CN102260821A - 弯曲加工性优异的高强度冷轧钢板 - Google Patents

Abstract

钢板的成分满足C：0.12～0.3％、Si：0.5％以下、Mn：低于1.5％、Al：0.15％以下、N：0.01％以下、P：0.02％以下和S：0.01％以下，余量由铁和不可避免的杂质构成，钢组织是马氏体单一组织，并且，在距钢板的表面至(板厚×0.1)深度的表层区域，在根据下述所示的第n次的判定而确定的n次夹杂物群中，该夹杂物群的2个最外粒子在钢板轧制方向的最外表面间距离为100μm以上，这样的夹杂物群在轧制面每100cm²中有120个以下。该钢板能够在弯曲加工中充分减小因夹杂物为起点的弯曲裂纹率，是弯曲加工性优异的高强度钢板。

Description

弯曲加工性优异的高强度冷轧钢板

技术领域

本发明涉及弯曲加工性优异的高强度冷轧钢板，涉及在弯曲加工中加工裂纹不良率小的高强度(特别是抗拉强度在880MPa以上)的冷轧钢板。

背景技术

顾及汽车的安全性和环境问题，指向汽车用钢板的高强度化。一般来说，虽然伴随着高强度化的是加工性的降低，但是兼备强度和加工性的钢板至今为止也被进行各种设计并实用化。例如使铁素体相与马氏体和贝氏体等的低温相变相共存的复合组织钢板，被作为加工性优异的高强度钢板使用。复合组织钢板通过使软质的铁素体基体中分散硬质的低温相变相，从而同时实现强度和加工性的提高。但是在这样的汽车用钢板中，以夹杂物为起点的加工裂纹成为问题。

鉴于这样的情况，至今为止提出有控制夹杂物而实以加工性的提高的技术。例如在日本专利第3845554号中指出，以当量圆直径换算，使直径5μm以上的夹杂物为25个/mm²以下，能够得到弯曲加工性优异的冷轧钢板。在日本特开2005-272888号中指出，在Si脱氧钢中，使短径为5μm以上的氧化物系夹杂物为35个/cm²以下，能够得到富有延展性的冷轧钢板。另外日本特开2005-272888号中还公开，形成容易延伸、粉碎的夹杂物组成而使之微细化。但是，如上述两项先行技术，即使各个夹杂物微细且密度低，其分布次序上以夹杂物为起点的裂纹发生的情况仍存在。因此认为，为了确实地提高加工性(特别是汽车用钢板所要求的弯曲加工性)还需要进一步的研究。还有，在日本专利第3845554号中还有成为低硫钢的需要，这造成成本上升。另外在日本特开2005-272888号中，关于在加工性之中，特别是汽车用钢板所要求的弯曲加工性则没有进行阐述。

另外，日本专利第3421943号中提出，使罐用冷轧钢板的平行于轧制面的任意截面中观察到的点列状夹杂物(氧化物系夹杂物之中，3个以上与轧制方向平行，且互相以低于200μm的间隔排列成直线状)的存在比例为6003个/m²～2×10⁴个/m²，能够降低制罐不良。但是，该冷轧钢板限定于罐用，作为其要求特性，要求的是拉深加工，但是关于作为上述汽车用钢板使用时所要求的弯曲加工性则没有进行研究。

如上述，历来主要是通过严密控制各个夹杂物尺寸、数量来实现夹杂物性缺陷少的高强度钢板。但是，若将该钢板供弯曲加工，则即使在非常缓慢的加工条件下，裂纹仍会发散，可以看到生产率的恶化和检查成品等造成的成本上升的问题。

发明内容

本发明着眼于上述这样的情况而做，其目的在于，得到一种弯曲加工性优异的高强度冷轧钢板，其在弯曲加工中，能够充分地减小以夹杂物为起点的弯曲裂纹率。

能够解决上述课题的本发明的冷轧钢板，钢板的成分满足C：0.12～0.3％(质量％的意义。关于成分下同。)、Si：0.5％以下、Mn：低于1.5％、Al：0.15％以下、N：0.01％以下、P：0.02％以下和S：0.01％以下，余量由铁和不可避免的杂质构成，钢组织是马氏体单一组织，并且，在距钢板的表面至(板厚×0.1)深度的表层区域，在根据下述所示的第n次的判定而确定的n次夹杂物群中，该夹杂物群的2个最外粒子在钢板轧制方向的最外表面间距离为100μm以上，这样的夹杂物群在轧制面每100cm²中有120个以下。

(第n次的判定)

将如下夹杂物群作为“n次夹杂物群”：由n-1次夹杂物群(n是1以上的整数，n＝1时，0次夹杂物群指夹杂物粒子)和接近的1以上的x次夹杂物群(x＝0～n-1，n是1以上的整数，0次夹杂物群指夹杂物粒子)构成，该n-1次夹杂物群和x次夹杂物群的最接近粒子的最小表面间距离(λ)满足下述(1)式且为60μm以下。

$\mathrm{\λ}\≤4.0\×{10}^5{\left(\frac{1}{{\mathrm{\σ}}_y}\right)}^2(d_1+d_2)......\left(1\right)$

[在上式(1)中，

λ：n-1次夹杂物群与x次夹杂物群的最接近粒子的最小表面间距离(μm)

σ_y：表示钢板的屈服强度(MPa)

d₁：表示n-1次夹杂物群的钢板轧制方向的粒径(n＝1时)或2个最外粒子在钢板轧制方向的最外表面距离(n≥2时)(μm)

d₂：表示x次夹杂物群的钢板轧制方向的粒径(x＝0时)或2个最外粒子在钢板轧制方向的最外表面距离(x≥1时)(μm)]

本发明的冷轧钢板，作为其他元素，也可以还含有如下：

(A)Cr：2％以下和/或B：0.01％以下；

(B)从Cu：0.5％以下、Ni：0.5％以下和Ti：0.2％以下之中选出的至少一种元素；

(C)V：0.1％以下和/或Nb：0.1％以下。

在本发明中，还包括对上述高强度冷轧钢板实施了熔融镀锌的熔融镀锌钢板和实施了合金化熔融镀锌的合金化熔融镀锌钢板。

根据本发明，能够确实地得到弯曲加工性优异的高强度冷轧钢板，例如能够将其作为汽车用钢板使用。具体来说，能够提供适合制造例如保险杠、前部和后部的纵梁等的碰撞部件，和中柱加强件等柱类等的车体结构部件的钢板。

附图说明

图1是在本第一发明中，将表示真正的夹杂物粒径(d*)与孔穴(void)成长范围(A)的关系另行表示为钢板的屈服强度(YS)的曲线图。

图2(a)(b)是例示1次夹杂物群的形态的图。

图3(a)(b)是例示2次夹杂物群的形态的图。

图4是表示夹杂物群的长径与规定的夹杂物群引起的弯曲裂纹的累积概率的关系的曲线图。

图5是表示距表面的位置(相对于板厚t的比)与规定的夹杂物群引起弯曲裂纹的概率的关系的曲线图。

图6是表示规定的夹杂物群的个数密度与规定的夹杂物群引起的弯曲裂纹率的关系的曲线图。

具体实施方式

即使像上述这样控制各个夹杂物粒子的成分、组成，在加工(特别是弯曲加工)中仍会产生裂纹，本发明者们鉴于此而反复锐意研究。其结果首先发现下述几点。

(1)弯曲裂纹的起点，是与钢板的轧制方向平行并呈点列状分布的夹杂物群。

(2)而且，构成上述夹杂物群的各个夹杂物粒子，即使如现有技术(例如日本专利第3845554号)所规定的那样微细，由于其成为点列状分布的夹杂物群，导致在加工时各个夹杂物粒子的周边发生的孔穴彼此合并，与单独存在的夹杂物粒子周边所发生的孔穴相比，会形成粗大扁平的缺陷(孔穴)。而且，对这样的粗大扁平的缺陷(孔穴)进行弯曲加工时，与单独存在的夹杂物粒子周边所发生的孔穴相比较，会有非常大的应力集中，其结果认为会致使材料容易断裂。

以这些发现为基础，在夹杂物粒子的分布具体地处于某种状态时，对上述粗大扁平的缺陷(孔穴)是否形成进行调查。其结果可知，首先，2个夹杂物粒子的分布满足下式(1)时，作为形成一个重大的缺陷的夹杂物群起作用。下式(1)是基于“发生在各个夹杂物粒子上的孔穴为了与邻接的孔穴合并，需要孔穴间的材料发生塑性变形”的考虑，并考虑到缺陷周边的应力集中带来的塑性变形范围而实验性地获得的。

$\mathrm{\λ}\≤4.0\×{10}^5{\left(\frac{1}{{\mathrm{\σ}}_y}\right)}^2(d_1+d_2)...\left(1\right)$

上式(1)中，

λ：任意的夹杂物群和与之接近夹杂物粒子的最小表面间距离(μm)

σ_y：钢板的屈服强度(MPa)

d₁：任意的夹杂物粒子的钢板轧制方向的粒径(μm)

d₂：接近上述任意的夹杂物的夹杂物粒子在钢板轧制方向的粒径(μm)。在此，首先为了展示基本的观点面，关于上式(1)的λ、d₁、d₂如上述定义。

上式(1)的导出方法如下。在后述的实施例中，根据在断裂面观察到的夹杂物粒子的真正的夹杂物粒径(d*)与其周边所形成的孔穴直径(D)，得到孔穴成长范围(A＝(D-d*)/2)与d*的关系。将该真正的夹杂物粒径(d*)和孔穴成长范围(A)的关系表示为钢板的屈服强度(YS＝780MPa、980MPa、1180MPa、1350MPa)的曲线图显示在图1中。若以钢板的屈服强度(YS＝σ_y)整理由该图1得到的结果，则得到下式(2)。

$A=3.18\×{10}^5{\left(\frac{1}{{\mathrm{\σ}}_y}\right)}^2{d}^{*}...\left(2\right)$

另外，一般在任意的面观察到的夹杂物粒径(d)与真正的夹杂物粒径(d*)之间有下式(3)的关系。

d*＝1.27d    …(3)

由上式(2)和式(3)，孔穴成长范围(A)能够表示为下式(4)。

$A=4.0\×{10}^5{\left(\frac{1}{{\mathrm{\σ}}_y}\right)}^{2}d...\left(4\right)$

因此，若分别设接近的夹杂物粒子的粒径为d₁和d₂，则在各个孔穴成长范围的合计(A₁+A₂)为2个夹杂物粒子的最小表面间距离(λ)以上时认为有孔穴合并，得到上式(1)。

另外，在本发明中，若上述λ比60μm大，则后述规定的夹杂物群的个数密度和规定的夹杂物群引起的弯曲裂纹率的相关性变低，因此使λ为60μm以下。如此将λ规定为60μm以下，即使在夹杂物粒子间过大时，与需要进行控制的现有技术相比，也能够抑制成本上升。

然后在本发明中，将满足上式(1)并且λ满足60μm以下的上述2个夹杂物粒子所构成的夹杂物群，作为在弯曲加工时形成粗大而扁平的缺陷(孔穴)的“夹杂物群”。关于该夹杂物群模式化地例示于图2(a)中。还有，在图2(a)中，右端的夹杂物粒子3在与夹杂物粒子2的关系中，如图2(a)所示，不满足式(1)或λ超过60μm，因此显示无法与夹杂物粒子2构成夹杂物群。

上述对于d₁、d₂均是就其作为夹杂物粒子的情况进行了阐述，但是将上述2个夹杂物粒子所构成的夹杂物群视为1个夹杂物粒子时，还有在与之接近的夹杂物粒子和其他夹杂物群之间，满足(1)式并且λ满足60μm以下，构成更粗大的夹杂物群的情况。因此在这种情况下，在由上述2个夹杂物粒子构成的夹杂物群和与之接近的夹杂物粒子和其他夹杂物群之间，还需要进行是否满足(1)式，并且λ是否满足60μm以下的判定(第2次以后的判定)。

这样，通过第1次、第2次…阶段性地反复进行夹杂物群的判定(2个夹杂物粒子或夹杂物群是否满足上述关系(满足(1)式，并且λ在60μm以下)，是否构成新的夹杂物群的判定]，能够特定本发明的夹杂物群。

还有，上述判定一直进行到在夹杂物群的周围，与该夹杂物群之间满足(1)式且λ在60μm以下的夹杂物粒子和夹杂物群不存在为止，将最终得到的夹杂物群统计为1个夹杂物群。

因此，例如后述的图3(a)中例示的由3个夹杂物粒子(1”、2”和3”)构成的夹杂物群，其构成是由经第1次判定而被判定为夹杂物群的2个夹杂物粒子1”和2”构成的夹杂物群，和经第二次判定而被判断为与该夹杂物群满足上述关系的夹杂物粒子3”构成，但区分为由上述2个夹杂物粒子(1”和2”)构成的夹杂物群，和由包含该夹杂物群的3个夹杂物粒子(1”、2”和3”)构成的夹杂物群，不是统计为2个夹杂物群，而是将经第二次的判定而判定为夹杂物群的、由夹杂物粒子1”、2”和3”构成的(2次)夹杂物群统计为1个。

具体来说，例如能够以如下方式阶段性地判定夹杂物群(下述具体例示至第三次的夹杂物群的判定)。

(i)第一次的判定(1次夹杂物群的判定)

在至少2个夹杂物粒子之间，λ满足上式(1)并且满足60μm以下时，由其构成的夹杂物群作为“1次夹杂物群”(模式化地显示在图2(a)中)。

还有，如图2(b)中例示，夹杂物粒子1在夹杂物粒子2以外，在与夹杂物粒子2’的关系中，如果λ满足上式(1)并且满足60μm以下，则由这些夹杂物粒子1、2和2’构成的夹杂物群作为“1次夹杂物群”。

(ii)第二次的判定(2次夹杂物群的判定)

(ii-1)在上述1次夹杂物群和接近的1以上的夹杂物粒子之间，λ满足(1)式并且满足60μm以下时，将由其构成的夹杂物群作为“2次夹杂物群”。该2次夹杂物群模式化地例示在图3(a)中。

(ii-2)在上述1次夹杂物群和接近的1以上的其他的1次夹杂物群之间，λ满足(1)式并且满足60μm以下时，将由其构成的夹杂物群作为“2次夹杂物群”。该2次夹杂物群模式化地例示在图3(b)中。

(iii)第三次的判定(3次夹杂物群的判定)

(iii-1)在上述2次夹杂物群和接近的1以上的夹杂物粒子之间，λ满足(1)式并且满足60μm以下时，将由其构成的夹杂物群作为“3次夹杂物群”。

(iii-2)在上述2次夹杂物群和接近的1以上的1次夹杂物群之间，λ满足(1)式并且满足60μm以下时，将由其构成的夹杂物群作为“3次夹杂物群”。

(iii-3)在上述2次夹杂物群和接近的1以上的其他的2次夹杂物群之间，λ满足(1)式并且满足60μm以下时，将由其构成的夹杂物群作为“3次夹杂物群”。

之后，继续到第四次的判定(4次夹杂物群的判定)

对于根据上述判定的方法，经第n次(n为1以上的整数)的判定而确定的任意的夹杂物群：n次夹杂物群，能够以如下方式表示。

即，n次夹杂物群是指如下夹杂物群：其由n-1次夹杂物群(n是1以上的整数，n＝1时，0次夹杂物群指夹杂物粒子)和接近的1以上的x次夹杂物群(x＝0～n-1，n是1以上的整数，0次夹杂物群指夹杂物粒子)构成，该n-1次夹杂物群和x次夹杂物群的最接近粒子的距离(以下称为最小表面间距离：λ)，满足下式(1)，且为60μm以下。

$\mathrm{\λ}\≤4.0\×{10}^5{\left(\frac{1}{{\mathrm{\σ}}_y}\right)}^2(d_1+d_2)...\left(1\right)$

在上述式(1)中，

λ：n-1次夹杂物群与x次夹杂物群的最接近粒子的最小表面间距离(μm)

σ_y：钢板的屈服强度(MPa)

d₁：n-1次夹杂物群的钢板轧制方向的粒径(n＝1时)或2个最外粒子在钢板轧制方向的最外表面距离(n≥2时)(μm)

d₂：x次夹杂物群的钢板轧制方向的粒径(x＝0时)或2个最外粒子在钢板轧制方向的最外表面距离(x≥1时)(μm)。

上述所谓“经第n次的判定确定”，如上述，是指反复进行上述判定，直到在夹杂物群的周围，在与该夹杂物群之间满足(1)式且λ在60μm以下的夹杂物粒子和夹杂物群不存在为止，从而决定最终得到的1个夹杂物群。

还有，在判定时，作为对象的夹杂物粒子在钢板轧制方向的粒径(即当量圆直径)的下限为0.5μm左右。

(关于夹杂物群的长径)

即使是通过上述判定求得的夹杂物群，根据其大小，对弯曲加工性造成的影响也会有所不同。因此，对于上述夹杂物群的尺寸[夹杂物群的长径＝夹杂物群的2个最外粒子在钢板轧制方向的距离(以下称最外表面间距离)]和弯曲加工性(规定的夹杂物群引起的弯曲裂纹率)的关系进行调查。图4表示的是，在后述的实施例中，观察以夹杂物为起点断裂的试料的断裂面，求得断裂起点的夹杂物群在钢板轧制方向的长径，长径例如为20μm以上、低于40μm，40μm以上、低于60μm，60μm以上、低于80μm…的范围内的夹杂物，将其分别作为20μm、40μm、60μm…的夹杂物群合计，长径每20μm的规定的夹杂物群起引的弯曲裂纹的累积概率(累积概率以比率表示，累积率为1时，意思是100％)。

根据该图4，夹杂物群的长径为100μm以上，确认到该夹杂物群引起的裂纹发生(累积概率＞0)，因此在作为控制对象的夹杂物群的长径的下限为100μm(以下，将长径为100μm以上的夹杂物群称为“规定的夹杂物群”。)

(关于观察区域)

以上述规定的夹杂物群为原因造成弯曲裂纹变得显著的区域，特别是在弯曲加工时被导入极大的应变的钢板的表层区域，因此进行如下的测定并特定了本发明的观察区域。即，使用后述的实施例的钢板，预先以频率30MHz和50MHz的条件，通过超声波探伤法特定轧制面的缺陷指示位置(夹杂物位置)。然后，使弯曲棱线与轧制方向平行，且与该调查中得到的缺陷指示位置(夹杂物位置)一致，如此如后述实施例所示实施弯曲加工。

在实施弯曲加工而断裂的试验片中，调查裂纹起点的断裂面。然后，确认规定的夹杂物群是否存在，对于存在规定的夹杂物群的试验片，测定其距表面的位置(深度)。另外，对于没有断裂的试验片，从轧制面的缺陷指示位置沿板厚方向磨削至0.5t(t：板厚)，确认距表面0.5t深的范围内是否存在规定的夹杂物群。

然后，在距表面的各测定位置，根据下式(5)求得规定的夹杂物群引起弯曲裂纹的概率(％)(与后述的“规定的夹杂物群引起的弯曲裂纹率”相区别。)。

规定的夹杂物群引起弯曲裂纹的概率(％)＝100×(因弯曲加工而断裂的试验片中存在规定的夹杂物群的试验片的数量)/[(因弯曲加工而断裂的试验片中存在规定的夹杂物群的试验片的数量)+(没有因弯曲加工断裂的试验片中存在规定的夹杂物群的试验片的数量)]…(5)

整理其结果显示在图5中。还有，图5中的0.02t(相对于板厚t的比为0.02)、0.04t、0.06t…的结果，分别是合计表面(深0mm)～0.02t、超过0.02t～0.04t、超过0.04t～0.06t的测定结果。由该图5可知，本发明中规定的夹杂物群存在于从钢板的表面至板厚×0.1(0.1t)深度的范围时，便成为弯曲裂纹的原因。另外可知，弯曲加工性强烈受到表层区域的影响。因此在本发明中，使规定的夹杂物群的观察区域为从钢板的表面至(板厚×0.1)的深度。

(关于规定的夹杂物群的个数密度和弯曲加工性的关系)

接着，本发明者们调查了规定的夹杂物群的个数密度和弯曲加工性(规定的夹杂物群引起的弯曲裂纹率)的关系。图6是以后述的实施例所示的方法求得的、表示规定的夹杂物群的个数密度和规定的夹杂物群引起的弯曲裂纹率的关系的曲线图。如果规定的夹杂物群引起的弯曲裂纹率为2.0％以下，则在实际制品中都另行确认为没有问题。

由该图6可知，为了使规定的夹杂物群引起的弯曲裂纹率达到2.0％以下，需要使规定的夹杂物群的个数密度在每100cm²的轧制面中为120个以下。优选的个数密度是在每100cm²的轧制面中为100个以下。

上述规定的夹杂物群的测定，如后述的实施例所示，例如能够以光学显微镜(倍率：100倍)进行目测观察。另外，将该光学显微镜观察结果2值化以后，也可能通过预选设定了上式(1)和λ的临界值(60μm)的条件的图像分析处理自动测定。

本发明以夹杂物群的形态满足上述规定为要件，对于构成夹杂物群的各个夹杂物粒子的成分没有特别规定。作为夹杂物粒子，可列举例如含有Al、Si、Mn、Ca、Mg(关于Ca、Mg，在本发明中未作为选择元素添加，但会在制造过程中从炉壁或由于熔渣的卷入而不可避免地被含有)等的氧化物系夹杂物，和含有Mn、Ti等的硫化物系夹杂物或其复合夹杂物。另外，作为选择元素含有Ca、Mg和稀土元素(REM)时，存在含有这些元素的氧化物系夹杂物和硫化物系夹杂物(例如含Ca和Mg的硫化物系夹杂物)。

还有，本发明如上述，作为夹杂物群进行控制时虽然有要点，但是钢板的夹杂物粒子的总数优选如以前一样被降低，具体来说，钢板轧制方向的粒径为5μm以上的夹杂物粒径优选被抑制在25个/mm²以下。

(关于钢组织)

将本发明的冷轧钢板例如作为汽车用钢板使用时，作为特性要求更高的强度(抗拉强度为880MPa以上，优选为980MPa以上)和加工性的兼备。若铁素体组织多，则难以确保高强度。另外，若是复合组织，则难以充分提高弯曲加工性(特别是极限弯曲加工性)，因此在本发明中，成为马氏体组织(优选为含有回火马氏体的马氏体组织)的单一组织，以实现弯曲加工(特别是极限弯曲加工性)的提高。

还有，所谓上述马氏体组织的单一组织，意思是含有该马氏体组织94面积％以上(更优选为95面积％以上，特别优选97面积％以上)，在马氏体组织以外，也含有在制造工序中不可避免地被含有的组织(铁素体组织、贝氏体组织、残留奥氏体组织等)。冷轧钢板的金属组织，其马氏体组织也可以是100面积％。

为了充分地发挥包含上述夹杂物形态的组织控制的效果，确实地提高弯曲加工性，并且实现兼备高强度和优异的加工性平衡的钢板，需要满足下述的成分组成。另外推荐以后述的制造条件进行制造。以下，首先对于钢板的成分组成进行详述。

(关于钢板的成分组成)

(C：0.12～0.3％)

C是提高淬火性，确保高强度而需要的元素，使之含有0.12％以上(优选为0.15％以上)。但是，若C含量过剩，则点焊性和韧性降低，淬火部容易发生延迟断裂。因此，C量为0.3％以下。优选为0.26％以下。

[Si：0.5％以下]

Si对回火软化阻抗有效的元素。另外，其在借助固溶强化而提高强度上也是有效的元素。从这些观点出发，优选使Si含有0.02％以上。但是，Si是铁素体生成元素，若大量含有，则损害淬火性，难以确保高强度，因此Si量为0.5％以下。优选为0.4％以下。

(Mn：低于1.5％)

Mn使淬火性提高，是在提高强度上发挥作用的元素。但若Mn量变得过剩，则焊接部(例如缝焊和点焊部等)的接合强度劣化，并且在热轧后的冷却时产生马氏体和贝氏体等硬质相，热轧钢板的强度变得过高，因此冷轧性变差。因此Mn量低于1.5％，优选为1.4％以下，更优选为1.3％以下。还有，Mn优选含有0.1％以上。

(Al：0.15％以下)

Al是作为脱氧剂被添加的元素，另外也有提高钢的耐腐蚀性的效果。为了充分发挥这些效果，优选使之含有0.05％以上。但是若过剩地含有，则C系夹杂物大量生成而成为表面瑕疵的原因，因此其上限为0.15％。优选为0.10％以下，更优选为0.07％以下。

(N：0.01％以下)

若N量过剩，则氮化物的析出量增大，对韧性造成不良影响，因此N量为0.01％以下，优选为0.008％以下。还有，考虑到炼钢上的成本，N量通常为0.001％以上。

(P：0.02％以下)

P虽然具有使钢强化的作用，但由于脆性导致延展性降低，因此抑制在0.02％以下。P量优选为0.01％以下。

(S：0.01％以下)

S生成硫化物系夹杂物，使加工性、焊接性劣化，因此越少越好，在本发明中抑制在0.01％以下。S量优选在0.005％以下，更优选在0.003％以下。

在本发明中规定的基本成分如前述，余量是铁和不可避免的杂质，作为该不可避免的杂质，能够允许因原料、物资、制造设备等状况而掺杂的元素的混入。此外，也可以在对本发明的作用没有不良影响的范围内积极地含有下述元素。

[(A)Cr：2％以下和/或B：0.01％以下)

Cr、、B均是通过提高淬火性而在提高强度上有效的元素。另外，Cr在提高马氏体组织钢的回火软化阻抗上也是有效的元素。为了充分地发挥这些效果，Cr的情况为使之含有0.01以上(更优选为0.05％以上)，B的情况是使之含有0.0001％以上(更优选为0.0005％以上，进一步优选为0.0010％以上，特别优选0.003％以上)。但是若Cr过剩地被含有，则使耐延迟断裂性劣化。另外若B量过剩，则招致延展性的降低。因此，优选Cr量为2％以下(更优选为1.7％以下)，B量为0.01％以下(更优选为0.008％以下)。

[(B)从Cu：0.5％以下、Ni：0.5％以下和Ti：0.2％以下之中选出的至少一种元素]

Cu、Ni、Ti在通过提高耐腐蚀性而使耐延迟断裂性提高上是有效的元素。这样的效果特别是在抗拉强度超过980MPa的钢板中被有效地发挥。另外Ti在提高回火软化阻抗方面也是有效的元素。为了充分发挥该效果，优选Cu的情况是使之含有0.01％以上(更优选为0.05％以上)，Ni的情况是使之含有0.01％以上(更优选为0.05％以上)，Ti的情况是使之含有0.01％以上(更优选为0.05％以上)。但是若过剩地含有，则延展性和加工性降低，因此Cu、Ni的上限均优选为0.5％，Ti的上限优选为0.2％。更优选Cu、Ni分别为0.4％以下，Ti为0.15％以下。

[(C)V：0.1％以下和/或Nb：0.1％以下]

V、Nb均是在通过提高强度和使奥氏体晶粒(γ晶粒)微细化而改善淬火后的韧性方面有效的元素。为了充分发挥这样的效果，V、Nb的情况均优选使之含有0.003％以上(更优选为0.02％以上)。但是，若上述元素过剩，则碳氮化物等的析出增大，加工性和耐延迟断裂性降低。因此，优选V、Nb的情况均为0.1％以下(更优选为0.05％以下)。

此外，出于改善耐腐蚀性和耐延迟断裂性的目的，作为其他元素也可以还含有例如Se、As、Sb、Pb、Sn、Bi、Mg、Zn、Zr、W、Cs、Rb、Co、Tl、In、Be、Hf、Tc、Ta、O、Ca、稀土类元素(例如Y、La、Ce、Nd)等，合计0.01％以下。

作为钢板，特别是以高强度域(抗拉强度为880MPa以上，特别是980MPa以上)的钢板为对象时，本发明的效果得到充分地发挥。

本发明没有规定到上述钢板的制造方法，但为了实现上述规定的夹杂物形态，特别推荐在热轧时的约950℃以下的温度区域控制轧制时的压下率和冷轧时的压下率(冷轧率)的合计压下率。所谓合计压下率，意思是基于950℃的钢板的板厚和冷轧结束时的板厚，由下式(6)计算出的压下率。

合计压下率(％)＝[950℃的钢板的板厚-冷轧结束时的钢板的板厚)/950℃的钢板的板厚]×100…(6)

本发明如上述，没有规定夹杂物粒子的成分，但在本发明的钢板的成分组成中，多是夹杂物主要由氧化物系夹杂物构成的情况，在塑性变形能变小的较低温度区域下的轧制时，该氧化物系夹杂物粉碎、分散，产生规定的夹杂物群。在粉碎得微细、长距离分散的夹杂物群中，如上述，弯曲加工时形成巨大而扁平的缺陷(孔穴)，在该缺陷周边发生大的应力集中，从而产生弯曲裂纹。因此推荐使该温度区域下的压下率比较小，抑制粉碎的程度。

在满足本发明的成分组成的钢板中存在的氧化物系夹杂物是Al、Si、Mn、Ti、Mg、Ca、稀土类元素(REM)的单独氧化物和/或复合氧化物，若考虑到其软化点和母相的变形能，则重要的是使从大约950℃到室温区域的压下率(具体来说，就是热轧时的约950℃以下的温度区域的压下率和冷轧时的压下率的合计压下率)最佳化，从而控制粉碎、分散状态。具体来说，在满足本发明的成分组成的钢板的情况下，热轧时的约950℃以下的温度区域的压下率，和冷轧时的压下率的合计压下率优选低于97％。更优选为96％以下，进一步优选为95％以下。另一方面，若上述合计压下率过小，粗大夹杂物无法被微细化，反而使弯曲加工性劣化。另外，薄钢板的制造本身变得困难。因此上述合计压下率至少需要为90％左右。

另外，为了抑制钢板中的夹杂物粒子的总数，推荐以转炉或电炉对由Al进行了脱氧的脱氧钢实施1次精炼后，用铸桶以LF法脱硫，接着进行真空脱氧(例如RH法)。

上述以外没有特别限定，例如上述熔炼后，能够遵循常规方法，经连续铸造得板坯等的钢坯后，加热到1100～1250℃左右，接着进行热轧(优选最终温度：在950℃以下、Ar₃点以上温度区域结束热轧，热轧率优选为70～95％)，卷取后酸洗，进行冷轧(冷轧率优选为大约20～70％)而得到钢板。

接着实施退火处理。该退火处理可以例如以800～1000℃保持5～300秒后，从600～1000℃(淬火开始温度)通过急冷(例如20℃/s以上)冷却至室温，再加热至100～600℃的温度，进行在该温度区域保持0～1200秒的回火，可以得到马氏体单一组织。上述退火处理在得到下述熔融镀锌钢板或合金化熔融镀锌钢板时，例如能够在熔融镀锌线上进行。

在本发明中，不仅包括冷轧钢板，也包括对冷轧钢板实施熔融镀锌而得到的熔融镀锌钢板(GI钢板)，和对冷轧钢板实施了上述熔融镀锌后，再对其进行合金化处理而得到的合金化熔融镀锌钢板(GA钢板)。在冷轧钢板中，得到适当控制的夹杂物群的个数密度不会因其后的镀敷处理和合金化处理而受到影响，能够维持本发明规定的个数密度。通过实施这些镀敷处理，耐腐蚀性提高。还有，关于这些镀敷处理方法和合金化处理方法，采用一般所进行的条件即可。

本发明的高强度冷轧钢板，能够用于汽车用强度部件，例如保险杠、以前部和后部的纵梁和碰撞吸能盒等的碰撞部件为首的中柱加强件等柱类、车顶纵梁加强件、侧梁，底梁、脚踏板(kick)部等的车体构成部件、座位部件等的制造。

以下，列举实施例更具体地说明本发明，但本发明当然不受下述实施例限制，在能够符合前后述宗旨的范围内当然也可以适当加以变更实施，这些都包含在本发明的技术范围内。

【实施例】

熔炼由表1、表2所示的化学成分组成构成的钢(余量是铁和不可避免的杂质)。详细地说，是用转炉或电炉进行1次精炼后，以铸桶实施脱硫。另外，根据需要在铸桶精炼后实施真空脱气(例如RH法)处理。其后，通过常规方法实施连续铸造而得到板坯。然后进行热轧，以常规方法按顺序进行酸洗、冷轧，得到板厚1.6mm的钢板(冷轧钢板)。还有，热轧的条件如下。另外，热轧在950℃以下的温度区域的压下率和冷轧时的压下率的合计压下率显示在下述表3～表5中。在下述表3～表5中分别显示热轧在950℃以下的热轧率(％)和冷轧时的冷轧率(％)作为参考值。

(热轧的条件)

加热温度：1250℃

最终温度：880℃

卷取温度：550℃

最终厚度：2.0～5.4mm

接着，对得到的钢板实施连续退火。连续退火是以下述表3～表5所示的退火温度保持180秒后，以10℃/秒的冷却速度冷却至表3～表5所示的淬火开始温度，接着从淬火开始温度急冷至室温(以20℃/秒以上的冷却速度冷却)，再加热至下述表3～表5所示的回火温度，在该温度下保持100秒，得到马氏体单一组织。然后，由如上述这样得到的钢板(钢带)制作各种试验片，进行下述所示的组织的观察和特性的评价。

(夹杂物群的测定)

试验片的提取位置为，钢带的轧制方向在任意的位置，板宽方向在w/8、w/4、w/2、3w/4、7w/8(w：板宽度)位置的各位置，提取轧制面的尺寸为30mm大小的试验片各3枚，以10μm间距从表面至0.1t(t：板厚)磨削轧制面(ND面)，以光学显微镜(倍率100倍)目测观察其每次磨削(每10μm磨削)，确认夹杂物的位置，计算测量规定的夹杂物群(在上述的n次夹杂物群中，该夹杂物群的2个最外粒子在钢板轧制方向的最外表面间距离为100μm以上)的个数，计算每个观察面积中的数量并换算成轧制面中每100cm²中的数量。其结果(规定的夹杂物群的个数密度)显示在下述表3～表5中。

(显微组织的观察)

从上述钢带切下1.6mm×20mm×20mm的试验片，研磨与轧制方向平行的截面，进行レペラ一腐蚀后，以t/4(t为板厚)位置作为测定对象。然后利用光学显微镜，以1000倍的倍率观察大约80μm×60μm的测定区域。下述表3～表5中显示显微组织的种类和面积分率。还有，测定在任意的5个视野中进行。另外在下述表3～表5中，表述为“马氏体”的例子表示马氏体组织为100％。

(抗拉特性的评价)

抗拉强度(TS)是从钢板上提取JIS5号拉伸试验片，使垂直于钢板的轧制方向的方向与试验片的纵长方向平行，遵循JIS Z 2241进行测定。其结果显示下述表3～表5中。为在本实施例中，抗拉强度在880MPa以上的评价为高强度。为了参考，也测定钢板的屈服强度(YP)和延伸率(EL)，其结果也显示下述表3～表5中。

(弯曲加工性的评价(规定的夹杂物群引起的弯曲裂纹率的测定))

对于合计试验片数1000片，以下述的条件实施折叠式弯曲加工，对于发生了裂纹的试验片，以扫描型电子显微镜(SEM)和能量色散型X射线分析装置(EDX)观察裂纹起点的截面部(板厚方向)，确认有无规定的夹杂物群。还有，构成裂纹起点的规定的夹杂物群均存在于0.1t以内。

然后，由下式(7)求得规定的夹杂物群引起的弯曲裂纹率(％)。其结果显示下述表3～表5中。

弯曲裂纹率(％)＝100×(在因弯曲加工中而断裂的试验片中存在规定的夹杂物群的试验片的数量)/(合计试验片数＝1000片)…(7)

(折叠式弯曲加工条件)

加工设备：Aida Engineering(公司)制NC1-80(2)-B

加工速度：每1分钟40次

间隙(clearance)：板厚+0.1mm

金属模具冲头半径：材料的极限弯曲半径(R/t)+0.5/t

(R：金属模具半径(mm)，t：试验片板厚(mm))

冲压角度：90°

试验片尺寸：t×80mm以上(W)×30mm(L)

(L与钢带的轧制方向并行)

弯曲方向：试验片轧制方向与弯曲棱线平行

试验数和试验位置：钢带的纵长方向的任意位置，板宽度方向上，在w/8、w/4、w/2、3w/4、7w/8(w：板宽度)的位置，各200枚，合计1000枚

(极限弯曲半径的导出)

例如以2.0mm、1.5mm、1.0mm这样不同的弯曲半径，根据下述的要领实施弯曲加工，将没有发生弯曲裂纹的最小的弯曲半径作为极限弯曲半径。

折叠式弯曲加工

测定位置和试验数：w/4位置，各弯曲半径2枚

其他条件同上述。

由下述表1～5能够进行如下考察。No.1、3～5、7～10、12～14、16、17、19、20、22～24、26、28、29、31、33、34、36～38、40、42～46、48～50、52、54、55、57～61均满足本发明规定的要件，所以夹杂物引想的弯曲裂纹率小，可知弯曲加工性优异。

相对于此，No.2、6、11、15、18、21、25、27、30、32、35、39、41、47、51、53、56因为夹杂物群的个数密度高，所以夹杂物引起的弯风裂纹率大，弯曲加工性差。这被认为是由于在制造工序中从950℃至室温区域的合计压下率不在所推荐的范围内(具体来说，就是热轧的950℃以下的温度区域的压下率和冷轧时的压下率的合计压下率低于97％)。

Claims (6)

1.一种冷轧钢板，其特征在于，钢板的成分以质量％计满足C：0.12～0.3％、Si：0.5％以下、Mn：低于1.5％、Al：0.15％以下、N：0.01％以下、P：0.02％以下和S：0.01％以下，余量是铁和不可避免的杂质，

钢组织是马氏体单一组织，并且，

在从钢板的表面至(板厚×0.1)深度的表层区域中，根据下述所示的第n次的判定而确定的n次夹杂物群，即该夹杂物群的2个最外粒子在钢板轧制方向上的最外表面间距离为100μm以上，这样的夹杂物群在轧制面每100cm²中有120个以下，

第n次的判定

将如下夹杂物群作为“n次夹杂物群”：由n-1次夹杂物群和相接近的1以上的x次夹杂物群构成，该n-1次夹杂物群和x次夹杂物群的最接近粒子的最小表面间距离λ满足下述(1)式且为60μm以下，其中，n是1以上的整数，n＝1时，0次夹杂物群指夹杂物粒子，x＝0～n-1，0次夹杂物群指夹杂物粒子，

$\mathrm{\λ}\≤4.0\×{10}^5{\left(\frac{1}{{\mathrm{\σ}}_y}\right)}^2(d_1+d_2)......\left(1\right)$

在上式(1)中，

λ：n-1次夹杂物群与x次夹杂物群的最接近粒子的最小表面间距离，单位：μm；

σ_y：表示钢板的屈服强度，单位：MPa；

d₁：在n＝1时，表示n-1次夹杂物群在钢板轧制方向上的粒径，在n≥2时，表示n-1次夹杂物群的2个最外粒子在钢板轧制方向上的最外表面距离，单位：μm；

d₂：在x＝0时，表示x次夹杂物群在钢板轧制方向上的粒径，在x≥1时，表示x次夹杂物群的2个最外粒子在钢板轧制方向上的最外表面距离，单位：μm。

2.根据权利要求1所述的冷轧钢板，其特征在于，作为其他元素，以质量％计还含有从Cr：2％以下和B：0.01％以下之中选出的至少一种元素。

3.根据权利要求1所述的冷轧钢板，其特征在于，作为其他元素，以质量％计还含有从Cu：0.5％以下、Ni：0.5％以下和Ti：0.2％以下之中选出的至少一种元素。

4.根据权利要求1所述的冷轧钢板，其特征在于，作为其他元素，以质量％计还含有从V：0.1％以下和Nb：0.1％以下之中选出的至少一种元素。

5.一种熔融镀锌钢板，其特征在于，是对于权利要求1所述的冷轧钢板实施了熔融镀锌的熔融镀锌钢板。

6.一种合金化熔融镀锌钢板，其特征在于，是对于权利要求1所述的冷轧钢板实施了合金化熔融镀锌的合金化熔融镀锌钢板。

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