CN105051228B

CN105051228B - 硬质冷轧钢板及其制造方法

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Publication number: CN105051228B
Application number: CN201480016573.1A
Authority: CN
Inventors: 小林崇; 斋藤勇人; 船川义正
Original assignee: NKK Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 2013-03-19
Filing date: 2014-03-13
Publication date: 2017-04-12
Anticipated expiration: 2034-03-13
Also published as: CN105051228A; KR20150119951A; JPWO2014148013A1; TW201443247A; JP5725263B2; MX2015013316A; WO2014148013A1; KR101751242B1; TWI561643B

Abstract

一种耐高温软化性优异的硬质冷轧钢板及其制造方法，上述硬质冷轧钢板是对热轧钢板实施冷轧而得到的，具有以铁素体为主相且分散有渗碳体的组织，作为主相的铁素体为在钢板的轧制方向截面的平均长宽比为3以上的加工伸展颗粒，渗碳体在组织整体中所占的分率：5％以下，钢板的轧制方向截面的粒子截面的平均长宽比为3以下，平均长径为1.0μm以下；上述热轧钢板具有如下组成，即以质量％计，含有C：0.10％～0.25％、Si：0.3％以下、Mn：0.5％～1.0％、P：0.03％以下、S：0.02％以下、Al：0.01％～0.08％、Ti：0.010％以下、Nb：0.010％以下、B：0.0010％以下、剩余部分为Fe和不可避免的杂质，上述热轧钢板具有如下组织，即由铁素体、贝氏体和珠光体形成，铁素体分率：50％～80％、贝氏体分率：15％～45％、珠光体分率：10％以下。

Description

硬质冷轧钢板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种作为用于变速器的离合器、制动器等的环形板部件(disk plateparts)(摩擦板、分离板等)(friction plate、separator plate,etc.)的素材而优选的冷轧钢板及其制造方法。本发明特别涉及一种耐高温软化性(high temperature softeningresistance)优异的硬质冷轧钢板(full hard cold-rolled steel sheet)及其制造方法。

背景技术

作为离合器、制动器的构成部件使用的板部件具有介由摩擦力传递和断续驱动力、制动力的功能。对于旋转的同时与其它部件反复接触·分开的板部件，不仅要求用于抑制变形、磨损的高硬度，还要求平坦度(flatness)优异。

另外，通常将素材钢板冲裁至规定的形状后，经由形状矫正、去应力退火、表面性状的调整、摩擦材料的粘接等工序来制造上述那样的板部件。因此，作为在板部件中使用的素材钢板的特性，优选具有规定的硬度，同时冲裁性、冲裁后的平坦度和冲裁后进一步加热后的平坦度优异。

关于在板部件中使用的素材钢板，到目前为止提出有许多技术。

例如，专利文献1提出了如下技术，即，涉及一种作为汽车的变速箱部件的齿轮、板等的素材用薄钢板，其成分组成为如下组成：以质量％计，含有C：0.15～0.4％、Si：0.5％以下、Mn：1.0％以下、P：0.05％以下，剩余部分实质上为Fe，且使钢板板面硬度HV为170～280，使钢板宽度方向各位置的板面硬度差的最大值ΔHV为20以下。并且，根据专利文献1中提出的技术，可以得到冲裁后的平坦度优异的薄钢板。

专利文献2中提出了如下技术，即，涉及一种作为汽车的自动变速器的构成部件即分离板、摩擦板和传动圆盘等的素材而优选使用的冷轧钢板的制造方法，对具有如下组成的钢片在热轧精加工温度：Ar₃相变点以上、卷取温度：500～600℃下进行热轧，对热轧钢板进行酸洗处理后，不进行退火处理而以压下率50％以上进行冷轧，其后，使用直径为300mm以上的辊进一步实施压下率1％以下的软轧，所述钢片的组成以质量％计，含有C：0.15～0.25％、Si：0.25％以下、Mn：0.3～0.9％、P：0.03％以下、S：0.015％以下、Al：0.01～0.08％、N：0.008％以下、Ti：0.01～0.05％、B：0.002～0.005％，剩余部分实质上为Fe。并且，根据专利文献2中提出的技术，可以得到残余应力减小的AT板用冷轧钢板，上述残余应力成为加热保持冲裁材料时伴随热应变而引起变形的重要因素。

专利文献3中提出了如下技术，即，涉及一种作为齿轮、板等汽车驱动系部件用素材而优选的冷轧钢板，该冷轧钢板是对拉伸强度：440MPa以上的热轧钢板以规定范围的压下率实施冷轧而得，上述热轧钢板具有如下组成，即以质量％计，含有C：0.10～0.20％、Si：0.5％以下、Mn：0.20～1.5％、P：0.03％以下、S：0.020％以下、Cr：0.05～0.5％，剩余部分为Fe和不可避免的杂质，上述热轧钢板具有如下组织，即具有由初析铁素体和珠光体、或者进一步由贝氏体铁素体或者贝氏体形成的基底且存在于该基底中的渗碳体平均分散2.0×10⁴个/mm²以上。并且，根据专利文献3中提出的技术，可以得到冲裁加工后的平坦度优异且端面性状优异的冷轧钢板。

专利文献4中提出了如下技术，即，涉及一种作为汽车的自动变速箱用板材而优选使用的冷轧钢板的制造方法，对钢片在加热炉内加热至超过1230℃的温度后抽提，通过热轧精加工温度：Ar₃相变点以上和卷取温度：500～600℃的热轧，从而得到具有铁素体晶体粒径：5～15μm和珠光体+渗碳体分率：40％以上的铁素体-珠光体混合组织的热轧钢板，对热轧钢板进行酸洗处理后，不进行退火处理而以压下率30％以上进行冷轧。所述钢片具有如下组成，即以质量％计，含有C：0.15～0.25％、Si：0.25％以下、Mn：0.3～0.9％、P：0.03％以下、S：0.015％以下、Al：0.01～0.08％、N：0.008％以下、Cr：0.05～0.5％、Ti：0.01～0.05％、B：0.002～0.005％，剩余部分为Fe和不可避杂质。并且，根据专利文献4中提出的技术，通过提高冷轧钢板的耐再结晶软化特性，可有效地抑制缓和冲裁加工后的加压退火处理的软质化(硬度降低)，并能够得到可具备AT板所要求的硬度等材料特性和良好的形状品质(平坦性)的冷轧钢板。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2004-285416号公报

专利文献2:日本特开2005-200712号公报

专利文献3:日本特开2008-138237号公报

专利文献4:日本特开2010-202922号公报

发明内容

构成离合器、制动器的板部件在变速器内实际使用时，部件的温度因摩擦发热而上升，根据使用状况有时升温至近500℃的温度。另外，为了防止由升温引起的变形，有时在制造部件时预先实施去应力退火(退火温度：约420～480℃)。因此，就这样的板部件而言，对于温度的上升也能够维持所需的部件性能是必要的。并且，对成为板部件的素材的钢板要求即使暴露在约420～480℃的高温下硬度也不易降低，即要求耐高温软化性优异。与此相对，上述的现有技术中存在如下所述的问题点。

在专利文献1提出的技术中，为了良好地保持冲裁后的部件的平坦度，重视减少板宽度方向的硬度差和微观结构差异。但是，完全没有考虑冲裁后的部件的耐高温软化性。

在专利文献2提出的技术中，出于降低在冲裁后的粘接工序中部件产生的热形变的目的，实施利用大径辊的软轧来降低钢板中的残余应力。但是，如该实施例所示，在专利文献2提出的技术中，虽然可抑制在300℃下保持10分钟后的热形变，但是没有考虑对板部件实施去应力退火时和在变速器内实际使用板部件时的特性变化，即没有考虑将板部件在比300℃更高的温度区域(约420～480℃)内保持一定时间时的特性变化。即，没有进行与部件的耐高温软化性相关的研究。

在专利文献3中提出的技术是为了良好地保持冲裁加工后的尺寸精度、平坦度、端面性状，对成为冷轧钢板的素材的热轧钢板的基底组织和渗碳体的分散状态进行控制的技术。但是，该技术完全没有考虑冲裁后的部件的耐高温软化性。

在专利文献4提出的技术中，将钢片加热温度限定于超过1230℃的温度，使Ti充分固溶化，在其后的热轧工序中TiC、Ti(C、N)等再析出时形成以超微细尺寸的析出物均匀地分散而得到的组织，由此来改善钢板的耐再结晶软化特性。如果这样对钢片高温加热直到超过1230℃的温度，则容易导致钢板的表面缺陷的增加，从加热所需要的能量成本的方面考虑也不优选。

本发明有利地解决上述现有技术存在的问题，其目的在于提供一种硬质冷轧钢板及其制造方法，所述冷轧钢板是作为在变速器的离合器、制动器等中使用的环形板部件的素材而优选的冷轧钢板，其具有高硬度且冲裁性、冲裁后的平坦度优异，而且高温软化性也优异。在此，硬质冷轧钢板是具有HV 250以上的硬度的冷轧钢板的意思。另外，具体而言，耐高温软化性是在480℃下保持60分钟硬度也不降低的特性的意思。

为了解决上述课题，本发明人等对影响冷轧钢板的硬度、冲裁性、冲裁后的平坦度以及耐高温软化性的各种重要因素反复进行了深入研究。

其结果认为在提高冷轧钢板的耐高温软化性的方面，使冷轧钢板的组织成为以铁素体为主相且规定分率和规定形状的渗碳体分散而成的组织是极其有效的。从冷轧钢板的高硬度化的观点出发，一般优选形成含有低温相变相(马氏体、贝氏体等)的组织。但是，如果高温保持含有低温相变相的冷轧钢板，则低温相变相软化，冷轧钢板的相变强化量变动。因此，对于大量含有低温相变相的冷轧钢板，耐高温软化性的恶化成为问题。

与此相对，如果使冷轧钢板的组织成为铁素体为主相的组织，则能够有效地抑制上述那样的相变强化量的变动。另外，如果在冷轧钢板中分散有微细的渗碳体，则在高温保持冷轧钢板时，渗碳体部分地分解固溶。其结果，产生来自固溶C的时效硬化现象，能够得到对升温引起的冷轧钢板的软化进行补偿的作用。另一方面，渗碳体有可能对冷轧钢板的冲裁性造成负面影响。但是，根据本发明人等所进行的研究，结果表明通过将渗碳体的组织分率、平均长宽比和平均长径规定在一定范围，从而能够抑制冲裁性的恶化的同时能够提高耐高温软化性。

另外，对确保铁素体为主相的冷轧钢板的硬度的方法进行研究的结果发现通过设为以基于冷轧的加工硬化为主要的强化机构，即使铁素体形成为规定平均长宽比的加工伸展颗粒，从而能得到具有所希望的硬度的冷轧钢板。

进而，本发明人等对具有如上组织且显示所希望的特性的冷轧钢板的制造方法进行了研究，认为通过对具有规定组成的钢素材实施热轧制成由铁素体、贝氏体和珠光体构成的热轧钢板，对该热轧钢板以规定的压下率实施冷轧从而可得到规定的冷轧钢板组织(以铁素体为主相且分散有渗碳体的组织)。如果对以铁素体为主相且由贝氏体、珠光体构成的热轧钢板实施冷轧，则构成热轧钢板的贝氏体、珠光体的渗碳体发生变形·断开，其结果能够得到以铁素体为主相且分散有渗碳体的冷轧钢板。于是，本发明人等得到了以下见解：通过特定热轧钢板的铁素体分率、贝氏体分率和珠光体分率且特定冷轧的压下率，从而能够得到上述所希望的冷轧组织。

应予说明，作为使冷轧钢板的组织成为以铁素体为主相且分散有渗碳体的组织的方法，可考虑各种方法。但是，根据本发明人等进行的研究的结果发现了以下的见解：如同上述，通过对由铁素体、贝氏体和珠光体构成的热轧钢板以规定的压下率实施冷轧而成为规定的冷轧钢板组织(以铁素体为主相且分散有渗碳体的组织)时，得到均衡地具备足够的硬度和耐高温软化性以及良好的冲裁性、热处理后的平坦度的冷轧钢板。

本发明是基于上述见解进行进一步研究而完成的，本发明的主旨如下。

[1]一种耐高温软化性优异的硬质冷轧钢板，是对热轧钢板实施冷轧而得到的冷轧钢板，其特征在于，该冷轧钢板具有以铁素体为主相且分散有渗碳体的组织，作为上述主相的铁素体为钢板在轧制方向截面的平均长宽比为3以上的加工伸展颗粒，上述渗碳体在组织整体中所占的分率为5％以下，在钢板轧制方向截面的粒子截面的平均长宽比为3以下，平均长径为1.0μm以下；上述热轧钢板具有如下组成：以质量％计，含有C：0.10％～0.25％、Si：0.3％以下、Mn：0.5％～1.0％、P：0.03％以下、S：0.02％以下、Al：0.01％～0.08％、Ti：0.010％以下、Nb：0.010％以下，B：0.0010％以下，剩余部分为Fe和不可避免的杂质，并且，上述热轧钢板具有如下组织：该组织由铁素体、贝氏体和珠光体形成，上述铁素体在组织整体中所占的分率：50％～80％、上述贝氏体在组织整体中所占的分率：15％～45％、上述珠光体在组织整体中所占的分率：10％以下。

[2]一种耐高温软化性优异的硬质冷轧钢板的制造方法，其特征在于，将钢片加热至1000℃～1200℃，在Ar₃相变点～(Ar₃相变点+200)℃的精加工温度下实施热轧，对所述精轧温度至750℃为止的温度范围以40℃/s～80℃/s的冷却速度进行冷却，接着对750℃至500℃以上且600℃以下的冷却停止温度为止的温度范围以40℃/s～60℃/s的冷却速度进行冷却，之后自然冷却，在500℃～600℃的卷取温度下卷取，制成热轧钢板，对该热轧钢板除鳞之后，以40％～80％的压下率进行冷轧，所述钢片具有如下组成，即以质量％计，含有C：0.10％～0.25％、Si：0.3％以下、Mn：0.5％～1.0％、P：0.03％以下，S：0.02％以下、Al：0.01％～0.08％以下、Ti：0.010％以下、Nb：0.010％以下，B：0.0010％以下，剩余部分为Fe和不可避免的杂质。

根据本发明，能够容易地制造冲裁性和冲裁后的平坦度良好、并且耐高温软化性也优异的硬质冷轧钢板，在产业上取得显著效果。基于本发明的冷轧钢板作为汽车的自动变速器部件用素材是极为优选的。

具体实施方式

本发明钢板为硬质冷轧钢板，是对具有规定的组成和组织的热轧钢板进行冷轧来使其加工硬化的冷轧原样钢板。

首先，对本发明冷轧钢板的化学组成的限定理由进行说明。以下，成分元素含量的单位％只要没有特别说明就表示质量％。

C：0.10％～0.25％

C是钢板强化所需要的元素，为了确保作为离合器、制动器的板部件素材所需要的硬度，需要含有0.10％以上。另一方面，如果含有超过0.25％，则容易形成粗大的渗碳体不均匀分散的组织，有时钢板的冲裁性降低。因此，将C的含量限定在0.10％～0.25％。优选为0.15％～0.20％。

Si：0.3％以下

Si是固溶于钢中而有助于钢板的强化的元素。利用基于Si的强化时，优选添加0.01％以上，进一步优选0.03％以上。但是，如果大量含有，则促进在热轧钢板的表面产生被称为红鳞的氧化鳞，使冷轧钢板的表面性状也恶化。因此，将Si的含量限定在0.3％以下。优选为0.1％以下。

Mn：0.5％～1.0％

Mn是固溶于钢中而有助于钢板的强化、同时对热轧性的改善也有效的元素。为了得到这样的效果，需要含有0.5％以上。另一方面，如果超过1.0％地过剩含有，则热轧钢板的微观组织容易变为带状组织，且钢板的冲裁性降低。因此，Mn的含量限定于0.5％～1.0％的范围。优选为0.6％～0.9％。

P：0.03％以下

P是在钢中容易偏析的元素，如果大量含有，则钢板的微观组织不均匀化、钢板的冲裁性容易降低。因此，希望尽量减少P，使P的含量为0.03％以下。优选为0.02％以下。应予说明，P的极端减少花费成本，因此可以允许含有0.003％以上、或者0.01％以上。

S：0.02％以下

S是形成MnS等夹杂物、使钢板的冲裁性降低的元素。因此，希望尽量减少S，使S的含量为0.02％以下。优选为0.01％以下。应予说明，S的极端减少花费成本，因此可以允许含有0.002％以上。

Al：0.01％～0.08％

Al是为了钢的脱氧而添加的元素，若钢中的Al的含量小于0.01％则得不到足够的脱氧效果。另一方面，如果钢中的Al的含量超过0.08％，则导致钢中夹杂物增加、钢板的表面缺陷增加、冲裁性降低。因此，将Al的含量限定在0.01％～0.08％。优选为0.01％～0.05％。

Ti：0.010％以下

Ti是具有通过碳氮化物等微细析出而对钢板进行分散强化的作用的元素。为了得到这样的效果，优选使Ti的含量为0.002％以上。但是，在Ti的含量过剩、析出物大量形成的情况下，通过析出物的生长和溶解而分散强化量变动，钢板的耐高温软化性降低。因此，将Ti的含量限定在0.010％以下。优选为0.005％以下。

Nb：0.010％以下

Nb是具有通过碳氮化物等微细析出而对钢板进行分散强化的作用的元素。为了得到这样的效果，优选使Nb的含量为0.002％以上。但是，在Nb的含量过剩、析出物大量形成的情况下，通过析出物的生长、溶解而使分散强化量变动，钢板的耐高温软化性降低。因此，将Nb的含量限定在0.010％以下。优选为0.005％以下。

B：0.0010％以下

B是具有通过微量添加从而大幅提高钢的淬透性的作用的元素。为了得到这样的效果，优选使B的含量为0.0001％以上。但是，如果B的含量超过0.0010％，则在热轧钢板的组织中容易大量生成低温相变相(贝氏体、马氏体等)，在制成冷轧钢板后升温时的钢板的组织强化量容易变动，从而使冷轧钢板的耐高温软化性降低。因此，使B的含量为0.0010％以下。优选为0.0005％以下，更优选为0.0003％以下。

上述成分以外的剩余部分为Fe和不可避免的杂质。应予说明，作为不可避免的杂质，可以允许Cr：0.05％以下(优选0.03％以下)、Mo：0.05％以下(优选0.03％以下)、Cu：0.05％以下(优选0.03％以下)、Ni：0.05％以下(优选0.03％以下)、V：0.010％以下(优选0.005％以下)、O：0.0050％以下、N：0.0050％以下等。

接下来，对本发明冷轧钢板的组织进行说明。

本发明的冷轧钢板具有以铁素体为主相且分散有渗碳体的组织。而且，上述铁素体为钢板的轧制方向截面的平均长宽比为3以上的加工伸展颗粒。另外，上述渗碳体在组织整体中所占的分率(面积率)为5％以下，且钢板的轧制方向截面的粒子截面的平均长宽比为3以下，进而平均长径为1.0μm以下。另外，本发明的冷轧钢板为直接冷轧的钢板，具有经过加工硬化的轧制组织。

而且，上述冷轧钢板的组织是对具有规定的组织的热轧钢板以规定的压下率实施冷轧而得到的组织，具体而言，上述热轧钢板具有如下组织，即该组织由铁素体、贝氏体和珠光体构成，上述铁素体在组织整体中所占的分率：50％～80％、上述贝氏体在组织整体中所占的分率：15％～45％、上述珠光体在组织整体中所占的分率：10％以下。应予说明，本发明的冷轧钢板中的渗碳体是指在冷轧前的热轧钢板中构成贝氏体或珠光体的物质经冷轧后变形·断开而得到的渗碳体。

冷轧钢板的铁素体

本发明的冷轧钢板中的铁素体是钢板在轧制方向截面的平均长宽比为3以上的加工伸展颗粒。本发明的冷轧钢板形成基于冷轧的加工硬化为主的强化机构，在轧制方向截面的铁素体粒的平均长宽比小于3的情况下，基于冷轧的加工硬化量少，有时钢板的硬度达不到板部件所需要的水准。因此，使上述平均长宽比为3以上。优选为4以上。应予说明，长宽比的上限没有特别限定，只要在由现实的冷轧压下率而得到的范围内就特别没有问题。例如，如果冷轧压下率为80％，则长宽比最大为11左右，如果冷轧压下率为70％，则长宽比最大为25左右。

在此，晶体颗粒和析出物的长宽比是最大直径(长径)除以最小直径(短径)而得的值。本发明中，事实上，轧制方向的径成为长径、板厚方向的径成为短径。

应予说明，在热轧钢板中的铁素体在冷轧后也是铁素体，因此在冷轧钢板的组织整体中铁素体所占的分率为50％以上。但是，热轧钢板中的形成贝氏体或珠光体的铁素体通过冷轧使贝氏体、珠光体中的特征性排列崩塌，由此成为应该称为加工伸展颗粒的铁素体的形态，所以铁素体分率最大的情况下，下述渗碳体以外的全部成为铁素体。因此，铁素体成为在冷轧钢板的组织中占大半的主相。应予说明，在此，主相是指分率(面积率)为50％以上的相。

冷轧钢板的渗碳体

本发明的冷轧钢板中的渗碳体在组织整体中所占的分率为5％以下，钢板的轧制方向截面的粒子截面的平均长宽比为3以下，钢板的轧制方向截面的粒子截面的平均长径为1.0μm以下。在渗碳体过多时，钢板的冲裁性降低。因此，使渗碳体的分率为5％以下。应予说明，如果渗碳体微量存在，则能够得到上述耐高温软化性的改善效果。更优选渗碳体的分率为1％以上，进一步优选为2％以上。

另外，渗碳体的平均长宽比高的情况，即板状的渗碳体多的情况下，钢板的冲裁性容易降低。因此，使渗碳体的平均长宽比为3以下。优选为2以下。

进而，渗碳体过大的情况下，由于在冷轧钢板升温时很难发生局部分解固溶，抑制来自固溶C的时效硬化现象，因此难以得到对由升温引起的钢板的软化进行补偿的作用。因此，使渗碳体的平均长径为1.0μm以下。优选为0.8μm以下。渗碳体的平均长径的下限不必特别限定。利用实施例中记载的方法能够识别的最小长径为0.1μm左右。

热轧钢板的组织：铁素体、贝氏体、珠光体

如果对由铁素体、贝氏体和珠光体形成的热轧钢板实施冷轧，则构成热轧钢板的贝氏体、珠光体的渗碳体发生变形·断开，结果能够得到以铁素体为主相且分散有渗碳体的冷轧钢板。如果在热轧钢板的组织中存在马氏体，则不仅冷轧的轧制负荷过度提高，在冷轧后还残存马氏体，从而使冷轧钢板的耐高温软化性大幅降低。另外，由冷轧引起的变形容易变得不均匀，而且在冷轧后的钢板升温时容易发生硬度变动、平坦度降低。因此，使热轧钢板的组织为由铁素体、贝氏体和珠光体形成的组织。

使热轧钢板组织的铁素体在组织整体中所占的分率为50％～80％。优选为55％～75％。热轧钢板的铁素体分率小于50％时，在进行后续的冷轧时，铁素体的加工硬化容易变得不均匀，作为板部件使用而经受热历程时容易使部件的变形量变大。进而，由于贝氏体分率变高，所以对冷轧后的冷轧钢板进行升温时的组织强化量的变动变大、冷轧钢板的耐高温软化性降低。另一方面，在铁素体分率超过80％时，难以确保后述的所希望的贝氏体分率。

使热轧钢板组织的贝氏体在组织整体中所占的分率为15％～45％。优选为20％～40％。在贝氏体分率小于15％时，冷轧后的钢板组织中的渗碳体粒子变大，难以得到所希望的组织的冷轧钢板。另外，在贝氏体分率超过45％时，对冷轧后的冷轧钢板进行升温时的组织强化量的变动变大，冷轧钢板的耐高温软化性降低。

使热轧钢板组织的珠光体占组织整体的分率为10％以下。优选为5％以下。在珠光体的分率超过10％时，冷轧后的钢板组织中的渗碳体粒子变大，难以得到所希望的组织的冷轧钢板。应予说明，只要少量存在珠光体，就能得到所希望的组织的冷轧钢板。更优选珠光体的分率为1％以上，进一步优选为2％以上。

接下来，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而得到，上述工序包括：对具有上述化学组成的钢片实施热轧，制成具有由铁素体、贝氏体和珠光体形成的组织的热轧钢板，对该热轧钢板除鳞后，以规定的压下率进行冷轧。

本发明中使用的钢的熔炼可以采用转炉法、电炉法等公知的熔炼方法中的任一种。熔炼后的钢通过连续铸造或铸锭-开坯轧制而制成钢片(Slab)。应予说明，根据需要，可以实施各种预备处理、二次精炼和钢片的表面整修等。

钢片的加热温度：1000℃～1200℃

若实施热轧时的钢片的加热温度小于1000℃，则难以确保需要的精加工温度。另一方面，如果加热温度超过1200℃，则加热中所需要的能量增大，而且容易产生由鳞性缺陷等所致的钢板的表面性状不良。因此，使热轧前的钢片的加热温度为1000℃～1200℃。优选为1050℃～1150℃。应予说明，在钢片的加热中，可以对冷却至常温的钢片再加热，也可以在铸造后对冷却中途的钢片追加加热或保热。

应予说明，在本发明中对钢片加热至上述温度范围之后，实施粗轧和精轧来制成热轧钢板。对于粗轧条件依照常法即可，不必特别限定。

精加工温度：Ar₃相变点～(Ar₃相变点+200)℃

如果在热轧工序中的精加工温度低于Ar₃相变点，则铁素体相变被过度促进，同时在钢板表层部形成在热轧钢板中在轧制方向伸展的铁素体组织和未再结晶铁素体组织，从而失去板厚方向的钢板组织的均匀性，在制成冷轧钢板后升温时，有时钢板的平坦度大大降低。另一方面，如果精加工温度超过(Ar₃相变点+200)℃，则热轧钢板的组织容易粗大化，也容易导致钢板的表面性状的不良。因此，将精加工温度限定于Ar₃相变点～(Ar₃相变点+200)℃。优选为(Ar₃相变点+50)℃～(Ar₃相变点+150)℃。应予说明，为了确保需要的精加工温度，可以利用板料加热器或边部加热器等加热装置，也可以对轧制中的钢板进行追加加热。

从精加工温度至750℃的冷却速度：40℃/s～80℃/s

热轧后的钢板以40℃/s～80℃/s的冷却速度从精加工温度冷却(强制冷却)至750℃的温度范围。优选为50℃/s～70℃/s。在该温度范围内的冷却速度小于40℃/s时，热轧钢板的组织容易粗大化，得不到在冷轧钢板中所希望的形态的渗碳体。另一方面，在该温度范围内的冷却速度超过80℃/s时，在热轧钢板中容易生成马氏体或过多的贝氏体，不能将冷轧钢板的组织制备成所希望的状态，而且有时冷轧钢板的耐高温软化性大幅降低。

从750℃至冷却停止温度的冷却速度：40℃/s～60℃/s

冷却停止温度：500℃～600℃

以40℃/s～60℃/s的冷却速度从750℃冷却(强制冷却)至冷却停止温度的温度范围。在该温度范围内的冷却速度小于40℃/s或超过60℃/s时，在热轧钢板的组织中难以以所希望的分率生成铁素体。另外，冷却停止温度(停止强制冷却的温度)超过600℃时，作为第二相的珠光体容易变得过多。另一方面，在冷却停止温度低于500℃时，作为第二相，容易生成马氏体或过多的贝氏体。因此，使冷却停止温度为500℃～600℃的范围。优选为520℃～580℃。应予说明，有时强制冷却停止后的钢板由于来自钢板内部的换热和钢的相变潜热而使温度(表面温度)上升，因此从强制冷却停止后到利用卷取机(coiler)卷取的期间进行自然冷却(空气冷却)。

卷取温度：500℃～600℃

卷取温度小于500℃时，在热轧钢板的组织中容易生成马氏体和过多的贝氏体，且冷轧钢板的耐高温软化性大幅降低。另一方面，卷取温度超过600℃时，在热轧钢板的组织中大量生成珠光体，得不到所希望的冷轧钢板的组织中的形态的渗碳体。因此，使卷取温度为500℃～600℃。优选为520℃～580℃。

应予说明，上述的钢板温度(精加工温度、冷却停止温度、卷取温度等)均为在钢板表面测定的温度。

通过经由以上工序，能够得到具有所希望的组织的热轧钢板、即具有如下组织的热轧钢板，所述组织由铁素体、贝氏体和珠光体形成，上述铁素体在组织整体中所占的分率：50％～80％，上述贝氏体在组织整体中所占的分率：15％～45％，上述珠光体在组织整体中所占的分率：10％以下。

本发明中，对这样得到的热轧钢板实施冷轧。应予说明，可以对冷轧前的热轧钢板实施用于形状矫正的调质轧制。

冷轧的压下率：40％～80％

热轧钢板通过利用酸洗或其它手段除鳞后实施冷轧来制成冷轧钢板。此时，若冷轧压下率小于40％，则容易形成在板厚方向不均匀的轧制加工组织，难以得到所希望的形状的铁素体颗粒。另外，若冷轧压下率小于40％，则冷轧后的钢板升温时，容易产生硬度的变动、平坦度的降低。另一方面，冷轧压下率超过80％时，冷轧的负荷过度提高，钢板的制造性降低。因此，使冷轧的压下率为40％～80％。优选为50％～70％。

这样，通过使热轧钢板的铁素体组织分率为50％～80％，使贝氏体的组织分率为15％～45％，使珠光体的组织分率为10％以下，进一步使冷轧的压下率为40％～80％，从而得到如下冷轧钢板，即具有铁素体的组织分率至少超过50％(即，铁素体为主相)且分散有渗碳体的组织，作为上述主相的铁素体为在钢板的轧制方向截面的平均长宽比：3以上的加工伸展颗粒，上述渗碳体在组织整体中所占的分率：5％以下，钢板的轧制方向截面的粒子截面的平均长宽比：3以下，平均长径：1.0μm以下。

应予说明，由于冷轧后的钢板为附着有轧制油的状态，因此可以在冷轧后清洗钢板，或者可以在清洗后再次涂布用于防锈的油。即使实施这些处理也不损害本发明的效果。

实施例

对含有表1中示出的成分元素的剩余部分为Fe和不可避免的杂质的钢A～I进行熔炼、铸造制成钢片。接着，在表2所示的条件下对各钢片进行热轧，制成板厚4.0mm的热轧钢板。从各热轧钢板采取试样进行微观组织观察，测定在组织整体中所占的铁素体分率、贝氏体分率和珠光体分率。

进而，对各热轧钢板进行酸洗除鳞后，以表3中示出的压下率进行冷轧，得到表3中示出的板厚的冷轧钢板。从各冷轧钢板采取试样进行微观组织观察，确认组织的种类，同时在组织整体中所占的渗碳体分率、铁素体和渗碳体的平均长宽比、以及渗碳体的平均长径进行测定。另外，从各冷轧钢板采取试样实施硬度试验，进行冷轧钢板的硬度和耐高温软化性的评价。进而，从各冷轧钢板采取试样，进行冷轧钢板的冲裁性和冲裁·热处理后的平坦度的评价。

钢板的微观组织通过如下方法来确认，即对热轧钢板和冷轧钢板的两者都采取在钢板的板宽度1/4位置的与轧制方向平行的板厚截面的试样，进行镜面研磨用硝酸乙醇溶液腐蚀后，利用扫描电子显微镜，以500～5000倍的适当倍率对板厚1/4位置进行拍摄，使用该拍摄的图像来确认钢板的微观组织。对于微观组织中的各相的分率，利用上述图像通过图像解析求得该相所占的面积率，并将该面积率作为各相的分率。

对于冷轧钢板，利用上述图像求得观察范围内的该颗粒的各个长宽比和长径，将其各个长宽比和长径平均化而算出铁素体和渗碳体的平均长宽比和渗碳体的平均长径。

对于冷轧钢板的硬度，在与微观组织观察用试样同样取样的截面试样的板厚1/4位置，以JIS Z 2244的规定为基准来测定维氏硬度(HV0.5)。另外，对于冷轧钢板的耐高温软化性的评价，对冷轧钢板实施在480℃下保持60分钟自然冷却的热处理后，同样地采取截面试样来测定维氏硬度(HV0.5)，并求得热处理前后的硬度的变化量来进行评价。在此，维氏硬度的值为250以上且通过热处理维氏硬度不降低时，判定为具有足够的硬度且耐高温软化性优异。

对于冷轧钢板的冲裁性，通过以空隙5％(相对于板厚的比率)的条件从各冷轧钢板冲裁直径100mmφ的圆板，目视确认在圆板的冲裁端面有无微细龟裂来进行评价。在此，没有看到微细龟裂的情况判定为良好。

另外，对于冷轧钢板的冲裁·热处理后的平坦度，通过如下操作进行评价，即对在与上述相同的条件下从各冷轧钢板冲裁而得的直径100mmφ的圆板实施在480℃下保持60分钟自然冷却的热处理，测定热处理后的圆板的翘曲量。在此，最大翘曲量为板厚的15％以下时，判定为热处理后的平坦度优异。

将各钢板的调查结果一并示于表2和表3。

适于本发明的各冷轧钢板(发明例)是在直接冷轧的状态下具有足够的硬度且没有由热处理所致的硬度降低、耐高温软化性优异的钢板，冲裁性、热处理后的平坦度也优异。另一方面，对于在钢的化学组成、微观组织偏离本发明的范围的其它的各冷轧钢板(比较例)，没有全部满足上述特性，均为某个特性不充分的水准。

Claims

1.一种硬质冷轧钢板，是对热轧钢板实施冷轧而得到的原样冷轧钢板，其特征在于，所述硬质冷轧钢板具有如下组织：以铁素体为主相分散有渗碳体的组织，所述主相铁素体为钢板的轧制方向截面的平均长宽比为3以上的加工伸展颗粒，所述渗碳体在组织整体中所占的分率为5％以下，钢板的轧制方向截面的粒子截面的平均长宽比为3以下，平均长径为1.0μm以下；

所述热轧钢板具有如下组成：以质量％计，含有C：0.10％～0.25％、Si：0.3％以下、Mn：0.5％～1.0％、P：0.03％以下、S：0.02％以下、Al：0.01％～0.08％、Ti：0.010％以下、Nb：0.010％以下，B：0.0010％以下，剩余部分为Fe和不可避免的杂质，

并且所述热轧钢板具有如下组织，即由铁素体、贝氏体和珠光体形成，所述铁素体在组织整体中所占的分率：50％～80％、所述贝氏体在组织整体中所占的分率：15％～45％、所述珠光体在组织整体中所占的分率：10％以下。

2.一种硬质冷轧钢板的制造方法，其特征在于：将钢片加热至1000℃～1200℃，在Ar₃相变点～(Ar₃相变点+200)℃的精加工温度下实施热轧，对所述精轧温度至750℃为止的温度范围以40℃/s～80℃/s的冷却速度进行冷却，接着对750℃至500℃以上且600℃以下的冷却停止温度为止的温度范围以40℃/s～60℃/s的冷却速度进行冷却，之后自然冷却，在500℃～600℃的卷取温度下卷取，制成热轧钢板，对该热轧钢板除鳞之后，以40％～80％的压下率进行冷轧，且为原样冷轧；

所述钢片具有如下组成：以质量％计，含有C：0.10％～0.25％、Si：0.3％以下、Mn：0.5％～1.0％、P：0.03％以下、S：0.02％以下、Al：0.01％～0.08％、Ti：0.010％以下、Nb：0.010％以下、B：0.0010％以下，剩余部分为Fe和不可避免的杂质，