1 开发满足环境和安全需求的高强度钢板 　　

　　易成形为各种形状构件的软（质）钢板的开发是汽车用薄板技术进步的开端。然而，当被用作汽车外板时，“柔软”钢板容易凹陷。为此，开发了提高硬度的钢材在成形性优良的高强度钢板的开发中，利用加入合金元素和热处理即能使钢材的高强度化较容易进行，但却会面临同时具备较高成形性这一困难。

 

　　钢铁材料高强度化的历史早就不限于薄板，厚板、钢管、棒线材等都进行了高强度化。当初利用向铁的基体中添加Mn和Si等金属元素使材质变硬的固溶强化，然而此法因加入较多合金而增加了成本，且此高强度化也以440MPa为极限。若须进一步提高到590MPa，则需利用轧制时对温度变化的精细控制，改变析出物组织的析出强化与淬火组织强化（也称位错强化）等热处理技术才能实现。在部分钢材的开发中，为了提高韧性，还引入了晶粒细化技术。当初汽车用钢板的开发也应用了基本的冶金学原理，虽已实现了≤590MPa级的高强度化，但高强度化使钢材材质变硬而延性变差。其他用途的钢板，主要成形工艺是弯曲、剪切、焊接；而在重视结构性的汽车用钢板上则要求能进行延伸、深冲等复杂变形，故柔软的延性就成了必须的重要特性。因此，在提高钢材硬度（高强度化）的同时，为了确保必要延性的柔软度，必然要求进行技术创新。这样就产生了将软物质与硬物质混在一起的设想，针对软质和硬质部分，提倡在钢板内形成分散的硬与软晶体的复合组织。在将硬质和软质混在一起的晶体组织的分散方法中，有多种能适应所要求钢材特性的选择。作为最初的复合组织材料为开发的DP即双相钢，即铁的柔软组织铁素体（简称F）和硬质组织马氏体（简称M）两者在板内平衡分布的钢材。铁在高温和低温时的组织不同，在从高温冷却到低温过程中的组织状态（即实际的晶体构造）会发生变化，如F在650 ～850℃的较高温度下生成，而M则在300℃以下的低温产生。DP钢在热处理的高温下首先生成F，若完全生成F钢质就会过软；在后序的急冷条件下，F以外的部分就相变为M组织。在热处理中利用冶金学原理可进行精细的温度控制，从而生产出复合组织钢板。自20世纪70年代后开始到80年代,就作为汽车用钢板进行实用化并快快普及。其后，利用复合组织化加速了新的汽车用高强度钢板的开发。

　　硬软共存的复合组织不但是F和M的组合，而且铁中还含有微量的Ti 和Si等元素，不过基本上是由Fe原子和C原子构成，并且这两种原子的行为决定了钢的显微组织状态。F是基本上不含C的Fe的晶体组织，但对于Fe和C化物，C的存在形态不同，各组织的状态就会变化。例如，若从高温缓慢冷却，Fe和C化物就会整齐排列成珠光体（简称P）；若温度变化较快，就变成了排列较乱、C化物细小分散的贝氏体（简称B）；若进而急冷，C就没有时间从Fe的晶体中脱离，而是在熔融状态下进入晶体内，这就是M。在温度变化过程中生成的 Fe的组织里，F最柔软，其次是P和B，M最硬。由于可有效利用这些特性的相对差异而构成复合组织，如F（软质）和B（硬质）组合也是可能的。在DP钢的成形性较强度更受关注的场合，应增加复合组织中的F量；而要求难变形材质的强度时，则应增加B和M多样的显微组织，进行超越原双相组合的复合组织化。在F 中加入Mn和Si、或加Nb而析出强化，材质就会变硬。因添加元素的方法不同，各种组织的强度也会变化。例如由于特定的添加物阻碍从F中析出的C变成铁碳化合物，一般增加了高温存在的奥氏体（简称A）浓度，使之在冷却后也能残留下来。新日铁从上述各温度区域产生的各组织硬度、添加物的种类和数量及组织自身的尺寸等很多组合中，获得了能满足特性要求的最佳值，从而不断向市场提供高附加值的高强度钢板。

　　汽车用钢板即使在以与冲压成形等一般变形（静态变形）约100万倍的速度变形（动态变形）冲撞时，其强度必须高才能确保汽车的冲撞安全性。因此，理想的汽车用钢板应在冲压时“柔软”，而在冲撞（动态变形）时的瞬间迅速地变硬（提高强度）。 高速变形的钢本身就具有强度增高的特性，这是由于钢中的各种各样的障碍物阻止位错移动造成，即使在缓慢变形中不阻碍变形的小障碍物，在高速变形中就会成为障碍物。因此，在利用了缓慢变形时位错移动障碍物少的柔软F的复合组织钢上，当进行高速变形时就能有效提高钢的强度。　新日铁进行的高强度钢板开发，既确保了其良好成形性，又在高速变形时进一步提高了钢的强度。需要关注的是“在常温组合F和A、变形时A变为硬质M、不断裂而易延伸”这一原理。然而，要产生这样的相变，需加入较多的Mn和Ni合金，故难以实用化和大量生产。钢中的C虽在高温下溶于铁中，但若冷却就生成了A中的渗碳体（Fe3C），基本上没有溶于铁中的C。为了在溶C的情况下将之残留而稳定A，利用微量加入Si和Al抑制Fe3C的生成，冷却后保持A中的固溶C。在此TRIP钢的开发中，精确控制影响成形性和焊接性的C量、Si和Al量的同时，还导出了最佳的钢组成成分和热处理条件。在TRIP钢中，常温下残留的A在冲压成形时提供了高延性；冲撞（动态变形）时，在相变为硬质M的情况下，保持了DP钢以上的高强度。为了防止软钢板的材质劣化，还确立了以捕获固溶C为目标，在300～400℃温度范围进行的过时效热处理技术。