JP2000290748A - Hot rolled steel sheet for working excellent in notch fatigue resistance and its production - Google Patents

Hot rolled steel sheet for working excellent in notch fatigue resistance and its production

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JP2000290748A
JP2000290748A JP10086399A JP10086399A JP2000290748A JP 2000290748 A JP2000290748 A JP 2000290748A JP 10086399 A JP10086399 A JP 10086399A JP 10086399 A JP10086399 A JP 10086399A JP 2000290748 A JP2000290748 A JP 2000290748A
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less
steel sheet
hot
notch
rolling
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JP10086399A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Mega
哲也 妻鹿
Tetsuo Shimizu
哲雄 清水
Hideko Yasuhara
英子 安原
Akio Tosaka
章男 登坂
Osamu Furukimi
古君  修
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To allow a steel sheet to have superfine particles and to impart an excellent notch fatigue resistance and fatigue characteristics thereto by allowing it to have a structure in which the average particle size of ferrite is controlled to be below a specified value, the average particle size of 2nd phase particles is controlled to be a value equal to or below a specified value, the aspect ratio is controlled to a value equal to or below a specified value, and the ratio in which the interval between the most adjacent 2nd phase particles is made to be a value of the 2nd phase particle size or above is controlled to the ratio equal to or above the specified one and allowing the notch sensitivity coefficient and tensile strength to satisfy a specified relation. SOLUTION: This steel sheet is the one formed of ferrite as the main phase and a 2nd phase, the average particle size of ferrite is controlled to <4 μm, the average particle size of the 2nd phase particles is controlled to <=8 μm, the aspect ratio is controlled to <=2.0, and the ratio in which the interval between the most adjacent 2nd phase particles is made the one equal to or above the particle size of the 2nd phase particles is controlled to >=80%. The relation between the notch sensitivity coefficient (q) in the formula (α: the stress concentration coefficient in the notched part with a pierced hole shape, and β: the ratio of deterioration in fatigue strength caused by a notch = (the smooth fatigue strength of the steel sheet)/(the fatigue strength to a notch with a pierced hole shape in the steel sheet) and static tensile strength TS (MPa) lies in the relation in the inequality II (where TS>500 MPa).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用、家電
用、機械構造用、建築用等の使途に適用して有利な熱延
鋼板に係り、とくに熱延のままで超微細粒を有し、延
性、靱性、強度−伸びバランス、耐疲労特性、とくに耐
切欠き疲労特性に優れ、さらにこれらの特性の異方性が
小さい熱延鋼板に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hot-rolled steel sheet which is advantageous for use in automobiles, home appliances, mechanical structures, constructions, etc., and in particular, has ultra-fine grains as hot-rolled. The present invention relates to a hot-rolled steel sheet which has excellent ductility, toughness, strength-elongation balance, fatigue resistance, and particularly notch fatigue resistance, and has small anisotropy of these properties.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車用、家電用、機械構造用、建築用
等に用いられる鋼材には、強度、加工性、靱性といった
機械的性質が優れていることが要求される。これらの機
械的性質を総合的に向上させる手段として組織を微細化
することが有効であることから、微細な組織を得るため
の製造方法が数多く提案されてきた。また、高張力鋼に
おいては、近年、低コストと高機能特性を両立できる高
張力鋼板の開発に目標が移行しつつある。また、さら
に、自動車用鋼板においては、衝突時に乗員を保護する
ために、高強度化に加えて耐衝撃性にも優れていること
が要求されている。このようなことから、高張力化に伴
う延性、靱性、耐久比などの劣化を抑える目的で高張力
鋼における組織の微細化が重要な課題となっている。
2. Description of the Related Art Steel materials used for automobiles, home appliances, mechanical structures, and construction are required to have excellent mechanical properties such as strength, workability, and toughness. Since it is effective to refine the structure as a means for comprehensively improving these mechanical properties, many production methods for obtaining a fine structure have been proposed. Further, in the case of high-strength steel, in recent years, the target has been shifting to the development of a high-strength steel sheet that can achieve both low cost and high-performance characteristics. Further, in order to protect an occupant in the event of a collision, a steel sheet for automobiles is required to have not only high strength but also excellent impact resistance. For this reason, miniaturization of the structure in high-strength steels has become an important issue for the purpose of suppressing deterioration in ductility, toughness, durability ratio, and the like due to higher tensile strength.

【0003】組織の微細化手段としては、大圧下圧延
法、制御圧延法、制御冷却法などが知られている。大圧
下圧延法については、例えば、特開昭58-123823 号公
報、特公平5-65564号公報に代表される提案がある。こ
れらの提案における組織微細化機構の要点は、オーステ
ナイト粒に大圧下を加え、γ→α歪誘起変態を促進させ
ることにある。しかし、これらの方法は、ある程度の微
細化は達成できるが、1パスあたりの圧下量を40%以上
にするなど、一般的なホットストリップミルでは実現し
がたいという問題に加えて、大圧下圧延により結晶粒が
偏平となるため、機械的性質に異方性が生じたり、セパ
レーションにより破壊吸収エネルギーが低下するという
問題もあった。
[0003] As means for refining the structure, a large rolling reduction method, a controlled rolling method, a controlled cooling method and the like are known. As for the large rolling reduction method, there are proposals represented by, for example, JP-A-58-123823 and JP-B-5-65564. The key point of the structure refinement mechanism in these proposals is to apply a large pressure to the austenite grains to promote γ → α strain-induced transformation. However, these methods can achieve a certain degree of miniaturization, but in addition to the problem that it is difficult to realize with a general hot strip mill, such as making the rolling reduction per pass 40% or more, large rolling reduction As a result, the crystal grains are flattened, and thus there is a problem that mechanical properties become anisotropic, and the fracture absorption energy decreases due to separation.

【0004】一方、制御圧延法、制御冷却法を適用した
例として、NbもしくはTiを含む析出強化型鋼板がある。
これらの鋼板は、Nb、Tiの析出強化作用を利用して高張
力化を図るとともに、Nb、Tiがそなえるオーステナイト
粒の再結晶抑制作用を利用して低温仕上圧延を施し、未
再結晶変形オーステナイト粒からのγ→α歪誘起変態に
よってフェライト結晶粒を微細化するものである。しか
し、これらの鋼板では、機械的性質の異方性が大きいと
いう問題がある。例えば、プレス成形を施す自動車用鋼
板などでは、成形限界は最も延性の劣る方向の特性水準
によって決まるため、異方性の大きい鋼板では、組織を
微細化した効果が特性として全く現れない場合がある。
また、構造材等に用いた場合も同様で、構造用材等で重
要な靱性、疲労強度などの異方性が大きくなり、組織を
微細化した効果が特性として全く現れない場合がある。
On the other hand, as an example of applying the controlled rolling method and the controlled cooling method, there is a precipitation-strengthened steel sheet containing Nb or Ti.
These steel sheets are subjected to low-strength finish rolling using the precipitation strengthening action of Nb and Ti, and are subjected to low-temperature finish rolling using the recrystallization suppression action of austenite grains provided by Nb and Ti, to form unrecrystallized austenite. The ferrite crystal grains are refined by γ → α strain-induced transformation from the grains. However, these steel sheets have a problem that the anisotropy of mechanical properties is large. For example, in the case of automotive steel sheets subjected to press forming, the forming limit is determined by the characteristic level in the direction with the lowest ductility, so in steel sheets with large anisotropy, the effect of refining the structure may not appear as a characteristic at all. .
The same applies to the case where it is used for a structural material or the like. In some cases, the anisotropy such as toughness and fatigue strength, which are important for a structural material or the like, increases, and the effect of making the structure finer may not appear as a characteristic at all.

【0005】また、特開平2-301540号公報には、素材鋼
を少なくとも1部がフェライトからなる組織状態として
おき、これを塑性加工を加えつつ変態点(Ac1点)以上
の温度域に昇温するか、この昇温に続いてAc1点以上の
温度域に一定時間保持して、組織の1部または全部を一
旦オーステナイトに逆変態させたのち、超微細オーステ
ナイト粒を出現させ、その後冷却し平均結晶粒径が5μ
m 以下の等方的フェライト結晶粒を主体とする組織とす
ることが記載されている。しかしながら、この方法によ
っても、完全には異方性を無くすことはできていない。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-301540 discloses that a material steel is made into a microstructure in which at least a part thereof is made of ferrite, and is raised to a temperature range above a transformation point (Ac 1 point) while performing plastic working. After the heating, the temperature is kept in a temperature range of at least one point of Ac for a certain period of time, and a part or the whole of the structure is once transformed back into austenite, and then ultrafine austenite grains appear, and then cooled. Average grain size is 5μ
It describes that the structure is mainly composed of isotropic ferrite crystal grains of m or less. However, even this method has not completely eliminated anisotropy.

【0006】また、最近では、熱間圧延前のオーステナ
イト粒を極度に微細化して圧延し動的再結晶とさらに制
御冷却を利用し、組織を微細化する方法が、例えば、特
開平9-87798 号公報、特開平9-143570号公報、特開平10
-8138 号公報に記載されている。特開平9-87798 号公報
には、Mn:1.0 〜2.5 wt%、Ti:0.05〜0.30wt%、ある
いはTi:0.05〜0.30wt%およびNb:0.30wt%以下を含有
するスラブを950 〜1100℃の温度に加熱し、1パス当た
りの圧下率が20%以上となる圧延を少なくとも2回以上
行い、仕上圧延温度がAr3変態点以上となる熱間圧延を
行った後、20℃/s 以上の冷却速度で冷却し、350 〜55
0 ℃で巻き取り、平均結晶粒径10μm 未満のポリゴナル
フェライト75体積%以上と、残留オーステナイト5〜20
体積%の組織とする高張力熱延鋼板の製造方法が開示さ
れている。
Recently, there has been proposed a method in which austenite grains before hot rolling are extremely refined and rolled, and dynamic recrystallization and further controlled cooling are used to refine the structure, for example, as disclosed in JP-A-9-87798. JP, JP-A-9-143570, JP-A-10
No. -8138. JP-A-9-87798 discloses that a slab containing Mn: 1.0 to 2.5 wt%, Ti: 0.05 to 0.30 wt%, or Ti: 0.05 to 0.30 wt% and Nb: 0.30 wt% or less is 950 to 1100 ° C. , And rolling at a rolling reduction of 20% or more per pass is performed at least twice, and hot rolling is performed at a finishing rolling temperature of the Ar 3 transformation point or higher, and then at 20 ° C / s or higher. Cool at a cooling rate of 350-55
Wound at 0 ° C, 75% by volume or more of polygonal ferrite having an average crystal grain size of less than 10 µm, and retained austenite of 5 to 20%.
A method for producing a high-tensile hot-rolled steel sheet having a volume% structure is disclosed.

【0007】特開平9-143570号公報には、Ti:0.05〜0.
3 wt%、Nb:0.10wt%以下のうちの1種または2種を含
有する鋼を950 〜1100℃の温度に加熱し、1パス当たり
の圧下率が20%以上となる圧延を少なくとも2回以上行
い、仕上圧延温度がAr3変態点以上となるように熱間圧
延し、Ar3変態点〜750 ℃を20℃/s 以上の冷却速度で
冷却し、750 ℃未満〜600 ℃の温度範囲で5 〜20sec 間
滞留させたのち、再び20℃/s 以上の冷却速度で550 ℃
以下の温度まで冷却し、550 ℃以下の温度で巻き取り、
フェライト80体積%以上で平均フェライト粒径10μm 未
満の極微細組織を有する高張力熱延鋼板の製造方法が開
示されている。
[0007] JP-A-9-143570 discloses that Ti: 0.05-0.
A steel containing one or two of 3 wt% and Nb: 0.10 wt% or less is heated to a temperature of 950 to 1100 ° C., and rolling is performed at least twice so that a rolling reduction per pass is 20% or more. above is performed, the finish rolling temperature and hot rolled so that the Ar 3 transformation point or higher, Ar 3 transformation point to 750 ° C. and cooled at 20 ° C. / s or more cooling rate, the temperature range of 750 ° C. below to 600 ° C. For 5-20 seconds at 550 ° C again at a cooling rate of 20 ° C / s or more.
Cool to below temperature and wind at below 550 ° C,
A method for producing a high-tensile hot-rolled steel sheet having an ultrafine structure with a ferrite content of 80% by volume or more and an average ferrite grain size of less than 10 μm is disclosed.

【0008】特開平10-8138 号公報には、Mn:1.0 wt%
以下、Ti:0.05〜0.30wt%、あるいはTiの全部または1
部に代え、その2倍量のNbを含有する鋼スラブを950 〜
1100℃の温度に加熱し、1パス当たりの圧下率が20%以
上となる圧延を少なくとも2回以上行い、仕上圧延温度
がAr3変態点以上となる熱間圧延を施した後、20℃/s
以上の冷却速度で冷却し、350 〜550 ℃で巻き取り、フ
ェライトと残留オーステナイトからなる超微細粒組織を
有する高張力熱延鋼板の製造方法が開示されている。
[0008] JP-A-10-8138 discloses that Mn: 1.0 wt%
Hereinafter, Ti: 0.05 to 0.30 wt%, or all or 1 of Ti
Steel slab containing twice the amount of Nb
After heating to a temperature of 1100 ° C, rolling at a rolling reduction of 20% or more per pass is performed at least twice or more, and hot rolling is performed at a finishing rolling temperature of the Ar 3 transformation point or higher. s
A method for producing a high-tensile hot-rolled steel sheet having an ultrafine grain structure composed of ferrite and retained austenite, which is cooled at the above-mentioned cooling rate and wound at 350 to 550 ° C., is disclosed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
9-87798 号公報、特開平9-143570号公報、特開平10-813
8 号公報に記載された技術は結晶粒の微細化に主眼をお
いたものであるが、粒径は3.6 μm 程度までは得られる
ものの、これらの技術を用いて製造された鋼板では、強
度および延性は向上するが、機械的特性の異方性は、と
くに自動車用鋼板の加工性という観点から、許容できる
ほど小さくなっているとは言い難く、さらに異方性を小
さくする必要があった。このようなことから、超微細組
織を有し、かつ異方性が小さく、加工性に優れた熱延鋼
板が要望されていた。
SUMMARY OF THE INVENTION
JP-A-9-87798, JP-A-9-143570, JP-A-10-813
Although the technology described in Japanese Patent Publication No. 8 focuses on the refinement of crystal grains, the grain size can be obtained up to about 3.6 μm. Although the ductility is improved, the anisotropy of the mechanical properties is hardly said to be acceptably small, particularly from the viewpoint of the workability of the steel sheet for automobiles, and it is necessary to further reduce the anisotropy. For these reasons, a hot-rolled steel sheet having an ultrafine structure, small anisotropy, and excellent workability has been demanded.

【0010】また、自動車用鋼板の中で、繰返し応力が
負荷されるホイール、フレーム等の自動車用部材に適用
される鋼板では、静的強度よりも疲労強度、とくに切欠
き疲労強度が高いことが要求されている。このようなこ
とから、熱延高強度鋼板において切欠き疲労強度を向上
させる技術がいくつか提案されている(例えば特開平5
−179346号公報)。
Further, among steel sheets for automobiles, steel sheets applied to automobile parts such as wheels and frames to which repeated stress is applied may have higher fatigue strength than static strength, particularly notch fatigue strength. Has been requested. For this reason, several techniques for improving the notch fatigue strength of a hot-rolled high-strength steel sheet have been proposed (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. H05-205139).
-179346).

【0011】しかし、従来の技術は切欠き疲労強度その
ものを単に上昇させようとするものであり、平滑疲労強
度に対する切欠き疲労強度の低下を本質的に改善しよう
とする観点は含まれていなかった。このため、平滑疲労
強度の過度の上昇を含む解決手段しか提示できず、過剰
スペックによる素材コストの増加や加工性の低下が避け
られなかった。また、切欠き穴形状の相違による疲労強
度の変化が大きい素材では、設計変更やプレス品の共通
化(車種により孔空け等の詳細部が異なる場合がある)
に対応できず、迅速な部品開発や製造コストの削減の障
害となっている。
However, the prior art merely attempts to increase the notch fatigue strength itself, and does not include the viewpoint of essentially improving the reduction of the notch fatigue strength relative to the smooth fatigue strength. . For this reason, only a solution including an excessive increase in the smooth fatigue strength can be presented, and an increase in material cost and a decrease in workability due to excessive specifications cannot be avoided. In the case of a material whose fatigue strength changes greatly due to the difference in the shape of the notch hole, design changes and standardization of pressed products (details such as drilling may differ depending on the vehicle type)
, Which hinders rapid development of parts and reduction of manufacturing costs.

【0012】結晶粒の微細化は一般に疲労強度を改善す
るとはされているが、それでも従来の鋼板の切欠き疲労
強度は、平滑疲労強度の2/3 を超えることや引張り強さ
の1/2 を超えることはほとんど無く、上記の問題は解決
されていない。本発明は、上記した従来技術の問題を有
利に解決し、一般のホットストリップミルで容易に製造
可能であり、超微細粒を有し、かつ異方性の小さい機械
的特性を有し、耐切欠き疲労特性、とくに切欠き感受性
に優れた加工用熱延鋼板およびその製造方法を提案する
ことを目的とする。
Although refinement of crystal grains is generally said to improve fatigue strength, the notch fatigue strength of conventional steel sheets still exceeds 2/3 of smooth fatigue strength and 1/2 of tensile strength. And the above problem has not been solved. The present invention advantageously solves the above-mentioned problems of the prior art, can be easily manufactured by a general hot strip mill, has ultra-fine grains, has small anisotropic mechanical properties, and has a cutting resistance. An object of the present invention is to propose a hot-rolled steel sheet for processing excellent in notch fatigue characteristics, particularly notch sensitivity, and a method for manufacturing the same.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記した
課題を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、従来の組織微
細化手段では、主相であるフェライトの微細化のみを考
えていたため、第2相の分布形態については何の考慮も
払われていないことに想到した。従来の組織微細化手段
により製造された鋼板では、第2相は帯状、あるいはク
ラスター状に分布しており、本発明者らは、このような
第2相の分布が、例えば延性の異方性を大きくし、プレ
ス性等の加工性を劣化させ、さらに耐切欠き疲労特性を
劣化させていたものと考え、第2相を微細にしかも島状
に分散させるのがよいことに想到した。本発明者らは、
第2相の微細化は、第2相と主相との粒径差を小さく
し、局部伸びを向上させ、この第2相の微細化による局
部変形能の向上により、切欠き部での剪断変形面が滑ら
かとなり、切欠き部での初期亀裂の発生が抑制され、耐
切欠き疲労特性が向上するものと推察した。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to achieve the above-mentioned objects. As a result, the conventional means for refining the structure considered only miniaturization of ferrite, which is the main phase. However, it was conceived that no consideration was given to the distribution form of the second phase. In a steel sheet manufactured by the conventional microstructure refining means, the second phase is distributed in a band shape or a cluster shape, and the present inventors have found that such a distribution of the second phase is, for example, anisotropic in ductility. It was thought that the workability such as pressability was degraded and the notch fatigue resistance was further degraded, and it was conceived that the second phase should be finely dispersed in an island shape. We have:
The miniaturization of the second phase reduces the particle size difference between the second phase and the main phase, improves local elongation, and improves the local deformability due to the miniaturization of the second phase, so that the shearing at the notch portion is achieved. It was presumed that the deformed surface became smooth, the generation of initial cracks in the notch was suppressed, and the notch fatigue resistance was improved.

【0014】本発明者らは、主相を微細化することに加
えて、第2相を微細にしかも島状に分散させる方法につ
いてさらに検討した。その結果、本発明者らは、熱間圧
延時の加熱に際し、圧延素材のオーステナイト粒径を極
端に微細化したのち、熱間圧延を行うと、その後の圧延
−再結晶が加速度的に生じる動的再結晶が生じ、、圧延
後の結晶粒が大幅に微細化する、しかも、熱間圧延時、
初期オーステナイト粒を微細化すれば、仕上圧延のよう
な、より低温、より高歪速度域、より低歪域でも動的再
結晶が生じるようになることを知見した。
The present inventors have further studied a method for dispersing the second phase finely and in an island shape in addition to miniaturizing the main phase. As a result, the present inventors have found that when heating during hot rolling, the austenite grain size of the rolled material is extremely reduced, and then hot rolling is performed. Recrystallization occurs, and the crystal grains after rolling are greatly refined.
It has been found that if the initial austenite grains are refined, dynamic recrystallization occurs even at a lower temperature, a higher strain rate range, and a lower strain range as in finish rolling.

【0015】さらに、本発明者らは、圧延素材の初期オ
ーステナイト粒を微細化し、さらに熱間圧延時、オース
テナイト(γ)域の動的再結晶温度低温域で繰り返し圧
下、しかも従来の細粒化技術に比べて、比較的軽圧下す
ることにより、フェライト粒に加えて第2相粒子も微細
化し、しかも第2相粒子を島状に分散して形成させるこ
とができることを知見した。γ域の動的再結晶温度域で
繰り返し軽圧下することにより、γ粒の回復、再結晶が
圧延後直ちに起こり、γ粒が微細化され、そのγ粒から
γ→α変態で形成されるフェライト粒が平均粒径4μm
未満まで微細化され、しかも同時に第2相粒子も微細に
かつ島状に分散して形成される。これにより強度と加工
性という相反する特性をバランスよく向上できる。
Further, the present inventors refined the initial austenite grains of the rolled material, and further reduced the dynamic recrystallization temperature in the austenite (γ) range at a low temperature range during hot rolling, and further reduced the conventional grain size. Compared to the technique, it has been found that by reducing the pressure relatively, the second phase particles in addition to the ferrite grains can be made finer, and the second phase particles can be dispersed and formed in an island shape. By repeatedly reducing the pressure in the dynamic recrystallization temperature range of the γ range, the recovery and recrystallization of the γ grains occur immediately after rolling, the γ grains are refined, and the ferrite formed by the γ → α transformation from the γ grains The average particle size is 4μm
And the second phase particles are also finely dispersed in an island shape. Thereby, the contradictory characteristics of strength and workability can be improved in a well-balanced manner.

【0016】さらに、本発明者らは、熱間圧延の圧延仕
上げ温度を、(Ar3変態点+30℃)以上、(Ar3変態点
+100 ℃)以下、好ましくは(Ar3変態点+60℃)以下
と限定することにより、フェライト粒を特定の結晶方位
に揃える(配向させる)ことなく、フェライト粒の結晶
方位を分散させ、疲労亀裂の伝播を抑制でき、耐切欠き
疲労特性が向上するという知見を得た。
Further, the present inventors set the rolling finishing temperature of the hot rolling at (Ar 3 transformation point + 30 ° C.) or more and (Ar 3 transformation point + 100 ° C.) or less, preferably (Ar 3 transformation point + 60 ° C.) By limiting to the following, it is possible to disperse the crystal orientation of ferrite grains without aligning (orienting) the ferrite grains to a specific crystal orientation, suppress the propagation of fatigue cracks, and improve the notch fatigue resistance. Obtained.

【0017】本発明は、上記した知見に基づきさらに検
討を加え完成されたものである。すなわち、本発明は、
フェライトを主相とする熱延鋼板であって、前記フェラ
イトの平均粒径が4μm 未満であることを特徴とする超
微細粒を有し耐切欠き疲労特性に優れる加工用熱延鋼板
である。また、本発明は、フェライトを主相とし、主相
と第2相粒子とからなる組織を有する熱延鋼板であっ
て、前記フェライトの平均粒径が4μm 未満であり、前
記第2相粒子の平均粒径が8μm 以下、アスペクト比が
2.0 以下で、かつ最隣接第2相粒子間の間隔が、該第2
相粒子の粒径以上となる割合が80%以上である組織を有
し、かつ次(1)式 q=(β−1)/(α−1) ………(1) (ここで、q:切欠き感度係数、α:ピアス孔状の切欠
き部の応力集中係数、β:疲労強度の切欠きによる低下
割合=(鋼板の平滑疲労強度)/(鋼板のピアス孔状切
欠き疲労強度))で定義される切欠き感度係数qが静的
引張強さTSとの関係で次(2)式 q≦0.0012×TS−0.3 ただし、TS>500MPa ………(2) (ここで、q:切欠き感度係数、TS:鋼板の引張強さ
(MPa ))を満足することを特徴とする超微細粒を有し
耐切欠き疲労特性に優れる加工用熱延鋼板であり、ま
た、本発明では、前記第2相粒子が、パーライト、ベイ
ナイト、マルテンサイト、残留オーステナイトから選ば
れた1種または2種以上であるのが好ましい。
The present invention has been completed by further study based on the above findings. That is, the present invention
A hot-rolled steel sheet comprising ferrite as a main phase, wherein the ferrite has an average grain size of less than 4 μm and has ultra-fine grains and excellent notch fatigue resistance. The present invention also provides a hot-rolled steel sheet having ferrite as a main phase and having a structure composed of a main phase and second phase particles, wherein the average particle size of the ferrite is less than 4 μm, Average particle size is less than 8μm, aspect ratio is
2.0 or less and the distance between the nearest second phase particles is
It has a structure in which the ratio of the phase particles to the particle size is 80% or more, and the following formula (1): q = (β-1) / (α-1) (1) : Notch sensitivity coefficient, α: Stress concentration coefficient of pierced hole-shaped notch, β: Reduction rate of fatigue strength due to notch = (Smooth fatigue strength of steel sheet) / (Pierce hole notch fatigue strength of steel sheet) The notch sensitivity coefficient q defined in ()) is related to the static tensile strength TS by the following equation (2): q ≦ 0.0012 × TS−0.3 where TS> 500 MPa (2) (where q: Notch sensitivity coefficient, TS: hot-rolled steel sheet for processing which has ultra-fine grains and excellent notch fatigue resistance characterized by satisfying the tensile strength (MPa) of the steel sheet. The second phase particles are one or more selected from pearlite, bainite, martensite, and retained austenite. Masui.

【0018】また、本発明では、前記熱延鋼板が、重量
%で、C:0.01〜0.3 %、Si:2.0%以下、Mn:3.0 %
以下、P:0.5 %以下、Ti:0.03〜0.3 %、Al:0.2 %
以下を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成
を有するのが好ましい。また、本発明では、前記熱延鋼
板が、重量%で、C:0.01〜0.3 %、Si:2.0%以下、M
n:3.0 %以下、P:0.5 %以下、Ti:0.03〜0.3 %、
Al :0.2 %以下を含み、さらに、A群:Nb:0.3 %以
下、V:0.3 %以下から選ばれた1種または2種を含有
し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有する
のが好ましい。
Further, in the present invention, the hot-rolled steel sheet contains, by weight%, C: 0.01 to 0.3%, Si: 2.0% or less, and Mn: 3.0%.
Below, P: 0.5% or less, Ti: 0.03-0.3%, Al: 0.2%
It is preferable to have a composition including the following and the balance being Fe and unavoidable impurities. Further, in the present invention, the hot-rolled steel sheet contains, by weight%, C: 0.01 to 0.3%, Si: 2.0% or less, M:
n: 3.0% or less, P: 0.5% or less, Ti: 0.03-0.3%,
Al: contains 0.2% or less, and further contains one or two selected from Group A: Nb: 0.3% or less, V: 0.3% or less, and has a composition consisting of the balance of Fe and inevitable impurities. preferable.

【0019】また、本発明では、前記熱延鋼板は、重量
%で、C:0.01〜0.3 %、Si:2.0%以下、Mn:3.0 %
以下、P:0.5 %以下、Ti:0.03〜0.3 %、Al:0.2 %
以下を含み、さらに、B群:Cu:1.0 %以下、Mo:1.0
%以下、Ni:1.0 %以下、Cr:1.0 %以下から選ばれた
1種または2種以上を含有し、残部Feおよび不可避的不
純物からなる組成を有するのが好ましい。
Further, in the present invention, the hot-rolled steel sheet is, by weight%, C: 0.01-0.3%, Si: 2.0% or less, Mn: 3.0%.
Below, P: 0.5% or less, Ti: 0.03-0.3%, Al: 0.2%
Group B: Cu: 1.0% or less, Mo: 1.0
% Or less, Ni: 1.0% or less, Cr: 1.0% or less, and preferably has a composition comprising the balance of Fe and unavoidable impurities.

【0020】また、本発明では、前記熱延鋼板は、重量
%で、C:0.01〜0.3 %、Si:2.0%以下、Mn:3.0 %
以下、P:0.5 %以下、Ti:0.03〜0.3 %、Al:0.2 %
以下を含み、さらに、C群:Ca、REM 、Bのうちの1種
または2種以上を合計で0.005 %以下含有し残部Feおよ
び不可避的不純物からなる組成を有するのが好ましい。
Further, in the present invention, the hot-rolled steel sheet is, in terms of% by weight, C: 0.01 to 0.3%, Si: 2.0% or less, Mn: 3.0%.
Below, P: 0.5% or less, Ti: 0.03-0.3%, Al: 0.2%
It is preferable that the composition contains the following and further contains 0.005% or less in total of one or more of the group C: Ca, REM, and B, and has a composition comprising the balance of Fe and inevitable impurities.

【0021】また、本発明では、前記熱延鋼板は、重量
%で、C:0.01〜0.3 %、Si:2.0%以下、Mn:3.0 %
以下、P:0.5 %以下、Ti:0.03〜0.3 %、Al:0.2 %
以下を含み、さらに、A群:Nb:0.3 %以下、V:0.3
%以下から選ばれた1種または2種、およびB群:Cu:
1.0 %以下、Mo:1.0 %以下、Ni:1.0 %以下、Cr:1.
0 %以下から選ばれた1種または2種以上を含有し、残
部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有するのが好
ましい。
Further, in the present invention, the hot-rolled steel sheet has a C content of 0.01 to 0.3%, a Si content of 2.0% or less, and a Mn content of 3.0% by weight.
Below, P: 0.5% or less, Ti: 0.03-0.3%, Al: 0.2%
Group A: Nb: 0.3% or less, V: 0.3%
% Or less, and Group B: Cu:
1.0% or less, Mo: 1.0% or less, Ni: 1.0% or less, Cr: 1.
It preferably contains one or more selected from 0% or less, and has a composition consisting of the balance of Fe and unavoidable impurities.

【0022】また、本発明では、前記熱延鋼板は、重量
%で、C:0.01〜0.3 %、Si:2.0%以下、Mn:3.0 %
以下、P:0.5 %以下、Ti:0.03〜0.3 %、Al:0.2 %
以下を含み、さらに、A群:Nb:0.3 %以下、V:0.3
%以下から選ばれた1種または2種、およびC群:Ca、
REM 、Bのうちの1種または2種以上を合計で0.005%
以下含有し残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を
有するのが好ましい。
In the present invention, the hot-rolled steel sheet is, by weight%, 0.01% to 0.3% of C, 2.0% or less of Si, and 3.0% of Mn.
Below, P: 0.5% or less, Ti: 0.03-0.3%, Al: 0.2%
Group A: Nb: 0.3% or less, V: 0.3%
% Or less, and Group C: Ca,
0.005% in total of one or more of REM and B
It is preferable to have a composition comprising the following and the balance being Fe and unavoidable impurities.

【0023】また、本発明では、前記熱延鋼板は、重量
%で、C:0.01〜0.3 %、Si:2.0%以下、Mn:3.0 %
以下、P:0.5 %以下、Ti:0.03〜0.3 %、Al:0.2 %
以下を含み、さらに、B群:Cu:1.0 %以下、Mo:1.0
%以下、Ni:1.0 %以下、Cr:1.0 %以下から選ばれた
1種または2種以上、およびC群:Ca、REM 、Bのうち
の1種または2種以上を合計で0.005 %以下含有し残部
Feおよび不可避的不純物からなる組成を有するのが好ま
しい。
Further, in the present invention, the hot-rolled steel sheet is, by weight%, C: 0.01-0.3%, Si: 2.0% or less, Mn: 3.0%.
Below, P: 0.5% or less, Ti: 0.03-0.3%, Al: 0.2%
Group B: Cu: 1.0% or less, Mo: 1.0
% Or less, Ni: 1.0% or less, Cr: 1.0% or less, and group C: containing at least one or more of Ca, REM and B in an amount of 0.005% or less in total. Rest
It preferably has a composition consisting of Fe and unavoidable impurities.

【0024】また、本発明では、前記熱延鋼板は、重量
%で、C:0.01〜0.3 %、Si:2.0%以下、Mn:3.0 %
以下、P:0.5 %以下、Ti:0.03〜0.3 %、Al:0.2 %
以下を含み、さらに、A群:Nb:0.3 %以下、V:0.3
%以下から選ばれた1種または2種、B群:Cu:1.0 %
以下、Mo:1.0 %以下、Ni:1.0 %以下、Cr:1.0 %以
下から選ばれた1種または2種以上、およびC群:Ca、
REM 、Bのうちの1種または2種以上を合計で0.005 %
以下含有し残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を
有するのが好ましい。
Further, in the present invention, the hot-rolled steel sheet is, in terms of% by weight, C: 0.01 to 0.3%, Si: 2.0% or less, Mn: 3.0%.
Below, P: 0.5% or less, Ti: 0.03-0.3%, Al: 0.2%
Group A: Nb: 0.3% or less, V: 0.3%
% Or less, one or two selected from the following: Group B: Cu: 1.0%
In the following, one or two or more kinds selected from Mo: 1.0% or less, Ni: 1.0% or less, Cr: 1.0% or less, and Group C: Ca,
0.005% of REM, one or more of B in total
It is preferable to have a composition comprising the following and the balance being Fe and unavoidable impurities.

【0025】また、本発明は、重量%で、C:0.01〜0.
3 %、Si:2.0 %以下、Mn:3.0 %以下、P:0.5 %以
下、Ti:0.03〜0.3 %、Al:0.2 %以下を含む圧延素材
を、1150℃以下に再加熱するか、あるいは1150℃以下と
なってから熱間圧延を施し、熱延鋼板とするにあたり、
前記熱間圧延を、動的再結晶温度低温域で5パス以上の
圧下を行い、該動的再結晶温度低温域での最終圧下を圧
下率15〜30%、最終圧下以外の圧下を4〜20%とし、圧
延仕上げ温度FDTを(Ar3変態点+30℃)以上、(A
r3変態点+100 ℃)以下とする圧延とし、前記熱間圧延
終了後2sec 以内に冷却を開始し、30℃/sec 以上の冷
却速度で冷却し、コイルに巻き取ることを特徴とする超
微細粒を有し耐切欠き疲労特性に優れる加工用熱延鋼板
の製造方法であり、また、本発明では、前記コイルに巻
き取る温度を350 〜600 ℃とするのが好ましい。また、
本発明では、前記熱間圧延において、加熱手段により鋼
板を加熱するか、および/または加熱手段により圧延ロ
ールを加熱するのが好ましい。
In the present invention, C: 0.01 to 0.2% by weight.
Rolled material containing 3%, Si: 2.0% or less, Mn: 3.0% or less, P: 0.5% or less, Ti: 0.03-0.3%, Al: 0.2% or less is reheated to 1150 ° C or less, or 1150 ° C or less. ℃ or less, and then hot-rolled to form a hot-rolled steel sheet,
The hot rolling is performed by reducing the number of passes by 5 or more in a low dynamic recrystallization temperature range, and the final reduction in the low dynamic recrystallization temperature range is 15 to 30%, and the reduction other than the final reduction is 4 to 4%. 20%, the rolling finish temperature FDT is (Ar 3 transformation point + 30 ° C) or more, and (A
r 3 Transformation point + 100 ° C) or less, cooling is started within 2 seconds after the completion of the hot rolling, cooled at a cooling rate of 30 ° C / sec or more, and wound into a coil. This is a method for producing a hot-rolled steel sheet for processing having grains and excellent notch fatigue resistance, and in the present invention, the temperature at which the coil is wound around the coil is preferably 350 to 600 ° C. Also,
In the present invention, in the hot rolling, it is preferable that the steel sheet is heated by the heating means and / or the rolling roll is heated by the heating means.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】本発明に従う加工用熱延鋼板は、
軟鋼板から、自動車構造用鋼板、加工用自動車高張力鋼
板、家電用鋼板、構造用鋼板など幅広い分野、用途の鋼
板として適用することが可能である。本発明の熱延鋼板
は、フェライトを主相とし、主相とフェライト以外の第
2相粒子とからなる組織を有する鋼板である。主相であ
るフェライトは、体積率で少なくとも50%以上、好まし
くは70%以上とするのが好適である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A hot-rolled steel sheet for processing according to the present invention comprises:
It can be applied as a steel sheet for a wide range of fields and applications, such as a mild steel sheet, a steel sheet for an automobile structure, a high-strength steel sheet for an automobile for processing, a steel sheet for a household appliance, and a steel sheet for a structure. The hot-rolled steel sheet of the present invention is a steel sheet having a main phase of ferrite and a structure including a main phase and second phase particles other than ferrite. The ferrite, which is the main phase, has a volume fraction of at least 50% or more, preferably 70% or more.

【0027】主相であるフェライトは、4μm 未満の平
均粒径を有する。フェライト粒が微細化すれば、従来の
高張力鋼に比べ少ない合金元素添加量で目標とする強度
を確保することができ、強度以外の特性の劣化が少な
く、しかもその後のめっき性も良好となる。一方、フェ
ライトの平均粒径が4μm 以上では、加工性が全般的に
著しく低下し、また結晶粒微細化による強度増加分が少
ないため、合金添加量の増加が必要となる。このため、
フェライトの平均粒径を4μm 未満に限定した。さら
に、フェライト相は、特定の結晶方位を配向させること
なく、フェライト粒の結晶方位を分散させるのが好まし
い。フェライトの結晶方位の分散性として、隣接する結
晶粒間の結晶粒界の傾角θの平均が15゜以上となる結晶
粒が個数比で80%以上となるのが好ましい。なお、より
好ましくは90%以上である。これにより、疲労亀裂の伝
播が抑制され、耐切欠き疲労特性が向上する。なお、隣
接する結晶粒間の結晶粒界の傾角θは、Electron Back
Scattaring Diffraction Patern により、板厚断面フェ
ライトの各結晶ごとに結晶方位を測定して求めた。
The main phase, ferrite, has an average grain size of less than 4 μm. If the ferrite grains are refined, the target strength can be secured with a smaller amount of alloying elements compared to conventional high-tensile steel, and the deterioration of properties other than strength is small, and the subsequent plating property is also good. . On the other hand, when the average grain size of the ferrite is 4 μm or more, the workability is generally remarkably reduced, and the increase in strength due to the refinement of the crystal grains is small. For this reason,
The average grain size of the ferrite was limited to less than 4 μm. Further, the ferrite phase preferably disperses the crystal orientation of ferrite grains without orienting a specific crystal orientation. As the dispersibility of the crystal orientation of the ferrite, it is preferable that the number of crystal grains in which the average of the inclination angles θ of the crystal grain boundaries between adjacent crystal grains is 15 ° or more is 80% or more in number ratio. In addition, it is more preferably at least 90%. Thereby, the propagation of fatigue cracks is suppressed, and the notch fatigue resistance is improved. Note that the inclination angle θ of the crystal grain boundary between adjacent crystal grains is determined by Electron Back
The crystal orientation was determined for each crystal of the cross section ferrite by the Scattaring Diffraction Pattern.

【0028】また、第2相粒子は、平均粒径が8μm 以
下、アスペクト比が2.0 以下の粒子とする。第2相粒子
の平均粒径が8μm を超えて大きくなると、靱性、延性
の向上が少なくなるため、第2相粒子の平均粒径を8μ
m 以下に限定した。主相であるフェライト粒の粒径と比
較して、第2相粒子の粒径が大きいと、加工時に均一変
形が起こらず、ネッキングやしわが発生し表面性状が不
良となる。第2相と主相との粒径比(=第2相粒径/主
相粒径)を、好ましくは2.2 以下とする。2.2以下とす
ることにより、組織が均一となり局部変形能が向上し、
切欠き部での剪断変形面を滑らかにし、疲労初期におけ
る亀裂発生を抑制できる。
The second phase particles are particles having an average particle size of 8 μm or less and an aspect ratio of 2.0 or less. When the average particle size of the second phase particles exceeds 8 μm, the improvement in toughness and ductility is reduced, so that the average particle size of the second phase particles is 8 μm.
m. When the particle size of the second phase particles is larger than the particle size of the ferrite particles as the main phase, uniform deformation does not occur during processing, necking and wrinkles are generated, and the surface properties are poor. The particle size ratio between the second phase and the main phase (= second phase particle size / main phase particle size) is preferably 2.2 or less. By setting it to 2.2 or less, the structure becomes uniform and the local deformability improves,
It is possible to smooth the shear deformation surface at the notch and suppress the occurrence of cracks in the early stage of fatigue.

【0029】また、第2相粒子のアスペクト比が2.0 を
超えて大きくなると、機械的特性の異方性が大きくな
る。とくに、圧延方向の45°、90°方向の特性への影響
が大きい。このため、第2相粒子のアスペクト比は2.0
以下に限定した。本発明においては、フェライト、第2
相粒子の平均粒径は、常法に従い、圧延方向断面におけ
る平均粒径とする。また、第2相粒子のアスペクト比
は、第2相粒子の長径と短径の比をいう。
Further, when the aspect ratio of the second phase particles exceeds 2.0, the anisotropy of the mechanical properties increases. In particular, the effect on the characteristics in the 45 ° and 90 ° directions of the rolling direction is great. Therefore, the aspect ratio of the second phase particles is 2.0
Limited to the following. In the present invention, the ferrite, the second
The average particle size of the phase particles is defined as the average particle size in a cross section in the rolling direction according to a conventional method. The aspect ratio of the second phase particles refers to the ratio between the major axis and the minor axis of the second phase particles.

【0030】また、本発明では、最隣接第2相粒子間の
間隔を、第2相粒子の粒径以上となる割合が80%以上と
する。これは、第2相粒子が、帯状あるいはクラスター
状でなく、島状に分布していることを意味する。最隣接
第2相粒子間の間隔が、第2相粒子の粒径以上となる割
合が80%未満では、機械的特性の異方性が大きくなるた
め、加工時に均一に変形が起こらず、ネッキングやしわ
が発生し表面性状不良となる。
Further, in the present invention, the distance between the nearest second phase particles is set to 80% or more of the ratio of the second phase particles to the diameter of the second phase particles or more. This means that the second phase particles are distributed not in a band shape or a cluster shape but in an island shape. If the ratio of the distance between the nearest second phase particles being equal to or larger than the particle size of the second phase particles is less than 80%, the anisotropy of the mechanical properties increases, so that uniform deformation does not occur during processing and necking. Wrinkles occur and surface properties are poor.

【0031】また、本発明では、前記第2相粒子が、パ
ーライト、ベイナイト なお、本発明では、第2相粒子
は、パーライト、ベイナイト、マルテンサイト、残留オ
ーステナイトから選ばれた1種または2種以上とするの
が好ましい。第2相粒子の体積率は40%以下、好ましく
は20〜30%の範囲とするのが好ましい。第2相粒子の体
積率が増加すると、要求される強度を達成しやすいが、
30%を超えると、機械的特性、とくに延性が劣化する。
In the present invention, the second phase particles are pearlite and bainite. In the present invention, the second phase particles are one or more selected from pearlite, bainite, martensite and retained austenite. It is preferred that It is preferable that the volume fraction of the second phase particles is 40% or less, preferably 20 to 30%. When the volume fraction of the second phase particles increases, the required strength is easily achieved,
If it exceeds 30%, mechanical properties, particularly ductility, deteriorate.

【0032】上記した組織とすることにより、本発明の
熱延鋼板は、次(1)式 q=(β−1)/(α−1) ………(1) (ここで、q:切欠き感度係数、α:ピアス孔状の切欠
き部の応力集中係数、β:疲労強度の切欠きによる低下
割合=(鋼板の平滑疲労強度)/(鋼板のピアス孔状切
欠き疲労強度))で定義される切欠き感度係数qが、静
的引張強さTSとの関係で次(2)式 q≦0.0012×TS−0.3 ただし、TS>500MPa ………(2) (ここで、q:切欠き感度係数、TS:鋼板の静的引張
強さ(MPa ))を満足する。qは、(1)式で定義さ
れ、切欠き穴の形状を考慮した切欠き感受性を示すもの
で、qが大きくなるほど耐切欠き疲労特性が低下する。
With the above structure, the hot-rolled steel sheet of the present invention has the following formula (1): q = (β-1) / (α-1) (1) Notch sensitivity coefficient, α: Stress concentration coefficient of pierced notch, β: Reduction rate of notched fatigue strength due to notch = (Smooth fatigue strength of steel sheet) / (Pierced notch fatigue strength of steel sheet)) The notch sensitivity coefficient q defined is related to the static tensile strength TS by the following equation (2): q ≦ 0.0012 × TS−0.3 where TS> 500 MPa (2) (where q: off Notch sensitivity coefficient, TS: Satisfies the static tensile strength (MPa) of the steel sheet. q is defined by the equation (1) and indicates notch sensitivity in consideration of the shape of the notch hole. As q increases, the notch fatigue resistance decreases.

【0033】また一般に、鋼板の強度(TS)が高いほ
どqも大きくなり、qを小さな値とすることが困難とな
る。従来の技術では、切欠き感度係数qは0.0012×TS
−0.3 を超える値となることが普通で、(2)式を安定
して満足できる技術がなかったが、本発明により、耐切
欠き感受性を従来にないレベルまで向上することができ
たものである。
In general, the higher the strength (TS) of the steel sheet, the larger q becomes, and it becomes difficult to make q small. In the conventional technology, the notch sensitivity coefficient q is 0.0012 × TS
Normally, the value exceeds -0.3, and there is no technology that stably satisfies the expression (2). However, according to the present invention, the notch resistance can be improved to an unprecedented level. .

【0034】つぎに、本発明の熱延鋼板の好適な化学組
成について説明する。 C:0.01〜0.3 % Cは、安価な強化成分であり、所望の鋼板強度に応じ必
要量を含有させる。C含有量が0.01%未満では、結晶粒
が粗大化し、本発明で目的とするフェライトの平均粒径
4μm 未満を達成できなくなる。また、C含有量が0.3
%を超えると、加工性が劣化するとともに溶接性も劣化
する。このため、Cは0.01〜0.3 %の範囲とするのが好
ましい。より好ましくは、0.05〜0.2 %の範囲である。
Next, a preferable chemical composition of the hot-rolled steel sheet of the present invention will be described. C: 0.01 to 0.3% C is an inexpensive reinforcing component, and contains a necessary amount according to the desired steel sheet strength. If the C content is less than 0.01%, the crystal grains become coarse, and it is not possible to achieve the average ferrite grain size of less than 4 μm intended in the present invention. In addition, C content is 0.3
%, The workability deteriorates and the weldability also deteriorates. For this reason, C is preferably in the range of 0.01 to 0.3%. More preferably, it is in the range of 0.05 to 0.2%.

【0035】Si:2.0 %以下 Siは、固溶強化成分として強度−伸びバランスを改善し
つつ強度上昇に有効に寄与する。また、フェライトの生
成を抑制し所望の第2相体積率を有する組織を得るうえ
で有効に作用するが、過剰な添加は、延性や表面性状を
劣化させる。このため、Siは2.0 %以下とするのが望ま
しい。なお、好ましくは0.01〜1.0 %、より好ましくは
0.05〜1.0 %である。
Si: 2.0% or less Si effectively contributes to an increase in strength while improving strength-elongation balance as a solid solution strengthening component. In addition, it effectively acts to suppress the formation of ferrite and obtain a structure having a desired second phase volume fraction, but excessive addition deteriorates ductility and surface properties. Therefore, the content of Si is desirably 2.0% or less. In addition, preferably 0.01 to 1.0%, more preferably
0.05 to 1.0%.

【0036】Mn:3.0 %以下 Mnは、Ar3変態点を低下させる作用を通じ結晶粒の微細
化に寄与し、また、第2相のマルテンサイト化および残
留オーステナイト化を進展させる作用を通じ、強度−延
性バランス、強度−疲労強度バランスを高める作用を有
する。さらに、Mnは有害な固溶SをMnS として無害化す
る作用を有する。しかし、多量の添加は鋼を硬質化し、
却って強度−延性バランスを劣化させる。このようなこ
とから、Mnは3.0 %以下とするのが望ましい。なお、よ
り好ましくは1.0 〜2.0 %である。
Mn: 3.0% or less Mn contributes to the refinement of crystal grains through the action of lowering the Ar 3 transformation point, and has the strength—through the action of promoting the formation of martensite and retained austenite in the second phase. It has the effect of improving the ductility balance and strength-fatigue strength balance. Further, Mn has a function of detoxifying harmful dissolved S as MnS. However, a large amount of addition hardens the steel,
Rather, it degrades the strength-ductility balance. For these reasons, it is desirable that Mn be 3.0% or less. The content is more preferably 1.0 to 2.0%.

【0037】P:0.5 %以下 Pは、強化成分として有用であり、所望の鋼板強度に応
じ添加することができるが、過剰の添加は、粒界に偏析
し脆化の原因となる。このため、Pは0.5 %以下とする
のが望ましい。なお、好ましくは0.005 〜0.2 %であ
る。 Ti:0.03〜0.3 % Tiは、TiC として存在して、熱間圧延加熱段階での初期
オーステナイト粒を微細化し、それ以降の熱間圧延過程
での動的再結晶を誘起させるために有効に作用する。こ
のような作用を発揮させるためには、少なくとも0.03%
以上の含有が必要であるが、0.3 %を超えて含有して
も、効果が飽和し含有量に見合う効果が期待できない。
このため、Tiは0.03〜0.3 %の範囲とするのが望まし
い。なお、より好ましくは、0.08〜0.20%である。
P: 0.5% or less P is useful as a strengthening component and can be added according to the desired steel sheet strength. However, excessive addition segregates at grain boundaries and causes embrittlement. Therefore, it is desirable that P be 0.5% or less. The content is preferably 0.005 to 0.2%. Ti: 0.03-0.3% Ti exists as TiC and effectively acts to refine the initial austenite grains during the hot rolling heating stage and induce dynamic recrystallization in the subsequent hot rolling process. I do. In order to exert such an effect, at least 0.03%
The above content is necessary, but if the content exceeds 0.3%, the effect is saturated and an effect corresponding to the content cannot be expected.
For this reason, Ti is desirably in the range of 0.03 to 0.3%. In addition, more preferably, it is 0.08 to 0.20%.

【0038】本発明では、必要に応じ、下記A群、B
群、C群のうちの1群または2群以上を含有することが
できる。 A群:Nb:0.3 %以下、V:0.3 %以下から選ばれた1
種または2種 Nb、Vは、いずれも炭窒化物を形成し、熱間圧延加熱段
階での初期オーステナイト粒を微細化する作用を有して
おり、必要に応じ、Tiと重畳して含有することにより、
さらに動的再結晶の発生に有効に作用する。しかし、0.
3 %を超えて多量に含有しても効果が飽和し含有量に見
合う効果が期待できない。このため、Nb、Vとも0.3 %
以下とするのが望ましい。なお、Nb、Vとも0.001 %以
上の添加が望ましい。
In the present invention, if necessary, the following groups A and B
Group, one or more of group C can be contained. Group A: 1 selected from Nb: 0.3% or less, V: 0.3% or less
Species or two types Nb and V both form carbonitrides and have the effect of refining the initial austenite grains in the hot rolling and heating stage, and are contained in an overlapping manner with Ti as necessary. By doing
Further, it effectively acts on the occurrence of dynamic recrystallization. But 0.
Even if it is contained in a large amount exceeding 3%, the effect is saturated and an effect commensurate with the content cannot be expected. Therefore, both Nb and V are 0.3%
It is desirable to do the following. It is desirable that both Nb and V be added at 0.001% or more.

【0039】B群:Cu:1.0 %以下、Mo:1.0 %以下、
Ni:1.0 %以下、Cr:1.0 %以下から選ばれた1種また
は2種以上 Cu、Mo、Ni、Crは、いずれも強化成分として、必要に応
じ、含有することができるが、多量の含有はかえって強
度−延性バランスを劣化させる。このため、Cu、Mo、N
i、Crは、いずれも1.0 %以下とするのが望ましい。な
お、上記した作用効果を十分に発揮するためには、少な
くとも0.01%以上含有させるのが好ましい。
Group B: Cu: 1.0% or less, Mo: 1.0% or less,
One or more selected from Ni: 1.0% or less and Cr: 1.0% or less. Cu, Mo, Ni, and Cr can be contained as a strengthening component, if necessary. On the contrary, the strength-ductility balance is deteriorated. Therefore, Cu, Mo, N
It is desirable that both i and Cr be 1.0% or less. In order to sufficiently exhibit the above-mentioned effects, it is preferable to contain at least 0.01% or more.

【0040】C群:Ca、REM 、Bのうちの1種または2
種以上を合計で0.005 %以下 Ca、REM 、Bは、いずれも硫化物の形状制御や粒界強度
の上昇を通じ加工性を改善する効果を有しており、必要
に応じ含有させることができる。しかし、過剰な含有
は、清浄度や再結晶性に悪影響を及ぼす恐れがあるた
め、合計で0.005 %以下とするのが望ましい。なお、よ
り好ましくは0.004 %以下である。
Group C: one or two of Ca, REM and B
0.005% or less in total of more than one species Ca, REM, and B all have the effect of improving the workability by controlling the shape of the sulfide and increasing the grain boundary strength, and can be contained as necessary. However, excessive content may adversely affect cleanliness and recrystallization, so that the total content is desirably 0.005% or less. The content is more preferably 0.004% or less.

【0041】Al:0.2 %以下 Alは、脱酸剤として作用する元素であり、0.2 %以下含
有する。0.2 %を超えるAlの含有は、介在物量が増加
し、表面性状を劣化させる。このため、Alは0.2%以下
とするのが好ましい。なお、より好ましくは0.05%以下
である。本発明の熱延鋼板では、上記した組成以外は、
残部Feおよび不可避的不純物からなる。
Al: 0.2% or less Al is an element acting as a deoxidizing agent, and contains 0.2% or less. If the content of Al exceeds 0.2%, the amount of inclusions increases and the surface properties deteriorate. For this reason, Al is preferably set to 0.2% or less. Note that the content is more preferably 0.05% or less. In the hot-rolled steel sheet of the present invention, except for the composition described above,
The balance consists of Fe and inevitable impurities.

【0042】つぎに、本発明の熱延鋼板の製造方法につ
いて説明する。上記した成分組成範囲に調整した溶鋼
を、連続鋳造または造塊−分塊圧延により圧延素材と
し、この圧延素材に熱間圧延を施し熱延鋼板とする。熱
間圧延は、圧延素材を、一旦冷却したのち再加熱する再
加熱圧延としても、直送圧延やホットチャージローリン
グとしてもよい。また、薄スラブ連続鋳造法のような、
連続鋳造されたスラブを直接熱間圧延してもよい。再加
熱する場合には、初期オーステナイト粒を微細化するた
めに、1150℃以下に加熱するのが望ましい。また、直送
圧延する場合も、1150℃以下まで冷却したのち圧延を開
始するのが動的再結晶を促進するために好ましい。な
お、仕上げ圧延温度をオーステナイト域とするため、再
加熱温度、または直送圧延開始温度を800 ℃以上とする
のが好ましい。
Next, a method for producing a hot-rolled steel sheet according to the present invention will be described. The molten steel adjusted to the above component composition range is made into a rolled material by continuous casting or ingot-bulking rolling, and the rolled material is subjected to hot rolling to obtain a hot-rolled steel sheet. The hot rolling may be reheating rolling in which the rolled material is cooled and then reheated, or may be direct rolling or hot charge rolling. Also, like the thin slab continuous casting method,
The continuously cast slab may be directly hot-rolled. When reheating, it is desirable to heat to 1150 ° C. or lower in order to make the initial austenite grains fine. Also, in the case of direct rolling, it is preferable to start rolling after cooling to 1150 ° C. or lower in order to promote dynamic recrystallization. In order to set the finish rolling temperature in the austenite range, the reheating temperature or the direct rolling start temperature is preferably set to 800 ° C. or higher.

【0043】上記した温度の圧延素材に熱間圧延を施す
際に、本発明では、動的再結晶温度低温域で少なくとも
5パス以上の繰り返し圧下を施すのが好ましい。動的再
結晶温度低温域で繰り返し圧下を施すことにより、オー
ステナイト粒が微細化される。動的再結晶を起こさせる
回数が多くなるほどオーステナイト粒の微細化が進行す
るため、少なくとも5パス以上で、しかも連続する5パ
ス以上で圧下するのが好ましい。5パス未満では、オー
ステナイト粒の微細化の程度が小さく、フェライトの平
均粒径4μm 未満の微細粒を達成しにくい。なお、パス
数を増加しすぎると、細粒化が過度に進行して、フェラ
イト粒径が小さくなりすぎ、特定の結晶方位が配向しや
すくなる可能性があるため、好ましいパス数は5〜6パ
スである。
In the present invention, when hot rolling is performed on a rolled material having the above-described temperature, it is preferable that the rolling is repeatedly performed by at least 5 passes or more in a low dynamic recrystallization temperature range. The austenite grains are refined by repeatedly reducing the temperature in the low temperature range of the dynamic recrystallization temperature. Since the finer austenite grains progress as the number of times of the dynamic recrystallization increases, it is preferable to reduce the pressure in at least 5 passes and more than 5 consecutive passes. With less than 5 passes, the degree of refinement of the austenite grains is small, and it is difficult to achieve fine grains having an average ferrite grain size of less than 4 μm. If the number of passes is excessively increased, the grain refinement proceeds excessively, the ferrite grain size becomes too small, and a specific crystal orientation may be easily oriented. Path.

【0044】また、動的再結晶温度低温域での圧下率
は、動的再結晶温度低温域での最終圧延パスを除き、1
パス当たり4%以上20%以下とする。1パス当たりの圧
下率が4%未満では、動的再結晶が生じない。一方、1
パス当たりの圧下率が20%を超えると、機械的特性の異
方性が高くなる傾向があり、1パス当たりの圧下率は、
4〜20%とする。
The rolling reduction in the low dynamic recrystallization temperature range is 1 except for the final rolling pass in the low dynamic recrystallization temperature range.
4% or more and 20% or less per pass. If the rolling reduction per pass is less than 4%, dynamic recrystallization does not occur. Meanwhile, 1
If the rolling reduction per pass exceeds 20%, the anisotropy of the mechanical properties tends to increase, and the rolling reduction per pass is:
4 to 20%.

【0045】なお、動的再結晶温度低温域での最終圧延
パスは、第2相の微細化と島状の分布を図るため、圧下
率15〜30%とする。圧下率が15%未満では、微細化と島
状分布化が不十分であり、一方、30%を超えると、第2
相のアスペクト比が大きくなり、また圧延機への負荷が
大きくなるとともに、機械的特性の異方性が大きくな
る。なお、好ましくは22〜30%である。
In the final rolling pass in the low temperature region of the dynamic recrystallization temperature, the rolling reduction is set to 15 to 30% in order to make the second phase finer and to form an island-like distribution. If the rolling reduction is less than 15%, the fineness and island distribution are insufficient, while if it exceeds 30%, the second
As the aspect ratio of the phase increases and the load on the rolling mill increases, the anisotropy of the mechanical properties increases. In addition, it is preferably 22 to 30%.

【0046】本発明でいう動的再結晶温度は、温度、歪
が独立して制御できる測定装置(例えば、富士電波工機
製「加工フォーマスター」)により、圧延条件をシミュ
レーションすることにより得られる歪−応力の関係から
予め測定した値を用いるものとする。動的再結晶温度
は、鋼組成、加熱温度、圧下率、圧下配分等で変化する
が、850 〜1100℃の温度範囲内で、通常250 〜100 ℃の
幅で存在するといわれている。なお、動的再結晶温度域
の温度幅は、1パス当たりの圧下率が高いほど、あるい
は加熱温度が低いほど、拡大する。なお、動的再結晶域
の圧延は多かれ少なかれ結晶粒の微細化に寄与するた
め、動的再結晶温度高温域での圧延を規制するものでは
ない。しかし、組織微細化の点からは、動的再結晶温度
域の低い温度域での圧延が、γ→α変態の変態サイトの
増加が著しく、有利である。
The dynamic recrystallization temperature referred to in the present invention is a strain obtained by simulating rolling conditions by a measuring device capable of controlling temperature and strain independently (for example, “Processing Four Master” manufactured by Fuji Denki Koki Co., Ltd.). -A value measured in advance from the relationship of stress shall be used. The dynamic recrystallization temperature varies depending on the steel composition, heating temperature, reduction ratio, reduction distribution, etc., but is said to exist within a temperature range of 850 to 1100 ° C, usually in a range of 250 to 100 ° C. The temperature width of the dynamic recrystallization temperature range increases as the rolling reduction per pass is higher or as the heating temperature is lower. Since rolling in the dynamic recrystallization region contributes more or less to refinement of crystal grains, it does not regulate rolling in the high temperature region of the dynamic recrystallization temperature. However, from the viewpoint of refining the structure, rolling in a low temperature range of the dynamic recrystallization temperature range is advantageous because the number of transformation sites of the γ → α transformation is remarkably increased.

【0047】したがって、本発明では、動的再結晶温度
域での圧延に際し、とくに動的再結晶温度低温域におけ
る、圧延条件を前記のように規定した。すなわち、オー
ステナイト粒の微細化を促進するうえでは、(動的再結
晶の下限温度)+80℃、好ましくは(動的再結晶の下限
温度)+60℃、から動的再結晶の下限温度までの温度範
囲で5パス以上の圧下を加える。
Therefore, in the present invention, when rolling in the dynamic recrystallization temperature range, the rolling conditions particularly in the low dynamic recrystallization temperature range are specified as described above. That is, in order to promote the refinement of austenite grains, the temperature from (lower limit temperature of dynamic recrystallization) + 80 ° C., preferably (lower limit temperature of dynamic recrystallization) + 60 ° C. to the lower limit temperature of dynamic recrystallization Apply a reduction of 5 passes or more in the range.

【0048】動的再結晶温度低温域における圧延回数を
確保するため、圧延中の被圧延材の温度低下を抑制すべ
く、圧延スタンド間あるいは圧延スタンドに加熱手段を
設置し、被圧延材またはロールを加熱するのが好まし
い。とくに、温度低下の著しい位置(スタンド)に加熱
手段を設置するのが有効である。加熱手段の1例を図1
に示す。
In order to secure the number of times of rolling in the low temperature region of the dynamic recrystallization temperature, a heating means is provided between the rolling stands or between the rolling stands to suppress the temperature of the material being rolled during rolling. Is preferably heated. In particular, it is effective to install the heating means at a position (stand) where the temperature drops significantly. FIG. 1 shows an example of the heating means.
Shown in

【0049】図1(a)に示す加熱手段は、高周波加熱
装置であり、被圧延材に交番磁場を印加することによ
り、誘導電流を生起し被圧延材を加熱するものである。
また、高周波加熱装置に代えて、図1(b)に示すよう
に、電熱ヒータを用い、ロールを加熱してもよく、また
直接通電加熱により加熱しても良い。なお、熱間圧延時
においては、潤滑を施しつつ圧下を行ってもよいこと
は、いうまでもない。
The heating means shown in FIG. 1 (a) is a high-frequency heating device, which generates an induced current by applying an alternating magnetic field to the material to be rolled to heat the material to be rolled.
Further, instead of the high-frequency heating device, as shown in FIG. 1 (b), an electric heater may be used to heat the roll, or it may be heated by direct electric heating. In addition, at the time of hot rolling, it goes without saying that the reduction may be performed while applying lubrication.

【0050】本発明では、動的再結晶温度低温域での圧
延以外の圧延条件はとくに限定されないが、圧延仕上げ
温度FDTは(Ar3変態点+30℃)以上、(Ar3変態点
+100 ℃)以下とする。圧延仕上げ温度が(Ar3変態点
+30℃)未満では、鋼板の延性、靱性が劣化し、機械的
特性の異方性が大きくなり、さらにフェライト粒の方位
が揃い、耐切欠き疲労特性が劣化する。圧延仕上げ温度
FDTを(Ar3変態点+30℃)以上とすることにより、
圧延時に導入された歪を、ある程度回復させることがで
きるとともに、特定の結晶方位を配向させることなく、
結晶方位の揃った領域の大きさを微細化することが可能
となる。これにより、疲労亀裂の伝播を抑制し、耐切欠
き疲労特性が向上する。
In the present invention, the rolling conditions other than the rolling in the low temperature range of the dynamic recrystallization temperature are not particularly limited, but the rolling finishing temperature FDT is not less than (Ar 3 transformation point + 30 ° C.) and (Ar 3 transformation point + 100 ° C.) The following is assumed. If the rolling finish temperature is less than (Ar 3 transformation point + 30 ° C), the ductility and toughness of the steel sheet deteriorate, the anisotropy of mechanical properties increases, the orientation of ferrite grains becomes uniform, and the notch fatigue resistance deteriorates. . By setting the rolling finishing temperature FDT to (Ar 3 transformation point + 30 ° C.) or more,
The strain introduced during rolling can be recovered to some extent, and without orienting a specific crystal orientation,
It is possible to reduce the size of the region in which the crystal orientation is uniform. This suppresses the propagation of fatigue cracks and improves the notch fatigue resistance.

【0051】一方、圧延仕上げ温度FDTが(Ar3変態
点+100 ℃)を超えると、圧延後の歪みの回復が著しく
進行し再結晶が促進されて、フェライト粒径および第2
相粒径が大きくなり、強度、加工性が低下し、延性、靱
性の向上が少なくなる。なお、圧延仕上げ温度FDT
は、フェライト粒および第2相粒の微細化の観点から、
(Ar3変態点+30℃)〜(Ar3変態点+60℃)の範囲と
するのが好ましい。
On the other hand, if the rolling finishing temperature FDT exceeds (Ar 3 transformation point + 100 ° C.), the recovery of strain after rolling progresses remarkably, recrystallization is promoted, and the ferrite grain size and the second
The phase grain size increases, the strength and workability decrease, and the improvement in ductility and toughness decreases. The rolling finish temperature FDT
Is, from the viewpoint of miniaturization of ferrite grains and second phase grains,
It is preferable to set it in the range of (Ar 3 transformation point + 30 ° C.) to (Ar 3 transformation point + 60 ° C.).

【0052】上記した条件で熱間圧延を終了した熱延鋼
板においては、この時点でのオーステナイト粒はほぼ等
軸の結晶粒となっており、熱間圧延終了後直ちに冷却す
る直近急冷を行えば、γ→α変態の変態核が多く、フェ
ライト粒の粒成長が抑制され組織が微細化される。この
ため、圧延終了後2sec 以内、好ましくは1sec 以内に
冷却を開始する。冷却開始が圧延終了後2sec を超える
と、粒成長が著しくなる。
In the hot-rolled steel sheet which has been hot-rolled under the above-described conditions, the austenite grains at this point are almost equiaxed crystal grains. , Γ → α transformation, the growth of ferrite grains is suppressed, and the structure is refined. For this reason, cooling is started within 2 seconds, preferably within 1 second after the end of rolling. If the start of cooling exceeds 2 seconds after the end of rolling, grain growth becomes remarkable.

【0053】また、冷却速度は30℃/sec 以上とする。
冷却速度が30℃/sec 未満では、フェライト粒の粒成長
が生じ、微細化が達成できないうえ、第2相を微細にし
かも島状に分布させることが難しくなる。30℃/sec 以
上の冷却速度で、好ましくは350 〜600 ℃の温度域まで
冷却された熱延鋼板は、直ちにコイルに巻き取る。巻き
取り後の冷却速度はとくに限定するものではない。製造
しようとする鋼板に応じて適宜定める。しかし、巻き取
り温度が高いと、第2相がパーライト主体の組織となり
フェライト粒の粒成長が起こりやすくなる。一方、巻き
取り温度が低すぎると、第2相がマルテンサイト主体の
組織となる。このようなことから、巻き取り温度は350
〜600 ℃の範囲内とするのが望ましい。
The cooling rate is 30 ° C./sec or more.
If the cooling rate is less than 30 ° C./sec, grain growth of ferrite grains occurs, so that fineness cannot be achieved, and it is difficult to distribute the second phase finely and in an island shape. The hot-rolled steel sheet cooled at a cooling rate of 30 ° C./sec or more, preferably to a temperature range of 350 to 600 ° C., is immediately wound around a coil. The cooling rate after winding is not particularly limited. It is determined appropriately according to the steel sheet to be manufactured. However, when the winding temperature is high, the second phase has a structure mainly composed of pearlite, and the ferrite grains tend to grow. On the other hand, if the winding temperature is too low, the second phase has a structure mainly composed of martensite. Therefore, the winding temperature is 350
It is desirable that the temperature be within the range of -600 ° C.

【0054】[0054]

【実施例】表1に示す組成を有する溶鋼を転炉で溶製
し、連続鋳造法によりスラブ(圧延素材)とした。これ
らスラブを表2に示す条件で加熱、熱間圧延、圧延後冷
却を行ってコイルに巻き取り熱延鋼板(板厚1.8 〜4.0
mm)とした。熱間圧延の各圧延パスにおける圧下率は、
最終圧延パス以外は5〜18%とした。なお、鋼板No.2、
No.16 は、潤滑圧延を実施した。また、鋼板No.13 は、
圧延途中で一旦600 ℃まで放冷し、ついで850 ℃まで再
度加熱したのち圧延を施す、逆変態を利用し組織を微細
化する方法の従来例である。
EXAMPLE Molten steel having the composition shown in Table 1 was smelted in a converter and made into a slab (rolled material) by a continuous casting method. These slabs are heated, hot-rolled, and cooled after rolling under the conditions shown in Table 2 and wound on a coil to form a hot-rolled steel sheet (sheet thickness 1.8 to 4.0).
mm). The rolling reduction in each rolling pass of hot rolling is
Except for the final rolling pass, the content was 5 to 18%. In addition, steel plate No. 2,
For No. 16, lubricated rolling was performed. In addition, steel plate No. 13
This is a conventional example of a method for refining the structure using reverse transformation, in which the steel is once cooled to 600 ° C. during the rolling, then heated again to 850 ° C., and then rolled.

【0055】ついで、これらの鋼板について、組織、機
械的特性を調査し、表3に示す。組織は、鋼板の圧延方
向断面について、光学顕微鏡あるいは電子顕微鏡を用い
て、フェライトの体積率、粒径および第2相粒子の粒
径、第2相粒子のアスペクト比、および第2相粒子の分
布状態を測定した。また、最隣接第2相粒子間の間隔を
測定し、その間隔が第2相粒子の粒径以上となる割合を
求め、第2相の分布状態とした。
Next, the structure and mechanical properties of these steel sheets were examined, and the results are shown in Table 3. The microstructure was obtained by using an optical microscope or an electron microscope for the cross section in the rolling direction of the steel sheet, using the volume fraction of ferrite, the particle size, the particle size of the second phase particles, the aspect ratio of the second phase particles, and the distribution of the second phase particles. The condition was measured. In addition, the interval between the nearest second phase particles was measured, and the ratio of the interval being equal to or larger than the particle size of the second phase particles was determined, and the distribution was defined as the second phase.

【0056】また、鋼板の圧延方向、圧延方向に直角方
向、圧延方向に45°方向について、JIS 5号試験片によ
り引張特性(降伏点YS、引張強さTS、伸びEl)を
測定した。伸びの測定値から、ΔEl=1/2 ・(El0
El90)−El45で定義される各鋼板の伸びの異方性ΔEl
を計算した。ここで、El0 は圧延方向の伸び値、El90
圧延方向に直角方向の伸び値、El45は圧延方向に45°方
向の伸び値を表す。
The tensile properties (yield point YS, tensile strength TS, elongation El) of the steel sheet in the rolling direction, the direction perpendicular to the rolling direction, and the 45 ° direction were measured using JIS No. 5 test pieces. From the measured elongation, ΔEl = 1/2 · (El 0 +
El 90 )-Anisotropy of elongation ΔEl of each steel sheet defined by El 45
Was calculated. Here, El 0 represents an elongation value in the rolling direction, El 90 represents an elongation value in a direction perpendicular to the rolling direction, and El 45 represents an elongation value in a 45 ° direction in the rolling direction.

【0057】また、原厚のままの2mmVノッチシャルピ
ー試験片を用いて、延性−脆性遷移温度vTrs(℃)を調
査した。また、鋼板の圧延方向について、図2に示す平
滑平面曲げ試験片、図3に示す切欠き平面曲げ試験片に
より、疲労特性を測定した。切欠き平面曲げ試験片に
は、打ち抜きクリアランス10%で打ち抜かれた、10mmφ
のピアス孔(応力集中係数α=2.216 )が試験片中央部
に形成されている。疲労試験は、シェンク式の完全両振
りの平面曲げ疲労試験とし、107 回繰り返し負荷後に破
断しない応力を疲労強度σW (平滑疲労強度)、σ
P (切欠き疲労強度)とした。σP 、σW から切欠き係
数β(=(σP /σw )、および(1)式で定義される
切欠き感度係数qを算出した。
The ductility-brittle transition temperature vTrs (° C.) was examined using a 2 mm V notch Charpy test piece of the original thickness. Further, with respect to the rolling direction of the steel sheet, the fatigue properties were measured using a smooth plane bending test piece shown in FIG. 2 and a notched flat bending test piece shown in FIG. The notched flat bending test piece was punched with 10%
(A stress concentration coefficient α = 2.216) is formed in the center of the test piece. Fatigue test, a complete plane of Reversed bending fatigue test of Schenk, 10 7 times repeated stress that does not break after load fatigue strength sigma W (smooth fatigue strength), sigma
P (notch fatigue strength). The notch coefficient β (= (σ P / σ w ) and the notch sensitivity coefficient q defined by the equation (1) were calculated from σ P and σ W.

【0058】これらの結果を表3に示す。Table 3 shows the results.

【0059】[0059]

【表1】 [Table 1]

【0060】[0060]

【表2】 [Table 2]

【0061】[0061]

【表3】 [Table 3]

【0062】[0062]

【表4】 [Table 4]

【0063】[0063]

【表5】 [Table 5]

【0064】本発明例の鋼板は、いずれもフェライトの
平均粒径が4μm 未満で、かつ第2相粒子の平均粒径が
8μm 以下、アスペクト比が2.0 以下、かつ最隣接第2
相粒子間隔が第2相粒子の平均粒径以上となる割合が80
%以上となり、25%以上の伸び値と、500MPa以上の引張
強さTSを有し、強度−伸びTS×Elも20000MPa・%
以上で、しかも伸びの異方性ΔElも小さい。さらに、
切欠き感度係数qは、(2)式を満足し、加工性に優
れ、かつ耐切欠き疲労特性に優れた熱延鋼板となってい
る。
In each of the steel sheets of the present invention, the average particle diameter of the ferrite is less than 4 μm, the average particle diameter of the second phase particles is 8 μm or less, the aspect ratio is 2.0 or less, and
The ratio at which the phase particle interval is equal to or greater than the average particle size of the second phase particles is 80
%, And has an elongation value of 25% or more and a tensile strength TS of 500 MPa or more, and the strength-elongation TS × El is also 20,000 MPa ·%.
As described above, the anisotropy ΔE1 of elongation is also small. further,
The notch sensitivity coefficient q satisfies the expression (2), and is a hot-rolled steel sheet having excellent workability and excellent notch fatigue resistance.

【0065】これに対し、フェライトの平均粒径、第2
相粒子の粒径、アスペクト比、第2相粒子間の間隔、フ
ェライト粒の隣接する結晶粒界の傾角が15゜以上となる
割合のいずれかが本発明の範囲を外れる比較例、従来例
は、伸び、ΔEl、強度−伸びバランスTS×Elのい
ずれかが劣化し、さらに切欠き感度係数qが(2)式を
満足せず、耐切欠き疲労特性が低下している。
On the other hand, the average grain size of ferrite,
Comparative examples in which any one of the particle size of the phase particles, the aspect ratio, the interval between the second phase particles, and the inclination angle of the adjacent crystal grain boundary of the ferrite grains is 15 ° or more are out of the range of the present invention. , Elongation, ΔEl, or strength-elongation balance TS × El, the notch sensitivity coefficient q does not satisfy the expression (2), and the notch fatigue resistance decreases.

【0066】[0066]

【発明の効果】本発明によれば、超微細粒を有し、良好
な機械的特性を具備し、かつ機械的特性の異方性が小さ
く、加工性に優れ、さらに耐切欠き疲労特性に優れた熱
延鋼板が、通常の圧延設備で容易に製造でき、産業上格
段の効果を奏する。
According to the present invention, it has ultra-fine grains, good mechanical properties, small mechanical property anisotropy, excellent workability, and excellent notch fatigue resistance. The hot rolled steel sheet can be easily manufactured by ordinary rolling equipment, and has a remarkable industrial effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施に好適な加熱手段の1例を示す模
式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a heating means suitable for carrying out the present invention.

【図2】平滑平面曲げ試験片の形状寸法を示す説明図で
ある。
FIG. 2 is an explanatory view showing the shape and dimensions of a smooth plane bending test piece.

【図3】切欠き平面曲げ試験片の形状寸法を示す説明図
である。
FIG. 3 is an explanatory view showing the shape and dimensions of a notched flat bending test piece.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ロールスタンド 2 ワークロール 3 バックアップロール 4 被圧延材 5 高周波誘導加熱装置 6 ヒーター加熱装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Roll stand 2 Work roll 3 Backup roll 4 Rolled material 5 High frequency induction heating device 6 Heater heating device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安原 英子 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 登坂 章男 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 古君 修 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 Fターム(参考) 4K037 EA01 EA02 EA05 EA06 EA09 EA11 EA13 EA15 EA16 EA17 EA19 EA20 EA23 EA25 EA27 EA28 EA31 EA32 EA36 EB08 EB09 EB11 FA02 FB07 FC03 FC04 FC07 FD04 FE01 FE02 FE06 JA06  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Eiko Yasuhara 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba City, Chiba Prefecture Inside the Technical Research Institute of Kawasaki Steel Corporation (72) Inventor Akio Tosaka 1-Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba City, Chiba Prefecture (72) Inventor Osamu Furukun 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba F-term (reference) 4K037 EA01 EA02 EA05 EA06 EA09 EA11 EA13 EA15 EA16 EA17 EA19 EA20 EA23 EA25 EA27 EA28 EA31 EA32 EA36 EB08 EB09 EB11 FA02 FB07 FC03 FC04 FC07 FD04 FE01 FE02 FE06 JA06

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 フェライトを主相とし、主相と第2相粒
子とからなる組織を有する熱延鋼板であって、前記フェ
ライトの平均粒径が4μm 未満であり、前記第2相粒子
の平均粒径が8μm 以下、アスペクト比が2.0 以下で、
かつ最隣接第2相粒子間の間隔が、該第2相粒子の粒径
以上となる割合が80%以上である組織を有し、かつ下記
(1)式で定義される切欠き感度係数qが静的引張強さ
TSとの関係で下記(2)式を満足することを特徴とす
る耐切欠き疲労特性に優れる加工用熱延鋼板。 記 q=(β−1)/(α−1) ………(1) q≦0.0012×TS−0.3 ただし、TS>500MPa ………(2) ここで、q:切欠き感度係数、 α:ピアス孔状の切欠き部の応力集中係数、 β:疲労強度の切欠きによる低下割合=(鋼板の平滑疲
労強度)/(鋼板のピアス孔状切欠き疲労強度)、 TS:鋼板の静的引張強さ(MPa )
1. A hot-rolled steel sheet having ferrite as a main phase and having a structure comprising a main phase and second phase particles, wherein the ferrite has an average particle size of less than 4 μm, and Particle size is 8μm or less, aspect ratio is 2.0 or less,
In addition, a notch sensitivity coefficient q defined by the following formula (1) has a structure in which the distance between the nearest second phase particles is equal to or larger than the particle size of the second phase particles is 80% or more. Satisfies the following expression (2) in relation to the static tensile strength TS. Note q = (β-1) / (α-1) (1) q ≦ 0.0012 × TS-0.3 where TS> 500 MPa (2) where q: notch sensitivity coefficient, α: Stress concentration coefficient of pierced notch, β: reduction rate of fatigue strength due to notch = (smooth fatigue strength of steel sheet) / (pierced notch fatigue strength of steel sheet), TS: static tension of steel sheet Strength (MPa)
【請求項2】 前記熱延鋼板が、重量%で、 C:0.01〜0.3 %、 Si:2.0 %以下、 Mn:3.0 %以下、 P:0.5 %以下、 Ti:0.03〜0.3 %、 Al:0.2 %以下 を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有
することを特徴とする請求項1に記載の耐切欠き疲労特
性に優れる加工用熱延鋼板。
2. The hot-rolled steel sheet is, by weight, C: 0.01 to 0.3%, Si: 2.0% or less, Mn: 3.0% or less, P: 0.5% or less, Ti: 0.03 to 0.3%, Al: 0.2. The hot-rolled steel sheet for processing having excellent notch fatigue resistance according to claim 1, wherein the hot-rolled steel sheet has a composition comprising the balance of Fe and inevitable impurities.
【請求項3】 前記熱延鋼板が、重量%で、 C:0.01〜0.3 %、 Si:2.0 %以下、 Mn:3.0 %以下、 P:0.5 %以下、 Ti:0.03〜0.3 %、 Al:0.2 %以下 を含み、さらに、下記A〜C群のうちの1群または2群
以上を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組
成を有することを特徴とする請求項1に記載の耐切欠き
疲労特性に優れる加工用熱延鋼板。 記 A群:Nb:0.3 %以下、V:0.3 %以下から選ばれた1
種または2種、 B群:Cu:1.0 %以下、Mo:1.0 %以下、Ni:1.0 %以
下、Cr:1.0 %以下から選ばれた1種または2種以上、 C群:Ca、REM 、Bのうちの1種または2種以上を合計
で0.005 %以下
3. The hot-rolled steel sheet is, by weight, C: 0.01 to 0.3%, Si: 2.0% or less, Mn: 3.0% or less, P: 0.5% or less, Ti: 0.03 to 0.3%, Al: 0.2. The notch fatigue resistance according to claim 1, wherein the composition further contains one or more of the following groups A to C, and has a composition consisting of a balance of Fe and unavoidable impurities. Hot rolled steel sheet for processing with excellent properties. Note A: 1 selected from Nb: 0.3% or less, V: 0.3% or less
Species or two or more, Group B: one or more selected from Cu: 1.0% or less, Mo: 1.0% or less, Ni: 1.0% or less, Cr: 1.0% or less, Group C: Ca, REM, B 0.005% or less in total of one or more of the above
【請求項4】 重量%で、 C:0.01〜0.3 %、 Si:2.0 %以下、 Mn:3.0 %以下、 P:0.5 %以下、 Ti:0.03〜0.3 %、 Al:0.2 %以下 を含む圧延素材を、1150℃以下に再加熱するか、あるい
は1150℃以下となってから熱間圧延を施し、熱延鋼板と
するにあたり、前記熱間圧延を、動的再結晶温度低温域
で5パス以上の圧下を行い、該動的再結晶温度低温域で
の最終圧下を圧下率15〜30%、最終圧下以外の圧下を4
〜20%とし、圧延仕上げ温度FDTを(Ar3変態点+30
℃)以上、(Ar3変態点+100 ℃)以下とする圧延と
し、前記熱間圧延終了後2sec 以内に冷却を開始し、30
℃/sec 以上の冷却速度で冷却し、コイルに巻き取るこ
とを特徴とする耐切欠き疲労特性に優れる加工用熱延鋼
板の製造方法。
4. A rolled material containing, by weight, C: 0.01 to 0.3%, Si: 2.0% or less, Mn: 3.0% or less, P: 0.5% or less, Ti: 0.03 to 0.3%, and Al: 0.2% or less. Is re-heated to 1150 ° C or lower, or subjected to hot rolling after the temperature becomes 1150 ° C or lower, and in making a hot-rolled steel sheet, the hot rolling is performed at a dynamic recrystallization temperature in a low temperature range of 5 or more passes. The final reduction in the low temperature range of the dynamic recrystallization temperature is 15 to 30%, and the reduction other than the final reduction is 4%.
And the rolling finish temperature FDT is (Ar 3 transformation point +30).
℃) or more and (Ar 3 transformation point + 100 ℃) or less, and cooling is started within 2 seconds after the completion of the hot rolling.
A method for producing a hot-rolled steel sheet for processing having excellent notch fatigue resistance, wherein the steel sheet is cooled at a cooling rate of at least ° C / sec and wound around a coil.
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