説明

耐遅れ破壊特性に優れたホットプレス用めっき鋼板及びその製造方法

【課題】強度、成形性、耐食性及び耐遅れ破壊特性に優れたホットプレス用のめっき鋼板とその製造方法を提供する。
【解決手段】C:0.1〜0.5%、Si:0.05〜2%、Mn:0.1〜3%、さらにTi:0.005〜1%、Nb:0.01〜1%、V:0.01〜1%、Mo:0.01〜1%、W:0.005〜1%、Zr:0.005〜0.1%、Cu:0.01〜3%、Y:0.005〜0.5%、Mg:0.005〜1%、La:0.005〜0.1%、 Ce:0.005〜0.1%のうち1種類以上を含有し、表面にアルミニウム又は亜鉛を主体とするめっきが施され、鋼板中の水素量が、Hmax−Ht≧0.07ppmの関係を満たすホットプレス用の鋼板とする。ただし、式において、Hmaxは鋼板がトラップすることができる最大の非拡散性水素量であり、Htはめっき後の鋼板中にトラップしている非拡散性水素量である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、高温でのプレスにより製造される自動車部材の構造部材に代表されるような強度が必要とされる部材に使用されるめっき鋼板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車の燃費改善及び衝突安全性の確保の観点から、自動車に使用される鋼板の高強度化が望まれているが、鋼板の強度が高まるほど、延性や穴拡げなどの成形性が劣化してしまう。
そこで、近年では、特許文献1に開示されているように、鋼板をオーステナイトの単相域に加熱し、その後プレス成型にて冷却を施し焼き入れを行う、いわゆるホットスタンプの技術が開示されており、高強度でありながら自動車用の部材を作りこむことができる。
【0003】
しかし、1000MPaを超えるような薄鋼板では遅れ破壊が問題となる。そこで、特許文献2に開示されているように、鋼板に析出物や介在物を内在させて、水素をトラップすることにより耐遅れ破壊特性を改善させる方法が提案されている。
一方、自動車用の部材に使用する鋼板には、耐食性が必要であることが多く、特許文献3に開示されているようにめっき鋼板を使用することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2001−181833号公報
【特許文献2】特開2005―097725号公報
【特許文献3】特願2001−109121号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
鋼材の強度が高くなるほど遅れ破壊が起こりやすくなる。特に、本発明が対象とするめっき鋼板では、表面にめっきを施すことによって水素が鋼板中に残留し、遅れ破壊が起こりやすくなる。特許文献2のように析出物や介在物を内在させる方法も考えられるが、一般的に、自動車部材と使用される鋼板には、合金コストの観点から、鋼中に析出物を作る元素であるMo、V、及び/又はNb等のマイクロアロイ元素の量を多くすることは望ましくない。したがって、鋼中の析出物や介在物の量が少なくなってしまう。
【0006】
また、めっき鋼板中に析出物及び/又は介在物が存在する場合、析出物及び/又は介在物には水素がトラップされる。前述のように析出物や介在物が比較的少ない場合、ほぼ全ての析出物及び/又は介在物は水素をトラップしているため、鋼の端部やめっき表面の疵などから侵入してきた水素は応力集中部に拡散しやすく、析出物や介在物を内在させた効果を発揮することが出来ない。したがって、めっき鋼板中の析出物や介在物を遅れ破壊に対して有効に活用できる鋼板及びその製造方法が必要となっている。
【0007】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、高温成形後に1000MPa以上の強度を得ることができ、かつその後の耐遅れ破壊性に優れたアルミめっき鋼板、亜鉛めっき鋼板、及びアルミ-亜鉛めっき鋼板及びその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは、上記課題を解決するため種々の検討を実施した。その結果、熱延の後に施される酸洗後に鋼材を十分放置し、かつ、めっきを施す際の雰囲気、温度及び時間を制御することによって耐水素脆化特性に優れたホットプレス用のめっき鋼板が製造できることを見出した。
その本発明の要旨するところは下記のとおりである。
【0009】
(1) 質量%で、C:0.1〜0.5%、Si:0.05〜2%、Mn:0.1〜3%、さらに、Ti:0.005〜1%、Nb:0.01〜1%、V:0.01〜1%、Mo:0.01〜1%、W:0.005〜1%、Cu:0.01〜3%、Zr:0.005〜0.1%、Y:0.005〜0.5%、Mg:0.005〜1%、La:0.005〜0.1%、Ce:0.005〜0.1%のうち1種類以上を含有し、鋼板表面にアルミニウム又は亜鉛を主体とするめっきが施され、鋼板中の水素量が下記の(式1)を満たすことを特徴とするホットプレス用の鋼板。
Hmax−Ht≧0.07ppm ・・・(式1)
ここで、Hmax:鋼板がトラップすることができる最大の非拡散性水素量(ppm)、Ht:めっき後の鋼板中にトラップしている非拡散性水素量(ppm)である。
【0010】
(2)さらに、質量%で、B:0.0003〜0.0010%、Ni:0.01〜5%のうち1種類以上を含有することを特徴とする(1)記載のホットプレス用の鋼板。
(3)さらに、質量%で、Al:0.005〜1%を含有することを特徴とする(1)又は(2)記載のホットプレス用の鋼板。
(4)さらに、質量%で、Sn:0.005〜0.1%、Sb:0.005〜0.1%のうち1種類以上を含有することを特徴とする(1)から(3)のいずれかに記載のホットプレス用の鋼板。
【0011】
(5)鋼板を焼鈍及びめっきするに際し、焼鈍炉に入れる前の鋼板の非拡散性水素量が下記の(式2)を満たし、焼鈍炉中の水素濃度が10%以下及び露点が0℃以下で、650℃以上、{(Ac1+Ac3)/2+(Ac3−Ac1)/4}以下の温度にて鋼板を焼鈍した後に、鋼板表面にアルミニウム又は亜鉛を主体とするめっきを施すことを特徴とする(1)から(4)の何れかに記載のホットプレス用の鋼板の製造方法。
(Hmax−Hb)≧0.03ppm ・・・(式2)
ここで、Hmax:鋼板がトラップすることができる最大の非拡散性水素量(ppm)、Hb:焼鈍前の鋼板中にトラップしている非拡散性水素量(ppm)である。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、高温成形後に高強度となる高温成形性に優れ、かつ、耐遅れ破壊特性に優れたアルミめっき鋼板、亜鉛めっき鋼板、又は亜鉛―アルミめっき鋼板が製造でき、工業的に価値の大きなものである。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】焼鈍前の非拡散性水素量Hbに及ぼす酸洗から焼鈍までの時間の影響を示す図である。
【図2】Hmax−Htに及ぼす露点の影響を示す図である。
【図3】Hmax−Htに及ぼす炉内水素量の影響を示す図である。
【図4】Hmax−Htに及ぼす最高加熱温度の影響を示す図である。
【図5】割れ発生時間に及ぼすHmax−Htの影響を示す図である。
【図6】焼鈍前後の非拡散性水素量を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
まず、本発明において重要になる鋼中水素量について説明する。
耐遅れ破壊特性を向上させるためには、水素を応力集中部に拡散させないようにすることが必要となる。そのための手段として、水素のトラップサイトとして、水素との結合エネルギーの高い介在物や析出物が用いられる。外部から侵入してくる水素をトラップすることによってこの効果が得られる。本発明のめっき鋼板においても、めっきのついていない鋼板の端部やめっきがはがれた場合の補償のためにも必要である。
しかし、めっき鋼板の場合には、水素がすでにトラップされていると、水素が鋼板の外に抜けることがないため、新たに入ってきた水素をトラップ出来ず、上記の効果は得られない。
【0015】
そこで、精査したところ下記の(式1)を満たすことによって、耐遅れ破壊特性に及ぼす介在物及び析出物の効果を確認した。
Hmax−Ht≧0.07ppm ・・・(式1)
ここで、Hmax:鋼板がトラップすることができる最大の非拡散性水素量(ppm)、Ht:めっき後の鋼板中にトラップしている非拡散性水素量(ppm)である。
【0016】
これは、非拡散性水素のトラップサイトが水素を0.07以上トラップすることが出来るということを意味しており、この式を満たすことによって、応力集中部への水素の拡散を防げることを意味する。
【0017】
次に、鋼成分を限定した理由について述べる。なお、元素の含有量の%は、質量%を示す。
C:0.1〜0.5%
Cは冷却後のオーステナイトから急冷して出来る組織であるマルテンサイトの強度を確保するために必要な元素である。強度を1000MPa以上確保するためには、0.1%以上添加する必要があるが、添加しすぎると靭性が大きく劣化し衝撃変形時の強度確保が困難であるためその上限を0.5%とした。
【0018】
Si:0.05〜2%
Siは固溶強化元素であり、比較的安価に鋼板の強度を上昇させることができ、0.05%以上で効果が認められるが、2%を超えて添加しても効果が飽和し、また。めっき性が大きく劣化するため、その上限を2%とした。
【0019】
Mn:0.1〜3%
Mnは、焼き入れ性の観点から有用な元素であり、0.1%以上で効果が認められるが、3%を超えて添加してもコストが上昇し、また効果が飽和するため、上限を3%とした。
【0020】
P:0.1%以下
Pは固溶強化元素であり、比較的安価に鋼板の強度を上昇させることができる。ただし、添加量が大きくなると、靭性や耐遅れ破壊特性を劣化させるため上限を0.1%とした。
【0021】
S:0.03%以下
Sは不可避的に含まれる元素であり、多くなると靭性を劣化させるため低いほど好ましく、0.03%以下にすることで加工性に対する加工性の問題が小さくなるため0.03%以下とするのが好ましい。
【0022】
本発明では、さらに以下の元素の1種以上を含有する。
Ti:0.005〜1%
TiはNとTiNをつくる観点から添加したほうが好ましい。Nは低減しても10ppm程度あるためNを固定するためには下限を0.005%とする必要がある。また、炭素と炭化物を造り、水素をトラップする効果があるため、Tiを入れるほど耐水素脆化特性が上昇する。しかし、1%を超える量を入れると、固溶炭素量が減少し、マルテンサイトの強度を低減し、また、靭性が大きく劣化するため上限を1%とした。
【0023】
Nb:0.01〜1%
NbはNbNを作る観点から添加することができ、質量%にてNの約6.6倍添加することが必要であるが、Nは低減しても10ppm程度であるので下限を0.01%とした。また、Nbはホットスタンプ後の組織であるマルテンサイトの旧オーステナイト粒径を微細化し、鋼の靭性を上げることができ、またNbCを造り、水素をトラップして耐水素脆化特性を向上させることができる。しかし1%を超える量を添加すると焼き入れ性が低減し、強度が低減するため、その上限を1%とした。
【0024】
V:0.01〜1%
Vは焼き入れ性の観点からも有用な元素であり、0.01%以上にて効果を発揮する。また、VCを作ることによって水素をトラップし耐水素脆化特性を向上させることができる。しかし、1%を超えて添加すると、焼き入れ性が低くなり、強度が低減し、またコストも高いことから上限を1%とした。
【0025】
Mo:0.01〜1%
Moは焼き入れ性の観点から有用な元素であり、0.01%以上にて効果を発揮する。また、Moを添加することによって炭化物をつくる。この炭化物は水素をトラップするため耐水素脆化特性が向上する。しかし、1%を超えて添加すると、焼き入れ性が低くなり、強度が低減し、またコストも高いことから上限を1%とした。
【0026】
W:0.005〜1%
Wは焼き入れ性の観点から有用な元素であり、0.005%以上にて効果を発揮する。また、Moを添加することによって炭化物をつくる。この炭化物は水素をトラップするため耐水素脆化特性が向上する。しかし、1%を超えて添加すると、焼き入れ性が低くなり、強度が低減し、またコストも高いことから上限を1%とした。
【0027】
Cu:0.01〜3%
Cuは焼き入れ性に加え靭性の観点でも有用な元素であり、0.01%以上にて効果を発揮する。また、Cuが析出し、周辺に整合ひずみをつくり、水素がトラップされるため耐水素脆化特性が向上する。ただし3%を超えて添加しても効果は飽和しまたコストを上昇させるばかりでなく鋳片性状の劣化や熱間圧延時のわれや疵発生を生じさせるためその上限を3%とした。
【0028】
Zr:0.005〜0.1%、La:0.005〜0.1%、Ce:0.005〜0.1%、Y:0.005〜0.5%、Mg:0.005〜1%
これらの元素は酸素と結び付き、酸化物を形成する。これらの酸化物は水素を急増することができるため、耐水素脆化特性を向上させる。この効果を得るためには0.005%以上の添加が必要である。しかし、Zr:0.1%、La:0.1%、Ce:0.1%、Y:0.5%、Mg:1%を超える量を添加するとその効果が飽和し、また、コストが上昇するためその上限をそれぞれZr:0.1%、La:0.1%、Ce:0.1%、Y:0.5%、Mg:1%とした。
【0029】
本発明は、以上の元素よりなり、残部Fe及び不可避的不純物よりなる組成を、鋼板の基本の組成とするが、さらに、必要に応じて以下の元素も含有できる。
【0030】
B:0.0003〜0.0010%
Bも焼き入れ性の観点から有用な元素であり必要に応じて添加される。Bを0.0003%以上添加するとその効果が得られる。しかし。0.0010%を超えて添加してもその効果は飽和し、また鋳造欠陥や熱間圧延時の割れを生じさせるなどの製造性の低下を生じるため、上限を0.0010%とした。
【0031】
Ni:0.01〜5%
Niは焼き入れ性に加え、耐衝撃特性の改善に繋がる低温人生の観点で有用な元素であり、必要に応じて添加される。Niは0.01%以上の添加でその効果を発揮する。しかし、5%を超えて添加してもその効果は飽和し、またコストを上昇させるため上限を5%とした。
【0032】
Al:0.005〜1%
AlはN固定の観点から必要に応じて添加することができ、また脱酸剤としても有用である。添加する場合には、鋼中に0.005%以上含有させることが必要であるが、1%を超えて添加すると上記の観点では効果が飽和し、かつ焼き入れ性の低減につながり強度の確保が困難になるため上限を1%とした。
【0033】
Sn:0.005〜0.1%、Sb:0.005〜0.1%
Sn、Sbはめっき性の濡れ性や密着性を向上させるのに有効な元素であり、必要に応じて0.005%〜0.1%添加できる。いずれも、0.005%未満では効果が認められず、0.1%を超えて添加すると製造時の疵が発生しやすくなったり、また、靭性の低下を引き起こしたりするため、上限を0.1%とした。
【0034】
その他の成分については特に規定しない。スクラップなどからAsなどが混入する場合があるが通常の範囲内であれば本発明鋼の特性には影響しない。
【0035】
また、介在物の分散状態は例えば以下の方法により定量的に測定される。
母材鋼板の任意の場所から抽出レプリカ試料を作成し、これを前記の透過電子顕微鏡(TEM)を用いて倍率は5000〜20000倍で少なくとも5000μm以上の面積にわたって観察し、対象となる複合介在物の個数を測定し、単位面積当たりの個数に換算する。この時、介在物と析出物の同定にはTEMに付属のエネルギー分散型X線分光法(EDS)による組成分析とTEMによる電子線回折像の結晶構造解析によって行われる。このような同定を測定する全ての複合介在物に対して行うことが煩雑な場合、簡易的に次に手順による。まず、対象となるサイズの個数を形状、サイズ別に上記の要領にて測定し、これらのうち、形状、サイズの異なる全てに対し、各々10個以上に対し上記の要領にて同定を行い、酸化物と介在物の割合を算出する。
【0036】
次に、本発明のめっき鋼板の製造方法について説明する。
本発明では、鋼板中の水素量の制御及び組織制御のため焼鈍の条件を以下のようにしている。
焼鈍後にめっきを施すために、めっき浴の温度以上の温度である650℃以上に加熱する。しかし、(Ac1+Ac3)/2+(Ac3−Ac1)/4を超えた温度以上では水素量が多量となる。これは、当該温度以上になると急激に水素の溶解度が高いオーステナイトが急激に増加するためであると考えられる。このため、(Ac1+Ac3)/2+(Ac3−Ac1)/4以下の温度での焼鈍とした。
【0037】
なお、Ac1、Ac3は各元素の含有量(質量%)を用いた以下の式によって計算される。
Ac3=910−203×√C−15.2Ni+44.7Si+104V
+31.5Mo+13.1W
Ac1=723−10.7Mn−16.9Ni+29.1Si+16.9Cr
+290As+6.38W
【0038】
また、水素侵入量は焼鈍の雰囲気によって大きく変化する。検討を行った結果、焼鈍炉中の水素濃度を10%以下にし、露点を0℃以下にし、その後アルミニウム又は亜鉛を主体とするめっきを施こすことによって水素の侵入を抑制できる。ただし、炉中の水素濃度は3%未満にすると効果があまりなく、またコストもかかるため下限を3%以上とすることが望ましい。また、露点を−30℃未満とすると表面に酸化物が出来やすくなり、その後のめっきのぬれ性や合金化に影響を与えるため下限を−30℃とすることが望ましい。
【0039】
また、本発明の製造方法は、焼鈍前の鋼中の非拡散性水素量が下記の(式2)を満たす必要がある。
(Hmax−Hb)≧0.03ppm ・・・(式2)
ここで、Hmax:鋼板がトラップすることができる最大の非拡散性水素量(ppm)、Hb:焼鈍前の鋼板中にトラップしている非拡散性水素量(ppm)である。
【0040】
このように規定するのは、焼鈍において、焼鈍温度、時間、雰囲気制御を上記のように行ったとしても、水素の侵入を完全には抑制することが出来ないため、もとの水素量が多い場合にはその効果が小さくなるためである。
【0041】
焼鈍前の鋼板中の水素は主に酸洗工程で侵入している。本発明では析出物や介在物が水素をトラップするため、水素が鋼板中から抜けにくいことが問題となるのである。鋼板中から水素を抜くためには、たとえば、酸洗から焼鈍までの時間を十分に長くする方法や、Ar雰囲気下にて400℃以上の温度に加熱する方法があるが、水素を抜く方法はこれにこだわらない。ちなみに、本発明者らは検討を行い、酸洗から焼鈍までの時間を48時間以上とすることによって、達成できることを確認している。
【0042】
上記の焼鈍の条件を満たせば、その他の工程、つまり、熱延、酸洗及び冷間圧延は通常の方法でよい。
熱間圧延は通常の熱延工程、あるいは仕上げ圧延においてスラブを接合し圧延する連続化熱延工程のどちらでも可能である。前述した成分範囲の鋼を鋳造し、得られたスラブを、熱を帯びたまま又は再加熱した後に熱間圧延を行う。再加熱の温度は、生産性を考慮して1000℃から1300℃の範囲とするとよい。
その後の熱間圧延条件である圧延終了温度は生産性や板厚精度、又異方性改善の観点からAr3変態点以上とすることが望ましい。
【0043】
熱延後の冷却は、巻き取り温度が500℃以上750℃以下になるようにコントロールしたほうがよい。なぜならば、500℃未満の場合には、熱延板の強度が高くなりその後の冷延が困難になり、一方、750℃を超える場合にはその後の酸洗性が劣化するためである。また、析出物を析出させるために、は550〜700℃で保持する必要がある。
酸洗は表面のスケールがとれる方法ならどのような条件でも構わない。但し、前述のように、酸洗時に多量の水素が鋼中に侵入するため、焼鈍までの時間を十分確保する必要がある。
【0044】
冷間圧延は、必要な板厚にするために行えばよい。但し、冷間圧延率が30%未満の場合、焼鈍−めっき後の金属組織が粗大な粒となり、その後のホットスタンプ後の組織もその形態を引きずり強度や延性を若干低下させる。したがって、冷間圧延率は30%以上であることが望ましい。
【0045】
めっきの条件は耐食性が確保できる常法でよい。つまり、アルミめっきであれば浴中Si濃度は5〜12%が適しており、亜鉛めっきであれば、浴中Al濃度は0.1〜50%が適している。また。アルミめっき層中にMgやZnが混在しても、又はアルミ―亜鉛めっき層中にMgが混在しても特に問題なく同様の特性の鋼板を製造することができる。また、当該めっきの前にNiやFeなどのめっき性を向上させる金属プレめっきを施してもよい。ただし、プレめっきを行う場合には、その直前に鋼中の水素量が(式2)を満たすように酸洗から当該プレめっきの前の時間を確保することが必要である。
【実施例】
【0046】
次に、本発明に至った経緯を、実施例を用いて説明する。
表1に示す成分の鋼を溶製し50kgの鋼塊とし、1250℃の温度に再加熱後、表2に示す条件で熱延、酸洗、冷間圧延を施した。酸洗終了から焼鈍までの時間は表3、4に示すとおりである。その後、表3、4に示す条件にて焼鈍―アルミめっきを行った。
また、鋼板母材より抽出レプリカ試料を作成し、酸化物と析出物の粒径、個数を測定し、単位面積当たりの個数に換算した.これを表3、4に表記する。
【0047】
【表1】

【0048】
【表2】

【0049】
【表3】

【0050】
【表4】

【0051】
以上のようにして得られためっき鋼板にホットスタンプ処理を施した。加熱の条件は、露点−35℃の窒素雰囲気、温度は900℃、加熱時間は5分である。その後、常温の金型でプレス成型を行い、高強度の鋼を造り込んだ。
ホットスタンプ処理により得られた鋼の一部に冷間で打ち抜き加工を施した。打ち抜きの条件は、ポンチ10mmφ、ダイス0.5mmφ、クリアランスは15.6%、打ち抜き速度は20mm/minである。なお、打ち抜き速度やクリアランスを変化させても評価結果は大きくは変わらない。
【0052】
その後、耐遅れ破壊特性を確認するため、以下の加速試験を行った。
まず、水素を導入するために、表面の一部のめっきを剥がし、その後5min以内に水素チャージを行った。
5min以内と時間を制限したのは、めっきを剥がしたことによって表面から水素の侵入や脱水素を防ぐためである。5min以内に実施不可能な場合には、液体窒素中に保管し、水素の拡散を抑制した。
また、上記のようにめっきの一部を剥がしたのは、なんらかの原因で入る可能性がある表面に疵や、めっきが施されていない端部を模擬したものである。このような部分は、腐食が進み水素が侵入しやすく、それを水素チャージにて模擬したのである。
【0053】
以上の条件にて水素チャージを行い、1時間毎に打ち抜き部の打ち抜き端部を観測し、割れを確認したサンプルについては試験を終了した。この試験は最長で48時間とした。このように時間を制限したのは、それ以上試験を行っても、水素のトラップサイトが水素で埋め尽くされており、鋼中の水素量の変化が小さいためである。
加速試験の結果は表3、4の通りである。
【0054】
上記の加速試験終了後に10分以内にせん断加工して、試験片を作成し、試験片を石英管中に入れ、管中をArにて置換した後、100℃/hrにて昇温し、800℃までに発生した水素をガスクロマトグラフにより測定する、いわゆる昇温法にて水素量を測定した。250℃未満の温度域にて観測された水素量を拡散性水素量、250℃以上の温度域にて観測された水素量を非拡散性水素量Htとした。
また、各鋼種について、100時間水素チャージを行い、非拡散性水素量の最大値Hmaxを決定した。ちなみに、100時間以上水素チャージを行っても非拡散性水素量が増えないことを確認している。
【0055】
酸洗から焼鈍までの時間と焼鈍前の非拡散性水素量Hbとの関係を図1に示す。酸洗から焼鈍までの時間が長いほど非拡散性水素量が多くなることがわかる。ただし、例えば鋼種Vなどは拡散性水素のトラップサイトがないため、非拡散性水素は時間に依らず観測されなかった。
【0056】
(Hmax−Hb)の値、炉内水素量及び焼鈍温度が本発明範囲にある場合において、(Hmax−Ht)の値に及ぼす焼鈍時露点の影響を図2に示す。露点が0℃以下の場合には、侵入量が少ないことが分かる。
(Hmax−Hb)の値、炉内露点及び焼鈍温度が本発明範囲にある場合において、(Hmax−Ht)の値に及ぼす炉内水素量の影響を図3に示す。炉内水素量が10%以下の場合には、侵入量が少ないことが分かる。
(Hmax−Hb)の値、炉内露点及び炉内水素濃度が本発明範囲にある場合において、(Hmax−Ht)の値に及ぼす焼鈍の最高加熱温度の影響を図4に示す。最高加熱温度が(Ac1+Ac3)/2+(Ac3−Ac1)/4以下の場合には、侵入量が少ないことが分かる。
【0057】
図5に(Hmax−Ht)の値と割れ発生時間の関係を示す。(Hmax−Ht)が大きいほど、水素チャージ終了時間が長くなることがわかる。(Hmax−Ht)≧0.07の場合に、水素チャージ終了時間が大きく長時間化しており、耐水素脆化特性が改善していることがわかる。また、比較鋼として非拡散性水素のトラップサイトがほとんどない鋼種を示しているが、水素チャージ終了時間は短く、耐遅れ破壊特性が悪いことがわかる。この傾向については、表3、4に示すデータからもわかるように、どの鋼種も同様の傾向を示している。
【0058】
焼鈍条件である露点及び炉内水素濃度が本発明範囲の場合において、HbとHtの関係を図6に示す。Hbが大きいほどHtも大きくなる。焼鈍前にトラップされていた非拡散性水素が多いと、焼鈍時にはほとんど抜けずに焼鈍時に水素がさらに侵入するためである。焼鈍の条件を満たしても0.04ppm程度水素が侵入することから、Hmax−Ht≧0.07とするためには、Hmax−Hb≧0.03とすることが必要である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
質量%で、C:0.1〜0.5%、Si:0.05〜2%、Mn:0.1〜3%、
さらに、Ti:0.005〜1%、Nb:0.01〜1%、V:0.01〜1%、Mo:0.01〜1%、W:0.005〜1%、Cu:0.01〜3%、Zr:0.005〜0.1%、Y:0.005〜0.5%、Mg:0.005〜1%、La:0.005〜0.1%、Ce:0.005〜0.1%のうち1種類以上を含有し、鋼板表面にアルミニウム又は亜鉛を主体とするめっきが施され、鋼板中の水素量が下記の(式1)を満たすことを特徴とするホットプレス用の鋼板。
Hmax−Ht≧0.07ppm ・・・(式1)
ここで、Hmax:鋼板がトラップすることができる最大の非拡散性水素量(ppm)、Ht:めっき後の鋼板中にトラップしている非拡散性水素量(ppm)である。
【請求項2】
さらに、質量%で、B:0.0003〜0.0010%、Ni:0.01〜5%のうち1種類以上をさらに含有することを特徴とする請求項1記載のホットプレス用の鋼板。
【請求項3】
さらに、質量%で、Al:0.005〜1%を含有することを特徴とする請求項1又は請求項2記載のホットプレス用の鋼板。
【請求項4】
さらに、質量%で、Sn:0.005〜0.1%、Sb:0.005〜0.1%のうち1種類以上を含有することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のホットプレス用の鋼板。
【請求項5】
鋼板を焼鈍及びめっきするに際し、焼鈍炉に入れる前の鋼板の非拡散性水素量が下記の(式2)を満たし、焼鈍炉中の水素濃度が10%以下及び露点が0℃以下で、650℃以上、{(Ac1+Ac3)/2+(Ac3−Ac1)/4}以下の温度にて鋼板を焼鈍した後に、鋼板表面にアルミニウム又は亜鉛を主体とするめっきを施すことを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載のホットプレス用の鋼板の製造方法。
(Hmax−Hb)≧0.03ppm ・・・(式2)
ここで、Hmax:鋼板がトラップすることができる最大の非拡散性水素量(ppm)、Hb:焼鈍前の鋼板中にトラップしている非拡散性水素量(ppm)である。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2012−41597(P2012−41597A)
【公開日】平成24年3月1日(2012.3.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−182915(P2010−182915)
【出願日】平成22年8月18日(2010.8.18)
【出願人】(000006655)新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Fターム(参考)】