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JP7705069B2 - steel plate - Google Patents
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JP7705069B2 - steel plate - Google Patents

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Description

本発明は、鋼板に関する。
本願は、2021年10月21日に、日本に出願された特願2021-172424号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
The present invention relates to a steel sheet.
This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2021-172424, filed on October 21, 2021, the contents of which are incorporated herein by reference.

産業技術分野が高度に分業化した今日、各技術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。特に、自動車用鋼板に関しては、地球環境への配慮から、車体を軽量化して燃費を向上させるために、高強度鋼板の需要が著しく高まっている。しかしながら、金属材料の多くは、高強度化に伴い諸特性が劣化し、特に水素脆化の感受性が高まる。鋼部材においては、引張強さが1200MPa以上になると特に水素脆化感受性が高まることが知られており、自動車分野に先んじて高強度化が進められてきたボルト鋼にて水素脆化割れの事例が存在する。そのため、引張強さが1500MPa以上の高強度鋼板において、水素脆化の抜本的解決が強く求められている。Today, with the highly specialized fields of industrial technology, materials used in each field are required to have special and advanced performance. In particular, with regard to steel sheets for automobiles, the demand for high-strength steel sheets has increased significantly in order to reduce the weight of car bodies and improve fuel efficiency, due to consideration for the global environment. However, many metal materials have various properties that deteriorate as they are strengthened, and their susceptibility to hydrogen embrittlement in particular increases. It is known that steel members are particularly susceptible to hydrogen embrittlement when their tensile strength is 1200 MPa or more, and there have been cases of hydrogen embrittlement cracking in bolt steel, which has been strengthened ahead of the automotive field. Therefore, there is a strong demand for a fundamental solution to hydrogen embrittlement in high-strength steel sheets with a tensile strength of 1500 MPa or more.

引張強さが1500MPa以上の高強度鋼板は、そのミクロ組織が、マルテンサイトや焼戻しマルテンサイトを主体とする場合が多いが、このような高強度鋼板において、鋼中に侵入する水素がマルテンサイトの粒界に偏析し、粒界を脆化させる(粒界強度を低下させる)ことで割れが生じる(水素脆化が生じる)。水素の侵入は室温においても生じるため、水素の侵入を完璧に抑制する方法は存在せず、抜本的解決のためには鋼内部組織の改質が必須となっている。
これまで、高強度鋼板の耐水素脆性(耐水素脆化特性という場合もある)を改善する技術について多くの提案がなされてきた。(例えば、特許文献1~6、参照)
In many cases, high-strength steel sheets with a tensile strength of 1500 MPa or more have a microstructure that is mainly composed of martensite or tempered martensite, but in such high-strength steel sheets, hydrogen that penetrates into the steel segregates at the grain boundaries of martensite, embrittling the grain boundaries (reducing the grain boundary strength) and causing cracks (hydrogen embrittlement). Hydrogen penetration occurs even at room temperature, so there is no method to completely prevent hydrogen penetration, and a fundamental solution requires modification of the internal structure of the steel.
Many proposals have been made so far regarding techniques for improving the hydrogen embrittlement resistance (sometimes referred to as hydrogen embrittlement resistance characteristics) of high-strength steel sheets (see, for example, Patent Documents 1 to 6).

特許文献1では、耐水素脆化特性及び加工性に優れた超高強度薄鋼板として、質量%で、C:0.25超~0.60%、Si:1.0~3.0%、Mn:1.0~3.5%、P:0.15%以下、S:0.02%以下、Al:1.5%以下(0%を含まない)、Mo:1.0%以下(0%を含まない)、Nb:0.1%以下(0%を含まない)を満たし、残部が鉄及び不可避不純物からなるものであって、加工率3%の引張加工後の金属組織が、全組織に対する面積率で、残留オーステナイト組織:1%以上、ベイニティックフェライト及びマルテンサイト:合計で80%以上、フェライト及びパーライト:合計で9%以下(0%を含む)を満たすと共に、上記残留オーステナイト結晶粒の平均軸比(長軸/短軸):5以上を満たし、引張強度が1180MPa以上であることを特徴とする耐水素脆化特性に優れた超高強度薄鋼板が開示されている。In Patent Document 1, an ultra-high strength thin steel sheet with excellent hydrogen embrittlement resistance and workability is described that satisfies, in mass%, C: over 0.25 to 0.60%, Si: 1.0 to 3.0%, Mn: 1.0 to 3.5%, P: 0.15% or less, S: 0.02% or less, Al: 1.5% or less (excluding 0%), Mo: 1.0% or less (excluding 0%), Nb: 0.1% or less (excluding 0%), with the balance being iron and unavoidable impurities, and is processed at a tensile strength of 3%. The present invention discloses an ultra-high strength thin steel sheet having excellent hydrogen embrittlement resistance, characterized in that the metal structure after processing satisfies, in terms of area ratio relative to the total structure, retained austenite structure: 1% or more, bainitic ferrite and martensite: 80% or more in total, and ferrite and pearlite: 9% or less in total (including 0%), while also satisfying an average axial ratio (major axis/minor axis) of the retained austenite crystal grains: 5 or more, and having a tensile strength of 1,180 MPa or more.

特許文献2では、引張強さが1500MPa以上の高強度鋼板として、鋼成分でSi+Mn:1.0%以上を含有し、主相組織は、フェライトと炭化物が層をなしており、さらに、炭化物のアスペクト比が10以上で、かつ、前記層の間隔が50nm以下である層状組織が組織全体に対する体積率で65%以上であり、さらに、フェライトと層をなす炭化物のうちアスペクト比が10以上かつ圧延方向に対して25°以内の角度を有している炭化物の分率が面積率で75%以上とすることで、圧延方向の曲げ性および耐遅れ破壊特性が優れる高強度鋼板が開示されている。Patent Document 2 discloses a high-strength steel plate having a tensile strength of 1,500 MPa or more, the steel components containing Si + Mn: 1.0% or more, the main phase structure being layers of ferrite and carbides, the aspect ratio of the carbides being 10 or more and the layer spacing being 50 nm or less being 65% or more in volume ratio relative to the entire structure, and further, the fraction of carbides forming layers with ferrite that have an aspect ratio of 10 or more and have an angle of 25° or less with respect to the rolling direction being 75% or more in area ratio, thereby providing a high-strength steel plate with excellent bendability in the rolling direction and resistance to delayed fracture.

特許文献3では、曲げ性および耐遅れ破壊特性に優れた薄物の超高強度冷延鋼板として、質量%でC:0.15~0.30%、Si:0.01~1.8%、Mn:1.5~3.0%、P:0.05%以下、S:0.005%以下、Al:0.005~0.05%、N:0.005%以下を含有し、残部がFeおよび不可避不純物からなり、「鋼板表層軟質部の硬さ/鋼板中心部の硬さ≦0.8」の関係を満たす鋼板表層軟質部を有し、板厚に占める鋼板表層軟質部の割合は0.10以上0.30以下であり、かつ前記鋼板表層軟質部は焼戻しマルテンサイトが体積率90%以上であり、前記鋼板中心部の組織は焼戻しマルテンサイトであり、引張強度が1270MPa以上であることを特徴とする曲げ性に優れる超高強度冷延鋼板が開示されている。 Patent Document 3 discloses, as a thin ultra-high strength cold rolled steel sheet excellent in bendability and delayed fracture resistance, an ultra-high strength cold rolled steel sheet excellent in bendability, characterized in that it contains, by mass%, C: 0.15 to 0.30%, Si: 0.01 to 1.8%, Mn: 1.5 to 3.0%, P: 0.05% or less, S: 0.005% or less, Al: 0.005 to 0.05%, N: 0.005% or less, with the balance being Fe and unavoidable impurities, has a steel sheet surface soft portion that satisfies the relationship "hardness of steel sheet surface soft portion/hardness of steel sheet center portion≦0.8", the proportion of the steel sheet surface soft portion in the sheet thickness is 0.10 to 0.30, the volume fraction of the steel sheet surface soft portion is tempered martensite 90% or more, the structure of the steel sheet center portion is tempered martensite, and has a tensile strength of 1270 MPa or more.

特許文献4では、引張強度が1470MPa以上で、曲げ加工性および耐遅れ破壊特性に優れる冷延鋼板として、質量%で、C:0.15~0.20%、Si:1.0~2.0%、Mn:1.5~2.5%、P:0.020%以下、S:0.005%以下、Al:0.01~0.05%、N:0.005%以下、Ti:0.1%以下、Nb:0.1%以下、B:5~30ppmを含み、残部はFeおよび不可避不純物からなり、かつ焼戻しマルテンサイト相が体積率で97%以上、かつ残留オーステナイト相が体積率で3%未満の金属組織とする冷延鋼板が開示されている。Patent Document 4 discloses a cold-rolled steel sheet having a tensile strength of 1,470 MPa or more and excellent bending workability and delayed fracture resistance, the cold-rolled steel sheet containing, by mass%, C: 0.15-0.20%, Si: 1.0-2.0%, Mn: 1.5-2.5%, P: 0.020% or less, S: 0.005% or less, Al: 0.01-0.05%, N: 0.005% or less, Ti: 0.1% or less, Nb: 0.1% or less, B: 5-30 ppm, with the balance being Fe and unavoidable impurities, and having a metal structure in which the volume fraction of the tempered martensite phase is 97% or more and the volume fraction of the retained austenite phase is less than 3%.

特許文献5では、引張強度が1470MPa以上の超高強度鋼板において、切断端部においても優れた耐遅れ破壊特性を発揮しうる超高強度鋼板として、質量%で、C:0.15~0.4%、Mn:0.5~3.0%、Al:0.001~0.10%をそれぞれ含み、残部が鉄および不可避的不純物からなり、前記不可避的不純物のうち、P、S、Nが、P:0.1%以下、S:0.01%以下、N:0.01%以下にそれぞれ制限される成分組成を有し、全組織に対する面積率で、マルテンサイト:90%以上、残留オーステナイト:0.5%以上からなる組織を有し、局所のMn濃度が、鋼板全体のMn含有量の1.1倍以上となる領域が、面積率で2%以上存在し、引張強度が1470MPa以上である超高強度鋼板が開示されている。Patent Document 5 discloses an ultra-high strength steel plate having a tensile strength of 1470 MPa or more that can exhibit excellent delayed fracture resistance even at cut ends, the ultra-high strength steel plate having a composition containing, by mass%, 0.15 to 0.4% C, 0.5 to 3.0% Mn, and 0.001 to 0.10% Al, with the balance being iron and unavoidable impurities, with P, S, and N of the unavoidable impurities limited to P: 0.1% or less, S: 0.01% or less, and N: 0.01% or less, respectively, has a structure consisting of 90% or more martensite and 0.5% or more retained austenite, in terms of area ratio to the total structure, has an area ratio of 2% or more of regions where the local Mn concentration is 1.1 times or more the Mn content of the entire steel plate, and has a tensile strength of 1470 MPa or more.

特許文献6では、耐水素脆化特性に優れ、1300MPa以上の引張強度を有する超高強度冷延鋼板として、C:0.150~0.300%、Si:0.001~2.0%、Mn:2.10~4.0%、P:0.05%以下、S:0.01%以下、N:0.01%以下、Al:0.001%~1.0%、Ti:0.001%~0.10%、B:0.0001%~0.010%を含み、固溶B量solB[mass%]および旧オーステナイト粒径Dγ[μm]の値がsolB・Dγ≧0.0010の関係を満たし、ポリゴナルフェライトが10%以下、ベイナイトが30%以下、残留オーステナイトが6%以下、焼き戻しマルテンサイトが60%以上であり、焼き戻しマルテンサイト中のFe炭化物の個数密度が1×10/mm以上であり、鋼全体の平均転位密度が1.0×1015~2.0×1016/m、結晶粒径が7.0μm以下である鋼組織を有する超高強度冷延鋼板が開示されている。 Patent Document 6 describes an ultra-high strength cold rolled steel sheet having excellent hydrogen embrittlement resistance and a tensile strength of 1300 MPa or more, which contains C: 0.150 to 0.300%, Si: 0.001 to 2.0%, Mn: 2.10 to 4.0%, P: 0.05% or less, S: 0.01% or less, N: 0.01% or less, Al: 0.001% to 1.0%, Ti: 0.001% to 0.10%, B: 0.0001% to 0.20%, and H: 0.0001% to 0.05%. The present invention discloses an ultra-high strength cold rolled steel sheet having a steel structure containing 0.010% of iron, in which the amount of solute B solB [mass %] and the prior austenite grain size Dγ [μm] satisfy the relationship solB·Dγ≧0.0010, the amount of polygonal ferrite is 10% or less, the amount of bainite is 30% or less, the amount of retained austenite is 6% or less, the amount of tempered martensite is 60% or more, the number density of Fe carbides in the tempered martensite is 1×10 6 /mm 2 or more, the average dislocation density of the entire steel is 1.0×10 15 to 2.0×10 16 /m 2 , and the grain size is 7.0 μm or less.

日本国特開2006-207019号公報Japanese Patent Application Publication No. 2006-207019 日本国特開2010-138489号公報Japanese Patent Application Publication No. 2010-138489 日本国特開2011-179030号公報Japanese Patent Application Publication No. 2011-179030 日本国特開2010-215958号公報Japanese Patent Application Publication No. 2010-215958 日本国特開2016-153524号公報Japanese Patent Application Publication No. 2016-153524 日本国特開2016-050343号公報Japanese Patent Application Publication No. 2016-050343

上述のように、高強度鋼板の耐水素脆化特性(耐水素脆性)を向上させる技術は、いくつか提案されている。しかしながら、特許文献1では、1000MPaの応力を加えた際の耐水素脆化特性が開示されているのみで、より高い応力が付与された際の耐水素脆化特性については技術的な解決指針が何ら示されていない。
また、前述の通り、水素脆化は粒界に水素が集積して、粒界の結合強度を低下させることによっておきる。そのため、粒界の結合強度を高めることができれば、水素脆化による割れを抑制できると考えられる。しかしながら、特許文献1~6では、このような観点で耐水素脆化特性を向上させる方法について検討されていない。近年は、耐水素脆化特性に要求はさらに厳しくなってきており、特許文献1~6では、そのような厳しい要求には応えられない場合がある。
すなわち、従来、マルテンサイト及び焼き戻しマルテンサイトを主体とするミクロ組織を有する高強度鋼板において、耐水素脆化特性は改善の余地があった。
As described above, several techniques have been proposed to improve the hydrogen embrittlement resistance of high-strength steel sheets. However, Patent Document 1 only discloses the hydrogen embrittlement resistance when a stress of 1000 MPa is applied, and does not provide any technical solution for the hydrogen embrittlement resistance when a higher stress is applied.
As described above, hydrogen embrittlement occurs when hydrogen accumulates at grain boundaries, reducing the bond strength of the grain boundaries. Therefore, it is believed that if the bond strength of the grain boundaries can be increased, cracks due to hydrogen embrittlement can be suppressed. However, Patent Documents 1 to 6 do not consider a method for improving hydrogen embrittlement resistance from this perspective. In recent years, requirements for hydrogen embrittlement resistance have become even stricter, and Patent Documents 1 to 6 may not be able to meet such strict requirements.
That is, conventionally, there has been room for improvement in hydrogen embrittlement resistance in high-strength steel plates having a microstructure mainly composed of martensite and tempered martensite.

さらに、特許文献2では、鋼板が、パーライト組織を主相とし、残部組織におけるフェライト相が組織全体に対する体積率で20%以下であり、パーライト組織のラメラ間隔が500nm以下である組織を有し、ビッカース硬さがHV200以上の鋼板に対して、圧延率:60%以上(好適には75%以上)で冷間圧延を施すことで得られている。そのため、異方性が強く、冷間プレスによる部材の成形性が低いことが容易に推定できる。
また、特許文献3では、遅れ破壊特性の改善のために、露点が15℃以上の雰囲気中で650℃あるいは700℃において、20min以上の保持を与える必要があり、生産性が低い課題もある。
Furthermore, in Patent Document 2, a steel sheet has a pearlite structure as the main phase, a ferrite phase in the remaining structure is 20% or less in volume ratio relative to the entire structure, and the lamellar spacing of the pearlite structure is 500 nm or less, and the steel sheet has a Vickers hardness of HV200 or more, and is obtained by cold rolling at a rolling reduction ratio of 60% or more (preferably 75% or more). Therefore, it can be easily estimated that the anisotropy is strong and the formability of the member by cold pressing is low.
Furthermore, in Patent Document 3, in order to improve delayed fracture properties, it is necessary to hold the material at 650° C. or 700° C. for 20 minutes or more in an atmosphere with a dew point of 15° C. or higher, which also results in a problem of low productivity.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされた。本発明は、マルテンサイト及び焼き戻しマルテンサイトを主体とするミクロ組織を有する高強度鋼板を前提として、耐水素脆化特性に優れた鋼板を提供することを課題とする。The present invention has been made in view of the above problems. The present invention aims to provide a high-strength steel sheet having a microstructure mainly composed of martensite and tempered martensite, and having excellent hydrogen embrittlement resistance.

上述の通り、水素脆化とは、鋼中の水素が粒界に偏析することで粒界の結合強度が低下し、粒界が起点となって発生する割れであると考えられる。そのため、本発明者らは、粒界の結合強度に着目し、耐水素脆化特性を向上させる方法について、種々の検討を行った。
その結果、本発明者らは、粒界へ所定の合金元素を偏析させることで、粒界の結合強度が向上するとともに、侵入した水素が粒界に偏析しにくくなり、水素が侵入したとしても、水素による粒界の結合強度の低下を抑制することが可能となることを見出した。
As described above, hydrogen embrittlement is considered to be a crack that occurs from the grain boundary due to the segregation of hydrogen in steel to the grain boundary, which reduces the bond strength of the grain boundary. Therefore, the present inventors have focused on the bond strength of the grain boundary and conducted various studies on a method for improving hydrogen embrittlement resistance.
As a result, the inventors discovered that by segregating a specific alloy element to the grain boundary, the grain boundary bonding strength is improved and infiltrated hydrogen is less likely to segregate to the grain boundary, and even if hydrogen does invade, it is possible to suppress a decrease in the grain boundary bonding strength due to hydrogen.

本発明は、上記の知見に鑑みてなされた。本発明の要旨は以下の通りである。
[1]本発明の一態様に係る鋼板は、質量%で、C:0.150~0.400%、Si:0.01~2.00%、Mn:0.80~2.00%、P:0.0001~0.0200%、S:0.0001~0.0200%、Al:0.001~1.000%、N:0.0001~0.0200%、O:0.0001~0.0200%、Co:0~0.500%、Ni:0~1.000%、Mo:0~1.000%、Cr:0~2.000%、Ti:0~0.500%、B:0~0.0100%、Nb:0~0.500%、V:0~0.500%、Cu:0~0.500%、W:0~0.100%、Ta:0~0.100%、Mg:0~0.050%、Ca:0~0.050%、Y:0~0.050%、Zr:0~0.050%、La:0~0.050%、Ce:0~0.050%、Sn:0~0.050%、Sb:0~0.050%、As:0~0.050%、及び残部:Feおよび不純物からなる化学組成を有し、ミクロ組織が、面積率で、フェライト:5.0%以下、マルテンサイト及び焼き戻しマルテンサイト:合計で90.0%超、及び残部:ベイナイト、パーライト及び残留オーステナイトの1種または2種以上からなり、隣接するマルテンサイト及び焼戻しマルテンサイトの、方位差が15deg.以上の界面を旧オーステナイト粒界としたとき、前記旧オーステナイト粒界上の各合金元素の濃度によって決定される結合強度エネルギーEGBが下式(1)を満たし、引張強さが1500MPa以上である。
GB=1+(3×[Co]+0.7×[Ni]+5.5×[Mo]+0.7×[Cr]+2.9×[Ti]+47×[B]+4.3×[Nb]+4.5×[V]+5.2×[W]+3.1×[Ta]+4.3×[Zr]-0.25×[Mn]-0.1×[P]-[Cu]-1.1×[Sn]-0.6×[Sb]-0.9×[As]) ≧0.50 (1)
ここで、式中の[化学記号]は前記旧オーステナイト粒界上の質量%での前記各合金元素の前記濃度を表す。
[2][1]に記載の鋼板は、前記化学組成が、Co:0.01~0.500%、Ni:0.01~1.000%、Mo:0.01~1.000%、Cr:0.001~2.000%、Ti:0.001~0.500%、B:0.0001~0.0100%、Nb:0.001~0.500%、V:0.001~0.500%、Cu:0.001~0.500%、W:0.001~0.100%、Ta:0.001~0.100%、Mg:0.001~0.050%、Ca:0.001~0.050%、Y:0.001~0.050%、Zr:0.001~0.050%、La:0.001~0.050%、Ce:0.001~0.050%、Sn:0.001~0.050%、Sb:0.001~0.050%、及びAs:0.001~0.050%、からなる群から選択される1種または2種以上を含有してもよい。
[3][1]または[2]に記載の鋼板は、表面に、亜鉛、アルミニウム、マグネシウムまたはそれらの合金を含む被膜層を有してもよい。
The present invention has been made in view of the above findings.
[1] A steel sheet according to one embodiment of the present invention has, in mass%, C: 0.150 to 0.400%, Si: 0.01 to 2.00%, Mn: 0.80 to 2.00%, P: 0.0001 to 0.0200%, S: 0.0001 to 0.0200%, Al: 0.001 to 1.000%, N: 0.0001 to 0.0200%, O: 0. 0001-0.0200%, Co: 0-0.500%, Ni: 0-1.000%, Mo: 0-1.000%, Cr: 0-2.000%, Ti: 0-0. 500%, B: 0-0.0100%, Nb: 0-0.500%, V: 0-0.500%, Cu: 0-0.500%, W: 0-0.100%, Ta: 0- 0.100%, Mg: 0-0.050%, Ca: 0-0.050%, Y: 0-0.050%, Zr: 0-0.050%, La: 0-0.050%, Ce: 0-0.050%, Sn: 0-0.050%, Sb: 0-0.050%, As: 0-0.050%, and the balance: Fe and impurities, and the microstructure is composed of, in terms of area ratio, ferrite: 5.0% or less, martensite and tempered martensite: a total of more than 90.0%, and the balance: one or more of bainite, pearlite, and retained austenite, and the orientation difference between adjacent martensite and tempered martensite is 15 deg. When the above interface is regarded as a prior austenite grain boundary, the bond strength energy E GB determined by the concentration of each alloy element on the prior austenite grain boundary satisfies the following formula (1), and the tensile strength is 1500 MPa or more.
EGB =1+(3×[Co]+0.7×[Ni]+5.5×[Mo]+0.7×[Cr]+2.9×[Ti]+47×[B]+4.3×[Nb]+4.5×[V]+5. 2×[W]+3.1×[Ta]+4.3×[Zr]-0.25×[Mn]-0.1×[P]-[Cu]-1.1×[Sn]-0.6×[Sb]-0.9×[As]) ≧0.50 (1)
Here, the [chemical symbols] in the formula represent the concentrations of the respective alloying elements in mass % on the prior austenite grain boundaries.
[2] The steel sheet according to [1], wherein the chemical composition is Co: 0.01 to 0.500%, Ni: 0.01 to 1.000%, Mo: 0.01 to 1.000%, Cr: 0.001 to 2.000%, Ti: 0.001 to 0.500%, B: 0.0001 to 0.0100%, Nb: 0.001 to 0.500%, V: 0.001 to 0.500%, Cu: 0.001 to 0.500%, W: 0.001 to 0.100%, Ta: 0.0 It may contain one or more selected from the group consisting of: 0.01 to 0.100%, Mg: 0.001 to 0.050%, Ca: 0.001 to 0.050%, Y: 0.001 to 0.050%, Zr: 0.001 to 0.050%, La: 0.001 to 0.050%, Ce: 0.001 to 0.050%, Sn: 0.001 to 0.050%, Sb: 0.001 to 0.050%, and As: 0.001 to 0.050%.
[3] The steel sheet according to [1] or [2] may have a coating layer containing zinc, aluminum, magnesium or an alloy thereof on a surface thereof.

本発明の上記態様によれば、耐水素脆化特性に優れた鋼板を提供することができる。According to the above aspect of the present invention, a steel sheet having excellent resistance to hydrogen embrittlement can be provided.

本発明の実施例における、鋼板の耐水素脆性と、EGB及び引張強さとの関係を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the relationship between hydrogen embrittlement resistance, EGB and tensile strength of steel plates in examples of the present invention.

以下、本発明の一実施形態に係る鋼板(本実施形態に係る鋼板)について説明する。
本実施形態に係る鋼板は、所定の化学組成を有し、
ミクロ組織が、面積率で、フェライト:5.0%以下、マルテンサイト及び焼き戻しマルテンサイト:合計で90.0%超、及び、残部:ベイナイト、パーライト及び残留オーステナイトの1種または2種以上からなり、
隣接するマルテンサイト及び焼戻しマルテンサイトの、方位差が15deg.以上の界面を旧オーステナイト粒界(旧γ粒界)としたとき、前記旧オーステナイト粒界上の各合金元素の濃度によって決定される結合強度エネルギーEGBが0.50以上であり、
引張強さが1500MPa以上である。
Hereinafter, a steel sheet according to one embodiment of the present invention (steel sheet according to this embodiment) will be described.
The steel sheet according to this embodiment has a predetermined chemical composition,
The microstructure is composed of, in terms of area ratio, ferrite: 5.0% or less, martensite and tempered martensite: a total of more than 90.0%, and the balance: one or more of bainite, pearlite, and retained austenite;
When an interface between adjacent martensite and tempered martensite, which has an orientation difference of 15 degrees or more, is defined as a prior austenite grain boundary (prior γ grain boundary), the bond strength energy E GB determined by the concentration of each alloy element on the prior austenite grain boundary is 0.50 or more,
The tensile strength is 1500 MPa or more.

<化学組成>
まず、本実施形態に係る鋼板の化学組成を構成する各元素の含有量の範囲について説明する。以下、元素の含有量に係る「%」は、「質量%」を意味する。また、「~」を挟んで示される範囲は、両端の値を下限または上限として含む。
<Chemical composition>
First, the range of the content of each element constituting the chemical composition of the steel sheet according to this embodiment will be described. Hereinafter, "%" relating to the content of an element means "mass%". In addition, the range indicated with "~" includes both ends as the lower limit or upper limit.

C:0.150~0.400%
Cは、安価に引張強さを増加させるために有効な元素である。C含有量が0.150%未満では、目標とする引張強さを得られない上、溶接部の疲労特性が劣化する。このためC含有量を0.150%以上とする。C含有量は0.160%以上、0.180%以上又は0.200%以上であってもよい。
一方、C含有量が0.400%超では、耐水素脆化特性や溶接性が低下する。このためC含有量を0.400%以下とする。C含有量は0.350%以下、0.300%以下又は0.250%以下であってもよい。
C: 0.150-0.400%
C is an effective element for increasing tensile strength at low cost. If the C content is less than 0.150%, the target tensile strength cannot be obtained, and the fatigue properties of the welded portion deteriorate. For this reason, the C content is set to 0.150% or more. The C content may be 0.160% or more, 0.180% or more, or 0.200% or more.
On the other hand, if the C content exceeds 0.400%, hydrogen embrittlement resistance and weldability are reduced. Therefore, the C content is set to 0.400% or less. The C content may be 0.350% or less, 0.300% or less, or 0.250% or less.

Si:0.01~2.00%
Siは、脱酸剤として作用し、炭化物及び、熱処理後の残留オーステナイトの形態に影響を及ぼす元素である。Si含有量が0.01%未満では、粗大な酸化物の生成を抑制することが難しくなる。この粗大な酸化物は、割れの起点となり、この割れが鋼材内を伝播することにより耐水素脆化特性が劣化する。このためSi含有量を0.01%以上とする。Si含有量は0.05%以上、0.10%以上又は0.30%以上であってもよい。
一方、Si含有量が2.00%超では、熱延組織における合金炭化物の析出が遅延する。このためSi含有量を2.00%以下とする。Si含有量は1.80%以下、1.60%以下又は1.40%以下であってもよい。
Si: 0.01~2.00%
Silicon acts as a deoxidizer and is an element that affects the morphology of carbides and residual austenite after heat treatment. If the silicon content is less than 0.01%, it becomes difficult to suppress the generation of coarse oxides. These coarse oxides become the starting points of cracks, and the hydrogen embrittlement resistance deteriorates as the cracks propagate through the steel material. For this reason, the silicon content is set to 0.01% or more. The silicon content may be 0.05% or more, 0.10% or more, or 0.30% or more.
On the other hand, if the Si content exceeds 2.00%, the precipitation of alloy carbides in the hot-rolled structure is delayed. Therefore, the Si content is set to 2.00% or less. The Si content may be 1.80% or less, 1.60% or less, or 1.40% or less.

Mn:0.80~2.00%
Mnは、鋼板の強度上昇に有効な元素である。Mn含有量が0.80%未満では、効果が十分に得られない。このためMn含有量を0.80%以上とする。Mn含有量は1.00%以上、または1.20%以上であってもよい。
一方、Mn含有量が2.00%超では、MnがP、Sとの共偏析を助長するだけでなく、耐食性や耐水素脆化特性を劣化させる場合がある。このためMn含有量を2.00%以下とする。Mn含有量は1.90%以下、1.85%以下又は1.80%以下であってもよい。
Mn: 0.80-2.00%
Mn is an element effective in increasing the strength of a steel sheet. If the Mn content is less than 0.80%, the effect is not sufficiently obtained. Therefore, the Mn content is set to 0.80% or more. The Mn content may be 1.00% or more, or 1.20% or more.
On the other hand, if the Mn content exceeds 2.00%, Mn not only promotes co-segregation with P and S, but also may deteriorate the corrosion resistance and hydrogen embrittlement resistance. Therefore, the Mn content is set to 2.00% or less. The Mn content may be 1.90% or less, 1.85% or less, or 1.80% or less.

P:0.0001~0.0200%
Pは、フェライト粒界に強く偏析し、粒界の脆化を促す元素である。P含有量が0.0200%超では、粒界脆化により耐水素脆化特性が著しく低下する。このためP含有量を0.0200%以下とする。P含有量は0.0180%以下、0.0150%以下又は0.0120%以下であってもよい。
P含有量は少ないほど好ましい。しかしながら、P含有量を0.0001%未満とする場合、精錬のために要する時間が多くなり、コストの大幅な増加を招く。このためP含有量を0.0001%以上とする。P含有量は0.0005%以上、0.0010%以上又は0.0020%以上であってもよい。
P:0.0001~0.0200%
P is an element that strongly segregates at ferrite grain boundaries and promotes grain boundary embrittlement. If the P content exceeds 0.0200%, hydrogen embrittlement resistance is significantly reduced due to grain boundary embrittlement. For this reason, the P content is set to 0.0200% or less. The P content may be 0.0180% or less, 0.0150% or less, or 0.0120% or less.
The lower the P content, the better. However, if the P content is less than 0.0001%, the time required for refining increases, leading to a significant increase in costs. For this reason, the P content is set to 0.0001% or more. The P content may be 0.0005% or more, 0.0010% or more, or 0.0020% or more.

S:0.0001~0.0200%
Sは、鋼中でMnS等の非金属介在物を生成する元素である。S含有量が0.0200%超では、冷間加工時に割れの起点となる非金属介在物の生成が顕著となる。この場合、粒界を強化していたとしても、非金属介在物からの割れが発生し、この亀裂が鋼材内を伝播することで、耐水素脆化特性が劣化する。このためS含有量を0.0200%以下とする。S含有量は0.0180%以下、0.0150%以下又は0.0120%以下であってもよい。
S含有量は、少ないほど好ましい。しかしながら、S含有量を0.0001%未満とする場合、精錬のために要する時間が多くなり、コストの大幅な増加を招く。このためS含有量を0.0001%以上とする。S含有量は0.0005%以上、0.0010%以上又は0.0020%以上であってもよい。
S: 0.0001-0.0200%
S is an element that generates nonmetallic inclusions such as MnS in steel. If the S content exceeds 0.0200%, the generation of nonmetallic inclusions that become the starting point of cracks during cold working becomes significant. In this case, even if the grain boundaries are strengthened, cracks will occur from the nonmetallic inclusions, and these cracks will propagate through the steel material, deteriorating the hydrogen embrittlement resistance. For this reason, the S content is set to 0.0200% or less. The S content may be 0.0180% or less, 0.0150% or less, or 0.0120% or less.
The lower the S content, the better. However, if the S content is less than 0.0001%, the time required for refining increases, leading to a significant increase in costs. For this reason, the S content is set to 0.0001% or more. The S content may be 0.0005% or more, 0.0010% or more, or 0.0020% or more.

Al:0.001~1.000%
Alは、鋼の脱酸剤として作用し、フェライトを安定化する元素である。Al含有量が0.001%未満では、効果が十分に得られない。このためAl含有量を0.001%以上とする。Al含有量は0.005%以上、0.010%以上又は0.020%以上であってもよい。
一方、Al含有量が1.000%超では、粗大なAl酸化物が生成する。この粗大な酸化物は、割れの起点となる。そのため、粗大なAl酸化物が生成すると、粒界を強化していたとしても、粗大な酸化物で割れが発生し、この割れが鋼材内を伝播することで、耐水素脆化特性が劣化する。このためAl含有量を1.000%以下とする。Al含有量は0.950%以下、0.900%以下又は0.800%以下であってもよい。
Al: 0.001-1.000%
Al acts as a deoxidizer for steel and is an element that stabilizes ferrite. If the Al content is less than 0.001%, the effect is not sufficiently obtained. Therefore, the Al content is set to 0.001% or more. The Al content may be 0.005% or more, 0.010% or more, or 0.020% or more.
On the other hand, when the Al content exceeds 1.000%, coarse Al oxides are generated. These coarse oxides become the starting points of cracks. Therefore, when coarse Al oxides are generated, even if the grain boundaries are strengthened, cracks occur in the coarse oxides, and these cracks propagate through the steel material, deteriorating the hydrogen embrittlement resistance. For this reason, the Al content is set to 1.000% or less. The Al content may be 0.950% or less, 0.900% or less, or 0.800% or less.

N:0.0001~0.0200%
Nは、鋼板中で粗大な窒化物を形成し、鋼板の耐水素脆化特性を低下させる元素である。また、Nは、溶接時のブローホールの発生原因となる元素である。
N含有量が0.0200%超では、耐水素脆化特性が劣化するとともに、ブローホールの発生が顕著となる。このためN含有量を0.0200%以下とする。N含有量は0.0180%以下、0.0160%以下又は0.0120%以下であってもよい。
一方、N含有量を0.0001%未満とする場合、製造コストが大幅に増加する。このためN含有量を0.0001%以上とする。N含有量は0.0005%以上、0.0010%以上又は0.0020%以上であってもよい。
N: 0.0001-0.0200%
N is an element that forms coarse nitrides in a steel sheet and reduces the hydrogen embrittlement resistance of the steel sheet, and is also an element that causes blowholes during welding.
If the N content exceeds 0.0200%, hydrogen embrittlement resistance deteriorates and the occurrence of blowholes becomes significant. Therefore, the N content is set to 0.0200% or less. The N content may be 0.0180% or less, 0.0160% or less, or 0.0120% or less.
On the other hand, if the N content is less than 0.0001%, the manufacturing cost increases significantly. Therefore, the N content is set to 0.0001% or more. The N content may be 0.0005% or more, 0.0010% or more, or 0.0020% or more.

O:0.0001~0.0200%
Oは、酸化物を形成し、耐水素脆化特性を劣化させる元素である。特に、酸化物は介在物として存在する場合が多く、打抜き端面、あるいは、切断面に存在すると、端面に切り欠き状の傷や粗大なディンプルを形成することから、強加工時に、応力集中を招き、亀裂形成の起点となり、大幅な加工性の劣化をもたらす。O含有量が0.0200%超では、上記加工性の劣化の傾向が顕著となる。このためO含有量を0.0200%以下とする。O含有量は0.0180%以下、0.0150%以下又は0.0100%以下であってもよい。
O含有量は少ない方が好ましい。しかしながら、O含有量を0.0001%未満とすることは、過度のコスト高を招き経済的に好ましくない。このためO含有量を0.0001%以上とする。O含有量は0.0005%以上、0.0010%以上又は0.0015%以上であってもよい。
O: 0.0001-0.0200%
O is an element that forms oxides and deteriorates hydrogen embrittlement resistance. In particular, oxides often exist as inclusions, and when present on a punched end surface or a cut surface, they form notched scratches or coarse dimples on the end surface, which leads to stress concentration during strong processing and becomes the starting point for crack formation, resulting in significant deterioration of workability. If the O content exceeds 0.0200%, the tendency of the above-mentioned deterioration of workability becomes significant. For this reason, the O content is set to 0.0200% or less. The O content may be 0.0180% or less, 0.0150% or less, or 0.0100% or less.
A small O content is preferable. However, an O content of less than 0.0001% leads to excessive cost increase and is economically undesirable. For this reason, the O content is set to 0.0001% or more. The O content may be 0.0005% or more, 0.0010% or more, or 0.0015% or more.

本発明の実施形態に係る鋼板の化学組成の基本成分は上記のとおりである。すなわち、本実施形態に係る鋼板の化学組成は、上記を含み、残部がFe及び不純物からなっていてもよい。一方、本実施形態に係る鋼板の化学組成は、各種特性の向上を目的として、残部のFeの一部に代えて、任意成分として、Co、Ni、Mo、Cr、Ti、B、Nb、V、Cu、W、Ta、Mg、Ca、Y、Zr、La、Ce、Sn、Sb、Asを含有していてもよい。
これらの元素は、必ずしも含まなくてよいので、下限は0%である。また、以下の元素を不純物として含んでいたとしても、本実施形態に係る鋼板の効果は阻害されない。
The basic components of the chemical composition of the steel sheet according to the embodiment of the present invention are as described above. That is, the chemical composition of the steel sheet according to the present embodiment may include the above, with the balance being Fe and impurities. On the other hand, the chemical composition of the steel sheet according to the present embodiment may contain Co, Ni, Mo, Cr, Ti, B, Nb, V, Cu, W, Ta, Mg, Ca, Y, Zr, La, Ce, Sn, Sb, and As as optional components in place of a portion of the balance Fe, in order to improve various properties.
These elements do not necessarily have to be contained, so the lower limit is 0%. Furthermore, even if the following elements are contained as impurities, the effect of the steel sheet according to this embodiment is not impaired.

Co:0~0.500%
Coは、炭化物の形態制御と鋼板の強度の増加とに有効な元素である。また、Coは粒界の結合強度の向上にも寄与する元素である。そのため、Coを含有させてもよい。十分な効果を得る場合、Co含有量を0.010%以上とすることが好ましい。Co含有量は0.020%以上、0.050%以上又は0.100%以上であってもよい。
一方、Co含有量が0.500%超では、粗大なCo炭化物が析出する。この場合、耐水素脆化特性が劣化する場合がある。このためCo含有量を0.500%以下とする。Co含有量は0.450%以下、0.400%以下又は0.300%以下であってもよい。
Co: 0-0.500%
Co is an element effective for controlling the morphology of carbides and increasing the strength of the steel sheet. Co is also an element that contributes to improving the bonding strength of grain boundaries. Therefore, Co may be contained. To obtain a sufficient effect, the Co content is preferably 0.010% or more. The Co content may be 0.020% or more, 0.050% or more, or 0.100% or more.
On the other hand, if the Co content exceeds 0.500%, coarse Co carbides are precipitated. In this case, hydrogen embrittlement resistance may deteriorate. For this reason, the Co content is set to 0.500% or less. The Co content may be 0.450% or less, 0.400% or less, or 0.300% or less.

Ni:0~1.000%
Niは、鋼板の強度上昇に有効な元素である。また、Niは粒界の結合強度の向上にも寄与する元素である。また、Niは濡れ性の向上や合金化反応の促進にも効果のある元素である。そのため、Niを含有させてもよい。上記効果を得る場合、Ni含有量を0.010%以上とすることが好ましい。Ni含有量は0.020%以上、0.050%以上又は0.100%以上であってもよい。
一方、Ni含有量が1.000%超では、耐水素脆化特性が低下する場合がある。このためNi含有量を1.000%以下とする。Ni含有量は0.900%以下、0.800%以下又は0.600%以下であってもよい。
Ni: 0-1.000%
Ni is an element effective in increasing the strength of the steel sheet. Ni is also an element that contributes to improving the bonding strength of grain boundaries. Ni is also an element that is effective in improving wettability and promoting alloying reactions. Therefore, Ni may be contained. To obtain the above effects, the Ni content is preferably 0.010% or more. The Ni content may be 0.020% or more, 0.050% or more, or 0.100% or more.
On the other hand, if the Ni content exceeds 1.000%, hydrogen embrittlement resistance may decrease. Therefore, the Ni content is set to 1.000% or less. The Ni content may be 0.900% or less, 0.800% or less, or 0.600% or less.

Mo:0~1.000%
Moは、鋼板の強度の上昇に有効な元素である。また、Moは、連続焼鈍設備又は連続溶融亜鉛めっき設備での熱処理時に生じるフェライト変態を抑制する効果を有する元素である。また、Moは、粒界の結合強度の向上にも寄与する元素である。そのため、Moを含有させてもよい。上記効果を得る場合Mo含有量を0.010%以上とすることが好ましい。Mo含有量は0.020%以上、0.050%以上又は0.080%以上であってもよい。
一方、Mo含有量が1.000%超では、フェライト変態を抑制する効果が飽和する。このためMo含有量を1.000%以下とする。Mo含有量は0.900%以下、0.800%以下又は0.600%以下であってもよい。
Mo: 0~1.000%
Mo is an element effective in increasing the strength of steel sheet. Mo is also an element that has the effect of suppressing ferrite transformation that occurs during heat treatment in a continuous annealing facility or a continuous hot-dip galvanizing facility. Mo is also an element that contributes to improving the bonding strength of grain boundaries. Therefore, Mo may be contained. To obtain the above effect, the Mo content is preferably 0.010% or more. The Mo content may be 0.020% or more, 0.050% or more, or 0.080% or more.
On the other hand, if the Mo content exceeds 1.000%, the effect of suppressing the ferrite transformation is saturated. Therefore, the Mo content is set to 1.000% or less. The Mo content may be 0.900% or less, 0.800% or less, or 0.600% or less.

Cr:0~2.000%
Crは、Mnと同様にパーライト変態を抑え、鋼の高強度化に有効な元素である。また、Crは粒界の結合強度の向上にも寄与する元素である。そのため、Crを含有させてもよい。上記効果を得る場合、Cr含有量を0.001%以上とすることが好ましい。Cr含有量は0.005%以上、0.010%以上又は0.050%以上であってもよい。
一方、Cr含有量が2.000%超では、中心偏析部に粗大なCr炭化物が形成され、耐水素脆化特性が低下する場合がある。このためCr含有量を2.000%以下とする。Cr含有量は1.800%以下、1.500%以下又は1.000%以下であってもよい。
Cr: 0-2.000%
Cr, like Mn, is an element that suppresses pearlite transformation and is effective in increasing the strength of steel. Cr is also an element that contributes to improving the bonding strength of grain boundaries. Therefore, Cr may be contained. To obtain the above effect, the Cr content is preferably 0.001% or more. The Cr content may be 0.005% or more, 0.010% or more, or 0.050% or more.
On the other hand, if the Cr content exceeds 2.000%, coarse Cr carbides are formed in the central segregation portion, and hydrogen embrittlement resistance may deteriorate. Therefore, the Cr content is set to 2.000% or less. The Cr content may be 1.800% or less, 1.500% or less, or 1.000% or less.

Ti:0~0.500%
Tiは、析出物強化、フェライト結晶粒の成長抑制による細粒強化及び再結晶の抑制を通じた転位強化にて、鋼板の強度上昇に寄与する元素である。また、Tiは粒界の結合強度の向上にも寄与する元素である。そのため、Tiを含有させてもよい。上記効果を得る場合、Ti含有量を0.001%以上とすることが好ましい。Ti含有量は0.003%以上、0.010%以上又は0.050%以上であってもよい。
一方、Ti含有量が0.500%超では、炭窒化物の析出が多くなり耐水素脆化特性が劣化する場合がある。このためTi含有量を0.500%以下とする。Ti含有量は0.450%以下、0.400%以下又は0.300%以下であってもよい。
Ti: 0~0.500%
Ti is an element that contributes to increasing the strength of the steel sheet through precipitation strengthening, fine grain strengthening by inhibiting the growth of ferrite crystal grains, and dislocation strengthening through inhibiting recrystallization. Ti is also an element that contributes to improving the bonding strength of grain boundaries. Therefore, Ti may be contained. To obtain the above effect, the Ti content is preferably 0.001% or more. The Ti content may be 0.003% or more, 0.010% or more, or 0.050% or more.
On the other hand, if the Ti content exceeds 0.500%, the precipitation of carbonitrides increases and hydrogen embrittlement resistance may deteriorate. Therefore, the Ti content is set to 0.500% or less. The Ti content may be 0.450% or less, 0.400% or less, or 0.300% or less.

B:0~0.0100%
Bは、オーステナイト温度域からの冷却過程において、フェライト及びパーライトの生成を抑え、ベイナイト又はマルテンサイト等の低温変態組織の生成を促す元素である。また、Bは鋼の高強度化に有益な元素である。また、Bは粒界の結合強度の向上にも寄与する元素である。そのため、Bを含有させてもよい。上記効果を得る場合、B含有量を0.0001%以上とすることが好ましい。B含有量は0.0003%以上、0.0005%以上又は0.0010%以上であってもよい。
一方、B含有量が0.0100%超では、鋼中に粗大なB酸化物が生成する。この酸化物は、冷間加工時のボイドの発生起点となるので、粗大なB酸化物の生成によって、耐水素脆化特性は劣化する場合がある。このためB含有量を0.0100%以下とする。B含有量は0.0080%以下、0.0060%以下又は0.0050%以下であってもよい。
B: 0-0.0100%
B is an element that suppresses the formation of ferrite and pearlite during the cooling process from the austenite temperature range and promotes the formation of low-temperature transformation structures such as bainite or martensite. B is also an element that is beneficial for increasing the strength of steel. B is also an element that contributes to improving the bonding strength of grain boundaries. Therefore, B may be contained. To obtain the above effects, the B content is preferably 0.0001% or more. The B content may be 0.0003% or more, 0.0005% or more, or 0.0010% or more.
On the other hand, if the B content exceeds 0.0100%, coarse B oxides are generated in the steel. These oxides become the starting points for voids during cold working, and the generation of coarse B oxides may deteriorate the hydrogen embrittlement resistance. For this reason, the B content is set to 0.0100% or less. The B content may be 0.0080% or less, 0.0060% or less, or 0.0050% or less.

Nb:0~0.500%
Nbは、Tiと同様に炭化物の形態制御に有効な元素であり、組織の微細化による靭性の向上にも効果的な元素である。また、Nbは粒界の結合強度の向上にも寄与する元素である。そのため、Nbを含有させてもよい。上記効果を得る場合、Nb含有量を0.001%以上とすることが好ましい。Nb含有量は0.002%以上、0.010%以上又は0.020%以上であってもよい。
一方、Nb含有量が0.500%超では、粗大なNb炭化物の生成が顕著になる。この粗大なNb炭化物では割れが生じやすいので、粗大なNb炭化物の生成により、耐水素脆化特性が劣化する場合がある。このためNb含有量を0.500%以下とする。Nb含有量は0.450%以下、0.400%以下又は0.300%以下であってもよい。
Nb: 0-0.500%
Nb is an element effective for controlling the morphology of carbides, similar to Ti, and is also effective for improving toughness by refining the structure. Nb is also an element that contributes to improving the bonding strength of grain boundaries. Therefore, Nb may be contained. To obtain the above effects, the Nb content is preferably 0.001% or more. The Nb content may be 0.002% or more, 0.010% or more, or 0.020% or more.
On the other hand, if the Nb content exceeds 0.500%, the generation of coarse Nb carbides becomes significant. Since the coarse Nb carbides are prone to cracking, the generation of the coarse Nb carbides may deteriorate the hydrogen embrittlement resistance. For this reason, the Nb content is set to 0.500% or less. The Nb content may be 0.450% or less, 0.400% or less, or 0.300% or less.

V:0~0.500%
Vは、析出物強化、フェライト結晶粒の成長抑制による細粒強化、及び再結晶の抑制を通じた転位強化にて、鋼板の強度上昇に寄与する元素である。また、Vは粒界の結合強度の向上にも寄与する元素である。そのため、Vを含有させてもよい。上記効果を得る場合、V含有量を0.001%以上とすることが好ましい。V含有量は0.002%以上、0.010%以上又は0.020%以上であってもよい。
一方、V含有量が0.500%超では、炭窒化物の析出が多くなり耐水素脆化特性が劣化する場合がある。このためV含有量を0.500%以下とする。V含有量は0.450%以下、0.400%以下又は0.300%以下であってもよい。
V: 0-0.500%
V is an element that contributes to increasing the strength of the steel sheet through precipitation strengthening, fine grain strengthening by inhibiting the growth of ferrite crystal grains, and dislocation strengthening through inhibiting recrystallization. V also contributes to improving the bonding strength of grain boundaries. Therefore, V may be contained. To obtain the above effect, the V content is preferably 0.001% or more. The V content may be 0.002% or more, 0.010% or more, or 0.020% or more.
On the other hand, if the V content exceeds 0.500%, the precipitation of carbonitrides increases and hydrogen embrittlement resistance may deteriorate. Therefore, the V content is set to 0.500% or less. The V content may be 0.450% or less, 0.400% or less, or 0.300% or less.

Cu:0~0.500%
Cuは、鋼板の強度の向上に有効な元素である。Cu含有量が0.001%未満では、十分な効果が得られない。このため上記効果を得る場合、Cu含有量を0.001%以上とすることが好ましい。Cu含有量は0.002%以上、0.010%以上又は0.030%以上であってもよい。
一方、Cu含有量が0.500%超では、耐水素脆化特性が劣化する場合がある。また、Cu含有量が多いと、熱間圧延中に鋼材が脆化し、熱間圧延が不可能となる場合もある。このためCu含有量を0.500%以下とする。Cu含有量は0.450%以下、0.400%以下又は0.300%以下であってもよい。
Cu: 0-0.500%
Cu is an element effective in improving the strength of a steel sheet. If the Cu content is less than 0.001%, a sufficient effect cannot be obtained. Therefore, in order to obtain the above effect, the Cu content is preferably 0.001% or more. The Cu content may be 0.002% or more, 0.010% or more, or 0.030% or more.
On the other hand, if the Cu content exceeds 0.500%, hydrogen embrittlement resistance may deteriorate. Also, if the Cu content is high, the steel material may become embrittled during hot rolling, making hot rolling impossible. For this reason, the Cu content is set to 0.500% or less. The Cu content may be 0.450% or less, 0.400% or less, or 0.300% or less.

W:0~0.100%
Wは、鋼板の強度上昇に有効な元素である。また、Wは析出物や晶出物を形成する。Wを含有する析出物及び晶出物は水素トラップサイトとなるので、Wは、耐水素脆化特性の向上に有効な元素である。また、Wは粒界の結合強度の向上にも寄与する元素である。そのため、Wを含有させてもよい。上記効果を得る場合、W含有量を0.001%以上とすることが好ましい。W含有量は0.002%以上、0.005%以上又は0.010%以上であってもよい。
一方、W含有量が0.100%超では、粗大なW析出物あるいは晶出物の生成が顕著になる。この粗大なWの析出物あるいは晶出物では割れが生じやすく、低い負荷応力で鋼材内をこの亀裂が伝播する。そのため、粗大なWの析出物、晶出物が生成すると、耐水素脆化特性が劣化する場合がある。このためW含有量を0.100%以下とする。W含有量は0.080%以下、0.060%以下又は0.050%以下であってもよい。
W: 0~0.100%
W is an element effective in increasing the strength of steel sheet. In addition, W forms precipitates and crystallized products. Precipitates and crystallized products containing W become hydrogen trapping sites, so W is an element effective in improving hydrogen embrittlement resistance. In addition, W is an element that contributes to improving the bonding strength of grain boundaries. Therefore, W may be contained. To obtain the above effects, the W content is preferably 0.001% or more. The W content may be 0.002% or more, 0.005% or more, or 0.010% or more.
On the other hand, if the W content exceeds 0.100%, the generation of coarse W precipitates or crystallized particles becomes significant. These coarse W precipitates or crystallized particles are prone to cracking, and these cracks propagate through the steel material under low load stress. Therefore, if coarse W precipitates or crystallized particles are generated, hydrogen embrittlement resistance may deteriorate. For this reason, the W content is set to 0.100% or less. The W content may be 0.080% or less, 0.060% or less, or 0.050% or less.

Ta:0~0.100%
Taは、Nb、V、Wと同様に、炭化物の形態制御と鋼板の強度の増加とに有効な元素である。また、Taは粒界の結合強度の向上にも寄与する元素である。そのため、Taを含有させてもよい。上記効果を得る場合、Ta含有量を0.001%以上とすることが好ましい。Ta含有量は0.002%以上、0.005%以上又は0.010%以上であってもよい。
一方、Ta含有量が0.100%超では、微細なTa炭化物が多数析出し、鋼板の強度上昇に伴って、延性が低下したり耐曲げ性や耐水素脆化特性が低下したりする場合がある。このためTa含有量を0.100%以下とする。Ta含有量は0.080%以下、0.060%以下又は0.050%以下であってもよい。
Ta: 0~0.100%
Ta, like Nb, V, and W, is an element that is effective in controlling the morphology of carbides and increasing the strength of the steel sheet. Ta is also an element that contributes to improving the bonding strength of grain boundaries. Therefore, Ta may be contained. To obtain the above effects, the Ta content is preferably 0.001% or more. The Ta content may be 0.002% or more, 0.005% or more, or 0.010% or more.
On the other hand, if the Ta content exceeds 0.100%, a large number of fine Ta carbides are precipitated, and as the strength of the steel sheet increases, the ductility and the bending resistance and hydrogen embrittlement resistance may decrease. For this reason, the Ta content is set to 0.100% or less. The Ta content may be 0.080% or less, 0.060% or less, or 0.050% or less.

Mg:0~0.050%
Mgは、微量の含有量で硫化物の形態を制御できる元素である。そのため、Mgを含有させてもよい。上記効果を得る場合、Mg含有量を0.001%以上とすることが好ましい。Mg含有量は0.005%以上、0.010%以上又は0.020%以上であってもよい。
一方、Mg含有量が0.050%超では、粗大な介在物が形成され耐水素脆化特性が低下する場合がある。このためMg含有量を0.050%以下とする。Mg含有量は0.040%以下、0.030%以下又は0.020%以下であってもよい。
Mg: 0-0.050%
Mg is an element that can control the morphology of sulfides with a small amount of content. Therefore, Mg may be contained. To obtain the above effects, the Mg content is preferably 0.001% or more. The Mg content may be 0.005% or more, 0.010% or more, or 0.020% or more.
On the other hand, if the Mg content exceeds 0.050%, coarse inclusions may be formed and hydrogen embrittlement resistance may be deteriorated. Therefore, the Mg content is set to 0.050% or less. The Mg content may be 0.040% or less, 0.030% or less, or 0.020% or less.

Ca:0~0.050%
Caは、脱酸元素として有用であるほか、硫化物の形態制御にも効果を奏する元素である。そのためCaを含有させてもよい。上記効果を得る場合、Ca含有量を0.001%以上とすることが好ましい。Ca含有量は0.002%以上、0.004%以上又は0.006%以上であってもよい。
一方、Ca含有量が0.050%超では、粗大な介在物が形成され耐水素脆化特性が低下する場合がある。このためCa含有量を0.050%以下とする。Ca含有量は0.040%以下、0.030%以下又は0.020%以下であってもよい。
Ca: 0-0.050%
Ca is useful as a deoxidizing element and is also effective in controlling the morphology of sulfides. Therefore, Ca may be contained. To obtain the above effect, the Ca content is preferably 0.001% or more. The Ca content may be 0.002% or more, 0.004% or more, or 0.006% or more.
On the other hand, if the Ca content exceeds 0.050%, coarse inclusions are formed and hydrogen embrittlement resistance may deteriorate. Therefore, the Ca content is set to 0.050% or less. The Ca content may be 0.040% or less, 0.030% or less, or 0.020% or less.

Y:0~0.050%
Yは、Mg、Caと同様に微量の含有で硫化物の形態を制御できる元素である。そのためYを含有させてもよい。上記効果を得る場合、Y含有量を0.001%以上とすることが好ましい。Y含有量は0.002%以上、0.004%以上又は0.006%以上であってもよい。
一方、Y含有量が0.050%超では、粗大なY酸化物が生成し、耐水素脆化特性が低下する場合がある。このためY含有量を0.050%以下とする。Y含有量は0.040%以下、0.030%以下又は0.020%以下であってもよい。
Y: 0~0.050%
Y is an element that can control the form of sulfides by containing a small amount of Y, similar to Mg and Ca. Therefore, Y may be contained. To obtain the above effects, the Y content is preferably 0.001% or more. The Y content may be 0.002% or more, 0.004% or more, or 0.006% or more.
On the other hand, if the Y content exceeds 0.050%, coarse Y oxides are generated, and hydrogen embrittlement resistance may deteriorate. Therefore, the Y content is set to 0.050% or less. The Y content may be 0.040% or less, 0.030% or less, or 0.020% or less.

Zr:0~0.050%
Zrは、Mg、Ca、Yと同様に微量の含有で硫化物の形態を制御できる元素である。また、Zrは粒界の結合強度の向上にも寄与する元素である。そのため、Zrを含有させてもよい。上記効果を得る場合、Zr含有量を0.001%以上とすることが好ましい。Zr含有量は0.002%以上、0.004%以上又は0.006%以上であってもよい。
一方、Zr含有量が0.050%超では、粗大なZr酸化物が生成し、耐水素脆化特性が低下する場合がある。このためZr含有量を0.050%以下とする。Zr含有量は0.040%以下、0.030%以下又は0.020%以下であってもよい。
Zr: 0~0.050%
Zr is an element that can control the morphology of sulfides by containing a small amount of it, similar to Mg, Ca, and Y. Zr is also an element that contributes to improving the bonding strength of grain boundaries. Therefore, Zr may be contained. To obtain the above effects, the Zr content is preferably 0.001% or more. The Zr content may be 0.002% or more, 0.004% or more, or 0.006% or more.
On the other hand, if the Zr content exceeds 0.050%, coarse Zr oxides are generated, and hydrogen embrittlement resistance may deteriorate. Therefore, the Zr content is set to 0.050% or less. The Zr content may be 0.040% or less, 0.030% or less, or 0.020% or less.

La:0~0.050%
Laは、Mg、Ca、Y、Zrと同様に微量の含有で硫化物の形態を制御できる元素である。そのためLaを含有させてもよい。上記効果を得る場合、La含有量を0.001%以上とすることが好ましい。La含有量は0.002%以上、0.004%以上又は0.006%以上であってもよい。
一方、La含有量が0.050%超では、La酸化物が生成し、耐水素脆化特性が低下する場合がある。このためLa含有量を0.050%以下とする。La含有量は0.040%以下、0.030%以下又は0.020%以下であってもよい。
La: 0-0.050%
La is an element that can control the form of sulfides by containing a small amount of it, similar to Mg, Ca, Y, and Zr. Therefore, La may be contained. To obtain the above effects, the La content is preferably 0.001% or more. The La content may be 0.002% or more, 0.004% or more, or 0.006% or more.
On the other hand, if the La content exceeds 0.050%, La oxides are generated and hydrogen embrittlement resistance may deteriorate. Therefore, the La content is set to 0.050% or less. The La content may be 0.040% or less, 0.030% or less, or 0.020% or less.

Ce:0~0.050%
Ceは、Laと同様に微量の含有で硫化物の形態を制御できる元素である。そのため、Ceを含有させてもよい。上記効果を得る場合、Ce含有量を0.001%以上とすることが好ましい。Ce含有量は0.002%以上、0.004%以上又は0.006%以上であってもよい。
一方、Ce含有量が0.050%超では、Ce酸化物が生成し、耐水素脆化特性が低下する場合がある。このためCe含有量を0.050%以下とする。Ce含有量は0.040%以下、0.030%以下又は0.020%以下であってもよい。
Ce: 0~0.050%
Ce is an element that can control the form of sulfides by containing a small amount of Ce, similar to La. Therefore, Ce may be contained. To obtain the above effects, the Ce content is preferably 0.001% or more. The Ce content may be 0.002% or more, 0.004% or more, or 0.006% or more.
On the other hand, if the Ce content exceeds 0.050%, Ce oxides are generated and hydrogen embrittlement resistance may deteriorate. Therefore, the Ce content is set to 0.050% or less. The Ce content may be 0.040% or less, 0.030% or less, or 0.020% or less.

Sn:0~0.050%
Snは、原料としてスクラップを用いた場合に鋼中に含有される元素である。Sn含有量が多いと、粒界の脆化によって耐水素脆化特性が低下する場合がある。Sn含有量が0.050%超で特にこの悪影響が顕著になる。このためSn含有量を0.050%以下とする。Sn含有量は0.040%以下、0.030%以下又は0.020%以下であってもよい。
Sn含有量は少ないほど好ましく0%でもよいが、Sn含有量を0.001%未満とする場合、精錬コストが増加する。このためSn含有量を0.001%以上としてもよい。Sn含有量は0.002%以上、0.005%以上又は0.010%以上であってもよい。
Sn: 0-0.050%
Sn is an element contained in steel when scrap is used as a raw material. If the Sn content is high, the hydrogen embrittlement resistance may be deteriorated due to embrittlement of grain boundaries. This adverse effect is particularly noticeable when the Sn content exceeds 0.050%. For this reason, the Sn content is set to 0.050% or less. The Sn content may be 0.040% or less, 0.030% or less, or 0.020% or less.
The lower the Sn content, the better, and 0% may be used. However, if the Sn content is less than 0.001%, the refining cost increases. Therefore, the Sn content may be 0.001% or more. The Sn content may be 0.002% or more, 0.005% or more, or 0.010% or more.

Sb:0~0.050%
Sbは、Snと同様に鋼原料としてスクラップを用いた場合に含有される元素である。Sbは、粒界に強く偏析し粒界の脆化及び延性の低下を招く元素である。Sb含有量が0.050%超で特にこの悪影響が顕著になる。このためSb含有量を0.050%以下とする。Sb含有量は0.040%以下、0.030%以下又は0.020%以下であってもよい。
Sb含有量は、少ないほど好ましく0%でもよいが、Sb含有量を0.001%未満とする場合、精錬コストが増加する。このためSb含有量を0.001%以上としてもよい。Sb含有量は0.002%以上、0.005%以上又は0.008%以上であってもよい。
Sb: 0 to 0.050%
Sb is an element contained when scrap is used as a steel raw material, similar to Sn. Sb is an element that strongly segregates at grain boundaries, leading to embrittlement of the grain boundaries and a decrease in ductility. This adverse effect is particularly significant when the Sb content exceeds 0.050%. For this reason, the Sb content is set to 0.050% or less. The Sb content may be 0.040% or less, 0.030% or less, or 0.020% or less.
The lower the Sb content, the better, and it may be 0%, but if the Sb content is less than 0.001%, the refining cost increases. Therefore, the Sb content may be 0.001% or more. The Sb content may be 0.002% or more, 0.005% or more, or 0.008% or more.

As:0~0.050%
Asは、Sn、Sbと同様に鋼原料としてスクラップを用いた場合に含有され、粒界に強く偏析し粒界の脆化及び延性の低下を招く元素である。As含有量が多いと、耐水素脆化特性が低下する場合がある。As含有量が0.050%超で特にこの悪影響が顕著になる。このためAs含有量を0.050%以下とする。As含有量は0.040%以下、0.030%以下又は0.020%以下であってもよい。
As含有量は、少ないほど好ましく0%でもよいが、As含有量を0.001%未満とする場合、精錬コストが増加する。このためAs含有量を0.001%以上としてもよい。As含有量は0.002%以上、0.003%以上又は0.005%以上であってもよい。
As: 0~0.050%
Like Sn and Sb, As is an element contained when scrap is used as a steel raw material, and strongly segregates at grain boundaries, leading to embrittlement of the grain boundaries and a decrease in ductility. If the As content is high, hydrogen embrittlement resistance may decrease. This adverse effect is particularly noticeable when the As content exceeds 0.050%. For this reason, the As content is set to 0.050% or less. The As content may be 0.040% or less, 0.030% or less, or 0.020% or less.
The As content is preferably as low as possible, and may be 0%, but if the As content is less than 0.001%, refining costs increase. Therefore, the As content may be 0.001% or more. The As content may be 0.002% or more, 0.003% or more, or 0.005% or more.

上述の通り、本実施形態に係る鋼板の化学組成は、基本成分を含有し、残部がFe及び不純物からなっていてもよく、基本成分を含有し、さらに任意成分の1種以上を含有し、残部がFeおよび不純物からなっていてもよい。As described above, the chemical composition of the steel plate according to this embodiment may contain the basic components with the balance consisting of Fe and impurities, or may contain the basic components and further contain one or more optional components with the balance consisting of Fe and impurities.

本実施形態に係る鋼板の化学組成は、一般的な方法によって測定すればよい。例えば、JISG1201:2014に準じて切粉に対するICP-AES(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry)を用いて測定すればよい。この場合、化学組成は、全板厚での平均含有量である。ICP-AESで測定できない、CおよびSは燃焼-赤外線吸収法を用い、Nは不活性ガス融解-熱伝導度法を用い、Oは不活性ガス融解-非分散型赤外線吸収法を用いて測定すればよい。
鋼板が表面に被膜層を備える場合は、機械研削等により被膜層を除去してから化学組成の分析を行えばよい。被膜層がめっき層である場合には、鋼板の腐食を抑制するインヒビターを加えた酸溶液にめっき層を溶解することで除去しても良い。
The chemical composition of the steel plate according to this embodiment may be measured by a general method. For example, it may be measured using ICP-AES (Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry) for the chips in accordance with JIS G1201:2014. In this case, the chemical composition is the average content in the entire plate thickness. C and S, which cannot be measured by ICP-AES, may be measured using the combustion-infrared absorption method, N may be measured using the inert gas fusion-thermal conductivity method, and O may be measured using the inert gas fusion-non-dispersive infrared absorption method.
When the steel sheet has a coating layer on its surface, the coating layer may be removed by mechanical grinding or the like before the chemical composition is analyzed. When the coating layer is a plating layer, the plating layer may be removed by dissolving it in an acid solution to which an inhibitor that suppresses corrosion of the steel sheet has been added.

<ミクロ組織(金属組織)>
次に、本実施形態に係る鋼板のミクロ組織について説明する。本実施形態において、ミクロ組織は、鋼板の表面から板厚方向に板厚の1/8~3/8の範囲(t/4部)の位置のミクロ組織である。t/4部のミクロ組織を規定するのは、鋼板の代表的なミクロ組織であり、鋼板の特性との相関が大きいからである。
また、以下の各相の分率(%)は、断りがない限り、面積率である。
<Microstructure (metal structure)>
Next, the microstructure of the steel sheet according to this embodiment will be described. In this embodiment, the microstructure is a microstructure located in the range of 1/8 to 3/8 of the sheet thickness from the surface of the steel sheet in the sheet thickness direction (t/4 part). The reason why the microstructure of the t/4 part is specified is that it is a representative microstructure of the steel sheet and has a high correlation with the properties of the steel sheet.
Moreover, the percentage (%) of each phase below is an area percentage unless otherwise specified.

フェライト:5.0%以下
フェライトは、マルテンサイトを主体組織とする鋼の変形能に影響を与える。フェライトの面積率の増加に伴い、局部変形能と耐水素脆化特性が低下する。特に、フェライトの面積率が5.0%超では、応力負荷時の弾性変形における破壊によって、耐水素脆化特性が低下する場合がある。このためフェライトの面積率を5.0%以下とする。フェライトの面積率は、4.0%以下、3.0%以下又は2.0%以下であってもよい。
フェライトの面積率は0%であってもよいが、1.0%未満とするには、製造において高度な制御を要し、歩留りの低下を招く。そのため、フェライトの面積率を1.0%以上としてもよい。
Ferrite: 5.0% or less Ferrite affects the deformability of steel mainly composed of martensite. As the area ratio of ferrite increases, local deformability and hydrogen embrittlement resistance decrease. In particular, when the area ratio of ferrite exceeds 5.0%, hydrogen embrittlement resistance may decrease due to fracture in elastic deformation under stress load. For this reason, the area ratio of ferrite is set to 5.0% or less. The area ratio of ferrite may be 4.0% or less, 3.0% or less, or 2.0% or less.
The area ratio of ferrite may be 0%, but to make it less than 1.0%, a high level of control is required in the production and leads to a decrease in yield. Therefore, the area ratio of ferrite may be set to 1.0% or more.

マルテンサイト及び焼き戻しマルテンサイト:合計で90.0%超
マルテンサイト及び焼戻しマルテンサイトの合計の面積率は、鋼の強度に影響を与え、面積率が大きいほど引張強さが増加する。マルテンサイト及び焼戻しマルテンサイトの合計の面積率が90.0%以下では、目標とする引張強さを達成することができない。加えて、応力負荷における弾性変形時の破壊の原因となる場合や、マルテンサイト及び焼戻しマルテンサイト以外の組織が形成されミクロ組織の不均一性が増加することによる耐水素脆化特性の低下の原因となる場合がある。このためマルテンサイト及び焼戻しマルテンサイトの合計の面積率を90.0%超とする。マルテンサイト及び焼戻しマルテンサイトの合計の面積率は95.0%以上、97.0%以上、99.0%以上、又は100.0%であってもよい。
Martensite and tempered martensite: total of more than 90.0% The total area ratio of martensite and tempered martensite affects the strength of the steel, and the larger the area ratio, the higher the tensile strength. If the total area ratio of martensite and tempered martensite is 90.0% or less, the target tensile strength cannot be achieved. In addition, it may cause destruction during elastic deformation under stress load, or may cause deterioration of hydrogen embrittlement resistance due to the formation of structures other than martensite and tempered martensite and increased heterogeneity of the microstructure. For this reason, the total area ratio of martensite and tempered martensite is made to be more than 90.0%. The total area ratio of martensite and tempered martensite may be 95.0% or more, 97.0% or more, 99.0% or more, or 100.0%.

残部:ベイナイト、パーライト及び残留オーステナイトの1種または2種以上からなる
上記組織以外の組織(残部組織)の面積率は0%であってもよいが、残部組織が存在する場合には、残部組織はベイナイト、パーライト及び残留オーステナイトの1種または2種以上からなる。
残部組織の面積率が8.0%超では、応力負荷時の弾性変形における破壊を招き、耐水素脆化特性が低下する場合がある。したがって、残部組織の面積率は、好ましくは8.0%以下であり、より好ましくは7.0%以下である。このうち、特に、パーライト及び残留オーステナイトは鋼の局部延性を劣化させる組織であり、少ない程好ましい。
一方、残部組織の面積率を0%とするには、製造において高度な制御を要するため、歩留りの低下を招く場合がある。このため残部組織の面積率は1.0%以上であってもよい。
Remainder: one or more of bainite, pearlite, and retained austenite. The area ratio of the structure other than the above-mentioned structure (the remainder structure) may be 0%, but when a remainder structure exists, the remainder structure is one or more of bainite, pearlite, and retained austenite.
If the area ratio of the remaining structure exceeds 8.0%, it may lead to fracture in elastic deformation under stress load, and hydrogen embrittlement resistance may decrease. Therefore, the area ratio of the remaining structure is preferably 8.0% or less, and more preferably 7.0% or less. Among these, pearlite and retained austenite are particularly structures that deteriorate the local ductility of the steel, so the smaller the amount, the better.
On the other hand, in order to make the area ratio of the remaining structure 0%, a high level of control is required in the production, which may result in a decrease in yield. Therefore, the area ratio of the remaining structure may be 1.0% or more.

本実施形態に係る鋼板のミクロ組織における各相の面積率は、以下の方法で求めることができる。The area ratio of each phase in the microstructure of the steel plate according to this embodiment can be determined by the following method.

(フェライトの面積率の評価方法)
フェライトの面積率は、電界放出型走査電子顕微鏡(FE-SEM:Field Emission-Scanning Electron Microscope)を用いた電子チャンネリングコントラスト像により、t/4部(表面から板厚方向に板厚の1/4の位置を中心とする板厚の1/8~3/8の範囲)を観察することにより、求める。電子チャンネリングコントラスト像は、結晶粒内の結晶方位差を像のコントラストの差として検出する手法であり、当該像において、パーライト、ベイナイト、マルテンサイト、残留オーステナイトではなく、フェライトであると判断される組織において均一なコントラストで写る部分がポリゴナルフェライトである。35μm×25μmの電子チャンネリングコントラスト像8視野を、画像解析の方法で、各視野でのポリゴナルフェライトの面積率を算出し、その平均値をフェライトの面積率とする。
(Method of evaluating the area ratio of ferrite)
The area ratio of ferrite is obtained by observing the t/4 part (a range of 1/8 to 3/8 of the plate thickness centered at a position of 1/4 of the plate thickness from the surface in the plate thickness direction) by an electron channeling contrast image using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM). The electron channeling contrast image is a method for detecting the crystal orientation difference within a crystal grain as a difference in image contrast, and in the image, a part that appears with a uniform contrast in a structure determined to be ferrite, rather than pearlite, bainite, martensite, or retained austenite, is polygonal ferrite. The area ratio of polygonal ferrite in each of eight fields of view of 35 μm×25 μm electron channeling contrast images is calculated by image analysis, and the average value is taken as the area ratio of ferrite.

(マルテンサイト及び焼戻しマルテンサイトの合計の面積率の評価方法)
マルテンサイト及び焼戻しマルテンサイトも前述の電子チャンネリングコントラストで撮影した画像から合計の面積率を求める。これらの組織はフェライトよりもエッチングされにくいため、組織観察面上では凸部として存在する。焼戻しマルテンサイトは、ラス状の結晶粒の集合であり、内部に長径20nm以上の鉄系炭化物を含み、その炭化物が複数のバリアント、即ち、異なる方向に伸長した複数の鉄系炭化物群に属するものである。また、残留オーステナイトも組織観察面上では凸部で存在する。このため、上記の手順で求めた凸部の面積率を、後述の手順で測定する残留オーステナイトの面積率で引くことにより、マルテンサイト及び焼戻しマルテンサイトの合計の面積率を正しく測定することが可能となる。
(Method for evaluating the total area ratio of martensite and tempered martensite)
The total area ratio of martensite and tempered martensite is also obtained from the image taken by the above-mentioned electron channeling contrast. These structures are less easily etched than ferrite, so they are present as convex parts on the structure observation surface. Tempered martensite is a collection of lath-shaped crystal grains, and contains iron-based carbides with a major axis of 20 nm or more inside, and the carbides belong to multiple variants, that is, multiple iron-based carbide groups elongated in different directions. In addition, retained austenite is also present as convex parts on the structure observation surface. Therefore, by subtracting the area ratio of the convex parts obtained by the above procedure from the area ratio of the retained austenite measured by the procedure described later, it is possible to correctly measure the total area ratio of martensite and tempered martensite.

(ベイナイト、パーライト及び残留オーステナイトの合計の面積率の評価方法)
残留オーステナイトの面積率は、X線を用いた測定により算出することができる。すなわち、試料の板面から板厚方向に板厚の1/4の位置までを機械研磨及び化学研磨により除去する。そして、研磨後の試料に対して特性X線としてMoKα線を用いて得られた、bcc相の(200)、(211)及びfcc相の(200)、(220)、(311)の回折ピークの積分強度比から、残留オーステナイトの組織分率を算出し、これを残留オーステナイトの面積率とする。
また、パーライトは前述の電子チャンネリングコントラストで撮影した画像から面積率を求める。パーライトは板状の炭化物とフェライトが並んだ組織である。
また、ベイナイトは、ラス状の結晶粒の集合であり、内部に長径20nm以上の鉄系炭化物を含まないもの、又は、内部に長径20nm以上の鉄系炭化物を含み、その炭化物が、単一のバリアント、即ち、同一方向に伸張した鉄系炭化物群に属するものである。ここで、同一方向に伸長した鉄系炭化物群とは、鉄系炭化物群の伸長方向の差異が5°以内であるものをいう。
(Method for evaluating the total area ratio of bainite, pearlite and retained austenite)
The area ratio of the retained austenite can be calculated by measurement using X-rays. That is, the sample is removed from the plate surface to a position of 1/4 of the plate thickness in the plate thickness direction by mechanical polishing and chemical polishing. Then, the structure fraction of the retained austenite is calculated from the integrated intensity ratio of the diffraction peaks of (200), (211) of the bcc phase and (200), (220), and (311) of the fcc phase obtained by using MoKα rays as characteristic X-rays for the polished sample, and this is the area ratio of the retained austenite.
The area ratio of pearlite is calculated from the image taken by the above-mentioned electron channeling contrast. Pearlite is a structure in which plate-shaped carbides and ferrite are arranged.
Bainite is a collection of lath-shaped crystal grains that does not contain iron-based carbides with a major axis of 20 nm or more, or contains iron-based carbides with a major axis of 20 nm or more, and the carbides belong to a single variant, i.e., a group of iron-based carbides elongated in the same direction. Here, the group of iron-based carbides elongated in the same direction refers to iron-based carbides whose elongation directions differ by 5° or less.

<結合強度エネルギー>
水素脆化による割れは、鋼中の水素が粒界に偏析することで粒界の結合強度が低下し、結合強度の低下した粒界が割れの起点となって発生する。これに対し、粒界へ所定の合金元素を偏析させると、粒界の結合強度が向上する。また、既に合金元素が偏析していることで、侵入した水素が粒界に偏析しにくくなり、水素が侵入したとしても、水素による粒界の結合強度の低下を抑制することが可能となる。
本発明者らは、マルテンサイト及び焼戻しマルテンサイトを主体とするミクロ組織において、隣接するマルテンサイト及び焼戻しマルテンサイトの方位差が15deg.以上の界面(マルテンサイト/焼戻しマルテンサイト、マルテンサイト/マルテンサイト、または焼戻しマルテンサイト/焼戻しマルテンサイトの界面)である旧オーステナイト粒界を主な粒界とし、各合金元素による粒界強度向上への寄与度を調査した。その結果、結合強度エネルギーEGBが各合金元素の粒界上の濃度を用いて下記式(1)のように表現できること、EGBが0.50以上である場合に、耐水素脆化特性が明確に向上することを見出した。
そのため、本実施形態に係る鋼板では、隣接するマルテンサイト及び焼戻しマルテンサイトの、方位差が15deg.以上の界面を旧オーステナイト粒界としたとき、前記旧オーステナイト粒界上の各合金元素の濃度によって決定される結合強度エネルギーEGBが下式(1)を満たす。
GB=1+(3×[Co]+0.7×[Ni]+5.5×[Mo]+0.7×[Cr]+2.9×[Ti]+47×[B]+4.3×[Nb]+4.5×[V]+5.2×[W]+3.1×[Ta]+4.3×[Zr]-0.25×[Mn]-0.1×[P]-[Cu]-1.1×[Sn]-0.6×[Sb]-0.9×[As]) ≧0.50 (1)
ここで、式中の[化学記号]は旧オーステナイト粒界上の、質量%での各合金元素の濃度を表す。
方位差が15deg.以上の界面を対象としたのは、15deg.以上の旧オーステナイト粒界に水素が優先的に集積する傾向があるからである。
式(1)から分かるように、粒界に偏析する合金元素の全てが結合強度エネルギーを高めるものではなく、粒界結合エネルギーを高める合金元素を多く偏析させることで、粒界結合エネルギーが高くなる。
ここで、隣接するマルテンサイト及び焼戻しマルテンサイトの、方位差が15deg.以上の界面とは、マルテンサイトとマルテンサイトとの界面であって、方位差が15deg.以上の界面、マルテンサイトと焼戻しマルテンサイトとの界面であって、方位差が15deg.以上の界面、及び焼戻しマルテンサイトと焼戻しマルテンサイトとの界面であって、方位差が15deg.以上の界面を指す。
<Bond Strength Energy>
Cracking due to hydrogen embrittlement occurs when hydrogen in steel segregates to grain boundaries, reducing the grain boundary bond strength, and the grain boundaries with reduced bond strength become the starting point of cracking. In contrast, segregating a specific alloying element to the grain boundaries improves the grain boundary bond strength. In addition, since the alloying elements are already segregated, hydrogen that has penetrated is less likely to segregate to the grain boundaries, and even if hydrogen penetrates, it is possible to suppress the decrease in grain boundary bond strength due to hydrogen.
The present inventors investigated the contribution of each alloying element to improving grain boundary strength in a microstructure mainly composed of martensite and tempered martensite, taking prior austenite grain boundaries, which are interfaces (martensite/tempered martensite, martensite/martensite, or tempered martensite/tempered martensite interfaces) where the orientation difference between adjacent martensite and tempered martensite is 15 degrees or more, as the main grain boundaries. As a result, they found that the bond strength energy E GB can be expressed as the following formula (1) using the concentration of each alloying element on the grain boundary, and that when E GB is 0.50 or more, hydrogen embrittlement resistance is clearly improved.
Therefore, in the steel sheet according to the present embodiment, when an interface between adjacent martensite and tempered martensite with an orientation difference of 15 degrees or more is defined as a prior austenite grain boundary, the bond strength energy E GB determined by the concentration of each alloy element on the prior austenite grain boundary satisfies the following formula (1).
EGB =1+(3×[Co]+0.7×[Ni]+5.5×[Mo]+0.7×[Cr]+2.9×[Ti]+47×[B]+4.3×[Nb]+4.5×[V]+5. 2×[W]+3.1×[Ta]+4.3×[Zr]-0.25×[Mn]-0.1×[P]-[Cu]-1.1×[Sn]-0.6×[Sb]-0.9×[As]) ≧0.50 (1)
Here, the [chemical symbols] in the formula represent the concentration of each alloying element in mass % on the prior austenite grain boundary.
The reason why the interface with an orientation difference of 15 degrees or more was targeted is that hydrogen tends to accumulate preferentially at prior austenite grain boundaries with an orientation difference of 15 degrees or more.
As can be seen from formula (1), not all alloy elements that segregate to the grain boundaries increase the bond strength energy, but by segregating a large amount of alloy elements that increase the grain boundary bond energy, the grain boundary bond energy increases.
Here, the interface between adjacent martensite and tempered martensite, which has an orientation difference of 15 degrees or more, refers to an interface between martensite and martensite, which has an orientation difference of 15 degrees or more, an interface between martensite and tempered martensite, which has an orientation difference of 15 degrees or more, and an interface between tempered martensite and tempered martensite, which has an orientation difference of 15 degrees or more.

旧オーステナイト粒界上の各合金元素の濃度はTEM(透過型電子顕微鏡)のEDS(エネルギー分散型X線分光器)を用いて、上述のSEM観察と同様に、t/4部(表面から板厚方向に板厚の1/4の位置を中心とする板厚の1/8~3/8の範囲)を観察することにより、求める。より具体的には、TEM(透過型電子顕微鏡)として、球面収差補正付TEM透過型電子顕微鏡(Cs-corrected TEM)を用いる。
TEM観察に用いる薄片サンプルは以下の方法で得る。鋼板サンプルから板厚1/8~3/8位置の範囲から合金元素量測定用のサンプルを採取し、エメリー紙を用いた湿式研磨により100μm程度の薄さまで研磨を行う。
その後、ツインジェット電解研磨によりTEM観察が可能な薄さまで電解研磨を行う。電解研磨の方法は、ツインジェット電解研磨装置を用いて行う。ツインジェット電解研磨の適正条件はサンプルの母材成分によって変化するため、サンプルごとに抽出する必要がある。ツインジェットを実施した後に、Arイオンミリングを用いて薄片サンプルを均一にミリングすることで、旧オーステナイト粒界上の元素の定量化精度が向上する。
このようにして得られた薄片サンプルをCs-corrected TEMで観察する。観察位置は、旧オーステナイト粒界上であるが、旧オーステナイト粒界は次のようにして見つける。TEM観察における明視野像(Bright-Field image)において、30000倍で観察を行ったとき、旧オーステナイト粒界、パケット境界およびブロック境界は、黒い線として表れる。これら黒い線のうち、任意の旧オーステナイト粒界を示す黒い線が、TEMの電子線の入射方向と水平となるようにサンプルを傾斜および回転させる。その状態で旧オーステナイト粒界の直上において100000倍で、EDSを用いた元素分析を行う。EDS分析の積算回数を用いた元素分析は以下の方法で行う。旧オーステナイト粒界の直上で点分析を3回行い、旧オーステナイト粒界上の合金元素濃度を定量化する。この分析を5つの旧オーステナイト粒界上で行い、平均の合金元素濃度を算出する。この平均の合金元素濃度を旧オーステナイト粒界上の合金元素濃度とする。
The concentration of each alloy element on the prior austenite grain boundary is determined by observing the t/4 portion (a range of 1/8 to 3/8 of the plate thickness centered at a position of 1/4 of the plate thickness from the surface in the plate thickness direction) using an EDS (energy dispersive X-ray spectroscope) of a TEM (transmission electron microscope) in the same manner as the above-mentioned SEM observation. More specifically, a spherical aberration corrected TEM transmission electron microscope (Cs-corrected TEM) is used as the TEM (transmission electron microscope).
Thin section samples used for TEM observation are obtained as follows: A sample for measuring the amount of alloying elements is taken from the steel plate sample in the range of 1/8 to 3/8 of the plate thickness, and polished to a thickness of about 100 μm by wet polishing using emery paper.
Then, the sample is electropolished by twin-jet electropolishing until it is thin enough for TEM observation. The electropolishing method is performed using a twin-jet electropolishing device. The appropriate conditions for twin-jet electropolishing vary depending on the base material components of the sample, so they must be extracted for each sample. After performing the twin jet, the thin sample is uniformly milled using Ar ion milling, improving the quantification accuracy of elements on the prior austenite grain boundaries.
The thus obtained thin sample is observed with a Cs-corrected TEM. The observation position is on the prior austenite grain boundary, and the prior austenite grain boundary is found as follows. In a bright-field image in TEM observation, when observation is performed at 30,000 times magnification, the prior austenite grain boundary, packet boundary, and block boundary appear as black lines. The sample is tilted and rotated so that the black line indicating any prior austenite grain boundary among these black lines is horizontal to the direction of incidence of the electron beam of the TEM. In this state, elemental analysis using EDS is performed at 100,000 times magnification directly above the prior austenite grain boundary. Elemental analysis using the number of integration times of EDS analysis is performed in the following manner. Point analysis is performed three times directly above the prior austenite grain boundary to quantify the alloy element concentration on the prior austenite grain boundary. This analysis is performed on five prior austenite grain boundaries, and the average alloy element concentration is calculated. This average alloying element concentration is defined as the alloying element concentration on the prior austenite grain boundary.

(機械特性)
本実施形態に係る鋼板では、自動車の車体軽量化に寄与する強度として、引張強さ(TS)を1500MPa以上とする。
上限を限定する必要はないが、引張強さが上昇すると、成形性が低下する場合があるので、引張強さを2000MPa以下としてもよい。
(Mechanical properties)
In the steel plate according to this embodiment, the tensile strength (TS) is set to 1500 MPa or more as a strength that contributes to reducing the weight of an automobile body.
There is no need to set an upper limit, but since an increase in tensile strength may result in a decrease in formability, the tensile strength may be set to 2000 MPa or less.

(板厚)
本実施形態に係る鋼板は、板厚については限定されないが、1.0~2.2mmであることが好ましい。より好ましくは、板厚は、1.05mm以上、さらに好ましくは1.1mm以上である。また、より好ましくは、板厚は、2.1mm以下、さらに好ましくは2.0mm以下である。
(Thickness)
The steel plate according to the present embodiment is not limited in thickness, but is preferably 1.0 to 2.2 mm. More preferably, the thickness is 1.05 mm or more, and even more preferably, 1.1 mm or more. Also, more preferably, the thickness is 2.1 mm or less, and even more preferably, 2.0 mm or less.

(被膜層)
本実施形態に係る鋼板は、一方又は両方の表面に亜鉛、アルミニウム、マグネシウムまたはそれらの合金を含む被膜層を有してもよい。この被膜層は、亜鉛、アルミニウム、マグネシウムまたはそれらの合金と不純物とからなっていてもよい。
表面に被膜層を備えることで、耐食性が向上する。自動車用鋼板は、腐食による穴あきの懸念があると、高強度化してもある一定板厚以下に薄手化できない場合がある。鋼板の高強度化の目的の一つは、薄手化による軽量化であることから、高強度鋼板を開発しても、耐食性が低いと適用部位が限られる。これら課題を解決する手法として、表裏面に耐食性を向上させるために被膜層を形成することが考えられる。
被膜層を形成しても、本実施形態に係る鋼板の耐水素脆化特性は損なわれない。
被膜層は、例えば、溶融亜鉛めっき層、合金化溶融亜鉛めっき層、電気亜鉛めっき層、アルミニウムめっき層、Zn-Al合金めっき層、Al-Mg合金めっき層、Zn-Al-Mg合金めっき層である。
表面に被膜層を有する場合、上述したt/4部の基準となる表面は、被膜層を除く、地鉄の表面である。
(Coating layer)
The steel sheet according to the present embodiment may have a coating layer containing zinc, aluminum, magnesium or an alloy thereof on one or both surfaces. This coating layer may consist of zinc, aluminum, magnesium or an alloy thereof and impurities.
By providing a coating layer on the surface, corrosion resistance is improved. In the case of automotive steel sheets, there are cases where the sheet thickness cannot be reduced below a certain level even if the sheet is made stronger due to concerns about holes caused by corrosion. Since one of the purposes of increasing the strength of steel sheets is to reduce weight by making them thinner, even if a high-strength steel sheet is developed, if the corrosion resistance is low, the locations where it can be used will be limited. One method that can be considered to solve these problems is to form a coating layer on the front and back surfaces to improve corrosion resistance.
Even if the coating layer is formed, the hydrogen embrittlement resistance of the steel plate according to this embodiment is not impaired.
The coating layer is, for example, a hot-dip galvanized layer, a galvannealed layer, an electrolytic galvanized layer, an aluminum plated layer, a Zn-Al alloy plated layer, an Al-Mg alloy plated layer, or a Zn-Al-Mg alloy plated layer.
When a coating layer is present on the surface, the reference surface of the t/4 portion described above is the surface of the base steel excluding the coating layer.

<製造方法>
本実施形態に係る鋼板は、製造方法によらず、上記の特徴を有していればその効果は得られるが、以下の工程(I)~(VII)を含む製造方法によって製造可能である。
(I)所定の化学組成を有する鋼片を加熱する加熱工程、
(II)加熱された前記鋼片を熱間圧延して熱延鋼板を得る熱間圧延工程、
(III)前記熱延鋼板を、前記熱間圧延工程の完了から3.0秒以内に冷却を開始し、20℃/秒以上50℃/秒以下の平均冷却速度で550~700℃の巻取温度まで冷却する冷却工程、
(IV)前記冷却工程後の前記熱延鋼板を前記巻取温度で巻き取る巻取工程、
(V)前記巻取工程後の前記熱延鋼板を、400~550℃の温度域に600秒以上停留させる停留工程、
(VI)前記停留工程後の前記熱延鋼板に、酸洗及び冷間圧延を行って冷延鋼板を得る冷間圧延工程、
(VII)前記冷間圧延工程後の前記冷延鋼板を、800℃以上、900℃未満の焼鈍温度で保持して焼鈍する焼鈍工程。
以下、各工程での好ましい条件について説明する。
<Manufacturing method>
The steel sheet according to this embodiment can obtain the above-mentioned effects as long as it has the above-mentioned characteristics regardless of the manufacturing method, but it can be manufactured by a manufacturing method including the following steps (I) to (VII).
(I) a heating step of heating a steel slab having a predetermined chemical composition;
(II) a hot rolling step of hot rolling the heated steel slab to obtain a hot rolled steel sheet;
(III) A cooling step in which cooling of the hot-rolled steel sheet is started within 3.0 seconds from the completion of the hot rolling step, and the sheet is cooled to a coiling temperature of 550 to 700° C. at an average cooling rate of 20° C./sec or more and 50° C./sec or less;
(IV) a coiling step of coiling the hot-rolled steel sheet after the cooling step at the coiling temperature;
(V) a retention step of retaining the hot-rolled steel sheet after the coiling step in a temperature range of 400 to 550° C. for 600 seconds or more;
(VI) a cold rolling step of subjecting the hot-rolled steel sheet after the retention step to pickling and cold rolling to obtain a cold-rolled steel sheet;
(VII) An annealing step of annealing the cold-rolled steel sheet after the cold rolling step at an annealing temperature of 800° C. or more and less than 900° C.
Preferred conditions for each step will now be described.

(加熱工程)
加熱工程では、本実施形態に係る鋼板と同様の化学組成を有するスラブなどの鋼片を、熱間圧延に先立って加熱する。
次工程の圧延温度を確保できれば加熱温度は限定されない。例えば、1000~1300℃である。
使用する鋼片は、生産性の観点から連続鋳造法によって鋳造することが好ましいが、造塊法又は薄スラブ鋳造法によって製造してもよい。
連続鋳造によって得られた鋼片を、十分に高い温度のまま熱間圧延工程に供することができる場合には、加熱工程は省略してもよい。
(Heating process)
In the heating step, a steel billet such as a slab having the same chemical composition as the steel plate according to the present embodiment is heated prior to hot rolling.
The heating temperature is not limited as long as the rolling temperature in the next step can be ensured, for example, 1000 to 1300°C.
From the viewpoint of productivity, the steel billets used are preferably cast by a continuous casting method, but may also be produced by an ingot casting method or a thin slab casting method.
When the steel slab obtained by continuous casting can be subjected to the hot rolling step while still at a sufficiently high temperature, the heating step may be omitted.

(熱間圧延工程)
熱間圧延工程では、加熱された前記鋼片を熱間圧延して熱延鋼板を得る。
熱間圧延工程は、粗圧延及び仕上げ圧延を含み、前記仕上げ圧延では、複数パスの圧下を行い、前記複数パスのうち、4パス以上を、圧下率が20%以上の大圧下パスとし、前記大圧下パスのそれぞれのパス間時間を5.0秒以下とする。また、圧延開始温度を950~1100℃とし、圧延終了温度を800~950℃とする。
(Hot rolling process)
In the hot rolling step, the heated steel slab is hot rolled to obtain a hot rolled steel sheet.
The hot rolling process includes rough rolling and finish rolling, and in the finish rolling, multiple passes are performed, of which at least four passes are large reduction passes with a reduction rate of at least 20%, and the inter-pass time between the large reduction passes is 5.0 seconds or less. The rolling start temperature is 950 to 1100°C, and the rolling end temperature is 800 to 950°C.

[仕上げ圧延において、圧下率が20%以上の大圧下パス:4パス以上]
[パス間時間:5.0秒以内]
仕上げ圧延における圧下率、圧延回数及びパス間時間を制御することでオーステナイト粒の形態を等軸かつ微細に制御することが可能となる。オーステナイト粒が等軸、微細になると、合金元素の粒界拡散が促進され、粒界に合金炭化物または窒化物の析出が促進される。20%以上の圧下率のパス(大圧下パス)が4パス未満では、未再結晶のオーステナイトが残るため、十分な効果を得ることが出来ない。このため4パス以上において、圧下率を20%以上とする(20%以上の圧下率で4パス以上圧下を行う)。好ましくは、5パス以上において、圧下率を20%以上とする。一方、20%以上の圧下率のパス数の上限については特に限定されないが、10パス超とするには、圧延スタンドを多数設置する必要があり、設備の大型化と製造コストの増加を招く場合がある。このため、20%以上の圧下率のパスの数(パス数)は、10パス以下、9パス以下又は7パス以下であってもよい。
また、仕上げ圧延におけるパス間時間は、圧延後のオーステナイト粒の再結晶と粒成長とに大きな影響を与える。大圧下パスを4パス以上とした場合でも、それぞれのパス間時間が5.0秒超では、粒成長が起きやすくなり、オーステナイト粒が粗大化する。
一方、パス間時間の下限を限定する必要はないが、大圧下パスのそれぞれのパス間時間が、0.2秒未満では、オーステナイトの再結晶が完了せず、未再結晶オーステナイトの割合が増える、十分な効果を得ることができない場合がある。このため大圧下パスのパス間時間を0.2秒以上とすることが好ましい。パス間時間は、0.3秒以上又は0.5秒以上であってもよい。
[In the finish rolling, large reduction passes with a reduction rate of 20% or more: 4 passes or more]
[Inter-pass time: within 5.0 seconds]
By controlling the reduction ratio, the number of rolling passes, and the time between passes in the finish rolling, it is possible to control the morphology of the austenite grains to be equiaxed and fine. When the austenite grains become equiaxed and fine, the grain boundary diffusion of the alloy elements is promoted, and the precipitation of alloy carbides or nitrides is promoted at the grain boundaries. If the number of passes (large reduction passes) with a reduction ratio of 20% or more is less than four passes, unrecrystallized austenite remains, and therefore sufficient effect cannot be obtained. For this reason, the reduction ratio is set to 20% or more in four passes or more (four or more passes are performed with a reduction ratio of 20% or more). Preferably, the reduction ratio is set to 20% or more in five passes or more. On the other hand, the upper limit of the number of passes with a reduction ratio of 20% or more is not particularly limited, but in order to achieve more than 10 passes, it is necessary to install a large number of rolling stands, which may lead to an increase in the size of the equipment and an increase in manufacturing costs. For this reason, the number of passes (number of passes) with a reduction ratio of 20% or more may be 10 passes or less, 9 passes or less, or 7 passes or less.
In addition, the interpass time in the finish rolling has a large effect on the recrystallization and grain growth of austenite grains after rolling. Even when the number of large reduction passes is four or more, if the interpass time exceeds 5.0 seconds, grain growth is likely to occur and the austenite grains become coarse.
On the other hand, although it is not necessary to set a lower limit for the interpass time, if the interpass time for each heavy reduction pass is less than 0.2 seconds, the recrystallization of austenite may not be completed, the proportion of unrecrystallized austenite may increase, and sufficient effects may not be obtained. For this reason, it is preferable to set the interpass time for heavy reduction passes to 0.2 seconds or more. The interpass time may be 0.3 seconds or more or 0.5 seconds or more.

(冷却工程)
冷却工程では、熱間圧延工程後の熱延鋼板を、熱間圧延工程の完了(仕上圧延の最終パスの完了)から3.0秒以内に冷却を開始し、20℃/秒以上50℃/秒以下の平均冷却速度で550~700℃の巻取温度まで冷却する。
熱間圧延の完了から圧延開始までの時間が3.0秒を超える、または巻取温度までの平均冷却速度が20℃/秒未満の場合、巻き取りまでに、オーステナイトからフェライト変態が生じる。この場合、析出物の駆動力が小さくなり、後工程において、析出物の均一かつ微細に析出しにくくなる。
一方、巻取温度までの平均冷却速度が速すぎる場合は、硬化相が形成されやすくなる。この場合、その後の製造性が著しく劣化し、生産性が低下する。
また、冷却停止温度が550℃未満であると、析出物の析出が遅延し、製造性の劣化を招き生産性が低下する。また、冷却停止温度が700℃超では、オーステナイトからフェライト変態が起き、炭化物の析出の駆動力が小さくなり、後工程において析出物の均一克微細に析出しにくくなるので好ましくない。また、冷却停止温度が700℃超では、鋼板表面に内部酸化層が形成されやすくなり、表面に亀裂が生じやすくなったり、後工程の酸洗における生産性を著しく劣化したりするので、好ましくない。
熱間圧延の完了から圧延開始までの時間の下限を限定する必要はなく、設備制限の範囲でなるべく短時間で行ってもよい。
(cooling process)
In the cooling step, cooling of the hot-rolled steel sheet after the hot rolling step is started within 3.0 seconds from the completion of the hot rolling step (completion of the final pass of finish rolling), and is cooled to a coiling temperature of 550 to 700°C at an average cooling rate of 20°C/sec or more and 50°C/sec or less.
If the time from the end of hot rolling to the start of rolling exceeds 3.0 seconds, or the average cooling rate to the coiling temperature is less than 20° C./second, austenite transforms into ferrite before coiling. In this case, the driving force of the precipitates becomes small, and it becomes difficult for the precipitates to precipitate uniformly and finely in the subsequent process.
On the other hand, if the average cooling rate to the coiling temperature is too fast, a hardened phase is likely to form, which significantly deteriorates the subsequent manufacturability and reduces productivity.
In addition, if the cooling stop temperature is less than 550°C, the precipitation of precipitates is delayed, leading to deterioration of manufacturability and lowering productivity. In addition, if the cooling stop temperature is more than 700°C, austenite to ferrite transformation occurs, the driving force for carbide precipitation becomes smaller, and it becomes difficult for precipitates to precipitate uniformly and finely in the subsequent process, which is not preferable. In addition, if the cooling stop temperature is more than 700°C, an internal oxide layer is likely to be formed on the steel sheet surface, cracks are likely to occur on the surface, and the productivity in the subsequent pickling process is significantly deteriorated, which is not preferable.
There is no need to set a lower limit for the time from the end of hot rolling to the start of rolling, and the time may be as short as possible within the limits of the equipment.

(巻取工程)
(停留工程)
巻取工程では、冷却工程後の熱延鋼板を巻取温度(冷却停止温度)で巻き取る。また、その後の停留工程では、巻き取られた熱延鋼板を、400~550℃の温度域に600秒以上保持する(停留させる)。この巻取及び停留条件の制御により、鋼板に、合金炭化物または窒化物を析出させる。
ここで析出した析出物は、後工程を制御することで、旧オーステナイト粒界に偏在させることができる。
保持温度が、高すぎると、析出物が粗大化し、均一に分散しない。また、保持温度が低すぎると、析出物は微細化するものの、析出完了までに多くの時間を有し、製造性および生産性が低下する。また、保持時間が短いと、合金炭化物が十分に析出しない。
上記の条件で滞留させるには、例えば、カバーをかける、加熱ボックスで被覆するなどの方法を行えばよい。
(winding process)
(Staying process)
In the coiling process, the hot-rolled steel sheet after the cooling process is coiled at a coiling temperature (cooling stop temperature). In the subsequent retention process, the coiled hot-rolled steel sheet is held (retained) in a temperature range of 400 to 550°C for 600 seconds or more. By controlling the coiling and retention conditions, alloy carbides or nitrides are precipitated in the steel sheet.
The precipitates formed here can be made to be concentrated in the prior austenite grain boundaries by controlling the subsequent processes.
If the holding temperature is too high, the precipitates become coarse and are not uniformly dispersed. If the holding temperature is too low, the precipitates become fine, but it takes a long time to complete precipitation, which reduces manufacturability and productivity. If the holding time is too short, the alloy carbides do not precipitate sufficiently.
In order to keep the mixture under the above conditions, for example, a cover may be placed on the mixture or the mixture may be covered with a heating box.

(冷間圧延工程)
冷間圧延工程では、停留工程後の熱延鋼板を巻き戻し、酸洗及び冷間圧延を行って冷延鋼板を得る。
酸洗を行うことで、熱延鋼板の表面の酸化スケールを除去して、冷延鋼板の化成処理性や、めっき性の向上を図ることができる。酸洗は、公知の条件で行えばよく、一回でもよいし、複数回に分けて行ってもよい。冷間圧延の圧下率(圧延率)は、特に限定されない。例えば20~80%である。
(Cold rolling process)
In the cold rolling step, the hot-rolled steel sheet after the retention step is recoiled, pickled and cold rolled to obtain a cold-rolled steel sheet.
By performing pickling, oxide scale on the surface of the hot-rolled steel sheet can be removed, and the chemical conversion property and plating property of the cold-rolled steel sheet can be improved. Pickling may be performed under known conditions, and may be performed once or multiple times. The reduction ratio (rolling ratio) of the cold rolling is not particularly limited. For example, it is 20 to 80%.

(焼鈍工程)
焼鈍工程では、冷間圧延工程後の前記冷延鋼板を、800℃以上、900℃未満の焼鈍温度で保持して焼鈍する。
この焼鈍工程では、オーステナイト単相域である焼鈍温度まで加熱する過程で、比較的低い温度域では、これらの析出物は旧オーステナイト粒界をピン止めする役割を果たす。その結果として、析出物は旧オーステナイト粒界上に偏在する。さらに加熱を行い、比較的高い温度域に到達すると、析出物は熱的に不安定化し溶解する。その結果、合金元素を旧オーステナイト粒界上に偏析させた状態とすることができる。
この状態で、後で説明する焼鈍後冷却工程の通り、急冷を行うことで、オーステナイトが、マルテンサイトに変態し、旧オーステナイト粒界上に合金元素が偏在した高強度鋼板を得ることができる。
焼鈍温度が800℃未満では、オーステナイトの生成量が少なく、また、炭化物の溶解が不十分となる。そのため、焼鈍温度を800℃以上とする。焼鈍温度は、好ましくは830℃以上である。
一方、焼鈍温度が900℃以上であると、粒成長が起き、旧オーステナイト粒径が粗大化することで、粒界への所定の合金元素の偏析が抑制され、耐水素脆化特性が劣化する場合がある。
焼鈍温度での保持時間は限定する必要はないが、保持時間が10秒未満であると焼鈍温度でのオーステナイトの分率が不十分であったり、炭化物の溶解が不十分となったりするおそれがある。そのため、保持時間は、10秒以上が好ましい。一方、保持時間が長くても、特性上は問題ないが、連続焼鈍を想定した場合、設備のライン長が長くなるので、600秒程度を実質的上限としてもよい。
焼鈍温度までの平均昇温速度は、2~35℃/秒であることが好ましい。
(Annealing process)
In the annealing step, the cold-rolled steel sheet after the cold rolling step is annealed by holding it at an annealing temperature of 800° C. or more and less than 900° C.
In this annealing process, in the process of heating to the annealing temperature in the austenite single phase region, these precipitates play a role of pinning the prior austenite grain boundaries in the relatively low temperature region. As a result, the precipitates are unevenly distributed on the prior austenite grain boundaries. When further heating is performed and a relatively high temperature region is reached, the precipitates become thermally unstable and dissolve. As a result, the alloying elements can be segregated on the prior austenite grain boundaries.
In this state, by performing rapid cooling as in the post-annealing cooling process described later, the austenite is transformed into martensite, and a high-strength steel plate in which alloy elements are unevenly distributed on the prior austenite grain boundaries can be obtained.
If the annealing temperature is less than 800° C., the amount of austenite produced is small and the dissolution of carbides is insufficient. Therefore, the annealing temperature is set to 800° C. or higher, and preferably 830° C. or higher.
On the other hand, if the annealing temperature is 900° C. or higher, grain growth occurs and the prior austenite grain size becomes coarse, which may suppress segregation of predetermined alloy elements to grain boundaries and deteriorate hydrogen embrittlement resistance.
The holding time at the annealing temperature does not need to be limited, but if the holding time is less than 10 seconds, the austenite fraction at the annealing temperature may be insufficient or the dissolution of carbides may be insufficient. Therefore, the holding time is preferably 10 seconds or more. On the other hand, even if the holding time is long, there is no problem in terms of characteristics, but when continuous annealing is assumed, the line length of the equipment will be long, so that the practical upper limit may be about 600 seconds.
The average heating rate up to the annealing temperature is preferably 2 to 35° C./sec.

(焼鈍後冷却工程)
(焼戻し工程)
焼鈍後冷却工程では、焼鈍工程後、冷延鋼板を、焼鈍温度から、20~100℃/秒の平均冷却速度で、25℃~300℃まで冷却を行ってもよい。
この冷却によって、オーステナイト粒界に合金元素が偏析した状態で、鋼板が急冷され、オーステナイトがマルテンサイトに変態する。その結果、旧オーステナイト粒界に合金が偏析した、マルテンサイトを主体とする組織を有する鋼板が得られる。
平均冷却速度が、20℃/秒未満であると、十分な量のマルテンサイトが生成しない。一方、平均冷却速度が100℃/秒超である場合、連続焼鈍を想定すると設備の能力が不足し設備の増強が必要となる場合があるため、100℃/秒を実質的な上限とする。
また、冷却停止温度が300℃超では、マルテンサイト変態しなかった未変態オーステナイトがベイナイト変態しやすくなり、強度が低下する場合がある。一方、冷却停止温度を25℃未満としても、効果は飽和する上、特別な冷媒等が必要となるなど、製造性が低下したり、コストが上昇したりする。
焼鈍後冷却工程後の冷延鋼板は、さらに、50~550℃に加熱し、10~1000秒保持する、焼戻し工程に供してもよい。この焼戻しを行うことで、粒界に偏析しきれず、粒内存在している合金元素を、旧オーステナイト粒界上に偏析させることができる。また、マルテンサイトを焼戻しマルテンサイトとすることで、成形性を向上させることができる。
焼戻し温度(保持温度)が50℃未満、または保持時間が10秒未満では、上記効果が得られない。一方、焼戻し温度が550℃超であると、焼戻しマルテンサイト中の転位密度の低下による強度の低下が起き引張強さの低下を招く場合がある。また、炭化物が旧オーステナイト粒界上に粗大析出してしまい、耐水素脆化特性を劣化させる場合もある。また、保持時間が1000秒超であると、強度が低下する上、生産性が低下する。焼戻しは、連続焼鈍設備内で行っても良いし、連続焼鈍後にオフラインで、別設備で実施しても構わない。
(Cooling process after annealing)
(Tempering process)
In the post-annealing cooling step, after the annealing step, the cold-rolled steel sheet may be cooled from the annealing temperature to 25° C. to 300° C. at an average cooling rate of 20 to 100° C./sec.
This cooling process rapidly cools the steel sheet in a state where alloy elements are segregated at the austenite grain boundaries, and the austenite transforms into martensite, resulting in a steel sheet having a structure mainly composed of martensite and alloy elements segregated at the prior austenite grain boundaries.
If the average cooling rate is less than 20° C./sec, a sufficient amount of martensite is not generated. On the other hand, if the average cooling rate exceeds 100° C./sec, the capacity of the equipment may be insufficient and the equipment may need to be expanded when continuous annealing is assumed, so 100° C./sec is set as the practical upper limit.
Furthermore, if the cooling stop temperature exceeds 300° C., untransformed austenite that has not been transformed into martensite is likely to transform into bainite, which may result in a decrease in strength. On the other hand, even if the cooling stop temperature is less than 25° C., the effect is saturated and a special refrigerant or the like is required, which may result in a decrease in manufacturability and an increase in costs.
The cold-rolled steel sheet after the annealing and cooling process may be further subjected to a tempering process in which the steel sheet is heated to 50 to 550°C and held for 10 to 1000 seconds. By performing this tempering process, alloy elements that are not segregated to the grain boundaries and are present within the grains can be segregated onto the prior austenite grain boundaries. In addition, by turning martensite into tempered martensite, formability can be improved.
If the tempering temperature (holding temperature) is less than 50°C or the holding time is less than 10 seconds, the above effect cannot be obtained. On the other hand, if the tempering temperature exceeds 550°C, the strength may decrease due to a decrease in dislocation density in the tempered martensite, leading to a decrease in tensile strength. In addition, carbides may be coarsely precipitated on the prior austenite grain boundaries, deteriorating the hydrogen embrittlement resistance. In addition, if the holding time exceeds 1000 seconds, the strength decreases and the productivity decreases. Tempering may be performed in a continuous annealing facility, or may be performed offline after continuous annealing in a separate facility.

上記の焼鈍後冷却工程では、冷却途中で、350~650℃の温度域(第2の温度域:Ms点より高いと考えられる温度域)で、10~200秒保持を行ってもよい。この場合、保持を除く、第2の温度域までの冷却速度と、保持温度から25~300℃(冷却停止温度)までの平均冷却速度を、それぞれ、20~100℃/秒とすればよい。
すなわち、この場合、焼鈍工程後、焼鈍温度から、20~100℃/秒の平均冷却速度で、350~650℃の第2の温度域まで冷却を行い、第2の温度域で10~200秒の保持を行い、第2の温度域から20~100℃/秒の平均冷却速度で、25~300℃まで冷却を行えばよい。
350~650℃で保持を行うことで、粒界に偏析しきれず、粒内存在している合金元素を、旧オーステナイト粒界上に偏析させ、耐水素脆化特性を向上させることができる。ただし、保持温度が350℃未満であると、ベイナイト変態が生じやすくなり、強度が低下するおそれがある。保持時間が20秒未満であると、粒内に存在している元素を旧オーステナイト粒界上へ偏析させる効果が得られない。一方、保持温度が650℃超であると、オーステナイトからのフェライト変態が起きやすくなり、引張強さの低下を招く。また、保持時間が200秒超であるとオーステナイトからのベイナイト変態やフェライト変態が起きやすくなる。保持温度の範囲は好ましくは、370℃以上、630℃以下、より好ましくは、390℃以上、610℃以下である。また保持時間の範囲は、好ましくは30秒以上、180秒以下、より好ましくは50秒以上、160秒以下である。
焼鈍後冷却工程の途中の保持、及び焼戻し工程は、いずれも旧オーステナイト粒界上への合金元素の偏析をより促進する。そのため、いずれか一方の工程を行ってもよいし、両方の工程を行ってもよい。いずれの工程も行わなくてもよい。
In the above-mentioned post-annealing cooling step, during cooling, holding may be performed in a temperature range of 350 to 650° C. (second temperature range: a temperature range considered to be higher than the Ms point) for 10 to 200 seconds. In this case, the cooling rate to the second temperature range excluding the holding and the average cooling rate from the holding temperature to 25 to 300° C. (cooling stop temperature) may each be 20 to 100° C./second.
That is, in this case, after the annealing step, the steel sheet is cooled from the annealing temperature to a second temperature range of 350 to 650°C at an average cooling rate of 20 to 100°C/s, held in the second temperature range for 10 to 200 seconds, and then cooled from the second temperature range to 25 to 300°C at an average cooling rate of 20 to 100°C/s.
By holding at 350 to 650°C, alloy elements that are not segregated to the grain boundaries and are present within the grains can be segregated onto the prior austenite grain boundaries, improving hydrogen embrittlement resistance. However, if the holding temperature is less than 350°C, bainite transformation is likely to occur, and strength may decrease. If the holding time is less than 20 seconds, the effect of segregating elements present within the grains onto the prior austenite grain boundaries cannot be obtained. On the other hand, if the holding temperature exceeds 650°C, ferrite transformation from austenite is likely to occur, resulting in a decrease in tensile strength. Furthermore, if the holding time exceeds 200 seconds, bainite transformation and ferrite transformation from austenite are likely to occur. The holding temperature is preferably in the range of 370°C or more and 630°C or less, more preferably 390°C or more and 610°C or less. Furthermore, the holding time is preferably in the range of 30 seconds or more and 180 seconds or less, more preferably 50 seconds or more and 160 seconds or less.
The holding during the cooling step after annealing and the tempering step both promote the segregation of alloying elements on the prior austenite grain boundaries, so either one of these steps may be performed, or both may be performed, or neither step may be performed.

本実施形態に係る鋼板の製造方法では、鋼板の表面(一方または両方)に被膜層を形成する被膜層形成工程を備えてもよい。
被膜層としては、亜鉛、アルミニウム、マグネシウムまたはそれらの合金を含む被膜層が好ましい。被膜層は例えばめっき層である。
被覆方法は限定されないが、例えば溶融めっきによって亜鉛を主体とする被膜層を形成する場合、冷延鋼板を、鋼板温度が(めっき浴温度-40)℃~(めっき浴温度+50)℃になるように調整(加熱又は冷却して)した上で、450~490℃のめっき浴に浸漬してめっき層を形成する条件が例示される。
この条件が好ましい理由は、めっき浴浸漬時の鋼板温度が、溶融亜鉛めっき浴温度-40℃を下回ると、めっき浴浸漬時の抜熱が大きく、溶融亜鉛の一部が凝固してしまいめっき外観を劣化させる場合があり、溶融亜鉛めっき浴温度+50℃を超えると、めっき浴温度上昇に伴う操業上の問題を誘発するからである。
亜鉛を主体とするめっき層を形成する場合、めっき浴の組成は、有効Al量(めっき浴中の全Al量から全Fe量を引いた値)が0.050~0.250質量%であり、必要に応じて、Mgを含み、残部がZn及び不純物であることが好ましい。めっき浴中の有効Al量が0.050質量%未満であると、めっき層中へのFeの侵入が過度に進み、めっき密着性が低下するおそれがある。一方、めっき浴中の有効Al量が0.250質量%を超えると、鋼板とめっき層との境界に、Fe原子及びZn原子の移動を阻害するAl系酸化物が生成し、めっき密着性が低下するおそれがある。
The method for producing a steel sheet according to this embodiment may include a coating layer forming step of forming a coating layer on one or both surfaces of the steel sheet.
The coating layer is preferably a coating layer containing zinc, aluminum, magnesium or an alloy thereof. The coating layer is, for example, a plating layer.
The coating method is not limited, but for example, when forming a coating layer mainly composed of zinc by hot dip plating, a cold rolled steel sheet is adjusted (by heating or cooling) so that the steel sheet temperature is (plating bath temperature - 40) ° C. to (plating bath temperature + 50) ° C., and then immersed in a plating bath at 450 to 490 ° C. to form a plating layer under the conditions exemplified.
The reason why this condition is preferable is that if the temperature of the steel sheet during immersion in the coating bath falls below the hot-dip galvanizing bath temperature -40°C, heat removal during immersion in the coating bath is large and some of the molten zinc may solidify, resulting in deterioration of the coating appearance, whereas if the temperature exceeds the hot-dip galvanizing bath temperature +50°C, operational problems associated with an increase in the coating bath temperature may be induced.
When forming a zinc-based plating layer, the plating bath preferably has an effective Al content (the total Al content minus the total Fe content in the plating bath) of 0.050 to 0.250 mass%, contains Mg as necessary, and the balance is Zn and impurities. If the effective Al content in the plating bath is less than 0.050 mass%, Fe may penetrate excessively into the plating layer, resulting in a decrease in plating adhesion. On the other hand, if the effective Al content in the plating bath exceeds 0.250 mass%, Al-based oxides that inhibit the movement of Fe and Zn atoms may be generated at the boundary between the steel sheet and the plating layer, resulting in a decrease in plating adhesion.

上記の被膜層の形成は、上述した焼鈍後冷却工程後に行ってもよいし、焼鈍後冷却工程中、または焼戻し工程中に行ってもよい。すなわち、焼鈍後冷却工程中の350~650℃での保持の一部として、または焼戻し工程の50~550℃の保持の一部として行ってもよい。The formation of the coating layer may be performed after the above-mentioned post-annealing cooling step, during the post-annealing cooling step, or during the tempering step. That is, it may be performed as part of the holding at 350 to 650°C during the post-annealing cooling step, or as part of the holding at 50 to 550°C during the tempering step.

被膜層として、亜鉛を主体とするめっき層を形成した場合、さらに、合金化処理を行ってもよい。この場合、めっき層が形成された鋼板を、480~550℃で1~30秒保持する条件が例示される。
合金化工程も、上述した焼鈍後冷却工程中、または焼戻し工程中に行ってもよい。すなわち、焼鈍後冷却工程中の350~650℃での保持の一部として、または焼戻し工程の50~550℃の保持の一部として行ってもよい。
When a zinc-based plating layer is formed as the coating layer, an alloying treatment may be further performed. In this case, the steel sheet on which the plating layer is formed may be held at 480 to 550° C. for 1 to 30 seconds, for example.
The alloying step may also be carried out during the post-annealing cooling step or during the tempering step described above, i.e. as part of the holding at 350-650°C during the post-annealing cooling step, or as part of the holding at 50-550°C during the tempering step.

被膜層の表面に、塗装性、溶接性を改善する目的で、上層めっきを施すことや、各種の処理、例えば、クロメート処理、りん酸塩処理、潤滑性向上処理、溶接性向上処理等を施すこともできる。 In order to improve paintability and weldability, a top layer of plating may be applied to the surface of the coating layer, or various treatments such as chromate treatment, phosphate treatment, lubricity improvement treatment, weldability improvement treatment, etc. may be applied.

以下に本発明の実施例を示す。以下に示す実施例は本発明の一例であり、本発明は以下に説明する実施例に制限されるものではない。The following is an example of the present invention. The following example is an example of the present invention, and the present invention is not limited to the example described below.

<実施例1>
表1-1~表1-4に示す化学組成を有する鋼を溶製して鋼片を鋳造した。
この鋼片を1220℃に加熱した炉内に挿入し、60分間保持した後に大気中に取出し、熱間圧延して板厚2.8mmの鋼板(熱延鋼板)を得た。熱間圧延では、7つのスタンドを有する圧延機を用いて、連続的に(パス間時間が一定になるように)全部で7回の仕上げ圧延を施し、そのうち、圧下率が20%を超える圧延パスを4回与えた。また、仕上げ圧延で20%以上の圧下率を与える各圧延パスと当該各圧延パスの1つ前の圧延パスとのパス間時間を0.6秒とした。仕上げ圧延の開始温度は1060℃、終了温度は870℃であった。
この熱延鋼板に対し、熱間圧延終了後、2.2秒経過後に水冷にて冷却を開始し、38.0℃/秒の平均冷却速度で580℃まで冷却して巻き取った後、530℃の炉に装入して1800秒間保持した。
続いて、この熱延鋼板の酸化スケールを酸洗により除去し、圧下率50.0%の冷間圧延を施し、板厚が1.4mmの冷延鋼板を得た。
この冷延鋼板を880℃まで12.0℃/秒の平均昇温速度で加熱し、880℃で120秒間保持した後に、42.0℃/秒の平均冷却速度で150℃まで冷却した。
その後、冷延鋼板を、230℃に再加熱して180秒間保持する焼戻しを施した。めっき処理は施さなかった。
Example 1
Steels having the chemical compositions shown in Tables 1-1 to 1-4 were melted and cast into billets.
The steel slab was inserted into a furnace heated to 1220°C, held there for 60 minutes, and then taken out into the atmosphere and hot rolled to obtain a steel plate (hot-rolled steel plate) having a thickness of 2.8 mm. In the hot rolling, a rolling mill having seven stands was used to continuously perform a total of seven finish rolling passes (so that the inter-pass time was constant), of which four rolling passes had a rolling reduction of more than 20%. In addition, the inter-pass time between each rolling pass that gave a rolling reduction of 20% or more in the finish rolling and the rolling pass immediately preceding each of the rolling passes was 0.6 seconds. The start temperature of the finish rolling was 1060°C, and the end temperature was 870°C.
For this hot-rolled steel sheet, water cooling was started 2.2 seconds after the end of hot rolling, and the sheet was cooled to 580°C at an average cooling rate of 38.0°C/s and coiled, and then loaded into a furnace at 530°C and held there for 1,800 seconds.
Subsequently, the oxide scale of this hot-rolled steel sheet was removed by pickling, and the hot-rolled steel sheet was subjected to cold rolling at a rolling reduction of 50.0% to obtain a cold-rolled steel sheet having a thickness of 1.4 mm.
This cold-rolled steel sheet was heated to 880°C at an average heating rate of 12.0°C/s, held at 880°C for 120 seconds, and then cooled to 150°C at an average cooling rate of 42.0°C/s.
Thereafter, the cold-rolled steel sheet was subjected to tempering by reheating to 230° C. and holding for 180 seconds. No plating treatment was performed.

得られた鋼板から採取した試料によって化学組成を分析した。その結果、表1-1~表1-4に示す鋼の化学組成と同等であった。The chemical composition was analyzed using samples taken from the obtained steel plate. The results were the same as the chemical composition of the steel shown in Tables 1-1 to 1-4.

また、得られた冷延鋼板に対し、t/4部のミクロ組織におけるフェライト、マルテンサイト及び焼き戻しマルテンサイト、残部(ベイナイト、パーライト及び残留オーステナイトの1種または2種以上)の面積率を、上述した方法で求めた。
結果を表2に示す。
In addition, for the obtained cold-rolled steel sheets, the area ratios of ferrite, martensite, tempered martensite, and the remainder (one or more of bainite, pearlite, and retained austenite) in the microstructure of the t/4 portion were determined by the method described above.
The results are shown in Table 2.

また、上述した方法で、オーステナイト粒界上の各合金元素の濃度を測定し、EGBを求めた。 Furthermore, the concentration of each alloy element on the austenite grain boundary was measured by the method described above, and E GB was calculated.

また、得られた冷延鋼板の引張強さ、全伸び、耐水素脆性(耐水素脆化特性)を以下の方法で評価した。 In addition, the tensile strength, total elongation, and hydrogen embrittlement resistance (hydrogen embrittlement resistance characteristics) of the obtained cold-rolled steel sheets were evaluated using the following methods.

(引張特性の評価方法)
引張試験はJIS Z 2241(2011)に準拠し、試験片の長手方向が鋼帯の圧延直角方向と平行になる向きからJIS5号試験片を採取して行い、引張強さ(TS)及び全伸び(El)を測定した。
(Method of evaluating tensile properties)
The tensile test was performed in accordance with JIS Z 2241 (2011), using JIS No. 5 test pieces taken in a direction in which the longitudinal direction of the test piece was parallel to the rolling direction perpendicular to the steel strip, and the tensile strength (TS) and total elongation (El) were measured.

(耐水素脆性の評価方法)
本発明の実施形態に係る鋼板の製造方法を用いて製造した溶融亜鉛めっき鋼板について、下記の方法で耐水素脆性を評価した。具体的には、鋼板をクリアランス15%で剪断後、8RにてU曲げ試験を行った。得られた試験片の中央に歪ゲージを貼り、試験片両端をボルトで締め付けることにより応力を付与した。付与した応力は、モニタリングした歪ゲージの歪より算出した。負荷応力は、引張強さ(TS)の80%に対応する応力を付与した(例えば、表2のAの場合、付与した応力=1515MPa×0.8=1212MPa)。これは、成形時に導入される残留応力が鋼板の引張強さと対応すると考えられるためである。
得られたU曲げ試験片を、液温25℃でpH2のHCl水溶液に浸漬し、96hr保持して、割れの有無を調べた。HCl水溶液のpHが低い、および浸漬時間が長いほど鋼板中に侵入する水素量が多くなるため、水素脆化環境は過酷な条件となる。浸漬後、U曲げ試験片に1.00mmを超える長さの割れが認められた場合をNG、1.00mmを超える長さの割れが認められなかった場合をOKと評価し、評価がOKの場合を合格とし、NGの場合を不合格とした。
(Method of evaluating hydrogen embrittlement resistance)
The hydrogen embrittlement resistance of the hot-dip galvanized steel sheet manufactured by the steel sheet manufacturing method according to the embodiment of the present invention was evaluated by the following method. Specifically, the steel sheet was sheared at a clearance of 15%, and then a U-bending test was performed at 8R. A strain gauge was attached to the center of the obtained test piece, and both ends of the test piece were tightened with bolts to apply stress. The applied stress was calculated from the strain of the monitored strain gauge. The applied load stress was a stress corresponding to 80% of the tensile strength (TS) (for example, in the case of A in Table 2, the applied stress = 1515 MPa x 0.8 = 1212 MPa). This is because the residual stress introduced during forming is considered to correspond to the tensile strength of the steel sheet.
The obtained U-bend test piece was immersed in an HCl aqueous solution with a pH of 2 at a liquid temperature of 25°C and held for 96 hours to check for the presence or absence of cracks. The lower the pH of the HCl aqueous solution and the longer the immersion time, the greater the amount of hydrogen that penetrates into the steel sheet, resulting in a severe hydrogen embrittlement environment. After immersion, the U-bend test piece was rated as NG if a crack longer than 1.00 mm was observed, and as OK if no crack longer than 1.00 mm was observed. The OK evaluation was deemed to have passed, and the NG evaluation was deemed to have failed.

引張強さが1500MPa以上であり、耐水素脆性の評価がOKである場合を高強度でかつ耐水素脆性に優れた鋼板として評価した。 Steel plates with a tensile strength of 1,500 MPa or more and an evaluation of hydrogen embrittlement resistance that is OK were evaluated as having high strength and excellent hydrogen embrittlement resistance.

Figure 0007705069000001
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Figure 0007705069000002
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Figure 0007705069000003
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Figure 0007705069000004
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Figure 0007705069000005
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表1-1~表2を参照すると、製造No.PはC含有量が低かったために引張強さが1500MPa未満であった。
製造No.QはC含有量が高かったために耐水素脆性が低下した。
製造No.RはSi含有量が高かったため、熱延工程における合金炭化物の析出が抑制されたことで、焼鈍工程における粒界強化元素の旧オーステナイト粒界への偏析が抑制されたことで耐水素脆性が低下した。
製造No.SはMn含有量が低かったために引張強さが1500MPa未満であった。
製造No.Tは、Mnの含有量が多くEGBが低下したため、耐水素脆性が低下した。
製造No.UはP含有量が高かったため、EGBが低下し耐水素脆性が低下した。
製造No.VはS含有量が高かったために耐水素脆性が低下した。
製造No.WはN含有量が高かったため、粗大な窒化物が生成してしまい、耐水素脆性が低下した。
製造No.XはAl含有量が高かったため、粗大なAl酸化物が生成してしまい、耐水素脆性が低下した。
製造No.YはB含有量が高かったため、粗大なB酸化物が生成してしまい、耐水素脆性が低下した。
製造No.ZはTi含有量が高かったため、粗大な炭窒化物が形成され、耐水素脆性が低下した。また、粗大な炭窒化物が形成されたことで、粒界に偏析するTiが減り、EGBが低下した。加えて、強度の向上に有効なCの量が低下したため、引張強さが1500MPa以下であった。
製造No.AAはNb含有量が高かったため、粗大なNb炭化物が形成され、耐水素脆性が低下した。
製造No.ABはV含有量が高かったため、粗大なV炭化物が生成し、耐水素脆性が低下した。
製造No.ACはO含有量が高かったため、酸化物が形成されて耐水素脆性が低下した。
製造No.ADはMo含有量が高かったため、炭窒化物の析出が多くなり耐水素脆性が低下した。また、粗大な炭窒化物が形成されたことで、粒界に偏析するMoが減り、EGBが低下した。
製造No.AEはCr含有量が高かったため、鋼中の中心偏析位置に粗大なCr炭化物が生成し、耐水素脆性が低下した。また、粗大な炭窒化物が形成されたことで、粒界に偏析するCrが減り、EGBが低下した。
製造No.AFはCo含有量が高かったため、粗大なCo炭化物が生成し、耐水素脆性が低下した。また、粗大な炭窒化物が形成されたことで、粒界に偏析するCoが減り、EGBが低下した。
製造No.AGはNi含有量が高かったため、耐水素脆性が低下した。
製造No.AHはCu含有量が高かったため、EGBが0.50未満まで低下したことで耐水素脆性が低下した。
製造No.AIはW含有量が高かったため、粗大なW析出物が生成し、耐水素脆性が低下した。また、粒界の強化に有効なW量が低下しEGBが0.50未満となったことで耐水素脆性が低下した。
製造No.AJはTa含有量が高かったため、微細なTa炭化物が多数析出し、耐水素脆性が低下した。
製造No.AKはSn含有量が高かったため、粒界の脆化によってEGBが0.50を下回ったため耐水素脆性が低下した。
製造No.AL及びAMはそれぞれSb及びAs含有量が高かったため、粒界偏析によりEGBが0.50を下回り、耐水素脆性が低下した。
製造No.AN及びAOはそれぞれMg及びCa含有量が高かったため、粗大な介在物の形成により耐水素脆性が低下した。
製造No.AP~ASはそれぞれY、Zr、La及びCe含有量が高かったため、粗大な酸化物が生成し、耐水素脆性が低下した。
これとは対照的に、製造No.A~Oでは、鋼板の化学組成及び組織並びに旧オーステナイト粒界の粒界強度EGBを適切に制御することにより、高強度でかつ耐水素脆性に優れた鋼板を得ることができた。
Referring to Tables 1-1 and 2, Production No. P had a tensile strength of less than 1500 MPa due to the low C content.
Production No. Q had a high C content and therefore had poor hydrogen embrittlement resistance.
Since Production No. R had a high Si content, the precipitation of alloy carbides was suppressed in the hot rolling process, and the segregation of grain boundary strengthening elements to the prior austenite grain boundaries in the annealing process was suppressed, resulting in a decrease in hydrogen embrittlement resistance.
Production No. S had a tensile strength of less than 1500 MPa due to the low Mn content.
Production No. T had a high Mn content and thus a low EGB , and therefore had low hydrogen embrittlement resistance.
Production No. U had a high P content, and therefore the EGB and hydrogen embrittlement resistance were reduced.
Production No. V had a high S content, and therefore had poor hydrogen embrittlement resistance.
Production No. W had a high N content, which resulted in the formation of coarse nitrides, resulting in a decrease in hydrogen embrittlement resistance.
Since Production No. X had a high Al content, coarse Al oxides were formed, resulting in a decrease in hydrogen embrittlement resistance.
Production No. Y had a high B content, which resulted in the formation of coarse B oxides, resulting in a decrease in hydrogen embrittlement resistance.
Production No. Z had a high Ti content, which resulted in the formation of coarse carbonitrides, which reduced hydrogen embrittlement resistance. In addition, the formation of coarse carbonitrides reduced the amount of Ti segregated at grain boundaries, which reduced EGB . In addition, the amount of C, which is effective in improving strength, was reduced, resulting in a tensile strength of 1500 MPa or less.
Since Production No. AA had a high Nb content, coarse Nb carbides were formed, resulting in a decrease in hydrogen embrittlement resistance.
Since Production No. AB had a high V content, coarse V carbides were formed, and the hydrogen embrittlement resistance was reduced.
Since Production No. AC had a high O content, oxides were formed, resulting in a decrease in hydrogen embrittlement resistance.
In Production No. AD, the Mo content was high, which resulted in a large amount of carbonitride precipitation and a decrease in hydrogen embrittlement resistance. In addition, the formation of coarse carbonitrides reduced the amount of Mo segregated at the grain boundaries, resulting in a decrease in EGB .
In Production No. AE, the Cr content was high, so coarse Cr carbides were formed at the center segregation position in the steel, which reduced the hydrogen embrittlement resistance. In addition, the formation of coarse carbonitrides reduced the amount of Cr segregated at the grain boundaries, which reduced EGB .
In Production No. AF, the Co content was high, so coarse Co carbides were formed, which reduced hydrogen embrittlement resistance. In addition, the formation of coarse carbonitrides reduced the amount of Co segregated at the grain boundaries, which reduced EGB .
Production No. AG had a high Ni content, and therefore had poor hydrogen embrittlement resistance.
Since Production No. AH had a high Cu content, the EGB value fell to less than 0.50, resulting in a decline in hydrogen embrittlement resistance.
In Production No. AI, the W content was high, so coarse W precipitates were formed, and the hydrogen embrittlement resistance was reduced. In addition, the amount of W effective for strengthening grain boundaries was reduced, and EGB was less than 0.50, which reduced the hydrogen embrittlement resistance.
Since Production No. AJ had a high Ta content, a large number of fine Ta carbides were precipitated, and the hydrogen embrittlement resistance was reduced.
Production No. AK had a high Sn content, which caused grain boundary embrittlement, resulting in an EGB value below 0.50, and therefore a decrease in hydrogen embrittlement resistance.
Production Nos. AL and AM had high Sb and As contents, respectively, so that EGB fell below 0.50 due to grain boundary segregation, and hydrogen embrittlement resistance was reduced.
Production Nos. AN and AO had high Mg and Ca contents, respectively, which resulted in the formation of coarse inclusions, which reduced the hydrogen embrittlement resistance.
Since Production Nos. AP to AS had high contents of Y, Zr, La and Ce, respectively, coarse oxides were formed and the hydrogen embrittlement resistance was reduced.
In contrast, in Production Nos. A to O, by appropriately controlling the chemical composition and structure of the steel plate and the grain boundary strength EGB of the prior austenite grain boundary, it was possible to obtain steel plates having high strength and excellent resistance to hydrogen embrittlement.

<実施例2>
さらに、製造条件の影響を調べるために、実施例1において優れた特性が認められた鋼種(鋼No.A~O)を対象として、実施例1と同様の設備において、鋼片を1250~1100℃に加熱した炉内に挿入し、60分間保持した後に大気中に取出し、表3-1~表3-2に記載する製造条件で、板厚2.3mmの熱延鋼板を作製した。さらに、巻き取り以降の条件を表3-1~表3-4に記載する通りとして、冷延鋼板を得た。冷延鋼板の一部はめっき層を形成しためっき鋼板とした。ここで、めっき処理の符号GI及びGAは亜鉛めっき処理の方法を示しており、GIは460℃の溶融亜鉛めっき浴中に鋼板を浸漬して鋼板の表面に亜鉛めっき層を形成した鋼板であり、GAは溶融亜鉛めっき浴中に鋼板を浸漬した後に485℃に鋼板を昇温させて鋼板の表面に鉄と亜鉛の合金層を形成した鋼板である。めっきは、第2の温度域で途中保持を行った場合は途中保持の後そのまま(一旦室温まで冷却せずに)実施した。第2の温度域で途中保持を行わない場合は、25~300℃までの冷却途中に行った。また、表3-3~表3-4において、焼戻しを「-」と記載する実施例は、焼戻しを与えていない実施例である。また、表中のパス間時間は、圧下率が20%以上のパスのそれぞれのパス間時間である(タンデム圧延機で圧延を行ったため、各パス間時間は、同等であった)。また、表3-3、3-4において、焼鈍後冷却工程の保持時間は、第2の温度域まで冷却を行った場合には、第2の温度域での保持時間であるが、冷却停止温度が第2の温度域外である場合には、その温度付近での保持時間である。
Example 2
Furthermore, in order to investigate the influence of the manufacturing conditions, the steel types (steel Nos. A to O) in which excellent properties were recognized in Example 1 were targeted, and in the same equipment as in Example 1, the steel pieces were inserted into a furnace heated to 1250 to 1100°C, held for 60 minutes, and then taken out into the atmosphere, and hot-rolled steel sheets with a sheet thickness of 2.3 mm were produced under the manufacturing conditions described in Tables 3-1 to 3-2. Furthermore, cold-rolled steel sheets were obtained under the conditions described in Tables 3-1 to 3-4 after coiling. A part of the cold-rolled steel sheets was used as a plated steel sheet on which a plating layer was formed. Here, the symbols GI and GA of the plating treatment indicate the method of the zinc plating treatment, and GI is a steel sheet in which a zinc plating layer was formed on the surface of the steel sheet by immersing the steel sheet in a hot-dip galvanizing bath at 460°C, and GA is a steel sheet in which an alloy layer of iron and zinc was formed on the surface of the steel sheet by immersing the steel sheet in a hot-dip galvanizing bath and then raising the temperature to 485°C. When intermediate holding was performed in the second temperature range, plating was performed as it was after the intermediate holding (without cooling to room temperature). When intermediate holding was not performed in the second temperature range, plating was performed during cooling to 25 to 300°C. In addition, in Tables 3-3 to 3-4, examples in which tempering is described as "-" are examples in which tempering was not performed. In addition, the interpass times in the tables are the interpass times for each pass with a reduction rate of 20% or more (because rolling was performed with a tandem rolling mill, each interpass time was equal). In addition, in Tables 3-3 and 3-4, the holding time in the cooling step after annealing is the holding time in the second temperature range when cooling was performed to the second temperature range, but when the cooling stop temperature is outside the second temperature range, it is the holding time around that temperature.

得られた冷延鋼板(めっき鋼板を含む)に対し、実施例1と同様に、ミクロ組織におけるフェライト、マルテンサイト及び焼き戻しマルテンサイト、残部(ベイナイト、パーライト及び残留オーステナイトの1種または2種以上)の面積率を求め、オーステナイト粒界上の各合金元素の濃度を測定し、EGBを求めた。 For the obtained cold rolled steel sheets (including plated steel sheets), the area ratios of ferrite, martensite, tempered martensite, and the remainder (one or more of bainite, pearlite, and retained austenite) in the microstructure were determined in the same manner as in Example 1, the concentrations of each alloy element on the austenite grain boundaries were measured, and E GB was determined.

また、得られた冷延鋼板の引張強さ、全伸びを実施例1と同様の方法で評価した。 In addition, the tensile strength and total elongation of the obtained cold-rolled steel sheet were evaluated in the same manner as in Example 1.

また、耐水素脆性については、以下の方法で評価した。
(耐水素脆性の評価方法)
本発明の実施形態に係る鋼板の製造方法を用いて製造した溶融亜鉛めっき鋼板について、下記の方法で耐水素脆性を評価した。具体的には、鋼板をクリアランス15%で剪断後、8RにてU曲げ試験を行った。得られた試験片の中央に歪ゲージを貼り、試験片両端をボルトで締め付けることにより応力を付与した。付与した応力は、モニタリングした歪ゲージの歪より算出した。負荷応力は、引張強さ(TS)の80%に対応する応力を付与した(例えば、表4のA-1の場合、付与した応力=1540MPa×0.8=1232MPa)。これは、成形時に導入される残留応力が鋼板の引張強さと対応すると考えられるためである。
得られたU曲げ試験片を、液温25℃でpH2のHCl水溶液に浸漬し、96hr保持して、割れの有無を調べた。HCl水溶液のpHが低い、および浸漬時間が長いほど鋼板中に侵入する水素量が多くなるため、水素脆化環境は過酷な条件となる。浸漬後、U曲げ試験片の亀裂の総長さを測定(亀裂が複数認められる場合は、個別に測定した値の総和とする)した。
亀裂の総長さが小さいほど耐水素脆化特性に優れることを示すが、とくに亀裂長さが1.00mmを超える割れが認められた場合をNG、亀裂が認められなかった場合及び亀裂長さが1.00mm以下の軽微な割れが認められた場合をOK、OKの中でも亀裂が認められなかった場合及び亀裂長さが0.70mm以下の割れであった場合をExと評価した。OKおよびExの評価の場合を合格とし、NGの場合を不合格とした。
結果を表4に示す。
The hydrogen embrittlement resistance was evaluated by the following method.
(Method of evaluating hydrogen embrittlement resistance)
The hydrogen embrittlement resistance of the hot-dip galvanized steel sheet manufactured by the steel sheet manufacturing method according to the embodiment of the present invention was evaluated by the following method. Specifically, the steel sheet was sheared at a clearance of 15%, and then a U-bending test was performed at 8R. A strain gauge was attached to the center of the obtained test piece, and both ends of the test piece were tightened with bolts to apply stress. The applied stress was calculated from the strain of the monitored strain gauge. The applied load stress was a stress corresponding to 80% of the tensile strength (TS) (for example, in the case of A-1 in Table 4, the applied stress = 1540 MPa x 0.8 = 1232 MPa). This is because it is considered that the residual stress introduced during forming corresponds to the tensile strength of the steel sheet.
The obtained U-bend test piece was immersed in an HCl aqueous solution with a pH of 2 at a liquid temperature of 25°C and held for 96 hours to check for the presence or absence of cracks. The lower the pH of the HCl aqueous solution and the longer the immersion time, the greater the amount of hydrogen that penetrates into the steel sheet, resulting in a severe hydrogen embrittlement environment. After immersion, the total length of the cracks in the U-bend test piece was measured (if multiple cracks were found, the total length was taken as the sum of the values measured individually).
The smaller the total length of the cracks, the better the hydrogen embrittlement resistance, but in particular, cracks longer than 1.00 mm were rated as NG, no cracks or minor cracks with a length of 1.00 mm or less were rated as OK, and among the OK grades, no cracks or cracks with a length of 0.70 mm or less were rated as Ex. Grades of OK and Ex were considered to be pass, and grades of NG were considered to be fail.
The results are shown in Table 4.

Figure 0007705069000006
Figure 0007705069000006

Figure 0007705069000007
Figure 0007705069000007

Figure 0007705069000008
Figure 0007705069000008

Figure 0007705069000009
Figure 0007705069000009

Figure 0007705069000010
Figure 0007705069000010

表4を参照すると、製造No.A-2は仕上げ圧延の終了後、冷却開始までの時間が長かった。そのため、仕上げ圧延後の冷却過程におけるフェライト変態が抑制されてパーライト組織の粗大化を招き、合金炭化物の析出が遅延したことで、結果として粒界強度の向上に寄与する合金元素が粒界に偏析しきれず、EGBが0.50を下回った。その結果、耐水素脆性が低下した。
製造No.B-2は、熱間圧延の圧延開始温度が低かったため、未再結晶オーステナイトが残存して、合金炭化物の析出が遅延し、EGBが0.50を下回った。その結果、耐水素脆性が低下した。
製造No.C-2は、熱間圧延の圧延開始温度が高かったため、再結晶オーステナイトの結晶粒が粗大化し、合金炭化物の析出が遅延し、EGBが0.50を下回った。その結果、耐水素脆性が低下した。
製造No.D-2は圧延終了温度が低かったため、未再結晶オーステナイトが残存して、合金炭化物の析出が遅延し、EGBが0.50を下回った。その結果、耐水素脆性が低下した。
製造No.E-2では、圧延終了温度が高かったため、再結晶オーステナイトの結晶粒が粗大化し、合金炭化物の析出が遅延し、EGBが0.50を下回った。その結果、耐水素脆性が低下した。
製造No.F-2では、巻取温度が低かったため、合金元素の拡散が遅延し、合金炭化物の析出が抑制されたことで、EGBが0.50を下回った。その結果、耐水素脆性が低下した。
製造No.G-2は巻取り温度が高かったため、熱延鋼板の表層に内部酸化層が形成されてしまい、その後の処理において鋼板表面に亀裂が生じた。したがって、組織の分析及び機械特性の評価は行わなかった。
製造No.H-2は、巻き取り温度までの平均冷却速度が小さかったため、フェライトおよびパーライト変態が起き合金炭化物の析出が抑制され、EGBが0.50を下回った。その結果、耐水素脆性が低下した。
製造No.K-2は仕上げ圧延における圧下率20%以上のパスのパス間時間が長かったため、熱延工程における合金炭化物の析出が遅延した。その結果、EGBが0.50を下回り、耐水素脆性が低下した。
製造No.L-2は、熱間圧延工程後の保持温度が低く、400~550℃での停留時間が600秒を下回り、合金炭化物の析出が十分に起きなかったことで、EGBが0.50を下回った。その結果、耐水素脆性が劣化した。
製造No.M-2は熱間圧延工程後の保持温度が高く、400~550℃での停留時間が、600秒に満たなかったため、合金炭化物の析出が十分に起きなかったことで、EGBが0.50を下回った。その結果、耐水素脆性が低下した。
Referring to Table 4, in Production No. A-2, the time from the end of finish rolling to the start of cooling was long. Therefore, the ferrite transformation during the cooling process after finish rolling was suppressed, leading to coarsening of the pearlite structure, and the precipitation of alloy carbides was delayed. As a result, the alloy elements that contribute to improving the grain boundary strength could not be segregated to the grain boundaries, and the EGB was below 0.50. As a result, the hydrogen embrittlement resistance was reduced.
In Production No. B-2, the rolling start temperature of the hot rolling was low, so that unrecrystallized austenite remained, the precipitation of alloy carbides was delayed, and the EGB was below 0.50. As a result, the hydrogen embrittlement resistance was reduced.
In Production No. C-2, the rolling start temperature of the hot rolling was high, so that the crystal grains of the recrystallized austenite became coarse, the precipitation of alloy carbides was delayed, and the EGB was below 0.50. As a result, the hydrogen embrittlement resistance was reduced.
In Production No. D-2, the rolling end temperature was low, so that unrecrystallized austenite remained, the precipitation of alloy carbides was delayed, and EGB was below 0.50. As a result, the hydrogen embrittlement resistance was reduced.
In Production No. E-2, the rolling end temperature was high, so that the crystal grains of the recrystallized austenite became coarse, the precipitation of alloy carbides was delayed, and the EGB fell below 0.50. As a result, the hydrogen embrittlement resistance was reduced.
In Production No. F-2, the coiling temperature was low, which delayed the diffusion of alloy elements and inhibited the precipitation of alloy carbides, so that EGB was below 0.50. As a result, hydrogen embrittlement resistance was reduced.
In Production No. G-2, the coiling temperature was high, so that an internal oxide layer was formed on the surface layer of the hot-rolled steel sheet, and cracks occurred on the surface of the steel sheet during subsequent processing. Therefore, analysis of the structure and evaluation of the mechanical properties were not performed.
In Production No. H-2, the average cooling rate to the coiling temperature was low, so that ferrite and pearlite transformation occurred, the precipitation of alloy carbides was suppressed, and the EGB was below 0.50. As a result, the hydrogen embrittlement resistance was reduced.
In Production No. K-2, the interpass time in the finish rolling with a reduction rate of 20% or more was long, which delayed the precipitation of alloy carbides in the hot rolling process. As a result, EGB was below 0.50, and hydrogen embrittlement resistance was reduced.
In Production No. L-2, the holding temperature after the hot rolling process was low, and the retention time at 400 to 550°C was less than 600 seconds, so that the precipitation of alloy carbides did not occur sufficiently, and the EGB was less than 0.50. As a result, the hydrogen embrittlement resistance was deteriorated.
In Production No. M-2, the holding temperature after the hot rolling process was high, and the retention time at 400 to 550°C was less than 600 seconds, so that the precipitation of alloy carbides did not occur sufficiently, and the EGB was below 0.50. As a result, the hydrogen embrittlement resistance was reduced.

製造No.A-3は焼鈍温度が低かったため、保持中にフェライト変態が進行し、引張強さが1500MPaを下回った。
製造No.B-3は焼鈍温度が高かったため、粒界に偏析する合金元素濃度が低下した。その結果、EGBが0.50を下回り、耐水素脆性が低下した。
製造No.C-3は焼鈍温度からの平均冷却速度が小さかったため、冷却過程にてフェライト変態が起き、引張強さが1500MPaに到達しなかった。
製造No.F-3は、冷却停止温度が高かったため、ベイナイト変態が起き、引張強さが1500MPaに到達しなかった。
製造No.H-3は焼き戻し温度が高かったため、マルテンサイトの軟化が起き引張強さが1500MPaに到達しなかった。
製造No.J-3は焼き戻し時間が長かったため、マルテンサイトの軟化が過剰におき、引張強さが1500MPaに到達しなかった。
製造No.K-3は焼鈍後冷却工程での冷却停止温度及び途中保持温度が低かった(第2の温度域外であった)ため、ベイナイト変態が起き、引張強さが1500MPaに到達しなかった。
製造No.L-3は焼鈍後冷却工程での冷却停止温度及び途中保持温度が高かった(第2の温度域外であった)ため、フェライト変態およびパーライト変態がおき、引張強さが1500MPaに到達しなかった。
製造No.M-3は第二冷却停止温度での保持時間が長かったため、保持中にベイナイト変態が起き、引張強さが1500MPaに到達しなかった。
製造No.N-3は第二冷却停止温度からの冷却速度が小さかったため、冷却過程にてフェライト変態およびベイナイト変態が起き、引張強さが1500MPaに到達しなかった。
In Production No. A-3, the annealing temperature was low, so that ferrite transformation progressed during holding, and the tensile strength fell below 1500 MPa.
In Production No. B-3, the annealing temperature was high, so the concentration of alloy elements segregating at the grain boundaries decreased. As a result, EGB was below 0.50, and hydrogen embrittlement resistance was reduced.
In Production No. C-3, the average cooling rate from the annealing temperature was small, so ferrite transformation occurred during the cooling process and the tensile strength did not reach 1,500 MPa.
In Production No. F-3, the cooling stop temperature was high, so bainite transformation occurred and the tensile strength did not reach 1500 MPa.
In Production No. H-3, the tempering temperature was high, so that softening of martensite occurred and the tensile strength did not reach 1500 MPa.
In Production No. J-3, the tempering time was long, so that the martensite was softened excessively and the tensile strength did not reach 1500 MPa.
In Production No. K-3, the cooling stop temperature and intermediate holding temperature in the cooling step after annealing were low (outside the second temperature range), so bainite transformation occurred and the tensile strength did not reach 1500 MPa.
In Production No. L-3, the cooling stop temperature and intermediate holding temperature in the cooling step after annealing were high (outside the second temperature range), so ferrite transformation and pearlite transformation occurred, and the tensile strength did not reach 1500 MPa.
In Production No. M-3, the holding time at the second cooling stop temperature was long, so bainite transformation occurred during holding, and the tensile strength did not reach 1,500 MPa.
In Production No. N-3, the cooling rate from the second cooling stop temperature was small, so ferrite transformation and bainite transformation occurred during the cooling process, and the tensile strength did not reach 1,500 MPa.

これとは対照的に、本発明に係る全ての実施例において、熱間圧延、巻き取り及び焼鈍等を適切に制御することにより、高強度でかつ耐水素脆性に優れた鋼板を得ることができた。In contrast, in all examples of the present invention, by appropriately controlling hot rolling, coiling, annealing, etc., steel sheets with high strength and excellent resistance to hydrogen embrittlement were obtained.

図1は、実施例1及び実施例2における鋼板の耐水素脆性に与えるEGB及び引張強さの関係を示す図である。図1の▲は、耐水素脆性が目標を達成しなかった例であり、〇は、耐水素脆性が目標を達成した例である。図1に示す通り、EGBを0.50以上とすることで、1500MPa以上の高強度材であっても優れた耐水素脆性を得ることが可能となる。 Figure 1 is a diagram showing the relationship between EGB and tensile strength on the hydrogen embrittlement resistance of steel sheets in Examples 1 and 2. In Figure 1, ▲ indicates an example in which the hydrogen embrittlement resistance target was not achieved, and ◯ indicates an example in which the hydrogen embrittlement resistance target was achieved. As shown in Figure 1, by making EGB 0.50 or more, it is possible to obtain excellent hydrogen embrittlement resistance even in high-strength materials of 1500 MPa or more.

本発明によれば、耐水素脆化特性に優れた高強度鋼板を提供することができる。この鋼板は、自動車用鋼板等に適用した場合、車体を軽量化して燃費を向上させることに寄与する。According to the present invention, it is possible to provide a high-strength steel sheet with excellent resistance to hydrogen embrittlement. When this steel sheet is applied to automobile steel sheets, it contributes to reducing the weight of the vehicle body and improving fuel efficiency.

Claims (3)

質量%で、
C:0.150~0.400%、
Si:0.01~2.00%、
Mn:0.80~2.00%、
P:0.0001~0.0200%、
S:0.0001~0.0200%、
Al:0.001~1.000%、
N:0.0001~0.0200%、
O:0.0001~0.0200%、
Co:0~0.500%、
Ni:0~1.000%、
Mo:0~1.000%、
Cr:0~2.000%、
Ti:0~0.500%、
B:0~0.0100%、
Nb:0~0.500%、
V:0~0.500%、
Cu:0~0.500%、
W:0~0.100%、
Ta:0~0.100%、
Mg:0~0.050%、
Ca:0~0.050%、
Y:0~0.050%、
Zr:0~0.050%、
La:0~0.050%、
Ce:0~0.050%、
Sn:0~0.050%、
Sb:0~0.050%、
As:0~0.050%、及び
残部:Feおよび不純物
からなる化学組成を有し、
ミクロ組織が、面積率で、
フェライト:5.0%以下、
マルテンサイト及び焼き戻しマルテンサイト:合計で90.0%超、及び
残部:ベイナイト、パーライト及び残留オーステナイトの1種または2種以上
からなり、
隣接するマルテンサイト及び焼戻しマルテンサイトの、方位差が15deg.以上の界面を旧オーステナイト粒界としたとき、前記旧オーステナイト粒界上の各合金元素の濃度によって決定される結合強度エネルギーEGBが下式(1)を満たし、
引張強さが1500MPa以上である、
ことを特徴とする鋼板。
GB=1+(3×[Co]+0.7×[Ni]+5.5×[Mo]+0.7×[Cr]+2.9×[Ti]+47×[B]+4.3×[Nb]+4.5×[V]+5.2×[W]+3.1×[Ta]+4.3×[Zr]-0.25×[Mn]-0.1×[P]-[Cu]-1.1×[Sn]-0.6×[Sb]-0.9×[As]) ≧0.50 (1)
ここで、式中の[化学記号]は前記旧オーステナイト粒界上の質量%での前記各合金元素の前記濃度を表す。
In mass percent,
C: 0.150-0.400%,
Si: 0.01-2.00%,
Mn: 0.80-2.00%,
P: 0.0001-0.0200%,
S: 0.0001-0.0200%,
Al: 0.001-1.000%,
N: 0.0001 to 0.0200%,
O: 0.0001-0.0200%,
Co: 0 to 0.500%,
Ni: 0-1.000%,
Mo: 0-1.000%,
Cr: 0-2.000%,
Ti: 0 to 0.500%,
B: 0 to 0.0100%,
Nb: 0 to 0.500%,
V: 0 to 0.500%,
Cu: 0-0.500%,
W: 0-0.100%,
Ta: 0-0.100%,
Mg: 0 to 0.050%,
Ca: 0-0.050%,
Y: 0 to 0.050%,
Zr: 0 to 0.050%,
La: 0 to 0.050%,
Ce: 0 to 0.050%,
Sn: 0 to 0.050%,
Sb: 0 to 0.050%,
A chemical composition consisting of As: 0 to 0.050%, and the balance: Fe and impurities,
The microstructure, in terms of area ratio,
Ferrite: 5.0% or less,
Martensite and tempered martensite: more than 90.0% in total, and the balance: one or more of bainite, pearlite, and retained austenite;
When an interface between adjacent martensite and tempered martensite with an orientation difference of 15 degrees or more is defined as a prior austenite grain boundary, the bond strength energy E GB determined by the concentration of each alloy element on the prior austenite grain boundary satisfies the following formula (1):
The tensile strength is 1500 MPa or more.
A steel plate characterized by:
EGB =1+(3×[Co]+0.7×[Ni]+5.5×[Mo]+0.7×[Cr]+2.9×[Ti]+47×[B]+4.3×[Nb]+4.5×[V]+5. 2×[W]+3.1×[Ta]+4.3×[Zr]-0.25×[Mn]-0.1×[P]-[Cu]-1.1×[Sn]-0.6×[Sb]-0.9×[As]) ≧0.50 (1)
Here, the [chemical symbols] in the formula represent the concentrations of the respective alloying elements in mass % on the prior austenite grain boundaries.
前記化学組成が、
Co:0.01~0.500%、
Ni:0.01~1.000%、
Mo:0.01~1.000%、
Cr:0.001~2.000%、
Ti:0.001~0.500%、
B:0.0001~0.0100%、
Nb:0.001~0.500%、
V:0.001~0.500%、
Cu:0.001~0.500%、
W:0.001~0.100%、
Ta:0.001~0.100%、
Mg:0.001~0.050%、
Ca:0.001~0.050%、
Y:0.001~0.050%、
Zr:0.001~0.050%、
La:0.001~0.050%、
Ce:0.001~0.050%、
Sn:0.001~0.050%、
Sb:0.001~0.050%、及び
As:0.001~0.050%、
からなる群から選択される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に記載の鋼板。
The chemical composition is
Co: 0.01 to 0.500%,
Ni: 0.01-1.000%,
Mo: 0.01-1.000%,
Cr: 0.001-2.000%,
Ti: 0.001 to 0.500%,
B: 0.0001 to 0.0100%,
Nb: 0.001-0.500%,
V: 0.001-0.500%,
Cu: 0.001 to 0.500%,
W: 0.001-0.100%,
Ta: 0.001 to 0.100%,
Mg: 0.001-0.050%,
Ca: 0.001-0.050%,
Y: 0.001-0.050%,
Zr: 0.001 to 0.050%,
La: 0.001 to 0.050%,
Ce: 0.001 to 0.050%,
Sn: 0.001 to 0.050%,
Sb: 0.001 to 0.050%, and As: 0.001 to 0.050%,
Contains one or more selected from the group consisting of
2. The steel sheet according to claim 1 ,
表面に、亜鉛、アルミニウム、マグネシウムまたはそれらの合金を含む被膜層を有する、
ことを特徴とする、請求項1または2に記載の鋼板。
A coating layer containing zinc, aluminum, magnesium or an alloy thereof is provided on the surface.
The steel sheet according to claim 1 or 2, characterized in that
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