JP2003247045A - 伸びフランジ性に優れた複合組織鋼板およびその製造方法 - Google Patents
伸びフランジ性に優れた複合組織鋼板およびその製造方法Info
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Abstract
−伸びフランジ性のバランスにも優れ、且つ、焼付硬化
性にも優れた複合組織鋼板を提供する。 【解決手段】 質量%で、C :0.01〜0.20
%、Si:0.5%以下、Mn:0.5〜3%、sol.A
l:0.06%以下(0%を含む)、P :0.15%
以下(0%を含まない)、S :0.02%以下(0%
を含む)を含有し、且つ、母相組織は、焼戻マルテンサ
イト;焼戻マルテンサイト及びフェライト;焼戻ベイナ
イト;または焼戻ベイナイト及びフェライトを含有し、
第2相組織は、マルテンサイトが全組織に対して占積率
で1〜30%である複合組織鋼板である。
Description
高強度を確保することのできる焼付硬化性[焼付塗装後
の硬化特性、以下、BH(Bake Harding)性と呼ぶこと
がある]、及び伸びフランジ性に優れた複合組織鋼板に
関し、詳細には、上述した焼付硬化性に優れ、しかも、
低降伏比を有し、且つ、強度−伸びのバランス及び強度
−伸びフランジ性のバランスにも優れた高強度複合組織
鋼板に関するものである。
いて、プレス成形して使用される鋼板は、優れた強度と
延性を兼ね備えていることが要求され、この様な要求特
性は近年、益々、高まっている。
として、母相をフェライト組織とし、該フェライトの3
重点に粗大な島状マルテンサイトが分散したフェライト
・マルテンサイトの複合組織鋼板[Dual-Phase(DP)
鋼板]が知られている(例えば特許文献1参照。)。
く、焼付硬化性(BH性)に優れていることが知られて
いる。このDP鋼板は、A1点以上の温度から急冷して
製造する為、フェライト中に過飽和に固溶したC(固溶
C)が多量に存在するが、この固溶Cが、加工後の焼付
塗装工程により、加工時に導入されたフェライト中の転
位に固着されることで、鋼板の降伏強度が上昇し、BH
性が上昇すると考えられている。しかしながら、フェラ
イト中に過飽和に存在させることができる固溶C量には
限界がある為、所定以上のBH特性を得ることは困難で
あった。
で引張強度(TS)が高く、しかも伸び(El)特性に
も優れているが、粗大なマルテンサイトが破壊の起点と
なる為、伸びフランジ性(局部的な延性:λ)に劣るも
のであった。
を改善すべく、本願出願人は先に、フェライトとベイナ
イトとマルテンサイトの3相複合組織鋼板[Tri-Phase
(TP)鋼板]を開示している(特許文献2参照。)。
サイトをベイナイト相で包み込んでいる為、従来のDP
鋼板に比べ、伸びフランジ性が改善されている。ところ
が、この鋼板では、上記DP鋼板と同程度の高延性(高
い伸び)を得ることは困難であり、また、降伏比も若干
高くなる等の問題を抱えていることが分かった。
比、(ii)良好な強度−伸びバランス、及び(iii)高BH
性のうち、(i)低降伏比及び(ii)良好な強度−伸びバラ
ンスについては維持しつつ、(iii)BH特性については
更なる向上を目指し、しかも、当該DP鋼板の欠点であ
った(iv)低伸びフランジ性も克服し得、伸びフランジ性
にも優れた高強度複合組織鋼板の提供が切望されてい
る。
欄第4〜9行)
求の範囲、及び第2頁左上欄第1行〜第3頁左上欄下か
ら2行目)
目してなされたものであり、その目的は、低降伏比を有
し、しかも強度−伸び及び強度−伸びフランジ性のバラ
ンスにも優れ、且つ、焼付硬化性にも優れた複合組織鋼
板;及び、この様な鋼板を効率よく製造することのでき
る方法を提供することにある。
明に係る焼付硬化性及び伸びフランジ性に優れた複合組
織鋼板とは、質量%で、C :0.01〜0.20%、
Si:0.5%以下、Mn:0.5〜3%、sol.Al:
0.06%以下(0%を含む)、P :0.15%以下
(0%を含まない)、S :0.02%以下(0%を含
む)を含有し、且つ、母相として、焼戻マルテンサイ
ト;焼戻マルテンサイト及びフェライト;焼戻ベイナイ
ト;または焼戻ベイナイト及びフェライトを含有し、第
2相組織として、マルテンサイトを全組織に対して占積
率で1〜30%含有するところに要旨を有するものであ
る。
れたもの; N:0.0050%以上を含有し、且つ、下式(1) 0.0001%≦[N]−(14/27)×[sol.Al]≦0.001% … (1) (式中、[ ]は各元素の含有量を示す)を満足するも
の; Cr及び/又はMoを合計で1%以下(0%を含まな
い)を含有するもの; Ni:0.5%以下(0%を含まない),及び/又は
Cu:0.5%以下(0%を含まない)を含有するも
の; Ti:0.1%以下(0%を含まない),Nb:0.
1%以下(0%を含まない),V:0.1%以下(0%
を含まない)の少なくとも一種を含有するもの; Ca:0.003%以下(0%を含まない)、及び/
又はREM:0.003%以下(0%を含まない)を含
有するものは、いずれも本発明の好ましい態様である。
造方法は、組織毎に夫々、下記方法を包含するところに
要旨を有するものである。
焼戻ベイナイトである鋼板 この場合は、下記(1)または(2)の方法を採用する
ことができる。
めっき工程を施すことにより上記鋼板を製造する方法で
あって、該熱延工程は、(Ar3−50)℃以上の温度で
仕上圧延を終了する工程;及び20℃/s以上の平均冷
却速度で、Ms点以下(母相組織が焼戻マルテンサイト
の場合)、またはMs点以上Bs点以下(母相組織が焼
戻ベイナイトの場合)まで冷却して巻取る工程を包含
し、該連続焼鈍工程またはめっき工程は、A1点以上A3
点以下の温度に加熱する工程;及び3℃/s以上の平均
冷却速度で、Ms点以下まで冷却する工程;並びに、必要
に応じて更に、100〜600℃の温度で過時効する工
程を包含する方法; (2)熱延工程、冷延工程、第一の連続焼鈍工程、及び
第二の連続焼鈍工程またはめっき工程を施すことにより
上記鋼板を製造する方法であって、該第一の連続焼鈍工
程は、A3点以上の温度に加熱保持する工程;及び20
℃/s以上の平均冷却速度で、Ms点以下(母相組織が
焼戻マルテンサイトの場合)、またはMs点以上Bs点
以下(母相組織が焼戻ベイナイトの場合)の温度まで冷
却する工程を包含し、該第二の連続焼鈍工程またはめっ
き工程は、A1点以上A3点以下の温度に加熱する工程;
及び3℃/s以上の平均冷却速度で、Ms点以下の温度
まで冷却する工程;並びに、必要に応じて更に、100
〜600℃の温度で過時効する工程を包含する方法。
ェライト、または焼戻ベイナイト及びフェライトである
鋼板 この場合は、下記(3)または(4)の方法を採用する
ことができる。
めっき工程を施すことにより上記鋼板を製造する方法で
あって、該熱延工程は、(Ar3−50)℃以上の温度で
仕上圧延を終了する工程;及び10℃/s以上の平均冷
却速度で、Ms点以下(母相組織が焼戻マルテンサイト
及びフェライトの場合)、またはMs点以上Bs点以下
(母相組織が焼戻ベイナイト及びフェライトの場合)ま
で冷却して巻取る工程を包含し、該連続焼鈍工程または
めっき工程は、A1点以上A3点以下の温度で10〜60
0秒加熱保持する工程;及び3℃/s以上の平均冷却速
度で、Ms以下の温度まで冷却する工程;並びに、必要
に応じて更に、100〜600℃の温度で過時効する工
程を包含する方法; (4)熱延工程、冷延工程、第一の連続焼鈍工程、及び
第二の連続焼鈍工程またはめっき工程を施すことにより
上記鋼板を製造する方法であって、該第一の連続焼鈍工
程は、A1点以上A3点以下の温度に加熱保持する工程;
及び10℃/s以上の平均冷却速度で、Ms点以下(母
相組織が焼戻マルテンサイト及びフェライトの場合)、
またはMs点以上Bs点以下(母相組織が焼戻ベイナイ
ト及びフェライトの場合)の温度まで冷却する工程を包
含し、該第二の連続焼鈍工程またはめっき工程は、A1
点以上A3点以下の温度に加熱する工程;及び3℃/s
以上の平均冷却速度で、Ms点以下の温度まで冷却する
工程;並びに、必要に応じて更に、100〜600℃の
温度で過時効する工程を包含する方法。
(Ar3−50)℃以上の温度で仕上圧延を終了する工
程;700±100℃の範囲の温度域まで、30℃/s
以上の平均冷却速度で冷却する工程;該温度域で空冷を
1〜30秒間行う工程;空冷後、Ms点以下(母相組織
が焼戻マルテンサイト及びフェライトの場合)、または
Ms点以上Bs点以下(母相組織が焼戻ベイナイト及び
フェライトの場合)の温度まで、30℃/s以上の平均
冷却速度で冷却して巻取る工程を包含するものは、本発
明の好ましい態様である。
ある(i)低降伏比及び(ii)良好な強度−伸びバランスを
維持しつつ、更に(iii)高BH性については一層の向上
を図ると共に、当該DP鋼板の短所であった(iv)低伸び
フランジ性を克服し得、伸びフランジ性にも優れた高強
度鋼板を提供すべく鋭意検討してきた。その結果、 (1)転位密度の低い軟質ラス組織からなる焼戻マル
テンサイト組織、焼戻マルテンサイトとフェライトの
混合組織、焼戻ベイナイト組織、焼戻ベイナイトと
フェライトの混合組織を夫々、含む母相組織は、伸びフ
ランジ性及び全伸びの向上に極めて有効であること;こ
の様な母相組織と、微細なマルテンサイトを有する第2
相組織からなるDP鋼板は、従来のDP鋼板における優
れた低降伏比、優れた強度・延性(伸び)バランスを確
保しつつ、伸びフランジ性も著しく高められること; (2)更に上記組織に制御することにより、優れた焼付
硬化特性が得られること; (3)上記の組織制御に加え、更にsol.Al量を低減す
ることにより、鋼中Nは、加工によって導入された転位
を固着し得る固溶Nとして有効に作用し、焼付硬化特性
が一層向上すること、 (4)更に好ましくは、焼付硬化特性に寄与するN量及
び有効N量を高めることにより、更なる特性の改善が発
揮されることを見出し、本発明を完成した。
は、加工により導入されたフェライト中の転位が、加工
後の熱処理によって鋼中C(固溶C)に固着され、硬化
が生じる結果、引張降伏応力が上昇すると推察されてお
り、「BH量」は、引張試験片(通常はJIS5号試験
片)を公称歪みで2%まで引張ったときの変形応力σ1
を測定し、除荷した後、当該試験片を170℃で20分
間保持してから、再び引張試験を行ったときの上降伏応
力(降伏点が出現しない場合は0.2%耐力に相当する
応力)σ2を測定し、σ1とσ2との差をBH量と定め
た。
50MPa以上(好ましくは70MPa以上)を掲げて
いる。
連し、引張強度の上昇(ΔTS)も目指すものである。
一般にBH性が上昇する場合、降伏強さのみが増加して
引張強さの増加が得られないケースがある。BH量と同
時に、降伏後の変形応力も上昇すれば、素材が変形する
ことにより吸収される力学的なエネルギーが一層増加す
ることになる。従って、自動車が衝突したときを想定し
た場合、素材が吸収し得る運動エネルギーが大きいほ
ど、衝突時に乗員等に加わるエネルギーが低下するた
め、自動車の衝突安全性が向上する。そこで本発明で
は、BH性の向上に加え、ΔTS性の上昇をも課題とし
て掲げることにした。
の引張強度が、熱処理前の引張強度よりも上昇する特性
を意味する。具体的な測定方法は、引張試験片(通常は
JIS5号試験片)に公称歪みで10%の引張歪みを与
え、除荷した後、当該試験片を170℃で20分間保持
してから、再び引張試験を行ったときの最高応力T2を
測定し、熱処理せずに破断まで引張試験したときの最高
応力T1との差(T2−T1)をΔTS量と定めた。
て、30MPa以上(好ましくは50MPa以上)を掲
げている。
られる理由は詳細には不明であるが、上記軟質ラス組織
からなる〜の組織を母相とした場合、上記組織の生
成過程(焼戻過程)で生成されるマルテンサイト/ベイ
ナイトは当該ラス間に生じる為、非常に微細な組織とな
り、その結果、伸びフランジ性が向上すると共に伸び特
性も一層改善されるものと考えられる。また、BH性及
びΔTS性の上昇に関しては以下の様に考えられる。即
ち、焼戻しにより軟化した母相組織(焼戻マルテンサイ
ト/焼戻ベイナイト)は部材加工時に変形し、多数の転
位が導入され、しかもこの焼戻母相組織自体が、フェラ
イトに比べて多くの過飽和C量を含有している為、加工
時に導入された転位に固着し得るC量(固溶C量)も多
くなる結果、大きな焼付硬化能を有することになる。こ
の様に本発明鋼板では、フェライトのみならず焼戻マル
テンサイト/焼戻ベイナイトも焼付硬化性に寄与するた
め、硬化量の更なる上昇が発揮され、加えて、加工後の
熱処理による引張強度も上昇する結果、ΔTS性も向上
するものと考えられる。
発明の特徴である焼戻母相組織を有しておらず、焼戻さ
れていないマルテンサイトは、非常に堅くて殆ど変形し
ないものである。従って、従来鋼板では、多数の転位が
導入されるフェライトのみが、焼付硬化能の大部分を担
う為、本発明鋼板に比べ、焼付硬化特性が低いと考えら
れる。
明する。
の母相組織について説明する。
様 本発明における「焼戻マルテンサイト」とは、転位密度
が少なく軟質であり、しかも、ラス状組織を有するもの
を意味する。これに対し、マルテンサイトは転位密度の
多い硬質組織である点で焼戻マルテンサイトと相違し、
両者は、例えば透過型電子顕微鏡(TEM)観察などに
よって区別されるものである。また、上記焼戻マルテン
サイトを母相とする点で、焼戻マルテンサイトを母相と
しない従来のDP鋼板とも、やはり相違するものであ
る。
り、A3点以上(γ域)より焼入れされたマルテンサイ
トを、A1点以上(約700℃以上)、A3点以下の温度
で焼鈍する等して得られるものである。
ジ性、BH性、及びΔTS性の向上作用を有効に発揮さ
せる為には、焼戻マルテンサイトを30%以上(より好
ましくは40%以上、更により好ましくは50%以上、
更により一層好ましくは60%以上)有することが推奨
される。尚、焼戻マルテンサイトの量は、第2相のマル
テンサイトとのバランスによって定められるものであ
り、所望の特性を発揮し得る様、適切に制御することが
推奨される。
組織を母相とする態様 上記態様のうち焼戻マルテンサイトの詳細は上記に説
明した通りである。
は、ポリゴナルフェライト、即ち、転位密度の少ないフ
ェライトを意味する。上記フェライトは伸び特性に優れ
る等のメリットはあるが、伸びフランジ性に劣るという
欠点がある。これに対し、上記フェライトと焼戻マルテ
ンサイトの混合組織を有する本発明鋼板は、優れた伸び
特性を維持しつつ、しかも伸びフランジ性も改善されて
おり、且つ、BH性及びΔTS性にも優れいてる点で、
従来のDP鋼板とは、組織の構成も得られる特性も異な
るものである。
は、フェライトを5%以上(好ましくは10%以上)含
有することが推奨される。但し、60%を超えると、必
要な強度を確保するのが困難となる他、従来のDP鋼板
と同様、フェライトと第2相の界面より多くのボイドが
発生し、伸びフランジ性が劣化する為、その上限を60
%とすることが推奨される。尚、上限を30%未満に制
御すると、フェライトと第2相(マルテンサイト)の界
面が減少し、ボイドの発生源が抑えられる為、伸びフラ
ンジ性が向上するので、非常に好ましい。
なく軟質であり、しかも、ラス状組織を有するものを意
味する。これに対し、ベイナイトは転位密度の多い硬質
組織である点で焼戻ベイナイトと相違し、両者は、例え
ば透過型電子顕微鏡(TEM)観察などによって区別さ
れるものである。また、上記焼戻ベイナイトを母相とす
る点で、焼戻ベイナイトを母相としない従来のDP鋼板
とも、やはり相違するものである。
3点以上(γ域)よりMs点以上Bs点以下で焼入れさ
れたベイナイトを、A1点以上(約700℃以上)、A3
点以下の温度で焼鈍する等して得られるものである。
ンジ性、BH性、及びΔTS性の向上作用を有効に発揮
させる為には、焼戻ベイナイトを30%以上(好ましく
は40%以上、更により好ましくは50%以上、更によ
り一層好ましくは60%以上)有することが推奨され
る。尚、焼戻ベイナイトの量は、後記するマルテンサイ
トとのバランスによって定められるものであり、所望の
特性を発揮し得る様、適切に制御することが推奨され
る。
を母相とする態様 上記態様の各組織(焼戻ベイナイト及びフェライト)の
詳細は上記及びに説明した通りである。
のマルテンサイトについて説明する。
な組織であるが、多量に含有すると伸びが低下する等の
問題がある。また、従来のDP鋼板の如く、フェライト
素地に粗大なマルテンサイトが存在する場合には、該マ
ルテンサイトが破壊の起点となる為、伸びフランジ性が
低下する等の問題がある。ところが本発明の如く、上記
軟質ラス組織からなる〜の組織を母相とした場合、
当該ラス間にマルテンサイトが微細に分散する為、伸び
フランジ性が向上し、更には伸び特性も一層改善される
ものと考えられる。
は、従来のマルテンサイトとは異なり、微細なものであ
る。具体的には、光学顕微鏡観察により、母相粒内及び
粒界に観察され、特に母相粒内の第2相マルテンサイト
はラス間に細長い形状で観察されるものであり、更に、
透過型電子顕微鏡(TEM)観察により、従来の島状マ
ルテンサイトとも区別することが可能である。
を有効に発揮させる為には、上記の各態様において、全
組織に対してマルテンサイトを占積率で1%以上(好ま
しくは3%以上、より好ましくは5%以上)含有する。
但し、多量に含有すると、強度が高くなり過ぎて伸びが
低下し、強度−伸びのバランスに劣る等の問題がある
為、その上限を30%(好ましくは25%)とする。詳
細には、母相組織の種類によって、マルテンサイトの好
ましい占積率を適切に制御することが推奨される。
イト(0%を含む) 本発明の鋼板は、上記の母相組織と第2組織のみからな
っていても良いが、本発明の作用を損なわない範囲で、
他の異種組織として、ベイナイトを有していても良い。
ベイナイト組織は、例えば後記する本発明の製造過程
[前述した(1)または(3)の「連続焼鈍工程または
めっき工程」、若しくは、前述した(2)または(4)
の「第二の連続焼鈍工程またはめっき工程」において、
3℃/s以上の平均冷却速度で、Ms点以下まで冷却す
る工程;または、これら(1)〜(4)の方法の後、合
金化する工程等]で必然的に残存し得るものであるが、
少なければ少ない程、好ましい。
な残留オーステナイトが残っている場合もある。
いて説明する。以下、化学成分の単位はすべて質量%で
ある。
の元素であり、本発明鋼板の強度は主に、マルテンサイ
トの占積率及びその硬度によって決定されるものであ
る。本発明の場合、最終の熱処理工程[前述した(1)
または(3)の「連続焼鈍工程またはめっき工程」、若
しくは、前述した(2)または(4)の「第二の連続焼
鈍工程またはめっき工程」]において、(α+γ)の2
相域に加熱した後、冷却してγ相をマルテンサイトとす
るものであるが、加熱時におけるγ相の占積率(ひいて
は、冷却後のマルテンサイト占積率)は鋼中のC量等に
大きく影響され、C量が少ないと必要な強度の確保が困
難となること;特に0.01%以下では(α+γ)の2
相域の領域が狭くなり、生産性が悪くなることから、そ
の下限を0.01%(好ましくは0.02%)と定め
た。但し、0.20%を超えるとスポット溶接性が著し
く劣化する他、鋼板中のマルテンサイト占積率が増加し
て加工性が劣化するのみならず、降伏比も増加する為、
その上限を0.20%(好ましくは0.15%)とす
る。
等の延性向上に寄与する元素である。この様な作用を有
効に発揮させる為には、0.05%以上(より好ましく
は0.1%以上)添加することが好ましい。但し、0.
5%を超えて添加すると、例えば亜鉛めっきした場合に
めっき不良を起こすことから、その上限を0.5%(好
ましくは0.3%)とする。
における変態を抑制してγ相を安定化する為に必要な元
素である。更に所望のマルテンサイト相を生成する為に
有用である。この様な作用を有効に発揮させる為には、
0.5%以上(好ましくは0.7%以上、より好ましく
は1%以上)添加する。但し、3%を超えて添加する
と、亜鉛めっきしたときのめっき特性を劣化させる為、
その上限を3%(好ましくは2.5%以下、より好まし
くは2%以下)とする。
下 Alはセメンタイトの生成を防止し、C濃化によるγ相
安定化元素として有用である。但し、多量に添加する
と、酸化物等が生成し、伸びや伸びフランジ性が低下す
る為、かかる観点から、その上限を0.06%とした。
好ましくは0.05%以下である。
ば、Alは、優れた焼付硬化性及び引張強度の上昇を確
保するのに有効な固溶N(後記する)を確保するのに制
御しなければならない元素である。多量に存在すると、
固溶Nと結合してAl窒化物(AlN)を形成し易くな
り、BH量及びΔTS量の更なる向上が望めない。ま
た、固溶Nを十分確保することができ、且つ、AlNが
形成された場合であっても、該AlNが伸びや伸びフラ
ンジ性等の特性を劣化させないようにする必要がある。
その為、本発明では特に焼付硬化特性向上の観点から、
sol.Alの上限を0.025%にすることが推奨され
る。かかる観点からすれば、Al含有量は少なければ少
ない程好ましいが、生産性等を考慮すると実用レベル
で、0.005%以上とすることが推奨される。尚、鋼
中のsol.Al量を低減する方法としては、製鋼段階にお
ける脱酸をAlではなくSiで行うこと等が有用であ
る。
においてγ相の分解を抑制するのに必要な元素である。
この様な作用を有効に発揮させる為には、0.03%以
上(より好ましくは0.05%以上)添加することが推
奨される。但し、0.15%を超えて添加すると延性が
劣化する。好ましくは0.1%以下である。
し、割れの起点となって加工性を劣化させる他、冷間時
の延性を低下させる元素である為、その上限を0.02
%とした。好ましくは0.015%以下である。
有し、残部:実質的に鉄及び不純物であるが、特に所望
のBH性を得る為に、N量を以下の通り、適切に制御す
ることが推奨される。
上させるのに有用である。一般に、通常の複合組織鋼板
では、N量を0.003〜0.004%程度含有してお
り、本発明でも当該範囲を許容し得るが、更に前述した
Al量の低減化と相俟って、所望の固溶N量を一層効果
的に確保するという観点から、0.0050%以上添加
することが推奨される。好ましくは0.0060%以
上、より好ましくは0.0070%以上である。
切に制御して所望の焼付硬化性及び引張強度を得るとい
う観点に基づき、「本発明で目標とするBH量(50M
Pa以上)及びΔTS量(30MPa以上)を確保す
る」のに必要な固溶N量を、sol.Al量とのバランスを考
慮して定めたのが上式(1)である。すなわち、上式
(1)で表される{[N]−(14/27)×[sol.A
l]}は、真に特性向上に寄与する有効N量[以下、上
式(1)で表される数値を「有効N量」と呼ぶ場合があ
る]を意味する。尚、N含有量が多過ぎると、製造時の
鋳塊に気泡が生じ、熱間圧延工程にて割れや破断が生じ
る原因となることから、上記有効N量の上限は0.00
1%とすることが推奨される。
い範囲で、以下の許容成分を添加することができる。
この様な作用を有効に発揮させる為には0.0005%
以上添加することが推奨される。しかしながら、過剰に
添加すると粒界が脆化し、鋳造や圧延等の処理により割
れが生じる為、その上限を0.003%とする。より好
ましくは0.002%以下である。
%を含まない) Cr及びMoは、焼入れ性を向上させて、鋼の強度を高
めるのに有効な元素であることから、Cr及び/又はM
oを合計で0.1%以上添加することが推奨される。し
かしながら、過剰に添加しても効果が飽和してしまい、
延性が劣化する為、Cr及び/又はMoを合計で1%以
下に抑えることが好ましい。より好ましくは合計で0.
8%以下である。
も良いし、或いは併用しても構わない。
び/又は Cu:0.5%以下(0%を含まない) これらの元素は、強度−延性バランスを高く保持したま
ま、高強度化を実現するのに有効な元素であり、この様
な作用を有効に発揮させる為には、Ni:0.1%以
上、及び/又はCu:0.1%以上を添加することが推
奨される。しかしながら、これらの元素を過剰に添加し
ても上記効果が飽和してしまう他、熱延時に割れが生じ
る等生産性が劣化することから、Ni:0.5%以下、
及び/又はCu:0.5%以下に抑えるのが良い。
(0%を含まない) Ca及びREM(希土類元素)は、鋼中硫化物の形態を
制御し、加工性向上に有効な元素である。ここで、本発
明に用いられる希土類元素としては、Sc、Y、ランタ
ノイド等が挙げられる。上記作用を有効に発揮させる為
には、夫々、0.0003%以上(より好ましくは0.
0005%以上)添加することが推奨される。但し、
0.003%を超えて添加しても上記効果が飽和してし
まい、経済的に無駄である。より好ましくは0.002
5%以下である。
Nb:0.1%以下(0%を含まない),V:0.1%
以下(0%を含まない)の少なくとも一種 これらの元素はいずれも、炭窒化物形成元素であり、該
炭窒化物が析出すると、(α+γ)域に加熱したときの
α相及びγ相の結晶粒が微細になり、高強度化に寄与す
る。この様な作用を有効に発揮させる為には、Ti:
0.01%以上(より好ましくは0.02%以上)、N
b:0.01%以上(より好ましくは0.02%以
上)、V:0.01%以上(より好ましくは0.02%
以上)を、夫々添加することが推奨される。但し、いず
れの元素も0.1%を超えて添加すると析出硬化により
降伏比が高くなってしまう。より好ましくはTi:0.
08%以下、Nb:0.08%以下、V:0.08%以
下である。
各態様毎に説明する。
焼戻ベイナイトである鋼板 上記鋼板の代表的な製造方法として、下記(1)または
(2)の方法が挙げられる。以下、各方法について詳述
する。
はめっき工程] この方法は、熱延工程、及び連続焼鈍工程またはめ
っき工程を経由して所望の鋼板を製造する方法である。
このうち熱延工程の説明図を図1(母相組織が焼入マ
ルテンサイトの場合)及び図2(母相組織が焼入ベイナ
イトの場合)に、連続焼鈍またはめっき工程の説明図
を図3に、夫々示す。
延を終了する工程;及び20℃/s以上の平均冷却速度
で、Ms点以下(母相組織が焼戻マルテンサイトの場
合)、またはMs点以上Bs点以下(母相組織が焼戻ベ
イナイトの場合)まで冷却して巻取る工程を包含するも
のである。この熱延条件は、所望の母相組織(焼入マル
テンサイトまたは焼入ベイナイト)を得る為に設定され
たものである。
ても、熱延仕上温度(FDT)は(Ar3−50)℃以
上、好ましくはAr3点以上の温度とすることが推奨され
る。これは、引続き実施される「Ms点以下の冷却」ま
たは「Ms点以上Bs点以下の冷却」と共に、所望の焼
入マルテンサイトまたは焼入ベイナイトを得る為であ
る。
件(CR)は、20℃/s以上(好ましくは30℃/s
以上)の平均冷却速度で、フェライト変態やパーライト
変態を避けてMs点以下まで冷却することが推奨され
る。これにより、ポリゴナルフェライト等を生成させる
ことなく、所望の焼入マルテンサイトまたは焼入ベイナ
イトを得ることができる。熱延後の平均冷却速度は、最
後のマルテンサイトの形態にも影響を与え、平均冷却速
度が速ければラス組織が微細となり、第2相組織も微細
となるので有用である。尚、平均冷却速度の上限は特に
限定されず、大きければ大きい程良いが、実操業レベル
との関係で、適切に制御することが推奨される。
サイトを得る場合には、Ms点以下[計算式:Ms=5
61−474×[C]−33×[Mn]−17×[N
i]−17×[Cr]−21×[Mo];式中、[ ]
は各元素の質量%である]にすることが必要である。M
s点を超えると、所望の焼入マルテンサイトが得られ
ず、ベイナイト等が生成するからである。
取温度(CT)は、Ms点以上Bs点以下[計算式:M
sは上記式と同じ;Bs=830−270×[C]−9
0×[Mn]−37×[Ni]−70×[Cr]−80
×[Mo];式中、[ ]は各元素の質量%である]に
することが必要である。Bs点を超えると所望の焼入ベ
イナイトが得られず、一方、Ms点を下回ると焼戻マル
テンサイトが生成するからである。
イトまたは焼入ベイナイトを得る為に、上記の各工程を
適切に制御することが推奨されるが、その他の工程、例
えば加熱温度等は、通常実施される条件(例えば約10
00〜1300℃)を適宜選択すれば良い。
但し、熱延後の形状が悪いときには形状修正の目的で、
上記の熱延を行った後、当該の連続焼鈍またはめっ
きを行う前に、冷延処理しても良い。ここで、冷延率は
1〜50%とすることが推奨される。50%を超えて冷
間圧延すると、圧延荷重が増大し、冷間圧延が困難とな
るからである。特に母相組織が焼戻マルテンサイトの場
合は、冷延率を1〜30%とすることが好ましい。
A3点以下の温度で加熱する工程;及び3℃/s以上の
平均冷却速度で、Ms点以下の温度まで冷却する工程
[図3(a)];並びに、必要に応じて更に、100〜
600℃の温度で過時効する工程[図3(c)]を包含
する。これらの条件は、熱延工程で生成した母相組織
(焼入マルテンサイトまたは焼入ベイナイト)を焼戻し
て所望の焼戻マルテンサイトまたは焼戻ベイナイトを得
ると共に、第2相(マルテンサイト)を生成させる為に
設定されたものである。
ることにより、所望の組織(焼戻マルテンサイト+マル
テンサイト/焼戻ベイナイト+マルテンサイト)を生成
させる(2相域焼鈍)。上記温度を超えると、すべてγ
となってしまい、一方、上記温度を下回ると、すべて焼
戻マルテンサイト/焼戻ベイナイトとなってしまい、所
望の第2相のマルテンサイトが得られないからである。
尚、上記均熱時の加熱保持時間は、10〜600秒とす
ることが推奨される。10秒未満では、焼戻が不足し、
所望の母相組織(焼戻マルテンサイトまたは焼戻ベイナ
イト)が得られない。好ましくは20秒以上、より好ま
しくは30秒以上である。尚、600秒を超えると、焼
戻マルテンサイトまたは焼戻ベイナイトの特徴であるラ
ス状組織が維持できなくなり、機械的特性が劣化する。
好ましくは500秒以下、より好ましくは400秒以下
である。
を、3℃/s以上(好ましくは5℃/s以上)に制御
し、パーライト変態を避けながら、Ms点以下の温度ま
で冷却する。これにより、微細なマルテンサイトを短時
間に得ることができる。
と、所望の組織が得られず、パーライト等が生成する。
尚、その上限は特に規定されず、大きければ大きい程良
いが、実操業レベルとの関係で、適切に制御することが
推奨される。
戻マルテンサイトまたは焼戻ベイナイト)及びマルテン
サイトの他、本発明の作用を損なわない範囲で、更にベ
イナイト組織が生成していても構わない。また、所望の
組織を著しく分解させることなく、本発明の作用を損な
わない範囲で、めっき、更には合金化処理しても良い。
具体的には、溶融めっき鋼板や合金化溶融めっき鋼板等
における連続めっきラインでは、冷却工程の後、めっき
処理の目的で、400〜500℃の温度にて数秒間〜数
十秒間保持する工程を包含しても良い[図3(b)]。
尚、上記(b)の保持工程を包含する場合における前記
「平均冷却速度(CR)」とは、当該保持時間は含まな
いものとする。
必要に応じて、100〜600℃の温度で過時効しても
良い。上記過時効処理によりTSレベルを適切にコント
ロールすることができるからである。100℃未満で
は、TSをコントロールできず、所望の焼戻効果が得ら
れない。より好ましくは200℃以上である。但し、6
00℃を超えると、セメンタイトが析出し、TSが低下
する等の問題がある。より好ましくは500℃以下であ
る。また、処理時間は、要求されるTSレベル等に応じ
て適切に制御することが推奨されるが、概ね、10〜2
00秒間(より好ましくは30秒以上、150秒以下)
に制御することが好ましい。
一の連続焼鈍工程]→[第二の連続焼鈍工程またはめっ
き工程] 上記(2)の方法は、熱延工程、冷延工程、第一の連続
焼鈍工程、および第二の連続焼鈍工程またはめっき工程
を経て、所望の鋼板を製造する方法である。このうち上
記方法を特徴付ける第一の連続焼鈍工程の説明図を図4
(母相組織が焼入マルテンサイトの場合)及び図5(母
相組織が焼入ベイナイトの場合)に示す。
るが、これらの工程は特に限定されず、通常、実施され
る条件を適宜選択して採用することができる。上記方法
では、これらの工程により、所望の組織を確保するもの
ではなく、その後に実施する第一の連続焼鈍工程、およ
び第二の連続焼鈍工程またはめっき工程を制御して所望
の組織を得るところに特徴があるからである。
点以上で熱延終了後、平均冷却速度約30℃/sで冷却
し、約500〜600℃の温度で巻取る等の条件を採用
することができる。また、冷延工程では、約30〜70
%の冷延率の冷間圧延を施すことが推奨される。勿論、
これに限定する趣旨では決してない。
一の連続焼鈍工程、および第二の連続焼鈍工程または
めっき工程について説明する。
程) 上記工程は、A3点以上の温度に加熱保持する工程;及
び20℃/s以上の平均冷却速度で、Ms点以下、また
はMs点以上Bs点以下の温度まで冷却する工程を包含
する。これらの条件は、所望の母相組織(焼入マルテン
サイトまたは焼入ベイナイト)を得る為に設定されたも
のである。
中、T1)に均熱した(好ましくは1300℃以下)
後、平均冷却速度(図4及び図5中、CR)を20℃/
s以上(好ましくは30℃/s以上)に制御し、Ms点
以下の温度(図4中、T2)、またはMs点以上Bs点
以下の温度(図5中、T2)まで冷却することにより、
フェライト変態やパーライト変態を避けながら、所望の
焼入マルテンサイトまたは焼入ベイナイトを得る。
を下回ると、フェライト、パーライトが生成し、所望の
組織が得られない。尚、その上限は特に限定されず、大
きければ大きい程良いが、実操業レベルとの関係で、適
切に制御することが推奨される。
程)またはめっき工程 上記工程は、A1点以上A3点以下の温度に加熱する工
程;及び3℃/s以上の平均冷却速度で、Ms点以下の
温度まで冷却する工程;並びに、必要に応じて更に、1
00〜600℃の温度で過時効する工程を包含する。
る連続焼鈍工程またはめっき工程と同じであり、前記
第一の連続焼鈍工程で生成した母相組織(焼入マルテ
ンサイトまたは焼入ベイナイト)を焼戻して所望の焼戻
マルテンサイトまたは焼戻ベイナイトを得ると共に、第
2相(マルテンサイト)を生成させる為に設定されたも
のである。
ェライト)または(焼戻ベイナイトとフェライト)の混
合組織;第2相組織がマルテンサイトである鋼板 上記鋼板の代表的な製造方法として、下記(3)または
(4)の方法が挙げられる。
はめっき工程] この方法は、熱延工程、及び連続焼鈍工程またはめ
っき工程を経由して所望の鋼板を製造する方法である。
このうち熱延工程の説明図は、母相組織が焼入マルテ
ンサイト+フェライトの場合は前記図1に、母相組織が
焼入ベイナイト+フェライトの場合は前記図2に夫々、
示した通りであり、連続焼鈍またはめっき工程の説明
図は前記図3に示した通りである。
延を終了する工程;及び10℃/s以上の平均冷却速度
で、Ms点以下(母相組織が焼入マルテンサイト+フェ
ライトの場合)、またはMs点以上Bs点以下(母相組
織が焼入ベイナイト+フェライトの場合)の温度まで冷
却して巻取る工程を包含するものである。この熱延条件
は、所望の母相組織(焼入マルテンサイト+フェライ
ト、または焼入ベイナイト+フェライトの混合組織)を
得る為に設定されたものであるが、その詳細は、前述し
た(1)の方法における熱延工程に記載した通りであ
る。
は、冷却速度(CR)を制御することにより、冷却中に
フェライトを一部生成させてα+γの2相とし、更にM
s点以下、またはMs点以上Bs点以下の温度まで冷却
することにより、所望の混合組織を得ることができる。
(a)、好ましくは(b)の方法が挙げられる。
(好ましくは20℃/s以上)の平均冷却速度で、パー
ライト変態を避けてMs点以下、またはMs点以上Bs
点以下の温度まで冷却する。このとき、平均冷却速度を
適切に制御することにより、所望の混合組織(焼入マル
テンサイト+フェライト、または焼入ベイナイト+フェ
ライト)を得ることができる。尚、本発明では、フェラ
イトを5%以上30%未満に制御することが推奨される
が、この場合には、平均冷却速度を30℃/s以上に制
御することが好ましい。
トの生成のみならず、生成する組織(焼戻マルテンサイ
ト/焼戻ベイナイトとフェライト)の面積率等にも影響
を与え、平均冷却速度が速ければ(好ましくは50℃/
s以上)、ラス状を呈することになる。尚、平均冷却速
度の上限は特に限定されず、大きければ大きい程良い
が、実操業レベルとの関係で、適切に制御することが推
奨される。
よく生成させる為には、(b)二段冷却:即ち、70
0±100℃の範囲の温度域(好ましくは700±50
℃)まで、30℃/s以上の平均冷却速度(CR1)で
冷却する工程;該温度域で空冷を1〜30秒間行う工
程;空冷後、Ms点以下またはMs点以上Bs点以下
の温度まで、30℃/s以上の平均冷却速度(CR2)
で冷却して巻取る工程を包含することが推奨される。こ
の様に段階的に冷却することにより、転位密度の低いポ
リゴナル・フェライトを一層確実に生成させることがで
きる。
は、共に、30℃/s以上、好ましくは40℃/s以上
の平均冷却速度で冷却することが推奨される。尚、当該
平均冷却速度の上限は特に限定されず、大きければ大き
い程良いが、実操業レベルとの関係で、適切に制御する
ことが推奨される。
上、好ましくは3秒以上行うことが好ましく、これによ
り所定のフェライト量が効率よく得られる。但し、空冷
時間が30秒を超えると、フェライト量が好ましい範囲
を超えて生成され、所望の強度が得られない他、伸びフ
ランジ性も劣化する。好ましくは20秒以下である。
に記載した通りである。
為に、上記の各工程を適切に制御することが推奨される
が、その他の工程、例えば加熱温度等は、通常実施され
る条件(例えば約1000〜1300℃)を適宜選択す
れば良い。
熱延後の形状が悪いときには形状修正の目的で、上記
の熱延を行った後、当該の連続焼鈍またはめっきを行
う前に、冷延処理しても良い。ここで、冷延率は1〜3
0%とすることが推奨される。冷延率30%を超えて冷
間圧延すると、圧延荷重が増大し、冷間圧延が困難とな
るからである。
A3点以下の温度で加熱する工程;及び3℃/s以上の
平均冷却速度で、Ms点以下の温度まで冷却する工程;
並びに、必要に応じて更に、100〜600℃の温度で
過時効する工程を包含する。これらの条件は、熱延工程
で生成した母相組織を焼戻して所望の混合組織(焼戻マ
ルテンサイト+フェライト、または焼戻ベイナイト+フ
ェライト)を得ると共に、第2相(マルテンサイト)を
生成させる為に設定されたものであり、その詳細は、前
述した(1)の方法における連続焼鈍工程またはめっ
き工程に記載した通りである。
一の連続焼鈍工程]→[第二の連続焼鈍工程またはめっ
き工程] 上記(4)の方法は、熱延工程、冷延工程、第一の連続
焼鈍工程、および第二の連続焼鈍工程またはめっき工程
を経て、所望の鋼板を製造する方法である。このうち上
記(4)の方法を特徴付ける第一の連続焼鈍工程の説明
図を、母相組織が焼入マルテンサイト+フェライトの場
合は図6に、母相組織が焼入ベイナイト+フェライトの
場合は図7に、夫々示す。
る。これらの工程は特に限定されず、通常、実施される
条件を適宜選択して採用することができるが、その詳細
は、前述した(2)の方法に記載した通りである。
一の連続焼鈍工程、および第二の連続焼鈍工程または
めっき工程について説明する。
程) 上記工程は、A1点以上A3点以下の温度で加熱保持する
工程;及び10℃/s以上の平均冷却速度で、Ms点以
下(母相組織が焼入マルテンサイト+フェライトの場
合)、またはMs点以上Bs点以下(母相組織が焼入ベ
イナイト+フェライトの場合)の温度まで冷却する工程
を包含する。この条件は、所望の母相組織を得る為に設
定されたものである。
び図7中、T1)に均熱する(好ましくは1300℃以
下)。尚、A1〜A3の温度で均熱するときには均熱中
に、一方、A3点以上の温度で均熱するときは冷却中
に、フェライトを一部生成させて[フェライト(α)+
γ]の2相とした後、Ms点以下、またはMs点以上B
s点以下の温度まで冷却することにより、所望の(α+
焼入マルテンサイト)または(α+焼入ベイナイト)を
得る。
℃/s以上(好ましくは20℃/s以上)に制御し、M
s点以下の温度(図6中、T2)、またはMs点以上B
s点以下の温度(図7中、T2)まで冷却することによ
り、パーライト変態を避けながら、所望の混合組織(焼
入マルテンサイト+フェライト、または焼入ベイナイト
+フェライト)を得る。尚、本発明では、フェライトを
5%以上30%未満に制御することが推奨されるが、こ
の場合には、平均冷却速度を30℃/s以上に制御する
ことが好ましい。
生成のみならず、最後のマルテンサイトの形態等にも影
響を及ぼす様になり、平均冷却速度が速ければ(好まし
くは50℃/s以上)、ラスが小さくなる。尚、平均冷
却速度の上限は特に限定されず、大きければ大きい程良
いが、実操業レベルとの関係で、適切に制御することが
推奨される。
程)またはめっき工程 上記工程は、A1点以上A3点以下の温度で加熱する工
程;及び3℃/s以上の平均冷却速度で、Ms点以下の
温度まで冷却する工程;並びに、必要に応じて更に、1
00〜600℃の温度で過時効する工程を包含する。こ
の工程は、前述した(2)の方法における第二の連続
焼鈍工程またはめっき工程と同じであり、前記第一の
連続焼鈍工程で生成した混合母相組織を焼戻して所望の
混合組織を得ると共に、第2相(マルテンサイト)を生
成させる為に設定されたものである。
ただし、下記実施例は本発明を制限するものではなく、
前・後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することは
全て本発明の技術範囲に包含される。
性に及ぼす組織の影響について検討した。
ついて) 本実施例では、表1に記載の成分組成からなる供試鋼
(表1のNo.1〜9:表中の単位は質量%)を真空溶
製し、実験用スラブとしてから、前述した(4)の製造
方法(第一の連続焼鈍→第二の連続焼鈍)に従って、板
厚3.2mmの熱延鋼板を得た後、酸洗により表面スケ
ールを落とし、1.2mmtまで冷間圧延した(表2の
No.1〜9)。
ず、各鋼板をA1点以上A3点以下の温度(850℃)で
60秒間加熱保持した後、30℃/sの平均冷却速度
で、Ms点以上Bs点以下の温度(400℃)まで冷却
した(第一の連続焼鈍処理)。次に、A1点以上A3点以
下の温度(800℃)で60秒加保持した後、5℃/s
の平均冷却速度で700℃まで冷却し、更に30℃/s
の平均冷却速度で室温まで冷却する(第二の連続焼鈍処
理)ことにより、表2のNo.1〜9の鋼板を得た。こ
のうち、表2のNo.3では、過時効による影響を確認
すべく、30℃/sの平均冷却速度で室温まで冷却した
後、強度調整の目的で350℃で3分間過時効処理し
た。
を用い、前述した第1の連続焼鈍処理を省略して第二の
連続焼鈍処理のみ行うことにより、表2のNo.10〜
17の鋼板を得た。このうち、表2のNo.11では、
過時効による影響を確認すべく、30℃/sの平均冷却
速度で室温まで冷却した後、強度調整の目的で350℃
で3分間過時効処理した。
張強度(TS)、伸び[全伸びのこと(EI)]、降伏
強度(YP)、降伏比(YR)、及び伸びフランジ性
(穴広げ性:λ)を、下記要領で夫々測定した。
い、引張強度(TS)、伸び(EI)、及び降伏強度
(YP)を測定した。降伏比(YR)は[YP/TS]
×100(%)で算出した。
mm、板厚2.0mmの円盤状試験片を用いた。具体的
には、φ10mmの穴をパンチ打抜き後、60°円錐パ
ンチでばり上にて穴広げ加工することにより、亀裂貫通
時点での穴広げ率(λ)を測定した(鉄鋼連盟規格JF
ST 1001)。
断面(L方向断面)の1/4tの位置における組織を光
学顕微鏡(×1000)により観察する。各組織の面積
率は上記の如くレペラ腐食した組織写真を画像解析する
ことにより評価した。
より、BH量及びΔTS量を測定した。
5号試験片)を公称歪みで2%まで引張ったときの変形
応力σ1を測定し、除荷した後、当該試験片を170℃
で20分間保持してから、再び引張試験を行ったときの
上降伏応力(降伏点が出現しない場合は0.2%耐力に
相当する応力)σ2を測定し、σ1とσ2との差をBH量
と定めた。
IS5号試験片)に公称歪みで10%の引張歪みを与
え、除荷した後、当該試験片を170℃で20分間保持
してから、再び引張試験を行ったときの最高応力T2
(上降伏点が出現する場合は、その応力を除く最高応
力)を測定し、熱処理せずに破断まで引張試験したとき
の最高応力T1との差(T2−T1)をΔTS量と定め
た。
とができる(以下のNo.はすべて、表2中の実験N
o.を意味する)。
特定する方法によって所定の焼戻母相組織(焼戻ベイナ
イト+フェライトの混合組織)を製造した例であるが、
焼戻ベイナイトを有しない他の鋼板(No.1、10〜
17)に比べ、伸びフランジ性に優れていると共に、B
H量も概ね20〜30MPa程度、ΔTS量も概ね10
MPa程度、夫々上昇しており、良好な特性が得られる
ことが分かる。
れかを満足しない下記例は夫々、以下の不具合を有して
いる。
り、所望の焼戻ベイナイト及びマルテンサイトが得られ
なかった。ちなみに上記鋼板では、ベイニティックフェ
ライトとフェライトの複合組織鋼板が得られており、強
度−伸びバランス(TS×El)が若干低下する。
を施していない為、従来のフェライトおよびマルテンサ
イトのDP鋼板が得られた例であり、伸びフランジ性に
劣っており、強度−伸びフランジバランス(TS×λ)
が悪い。更にBH量及びΔTS量も低かった。
(No.3)及び比較鋼板(No.11)の光学顕微鏡
写真(倍率:1000倍)を夫々、示す。これらの写真
より、本発明鋼板(図8)は、明確なラス状組織を呈す
る焼戻ベイナイトとフェライトを母相組織とし、該焼戻
ベイナイトのなかに微細なマルテンサイトが分散してい
るのに対し、比較鋼板(図9)では、この様な組織が得
られないことが分かる。
表3に示す種々の製造条件を行うことにより、表3のN
o.1〜9に示す種々の組織からなる鋼板を得た。板厚
は、表3のNo.9の熱延鋼板(2.0mm)を除き、
すべて1.2mmとした。
組織及び種々の特性を調べた。これらの結果を表4に示
す。
た(3)、(6)または(4)の方法を採用した例であ
る。
(3)の方法[熱延→冷延→第一の連続焼鈍→第二の連
続焼鈍(更に合金化処理)]を施し、母相組織が焼戻マ
ルテンサイト/焼戻ベイナイトである合金化溶融Znめ
っき鋼板(GA)の例;No.2/No.4は、前記
(6)の方法[熱延→冷延→第一の連続焼鈍→第二の連
続焼鈍(更に合金化処理)]を施し、母相組織が焼戻マ
ルテンサイト+フェライト/焼戻ベイナイト+フェライ
トの混合組織である合金化溶融Znめっき鋼板(GA)
の例である。また、No.5及び6は、いずれもNo.
4と同様、母相組織が焼戻ベイナイト+フェライトの例
であるが、No.5は、合金化処理を省略した溶融Zn
めっき鋼板(GI)の例;No.6は、合金化処理を省
略した冷延鋼板の例である。これらはいずれも、本発明
で特定する方法で製造している為、所望の組織が得られ
ており、優れた特性を有している。
用し、母相組織が焼戻ベイナイト+フェライトの混合組
織である熱延鋼板の例であり、優れた特性を有してい
る。
法において、第一の連続焼鈍を行わない従来のDP鋼板
を製造した例であるが、伸びフランジ性に劣り、強度−
伸びフランジ性のバランス(TS×λ)が悪く、BH量
及びΔTS量も低かった。
した例である。詳細には、上記鋼板を800℃で60秒
間加熱保持した後、5℃/sの平均冷却速度で700℃
まで冷却し、次いで、15℃/sの平均冷却速度で40
0℃まで冷却してから、当該温度で3分間保持した後、
室温まで冷却したものであるが、強度−伸びバランス
(TS×El)が悪く、BH量及びΔTS量も低い。
示す組織制御に加えて、更に鋼中成分(sol.Al及び
N)を制御すると、機械的特性が著しく向上することを
明らかにすべく実験を行なった。
い、表6または表8に示す熱処理条件を施し、種々の鋼
板を製造した。表6中、「製造工程」の欄に記載の
(1)〜(4)は夫々、前述した(1)〜(4)の方法
に対応する。即ち、(1)の方法は、熱延工程→連続焼
鈍またはめっき工程を経由して母相組織が焼戻マルテン
サイトまたは焼戻ベイナイトの鋼板を製造する方法;
(2)の方法は、熱延工程→冷延工程→第一の連続焼鈍
工程→第二の連続焼鈍またはめっき工程を経由して母相
組織が焼戻マルテンサイトまたは焼戻ベイナイトの鋼板
を製造する方法;(3)の方法は、熱延工程→連続焼鈍
またはめっき工程を経由して母相組織が(焼戻マルテン
サイトとフェライト)または(焼戻ベイナイトまたはフ
ェライト)の混合組織からなる鋼板を製造する方法;
(4)の方法は、熱延工程→冷延工程→第一の連続焼鈍
工程→第二の連続焼鈍またはめっき工程を経由して母相
組織が(焼戻マルテンサイトとフェライト)または(焼
戻ベイナイトまたはフェライト)の混合組織からなる鋼
板を製造する方法を、夫々、意味する。また、表6中、
「GA」は合金化溶融亜鉛めっき鋼板を、「GI」は溶
融亜鉛めっき鋼板を、「冷延」とは冷延鋼板を、「熱
延」とは熱延鋼板を、夫々意味する。
キンパス圧延(伸び率1%)を実施してから、引張強度
(TS)、伸び[全伸びのこと(EI)]、及び伸びフ
ランジ性(穴広げ性:λ)を実施例1の方法に従って、
夫々測定すると共に、各組織の面積率を測定した。更に
前述した方法に従い、BH量及びΔTS量を測定した。
中、「α」はフェライトを、「M」はマルテンサイトを
夫々意味する。尚、表7に示すミクロ組織は焼戻マルテ
ンサイト(TM)、焼戻ベイナイト(TB)、フェライ
ト(α)の相対比率を表したものであり、その他の組織
として微量の残留オーステナイトを全組織に対して5%
以下の範囲で含む場合がある。また、表6〜表9のN
o.は夫々、表5の供試鋼No.を意味する。
とができる。
ましい態様に比べ、鋼中のsol.Al量が多く、且つN量
が少ない従来の鋼種を用いて得られる従来DP鋼板の例
であり、BH量及びΔTS量がいずれも低かった。
7、及び表9のNo.5、8、9は、いずれもsol.Al
量のみを本発明の好ましい範囲内に低く制御した鋼種を
用い、本発明の熱処理条件で製造した本発明例である
が、上記No.1及び2の従来例に比べ、伸びフランジ
性が向上するのみならず、BH量及びΔTS量も著しく
増加した。
〜19、表9の12、14〜16は、sol.Al量のみな
らずN量及び有効N量も本発明の好ましい範囲内に制御
した鋼種を用い、本発明の熱処理条件で製造した本発明
例であるが、上記No.3〜9に比べ、更にBH量及び
ΔTS量が上昇した。
で、低降伏比を有し、しかも強度−伸び及び強度−伸び
フランジ性のバランスにも優れ、且つ、焼付硬化性にも
優れた複合組織鋼板;及び、この様な鋼板を効率よく製
造することができた。
テンサイト+フェライトの場合において、(1)の方法
における熱延工程を説明した図である。
ト+フェライトの場合において、(1)の方法における
熱延工程を説明した図である。
程を説明した図である。
て、(2)の方法における第一の連続焼鈍工程を説明し
た図である。
(2)の方法における第一の連続焼鈍工程を説明した図
である。
場合において、(2)の方法における第一の連続焼鈍工
程を説明した図である。
において、(2)の方法における第一の連続焼鈍工程を
説明した図である。
ある。
である。
Claims (12)
- 【請求項1】 質量%で(以下、同じ)、 C :0.01〜0.20%、 Si:0.5%以下、 Mn:0.5〜3%、 sol.Al:0.06%以下(0%を含む)、 P :0.15%以下(0%を含まない)、 S :0.02%以下(0%を含む) を含有し、且つ、 母相組織は、焼戻マルテンサイト;焼戻マルテンサイト
及びフェライト;焼戻ベイナイト;または焼戻ベイナイ
ト及びフェライトを含有し、 第2相組織は、マルテンサイトが全組織に対して占積率
で3〜30%であることを特徴とする焼付硬化性及び伸
びフランジに優れた複合組織鋼板。 - 【請求項2】 更に、 sol.Al:0.025%以下に制御することにより焼付
硬化性が高められたものである請求項1に記載の複合組
織鋼板。 - 【請求項3】 更に、 N:0.0050%以上を含有し、且つ、下式(1) 0.0001%≦[N]−(14/27)×[sol.Al]≦0.001% … (1) (式中、[ ]は各元素の含有量を示す)を満足するも
のである請求項2に記載の複合組織鋼板。 - 【請求項4】 更に、 Cr及び/又はMoを合計で1%以下(0%を含まな
い)を含有するものである請求項1〜3のいずれかに記
載の複合組織鋼板。 - 【請求項5】 更に、 Ni:0.5%以下(0%を含まない),及び/又はC
u:0.5%以下(0%を含まない)を含有するもので
ある請求項1〜4のいずれかに記載の複合組織鋼板。 - 【請求項6】 更に、 Ti:0.1%以下(0%を含まない),Nb:0.1
%以下(0%を含まない),V :0.1%以下(0%
を含まない)の少なくとも一種を含有するものである請
求項1〜5のいずれかに記載の複合組織鋼板。 - 【請求項7】 更に、 Ca :0.003%以下(0%を含まない)、及び/
又はREM:0.003%以下(0%を含まない)を含
有するものである請求項1〜6のいずれかに記載の複合
組織鋼板。 - 【請求項8】 熱延工程、及び連続焼鈍工程またはめっ
き工程を施すことにより、母相組織が焼戻マルテンサイ
トまたは焼戻ベイナイトである請求項1〜7のいずれか
に記載の複合組織鋼板を製造する方法であって、 該熱延工程は、(Ar3−50)℃以上の温度で仕上圧延
を終了する工程;及び20℃/s以上の平均冷却速度
で、Ms点以下、またはMs点以上Bs点以下まで冷却
して巻取る工程を包含し、 該連続焼鈍工程またはめっき工程は、A1点以上A3点以
下の温度に加熱する工程;及び3℃/s以上の平均冷却
速度で、Ms点以下まで冷却する工程;並びに、必要に
応じて更に、100〜600℃の温度で過時効する工程
を包含することを特徴とする複合組織鋼板の製造方法。 - 【請求項9】 熱延工程、冷延工程、第一の連続焼鈍工
程、及び第二の連続焼鈍工程またはめっき工程を施すこ
とにより、母相組織が焼戻マルテンサイトまたは焼戻ベ
イナイトである請求項1〜7のいずれかに記載の複合組
織鋼板を製造する方法であって、 該第一の連続焼鈍工程は、A3点以上の温度で加熱保持
する工程;及び20℃/s以上の平均冷却速度で、Ms
点以下、またはMs点以上Bs点以下の温度まで冷却す
る工程を包含し、 該第二の連続焼鈍工程またはめっき工程は、A1点以上
A3点以下の温度に加熱する工程;及び3℃/s以上の
平均冷却速度で、Ms点以下まで冷却する工程;並び
に、必要に応じて更に、100〜600℃の温度で過時
効する工程を包含することを特徴とする複合組織鋼板の
製造方法。 - 【請求項10】 熱延工程、及び連続焼鈍工程またはめ
っき工程を施すことにより、母相組織が焼戻マルテンサ
イト及びフェライト、または焼戻ベイナイト及びフェラ
イトである請求項1〜7のいずれかに記載の複合組織鋼
板を製造する方法であって、 該熱延工程は、(Ar3−50)℃以上の温度で仕上圧延
を終了する工程;及び10℃/s以上の平均冷却速度
で、Ms点以下、またはMs点以上Bs点以下で冷却し
て巻取る工程を包含し、 該連続焼鈍工程またはめっき工程は、A1点以上A3点以
下の温度に加熱する工程;及び3℃/s以上の平均冷却
速度で、Ms点以下まで冷却する工程;並びに、必要に
応じて更に、100〜600℃の温度で過時効する工程
を包含することを特徴とする複合組織鋼板の製造方法。 - 【請求項11】 前記熱延工程は、 (Ar3−50)℃以上の温度で仕上圧延を終了する工
程;700±100℃の範囲の温度域まで、30℃/s
以上の平均冷却速度で冷却する工程;該温度域で空冷を
1〜30秒間行う工程;空冷後、Ms点以下、またはM
s点以上Bs点以下の温度まで、30℃/s以上の平均
冷却速度で冷却して巻取る工程を包含するものである請
求項10に記載の製造方法。 - 【請求項12】 熱延工程、冷延工程、第一の連続焼鈍
工程、及び第二の連続焼鈍工程またはめっき工程を施す
ことにより、母相組織が焼戻マルテンサイト及びフェラ
イト、または焼戻ベイナイト及びフェライトである請求
項1〜7のいずれかに記載の複合組織鋼板を製造する方
法であって、 該第一の連続焼鈍工程は、A1点以上A3点以下の温度で
加熱保持する工程;及び10℃/s以上の平均冷却速度
で、Ms点以下、またはMs点以上Bs点以下の温度ま
で冷却する工程を包含し、 該第二の連続焼鈍工程またはめっき工程は、A1点以上
A3点以下の温度に加熱する工程;及び3℃/s以上の
平均冷却速度で、Ms点以下まで冷却する工程;並び
に、必要に応じて更に、100〜600℃の温度で過時
効する工程を包含することを特徴とする複合組織鋼板の
製造方法。
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- 2002-09-18 JP JP2002271377A patent/JP4156889B2/ja not_active Expired - Fee Related
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