CN114080464A

CN114080464A - 热轧钢板

Info

Publication number: CN114080464A
Application number: CN202080049269.2A
Authority: CN
Inventors: 榊原睦海; 榊原章文; 安里哲; 山本晃大
Original assignee: Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2019-07-10
Filing date: 2020-06-15
Publication date: 2022-02-22
Anticipated expiration: 2040-06-15
Also published as: MX2021015665A; US20220251693A1; JP7235113B2; EP3998361B1; JPWO2021005971A1; CN114080464B; EP3998361A1; WO2021005971A1; EP3998361A4; KR20220016204A; US12018352B2

Abstract

该热轧钢板为包含母材钢板、和形成在所述母材钢板的表面上的氧化皮的热轧钢板，所述母材钢板具有给定的化学组成，所述氧化皮具有从所述母材钢板侧起依次包含方铁矿、磁铁矿以及赤铁矿的层结构或依次包含所述方铁矿和所述磁铁矿的层结构，在将所述氧化皮的厚度设为s，所述赤铁矿的厚度设为h，所述磁铁矿的厚度设为m时，所述s、所述h、所述m满足(h+m)/s<0.20式(1)以及h≤m/4式(2)。

Description

热轧钢板

技术领域

本发明涉及热轧钢板。

本申请基于2019年07月10日在日本提出的日本特愿2019-128611号而主张优先权，并引用其内容。

背景技术

通过热轧而制造的所谓的热轧钢板作为价格比较低的结构材料而广泛地用作车辆、产业机器的结构部件用的原材料。热轧钢板由于会在热轧时通过氧化氛围，因此会不可避免地在钢板表面上生成氧化皮(Scale)(铁氧化物)。该氧化皮有时会在热轧时、卷取成卷时、或在之后的精整工序中通过各种辊时，从钢板的基础钢材上剥离。如此，可能在热轧钢板的制造工序中发生氧化皮的剥离，或即使在制造热轧钢板后的时间点处氧化皮并未剥离，氧化皮也可能在加工为各种车辆零件、建筑零件时剥离，不仅美观性会劣化，还存在导致其作为制品而在使用环境中的耐腐蚀性劣化的可能性，因此并不理想。此外，如果在精整工序中发生氧化皮的部分剥离，则热轧钢板在通过辊时，残存在热轧钢板表面上氧化皮有时会被压入钢板表面，造成酸洗后也以凹凸纹理的形式而残存的情况。在该情况下，美观性自不必提，有时还会因表面凹凸而引起疲劳特性的恶化等。基于这样的理由，热轧钢板需要氧化皮和基础钢材的密合性优异。

已知基础钢材和氧化皮的密合性可以通过使氧化皮变薄而优化。这被认为是因为，在将热轧钢板卷取成卷时、精整工序中的卷回时或加工时对氧化皮表层施加的应变变小，裂缝的发生受到了抑制。此外，还已知如果在方铁矿(FeO)和基础钢材的界面处使磁铁矿(Fe₃O₄)生成，则基础钢材和氧化皮的密合性会优化。该理由尚不明确，但推测是因为从基础钢材和方铁矿的界面处生成的磁铁矿层与基础钢材的整合性良好。此外，还已知通过含有Cu、Ni或Si等在与基础钢材的界面处容易晶界氧化的元素，基础钢材和氧化皮的密合性通过锚固效应而提高。

以往，已经提出了基于这些发现的热轧钢板以及其制造方法。例如在专利文献1中，公开了通过控制精轧后的冷却速度和卷取温度，使氧化皮厚度为20μm以下，并且使基础钢材和磁铁矿接触的界面的轧制方向的长度的比例为80％以上以提高氧化皮密合性的方法。此外，在专利文献2中公开了将卷取温度设为600℃以下，使氧化皮中的磁铁矿为80％以上，并通过添加Cu、Ni而获得锚固效应，由此提高氧化皮密合性的方法。此外，在专利文献3中，公开了在精轧工序中，在各轧机机座间喷射冷却水或氮气，对钢板表面的氧浓度进行控制，由此抑制氧化皮的生长，制造无氧化皮膨胀的、表面性状优异的热轧钢板的技术。

然而，专利文献1和2公开的技术是通过控制精轧后的冷却速度和卷取温度而提高氧化皮密合性的手法，在采用这样的手法的情况下，会对钢板的组织控制产生限制。此外，并没有公开在将卷取温度设为300℃以下时提高氧化皮密合性的手法。

此外如专利文献2，通过添加作为提高氧化皮密合性的元素的Cu或Ni等的合金而提高氧化皮密合性的方法会增大成本。

专利文献3是试图通过控制精轧时的氧浓度而提高表面性状的技术。然而，根据本发明者们的研究，就专利文献3的技术而言，即使在制造热轧钢板的时间点处氧化皮未剥离，在加工成各种零件时氧化皮密合性也不足够，存在发生氧化皮剥离的情况。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5799913号公报

专利文献2：日本特开2000-87185公报

专利文献3：日本专利第4987786号公报

发明内容

本发明所解决的技术问题

本发明鉴于上述的探讨，目的在于：提供一种表面性状(外观)优异，并且氧化皮密合性优异的热轧钢板。特别是，目的在于：提供一种尽可能降低了作为提高氧化皮密合性的元素的Cu、Cr和Ni的含量的热轧钢板。

解决技术问题的技术手段

本发明者们着眼于构成氧化皮的层的构成，对氧化皮密合性进行了深入研究。其结果，发现即使在不添加表现锚固效应的合金的情况下，如果具有从母材钢板侧起依次包含方铁矿、磁铁矿以及任选的赤铁矿的层结构(即，从母材钢板侧起依次包含方铁矿、磁铁矿以及赤铁矿的层结构或依次包含所述方铁矿和所述磁铁矿的层结构)，作为氧化皮的表层的脆性层的赤铁矿、以及磁铁矿的厚度相对于氧化皮的厚度整体而言在一定的比例之下，则氧化皮密合性上升。

此外，本发明者们还发现为了得到所述的氧化皮层结构，对从热轧到卷取的条件进行控制是有效的手段。特别是发现了在热轧中，氧化皮层结构中包含的赤铁矿、磁铁矿和方铁矿的厚度比例受到热轧时的氧化皮生长速度和氧浓度较大的影响，如果要缩小赤铁矿以及磁铁矿的厚度比例，那么在热轧中，在钢板表面以给定的条件张开水膜，用水膜覆盖钢板表面是非常重要的。

本发明是基于所述发现的发明。本发明的主旨如下。

[1]本发明的一种方式所涉及的热轧钢板是包含母材钢板、以及形成在所述母材钢板的表面上的氧化皮的热轧钢板，其中，

所述母材钢板的化学组成以质量％计为：C：0.010～0.200％、Si：0～0.30％、Mn：0.10～3.00％、Al：0.010～3.000％、P：0.100％以下、S：0.030％以下、N：0.0100％以下、O：0.0100％以下、Cu：0～0.10％、Cr：0～0.10％、Ni：0～0.10％、Ti：0～0.30％、Nb：0～0.300％、Mg：0～0.0100％、Ca：0～0.0100％、REM：0～0.1000％、B：0～0.0100％、Mo：0～1.00％、V：0～0.50％、W：0～0.50％、剩余部分：Fe和杂质，所述母材钢板的Cu含量、Cr含量和Ni含量的合计以质量％计为0.10％以下，所述氧化皮具有从所述母材钢板侧起依次包含方铁矿、磁铁矿以及赤铁矿的层结构或依次包含所述方铁矿和所述磁铁矿的层结构，在将所述氧化皮的厚度设为s，所述赤铁矿的厚度设为h，所述磁铁矿的厚度设为m时，所述s、所述h、所述m满足以下的式(1)以及式(2)：

(h+m)/s<0.20 式(1)

h≤m/4 式(2)。

[2]根据所述项[1]记载的热轧钢板，其中，

所述氧化皮的所述厚度可以为35.0μm以下。

[3]根据所述项[1]或[2]记载的热轧钢板，其中，

所述氧化皮的所述厚度可以为30.0μm以下。

[4]根据所述项[1]～[3]中任一项记载的热轧钢板，其中，

所述热轧钢板的厚度可以为1.0～6.0mm。

[5]根据所述项[1]～[4]中任一项记载的热轧钢板，其中，

所述母材钢板的化学组成以质量％计可以含有选自以下元素中的1种以上，Ti：0.01～0.30％、Nb：0.010～0.300％、Mg：0.0003～0.0100％、Ca：0.0003～0.0100％、REM：0.0003～0.1000％、B：0.0005～0.0100％、Mo：0.005～1.00％、V：0.005～0.50％以及W：0.005～0.50％。

发明的效果

根据本发明的所述方式，能够提供表面性状优异，并且氧化皮密合性优异的热轧钢板。本发明的所述方式涉及的热轧钢板由于氧化皮密合性优异，能够抑制热轧时、卷取成卷时或精整工序中的氧化皮剥离，因此其作为热轧钢板的表面性状(表面外观)优异。此外，该热轧钢板由于氧化皮密合性优异，还能够抑制在将热轧钢板加工成零件等时的氧化皮的剥离，因此加工后的外观也更为优异。

附图说明

[图1A]是本实施方式涉及的钢板的截面的一个例子的示意图。

[图1B]是本实施方式涉及的钢板的截面的一个例子的示意图。

本发明的具体实施方式

以下将对本发明的一种实施方式涉及的热轧钢板(本实施方式涉及的钢板)详细地进行说明。但是，本发明不限于本实施方式公开的构成，在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行各种变更。此外，就夹在下述“～”符号两边的数值限定范围而言，两端的值作为下限值和上限值而包含在该范围中。但是，就以“超过”或“小于”表示的数值而言，其值不包含在数值范围内。各元素的含量的“％”是指“质量％”。

如图1A以及图1B所示，本实施方式涉及的钢板1包含：具有给定的化学组成的母材钢板10、和形成在所述母材钢板的表面上的氧化皮20，

所述氧化皮20具有从所述母材钢板侧起依次包含方铁矿21、磁铁矿22以及赤铁矿23的层结构或依次包含所述方铁矿21以及所述磁铁矿22的层结构，

在将所述氧化皮20的厚度设为s，所述赤铁矿23的厚度设为h，所述磁铁矿22的厚度设为m时，s、h、m满足以下的式(1)以及式(2)。

(h+m)/s<0.20 式(1)

h≤m/4 式(2)

1.母材钢板

<化学组成>

以下，将对本实施方式涉及的钢板(热轧钢板)1的母材钢板10的化学组成详细地进行说明。就本实施方式涉及的钢板1的母材钢板10而言，作为其化学成分，包含基本元素，根据需要而包含选择元素，剩余部分由Fe以及杂质构成。

本实施方式涉及的钢板的母材钢板的化学成分中，C、Si、Mn、Al为基本元素(主要的合金元素)。

(C：0.010～0.200％)

C是为了确保钢板的强度而必要的元素。如果C含量小于0.010％则无法充分获得所述效果。因此，C含量设为0.010％以上。优选为0.020％以上。

另一方面，如果C含量超过0.200％，则溶接性劣化。因此，C含量设为0.200％以下。

(Si：0～0.30％)

Si是脱氧元素。此外，Si使虎纹状的Si氧化皮纹理显著地产生在钢板表面上，显著地使表面性状劣化。因此，其是使精整线中的氧化皮除去工序(酸洗等)的生产性极端降低的元素。Si含量如果超过0.30％，则表面性状显著地劣化，酸洗工序的生产性极端劣化。因此，Si含量设为0.30％以下。即使不含有Si，本实施方式涉及的钢板也能够得到目标效果。因此，Si含量的下限无特别限定，Si含量可以为0％。然而，如果将Si含量设为小于0.001％，则会造成制钢成本的增加，因此不优选。因此，Si含量可以设为0.001％以上。此外，Si含量也可以设为0.01％以上。

(Mn：0.10～3.00％)

Mn是有助于钢板的强度上升的元素。为了确保钢板强度，Mn含量设为0.10％以上。

另一方面，如果大量含有Mn，则韧性劣化。此外，同时会导致制钢成本的增加。因此，Mn含量设为3.00％以下。

(Al：0.010～3.000％)

Al是具有使钢脱氧而使钢板功能完整化的作用的元素。Al含量如果小于0.010％，则无法充分脱氧。因此，Al含量设为0.010％以上。

另一方面，Al含量如果超过3.000％，则溶接性显著降低，同时氧化物类夹杂物增加，表面性状显著劣化。因此，Al含量设为3.000％以下。优选为1.500％以下，更优选为1.000％以下，进一步优选为0.750％以下，最优选为0.080％以下。

本实施方式涉及的钢板含有Fe和杂质作为化学组成的剩余部分。“杂质”是指，在工业制造钢时，从作为原料的矿石、废料中、或从制造环境等中混入的物质。例如，可以举出P、S、N、O等。在杂质中，就P、S、N、O而言，为了使本实施方式的效果充分地发挥，优选进行以下的限制。此外，优选杂质的含量少，因此不需要对下限值进行限制，这些杂质的下限值可以是0％。

(P：0.100％以下)

P是一般钢中含有的杂质。P是铁水中含有的杂质，是偏析至晶界中，随着含量的增加而使加工性、溶接性、低温韧性降低的元素。因此，P含量越少越优选。P含量如果超过0.100％，则对加工性、溶接性、低温韧性的不良影响变大。因此，将P含量设为0.100％以下。特别是，如果考虑到溶接性，优选P含量为0.030％以下。从脱磷成本的观点出发，P含量可以为0.001％以上。

(S：0.030％以下)

S是钢中含有的杂质，是使钢的溶接性、低温韧性降低的元素。因此，S含量越少越优选。S含量如果超过0.030％则溶接性显著降低，同时MnS的析出量增加，低温韧性大量降低。因此，将S含量限制在0.030％以下。S含量优选限制为0.020％以下，更优选为0.010％以下，进一步优选为0.005％以下。从脱硫成本的观点出发，S含量可以为0.001％以上。

(N：0.0100％以下)

N是钢中含有的杂质，从溶接性的观点出发其含量越少越优选。N含量如果超过0.0100％则溶接性显著降低，因此，N含量限制在0.0100％以下。优选限制在0.0050％以下。由于将N含量降低至小于0.0001％是较困难的，因此N含量可以为0.0001％以上。

(O：0.0100％以下)

O是钢中含有的杂质，在钢的内部形成氧化物，是使成形性劣化的元素。因此，其含量越少越优选。O含量如果超过0.0100％，则成形性显著降低。因此，O含量限制在0.0100％以下。优选限制在0.0050％以下。由于将O含量降低至小于0.0001％较为困难，因此O含量可以为0.0001％以上。

本实施方式涉及的钢板在上述说明的基本元素和杂质的基础上，也可以含有选择元素。例如，代替作为所述剩余部分的Fe的一部分，含有作为选择元素的Cu、Cr、Ni、Ti、Nb、B、V、Mo、Ca、Mg、REM、W中的1种以上。这些选择元素根据其目的而含有即可。因此，这些选择元素的下限值不需要限制，可以为0％。此外，这些选择元素即使作为杂质而含有，所述效果也不会受到损害。

(Cu：0～0.10％)

(Cr：0～0.10％)

(Ni：0～0.10％)

(Cu+Cr+Ni：0～0.10％)

Cu、Cr、Ni都是作为固溶强化元素，而对稳定确保钢的强度有效的元素，并且，是使氧化皮的密合性提高的元素。因此，也可以含有这些元素。然而，在本实施方式涉及的钢板中，是在不需要这些元素带来的氧化皮密合性提高效果的情况下，通过控制构成氧化皮的层的构成而提高表面性状以及氧化皮密合性。因此，在本实施方式涉及的钢板中，Cu、Cr以及Ni的含有并不是必须的。由于这些元素是价格较高的元素，因此在本实施方式涉及的钢板中，这些元素的含量分别设为0.10％以下。根据需要，可以将Cu含量设为0.08％以下、0.06％以下、0.04％以下或0.02％以下。可以将Cr含量设为0.08％以下、0.06％以下、0.04％以下或0.02％以下。可以将Ni含量设为0.08％以下、0.06％以下、0.04％以下或0.02％以下。

特别是，将Cu含量、Cr含量和Ni含量的合计设为0.10％以下。也可以将Cu含量、Cr含量和Ni含量的合计设为0.08％以下、0.06％以下、0.04％以下或0.02％以下。

(Ti：0～0.30％)

Ti是在钢中以碳氮化物的形式析出而提高强度的元素。此外，Ti是通过使钢的微观组织细粒化，而分别提高强度和韧性、溶接时的溶接热影响部的韧性的元素。因此，也可以含有。如果Ti含量小于0.01％则无法充分地获得所述效果。因此，如果根据需要而含有Ti，则Ti含量优选设为0.01％以上。更优选为0.10％以上。

另一方面，Ti含量即使超过0.30％，所述效果也会饱和，并且经济性降低。因此，即使含有，Ti含量也设为0.30％以下。

(Nb：0～0.300％)

Nb与Ti同样，是在钢中以碳氮化物的形式析出而提高强度，同时通过使钢的微观组织细粒化，分别提高强度和韧性、溶接时的溶接热影响部的韧性的元素。因此，也可以含有。Nb含量如果小于0.010％则无法充分地得到所述效果。因此，在根据需要而含有Nb的情况下，Nb含量优选设为0.010％以上。

另一方面，Nb含量即使超过0.300％，所述效果也会饱和，并且经济性降低。因此，即使含有，Nb含量也设为0.300％以下。

(B：0～0.0100％)

B是能够通过偏析到晶界中，提高晶界强度，而抑制冲压时的冲压截面的粗糙化的元素。因此，也可以含有B。为了获得所述效果，B含量优选设为0.0005％以上。

另一方面，B含量即使超过0.0100％，所述效果也会饱和，且在经济上不利。因此，即使含有，B含量也设为0.0100％以下。B含量优选为0.0050％以下，更优选为0.0030％以下。

(V：0～0.50％)

(W：0～0.50％)

(Mo：0～1.00％)

V、W、Mo都是对稳定确保钢的强度而言有效的元素。因此，可以含有这些元素。为了更可靠地获得所述作用带来的效果，优选含有V：0.005％以上、W：0.005％以上、和Mo：0.005％以上中的至少1种。更优选含有V：0.01％以上、W：0.01％以上、和Mo：0.01％以上中的至少1种以上。

另一方面，即使含有V超过0.50％、含有W超过0.50％、和/或含有Mo超过1.00％，所述作用带来的效果也会饱和，且在经济上不利。因此，即使含有，也优选将V含量设为0.50％以下，W含量设为0.50％以下，Mo含量设为1.00％以下。

(Ca：0～0.0100％)

(Mg：0～0.0100％)

(REM：0～0.1000％)

Ca、Mg、REM都是对夹杂物的控制有效的元素。特别是具有有助于夹杂物的微细分散化，提高韧性的效果的元素。因此，可以含有这些元素中的1种或2种以上。为了更可靠地得到所述效果，优选将这些元素中的至少一种的含量设为0.0003％以上。更优选为0.0010％以上。

另一方面，如果含有Ca、Mg超过0.0100％，含有REM超过0.1000％，则存在表面性状的劣化明显化的情况。因此，即使含有，分别而言，Ca含量和Mg含量优选设为0.0100％以下，REM含量优选设为0.1000％以下。此处，REM是指Sc、Y和镧系元素的合计17种元素。所述REM的含量是指这些元素的合计含量。就镧系元素而言，在工业上以混合金属的形式添加。

所述的化学组成通过钢的一般分析方法测定即可。例如，使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES，Inductively Coupled Plasma-Atomic Emi ssionSpectrometry)测定即可。C和S使用燃烧-红外线吸收法，N使用惰性气体熔融-热传导法，O使用惰性气体熔融-非分散型红外线吸收法测定即可。

<微观组织>

本实施方式涉及的钢板的母材钢板能够在不对钢组织(微观组织)进行限定的情况下得到效果。作为钢组织的构成相，可以具有铁素体、珠光体、贝氏体、新鲜马氏体和回火马氏体、珠光体、残留奥氏体等中的任意的相，也可以在组织中含有碳氮化物等化合物。

例如，以面积率计，可以包含80％以下的铁素体、0～100％的贝氏体或马氏体，作为其它的组织，可以包含残留奥氏体：25％以下，珠光体：5％以下。

2.氧化皮

<具有从钢板侧起依次包含方铁矿、磁铁矿以及赤铁矿的层结构或依次包含方铁矿以及磁铁矿的层结构>

<在将氧化皮的厚度设为s，赤铁矿的厚度设为h，磁铁矿的厚度设为m时，s、h、m满足“(h+m)/s<0.20”以及“h≤m/4”>

本发明者们着眼于构成氧化皮的层的构成，就氧化皮密合性进行了深入研究。结果发现，即使在不含有表现锚固效应的合金的情况下，如果具有从母材钢板侧起依次包含方铁矿、磁铁矿以及任选赤铁矿的层结构(即，包含方铁矿、磁铁矿以及赤铁矿的层结构，或，包含方铁矿以及磁铁矿的层结构)，氧化皮的表层侧的、作为脆性层的赤铁矿以及磁铁矿的厚度相对于氧化皮的厚度整体而言在一定的比例下，则氧化皮密合性会上升。该机理可以作如下推测：

首先氧化皮的剥离在以下的2个阶段发生。

(1)在将热轧钢板卷取成卷时、精整工序中的卷回时、或加工时，施加在氧化皮表层上的应变导致表层产生裂缝，其在氧化皮厚度方向上发展，到达氧化皮与基础钢材(母材钢板)的界面。

(2)由于裂缝发展至氧化皮与基础钢材的界面，氧化皮剥离。

因此，如果使作为氧化皮的表层的脆性层的赤铁矿、或磁铁矿减少，则阶段(1)的表层裂缝的产生被防止，氧化皮剥离受到抑制。

以往，为了提高氧化皮密合性，而探讨了在钢板侧使磁铁矿生成的方案。然而，在为了提高钢板的特性而调整制造方法的情况下，难以在钢板侧使磁铁矿生成。就本实施方式涉及的钢板而言，即使在钢板侧生成方铁矿的情况下，也能够使氧化皮密合性提高。

此外，在本实施方式涉及的钢板中，对钢板表层的氧化皮的厚度、和氧化皮层结构中包含的赤铁矿和磁铁矿的厚度进行控制。

本发明者们深入研究的结果，发现在(h+m)/s<0.20的情况下氧化皮密合性变得良好，具有优异的表面性状。优选(h+m)/s<0.15，进一步优选(h+m)/s<0.10。(h+m)/s如果为0.20以上，则作为脆性层的赤铁矿、或磁铁矿会在热轧时、精整工序等中剥离，钢板的表面性状劣化，或由于加工，氧化皮变得容易剥离。

氧化皮厚度s优选为35.0μm以下，更优选为30.0μm以下。氧化皮厚度s如果大于35.0μm，则加工时施加在氧化皮表层上的应变变大，氧化皮会因为加工而变得容易剥离。氧化皮厚度s优选较小，可以设为25.0μm以下、21.0μm以下、18.0μm以下或16.0μm以下。氧化皮厚度s的下限没有设定的必要，氧化皮厚度s的下限可以设为1.0μm、3.0μm或5.0μm。

赤铁矿是钢板的最表层并且在构成氧化皮的组成中是最具脆性的。因此，设为h≤m/4。但是，赤铁矿是较薄的相，存在观察不到的情况。因此，也可以为h＝0。在观察不到赤铁矿的情况下，磁铁矿为最表层。为了提高氧化皮密合性，优选存在磁铁矿，磁铁矿的厚度m优选设为0.1μm以上。根据需要，磁铁矿的厚度m也可以设为0.5μm以上、0.8μm以上或1.0μm以上。

氧化皮的厚度s、赤铁矿的厚度h、磁铁矿的厚度m的求法如下。

氧化皮的厚度s以能够观察在法线上具有板宽度方向的截面(以下，称为L截面)的方式，从热轧钢板中采集样品，将样品包埋到树脂中后，例如将倍率设为1000倍，以光学显微镜进行拍摄，通过观察得到的光学显微镜图像而测定。光学显微镜图像观察3个视野以上(其中，每个视野中对1处的氧化皮的厚度s进行测定)，对得到的各视野的测定结果进行算术平均，以此作为氧化皮厚度。

氧化皮的组成通过X射线衍射而测定。氧化皮的截面结构通过基于X射线衍射的组成的特定结果和L截面的扫描型电子显微镜图像而决定。作为氧化皮，通常，存在方铁矿(FeO)、磁铁矿(Fe₃O₄)、赤铁矿(Fe₂O₃)。其中赤铁矿一般而言是在氧化皮的最表层薄薄地生成，但通过观察扫描型电子显微镜图像能够充分地与其他的氧化皮区分开。此外，方铁矿和磁铁矿可通过在扫描型电子显微镜图像中的对比度的不同而区分。因此，在区分扫描型电子显微镜图像中各氧化皮的分布区域的基础上，通过X射线衍射特定各氧化皮的组成，能够确定在L截面中方铁矿、磁铁矿、赤铁矿各自是怎样分布的。磁铁矿和赤铁矿的厚度是对在如上确认了分布的扫描型电子显微镜图像中观察3个视野以上(其中，在每个视野的1处，对赤铁矿的厚度h和磁铁矿的厚度m进行测定)而得到的各视野的测定结果进行算术平均而得的。但是，也存在赤铁矿过薄，即使通过X射线衍射确认了其存在，也存在无法在扫描型电子显微镜图像中观察到的情况。此时赤铁矿的厚度视为0(μm)。

本实施方式涉及的钢板的板厚无限定，预想适用于车辆的部件的情况，优选1.2～6.0mm。

3.制造方法

接下来，就本实施方式涉及的钢板的优选制造方法进行说明。

本发明者们发现，为了得到所述的氧化皮层结构，控制从热轧到卷取的条件是有效的。此外，本发明者们发现，在热轧中，氧化皮层结构中包含的赤铁矿、磁铁矿和方铁矿的厚度比例随着热轧时的氧化皮生长速度和氧浓度而变化，通过在控制精轧温度、最终段的压下率、热轧后的冷却或卷取的条件的同时，在热轧中在钢板表面上以给定的条件张开水膜，能够实现优选的氧化皮层结构。

具体而言，发现了本实施方式涉及的钢板可以通过包含以下的工序的制造方法而制造。

(I)将化学组成以质量％计而包含：C：0.010～0.200％、Si：0～0.30％、Mn：0.10～3.00％、Al：0.010～3.000％、P：0.100％以下、S：0.030％以下、N：0.0100％以下、O：0.0100％以下、Cu：0～0.10％、Cr：0～0.10％、Ni：0～0.10％、Ti：0～0.30％、Nb：0～0.300％、Mg：0～0.0100％、Ca：0～0.0100％、REM：0～0.1000％、B：0～0.0100％、Mo：0～1.00％、V：0～0.50％、W：0～0.50％，Cu含量、Cr含量和Ni含量的合计为0.10％以下，剩余部分为Fe和杂质的板坯加热的加热工序，

(II)将加热了的所述板坯以精轧温度为850℃以上，且精轧的最终段(最终支架)的压下率为5.0％以下的方式进行热轧而得到热轧钢板的热轧工序，

(III)将所述热轧钢板在精轧结束后，以10.0℃/s以上的平均冷却速度冷却至300℃以下的温度域，在所述温度域下进行卷取的卷取工序。

但是，热轧工序包含粗轧、精轧，在所述精轧中，使用包含多个支架、和设置在所述多个支架间而向热轧钢板喷水的支架间喷雾器的精轧装置，以满足以下的式(3)和(5)的方式，将所述水喷至热轧钢板上。

K’≥96···(3)

此处，所述式(3)中的K’以下述式(4)表示。

K’＝Σ((FT_n-850)×S_n)···(4)

FT_n是单位℃下的、精轧装置的多个支架中第n段中的热轧钢板的温度，S_n是单位m³/min下的，在精轧装置的第n-1段和第n段之间，使用支架间喷雾器对钢板喷水时的单位时间的喷水量。在本实施方式中，预想支架的最大轧制宽度(相当于能够轧制的热轧钢板的板宽的最大值)为1.5～2.0m。

F>1-{(1/n×ΣFT_n)-850}/250···(5)

此处的所述式(5)中的F表示从精轧的开始到结束之间，在除去了钢板与辊相接的时间的总时间中，钢板的表面被水膜所包覆的时间的比率。

以下，对各工序进行说明。

在加热工序之前的制造工序无特别限定。即，准备在使用高炉、电炉等的溶制后，进行各种二次熔炼，接下来，通过通常的连续铸造、基于铸锭法的铸造、或薄板坯铸造等方法而铸造的板坯即可。原料中也可以使用废料。

<加热工序>

对铸造的板坯进行加热。在该加热工序中，优选将板坯加热至1100℃以上1300℃以下的温度后，保持30分钟以上。加热温度如果小于1100℃，则存在在接下去的热轧工序中无法在850℃以上进行精轧的情况，因此不优选。在板坯中含有Ti或Nb的情况下，优选加热至1200℃以上1300℃以下的温度后，保持30分钟以上。加热温度如果小于1200℃，则作为析出物元素的Ti、Nb不会充分地溶解。在该情况下，在之后的热轧时无法得到充分的析出强化，且Ti、Nb会以粗大的碳化物的形式残存，因此存在成形性劣化的情况，因此不优选。因此，在包含Ti、Nb的情况下，板坯的加热温度优选设为1200℃以上。

另一方面，如果加热温度超过1300℃，则氧化皮生成量增大，成品率降低。因此，加热温度优选设为1300℃以下。此外，为了抑制过度的氧化皮损失，保持时间优选设为10小时以下，更优选设为5小时以下。

在连续铸造的情况下，可以在将铸造板坯暂时冷却到低温后，再次加热再进行热轧，但在铸造板坯处于所述的温度范围内的情况下，也可以不冷却至低温，在铸造后直接热轧。

<热轧工序>

热轧包含粗轧、粗轧和精轧间的除氧化皮、精轧。此外，在精轧中，通过设置在多个支架间的支架间喷雾器的至少1个对热轧钢板喷水。

对于加热了的板坯，首先进行粗轧，作为粗轧板。

粗轧只要将板坯制成期望的尺寸形状即可，其条件无特别限定。粗轧板的厚度会对精轧工序中的、从轧制开始时到轧制结束时的热轧钢板前端到尾端的温度降低量产生影响，因此优选在设定时考虑到这一点。

对得到的粗轧板进行根据需要的除氧化皮后，进行精轧。在该精轧中，使用包含多个支架、设置在多个支架间的支架间喷雾器的精轧装置，进行多段精轧。在本实施方式中，以满足下述式(3)和(5)的条件在1200℃～850℃的温度域中进行精轧。

精轧温度如果小于850℃，则存在无法变为给定的层结构的情况。

K’≥96···(3)

所述式(3)中的K’以下述式(4)表示。

K’＝Σ((FT_n-850)×S_n)···(4)

此处，FT_n为精轧的第n段中的钢板温度(℃)，S_n为在精轧的第n-1段和第n段间将水以喷雾状喷至钢板上时的单位时间的喷水量(m³/min)。(S₁为钢板在将要进入精轧的第1段的支架前的喷水量)

K’是与氧化皮生长相关的制造条件的参数。K’是显示磁铁矿和赤铁矿的生成抑制效果的参数，如果在更高的温度下，将更大量的水喷至钢板上，则K’变大。K’如果变大，则赤铁矿和磁铁矿更难以生成。

从赤铁矿和磁铁矿生成的机理进行思考，可以认为表示氧化皮生长抑制的制造条件的本来的参数是将“与温度相关的参数”和“与喷水量相关的参数”的积在进行精轧的温度范围内积分所得的值。这是基于通过在更高的温度下喷更多的水来抑制赤铁矿和磁铁矿的生成的思考方法。

本发明者们为了在控制制造条件的基础上使参数更简易化，探讨了能否使用将与所述的本来的参数在各辊间进行分割的值的总和相当的参数K’(式(4))，并发现了通过使用参数K’，能够进行氧化皮生长的控制。

可以认为参数K’会根据精轧机的支架数、辊间距离、通板速度，而变得与所述的本来的参数不同。但是，本发明者们确认了在精轧支架数为5～8台、辊间距离为4500mm～7000mm、通板速度(最终段通过后的速度)为400～900mpm的范围内时，可以使用所述的参数K’进行氧化皮生长的控制。

F>1-{(1/n×ΣFT_n)-850}/250···(5)

F为在从精轧的开始到结束为止的时间(x秒)中除去了钢板与辊相接的时间(y秒)的总时间(x-y秒)中，钢板的表面被水膜所包覆的时间(z秒)的比率。也就是说，以F＝z/(x-y)表示。

在精轧中，如果钢板表面与空气接触，则赤铁矿和磁铁矿的生长受到促进，通过使钢板表面被水膜包覆，能够抑制赤铁矿和磁铁矿的生长。因此，钢板表面被水膜包覆的时间越长越优选。轧制温度越低以水膜包覆的时间越需要加长。可以推测这是因为如果轧制温度低，则Fe向氧化皮中的扩散受到抑制，因此只要钢板表面的氧充分足，赤铁矿和磁铁矿就会相对地生长。

钢板的表面被水膜包覆的时间的比率可以通过用照相机等观察支架间的钢板的表面而求得。

此外，F的值至少在钢板的上表面侧进行管理即可。作为其理由，在本实施方式涉及的钢板主要适用的车辆的车轮和下臂等中，一般以轧制的上表面侧作为压制后的制品的正面，特别需要提高轧制的上表面侧的氧化皮密合性。此外，通常，在冷却中，以使钢板的上表面侧和下表面侧的冷却条件同等的形式进行冷却。因此，通过使上表面侧的冷却满足所述条件，至少上表面侧会变为上述的优选的氧化皮层结构，下表面侧也变为优选的氧化皮层结构的情况也很多。

作为以水膜包覆钢板表面的方法，可以举出在辊间以喷雾状喷水的方法等。此外，就以水膜包覆钢板表面的时间的控制而言，可以预先就相对于预想的钢板的尺寸或通板速度，根据喷水的位置、水量，对钢板表面被水膜包覆的时间为多少进行调查，并以根据其结果而确定的条件冷却而进行。

通常的精轧的最终段的压下率为10.0％以上，但在本实施方式涉及的钢板的制造方法中，优选最终段进行轻压下。具体而言，精轧的最终段的压下率优选为5.0％以下。在最终段中的压下率如果超过5.0％，则赤铁矿和磁铁矿厚度变大，或外观劣化。可以推测这是因为轧制导致的表层氧化皮的破碎，使其后的氧化容易发展。

<卷取工序>

对精轧后的热轧钢板，进行冷却和卷取。在精轧结束后，开始得到的热轧钢板的冷却，以10.0℃/s以上的平均冷却速度冷却至300℃以下的温度域，在该温度域下卷取。

在本实施方式涉及的钢板中，并非进行基质组织的控制，而是通过提高氧化皮的密合性而对表面性状进行控制。因此，就冷却工序的条件而言，只要在精轧结束后，以10.0℃/s以上的平均冷却速度冷却至300℃以下的温度域即可，其它的条件无特别限定。如果平均冷却速度小于10.0℃/s，则赤铁矿和磁铁矿的比例会增加，因此不优选。冷却速度的上限没有限定的必要，但从制造上的观点出发可以为150.0℃/s。

在卷取温度(冷却停止温度)超过300℃的情况下，氧化皮中的磁铁矿的比例会增加、或氧化皮的层结构会变化，因此不优选。因此，卷取温度设为300℃以下。

对于热轧钢板，可以在冷却后根据需要进行表皮光轧。表皮光轧具有防止加工成形时产生的拉伸应变纹、形状矫正的效果。

实施例

以下将参考实施例对本发明涉及的钢板更为具体地进行说明。但是，以下记载的实施例中的条件只是为了确认本发明的实施可能性以及效果而采用的一些条件例，本发明不被这些条件例限制。就本发明而言，只要不脱离本发明的主旨，能够达成本发明的目的，就可以采用各种条件。

铸造表1所示的化学成分的钢(A～M)，铸造后，将板坯直接或先暂时冷却至室温后加热至1200℃～1300℃的温度范围，进行了60分钟的保持。

然后，在1100℃以上的温度下对板坯进行粗轧而制作粗轧板。

然后，粗轧板使用了以下3种中的任意的精轧机，以表2所述的各条件进行了精轧。

轧机A：支架数7台，辊间距离5500mm，通板速度700mpm

轧机B：支架数6台，辊间距离5500mm，通板速度600mpm

轧机C：支架数7台，辊间距离6000mm，通板速度700mpm

精轧结束后，以表中所示的条件进行冷却和卷取，以作为热轧钢板(编号1～41)。

[氧化皮层的观察、测定]

从得到的热轧钢板中，采集用于观察L截面的样品，根据该样品的L截面的光学显微镜图像测定氧化皮的厚度。

此外，对于采集的样品，在通过X射线衍射测定氧化皮的组成的同时，通过扫描型电子显微镜观察氧化皮的截面，从而进行了氧化皮的截面结构的特定以及方铁矿、赤铁矿和磁铁矿的厚度测定。

这些测定的详细条件与发明的实施方式中所说明的条件相同。结果如表3所示。

在表3中，氧化皮层结构的OK为具有从钢板侧起依次包含方铁矿、磁铁矿以及任选赤铁矿的层结构的情况，NG为不具有这样的层结构的情况。

此外，对于得到的热轧钢板，进行了外观的评价和氧化皮密合性的评价。

[外观评价]

外观评价为对热轧后的表面进行肉眼观察，无凹槽或剥离、纹理等，外观良好的情况视为OK，存在凹槽或剥离、纹理等，外观不好的情况视为NG。

[氧化皮密合性评价]

氧化皮密合性通过90度弯曲试验而进行评价。

具体而言，从热轧钢板中采集L方向的条形试验片(30mm×200mm×总厚度)，对于得到的试验片，在弯曲半径＝25mm的条件下进行90度弯曲试验，观察试验后得到的试验片的弯曲部内周侧、长度方向40mm部处的氧化皮剥离状况，根据其观察结果以1～4的评分的形式进行了评价。

具体的评价基准如下。

评分1：氧化皮剥离完全没有发生的情况

评分2：氧化皮剥离本身没有发生但在表层形成褶皱的情况

评分3：在评价试验中发生轻微的氧化皮剥离，但在实用加工中不会发生剥离的水平的情况(氧化皮的剥离部的面积小于10％的情况)

评分4：评价试验中氧化皮的剥离部的面积为10％以上，发生了实用上为产生问题的水平的氧化皮剥离的情况

剥离部的面积是通过对对象区域进行拍摄，根据剥离部和正常部的对比度进行图像处理而求得的。

结果如表3所示。

如表1～表3所示，就满足本发明的条件的实施例(发明例)而言，所有实施例的氧化皮密合性优异，并且表面性状适宜。另一方面，在不满足本发明的条件中的至少一个以上的比较例中，外观、氧化皮密合性中的任一种不足或双方都不足。

工业实用性

根据本发明，能够提供表面性状优异，并且氧化皮密合性优异的热轧钢板。本发明的热轧钢板由于氧化皮密合性优异，能够抑制热轧时、卷取成卷时或精整工序中的氧化皮剥离，因此作为热轧钢板的表面性状(表面外观)优异。此外，该热轧钢板由于氧化皮密合性优异，还能够抑制在将热轧钢板加工成零件等时的氧化皮的剥离，因此加工后的外观也很优异。

符号的说明

1 热轧钢板

10 母材钢板

20 氧化皮

21 方铁矿

22 磁铁矿

23 赤铁矿。

Claims

1.一种热轧钢板，其为包含母材钢板、以及形成在所述母材钢板的表面上的氧化皮的热轧钢板，其中，

所述母材钢板的化学组成以质量％计为：

C：0.010～0.200％、

Si：0～0.30％、

Mn：0.10～3.00％、

Al：0.010～3.000％、

P：0.100％以下、

S：0.030％以下、

N：0.0100％以下、

O：0.0100％以下、

Cu：0～0.10％、

Cr：0～0.10％、

Ni：0～0.10％、

Ti：0～0.30％、

Nb：0～0.300％、

Mg：0～0.0100％、

Ca：0～0.0100％、

REM：0～0.1000％、

B：0～0.0100％、

Mo：0～1.00％、

V：0～0.50％、

W：0～0.50％、

剩余部分：Fe和杂质，

所述母材钢板的Cu含量、Cr含量和Ni含量的合计以质量％计为0.10％以下，

所述氧化皮具有从所述母材钢板侧起依次包含方铁矿、磁铁矿以及赤铁矿的层结构或依次包含所述方铁矿和所述磁铁矿的层结构，

在将所述氧化皮的厚度设为s，所述赤铁矿的厚度设为h，所述磁铁矿的厚度设为m时，所述s、所述h、所述m满足以下的式(1)以及式(2)：

(h+m)/s<0.20 式(1)

h≤m/4 式(2)。

2.根据权利要求1所述的热轧钢板，其中，

所述氧化皮的所述厚度为35.0μm以下。

3.根据权利要求2所述的热轧钢板，其中，

所述氧化皮的所述厚度为30.0μm以下。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的热轧钢板，其中，

所述热轧钢板的厚度为1.0～6.0mm。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的热轧钢板，其中，

所述母材钢板的化学组成以质量％计而含有选自以下元素中的1种以上：

Ti：0.01～0.30％、

Nb：0.010～0.300％、

Mg：0.0003～0.0100％、

Ca：0.0003～0.0100％、

REM：0.0003～0.1000％、

B：0.0005～0.0100％、

Mo：0.005～1.00％、

V：0.005～0.50％、以及

W：0.005～0.50％。