CN111868283B

CN111868283B - 钢板

Info

Publication number: CN111868283B
Application number: CN201980019641.2A
Authority: CN
Inventors: 林宏太郎; 海藤宏志; 上西朗弘; 冈本力
Original assignee: Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2018-07-18
Filing date: 2019-07-18
Publication date: 2022-01-07
Anticipated expiration: 2039-07-18
Also published as: JPWO2020017607A1; WO2020017607A1; JP6669325B1; CN111868283A; TW202006155A

Abstract

本发明提供具有优异的拉伸特性及高强度、进而产生伴随缩颈的韧性断裂的含有Mn浓度高的钢板。该钢板的特征在于，包含规定量C、Si、sol.Al及Mo，进一步以质量％计含有Mn：超过4.00％且低于9.00％及B：0.0003％～0.010％、P：0.023％以下、S：0.010％以下、N：低于0.050％、O：低于0.020％及任意选择的元素，将Mn及Mo限制为满足25≤[Mn]/[Mo]≤150的范围，式中[Mn]及[Mo]为Mn及Mo的含量(质量％)，剩余部分为铁及杂质；在L截面中距离表面为厚度的1/4位置处的金属组织以面积率计包含40％～90％的回火马氏体，回火马氏体中的Mo浓度为钢板的平均Mo含量的1.03倍～1.15倍。

Description

钢板

技术领域

本申请涉及具有优异的延展性的钢板，具体而言涉及具有优异的拉伸特性及高强度、进而在拉伸时产生伴随缩颈的韧性断裂(ductile failure)的含有Mn浓度高的钢板。

背景技术

为了达成汽车的车体及部件等的轻量化和安全性这两者，作为它们的原材料的钢板的高强度化正在取得进展。一般而言，如果将钢板高强度化，则拉伸率降低，钢板的成形性受损。因此，为了使用高强度钢板作为汽车用构件，需要提高相反的特性即强度和成形性这两者。

为了提高抗拉强度和拉伸率，迄今为止，提出了利用残余奥氏体的相变诱导塑性的所谓TRIP钢(例如专利文献1)。

残余奥氏体采用如下的方法来获得：通过使C在奥氏体中浓化，从而使奥氏体即便在室温下也不会相变成其它相。作为使奥氏体稳定化的技术，提出了使钢板中含有Si及Al等碳化物析出抑制元素，于钢板的制造阶段在钢板中产生的贝氏体相变期间使C在奥氏体中浓化。就该技术而言，如果钢板中含有的C含量多，则奥氏体进一步稳定化，能够增加残余奥氏体量，其结果是，能够制造强度和拉伸率这两者优异的钢板。然而，在钢板被用于结构构件的情况下，大多对钢板进行焊接，但如果钢板中的C含量多，则变得难以充分确保焊接性，作为结构构件使用受到限制。因此，期望以更少的C含量来提高钢板的强度和拉伸率这两者。

作为C含量少于上述TRIP钢、进而残余奥氏体量多于上述TRIP钢、强度和延展性超过上述TRIP钢的钢板，提出了添加有超过4.0质量％的Mn的钢(例如非专利文献1)。

在专利文献2中公开了一种钢板，其是添加有3.5质量％以上的Mn的钢板，通过将铁素体以面积率(面积％)计控制为30～80％，从而抗拉强度及拉伸性优异。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-59429号公报

专利文献2：日本特开2012-237054号公报

非专利文献

非专利文献1：古川敬、松村理，熱処理，日本国、日本热处理协会，平成9年、第37号卷、第4号，p.204

发明内容

发明所要解决的课题

为了使用高强度钢板作为汽车用构件，期望在不降低焊接性的情况下确保相反的特性即强度和成形性。具体而言，期望具有优异的拉伸特性及高强度。

然而，例如在上述的专利文献1及专利文献2以及非专利文献1中公开的那样的含有超过4.0％的Mn的钢中，认为晶界及异相界面变得脆弱，在拉伸时几乎不会产生缩颈，而变得容易脆性地断裂。因此，即使抗拉强度及拉伸良好，关于实质性的拉伸特性也残留改善的余地。

因此，期望具有优异的拉伸特性及高强度、进而在拉伸时产生伴随缩颈的韧性断裂的含有Mn浓度高的钢板。

用于解决课题的手段

在含有Mn浓度高的钢板中，为了确保优异的拉伸特性及高强度、进而产生伴随缩颈的韧性断裂，本发明人认识到：将含有Mn浓度高的钢板的P含量控制为0.023质量％以下、将Mо含量控制为0.030质量％～0.500质量％及将B含量控制为0.0003质量％～0.010质量％的范围，进而将Mn含量与Mo含量之比控制为特定范围是有效的。

本申请的钢板是基于上述认识而进行的，其主旨如下。

(1)一种钢板，其特征在于，以质量％计含有：

C：超过0.18％且低于0.45％、

Si：0.001％以上且低于3.50％、

Mn：超过4.00％且低于9.00％、

sol.Al：0.001％以上且低于2.00％、

Mo：0.030％～0.500％、

B：0.0003％～0.010％、

P：0.023％以下、

S：0.010％以下、

N：低于0.050％、

O：低于0.020％、

Cr：0.00％以上且低于2.00％、

W：0.00％～2.00％、

Cu：0.00％～2.00％、

Ni：0.00％～2.00％、

Ti：0.000％～0.300％、

Nb：0.000％～0.300％、

V：0.000％～0.300％、

Ca：0.000％～0.010％、

Mg：0.000％～0.010％、

Zr：0.000％～0.010％、

REM：0.000％～0.010％、

Sb：0.000％～0.050％、

Sn：0.000％～0.050％、及

Bi：0.000％～0.050％，

进而将Mn及Mo限制为满足式(1)的范围：

25≤[Mn]/[Mo]≤150 (1)

式中，[Mn]及[Mo]分别为Mn及Mo的含量(质量％)，

剩余部分为铁及杂质；

在L截面中距离表面为厚度的1/4位置处的金属组织以面积率计包含40％～90％的回火马氏体，

上述回火马氏体中的Mo浓度为钢板的平均Mo含量的1.03倍～1.15倍。

(2)根据上述(1)所述的钢板，其特征在于，以质量％计含有

Cr：0.01％以上且低于2.00％、

W：0.01％～2.00％、

Cu：0.01％～2.00％、及

Ni：0.01％～2.00％中的1种或2种以上。

(3)根据上述(1)或(2)所述的钢板，其特征在于，以质量％计含有

Ti：0.005％～0.300％、

Nb：0.005％～0.300％、及

V：0.005％～0.300％中的1种或2种以上。

(4)根据上述(1)～(3)中任一项所述的钢板，其特征在于，以质量％计含有

Ca：0.0001％～0.0100％、

Mg：0.0001％～0.0100％、

Zr：0.0001％～0.0100％、及

REM：0.0001％～0.0100％中的1种或2种以上。

(5)根据上述(1)～(4)中任一项所述的钢板，其特征在于，以质量％计含有

Sb：0.0005％～0.0500％、

Sn：0.0005％～0.0500％、及

Bi：0.0005％～0.0500％中的1种或2种以上。

(6)根据上述(1)～(5)中任一项所述的钢板，其特征在于，上述钢板的在L截面中距离表面为厚度的1/4位置处的金属组织以面积率计包含15％～75％的残余奥氏体。

(7)根据上述(1)～(6)中任一项所述的钢板，其特征在于，在上述钢板的表面具有热浸镀锌层。

(8)根据上述(1)～(6)中任一项所述的钢板，其特征在于，在上述钢板的表面具有合金化热浸镀锌层。

发明效果

根据本申请，能够提供具有优异的拉伸特性及高强度、进而产生伴随缩颈的韧性断裂的含有Mn浓度高的钢板。

具体实施方式

本发明人进行了深入研究，结果认识到：将含有Mn浓度高的钢板的P含量控制为0.023质量％以下、将Mо含量控制为0.030质量％～0.500质量％及将B含量控制为0.0003质量％～0.010质量％的范围、进而将Mn含量与Mo含量之比控制为特定范围是有效的。

通过将P含量限制为上述范围，将Mo含量及B含量设定为上述范围，将Mn含量与Mo含量之比控制为特定范围，从而Mo在回火马氏体晶粒内扩散及浓化，并且通过B比P先进行晶界偏析而防止P在晶界中偏析。进而可得到由Mo带来的强度提高效果，抑制晶界脆化，断裂特性也改善。由此，能够获得具有优异的拉伸特性及高强度、进而在拉伸时产生伴随缩颈的韧性断裂的含有Mn浓度高的钢板。这样的钢板在上述的现有技术文献中未进行任何公开及暗示，能够获得比以往优异的汽车结构构件用钢板。

以下，对本申请的钢板的实施方式的例子进行说明。

1.化学组成

对如上述那样规定本申请的钢板的化学组成的理由进行说明。在以下的说明中，表示各元素的含量的“％”只要没有特别说明，则是指质量％。

(C：超过0.18％且低于0.45％)

C是为了提高钢的强度和拉伸特性而极为重要的元素。为了获得充分的抗拉强度，变得需要超过0.18％的C含量。另一方面，由于如果过剩地含有C则会损害钢板的焊接性，因此将C含量的上限设定为低于0.45％。从提高抗拉强度和总拉伸率的方面出发，C含量的下限值优选为0.20％以上，更优选为0.24％以上。另外，如果将C含量的下限值设定为0.24％以上，则以面积率计残余奥氏体成为20％以上。进而，通过将C含量的下限值设定为0.24％以上，并且将后述的B含量控制为0.0005％～0.0040％，能够进一步提高抗拉强度与总拉伸率之积。C含量的上限值优选为0.40％以下，更优选为0.35％以下，通过将C含量的上限值设定为上述范围，能够进一步提高钢板的焊接性。

(Si：0.001％以上且低于3.50％)

Si还具有抑制渗碳体的析出和粗大化、容易控制在退火中生成的奥氏体的作用。为了获得上述效果，变得需要0.001％以上的Si含量。Si含量的下限值优选为0.01％以上，更优选为0.40％以上。另外，由于如果Si的含量成为1.00％以上，则能够保持强度-延展性平衡并且提高疲劳特性，因此Si含量的下限值进一步优选为1.00％以上。另一方面，由于如果过剩地含有Si则会损害钢板的镀覆性、化学转化处理性，因此将Si含量的上限值设定为低于3.50％。进而，Si含量的上限值优选为3.00％以下，更优选为2.50％以下。

(Mn：超过4.00％且低于9.00％)

Mn是提高抗拉强度和总拉伸率的元素。通过含有超过4.00％的Mn，能够提高抗拉强度及抗拉强度与总拉伸率之积。另外，在本申请的钢板中，使Mn分配于奥氏体中，进一步使奥氏体稳定化。Mn含量的下限值优选为4.30％以上，更优选为4.80％以上。由于如果Mn的含量成为5.40％以上，则以面积率计残余奥氏体成为20％以上，因此Mn含量的下限值进一步优选成为5.40％以上。即，如果C含有0.24％以上和/或Mn含有5.40％以上，则以面积率计残余奥氏体成为20％以上。Mn的含量进一步更优选为6.00％以上。如果Mn的含量为6.00％以上，则以面积率计残余奥氏体成为30％以上，机械特性进一步提高。另一方面，由于如果钢板过剩地含有Mn则会损害延展性，发生脆性断裂，因此将Mn含量的上限设定为低于9.00％。Mn含量的上限值优选为8.50％以下，更优选为8.20％以下。通过将Mn含量的下限值及上限值设定为上述范围，能够进一步使奥氏体稳定化。

(sol.Al：0.001％以上且低于2.00％)

Al为脱氧剂，需要含有0.001％以上。另外，Al由于会扩展退火时的双相温度区域，因此还具有提高材质稳定性的作用。Al的含量越多则其效果变得越大，但由于如果过剩地含有Al，则会导致铸造性等的劣化，因此将sol.Al的上限设定为低于2.00％。sol.Al含量的下限值优选为0.005％以上，更优选为0.010％以上，进一步优选为0.020％以上。sol.Al含量的上限值优选为1.20％以下，更优选为0.60％以下。通过将sol.Al含量的下限值及上限值设定为上述范围，脱氧效果及材质稳定提高效果与铸造性的平衡变得更加良好。本说明书中所谓的“sol.Al”是指“酸可溶性Al”。

(Mo：0.030％～0.500％)

Mo是为了抑制脆性的断裂而极为重要的元素。为了抑制脆性断裂，变得需要0.030％以上的Mo含量，进而如后述那样，变得需要控制Mn含量与Mo含量之比。另一方面，由于如果Mo含量超过0.500％，则其效果饱和，因此从成本的方面出发，将Mo含量的上限设定为0.500％以下。

(B：0.0003％～0.010％)

B是为了表现出优异的拉伸特性而极为重要的元素。为了发挥由B带来的晶界强化的效果，变得需要0.0003％以上的B含量。另一方面，由于如果过剩地含有B则会损害韧性，因此将B含量的上限设定为0.010％以下。B含量的下限值优选为0.0005％以上，更优选为0.0008％以上。在C含量为0.24％以上的情况下，通过将B含量的下限值优选设定为0.0005％以上、更优选设定为0.0008％以上，能够进一步提高抗拉强度与总拉伸率之积。B含量的上限值优选为0.0040％以下，更优选为0.0030％以下。

本申请的钢板由于以上述规定范围包含Mo及B这两者，因此具有高强度并且具备优异的强度延展性平衡。通过包含Mo及B这两者，促进原奥氏体晶界的B偏析并且抑制原奥氏体晶界的P偏析，具有显著提高晶界的断裂强度的相互作用。

(P：0.023％以下)

P为杂质，如果钢板过剩地含有P，则不仅会损害韧性、焊接性，而且会阻碍由B的添加带来的晶界脆化抑制效果。因此，将P含量的上限设定为0.023％以下。P含量的上限值优选为0.020％以下，更优选为0.015％以下，进一步优选为0.012％以下。本实施方式的钢板由于不需要P，因此也可以实质上不含有P，P含量的下限值为0.000％。P含量的下限值也可以超过0.000％或为0.001％以上，但P含量越少越优选。

(S：0.010％以下)

S为杂质，如果钢板过剩地含有S，则会生成通过热轧而拉伸的MnS，导致弯曲性及扩孔性等成形性的劣化。因此，将S含量的上限设定为0.010％以下。S含量的上限值优选为0.007％以下，更优选为0.003％以下。本实施方式的钢板由于不需要S，因此也可以实质上不含有S，S含量的下限值为0.000％。也可以将S含量的下限值设定为超过0.000％或0.001％以上，但S含量越少越优选。

(N：低于0.050％)

N为杂质，如果钢板含有0.050％以上的N则会损害韧性。因此，将N含量的上限设定为低于0.050％。N含量的上限值优选为0.010％以下，更优选为0.006％以下。本实施方式的钢板由于不需要N，因此也可以实质上不含有N，N含量的下限值为0.000％。也可以将N含量的下限值设定为超过0.000％或0.001％以上，但N含量越少越优选。

(O：低于0.020％)

O为杂质，如果钢板含有0.020％以上的O则会导致延展性的劣化。因此，将O含量的上限设定为低于0.020％。O含量的上限值优选为0.010％以下，更优选为0.005％以下，进一步优选为0.003％以下。本实施方式的钢板由于不需要O，因此也可以实质上不含有O，O含量的下限值为0.000％。也可以将O含量的下限值设定为超过0.000％或0.001％以上，但O含量越少越优选。

所谓“杂质”是在工业上制造钢材时由于矿石、废料等原料、制造工序的各种要因而混入的成分，是指在不对本发明造成不良影响的范围内被允许的成分。

Mn含量除以Mo含量而得到的Mn含量与Mo含量之比[Mn]/[Mo]如上所述在抗拉强度为1320MPa以上时，为了不损害拉伸特性而抑制脆性断裂是极为重要的。

将Mn及Mo限制为满足式(1)的范围：

25≤[Mn]/[Mo]≤150 (1)

在式(1)中，[Mn]及[Mo]分别为Mn及Mo的含量(质量％)。

为了获得充分的抗拉强度和总拉伸率，变得需要将[Mn]/[Mo]控制为25以上。另一方面，为了抑制由过量的Mn的偏析或P的偏析引起的脆性断裂，变得需要将[Mn]/[Mo]控制为150以下。

本实施方式的钢板也可以进一步含有选自由Cr、W、Cu、Ni、Ti、Nb、V、Ca、Mg、Zr、REM、Sb、Sn及Bi构成的组中的1种或2种以上。然而，本实施方式的钢板由于不需要Cr、W、Cu、Ni、Ti、Nb、V、Ca、Mg、Zr、REM、Sb、Sn及Bi，因此也可以不含有Cr、W、Cu、Ni、Ti、Nb、V、Ca、Mg、Zr、REM、Sb、Sn及Bi，即含量的下限值也可以为0％。本说明书中所谓的REM是指Sc、Y及镧系元素的合计17种元素，所谓REM含量在REM为1种的情况下是指其含量，在为2种以上的情况下是指它们的合计含量。另外，REM一般也可以作为多种REM的合金即混合稀土来供给。因此，也可以添加1种或2种以上个别的元素且按照REM含量成为上述范围的方式含有，例如，也可以以混合稀土的形式添加且按照REM含量成为上述范围的方式含有。

(Cr：0.00％以上且低于2.00％)

(W：0.00％～2.00％)

(Cu：0.00％～2.00％)

(Ni：0.00％～2.00％)

Cr、W、Cu及Ni由于各自不是本实施方式的钢板所必须的元素，因此也可以不含有，各自的含量为0.00％以上。然而，Cr、W、Cu及Ni由于是使钢板的强度提高的元素，因此也可以含有。为了获得钢板的强度提高效果，钢板也可以分别含有0.01％以上的选自由Cr、W、Cu及Ni构成的组中的1种或2种以上的元素。然而，如果钢板过剩地含有这些元素，则有时变得容易生成热轧时的表面伤痕，进而，热轧钢板的强度变得过高，从而冷轧性降低。因此，将选自由Cr、W、Cu及Ni构成的组中的1种或2种以上的元素各自的含量的上限值设定为2.00％以下。

(Ti：0.000％～0.300％)

(Nb：0.000％～0.300％)

(V：0.000％～0.300％)

Ti、Nb及V由于不是本实施方式的钢板所必须的元素，因此也可以不含有，各自的含量为0.000％以上。但是，Ti、Nb及V由于是生成微细的碳化物、氮化物或碳氮化物的元素，因此对于钢板的强度提高是有效的。因此，钢板也可以含有选自由Ti、Nb及V构成的组中的1种或2种以上的元素。为了获得钢板的强度提高效果，优选将选自由Ti、Nb及V构成的组中的1种或2种以上的元素各自的含量的下限值设定为0.005％以上。另一方面，如果过剩地含有这些元素，则有时热轧钢板的强度过于上升，从而冷轧性降低。因此，将选自由Ti、Nb及V构成的组中的1种或2种以上的元素各自的含量的上限值设定为0.300％以下。

(Ca：0.000％～0.010％)

(Mg：0.000％～0.010％)

(Zr：0.000％～0.010％)

(REM：0.000％～0.010％)

Ca、Mg、Zr及REM(稀土类金属)由于在本申请的钢板中不是必须的元素，因此也可以不含有，各自的含量为0.000％以上。然而，Ca、Mg、Zr及REM会使钢板的局部延展性及扩孔性提高。为了获得该效果，将选自由Ca、Mg、Zr及REM构成的组中的1种或2种以上的元素各自的含量的下限值优选设定为0.0001％以上，更优选设定为0.001％以上。但是，由于过剩量的这些元素会使钢板的加工性劣化，因此优选将这些元素各自的含量的上限设定为0.010％以下，将选自由Ca、Mg、Zr及REM构成的组中的1种或2种以上的元素的含量的合计设定为0.030％以下。

(Sb：0.000％～0.050％)

(Sn：0.000％～0.050％)

(Bi：0.000％～0.050％)

Sb、Sn及Bi由于在本申请的钢板中不是必须的元素，因此也可以不含有，各自的含量为0.000％以上。然而，Sb、Sn及Bi会抑制钢板中的Mn、Si和/或Al等易氧化性元素扩散至钢板表面而形成氧化物，提高钢板的表面性状、镀覆性。为了获得该效果，将选自由Sb、Sn及Bi构成的组中的1种或2种以上的元素各自的含量的下限值优选设定为0.0005％以上，更优选设定为0.001％以上。另一方面，由于如果这些元素各自的含量超过0.050％，则其效果饱和，因此将这些元素各自的含量的上限值设定为0.050％以下。

2.金属组织

接着，对本实施方式的钢板的金属组织进行说明。

(钢板的1/4t部的金属组织中的回火马氏体的面积率：40％～90％)

本实施方式的钢板的在L截面中距离表面为厚度的1/4位置(也称为1/4t部)处的金属组织以面积率计包含40％～90％的回火马氏体。回火马氏体的面积率根据退火的条件而发生变化，对强度、均匀拉伸特性、扩孔性等材质造成影响。所谓L截面是指按照与板厚方向和轧制方向平行地通过钢板的轧制方向的中心轴的方式切断的面。

回火马氏体是提高钢板的强度、提高韧性的组织。为了优选保证强度和韧性这两者，将回火马氏体的面积率设定为40～90％。如果回火马氏体的面积率低于40％，则无法确保充分的强度-延展性平衡。另一方面，如果回火马氏体的面积率超过90％，则变得难以获得所期望的抗拉强度。回火马氏体的含量的下限值优选为50％以上。回火马氏体的含量的上限值优选为85％以下。

(钢板的1/4t部的金属组织中的残余奥氏体的面积率：15％～75％)

本实施方式的钢板的在L截面中距离表面为厚度的1/4位置处的金属组织优选以面积率计包含15％～75％的残余奥氏体。残余奥氏体的面积率根据退火的条件而发生变化，对强度、均匀拉伸特性、扩孔性等材质造成影响。

残余奥氏体是通过相变诱导塑性而提高钢板的延展性、特别是钢板的均匀拉伸特性的组织。残余奥氏体由于通过伴随拉伸变形的鼓凸、拉深、拉伸凸缘或弯曲加工可相变为马氏体，因此不仅有助于钢板的各种加工性，还有助于钢板的强度的提高。为了获得这些效果，残余奥氏体的面积率的下限值优选设定为15％以上，更优选设定为20％以上，进一步优选设定为30％以上。如果提高残余奥氏体的面积率，则即使是更高强度下也可维持更优异的拉伸特性。

残余奥氏体的面积率越高越优选。然而，在具有上述的化学成分的钢板中，以面积率计75％成为残余奥氏体的含量的上限。如果含有超过9.0％的Mn，则虽然能够使残余奥氏体以面积率计超过75％，但这种情况下，钢板的延展性、铸造性受损。另外，如果考虑氢脆的观点，则残余奥氏体的面积率优选为60％以下，更优选为50％以下，进一步优选为45％以下。

回火马氏体的面积率由利用扫描型电子显微镜(SEM)的组织观察算出。将钢板的L截面进行镜面研磨后，用3％硝酸乙醇(3％硝酸―乙醇溶液)进行腐蚀，用放大倍数为5000倍的扫描型电子显微镜，对距离表面为1/4位置处的金属组织进行观察。

残余奥氏体的面积率通过X射线衍射法来测定。在也算出初生马氏体(即未被回火的马氏体)的面积率的情况下，由于在扫描型电子显微镜(SEM)的观察中，难以区别残余奥氏体和初生马氏体，因此残余奥氏体和初生马氏体的面积率通过下述的方法来测定。将钢板的L截面进行镜面研磨后，用3％硝酸乙醇(3％硝酸―乙醇溶液)进行腐蚀，用放大倍数为5000倍的扫描型电子显微镜，对距离钢板的表面为厚度的1/4位置的显微组织进行观察，测定残余奥氏体及初生马氏体的合计的面积率。接着，从残余奥氏体及初生马氏体的合计的面积率减去通过X射线衍射法而测定的残余奥氏体的面积率，算出初生马氏体的面积率。

本实施方式的钢板的金属组织除了包含回火马氏体及残余奥氏体以外，也可以包含铁素体、贝氏体及初生马氏体。由于初生马氏体为硬质的组织，因此初生马氏体的含量越少，则钢板的弯曲性、韧性变得越高。因此，从确保弯曲性和韧性的观点出发，初生马氏体的含量的上限值以面积率计优选为30％以下，更优选为20％以下。

(回火马氏体中的Mo浓度为钢板的平均Mo含量的1.03倍～1.15倍)

在本实施方式的钢板中，回火马氏体中的Mo浓度为钢板的平均Mo含量的1.03倍～1.15倍。回火马氏体中的Mo浓度的测定对于通过扫描型电子显微镜(SEM)而观察的10点的回火马氏体的组织分别基于利用电子探针显微分析仪(EPMA)得到的元素分布来进行，将各点处的Mo浓度的测定结果的平均值设定为回火马氏体中的Mo浓度。钢板的平均Mo含量在距离钢板的表面为厚度的1/4位置处，在10μm的线长中以0.1μm间隔测定各点的Mo浓度，设定为其平均值。为了提高断裂特性、进一步提高延展性，回火马氏体中的Mo浓度需要为钢板的Mo含量的1.03倍以上。在低于1.03倍的情况下，变得容易脆性断裂，延展性也显著劣化。相对于钢板的Mo含量，回火马氏体中的Mo浓度越高越优选。回火马氏体中的Mo浓度优选为钢板的Mo含量的1.04倍以上，更优选为钢板的Mo含量的1.05倍以上。然而，在具有上述的化学成分的钢板中，回火马氏体中的Mo浓度为Mo含量的1.15倍实质上成为上限。因此，将回火马氏体中的Mo浓度为Mo含量的1.15倍设定为上限。

3.机械特性

接着，对本实施方式的钢板的机械特性进行说明。

本实施方式的钢板的抗拉强度优选为1320MPa以上，更优选为1470MPa。这是由于，在使用钢板作为汽车的原材料时，通过高强度化而减少板厚，有助于轻量化。钢板的抗拉强度的上限没有特别规定，例如也可以为1600MPa。另外，为了将本实施方式的钢板供于压力成形，优选总拉伸率优异。这种情况下，抗拉强度与总拉伸率之积优选为26000MPa％以上，更优选为28000MPa％以上，进一步优选为30000MPa％。抗拉强度与总拉伸率之积的上限没有特别规定，例如也可以为45000MPa％以下。进而，在拉伸试验中，产生缩颈，试验片呈现出延性断口。本申请的钢板由于如上所述还具有高强度及良好的拉伸特性，进而延展性也优异，因此最适于车柱、前侧梁等汽车部件用途。

4.制造方法

接着，对本实施方式的钢板的制造方法进行说明。

本实施方式的钢板通过将具有上述的化学组成的钢利用常规方法进行熔炼，铸造而制作板坯或钢锭，将其加热而进行热轧，将所得到的热轧钢板进行酸洗后，冷轧，实施退火来制造。

热轧只要通过通常的连续热轧生产线来进行即可。退火只要满足后述的条件，则可以通过退火炉及连续退火生产线中的任一者来进行，由于后述的第1次退火及第2次退火均可以优选使用连续退火生产线来进行，因此能够提高生产率。第1次退火及第2次退火优选在还原气氛中进行，例如也可以在氮98％及氢2％的还原气氛中进行。通过在还原气氛中进行热处理，能够防止在钢板的表面附着氧化皮，能够不需要酸洗涤而直接送至镀覆工序。进而，也可以对冷轧轧制后的钢板进行表皮光轧。

为了获得本申请的钢板的组织，优选在以下所示的范围内进行热处理条件、特别是退火条件。

本实施方式的钢板只要具有上述的化学组成，则钢液可以是通过通常的高炉法而熔炼的钢液，也可以如通过电炉法而制成的钢那样，原材料大量地包含废料的钢液。板坯可以是通过通常的连续铸造工艺而制造的板坯，也可以是通过薄板坯铸造而制造的板坯。

将上述的板坯或钢锭进行加热，进行热轧。供于热轧的钢材的温度优选设定为1100℃～1300℃。通过将供于热轧的钢材的温度设定为1100℃以上，能够进一步减小热轧时的变形阻力。另一方面，通过将供于热轧的钢材的温度设定为1300℃以下，能够抑制因氧化皮损耗增加而引起的成品率的降低。在本说明书中，温度是指在钢板表面的中央位置测定的温度。

在热轧前在1100℃～1300℃的温度区域中保持的时间没有特别规定，但为了提高弯曲性，优选设定为30分钟以上，进一步优选设定为1小时以上。另外，为了抑制过度的氧化皮损耗，在1100℃～1300℃的温度区域中保持的时间优选设定为10小时以下，进一步优选设定为5小时以下。此外，在进行直送轧制或直接轧制的情况下，也可以不实施加热处理而直接供于热轧。

精轧开始温度优选设定为700℃～1000℃。通过将精轧开始温度设定为700℃以上，能够减小轧制时的变形阻力。另一方面，通过将精轧开始温度设定为1000℃以下，能够抑制因晶界氧化而引起的钢板的表面性状的劣化。

将进行精轧而得到的热轧钢板冷却，卷取，制成卷材。为了抑制退火后的钢板中的脆化元素即P的晶界偏析，优选将进行精轧后的热轧钢板以10℃/秒以上冷却至700℃以下。冷却后的卷取温度优选设定为700℃以下。通过将卷取温度设定为700℃以下，可抑制内部氧化，之后的酸洗变得容易。卷取温度更优选为650℃以下，进一步优选为600℃以下。卷取温度的下限没有特别规定，例如也可以为室温。为了进一步抑制冷轧时的断裂，也可以冷却至室温后，在冷轧前在300℃～700℃将热轧板进行回火。

热轧钢板通过常规方法而实施酸洗后，进行冷轧，制成冷轧钢板。

如果在冷轧之前且酸洗之前或之后进行超过0％～5％左右的轻度的轧制而修正形状，则在确保平坦的方面变得有利，因此优选。另外，通过在酸洗前进行轻度的轧制而酸洗性提高，表面浓化元素的除去得以促进，具有提高化学转化处理性、镀覆处理性的效果。

从将退火后的钢板的组织微细化的观点出发，冷轧的压下率优选设定为20％以上。从抑制冷轧中的断裂的观点出发，冷轧的压下率优选设定为70％以下。

将经由上述热轧工序及冷轧工序而得到的冷轧钢板加热至Ac₃点以上而进行第1次退火。通过加热至Ac₃点以上，能够将回火马氏体的面积率控制为所期望的值。这里，对含有C：0.05％～0.5％、Si：0％～3.5％、Mn：0～9.0％及Al：0～2.0％的多种冷轧钢板在加热速度0.5～50℃/秒下测量Ac₃点并进行了研究，结果作为Ac₃点，得到以下的式子：

Ac₃＝910-200√C+44Si-25Mn+44Al

使用该式可以算出Ac₃点。

在加热至Ac₃点以上时，在640℃～740℃的温度范围以2～10℃/秒的平均加热速度进行升温。通过将平均加热速度设定为2℃/秒以上，能够抑制因晶界氧化而引起的钢板的表面性状的劣化。另一方面，通过将平均加热速度设定为10℃/秒以下，能够促进向回火马氏体中的Mo浓化。

为了恰当地确保回火马氏体、并且生成残余奥氏体，优选将经由上述热轧工序及冷轧工序而得到的冷轧钢板进行在Ac₃点以上保持10秒～240秒、之后以平均冷却速度2℃/秒～200℃/秒冷却至450℃以下的温度区域的均质化处理。

将进行了第1次退火的钢板加热，在600℃以上且低于Ac₃点的温度区域中保持5秒～100000秒而进行第2次退火。

通过将第2次退火温度设定为600℃以上且低于Ac₃点，能够将回火马氏体设定为所期望的面积率，能够提高抗拉强度、提高拉伸特性。另一方面，从使渗碳体溶解、稳定地确保抗拉强度的观点出发，优选将退火时间(保持时间)设定为5秒以上。此外，通过将600℃以上且低于Ac₃点的温度区域中的保持时间设定为10000秒以上的加热，拉伸特性显著提高，变得容易获得更优异的拉伸特性，能够具有1400MPa以上的抗拉强度(TS)，并且稳定地获得优选31900MPa％以上的抗拉强度与总拉伸率之积(TS×EL)，能够获得更优选34000MPa％以上的抗拉强度与总拉伸率之积(TS×EL)。但是，由于如果退火时间(保持时间)超过100000秒，则其效果饱和，因此优选将退火时间(保持时间)设定为100000秒以下。像这样，退火时间(保持时间)优选设定为5秒～100000秒。

在第2次退火中将钢板加热至600℃以上时，优选在500℃～600℃的温度范围以2～15℃/秒的平均加热速度进行升温。通过以这样的平均加热速度进行升温，能够促进向回火马氏体中的Mo浓化。通过将平均加热速度设定为2℃/秒以上，能够抑制向渗碳体中的Mn浓化。从生产率的观点出发，500℃～600℃的温度范围的平均加热速度更优选为3℃/秒以上。另一方面，通过将平均加热速度设定为15℃/秒以下，能够促进向回火马氏体中的Mo浓化。为了更进一步促进Mo浓化，平均加热速度更优选为12℃/秒以下。

上述退火后的冷却在不对钢板进行镀覆的情况下，只要直接进行至室温即可。另外，在对钢板进行镀覆的情况下，如下那样操作。

在对钢板的表面实施热浸镀锌来制造热浸镀锌钢板的情况下，在430～500℃的温度范围内停止上述退火后的冷却，接着将冷轧钢板浸渍于熔融锌的镀浴中而进行热浸镀锌处理。镀浴的条件只要设定为通常的范围内即可。镀覆处理后只要冷却至室温即可。

在对钢板的表面实施合金化热浸镀锌来制造合金化热浸镀锌钢板的情况下，对钢板实施热浸镀锌处理后，在将钢板冷却至室温前，在450～620℃的温度下进行热浸镀锌的合金化处理。合金化处理条件只要设定为通常的范围内即可。

通过如以上那样制造钢板，能够获得本实施方式的钢板。

实施例

参照例子的同时对本申请的钢板更具体地进行说明。但是，以下的例子为本申请的钢板的例子，本申请的钢板并不限定于以下的例子的方案。

1.评价用钢板的制造

将具有表1中所示的化学成分的钢用转炉进行熔炼，通过连续铸造而得到245mm厚的板坯。

将所得到的板坯以表2中所示的条件进行热轧，制板2.6mm厚的热轧钢板，接着，将所得到的热轧钢板进行酸洗，冷轧，制板1.2mm厚的冷轧钢板。

对于所得到的冷轧钢板，实施表3中所示的条件的热处理而制作了退火冷轧钢板。冷轧钢板的热处理在氮98％及氢2％的还原气氛中进行。此外，关于例编号12，第2次退火温度为580℃，但“第2次退火中的600℃以上且低于Ac₃点的保持时间”中记载的数值表示所述温度下的保持时间。

对于一部分退火冷轧钢板例，进行最终的退火之后，退火后的冷却在460℃下停止，将冷轧钢板在460℃的熔融锌的镀浴中浸渍2秒钟，进行了热浸镀锌处理。镀浴的条件与以往的条件相同。在不实施后述的合金化处理的情况下，在460℃的保持后，以平均冷却速度10℃/秒冷却至室温。

对于一部分退火冷轧钢板例，在进行热浸镀锌处理后，没有冷却至室温，继续实施了合金化处理。加热至520℃，在520℃下保持5秒钟而进行合金化处理，之后，以平均冷却速度10℃/秒冷却至室温。

将像这样操作而得到的退火冷轧钢板以拉伸率0.1％进行调质轧制，准备了各种评价用钢板。

2.评价方法

对于各例中得到的退火冷轧钢板，评价了回火马氏体、残余奥氏体及初生马氏体的面积率、Mn浓度相对于Mo浓度的比率[Mn]/[Mo]、抗拉强度、以及总拉伸率。各评价的方法如下。

回火马氏体的面积率基于上述的观察方法，由利用扫描型电子显微镜(SEM)的组织观察算出。残余奥氏体及初生马氏体的面积率由利用扫描型电子显微镜的组织观察及X射线衍射测定算出。对于将钢板与轧制方向平行地切断的L截面，进行镜面研磨，接着利用3％硝酸乙醇使显微组织显现出来，用放大倍数为5000倍的扫描型电子显微镜，对距离表面为1/4位置处的显微组织进行观察，对于0.1mm×0.3mm的范围通过图像解析(Photoshоp(注册商标))，算出回火马氏体的面积率及残余奥氏体与初生马氏体的合计的面积率。进而，从所得到的钢板切出宽度为25mm、长度为25mm的试验片，对该试验片实施化学研磨而减厚板厚1/4量，对于化学研磨后的试验片的表面，实施3次使用了Co管球的X射线衍射分析，将所得到的线形(profile)进行解析，分别平均而算出残余奥氏体的面积率。从残余奥氏体与初生马氏体的合计的面积率减去残余奥氏体的面积率，算出初生马氏体的面积率。

回火马氏体中的Mo浓度除以平均Mo浓度而得到的值由利用场发射型电子探针显微分析仪(FE-EPMA)的分析算出。对于将钢板与轧制方向平行地切断的L截面，在利用金刚石抛光的镜面研磨后，进行氧化铝研磨，通过FE-EPMA，将加速电压设定为15kV，对于20μm×20μm的范围，将测定间隔设定为0.2μm，测定各测定点的Mo浓度，算出该范围内的平均Mo浓度。进而，选择10点该范围的回火马氏体，将10点的平均值设定为回火马氏体中的Mo浓度。

(机械性质)

从与钢板的轧制方向成直角的方向采集3片JIS5号拉伸试验片，由各个试验片测定抗拉强度(TS)及总拉伸率(EL)。拉伸试验使用JIS5号拉伸试验片，通过JIS Z2241：2011中规定的方法来进行。总拉伸率的测定使用JIS5号试验片，通过JIS Z2241：2011中规定的方法来进行。抗拉强度及抗拉强度与总拉伸率之积(TS×EL)设定为三次拉伸试验的平均值。用电子显微镜对拉伸试验后的试样断面进行观察，将见到包含解理断口或者晶界断口的脆性断口的钢板评价为不良，将没有见到脆性断口的试样评价为良好。另外，另行进行了V弯曲试验。弯曲试验是将宽度为15mm(成为弯曲棱线的方向)、长度为50mm的试验片用前端角度为90度、前端R为板厚的5倍的V型冲头压入V型块。之后，对弯曲棱线进行观察，将棱线中没有开裂的情况设定为弯曲性良好。

3.评价结果

将上述的评价的结果示于表4中。将显示出1320MPa以上的抗拉强度(TS)及26000MPa％以上的抗拉强度与总拉伸率之积(TS×EL)、断口形貌良好的钢板评价为具有优异的拉伸特性及高强度并且在拉伸时产生伴随缩颈的韧性断裂的钢板。此外，关于例编号14及例编号18，除了回火马氏体、残余奥氏体及初生马氏体以外，还观察到铁素体及未再结晶铁素体。另外，实施例的钢板中的初生马氏体的面积率为30％以下的例编号在V弯曲试验时没有产生开裂，弯曲性良好。

Claims

1.一种钢板，其特征在于，以质量％计含有：

C：超过0.18％且低于0.45％、

Si：0.001％以上且低于3.50％、

Mn：超过4.00％且低于9.00％、

sol.Al：0.001％以上且低于2.00％、

Mo：0.030％～0.500％、

B：0.0003％～0.010％、

P：0.023％以下、

S：0.010％以下、

N：低于0.050％、

O：低于0.020％、

Cr：0.00％以上且低于2.00％、

W：0.00％～2.00％、

Cu：0.00％～2.00％、

Ni：0.00％～2.00％、

Ti：0.000％～0.300％、

Nb：0.000％～0.300％、

V：0.000％～0.300％、

Ca：0.000％～0.010％、

Mg：0.000％～0.010％、

Zr：0.000％～0.010％、

REM：0.000％～0.010％、

Sb：0.000％～0.050％、

Sn：0.000％～0.050％、及

Bi：0.000％～0.050％，

进而将Mn及Mo限制为满足式(1)的范围：

25≤[Mn]/[Mo]≤150 (1)

式中，[Mn]及[Mo]分别为Mn及Mo的含量(质量％)，

剩余部分为铁及杂质；

所述回火马氏体中的Mo浓度为钢板的平均Mo含量的1.03倍～1.15倍。

2.根据权利要求1所述的钢板，其特征在于，以质量％计含有：

Cr：0.01％以上且低于2.00％、

W：0.01％～2.00％、

Cu：0.01％～2.00％、

Ni：0.01％～2.00％、

Ti：0.005％～0.300％、

Nb：0.005％～0.300％、

V：0.005％～0.300％、

Ca：0.0001％～0.0100％、

Mg：0.0001％～0.0100％、

Zr：0.0001％～0.0100％、

REM：0.0001％～0.0100％、

Sb：0.0005％～0.0500％、

Sn：0.0005％～0.0500％、及

Bi：0.0005％～0.0500％中的1种或2种以上。

3.根据权利要求1所述的钢板，其特征在于，所述钢板的在L截面中距离表面为厚度的1/4位置处的金属组织以面积率计包含15％～75％的残余奥氏体。

4.根据权利要求1或3所述的钢板，其特征在于，在所述钢板的表面具有热浸镀锌层。

5.根据权利要求1或3所述的钢板，其特征在于，在所述钢板的表面具有合金化热浸镀锌层。