JP2008189985A - Hot rolled steel sheet having local ductile performance, and method for producing the same - Google Patents

Hot rolled steel sheet having local ductile performance, and method for producing the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hot rolled steel sheet having excellent local ductile performance, and to provide a method for producing the same. <P>SOLUTION: The hot rolled steel sheet having excellent local ductile performance comprises one or more kinds selected from Ti, Nb, Mo and V of ≤0.05% in total, and contains ferrite as a main phase, and in which, the average crystal grain diameter D (μm) of the ferrite in the depth position of the 1/4 of the sheet thickness from the steel sheet surface satisfies the following inequalities (1) and (2), a yield ratio satisfies≥0.8, and the average plastic tangent gradient H' in the strain range from a plastic strain of 0.005 after a yield to a strain of 65% of uniform elongation in a tensile test satisfies the following inequality (3). The inequality (1) is 1.2≤D≤7, the inequality (2) is D≤2.7+5000/(5+350*C+40*Mn)<SP>2</SP>, and the inequality (3) is 0.1≤H'/TS≤-2×YR+3.1, wherein C and Mn denote the contents (unit: mass%) of the respective elements in steel, TS denotes tensile strength (MPa), and YR denotes a yield ratio. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、衝撃吸収性と形状凍結性に優れるとともに局部延性能に優れた熱延鋼板及びその製造方法に関する。詳しくは、自動車用、家電用、機械構造用、建築用等の用途に用いられる素材として好適な、衝撃吸収性と形状凍結性に優れるとともに局部延性能に優れた熱延鋼板及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a hot-rolled steel sheet having excellent impact absorbability and shape freezing properties and excellent local elongation performance, and a method for producing the same. Specifically, the present invention relates to a hot-rolled steel sheet suitable for materials used for automobiles, home appliances, machine structures, buildings, etc., excellent in shock absorption and shape freezing properties, and excellent in local ductility, and a method for producing the same. .

自動車をはじめとする輸送用機械や各種産業機械の構造用部材等の素材として供される鋼板には、衝突時の安全性向上の観点から、衝撃吸収特性を高めることが近年重要視されている。   In recent years, it has been important to improve the shock absorption characteristics of steel sheets used as materials for structural parts of automobiles and other transportation machines and various industrial machines from the viewpoint of improving safety during collisions. .

衝撃吸収性能を向上するべく鋼板の降伏強度を高めるには、鋼板の組織を微細化することが有効である。そのため、鋼板の組織を微細するための方法が数多く提案されてきている。   In order to increase the yield strength of the steel sheet in order to improve the impact absorbing performance, it is effective to refine the structure of the steel sheet. Therefore, many methods for refining the structure of the steel sheet have been proposed.

従来技術における組織微細化の手段を総括すると、(i)大圧下圧延法、(ii)制御圧延法、(iii)合金元素添加法、もしくはこれらの組み合わせである。   The means for refining the structure in the prior art are summarized as follows: (i) large rolling reduction method, (ii) controlled rolling method, (iii) alloy element addition method, or a combination thereof.

(i)大圧下圧延法は、圧下率を50%程度以上と大きくして、1パスの圧延で大きな歪みを蓄積させ、その後オーステナイトから微細フェライトへと変態させるか、もしくは大歪みを利用して比較的粗大なフェライトを微細フェライトへ再結晶させる手法である。かかる手法によれば、1000℃近傍以下の温度に加熱した後、700℃近傍の低温域で大圧下圧延を行うことによって、1〜3μmの超微細フェライト組織が得られる。   (I) The large rolling reduction method increases the rolling reduction to about 50% or more, accumulates large strain by one-pass rolling, and then transforms from austenite to fine ferrite, or uses large strain. This is a technique for recrystallizing relatively coarse ferrite into fine ferrite. According to such a method, after heating to a temperature of about 1000 ° C. or lower and then rolling under a large pressure in a low temperature region of about 700 ° C., an ultrafine ferrite structure of 1 to 3 μm can be obtained.

(ii)制御圧延法は、一般的に800℃近傍以上の温度で、圧延1パス当たりの圧下率を20〜40%以下として、多パスの圧延を施した後、冷却する方法である。圧延温度をAr点近傍の狭い温度域にする方法、圧延のパス間の時間を短縮する方法、また、歪み速度と温度を制御してオーステナイトを動的再結晶させる方法などの多くの方法が開示されている。 (Ii) The controlled rolling method is generally a method of cooling after performing multi-pass rolling at a temperature of about 800 ° C. or higher and a rolling reduction per rolling of 20 to 40% or less. There are many methods such as a method in which the rolling temperature is set to a narrow temperature range near the Ar 3 point, a method of shortening the time between rolling passes, and a method of dynamically recrystallizing austenite by controlling the strain rate and temperature. It is disclosed.

(iii)合金元素添加法は、オーステナイトの再結晶化や回復を抑制する合金元素の微量の添加によってフェライト結晶粒の微細化を促進するものである。Nb、Ti等の合金元素は、炭化物を形成したり、粒界に偏析したりして、オーステナイトの回復と再結晶を抑制するため、熱間圧延後のオーステナイト粒が微細化して、オーステナイトからの変態で得られるフェライト結晶粒も微細化する。   (Iii) The alloy element addition method promotes refinement of ferrite crystal grains by adding a small amount of an alloy element that suppresses recrystallization and recovery of austenite. Alloy elements such as Nb and Ti form carbides or segregate at grain boundaries to suppress austenite recovery and recrystallization, so that austenite grains after hot rolling are refined, The ferrite crystal grains obtained by transformation are also refined.

この(iii)の合金元素添加法は、上記の(i)の大圧下圧延法や(ii)の制御圧延法と組み合わせて用いる場合が多い。この(iii)の合金元素添加法は、熱処理の際にもフェライトの粒成長を抑制する効果もある程度は有している。   The alloy element addition method (iii) is often used in combination with the above-described large rolling method (i) or the controlled rolling method (ii). The alloy element addition method (iii) has a certain effect of suppressing the ferrite grain growth even during the heat treatment.

これらの(i)大圧下圧延法、(ii)制御圧延法及び(iii)合金元素を添加する方法に言及した先行文献として、特許文献1がある。ここでは、Ar+50℃からAr+100℃の温度域で1秒以内に一回もしくは二回以上の合計圧下率が50%以上の加工を加え、加工終了後の600℃以上の温度域で20℃/秒以上の冷却速度の強制冷却を行う方法が開示されている。 There is Patent Document 1 as a prior art document that refers to these (i) large rolling rolling methods, (ii) controlled rolling methods, and (iii) methods of adding alloy elements. Here, processing with a total rolling reduction of 50% or more is performed once or twice within one second in a temperature range of Ar 1 + 50 ° C. to Ar 3 + 100 ° C., and in a temperature range of 600 ° C. or more after completion of processing. A method of performing forced cooling at a cooling rate of 20 ° C./second or more is disclosed.

また、特許文献2には、動的再結晶温度域での圧下を5スタンド以上の圧下パスにて行い、かつ、この動的再結晶温度域で圧下を加える最初のスタンド入り側と最後のスタンド出側の温度差を60℃以下にする方法が開示されている。   Patent Document 2 discloses that the first stand entry side and the last stand where the reduction in the dynamic recrystallization temperature range is performed in a reduction pass of five or more stands and the reduction is applied in the dynamic recrystallization temperature range. A method of setting the temperature difference on the outlet side to 60 ° C. or less is disclosed.

このように、鋼板の降伏強度値に代表される衝撃吸収特性だけをとらえてみれば、種々の手法によって、良好な衝撃吸収能を有する高降伏強度鋼板が提供されている。   Thus, if only the impact absorption characteristic represented by the yield strength value of a steel plate is taken into consideration, a high yield strength steel plate having a good impact absorption capability is provided by various methods.

一方、鋼板をプレス成型する際には、形状不良が発生しやすい。特に、良好な衝撃吸収能を有する高降伏強度を有する鋼は形状凍結性が悪く、プレス成型の際に形状不良が発生しやすいため、精度を要求される部材には適用できないという問題があった。   On the other hand, when a steel plate is press-molded, shape defects are likely to occur. In particular, steel with high yield strength with good shock absorption ability has poor shape freezing properties, and shape defects tend to occur during press molding, so there is a problem that it cannot be applied to members that require accuracy. .

このプレス成型の際の鋼板の形状不良は、材料に曲げ加工を施すときに発生するスプリングバックに起因する。そして、スプリングバック量は曲げ部到達応力と相関関係にあることが知られている。   The defective shape of the steel plate at the time of press molding is caused by a spring back generated when the material is bent. It is known that the amount of springback is correlated with the bending portion reaching stress.

図1に、2種類の材料イ及びロに対して、曲げ試験を実施した場合における曲げ部の到達応力を示す。ここで、材料イは到達応力は大きいがその分スプリングバック量が大きく、そして、材料ロは到達応力が小さい分スプリングバック量が小さいことが、知られている。これは、到達応力の値は降伏強度YSと正の相関関係を有し、さらに、引張強度TSとも正の相関関係を有していることが知られている。したがって、スプリングバック量を低減させて、形状凍結性を改善するためには、材料の降伏強度YS及び/又は引張強度TSを低減させればよく、引張強度TSが同一の場合は降伏比YRを低減させればよい。   FIG. 1 shows the ultimate stress at the bending portion when a bending test is performed on two types of materials A and B. Here, it is known that the material A has a large ultimate stress but has a large amount of springback, and the material B has a small amount of springback because the ultimate stress is small. It is known that the ultimate stress value has a positive correlation with the yield strength YS, and further has a positive correlation with the tensile strength TS. Therefore, in order to reduce the springback amount and improve the shape freezing property, the yield strength YS and / or the tensile strength TS of the material may be reduced. When the tensile strength TS is the same, the yield ratio YR is set. What is necessary is just to reduce.

形状凍結性の芳しくない鋼板の形状精度を向上させる技術は、特許文献3に、曲げ加工時に板厚方向に生じる応力分布が表裏で均衡するように、事前に曲げ部に対して逆曲げ加工を施すことによりスプリングバックを抑制する手法が開示されている。   A technique for improving the shape accuracy of a steel sheet with poor shape freezing properties is disclosed in Patent Document 3, in which reverse bending is applied to the bent portion in advance so that the stress distribution generated in the thickness direction at the time of bending is balanced. A technique for suppressing the springback by applying is disclosed.

また、特許文献4に、鋼板のランクフォード値と集合組織の制御により形状凍結性を高める技術が開示されている。   Patent Document 4 discloses a technique for improving the shape freezing property by controlling the Rankford value and texture of a steel plate.

特開昭59−205447号公報JP 59-205447 A 特開平11−152544号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-152544 特開平7−148527号公報JP-A-7-148527 特開2001−303175号公報JP 2001-303175 A

上述のとおり、組織微細化の手段として、(i)大圧下圧延法、(ii)制御圧延法、および、(iii)合金元素添加法が知られている。   As described above, (i) large rolling reduction method, (ii) controlled rolling method, and (iii) alloy element addition method are known as means for refining the structure.

しかしながら、(i)大圧下圧延法は、工業的に実現し難いばかりか、微細フェライト組織が熱処理によって粒成長し易い。したがって、溶接工程あるいは溶融めっき工程を経ると、所期の機械特性を失うため、実部品において十分な衝撃吸収特性を得られない。   However, (i) the large reduction rolling method is not only industrially difficult to implement, but the fine ferrite structure tends to grow by heat treatment. Therefore, after passing through the welding process or the hot dipping process, the desired mechanical characteristics are lost, and sufficient shock absorbing characteristics cannot be obtained in actual parts.

(ii)制御圧延法は、圧延の直後から水冷するとされているが、直後冷却といっても圧延後0.2秒以上経過してからの冷却開始であり、冷却速度もせいぜい250℃/秒程度である。このような方法では、単純組成の低炭素鋼のフェライト結晶粒径は5μm程度にしかならない。したがって、衝撃吸収特性を十分に高めることができない。   (Ii) Although the controlled rolling method is said to be water-cooled immediately after rolling, cooling immediately after the rolling starts 0.2 seconds or more after the rolling, and the cooling rate is at most 250 ° C./second. Degree. In such a method, the ferrite crystal grain size of a low-carbon steel having a simple composition is only about 5 μm. Therefore, it is not possible to sufficiently improve the shock absorption characteristics.

(iii)合金元素添加法は、フェライトの結晶粒径を小さくはするもののフェライトの体積率を低下させる。また、添加する合金元素の分だけ、原料コストが嵩む。   (Iii) Although the alloy element addition method reduces the ferrite crystal grain size, it lowers the volume fraction of ferrite. Further, the raw material cost increases by the amount of the alloy element to be added.

このように、上記の特許文献1及び2に開示された、(i)大圧下圧延法、(ii)制御圧延法又は(iii)合金元素添加法によれば、微細な結晶組織の高降伏鋼板を得ることができるものの、その組織の熱的安定性は低い。   Thus, according to (i) large rolling reduction method, (ii) controlled rolling method, or (iii) alloy element addition method disclosed in Patent Documents 1 and 2, the high yield steel plate having a fine crystal structure. However, the thermal stability of the tissue is low.

したがって、鋼板をプレス後に溶接等により組み立てて部品を得る場合や鋼板に溶融めっきを施す場合には、溶接時に加えられる熱や溶融めっき工程で加えられる熱によって結晶粒が粗大化しやすく、その機械特性が損なわれる場合がある。例えば、溶接時においてHAZ(Heat Affected Zone)部近傍の結晶組織が粗粒化し軟化が起こると、この部分に応力集中が起こりやすくなるため、この近傍で破断が起こり、溶接部における十分な衝撃吸収特性が得られないという結果になる。   Therefore, when a steel plate is pressed and assembled by welding or the like to obtain parts, or when hot-plating is applied to the steel plate, the crystal grains are likely to be coarsened by the heat applied during welding or the heat applied during the hot-dipping process. May be damaged. For example, when the crystal structure near the HAZ (Heat Affected Zone) is coarsened and softens during welding, stress concentration is likely to occur in this area. The result is that the characteristics cannot be obtained.

なお、(iii)合金元素添加法を、上記の(i)の大圧下圧延法又は(ii)の制御圧延法と組み合わせて用いると、熱処理の際にもフェライトの粒成長を抑制する効果があるが、超微細フェライト結晶粒の溶接工程や溶融めっき工程での粒成長を抑制するには不十分であるため、適用できる鋼種が限定される。   In addition, when the (iii) alloy element addition method is used in combination with the above-described large rolling method (i) or the controlled rolling method (ii), there is an effect of suppressing the ferrite grain growth even during heat treatment. However, since it is insufficient to suppress the grain growth in the welding process or hot dipping process of ultrafine ferrite crystal grains, applicable steel types are limited.

しかしながら、鋼板の衝撃吸収性能を向上するべく、組織の微細化によって鋼板の降伏強度を高めたとしても、局部延性能に劣っているために、鋼板を折り曲げたときに、その曲げ部において割れが発生しやすく、特に衝撃吸収の際に座屈しわ部において割れが発生しやすい。   However, even if the yield strength of the steel sheet is increased by refining the structure in order to improve the impact absorbing performance of the steel sheet, it is inferior to the local elongation performance. It tends to occur, and cracks are likely to occur at buckled wrinkles especially during impact absorption.

図2は、鋼板を折り曲げたときに、その曲げ部において割れが発生する様を示す図である。局部延性に乏しい場合に、曲げ外側において、割れが発生する。   FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which a crack is generated in a bent portion when a steel plate is bent. When local ductility is poor, cracking occurs outside the bend.

また、従来の高降伏強度を有する鋼は形状凍結性が悪く、プレス成型の際に形状不良が発生しやすいため、精度を要求される部材には適用できない。特に、密着曲げ加工(ヘム加工)の際には、局部延性能に劣っているために、曲げ部がシャープな形状にならないことが多い。   In addition, conventional steel having high yield strength has poor shape freezing properties, and shape defects are likely to occur during press molding, and therefore cannot be applied to members that require accuracy. In particular, in the case of close contact bending (hem processing), the bent portion often does not have a sharp shape because of poor local elongation performance.

図3は、鋼板を密着曲げ加工したときの曲げ部の形状の例である。(a)は良好な例であり、(b)が不良の例である。局部延性に優れる場合は、(a)のように曲げ部がシャープな形状となる。   FIG. 3 is an example of the shape of a bent portion when a steel plate is subjected to close contact bending. (a) is a good example, and (b) is a bad example. When the local ductility is excellent, the bent part has a sharp shape as shown in (a).

前述のとおり、形状凍結性を改善するためには、材料の降伏強度YS(引張強度TSが同一の場合は降伏比YR)及び引張強度TSを低減させることによってスプリングバック量を低減させればよいが、降伏強度YS(引張強度TSが同一の場合は降伏比YR)及び引張強度TSの低い材料は、衝撃吸収性能や疲労強度特性に劣る。すなわち、熱延鋼板の衝撃吸収性と形状凍結性を両立させることは困難であった。   As described above, in order to improve the shape freezeability, the springback amount may be reduced by reducing the yield strength YS (yield ratio YR when the tensile strength TS is the same) and the tensile strength TS of the material. However, a material with low yield strength YS (yield ratio YR when tensile strength TS is the same) and tensile strength TS is inferior in impact absorption performance and fatigue strength characteristics. That is, it has been difficult to achieve both the impact absorbability and the shape freezing property of the hot-rolled steel sheet.

形状凍結性については、前述のとおり、改善提案がなされている。しかしながら、特許文献3に開示の形状凍結性を向上させる手法では、曲げ部に前加工処理跡が残留し外観を損ねるとともに、曲げ加工を2つの工程で施す必要があり、コストの増大を招く。また、局部延性能は改善されていない。   As described above, an improvement proposal has been made on the shape freezing property. However, in the method of improving the shape freezing property disclosed in Patent Document 3, a pre-processing treatment trace remains in the bent portion to impair the appearance, and it is necessary to perform the bending process in two steps, resulting in an increase in cost. Moreover, the local extension performance is not improved.

また、特許文献4に開示の形状凍結性を向上させる手法では、これにより得られる鋼板の降伏強度比は低く、十分な衝撃吸収特性が得られない。また、局部延性能は改善されていない。   Moreover, in the method of improving the shape freezing property disclosed in Patent Document 4, the yield strength ratio of the steel sheet obtained thereby is low, and sufficient impact absorption characteristics cannot be obtained. Moreover, the local extension performance is not improved.

さらに、鋼板をプレス後に溶接等により組み立てて部品を得る場合や鋼板に溶融めっきを施す場合には、せっかく鋼板の組織を微細化して衝撃吸収特性等の機械特性を高めたとしても、その後に、溶接や溶融めっきの際に鋼板を加えられる熱によって、結晶粒が粗大化しやすく、その機械特性が損なわれ易い。   Furthermore, when assembling the steel plate by welding after pressing and obtaining parts or hot-plating the steel plate, even if the structure of the steel plate is refined and mechanical properties such as shock absorption properties are improved, Due to the heat applied to the steel plate during welding or hot dipping, the crystal grains are likely to be coarsened and the mechanical properties thereof are likely to be impaired.

以上のとおり、表面性状を維持したまま、衝撃吸収特性と形状精度を両立してなる鋼板は実現できていない。また、衝撃吸収特性と形状精度を両立した上で、熱的にも安定な鋼板も実現できていない。さらに、局部延性能にも劣っている。   As described above, a steel sheet having both impact absorption characteristics and shape accuracy while maintaining the surface properties has not been realized. In addition, a steel plate that is thermally stable while achieving both shock absorption characteristics and shape accuracy has not been realized. Furthermore, it is inferior in local extended performance.

図4は、引張強度TSが同じ各種の熱延鋼板を、その降伏比YRとスプリングバック量でプロットしたものである。前述のとおり、従来材料では引張強度TSが同一材料の場合には、降伏比YRとスプリングバック量とは正の相関関係を有するので、小さいスプリングバック量を得ようとすると、その降伏比YRも小さくなることが分かる。このような熱延鋼板では、衝撃吸収性と形状凍結性を両立できないし、局部延性能にも劣る。   FIG. 4 is a plot of various hot-rolled steel sheets having the same tensile strength TS by their yield ratio YR and springback amount. As described above, when the tensile strength TS is the same in the conventional material, the yield ratio YR and the springback amount have a positive correlation. Therefore, when obtaining a small springback amount, the yield ratio YR is also It turns out that it becomes small. Such a hot-rolled steel sheet cannot achieve both impact absorption and shape freezing properties, and is inferior in local rolling performance.

本発明材の狙いは、鋼板としての機械的特性を損なうことなく、衝撃吸収性と形状凍結性を両立させるため、小さいスプリングバック量と大きい降伏比YRを有するとともに、局部延性能に優れた熱延鋼板を提供することにある。また、本発明材の他の狙いは、衝撃吸収特性と形状精度を両立した上で、局部延性能にも優れる鋼板をプレス後に溶接等により組み立てて部品を得る場合や鋼板に溶融めっきを施す場合にあっても、熱的にも安定な熱延鋼板を提供することにある。   The aim of the material of the present invention is to have both a small springback amount and a large yield ratio YR, as well as excellent local elongation performance, in order to achieve both shock absorption and shape freezing without impairing the mechanical properties of the steel sheet. It is to provide a rolled steel sheet. Another aim of the material of the present invention is to achieve both the shock absorption characteristics and the shape accuracy, and to obtain parts by assembling the steel sheet with excellent local elongation performance by welding after pressing, or when hot-plating the steel sheet However, it is to provide a hot-rolled steel sheet that is thermally stable.

本発明は、超微細な結晶粒を有し、引張強度に対する降伏強度の比(降伏比YR)が0.8以上の高降伏強度を有し、衝撃吸収特性と形状凍結性に優れるとともに、局部延性能に優れた熱延鋼板及びその製造する方法を提供することを第1の目的とする。   The present invention has ultrafine crystal grains, has a high yield strength with a yield strength to yield strength ratio (yield ratio YR) of 0.8 or more, has excellent shock absorption characteristics and shape freezing properties, and is locally A first object is to provide a hot-rolled steel sheet having excellent ductility and a method for producing the same.

さらに、本発明は、超微細な結晶粒を有し、引張強度に対する降伏強度の比(降伏比YR)が0.8以上の高降伏強度を有し、優れた衝撃吸収特性と形状凍結性に加えて優れた局部延性能を有し、溶接工程や溶融めっき工程の熱にも耐え得る熱的安定性を有する熱延鋼板及びその製造する方法を提供することを第2の目的とする。   Furthermore, the present invention has ultra-fine crystal grains, has a high yield strength with a yield strength to yield strength ratio (yield ratio YR) of 0.8 or more, and has excellent shock absorption characteristics and shape freezing properties. In addition, a second object is to provide a hot-rolled steel sheet having excellent local rolling performance and having thermal stability capable of withstanding the heat of the welding process and the hot dipping process, and a method of manufacturing the same.

本発明者らは、微細フェライト結晶粒組織を有する熱延鋼板に関して、高降伏強度を有し、かつ、衝撃吸収特性と形状凍結性を両立させた上で、さらに局部延性能をも付与すべく、種々の検討と実験を行った。さらに、溶接工程や溶融めっき工程の熱にも耐え得る熱的安定性をも有する熱延鋼板を提供すべく、種々の検討と実験を行った。その結果、次の(a)〜(j)に示す知見を得た。   The inventors of the present invention have a high yield strength with respect to a hot-rolled steel sheet having a fine ferrite grain structure, and at the same time provide both impact absorption characteristics and shape freezing properties, and further impart local elongation performance. Various studies and experiments were conducted. Furthermore, various examinations and experiments were conducted in order to provide a hot-rolled steel sheet having thermal stability that can withstand the heat of the welding process and the hot dipping process. As a result, the following findings (a) to (j) were obtained.

(a)フェライトの平均結晶粒径を一定の範囲にとどめることについて
フェライトの結晶粒径は小さくなるほど強度が増加するので、衝撃吸収特性をその分高めることができるが、結晶粒径が小さくなりすぎると粒界エネルギーによる粒成長の駆動力が増加するため、熱間圧延時に粒成長が促進されてしまうことが分かった。
(a) About keeping the average crystal grain size of ferrite within a certain range Since the strength increases as the crystal grain size of ferrite decreases, the shock absorption characteristics can be improved accordingly, but the crystal grain size becomes too small It was found that the grain growth driving force by the grain boundary energy increases, so that the grain growth is promoted during hot rolling.

具体的には、鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径が1.2μmを下回るようになると、熱間圧延時の粒成長を抑止することが困難になり、逆に、フェライトの平均結晶粒径が2.7+5000/(5+350・C+40・Mn)μm及び7μmのいずれかの値を上回ると微細化による機械特性の向上が十分に期待できなくなることが、判明した。 Specifically, if the average crystal grain size of ferrite at a depth position of ¼ of the plate thickness from the steel sheet surface is less than 1.2 μm, it becomes difficult to suppress grain growth during hot rolling. On the contrary, if the average crystal grain size of ferrite exceeds 2.7 + 5000 / (5 + 350 · C + 40 · Mn) 2 μm or 7 μm, the improvement in mechanical properties due to miniaturization cannot be sufficiently expected. found.

したがって、衝撃吸収特性に優れた機械特性を有する熱延鋼板を得るためには、フェライトの平均結晶粒径の下限として1.2μmを採用し、そして、上限として、2.7+5000/(5+350・C+40・Mn)μm及び7μmのうちの小さい方の値を採用する必要がある。 Therefore, in order to obtain a hot-rolled steel sheet having excellent mechanical properties with excellent shock absorption characteristics, 1.2 μm is adopted as the lower limit of the average crystal grain size of ferrite, and 2.7 + 5000 / (5 + 350 · C + 40) as the upper limit. -Mn) It is necessary to adopt the smaller value of 2 μm and 7 μm.

よって、鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径D(μm)は、下記の(1)式及び(2)式を満足する必要がある。   Therefore, the average crystal grain size D (μm) of ferrite at a depth position of ¼ of the plate thickness from the steel plate surface needs to satisfy the following formulas (1) and (2).

1.2≦D≦7・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(1)式
D≦2.7+5000/(5+350・C+40・Mn)・・・(2)式
ここで、Dは鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径(μm)を、そして、CおよびMnは鋼中の各元素の含有量(質量%)を示す。
1.2 ≦ D ≦ 7 (1) Formula D ≦ 2.7 + 5000 / (5 + 350 · C + 40 · Mn) 2 Equation (2) where D is the average crystal grain size (μm) of ferrite at a depth of 1/4 of the plate thickness from the steel sheet surface, and C and Mn are the contents (mass of each element in the steel) %).

(b)降伏比(YR)を0.8以上とすることについて
高衝撃吸収材料は、同一の引張強度TSで比較すると高い降伏比YR値を有し、その機械特性は高い降伏強度YSを有することになるので、衝撃吸収時の変形によって塑性仕事量が増大する。よって十分な衝突吸収性能を得るために、降伏比YRを0.8以上とする必要がある。なお、降伏比YRは0.85以上とするのが好ましい。
(b) Making the yield ratio (YR) 0.8 or more High impact absorbing materials have a high yield ratio YR value when compared with the same tensile strength TS, and their mechanical properties have a high yield strength YS. Therefore, the plastic work increases due to deformation at the time of impact absorption. Therefore, in order to obtain sufficient collision absorption performance, the yield ratio YR needs to be 0.8 or more. The yield ratio YR is preferably 0.85 or more.

(c)JIS5号引張試験における降伏後の塑性歪み0.005から一様伸びの65%の歪みまでの範囲における平均塑性接線勾配H'に上限及び下限を規定することについて
本発明者らは、曲げ変形を熱延鋼板に負荷したときに生じる歪みを局所化することができれば、形状凍結性に優れた熱延鋼板を得ることができるのではないかとの着想の下に、曲げ成形におけるスプリングバックを低減する手法について、種々検討したところ、次の知見を得た。
(c) Regarding the upper and lower limits of the average plastic tangent gradient H ′ in the range from the plastic strain after yielding 0.005 to the 65% strain of uniform elongation in the JIS No. 5 tensile test, the present inventors Springback in bending forming is based on the idea that if the strain generated when bending deformation is applied to a hot-rolled steel sheet can be localized, a hot-rolled steel sheet with excellent shape freezing properties can be obtained. As a result of various studies on the method for reducing the following, the following knowledge was obtained.

図5は、直角曲げ成形における熱延鋼板の曲げ部周辺の断面図を示したものである。この曲げ成形におけるスプリングバックの大きさは、(i)曲げ方向残留応力の板厚方向差(曲げ内側の残留応力と曲げ外側の残留応力の差)の分布と、(ii)この曲げ内外残留応力差が発生する領域の曲げ方向の分布により、決定される。   FIG. 5 shows a cross-sectional view around a bent portion of a hot-rolled steel sheet in right-angle bending. The size of the springback in this bending process is as follows: (i) Distribution of difference in thickness direction of residual stress in bending direction (difference between residual stress inside bending and residual stress outside bending), and (ii) Residual stress inside and outside bending It is determined by the distribution in the bending direction of the region where the difference occurs.

したがって、曲げ成型における残留応力と曲げ方向制御することができればスプリングバックを小さくすることができることになる。   Therefore, if the residual stress and the bending direction in bending can be controlled, the springback can be reduced.

そして、残留応力は、曲げ成形中の曲げ変形の挙動によって変化するが、(i)の曲げ内外の残留応力の差は、前述した、材料に曲げ加工を施すときの曲げ部到達応力と相関関係にあることが知られている。また、加工硬化特性が低い材料は、変形領域が狭いため、歪みが局所化されやすく、上記(ii)の曲げ内外残留応力差が発生する領域が局所化できることになり、その結果、スプリングバック量を低減させることができる。   Residual stress changes depending on the behavior of bending deformation during bending, but the difference in residual stress inside and outside the bend in (i) correlates with the above-mentioned stress at the bending part when bending the material. It is known that In addition, since the material with low work hardening characteristics has a narrow deformation region, the strain is likely to be localized, and the region where the residual stress difference between the inside and outside of the bending (ii) occurs can be localized. Can be reduced.

次に、塑性接線勾配とは、引張試験における応力−塑性歪み曲線の接線勾配のことであり、加工硬化指数とともに材料変形時の歪みの伝播性を示す一つの値である。特に、JIS5号引張試験において降伏後の塑性歪み0.005から一様伸びの65%の歪みまでの範囲における平均塑性接線勾配H’が指標として好適であり、曲げ変形における平均塑性接線勾配H’が低いと、歪みが局所化するため形状凍結性が向上する。   Next, the plastic tangential gradient is a tangential gradient of a stress-plastic strain curve in a tensile test, and is one value indicating the propagation of strain during material deformation together with a work hardening index. In particular, the average plastic tangent gradient H ′ in the range from the plastic strain after yielding 0.005 to the strain of 65% of uniform elongation in the JIS No. 5 tensile test is suitable as an index, and the average plastic tangential gradient H ′ in bending deformation is suitable. If it is low, the shape freezeability is improved because the strain is localized.

図6は、塑性接線勾配曲線であり、X軸が塑性歪み(真歪み)を、そして、Y軸が応力(真応力)を示す。平均塑性接線勾配H’は、このうち、降伏後の塑性歪み0.005から一様伸びの65%の歪みまでの範囲を限定範囲として、その範囲内における接線勾配の平均値をいう。   FIG. 6 is a plastic tangent gradient curve, in which the X axis indicates plastic strain (true strain) and the Y axis indicates stress (true stress). The average plastic tangent gradient H ′ is an average value of the tangential gradient within the range from the plastic strain after yielding 0.005 to the 65% strain of uniform elongation.

図7は、図6の塑性接線勾配曲線のうち、上記限定範囲を拡大したものであり、ここでは、上記限定範囲のX軸の真歪み値を10等分(H'1、H'2、H'3、・・・・・・H'10)し、各区間の塑性接線勾配の平均値を求めることで、平均塑性接線勾配H’を求めることができることを示している。なお、ここでは、上記限定範囲のX軸の真歪み値を10等分することによって、平均塑性接線勾配H’を求めたが、特に上記限定範囲を10等分することにこだわらない。例えば、20等分することによって求めてもよい。あるいは、線形近似によって求めてもよい。   FIG. 7 is an enlarged view of the above-mentioned limited range of the plastic tangent gradient curve of FIG. 6. Here, the true strain value of the X-axis of the limited range is divided into 10 equal parts (H′1, H′2, H′3,..., H′10), and the average value of the plastic tangent gradient in each section is obtained, indicating that the average plastic tangent gradient H ′ can be obtained. Here, the average plastic tangent gradient H ′ is obtained by dividing the true strain value of the X-axis of the limited range into 10 equal parts, but it is not particularly important to divide the limited range into 10 equal parts. For example, it may be obtained by dividing into 20 equal parts. Or you may obtain | require by linear approximation.

図8は、後述する実施例から得られたデータを、X軸にYRを、H'/TSをY軸に、プロットしたものである。○が衝撃吸収性と形状凍結性の両方に優れたものであり、■は衝撃吸収性と形状凍結性のうちの少なくとも一方に劣るものである。   FIG. 8 is a plot of data obtained from examples described later, with YR on the X axis and H ′ / TS on the Y axis. ○ is excellent in both shock absorption and shape freezing, and ■ is inferior to at least one of shock absorption and shape freezing.

図8からも分かるように、H'/TSが、[−2×YR+3.1]の値を上回ると、歪みの局所化が発生しにくくなり、十分なスプリングバック低減効果が得られない。また、衝撃吸収性の観点からすると、材料には有る程度の加工硬化特性が要求されるので、全く加工硬化しない材料は衝撃吸収性の点で不適当である。したがって、H’/TSの下限を0.1とする必要がある。なお、好ましい下限は0.13である。   As can be seen from FIG. 8, when H ′ / TS exceeds the value of [−2 × YR + 3.1], distortion localization is difficult to occur, and a sufficient springback reduction effect cannot be obtained. Further, from the viewpoint of shock absorption, since a certain degree of work hardening property is required for the material, a material that is not work hard at all is inappropriate in terms of shock absorption. Therefore, the lower limit of H ′ / TS needs to be 0.1. A preferred lower limit is 0.13.

ここで、H’/TSなる特性値を用いているが、その理由は次のとおりである。スプリングバック量は前述の通り、平均塑性接線勾配H’と引張強度TSに相関して大きくなり、また、平均塑性接線勾配H’の値も引張強度TSと相関をもって大きくなるから、引張強度TSが異なる鋼板においてもスプリングバック量を比較することができるようにするためである。   Here, the characteristic value H ′ / TS is used for the following reason. As described above, the amount of springback increases in correlation with the average plastic tangent gradient H ′ and the tensile strength TS, and the value of the average plastic tangential gradient H ′ also increases in correlation with the tensile strength TS. This is to make it possible to compare the amount of springback even in different steel plates.

よって、JIS5号引張試験における降伏後の塑性歪み0.005から一様伸びの65%の歪みまでの範囲における平均塑性接線勾配H'が、次の(3)式を満足する必要がある。   Therefore, the average plastic tangential gradient H ′ in the range from the plastic strain after yielding 0.005 to the 65% strain of uniform elongation in the JIS No. 5 tensile test needs to satisfy the following formula (3).

0.1≦H'/TS≦−2×YR+3.1・・・・・・・・・・・・(3)式
ここで、H'は引張試験において降伏後の塑性歪み0.005から一様伸びの65%の歪みまでの範囲における平均塑性接線勾配を、TSは引張強度(MPa)を、そして、YRは降伏比を示す。
0.1 ≦ H ′ / TS ≦ −2 × YR + 3.1 (3) where H ′ is one from the plastic strain after yielding 0.005 in the tensile test. The mean plastic tangent gradient in the range up to 65% strain of uniform elongation, TS is the tensile strength (MPa), and YR is the yield ratio.

なお、平均塑性接線勾配H'の採用範囲の下限を、降伏後の「塑性歪み0.005」と規定する理由は次のとおりである。   The reason why the lower limit of the range of adoption of the average plastic tangent gradient H ′ is defined as “plastic strain 0.005” after yielding is as follows.

曲げ加工は、通常、板厚表層部の塑性歪みが0.005以上発生する領域でなされる。というのは、塑性歪みが0.005を下回る領域では、例えば板厚が2mmの場合、表層部から板厚内部方向へ0.5mmの位置における塑性歪みは0.0025以下と極低歪みとなるため、十分な加工がなされないからである。したがって、塑性歪みが0.005を下回る領域では、本発明の意図とする歪みの局所化によるスプリングバック低減効果が十分に発揮されない。よって平均塑性接線勾配の採用範囲の下限を、降伏後の「塑性歪み0.005」とする。   The bending process is usually performed in a region where the plastic strain of the plate thickness surface layer portion is 0.005 or more. This is because in a region where the plastic strain is less than 0.005, for example, when the plate thickness is 2 mm, the plastic strain at a position of 0.5 mm from the surface layer portion toward the inside of the plate thickness is an extremely low strain of 0.0025 or less. This is because sufficient processing is not performed. Therefore, in the region where the plastic strain is less than 0.005, the effect of reducing the spring back due to the localization of the strain intended by the present invention is not sufficiently exhibited. Therefore, the lower limit of the range of adoption of the average plastic tangent gradient is defined as “plastic strain 0.005” after yielding.

また、平均塑性接線勾配H'の採用範囲の上限を、「一様伸びの65%の歪みまで」と規定する理由は次のとおりである。   Moreover, the reason for prescribing the upper limit of the adoption range of the average plastic tangent gradient H ′ as “up to a strain of 65% of uniform elongation” is as follows.

曲げ加工においては、曲げ部の塑性歪みが一様伸びの65%の歪み以下の範囲で加工されることが多い。例えば、一般的な条件である曲げ半径R=10mm、板厚1.4mmの熱延鋼板において、曲げ部最表層面に発生する塑性歪みは0.073である。ここで、一般的な材料の一様伸び(UEl)を0.15とした場合、その一様伸び(UEL)の65%の歪み(ε)は0.097となる。よって、平均塑性接線勾配H’の採用範囲の上限を、「一様伸びの65%の歪みまで」とする。   In bending, the plastic strain of the bent portion is often processed within a range of 65% or less of the uniform elongation. For example, in a hot rolled steel sheet having a bending radius R = 10 mm and a sheet thickness of 1.4 mm, which is a general condition, the plastic strain generated on the outermost layer surface of the bending portion is 0.073. Here, when the uniform elongation (UEl) of a general material is 0.15, the strain (ε) of 65% of the uniform elongation (UEL) is 0.097. Therefore, the upper limit of the adoption range of the average plastic tangent gradient H ′ is set to “up to 65% strain of uniform elongation”.

(d)Ti、Nb、V及びMoの含有量の上限を規定することについて
鋼の降伏強度を上昇させる手段として、Ti、Nb、V、Moといった析出強化元素を含有させることが有効であることが知られている。これらの元素は鋼中で微細な炭窒化物を形成し、転位運動を阻害するからである。これまで、実用的な構造用熱延鋼板に対して高降伏比を付与するに当たって、これらの析出強化元素が積極的に使用されてきている。したがって、本発明においても、Ti、Nb、V及びMoの含有量の降伏強度及び形状凍結性に及ぼす影響について、詳細な検討を行った。
(d) About defining the upper limit of the content of Ti, Nb, V and Mo As a means for increasing the yield strength of steel, it is effective to contain precipitation strengthening elements such as Ti, Nb, V, and Mo. It has been known. This is because these elements form fine carbonitrides in steel and inhibit dislocation movement. Up to now, these precipitation strengthening elements have been actively used for imparting a high yield ratio to a practical structural hot-rolled steel sheet. Therefore, also in the present invention, detailed examination was performed on the influence of the contents of Ti, Nb, V and Mo on the yield strength and shape freezing property.

その結果、Ti、Nb、V及びMoの合計含有量の増加に伴って降伏比が増加するという結果が得られる一方で、同一降伏比で比較すると、Ti、Nb、V及びMoが含有されない超微細粒鋼や、Ti、Nb、V及びMoの合計含有量の少ない超微細粒鋼と比較して、スプリングバック特性に劣るという結果が得られた。   As a result, the yield ratio increases as the total content of Ti, Nb, V, and Mo increases. On the other hand, when compared at the same yield ratio, the Ti, Nb, V, and Mo are not contained. Compared with fine-grained steel and ultrafine-grained steel with a small total content of Ti, Nb, V, and Mo, a result of inferior springback characteristics was obtained.

この理由は定かではないが、次のように推察される。   The reason for this is not clear, but is presumed as follows.

Ti、Nb、V及びMoを含有しない、あるいは含有しても少量である、本発明に係る高降伏超微細粒鋼では、比較的軟質で等方的なフェライト粒が微細且つ比較的均一に存在するため、加工時の局所的な降伏領域単位が細かく微細分散していると考えられる。   In the high yield ultrafine grain steel according to the present invention which does not contain Ti, Nb, V and Mo, or contains a small amount thereof, relatively soft and isotropic ferrite grains are present finely and relatively uniformly. Therefore, it is considered that local yield region units at the time of processing are finely and finely dispersed.

これに対して、Ti、Nb、V又はMoを一定量含有する高降伏鋼板はフェライト粒界が複雑に蛇行した擬ポリゴナルなフェライトが形成されやすく、また微細析出強化量(硬度)によって粒間で比較的大きなバラツキが出やすいため、加工時に局所的な降伏領域単位が均一に分散せず、降伏点伸びが縮減され塑性接線勾配が大きくなり、歪みが局所化し難いため、形状凍結性が劣ると考えられる。   On the other hand, high yield steel sheets containing a certain amount of Ti, Nb, V or Mo are likely to form pseudopolygonal ferrite with complex meandering of ferrite grain boundaries, and between grains due to the fine precipitation strengthening amount (hardness). Because relatively large variations are likely to occur, local yield region units are not evenly dispersed during processing, yield point elongation is reduced, plastic tangent gradient is increased, and strain is difficult to localize, resulting in poor shape freezeability. Conceivable.

なお、形状凍結性の向上に有効であると考えられる局所的な降伏領域単位の均一分散化は、粒径に依存し、微細粒であるほうが有利であることは言うまでも無い。   Needless to say, the uniform dispersion of local yield region units, which is considered to be effective for improving the shape freezing property, depends on the particle size, and fine particles are more advantageous.

したがって、実用の範囲で矯正が不必要あるいは軽微な矯正で良好な形状が得られるようにするために、Ti、Nb、Mo及びVのうちの一種又は2種以上を合計で0.05%以下の含有量とすることが必要である。なお、0.03以下の含有量とすることが好ましい。そして、添加せずに不純物レベルの混入にとどめることがより好ましい。   Therefore, 0.05% or less of Ti, Nb, Mo and V in total is 0.05% or less in total in order to obtain a good shape with no correction or slight correction within the practical range. It is necessary to make it content of. In addition, it is preferable to set it as 0.03 or less content. It is more preferable that the impurity level is not mixed but added.

なお、本発明に用いる炭素鋼又は低合金鋼は、C:0.01〜0.25%を含有するものが好ましく、さらに、Si、Mn、Al、P、Ti、Nb、V、Cr、Cu、Mo、Ni、Ca、REM、Bのうちの1種又は2種以上を含有してもよい。   The carbon steel or low alloy steel used in the present invention preferably contains C: 0.01 to 0.25%, and further Si, Mn, Al, P, Ti, Nb, V, Cr, Cu , Mo, Ni, Ca, REM, or B may be included.

(e) 局部延性能について
図9は、密着曲げ加工(ヘム加工)における熱延鋼板の曲げ部周辺の断面図を示したものである。密着曲げ加工においても、そのスプリングバックの大きさは、(i)局部曲げ方向残留応力の板厚方向差(局部曲げ内側の残留応力と局部曲げ外側の残留応力の差)の分布と、(ii)この局部曲げ内外残留応力差が発生する領域の局部曲げ方向の分布により、決定される。
(e) About local extending | stretching performance FIG. 9: shows sectional drawing of the bending part periphery of a hot-rolled steel plate in close_contact | adherence bending processing (hem processing). Even in the close contact bending process, the size of the spring back is determined by the distribution of (i) the difference in the thickness direction of the residual stress in the local bending direction (the difference between the residual stress inside the local bend and the residual stress outside the local bend), and (ii It is determined by the distribution in the local bending direction of the region where the difference in residual stress between the inside and outside of the local bending occurs.

したがって、密着曲げ加工における残留応力と局部曲げ方向を制御することができれば、直角曲げ成形と同様に、スプリングバックを小さくすることができることになる。   Therefore, if the residual stress and the local bending direction in the tight bending process can be controlled, the springback can be reduced as in the case of the right angle bending.

そして、残留応力は、密着曲げ加工中の局部曲げ変形の挙動によって変化するが、直角曲げ成形と同様に、(i)の局部曲げ内外の残留応力の差は、材料に局部曲げ加工を施すときの局部曲げ部到達応力と相関関係にあることが知られている。また、加工硬化特性が低い材料は、変形領域が狭いため、歪みが局所化されやすく、上記(ii)の局部曲げ内外残留応力差が発生する領域が局所化できることになり、その結果、スプリングバック量を低減させることができる。   Residual stress varies depending on the behavior of local bending deformation during close contact bending, but as with right angle bending, the difference in residual stress inside and outside the local bending in (i) is the same as when the material is subjected to local bending. It is known that there is a correlation with the local bending part ultimate stress. In addition, since the material with low work hardening characteristics has a narrow deformation region, the strain is likely to be localized, and the region where the local bending internal / external residual stress difference (ii) occurs can be localized. The amount can be reduced.

局部延性能とは、JIS5号引張り試験において、最大荷重発生以降のくびれ発生した状態における伸び性能のことをいう。したがって、優れた局部延性能とは、密着曲げ加工において、曲げ外側において割れの発生が抑制されて曲げ部がシャープな形状になるとともに、スプリングバック量が低いためにそのシャープな形状が加工後も維持されるという形状凍結性を有することを意味する。   The local elongation performance refers to the elongation performance in a state in which constriction occurs after the maximum load is generated in the JIS No. 5 tensile test. Therefore, excellent local extension performance means that in close-contact bending, the occurrence of cracks on the outside of the bend is suppressed and the bent part becomes sharp, and the sharp shape remains after processing because the spring back amount is low. It means having a shape freezing property of being maintained.

本発明者らは、優れた局部延性能を得るために、種々の検討と実験を重ねた結果、前記の平均塑性接線勾配H'及び鋼板の結晶粒径がこの局部延性能に対して相関関係を有していることを見出した。すなわち、低H'材の場合には、鋼板を折り曲げたときに、その局部曲げ部の狭い範囲に歪みが集中することによって、スプリングバック量が低減され、そして、鋼板の結晶粒径が微細で均一であるために、局部曲げ部の割れの発生が抑制されるとともに局部曲げ部がシャープな形状になると考えられる。   In order to obtain excellent local elongation performance, the present inventors have conducted various studies and experiments. As a result, the average plastic tangential gradient H ′ and the crystal grain size of the steel sheet correlate with this local elongation performance. It has been found that That is, in the case of the low H ′ material, when the steel plate is bent, the strain concentrates in a narrow range of the local bending portion, thereby reducing the amount of springback and the fine grain size of the steel plate. Since it is uniform, generation | occurrence | production of the crack of a local bending part is suppressed, and it is thought that a local bending part becomes a sharp shape.

(f) 鋼板表層のフェライトの平均結晶粒径D(μm)を、鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径D(μm)に対して一定の範囲に留めることについて
さらに、局部延性を優れたものにするためには、鋼板表層のフェライトの平均結晶粒径D(μm)を、鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径D(μm)に対して一定の範囲に留めることが好ましい。局部曲げ部の割れの発生をさらに抑制するためには、鋼板の表面のフェライトの平均結晶粒径を、鋼板内部におけるフェライトの平均結晶粒径よりも微細にすることにより達成することができる。
(f) The average crystal grain diameter D s (μm) of ferrite on the steel sheet surface layer is within a certain range with respect to the average crystal grain diameter D (μm) of ferrite at a depth position of ¼ of the plate thickness from the steel sheet surface. Furthermore, in order to make the local ductility excellent, the average crystal grain diameter D s (μm) of the ferrite on the steel sheet surface layer is set to the average of the ferrite at a depth position of ¼ of the plate thickness from the steel sheet surface. It is preferable to stay within a certain range with respect to the crystal grain size D (μm). In order to further suppress the occurrence of cracks in the local bending portion, it can be achieved by making the average crystal grain size of ferrite on the surface of the steel sheet finer than the average crystal grain size of ferrite inside the steel sheet.

すなわち、鋼板表層のフェライトの平均結晶粒径D(μm)と、鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径D(μm)が、下記の(4)式を満足することが好ましい。 That is, the average crystal grain diameter D s (μm) of ferrite on the steel sheet surface layer and the average crystal grain diameter D (μm) of ferrite at a depth position of ¼ of the plate thickness from the steel sheet surface are expressed by the following formula (4): Is preferably satisfied.

/D≦0.8・・・・・・・・・・・・・・・・(4)式
ここで、Dは鋼板表層のフェライトの平均結晶粒径(μm)を、そして、Dは鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径(μm)を示す。
D s /D≦0.8 (4) where D s is the average crystal grain size (μm) of ferrite on the steel sheet surface layer, and D represents the average crystal grain size (μm) of ferrite at a depth position of ¼ of the plate thickness from the steel plate surface.

(g) フェライトの結晶粒径の分布を一定の範囲にとどめることについて
さらに鋼板の熱的安定性を高めるためには、フェライトの結晶粒径の分布を一定の範囲にとどめるのが好ましい。高温での粒成長が生じる一因は、粒界のエネルギーに基づく駆動力であり、微細なフェライト組織の中に比較的大きなフェライト結晶粒が混在していると、大きなフェライト結晶粒が粒界を駆動力として周囲の微細なフェライト結晶粒と容易に一体化し、粒成長が急速に進展する。このため、高温でのフェライト結晶粒の粒成長速度を抑制するためには、フェライト結晶粒を微細化してその平均結晶粒径D(μm)を前記の(1)式及び(2)式を満足する一定の範囲にとどめることに加えて、鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトのうち、面積割合でフェライト結晶粒の80%以上が、平均結晶粒径D(μm)の1/3から3倍の範囲に収まるような粒径分布となることが好ましい。すなわち、結晶粒径d(μm)が下記の(5)式を満足する結晶粒の占める面積割合が80%以上であることが好ましい。
D/3≦d≦3D・・・・・・・・・・・・・・・・(5)式
ここで、dはフェライトの結晶粒径(μm)を、そして、Dは鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径(μm)を示す。
(g) About keeping the crystal grain size distribution of ferrite within a certain range In order to further improve the thermal stability of the steel sheet, it is preferable to keep the distribution of ferrite crystal grain size within a certain range. One factor that causes grain growth at high temperatures is the driving force based on the energy of the grain boundaries.If relatively large ferrite crystal grains are mixed in a fine ferrite structure, the large ferrite crystal grains As a driving force, it easily integrates with the surrounding fine ferrite crystal grains, and the grain growth proceeds rapidly. Therefore, in order to suppress the growth rate of ferrite crystal grains at high temperature, the ferrite crystal grains are refined and the average crystal grain size D (μm) satisfies the above formulas (1) and (2). In addition to the fixed range, the ferrite at the depth position of ¼ of the plate thickness from the steel plate surface is 80% or more of the ferrite crystal grains in terms of area ratio of the average crystal grain size D (μm). It is preferable that the particle size distribution be within a range of 1/3 to 3 times. That is, it is preferable that the area ratio of the crystal grains whose crystal grain size d (μm) satisfies the following formula (5) is 80% or more.
D / 3 ≦ d ≦ 3D (5) where d is the ferrite crystal grain size (μm) and D is the surface of the steel plate. The average crystal grain size (μm) of ferrite at a depth position of ¼ of the thickness is shown.

なお、より好ましくは90%以上のフェライト結晶粒が平均結晶粒径D(μm)の1/3から3倍の範囲に収まるような粒径分布となることである。   More preferably, the grain size distribution is such that 90% or more of ferrite crystal grains fall within the range of 1/3 to 3 times the average crystal grain size D (μm).

(h)A点直下の700℃近傍の温度におけるフェライトの平均結晶粒径Dの増加速度Xと平均結晶粒径Dの積D・Xの上限規定について
高温におけるフェライト結晶粒の粒成長速度は、温度の上昇と共に増加する。一般に、溶接工程や溶融めっき工程でフェライトの粒成長という問題が生じる温度域は、A点(730℃近傍)直下からA点近傍までの温度域であり、この温度範囲でフェライトの粒成長速度は大きく変化する。しかし、前記(a)に示したとおり、フェライトの平均結晶粒径が特定の範囲内にある鋼板、すなわち、鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径D(μm)が(1)式及び(2)式の両方を満足する鋼板の粒成長速度の温度特性は、700℃近傍の温度におけるフェライトの粒成長速度によって決定されることが分かったので、700℃近傍の温度におけるフェライトの粒成長速度、すなわち、フェライトの平均結晶粒径の増加速度X(μm/min)と平均結晶粒径D(μm)の積D・X(μm/min)に、上限を設ければ、溶接工程や溶融めっき工程でより高い温度に加熱された場合においても、問題が発生しないことを見出した。そして、実験の結果、積D・Xを0.1μm/min以下に設定することが必要であることも判明した。なお、積D・Xは0.07μm/min以下が好ましく、0.05μm/min以下がさらに好ましい。
(h) A On the upper limit of the product D · X of the average grain size D of ferrite and the average grain size D of ferrite at a temperature near 700 ° C just below one point The grain growth rate of ferrite grains at high temperatures is Increases with increasing temperature. In general, the temperature range in which the problem of ferrite grain growth occurs in the welding process or hot dipping process is the temperature range immediately below A 1 point (near 730 ° C.) to near A 3 point, and ferrite grain growth occurs in this temperature range. Speed varies greatly. However, as shown in the above (a), the average crystal grain size D of ferrite (D) at a depth position of ¼ of the plate thickness from the steel sheet surface, that is, the steel sheet in which the average crystal grain size of ferrite is within a specific range. Since it was found that the temperature characteristics of the grain growth rate of the steel sheet in which μm) satisfies both the formulas (1) and (2) are determined by the grain growth rate of ferrite at a temperature near 700 ° C., 700 ° C. The upper limit is the grain growth rate of ferrite at a nearby temperature, that is, the product D · X (μm 2 / min) of the average crystal grain size increase rate X (μm / min) and the average crystal grain size D (μm). It was found that no problem occurs even when heated to a higher temperature in the welding process or hot dipping process. As a result of the experiment, it was also found that the product D · X needs to be set to 0.1 μm 2 / min or less. Incidentally, the product D · X is preferably from 0.07 .mu.m 2 / min, more preferably 0.05 .mu.m 2 / min or less.

よって、溶接工程や溶融めっき工程でより高い温度に加熱される場合には、鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径D(μm)の700℃における増加速度X(μm/min)と当該平均結晶粒径D(μm)が下記の(6)式を満足させることが好ましい。   Therefore, when heated to a higher temperature in the welding process or the hot dipping process, the rate of increase in the average crystal grain diameter D (μm) of ferrite at 700 ° C. at a depth position of ¼ of the sheet thickness from the steel sheet surface. It is preferable that X (μm / min) and the average crystal grain size D (μm) satisfy the following formula (6).

D・X≦0.1・・・・・・・・・・・・・・・・(6)式
ここで、Dは鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径(μm)を、そして、Xは当該フェライトの平均結晶粒径D(μm)の700℃における増加速度(μm/min)を示す。
Here D · X ≦ 0.1 ················ (6) formula, D is the average from the steel sheet surface of the ferrite in the 1/4 depth position of the sheet thickness crystal The particle size (μm) and X represents the rate of increase (μm / min) at 700 ° C. of the average crystal particle size D (μm) of the ferrite.

なお、さらに粒成長速度を低下させるためには、フェライト結晶粒内の転位密度を10/cm以下、より好ましくは10/cm以下とすることが好ましい。 In order to further reduce the grain growth rate, the dislocation density in the ferrite crystal grains is preferably 10 9 / cm 2 or less, more preferably 10 8 / cm 2 or less.

(i) 板厚方向の結晶粒径の変化を緩やかにすることについて
板厚方向への緩やかな結晶粒径の変化は、鋼板の機械特性の向上に寄与する。たとえば、板表面側でより細粒となっているため、鋼板表面近傍が大きく変形される局部曲げ性が向上する。また、表面近傍から発生する亀裂の伝搬を、より細粒化した表面の組織が効果的に押さえることができるので、疲労特性も向上する。
(i) To moderate the change in crystal grain size in the plate thickness direction The gradual change in crystal grain size in the plate thickness direction contributes to the improvement of the mechanical properties of the steel sheet. For example, since it is finer on the plate surface side, local bendability in which the vicinity of the steel plate surface is greatly deformed is improved. In addition, the propagation of cracks generated from the vicinity of the surface can be effectively suppressed by the finer surface structure, so that fatigue characteristics are also improved.

したがって、鋼板表面から100μmの深さ位置における結晶粒径d(μm)、鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置における結晶粒径d(μm)および板厚の中心部分における結晶粒径d(μm)が、下記の(7)式および(8)式を満足させることが好ましい。 Therefore, the crystal grain size d s (μm) at a depth position of 100 μm from the steel plate surface, the crystal grain size d (μm) at a depth position of ¼ of the plate thickness from the steel plate surface, and the crystal grains at the center portion of the plate thickness The diameter d c (μm) preferably satisfies the following expressions (7) and (8).

≦0.7d・・・・・・・・・・・・・・・・(7)式
d≦0.9d・・・・・・・・・・・・・・・・(8)式
ここで、dは鋼板表面から100μmの深さ位置における結晶粒径(μm)を、dは鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置における結晶粒径(μm)を、そして、dは板厚の中心部分における結晶粒径(μm)を示す。
d s ≦ 0.7d c ················ (7 ) formula d ≦ 0.9d c ················ ( 8) where d s is the crystal grain size (μm) at a depth of 100 μm from the steel sheet surface, d is the crystal grain size (μm) at a depth position of ¼ of the plate thickness from the steel sheet surface, Then, d c denotes the crystal grain size in the central portion of the thickness ([mu] m).

なお、d≦0.6dおよびd≦0.85dを満足するような板厚方向への結晶粒径変化を持たせるのが、より好ましい。 Incidentally, the causes have grain diameter change of the thickness of the plate that satisfies d s ≦ 0.6d c and d ≦ 0.85d c, more preferably.

(j)衝撃吸収特性と形状凍結性、あるいはさらに、溶接工程や溶融めっき工程の熱にも耐え得る熱的安定性を有するとともに、局部延性能に優れた熱延鋼板を製造するための方法について
高温域での圧延を採用することで、圧延が容易かつ高生産性の工業的方法を提供することができる。
(j) A method for producing a hot-rolled steel sheet having shock absorption characteristics and shape freezing property, or thermal stability that can withstand the heat of a welding process or a hot dipping process and having excellent local elongation performance By adopting rolling in a high temperature region, it is possible to provide an industrial method that is easy to roll and has high productivity.

まず、オーステナイト温度域から、多パス熱間圧延を開始し、最終の圧延パスをAr点以上かつ780℃以上の高温度で終了する。このとき、オーステナイト結晶粒内に歪みが蓄積される。 First, multi-pass hot rolling is started from the austenite temperature range, and the final rolling pass is finished at a high temperature of Ar 3 points or higher and 780 ° C. or higher. At this time, strain is accumulated in the austenite crystal grains.

なお、曲げ加工部の外観の形状および極限加工時の曲げ稜線に発生する割れに及ぼす組織の影響を調査した結果、本発明に係る熱延鋼板を用いた場合には、平均塑性接線勾配H'と引張強度TSに関するH’/TSを制御することで曲げ加工部周辺に生ずるたわみを低減することが可能であり、さらに表層部組織の粒径を微細化することにより、局部曲げ部の表面近傍の局部変形能が向上し、割れの発生を著しく抑制可能であるという知見に至った。   In addition, as a result of investigating the influence of the structure on the shape of the appearance of the bent portion and the crack generated in the bending ridge line at the limit processing, when the hot-rolled steel sheet according to the present invention is used, the average plastic tangent gradient H ′ By controlling H '/ TS related to the tensile strength TS, it is possible to reduce the deflection generated around the bent portion, and by reducing the grain size of the surface layer structure, it is near the surface of the local bent portion As a result, the local deformability was improved, and it was found that the occurrence of cracks can be remarkably suppressed.

さらに表層近傍の組織粒径に対し、製造時の仕上げ圧延における最終圧延率(圧下率)が大きく影響していることを知見し、最終の圧延パスにおいて仕上最終スタンドの圧延率を10〜50%とすることが好ましいことを見出した。より好ましくは、15〜40%である。   Furthermore, it was found that the final rolling ratio (rolling ratio) in the finish rolling during production greatly affects the grain size in the vicinity of the surface layer, and the rolling ratio of the final finishing stand in the final rolling pass is 10 to 50%. It was found that it is preferable. More preferably, it is 15 to 40%.

これは、仕上最終スタンドでの圧延率が10%を下回ると、オーステナイト中への歪みの蓄積が十分でないため、その後の冷却によってフェライトの析出および微細化が困難となるからである。この圧延率を15%以上とするとフェライト変態をより促進することができる。   This is because if the rolling rate at the final finishing stand is less than 10%, the accumulation of strain in the austenite is not sufficient, and subsequent precipitation makes it difficult to precipitate and refine the ferrite. When this rolling rate is 15% or more, ferrite transformation can be further promoted.

逆に、仕上最終スタンドでの圧延率が50%を超えるような圧延を実施すると、圧延ロールの耐久性を損なうおそれがあり、これを回避するためには圧延設備の大型化が必要になるからである。また、鋼板形状の制御が困難となることが予想されるからである。なお、厳密な鋼板形状を要求される場合には、40%以下にすることが好ましい。   Conversely, if rolling is performed such that the rolling rate at the final finishing stand exceeds 50%, the durability of the rolling roll may be impaired. To avoid this, it is necessary to increase the size of the rolling equipment. It is. Moreover, it is because it will be difficult to control the shape of the steel sheet. In addition, when exact | strict steel plate shape is requested | required, it is preferable to make it 40% or less.

そして、熱間圧延終了直後の0.4秒以内に、720℃以下の温度までの冷却を完了する。このとき、冷却途中においてはこの歪みの解放が抑制されるので、歪みはオーステナイト粒内に蓄積された状態であり、720℃以下の温度になってはじめて、オーステナイトからフェライトへの変態が活発化し、蓄積された歪みを核としてフェライト結晶粒が多数発生し、微細なフェライト組織を形成する。この方法では、鋼板表面と圧延ロール表面の間の摩擦によって熱間圧延時に鋼板に導入される剪断歪みの解放をも抑制することができるため、板厚中心部よりも表面に近い部分でより多くのフェライト核が発生する。   And cooling to the temperature of 720 degrees C or less is completed within 0.4 second immediately after completion | finish of hot rolling. At this time, since the release of this strain is suppressed during cooling, the strain is accumulated in the austenite grains, and the transformation from austenite to ferrite is activated only when the temperature reaches 720 ° C. or less. A large number of ferrite crystal grains are generated using the accumulated strain as a nucleus to form a fine ferrite structure. In this method, it is possible to suppress the release of shear strain introduced into the steel plate during hot rolling by friction between the steel plate surface and the rolling roll surface, so that it is more in the portion closer to the surface than the center of the plate thickness. Ferrite nuclei are generated.

さらにその後、600〜720℃の温度域で2秒以上保持する。これによって、微細かつ結晶粒径が狭い範囲に分布する所望のフェライト組織を得ることができるとともに、変態後の微細フェライト組織中に歪みが残存することも抑制される。また、上述の板厚方向へのフェライト核生成量変化によって、板厚中心から表面に向けて緩やかな粒径の勾配を持つ組織が生成する。   Furthermore, it hold | maintains for 2 second or more in the temperature range of 600-720 degreeC after that. As a result, a desired ferrite structure that is fine and distributed in a narrow range of the crystal grain size can be obtained, and strain can be prevented from remaining in the fine ferrite structure after transformation. In addition, due to the change in the amount of ferrite nucleation in the plate thickness direction described above, a structure having a gentle grain size gradient from the plate thickness center to the surface is generated.

なお、熱間圧延終了直後の冷却条件は、上述のとおり、0.4秒以内に720℃以下の温度までの冷却を完了することが必要である。従来は、最も速いものでも、圧延終了直後から0.2秒以上経過してから冷却が開始され、その冷却速度もせいぜい250℃/秒程 度であった。Ar点が800℃の低炭素鋼を例にとると、低炭素鋼の熱間圧延をAr点で終了したとしても、800℃以上から720℃以下の温度まで冷却する間に、従来は0.52秒以上経過していたから、0.4秒以内に720℃以下の温度までの冷却を完了することは困難であった。 In addition, the cooling conditions immediately after completion | finish of hot rolling need to complete the cooling to the temperature of 720 degrees C or less within 0.4 second as above-mentioned. Conventionally, even the fastest one started cooling after 0.2 seconds or more immediately after the end of rolling, and the cooling rate was about 250 ° C./second at most. Taking a low carbon steel with an Ar 3 point of 800 ° C. as an example, even if the hot rolling of the low carbon steel is terminated at the Ar 3 point, while the cooling is performed from 800 ° C. to 720 ° C., Since 0.52 seconds or more had elapsed, it was difficult to complete the cooling to a temperature of 720 ° C. or less within 0.4 seconds.

さらに、得られた熱延鋼帯について、0.1〜1.0%の調質圧延を施す必要がある。   Furthermore, it is necessary to subject the obtained hot-rolled steel strip to temper rolling of 0.1 to 1.0%.

従来から調質圧延は、熱延鋼板については平坦矯正程度、冷延母材については外装用途に懸念される表面性状を確保するために用いられてきたが、本発明者らはこの調質圧延の主に圧下率が、鋼板の形状凍結特性に及ぼす影響について精査した。   Conventionally, temper rolling has been used to ensure the degree of flatness correction for hot-rolled steel sheets and the surface properties of cold-rolled base materials that are of concern for exterior applications. The effect of the rolling reduction mainly on the shape freezing properties of the steel sheet was investigated.

その結果、前述の方法により得られた鋼板について、0.1〜1.0%の調質圧延を施すと、本発明に規定する機械特性を安定的に得ることが出来ることを見出した。調質圧延が0.1%を下回ると鋼板の平坦度が低下し、成型後の部品精度を悪化させる。一方、上限の1.0%を超えて調質圧延を施すと、降伏点伸びの消失が起こり、例えば局部曲げ加工時に、局部曲げ接線方向の応力分布領域が拡大し、スプリングバック等が発生しやすくなり形状凍結性を損なう。あお、調質圧延率の上限は、0.5%が好ましい。   As a result, it has been found that when the steel sheet obtained by the above-described method is subjected to temper rolling of 0.1 to 1.0%, the mechanical properties defined in the present invention can be stably obtained. If the temper rolling is less than 0.1%, the flatness of the steel sheet is lowered, and the accuracy of the parts after molding is deteriorated. On the other hand, if the temper rolling is performed exceeding the upper limit of 1.0%, the yield point elongation disappears, and for example, during local bending, the stress distribution region in the local bending tangential direction is expanded, and a springback or the like occurs. It becomes easy and shape freezing property is impaired. Oh, the upper limit of the temper rolling ratio is preferably 0.5%.

このように、降伏点伸びは塑性接線勾配を低くする。したがって、降伏点伸びの消失又は縮減の防止を図ることによって、スプリングバック量を低減することができる。   Thus, yield point elongation lowers the plastic tangent gradient. Therefore, the amount of springback can be reduced by preventing the yield point elongation from disappearing or reducing.

本発明は、このような知見と検討・実験結果に基づいて完成したものである。本発明の要旨とするところは、次の(1)〜(5)の局部延性能に優れた熱延鋼板及び(6)〜(8)の局部延性能に優れた熱延鋼板の製造方法である。以下、それぞれ、本発明(1)〜本発明(8)という。本発明(1)〜(8)を総称して、本発明ということがある。   The present invention has been completed on the basis of such findings and examination / experimental results. The gist of the present invention is the following (1) to (5) hot rolled steel sheet with excellent local stretch performance and (6) to (8) hot rolled steel sheet with excellent local stretch performance. is there. Hereinafter, the present invention (1) to the present invention (8), respectively. The present inventions (1) to (8) may be collectively referred to as the present invention.

(1) Ti、Nb、Mo、Vのうちの1種又は2種以上を合計で0.05%以下含有し、フェライトを主相とする炭素鋼または低合金鋼からなる鋼板であって、鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径D(μm)が下記の(1)式及び(2)式を満足し、降伏比が0.8以上であって、JIS5号引張試験における降伏後の塑性歪み0.005から一様伸びの65%の歪みまでの範囲における平均塑性接線勾配H'が下記の(3)式を満足することを特徴とする局部延性能に優れた熱延鋼板。   (1) A steel plate made of carbon steel or low alloy steel containing one or more of Ti, Nb, Mo, and V in total of 0.05% or less and having ferrite as a main phase, The average grain size D (μm) of ferrite at the depth position of 1/4 of the plate thickness from the surface satisfies the following formulas (1) and (2), and the yield ratio is 0.8 or more, Local elongation performance characterized in that the average plastic tangent gradient H ′ in the range from the plastic strain after yielding 0.005 to the 65% strain of uniform elongation in the JIS No. 5 tensile test satisfies the following formula (3) Excellent hot-rolled steel sheet.

1.2≦D≦7・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(1)式
D≦2.7+5000/(5+350・C+40・Mn)・・・(2)式
0.10.1≦H'/TS≦−2×YR+3.1・・・・・・・・・・・・(3)式
ここで、Dは鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径(μm)を、CおよびMnは鋼中の各元素の含有量(質量%)を、H'は引張試験において降伏後の塑性歪み0.005から一様伸びの65%の歪みまでの範囲における平均塑性接線勾配を、TSは引張強度(MPa)を、そして、YRは降伏比を示す。
1.2 ≦ D ≦ 7 (1) Formula D ≦ 2.7 + 5000 / (5 + 350 · C + 40 · Mn) 2 (2) Formula 0.10.1 ≦ H ′ / TS ≦ −2 × YR + 3.1 (3) Formula where D is 1 / th of the plate thickness from the steel plate surface. 4 shows the average grain size (μm) of ferrite at a depth of 4; C and Mn are the contents (% by mass) of each element in the steel; and H ′ is the plastic strain after yielding in the tensile test from 0.005. The average plastic tangent gradient in the range up to 65% strain of uniform elongation, TS is the tensile strength (MPa), and YR is the yield ratio.

(2) 鋼板表層のフェライトの平均結晶粒径D(μm)と、鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径D(μm)が、下記の(4)式を満足することを特徴とする上記(1)の局部延性能に優れた熱延鋼板。 (2) The average crystal grain size D s (μm) of ferrite on the steel sheet surface layer and the average crystal grain size D (μm) of ferrite at a depth position of ¼ of the plate thickness from the steel sheet surface are the following (4) The hot-rolled steel sheet excellent in local rolling performance according to the above (1), characterized by satisfying the formula:

/D≦0.8・・・・・・・・・・・・・・・・(4)式
ここで、Dは鋼板表層のフェライトの平均結晶粒径(μm)を、そして、Dは鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径(μm)を示す。
D s /D≦0.8 (4) where D s is the average crystal grain size (μm) of ferrite on the steel sheet surface layer, and D represents the average crystal grain size (μm) of ferrite at a depth position of ¼ of the plate thickness from the steel plate surface.

(3) 鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置において、結晶粒径d(μm)が下記の(5)式を満足するフェライト結晶粒のフェライトに占める面積割合が80%以上であることを特徴とする、上記(1)又は(2)の局部延性能に優れた熱延鋼板。   (3) The area ratio of ferrite crystal grains satisfying the following formula (5) in the ferrite at a depth position of ¼ of the plate thickness from the steel sheet surface is 80% or more. A hot-rolled steel sheet having excellent local rolling performance as described in (1) or (2) above.

D/3≦d≦3D・・・・・・・・・・・・・・・・(5)式
ここで、dはフェライトの結晶粒径(μm)を、そして、Dは鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径(μm)を示す。
D / 3 ≦ d ≦ 3D (5) where d is the ferrite crystal grain size (μm) and D is the surface of the steel plate. The average crystal grain size (μm) of ferrite at a depth position of ¼ of the thickness is shown.

(4) 鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径D(μm)の700℃における増加速度X(μm/min)と当該平均結晶粒径D(μm)が下記の(6)式を満足することを特徴とする、上記(1)〜(3)のいずれかの局部延性能に優れた熱延鋼板。   (4) An increase rate X (μm / min) at 700 ° C. of the average crystal grain size D (μm) of ferrite at a depth position of ¼ of the plate thickness from the steel sheet surface and the average crystal grain size D (μm) A hot-rolled steel sheet that satisfies the following formula (6) and is excellent in local rolling performance of any one of the above (1) to (3).

D・X≦0.1・・・・・・・・・・・・・・・・(6)式
ここで、Dは鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径(μm)を、そして、Xは当該フェライトの平均結晶粒径D(μm)の700℃における増加速度(μm/min)を示す。
Here D · X ≦ 0.1 ················ (6) formula, D is the average from the steel sheet surface of the ferrite in the 1/4 depth position of the sheet thickness crystal The particle size (μm) and X represents the rate of increase (μm / min) at 700 ° C. of the average crystal particle size D (μm) of the ferrite.

(5) 上記(1)〜(4)のいずれかの局部延性能に優れた熱延鋼板の表面に、Zn、Al、Zn−Al合金またはFe−Zn合金の被覆層を備えることを特徴とする、局部延性能に優れた溶融めっき熱延鋼板。   (5) The surface of the hot-rolled steel sheet excellent in local rolling performance of any one of the above (1) to (4) is provided with a coating layer of Zn, Al, Zn-Al alloy or Fe-Zn alloy. Hot-rolled hot-rolled steel sheet with excellent local rolling performance.

(6) 炭素鋼又は低合金鋼からなるスラブを多パス熱間圧延して局部延性能に優れた熱延鋼板を製造する方法であって、最終の圧延パスをAr点以上かつ780℃以上の温度で終了し、その後400℃/秒以上の冷却速度で0.4秒以内に720℃以下まで冷却した後、600〜720℃の温度域で2秒以上保持した後、0.1〜1.0%の調質圧延を施すことを特徴とする、上記(1)〜(4)のいずれかの局部延性能に優れた熱延鋼板の製造方法。 (6) A method of producing a hot-rolled steel sheet excellent in local rolling performance by multi-pass hot rolling of a slab made of carbon steel or low alloy steel, wherein the final rolling pass is Ar 3 points or higher and 780 ° C. or higher And then cooled to 720 ° C. or less within 0.4 seconds at a cooling rate of 400 ° C./second or more, then held at a temperature range of 600 to 720 ° C. for 2 seconds or more, and then 0.1 to 1 A method for producing a hot-rolled steel sheet excellent in local rolling performance according to any one of the above (1) to (4), characterized by performing 0.0% temper rolling.

(7) 炭素鋼又は低合金鋼からなるスラブを多パス熱間圧延して局部延性能に優れた熱延鋼板を製造する方法であって、最終の圧延パスを仕上最終スタンド圧延率10〜50%で行うとともにAr点以上かつ780℃以上の温度で終了し、その後400℃/秒以上の冷却速度で0.4秒以内に720℃以下まで冷却した後、600〜720℃の温度域で2秒以上保持した後、0.1〜1.0%の調質圧延を施すことを特徴とする、上記(1)〜(4)のいずれかの局部延性能に優れた熱延鋼板の製造方法。 (7) A method of producing a hot-rolled steel sheet having excellent local rolling performance by multi-pass hot rolling a slab made of carbon steel or low-alloy steel, the final rolling pass being finished and the final stand rolling rate of 10-50 And at a temperature not lower than 3 points and not lower than 780 ° C., and then cooled to not higher than 720 ° C. within 0.4 seconds at a cooling rate of not lower than 400 ° C./second, and then in a temperature range of 600 to 720 ° C. Production of hot-rolled steel sheet excellent in local elongation performance of any one of (1) to (4) above, characterized by subjecting to temper rolling of 0.1 to 1.0% after holding for 2 seconds or more Method.

(8) 上記(6)又は(7)の方法により得られた局部延性能に優れた熱延鋼板を酸洗後、連続溶融めっきラインにて溶融めっきを施すことを特徴とする、局部延性能に優れた溶融めっき熱延鋼板の製造方法。   (8) The local elongation performance, characterized by pickling hot-rolled steel sheet excellent in local elongation performance obtained by the method of (6) or (7) above and then performing hot dipping in a continuous hot dipping line. A method for producing hot-rolled hot-rolled steel sheets with excellent resistance.

本発明によれば、超微細な結晶粒を有し、引張強度に対する降伏強度の比(降伏比)が0.8以上の高降伏強度を有し、衝撃吸収特性と形状凍結性に優れるとともに局部延性能に優れた熱延鋼板及びその製造する方法を提供することができる。   According to the present invention, it has ultrafine crystal grains, has a high yield strength with a yield strength to yield strength ratio (yield ratio) of 0.8 or more, has excellent impact absorption characteristics and shape freezing properties, and is locally It is possible to provide a hot-rolled steel sheet having excellent ductility and a method for producing the hot-rolled steel sheet.

さらに、本発明によれば、超微細な結晶粒を有し、引張強度に対する降伏強度の比(降伏比)が0.8以上の高降伏強度を有し、優れた衝撃吸収特性と形状凍結性に加えて、溶接工程や溶融めっき工程の熱にも耐え得る熱的安定性を有するとともに局部延性能に優れた熱延鋼板及びその製造する方法を提供することができる。   Furthermore, according to the present invention, it has ultrafine crystal grains, has a high yield strength with a yield strength ratio (yield ratio) of 0.8 or more, and has excellent shock absorption characteristics and shape freezing properties. In addition, it is possible to provide a hot-rolled steel sheet having a thermal stability that can withstand the heat of the welding process and the hot dipping process and having excellent local rolling performance, and a method for manufacturing the hot-rolled steel sheet.

以下に、本発明に係る局部延性能に優れた熱延鋼板について説明する。以下、各化学成分の含有量の「%」表示は、「質量%」を意味する。   Below, the hot-rolled steel plate excellent in local rolling performance according to the present invention will be described. Hereinafter, “%” display of the content of each chemical component means “mass%”.

(A)化学組成について
C:
Cは、オーステナイトからフェライトへの変態温度を低下させて、熱延の仕上げ温度を低下させることができるので、フェライト結晶粒の微細化を促進するのに有用な元素である。また、強度を確保するための元素である。このため、0.01%以上含有させることが好ましい。また、フェライト結晶粒の微細化をより促進するためには、0.03%以上含有させるのが好ましい。ただし、過度に含有させると、熱延後のフェライト変態が遅延し、フェライトの体積率が低下するため、また溶接性が劣化するため0.25%以下とすることが好ましい。溶接部の加工性を向上させるためには、C含有量を0.17%以下にするのが好ましく、0.15%以下とするのがより好ましい。
(A) About chemical composition C:
C is an element useful for promoting the refinement of ferrite crystal grains because it can lower the transformation temperature from austenite to ferrite and lower the finishing temperature of hot rolling. Moreover, it is an element for ensuring strength. For this reason, it is preferable to make it contain 0.01% or more. Moreover, in order to further promote the refinement of ferrite crystal grains, the content is preferably 0.03% or more. However, if it is contained excessively, ferrite transformation after hot rolling is delayed, the volume fraction of ferrite is lowered, and weldability is deteriorated, so it is preferably made 0.25% or less. In order to improve the workability of the weld zone, the C content is preferably 0.17% or less, and more preferably 0.15% or less.

Si:
Siは、強度向上を目的として含有させることが好ましい。ただし、過剰に含有させると、延性の劣化が著しくなるうえに、熱間圧延時の表面酸化の問題が生じるので、含有量を3%以下とすることが好ましい。好ましくは2%以下、より好ましくは1.8%以下である。下限は不純物レベルでもよい。通常、製鋼段階で0.01%程度混入する。
Si:
Si is preferably contained for the purpose of improving the strength. However, if it is contained excessively, the ductility deteriorates remarkably and the problem of surface oxidation during hot rolling occurs, so the content is preferably made 3% or less. Preferably it is 2% or less, More preferably, it is 1.8% or less. The lower limit may be an impurity level. Usually, about 0.01% is mixed in the steelmaking stage.

Mn:
Mnは、強度確保のため、含有させることが好ましい。また、オーステナイトからフェライトへの変態温度を低下させて、熱間圧延における仕上温度を低下させることを可能にするので、フェライト結晶粒の微細化を促進するため、含有させることが好ましい。ただし、過度に含有させると、熱間圧延後のフェライト変態が遅延し、フェライトの体積率が低下するため、含有量を3%以下とすることが好ましい。より好ましくは2.7%以下である。下限は不純物レベルでもよいが、強度向上を目的として含有させる場合には、0.5%以上含有させることが好ましい。
Mn:
Mn is preferably contained to ensure strength. Moreover, since the transformation temperature from austenite to ferrite can be lowered and the finishing temperature in hot rolling can be lowered, it is preferably contained in order to promote refinement of ferrite crystal grains. However, if it is contained excessively, ferrite transformation after hot rolling is delayed and the volume fraction of ferrite is lowered, so the content is preferably made 3% or less. More preferably, it is 2.7% or less. The lower limit may be an impurity level, but when it is contained for the purpose of improving the strength, it is preferably contained at 0.5% or more.

Al:
Alは、延性を向上させるため含有させてもよい。しかし、過度に含有させると、高温でのオーステナイトが不安定化し熱間圧延における仕上温度を過度に上昇させる必要が生じること、また、安定した連続鋳造を困難にすることから、含有量を3%以下とすることが好ましい。下限は不純物レベルでもよい。通常脱酸過程により0.01%程度混入する。
Al:
Al may be included to improve ductility. However, if excessively contained, the austenite at high temperature becomes unstable, and it is necessary to excessively increase the finishing temperature in hot rolling, and it becomes difficult to achieve stable continuous casting. The following is preferable. The lower limit may be an impurity level. Usually about 0.01% is mixed by deoxidation process.

P:
Pは、強度を増加させるため、含有させても良い。しかし、過度に含有させると、粒界偏析による脆化が生じるので、含有させる場合には、含有量を0.5%以下とすることが好ましい。より好ましくは0.2%以下、さらに好ましくは、0.1%以下である。下限は不純物レベルでもよい。通常、製鋼段階で0.01%程度混入してくる。
P:
P may be contained in order to increase the strength. However, if it is excessively contained, embrittlement due to grain boundary segregation occurs, so when it is included, the content is preferably 0.5% or less. More preferably, it is 0.2% or less, More preferably, it is 0.1% or less. The lower limit may be an impurity level. Usually, about 0.01% is mixed in the steelmaking stage.

Ti:
Tiは、炭化物又は窒化物として析出し強度を増加させるため、また、この析出物がオーステナイトやフェライトの粗大化を抑制して、熱延時の結晶粒の微細化を促進し、熱処理の際には粒成長を抑制するため、含有させても良い。ただし、過度に含有させると、Ti系炭窒化物を形成し、成形性あるいは形状凍結性を損ねる傾向にあるため、Ti+Nb+Mo+Vの総量で0.05%以下とする必要がある。好ましくは0.03%以下、より好ましくは0.01%以下である。なお、下限は不純物レベルでもよい。製鋼上、一般に0.001%程度は混入する。
Ti:
Ti precipitates as carbide or nitride to increase the strength, and this precipitate suppresses the coarsening of austenite and ferrite to promote the refinement of crystal grains during hot rolling, and during the heat treatment In order to suppress grain growth, it may be contained. However, if excessively contained, Ti-based carbonitrides are formed and the formability or shape freezing property tends to be impaired. Therefore, the total amount of Ti + Nb + Mo + V needs to be 0.05% or less. Preferably it is 0.03% or less, More preferably, it is 0.01% or less. The lower limit may be an impurity level. Generally about 0.001% is mixed on steelmaking.

Nb:
Nbは、炭化物又は窒化物として析出し強度を増加させるため、また、この析出物がオーステナイトやフェライトの粗大化を抑制して、熱延時の結晶粒の微細化を促進し、熱処理の際には粒成長を抑制するため、含有させても良い。ただし、過度に含有させると、Nb系炭窒化物を形成し、成形性あるいは形状凍結性を損ねる傾向にあるため、Ti+Nb+Mo+Vの総量で0.05%以下とする必要がある。好ましくは0.03%以下、より好ましくは0.01%以下である。なお、下限は不純物レベルでもよい。製鋼上、一般に0.001%程度は混入する。
Nb:
Nb precipitates as carbide or nitride to increase the strength, and this precipitate suppresses the coarsening of austenite and ferrite to promote the refinement of crystal grains during hot rolling, and during the heat treatment In order to suppress grain growth, it may be contained. However, if excessively contained, Nb-based carbonitrides are formed and the formability or shape freezing property tends to be impaired. Therefore, the total amount of Ti + Nb + Mo + V needs to be 0.05% or less. Preferably it is 0.03% or less, More preferably, it is 0.01% or less. The lower limit may be an impurity level. Generally about 0.001% is mixed on steelmaking.

V:
Vは炭化物として析出し強度を増加させるため、また、この析出物がフェライトの粗大化を抑制して、結晶粒の微細化を促進するため、含有させても良い。ただし、過度に含有させると、Ti、Nbと同様な理由で、延性や加工性を阻害するので、Ti+Nb+Mo+Vの総量で0.05%以下とする必要がある。好ましくは0.03%以下、より好ましくは0.01%以下である。なお、下限は不純物レベルでもよい。製鋼上、一般に0.001%程度は混入する。
V:
V is precipitated as a carbide to increase the strength, and since this precipitate suppresses the coarsening of ferrite and promotes the refinement of crystal grains, it may be contained. However, if excessively contained, the ductility and workability are hindered for the same reason as Ti and Nb, so the total amount of Ti + Nb + Mo + V needs to be 0.05% or less. Preferably it is 0.03% or less, More preferably, it is 0.01% or less. The lower limit may be an impurity level. Generally about 0.001% is mixed on steelmaking.

Mo:
Moは、MoCを析出し強度を増加させるため、また、この析出物がフェライトの粗大化を抑制して、結晶粒の微細化を促進するため、含有させても良い。また、Moは、Ti、Nbと複合含有させることで炭窒化物の粗大化を抑制する効果があり、成形性の製造安定性を向上する効果があるため、含有させても良い。ただし、過度に含有させると、Ti、Nb、Vと同様な理由で、延性や加工性を阻害するので、Ti+Nb+Mo+Vの総量で0.05%以下とする必要がある。好ましくは0.03%以下、より好ましくは0.01%以下である。なお、下限は不純物レベルでもよい。製鋼上、一般に0.001%程度は混入する。
Mo:
Mo may be contained in order to precipitate MoC and increase the strength, and since this precipitate suppresses the coarsening of ferrite and promotes the refinement of crystal grains. Further, Mo may be contained because it has the effect of suppressing the coarsening of carbonitride by being combined with Ti and Nb, and has the effect of improving the production stability of the formability. However, if excessively contained, the ductility and workability are hindered for the same reason as Ti, Nb, and V, so the total amount of Ti + Nb + Mo + V needs to be 0.05% or less. Preferably it is 0.03% or less, More preferably, it is 0.01% or less. The lower limit may be an impurity level. Generally about 0.001% is mixed on steelmaking.

Cr:
Crは、焼き入れ性を増加させ、フェライト組織中にマルテンサイトやベイナイトを生成させる作用を有するため、これらの作用を目的として含有させても良い。ただし、多量に含有させるとフェライトの生成が抑制されるため、含有量を1%以下とすることが好ましい。なお、下限は不純物レベルでもよい。製鋼上、一般に0.02%程度は混入する。
Cr:
Since Cr has the effect of increasing hardenability and generating martensite and bainite in the ferrite structure, it may be included for the purpose of these functions. However, since the production | generation of a ferrite will be suppressed when it contains abundantly, it is preferable to make content 1% or less. The lower limit may be an impurity level. Generally about 0.02% is mixed in steelmaking.

Cu:
Cuは、低温で析出して強度を増加させる作用を有するため、これらの作用を目的として含有させても良い。ただし、スラブの粒界割れなどを引き起こすおそれがあるため、含有量を3%以下とすることが好ましい。より好ましくは2%以下である。なお、含有させる場合は、含有量0.1%以上とすることが好ましい。なお、下限は不純物レベルでもよい。製鋼上、一般に0.02%程度は混入する。
Cu:
Since Cu has an action of precipitating at a low temperature to increase the strength, Cu may be contained for the purpose of these actions. However, since there is a risk of causing grain boundary cracking of the slab, the content is preferably 3% or less. More preferably, it is 2% or less. In addition, when making it contain, it is preferable to make it content 0.1% or more. The lower limit may be an impurity level. Generally about 0.02% is mixed in steelmaking.

Ni:
Niは、高温でのオーステナイトの安定度を増加する目的で含有させても良い。また、Cuを含有させる場合はスラブの粒界脆化を防止するために含有させても良い。ただし、過度に含有させると、フェライトの生成が抑制されるため、含有量を1%以下とすることが好ましい。なお、下限は不純物レベルでもよい。製鋼上、一般に0.02%程度は混入する。
Ni:
Ni may be included for the purpose of increasing the stability of austenite at high temperatures. Moreover, when Cu is contained, it may be contained in order to prevent grain boundary embrittlement of the slab. However, since the production | generation of a ferrite will be suppressed when it contains excessively, it is preferable to make content 1% or less. The lower limit may be an impurity level. Generally about 0.02% is mixed in steelmaking.

Ca、REM、B:
Ca、希土類元素(REM)やBは凝固中に析出する酸化物や窒化物を微細化して、鋳片の健全性を保つため、その1種又は2種以上を含有させても良い。ただし、高価であるため、総含有量で0.005%以下とすることが好ましい。下限は不純物レベルでもよい。ここで、希土類元素(REM)とは、ランタニドの15元素とYおよびScを合わせた17元素を意味する。
Ca, REM, B:
Ca, rare earth elements (REM), and B may be contained in one or more kinds in order to refine oxides and nitrides precipitated during solidification and maintain the soundness of the slab. However, since it is expensive, the total content is preferably 0.005% or less. The lower limit may be an impurity level. Here, the rare earth element (REM) means 17 elements including 15 elements of lanthanide and Y and Sc.

なお、鋼中に混入する「不純物」としては、他には、S、N、Sn等が挙げられる。S、Nについては、できればその含有量を以下のように規制するのが望ましい。   Other examples of “impurities” mixed in the steel include S, N, and Sn. About S and N, if possible, it is desirable to regulate the content thereof as follows.

S:
Sは硫化物系介在物を形成して加工性を低下させる不純物元素であるため、その含有量は0.05%以下に抑えるのが望ましい。そして、一段と優れた加工性を確保したい場合には、0.008%以下とすることが好ましい。より好ましくは0.003%以下である。
S:
Since S is an impurity element that forms sulfide inclusions and degrades workability, the content is preferably suppressed to 0.05% or less. And when securing the further outstanding workability, it is preferable to set it as 0.008% or less. More preferably, it is 0.003% or less.

N:
Nは加工性を低下させる不純物元素であり、その含有量は0.01%以下に抑えることが望ましい。より好ましくは、0.006%以下である。
N:
N is an impurity element that lowers workability, and its content is preferably suppressed to 0.01% or less. More preferably, it is 0.006% or less.

(B)本発明に係る局部延性能に優れた熱延鋼板の組織について
本発明に係る局部延性能に優れた熱延鋼板は、フェライトを主相とし、主相とフェライト以外の第2相とからなる組織を有する鋼板である。ここで「主相」とは組織を構成する相のうち該組織に占める割合が最大となる相であるという意味である。主相のフェライトは、体積率で少なくとも50%以上であることが好ましく、より好ましくは60%以上である。フェライトの体積率が50%未満では、鋼板の延性や加工性が損なわれる場合がある。
(B) About the structure of the hot-rolled steel sheet excellent in local ductility according to the present invention The hot-rolled steel sheet excellent in local ductility according to the present invention has ferrite as the main phase, the main phase and the second phase other than ferrite. It is a steel plate which has the structure which consists of. Here, the “main phase” means that the phase occupying the maximum proportion of the phase constituting the organization is the phase. The main phase ferrite is preferably at least 50% or more by volume, more preferably 60% or more. If the ferrite volume fraction is less than 50%, the ductility and workability of the steel sheet may be impaired.

フェライトの結晶粒径(直径)は、熱延鋼板の機械特性と熱的安定性、さらには加工性に大きく影響する。したがって、本発明に係る熱延鋼板に十分な強度と延性や熱的安定性、さらには曲げ加工性を確保するために、鋼板表面から板厚の1/4の深さにおけるフェライトの平均結晶粒径D(μm)を、下記の(1)式及び(2)式を満足する一定の範囲にとどめる必要がある。   The crystal grain size (diameter) of the ferrite greatly affects the mechanical properties and thermal stability of the hot-rolled steel sheet, and further the workability. Therefore, in order to ensure sufficient strength, ductility, thermal stability, and bending workability in the hot-rolled steel sheet according to the present invention, the average crystal grains of ferrite at a depth of ¼ of the sheet thickness from the steel sheet surface It is necessary to keep the diameter D (μm) within a certain range that satisfies the following expressions (1) and (2).

1.2≦D≦7・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(1)式
D≦2.7+5000/(5+350・C+40・Mn)・・・(2)式
ここで、Dは鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径(μm)を、そして、CおよびMnは鋼中の各元素の含有量(質量%)を示す。
1.2 ≦ D ≦ 7 (1) Formula D ≦ 2.7 + 5000 / (5 + 350 · C + 40 · Mn) 2 Equation (2) where D is the average crystal grain size (μm) of ferrite at a depth of 1/4 of the plate thickness from the steel sheet surface, and C and Mn are the contents (mass of each element in the steel) %).

すなわち、その一定の範囲とは、1.2μmを下限とし、そして、2.7+5000/(5+350・C+40・Mn)μm及び7μmのうちの小さい方の値を上限とする範囲のことである。なお、(2)式中で、CおよびMnは、それぞれ、鋼中の各元素の含有量(質量%)を示す。 That is, the certain range is a range in which 1.2 μm is the lower limit and 2.7 + 5000 / (5 + 350 · C + 40 · Mn) 2 μm and 7 μm is the upper limit. In the formula (2), C and Mn each represent the content (mass%) of each element in the steel.

ここで、フェライトの平均結晶粒径Dの下限を1.2μmとするのは、1.2μm未満では、加工硬化係数が極端に減少して延性や加工性が劣化するだけでなく、微細フェライト組織の熱的安定性も劣化して、高温下で容易に粒成長するからである。より優れた延性や加工性や熱的安定性を得るためには、フェライトの平均結晶粒径Dの下限を1.5μmとするのが好ましい。一方、フェライトの平均結晶粒径Dの上限を2.7+5000/(5+350・C+40・Mn)μm及び7μmのうちの小さい方の値とするのは、これらのいずれかの値を超えると、十分な強度が得られなくなるからである。より優れた強度を得るためには、フェライトの平均結晶粒径Dの上限を、2.4+5000/(5+350・C+40・Mn)μm及び5.5μmのうちの小さい方の値を上限とするのが好ましい。なお、ここでは、15°以上の結晶方位差を持つ大角の粒界で囲まれた領域を1つの結晶粒と定義し、15°未満の小角の粒界は無視する。 Here, the lower limit of the average grain size D of the ferrite is 1.2 μm. If the average grain size D is less than 1.2 μm, not only the work hardening coefficient is extremely reduced and the ductility and workability deteriorate, but also the fine ferrite structure This is because the thermal stability of the material deteriorates and the grains grow easily at a high temperature. In order to obtain more excellent ductility, workability and thermal stability, the lower limit of the average crystal grain size D of ferrite is preferably 1.5 μm. On the other hand, the upper limit of the average grain size D of ferrite is set to the smaller value of 2.7 + 5000 / (5 + 350 · C + 40 · Mn) 2 μm and 7 μm. This is because a sufficient strength cannot be obtained. In order to obtain better strength, the upper limit of the average crystal grain size D of ferrite should be the upper value of the smaller one of 2.4 + 5000 / (5 + 350 · C + 40 · Mn) 2 μm and 5.5 μm. Is preferred. Here, a region surrounded by a large-angle grain boundary having a crystal orientation difference of 15 ° or more is defined as one crystal grain, and a small-angle grain boundary less than 15 ° is ignored.

衝撃吸収性能は部品構造(形状)のほか、材料の機械特性値として材料変形の際の塑性仕事量と強い相関がある。高衝撃吸収材料は、同一の引張強度TSで比較すると高いYR値を有し、その機械特性は高い降伏強度YSを有することになるので、衝撃吸収時の変形によって塑性仕事量が増大する。よって十分な衝突吸収性能を得るために、降伏比YRを0.8以上とする必要がある。なお、降伏比YRは0.85以上とするのが好ましい。   In addition to the component structure (shape), the impact absorption performance has a strong correlation with the amount of plastic work during material deformation as the mechanical property value of the material. The high impact absorbing material has a high YR value when compared with the same tensile strength TS, and the mechanical properties thereof have a high yield strength YS. Therefore, the plastic work increases due to deformation during impact absorption. Therefore, in order to obtain sufficient collision absorption performance, the yield ratio YR needs to be 0.8 or more. The yield ratio YR is preferably 0.85 or more.

曲げ加工中において材料の板厚方向の曲げ内側には圧縮応力が発生し、曲げ外側には引張りの応力が発生する。材料を金型から取り出すと、これら板厚方向に分布する応力が解放され、弾性回復現象としてスプリングバックが発生する。   During the bending process, a compressive stress is generated inside the material in the thickness direction of the material, and a tensile stress is generated outside the material. When the material is taken out of the mold, the stress distributed in the plate thickness direction is released, and a springback occurs as an elastic recovery phenomenon.

スプリングバックの大小関係を決定するものとしては、上記に示した材料の板厚方向の曲げ内外応力差と、その応力が発生する範囲が影響をおよぼす。   For determining the magnitude relationship of the springback, the above-described difference in stress between the inside and outside of the material in the thickness direction of the material and the range in which the stress is generated have an effect.

曲げ成形中に発生する曲げ内外応力差が大きければ、スプリングバック量も大きいものとなる。また、この応力差は曲げ成形による到達応力と相関があることが知られている。すなわち、同一成形条件においては、高強度鋼板ほど加工による到達応力が高いため、スプリングバックも大きいものとなる。   If the difference in bending internal / external stress generated during bending is large, the amount of spring back is also large. Further, it is known that this stress difference has a correlation with the ultimate stress due to bending. That is, under the same forming conditions, the higher the strength of the steel plate, the higher the ultimate stress due to processing, and the larger the spring back.

次に、曲げ応力の発生する範囲とは、例えば、曲げRが大きい場合は小さいものと比べて、曲げ方向の加工される範囲が大きくなる。すなわち、応力の発生する範囲が広い。よって、スプリングバック量が大きいものとなる。また、スプリングバックに及ぼす試験条件の関係としてはRp/tが、スプリングバックと強い相関を持つ事が、従来から知られている。ここで、Rpは金型のパンチの肩部の半径(mm)、そして、tは材料の板厚(mm)を意味する。なお、本明細書中において、曲げ半径RとはR=Rp+t/2を意味する。   Next, the range in which the bending stress is generated is, for example, a larger range in which the bending R is processed than when the bending R is large compared to a small one. That is, the range in which stress is generated is wide. Therefore, the amount of spring back is large. Further, it has been known that Rp / t has a strong correlation with springback as a relation of test conditions on springback. Here, Rp is the radius (mm) of the shoulder of the punch of the mold, and t is the thickness (mm) of the material. In the present specification, the bending radius R means R = Rp + t / 2.

よって、同一のRp/tにおいては、高い引張強度TSの材料ほどスプリングバック量が大きくなり、同一の引張強度TSの材料においては、Rp/tが大きくなるほどスプリングバック量が大きくなる。   Therefore, at the same Rp / t, the material having the higher tensile strength TS has a larger springback amount, and for the material having the same tensile strength TS, the larger the Rp / t, the larger the springback amount.

ここで、低塑性接線勾配特性を持つ材料について説明すると、塑性接線勾配は材料の引張試験における応力−塑性歪み曲線の接線勾配のことであり、材料の加工中における歪みの伝播性を示す一つの値である。   Here, a material having a low plastic tangential gradient characteristic will be described. A plastic tangential gradient is a tangential gradient of a stress-plastic strain curve in a tensile test of a material, and is one of the strain propagation characteristics during processing of a material. Value.

本発明は、曲げ加工において応力発生領域を局所化することに着目したものである。本発明は、同一成形条件で曲げ試験を実施した場合に、低塑性接線勾配特性を有する材料ほど歪みが局所化し曲げ方向応力の発生する範囲が狭くなるために、スプリングバックが小さくなることを見出したことに基づいている。つまり、従来の知見によれば、Rp/t及び引張強度TSが同一であれば、同じスプリングバック量を示すことになるが、本発明によれば、それらの値が同一であっても塑性接線勾配が低いほどスプリングバックが小さくなる。衝撃吸収特性と形状凍結性を両立させることができるためには、平均塑性接線勾配H'/引張強度TSは[−2×YR+3.1]以下である必要があることが、シミュレーション解析により判明した。   The present invention focuses on localizing a stress generation region in bending. The present invention has found that when a bending test is carried out under the same molding conditions, a material having a low plastic tangential gradient characteristic localizes strain and narrows the range in which bending stress is generated, so that the springback is reduced. Is based on that. That is, according to the conventional knowledge, if Rp / t and tensile strength TS are the same, the same springback amount is shown. However, according to the present invention, even if these values are the same, the plastic tangent The lower the slope, the smaller the springback. Simulation analysis has revealed that the average plastic tangent gradient H ′ / tensile strength TS needs to be [−2 × YR + 3.1] or less in order to achieve both shock absorption characteristics and shape freezing properties. .

ただし、極端に降伏強度YS及び降伏比YRが低い場合には、板厚方向の内外応力差が微小となり、H'の大小にかかわらず、スプリングバックが小さくなる場合がある。しかし、この場合は衝撃吸収性能に劣るため、本発明の目的とする衝撃吸収性能と形状凍結性を両立する鋼板とはならないので、本発明においては、極端に降伏強度YS及び降伏比YRが低い場合を想定する必要はない。   However, when the yield strength YS and the yield ratio YR are extremely low, the difference between the internal and external stresses in the thickness direction is small, and the springback may be small regardless of the magnitude of H ′. However, in this case, since the shock absorbing performance is inferior, the steel sheet that achieves both the impact absorbing performance and the shape freezing property of the present invention is not achieved, so in the present invention, the yield strength YS and the yield ratio YR are extremely low. There is no need to assume a case.

図10は、直角曲げ加工において発生する応力について、曲げ位置毎にその大きさをシミュレーションしたものである。(a)が塑性接線勾配H'/引張強度TS=0.98の材料(本発明材)であり、(b)が塑性接線勾配H'/引張強度TS=1.78の材料(SAPH440:JIS G 31133)である。いずれも、引張強度TSが440MPa程度の熱延鋼板である。シミュレーションは、動的陽解法汎用FEMコードLS−DYNA ver.970を用いたシミュレーション解析によった。   FIG. 10 is a simulation of the magnitude of the stress generated in the right-angle bending process for each bending position. (a) is a material having a plastic tangential gradient H ′ / tensile strength TS = 0.98 (material of the present invention), and (b) is a material having a plastic tangential gradient H ′ / tensile strength TS = 1.78 (SAPH440: JIS). G 31133). Both are hot-rolled steel sheets having a tensile strength TS of about 440 MPa. The simulation was based on a simulation analysis using a dynamic explicit general-purpose FEM code LS-DYNA ver.970.

図10から分かるように、本発明に係る材料(a)では応力が発生する領域が狭いのに対して、比較材の(b)では応力が発生する領域が広い。したがって、本発明に係る材料(a)ではスプリングバックが小さいものとなるのに対して、比較材の(b)ではスプリングバックが大きいものとなる。   As can be seen from FIG. 10, in the material (a) according to the present invention, the region where the stress is generated is narrow, whereas in the comparative material (b), the region where the stress is generated is wide. Therefore, the material (a) according to the present invention has a small spring back, while the comparative material (b) has a large spring back.

また、効率的な衝撃吸収構造としては部品変形時の座屈シワの発生挙動が影響を及ぼすことが知られている。理想的な座屈シワが発生する材料条件としては、材料に有る程度の加工硬化特性が要求される。よって、平均塑性接線勾配H'/引張強度TSは0.1以上とする必要がある。好ましくは0.13以上である。   In addition, it is known that a buckling wrinkle generation behavior at the time of deformation of a part affects an efficient shock absorbing structure. As a material condition for generating an ideal buckling wrinkle, a work-hardening characteristic to some extent is required for the material. Therefore, the average plastic tangential gradient H ′ / tensile strength TS needs to be 0.1 or more. Preferably it is 0.13 or more.

よって、JIS5号引張試験における降伏後の塑性歪み0.005から一様伸びの65%の歪みまでの範囲における平均塑性接線勾配H'が、次の(3)式を満足する必要がある。   Therefore, the average plastic tangential gradient H ′ in the range from the plastic strain after yielding 0.005 to the 65% strain of uniform elongation in the JIS No. 5 tensile test needs to satisfy the following formula (3).

0.1≦H'/TS≦−2×YR+3.1・・・・・・・・・・・・(3)式
ここで、H'は引張試験において降伏後の塑性歪み0.005から一様伸びの65%の歪みまでの範囲における平均塑性接線勾配を、TSは引張強度(MPa)を、そして、YRは降伏比を示す。
0.1 ≦ H ′ / TS ≦ −2 × YR + 3.1 (3) where H ′ is one from the plastic strain after yielding 0.005 in the tensile test. The mean plastic tangent gradient in the range up to 65% strain of uniform elongation, TS is the tensile strength (MPa), and YR is the yield ratio.

次に、密着曲げ加工のような局部曲げ加工に付いて説明する。局部曲げ加工においても、前記の直角曲げ加工と同様に、局部曲げ加工中において材料の板厚方向の局部曲げ内側には圧縮応力が発生し、局部曲げ外側には引張の応力が発生する。材料を金型から取り出すと、これら板厚方向に分布する応力が解放され、弾性回復現象としてスプリングバックが発生する。   Next, the local bending process such as the contact bending process will be described. In the local bending process, as in the case of the right-angle bending process, during the local bending process, a compressive stress is generated inside the local bend in the plate thickness direction of the material, and a tensile stress is generated outside the local bend. When the material is taken out of the mold, the stress distributed in the plate thickness direction is released, and a springback occurs as an elastic recovery phenomenon.

スプリングバックの大小関係を決定するものとしては、上記に示した材料の板厚方向の局部曲げ内外応力差と、その応力が発生する範囲が影響をおよぼす。   For determining the magnitude relationship of the springback, the above-described difference in local bending internal / external stress in the thickness direction of the material and the range in which the stress is generated have an effect.

局部曲げ成形中に発生する局部曲げ内外応力差が大きければ、スプリングバック量も大きいものとなる。また、この応力差は局部曲げ成形による到達応力と相関があることが知られている。すなわち、同一成形条件においては、高強度鋼板ほど加工による到達応力が高いため、スプリングバックも大きいものとなる。   If the local bending internal / external stress difference generated during local bending is large, the amount of spring back is also large. Further, it is known that this stress difference has a correlation with the ultimate stress due to local bending. That is, under the same forming conditions, the higher the strength of the steel plate, the higher the ultimate stress due to processing, and the larger the spring back.

次に、局部曲げ応力の発生する範囲とは、例えば、局部曲げRが大きい場合は小さいものと比べて、局部曲げ方向の加工される範囲が大きくなる。すなわち、応力の発生する範囲が広い。よって、スプリングバック量が大きいものとなる。したがって、スプリングバックに及ぼす局部曲げ試験条件の関係としては、前記の直角曲げ加工と同様に、Rp/tがスプリングバックと強い相関を持つことが判明した。ここで、Rpは金型のパンチの肩部の半径(mm)を、そして、tは材料の板厚(mm)を意味すること、さらに、局部曲げ半径RとはR=Rp+t/2を意味することは、前記の直角曲げ加工におけるのと同様である。   Next, the range in which the local bending stress is generated is, for example, a larger range in which the local bending direction is processed than when the local bending R is large, compared to a small range. That is, the range in which stress is generated is wide. Therefore, the amount of spring back is large. Therefore, as for the relationship of the local bending test conditions on the springback, it has been found that Rp / t has a strong correlation with the springback as in the case of the right-angle bending process. Here, Rp means the radius (mm) of the shoulder of the punch of the mold, t means the plate thickness (mm) of the material, and the local bending radius R means R = Rp + t / 2 This is the same as in the right angle bending process.

密着曲げ加工においても、そのスプリングバックの大きさは、(i)局部曲げ方向残留応力の板厚方向差(局部曲げ内側の残留応力と局部曲げ外側の残留応力の差)の分布と、(ii)この局部曲げ内外残留応力差が発生する領域の局部曲げ方向の分布により、決定される。   Even in the close contact bending process, the size of the spring back is determined by the distribution of (i) the difference in the thickness direction of the residual stress in the local bending direction (the difference between the residual stress inside the local bend and the residual stress outside the local bend), and (ii It is determined by the distribution in the local bending direction of the region where the difference in residual stress between the inside and outside of the local bending occurs.

したがって、密着曲げ加工における残留応力と局部曲げ方向を制御することができれば、直角曲げ成形と同様に、スプリングバックを小さくすることができることになる。   Therefore, if the residual stress and the local bending direction in the tight bending process can be controlled, the springback can be reduced as in the case of the right angle bending.

そして、残留応力は、密着曲げ加工中の局部曲げ変形の挙動によって変化するが、直角曲げ成形と同様に、(i)の局部曲げ内外の残留応力の差は、材料に局部曲げ加工を施すときの局部曲げ部到達応力と相関関係にあることが知られている。また、加工硬化特性が低い材料は、変形領域が狭いため、歪みが局所化されやすく、上記(ii)の局部曲げ内外残留応力差が発生する領域が局所化できることになり、その結果、スプリングバック量を低減させることができる。   Residual stress varies depending on the behavior of local bending deformation during close contact bending, but as with right angle bending, the difference in residual stress inside and outside the local bending in (i) is the same as when the material is subjected to local bending. It is known that there is a correlation with the local bending part ultimate stress. In addition, since the material with low work hardening characteristics has a narrow deformation region, the strain is likely to be localized, and the region where the local bending internal / external residual stress difference (ii) occurs can be localized. The amount can be reduced.

優れた局部延性能とは、このような密着曲げ加工において、曲げ外側において割れの発生が抑制されて曲げ部がシャープな形状になるとともに、スプリングバック量が低いためにそのシャープな形状が加工後も維持されるという形状凍結性を有することを意味する。   Excellent local extension performance means that in such close contact bending, cracking is suppressed on the outer side of the bend and the bent part becomes sharper, and the springback amount is low, so the sharper shape is It also means that it has a shape freezing property of being maintained.

局部延性能は破断部近傍の微小領域における伸び性能とも考えられることから、局部延性能は、以下の試験を行うことによって評価することもできる。   Since the local elongation performance is considered to be the elongation performance in a minute region near the fracture portion, the local elongation performance can also be evaluated by performing the following test.

図11は、局部延性能を評価するためのJIS5号引張試験片の引張前後の状況を示す。(a)が引張前の状態であり、そして、(b)が破断直前まで引張った状態である。   FIG. 11 shows the situation before and after the tension of a JIS No. 5 tensile test piece for evaluating the local elongation performance. (a) is in a state before tensioning, and (b) is in a state in which it is pulled until just before breaking.

引張試験前のJIS5号引張試験片に1〜2mm間隔でドット状のマーキングを施しておき、引張試験を試験片の破断直前まで実施した後、試験後のマーキング間隔を測定する。試験前後の歪み測定ライン上のマーキング間隔を比較することにより、試験片の微小領域の歪み分布を得ることができる。   A dot-like marking is given to the JIS No. 5 tensile test piece before the tensile test at intervals of 1 to 2 mm, and the tensile test is carried out until just before the test piece breaks, and then the marking interval after the test is measured. By comparing the marking intervals on the strain measurement line before and after the test, it is possible to obtain the strain distribution of the minute region of the test piece.

図12は、試験片の幅方向中央部における微小領域の歪み(変形)分布を示している。本発明材は塑性接線勾配H'/引張強度TS=0.98の材料であり、通常比較材は塑性接線勾配H'/引張強度TS=1.78の材料(SAPH440:JIS G 31133)である。本発明材は、通常比較材に比べて、歪みの集中を認めることができる。さらに、本発明材は、通常比較材に比べて、破断部(中心O)の近傍の歪みの絶対値も大きいものとなっている。   FIG. 12 shows a strain (deformation) distribution of a minute region at the center in the width direction of the test piece. The material of the present invention is a material having a plastic tangential gradient H ′ / tensile strength TS = 0.98, and the comparative material is usually a material having a plastic tangential gradient H ′ / tensile strength TS = 1.78 (SAPH440: JIS G 31133). . The material of the present invention can recognize a concentration of strain as compared with the normal comparative material. Furthermore, the material of the present invention has a larger absolute value of strain near the fractured portion (center O) than that of the normal comparative material.

このことから、本発明材はスプリングバック量が小さくなるとともに、局部曲げ部の割れの発生が抑制されたものとなることが分かる。なお、局部曲げ部の割れの発生は、結晶組織における軟質部と硬質部の界面が破壊の起点になることから、局部曲げ部の割れの発生の抑制は、本発明材が特に表面において、微細で均一な組織を有していることを意味する。   From this, it can be seen that the material of the present invention has a small amount of springback and suppresses the occurrence of cracks in the local bent portion. In addition, since the occurrence of cracks in the local bends is the starting point of fracture at the interface between the soft part and the hard part in the crystal structure, the suppression of the occurrence of cracks in the local bends is very It means that it has a uniform structure.

本発明者らは、優れた局部延性能を得るために、種々の検討と実験を重ねた結果、上記の平均塑性接線勾配H'及び鋼板の結晶粒径がこの局部延性能に対して相関関係を有していることを見出した。すなわち、低H'材の場合には、鋼板を折り曲げたときに、その局部曲げ部の狭い範囲に歪みが集中することによって、スプリングバック量が低減され、そして、鋼板の結晶粒径が微細で均一であるために引張方向歪みの絶対値が大きくなることから、局部曲げ部の割れの発生が抑制されるとともに局部曲げ部がシャープな形状になると考えられる。   The present inventors have conducted various studies and experiments in order to obtain excellent local elongation performance, and as a result, the average plastic tangential gradient H ′ and the crystal grain size of the steel sheet have a correlation with this local elongation performance. It has been found that That is, in the case of the low H ′ material, when the steel plate is bent, the strain concentrates in a narrow range of the local bending portion, thereby reducing the amount of springback and the fine grain size of the steel plate. Since the absolute value of the strain in the tensile direction becomes large because it is uniform, the occurrence of cracks in the local bending portion is suppressed and the local bending portion is considered to have a sharp shape.

さらに、局部延性をより優れたものにするためには、鋼板表層のフェライトの平均結晶粒径D(μm)を、鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径D(μm)に対して一定の範囲に留めることが好ましい。局部曲げ部の割れの発生をさらに抑制するためには、鋼板の表面のフェライトの平均結晶粒径を、鋼板内部におけるフェライトの平均結晶粒径よりも微細にすることにより達成することができる。 Furthermore, in order to make the local ductility more excellent, the average crystal grain diameter D s (μm) of the ferrite on the steel sheet surface layer is set to the average crystal grain of the ferrite at a depth position of ¼ of the plate thickness from the steel sheet surface. It is preferable to stay within a certain range with respect to the diameter D (μm). In order to further suppress the occurrence of cracks in the local bending portion, it can be achieved by making the average crystal grain size of ferrite on the surface of the steel sheet finer than the average crystal grain size of ferrite inside the steel sheet.

すなわち、鋼板表層のフェライトの平均結晶粒径D(μm)と、鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径D(μm)が、下記の(4)式を満足することが好ましい。 That is, the average crystal grain diameter D s (μm) of ferrite on the steel sheet surface layer and the average crystal grain diameter D (μm) of ferrite at a depth position of ¼ of the plate thickness from the steel sheet surface are expressed by the following formula (4): Is preferably satisfied.

/D≦0.8・・・・・・・・・・・・・・・・(4)式
ここで、Dは鋼板表層のフェライトの平均結晶粒径(μm)を、そして、Dは鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径(μm)を示す。
D s /D≦0.8 (4) where D s is the average crystal grain size (μm) of ferrite on the steel sheet surface layer, and D represents the average crystal grain size (μm) of ferrite at a depth position of ¼ of the plate thickness from the steel plate surface.

さらに鋼板の熱的安定性を高めるためには、フェライトの結晶粒径の分布を一定の範囲にとどめるのが好ましい。高温での粒成長が生じる一因は、粒界のエネルギーに基づく駆動力であり、微細なフェライト組織の中に比較的大きなフェライト結晶粒が混在していると、大きなフェライト結晶粒が粒界を駆動力として周囲の微細なフェライト結晶粒と容易に一体化し、粒成長が急速に進展する。このため、高温でのフェライト結晶粒の粒成長速度を抑制するためには、フェライト結晶粒を微細化してその平均結晶粒径D(μm)を上記の(1)式及び(2)式を満足する一定の範囲にとどめることに加えて、鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトのうち、結晶粒径d(μm)が下記の(5)式を満足する結晶粒の占める面積割合が80%以上であることが好ましい。
D/3≦d≦3D・・・・・・・・・・・・・・・・(5)式
ここで、dはフェライトの結晶粒径(μm)を、そして、Dは鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径(μm)を示す。
In order to further improve the thermal stability of the steel sheet, it is preferable to keep the distribution of the crystal grain size of ferrite within a certain range. One factor that causes grain growth at high temperatures is the driving force based on the energy of the grain boundaries.If relatively large ferrite crystal grains are mixed in a fine ferrite structure, the large ferrite crystal grains As a driving force, it easily integrates with the surrounding fine ferrite crystal grains, and the grain growth proceeds rapidly. Therefore, to suppress the growth rate of ferrite crystal grains at high temperature, the ferrite crystal grains are refined and the average crystal grain size D (μm) satisfies the above formulas (1) and (2). In addition to staying within a certain range, the crystal grain size d (μm) of the ferrite at the depth position of ¼ of the plate thickness from the steel plate surface is occupied by crystal grains satisfying the following formula (5) The area ratio is preferably 80% or more.
D / 3 ≦ d ≦ 3D (5) where d is the ferrite crystal grain size (μm) and D is the surface of the steel plate. The average crystal grain size (μm) of ferrite at a depth position of ¼ of the thickness is shown.

すなわち、面積割合でフェライト結晶粒の80%以上が、平均結晶粒径D(μm)の1/3から3倍の範囲に収まるような粒径分布となることが好ましい。好ましくは85%以上のフェライト結晶粒が平均結晶粒径D(μm)の1/3から3倍の範囲に収まるような粒径分布となることであり、より好ましくは90%以上のフェライト結晶粒が平均結晶粒径D(μm)の1/3から3倍の範囲に収まるような粒径分布となることである。   That is, it is preferable that the grain size distribution is such that 80% or more of the ferrite crystal grains fall within the range of 1/3 to 3 times the average crystal grain size D (μm) in terms of area ratio. Preferably, the grain size distribution is such that 85% or more of the ferrite crystal grains fall within a range of 1/3 to 3 times the average crystal grain diameter D (μm), more preferably 90% or more of the ferrite crystal grains. Is a particle size distribution that falls within a range of 1/3 to 3 times the average crystal grain size D (μm).

フェライトの結晶粒径とその分布を表面から板厚の1/4の深さで定義する理由は、熱延鋼板のフェライト結晶粒径は一般に板厚方向に変化するためである。本発明に係る鋼板は、この深さのフェライト結晶粒組織を上記の範囲にすることで、所望の機械特性と熱的安定性を確保することができる。特に粒径の熱的安定性は、板の表面から内部に渡る広い範囲で統計を取ったときの粒径分布で決まるのではなく、特定の深さで統計を取ったときの粒径分布で決まる。従って、板厚の1/4の深さで表面に平行な断面で組織観察を行うか、もしくは、表面に垂直な断面で観察するのであれば、板厚の1/4の深さから100μm以内の領域で観察を行い、統計を取る。   The reason for defining the ferrite crystal grain size and its distribution as a depth of 1/4 of the plate thickness from the surface is that the ferrite crystal grain size of the hot-rolled steel sheet generally changes in the plate thickness direction. The steel sheet according to the present invention can ensure desired mechanical properties and thermal stability by setting the ferrite crystal grain structure of this depth in the above range. In particular, the thermal stability of the particle size is not determined by the particle size distribution when taking statistics over a wide range from the surface of the plate to the inside, but by the particle size distribution when taking statistics at a specific depth. Determined. Therefore, if the structure is observed in a cross section parallel to the surface at a depth of 1/4 of the plate thickness, or if it is observed in a cross section perpendicular to the surface, it is within 100 μm from the depth of 1/4 of the plate thickness. Make observations and take statistics.

板厚方向への緩やかな結晶粒径の変化は、鋼板の機械特性の向上に寄与する。たとえば、板表面側でより細粒となっているため、鋼板表面近傍が大きく変形される局部曲げ性が向上する。また、表面近傍から発生する亀裂の伝搬を、より細粒化した表面の組織が効果的に押さえることができるので、疲労特性も向上する。   The gradual change in crystal grain size in the thickness direction contributes to the improvement of the mechanical properties of the steel plate. For example, since it is finer on the plate surface side, local bendability in which the vicinity of the steel plate surface is greatly deformed is improved. In addition, the propagation of cracks generated from the vicinity of the surface can be effectively suppressed by the finer surface structure, so that fatigue characteristics are also improved.

したがって、鋼板表面から100μmの深さ位置における結晶粒径d(μm)、鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置における結晶粒径d(μm)および板厚の中心部分における結晶粒径d(μm)が、下記の(7)式および(8)式を満足させることが好ましい。 Therefore, the crystal grain size d s (μm) at a depth position of 100 μm from the steel plate surface, the crystal grain size d (μm) at a depth position of ¼ of the plate thickness from the steel plate surface, and the crystal grains at the center portion of the plate thickness The diameter d c (μm) preferably satisfies the following expressions (7) and (8).

≦0.7d・・・・・・・・・・・・・・・・(7)式
d≦0.9d・・・・・・・・・・・・・・・・(8)式
ここで、dは鋼板表面から100μmの深さ位置における結晶粒径(μm)を、dは鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置における結晶粒径(μm)を、そして、dは板厚の中心部分における結晶粒径(μm)を示す。
d s ≦ 0.7d c ················ (7 ) formula d ≦ 0.9d c ················ ( 8) where d s is the crystal grain size (μm) at a depth of 100 μm from the steel sheet surface, d is the crystal grain size (μm) at a depth position of ¼ of the plate thickness from the steel sheet surface, Then, d c denotes the crystal grain size in the central portion of the thickness ([mu] m).

なお、d≦0.6dおよびd≦0.85dを満足するような板厚方向への結晶粒径変化を持たせるのが、より好ましい。 Incidentally, the causes have grain diameter change of the thickness of the plate that satisfies d s ≦ 0.6d c and d ≦ 0.85d c, more preferably.

フェライト以外の第2相は、パーライト、セメンタイト、ベイナイト、マルテンサイト、残留オーステナイトやFe以外の元素の炭窒化物など、一般に低炭素鉄鋼材料中に生成することが知られる相であれば良い。   The second phase other than ferrite may be a phase generally known to be produced in a low-carbon steel material, such as pearlite, cementite, bainite, martensite, retained austenite, or carbonitride of an element other than Fe.

降伏比が0.8以上の機械特性と熱的安定性に優れ、かつ形状凍結性に優れる鋼板を効率的に製造するには、第2相の量を20%未満とすることが望ましい。これは、製造時に付与する調質圧延時において、硬質の第2相の量が多いと、形状凍結性が調質圧延率等の圧延条件に鋭敏となり、製造負荷が大きくなるためである。このことは、第2相硬度が上昇するほど顕著となるため、第2相について、例えばマルテンサイトよりもベイナイトであるほうが望ましい。   In order to efficiently produce a steel sheet having a yield ratio of 0.8 or more and excellent mechanical properties and thermal stability and excellent shape freezing property, the amount of the second phase is preferably less than 20%. This is because when the amount of the hard second phase is large during temper rolling applied during production, the shape freezing property becomes sensitive to rolling conditions such as the temper rolling ratio, and the production load increases. Since this becomes more conspicuous as the second phase hardness increases, for example, the second phase is preferably bainite rather than martensite.

なお、フェライト以外の第2相としては、上記したものの外に、体積率で1%以下の微量の炭化物、窒化物、酸化物を含有させることもできる。これらには、Ti、Nb、V、Moの炭窒化物等がある。
(C)高温での粒成長速度について
フェライトの平均結晶粒径が上記の(1)式及び(2)式を満足する一定の範囲内にある鋼板の粒成長速度の温度特性は、700℃近傍の温度におけるフェライトの粒成長速度によって決定される。
As the second phase other than ferrite, a trace amount of carbide, nitride, or oxide having a volume ratio of 1% or less can be contained in addition to the above-described one. These include Ti, Nb, V, Mo carbonitrides and the like.
(C) Grain growth rate at high temperature The temperature characteristics of the grain growth rate of a steel sheet in which the average crystal grain size of ferrite is within a certain range satisfying the above equations (1) and (2) is around 700 ° C. It is determined by the grain growth rate of ferrite at the following temperature.

よって、溶接工程や溶融めっき工程でより高い温度に加熱される場合には、鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径D(μm)の700℃における増加速度X(μm/min)と当該平均結晶粒径D(μm)が下記の(6)式を満足させることが好ましい。   Therefore, when heated to a higher temperature in the welding process or the hot dipping process, the rate of increase in the average crystal grain diameter D (μm) of ferrite at 700 ° C. at a depth position of ¼ of the sheet thickness from the steel sheet surface. It is preferable that X (μm / min) and the average crystal grain size D (μm) satisfy the following formula (6).

D・X≦0.1・・・・・・・・・・・・・・・・(6)式
ここで、Dは鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径(μm)を、そして、Xは当該フェライトの平均結晶粒径D(μm)の700℃における増加速度(μm/min)を示す。
Here D · X ≦ 0.1 ················ (6) formula, D is the average from the steel sheet surface of the ferrite in the 1/4 depth position of the sheet thickness crystal The particle size (μm) and X represents the rate of increase (μm / min) at 700 ° C. of the average crystal particle size D (μm) of the ferrite.

すなわち、フェライトの平均結晶粒径の増加速度X(μm/min)と平均結晶粒径D(μm)の積D・X(μm/min)を、0.1μm/min以下に保つことで、溶接や溶融めっき工程における主要な熱履歴に対して安定となり、良好な熱的安定性が得られる。より優れた熱安定性を得るためには、積D・Xを0.07μm/min以下にするのが好ましく、0.05μm/min以下にするのがさらに好ましい。 That is, by maintaining the product D · X (μm 2 / min) of the increase rate X (μm / min) of the average crystal grain size of ferrite and the average crystal grain size D (μm) at 0.1 μm 2 / min or less. , It becomes stable against the main thermal history in the welding and hot dipping process, and good thermal stability is obtained. In order to obtain better thermal stability, the product D · X is preferably 0.07 μm 2 / min or less, and more preferably 0.05 μm 2 / min or less.

なお、後掲する実施例2及び3に示すように、フェライトの平均結晶粒径の増加速度X(μm/min)と平均結晶粒径D(μm)の積D・X(μm/min)が、0.1μm/min以下である鋼板のフェライト結晶粒組織は、850℃で数十秒熱処理しても、殆ど粒径の変化を示さない。本発明に係る鋼板のフェライトの結晶粒径(直径)は、時間の平方根に比例する通常の粒成長とは異なり、700℃ではほぼ時間に比例して増加する。したがって、フェライトの平均結晶粒径の増加速度X(μm/min)は、700℃で1時間程度の間の粒径変化を測定して、その変化率を平均することによって、求めることとする。 In addition, as shown in Examples 2 and 3 to be described later, the product D · X (μm 2 / min) of the increase rate X (μm / min) of the average crystal grain size of ferrite and the average crystal grain size D (μm) However, the ferrite crystal grain structure of the steel sheet of 0.1 μm 2 / min or less shows almost no change in grain size even when heat-treated at 850 ° C. for several tens of seconds. Unlike normal grain growth, which is proportional to the square root of time, the crystal grain size (diameter) of ferrite in the steel sheet according to the present invention increases at approximately 700 ° C. in proportion to time. Therefore, the increase rate X (μm / min) of the average crystal grain size of ferrite is obtained by measuring the grain size change at about 700 ° C. for about 1 hour and averaging the rate of change.

また、さらに粒成長速度を低下させるためには、フェライト結晶粒内の転位密度を10/cm以下、より好ましくは10/cm以下とすることが好ましい。 In order to further reduce the grain growth rate, the dislocation density in the ferrite crystal grains is preferably 10 9 / cm 2 or less, more preferably 10 8 / cm 2 or less.

(D)圧延について
圧延は、1000℃を超える温度から、レバースミルもしくはタンデムミルを用いて、オーステナイト温度域で行う。工業的生産性の観点からは、少なくとも最終の数段はタンデムミルを用いるのが好ましい。
(D) About rolling Rolling is performed in the austenite temperature range using a lever mill or a tandem mill from a temperature exceeding 1000 ° C. From the viewpoint of industrial productivity, it is preferable to use a tandem mill for at least the last several stages.

連続鋳造や鋳造・分塊により得たスラブ、ストリップキャスティングにより得た鋼板などや、必要によってはそれらに一度、熱間又は冷間加工を加えたものを用い、それらが冷片であれば1000℃を超える温度に再加熱して圧延する。圧延の開始温度が1000℃以下になると、圧延荷重が過大になり、十分な圧延率を得ることが困難になるばかりか、十分な圧延率の圧延をAr点以上の温度で終了することも困難となり、所望の機械特性や熱的安定性を得られなくなる。好ましくは1025℃以上、より好ましくは1050℃以上の温度から圧延を開始する。上限は、オーステナイト粒の粗大化を抑制するため、また、設備費用や加熱燃料費を抑制するため、1350℃以下、好ましくは1250℃以下とする。TiCやNbCなどの析出物をオーステナイト中に十分に溶解させる必要がない鋼種の場合、この範囲の中でも比較的低い温度(1050〜1150℃)に再加熱することが好ましい。初期のオーステナイト結晶粒が微細化し、最終のフェライト結晶粒も微細化し易くなるためである。 Use slabs obtained by continuous casting or casting / bundling, steel plates obtained by strip casting, etc., and if necessary, those once hot or cold worked, and if they are cold pieces, 1000 ° C Reheated to a temperature exceeding 30 ° C and rolled. When the rolling start temperature is 1000 ° C. or less, the rolling load becomes excessive and it becomes difficult to obtain a sufficient rolling rate, and rolling at a sufficient rolling rate may be terminated at a temperature of 3 or more points at Ar. This makes it difficult to obtain desired mechanical properties and thermal stability. Rolling is preferably started at a temperature of 1025 ° C. or higher, more preferably 1050 ° C. or higher. The upper limit is set to 1350 ° C. or lower, preferably 1250 ° C. or lower in order to suppress coarsening of austenite grains and to suppress equipment costs and heating fuel costs. In the case of a steel type in which it is not necessary to sufficiently dissolve precipitates such as TiC and NbC in austenite, it is preferable to reheat to a relatively low temperature (1050 to 1150 ° C.) within this range. This is because the initial austenite crystal grains are refined and the final ferrite crystal grains are easily refined.

圧延仕上げ温度は、圧延後にオーステナイトからフェライトへと変態させるためにAr点以上かつ780℃以上の温度範囲とする。仕上げ温度が、Ar点を下回ると、圧延中にフェライトが発生する。また780℃未満の温度では、圧延荷重が増大し、十分な圧下を加えることが困難となるばかりか、圧延中に板表層部でフェライト変態が生じる場合がある。好ましくは、Ar点以上かつ800℃以上の温度で圧延を終了する。 The rolling finishing temperature is set to a temperature range of Ar 3 points or more and 780 ° C. or more in order to transform from austenite to ferrite after rolling. When the finishing temperature is lower than Ar 3 point, ferrite is generated during rolling. If the temperature is lower than 780 ° C., the rolling load increases and it becomes difficult to apply sufficient reduction, and ferrite transformation may occur in the surface layer portion during rolling. Preferably, the rolling is finished at a temperature of Ar 3 points or higher and 800 ° C. or higher.

なお、圧延を終了する温度は、Ar点以上かつ780℃以上の温度範囲であれば低い程良い。これは、圧延によってオーステナイトに導入された加工歪みの蓄積効果が大きくなり、結晶粒の微細化が促進されるためである。本発明で用いる鋼種のAr点は、概ね780から900℃である。 The temperature to terminate the rolling, the better low if the temperature range of more than Ar 3 point and 780 ° C.. This is because the effect of accumulating processing strain introduced into austenite by rolling increases, and the refinement of crystal grains is promoted. The Ar 3 point of the steel type used in the present invention is approximately 780 to 900 ° C.

総圧下量は、フェライトの微細化を促進するため板厚減少率で90%以上、好ましくは92%、より好ましくは94%以上である。圧延終了温度から「圧延終了温度+100℃」までの温度範囲における板厚減少率で40%以上とすることが好ましい。より好ましくは、圧延終了温度から「圧延終了温度+80℃」までの温度範囲における板厚減少率で60%以上である。圧延は、連続した複数パスの圧延とする。1パス当たりの圧下量は、好ましくは15〜60%である。1パス当たりの圧下量を大きく取る方がオーステナイトへの歪みを蓄積させ、変態によって生成するフェライトの結晶粒径を微細化する意味からは好ましいが、圧延荷重の増大が必要となるので、圧延設備が大型化するだけでなく、板形状の制御も困難になる。   The total reduction amount is 90% or more, preferably 92%, more preferably 94% or more in terms of sheet thickness reduction rate in order to promote the refinement of ferrite. The sheet thickness reduction rate in the temperature range from the rolling end temperature to “rolling end temperature + 100 ° C.” is preferably 40% or more. More preferably, the sheet thickness reduction rate in the temperature range from the rolling end temperature to “rolling end temperature + 80 ° C.” is 60% or more. The rolling is continuous multi-pass rolling. The amount of reduction per pass is preferably 15 to 60%. A larger rolling reduction per pass is preferable from the viewpoint of accumulating strain into austenite and refining the crystal grain size of ferrite produced by transformation. Not only increases in size, but also makes it difficult to control the shape of the plate.

なお、最終の圧延パスにおいて仕上最終スタンドの圧延率を10〜50%とすることが好ましい。より好ましくは、15〜40%である。これは、表層部組織の粒径を微細化することにより、局部曲げ部の表面近傍の局部変形能が向上するため、局部曲げ部の割れの発生を著しく抑制可能であるという知見に基づく。   In addition, it is preferable that the rolling rate of the finishing final stand is 10 to 50% in the final rolling pass. More preferably, it is 15 to 40%. This is based on the knowledge that the occurrence of cracks in the locally bent portion can be remarkably suppressed because the local deformability in the vicinity of the surface of the locally bent portion is improved by refining the particle size of the surface layer structure.

ただし、仕上最終スタンドでの圧延率が10%を下回ると、オーステナイト中への歪みの蓄積が十分でないため、その後の冷却によってフェライトの析出および微細化が困難となる。なお、この圧延率を15%以上とするとフェライト変態をより促進することができる。   However, if the rolling rate at the final finishing stand is less than 10%, the accumulation of strain in the austenite is not sufficient, so that subsequent precipitation makes it difficult to precipitate and refine the ferrite. If the rolling rate is 15% or more, ferrite transformation can be further promoted.

逆に、仕上最終スタンドでの圧延率が50%を超えるような圧延を実施すると、圧延ロールの耐久性を損なうおそれがあり、これを回避するためには圧延設備の大型化が必要になる。また、鋼板形状の制御が困難となることが予想される。   On the contrary, if rolling is performed such that the rolling rate at the finishing final stand exceeds 50%, the durability of the rolling roll may be impaired, and in order to avoid this, it is necessary to enlarge the rolling equipment. Moreover, it is expected that control of the steel plate shape will be difficult.

本発明の方法では、1パス当たりの圧下量を40%以下とした複数パスの圧延でも微細なフェライト結晶粒を得ることができる。したがって、特に板形状の制御を容易にしたいときには、最終の2パスの圧下率を40%/パス以下とすることが好ましい。   In the method of the present invention, fine ferrite crystal grains can be obtained even by rolling in a plurality of passes with a reduction amount per pass of 40% or less. Therefore, in particular, when it is desired to easily control the plate shape, it is preferable to set the rolling reduction rate of the final two passes to 40% / pass or less.

(E)圧延後の冷却について
圧延を終了後、オーステナイトに導入された加工歪みを解放することなく、これを駆動力としてオーステナイトからフェライトへと変態させ、微細なフェライト結晶粒組織を生成させるために、圧延終了から0.4秒以内に720℃以下の温度まで冷却する。好ましくは圧延終了から0.2秒以内に720℃以下の温度まで冷却する。冷却は、水冷を用いるのが望ましく、そして、その冷却速度は、空冷期間を除外し強制冷却を行っている期間の平均冷却速度として、400℃/秒以上とするのが、好ましい。
(E) Cooling after rolling In order to generate a fine ferrite grain structure by transforming from austenite to ferrite as a driving force without releasing the processing strain introduced into austenite after rolling is completed. Then, it is cooled to a temperature of 720 ° C. or less within 0.4 seconds from the end of rolling. Preferably, it is cooled to a temperature of 720 ° C. or less within 0.2 seconds from the end of rolling. It is desirable to use water cooling for cooling, and the cooling rate is preferably 400 ° C./second or more as an average cooling rate during the period of forced cooling excluding the air cooling period.

ここで、720℃以下の温度に冷却されるまでの時間を規定する理由は、720℃を超える温度で、冷却を停止もしくは鈍化させると、微細なフェライトが生成する以前に、加工によって導入された歪みが解放されて、又は、歪みの存在形態が変化して、フェライトの核生成に有効ではなくなり、フェライト結晶粒が顕著に粗大化するためである。   Here, the reason for prescribing the time until cooling to a temperature of 720 ° C. or lower was introduced by processing before fine ferrite was formed when cooling was stopped or slowed at a temperature exceeding 720 ° C. This is because the strain is released or the existence form of the strain is changed, so that it becomes ineffective for nucleation of ferrite and the ferrite crystal grains are remarkably coarsened.

温度が720℃以下に達すると、フェライト変態が活発化する変態温度域に入る。上記のフェライト組織が得られるフェライト変態温度域は、この温度から600℃までの間の温度域である。したがって、720℃以下に達した後、冷却を一次停止、もしくはその速度を鈍化させて、この温度域で2秒以上保持させることによって、上記の熱的に安定なフェライト結晶粒組織の形成を確実にすることができる。この温度域での保持時間が短いと上記の熱的に安定なフェライト結晶粒組織の形成が阻害されるおそれがある。より好ましくは、620〜700℃の温度域で3秒以上滞留させるのがよい。   When the temperature reaches 720 ° C. or lower, it enters a transformation temperature range in which ferrite transformation is activated. The ferrite transformation temperature range where the above ferrite structure is obtained is a temperature range between this temperature and 600 ° C. Therefore, after reaching 720 ° C. or lower, the cooling is temporarily stopped, or the speed thereof is slowed down and held at this temperature range for 2 seconds or more, so that the formation of the above thermally stable ferrite crystal grain structure is ensured. Can be. If the holding time in this temperature range is short, the formation of the thermally stable ferrite crystal grain structure may be hindered. More preferably, it is good to make it stay for 3 seconds or more in the temperature range of 620-700 degreeC.

(F)冷却設備について
本発明において、上記の冷却を行う設備は限定されない。工業的には、水量密度の高い水スプレー装置を用いることが好適である。例えば、圧延板搬送ローラーの間に水スプレーヘッダーを配置し、板の上下から十分な水量密度の高圧水を噴射することで冷却することができる。
(F) About cooling equipment In this invention, the equipment which performs said cooling is not limited. Industrially, it is preferable to use a water spray device having a high water density. For example, it is possible to cool by arranging a water spray header between the rolled plate conveying rollers and injecting high-pressure water having a sufficient water density from above and below the plate.

(G)調質圧延について
得られた熱延鋼帯について、調質圧延を施すことによって、本発明を効果的に発現することができる。
(G) Regarding temper rolling By subjecting the obtained hot-rolled steel strip to temper rolling, the present invention can be effectively expressed.

従来から調質圧延は、熱延鋼板については平坦矯正を目的に、冷延母材については外装用途において懸念される表面性状の向上に用いられてきたが、本発明者らは本発明における超微細粒鋼板について、この調質圧延のうち、特に圧下率の、鋼板組織、衝撃吸収特性および形状凍結特性に及ぼす影響について精査した。   Conventionally, temper rolling has been used for the purpose of flattening for hot-rolled steel sheets and for improving the surface properties of cold-rolled base materials that are concerned in exterior applications. Regarding the fine-grained steel sheet, the influence of the rolling reduction on the steel sheet structure, impact absorption characteristics and shape freezing characteristics was examined in particular during the temper rolling.

その結果、調質圧延時の鋼板伸び率(調質圧延率)の上昇に伴って、降伏強度(衝撃吸収特性)は下に凸の特性を有し、調質圧延率の増加に伴って、形状凍結性指数であるH'は上昇(形状凍結性が低下)する傾向にあった。さらに、組織中の第2相量およびその硬度が上昇するほど、調質圧延率の上昇に伴うH'の上昇(形状凍結性の低下)が顕著であることを見出した。よって、衝撃吸収特性と形状凍結性をバランスするためには、鋼組織とともに調質圧延の制御が重要であるという知見を得た。   As a result, the yield strength (impact absorption characteristics) has a downward convex characteristic with the increase in steel sheet elongation (temper rolling ratio) during temper rolling, and with the increase in temper rolling ratio, The shape freezing index H ′ tended to increase (shape freezing decreased). Further, it has been found that as the amount of the second phase in the structure and its hardness increase, the increase in H ′ (decrease in shape freezeability) accompanying the increase in the temper rolling ratio becomes more significant. Therefore, in order to balance the impact absorption characteristics and the shape freezing property, it was found that the control of the temper rolling together with the steel structure is important.

かかる検討をさらに推し進めた結果、鋼板の形状精度を維持しつつ、降伏強度(衝撃吸収特性)およびH'形状凍結性のバランスから、調質圧延を0.1〜1.0%に制御すると、本発明に規定する特性を安定的に得ることが出来ることを見出し、鋼組織においては第2相の量を20%未満とすると、調質圧延に対する特性安定性がさらに向上するという知見を得た。   As a result of further proceeding with such examination, while maintaining the shape accuracy of the steel sheet, from the balance of yield strength (impact absorption characteristics) and H ′ shape freezing property, temper rolling is controlled to 0.1 to 1.0%, The inventors have found that the characteristics specified in the present invention can be stably obtained, and obtained the knowledge that the characteristic stability against temper rolling is further improved when the amount of the second phase is less than 20% in the steel structure. .

すなわち、調質圧延が0.1%を下回ると、鋼板の平坦度が低下し成型後の部品精度と悪化させる。一方、1.0%を超えて調質圧延を施すと、本発明に規定する式の上限を超え、加工時の応力分布領域が拡大し、スプリングバックが発生しやすくなり形状凍結性を損なう。なお、調質圧延の上限は、好ましくは0.5%である。   That is, when the temper rolling is less than 0.1%, the flatness of the steel sheet is lowered, and the accuracy of the parts after molding is deteriorated. On the other hand, when the temper rolling is performed exceeding 1.0%, the upper limit of the formula defined in the present invention is exceeded, the stress distribution region during processing is expanded, and spring back is likely to occur and the shape freezing property is impaired. The upper limit of temper rolling is preferably 0.5%.

(H)Znめっきについて
上述の組織とその熱的安定性を具備した局部延性能に優れた熱延鋼板は、溶融めっきラインを用いてZn、Zn−Al合金、Al−Si合金、Fe−Zn合金等の被覆を鋼板表面に施すことが可能である。
(H) About Zn plating The hot rolled steel sheet having the above-mentioned structure and its thermal stability and excellent in local elongation performance is obtained by using a hot dipping line, Zn, Zn-Al alloy, Al-Si alloy, Fe-Zn. It is possible to coat the steel sheet surface with an alloy or the like.

Zn−Al合金のめっき浴の組成としては、Zn−(0.1〜60)%Al浴、更にSi及び/又はMgを複合添加した浴などを用いる。また、Al−Si合金のめっき浴の組成としては、Al−(7〜13)%Si浴などを用いる。めっき浴中にはその他、Fe、V、Mn、Ti、Nb、Ca、Cr、Ni、W、Cu、Pb、Sn、Cd、Sbが0.1%以下含まれていても特に支障はない。めっき後冷却された鋼板表面上の皮膜の組成は、浸漬並びに冷却時に鋼材と溶融金属の間で元素の相互拡散が起こるため、一般にめっき浴組成よりは若干Fe濃度の高い組成となる。合金化溶融亜鉛めっきは、この相互拡散を積極的に利用したものであり、皮膜中のFe濃度は7〜15%となる。めっき付着量は特に限定するものではないが、片面当たり30〜200g/mとするのが好ましく、そして、合金化溶融亜鉛めっきの場合は、パウダリングが懸念されるため、25〜60g/mとするのが好ましい。 As a composition of the plating bath of the Zn—Al alloy, a Zn— (0.1-60)% Al bath, a bath in which Si and / or Mg are added in combination, and the like are used. Moreover, as a composition of the plating bath of the Al—Si alloy, an Al— (7-13)% Si bath or the like is used. There is no particular problem even if the plating bath contains 0.1% or less of Fe, V, Mn, Ti, Nb, Ca, Cr, Ni, W, Cu, Pb, Sn, Cd, and Sb. The composition of the film on the surface of the steel sheet cooled after the plating generally has a slightly higher Fe concentration than the plating bath composition, because interdiffusion of elements occurs between the steel material and the molten metal during immersion and cooling. The alloyed hot dip galvanizing positively utilizes this mutual diffusion, and the Fe concentration in the film is 7 to 15%. Although the amount of plating is not particularly limited, it is preferably 30 to 200 g / m 2 per side, and in the case of alloyed hot dip galvanizing, there is a concern about powdering, so 25 to 60 g / m. 2 is preferable.

溶融めっきラインによるめっき法は、以下のとおりである。   The plating method using the hot dipping line is as follows.

微細粒組織を達成した局部延性能に優れた熱延鋼板は、酸洗工程を経て表層のスケールを除去した後、連続溶融亜鉛めっきラインに通板される。入り側から、アルカリ脱脂、水洗を経た後、予熱後水素を含有する雰囲気中で550〜900℃の温度に加熱し、鋼板表面のFe酸化物を還元して、この後のめっき処理に好適な表面を形成する。550℃未満の温度では還元が十分ではなく、900℃を超える温度まで加熱するとフェライト組織が粗大化する。めっき後にフェライト+パーライト組織もしくはフェライト+セメンタイト組織とするには、550℃から730℃近傍までの温度とすることが好ましい。一方、第2相としてベイナイト、マルテンサイト、残留γ等を生成させるには、A点から900℃までのフェライトとオーステナイトの二相共存温度域まで昇温する方が好ましい。雰囲気中の水素含有量は5〜40%が好ましい。水素含有量が5%未満では還元が十分に行われない。40%を超えると雰囲気ガスのコストが過度に増加する。水素以外の成分は還元を阻害しないガスであれば良い。好ましくはコストの点から窒素である。均熱の時間は、還元が十分に行われる時間であれば良く、特に指定しないが、一般に10秒以上である。上限は、フェライトを粗大化させないために5分以内、より好ましくは2分以内である。この還元のための加熱・均熱帯を経た後、鋼板温度はめっき浴温近傍まで冷却され、めっき浴に浸漬後、所定の付着量に調整され、室温まで冷却される。合金化溶融亜鉛めっきの場合は、上記のように溶融亜鉛めっきの後、470〜600℃に再加熱して地鉄とめっき膜の間の反応を生じさせ、鋼板表面にFe−Zn合金膜を形成する。 A hot-rolled steel sheet having a fine grain structure and excellent local rolling performance is passed through a continuous hot-dip galvanizing line after removing the surface scale through a pickling process. From the entry side, after alkali degreasing and washing with water, after preheating, it is heated to a temperature of 550 to 900 ° C. in an atmosphere containing hydrogen, and the Fe oxide on the steel sheet surface is reduced, which is suitable for the subsequent plating treatment. Forming a surface. When the temperature is lower than 550 ° C., the reduction is not sufficient, and when heated to a temperature exceeding 900 ° C., the ferrite structure becomes coarse. In order to obtain a ferrite + pearlite structure or a ferrite + cementite structure after plating, the temperature is preferably from 550 ° C. to around 730 ° C. On the other hand, bainite as a second phase, martensite, to thereby produce a residual γ, etc., who are heated from point A to a two-phase coexisting temperature region of ferrite and austenite to 900 ° C. are preferred. The hydrogen content in the atmosphere is preferably 5 to 40%. If the hydrogen content is less than 5%, the reduction is not sufficiently performed. If it exceeds 40%, the cost of the atmospheric gas increases excessively. Components other than hydrogen may be any gas that does not inhibit reduction. Nitrogen is preferred from the viewpoint of cost. The soaking time is not particularly specified as long as the reduction is sufficiently performed, and is generally 10 seconds or longer. The upper limit is 5 minutes or less, more preferably 2 minutes or less in order not to coarsen the ferrite. After passing through heating and soaking for this reduction, the steel sheet temperature is cooled to the vicinity of the plating bath temperature, adjusted to a predetermined adhesion amount after being immersed in the plating bath, and cooled to room temperature. In the case of alloying hot dip galvanizing, after hot dip galvanizing as described above, reheating to 470 to 600 ° C. causes a reaction between the base iron and the plating film, and the Fe—Zn alloy film is formed on the steel sheet surface. Form.

このように、溶融めっき法では、鋼板はめっき浴中で加熱されるだけでなく、めっき浴に浸される前の表面酸化層を還元する工程や、めっき浴浸漬後の合金化工程でも高温熱処理を受ける。しかし、本発明の鋼板のフェライト組織は熱的に安定であるために、これらの工程を経ても微細粒組織が保たれ、優れた機械特性を示す。さらに、表面のフェライト結晶粒が微細であるために、合金化反応速度が増加して、効率的に生産できるという利点も有する。   Thus, in the hot dipping method, the steel sheet is not only heated in the plating bath, but also in the process of reducing the surface oxide layer before being immersed in the plating bath, and in the alloying step after immersion in the plating bath, high-temperature heat treatment. Receive. However, since the ferrite structure of the steel sheet of the present invention is thermally stable, the fine grain structure is maintained even after these steps and exhibits excellent mechanical properties. Further, since the ferrite crystal grains on the surface are fine, the alloying reaction rate is increased, and there is an advantage that the production can be efficiently performed.

なお、めっきを施す場合の鋼組成としては、C:0.001〜0.15%とし、Si:0.005〜1.5%及び/またはP:0.005〜1.0%とすることが好ましい。   The steel composition for plating is C: 0.001 to 0.15%, Si: 0.005 to 1.5% and / or P: 0.005 to 1.0%. Is preferred.

(I)溶接性について
従来の低温圧延により作成した微細粒組織を有する鋼板では、熱的安定性に劣り、HAZ部が軟化するため、溶接部の特性が低下する。これに対して、本発明に係る鋼板の熱的安定性は、鋼板そのものや上述の表面被膜を施した鋼板を溶接により接合した場合においても、良好であり、レーザ、スポット、アーク等の溶接を用いた溶接後の溶接部の成形性を向上させる。
(I) About weldability In the steel plate which has the fine grain structure created by the conventional low temperature rolling, since it is inferior to thermal stability and a HAZ part softens, the characteristic of a welded part will fall. On the other hand, the thermal stability of the steel sheet according to the present invention is good even when the steel sheet itself or the steel sheet with the above-mentioned surface coating is joined by welding, and welding such as laser, spot, arc, etc. The formability of the welded part after welding is improved.

以下、実施例により、本発明を更に詳しく説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples.

表1に示す化学組成を有する鋼種A1〜A11の鋼を溶製し、熱間鍛造によって30mm厚さにした。その後、1050℃以上に再加熱した後、試験用小型タンデムミルにて圧延を実施し、2mmの板厚に仕上げた。   Steels of steel types A1 to A11 having chemical compositions shown in Table 1 were melted and made 30 mm thick by hot forging. Then, after reheating to 1050 degreeC or more, it rolled by the small tandem mill for a test, and finished to 2 mm of plate | board thickness.

Figure 2008189985
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表2に、その圧延仕上げ温度と冷却条件を示す。全ての圧延において、圧延の仕上げ温度は、各鋼種のAr点よりも高い温度とし、さらに、仕上げ温度〜[仕上げ温度+100℃]の温度域内で3パス以上の多パス圧延を行なった。最終の2パスの圧延は、試験番号3を除いて35%/パス以下の軽圧下圧延とした。試験番号3については最終の2パスを50〜60%の大圧下圧延とした。また、試験番号18は最終スタンドの圧延率を特に軽圧下とした。 Table 2 shows the rolling finishing temperature and cooling conditions. In all rolling, the finishing temperature of rolling was higher than the Ar 3 point of each steel type, and further, multi-pass rolling of 3 passes or more was performed within the temperature range of finishing temperature to [finishing temperature + 100 ° C.]. The final two-pass rolling was light rolling at 35% / pass or less except for test number 3. For test number 3, the final two passes were 50% to 60% large rolling. In test No. 18, the rolling rate of the final stand was particularly lightly reduced.

圧延仕上げ後は、表2に記載したとおり、水冷によって500〜720℃の温度域内の所定の温度まで冷却した。なお、試験番号によっては、水冷後に空冷時間を設けることで600〜720℃における保持時間を設けた。表2には、720〜600℃の温度域における保持時間に加えて、そのうちの620〜700℃の温度域における保持時間をも示した。その後、約100℃/sの速度で室温までの水冷を行うか、又は、400〜600℃の温度域内の所定の温度までの水冷後に炉中で炉冷を行うことによって、種々の第2相の組織を有する鋼板を作製した。   After the rolling finish, as shown in Table 2, it was cooled to a predetermined temperature within a temperature range of 500 to 720 ° C. by water cooling. Depending on the test number, a holding time at 600 to 720 ° C. was provided by providing an air cooling time after water cooling. In Table 2, in addition to the holding time in the temperature range of 720 to 600 ° C., the holding time in the temperature range of 620 to 700 ° C. is also shown. Thereafter, water cooling to room temperature is performed at a rate of about 100 ° C./s, or by performing furnace cooling in the furnace after water cooling to a predetermined temperature within a temperature range of 400 to 600 ° C. A steel sheet having the following structure was prepared.

Figure 2008189985
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このようにして得られた熱延鋼板の組織について、走査電子顕微鏡を用いることによって鋼板板厚の断面を観察した。 About the structure | tissue of the hot-rolled steel plate obtained in this way, the cross section of the steel plate thickness was observed by using a scanning electron microscope.

フェライトの結晶粒径およびその粒径分布については、板表面から板厚の1/4の深さにて、EBSP(Electron Back Scattering Pattern)法を用いて結晶方位解析を行って求めた。各相の体積率の測定は、板表面から板厚の1/4の深さにて、ナイタール又はピクリン酸で腐食した組織を走査電子顕微鏡を用いて観察することで行った。なお、本実施例で製造した鋼板のフェライト相以外の第2相の組織は、パーライト、ベイナイト、そして、粒内の球状セメンタイト又は粒界セメンタイトであった。   The crystal grain size and the grain size distribution of ferrite were obtained by conducting crystal orientation analysis using the EBSP (Electron Back Scattering Pattern) method at a depth of ¼ of the plate thickness from the plate surface. The volume ratio of each phase was measured by observing a structure corroded with nital or picric acid at a depth of 1/4 of the plate thickness from the plate surface using a scanning electron microscope. The structure of the second phase other than the ferrite phase of the steel sheet produced in this example was pearlite, bainite, and intragranular spherical cementite or grain boundary cementite.

また、本発明の鋼板については、鋼板表層のフェライトの平均結晶粒径D(μm)と、鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径D(μm)とを、上記と同じ方法で測定した。そして、D/Dを算出した。 Further, for the steel sheet of the present invention, the average crystal grain diameter D s (μm) of ferrite on the steel sheet surface layer, and the average crystal grain diameter D (μm) of ferrite at a depth position of ¼ of the plate thickness from the steel sheet surface Was measured by the same method as described above. Then, D s / D was calculated.

さらに、本発明の鋼板に関しては、鋼板表面から100μmの深さ位置における結晶粒径と板厚の中心部分における結晶粒径を上記と同じ方法で測定した。その結果、全ての本発明鋼板に関し100μmの深さ位置における結晶粒径は板厚中心における粒径の70%以下、板厚の1/4の深さにおける粒径は板厚中心における粒径の90%以下であった。   Furthermore, regarding the steel plate of the present invention, the crystal grain size at a depth of 100 μm from the steel plate surface and the crystal grain size at the center of the plate thickness were measured by the same method as described above. As a result, for all the steel sheets of the present invention, the crystal grain size at a depth of 100 μm is 70% or less of the grain size at the thickness center, and the grain size at a depth of ¼ of the thickness is the grain size at the thickness center. It was 90% or less.

機械的性質については、引張特性をJIS5号引張試験片にて行い、引張強度TS(MPa)、降伏比YR及び全伸びEl(%)を評価した。   For mechanical properties, tensile properties were measured with JIS No. 5 tensile test pieces, and tensile strength TS (MPa), yield ratio YR and total elongation El (%) were evaluated.

熱的安定性については、700℃の塩浴に10、30又は60分間浸した後、急冷し、上記したのと同じ方法で粒径を測定し、焼鈍前粒径d(μm)と焼鈍後粒径d(μm)の差を、焼鈍時間(min)で割り算をすることによって、フェライトの平均結晶粒径の増加速度X(μm/min)を算出した。 For thermal stability, after immersing in a salt bath at 700 ° C. for 10, 30 or 60 minutes, quench, measure the particle size by the same method as described above, and determine the pre-annealing particle size d 0 (μm) and annealing. The increase rate X (μm / min) of the average crystal grain size of the ferrite was calculated by dividing the difference in the post grain size d 1 (μm) by the annealing time (min).

表3に、このようにして得られた熱延鋼板の組織とその性質および引張試験結果を示す。ここで、試験番号1は、600〜720℃の温度域における保持時間が0.7秒と短いため、フェライト体積率は14.2%と少ないだけでなく、700℃で焼鈍したときの粒成長速度も大きく、熱的安定性に劣る。試験番号3は、低温で大圧下圧延を採用したため、粒径が1.22μmと過度に細かく、熱的安定性と強度・伸びバランスに劣る。また、試験番号18は表層のフェライトの平均結晶粒径が粗大であり、局部延性に劣る。   Table 3 shows the structure, properties, and tensile test results of the hot-rolled steel sheet thus obtained. Here, since test number 1 has a short retention time of 0.7 seconds in the temperature range of 600 to 720 ° C., the ferrite volume fraction is not only as small as 14.2%, but also the grain growth when annealed at 700 ° C. High speed and poor thermal stability. Test No. 3 employs large rolling at low temperature, so the particle size is excessively fine, 1.22 μm, and is inferior in thermal stability and strength / elongation balance. In Test No. 18, the average crystal grain size of the ferrite on the surface layer is coarse, and the local ductility is inferior.

これらの比較例に対して、冷却条件が本発明の範囲内である本発明例は、熱的安定性および機械的性質の両方に優れている。   In contrast to these comparative examples, the inventive examples in which the cooling conditions are within the scope of the present invention are excellent in both thermal stability and mechanical properties.

Figure 2008189985
Figure 2008189985

さらに、鋼板の局部延性能について試験を実施した。鋼板の局部延性能は密着曲げ試験方法によった。   Furthermore, the test was implemented about the local elongation performance of the steel plate. The local elongation performance of the steel sheet was determined by the adhesion bending test method.

密着曲げ試験は、V曲げ金型により試験片を90度に曲げた後、密着曲げ金型により試験片が密着するまで曲げることによって行った。   The adhesion bending test was performed by bending the test piece at 90 degrees with a V-bending mold and then bending the specimen with the adhesion bending mold until the test piece was adhered.

図13は、V曲げ金型により試験片1を90度に曲げる手順を示しており、(a)V字状の雌型形状を有するダイス2の上に試験片1を載置した後、(b)V字状の雄型形状を有するパンチ3を試験片1に当てることによって、試験片を90度に曲げる。   FIG. 13 shows a procedure for bending the test piece 1 to 90 degrees with a V-bending mold. (A) After placing the test piece 1 on a die 2 having a V-shaped female die, b) The test piece is bent at 90 degrees by applying a punch 3 having a V-shaped male shape to the test piece 1.

図14は、このようにして90度に曲げられた試験片1を密着させる手順を示しており、(a)90度に曲げられた試験片1を密着曲げ金型の上型4と下型5との間に挟んだ後、(b) 密着曲げ金型の上型4と下型5でもって試験片1を密着するまで折り曲げる。   FIG. 14 shows a procedure for closely attaching the test piece 1 bent at 90 degrees in this manner. (A) The test piece 1 bent at 90 degrees is attached to the upper mold 4 and the lower mold of the close-contact bending mold. (B) The test piece 1 is bent with the upper mold 4 and the lower mold 5 until they are in close contact with each other.

密着曲げ試験の結果の判定方法は、次のとおりである。密着曲げにおいて問題となる現象として、曲げ部の局部延性不足による割れの発生がある。   The method for judging the result of the adhesion bending test is as follows. As a phenomenon that becomes a problem in close contact bending, there is a crack due to insufficient local ductility of a bent portion.

図15は、密着曲げにおける不具合な事例であり、割れが少しでも発生してしまうと製品としての部品機能(部品強度,部品剛性,疲労特性)が著しく損なわれてしまうことになる。したがって、次のとおり、割れの発生の有無によって、局部延性能を評価する。
○:クラック無し
×:クラック有り
密着曲げの試験結果を表3に示す。なお、本試験における材料の板厚はすべて1.6mmである。本発明材においてはすべて良好な結果となった.
FIG. 15 shows an example of a problem in close contact bending. If even a slight crack occurs, the component functions (component strength, component rigidity, fatigue characteristics) as a product are significantly impaired. Therefore, the local extension performance is evaluated by the presence or absence of the occurrence of cracks as follows.
○: No crack x: Crack present Table 3 shows the results of the adhesion bending test. In addition, the plate | board thickness of the material in this test is 1.6 mm altogether. Good results were obtained for all the inventive materials.

表4に示す化学組成を有する鋼種1〜5からなる鋼片(サイズ:80mm幅×100mm長×35mm厚)を、表5に示す条件でAr点以上の温度で熱間圧延(最終の2パスの圧延は35%/パス以下の軽圧下圧延とした)をした後、水冷し、板厚が1.2mmの熱延鋼板を得た。 A steel piece (size: 80 mm width × 100 mm length × 35 mm thickness) having a chemical composition shown in Table 4 is hot-rolled at the temperature of Ar 3 or higher under the conditions shown in Table 5 (final 2 The rolling of the pass was light rolling at 35% / pass or less), followed by water cooling to obtain a hot rolled steel sheet having a sheet thickness of 1.2 mm.

Figure 2008189985
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得られた熱延鋼板について、板表面から板厚の1/4の深さにおけるフェライト平均結晶粒径、その粒径分布と転位密度の測定を行い、そして、熱的安定性の評価を行った。なお、フェライト結晶粒径、その粒径分布と転位密度の測定を行い、そして、熱的安定性の評価については、前記したのと同じ方法で行った。転位密度ρ(cm−2)は、透過電子顕微鏡観察により明視野像において、任意の線分の長さL(cm)と転位線との交切点の数Nを測定し、膜厚t(cm)として、次の(9)式にしたがって求めた。 The obtained hot-rolled steel sheet was measured for ferrite average crystal grain size, its grain size distribution and dislocation density at a depth of ¼ of the plate thickness from the plate surface, and thermal stability was evaluated. . The ferrite crystal grain size, the grain size distribution and the dislocation density were measured, and the thermal stability was evaluated by the same method as described above. The dislocation density ρ (cm −2 ) was determined by measuring the number L of intersection points between the length L (cm) of an arbitrary line segment and the dislocation line in a bright field image by observation with a transmission electron microscope, and measuring the film thickness t ( cm) was obtained according to the following equation (9).

ρ=2N/Lt・・・・・・・・・・・・・・・(9)式
ここで、ρは転位密度(cm−2)を、Nは転位線との交切点のNを、Lは任意の線分の長さ(cm)を、そして、tは膜厚(cm)を示す
また、本発明の鋼板については、鋼板表層のフェライトの平均結晶粒径D(μm)と、鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径D(μm)とを、前記と同じ方法で測定した。そして、D/Dを算出した。
ρ = 2N / Lt (9) where ρ is the dislocation density (cm −2 ), and N is the intersection N with the dislocation line. , L represents the length (cm) of an arbitrary line segment, and t represents the film thickness (cm). For the steel sheet of the present invention, the average crystal grain diameter D s (μm) of ferrite on the surface layer of the steel sheet The average crystal grain diameter D (μm) of ferrite at a depth position of ¼ of the plate thickness from the steel plate surface was measured by the same method as described above. Then, D s / D was calculated.

フェライト結晶粒の熱的安定性については、700℃の塩浴に10、30又は60分浸した後、急冷し、前記したのと同じ方法で粒径を測定し、焼鈍前粒径d(μm)と焼鈍後粒径d(μm)の差を、焼鈍時間(min)で割り算をすることによって、フェライトの平均結晶粒径の増加速度X(μm/min)算出した。 Regarding the thermal stability of the ferrite crystal grains, after immersion in a salt bath at 700 ° C. for 10, 30 or 60 minutes, the ferrite grains are rapidly cooled, the particle diameter is measured by the same method as described above, and the grain diameter before annealing d 0 ( (μm) and the grain size d 1 (μm) after annealing were divided by the annealing time (min) to calculate the increase rate X (μm / min) of the average crystal grain size of ferrite.

本発明鋼板に関しては、鋼板表面から100μmの深さ位置における結晶粒径と板厚の中心部分における結晶粒径を前記したのと同じ方法で測定した。その結果、全ての本発明鋼板に関し100μmの深さ位置における結晶粒径は板厚中心における粒径の60%以下、板厚の1/4の深さにおける粒径は板厚中心における粒径の85%以下であった。   Regarding the steel sheet of the present invention, the crystal grain size at a depth of 100 μm from the steel sheet surface and the crystal grain size at the center part of the plate thickness were measured by the same method as described above. As a result, the crystal grain size at a depth of 100 μm is 60% or less of the grain size at the center of the plate thickness, and the grain size at a depth of ¼ of the plate thickness is the grain size at the center of the plate thickness. It was 85% or less.

このようにして得られた熱延鋼板の機械特性に及ぼす熱処理の影響を明らかにする目的で、730〜830℃の範囲で再加熱処理を行った後、再度、フェライト平均結晶粒径を測定した。ここで、機械的性質については、引張特性をJIS5号引張試験片にて行い、引張強度TS(MPa)、降伏比YR及び全伸びEl(%)を評価した。   In order to clarify the influence of the heat treatment on the mechanical properties of the hot-rolled steel sheet thus obtained, the reheat treatment was performed in the range of 730 to 830 ° C., and then the ferrite average crystal grain size was measured again. . Here, as for the mechanical properties, tensile properties were measured with a JIS No. 5 tensile test piece, and the tensile strength TS (MPa), the yield ratio YR, and the total elongation El (%) were evaluated.

表6に、このようにして得られた熱延鋼板の組織とその性質および引張試験結果、さらに、730〜830℃の範囲で再加熱処理を行った後、再度、フェライト平均結晶粒径を測定した結果を示す。ここで、試験番号C及びFは、熱延後の鋼板は機械特性に劣るとともに熱的安定性にも劣る。そして、再加熱処理によって、そのフェライト結晶粒径が8μmを超えるようになり、一層機械特性が劣化することが確認できた。これらの比較例に対して、本発明例の熱的安定性に優れる鋼板は、優れた機械特性を示すとともに、730℃〜830℃で数十秒熱処理をしても、殆んど粒径の変化を示さない。よって、本発明に係る鋼板は、熱処理後も細粒強化されていることが確認できた。   Table 6 shows the structure, properties and tensile test results of the hot-rolled steel sheet thus obtained, and after reheating treatment in the range of 730 to 830 ° C., the average ferrite grain size was measured again. The results are shown. Here, in test numbers C and F, the steel sheet after hot rolling is inferior in mechanical properties and thermal stability. Then, it was confirmed that the reheat treatment increased the ferrite crystal grain size to more than 8 μm and further deteriorated the mechanical properties. In contrast to these comparative examples, the steel sheet having excellent thermal stability according to the present invention exhibits excellent mechanical properties and has a particle size of almost no grain even after heat treatment at 730 ° C. to 830 ° C. for several tens of seconds. No change is shown. Therefore, it was confirmed that the steel sheet according to the present invention was strengthened with fine grains even after the heat treatment.

また、めっきを施した試験番号I、JおよびKについても、H’が低いことを確認できたため、同一の塑性歪みを受けた場合にはスプリングバック量が小さくなることが理論的にも言えることが分かった。   Moreover, since it was confirmed that H 'was low for the test numbers I, J and K subjected to plating, it can be theoretically said that the amount of springback is reduced when subjected to the same plastic strain. I understood.

さらに、鋼板の局部延性能について試験を実施した。鋼板の局部延性能は、上述した密着曲げ試験方法と評価方法によった。なお、本試験における材料の板厚はすべて1.6mmである。本発明材は、表6に示すとおり、すべて良好な結果となった.   Furthermore, the test was implemented about the local elongation performance of the steel plate. The local elongation performance of the steel sheet was based on the adhesion bending test method and the evaluation method described above. In addition, the plate | board thickness of the material in this test is 1.6 mm altogether. As shown in Table 6, all the inventive materials had good results.

表7に示す化学組成を有する鋼種からなる鋼片(サイズ:80mm幅×100mm長×35mm厚)を、表8に示す条件でAr点以上の温度で熱間圧延後、水冷し、板厚が2.0mmの熱延鋼板を得た。その結果を表9に示す。 A steel piece (size: 80 mm width × 100 mm length × 35 mm thickness) made of a steel type having the chemical composition shown in Table 7 is hot-rolled at a temperature of 3 or more points of Ar under the conditions shown in Table 8, and then water-cooled to obtain a plate thickness A 2.0 mm hot-rolled steel sheet was obtained. The results are shown in Table 9.

Figure 2008189985
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Figure 2008189985
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フェライトの結晶粒径およびその粒径分布については、板表面から板厚の1/4の深さにて、EBSP(Electron Back Scattering Pattern)法を用いて結晶方位解析を行うことで求めた。各相の体積率の測定は、板表面から板厚の1/4の深さにて、ナイタール又はピクリン酸で腐食した組織を走査電子顕微鏡を用いて観察することで行った。なお、本実施例で製造した鋼板のフェライト相以外の第2相の組織は、パーライト、ベイナイト、そして、粒内の球状セメンタイト又は粒界セメンタイトであった。   The crystal grain size and grain size distribution of ferrite were determined by conducting crystal orientation analysis using the EBSP (Electron Back Scattering Pattern) method at a depth of ¼ of the plate thickness from the plate surface. The volume ratio of each phase was measured by observing a structure corroded with nital or picric acid at a depth of 1/4 of the plate thickness from the plate surface using a scanning electron microscope. The structure of the second phase other than the ferrite phase of the steel sheet produced in this example was pearlite, bainite, and intragranular spherical cementite or grain boundary cementite.

本発明の鋼板に関しては、鋼板表面から100μmの深さ位置における結晶粒径と板厚の中心部分における結晶粒径を上記と同じ方法で測定した。その結果、全ての本発明鋼板に関し100μmの深さ位置における結晶粒径は板厚中心における粒径の70%以下であり、板厚の1/4の深さにおける粒径は板厚中心における粒径の90%以下であった。   Regarding the steel plate of the present invention, the crystal grain size at a depth of 100 μm from the steel plate surface and the crystal grain size at the center of the plate thickness were measured by the same method as described above. As a result, the crystal grain size at a depth of 100 μm is 70% or less of the grain size at the center of the plate thickness for all the steel plates of the present invention, and the grain size at the depth of ¼ of the plate thickness is the grain at the center of the plate thickness. It was 90% or less of the diameter.

また、本発明の鋼板については、鋼板表層のフェライトの平均結晶粒径D(μm)と、鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径D(μm)とを、前記と同じ方法で測定した。そして、D/Dを算出した。 Further, for the steel sheet of the present invention, the average crystal grain diameter D s (μm) of ferrite on the steel sheet surface layer, and the average crystal grain diameter D (μm) of ferrite at a depth position of ¼ of the plate thickness from the steel sheet surface Was measured by the same method as described above. Then, D s / D was calculated.

機械的性質については、引張特性をJIS5号引張試験片にて行い、引張強度TS(MPa)、降伏比YR及び全伸びEl(%)を評価した。   For mechanical properties, tensile properties were measured with JIS No. 5 tensile test pieces, and tensile strength TS (MPa), yield ratio YR and total elongation El (%) were evaluated.

熱的安定性については、700℃の塩浴に10、30又は60分間浸した後、急冷し、上記と同じ方法で粒径を測定し、焼鈍前粒径d(μm)と焼鈍後粒径d(μm)の差を、焼鈍時間(min)で割り算をすることによって、フェライトの平均結晶粒径の増加速度X(μm/min)を算出した。 Regarding thermal stability, after immersing in a salt bath at 700 ° C. for 10, 30 or 60 minutes, rapidly cool, measure the particle size by the same method as described above, the particle size d 0 (μm) before annealing and the particles after annealing By dividing the difference of the diameter d 1 (μm) by the annealing time (min), an increase rate X (μm / min) of the average crystal grain size of the ferrite was calculated.

また、鋼板の局部延性能について試験を実施した。鋼板の局部延性能は、上述した密着曲げ試験方法と評価方法によった。なお、本試験における材料の板厚はすべて1.6mmである。本発明材は、表9に示すとおり、すべて良好な結果となった.
さらに鋼板の形状凍結性について試験を実施した。形状凍結性は曲げ試験におけるスプリングバック量により評価を行った。
Moreover, the test was implemented about the local extended performance of the steel plate. The local elongation performance of the steel sheet was based on the adhesion bending test method and the evaluation method described above. In addition, the plate | board thickness of the material in this test is 1.6 mm altogether. As shown in Table 9, the inventive materials all showed good results.
Further, a test was conducted on the shape freezing property of the steel sheet. The shape freezing property was evaluated by the amount of springback in the bending test.

曲げ試験方法は、U曲げ試験方法とした。U曲げ試験方法は、材料を最高で直角まで曲げ加工を行う試験であり、形状凍結性、特にスプリングバックを評価するにあたり、最も一般的な方法の一つとして用いられている。ここで、本発明において述べている密着曲げは、材料を180°近くまで曲げる加工であり、U曲げ試験との違いはその曲げ角度のみが異なる試験といえる。   The bending test method was a U bending test method. The U-bending test method is a test in which a material is bent up to a right angle, and is used as one of the most general methods for evaluating shape freezing property, particularly spring back. Here, the close contact bending described in the present invention is a process of bending a material to nearly 180 °, and the difference from the U bending test can be said to be a test in which only the bending angle is different.

よって、本発明材料の密着曲げにおける形状凍結性の評価は、曲げ試験において最も一般的な評価試験方法の一つであるU曲げ試験を用いて実施しても何ら問題がないと言うことができる。   Therefore, it can be said that there is no problem even if the shape freezing property evaluation in the close contact bending of the material of the present invention is performed using the U bending test which is one of the most general evaluation test methods in the bending test. .

具体的なU曲げ試験方法を図15に示す。図15は、U曲げ試験において、成形下死点状態にある。aがパンチ、bがダイス、cがパッド、dが試験片である。図15(a)と(b)はともに曲げ試験中の状態であり、試験片dにパッドcとパンチaで背圧をかけて押さえ込み、パンチ底で試験片dにたわみが生じないようにして成形する。図15(a)は直角に曲げ加工したとき、そして、図15(b)は60゜に曲げ加工したときである。   A specific U-bending test method is shown in FIG. FIG. 15 shows the bottom dead center state in the U bending test. a is a punch, b is a die, c is a pad, and d is a test piece. FIGS. 15 (a) and 15 (b) both show a state during the bending test. The test piece d is pressed with a pad c and a punch a so that the test piece d is not bent at the bottom of the punch. Mold. FIG. 15 (a) shows a case of bending at a right angle, and FIG. 15 (b) shows a case of bending at 60 °.

次に、図16にスプリングバック量の測定方法を示す。図16(a)は直角に曲げ加工したとき、そして、図16(b)は60゜に曲げ加工したときである。いずれも、曲げ試験終了後の状態を示しており、試験片dにスプリングバックが生じていることが分かる。点線がスプリングバック前であり、実線がスプリングバック後(離型後の弾性回復をした状態)である。ここで、金型から離型後の弾性回復後の角度θをスプリングバック量であるとした。本試験条件は、直角に加工し、一般的なプレス成形におけるRp/tの範囲で実施し、試験片の板厚は1.4mmとした。   Next, FIG. 16 shows a method for measuring the amount of springback. FIG. 16 (a) shows a case of bending at a right angle, and FIG. 16 (b) shows a case of bending at 60 °. Both show the state after the end of the bending test, and it can be seen that springback occurs in the test piece d. The dotted line is before springback, and the solid line is after springback (the state after elastic recovery after release). Here, the angle θ after elastic recovery after releasing from the mold is assumed to be the springback amount. The test conditions were processed at a right angle and carried out in the range of Rp / t in general press molding, and the thickness of the test piece was 1.4 mm.

試験結果を表10に示す。θがスプリングバック量であり、各Rp/t条件において設定しているスプリングバックの判定基準により、○〜×を判断した。   The test results are shown in Table 10. θ is the amount of springback, and ◯ to x were judged according to the springback criteria set under each Rp / t condition.

Figure 2008189985
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スプリングバックの判定基準は、次のとおりである。なお、各Rp/t条件において、これ以上のスプリングバックが発生した場合には金型見込み等によるスプリングバック低減が困難となる値をスプリングバック不良とした。
○:スプリングバック良好、
△:スプリングバックは良好だが降伏比YRが低い(衝撃吸収性能に劣る)、
×:スプリングバック不良。
The criteria for determining springback are as follows. In each Rp / t condition, when more springback occurs than this, a value that makes it difficult to reduce the springback due to the prospect of the mold or the like is regarded as a springback failure.
○: Spring back is good,
Δ: Springback is good but the yield ratio YR is low (impact in shock absorbing performance),
X: Springback failure.

本発明材料においては、スプリングバック量が良好となることを確認した。また、スプリングバックが判定基準内であっても降伏比YRが低い材料は衝撃吸収性能が劣るため、本発明材が目的とする特徴を満足してはいない。   In the material of the present invention, it was confirmed that the amount of springback was good. In addition, even if the springback is within the criterion, a material having a low yield ratio YR is inferior in impact absorbing performance, and therefore does not satisfy the target characteristics of the material of the present invention.

例えば、パンチRp=10で、板厚t=1.4mmの場合は、Rp/t=7.1となる。このときの、スプリングバック許容量はθ<6.5でありこれ以上のスプリングバックが発生すると金型見込み等によるスプリングバックの低減が困難となる。   For example, when the punch Rp = 10 and the plate thickness t = 1.4 mm, Rp / t = 7.1. At this time, the allowable amount of spring back is θ <6.5, and if more spring back occurs, it is difficult to reduce the spring back due to the possibility of the mold.

本発明に係る、局部延性能に優れた熱延鋼板は、超微細な結晶粒を有し、引張強度に対する降伏強度の比(降伏比)が0.8以上の高降伏強度を有し、衝撃吸収特性と形状凍結性に優れる。さらに、本発明に係る、局部延性能に優れた熱延鋼板は優れた衝撃吸収特性と形状凍結性に加えて、溶接工程や溶融めっき工程の熱にも耐え得る熱的安定性を有する。そして、これらの局部延性能に優れた熱延鋼板は、本発明の方法によって、容易に製造することができる。   The hot-rolled steel sheet according to the present invention, which is excellent in local rolling performance, has ultrafine crystal grains, has a high yield strength with a yield strength ratio (yield ratio) of 0.8 or more, and an impact. Excellent absorption characteristics and shape freezing properties. Furthermore, the hot-rolled steel sheet excellent in local rolling performance according to the present invention has thermal stability capable of withstanding the heat of the welding process and the hot dipping process, in addition to excellent shock absorption characteristics and shape freezing properties. And these hot-rolled steel plates excellent in local rolling performance can be easily manufactured by the method of the present invention.

局部曲げ試験を実施した場合における局部曲げ部の到達応力を示す。The ultimate stress of a local bending part in the case of implementing a local bending test is shown. 鋼板を折り曲げたときに、その曲げ部において割れが発生する様を示す。When a steel plate is bent, a crack is generated at the bent portion. 鋼板を密着曲げ加工したときの曲げ部の形状の例である。It is an example of the shape of the bending part when carrying out the adhesion bending process of the steel plate. 各種の熱延鋼板を降伏比YRとスプリングバック量でプロットしたものである。This is a plot of various hot-rolled steel sheets by yield ratio YR and springback amount. 局部曲げ成形における熱延鋼板の局部曲げ部周辺の断面図を示したものである。Sectional drawing of the local bending part periphery of the hot-rolled steel plate in local bending is shown. 塑性接線勾配曲線であり、X軸が塑性歪み(真歪み)を、そして、Y軸が応力(真応力)を示す。It is a plastic tangent gradient curve, the X axis indicates plastic strain (true strain), and the Y axis indicates stress (true stress). 図6の塑性接線勾配曲線のうち、上記限定範囲を拡大したものである。The above-mentioned limited range is expanded among the plastic tangent gradient curves in FIG. 実施例から得られたデータを、X軸にYRを、H'/TSをY軸に、プロットしたものである。The data obtained from the examples are plotted with YR on the X-axis and H ′ / TS on the Y-axis. 密着曲げ加工(ヘム加工)における熱延鋼板の曲げ部周辺の断面図を示す。Sectional drawing of the bending part periphery of a hot-rolled steel plate in close_contact | adherence bending processing (hem processing) is shown. 局部曲げ加工において発生する応力について、局部曲げ位置毎にその大きさをシミュレーションしたものである。The stress generated in the local bending process is simulated for each local bending position. 局部延性能を評価するためのJIS5号引張試験片の引張前後の状況を示す。The state before and after the tension | tensile_strength of the JIS5 tension test piece for evaluating local stretch performance is shown. 試験片の幅方向中央部における微小領域の歪み(変形)分布を示す。The strain (deformation) distribution of the micro area | region in the width direction center part of a test piece is shown. V曲げ金型により試験片1を90度に曲げる手順を示す。A procedure for bending the test piece 1 to 90 degrees with a V-bending mold will be described. 90度に曲げられた試験片1を密着させる手順を示す。A procedure for closely attaching the test piece 1 bent at 90 degrees will be described. 局部曲げ試験方法を示す。The local bending test method is shown. スプリングバック量の測定方法を示す。A method for measuring the amount of springback is shown.

符号の説明Explanation of symbols

1 試験片
2 V字状の雄型形状を有するパンチ
3 V字状の雌型形状を有するダイス
4 密着曲げ金型の上型
5 密着曲げ金型の下型
a パッド
b ダイス
c パッド
d 試験片
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Test piece 2 Punch which has V-shaped male type | mold 3 Dice which has V-shaped female type | mold 4 Upper mold | die of close_contact | adherence bending mold 5 Lower mold | type of close_contact | adherence bending mold a pad b dice c pad d Test piece

Claims (8)

Ti、Nb、Mo、Vのうちの1種又は2種以上を合計で0.05%以下含有し、フェライトを主相とする炭素鋼または低合金鋼からなる鋼板であって、鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径D(μm)が下記の(1)式及び(2)式を満足し、降伏比が0.8以上であって、JIS5号引張試験における降伏後の塑性歪み0.005から一様伸びの65%の歪みまでの範囲における平均塑性接線勾配H'が下記の(3)式を満足することを特徴とする局部延性能に優れた熱延鋼板。
1.2≦D≦7・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(1)式
D≦2.7+5000/(5+350・C+40・Mn)・・・(2)式
0.1≦H'/TS≦−2×YR+3.1・・・・・・・・・・・・(3)式
ここで、Dは鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径(μm)を、CおよびMnは鋼中の各元素の含有量(質量%)を、H'は引張試験において降伏後の塑性歪み0.005から一様伸びの65%の歪みまでの範囲における平均塑性接線勾配を、TSは引張強度(MPa)を、そして、YRは降伏比を示す。
A steel plate made of carbon steel or low alloy steel containing one or more of Ti, Nb, Mo, and V in total of 0.05% or less and having ferrite as a main phase, the plate from the surface of the steel plate The average grain size D (μm) of ferrite at a depth of 1/4 of the thickness satisfies the following formulas (1) and (2), the yield ratio is 0.8 or more, and JIS No. 5 tensile The average plastic tangent gradient H ′ in the range from the plastic strain after yielding 0.005 to the 65% strain of uniform elongation in the test is excellent in local elongation performance characterized by satisfying the following formula (3): Hot rolled steel sheet.
1.2 ≦ D ≦ 7 (1) Formula D ≦ 2.7 + 5000 / (5 + 350 · C + 40 · Mn) 2 (2) Formula 0.1 ≦ H ′ / TS ≦ −2 × YR + 3.1 (3) Formula where D is 1/4 of the plate thickness from the steel plate surface. The average crystal grain size (μm) of ferrite at the depth position, C and Mn are the contents (mass%) of each element in the steel, and H ′ is uniform from the plastic strain after yield of 0.005 in the tensile test. The average plastic tangent gradient in the range up to 65% strain of elongation, TS is the tensile strength (MPa), and YR is the yield ratio.
鋼板表層のフェライトの平均結晶粒径D(μm)と、鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径D(μm)が、下記の(4)式を満足することを特徴とする請求項1に記載の局部延性能に優れた熱延鋼板。
/D≦0.8・・・・・・・・・・・・・・・・(4)式
ここで、Dは鋼板表層のフェライトの平均結晶粒径(μm)を、そして、Dは鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径(μm)を示す。
The average crystal grain diameter D s (μm) of ferrite on the steel sheet surface layer and the average crystal grain diameter D (μm) of ferrite at a depth position of ¼ of the plate thickness from the steel sheet surface satisfy the following formula (4): The hot-rolled steel sheet having excellent local rolling performance according to claim 1.
D s /D≦0.8 (4) where D s is the average crystal grain size (μm) of ferrite on the steel sheet surface layer, and D represents the average crystal grain size (μm) of ferrite at a depth position of ¼ of the plate thickness from the steel plate surface.
鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置において、フェライトの結晶粒径d(μm)が下記の(5)式を満足するフェライト結晶粒のフェライトに占める面積割合が80%以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の局部延性能に優れた熱延鋼板。
D/3≦d≦3D・・・・・・・・・・・・・・・・(5)式
ここで、dはフェライトの結晶粒径(μm)を、そして、Dは鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径(μm)を示す。
The ferrite crystal grain size d (μm) satisfying the following formula (5) at the depth position of 1/4 of the plate thickness from the steel plate surface, the area ratio of the ferrite crystal grains to the ferrite is 80% or more. The hot-rolled steel sheet excellent in local rolling performance according to claim 1 or 2.
D / 3 ≦ d ≦ 3D (5) where d is the ferrite crystal grain size (μm) and D is the surface of the steel plate. The average crystal grain size (μm) of ferrite at a depth position of ¼ of the thickness is shown.
鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径D(μm)の700℃における増加速度X(μm/min)と当該平均結晶粒径D(μm)が下記の(6)式を満足することを特徴とする請求項1から3までのいずれかに記載の局部延性能に優れた熱延鋼板。
D・X≦0.1・・・・・・・・・・・・・・・・(6)式
ここで、Dは鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径(μm)を、そして、Xは当該フェライトの平均結晶粒径D(μm)の700℃における増加速度(μm/min)を示す。
The increase rate X (μm / min) at 700 ° C. of the average crystal grain size D (μm) of ferrite at a depth position of ¼ of the plate thickness from the steel sheet surface and the average crystal grain size D (μm) are as follows ( The hot-rolled steel sheet having excellent local rolling performance according to any one of claims 1 to 3, wherein the formula (6) is satisfied.
Here D · X ≦ 0.1 ················ (6) formula, D is the average from the steel sheet surface of the ferrite in the 1/4 depth position of the sheet thickness crystal The particle size (μm) and X represents the rate of increase (μm / min) at 700 ° C. of the average crystal particle size D (μm) of the ferrite.
請求項1から4までのいずれかに記載の、局部延性能に優れた熱延鋼板の表面に、Zn、Al、Zn−Al合金またはFe−Zn合金の被覆層を備えることを特徴とする、局部延性能に優れた溶融めっき熱延鋼板。   The surface of a hot-rolled steel sheet excellent in local rolling performance according to any one of claims 1 to 4, comprising a coating layer of Zn, Al, Zn-Al alloy or Fe-Zn alloy, Hot-dip hot-rolled steel sheet with excellent local rolling performance. 炭素鋼又は低合金鋼からなるスラブを多パス熱間圧延して局部延性能に優れた熱延鋼板を製造する方法であって、最終の圧延パスをAr点以上かつ780℃以上の温度で終了し、その後400℃/秒以上の冷却速度で0.4秒以内に720℃以下まで冷却した後、600〜720℃の温度域で2秒以上保持した後、0.1〜1.0%の調質圧延を施すことを特徴とする、請求項1から4までのいずれかに記載の局部延性能に優れた熱延鋼板の製造方法。 A method of producing a hot-rolled steel sheet excellent in local rolling performance by multi-pass hot rolling a slab made of carbon steel or low-alloy steel, wherein the final rolling pass is at a temperature of Ar 3 points or higher and 780 ° C. or higher. And then cooled to 720 ° C. or less within 0.4 seconds at a cooling rate of 400 ° C./second or more, and then held at a temperature range of 600 to 720 ° C. for 2 seconds or more, then 0.1 to 1.0% The method for producing a hot-rolled steel sheet having excellent local rolling performance according to any one of claims 1 to 4, wherein the temper rolling is performed. 炭素鋼又は低合金鋼からなるスラブを多パス熱間圧延して局部延性能に優れた熱延鋼板を製造する方法であって、最終の圧延パスを仕上最終スタンド圧延率10〜50%で行うとともにAr点以上かつ780℃以上の温度で終了し、その後400℃/秒以上の冷却速度で0.4秒以内に720℃以下まで冷却した後、600〜720℃の温度域で2秒以上保持した後、0.1〜1.0%の調質圧延を施すことを特徴とする、請求項1から4までのいずれかに記載の局部延性能に優れた熱延鋼板の製造方法。 A method of producing a hot-rolled steel sheet having excellent local rolling performance by multi-pass hot rolling a slab made of carbon steel or low-alloy steel, and the final rolling pass is performed at a final final stand rolling ratio of 10 to 50%. In addition, it is finished at a temperature of Ar 3 points or more and 780 ° C. or more, and then cooled to 720 ° C. or less within 0.4 seconds at a cooling rate of 400 ° C./second or more, and then at a temperature range of 600 to 720 ° C. for 2 seconds or more. The method for producing a hot-rolled steel sheet having excellent local rolling performance according to any one of claims 1 to 4, wherein the temper rolling is performed at 0.1 to 1.0% after the holding. 請求項6又は7に記載の方法により得られた局部延性能に優れた熱延鋼板を酸洗後、連続溶融めっきラインにて溶融めっきを施すことを特徴とする、局部延性能に優れた溶融めっき熱延鋼板の製造方法。   A hot-rolled steel sheet excellent in local elongation performance obtained by the method according to claim 6 or 7 is subjected to hot-dip plating in a continuous hot dipping line after pickling, and has excellent local elongation performance. A method for producing a plated hot-rolled steel sheet.
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