JP2012122086A - 化成処理性に優れた高強度冷延鋼板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】質量%で、Si:1.5%以上、Mn:2.0%以上を含有する高強度冷延鋼板であって、鋼板表面から深さ0.5μmまでの領域におけるSi量の平均値が3.0%以下(0%を含まない)で、且つ鋼板表面からの深さが0.5μm位置におけるMn量が、前記鋼板のMn量の70%以下(0%を含まない)である高強度冷延鋼板。
【選択図】図1
Description
Cu、Ni、CrおよびTiは、鋼板の強度を向上させる他、鋼板の耐食性も向上させる元素であり、鋼板が腐食して水素が発生するのを抑制するのに有効に作用する。また、これらの元素は、大気中で生成する錆のなかでも熱力学的に安定で、保護性があるといわれている酸化鉄(α−FeOOH)の生成を促進させる作用も有している。この錆の生成促進を図ることによって、発生した水素が鋼板へ侵入するのを抑制でき、過酷な腐食環境下(例えば、塩化物の存在下)で使用しても水素による助長割れを充分に抑制できる。
NbおよびVは、いずれも鋼板の強度向上に有用である他、焼入れ後のオーステナイト粒を微細化して靭性の改善に作用する元素である。こうした作用を有効に発揮させるには、Nbは、0.003%以上含有するのがよく、好ましくは0.005%以上である。Vは、0.003%以上含有するのがよく、好ましくは0.005%以上である。しかし過剰に含有すると、炭化物や窒化物、或いは炭窒化物を多量に生成して加工性や耐遅れ破壊性が劣化する傾向がある。従ってNbは0.1%以下とすることが好ましく、より好ましくは0.08%以下、更に好ましくは0.05%以下である。Vは0.1%以下とすることが好ましく、より好ましくは0.08%以下、更に好ましくは0.05%以下である。
Bは、焼入れ性および溶接性の向上に有用な元素である。こうした効果を有効に発揮させるには、0.0002%以上含有させることが好ましい。より好ましくは0.0003%以上、更に好ましくは0.0004%以上である。しかし過剰に含有させても添加効果は飽和し、しかも延性が低下して加工性が悪くなる傾向がある。従ってBは0.002%以下であることが好ましい。より好ましくは0.0019%以下、更に好ましくは0.0018%以下である。
(a)鋼板表面から深さ0.5μmまでの領域におけるSi量の平均値(以下、SiAVということがある)が3.0%以下(0%を含まない)で、且つ
(b)鋼板表面からの深さが0.5μm位置におけるMn量(Mn0.5μmということがある)が、鋼板(母材)のMn量の70%以下(0%を含まない)
であることが重要である。このように鋼板表面近傍(具体的には、鋼板表面から深さ0.5μm位置までの領域)のSi量およびMn量を適切に制御することによって、980MPa以上の高強度冷延鋼板の化成処理性が向上する。
上述したように、鋼板表面にSi酸化物が多量に生成すると化成処理性が低下するが、本発明では、化成処理性に適した鋼板表面近傍におけるSi量をSiAVとして定めている。
Siと同様、Mnも表面に濃化すると化成処理性が低下する。そのため本発明では鋼板(母材)のMn量に対する、鋼板表面からの深さが0.5μm位置におけるMn量(Mn0.5μm)の割合(以下、Mn率ということがある)を70%以下と定めた。Mn率が70%を超えると、鋼板表面近傍におけるMn量が多くなり、化成処理液に対する反応性が悪くなる結果、鋼板の化成処理性が劣化する。上記Mn率は、好ましくは65%以下、より好ましくは60%以下である。上記Mn率は、できるだけ少ない方が好ましいが、本発明のようにMn量が2.0%以上と高Mnを含む鋼板の場合、下限は通常20%程度となる。
次に、得られた鋼片を熱間圧延する。鋳造して得られた鋼片は、直接熱間圧延してもよいし、一旦適当な温度に冷却し、加熱炉で再加熱してから熱間圧延してもよい。
本発明では、熱間圧延後の酸洗条件を適切に制御することが重要である。即ち、従来においても、熱間圧延後に酸洗は行なわれていたが、熱間圧延後の酸洗は、通常、熱間圧延時に鋼板表面に生成したスケール(Fe酸化物)を除去するために行われるものであった。そのため熱間圧延後の酸洗条件は、厳密に規定されておらず、規定されているにしても比較的緩やかなものであった。
次に、酸洗して得られた熱延鋼板は、公知の条件で冷間圧延すればよい。
冷間圧延後は、次の条件で焼鈍することが推奨される。
上記焼鈍を行なった後は、適切な条件で酸洗することが重要である。即ち、本発明では、上述したように、熱間圧延後、冷間圧延前に所定の酸洗を行なって表面状態を適切に制御しているが、それでも更なる焼鈍によって鋼板表面が酸化し、Si基酸化物やMn基酸化物が生成する。従って焼鈍後においても適切な条件で酸洗することが重要となる。
鋼種Aまたは鋼種Bを用いて行なった下記表2〜表5、表14に示した条件を参考にして熱間圧延後、冷間圧延前における酸洗条件、および焼鈍後における酸洗条件を微調整すればよい。
鋼種C〜鋼種Eを用いて行なった下記表6〜表11、表14、表15に示した条件を参考にして熱間圧延後、冷間圧延前における酸洗条件、および焼鈍後における酸洗条件を微調整すればよい。
鋼種Fを用いて行なった下記表12、表13に示した条件を参考にして熱間圧延後、冷間圧延前における酸洗条件、および焼鈍後における酸洗条件を微調整すればよい。
Siを比較的少なく、Mnを比較的多く含有する場合は、上記(b)に示したように、Siを比較的多く、且つMnを比較的多く含有する鋼種と同様の条件を採用できると考えられる。従って、低Si、高Mnの場合は、鋼種C〜鋼種Eを用いて行った条件を参考にして熱間圧延後、冷間圧延前における酸洗条件、および焼鈍後における酸洗条件を微調整すればよい。
鋼種A:200℃で約140秒間保持
鋼種B:300℃で約140秒間保持
鋼種C:300℃で約200秒間保持
鋼種D:200℃で約150秒間保持
鋼種E:300℃で約180秒間保持
鋼種F:200℃で約200秒間保持
鋼板表面から深さ方向のSi量およびMn量は、GD−OES(リガク社製GDA750)を用いて分析、定量した。即ち、上記試験片の表面を、Arグロー放電領域内で高周波スパッタリングし、スパッタされるSi元素およびMn元素のArプラズマ内における発光線を連続的に分光することによって鋼板の深さ方向におけるSi量プロファイルおよびMn量プロファイルを測定した。スパッタの具体的な条件は次の通りである。測定領域は、表面から深さ約1.0μm位置までとした。
パルススパッタ周波数 :50Hz
アノード径(分析面積):直径6mm
放電電力 :30W
Arガス圧 :2.5hPa
化成処理液としては、日本パーカライジング社製の化成処理液「パルボンドL3020」を用い、化成処理は、次の手順で行った。
スケとは、リン酸塩結晶が付着していない領域を意味し、下記の基準で評価した。
《スケの評価基準》
評価○:観察視野内の全面に、均一にリン酸塩結晶が生成(スケ無し)
評価△:10視野中、5面積%以下のスケが認められた視野数が3以下
評価×:上記評価○、評価△以外
上記10視野について、リン酸塩結晶の粒径(円相当直径)を測定した。観察視野内に認められるリン酸塩結晶のうち、大きなものから順に10個選択し、その平均粒径に基づいて下記基準で評価した。
《粒径の評価基準》
評価○:平均粒径が4μm以下
評価△:平均粒径が4μm超、10μm未満
評価×:平均粒径が10μm以上
上記試験片表面において、X線回折によりフォスフォフィライト(P:Phosphophylite)とホパイト(H:Hopeite)に相当するピークを測定し、その比[P/(P+H)比。以下、P比という。]を算出した。P比の評価基準は次の通りである。なお、観察視野数は、上記10視野のうち無作為に選択した5視野とし、平均値を算出した。
《P比の評価基準》
評価○:P比が0.96以上
評価△:P比が0.85以上、0.96未満
評価×:P比が0.85未満
鋼板の化成処理性は、上記スケ、粒径、およびP比の評価結果を総合し、次の基準で4段階評価した。総合評価が◎(最良)または○(良好)を本発明例とする。
《化成処理性の評価基準》
評価◎(最良):スケ、粒径、およびP比の全てにおいて評価○
評価○(良好):スケ、粒径、およびP比について、評価○と評価△が混在する
評価△(不良):スケ、粒径、およびP比の全てにおいて評価△であるか、評価×を一つでも含んでいる
評価×(最悪):スケ、粒径、およびP比の全てにおいて評価×
表2、表3に基づいて考察する。No.1は、焼鈍後の酸洗を行なっていない例であり、SiAVが3.0%超えており、Mn率が70%を超えているため、化成処理性が劣化している。No.2、6に示した焼鈍後の酸洗条件は、鋼種Aの成分組成においては酸洗不足となる条件であった。そのため、SiAVの値が3.0%を超えており、化成処理性が劣化している。
表4、表5に基づいて考察する。No.50は、焼鈍後の酸洗を行なっていない例であり、SiAVが3.0%超えており、Mn率が70%を超えているため、化成処理性が劣化している。
表6、表7に基づいて考察する。No.99は、焼鈍後の酸洗を行なっていない例であり、SiAVが3.0%超えており、Mn率が70%を超えているため、化成処理性が劣化している。
表8、表9に基づいて考察する。No.148は、焼鈍後の酸洗を行なっていない例であり、SiAVが3.0%超えており、Mn率が70%を超えているため、化成処理性が劣化している。
表10、表11に基づいて考察する。No.197は、焼鈍後の酸洗を行なっていない例であり、SiAVが3.0%超えており、Mn率が70%を超えているため、化成処理性が劣化している。
表12、表13に基づいて考察する。No.246は、焼鈍後の酸洗を行なっていない例であり、SiAVが3.0%超えており、Mn率が70%を超えているため、化成処理性が劣化している。
Claims (3)
- 質量%で、
Si:1.5%以上、
Mn:2.0%以上を含有する高強度冷延鋼板であって、
鋼板表面から深さ0.5μmまでの領域におけるSi量の平均値が3.0%以下(0%を含まない)で、且つ
鋼板表面からの深さが0.5μm位置におけるMn量が、前記鋼板のMn量の70%以下(0%を含まない)であることを特徴とする化成処理性に優れた高強度冷延鋼板。 - 前記鋼板が、更に他の元素として、
C :0.10〜0.20%および
Al:0.5%以下(0%を含まない)を含有する請求項1に記載の高強度冷延鋼板。 - 前記鋼板が、更に他の元素として、
Cu:0.5%以下(0%を含まない)、
Ni:1.0%以下(0%を含まない)、
Cr:1.0%以下(0%を含まない)、
Ti:1.0%以下(0%を含まない)、
Nb:0.1%以下(0%を含まない)、
V :0.1%以下(0%を含まない)、
B :0.002%以下(0%を含まない)よりなる群から選択される少なくとも1種の元素を含むものである請求項1または2に記載の高強度冷延鋼板。
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