CN102884213A - 冷轧钢板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够在不对深冲性优良的含Ti的IF钢板实施特殊处理的情况下得到均匀的外观和冲压加工后的形状均匀性的冷轧钢板及其制造方法。所述钢板为添加有Ti的IF钢板。所述钢板中,Ti:0.02~0.1%、Sb:0.03%以下、Cu:大于0.005%且在0.03%以下,并且,以满足0<Ti*<0.02的范围含有由Ti*=(Ti%)-3.4×(N%)-1.5×(S%)-4×(C%)表示的Ti*,而且以满足(Sb%)≥(Cu%)/5的范围含有Sb和Cu。而且,从钢板两表面的各表面至10μm为止的板厚表层部中尺寸小于20nm的析出物中含有的Ti元素的含量(质量%)为钢板中总Ti含量(质量%)的9%以下。
Description
技术领域
本发明涉及用于汽车的外板等的、软质且加工后的形状均匀性优良的冷轧钢板及其制造方法。
背景技术
一直以来,作为汽车的外装板,多使用拉伸强度低于350MPa的软质且加工性优良的冷轧钢板、合金化热镀锌钢板。例如,作为软质且加工性优良的冷轧钢板,已知通过如下方法制造的冷轧钢板、所谓的IF(无间隙原子,Interstitial Free)钢板:对含有碳氮化物形成元素的极低碳钢进行热轧,在热轧钢板的阶段生成碳氮化物而降低钢中的固溶C和固溶N,然后,进行冷轧和再结晶退火。
这样的IF钢板中,含有Ti作为碳氮化物形成元素的IF钢板具有深冲性等加工性特别优良的特征。但是,Ti不仅形成碳氮化物,还形成微细的硫化物、碳硫化物,这些微细析出物有时会阻碍再结晶和再结晶后的晶粒生长,因此存在局部残留有未再结晶晶粒的问题。局部残留有未再结晶晶粒时,存在局部屈服强度高的区域,从而有时会在冲压加工后产生形状不均匀,因此不优选。另外,在实施合金化热镀锌时,如果在钢板表层部存在未再结晶晶粒的残留部,则会使合金化速度产生不均匀,还会导致外观不均匀。
作为解决这些问题的方法,例如,专利文献1中公开了如下方法:进行热镀锌处理时,使以C、N、B量计为0.1~1000mg/m2的选自碳化合物、氮化合物和硼化合物中的一种或两种以上附着在钢板表面上,并且使以S量计为0.1~1000mg/m2的硫或硫化合物附着在钢板表面上,然后,在含氢的非氧化性气氛中在680℃以上的温度下进行退火。
另外,为了解决称为条状不匀(スジラム)的表面外观不均匀,专利文献2中公开了如下方法:在将刚连铸后的钢坯保持在其表面温度为1000℃以上的状态下导入到精轧工序中,在Ar3点以上的温度下进行精轧。
另外,为了解决表面外观不均匀,专利文献3中公开了如下方法:对钢进行连铸而制成钢坯,然后进行加热,向表面温度为1000℃以上的钢坯喷吹含氧的氧化性气体后,进行热轧、酸洗、冷轧、退火。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平11-50221号公报
专利文献2:日本特开平9-296222号公报
专利文献3:日本特开平10-330846号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是,专利文献1记载的方法中,需要使以S量计为0.1~1000mg/m2的硫或硫化合物附着的工序,从而存在会导致生产率降低、成本增大这样的问题。
专利文献2记载的方法中,无法进行对钢坯的表面进行火焰清理等来防止表面缺陷的、所谓的钢坯修整,从而不适合用于特别要求美丽的表面外观的汽车外装板用途。
另外,专利文献3记载的方法中,为了防止在钢板的两表面上产生外观不均匀,需要以使1000℃以上的高温钢坯正反面翻转的方式喷吹氧化性气体,因而不实用。
另外,专利文献1~3的技术中未公开解决冲压加工后的形状不均匀的方法。
鉴于上述情况,本发明的目的在于提供能够在不对深冲性优良的含Ti的IF钢板实施特殊处理的情况下得到均匀的外观和冲压加工后的形状均匀性的冷轧钢板及其制造方法。
用于解决问题的方法
为了解决上述问题,发明人对冲压加工后以表面缺陷的形式出现的缺陷的产生机制和抑制对策反复进行了研究调查。结果发现,在产生上述问题的钢板的最表层残留有未再结晶晶粒,而且调查这些未再结晶晶粒后发现,从钢板表面至10μm为止的区域中析出物具有特征性的析出状态。
另外,发明人查明,冲压加工时的外观不均匀随着钢中存在的极微量Cu量发生变化。随着近年来减少CO2的趋势而将废金属有效利用到铁源中,因此存在Cu在铁水中的含有比例增加的倾向。而且,Cu也是作为混入铁中后无法除去的、所谓的夹杂元素而担心影响钢的特性的元素。Cu有时也以提高耐腐蚀性、提高析出强化等钢的特性为目的而含有,但是,对于作为本发明对象的IF钢板而言,从表面质量的观点考虑,Cu是有害的元素。
本发明基于以上见解而完成,其主旨如下。
[1]一种冷轧钢板,其特征在于,
具有如下成分组成:以质量%计,C:0.0005~0.01%、Si:0.2%以下、Mn:0.1~1.5%、P:0.03%以下、S:0.005~0.03%、Ti:0.02~0.1%、Al:0.01~0.05%、N:0.005%以下、Sb:0.03%以下、Cu:大于0.005%且在0.03%以下,并且,以满足0<Ti*<0.02的范围含有由Ti*=(Ti%)-3.4×(N%)-1.5×(S%)-4×(C%)表示的Ti*,而且以满足(Sb%)≥(Cu%)/5的范围含有Sb和Cu,余量由Fe和不可避免的杂质构成,
从钢板两表面的各表面至10μm为止的板厚表层部中尺寸小于20nm的析出物中含有的Ti元素的含量(质量%)为钢板中总Ti含量(质量%)的9%以下,
其中,(Ti%)、(N%)、(S%)、(C%)、(Sb%)、(Cu%)分别表示Ti、N、S、C、Sb、Cu的含量(质量%)。
[2]如上述[1]所述的冷轧钢板,其特征在于,以质量%计,还含有Nb:0.001~0.01%、B:0.0002~0.0015%中的任意一种或两种。
[3]如上述[1]或[2]所述的冷轧钢板,其特征在于,在钢板表面上具有锌系镀层。
[4]一种冷轧钢板的制造方法,其特征在于,通过连铸将具有上述[1]或[2]所述的成分的钢制成钢坯,对于该钢坯,在加热温度为1000℃以上且低于1200℃、并且在1000℃以上的温度范围内的加热时间为3.0小时以下的条件下进行加热,实施氧化皮除去和粗轧,接着,进行冷却以使钢板表面温度达到(Ar3相变点-300℃)以上且Ar3相变点以下的范围,然后,进行精轧以使精轧结束时的钢板表面温度为Ar3相变点以上的温度,冷却,在650℃以上的温度下进行卷取,接着,在酸洗、冷轧后进行退火。
[5]如上述[4]所述的冷轧钢板的制造方法,其特征在于,上述退火后,进一步进行热镀锌处理或合金化热镀锌处理。
需要说明的是,本说明书中,表示钢的成分的%均为质量%。另外,作为本发明对象的冷轧钢板也包括对冷轧钢板实施电镀锌、热镀锌、合金化热镀锌等表面处理而得到的钢板。另外,还包括通过化学转化处理等在冷轧钢板上赋予了被膜的钢板。
发明效果
根据本发明,能够在不实施特殊处理的情况下得到具有均匀的外观并且冲压加工后的形状均匀性优良的冷轧钢板。
具体实施方式
以下,对本发明的详细情况进行说明。
已知以往的用于汽车的外装板的含Ti的IF钢板的织构多在与板面平行的方向上形成{111}面。但是,如上所述,具有这种织构的合金化热镀锌钢板有时会产生外观不均匀,冷轧钢板和合金化热镀锌钢板有时会产生冲压加工后的形状不均匀。
因此,对这样的产生有外观不均匀、冲压加工后的形状不均匀的钢板进行了详细调查。结果发现,产生上述问题的钢板中,在板厚表层部、具体而言从钢板表面至约10μm为止的表层部中局部残留有未再结晶晶粒,而且发现,这些未再结晶晶粒的取向以{100}面为主。另外,已知这些以{100}面为主体的未再结晶晶粒残留在表层附近时,不仅会产生冲压加工后的形状不均匀,而且在合金化处理时,由于合金化速度局部性不同而产生外观不均匀。
基于上述见解,本发明人接着对未再结晶晶粒残留在表层附近的原因进行了详细研究。结果得知,在残留有未再结晶晶粒的部分,存在大量尺寸小于20nm的极微细的含Ti的析出物。这种微细析出物在对汽车外装板用钢板实施的一般的退火条件下残留而不会发生固溶,利用所谓的阻塞效果而阻碍{111}面再结晶晶粒的晶界移动,因此认为,无法容易地进行再结晶,从而使取向以{100}面为主的未再结晶晶粒残留。
因此,为了解决上述问题,在各种制造条件下反复进行实验而得到了各种钢板,并对所得到的钢板调查了表层附近的状态。结果发现,对于特定组成的钢而言,在表层附近不会大量残留{100}面的未再结晶晶粒,从而不会使合金化热镀锌钢板产生外观不均匀,不会使冷轧钢板和合金化热镀锌钢板产生冲压加工后的形状不均匀。而且,在该钢板的板厚最表层附近、具体而言从钢板两表面的表面至10μm为止的区域中,小于20nm的析出物的量得到减少。在此,为了对不产生外观不均匀、冲压加工后的形状不均匀的优选条件进行定量,计算出尺寸小于20nm的析出物中含有的Ti元素的含量,并求出相对于钢板中总Ti含量的比例,结果获知,该比例为9%以下时,能够减少外观不均匀、冲压加工后的形状不均匀的产生。
需要说明的是,尺寸小于20nm的析出物中含有的Ti的量可以通过以下的方法测定。
使试样在电解液中电解预定量后,将试样片从电解液中取出并浸渍到具有分散性的溶液中。接着,使用孔径为20nm的过滤器过滤该溶液中含有的析出物。与滤液一起通过该孔径为20nm的过滤器的析出物的尺寸小于20nm。然后,从电感耦合等离子体(ICP)发光分光分析法、ICP质量分析法和原子吸收光谱分析法等中选择适当方法来对过滤后的滤液进行分析,求出尺寸小于20nm的析出物中含有的Ti含量(质量%)。
因此,为了得到均匀的外观和冲压加工后的形状均匀性,本发明中,使从钢板两表面的各表面至10μm为止的区域中尺寸小于20nm的析出物中含有的Ti元素的含量(质量%)为钢板中总Ti含量(质量%)的9%以下。
进一步进行研究后得知,冲压加工时的外观不均匀随着钢中存在的极微量的Cu量而发生变化。发明人认为其原因主要在于硫化物的形态变化。即,已知在由不混入Cu的现有成分构成的IF钢的情况下,热轧卷取时生成Ti系硫化物(例如Ti4C2S2)等比较粗大的析出物。但是,在由含有一定量以上的Cu的成分构成的IF钢的情况下,Cu与Ti系硫化物的Ti发生部分置换而生成TiCu系硫化物。而且,通过置换而游离出的Ti生成Ti系碳化物。该Ti系碳化物以微细(尺寸小于20nm)的状态存在时,会使再结晶延迟。结果,未再结晶晶粒残留在表层附近,从而产生外观不均匀。
而且,进一步研究后发现,Sb的含有对由于Cu的混入量增加而引起的上述外观不均匀有效。即使是对Cu量增加后的钢进行熔炼,在含有Sb的情况下,也可抑制TiCu系硫化物的生成。结果,能够避免微细(尺寸小于20nm)Ti系碳化物的生成,从而能够得到表面性状优良的冷轧钢板。
接着,对本发明的成分组成的限定理由进行说明。
C:0.0005~0.01%
C为固溶强化元素,有助于提高屈服强度,而对面内刚性的提高有利,但为了得到优良的深冲性,优选尽量降低。低于0.0005%时,结晶粒径显著粗大化而使屈服强度大幅降低,因此,面内刚性降低而容易产生弯折等缺陷。另外,会导致脱碳成本增大。因此,以0.0005%作为下限。另一方面,大量含有C时,钢中的Ti碳化物量增加,表层部中的析出物量增加,从而使取向以与板面平行的方向的{100}面为主的未再结晶晶粒的残留量增大,因此,以0.01%作为上限。
Si:0.2%以下
Si是在不使加工性变得较差的情况下通过固溶强化而对强化钢有用的元素,但退火时会富集在表面上而显著阻碍热镀锌性,因此使Si为0.2%以下。
Mn:0.1~1.5%
Mn作为固溶强化元素使钢强度增大。为了确保钢板刚性,需要含有0.1%以上的Mn。为了得到期望的强度,可以适当含有Mn,但过量的含有会阻碍加工性,因此使Mn为1.5%以下。
P:0.03%以下
P是固溶强化元素,对钢的强化和屈服强度的提高有效。但是,过量含有时,不仅会导致热裂纹、冷裂纹,而且会阻碍热镀锌的合金化反应,因此使P为0.03%以下。
S:0.005~0.03%
S在本发明中是重要的元素。S通常作为不可避免的杂质存在于钢中,一般认为应当尽量降低,但在本发明中,特意使其确保0.005%以上的存在量。即,低于0.005%时,连铸后生成的TiS变得微细,在热轧中的钢坯再加热时容易发生局部再固溶,因此,在后续工序中产生比较大量地析出微细TiS等析出物的部位,从而导致{100}取向的未再结晶晶粒局部残留在表层。为了减小这种微细析出物的影响,使S为0.005%以上。优选为0.010%以上。另一方面,超过0.03%时,在制造钢板时容易产生热裂纹,从而阻碍生产率并且使表面性状变差。因此,使S为0.03%以下。
Ti:0.02~0.1%、并且0<Ti*<0.02
其中,Ti*=(Ti%)-3.4×(N%)-1.5×(S%)-4×(C%)
Ti是本发明中最重要的元素之一。Ti将钢中的C、N、S固定为析出物,由此具有提高加工性的效果。低于0.02%时,无法得到这样的效果。另一方面,即使含有超过0.1%的Ti,也无法期待更高的效果,而且会在板内部引起异常组织的形成,从而使加工性降低。
另外,如上所述,钢中的Ti与钢中的C、N、S形成析出物,因此,通过相对于这些成分含有当量以上的Ti,能够提高加工性。因此,需要使由下述(1)式表示的Ti*大于0。另一方面,使固溶Ti过量存在时,有时会由于退火时的气氛而在表层部发生氮化,从而生成微细的TiN,该微细的TiN在表层会助长{100}取向的未再结晶晶粒残留,因此不优选。为了降低从钢板两面的表面至10μm为止的板厚表层部中小于20nm的含有Ti的微细析出物的量,需要使Ti*小于0.02。
Ti*=(Ti%)-3.4×(N%)-1.5×(S%)-4×(C%)…(1)
其中,(Ti%)、(N%)、(S%)、(C%)分别表示Ti、N、S、C的含量(质量%)。
Al:0.01~0.05%
Al是作为脱氧剂而含有的元素,需要为0.01%以上,即使大量含有,也得不到更进一步的脱氧效果,因此使Al为0.05%以下。
N:0.005%以下
N越少越对加工性有利,因此越少越优选。超过0.005%而过量含有时,会导致成形性的显著降低和固溶Ti量的降低,因此使上限为0.005%。
Sb:0.03%以下、Cu:大于0.005%且在0.03%以下、而且以满足(Sb%)≥(Cu%)/5的范围含有Sb和Cu
Sb是作为钢板表面的氧化或氮化抑制剂而含有的元素,在IF钢的制造中,通过抑制由连续退火中的氮化引起的析出物生成来减轻钢板表面组织的微细化。而且,在钢中混入有Cu的情况下也发挥作用,Cu量超过0.005%时,通过含有比例为Cu量的1/5的Sb,能够抑制TiCu系硫化物的生成,从而能够避免产生由作为微细析出物的Ti系碳化物引起的外观不均匀,结果,能够得到表面性状优良的冷轧钢板。为了得到这样的效果,如后所述设定为(Sb%)≥(Cu%)/5。但是,含有超过0.03%的Sb时,有时会损害加工性。因此,在含有Sb的情况下,使其为0.03%以下。
Cu是用于提高强度、耐腐蚀性而添加的元素,但在制造软质钢板时不主动添加。但是,即使不添加也会不可避免地存在于铁源中,此外,从再利用的观点出发,也会由于废金属使用量增加而混入到钢中。使用废金属时不可避免地混入的Cu的最低量约为0.005%。Cu量在0.005%以下时,由Cu的混入量增加引起的外观不均匀不会成为问题。另一方面,由于无法除去混入到钢中的Cu,因此,本发明中通过含有Sb而进行无害化,但Cu量超过0.03%时,虽然表面缺陷得到改善,但是机械特性变差,热脆性变差。因此,使Cu大于0.005%且在0.03%以下。
(Sb%)≥(Cu%)/5,其中,(Sb%)、(Cu%)分别表示Sb、Cu的含量(质量%)。
如上所述,本发明中,通过含有Sb来避免产生由作为Cu所致的微细析出物的Ti系碳化物引起的外观不均匀,从而得到表面性状优良的冷轧钢板。这样的效果可以通过以满足(Sb%)≥(Cu%)/5的范围含有Sb和Cu来实现。
余量为Fe和不可避免的杂质。另外,本发明中,优选根据需要进一步含有Nb:0.001~0.01%、B:0.0002~0.0015%中的任意一种或两种。
Nb:0.001~0.01%
Nb与Ti同样地是通过形成碳氮化物而对提高加工性有利的元素。特别优选在上述(1)式的Ti*小于0.005时含有Nb,为了得到提高加工性的效果,需要含有0.001%以上的Nb。但是,含有的Nb超过0.01%时,晶粒有时会发生微细化而使深冲性等加工性变差。因此,在含有Nb的情况下,使其为0.001%以上且0.01%以下。
B:0.0002~0.0015%
B是对软质IF钢板的晶界强化有效的元素,在需要耐二次加工脆性的情况下,含有0.0002%以上时是有效的。但是,过量含有时,有可能使钢板制造时的表面性状变差。因此,在含有B的情况下,使其为0.0002%以上且0.0015%以下。
接着,对本发明的冷轧钢板的制造方法进行说明。本发明的冷轧钢板通过如下工序得到:通过连铸将具有上述成分组成的钢制成钢坯,对于该钢坯,在加热温度为1000℃以上且低于1200℃、并且在1000℃以上的温度范围内的加热时间为3.0小时以下的条件下进行加热,实施氧化皮除去和粗轧,接着,进行冷却以使钢板表面温度达到(Ar3相变点-300℃)以上且Ar3相变点以下的范围,然后,进行精轧以使精轧结束时的表面温度为Ar3相变点以上的温度,冷却,在650℃以上的温度下进行卷取,接着,进行酸洗、冷轧、退火。另外,在要得到热镀锌处理钢板或合金化热镀锌处理钢板的情况下,在以同样方式进行到上述退火后,进行热镀锌处理或合金化热镀锌处理。
加热温度设定为1000℃以上且低于1200℃。并且,在1000℃以上的温度范围内的加热时间设定为3.0小时以下。需要在整个钢坯加热工序和热轧工序中满足上述条件。加热温度低于1000℃时,轧制温度降低而难以使精轧后的钢板表面温度达到Ar3相变点以上。另一方面,加热温度为1200℃以上时,连铸时生成的TiMnS等含Ti的硫化物在短时间内大量固溶,从而在接下来的工序中大量生成尺寸小于20nm的微细析出物,因此不优选。如果进行长时间保持,即使加热温度低于1200℃,含Ti的硫化物也会发生固溶,因此不优选。因此,在1000℃以上的温度范围内的加热时间设定为3.0小时以下。
对进行冷却以使钢板表面温度达到(Ar3相变点-300℃)以上且Ar3相变点以下的范围、并加热后的钢坯实施氧化皮除去和粗轧,然后,在进行精轧前进行冷却以使表面温度达到(Ar3相变点-300℃)以上且Ar3相变点以下的范围。
通常的制造方法中,通过在热轧工序中的精轧后进行冷却来使铁素体相变开始。但是,本发明中,在精轧前对钢板表面进行冷却而使表面温度暂时为Ar3相变点以下。这样,通过在精轧前将表面冷却到预定温度,仅表层部开始铁素体相变而开始生成含Ti的析出物,从而容易生长成20nm以上的尺寸。结果,小于20nm的析出物的量减少,在不使{100}面的未再结晶晶粒大量残留的情况下得到具有均匀的外观、并且冲压加工后的形状均匀性优良的冷轧钢板。需要说明的是,在精轧中,表层部的温度会由于来自板厚中央的回热和加工发热而上升。
精轧前的表面温度过低时,精轧结束时的表面温度为Ar3相变点以下,在表层部生成残留有应变的铁素体组织,从而损害均匀性,因此,需要使精轧前的表面温度为(Ar3相变点-300℃)以上。这样,在精轧前对表面暂时进行冷却来控制表面温度在本发明的制造方法中是特别重要的条件,并且是本发明的特征。
作为在精轧前对表面进行冷却的方法,例如,可以使用通常在氧化皮除去中使用的高压水喷射装置等进行冷却以使表面达到适当的温度范围。另外,Ar3相变点可以如下求出。将各组成的钢加热至100~1200℃的温度,然后,在进行冷却的同时测定温度和体积变化,由此,可以获知产生由从奥氏体向铁素体相变而引起的体积膨胀的温度(Ar3相变点)。
进行精轧以使精轧结束时的钢板的表面温度为Ar3相变点以上的温度,冷却,精轧结束时的钢板表面温度低于Ar3相变点时,在钢板表层部生成残留有应变的铁素体组织,从而损害均匀性。因此,需要进行控制以使精轧结束时的钢板表面温度为Ar3相变点以上。
另一方面,在精轧结束后,使钢板表面温度长时间保持在Ar3相变点以上时,生长的较粗大的析出物进行再固溶而使小于20nm的微细析出物的量增加,因此不优选。因此,优选在钢板表面温度为Ar3相变点以上的温度下结束精轧后,立即进行冷却而促进铁素体相变。至冷却开始为止的容许时间优选为1秒以内。
在650℃以上的温度下进行卷取
冷却后,在650℃以上的温度下进行卷取。卷取温度低于650℃时,析出物的生长速度变小,小于20nm的微细析出物的量增加。卷取温度的上限没有特别规定,但过高时,表层的氧化皮生长而容易成为表面缺陷的原因,因此优选使其低于800℃。
卷取后,进行酸洗、冷轧,并根据情况进行清洗,然后进行退火。或者,在退火后进行热镀锌处理、合金化热镀锌处理。酸洗、冷轧和退火条件无需特别限定,根据常规方法进行即可。对于卷取后的钢板,为了除去生成在表面上的氧化皮而进行酸洗,然后进行冷轧。冷轧率(冷轧压下率)为制造汽车用外板时通常进行的约50%~约90%即可。另外,从提高加工性(r值)的观点出发,优选使冷轧率为70%以上。
接着,为了除去轧制油的脱脂、污垢而对冷轧后的钢板进行清洗,然后,进行再结晶退火。需要说明的是,退火温度超过Ac3相变点时,加工性(r值)容易降低,因此优选使其为Ac3相变点以下。另外,就进行再结晶退火的方面而言,优选使下限温度为约700℃。退火后,优选进行表面光轧来调整表面粗糙度等。此时,表面光轧的轧制率(伸长率)优选设定为约0.5%~约1.5%。由此,得到加工后的形状均匀性优良的冷轧钢板。
要制成热镀锌钢板或合金化热镀锌钢板时,以与上述冷轧钢板的情况同样的方式进行到退火,接着进行热镀锌处理或合金化热镀锌处理。另外,可以在退火前进行轻度酸洗。热镀锌处理条件、合金化热镀锌处理条件无需特别限定,根据常规方法进行即可。在热镀锌处理后或合金化热镀锌处理后,优选进行表面光轧来调整表面粗糙度等。由此,得到加工后的形状均匀性优良的热镀锌冷轧钢板或合金化热镀锌冷轧钢板。
实施例1
以下,具体示出本发明的效果。首先,对由表1所示的成分组成构成的钢水进行真空脱气处理,然后通过连铸制成钢坯。接着,对上述钢坯进行加热,除去氧化皮,然后,粗轧至板厚为40mm。接着,使用氧化皮除去装置对钢板表层进行冷却,然后精轧至厚度为3.5mm,在700℃的卷取温度下卷取成卷材。需要说明的是,此时钢坯的加热条件、精轧前的冷却后的钢板表面温度、精轧温度示于表2中。
接着,对卷取后的钢板进行酸洗,然后冷轧(冷轧率:80%)至0.70mm,作为供试材料,进行作为前处理的脱脂、酸洗后,在热镀锌线上进行退火、热镀锌处理、合金化处理、伸长率为1.0%的表面光轧,得到合金化热镀锌钢板。另外,对于一部分钢板,为了评价冷轧钢板的特性,在退火后仅进行伸长率为1.0%的表面光轧处理,得到冷轧钢板。
需要说明的是,上述退火时的气氛设定为含氢的非氧化性气体,各供试材料的退火温度设定为作为Ac3相变点以下的840℃。使用含有0.12%的Al的460℃镀锌浴,在浸入板温为460℃、浸渍时间为3秒的条件下进行热镀锌处理。在镀覆后,使用N2气体吹刷器(ガスワイパ一)将锌附着量调节为每单面60g/m2,并在510℃、20秒的条件下进行合金化处理。
对于通过上述制造方法得到的冷轧钢板和合金化溶融锌钢板,通过下述的方法对从钢板两面的表面至10μm为止的板厚表层部中尺寸小于20nm的析出物中含有的Ti元素的含量、机械特性和加工后的形状均匀性进行测定、评价。另外,对于合金化热镀锌钢板,在上述基础上进一步对外观进行评价。所得结果示于表3中。
对于从钢板两面的表面至10μm为止的板厚表层部中尺寸小于20nm的析出物中含有的Ti元素的含量已知的冷轧钢板和合金化热镀锌钢板,将热镀锌钢板的镀层使用盐酸剥离后,切割成试样尺寸为3cm×4cm的大小,在10%AA系电解液(10体积%乙酰丙酮-1质量%四甲基氯化铵-甲醇)中,以20mA/cm2的电流密度进行恒流电解。电解在钢板两面同时进行,电解厚度在每单面为从表层至10μm为止。
将电解后的、表面上附着有析出物的试样片从电解液中取出,浸渍到六偏磷酸钠水溶液(500mg/升)(以下称为SHMP水溶液)中,施加超声波振动,使析出物从试样片上剥离而提取到SHMP水溶液中。接着,使用孔径为20nm的过滤器将含有析出物的SHMP水溶液过滤,使用ICP发光分光分析装置对过滤后的滤液进行分析,从而测定滤液中的Ti的绝对量。然后,用Ti的绝对量除以电解重量,得到尺寸小于20nm的析出物中含有的Ti的含量(质量%)。需要说明的是,电解重量通过对析出物剥离后的试样测定重量、并从电解前的试样重量中减去测得的重量而求出。另外,表3所示的含量为上述求出的两表面的含量的平均值。
机械特性
成形性通过拉伸特性和r值的机械特性进行评价。对于拉伸特性而言,加工成JISZ2201中记载的5号试验片后,按照JISZ2241中记载的试验方法进行。另外,对于平均r值而言,在赋予15%的拉伸预应变后,利用三点法进行测定,求出相对于钢板的一个方向为90°方向、45°方向、0°方向的r值的平均值即(r(0°)+2×r(45°)+r(90°))/4。
加工后的形状均匀性
加工后的形状均匀性评价中,在轧制直角方向上赋予伸长率为5%的应变后,进行磨削而使形状不均匀可见,将观察到不均匀的试样记作×,将未观察到不均匀的试样记作○。
镀覆后的外观
对实施了合金化热镀锌的试样观察外观不均匀的有无,将产生不均匀的试样记作×,将具有均匀外观而未产生不均匀的试样记作○。
由表3可知,成分组成在本发明范围内并且从表面至10μm为止的表层部中尺寸小于20nm的析出物中含有的Ti元素的含量为钢板中含有的总Ti量的9%以下的本发明例中,作为深冲性的指标的平均r值为1.5以上,加工后的形状均匀性优良,并且外观均匀而未产生不均匀,具有适于汽车外装板用途的性能。
另一方面,比较例中,加工后的形状均匀性、外观差,不满足适于汽车外装板用途的性能。
另外可知,对于钢中的Cu量超过0.005%、不含有Sb的比较例标号A2、B2而言,尺寸小于20nm的析出物中含有的Ti量增加,即,微细的析出物增加,从而产生外观不均匀。对于比较例标号J2而言,Sb的含量不合适,因此,尺寸小于20nm的析出物中含有的Ti量也增加,从而产生外观不均匀。另一方面,对于适当含有Sb的本发明例标号C2、D2、E2、F2、H2、I2而言,尺寸小于20nm的析出物中含有的Ti量少,从而能够避免外观不均匀。
产业上的可利用性
本发明的钢板能够适合用于以汽车的外板为中心的、需要优良的成形后的表面质量的各种电气设备、汽车等的部件。
Claims (5)
1.一种冷轧钢板,其特征在于,
具有如下成分组成:以质量%计,C:0.0005~0.01%、Si:0.2%以下、Mn:0.1~1.5%、P:0.03%以下、S:0.005~0.03%、Ti:0.02~0.1%、Al:0.01~0.05%、N:0.005%以下、Sb:0.03%以下、Cu:大于0.005%且在0.03%以下,并且,以满足0<Ti*<0.02的范围含有由Ti*=(Ti%)-3.4×(N%)-1.5×(S%)-4×(C%)表示的Ti*,而且以满足(Sb%)≥(Cu%)/5的范围含有Sb和Cu,余量由Fe和不可避免的杂质构成,
从钢板两表面的各表面至10μm为止的板厚表层部中尺寸小于20nm的析出物中含有的Ti元素的含量(质量%)为钢板中总Ti含量(质量%)的9%以下,
其中,(Ti%)、(N%)、(S%)、(C%)、(Sb%)、(Cu%)分别表示Ti、N、S、C、Sb、Cu的含量(质量%)。
2.如权利要求1所述的冷轧钢板,其特征在于,以质量%计,还含有Nb:0.001~0.01%、B:0.0002~0.0015%中的任意一种或两种。
3.如权利要求1或2所述的冷轧钢板,其特征在于,在钢板表面上具有锌系镀层。
4.一种冷轧钢板的制造方法,其特征在于,通过连铸将具有权利要求1或2所述的成分的钢制成钢坯,对于该钢坯,在加热温度为1000℃以上且低于1200℃、并且在1000℃以上的温度范围内的加热时间为3.0小时以下的条件下进行加热,实施氧化皮除去和粗轧,接着,进行冷却以使钢板表面温度达到(Ar3相变点-300℃)以上且Ar3相变点以下的范围,然后,进行精轧以使精轧结束时的钢板表面温度为Ar3相变点以上的温度,冷却,在650℃以上的温度下进行卷取,接着,在酸洗、冷轧后进行退火。
5.如权利要求4所述的冷轧钢板的制造方法,其特征在于,所述退火后,进一步进行热镀锌处理或合金化热镀锌处理。
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