CN109790606B - 镀覆钢板、热浸镀锌钢板的制造方法及合金化热浸镀锌钢板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种镀覆钢板,其满足:化学组成以质量%计至少含有C:0.03%~0.70%、Si:0.25%~2.50%、Mn:1.00%~5.00%、P:0.100%以下、S:0.010%以下、sol.Al:0.001%~2.500%、N:0.020%以下,剩余部分由铁及杂质构成,金属组织包含超过5.0体积%的残留奥氏体、超过5.0体积%的回火马氏体,残留奥氏体中的C量为0.85质量%以上。
Description
技术领域
本发明涉及镀覆钢板、热浸镀锌钢板的制造方法及合金化热浸镀锌钢板。本发明特别涉及像汽车车身那样适合于压制成形的均匀延展性及局部延展性优异的高强度热浸镀锌钢板及高强度合金化热浸镀锌钢板和它们的制造方法。
背景技术
在产业技术领域高度分工化的今天,对于在各技术领域使用的材料,要求特殊并且高度的性能。关于汽车用钢板,为了由车身轻量化带来的燃油效率的提高,要求高强度化。所谓强度是指屈服强度及抗拉强度这两者。
在将高强度钢板应用于汽车的车身的情况下,能够在减薄钢板的板厚而使车身轻量化的同时,对车身赋予所期望的强度。但是,在形成汽车的车身的压制成形中,所使用的钢板的厚度越薄,变得越容易产生开裂或褶皱。因此,对于汽车用的薄钢板,还需要优异的均匀延展性及局部延展性。
另外,为了提高汽车的碰撞安全性能,汽车用钢板需要具有优异的冲击吸收性。从冲击吸收性的观点出发,汽车用钢板除了需要强度更高以外,为了抑制冲击载荷负载时的开裂还需要局部延展性优异。
像这样,对于汽车用钢板,要求:(1)用于提高车身的轻量化及碰撞安全性的高强度、(2)用于提高成形性的高的均匀延展性及(3)用于提高成形性及提高碰撞安全性的高的局部延展性。
但是,钢板的均匀延展性及局部延展性的提高与钢板的高强度化是相反的要素,难以同时满足这些特性。另外,对于汽车用钢板要求耐蚀性,但保持耐蚀性进一步使高延展性与高强度的兼顾变得困难。
迄今为止,作为提高高张力冷轧钢板的延展性的方法,提出了使金属组织中含有残留奥氏体的技术。包含残留奥氏体的钢板通过在加工中因奥氏体相变成马氏体而产生的相变致塑性(Transformation Induced Plasticity:TRIP)而显示出大的伸长率。
在专利文献1及2中公开了一种高强度冷轧钢板的制造方法,其中,将含有Si及Mn的钢板加热至铁素体-奥氏体的双相区域或奥氏体单相区域并退火而冷却,进行在350~500℃进行保持的等温淬火处理而使奥氏体稳定化。通过这些技术,在冷轧钢板中,能够平衡良好地提高强度和延展性。
但是,在热浸镀锌钢板及合金化热浸镀锌钢板的制造中,就一般的连续热浸镀锌设备而言,因保持温度及保持时间的制约而无法充分地进行等温淬火处理。进而,由于在镀覆工序及合金化处理工序中奥氏体容易分解,因此难以确保所需量的残留奥氏体。
在专利文献3中公开了一种高强度合金化热浸镀锌钢板的制造方法,其中,通过相对于C而含有一定比例以上的Si及Mn,从而抑制合金化处理中的奥氏体的相变,形成在铁素体中混合存在残留奥氏体的金属组织。但是,对于在金属组织中含有残留奥氏体的钢板中成为问题的局部延展性的劣化,没有进行任何考虑。
在专利文献4中公开了一种高张力热浸镀锌钢板,其在平均晶体粒径为10μm以下的铁素体及回火马氏体中分散有残留奥氏体及低温相变生成相,并且延展性、拉伸凸缘性及耐疲劳特性优异。回火马氏体对于提高拉伸凸缘性及耐疲劳特性是有效的,如果将回火马氏体细粒化,则这些特性进一步提高。
但是,为了得到包含回火马氏体和残留奥氏体的金属组织,需要用于生成马氏体的一次加热处理和用于将马氏体进行回火、进一步得到残留奥氏体的二次加热处理,因此生产率大幅下降。另外,在专利文献4中记载的制造方法中,由于是在Ac1点以上的高温下进行二次加热处理,因此回火马氏体过度软质化,难以得到高强度。
如上所述,由于强度(屈服强度及抗拉强度)和延展性(均匀延展性及局部延展性)是相反的要素,因此制造充分提高了这两者的钢板在以往技术中是困难的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开昭61-157625号公报
专利文献2:日本特开昭61-217529号公报
专利文献3:日本特开平11-279691号公报
专利文献4:日本特开2001-192768号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明鉴于这样的技术背景,目的是提供均匀延展性及局部延展性优异、进而屈服强度及抗拉强度高、成形性及冲击吸收性优异的镀覆钢板、热浸镀锌钢板的制造方法及合金化热浸镀锌钢板的制造方法。
用于解决课题的手段
本发明的发明者们对在热浸镀锌钢板及合金化热浸镀锌钢板中确保抗拉强度及屈服强度、并且使均匀延展性及局部延展性提高的方法进行了深入研究。其结果是,最终得到以下的(A)~(E)的见解。
(A)如果通过连续热浸镀锌设备来制造含有Si及Mn的低碳热浸镀锌钢板或含有Si及Mn的低碳合金化热浸镀锌钢板,则有可能均匀延展性及局部延展性下降,进而,屈服强度也下降。据认为这是由于:在连续热浸镀锌设备中,等温淬火处理变得不充分,会形成包含C浓度低的残留奥氏体和硬质的马氏体的金属组织。
(B)但是,如果对这样的具有包含C浓度低的残留奥氏体和硬质的马氏体的金属组织的热浸镀锌钢板及合金化热浸镀锌钢板实施再加热处理,则热浸镀锌钢板及合金化热浸镀锌钢板的均匀延展性及局部延展性提高,进而,屈服强度也提高。
其理由并不清楚,但据推定起因于:(a)在再加热处理中产生向奥氏体中的C浓集,奥氏体的稳定性提高;以及(b)硬质的马氏体被回火,变化成软质的回火马氏体。
(C)如果在进行上述再加热处理之前对热浸镀锌钢板及合金化热浸镀锌钢板实施调质轧制,则热浸镀锌钢板或合金化热浸镀锌钢板的均匀延展性及局部延展性进一步提高,屈服强度也进一步提高。
其理由并不清楚,但据推定起因于:(a)通过调质轧制,在奥氏体中导入位错,接下来的再加热处理中的向奥氏体中的C浓集得以促进,与此同时Mn也浓集,奥氏体的稳定性进一步提高;(b)通过调质轧制,奥氏体的一部分相变成马氏体,在再加热处理后的金属组织中,回火马氏体增加;以及(c)在再加热处理后的冷却中可产生的马氏体相变得以抑制,在再加热处理后的金属组织中,硬质的马氏体变少。
(D)在被调质轧制的热浸镀锌钢板及合金化热浸镀锌钢板的金属组织中,奥氏体越是少量,则由调质轧制带来的特性提高效果变得越大。
其理由并不清楚,但据推定起因于:(a)加工应变集中于奥氏体,奥氏体越是少量,则被导入至奥氏体的位错量越增加;以及(b)由此,再加热中的向奥氏体中的C浓集及Mn浓集得以促进,奥氏体的稳定性进一步提高。
(E)在通过进行调质轧制并进行再加热处理而制造的热浸镀锌钢板及合金化热浸镀锌钢板的金属组织中,如果除了残留奥氏体及回火马氏体以外,还包含多边形铁素体,则热浸镀锌钢板及合金化热浸镀锌钢板的局部延展性不会受损,均匀延展性进一步提高。
其理由并不清楚,但据推定起因于:(a)残留奥氏体中的Mn浓度上升,奥氏体的稳定性提高;(b)通常,奥氏体中的Mn会妨碍向奥氏体中的C浓集,但通过进行调质轧制并进行再加热热处理,使得向奥氏体中的C浓集得以促进,残留奥氏体中的C浓度得以确保。
本发明的发明者们基于以上的(A)~(E)的见解,进一步认识到:通过在对钢板(原材料钢板)实施热浸镀锌后,或者在实施热浸镀锌、并进一步实施合金化处理后,进行调质轧制、并进行再加热处理,能够制造具有包含C浓度及Mn浓度高的残留奥氏体、回火马氏体及多边形铁素体的金属组织、均匀延展性及局部延展性优异、进而屈服强度及抗拉强度高的热浸镀锌钢板及合金化热浸镀锌钢板。
本发明是基于上述见解而完成的,其主旨如下所述。需要说明的是,在本发明中,“钢板”包括“钢带”。
(1)一种镀覆钢板,其特征在于,化学组成以质量%计含有:
C:0.03%~0.70%、
Si:0.25%~2.50%、
Mn:1.00%~5.00%、
P:0.100%以下、
S:0.010%以下、
sol.Al:0.001%~2.500%、
N:0.020%以下
Ti:0%~0.300%、
Nb:0%~0.300%、
V:0%~0.300%、
Cr:0%~2.000%、
Mo:0%~2.000%、
B:0%~0.0200%、
Cu:0%~2.000%、
Ni:0%~2.000%、
Ca:0%~0.0100%、
Mg:0%~0.0100%、
REM:0%~0.1000%、及
Bi:0%~0.0500%、
剩余部分由铁及杂质构成,
金属组织包含超过5.0体积%的残留奥氏体、超过5.0体积%的回火马氏体,
上述残留奥氏体中的C量为0.85质量%以上。
(2)根据上述(1)所述的镀覆钢板,其特征在于,上述金属组织进一步包含超过2.0体积%的多边形铁素体,
上述残留奥氏体中的Mn量满足下述式(1)。
[Mn]γ/[Mn]ave≥1.10 (1)
[Mn]γ:残留奥氏体中的Mn量(质量%)
[Mn]ave:钢板的化学组成的Mn量(质量%)
(3)根据上述(1)或(2)所述的镀覆钢板,其特征在于,上述化学组成进一步以质量%计含有选自Ti:0.001%~0.300%、Nb:0.001%~0.300%及V:0.001%~0.300%中的1种或2种以上。
(4)根据上述(1)~(3)中任一项所述的镀覆钢板,其特征在于,上述化学组成进一步以质量%计含有选自Cr:0.001%~2.000%、Mo:0.001%~2.000%及B:0.0001%~0.0200%中的1种或2种以上。
(5)根据上述(1)~(4)中任一项所述的镀覆钢板,其特征在于,上述化学组成进一步以质量%计含有选自Cu:0.001%~2.000%及Ni:0.001%~2.000%中的1种或2种。
(6)根据上述(1)~(5)中任一项所述的镀覆钢板,其特征在于,上述化学组成进一步以质量%计含有选自Ca:0.0001%~0.0100%、Mg:0.0001%~0.0100%及REM:0.0001%~0.1000%中的1种或2种以上。
(7)根据上述(1)~(6)中任一项所述的镀覆钢板,其特征在于,上述化学组成进一步以质量%计含有Bi:0.0001%~0.0500%。
(8)根据上述(1)~(7)中任一项所述的镀覆钢板,其特征在于,上述镀覆钢板为包含热浸镀锌层的热浸镀锌钢板。
(9)根据上述(1)~(7)中任一项所述的镀覆钢板,其特征在于,上述镀覆钢板为热浸镀锌层被合金化而得到的合金化热浸镀锌钢板。
(10)一种热浸镀锌钢板的制造方法,其特征在于,其具备以下工序:
将下述原材料钢板加热至超过Ac1点来进行退火的工序,所述原材料钢板的化学组成以质量%计含有:
C:0.03%~0.70%、
Si:0.25%~2.50%、
Mn:1.00%~5.00%、
P:0.100%以下、
S:0.010%以下、
sol.Al:0.001%~2.500%、
N:0.020%以下
Ti:0%~0.300%、
Nb:0%~0.300%、
V:0%~0.300%、
Cr:0%~2.000%、
Mo:0%~2.000%、
B:0%~0.0200%、
Cu:0%~2.000%、
Ni:0%~2.000%、
Ca:0%~0.0100%、
Mg:0%~0.0100%、
REM:0%~0.1000%、及
Bi:0%~0.0500%,
剩余部分由铁及杂质构成;
在进行上述退火的工序之后,进行下述第1冷却的工序:以将650℃~500℃的温度区域中的平均冷却速度设定为2℃/秒以上且低于100℃/秒的方式冷却至500℃以下;
在进行上述第1冷却的工序之后,对通过进行上述第1冷却的工序而被冷却的原材料钢板实施热浸镀锌的工序;
在实施上述热浸镀锌的工序之后,进行下述第2冷却的工序:将实施了上述热浸镀锌的原材料钢板以将从实施上述热浸镀锌的工序中的镀覆温度到300℃为止的温度区域中的平均冷却速度设定为2℃/秒以上的方式冷却至300℃以下;
在进行上述第2冷却的工序之后,对通过进行上述第2冷却的工序而被冷却的原材料钢板进行伸长率为0.10%以上的调质轧制的工序;和
在进行上述调质轧制的工序之后,进行下述热处理的工序:将进行了上述调质轧制的原材料钢板加热至200℃~600℃的温度区域并在该温度下保持1秒以上。
(11)根据(10)所述的热浸镀锌钢板的制造方法,其特征在于,在进行上述退火的工序中,将上述原材料钢板加热至超过Ac3点来进行退火,
在进行上述退火的工序之后,将上述被退火了的原材料钢板以将从加热温度到(加热温度-50℃)为止的温度区域中的平均冷却速度设定为7℃/秒以下的方式进行冷却。
(12)一种合金化热浸镀锌钢板的制造方法,其特征在于,其具备以下工序:
将下述原材料钢板加热至超过Ac1点来进行退火的工序,所述原材料钢板的化学组成以质量%计含有:
C:0.03%~0.70%、
Si:0.25%~2.50%、
Mn:1.00%~5.00%、
P:0.100%以下、
S:0.010%以下、
sol.Al:0.001%~2.500%、
N:0.020%以下
Ti:0%~0.300%、
Nb:0%~0.300%、
V:0%~0.300%、
Cr:0%~2.000%、
Mo:0%~2.000%、
B:0%~0.0200%、
Cu:0%~2.000%、
Ni:0%~2.000%、
Ca:0%~0.0100%、
Mg:0%~0.0100%、
REM:0%~0.1000%及
Bi:0%~0.0500%、
剩余部分由铁及杂质构成;
在进行上述退火的工序之后,进行下述第1冷却的工序:以将650℃~500℃的温度区域中的平均冷却速度设定为2℃/秒以上且低于100℃/秒的方式冷却至500℃以下;
在进行上述第1冷却的工序之后,对通过进行上述第1冷却的工序而被冷却的原材料钢板实施热浸镀锌的工序;
在实施上述热浸镀锌的工序之后,对实施了上述热浸镀锌的原材料钢板在合金化处理温度下进行合金化处理的工序;
在进行上述合金化处理的工序之后,进行下述第2冷却的工序:将进行了上述合金化处理的原材料钢板以将从上述合金化处理温度到300℃为止的温度区域中的平均冷却速度设定为2℃/秒以上的方式冷却至300℃以下;
在进行上述第2冷却的工序之后,对通过进行上述第2冷却的工序而被冷却的原材料钢板进行伸长率为0.10%以上的调质轧制的工序;和
在进行上述调质轧制的工序之后,进行下述热处理的工序:将进行了上述调质轧制的原材料钢板加热至200℃~600℃的温度区域并在该温度下保持1秒以上。
(13)根据(12)所述的合金化热浸镀锌钢板的制造方法,其特征在于,在进行上述退火的工序中,将上述原材料钢板加热至超过Ac3点来进行退火,
在进行上述退火的工序之后,将上述被退火了的原材料钢板以将从加热温度到(加热温度-50℃)为止的温度区域中的平均冷却速度设定为7℃/秒以下的方式进行冷却。
发明效果
根据本发明,能够制造并提供均匀延展性及局部延展性优异、进而屈服强度及抗拉强度高、成形性及冲击吸收性优异的热浸镀锌钢板及合金化热浸镀锌钢板。
附图说明
图1是用于说明制造热浸镀锌钢板的方法的图。
图2是用于说明制造合金化热浸镀锌钢板的方法的图。
具体实施方式
本发明的镀覆钢板的特征在于,
化学组成以质量%计含有:
C:0.03%~0.70%、
Si:0.25%~2.50%、
Mn:1.00%~5.00%、
P:0.100%以下、
S:0.010%以下、
sol.Al:0.001%~2.500%、
N:0.020%以下
Ti:0%~0.300%、
Nb:0%~0.300%、
V:0%~0.300%、
Cr:0%~2.000%、
Mo:0%~2.000%、
B:0%~0.0200%、
Cu:0%~2.000%、
Ni:0%~2.000%、
Ca:0%~0.0100%、
Mg:0%~0.0100%、
REM:0%~0.1000%、及
Bi:0%~0.0500%、
剩余部分由铁及杂质构成,
金属组织包含超过5.0体积%的残留奥氏体、超过5.0体积%的回火马氏体,
上述残留奥氏体中的C量为0.85质量%以上。
本发明的镀覆钢板的特征在于,其是包含热浸镀锌层的热浸镀锌钢板。
本发明的镀覆钢板的特征在于,其是热浸镀锌层被合金化而得到的合金化热浸镀锌钢板。
本发明的热浸镀锌钢板的制造方法的特征在于,其具备以下工序:
将下述原材料钢板加热至超过Ac1点来进行退火的工序,所述原材料钢板的化学组成以质量%计含有:
C:0.03%~0.70%、
Si:0.25%~2.50%、
Mn:1.00%~5.00%、
P:0.100%以下、
S:0.010%以下、
sol.Al:0.001%~2.500%、
N:0.020%以下
Ti:0%~0.300%、
Nb:0%~0.300%、
V:0%~0.300%、
Cr:0%~2.000%、
Mo:0%~2.000%、
B:0%~0.0200%、
Cu:0%~2.000%、
Ni:0%~2.000%、
Ca:0%~0.0100%、
Mg:0%~0.0100%、
REM:0%~0.1000%、及
Bi:0%~0.0500%、
剩余部分由铁及杂质构成;
在进行上述退火的工序之后,进行下述第1冷却的工序:以将650℃~500℃的温度区域中的平均冷却速度设定为2℃/秒以上且低于100℃/秒的方式冷却至500℃以下;
在进行上述第1冷却的工序之后,对通过进行上述第1冷却的工序而被冷却的原材料钢板实施热浸镀锌的工序;
在实施上述热浸镀锌的工序之后,进行下述第2冷却的工序:将实施了上述热浸镀锌的原材料钢板以将从实施上述热浸镀锌的工序中的镀覆温度到300℃为止的温度区域中的平均冷却速度设定为2℃/秒以上的方式冷却至300℃以下;
在进行上述第2冷却的工序之后,对通过进行上述第2冷却的工序而被冷却的原材料钢板进行伸长率为0.10%以上的调质轧制的工序;和
在进行上述调质轧制的工序之后,进行下述热处理的工序:将进行了上述调质轧制的原材料钢板加热至200℃~600℃的温度区域并在该温度下保持1秒以上。
本发明的合金化热浸镀锌钢板的制造方法的特征在于,其具备以下工序:
将下述原材料钢板加热至超过Ac1点来进行退火的工序,所述原材料钢板的化学组成以质量%计含有:
C:0.03%~0.70%、
Si:0.25%~2.50%、
Mn:1.00%~5.00%、
P:0.100%以下、
S:0.010%以下、
sol.Al:0.001%~2.500%、
N:0.020%以下
Ti:0%~0.300%、
Nb:0%~0.300%、
V:0%~0.300%、
Cr:0%~2.000%、
Mo:0%~2.000%、
B:0%~0.0200%、
Cu:0%~2.000%、
Ni:0%~2.000%、
Ca:0%~0.0100%、
Mg:0%~0.0100%、
REM:0%~0.1000%、及
Bi:0%~0.0500%、
剩余部分由铁及杂质构成;
在进行上述退火的工序之后,进行下述第1冷却的工序:以将650℃~500℃的温度区域中的平均冷却速度设定为2℃/秒以上且低于100℃/秒的方式冷却至500℃以下;
在进行上述第1冷却的工序之后,对通过进行上述第1冷却的工序而被冷却的原材料钢板实施热浸镀锌的工序;
在实施上述热浸镀锌的工序之后,对实施了上述热浸镀锌的原材料钢板在合金化处理温度下进行合金化处理的工序;
在进行上述合金化处理的工序之后,进行下述第2冷却的工序:将进行了上述合金化处理的原材料钢板以将从上述合金化处理温度到300℃为止的温度区域中的平均冷却速度设定为2℃/秒以上的方式冷却至300℃以下;
在进行上述第2冷却的工序之后,对通过进行上述第2冷却的工序而被冷却的原材料钢板进行伸长率为0.10%以上的调质轧制的工序;和
在进行上述调质轧制的工序之后,进行下述热处理的工序:将进行了上述调质轧制的原材料钢板加热至200℃~600℃的温度区域并在该温度下保持1秒以上。
以下,对本实施方式的热浸镀锌钢板、合金化热浸镀锌钢板及它们的制造方法进行说明。在以下的说明中,只要没有特别说明,则将通过本实施方式的制造方法而最终得到的钢板称为“热浸镀锌钢板”或“合金化热浸镀锌钢板”或者“钢板”,将制造过程中的钢板称为“原材料钢板”。
(A)化学组成
首先,对限定本实施方式的热浸镀锌钢板、合金化热浸镀锌钢板及它们的制造方法中所使用的原材料钢板的化学组成的理由进行说明。以下,化学组成中所涉及的“%”是指“质量%”。
[C:0.03%~0.70%]
C是对得到残留奥氏体有效的元素。C含量低于0.03%时,得不到后述的包含残留奥氏体和回火马氏体的金属组织,因此C含量设定为0.03%以上。优选C含量为0.10%以上,更优选为0.13%以上,进一步优选为0.16%以上。
另一方面,如果C含量超过0.70%,则钢板的焊接性显著下降,因此C含量设定为0.70%以下。优选C含量为0.30%以下,更优选为0.26%以下,进一步优选为0.24%以下。
[Si:0.25%~2.50%]
Si是发挥抑制渗碳体的析出、并且促进残留奥氏体的生成的作用的元素。另外,Si也是发挥防止回火马氏体过度软质化、维持强度的作用的元素。Si含量低于0.25%时,不会充分地显现出效果,因此Si含量设定为0.25%以上,优选Si含量超过0.60%,更优选为超过1.00%,进一步优选为超过1.45%。
另一方面,如果Si含量超过2.50%,则钢板的镀覆性显著下降,并且钢板的焊接性下降,因此Si含量设定为2.50%以下。优选Si含量为2.30%以下,更优选为2.10%以下,进一步优选为1.90%以下。
[Mn:1.00%~5.00%]
Mn具有使钢的淬透性提高的作用,是对得到后述的包含残留奥氏体和回火马氏体的金属组织而有效的元素。Mn含量低于1.00%时,不会充分地显现出这些效果,因此Mn含量设定为1.00%以上。优选Mn含量超过1.50%,更优选为超过2.00%,进一步优选为超过2.50%。另一方面,如果Mn含量超过5.00%,则钢板的焊接性下降,因此Mn含量设定为5.00%以下。优选Mn含量为4.00%以下,更优选为3.50%以下,进一步优选为3.00%以下。
[P:0.100%以下]
P是杂质元素,由于在晶界偏析而使钢板脆化,因此是越少越优选的元素。如果P含量超过0.100%,则钢板的脆化变得显著,因此P含量设定为0.100%以下。优选P含量低于0.020%,更优选为低于0.015%,进一步优选为低于0.010%。P含量的下限包括0%,但如果将P含量降低至低于0.0001%,则制造成本大幅上升,因此在实用钢板上,P含量为0.0001%是实质性的下限。
[S:0.010%以下]
S是杂质元素,由于在钢中形成硫化物系夹杂物而使钢板的局部延展性劣化,因此是越少越优选的元素。如果S含量超过0.010%,则钢板的局部延展性的劣化变得显著,因此S含量设定为0.010%以下。优选S含量为0.005%以下,更优选为0.0012%以下。S含量的下限包括0%,但如果将S含量降低至低于0.0001%,则制造成本大幅上升,因此在实用钢板上,S含量为0.0001%是实质性的下限。
[sol.Al:0.001%~2.500%]
Al是将钢液脱氧的元素。sol.Al含量低于0.001%时,不会充分地显现出该效果,因此sol.Al含量设定为0.001%以上。优选sol.Al含量为0.015%以上,更优选为0.025%以上,进一步优选为0.045%以上。另外,Al与Si同样地是发挥促进残留奥氏体的生成的作用、对得到后述的包含残留奥氏体和回火马氏体的金属组织而有效的元素。从该观点出发,sol.Al含量优选设定为0.050%以上。更优选sol.Al含量为0.055%以上,进一步优选为0.060%以上。
另一方面,如果sol.Al含量超过2.500%,则会生成过量的氧化铝(Al2O3),变得容易产生起因于氧化铝的表面瑕疵,因此sol.Al含量设定为2.500%以下。另外,如果sol.Al含量为0.080%以上,则相变点大大上升,超过Ac3点的温度区域中的退火变得困难,因此sol.Al含量优选设定为低于0.080%。更优选sol.Al含量为0.075%以下,进一步优选为0.070%以下,特别优选为低于0.065%。
N:0.020%以下
N为杂质元素,由于在钢的连续铸造中会形成成为板坯开裂的原因的氮化物,因此是优选较少的元素。如果N含量超过0.020%,则板坯开裂的可能性变大,因此N含量设定为0.020%以下。优选N含量为0.010%以下,更优选为低于0.008%,进一步优选为0.005%以下。N含量的下限包括0%,但如果将N含量降低至低于0.0001%,则制造成本大幅上升,因此在实用钢板上,N含量为0.0001%是实质性的下限。
此外,为了谋求特性的提高,除了上述元素以外,还可以含有以下说明的元素。
[Ti:0%~0.300%]
[Nb:0%~0.300%]
[V:0%~0.300%]
Ti、Nb及V是使金属组织微细化而有助于强度及延展性提高的元素。但是,如果这些元素的含量超过0.300%,则这些效果饱和,制造成本上升,因此Ti、Nb及V的含量都设定为0.300%以下。
在Ti、Nb及V过量的情况下,退火时的再结晶温度上升,退火后的金属组织变得不均匀,有可能局部延展性受损。因此,Ti含量优选为低于0.080%以下,更优选为0.035%以下,Nb含量优选为低于0.050%,更优选为0.030%以下,V含量优选为0.200%以下,更优选为低于0.100%。
Ti、Nb及V的含量的下限包括0%,但为了切实地得到效果,Ti、Nb及V的含量都优选为0.001%以上。Ti含量更优选为0.005%以上,进一步优选为0.010%以上,Nb含量更优选为0.005%以上,进一步优选为0.010%以上,特别优选为0.015%以上,V含量更优选为0.010%以上,进一步优选为0.020%以上。如上所述,为了得到上述的效果,优选含有选自Ti:0.001%~0.300%、Nb:0.001%~0.300%及V:0.001%~0.300%中的1种或2种以上。
[Cr:0%~2.000%]
[Mo:0%~2.000%]
[B:0%~0.0200%]
Cr、Mo及B是用于提高钢的淬透性、得到后述的包含残留奥氏体和回火马氏体的金属组织而有效地起作用的元素。
但是,如果Cr含量及Mo含量超过2.000%,另外,如果B含量超过0.0200%,则效果饱和,制造成本上升。因此,Cr含量及Mo含量都设定为2.000%以下,B含量设定为0.0200%以下。优选Cr含量为1.000%以下,Mo含量为0.500%以下,B含量为0.0030%以下。
就Cr、Mo及B的含量的下限而言,任一元素都包括0%,但为了切实地得到效果,Cr含量及Mo含量优选为0.001%以上,B含量优选为0.0001%以上。更优选的是,Cr含量为0.100%以上,Mo含量为0.050%以上,B含量为0.0010%以上。如上所述,为了得到上述的效果,优选含有选自Cr:0.001%~2.000%、Mo:0.001%~2.000%及B:0.0001%~0.0200%中的1种或2种以上。
[Cu:0%~2.000%]
[Ni:0%~2.000%]
Cu及Ni是有助于提高屈服强度及抗拉强度的元素。但是,如果Cu含量及Ni含量超过2.000%,则效果饱和,制造成本上升,因此Cu含量及Ni含量都设定为2.000%以下。优选Cu含量及Ni含量都为0.800%以下。
Cu含量及Ni含量的下限包括0%,但为了切实地得到效果,Cu含量及Ni含量都优选为0.001%以上。更优选某一元素的含量为0.010%以上。如上所述,为了得到上述的效果,优选含有选自Cu:0.001%~2.000%及Ni:0.001%~2.000%中的1种或2种。
[Ca:0%~0.0100%]
[Mg:0%~0.0100%]
[REM:0%~0.1000%]
Ca、Mg及REM是调整夹杂物的形状而有助于提高局部延展性的元素。
但是,如果Ca含量及Mg含量超过0.0100%,另外,如果REM含量超过0.1000%,则效果饱和,制造成本上升。因此,Ca含量及Mg含量都设定为0.0100%以下,REM含量设定为0.1000%以下。优选Ca含量及Mg含量为0.0020%以下,REM含量为0.0100%以下。
Ca、Mg及REM的含量的下限均包括0%,但为了切实地得到效果,Ca、Mg及REM的含量都优选为0.0001%以上。更优选任一元素的含量都为0.0005%以上。如上所述,为了得到上述的效果,优选含有选自Ca:0.0001%~0.0100%、Mg:0.0001%~0.0100%及REM:0.0001%~0.1000%中的1种或2种以上。
这里,REM是指Sc、Y及镧系元素的合计17种元素的总称。镧系元素在工业上以混合稀土合金的形式被添加。需要说明的是,在本发明中,REM含量是指这些元素的合计量。
[Bi:0%~0.0500%]
Bi是使凝固组织微细化而有助于提高局部延展性的元素。但是,如果Bi含量超过0.0500%,则效果饱和,制造成本上升,因此Bi含量设定为0.0500%以下。优选Bi含量为0.0100%以下,更优选为0.0050%以下。Bi含量的下限包括0%,但为了切实地得到效果,Bi含量优选为0.0001%以上。更优选Bi含量为0.0003%以上。如上所述,为了得到上述的效果,优选含有Bi:0.0001%~0.0500%。
在本实施方式的热浸镀锌钢板、合金化热浸镀锌钢板及它们的制造方法中所使用的原材料钢板的化学组成的剩余部分为铁及杂质。杂质是在工业上制造钢材时从矿石或废料等那样的钢原料、或在制造工序中因各种因素而混入的元素。这些元素被容许在不阻碍本发明的特性的范围内含有。
(B)金属组织
接下来,对本实施方式的热浸镀锌钢板及合金化热浸镀锌钢板的金属组织进行说明。本实施方式的热浸镀锌钢板及合金化热浸镀锌钢板的金属组织的特征在于,为了维持屈服强度及抗拉强度、并且提高均匀延展性及局部延展性,以体积%计含有超过5.0%的残留奥氏体,含有超过5.0%的回火马氏体,进而,残留奥氏体中的C量为0.85质量%以上。并且,优选的是,其特征在于,进一步含有超过2.0%的多边形铁素体,残留奥氏体中的Mn量满足下述式(1)。需要说明的是,所谓残留奥氏体中的C量是指奥氏体相内的C浓度,所谓残留奥氏体中的Mn量是指奥氏体相内的Mn浓度。
[Mn]γ/[Mn]ave≥1.10 (1)
[Mn]γ:残留奥氏体中的Mn量(质量%)
[Mn]ave:钢板的化学组成的Mn量(质量%)
以下,对组织必要条件依次进行说明。
[残留奥氏体:超过5.0体积%]
为了提高均匀延展性,残留奥氏体的体积率设定为超过5.0%。优选残留奥氏体的体积率超过6.0%,更优选为超过8.0%,进一步优选为超过10.0%。
但是,如果残留奥氏体过量存在,则局部延展性劣化,因此残留奥氏体的体积率优选低于30.0%。更优选残留奥氏体的体积率低于20.0%,进一步优选为低于15.0%。
[回火马氏体:超过5.0体积%]
为了维持屈服强度及抗拉强度、并且使局部延展性提高,回火马氏体的体积率设定为超过5.0%。优选回火马氏体的体积率超过16.0%,更优选回火马氏体的体积率超过30.0%,进一步优选为超过40.0%,特别优选为超过50.0%。
但是,如果回火马氏体过量存在,则均匀延展性劣化,因此回火马氏体的体积率优选为70.0%以下。更优选回火马氏体的体积率为60.0%以下。
[多边形铁素体:超过2.0体积%]
为了进一步提高均匀延展性,多边形铁素体的体积率优选设定为超过2.0%。更优选多边形铁素体的体积率超过6.0%,进一步优选为超过8.0%,特别优选为超过13.0%。
但是,如果多边形铁素体过量存在,则屈服强度及抗拉强度下降,进而局部延展性也下降,因此多边形铁素体的体积率优选为低于35.0%。更优选多边形铁素体的体积率低于30.0%,进一步优选为低于25.0%,特别优选为低于20.0%。
[残留奥氏体中的C量:0.85质量%以上]
在本实施方式的热浸镀锌钢板及合金化热浸镀锌钢板的金属组织的残留奥氏体中,为了使残留奥氏体稳定化、使均匀延展性及局部延展性提高,残留奥氏体中的C量设定为0.85质量%以上。
为了使均匀延展性进一步提高,残留奥氏体中的C量优选为0.87质量%以上,更优选为0.89质量%以上。另一方面,如果残留奥氏体中的C量过多,则得不到TRIP效果从而均匀延展性劣化,因此残留奥氏体中的C量优选为低于1.50质量%。更优选残留奥氏体中的C量低于1.20质量%,进一步优选为低于1.10质量%。
[残留奥氏体中的Mn量:下述式(1)]
[Mn]γ/[Mn]ave≥1.10 (1)
[Mn]γ:残留奥氏体中的Mn量(质量%)
[Mn]ave:钢板的化学组成的Mn量(质量%)
上述式(1)是规定[Mn]γ与[Mn]ave的关系的式子。在本实施方式的热浸镀锌钢板及合金化热浸镀锌钢板的残留奥氏体中,优选Mn以所需量浓集。Mn也与C同样地是用于使残留奥氏体稳定化、使均匀延展性及局部延展性提高而有效地发挥功能。
为了最大限度地有效利用该功能,优选将[Mn]γ/[Mn]ave设定为1.10以上,进一步优选为1.15以上。[Mn]γ/[Mn]ave的上限没有特别限定,但实质上为2.00。从生产率的观点出发,[Mn]γ/[Mn]ave优选为1.35以下,更优选为1.25以下。
[马氏体]
在本实施方式的热浸镀锌钢板及合金化热浸镀锌钢板中,为了维持屈服强度、并且使局部延展性进一步提高,极力抑制马氏体的量。这里,所谓马氏体是指没有被回火的马氏体即新鲜马氏体。马氏体的体积率优选为低于5.0%。更优选马氏体的体积率为低于2.0%,进一步优选为低于1.0%。
[剩余部分组织]
金属组织的剩余部分组织为针状铁素体及贝氏体等低温相变组织,也可以包含珠光体,还可以包含渗碳体等析出物。由于剩余部分组织不需要含有低温相变生成物、珠光体及析出物,因此低温相变生成物、珠光体及析出物各自的体积率的下限为0体积%。
低温相变生成物、珠光体及析出物各自的体积率的上限没有特别限定。但是,如果低温相变生成物、珠光体及析出物过量存在,则屈服强度及抗拉强度下降,因此低温相变生成物、珠光体及析出物的体积率的合计优选为40.0%以下。更优选这些组织的体积率的合计为20.0%以下,进一步优选为10.0%以下。
如果珠光体过量存在,则屈服强度及抗拉强度下降,进而均匀延展性也下降,因此珠光体的体积率优选为低于10.0%。更优选珠光体的体积率为低于5.0%以下,进一步优选为低于3.0%。
本实施方式的热浸镀锌钢板及合金化热浸镀锌钢板的金属组织如以下那样操作来测定。从钢板的任意的位置采集试验片,对与轧制方向平行的纵向截面进行研磨,在距离作为基材的钢板与镀层的边界为作为基材的钢板的板厚的1/4深度位置处,使用扫描电子显微镜(SEM)对金属组织进行观察,通过图像处理,测定各组织的面积率。面积率设定为与体积率相等,将所测定的面积率作为体积率。
回火马氏体在存在于组织内部的铁碳化物沿多个方向伸长这一点上能够与贝氏体进行区别。多边形铁素体在呈现块状的形态这一点及位错密度低这一点上能够与针状铁素体进行区别。
残留奥氏体的体积率及残留奥氏体中的C量以下述方式求出:从钢板的任意的位置采集试验片,从作为基材的钢板与镀层的边界到作为基材的钢板的板厚的1/4深度位置为止对轧制面进行化学研磨,使用X射线衍射装置(XRD),测定X射线衍射强度及衍射峰位置从而求出残留奥氏体的体积率及残留奥氏体中的C量。
残留奥氏体中的Mn量([Mn]γ)如以下那样操作来测定。从钢板的任意的位置采集试验片,在距离作为基材的钢板与镀层的边界为作为基材的钢板的板厚的1/4深度位置处,使用具备电子背散射衍射图案解析装置(EBSP)的SEM对金属组织进行观察,确认残留奥氏体晶粒。
接着,使用具备电子射线显微分析仪(EPMA)的SEM来测定上述残留奥氏体晶粒的Mn浓度。对10个以上的残留奥氏体晶粒进行利用EMPA的测定,将所得到的Mn量的平均值作为[Mn]γ。
在利用EPMA的测定中,为了以小于残留奥氏体的粒径的光束直径对残留奥氏体晶粒照射电子射线,优选使用具备场致发射型电子射线显微分析仪(FE-EPMA)的SEM。
热浸镀锌层及合金化热浸镀锌层是以通常的镀覆条件形成的镀层及合金化镀层即可。但是,如果合金化热浸镀锌层的Fe浓度低于7质量%,则有可能焊接性及滑动性变得不充分,因此合金化热浸镀锌层的Fe浓度优选为7质量%以上。
从耐粉化性的观点出发,合金化热浸镀锌层的Fe浓度的上限优选为20质量%以下,更优选为15质量%以下。镀层的Fe量可以通过控制热浸镀锌后的合金化处理中的处理条件来进行调整。
(C)机械特性
本实施方式的热浸镀锌钢板及合金化热浸镀锌钢板的机械特性不特别限定于特定的机械特性。
其中,将与轧制方向正交的方向的均匀伸长率定义为UEl(UniformElongation)。并且,将基于下述式(2)将与轧制方向正交的方向的总伸长率(TEl0)换算成相当于1.2mm板厚的总伸长率而得到的值定义为TEl(TotalElongation)。进而,将基于下述式(3)而换算成相当于1.2mm板厚的与轧制方向正交的方向的局部伸长率定义为LEl(Local Elongation)。在本实施方式的热浸镀锌钢板及合金化热浸镀锌钢板中,从压制成形性的观点出发,优选TS×UEl的值为10000MPa·%以上、并且TS×LEl的值为5000MPa·%以上。
TS×UEl的值由于在抗拉强度和均匀伸长率这两者优异的情况下变大,因此作为评价均匀延展性的指标使用。TS×LEl的值由于在抗拉强度和局部伸长率这两者优异的情况下变大,因此作为评价局部延展性的指标使用。
如果TS×UEl的值为11000MPa%以上、TS×LEl的值为6000MPa%以上,则更优选。如果TS×UEl的值为12000MPa%以上、TS×LEl的值为7000MPa%以上,则进一步优选。
TEl=TEl0×(1.2/t0)0.2 (2)
LEl=TEl-UEl (3)
这里,式(2)中的TEl0是使用JIS5号拉伸试验片进行测定而得到的总伸长率的实测值,t0是供于测定的JIS5号拉伸试验片的板厚。另外,TEl及LEl分别是相当于1.2mm板厚的情况下的总伸长率及局部伸长率的换算值。UEl是使用JIS5号拉伸试验片进行测定而得到的均匀伸长率的实测值。
为了提高钢板的冲击吸收性,钢板的抗拉强度(TS)优选为780MPa以上。更优选钢板的抗拉强度(TS)为980MPa以上,进一步优选为1180MPa以上。钢板的屈服比(YR)优选为0.59以上。更优选钢板的屈服比(YR)为0.66以上,进一步优选为0.72以上。
由于局部延展性越高,则冲击载荷负载时的开裂越被抑制,吸收能越上升,因此从抑制开裂的观点出发,TS×LEl的值优选为5500MPa·%以上。更优选TS×LEl的值为6500MPa·%以上。
(D)制造方法
接下来,对本实施方式的热浸镀锌钢板的制造方法及合金化热浸镀锌钢板的制造方法进行说明。
本实施方式的热浸镀锌钢板的制造方法具备以下工序:将具有上述的化学组成的原材料钢板加热至超过Ac1点来进行退火的工序;在进行上述退火的工序之后,进行下述第1冷却的工序:以将650℃~500℃的温度区域中的平均冷却速度设定为2℃/秒以上且低于100℃/秒的方式冷却至500℃以下;在进行上述第1冷却的工序之后,对通过进行上述第1冷却的工序而被冷却的原材料钢板实施热浸镀锌的工序;在实施上述热浸镀锌的工序之后,进行下述第2冷却的工序:将实施了上述热浸镀锌的原材料钢板以将从实施上述热浸镀锌的工序中的镀覆温度到300℃为止的温度区域中的平均冷却速度设定为2℃/秒以上的方式冷却至300℃以下;在进行上述第2冷却的工序之后,对通过进行上述第2冷却的工序而被冷却的原材料钢板进行伸长率为0.10%以上的调质轧制的工序;和在进行上述调质轧制的工序之后,进行下述热处理的工序:将进行了上述调质轧制的原材料钢板加热至200℃~600℃的温度区域并在该温度下保持1秒以上。
其中,本实施方式的热浸镀锌钢板的制造方法的优选的制造方法如图1中所示的那样具备以下工序:将具有上述的化学组成的原材料钢板加热至超过Ac3点来进行退火的工序;在进行上述退火的工序之后,进行下述第1冷却的工序:将从加热温度到(上述加热温度-50℃)为止的温度区域中的平均冷却速度设定为7℃/秒以下来对上述被退火了的原材料钢板进行冷却,进而,以将650℃~500℃的温度区域中的平均冷却速度设定为2℃/秒以上且低于100℃/秒的方式冷却至500℃以下;在进行上述第1冷却的工序之后,对通过进行上述第1冷却的工序而被冷却的原材料钢板实施热浸镀锌的工序;在实施上述热浸镀锌的工序之后,进行下述第2冷却的工序:将实施了上述热浸镀锌的原材料钢板以将从实施上述热浸镀锌的工序中的镀覆温度到300℃为止的温度区域中的平均冷却速度设定为2℃/秒以上的方式冷却至300℃以下;在进行上述第2冷却的工序之后,对通过进行上述第2冷却的工序而被冷却的原材料钢板进行伸长率为0.10%以上的调质轧制的工序;和在进行上述调质轧制的工序之后,进行下述热处理的工序:将进行了上述调质轧制的原材料钢板加热至200℃~600℃的温度区域并在该温度下保持1秒以上。
本实施方式的合金化热浸镀锌钢板的制造方法具备以下工序:将具有上述的化学组成的原材料钢板加热至超过Ac1点来进行退火的工序;在进行上述退火的工序之后,进行下述第1冷却的工序:以将650℃~500℃的温度区域中的平均冷却速度设定为2℃/秒以上且低于100℃/秒的方式将上述被退火了的原材料钢板冷却至500℃以下;在进行上述第1冷却的工序之后,对通过进行上述第1冷却的工序而被冷却的原材料钢板实施热浸镀锌的工序;在实施上述热浸镀锌的工序之后,对实施了上述热浸镀锌的原材料钢板在合金化处理温度下进行合金化处理的工序;在进行上述合金化处理的工序之后,进行下述第2冷却的工序:将进行了上述合金化处理的原材料钢板以将从上述合金化处理温度到300℃为止的温度区域中的平均冷却速度设定为2℃/秒以上的方式冷却至300℃以下;在进行上述第2冷却的工序之后,对通过进行上述第2冷却的工序而被冷却的原材料钢板进行伸长率为0.10%以上的调质轧制的工序;和在进行上述调质轧制的工序之后,进行下述热处理的工序:将进行了上述调质轧制的原材料钢板加热至200℃~600℃的温度区域并在该温度下保持1秒以上。
其中,本实施方式的合金化热浸镀锌钢板的制造方法的优选的制造方法如图2中所示的那样具备以下工序:将具有上述的化学组成的原材料钢板加热至超过Ac3点来进行退火的工序;在进行上述退火的工序之后,进行下述第1冷却的工序:将上述被退火了的原材料钢板以将从加热温度到(加热温度-50℃)为止的温度区域中的平均冷却速度设定为7℃/秒以下的方式进行冷却,进而,以将650℃~500℃的温度区域中的平均冷却速度设定为2℃/秒以上且低于100℃/秒的方式冷却至500℃以下;在进行上述第1冷却的工序之后,对通过进行上述第1冷却的工序而被冷却的原材料钢板实施热浸镀锌的工序;在实施上述热浸镀锌的工序之后,对实施了上述热浸镀锌的原材料钢板在合金化处理温度下进行合金化处理的工序;在进行上述合金化处理的工序之后,进行下述第2冷却的工序:将进行了上述合金化处理的原材料钢板以将从上述合金化处理温度到300℃为止的温度区域中的平均冷却速度设定为2℃/秒以上的方式冷却至300℃以下;在进行上述第2冷却的工序之后,对通过进行上述第2冷却的工序而被冷却的原材料钢板进行伸长率为0.10%以上的调质轧制的工序;和在进行上述调质轧制的工序之后,进行下述热处理的工序:将进行了上述调质轧制的原材料钢板加热至200℃~600℃的温度区域并在该温度下保持1秒以上。
供于本实施方式的热浸镀锌钢板的制造方法及合金化热浸镀锌钢板的制造方法的原材料钢板的制造方法不限于特定的制造方法。例如,通过铸造来制造具有上述的化学组成的板坯,加热至低于1250℃的温度区域,加热后,在Ar3点以上并且超过850℃的精轧温度下进行热轧。接着,在500℃以上且低于700℃的卷取温度下进行卷取,以40%以上且低于70%的压下率实施冷轧,制造原材料钢板。
板坯的铸造方法不限于特定的铸造方法,但优选连续铸造法,也可以将通过其它的铸造方法铸造的钢锭通过开坯轧制等而制成钢坯。在连续铸造工序中,为了抑制起因于夹杂物的表面缺陷的产生,优选在铸型内通过电磁搅拌等使钢液流动。连续铸造后的高温状态的钢锭或开坯轧制后的高温状态的钢坯也可以暂且被冷却后,再进行加热,供于热轧。
另外,连续铸造后的高温状态的钢锭或开坯轧制后的高温状态的钢坯可以在没有被再加热的情况下直接供于热轧,也可以在进行辅助性加热后供于热轧。需要说明的是,将供于热轧的钢锭及钢坯总称为“板坯”。
为了防止奥氏体的粗大化,供于热轧的板坯的温度优选低于1250℃。更优选板坯的温度为1200℃以下。供于热轧的板坯的温度的下限没有特别限定,但优选为能够在Ar3点以上完成热轧的温度。
热轧的条件没有特别限定,但如果热轧的完成温度过低,则在热轧钢板的金属组织中,有可能会产生沿轧制方向伸展的粗大的低温相变组织、阻碍均匀延展性及局部延展性,因此热轧的完成温度优选为Ar3点以上并且超过850℃。更优选的是热轧的完成温度为Ar3点以上并且超过880℃,进一步优选为Ar3点以上并且超过900℃。热轧的完成温度的上限没有特别限定,但从使热轧钢板的金属组织细粒化的方面考虑,优选为1000℃以下。
需要说明的是,在热轧包含粗轧和精轧的情况下,为了在上述温度范围内完成精轧,也可以在粗轧与精轧之间对粗轧材料进行加热。此时,优选的是,按照粗轧材料的后端与粗轧材料的前端相比成为高温的方式对粗轧材料进行加热,将精轧开始时的粗轧材料的全长的温度的不均抑制在140℃以下。通过该温度抑制,将热轧钢板卷取而得到的卷材内的特性的均匀性提高。
粗轧材料的加热只要使用公知的方法来进行即可。例如,也可以在粗轧机与精轧机之间设置电磁式感应加热装置,基于该感应加热装置的上游侧的粗轧材料的长度方向的温度分布等来控制由电磁式感应加热装置产生的加热升温量。
从热轧结束后到卷取开始为止的条件没有特别限定,但为了通过使热轧钢板软质化来提高热轧钢板的冷轧性,优选将卷取温度(开始卷取时的温度)设定为600℃以上。卷取温度更优选为640℃以上,进一步优选为680℃以上。如果卷取温度过高,则有可能热轧钢板的酸洗性会受损,因此卷取温度优选为750℃以下,更优选为低于720℃。优选的是,卷取后,将从卷取温度到(卷取温度-50℃)为止的温度区域以超过15℃/小时的平均冷却速度进行冷却。由此,生产率提高,并且在后述的退火工序中,碳化物的溶解得以促进。
将热轧钢板按照常规方法进行冷轧而制成冷轧钢板。也可以在冷轧之前通过酸洗等而进行去氧化皮。为了促进再结晶、使冷轧及退火之后的金属组织均匀化、使局部延展性进一步提高,优选将冷轧的压下率设定为40%以上。如果压下率过高,则有可能轧制载荷增大、轧制变得困难,因此压下率优选为低于70%,更优选为低于60%。
接下来,对本实施方式的热浸镀锌钢板的制造方法及合金化热浸镀锌钢板的制造方法中的工序条件进行说明。
[进行退火的工序]
(加热温度:超过Ac1点)
在对原材料钢板进行退火的工序中,原材料钢板被加热。为了在加热时生成奥氏体,加热温度设定为超过Ac1点。Ac1点是指在对原材料钢板加进行热时在金属组织中开始生成奥氏体的温度。为了通过使金属组织均匀化而使热浸镀锌钢板及合金化热浸镀锌钢板的局部延展性提高,优选将原材料钢板加热至超过Ac3点来进行退火。Ac3点是在对原材料钢板进行加热时铁素体在金属组织中消失的温度。
通过将原材料钢板加热至上述温度范围即奥氏体区域,从而碳化物溶解,在热浸镀锌钢板及合金化热浸镀锌钢板的金属组织中,残留奥氏体量及残留奥氏体中的C量上升。
加热温度的上限没有特别限定,但如果加热温度过高,则奥氏体粗大化,局部延展性受损,因此加热温度优选为(Ac3点+100)℃以下,更优选为(Ac3点+50)℃以下。不论加热温度如何,加热温度下的保持时间均没有特别限定,为了使卷材内的金属组织均匀化,保持时间优选为10秒以上,从抑制奥氏体的粗大化的方面出发,保持时间优选为240秒以内。
[进行第1冷却的工序]
(从加热温度到(加热温度-50℃)为止的温度区域中的平均冷却速度:7℃/秒以下)
在将原材料钢板加热至超过Ac3点来进行退火的情况下,在进行第1冷却的工序中,优选将从加热温度到(加热温度-50℃)为止的温度区域中的平均冷却速度设定为7℃/秒以下。通过该冷却,在热浸镀锌钢板及合金化热浸镀锌钢板的金属组织中,残留奥氏体中的Mn量上升,并且生成多边形铁素体,均匀延展性及局部延展性提高。
如果从加热温度到(加热温度-50℃)为止的温度区域中的平均冷却速度超过7℃/秒,则残留奥氏体中的Mn量下降,并且多边形铁素体量减少,均匀延展性及局部延展性受损。因此,上述温度区域中的平均冷却速度优选设定为7℃/秒以下。更优选上述温度区域中的平均冷却速度为5℃/秒以下。平均冷却速度的下限没有特别规定,但从生产率的观点出发,优选为1℃/秒以上。
另外,以7℃/秒以下的平均冷却速度进行冷却的温度区域越广,则残留奥氏体中的Mn量越上升,并且多边形铁素体量越增加。因此,优选的是在从加热温度到(加热温度-100℃)为止的温度区域中以7℃/秒以下的平均冷却速度对原材料钢板进行冷却,更优选的是在从加热温度到(加热温度-150℃)为止的温度区域中以7℃/秒以下的平均冷却速度对原材料钢板进行冷却。
(650℃~500℃的温度区域中的平均冷却速度:2℃/秒以上且低于100℃/秒)
在进行第1冷却的工序中,将650℃~500℃的温度区域中的平均冷却速度设定为2℃/秒以上且低于100℃/秒,在中途不进行等温保持而将原材料钢板冷却至500℃以下。
如果650℃~500℃的温度区域中的平均冷却速度低于2℃/秒,则多边形铁素体及珠光体过量地生成,屈服强度及抗拉强度下降。因此,上述温度区域中的平均冷却速度设定为2℃/秒以上。优选上述温度区域中的平均冷却速度为3℃/秒以上,更优选为4℃/秒以上,进一步优选为5℃/秒以上。
另一方面,如果650℃~500℃的温度区域中的平均冷却速度为100℃/秒以上,则钢板的形状受损,因此上述温度区域中的平均冷却速度设定为低于100℃/秒。优选上述温度区域中的平均冷却速度为50℃/秒以下,更优选为30℃/秒以下,进一步优选为20℃/秒。
(冷却停止温度:500℃以下)
将以所需要的平均冷却速度进行了冷却的原材料钢板继续冷却至500℃以下。500℃以下的温度区域中的冷却条件没有特别限定,但优选在500℃以下且460℃以上的温度区域中将原材料钢板保持4秒钟~45秒钟。更优选保持10秒钟~35秒钟。通过该保持,在后述的进行第2冷却的工序中所形成的金属组织中,残留奥氏体的体积率及残留奥氏体中的C量得以适度调整,均匀延展性及局部延展性提高,进而屈服强度也上升。
[实施热浸镀锌的工序]
在进行第1冷却的工序之后,对原材料钢板实施热浸镀锌。也可以在进行第1冷却的工序与实施热浸镀锌的工序之间,对原材料钢板根据需要进行冷却及加热中的至少任一者。
热浸镀锌的浴温度及浴组成为一般的浴温度及浴组成即可,没有特别限制。镀覆附着量也没有特别限制,在通常的范围内即可。例如,优选原材料钢板的每一面为20g/m2~80g/m2的附着量。镀覆温度没有特别限定,通常为460℃~470℃。
[进行合金化处理的工序]
在制造合金化热浸镀锌钢板的情况下,在实施热浸镀锌的工序之后,将实施了热浸镀锌的原材料钢板加热至热浸镀锌进行合金化所需要的温度(合金化处理温度)而进行合金化处理。
合金化处理优选在镀层中的Fe浓度成为7质量%以上那样的条件下进行。例如,优选的是在合金化处理温度为470℃~560℃、并且合金化处理时间为5秒~60秒的条件下进行合金化处理。
[进行第2冷却的工序]
(从镀覆温度或合金化处理温度到300℃为止的温度区域中的平均冷却速度:2℃/秒以上)
(冷却停止温度:300℃以下)
在实施热浸镀锌的工序之后或进行合金化处理的工序之后的冷却中,将从镀覆温度到300℃为止的温度区域或从合金化处理温度到300℃为止的温度区域中的平均冷却速度设定为2℃/秒以上而冷却至300℃以下。
如果进行第2冷却的工序中的平均冷却速度低于2℃/秒,则珠光体过量地生成,屈服强度及抗拉强度下降,并且残留奥氏体量减少,均匀延展性受损。因此,上述温度区域中的平均冷却速度设定为2℃/秒以上。优选上述温度区域中的平均冷却速度为3℃/秒以上,更优选为超过5℃/秒,进一步优选为超过10℃/秒。
进行第2冷却的工序中的平均冷却速度的上限没有特别限定,但从经济性的观点出发,优选为500℃/秒以下。另外,为了有效地进行后述的调质轧制,冷却停止温度优选为室温。
进行第2冷却的工序之后的原材料钢板优选具有下述金属组织:以体积率计包含5.0%~35.0%的残留奥氏体,并且残留奥氏体中的C量低于0.85质量%。由此,在进行后述的热处理的工序中,向残留奥氏体中的C浓集及Mn浓集得以促进,均匀延展性及局部延展性提高,屈服强度也上升。
残留奥氏体的体积率更优选为10.0%~30.0%,进一步优选为15.0%~25.0%。残留奥氏体中的C量更优选为低于0.80质量%,进一步优选为低于0.75质量%,特别优选为低于0.70质量%。残留奥氏体中的C量的下限没有特别限定,但0.50质量%左右达到实质性的下限值。
[进行调质轧制的工序]
(伸长率:0.10%以上)
在进行第2冷却的工序之后,对原材料钢板实施伸长率为0.10%以上的调质轧制。通过该调质轧制,在后述的热处理工序中,向奥氏体中的C浓集及Mn浓集得以促进,在热浸镀锌钢板及合金化热浸镀锌钢板的金属组织中,残留奥氏体中的C量及Mn量提高,均匀延展性及局部延展性提高,屈服强度也上升。
如果伸长率低于0.10%,则得不到接下来的进行热处理的工序中的上述效果,因此伸长率设定为0.10%以上。优选伸长率为0.30%以上,更优选为0.50%以上。伸长率的上限没有特别限定,但如果伸长率过高,则轧制负荷增加,因此伸长率优选为2.00%以下。更优选伸长率低于1.50%,进一步优选为低于1.00%。
进行调质轧制的温度没有特别限定,但为了对奥氏体高效地赋予加工应变,优选进行调质轧制的温度为低温,优选调质轧制的开始温度为室温。另外,调质轧制优选通过表皮光轧来进行。
[进行热处理的工序]
(加热温度:200℃~600℃)
(保持时间:1秒以上)
进行调质轧制的工序之后,将原材料钢板加热至200℃~600℃的温度区域,在该温度下保持1秒钟以上。
在热处理温度(最高加热温度)低于200℃的情况下,向奥氏体中的C浓集及Mn浓集变得不充分,均匀延展性受损。另外,在热处理温度(最高加热温度)低于200℃的情况下,会残存硬质的马氏体,局部延展性受损,并且屈服强度下降。因此,热处理温度设定为200℃以上。优选热处理温度为240℃以上,更优选为260℃以上,进一步优选为280℃以上。
另一方面,如果热处理温度超过600℃,则残留奥氏体量不足,均匀延展性受损,并且回火马氏体过度软质化,屈服强度及抗拉强度下降。另外,如果热处理温度超过600℃,则会生成硬质的新鲜马氏体,局部延展性受损,并且屈服强度下降。因此,热处理温度设定为600℃以下。优选热处理温度为550℃以下,更优选为500℃以下,进一步优选为450℃以下。
如果热处理时间(最高加热温度中的保持时间)低于1秒钟,则向奥氏体中的C浓集及Mn浓集变得不充分,均匀延展性受损。另外,如果热处理时间低于1秒钟,则会残存硬质的马氏体,局部延展性受损,并且屈服强度下降。因此,热处理时间设定为1秒以上。优选热处理时间超过5秒,更优选为超过10秒,进一步优选为超过15秒。
另一方面,如果热处理时间过长,则残留奥氏体量减少,均匀延展性受损,另外,回火马氏体过度软质化,屈服强度及抗拉强度下降。另外,如果热处理时间过长,则会生成硬质的新鲜马氏体,局部延展性受损,并且屈服强度下降。因此,热处理时间的上限优选为5760分钟以下。更优选热处理时间为2880分钟以下,进一步优选为1440分钟以下。
热处理时间优选根据热处理温度来适当调节。例如,在热处理温度为200℃~300℃的情况下,热处理时间优选为超过3分钟,更优选为超过10分钟,进一步优选为超过20分钟。
在热处理温度为400℃~600℃的情况下,热处理时间优选为20分钟以下,更优选为6分钟以下,进一步优选为低于3分钟。从生产率的观点出发,优选的是热处理温度超过400℃、并且热处理时间为20分钟以下。
在进行热处理的工序之后,为了将原材料钢板矫正为平坦,可以对原材料钢板实施调质轧制,另外,也可以对原材料钢板施以涂油、具有润滑作用的皮膜。
本实施方式的热浸镀锌钢板及合金化热浸镀锌钢板的板厚并不限于特定的板厚,就本实施方式的热浸镀锌钢板及合金化热浸镀锌钢板的制造方法而言,适合于板厚为0.8mm~2.3mm的钢板的制造。
实施例
接下来,对本发明的实施例进行说明,但实施例中的条件是为了确认本发明的可实施性及效果而采用的一个条件例,本发明并不限于这一个条件例。只要不脱离本发明的主旨、且达成本发明的目的,则本发明可采用各种条件。
(实施例1)
使用真空熔化炉,对具有表1中所示的化学组成的钢液进行铸造,制造了钢A~S。表1中的Ac1点及Ac3点是由将钢A~S的冷轧钢板以2℃/秒加热时的热膨胀变化来求出。将钢A~S加热至1200℃并保持了60分钟后,在表2中所示的条件下进行了热轧。
具体而言,通过在Ar3点以上的温度区域对钢A~S进行10道次的轧制,得到了厚度为2.5mm~3.0mm的热轧钢板。在热轧后,通过喷水将热轧钢板冷却至550℃~680℃,将冷却结束温度作为卷取温度,将热轧钢板装入保持在该卷取温度的电加热炉中,保持了60分钟。之后,将热轧钢板以20℃/小时的冷却速度炉冷却至室温,模拟了卷取后的慢冷却。
对慢冷却后的热轧钢板进行酸洗而制成冷轧用的母材,以47~52%的压下率进行冷轧,得到了厚度为1.2mm~1.6mm的冷轧钢板(原材料钢板)。使用热浸镀锌模拟器,将原材料钢板以10℃/秒的加热速度加热至650℃后,以2℃/秒的加热速度加热至表2中所示的温度,进行了30~90秒均热。
之后,在表2中所示的冷却条件下将原材料钢板冷却至460℃,将原材料钢板浸渍于保持在460℃的热浸镀锌浴中,对原材料钢板实施了热浸镀锌。对于一部分原材料钢板,在热浸镀锌之后,加热至520℃,实施了合金化处理。
从镀覆温度(是指镀浴温度)或合金化处理温度起,以表2中所示的冷却条件对原材料钢板进行了二次冷却(第2冷却)。对进行了二次冷却的原材料钢板实施了伸长率为0.50%的表皮光轧之后,以表2中所示的热处理条件实施热处理,得到了热浸镀锌钢板或合金化热浸镀锌钢板(以下,将热浸镀锌钢板和合金化热浸镀锌钢板总称为“镀覆钢板”。)。
在将二次冷却的停止温度设定为100℃的情况下,在停止了二次冷却之后,不冷却至室温而进行表皮光轧,之后,不冷却至室温而以表2中所示的热处理条件进行了热处理。对一部分原材料钢板省略了表皮光轧或热处理。
表2中记载的热轧条件的“轧制后板厚”是表示所得到的热轧钢板的板厚。表2中记载的退火条件的“500~460℃的温度区域中的滞留时间”是指进行第1冷却的工序中的在500~460℃的温度区域中的滞留时间。关于表2中记载的退火条件的“合金化处理的有无”,符号“有”表示在热浸镀锌后进行了合金化处理,符号“无”表示在热浸镀锌后没有进行合金化处理。就表2中记载的退火条件的“二次冷却速度”而言,在进行了合金化处理的情况下,是指从合金化处理温度到300℃为止的温度区域中的平均冷却速度;在没有进行合金化处理的情况下,是指从镀覆温度到300℃为止的温度区域中的平均冷却速度。在表2中,“RT”的记载表示室温。关于表2的“调质轧制的有无”,符号“有”是表示在进行调质轧制的工序中进行了调质轧制,符号“无”是表示没有进行调质轧制。在表2的标记为“热处理条件”的列中,“-”的记载表示没有进行热处理。
[表1]
[表2]
从镀覆钢板及上述二次冷却结束后的原材料钢板中采集XRD测定用试验片,从钢板与镀层的边界到钢板的板厚的1/4深度位置为止对试验片的轧制面进行了化学研磨。对该轧制面进行X射线衍射试验,测定了残留奥氏体的体积率及残留奥氏体中的C量。
具体而言,对试验片入射Mo-Kα射线,测定α相(200)、(211)衍射峰的积分强度及γ相(200)、(220)、(311)衍射峰的积分强度,求出了残留奥氏体的体积率。
另外,从镀覆钢板中采集SEM观察用试验片,对该试验片的与轧制方向平行的纵向截面进行研磨后,对该纵向截面进行硝酸乙醇腐蚀及Lepera腐蚀,观察距离钢板与镀层的边界为钢板的板厚的1/4深度位置处的金属组织。通过图像处理,测定了回火马氏体、多边形铁素体、新鲜马氏体及剩余部分组织的体积率。
新鲜马氏体的体积率以下述方式求出:由通过Lepera腐蚀而测定的残留奥氏体与新鲜马氏体的体积率的合计减去通过上述XRD测定而测定的残留奥氏体的体积率来求出。
关于屈服应力(YS)、抗拉强度(TS)及均匀伸长率(UEl)以下述方式求出:从镀覆钢板沿着与轧制方向正交的方向采集JIS5号拉伸试验片,对该试验片进行拉伸试验而求出。
就拉伸速度而言,在达到屈服点之前设定为1mm/分钟,将其以后设定为10mm/分钟。屈服比(YR)通过YS除以TS来求出。总伸长率(TEl)及局部伸长率(LEl)以下述方式求出:对沿着与轧制方向正交的方向采集的JIS5号拉伸试验片进行拉伸试验,使用总伸长率的实测值(TEl0)及均匀伸长率的实测值(UEl),基于上述式(2)及式(3),求出了相当于1.2mm板厚的情况的换算值。
如果YR的值为0.59以上、TS×UEl的值为10000MPa·%以上、并且TS×LEl的值为5000MPa·%以上,则判断为良好的特性。另外,如果TS×UEl的值为12000MPa·%以上、并且TS×LEl的值为6000MPa·%以上,则判断为特别良好的特性。
表3中示出了观察了二次冷却结束后的金属组织而得到的结果、观察了镀覆钢板的金属组织而得到的结果及评价了镀覆钢板的机械特性而得到的结果。
在表3的标记为“二次冷却结束后的金属组织”的列中,符号“-”表示没有进行金属组织的观察。在表3的标记为“残留奥氏体中C量(质量%)”的列中,符号“-”表示没有进行残留奥氏体中的C量的测定。在表3中,标记为“TEl”的列表示换算成相当于1.2mm板厚的总伸长率,标记为“UEl”的列表示均匀伸长率,标记为“LEl”的列表示换算成相当于1.2mm板厚的局部伸长率。
在表3的备注栏中,带“○”的试样为本发明例,带“×”的试样为比较例。需要说明的是,在表1~表3中,带下划线的数值或符号是指为本发明的范围外。
[表3]
备注栏中带“○”符号的发明例(试验编号A1~A3、A9、A11、A13、A14、A19、A21、A23、A26、A28~A37及A40~A45)都是:TS×UEl为10000以上,TS×LEl为5000以上,显示出良好的均匀延展性和局部延展性。另外,YR显示出0.59以上的高值。特别是对于试验编号A11、A21、A26、A28、A30、A31、A34,含有16%以上的回火马氏体、并且超过2.0%的多边形铁素体,TS×UEl为12000以上,并且TS×LEl为6000以上,显示出特别良好的均匀延展性和局部延展性。
另一方面,对于化学组成或工序条件脱离了本发明的范围的钢板的试验结果(备注栏的“×”符号的试验编号A4~A8、A10、A12、A15~A18、A20、A22、A24、A25、A27、A38及A39),屈服比、均匀延展性及局部延展性中的某一者差或全部都差。
具体而言,就使用了具有本发明的范围内的化学组成的钢C、E、N、但没有进行表皮光轧的试验编号A15、A24及A38而言,TS×UEl及TS×LEl低。使用了钢A、C的试验(试验编号A10及A20)由于没有进行热处理,因此就试验编号A10而言,YR及TS×LEl的值低,就试验编号A20而言,YR、TS×UEl及TS×LEl的值低。
使用了钢A、C、E、N的试验(试验编号A4、A16、A25、A39)由于热处理温度过低,因此就试验编号A4而言,YR及TS×LEl的值低,就试验编号A16、A25、A39而言,YR、TS×UEl及TS×LEl的值低。另外,就使用了钢A、C、F的试验(试验编号A5、A17及A27)而言,由于热处理温度过高,因此YR、TS×UEl及TS×LEl低。
就使用了具有本发明的范围内的化学成分的钢A、但在退火工序中均热温度过低的试验编号A6而言,TS×UEl低。
就使用了钢A的试验(试验编号A7)而言,由于在第1冷却工序中650~500℃的温度区域中的平均冷却速度过低,因此YR及TS×LEl低。
就使用了钢A、C的试验(试验编号A8及A18)而言,由于在第2冷却工序中合金化处理温度~300℃的温度区域中的平均冷却速度(二次冷却速度)过低,因此就试验编号A8而言,YR及TS×LEl的值低,就试验编号A18而言,TS×UEl及TS×LEl的值低。
就使用了钢B的试验编号A12而言,由于钢中的Si量少,因此YR、TS×UEl及TS×LEl低。就使用了钢D的试验编号A22而言,由于钢中的Mn量少,因此YR及TS×LEl低。
(实施例2)
通过与实施例1同样的步骤进行实验,对于表1中所示的钢A~S,以表4中所示的条件制造了镀覆钢板。将结果示于表5中。需要说明的是,对于测定步骤,与实施例1同样。
另外,对于残留奥氏体中的Mn量,从镀覆钢板中采集EBSP测定用试验片,对与轧制方向平行的纵向截面进行电解研磨后,观察距离钢板与镀层的边界为钢板的板厚的1/4深度位置处的金属组织,通过图像处理确认了残留奥氏体的分布。接着,使用具备FE-EPMA的SEM,观察同一视场的金属组织,对10个以上的残留奥氏体晶粒进行EMPA测定,测定了残留奥氏体中的Mn量。求出所得到的Mn量的平均值,将该平均值作为残留奥氏体中的Mn量([Mn]γ)。将基材的钢板的Mn量作为[Mn]ave,算出了[Mn]γ/[Mn]ave。
如果YR的值为0.59以上、TS×UEl的值为10000MPa·%以上、并且TS×LEl的值为5000MPa·%以上,则判断为良好的特性。另外,如果TS×UEl的值为12000MPa·%以上、并且TS×LEl的值为6000MPa·%以上,则判断为特别良好的特性。
另外,表4及表5的说明分别与表2及表3同样。另外,在标记为“[Mn]γ/[Mn]ave”的列中,符号“-”表示没有进行残留奥氏体中的Mn量的测定。
[表4]
[表5]
备注栏中带“○”符号的发明例(试验编号B1、B2、B5、B6、B11、B13、B14、B18、B21~B23、B25~B35及B38~B42)都是:TS×UEl为10000以上,TS×LEl为5000以上,显示出良好的均匀延展性和局部延展性。另外,YR显示出0.59以上的高值。
特别是试验编号B1、B5、B6、B11、B18、B23、B26、B27、B29、B30、B32~B35、B38及B39由于加热温度超过Ac3点、并且在第1冷却工序中从加热温度到(加热温度-50℃)的温度区域中的平均冷却速度为7℃/秒以下,因此进一步多边形铁素体的体积率为2.0%以上、[Mn]γ/[Mn]ave为1.10以上。其结果是,这些试验编号的样品的TS×UEl为12000以上、并且TS×LEl为6000以上,显示出特别良好的均匀延展性和局部延展性。
另一方面,对于化学组成或工序条件脱离了本发明的范围的钢板的试验结果(备注栏的“×”符号的试验编号B3、B4、B7~B10、B12、B15~B17、B19、B20、B24、B36及B37,屈服比、均匀延展性及局部延展性中的某一者差或全部都差。
具体而言,就使用了具有本发明的范围内的化学组成的钢C、E、N、但没有进行表皮光轧的试验编号B7、B19及B36而言,残留奥氏体中的C量及[Mn]γ/[Mn]ave低,TS×UEl及TS×LEl低。使用了钢C的试验编号B12由于没有进行热处理,因此回火马氏体体积率、残留奥氏体中的C量及[Mn]γ/[Mn]ave低,YR、TS×UEl及TS×LEl低。
就使用了具有本发明的范围内的化学组成的钢C、E、N、但热处理温度过低的试验编号B8、B20及B37而言,回火马氏体体积率、残留奥氏体中的C量及[Mn]γ/[Mn]ave低,YR、TS×UEl及TS×LEl低。就使用了钢C、F的试验(试验编号B9及B24)而言,由于热处理温度过高,因此残留奥氏体体积率及残留奥氏体中的C量低,YR、TS×UEl及TS×LEl低。
就使用了具有本发明的范围内的化学成分的钢C、但在退火工序中均热温度过低的试验编号B16而言,残留奥氏体体积率及回火马氏体体积率低,TS×UEl低。
就使用了钢A、C的试验(试验编号B3及B15)而言,由于在第1冷却工序中650~500℃的温度区域中的平均冷却速度过低,因此就试验编号B3而言,残留奥氏体体积率、回火马氏体体积率及[Mn]γ/[Mn]ave低,YR及TS×LEl低。就试验编号B15而言,残留奥氏体体积率及[Mn]γ/[Mn]ave低,YR、TS×UEl及TS×LEl低。
就使用了具有本发明的范围内的化学组成的钢C、但在第2冷却工序中合金化处理温度~300℃的温度区域中的平均冷却速度(二次冷却速度)过低的试验编号B10而言,残留奥氏体体积率及残留奥氏体中的C量低,TS×UEl及TS×LEl低。
就使用了钢B的试验编号B4而言,由于钢中的Si量少,因此残留奥氏体体积率及残留奥氏体中C量低,YR、TS×UEl及TS×LEl低。就使用了钢D的试验编号B17而言,由于钢中的Mn量少,因此残留奥氏体体积率及[Mn]γ/[Mn]ave低,YR及TS×LEl低。
产业上的可利用性
如上所述,根据本发明,能够制造并提供均匀延展性及局部延展性优异、进而屈服强度及抗拉强度高、并且成形性及冲击吸收性优异的热浸镀锌钢板及合金化热浸镀锌钢板。由于通过本发明而制造的热浸镀锌钢板及合金化热浸镀锌钢板最适合于构件、柱等汽车车身的结构部件,因此本发明在产业上的可利用性高。
Claims (9)
1.一种镀覆钢板,其特征在于,化学组成以质量%计为:
C:0.03%~0.70%、
Si:0.25%~2.50%、
Mn:1.00%~5.00%、
P:0.100%以下、
S:0.010%以下、
sol.Al:0.001%~0.075%、
N:0.020%以下
Ti:0%~0.300%、
Nb:0%~0.300%、
V:0%~0.300%、
Cr:0%~2.000%、
Mo:0%~2.000%、
B:0%~0.0200%、
Cu:0%~2.000%、
Ni:0%~2.000%、
Ca:0%~0.0100%、
Mg:0%~0.0100%、
REM:0%~0.1000%、及
Bi:0%~0.0500%、
剩余部分由铁及杂质构成,
金属组织包含超过5.0体积%的残留奥氏体、超过5.0体积%的回火马氏体,
所述残留奥氏体中的C量为0.85质量%以上,
所述镀覆钢板的TS×UEI的值为10000MPa·%以上,TS×LEI的值为5000MPa·%以上,并且YR为0.72以上。
2.根据权利要求1所述的镀覆钢板,其特征在于,所述金属组织进一步包含超过2.0体积%的多边形铁素体,
所述残留奥氏体中的Mn量满足下述式(1),
[Mn]γ/[Mn]ave≥1.10 (1)
[Mn]γ:残留奥氏体中的Mn量(质量%),
[Mn]ave:钢板的化学组成的Mn量(质量%)。
3.根据权利要求1或2所述的镀覆钢板,其特征在于,所述化学组成进一步以质量%计含有选自Ti:0.001%~0.300%、Nb:0.001%~0.300%、V:0.001%~0.300%、Cr:0.001%~2.000%、Mo:0.001%~2.000%、B:0.0001%~0.0200%、Cu:0.001%~2.000%、Ni:0.001%~2.000%、Ca:0.0001%~0.0100%、Mg:0.0001%~0.0100%、REM:0.0001%~0.1000%及Bi:0.0001%~0.0500%中的1种或2种以上。
4.根据权利要求1或2所述的镀覆钢板,其特征在于,所述镀覆钢板为包含热浸镀锌层的热浸镀锌钢板。
5.根据权利要求1或2所述的镀覆钢板,其特征在于,所述镀覆钢板为热浸镀锌层被合金化而得到的合金化热浸镀锌钢板。
6.一种热浸镀锌钢板的制造方法,其特征在于,具备以下工序:
将下述原材料钢板加热至超过Ac1点来进行退火的工序,所述原材料钢板的化学组成以质量%计为:
C:0.03%~0.70%、
Si:0.25%~2.50%、
Mn:1.00%~5.00%、
P:0.100%以下、
S:0.010%以下、
sol.Al:0.001%~2.500%、
N:0.020%以下
Ti:0%~0.300%、
Nb:0%~0.300%、
V:0%~0.300%、
Cr:0%~2.000%、
Mo:0%~2.000%、
B:0%~0.0200%、
Cu:0%~2.000%、
Ni:0%~2.000%、
Ca:0%~0.0100%、
Mg:0%~0.0100%、
REM:0%~0.1000%、及
Bi:0%~0.0500%、
剩余部分由铁及杂质构成;
在进行所述退火的工序之后,进行下述第1冷却的工序:以将650℃~500℃的温度区域中的平均冷却速度设定为2℃/秒以上且低于100℃/秒的方式冷却至500℃以下;
在进行所述第1冷却的工序之后,对通过进行所述第1冷却的工序而被冷却的原材料钢板实施热浸镀锌的工序;
在实施所述热浸镀锌的工序之后,进行下述第2冷却的工序:将实施了所述热浸镀锌的原材料钢板以将从实施所述热浸镀锌的工序中的镀覆温度到300℃为止的温度区域中的平均冷却速度设定为2℃/秒以上的方式冷却至300℃以下;
在进行所述第2冷却的工序之后,对通过进行所述第2冷却的工序而被冷却的原材料钢板进行伸长率为0.10%以上的调质轧制的工序;和
在进行所述调质轧制的工序之后,进行下述热处理的工序:将进行了所述调质轧制的原材料钢板加热至200℃~600℃的温度区域并在该温度下保持1秒以上。
7.根据权利要求6所述的热浸镀锌钢板的制造方法,其特征在于,在进行所述退火的工序中,将所述原材料钢板加热至超过Ac3点来进行退火,
在进行所述退火的工序之后,将被所述退火了的原材料钢板以将从加热温度到(加热温度-50℃)为止的温度区域中的平均冷却速度设定为7℃/秒以下的方式进行冷却。
8.一种合金化热浸镀锌钢板的制造方法,其特征在于,其具备以下工序:
将下述原材料钢板加热至超过Ac1点来进行退火的工序,所述原材料钢板的化学组成以质量%计为:
C:0.03%~0.70%、
Si:0.25%~2.50%、
Mn:1.00%~5.00%、
P:0.100%以下、
S:0.010%以下、
sol.Al:0.001%~2.500%、
N:0.020%以下
Ti:0%~0.300%、
Nb:0%~0.300%、
V:0%~0.300%、
Cr:0%~2.000%、
Mo:0%~2.000%、
B:0%~0.0200%、
Cu:0%~2.000%、
Ni:0%~2.000%、
Ca:0%~0.0100%、
Mg:0%~0.0100%、
REM:0%~0.1000%、及
Bi:0%~0.0500%、
剩余部分由铁及杂质构成;
在进行所述退火的工序之后,进行下述第1冷却的工序:以将650℃~500℃的温度区域中的平均冷却速度设定为2℃/秒以上且低于100℃/秒的方式冷却至500℃以下;
在进行所述第1冷却的工序之后,对通过进行所述第1冷却的工序而被冷却的原材料钢板实施热浸镀锌的工序;
在实施所述热浸镀锌的工序之后,对实施了所述热浸镀锌的原材料钢板在合金化处理温度下进行合金化处理的工序;
在进行所述合金化处理的工序之后,进行下述第2冷却的工序:将进行了所述合金化处理的原材料钢板以将从所述合金化处理温度到300℃为止的温度区域中的平均冷却速度设定为2℃/秒以上的方式冷却至300℃以下;
在进行所述第2冷却的工序之后,对通过进行所述第2冷却的工序而被冷却的原材料钢板进行伸长率为0.10%以上的调质轧制的工序;和
在进行所述调质轧制的工序之后,进行下述热处理的工序:将进行了所述调质轧制的原材料钢板加热至200℃~600℃的温度区域并在该温度下保持1秒以上。
9.根据权利要求8所述的合金化热浸镀锌钢板的制造方法,其特征在于,在进行所述退火的工序中,将所述原材料钢板加热至超过Ac3点来进行退火,
在进行所述退火的工序之后,将被所述退火了的原材料钢板以将从加热温度到(加热温度-50℃)为止的温度区域中的平均冷却速度设定为7℃/秒以下的方式进行冷却。
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CB02 | Change of applicant information | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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