CN117062930A - 高强度热轧钢板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供弯曲加工时的破裂和褶皱发生的抑制效果优良的高强度热轧钢板。一种高强度热轧钢板,其具有以质量%计含有C:0.02~0.23%、Si:0.10~3.00%、Mn:0.5~3.5%、P:0.100%以下、S:0.02%以下、Al:1.5%以下、余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成,马氏体与贝氏体的合计面积率为80~100%,在板厚方向上距表面5~10μm的区域中的晶粒的最大取向密度小于2.5,在板厚方向上距表面50~100μm的区域中的晶粒的最大取向密度为2.5以上。
Description
技术领域
本发明涉及高强度热轧钢板及其制造方法,特别是涉及适合作为汽车用部件的原材的高强度热轧钢板及其制造方法。
背景技术
从汽车的碰撞安全性改善和燃料效率提高的观点考虑,对汽车用部件中使用的钢板要求高强度化。一般而言,将钢板高强度化时,加工性降低,因此要求高强度且加工性优良的钢板。拉伸强度超过980MPa级的热轧钢板大多被实施车架部件等那样弯曲加工主体的成形,因此,特别要求优良的弯曲加工性。弯曲加工中,大幅损害碰撞安全性的严重破裂的抑制很重要自不必说,从美观、耐疲劳的观点考虑,褶皱的抑制也变得重要。为了解决这些问题,开发出了各种各样的热轧钢板。
专利文献1中公开了与拉伸强度为780MPa以上的冷轧钢板的制造方法相关的技术,其中,将合金元素调整为适当范围,将铁素体的体积分率设定为60~80%,并且将铁素体与低温相变相的纳米硬度之比控制为一定范围,由此使伸长率和弯曲性优良。专利文献2中公开了与热镀锌钢板相关的技术,其中,将C量设定为0.07~0.25质量%,将其它合金元素调整为适当,在此基础上适当组合钢板组织的各相的面积率、马氏体相的平均结晶粒径、维氏硬度的偏差等,由此改善了弯曲加工性。专利文献3中公开了与热轧钢板相关的技术,其中,通过控制晶粒内的取向差而使延展性优良。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-167467号公报
专利文献2:国际公开第2016/129213号
专利文献3:日本特开2016-204690号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是,专利文献1中,由于大量含有铁素体而屈服强度(YS)变低,未必可以说具有对耐碰撞有效的强度。另外,不能说专利文献1的技术也能够应用于织构明显不同的热轧钢板,有改善的余地。专利文献2是因Mn偏析引起的褶皱(条纹花样)发生成为问题的热镀锌钢板中的改善,对于热轧钢板没有任何启示。另外,不能说专利文献2的技术也能够应用于织构明显不同的热轧钢板,有改善的余地。专利文献3中,通过控制结晶取向而能够得到优良的延展性,但另一方面,对于弯曲加工时的褶皱没有任何研究,有改善的余地。
本发明是解决上述问题的发明,其目的在于提供弯曲加工时的破裂和褶皱发生的抑制效果优良的高强度热轧钢板。
另外,本发明的目的在于提供上述高强度热轧钢板的制造方法。
用于解决问题的方法
本发明人对弯曲加工时的褶皱的发生条件进行了深入研究。结果发现,通过将化学成分和钢板表层的织构控制为特定的范围,弯曲加工时的破裂和褶皱发生得到显著抑制,从而完成了本发明。
需要说明的是,本发明中,高强度是指拉伸强度(TS)为980MPa以上、且屈服强度(YS)为800MPa以上。
另外,本发明中,弯曲加工时的破裂和褶皱发生的抑制效果优良是指,在弯曲加工时不发生破裂和褶皱的最小弯曲半径R除以板厚t而得到的R/t为3.0以下。
本发明具有以下的构成。
[1]一种高强度热轧钢板,其具有以质量%计含有C:0.02~0.23%、Si:0.10~3.00%、Mn:0.5~3.5%、P:0.100%以下、S:0.02%以下、Al:1.5%以下、余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成,
马氏体与贝氏体的合计面积率为80~100%,在板厚方向上距表面5~10μm的区域中的晶粒的最大取向密度小于2.5,在板厚方向上距表面50~100μm的区域中的晶粒的最大取向密度为2.5以上。
[2]根据[1]所述的高强度热轧钢板,其中,上述成分组成以质量%计还含有选自Cr:0.005~2.0%、Mo:0.05~2.0%、V:0.05~1.0%、Cu:0.05~4.0%、Ni:0.005~2.0%、Ti:0.005~0.20%、Nb:0.005~0.20%、B:0.0003~0.0050%、Ca:0.0001~0.0050%、REM:0.0001~0.0050%、Sb:0.0010~0.10%、Sn:0.0010~0.50%中的一种以上。
[3]一种高强度热轧钢板的制造方法,其中,
对具有上述[1]或[2]中记载的成分组成的钢坯进行加热,进行粗轧,
接着,在1000℃以下的温度范围内的合计压下率为50%以上、并且1000℃以下的温度范围内的合计道次数为3道次以上、最终道次的轧制温度为750~900℃、并且最终道次轧制温度~最终道次轧制温度+50℃下的合计压下率为35%以下的条件下进行精轧,然后,
将上述精轧结束后的放冷时间设定为2.0s以下,并且,在到550℃为止的温度范围内以平均冷却速度为50℃/s以上的条件进行冷却,在300~400℃的温度范围内以100℃/s以上的平均冷却速度进行冷却,在300℃以下进行卷取。
发明效果
根据本发明,可以得到弯曲加工时的破裂和褶皱发生的抑制效果(以下也称为“耐弯曲褶皱性”)优良的高强度热轧钢板。
根据本发明,可以得到适合作为汽车用部件的原材的耐弯曲褶皱性优良的高强度热轧钢板。使用本发明的高强度热轧钢板时,能够得到没有因弯曲加工引起的破裂、褶皱的高强度汽车部件等制品。
具体实施方式
以下,对本发明的高强度热轧钢板及其制造方法详细地进行说明。需要说明的是,本发明不限定于以下的实施方式。
<高强度热轧钢板>
本发明的高强度热轧钢板可以为被称为热轧态的黑皮、或者热轧后进一步进行酸洗的白皮的热轧钢板中的任意一种。本发明的高强度热轧钢板优选板厚为0.6mm以上。另外,本发明的高强度热轧钢板优选板厚为10.0mm以下。在将本发明的高强度热轧钢板作为汽车用部件的原材使用的情况下,板厚更优选为1.0mm以上。另外,在将本发明的高强度热轧钢板作为汽车用部件的原材使用的情况下,板厚更优选为6.0mm以下。另外,本发明的高强度热轧钢板的板宽优选为500mm以上,更优选为700mm以上。本发明的高强度热轧钢板的板宽优选为1800mm以下,更优选为1400mm以下。
本发明的高强度热轧钢板具有特定的成分组成和特定的钢组织。在此,按照成分组成、钢组织的顺序进行说明。
首先,对本发明的高强度热轧钢板的成分组成进行说明。需要说明的是,表示成分组成的含量的“%”是指“质量%”。
本发明的高强度热轧钢板的成分组成以质量%计含有C:0.02~0.23%、Si:0.10~3.00%、Mn:0.5~3.5%、P:0.100%以下、S:0.02%以下、Al:1.5%以下,余量由Fe和不可避免的杂质构成。
C:0.02~0.23%
C是使贝氏体、马氏体生成和强化、对升高TS、YS有效的元素。C含量小于0.02%时,不能充分得到这样的效果,得不到980MPa以上的TS。另一方面,C含量超过0.23%时,钢板表层的织构的发达变得显著,得不到期望的耐弯曲褶皱性。因此,C含量设定为0.02~0.23%。从更稳定地得到980MPa以上的TS的观点考虑,C含量优选为0.03%以上,从稳定地得到1180MPa以上的TS的观点考虑,优选设定为0.06%以上。另外,从耐弯曲褶皱性的观点考虑,C含量优选设定为0.22%以下,更优选设定为0.20%以下。
Si:0.10~3.00%
Si是通过将钢固溶强化、或者抑制马氏体的回火软化而对升高TS、YS有效的元素。另外,Si是对弯曲加工时的破裂、褶皱发生的抑制也有效的元素。为了得到这样的效果,需要将Si含量设定为0.10%以上。另一方面,Si含量超过3.00%时,多边形铁素体过量生成,得不到本发明的钢组织。因此,Si含量设定为0.10~3.00%。Si含量优选为0.20%以上。另外,Si含量优选为2.00%以下,更优选为1.50%以下。
Mn:0.5~3.5%
Mn是使马氏体、贝氏体生成、对升高TS、YS有效的元素。Mn含量小于0.5%时,不能充分得到这样的效果,生成多边形铁素体等,得不到本发明的显微组织。另一方面,Mn含量超过3.5%时,钢板表层的织构的发达变得显著,得不到期望的耐弯曲褶皱性。因此,Mn含量设定为0.5~3.5%。从更稳定地得到980MPa以上的TS的观点考虑,Mn含量优选设定为1.0%以上。另外,从耐弯曲褶皱性的观点考虑,Mn含量优选设定为3.0%以下,更优选设定为2.3%以下。
P:0.100%以下
P会使钢脆化而助长弯曲破裂,因此,其量优选尽可能地减少。在本发明中,P含量可以允许至0.100%。因此,P含量设定为0.100%以下(其中不包括0%)。P含量优选设定为0.030%以下。下限没有特别规定,但P含量小于0.001%时,导致生产效率的降低,因此,P含量优选为0.001%以上。
S:0.02%以下
S会使钢脆化而助长弯曲破裂,因此,其量优选尽可能地减少。在本发明中,S含量可以允许至0.02%。因此,S含量设定为0.02%以下(其中不包括0%)。S含量优选设定为0.0050%以下,更优选设定为0.0030%以下。下限没有特别规定,但S含量小于0.0002%时,导致生产效率的降低,因此,S含量优选为0.0002%以上。
Al:1.5%以下
Al作为脱氧剂发挥作用,优选在脱氧工序中添加。从作为脱氧剂使用的观点考虑,Al含量优选为0.01%以上。另一方面,大量含有Al时,多边形铁素体大量生成,得不到本发明的钢组织。在本发明中,Al含量可允许至1.5%。因此,Al含量设定为1.5%以下(其中不包括0%)。Al含量优选设定为0.50%以下,更优选设定为0.30%以下,进一步优选设定为0.10%以下。
余量为Fe和不可避免的杂质。
上述成分是本发明的高强度热轧钢板的基本的成分组成。在本发明中,可以进一步适当含有以下的元素。
选自Cr:0.005~2.0%、Mo:0.05~2.0%、V:0.05~1.0%、Cu:0.05~4.0%、Ni:0.005~2.0%、Ti:0.005~0.20%、Nb:0.005~0.20%、B:0.0003~0.0050%、Ca:0.0001~0.0050%、REM:0.0001~0.0050%、Sb:0.0010~0.10%、Sn:0.0010~0.50%中的一种以上
Cr、Mo、V、Cu、Ni是使马氏体生成、有助于高强度化的有效元素。为了得到这样的效果,在含有Cr、Mo、V、Cu、Ni的情况下,优选将各个元素的含量各自设定为上述下限值以上。Cr、Mo、V、Cu、Ni各个元素的含量超过上述上限值时,钢板表层的织构发达,有时得不到期望的耐弯曲褶皱性。Cr含量更优选设定为0.1%以上。另外,Cr含量更优选设定为1.0%以下。Mo含量更优选设定为0.1%以上。另外,Mo含量更优选设定为0.5%以下。V含量更优选设定为0.1%以上。另外,V含量更优选设定为0.5%以下。Cu含量更优选设定为0.1%以上。另外,Cu含量更优选设定为0.6%以下。Ni含量更优选设定为0.1%以上。另外,Ni含量更优选设定为0.6%以下。
Ti、Nb是形成碳化物、对于使钢高强度化有效的元素。为了得到这样的效果,在含有Ti、Nb的情况下,优选将各个元素的含量各自设定为上述下限值以上。另一方面,Ti、Nb各自的含量超过上述上限值时,钢板表层的织构发达,有时得不到期望的耐弯曲褶皱性。Ti含量更优选设定为0.01%以上。另外,Ti含量更优选设定为0.15%以下。Nb含量更优选设定为0.01%以上。另外,Nb含量更优选设定为0.15%以下。
B是提高钢板的淬透性、使马氏体生成、有助于高强度化的有效元素。为了得到这样的效果,在含有B的情况下,优选将B含量设定为0.0003%以上。另一方面,B含量超过0.0050%时,B系化合物增加,淬透性降低,有时得不到本发明的钢组织。因此,在含有B的情况下,优选将B含量设定为0.0003~0.0050%。B含量更优选为0.0005%以上。另外,B含量更优选为0.0040%以下。
Ca、REM是通过夹杂物的形态控制对加工性的提高有效的元素。为了得到这样的效果,在含有Ca、REM的情况下,优选将各自的含量设定为Ca:0.0001~0.0050%、REM:0.0001~0.0050%。Ca、REM的含量超过上述上限值时,夹杂物量增加,加工性有时劣化。Ca含量更优选设定为0.0005%以上。另外,Ca含量更优选设定为0.0030%以下。REM含量更优选设定为0.0005%以上。另外,REM含量更优选设定为0.0030%以下。需要说明的是,REM是Sc、Y、以及原子序号57的镧(La)至原子序号71的镥(Lu)的15种元素的统称,在此所述的REM含量是这些元素的合计含量。
Sb是抑制脱氮、脱硼等、对钢的强度降低抑制有效的元素。为了得到这样的效果,在含有Sb的情况下,优选将Sb含量设定为0.0010~0.10%。Sb的含量超过上述上限值时,有时导致钢板的脆化。Sb含量更优选为0.0050%以上。另外,Sb含量更优选为0.050%以下。
Sn是抑制珠光体、对钢的强度降低抑制有效的元素。为了得到这样的效果,在含有Sn的情况下,优选将Sn含量设定为0.0010~0.50%。Sn的含量超过上述上限值时,有时导致钢板的脆化。Sn含量更优选为0.0050%以上。另外,Sn含量更优选为0.050%以下。
需要说明的是,Cr、Mo、V、Cu、Ni、Ti、Nb、B、Ca、REM、Sb、Sn的含量即使小于上述的下限值也不会损害本发明的效果。因此,在这些元素的含量小于上述的下限值的情况下,将这些元素作为以不可避免的杂质形式含有的元素来处理。另外,作为这些元素以外的不可避免的杂质,有N、Na、Mg、Zr、Hf、Ta、W等,但它们以合计计设定为0.020%以下。
接着,对本发明的高强度热轧钢板的钢组织进行说明。
本发明的高强度热轧钢板的钢组织中,马氏体与贝氏体的合计面积率为80~100%,在板厚方向上距表面5~10μm的区域中的晶粒的最大取向密度小于2.5,在板厚方向上距表面50~100μm的区域中的晶粒的最大取向密度为2.5以上。
马氏体与贝氏体的合计面积率:80~100%
在本发明中,为了高TS、高YS和优良的耐弯曲褶皱性,设定为主要包含马氏体和贝氏体的组织。马氏体与贝氏体的合计面积率小于80%时,得不到期望的TS、YS和耐弯曲褶皱性中的某一项。因此,马氏体与贝氏体的合计面积率设定为80~100%。上述合计面积率优选设定为90~100%、更优选设定为95~100%。需要说明的是,各相的面积率可以通过实施例中记载的方法求出。
在板厚方向上距表面5~10μm的区域(表层5~10μm区域)中的晶粒的最大取向密度:小于2.5
通过使最表层的晶粒的取向随机化,能够抑制弯曲加工时的破裂和褶皱发生。为了得到这样的效果,需要将在板厚方向上距表面5~10μm的区域(表层5~10μm区域)中的晶粒的最大取向密度设定为小于2.5。因此,表层5~10μm区域中的晶粒的最大取向密度设定为小于2.5。表层5~10μm区域中的晶粒的最大取向密度优选小于2.4,更优选小于2.3。另外,表层5~10μm区域中的晶粒的最大取向密度的下限优选为1.0以上,更优选为1.2以上。需要说明的是,表层5~10μm区域中的晶粒的最大取向密度可以通过实施例中记载的方法求出。
在板厚方向上距表面50~100μm的区域(表层50~100μm区域)中的晶粒的最大取向密度:2.5以上
通过使紧挨最表层的下方区域中的晶粒的织构发达、使其非随机,能够抑制弯曲加工时的破裂和褶皱发生。详细情况还不清楚,但推测是由于,在成为弯曲加工时的破裂、褶皱发生的起点的钢板表层中,结晶取向的偏向不同的层相邻,由此被限制为弯曲加工时不易发生破裂和褶皱的变形模式。为了得到这样的效果,需要将表层5~10μm区域中的晶粒的最大取向密度设定为小于2.5、并且将在板厚方向上距表面50~100μm的区域(表层50~100μm区域)中的晶粒的最大取向密度设定为2.5以上。因此,表层50~100μm区域中的晶粒的最大取向密度设定为2.5以上。表层50~100μm区域中的晶粒的最大取向密度优选为2.6以上,更优选为2.7以上。另外,表层50~100μm区域中的晶粒的最大取向密度的上限优选为6.0以下,更优选为5.0以下。需要说明的是,表层50~100μm区域中的晶粒的最大取向密度可以通过实施例中记载的方法求出。
<高强度热轧钢板的制造方法>
本发明的高强度热轧钢板通过如下方法制造:对具有上述成分组成的钢坯进行加热,对上述钢坯进行粗轧,在1000℃以下的温度范围内的合计压下率为50%以上、并且1000℃以下的温度范围内的合计道次数为3道次以上、最终道次的轧制温度为750~900℃、并且最终道次轧制温度~最终道次轧制温度+50℃下的合计压下率为35%以下的条件下进行精轧,然后,将上述精轧结束后的放冷时间设定为2.0s以下,并且在到550℃为止的温度范围内以平均冷却速度为50℃/s以上的条件进行冷却,在300~400℃的温度范围内以100℃/s以上的平均冷却速度进行冷却,在300℃以下进行卷取。
以下详细进行说明。需要说明的是,上述温度是钢板的宽度中央部的表面的温度,上述平均冷却速度是钢板的宽度中央部的表面的平均冷却速度。另外,只要没有特别说明,则平均冷却速度设定为[(冷却开始温度-冷却停止温度)/从冷却开始温度起到冷却停止温度为止的冷却时间]。
将具有上述成分组成的钢通过转炉、电炉、真空熔化炉等公知的方法进行熔炼,通过连续铸造法或铸锭-开坯法等公知的方法进行铸造,制成铸片(钢坯)。将上述钢坯直接或者暂时冷却后进行加热,实施粗轧。粗轧的条件无需特别规定,可以根据常规方法进行。进行粗轧后,在规定的条件下进行精轧。
1000℃以下的温度范围内的合计压下率:50%以上
热轧的精轧中,通过将1000℃以下的温度范围内的合计压下率设定为50%以上,可以得到本发明的表层5~10μm区域和50~100μm区域中的晶粒的最大取向密度。因此,精轧的1000℃以下的温度范围内的合计压下率设定为50%以上。上述压下率优选为60%以上。上述压下率的上限没有特别规定,但上述压下率过大时,钢板内部的织构发达,有时会损害加工性,因此,上述压下率优选设定为95%以下。
1000℃以下的温度范围内的合计道次数:3道次以上
通过将精轧的1000℃以下的温度范围内的压下分散为多次而降低每1道次的压下率,能够使表层5~10μm区域中的晶粒随机化。在本发明中,通过将1000℃以下的温度范围内的合计道次数设定为3以上,能够得到本发明的表层5~10μm区域中的晶粒的最大取向密度。上述合计道次数优选设定为4道次以上。另外,虽然没有特别限定,但上述合计道次数优选为10道次以下。
最终道次的轧制温度:750~900℃
热轧的精轧最终道次的轧制温度(精轧结束温度)低于750℃时,铁素体等不希望的组织大量生成,得不到本发明的显微组织。另一方面,上述轧制温度超过900℃时,钢板表层的织构的发达变得不充分,得不到本发明的表层50~100μm区域中的晶粒的最大取向密度。因此,最终道次的轧制温度(精轧结束温度)设定为750~900℃。上述轧制温度优选为770℃以上。另外,上述轧制温度优选为880℃以下。
最终道次轧制温度~最终道次轧制温度+50℃下的合计压下率:35%以下
在最终道次温度附近,压下率变高时,发生再结晶,钢板表层的织构的发达变得不充分,得不到本发明的表层50~100μm区域中的晶粒的最大取向密度。为了得到本发明的表层50~100μm区域中的晶粒的最大取向密度,需要将最终道次轧制温度~最终道次轧制温度+50℃的温度范围内的合计压下率设定为35%以下。因此,最终道次轧制温度~最终道次轧制温度+50℃下的合计压下率设定为35%以下。上述合计压下率优选设定为30%以下。下限没有特别规定,但上述合计压下率过低时,可能导致形状不良等,因此,上述合计压下率优选为5%以上。
精轧结束后的放冷时间:2.0s以下
精轧结束后的放冷时间超过2.0s时,紧挨表层的下方的位错的恢复被促进,得不到本发明的表层50~100μm区域中的最大取向密度。因此,精轧结束后的放冷时间设定为2.0s以下。上述放冷时间优选设定为1.5s以下。上述放冷时间的下限没有特别规定,但在0.1s以上时,钢板表层中的位错的恢复进一步提高,更容易得到本发明的表层5~10μm区域中的晶粒的最大取向密度,因此,上述放冷时间优选设定为0.1s以上。需要说明的是,放冷是指在不进行利用注水等的积极冷却(加速冷却)的情况下在大气中暴露(空冷)。
到550℃为止的温度范围的平均冷却速度:50℃/s以上
从精轧结束后的冷却开始起到550℃为止的平均冷却速度小于50℃/s时,生成铁素体、珠光体,得不到本发明的钢组织。因此,从冷却开始(加速冷却的开始温度)起到550℃为止的平均冷却速度设定为50℃/s以上。上述平均冷却速度优选设定为80℃/s以上。上述平均冷却速度的上限没有特别规定,但从钢板的形状稳定性等观点考虑,上述平均冷却速度优选为1000℃/s以下。需要说明的是,作为一例,冷却开始温度为精轧结束温度(最终道次的轧制温度)。
300~400℃的温度范围的平均冷却速度:100℃/s以上
300~400℃的温度范围的平均冷却速度小于100℃/s时,以驱动力小的状态发生贝氏体相变、马氏体相变,得不到本发明的表层50~100μm区域中的晶粒的最大取向密度。因此,300~400℃的温度范围的平均冷却速度设定为100℃/s以上。上述平均冷却速度优选为150℃/s以上。上述平均冷却速度的上限没有特别规定,但从钢板的形状稳定性等观点考虑,上述平均冷却速度优选为1000℃/s以下。
卷取温度:300℃以下
卷取温度超过300℃时,相变的驱动力变小,得不到本发明的表层50~100μm区域中的晶粒的最大取向密度。因此,卷取温度设定为300℃以下。上述卷取温度优选为280℃以下,更优选为250以下。在卷取后,例如冷却到室温。
上述制造方法的条件以外没有特别限定,优选以下述方式适当调整条件来进行制造。例如,关于钢坯的加热温度,从偏析除去、析出物固溶等观点考虑优选为1100℃以上,从能率等观点考虑优选为1300℃以下。从减少导致加工性的降低的粗晶粒等观点考虑,精轧优选设定为4道次以上。
本发明的高强度热轧钢板的拉伸强度(TS)为980MPa以上、屈服强度(YS)为800MPa以上。TS优选为1180MPa以上。YS优选为900MPa以上。另外,虽然没有特别限定,但TS优选为1570MPa以下,YS优选为1300MPa以下。另外,本发明的高强度热轧钢板具有R/t为3.0以下的优良的耐弯曲褶皱性。R/t优选为2.8以下。需要说明的是,TS、YS、R/t各自通过实施例中记载的方法求出。
实施例
将表1所示的成分组成的钢利用真空熔化炉进行熔炼,将所得到的钢坯加热至1250℃,进行粗轧,在表2所示的条件下进行精轧、放冷、冷却(加速冷却)、卷取,制造热轧钢板。需要说明的是,精轧的全部道次数设定为7道次。使用所得到的热轧钢板,按照以下的试验方法进行组织观察、拉伸特性和耐弯曲褶皱性的评价。
组织观察
马氏体、贝氏体的面积率是指各组织的面积在观察面积中所占的比例。关于马氏体的面积率,从所得到的热轧钢板上切出样品,对与轧制方向平行的板厚截面进行研磨后,用3%硝酸乙醇溶液进行腐蚀,利用SEM(扫描电子显微镜)以1500倍的倍率对板厚1/4位置分别拍摄3个视野。根据所得到的二次电子图像的图像数据,使用Media Cybernetics公司制造的Image-Pro求出各组织的面积率,将3个视野的平均面积率设定为各组织的面积率。图像数据中以如下方式进行区分:上贝氏体为含有碳化物或具有直线性界面的马氏体的黑色或暗灰色,下贝氏体为含有取向一致的碳化物的黑色或暗灰色或灰色或亮灰色,马氏体为含有多个取向的碳化物的黑色或暗灰色或灰色或亮灰色、或者不含碳化物的白色或亮灰色,残余奥氏体为不含碳化物的白色或亮灰色。马氏体与残余奥氏体有时无法进行区分,因此,残余奥氏体通过后述的方法求出,从由SEM图像求出的马氏体与残余奥氏体的合计面积率中排除,从而求出马氏体的面积率。需要说明的是,本发明中,马氏体可以为新鲜马氏体、自回火马氏体、回火马氏体等中的任一马氏体。另外,贝氏体可以为上贝氏体、下贝氏体、回火贝氏体等中的任一贝氏体。越是回火的程度强的组织,基底越成为黑色强的对比度的图像,因此,上述基底的颜色为标准,在本发明中,对碳化物的量、组织的形态等进行综合判定,包括后述的组织在内,分类为特征相近的任意组织。碳化物为白色的点状或线状。另外,在本发明中,虽然基本上不含有,但铁素体是黑色或暗灰色、内部不具有或稍微具有碳化物或者不具有具有直线性界面的马氏体的组织,珠光体可以以黑色与白色的层状或部分中断的层状的组织的形式来区分。关于残余奥氏体的面积率,对于将退火后的钢板磨削至板厚的1/4+0.1mm后、通过化学研磨进一步研磨掉0.1mm后的面,利用X射线衍射装置、使用Mo的Kα1射线测定fcc铁(奥氏体)的(200)面、(220)面、(311)面、以及bcc铁(铁素体)的(200)面、(211)面、(220)面的积分反射强度,由根据fcc铁的各面的积分反射强度相对于根据bcc铁的各面的积分反射强度的强度比求出体积率,将其作为残余奥氏体的面积率。
使用所得到的各组织的面积率,求出合计面积率。将结果示于表3中。需要说明的是,表3中的“V(M+B)”是指马氏体与贝氏体的合计面积率,“V(O)”是指其它组织(马氏体与贝氏体以外的组织)的合计面积率。
晶粒的最大取向密度
对于上述组织观察中使用的相同样品的与轧制方向垂直的板厚截面,通过电子背散射衍射法(EBSD)求出距钢板表面5~10μm区域和50~100μm区域的结晶取向,将Φ1、Φ2、Φ的各自的范围设为0~90且将各自的分辨率(Resolution)设为5,进行ODF(结晶取向分布函数)计算,求出该视野的晶粒的最大取向密度。将该操作对距钢板表面5~10μm区域、50~100μm区域的各5个部位进行,将各自的平均作为表层5~10μm区域、表层50~100μm区域各自的晶粒的最大取向密度。需要说明的是,上述距钢板表面5~10μm区域的5个部位是对以距钢板表面7.5μm位置作为中央的板厚方向5μm×板宽方向1000μm的测定区域以在板宽方向上测定区域的中央为1000μm间距的方式取5个部位,上述距钢板表面50~100μm区域的5个部位是对以距钢板表面75μm位置为中央的板厚方向5μm×板宽方向1000μm的测定区域以在板厚上下方向上测定区域的中央为10μm间距的方式取5个部位(即,各测定区域的中央距钢板表面55μm、65μm、75μm、85μm、95μm位置)。需要说明的是,EBSD的测定在加速电压30kV、步长0.05μm的条件下进行。
拉伸试验
从所得到的热轧钢板上沿与轧制方向平行的方向裁取JIS5号拉伸试验片(JIS Z2201),进行应变速率为10-3/s的依据JIS Z 2241的规定的拉伸试验,求出TS和YS(0.2%耐力)。需要说明的是,在本发明中,将TS为980MPa以上、YS为800MPa以上设定为合格。
弯曲试验(耐弯曲褶皱性)
从所得到的热轧钢板上裁取宽度为30mm、长度为100mm的试验片,利用90°V弯曲冲头进行弯曲加工,对于弯曲外表面,利用目视或放大镜对破裂和褶皱的发生有无进行确认。求出试验数3(N=3)时没有观察到破裂和褶皱的发生的最小弯曲半径R,除以板厚t而算出R/t。表3中分别示出未观察到褶皱的发生的最小弯曲半径R除以板厚t而得到的值即“褶皱R/t”、未观察到破裂的发生的最小弯曲半径R除以板厚t而得到的值即“破裂R/t”。在本发明中,将R/t为3.0以下设定为合格(将表3所示的“褶皱R/t”、“破裂R/t”这两者为3.0以下设定为合格)。需要说明的是,将自端面起的破裂从判定中排除。
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发明例均是具有优良的耐弯曲褶皱性的高强度钢板。另一方面,偏离本发明的范围的比较例没有得到期望的强度或耐弯曲褶皱性中的某一项以上。
产业上的可利用性
根据本发明,能够得到TS为980MPa以上、YS为800MPa以上、具有优良的耐弯曲褶皱性的高强度热轧钢板。将本发明的高强度钢板用于汽车部件用途时,能够大大有助于汽车的碰撞安全性改善和燃料效率提高。
Claims (3)
1.一种高强度热轧钢板,其具有以质量%计含有C:0.02~0.23%、Si:0.10~3.00%、Mn:0.5~3.5%、P:0.100%以下、S:0.02%以下、Al:1.5%以下、余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成,
马氏体与贝氏体的合计面积率为80~100%,在板厚方向上距表面5~10μm的区域中的晶粒的最大取向密度小于2.5,在板厚方向上距表面50~100μm的区域中的晶粒的最大取向密度为2.5以上。
2.根据权利要求1所述的高强度热轧钢板,其中,所述成分组成以质量%计还含有选自Cr:0.005~2.0%、Mo:0.05~2.0%、V:0.05~1.0%、Cu:0.05~4.0%、Ni:0.005~2.0%、Ti:0.005~0.20%、Nb:0.005~0.20%、B:0.0003~0.0050%、Ca:0.0001~0.0050%、REM:0.0001~0.0050%、Sb:0.0010~0.10%、Sn:0.0010~0.50%中的一种以上。
3.一种高强度热轧钢板的制造方法,其中,对具有权利要求1或2中记载的成分组成的钢坯进行加热,进行粗轧,接着,在1000℃以下的温度范围内的合计压下率为50%以上、并且1000℃以下的温度范围内的合计道次数为3道次以上、最终道次的轧制温度为750~900℃、并且最终道次轧制温度~最终道次轧制温度+50℃下的合计压下率为35%以下的条件下进行精轧,然后,将所述精轧结束后的放冷时间设定为2.0s以下,并且,在到550℃为止的温度范围内以平均冷却速度为50℃/s以上的条件进行冷却,在300~400℃的温度范围内以100℃/s以上的平均冷却速度进行冷却,在300℃以下进行卷取。
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