JP7043958B2 - 鋼板部材及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は鋼板部材及びその製造方法に関し、特にマルテンサイトを含む硬質領域とフェライト及びパーライトを含む軟質領域とを備える鋼板部材及びその製造方法に関する。

近年、例えば自動車用構造部材として、耐衝撃性を向上させるため、衝撃に耐える硬質領域と衝撃を吸収する軟質領域とを備えた鋼板部材が開発されている。特許文献１には、鋼板部材の一部の領域のみをオーステナイト変態完了温度Ａ３よりも高温まで加熱して焼き入れることによって、１枚の鋼板部材に硬質領域と軟質領域とを形成する手法が開示されている。

特開２０１２－１４４７７３号公報

発明者らは、硬質領域と軟質領域とを備える鋼板部材及びその製造方法に関し、以下の問題点を見出した。
特許文献１に開示されたように、鋼板部材の一部の領域のみをオーステナイト変態完了温度Ａ３よりも高温まで加熱した場合、その領域のミクロ組織はオーステナイト単相に変化する。そのため、焼入れ後、その領域はマルテンサイトからなる硬質領域となる。他方、オーステナイト変態開始温度Ａ１よりも低温までしか加熱されなかった領域では、オーステナイトは発現しない。そのため、焼入れ後も、その領域は、焼入れ前と同様にフェライト及びパーライトからなる軟質領域となる。

ここで、硬質領域と軟質領域との間の境界領域では、必然的にオーステナイト変態開始温度Ａ１とオーステナイト変態完了温度Ａ３との間の温度に加熱され、フェライト及びパーライトの一部がオーステナイトに変化する。そのため、焼入れ後、境界領域は、硬質なマルテンサイトと軟質なフェライト及びパーライトとが混在した不安定なミクロ組織を有することになる。その結果、硬質領域と軟質領域との間の境界領域において割れが発生し易く、局部延性や曲げ性に劣るという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって、硬質領域と軟質領域との間の境界領域における割れが抑制された鋼板部材及びその製造方法を提供するものである。

本発明の一態様に係る鋼板部材の製造方法は、
オーステナイト変態完了温度Ａ３よりも高温に鋼板部材を加熱した後、上部臨界冷却速度よりも速い冷却速度で前記鋼板部材を冷却する焼入れステップと、
焼入れ後の前記鋼板部材を再加熱して軟化させる焼戻しステップと、を備えた鋼板部材の製造方法であって、
前記焼戻しステップにおいて、
前記鋼板部材の第１領域は再加熱せずに、前記鋼板部材の第２領域をオーステナイト変態開始温度Ａ１とオーステナイト変態完了温度Ａ３との間の温度に再加熱した後、下部臨界冷却速度よりも遅い冷却速度で前記鋼板部材を冷却することによって、
前記第１領域にマルテンサイトからなる硬質領域が形成され、
前記第２領域にフェライト及びパーライトに加えて焼戻しマルテンサイトを含む軟質領域が形成され、
前記第１領域と前記第２領域との間の境界領域に、焼戻しマルテンサイトのみからなる領域が形成されるものである。

本発明の一態様に係る鋼板部材の製造方法では、焼戻しステップにおいて、鋼板部材の第１領域は再加熱せずに、鋼板部材の第２領域をオーステナイト変態開始温度Ａ１とオーステナイト変態完了温度Ａ３との間の温度に再加熱した後、下部臨界冷却速度よりも遅い冷却速度で前記鋼板部材を冷却することによって、第１領域にマルテンサイトからなる硬質領域が形成され、第２領域にフェライト及びパーライトに加えて焼戻しマルテンサイトを含む軟質領域が形成され、第１領域と第２領域との間の境界領域に、焼戻しマルテンサイトのみからなる領域が形成される。すなわち、境界領域に硬質なマルテンサイトと軟質なフェライト及びパーライトとが混在した不安定なミクロ組織が形成されないため、境界領域における割れを抑制することができる。

前記焼戻しステップにおいて、誘導加熱によって前記鋼板部材の第２領域を再加熱してもよい。
このような構成により、鋼板部材の第２領域を急速加熱することができると共に、オーステナイト変態開始温度Ａ１とオーステナイト変態完了温度Ａ３との間の温度に精度よく保持することができる。

前記焼入れステップにおいて、前記鋼板部材を加熱した後、前記鋼板部材を冷却する前に、前記鋼板部材をプレス成形してもよい。
このような構成により、冷間プレスにおいて発生するスプリングバックを回避しつつ、プレス成形後の冷却によって高強度な鋼板部材を得ることができる。

前記焼戻しステップにおいて、前記境界領域は前記第２領域からの熱伝導によってオーステナイト変態開始温度Ａ１よりも低温に加熱され、前記境界領域の組織がマルテンサイトから焼戻しマルテンサイトに変化する。

本発明の一態様に係る鋼板部材は、
マルテンサイトからなる硬質領域と、
フェライト及びパーライトを含む軟質領域と、
前記硬質領域と前記軟質領域との間に形成された境界領域と、を備えた鋼板部材であって、
前記軟質領域は、焼戻しマルテンサイトをさらに含み、
前記境界領域は、焼戻しマルテンサイトのみからなる領域を含むものである。

本発明の一態様に係る鋼板部材では、境界領域に焼戻しマルテンサイトのみからなる領域が形成され、境界領域に硬質なマルテンサイトと軟質なフェライト及びパーライトとが混在した不安定なミクロ組織が形成されないため、境界領域における割れを抑制することができる。

本発明により、硬質領域と軟質領域との間の境界領域における割れが抑制された鋼板部材及びその製造方法を提供することができる。

第１の実施形態に係る鋼板部材の製造方法を示す温度チャートである。 部分焼戻しステップにおける鋼板部材のミクロ組織変化を示す模式平面図である。 第１の実施形態に係る鋼板部材の模式平面図である。 第１の実施形態の比較例に係る鋼板部材の製造方法を示す温度チャートである。 第１の実施形態の比較例に係る鋼板部材の模式平面図である。 第２の実施形態に係る鋼板部材の製造方法に用いる誘導加熱装置の模式斜視図である。 厚さの異なる鋼板を誘導加熱した場合の温度チャートである。 第２の実施形態の実施例に係る部分焼戻しの条件を示す温度チャートである。 第２の実施形態の実施例に係る鋼板部材の製造方法を用いて製造された鋼板部材の硬さ分布を示すグラフである。 第２の実施形態に係る鋼板部材の製造方法を用いて製造された鋼板部材のミクロ組織写真である。 実施例に係る鋼板部材の境界領域１３の硬さと限界曲げ角度とについて比較例に係る鋼板部材の境界領域２３と比較して示したグラフである。

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

（第１の実施形態）
＜鋼板部材の製造方法＞
まず、図１を参照して、第１の実施形態に係る鋼板部材の製造方法について説明する。第１の実施形態に係る鋼板部材の製造方法は、衝撃に耐える硬質領域と衝撃を吸収する軟質領域とを備えた例えば自動車用の鋼板部材の製造方法として好適である。

図１は、第１の実施形態に係る鋼板部材の製造方法を示す温度チャートである。図１の横軸は時間（ｓ）、縦軸は温度（℃）である。図１に示すように、第１の実施形態に係る鋼板部材の製造方法は、焼入れステップと部分焼戻しステップとを備えている。第１の実施形態に係る鋼板部材の製造方法では、焼入れステップを行った後、部分焼戻しステップを行う。

まず、焼入れステップでは、オーステナイト変態完了温度Ａ３よりも高温に鋼板部材全体を加熱する。この際、鋼板部材全体のミクロ組織は、フェライト及びパーライトからオーステナイト単相に変化する。その後、上部臨界冷却速度よりも速い冷却速度で鋼板部材を冷却する。これにより、鋼板部材がマルテンサイト変態し、鋼板部材全体のミクロ組織は硬質なマルテンサイトに変化する。

ここで、鋼板部材を加熱した後、鋼板部材を冷却する前に、鋼板部材をプレス成形することが好ましい。熱間プレスであるため、冷間プレスにおいて発生するスプリングバックを回避しつつ、プレス成形後の焼入れによって高強度な鋼板部材を得ることができる。なお、このような熱間プレスは、一般的にホットスタンプと呼ばれる。特に限定されないが、ホットスタンプ用鋼板としては、例えば厚さ１～４ｍｍ程度のマンガン・ボロン鋼からなる鋼板が用いられる。

次に、部分焼戻しステップでは、鋼板部材の一部の領域のみを再加熱して軟化させる。具体的には、図１に示すように、鋼板部材の第１領域１１は再加熱せずに、鋼板部材の第２領域１２のみをオーステナイト変態開始温度Ａ１とオーステナイト変態完了温度Ａ３との間の温度に再加熱する。この際、第１領域１１と第２領域１２との間の境界領域１３は、第２領域１２からの熱伝導によって、オーステナイト変態開始温度Ａ１よりも低温に加熱され、熱影響を受ける。
なお、通常の焼戻し温度は、オーステナイト変態開始温度Ａ１より低温であるため、第１の実施形態に係る部分焼戻しステップにおける加熱温度は、通常の焼戻し温度よりも高温である。

その後、第２領域１２がマルテンサイト変態しないように、下部臨界冷却速度よりも遅い冷却速度で鋼板部材を冷却する。この際、図１において破線矢印で示したように、オーステナイトからフェライト／パーライトへの変化が完了した後、急冷してもよい。急冷することによって、鋼板部材の製造時間が短縮されるため、生産効率を向上させることができる。

ここで、図１には、ＣＣＴ（Continuous Cooling Transformation）図におけるマルテンサイト変態開始温度Ｍｓ、マルテンサイト変態終了温度Ｍｆ、フェライト／パーライトのノーズが模式的に示されている。すなわち、図１には、オーステナイト変態開始温度Ａ１とオーステナイト変態完了温度Ａ３との間の温度に再加熱された第２領域１２が、下部臨界冷却速度よりも遅い冷却速度で冷却される様子が模式的に示されている。

ここで、図２は、部分焼戻しステップにおける鋼板部材のミクロ組織変化を示す模式平面図である。
まず、図２の左側に示す部分焼戻しステップ前すなわち焼入れステップ後の鋼板部材１０のミクロ組織について説明する。図２の左側に示すように、部分焼戻しステップ前の鋼板部材１０のミクロ組織は、全体がマルテンサイトＭからなる。

次に、図２の中央に示す部分焼戻しステップにおける加熱中の鋼板部材１０のミクロ組織について説明する。図１の温度チャートに示すように、部分焼戻しステップにおける加熱中、鋼板部材１０の第２領域１２のみがオーステナイト変態開始温度Ａ１とオーステナイト変態完了温度Ａ３との間の温度に再加熱される。

そのため、図２の中央に示すように、部分焼戻しステップにおける加熱中、第２領域１２では、マルテンサイトＭが焼戻しマルテンサイトＴＭに変化すると共に、焼戻しマルテンサイトＴＭの一部がさらにオーステナイトＡに変化する。すなわち、第２領域１２のミクロ組織は、焼戻しマルテンサイトＴＭとオーステナイトＡとの混合組織となる。ここで、第２領域１２における境界領域１３近傍では、加熱温度がオーステナイト変態開始温度Ａ１に近づくため、オーステナイトＡの量が少なくなり、焼戻しマルテンサイトＴＭが多くなる。
なお、本明細書における焼戻しマルテンサイトＴＭは、再加熱によって軟化したマルテンサイトＭの総称であって、トールスタイトやソルバイトを含む。

一方、鋼板部材１０の第１領域１１は再加熱されず、熱影響を受けない領域である。そのため、第１領域１１のミクロ組織はマルテンサイトＭから変化しない。
ここで、第１領域１１と第２領域１２との間の境界領域１３は、第２領域１２からの熱伝導によって、オーステナイト変態開始温度Ａ１よりも低温に加熱され、熱影響を受ける。そのため、境界領域１３のミクロ組織は、マルテンサイトＭから焼戻しマルテンサイトＴＭに変化する。

より具体的には、境界領域１３では、第２領域１２からの距離が近い程、オーステナイト変態開始温度Ａ１に近い高温に加熱されている。そのため、境界領域１３の大部分である第２領域１２側のミクロ組織は、焼戻しマルテンサイトＴＭのみからなる。なお、境界領域１３における第１領域１１近傍では、焼戻しマルテンサイトＴＭとマルテンサイトＭとが混在し、マルテンサイトＭのみからなる第１領域１１に近づくにつれて、焼戻しマルテンサイトＴＭが少なくなると共に、マルテンサイトＭが多くなる。
このように、境界領域１３では、第２領域１２からの距離が近い程、高温に加熱された焼戻しマルテンサイトＴＭを含むため、硬質な第１領域１１側から軟質な第２領域１２側に向かって徐々に軟質になる。

次に、図２の右側に示す部分焼戻しステップ後の鋼板部材１０のミクロ組織について説明する。図１に示したように、部分焼戻しステップにおける冷却過程では、下部臨界冷却速度よりも遅い冷却速度で鋼板部材１０を冷却する。そのため、図２の右側に示すように、加熱中に発現した第２領域１２のオーステナイトＡがフェライト及びパーライト（フェライト／パーライト）ＦＰに変化する。その結果、第２領域１２のミクロ組織は、焼戻しマルテンサイトＴＭとフェライト／パーライトＦＰとの混合組織となる。第１領域１１のミクロ組織はマルテンサイトＭから変化しない。境界領域１３のミクロ組織も、焼戻しマルテンサイトＴＭから変化しない。

なお、第２領域１２をオーステナイト変態完了温度Ａ３よりも高温まで再加熱すると、冷却後の第２領域１２がフェライト／パーライトＦＰのみからなるミクロ組織となり、充分な強度が得られなくなる。そのため、第２領域１２にフェライト／パーライトＦＰのみからなる領域が発生しないように、再加熱時に冷却前の第２領域１２の温度をオーステナイト変態完了温度Ａ３以下とする。

＜鋼板部材の構成＞
次に、図３を参照して、第１の実施形態に係る鋼板部材について説明する。図３は、第１の実施形態に係る鋼板部材の模式平面図である。第１の実施形態に係る鋼板部材は、図１に示した第１の実施形態に係る鋼板部材の製造方法を用いて製造された鋼板部材である。

図３に示すように、第１の実施形態に係る鋼板部材１０は、第１領域１１、第２領域１２、境界領域１３を備えている。図３には、第１領域１１、第２領域１２、境界領域１３それぞれのミクロ組織が模式的に図示されている。
なお、図３に示された鋼板部材１０のミクロ組織は、図２の右側に示された部分焼戻しステップ後の鋼板部材１０のミクロ組織と一致している。

図３に示すように、第１領域１１は、硬質なマルテンサイトＭからなる硬質領域である。第２領域１２は、軟質なフェライトＦ及びパーライトＰ（フェライト／パーライトＦＰ）と、軟質な焼戻しマルテンサイトＴＭとからなる軟質領域である。境界領域１３は、第１領域１１と第２領域１２との間に形成されている。境界領域１３の大部分である第２領域１２側では、焼戻しマルテンサイトＴＭのみからなるミクロ組織となる。なお、境界領域１３における第１領域１１近傍では、焼戻しマルテンサイトＴＭとマルテンサイトＭとが混在し、第１領域１１に近づくにつれて、焼戻しマルテンサイトＴＭが少なくなると共に、マルテンサイトＭが多くなる。

＜比較例に係る鋼板部材及びその製造方法＞
ここで、図４、図５を参照して、第１の実施形態の比較例に係る鋼板部材及びその製造方法について説明する。図４は、第１の実施形態の比較例に係る鋼板部材の製造方法を示す温度チャートである。図５は、第１の実施形態の比較例に係る鋼板部材の模式平面図である。
まず、図４を参照して、比較例に係る鋼板部材の製造方法について説明する。図４の横軸は時間（ｓ）、縦軸は温度（℃）である。図４に示すように、比較例に係る鋼板部材の製造方法は、部分焼入れステップのみを備えている。

部分焼入れステップでは、鋼板部材の一部の領域のみをオーステナイト変態完了温度Ａ３よりも高温に加熱する。具体的には、図４に示すように、鋼板部材の第２領域２２は加熱せずに、鋼板部材の第１領域２１のみをオーステナイト変態完了温度Ａ３よりも高温に加熱する。そのため、第１領域２１のミクロ組織は、フェライト及びパーライトからオーステナイト単相に変化する。
なお、第２領域２２は、オーステナイト変態開始温度Ａ１よりも低温に加熱された領域を含む。第２領域２２のミクロ組織は、フェライト及びパーライトから変化しない。

そして、第１領域２１と第２領域２２との間の境界領域２３は、第２領域２２からの熱伝導によって、オーステナイト変態開始温度Ａ１とオーステナイト変態完了温度Ａ３との間の温度に加熱される。そのため、境界領域２３のミクロ組織は、フェライト及びパーライトの一部がオーステナイトに変化する。すなわち、境界領域２３のミクロ組織は、フェライト及びパーライトとオーステナイトとの混合組織となる。

その後、上部臨界冷却速度よりも速い冷却速度で鋼板部材を冷却する。これにより、全てのオーステナイトがマルテンサイト変態し、第１領域２１のミクロ組織は硬質なマルテンサイトに変化する。また、境界領域２３のミクロ組織は、軟質なフェライト及びパーライトと硬質なマルテンサイトとの混合組織となる。なお、第２領域２２のミクロ組織は、フェライト及びパーライトから変化しない。

次に、図５を参照して、第１の実施形態の比較例に係る鋼板部材について説明する。比較例に係る鋼板部材は、図４に示した比較例に係る鋼板部材の製造方法を用いて製造された鋼板部材である。図５に示すように、比較例に係る鋼板部材２０は、第１領域２１、第２領域２２、境界領域２３を備えている。図５には、第１領域２１、第２領域２２、境界領域２３それぞれのミクロ組織が模式的に図示されている。

図５に示すように、第１領域２１は、硬質なマルテンサイトからなる硬質領域である。第２領域２２は、軟質なフェライトＦ及びパーライトＰ（フェライト／パーライトＦＰ）からなる軟質領域である。境界領域２３は、第１領域２１と第２領域２２との間に形成されており、軟質なフェライト／パーライトＦＰと硬質なマルテンサイトＭとの混合組織となる。

このように、比較例に係る鋼板部材２０では、境界領域２３が、硬質なマルテンサイトＭと軟質なフェライト／パーライトＦＰとが混在した不安定なミクロ組織を有している。そのため、硬質領域と軟質領域との間の境界領域において割れが発生し易い。

＜第１の実施形態に係る鋼板部材及びその製造方法による効果＞
次に、第１の実施形態に係る鋼板部材及びその製造方法による効果について説明する。
上述の通り、図５に示した比較例に係る鋼板部材２０では、境界領域２３が、硬質なマルテンサイトＭと軟質なフェライト／パーライトＦＰとが混在した不安定なミクロ組織を有している。これに対し、第１の実施形態に係る鋼板部材１０では、図３に示すように、境界領域１３は、焼戻しマルテンサイトＴＭのみからなるミクロ組織を有する。そのため、硬質な第１領域１１と軟質な第２領域１２との間の境界領域１３における割れを抑制することができる。なお、境界領域１３における第１領域１１近傍では、焼戻しマルテンサイトＴＭとマルテンサイトＭとが混在するが、隣接する両者の硬度差が小さいため、割れを抑制することができる。

さらに、第１の実施形態に係る鋼板部材１０の境界領域１３では、部分焼戻しステップにおいて加熱された第２領域１２からの距離が近い程、高温に加熱されているため、軟質になる。すなわち、第１の実施形態に係る鋼板部材１０の境界領域１３では、硬質な第１領域１１側から軟質な第２領域１２側に向かって徐々に軟質になっている。そのため、硬質な第１領域１１と軟質な第２領域１２との間の境界領域１３における割れを、さらに効果的に抑制することができる。

なお、第１の実施形態に係る鋼板部材１０では、軟質領域である第２領域１２が、フェライト／パーライトＦＰと焼戻しマルテンサイトＴＭとが混在したミクロ組織を有している。しかしながら、フェライト／パーライトＦＰも、オーステナイト変態開始温度Ａ１まで加熱された焼戻しマルテンサイトＴＭも軟質であるため、第２領域１２においても割れは発生し難い。

（第２の実施形態）
次に、図６を参照して、第２の実施形態に係る鋼板部材の製造方法について説明する。図６は、第２の実施形態に係る鋼板部材の製造方法に用いる誘導加熱装置の模式斜視図である。第１の実施形態に係る鋼板部材の製造方法では、部分焼戻しステップにおける鋼板部材１０の加熱方法は特に限定されない。これに対し、第２の実施形態に係る鋼板部材の製造方法では、部分焼戻しステップにおける鋼板部材１０の加熱に、図６に示した誘導加熱装置３０を用いる。それ以外については、第１の実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。

図６に示すように、誘導加熱装置３０は、コイル３１と高周波電源３２とを備えた高周波誘導加熱装置である。
図６に示すように、コイル３１は、横置きされた断面Ｕ字状の板状部材である。コイル３１の両方の開放端に高周波電源３２が接続されている。鋼板部材１０の第２領域１２のみがコイル３１の内部に挿入され、オーステナイト変態開始温度Ａ１とオーステナイト変態完了温度Ａ３との間の温度に誘導加熱される。鋼板部材１０の第１領域１１は、コイル３１から露出しているため、誘導加熱されず、かつ、第２領域１２からの熱伝導による熱影響も受けない。他方、第１領域１１と第２領域１２との間の境界領域１３は、第２領域１２からの熱伝導によって、オーステナイト変態開始温度Ａ１よりも低温に加熱され、熱影響を受ける。

ここで、高周波誘導加熱では、鋼板部材１０が磁性を失うキュリー点で加熱効率が急激に低下するため、キュリー点近傍で加熱温度が上昇し難くなる。オーステナイトは非磁性、マルテンサイト、フェライト及びパーライトは強磁性を有しているため、キュリー点はオーステナイト変態開始温度Ａ１とオーステナイト変態完了温度Ａ３との間に存在する。

そのため、高周波誘導加熱を採用することによって、鋼板部材１０の第２領域１２のみを急速加熱することができると共に、オーステナイト変態開始温度Ａ１とオーステナイト変態完了温度Ａ３との間の温度に容易かつ精度よく保持することができる。鋼板部材１０の第２領域１２のみを急速加熱することができるため、第２領域１２からの熱伝導によって熱影響を受ける境界領域１３を狭くすることができる。

図７は、厚さの異なる鋼板を誘導加熱した場合の温度チャートである。横軸は時間、縦軸は温度である。鋼板ＰＬ１、ＰＬ２は、いずれもマンガン・ボロン鋼（２２ＭｎＢ５鋼）からなるホットスタンプ用鋼板である。ここで、鋼板ＰＬ１に比べ、鋼板ＰＬ２は１ｍｍ程度厚い。そのため、鋼板ＰＬ２は鋼板ＰＬ１よりも昇温に時間を要するが、高周波誘導加熱を用いることにより、鋼板ＰＬ１、ＰＬ２のいずれについても、急速加熱することができた。また、高周波誘導加熱を用いることにより、厚さの異なる鋼板ＰＬ１、ＰＬ２のいずれについても、オーステナイト変態開始温度Ａ１とオーステナイト変態完了温度Ａ３との間の温度に容易かつ精度よく保持することができた。

＜実施例＞
以下に、部分焼戻しにおいて鋼板部材を誘導加熱する第２の実施形態の実施例について説明する。鋼板部材として、厚さ２．０ｍｍ、幅１００ｍｍ、長さ３００ｍｍのマンガン・ボロン鋼（２２ＭｎＢ５鋼）からなるホットスタンプ用鋼板の焼入れ材を用いた。
図８は、第２の実施形態の実施例に係る部分焼戻しの条件を示す温度チャートである。横軸は時間、縦軸は温度である。図８には、第１領域１１、第２領域１２、境界領域１３（第１領域側）、境界領域１３（第２領域側）の４つの領域における温度プロファイルが示されている。図８に示すように、鋼板部材の第２領域１２のみをオーステナイト変態開始温度Ａ１とオーステナイト変態完了温度Ａ３との間の温度に加熱した後、第２領域１２がマルテンサイト変態しないように、上部臨界冷却速度よりも遅い冷却速度で鋼板部材を冷却した。

詳細には後述するように、実施例に係る部分焼戻しを行った結果、図８に示した第１領域１１には、マルテンサイトＭのみからなる硬質領域が形成された。図８に示した第２領域１２には、フェライト／パーライトＦＰと焼戻しマルテンサイトＴＭとからなる軟質領域が形成された。図８に示した境界領域１３（第１領域側）及び境界領域１３（第２領域側）は、いずれも焼戻しマルテンサイトＴＭのみからなるミクロ組織を有していた。他方、より高温に加熱された境界領域１３（第２領域側）の硬さは、境界領域１３（第１領域側）の硬さよりも低かった。

図９、図１０には、第２の実施形態の実施例に係る鋼板部材の製造方法を用いて製造された鋼板部材の硬さ分布及びミクロ組織写真を示す。図９は、第２の実施形態に係る鋼板部材の製造方法を用いて製造された鋼板部材の硬さ分布を示すグラフである。図１０は、第２の実施形態に係る鋼板部材の製造方法を用いて製造された鋼板部材のミクロ組織写真である。

図９に示すように、ビッカース硬さ（ＨＶ）が高く硬質な第１領域１１と、ビッカース硬さ（ＨＶ）が低く軟質な第２領域１２との間に境界領域１３が形成されている。図９に示すように、高周波誘導加熱を用いることにより、第２領域１２からの熱伝導によって熱影響を受ける境界領域１３を５０ｍｍ程度に狭くすることができた。また、境界領域１３では、硬質な第１領域１１側から軟質な第２領域１２側に向かって徐々に軟化していることが分かった。

また、図１０に示すように、第１領域１１のミクロ組織はマルテンサイトのみからなる組織であった。第２領域１２のミクロ組織はフェライト／パーライトと焼戻しマルテンサイトとの混合組織であった。そして、境界領域１３のミクロ組織は焼戻しマルテンサイトのみからなる組織であった。すなわち、図３に図示したミクロ組織と同様のミクロ組織が実際に得られた。

図１１は、実施例に係る鋼板部材の境界領域１３の硬さと限界曲げ角度とについて比較例に係る鋼板部材の境界領域２３と比較して示したグラフである。限界曲げ角度（ｄｅｇ）を求めるための曲げ試験は、ドイツ自動車工業会の規格であるＶＤＡ２３８－１００に準拠して行った。図１１に示すように、実施例における境界領域１３のビッカース硬さ（ＨＶ）は比較例における境界領域２３のビッカース硬さ（ＨＶ）と同等であった。

他方、図１１に示すように、実施例における境界領域１３の限界曲げ角度（ｄｅｇ）は、比較例における境界領域２３の限界曲げ角度（ｄｅｇ）の倍以上であり、曲げ性が劇的に向上した。図５を参照して説明した通り、比較例における境界領域２３は、硬質なマルテンサイトＭと軟質なフェライト／パーライトＦＰとが混在した不安定なミクロ組織を有しているため、曲げ性に劣る。これに対し、実施例における境界領域１３は焼戻しマルテンサイトのみからなる組織を有しているため、曲げ性に優れるものと考えられる。

なお、本発明は上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１０ 鋼板部材
１１ 第１領域
１２ 第２領域
１３ 境界領域
３０ 誘導加熱装置
３１ コイル
３２ 高周波電源

Claims (5)

1. オーステナイト変態完了温度Ａ３よりも高温に鋼板部材を加熱した後、上部臨界冷却速度よりも速い冷却速度で前記鋼板部材を冷却する焼入れステップと、
   焼入れ後の前記鋼板部材を再加熱して軟化させる焼戻しステップと、を備えた鋼板部材の製造方法であって、
   前記焼戻しステップにおいて、
   前記鋼板部材の第１領域は再加熱せずに、前記鋼板部材の第２領域をオーステナイト変態開始温度Ａ１とオーステナイト変態完了温度Ａ３との間の温度に再加熱した後、下部臨界冷却速度よりも遅い冷却速度で前記鋼板部材を冷却することによって、
   前記第１領域にマルテンサイトからなる硬質領域が形成され、
   前記第２領域にフェライト及びパーライトに加えて焼戻しマルテンサイトを含む軟質領域が形成され、
   前記第１領域と前記第２領域との間の境界領域に、焼戻しマルテンサイトのみからなる領域が形成される、
   鋼板部材の製造方法。
2. 前記焼戻しステップにおいて、
   誘導加熱によって前記鋼板部材の第２領域を再加熱する、
   請求項１に記載の鋼板部材の製造方法。
3. 前記焼入れステップにおいて、
   前記鋼板部材を加熱した後、前記鋼板部材を冷却する前に、前記鋼板部材をプレス成形する、
   請求項１又は２に記載の鋼板部材の製造方法。
4. 前記焼戻しステップにおいて、
   前記境界領域は前記第２領域からの熱伝導によってオーステナイト変態開始温度Ａ１よりも低温に加熱され、前記境界領域の組織がマルテンサイトから焼戻しマルテンサイトに変化する、
   請求項１～３のいずれか一項に記載の鋼板部材の製造方法。
5. マルテンサイトからなる硬質領域と、
   フェライト及びパーライトを含む軟質領域と、
   前記硬質領域と前記軟質領域との間に形成された境界領域と、を備えた鋼板部材であって、
   前記軟質領域の全体は、前記フェライト及びパーライトと焼戻しマルテンサイトとからなる混合組織を有し、
   前記境界領域は、焼戻しマルテンサイトのみからなる領域を含み、
   当該鋼板部材が、前記硬質領域、前記軟質領域、及び前記境界領域のみからなる、
   鋼板部材。

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