JP2018500465A - 高強度鋼製品の製造方法およびこれによって得られる鋼製品 - Google Patents
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-
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-
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-
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Abstract
Description
− 380℃から700℃の間に含まれる温度に加熱された鋼出発製品を提供するステップであって、前記加熱された鋼出発製品が、完全な準安定オーステナイト組織を有し、前記加熱された鋼出発製品が、重量パーセントで:
0.15%≦C≦0.40%、
1.5%≦Mn≦4.0%、
0.5%≦Si≦2.5%、
0.005%≦Al≦1.5%
(但し、0.8%≦Si+Al≦2.5%)、
S≦0.05%、
P≦0.1%、
CrおよびMoの中から選ばれる少なくとも1つの元素を以下:
0%≦Cr≦4.0%、
0%≦Mo≦0.5%
および
2.7%≦Mn+Cr+3Mo≦5.7%
のように、
ならびに、場合により:
Nb≦0.1%、
Ti≦0.1%、
Ni≦3.0%、
0.0005%≦B≦0.005%、
0.0005%≦Ca≦0.005%
の中から選ばれる1つまたは幾つかの元素、
を含む組成を有し、
組成の残部が、鉄および精錬に由来する不可避不純物からなるものである、ステップ、
− 前記加熱された鋼出発製品を、0.1から0.7の間の累積ひずみεbで、前記加熱された鋼出発製品の少なくとも1つの場所において、700℃から380℃の間に含まれる温度の熱間成形ステップに供し、前記鋼の組織が完全オーステナイト系のままの熱間成形鋼製品を得るステップ、次いで、
− 40%から90%の間のマルテンサイトを含み、残りはオーステナイトである組織を得るために、マルテンサイト臨界冷却速度を上回る冷却速度VR2で、前記鋼のマルテンサイト開始温度Msよりも低い焼入温度QTまで熱間成形鋼製品を冷却することによって焼入れするステップ、次いで、
− 前記製品を維持するか、または前記製品をQTから470℃の間の保持温度PTまで再加熱し、および前記温度PTで5sから600sの間の時間Ptの間、保持するステップ
を含む、鋼製品の製造方法に関する。
− 本方法は、フレッシュマルテンサイトを得るために、前記保持された製品を、周囲温度まで0.005℃/sを超える冷却速度で冷却するステップをさらに含む;
− 前記加熱された鋼出発製品が熱間圧延鋼板であり、および前記鋼製品が鋼板であり、ならびに前記熱間成形ステップが圧延ステップである;
− 前記加熱された鋼出発製品を提供するステップが:
・完全オーステナイト組織を得るために、請求項1に記載の組成を有する鋼半製品を、前記鋼の温度AC3よりも高い温度まで加熱するステップと、
・前記加熱された鋼出発製品を得るために、前記鋼半製品を、1よりも大きい累積減少ひずみ(cumulated reduction strain)εaで、1200から850℃の間の温度T2を上回る温度で粗圧延ステップに供するステップを含む;
− 前記加熱された鋼出発製品が、30μm未満の平均オーステナイト結晶粒度を有する;
− 前記出発製品が鋼ブランクであり、前記鋼製品が鋼部品であり、前記加熱された鋼出発製品を提供するステップが、完全オーステナイト組織を得るために、前記鋼ブランクを、前記鋼の温度AC3よりも高い温度まで加熱するステップを含む;
− 前記鋼ブランクが、1.0mmから4.0mmの間の厚さを有する;
− 前記熱間成形ステップが熱間圧延ステップである;
− 前記熱間成形ステップがホットスタンピングステップである;
− 前記熱間成形ステップがホットスピニングステップである;
− 前記熱間成形ステップがロールフォーミングステップである;
− 前記鋼ブランクが、少なくとも1つのコーティング層を含む;
− コーティング層が、加熱前に前記出発製品に施され、および前記コーティング層が、アルミニウムもしくはアルミニウムベースの被覆、または亜鉛もしくは亜鉛ベースの被覆である。
0.15%≦C≦0.40%、
1.5%≦Mn≦4.0%、
0.5%≦Si≦2.5%、
0.005%≦Al≦1.5%
(但し、0.8%≦Si+Al≦2.5%)、
S≦0.05%、
P≦0.1%、
CrおよびMoの中から選ばれる少なくとも1つの元素を以下:
0%≦Cr≦4.0%、
0%≦Mo≦0.5%
および
2.7%≦Mn+Cr+3Mo≦5.7%
のように、
ならびに、場合により
Nb≦0.1%
Ti≦0.1%、
Ni≦3.0%
0.0005%≦B≦0.005%
0.0005%≦Ca≦0.005%
の中から選ばれる1つまたは幾つかの元素、
を含む組成を有し、
組成の残部が、鉄および精錬に由来する不可避不純物からなるものであり、
前記鋼製品の少なくとも1つの場所の組織が、以下:
− 少なくとも40%の表面割合を有する、焼戻しマルテンサイトまたは炭化物を含まないマルテンサイトのラス、
− 表面割合が5%から30%の間に含まれる、島または膜の形状の、フレッシュマルテンサイト、および
− 5%から35%の表面割合を有するオーステナイト
からなる鋼製品に関する。
− 前記鋼の引張強さTSと前記鋼の一様伸びUEの積が13000MPa%以上である;
− マルテンサイトのラスが、1μm未満の平均サイズを有し、前記マルテンサイトのラスのアスペクト比が2から5の間に含まれる;
− 3を下回るアスペクト比を有する前記フレッシュマルテンサイトの島の最大サイズが3μmを下回る;
− 前オーステナイト結晶粒の平均サイズが30μm未満である;
− 前オーステナイト結晶粒のアスペクト比が1.3よりも大きい;
− 前記オーステナイトが、膜または島の形状であり、前記膜または島の最小寸法が0.3μmを下回る値を有し、前記膜または島の最大寸法が2μmを下回る平均値を有する;
− 前記焼戻しマルテンサイトが、前記焼戻しマルテンサイトの表面と比べて、表面割合で0.5%未満の炭化物を含み、および前記炭化物が、50nm未満の平均サイズを有する;
− 前記鋼製品が鋼板であり、および鋼板全体の組織が以下:
・少なくとも40%の表面割合を有する、焼戻しマルテンサイトまたは炭化物を含まないマルテンサイトのラス、
・表面割合が5%から30%の間に含まれる、島または膜の形状の、フレッシュマルテンサイト、および
・5%から35%の表面割合を有するオーステナイト
からなる;
− 前記鋼製品がホットスタンプ鋼部品であり、および前記ホットスタンプ部品の体積の少なくとも20%の組織が以下:
・少なくとも40%の表面割合を有する、焼戻しマルテンサイトまたは炭化物を含まないマルテンサイトのラス、
・表面割合が5%から30%の間に含まれる、島または膜の形状の、フレッシュマルテンサイト、および
・5%から35%の表面割合を有するオーステナイトからなる;
− 前記鋼製品が、少なくとも1つのコーティング層を含む;
− 前記少なくとも1つのコーティング層が、亜鉛もしくは亜鉛ベースの合金、またはアルミニウムもしくはアルミニウムベースの合金である;
− 前記少なくとも1つのコーティング層が、ホットスタンピングの前に施される。
− 満足のいく強度を確保し、および残留オーステナイトの安定性を改善するための、0.15%≦C≦0.40%。特に、0.15%未満の炭素含有量では、鋼の焼入性は十分に良好ではなく、利用される製造方法で十分なマルテンサイトが生成されない。Cの含有量が0.40%を超えると、鋼の溶接性が低下する。実際、この鋼板から製造された溶接継手は、靭性が不十分であろう。好ましくは、炭素含有量は0.25%以上である。好ましくは、炭素含有量は0.33%を超えない。
0.15%≦C≦0.40%、
1.5%≦Mn≦4.0%、
0.5%≦Si≦2.5%、
0.005%≦Al≦1.5%
(但し、0.8%≦Si+Al≦2.5%)、
S≦0.05%、
P≦0.1%、
CrおよびMoの中から選ばれる少なくとも1つの元素を以下:
0%≦Cr≦4%、
0%≦Mo≦2%
および
2.7%≦Mn+Cr+3Mo≦5.7%
のように、
ならびに、場合により:
Nb≦0.1%、
Ni≦3.0%、
Ti≦0.1%、
0.0005%≦B≦0.005%、
0.0005%≦Ca≦0.005%
の中から選ばれる1つまたは幾つかの元素、
を含む組成を有し、
組成の残部が、鉄および精錬に由来する不回避不純物からなるものである。
− 本発明による試験11は、オースフォームおよび「焼入および分配」ステップを含む;
− 本発明によらない試験17は、「焼入および分配」ステップのみを含み、オースフォームを含まない;
− 本発明によらない試験18は、オースフォームステップのみを含み、「焼入および分配」ステップを含まない。
Claims (25)
- 鋼製品の製造方法であって、以下の連続するステップ:
− 380℃から700℃の間に含まれる温度に加熱された鋼出発製品を提供するステップであって、前記加熱された鋼出発製品が、完全な準安定オーステナイト組織を有し、前記加熱された鋼出発製品が、重量パーセントで:
0.15%≦C≦0.40%、
1.5%≦Mn≦4.0%、
0.5%≦Si≦2.5%、
0.005%≦Al≦1.5%
(但し、0.8%≦Si+Al≦2.5%)、
S≦0.05%、
P≦0.1%、
CrおよびMoの中から選ばれる少なくとも1つの元素を以下:
0%≦Cr≦4.0%、
0%≦Mo≦0.5%
および
2.7%≦Mn+Cr+3Mo≦5.7%
のように、
ならびに、場合により:
Nb≦0.1%、
Ti≦0.1%、
Ni≦3.0%、
0.0005%≦B≦0.005%、
0.0005%≦Ca≦0.005%
の中から選ばれる1つまたは幾つかの元素、
を含む組成を有し、
前記組成の残部が、鉄および精錬に由来する不可避不純物からなるものである、ステップ、
− 前記加熱された鋼出発製品を、0.1から0.7の間の累積ひずみεbで、前記加熱された鋼出発製品の少なくとも1つの場所において、700℃から380℃の間に含まれる温度での熱間成形ステップに供し、前記鋼の組織が完全オーステナイト系のままの熱間成形鋼製品を得るステップ、次いで、
− 40%から90%の間のマルテンサイトを含み、残りはオーステナイトである組織を得るために、マルテンサイト臨界冷却速度を上回る冷却速度VR2で、前記鋼のマルテンサイト開始温度Msよりも低い焼入温度QTまで前記熱間成形鋼製品を冷却することによって焼入れするステップ、次いで、
− 前記製品を維持するか、または前記製品をQTから470℃の間の保持温度PTまで再加熱し、および前記温度PTで5sから600sの間の時間Ptの間、保持するステップ
を含む方法。 - フレッシュマルテンサイトを得るために、前記保持された製品を、周囲温度まで0.005℃/sを超える冷却速度で冷却するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記加熱された鋼出発製品が熱間圧延鋼板であり、および前記鋼製品が鋼板であり、ならびに前記熱間成形ステップが圧延ステップである、請求項1または2に記載の方法。
- 加熱された鋼出発製品を提供する前記ステップが:
− 完全オーステナイト組織を得るために、請求項1に記載の組成を有する鋼半製品を、前記鋼の温度AC3よりも高い温度まで加熱するステップ、
− 前記加熱された鋼出発製品を得るために、前記鋼半製品を、1よりも大きい累積減少ひずみεaで、1200から850℃の間の温度T2を上回る温度で粗圧延ステップに供するステップ
を含む、請求項3に記載の方法。 - 前記加熱された鋼出発製品が、30μm未満の平均オーステナイト結晶粒度を有する、請求項4に記載の方法。
- 前記出発製品が鋼ブランクであり、前記鋼製品が鋼部品であり、および加熱された鋼出発製品を提供する前記ステップが、完全オーステナイト組織を得るために、前記鋼ブランクを、前記鋼の温度AC3よりも高い温度まで加熱するステップを含む、請求項1または2に記載の方法。
- 前記鋼ブランクが、1.0mmから4.0mmの間の厚さを有する、請求項6に記載の方法。
- 前記熱間成形ステップが熱間圧延ステップである、請求項6または7に記載の方法。
- 前記熱間成形ステップがホットスタンピングステップである、請求項6または7に記載の方法。
- 前記熱間成形ステップがホットスピニングステップである、請求項6または7に記載の方法。
- 前記熱間成形ステップがロールフォーミングステップである、請求項6または7に記載の方法。
- 前記鋼ブランクが、少なくとも1つのコーティング層を含む、請求項6から11のいずれか一項に記載の方法。
- コーティング層が、加熱前に前記出発製品に施され、および前記コーティング層が、アルミニウムもしくはアルミニウムベースの被覆、または亜鉛もしくは亜鉛ベースの被覆である、請求項9に記載の方法。
- 鋼製品であって、重量パーセントで:
0.15%≦C≦0.40%、
1.5%≦Mn≦4.0%、
0.5%≦Si≦2.5%、
0.005%≦Al≦1.5%
(但し、0.8%≦Si+Al≦2.5%)、
S≦0.05%、
P≦0.1%、
CrおよびMoの中から選ばれる少なくとも1つの元素を以下:
0%≦Cr≦4.0%、
0%≦Mo≦0.5%
および
2.7%≦Mn+Cr+3Mo≦5.7%
のように、
ならびに、場合により
Nb≦0.1%
Ti≦0.1%、
Ni≦3.0%
0.0005%≦B≦0.005%
0.0005%≦Ca≦0.005%
の中から選ばれる1つまたは幾つかの元素、
を含む組成を有し、前記組成の残部が、鉄および精錬に由来する不可避不純物からなるものであり、
前記鋼製品の少なくとも1つの場所の組織が、以下:
− 焼戻しマルテンサイト、または炭化物を含まないマルテンサイトのラスであって、少なくとも40%の表面割合を有し、前記マルテンサイトラスが平均サイズ1μm未満を有し、前記マルテンサイトラスのアスペクト比が2から5の間に含まれるもの、
− 島または膜の形状のフレッシュマルテンサイトであって、前記フレッシュマルテンサイトの表面割合が5%から30%の間に含まれるもの、および
− オーステナイトであって、5%から35%の表面割合を有するもの
からなる鋼製品。 - 前記鋼の引張強さTSと前記鋼の一様伸びUEとの積が13000MPa%以上である、請求項14に記載の鋼製品。
- 3を下回るアスペクト比を有する前記フレッシュマルテンサイトの島の最大サイズが3μmを下回る、請求項14または15に記載の鋼製品。
- 前オーステナイト結晶粒の平均サイズが30μm未満である、請求項14から16のいずれか一項に記載の鋼製品。
- 前オーステナイト結晶粒のアスペクト比が1.3よりも大きい、請求項14から17のいずれか一項に記載の鋼製品。
- 前記オーステナイトが、膜または島の形状であり、前記膜または島の最小寸法が0.3μmを下回る値を有し、前記膜または島の最大寸法が2μmを下回る平均値を有する、請求項14から18のいずれか一項に記載の鋼製品。
- 前記焼戻しマルテンサイトが、前記焼戻しマルテンサイトの表面と比べて、表面割合で0.5%未満の炭化物を含み、および前記炭化物が、50nm未満の平均サイズを有する、請求項14から19のいずれか一項に記載の鋼製品。
- 前記鋼製品が鋼板であり、および鋼板全体の組織が以下:
− 少なくとも40%の表面割合を有する、焼戻しマルテンサイトまたは炭化物を含まないマルテンサイトのラス、
− 表面割合が5%から30%の間に含まれる、島または膜の形状のフレッシュマルテンサイト、および
− 5%から35%の表面割合を有するオーステナイト
からなる、請求項14から20のいずれか一項に記載の鋼製品。 - 前記鋼製品がホットスタンプ鋼部品であり、および前記ホットスタンプ部品の体積の少なくとも20%の組織が以下:
− 少なくとも40%の表面割合を有する、焼戻しマルテンサイトまたは炭化物を含まないマルテンサイトのラス、
− 表面割合が5%から30%の間に含まれる、島または膜の形状のフレッシュマルテンサイト、および
− 5%から35%の表面割合を有するオーステナイト
からなる、請求項14から20のいずれか一項に記載の鋼製品。 - 前記鋼製品が、少なくとも1つのコーティング層を含む、請求項22に記載の鋼製品。
- 前記少なくとも1つのコーティング層が、亜鉛もしくは亜鉛ベースの合金、またはアルミニウムもしくはアルミニウムベースの合金である、請求項23に記載の鋼製品。
- 前記少なくとも1つのコーティング層が、ホットスタンピングの前に施される、請求項24に記載の鋼製品。
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