JP2019516018A - 降伏比に優れた超高強度高延性鋼板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
下記関係式1で表されるXの値が40以上の場合には、微細組織が安定オーステナイト単相からなり、上記Xの値が40未満の場合には、微細組織が面積分率で50%以上(100%を含む)の準安定オーステナイト及びフェライトからなる降伏比に優れた超高強度高延性鋼板を提供する。
[関係式1]
X=(80×C)+(0.5×Mn)−(0.2×Si)−(0.4×Al)−21
(上記関係式1において、C、Mn、Si、及びAlは、各該当元素の重量基準含有量を意味する。)
上記焼鈍熱処理時に、関係式1で表されるXの値が40以上の場合には、700℃超過〜840℃以下の温度範囲で10分以下行い、上記Xの値が40未満の場合には、610℃以上〜700℃以下の温度範囲で30秒以上行う降伏比に優れた超高強度高延性鋼板の製造方法を提供する。
炭素(C)は、鋼を強化させるのに有効な元素であり、本発明では、オーステナイトの安定度を制御し、強度を確保するために添加される重要な元素である。上述の効果を得るためには、Cを0.4%以上添加することが好ましいが、Cの含有量が0.9%を超えると、オーステナイトの安定度や積層欠陥エネルギーが大幅に増加して変形誘起マルテンサイト変態又は双晶(twin)の生成が低減するため、高強度及び高延性をともに確保することが難しくなり、電気比抵抗が増加して溶接性が低下するおそれがある。
したがって、本発明におけるCの含有量は0.4〜0.9%に制限することが好ましい。
シリコン(Si)は、通常、鋼の脱酸剤として用いられる元素であるが、本発明では、鋼の降伏強度及び引張強度を向上させるのに有利な固溶強化効果を得るために添加する。そのためにはSiを0.1%以上添加することが好ましいが、Siの含有量が2.0%を超えると、熱間圧延時の表面にシリコン酸化物が大量に形成されて酸洗性を低下させ、電気比抵抗を増加させて溶接性が劣化するという問題がある。
したがって、本発明におけるSiの含有量を0.1〜2.0%に制限することが好ましい。
マンガン(Mn)は、フェライトの変態を制御するとともに、残留オーステナイトを形成し、且つ安定化させるのに有効な元素である。このようなMnの含有量を10%未満添加する場合には、残留オーステナイトの安定性が不足して機械的物性の低下をもたらす可能性がある。これに対し、25%を超えると、合金コストが増加し、点溶接性の低下をもたらすおそれがあるという問題がある。
したがって、本発明におけるMnの含有量を10〜25%に制限することが好ましい。
リン(P)は、固溶強化元素であるが、Pの含有量が0.05%を超えると、溶接性が低下し、鋼の脆性が発生するおそれが高くなるという問題があるため、Pの上限を0.05%に限定することが好ましい。より好ましくは0.02%以下に制限することが好ましい。
硫黄(S)は、鋼中に不可避に含有される不純物元素であって、鋼板の延性及び溶接性を阻害する元素である。かかるSの含有量が0.02%を超えると、鋼板の延性及び溶接性を阻害する可能性が高くなるため、Sの上限を0.02%に限定することが好ましい。
アルミニウム(Al)は、通常、鋼の脱酸のために添加する元素であるが、本発明では、積層欠陥エネルギーを高めることで、鋼の延性及び耐遅延破壊特性を向上させる役割を果たす。かかるAlの含有量が4%を超えると、鋼の引張強度が低下し、鋳造時にモールドプラスとの反応を通じて健全なスラブを製造することが難しくなり、表面酸化物を形成してめっき性を阻害するという問題がある。
したがって、本発明におけるAlの含有量を4%以下に制限することが好ましく、0%は除く。
バナジウム(V)は、炭素又は窒素と反応して炭・窒化物を形成する元素であって、本発明では、低温で微細な析出物を形成させて鋼の降伏強度を増加させる重要な役割を果たす。かかるVの含有量が0.7%を超えると、高温で粗大な炭・窒化物が形成されて、熱間加工性が低下し、鋼の降伏強度が低下するという問題がある。
したがって、本発明におけるVの含有量を0.7%以下に制限することが好ましく、0%は除く。
モリブデン(Mo)は、炭化物を形成する元素であり、Vなどの炭・窒化物形成元素と複合添加する場合に、析出物のサイズを微細に維持して降伏強度及び引張強度を向上させる役割を果たす。但し、Moの含有量が0.5%を超えると、上述の効果が飽和し、逆に製造コストの上昇を誘発するという問題がある。
したがって、本発明におけるMoの含有量を0.5%以下に制限することが好ましく、0%は除く。
窒素(N)は、固溶強化元素であるが、Nの含有量が0.02%を超えると、脆性が発生する可能性が高く、Alと結合してAlNを析出させすぎるため、連続鋳造品質を阻害するおそれがある。
したがって、本発明におけるNの上限を0.02%に制限することが好ましい。
X=(80×C)+(0.5×Mn)−(0.2×Si)−(0.4×Al)−21
(上記関係式1において、C、Mn、Si、及びAlは、各該当元素の重量基準含有量を意味する。)
本発明では、熱間圧延を行う前に、用意された鋼スラブを再加熱して均質化処理する工程を経ることが好ましい。この場合に、1050〜1300℃で再加熱工程を行うことが好ましい。
したがって、鋼スラブの再加熱時に1050〜1300℃の温度範囲で行うことが好ましい。
上記再加熱された鋼スラブを熱間圧延して熱延鋼板を製造することが好ましい。この場合に、800〜1000℃の温度範囲で仕上げ熱間圧延を行うことが好ましい。
したがって、仕上げ熱間圧延時に800〜1000℃の温度範囲で行うことが好ましい。
上記によって製造された熱延鋼板を50〜750℃の温度範囲で巻取ることが好ましい。
上記によって巻取られた熱延鋼板に通常の酸洗処理を行って酸化層を除去した後、鋼板の形状及び顧客が要求する厚さを確保するために、冷間圧延を行うことが好ましい。
本発明は、強度及び延性だけでなく、特に降伏強度比に優れた鋼板を製造するためのものである。このために、焼鈍熱処理工程時に、下記条件に応じて行うことが好ましい。
X=(80×C)+(0.5×Mn)−(0.2×Si)−(0.4×Al)−21
(上記関係式1において、C、Mn、Si、及びAlは、各該当元素の重量基準含有量を意味する。)
Claims (10)
- 重量%で、炭素(C):0.4〜0.9%、シリコン(Si):0.1〜2.0%、マンガン(Mn):10〜25%、リン(P):0.05%以下(0%は除く)、硫黄(S):0.02%以下(0%は除く)、アルミニウム(Al):4%以下(0%は除く)、バナジウム(V):0.7%以下(0%は除く)、モリブデン(Mo):0.5%以下(0%は除く)、窒素(N):0.02%以下(0%は除く)、残部Fe及びその他の不可避不純物を含み、
下記関係式1で表されるXの値が40以上の場合には、微細組織が安定オーステナイト単相からなり、前記Xの値が40未満の場合には、微細組織が面積分率で50%以上(100%を含む)の準安定オーステナイト及びフェライトからなる、降伏比に優れた超高強度高延性鋼板。
[関係式1]
X=(80×C)+(0.5×Mn)−(0.2×Si)−(0.4×Al)−21
(前記関係式1において、C、Mn、Si、及びAlは、各該当元素の重量基準含有量を意味する。) - 前記超高強度高延性鋼板は、重量%で、チタン(Ti):0.005〜0.1%、ニオブ(Nb):0.005〜0.1%、タングステン(W):0.005〜0.5%のうち選択された1種以上をさらに含む、請求項1に記載の降伏比に優れた超高強度高延性鋼板。
- 前記超高強度高延性鋼板は、重量%で、ニッケル(Ni):1%以下(0%は除く)、銅(Cu):0.5%以下(0%は除く)、クロム(Cr):1%以下(0%は除く)のうち選択された1種以上をさらに含む、請求項1又は2に記載の降伏比に優れた超高強度高延性鋼板。
- 前記準安定オーステナイト相は、外部変形時に、α’−マルテンサイト又はε−マルテンサイトに相変態が起こる、請求項1に記載の降伏比に優れた超高強度高延性鋼板。
- 前記超高強度高延性鋼板は、冷延鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板、及び合金化溶融亜鉛めっき鋼板のいずれかである、請求項1に記載の降伏比に優れた超高強度高延性鋼板。
- 重量%で、炭素(C):0.4〜0.9%、シリコン(Si):0.1〜2.0%、マンガン(Mn):10〜25%、リン(P):0.05%以下(0%は除く)、硫黄(S):0.02%以下(0%は除く)、アルミニウム(Al):4%以下(0%は除く)、バナジウム(V):0.7%以下(0%は除く)、モリブデン(Mo):0.5%以下(0%は除く)、窒素(N):0.02%以下(0%は除く)、残部Fe及びその他の不可避不純物を含む鋼スラブを用意する段階と、
前記鋼スラブを1050〜1300℃の温度範囲で再加熱する段階と、
前記再加熱された鋼スラブを800〜1000℃の温度範囲で仕上げ熱間圧延して熱延鋼板を製造する段階と、
前記熱延鋼板を50〜750℃の温度範囲で巻取る段階と、
前記巻取られた熱延鋼板を酸洗及び冷間圧延して冷延鋼板を製造する段階と、
前記冷延鋼板を焼鈍熱処理する段階と、を含み、
前記焼鈍熱処理時に、下記関係式1で表されるXの値が40以上の場合には、700℃超過〜840℃以下の温度範囲で10分以下行い、前記Xの値が40未満の場合には、610℃以上〜700℃以下の温度範囲で30秒以上行う、降伏比に優れた超高強度高延性鋼板の製造方法。
[関係式1]
X=(80×C)+(0.5×Mn)−(0.2×Si)−(0.4×Al)−21
(前記関係式1において、C、Mn、Si、及びAlは、各該当元素の重量基準含有量を意味する。) - 前記鋼スラブは、重量%で、チタン(Ti):0.005〜0.1%、ニオブ(Nb):0.005〜0.1%、タングステン(W):0.005〜0.5%のうち選択された1種以上をさらに含む、請求項6に記載の降伏比に優れた超高強度高延性鋼板の製造方法。
- 前記鋼スラブは、重量%で、ニッケル(Ni):1%以下(0%は除く)、銅(Cu):0.5%以下(0%は除く)、クロム(Cr):1%以下(0%は除く)のうち選択された1種以上をさらに含む、請求項6又は7に記載の降伏比に優れた超高強度高延性鋼板の製造方法。
- 前記焼鈍熱処理された冷延鋼板を亜鉛めっき浴に浸漬して溶融亜鉛めっき鋼板を製造する段階をさらに含む、請求項6に記載の降伏比に優れた超高強度高延性鋼板の製造方法。
- 前記溶融亜鉛めっき鋼板を合金化熱処理して合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する段階をさらに含む、請求項9に記載の降伏比に優れた超高強度高延性鋼板の製造方法。
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