JP5644093B2 - 高強度部材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車骨格部材、補強部材等に好適な、遅れ破壊特性に優れる高強度部材の製造方法に関する。

近年、地球環境保全という観点から、自動車の燃費改善が要求されている。また、車両衝突時に乗員を保護する観点からは、自動車車体の安全性向上も要求されている。このため、燃費改善と安全性向上の両方を満足するべく、自動車車体の軽量化と強化の双方を図る検討が積極的に進められている。自動車車体の軽量化と強化を同時に満足させるには、部品素材を高強度化かつ薄肉化することが効果的であり、最近では引張強さＴＳが１１８０ＭＰａ以上の高張力薄鋼板が自動車骨格部材、補強部材等に使用され始めている。

しかしながら、非特許文献１に記載されているように、引張強さＴＳが１１８０ＭＰａ以上の高強度鋼板は、それよりも強度の低い鋼板に比べ、その使用中に、腐食に伴い侵入する水素に起因して、遅れ破壊が生じる可能性が高くなる。なお、それを表すページを図１として記載する。このため、引張強さＴＳが１１８０ＭＰａ以上の高強度鋼板の適用は、限定的なものとなっている。

また、自動車骨格部材等の部材は、通常、プレス成形やロール成形といった成形加工を施して目的の形状に成形した後に使用されるが、非特許文献２に記載されているように、遅れ破壊特性は加工により劣化することが知られている。このため、加工後の遅れ破壊特性に優れる高強度部材が求められている。
さらに、自動車骨格部材等の部材は、通常、成形加工後、化成処理および電着塗装して使用される。このとき、化成処理、電着塗装中に侵入する水素により遅れ破壊が発生することが懸念される。化成処理、電着塗装は、実使用中の腐食環境に比べると遅れ破壊しにくい条件であるが、1320ＭＰａ以上に強度が高くなった場合には、よりマイルドな条件である、化成処理電着塗装中に遅れ破壊が発生する可能性があり、成形加工後、化成処理、電着塗装中に遅れ破壊しないことが必要である。

そして、遅れ破壊特性に優れる自動車部材用高強度薄鋼板の製造として、従来、特許文献１〜５に記載の技術がある。
特許文献１〜３では、ＣａやＭｇ、Ｍｏ、Ｖなどの元素を添加することで、遅れ破壊特性を向上させている。また、特許文献４、５では、鋼組織を限定することで、遅れ破壊特性を向上させようとしている。

特開２００３−１６６０３５号公報 特開２００４−３５９９７４号公報 特許第３４０６０９４号公報 特許第３４２４６１９号公報 特開２００５−２２０４４０号公報

「遅れ破壊」（日刊工業新聞社、１９８９年８月３１日発行） 自動車技術会論文集、Ｖｏｌ．３９、Ｎｏ．５、Ｐ．１３３

しかしながら、特許文献１〜３は、いずれも遅れ破壊特性を向上させるためにＣａやＭｇ、Ｍｏ、Ｖなどの特殊な元素の添加を必須としている。このため、鋼板製造コストが増大するという課題がある。また、特許文献４及び特許文献５は、鋼組織を限定する必要があり、通常の鋼に対する汎用的な遅れ破壊特性の改善には到っていない。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、素材となる鋼板の成分や組織に厳しい規制をすることなく、成形加工後の遅れ破壊特性に優れる高強度部材を提供することを課題としている。

上記いずれの特許文献に記載の技術も、加工による遅れ破壊特性の劣化を考慮したものではない。そして、加工後の高強度部品の遅れ破壊の問題を抜本的に解決する技術は、未だ見出されていない。
そのような課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載した発明は、引張強さが１３２０ＭＰａ以上の鋼板を、目的の形状に成形した後に化成処理及び電着塗装を施す高強度部材の製造方法において、上記鋼板を上記目的の形状に、ホットプレスを除く加工方法で成形する成形工程と、上記成形工程で目的の形状に成形された鋼板を、１００℃〜４００℃の温度範囲で且つ１秒〜６０分の熱処理時間で熱処理を施す熱処理工程と、上記熱処理工程で熱処理を施した鋼板に対し化成処理した後に電着塗装を施す塗装工程と、を備えることを特徴とするものである。

次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した構成に対し、上記熱処理工程での熱処理は、２００℃〜４００℃の温度範囲で且つ１秒〜１０分の熱処理時間で熱処理を施すことを特徴とするものである。
次に、請求項３に記載した発明は、引張強さが１３２０ＭＰａ以上の鋼板を、目的の形状に成形した後に化成処理及び電着塗装を施す高強度部材の製造方法において、
上記成形を、１００℃〜４００℃の温度範囲で施すことを特徴とするものである。

本発明によれば、引張強さが１３２０ＭＰａ以上の鋼板を、プレス成形やロール成形等の加工によって目的の形状に成形し塗装を施すことで製造される高強度部材について、鋼板を高強度部材に加工する際の処理を工夫することによって、遅れ破壊特性に優れる高強度部材を提供することが出来る。すなわち、引張強さが１３２０ＭＰａ以上の鋼板を製造する際に、必ずしも、遅れ破壊特性を向上させるための特殊な成分添加や、鋼組織の限定をする必要はない。

そして、本願発明によって得ることが出来る高強度部材は、高強度と遅れ破壊特性を兼ね備えており、自動車骨格部材、補強部材等の構造材として好適である。

引張強度と遅れ破壊強さの関係を示す図である。 本発明に基づく第１実施形態に係る製造工程を説明する図である。 加工部と未加工部とにおける水素放出の違いを示す図である。 実施例の遅れ破壊の試験方法を説明する図である。 本発明に基づく第２実施形態に係る製造工程を説明する図である。

（第１実施形態）
次に、本発明の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図２は、本実施形態の高強度部材の製造工程を示した概要図である。
（製造方法）
図２中、符号１は、引張強さＴＳが１３２０ＭＰａ以上の鋼板を示す。この鋼板１の製造例は後述する。

本実施形態の高強度部材ＴＷの製造方法では、成形工程Ａ、熱処理工程Ｂ及び化成処理・電着塗装工程Ｃを順に実施して、目的とする高強度部材ＴＷを製造する。
上記成形工程Ａでは、引張強さＴＳが１３２０ＭＰａ以上の鋼板１のコイルから、所要の長さの鋼板１を切り出し（送り出し機及びシャーについては不図示）、その切り出した鋼板１からなるワークＷＫについてプレス成形を行って、使用目的の形状に成形する。なお、成形の加工方法は、プレス成形に限定されず、ロール成形などによっても良い。所望の形状にするために、曲げや絞りなどの加工を施す工程であれば良い。

熱処理工程Ｂでは、成形を施したワークＷＫに対し、１００℃〜４００℃の温度範囲で且つ１秒〜６０分の熱処理時間で熱処理を施す。
化成処理・電着塗装工程Ｃでは、成形工程Ａで目的の形状に成形し且つ熱処理工程Ｂで上記条件で熱処理を施したワークＷＫに対して、化成処理した後に電着塗装を行うことで、塗装処理を行う。
これによって、目的形状に成形されると共に熱処理が施され且つ塗装された高強度部材ＴＷが製造されることになる。

（作用効果）
本発明者らは、上述の課題を解決すべく鋭意研究した。
まず、Ｃ：０．１０〜０．４０質量％、Ｓｉ：０．０１〜３．０質量％、Ｍｎ：０．５〜３．０質量％を含有する種々の鋼を鋳造し、更に熱間圧延、冷間圧延、焼鈍を実施して引張強さＴＳが１３２０ＭＰａ以上の鋼板１を製造した。その後、その引張強さＴＳが１３２０ＭＰａ以上の鋼板１について、種々の条件で加工を施して高強度部材ＴＷを製造し、その高強度部材ＴＷの遅れ破壊特性を調査した。その結果、非特許文献２と同様に、加工歪量の増加により遅れ破壊特性が劣化することを確認した。

ここで、本発明者等は、加工により遅れ破壊特性が劣化する理由の一つとして、加工歪量の増加に伴い、侵入水素量が増加するためであると考えた。すなわち、加工により導入される転位がひずみ量と共に増加し、その転位が水素のトラップサイトになるためであると考えた。そこで、加工による水素侵入量の増加を抑制することができれば遅れ破壊特性の劣化を回避でき、加工後の遅れ破壊特性に優れると考え、種々検討を行った。その結果、加工後に１００℃以上、好ましくは２００℃以上の熱処理を施すことにより、侵入水素量が大きく低減され、それに伴い遅れ破壊特性が向上することを見出した。例えば、実験例の一例を図３に示す。この図３のように、未加工部分に比べ加工部分からの水素放出が多いことが分かる。すなわち加工により侵入水素量が増加していることが分かる。

また、自動車部品の製造工程を考慮すると、加工後、化成処理-電着塗装されて使用される場合は、引張強さＴＳ１３２０ＭＰａ以上の超高強度鋼板では、実使用環境で腐食に伴い侵入する水素のみならず、化成処理-電着塗装時に侵入する水素によっても遅れ破壊する場合があり、化成処理-電着塗装中の遅れ破壊を回避するためには、加工後、化成処理-電着塗装前に１００℃以上４００℃以下で熱処理を施すことが有効であることを見出した。

そして、上述の高強度部材ＴＷの製造方法において、化成処理・電着塗装工程Ｃの前に、上述の熱処理条件で熱処理を行うことで、耐遅れ破壊特性に優れる高強度部材ＴＷを得ることが可能となる。
すなわち、鋼板１を高強度部材ＴＷに加工する際の処理について工夫することによって、遅れ破壊特性に優れる高強度部材ＴＷを提供することが出来る。つまり、引張強さＴＳが１３２０ＭＰａ以上の鋼板１を製造する際に、必ずしも、遅れ破壊特性を向上させるための特殊な成分添加や鋼組織の限定をする必要はない。

そして、本願発明により得られる高強度部材ＴＷは、高強度と遅れ破壊特性を兼ね備えており、自動車骨格部材、補強部材等の構造材として好適な部材である。
ここで、加工後１００℃以上の熱処理を施すことにより、水素の侵入が抑制され、遅れ破壊特性が改善される理由として、次のような理由が考えられる。すなわち、加工により導入された転位に対し、熱処理により固溶Ｃや固溶Ｎが固着し、水素の侵入サイトが減少したためであると考えられる。

（熱処理条件等について）
「熱処理温度について」
１００℃未満では水素侵入抑制に要する時間が６０分を越えて長時間となり、部材生産性が劣化する。このため、熱処理温度の下限値を１００℃に設定した。
好ましくは１５０℃以上、より好ましくは２００℃以上である。熱処理温度が高くなるにつれて、より短時間で侵入水素量を抑制可能となるからである。特に、２００℃以上では、熱処理時間を１０分程度以下とすることが可能となり、短時間の熱処理で十分な効果が得られることから、さらに好ましい。

一方、４００℃を超えると鋼板１の種類によっては強度が低下する場合がある。このため、熱処理温度の上限値を４００℃とする。より好ましくは３００℃以下である。
「熱処理時間について」
１秒未満では十分な水素侵入抑制の効果が得られない場合がある。このため、熱処理時間の下限値を１秒とした。水素侵入抑制の効果を十分得る為には、好ましくは３０秒以上である。なお、この熱処理時間は、熱処理温度を高くするほど短くすることが出来る。
一方、６０分を越えると生産性を阻害する。このため、熱処理時間の上限は６０分とする。より好ましくは３０分以下である。

「引張強さＴＳが１３２０ＭＰａ以上の鋼板１について」
本実施形態が前提とする素材としての鋼板１については、引張強さＴＳが１３２０ＭＰａ以上となるように製造されていれば良い。下記に鋼板１の組成例や製造方法について記載するが、本実施形態の高強度部材ＴＷの製造方法は、素材となる鋼の組成や製造方法について、下記の内容に限定されるものではない。

もっとも、引張強さＴＳとして１３２０ＭＰａ以上を確保するためには、Ｃは０．１４質量％以上が好ましい。また、Ｃが０．５質量％を超えると靱性が低下する。このため、Ｃ量は０．１４質量％以上０．５質量％以下が好ましい。
その他の元素の好ましい範囲は、次の通りである。
Ｓｉ：３．０質量％以下、Ｍｎ：０．５〜３．０質量％、Ｐ：０．１質量％以下、Ｓ：０．０１質量％以下、Ａｌ：０．０１〜０．１質量％、Ｎ：０．０２質量％以下、Ｔｉ：０．１質量％以下、Ｎｂ：０．１質量％以下、Ｖ：０．５質量％以下、Ｍｏ：０．５質量％以下、Ｃｒ：１質量％以下、Ｂ：０．００５質量％以下、Ｃｕ：０．５質量％以下、Ｎｉ：０．５質量％以下、である。

上記以外の残部はＦｅ及び不可避不純物とする。不可避的不純物としては、例えば、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｃｏ等が挙げられる。これらの不可避的不純物の含有量の許容範囲としては、Ｓｂ：０．０１質量％以下、Ｓｎ：０．１質量％以下、Ｚｎ：０．０１質量％以下、Ｃｏ：０．１質量％以下の範囲である。またＭｇ、Ｃａ、Ｚｒ、ＲＥＭについても通常の鋼組成の範囲内で含有しても、その効果は失われない。

なお、ＴｉやＮｂなど、強固に炭化物や窒化物を形成する元素を添加する場合は、
Ｔｉ／４８＋Ｎｂ／９３ ＜ Ｃ／１２＋（Ｎ／１４−Ａｌ／２７）を満たすことが好ましい。Ｔｉ／４８＋Ｎｂ／９３ ≧ Ｃ／１２＋（Ｎ／１４−Ａｌ／２７）となると、製造条件にもよるが、鋼板１製造後、加工前の状態で固溶ＣまたはＮが全く無くなる場合があり、上述のような加工後の熱処理を施しても、水素侵入抑制の効果が得られない場合がある。

（素材となる鋼の製造方法について）
素材となる引張強さＴＳが１３２０ＭＰａ以上の鋼板１の製造方法の例について、説明する。なお、本実施形態の高強度部材ＴＷの製造方法で使用する鋼板１の製造は、これに限定されるものではない。

上述の化学成分範囲に調整された溶鋼から、連続鋳造または造塊でスラブを溶製し、その鋼スラブに、熱間圧延工程、冷間圧延工程、及び連続焼鈍工程を順次施す。
使用する鋼スラブは、成分のマクロ偏析を防止すべく連続鋳造法で製造することが好ましいが、造塊法、薄スラブ鋳造法によっても可能である。
熱間圧延工程について説明する。

熱間圧延工程の好ましい条件は、まず、スラブ鋳造後、再加熱することなく若しくは１０００℃以上に再加熱する。本実施形態では、スラブを製造したのち、いったん室温まで冷却し、その後再度加熱して圧延する。この従来法の代わりに、製造したスラブを冷却しないで、温片のままで加熱炉に装入する、あるいは保熱をおこなった後に、直ちに圧延する。あるいは鋳造後そのまま圧延する直送圧延・直接圧延などの省エネルギープロセスで行っても良い。いったん室温まで冷却し再加熱する場合、スラブ加熱温度は１０００℃以上とするのが好ましい。上限は特に限定されないが、１３００℃を超えると酸化重量の増加にともなうスケールロスが増大することなどから、１３００℃以下とすることが好ましい。また、冷却しないで、温片のままで加熱炉に装入し再加熱する場合も、スラブ加熱温度は１０００℃以上とするのが好ましい。

次いで、必要に応じて粗圧延を行った後、好ましくは仕上げ圧延温度：８００℃以上で仕上げ圧延を行う。仕上げ圧延温度が８００℃を下回ると、鋼板１の組織が不均一になり、加工性を劣化させる。よって、仕上げ圧延温度は８００℃以上とするのが好ましい。上限は特に限定されないが、過度に高い温度で圧延するとスケール疵などの原因となるので、１０００℃以下とすることが好ましい。
その後、７００℃以下で巻き取る。７００℃を超えると巻取り後に多量のスケールが生成し、冷間圧延前の酸洗の負荷が大きくなるため、７００℃以下とするのが好ましい。

次に、冷間圧延工程について説明する。
熱間圧延により得られた熱延板に冷間圧延工程を施す。冷間圧延工程では、熱延板に冷間圧延を施し冷延板とする。冷間圧延条件は、所望の寸法形状の冷延板とすることができればよく、特に限定されないが、表面の平坦度や組織の均一性の観点から、圧下率２０％以上とすることが好ましい。なお、冷間圧延前には、通常行われている酸洗を施せばよいが、熱延板表面のスケールが極めて薄い場合には直接冷間圧延を施してもよい。

次いで、冷間圧延によって得られた冷延板に連続焼鈍工程を施す。
連続焼鈍工程では、冷延板に焼鈍を施し冷延焼鈍板とする。焼鈍は、連続焼鈍ラインで行うことが好ましい。連続焼鈍工程では、７５０℃以上９００℃以下の温度域に加熱保持することが好ましい。加熱保持温度が７５０℃未満では十分に再結晶が起こらず、加工性が低下する場合がある。一方、９００℃を超えた場合には組織が粗大化し、強度加工性バランスが低下する。このため、加熱保持温度は７５０℃以上９００℃以下が好ましい。また、加熱保持時間は、生産性の観点から６００秒以下が好ましい。加熱保持時間の下限は、鋼板１の均一性の観点から６０秒以上であることが好ましい。さらに好ましくは１２０秒以上である。次いで、平均冷却速度１０℃／秒以上で３００℃以下まで急冷することが好ましい。冷却速度が１０℃／秒未満では、十分な強度を得るために合金元素を多量に添加する必要がありコストアップにつながる。さらに、急冷後そのまま、または室温まで冷却後に、１００〜４５０℃で保持することが好ましい。また、その保持時間は３分〜３０分であることが好ましい。

ここで、上記説明では、素材となる鋼板１として冷延鋼板を例示した。ただし、本実施形態の高強度部材ＴＷの製造方法が前提とする、素材としての鋼板１は、冷延鋼板に限定されない。溶融亜鉛メッキ鋼板や電気亜鉛メッキ鋼板、熱延鋼板など、引張強さＴＳが１３２０ＭＰａ以上のあらゆる高強度鋼板１に適用可能である。
さらに、鋼板１製造後、耐食性改善のためにＮｉ等を付着させるなど、表面改質処理を施してあっても、本発明の効果は問題なく得ることが出来る。また、鋼板１の製造後、形状矯正、表面粗度等の調整のために、伸び率５％以下の調質圧延を施してあってもよい。

（変形例その他）
（１）本実施形態での高強度部材ＴＷは、構造材として好適であり、また、自動車用途に限定されない。自動車用の高強度部材以外の家電および建築など、高強度および耐遅れ破壊特性が必要とされる分野においても好適である。

（２）本実施形態では、塗装前のワークＷＫ全体を上述の条件で熱処理を行った。図３のように、少なくとも加工を施した部分に対して熱処理を施せば良い。従って、加工が複雑でない場合などにあっては、所定以上の曲げなどを施した部分だけに対して熱処理を施しても良い。

（実施例１）
次に、第１実施形態に係る実施例について説明する。
この実施例で使用した鋼板１は、次のようにして製造した。
すなわち、表１に示す化学組成の鋼スラブを連続鋳造により製造し、１２５０℃に再加熱後、仕上げ圧延温度：約８５０℃、巻取り温度：約６００℃で、板厚３．０ｍｍまで熱間圧延を行った。

さらに酸洗後、冷間圧延を施して、板厚１．６ｍｍの冷延板とし、次いで８２０℃〜９００℃に３００秒間加熱均熱し、５５０〜７５０℃まで徐冷（平均冷却速度：１０℃／秒）の後、室温まで水冷し、１５０〜２５０℃で１０分間焼戻し処理を施した。その後、伸び率：０．２％の調質圧延を施した。
そして、上述のようにして製造した鋼板１を用いて、引張強度、遅れ破壊特性を調査した。
各試験方法の詳細は以下の通りである。

（引張強度の試験）
上記冷延鋼板１から、長軸を圧延方向に直交する方向としたＪＩＳ５号引張試験片を採取し、ＪＩＳ Ｚ ２２４１の規定に準拠して引張試験を行った。その引張試験により得られた引張強度（ＴＳ／ＭＰａ）の結果を、表２に示す。

更に、加工後の熱処理を模擬して、圧下率５％の圧延を施した後、塗装前に、表２に示す熱処理を施し、その後、引張試験を行い、引張強度（ＴＳ’／ＭＰａ）を測定した。
そして、加工及び熱処理による強度変化として、処理前後の引張強度差ΔＴＳ（＝ＴＳ’−ＴＳ）を求めた。この引張強度差ΔＴＳが、ゼロ以上の場合（強度低下が無い場合）を○、負の場合（強度低下する場合）を×として、その結果を表２に示す。

（遅れ破壊特性の試験）
加工後の遅れ破壊特性の試験は、まず、上記冷延鋼板１から、図４（ａ）に示すような、長手を圧延方向に平行にして採取した１００ｍｍ×３０ｍｍの試験片Ｈを用意する。そして、その試験片Ｈに対し、加工ひずみ量を変化させるため、表２に記載する種々の曲げ半径でＵ曲げ加工をした後、スプリングバック分をボルトで締付けることによって応力負荷する（図４（ｂ）、（ｃ））。

次に、そのまま、または５０〜４１０℃で熱処理を施し、更に、以下に示す条件で化成処理、電着塗装を実施し、化成処理、電着塗装中に破壊しなかった場合を○、破壊した場合を×とした。また、化成処理−電着塗装の試験片曲げ加工部の鋼中拡散性水素量を、昇温分析法（昇温速度２００℃／ｈ）により分析した。なお、拡散性水素は２００℃以下で放出される水素量とした。遅れ破壊の有無、拡散性水素量を表２に示す。

化成処理条件
市販の化成処理薬剤（日本パーカライジング株式会社製、パルボンドＰＢ−Ｌ３０２０）を用いて浴温４３℃、処理時間１２０秒で行った。
電着塗装条件
化成処理後の鋼板に市販の電着塗料（関西ペイント社製、ＧＴ−１０ＨＴ）を用い塗膜厚が２０〜２５μｍになるように電着塗装を施した。

表２から分かるように、加工後に熱処理を施すことで、化成処理−電着塗装中の侵入水素量が低下している。すなわち、本発明例は、いずれも破壊が発生しておらず、遅れ破壊特性に優れている。一方、加工後に熱処理を施していない、または熱処理温度が低い、実施例Ｎｏ．１、２、８、１０は化成処理−電着塗装中に破壊が発生している。また、熱処理温度が本発明の上限を超えている実施例Ｎｏ．７では、化成処理−電着塗装中に破壊が発生しておらず、遅れ破壊特性には優れているが、加工および熱処理後の強度が元の強度に比べて低下してしまっている。

「第２実施形態」
次に、第２実施形態について図面を参照して説明する。なお、上記実施形態と同様な構成等については同一の符号を付して説明する。
本実施形態の高強度部材ＴＷの製造方法は、基本的に、上記第１実施形態の製造方法と同様である。ただし、図２に示す工程のうち、熱処理工程Ｂを省略し、代わりに成形工程における成形を１００℃〜４００℃の温度範囲で行う点が異なる。その他は、上記第１実施形態で説明した内容と同じである。

すなわち、本実施形態の高強度部材ＴＷの製造方法では、図５に示すように、成形工程Ａ、及び化成処理・電着塗装工程Ｃを順に実施して、目的とする高強度部材ＴＷを製造する。
上記成形工程Ａでは、引張強さＴＳが１３２０ＭＰａ以上の鋼板１のコイルから、所要の長さの鋼板１を切り出し、その切り出した鋼板１からなるワークＷＫについて、１００℃〜４００℃の温度範囲でプレス成形を行って、使用目的の形状に成形する。なお、成形の加工方法は、プレス成形に限定されず、ロール成形などによっても良い。所望の形状にするために、曲げや絞りなどの加工を施す工程であれば良い。

なお、素材となる鋼板１の組成や製造方法などについては、上記第１実施形態と同様である。
上記化成処理・電着塗装工程Ｃでは、成形工程Ａで所定の温間状態で目的の形状に成形したワークＷＫに対し、化成処理した後に電着塗装を行うことで、塗装処理を行う。
これによって、目的形状に成形されると共に熱処理が施され且つ塗装された高強度部材ＴＷが製造されることになる。

（作用効果など）
本発明者らは、第１実施形態のように加工後に１００℃〜４００℃で熱処理を施す代わりに、１００℃〜４００℃の温間で成形の加工を施すことにより、同様の効果が得られることを見出した。すなわち、加工を鋼板温度が１００℃以上、好ましくは２００℃以上の温度となる条件で施すことにより、侵入水素量が大きく低減され、それに伴い遅れ破壊特性が向上することを見出した。

また、自動車部品の製造工程を考慮すると、加工後、化成処理-電着塗装されて使用される場合は、引張強さＴＳ１３２０ＭＰａ以上の超高強度鋼板では、実使用環境で腐食に伴い侵入する水素のみならず、化成処理-電着塗装時に侵入する水素によっても遅れ破壊する場合があり、化成処理-電着塗装中の遅れ破壊を回避するためには、１００℃以上４００℃以下で加工することが有効であることを見出した。そして、上述の高強度部材ＴＷの製造方法において、温間で加工することで、耐遅れ破壊特性に優れる高強度部材ＴＷを得ることが可能となる。

すなわち、鋼板１を目的の形状に加工する際の鋼板温度について工夫することによって、遅れ破壊特性に優れる高強度部材ＴＷを提供することが出来る。そして、引張強さＴＳが１３２０ＭＰａ以上の鋼板１を製造する際に、必ずしも、遅れ破壊特性を向上させるための特殊な成分添加や鋼組織の限定をする必要はない。
以上により、第２実施形態の製造方法により得られる高強度部材ＴＷは、高強度と遅れ破壊特性を兼ね備えており、自動車骨格部材、補強部材等の構造材として好適な部材である。

また、上述のような温間加工とすることにより、第１実施形態に比べて少ない工程数で、耐遅れ破壊特性に優れる高強度部材ＴＷを、より効率よく製造することが可能である。

（温度条件などについて）
加工時の鋼板温度は、１００℃未満では十分な水素侵入抑制効果が得られないため、下限値を１００℃に設定した。加工温度が高くなるにつれて、水素侵入抑制効果が高まることから、好ましくは１５０℃以上、より好ましくは２００℃以上である。一方、４００℃を越えると、鋼板１の種類によっては強度が低下する場合がある。このため、熱処理温度の上限値を４００℃とする、より好ましくは３００℃以下である。

また、加工時のひずみ速度は、遅いほど水素侵入抑制の効果が顕著に得られるが、通常のプレス加工のひずみ速度（０．１〜１０／秒程度）で十分な効果が得られる。これは、第１実施形態のように加工後熱処理を施す場合は、固溶Ｃや固溶Ｎが転位まで拡散する必要があるが、第２実施形態のように温間で加工した場合には、加工中に転位が移動する際に固溶Ｃや固溶Ｎが転位に引きずられるため、より短時間であるにもかかわらず、固溶Ｃや固溶Ｎが転位に固着し、水素侵入抑制効果が得られたものと考えられる。好ましくは１０／秒以下、より好ましくは１／秒以下である。

なお、鋼板を加熱する方法については、加工時に鋼板が所定の温度になっていればよく、特に規定しない。加熱炉などで鋼板を加熱し、炉から取り出して鋼板が所定の温度範囲の間に加工する方法でも、所定温度雰囲気下で保持中に加工する方法でも、構わない。
ここで、第２実施形態と第１実施形態とを併用しても構わない。すなわち、温間加工後に、そのまままたは一旦冷却後、１００〜４００℃で熱処理を施すと、更に効果が高まるのは勿論である。

（実施例２）
次に、第２実施形態に係る実施例について説明する。
この実施例においても、上述の第１実施形態の実施例で説明したものと同じ条件で製造した鋼板１を試験片として使用した。
そして、上記試験片に対し、温間成形を模擬して、表３に示す条件で伸び率５％の温間引張変形を行い、除荷後空冷し、その後、室温で引張試験を行い、引張強度（ＴＳ’／ＭＰａ）を測定した。そして、温間変形による強度変化として、処理前後の引張強度差△ＴＳ（＝ＴＳ’−ＴＳ）を求めた。この引張強度差△ＴＳが、ゼロ以上の場合（強度低下が無い場合）を○、負の場合（強度低下する場合）を×として、その結果を表３に示す。

（遅れ破壊特性の試験）
加工後の遅れ破壊特性の試験は、まず、上記冷延鋼板１から、図４（ａ）に示すような、長手を圧延方向に平行にして採取した１００ｍｍ×３０ｍｍの試験片Ｈを用意する。
その試験片Ｈに対し、５０℃〜４１０℃の温度範囲で曲げ加工を施し、更に、以下に示す条件で、化成処理、電着塗装を施した。そして、化成処理、電着塗装中に破壊しなかった場合を○、破壊した場合を×とした。また、化成処理−電着塗装後の試験片曲げ加工部の鋼中拡散性水素量を、上記同様に昇温分析法により分析した。遅れ破壊の有無、拡散性水素量を表３に示す。

化成処理条件
市販の化成処理薬剤（日本パーカライジング株式会社製、パルボンドＰＢ−Ｌ３０２０）を用いて浴温４３℃、処理時間１２０秒で行った。
電着塗装条件
化成処理後の鋼板に市販の電着塗料（関西ペイント社製、ＧＴ−１０ＨＴ）を用い塗膜厚が２０〜２５μｍになるように電着塗装を施した。

表３から分かるように、本願発明の温度に設定した温間で加工を施すことで、化成処理一電着塗装中の侵入水素量が低下している。すなわち、本発明例は、いずれも破壊が発生しておらず、遅れ破壊特性に優れている。

一方、室温または加工温度が低い、実施例Ｎｏ．１２、１３、２１、２３では化成処理−電着塗装中に破壊が発生している。また、加工温度が本発明の上限を超えている実施例Ｎｏ．２０では、化成処理−電着塗装中に破壊が発生しておらず、遅れ破壊特性には優れているが、加工後の強度が元の強度に比べて低下してしまっている。

１ 鋼板
Ａ 成形工程
Ｂ 熱処理工程
Ｃ 化成処理・電着塗装工程
ＴＷ 高強度部材
ＷＫ ワーク

Claims (3)

1. 引張強さが１３２０ＭＰａ以上の鋼板を、目的の形状に成形した後に化成処理及び電着塗装を施す高強度部材の製造方法において、
   上記鋼板を上記目的の形状に、ホットプレスを除く加工方法で成形する成形工程と、
   上記成形工程で目的の形状に成形された鋼板を、１００℃〜４００℃の温度範囲で且つ１秒〜６０分の熱処理時間で熱処理を施す熱処理工程と、
   上記熱処理工程で熱処理を施した鋼板に対し化成処理した後に電着塗装を施す塗装工程と、を備えることを特徴とする高強度部材の製造方法。
2. 上記熱処理工程での熱処理は、２００℃〜４００℃の温度範囲で且つ１秒〜１０分の熱処理時間で熱処理を施すことを特徴とする請求項１に記載した高強度部材の製造方法。
3. 引張強さが１３２０ＭＰａ以上の鋼板を、目的の形状に成形した後に化成処理及び電着塗装を施す高強度部材の製造方法において、
   上記成形を、１００℃〜４００℃の温度範囲で施すことを特徴とする高強度部材の製造方法。

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