CN114829654A

CN114829654A - 热轧钢板

Info

Publication number: CN114829654A
Application number: CN202180007320.8A
Authority: CN
Inventors: 中田耕平; 豊田武
Original assignee: Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2020-03-02
Filing date: 2021-02-12
Publication date: 2022-07-29
Anticipated expiration: 2041-02-12
Also published as: US20230029319A1; MX2022010713A; JPWO2021176999A1; JP7356066B2; WO2021176999A1; EP4116446A1; CN114829654B; KR20220146419A

Abstract

本发明提供一种热轧钢板，其具有规定的化学组成，显微组织以面积率计为珠光体：90～100％及先共析铁素体：0～10％，珠光体的平均片层间距为0.08～0.30μm，构成珠光体的渗碳体中的长轴的长度超过0.3μm并且长宽比低于3.0的渗碳体的比例低于15％。

Description

热轧钢板

技术领域

本发明涉及热轧钢板，更详细而言，涉及汽车等的结构构件中使用的热轧钢板、即高强度并且延展性优异、进而能够抑制冲裁时的空隙生成的热轧钢板。

背景技术

近年来，在汽车业界内，从燃料效率提高的观点出发要求车身的轻量化。另一方面，由于涉及碰撞安全性的限制的强化，变得需要追加车身骨架中的加强部件等，造成重量的增加。为了兼顾车身的轻量化和碰撞安全性，所使用的钢板的高强度化是有效的方法之一，从这样的背景出发正在推进高强度钢板的开发。

另一方面，汽车构件的大部分是通过压制成形来制作的。一般而言，随着高强度化，钢板的成形性降低，例如，伸长率、扩孔率之类的延展性指标降低。如果这些延展性指标为一定值以下，则无法成形为所期望的构件形状，因此在高强度钢板的开发中，在将这些机械特性保证一定值以上的同时谋求高强度化成为重要的课题。

例如，为了在保证钢板的延展性指标的状态下谋求高强度化，在以往技术中，提出了在钢板的组织中包含规定量的珠光体。

在专利文献1中记载了一种高强度高延展性钢板，其特征在于，成分组成以质量％计包含C：0.4～0.8％、Si：0.8～3.0％、Mn：0.1～0.6％，剩余部分由铁及不可避免的杂质构成，钢组织以相对于全部组织的面积率计包含80％以上的珠光体、5％以上的残留奥氏体，并且上述珠光体的平均片层间距为0.5μm以下，由取向差为15°以上的大角晶界围成的铁素体的有效晶体粒径为20μm以下，并且当量圆直径为0.1μm以上的碳化物以每400μm²为5个以下。此外，在专利文献1中记载了：根据上述的高强度高延展性钢板，通过将珠光体设定为主要组织，减小其片层间距来提高屈服强度(YS)，与此同时通过将有效铁素体晶粒微细化来提高拉伸凸缘性(λ)，进而通过使残留奥氏体分散来提高伸长率(EL)，由此可确保抗拉强度(TS)为980MPa以上、屈服比YR(＝YS/TS)为0.8以上、抗拉强度(TS)×伸长率(EL)为14000MPa·％以上、拉伸凸缘性(λ)为35％以上。

在专利文献2中记载了一种高碳热轧钢板(热轧钢板)，其特征在于，以重量％计包含C：0.60～1.20％、Si：0.10～0.35％、Mn：0.10～0.80％、P：大于0且为0.03％以下、及S：大于0且为0.03％以下，包含Ni：0.25％以下(包含0)、Cr：0.30％以下(包含0)、及Cu：0.25％以下(包含0)中的任一者以上，剩余部分由Fe及其他的不可避免的杂质构成，并且具有下述微细珠光体组织：渗碳体的宽度大于0且为0.2μm以下、上述渗碳体与渗碳体的间距大于0且为0.5μm以下。此外，在专利文献2中记载了微细珠光体组织的分率为90％以上，进而记载了上述的高碳热轧钢板由于具有微细珠光体组织，因此能够使最终制品具有耐久性和强度。

在专利文献3中记载了一种高强度钢板，其特征在于，成分组成以质量％计含有C：0.3～0.85％、Si：0.01～0.5％、Mn：0.1～1.5％、P：0.035％以下、S：0.02％以下、Al：0.08％以下、N：0.01％以下、Cr：2.0～4.0％，剩余部分由Fe及不可避免的杂质构成，组织包含轧制加工珠光体组织，通过规定的式子算出的固溶C量的比例为50％以上。此外，在专利文献3中记载了根据上述的高强度钢板，能够实现弯曲加工性优异、抗拉强度为1500MPa以上的高强度化。

在专利文献4中记载了一种热轧钢板，其特征在于，具有规定的化学组成，金属组织以面积率计，珠光体：90～100％、伪珠光体：0～10％及先共析铁素体：0～1％，上述珠光体的平均片层间距为0.20μm以下，上述珠光体的平均珠光体板条块直径为20.0μm以下。此外，在专利文献4中记载了根据上述的构成，能够得到抗拉强度为980MPa以上的高强度并且延展性、扩孔性及冲裁性优异的热轧钢板。专利文献4是在本申请的优先权日后被公开的，并非公知的现有技术，相当于关联技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-098414号公报

专利文献2：日本特表2011-530659号公报

专利文献3：日本特开2011-099132号公报

专利文献4：国际公开第2020/179737号

发明内容

发明所要解决的课题

在包含比较多的珠光体的钢板的情况下，在将钢板进行冲裁加工或剪切加工时，在冲裁端面或剪切端面处变得容易以碳化物或碳化物与母相的界面作为起点而产生微小的空隙。该空隙成为使冲裁加工或剪切加工后的钢板的成形性和/或耐疲劳性劣化的原因。因此，在利用包含比较多的珠光体的钢板的情况下，冲裁加工或剪切加工后的钢板产生空隙成为课题。例如，就专利文献4而言，虽然对冲裁性的改善进行了研究，但从抑制这样的空隙产生的观点出发，未必进行了充分的研究。

因此，本发明的目的是通过新颖的构成，提供高强度并且延展性优异、进而抑制冲裁时的空隙生成也优异的热轧钢板。

用于解决课题的手段

本发明的本发明者们为了达成上述目的，对热轧钢板的化学组成及组织进行了研究。其结果是，本发明的本发明者们发现下述事项是重要的：使热轧钢板的组织以具有优异的强度-延展性平衡的珠光体作为主体、除此以外还适当控制该珠光体的显微组织。更具体而言，本发明的本发明者们发现：通过使显微组织中不包含成为延展性降低的原因的贝氏体、马氏体，而是使热轧钢板中以面积率计含有90％以上的珠光体来保证延展性，除此以外还通过在保证珠光体分率为90％以上的状态下将该珠光体的片层间距微细化从而在不损害延展性的情况下谋求热轧钢板的高强度化，进而通过降低珠光体中的粗大的球状渗碳体的比例从而能够抑制冲裁时产生空隙，由此完成本发明。

本发明是基于上述的见识完成的，具体而言如下所述。

(1)一种热轧钢板，其特征在于，化学组成以质量％计为：

C：0.30～0.80％、

Si：0.01～0.50％、

Mn：0.50～2.00％、

P：0.100％以下、

S：0.0100％以下、

Al：0.100％以下、

N：0.0100％以下、

Cr：0.30～1.00％、

Ti：0～1.00％、

Nb：0～0.10％、

V：0～1.00％、

Cu：0～1.00％、

Ni：0～2.00％、

Mo：0～0.40％、

B：0～0.0100％、

Ca：0～0.0050％、

REM：0～0.005％、以及

剩余部分：Fe及杂质，

显微组织以面积率计为：

珠光体：90～100％、及

先共析铁素体：0～10％，

上述珠光体的平均片层间距为0.08～0.30μm，

构成上述珠光体的渗碳体中的长轴的长度超过0.3μm并且长宽比低于3.0的渗碳体的比例低于15％。

(2)根据上述(1)所述的热轧钢板，其特征在于，上述化学组成以质量％计包含选自下述元素中的1种或2种以上：

Ti：0.01～1.00％、

Nb：0.01～0.10％、

V：0.01～1.00％、

Cu：0.01～1.00％、

Ni：0.10～2.00％、

Mo：0.01～0.40％、

B：0.0005～0.0100％、

Ca：0.0005～0.0050％、及

REM：0.0005～0.005％。

(3)根据上述(1)或(2)所述的热轧钢板，其特征在于，抗拉强度为780MPa以上。

发明效果

根据本发明，能够获得抗拉强度为780MPa以上的高强度并且延展性优异、能够抑制冲裁时的空隙生成的热轧钢板。

附图说明

图1的(a)是表示对应于实施例的热轧钢板的代表性的显微组织的图，(b)是表示对应于比较例的热轧钢板中的冲裁后的空隙产生的图。

具体实施方式

<热轧钢板>

本发明的实施方式的热轧钢板的特征在于，以质量％计为：

C：0.30～0.80％、

Si：0.01～0.50％、

Mn：0.50～2.00％、

P：0.100％以下、

S：0.0100％以下、

Al：0.100％以下、

N：0.0100％以下、

Cr：0.30～1.00％、

Ti：0～1.00％、

Nb：0～0.10％、

V：0～1.00％、

Cu：0～1.00％、

Ni：0～2.00％、

Mo：0～0.40％、

B：0～0.0100％、

Ca：0～0.0050％、

REM：0～0.005％、以及

剩余部分：Fe及杂质，

显微组织以面积率计为：

珠光体：90～100％、及

先共析铁素体：0～10％，

上述珠光体的平均片层间距为0.08～0.30μm，

首先，对本发明的实施方式的热轧钢板及其制造中使用的板坯的化学组成进行说明。在以下的说明中，热轧钢板及板坯中所含的各元素的含量的单位即“％”只要没有特别说明，则是指“质量％”。

[C：0.30～0.80％]

C是为了确保热轧钢板的强度所必需的元素。为了充分获得这样的效果，C含量设定为0.30％以上。C含量也可以为0.35％以上、0.36％以上、0.37％以上、0.40％以上、0.45％以上或0.50％以上。另一方面，如果过度含有C，则有可能渗碳体析出、得不到充分的珠光体分率或者有可能延展性、焊接性降低。因此，C含量设定为0.80％以下。C含量也可以为0.77％以下、0.75％以下、0.70％以下或0.65％以下。

[Si：0.01～0.50％]

Si是为了钢的脱氧而使用的元素。但是，如果Si含量过量，则化学转化处理性降低，并且因在钢板的显微组织中残留奥氏体而导致钢板的冲裁性恶化。因此，Si含量设定为0.01～0.50％。Si含量也可以为0.05％以上、0.10％以上或0.15％以上，和/或也可以为0.45％以下、0.40％以下或0.35％以下。

[Mn：0.50～2.00％]

Mn是用于延迟钢的相变、防止在冷却过程中产生相变而有效的元素。但是，如果Mn含量变得过量，则变得容易引起显微偏析或宏观偏析，使扩孔性劣化。因此，Mn含量设定为0.50～2.00％。Mn含量也可以为0.60％以上、0.70％以上或0.90％以上，和/或也可以为1.90％以下、1.70％以下或1.50％以下。

[P：0.100％以下]

P含量越低越优选，如果过量，则对成形性、焊接性造成不良影响，并且疲劳特性也降低，因此设定为0.100％以下。优选为0.050％以下，更优选为0.040％以下或0.030％以下。P含量也可以为0％，但过度的降低会导致成本上升，因此也可以优选设定为0.0001％以上。

[S：0.0100％以下]

S会形成MnS而作为破坏的起点起作用，使钢板的扩孔性显著降低。因此，S含量设定为0.0100％以下。S含量优选为0.0090％以下，更优选为0.0070％以下或0.0060％以下。S含量也可以为0％，但过度的降低会导致成本上升，因此也可以优选设定为0.0001％以上。

[Al：0.100％以下]

Al是为了钢的脱氧而使用的元素。但是，如果Al含量过量，则夹杂物增加，使钢板的加工性劣化。因此，Al含量设定为0.100％以下。Al含量也可以为0％，但优选为0.001％以上或0.003％以上。另一方面，Al含量也可以为0.070％以下、0.050％以下或0.040％以下。

[N：0.0100％以下]

N会与钢中的Al结合而形成AlN，通过钉扎效应来阻碍珠光体板条块直径的大径化，从而提高钢的韧性。但是，如果N含量变得过量，则其效果饱和，反而引起韧性降低。因此，N含量设定为0.0100％以下。N含量优选为0.0090％以下或0.0070％以下。从上述这样的观点出发，不需要设置N含量的下限，也可以为0％，但为了将N含量降低至低于0.0010％，炼钢成本会提高。因此，N含量优选为0.0010％以上。

[Cr：0.30～1.00％]

Cr具有使珠光体的片层间距微细化的效果，由此能够保证钢板的强度。此外，Cr具有抑制渗碳体的球状化的效果，能够抑制卷取后的钢板的渗碳体的球状化。因此，为了降低珠光体中的粗大的球状渗碳体的比例来抑制冲裁时产生空隙，需要含有一定量以上的Cr。因此，将Cr含量的下限设定为0.30％、优选为0.40％、更优选为0.45％或0.50％。进而，Cr由于使渗碳体稳定化，因此通过含有Cr而能够使珠光体的生成区域扩张至低碳侧。因此，通过以适宜的量即0.30％以上的量含有Cr，从而即使是在比较低的C含量的情况下，也能够达成90％以上的珠光体分率。另一方面，通过过量地添加Cr，导致珠光体相变延迟，产生贝氏体、马氏体之类的硬质组织，有可能变得难以将珠光体分率设定为90％以上。此外，如果Cr过量，则有可能珠光体的平均片层间距变得过小、伴随抗拉强度的提高而延展性降低。因此，将Cr含量的上限设定为1.00％、优选为0.90％、更优选为0.85％或0.80％。

本发明的实施方式的热轧钢板及其制造中使用的板坯的基本成分组成如上所述。进而，该热轧钢板及板坯也可以根据需要含有以下的任选元素。需要说明的是，不含有该任选元素的情况下的含量的下限为0％。

[Ti：0～1.00％]

[Nb：0～0.10％]

[V：0～1.00％]

Ti、Nb及V是通过碳化物析出而有助于钢板强度的提高的元素。Ti、Nb及V含量也可以为0％，但为了获得上述效果，根据需要也可以单独含有选自它们中的1种或复合含有2种以上。然而，任一元素如果过量含有，则都会生成大量的碳化物，使钢板的韧性降低。因此，优选Ti含量为1.00％以下或0.60％以下、Nb含量为0.10％以下或0.08％以下、V含量为1.00％以下或0.60％以下。另一方面，为了充分获得上述效果，Ti、Nb及V含量的下限值对于任一元素都优选为0.01％或0.05％。

[Cu：0～1.00％]

Cu是固溶于钢中在不损害韧性的情况下能够提高强度的元素。Cu含量也可以为0％，但为了获得上述效果，也可以根据需要来含有。但是，如果其含量过量，则有可能因析出物的增加而在热加工时在表面产生微小的裂纹。因此，Cu含量优选为1.00％以下或0.60％以下。为了充分获得上述效果，Cu含量优选为0.01％以上，更优选为0.05％以上。

[Ni：0～2.00％]

Ni是固溶于钢中在不损害韧性的情况下能够提高强度的元素。Ni含量也可以为0％，但为了获得上述效果，也可以根据需要来含有。但是，Ni为昂贵的元素，过量添加会导致成本的上升。因此，Ni含量优选为2.00％以下或1.00％以下。为了充分获得上述效果，Ni含量优选为0.10％以上，更优选为0.20％以上。

[Mo：0～0.40％]

Mo是提高钢的强度的元素。Mo含量也可以为0％，但为了获得上述效果，也可以根据需要来含有。但是，如果其含量过量，则伴随强度增加的韧性的降低变得显著。因此，Mo的含量优选为0.40％以下或0.20％以下。为了充分获得上述效果，Mo含量优选为0.01％以上，更优选为0.05％以上。

[B：0～0.0100％]

B具有在晶界处偏析来提高晶界强度的效果。B含量也可以为0％，但为了获得上述效果，也可以根据需要来含有。但是，如果其含量过量，则效果饱和从而原料成本提高。因此，B含量优选为0.0100％以下。B含量更优选为0.0080％以下或0.0060％以下。为了充分获得上述效果，B含量优选为0.0005％以上，更优选为0.0010％以上。

[Ca：0～0.0050％]

Ca是控制成为破坏的起点而成为使加工性劣化的原因的非金属夹杂物的形态、使加工性提高的元素。Ca含量也可以为0％，但为了获得上述效果，也可以根据需要来含有。但是，如果其含量过量，则效果饱和从而原料成本提高。因此，Ca含量优选为0.0050％以下。Ca含量更优选为0.0045％以下或0.0040％以下。为了充分获得上述效果，Ca含量优选为0.0005％以上，更优选为0.0010％以上。

[REM：0～0.005％]

REM是通过微量添加而使焊接部的韧性提高的元素。REM含量也可以为0％，但为了获得上述效果，也可以根据需要来含有。但是，如果过量地添加，则相反焊接性会恶化。因此，REM含量优选为0.005％以下或0.004％以下。为了充分获得上述效果，REM含量优选为0.0005％以上，更优选为0.001％以上。需要说明的是，REM是Sc、Y及镧系元素的合计17种元素的总称，REM的含量是指上述元素的合计量。

在本发明的实施方式的热轧钢板中，上述成分以外的剩余部分由Fe及杂质构成。所谓杂质是指从作为原料的矿石、废料或制造环境等中混入的物质，是在不对本发明的实施方式的热轧钢板造成不良影响的范围内被容许的物质。

接下来，对本发明的实施方式的热轧钢板的组织的限定理由进行说明。

[珠光体：90～100％]

通过将钢板的显微组织设定为珠光体为主体的组织，能够制成保证高强度并且延展性也优异的钢板。如果珠光体以面积率计低于90％，则无法确保强度或延展性、和/或由于组织的不均匀性从而可成为冲裁时产生空隙的起点的铁素体-珠光体边界增加。因此，本发明的实施方式的热轧钢板的显微组织中的珠光体以面积率计设定为90％以上。珠光体优选为95％以上、96％以上、97％以上、98％以上或99％以上，也可以为100％。

[先共析铁素体：0～10％]

珠光体以外的剩余组织也可以以面积率计为0％，但在存在剩余组织的情况下，其限于先共析铁素体。因此，先共析铁素体以面积率计设定为0～10％。通过将剩余组织设定为先共析铁素体，能够保证良好的延展性及冲裁性。本发明中，所谓“先共析铁素体”是指在热轧后的冷却阶段作为初晶析出的实质上不含渗碳体即晶粒内的渗碳体的分率以面积率计低于1％的铁素体。需要说明的是，先共析铁素体例如也可以以面积率计为5％以下、4％以下、3％以下、2％以下或1％以下。在本发明的实施方式的热轧钢板中，在显微组织中不存在或实质上不存在残留奥氏体、先共析渗碳体(初析渗碳体)、贝氏体及马氏体。所谓“实质上不存在”是指这些组织的面积率即使合计也低于0.5％。由于难以准确地测定这样的微小的组织的合计量，而且其影响也可以忽视，因此在这些组织的合计量处于低于0.5％的情况下，可以判断为不存在。本发明的实施方式的热轧钢板包含C含量超过0.77％的过共析钢的范围。一般而言，在过共析钢中，有可能依赖于成分或冷却速度而在冷却中在一定的温度范围内生成先共析渗碳体。然而，如果像本发明的实施方式的热轧钢板那样C含量为不超过0.8％的范围，则生成先共析渗碳体的温度范围足够窄，并且先共析渗碳体的生成慢，因此在冷却中生成先共析渗碳体之前钢板的温度变得低于先共析渗碳体的生成温度范围，基本不会生成先共析渗碳体。例如，在下文详细说明的热轧钢板的制造方法中，以比较快的冷却速度实施冷却工序，其结果是，先共析渗碳体的生成温度范围内的保持时间变短，因此即使设定为C含量比较高的0.80％的过共析范围，也不会生成或基本不生成先共析渗碳体。因此，先共析渗碳体以面积率计低于1％。

[珠光体的平均片层间距：0.08～0.30μm]

珠光体的平均片层间距与钢板的强度具有强相关，平均片层间距越小，则可得到越高的强度。如果平均片层间距大，则得不到抗拉强度为780MPa以上的强度，因此本发明的实施方式的热轧钢板中的显微组织中的珠光体的平均片层间距设定为0.30μm以下、优选为0.25μm以下或0.20μm以下。此外，如果平均片层间距过小，则有可能伴随着抗拉强度的提高从而延展性降低。因此，将珠光体的平均片层间距的下限值设定为0.08μm。珠光体的平均片层间距的下限值优选设定为0.09μm、更优选设定为0.10μm。

[构成珠光体的渗碳体中的长轴的长度超过0.3μm并且长宽比低于3.0的渗碳体的比例：低于15％]

所谓渗碳体的长宽比是指观察面中出现的渗碳体的长轴的长度除以短轴的长度而得到的值。此外，将长轴的长度超过0.3μm并且长宽比低于3.0的渗碳体在此定义为粗大的球状渗碳体。通过本发明的本发明者们的研究判明：这样粗大的球状渗碳体在钢板冲裁时成为空隙产生的起点；以及通过将粗大的球状渗碳体相对于全部渗碳体的比例设定为一定值以下，可得到抑制钢板冲裁时产生空隙的效果。为了得到这样的效果，粗大的球状渗碳体以相对于珠光体中的全部渗碳体的比例计设定为低于15％，优选设定为14％以下、更优选为12％以下或10％以下。该比例的下限为0％，但也可以设定为1％或3％。此外，详细情况会在下文叙述，所谓长宽比是指：通过图像处理对各个渗碳体进行椭圆体近似处理，该椭圆体的长轴的长度与短轴的长度之比。

[珠光体及剩余组织的认定方法及测定方法]

珠光体及剩余组织的分率如以下那样操作来求出。首先，从距离钢板的表面为板厚的1/4或3/4的位置，按照使与钢板的轧制方向及厚度方向平行的截面成为观察面的方式采集试样。接着，将该观察面进行镜面研磨，用苦味醇腐蚀液进行腐蚀后，使用扫描电子显微镜(SEM)进行组织观察。测定区域设定为80μm×150μm的面积、即12000μm²的面积，例如从倍率为5000倍左右的组织照片中使用点算法来算出珠光体的面积率。其中，将下述区域认定为珠光体：由铁素体的晶体取向差成为15°以上的晶界所围成的区域、且铁素体相与渗碳体相混合存在、渗碳体的形态为层状和/或球状那样的区域。因此，例如，珠光体除了包含铁素体相和渗碳体以层状(片层状)分散的组织以外，还包含将以块状分散的渗碳体作为主体的组织、更具体而言相对于该组织中的渗碳体总量以面积率计含有超过50％的这样的块状的渗碳体的组织。后者的将以块状分散的渗碳体作为主体的珠光体也可以少、也可以设定为全部珠光体的10％以下。此外，珠光体中的渗碳体即使是大的情况也为210nm左右(平均而言为100nm左右)，没有超过300nm的情况。此外，将下述组织认定为贝氏体：板条状的晶粒的集合体、且在板条的内部具有多个长径为20nm以上的铁系碳化物、进而这些碳化物属于单一的变体、即沿同一方向伸长的铁系碳化物群。此外，将块状或膜状的铁系碳化物、且当量圆直径为300nm以上的区域认定为先共析渗碳体。在珠光体组织中观察到的夹杂物基本上为渗碳体，不需要使用带能量色散型X射线分光器的扫描电子显微镜(SEM-EDS)等将各个夹杂物鉴定为渗碳体或铁系碳化物。仅在对渗碳体或铁系碳化物产生疑义的情况下，根据需要，通过使用不同于SEM观察的SEM-EDS等对夹杂物进行分析为宜。先共析铁素体和残留奥氏体都是在内部的渗碳体的面积分率低于1％，如果有这样的组织，则在利用SEM进行组织观察之后，使用电子射线背散射衍射法(Electron Back Scatter Diffraction、EBSD)进行分析，将bcc结构的组织判定为先共析铁素体，将fcc结构的组织判定为残留奥氏体。

[平均片层间距的测定方法]

平均片层间距如以下那样操作来求出。首先，从距离钢板的表面为板厚的1/4或3/4的位置，按照使与钢板的轧制方向及厚度方向平行的截面成为观察面的方式采集试样。接着，将该观察面进行镜面研磨，用苦味醇腐蚀液进行腐蚀后，使用扫描电子显微镜(SEM)进行组织观察。测定区域设定为80μm×150μm即12000μm²(倍率例如为5000倍)，选择10个以上的渗碳体层相对于组织照片的纸面垂直横穿的部位。由于通过用苦味醇腐蚀液使其腐蚀来进行测定，可得到深度方向的信息，因此可知将渗碳体层垂直横穿的部位。通过选择10个以上上述那样的部位进行测定，从而在各个部位中求出片层间距S，通过取它们的平均而设定为平均片层间距。各部位中的片层间距的测定方法设定为如下所述。首先，按照将渗碳体层横穿10～30条的方式相对于渗碳体层垂直地画直线，将该直线的长度设定为L。此外，将该直线所横穿的渗碳体层的数目设定为N。此时，该部位中的片层间距S通过S＝L/N来求出。在平均片层间距的测定中，将铁素体相和渗碳体以层状(片层状)分散的珠光体作为测定对象，不将以块状分散的渗碳体作为主体的组织作为平均片层间距的测定对象。

[构成珠光体的渗碳体中的长轴的长度超过0.3μm并且长宽比低于3.0的渗碳体的比例R的测定方法]

上述R的值如以下那样操作来求出。首先，从距离钢板的表面为板厚的1/4或3/4的位置，按照使与钢板的轧制方向及厚度方向平行的截面成为观察面的方式采集试样。接着，将该观察面进行镜面研磨，用苦味醇腐蚀液进行腐蚀后，使用扫描电子显微镜(SEM)进行组织观察。测定区域设定为80μm×150μm即12000μm²(倍率例如为5000倍)，将所得到的图像进行2值化处理，将暗部设定为铁素体，将明部设定为渗碳体。其中，对于各个渗碳体，通过图像处理进行椭圆体近似，将该椭圆体的长轴的长度、短轴的长度分别定义为各个渗碳体的长轴的长度、短轴的长度，通过以下的式子来定义各个渗碳体的长宽比。

[长宽比]＝[长轴的长度]/[短轴的长度]

在80μm×150μm的1个视场中，通过图像处理来算出上述的方法中所定义的渗碳体的长轴的长度超过0.3μm并且长宽比低于3.0的渗碳体的面积的合计，将其除以全部渗碳体的合计面积而得到的结果以百分率表示的值设定为本发明中规定的R的值。

[机械特性]

根据具有上述的化学组成及组织的热轧钢板，能够达成高的抗拉强度、具体而言为780MPa以上的抗拉强度。将抗拉强度设定为780MPa以上是为了满足汽车中的车身的轻量化的要求。抗拉强度优选为880MPa以上，更优选为980MPa以上。对于上限值不需要特别规定，但例如抗拉强度可以为1500MPa以下或1400MPa以下。同样地，根据具有上述的化学组成及组织的热轧钢板，能够达成高的延展性，更具体而言能够达成15％以上、优选为17％以上、更优选为20％以上的总伸长率。对于上限值不需要特别规定，但例如总伸长率可以为40％以下或30％以下。抗拉强度及总伸长率通过下述方式进行测定：从与热轧钢板的轧制方向成直角的方向采集JIS Z2241(2011)的5号拉伸试验片，依据JIS Z2241(2011)进行拉伸试验。

[板厚]

本发明的实施方式的热轧钢板一般具有1.0～6.0mm的板厚。虽然没有特别限定，但板厚也可以为1.2mm以上或2.0mm以上，和/或也可以为5.0mm以下或4.0mm以下。

<热轧钢板的制造方法>

接下来，对本发明的实施方式的热轧钢板的优选的制造方法进行说明。以下的说明旨在例示用于制造本发明的实施方式的热轧钢板的特征性方法，并不意图限定通过以下说明的那样的制造方法来制造该热轧钢板。

本发明的实施方式的热轧钢板的优选的制造方法的特征在于，包含以下工序：

将具有上述说明的化学组成的板坯加热至1150℃以上的工序；

热轧工序，其包含将加热后的板坯进行精轧，其中，上述精轧的最终道次压下率为20％以上且出侧温度FT为750～850℃，

冷却工序，其包含：将所得到的钢板从精轧出侧温度以40～200℃/秒的平均冷却速度冷却至下述所示的1次冷却结束温度(1次冷却)，接着进行2～20秒放冷，以10～200℃/秒的平均冷却速度冷却至560℃以下的温度(2次冷却)，其中，在将由下述式1计算的温度Tc或上述出侧温度FT-70℃中的较低的温度设定为Ts的情况下，上述1次冷却结束温度处于Ts～Ts+20℃的范围内；以及

将上述钢板在卷取温度为400～550℃下进行卷取的工序。

Tc(℃)＝412.7+411.9×[C]+21.0×[Si]+2.7×[Mn]+114.4×[Cr] 式1

其中，[C]、[Si]、[Mn]及[Cr]为各元素的含量[质量％]。以下，对各工序进行详细说明。

[板坯的加热工序]

首先，将具有上述说明的化学组成的板坯在热轧前进行加热。为了使Ti碳氮化物等充分地再固溶，板坯的加热温度设定为1150℃以上。上限值没有特别规定，但例如也可以为1250℃。此外，加热时间没有特别限定，例如也可以为30分钟以上，和/或也可以为120分钟以下。需要说明的是，所使用的板坯从生产率的观点出发优选在连续铸造法中进行铸造，但也可以通过铸锭法或薄板坯铸造法来制造。

[热轧工序]

(粗轧)

本方法中，例如，对于加热后的板坯，为了调整板厚等，也可以在精轧之前实施粗轧。粗轧只要可确保所期望的薄板坯尺寸即可，其条件没有特别限定。

(精轧)

关于加热后的板坯或者进而根据需要进行粗轧后的板坯，接者实施精轧，该精轧中的最终道次压下率被控制为20％以上，出侧温度FT被控制为750～850℃。如果精轧的最终道次压下率低于20％、和/或出侧温度FT超过850℃，则冷却中的奥氏体中的加工应变的蓄积不足，珠光体相变延迟，在卷取前完成珠光体相变变得困难，珠光体分率无法达成90％以上。因此，精轧中的最终道次压下率设定为20％以上、优选为25％以上、进一步优选为30％以上。对于最终道次压下率的上限值不需要特别规定，但例如最终道次压下率可以为50％以下。此外，为了同样地达成90％以上的珠光体分率，精整温度的出侧温度FT的上限设定为850℃、优选为830℃、进一步优选为820℃。从这样的观点出发，如果为Ar3点以上，则不需要对精轧的出侧温度FT特别设置下限，但越是变得低温，则钢板的变形阻力越增大，对轧机造成巨大的负担，可成为设备故障的原因。因此，将精轧的出侧温度FT的下限设定为750℃。

[冷却工序]

在精轧结束后，进行钢板的冷却。冷却工序进一步被细分化为1次冷却、放冷(空气冷却)及2次冷却。

(1次冷却的平均冷却速度：40～200℃/秒)

在冷却工序中，从上述的精轧的出侧温度FT以40℃/秒以上的平均冷却速度冷却至1次冷却结束温度。如果直至上述1次冷却结束温度为止的平均冷却速度低于40℃/秒，则析出大量先共析铁素体和/或先共析渗碳体，有可能变得无法达成上述珠光体分率的目标值(90％以上)。平均冷却速度也可以为42℃/秒以上或45℃/秒以上。为了得到所期望的组织，平均冷却速度优选设定为200℃/秒以下，也可以为100℃/秒以下。需要说明的是，1次冷却结束温度可以在下述说明的Ts～Ts+20℃的范围内适当选择。

(1次冷却结束温度：Ts～Ts+20℃)

在将温度Tc或精轧的出侧温度FT-70℃中的较低的温度设定为Ts的情况下，上述冷却设定为在Ts～Ts+20℃的温度范围内结束。其中，Tc为渗碳体的析出温度，设定为由下述的式1表示的温度。

Tc(℃)＝412.7+411.9×[C]+21.0×[Si]+2.7×[Mn]+114.4×[Cr] 式1

其中，[C]、[Si]、[Mn]及[Cr]为各元素的含量[质量％]。在1次冷却结束温度低于Ts的情况下，珠光体相变延迟，在后续的放冷中不会产生珠光体相变。其结果是，珠光体分率变得无法达成90％以上、或者变得在卷取后产生珠光体相变。例如，如果在550℃以下的温度下进行卷取后珠光体相变进行发展，则有可能因在这样的低温下生成的珠光体增加而使珠光体的平均片层间距变得小于0.08μm。此外，在1次冷却结束温度高于Ts+20℃的情况下，在珠光体相变之前产生铁素体相变而生成比较多的先共析铁素体，因此同样地珠光体分率变得无法达成90％以上。因此，如上述那样指定1次冷却结束温度。

(放冷时间：2～20秒)

在上述1次冷却的结束后，通过放冷2～20秒钟来生成粗大的球状碳化物少的珠光体。如果放冷时间低于2秒或为0秒，则在冷却工序中不会充分地进行相变(珠光体相变)，珠光体分率变得无法达成90％以上、或者变得在卷取后产生珠光体相变。例如，如果在550℃以下的温度下进行卷取后珠光体相变进行发展，则有可能因在这样的低温下生成的珠光体增加而使珠光体的平均片层间距变得小于0.08μm。因此，为了在冷却工序中完成珠光体分率为90％以上的相变，放冷时间设定为2秒以上、优选为3秒以上、进一步优选为5秒以上。放冷时间的上限不需要特别设定，但从生产率的观点出发将放冷时间的上限设定为20秒。放冷时间的上限也可以为15秒。

(2次冷却)

在从上述的放冷至下述的卷取工序为止的期间进行2次冷却。通过如上述说明的那样在1次冷却的结束后进行2秒以上放冷，能够完成珠光体分率为90％以上的相变，进一步通过如以下说明的那样将卷取温度设定为550℃以下，能够抑制渗碳体的球状化。因此，冷却工序中的2～20秒的放冷与卷取工序之间的冷却除了以10～200℃/秒的平均冷却速度进行冷却以外没有特别制限。2次冷却的平均冷却速度虽然不会对钢板的显微组织造成大的影响，但平均冷却速度越高，则钢板的温度变得越容易产生不均。因此，2次冷却的平均冷却速度设定为200℃/秒以下，也可以为100℃/秒以下。从生产率的观点出发，2次冷却的平均冷却速度设定为10℃/秒以上，也可以为20℃/秒以上。此外，2次冷却的结束温度不需要与卷取温度相同，从控制卷取温度的观点出发只要为560℃以下即可。2次冷却结束温度的下限没有特别限定，例如2次冷却结束温度可以为400℃以上。可以在2次冷却结束后立即进行卷取，也可以在2次冷却的结束后至卷取为止的期间进行放冷(空气冷却)。

[卷取工序]

在冷却工序之后，对在冷却中完成了一定值以上的相变的钢板进行卷取。卷取时的钢板的温度设定为400～550℃。在卷取温度超过550℃的情况下，处于之后的产生渗碳体的球状化和粗大化的温度区域的时间变长，因此冷却中所生成的珠光体中的层状渗碳体发生球状化，产生大量的冲裁时可成为空隙起点的粗大的球状渗碳体。其结果是，有可能形成不满足下述特征的组织：构成珠光体的渗碳体中的长轴的长度超过0.3μm并且长宽比低于3.0的渗碳体的比例低于15％。因此，卷取温度设定为550℃以下，也可以为540℃以下或530℃以下。此外，在卷取温度低于400℃的情况下，会生成贝氏体、马氏体之类的硬质组织，因此钢板的伸长率降低。因此，卷取温度设定为400℃以上，也可以为420℃以上或440℃以上。本制造方法中，如上述说明的那样，由于通过1次冷却结束后的2～20秒钟的放冷而在冷却工序中完成珠光体相变，因此卷取温度对珠光体的平均片层间距没有特别影响。

以下，通过实施例对本发明更详细地进行说明，但本发明不受这些实施例的任何限定。

实施例

在以下的实施例中，在各种条件下制造本发明的实施方式的热轧钢板，对所得到的热轧钢板的机械特性进行了调查。

首先，通过连续铸造法制造了具有表1中所示的化学组成的板坯。接着，由这些板坯通过表2中所示的加热、热轧、冷却及卷取条件制造了板厚为2.5mm的热轧钢板。需要说明的是，表1中所示的成分以外的剩余部分为Fe及杂质。此外，对从所制造的热轧钢板中采集的试样进行分析而得到的化学组成与表1中所示的板坯的化学组成相同。

从像这样操作而得到的热轧钢板中从与轧制方向成直角的方向采集JIS Z2241(2011)的5号拉伸试验片，依据JIS Z2241(2011)进行拉伸试验，测定抗拉强度(TS)及总伸长率(El)。此外，冲裁时有无产生空隙是通过下述的方法来评价的。首先，将冲裁间隙设定为12.5％来冲裁10mm直径的孔，以通过孔的中心点且与轧制方向平行的截面将钢板切断。接着对该截面进行镜面研磨后，利用苦味醇使显微组织显现，利用SEM以倍率5000倍对距离端面为50μm以内的区域进行观察，如果确认到当量圆直径为0.2μm以上的空隙，则设定为“有空隙”，如果未确认到，则设定为“无空隙”。将TS为780MPa以上、并且El为15％以上及冲裁时无空隙产生的情况评价为高强度并且延展性及抑制空隙产生优异的热轧钢板。将结果示于下表3中。表3中的剩余组织表示珠光体以外的组织，因而意味着不含除了珠光体以外作为剩余组织所示的组织以外的组织。

如由表3也表明的那样，就包含在本发明的范围内的实施例1～5、14、17～19及24～27而言，由于抗拉强度为780MPa以上，并且El为15％以上，以及冲裁时无空隙产生，因此能够获得高强度并且延展性及抑制空隙产生优异的热轧钢板。如图1(a)中所示的那样，获知：就对应于这些实施例的热轧钢板而言，显微组织以珠光体作为主体，该珠光体的片层间距被微细化，进而该珠光体中的粗大的球状渗碳体的比例降低。

与它们相对，就比较例6而言，由于精轧的最终道次压下率低，因此未促进相变，珠光体分率降低从而未得到充分的抗拉强度。就比较例7而言，由于精轧的出侧温度为高温，因此未促进相变，珠光体分率降低从而未得到充分的抗拉强度。就比较例8而言，由于平均冷却速度低，因此在冷却中产生铁素体相变，珠光体分率降低从而未得到充分的抗拉强度。就比较例9及15而言，由于1次冷却结束温度低，因此生成贝氏体，未得到充分的延展性。就比较例10及16而言，由于1次冷却结束温度为高温，因此在放冷中生成比较多的先共析铁素体，未得到充分的抗拉强度。就比较例11而言，由于放冷时间短，因此在冷却中未完成相变，在卷取工序中生成贝氏体从而未得到充分的延展性。就比较例12而言，由于卷取温度为低温，因此同样地生成贝氏体，未得到充分的延展性。就比较例13而言，由于卷取温度为高温，因此在卷取后渗碳体发生球状化，粗大的球状渗碳体的比例增大从而在冲裁时产生空隙。就比较例20而言，由于C含量低，因此先共析铁素体分率增加，未得到充分的抗拉强度。就比较例21而言，由于C含量过量，因此生成先共析渗碳体，未得到充分的延展性。就比较例22而言，由于Cr含量低，因此未充分发挥由Cr带来的渗碳体的球状化抑制效果，粗大的球状渗碳体的比例增大从而在冲裁时产生空隙。就比较例23而言，由于Cr含量过量，因此珠光体的平均片层间距被过度微细化，伴随着抗拉强度的提高从而延展性降低。就比较例28而言，由于放冷时间为0秒，因此在卷取后产生珠光体相变，进而由于卷取温度高，因此在卷取后渗碳体发生球状化，粗大的球状渗碳体的比例增大从而在冲裁时产生空隙。就比较例29而言，由于放冷时间为0秒，因此在低温下的卷取后珠光体相变进行发展，珠光体的平均片层间距被过度微细化，伴随着抗拉强度的提高从而延展性降低。图1(b)表示在冲裁时观察到空隙产生的对应于比较例的热轧钢板，如果参照它则可确认到产生了大量微小的空隙。

Claims

1.一种热轧钢板，其特征在于，化学组成以质量％计为：

C：0.30～0.80％、

Si：0.01～0.50％、

Mn：0.50～2.00％、

P：0.100％以下、

S：0.0100％以下、

Al：0.100％以下、

N：0.0100％以下、

Cr：0.30～1.00％、

Ti：0～1.00％、

Nb：0～0.10％、

V：0～1.00％、

Cu：0～1.00％、

Ni：0～2.00％、

Mo：0～0.40％、

B：0～0.0100％、

Ca：0～0.0050％、

REM：0～0.005％、以及

剩余部分：Fe及杂质，

显微组织以面积率计为：

珠光体：90～100％、及

先共析铁素体：0～10％，

所述珠光体的平均片层间距为0.08～0.30μm，

构成所述珠光体的渗碳体中的长轴的长度超过0.3μm并且长宽比低于3.0的渗碳体的比例低于15％。

2.根据权利要求1所述的热轧钢板，其特征在于，所述化学组成以质量％计包含选自下述元素中的1种或2种以上：

Ti：0.01～1.00％、

Nb：0.01～0.10％、

V：0.01～1.00％、

Cu：0.01～1.00％、

Ni：0.10～2.00％、

Mo：0.01～0.40％、

B：0.0005～0.0100％、

Ca：0.0005～0.0050％、及

REM：0.0005～0.005％。

3.根据权利要求1或2所述的热轧钢板，其特征在于，抗拉强度为780MPa以上。