JP2015520802A - 高強度成形性熱間圧延鋼シートから製造した自動車シャシ部品 - Google Patents

高強度成形性熱間圧延鋼シートから製造した自動車シャシ部品 Download PDF

Info

Publication number
JP2015520802A
JP2015520802A JP2015510785A JP2015510785A JP2015520802A JP 2015520802 A JP2015520802 A JP 2015520802A JP 2015510785 A JP2015510785 A JP 2015510785A JP 2015510785 A JP2015510785 A JP 2015510785A JP 2015520802 A JP2015520802 A JP 2015520802A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steel sheet
microstructure
mpa
strength
tensile strength
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
JP2015510785A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6411330B2 (ja
Inventor
ロルフ、アージャン、ライケンベルク
デイビッド、ニール、ハンロン
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.)
Tata Steel Ijmuiden BV
Original Assignee
Tata Steel Ijmuiden BV
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 Tata Steel Ijmuiden BV filed Critical Tata Steel Ijmuiden BV
Publication of JP2015520802A publication Critical patent/JP2015520802A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6411330B2 publication Critical patent/JP6411330B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D29/00Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof
    • B62D29/007Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof predominantly of special steel or specially treated steel, e.g. stainless steel or locally surface hardened steel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/38Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling sheets of limited length, e.g. folded sheets, superimposed sheets, pack rolling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B15/00Arrangements for performing additional metal-working operations specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • 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
    • 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
    • C21D8/0221Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0226Hot rolling
    • 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
    • C22C38/004Very low carbon steels, i.e. having a carbon content of less than 0,01%
    • 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
    • C22C38/04Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • 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
    • C22C38/12Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/14Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/06Zinc or cadmium or alloys based thereon
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B15/00Arrangements for performing additional metal-working operations specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B2015/0057Coiling the rolled product
    • 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
    • C21D2211/00Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/004Dispersions; Precipitations
    • 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
    • C21D2211/00Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/005Ferrite
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771Transition metal-base component
    • Y10T428/12785Group IIB metal-base component
    • Y10T428/12792Zn-base component
    • Y10T428/12799Next to Fe-base component [e.g., galvanized]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Abstract

本発明は、少なくとも550MPaの引張強度及び成形性の優れた組合せを有する高強度熱間圧延鋼シートであって、重量%で、最大0.15%のC、最大0.5%のSi、0.5〜2.0%のMn、最大0.06%のP、最大0.008%のS、最大0.1%のAlSol.、最大0.02%のN、0.02〜0.45%のV、0.05〜0.7%のMo、所望により0.01〜0.1%のNb、残部Fe及び不可避な不純物を含み、鋼シートが、析出強化された、実質的に単相フェライト微細構造を有し、該微小構造におけるフェライト相の体積画分が97%以上であり、該微細構造における析出物が、Mo及びV及び所望によりNbを含む複合炭化物の微粒析出物を含む、高強度熱間圧延鋼シートに関する。

Description

本発明は、自動車シャシ部品、等に好適な高強度鋼シートに、より詳しくは、少なくとも550MPaの引張強度及び成形性の優れた組合せを有する高強度熱間圧延鋼シートに、及びその製造方法に関する。
燃料経済性及び二酸化炭素排出量に関する要求が高まるにつれて、より高い引張強度及びより小さな厚さを有する自動車用熱間圧延鋼シートが開発されている。特に、より高い引張強度及びより小さな厚さは、自動車用シャシ部品に使用される熱間圧延鋼シートに要求されている。他方、自動車用シャシ部品は、通常、複雑な形状を有し、それらに使用する熱間圧延鋼シートは、高伸長及び優れた伸びフランジ成形性並びに高い引張強度が要求される。さらに、シャシ及びサスペンション部品の重要な運転中の必要条件は、高耐疲労性である。
公知の高強度鋼に関する主要な問題は、高強度鋼が、伸びフランジ成形の際に縁部亀裂を受け易いことである。フランジ成形は、部品の縁部を曲げて剛性を加えるための曲げ操作である。伸びフランジ成形は、中央に向かって内側に湾曲する曲がった縁部を造る曲げ操作である。特定材料の伸びフランジ性を決定するための一般的な試験は、穴広げ試験である。
穴広げ率は、熱間圧延高強度鋼の成形性/伸びフランジ性を特徴づけるために最近開発された。穴広げ試験は、打ち抜いた、又は機械加工した穴に円錐形のパンチを押し込み、打ち抜いた、又は機械加工した穴を広げることにより、行われる。試験試料の孔の初期直径dを測定する。試験試料の広がる穴の縁部に亀裂が観察された場合、パンチの移動を直ちに停止し、試験試料の穴の最終直径dを、初期直径と同様に測定する。
穴広げ値λを下記の等式を使用して計算する。
シャシ及びサスペンション用途における高強度鋼(HSS)に関連する主な問題は、疲労破損に対する感受性である。追加の硬質相、例えばマルテンサイト及びベーナイト、をフェライト系マトリックス中に使用するHSS強化は、疲労亀裂開始及び伝搬に対する乏しい耐性を示すことが公知である。疲労性能は、疲労強度の定義により、即ち、指定された負荷サイクル数(例えば100000サイクル)の後、疲労破損が起きていない応力として定量される。
本発明の目的は、少なくとも550MPaの引張強度、高伸長及び優れた伸びフランジ性を有する高強度熱間圧延鋼シートを提供することである。
本発明のさらなる目的は、複雑な形状を有する自動車用シャシ部品の製造に好適な、少なくとも550MPaの引張強度を有する高強度熱間圧延鋼シート、及びその製造方法を提供することである。
本発明のさらなる目的は、自動車用シャシ部品の製造に使用した場合、疲労破損に対する優れた耐性示す、少なくとも550MPaの引張強度を有する高強度熱間圧延鋼シートを提供することである。
本発明のさらなる目的は、引張強度が少なくとも580MPaであり、穴広げ率が少なくとも90%である、上記の目的による高強度熱間圧延鋼シートを提供することである。
本発明のさらなる目的は、引張強度が少なくとも750MPaであり、穴広げ率が少なくとも60%である、上記の目的による高強度熱間圧延鋼シートを提供することである。
本発明のさらなる目的は、引張強度が少なくとも980MPaであり、穴広げ率が少なくとも30%である、上記の目的による高強度熱間圧延鋼シートを提供することである。
引張強度及び穴広げ性の関係を示すグラフである。 バナジウム含有量に対する析出強化を示すグラフである。 バナジウム含有量に対する析出強化を示すグラフである。 引張強度及び穴広げ性の関係を示すグラフである。 S−N疲労曲線を示すグラフである。 降伏強度に対してプロットした、図5からのS-N曲線に由来する、100000サイクルにおける破損に関する疲労強度を示すグラフである。 鋼シート2G-630、2I-600及び2I-630に対応するS-N曲線を示すグラフである。
これらの目的は、少なくとも550MPaの引張強度及び成形性の優れた組合せを有する高強度熱間圧延鋼シートであって、(重量%で)
・最大0.15%のC
・最大0.5%のSi
・0.5〜2.0%のMn
・最大0.06%のP
・最大0.008%のS
・最大0.1%のSol.Al
・最大0.02%のN
・0.02〜0.45%のV
・0.05〜0.7%のMo
・所望により0.01〜0.1%のNb
・残部Fe及び不可避な不純物
を含み、鋼シートが、析出強化され、実質的に単相フェライト系微細構造を有し、該微細構造におけるフェライト相の体積画分が97%以上であり、該微細構造における析出物が、Mo及びV及び所望によりNbを含む複合炭化物の微細析出物を含んでなる、高強度熱間圧延鋼シートを提供することにより達成される。
本発明は、高冷間伸び成形性並びに高伸び−フランジ成形性の組合せを有する高強度鋼を提供し、伸びフランジ成形から生じる早期の縁部亀裂の問題を解決する。この高強度と成形性の優れた組合せは、微粒子及び実質的に単相延性フェライト系微細構造強化と高密度微細析出物に由来する。単相フェライト系微細構造は、高伸長を提供し、早期の縁部亀裂を起こさずに、高伸びフランジ成形性を与えるが、これは、内部応力がほとんど無く、炭素濃度が高い相成分又はチタン系介在物が無いためであり、これらは、550MPa以上の引張強度を有する高強度鋼を伸びフランジ成形する際の、早期の縁部亀裂を引き起こす可能性がある核形成箇所として作用する。その結果、鋼は、高強度、高伸長及び高穴広げ性を示す。さらに、鋼は、該微細構造のために、優れた疲労特性を示す。炭素濃度が高い相成分及び/又はチタン系介在物並びに微細構造の微粒状的性質の全てが、高疲労耐性に貢献すると考えられる。成形性及び耐疲労性に対するチタンの有害な影響の可能性のため、この鋼におけるチタンの量をできるだけ低く抑え、不可避な不純物のレベルを確実に超えないことが不可欠である。本発明の鋼において、チタンを合金化元素としては意図的に加えない。チタンは、プロセスに使用するスクラップ金属からの混入物として、又は他の合金添加剤中の不純物としては存在することができる。チタン含有量が成形特性に悪影響を及ぼすレベルを限定するのは困難であるが、本発明者らは、Tiの含有量が0.015%未満、好ましくは0.010%未満である場合に、チタン析出物を形成する危険性は小さいことを見出した。
鋼中の合金化元素の役割は、次の通りである。
Cは、Nb、V及びMoと共に析出物を形成し、高度の析出強化を与える。望ましい強度を達成するのに必要なCの量は、Nb、V及びMoの量によって異なる。しかし、炭素濃度が高い相成分の形成を阻止するための最大量は、0.15%であるが、炭素濃度が高い相成分が形成された場合、穴広げ性及び耐疲労性にとって有害である
Siは、著しい固溶強化を与え、セメンタイト及びパーライトの形成を遅延し、それによって、伸びフランジ成形性を損なう粗い炭化物の形成を抑制する。しかし、圧延負荷を下げ、表面問題を抑え、疲労特性を最適化するために、Si含有量は低いのが好ましい。その理由から、Si含有量は、0.5%を超えてはならない。
Mnは、固溶強化を与え、フェライト系変態温度及びフェライト系変態率を抑える。フェライトマトリックスの十分な固溶強化が必要であり、変態の際の析出強化を最大にするためには、低い変態温度が必要である。従って、Mn含有量は、少なくとも0.5重量%にすべきである。しかし、2重量%より高いMn含有量は、偏析につながることがあり、伸びフランジ成形性を損なう。従って、Mn含有量は、0.5〜2.0重量%の範囲内にすべきである。好ましくは、最小Mn含有量は1.2%である。
Pは、固溶強化を与える。しかし、高レベルでは、P偏析が、伸びフランジ成形性を損なう。従って、P含有量は、0.06重量%以下にすべきである。
高S含有量は、伸びフランジ成形性を損なう。従って、S含有量は、0.008重量%以下にすべきである。
Alは、脱酸剤として添加する。しかし、高すぎるAlは、伸びフランジ成形性を損なう。従って、酸化物(Al sol)として存在しないAl含有量は、0.1重量%以下である。総アルミニウム含有量は、Al+Al solとしてのAlである。Al solに好適な最小含有量は0.02%である。
Nbは、結晶粒微細化及び析出強化を与える。結晶粒微細化は、強度及び伸長の良好なバランスにとって重要であり、疲労性能を改良することに貢献すると考えられる。他方、ニオブは、熱間圧延の際に再結晶の遅延も引き起こし、従って、常に望ましい元素ではない。従って、本発明におけるニオブの存在は、所望による。しかし、微細Nb複合炭化物に基づく析出強化は、単相フェライト系微細構造に基づく望ましい強度レベルと、高伸長及び高穴広げ性の組合せに貢献し、この貢献が望ましい場合、Nb含有量は、少なくとも0.01重量%にすべきである。0.1重量%を超えるNbレベルでは、Nbは、熱間圧延鋼の、高降伏強度を達成する効率を失い、望ましくない高圧延力につながる。従って、存在する場合、Nb含有量は、0.01〜0.1重量%にすべきである。
Vは、析出強化を与える。微粒のV複合炭化物に基づく析出強化は、単相フェライト系微小構造に基づく望ましい強度レベルと、高伸長及び高穴広げ性の組合せを達成するのに不可欠である。V含有量は、0.02〜0.45重量%にすべきである。好適な最小V含有量は、0.04%である。
Moは、セメンタイト及びパーライト形成を抑える。これは、単相フェライト系微小構造を達成するのに重要である。さらに、Moは、高度の析出強化を達成するために、Nb及び/又はVを基剤とする微粒複合炭化物析出物を達成するのに必要である。Moは、微粒複合炭化物析出物の粗粒化も阻止し、それによって粗粒化する析出物の析出硬化の低減を阻止すると考えられる。従って、Mo含有量は、0.05〜0.7重量%の範囲内にすべきである。好適な最小Mo含有量は、0.1%である。
Nは、低く、即ち0.02%(200ppm)以下にすべきである。高すぎるN含有量は、低温伸び及び伸びフランジ成形性を損なう。重量百分率で表したAl及びNの含有量が等式
を満足させる場合、実質的にフェライト系微細構造の析出強化に貢献する主要な析出モードは、V及びMo及び所望によりNbを基剤とする複合炭化物析出物である。重量百分率で表したAl及びNの含有量が等式
を満足させる場合、該複合炭化物析出物に加えて、窒化物及び/又は炭窒化物析出物が活性化される。好適な最小Nは、0.002%(即ち20ppm)である。
引張強度が550MPa以上である従来の高強度鋼は、それらの強度を、炭素濃度が高い相成分から部分的に得ており、ニオブ、バナジウム及び/又はチタン炭窒化物析出物に基づく従来の析出強化と組合せているか、否かに関係ない。それらの微細構造は、炭素濃度が高い、及び比較的硬質の相成分とともに埋め込まれた比較的軟質のフェライト系マトリックスからなるか、又は引張強度が700MPaより高い場合、部分的又は完全にベーナイト系又はマルテンサイト系微細構造からなることができる。欧州特許第1338665号は、引張強度が550MPa以上の高強度鋼に関する別の概念を記載しているが、その高強度鋼は、単相フェライト系微細構造に基づき、その中にフェライトが、チタンと組合せた他の元素を基剤とする高密度の微細炭化物で析出強化されている。欧州特許第1790737号及び欧州特許第1616970号は、多相、即ち単相フェライト系ではない、微細構造に基づく、別の概念を記載している。どちらの概念でも、フェライトは析出強化されており、チタンとモリブデン及び所望により追加のニオブ及び/又はバナジウムの組合せを基剤とする高密度の微細炭化物析出物を含む。これらのチタン系析出物は、成形性及び疲労特性に悪影響を及ぼすことが分かっている。
本発明の鋼は、その強度が、実質的に単相の微粒子フェライト系微細構造に由来し、その微細構造が、高密度の、モリブデンとバナジウム及び/又はニオブ(存在する場合)の組合せを基剤とする微細炭化物析出物で析出強化されている。この概念は、チタンの使用を明らかに回避し、伸びフランジ成形性を損なうことがある、大きなチタン濃度が高い混在物の存在を阻止している。さらに、高チタン含有量は、最終的な微細構造の中に比較的高度の内部応力をもたらすことがあり、これは、伸びフランジ成形性にとって有害であり、穴広げ性を損なう。低ニオブ含有量を使用して十分な結晶粒微細化を達成することと、バナジウム及びモリブデンを使用して十分な析出強化を達成することの組合せで、高チタンの使用と比較して最終的な微細構造における内部応力を少なくする。これは、伸びフランジ成形性に好ましい影響を及ぼし、実質的に穴広げ性を改良する。
引張強度が700MPaより高い、完全にベーナイト系又はマルテンサイト系鋼の伸びフランジ成形する際の応力局在化は、それらの均質な微細構造のために抑制される。しかし、これらの高強度鋼の微小構造は、単相フェライト系微細構造及び類似の引張強度を有する鋼程、同程度のひずみを受け入れることはできない。その結果、これらの鋼は、本発明が提供する延性の単相フェライト系微細構造と比較して、低温伸び成形性が著しく低い。
微細構造が、体積で少なくとも97%の析出強化された、実質的に単相微粒フェライト系マトリックスを含む場合、その微細構造は、実質的に単相フェライト系微細構造と見なされ、本発明の目的はそのような微細構造で達成することができる。しかし、微細構造は、体積で少なくとも98%、より好ましくは少なくとも99%、可能であれば100%の析出強化された、実質的に単相の微粒フェライト系マトリックスを含むのが好ましい。
本発明の一実施態様では、本発明の高強度熱間圧延鋼シートの引張強度は、少なくとも550MPa、好ましくは少なくとも580MPaである。
本発明の一実施態様では、本発明の高強度熱間圧延鋼シートの引張強度は、少なくとも580MPaであり、穴広げ率は少なくとも90%である。
本発明の一実施態様では、本発明の高強度熱間圧延鋼シートの引張強度は、少なくとも750MPaであり、穴広げ率は少なくとも60%である。
本発明の一実施態様では、本発明の高強度熱間圧延鋼シートの引張強度は、少なくとも980MPaであり、穴広げ率は少なくとも30%である。
本発明の一実施態様では、鋼シートは、析出強化され、実質的に単相フェライト系微細構造を有し、該微細構造中にあるフェライト相の体積画分は、97%以上であり、該微細構造中にある析出物が、Mo、V及びNbを含む複合炭化物の微細析出物を含む。単相フェライトマトリックスの利点は、伸長及び穴広げ性に関して高い成形性を示すこと、及び高い耐疲労破損性を示すことである。ニオブの使用は、熱−機械的に制御された圧延により達成される結晶粒微細化に貢献し、引張強度及び耐疲労性の両方に貢献する。さらに、ニオブ、バナジウム及びモリブデンは、十分な析出強化を与えることに関連し、550MPa以上、好ましくは580MPa以上の引張強度を達成する。ニオブは、結晶粒微細化及び析出強化の両方を経由して全体的な強度に貢献し、ニオブの増加に伴う結晶粒強化の増加は、バナジウム及び/又はモリブデン含有量の減少による析出強化程度の減少を相殺するのに使用でき、望ましい強度レベルを達成する。これは、合金コストの低減になる。
一実施態様では、鋼シートが、析出強化され、実質的に単相フェライト系微細構造を有し、該微細構造におけるフェライト相の体積画分が97%以上であり、該微細構造における析出物が、Mo及びVを含み、Nbを含まない複合炭化物の微細析出物を含む。この鋼は、実質的にニオブを含まない。単相フェライトマトリックスの利点は、伸長及び穴広げ性に関して高い成形性を示し、良好な耐疲労破損性を示すことである。バナジウムの使用は、再結晶させる調整された圧延により達成される結晶粒微細化に貢献し、引張強度及び耐疲労性に貢献する。さらに、バナジウム及びモリブデンは、十分な析出強化を与え、550MPa以上、好ましくは580MPa以上の引張強度を達成する。バナジウム及びモリブデンを含み、ニオブを含まない複合材料を使用する有益性は、熱間ストリップミルで圧延負荷を低くし、これによって寸法寛容度が広がる。さらに、このニオブを含まない組成物の使用は、この鋼の従来の熱間ストリップミル(HSM)の等級で製造できるのみならず、コンパクトストリップ製造(CSP)ラインにおける製造もでき、エネルギー消費を少なくし、処理コストの低下につながる。
先行する請求項のいずれかによる鋼シートでは、鋼が、
・少なくとも1.2%のMn及び/又は
・少なくとも0.02%のAl sol及び/又は
・少なくとも0.04%のV及び/又は
・少なくとも0.1%のMo及び/又は
・少なくとも0.02%のC及び/又は
・少なくとも0.002%のN
を含む。
好ましい実施態様では、本発明の鋼シートは、微小構造が、炭素濃度が高い微細構造成分、例えばパーライト、セメンタイト、マルテンサイト又はベーナイト、を実質的に含まない、好ましくは全く含まない、及び/又はチタン系析出物又はチタン系介在物を実質的に含まない、好ましくは全く含まない。炭素濃度が高い微細構造成分およびチタン系介在物の存在は、穴広げ性を損ない、耐疲労破損を低下させる。さらに、ニオブ及び/又はバナジウムを基剤とする、実質的にチタンを含まない組成物の使用により、ニオブ及び/又はバナジウムを包含する析出元素を溶解させるのに、より低い再加熱温度を使用することができる。最終製品で望ましい析出物の体積及び分布を形成するために、熱間ストリップミルでスラブを再加熱する際に、合金添加剤を溶体中に入れなければならない。チタン合金化方法の欠点は、鋳造の際に形成される粗いチタン炭化物を溶解させるのに、非常に高い再加熱温度が必要になることである。バナジウム及びバナジウム/ニオブ組成物は、著しく低い再加熱温度を必要とする。これはエネルギー消費にとって有益であり、再加熱炉における処理量が大きくなり、従って生産性が高くなり、さらに、より低い再加熱温度は、ケイ素添加が表面状態に対して有する有害な影響を制限する。また、チタンで合金化しないことにより、高温割れの危険性が少なくなり、それによって鋳造するスラブを連続的に高温−装填する必要が無くなる。これは、処理経路に、より高い融通性を与える。
一実施態様で、重量百分率で表したC、Nb、V及びMoの含有量が式
を満足する、本発明の鋼を提供する。
C、Nb、V及びMoの含有量をこのように釣り合わせることにより、本発明者らは、安定した、再現性のある特性が達成されることを見出した。
好ましくは、
は、1.2以上である。
一実施態様で、重量百分率で表したNb、V及びMoの含有量が式
又は
を満足する、本発明の鋼を提供する。
別の実施態様では、
の比が1.0以上である。
Nb、V及びMoの含有量をこのように釣り合わせることにより、本発明者らは、安定した、再現性のある特性が達成されることを見出した。
一実施態様で、重量百分率で表したC、N、Nb、V、Mo及びAlの含有量が式
を満足する、本発明の鋼を提供する。
C、Nb、V、Mo及びAlの含有量をこのように釣り合わせることにより、本発明者らは、安定した、再現性のある特性が達成されることを見出した。
好ましくは、
は、1.2以上である。
一実施態様で、重量百分率で表したC、N、Nb、V、Mo及びAlの含有量が式
で、
を満足する、本発明の鋼を提供する。
C、Nb、V、Mo及びAlの含有量をこのように釣り合わせることにより、本発明者らは、安定した、再現性のある特性が達成されることを見出した。好ましくは、
は、1.2以上である。
一実施態様では、鋼シートが表面上に亜鉛系めっきを有する、本発明の鋼を提供する。鋼に、従来の亜鉛系被覆、例えば溶融亜鉛めっき又は電気亜鉛めっき、を施すことにより、鋼及びそこから製造した部品が、腐食に対して保護される。
第二の態様により、本発明は、少なくとも550MPaの引張強度と成形性の優れた組合せを有する高強度鋼シートの製造方法であって、最大0.15%のC、最大0.5%のSi、0.5〜2.0%のMn、最大0.06%のP、最大0.008%のS、最大0.1%のSol.Al、最大0.02%のN、0.02〜0.45%のV、0.05〜0.7%のMo、所望により0.01〜0.1%のNb、及び残部Fe及び不可避な不純物を含んでなる鋼スラブを熱間圧延し、該熱間圧延をAr3変態点以上の仕上げ熱間圧延温度で仕上げ、熱間圧延した鋼シートを700〜585℃の温度範囲でコイル巻きする、方法でも具体化される。
一実施態様では、熱間圧延鋼シートを約10℃/s〜約150℃/sの平均冷却速度でコイル巻き温度に冷却し、所望により該方法が、鋼シートの表面に亜鉛系のめっきを施すことを含む。
第二の態様により、本発明は、本発明の、及び/又は本発明により製造された高強度熱間圧延鋼シートを使用する自動車用シャシ部品であって、好ましくは自動車用シャシ部品を製造するための高強度熱間圧延鋼シートが、
・少なくとも750MPaの引張強度及び少なくとも60%の穴広げ率を有し、引張強度(TS)、総伸長(El)、及びシート厚さt(mm)が等式
を満足する、又は
・少なくとも980MPaの引張強度及び少なくとも30%の穴広げ率を有し、引張強度(TS)、総伸長(El)、及びシート厚さt(mm)が等式
を満足する、又は
・少なくとも760MPaの降伏強度、0.9の最小降伏比、及び少なくとも60%の穴広げ率、及び1000MPaの、破損までの100000サイクルに対する最小疲労強度(Δσ)を有し、及び引張強度(TS)、総伸長(El)、及びシート厚さt(mm)が等式
を満足する。
ここで本発明を、下記の、本発明を制限しない例によりさらに説明する。
例−シリーズ1
化学組成を表1に示す鋼A〜Oを、表2に示す条件下で熱間圧延し、3.0〜3.6mmの範囲内の厚さを有する鋼シート1〜24を製造した(RHT=再加熱温度、FRT=仕上げ圧延温度、CT=コイル巻き温度、YS=降伏強度、UTS=極限引張強度、El=伸長)。表1、4及び8における原子比A=(Ti+Nb+V+Mo)/C及び原子比B=Mo/(Ti+Nb+V)に注意。熱間圧延鋼シートは、酸洗してから引張試験及び穴広げ試験にかけた。引張特性は、鋼シートから、圧延方向に平行に、JIS No.5試験片を取り、引張強度試験を試験片に対してEN10002-1/ISO 6892-1により行った。場合により、引張試験片の表面粗さを、試験片を穏やかに研磨して薄くすることにより除去した。伸びフランジ性の基準と考えられる穴広げ率λを決定するために、サイズ90mm平方の鋼試料3点を各鋼シートから切り取り、続いて直径10mmの穴を試料中に打ち抜いた。試料の穴広げ試験は、上側バーリングで行った。60°の円錐形パンチを下から押し上げ、厚さを貫通する亀裂が形成される時の穴直径dを測定した。穴広げ率は、下記の式を使用し、d=10mmで計算した。
微細構造は、光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡(SEM)及び後方散乱電子回折(EBSD)を使用して同定し、微小構造における相成分を同定し、セメンタイト及び/又はパーライトの総画分を測定した。さらに、EBSDを使用して平均結晶粒度を測定した。供試鋼シートの引張特性及び穴広げ率を表2に示す。表2には、供試鋼シートの微細構造の、種類の評価も示す。供試鋼シートの平均結晶粒度を表3に示す。
本発明の試験の鋼シート1〜15は、フェライト画分が97%以上の実質的に単相フェライト微細構造を有し、チタン系析出物又は介在物を含まず、該微細構造中に析出したNb及び/又はVをMoと共に含む複合炭化物を含む。これらは全て、550MPa以上のUTSを、高総伸長及び高穴広げ性との組合せで有する。Moの存在は、本発明にとって、高度の穴広げ性を与える、実質的に単相フェライト微細構造に基づく、高強度を達成するのに不可欠である。Moの役割は、Nb及び/又はVとMoを含む、高密度の微細複合炭化物が存在するために、セメンタイト及び/又はパーライトの形成を抑制し、最終微細構造の高析出強化を促進することである。
上記の本発明による例とは対照的に、比較例の鋼シート16〜24は、セメンタイト及び/又はパーライトが存在する(鋼シート16〜23)ために、フェライトの体積画分97%未満を含んでなる微細構造、又はチタン系介在物を含む微細構造(鋼シート24)を有する。これらの比較例の鋼シートは、類似のUTSを有する本発明の例の鋼シート1〜15よりも、著しく低い穴広げ性を有するが、これは、フェライトの体積画分が97%未満であるか、又はチタン系介在物の存在のために、穴広げ試験の際に早期の縁部亀裂を起こし、円錐形パンチの横側に走る比較的長い破断を開始するためである。これを図1で説明するが、白丸は本発明の例を、黒丸は比較例を示す。線は、それぞれ、白丸及び黒丸を通る線型回帰を表し、本発明の例が、与えられたUTSで、常により高い穴広げ率(λ値)を示すことを分かり易く示す。
全ての本発明の、及び比較例の、降伏強度に対する析出強化(σ)の計算された貢献は、表3に示す。析出強化σは、下記の等式を使用して計算した。
(dは、mmで表した結晶粒度である)
σ0=53.9MPa、及び固溶強化は、
により計算し、遊離(可溶)窒素%Nの量は無視できると仮定した。本発明の例の計算された析出強化は、使用したC、Nb、V、及びMoに応じて、約150〜ほとんど500MPaの範囲内である。これは、C、Nb、及びVの類似の量を含むが、Moは含まない組成物により達成される析出強化の量よりも著しく高い。C、Nb、V、及びMoの好適なレベルを使用して達成することができる析出強化の非常に高い程度は、本発明の例の鋼シート12及び13に示す。これら2つの鋼シートの計算された析出強化は、約450〜470MPaであり、全体的な降伏強度は940MPaに近い。そのような高い降伏強度は、Nb及び/又はVからなり、Moは含まず、Nb及び/又はVを含む炭化物析出物だけで強化された、実質的にフェライト微小構造を有する組成物による鋼シートでは達成できない。そのような組成物による鋼シートで達成できる最大降伏強度は、第一にNb及び/又はVの量に応じて、典型的には550〜650MPaの範囲内である。
析出強化に対するMoの役割は、約56mwt%(即ち1/1000重量%)Nb及び0.19wt%Moを基剤とする組成物を有する鋼シート18と、約55mwt%Nbを基剤とし、Moは含まない組成物を有する鋼シート22との間の降伏強度を比較することにより、さらに説明する。比較例の両鋼シートは、類似の条件下で熱間圧延し、両鋼シートは、フェライト、セメンタイト、及びパーライトからなる類似の微粒微細構造を有していた。Moを含む鋼シート18の降伏強度は、Moを含まない鋼シート22より62MPa高い。この追加強度は、Nb及びMoを含む複合炭化物を基剤とする追加析出強化に主として由来する。表3に示す全体的な降伏強度に対する、析出強化の貢献を計算した結果は、Moの添加により析出強化が約40MPaだけ増加したことを示す。これは、類似のNb及び/又はVレベルで、通常のNb及び/又はV炭化物析出物で達成できる強化を超えて、析出強化を実質的に増加させるには、Moを使用する必要性があることを示している。Nb及び/又はVをMoとの組合せで使用することにより、高度の析出強化を達成することができ、高強度と、高伸長及び高伸びフランジ性の両方との組合せを与える、実質的に単相フェライト微細構造を得る。
析出強化の増加に対するMoの有益な役割を、バナジウム含有量(mwt%で示す)に対する析出強化(MPaで示す)を示す図2でさらに説明する。黒丸は、0.06Nb−V−Mo組成物を含み、630℃でコイル巻きして製造した本発明による例の鋼シート3、7〜9、及び12〜13に対する計算された析出物に対応する。実線は、黒丸を通る線型回帰を表す。黒三角は、0.06Nb−Mo組成物を含み、650℃でコイル巻きした比較例による鋼シート18の計算された析出強化に対応する。線型回帰は、約40〜60ppmの窒素を含む0.06Nb−V−Mo組成物に対する直線を示し、バナジウムと、十分な量のモリブデンとの組合せが、約1400MPa/wt%のバナジウムにより析出強化Δσを引き上げている。経験則として、表1に示すMn及びC含有量を与えられたとして、モリブデンの非存在下におけるバナジウム及び40〜60ppmの窒素レベルが、630〜650℃でのコイル巻きに対して、約890MPa/wt%で析出強化Δσを引き上げている。図2における破線は、計算された析出強化を、バナジウム含有量の関数として、630〜650℃でコイル巻きし、モリブデンを含まない0.06Nb−V組成物による鋼シートに関して示す。破線上の白三角は、650℃でコイル巻きした、0.06Nb組成物による、バナジウム及びモリブデンを含まない比較例の鋼シート22に対応する。実線と破線の間の違いは、バナジウム析出強化の貢献を増加させることに対する、モリブデン添加の有益な影響を表し、単相フェライト系微小構造を有する高強度鋼シートを製造するためには、モリブデンが必要であることを示している。
図3は、図2のグラフと類似のグラフを示すが、データは、630〜650℃でコイル巻きし、0.03Nb−V−Mo組成物を含む(黒丸で示す本発明の例の鋼シート2および4〜6)および0.03Nb−V組成物(破線)を含む、両方共窒素レベルが40〜60ppmである、鋼シートに対応する。黒三角は、0.03Nb−Mo組成物を含み、バナジウムを含まない比較例の鋼シート20に関する計算された析出強化に対応する。図2におけるように、矢印は、モリブデン添加により引き起こされた増加を表す。
望ましい強度レベルを有し、実質的にセメンタイト及び/又はパーライトを含まないフェライト微細構造を有し、高伸長及び高穴広げ性を有する鋼シートを製造するために、C、Nb及び/又はV、及びMoの量を釣り合わせる必要がある。Moと組合せたNb及び/又はVの量が、比較例の鋼シート18〜21の場合のように、Cの量に対して低すぎる場合、微細構造は、実質的に単相フェライト系にはならず、かなりの量のセメンタイト及び/又はパーライトが微細構造中に存在し、穴広げ性を損なう。Moの量がNb及び/又はVの量と比較して低すぎる場合、析出強化の量は、最適にはならず、望ましい強度レベルは、微粒単相フェライト系微細構造により達成されない。
図4は、フェライト−ベーナイト(FB)、コンプレックスフェーズ(CP)およびジユアルフェーズ(DP)鋼シートを含む、従来の熱間圧延した高強度低合金(HSLA)鋼及び熱間又は冷間圧延したアドバンスト高強度(AHS)鋼と比較した、引張強度及び穴広げ性に関する本発明の例の優位性を説明する。明らかに、本発明の例は、それらの実質的に単相フェライト系微細構造により、多相微細構造及び類似の引張強度を有するHSLA又はAHS鋼シートより実質的に高い穴広げ性値を与える。図4は、本発明が、高強度及び高伸びフランジ成形性の優れた組合せが必要とされる鋼用途に、現在のHSLA又はAHS鋼シートより明らかな有益性を提供することを示している。そのような用途の例は、シャシ及びサスペンション部品である。
シャシ及びサスペンション用途向けの鋼シートは、高強度と優れた低温伸び及び伸びフランジ成形性の組合せを必要とするだけではなく、高い耐疲労破損性も必要としている。疲労特性を制御する主なファクターは、微小構造である。一般的に、小さな結晶粒度及びパーライト、ベーナイト及び/又はマルテンサイトを包含する、比較的硬い、炭素濃度が高い相成分が無い均質な微細構造が、疲労特性にとって有益であると考えられる。多相微細構造中の相成分間の硬さの違いは、応力局在化のために疲労にとって有害であり、耐疲労性に対する有害な影響が、炭素濃度が高い相成分およびマトリックス間の硬さの違いが増加するにつれて、増加すると考えられる。炭素濃度が高い相成分とは別に、応力局在化を等しく促進する大きなチタン系析出物も、耐疲労性を損なうことがある。図5は、S−N(破損(Nf)までのサイクルの関数として応力(MPaで表す))疲労曲線を、冷間圧延した(CR)DP800及びCP800、熱間圧延した(HR)HSLA S700及びチタン及びモリブデンを基剤とする高析出強化した実質的に単相フェライト系熱間圧延鋼等級(HR-F800)に典型的と考えられるデータと共に示す。これらの曲線は、−1の最大負荷(R値)の比による単軸高サイクル疲労試験を使用して測定した。図5のデータは、炭素濃度が高い相成分の疲労特性に対する上記の有害な影響を立証している。破損まで100000サイクルの疲労強度(Δσで表す)は増加し、フェライトマトリックスとマルテンサイト島との間の高硬度差を伴う二重相微細構造から、主としてフェライトマトリックス及びベーナイトからなる、従って、相成分間の硬度の差がはるかに小さいコンプレックスフェーズ微小構造へ行く。図5のデータから、HR-S700及びHR-F800に関して示すデータから明らかなように、微小構造中の相成分間の硬度差がさらに減少するにつれて、疲労強度がさらに増加することを確かめられるが、HR-S700及びHR-F800は、パーライトの小さな、又は無視できる画分だけを含んでなる、主としてフェライト系微細構造をそれぞれ有し、負荷サイクルの際に比較的低い程度の応力局在化に貢献する。しかし、両鋼シートの組成物はチタンを含み、それらの微細構造が、大きなチタン系混在物を含む。上記の原則に従って、負荷サイクルの際に応力局在化への道を与える、炭素濃度が高い相成分および大きなチタン系混在物を含まない、本発明による例の、実質的に単相フェライト系微細構造鋼シート1〜16は、優れた疲労強度を有する。図6は、降伏強度(MPaで示す)に対してプロットした、図5からのS-N曲線に由来する、100000サイクルにおける破損に関する疲労強度を示す。この線は、線型回帰を表し、降伏強度と疲労強度の間の明らかな相関関係を示し、疲労強度に対する微細構造の上記の影響を立証している。このことを指示する例として、図5及び6は、降伏強度が少なくとも760MPaであり、最小降伏比が0.9である熱間圧延した鋼シートに関して、100000サイクルに対する最小疲労が1000MPaであることを示しており、これは、本発明で特許権請求するようなMo、V及び所望によりNbを含む複合炭化物析出物で析出強化した実質的に単相フェライト系微細構造に基づく。
例−シリーズ2
表4に示す化学組成を有する鋼2A〜2Kを、表5及び6に示す条件下で熱間圧延し、鋼シート1〜66を製造し、熱間圧延は、最終厚さが約3.0〜3.5mmであった。ランアウトテーブル上の冷却速度は、表5及び6に挙げた全ての熱間圧延鋼シートに関して50℃/sであった。熱間圧延鋼シートは、酸洗してから試験(引張試験、穴広げ試験、曲げ性試験、及び疲労試験)した。場合により、鋼シートは、穏やかに研磨し、熱間圧延による表面粗さを除去してから試験した。
鋼シート1〜66の引張特性を表5及び6に示す。引張試験及び穴広げ試験は、例−シリーズ1と全く同様に行った。鋼シート1〜61の穴広げ率を表5に示す。
多くの鋼シートを曲げ試験にもかけた。曲げ角度は、VDA規格238-100に記載されている手順に従う3点曲げ装置を使用して測定した。この規格は、試験条件、工具、幾何学的構造及び実験設定並びに曲げ性限界評価を規定している。VDA規格238-100は、曲げ角度αを計算する方法も規定している。厚さが異なった鋼間を直接比較できるように、材料厚さtの平方根に等しい厚さ補正ファクターを一般的に使用する。厚さが1mmより異なった材料の角度は、式
を使用して再度計算する。
曲げ試験の際、パンチを移動させ、鋼シートの曲げを押すのに必要な力を監視する。これによって、曲げ試験の際に達成される最大ひずみを測定することができる。鋼シート62〜66の測定された曲げ角度及び曲げ試験の際に達成された最大ひずみを表6に示す。鋼シートの試験は、2方向で、即ち圧延方向に対して平行及び直角に行った。表6に報告する曲げ角度は、VDA 238-100により測定した曲げ角度に基づいて再計算した値αt=1mmである。
微細構造は、光学顕微鏡により確認し、微細構造中の相成分を確認し、セメンタイト及び/又はパーライトの総画分を測定した。
光学顕微鏡及びTEM/EDX分析は、本発明の例の鋼シート1〜66が、実質的に単相フェライト微細構造を有し、フェライト画分が97%以上であり、チタン系析出物又は介在物を含まず、Nb及び/又はVを含み、Moが該微細構造中に析出した複合炭化物を含む。
高密度の複合炭化物で強化し、延性のフェライト微細構造に対して十分な強度を与えた鋼シート1〜66の実質的に単相フェライト微細構造は、引張伸長、穴広げ容量並びに曲げ性に関して優れた成形性を有する。これは、鋼シート1〜66に関する表5及び6で報告した引張特性、穴広げ率、及び曲げ角度から明らかである。
多くの鋼シートを、英国標準方法、疲労試験、第一部(一般的原則の手引き−BS3518:第一部)による、S−N疲労曲線(破損までのサイクル(Nf)の関数としての応力(MPaで示す))を作成することにより、疲労応答に関して試験した。S−N曲線は、単軸疲労試験に基づいて、−1の最大負荷(R値)の比で決定した。疲労応答に対する表面粗さによる干渉無しに、微小構造の疲労応答をできるだけ多く試験する試みの中で、試料は、研磨してから疲労試験を行った。組成物2Gに関して、630℃でコイル巻きした一つの鋼シートを疲労応答に関して試験した。組成物Iに関して、2つの鋼シート、即ち600℃でコイル巻きした1鋼シート(試料I-600)及び630℃でコイル巻きした1鋼シート(試料I-630)、を疲労応答に関して試験した。3試料全ての熱間圧延条件及び引張特性は表7に示す。図7は、鋼シート2G-630、2I-600及び2I-630に対応するS-N曲線を示す。図7にプロットしたデータは、高引張伸長と、高穴広げ容量及び/又は曲げ性との組合せの他に、本発明による例の鋼シートの実質的に単相フェライト微小構造が、優れた疲労強度も与えることを示している。図7におけるデータは、図5におけるHR-F800のデータと一致している。
例-シリーズ3
表8に化学組成を示す鋼3A及び3Bを、表9に示す条件下で熱間圧延し、鋼シート1〜8を熱間圧延で最終厚さ約3.0〜3.5mmに製造した。ランアウトテーブル上の2種類の冷却速度、即ち50および100℃/s、を使用した。熱間圧延鋼シートを酸洗してから、引張試験及び穴広げ試験にかけた。場合により、鋼シートは、穏やかに研磨し、熱間圧延による表面粗さを除去してから、試験した。
試料の引張及び穴広げ試験は、上側をバーリングして行い、例1及び2に記載するのと全く同じ様式で行った。鋼シート1〜8の引張特性は表9に示す。鋼シート1〜8の穴広げ率は表9に示す。
光学顕微鏡は、本発明の例の鋼シート1〜8が、97%以上のフェライト画分を有する実質的に単相フェライト微細構造を有し、チタン系析出物又は介在物を含まず、Nb及び/又はVを含み、Moが該微細構造中に析出している複合炭化物を含むことを示している。
鋼シート1〜8の、高密度の複合炭化物で強化され、延性フェライト微細構造に十分な強度を与える、実質的に単相フェライト微細構造は、鋼シート1〜8に関して表9に示す引張特性及び穴広げ率から明らかなように、引張伸長、穴広げ容量に関して優れた成形性を有する。

Claims (15)

  1. 少なくとも550MPaの引張強度及び成形性の優れた組合せを有する高強度熱間圧延鋼シートであって、重量%で
    ・最大0.15%のC
    ・最大0.5%のSi
    ・0.5〜2.0%のMn
    ・最大0.06%のP
    ・最大0.008%のS
    ・最大0.1%のAl sol
    ・最大0.02%のN
    ・0.02〜0.45%のV
    ・0.05〜0.7%のMo
    ・所望により0.01〜0.1%のNb
    ・残部Fe及び不可避な不純物
    を含み、
    ・前記鋼シートが、析出強化され、実質的に単相フェライト系微細構造を有し、前記微細構造における前記フェライト相の体積画分が97%以上であり、前記微細構造における析出物が、Mo及びV及び所望によりNbを含む複合炭化物の微細析出物を含む、高強度熱間圧延鋼シート。
  2. 前記フェライト系微細構造中にある前記析出物が、Mo及びV及びNbを含む複合炭化物の微細析出物を含む、請求項1に記載の鋼シート。
  3. 前記フェライト系微細構造中にある前記析出物が、Mo及びVを含む複合炭化物の微細析出物を含み、複合炭化物の前記微細析出物がNbを含まない、請求項1に記載の鋼シート。
  4. 前記鋼が、
    ・少なくとも1.2%のMn及び/又は
    ・少なくとも0.02%のAl sol及び/又は
    ・少なくとも0.04%のV及び/又は
    ・少なくとも0.1%のMo及び/又は
    ・少なくとも0.02%のC及び/又は
    ・少なくとも0.002%のN
    を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の鋼シート。
  5. 前記微細構造が、炭素濃度が高い微細構造成分、例えばパーライト又はセメンタイトを含まない、及び/又はチタン系析出物又はチタン系介在物を含まない、請求項1〜4のいずれか1項に記載の鋼シート。
  6. 重量百分率で表したC、Nb、V及びMoの前記含有量が式
    を満足する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の鋼シート。
  7. 重量百分率で表したNb、V及びMoの前記含有量が式
    を満足する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の鋼シート。
  8. 重量百分率で表したC、N、Nb、V、Mo及びAlの前記含有量が式
    を満足する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の鋼シート。
  9. 重量百分率で表したAl及びNの前記含有量が式
    を満足し、かつ前記微細構造が、前記複合炭化物析出物に加えて、V及び所望によりNbを含む窒化物及び/又は炭窒化物析出物も含む、請求項8に記載の鋼シート。
  10. ・引張強度が少なくとも580MPaで、穴広げ率が90%以上、又は
    ・引張強度が少なくとも750MPaで、穴広げ率が60%以上、又は
    ・引張強度が少なくとも980MPaで、穴広げ率が30%以上
    である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の鋼シート。
  11. 前記鋼シートが、表面上に亜鉛系めっき被覆を有する、請求項1〜10のいずれか1項に記載の鋼シート。
  12. 少なくとも550MPaの引張強度及び成形性、又は少なくとも750MPaの引張強度及び少なくとも60%の穴広げ率、又は少なくとも980MPaの引張強度及び少なくとも30%の穴広げ率の優れた組合せを有する高強度鋼シートの製造方法であって、最大0.15%のC、最大0.5%のSi、0.5〜2.0%のMn、最大0.06%のP、最大0.008%のS、最大0.1%のSol.Al、最大0.02%のN、0.02〜0.45%のV、0.05〜0.7%のMo、所望により0.01〜0.1%のNb、及び残部Fe及び不可避な不純物を含む鋼スラブを熱間圧延し、前記熱間圧延をAr3変態点以上の仕上げ熱間圧延温度で仕上げ、前記熱間圧延した鋼シートを700〜585℃の温度範囲でコイル巻きする、方法。
  13. 前記熱間圧延鋼シートを約10℃/s〜約150℃/sの平均冷却速度でコイル巻き温度に冷却する、請求項12に記載の方法。
  14. 前記鋼シートの表面に亜鉛系のめっきを施すことをさらに含む、請求項12又は13に記載の方法。
  15. 請求項1〜11のいずれか1項に記載の高強度熱間圧延鋼シートを使用する自動車用シャシ部品であって、好ましくは前記鋼シートが、
    ・少なくとも750MPaの引張強度及び少なくとも60%の穴広げ率を有し、引張強度(TS)、総伸長(El)、及びシート厚さt(mm)が式
    を満足する、又は
    ・少なくとも980MPaの引張強度及び少なくとも30%の穴広げ率を有し、引張強度(TS)、総伸長(El)、及びシート厚さt(mm)が式
    を満足する、又は
    ・少なくとも760MPaの降伏強度、0.9の最小降伏比、及び少なくとも60%の穴広げ率、及び1000MPaの、破損までの100000サイクルに対する最小疲労強度(Δσ)を有し、及び引張強度(TS)、総伸長(El)、及びシート厚さt(mm)が式
    を満足する、自動車用シャシ部品。
JP2015510785A 2012-05-08 2013-05-07 高強度成形性熱間圧延鋼シートから製造した自動車シャシ部品 Active JP6411330B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12167140 2012-05-08
EP12167140.8 2012-05-08
PCT/EP2013/059455 WO2013167572A1 (en) 2012-05-08 2013-05-07 Automotive chassis part made from high strength formable hot rolled steel sheet

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015520802A true JP2015520802A (ja) 2015-07-23
JP6411330B2 JP6411330B2 (ja) 2018-10-24

Family

ID=48485122

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015510785A Active JP6411330B2 (ja) 2012-05-08 2013-05-07 高強度成形性熱間圧延鋼シートから製造した自動車シャシ部品

Country Status (11)

Country Link
US (1) US9908566B2 (ja)
EP (1) EP2847362B1 (ja)
JP (1) JP6411330B2 (ja)
KR (1) KR102095071B1 (ja)
CN (1) CN104411851B (ja)
BR (1) BR112014027992B1 (ja)
CA (1) CA2872728C (ja)
ES (1) ES2612184T3 (ja)
MX (1) MX365792B (ja)
WO (1) WO2013167572A1 (ja)
ZA (1) ZA201408407B (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016513174A (ja) * 2013-02-11 2016-05-12 タタ、スティール、アイモイデン、ベスローテン、フェンノートシャップTata Steel Ijmuiden Bv 非常に優れた成形性および疲労性能を有する高強度熱間圧延鋼帯または鋼板、および前記鋼帯または鋼板の製造方法
JP2018532045A (ja) * 2015-09-22 2018-11-01 タタ、スティール、アイモイデン、ベスローテン、フェンノートシャップTata Steel Ijmuiden Bv 優れた伸びフランジ成形性を有するロール成形可能な高強度熱間圧延鋼板、および該鋼の製造方法
KR20190015409A (ko) * 2016-06-21 2019-02-13 바오샨 아이론 앤 스틸 유한공사 980MPa급 열연 이상조직강 및 그의 제조방법

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2017010753A (es) 2015-03-11 2017-11-28 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp Metodo de embridado.
US10465260B2 (en) 2015-04-10 2019-11-05 The Nanosteel Company, Inc. Edge formability in metallic alloys
KR20170134729A (ko) 2015-04-10 2017-12-06 더 나노스틸 컴퍼니, 인코포레이티드 금속 합금에서의 에지 성형성의 개선
JP6098664B2 (ja) * 2015-05-08 2017-03-22 Jfeスチール株式会社 せん断縁の成形可否評価方法
EP3162558A1 (en) * 2015-10-30 2017-05-03 Outokumpu Oyj Component made of metallic composite material and method for the manufacture of the component by hot forming
CN105734423B (zh) * 2016-04-27 2018-08-10 宝山钢铁股份有限公司 一种1180MPa级析出强化型热轧超高强钢及其制造方法
BR112019002826B1 (pt) * 2016-09-22 2022-12-13 Tata Steel Ijmuiden B.V Método de produção de um aço de alta resistência laminado a quente com excelente maleabilidade de extensão de flange e desempenho de fadiga de borda
KR101899674B1 (ko) * 2016-12-19 2018-09-17 주식회사 포스코 저온역 버링성이 우수한 고강도 강판 및 이의 제조방법
KR101899677B1 (ko) 2016-12-20 2018-09-17 주식회사 포스코 가공성이 우수한 용융도금강재 및 그 제조방법
CN110382130A (zh) * 2017-02-21 2019-10-25 纳米钢公司 金属合金的改善的边缘可成形性
US10822034B2 (en) 2017-11-07 2020-11-03 Cnh Industrial America Llc Plate steel constructed frame for self propelled sprayers
CN110747322A (zh) * 2019-09-26 2020-02-04 中国电力科学研究院有限公司 一种1180MPa纳米粒子强化铁素体钢及其制备方法
EP3925771A1 (en) * 2020-06-16 2021-12-22 SSAB Technology AB High strength steel product and method of manufacturing the same
CN117897507A (zh) * 2021-10-06 2024-04-16 万泰之合金股份公司 合金钢
WO2023144019A1 (en) * 2022-01-25 2023-08-03 Tata Steel Ijmuiden B.V. Hot-rolled high-strength steel strip
WO2024032949A1 (en) 2022-08-09 2024-02-15 Tata Steel Ijmuiden B.V. Hot-rolled high-strength steel strip

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5020918A (ja) * 1973-05-31 1975-03-05
JP2003089843A (ja) * 2001-09-18 2003-03-28 Nkk Corp 加工性に優れた高張力鋼板
JP2003089842A (ja) * 2001-09-18 2003-03-28 Nkk Corp 加工性に優れた高張力鋼板
JP2009084643A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Kobe Steel Ltd 疲労特性及び伸びフランジ性バランスに優れた熱延鋼板

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4400223A (en) 1981-08-21 1983-08-23 Inland Steel Company Hot rolled steel product and method for producing same
JPH05345916A (ja) 1991-01-29 1993-12-27 Nippon Steel Corp 伸びフランジ性および耐食性の優れた自動車足廻り部品用高強度熱延鋼板の製造方法
EP1338665B1 (en) 2000-10-31 2018-09-05 JFE Steel Corporation High tensile hot rolled steel sheet and method for production thereof
JP4649868B2 (ja) 2003-04-21 2011-03-16 Jfeスチール株式会社 高強度熱延鋼板およびその製造方法
WO2005103316A1 (ja) * 2004-04-27 2005-11-03 Jfe Steel Corporation 缶用鋼板およびその製造方法
JP4819489B2 (ja) 2005-11-25 2011-11-24 Jfeスチール株式会社 一様伸び特性に優れた高強度鋼板およびその製造方法
JP5391607B2 (ja) * 2008-08-05 2014-01-15 Jfeスチール株式会社 外観に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法
JP5481976B2 (ja) * 2009-07-10 2014-04-23 Jfeスチール株式会社 高強度溶接鋼管用高張力熱延鋼板およびその製造方法
JP5609223B2 (ja) * 2010-04-09 2014-10-22 Jfeスチール株式会社 温間加工性に優れた高強度鋼板およびその製造方法
CN103732776B (zh) 2011-08-09 2016-06-08 新日铁住金株式会社 在低温下的冲击能吸收特性和耐haz软化特性优异的高屈服比热轧钢板及其制造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5020918A (ja) * 1973-05-31 1975-03-05
JP2003089843A (ja) * 2001-09-18 2003-03-28 Nkk Corp 加工性に優れた高張力鋼板
JP2003089842A (ja) * 2001-09-18 2003-03-28 Nkk Corp 加工性に優れた高張力鋼板
JP2009084643A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Kobe Steel Ltd 疲労特性及び伸びフランジ性バランスに優れた熱延鋼板

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016513174A (ja) * 2013-02-11 2016-05-12 タタ、スティール、アイモイデン、ベスローテン、フェンノートシャップTata Steel Ijmuiden Bv 非常に優れた成形性および疲労性能を有する高強度熱間圧延鋼帯または鋼板、および前記鋼帯または鋼板の製造方法
JP2018532045A (ja) * 2015-09-22 2018-11-01 タタ、スティール、アイモイデン、ベスローテン、フェンノートシャップTata Steel Ijmuiden Bv 優れた伸びフランジ成形性を有するロール成形可能な高強度熱間圧延鋼板、および該鋼の製造方法
US10870901B2 (en) 2015-09-22 2020-12-22 Tata Steel Ijmuiden B.V. Hot-rolled high-strength roll-formable steel sheet with excellent stretch-flange formability and a method of producing said steel
KR20190015409A (ko) * 2016-06-21 2019-02-13 바오샨 아이론 앤 스틸 유한공사 980MPa급 열연 이상조직강 및 그의 제조방법
KR102236345B1 (ko) 2016-06-21 2021-04-06 바오샨 아이론 앤 스틸 유한공사 980MPa급 열연 이상조직강 및 그의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
EP2847362B1 (en) 2016-11-23
JP6411330B2 (ja) 2018-10-24
MX365792B (es) 2019-06-14
ZA201408407B (en) 2016-08-31
CN104411851B (zh) 2016-08-24
CA2872728A1 (en) 2013-11-14
WO2013167572A1 (en) 2013-11-14
CN104411851A (zh) 2015-03-11
ES2612184T3 (es) 2017-05-12
KR20150023353A (ko) 2015-03-05
BR112014027992A2 (pt) 2017-06-27
BR112014027992B1 (pt) 2019-09-17
US9908566B2 (en) 2018-03-06
KR102095071B1 (ko) 2020-03-31
EP2847362A1 (en) 2015-03-18
MX2014013484A (es) 2015-06-17
CA2872728C (en) 2018-11-06
US20150099139A1 (en) 2015-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6411330B2 (ja) 高強度成形性熱間圧延鋼シートから製造した自動車シャシ部品
CN110832098B (zh) 热轧钢板及其制造方法
JP6474415B2 (ja) 優れた曲げ性及び超高強度を有する熱間プレス成形品用鋼板、これを利用した熱間プレス成形品及びこれらの製造方法
US10156005B2 (en) High-yield-ratio, high-strength cold rolled steel sheet and production method therefor
JP5447741B1 (ja) 鋼板、めっき鋼板、及びそれらの製造方法
CA2767439C (en) High-strength steel sheet and method for manufacturing the same
CA2880063C (en) A process for producing hot-rolled steel strip and a steel strip produced therewith
CN108350542B (zh) 具有优异的拉伸凸缘成形性的热轧高强度可轧制成形钢片材和制造所述钢的方法
JP2018536764A (ja) 成形性及び穴拡げ性に優れた超高強度鋼板及びその製造方法
WO2013160928A1 (ja) 高強度鋼板およびその製造方法
JP6518596B2 (ja) 非常に優れた成形性および疲労性能を有する高強度熱間圧延鋼帯または鋼板、および前記鋼帯または鋼板の製造方法
JP6843245B2 (ja) 曲げ性及び伸びフランジ性に優れた高張力亜鉛系めっき鋼板及びその製造方法
CN115698346A (zh) 经热处理的冷轧钢板及其制造方法
CN115298342A (zh) 钢板
US20230295759A1 (en) Steel sheet having excellent formability and strain hardening rate
WO2023073411A1 (en) Cold rolled and heat treated steel sheet and a method of manufacturing thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160509

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170314

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170331

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170627

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20171201

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180330

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20180508

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180706

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180807

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: 20180828

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180926

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6411330

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

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250