本发明涉及一种钢板,其化学成分中的各元素的以质量%表示的含量同时满足下述式1和下述式2,作为夹杂物,含有含Ti碳氮化物,长边在5μm以上的所述含Ti碳氮化物的个数密度为3个/mm
1.一种钢板,其特征在于:钢的化学成分以质量%计,含有C:0.5%~0.8%、Si:0.15%~0.60%、Mn:0.40%~0.90%、Al:0.010%~0.070%、Ti:0.001%~0.010%、Cr:0.30%~0.70%、Ca:0.0005%~0.0030%、REM:0.0003%~0.0050%,并将P限制在0.020%以下、将S限制在0.0070%以下、将O限制在0.0040%以下、将N限制在0.0075%以下,剩余部分包括铁和不可避免的杂质;所述化学成分中的各元素的以质量%表示的含量同时满足下述式1和下述式2,所述钢含有含Ti碳氮化物作为夹杂物,长边在5μm以上的所述含Ti碳氮化物的个数密度为3个/mm
2以下;所述REM是指稀土类元素,是Sc、Y以及镧系元素这17个元素的总称;
0.3≤{Ca/40.88+(REM/140)/2}/(S/32.07)xa0xa0xa0xa0xa0(式1)Ca≤0.005-0.0035×Cxa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0(式2)。
2.根据权利要求1所述的钢板,其特征在于:所述化学成分以质量%计,进一步含有Cu:0%~0.05%、Nb:0%~0.05%、V:0%~0.05%、Mo:0%~0.05%、Ni:0%~0.05%、B:0%~0.0050%之中的至少1种。
3.根据权利要求1或2所述的钢板,其特征在于:所述钢进一步含有包含Al、Ca、O、S以及REM的复合夹杂物、和在该复合夹杂物的表面附着有所述含Ti碳氮化物的夹杂物。
4.根据权利要求3所述的钢板,其特征在于:所述化学成分中的各元素的以质量%表示的含量满足下述式3;18×(REM/140)-O/16≥0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0(式3)。
5.根据权利要求1或2所述的钢板,其特征在于:所述化学成分中的各元素的以质量%表示的含量满足下述式4;18×(REM/140)-O/16≥0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0(式4)。
技术领域本发明涉及一种高碳素钢板,特别涉及一种通过冷冲裁加工而成形为制品形状的冷冲裁加工用高碳素钢板。该高碳素钢板例如可以用于在带式无级变速器(CVT:Continuouslyxa0Variablexa0Transmission)中使用的钢制板状部件(零件:element)、带锯、圆盘锯、链条的链节板等的制造。本申请基于2011年10月25日提出的日本专利申请特愿2011-234396号并主张其优先权,这里引用其内容。
背景技术汽车的带式CVT具有在呈无端环状的钢环上并列安装多个钢制板状部件(零件)而构成的钢带、和槽宽度可变的一对滑轮。而且在一对滑轮间将该钢带卷挂成无端环状,经由钢带从一方的滑轮向另一方的滑轮进行动力传递。各零件夹持配置在两个钢环上。来自发动机的动力输入至一方的滑轮,经由钢带而传递输出至另一方的滑轮。此时,通过使各滑轮的槽宽度变化而使各滑轮的有效直径变化,从而可以进行无级变速。该带式CVT用零件是通过对钢板进行冷冲裁加工而成形为制品形状的。因此,作为适于零件的材料,需要高硬度且具有高耐磨性,同时需要冷冲裁性。作为满足这些要求的材料,专利文献1、2提出了如下的钢。专利文献1公开了一种钢,其以质量%计,含有C:0.1%~0.7%、Cr:0.1%~2.0%、S≤0.030%,并在冲裁加工后实施渗碳处理(渗碳淬火-回火)。该钢由于为软质的低、中碳素钢,因而冲裁加工中使用的精密模具的寿命得以延长,其结果是,可以使加工成本降低。另外,该钢通过渗碳处理来确保表层部(从表面直至50μm的深度)所需要的硬度。除此以外,该钢由于是低、中碳素钢,因而可以使渗碳处理品的芯部的韧性保持在较高的水平,可以谋求渗碳处理品本身的冲击值的提高。在专利文献2中,公开了一种高碳素钢,其以质量%计,含有C:0.70%~1.20%,并对分散于铁素体基体中的碳化物的粒径进行控制。该钢的与冲裁加工性具有密切关系的缺口拉伸伸长率得以改善,因而冲裁加工性优良。另外,该钢通过进一步含有Ca而控制MnS的形态,其结果是,冲裁加工性得到进一步改善。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2005-068482号公报专利文献2:日本特开2000-265239号公报
发明内容发明所要解决的课题为了与更大型、更高输出的发动机的动力传递相适应,要求进一步提高零件的韧性和疲劳特性。另外,在使发动机的动力传递急剧变速等情况下,将对CVT零件施加大的冲击。在韧性不高的零件中,在该冲击的作用下,产生龟裂以至断裂,最终有可能致使CVT发生破坏。同样,伴随着钢带的旋转,对CVT零件施加交变应力。疲劳特性并不优良的零件也有可能容易使龟裂发展而产生断裂。从这样的角度考虑,也要求零件中使用的钢的韧性和疲劳特性的进一步提高。对于这些要求,上述的现有技术在韧性和疲劳特性方面存在如下的问题。专利文献1中记载的钢为了不降低冲击值,以质量%计,将S含量限制为0.030%以下,优选限制为0.010%以下。但是,该钢由于没有对夹杂物的组成和形态加以控制,因而钢中残存有MnS。因此,该钢不能与苛刻条件下的使用相适应。MnS在轧制时容易延伸,也有不少加工方向的长度达几百微米的情况。沿加工方向延伸的夹杂物(以后称为A系夹杂物)在钢的韧性和疲劳特性方面是特别有害的,需要使其降低。该MnS主要在由钢水的凝固中生成。特别地,在C含量以质量%计为0.5%以上的碳素钢中,粗大的MnS容易生成于枝晶树枝间的显微偏析部。这是因为在C为0.5%以上的碳素钢中,凝固时的初晶为γ(奥氏体)相,因而Mn和S的固相内扩散延迟,从而容易产生显微偏析。在对于韧性和疲劳特性要求严格品质的机械部件用钢板中,上述A系夹杂物的防止是特别重要的。但是,在专利文献1所记载的钢中,并没有特别记载与C含量相适应的MnS降低对策。另一方面,在专利文献2所记载的钢中,通过添加Ca而使MnS的形状球状化,因而能够大幅度降低A系夹杂物的存在个数。但是,根据本发明人的研究,发现在专利文献2所记载的钢中,虽然A系夹杂物减少,但在钢中残存许多于加工方向不成团而不连续地排列成粒状的夹杂物(以后称为B系夹杂物)、或者不规则地分散的夹杂物(以后称为C系夹杂物)。而且发现:它们成为疲劳破坏的起点,使钢的疲劳特性恶化。另外,专利文献2所记载的钢含有Ti。但是,如果在钢中单独生成粗大的含Ti碳氮化物(C系夹杂物),则还存在容易成为疲劳破坏的起点的问题。本发明是鉴于上述的问题而研究出来的。本发明的一方式的钢板是以质量%计含有0.5%~0.8%的C、且具有适于零件制造的强度(硬度)、耐磨特性和冷冲裁加工性的高碳素钢板。而且本发明的一方式的钢板的目的在于:提供一种通过降低钢中的A系夹杂物、B系夹杂物以及C系夹杂物、防止粗大的含Ti碳氮化物的生成而使韧性和疲劳特性优良的钢板。另外,本发明的一方式的钢板以制造成本也优良为目的。此外,所谓强度,主要是指抗拉强度。另外,所谓抗拉强度和硬度,一般地说是相关的特性值,因而在以后,强度也包括硬度的含义。用于解决课题的手段本发明的要旨如下所述。(1)本发明的一方式涉及一种钢板,其特征在于:钢的化学成分以质量%计,含有C:0.5%~0.8%、Si:0.15%~0.60%、Mn:0.40%~0.90%、Al:0.010%~0.070%、Ti:0.001%~0.010%、Cr:0.30%~0.70%、Ca:0.0005%~0.0030%以及REM:0.0003%~0.0050%,并将P限制在0.020%以下、将S限制在0.0070%以下、将O限制在0.0040%以下、将N限制在0.0075%以下,剩余部分包括铁和不可避免的杂质;所述化学成分中的各元素的以质量%表示的含量同时满足下述式1和下述式2,所述钢含有含Ti碳氮化物作为夹杂物,长边在5μm以上的所述含Ti碳氮化物的个数密度为3个/mm
2以下。0.3≤{Ca/40.88+(REM/140)/2}/(S/32.07)xa0xa0xa0(式1)Ca≤0.005-0.0035×Cxa0xa0xa0(式2)(2)根据上述(1)所述的钢板,其中,所述化学成分以质量%计,也可以进一步含有Cu:0%~0.05%、Nb:0%~0.05%、V:0%~0.05%、Mo:0%~0.05%、Ni:0%~0.05%、B:0%~0.0050%之中的至少1种。(3)根据上述(1)或(2)所述的钢板,其中,所述钢也可以进一步含有包含Al、Ca、O、S以及REM的复合夹杂物、和在该复合夹杂物的表面附着有所述含Ti碳氮化物的夹杂物。(4)根据上述(3)所述的钢板,其中,所述化学成分中的各元素以质量%表示的含量也可以满足下述式3。18×(REM/140)-O/16≥0xa0xa0xa0(式3)(5)根据上述(1)或(2)所述的钢板,其中,所述化学成分中的各元素以质量%表示的含量也可以满足下述式4。18×(REM/140)-O/16≥0xa0xa0xa0(式4)发明的效果根据本发明的上述方式,可以提供一种强度(硬度)、耐磨特性和冷冲裁加工性优良,且通过降低钢中的A系夹杂物、B系夹杂物以及C系夹杂物,防止粗大的含Ti碳氮化物的生成而使韧性和疲劳特性也优良的钢板。
附图说明图1是表示与S结合的Ca以及REM的化学当量的合计值和A系夹杂物的个数密度之间的关系的曲线图。图2是表示钢中的Ca含量和B系夹杂物以及C系夹杂物的合计个数密度之间的关系的曲线图。
具体实施方式下面就本发明优选的实施方式进行说明。不过,本发明并不只限定于本实施方式所公开的构成,在不脱离本发明的宗旨的范围内,可以进行各种变更。首先,就本实施方式的钢板中含有的夹杂物进行说明。使韧性和疲劳特性降低的原因之一为钢板中含有的非金属夹杂物(以下记为夹杂物)。该所谓夹杂物,是指钢水中或者凝固时生成的氧化物和硫化物等。该夹杂物成为对钢施加应力时的开裂的起点。夹杂物的尺寸从几微米达到因轧制而延伸时的几百微米。为了确保并提高钢的韧性和疲劳特性,优选的是钢板中的夹杂物尺寸小、且个数也少,即钢板的“纯净性高”。夹杂物的形状和分布状态等是多种多样的。下面,根据如下所示的定义将夹杂物分类为3种。A系夹杂物......是因加工而发生粘性变形所形成的。是高延伸性、且纵横尺寸比(长径/短径)为3.0以上的单个的夹杂物。B系夹杂物......在加工方向不成团而不连续地排列成粒状的夹杂物。是作为形状大多有角,延伸性低,且纵横尺寸比(长径/短径)低于3.0,在加工方向排列3个以上而形成夹杂物群的夹杂物。C系夹杂物......是不发生粘性变形而不规则地分散的夹杂物。是作为形状有棱角或者呈球状,延伸性低,纵横尺寸比(长径/短径)低于3.0,且随机地分布的夹杂物。另外,呈方形状的含Ti碳氮化物被分类为该C系夹杂物,通过其形状以及其色调可以与其它的C系夹杂物形成区別。此外,在本实施方式的钢板中,只考虑粒径(形状呈球状的夹杂物时)或者长径(变形的夹杂物时)为1μm以上的夹杂物。粒径或者长径低于1μm的夹杂物即使钢中含有,对钢的韧性和疲劳特性所产生的影响也小,因而不予考虑。另外,上述的所谓长径,定义为在观察面上的夹杂物的断面轮廓中,连接不相邻的各顶点的线段中成为最大长度的线段。同样,上述的所谓短径,定义为在观察面上的夹杂物的断面轮廓中,连接不相邻的各顶点的线段中成为最小长度的线段。另外,后述所谓长边,定义为在观察面上的夹杂物的断面轮廓中,连接相邻的各顶点的线段中成为最大长度的线段。以往,在钢中的夹杂物的存在量和形态的控制中,进行Ca和REM(Rarexa0Earthxa0me
tal)的添加。本发明人也在日本特开2011-68949号公报中提出了如下的技术:其通过在以质量%计含有0.08%~0.22%C的结构用厚钢板中添加Ca和REM,将钢中生成的氧化物(夹杂物)控制为高熔点相和低熔点相的混合相,从而防止该氧化物(夹杂物)在轧制中延伸,而且使连续铸造水口的熔损和内部夹杂物缺陷不会发生。本发明人对于以质量%计含有0.5%~0.8%C的钢,也对通过添加Ca和REM而减少上述A系夹杂物、和B以及C系夹杂物的条件进一步进行了研究。其结果是,发现了可以同时减少A系夹杂物、和B以及C系夹杂物的以下所示的条件。关于A系夹杂物本发明人对于以质量%计含有0.5%~0.8%C的钢研究了Ca和REM的添加。其结果是,在化学成分中的各元素的以质量%表示的含量满足下述式I时,发现可以大大降低钢中的A系夹杂物、特别是构成A系夹杂物的MnS。0.3≤{Ca/40.88+(REM/140)/2}/(S/32.07)xa0xa0xa0(式I)下面,就基于该见解的实验进行说明。在真空熔炼炉中,将具有C含量以质量%计为0.7%、而且使S、Ca以及REM的含量进行各种变更的化学成分的钢制作成50kg的钢锭。该钢锭的组成如表1所示。在精轧温度为890°C的条件下对该钢锭进行热轧,使其厚度为5mm,然后进行空冷而得到热轧钢板。使用得到的热轧钢板,以平行于该热轧钢板的轧制方向和板厚方向的断面为观察面,采用光学显微镜并以400倍(其中,详细测定夹杂物形状时放大倍数为1000倍)的放大倍数,在合计60个视场中对钢中的夹杂物进行了观察。在各观察视场中,对粒径(形状为球状的夹杂物时)或者长径(变形的夹杂物时)为1μm以上的夹杂物进行观察,并将这些夹杂物分类为A系夹杂物、B系夹杂物、C系夹杂物以及方形状的含Ti碳氮化物(能够从其形状和颜色加以判別)而测量了它们的个数密度。另外,如果使用EPMA(电子探针显微分析:Electronxa0Probexa0Microxa0Analysis)、或者带有EDX(能量分散型X射线分析:Energyxa0Dispersivexa0X-Rayxa0Analysis)的SEM(扫描型电子显微镜、Scanningxa0Electronxa0Microscope)对热轧钢板的金属组织进行观察,则可以鉴定出夹杂物中的含Ti碳氮化物、含REM复合夹杂物、MnS以及CaO-Al
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3系夹杂物等。除此以外,对于上述得到的热轧钢板,为了对韧性进行评价,采用夏比试验测定了室温下的冲击值,为了对疲劳特性进行评价,进行脉动拉伸试验而制作出S-N曲线,从而求出了疲劳极限。上述实验的结果判明:韧性以及疲劳特性和夹杂物的个数密度之间具有相关关系。具体地说,已经表明如果钢中的A系夹杂物的个数密度超过5个/mm
2,则钢板的韧性和疲劳特性急剧恶化。另外,还表明即使B系夹杂物以及C系夹杂物的个数密度合计超过5个/mm
2,钢板的韧性和疲劳特性也急剧恶化。除此以外,还表明对于作为C系夹杂物的含Ti碳氮化物,如果长边在5μm以上的粗大的含Ti碳氮化物的个数密度超过3个/mm
2,则钢板的韧性和疲劳特性急剧恶化。表1xa0xa0xa0(质量%)
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ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/>在钢中,可以想见Ca与S结合而形成CaS,REM与S和O结合而形成REM
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2S(硫氧化物)。与S结合的Ca和REM的化学当量的合计R1可以使用S的原子量为32.07、Ca的原子量为40.88、REM的原子量的代表值为140、以及化学成分中的各元素的以质量%表示的含量,表示为R1={Ca/40.88+(REM/140)/2}/(S/32.07)。于是,将由上述各热轧钢板测定的A系夹杂物的个数密度对各热轧钢板的上述R1进行了整理。其结果如图1所示。在图1中,圆圈标记表示含有Ca而不含有REM的钢(以后称为Ca的单独添加)的结果,另外,四方形标记表示含有Ca也含有REM的钢(以后称为REM和Ca的复合添加)的结果。此外,在Ca的单独添加的情况下,以REM含量为0的方式计算上述R1。由该图1可知:A系夹杂物的个数密度能够以Ca的单独添加时、与REM和Ca的复合添加时的两种情况使用上述R1进行整理。具体地说,上述R1的值为0.3以上时,A系夹杂物的个数密度急剧降低,其个数密度为5个/mm
2以下。其结果是,钢板的韧性和疲劳特性得以提高。此外,Ca的单独添加的情况与REM和Ca的复合添加的情况相比,钢中的A系夹杂物的长径增大。可以认为其原因在于:在Ca的单独添加的情况下,生成CaO-Al
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3系低熔点氧化物,该氧化物在轧制时得以延伸。因此,还考虑到对钢板的特性产生不良影响的夹杂物的长径,与Ca的单独添加相比,优选的是REM和Ca的复合添加。由这些结果可知:在满足上述式I的条件下,而且在REM和Ca的复合添加的情况下,可以优选地将钢中的A系夹杂物的个数密度降低至5个/mm
2以下。此外,R1的值为1时,作为平均组成,钢中的与S结合的1当量的Ca和REM存在于钢中。但实际上,R1的值即使为1,也有可能在枝晶树枝间的显微偏析部生成MnS。在R1的值为2以上时,可以优选防止在显微偏析部的MnS的生成。另一方面,如果大量添加Ca和REM而使R1的值超过5,则有生成最大长度(长径)超过20μm的粗大的B系或者C系夹杂物的倾向。因此,R1的值优选为5以下。也就是说,上述式I的上限值优选为5以下。关于B系夹杂物以及C系夹杂物如上所述,对热轧钢板的上述观察面进行观察,测量了纵横尺寸比(长径/短径)低于3、且粒径或者长径为1μm以上的B系夹杂物以及C系夹杂物的个数密度。结果发现:Ca的单独添加的情况、或者REM和Ca的复合添加的情况都是Ca含量越多,B系夹杂物以及C系夹杂物的个数密度越是增加。另一方面,发现REM含量对这些夹杂物的个数密度不会产生较大的影响。图2表示了Ca的单独添加时、以及REM和Ca的复合添加时,钢中的Ca含量与B系夹杂物以及C系夹杂物的合计个数密度之间的关系。此外,如上所述,该钢的C含量以质量%计,为0.7%。在图2中,圆圈标记表示Ca的单独添加的结果,另外,四方形标记表示REM和Ca的复合添加的结果。由该图2可知:Ca的单独添加的情况、或者REM和Ca的复合添加的情况都是在钢中的Ca含量增加时,B系夹杂物以及C系夹杂物的合计个数密度增加。另外,以相同的Ca含量比较Ca的单独添加时的Ca含量和REM和Ca的复合添加时的Ca含量,B系夹杂物以及C系夹杂物的合计个数密度大致为同等的值。也就是说,可知即使在钢中复合添加REM以及Ca,该REM也不会对B系夹杂物以及C系夹杂物的合计个数密度产生影响。如上所述,为了降低A系夹杂物,优选在上述的范围内,提高钢中的Ca含量和REM含量。另一方面,如果为了减少A系夹杂物而增加Ca添加量,则如上所述,产生B系夹杂物以及C系夹杂物增加的问题。也就是说,在Ca的单独添加的情况下,可以说难以同时降低A系夹杂物与B系夹杂物以及C系夹杂物。与此相对照,在REM和Ca的复合添加的情况下,一边可以确保与S结合的REM以及Ca的化学当量(R1的值),一边可以减少Ca含量,因而是优选的。也就是说,已经判明在REM和Ca的复合添加的情况下,不会增加B系夹杂物以及C系夹杂物的合计个数密度而可以优选减少A系夹杂物的个数密度。这样一来,可以推测B系夹杂物以及C系夹杂物的合计个数密度依赖于Ca含量的理由如下所述。如上所述,在Ca的单独添加的情况下,在钢中生成CaO-Al
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3系夹杂物。该夹杂物由于为低熔点氧化物,因而在钢水中为液相,难以在钢水中凝聚并合为一体。也就是说,难以从钢水中上浮分离。因此,大小为几微米的该夹杂物在铸坯内分散残存有许多,从而B系夹杂物以及C系夹杂物的合计个数密度增加。另外,如上所述,REM和Ca的复合添加的情况也同样,B系夹杂物以及C系夹杂物的合计个数密度随着其Ca含量而增加。在REM和Ca的复合添加的情况下,以REM含有率较高的夹杂物为核,Ca含有率较高的夹杂物在其周围生成。也就是说,可以推测Ca含有率较高的夹杂物表面在钢水中为液相,其凝聚并合为一体的行为与Ca单独添加时生成的CaO-Al
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3系夹杂物类似。因此,可以认为该夹杂物在铸坯内分散残存有许多,从而B系夹杂物以及C系夹杂物的合计个数密度增加。此外,如果CaO-Al
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3系夹杂物的粒径或者长径超过大概4μm~5μm,则因轧制而延伸成为A系夹杂物。另一方面,粒径或者长径低于大概4μm~5μm的该夹杂物由于几乎不会因轧制而延伸(长径/短径比停留在低于3的水平),因而成为B系夹杂物或者C系夹杂物。另外,在REM和Ca的复合添加时生成的REM含有率较高的夹杂物几乎不会因轧制而延伸。其结果是,包括在其周围生成的Ca含有率较高的夹杂物在内,可以防止整个夹杂物的因轧制而延伸。也就是说,在REM和Ca的复合添加的情况下,即使存在更粗大的夹杂物,也几乎不会因轧制而延伸,因而夹杂物以B系夹杂物或者C系夹杂物为主。另外,本发明人发现:B系夹杂物以及C系夹杂物的个数密度也受到钢的C含量的影响。下面就钢的C含量所产生的该影响进行说明。制作C含量以质量%计为0.5%的钢锭,进行与上述相同方法的实验,测定了B系夹杂物以及C系夹杂物的个数密度。然后,就C含量为0.5%的钢的实验结果与上述C含量为0.7%的钢的实验结果进行了比较。由该比较的结果表明:B系夹杂物以及C系夹杂物的合计个数密度与Ca含量和C含量具有相关关系。也就是说,发现即便是相同的Ca含量,也是C含量越高,B系夹杂物以及C系夹杂物的合计个数密度越是增加。具体地说,发现为了将B系夹杂物以及C系夹杂物的合计个数密度设定为5个/mm
2以下,化学成分中的各元素的以质量%表示的含量必须控制在下述式II表示的范围内。Ca≤0.005-0.0035×Cxa0xa0xa0(式II)该式II表明:需要使Ca含量的上限值随着C含量的变化而变化,也就是说,C含量越高,需要越是降低Ca含量的上限值。此外,上述式II的下限值并没有特别的限定,但以质量%计的Ca含量的下限值0.0005为上述式II的下限值。作为C含量越高,B系夹杂物以及C系夹杂物的合计个数密度越是增加的理由,可以认为起因于钢水中的C浓度越高,从液相线温度至固相线温度的凝固温度范围越宽,在凝固中枝晶组织越发达。也就是说,可以推定其原因在于:枝晶组织发达的结果,固液间的溶质元素的显微偏析得以促进,而且在枝晶树枝间容易捕捉夹杂物(难以从枝晶树枝间向钢水中排出)。因此,越是容易使凝固中的枝晶组织发达的C含量较高的钢,越需要降低Ca含量的上限以便使上述式II得到满足。如上所述,可知根据C含量而添加适当量的REM和Ca,由此A系夹杂物、和B系夹杂物以及C系夹杂物都可以有效地降低。除了这些见解以外,本发明人还进一步就容易成为疲劳破坏的起点的夹杂物的形态进行了研究。关于含Ti碳氮化物一般地说,在零件所使用的钢中,为提高强度(硬度)而添加Ti。在含有Ti的情况下,作为夹杂物,在钢中生成TiN等含Ti碳氮化物。该含Ti碳氮化物不仅硬度高,而且其形状呈方形状。如果在钢中单独生成粗大的含Ti碳氮化物,则容易成为破坏的起点,因而使韧性和疲劳特性劣化。如上所述,就含Ti碳氮化物与韧性以及疲劳特性之间的关系进行了研究,结果可知:只要长边的长度为5μm以上的含Ti碳氮化物的个数密度在3个/mm
2以下,则难以发生破坏,从而可以防止韧性和疲劳特性的劣化。在此,在含Ti碳氮化物中,除了Ti碳化物、Ti氮化物、Ti碳氮化物以外,也包括含有作为选择元素的Nb时的TiNb碳化物、TiNb氮化物、TiNb碳氮化物等。为了减少这样粗大的含Ti碳氮化物,可以降低Ti含量。但是,如果降低Ti含量,则难以优选提高钢的强度(硬度)。因此,就减少这样的粗大含Ti碳氮化物的条件进行了研究。结果发现:在添加REM、或者在添加REM和Ca的复合添加的情况下,含有Al、O、S以及REM(添加REM和Ca时进一步含有Ca)的复合夹杂物在钢中生成,由于含Ti碳氮化物容易优先在该含REM复合夹杂物上复合析出,因而是优选的。通过使含Ti碳氮化物优先在含REM复合夹杂物上复合析出,可以减少在钢中单独生成为方形状的含Ti碳氮化物,因而是优选的。也就是说,可以使长边的长度在5μm以上的粗大且单独的含Ti碳氮化物的个数密度优选减少至3个/mm
2以下。在该含REM复合夹杂物上复合析出的含Ti碳氮化物难以成为破坏的起点。可以认为其原因在于:通过使含Ti碳氮化物在含REM复合夹杂物上复合析出,该含Ti碳氮化物的方形状部减少。例如,由于含Ti碳氮化物的形状为立方体或者长方体,因而在单独存在于钢中的情况下,含Ti碳氮化物的8个角全部与基体接触。与此相对照,在含Ti碳氮化物于含REM复合夹杂物上复合析出、从而例如只有一半含Ti碳氮化物与基体接触的情况下,含Ti碳氮化物只有4个角与基体接触。也就是说,与基体接触的含Ti碳氮化物的角由8个减少至4个。其结果是,破坏的起点得以减少。另外,含Ti碳氮化物容易优先在含REM复合夹杂物上复合析出的理由可以推定是因为:鉴于在REM复合夹杂物的特定晶面析出含Ti碳氮化物,REM复合夹杂物的该晶面和含Ti碳氮化物的点阵匹配性良好。接着,就本实施方式的钢板的化学成分进行说明。首先,对于本实施方式的钢板的基本成分,就其数值限定范围和其限定理由进行说明。这里记载的%为质量%。C:0.5%~0.8%C(碳)是在确保钢板的强度(硬度)方面重要的元素。将C含量设定为0.5%以上,以确保钢板的强度。在C含量低于0.5%时,淬透性降低,从而不能得到作为机械结构用高强度钢板的强度。另一方面,如果C含量超过0.8%,则确保韧性和加工性的热处理需要很长时间,因而如果不使热处理长时间化,则钢板的韧性、疲劳特性有可能恶化。因此,将C含量控制为0.5%~0.8%。C含量的下限优选设定为0.65%,C含量的上限优选设定为0.78%。Si:0.15%~0.60%Si(硅)作为脱氧剂发挥作用,而且是对提高淬透性从而提高钢板的强度(硬度)有效的元素。当Si含量低于0.15%时,不能得到上述的添加效果。另一方面,如果Si含量超过0.60%,则有可能招致起因于热轧时的氧化皮缺陷的钢板表面性状的劣化。因此,将Si含量控制为0.15%~0.60%。Si含量的下限优选设定为0.20%,Si含量的上限优选设定为0.55%。Mn:0.40%~0.90%Mn(锰)是作为脱氧剂发挥作用的元素,而且是对提高淬透性从而提高钢板的强度(硬度)有效的元素。当Mn含量低于0.40%时,不能充分得到该效果。另一方面,如果Mn含量超过0.90%,则有可能使钢板的韧性劣化。因此,将Mn含量控制为0.40%~0.90%。Mn含量的下限优选设定为0.50%,Mn含量的上限优选设定为0.75%。Al:0.010%~0.070%Al(铝)是作为脱氧剂发挥作用的元素,而且是通过固定N而对提高钢板的加工性有效的元素。当Al含量低于0.010%时,不能充分得到上述添加效果。如果脱氧并不充分,则REM和Ca不能充分发挥降低A系夹杂物的效果,因而需要添加0.010%以上。另一方面,如果Al含量超过0.070%,则上述添加效果达到饱和,而且粗大的夹杂物增加,从而有可能使韧性劣化,或者使表面缺陷容易发生。因此,将Al含量控制为0.010%~0.070%。Al含量的下限优选设定为0.020%,Al含量的上限优选设定为0.045%。Ti:0.001%~0.010%Ti(钛)是对提高钢板的强度(硬度)有效的元素。当Ti含量低于0.001%时,不能充分得到上述效果。另一方面,如果Ti含量超过0.010%,则大量生成方形状的TiN,从而有可能使钢板的韧性降低。因此,将Ti含量控制为0.001%~0.010%。Ti含量的上限优选设定为0.007%。Cr:0.30%~0.70%Cr(铬)是对提高淬透性从而提高钢板的强度(硬度)有效的元素。当Cr含量低于0.30%时,上述添加效果并不充分。另一方面,如果Cr含量超过0.70%,则添加成本增加,另一方面使添加效果达到饱和。因此,将Cr含量控制为0.30%~0.70%。Cr含量的下限优选设定为0.35%,Cr含量的上限优选设定为0.50%。Ca:0.0005%~0.0030%Ca(钙)是对控制夹杂物的形态、从而提高钢板的韧性以及疲劳特性有效的元素。当Ca含量低于0.0005%时,不能充分得到上述效果,另外,与单独添加后述的REM时同样,连续铸造时引起水口堵塞而使操作不稳定,或者使高比重夹杂物沉积在铸坯的下表面侧,从而有可能使钢板的韧性和疲劳特性劣化。另一方面,如果Ca含量超过0.0030%,则例如CaO-Al
2O
3系夹杂物等粗大的低熔点氧化物和CaS系夹杂物等在轧制时容易延伸的夹杂物变得容易生成,从而有可能使钢板的韧性以及疲劳特性恶化。再者,水口耐火材料变得容易熔损,从而有可能使连续铸造的操作不稳定。因此,将Ca含量控制为0.0005%~0.0030%。Ca含量的下限优选设定为0.0007%,进一步优选设定为0.0010%。Ca含量的上限优选设定为0.0025%,进一步优选设定为0.0020%。再者,需要根据C含量来控制Ca含量的上限值。具体地说,需要将化学成分中的各元素的以质量%表示的含量控制在下述式III表示的范围。在Ca含量并不满足下述式III的情况下,B系夹杂物以及C系夹杂物的合计个数密度超过5个/mm
2。Ca≤0.005-0.0035×Cxa0xa0xa0(式III)REM:0.0003%~0.0050%REM(Rarexa0Earthxa0me
tal)是指稀土类元素,是钪Sc(原子序数21)、钇Y(原子序数39)以及镧系元素(从原子序数57的镧到原子序数71的镥这15个元素)这17个元素的总称。在本实施方式的钢板中,含有选自它们之中的至少1种以上的元素。一般地说,作为REM,从容易入手的角度考虑,大多从Ce(铈)、La(镧)、Nd(钕)、Pr(镨)等中加以选择。作为添加方法,一直广泛地进行的是例如在钢中以这些元素的混合物即混合稀土的形式进行添加。在本实施方式的钢板中,将钢板所含有的这些稀土类元素的合计量设定为REM含量。REM是对控制夹杂物的形态、从而提高钢板的韧性以及疲劳特性有效的元素。当REM含量低于0.0003%时,不能充分得到上述的效果,而且产生与Ca单独添加时同样的问题。也就是说,CaO-Al
2O
3系夹杂物和一部分CaS因轧制而延伸,从而有可能产生钢板特性的降低。而且容易使含Ti碳氮化物优先复合并含有Al、Ca、O、S以及REM的复合夹杂物较少,因而在钢板中单独生成的含Ti碳氮化物增多,所以容易使韧性和疲劳特性劣化。另一方面,如果REM含量超过0.0050%,则连续铸造时容易发生水口堵塞。另外,由于生成的REM系夹杂物(氧化物和硫氧化物)的个数密度比较高,因而连续铸造时沉积在弯曲的铸坯的下表面侧,从而有可能引起由铸坯轧制而成的制品的内部缺陷。另外,钢板的冷冲裁加工性、韧性、疲劳特性有可能恶化。因此,将REM含量控制为0.0003%~0.0050%。REM含量的下限优选设定为0.0005%,进一步优选设定为0.0010%。REM含量的上限优选设定为0.0040%,进一步优选设定为0.0030%。再者,需要根据S含量来控制Ca以及REM的含量。具体地说,需要将化学成分中的各元素的以质量%表示的含量控制在下述式IV表示的范围。在Ca含量、REM含量以及S含量并不满足下述式IV的情况下,A系夹杂物的个数密度超过5个/mm
2。此外,如果下述式IV的右边的值在2以上,则可以进一步优选控制夹杂物的形态。另外,下述式IV的上限并没有特别的限定,但在下述式IV的右边的值超过7时,有生成最大长度超过20μm的粗大B系或者C系夹杂物的倾向。因此,下述式IV的上限值优选为7。0.3≤{Ca/40.88+(REM/140)/2}/(S/32.07)xa0xa0xa0(式IV)此外,如果使用(La/138.9+Ce/140.1+Nd/144.2)以代替上述式IV中的(REM/140),则可以更精确地根据S含量来控制Ca以及各REM含量,而且可以控制夹杂物的形态,因而是优选的。本实施方式的钢板除上述的基本成分以外,还含有不可避免的杂质。这里,所谓不可避免的杂质,是指从废料等副原料或制造工序中不可避免地混入的P、S、O、N、Cd、Zn、Sb、W、Mg、Zr、As、Co、Sn、Pb等元素。其中,P、S、O以及N为了优选发挥上述的效果,对其进行如下的限制。另外,P、S、O以及N以外的上述不可避免的杂质分别优选限制在0.01%以下。不过,这些杂质即使含有0.01%以下,也不会失去上述的效果。这里记载的%为质量%。P:0.020%以下P(磷)具有固溶强化的功能,但为过剩的含有将阻碍钢板韧性的杂质元素。因此,将P含量限制为0.020%以下。此外,P不可避免地在钢中含有,因而没有必要特别地限制P含量的下限。P含量的下限也可以为0%。另外,考虑到现行的一般的精炼(包括二次精炼),P含量的下限也可以为0.005%。S:0.0070%以下S(硫)是形成非金属夹杂物、从而阻碍钢板的加工性和韧性的杂质元素。因此,将S含量限制为0.0070%以下。优选限制为0.005%以下。此外,S不可避免地在钢中含有,因而没有必要特别地限制S含量的下限。S含量的下限也可以为0%。另外,考虑到现行的一般的精炼(包括二次精炼),S含量的下限也可以为0.0003%。O:0.00400%以下O(氧)是形成氧化物(非金属夹杂物),该氧化物凝聚而粗大化,从而使钢板的韧性降低的杂质元素。因此,将O含量限制为0.0040%以下。此外,O不可避免地在钢中含有,因而没有必要特别地限制O含量的下限。O含量的下限也可以为0%。另外,考虑到现行的一般的精炼(包括二次精炼),O含量的下限也可以为0.0010%。本实施方式的钢板的O含量是指将固溶于钢中的O、和存在于夹杂物中的O等所有的O含量进行合计而得到的总O含量(T.O含量)。再者,优选使用各元素的以质量%表示的含量,将O含量和REM含量控制在用下述式V表示的范围。满足下述式V时,A系夹杂物的个数密度进一步减少,因而是优选的。此外,下述式V的上限值并没有特别的限定,但根据O含量以及REM含量的上限值以及下限值,0.000643为下述式V的上限值。18×(REM/140)-O/16≥0xa0xa0xa0(式V)如果通过控制O含量以及REM含量,生成REM
2O
3·11Al
2O
3(REM
2O
3与Al
2O
3的摩尔比为1:11)和REM
2O
3·Al
2O
3(REM
2O
3与Al
2O
3的摩尔比为1:1)这2种复合氧化物的混合形态,则A系夹杂物得以进一步优选减少。在上述的式V中,REM/140表示REM的摩尔比,O/16表示O的摩尔比。为了生成REM
2O
3·11Al
2O
3和REM
2O
3·Al
2O
3的混合形态,优选以满足上述的式V的方式添加REM含量。如果REM含量较少、并不满足上述的式V,则有可能成为Al
2O
3和REM
2O
3·11Al
2O
3的混合形态,该Al
2O
3的部位与CaO反应而生成CaO-Al
2O
3系夹杂物,从而有可能因轧制而延伸。N:0.0075%以下N(氮)是形成氮化物(非金属夹杂物)、从而使钢板的韧性以及疲劳特性降低的杂质元素。因此,将N含量限制为0.075%以下。此外,N不可避免地在钢中含有,因而没有必要特别地限制N含量的下限。N含量的下限也可以为0%。另外,考虑到现行的一般的精炼(包括二次精炼),N含量的下限也可以为0.0010%。本实施方式的钢板控制上述的基本成分,剩余部分包括铁和不可避免的杂质。但是,本实施方式的钢板除该基本成分以外,也可以根据需要进一步在钢中含有以下的选择成分以代替剩余部分的Fe的一部分。也就是说,本实施方式的热轧钢板除上述的基本成分以及不可避免的杂质以外,也可以进一步含有Cu、Nb、V、Mo、Ni、B之中的至少1种作为选择成分。下面就选择成分的数值限定范围及其限定理由进行说明。这里记载的%为质量%。Cu:0%~0.05%Cu(铜)是具有提高钢板的强度(硬度)的效果的选择元素。因此,也可以根据需要在0%~0.05%的范围内添加Cu。另外,如果将Cu含量的下限值设定为0.01%,则可以优选得到上述效果。另一方面,如果Cu含量超过0.05%,则因熔融金属脆化(Cu开裂)在热轧时有可能产生热加工开裂。Cu含量的下限优选设定为0.02%。Cu含量的上限优选设定为0.04%。Nb:0%~0.05%Nb(铌)是形成碳氮化物、对晶粒粗大化的防止和韧性的改善有效的选择元素。因此,也可以根据需要在0%~0.05%的范围内添加Nb。另外,如果将Nb含量的下限值设定为0.01%,则可以优选得到上述效果。另一方面,如果Nb含量超过0.05%,则析出粗大的Nb碳氮化物而有可能招致钢板韧性的降低。Nb含量的下限优选设定为0.02%。Nb含量的上限优选设定为0.04%。V:0%~0.05%V(钒)是与Nb同样形成碳氮化物、对晶粒粗大化的防止和韧性的改善有效的选择元素。因此,也可以根据需要在0%~0.05%的范围内添加V。另外,如果将V含量的下限值设定为0.01%,则可以优选得到上述的效果。另一方面,如果V含量超过0.05%,则生成粗大的析出物而有可能招致钢板韧性的降低。优选的范围是0.02~0.04%。V含量的下限优选设定为0.02%。V含量的上限优选设定为0.04%。Mo:0%~0.05%Mo(钼)是通过淬透性的提高和抗回火软化性能的提高而具有提高钢板强度(硬度)的效果的选择元素。因此,也可以根据需要在0%~0.05%的范围内添加Mo。另外,如果将Mo含量的下限值设定为0.01%,则可以优选得到上述效果。另一方面,如果Mo含量超过0.05%,则添加成本增加,另一方面使添加效果达到饱和,因而将上限设定为0.05%。优选的范围是0.01~0.05%。Ni:0%~0.05%Ni(镍)是通过淬透性的提高而提高钢板的强度(硬度)、以及对韧性的提高有效的选择元素。另外,还是具有防止Cu添加时的熔融金属脆化(Cu开裂)的效果的选择元素。因此,也可以根据需要在0%~0.05%的范围内添加Ni。另外,如果将Ni含量的下限值设定为0.01%,则可以优选得到上述效果。另一方面,如果Ni含量超过0.05%,则添加成本增加,另一方面使添加效果达到饱和,因而将上限设定为0.05%。优选的范围是0.02~0.05%。B:0%~0.0050%B(硼)是通过提高淬透性而具有提高钢板的强度(硬度)的效果的选择元素。因此,也可以根据需要在0%~0.0050%的范围内添加B。另外,如果将B含量的下限值设定为0.0010%,则可以优选得到上述效果。另一方面,如果B含量超过0.0050%,则生成B系化合物而使钢板的韧性降低,因而将上限设定为0.0050%。B含量的下限优选设定为0.0020%。B含量的上限选设定为0.0040%。接着,就本实施方式的钢板的金属组织进行说明。本实施方式的钢板的金属组织只要满足上述夹杂物的形态,且满足上述的化学成分,就并没有特别的限定。不过,在后述的本实施方式所记载的条件下,冷轧后退火而制造的钢板的金属组织主要有铁素体+球状渗碳体。而且渗碳体的球状化率为90%以上。长边为5μm以上的含Ti碳氮化物的个数密度:3个/mm
2以下本实施方式的钢板为了提高疲劳特性,规定了含Ti碳氮化物的存在形态。在本实施方式的钢板中,为提高强度(硬度)而添加Ti。在含有Ti的情况下,作为夹杂物,在钢中生成TiN等含Ti碳氮化物。该含Ti碳氮化物不仅硬度高,而且其形状呈方形状,因而如果单独在钢中生成粗大的含Ti碳氮化物,则容易成为疲劳破坏的起点。因此,为了抑制疲劳特性的恶化,将不与其它夹杂物复合析出而在钢中单独存在的长边为5μm以上的含Ti碳氮化物的个数密度设定为3个/mm
2以下。只要该含Ti碳氮化物的个数密度在3个/mm
2以下,就难以发生疲劳破坏。此外,在钢中单独存在的长边为5μm以上的含Ti碳氮化物的个数密度的控制方法如上所述,可以使含Ti碳氮化物优先地在含REM复合夹杂物上复合析出。将以上说明的本实施方式的钢板归纳如下:(1)本实施方式涉及一种钢板,其特征在于:钢的化学成分以质量%计,含有C:0.5%~0.8%、Si:0.15%~0.60%、Mn:0.40%~0.90%、Al:0.010%~0.070%、Ti:0.001%~0.010%、Cr:0.30%~0.70%、Ca:0.0005%~0.0030%以及REM:0.0003%~0.0050%,并将P限制在0.020%以下、将S限制在0.0070%以下、将O限制在0.0040%以下、将N限制在0.0075%以下,剩余部分包括铁和不可避免的杂质;上述化学成分中的各元素的以质量%表示的含量同时满足下述式VI和下述式VII,上述钢含有含Ti碳氮化物作为夹杂物,在钢中单独存在的长边在5μm以上的所述含Ti碳氮化物的个数密度为3个/mm
2以下。0.3≤{Ca/40.88+(REM/140)/2}/(S/32.07)xa0xa0xa0(式VI)0.0005≤Ca≤0.005-0.0035×Cxa0xa0xa0(式VII)(2)而且上述化学成分以质量%计,也可以进一步含有Cu:0%~0.05%、Nb:0%~0.05%、V:0%~0.05%、Mo:0%~0.05%、Ni:0%~0.05%、B:0%~0.0050%之中的至少1种。(3)而且上述钢也可以进一步含有包含Al、Ca、O、S以及REM的复合夹杂物、和在该复合夹杂物的表面附着有上述含Ti碳氮化物的夹杂物。(4)而且上述化学成分中的各元素以质量%表示的含量也可以满足下述式VIII。0≤18×(REM/140)-O/16≤0.000643xa0xa0xa0(式VIII)(5)而且上述的金属组织也可以主要具有铁素体+球状渗碳体。而且渗碳体的球状化率也可以为90%以上。接着,就本实施方式的钢板的制造方法进行说明。本实施方式的钢板与通常的钢板同样,例如采用连续铸造将以高炉铁液为原料、通过进行转炉精炼和二次精炼所制造的钢水制成铸坯,然后对该铸坯进行热轧或冷轧、退火等而制成钢板。此时,在转炉中的脱碳处理之后,利用浇包中的二次精炼进行钢的成分调整,同时实施利用Ca和REM的添加进行的夹杂物控制。此外,除高炉铁液以外,也可以将以铁废料为原料而采用电炉熔炼的钢水用作原料。Ca和REM在调整了除它们以外的Ti等添加元素的成分之后,进而在确保了使Al脱氧中产生的Al
2O
3上浮的时间之后进行添加。如果在钢水中大量残存Al
2O
3,则Ca和REM在Al
2O
3的还原中被消耗。因此,S的固定中使用的Ca和REM的比例降低,从而不能充分防止MnS的生成。Ca由于蒸气压高,因而为了提高成品率,能够以Ca-Si合金、Fe-Ca-Si合金、Ca-Ni合金等形式进行添加。这些合金的添加也可以使用各自的合金丝。REM能够以Fe-Si-REM合金、混合稀土的形式进行添加。所谓混合稀土,是指稀土类元素的混合物,具体地说,大多含有40%~50%左右的Ce、20%~40%左右的La。例如,可以获得由Ce45%、La35%、Nd9%、Pr6%、其它不可避免的杂质构成的混合稀土等。Ca和REM的添加顺序并没有特别的限制。但是,如果在REM添加后进行Ca的添加,则可以看到夹杂物的尺寸稍小的倾向,因而优选以该顺序进行添加。在Al脱氧后,生成Al
2O
3并使一部分簇状物化,但如果使REM的添加先于Ca的添加进行,则簇状物的一部分被还原和分解,从而可以降低簇状物的尺寸。另一方面,如果使Ca的添加先于REM的添加进行,则Al
2O
3的组成变化为低熔点的CaO-Al
2O
3系夹杂物,上述Al
2O
3簇状物有可能成为一个粗大的CaO-Al
2O
3系夹杂物。因此,优选在REM的添加后进行Ca的添加。精炼后的钢水通过连续铸造而制成铸坯。在对该铸坯加热后进行热轧,在450~660°C左右进行卷取。将热轧板酸洗后,与作为目标的制品硬度相适应而在Ac1相变点以下或者710~750°C的2相区域进行96小时以内的保持,使渗碳体球状化(渗碳体的球状化退火)。所谓Ac1相变点,是热膨胀试验(加热速度为5°C/s)中开始相变收缩的温度。该退火也可以省略。然后,以55%以下的轧制率进行冷轧,但轧制率也可以为0%,即也可以省略冷轧。其后,进行与上述同样的退火、即在Ac1相变点以下或者710~750°C的2相区域进行96小时以内的退火。此后,也可以根据需要,进行轧制率为4.0%以内的表皮光轧,以提高表面性状。实施例1下面基于实施例就本发明的一实施方式的效果进行更具体的详细说明,但实施例的条件是为了确认本发明的实施可能性以及效果而采用的一个条件例,本发明并不局限于该一个条件例。本发明只要不脱离本发明的宗旨,可以实现本发明的目的,就可以采用各种条件。在以高炉铁液为原料,进行铁液预处理、转炉中的脱碳处理之后,采用浇包精炼进行成分调整,从而熔炼出表3以及表4所示的成分的钢水300吨。在浇包精炼中,首先,添加Al而进行脱氧,接着对Ti等其它元素的成分进行调整,然后为了使Al脱氧中产生的Al
2O
3上浮而保持5分钟以上,之后添加REM,为了均匀混合而保持3分钟,继而添加Ca。REM使用混合稀土。该混合稀土中含有的REM元素为Ce50%、La25%、Nd10%,剩余部分为不可避免的杂质。因此,所得到的钢板中含有的各REM元素的比率与表3所示的REM含量乘以上述各REM元素的比率所得到的值大致相同。Ca由于蒸气压高,因而为提高成品率而添加Ca-Si合金。采用连续铸造将精炼后的上述钢水制成厚度为250mm的铸坯。然后,将该铸坯加热至1200°C并保持1小时,进行热轧而使板厚达到4mm,然后在450~660°C下进行卷取。对该热轧板酸洗后,在表2所示的条件下进行热轧板退火、冷轧、冷轧板退火,并根据需要进行轧制率为4.0%以内的表皮光轧。热轧板的金属组织为铁素体+珠光体、或者铁素体+贝氏体+珠光体。由于在退火中使渗碳体球状化,因而热轧板退火以后(在省略热轧板退火的情况下,为冷轧板退火以后)的金属组织为铁素体+球状化渗碳体。对于得到的冷延钢板,就其夹杂物的组成和变形行为(轧制后的长径/短径之比、纵横尺寸比)进行了调査。使用光学显微镜,以平行于轧制方向和板厚方向的断面为观察面,采用光学显微镜并以400倍(其中,详细测定夹杂物形状时放大倍数为1000倍)的放大倍数,在60个视场中进行了观察。在各观察视场中,对粒径(形状为球状的夹杂物时)或者长径(变形的夹杂物时)为1μm以上的夹杂物进行观察,并将这些夹杂物分类为A系夹杂物、B系夹杂物以及C系夹杂物,测量了它们的个数密度。另外,对在钢中单独析出的方形状的含Ti碳氮化物、且长边超过5μm的夹杂物的个数密度也同时进行了测定。含Ti碳氮化物能够根据有棱角的形状和颜色加以判断。或者,可以使用EPMA(电子探针显微分析、Electronxa0Probexa0Microxa0Analysis)或带有EDX(能量分散型X射线分析、Energyxa0Dispersivexa0X-Rayxa0Analysis)的SEM(扫描型电子显微镜、Scanningxa0Electronxa0Microscope)对冷延钢板的金属组织进行观察。在此情况下,可以鉴定夹杂物中的含Ti碳氮化物、含REM复合夹杂物、MnS以及CaO-Al
2O
3系夹杂物等。作为夹杂物的评价基准,在A系夹杂物、和B系夹杂物以及C系夹杂物(以B系和C系的合计数进行评价)的情况下,将个数密度超过5个/mm
2的情况设定为B(Bad:差),将超过3个/mm
2且在5个/mm
2以下的情况设定为G(Good:好),将超过1个/mm
2且在3个/mm
2以下的情况设定为VG(Veryxa0Good:很好),将1个/mm
2以下的情况设定为GG(Greatlyxa0Good:极好)。在B系以及C系的最大长度在20μm以上的粗大夹杂物的情况下,将超过3个/mm
2的情况设定为B(Bad:差),将超过1个/mm
2且在3个/mm
2以下的情况设定为G(Good:好),将1个/mm
2以下的情况设定为VG(Veryxa0Good:很好)。另外,在钢中单独存在的长边在5μm以上的含Ti碳氮化物的情况下,将个数密度超过3个/mm
2的情况设定为B(Bad:差),将超过2个/mm
2且在3个/mm
2以下的情况设定为G(Good:好),将2个/mm
2以下的情况设定为VG(VeryGood:很好)。另外,对于得到的冷延钢板,进行淬火处理和回火处理,就其韧性、疲劳特性、硬度进行了评价。淬火在加热至900°C后保持30分钟之后进行。然后,加热至220°C并保持60分钟后,通过炉冷而进行回火处理。为了评价韧性,采用夏比试验(例如,ISO148-1:2003)对室温下的冲击值进行了测定。为了评价疲劳特性,进行脉动拉伸试验(例如ISO1099:2006),制作出S-N曲线而求出疲劳极限。为了评价硬度(强度),进行了室温下的维氏硬度测定试验(例如ISO6507-1:2005)。作为各特性的评价基准,将冲击值为6J/cm
2以上、疲劳极限为500MPa以上、硬度为500以上设定为合格。另外,对于得到的热轧钢板的化学成分,使用ICP-AES(Inductivelyxa0Coupledxa0Plasma-Atomicxa0Emissionxa0Spectrometry:电感耦合等离子体发射光谱分析)、或者ICP-MS(Inductivelyxa0Coupledxa0Plasma-Massxa0Spectrometry:电感耦合等离子体质谱分析)进行了定量分析。此外,REM元素中的微量元素有时低于分析极限。在此情况下,可以设定与上述混合稀土中的含量(Ce50%、La25%、Nd10%)成正比,使用相对于含量最多的Ce的分析值的比率而算出。另外,由化学成分中的各元素的以质量%表示的含量计算得到的下述式1的右边的值、下述式2的右边的值、以及下述式3的左边的值如表4所示。0.3≤{Ca/40.88+(REM/140)/2}/(S/32.07)xa0xa0xa0(式1)Ca≤0.005-0.0035×Cxa0xa0xa0(式2)18×(REM/140)-O/16≥0xa0xa0xa0(式3)制造条件以及制造结果如表2~4所示。在表中,偏离本发明范围的数值带下划线。实施例都满足本发明的范围,为硬度(强度)、韧性和疲劳特性优良的钢板。另一方面,比较例不满足本发明的条件,因而硬度(强度)、韧性、或者疲劳特性等并不充分。表2
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ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="296"/>表3
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ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="474"/>表4
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ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="505"/>产业上的可利用性根据本发明的上述方式,可以提供一种强度(硬度)、耐磨特性和冷冲裁加工性优良,且通过降低钢中的A系夹杂物、B系夹杂物以及C系夹杂物,防止粗大的含Ti碳氮化物的生成而使韧性和疲劳特性也优良的钢板,因而在产业上具有较高的可利用性。