JP2015134962A - 高強度鋼合金及びそれから作製されたストリップ製品及びシート製品 - Google Patents

高強度鋼合金及びそれから作製されたストリップ製品及びシート製品 Download PDF

Info

Publication number
JP2015134962A
JP2015134962A JP2014257823A JP2014257823A JP2015134962A JP 2015134962 A JP2015134962 A JP 2015134962A JP 2014257823 A JP2014257823 A JP 2014257823A JP 2014257823 A JP2014257823 A JP 2014257823A JP 2015134962 A JP2015134962 A JP 2015134962A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steel alloy
alloy
maximum
elements
less
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014257823A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6099103B2 (ja
Inventor
ポール・エム・ノボトニー
M Novotny Paul
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CRS Holdings LLC
Original Assignee
CRS Holdings LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CRS Holdings LLC filed Critical CRS Holdings LLC
Publication of JP2015134962A publication Critical patent/JP2015134962A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6099103B2 publication Critical patent/JP6099103B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/004Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/005Heat treatment of ferrous alloys containing Mn
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • C21D8/0263Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment following hot rolling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/34Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/52Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with cobalt
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/56General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
    • C21D1/58Oils

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Abstract

【課題】非常に高い強度、靭性及び延性を有する鋼合金を提供する。
【解決手段】以下の重量パーセント組成によりなる鋼合金。C:0.3−0.6、Mn:3.0−4.5、Si:1.0−2.0、Cr:0.6−2.5、Ni:0.6−5.0、Mo+1/2W:0.5以下、Cu:0.3−1.0、Co:最大0.01、V+5/9Nb:0.1−0.5、Ti:最大0.025、Al:最大0.025、Ca:最大0.005、N:最大0.02、残部は鉄及び通常の不純物であり、不純物は、約0.03%以下のリン、及び、約0.003%以下の硫黄を含み、2≦(%Si+%Cu)/(%V+(5/9)×%Nb)≦34となるように、Si、Cu、V及びNb元素をさらに含む。
【選択図】なし

Description

本発明は、高強度、高靭性、及び、高延性の独特な組み合わせ(unique combination)を有する鋼合金に関する。また、本発明は、薄板(thin gauge)の製品形態(例えば自動車用途のパーツに容易に形成可能なストリップ及びシート等)を作製するために上記鋼合金を使用することに関する。
米国環境保護庁(US Environmental Protection Agency)は、2025年までに、新しい車が54.5マイル/ガロンの企業平均燃費基準(corporate average fuel economy standard)を満たさなければならないことを要求している。この要求により、自動車製造業者は彼らの車両の重量をおそらく減少させるであろう。既知の鋼合金と比較して高い強度及び重量の大幅な減少をもたらす例えばアルミニウム等の軽重量の材料及び複合材料が薄板の自動車用ボディ及びフレームパーツを製造するために使用されうる。しかしながら、そのような材料の使用により、自動車製造業者に対して課題が課されるであろう。これは、彼らの製品ラインナップが、鋼合金を使用することに合わせて設計されており、アルミニウム等の非スチール材料及び複合材料への変更により実質的な設備投資が必要となり、おそらく実質的に材料コストの増加が必要となるからである。
この”軽量化”努力において、鍛造された(stamped)自動車用ボディ及びフレームパーツの重量を減少させるため、自動車用ボディ及びフレーム用途のために使用される従来のスチールより高い強度を与えるスチールシート及びストリップを、それらが充分頑丈で成形可能である限り使用してもよい。スチールの強度及び成形性の尺度(measure)は、ストリップインデックスナンバー(Strip Index Number)(SIN)であり、これは、最大抗張力(UTS)(MPa)と伸張率(%)との積である。多くの自動車用途について、少なくとも約20,000のSINを有するスチールシートおよびストリップは、重量を大きく減少させるとともに充分な強度及び成形性を提供する。しかしながら、より高い強度を要求する構造部品(構造パーツ;structural parts)にとって、少なくとも約30,000のSINが好ましい。改良された高強度スチール(AHSS)として知られているスチールの多くは、延性について少し物足りない。これは、強度と延性とは逆相関した特性(inversely related properties)であるからである。高強度スチール材料のストリップ及びシートの形態のために良好な延性が必要とされ、それにより良好な成形性が提供される。したがって、自動車用ボディ及びフレームパーツにおいて、大きな重量の減少となるだけでなく、そのような製品に容易に成形されうる、高強度と高延性との組み合わせを提供するシート合金を持ち合わせている(have)ことが望まれるであろう。
前述のニーズは、本発明に係る鋼合金により大幅に解決される。本発明に係る合金は、非常に高い強度、靭性及び延性の独特な組み合わせ(unique combination)を提供する。この発明の合金は、下記の、広範の、中間の、及び、好適な重量パーセントの組成物により特徴づけられうる。
Figure 2015134962
合金の残部(balance)は鉄、及び、同様の用途及び特性のために製造された市販等級の鋼合金中に見られる通常の不純物である。上記不純物の中で、リンは最大約0.03%以下に限定されていることが好ましく、硫黄は最大約0.003%以下に限定されていることが好ましい。
上掲表は、便宜的に要約したものであって、互いに組み合わせて用いられる各元素範囲の下限値及び上限値を限定するものでも又は単に互いに組み合わせて用いられる元素の範囲を限定するものでもない。したがって、残りの元素についての1以上の他の範囲と併せて、1以上の範囲を用いてもよい。さらに、他の好適な若しくは中間の組成の同じ成分についての最小値若しくは最大値と併せて、広範の、若しくは、好適な組成についての最小値若しくは最大値を用いてもよい。さらに、本発明に係る合金は、上述の、及び、本願の始めから終わりに至るまで記載された構成元素を含有し、基本的に当該構成元素からなり、若しくは、当該構成元素からなってもよい。ここにおいて、及び、本明細書の始めから終わりに至るまでに記載された、”パーセント”なる用語、若しくは、”%”なる記号は、特別の定めがない限り、重量パーセント若しくは質量パーセントによる割合を意味する。さらに、重量パーセントの値若しくは範囲に関連して使用されている”約”なる用語は、当該技術分野における当業者により要求される(expected)通常の分析許容性(usual analytical tolerance)若しくは実験誤差(experimental error)であって、既知の、標準化された測定技術に基づく、通常の分析許容性若しくは実験誤差を意味する。
本発明の別の態様によれば、表に示されている鋼合金の1つから構成されているシート製品若しくはストリップ製品等の薄板スチール製品を提供する。薄板製品は、それらの良好な延性のため、容易に成形され自動車用途のパーツとされうる。本発明のこの態様に係る薄板スチール製品は、少なくとも約20,000のSINを有し、さらに好ましくは、少なくとも25,000のSINを有する。スチール製品の好ましい実施の形態は、少なくとも約30,000のSINを有する。
上述の重量パーセント範囲は、本発明の合金において当該元素が果たす役割によりさらに定義されうる。シリコン、銅、及び、バナジウム、並びに、ニオブの元素の組み合わせは、それらが存在する場合、本発明の目的のために、拡散修正剤(diffusion modifier)として機能する。これは、それらが、炭素、及び、P及びS等の有害なトランプエレメント(トランプ元素;tramp elements)の合金粒界への拡散を減少させることが示されたからである。上述の重量パーセント範囲内において、シリコン、銅、及び、バナジウム、並びに、ニオブは、それらが存在するとき、以下のように広範にバランスされている
2 ≦ (%Si + %Cu)/(%V+(5/9) × %Nb) ≦ 34。
SINが少なくとも約30,000であることが要求されるストリップ用途については、シリコン、銅、及び、バナジウム、並びに任意ではあるがニオブは、好ましくは、以下のようにバランスされている
4.5 ≦ (%Si + %Cu)/(%V+(5/9) × %Nb) ≦ 10。
モリブデンは、本発明に係る合金においてオプションとして存在しており、タングステンは、この合金においてモリブデンのいくらか若しくは全てと置き換えられていてもよい。タングステンは、それが存在するとき、Mo+1/2Wが約0.20〜0.5%、好ましくは、約0.15〜0.3%となるように、2:1の比率でモリブデンに置き換えられている。また、イットリウム及びマグネシウムは、別々に若しくは組み合わせて、この合金内に存在していてもよい。これに関し、当該合金は、約0.001〜0.025%のイットリウムを含んでいてもよいし、好ましくは、約0.002〜0.020%のイットリウムを含んでいてもよい。当該合金はまた約0.001〜0.01%のマグネシウムを含んでいてもよいし、より好ましくは、約0.001〜0.006%のマグネシウムを含んでいてもよい。当該マグネシウム及び/又はイットリウムは、鋼合金を脱酸素に供するための最初の溶解の間に加えられる。マグネシウム及びイットリウムは、また、加工処理の間において、合金の結晶粒微細化(grain refinement)を助力することによりこのスチールの強度及び靭性について利益をもたらす。
モリブデン、タングステン及びクロム元素は、焼き戻しの間炭素と結合し、MCカーバイド(MはCr、Mo及び/又はWである)が形成される。Mo、W及びCr元素は、本発明に係る合金の目的のため、焼き戻されたカーバイド形成体(tempered carbide former)と称されうる。そのため、クロム、モリブデン及びタングステンは、それらが存在するとき、MCカーバイドの形成を促進し、当該合金において、それぞれ置換されていてもよい。少なくとも30,000のSINが望まれるストリップ及びシート等の薄板製品形態について、上述されているように、モリブデン及び/又はタングステンを正量加えること(positive addition)が含まれている。さらに、前述の重量パーセント範囲内において、モリブデン、クロム及び炭素は、好ましくは、
3.5 ≦ (%Mo +% Cr)/(%C) ≦ 7.5となるようにバランスされている。
マンガン元素及びニッケル元素はオーステナイト安定化剤であり、この合金の良好な焼入硬化性(hardenability)に貢献する。マンガン及びニッケルは、オーステナイトを安定化させるため、限られた限度で互いに置換されてもよい。少なくとも約30,000のSINが必要とされる薄板製品用途について、前述の重量パーセント範囲内において、マンガン及びニッケルは、
3.5 ≦ (%Mn + %Ni) ≦ 8.0となるように広くバランスされている。
この合金及びこれから製造される製品は、好ましくは真空溶解技術により製造される。この点で、合金を最初に溶解させることは、真空誘導溶解(VIM)とともに実行されることが好ましい。望まれる場合、より厳格な用途に関しては、当該合金は、真空アーク再溶解(VAR)を用いて精錬(refine)してもよい。予備的な溶解は、望まれる場合は、空気中アーク溶解(ARC)により実行してもよい。ARC溶解の後、当該合金は、エレクトロスラグ再溶解(ESR)若しくはVARにより精錬してもよい。
本発明の合金は、ストリップ若しくはシート等の薄板形態に加工されることが好ましい。ストリップ形態若しくはシート形態において、合金から形成されているパーツは、約1400〜1900°F(760〜1038°C)の温度で短時間オーステナイト化され、その後、空気冷却されてもよい。このパーツは、その後、供給に(in service)用いられてもよい。別の態様では、アニールされたストリップ若しくはシートを成形して、一つの成形パーツとし、その後、1400〜1900°F(760〜1038°C)のオーステナイト化温度まで誘導加熱することにより選択的に熱処理し、その後空気中において冷却してもよい。他のオプションは、1400〜1900°F(760〜1038°C)のオーステナイト化温度までストリップ若しくはシート材料を加熱し、その後、当該パーツを鍛造(stamp)してそれを形成し、熱間鍛造された(hot stamped)パーツを空気冷却することである。当該パーツは、空気冷却された条件で、若しくは、400〜700°F(204.4〜371°C)で短い焼き戻しを行った後使用してもよい。当該合金は、アニールされた条件下において、すなわち、平均して約150ksi(1025MPa)において、比較的高い最大抗張力(UTS)を有し、非常に高い延性(すなわち、10〜25%の伸張率)と組み合わされている。それゆえ、アニールされた合金ストリップ若しくはシートから作製されたパーツは、更なる熱処理を全く必要とすることなく、いくつかの用途において使用することができる。
当該合金は、また、ビレットやバー等の様々な中間製品形態を作製するため、約2100°F(1149°C)以下、好ましくは、約1800°F(982°C)の温度から熱間加工されてもよい。当該合金は、約1〜2時間、約1585°F(863°C)から約1835°F(1002°C)までオーステナイト化することにより熱処理することが好ましい。その後、当該合金は空気冷却され、オーステナイト化温度からオイル急冷される。望まれる場合は、当該合金は真空熱処理され、及び、ガス急冷されてもよい。バー形態の合金からなるパーツは、約1〜8時間、−100°F(−73.3°C)若しくは−320°F(−196°C)のいずれかにおいてディープ急冷(deep chill)され、その後空気中において暖められることが好ましい。より低い強度が許容されうる場合、冷蔵工程は、バー製品からなるパーツについては省略してもよい。当該合金は、好ましくは、約2〜3時間、約400°F〜600°F(204.4〜316°C)において焼き戻され、その後空気冷却されることが好ましい。当該合金は、最適な強度と靭性との組み合わせが要求されない場合、700°F(371°C)以下まで焼き戻されてもよい。
本発明のさらに別の態様によれば、上述の合金の薄板製品形態からなる成形されたパーツが提供される。当該成形されたパーツは、自動車用の、鍛造された(stamped)ボディ若しくはフレームパーツとして具体化されることが好ましい。本発明に係る薄板製品は、少なくとも約0.0009インチ(0.0229mm)、0.25インチ(6.35mm)未満の薄さを有するシート若しくはストリップからなるパーツ若しくは構成要素である。
(実施例I)
本発明に係る合金によりもたらされる特性の独特な組み合わせを示すため、合金の代表例及び比較される合金の一例を溶解し加工処理し及び試験した。試験される合金の重量パーセント組成は以下の表1に示されている。実施例1及び2は、本発明に係る合金を示している。合金A及びBは比較のための合金である。
Figure 2015134962
表1において各組成の残部は、鉄と不純物である。
実施例及び比較例の合金を真空誘導溶解し、35lb(15.9kg)の溶融金属(heats)を鋳造した。当該金属を熱間加工し(hot worked)、粗加工して複数セットの二つ折り標準引張サンプル(duplicate standard tensile specimens)とした。各セットの中の複数対のサンプル(pairs of specimens)を1.5時間様々な温度でオーステナイト化し、その後、オイル急冷した(oil quenched)。その後、当該複数対のサンプルを2時間焼き戻しし、空気冷却した。各合金の複数対のサンプルについて使用されるオーステナイト化温度及びテンパリング温度(焼き戻し温度)が以下の表2に示されている。
Figure 2015134962
熱処理後、テストサンプルを最終寸法まで機械加工し試験した。各具体例についての室温引張試験の結果が以下の表3A〜3Dに示されている。これらには0.2%オフセット降伏強度(Y.S.)、最大抗張力(U.T.S.)、伸張割合(%El.)、及び、面積の減少割合(%R.A.)が含まれている。各サンプルについてSINの計算結果が表に含まれている(SIN=UTS(MPa)×%El.)。また、試験されたサンプルのそれぞれの対の平均値が表に示されている。
Figure 2015134962
Figure 2015134962
Figure 2015134962
Figure 2015134962
(実施例II)
本発明の合金が、市販品サイズの金属(commercial production-size heats)までスケールアップしたときの特性の所望の組み合わせを提供することができることを示すため、2つの付加的な金属を溶解し加工処理し試験した。試験された合金の重量パーセント組成が以下の表4に示されている。表3は、本発明に係る合金の好適な組成Aの合金を示し、表4は、本発明に係る合金の好適な組成Bの合金を示している。
Figure 2015134962
表4における各組成の残部は鉄と不純物である。
実施例3及び4は、40トンの溶融金属として、ARC及びAODにより溶解され精錬され(refined)、その後、連続鋳造装置においてビレット(鋼片;billet)として鋳造されたものである。連続鋳造綱片を熱間加工し(hot worked)、粗加工して複数セットの二つ折り標準引張サンプル(duplicate standard tensile specimens)とした。実施例3についての二つ折り引張試験サンプルを0.150インチの厚さのホットロールバンド(hot rolled band)から調製した。実施例4についての二つ折り引張試験サンプルを、以下のように、0.150インチの厚さのホットロールバンドから調製した。バンド材料を0.110インチの最終厚さまで研磨(grinding)した後、0.150インチのバンドから第1のサンプルセットを調製した。0.130インチの厚さを有するストリップを形成するため、0.150インチのバンドを冷間圧延することにより第2のサンプルセットを調製した。当該ストリップ材料を0.087インチの最終厚さまで研磨した(ground)。0.110インチの厚さを有するストリップを形成するため、バンド材料を冷間圧延し0.0074インチの最終厚さまでストリップ材料を研磨することにより第3のサンプルセットを調製した。
実施例3の複数対の引張サンプルを、当該サンプルをステンレススチールバッグに配置することにより熱処理した。その後、当該バッグはアルゴンガスによりバックフィルし(backfilled with)、サブセットに分けた。各サブセットを、前述の表2に示された熱処理A−Hの1つにしたがって熱処理した。1.5時間その温度にサンプルサブセットを保持し、その後室温までオイル急冷することにより、オーステナイト化を実行した。2時間、各焼き戻し温度においてサンプルサブセットを保持し、その後室温まで空気冷却を行うことにより、焼き戻しを実行した。
実施例4の複数対の引張サンプルは、3つのグループにおいて熱処理した。1つのグループは、前述の表2の熱処理Aにより熱処理した。第2グループは、表2の熱処理Cにより熱処理した。第3のグループは、表2の熱処理Eにより熱処理した。1.5時間各温度でサンプルを保持し、その後室温まで空気冷却することにより、オーステナイト化を実行した。2時間、各焼き戻し温度にサンプルを保持しその後室温まで空気冷却することにより焼き戻しを実行した。
実施例3についての室温引張試験の結果が以下の表5に示されている。これには、0.2%オフセット降伏強度(Y.S.)、最大抗張力(U.T.S.)、伸張割合(%El.)、及び、面積の減少割合(%R.A.)が含まれている。各サンプルについてSINの計算結果が表に含まれている(SIN=UTS(MPa)×%El.)。また、試験されたサンプルのそれぞれの対の平均値が表に示されている。
Figure 2015134962
実施例4についての室温引張試験の結果が、以下の表6A、6B及び6Cに表されている。
Figure 2015134962
Figure 2015134962
Figure 2015134962
表3A〜3D、5及び6A〜6Cに示されているデータは、本発明に係る好ましい合金が、強度と靭性との所望の組み合わせを提供することを示しており、強度と靭性との所望の組み合わせにより、上記合金は、他に類を見ない程(uniquely)、薄板製品形態(ストリップ及びシート等)から作製された自動車パーツにおいて使用されるのに適したものとされる。サンプルの1つはダメージが大きすぎて試験されず、サンプルのいくつかについての伸張率の測定は妥当ではないけれども、全体として考慮すると、そのデータは、本発明の合金の好ましい実施の形態が、合金が対象とされている特性(properties for which the alloy was designed)の組み合わせを提供することを示している。非常に高い強度と予想より高い延性との独特の組み合わせにより自動車産業に対する新たな解決手段が提供され、強度と靭性とを犠牲にすることなく、重量が減少した成形されたボディ及びフレームのパーツが作製される。

Claims (12)

  1. 強度、靭性及び延性の独特な組み合わせを提供する鋼合金であって、
    上記鋼合金は、重量パーセントで、基本的に、
    C 0.3−0.6
    Mn 3.0−4.5
    Si 1.0−2.0
    Cr 0.6−2.5
    Ni 0.6−5.0
    Mo+1/2W 0.5以下
    Cu 0.3−1.0
    Co 最大0.01
    V+5/9Nb 0.1−0.5
    Ti 最大0.025
    Al 最大0.025
    Ca 最大0.005
    N 最大0.02
    を含有し、残部は鉄及び通常の不純物であり、
    上記不純物は、約0.03%以下のリン、及び、約0.003%以下の硫黄を含み、
    上記Si、Cu、V及びNb元素は、
    2 ≦ (%Si + %Cu)/(%V+(5/9) × %Nb) ≦ 34
    となるようにバランスされている鋼合金。
  2. 重量パーセントで、基本的に、
    C 0.30−0.45
    Mn 3.5−4.5
    Si 1.3−1.8
    Cr 0.75−2.35
    Ni 0.7−4.5
    Mo+1/2W 0.3以下
    Cu 0.4−0.7
    Co 最大0.01
    V+5/9Nb 0.2−0.4
    Ti 最大0.020
    Al 最大0.020
    Ca 最大0.002
    N 最大0.02
    を含有し、上記Si、Cu、V及びNb元素は、
    4.5 ≦ (%Si + %Cu)/(%V+(5/9) × %Nb) ≦ 10
    となるようにバランスされている請求項1記載の鋼合金。
  3. 重量パーセントで、基本的に、
    C 0.30−0.40
    Mn 3.5−4.5
    Si 1.3−1.7
    Cr 1.6−2.35
    Ni 3.7−4.3
    Mo+1/2W 最大0.1
    Cu 0.4−0.6
    Co 最大0.01
    V+5/9Nb 0.30−0.40
    Ti 最大0.020
    Al 最大0.020
    Ca 最大0.002
    N 最大0.02
    を含有し、上記不純物は、約0.025%以下のリン、及び、約0.0025%以下の硫黄を含み、
    上記Si、Cu、V及びNb元素は、
    (a) 4.5 ≦ (%Si + %Cu)/(%V+(5/9) × %Nb) ≦ 10
    となるようにバランスされ、
    上記Mo、Cr及びC元素は、
    (b) 4.25 ≦ (%Mo +% Cr)/(%C) ≦ 7.5
    となるようにバランスされ、
    上記Mn及びNi元素は、
    (c) 3.5 ≦ %Mn+%Ni ≦ 8.0
    となるようにバランスされている請求項1記載の鋼合金。
  4. 重量パーセントで、基本的に、
    C 0.30−0.36
    Mn 3.5−4.5
    Si 1.3−1.7
    Cr 0.75−1.5
    Ni 0.7−2.5
    Mo+1/2W 0.15−0.25
    Cu 0.4−0.6
    Co 最大0.01
    V+5/9Nb 0.20−0.30
    Ti 最大0.020
    Al 最大0.020
    Ca 最大0.002
    N 最大0.02
    を含有し、
    上記不純物は、約0.025%以下のリン、及び、約0.0025%以下の硫黄を含む請求項1記載の鋼合金。
  5. (Mo+1/2W)は、少なくとも約0.20%である請求項1〜4のいずれかに記載の鋼合金。
  6. 上記Mo、Cr及びC元素が、
    3.5 ≦ (%Mo +% Cr)/(%C) ≦ 7.5
    となるようにバランスされている請求項1、2、4及び5のいずれかに記載の鋼合金。
  7. 上記Mn及びNi元素が、
    3.5 ≦ %Mn+%Ni ≦ 8
    となるようにバランスされている請求項1、2、4、5及び6のいずれかに記載の鋼合金。
  8. 上記Si、Cu、V及びNb元素は、
    4.5 ≦ (%Si + %Cu)/(%V+(5/9) × %Nb) ≦ 10
    となるようにバランスされている請求項1、2、4、5及び6のいずれかに記載の鋼合金。
  9. 0.001−0.025%のイットリウムをさらに含む請求項1〜8のいずれかに記載の鋼合金。
  10. 0.001−0.01%のマグネシウムをさらに含む請求項1〜9のいずれかに記載の鋼合金。
  11. 請求項1〜10のいずれかに記載の鋼合金からなる薄板製品。
  12. 請求項11に記載の薄板製品から作製されている成形パーツ。
JP2014257823A 2013-12-20 2014-12-19 高強度鋼合金及びそれから作製されたストリップ製品及びシート製品 Active JP6099103B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361919081P 2013-12-20 2013-12-20
US61/919,081 2013-12-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015134962A true JP2015134962A (ja) 2015-07-27
JP6099103B2 JP6099103B2 (ja) 2017-03-22

Family

ID=52231942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014257823A Active JP6099103B2 (ja) 2013-12-20 2014-12-19 高強度鋼合金及びそれから作製されたストリップ製品及びシート製品

Country Status (5)

Country Link
US (2) US20150176109A1 (ja)
EP (1) EP2886675B1 (ja)
JP (1) JP6099103B2 (ja)
ES (1) ES2743175T3 (ja)
PL (1) PL2886675T3 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114107847A (zh) * 2021-09-28 2022-03-01 材谷金带(佛山)金属复合材料有限公司 一种1050铝/304不锈钢复合板热处理方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190115024A (ko) 2017-03-01 2019-10-10 에이케이 스틸 프로퍼티즈 인코포레이티드 극도로 높은 강도를 갖는 프레스 경화 강

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011184756A (ja) * 2010-03-09 2011-09-22 Jfe Steel Corp 高強度鋼板およびその製造方法
JP2012224900A (ja) * 2011-04-19 2012-11-15 Jfe Steel Corp 加工性および低温靭性に優れた中空部材用超高強度電縫鋼管およびその製造方法
JP2013076162A (ja) * 2011-09-16 2013-04-25 Jfe Steel Corp 加工性に優れた高強度鋼板およびその製造方法
WO2013061545A1 (ja) * 2011-10-24 2013-05-02 Jfeスチール株式会社 加工性に優れた高強度鋼板の製造方法
JP2014508854A (ja) * 2010-12-27 2014-04-10 ポスコ 延性に優れた成形部材用鋼板、成形部材及びその製造方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999036583A1 (fr) * 1998-01-14 1999-07-22 Nippon Steel Corporation Rail de type bainite presentant une excellente resistance aux dommages de fatigue en surface et une excellente resistance a l'usure
JP3864536B2 (ja) * 1998-02-18 2007-01-10 住友金属工業株式会社 耐遅れ破壊特性に優れる高強度鋼およびその製造方法
JP4210362B2 (ja) * 1998-03-24 2009-01-14 日新製鋼株式会社 疲労特性に優れた高強度鋼の製造方法
US7067019B1 (en) * 2003-11-24 2006-06-27 Malltech, L.L.C. Alloy steel and article made therefrom
KR100990772B1 (ko) * 2005-12-28 2010-10-29 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 초고강도 박강판
JP5192991B2 (ja) * 2008-11-12 2013-05-08 株式会社神戸製鋼所 高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法および高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板
JP5306845B2 (ja) * 2009-02-12 2013-10-02 Jfe条鋼株式会社 耐食性と低温靭性に優れた車両用高強度スタビライザ用鋼及びその製造方法とスタビライザ
JP5476597B2 (ja) * 2010-03-04 2014-04-23 株式会社神戸製鋼所 高強度中空ばね用シームレス鋼管
JP5521818B2 (ja) * 2010-06-21 2014-06-18 新日鐵住金株式会社 鋼材およびその製造方法
ES2665982T3 (es) * 2011-03-28 2018-04-30 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Lámina de acero laminada en frío y su procedimiento de producción
JP5764383B2 (ja) * 2011-05-12 2015-08-19 Jfe条鋼株式会社 車両懸架用ばね部品用鋼、車両懸架用ばね部品およびその製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011184756A (ja) * 2010-03-09 2011-09-22 Jfe Steel Corp 高強度鋼板およびその製造方法
JP2014508854A (ja) * 2010-12-27 2014-04-10 ポスコ 延性に優れた成形部材用鋼板、成形部材及びその製造方法
JP2012224900A (ja) * 2011-04-19 2012-11-15 Jfe Steel Corp 加工性および低温靭性に優れた中空部材用超高強度電縫鋼管およびその製造方法
JP2013076162A (ja) * 2011-09-16 2013-04-25 Jfe Steel Corp 加工性に優れた高強度鋼板およびその製造方法
WO2013061545A1 (ja) * 2011-10-24 2013-05-02 Jfeスチール株式会社 加工性に優れた高強度鋼板の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114107847A (zh) * 2021-09-28 2022-03-01 材谷金带(佛山)金属复合材料有限公司 一种1050铝/304不锈钢复合板热处理方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2886675A3 (en) 2015-08-05
US20150176109A1 (en) 2015-06-25
EP2886675A2 (en) 2015-06-24
PL2886675T3 (pl) 2019-11-29
JP6099103B2 (ja) 2017-03-22
ES2743175T3 (es) 2020-02-18
EP2886675B1 (en) 2019-05-22
US20190048447A1 (en) 2019-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2841612B1 (en) High strength, high toughness steel alloy
US20220162731A1 (en) Hot-working die steel, heat treatment method thereof and hot-working die
CA2817408C (en) Abrasion resistant steel, method of manufacturing an abrasion resistant steel and articles made therefrom
US10458007B2 (en) Quench and temper corrosion resistant steel alloy
EP2313535B1 (en) High strength, high toughness steel alloy
TWI604072B (zh) Stainless steel plate
JP6366326B2 (ja) 高靱性熱間工具鋼およびその製造方法
TWI449799B (zh) 高強度、高韌度之鋼合金
JP6099103B2 (ja) 高強度鋼合金及びそれから作製されたストリップ製品及びシート製品
JP2018003146A (ja) 優れた靭性及び高温強度を有する高硬度マトリクスハイス
JP2018131654A (ja) 優れた靱性および軟化抵抗性を有する熱間工具鋼
WO2012172185A1 (en) Method for manufacturing a medium carbon steel product and a hot rolled medium carbon steel product
WO2020157665A1 (en) A high strength-high ductile steel and a method of manufacturing thereof
JPWO2019088190A1 (ja) 熱間鍛造鋼材

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20151109

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151117

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160217

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160628

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160912

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170117

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20170118

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20170118

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170215

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6099103

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250