JP2013133519A - 温間成形用高強度熱延鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
Abstract
【解決手段】質量%で、C:0.03〜0.16%、Si:0.1%以下、Mn:1.3%以下、P:0.03%以下、S:0.005%以下、Al:0.1%以下、N:0.01%以下、Ti:0.14〜0.25%を、次式2.00≧(C/12)/(Ti/48+V/51+W/184+Mo/96+Nb/93+Zr/91+Hf/179)≧1.05を満足するように含有する組成を有し、金属組織が面積率で95%以上のフェライト相からなり、かつフェライトの平均結晶粒径が1μm以上で、該フェライト結晶粒中に、平均粒子径が10nm以下の炭化物を分散析出させた組織とする。
【選択図】なし
Description
たとえば、室温における降伏比が0.85以上でかつ引張強さが780MPa以上である高強度熱延鋼板は、非常に優れた衝撃吸収能を有し、自動車部品用素材として有用な鋼板であるが、部品への成形に際し、冷間成形では形状凍結性が低く、スプリングバックが発生し、所望の形状に成形することが極めて困難となる。また、高強度のままの鋼板に成形加工を施すため、金型への負荷が大きくなり、金型寿命が短くなるなどの問題があった。
このような組成と、実質的にフェライト相単相の組織を有する鋼板を、400〜700℃の温間成形温度域に加熱すると、フェライト相中の転位の運動が活発化し、変形抵抗が低下して、温間成形温度域での加工性が向上するとともに、降伏応力が低下して形状凍結性が向上すること、また、温間成形後の鋼板組織を、実質的にフェライト相単相とすれば、温間成形後においても優れた延性を示すこと、をそれぞれ知見した。
(1)室温における引張強さTSが780MPa以上で、降伏比が0.85以上である引張特性を有する高強度熱延鋼板であって、該高強度鋼板を、400〜700℃の温間成形温度域の温度に加熱し該温間成形温度域の温度で引張試験を行った際の、降伏応力YS2が、室温における降伏応力YS1の80%以下で、かつ全伸びEl2が、室温における全伸びEl1の1.1倍以上であり、さらに、前記温間成形温度域の温度で15%以下の歪を付与する温間加工を施し室温まで冷却したのち、室温で引張試験を行った際の、降伏応力YS3が、室温における降伏応力YS1の80%以上で、かつ全伸びEl3 が、室温における全伸びEl1の80%以上であり、温間成形性に優れることを特徴とする温間成形用高強度熱延鋼板。
(2)(1)において、前記高強度熱延鋼板が、質量%で、C:0.03〜0.16%、Si:0.1%以下、Mn:1.3%以下、P:0.03%以下、S:0.005%以下、Al:0.1%以下、N:0.01%以下、Ti:0.14〜0.25%を、次(1)式
2.00≧(C/12)/(Ti/48+V/51+W/184+Mo/96+Nb/93+Zr/91+Hf/179)≧1.05…(1)
(ここで、C、Ti、V、Mo、W、Nb、Zr、Hf:各元素の含有量(質量%))
を満足するように含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有し、金属組織が面積率で95%以上のフェライト相からなり、マトリックスがフェライト相単相で、かつフェライトの平均結晶粒径が1μm以上で、該フェライト結晶粒中に、平均粒子径が10nm以下の炭化物を分散析出させた組織を有することを特徴とする温間成形用高強度熱延鋼板。
(3)(2)において、前記組成に加えてさらに、質量%で、V:0.5%以下、Mo:0.5%以下、W:1.0%以下、Nb:0.1%以下、Zr:0.1%以下、Hf:0.1%以下のうちから選ばれた1種または2種以上を含有することを特徴とする温間成形用高強度熱延鋼板。
(4)(2)または(3)において、前記組成に加えてさらに、質量%で、B:0.003%以下を含有することを特徴とする温間成形用高強度熱延鋼板。
(5)(2)ないし(4)のいずれかにおいて、前記組成に加えてさらに、質量%で、Mg:0.2%以下、Ca:0.2%以下、Y:0.2%以下、REM:0.2%以下のうちから選ばれた1種または2種以上を含むことを特徴とする温間成形用高強度熱延鋼板。
(6)(2)ないし(5)のいずれかにおいて、前記組成に加えてさらに、質量%で、Sb:0.1%以下、Cu:0.5%以下、Sn:0.1%以下のうちから選ばれた1種または2種以上を含むことを特徴とする温間成形用高強度熱延鋼板。
(7)(2)ないし(6)のいずれかにおいて、前記組成に加えてさらに、質量%で、Ni:0.5%以下、Cr:0.5%以下を含むことを特徴とする温間成形用高強度熱延鋼板。
(8)(2)ないし(7)のいずれかにおいて、前記組成に加えてさらに、質量%で、Se、Te、Po、As、Bi、Ge、Pb、Ga、In、Tl、Zn、Cd、Hg、Ag、Au、Pd、Pt、Co、Rh、Ir、Ru、Os、Tc、Re、Ta、Be、Srのうちから選ばれた1種または2種以上を合計で1.0%以下含有することを特徴とする温間成形用高強度熱延鋼板。
(9)(2)ないし(8)のいずれかにおいて、表面にめっき層を具えることを特徴とする温間成形用高強度熱延鋼板。
(10)鋼素材に、粗圧延および仕上圧延からなる熱間圧延を施し、冷却し、コイル状に巻取り、熱延鋼板とするに当たり、前記鋼素材を、質量%で、C:0.03〜0.16%、Si:0.1%以下、Mn:1.3%以下、P:0.03%以下、S:0.005%以下、Al:0.1%以下、N:0.01%以下、Ti:0.14〜0.25%を、次(1)式
2.00≧(C/12)/(Ti/48+V/51+W/184+Mo/96+Nb/93+Zr/91+Hf/179)≧1.05…(1)
(ここで、C、Ti、V、Mo、W、Nb、Zr、Hf:各元素の含有量(質量%))
を満足するように含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有する鋼素材とし、
前記鋼素材に、1100〜1350℃に加熱して粗圧延と、仕上圧延終了温度:840℃以上とする仕上圧延とを行う熱間圧延を施し、該熱間圧延後3s以内に強制冷却を開始し、冷却開始から冷却停止までを30℃/s以上の平均冷却速度で冷却し、500〜700℃の範囲の巻取り温度で、コイル状に巻き取ることを特徴とする温間成形用高強度熱延鋼板の製造方法。
(11)(10)において、前記組成に加えてさらに、質量%で、V:0.5%以下、Mo:0.5%以下、W:1.0%以下、Nb:0.1%以下、Zr:0.1%以下、Hf:0.1%以下のうちから選ばれた1種または2種以上を含有することを特徴とする温間成形用高強度熱延鋼板の製造方法。
(12)(10)または(11)において、前記組成に加えてさらに、質量%で、B:0.003%以下を含有することを特徴とする温間成形用高強度熱延鋼板の製造方法。
(13)(10)ないし(12)のいずれかにおいて、前記組成に加えてさらに、質量%で、Mg:0.2%以下、Ca:0.2%以下、Y:0.2%以下、REM:0.2%以下のうちから選ばれた1種または2種以上を含むことを特徴とする温間成形用高強度熱延鋼板の製造方法。
(14)(10)ないし(13)のいずれかにおいて、前記組成に加えてさらに、質量%で、Sb:0.1%以下、Cu:0.5%以下、Sn:0.1%以下のうちから選ばれた1種または2種以上を含むことを特徴とする温間成形用高強度熱延鋼板の製造方法。
(15)(10)ないし(14)のいずれかにおいて、前記組成に加えてさらに、質量%で、Ni:0.5%以下、Cr:0.5%以下を含むことを特徴とする温間成形用高強度熱延鋼板の製造方法。
(16)(10)ないし(15)のいずれかにおいて、前記組成に加えてさらに、質量%で、Se、Te、Po、As、Bi、Ge、Pb、Ga、In、Tl、Zn、Cd、Hg、Ag、Au、Pd、Pt、Co、Rh、Ir、Ru、Os、Tc、Re、Ta、Be、Srのうちから選ばれた1種または2種以上を合計で1.0%以下含有することを特徴とする温間成形用高強度熱延鋼板の製造方法。
(17)(1)ないし(9)のいずれかに記載の温間成形用高強度鋼板を素材として、該素材を400〜700℃の範囲の加熱温度に加熱して、15%以下の歪を付加する温間成形加工を施して、所定形状の高強度部材とすること特徴とする高強度部材の温間成形方法。
本発明の温間成形用高強度熱延鋼板は、室温における降伏比が0.85以上かつ引張強さTS1が780MPa以上で、400〜700℃の温間成形温度域における降伏応力(温間降伏応力)YS2が、室温における降伏応力(降伏強さ)YS1の80%以下、全伸びEl2が、室温における全伸びEl1の1.1倍以上である引張特性を有する。このような引張特性を有する高強度熱延鋼板は、本発明者らの検討によれば、400〜700℃の温間成形温度域において変形抵抗が低下するとともに延性が上昇し、温間成形温度域での優れた加工性(温間成形性)を示し、温間成形温度域において、鋼板を複雑な形状の部材に成形することが可能となる。上記した引張特性を具備しない鋼板は、温間成形温度域において、スプリングバックの影響が顕著となり所望の形状凍結性が得られなかったり、割れが生じたりする等の不具合が生じるため、鋼板を複雑な形状の部材に成形することができない。
上記したような引張特性を鋼板に付与するために、本発明では、鋼板組成を、質量%で、C:0.03〜0.16%、Si:0.1%以下、Mn:1.3%以下、P:0.03%以下、S:0.005%以下、Al:0.1%以下、N:0.01%以下、Ti:0.14〜0.25%を、次(1)式
2.00≧(C/12)/(Ti/48+V/51+W/184+Mo/96+Nb/93+Zr/91+Hf/179)≧1.05…(1)
(ここで、C、Ti、V、Mo、W、Nb、Zr、Hf:各元素の含有量(質量%))
を満足するように含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成に限定した。
C:0.03〜0.16%
Cは、Ti、或いは更にV、Mo、W、Nb、Zr、Hfと結合して炭化物を形成し、マトリックス中に微細分散して、鋼板を高強度化する、本発明では重要な元素である。引張強さTS:780MPa以上の高強度を達成するためには、Cは、少なくとも0.03%以上含有する必要がある。一方、0.16%を超えて多量に含有すると、延性、靱性が著しく低下し、良好な衝撃吸収能(例えば引張強さTS×全伸びElで表される)を確保できなくなる。このため、Cは0.03〜0.16%の範囲に限定した。なお、好ましくは0.04〜0.14%である。
Siは、固溶強化元素である。固溶強化は、高温域での強度低下を抑制るため、温間成形温度域での加工性(温間成形性)向上を阻害する。このため、本発明ではできるだけ低減することが好ましいが、0.1%までは許容できる。このようなことから、Siは0.1%以下に限定した。なお、好ましくは0.06%以下である。なお、Siは不純物レベルまで低減してもよい。
Mnは、Siと同様、固溶強化元素であり、高温域での強度低下を抑制して、温間成形温度域での加工性(温間成形性)向上を阻害する。このため、本発明ではできるだけ低減することが好ましいが、1.3%までは許容できる。このようなことから、Mnは1.3%以下に限定した。なお、好ましくは1.1%以下である。また、Mn含有量が極端に少なくなると、オーステナイト(γ)→フェライト(α)変態点が過度に上昇して、炭化物が粗大化することが懸念されるため、Mnは0.5%以上とすることがより好ましい。
Pは、固溶強化能が非常に高く、高温域での強度低下を抑制し、温間成形温度域での加工性向上を阻害する元素である。さらに、Pは,粒界に偏析するため、温間成形時ならびに温間成形後の延性を低下させる。このようなことから、Pは極力低減することが好ましいが、0.03%までは許容できる。このため、Pは0.03%以下に限定した。なお、好ましくは0.02%以下である。
Sは、鋼中では介在物として存在する元素であり、Tiと結合して強度を低下させたり、Mnと結合して硫化物を形成し、常温や温間での鋼板の延性を低下させる。このため、Sは極力低減することが好ましいが、0.005%までは許容できる。このため、Sは0.005%以下に限定した。なお、好ましくは0.004%以下である。
Alは、脱酸剤として作用する元素であり、このような効果を得るためには0.02%以上含有することが望ましい。一方、0.1%を超えて含有すると、酸化物系介在物が増加し、温間での延性低下が著しくなる。このため、Alは0.1%以下に限定した。なお、好ましくは0.07%以下である。
Nは、製鋼の段階でTiやNb等と結合し、粗大な窒化物を形成するため、多量の含有は、鋼板強度が著しく低下させる。このようなことから、Nは極力低減することが好ましいが、0.01%までは許容でき、Nは0.01%以下に限定した。なお、好ましくは0.007%以下である。
Tiは、Cと結合して炭化物を形成し、鋼板の強化に寄与する元素である。室温での引張強さ780MPa以上を確保するためには、0.14%以上の含有を必要とする。一方、0.25%を超える含有は、鋼素材の加熱に際し、粗大なTiCが残存して、ミクロボイドを生成する。このため、Tiは0.25%以下に限定した。なお、好ましくは0.22%以下である。また、より好ましくは0.15%以上である。
2.00≧(C/12)/(Ti/48+V/51+W/184+Mo/96+Nb/93+Zr/91+Hf/179)≧1.05…(1)
(ここで、C、Ti、V、Mo、W、Nb、Zr、Hf:各元素の含有量(質量%))
なお、(1)式に記載された元素が含有されない場合には、(1)式の中央値における当該元素の含有量を零として、(1)式の適否を計算するものとする。
V、Mo、W、Nb、ZrおよびHfは、Tiと同様、炭化物を形成して鋼板の強化に寄与する元素である。そのため、鋼板の更なる高強度化が要求される場合において、Tiに加えて、V、Mo、W、Nb、ZrおよびHfのうちから選択して、1種または2種以上含有することができる。
また、Nb、ZrおよびHfは、それぞれ0.1%を超えて含有すると、スラブ再加熱時に、粗大な炭化物が溶解しきれず残存する。このため、温間成形中にミクロボイドが生成しやすくなる。このようなことから、Nb、ZrおよびHfはそれぞれ0.1%以下に限定することが好ましい。
Bは、γ→α変態の核生成を阻害して、変態点を低下させる作用を有し、炭化物の微細化に寄与する元素であり、必要に応じて選択して含有できる。このような効果を得るには、0.0002%以上の含有することが望ましい。一方、0.003%を超えて含有しても、効果が飽和し経済的に不利となる。そのため、Bは0.003%以下に限定することが好ましい。より好ましくは0.002%以下である。
Mg、Ca、Y、REMはいずれも、介在物を微細化する作用を有し、温間成形中での介在物と母材近傍での応力集中を抑制して、延性を向上させる効果を有し、必要に応じて選択して含有できる。なお、REMは、Rare Earth Metalの略でランタノイド系の元素を指す。
Sb、Cu、Snは、鋼板表面付近に濃化し、温間成形中の鋼板表面の窒化による鋼板の軟化を抑制する効果があり、必要に応じて選択して1種または2種以上を含有できる。なお、Cuは耐食性をも向上させる効果がある。このような効果を得るためには、Sb、Cu、Snはそれぞれ0.005%以上含有することが望ましい。一方、Sbは0.1%、Cuは0.5%、Snは0.1%をそれぞれ超える、過度の含有は、鋼板の表面性状を悪化する。このため、Sb:0.1%以下、Cu:0.5%以下、Sn:0.1%以下にそれぞれ限定することが好ましい。
Ni、Cr はいずれも、高強度化に寄与する元素であり必要に応じて選択して含有できる。
Niは、オーステナイト安定化元素であり、高温でのフェライトの生成を抑制し、鋼板の高強度化に寄与する。また、Crは、焼入性向上元素であり、Niと同様高温でのフェライトの生成を抑制し、鋼板の高強度化に寄与する。このような効果を得るには、Ni、Crはそれぞれ0.01%以上含有することが望ましい。一方、Ni:0.5%、Cr:0.5%を超える、過度の含有は、マルテンサイト相やベイナイト相等の低温変態相の発生を誘起する。マルテンサイト相やベイナイト相といった低温変態相は加熱中に回復が生じるため、温間成形後に強度が低下する。このため、Ni、Crはそれぞれ0.5%以下に限定することが好ましい。なお、より好ましくは0.3%以下である。
これら元素は、合計で1.0%以下であれば、素材強度や温間成形性に影響をおよぼさない範囲で、許容できる。
さらに、上記したような引張特性を鋼板に付与するために、本発明では、上記した組成に加えて、鋼板の金属組織を、マトリックスがフェライト相単相で、かつフェライトの平均結晶粒径が1μm以上で、該フェライト結晶粒中に、平均粒子径が10nm以下の炭化物を分散析出させた組織に限定する。
本発明では、鋼板の金属組織は、フェライト単相とする。ここでいう「フェライト単相」は、フェライト相100%の場合に加えて、面積率で95%以上、好ましくは95%超の、実質的に単相である場合まで含むものとする。
金属組織をフェライト単相にすることにより、優れた延性を保持でき、さらに熱による材質変化を抑制できる。硬質相であるベイナイト相やマルテンサイト相が混在すると、加熱により硬質相内に導入される転位が回復し軟化するため、温間成形後に鋼板強度を維持できなくなる。このため、パーライト、ベイナイト相、マルテンサイト相を含まない方がよいが、このような硬質相、さらには残留オーステナイト相は、組織全体に対する面積率で5%未満であれば、許容できる。
上記した組成の組織を有する鋼板では、加熱されることに伴い、延性が増加し、温間成形温度域における全伸びEl2を室温における全伸びEl1の1.1倍以上を確保できる。
また、上記した組成を有する鋼板では、温間成形温度域において成形加工を施すと、転位の回復を伴いながら成形加工されるため、温間成形中の延性低下は殆ど生じない。そして、温間成形後に室温まで冷却しても組織変化が生じないことから、鋼板の金属組織は実質的にフェライト単相のままに維持され、優れた延性を示すことになる。温間成形時および温間成形後の鋼板がマルテンサイト相、ベイナイト相等の硬質相を含むと、所望の延性(全伸び)を得ることが困難となる。
フェライトの平均結晶粒径が1μm未満であると、温間成形時に結晶粒が成長し易くなり、温間成形後の鋼板の材質が、温間成形前と大きく相違したものとなり、材質安定性が低下する。しかも、フェライトの平均結晶粒径が15μmを超えて過剰に大きくなると、細粒化強化量の低下により、所望の鋼板強度を確保することが難しくなる。このため、フェライトの平均結晶粒径は15μm以下とすることが好ましい。なお、より好ましくは1〜12μmの範囲である。
しかし、実質的にフェライト相のみの組織では、所望の鋼板特性(降伏比:0.85以上、引張強さ:780MPa以上)を確保することは困難である。そこで、本発明では、フェライト結晶粒中に、平均粒子径が10nm以下の微細な炭化物を析出させて、鋼板の高強度化を図る。ここで、炭化物の平均粒子径が10nmを超えると、鋼板に所望の鋼板特性を得ることができない。なお、好ましくは7nm以下である。
本発明鋼板は、鋼素材に、粗圧延と仕上圧延からなる熱間圧延を施し、圧延後、コイル状に巻取り、熱延鋼板とする。
鋼素材の製造方法は、とくに限定する必要はないが、上記した組成を有する溶鋼を、転炉や電気炉等の公知の溶製方法で溶製し、あるいはさらに真空脱ガス炉にて二次精錬を行ったのち、連続鋳造法等の公知の鋳造方法で、スラブ等の鋼素材に鋳造することが好ましい。なお、生産性や品質上の観点から、連続鋳造法で行うことが好ましい。
鋼素材の加熱温度:1100〜1350℃
本発明では、鋼素材を実質的に均質なオーステナイト相とし、粗大な炭化物を溶解する必要がある。加熱温度が1100℃未満では、粗大な炭化物が溶解しないため、最終的に得られる鋼板中に分散析出する微細な炭化物量が減少し、所望の高強度を確保することができない。一方、加熱温度が1350℃を超えて高温となると、酸化が著しくなり、熱間圧延時に酸化スケールを噛み込み、鋼板表面性状を悪化させ、温間成形性を低下させる。このため、鋼素材の加熱温度は1100〜1350℃の範囲の温度に限定することが好ましい。なお、より好ましくは1150〜1300℃である。また、鋼素材が、1100℃以上の温度を保持している場合には、加熱することなく、直送圧延してもよい。あるいは短時間の保持で、熱間圧延を施してもよい。
仕上圧延終了温度:840℃以上
仕上圧延終了温度とは、仕上圧延が完了したときの鋼板表面温度をいう。仕上圧延終了温度が840℃未満では、フェライト粒が伸展された組織となるうえ、個々のフェライト粒径が大きく異なる混粒組織となり、鋼板強度が著しく低下する。また、仕上圧延終了温度が840℃未満では、圧延中に鋼板内に蓄積される歪エネルギーが過剰となり、フェライトの平均結晶粒径が1μm以上となる組織が得られなくなる。このため、仕上圧延終了温度は840℃以上に限定した。なお、好ましくは860℃以上である。
熱間圧延終了後から強制冷却開始までの時間:3s以内
強制冷却は鋼板の表裏面に水を噴射あるいは噴霧して、空冷を大幅に超える冷却速度で鋼板を冷却する。通常は、仕上圧延機出側のランアウトテーブル上の上下に設けられた複数の水冷装置により行う。強制冷却を停止した後は、空冷されて徐々に温度が低下しながらコイルに巻き取られる。
平均冷却速度:30℃/s以上
冷却速度が30℃/s未満では、高温に維持される時間が長く、歪誘起析出による炭化物の粗大化が進行し易くなる。このため、本発明では、仕上圧延後の強制冷却を、平均冷却速度:30℃/s以上で、巻取り温度まで急冷することに限定した。なお、好ましくは、50℃/s以上である。なお、冷却停止温度は、冷却停止から巻取りまで間の鋼板の温度低下を考慮して、巻取り温度が狙いの温度範囲となるように設定する。冷却停止後、鋼板は空冷により温度低下するだけであり、通常は巻取り温度+5〜10℃程度に冷却停止温度を設定する。
巻取温度が500℃未満では、鋼板中に析出する炭化物が不足し、所望の鋼板強度を確保できなくなる。一方、700℃を超えると、析出した炭化物が粗大化するため。所望の鋼板強度を確保できなくなる。このため、巻取温度は500〜700℃の範囲の温度に限定した。なお、好ましくは550〜680℃である。
また、得られた熱延鋼板に、公知の方法でめっき処理を施し、表面にめっき層を形成することができる。めっき層としては、溶融亜鉛めっき層、合金化溶融亜鉛めっき層、電気めっき層等とすることが好ましい。
(1)組織観察
得られた熱延鋼板から組織観察用試験片を採取し、圧延方向に平行な断面(L断面)を研磨し、腐食(腐食液:5%ナイタール液)して走査型電子顕微鏡(倍率:400倍)を用いて、板厚中心部を観察し、各10視野撮像した。得られた組織写真について、画像解析を行い、組織の同定、および各相の組織分率、各相の平均結晶粒径の測定を行った。
得られた鋼板の板厚中央部から透過型電子顕微鏡観察用試験片を採取し、機械研磨、化学研磨により、観察用薄膜とした。得られた薄膜について、透過型電子顕微鏡(倍率:120000倍)を用いて、析出物(炭化物)の観察を行った。100個以上の炭化物について、粒子径を測定し、それらの算術平均値を、各鋼板の炭化物平均粒径とした。なお、測定に当たっては、1μmより大きな粗大なセメンタイトや窒化物は除外した。
得られた熱延鋼板から、JIS Z 2201(1998)に準拠して、圧延方向と垂直方向が引張方向となるようにJIS 13 B号引張試験片を採取し、JIS G 0567(1998)に準拠して引張試験を行い、室温(22±5℃)における引張特性(降伏応力YS1、引張強さTS1、全伸びEl1)、および400〜800℃の温度域の各加熱温度における高温引張特性(降伏応力YS2、引張強さTS2、全伸びEl2)を測定した。なお、引張試験はいずれも、クロスヘッドスピード:10mm/minで行った。また、高温での引張特性を測定する試験では、電気炉を用いて試験片を加熱し、試験片温度が試験温度の±3℃以内に安定して得られるようになったのち、15min保持し、引張試験を行った。
(4)温間成形温度域における穴拡げ試験
穴拡げ試験は、日本鉄鋼連盟規格(T1001-1996)に準拠して行った。
得られた熱延鋼板から、穴拡げ試験片(大きさ:100W×100L mm)を採取し、試験片の中央に、クリアランスを12%として、直径10mmの穴を打抜加工で導入した。
穴拡げ率(%)=(試験後穴径-試験前穴径(=10mm))/(試験前穴径)×100で算出される穴拡げ率が80%になるまで、試験片の穴を押し拡げた。
穴拡げ試験後、各試験片について、穴縁端面の亀裂貫通の有無を確認した。また、試験後、試験片の一部を切り出し、断面の板厚中央部についてビッカース硬さ試験を行い、硬さを測定した。なお、測定点は5点とした。また、ビッカース硬さ試験の試験荷重は1kgf(9.8N)とした。
得られた結果を表3、表4に示す。
Claims (17)
- 室温における引張強さTSが780MPa以上で、降伏比が0.85以上である引張特性を有する高強度熱延鋼板であって、
該高強度熱延鋼板を、400〜700℃の温間成形温度域の温度に加熱し該温間成形温度域の温度で引張試験を行った際の、降伏応力YS2が、室温における降伏応力YS1の80%以下で、かつ全伸びEl2が、室温における全伸びEl1の1.1倍以上であり、さらに、
前記温間成形温度域の温度で15%以下の歪を付与する温間加工を施し室温まで冷却したのち、室温で引張試験を行った際の、降伏応力YS3が、室温における降伏応力YS1の80%以上で、かつ全伸びEl3 が、室温における全伸びEl1の80%以上であり、温間成形性に優れることを特徴とする温間成形用高強度熱延鋼板。 - 前記高強度熱延鋼板が、質量%で、
C:0.03〜0.16%、 Si:0.1%以下、
Mn:1.3%以下、 P:0.03%以下、
S:0.005%以下、 Al:0.1%以下、
N:0.01%以下、 Ti:0.14〜0.25%
を、下記(1)式を満足するように含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有し、金属組織が面積率で95%以上のフェライト相からなり、かつフェライトの平均結晶粒径が1μm以上で、該フェライト結晶粒中に、平均粒子径が10nm以下の炭化物を分散析出させた組織を有することを特徴とする請求項1に記載の温間成形用高強度熱延鋼板。
記
2.00≧(C/12)/(Ti/48+V/51+W/184+Mo/96+Nb/93+Zr/91+Hf/179)≧1.05…(1)
ここで、C、Ti、V、Mo、W、Nb、Zr、Hf:各元素の含有量(質量%) - 前記組成に加えてさらに、質量%で、V:0.5%以下、Mo:0.5%以下、W:1.0%以下、Nb:0.1%以下、Zr:0.1%以下、Hf:0.1%以下のうちから選ばれた1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項2に記載の温間成形用高強度熱延鋼板。
- 前記組成に加えてさらに、質量%で、B:0.003%以下を含有することを特徴とする請求項2または3に記載の温間成形用高強度熱延鋼板。
- 前記組成に加えてさらに、質量%で、Mg:0.2%以下、Ca:0.2%以下、Y:0.2%以下、REM:0.2%以下のうちから選ばれた1種または2種以上を含むことを特徴とする請求項2ないし4のいずれかに記載の温間成形用高強度熱延鋼板。
- 前記組成に加えてさらに、質量%で、Sb:0.1%以下、Cu:0.5%以下、Sn:0.1%以下のうちから選ばれた1種または2種以上を含むことを特徴とする請求項2ないし5のいずれかに記載の温間成形用高強度熱延鋼板。
- 前記組成に加えてさらに、質量%で、Ni:0.5%以下、Cr:0.5%以下を含むことを特徴とする請求項2ないし6のいずれかに記載の温間成形用高強度熱延鋼板。
- 前記組成に加えてさらに、質量%で、Se、Te、Po、As、Bi、Ge、Pb、Ga、In、Tl、Zn、Cd、Hg、Ag、Au、Pd、Pt、Co、Rh、Ir、Ru、Os、Tc、Re、Ta、Be、Srのうちから選ばれた1種または2種以上を合計で1.0%以下含有することを特徴とする請求項2ないし7のいずれかに記載の温間成形用高強度熱延鋼板。
- 表面にめっき層を具えることを特徴とする請求項2ないし8のいずれかに記載の温間成形用高強度熱延鋼板。
- 鋼素材に、粗圧延および仕上圧延からなる熱間圧延を施し、冷却し、コイル状に巻取り、熱延鋼板とするに当たり、
前記鋼素材を、質量%で、
C:0.03〜0.16%、 Si:0.1%以下、
Mn:1.3%以下、 P:0.03%以下、
S:0.005%以下、 Al:0.1%以下、
N:0.01%以下、 Ti:0.14〜0.25%
を、下記(1)式を満足するように含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有する鋼素材とし、
前記鋼素材に、1100〜1350℃に加熱して粗圧延と、仕上圧延終了温度:840℃以上とする仕上圧延とを行う熱間圧延を施し、該熱間圧延後3s以内に強制冷却を開始し、冷却開始から冷却停止までを30℃/s以上の平均冷却速度で冷却し、500〜700℃の範囲の巻取り温度で、コイル状に巻き取ることを特徴とする温間成形用高強度熱延鋼板の製造方法。
記
2.00≧(C/12)/(Ti/48+V/51+W/184+Mo/96+Nb/93+Zr/91+Hf/179)≧1.05…(1)
ここで、C、Ti、V、Mo、W、Nb、Zr、Hf:各元素の含有量(質量%) - 前記組成に加えてさらに、質量%で、V:0.5%以下、Mo:0.5%以下、W:1.0%以下、Nb:0.1%以下、Zr:0.1%以下、Hf:0.1%以下のうちから選ばれた1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項10に記載の温間成形用高強度熱延鋼板の製造方法。
- 前記組成に加えてさらに、質量%で、B:0.003%以下を含有することを特徴とする請求項10または11に記載の温間成形用高強度熱延鋼板の製造方法。
- 前記組成に加えてさらに、質量%で、Mg:0.2%以下、Ca:0.2%以下、Y:0.2%以下、REM:0.2%以下のうちから選ばれた1種または2種以上を含むことを特徴とする請求項10ないし12のいずれかに記載の温間成形用高強度熱延鋼板の製造方法。
- 前記組成に加えてさらに、質量%で、Sb:0.1%以下、Cu:0.5%以下、Sn:0.1%以下のうちから選ばれた1種または2種以上を含むことを特徴とする請求項10ないし13のいずれかに記載の温間成形用高強度熱延鋼板の製造方法。
- 前記組成に加えてさらに、質量%で、Ni:0.5%以下、Cr:0.5%以下を含むことを特徴とする請求項10ないし14のいずれかに記載の温間成形用高強度熱延鋼板の製造方法。
- 前記組成に加えてさらに、質量%で、Se、Te、Po、As、Bi、Ge、Pb、Ga、In、Tl、Zn、Cd、Hg、Ag、Au、Pd、Pt、Co、Rh、Ir、Ru、Os、Tc、Re、Ta、Be、Srのうちから選ばれた1種または2種以上を合計で1.0%以下含有することを特徴とする請求項10ないし15のいずれかに記載の温間成形用高強度熱延鋼板の製造方法。
- 請求項1ないし9のいずれかに記載の温間成形用高強度熱延鋼板を素材として、該素材を400〜700℃の範囲の加熱温度に加熱して、15%以下の歪を付加する温間成形加工を施して、所定形状の高強度部材とすること特徴とする高強度部材の温間成形方法。
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