高強度部材の製造方法及び使用方法
【課題】素材となる鋼板の成分や組織に厳しい規制をすることなく、成形加工後の遅れ破壊特性に優れる高強度部材を提供する。
【解決手段】引張強さＴＳが１１８０ＭＰａ以上の鋼板１を、目的の形状に成形した後に塗装を施す高強度部材ＴＷの製造方法である。上記塗装の後に、１００℃〜４００℃の温度範囲で且つ１秒〜６０分の熱処理時間で熱処理を施す。
【解決手段】引張強さＴＳが１１８０ＭＰａ以上の鋼板１を、目的の形状に成形した後に塗装を施す高強度部材ＴＷの製造方法である。上記塗装の後に、１００℃〜４００℃の温度範囲で且つ１秒〜６０分の熱処理時間で熱処理を施す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車骨格部材、補強部材等に好適な、遅れ破壊特性に優れる高強度部材の製造方法及び使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境保全という観点から、自動車の燃費改善が要求されている。また、車両衝突時に乗員を保護する観点からは、自動車車体の安全性向上も要求されている。このため、燃費改善と安全性向上の両方を満足するべく、自動車車体の軽量化と強化の双方を図る検討が積極的に進められている。自動車車体の軽量化と強化を同時に満足させるには、部品素材を高強度化かつ薄肉化することが効果的であり、最近では引張強さＴＳが１１８０ＭＰａ以上の高張力薄鋼板が自動車骨格部材、補強部材等に使用され始めている。
【０００３】
しかしながら、非特許文献１に記載されているように、引張強さＴＳが１１８０ＭＰａ以上の高強度鋼板は、それよりも強度の低い鋼板に比べ、その使用中に、腐食に伴い侵入する水素に起因して、遅れ破壊が生じる可能性が高くなる。なお、それを表すページを図１として記載する。このため、引張強さＴＳが１１８０ＭＰａ以上の高強度鋼板の適用は、限定的なものとなっている。
【０００４】
また、自動車骨格部材等の部材は、通常、プレス成形やロール成形といった成形加工を施して目的の形状に成形した後に使用されるが、非特許文献２に記載されているように、遅れ破壊特性は加工により劣化することが知られている。このため、加工後の遅れ破壊特性に優れる高強度部材が求められている。
そして、遅れ破壊特性に優れる自動車部材用高強度薄鋼板の製造として、従来、特許文献１〜５に記載の技術がある。
【０００５】
特許文献１〜３では、ＣａやＭｇ、Ｍｏ、Ｖなどの元素を添加することで、遅れ破壊特性を向上させている。また、特許文献４，５では、鋼組織を限定することで、遅れ破壊特性を向上させようとしている。
【非特許文献１】「遅れ破壊」（日刊工業新聞社、１９８９年８月３１日発行）
【非特許文献２】自動車技術会論文集、Ｖｏｌ．３９、Ｎｏ．５、Ｐ．１３３
【特許文献１】特開２００３−１６６０３５号公報
【特許文献２】特開２００４−３５９９７４号公報
【特許文献３】特許第３４０６０９４号公報
【特許文献４】特許第３４２４６１９号公報
【特許文献５】特開２００５−２２０４４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１〜３は、いずれも遅れ破壊特性を向上させるためにＣａやＭｇ、Ｍｏ、Ｖなどの特殊な元素の添加を必須としている。このため、鋼板製造コストが増大するという課題がある。また、特許文献４及び特許文献５は、鋼組織を限定する必要があり、通常の鋼に対する汎用的な遅れ破壊特性の改善には到っていない。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、素材となる鋼板の成分や組織に厳しい規制をすることなく、成形加工後の遅れ破壊特性に優れる高強度部材を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記いずれの特許文献に記載の技術も、加工による遅れ破壊特性の劣化を考慮したものではない。そして、加工後の高強度部品の遅れ破壊の問題を抜本的に解決する技術は、未だ見出されていない。
そのような課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載した発明は、引張強さが１１８０ＭＰａ以上の鋼板を、目的の形状に成形した後に塗装を施す高強度部材の製造方法において、上記塗装の後に、１００℃〜４００℃の温度範囲で且つ１秒〜６０分の熱処理時間で熱処理を施すことを特徴とするものである。
【０００８】
次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した構成に対し、上記熱処理は、２００℃〜４００℃の温度範囲で且つ１秒〜１０分の熱処理時間で熱処理を施すことを特徴とするものである。
次に、請求項３に記載した発明は、請求項１又は請求項２に記載した構成に対し、上記熱処理後に、さらに１５０〜４００℃の温度範囲で且つ１秒〜１０分の熱処理時間で第２の熱処理を施すことを特徴とするものである。
次に、請求項４に記載した発明は、引張強さが１１８０ＭＰａ以上の鋼板を、目的形状に成形し塗装を施した後に使用される高強度部材であって、上記使用前に、１００℃〜４００℃の温度範囲で且つ１秒〜６０分の熱処理時間で加熱することを特徴とする高強度部材の使用方法を提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、引張強さが１１８０ＭＰａ以上の鋼板を、プレス成形やロール成形等の加工によって目的の形状に成形し塗装を施すことで製造される高強度部材について、鋼板を高強度部材に加工する際の処理を工夫することによって、遅れ破壊特性に優れる高強度部材を提供することが出来る。すなわち、引張強さが１１８０ＭＰａ以上の鋼板を製造する際に、必ずしも、遅れ破壊特性を向上させるための特殊な成分添加や、鋼組織の限定をする必要はない。
そして、本願発明によって得ることが出来る高強度部材は、高強度と遅れ破壊特性を兼ね備えており、自動車骨格部材、補強部材等の構造材として好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（第１実施形態）
次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図２は、本実施形態の高強度部材の製造工程を示した概要図である。
（製造方法）
図２中、符号１は、引張強さＴＳが１１８０ＭＰａ以上の鋼板を示す。この鋼板１の製造例は後述する。
本実施形態の高強度部材ＴＷの製造方法では、成形工程Ａ、化成処理・電着塗装工程Ｂ、及び第１の熱処理工程Ｃを順に実施して、目的とする高強度部材ＴＷを製造する。
【００１１】
上記成形工程Ａでは、引張強さＴＳが１１８０ＭＰａ以上の鋼板１のコイルから、所要の長さの鋼板１を切り出し（送り出し機及びシャーについては不図示）、その切り出した鋼板１からなるワークＷＫについてプレス成形を行って、使用目的の形状に成形する。なお、成形の加工方法は、プレス成形に限定されず、ロール成形などによっても良い。所望の形状にするために、曲げや絞りなどの加工を施す工程であれば良い。
【００１２】
化成処理・電着塗装工程Ｂでは、成形工程Ａで目的の形状に成形したワークＷＫに対して、化成処理した後に電着塗装を行うことで、塗装処理を行う。
第１の熱処理工程Ｃでは、化成処理・電着塗装を施したワークＷＫに対し、１００℃〜４００℃の温度範囲で且つ１秒〜６０分の熱処理時間で熱処理を施す。
これによって、目的形状に成形され且つ塗装された高強度部材ＴＷが製造されることになる。
【００１３】
（作用効果）
本発明者らは、上述の課題を解決すべく鋭意研究した。
まず、Ｃ：０．１０〜０．４０質量％、Ｓｉ：０．０１〜３．０質量％、Ｍｎ：０．５〜３．０質量％を含有する種々の鋼を鋳造し、更に熱間圧延、冷間圧延、焼鈍を実施して引張強さＴＳが１１８０ＭＰａ以上の鋼板１を製造した。その後、その引張強さＴＳが１１８０ＭＰａ以上の鋼板１について、種々の条件で加工を施して高強度部材ＴＷを製造し、その高強度部材ＴＷの遅れ破壊特性を調査した。その結果、非特許文献２と同様に、加工歪量の増加により遅れ破壊特性が劣化することを確認した。
ここで、本発明者等は、加工により遅れ破壊特性が劣化する理由の一つとして、加工歪量の増加に伴い、侵入水素量が増加するためであると考えた。すなわち、加工により導入される転位がひずみ量と共に増加し、その転位が水素のトラップサイトになるためであると考えた。そこで、加工による水素侵入量の増加を抑制することができれば遅れ破壊特性の劣化を回避でき、加工後の遅れ破壊特性に優れると考え、種々検討を行った。その結果、加工後に１００℃以上、好ましくは２００℃以上の熱処理を施すことにより、侵入水素量が大きく低減され、それに伴い遅れ破壊特性が向上することを見出した。例えば、実験例の一例を図３に示す。この図３のように、未加工部分に比べ加工部分からの水素放出が多いことが分かる。すなわち加工により侵入水素量が増加していることが分かる。
【００１４】
そして、上述の高強度部材ＴＷの製造方法において、成形工程Ａ、及び化成処理・電着塗装工程Ｂの後に、上述の熱処理条件で熱処理を行うことで、耐遅れ破壊特性に優れる高強度部材ＴＷを得ることが可能となる。
すなわち、鋼板１を高強度部材ＴＷに加工する際の処理について工夫することによって、遅れ破壊特性に優れる高強度部材ＴＷを提供することが出来る。つまり、引張強さＴＳが１１８０ＭＰａ以上の鋼板１を製造する際に、必ずしも、遅れ破壊特性を向上させるための特殊な成分添加や鋼組織の限定をする必要はない。
【００１５】
そして、本願発明により得られる高強度部材ＴＷは、高強度と遅れ破壊特性を兼ね備えており、自動車骨格部材、補強部材等の構造材として好適な部材である。
ここで、加工後１００℃以上の熱処理を施すことにより、水素の侵入が抑制され、遅れ破壊特性が改善される理由として、次のような理由が考えられる。すなわち、加工により導入された転位に対し、熱処理により固溶Ｃや固溶Ｎが固着し、水素の侵入サイトが減少したためであると考えられる。
【００１６】
（熱処理条件等について）
「熱処理温度について」
１００℃未満では水素侵入抑制に要する時間が６０分を越えて長時間となり、部材生産性が劣化する。このため、熱処理温度の下限値を１００℃に設定した。
好ましくは１５０℃以上、より好ましくは２００℃以上である。熱処理温度が高くなるにつれて、より短時間で侵入水素量を抑制可能となるからである。特に、２００℃以上では、熱処理時間を１０分程度以下とすることが可能となり、短時間の熱処理で十分な効果が得られることから、さらに好ましい。
一方、４００℃を超えると鋼板１の種類によっては強度が低下する場合がある。このため、熱処理温度の上限値を４００℃とする。より好ましくは３００℃以下である。
【００１７】
「熱処理時間について」
１秒未満では十分な水素侵入抑制の効果が得られない場合がある。このため、熱処理時間の下限値を１秒とした。水素侵入抑制の効果を十分得る為には、好ましくは３０秒以上である。なお、この熱処理時間は、熱処理温度を高くするほど短くすることが出来る。
一方、６０分を越えると生産性を阻害する。このため、熱処理時間の上限は６０分とする。より好ましくは３０分以下である。
【００１８】
「引張強さＴＳが１１８０ＭＰａ以上の鋼板１について」
本実施形態が前提とする素材としての鋼板１については、引張強さＴＳが１１８０ＭＰａ以上となるように製造されていれば良い。下記に鋼板１の組成例や製造方法について記載するが、本実施形態の高強度部材ＴＷの製造方法は、素材となる鋼の組成や製造方法について、下記の内容に限定されるものではない。
もっとも、引張強さＴＳとして１１８０ＭＰａ以上を確保するためには、Ｃは０．１質量％以上が好ましい。また、Ｃが０．５質量％を超えると靱性が低下する。このため、Ｃ量は０．１質量％以上０．５質量％以下が好ましい。
【００１９】
その他の元素の好ましい範囲は、次の通りである。
Ｓｉ：３．０質量％以下、Ｍｎ：０．５〜３．０質量％、Ｐ：０．１質量％以下、Ｓ：０．０１質量％以下、Ａｌ：０．０１〜０．１質量％、Ｎ：０．０２質量％以下、Ｔｉ：０．１質量％以下、Ｎｂ：０．１質量％以下、Ｖ：０．５質量％以下、Ｍｏ：０．５質量％以下、Ｃｒ：１質量％以下、Ｂ：０．００５質量％以下、Ｃｕ：０．５質量％以下、Ｎｉ：０．５質量％以下、である。
【００２０】
上記以外の残部はＦｅ及び不可避不純物とする。不可避的不純物としては、例えば、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｃｏ等が挙げられる。これらの不可避的不純物の含有量の許容範囲としては、Ｓｂ：０．０１質量％以下、Ｓｎ：０．１質量％以下、Ｚｎ：０．０１質量％以下、Ｃｏ：０．１質量％以下の範囲である。またＭｇ、Ｃａ、Ｚｒ、ＲＥＭについても通常の鋼組成の範囲内で含有しても、その効果は失われない。
【００２１】
なお、ＴｉやＮｂなど、強固に炭化物や窒化物を形成する元素を添加する場合は、Ｔｉ／４８＋Ｎｂ／９３＜Ｃ／１２＋（Ｎ／１４−Ａｌ／２７）を満たすことが好ましい。Ｔｉ／４８＋Ｎｂ／９３≧Ｃ／１２＋（Ｎ／１４−Ａｌ／２７）となると、製造条件にもよるが、鋼板１製造後、加工前の状態で固溶ＣまたはＮが全く無くなる場合があり、上述のような加工後の熱処理を施しても、水素侵入抑制の効果が得られない場合がある。
【００２２】
（素材となる鋼の製造方法について）
素材となる引張強さＴＳが１１８０ＭＰａ以上の鋼板１の製造方法の例について、説明する。なお、本実施形態の高強度部材ＴＷの製造方法で使用する鋼板１の製造は、これに限定されるものではない。
上述の化学成分範囲に調整された溶鋼から、連続鋳造または造塊でスラブを溶製し、その鋼スラブに、熱間圧延工程、冷間圧延工程、及び連続焼鈍工程を順次施す。
使用する鋼スラブは、成分のマクロ偏析を防止すべく連続鋳造法で製造することが好ましいが、造塊法、薄スラブ鋳造法によっても可能である。
【００２３】
熱間圧延工程について説明する。
熱間圧延工程の好ましい条件は、まず、スラブ鋳造後、再加熱することなく若しくは１０００℃以上に再加熱する。本実施形態では、スラブを製造したのち、いったん室温まで冷却し、その後再度加熱して圧延する。この従来法の代わりに、製造したスラブを冷却しないで、温片のままで加熱炉に装入する、あるいは保熱をおこなった後に、直ちに圧延する。あるいは鋳造後そのまま圧延する直送圧延・直接圧延などの省エネルギープロセスで行っても良い。いったん室温まで冷却し再加熱する場合、スラブ加熱温度は１０００℃以上とするのが好ましい。上限は特に限定されないが、１３００℃を超えると酸化重量の増加にともなうスケールロスが増大することなどから、１３００℃以下とすることが好ましい。また、冷却しないで、温片のままで加熱炉に装入し再加熱する場合も、スラブ加熱温度は１０００℃以上とするのが好ましい。
【００２４】
次いで、必要に応じて粗圧延を行った後、好ましくは仕上げ圧延温度：８００℃以上で仕上げ圧延を行う。仕上げ圧延温度が８００℃を下回ると、鋼板１の組織が不均一になり、加工性を劣化させる。よって、仕上げ圧延温度は８００℃以上とするのが好ましい。上限は特に限定されないが、過度に高い温度で圧延するとスケール疵などの原因となるので、１０００℃以下とすることが好ましい。
その後、７００℃以下で巻き取る。７００℃を超えると巻取り後に多量のスケールが生成し、冷間圧延前の酸洗の負荷が大きくなるため、７００℃以下とするのが好ましい。
【００２５】
次に、冷間圧延工程について説明する。
熱間圧延により得られた熱延板に冷間圧延工程を施す。冷間圧延工程では、熱延板に冷間圧延を施し冷延板とする。冷間圧延条件は、所望の寸法形状の冷延板とすることができればよく、特に限定されないが、表面の平坦度や組織の均一性の観点から、圧下率２０％以上とすることが好ましい。なお、冷間圧延前には、通常行われている酸洗を施せばよいが、熱延板表面のスケールが極めて薄い場合には直接冷間圧延を施してもよい。
【００２６】
次いで、冷間圧延によって得られた冷延板に連続焼鈍工程を施す。
連続焼鈍工程では、冷延板に焼鈍を施し冷延焼鈍板とする。焼鈍は、連続焼鈍ラインで行うことが好ましい。連続焼鈍工程では、７５０℃以上９００℃以下の温度域に加熱保持することが好ましい。加熱保持温度が７５０℃未満では十分に再結晶が起こらず、加工性が低下する場合がある。一方、９００℃を超えた場合には組織が粗大化し、強度加工性バランスが低下する。このため、加熱保持温度は７５０℃以上９００℃以下が好ましい。また、加熱保持時間は、生産性の観点から６００秒以下が好ましい。加熱保持時間の下限は、鋼板１の均一性の観点から６０秒以上であることが好ましい。さらに好ましくは１２０秒以上である。次いで、平均冷却速度１０℃／秒以上で３００℃以下まで急冷することが好ましい。冷却速度が１０℃／秒未満では、十分な強度を得るために合金元素を多量に添加する必要がありコストアップにつながる。さらに、急冷後そのまま、または室温まで冷却後に、１００〜４５０℃で保持することが好ましい。また、その保持時間は３分〜３０分であることが好ましい。
【００２７】
ここで、上記説明では、素材となる鋼板１として冷延鋼板を例示した。ただし、本実施形態の高強度部材ＴＷの製造方法が前提とする、素材としての鋼板１は、冷延鋼板に限定されない。溶融亜鉛メッキ鋼板や電気亜鉛メッキ鋼板、熱延鋼板など、引張強さＴＳが１１８０ＭＰａ以上のあらゆる高強度鋼板１に適用可能である。
さらに、鋼板１製造後、耐食性改善のためにＮｉ等を付着させるなど、表面改質処理を施してあっても、本発明の効果は問題なく得ることが出来る。また、鋼板１の製造後、形状矯正、表面粗度等の調整のために、伸び率５％以下の調質圧延を施してあってもよい。
【００２８】
（変形例その他）
（１）上記実施形態では、引張強さＴＳが１１８０ＭＰａ以上の鋼板１から、目的の形状に成形し塗装を施してなる高強度部材ＴＷを製造する際に、上述の条件、すなわち１００℃〜４００℃の温度範囲で且つ１秒〜６０分の熱処理時間で熱処理を施すことで、遅れ破壊特性に優れる高強度部材ＴＷを製造する場合で説明した。
上述のような熱処理を行って、若しくは熱処理を行うことなく高強度部材ＴＷを製造して、目的の形状に成形して製造した高強度部材ＴＷを対象として、当該高強度部材ＴＷの使用前に、上述のような、つまり１００℃〜４００℃の温度範囲で且つ１秒〜６０分の熱処理時間で、熱処理を施した後に、当該高強度部材ＴＷを使用するようにしても良い。
【００２９】
この場合であっても、遅れ破壊特性に優れる高強度部材ＴＷに改質して、使用することが可能となる。
例えば、高強度部材ＴＷの使用目的が自動車用構造材であれば、自動車のフレーム等として車体に組み込む前に、予め高強度部材ＴＷを上述の熱処理条件で熱処理を施す。なお、熱処理を施すタイミングは、高強度部材ＴＷを使用する直前である必要は無い。高強度部材ＴＷの製造完了から実際に使用するまでの間に行えば良い。
【００３０】
（２）本実施形態での高強度部材ＴＷは、構造材として好適であり、また、自動車用途に限定されない。自動車用の高強度部材以外の家電および建築など、高強度および耐遅れ破壊特性が必要とされる分野においても好適である。
（３）本実施形態では、塗装後のワークＷＫ全体を上述の条件で熱処理を行った。図３のように、少なくとも加工を施した部分に対して熱処理を施せば良い。従って、加工が複雑でない場合などにあっては、所定以上の曲げなどを施した部分だけに対して熱処理を施しても良い。
【００３１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記各実施形態と同様な装置などについては同一の符号を付して説明する。
図４は、本実施形態の高強度部材ＴＷの製造工程を示す概要図である。
（製造方法）
本実施形態の製造方法の基本工程は、上記第１実施形態の製造工程と同様である。但し、図４に示すように、第１の熱処理工程Ｃの後に第２の熱処理工程Ｄを行うことで再加熱する点が異なる。
【００３２】
第２の熱処理工程Ｄでは、第１の熱処理工程Ｃで、一旦熱処理を施した鋼板１に対し、下記熱処理の条件で再度熱処理を行う。
熱処理の条件：１５０〜４００℃の温度範囲で且つ１秒〜１０分の熱処理時間
その他の製造工程や素材となる鋼板１などについては、上記第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００３３】
（作用効果）
本実施形態では、第１の熱処理工程Ｃで一旦、１００℃〜４００℃で熱処理を施し、冷却した後、第２の熱処理として１５０〜４００℃に再加熱する。
これによって、高強度と遅れ破壊特性を兼ね備えた高強度部材ＴＷを得る事が可能となる。
このような第２の熱処理の工程を追加することで、第１の熱処理工程Ｃだけと比較して、より短時間で所望の遅れ破壊特性を得ることが出来る。なお、この理由については必ずしも明らかではないが、１回目の熱処理で加工により導入された転位に固着した固溶Ｃや固溶Ｎが、短時間の再熱処理により、より強固に転位を固着し、水素の侵入を抑制するためであると、本発明者等は考えている。
その他の作用効果は上記第１実施形態と同様である。
【００３４】
（第２の熱処理である再熱処理の条件について）
ここで、１回目の熱処理で加工により導入された転位に固着した固溶Ｃや固溶Ｎが、短時間の再熱処理により、より強固に転位を固着し、水素の侵入を抑制する効果を得るためには、１回目の熱処理の条件にもよるが、１５０℃以上であることが好ましい。
１５０℃未満では、１０分を超えて長時間となり、生産性を阻害する。好ましくは２００℃以上である。
【００３５】
一方、４００℃を超えると鋼板１の種類によっては強度が低下する場合がある。このため、上限値を４００℃とする。好ましくは３００℃以下である。
また、熱処理時間は、１秒未満では十分な水素侵入抑制の効果が得られない場合があるため、１秒以上とする。好ましくは３０秒以上である。一方、２回の熱処理工程が必要であることを考慮すると、再熱処理では１０分を越えると生産性を阻害する。このため、熱処理時間は１０分以下とする。好ましくは５分以下である。
【実施例】
【００３６】
実施例で使用した鋼板１は、次のようにして製造した。
すなわち、表１に示す化学組成の鋼スラブを連続鋳造により製造し、１２５０℃に再加熱後、仕上げ圧延温度：約８５０℃、巻取り温度：約６００℃で、板厚３．０ｍｍまで熱間圧延を行った。
【００３７】
【表１】
【００３８】
さらに酸洗後、冷間圧延を施して、板厚１．６ｍｍの冷延板とし、次いで８２０℃〜９００℃に３００秒間加熱均熱し、５５０〜７５０℃まで徐冷（平均冷却速度：１０℃／秒）の後、室温まで水冷し、１５０〜２５０℃で１０分間焼戻し処理を施した。その後、伸び率：０．２％の調質圧延を施した。
そして、上述のようにして製造した鋼板１を用いて、引張強度、遅れ破壊特性を調査した。
【００３９】
各試験方法の詳細は以下の通りである。
（引張強度の試験）
上記冷延鋼板１から、長軸を圧延方向に直交する方向としたＪＩＳ５号引張試験片を採取し、ＪＩＳ Ｚ ２２４１の規定に準拠して引張試験を行った。その引張試験により得られた引張強度（ＴＳ／ＭＰａ）の結果を、表２に示す。
【００４０】
更に、加工後の熱処理を模擬して、圧下率５％の圧延を施した後、表２に示す熱処理を施し、その後、引張試験を行い、引張強度（ＴＳ’／ＭＰａ）を測定した。
そして、加工及び熱処理による強度変化として、処理前後の引張強度差ΔＴＳ（＝ＴＳ’−ＴＳ）を求めた。この引張強度差ΔＴＳが、ゼロ以上の場合（強度低下が無い場合）を○、負の場合（強度低下する場合）を×として、その結果を表２に示す。
【００４１】
（遅れ破壊特性の試験）
加工後の遅れ破壊特性の試験は、まず、上記冷延鋼板１から、図５（ａ）に示すような、長手を圧延方向に平行にして採取した１００ｍｍ×３０ｍｍの試験片Ｈを用意する。そして、その試験片Ｈに対し、加工ひずみ量を変化させるため、表２に記載する種々の曲げ半径でＵ曲げ加工をした後、スプリングバック分をボルトで締付けることによって応力負荷する（図５（ｂ）、（ｃ））。そして、下記の化成処理・電着塗装の条件にて塗装した後、そのまま、又は５０〜４１０℃で適宜、熱処理を施してから、試験片Ｈを２５℃、ｐＨ１の塩酸に浸漬する（図５（ｄ））。なお、Ｕ曲げ加工部については、厳しい水素侵入環境を実現するため、上記塗装を剥がした後に塩酸に浸漬した。その後に、破壊時間を調査した。
【００４２】
化成処理条件
市販の化成処理薬剤（日本パーカライジング株式会社製、パルボンドＰＢ−Ｌ３０２０）を用いて浴温４３℃、処理時間１２０ｓで行った。
電着塗装条件
化成処理後の鋼板に市販の電着塗料（関西ペイント社製、ＧＴ−１０ＨＴ）を用い塗膜厚が２０〜２５μｍになるように電着塗装を施した。
【００４３】
ここで、ｐＨ１の塩酸４８時間浸漬により破壊しない場合を、遅れ破壊特性が○とし、破壊した場合を×とした。また、４８時間塩酸浸漬後の試験片曲げ加工部の鋼中拡散性水素量を、昇温分析法（昇温速度２００℃／ｈ）により分析した。なお、拡散性水素は２００℃以下で放出される水素量とした。熱処理条件、遅れ破壊の有無、拡散性水素量を、表２に示す。
【００４４】
【表２】
【００４５】
表２から分かるように、加工後に熱処理を施すことにより、塩酸浸漬による侵入水素量が低下している。特に、本発明例は、いずれも破壊が発生しておらず、遅れ破壊特性に優れていることが分かる。
一方、加工後に熱処理を施していない、または熱処理温度が低い、実施例Ｎｏ．１、３、４、１４、１６、２０はいずれも、４８時間の塩酸浸漬試験において破壊が発生している。ここで、熱処理温度が本発明の上限を超えている実施例Ｎｏ．１０では、破壊が発生せず、遅れ破壊特性には優れているが、加工および熱処理後の強度が元の強度に比べて低下してしまっている。
また、熱処理後に再熱処理を施した、実施例Ｎｏ．１１、１２、１３、１８，１９、２２〜２４は２回の熱処理の効果により、侵入水素量が極めて低くなっている。すなわち、遅れ破壊特性に優れることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】引張強度と遅れ破壊強さの関係を示す図である。
【図２】本発明に基づく第１実施形態に係る製造工程を説明する図である。
【図３】加工部と未加工部とにおける水素放出の違いを示す図である。
【図４】本発明に基づく第２実施形態に係る製造工程を説明する図である。
【図５】実施例の遅れ破壊の試験方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 鋼板
Ａ 成形工程
Ｂ 化成処理・電着塗装工程
Ｃ 熱処理工程
Ｄ 熱処理工程
ＴＷ 高強度部材
ＷＫ ワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車骨格部材、補強部材等に好適な、遅れ破壊特性に優れる高強度部材の製造方法及び使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境保全という観点から、自動車の燃費改善が要求されている。また、車両衝突時に乗員を保護する観点からは、自動車車体の安全性向上も要求されている。このため、燃費改善と安全性向上の両方を満足するべく、自動車車体の軽量化と強化の双方を図る検討が積極的に進められている。自動車車体の軽量化と強化を同時に満足させるには、部品素材を高強度化かつ薄肉化することが効果的であり、最近では引張強さＴＳが１１８０ＭＰａ以上の高張力薄鋼板が自動車骨格部材、補強部材等に使用され始めている。
【０００３】
しかしながら、非特許文献１に記載されているように、引張強さＴＳが１１８０ＭＰａ以上の高強度鋼板は、それよりも強度の低い鋼板に比べ、その使用中に、腐食に伴い侵入する水素に起因して、遅れ破壊が生じる可能性が高くなる。なお、それを表すページを図１として記載する。このため、引張強さＴＳが１１８０ＭＰａ以上の高強度鋼板の適用は、限定的なものとなっている。
【０００４】
また、自動車骨格部材等の部材は、通常、プレス成形やロール成形といった成形加工を施して目的の形状に成形した後に使用されるが、非特許文献２に記載されているように、遅れ破壊特性は加工により劣化することが知られている。このため、加工後の遅れ破壊特性に優れる高強度部材が求められている。
そして、遅れ破壊特性に優れる自動車部材用高強度薄鋼板の製造として、従来、特許文献１〜５に記載の技術がある。
【０００５】
特許文献１〜３では、ＣａやＭｇ、Ｍｏ、Ｖなどの元素を添加することで、遅れ破壊特性を向上させている。また、特許文献４，５では、鋼組織を限定することで、遅れ破壊特性を向上させようとしている。
【非特許文献１】「遅れ破壊」（日刊工業新聞社、１９８９年８月３１日発行）
【非特許文献２】自動車技術会論文集、Ｖｏｌ．３９、Ｎｏ．５、Ｐ．１３３
【特許文献１】特開２００３−１６６０３５号公報
【特許文献２】特開２００４−３５９９７４号公報
【特許文献３】特許第３４０６０９４号公報
【特許文献４】特許第３４２４６１９号公報
【特許文献５】特開２００５−２２０４４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１〜３は、いずれも遅れ破壊特性を向上させるためにＣａやＭｇ、Ｍｏ、Ｖなどの特殊な元素の添加を必須としている。このため、鋼板製造コストが増大するという課題がある。また、特許文献４及び特許文献５は、鋼組織を限定する必要があり、通常の鋼に対する汎用的な遅れ破壊特性の改善には到っていない。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、素材となる鋼板の成分や組織に厳しい規制をすることなく、成形加工後の遅れ破壊特性に優れる高強度部材を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記いずれの特許文献に記載の技術も、加工による遅れ破壊特性の劣化を考慮したものではない。そして、加工後の高強度部品の遅れ破壊の問題を抜本的に解決する技術は、未だ見出されていない。
そのような課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載した発明は、引張強さが１１８０ＭＰａ以上の鋼板を、目的の形状に成形した後に塗装を施す高強度部材の製造方法において、上記塗装の後に、１００℃〜４００℃の温度範囲で且つ１秒〜６０分の熱処理時間で熱処理を施すことを特徴とするものである。
【０００８】
次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した構成に対し、上記熱処理は、２００℃〜４００℃の温度範囲で且つ１秒〜１０分の熱処理時間で熱処理を施すことを特徴とするものである。
次に、請求項３に記載した発明は、請求項１又は請求項２に記載した構成に対し、上記熱処理後に、さらに１５０〜４００℃の温度範囲で且つ１秒〜１０分の熱処理時間で第２の熱処理を施すことを特徴とするものである。
次に、請求項４に記載した発明は、引張強さが１１８０ＭＰａ以上の鋼板を、目的形状に成形し塗装を施した後に使用される高強度部材であって、上記使用前に、１００℃〜４００℃の温度範囲で且つ１秒〜６０分の熱処理時間で加熱することを特徴とする高強度部材の使用方法を提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、引張強さが１１８０ＭＰａ以上の鋼板を、プレス成形やロール成形等の加工によって目的の形状に成形し塗装を施すことで製造される高強度部材について、鋼板を高強度部材に加工する際の処理を工夫することによって、遅れ破壊特性に優れる高強度部材を提供することが出来る。すなわち、引張強さが１１８０ＭＰａ以上の鋼板を製造する際に、必ずしも、遅れ破壊特性を向上させるための特殊な成分添加や、鋼組織の限定をする必要はない。
そして、本願発明によって得ることが出来る高強度部材は、高強度と遅れ破壊特性を兼ね備えており、自動車骨格部材、補強部材等の構造材として好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（第１実施形態）
次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図２は、本実施形態の高強度部材の製造工程を示した概要図である。
（製造方法）
図２中、符号１は、引張強さＴＳが１１８０ＭＰａ以上の鋼板を示す。この鋼板１の製造例は後述する。
本実施形態の高強度部材ＴＷの製造方法では、成形工程Ａ、化成処理・電着塗装工程Ｂ、及び第１の熱処理工程Ｃを順に実施して、目的とする高強度部材ＴＷを製造する。
【００１１】
上記成形工程Ａでは、引張強さＴＳが１１８０ＭＰａ以上の鋼板１のコイルから、所要の長さの鋼板１を切り出し（送り出し機及びシャーについては不図示）、その切り出した鋼板１からなるワークＷＫについてプレス成形を行って、使用目的の形状に成形する。なお、成形の加工方法は、プレス成形に限定されず、ロール成形などによっても良い。所望の形状にするために、曲げや絞りなどの加工を施す工程であれば良い。
【００１２】
化成処理・電着塗装工程Ｂでは、成形工程Ａで目的の形状に成形したワークＷＫに対して、化成処理した後に電着塗装を行うことで、塗装処理を行う。
第１の熱処理工程Ｃでは、化成処理・電着塗装を施したワークＷＫに対し、１００℃〜４００℃の温度範囲で且つ１秒〜６０分の熱処理時間で熱処理を施す。
これによって、目的形状に成形され且つ塗装された高強度部材ＴＷが製造されることになる。
【００１３】
（作用効果）
本発明者らは、上述の課題を解決すべく鋭意研究した。
まず、Ｃ：０．１０〜０．４０質量％、Ｓｉ：０．０１〜３．０質量％、Ｍｎ：０．５〜３．０質量％を含有する種々の鋼を鋳造し、更に熱間圧延、冷間圧延、焼鈍を実施して引張強さＴＳが１１８０ＭＰａ以上の鋼板１を製造した。その後、その引張強さＴＳが１１８０ＭＰａ以上の鋼板１について、種々の条件で加工を施して高強度部材ＴＷを製造し、その高強度部材ＴＷの遅れ破壊特性を調査した。その結果、非特許文献２と同様に、加工歪量の増加により遅れ破壊特性が劣化することを確認した。
ここで、本発明者等は、加工により遅れ破壊特性が劣化する理由の一つとして、加工歪量の増加に伴い、侵入水素量が増加するためであると考えた。すなわち、加工により導入される転位がひずみ量と共に増加し、その転位が水素のトラップサイトになるためであると考えた。そこで、加工による水素侵入量の増加を抑制することができれば遅れ破壊特性の劣化を回避でき、加工後の遅れ破壊特性に優れると考え、種々検討を行った。その結果、加工後に１００℃以上、好ましくは２００℃以上の熱処理を施すことにより、侵入水素量が大きく低減され、それに伴い遅れ破壊特性が向上することを見出した。例えば、実験例の一例を図３に示す。この図３のように、未加工部分に比べ加工部分からの水素放出が多いことが分かる。すなわち加工により侵入水素量が増加していることが分かる。
【００１４】
そして、上述の高強度部材ＴＷの製造方法において、成形工程Ａ、及び化成処理・電着塗装工程Ｂの後に、上述の熱処理条件で熱処理を行うことで、耐遅れ破壊特性に優れる高強度部材ＴＷを得ることが可能となる。
すなわち、鋼板１を高強度部材ＴＷに加工する際の処理について工夫することによって、遅れ破壊特性に優れる高強度部材ＴＷを提供することが出来る。つまり、引張強さＴＳが１１８０ＭＰａ以上の鋼板１を製造する際に、必ずしも、遅れ破壊特性を向上させるための特殊な成分添加や鋼組織の限定をする必要はない。
【００１５】
そして、本願発明により得られる高強度部材ＴＷは、高強度と遅れ破壊特性を兼ね備えており、自動車骨格部材、補強部材等の構造材として好適な部材である。
ここで、加工後１００℃以上の熱処理を施すことにより、水素の侵入が抑制され、遅れ破壊特性が改善される理由として、次のような理由が考えられる。すなわち、加工により導入された転位に対し、熱処理により固溶Ｃや固溶Ｎが固着し、水素の侵入サイトが減少したためであると考えられる。
【００１６】
（熱処理条件等について）
「熱処理温度について」
１００℃未満では水素侵入抑制に要する時間が６０分を越えて長時間となり、部材生産性が劣化する。このため、熱処理温度の下限値を１００℃に設定した。
好ましくは１５０℃以上、より好ましくは２００℃以上である。熱処理温度が高くなるにつれて、より短時間で侵入水素量を抑制可能となるからである。特に、２００℃以上では、熱処理時間を１０分程度以下とすることが可能となり、短時間の熱処理で十分な効果が得られることから、さらに好ましい。
一方、４００℃を超えると鋼板１の種類によっては強度が低下する場合がある。このため、熱処理温度の上限値を４００℃とする。より好ましくは３００℃以下である。
【００１７】
「熱処理時間について」
１秒未満では十分な水素侵入抑制の効果が得られない場合がある。このため、熱処理時間の下限値を１秒とした。水素侵入抑制の効果を十分得る為には、好ましくは３０秒以上である。なお、この熱処理時間は、熱処理温度を高くするほど短くすることが出来る。
一方、６０分を越えると生産性を阻害する。このため、熱処理時間の上限は６０分とする。より好ましくは３０分以下である。
【００１８】
「引張強さＴＳが１１８０ＭＰａ以上の鋼板１について」
本実施形態が前提とする素材としての鋼板１については、引張強さＴＳが１１８０ＭＰａ以上となるように製造されていれば良い。下記に鋼板１の組成例や製造方法について記載するが、本実施形態の高強度部材ＴＷの製造方法は、素材となる鋼の組成や製造方法について、下記の内容に限定されるものではない。
もっとも、引張強さＴＳとして１１８０ＭＰａ以上を確保するためには、Ｃは０．１質量％以上が好ましい。また、Ｃが０．５質量％を超えると靱性が低下する。このため、Ｃ量は０．１質量％以上０．５質量％以下が好ましい。
【００１９】
その他の元素の好ましい範囲は、次の通りである。
Ｓｉ：３．０質量％以下、Ｍｎ：０．５〜３．０質量％、Ｐ：０．１質量％以下、Ｓ：０．０１質量％以下、Ａｌ：０．０１〜０．１質量％、Ｎ：０．０２質量％以下、Ｔｉ：０．１質量％以下、Ｎｂ：０．１質量％以下、Ｖ：０．５質量％以下、Ｍｏ：０．５質量％以下、Ｃｒ：１質量％以下、Ｂ：０．００５質量％以下、Ｃｕ：０．５質量％以下、Ｎｉ：０．５質量％以下、である。
【００２０】
上記以外の残部はＦｅ及び不可避不純物とする。不可避的不純物としては、例えば、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｃｏ等が挙げられる。これらの不可避的不純物の含有量の許容範囲としては、Ｓｂ：０．０１質量％以下、Ｓｎ：０．１質量％以下、Ｚｎ：０．０１質量％以下、Ｃｏ：０．１質量％以下の範囲である。またＭｇ、Ｃａ、Ｚｒ、ＲＥＭについても通常の鋼組成の範囲内で含有しても、その効果は失われない。
【００２１】
なお、ＴｉやＮｂなど、強固に炭化物や窒化物を形成する元素を添加する場合は、Ｔｉ／４８＋Ｎｂ／９３＜Ｃ／１２＋（Ｎ／１４−Ａｌ／２７）を満たすことが好ましい。Ｔｉ／４８＋Ｎｂ／９３≧Ｃ／１２＋（Ｎ／１４−Ａｌ／２７）となると、製造条件にもよるが、鋼板１製造後、加工前の状態で固溶ＣまたはＮが全く無くなる場合があり、上述のような加工後の熱処理を施しても、水素侵入抑制の効果が得られない場合がある。
【００２２】
（素材となる鋼の製造方法について）
素材となる引張強さＴＳが１１８０ＭＰａ以上の鋼板１の製造方法の例について、説明する。なお、本実施形態の高強度部材ＴＷの製造方法で使用する鋼板１の製造は、これに限定されるものではない。
上述の化学成分範囲に調整された溶鋼から、連続鋳造または造塊でスラブを溶製し、その鋼スラブに、熱間圧延工程、冷間圧延工程、及び連続焼鈍工程を順次施す。
使用する鋼スラブは、成分のマクロ偏析を防止すべく連続鋳造法で製造することが好ましいが、造塊法、薄スラブ鋳造法によっても可能である。
【００２３】
熱間圧延工程について説明する。
熱間圧延工程の好ましい条件は、まず、スラブ鋳造後、再加熱することなく若しくは１０００℃以上に再加熱する。本実施形態では、スラブを製造したのち、いったん室温まで冷却し、その後再度加熱して圧延する。この従来法の代わりに、製造したスラブを冷却しないで、温片のままで加熱炉に装入する、あるいは保熱をおこなった後に、直ちに圧延する。あるいは鋳造後そのまま圧延する直送圧延・直接圧延などの省エネルギープロセスで行っても良い。いったん室温まで冷却し再加熱する場合、スラブ加熱温度は１０００℃以上とするのが好ましい。上限は特に限定されないが、１３００℃を超えると酸化重量の増加にともなうスケールロスが増大することなどから、１３００℃以下とすることが好ましい。また、冷却しないで、温片のままで加熱炉に装入し再加熱する場合も、スラブ加熱温度は１０００℃以上とするのが好ましい。
【００２４】
次いで、必要に応じて粗圧延を行った後、好ましくは仕上げ圧延温度：８００℃以上で仕上げ圧延を行う。仕上げ圧延温度が８００℃を下回ると、鋼板１の組織が不均一になり、加工性を劣化させる。よって、仕上げ圧延温度は８００℃以上とするのが好ましい。上限は特に限定されないが、過度に高い温度で圧延するとスケール疵などの原因となるので、１０００℃以下とすることが好ましい。
その後、７００℃以下で巻き取る。７００℃を超えると巻取り後に多量のスケールが生成し、冷間圧延前の酸洗の負荷が大きくなるため、７００℃以下とするのが好ましい。
【００２５】
次に、冷間圧延工程について説明する。
熱間圧延により得られた熱延板に冷間圧延工程を施す。冷間圧延工程では、熱延板に冷間圧延を施し冷延板とする。冷間圧延条件は、所望の寸法形状の冷延板とすることができればよく、特に限定されないが、表面の平坦度や組織の均一性の観点から、圧下率２０％以上とすることが好ましい。なお、冷間圧延前には、通常行われている酸洗を施せばよいが、熱延板表面のスケールが極めて薄い場合には直接冷間圧延を施してもよい。
【００２６】
次いで、冷間圧延によって得られた冷延板に連続焼鈍工程を施す。
連続焼鈍工程では、冷延板に焼鈍を施し冷延焼鈍板とする。焼鈍は、連続焼鈍ラインで行うことが好ましい。連続焼鈍工程では、７５０℃以上９００℃以下の温度域に加熱保持することが好ましい。加熱保持温度が７５０℃未満では十分に再結晶が起こらず、加工性が低下する場合がある。一方、９００℃を超えた場合には組織が粗大化し、強度加工性バランスが低下する。このため、加熱保持温度は７５０℃以上９００℃以下が好ましい。また、加熱保持時間は、生産性の観点から６００秒以下が好ましい。加熱保持時間の下限は、鋼板１の均一性の観点から６０秒以上であることが好ましい。さらに好ましくは１２０秒以上である。次いで、平均冷却速度１０℃／秒以上で３００℃以下まで急冷することが好ましい。冷却速度が１０℃／秒未満では、十分な強度を得るために合金元素を多量に添加する必要がありコストアップにつながる。さらに、急冷後そのまま、または室温まで冷却後に、１００〜４５０℃で保持することが好ましい。また、その保持時間は３分〜３０分であることが好ましい。
【００２７】
ここで、上記説明では、素材となる鋼板１として冷延鋼板を例示した。ただし、本実施形態の高強度部材ＴＷの製造方法が前提とする、素材としての鋼板１は、冷延鋼板に限定されない。溶融亜鉛メッキ鋼板や電気亜鉛メッキ鋼板、熱延鋼板など、引張強さＴＳが１１８０ＭＰａ以上のあらゆる高強度鋼板１に適用可能である。
さらに、鋼板１製造後、耐食性改善のためにＮｉ等を付着させるなど、表面改質処理を施してあっても、本発明の効果は問題なく得ることが出来る。また、鋼板１の製造後、形状矯正、表面粗度等の調整のために、伸び率５％以下の調質圧延を施してあってもよい。
【００２８】
（変形例その他）
（１）上記実施形態では、引張強さＴＳが１１８０ＭＰａ以上の鋼板１から、目的の形状に成形し塗装を施してなる高強度部材ＴＷを製造する際に、上述の条件、すなわち１００℃〜４００℃の温度範囲で且つ１秒〜６０分の熱処理時間で熱処理を施すことで、遅れ破壊特性に優れる高強度部材ＴＷを製造する場合で説明した。
上述のような熱処理を行って、若しくは熱処理を行うことなく高強度部材ＴＷを製造して、目的の形状に成形して製造した高強度部材ＴＷを対象として、当該高強度部材ＴＷの使用前に、上述のような、つまり１００℃〜４００℃の温度範囲で且つ１秒〜６０分の熱処理時間で、熱処理を施した後に、当該高強度部材ＴＷを使用するようにしても良い。
【００２９】
この場合であっても、遅れ破壊特性に優れる高強度部材ＴＷに改質して、使用することが可能となる。
例えば、高強度部材ＴＷの使用目的が自動車用構造材であれば、自動車のフレーム等として車体に組み込む前に、予め高強度部材ＴＷを上述の熱処理条件で熱処理を施す。なお、熱処理を施すタイミングは、高強度部材ＴＷを使用する直前である必要は無い。高強度部材ＴＷの製造完了から実際に使用するまでの間に行えば良い。
【００３０】
（２）本実施形態での高強度部材ＴＷは、構造材として好適であり、また、自動車用途に限定されない。自動車用の高強度部材以外の家電および建築など、高強度および耐遅れ破壊特性が必要とされる分野においても好適である。
（３）本実施形態では、塗装後のワークＷＫ全体を上述の条件で熱処理を行った。図３のように、少なくとも加工を施した部分に対して熱処理を施せば良い。従って、加工が複雑でない場合などにあっては、所定以上の曲げなどを施した部分だけに対して熱処理を施しても良い。
【００３１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記各実施形態と同様な装置などについては同一の符号を付して説明する。
図４は、本実施形態の高強度部材ＴＷの製造工程を示す概要図である。
（製造方法）
本実施形態の製造方法の基本工程は、上記第１実施形態の製造工程と同様である。但し、図４に示すように、第１の熱処理工程Ｃの後に第２の熱処理工程Ｄを行うことで再加熱する点が異なる。
【００３２】
第２の熱処理工程Ｄでは、第１の熱処理工程Ｃで、一旦熱処理を施した鋼板１に対し、下記熱処理の条件で再度熱処理を行う。
熱処理の条件：１５０〜４００℃の温度範囲で且つ１秒〜１０分の熱処理時間
その他の製造工程や素材となる鋼板１などについては、上記第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００３３】
（作用効果）
本実施形態では、第１の熱処理工程Ｃで一旦、１００℃〜４００℃で熱処理を施し、冷却した後、第２の熱処理として１５０〜４００℃に再加熱する。
これによって、高強度と遅れ破壊特性を兼ね備えた高強度部材ＴＷを得る事が可能となる。
このような第２の熱処理の工程を追加することで、第１の熱処理工程Ｃだけと比較して、より短時間で所望の遅れ破壊特性を得ることが出来る。なお、この理由については必ずしも明らかではないが、１回目の熱処理で加工により導入された転位に固着した固溶Ｃや固溶Ｎが、短時間の再熱処理により、より強固に転位を固着し、水素の侵入を抑制するためであると、本発明者等は考えている。
その他の作用効果は上記第１実施形態と同様である。
【００３４】
（第２の熱処理である再熱処理の条件について）
ここで、１回目の熱処理で加工により導入された転位に固着した固溶Ｃや固溶Ｎが、短時間の再熱処理により、より強固に転位を固着し、水素の侵入を抑制する効果を得るためには、１回目の熱処理の条件にもよるが、１５０℃以上であることが好ましい。
１５０℃未満では、１０分を超えて長時間となり、生産性を阻害する。好ましくは２００℃以上である。
【００３５】
一方、４００℃を超えると鋼板１の種類によっては強度が低下する場合がある。このため、上限値を４００℃とする。好ましくは３００℃以下である。
また、熱処理時間は、１秒未満では十分な水素侵入抑制の効果が得られない場合があるため、１秒以上とする。好ましくは３０秒以上である。一方、２回の熱処理工程が必要であることを考慮すると、再熱処理では１０分を越えると生産性を阻害する。このため、熱処理時間は１０分以下とする。好ましくは５分以下である。
【実施例】
【００３６】
実施例で使用した鋼板１は、次のようにして製造した。
すなわち、表１に示す化学組成の鋼スラブを連続鋳造により製造し、１２５０℃に再加熱後、仕上げ圧延温度：約８５０℃、巻取り温度：約６００℃で、板厚３．０ｍｍまで熱間圧延を行った。
【００３７】
【表１】
【００３８】
さらに酸洗後、冷間圧延を施して、板厚１．６ｍｍの冷延板とし、次いで８２０℃〜９００℃に３００秒間加熱均熱し、５５０〜７５０℃まで徐冷（平均冷却速度：１０℃／秒）の後、室温まで水冷し、１５０〜２５０℃で１０分間焼戻し処理を施した。その後、伸び率：０．２％の調質圧延を施した。
そして、上述のようにして製造した鋼板１を用いて、引張強度、遅れ破壊特性を調査した。
【００３９】
各試験方法の詳細は以下の通りである。
（引張強度の試験）
上記冷延鋼板１から、長軸を圧延方向に直交する方向としたＪＩＳ５号引張試験片を採取し、ＪＩＳ Ｚ ２２４１の規定に準拠して引張試験を行った。その引張試験により得られた引張強度（ＴＳ／ＭＰａ）の結果を、表２に示す。
【００４０】
更に、加工後の熱処理を模擬して、圧下率５％の圧延を施した後、表２に示す熱処理を施し、その後、引張試験を行い、引張強度（ＴＳ’／ＭＰａ）を測定した。
そして、加工及び熱処理による強度変化として、処理前後の引張強度差ΔＴＳ（＝ＴＳ’−ＴＳ）を求めた。この引張強度差ΔＴＳが、ゼロ以上の場合（強度低下が無い場合）を○、負の場合（強度低下する場合）を×として、その結果を表２に示す。
【００４１】
（遅れ破壊特性の試験）
加工後の遅れ破壊特性の試験は、まず、上記冷延鋼板１から、図５（ａ）に示すような、長手を圧延方向に平行にして採取した１００ｍｍ×３０ｍｍの試験片Ｈを用意する。そして、その試験片Ｈに対し、加工ひずみ量を変化させるため、表２に記載する種々の曲げ半径でＵ曲げ加工をした後、スプリングバック分をボルトで締付けることによって応力負荷する（図５（ｂ）、（ｃ））。そして、下記の化成処理・電着塗装の条件にて塗装した後、そのまま、又は５０〜４１０℃で適宜、熱処理を施してから、試験片Ｈを２５℃、ｐＨ１の塩酸に浸漬する（図５（ｄ））。なお、Ｕ曲げ加工部については、厳しい水素侵入環境を実現するため、上記塗装を剥がした後に塩酸に浸漬した。その後に、破壊時間を調査した。
【００４２】
化成処理条件
市販の化成処理薬剤（日本パーカライジング株式会社製、パルボンドＰＢ−Ｌ３０２０）を用いて浴温４３℃、処理時間１２０ｓで行った。
電着塗装条件
化成処理後の鋼板に市販の電着塗料（関西ペイント社製、ＧＴ−１０ＨＴ）を用い塗膜厚が２０〜２５μｍになるように電着塗装を施した。
【００４３】
ここで、ｐＨ１の塩酸４８時間浸漬により破壊しない場合を、遅れ破壊特性が○とし、破壊した場合を×とした。また、４８時間塩酸浸漬後の試験片曲げ加工部の鋼中拡散性水素量を、昇温分析法（昇温速度２００℃／ｈ）により分析した。なお、拡散性水素は２００℃以下で放出される水素量とした。熱処理条件、遅れ破壊の有無、拡散性水素量を、表２に示す。
【００４４】
【表２】
【００４５】
表２から分かるように、加工後に熱処理を施すことにより、塩酸浸漬による侵入水素量が低下している。特に、本発明例は、いずれも破壊が発生しておらず、遅れ破壊特性に優れていることが分かる。
一方、加工後に熱処理を施していない、または熱処理温度が低い、実施例Ｎｏ．１、３、４、１４、１６、２０はいずれも、４８時間の塩酸浸漬試験において破壊が発生している。ここで、熱処理温度が本発明の上限を超えている実施例Ｎｏ．１０では、破壊が発生せず、遅れ破壊特性には優れているが、加工および熱処理後の強度が元の強度に比べて低下してしまっている。
また、熱処理後に再熱処理を施した、実施例Ｎｏ．１１、１２、１３、１８，１９、２２〜２４は２回の熱処理の効果により、侵入水素量が極めて低くなっている。すなわち、遅れ破壊特性に優れることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】引張強度と遅れ破壊強さの関係を示す図である。
【図２】本発明に基づく第１実施形態に係る製造工程を説明する図である。
【図３】加工部と未加工部とにおける水素放出の違いを示す図である。
【図４】本発明に基づく第２実施形態に係る製造工程を説明する図である。
【図５】実施例の遅れ破壊の試験方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 鋼板
Ａ 成形工程
Ｂ 化成処理・電着塗装工程
Ｃ 熱処理工程
Ｄ 熱処理工程
ＴＷ 高強度部材
ＷＫ ワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
引張強さが１１８０ＭＰａ以上の鋼板を、目的の形状に成形した後に塗装を施す高強度部材の製造方法において、
上記塗装の後に、１００℃〜４００℃の温度範囲で且つ１秒〜６０分の熱処理時間で熱処理を施すことを特徴とする高強度部材の製造方法。
【請求項２】
上記熱処理は、２００℃〜４００℃の温度範囲で且つ１秒〜１０分の熱処理時間で熱処理を施すことを特徴とする請求項１に記載した高強度部材の製造方法。
【請求項３】
上記熱処理後に、さらに１５０℃〜４００℃の温度範囲で且つ１秒〜１０分の熱処理時間で第２の熱処理を施すことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した高強度部材の製造方法。
【請求項４】
引張強さが１１８０ＭＰａ以上の鋼板を、目的形状に成形し塗装を施した後に使用される高強度部材であって、
上記使用前に、１００℃〜４００℃の温度範囲で且つ１秒〜６０分の熱処理時間で加熱することを特徴とする高強度部材の使用方法。
【請求項１】
引張強さが１１８０ＭＰａ以上の鋼板を、目的の形状に成形した後に塗装を施す高強度部材の製造方法において、
上記塗装の後に、１００℃〜４００℃の温度範囲で且つ１秒〜６０分の熱処理時間で熱処理を施すことを特徴とする高強度部材の製造方法。
【請求項２】
上記熱処理は、２００℃〜４００℃の温度範囲で且つ１秒〜１０分の熱処理時間で熱処理を施すことを特徴とする請求項１に記載した高強度部材の製造方法。
【請求項３】
上記熱処理後に、さらに１５０℃〜４００℃の温度範囲で且つ１秒〜１０分の熱処理時間で第２の熱処理を施すことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した高強度部材の製造方法。
【請求項４】
引張強さが１１８０ＭＰａ以上の鋼板を、目的形状に成形し塗装を施した後に使用される高強度部材であって、
上記使用前に、１００℃〜４００℃の温度範囲で且つ１秒〜６０分の熱処理時間で加熱することを特徴とする高強度部材の使用方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１４４２２９（Ｐ２０１０−１４４２２９Ａ）
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２３９７５（Ｐ２００８−３２３９７５）
【出願日】平成２０年１２月１９日（２００８．１２．１９）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１９日（２００８．１２．１９）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
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