JP6418363B1 - 優れた延性と穴広げ性を有する高強度鋼板 - Google Patents

優れた延性と穴広げ性を有する高強度鋼板 Download PDF

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Abstract

成分組成が、質量％で、Ｃ：０．０５％以上０．３０％以下、Ｓｉ：０．０５％以上６．００％以下、Ｍｎ：１．５０％以上１０．００％以下、残部：Ｆｅ及び不可避的不純物からなる鋼板において、鋼板組織が、面積率で、フェライト：１５％以上８０％以下、ベイナイト、マルテンサイト、残留オーステナイトのいずれか一つ又はこれらの任意の組み合わせからなる硬質組織：合計で２０％以上８５％以下からなり、鋼板の板厚ｔに対して、鋼板の板厚中心である１／２t位置〜表面から深さ３／８ｔの位置までの領域における最大連結フェライト領域の面積率が、全フェライトの面積に対する面積率で、８０％以上であり、かつ、該最大連結フェライト領域の二次元等周定数が０．３５以下であることを特徴とする。

Description

本発明は、例えば、自動車のボディー構造部品を始めとする機械構造部品等に使用する鋼板、具体的には、優れた延性と穴広げ性を有する高強度鋼板に関する。
自動車をはじめとする輸送用機械や各種産業機械の構造用部材等の素材に供する鋼板には、強度、加工性、靱性などの優れた機械的特性が求められる。近年、自動車の軽量化の観点から、高強度鋼板の適用が拡大しているが、自動車用部品の多くはプレス成形により製造されるので、高強度鋼板には、高い強度と同時に、優れた成形性が要求される。
特に、自動車の骨格部材であるメンバー（サブフレーム）やリンフォース（補強部材）に適用する高強度鋼板には、良好な延性のみならず、優れた穴広げ性が求められる。
しかし、一般に、引張強度と伸びフランジ性とはトレードオフの関係にあり、引張強度の上昇に伴って、伸びと穴広げ性は著しく低下する。このため、高い引張強度と優れた伸びと穴広げ性の全てを両立させることは容易でない。このため、高強度鋼板においては、伸びと穴広げ性を向上させるために、種々の対策が講じられている。
高い引張強度と優れた伸びと穴広げ性の全てを実現することが困難であるとの問題に対し、特許文献１には、ＭｎとＢの含有率を（Ｍｎ＋１３００×Ｂ）≧２と適正化し、鋼組織を、体積率９５．０〜９９．５％のフェライト相と、体積率０．５〜５．０％の低温生成相を有する複相とすることにより、加工性に優れた３４０〜４４０ＭＰａ級の複合組織型高張力冷延鋼板を製造することが開示されている。
特許文献２には、Ｓｉを積極的に添加し、フェライトを著しく固溶強化し、フェライトを体積率９４％以上含有させ、第二相のマルテンサイト体積率を低くし、フェライトの結晶粒界に存在する炭化物サイズとアスペクト比を小さくして製造した、引張強度ＴＳが５９０ＭＰａ以上の延性と穴広げ性に優れる鋼板が開示されている。
しかし、近年に至って、更に高強度の鋼板、引張強度ＴＳで７８０ＭＰａ以上の強度を有する高強度鋼板が求められている。
特許文献１や特許文献２に代表される従来技術においては、成形性の確保の観点から、鋼板組織中に、フェライト相を９４％以上含有する必要があるので、上記高強度を確保することが難しく、上記要求に応えることができないという問題が生じている。
そのため、ベイナイト、マルテンサイト若しくは残留オーステナイト又はこれらの任意の組み合わせからなる硬質組織を体積率２０％以上含有させて、ＴＳで７８０ＭＰａ以上の強度を確保したうえで、鋼板の延性と穴広げ性との両立を検討しなければならない。
しかし、高い第二相分率を有する鋼板の組織においては、フェライト母相が、圧延方向に板状に連結し、バンド状に連なった組織（以下「バンド状組織」ということがある。）となる。フェライトのバンド状組織においては、変形時、ボイドの発生箇所が密になるとともに、ボイドが連結し易くなるので、早期に破断が生じ、特に、穴広げ性が著しく低下する。
バンド状組織が生成する要因は、工業的に製造する際の溶製工程において、Ｍｎ等の合金元素が偏析し、熱延工程及び冷延工程において、元素偏析領域が圧延方向に引き伸ばされることである。この本質的な問題を解決するため、特許文献３には、実施例に示すように、マルテンサイト分率が２０％以上含まれる鋼板を用いて、冷延、酸洗後の鋼板を、一旦、７５０℃以上の温度域に加熱し、バンド状組織に濃化しているＭｎを分散させ、バンド状に分布するマルテンサイトの厚みを薄く、細かく分散することで、成形性を確保することが開示されている。
しかし、特許文献３の方法は、長時間の加熱工程を必要とするので、生産性が低く、鋼板コストを著しく高めてしまう。さらに、バンド状組織の厚さを薄くするだけでは、ボイドの生成を抑えることはできず、さらに、ボイド発生箇所は、むしろ、偏在するので、特許文献３の方法では、求められている成形性を確保することはできない。
結局、特許文献３の方法では、生産性の課題はさることながら、バンド状組織の生成そのものを抑制できず、優れた穴広げ性を実現できないという問題が残る。
一方、特許文献４には、一回目の焼鈍の際、加熱温度Ａc3点〜１０００℃に３６００秒以下保持して、５０℃／秒で冷却し、鋼組織を均質なマルテンサイト組織とし、さらに、二回目の焼鈍で、フェライト粒の粒径を小さくするとともに、フェライト粒の長軸方向を等方的に分散させて、伸びフランジ性を高めた鋼板が開示されている。
また、特許文献５には、特許文献４の製造方法において、熱延工程の前に、１２００℃以上１３００℃以下の温度域で０．５ｈ以上５ｈ以下保持してＭｎを拡散させることによって、鋼板の板厚方向断面におけるＭｎ濃度の上限値Ｃ１と下限値Ｃ２の比Ｃ１／Ｃ２を２．０以下として、伸び及び伸びフランジ性を高めた鋼板が開示されている。
日本国特開２００９−０１３４８８号公報 日本国特開２０１２−０３６４９７号公報 日本国特開２００２−０８８４４７号公報 日本国特開２００９−２４９６６９号公報 日本国特開２０１０−０６５３０７号公報
通常、バンド状組織を制御するためには、複数回の焼鈍、又は、１０００℃以上の熱処理が必要不可欠である。特許文献５の方法において、バンド状組織は、高温保持によって制御される。その場合、バンド状組織は、多少、抑制されるが、製造時のコストが増大するとともに、Ｍｎ偏析部のバンド状分布自体は解消せず、結局は、硬質組織が集密した組織となってしまい、ボイドの成長、連結挙動を抑制する効果は得られない。
また、硬質組織の分率が２０％を超える鋼板において、ボイドは、硬質組織とフェライトの界面ではなく、むしろ、マルテンサイト等の硬質組織自体から発生するので、特許文献４の方法のように、フェライト粒径を小さくし、マルテンサイトとフェライトの界面への応力集中を緩和するだけでは、成形性、特に、実用上問題となる変形速度の大きな場合における穴広げ性を充分に確保することはできない。このように、引張強度が７８０ＭＰａ以上で、かつ、延性と衝撃特性に優れた鋼板が存在しないのが現状である。
穴広げ性は、ＪＩＳ Ｚ２２５６、又は、ＪＦＳ Ｔ １００１に規定の方法で測定するが、近年、製造技術の進歩による生産性の向上に伴い、製品の品質調査のための試験速度が、現在、一般に用いている０．２ｍｍ／秒より高速化し、規定の上限の１ｍｍ／秒に近い試験速度で試験することが求められている。
しかし、穴広げ試験時の試験速度の高速化は、ひずみ速度の増加を引き起こすので、高速の試験速度による測定値は、従来の試験速度による測定値と異なると考えられる。そして、穴広げ試験を、高速の試験速度で実施した例はないのが現状である。
本発明者らは、従来技術に関する現状に鑑み、複数回の焼鈍や、高温長時間の熱処理を行なうことなく、加工速度が速い場合の延性と穴拡げ性を高めることを課題とし、該課題を解決する高強度鋼板を提供することを目的とする。
本発明者は、上記課題を解決する手法について鋭意検討した。その結果、次の新知見を得るに至った。
(x)Ｃ量、Ｓｉ量、及び、Ｍｎ量を所要の範囲に限定する。(x-1)熱間圧延において、通常、一方向に連続的に行なう粗圧延を、一段のロールを複数回往復させて行うリバース圧延のみで行い、バンド状組織の形成要因となる、粗熱延鋼板中のＭｎ偏析部の形状を、板状でなく、複雑形状にする。(x-2)焼鈍後の組織中のフェライトを、複雑に入り組んだ網目状の連結組織とし、フェライト中に、ベイナイト、マルテンサイト、残留オーステナイトのいずれか一つ又はこれらの任意の組み合わせからなる硬質組織を存在させる。この硬質組織による支柱としての役割と、フェライトによる応力緩和の役割を相補的に担わせると、ボイドの成長、連結挙動が抑制されて、穴広げ性が向上する。(x-3)その結果、従来技術では実現が困難な“７８０ＭＰａ以上の引張強度を有し、かつ、優れた延性及び穴広げ性を有する鋼板”を得ることができる。但し、マルテンサイトには、フレッシュマルテンサイト及び焼戻しマルテンサイトが含まれる。
(y)穴広げ試験において、試験速度の高速化は、ひずみ速度の増加を引き起こし、高速の試験速度による測定値は、従来の試験速度による測定値と異なる。高強度鋼板の穴広げ性の評価においては、高速の試験速度で測定することが重要である。
上記新知見については後述する。
本発明は、上記新知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下のとおりである。
（１）
成分組成が、質量％で、Ｃ：０．０５％以上０．３０％以下、Ｓｉ：０．０５％以上６．００％以下、Ｍｎ：１．５０％以上１０．００％以下、Ｐ：０．０００％以上０．１００％以下、Ｓ：０．０００％以上０．０１０％以下、ｓｏｌ.Ａｌ：０．０１０％以上１．０００％以下、Ｎ：０．０００％以上０．０１０％以下、Ｔｉ：０．０００％以上０．２００％以下、Ｎｂ：０．０００％以上０．２００％以下、Ｖ：０．０００％以上０．２００％以下、Ｃｒ：０．０００％以上１．０００％以下、Ｍｏ：０．０００％以上１．０００％以下、Ｃｕ：０．０００％以上１．０００％以下、Ｎｉ：０．０００％以上１．０００％以下、Ｃａ：０．００００％以上０．０１００％以下、Ｍｇ：０．００００％以上０．０１００％以下、ＲＥＭ：０．００００％以上０．０１００％以下、Ｚｒ：０．００００％以上０．０１００％以下、Ｗ：０．００００％以上０．００５０％以下、Ｂ：０．００００％以上０．００３０％以下、残部：Ｆｅ及び不可避的不純物からなる鋼板において、
鋼板組織が、面積率で、フェライト：１５％以上８０％以下、ベイナイト、マルテンサイト、残留オーステナイトのいずれか一つ又はこれらの任意の組み合わせからなる硬質組織：合計で２０％以上８５％以下からなり、
表面から深さ３／８ｔの位置から深さｔ／２の位置（ｔ：鋼板の板厚）までの領域における最大連結フェライト領域の面積率が、全フェライトの面積に対する面積率で、８０％以上であり、かつ、該最大連結フェライト領域の二次元等周定数が０．３５以下であることを特徴とする優れた延性と穴広げ性を有する高強度鋼板。
（２）
質量％で、Ｔｉ：０．００３％以上０．２００％以下、Ｎｂ：０．００３％以上０．２００％以下、及び、Ｖ：０．００３％以上０．２００％以下の１種又は２種以上を含むことを特徴とする前記（１）に記載の優れた延性と穴広げ性を有する高強度鋼板。
（３）
質量％で、Ｃｒ：０．００５％以上１．０００％以下、Ｍｏ：０．００５％以上１．０００％以下、Ｃｕ：０．００５％以上１．０００％以下、及び、Ｎｉ：０．００５％以上１．０００％以下の１種又は２種以上を含むことを特徴とする前記（１）または（２）に記載の優れた延性と穴広げ性を有する高強度鋼板。
（４）
質量％で、Ｃａ：０．０００３％以上０．０１００％以下、Ｍｇ：０．０００３％以上０．０１００％以下、ＲＥＭ：０．０００３％以上０．０１００％以下、Ｚｒ：０．０００３％以上０．０１００％以下、及び、Ｗ：０．０００３％以上０．００５０％以下の１種又は２種以上を含むことを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の優れた延性と穴広げ性を有する高強度鋼板。
（５）
質量％で、Ｂ：０．０００１％以上０．００３０％以下を含むことを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の優れた延性と穴広げ性を有する高強度鋼板。
本発明によれば、７８０ＭＰａ以上の引張強度を有し、かつ、優れた延性と穴広げ性を有する高強度鋼板を提供することができる。本発明の高強度鋼板は、自動車の車体のように、プレス成形が施される鋼板、中でも、従来適用が困難であった、延性及び伸びフランジ成形が必要不可欠となる鋼板に適している。
鋼板組織における最大連結フェライト領域を模式的に示す図である。 粗圧延の説明図である。 一方向圧延の説明図である。 リバース圧延の説明図である。
本発明の優れた延性と穴広げ性を有する高強度鋼板（以下「本発明鋼板」ということがある。）は、成分組成が、質量％で、成分組成が、質量％で、Ｃ：０．０５％以上０．３０％以下、Ｓｉ：０．０５％以上６．００％以下、Ｍｎ：１．５０％以上１０．００％以下、Ｐ：０．０００％以上０．１００％以下、Ｓ：０．０００％以上０．０１０％以下、ｓｏｌ.Ａｌ：０．０１０％以上１．０００％以下、Ｎ：０．０００％以上０．０１０％以下、Ｔｉ：０．０００％以上０．２００％以下、Ｎｂ：０．０００％以上０．２００％以下、Ｖ：０．０００％以上０．２００％以下、Ｃｒ：０．０００％以上１．０００％以下、Ｍｏ：０．０００％以上１．０００％以下、Ｃｕ：０．０００％以上１．０００％以下、Ｎｉ：０．０００％以上１．０００％以下、Ｃａ：０．００００％以上０．０１００％以下、Ｍｇ：０．００００％以上０．０１００％以下、ＲＥＭ：０．００００％以上０．０１００％以下、Ｚｒ：０．００００％以上０．０１００％以下、Ｗ：０．００００％以上０．００５０％以下、Ｂ：０．００００％以上０．００３０％以下、残部：Ｆｅ及び不可避的不純物からなる鋼板において、
鋼板組織が、面積率で、フェライト：１５％以上８０％以下、ベイナイト、マルテンサイト、残留オーステナイトのいずれか一つ又はこれらの任意の組み合わせからなる硬質組織：合計で２０％以上８５％以下からなり、
表面から深さ３／８ｔの位置から深さｔ／２の位置（ｔ：鋼板の板厚）までの領域における最大連結フェライト領域の面積率が、全フェライトの面積に対する面積率で、８０％以上であり、かつ、該最大連結フェライト領域の二次元等周定数が０．３５以下であることを特徴とする。
以下、本発明鋼板について説明する。
まず、本発明鋼板の成分組成の限定理由について説明する。以下、成分組成に係る％は「質量％」を意味する。
成分組成
Ｃ：０．０５％以上０．３０％以下
Ｃは、焼入れ性を高め、強度を確保するうえで重要な元素である。Ｃが０．０５％未満であると、７８０ＭＰａ以上の引張強度を確保することが困難となるので、Ｃは０．０５％以上とする。好ましくは０．１０％以上である。
一方、Ｃが０．３０％を超えると、マルテンサイトが硬質となり、溶接性が著しく低下するので、Ｃは０．３０％以下とする。好ましくは０．２０％以下である。
Ｓｉ：０．０５％以上６．００％以下
Ｓｉは、固溶強化により、穴広げ性を阻害することなく、引張強度を高めることができる元素である。Ｓｉが０．０５％未満であると、添加効果が十分に得られないので、Ｓｉは０．０５％以上とする。好ましくは、フェライト相の生成を安定的に促進する点で、０．５０％以上、より好ましくは１．００％以上である。
一方、Ｓｉが６．００％を超えると、添加効果が飽和し、経済性が低下するとともに、表面性状が劣化するので、Ｓｉは６．００％以下とする。好ましくは５．００％以下、より好ましくは３．００％以下である。
Ｍｎ：１．５０％以上１０．００％以下
Ｍｎは、焼入れ性を高め、強度の確保に寄与する元素である。Ｍｎが１．５０％未満であると、７８０ＭＰａ以上の引張強度を確保することが困難になるので、Ｍｎは１．５０％以上とする。好ましくは、熱間圧延及び冷間圧延の生産性を確保する点で、２．００％以である。
一方、Ｍｎが１０．００％を超えると、ＭｎＳが析出し、低温靭性が低下するので、Ｍｎは１０．００％以下とする。好ましくは、５．００％以下である。
Ｐ：０．０００％以上０．１００％以下
Ｐは、通常、不純物元素であるが、引張強度の向上に寄与する元素でもある。Ｐが０．１００％を超えると、溶接性が著しく低下するので、Ｐは０．１００％以下とする。好ましくは０．０５０％以下、より好ましくは０．０２５％以下である。引張強度の向上効果を得る点で、Ｐは０．０１０％以上が好ましい。
下限は０．０００％を含むが、Ｐを、不純物元素として、０．０００１％未満に低減すると、製鋼コストが大幅に上昇するので、実用鋼板上、０．０００１％が実質的な下限である。
Ｓ：０．０００％以上０．０１０％以下
Ｓは、不純物元素であり、溶接性の観点から、少ないほど好ましい元素である。Ｓが０．０１０％を超えると、溶接性が著しく低下し、また、ＭｎＳが析出して、低温靭性が低下するので、Ｓは０．０１０％以下とする。好ましくは０．００３％以下、より好ましくは０．００１％以下である。
下限は０．０００％を含むが、Ｓを、不純物元素として、０．０００１％未満に低減すると、製鋼コストが大幅に上昇するので、実用鋼板上、０．０００１％が実質的な下限である。
ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１０％以上１．０００％以下
Ａｌは、鋼を脱酸して、鋼板を健全化する作用をなす元素である。ｓｏｌ．Ａｌが０．０１０％未満であると、添加効果が十分に得られないので、ｓｏｌ．Ａｌは０．０１０％以上とする。好ましくは０．０１５％以上、より好ましくは０．０３０％以上である。
一方、ｓｏｌ．Ａｌが１．０００％を超えると、溶接性が著しく低下するとともに、酸化物系介在物が増加して、表面性状が低下するので、ｓｏｌ．Ａｌは１．０００％以下とする。好ましくは０．７００％以下、より好ましくは０．４００％である。なお、ｓｏｌ．Ａｌとは、Ａｌ2Ｏ3等の酸化物になっておらず、酸に可溶する酸可溶Ａｌを意味する。
Ｎ：０．０００％以上０．０１０％以下
Ｎは、不純物元素であり、溶接性の観点から、少ないほど好ましい元素である。Ｎが０．０１０％を超えると、溶接性が著しく低下するので、Ｎは０．０１０％以下とする。好ましくは０．００６％以下、より好ましくは０．００３％以下である。
下限は０．０００％を含むが、Ｎを、不純物元素として、０．０００１％未満に低減すると、製鋼コストが大幅に上昇するので、実用鋼板上、０．０００１％が実質的な下限である。
本発明鋼板の成分組成は、上記元素の他、本発明鋼板の特性を高める目的で、(a)Ｔｉ：０．０００％以上０．２００％以下、Ｎｂ：０．０００％以上０．２００％以下、及び、Ｖ：０．０００％以上０．２００％以下の１種又は２種以上、(b)Ｃｒ：０．０００％以上１．０００％以下、Ｍｏ：０．０００％以上１．０００％以下、Ｃｕ：０．０００％以上１．０００％以下、及び、Ｎｉ：０．０００％以上１．０００％以下の１種又は２種以上、(c)Ｃａ：０．００００％以上０．０１００％以下、Ｍｇ：０．００００％以上０．０１００％以下、ＲＥＭ：０．００００％以上０．０１００％以下、Ｚｒ：０．００００％以上０．０１００％以下、及び、Ｗ：０．００００％以上０．００５０％以下の１種又は２種以上、及び、（ｄ）Ｂ：０．００００％以上０．００３０％以下、の１群又は２群以上を含んでもよい。
(a)群元素
Ｔｉ：０．０００％以上０．２００％以下
Ｎｂ：０．０００％以上０．２００％以下
Ｖ：０．０００％以上０．２００％以下
これらの元素は、いずれも、強度の向上に寄与する元素である。いずれの元素も、０．２００％を超えると、強度が上昇しすぎて、熱間圧延及び冷間圧延が困難になるので、いずれの元素も０．２００％以下が好ましい。下限は０．０００％を含むが、添加効果を確実に得る点で、いずれの元素も０．００３％以上が好ましい。
(b)群元素
Ｃｒ：０．０００％以上１．０００％以下
Ｍｏ：０．０００％以上１．０００％以下
Ｃｕ：０．０００％以上１．０００％以下
Ｎｉ：０．０００％以上１．０００％以下
これらの元素は、いずれも、強度の向上に寄与する元素である。いずれの元素も、１．０００％を超えると、添加効果が飽和し、経済性が低下するので、いずれの元素も１．０００％以下が好ましい。下限は０．０００％を含むが、添加効果を確実に得る点で、いずれの元素も０．００５％以上が好ましい。
(c)群元素
Ｃａ：０．００００％以上０．０１００％以下
Ｍｇ：０．００００％以上０．０１００％以下
ＲＥＭ：０．００００％以上０．０１００％以下
Ｚｒ：０．００００％以上０．０１００％以下
Ｗ：０．００００％以上０．０１００％以下
これらの元素は、いずれも、介在物の制御、特に、介在物を微細分散化し、靭性の向上に寄与する元素である。いずれの元素も０．０１００％を超えると、表面性状が著しく低下する懸念があるので、いずれの元素も０．０１００％以下が好ましい。下限は０．００００％を含むが、添加効果を確実に得る点で、いずれの元素も０．０００３％以上が好ましい。
ＲＥＭは、Ｓｃ、Ｙ、及び、ランタノイドの合計１７元素を指し、その少なくとも１種である。ＲＥＭ量は、これらの元素の少なくとも１種の合計量を意味する。ランタノイドは、工業的には、ミッシュメタルの形態で添加する。
(ｄ)群元素
Ｂ：０．００００％以上０．００３０％以下
Ｂは焼き入れ性向上元素であり、焼付硬化用鋼板の高強度化に有用な元素である。このため、０．０００１％以上が好ましい。しかし、０．００３０％を超えて添加すると上記効果が飽和してしまい、経済的に無駄であるため、Ｂ含有量は０．００３０％以下とした。好ましくは０．００２５％以下である。
本発明鋼板の成分組成は、上記元素を除く残部は、Ｆｅ及び不可避的不純物である。不可避的不純物は、鋼原料から及び／又は製鋼過程で不可避的に混入し、本発明鋼板の特性を阻害しない範囲で存在が許容される元素である。
次に、本発明鋼板の鋼板組織について説明する。
鋼板組織
本発明鋼板の鋼板組織は、面積率で、フェライト：１５％以上８０％以下、ベイナイト、マルテンサイト、残留オーステナイトのいずれか一つ又はこれらの任意の組み合わせからなる硬質組織：合計で２０％以上８５％以下からなり、表面から深さ３／８ｔの位置から深さｔ／２の位置（ｔ：鋼板の板厚）までの領域における最大連結フェライト領域の面積率が、全フェライトの面積に対する面積率で、８０％以上であり、かつ、該最大連結フェライト領域の二次元等周定数が０．３５以下であることを特徴とする。
以下、組織要件について説明するが、組織分率に係る％は「面積率」を意味する。
フェライト：１５％以上８０％以下
鋼板の幅の１／４（又は３／４）の位置において、圧延方向に平行又は直角の板厚断面を、レペラーエッチングで腐食し、腐食面を、光学顕微鏡を用いて５００倍で撮影した組織画像を解析して、フェライトの面積率、及び、ベイナイト、マルテンサイト、残留オーステナイトのいずれか一つ又はこれらの任意の組み合わせからなる硬質組織（以下単に「硬質組織」ということがある。）の面積率を算出して規定した。
フェライトの面積率及び硬質組織の面積率は次のようにして測定することができる。先ず、鋼板の幅の１／４の位置における幅方向に垂直な断面が露出するように試料を採取し、この断面をレペラーエッチング液により腐食する。次いで、表面から深さ３／８ｔの位置から深さｔ／２の位置（ｔ：鋼板の板厚）までの領域の光学顕微鏡写真を撮影する。このとき、例えば倍率は５００倍とする。レペラーエッチング液を用いた腐食により観察面が概ね黒色部分及び白色部分に区別できる。そして、黒色部分に、フェライト、ベイナイト、炭化物及びパーライトが含まれ得る。黒色部分のうちで粒内にラメラ状の組織を含む部分がパーライトに相当する。黒色部分のうちで粒内にラメラ状の組織を含まず、下部組織を含まない部分がフェライトに相当する。黒色部分のうちで輝度が特に低く、直径が１μｍ〜５μｍ程度の球状の部分が炭化物に相当する。黒色部分のうちで粒内に下部組織を含む部分がベイナイトに相当する。下部組織とは、ベイナイト中のラス、ブロック、パケット構造を意味する。従って、黒色部分のうちで粒内にラメラ状の組織を含まず、下部組織を含まない部分の面積率を測定することでフェライトの面積率が得られ、黒色部分のうちで粒内に下部組織を含む部分の面積率を測定することでベイナイトの面積率が得られる。また、白色部分の面積率は、マルテンサイト及び残留オーステナイトの合計面積率である。従って、ベイナイトの面積率並びにマルテンサイト及び残留オーステナイトの合計面積率から硬質組織の面積率が得られる。また、この光学顕微鏡写真から、最大連結フェライト領域およびその二次元等周定数を測定することができる。
フェライトが１５％未満であると、１０％以上の全伸びを確保することが難しいので、フェライトは１５％以上とする。好ましくは２０％以上である。一方、フェライトが８０％を超えると、引張強度が低下し、７８０ＭＰａ以上の引張強度を確保できないので、フェライトは８０％以下とする。好ましくは７０％以下である。
硬質組織：合計で２０％以上８５％以下
硬質組織（ベイナイト、マルテンサイト、残留オーステナイトのいずれか一つ又はこれらの任意の組み合わせからなる）の合計が２０％未満であると、引張強度が低下し、７８０ＭＰａ以上の引張強度を確保できないので、硬質組織は合計で２０％以上とする。好ましくは３０％以上である。
一方、硬質組織が合計で８５％を超えると、延性が低下するので、硬質組織は、合計で８５％以下とする。好ましくは８０％以下である。
表面から深さ３／８ｔの位置から深さｔ／２の位置（ｔ：鋼板の板厚）までの領域における最大連結フェライト領域の面積率：全フェライトの面積に対する面積率で８０％以上
同最大連結フェライト領域の二次元等周定数：０．３５以下
まず、最大連結フェライト領域と二次元等周定数について説明する。図１に、鋼板組織における最大連結フェライト領域１を模式的に示す。最大連結フェライト領域１は、フェライト粒が網目状に連続して連結した組織であり、図１において、細かい斜線の部分が最大連結フェライト領域１で、白色の部分が硬質組織領域２で、粗い斜線の部分が最大連結フェライト領域１ではないフェライト領域３（非最大連結フェライト領域３）である。なお、区別を容易にさせるために、最大連結フェライト領域１と非最大連結フェライト領域３は、斜線の傾斜する方法を互いに反対に示されている。最大連結フェライト領域１の中に複数の硬質組織領域３（白色部）が互いに分離された状態で存在している。また、非最大連結フェライト領域３は、最大連結フェライト領域１から分離されており、非最大連結フェライト領域３は、硬質組織領域３（白色部）で囲まれている。
最大連結フェライト領域は、下記の方法によって決定する。
表面から深さ３／８ｔの位置から深さｔ／２の位置（ｔ：鋼板の板厚）までの領域における５００倍の組織画像を上記の方法で二値化し、その二値化画像においてフェライト領域を示す一つのピクセルを選択する。そして、この選択されたピクセル（フェライト領域を示すピクセルである）に対し、上下左右４方向のいずれかの方向に隣接するピクセルがフェライト領域を示すものである場合は、これら二つのピクセルは同じ連結フェライト領域と判定する。同様にして、順次、上下左右４方向のそれぞれの方向に隣接するピクセルについて連結フェライト領域になっているか否かを判定し、単一の連結フェライト領域の範囲を定める。なお、隣接するピクセルがフェライト領域を示すピクセルでない場合は（すなわち、隣接するピクセルが硬質組織領域を示すピクセルでない場合は）、その部分が連結フェライト領域の縁の部分となる。こうして定められる連結フェライト領域の内、最大のピクセル数を有する領域を、最大連結フェライト領域と特定する。
最大連結フェライト領域の全フェライト領域に対する面積率ＲFは、最大連結フェライト領域の面積ＳMを求め、全フェライト領域の面積ＳFとの比：ＲF＝ＳM／ＳFから算出する。
最大連結フェライト組織の面積率ＲF（％）は、下記式で算出する。
ＲF＝｛最大連結フェライト領域の面積ＳM／全フェライト領域の面積ＳF｝×１００
全フェライト領域の面積ＳF ＝最大連結フェライト領域の面積ＳM＋非最大連結フェライト領域の全面積ＳM’
二次元等周定数Ｋは、下記式で算出する。なお、最大連結フェライト領域の周長ＬMは、上記光学顕微鏡写真において実測することができる。ただし、周長を算出する際、画像データ外枠の4辺のいずれかが、最大連結フェライトの周長の一部に該当する場合、該当する外枠の長さも、最大連結フェライトの周長の一部として取り扱う。
π・（ＬM／２π）2・Ｋ＝ＳM
Ｋ＝ ４πＳM／ＬM 2
ＬM：最大連結フェライト領域の周長
穴広げ試験のように、鋼板に局所的な大変形を施すと、鋼板のネッキング、鋼板組織内でのボイドの発生・連結を経て、鋼板は破断に至る。鋼板がくびれる引張変形では、鋼板の板厚中心部付近に応力が集中し、ボイドは、通常、鋼板表面からｔ／２（ｔ：板厚）の位置（以下「ｔ／２位置」という。）を中心に発生する。また、鋼板が破断に至るまでに、ボイドの連結が起こるが、一定以上の大きさまでボイドが粗大化すると、粗大化したボイドを起点として破壊が起きる。
このような、ｔ／２の位置で発生したボイドの連結に寄与する領域は、ｔ／２位置から、鋼板表面から３ｔ／８（ｔ：板厚）の位置（以下「３ｔ／８位置」という。）までの領域の組織と推察されるので、最大連結フェライト領域の面積率を規定する領域を、表面から深さ３／８ｔの位置から深さｔ／２の位置（ｔ：鋼板の板厚）までの領域と規定した。
最大連結フェライト領域の面積率が、全フェライトの面積に対する面積率で８０％未満であると、最大連結フェライト領域の二次元等周定数を０．３５以下と規定することによるボイドの連結・成長抑制効果が得られないので、最大連結フェライト領域の面積率は、全フェライトに対する面積率で８０％以上とする。好ましくは９０％以上である。
最大連結フェライト領域の二次元等周定数が０．３５を超えると、マルテンサイトがボイド生成サイトとなり、ボイドが生成すると、ボイド周囲のフェライトに応力が集中して、ボイドの連結・成長が進行する。そして、組織中でボイドの生成・成長・連結が連鎖的に起こることで、鋼板は破壊に至る。その結果、鋼板組織において、所要の穴広げ性を確保できないので、最大連結フェライト領域の二次元等周定数は０．３５以下とする。好ましくは、０．２５以下である。二次元等周定数が０．３５よりも大きな組織では、組織中の特定の領域に変形が集中しやすく、一度ボイドが生成すると、ボイド周囲にさらに変形が集中し、ボイドの成長が著しく促進される。したがって、このような組織は破壊に至りやすい。一方で、二次元等周定数が０．３５以下となる組織では、フェライトと硬質組織の界面が複雑形状を有しているため、変形の集中が起こりにくく、ボイド生成が起こりにくい。また、一度ボイドが生成しても、周囲を硬質組織の支柱に覆われているため、変形集中が分散されやすく、ボイドの成長・連結を抑制する。したがって、二次元等周定数が０．３５以下の組織では、破壊が起きにくい。
次に、本発明鋼板の機械特性について説明する。
機械特性
引張強度（ＴＳ）
本発明鋼板の引張強度（ＴＳ）は、自動車の軽量化に十分に寄与する強度として、７８０ＭＰａ以上が好ましい。より好ましくは８００ＭＰａ以上であり、さらに好ましくは、９００ＭＰａ以上である。
穴広げ性
穴拡げ性は、ＪＩＳ Ｚ２２５６、又は、ＪＦＳ Ｔ １００１に規定の穴広げ試験において、試験速度を１ｍｍ／秒として測定した穴広げ率（ＨＥＲ）で３０％以上が好ましい。
延性
延性は、鋼板から、引張方向が圧延方向と直交するＪＩＳ ５号引張試験片を採取し、ＪＩＳ Ｚ ２２４１に規定の引張試験で測定した破断伸びＥｌで、１０％以上が好ましい。
次に、本発明鋼板の好ましい製造方法について説明する。
７８０ＭＰａ以上の引張強度を有し、かつ、優れた延性と穴広げ性を有する本発明鋼板を製造するためには、鋼板組織を制御し、“面積率で、フェライト：１５％以上８０％以下、ベイナイト、マルテンサイト若しくは残留オーステナイト又はこれらの任意の組み合わせからなる硬質組織：合計で２０％以上８５％以下からなり、表面から深さ３／８ｔの位置から深さｔ／２の位置（ｔ：鋼板の板厚）までの領域における最大連結フェライト領域の面積率が、全フェライトの面積に対する面積率で８０％以上であり、かつ、該最大連結フェライト領域の二次元等周定数が０．３５以下である鋼板組織”を形成する必要がある。
この鋼板組織を形成するために、具体的には、
(A)本発明鋼板の成分組成を有する鋼スラブに、１０５０℃以上１２５０℃以下の温度域において、１パス当たりの圧下率３０％以下の圧延を偶数回繰り返すことからなるリバース圧延を、１往復する際の２パス間の圧下率差が１０％以内になるように、１往復以上圧延を施して、粗圧延鋼板とする。
(B)粗圧延鋼板に、８５０℃以上１１５０℃以下の温度で仕上げ圧延を施して熱延鋼板とし、７００℃以下の温度域で巻き取る。その後、熱延鋼板に、酸洗後、冷間圧延を施して冷延鋼板とする。
(C)冷延鋼板に、７４０℃以上９５０℃以下の温度域で連続焼鈍を施す。
これら(A)〜（C）を行うことが好ましい。
以下、工程条件について説明する。先ず、本発明鋼板の成分組成を有する溶鋼を鋳造し、粗圧延に供するスラブを製造する。鋳造方法は、通常の鋳造方法でよく、連続鋳造法、造塊法などを採用できるが、生産性の点で、連続鋳造法が好ましい。
(A)粗圧延工程
粗圧延温度域：１０５０℃以上１２５０℃以下
１パス当たりの圧下率：３０％以下
リバース圧延の回数：１往復以上
１往復する際の２パス間の圧下率差：１０％以下
スラブを、粗圧延の前に、１０５０℃以上１２５０℃以下の溶体化温度域に加熱するのが好ましい。加熱保持時間は特に規定しないが、穴広げ性を向上させるために、加熱温度に３０分間以上保持することが好ましい。加熱保持時間は、過度のスケールロスを抑制するため、１０時間以下が好ましく、５時間以下がより好ましい。鋳造後のスラブの温度が１０５０℃以上１２５０℃以下であれば、該温度域に加熱保持せず、そのまま粗圧延に供し、直送圧延又は直接圧延を行ってもよい。
次に、スラブにリバース圧延で粗圧延を施すことで、凝固時に形成したスラブのＭｎ偏析部を、一方向に伸びる板状の偏析部にすることなく、複雑形状にすることができる。Ｍｎ偏析部が複雑形状になる機構を図２〜４に基づいて説明する。
図２（ａ）に示すように、粗圧延を開始する前のスラブ１０においては、Ｍｎ等の合金元素が濃化した部分１１（以下、「Ｍｎ偏析部１１」という）が、スラブ１０の表面から内部に向かってほぼ垂直に成長した状態になっている。
一方、粗圧延では、図２（ｂ）に示すように、圧延の１パスごとに、スラブ１０の表面は圧延の進行方向に伸ばされることとなる。なお、圧延の進行方向とは、圧延ロールに対してスラブ１０が進行していく方向であり、図２中の矢印Ｘの方向で示される。そして、このようにスラブ１０の表面が圧延の進行方向に伸ばされることにより、スラブ１０の表面から内部に向かって成長しているＭｎ偏析部１１は、圧延の１パスごとに傾斜した状態にされる。
ここで、粗圧延の各パスにおけるスラブ１０の進行方向Ｘが常に同じ方向であるいわゆる一方向圧延の場合、図３（ａ）に示すように、Ｍｎ偏析部１１は、ほほ真っ直ぐな状態を保ったまま、各パスごとに同じ方向に向かって徐々に傾斜が強くなっていく。そして、粗圧延の終了時には、Ｍｎ偏析部１１は、ほほ真っ直ぐな状態を保ったまま、スラブ１０の表面に対してほぼ平行な姿勢となり、扁平なバンド状組織が形成されてしまう。その結果、変形時にボイドが連結し易くなり、穴広げ性が低下してしまう。
一方、粗圧延の各パスにおけるスラブ１０の進行方向が交互に反対の方向となるリバース圧延の場合は、図４（ａ）に示すように、直前のパスで傾斜させられたＭｎ偏析部１１が、次のパスでは逆の方向に傾斜させられることとなり、その結果、Ｍｎ偏析部１１は折れ曲がった形状となる。このため、リバース圧延においては、交互に反対の方向となる各パスが繰り返し行われることにより、図４（ａ）に示すように、Ｍｎ偏析部１１が複雑に折れ曲がった形状となる。なお、本明細書では、このようにリバース圧延にによって複雑に折れ曲がった形状となったＭｎ偏析部１１の形状を「複雑形状」と呼ぶことがある。こうしてリバース圧延によってＭｎ偏析部１１を複雑形状にすることにより、後工程において、バンド状組織の形成を抑制して、フェライトが網目状に複雑に入り組んだ組織を形成することができる。Ｍｎは、オーステナイトを安定化させる働きを持つ元素であるため、Ｍｎ偏析部１１にはオーステナイトが形成しやすくなり、一方、Ｍｎが偏析していない領域にはフェライトが形成しやすくなる。リバース圧延によってＭｎ偏析部１１を複雑形状にしておくと、のちの焼鈍工程において、オーステナイト中にフェライトを生成させる過程で、Ｍｎ偏析部１１をよけてフェライトが生成するようになり、網目状のフェライトが形成され、その結果、最大連結フェライト領域の面積率が、全フェライトの面積に対する面積率で、８０％以上となると考えられる。また、Ｍｎ偏析部１１を複雑形状にしておくことで、フェライトと硬質組織の界面も複雑形状となり、最大連結フェライト領域の二次元等周定数が０．３５以下となると考えられる。
なお、Ｍｎ偏析部１１を所望の複雑形状（焼鈍工程において、最大連結フェライト領域の面積率が、全フェライトの面積に対する面積率で８０％以上となり、最大連結フェライト領域の二次元等周定数が０．３５以下となる複雑形状）にするためには、リバース圧延は１往復以上が好ましく、より好ましくは２往復以上である。ただし、１０往復以上施すと十分な仕上げ圧延温度を確保することが難しくなるので、１０往復以下とする。好ましくは８往復以下である。また、進行方向が互いに反対の方向となる各パスは、同じ回数ずつ行われることが望ましい。例えば図４（ａ）中に矢印Ｘで示した右向きのパス（圧延）と左向きのパス（圧延）が同じ回数ずつ行われることが望ましい。しかしながら、一般の粗圧延ラインでは、粗圧延の入側と出側はロールを挟んで反対側に位置する。このため、粗圧延の入側と出側に向かう方向のパス（圧延）が一回多くなる。そうすると、最後のパス（圧延）でＭｎ偏析部１１が扁平な形状となり、バンド状組織が形成されやすくなる。このような、熱間圧延ラインで粗圧延をする場合には、粗圧延板を最後に入側から出側に送る際の圧下率（リバース圧延後最終パス圧下率）を５％以下にすることが好ましく、ロール間を開けて圧延を省略（圧下率０％）することがより好ましい。
粗圧延温度域が１０５０℃未満であると、仕上げ圧延において、８５０℃以上で圧延を完了することが難しくなり、フェライトの形状が不良となるので、粗圧延温度域は１０５０℃以上が好ましい。より好ましくは１１００℃以上である。粗圧延温度域が１２５０℃を超えると、スケールロスが増大するうえ、スラブ割れが発生する懸念が生じるので、粗圧延温度域は１２５０℃以下が好ましい。より好ましくは１２００℃以下である。
粗圧延における１パス当たりの圧下量が３０％を超えると、圧延時の剪断応力が大きくなって、Ｍｎ偏析部がバンド状になり、複雑形状にすることができないので、粗圧延における１パス当たりの圧下量は３０％以下とする。圧下量が小さいほど、圧延時の剪断歪みが小さくなり、バンド組織の形成を抑制できるので、圧下率の下限は特に定めないが、生産性の観点から、１０％以上が好ましい。
リバース圧延において、一往復の圧延に含まれる２パス間の圧下量に差があると、いずれかの方向にＭｎ偏析部が倒れこみ、Ｍｎ偏析部を複雑形状に制御できない。そのため、粗圧延時、リバース圧延の一往復に含まれる２パス間の圧下量差は、１０％以内とする。好ましくは、５％以内である。さらに好ましくは３％以内である。
(B)仕上げ圧延および冷間圧延
(B-1)仕上げ圧延
仕上げ圧延温度：８５０℃以上１１５０℃以下
巻取温度：７００℃以下
仕上げ圧延温度が８５０℃未満であると、再結晶が十分に起きず、圧延方向に延伸した組織となり、後工程で、延伸組織に起因したバンド組織が生成するので、仕上げ圧延温度は８５０℃以上が好ましい。より好ましくは９００℃以上である。一方、仕上げ圧延温度が１１５０℃を超えると、スケールロスが増加し、歩留まりが低下するので、仕上げ圧延温度は１１５０℃以下が好ましい。より好ましくは１１００℃以下である。
巻取温度が７００℃を超えると、内部酸化によって表面性状が低下するので、巻取温度は７００℃以下が好ましい。鋼板組織を、マルテンサイト又はベイナイトの均質組織とすると、焼鈍で、均質な組織を形成し易いので、巻取温度は４５０℃以下がより好ましく、５０℃以下がさらに好ましい。
(B-2)冷間圧延
熱延鋼板を、酸洗後、冷間圧延に供し、冷延鋼板とする。鋼板組織を、均質、微細化する点で、圧下率は５０％以上が好ましい。なお、酸洗は、通常の酸洗でよい。
(C)焼鈍工程
焼鈍温度域：Ａｃ１℃以上（Ａｃ３＋１００）℃以下
冷延鋼板に、Ａｃ１℃以上（Ａｃ３＋１００）℃以下の温度域で連続焼鈍を施す。焼鈍温度域がＡｃ１℃未満であると、オーステナイト変態が十分に起きず、ベイナイト及びマルテンサイトからなる硬質組織を、所要の面積率で確保できないので、焼鈍温度域はＡｃ１℃以上が好ましい。より好ましくは（Ａｃ１＋１０）℃以上である。
ここで、Ａｃ１とＡｃ３は、各鋼の成分から定義される温度であり、「％元素」をその元素の含有量（質量％）、例えば「％Ｍｎ」をＭｎ含有量（質量％）とすると、それぞれ以下の式１、式２で表される。
Ａｃ１(℃)=723-10.7(%Mn)-16.9(%Ni)+29.1(%Si)+16.9(%Cr) （式１）
Ａｃ３(℃)=910-203（%C）１／２-15.2(%Ni)+44.7(%Si)+104(%V)+31.5(%Mo) （式２）
一方、焼鈍温度域が（Ａｃ３＋１００）℃を超えると、生産性が低下するだけでなく、オーステナイト粒が粗大化し、フェライトが生成し難くなり、延性が低下するので、焼鈍温度域は（Ａｃ３＋１００）℃以下が好ましい。より好ましくは（Ａｃ３＋５０）℃以下である。
未再結晶を完全になくし、均質組織を安定して確保する点で、焼鈍時間は６０秒以上が好ましい。より好ましくは２４０秒以上である。
フェライトを所要の面積率で確保するため、鋼板を、焼鈍後、５５０℃以上Ａｃ１℃以下の温度域における平均冷却速度を２℃／秒以上１０℃／秒以下として冷却することが好ましい。ベイナイト及びマルテンサイトの延性を確保して、穴広げ性の向上を図るため、上記温度域から、２００℃以上３５０℃以下の温度域まで、３５℃／秒以上の平均冷却速度で冷却し、その後、２００℃以上５５０℃以下の温度域に、２００秒以上保持することが好ましい。
次に、本発明の実施例について説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
（実施例１）
表１に示す成分組成の溶鋼を鋳造し、熱間圧延に供するスラブを製造した。
Figure 0006418363
表１に示す成分組成のスラブの内、一部のサンプルについては、粗圧延工程に供する前のスラブに、幅方向から３５％の圧縮加工の後、厚さ方向から３５％圧縮加工する多軸圧延を３回施す、「多軸圧延工程」を施した。次いで、表２に示す熱間圧延条件に従って、粗圧延及び仕上げ圧延工程を施した。ただし、粗圧延を一方向圧延によって施したもの（供試材５）については、「粗圧延圧延回数」に、粗圧延の全パス数を記載し、「1往復する際の2パス間の最大圧下率差」には、一方向圧延における前後2パス間の最大圧下率差を記載した。熱間圧延工程の後、表３に示す条件で、冷間圧延、及び、連続焼鈍を施し、鋼板を製造した。表３中、連続焼鈍工程における「平均冷却速度*１」は、５５０℃以上Ａｃ１℃以下の温度域における平均冷却速度であり、「平均冷却速度*２」は、Ａｃ１℃以下の温度域から、２００℃以上３５０℃以下の温度域まで（冷却停止温度まで）の平均冷却速度である。
Figure 0006418363
Figure 0006418363
焼鈍済みの鋼板（以下単に「鋼板」という。）について、以下の試験と観察を行った。結果を表４に纏めて示す。
(1)引張試験
鋼板から、圧延方向に直角な方向を長手方向とするＪＩＳ５号引張試験片を採取し、ＪＩＳ Ｚ ２２４１に準拠する引張試験で、引張特性（降伏強度ＹＳ、引張強度ＴＳ、全伸びＥｌ）を測定した。
(2)穴広げ試験
鋼板から、９０ｍｍ角の試験片を採取し、ＪＩＳ Ｚ ２２５６の規定に準拠する穴広げ試験を、試験速度１ｍｍ／秒で行い、穴広げ性を調査した。
また、目視により鋼板製造時に外観検査を行った。外観検査は、下記の方法によって行った。まず、製造した鋼板の任意の領域から長手方向に１ｍ以上の間隔をあけて、幅１ｍ×長さ１ｍｍ領域の鋼板を１０枚採取し、その表面を脱脂、洗浄し、試験片とした。試験片表面を目視によって観察し、１０枚すべての試験片において、幅０．２ｍｍ以上、長さ５０ｍｍ以上の粗大な線状疵が１本以上見られる場合には、表面性状を不良とした。また、試験片表面に、幅０．２ｍｍ以上、長さ５０ｍｍ以上の粗大な表面疵は見られないが、幅０．２ｍｍ以上、長さ１０ｍｍ以上５０ｍｍ未満の表面疵が１本以上見られる場合には、表面性状を良とした。また、試験片表面に、幅０．２ｍｍ以上、長さ１０ｍｍ以上の粗大な線状模様が見られない場合には、表面性状は優とした。この結果を表４に示す。
また、目視により鋼板製造時に外観検査を行った。外観検査は、下記の方法によって行った。まず、製造した鋼板の任意の領域から長手方向に１ｍ以上の間隔をあけて、幅１ｍ×長さ１ｍｍ領域の鋼板を１０枚採取し、その表面を脱脂、洗浄し、試験片とした。試験片表面を目視によって観察し、１０枚すべての試験片において、幅０．２ｍｍ以上、長さ１０ｍｍ以上の粗大な線状模様が１本以上見られる場合には、表面性状を不良とした。また、試験片表面に、幅０．２ｍｍ以上、長さ１０ｍｍ以上の粗大な線状模様が一本も見られない場合には、表面性状は良とした。
また、目視により成形時の外観検査を行った。外観検査は、下記の方法によって行った。まず、鋼板を、幅４０ｍｍ×長さ１００ｍｍに切断し、その表面を金属光沢が見られるまで研磨して試験片とした。試験片を、板厚ｔと曲げ半径Ｒとの比（Ｒ／ｔ）が２．０、２．５の２水準で、曲げ稜線が圧延方向となる条件で９０度Ｖ曲げ試験を行った。試験後、曲げ部の表面性状を目視で観察した。比（Ｒ／ｔ）が２．５の試験において表面に凹凸模様又は亀裂が認められた場合には不良と判断した。比（Ｒ／ｔ）が２．５の試験で凹凸模様及び亀裂は認められないが、比（Ｒ／ｔ）が２．０の試験の試験において表面に凹凸模様又は亀裂が認められた場合は良と判断した。比（Ｒ／ｔ）が２．５の試験及び比（Ｒ／ｔ）が２．０の試験のいずれにおいても、表面に凹凸模様及び亀裂が認められない場合は優と判断した。この結果も表４に示す。
(3)組織観察
鋼板組織は、鋼板の幅の１／４の位置において、圧延方向に対し平行な板厚断面を、レペラーエッチングにより腐食する。次いで、光学顕微鏡を用いて、鋼板の表面からの深さが３ｔ／８からｔ／２までの領域の板厚断面を撮像する。このとき、例えば倍率は５００倍とする。レペラーエッチング液を用いた腐食により観察面が概ね黒色部分及び白色部分に区別できる。そして、黒色部分に、フェライト、ベイナイト、炭化物及びパーライトが含まれ得る。黒色部分のうちで粒内にラメラ状の組織を含む部分がパーライトに相当する。黒色部分のうちで粒内にラメラ状の組織を含まず、下部組織を含まない部分がフェライトに相当する。黒色部分のうちで輝度が特に低く、直径が１μｍ〜５μｍ程度の球状の部分が炭化物に相当する。黒色部分のうちで粒内に下部組織を含む部分がベイナイトに相当する。従って、黒色部分のうちで粒内にラメラ状の組織を含まず、下部組織を含まない部分の面積率を測定することでフェライトの面積率が得られ、黒色部分のうちで粒内に下部組織を含む部分の面積率を測定することでベイナイトの面積率が得られる。また、白色部分の面積率は、マルテンサイト及び残留オーステナイトの合計面積率である。従って、ベイナイトの面積率並びにマルテンサイト及び残留オーステナイトの合計面積率から硬質組織の面積率が得られる。この光学顕微鏡写真から、最大連結フェライト領域およびその二次元等周定数を算出した。
最大連結フェライト領域は、鋼板組織中のフェライト領域において、硬質組織で分断されることなく、連続的につながっている領域の内で、最も高い面積を有するフェライト領域であり、その面積率と二次元等周定数は、以下の方法で算出する。
(3-1)最大連結フェライト領域の全フェライト領域に対する面積率
鋼板表面から深さ３／８ｔの位置から深さｔ／２の位置（ｔ：鋼板の板厚）までの領域における５００倍の組織画像を上記の方法で二値化し、二値化画像におけるフェライト領域を示す一つのピクセルを中心として、上下左右４方向に隣接するフェライト領域のピクセルを繋ぎ合わせた領域の内、最大のピクセル数を有する領域を、最大連結フェライト領域と特定する。
最大連結フェライト領域の全フェライト領域に対する面積率ＲFは、最大連結フェライト領域の面積ＳMを求め、全フェライト領域の面積ＳFとの比：ＲF＝ＳM／ＳFから算出した。
(3-2)二次元等周定数
最大連結フェライト領域の二次元等周定数Ｋは、最大連結フェライト領域の面積ＳMとその周長ＬMから、以下の式にしたがって算出した。
Ｋ＝４πＳM／ＬM 2（π：円周率）
Figure 0006418363
 表１〜４において、下線を付した数値は、本発明の範囲外または好ましい製造条件の範囲外にあることを示している。
表４において、供試材Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４、Ｎｏ．９、Ｎｏ．１３、Ｎｏ．１４、Ｎｏ．１５、Ｎｏ．１６、Ｎｏ．１７、Ｎｏ．１８、Ｎｏ．１９、Ｎｏ．２０、Ｎｏ．２１、Ｎｏ．２２、Ｎｏ．２３、Ｎｏ．２４、Ｎｏ．２５、Ｎｏ．２６、Ｎｏ．２７、Ｎｏ．２９、Ｎｏ．３０、Ｎｏ．３１、Ｎｏ．３２、Ｎｏ．３３、Ｎｏ．３４、Ｎｏ．３５、及び、Ｎｏ．３６は、本発明の条件をすべて満足する発明例である。
発明例の鋼板では、表面から深さ３／８ｔの位置から深さｔ／２の位置（ｔ：鋼板の板厚）までの領域における最大連結フェライト領域の二次元等周定数が０．３５以下であり、１ｍｍ／秒という速い試験速度（加工速度）における穴広げ試験での穴広げ性に優れている。
一方、供試材Ｎｏ．１、Ｎｏ．１１、及び、Ｎｏ．１２では、成分組成が、本発明の成分組成から外れており、本発明の範囲を外れて、高いフェライト面積率、低いベイナイト及びマルテンサイト面積率を有するため、７８０ＭＰａ以上の引張強度が得られていない。
供試材Ｎｏ．８は、フェライトおよび硬質組織の面積率が本発明の範囲から外れているため、引張強度が低い。供試材Ｎｏ．１０は、フェライトの面積率、最大連結フェライト領域の面積率が本発明の範囲から外れているため、伸びが低い。供試材Ｎｏ．５、Ｎｏ．６、Ｎｏ．７、Ｎｏ．２８、及び、Ｎｏ．３７では、最大連結フェライト領域の面積率、二次元等周定数が本発明の範囲から外れており、穴広げ性が劣位である。
前述したように、本発明によれば、７８０ＭＰａ以上の引張強度を有し、かつ、優れた延性と穴広げ性を有する高強度鋼板を提供することができる。さらに、本発明の高強度鋼板は、自動車の車体のように、プレス成形が施される鋼板、中でも、従来適用が困難であった、延性及び伸びフランジ成形が必要不可欠となる鋼板に適しているので、本発明は、鋼板製造・加工産業及び自動車産業において利用可能性が高いものである。
１ 最大連結フェライト領域
２ 硬質組織領域
３ 非最大連結フェライト領域
１０ スラブ
１１ Ｍｎ偏析部

Claims (5)

  1. 成分組成が、質量％で、Ｃ：０．０５％以上０．３０％以下、Ｓｉ：０．０５％以上６．００％以下、Ｍｎ：１．５０％以上１０．００％以下、Ｐ：０．０００％以上０．１００％以下、Ｓ：０．０００％以上０．０１０％以下、ｓｏｌ.Ａｌ：０．０１０％以上１．０００％以下、Ｎ：０．０００％以上０．０１０％以下、Ｔｉ：０．０００％以上０．２００％以下、Ｎｂ：０．０００％以上０．２００％以下、Ｖ：０．０００％以上０．２００％以下、Ｃｒ：０．０００％以上１．０００％以下、Ｍｏ：０．０００％以上１．０００％以下、Ｃｕ：０．０００％以上１．０００％以下、Ｎｉ：０．０００％以上１．０００％以下、Ｃａ：０．００００％以上０．０１００％以下、Ｍｇ：０．００００％以上０．０１００％以下、ＲＥＭ：０．００００％以上０．０１００％以下、Ｚｒ：０．００００％以上０．０１００％以下、Ｗ：０．００００％以上０．０１００％以下、Ｂ：０．００００％以上０．００３０％以下、残部：Ｆｅ及び不可避的不純物からなる鋼板において、
    鋼板組織が、面積率で、フェライト：１５％以上８０％以下、ベイナイト、マルテンサイト、残留オーステナイトのいずれか一つ又はこれらの任意の組み合わせからなる硬質組織：合計で２０％以上８５％以下からなり、
    表面から深さ３／８ｔの位置から深さｔ／２の位置（ｔ：鋼板の板厚）までの領域における最大連結フェライト領域の面積率が、全フェライトの面積に対する面積率で、８０％以上であり、かつ、該最大連結フェライト領域の二次元等周定数が０．３５以下であることを特徴とする優れた延性と穴広げ性を有する高強度鋼板。
  2. 質量％で、Ｔｉ：０．００３％以上０．２００％以下、Ｎｂ：０．００３％以上０．２００％以下、及び、Ｖ：０．００３％以上０．２００％以下の１種又は２種以上を含むことを特徴とする請求項１に記載の優れた延性と穴広げ性を有する高強度鋼板。
  3. 質量％で、Ｃｒ：０．００５％以上１．０００％以下、Ｍｏ：０．００５％以上１．０００％以下、Ｃｕ：０．００５％以上１．０００％以下、及び、Ｎｉ：０．００５％以上１．０００％以下の１種又は２種以上を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の優れた延性と穴広げ性を有する高強度鋼板。
  4. 質量％で、Ｃａ：０．０００３％以上０．０１００％以下、Ｍｇ：０．０００３％以上０．０１００％以下、ＲＥＭ：０．０００３％以上０．０１００％以下、Ｚｒ：０．０００３％以上０．０１００％以下、及び、Ｗ：０．０００３％以上０．００５０％以下の１種又は２種以上を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の優れた延性と穴広げ性を有する高強度鋼板。
  5. 質量％で、Ｂ：０．０００１％以上０．００３０％以下を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の優れた延性と穴広げ性を有する高強度鋼板。
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