JP2020509187A - 低温域におけるバーリング性に優れた高強度鋼板及びその製造方法 - Google Patents
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- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
- C23C2/12—Aluminium or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/34—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the shape of the material to be treated
- C23C2/36—Elongated material
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/001—Austenite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/008—Martensite
Abstract
Description
微細組織として、面積分率97%以上(100%を含む)のフェライト相を含み、単位面積1cm2内で観察される直径10μm以上のTi、Nb、Mo及びVのうち一つ以上を含む粗大な複合析出物の個数が1×107以下、単位面積1cm2内の結晶粒界で観察される直径10μm以上のオーステナイト相の個数が1×104以下である、低温域におけるバーリング性に優れた高強度鋼板を提供する。
[関係式1]
[C]*=[C]−([C]×A)
(ここで、A=(([Nb]/93)+([Ti]/48)+([V]/51)+([Mo]/96))/([C]/12)であり、各成分は、重量含量を意味する。)
[関係式2]
[Mn]+(2.8[Mo])+(1.5[Cr])+(500[B])≦2.5
(ここで、各成分は、重量含量を意味する。)
炭素(C)は、鋼を強化させるのに最も経済的且つ効果的な元素であり、このようなCの添加量が増加すると、析出強化効果またはベイナイト相の分率が増加して引張強度が増加する。
シリコン(Si)は、溶鋼の脱酸及び固溶強化の効果があり、粗大な炭化物の形成を遅らせて成形性を向上させるのに有利である。
マンガン(Mn)は、上記Siと同様に鋼を固溶強化させるのに効果的な元素である。
アルミニウム(Al)は、主に脱酸のために添加する成分である。
クロム(Cr)は、鋼を固溶強化させ、鋼の強度を向上させるのに有効な元素である。
モリブデン(Mo)は、固溶強化の効果に優れるとともに、チタン(Ti)及びバナジウム(V)を共に添加する場合、(TiMoV)Cを形成して析出強化にも大きく寄与する。
リン(P)は、Siと同様に、固溶強化及びフェライト変態促進効果をともに有する元素である。
硫黄(S)は、鋼中に存在する不純物であり、その含量が0.01%を超えると、Mnなどと結合して非金属介在物を形成する。これにより、鋼の切断加工時に微細な亀裂が発生しやすくなり、伸びフランジ性と耐衝撃性を大きく阻害するという問題がある。一方、このようなSの含量を0.001%未満とするためには、製鋼操業時に相当な時間がかかり、生産性が低下する。
窒素(N)は、上記Cと共に代表的な固溶強化元素であり、Ti、Alなどと結合して粗大な析出物を形成する。
ニオブ(Nb)は、Ti、Vと共に代表的な析出強化元素であり、熱間圧延中に析出して再結晶遅延による結晶粒微細化効果によって鋼の強度と衝撃靭性の向上に効果的である。
チタン(Ti)は、Nb、Vと共に代表的な析出強化元素であり、Nとの親和力が強いため、鋼中に粗大なTiNを形成する。上記TiNは、熱間圧延のための加熱過程で結晶粒が成長することを抑制するという効果がある。また、上記Nとの反応後に残ったTiが鋼中に固溶して炭素と結合することにより、TiC析出物が形成されて鋼の強度を向上させるのに有用である。
バナジウム(V)は、Nb、Tiと共に代表的な析出強化元素であり、巻取り後に析出物を形成して鋼の強度を向上させるのに効果的である。
ボロン(B)は、鋼中に固溶状況で存在する場合、結晶粒界を安定化させて低温域における鋼の脆性を改善する効果がある。また、固溶Nと共にBNを形成するため、粗大な窒化物の形成を抑制する効果もある。
[関係式1]
[C]*=[C]−([C]×A)
(ここで、A=(([Nb]/93)+([Ti]/48)+([V]/51)+([Mo]/96))/([C]/12)であり、各合金成分は、重量含量を意味する。)
[関係式2]
[Mn]+(2.8[Mo])+(1.5[Cr])+(500[B])≦2.5
(ここで、各合金成分は、重量含量を意味する。)
まず、上述の合金組成及び関係式1と2を満たす鋼スラブを準備した後、それを1200〜1350℃の温度範囲で加熱することが好ましい。
上記に従って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。このとき、仕上げ熱間圧延は850〜1150℃の温度範囲で行うことが好ましい。
上記に従って製造された熱延鋼板を550〜700℃の温度範囲まで冷却した後、その温度範囲で巻取る工程を行うことが好ましい。
本発明では、上記に従って巻取りを完了した熱延鋼板を0.01〜10℃/sの冷却速度で強制冷却することが好ましい。このとき、上記巻取り完了直後3時間以内に冷却を開始することが好ましい。
下記表1に示した合金組成を有する鋼スラブを準備した後、それぞれの鋼スラブを1200〜1350℃で再加熱し、その後に熱間圧延して熱延鋼板を製造した。次に、20〜30℃/sで、表2に示した巻取り温度まで冷却した後に巻取り、上記巻取り直後1時間以内に強制冷却を開始した。上記熱間圧延時の仕上げ圧延温度と強制冷却時の冷却速度は、下記表2に示した。上記強制冷却は、アルゴン(Ar)ガスを用いて熱延鋼板を均一に冷却した。
また、発明例及び比較例において、上記MA相を除いた残りはフェライト相である。)
Claims (9)
- 重量%で、炭素(C):0.02〜0.10%、シリコン(Si):0.01〜0.30%、マンガン(Mn):1.0〜1.7%、アルミニウム(Al):0.01〜0.10%、クロム(Cr):0.005〜0.2%、モリブデン(Mo):0.005〜0.3%、リン(P):0.001〜0.05%、硫黄(S):0.001〜0.01%、窒素(N):0.001〜0.01%、ニオブ(Nb):0.005〜0.06%、チタン(Ti):0.005〜0.13%、バナジウム(V):0.005〜0.2%、ボロン(B):0.0003〜0.002%、残部Fe及び不可避不純物を含み、下記関係式1で表される[C]*が−0.015〜0.015を満たし、前記Mn、Mo、Cr及びBは下記関係式2を満たし、
微細組織として、面積分率97%以上(100%を含む)のフェライト相を含み、単位面積1cm2内で観察される直径10μm以上のTi、Nb、Mo及びVのうち一つ以上を含む粗大な複合析出物の個数が1×107以下、単位面積1cm2内の結晶粒界で観察される直径10μm以上のオーステナイト相の個数が1×104以下である、低温域におけるバーリング性に優れた高強度鋼板。
[関係式1]
[C]*=[C]−([C]×A)
(ここで、A=(([Nb]/93)+([Ti]/48)+([V]/51)+([Mo]/96))/([C]/12)であり、各合金成分は、重量含量を意味する。)
[関係式2]
[Mn]+(2.8[Mo])+(1.5[Cr])+(500[B])≦2.5
(ここで、各合金成分は、重量含量を意味する。) - 前記鋼板は、MA相(マルテンサイト(Martensite)相とオーステナイト(Austenite)相)を面積分率で3%未満(0%を含む)含む、請求項1に記載の低温域におけるバーリング性に優れた高強度鋼板。
- 前記フェライト相は、平均結晶粒サイズが3〜20μmである、請求項1に記載の低温域におけるバーリング性に優れた高強度鋼板。
- 前記鋼板は、590MPa以上の引張強度を有し、−30℃でのHER(Hole Expanding Ratio)と引張強度の積(HER(%)×TS(MPa))が35000MPa・%以上である、請求項1に記載の低温域におけるバーリング性に優れた高強度鋼板。
- 重量%で、炭素(C):0.02〜0.10%、シリコン(Si):0.01〜0.30%、マンガン(Mn):1.0〜1.7%、アルミニウム(Al):0.01〜0.10%、クロム(Cr):0.005〜0.2%、モリブデン(Mo):0.005〜0.3%、リン(P):0.001〜0.05%、硫黄(S):0.001〜0.01%、窒素(N):0.001〜0.01%、ニオブ(Nb):0.005〜0.06%、チタン(Ti):0.005〜0.13%、バナジウム(V):0.005〜0.2%、ボロン(B):0.0003〜0.002%、残部Fe及び不可避不純物を含み、下記関係式1で表される[C]*が−0.015〜0.015を満たし、前記Mn、Mo、Cr及びBは下記関係式2を満たす鋼スラブを1200〜1350℃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850〜1150℃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550〜700℃の温度範囲まで10〜70℃/sの平均冷却速度で冷却する段階と、
前記冷却された熱延鋼板を550〜700℃の温度範囲で巻取る段階と、
前記巻取り後、0.01〜10℃/sの冷却速度で強制冷却する段階と、
を含む、低温域におけるバーリング性に優れた高強度鋼板の製造方法。
[関係式1]
[C]*=[C]−([C]×A)
(ここで、A=(([Nb]/93)+([Ti]/48)+([V]/51)+([Mo]/96))/([C]/12)であり、各合金成分は、重量含量を意味する。)
[関係式2]
[Mn]+(2.8[Mo])+(1.5[Cr])+(500[B])≦2.5
(ここで、各合金成分は、重量含量を意味する。) - 前記巻取り後の強制冷却する段階は、巻取り直後3時間以内に開始するものである、請求項5に記載の低温域におけるバーリング性に優れた高強度鋼板の製造方法。
- 前記強制冷却された熱延鋼板を酸洗処理した後に塗油する段階をさらに含む、請求項5に記載の低温域におけるバーリング性に優れた高強度鋼板の製造方法。
- 前記酸洗処理後の鋼板の温度が450〜740℃となるように加熱した後、溶融亜鉛めっきする段階をさらに含む、請求項7に記載の低温域におけるバーリング性に優れた高強度鋼板の製造方法。
- 前記溶融亜鉛めっきする段階は、マグネシウム(Mg):0.01〜30%、アルミニウム(Al):0.01〜50%、残部亜鉛を含むめっき浴で行われるものである、請求項8に記載の低温域におけるバーリング性に優れた高強度鋼板の製造方法。
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