JP2015196891A - 打抜き穴広げ性と低温靭性に優れた引張最大強度980MPa以上の高強度熱延鋼板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
C :0.01〜0.2 0%、
Si:2.50%以下(0は含まない)、
Mn:4.00%以下(0は含まない)、
P :0.10%以下(0は含まない)、
S :0.03%以下(0は含まない)、
Al:0.001〜2.00%、
N :0.01%以下(0は含まない)、
O :0.01%以下(0は含まない)、
Ti又はNbの1種又は2種:合計で0.01〜0.30%
を含み、残部鉄及び不可避的不純物からなり、
ミクロ組織が、焼戻しマルテンサイト及び下部ベイナイトの一方又は両方を体積分率で合計90%以上含有し、
ビッカース硬度分布の標準偏差σが15以下である
ことを特徴とする打抜き穴広げ性と低温靭性に優れた引張最大強度980MPa以上の高強度熱延鋼板。
Cu:0.01〜2.00%、
Ni:0.01〜2.00%、
Mo:0.01〜1.00%、
V :0.01〜0.30%、
Cr:0.01〜2.00%
の1種又は2種以上を含む
ことを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかに記載の打抜き穴広げ性と低温靭性に優れた引張最大強度980MPa以上の高強度熱延鋼板。
Mg:0.0005〜0.01%、
Ca:0.0005〜0.01%、
REM:0.0005〜0.10%
の1種又は2種以上を含む
ことを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれかに記載の打抜き穴広げ性と低温靭性に優れた引張最大強度980MPa以上の高強度熱延鋼板。
(i)前記(1)〜(5)のいずれかに記載の化学組成の鋳造スラブを、直接又は一旦冷却した後、1200℃以上に加熱して熱間圧延に供し、1050〜1100℃で粗圧延を完了し、900℃以上で仕上げ圧延を完了して熱延鋼板とし、
(ii)上記熱延鋼板を、仕上げ圧延温度から300℃までを平均冷却速度50℃/秒以上で冷却し、300℃から室温までを平均冷却速度40℃/秒以下で冷却する
ことを特徴とする打抜き穴広げ性と低温靭性に優れた引張最大強度980MPa以上の高強度熱延鋼板の製造方法。
化学組成が、質量%で、
C :0.01〜0.2 0%、
Si:2.50%以下(0は含まない)、
Mn:4.00%以下(0は含まない)、
P :0.10%以下(0は含まない)、
S :0.03%以下(0は含まない)、
Al:0.001〜2.00%、
N :0.01%以下(0は含まない)、
O :0.01%以下(0は含まない)、
Ti又はNbの1種又は2種:合計で0.01〜0.30%
を含み、残部鉄及び不可避的不純物からなり、
ミクロ組織が、焼戻しマルテンサイト及び下部ベイナイトの一方又は両方を体積分率で合計90%以上含有し、
ビッカース硬度分布の標準偏差σが15以下である
ことを特徴とする。
本発明鋼板の製造方法であって、
(i)本発明鋼板の化学組成の鋳造スラブを、直接又は一旦冷却した後、1200℃以上に加熱して熱間圧延に供し、1050〜1100℃で粗圧延を完了し、900℃以上で仕上げ圧延を完了して熱延鋼板とし、
(ii)上記熱延鋼板を、仕上げ圧延温度から300℃までを平均冷却速度50℃/秒以上で冷却し、300℃から室温までを平均冷却速度40℃/秒以下で冷却する
ことを特徴とする。
Cは、母材の強度上昇や焼付け硬化性の向上に寄与する元素であるが、一方で、穴広げ時の割れの起点となるセメンタイト(Fe3C)等の鉄系炭化物を形成する元素でもある。Cが0.01%未満であると、低温変態生成相による強度向上効果が得られないので、0.01%以上とする。好ましくは0.04以上である。
Siは、母材の強度上昇に寄与する元素であり、溶鋼の脱酸材としても機能する元素である。添加効果を得るため、所要量を添加するが、2.50%を超えると、強度上昇効果が飽和するので、2.50%以下とする。下限は特に限定しないが、添加効果を得るには、0.001%以上の添加が必要である。
Mnは、固溶強化に加え、焼入れ強化により強度の向上に寄与する元素である。しかし、4.00%を超えると、添加効果が飽和するので、4.00%以下とする。好ましくは3.00%以下である。下限は特に限定しないが、1.00%未満では、フェライト変態やベイナイト変態を抑制する効果が発現し難いので、1.00%以上が好ましい。より好ましくは1.40%以上である。
Pは、不純物元素であり、粒界に偏析して低温靭性を阻害する元素である。少ないほど好ましいが、0.10%を超えると、低温靭性の他、加工性や溶接性を阻害するので、0.10%以下とする。特に、溶接性を考慮すると、0.03%以下が好ましい。下限は特に限定しないが、0.001%未満に低減すると、製造コストの上昇を招くので、実用鋼板上、0.001%が実質的な下限である。
Sは、不純物元素であり、MnSなどの介在物を形成し、熱間圧延時の割れを引き起こすばかりでなく、穴広げ性を阻害する元素である。0.03%を超えると、MnSの悪影響が顕著となるので、0.03%以下とする。好ましくは0.02%以下である。ある程度の穴広げ性を確保とする場合は、0.01%以下が好ましい。より好ましくは0.005%以下である。
Alは、脱酸材として機能し、また、粗大なセメンタイトの形成を抑制し、低温靭性の向上に寄与する元素である。0.001%未満であると、添加効果が発現せず、また、0.001%未満に低減すると製造コストの上昇を招くので、0.001%以上とする。
Nは、溶接時にブローホールを形成し、溶接部の継手強度を低下させる作用をなす元素である。0.01%を超えると、上記作用が顕著になるので、0.01%以下とする。下限は特に限定しないが、0.0005%未満に低減すると、製造コストの上昇を招くので、実用鋼板上、0.0005%が実質的な下限である。
Oは,酸化物を形成し、熱延時のオーステナイト粒の粗粒化を抑制して、マルテンサイトの結晶粒の微細化に寄与する元素である。しかし、0.01%を超えると、結晶粒の微細化が進みすぎるとともに、酸化物が割れの起点となり、打抜き穴広げ性や、伸びが低下するので、0.01%以下とする。好ましくは0.006%以下である。下限は特に限定しないが、添加効果を安定的に得るため、0.001%以上添加する。好ましくは0.005%以上である。
Ti及びNbは、低温靭性の向上と980MPa以上の高強度化の両方に寄与する元素である。これらの炭窒化物を形成し、980MPa以上の高強度化に寄与するとともに、固溶Tiや固溶Nbが、熱間圧延時の粒成長を遅延させて、熱延鋼板の粒径を微細化し、低温靭性の向上に寄与する元素である。
Ni:0.01〜2.00%
Mo:0.01〜1.00%
V :0.01〜0.30%
Cr:0.01〜2.00%
Cu、Ni、Mo、V、Crは、冷却時のフェライト変態を抑制し、ミクロ組織を焼戻しマルテンサイト又は下部ベイナイト組織とする作用をなすとともに、析出強化又は固溶強化で熱延鋼板の強度向上に寄与する元素である。Cu、Ni、Mo、V、Crのいずれもが0.01%未満であると、添加効果が十分に発現しないので、いずれの元素も0.01%以上とする。好ましくは、いずれの元素も0.04%以上である。
Ca:0.0005〜0.01%
REM:0.0005〜0.10%
Mg、Ca、及び、REM(希土類元素)は、破壊の起点となり、加工性を劣化させる原因となる非金属介在物の形態を制御し、加工性の向上に寄与する元素である。Mg、Ca、及び、REMが0.0005%未満では、添加効果が十分に発現しないので、いずれの元素も0.0005%以上とする。好ましくは、いずれの元素も0.0010%以上である。
(i)本発明鋼板の化学組成の鋳造スラブを、直接又は一旦冷却した後、1200℃以上に加熱して熱間圧延に供し、1050〜1100℃で粗圧延を完了し、900℃以上で仕上げ圧延を完了して熱延鋼板とし、
(ii)上記熱延鋼板を、仕上げ圧延温度から300℃までを平均冷却速度50℃/秒以上で冷却し、300℃から室温までを平均冷却速度40℃/秒以下で冷却する
ことを特徴とする。
表1に示すA〜Nの発明鋼及びa〜gの比較鋼の化学組成を有する鋳造スラブを、鋳造後、直接、又は、一旦室温まで冷却した後、表2及び表3(表2の続き)に示す温度(1050〜1270℃)に加熱し、1050〜1100℃で粗圧延を完了し、次いで、表2及び表3(表2の続き)に示す温度(820〜1010℃)で仕上げ圧延を完了して、板厚2.6〜3.4mmの熱延鋼板とした。
Claims (7)
- 化学組成が、質量%で、
C :0.01〜0.20%、
Si:2.50%以下(0は含まない)、
Mn:4.00%以下(0は含まない)、
P :0.10%以下(0は含まない)、
S :0.03%以下(0は含まない)、
Al:0.001〜2.00%、
N :0.01%以下(0は含まない)、
O :0.01%以下(0は含まない)、
Ti及びNbの1種又は2種:合計で0.01〜0.30%
を含み、残部鉄及び不可避的不純物からなり、
ミクロ組織が、焼戻しマルテンサイト及び下部ベイナイトの一方又は両方を体積分率で合計90%以上含有し、
ビッカース硬度分布の標準偏差σが15以下である
ことを特徴とする打抜き穴広げ性と低温靭性に優れた引張最大強度980MPa以上の高強度熱延鋼板。 - 前記焼戻しマルテンサイト及び下部ベイナイトの一方又は両方に、鉄系炭化物が1×106(個/mm2)以上存在することを特徴とする請求項1に記載の打抜き穴広げ性と低温靭性に優れた引張最大強度980MPa以上の高強度熱延鋼板。
- 前記焼戻しマルテンサイト及び下部ベイナイトの一方又は両方の有効結晶粒径が10μm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の打抜き穴広げ性と低温靭性に優れた引張最大強度980MPa以上の高強度熱延鋼板。
- 前記化学組成が、更に、質量%で、
Cu:0.01〜2.00%、
Ni:0.01〜2.00%、
Mo:0.01〜1.00%、
V :0.01〜0.30%、
Cr:0.01〜2.00%
の1種又は2種以上を含む
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の打抜き穴広げ性と低温靭性に優れた引張最大強度980MPa以上の高強度熱延鋼板。 - 前記化学組成が、更に、質量%で、
Mg:0.0005〜0.01%、
Ca:0.0005〜0.01%、
REM:0.0005〜0.10%
の1種又は2種以上を含む
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の打抜き穴広げ性と低温靭性に優れた引張最大強度980MPa以上の高強度熱延鋼板。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の打抜き穴広げ性と低温靭性に優れた引張最大強度980MPa以上の高強度熱延鋼板の製造方法であって、
(i)請求項1〜5のいずれか1項に記載の化学組成の鋳造スラブを、直接又は一旦冷却した後、1200℃以上に加熱して熱間圧延に供し、1050〜1100℃で粗圧延を完了し、次いで、900℃以上で仕上げ圧延を完了して熱延鋼板とし、
(ii)上記熱延鋼板を、仕上げ圧延温度から300℃までを平均冷却速度50℃/秒以上で冷却し、300℃から室温までを平均冷却速度40℃/秒以下で冷却する
ことを特徴とする打抜き穴広げ性と低温靭性に優れた引張最大強度980MPa以上の高強度熱延鋼板の製造方法。 - 前記冷却の後、亜鉛めっき処理を行うことを特徴とする請求項6に記載の打抜き穴広げ性と低温靭性に優れた引張最大強度980MPa以上の高強度熱延鋼板の製造方法。
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