CN113227416B

CN113227416B - 热轧钢板

Info

Publication number: CN113227416B
Application number: CN202080007344.9A
Authority: CN
Inventors: 首藤洋志; 虻川玄纪; 榊原章文; 安藤洵; 安里哲; 远藤将太
Original assignee: Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2019-03-11
Filing date: 2020-03-05
Publication date: 2023-04-04
Anticipated expiration: 2040-03-05
Also published as: US20220042147A1; EP3940093A4; EP3940093A1; KR20210093326A; CN113227416A; WO2020184356A1; MX2021007669A; JPWO2020184356A1; JP7317100B2; KR102524921B1

Abstract

本发明的热轧钢板具有规定的化学成分，在5个测定范围内分别沿轧制方向及与上述轧制方向成直角的方向测定表面的高度分布曲线，在各个上述高度分布曲线中，在将从高度位置最高的点的高度位置和高度位置最低的点即凹部的高度位置的平均的高度位置即平均高度位置至上述凹部为止的高度方向的距离设定为R₁(μm)，将与上述凹部在上述轧制方向或与上述轧制方向成直角的方向上相距5μm的2个测定点的高度的平均设定为R₂(μm)时，下述式(1)所表示的曲率半径r的平均值为10μm以上，热轧钢板的抗拉强度为500MPa以上。r＝(25+|R₂‑R₁|²)/2|R₂‑R₁|(1)。

Description

热轧钢板

技术领域

本发明涉及耐疲劳特性优异的高强度热轧钢板。

本申请基于2019年3月11日在日本申请的特愿2019-43962号而主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

通过热轧而制造的所谓的热轧钢板作为比较廉价的结构材料被广泛用作汽车、产业设备的结构构件用原材料。特别是对于汽车的行走部件中使用的热轧钢板，从轻量化、耐久性、冲击吸收能等观点出发，高强度化取得进展，同时由于为重要安全部件，因此被视为需要优异的耐疲劳特性。

疲劳裂纹由于通常从钢板的表面产生，因此进行了控制钢板的表面性状而提高耐疲劳特性的努力。

在专利文献1、2中报道了一种技术，其通过将去氧化皮温度设定为高温，从而使去氧化皮性提高，将酸洗后的钢板表面粗糙度Ra设定为1.2μm以下，使耐疲劳特性提高。另外，在专利文献3中报道了一种技术，其通过控制精轧开始前的氧化皮厚，从而将基底金属/氧化皮界面的粗糙度Ra设定为1.5μm以下，使耐疲劳特性提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4404004号公报

专利文献2：日本专利第4518029号公报

专利文献3：日本专利第5471918号公报

发明内容

发明所要解决的课题

另一方面，疲劳裂纹的产生位置被认为是钢板表面的凹凸的凹部中曲率半径最小的部分，但控制该凹部的曲率半径的方法在以往的认识中并未示出。

本发明鉴于上述情况，想到以下所示的各种方式，课题是提供具有500MPa以上且1470MPa以下的优异的抗拉强度、耐疲劳特性优异的高强度热轧钢板。进一步优选本发明的课题是提供具有上述特性、而且弯曲加工性优异的高强度热轧钢板。

用于解决课题的手段

(1)本发明的一方案的热轧钢板，作为化学成分，以质量％计包含：C：0.030～0.250％、Si：0.05～2.50％、Mn：1.00～4.00％、sol.Al：0.001～2.000％、P：0.100％以下、S：0.0200％以下、N：0.01000％以下、Ti：0～0.20％、Nb：0～0.20％、B：0～0.010％、V：0～1.0％、Cr：0～1.0％、Mo：0～1.0％、Cu：0～1.0％、Co：0～1.0％、W：0～1.0％、Ni：0～1.0％、Ca：0～0.01％、Mg：0～0.01％、REM：0～0.01％、Zr：0～0.01％、及剩余部分：Fe及杂质，在5个测定范围内分别沿轧制方向及与上述轧制方向成直角的方向测定表面的高度分布曲线(height profile)，在各个上述高度分布曲线中，在将从高度位置最高的点的高度位置和高度位置最低的点即凹部的高度位置的平均的高度位置即平均高度位置至上述凹部为止的高度方向的距离设定为R₁(μm)，将与上述凹部在上述轧制方向或与上述轧制方向成直角的方向上相距5μm的2个测定点的高度的平均设定为R₂(μm)时，下述式(1)所表示的曲率半径r的平均值为10μm以上，热轧钢板的抗拉强度为500MPa以上。

r＝(25+|R₂-R₁|²)/2|R₂-R₁| (1)

(2)根据(1)所述的热轧钢板，在将上述R₁为10μm以上的上述凹部设定为氧化皮损伤部(scale damage portion)时，上述氧化皮损伤部的面积率也可以为30％以下。

(3)根据(1)或(2)所述的热轧钢板，其中，作为上述化学成分，也可以以质量％计含有由下述组构成的至少1种，所述组由Ti：0.001～0.20％、Nb：0.001～0.2％、B：0.001～0.010％、V：0.005～1.0％、Cr：0.005～1.0％、Mo：0.005～1.0％、Cu：0.005～1.0％、Co：0.005～1.0％、W：0.005～1.0％、Ni：0.005～1.0％、Ca：0.0003～0.01％、Mg：0.0003～0.01％、REM：0.0003～0.01％、Zr：0.0003～0.01％构成。

发明效果

根据本发明的一方式，能够得到具有500MPa以上且1470MPa以下的优异的抗拉强度、耐疲劳特性优异的热轧钢板。进而，根据本发明的优选的方案，能够得到具有上述特性、而且能够抑制弯曲内开裂产生的弯曲加工性优异的热轧钢板。

附图说明

图1的(a)是俯视热轧钢板的板面时的示意图，(b)是从板厚方向观察时的侧面图。

图2的(a)是俯视热轧钢板的板面时的示意图，(b)是由热轧钢板取得的3D图像数据的一个例子。

具体实施方式

以下，对本发明的一实施方式的热轧钢板进行详细说明。但是，本发明并不仅限制于本实施方式中公开的构成，在不脱离本发明的主旨的范围内可以各种变更。另外，对于下述的数值限定范围，下限值及上限值包含于该范围内。关于表示为“超过”或“低于”的数值，该值不包含于数值范围内。关于各元素的含量的“％”是指“质量％”。

首先，对想到本发明的本发明人们的认识进行说明。

本发明人们对高强度钢板的耐疲劳特性进行深入调查，弄清楚若钢板表面的凹部的曲率半径超过一定值则疲劳的时间强度(time intensity)上升。该机理如以下那样推定。若钢板重复受到负荷，则在钢板表面的凹部形成疲劳裂纹的初期阶段即侵入(intrusion)。由于凹部的曲率半径越大则应力集中变得越小，因此向凹部前端的应力集中越缓和，侵入的形成得以抑制而疲劳裂纹的产生得以抑制。以往，仅控制作为表面粗糙度的指标而使用的平均粗糙度Ra、最大高度粗糙度Rz时，难以缓和这样的局部的应力集中，因此有时难以得到耐疲劳特性提高效果。

另外，本发明人们还发现了为了获得上述的凹部的曲率半径而有效的热轧方法。凹部的曲率半径通过热轧时的氧化皮的生长速度而具有特征，弄清楚通过在热轧中在钢板表面以一定条件覆盖水膜而能够使其得以实现。

进而，本发明人们对高强度钢板的弯曲加工性也进行调查，弄清楚钢板强度变得越高，则在弯曲加工时变得越容易从弯曲内侧产生龟裂(以下，称为弯曲内开裂)。

弯曲内开裂的机理如下那样推定。在弯曲加工时在弯曲内侧产生压缩的应力。最初弯曲内侧整体一边均匀地变形一边加工进展，但若加工量变大则变得不会仅通过均匀的变形来承担变形，应变局部地集中而变形进展(剪切变形带的产生)。

通过该剪切变形带进一步生长，从弯曲内侧表面产生沿着剪切带的龟裂并生长。推定伴随着高强度化而变得容易产生弯曲内开裂的理由是由于：通过伴随着高强度化的加工硬化能的降低，均匀的变形变得难以进展，变得容易产生变形的不均，从而在加工早期(或在缓和的加工条件下)产生剪切变形带。

通过本发明人们的研究，获知弯曲内开裂变得容易在抗拉强度为780MPa级以上的钢板中产生，在980MPa级以上的钢板中变得显著，在1180MPa级以上的钢板中成为更显著的课题。另外，本发明人们还认识到：即使是500MPa以上的钢板，在加工量大时，有时弯曲内开裂也成为课题。

1.化学成分

以下，对本实施方式的热轧钢板的成分组成进行详细说明。本实施方式的热轧钢板作为化学成分包含基本元素，根据需要包含选择元素，剩余部分由Fe及杂质构成。

在本实施方式的热轧钢板的化学成分中，C、Si、Mn、Al为基本元素(主要的合金化元素)。

(C：0.030％以上且0.250％以下)

C是在确保钢板强度的方面重要的元素。C含量低于0.030％时，无法确保抗拉强度500MPa以上。因此，C含量设定为0.030％以上，优选为0.050％以上。

另一方面，若C含量变得超过0.250％，则焊接性变差，因此将上限设定为0.250％。优选C含量为0.200％以下，进一步优选为0.150％以下。

(Si：0.05％以上且2.50％以下)

Si是能够通过固溶强化而提高材料强度的重要的元素。Si含量低于0.05％时，屈服强度降低，因此Si含量设定为0.05％以上。Si含量优选为0.10％以上，进一步优选为0.30％以上。

另一方面，Si含量超过2.50％时，引起表面性状劣化，因此Si含量设定为2.50％以下。Si含量优选为2.00％以下，更优选为1.50％以下。

(Mn：1.00％以上且4.00％以下)

Mn是在提高钢板的机械强度的方面有效的元素。Mn含量低于1.00％时，由于无法确保500MPa以上的抗拉强度，因此不优选。因此，Mn含量设定为1.00％以上。Mn含量优选为1.50％以上，更优选为2.00％以上。

另一方面，若过量地添加Mn，则通过Mn偏析而组织变得不均匀，弯曲加工性降低，因此不优选。因此，Mn含量设定为4.00％以下，优选为3.00％以下，更优选为2.60％以下。

(sol.Al：0.001％以上且2.000％以下)

Al是具有将钢脱氧而将钢板健全化的作用的元素。sol.Al含量低于0.001％时，由于无法充分脱氧，因此sol.Al含量设定为0.001％以上。但是，在脱氧十分必要的情况下，更优选添加0.01％以上。进一步优选sol.Al含量为0.02％以上。

另一方面，sol.Al含量超过2.000％时，焊接性的降低变得显著，并且氧化物系夹杂物增加而表面性状的劣化变得显著，因此不优选。因此，sol.Al含量设定为2.000％以下，优选为1.500％以下，更优选为1.000％以下。由于有可能在热轧时成为二相域轧制，延展性通过加工铁素体组织而降低，因此sol.Al含量进一步优选为0.300％以下。由于有可能在酸洗后的表面残留Al的氧化物含有层，化学转化处理性劣化，因此sol.Al含量进一步优选为0.150％以下。由于担心起因于表面的Al的氧化物含有层的条纹缺陷的产生，因此sol.Al含量最优选为0.080％以下。

需要说明的是，所谓sol.Al是指未成为Al₂O₃等氧化物、可溶于酸中的酸可溶Al。

本实施方式的热轧钢板作为化学成分而含有杂质。需要说明的是，所谓“杂质”是指在工业上制造钢时，从作为原料的矿石或废铁、或从制造环境等混入的物质。例如是指P、S、N等元素。为了充分发挥本实施方式的效果，这些杂质优选如以下那样限制。另外，由于杂质的含量优选少，因此没有必要限制下限值，杂质的下限值也可以为0％。

(P：0.100％以下)

P一般是含有于钢中的杂质，但由于具有提高抗拉强度的作用，因此也可以积极地含有P。但是，P含量超过0.100％时焊接性的劣化变得显著，因此不优选。因此，P含量限制为0.100％以下。P含量优选限制为0.050％以下。为了更可靠地获得由上述作用带来的效果，也可以将P含量设定为0.001％以上。

(S：0.0200％以下)

S是含有于钢中的杂质，从焊接性的观点出发越少越优选。S含量超过0.0200％时焊接性的降低变得显著，同时MnS的析出量增加，低温韧性降低，因此不优选。因此，S含量限制为0.0200％以下。S含量优选限制为0.0100％以下，进一步优选限制为0.0050％以下。需要说明的是，从脱硫成本的观点出发，S含量也可以设定为0.001％以上。

(N：0.01000％以下)

N是含有于钢中的杂质，从焊接性的观点出发越少越优选。N含量超过0.01000％时焊接性的降低变得显著，因此不优选。因此，N含量限制为0.01000％以下，也可以优选设定为0.00500％以下。

本实施方式的热轧钢板除了上述说明的基本元素及杂质以外，也可以含有选择元素。例如，代替上述的剩余部分即Fe的一部分，作为选择元素，也可以含有Ti、Nb、B、V、Cr、Mo、Cu、Co、W、Ni、Ca、Mg、REM、Zr。这些选择元素只要根据其目的而含有即可。因而，没有必要限制这些选择元素的下限值，下限值也可以为0％。另外，即使这些选择元素作为杂质而含有，也不会损害上述效果。

(Ti：0％以上且0.20％以下)

Ti是作为TiC在钢板的冷却中或卷取中在钢板组织的铁素体或贝氏体中析出、有助于强度的提高的元素。另外，若Ti超过0.20％则上述的效果饱和而经济性降低。因此，Ti含量设定为0.20％以下。Ti含量优选为0.18％以下，更优选为0.15％以下。为了优选地获得上述的效果，Ti含量只要为0.001％以上即可。优选为0.02％以上。

(Nb：0％以上且0.20％以下)

Nb与Ti同样地是作为NbC而析出、提高强度、并且显著抑制奥氏体的再结晶、将铁素体的结晶粒径微细化的元素。若Nb超过0.20％，则上述的效果饱和而经济性降低。因此，Nb含量设定为0.20％以下。优选为0.15％以下，更优选为0.10％以下。为了优选地获得上述的效果，Nb含量只要为0.001％以上即可。优选为0.005％以上。

需要说明的是，在本实施方式的热轧钢板中，作为化学成分，优选以质量％计含有Ti：0.001％以上且0.20％以下、Nb：0.001％以上且0.20％以下中的至少1种。

(B：0％以上且0.010％以下)

B通过在晶界中偏析而提高晶界强度，能够抑制冲裁时的冲裁截面的粗糙。因此，也可以含有B。即使B含量超过0.010％，上述效果也饱和，在经济上变得不利，因此B含量的上限设定为0.010％以下。B含量优选为0.005％以下，更优选为0.003％以下。为了优选地获得上述的效果，B含量只要为0.001％以上即可。

(V：0％以上且1.0％以下)(Cr：0％以上且1.0％以下)(Mo：0％以上且1.0％以下)(Cu：0％以上且1.0％以下)(Co：0％以上且1.0％以下)(W：0％以上且1.0％以下)(Ni：0％以上且1.0％以下)

V、Cr、Mo、Cu、Co、W、Ni均是为了稳定地确保强度而有效的元素。因此，也可以含有这些元素。但是，关于任一元素，即使分别超过1.0％而含有，有时由上述作用带来的效果也容易饱和，在经济上变得不利。因此，V含量、Cr含量、Mo含量、Cu含量、Co含量、W含量及Ni含量分别优选设定为1.0％以下。需要说明的是，为了更可靠地获得由上述作用带来的效果，优选含有V：0.005％以上、Cr：0.005％以上、Mo：0.005％以上、Cu：0.005％以上、Co：0.005％以上、W：0.005％以上及Ni：0.005％以上中的至少1种。

(Ca：0％以上且0.01％以下)(Mg：0％以上且0.01％以下)(REM：0％以上且0.01％以下)(Zr：0％以上且0.01％以下)

Ca、Mg、REM、Zr均是有助于夹杂物控制、特别是夹杂物的微细分散化、具有提高韧性的作用的元素。因此，也可以含有这些元素中的1种或2种以上。但是，关于任一元素，若分别超过0.01％而含有，则有时表面性状的劣化明显化。因此，各元素的含量分别优选设定为0.01％以下。需要说明的是，为了更可靠地获得由上述作用带来的效果，优选将这些元素中的至少一种的含量设定为0.0003％以上。

其中，REM是指Sc、Y及镧系元素的合计17种元素，为其至少1种。上述REM的含量是指这些元素中的至少1种的合计含量。在镧系元素的情况下，在工业上以混合稀土金属的形态添加。

需要说明的是，在本实施方式的热轧钢板中，作为化学成分，优选以质量％计含有Ca：0.0003％以上且0.01％以下、Mg：0.0003％以上且0.01％以下、REM：0.0003％以上且0.01％以下、Zr：0.0003％以上且0.01％以下中的至少1种。

上述的钢成分只要通过钢的一般的分析方法而测定即可。例如，钢成分只要使用ICP-AES(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry)来测定即可。需要说明的是，C及S只要使用燃烧-红外线吸收法进行测定即可，N只要使用不活泼气体熔融-热导法进行测定即可，O只要使用不活泼气体熔融-非分散型红外线吸收法进行测定即可。

2.表面性状

就本实施方式的热轧钢板的表面性状而言，控制凹部的曲率半径是重要的。凹部的曲率半径r(单位：μm)的求法如下所述。使用接触粗糙度计或非接触粗糙度计，相对于钢板的轧制方向(L方向)及与轧制方向成直角的方向(C方向)，空开10mm以上的间隔，以4mm以上的长度分别在任意的5个部位测定高度分布曲线。对于所得到的合计10条高度分布曲线，分别将高度最低的部位视为凹部H，测定合计10个部位的凹部H的曲率半径r。各凹部H的曲率半径r(单位：μm)使用凹部H的高度R₁(μm)和与凹部在高度分布曲线上相距5μm的测定点2点的高度的平均R₂(μm)，通过下述式(1)求出。

r＝(25+|R₂-R₁|²)/2|R₂-R₁| (1)

图1(a)是俯视热轧钢板100的板面时的示意图，图1(b)是从板厚方向观察时的侧面图。其中，X表示轧制方向(L方向)或与轧制方向成直角的方向(C方向)，Y表示与X成直角的方向。

“凹部的高度R₁”如图1(b)中所示的那样，是在该高度分布曲线中，以单位μm来表示将高度最高的位置与高度最低的位置(凹部H)的平均的高度位置设定为平均高度位置I时的从平均高度位置I至凹部H为止的高度方向的距离的值。另外，“与凹部H在高度分布曲线上相距5μm的测定点2点”为图1中所示的点A及点B，如果该高度分布曲线为钢板的轧制方向上的分布曲线，则表示与凹部在轧制方向上相距5μm的测定点2点，如果该高度分布曲线为与钢板的轧制方向成直角的方向上的分布曲线，则表示与凹部在与轧制方向成直角的方向上相距5μm的测定点2点。R₂是点A的高度R₂₁与点B的高度R₂₂的平均值。另外，上述的“距离”表示从平均高度位置I起的高度方向的距离的绝对值，其方向不限。

本发明人们深入研究的结果发现：就所测定的10点的曲率半径r的平均值为10μm以上的钢板而言，不论母材的钢板组织如何，疲劳的20万次时间强度都变得良好。优选曲率半径r的平均值为16μm以上，进一步优选成为21μm以上。

另外，本实施方式的热轧钢板的表面性状优选深度(上述式(1)的R₁)为10μm以上的凹部(有时将深度为10μm以上的凹部称为氧化皮损伤部)的面积率为30％以下。氧化皮损伤部的面积率超过30％时，在弯曲加工时的初期产生向氧化皮损伤部的局部的应变集中，成为弯曲内开裂的龟裂发生的原因，因此不优选。

氧化皮损伤部的详细的定义的方法如下。使用通过焦点深度的解析而取得对象的3D图像数据的数码显微镜等装置(例如RH-2000(株式会社Hirox制))，取得热轧钢板的表面3000μm×3000μm的范围的3D图像数据。

图2(a)是俯视热轧钢板100的板面时的示意图，图2(b)是由热轧钢板100取得的3D图像数据的一个例子。在图2(b)中所示的图像内，将高度最高的位置与高度最低的位置的平均的高度位置设定为平均高度位置I，将高度位置比平均高度位置I低10μm以上的区域定义为氧化皮损伤部10，用取得3D图像数据的装置测定氧化皮损伤部10的表面积。使用热轧钢板100的表面3000μm×3000μm的范围的3D图像数据，通过将该范围内所含的全部的氧化皮损伤部10的表面积除以该范围的合计表面积，算出氧化皮损伤部10的面积率。

即，在3000μm×3000μm的范围内不存在高度位置比平均高度位置低10μm以上的区域的情况下，在该范围内变得不存在氧化皮损伤部。

3.钢板组织

本实施方式的热轧钢板可以具有铁素体、珠光体、贝氏体、新鲜马氏体及回火马氏体、珠光体、残留奥氏体等任一相作为钢组织的构成相，也可以在组织中含有碳氮化物等化合物。

例如，以面积％计可以含有80％以下的铁素体、0～100％的贝氏体或马氏体、此外残留奥氏体：25％以下、珠光体：5％以下。

4.机械特性

本实施方式的热轧钢板作为有助于汽车的轻量化的充分的强度，具有500MPa以上的抗拉强度(TS)。另一方面，由于在本实施方式的构成中难以设定为超过1470MPa，因此实质性抗拉强度的上限为1470MPa以下。因此，抗拉强度的上限没有必要特别规定，但在本实施方式中可以将实质性抗拉强度的上限设定为1470MPa。

需要说明的是，拉伸试验只要依据JIS Z2241(2011)而进行即可。

本实施方式的热轧钢板具有优异的耐疲劳特性。因此，从本实施方式的热轧钢板的宽度方向1/4的位置，按照与轧制方向成直角的方向(C方向)成为长度方向的方式采集JIS Z 2275中记载的试验片，实施依据JIS Z 2275的平面弯曲疲劳试验，在将断裂重复次数成为20万次那样的时间强度设定为20万次时间强度时，20万次时间强度为450MPa以上、或抗拉强度的55％以上。

进而，本实施方式的热轧钢板优选具有优异的弯曲加工性。因此，在本实施方式的热轧钢板中，作为弯曲内开裂性的指标值的极限弯曲R/t的值优选为2.5以下。R/t的值例如可以通过从热轧钢板的宽度方向1/2位置切取长条形状的试验片，对于弯曲棱线与轧制方向(L方向)平行的弯曲(L轴弯曲)和弯曲棱线与和轧制方向成直角的方向(C方向)平行的弯曲(C轴弯曲)这两者，依据JIS Z2248(V形块90°弯曲试验)进行弯曲加工，调查在弯曲内侧产生的龟裂而求出。可以求出不产生龟裂的最小弯曲半径，将L轴与C轴的最小弯曲半径的平均值除以板厚而得到的值设定为极限弯曲R/t而作为弯曲加工性的指标值。

5.制造方法

接着，对本实施方式的热轧钢板的优选的制造方法进行说明。

在热轧之前的制造工序没有特别限定。即，紧接着利用高炉或电炉等的熔炼，进行各种二次精炼，接着，只要通过通常的连续铸造、利用铸锭法的铸造、或薄板坯铸造等方法来铸造即可。在连续铸造的情况下，可以将铸造板坯一度冷却至低温后，再度加热后进行热轧，也可以将铸造板坯不冷却至低温而在铸造后直接进行热轧。对于原料，也可以使用废铁。

对所铸造的板坯实施加热工序。在该加热工序中，将板坯加热至1100℃以上且1300℃以下的温度后，保持30分钟以上。在添加Ti或Nb的情况下加热至1200℃以上且1300℃以下的温度后，保持30分钟以上。加热温度低于1200℃时，由于作为析出物元素的Ti、Nb未充分熔化，因此在后续的热轧时得不到充分的析出强化，而且作为粗大的碳化物而残存，从而使成形性劣化，因此不优选。因此，在包含Ti、Nb的情况下板坯的加热温度设定为1200℃以上。另一方面，加热温度超过1300℃时，氧化皮生成量增大，成品率降低，因此加热温度设定为1300℃以下。为了使Ti、Nb充分熔化，加热保持时间优选设定为30分钟以上。另外，为了抑制过度的氧化皮损耗，优选将加热保持时间设定为10小时以下，进一步优选设定为5小时以下。

接着，对加热后的板坯实施进行粗轧而制成粗轧板的粗轧工序。

粗轧只要将板坯制成所期望的尺寸形状即可，其条件没有特别限定。需要说明的是，粗轧板的厚度由于对精轧工序中的从轧制开始时至轧制完成时为止的从热轧板前端至尾端为止的温度降低量造成影响，因此优选考虑其来确定。

对粗轧板实施精轧。在该精轧工序中，进行多段精轧。本实施方式中，以满足下述式(2)的条件在1200℃～850℃的温度域中进行精轧。

F≥0.5 (2)

F表示从精轧的开始至完成为止的时间(x秒)中除了钢板与辊相接触的时间(y秒)以外的总时间(x-y秒)中钢板的表面被水膜覆盖的时间(z秒)的比率。即，以F＝z/(x-y)表示。

在精轧中生长的氧化皮也可能成为在钢板中形成凹部的原因，但由于通过将钢板表面用水膜覆盖而能够抑制其生长，因此将钢板表面用水膜覆盖的时间越长越优选。如果满足F≥0.5，则能够获得良好的疲劳的时间强度，优选F≥0.6，进一步优选F≥0.7。

将钢板表面用水膜覆盖的方法可列举出在辊间以喷雾状吹附水等。

另外，在精轧中优选满足下述式(3)。

K/Si*≥1.2 (3)

其中，Si≥0.35时设定为Si*＝140√Si，Si<0.35时设定为Si*＝80。需要说明的是，Si表示钢板的Si含量(质量％)。

Si*是关于表示凹部的易形成性的钢板成分的参数。若钢板成分的Si量多，则在热轧时在表层中生成的氧化皮由比较容易被去氧化皮而不易在钢板中产生凹部的方铁矿(FeO)变化为容易在钢板中按照扎根的方式生长而产生凹部的铁橄榄石(Fe₂SiO₄)。因此，Si量越大，即Si*越大，则越容易形成凹部。其中，由Si添加带来的凹部的易形成性在添加0.35质量％以上的Si时效果变得特别显著。因此在添加0.35质量％以上时，Si*成为Si的函数，但低于0.35质量％时成为常数。

另外，上述式(3)中的K以下述式(4)表示。K＝Σ((FT_n-930)×S_n)(4)

其中，FT_n是精轧的第n段的钢板温度(℃)，S_n是在精轧的第n-1段与第n段之间将水以喷雾状吹附于钢板时的单位时间的吹附量(m³/min)。

K是表示凹部的难形成性的制造条件的参数。K是表示将通过精轧前的去氧化皮未完全剥离的氧化皮或在精轧中再度形成的氧化皮在精轧中进行去氧化皮的方面的效果的项，表示在高的温度下通过将大量的水以喷雾状吹附于钢板而变得更容易进行去氧化皮。

需要说明的是，若从去氧化皮控制的机理进行考虑，则认为表示氧化皮损伤部的难形成性的制造条件的本来的参数成为将“关于温度的参数”与“关于水的吹附量的参数”之积在进行精轧的温度范围内进行积分而得到的值。这基于通过在更高温下吹附更多的水而助长去氧化皮的想法。

本发明人们发现：为了在控制制造条件方面设定为更简易的参数，通过使用相当于将对上述的本来的参数在各辊间进行分割而得到的参数总和的参数K(式4)，能够控制表面粗糙度。这里，认为参数K通过精轧机的机架数或辊间距离、通板速度与上述的本来的参数乖离。然而，本发明人们确认：如果为精轧机架数5～8台、辊间距离4500mm～7000mm、通板速度(通过最终段后的速度)400～900mpm的范围内，则使用上述的参数K能够控制表面粗糙度。

如上述式(3)中所示的那样，如果表示凹部的难形成性的制造条件的参数K与关于表示凹部的易形成性的钢板成分的参数Si*之比为1.2以上，则能够将氧化皮损伤部的面积率设定为低于30％，能够抑制弯曲内侧的龟裂的产生。

若在F≥0.5的同时满足K/Si*≥1.2，则与仅满足F≥0.5时相比，能够减小氧化皮损伤部的面积率，进一步抑制弯曲内侧的龟裂的产生，因此优选。

紧接着精轧，实施冷却工序及卷取工序。

就本实施方式的热轧钢板而言，并非通过控制基本组织，而是通过控制表面性状来达成上述的适宜的特性，因此冷却工序及卷取工序的条件没有特别限定。因此，多段精轧后的冷却工序、及卷取工序只要按照常规方法进行即可。

对于热轧钢板，也可以在冷却后根据需要实施酸洗。酸洗处理例如只要在3～10％浓度的盐酸中在85℃～98℃的温度下以20秒～100秒进行即可。

对于热轧钢板，也可以在冷却后根据需要实施表皮光轧。表皮光轧具有防止在加工成形时产生的拉伸应变、形状矫正的效果。

实施例

以下，在参照例子的同时对本发明的热轧钢板更具体地进行说明。但是，以下的实施例为本发明的热轧钢板的例子，本发明的热轧钢板并不限定于以下的方案。以下记载的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条件例，本发明并不限制于这些一条件例。只要不脱离本发明的主旨、达成本发明的目的，则本发明可采用各种条件。

将表1中所示的化学成分的钢进行铸造，铸造后，直接或暂且冷却至室温后进行再加热，加热至1200℃～1300℃的温度范围，之后，以1100℃以上的温度，将板坯粗轧至表2及表3中记载的粗轧板板厚，制作了粗轧板。

对于粗轧板，使用以下的3种精轧机进行精轧。

轧机A：机架数7台、辊间距离5500mm、通板速度700mpm

轧机B：机架数6台、辊间距离5500mm、通板速度600mpm

轧机C：机架数7台、辊间距离6000mm、通板速度700mpm

将精轧的第n段的钢板温度FT_n示于表2及表3中，将在精轧的第n-1段与第n段之间将水以喷雾状吹附于钢板时的单位时间的吹附量(m³/min)S_n示于表4及表5中。另外，关于所使用的精轧机，也示于表4及表5中。

在精轧完成后，以将热轧板组织制成贝氏体、铁素体-贝氏体、马氏体作为目标，按照以下所示的各冷却模式进行了冷却及卷取。

(贝氏体模式：冷却模式B)

以本模式制作的热轧钢板在精轧后，实施以20℃/秒以上的冷却速度冷却至卷取温度450℃～550℃后卷取成卷材状的冷却工序及卷取工序。

(铁素体-贝氏体模式：冷却模式F+B)

对于以本模式制作的热轧钢板，通过在精轧后，实施以20℃/秒以上的平均冷却速度冷却至600～750℃的冷却停止温度范围，在冷却停止温度范围内保持2～4秒后，进一步以冷却速度20℃/秒以上的平均冷却速度、以500～600℃的卷取温度卷取成卷材状的冷却工序及卷取工序而获得。需要说明的是，在该工序中，在需要明确确定温度、保持时间等的情况下，使用以下的式子的Ar3温度来设定温度、时间。需要说明的是，以下的式子中的C、Si、Mn、Ni、Cr、Cu、Mo表示各个元素的以单位：质量％计的含量。

Ar3(℃)＝870-390C+24Si-70Mn-50Ni-5Cr-20Cu+80Mo

(马氏体模式：冷却模式Ms)

以本模式制作的热轧钢板通过在精轧完成后，实施以20℃/秒以上的平均冷却速度冷却至100℃以下的卷取温度后卷取成卷材状的冷却工序及卷取工序来制造。

对于各热轧钢板，在3～10％浓度的盐酸中在85℃～98℃的温度下进行20秒～100秒的酸洗处理，使氧化皮剥离。

凹部的曲率半径如以下那样进行测定。使用接触粗糙度计，相对于钢板的轧制方向及与轧制方向成直角的方向，空开10mm以上的间隔，以4mm以上的长度，分别在5个部位测定高度分布曲线，算出上述定义的凹部的曲率半径。

氧化皮损伤部的面积率如以下那样进行测定。使用显微镜(株式会社Hirox制·RH-2000)，取得热轧钢板的表面3000μm×3000μm的范围的3D图像数据，算出上述定义的氧化皮损伤部的面积率。

<热轧钢板的特性的评价方法>

抗拉强度使用从热轧钢板的宽度方向1/4的位置按照与轧制方向成直角的方向(C方向)成为长度方向的方式采集的JIS5号试验片，依据JIS Z2241(2011)的规定而实施拉伸试验，求出拉伸最大强度TS(MPa)、对接伸长率(总伸长率)EL(％)。在满足TS≥500MPa的情况下，设定为高强度热轧钢板而设定为合格。

关于疲劳强度，从热轧钢板的宽度方向1/4的位置按照与轧制方向成直角的方向(C方向)成为长度方向的方式采集JIS Z 2275中记载的试验片，实施依据JIS Z 2275的平面弯曲疲劳试验而求出。将断裂重复次数成为20万次的时间强度设定为20万次时间强度。在20万次时间强度为450MPa以上、或抗拉强度的55％以上的情况下，设定为耐疲劳特性优异的热轧钢板而设定为合格。

弯曲试验片从热轧钢板的宽度方向1/2位置切取100mm×30mm的长条形状的试验片，供于以下的试验。

对于弯曲棱线与轧制方向(L方向)平行的弯曲(L轴弯曲)和弯曲棱线与和轧制方向成直角的方向(C方向)平行的弯曲(C轴弯曲)这两者，依据Z2248(V形块90°弯曲试验)调查弯曲加工性，求出不产生龟裂的最小弯曲半径，将L轴与C轴的最小弯曲半径的平均值除以板厚而得到的值设定为极限弯曲R/t而作为弯曲性的指标值。在R/t≤2.5的情况下，判断为弯曲加工性优异的热轧钢板。

但是，关于龟裂的有无，对将V形块90°弯曲试验后的试验片以与弯曲方向平行并且与板面垂直的面切断而得到的截面进行镜面研磨后，用光学显微镜观察龟裂，在试验片的弯曲内侧观察到的龟裂长度超过30μm的情况下判断为有龟裂。

如表1～表7中所示的那样，就满足本发明的条件的实施例而言，全部的机械特性适宜。另一方面，就至少一个以上不满足本发明的条件的比较例而言，一个以上的机械特性不适宜。

符号说明

X 轧制方向(L方向)或与轧制方向成直角的方向(C方向)

Y 与X成直角的方向

T 板厚方向

H 凹部

I 平均高度位置

R₁ 凹部H的高度

R₂ 与凹部H相距5μm的2点的高度的平均

10 氧化皮损伤部

100 热轧钢板

Claims

1.一种热轧钢板，其特征在于，作为化学成分，以质量％计包含：

C：0.030～0.250％、

Si：0.05～2.50％、

Mn：1.00～4.00％、

sol.Al：0.001～2.000％、

P：0.100％以下、

S：0.0200％以下、

N：0.01000％以下、

Ti：0～0.20％、

Nb：0～0.20％、

B：0～0.010％、

V：0～1.0％、

Cr：0～1.0％、

Mo：0～1.0％、

Cu：0～1.0％、

Co：0～1.0％、

W：0～1.0％、

Ni：0～1.0％、

Ca：0～0.01％、

Mg：0～0.01％、

REM：0～0.01％、

Zr：0～0.01％、及

剩余部分：Fe及杂质，

在5个测定范围内分别沿轧制方向及与所述轧制方向成直角的方向测定表面的高度分布曲线，在各个所述高度分布曲线中，在将从高度位置最高的点的高度位置和高度位置最低的点即凹部的高度位置的平均的高度位置即平均高度位置至所述凹部为止的高度方向的距离设定为R₁(μm)，将与所述凹部在所述轧制方向或与所述轧制方向成直角的方向上相距5μm的2个测定点的高度的平均设定为R₂(μm)时，下述式(1)所表示的曲率半径r的平均值为10μm以上，

所述热轧钢板的抗拉强度为500MPa以上，

在将所述R₁为10μm以上的所述凹部设定为氧化皮损伤部时，所述氧化皮损伤部的面积率为30％以下，

r＝(25+|R₂-R₁|²)/2|R₂-R₁| (1)。

2.根据权利要求1所述的热轧钢板，其特征在于，作为所述化学成分，以质量％计含有由下述组构成的至少1种，所述组由

Ti：0.001～0.20％、

Nb：0.001～0.20％、

B：0.001～0.010％、

V：0.005～1.0％、

Cr：0.005～1.0％、

Mo：0.005～1.0％、

Cu：0.005～1.0％、

Co：0.005～1.0％、

W：0.005～1.0％、

Ni：0.005～1.0％、

Ca：0.0003～0.01％、

Mg：0.0003～0.01％、

REM：0.0003～0.01％、

Zr：0.0003～0.01％构成。