CN108884532B - 高强度热浸镀锌钢板及其制造方法 - Google Patents

高强度热浸镀锌钢板及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种高强度热浸镀锌钢板及其制造方法。成分组成是以质量％计含有C：0.05～0.15％、Si：0.1％以下、Mn：1.0～2.0％、P：0.10％以下、S：0.030％以下、Al：0.10％以下、N：0.010％以下，在满足式(1)的范围含有Ti、Nb、V中的1种或2种以上，剩余部分由铁和不可避免的杂质构成，组织是以面积率计，铁素体为80％以上，贝氏体和马氏体的合计为1～20％，铁素体的平均粒径为10.0μm以下，贝氏体和马氏体合起来的相的平均粒径为3.0μm以下，贝氏体和马氏体合起来的相的平均粒径与铁素体的平均粒径之比为0.3以下。0.008％≤12×(Ti/48+Nb/93+V/51)≤0.05％···(1)，其中，Ti、Nb、V：表示各元素的含量(质量％)，不含有的元素以式中的元素的含量为0进行计算。

Description

高强度热浸镀锌钢板及其制造方法
技术领域
本发明涉及高强度热浸镀锌钢板及其制造方法，其适合作为在汽车的下托臂、框架等行驶部件、支柱、横梁等骨架部件和它们的加强部件、侧门防撞梁以及自动贩卖机、台架、家电·办公设备、建材等中使用的结构用部件。
背景技术
近年来，随着对地球环境的关心的提高，迫切期望减少CO2排放量。而且，在汽车领域等中，通过减轻车体而提高油耗效率的同时减少排气量的需求也在日益增大。另外，对碰撞安全性的需求也高。对汽车的轻量化而言，最有效的是所使用部件的薄壁化。即，为了在维持汽车强度的同时实现其轻量化，有效的是通过作为汽车部件用材料的钢板的高强度化而使钢板薄壁化。因此，在与冷轧钢板相比板厚较大的热轧钢板的领域，也在通过应用高强度钢板而进行钢板的薄壁化。
一般，因高强度化而使加工性变差。并且，由于使钢板薄壁化，所以因腐蚀所致的板厚减少的影响变大。因此，对加工性好的高强度热浸镀锌钢板的需求较大。但是，钢板的强度越变高，越会成为成型样式简单的弯曲成型为主体的加工。而且，对通过冲裁而断开的毛坯件进行弯曲成型时，因钢板的高强度化而容易产生从冲裁端部开始的裂纹，该趋势在高强度热浸镀锌钢板中尤其明显。
以往，作为弯曲性优异的高强度热浸镀锌钢板，可举出以下例子。例如，在专利文献1中公开了一种高张力热轧钢板的制造技术，所述高张力热轧钢板以质量％计含有C：0.01～0.3％、Si：1.0％以下、Mn：3.0％以下、P：0.5％以下、Ti：0.03～0.3％，具有由主相的铁素体和第2相构成的组织，铁素体的平均粒径为3.5μm以下，第2相的平均粒径为3.5μm以下，第2相由体积率70％以上的马氏体和体积率2％以上的奥氏体构成。
另外，例如在专利文献2中公开了一种热轧钢板的制造技术，上述热轧钢板以质量％计含有C：0.03％～0.12％、Si：0.01％～0.5％、Mn：1.4％～5.0％、P：0.05％以下、S：0.010％以下、sol.Al：0.001％～0.5％、N：0.020％以下，以体积率计，铁素体为30％～94％，贝氏体为5％～69％，残余奥氏体和马氏体合计为1.0％～10％，残余奥氏体和马氏体的长径为7μm以下，残余奥氏体和马氏体的数密度为20个/100μm2以下，拉伸强度为500MPa以上，屈服比为70％以上，拉伸强度与总伸长率的积即TS×El值为12000MPa·％以上，拉伸强度与扩孔率的积即TS×λ值为50000MPa·％以上。
另外，例如在专利文献3中公开了一种热轧钢板的制造技术，上述热轧钢板以质量％计含有C：0.03％～0.12％、Si：0.005％～0.5％、Mn：超过2.0％且为3.0％以下、P：0.05％以下、S：0.005％以下、sol.Al：0.001％～0.100％、N：0.0050％以下，以铁素体为主相，贝氏体、马氏体和残余奥氏体的体积率的合计为5％以下(包括0％)，铁素体的平均粒径为7μm以下，拉伸强度为590MPa以上，屈服比为70％以上，扩孔率为90％以上。
另外，例如在专利文献4中公开了一种热轧钢板的制造技术，上述热轧钢板以质量％计含有C：0.03％～0.35％、Si：0.01％～2.0％、Mn：0.3％～4.0％、P：0.001％～0.10％、S：0.0005％～0.05％、N：0.0005％～0.010％、Al：0.01％～2.0％，以面积分率计，贝氏体相超过10％，铁素体相超过20％，珠光体相小于10％，基于贝氏体粒的铁素体粒的被覆率超过30％。
然而，在专利文献1～4所记载的技术中，特别在冲裁时的间隙大时，存在冲裁部件的弯曲性低的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-212686号公报
专利文献2：日本特开2011-241456号公报
专利文献3：日本特开2012-36441号公报
专利文献4：日本特开2015-63731号公报
发明内容
本发明鉴于上述情况，以提供冲裁部件的弯曲性优异的高强度热浸镀锌钢板及其制造方法为目的。
为了解决课题而反复进行了深入研究。其结果，发现了以下内容：虽然不限定本发明，但认为冲裁部件的弯曲性提高的机理如下。即，使加工性好的铁素体通过析出强化而高强度化，在此基础上使含有贝氏体和马氏体中的1种以上的第2相分散。此时，通过使贝氏体和马氏体合起来的相的平均粒径为3.0μm以下，且使贝氏体和马氏体合起来的相的平均粒径与铁素体的平均粒径之比为0.3以下，从而抑制冲裁时的应力集中。由此，抑制从析出强化后的铁素体与含有贝氏体和马氏体中的1种以上的第2相的边界产生龟裂。而且，在弯曲加工时，由于微细的第2相，屈服比下降，从而应变分散。由此，能够大幅提高冲裁部件的弯曲性。
即，本发明的特征在于：通过对控制了C、Si、Mn、P、S、Al、N、和Ti、Nb、V量的钢坯进行热轧时，控制轧制温度和压下率，而且在热轧后的冷却中控制冷却速度和卷取温度，进一步对热轧卷材进行酸洗后进行退火、热浸镀锌时，控制均热温度、均热时间和退火后的钢板的冷却速度，从而控制铁素体、贝氏体、马氏体的面积率和平均粒径。通过控制铁素体、贝氏体、马氏体的面积率和平均粒径，能够显著提高高强度热浸镀锌钢板的冲裁部件的弯曲性。
本发明是基于以上见解而完成的，要旨如下。
[1]一种高强度热浸镀锌钢板，其成分组成是以质量％计含有C：0.05～0.15％、Si：0.1％以下、Mn：1.0～2.0％、P：0.10％以下、S：0.030％以下、Al：0.10％以下、N：0.010％以下，在满足式(1)的范围含有Ti、Nb、V中的1种或2种以上，剩余部分由铁和不可避免的杂质构成，
其组织是以面积率计铁素体为80％以上，贝氏体和马氏体的合计为1～20％，铁素体的平均粒径为10.0μm以下，贝氏体和马氏体合起来的相的平均粒径为3.0μm以下，
贝氏体和马氏体合起来的相的平均粒径与铁素体的平均粒径之比为0.3以下。
0.008％≤12×(Ti/48+Nb/93+V/51)≤0.05％···(1)
其中，Ti、Nb、V：表示各元素的含量(质量％)。不含有的元素以式中的元素的含量为0进行计算。
[2]根据[1]所述的高强度热浸镀锌钢板，其中，在上述成分组成的基础上，以质量％计还含有B：0.0005～0.0030％。
[3]根据[1]或[2]所述的高强度热浸镀锌钢板，其中，在上述成分组成的基础上，以质量％计还含有各自为0.005～0.10％的Mo、Ta、W中的1种或2种以上。
[4]根据[1]～[3]中任一项所述的高强度热浸镀锌钢板，其中，在上述成分组成的基础上，以质量％计还含有各自为0.01～0.5％的Cr、Ni、Cu中的1种或2种以上。
[5]根据[1]～[4]中任一项所述的高强度热浸镀锌钢板，其中，在上述成分组成的基础上，以质量％计还含有各自为0.0005～0.01％的Ca、REM中的1种或2种。
[6]根据[1]～[5]中任一项所述的高强度热浸镀锌钢板，其中，在上述成分组成的基础上，以质量％计还含有Sb：0.005～0.030％。
[7]一种高强度热浸镀锌钢板的制造方法，将具有[1]～[6]中任一项所述的成分组成的钢坯铸造后，进行直接轧制或者再加热到1150℃以上，
接着，进行由粗轧和精轧构成的热轧，所述精轧的1000℃以下的累积压下率为0.7以上、最终道次的压下率为0.10～0.25、精轧结束温度为820～950℃，
在上述精轧结束后2s以内，进行平均冷却速度为30℃/s以上的冷却直到650℃，
接着，以卷取温度400～620℃进行卷取而制成热轧钢板后，
接着，对上述热轧钢板进行酸洗后，进行均热温度为700～880℃、均热时间为10～300s的退火，
接着，进行使上述均热温度～500℃的温度区域的平均冷却速度设为5～20℃/s的冷却，
接着，进行热浸镀锌处理。
[8]根据[7]所述的高强度热浸镀锌钢板的制造方法，其中，在上述热浸镀锌处理后，进一步以合金化处理温度460～600℃、保持时间1s以上的条件进行合金化处理。
[9]根据[7]或[8]所述的高强度热浸镀锌钢板的制造方法，其中，在上述热浸镀锌处理、上述合金化处理中的任一个处理后，实施板厚减少率0.1～3.0％的加工。
应予说明，本发明中，高强度热浸镀锌钢板是指拉伸强度(TS)为550MPa以上的钢板，包括对热浸镀锌热轧钢板实施了合金化处理而得的钢板。此外，也包括在钢板上进一步通过化学转化处理等而具有皮膜的钢板。另外，本发明中，弯曲性优异是指在冲裁后，成形时的弯曲加工性优异。
根据本发明，能够得到弯曲性优异的高强度热浸镀锌钢板。本发明的高强度热浸镀锌钢板具有550MPa以上的拉伸强度，且能够格外提高作为冲裁部件的弯曲性，因此能够适用于汽车的结构部件等用途，能够带来工业上有益的效果。
附图说明
图1是表示相对于贝氏体和马氏体合计的面积率的，临界弯曲半径与板厚之比的关系的图。
图2是表示相对于铁素体平均粒径的，临界弯曲半径与板厚之比的关系的图。
图3是表示相对于将贝氏体和马氏体合起来的相的平均粒径除以铁素体平均粒径而得的值的，临界弯曲半径与板厚之比的关系的图。
具体实施方式
以下，对本发明进行详细说明。应予说明，以下的％只要没有特别说明就表示质量％。
首先，对本发明的高强度钢板的成分组成的限定理由进行说明。
C：0.05～0.15％
C通过与Ti、Nb、V形成微细碳化物，提高铁素体的强度而有助于高强度化。与此同时，通过减小铁素体与由贝氏体和马氏体构成的第2相的硬度差，还能够抑制在冲裁时产生空洞。此外，C还能够通过促进贝氏体、马氏体的生成而减少屈服比，分散弯曲加工时的应变集中。为了得到这样的效果，需要使C含量为0.05％以上。优选为0.07％以上。另一方面，大量的C会增大贝氏体、马氏体的面积率，或者增大贝氏体、马氏体的硬度。由此，不仅促进在冲裁时产生空洞，而且导致渗碳体增加，使韧性大幅降低的同时减低焊接性。因此，需要使C含量为0.15％以下。优选为0.13％以下，更优选为0.11％以下。
Si：0.1％以下
Si由于在钢板的表面生成Si的氧化物，引起局部未镀满等表面不良。因此，需要使Si含量为0.1％以下。优选为0.05％以下，更优选为0.03％以下。下限没有特别规定，优选作为杂质的形式混入的0.005％。
Mn：1.0～2.0％
Mn通过延迟铁素体相变的开始时间而抑制铁素体的晶粒生长，由此对细粒化有效。另外，Mn也能够通过固溶强化而有助于高强度化。此外，还具有使有害的钢中S形成为MnS而无害化的作用。为了得到这样的效果，需要使Mn含量为1.0％以上。优选为1.2％以上。另一方面，大量的Mn会引起板坯裂纹的同时抑制铁素体相变，过度增大贝氏体、马氏体的面积率。因此，需要使Mn含量为2.0％以下。优选为1.5％以下。
P：0.10％以下
P具有降低焊接性的作用，而且偏析于晶界而使钢板的延展性、弯曲性和韧性变差。因此，需要使P含量为0.10％以下。优选为0.05％以下，更优选为0.03％以下，进一步优选为0.01％以下。但是，过度减少P会导致制造成本增大，因此P的下限优选0.001％。
S：0.030％以下
S具有减低焊接性的作用，而且通过明显降低热轧中的延展性而诱发热裂纹，使钢板的表面性状明显变差。另外，S对钢板的强度提高几乎没有贡献。此外，由于作为杂质元素形成粗大的硫化物，因而降低钢板的延展性、弯曲性和拉伸凸缘性。这些问题在S含量超过0.030％时变得明显，因而优选尽量减少。因此，需要使S含量为0.030％以下。优选为0.010％以下，更优选为0.003％以下，进一步优选为0.001％以下。但是，过度减少S会导致制造成本增大，因此S的下限优选0.0001％。
Al：0.10％以下
添加大量Al时，钢板的韧性和焊接性会大幅降低。此外，容易在钢板的表面生成Al的氧化物，因此容易产生局部未镀满等不良。因此需要使Al含量为0.10％以下。优选为0.06％以下。下限没有特别规定，但作为Al镇静钢，即便含有0.01％以上也没有问题。
N：0.010％以下
N在高温下与Ti、Nb、V形成粗大的氮化物。而粗大的氮化物对钢板的强度没有什么贡献，因此不仅减小由添加Ti、Nb、V所致的高强度化的效果，而且还导致钢板的韧性降低。此外，含有大量N时，在热轧中产生板坯裂纹的危险性提高。因此，需要使N含量为0.010％以下。优选为0.005％以下，更优选为0.003％以下，进一步优选为0.002％以下。但是，过度减少N会直接导致制造成本增大，因此N的下限优选0.0001％。
Ti、Nb、V：在满足式(1)的范围含有1种或2种以上
0.008％≤12×(Ti/48+Nb/93+V/51)≤0.05％···(1)
其中，Ti、Nb、V：表示各元素的含量(质量％)。不含有的元素以式中的元素的含量为0进行计算。
Ti、Nb、V与C形成微细的碳化物，有助于晶粒的细粒化和钢板的高强度化，而且使铁素体相硬化，减小铁素体与贝氏体和马氏体的硬度差。由此，抑制冲裁时产生龟裂，有助于改善弯曲加工时的部件的弯曲性。Ti、Nb、V中的1种或2种以上的含量在上述式(1)中小于0.008％时，晶粒微细化的作用变小，铁素体粒径变大。因此，为了得到这样的作用，需要以上述式(1)成为0.008％以上的方式含有Ti、Nb、V中的1种或2种以上。优选为0.01％以上。另一方面，即便以上述式(1)超过0.05％的方式大量含有Ti、Nb、V中的1种或2种以上，对钢板的高强度化、冲裁部件的弯曲性的效果也不怎么变大，相反，微细析出物大量析出而使韧性降低。另外，因为铁素体细粒化，所以贝氏体和马氏体合起来的相的平均粒径与铁素体的平均粒径之比变大。因此，Ti、Nb、V的含量需要使上述式(1)成为0.05％以下。优选为0.03％以下，更优选为0.02％以下。应予说明，Ti、Nb、V的优选的含量分别为Ti：0.01～0.20％、Nb：0.01～0.20％、V：0.01～0.20％。进一步优选为Ti：0.03～0.15％、Nb：0.03～0.15％、V：0.03～0.15％。
剩余部分为铁和不可避免的杂质。作为不可避免的杂质，可举出Sn、Mg、Co、As、Pb、Zn、O等，只要合计为0.1％以下，就可以允许。
本发明的钢板由以上的必需元素而得到目标特性，但进一步出于提高强度、冲裁部件的弯曲性的目的，除了上述的必需元素以外，也可以根据需要而含有下述的元素。
B：0.0005～0.0030％
B能够通过偏析于晶界，延迟铁素体相变而有助于强度上升。另外，B通过对组织的细粒化进行作用而还能够有助于冲裁部件的弯曲性的提高。为了得到这样的效果，含有B时为0.0005％以上的含量。优选为0.0010％以上。另一方面，大量的B会使热轧时的轧制负载上升，因此在含有B时，优选为0.0030％以下的含量。更优选为0.0020％以下。
Mo、Ta、W：1种或2种以上各自为0.005～0.10％
Mo、Ta、W能够通过形成微细析出物而有助于钢板的高强度化和冲裁部件的弯曲性的改善。为了得到这样的效果，在含有Mo、Ta、W时，使Mo、Ta、W中的1种或2种以上的含量各自为0.005％以上。更优选为0.010％以上。另一方面，即便大量含有Mo、Ta、W，效果也会饱和，而且微细析出物大量析出而使钢板的韧性、冲裁后的弯曲性降低，因此在含有Mo、Ta、W时，优选使Mo、Ta、W中的1种或2种以上的含量各自为0.10％以下。更优选为0.050％以下。
Cr、Ni、Cu：1种或2种以上各自为0.01～0.5％
Cr、Ni、Cu能够通过在使钢板的组织细粒化的同时作为固溶强化元素发挥作用而有助于钢板的高强度化和冲裁部件的弯曲性的提高。为了得到这样的效果，在含有Cr、Ni、Cu时，使Cr、Ni、Cu中的1种或2种以上的含量各自为0.01％以上。更优选为0.02％以上。另一方面，即便大量含有Cr、Ni、Cu，效果也会饱和，而且导致制造成本上升，因此在含有Cr、Ni、Cu时，优选使Cr、Ni、Cu中的1种或2种以上各自为0.5％以下。更优选为0.3％以下。
Ca、REM：1种或2种各自为0.0005～0.01％
Ca、REM能够通过控制硫化物的形态而提高钢板的延展性、韧性、弯曲性和拉伸凸缘性。为了得到这样的效果，在含有Ca、REM时，使Ca、REM中的1种或2种的含量各自为0.0005％以上。更优选为0.0010％以上。另一方面，即便大量含有，效果也会饱和，而且导致制造成本上升，因此在含有Ca、REM时，优选使Ca、REM中的1种或2种的含量各自为0.01％以下。更优选为0.0050％以下。
Sb：0.005～0.030％
Sb在热轧时偏析于钢板的表面，因此能够防止板坯的氮化，由此抑制粗大的氮化物的形成，提高韧性。为了得到这样的效果，在含有Sb时，使Sb为0.005％以上的含量。更优选为0.008％以上。另一方面，大量含有Sb时会导致制造成本上升，因此在含有Sb时，优选使Sb为0.030％以下的含量。更优选为0.020％以下。
接下来，对属于本发明的高强度热浸镀锌钢板的重要要素的组织等进行说明。应予说明，以下的面积率为相对于钢板组织整体的面积率。
铁素体：以面积率计为80％以上
由于铁素体在延展性、弯曲性方面优异，因此本发明中，使铁素体以面积率计设为80％以上。优选为90％以上，更优选为95％以上。应予说明，铁素体的面积率可以利用后述的实施例中记载的方法进行测定。另外，通过对制造条件、特别是冷却时的冷却速度和卷取温度进行控制，能够使铁素体的面积率设为80％以上。
贝氏体和马氏体的合计：以面积率计为1～20％
通过生成贝氏体相和马氏体相，能够降低屈服比。由此，能够在弯曲加工时分散应变，使弯曲性提高。因此，贝氏体相和马氏体相的面积率合计为1％以上。优选为3％以上。另一方面，如果贝氏体相和马氏体相的面积率变大，则不仅成型性降低，而且促进冲裁时的龟裂产生，降低冲裁部件的弯曲性。因此，贝氏体相和马氏体相的面积率合计为20％以下。优选为15％以下，更优选为10％以下。应予说明，本发明中，可以单独为贝氏体和马氏体中的任一者，也可以为贝氏体和马氏体的组合。应予说明，贝氏体和马氏体的各自的面积率可以分别利用后述的实施例中记载的方法进行测定。另外，通过对制造条件、特别是冷却时的冷却速度进行控制，能够使贝氏体相和马氏体相的合计的面积率为1～20％。
这里，本发明中，除了铁素体、贝氏体、马氏体以外的组织可以为珠光体、残余奥氏体等。
铁素体的平均粒径：10.0μm以下
铁素体的粒径大时，因冲裁时应变集中而产生龟裂，部件的弯曲性会降低。因此，铁素体的平均粒径为10.0μm以下。优选为7.0μm以下，更优选为5.0μm以下。应予说明，铁素体的平均粒径可以利用后述的实施例中记载的方法进行测定。另外，铁素体的平均粒径可以通过制造条件、特别是热轧时的累积压下率、精轧结束温度等进行控制。
贝氏体和马氏体合起来的相的平均粒径：3.0μm以下
贝氏体和马氏体的粒径大时，因冲裁时应变集中而产生龟裂，部件的弯曲性会降低。因此，贝氏体和马氏体合起来的相的平均粒径为3.0μm以下。优选为2.0μm以下，更优选为1.0μm以下。应予说明，本发明中，贝氏体和马氏体合起来的相可以单独为贝氏体和马氏体中的一者，也可以为贝氏体和马氏体的组合。应予说明，贝氏体和马氏体合起来的相的平均粒径可以利用后述的实施例中记载的方法进行测定。另外，贝氏体和马氏体合起来的相的平均粒径可以通过制造条件、特别是热轧时的累积压下率、精轧结束温度等进行控制。
贝氏体和马氏体合起来的相的平均粒径与铁素体的平均粒径之比：0.3以下
如果相对于铁素体的粒径的贝氏体和马氏体合起来的相的粒径大，则在冲裁时应变集中于贝氏体和马氏体的周围，在此处产生龟裂。由此，冲裁部件的弯曲性变差。因此，贝氏体和马氏体合起来的相的平均粒径与铁素体的平均粒径之比为0.3以下。优选为0.2以下，更优选为0.1以下。应予说明，贝氏体和马氏体合起来的相的平均粒径与铁素体的平均粒径之比可以利用后述的实施例中记载的方法而求出。另外，贝氏体和马氏体合起来的相的平均粒径与铁素体的平均粒径之比可以通过控制制造条件而进行控制。
接下来，对本发明的高强度热浸镀锌钢板的制造方法进行说明。
本发明的高强度热浸镀锌钢板如下得到：将具有上述成分组成的钢坯铸造后，进行直接轧制或者再加热到1150℃以上，接着，进行由粗轧和精轧构成的热轧，所述精轧中，1000℃以下的累积压下率为0.7以上、最终道次的压下率为0.10～0.25、精轧结束温度为820～950℃，在上述精轧结束后2s以内，进行平均冷却速度为30℃/s以上的冷却直到650℃，接着，以卷取温度400～620℃进行卷取而制造热轧钢板后，对上述热轧钢板进行酸洗，接着，进行均热温度为700～880℃、均热时间为10～300s的退火，接着，从均热温度到500℃进行平均冷却速度为5～20℃/s的冷却，接着，进行浸渍于420～500℃的镀覆浴的热浸镀锌处理。此外，在热浸镀锌处理后，可以进行合金化处理温度460～600℃、保持时间1s以上的合金化处理。另外，可以对由此得到的高强度热浸镀锌钢板实施板厚减少率0.1～3.0％的加工。
以下，进行详细说明。
本发明中，钢的熔炼方法没有特别限定，可以采用转炉、电炉等公知的熔炼方法。另外，也可以利用真空脱气炉进场2次精炼。然后，从生产率、品质上的问题考虑，利用连续铸造法而制成板坯(钢坯)。也可以利用铸锭-开坯轧制法、薄板坯连铸法等公知的铸造方法而制成板坯。
铸造后板坯：对铸造后的板坯进行直接轧制，或者将成为了温板片、冷板片的板坯再加热到1150℃以上
为了使Ti、Nb、V微细地析出，需要在热轧开始前使这些元素固溶于钢中。因此，铸造后的板坯优选直接以高温输送到热轧机的入口侧，进行热轧(直接轧制)。但是，铸造后的板坯临时成为温板片、冷板片而以析出物的形式析出了Ti、Nb、V的情况下，需要将板坯加热到1150℃以上以使Ti、Nb、V再固溶，然后开始粗轧。板坯加热温度低时阻碍Ti、Nb、V的再固溶，以粗大的碳化物的形式残留，因此会抑制微细的碳化物的生成。对于1150℃以上的保持时间没有特别规定，优选为10分钟以上，更优选为30分钟以上。从工作负载的观点考虑，上限优选150分钟以下。另外，再加热温度优选为1200℃以上。从工作负载的观点考虑，上限优选1300℃以下。
热轧：粗轧后，精轧中的在1000℃以下的累积压下率为0.7以上、最终道次的压下率为0.10～0.25、精轧结束温度为820～950℃
精轧中的在1000℃以下的累积压下率：0.7以上
在精轧中，通过增大在较低温度时的压下率，能够减小热轧钢板的粒径。由此，也能够减小退火后的钢板的粒径。因此，在1000℃以下的压下率累积为0.7以上。优选为1.0以上，更优选为1.3以上，进一步优选为1.6以上。上限没有特别规定，优选2.0。应予说明，累积压下率是在精轧中对1000℃以下的各轧钢机中的压下率分别进行加法计算而总和的值。轧钢机中的压下率是指以下的式(2)表示的真应变的值。轧钢机中的压下率的总和是指对各轧钢机的上述真应变的值分别进行加法而得到的值。
真应变＝－ln(1－(t0－t1)/t0)····(2)
应予说明，这里，t0：表示轧钢机入口侧的板厚(mm)，t1：表示轧钢机出口侧的板厚(mm)。
最终道次的压下率：0.10～0.25
最终道次的压下率变小时，促进贝氏体和马氏体的生成，因而热轧钢板的贝氏体和马氏体合起来的相的平均粒径与铁素体的平均粒径之比变大。由此，在退火后该比也仍然较大。因此，最终道次的压下率为0.10以上。优选为0.13以上。另一方面，最终道次的压下率变大时，特别是铁素体粒径变小，因而热轧钢板的贝氏体和马氏体合起来的相的平均粒径与铁素体的平均粒径之比变大。由此，在退火后的钢板中该比也仍然较大。因此，最终道次的压下率为0.25以下。优选为0.22以下。应予说明，上述最终道次可以包括在上述的精轧中的在1000℃以下的累积压下率0.7以上中。
精轧结束温度：820～950℃
精轧的结束温度变低时，在热轧中发生铁素体相变，热轧板的铁素体粒径变大。由此，退火后的铁素体粒径也变大。因此，精轧的结束温度为820℃以上。优选为850℃以上，更优选为880℃以上。另一方面，精轧的结束温度变高时，促进晶粒生长，热轧钢板的铁素体粒径变大。由此，退火后的钢板的铁素体粒径也变大。因此，精轧的结束温度为950℃以下。优选为930℃以下。
在精轧结束后2s以内，进行平均冷却速度为30℃/s以上的冷却直到650℃
精轧结束后的冷却开始时间：2s以内
如果从精轧结束后到冷却(例如，水冷)开始的时间较长，则在热轧中导入的应变恢复，热轧钢板的晶粒直径变大，因而退火后的钢板的粒径也变大。因此，精轧结束后的水冷开始时间需要为2s以内。
冷却开始到650℃的平均冷却速度：30℃/s以上
如果冷却开始到650℃的冷却速度小，则铁素体相变在高温时发生，热轧钢板的晶粒直径变大，因而退火后的钢板的粒径也变大。因此，冷却开始～650℃的平均冷却速度为30℃/s以上。优选为50℃/s以上，进一步优选为80℃/s以上。上限没有特别规定，从温度控制的观点考虑，优选200℃/s。
以卷取温度400～620℃进行卷取
卷取温度：400～620℃
卷取温度较高时，促进铁素体相变，因而热轧钢板的铁素体粒变大，退火后的钢板的粒径也变大。因此，卷取温度为620℃以下。优选为600℃以下。另一方面，卷取温度较低时，变为马氏体而粒径变大，因而退火后的钢板的粒径也变大。因此，卷取温度为400℃以上。优选为450℃以上，更优选为500℃以上。
卷取后，进行酸洗(优选条件)
对由此得到的热轧钢板进行酸洗。酸洗的方法没有特别限定。可举出盐酸酸洗、硫酸酸洗。通过酸洗而除去钢板表面的氧化皮。并且，进行热浸镀锌处理时的镀覆密合性变良好。
酸洗后，进行均热温度700～880℃、均热时间10～300s的退火
均热温度：700～880℃
在酸洗后，进行均热温度700～880℃的退火。均热温度较低时，热轧钢板的应变不恢复，不仅弯曲性变差，而且会产生局部未镀满。因此，均热温度为700℃以上。另一方面，均热温度较高时，在均热过程中进行晶粒生长，退火后的钢板的粒径也变大。因此，均热温度为880℃以下。优选为850℃以下。
均热时间：10～300s
均热时间较短时，热轧钢板的应变不恢复，不仅弯曲性变差，而且操作稳定性也变差。因此，均热时间为10s以上。优选为30s以上。另一方面，均热时间长时，在均热过程中进行晶粒生长，冷却后的钢板的粒径也变大。因此，均热时间为300s以下。优选为150s以下，更优选为100s以下。应予说明，这里的均热时间是指均热温度即700～880℃的温度区域的钢板通过时间。
退火结束后到500℃为止平均冷却速度为5～20℃/s的冷却
退火结束后到500℃为止的平均冷却速度：5～20℃/s
退火后的冷却速度小时，进行晶粒生长，因此使从退火结束到500℃为止即均热温度到500℃的温度区域的平均冷却速度为5℃/s以上。优选为10℃/s以上。另一方面，退火后的冷却速度大时，促进贝氏体、马氏体的相变，铁素体的面积率变小。因此，从退火结束后到500℃为止的平均冷却速度为20℃/s以下。优选为16℃/s以下。
热浸镀锌处理
镀覆浴温度：420～500℃
退火后，浸渍于镀覆浴，进行热浸镀锌处理。热浸镀锌处理时，镀覆浴温度优选420～500℃。镀覆浴温度小于420℃时，锌不熔化。另一方面，超过500℃时，镀层的合金化会过度进行。
由此制造本发明的高强度热浸镀锌钢板。应予说明，上述中，精轧结束温度、卷取温度、均热温度为钢板表面的温度。精轧结束后到650℃为止的平均冷却速度、退火结束后到500℃为止的平均冷却速度是以钢板表面的温度为基础进行规定的。
热浸镀锌处理后，以合金化处理温度460～600℃、保持时间1s以上进行合金化处理(优选条件)
热浸镀锌处理后，在460～600℃进行再加热，在上述再加热温度保持1s以上，由此能够制成合金化热浸镀锌钢板。再加热温度小于460℃时，合金化不充分。另一方面，超过600℃时，合金化会过度进行。另外，保持时间小于1s时，合金化不充分。应予说明，再加热温度是指钢板表面的温度。
板厚减少率0.1～3.0％的加工
通过对由此得到的高强度热浸镀锌钢板施予轻加工而增加可动位错，抑制冲裁时的应变集中，从而能够提高冲裁部件的弯曲性。为了得到该效果，优选以0.1％以上的板厚减少率进行轻加工。更优选为0.5％以上，进一步优选为1.0％以上。另一方面，板厚减少率变大时，因位错增加而使弯曲性降低，因此优选在进行轻加工时使板厚减少率为3.0％以下。更优选为2.0％以下，进一步优选为1.5％以下。这里，作为轻加工，可以利用轧辊对钢板施加轧制，也可以为对钢板赋予张力的基于拉伸的加工。此外，还可以为轧制和拉伸的复合加工。
实施例
以下，根据实施例对本发明进行说明。应予说明，本发明不限于以下的实施例。
利用通常公知的方法对由表1中示出的成分组成构成的钢水进行熔炼、连续铸造而制造了钢坯。将这些板坯在表2中示出的制造条件下进行热轧、冷却、卷取，制成热轧钢板。对热轧钢板进行酸洗(盐酸浓度10vol％，温度80℃)，以表2中示出的条件进行退火、镀覆处理。
从由此得到的高强度热浸镀锌钢板分别采样试验片，进行以下的试验、评价。
铁素体、贝氏体、马氏体的面积率
对轧制方向-板厚方向截面进行埋层研磨，硝酸酒精腐蚀后，利用扫描式电子显微镜(SEM)将板厚1/4位置作为中心以倍率1000倍拍摄3张100μm×100μm区域的照片，对该SEM照片进行图像处理而求出。
铁素体、贝氏体、马氏体的平均粒径
对轧制方向-板厚方向截面进行埋层研磨，硝酸酒精腐蚀后，将板厚1/4位置作为中心对100μm×100μm区域以测定步长0.1μm进行3处EBSD测定，将取向差15°以上作为晶界而求出。将各个组织的面积换算成圆而求出直径，将这些直径的平均值作为平均粒径。
机械特性
对于拉伸试验，以轧制直角方向作为长边而切出JIS5号拉伸试验片，依据JISZ2241进行拉伸试验，求出屈服强度(YP)、拉伸强度(TS)、总伸长率(El)。试验进行2次，将各自的平均值作为该钢板的机械特性值。而且，如果为TS：550MPa以上，则判断为高强度。
弯曲试验
以轧制直角方向作为长边方向对35mm×100mm的板以间隙20％进行冲裁后，将有毛边的面作为弯曲的内侧，进行90°的V弯曲试验。压入时的负载为5～10吨，压入速度为50mm/min。然后，求出在冲裁面附近的V弯曲顶点部不产生裂纹的V弯曲冲头(Punch)前端的最小半径。裂纹的判定可以通过目视确认板面顶点部而进行。进行3次试验，将3次都看不到裂纹的情况判定为无裂纹，将不产生裂纹的(无裂纹)冲头前端的最小半径作为临界弯曲半径。然后，由临界弯曲半径(mm)和表3的板厚(mm)求出(临界弯曲半径/板厚)，如果该值为2.0以下，则判断为弯曲加工性优异。
将由此得到的结果示于表3。
Figure BDA0001806322420000161
Figure BDA0001806322420000171
Figure BDA0001806322420000181
根据表3，可知在本发明例中得到了弯曲性优异的高强度热浸镀锌钢板。
图1～图3是以表3中示出的结果为基础整理而得的，图1是表示相对于贝氏体和马氏体合计的面积率的，临界弯曲半径与板厚之比的关系的图。图2是表示相对于铁素体平均粒径的，临界弯曲半径与板厚之比的关系的图。图3是表示相对于将贝氏体和马氏体合起来的相的平均粒径除以铁素体平均粒径而得的值的，临界弯曲半径与板厚之比的关系的图。
根据图1，可知通过使将贝氏体和马氏体合计而得的面积率在本发明的范围内即为1～20％，能够使(临界弯曲半径/板厚)的值为2.0以下。
根据图2，可知通过使铁素体平均粒径在本发明的范围内即为10.0μm以下，能够使(临界弯曲半径/板厚)的值为2.0以下。
根据图3，可知通过使(贝氏体和马氏体合起来的相的平均粒径)/(铁素体平均粒径)的值在本发明的范围内即为0.3以下，能够使(临界弯曲半径/板厚)的值为2.0以下。

Claims (6)

1.一种高强度热浸镀锌钢板，其成分组成是以质量％计含有C：0.05～0.15％、Si：0.005～0.1％、Mn：1.0～2.0％、P：0.10％以下、S：0.030％以下、Al：0.10％以下、N：0.010％以下，在满足式(1)的范围含有Ti、Nb、V中的1种或2种以上，剩余部分由铁和不可避免的杂质构成，
组织是以面积率计铁素体为80％以上，贝氏体和马氏体的合计为1～20％，铁素体的平均粒径为10.0μm以下，贝氏体和马氏体合起来的相的平均粒径为3.0μm以下，贝氏体和马氏体合起来的相的平均粒径相对于铁素体的平均粒径之比为0.3以下，
并且，临界弯曲半径/板厚为2.0以下，
0.023％≤12×(Ti/48+Nb/93+V/51)≤0.05％···(1)
其中，Ti、Nb、V：表示各元素的以质量％计的含量，不含有的元素以式中的元素的含量为0进行计算。
2.根据权利要求1所述的高强度热浸镀锌钢板，其中，在所述成分组成的基础上，以质量％计还含有选自以下I～V中的1种或2种以上：
I、B：0.0005～0.0030％；
II、各自为0.005～0.10％的Mo、Ta、W中的1种或2种以上；
III、各自为0.01～0.5％的Cr、Ni、Cu中的1种或2种以上；
IV、各自为0.0005～0.01％的Ca、REM中的1种或2种；以及
V、Sb：0.005～0.030％。
3.一种高强度热浸镀锌钢板的制造方法，是权利要求1或2所述的高强度热浸镀锌钢板的制造方法，将具有权利要求1或2所述的成分组成的钢坯铸造后，进行直接轧制或者再加热到1150℃以上，
接着，进行由粗轧和精轧构成的热轧，所述精轧的1000℃以下的累积压下率为0.7以上，最终道次的压下率为0.10～0.25，精轧结束温度为820～950℃，
在所述精轧结束后2s以内，进行平均冷却速度30℃/s以上的冷却直到650℃，
接着，以卷取温度400～620℃进行卷取而制成热轧钢板后，
接着，对所述热轧钢板进行酸洗后，进行均热温度为700～880℃、均热时间为10～300s的退火，
接着，进行使所述均热温度到500℃的温度区域的平均冷却速度设为5～20℃/s的冷却，
接着，进行热浸镀锌处理。
4.根据权利要求3所述的高强度热浸镀锌钢板的制造方法，其中，在所述热浸镀锌处理后，进一步以合金化处理温度460～600℃、保持时间1s以上的条件进行合金化处理。
5.根据权利要求3所述的高强度热浸镀锌钢板的制造方法，其中，在所述热浸镀锌处理后，实施板厚减少率0.1～3.0％的加工。
6.根据权利要求4所述的高强度热浸镀锌钢板的制造方法，其中，在所述热浸镀锌处理、所述合金化处理的任一个处理后，实施板厚减少率0.1～3.0％的加工。
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