件を満たすものであり、良好な穴広げ率λ（％）、穴広げ率のばらつきσλ（％）、一様伸びＵ．Ｅｌ、亀裂発生抵抗値（Ｊｉ値）、疲労限度比を示す。
【００９６】
鋼番５、６は、組成が式（２）´、式（３）´も満たしているため、一様伸びが特に良好である。
【００９７】
鋼番１１は、Ｓが所定より高く、そのため延伸介在物が多量に生成し式（１）が満たされておらず、そのため、穴広げ率λ（％）、穴広げ率のばらつきσλ（％）、亀裂発生抵抗値Ｊｉ、疲労限度比が劣位である。
【００９８】
鋼番１２、１３は組成が式1の値を満たしていない。このため、そのため延伸介在物が多量に生成しており、そのため、穴広げ率λ（％）、穴広げ率のばらつきσλ（％）、Ｊｉ、疲労限度比が劣位である。
【００９９】
鋼番１４、１５、１６は式（２）、式（３）が満たされていない。このため一様伸びが小さい。
【０１００】
鋼番１７、１８は鋳片の冷却速度が遅い。このため、延伸介在物長さＭが大きく、そのため、穴広げ率λ（％）、穴広げ率のばらつきσλ（％）、Ｊｉ、疲労限度比が劣位である。
【０１０１】
鋼番１９は粗圧延での１１５０℃以上の圧下率が所定より大きい。そのため、延伸介在物長さＭが小さく、穴広げ率λ（％）、穴広げ率のばらつきσλ（％）、Ｊｉ、疲労限度比が特に劣位である。
【符号の説明】
【０１０２】
１ノッチ付試験片
２支持点
３荷重点
４強制変位
５疲労試験片
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形性及び破壊特性に優れた高強度熱延鋼板及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年自動車の燃費低減に向け自動車の軽量化が望まれている。自動車部品の中でアーム等の強度部品は、素材となる鋼板の伸び（一様伸び）、穴広げ性等の成形性を改善し複雑な断面構造を可能とすることにより軽量化が可能となる。これは、成形性の改善により、部品強度を得るために必要な断面係数を板厚でなくて断面形状により得ることができるようになるためである。
【０００３】
穴広げ性の改善に当たっては、その評価指標である穴広げ率はばらつきが比較的大きいことから、穴広げ性を改善する上では、その穴広げ率の平均値（λａｖｅ）のみならず、ばらつきを表す指標となる穴広げ率の標準偏差σλを低減させることが重要である。
【０００４】
自動車の足回り部材等として用いられる鋼板では、そのような特性値について、強度レベルで４４０ＭＰａ以上、穴広げ率の平均値λａｖｅで１００％以上、穴広げ率の標準偏差σで１５％以下の鋼板の提案が望まれていた。一様伸び（Ｕ．Ｅｌ）は１７％、望ましくは１９％以上が求められる。
【０００５】
また、自動車が縁石に乗り上げる等して強い衝撃荷重が足回り部品に負荷された場合に、その足回り部品の打ち抜き面を起点として延性破壊が生じる恐れがある。特に高強度の鋼板ほど切り欠き感受性が高いため、その打ち抜き端面からの破壊がより強く懸念されるので、その破壊を防ぐことが重要である。このため、このような足回り部品等の構造用部材として用いられる鋼板について、その破壊特性を向上させる必要がある。この破壊特性を表す指標としては、後述のような、切り欠き付き三点点曲げ試験によって得られる特性値である亀裂発生抵抗値Ｊｉ（Ｊ／ｍ２）が挙げられる。亀裂発生抵抗値Ｊｉは、衝撃荷重が加わった際の構造用部材を構成する鋼板からの亀裂の発生（破壊の開始）に対する抵抗を表す。衝撃荷重が加わった際に構造用部材の安全性を損なわないためにはその改善が重要である（Ｊｉ≧８７００００Ｊ／ｍ２）。従来、そもそもこのような特性値、特に切り欠き付き三点曲げ試験によって得られる特性値である亀裂発生抵抗値Ｊｉに着目してこれら特性値の改善を図ったという趣旨の技術が提案されていなかった。
【０００６】
また、足回り部品には、路面からの衝撃や加減速時の自動車部品への負荷による繰り返し応力による疲労破壊を防ぐ観点から、自動車用鋼板には上記の他に高い疲労強度も求められており、疲労限度比（疲労強度／引張強度）で０．５以上が求められる。
【０００７】
穴広げ性に優れた高強度鋼板の製造に向け、特許文献１に示されるような技術が知られている。これは、引張強度が４４０ＭＰａ以上の鋼を対象として、フェライトマトリックスを微細とした上で、パーライトまたはセメンタイトを微細に分散させることにより良好な穴広げ性を得る技術であるが、本技術は、主に組織制御により高い穴広げ性を得るものであり、そのために成分や製造条件に制約が加わるため、製造コストの増加を招くので、実用上好ましくない。また、破壊特性、疲労特性、一様伸びには言及されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−２９９２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、一様伸び、穴広げ性に優れており、更には破壊特性、疲労特性にも優れた成形性及び破壊特性に優れた高強度熱延鋼板及びその製造方法を提供することにある。
特に、薄鋼板の一様伸びと穴広げ性は相反する関係にあることが従来より知られており、それらを共に改善する技術を提供することが重要な課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上述した課題を解決するために、鋭意検討の末、下記の成形性及び破壊特性に極めて優れた熱延鋼板及びその製造方法を発明した。
【００１１】
本発明の要旨は、次の通りである。
【００１２】
（１）発明１は、質量％で、
Ｃ ：０．０1〜０．３％、
Ｓｉ ：０．００１〜２．０％、
Ｍｎ ：０．０１〜２．０％、
Ｐ ：０．０２％以下、
Ｓ ：０．００１〜０．０１％、
Ａｌ ：０．００５〜１．０％、
Ｎ ：０．０２％以下、
ＲＥＭ：０．０００１〜０．０２％、
Ｃａ ：０．０００１〜０．０１％
を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる鋼板であって、
下記の式（１）、（２）、（３）を満足し、
ミクロ組織がフェライト組織のみ、またはフェライト組織、及びベイナイト組織とパーライト組織の一方もしくは双方との混合組織からなるとともに、圧延方向の直線上に隣り合う他の介在物に対して５０μｍ以下の間隔を空けて並んだ長径が３μｍ以上である介在物の集まりからなる圧延方向長さが３０μｍ以上の介在物群と、圧延方向の直線上に隣り合う他の介在物に対して５０μｍ超の間隔を空け、圧延方向長さが３０μｍ以上である介在物との断面１ｍｍ２当たりの圧延方向長さの総和が０．３８ｍｍ以下であり、円相当径が１．０μｍ以上の介在物の個数密度が２００個／ｍｍ２以上２０００個／ｍｍ２以下であることを特徴とする成形性及び破壊特性に優れた熱延鋼板である。
｛［Ｓ］／３２−（［Ｃａ］／４０＋［ＲＥＭ］／１４０）｝×３２≦０．００３・・・式（１）
｛（［Ｃａ］／４０＋［ＲＥＭ］／１４０）｝×３２≧０．００１・・・式（２）
［Ｓ］≧０．００１・・・式（３）
［Ｓ］、［Ｃａ］、［ＲＥＭ］：各成分の質量％での含有量
【００１３】
（２）発明２は、下記式（２）´、（３）´を満足し、円相当径が１．０μｍ以上の介在物の個数密度が４００個／ｍｍ２以上２０００個／ｍｍ２以下であることを特徴とする発明１に記載の熱延鋼板である。
｛（［Ｃａ］／４０＋［ＲＥＭ］／１４０）｝×３２≧０．００４・・・式（２）´
［Ｓ］≧０．００４・・・式（３）´
［Ｓ］、［Ｃａ］、［ＲＥＭ］：各成分の質量％での含有量
【００１４】
（３）発明３は、更に、質量％で、
Ｂ ：０．０００５〜０．００３％、
Ｃｕ：０．００１〜１．０％、
Ｃｒ：０．００１〜１．０％、
Ｍｏ：０．００１〜１．０％、
Ｎｉ：０．００１〜１．０％、
Ｖ ：０．０１〜０．２％、
Ｔｉ：０．００１〜０．０２％、
Ｎｂ：０．００１〜０．０５％、
の何れか一種又は二種以上を含有することを特徴とする上記発明１〜２に記載の成形性及び破壊特性に優れた高強度熱延鋼板である。
【００１５】
（４）発明４は、発明１〜３の何れか１項に記載の成分を含有する鋼片を鋳造しスラブとした後、１３５０℃〜１２５０℃の間を平均冷却速度３℃／秒以上の冷却速度で１２５０℃以下まで冷却し、続いて、続く熱間圧延工程にて、粗圧延での１１５０℃以上の圧下率を７０％以下とし、仕上圧延をその終了温度をＡｒ３以上Ａｒ３＋２００℃以下として行い、続いて冷却速度を１０℃／ｓｅｃ以上として冷却を行い、続いて４００℃以上７００℃以下の温度域において巻き取ることを特徴とする成形性及び破壊特性に優れた高強度熱延鋼板の製造方法である。
【発明の効果】
【００１６】
第１発明〜第４発明によれば、穴広げ性、一様伸びに優れており、更には破壊特性、疲労特性にも優れた鋼板を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）はノッチ付三点曲げ試験について説明するための図であり、（ｂ）は（ａ）のノッチ付試験片のノッチを通る断面の側面断面図であり、（ｃ）はノッチ付三点曲げ試験をした後に更に強制破壊をして得られたノッチ付試験片の側面の状態を示す側面図である。
【図２】（ａ）はノッチ付三点曲げ試験により得られる荷重変位曲線であり、（ｂ）はストロークを様々に変化させた条件下でノッチ付三点曲げ試験を行なうことによって求められる亀裂伝搬量Δａ毎の「Ｊ」の関係を示すグラフである。
【図３】疲労試験片を示す図である。
【図４】介在物の圧延方向長さの総和Ｍについて説明するための模式図である。
【図５】介在物の圧延方向長さの総和Ｍと穴広げ率の平均値λaveとの関係を示す図である。
【図６】介在物の圧延方向長さの総和Ｍと穴広げ率の標準偏差σλとの関係を示す図である。
【図７】式１の値と介在物の圧延方向長さの総和Ｍの関係を示す図である。
【図８】鋳造後の鋳片（スラブ）の１３５０℃〜１２５０℃の間の平均冷却速度と延伸介在物長さＭを示す図である。
【図９】介在物の圧延方向長さの総和Ｍと亀裂発生抵抗値Ｊｉの関係を示す図である。
【図１０】介在物の圧延方向長さの総和Ｍと疲労限度比の関係を示す図である。
【図１１】円相当径１μｍ以上の介在物個数密度と一様伸びの関係を示す図である。
【図１２】式２の値と円相当径１μｍ以上の介在物個数密度の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
まず、本発明を実施するための形態として、穴広げ性、一様伸び等の成形性、及び破壊特性に優れた高強度熱延鋼板及びその製造方法について説明する。
【００１９】
最初に、本発明を完成するに至った基礎的研究結果について説明する。
【００２０】
本発明者は、ミクロ組織がフェライト組織、またはフェライト組織、及びベイナイト組織とパーライト組織の一方もしくは双方との混合組織からなる鋼板の一様伸び、穴広げ性、破壊特性に対する支配要因について調査するため、以下のような検討を行なった。
【００２１】
本発明者は、後述の表１に示すような鋼成分Ａ〜Ｍからなる供試鋼について、後述の表２に示すような条件下で熱間圧延、冷却、巻き取り等を行ない板厚２．９ｍｍの熱延鋼板を製造した。
【００２２】
得られた熱延鋼板について、その引張強度、一様伸び、穴広げ率の平均値λaveやその標準偏差σλ等の穴広げ性、破壊特性、疲労特性とともに、そのミクロ組織、介在物を調査した。
【００２３】
引張強度、一様伸びについては、供試鋼の１／２板幅部より試験片の長手方向が板幅方向と平行となるようにＪＩＳ Ｚ ２２０１記載の５号試験片を製作し、得られた試験片からＪＩＳ Ｚ ２２４１記載の方法に準拠して引張試験を行なって測定した。
【００２４】
穴広げ性については、供試鋼の１／２板幅部より圧延方向長さが１５０ｍｍ、板幅方向長さが１５０ｍｍである試験片を製作し、日本鉄鋼連盟規格ＪＦＳ Ｔ １００１−１９９６記載の方法に準拠して穴広げ試験を行ない評価した。その評価にあたっては、一つの供試鋼から２０枚の試験片を製作し、製作した各試験片に穴広げ試験を行なって得られた測定値を算術平均して得られた穴広げ率の平均値λａｖｅと、その標準偏差σを評価対象とすることにした。なお、ここでいう穴広げ率の平均値λａｖｅは、一の供試鋼につき２０本の試験片について穴広げ試験を行なって得られた測定値を平均して求め、標準偏差σは、下記の数式（４）に基づき求めた。下記の数式（４）におけるλｉは、２０本の試験片それぞれの穴広げ率である。
【００２５】
【数１】
【００２６】
ここで行なう穴広げ試験としての打ち抜き穴広げ試験では、直径１０ｍｍの打ち抜きパンチを用い、打ち抜きパンチとダイ穴との隙間を試験片の板厚で除して得られる打ち抜きクリアランスを１２．５％として、初期穴径（Ｄ０）１０ｍｍの打ち抜き穴を試験片に設け、次にその打ち抜き穴に頂角６０°の円錐パンチを、打ち抜きパンチと同じ方向から押し込み、打ち抜き端面に発生した亀裂が板厚方向に貫通した時点での穴内径Ｄｆを測定し、下記の式（５）から穴拡げ率λ（％）を求めることとした。ここで亀裂の板厚貫通は目視で行った。
λ（％）＝｛（Ｄｆ−Ｄ０）／Ｄ０｝×１００ ・・・式（５）
【００２７】
破壊特性については、以下のノッチ付三点曲げ試験によって得られる亀裂発生抵抗値Jｉ（Ｊ／ｍ２）によって評価することとした。
【００２８】
ノッチ付三点曲げ試験では、長手方向が板幅方向と平行となるように図１（ａ）、図１（ｂ）に示すようなノッチ付試験片１を一つの供試鋼から五本以上製作した。試験片は、図１（ｂ）に示すように、板厚Ｂが２．６ｍｍ、ノッチ深さａが２．６ｍｍ、リガメントｂが２．６ｍｍの試験片を用いた。得られたノッチ付試験片に対しては、図１（ａ）に示すように、その長手方向の両端部を支持点２、その中央部を荷重点３として、荷重点の変位量（ストローク）の強制変位４を様々に変化させた条件下でノッチ付三点曲げ試験を行なった。所定ストロークの条件下でノッチ付三点曲げ試験を行なったノッチ付試験片は、大気中で２５０℃、３０分保持した後、空冷にかける熱処理を行なうことによって、ノッチ付三点曲げ試験により生じた破面に酸化着色を行なった。この後、ノッチ付試験片を液体窒素温度まで液体窒素により冷却した後、その温度でノッチ付試験片のノッチからノッチ深さ方向に亀裂が伸展するようにノッチ付試験片を強制破壊した。強制破壊後は、図１（ｃ）に示すように、ノッチ付三点曲げ試験により生じた破面が酸化着色により強制破壊により生じた破面および曲げ試験により生じた破面とが明確となるので、下記の数式（６）に基づき、亀裂伝搬量Δａ（ｍ）を求めた。
Δａ＝（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３）／３ ・・・式（６）
ここで、Ｄ１：板厚１／４位置での曲げ試験によって生じた破面長さ、Ｄ２：板厚１／２位置での曲げ試験によって生じた破面長さ、Ｄ３：板厚３／４位置での曲げ試験によって生じた破面長さを意味する。
【００２９】
図２（ａ）は、所定ストロークの条件下で行なったノッチ付三点曲げ試験により得られる荷重変位曲線である。この荷重変位曲線からは、試験により試験片に対して加えたエネルギーに相当する加工エネルギーＡ（Ｊ）を求め、これと試験片の板厚Ｂ（ｍ）とリガメントｂ（ｍ）とから、２×加工エネルギーＡ／｛板厚Ｂ×リガメントｂ｝の値を求め、これを「Ｊ（Ｊ／ｍ２）」とした。なお、ここでいうリガメントｂとは、ノッチ付試験片におけるノッチを含む断面のノッチ以外の部分のノッチ深さ方向の長さを意味する。また、図３（ｂ）に示すように、ストロークを様々に変化させた条件下のノッチ付三点曲げ試験後に得られたノッチ付試験片から求めた各ノッチ付試験片の亀裂伝搬量Δａ（ｍ）毎の「Ｊ（Ｊ／ｍ２）」をプロットした。そして、図２（ｂ）に示すようにプロットしたΔａ、Ｊに対する一次回帰直線と原点を通る傾き＝３×（ＹＰ＋ＴＳ）／２の直線との交点となる縦軸値Ｊを求め、これを供試鋼の亀裂発生抵抗を表す値である亀裂発生抵抗値Ｊｉ（Ｊ／ｍ２）とした。亀裂発生抵抗値Jｉは、亀裂を発生させるために必要な単位面積当たりの加工エネルギーに相当する値であり、衝撃荷重が加わった際の構造用部材を構成する鋼板からの亀裂の発生（破壊の開始）に対する抵抗を表す。
【００３０】
疲労特性については、図３に示すような表面熱延ままの疲労試験片５を加工し、試験片の中央部に曲げの繰り返し応力を加え、試験片が疲労破壊するまでの繰り返し数である疲労寿命を測定し、この疲労寿命によって評価することとした。このとき、試験片に加える繰り返し応力の条件は、完全両振り、即ち、応力振幅＝σ０とした場合に、応力の時間変化が、最大応力＝σ０、最小応力＝-σ０、応力の平均値＝０の正弦波となるような応力を加える条件とし、応力振幅を徐々に種々変えて試験片が疲労破壊するまでの繰り返し回数を計測し、１０００００００回の繰り返し数でも疲労破壊により試験片が破断しない最大の応力振幅を求め疲労強度とした。疲労強度を引張強度で除した値を求め疲労限度比とした。その他の試験条件はＪＩＳ Ｚ ２２７５に準拠するものとした。
【００３１】
ミクロ組織の調査は、鋼板の１／２板幅位置から板幅方向を法線に持つ断面（以下、Ｌ断面という。）が露出するように切り出して研磨し、ナイタール試薬によりこれを腐食した後、光学顕微鏡を用いて２００〜５００倍の倍率で鋼板の１／４板厚位置を観察して行なった。介在物の調査は同じ断面のサンプルを鏡面研磨し、×５００の倍率で観察した。
また、介在物を調査する上では、穴広げ性改善のため延性破壊を抑制する観点から介在物の圧延方向長さの総和Ｍ（ｍｍ／ｍｍ２）の測定を行い、また、一様伸び改善のため微細な介在物と一様伸びの関係を調査するために、円相当径1μｍ以上の介在物についても評価、定量化した。
【００３２】
初めに、延伸介在物長さＭを測定し、穴広げ性改善の指針について考察した結果について説明する。
【００３３】
介在物は、鋼板の変形時にボイドを鋼中に形成して延性破壊を促進し、穴広げ性を劣化させる要因となる。介在物が穴広げ性を劣化させる影響は、その形状が圧延方向に長く延伸された形状であるほど介在物近傍の応力集中が増大し、これに応じて大きくなることになる。従来より、単一の介在物の圧延方向長さが大きいほど、穴広げ性を大きく劣化させることが知られている。
【００３４】
ここで、本発明者は、延伸した介在物や球状の介在物が、亀裂伝搬方向である圧延方向に所定の間隔の範囲内で分布して構成される介在物の集まりからなる介在物群も、単一の延伸した介在物と同じように、穴広げ性の劣化に影響していることを見出した。これは、鋼板の変形時に介在物群を構成する各介在物の近傍に導入される歪みの相乗効果により、介在物群の近傍に大きな応力集中を生じさせるためと考えられる。定量的には、圧延方向の直線上に隣り合う他の介在物に対して５０μｍ以下の間隔を空けて並んでいる介在物の集まりからなる介在物群が、その介在物群の圧延方向長さと同程度の長さに延伸した単一の介在物と同程度、穴広げ性に対して影響を及ぼすことを見出した。
【００３５】
そこで、穴広げ性を評価するうえでは、以下に説明するような形状、位置の介在物を測定対象とすることとした。
【００３６】
まず、図４（ａ）に示すように、圧延方向の直線上に隣り合う他の介在物に対して５０μｍ以下の間隔を空けて並んでいる介在物の集まりを１個の介在物群とみなしてその圧延方向長さＬ１を測定し、そのうち圧延方向長さが３０μｍ以上のもののみを評価対象とすることとした。また、図４（ｂ）に示すように、圧延方向の直線上に隣り合う他の介在物に対して５０μｍ超の間隔が空いている介在物であってもその圧延方向長さＬ２を測定し、そのうち圧延方向長さが３０μｍ以上のもののみを評価対象とすることとした。ここで、測定対象として、圧延方向長さが３０μｍ以上のものに限定したのは、圧延方向長さがこれ未満の介在物群等は穴広げ性の劣化に対する影響が小さいと考えられるためである。なお、ここでいう圧延方向の直線とは、圧延方向に延長した仮想的な直線のことを意味する。
【００３７】
なお、測定対象となる介在物は、長径が３．０μｍ以上のもののみに限定することとした。これは、長径がこれ未満の介在物では穴広げ性の劣化に対する影響が小さいためである。また、ここでいう長径とは、観察される介在物の断面形状において最も長い直径のことを意味しており、多くの場合圧延方向の径である。
【００３８】
また、図４（ｃ）に示すように、圧延方向長さが３０μｍ以上の介在物であっても、圧延方向の直線上に隣り合う他の介在物に対して５０μｍ以下の間隔が空いている介在物については、介在物群の一部であるとして測定することとした。以下においては、介在物群に含まれず、圧延方向長さが３０μｍ以上の介在物については、「延伸介在物」と記載する。
【００３９】
これら評価対象とした介在物群の圧延方向長さＬ１や延伸介在物の圧延方向長さＬ２は、１視野中で観察される総ての介在物群についての圧延方向長さＬ１と、同視野中で観察される総ての延伸介在物についての圧延方向長さＬ２とを測定して、これらを総和してＬ（ｍｍ）を求め、得られたＬに基づき下記の数式（７）に基づき数値Ｍ（ｍｍ／ｍｍ２）を求め、得られたＭを単位面積（１ｍｍ２）当たりの介在物の圧延方向長さの総和Ｍとして定義して、この総和Ｍによって穴広げ性を評価することとした。なお、数式（７）におけるＳは、観察した視野の面積（ｍｍ２）のことである。
Ｍ＝Ｌ／Ｓ ・・・（７）
ここで、得られた介在物の圧延方向長さの総和Ｌから、これの平均値ではなく、単位面積当たりの総和Ｍを求めることとしたのは以下の理由による。
【００４０】
鋼板の変形時においては、介在物群、延伸介在物の個数が少ないと、これら介在物群等の周囲で生じたボイドが途切れながら亀裂が伝搬するのに対し、これら介在物群等の個数が多いと、介在物群等の周囲のボイドが途切れることなく連結して、長く連続的なボイドを形成し、延性破壊を促進するものと考えられる。このような介在物群等の個数の影響は、介在物群等の圧延方向長さの平均値によっては表せないが、介在物群等の圧延方向長さの総和Ｍによっては表せるので、この点から介在物の圧延方向長さの単位面積当たりの総和Ｍを求めることとした。
【００４１】
また、鋼板の変形時においては、変形による応力集中部で、介在物郡、延伸介在物を基点として亀裂の発生、伝播が起きる。介在物の圧延方向長さの総和Ｍが大きい場合、この傾向が強くなるため、亀裂発生抵抗値Ｊｉが低下する。
【００４２】
以上の観点から、介在物の圧延方向長さの総和Ｍを測定し、これに基づき穴広げ率の平均値λave、亀裂発生抵抗値Ｊｉを評価することとした。
【００４３】
上述のような熱間圧延条件下で得られた鋼板は、その引張強度が４５０〜４８０ＭＰａの範囲に分布しており、そのミクロ組織はフェライト組織、又はフェライト組織及びベイナイト組織とパーライト組織の一方または両方の混合した組織からなる組織であった。
【００４４】
図５はその介在物の圧延方向長さの総和Ｍ（介在物長さ）と穴広げ率の平均値λaveとの関係を示す図であり、図６はその介在物の圧延方向長さの総和Ｍと穴広げ率の標準偏差σλとの関係を示す図である。
【００４５】
鋼板の穴広げ率の平均値λaveは、図５に示すように、介在物の圧延方向長さの総和Ｍが小さいほど良好であることが分かる。また、穴広げ率の標準偏差σλも、図６に示すように、介在物の圧延方向長さの総和Ｍが小さいほど良好であることが分かる。
【００４６】
これら図５、図６から、介在物の圧延方向長さの総和Ｍを０．３８ｍｍ／ｍｍ２以下とすることにより、穴広げ率の平均値λaveで１００％以上、標準偏差σを１５％以下とすることができることが分る。したがって、本発明では、目的とする介在物の圧延方向長さの総和Ｍを０．３８ｍｍ／ｍｍ２以下と設定した。
【００４７】
また、本発明者は、介在物の圧延方向長さの総和Ｍを増大させて、穴広げ性等を劣化させる要因となる介在物群や延伸介在物が、圧延により延伸したＭｎＳであることを見出した。そして、穴広げ性等の向上を図るため、これら介在物を抑制するための製造方法について検討した結果、組成及び鋳片冷却条件の以下の２点を同時に制御することが重要であることが判明した。
【００４８】
まず、組成において、ＭｎＳを抑制するうえでは、鋼中Ｓの低減が重要であり、この観点から、本発明のＳ量の上限値は０．０１％とした。
【００４９】
また、ＲＥＭ、Ｃａ添加鋼では、ＲＥＭ、Ｃａの硫化物をして析出させることによりＭｎと結合するＳ量を低減させることができ、延伸ＭｎＳを低減することができる。この観点から、下記数式（１）の左辺の数値と介在物の圧延方向長さの総和Ｍとの関係について調査したところ、図７に示すように、下記数式（１）の左辺の数値が０．００３以下であれば、本発明の目的とする０．３８ｍｍ／ｍｍ２以下の総和Ｍが得られることが判明した。
｛［Ｓ］／３２−（［Ｃａ］／４０＋［ＲＥＭ］／１４０）｝×３２≦０．００３・・・式（１）
［Ｓ］、［Ｃａ］、［ＲＥＭ］：各成分の質量％での含有量
【００５０】
また、スラブの冷却条件と延伸介在物長さＭの関係について調査し、上条件を満たす組成においても、鋳造後のスラブの表面温度での冷却速度を所定以上としないと延伸介在物が生じることが判明した。具体的には、図８に示すように、１３５０℃〜１２５０℃の温度域の冷却速度を３℃／秒以上とする必要がある。これは、この冷却速度が遅い場合には、ＭｎＳが粗大に析出するためである。粗大なＭｎＳほど圧延で延伸し易いため、粗大に析出する条件により延伸介在物長さＭが増加するものと考えられる。
【００５１】
また、粗圧延の条件と延伸介在物長さＭの関係について調査し、図示はしないが、比較的高温での圧下率が高い場合に延伸介在物長さＭが大きくなることが判明した。これは、高温での圧延によりＭｎＳが延伸し易いことが理由と推定される。この観点からは、粗圧延での１１５０℃以上の圧延下率を７０％以下とすることが必要である。
【００５２】
図９、図１０に示すように、延伸介在物長さＭを低減することにより、疲労限度比、亀裂発生抵抗値Ｊｉ値も改善することも判明した。延伸介在物の低減によりそれらが改善するのは、延伸介在物が応力付加時に応力集中箇所となり、そこが破壊の起点となるためと考えられる。
【００５３】
次に、本発明者らは、微細な介在物と一様伸びの関係について調査した。その結果、以下が判明した。
【００５４】
一様伸びは、図１１に示すように、比較的微細な介在物（円相当径１μｍ以上）の個数密度が増加するほど大きくなることが判明した。この理由は以下のように考えられる。即ち、引張試験等での変形時に、変形により生じた転位がそれらの微細な介在物の周囲に固着され、固着された転位により他の転位の移動が妨げられ、それによって変形に要する応力が高くなる。このため、鋼の加工硬化が促進され、一様伸びが増加したものと考えられる。
【００５５】
円相当径1μｍ以上の介在物の個数密度について鋭意調査した結果、図１２に示すように、式２の左片（（［Ｃａ］／４０＋［ＲＥＭ］／１４０）｝×３２）が大きいほど大きくなることが判明した。また、その際に、Ｓ量が低い場合には微細な介在物の個数は小さいことが判明した。これは、ＲＥＭとＣａの両方の添加により硫化物の形態制御を行うことにより微細な介在物が得られ、それにより粒化物とするＳ量が多いほど微細な介在物の個数が大きくなるためと考えられる。
【００５６】
図１１、図１２より以下が分る。即ち、一様伸び≧１７％を得る為には円相当径１μｍ以上の介在物の個数密度が２００個／ｍｍ２以上、好ましくは２００〜６００個／ｍｍ２とする必要があり、そのためには以下の式（２）、（３）を満たす必要がある。
｛（［Ｃａ］／４０＋［ＲＥＭ］／１４０）｝×３２≧０．００１・・・式（２）
［Ｓ］≧０．００１・・・式（３）
［Ｓ］、［Ｃａ］、［ＲＥＭ］：各成分の質量％での含有量
一方、一様伸び≧１９％を得る為には円相当径１μｍ以上の介在物の個数密度が４００個／ｍｍ２以上とする必要があり、そのためには、以下の式（２）´、（３）´を満たす必要がある。
｛（［Ｃａ］／４０＋［ＲＥＭ］／１４０）｝×３２≧０．００４・・・式（２）´
［Ｓ］≧０．００４・・・式（３）´
［Ｓ］、［Ｃａ］、［ＲＥＭ］：各成分の質量％での含有量
尚、本発明においては、円相当径１μｍ以上の介在物の個数密度が大きすぎると、それが微細（1μｍ以上）であっても穴広げ性を劣化させる可能性がある。この観点から、円相当径１μｍ以上の介在物の個数密度の上限は２０００個／ｍｍ２とする。
【００５７】
続いて、本発明における鋼板の組成の限定理由について説明する。なお、以下では、組成における質量％を、単に％と記載する。
【００５８】
Ｃ ：０．０１〜０．３％
Ｃは、硬質な第二相を増加させ鋼の強化に寄与する。この観点から低く過ぎると強度が劣化するので、その下限は０．０１％とする。また、Ｃは、その含有量が大きすぎると、セメンタイトといった延性破壊の起点となる相を生成し、穴広げ率の平均値λave、亀裂発生抵抗値Jｉを劣化させる。このため、Ｃの含有量は０．３％以下とする。
【００５９】
Ｓｉ：０．００１〜２．０％
Ｓｉは、固溶強化元素として引張強度の向上に寄与する元素であり、この観点からは添加することが好ましい。しかし、Ｓｉが過多に添加されると、その効果が飽和する一方でコスト増加の要因となる。このため、Ｓｉの含有量は、０．００１％以上、２．０％以下とする。
【００６０】
Ｍｎ：０．０１〜２．０％
Ｍｎは、固溶強化元素として鋼板の引張強度向上に寄与する元素である。Ｍｎは、本発明の目的とする引張強度を得るためには０．０１％以上含有する必要がある。また、Ｍｎの含有量は、２．０％超であると、熱間圧延時のスラブ割れが生じやすくなる。このため、Ｍｎの含有量は、０．０１〜２．０％とする。
【００６１】
Ｐ：０．０２％以下
Ｐは、不可避的に混入する不純物であり、含有量の増加に伴い粒界での偏析量が増大し、穴広げ率の平均値λaveの劣化を招く元素である。このため、Ｐの含有量は、低いほど望ましく、この観点からＰの含有量は０．０２％以下とする。
【００６２】
Ｓ：０．００１〜０．０１％
Ｓは、不可避的に混入する不純物であり、含有量が多すぎると、鋼片加熱時に鋼中でＭｎＳを多量に生成し、これが熱間圧延により延伸されて介在物の圧延方向長さの総和Ｍの増大を招き、本発明の目的とする穴広げ率の平均値λave、亀裂発生抵抗値Jｉ、亀裂伝播抵抗値Tが得られない。このため、Ｓは、その含有量を０．０１％以下とする。
一方でＳはＣａ、ＲＥＭにより微細な硫化物となった場合、一様伸びの増加に寄与する。この観点から、Ｓは下限を０．００１％とする。
【００６３】
Ａｌ：０．００５〜１．０％
Ａｌは、溶鋼の脱酸に必要な元素である。また、鋼の強化にも有効である。溶鋼の脱酸の観点から０．００５％以上添加する必要がある。１．０％を超えて添加しても、溶鋼の脱酸の効果や鋼の強化の効果が飽和する一方で、経済的でなくなる。以上の観点から、Ａｌの含有量は、０．００５％以上、１．０％以下とする。
【００６４】
Ｎ ：０．０２％以下
Ｎは、不可避的不純物として鋼に含まれる元素である。これが過多にあると鋼材が時効しやすくなり、腰折れ等による表面清浄の劣化が生じやすくなるので、０．０２％を上限とする。
【００６５】
ＲＥＭ：０．０００１〜０．０２％
ＲＥＭ（希土類元素）は、粒化物を形成することにより延伸したＭｎＳを低減し、介在物の圧延方向長さの総和Ｍを低減し、穴広げ率の平均値λave、亀裂発生抵抗値Jｉを改善する元素である。この点から、ＲＥＭは、前述の数式（１）を満足する必要がある。ＲＥＭの含有量が０．０００１％未満であると、ＭｎＳ等の硫化物の形態を球形化させる効果が十分得られないので、その下限を０．０００１％とする。ＲＥＭの添加により、ＲＥＭを含む微細な介在物がより多く生じ、後にこの微細な介在物の周囲にＭｎＳが析出する。硬質、微細な介在物の周囲に分散して析出したＭｎＳは圧延により延伸にくいため、所定量ＲＥＭ添加された鋼中では比較的Ｓが高くても延伸ＭｎＳは生じにくい。この観点から、２５ｐｐｍ以上の添加が好ましい。ＲＥＭの含有量が０．０２％超であると、このような効果が飽和して経済性の低下を招く。このため、ＲＥＭの含有量は、０．０２％以下とする。ＲＥＭとしては、Ｌａ、Ｃｅ等を用いることができるが、ミッシュメタルを用いるのが簡便である。
【００６６】
Ｃａ：０．０００１〜０．０１０％
Ｃａは、鋼中Ｓを球形のＣａＳとして固定しＭｎＳの生成を抑制し、その圧延方向長さの総和Ｍを低減させる元素である。この点から、前述の数式（１）を満足するような含有量とすることが必要である。Ｃａの含有量が０．０００１％未満であると、ＭｎＳ等の硫化物の形態を球形化させる効果が十分得られないので、その下限を０．０００１％とする。また、Ｃａの含有量が０．０１０％超であると、延伸した形状の介在物となりやすいカルシウムアルミネートが多量に生じ、かえって介在物の圧延方向長さの総和Ｍを増大させてしまう恐れがある。このため、Ｃａの含有量の上限は０．０１０％以下とする。
【００６７】
また、Ｓ、ＲＥＭ及びＣａは、穴広げ性劣化の原因となるＭｎＳを可能な限り低減させるため、前述の数式（１）を満足するような含有量とする必要がある。この数式（１）を満たすことにより、鋼中のＭｎＳ量が低減して、介在物の圧延方向長さの総和Mを低減する効果が得られる。これにより、穴広げ率の平均値λave、亀裂発生抵抗値Jｉ、亀裂伝播抵抗値Ｔを改善する効果が得られる。数式（１）の左辺が０．００３超であると、これら特性値について本発明の目的とする効果が得られない。
｛［Ｓ］／３２−（［Ｃａ］／４０＋［ＲＥＭ］／１４０）｝×３２≦０．００３・・・式（１）
［Ｔｉ］、［Ｓ］、［Ｃａ］、［ＲＥＭ］：各成分の質量％での含有量
【００６８】
前述のように、ＲＥＭ、Ｃａの微細な粒化物が鋼中に多く含まれる場合、一様伸びが改善される（一様伸び≧１７％）ので、その観点からは式（２）、式（３）が満たす必要がある。
｛（［Ｃａ］／４０＋［ＲＥＭ］／１４０）｝×３２≧０．００１・・・式（２）
［Ｓ］≧０．００１・・・式（３）
【００６９】
また、更に一様伸びを改善する（一様伸び≧１９％）ためには、その観点からは式（２）´、式（３）´を満たす必要がある。
｛（［Ｃａ］／４０＋［ＲＥＭ］／１４０）｝×３２≧０．００４・・・式（２）´
［Ｓ］≧０．００４・・・式（３）´
［Ｓ］、［Ｃａ］、［ＲＥＭ］：各成分の質量％での含有量
【００７０】
以上が本発明の鋼に関わる基本的な元素である。本発明では、以上に加え、鋼の強度増加のため適宜下記の元素を添加しても良い。これらの元素の添加量の下限は、強度増加の効果を得るために設定されており、一方、上限は元素の添加により経済性が損なわれることを防ぐために設定されている。
Ｂ ：０．０００５〜０．００３％、
Ｃｕ：０．００１〜１．０％、
Ｃｒ：０．００１〜１．０％、
Ｍｏ：０．００１〜１．０％、
Ｎｉ：０．００１〜１．０％、
Ｖ ：０．０１〜０．２％、
Ｔｉ：０．００１〜０．０２％、
Ｎｂ：０．００１〜０．０５％
【００７１】
本発明に係る鋼板は、この基本成分の他の残部がＦｅ及び不可避的不純物からなることになる。なお、不可避的不純物としては、Ｏ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ等が挙げられ、これらをそれぞれ以下の範囲で含んでいても本発明の効果を失するものではない。
Ｏ≦０．００５％、
Ｚｎ≦０．０５％、
Ｐｂ≦０．０５％、
Ａｓ≦０．０５％、
Ｓｂ≦０．０５％、
また、本発明においては、必要に応じて、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｃｏ、Ｗ、Ｍｇを、合計１％以下含有していてもかまわない。
【００７２】
次に、本発明に係る熱延鋼板のミクロ組織、介在物の限定理由について説明する。
【００７３】
ミクロ組織は、フェライト組織、またはフェライト組織及びベイナイト組織とパーライト組織の一方または双方との混合組織である必要がある。これは、これらの組織の場合に、ミクロ組織全体の硬さが比較的均一となり、延性破壊が抑制されて、本発明の目的とする穴広げ率の平均値λave、亀裂発生抵抗値Ｊiを得ることが可能となるためである。また、ミクロ組織中には、マルテンサイトと残留オーステナイトの混合物である島状マルテンサイト（ＭＡ）と呼ばれる組織が若干残存する場合がある。これは、延性破壊を促進して穴広げ率の平均値λave等を劣化させるので、残存しない方が好ましいが、面積分率で３％以下であれば許容される。
【００７４】
介在物は、その圧延方向長さの総和Ｍが０．３８ｍｍ／ｍｍ２以下である必要がある。これは、総和Ｍが０．３８ｍｍ／ｍｍ２超である場合、鋼板の変形時において延性破壊が顕著に促進され、本発明の目的とする穴広げ率の平均値λave、亀裂発生抵抗値Ｊｉが得られなくなる。なお、この総和Ｍは、零であってもよい。
【００７５】
なお、ここでいう介在物は、例えば、鋼中のＭｎＳのことをいう。
【００７６】
また、これらミクロ組織、介在物の測定方法や、介在物の圧延方向長さの総和Ｍの定義は上述の通りである。
【００７７】
次に、本発明に係る熱延鋼板を製造するための製造方法について説明する。
【００７８】
製鋼工程においては、例えば、高炉等によって溶銑を得た後、転炉にて脱炭処理や合金添加を行い、その後、出鋼した溶鋼に各種の二次精錬装置で脱硫処理、脱酸処理等を行なうことによって、目的とする成分含有量の溶鋼を溶製する。
【００７９】
二次精錬工程においては、コスト上、脱硫材を用いた脱硫を行わず、Ｃａ、ＲＥＭを（１）式を満たす量添加し、延伸ＭｎＳを抑制する必要がある。高い一様伸びを得る為には（２）式、（３）式を満たすことが必要である。更に高い伸びを得るには（２）´式、（３）´式を満たすことが好ましい。
【００８０】
以上の条件で精錬を行った後、連続鋳造により鋳片を得る。鋳片の冷却速度は、１３５０℃〜１２５０の温度域において、延伸介在物長さＭを低減するため３℃／秒以上とする必要がある。以上の条件を満たせば、高温鋳片のまま熱間圧延機に直送してもよいし、この他に、室温まで冷却後に加熱炉によって再加熱した後にこれを熱間圧延するようにしてもよい。また、高炉によって溶銑を得る代替として、原料として鉄スクラップを使用し、これを電炉にて溶解した後、各種の二次精錬を行い、目的とする成分含有量の溶鋼を得るようにしてもよい。
鋳片の１３５０℃〜１２５０℃の温度域での冷却速度が大きすぎると冷却後の鋳片に割れが生じる可能性がある。この観点から鋳片の１３５０℃〜１２５０℃の温度域での冷却速度は５０℃／秒以下とすることが好ましい。
【００８１】
次に、連続鋳造等により得られた鋼片を熱間圧延する際の製造条件について説明する。
【００８２】
まず、連続鋳造等により得られた鋳片は、一度低温まで冷却した場合は、適宜、所定の熱間圧延が可能なように再び加熱炉にて加熱する。この際の加熱温度は、粗圧延、仕上げ圧延をＡｒ３温度以上のオーステナイト域で行うために十分高温とする必要があり、この観点から１１５０℃以上に加熱することが望ましい。
【００８３】
続いて、加熱炉より抽出した鋼片に対して粗圧延を行い、続いて仕上げ圧延を行う。
【００８４】
粗圧延では、延伸介在物長さＭをより低減する観点から高温での圧下率を低減することが好ましい。この観点から１１５０℃以上の圧下率を７０％以下とすることが必要である。
１１５０℃以上の圧下率が小さすぎると、所定の板厚を得る為に低温（１１５０℃以下）での大圧下が必要となり、その場合圧延荷重が過大となり操業上で好ましくない。この観点から１１５０℃以上の圧下率は４０％以上とすることが好ましい。
【００８５】
その後の仕上圧延工程では、その終了温度がＡｒ３℃以上、Ａｒ３＋２００℃以下となるようにする。この終了温度をＡｒ３℃以上としたのは、その終了温度がＡｒ３温度以下であると得られる鋼板の表層が混粒となり、成形性が劣化するためである。仕上げ圧延温度の上限をＡｒ３＋２００℃としたのは、仕上げ圧延温度が高すぎると粒径が過大となり引張強度が劣化するためである。
【００８６】
なお、Ａｒ３は、下記数式（８）から求められる。下記数式（８）における［Ｃ］、［Ｓｉ］等は、それぞれ鋼中における質量％での各成分の含有量を意味する。
Ａｒ３＝８６８−３９６×［Ｃ］＋２５×［Ｓｉ］−６８×［Ｍｎ］−３６×［Ｎｉ］−２１×［Ｃｕ］−２５×［Ｃｒ］＋３０×［Ｍｏ］ ・・・（８）
続いて、仕上圧延工程により得られた鋼板をランアウトテーブル等で冷却する。この冷却工程では、冷却速度を１０℃／ｓｅｃ以上とする必要がある。これは、冷却速度が１０℃／ｓｅｃ未満であると、結晶粒径が粗大化し、強度の低下を招くためである。
冷却速度が大きすぎると冷却中の相変態（フェライト変態）が抑制され、得られる鋼板の強度が過大となる。この観点から冷却速度は６０℃／秒以下が好ましい。
【００８７】
続いて、冷却された鋼板を巻き取り装置等により巻き取る。この巻き取り工程では、７００℃以下の温度域において鋼板を巻き取ること必要となる。これは、７００℃超の温度域において鋼板を巻き取ると、結晶粒径が粗大化し、強度の低下を招くためである。また巻取り温度は４００℃以上とする必要がある。これは巻取り温度が４００℃未満の場合、鋼板の固溶Ｃ、固溶Ｎが増大し、時効性が劣化し、腰折れが発生し易くなり、鋼板の表面性状を損なう可能性があるためである。
【００８８】
以上が本発明に係る熱間圧延工程の製造条件となるが、熱間圧延工程の終了後に、鋼板の形状の矯正を図ることを目的として、スキンパス圧延をするようにしてもよい。また、熱間圧延工程の終了後に酸洗してもよい。
【００８９】
また、熱間圧延工程終了後に溶融めっき法によりめっき処理をして、鋼板の耐食性を向上させるようにしてもよい。また、溶融めっきに加えて合金化処理をするようにしてもよい。
【実施例】
【００９０】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
【００９１】
まず、表１に示すような鋼成分Ａ〜Ｍの組成からなる鋼を連続鋳造でスラブとし、表２−１に示す条件で熱間圧延を行い、板厚２．９ｍｍの鋼板を得た。得られた鋼板のミクロ組織、介在物、機械的特性も表2−２に示す。ミクロ組織、介在物の測定方法や機械的性質の測定方法は、上述の通りである。表1〜表2における下線は、本発明の範囲外である、又は、好ましい範囲外であることを意味する。
【００９２】
【表１】
【００９３】
【表２−１】
【００９４】
【表２−２】
【００９５】
鋼番１〜１０は組成、製造条件共に本発明の要件を満たすものであり、良好な穴広げ率λ（％）、穴広げ率のばらつきσλ（％）、一様伸びＵ．Ｅｌ、亀裂発生抵抗値（Ｊｉ値）、疲労限度比を示す。
【００９６】
鋼番５、６は、組成が式（２）´、式（３）´も満たしているため、一様伸びが特に良好である。
【００９７】
鋼番１１は、Ｓが所定より高く、そのため延伸介在物が多量に生成し式（１）が満たされておらず、そのため、穴広げ率λ（％）、穴広げ率のばらつきσλ（％）、亀裂発生抵抗値Ｊｉ、疲労限度比が劣位である。
【００９８】
鋼番１２、１３は組成が式1の値を満たしていない。このため、そのため延伸介在物が多量に生成しており、そのため、穴広げ率λ（％）、穴広げ率のばらつきσλ（％）、Ｊｉ、疲労限度比が劣位である。
【００９９】
鋼番１４、１５、１６は式（２）、式（３）が満たされていない。このため一様伸びが小さい。
【０１００】
鋼番１７、１８は鋳片の冷却速度が遅い。このため、延伸介在物長さＭが大きく、そのため、穴広げ率λ（％）、穴広げ率のばらつきσλ（％）、Ｊｉ、疲労限度比が劣位である。
【０１０１】
鋼番１９は粗圧延での１１５０℃以上の圧下率が所定より大きい。そのため、延伸介在物長さＭが小さく、穴広げ率λ（％）、穴広げ率のばらつきσλ（％）、Ｊｉ、疲労限度比が特に劣位である。
【符号の説明】
【０１０２】
１ノッチ付試験片
２支持点
３荷重点
４強制変位
５疲労試験片
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ ：０．０１〜０．３％、
Ｓｉ ：０．００１〜２．０％、
Ｍｎ ：０．０１〜２．０％、
Ｐ ：０．０２％以下、
Ｓ ：０．００１〜０．０１％、
Ａｌ ：０．００５〜１．０％、
Ｎ ：０．０２％以下、
ＲＥＭ：０．０００１〜０．０２％、
Ｃａ ：０．０００１〜０．０１％
を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる鋼板であって、
下記の式（１）、（２）、（３）を満足し、
ミクロ組織がフェライト組織のみ、またはフェライト組織、及びベイナイト組織とパーライト組織の一方もしくは双方との混合組織からなるとともに、
圧延方向の直線上に隣り合う他の介在物に対して５０μｍ以下の間隔を空けて並んだ長径が３μｍ以上である介在物の集まりからなる圧延方向長さが３０μｍ以上の介在物群と、圧延方向の直線上に隣り合う他の介在物に対して５０μｍ超の間隔を空け、圧延方向長さが３０μｍ以上である介在物との断面１ｍｍ２当たりの圧延方向長さの総和が０．３８ｍｍ以下であり、円相当径が１．０μｍ以上の介在物の個数密度が２００個／ｍｍ２以上２０００個／ｍｍ２以下であることを特徴とする成形性及び破壊特性に優れた熱延鋼板。
｛［Ｓ］／３２−（［Ｃａ］／４０＋［ＲＥＭ］／１４０）｝×３２≦０．００３・・・式（１）
｛（［Ｃａ］／４０＋［ＲＥＭ］／１４０）｝×３２≧０．００１・・・式（２）
［Ｓ］≧０．００１・・・式（３）
［Ｓ］、［Ｃａ］、［ＲＥＭ］：各成分の質量％での含有量
【請求項２】
下記式（２）´、（３）´を満足し、
円相当径が１．０μｍ以上の介在物の個数密度が４００個／ｍｍ２以上２０００個／ｍｍ２以下であることを特徴とする請求項１に記載の熱延鋼板。
｛（［Ｃａ］／４０＋［ＲＥＭ］／１４０）｝×３２≧０．００４・・・式（２）´
［Ｓ］≧０．００４・・・式（３）´
［Ｓ］、［Ｃａ］、［ＲＥＭ］：各成分の質量％での含有量
【請求項３】
更に、質量％で、
Ｂ ：０．０００５〜０．００３％
Ｃｕ ：０．００１〜１．０％、
Ｃｒ ：０．００１〜１．０％、
Ｍｏ ：０．００１〜１．０％、
Ｎｉ ：０．００１〜１．０％
Ｖ ：０．０１〜０．２％
Ｔｉ：０．００１〜０．０２％
Ｎｂ：０．００１〜０．０５％
の何れか一種又は二種以上を含有することを特徴とする請求項１〜２に記載の成形性及び破壊特性に優れた高強度熱延鋼板。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の成分を含有する鋼片を鋳造しスラブとした後、１３５０℃〜１２５０℃の間を平均冷却速度３℃／秒以上の冷却速度で１２５０℃以下まで冷却し、続いて、続く熱間圧延工程にて、粗圧延での１１５０℃以上の圧下率を７０％以下とし、仕上圧延をその終了温度をＡｒ３以上Ａｒ３＋２００℃以下として行い、続いて冷却速度を１０℃／ｓｅｃ以上として冷却を行い、続いて４００℃以上７００℃以下の温度域において巻き取ることを特徴とする成形性及び破壊特性に優れた高強度熱延鋼板の製造方法。
【請求項１】
質量％で、
Ｃ ：０．０１〜０．３％、
Ｓｉ ：０．００１〜２．０％、
Ｍｎ ：０．０１〜２．０％、
Ｐ ：０．０２％以下、
Ｓ ：０．００１〜０．０１％、
Ａｌ ：０．００５〜１．０％、
Ｎ ：０．０２％以下、
ＲＥＭ：０．０００１〜０．０２％、
Ｃａ ：０．０００１〜０．０１％
を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる鋼板であって、
下記の式（１）、（２）、（３）を満足し、
ミクロ組織がフェライト組織のみ、またはフェライト組織、及びベイナイト組織とパーライト組織の一方もしくは双方との混合組織からなるとともに、
圧延方向の直線上に隣り合う他の介在物に対して５０μｍ以下の間隔を空けて並んだ長径が３μｍ以上である介在物の集まりからなる圧延方向長さが３０μｍ以上の介在物群と、圧延方向の直線上に隣り合う他の介在物に対して５０μｍ超の間隔を空け、圧延方向長さが３０μｍ以上である介在物との断面１ｍｍ２当たりの圧延方向長さの総和が０．３８ｍｍ以下であり、円相当径が１．０μｍ以上の介在物の個数密度が２００個／ｍｍ２以上２０００個／ｍｍ２以下であることを特徴とする成形性及び破壊特性に優れた熱延鋼板。
｛［Ｓ］／３２−（［Ｃａ］／４０＋［ＲＥＭ］／１４０）｝×３２≦０．００３・・・式（１）
｛（［Ｃａ］／４０＋［ＲＥＭ］／１４０）｝×３２≧０．００１・・・式（２）
［Ｓ］≧０．００１・・・式（３）
［Ｓ］、［Ｃａ］、［ＲＥＭ］：各成分の質量％での含有量
【請求項２】
下記式（２）´、（３）´を満足し、
円相当径が１．０μｍ以上の介在物の個数密度が４００個／ｍｍ２以上２０００個／ｍｍ２以下であることを特徴とする請求項１に記載の熱延鋼板。
｛（［Ｃａ］／４０＋［ＲＥＭ］／１４０）｝×３２≧０．００４・・・式（２）´
［Ｓ］≧０．００４・・・式（３）´
［Ｓ］、［Ｃａ］、［ＲＥＭ］：各成分の質量％での含有量
【請求項３】
更に、質量％で、
Ｂ ：０．０００５〜０．００３％
Ｃｕ ：０．００１〜１．０％、
Ｃｒ ：０．００１〜１．０％、
Ｍｏ ：０．００１〜１．０％、
Ｎｉ ：０．００１〜１．０％
Ｖ ：０．０１〜０．２％
Ｔｉ：０．００１〜０．０２％
Ｎｂ：０．００１〜０．０５％
の何れか一種又は二種以上を含有することを特徴とする請求項１〜２に記載の成形性及び破壊特性に優れた高強度熱延鋼板。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の成分を含有する鋼片を鋳造しスラブとした後、１３５０℃〜１２５０℃の間を平均冷却速度３℃／秒以上の冷却速度で１２５０℃以下まで冷却し、続いて、続く熱間圧延工程にて、粗圧延での１１５０℃以上の圧下率を７０％以下とし、仕上圧延をその終了温度をＡｒ３以上Ａｒ３＋２００℃以下として行い、続いて冷却速度を１０℃／ｓｅｃ以上として冷却を行い、続いて４００℃以上７００℃以下の温度域において巻き取ることを特徴とする成形性及び破壊特性に優れた高強度熱延鋼板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２２４９１５（Ｐ２０１２−２２４９１５Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９３５２３（Ｐ２０１１−９３５２３）
【出願日】平成２３年４月１９日（２０１１．４．１９）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１９日（２０１１．４．１９）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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