本發明涉及適合于食品罐、飲料罐的制造中所使用的罐容器材料的高強度鋼板及其制造方法。本發明的高強度鋼板具有特別優良的成形性，因此能夠適合應用于制造易開封蓋(EOE)、焊接罐體。
背景技術：
：作為用于制造飲料罐、食品罐的、成形為蓋、底、三片罐的主體等的罐用鋼板，有時使用被稱為DR(DoubleReduced，二次冷軋)材料的鋼板。DR材料是指退火后再次進行冷軋而制造的鋼板。與僅進行軋制率小的表面光軋的SR(SingleReduced，一次冷軋)材料相比，DR材料能夠容易地在硬質化的同時使板厚變薄。近年來，從降低環境負荷和削減成本的觀點出發，謀求削減用于飲料罐、食品罐的鋼板的使用量。因此，將鋼板的薄壁化容易的DR材料用作罐用鋼板的期望越來越大。但是，DR材料因加工硬化而硬質化，因此，一般成形性低，為了使DR材料適合用作罐用鋼板，需要改善DR材料的成形性。例如，在專利文獻1、2中提出了改善了成形性的DR材料。在專利文獻1中提出了一種DR鋼，其特征在于，以質量％計含有C：0.02％～0.06％、Si：0.03％以下、Mn：0.05％～0.5％、P：0.02％以下、S：0.02％以下、Al：0.02％～0.10％、N：0.008％～0.015％、余量由Fe和不可避免的雜質構成的鋼板中的固溶N量(Ntotal-NasAlN)為0.006％以上，時效處理后的軋制方向的總伸長率值為10％以上，時效處理后的板寬方向的總伸長率值為5％以上，并且，時效處理后的平均蘭克福特值為1.0以下。在專利文獻2中提出了一種凸緣成形性優良的高強度焊接罐用薄鋼板，其特征在于，以質量％計，含有C：大于0.04％且0.08％以下、Si：0.02％以下、Mn：1.0％以下、P：0.04％以下、S：0.05％以下、Al：0.1％以下、N：0.005～0.02％以下，固溶于鋼板中的固溶C和固溶N的總量滿足50ppm≤固溶C+固溶N≤200ppm的關系，鋼板中的固溶C為50ppm以下，鋼板中的固溶N為50ppm以上，余量由Fe和不可避免的雜質構成。現有技術文獻專利文獻專利文獻1：國際公開第2008/018531號專利文獻2：日本特開2002-294399號公報技術實現要素：發明所要解決的問題但是，上述現有技術中存在如下所示的問題。在專利文獻1所記載的技術中，根據EOE罐的鉚釘加工的段數等條件不一定可以得到良好的成形性。另外，在專利文獻1所記載的技術中，三片罐的凸緣加工性等加工性并不充分。在專利文獻2所記載的技術中，用于制造EOE罐所需的鉚釘成形性不充分。另外，為了降低固溶C量而需要長時間的過時效處理，制造效率降低。本發明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于解決上述現有技術的問題并提供一種具有良好的成形性(加工性)和強度的高強度鋼板及其制造方法。用于解決問題的方法本發明人們為了解決上述問題進行了深入研究。結果發現，通過優化鋼成分、熱軋條件、冷軋條件、退火條件和二次冷軋條件(DR條件)，可使時效處理后的軋制直角方向的拉伸強度為530MPa以上，伸長率為7％以上。此外發現，鐵素體平均粒徑、板厚1/4部的位錯密度有助于兼顧上述拉伸強度和上述伸長率，從而完成了本發明。具體而言，本發明如下所述。(1)一種高強度鋼板，其特征在于，具有以質量％計含有C：0.010％以上且0.080％以下、Si：0.05％以下、Mn：0.10％以上且0.70％以下、P：0.03％以下、S：0.020％以下、Al：0.005％以上且0.070％以下、N：0.0120％以上且0.0180％以下、余量由Fe和不可避免的雜質構成的成分組成，所含有的上述N中，作為固溶N的N含量為0.0100％以上，鐵素體平均粒徑為7.0μm以下，自表面起板厚的1/4深度位置的位錯密度為4.0×1014m-2以上且2.0×1015m-2以下，時效處理后的軋制直角方向的拉伸強度為530MPa以上，伸長率為7％以上。(2)一種(1)所述的高強度鋼板的制造方法，其特征在于，具有：熱軋工序，將鋼坯在1180℃以上的加熱溫度進行加熱，將熱軋終軋溫度設定為820～900℃進行軋制，在640℃以下的卷取溫度進行卷取；一次冷軋工序，上述熱軋工序后，進行酸洗，以85％以上的軋制率進行冷軋；退火工序，上述一次冷軋工序后，在620℃以上且690℃以下進行退火；和二次冷軋工序，上述退火工序后，進行軋制率為8～20％的二次冷軋。發明效果本發明的高強度鋼板由特定的成分組成構成，鐵素體平均粒徑為7.0μm以下，自表面起板厚的1/4深度位置的位錯密度為4.0×1014m-2以上且2.0×1015m-2以下，由此，時效處理后的軋制直角方向的拉伸強度為530MPa以上，伸長率為7％以上。如上所述，本發明的高強度鋼板具有高成形性，因此，也能夠適合應用于實施鉚釘加工、凸緣加工進行成形的用途中。特別是，本發明的高強度鋼板的拉伸強度為530MPa以上，具有充分的強度，因此，與以往的鋼板相比，即使抑制板厚也可形成高品質的罐體、罐蓋。通過使板厚變薄，能夠實現資源節約化、低成本化。另外，在成形性和強度方面優良的本發明的高強度鋼板不僅能夠期待應用于各種金屬罐，而且還能夠期待應用于干電池內裝罐、各種家電電氣部件、汽車用部件等廣泛的范圍。具體實施方式以下，對本發明的實施方式進行說明。需要說明的是，本發明并非限定于下述實施方式。本發明的高強度鋼板具有特定的成分組成，并且被調節成鐵素體平均粒徑、板厚1/4位置的位錯密度處于特定的范圍。其結果是，本發明的高強度鋼板為高強度并且成形性優良。以下，對成分組成、鐵素體平均粒徑、板厚1/4位置的位錯密度、高強度鋼板的材質(高強度、高成形性)、高強度鋼板的制造方法依次進行說明。<成分組成>本發明的高強度鋼板具有如下成分組成：以質量％計，含有C：0.010％以上且0.080％以下、Si：0.05％以下、Mn：0.10％以上且0.70％以下、P：0.03％以下、S：0.020％以下、Al：0.005％以上且0.070％以下、N：0.0120％以上且0.0180％以下，余量由Fe和不可避免的雜質構成。并且，所含有的上述N中，作為固溶N的N含量為0.0100％以上。以下，對各成分進行說明。在下述說明中，“％”是指“質量％”。C：0.010％以上且0.080％以下C是有助于提高鋼板的強度的元素。通過將C含量設定為0.010％以上，能夠使時效處理后的軋制直角方向的拉伸強度為530MPa以上。C含量超過0.080％時，時效處理后的軋制直角方向的伸長率降低至小于7％，鋼板的凸緣加工性、鉚釘成形性降低。因此，需要將C含量設定為0.080％以下。從確保良好的凸緣加工性、鉚釘成形性的觀點出發，優選將C含量設定為小于0.040％。C含量越多越能夠使鐵素體平均粒徑微細化，因此，為了使鋼板高強度，優選將C含量設定為0.020％以上。Si：0.05％以下鋼板含有大量Si時，因表面富集使鋼板的表面處理性劣化，鋼板的耐腐蝕性降低。因此，Si含量需要設定為0.05％以下。優選為0.03％以下。Mn：0.10％以上且0.70％以下Mn具有通過固溶強化使鋼板的硬度提高的效果。另外，Mn通過形成MnS而具有防止因鋼中所含的S引起的熱延展性降低的效果。為了得到上述效果，需要將Mn含量設定為0.10％以上。此外，Mn具有使粒徑微細化的效果，因此，優選將Mn含量設定為0.20％以上。此外，通過降低N的擴散速度，具有抑制AlN的生成而容易確保固溶N的效果，特別是在使拉伸強度高強度化至590MPa以上時是有效的。因此，進一步優選將Mn含量設定為大于0.50％。另外，添加過量Mn時，不僅上述效果飽和，而且伸長率顯著降低，因此，Mn含量設定為0.70％以下。P：0.03％以下含有大量P時，因過度的硬質化、中央偏析而使得成形性降低。另外，含有大量P時，耐腐蝕性降低。因此，P含量設定為0.03％以下。優選為0.02％以下。S：0.020％以下S在鋼中形成硫化物而使鋼板的熱延展性降低。因此，S含量設定為0.020％以下。優選為0.015％以下。Al：0.005％以上且0.070％以下Al是作為脫氧劑而添加的元素。為了得到上述效果，需要將Al含量設定為0.005％以上。由于Al與N形成AlN而使鋼中的固溶N減少。固溶N減少時，鋼板的強度降低，因此，Al含量設定為0.070％以下。從穩定地確保0.0100％以上的固溶N量的觀點出發，優選將Al含量設定為0.020％以下，更優選設定為0.018％以下。N：0.0120％以上且0.0180％以下、固溶N：0.0100％以上N通過以固溶N的方式存在而有助于鋼板的高強度化。此外，通過存在0.010％以上的固溶N，二次冷軋時位錯的導入得以促進，高強度化與成形性的平衡提高。為了上述效果，需要將作為固溶N的N含量設定為0.0100％以上。進一步優選為0.0120％以上。并且，為了使固溶N為0.0100％以上，需要將N含量設定為0.0120％以上。優選的是N含量為大于0.0130％。為了使固溶N穩定地為0.0120％以上，優選組合下述中的一個以上的條件來抑制制造工序中的AlN的生成，所述條件為：(1)含有大于0.50％的Mn；(2)將熱軋中的卷取溫度設定為640℃以下、優選設定為600℃以下、進一步優選設定為580℃以下；(3)將退火溫度設定為690℃以下、進一步優選設定為低于680℃。為了在作為形成更高的罐強度或者進一步薄壁化的情況而使拉伸強度高強度化至600MPa以上的情況下形成伸長率為10％以上的高成形性，優選組合全部三個條件。另一方面，含有大量N時，伸長率降低，鉚釘成形性、凸緣加工性均降低。因此，N含量設定為0.0180％以下。優選為0.0170％以下。使N含量為上述范圍時，作為固溶N的N含量為0.0180％以下。上述必要成分以外的余量為鐵和不可避免的雜質。<鐵素體平均粒徑：7.0μm以下>對于滿足上述成分組成并且板厚1/4深度位置的位錯密度處于特定的范圍的鋼板而言，通過將鐵素體晶粒微細化至鐵素體平均粒徑為7.0μm以下，由此，高強度化與成形性的平衡提高。此外，通過將鐵素體平均粒徑微細化，還具有抑制加工后的表面粗糙的優點。因此，鐵素體平均粒徑優選為6.5μm以下。需要說明的是，鐵素體平均粒徑采用通過實施例所記載的方法測定的值。退火后的鐵素體粒徑越微細則二次冷軋中的位錯的導入越得以促進，即使以更低的軋制率也能夠得到高強度，因此，高強度化與成形性的平衡進一步提高。考慮到比較退火后(二次冷軋前)和二次冷軋后的鐵素體平均粒徑時二次冷軋后的鐵素體平均粒徑會減小，為了得到上述效果，二次冷軋后的鐵素體平均粒徑進一步優選為6.0μm以下。鐵素體平均粒徑的下限值沒有特別限定，變得過度微細時，高強度化與成形性的平衡降低，出于上述原因，優選為1.0μm以上。需要說明的是，本發明的鋼組織以鐵素體為主體，鐵素體相為98體積％以上。<板厚1/4位置的位錯密度：4.0×1014m-2以上且2.0×1015m-2以下>在本發明中，為了兼顧鋼板的強度和成形性，鋼板內的位錯密度的控制很重要。在本發明中，為了高強度化，需要將板厚1/4深度位置的位錯密度設定為4.0×1014m-2以上。過量的位錯密度在成形時會誘發孔隙的生成，使鋼板的成形性降低。因此，需要將上述位錯密度設定為2.0×1015m-2以下。為了使位錯密度為上述范圍，特別是使固溶N量為0.0100％以上、優選為0.0120％以上、使鐵素體平均粒徑為7.0μm以下、優選為6.5μm以下，進一步優選為6.0μm以下很重要。需要說明的是，板厚1/4位置的位錯密度采用通過實施例所記載的方法測定的值。<材質>本發明的高強度鋼板具有上述成分組成，鐵素體平均粒徑被調節成7.0μm以下，板厚1/4位置的位錯密度被調節成4.0×1014m-2以上且2.0×1015m-2以下，因此，為高強度的同時具有高成形性。通常，在鋼板的厚度薄的情況下，非常難以兼顧高強度和高成形性。“厚度薄”是指為0.26mm以下。本發明的情況下，連板厚為0.12mm的鋼板都能夠兼顧高強度和高成形性。高強度是指時效處理后的軋制直角方向的拉伸強度為530MPa以上。如果上述拉伸強度為530MPa以上，則在成形為罐蓋、罐體時，能夠確保充分的罐體強度。上述拉伸強度優選為550MPa以上，進一步優選為590MPa以上。上述拉伸強度為550MPa以上時，即使在厚度特別薄的情況下也能夠兼顧高強度和高成形性。“厚度特別薄”是指為0.18mm以下。高成形性是指時效處理后的軋制直角方向的伸長率為7％以上。如果上述伸長率為7％以上，則在將本發明的高強度鋼板應用于罐體、EOE罐時，能夠充分地確保罐體的制造所要求的凸緣加工性、EOE罐的制造所要求的鉚釘成形性。拉伸強度為550MPa以上的高強度的情況下，進一步要求成形性，因此，時效處理后的軋制直角方向的伸長率優選為10％以上。需要說明的是，在成形罐時，多數情況下在鋼板上燒結涂裝后對鋼板進行成形，因此，需要對相當于燒結涂裝的時效處理后的材質進行評價。<高強度鋼板的制造方法>以下，對本發明的高強度鋼板的制造方法的一例進行說明。本發明的高強度鋼板能夠通過具有熱軋工序、一次冷軋工序、退火工序和二次冷軋工序的方法來制造。以下，對各工序進行說明。熱軋工序熱軋工序是指如下工序：將固溶N以外具有上述成分組成的鋼坯(固溶N可以滿足也可以不滿足)在1180℃以上的加熱溫度進行加熱，將熱軋終軋溫度設定為820～900℃進行軋制，在640℃以下的卷取溫度進行卷取。鋼坯加熱溫度過低時，AlN的一部分未熔化，固溶N量降低。因此，將加熱溫度設定為1180℃以上。優選為1200℃以上。加熱溫度的上限沒有特別規定，但加熱溫度過高時，有時會產生過量的氧化皮而在產品表面產生缺陷。因此，加熱溫度優選設定為1300℃以下。熱軋終軋溫度高于900℃時，熱軋板中的粒徑變得粗大，由此，退火板中的粒徑變得粗大，鋼板的硬度降低。因此，熱軋終軋溫度設定為900℃以下。熱軋終軋溫度低于820℃時，成為Ar3相變點以下的軋制，因生成粗大晶粒、殘留加工組織使得成形性降低。因此，熱軋終軋溫度設定為820℃以上。優選為840℃以上。卷取溫度超過640℃時，卷取中生成大量AlN而固溶N量降低。另外，卷取溫度超過640℃時，熱軋板的粒徑變得粗大，由此退火后的粒徑也粗大化。因此，卷取溫度設定為640℃以下。優選為600℃以下、進一步優選為580℃以下。卷取溫度的下限沒有特別限定，卷取溫度過低時，有時冷卻中的溫度變動增大，拉伸強度、伸長率的變動增大。因此，優選將卷取溫度設定為500℃以上。一次冷軋工序一次冷軋工序是指如下工序：熱軋工序后，進行酸洗，以85％以上的軋制率進行一次冷軋。酸洗條件只要能夠除去表層氧化皮即可，條件沒有特別規定。可以通過常規方法進行酸洗。通過適當地調節一次冷軋的軋制率，能夠使退火后的粒徑微細化，提高拉伸強度與伸長率的平衡。為了得到上述效果，將軋制率設定為85％以上。但是，軋制率變得過大時，拉伸強度、伸長率的面內各向異性增大，成形性降低。因此，本工序中的軋制率優選設定為小于91.5％。退火工序退火工序是指如下工序：冷軋工序后，在620℃以上且690℃以下的退火溫度進行退火。為了確保成形性，需要在退火中充分再結晶。因此，退火溫度需要設定為620℃以上。退火溫度過高時，鐵素體平均粒徑粗大化，拉伸強度與伸長率的平衡降低。因此，退火溫度設定為690℃以下。退火溫度升高時，生成AlN，固溶N量容易降低，因此，優選將退火溫度設定為680℃以下。退火方法沒有特別限定，從材質的均勻性的觀點出發，優選連續退火法。需要說明的是，退火工序中的保持時間沒有特別限定，從鋼板溫度的均勻性的觀點出發，優選為5秒以上，從防止鐵素體平均粒徑的粗大化的觀點出發，優選為90秒以下。二次冷軋(DR軋制)工序二次冷軋工序是指如下工序：退火工序后，進行軋制率為8～20％的二次冷軋。退火后的鋼板通過二次軋制而高強度化。另外，鋼板的厚度通過二次軋制變薄。為了使自表面起板厚1/4深度位置的位錯密度升高而得到高強度的鋼板，將二次冷軋時的軋制率(DR率)設定為8％以上。DR率過高時，位錯密度過度升高，成形性劣化。因此，將DR率設定為20％以下。在尤其要求成形性的情況下，優選將DR率設定為15％以下。通過上述可以得到本發明的高強度鋼板。即使對在此得到的鋼板進行鍍敷、化學轉化處理等表面處理也不會喪失發明效果。實施例熔煉具有表1所示的鋼符號A～N的成分組成、余量由Fe和不可避免的雜質構成的鋼，得到鋼坯。將所得到的鋼坯在表2所示的條件下加熱后，進行熱軋，通過酸洗除去氧化皮，然后以表2所示的一次冷軋率進行一次冷軋，在連續退火爐中在各退火溫度進行退火，以各二次冷軋率進行二次冷軋(DR軋制)，得到板厚為0.15～0.26mm的鋼板(鋼板符號No.1～22)。對所得到的鋼板的雙面實施單面2.8g/m2的鍍錫，對該鍍錫鋼板通過下述方法進行特性評價。固溶N量固溶N量通過從總N量減去通過利用10％Br甲醇的萃取分析測定的NasAlN量來評價。時效處理后的軋制直角方向的拉伸強度、伸長率在210℃進行10分鐘的相當于燒結涂裝的時效處理后，從軋制直角方向裁取JIS5號拉伸試驗片，依照JISZ2241，對拉伸強度和伸長率(總伸長率)進行評價。鐵素體平均粒徑嵌入軋制方向截面，研磨后，利用硝酸乙醇溶液進行腐蝕而使晶界顯現后，依照JISG0551，通過切割法測定平均結晶粒徑，對鐵素體平均粒徑進行評價。位錯密度位錯密度通過Williamson-Hall法(威廉姆森霍爾法)進行測定。即，在板厚1/4深度位置測定(110)(211)(220)面的衍射峰的半峰寬，使用未應變Si試樣的半峰寬進行校正后，求出應變ε，通過ρ＝14.4ε2/(0.25×10-9)2來評價位錯密度(m-2)。EOE鉚釘成形性在210℃進行10分鐘的相當于燒結涂裝的時效處理后，成形出EOE拉手安裝用鉚釘，對鉚釘成形性進行評價。鉚釘成形通過三個階段的壓制加工進行，鼓凸成形后進行減徑(拉深)加工而成形出直徑為4.0mm、高度為2.5mm的圓柱形鉚釘。將在鉚釘表面產生褶皺、裂紋的情況評價為“×”、將沒有產生褶皺、裂紋的情況評價為“○”。罐體凸緣性在210℃進行10分鐘的相當于燒結涂裝的時效處理后，通過縫焊進行外徑為52.8mm的罐體成形，將端部縮頸加工至外徑為50.4mm后進行凸緣加工至外徑為55.4mm，對有無凸緣裂紋產生進行評價。罐體成形制成190g飲料罐大小，沿著鋼板軋制方向進行焊接。縮頸加工通過模具縮頸(ダ亻ネツク)方式進行，凸緣加工通過旋轉凸緣方式進行。將在凸緣加工部產生裂紋的情況評價為“×”，將沒有產生裂紋的情況評價為“○”。罐體強度對上述縮頸加工、凸緣加工得到的樣品卷緊蓋，制作出罐體，通過壓痕試驗測定罐體強度。對作為與焊接部相反側的罐體部中央，按壓前端半徑為10mm、長度為42mm的壓頭，測定罐體部發生壓曲時的載荷，為70N以上時視為罐體強度良好而評價為“○”、將低于70N評價為“×”。需要說明的是，將凸緣加工中產生裂紋而不能制作成罐體的樣品設為“-”。將結果示于表3中。本發明例中，均是拉伸強度為530MPa以上、伸長率為7％以上、鐵素體晶粒徑為7.0μm以下、板厚1/4深度位置的位錯密度為4.0×1014m-2以上且2.0×1015m-2以下、鋼板強度和成形性優良。另一方面，在比較例中，上述特性中某一種以上差。表1(質量％)鋼符號CSiMnPSAIN備注A0.0340.010.240.0120.0110.0150.0155本發明例B0.0200.020.300.0140.0100.0120.0144本發明例C0.0390.010.140.0090.0130.0100.0163本發明例D0.0350.010.580.0130.0090.0180.0122本發明例E0.0280.010.700.0080.0080.0080.0175本發明例F0.0780.010.350.0100.0090.0190.0132本發明例G0.0830.010.260.0130.0120.0150.0132比較例H0.0050.010.220.0110.0100.0160.0149比較例10.0360.010.250.0090.0120.0120.0191比較例J0.0310.010.350.0100.0080.0900.0038比較例K0.0340.010.350.0130.0100.0230.0149本發明例L0.0420.010.260.0150.0110.0160.0126本發明例M0.0220.010.610.0130.0090.0180.0153本發明例N0.0350.010.510.0120.0100.0170.0148本發明例表2表3當前第1頁1 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