JP2010174304A - Steel sheet for die quenching - Google Patents

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Kazuhiro Seto
一洋 瀬戸
Satoo Kobayashi
聡雄 小林
Yoshimasa Funakawa
義正 船川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steel sheet for die quenching which has excellent scale peeling resistance upon hot working. <P>SOLUTION: The steel sheet has a composition containing, by mass, 0.35 to 0.45% C, 0.15 to 0.50% Si, 1.0 to 1.8% Mn, ≤0.025% P, ≤0.001% S, 0.01 to 0.10% Al, ≤0.005% N, >1.0 to 11.0% Cr, 0.01 to 0.15% Ti and 0.0008 to 0.0030% B, and the balance Fe with inevitable impurities. Thus, the generation of scales is suppressed upon heating in die quenching, a load upon shot blast treatment can be reduced. Further, the peeling of scales is suppressed upon hot working in die quenching, the damage of a die for die quenching and the generation of linear flaws in the surface of a product are prevented, and the production of a high-strength component whose dimensional precision is remarkably improved, and having a tensile strength of ≥2,000 MPa is facilitated. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、自動車部品等向けの高強度鋼板に係り、とくに、鋼板を加熱したのち、プレス加工しながら焼入れて、高強度化を図るダイクエンチ(ホットプレスともいう)の適用に好適な、ダイクエンチ用鋼板に関する。   The present invention relates to a high-strength steel sheet for automobile parts and the like, and in particular, for die quenching suitable for application of die quenching (also referred to as hot pressing) that increases the strength by heating the steel sheet and quenching it while pressing. It relates to steel plates.

従来から、自動車の車体構造部品、足回り部品等の多くは、所定の強度を有する鋼板をプレス加工して製造されてきた。近年、地球環境の保全という観点から、自動車車体の軽量化が熱望され、使用する鋼板の高強度化が求められている。しかし、鋼板の高強度に伴う加工性(成形性)の低下により、鋼板を所望の部品形状に加工することが困難になる場合が多い。具体的には、例えば、延性が低下して加工量の多い部位で破断が生じたり、スプリングバックが大きくなり寸法精度が低下するなどの問題がある。 Conventionally, many automobile body structural parts, undercarriage parts, and the like have been manufactured by pressing a steel plate having a predetermined strength. In recent years, from the viewpoint of preservation of the global environment, weight reduction of automobile bodies has been eagerly desired, and higher strength of steel plates to be used has been demanded. However, due to a decrease in workability (formability) associated with high strength of the steel sheet, it is often difficult to process the steel sheet into a desired part shape. Specifically, for example, there is a problem that the ductility is lowered and a fracture occurs at a site with a large amount of processing, or the spring back becomes large and the dimensional accuracy is lowered.

このような問題に対し、自動車部品等を高強度化する方法の一つとして、ダイクエンチ(ホットプレスともいう)と称される技術が実用化されている。ダイクエンチでは、素材(鋼板)を950℃程度の温度に加熱し、ついで加熱された状態の素材を水冷等により冷却された金型を用いて、所望の形状にプレス加工すると同時に焼入れする。これにより、所望の加工形状に成形されると同時に硬化し、所望の寸法精度と所望の高強度とを兼備する部品となり、加工性(成形性)と高強度化を両立させることができる。   In order to solve such problems, a technique called die quench (also referred to as hot pressing) has been put into practical use as one method for increasing the strength of automobile parts and the like. In die quenching, a material (steel plate) is heated to a temperature of about 950 ° C., and then the heated material is pressed into a desired shape and quenched at the same time using a mold cooled by water cooling or the like. Thereby, it is hardened at the same time as it is molded into a desired processed shape, and it becomes a part having both desired dimensional accuracy and desired high strength, so that both workability (formability) and high strength can be achieved.

しかし、ダイクエンチでは、まず素材を950℃程度の高温に加熱する必要があり、素材の酸化によるスケール生成が問題となる。このスケールは、厚さが厚く、素材との密着性も悪いため、加工時に剥離しやすく、剥離して金型と被成形材である素材との間に噛み込まれ、金型を損傷させたり、製品(部品)表面に線状疵を発生させる。また、素材の表面にスケールが生成すると、その後に製品に施す化成処理や、溶接等の作業ができなくなる。さらに、スケールの厚さが厚くなると、冷却時の熱伝達が悪くなり焼きが入らず強度が低下する場合もある。加熱時に素材の酸化を防止する方法としては、素材に酸化防止の薬剤を塗布する方法や、素材に酸化防止のめっきを施す方法等が考えられるが、これらの方法は、いずれもコストがかかる割りには、酸化を完全に防止することが困難である。そこで、生成したスケールを除去するために、通常、プレス加工後の製品にショットブラスト処理を施している。   However, in die quenching, it is necessary to first heat the material to a high temperature of about 950 ° C., and scale generation due to oxidation of the material becomes a problem. This scale is thick and has poor adhesion to the material, so it is easy to peel off during processing, and it can be peeled and bitten between the mold and the material being molded, damaging the mold. , Generate linear wrinkles on the product (parts) surface. In addition, when a scale is generated on the surface of the material, it is impossible to perform a chemical conversion treatment or a welding operation performed on the product thereafter. Furthermore, when the thickness of the scale is increased, heat transfer at the time of cooling is deteriorated, and there is a case where the strength is lowered without burning. Methods for preventing oxidation of the material during heating include a method of applying an anti-oxidant agent to the material and a method of applying an anti-oxidation plating to the material, but these methods are all costly. It is difficult to completely prevent oxidation. Therefore, in order to remove the generated scale, shot blasting is usually applied to the product after press working.

しかし、プレス加工後の製品にショットブラスト処理を施すと、スケールが除去されると同時に、製品が変形する、あるいはスケール生成量が多いとスケール除去による製品の肉厚減少が大きくなり製品の寸法精度が悪化する、といった問題がある。
このような問題に対し、例えば特許文献1には、Si:0.01〜0.5%、Cr:0.01〜0.5%含有する組成を有し、表面平均粗さが3.0μm以下である鋼板表面にブラシ水洗浄と、酸洗とを行い、さらにアルカリ洗浄し、最後にブラシ水洗浄を行う処理を施すことにより、その後に大気酸化させた場合でも酸化されにくく、スケール生成量が少なくなるという熱間プレス用鋼板の製造方法が記載されている。鋼板にこのような処理を施すと、鋼板を大気中でAC3点以上に加熱保持した後に、表層に生成するスケールは、鋼板の地鉄との界面に、FeO、FeCrO、FeSiOの混合相と、その上層として実質的にFeO単相からなる構造のスケールとなり、スケール生成量が減少するとしている。
However, if shot blasting is applied to the pressed product, the scale will be removed, and at the same time, the product will be deformed, or if the amount of scale generated is large, the reduction in the thickness of the product due to scale removal will increase, resulting in dimensional accuracy of the product. The problem is that it gets worse.
For such a problem, for example, Patent Document 1 has a composition containing Si: 0.01 to 0.5% and Cr: 0.01 to 0.5%, and the steel sheet surface having a surface average roughness of 3.0 μm or less is washed with brush water. And steel plate for hot press that is less oxidized even if it is subjected to atmospheric oxidation afterwards, by performing a treatment that performs acid pickling, further alkali cleaning, and finally brush water cleaning. The manufacturing method is described. When such a treatment is applied to the steel sheet, the scale formed on the surface layer after heating and holding the steel sheet to the AC 3 point or higher in the atmosphere is FeO, FeCr 2 O 4 , Fe 2 at the interface with the steel plate. The scale is composed of a mixed phase of SiO 4 and a substantially single layer of FeO as the upper layer, and the amount of scale generation is reduced.

また、特許文献2には、質量%で、C:0.10〜0.25%,Si:0.01〜1.0%,Mn:0.5〜2.0%,P:0.025%以下,S:0.008%以下,Al:0.01〜0.10%,N:0.005%以下,Ti:0.01〜0.15%,B:0.0005〜0.0050%,あるいはさらにCr:0.05〜1.0%,Ni:0.05〜1.0%,Mo:0.05〜1.0%,V:0.05〜1.0%のうちから選ばれた1種または2種以上を含有する組成を有するスラブを、700〜850℃の仕上温度で熱間圧延し、熱間圧延後1s以内に冷却を開始し、少なくとも700℃まで平均冷却速度50℃/s以上で冷却した後、550〜630℃の巻取温度で巻き取る、ダイクエンチ用熱延鋼板の製造方法が記載されている。これにより、地鉄との界面の組成がFeOで、厚さが2.0〜7.0μmであるスケールを有するダイクエンチ用熱延鋼板が製造できるとしている。特許文献2に記載された技術で得られた熱延鋼板は、ダイクエンチの加熱時にスケールの成長を抑制でき、生成するスケール厚さが薄く、ダイクエンチ後にショットブラストによるスケール除去が容易になるとしている。 Further, in Patent Document 2, in mass%, C: 0.10 to 0.25%, Si: 0.01 to 1.0%, Mn: 0.5 to 2.0%, P: 0.025% or less, S: 0.008% or less, Al: 0.01 to 0.10 %, N: 0.005% or less, Ti: 0.01 to 0.15%, B: 0.0005 to 0.0050%, or Cr: 0.05 to 1.0%, Ni: 0.05 to 1.0%, Mo: 0.05 to 1.0%, V: 0.05 to 1.0 % Is hot rolled at a finishing temperature of 700 to 850 ° C., starts cooling within 1 s after hot rolling, and at least 700 ° C. A method for producing a hot-rolled steel sheet for die quenching is described in which the steel sheet is cooled at an average cooling rate of 50 ° C./s or more and then wound at a winding temperature of 550 to 630 ° C. Thereby, it is said that the die-quenched hot-rolled steel sheet having a scale whose composition of the interface with the ground iron is Fe 3 O 4 and whose thickness is 2.0 to 7.0 μm can be manufactured. The hot-rolled steel sheet obtained by the technique described in Patent Document 2 can suppress the growth of scale when heated by die quenching, has a small scale thickness to be generated, and is easy to remove scale by shot blasting after die quenching.

特開2005−133180号公報JP 2005-133180 A 特開2008−214650号公報JP 2008-214650 A

しかし、特許文献1に記載された技術では、複雑な洗浄工程を必要とし、生産性が低下するとともに、製造コストの高騰を招くという問題があった。また、特許文献2に記載された技術によってもなお、ダイクエンチの加熱時に生成するスケール量が多く、熱間でのスケールの密着性が不足し、熱間加工時にスケール剥離を起こし、線状疵を発生させる場合が皆無となっていないのが実情である。   However, the technique described in Patent Document 1 has a problem that a complicated cleaning process is required, productivity is lowered, and manufacturing cost is increased. In addition, even with the technique described in Patent Document 2, the amount of scale generated during die quench heating is large, the adhesion of the scale during hot processing is insufficient, scale peeling occurs during hot processing, and linear wrinkles occur. The fact is that there are no cases where they are generated.

本発明は、かかる従来技術の問題点を解決し、ダイクエンチの加熱に際してはスケールの生成を抑制し、ダイクエンチの加工に際してスケールの剥離を抑制できる、耐スケール剥離性に優れたダイクエンチ用鋼板を提供することを目的とする。なお、ここでいう「鋼板」は、熱延鋼板、冷延鋼板のいずれをも含む。本発明の鋼板はダイクエンチ用として好適であり、ダイクエンチ後に高い強度を確保できる。例えば、950℃で10min程度加熱保持後したのち水冷金型でプレス加工するといった、ダイクエンチ後の鋼板の引張強さが概ね2000MPa以上、好ましくは概ね2200MPa以下となる鋼板をいうものとする。   The present invention provides a die quench steel sheet having excellent scale peel resistance, which solves the problems of the prior art and can suppress scale formation during die quench heating and suppress scale peeling during die quench processing. For the purpose. The “steel plate” here includes both hot-rolled steel plates and cold-rolled steel plates. The steel plate of the present invention is suitable for die quenching and can ensure high strength after die quenching. For example, a steel sheet in which the tensile strength of the steel sheet after die quenching is approximately 2000 MPa or higher, preferably approximately 2200 MPa or lower, after being heated and held at 950 ° C. for about 10 minutes and then pressed with a water-cooled die.

本発明者らは、上記した目的を達成するため、ダイクエンチの加熱に際してスケールの生成、および生成したスケールの密着性に影響する各種合金元素の影響について鋭意研究した。その結果、大気中950℃程度の加熱であれば、1.0%を超えるCrを含有させた鋼板組成とすることにより、加熱中のスケール生成が抑制され、加熱に際して生成するスケール量を顕著に低減できることを知見した。また、上記した鋼板組成としたうえで、さらにS含有量を0.001%以下に低減することにより、熱間でのスケール密着性が格段に向上し、熱間加工に際してスケールの剥離量が著しく低減し、熱間加工時の耐スケール剥離性に優れた鋼板となることを新規に見出した。   In order to achieve the above-mentioned object, the present inventors diligently studied the influence of various alloy elements that influence the generation of scale during the heating of the die quench and the adhesion of the generated scale. As a result, if it is heating at about 950 ° C in the atmosphere, the generation of scale during heating can be suppressed and the amount of scale generated during heating can be significantly reduced by using a steel sheet composition containing more than 1.0% Cr. I found out. In addition, with the steel plate composition described above, the S content is further reduced to 0.001% or less, so that the hot scale adhesion is greatly improved and the amount of scale peeling during hot working is significantly reduced. The present inventors have newly found that the steel sheet has excellent scale peeling resistance during hot working.

本発明は、かかる知見に基づき、さらに検討を加えて完成されたものである。すなわち、本発明の要旨は、つぎのとおりである。
(1)質量%で、C:0.35〜0.45%、Si:0.15〜0.50%、Mn:1.0〜1.8%、P:0.025%以下、S:0.001%以下、Al:0.01〜0.10%、N:0.005%以下、Cr:1.0超〜11.0%、Ti:0.01〜0.15%、B:0.0008〜0.0030%を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有し、熱間加工時の耐スケール剥離性に優れることを特徴とするダイクエンチ用鋼板。
The present invention has been completed based on such findings and further studies. That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) By mass%, C: 0.35-0.45%, Si: 0.15-0.50%, Mn: 1.0-1.8%, P: 0.025% or less, S: 0.001% or less, Al: 0.01-0.10%, N: 0.005 %, Cr: more than 1.0 to 11.0%, Ti: 0.01 to 0.15%, B: 0.0008 to 0.0030%, with the composition consisting of the balance Fe and unavoidable impurities, and resistance to scale peeling during hot working A steel plate for die quenching, which is excellent.

(2)(1)において、前記組成に加えてさらに、質量%で、Ni:5.0%以下、Cu:5.0%以下、Mo:3.0%以下のうちから選ばれた1種または2種以上を含有する組成とすることを特徴とするダイクエンチ用鋼板。
(3)(1)または(2)において、前記組成に加えてさらに、質量%で、Nb:3.0%以下、V:3.0%以下、W:3.0%以下のうちから選ばれた1種または2種以上を含有する組成とすることを特徴とするダイクエンチ用鋼板。
(2) In (1), in addition to the above composition, the composition further contains, in mass%, one or more selected from Ni: 5.0% or less, Cu: 5.0% or less, Mo: 3.0% or less A steel plate for die quenching, characterized in that it has a composition to be used.
(3) In (1) or (2), in addition to the above composition, in addition to mass, Nb: 3.0% or less, V: 3.0% or less, W: 3.0% or less A steel plate for die quenching characterized by having a composition containing at least seeds.

本発明によれば、ダイクエンチの加熱に際してスケールの生成が抑制され、さらにダイクエンチの熱間加工に際してスケールの剥離が抑制され、ダイクエンチ加工用の金型の損傷やダイクエンチ加工製品表面の線状疵の発生が防止でき、産業上格段の効果を奏する。またさらに、本発明によれば、ショットブラスト後の製品の変形もなく、寸法精度が著しく向上するという効果もある。また、本発明によれば、素材(鋼板)の引張強さが2000MPa以上程度となるダイクエンチ加工製品を容易にかつ安価に製造できるという効果もある。   According to the present invention, scale formation is suppressed during die quench heating, and scale peeling is suppressed during die quench hot processing, and die quenching mold damage and generation of linear wrinkles on the die quench processed product surface are generated. Can be prevented, and it has a remarkable industrial effect. Furthermore, according to the present invention, there is no deformation of the product after shot blasting, and there is an effect that the dimensional accuracy is remarkably improved. In addition, according to the present invention, there is an effect that a die quench processed product in which the tensile strength of the material (steel plate) is about 2000 MPa or more can be easily and inexpensively manufactured.

本発明鋼板の組成限定理由について、説明する。なお、以下、とくに断わらないかぎり、質量%は単に%と記す。
C:0.35〜0.45%
Cは、焼入れ性の向上を介して組織強化により鋼の強度を増加させる作用を有する元素であり、ダイクエンチの焼入れ時にマルテンサイトを生成させ、所望の高強度を有するダイクエンチ加工製品を得るためには、0.35%以上の含有を必要とする。一方、0.45%を超える含有は、ダイクエンチ後の強度が高くなりすぎ、延性、スポット溶接性、靭性や、耐遅れ破壊性が低下する。このため、Cは0.35%以上0.45%に限定した。
The reason for limiting the composition of the steel sheet of the present invention will be described. Hereinafter, unless otherwise specified, mass% is simply referred to as%.
C: 0.35-0.45%
C is an element having an effect of increasing the strength of steel by strengthening the structure through improvement of hardenability, and in order to obtain martensite during quenching of die quench and to obtain a die quench processed product having a desired high strength. , And contain 0.35% or more. On the other hand, if the content exceeds 0.45%, the strength after die quenching becomes too high, and ductility, spot weldability, toughness, and delayed fracture resistance decrease. For this reason, C was limited to 0.35% or more and 0.45%.

Si:0.15〜0.50%
Siは、ダイクエンチ後の靭性を向上させる作用を有する元素である。このような効果を得るためには、0.15%以上の含有を必要とするが、0.50%を超える含有は、表面に赤スケールと称する剥離しにくいスケールを不均一に生成する。このため、Siは0.15〜0.50%の範囲に限定した。
Si: 0.15-0.50%
Si is an element having an effect of improving toughness after die quenching. In order to obtain such an effect, the content of 0.15% or more is required. However, when the content exceeds 0.50%, a non-peeling scale called a red scale is generated unevenly on the surface. For this reason, Si was limited to the range of 0.15-0.50%.

Mn:1.0〜1.8%
Mnは、焼入れ性の向上を介して鋼の強度を増加させる作用を有する元素であり、所望の高強度を有するダイクエンチ加工製品を得るためには、1.0%以上の含有を必要とする。一方、1.8%を超える含有は、偏析が著しくなり、熱延後や、ダイクエンチ後の、材質の均一性が低下する。このため、Mnは1.0〜1.8%の範囲に限定した。
Mn: 1.0-1.8%
Mn is an element that has the effect of increasing the strength of steel through the improvement of hardenability, and in order to obtain a die quench processed product having a desired high strength, the content of 1.0% or more is required. On the other hand, if the content exceeds 1.8%, segregation becomes significant, and the uniformity of the material after hot rolling or after die quenching decreases. For this reason, Mn was limited to the range of 1.0 to 1.8%.

P:0.025%以下
Pは、通常の高強度鋼板では、固溶して強度を増加させる作用を有する元素であるが、ダイクエンチ加工製品ではこのような効果は認められないうえ、0.025%を超えて含有すると偏析して、熱延後やダイクエンチ後の、材質の均一性が低下し、さらに靭性も低下する。このため、Pは0.025%以下に限定した。なお、好ましくは0.015%以下である。
P: 0.025% or less P is an element that has the effect of increasing the strength by dissolving in ordinary high-strength steel sheets, but such effects are not observed in die-quenched products, and it exceeds 0.025%. If it contains, it will segregate, the uniformity of the material after hot rolling or die quenching will decrease, and the toughness will also decrease. For this reason, P was limited to 0.025% or less. In addition, Preferably it is 0.015% or less.

S:0.001%以下
Sは、スケール密着性に影響する、本発明では重要な元素の一つである。Sを0.001%以下に調整することにより、熱間でのスケール密着性、すなわち熱間加工に際しての耐スケール剥離性が向上し、ダイクエンチ加工製品の寸法精度の低下や表面欠陥等の発生が防止でき、ダイクエンチ加工製品の品質が向上する。このため、Sは0.001%以下に限定した。
S: 0.001% or less S is one of the important elements in the present invention that affects the scale adhesion. Adjusting S to 0.001% or less improves the scale adhesion in the hot state, that is, the resistance to scale peeling during hot working, and prevents the deterioration of the dimensional accuracy and surface defects of die-quenched products. , The quality of die-quenched products will improve. For this reason, S was limited to 0.001% or less.

Al:0.01〜0.10%
Alは、脱酸剤として作用する元素であり、本発明では0.01%以上の含有を必要とする。一方、0.10%を超える含有は、加工性を低下させ、さらに焼入れ性をも低下させる。このため、Alは0.01〜0.10%の範囲に限定した。なお、好ましくは0.03〜0.08%である。
N:0.005%以下
Nは、含有するTi、B、Al等の窒化物形成元素と結合し、TiN、BN、AlN等の窒化物を形成する元素であるが、0.005%を超える含有は多量の窒化物を析出させ、加工性を低下させるとともに、焼入れ性を低下させる。このため、Nは0.005%以下に限定した。
Al: 0.01-0.10%
Al is an element that acts as a deoxidizing agent, and in the present invention, it is necessary to contain 0.01% or more. On the other hand, if the content exceeds 0.10%, the workability is lowered and the hardenability is also lowered. For this reason, Al was limited to the range of 0.01 to 0.10%. In addition, Preferably it is 0.03-0.08%.
N: 0.005% or less N is an element that forms a nitride such as TiN, BN, or AlN by combining with a nitride-forming element such as Ti, B, or Al. Nitride is precipitated, workability is lowered, and hardenability is lowered. For this reason, N was limited to 0.005% or less.

Cr:1.0超〜11.0%
Crは、スケール生成に影響する、本発明では重要な元素の一つである。Crは、ダイクエンチ加熱時に、表層にCrのサブスケール層を形成し、その後の酸化を抑制する作用を有し、ダイクエンチ加熱時のスケール生成量を著しく減少させるとともに、焼入れ性を格段に向上させる作用を有する元素である。このような効果は1.0%超の含有で顕著となる。一方、11.0%を超えて含有すると、950℃程度のダイクエンチ加熱時に、α→γ(オーステナイト)変態が生じなくなり、ダイクエンチによる高強度化が達成できなくなる。このため、Crは1.0超〜11.0%の範囲に限定した。なお、好ましくは3.0〜6.0%である。
Cr: more than 1.0 to 11.0%
Cr is one of the important elements in the present invention that affects the scale formation. Cr has the effect of forming a sub-scale layer of Cr on the surface layer during die quench heating and suppressing the subsequent oxidation, significantly reducing the amount of scale generated during die quench heating, and significantly improving hardenability. It is an element having Such an effect becomes remarkable when the content exceeds 1.0%. On the other hand, if the content exceeds 11.0%, α → γ (austenite) transformation does not occur during die quench heating at about 950 ° C., and high strength cannot be achieved by die quench. For this reason, Cr was limited to the range of more than 1.0 to 11.0%. In addition, Preferably it is 3.0 to 6.0%.

Ti:0.01〜0.15%
Tiは、窒化物形成元素であり、Bに優先して窒化物を形成しBNの形成を阻止して、焼入れ性の向上に有効な固溶Bの確保に寄与する。このような効果を得るためには、本発明では0.01%以上の含有を必要とする。一方、0.15%を超える含有は、熱間圧延荷重が過大となりすぎ、熱間圧延を困難にするとともに、焼入れ性をも低下させ、さらにはダイクエンチ加工製品の靭性を低下させる。このため、Tiは0.01〜0.15%の範囲に限定した。なお、好ましくは0.02〜0.12%である。
Ti: 0.01-0.15%
Ti is a nitride-forming element and contributes to securing solid solution B effective in improving hardenability by forming nitride in preference to B and preventing the formation of BN. In order to obtain such an effect, the present invention needs to contain 0.01% or more. On the other hand, if the content exceeds 0.15%, the hot rolling load becomes excessively large, making hot rolling difficult, reducing the hardenability, and further reducing the toughness of the die quench processed product. For this reason, Ti was limited to the range of 0.01 to 0.15%. In addition, Preferably it is 0.02 to 0.12%.

B:0.0008〜0.0030%
Bは、少量の含有で、焼入れ性を顕著に向上させる有効な元素であり、靭性の向上にも寄与する。このような効果を得るためには、0.0008%以上の含有を必要とする、一方、0.0030%を超える含有は、熱間圧延時の圧延荷重の増大が著しくなるとともに、熱間圧延後にマルテンサイト、ベイナイトを生じ、板割れ等の不具合を発生させる。このため、Bは、0.0008〜0.0030%の範囲に限定した。なお、好ましくは0.0010〜0.0020%である。
B: 0.0008-0.0030%
B is contained in a small amount and is an effective element that remarkably improves the hardenability and contributes to the improvement of toughness. In order to obtain such an effect, the content of 0.0008% or more is required. On the other hand, the content exceeding 0.0030% significantly increases the rolling load during hot rolling, and martensite after hot rolling. It causes bainite and causes defects such as plate cracking. For this reason, B was limited to the range of 0.0008 to 0.0030%. In addition, Preferably it is 0.0010 to 0.0020%.

上記した成分が基本の組成であるが、基本の組成に加えてさらに、Ni:5.0以下、Cu:5.0%以下、Mo:3.0%以下のうちから選ばれた1種または2種以上、および/または、Nb:3.0%以下、V:3.0%以下、W:3.0%以下のうちから選ばれた1種または2種以上を含有できる。
Ni:5.0以下、Cu:5.0%以下、Mo:3.0%以下のうちから選ばれた1種または2種以上
Ni、Cu、Moはいずれも、焼入れ性を向上させるのに有効な元素であり、必要に応じて選択して含有できる。
The above-described components have a basic composition. In addition to the basic composition, one or more selected from Ni: 5.0 or less, Cu: 5.0% or less, Mo: 3.0% or less, and / or Alternatively, one or more selected from Nb: 3.0% or less, V: 3.0% or less, and W: 3.0% or less can be contained.
One or more selected from Ni: 5.0 or less, Cu: 5.0% or less, Mo: 3.0% or less
Ni, Cu, and Mo are all effective elements for improving the hardenability, and can be selected and contained as necessary.

Niは、鋼を強化するとともに、焼入れ性を向上させるのに有効な元素である。このような効果の発現のためには、0.01%以上含有することが望ましいが、5.0%を超える含有は、著しいコスト高を招く。このため、含有する場合には、Niは5.0%以下に限定する。
Cuは、Niと同様に、鋼を強化するとともに、焼入れ性を向上させるのに有効な元素である。このような効果の発現のためには、0.01%以上含有することが望ましいが、5.0%を超える含有は、著しいコスト高を招く。このため、含有する場合には、Cuは5.0%以下に限定する。
Ni is an element effective for strengthening steel and improving hardenability. In order to exhibit such an effect, it is desirable to contain 0.01% or more, but inclusion exceeding 5.0% leads to a significant increase in cost. For this reason, when it contains, Ni is limited to 5.0% or less.
Cu, like Ni, is an element effective for strengthening steel and improving hardenability. In order to exhibit such an effect, it is desirable to contain 0.01% or more, but inclusion exceeding 5.0% leads to a significant increase in cost. For this reason, when contained, Cu is limited to 5.0% or less.

Moは、Ni、Cuと同様に、鋼を強化するとともに、焼入れ性を向上させるのに有効な元素である。また、Moは、結晶粒の成長を抑制し、細粒化により靭性を向上させる効果も有する。このような効果の発現のためには、0.01%以上含有することが望ましいが、3.0%を超える含有は、著しいコスト高を招く。このため、含有する場合には、Moは3.0%以下に限定する。   Mo, like Ni and Cu, is an element effective for strengthening steel and improving hardenability. Mo also has the effect of suppressing crystal grain growth and improving toughness by refining. In order to exhibit such an effect, it is desirable to contain 0.01% or more, but inclusion exceeding 3.0% leads to a significant increase in cost. For this reason, when it contains, Mo is limited to 3.0% or less.

Nb:3.0%以下、V:3.0%以下、W:3.0%以下のうちから選ばれた1種または2種以上
Nb、V、Wはいずれも、鋼を強化するとともに、細粒化により靭性を向上させるのに有効な元素であり、必要に応じて選択して含有できる。
Nbは、鋼を強化するとともに、細粒化により靭性を向上させるのに有効な元素である。このような効果の発現のためには、0.005%以上含有することが望ましいが、3.0%を超えて含有すると、炭窒化物の析出が顕著となり、延性や耐遅れ破壊性が低下する。このため、含有する場合には、Nbは3.0%以下に限定する。
One or more selected from Nb: 3.0% or less, V: 3.0% or less, W: 3.0% or less
Each of Nb, V, and W is an element effective for strengthening steel and improving toughness by refining, and can be selected and contained as necessary.
Nb is an element effective for strengthening steel and improving toughness by refining. In order to exhibit such an effect, it is desirable to contain 0.005% or more, but if it exceeds 3.0%, carbonitride precipitation becomes remarkable, and ductility and delayed fracture resistance deteriorate. For this reason, when it contains, Nb is limited to 3.0% or less.

Vは、Nbと同様に、鋼を強化するとともに、細粒化により靭性を向上させるのに有効な元素である。また、Vは、析出物や晶出物を形成し、水素のトラップサイトとして耐水素脆性を向上させる。このような効果の発現には、0.005%以上含有することが望ましいが、3.0%を超えて含有すると、炭窒化物の析出が顕著となり、延性が著しく低下する。このため、含有する場合には、Vは3.0%以下に限定する。   V, like Nb, is an element effective for strengthening steel and improving toughness by refining. V forms precipitates and crystallized substances and improves hydrogen embrittlement resistance as a hydrogen trap site. In order to exhibit such an effect, it is desirable to contain 0.005% or more, but if it exceeds 3.0%, the precipitation of carbonitrides becomes remarkable, and the ductility is significantly reduced. For this reason, when contained, V is limited to 3.0% or less.

Wは、Vと同様に、鋼の強化、靭性の向上、耐水素脆性の向上に有効な元素である。このような効果の発現には、0.005%以上含有することが望ましいが、3.0%を超えて含有すると、延性が著しく低下する。このため、含有する場合には、Wは3.0%以下に限定する。
上記した成分以外の残部は、Feおよび不可避的不純物からなる。なお、不可避的不純物としては、例えば、O:0.010%以下が許容できる。
上記した組成を有する本発明鋼板の製造方法は、通常公知の熱延鋼板の製造方法、あるいは通常公知の冷延鋼板の製造方法がいずれも適用でき、とくに限定されないが、以下に、好ましい製造方法について説明する。
W, like V, is an element effective for strengthening steel, improving toughness, and improving hydrogen embrittlement resistance. For the expression of such an effect, it is desirable to contain 0.005% or more, but if it exceeds 3.0%, the ductility is significantly reduced. For this reason, when it contains, W is limited to 3.0% or less.
The balance other than the components described above consists of Fe and inevitable impurities. As an inevitable impurity, for example, O: 0.010% or less is acceptable.
The method for producing the steel sheet of the present invention having the above composition can be applied to any of the commonly known methods for producing hot-rolled steel plates or the commonly known methods for producing cold-rolled steel plates, and is not particularly limited. Will be described.

上記した組成の溶鋼を、転炉等の、常用の溶製方法で溶製し、連続鋳造方法等の常用の鋳造法で、スラブ等の鋳片とすることが好ましい。ついで、これら鋳片を熱間圧延し、熱延鋼板とするか、あるいはさらに、熱延鋼板を酸洗し、ついで冷間圧延を施し、必要に応じて焼鈍を施して冷延鋼板としてもよい。
熱間圧延では、鋳片を好ましくは1100〜1300℃に加熱し、あるいは鋳片が熱間圧延が可能な温度を保持している場合には加熱することなく、仕上圧延終了温度:850〜920℃とする熱間圧延を施し、必要に応じて、熱間圧延終了後、好ましくは30℃/s以上の冷却速度で加速冷却を施したのち、巻取温度:550〜650℃で巻取り、所望の板厚の熱延鋼板とすることが好ましい。なお、加速冷却の冷却速度、巻取温度は、その後の酸洗工程、冷延工程への負荷等を考慮して適宜調整することが好ましい。例えば、酸洗工程の負荷を軽減するには、加速冷却の冷却速度を高めに、巻取温度を低めに、また冷延工程の負荷を軽減するには、加速冷却の冷却速度を低めに巻取温度を高めに設定することが好ましい。
It is preferable that the molten steel having the above composition is melted by a conventional melting method such as a converter and is made into a slab or the like by a conventional casting method such as a continuous casting method. Subsequently, these slabs are hot-rolled to obtain hot-rolled steel sheets, or, further, pickled hot-rolled steel sheets, then cold-rolled, and annealed as necessary to obtain cold-rolled steel sheets. .
In hot rolling, the slab is preferably heated to 1100 to 1300 ° C., or when the slab is kept at a temperature at which hot rolling is possible, the finish rolling finish temperature: 850 to 920 without heating. After performing hot rolling at a temperature of ℃, if necessary, after completion of the hot rolling, preferably subjected to accelerated cooling at a cooling rate of 30 ° C./s or more, and then wound at a winding temperature of 550 to 650 ° C., It is preferable to use a hot-rolled steel sheet having a desired thickness. In addition, it is preferable to adjust suitably the cooling rate of accelerated cooling, and coiling temperature in consideration of the load etc. to a subsequent pickling process and a cold rolling process. For example, to reduce the load of the pickling process, increase the cooling speed of accelerated cooling, lower the coiling temperature, and to reduce the load of the cold rolling process, lower the cooling speed of accelerated cooling. It is preferable to set the taking temperature higher.

冷延鋼板とする場合には、酸洗工程を経た熱延鋼板に、好ましくは60%以上の圧下率の冷間圧延を施し、所望の板厚の冷延鋼板とし、さらに焼鈍温度:650〜850℃の焼鈍工程を施すことが好ましい。
好ましくは上記した製造方法で得られた本発明鋼板は、ダイクエンチ法を適用して、所定寸法形状の部品に加工される。このような加工、例えば、950℃で10min程度の加熱保持したのち、水冷した金型でプレス加工すると同時に焼き入れるといったダイクエンチ法による加工を行うことで、被成形材である素材鋼板の引張強さが2000MPa以上であるような高強度部品(製品)を得ることができる。本発明鋼板が熱延鋼板である場合には、一般的には、酸洗処理等により表層に形成されたスケールを除去するが、本発明では、スケールを除去することなく、ダイクエンチ法を適用しても問題はない。スケール(黒皮)を除去することなくダイクエンチ法を適用しても本発明の効果は維持される。
In the case of a cold-rolled steel sheet, the hot-rolled steel sheet that has undergone the pickling process is preferably subjected to cold rolling at a reduction rate of 60% or more to obtain a cold-rolled steel sheet having a desired thickness, and an annealing temperature: 650 to It is preferable to perform an annealing process at 850 ° C.
Preferably, the steel sheet of the present invention obtained by the manufacturing method described above is processed into a part having a predetermined size and shape by applying a die quench method. Such processing, for example, holding by heating at 950 ° C for about 10 min, and then performing die quenching such as pressing with a water-cooled mold and quenching at the same time, the tensile strength of the material steel plate that is the molding material It is possible to obtain a high-strength part (product) having a pressure of 2000 MPa or more. When the steel sheet of the present invention is a hot-rolled steel sheet, generally, the scale formed on the surface layer is removed by pickling or the like, but in the present invention, the die quench method is applied without removing the scale. There is no problem. Even if the die quench method is applied without removing the scale (black skin), the effect of the present invention is maintained.

(実施例1)
表1に示す組成の溶鋼を転炉で溶製し、連続鋳造法でスラブ(素材:肉厚260mm)とした。ついで、該素材を加熱温度:1200℃で加熱し、仕上圧延終了温度:850〜880℃とする熱間圧延を施し、巻取温度:580〜650℃で巻き取り、板厚:1.6〜4.0mmの熱延板とした。得られた熱延板には、酸洗処理を施した。また、一部の熱延板については、酸洗処理を施したのち、60〜75%の圧下率で冷間圧延を施し、板厚:1.0〜1.6mmの冷延板とし、さらに焼鈍温度:700〜800℃で焼鈍した。
Example 1
Molten steel having the composition shown in Table 1 was melted in a converter and made into a slab (material: thickness 260 mm) by a continuous casting method. Next, the material is heated at a heating temperature of 1200 ° C. and subjected to hot rolling at a finish rolling finish temperature of 850 to 880 ° C., wound at a winding temperature of 580 to 650 ° C., and a thickness of 1.6 to 4.0 mm. The hot rolled sheet was used. The obtained hot-rolled sheet was pickled. Some hot-rolled sheets are pickled and then cold-rolled at a rolling reduction of 60 to 75% to obtain a cold-rolled sheet having a thickness of 1.0 to 1.6 mm, and an annealing temperature: Annealed at 700-800 ° C.

(1)加熱試験
得られた鋼板から試験板を採取し、大気雰囲気中で950℃×10minの加熱保持を施した。そして、酸洗減量法によりスケールの重量を求め、スケールの比重(密度)を5.2g/cmとして、鋼板表面に生成したスケール厚さを計算した。得られた結果を表2に示す。
(2)ダイクエンチ試験
得られた鋼板から試験板を採取し、大気雰囲気中で950℃×10minの加熱保持を施したのち、水冷金型を用いて、高さ50mm×幅50mm×長さ300mmのハット状に成形するダイクエンチを施し、試験品(ダイクエンチ加工品)を得た。得られた試験品について、外観を目視で観察し、表面欠陥の有無を調査した。幅が1mm以上、長さが10mm以上の表面欠陥が1箇所以上ある場合を×、ない場合を○として評価した。またさらに、得られた試験品のハット底部から、JIS Z 2201の規定に準拠して、JIS 5号試験片を採取し、JIS Z 2241の規定に準拠して引張試験を実施し、ダイクエンチ後の素材(鋼板)の引張強さTSを求めた。得られた結果を表2に併記する。
(1) Heat test A test plate was sampled from the obtained steel plate, and was heated and held at 950 ° C. for 10 minutes in an air atmosphere. And the weight of the scale was calculated | required with the pickling loss method, the scale thickness produced | generated on the steel plate surface was calculated by making specific gravity (density) of a scale into 5.2 g / cm < 3 >. The obtained results are shown in Table 2.
(2) Die quench test A test plate was taken from the obtained steel plate, heated and maintained at 950 ° C for 10 minutes in an air atmosphere, and then water-cooled mold was used to measure height 50 mm × width 50 mm × length 300 mm. The die quench which shape | molds in a hat shape was given, and the test article (die quench processed article) was obtained. About the obtained test article, the external appearance was observed visually and the presence or absence of the surface defect was investigated. The case where there was one or more surface defects having a width of 1 mm or more and a length of 10 mm or more was evaluated as x, and the case where there was no surface defect was evaluated as ◯. Furthermore, from the bottom of the hat of the obtained test product, a JIS No. 5 test piece was collected in accordance with the provisions of JIS Z 2201, and a tensile test was conducted in accordance with the provisions of JIS Z 2241. The tensile strength TS of the material (steel plate) was determined. The obtained results are also shown in Table 2.

Figure 2010174304
Figure 2010174304

Figure 2010174304
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本発明例はいずれも、ダイクエンチの加熱時に生成するスケールの厚さは、Cr含有量の低い比較例にくらべ薄く、ダイクエンチの加熱時にスケール生成が抑制されていることがわかる。一方、Cr含有量が本発明範囲を低く外れる比較例は、スケール厚さが厚く、スケール生成の抑制が不十分となっている。
また、本発明例はいずれも、ダイクエンチ後の引張強さTSが2000MPa以上の高強度を示し、しかも表面欠陥の発生も認められず(評価○)、本発明例は、熱間加工時の耐スケール剥離性に優れていることがわかる。一方、本発明範囲を外れる比較例は、ダイクエンチ後の引張強さTSが2000MPa未満であるか、あるいは熱間加工時の耐スケール剥離性が低く、表面欠陥の発生が認められた(評価×)。
In all of the examples of the present invention, the thickness of the scale generated during heating of the die quench is thinner than that of the comparative example having a low Cr content, and it can be seen that scale generation is suppressed during heating of the die quench. On the other hand, the comparative example in which the Cr content is out of the range of the present invention has a large scale thickness, and the suppression of scale generation is insufficient.
In addition, in all of the examples of the present invention, the tensile strength TS after die quenching is high strength of 2000 MPa or more, and the occurrence of surface defects is not recognized (evaluation ○), and the examples of the present invention are resistant to hot working. It can be seen that the scale peelability is excellent. On the other hand, in the comparative example outside the scope of the present invention, the tensile strength TS after die quench was less than 2000 MPa, or the resistance to scale peeling during hot working was low, and the occurrence of surface defects was observed (Evaluation ×). .

Claims (3)

質量%で、
C:0.35〜0.45%、 Si:0.15〜0.50%、
Mn:1.0〜1.8%、 P:0.025%以下、
S:0.001%以下、 Al:0.01〜0.10%、
N:0.005%以下、 Cr:1.0超〜11.0%、
Ti:0.01〜0.15%、 B:0.0008〜0.0030%
を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有し、熱間加工時の耐スケール剥離性に優れることを特徴とするダイクエンチ用鋼板。
% By mass
C: 0.35-0.45%, Si: 0.15-0.50%,
Mn: 1.0 to 1.8%, P: 0.025% or less,
S: 0.001% or less, Al: 0.01 to 0.10%,
N: 0.005% or less, Cr: more than 1.0 to 11.0%,
Ti: 0.01-0.15%, B: 0.0008-0.0030%
A die quench steel sheet having a composition comprising the balance Fe and inevitable impurities and having excellent resistance to scale peeling during hot working.
前記組成に加えてさらに、質量%で、Ni:5.0%以下、Cu:5.0%以下、Mo:3.0%以下のうちから選ばれた1種または2種以上を含有する組成とすることを特徴とする請求項1に記載のダイクエンチ用鋼板。   In addition to the above composition, the composition further comprises, in mass%, one or more selected from Ni: 5.0% or less, Cu: 5.0% or less, and Mo: 3.0% or less. The steel plate for die quenching according to claim 1. 前記組成に加えてさらに、質量%で、Nb:3.0%以下、V:3.0%以下、W:3.0%以下のうちから選ばれた1種または2種以上を含有する組成とすることを特徴とする請求項1または2に記載のダイクエンチ用鋼板。   In addition to the above composition, the composition further comprises, in mass%, one or more selected from Nb: 3.0% or less, V: 3.0% or less, and W: 3.0% or less. The steel plate for die quenching according to claim 1 or 2.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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