高張力冷延鋼板および高張力めっき鋼板ならびにこれらの製造方法。
【課題】自動車外板パネルの素材であって、優れた成形性(面内異方性、耐常温時効性、そして焼付硬化性)と優れた表面性状とを具備する高張力（めっき）冷延鋼板とその製造方法を提供する。
【解決手段】Ｃ：０．０１〜０．０４％、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：１．０〜２．５％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０１％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１〜０．１５％、Ｎ：０．００８％以下、Ｃｒ：０．３５〜１．０％、さらに必要により、Ｍｏ：１．０％以下、Ｂ：０．００２％以下およびＷ：１．０％以下からなる群から選ばれた１種または２種以上、および／またはＴｉ：０．１％以下および／またはＮｂ：０．１％以下を含有し、残部Ｆｅおよび不純物からなる化学組成を有し、主相がフェライト、第二相がマルテンサイト相を含む低温変態生成相の複合組織を有し、ｒ値の面内異方性｜Δｒ｜が０．２５以下の機械特性を有し、かつ表面性状に優れる高張力冷延鋼板。
【解決手段】Ｃ：０．０１〜０．０４％、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：１．０〜２．５％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０１％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１〜０．１５％、Ｎ：０．００８％以下、Ｃｒ：０．３５〜１．０％、さらに必要により、Ｍｏ：１．０％以下、Ｂ：０．００２％以下およびＷ：１．０％以下からなる群から選ばれた１種または２種以上、および／またはＴｉ：０．１％以下および／またはＮｂ：０．１％以下を含有し、残部Ｆｅおよび不純物からなる化学組成を有し、主相がフェライト、第二相がマルテンサイト相を含む低温変態生成相の複合組織を有し、ｒ値の面内異方性｜Δｒ｜が０．２５以下の機械特性を有し、かつ表面性状に優れる高張力冷延鋼板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用外板パネルの素材として好適な高張力冷延鋼板および高張力めっき鋼板ならびにそれらの製造方法に関する。特に、本発明は、自動車用外板パネルに要求される成形性を備えるとともに、表面性状に優れた高張力冷延鋼板および高張力めっき鋼板ならびにそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業分野が高度に分業化した現在、各分野において用いられる材料には、特殊かつ高度な性能が要求されている。プレス成形して使用される鋼板についても、高い強度が要求されるようになり、高張力鋼板の適用が検討されている。特に、自動車用鋼板に関しては、地球環境への配慮等から、車体を軽量化して燃費を向上させるために、高張力鋼板の需要が著しく高い。
【０００３】
例えばドアアウターやフェンダー等の自動車外板パネルでは、耐デント性、すなわち、指で押したりしたときに永久変形を起こさない性質を備えていることが要求される。耐デント性は、プレス成形し塗装焼付処理を施した後の降伏応力が高いほど、また、鋼板の板厚が厚いほど向上する。このため、プレス成形し塗装焼付処理を施した後の降伏応力が高い鋼板を使用すれば薄肉化が可能となるので、自動車外板パネルの素材として用いる鋼板にはこのような性能が求められる。
【０００４】
一方、プレス成形においては、プレス型に良くなじみ、かつ、成形品をプレス型から外したときにスプリングバックの発生が少ないこと、すなわち、形状凍結性が良好であることが要求される。このため、自動車外板パネルの素材として用いる鋼板にはプレス成形前の降伏応力が低いことが要求される。
【０００５】
したがって、機械特性値としては、初期の降伏応力が低く、プレス成形して塗装焼付けした後においては高い降伏応力を持つ鋼板が、自動車用鋼板として適することになる。
また、ドアアウター等の自動車外板パネルでは、等二軸変形が主体の成形となるため、張り出し成形性が重要な指標となり、特に管理指標として挙げられるのは面内異方性であり、これが小さいことが有効である。面内異方性は塑性歪み比であるｒ値の異方性：Δｒ＝（ｒ0＋ｒ90）／２−ｒ45で定義され、Δｒの絶対値│Δｒ│が小さいことが張り出し成形性の観点から好ましい。ここで、ｒ0：圧延方向に対し０°方向のｒ値、ｒ45：圧延方向に対し４５°方向のｒ値、ｒ90：圧延方向に対し９０°方向のｒ値を示す。特に、ドア部材では｜Δｒ｜≦０．２５であることが求められており、これにより、張り出し成形性が向上することになる。
【０００６】
さらに、自動車の外板用途として用いられる鋼板は、その塗装後の外観の美麗さが要求される。このため、使用される鋼板自体の表面性状が厳格に管理され、表面欠陥のない鋼板が求められている。プレス成形性のような機械特性の不足分は、金型などの製造条件を調整することにより或る程度補償することが可能であるが、鋼板にスケール疵などの表面欠陥が存在する場合には、これを補償する術はなく、プレス成形品の廃却などに直結する。
【０００７】
一般に、高張力鋼板は、目的とする強度を確保する為に種々の合金元素が添加されるが、その添加元素は易酸化元素が多く、スケール疵を発生させる傾向が高くなる。このため、概して高張力になればなるほど表面欠陥が生じる可能性が高くなり、安定して高品質の表面性状を有した鋼板を製造することは困難となる。自動車外板パネル用の鋼板に対する表面性状の要求は非常に高いので、このような問題が一層顕著となる。
【０００８】
これら課題に対し、従来技術としては、耐デント性を有する鋼板として、焼付硬化性鋼板（ＢＨ 鋼板）がある。これは、固溶Ｃ、Ｎ原子が転位上へ偏析して転位を固着して降伏応力を上昇させる、いわゆる歪時効硬化現象を利用した鋼板である。ＢＨ鋼板を利用する過程においては、プレス成形時に導入される転位が、塗装焼付時に固溶Ｃ、Ｎによって固着されて降伏応力が上昇する。
【０００９】
ＢＨ鋼板に関してはこれまでに多くの提案がなされてきている。極低炭素鋼にＴｉおよびＮｂを添加し、さらにＳｉ、Ｍｎ、Ｐ等を添加して引張強度を高めた、深絞り性に優れたＢＨ鋼板の製造方法が幾つか提案されている。しかし、この方法では、引張強度を高めるためにＳｉ、Ｍｎ、Ｐ等の固溶強化元素を添加すると、引張強度のみならず降伏応力も上昇する。この結果、形状凍結性が劣化し、また、面歪みも発生しやすくなる。またＳｉ添加による不めっきの発生、Ｐ添加による合金化処理性の劣化等が生じる。
【００１０】
さらに、焼付硬化性と耐常温時効性の両立が困難であり、耐常温時効性の確保の必要性から、実質、焼付硬化量の上限は５０ＭＰａ程度までに制約される。
特許文献１には、フェライト中にマルテンサイトを分散させた複合組織を有する低炭素Ａｌキルド鋼板の製造方法が開示されている。特許文献１に記載された発明に係る鋼板は、複合組織とすることで引張強度が440 N/mm2 超と高く、降伏応力が300 N/mm2 以下と低くすることを可能とし、所要のプレス成形性を確保し、面歪みの発生を抑制することができるという優れた特性を有する。
【００１１】
特許文献２には、15 MPa 以上の焼付硬化性を備え、｜Δｒ｜＜０．１５という面内異方性の非常に小さい冷延鋼板が記載されている。
【特許文献１】特開平２００１−３０３１８４号公報
【特許文献２】特開平２００４−１９７１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に記載の発明においては、ドアアウターやフェンダー等の自動車外板パネルに必要な張り出し成形性、つまり、面内異方性の確保について検討が十分にはなされていないので、更なる改善の余地がある。また、複合組織を有する組織とするためには、焼入性を向上させる作用を有する元素として代表的なＭｎを通常含有させるが、Ｍｎだけでは十分な焼入性を確保することが困難な場合には、Ｃｒ、Ｍｏなどの易酸化元素を多量に含有させる必要がある。上述したように、易酸化元素を多量に含有させるとスケール疵の発生が顕著となり、外板パネルに必要な美麗な表面性状を確保することが困難となる。特許文献１においては、この点についての検討も十分にはなされていないので、更なる改善の余地がある。その他、自動車外板パネルに必要な焼付硬化性、耐常温時効性については開示していない。
【００１３】
また、特許文献２には、焼付硬化量が15 MPa以上であって、│Δｒ│＜0.15という冷延鋼板を作れることが明らかであるようには記載されていない。すなわち、複合組織とするだけでは面内異方性が小さくなることはないところ、特許文献２においては、Δｒに基づいて冷間圧延率を規定することにより、上記冷延鋼板を製造することができるとしている。しかしながら、冷間圧延率を決定する際に必要であるはずのΔｒは、冷間圧延および焼鈍を施したのちに初めて確認することが可能となる特性であるから、冷間圧延率を決定する際には不明な値である。したがって、特許文献２には、｜Δｒ｜＜０．１５という面内異方性の非常に小さい冷延鋼板を作れることが明らかであるように記載されているとはいえない。
【００１４】
なお、外板パネル用途の鋼板で最も重要な要求性能はスケール疵などの表面欠陥を有しない表面性状に優れた鋼板であるが、特許文献２では焼入性を向上させる作用を有する易酸化元素を多量に添加するにかかわらず表面性状を確保するための対応はなされていない。
【００１５】
ここに、本発明の課題は、上述した従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、ドアアウターやフェンダーパネルのような自動車外板パネルの素材である鋼板に要求される、優れた成形性(形状凍結性と面内異方性)を有し、高い焼付硬化性と優れた耐常温時効性を両立するとともに、さらに優れた表面性状を具備する高張力冷延鋼板および高張力めっき鋼板ならびにそれらの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者らは、上記課題を解決すべく、複合組織鋼板の引張特性および表面欠陥に及ぼす添加元素および製造条件、特に熱間圧延条件の影響を調べるために、詳細な予備実験を行った。
【００１７】
予備実験の供試鋼の化学組成は、Ｃ：０．０１〜０．０４％、Ｓｉ：０．０１〜０．５％、Ｍｎ：１．０〜２．５％以下、Ｐ：０．００１〜０．０５％、Ｓ：０．００１〜０．０１％、Ａｌ：０．００１〜０．１５％、Ｎ：０．００１〜０．００８％、Ｃｒ：０．３５〜１．０％、残部Ｆｅおよび不純物とした。
【００１８】
上記化学組成を有するスラブを１１８０℃以上に加熱して熱間圧延を施し、熱間圧延完了温度を９００℃以下の種々の温度として、４００℃以上で巻き取り、板厚３．０ｍｍの熱延鋼板とした。
【００１９】
次いで、前記熱延鋼板を常法にて酸洗し、板厚０．７ｍｍまで冷間圧延した。得られた鋼板の一部を連続焼鈍設備で焼鈍し冷延鋼板を得、残りの鋼板を連続溶融めっき設備で焼鈍し、溶融亜鉛めっき処理および合金化処理を施して合金化溶融亜鉛めっき鋼板を得た。
【００２０】
得られた冷延鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板について引張試験を行い、ｒ値の異方性を調査した。なお、冷延鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板の組織は、フェライトが主相であるとともに第二相はマルテンサイトまたはマルテンサイトとベイナイトを含む低温変態相であった。
【００２１】
これらの予備試験により下記の結果を得て、さらに検討を重ねて本発明を完成した。
図１は、スラブの熱間圧延完了温度ＦＴをスラブの化学組成で決まるＡｒ３点を基準にした温度差と、焼鈍後の冷延鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板のΔｒ値との関係を示す。Δｒ値は（ＦＴ−Ａｒ３）温度に依存し、（ＦＴ−Ａｒ３）温度が低いほどΔｒ値は低下し、逆に、（ＦＴ−Ａｒ３）温度が高いほどΔｒ値が増大することが判明した。（ＦＴ−Ａｒ３）温度が７０℃を超えると、ＦＴ温度条件以外の因子に起因してΔｒ値が０．２５超の製品が発生し、ｒ値の異方性は改善されない場合が発生する。したがい、（ＦＴ−Ａｒ３）温度を７０℃以下とすれば、確実にｒ値の異方性を改善することができる。
（ＦＴ−Ａｒ３）温度によりΔｒ値が変化する理由は明らかではないが、熱間圧延完了温度が低下してＡｒ３点に近づくことにより、熱間圧延完了後にオーステナイトが十分再結晶しないうちにフェライト変態し、これにより集合組織に変化が生じているためと推定される。特に圧延４５°方向のｒ値が向上し、０°、９０°方向のｒ値が低下する現象が生じ、Δｒ値が低下する。
【００２２】
一方、化学組成、特にＣｒを振った試験において、スケール疵の発生状況に差異があることを見出した。図２は、Ｃ：０．０１〜０．０４％、Ｓｉ：０．０１〜０．５％、Ｍｎ：１．０〜２．５％、Ｐ：０．００１〜０．０５％、Ｓ：０．００１〜０．０１％、Ａｌ：０．００１〜０．１５％、Ｎ：０．００１〜０．００８％を基本組成として、Ｃｒ含有量と（ＦＴ−Ａｒ3）温度およびスケール疵の発生状況の関係を示す。製造条件は図１の場合に準じた。スケール発生状況は、後述する実施例に示す操作、基準に基づいて判断した。
【００２３】
図中の×印は製品コイルの定常部においてスケール疵が発生した長さ割合が５％超であったことを、○は製品コイルの定常部においてスケール疵が発生した長さ割合が５％以下であったことを意味する。スケール疵の発生は（ＦＴ−Ａｒ３）温度およびＣｒ量と相関関係があり、（ＦＴ−Ａｒ３）温度が高いほど、またＣｒ含有量が多いほど発生しやすくなることがわかる。
【００２４】
なお、合金化溶融亜鉛めっき鋼板のスケール疵は、めっき母材にあるスケール疵の上部においてめっき層が異常な合金化挙動を示し、めっき表面の色調が正常部と異なるようになるためスケール疵として認識できる。
【００２５】
スケール疵の内部にはＣｒを含有する酸化鉄が存在していた。（ＦＴ−Ａｒ３）温度が高いほど、またＣｒ含有量が多いほど、地鉄の上部にＦｅＣｒ２Ｏ４が濃化した酸化物層が形成されやすく、ＦｅＣｒ２Ｏ４は地鉄との密着性が高いために、デスケーリング不良が生じ、酸化物が熱間圧延中に地鉄中に押し込まれ、スケール疵となったと推定される。
【００２６】
なお、Ｃｒ含有量が０．３５％未満では、Δｒ値の劣化がみられない鋼板や製品コイルの定常部においてスケール疵が発生した長さ割合が５％以下の鋼板は得られたが、十分な複合組織が得られず、降伏応力が高かった。
【００２７】
ここに、本発明は以上のような知見に基づいて完成されたもので、次の通りである。
（１）質量％で、Ｃ：０．０１〜０．０４％、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：１．０〜２．５％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０１％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１〜０．１５％、Ｎ：０．００８％以下、Ｃｒ：０．３５〜１．０％を含有し、残部Ｆｅおよび不純物からなる化学組成を有し、主相がフェライトであり第二相にマルテンサイト相を含む低温変態生成相である複合組織を有し、ｒ値の面内異方性の絶対値である｜Δｒ｜が０．２５以下である機械特性を有し、かつ表面性状に優れることを特徴とする高張力冷延鋼板。
【００２８】
（２）前記化学組成が、Ｆｅの一部に代えて、質量％で、Ｍｏ：１．０％以下、Ｂ：０．００２％以下およびＷ：１．０％以下からなる群から選ばれた１種または２種以上を含有することを特徴とする上記（１）に記載の高張力冷延鋼板。
【００２９】
（３）前記化学組成が、Ｆｅの一部に代えて、質量％で、Ｔｉ：０．１％以下および／またはＮｂ：０．１％以下を含有することを特徴とする上記（１）または（２）に記載の高張力冷延鋼板。
【００３０】
（４）上記（１）〜（３）のいずれかに記載の高張力鋼板の表面にめっき層を備えることを特徴とする高張力めっき鋼板。
【００３１】
（５）上記（１）〜（３）のいずれかに記載の化学組成を備える鋼塊または鋼片に、熱間圧延、酸洗、冷間圧延および連続焼鈍を施す高張力冷延鋼板の製造方法において、前記熱間圧延における熱間圧延完了温度ＦＴが下記式（I）〜（III）を満足することを特徴とする高張力冷延鋼板の製造方法。
【００３２】
（ＦＴ−Ａｒ３）≦７０ （I）
（ＦＴ−Ａｒ３）≦−１９４×Ｃｒ＋１９５ （II）
ＦＴ≧Ａｒ３ （III）
ここで、式中のＦＴは熱間圧延完了温度（℃）、Ａｒ３はＡｒ３点（℃）、Ｃｒは鋼中のＣｒ含有量（質量％）を表す。
【００３３】
（６）（５）に記載の製造方法によって得られる高張力冷延鋼板の表面にめっきを施すことを特徴とする高張力めっき鋼板の製造方法。
ここに、本発明において「表面性状に優れる」とは、製品コイルの定常部においてスケール疵が発生した長さ割合が５％以下であることをいう。上記定常部はコイル全長に対してトップ部およびボトム部の各５％を除いた領域であり、上記スケール疵が発生した長さ割合はコイル全長に対するものである。なお、スケール疵は、目視または自動疵読み取り機などを用いて上記定常部の外観検査を行うことによって特定される。また、スケール疵が発生した長さ割合を規定するのは、スケール疵が発生した場合にはスケール疵を含む幅方向全体が使用不可となり切断除去されるためである。
【００３４】
│Δｒ│≦０．２５であることは、直接的には、面内異方性が小さいことを意味するが、具体的用途として、本発明にかかる高張力冷延鋼板が自動車外板パネルのプレス成形用に使用できることを意味する。
【００３５】
本発明において「高張力」鋼板とは、引張強度が３９０ＭＰａ以上のことを云う。
本発明にかかる鋼板は、直接的には、自動車外板パネルに用いられることから、その厚さは、１．０ｍｍ程度以下であれば十分であるが、この点についてはプレス成形用に使用される限り、自動車外板パネル以外の骨格部品等への適用も可能であり、特に制限はない。
【００３６】
さらに本発明における「めっき層」とは、電気、無電気、溶融めっきのいずれをも問わず、金属めっき層が設けられておればよいが、一般には、アルミめっき、亜鉛めっき、などが挙げられる。もっとも一般的であるのは、溶融亜鉛めっき、そして合金化溶融亜鉛めっき層である。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、ドアアウターやフェンダーなどの自動車外板パネル用途に要求されるプレス成形などの加工に適用できる十分な成形性を有し、かつ、極めて優れた焼付硬化性および耐常温時効性を示し、さらに、厳しい表面品質の要求に答えられる表面性状に優れた高張力冷延鋼板および高張力めっき鋼板が得られる。したがって、本発明は自動車の車体軽量化を通じて地球環境問題の解決に寄与できるなど産業の発展に寄与するところ大であり、その意義は大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明に係る高張力鋼板の化学組成、ミクロ組織および製造条件等の限定理由について詳述する。なお、本明細書において、各元素の含有量を示す「％」は、特にことわりのない限り質量％を示し、組織または相の割合を示す％は全体の組織に占める体積％を示す。
【００３９】
（ａ）化学組成
Ｃ：
Ｃ含有量が０．０４％超であると、鋼板の深絞り性が著しく損なわれ成形性が劣化する。一方、０．０１％未満であると所望の引張強度が得られなくなる。したがって、Ｃ含有量を０．０１％以上０．０４％以下と定めた。
【００４０】
Ｓｉ：
Ｓｉは、鋼中に不可避的に含有される元素であるが、固溶強化により鋼の強度を向上させる作用を有する。本発明においては、鋼板の強度向上を目的として含有させてもかまわない。しかしながら、Ｓｉ含有量が過剰であると、鋼板の化成処理性を著しく劣化させるたり、めっき密着性を著しく低下させたりする。したがって、Ｓｉ含有量は０．５％以下とする。好ましくは０．１％以下、さらに好ましくは０．０２％以下である。
【００４１】
Ｍｎ：
Ｍｎは、鋼の焼入性を向上させる作用を有する。本発明においては、フェライト相中に低温変態生成相を分散させるために１．０％以上含有させる。一方、Ｍｎ含有量が過剰であると延性および深絞り性が劣化する。このため、Ｍｎ含有量を２．５％以下とする。好ましくは２．０％以下、さらに好ましくは１．８％以下である。
【００４２】
Ｐ：
Ｐは、鋼中に不可避的に含有される元素であるが、深絞り性をさほど劣化させることなく鋼の強度を向上させる作用を有する元素でもある。本発明においては、鋼板の強度向上を目的として含有させてもかまわない。しかしながら、Ｐ含有量が過剰であると、粒界に偏析して耐二次加工脆性および溶接性を劣化させる。また、めっき鋼板を製造する場合、めっき密着性を低下させる。したがって、Ｐ含有量は０．０５％以下とする。好ましくは、０．０２５％以下である。下限は特に限定する必要はないが、脱燐処理に要するコストの観点から０．０１％以上とすることが好ましい。
【００４３】
Ｓ：
Ｓは、鋼中に不可避的に含有される不純物であり、粒界に偏析して鋼を脆化させるため、その含有量は少ないほど好ましい。したがって、Ｓ含有量は０．０１％以下とする。
【００４４】
ｓｏｌ．Ａｌ：
Ａｌは、溶鋼を脱酸するために用いられる。ｓｏｌ．Ａｌ含有量が０．００１％未満では脱酸が不十分となる場合があるので、ｓｏｌ．Ａｌ含有量を０．００１％以上とする。好ましくは０．０１％以上である。一方、ｓｏｌ．Ａｌ含有量を０．１５％超としても脱酸の効果が飽和して不経済となる。したがって、ｓｏｌ．Ａｌ含有量を０．１５％以下とする。好ましくは０．１０％以下である。
【００４５】
Ｎ：
Ｎは、鋼中に不可避的に含有される元素であり、延性、深絞り性、耐常温時効性を劣化させるので、その含有量は少ないほど好ましい。したがって、Ｎ含有量は０．００８％以下とする。好ましくは０．００５％以下であり、さらに好ましくは０．００３％以下である。
【００４６】
Ｃｒ：
Ｃｒは、延性をさほど低下させることなく鋼の焼入性を向上させる作用を有するので、フェライト相中に低温変態生成相を分散させるのに有効な元素である。Ｃｒ含有量が０．３５％未満では上記作用による効果が十分に得られない場合があるので、Ｃｒ含有量は０．３５％以上とする。特に、十分に低い降伏応力を実現する観点から、好ましくは０．４０％以上、さらに好ましくは０．５０％以上である。
【００４７】
一方、Ｃｒ含有量が１．０％超では、冷延鋼板については化成処理性を劣化させ、めっき鋼板についてはめっき性を劣化させる。したがって、Ｃｒ含有量は１．０％以下とする。好ましくは０．８０％以下、さらに好ましくは０．６０％以下である。
【００４８】
さらに、Ｃｒは熱間圧延中のスケール発生に深く係わっており、Ｃｒ含有量が増大するにつれ、スケール発生の傾向が大きくなることから、その上限は０．８０％、好ましくは、０．６０％以下に制限される。
【００４９】
Ｍｏ：
Ｍｏは、任意添加元素である。Ｍｏは、鋼の焼入性を向上させる作用を有するので含有させてもよい。しかし、１．０％を超えて含有させても上記作用による効果が飽和して不経済となるばかりか、鋼板の化成処理性の劣化を招く。したがって、Ｍｏ含有量を１．０％以下とする。上記作用による効果を確実に得るには、Ｍｏ含有量を０．００５％以上とすることが好ましい。
【００５０】
Ｂ：
Ｂは、任意添加元素である。Ｂは、鋼の焼入性を向上させる作用を有するばかりでなく、焼付硬化性を向上させる作用をも有するので、含有させてもよい。特に、Ｍｎ添加による焼付硬化性の劣化を補償するのに有効である。しかし、０．００２０％を超えて含有させると成形性を劣化させる。したがって、Ｂ含有量を０．００２０％以下とする。好ましくは０．００１０％以下である。上記作用による効果をより確実に得るには、Ｂ含有量を０．０００２％以上とすることが好ましい。
【００５１】
Ｗ：
Ｗは、任意添加元素である。Ｗは、鋼の焼入性を向上させる作用を有するので含有させてもよい。しかし、１．０％を超えて含有させても上記作用による効果が飽和して不経済となるばかりか、鋼板の化成処理性の劣化を招く。したがって、Ｗ含有量を１．０％以下とする。上記作用による効果を確実に得るには、Ｗ含有量を０．００５％以上とすることが好ましい。
【００５２】
Ｔｉ：
Ｔｉは、任意添加元素である。Ｔｉは、鋼中のＮをＴｉＮとして析出固定することにより、Ｎによる常温時効劣化を抑制する作用を有するので含有させてもよい。しかし、０．１％を超えて含有させても上記作用による効果が飽和して不経済となる。したがって、Ｔｉ含有量は０．１％以下とする。上記作用による効果をより確実に得るには、Ｔｉ含有量を０．００３％以上とすることが好ましい。
【００５３】
Ｎｂ：
Ｎｂは、任意添加元素である。Ｎｂは、鋼中のＮをＮｂＮとして析出固定することにより、Ｎによる常温時効劣化を抑制する作用を有するので含有させてもよい。しかし、０．１％を超えて含有させても上記作用による効果が飽和して不経済となる。したがって、Ｎｂ含有量は０．１％以下とする。上記作用による効果をより確実に得るには、Ｎｂ含有量を０．００３％以上とすることが好ましい。
【００５４】
残部はＦｅおよび不純物である。不純物としては、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｖ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｓｂなどが挙げられ、Ｃｕ、Ｎｉなどはそれぞれ０．１％以下、Ｖ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｓｂなどは０．０１％以下の範囲で許容される。
【００５５】
（ｂ）鋼のミクロ組織
本発明にかかる高張力冷延鋼板および高張力めっき鋼板は、主相であるフェライト相中にマルテンサイト相を含む低温変態生成相が分散した複合組織を有する。このような複合組織を有することにより、鋼板の降伏応力が低下し、良好なプレス成形性および耐面歪み性を確保することができるとともに、耐常温時効性を損なうことなく高い焼付硬化性を得ることができる。
【００５６】
ここで、「主相」とは、ミクロ組織全体に占める割合が５０％以上の相または組織である。主相であるフェライトは、６０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがさらに好ましい。
【００５７】
また、「低温変態生成相」とは、マルテンサイト相やベイナイト組織等といった低温変態により生成される相や組織をいう。上記以外としては、アシキュラ−フェライト相が例示される。
【００５８】
上記効果を得るには低温変態相の体積率を３％超とすることが好ましい。
一方、低温変態相の体積率が過大であると引張強度が高くなり過ぎて、延性および深絞り性が劣化する。このため、低温変態相の体積率は１５％未満とすることが好ましく、１２％未満とすることがさらに好ましい。
【００５９】
また、マルテンサイト相の体積率が過大であると、降伏応力が高くなり、形状凍結性および耐面歪み性が劣化する。このため、マルテンサイト相の体積率は１０％未満とすることが好ましい。
【００６０】
本発明において、フェライト相と低温変態生成相のほかに残留オーステナイト相を含んでいてもよいが、耐常温時効性を良好に保つためには、残留オーステナイト相の体積率を、低温変態生成相の体積率よりも小さくし、かつ、３％未満とすることが好ましい。
【００６１】
（ｃ）機械特性
一般的にｒ値の面内異方性の絶対値である｜Δｒ｜が０．２５以下であればプレス金型の調整を行うことでプレス成形が十分可能になる。したがって、｜Δｒ｜を０．２５以下とする。
【００６２】
耐面歪み性の観点から、鋼板の降伏応力は３００ＭＰａ以下であることが好ましく、２８０ＭＰａ以下であればさらに好ましい。また、プレス成形性の観点から、鋼板の引張強度は５９０ＭＰａ未満であることが好ましい。
【００６３】
（ｄ）製造条件
上記（ａ）項に記載した化学組成を有する鋼は、適宜公知の手段で溶製された後、連続鋳造法により鋼塊、または、鋳造された鋼塊を分塊圧延により鋼片とされる。この鋼塊または鋼片は、再加熱されるか、連続鋳造または分解圧延後の高温状態のまま、もしくは、補助加熱が施され、その後熱間圧延が施される。鋼塊または鋼片は、表面性状をさらに良好に保つために、熱間圧延に供する前に冷間もしくは温間で表面手入れをすることが好ましい。
【００６４】
鋼塊または鋼片に施される熱間圧延の完了温度は、下記式（I）〜（III）を満足する温度とする。
（ＦＴ−Ａｒ３）≦７０ （I）
（ＦＴ−Ａｒ３）≦−１９４×Ｃｒ＋１９５ （II）
ＦＴ≧Ａｒ３ （III）
ここで、式中のＦＴは、熱間圧延完了温度（℃）、Ａｒ３はＡｒ３点（℃）、Ｃｒは鋼中のＣｒ含有量（質量％）を表す。
【００６５】
式（I）は、自動車外板パネルの素材に要求されるプレス成形性である張り出し性を確保するために、｜Δｒ｜値を０．２５以下とするための条件を示す。熱間圧延完了温度の指標である（ＦＴ−Ａｒ３）温度が７０℃を超えると｜Δｒ｜値を０．２５以下とすることができない場合がある。
【００６６】
また、式（II）は、自動車外板パネル用として要求される表面性状を確保する条件、すなわちスケール疵の発生しない条件を示しており、Ｃｒ含有量が多い場合に、熱間圧延完了温度の指標である（ＦＴ−Ａｒ３）温度を低下させることでスケール疵の発生を抑制できることを示す。
【００６７】
また、式（III）は、安定した熱間圧延性を確保する条件を示す。熱間完了温度がＡｒ３点を下回ると、熱間圧延中にフェライト変態に伴って鋼板の急激な体積膨張が生じてしまい圧延が困難になる場合がある。
【００６８】
なお、熱間圧延は通常、粗熱間圧延工程と仕上熱間圧延工程とからなるが、熱間圧延完了をこの温度範囲とするために、粗熱間圧延工程と仕上熱間圧延工程の間で、粗圧延材に加熱を施してもよい。粗圧延材の加熱は、例えば粗熱間圧延機と仕上熱間圧延機との間にソレノイド式誘導加熱装置を設け、誘導加熱装置前の長手方向温度分布などに基づいて加熱昇温量を制御することができる。
【００６９】
熱間圧延の条件は、熱間圧延完了温度以外には特に規定しないが、熱間圧延を完了した後に鋼板を冷却してコイル状に巻き取る際の温度は、スケールの生成による歩留まりの低下を避けるため７００℃未満とすることが好ましい。
【００７０】
巻き取られた熱延鋼板は払い出され、酸洗等により脱スケールされた後に、冷間圧延が施される。酸洗および冷間圧延は常法で構わないが、冷間圧延後に施される再結晶焼鈍によって深絞り性に好ましい再結晶集合組織を発達させるために、冷間圧延の圧下率を７０％以上とすることが好ましい。
【００７１】
冷間圧延された鋼板は、必要に応じて公知の方法に従って脱脂などの処理が施され、再結晶焼鈍される。この際の焼鈍温度は、鋼のミクロ組織を主相がフェライト相であり第二相がマルテンサイトを含む低温変態生成相である複合組織とするためにＡｃ１点以上とする。焼鈍温度がＡｃ１点未満であると、低温変態生成相が得られない。焼鈍温度の上限は、焼鈍直後に低温変態生成相を得る為の急冷却を施す場合にはＡｃ３点未満とする。この場合、Ａｃ３点以上であると、低温変態生成相のみからなる単相組織となり、焼付硬化性および深絞り性が著しく低下するためである。焼鈍温度がＡｃ３点以上であっても、焼鈍後に１０℃／秒未満の冷却速度で冷却してＡｃ１点以上Ａｃ３点未満の温度域に１０秒以上保持してから、低温変態生成相を得る為の急冷却を施せば、目的とする組織が得られる。
【００７２】
再結晶焼鈍後の冷却は、冷延鋼板を製造する場合には、フェライトの生成を抑制し、耐常温時効性を向上させるために６５０℃以下４５０℃以上の温度域を１５℃／秒以上２００℃／秒以下の平均冷却速度で冷却することが好ましい。焼鈍温度から６５０℃までの冷却方法は特に限定を要さないが、オーステナイトの安定性を高めて低温変態生成相を容易に得るために、１０℃／秒未満の冷却速度で冷却するのが好ましい。
【００７３】
溶融めっき鋼板を製造する場合は、溶融金属として亜鉛を選ぶときには、焼鈍後の冷却過程では、７００℃以下６００℃以上の温度域を４℃／秒以上の平均冷却速度で冷却し、４６０〜６００℃の温度域で１０秒間以上保持してから溶融めっきを施すことが好ましい。このようにすることにより、オーステナイト中へのＣ濃化が促進され、マルテンサイトを含む低温変態相が得られやすくなる。
【００７４】
溶融めっきが溶融亜鉛めっきである場合には、塗装後の耐食性を向上させるために、溶融亜鉛めっき後に再加熱して合金化処理を施すことが好ましい。このときの合金化処理温度などの製造条件は、従来のものをそのまま採用すればよい。
【００７５】
めっき後の冷却過程では、低温変態生成相が焼き戻されることを防止するため、２５０℃以下の温度から水冷することが好ましい。
このようにして得られた高張力冷延鋼板および高張力めっき鋼板には、常法にしたがって、調質圧延を施してもよいが、伸びの低下を招くので、調質圧延の伸び率を１．０％以下とすることが好ましい。さらに好ましいのは伸び率を０．６％以下とすることである。
【００７６】
Ｃｒ酸化物に起因するスケール疵をさらに低減させるために、酸洗前、酸洗後、ＣＧＬ前などで表面研削を施してもよい。
本発明の方法に従って製造される冷延鋼板は、これを母材として電気めっきを施したり、溶融めっきを施したりしてもよい。塗装後の耐食性を向上させるには合金化溶融亜鉛めっきとすることが好ましい。
【実施例】
【００７７】
本発明を、実施例を参照しながら具体的に説明する。
表１に示す化学組成に調整されたスラブを連続鋳造により製造した。これらのスラブに冷間で表面手入れを施した後、表２に示される条件で、熱間圧延し、コイル状に巻き取って板厚３．０ｍｍの熱延鋼板を得た。得られた熱延鋼板を酸洗してから板厚０．７ｍｍまで冷間圧延した。続いて、一部については、連続焼鈍設備にて８００℃で約３０秒間均熱する焼鈍を施した。均熱後の冷却条件は、均熱温度から６５０℃までの平均冷却速度を５℃／秒とし、６５０℃から４５０℃までの平均冷却速度を６０℃／秒とした。冷却後に伸び率０．６％で調質圧延を施して冷延鋼板を得た。
【００７８】
また、一部については、連続溶融めっき設備にて７５０℃〜８３０℃で約５０秒間均熱する焼鈍を施した。均熱後の冷却条件は、均熱温度から５５０℃までの平均冷却速度を７℃／秒とし、５５０℃で５０秒間保持した後、溶融亜鉛浴に浸漬して溶融めっきし、さらに５２０℃に加熱して合金化処理を施した。その後、伸び率０．８％で調質圧延を施し、めっき鋼板を得た。
【００７９】
得られた冷延鋼板およびめっき鋼板の表面を目視および自動疵読み取り機などで観察し、スケール疵の発生の有無により表面性状を調査した。すなわち、表面性状は、製品コイルの定常部においてスケール疵が発生した長さ割合により判断し、上記長さ割合が５％超のときを「ＮＧ」、５％以下のときを「ＯＫ」とした。
【００８０】
また、冷延鋼板およびめっき鋼板から圧延方向に対し０°、４５°、９０°方向から採取したＪＩＳ５号引張試験片を用いて、引張試験を行い、降伏応力（ＹＳ）、引張強度（ＴＳ）、降伏点伸び（ＹＰＥ）、全伸び（ＥＬ）および塑性歪（ｒ値）を求めた。Δｒ値はΔｒ＝（ｒ０＋ｒ９０）／２−ｒ４５として計算した。ｒ０：圧延方向に対し０°方向のｒ値、ｒ４５：圧延方向に対し４５°方向のｒ値、ｒ９０：圧延方向に対し９０°方向のｒ値を示す。
【００８１】
ミクロ組織は、各々の相や組織がランダムに分布していると仮定し、板厚断面を観察した画像を解析することにより、各々の相や組織の面積率を求めた。
焼付硬化性は、鋼板の幅方向から採取したＪＩＳ５号引張試験片に２％の引張予ひずみを付与し、１７０℃で２０分間の熱処理を施した後、引張試験に供し、得られたＹＳと２％変形応力の差をＢＨ量と定義し、焼付硬化性の指標とした。
【００８２】
耐常温時効性は、焼鈍後の板幅方向からＪＩＳ５号引張試験片を採取し、４０℃に設定した電気炉中で３ヶ月間保持した後に引張試験に供し、降伏点伸び（ＹＰＥ）を測定することにより評価した。
【００８３】
表２に性能評価の結果をまとめて示す。金属組織が、主相がフェライト相であり第二相がマルテンサイト相を含む低温変態相からなり、熱延完了温度の指標である（ＦＴ−Ａｒ３）温度とＣｒ含有量が式（I）〜（III）の関係式を満たしていた、条件１、４、５、７、８、９は、いずれも４６ＭＰａ以上の高いＢＨ量を示しながら、時効後ＹＰＥは０．１％以下であり、良好な耐常温時効性を示していた。また、本発明のポイントである｜Δｒ｜値は０．２５以下であり、張り出し成形に優れる特性を有していた。さらに、スケール疵は発生しておらず、良好な表面性状を示し、自動車外板パネルの素材に要求される成形性および表面性状を満たしていることが分かった。
【００８４】
これに対し、条件２、３は、スケール疵が発生し、条件３、６では、｜Δｒ｜が０．２５を超えたため、自動車外板パネルの素材に要求される成形性を確保できなかった。また、条件１０は、Ｃｒ含有量が不足しているため、３００ＭＰａ以下という低い降伏強度を得ることができず、成形性が不芳であった。また、時効後のＹＰＥが大きく耐常温時効性も不芳であった。
【００８５】
【表１】
【００８６】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】熱延完了温度とΔｒ値の関係を示すグラフである。
【図２】熱延完了温度とＣｒ含有量とスケール疵発生有無の関係を示すグラフである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用外板パネルの素材として好適な高張力冷延鋼板および高張力めっき鋼板ならびにそれらの製造方法に関する。特に、本発明は、自動車用外板パネルに要求される成形性を備えるとともに、表面性状に優れた高張力冷延鋼板および高張力めっき鋼板ならびにそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業分野が高度に分業化した現在、各分野において用いられる材料には、特殊かつ高度な性能が要求されている。プレス成形して使用される鋼板についても、高い強度が要求されるようになり、高張力鋼板の適用が検討されている。特に、自動車用鋼板に関しては、地球環境への配慮等から、車体を軽量化して燃費を向上させるために、高張力鋼板の需要が著しく高い。
【０００３】
例えばドアアウターやフェンダー等の自動車外板パネルでは、耐デント性、すなわち、指で押したりしたときに永久変形を起こさない性質を備えていることが要求される。耐デント性は、プレス成形し塗装焼付処理を施した後の降伏応力が高いほど、また、鋼板の板厚が厚いほど向上する。このため、プレス成形し塗装焼付処理を施した後の降伏応力が高い鋼板を使用すれば薄肉化が可能となるので、自動車外板パネルの素材として用いる鋼板にはこのような性能が求められる。
【０００４】
一方、プレス成形においては、プレス型に良くなじみ、かつ、成形品をプレス型から外したときにスプリングバックの発生が少ないこと、すなわち、形状凍結性が良好であることが要求される。このため、自動車外板パネルの素材として用いる鋼板にはプレス成形前の降伏応力が低いことが要求される。
【０００５】
したがって、機械特性値としては、初期の降伏応力が低く、プレス成形して塗装焼付けした後においては高い降伏応力を持つ鋼板が、自動車用鋼板として適することになる。
また、ドアアウター等の自動車外板パネルでは、等二軸変形が主体の成形となるため、張り出し成形性が重要な指標となり、特に管理指標として挙げられるのは面内異方性であり、これが小さいことが有効である。面内異方性は塑性歪み比であるｒ値の異方性：Δｒ＝（ｒ0＋ｒ90）／２−ｒ45で定義され、Δｒの絶対値│Δｒ│が小さいことが張り出し成形性の観点から好ましい。ここで、ｒ0：圧延方向に対し０°方向のｒ値、ｒ45：圧延方向に対し４５°方向のｒ値、ｒ90：圧延方向に対し９０°方向のｒ値を示す。特に、ドア部材では｜Δｒ｜≦０．２５であることが求められており、これにより、張り出し成形性が向上することになる。
【０００６】
さらに、自動車の外板用途として用いられる鋼板は、その塗装後の外観の美麗さが要求される。このため、使用される鋼板自体の表面性状が厳格に管理され、表面欠陥のない鋼板が求められている。プレス成形性のような機械特性の不足分は、金型などの製造条件を調整することにより或る程度補償することが可能であるが、鋼板にスケール疵などの表面欠陥が存在する場合には、これを補償する術はなく、プレス成形品の廃却などに直結する。
【０００７】
一般に、高張力鋼板は、目的とする強度を確保する為に種々の合金元素が添加されるが、その添加元素は易酸化元素が多く、スケール疵を発生させる傾向が高くなる。このため、概して高張力になればなるほど表面欠陥が生じる可能性が高くなり、安定して高品質の表面性状を有した鋼板を製造することは困難となる。自動車外板パネル用の鋼板に対する表面性状の要求は非常に高いので、このような問題が一層顕著となる。
【０００８】
これら課題に対し、従来技術としては、耐デント性を有する鋼板として、焼付硬化性鋼板（ＢＨ 鋼板）がある。これは、固溶Ｃ、Ｎ原子が転位上へ偏析して転位を固着して降伏応力を上昇させる、いわゆる歪時効硬化現象を利用した鋼板である。ＢＨ鋼板を利用する過程においては、プレス成形時に導入される転位が、塗装焼付時に固溶Ｃ、Ｎによって固着されて降伏応力が上昇する。
【０００９】
ＢＨ鋼板に関してはこれまでに多くの提案がなされてきている。極低炭素鋼にＴｉおよびＮｂを添加し、さらにＳｉ、Ｍｎ、Ｐ等を添加して引張強度を高めた、深絞り性に優れたＢＨ鋼板の製造方法が幾つか提案されている。しかし、この方法では、引張強度を高めるためにＳｉ、Ｍｎ、Ｐ等の固溶強化元素を添加すると、引張強度のみならず降伏応力も上昇する。この結果、形状凍結性が劣化し、また、面歪みも発生しやすくなる。またＳｉ添加による不めっきの発生、Ｐ添加による合金化処理性の劣化等が生じる。
【００１０】
さらに、焼付硬化性と耐常温時効性の両立が困難であり、耐常温時効性の確保の必要性から、実質、焼付硬化量の上限は５０ＭＰａ程度までに制約される。
特許文献１には、フェライト中にマルテンサイトを分散させた複合組織を有する低炭素Ａｌキルド鋼板の製造方法が開示されている。特許文献１に記載された発明に係る鋼板は、複合組織とすることで引張強度が440 N/mm2 超と高く、降伏応力が300 N/mm2 以下と低くすることを可能とし、所要のプレス成形性を確保し、面歪みの発生を抑制することができるという優れた特性を有する。
【００１１】
特許文献２には、15 MPa 以上の焼付硬化性を備え、｜Δｒ｜＜０．１５という面内異方性の非常に小さい冷延鋼板が記載されている。
【特許文献１】特開平２００１−３０３１８４号公報
【特許文献２】特開平２００４−１９７１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に記載の発明においては、ドアアウターやフェンダー等の自動車外板パネルに必要な張り出し成形性、つまり、面内異方性の確保について検討が十分にはなされていないので、更なる改善の余地がある。また、複合組織を有する組織とするためには、焼入性を向上させる作用を有する元素として代表的なＭｎを通常含有させるが、Ｍｎだけでは十分な焼入性を確保することが困難な場合には、Ｃｒ、Ｍｏなどの易酸化元素を多量に含有させる必要がある。上述したように、易酸化元素を多量に含有させるとスケール疵の発生が顕著となり、外板パネルに必要な美麗な表面性状を確保することが困難となる。特許文献１においては、この点についての検討も十分にはなされていないので、更なる改善の余地がある。その他、自動車外板パネルに必要な焼付硬化性、耐常温時効性については開示していない。
【００１３】
また、特許文献２には、焼付硬化量が15 MPa以上であって、│Δｒ│＜0.15という冷延鋼板を作れることが明らかであるようには記載されていない。すなわち、複合組織とするだけでは面内異方性が小さくなることはないところ、特許文献２においては、Δｒに基づいて冷間圧延率を規定することにより、上記冷延鋼板を製造することができるとしている。しかしながら、冷間圧延率を決定する際に必要であるはずのΔｒは、冷間圧延および焼鈍を施したのちに初めて確認することが可能となる特性であるから、冷間圧延率を決定する際には不明な値である。したがって、特許文献２には、｜Δｒ｜＜０．１５という面内異方性の非常に小さい冷延鋼板を作れることが明らかであるように記載されているとはいえない。
【００１４】
なお、外板パネル用途の鋼板で最も重要な要求性能はスケール疵などの表面欠陥を有しない表面性状に優れた鋼板であるが、特許文献２では焼入性を向上させる作用を有する易酸化元素を多量に添加するにかかわらず表面性状を確保するための対応はなされていない。
【００１５】
ここに、本発明の課題は、上述した従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、ドアアウターやフェンダーパネルのような自動車外板パネルの素材である鋼板に要求される、優れた成形性(形状凍結性と面内異方性)を有し、高い焼付硬化性と優れた耐常温時効性を両立するとともに、さらに優れた表面性状を具備する高張力冷延鋼板および高張力めっき鋼板ならびにそれらの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者らは、上記課題を解決すべく、複合組織鋼板の引張特性および表面欠陥に及ぼす添加元素および製造条件、特に熱間圧延条件の影響を調べるために、詳細な予備実験を行った。
【００１７】
予備実験の供試鋼の化学組成は、Ｃ：０．０１〜０．０４％、Ｓｉ：０．０１〜０．５％、Ｍｎ：１．０〜２．５％以下、Ｐ：０．００１〜０．０５％、Ｓ：０．００１〜０．０１％、Ａｌ：０．００１〜０．１５％、Ｎ：０．００１〜０．００８％、Ｃｒ：０．３５〜１．０％、残部Ｆｅおよび不純物とした。
【００１８】
上記化学組成を有するスラブを１１８０℃以上に加熱して熱間圧延を施し、熱間圧延完了温度を９００℃以下の種々の温度として、４００℃以上で巻き取り、板厚３．０ｍｍの熱延鋼板とした。
【００１９】
次いで、前記熱延鋼板を常法にて酸洗し、板厚０．７ｍｍまで冷間圧延した。得られた鋼板の一部を連続焼鈍設備で焼鈍し冷延鋼板を得、残りの鋼板を連続溶融めっき設備で焼鈍し、溶融亜鉛めっき処理および合金化処理を施して合金化溶融亜鉛めっき鋼板を得た。
【００２０】
得られた冷延鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板について引張試験を行い、ｒ値の異方性を調査した。なお、冷延鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板の組織は、フェライトが主相であるとともに第二相はマルテンサイトまたはマルテンサイトとベイナイトを含む低温変態相であった。
【００２１】
これらの予備試験により下記の結果を得て、さらに検討を重ねて本発明を完成した。
図１は、スラブの熱間圧延完了温度ＦＴをスラブの化学組成で決まるＡｒ３点を基準にした温度差と、焼鈍後の冷延鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板のΔｒ値との関係を示す。Δｒ値は（ＦＴ−Ａｒ３）温度に依存し、（ＦＴ−Ａｒ３）温度が低いほどΔｒ値は低下し、逆に、（ＦＴ−Ａｒ３）温度が高いほどΔｒ値が増大することが判明した。（ＦＴ−Ａｒ３）温度が７０℃を超えると、ＦＴ温度条件以外の因子に起因してΔｒ値が０．２５超の製品が発生し、ｒ値の異方性は改善されない場合が発生する。したがい、（ＦＴ−Ａｒ３）温度を７０℃以下とすれば、確実にｒ値の異方性を改善することができる。
（ＦＴ−Ａｒ３）温度によりΔｒ値が変化する理由は明らかではないが、熱間圧延完了温度が低下してＡｒ３点に近づくことにより、熱間圧延完了後にオーステナイトが十分再結晶しないうちにフェライト変態し、これにより集合組織に変化が生じているためと推定される。特に圧延４５°方向のｒ値が向上し、０°、９０°方向のｒ値が低下する現象が生じ、Δｒ値が低下する。
【００２２】
一方、化学組成、特にＣｒを振った試験において、スケール疵の発生状況に差異があることを見出した。図２は、Ｃ：０．０１〜０．０４％、Ｓｉ：０．０１〜０．５％、Ｍｎ：１．０〜２．５％、Ｐ：０．００１〜０．０５％、Ｓ：０．００１〜０．０１％、Ａｌ：０．００１〜０．１５％、Ｎ：０．００１〜０．００８％を基本組成として、Ｃｒ含有量と（ＦＴ−Ａｒ3）温度およびスケール疵の発生状況の関係を示す。製造条件は図１の場合に準じた。スケール発生状況は、後述する実施例に示す操作、基準に基づいて判断した。
【００２３】
図中の×印は製品コイルの定常部においてスケール疵が発生した長さ割合が５％超であったことを、○は製品コイルの定常部においてスケール疵が発生した長さ割合が５％以下であったことを意味する。スケール疵の発生は（ＦＴ−Ａｒ３）温度およびＣｒ量と相関関係があり、（ＦＴ−Ａｒ３）温度が高いほど、またＣｒ含有量が多いほど発生しやすくなることがわかる。
【００２４】
なお、合金化溶融亜鉛めっき鋼板のスケール疵は、めっき母材にあるスケール疵の上部においてめっき層が異常な合金化挙動を示し、めっき表面の色調が正常部と異なるようになるためスケール疵として認識できる。
【００２５】
スケール疵の内部にはＣｒを含有する酸化鉄が存在していた。（ＦＴ−Ａｒ３）温度が高いほど、またＣｒ含有量が多いほど、地鉄の上部にＦｅＣｒ２Ｏ４が濃化した酸化物層が形成されやすく、ＦｅＣｒ２Ｏ４は地鉄との密着性が高いために、デスケーリング不良が生じ、酸化物が熱間圧延中に地鉄中に押し込まれ、スケール疵となったと推定される。
【００２６】
なお、Ｃｒ含有量が０．３５％未満では、Δｒ値の劣化がみられない鋼板や製品コイルの定常部においてスケール疵が発生した長さ割合が５％以下の鋼板は得られたが、十分な複合組織が得られず、降伏応力が高かった。
【００２７】
ここに、本発明は以上のような知見に基づいて完成されたもので、次の通りである。
（１）質量％で、Ｃ：０．０１〜０．０４％、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：１．０〜２．５％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０１％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１〜０．１５％、Ｎ：０．００８％以下、Ｃｒ：０．３５〜１．０％を含有し、残部Ｆｅおよび不純物からなる化学組成を有し、主相がフェライトであり第二相にマルテンサイト相を含む低温変態生成相である複合組織を有し、ｒ値の面内異方性の絶対値である｜Δｒ｜が０．２５以下である機械特性を有し、かつ表面性状に優れることを特徴とする高張力冷延鋼板。
【００２８】
（２）前記化学組成が、Ｆｅの一部に代えて、質量％で、Ｍｏ：１．０％以下、Ｂ：０．００２％以下およびＷ：１．０％以下からなる群から選ばれた１種または２種以上を含有することを特徴とする上記（１）に記載の高張力冷延鋼板。
【００２９】
（３）前記化学組成が、Ｆｅの一部に代えて、質量％で、Ｔｉ：０．１％以下および／またはＮｂ：０．１％以下を含有することを特徴とする上記（１）または（２）に記載の高張力冷延鋼板。
【００３０】
（４）上記（１）〜（３）のいずれかに記載の高張力鋼板の表面にめっき層を備えることを特徴とする高張力めっき鋼板。
【００３１】
（５）上記（１）〜（３）のいずれかに記載の化学組成を備える鋼塊または鋼片に、熱間圧延、酸洗、冷間圧延および連続焼鈍を施す高張力冷延鋼板の製造方法において、前記熱間圧延における熱間圧延完了温度ＦＴが下記式（I）〜（III）を満足することを特徴とする高張力冷延鋼板の製造方法。
【００３２】
（ＦＴ−Ａｒ３）≦７０ （I）
（ＦＴ−Ａｒ３）≦−１９４×Ｃｒ＋１９５ （II）
ＦＴ≧Ａｒ３ （III）
ここで、式中のＦＴは熱間圧延完了温度（℃）、Ａｒ３はＡｒ３点（℃）、Ｃｒは鋼中のＣｒ含有量（質量％）を表す。
【００３３】
（６）（５）に記載の製造方法によって得られる高張力冷延鋼板の表面にめっきを施すことを特徴とする高張力めっき鋼板の製造方法。
ここに、本発明において「表面性状に優れる」とは、製品コイルの定常部においてスケール疵が発生した長さ割合が５％以下であることをいう。上記定常部はコイル全長に対してトップ部およびボトム部の各５％を除いた領域であり、上記スケール疵が発生した長さ割合はコイル全長に対するものである。なお、スケール疵は、目視または自動疵読み取り機などを用いて上記定常部の外観検査を行うことによって特定される。また、スケール疵が発生した長さ割合を規定するのは、スケール疵が発生した場合にはスケール疵を含む幅方向全体が使用不可となり切断除去されるためである。
【００３４】
│Δｒ│≦０．２５であることは、直接的には、面内異方性が小さいことを意味するが、具体的用途として、本発明にかかる高張力冷延鋼板が自動車外板パネルのプレス成形用に使用できることを意味する。
【００３５】
本発明において「高張力」鋼板とは、引張強度が３９０ＭＰａ以上のことを云う。
本発明にかかる鋼板は、直接的には、自動車外板パネルに用いられることから、その厚さは、１．０ｍｍ程度以下であれば十分であるが、この点についてはプレス成形用に使用される限り、自動車外板パネル以外の骨格部品等への適用も可能であり、特に制限はない。
【００３６】
さらに本発明における「めっき層」とは、電気、無電気、溶融めっきのいずれをも問わず、金属めっき層が設けられておればよいが、一般には、アルミめっき、亜鉛めっき、などが挙げられる。もっとも一般的であるのは、溶融亜鉛めっき、そして合金化溶融亜鉛めっき層である。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、ドアアウターやフェンダーなどの自動車外板パネル用途に要求されるプレス成形などの加工に適用できる十分な成形性を有し、かつ、極めて優れた焼付硬化性および耐常温時効性を示し、さらに、厳しい表面品質の要求に答えられる表面性状に優れた高張力冷延鋼板および高張力めっき鋼板が得られる。したがって、本発明は自動車の車体軽量化を通じて地球環境問題の解決に寄与できるなど産業の発展に寄与するところ大であり、その意義は大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明に係る高張力鋼板の化学組成、ミクロ組織および製造条件等の限定理由について詳述する。なお、本明細書において、各元素の含有量を示す「％」は、特にことわりのない限り質量％を示し、組織または相の割合を示す％は全体の組織に占める体積％を示す。
【００３９】
（ａ）化学組成
Ｃ：
Ｃ含有量が０．０４％超であると、鋼板の深絞り性が著しく損なわれ成形性が劣化する。一方、０．０１％未満であると所望の引張強度が得られなくなる。したがって、Ｃ含有量を０．０１％以上０．０４％以下と定めた。
【００４０】
Ｓｉ：
Ｓｉは、鋼中に不可避的に含有される元素であるが、固溶強化により鋼の強度を向上させる作用を有する。本発明においては、鋼板の強度向上を目的として含有させてもかまわない。しかしながら、Ｓｉ含有量が過剰であると、鋼板の化成処理性を著しく劣化させるたり、めっき密着性を著しく低下させたりする。したがって、Ｓｉ含有量は０．５％以下とする。好ましくは０．１％以下、さらに好ましくは０．０２％以下である。
【００４１】
Ｍｎ：
Ｍｎは、鋼の焼入性を向上させる作用を有する。本発明においては、フェライト相中に低温変態生成相を分散させるために１．０％以上含有させる。一方、Ｍｎ含有量が過剰であると延性および深絞り性が劣化する。このため、Ｍｎ含有量を２．５％以下とする。好ましくは２．０％以下、さらに好ましくは１．８％以下である。
【００４２】
Ｐ：
Ｐは、鋼中に不可避的に含有される元素であるが、深絞り性をさほど劣化させることなく鋼の強度を向上させる作用を有する元素でもある。本発明においては、鋼板の強度向上を目的として含有させてもかまわない。しかしながら、Ｐ含有量が過剰であると、粒界に偏析して耐二次加工脆性および溶接性を劣化させる。また、めっき鋼板を製造する場合、めっき密着性を低下させる。したがって、Ｐ含有量は０．０５％以下とする。好ましくは、０．０２５％以下である。下限は特に限定する必要はないが、脱燐処理に要するコストの観点から０．０１％以上とすることが好ましい。
【００４３】
Ｓ：
Ｓは、鋼中に不可避的に含有される不純物であり、粒界に偏析して鋼を脆化させるため、その含有量は少ないほど好ましい。したがって、Ｓ含有量は０．０１％以下とする。
【００４４】
ｓｏｌ．Ａｌ：
Ａｌは、溶鋼を脱酸するために用いられる。ｓｏｌ．Ａｌ含有量が０．００１％未満では脱酸が不十分となる場合があるので、ｓｏｌ．Ａｌ含有量を０．００１％以上とする。好ましくは０．０１％以上である。一方、ｓｏｌ．Ａｌ含有量を０．１５％超としても脱酸の効果が飽和して不経済となる。したがって、ｓｏｌ．Ａｌ含有量を０．１５％以下とする。好ましくは０．１０％以下である。
【００４５】
Ｎ：
Ｎは、鋼中に不可避的に含有される元素であり、延性、深絞り性、耐常温時効性を劣化させるので、その含有量は少ないほど好ましい。したがって、Ｎ含有量は０．００８％以下とする。好ましくは０．００５％以下であり、さらに好ましくは０．００３％以下である。
【００４６】
Ｃｒ：
Ｃｒは、延性をさほど低下させることなく鋼の焼入性を向上させる作用を有するので、フェライト相中に低温変態生成相を分散させるのに有効な元素である。Ｃｒ含有量が０．３５％未満では上記作用による効果が十分に得られない場合があるので、Ｃｒ含有量は０．３５％以上とする。特に、十分に低い降伏応力を実現する観点から、好ましくは０．４０％以上、さらに好ましくは０．５０％以上である。
【００４７】
一方、Ｃｒ含有量が１．０％超では、冷延鋼板については化成処理性を劣化させ、めっき鋼板についてはめっき性を劣化させる。したがって、Ｃｒ含有量は１．０％以下とする。好ましくは０．８０％以下、さらに好ましくは０．６０％以下である。
【００４８】
さらに、Ｃｒは熱間圧延中のスケール発生に深く係わっており、Ｃｒ含有量が増大するにつれ、スケール発生の傾向が大きくなることから、その上限は０．８０％、好ましくは、０．６０％以下に制限される。
【００４９】
Ｍｏ：
Ｍｏは、任意添加元素である。Ｍｏは、鋼の焼入性を向上させる作用を有するので含有させてもよい。しかし、１．０％を超えて含有させても上記作用による効果が飽和して不経済となるばかりか、鋼板の化成処理性の劣化を招く。したがって、Ｍｏ含有量を１．０％以下とする。上記作用による効果を確実に得るには、Ｍｏ含有量を０．００５％以上とすることが好ましい。
【００５０】
Ｂ：
Ｂは、任意添加元素である。Ｂは、鋼の焼入性を向上させる作用を有するばかりでなく、焼付硬化性を向上させる作用をも有するので、含有させてもよい。特に、Ｍｎ添加による焼付硬化性の劣化を補償するのに有効である。しかし、０．００２０％を超えて含有させると成形性を劣化させる。したがって、Ｂ含有量を０．００２０％以下とする。好ましくは０．００１０％以下である。上記作用による効果をより確実に得るには、Ｂ含有量を０．０００２％以上とすることが好ましい。
【００５１】
Ｗ：
Ｗは、任意添加元素である。Ｗは、鋼の焼入性を向上させる作用を有するので含有させてもよい。しかし、１．０％を超えて含有させても上記作用による効果が飽和して不経済となるばかりか、鋼板の化成処理性の劣化を招く。したがって、Ｗ含有量を１．０％以下とする。上記作用による効果を確実に得るには、Ｗ含有量を０．００５％以上とすることが好ましい。
【００５２】
Ｔｉ：
Ｔｉは、任意添加元素である。Ｔｉは、鋼中のＮをＴｉＮとして析出固定することにより、Ｎによる常温時効劣化を抑制する作用を有するので含有させてもよい。しかし、０．１％を超えて含有させても上記作用による効果が飽和して不経済となる。したがって、Ｔｉ含有量は０．１％以下とする。上記作用による効果をより確実に得るには、Ｔｉ含有量を０．００３％以上とすることが好ましい。
【００５３】
Ｎｂ：
Ｎｂは、任意添加元素である。Ｎｂは、鋼中のＮをＮｂＮとして析出固定することにより、Ｎによる常温時効劣化を抑制する作用を有するので含有させてもよい。しかし、０．１％を超えて含有させても上記作用による効果が飽和して不経済となる。したがって、Ｎｂ含有量は０．１％以下とする。上記作用による効果をより確実に得るには、Ｎｂ含有量を０．００３％以上とすることが好ましい。
【００５４】
残部はＦｅおよび不純物である。不純物としては、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｖ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｓｂなどが挙げられ、Ｃｕ、Ｎｉなどはそれぞれ０．１％以下、Ｖ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｓｂなどは０．０１％以下の範囲で許容される。
【００５５】
（ｂ）鋼のミクロ組織
本発明にかかる高張力冷延鋼板および高張力めっき鋼板は、主相であるフェライト相中にマルテンサイト相を含む低温変態生成相が分散した複合組織を有する。このような複合組織を有することにより、鋼板の降伏応力が低下し、良好なプレス成形性および耐面歪み性を確保することができるとともに、耐常温時効性を損なうことなく高い焼付硬化性を得ることができる。
【００５６】
ここで、「主相」とは、ミクロ組織全体に占める割合が５０％以上の相または組織である。主相であるフェライトは、６０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがさらに好ましい。
【００５７】
また、「低温変態生成相」とは、マルテンサイト相やベイナイト組織等といった低温変態により生成される相や組織をいう。上記以外としては、アシキュラ−フェライト相が例示される。
【００５８】
上記効果を得るには低温変態相の体積率を３％超とすることが好ましい。
一方、低温変態相の体積率が過大であると引張強度が高くなり過ぎて、延性および深絞り性が劣化する。このため、低温変態相の体積率は１５％未満とすることが好ましく、１２％未満とすることがさらに好ましい。
【００５９】
また、マルテンサイト相の体積率が過大であると、降伏応力が高くなり、形状凍結性および耐面歪み性が劣化する。このため、マルテンサイト相の体積率は１０％未満とすることが好ましい。
【００６０】
本発明において、フェライト相と低温変態生成相のほかに残留オーステナイト相を含んでいてもよいが、耐常温時効性を良好に保つためには、残留オーステナイト相の体積率を、低温変態生成相の体積率よりも小さくし、かつ、３％未満とすることが好ましい。
【００６１】
（ｃ）機械特性
一般的にｒ値の面内異方性の絶対値である｜Δｒ｜が０．２５以下であればプレス金型の調整を行うことでプレス成形が十分可能になる。したがって、｜Δｒ｜を０．２５以下とする。
【００６２】
耐面歪み性の観点から、鋼板の降伏応力は３００ＭＰａ以下であることが好ましく、２８０ＭＰａ以下であればさらに好ましい。また、プレス成形性の観点から、鋼板の引張強度は５９０ＭＰａ未満であることが好ましい。
【００６３】
（ｄ）製造条件
上記（ａ）項に記載した化学組成を有する鋼は、適宜公知の手段で溶製された後、連続鋳造法により鋼塊、または、鋳造された鋼塊を分塊圧延により鋼片とされる。この鋼塊または鋼片は、再加熱されるか、連続鋳造または分解圧延後の高温状態のまま、もしくは、補助加熱が施され、その後熱間圧延が施される。鋼塊または鋼片は、表面性状をさらに良好に保つために、熱間圧延に供する前に冷間もしくは温間で表面手入れをすることが好ましい。
【００６４】
鋼塊または鋼片に施される熱間圧延の完了温度は、下記式（I）〜（III）を満足する温度とする。
（ＦＴ−Ａｒ３）≦７０ （I）
（ＦＴ−Ａｒ３）≦−１９４×Ｃｒ＋１９５ （II）
ＦＴ≧Ａｒ３ （III）
ここで、式中のＦＴは、熱間圧延完了温度（℃）、Ａｒ３はＡｒ３点（℃）、Ｃｒは鋼中のＣｒ含有量（質量％）を表す。
【００６５】
式（I）は、自動車外板パネルの素材に要求されるプレス成形性である張り出し性を確保するために、｜Δｒ｜値を０．２５以下とするための条件を示す。熱間圧延完了温度の指標である（ＦＴ−Ａｒ３）温度が７０℃を超えると｜Δｒ｜値を０．２５以下とすることができない場合がある。
【００６６】
また、式（II）は、自動車外板パネル用として要求される表面性状を確保する条件、すなわちスケール疵の発生しない条件を示しており、Ｃｒ含有量が多い場合に、熱間圧延完了温度の指標である（ＦＴ−Ａｒ３）温度を低下させることでスケール疵の発生を抑制できることを示す。
【００６７】
また、式（III）は、安定した熱間圧延性を確保する条件を示す。熱間完了温度がＡｒ３点を下回ると、熱間圧延中にフェライト変態に伴って鋼板の急激な体積膨張が生じてしまい圧延が困難になる場合がある。
【００６８】
なお、熱間圧延は通常、粗熱間圧延工程と仕上熱間圧延工程とからなるが、熱間圧延完了をこの温度範囲とするために、粗熱間圧延工程と仕上熱間圧延工程の間で、粗圧延材に加熱を施してもよい。粗圧延材の加熱は、例えば粗熱間圧延機と仕上熱間圧延機との間にソレノイド式誘導加熱装置を設け、誘導加熱装置前の長手方向温度分布などに基づいて加熱昇温量を制御することができる。
【００６９】
熱間圧延の条件は、熱間圧延完了温度以外には特に規定しないが、熱間圧延を完了した後に鋼板を冷却してコイル状に巻き取る際の温度は、スケールの生成による歩留まりの低下を避けるため７００℃未満とすることが好ましい。
【００７０】
巻き取られた熱延鋼板は払い出され、酸洗等により脱スケールされた後に、冷間圧延が施される。酸洗および冷間圧延は常法で構わないが、冷間圧延後に施される再結晶焼鈍によって深絞り性に好ましい再結晶集合組織を発達させるために、冷間圧延の圧下率を７０％以上とすることが好ましい。
【００７１】
冷間圧延された鋼板は、必要に応じて公知の方法に従って脱脂などの処理が施され、再結晶焼鈍される。この際の焼鈍温度は、鋼のミクロ組織を主相がフェライト相であり第二相がマルテンサイトを含む低温変態生成相である複合組織とするためにＡｃ１点以上とする。焼鈍温度がＡｃ１点未満であると、低温変態生成相が得られない。焼鈍温度の上限は、焼鈍直後に低温変態生成相を得る為の急冷却を施す場合にはＡｃ３点未満とする。この場合、Ａｃ３点以上であると、低温変態生成相のみからなる単相組織となり、焼付硬化性および深絞り性が著しく低下するためである。焼鈍温度がＡｃ３点以上であっても、焼鈍後に１０℃／秒未満の冷却速度で冷却してＡｃ１点以上Ａｃ３点未満の温度域に１０秒以上保持してから、低温変態生成相を得る為の急冷却を施せば、目的とする組織が得られる。
【００７２】
再結晶焼鈍後の冷却は、冷延鋼板を製造する場合には、フェライトの生成を抑制し、耐常温時効性を向上させるために６５０℃以下４５０℃以上の温度域を１５℃／秒以上２００℃／秒以下の平均冷却速度で冷却することが好ましい。焼鈍温度から６５０℃までの冷却方法は特に限定を要さないが、オーステナイトの安定性を高めて低温変態生成相を容易に得るために、１０℃／秒未満の冷却速度で冷却するのが好ましい。
【００７３】
溶融めっき鋼板を製造する場合は、溶融金属として亜鉛を選ぶときには、焼鈍後の冷却過程では、７００℃以下６００℃以上の温度域を４℃／秒以上の平均冷却速度で冷却し、４６０〜６００℃の温度域で１０秒間以上保持してから溶融めっきを施すことが好ましい。このようにすることにより、オーステナイト中へのＣ濃化が促進され、マルテンサイトを含む低温変態相が得られやすくなる。
【００７４】
溶融めっきが溶融亜鉛めっきである場合には、塗装後の耐食性を向上させるために、溶融亜鉛めっき後に再加熱して合金化処理を施すことが好ましい。このときの合金化処理温度などの製造条件は、従来のものをそのまま採用すればよい。
【００７５】
めっき後の冷却過程では、低温変態生成相が焼き戻されることを防止するため、２５０℃以下の温度から水冷することが好ましい。
このようにして得られた高張力冷延鋼板および高張力めっき鋼板には、常法にしたがって、調質圧延を施してもよいが、伸びの低下を招くので、調質圧延の伸び率を１．０％以下とすることが好ましい。さらに好ましいのは伸び率を０．６％以下とすることである。
【００７６】
Ｃｒ酸化物に起因するスケール疵をさらに低減させるために、酸洗前、酸洗後、ＣＧＬ前などで表面研削を施してもよい。
本発明の方法に従って製造される冷延鋼板は、これを母材として電気めっきを施したり、溶融めっきを施したりしてもよい。塗装後の耐食性を向上させるには合金化溶融亜鉛めっきとすることが好ましい。
【実施例】
【００７７】
本発明を、実施例を参照しながら具体的に説明する。
表１に示す化学組成に調整されたスラブを連続鋳造により製造した。これらのスラブに冷間で表面手入れを施した後、表２に示される条件で、熱間圧延し、コイル状に巻き取って板厚３．０ｍｍの熱延鋼板を得た。得られた熱延鋼板を酸洗してから板厚０．７ｍｍまで冷間圧延した。続いて、一部については、連続焼鈍設備にて８００℃で約３０秒間均熱する焼鈍を施した。均熱後の冷却条件は、均熱温度から６５０℃までの平均冷却速度を５℃／秒とし、６５０℃から４５０℃までの平均冷却速度を６０℃／秒とした。冷却後に伸び率０．６％で調質圧延を施して冷延鋼板を得た。
【００７８】
また、一部については、連続溶融めっき設備にて７５０℃〜８３０℃で約５０秒間均熱する焼鈍を施した。均熱後の冷却条件は、均熱温度から５５０℃までの平均冷却速度を７℃／秒とし、５５０℃で５０秒間保持した後、溶融亜鉛浴に浸漬して溶融めっきし、さらに５２０℃に加熱して合金化処理を施した。その後、伸び率０．８％で調質圧延を施し、めっき鋼板を得た。
【００７９】
得られた冷延鋼板およびめっき鋼板の表面を目視および自動疵読み取り機などで観察し、スケール疵の発生の有無により表面性状を調査した。すなわち、表面性状は、製品コイルの定常部においてスケール疵が発生した長さ割合により判断し、上記長さ割合が５％超のときを「ＮＧ」、５％以下のときを「ＯＫ」とした。
【００８０】
また、冷延鋼板およびめっき鋼板から圧延方向に対し０°、４５°、９０°方向から採取したＪＩＳ５号引張試験片を用いて、引張試験を行い、降伏応力（ＹＳ）、引張強度（ＴＳ）、降伏点伸び（ＹＰＥ）、全伸び（ＥＬ）および塑性歪（ｒ値）を求めた。Δｒ値はΔｒ＝（ｒ０＋ｒ９０）／２−ｒ４５として計算した。ｒ０：圧延方向に対し０°方向のｒ値、ｒ４５：圧延方向に対し４５°方向のｒ値、ｒ９０：圧延方向に対し９０°方向のｒ値を示す。
【００８１】
ミクロ組織は、各々の相や組織がランダムに分布していると仮定し、板厚断面を観察した画像を解析することにより、各々の相や組織の面積率を求めた。
焼付硬化性は、鋼板の幅方向から採取したＪＩＳ５号引張試験片に２％の引張予ひずみを付与し、１７０℃で２０分間の熱処理を施した後、引張試験に供し、得られたＹＳと２％変形応力の差をＢＨ量と定義し、焼付硬化性の指標とした。
【００８２】
耐常温時効性は、焼鈍後の板幅方向からＪＩＳ５号引張試験片を採取し、４０℃に設定した電気炉中で３ヶ月間保持した後に引張試験に供し、降伏点伸び（ＹＰＥ）を測定することにより評価した。
【００８３】
表２に性能評価の結果をまとめて示す。金属組織が、主相がフェライト相であり第二相がマルテンサイト相を含む低温変態相からなり、熱延完了温度の指標である（ＦＴ−Ａｒ３）温度とＣｒ含有量が式（I）〜（III）の関係式を満たしていた、条件１、４、５、７、８、９は、いずれも４６ＭＰａ以上の高いＢＨ量を示しながら、時効後ＹＰＥは０．１％以下であり、良好な耐常温時効性を示していた。また、本発明のポイントである｜Δｒ｜値は０．２５以下であり、張り出し成形に優れる特性を有していた。さらに、スケール疵は発生しておらず、良好な表面性状を示し、自動車外板パネルの素材に要求される成形性および表面性状を満たしていることが分かった。
【００８４】
これに対し、条件２、３は、スケール疵が発生し、条件３、６では、｜Δｒ｜が０．２５を超えたため、自動車外板パネルの素材に要求される成形性を確保できなかった。また、条件１０は、Ｃｒ含有量が不足しているため、３００ＭＰａ以下という低い降伏強度を得ることができず、成形性が不芳であった。また、時効後のＹＰＥが大きく耐常温時効性も不芳であった。
【００８５】
【表１】
【００８６】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】熱延完了温度とΔｒ値の関係を示すグラフである。
【図２】熱延完了温度とＣｒ含有量とスケール疵発生有無の関係を示すグラフである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃ：０．０１〜０．０４％、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：１．０〜２．５％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０１％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１〜０．１５％、Ｎ：０．００８％以下、Ｃｒ：０．３５〜１．０％を含有し、残部Ｆｅおよび不純物からなる化学組成を有し、主相がフェライトであり第二相にマルテンサイト相を含む低温変態生成相である複合組織を有し、ｒ値の面内異方性の絶対値である｜Δｒ｜が０．２５以下である機械特性を有し、かつ表面性状に優れることを特徴とする高張力冷延鋼板。
【請求項２】
前記化学組成が、Ｆｅの一部に代えて、質量％で、Ｍｏ：１．０％以下、Ｂ：０．００２％以下およびＷ：１．０％以下からなる群から選ばれた１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項１に記載の高張力冷延鋼板。
【請求項３】
前記化学組成が、Ｆｅの一部に代えて、質量％で、Ｔｉ：０．１％以下および／またはＮｂ：０．１％以下を含有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の高張力冷延鋼板。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の高張力冷延鋼板の表面にめっき層を備えることを特徴とする高張力めっき鋼板。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の化学組成を備える鋼塊または鋼片に、熱間圧延、酸洗、冷間圧延および連続焼鈍を施す高張力冷延鋼板の製造方法において、前記熱間圧延における熱間圧延完了温度ＦＴが下記式（I）〜（III)を満足することを特徴とする高張力冷延鋼板の製造方法。
（ＦＴ−Ａｒ３）≦７０ （I）
（ＦＴ−Ａｒ３）≦−１９４×Ｃｒ＋１９５ （II）
ＦＴ≧Ａｒ３ （III）
ここで、式中のＦＴは熱間圧延完了温度（℃）、Ａｒ３はＡｒ３点（℃）、Ｃｒは鋼中のＣｒ含有量（質量％）を表す。
【請求項６】
請求項５に記載の製造方法によって得られる高張力冷延鋼板の表面にめっきを施すことを特徴とする高張力めっき鋼板の製造方法。
【請求項１】
質量％で、Ｃ：０．０１〜０．０４％、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：１．０〜２．５％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０１％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１〜０．１５％、Ｎ：０．００８％以下、Ｃｒ：０．３５〜１．０％を含有し、残部Ｆｅおよび不純物からなる化学組成を有し、主相がフェライトであり第二相にマルテンサイト相を含む低温変態生成相である複合組織を有し、ｒ値の面内異方性の絶対値である｜Δｒ｜が０．２５以下である機械特性を有し、かつ表面性状に優れることを特徴とする高張力冷延鋼板。
【請求項２】
前記化学組成が、Ｆｅの一部に代えて、質量％で、Ｍｏ：１．０％以下、Ｂ：０．００２％以下およびＷ：１．０％以下からなる群から選ばれた１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項１に記載の高張力冷延鋼板。
【請求項３】
前記化学組成が、Ｆｅの一部に代えて、質量％で、Ｔｉ：０．１％以下および／またはＮｂ：０．１％以下を含有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の高張力冷延鋼板。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の高張力冷延鋼板の表面にめっき層を備えることを特徴とする高張力めっき鋼板。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の化学組成を備える鋼塊または鋼片に、熱間圧延、酸洗、冷間圧延および連続焼鈍を施す高張力冷延鋼板の製造方法において、前記熱間圧延における熱間圧延完了温度ＦＴが下記式（I）〜（III)を満足することを特徴とする高張力冷延鋼板の製造方法。
（ＦＴ−Ａｒ３）≦７０ （I）
（ＦＴ−Ａｒ３）≦−１９４×Ｃｒ＋１９５ （II）
ＦＴ≧Ａｒ３ （III）
ここで、式中のＦＴは熱間圧延完了温度（℃）、Ａｒ３はＡｒ３点（℃）、Ｃｒは鋼中のＣｒ含有量（質量％）を表す。
【請求項６】
請求項５に記載の製造方法によって得られる高張力冷延鋼板の表面にめっきを施すことを特徴とする高張力めっき鋼板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−２６３７１３（Ｐ２００９−２６３７１３Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１３９２１（Ｐ２００８−１１３９２１）
【出願日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
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