JP2020518729A5

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Publication number: JP2020518729A5
Application number: JP2019560224A
Authority: JP
Filing date: 2018-05-07
Publication date: 2021-10-28
Anticipated expiration: 2038-05-07

Description

この目的のために、本発明は、少なくとも８００ＭＰａの降伏強度、少なくとも１１８０ＭＰａの引張強度、少なくとも１３％のＩＳＯ規格６８９２−１による全伸び及び少なくとも３０％のＩＳＯ規格１６６３０：２００９による穴拡げ率ＨＥＲを有する被覆鋼板を製造する方法に関し、この方法は、以下の連続するステップ、
・重量％にて、
０．１５％≦Ｃ≦０．２３％、
１．４％≦Ｍｎ≦２．６％、
０．６％≦Ｓｉ≦１．３％、
またＣ＋Ｓｉ／１０≦０．３０％であり、
０．４％≦Ａｌ≦１．０％、
またＡｌ≧６（Ｃ＋Ｍｎ／１０）−２．５％であり、
０．０１０％≦Ｎｂ≦０．０３５％、
０．１％≦Ｍｏ≦０．５％を含み、
残部がＦｅ及び不可避の不純物である、化学組成を有する鋼から作製した冷間圧延鋼板を提供することと、
・冷間圧延鋼板に８６０℃〜９００℃の間に含まれる焼なまし温度Ｔ_Ａで焼なましを行い、少なくとも９０％のオーステナイト及び少なくとも２％の初析フェライトからなる組織を有する焼なまし鋼板を得ることと、
・焼なまし温度Ｔ_ＡからＭｓ−１０℃〜Ｍｓ−６０℃の間に含まれる焼入れ温度ＱＴまで３０℃／ｓを超える平均冷却速度Ｖｃで温度を下げて、焼なまし鋼板を焼入れし、焼入れした鋼板を得ることと、
・焼入れした鋼板を焼入れ温度ＱＴから４１０℃〜４７０℃の間に含まれる分配温度ＰＴまで加熱し、鋼板を分配温度ＰＴで６０秒〜１３０秒の間に含まれる分配時間Ｐｔの間保持することと、
・浴で鋼板を溶融めっきすることと、
・鋼板を室温まで冷却して、面積分率にて、
・４５％〜６８％のマルテンサイトであって、このマルテンサイトは分配マルテンサイトとフレッシュマルテンサイトからなり、このマルテンサイトは８５％〜９５％が分配マルテンサイトであり、上記分配マルテンサイトは最大０．４５％のＣ含有量を有する、マルテンサイト、
・１０％〜１５％の残留オーステナイト、
・２％〜１０％の初析フェライト、
・２０％〜３０％の下部ベイナイト、を含む微細構造を有する被覆鋼板を得ることと、を含む。

好ましくは、焼入れされた鋼板は、分配温度ＰＴへの加熱の直前に、面積分率にて、
・２％〜１０％の初析フェライト、
・少なくとも１０％の残留オーステナイト、
・少なくとも３８％のマルテンサイト及び
・少なくとも１５％の下部ベイナイト、
・最大で５％の変態フェライト、からなる構造を有する。

好ましい実施形態によれば、少なくとも９０％のオーステナイト及び５％を超える初析フェライトからなる組織を有する焼なましした鋼板に焼なましを行う際、５％を超える初析フェライトを含む被覆鋼板の微細構造を得るためには、焼なまし温度Ｔ_Ａは最大８８０℃である。

好ましくは、被覆鋼板は、面積分率にて、
・４５％〜６８％のマルテンサイトであって、このマルテンサイトは分配マルテンサイト及びフレッシュマルテンサイトからなり、このマルテンサイトは８５％〜９５％が分配マルテンサイトであり、上記分配マルテンサイトは最大０．４５％のＣ含有量を有する、マルテンサイト、
・１０％〜１５％の残留オーステナイト、
・２％〜１０％の初析フェライト、
・２０％〜３０％の下部ベイナイト、
・最大で５％の変態フェライト、からなる構造を有する。

好ましくは、焼なまし温度Ｔ_Ａと焼入れ温度ＱＴとの間の平均冷却速度Ｖｃは少なくとも５０℃／ｓであり、被覆鋼板の微細構造は、面積分率にて、
・４５％〜６８％のマルテンサイトであって、このマルテンサイトは分配マルテンサイトとフレッシュマルテンサイトからなり、このマルテンサイトは８５％〜９５％が分配マルテンサイトであり、上記分配マルテンサイトは最大０．４５％のＣ含有量を有する、マルテンサイト、
・１０％〜１５％の残留オーステナイト、
・２％〜１０％の初析フェライト、
・２０％〜３０％の下部ベイナイト、からなり、
被覆鋼板は、少なくとも１４％の全伸びを有する。

さらに、本発明は、重量％にて、
０．１５％≦Ｃ≦０．２３％、
１．４％≦Ｍｎ≦２．６％、
０．６％≦Ｓｉ≦１．３％、
またＣ＋Ｓｉ／１０≦０．３０％であり、
０．４％≦Ａｌ≦１．０％、
またＡｌ≧６（Ｃ＋Ｍｎ／１０）−２．５％であり、
０．０１０％≦Ｎｂ≦０．０３５％、
０．１％≦Ｍｏ≦０．５％を含み、
残部がＦｅ及び不可避の不純物である、化学組成を有する鋼で作製された被覆鋼板、
面積分率にて、
・４５％〜６８％のマルテンサイトであって、このマルテンサイトは分配マルテンサイトとフレッシュマルテンサイトからなり、このマルテンサイトは８５％〜９５％が分配マルテンサイトであり、上記分配マルテンサイトは最大０．４５％のＣ含有量を有する、マルテンサイト、
・１０％〜１５％の残留オーステナイト、
・２％〜１０％の初析フェライト、
・２０％〜３０％の下部ベイナイト、を含む微細構造を有する上記被覆鋼板に関する。

好ましい実施形態では、被覆鋼板の微細構造は、５％を超える初析フェライトを含む。

好ましくは、微細構造は面積分率にて、
・４５％〜６８％のマルテンサイトであって、このマルテンサイトは分配マルテンサイト及びフレッシュマルテンサイトからなり、このマルテンサイトは８５％〜９５％が分配マルテンサイトであり、上記分配マルテンサイトは最大０．４５％のＣ含有量を有する、マルテンサイト、
・１０％〜１５％の残留オーステナイト、
・２％〜１０％の初析フェライト、
・２０％〜３０％の下部ベイナイト、からなる。

・８６０℃〜９００℃の間に含まれる焼なまし温度Ｔ_Ａで冷間圧延鋼板を焼なましすること。焼なまし温度Ｔ_Ａは、焼なましステップの終わりに、鋼がオーステナイト及び初析フェライトからなる構造を有し、オーステナイトの率は少なくとも９０％であり、初析フェライトの率は少なくとも２％であるような温度である。したがって、焼なましはＡｃ３よりも低い温度で実施され、Ａｃ３は加熱ステップ中のオーステナイトへの変態の終了温度である。焼なまし温度Ｔ_Ａが８６０℃未満の場合、最終構造体（すなわち、熱処理及び被覆後）において、十分な率のマルテンサイトと残留オーステナイトが得られないため、目標の引張強度及び全伸びは達成されない。焼なまし温度Ｔ_Ａが９００℃を超える場合、最終構造体は十分な率の初析フェライトを含まないため、少なくとも１３％の全伸びは得られない。好ましくは、焼なましステップの終わりに、少なくとも９０％のオーステナイトと５％を超える初析フェライトからなる構造を得られるように、焼なまし温度は最大８８０℃である。

焼入れ温度ＱＴでの鋼の構造は、好ましくは、
・２％〜１０％の間、好ましくは５％を超える初析フェライト、
・少なくとも１０％の残留オーステナイト、
・少なくとも３８％のマルテンサイト及び
・少なくとも１５％の下部ベイナイト、を含む。

初析フェライトは、Ａｃ３未満の温度での焼なましにより生じる。初析フェライトは、以下「変態フェライト」と称する、オーステナイトからフェライトへの変態の結果として生じ、焼なまし後に生成され得るフェライトとは異なる。そのような変態フェライトは、例えば、焼なまし温度Ｔ_Ａから焼入れ温度ＱＴまでの冷却中に、冷却速度がそのような変態フェライトの形成を防ぐのに不十分である場合（すなわち、３０℃／ｓ以下）、発生する可能性がある。特に、変態フェライトとは反対に初析フェライトは多角形である。その上、変態フェライトは炭素及びマンガンが豊富である、すなわち、初析フェライトの炭素及びマンガン含有量よりも高い炭素及びマンガン含有量を有する。初析フェライトと変態フェライトは、メタ重亜硫酸塩でエッチングした後、二次電子を使用するＦＥＧ−ＴＥＭ顕微鏡で顕微鏡写真を観察することにより区別できる。そのような顕微鏡写真では、初析フェライトはミディアムグレーに見え、一方で変態フェライトは、炭素とマンガンの含有量が高いためダークグレーに見える。

したがって、焼入れ温度での鋼の構造は、通常、
・２％〜１０％の間、好ましくは５％を超える初析フェライト、
・少なくとも１０％の残留オーステナイト、
・少なくとも３８％のマルテンサイト、
・少なくとも１５％の下部ベイナイト及び
・最大で５％の変態フェライト、からなる。

さらに、焼入れ温度ＱＴへの冷却速度が少なくとも５０℃／ｓのとき、焼入れ温度ＱＴでの構造体は変態フェライトを含まない。したがって、焼入れ温度ＱＴでの構造体は、面積分率にて、
・２％〜１０％の間、好ましくは５％を超える初析フェライト、
・少なくとも１０％の残留オーステナイト、
・少なくとも３８％のマルテンサイト及び
・少なくとも１５％の下部ベイナイト、からなる。

この熱処理及び被覆により、面積分率にて、
・４５％〜６８％のマルテンサイト、
・１０％〜１５％の残留オーステナイト、
・２％〜１０％の初析フェライト、
・２０％〜３０％の下部ベイナイト、を含む最終構造体（すなわち、分配後の溶融めっき及び室温までの冷却を行ったもの）を得られる。

少なくとも２％の初析フェライトの率を伴う、少なくとも１０％の残留オーステナイトの率は、ＩＳＯ規格ＩＳＯ６８９２−１に従って測定される全伸びで、少なくとも１３％の全伸びを得ることを可能にする。

構造体中のフェライトは、初析フェライト、すなわち、Ａｃ３未満の温度での焼なましにより生じるフェライトである。

初析フェライトの率は、５％（５％は除く）〜１０％の間に含まれることが好ましい。

本発明による被覆鋼板は、最大５％の率で、通常、最大２％の率であるが、変態フェライトを含み得る。したがって、本発明による被覆鋼板の構造体は、
・４５％〜６８％のマルテンサイト、
・１０％〜１５％の残留オーステナイト、
・２％〜１０％の初析フェライト、
・２０％〜３０％の下部ベイナイト、
・最大５％、好ましくは最大２％の変態フェライト、からなる。

したがって、被覆鋼板の構造体は、好ましくは、面積分率にて、
・４５％〜６８％のマルテンサイト、
・１０％〜１５％の残留オーステナイト、
・２％〜１０％の初析フェライト、
・２０％〜３０％の下部ベイナイト、からなる。

得られた鋼板の微細構造を表４に報告する。Ｆは、初析フェライトの面積分率、Ｍはマルテンサイトの面積分率、ＰＭはマルテンサイト中の分配マルテンサイトの割合、ＲＡは残留オーステナイトの面積分率、Ｂは下部ベイナイトの面積分率を示す。各鋼板について、表４は、各微細構造成分の率又は割合が目標範囲内に含まれるかどうかを報告する。

例１３は、焼なまし温度、焼入れ温度及び分配温度が低すぎる場合、目標の特性が達成されないことを示している。特に、焼なまし温度が低すぎるため、初析フェライト率が１０％を超えてしまう。その上、焼入れ温度及び分配温度が低いために、焼入れ時に生成されるマルテンサイトの率が高すぎて、分配中に、このマルテンサイトからオーステナイトへの炭素の分配が不十分になる。その結果、少なくとも１１８０ＭＰａの引張強度及び少なくとも１３％の全伸びは達成されていない。

例１１の微細構造を示す顕微鏡写真を添付の図に示す。この図では、Ｆは初析フェライト、Ｂは下部ベイナイト、ＰＭは分配マルテンサイト、ＦＭはフレッシュマルテンサイト、ＲＡは残留オーステナイトを示す。

得られた鋼板の微細構造を表８に報告する。Ｆは、初析フェライトの面積分率、Ｍはマルテンサイトの面積分率、ＰＭはマルテンサイト中の分配マルテンサイトの割合、ＲＡは残留オーステナイトの面積分率、Ｂは下部ベイナイトの面積分率を示す。

Claims

少なくとも８００ＭＰａの降伏強度、少なくとも１１８０ＭＰａの引張強度、少なくとも１３％のＩＳＯ規格６８９２−１による全伸び及び少なくとも３０％のＩＳＯ規格１６６３０：２００９による穴拡げ率ＨＥＲを有する被覆鋼板を製造する方法であって、
以下の連続ステップ、
質量％にて、
０．１５％≦Ｃ≦０．２３％、
１．４％≦Ｍｎ≦２．６％、
０．６％≦Ｓｉ≦１．３％、
またＣ＋Ｓｉ／１０≦０．３０％であり、
０．４％≦Ａｌ≦１．０％、
またＡｌ≧６（Ｃ＋Ｍｎ／１０）−２．５％であり、
０．０１０％≦Ｎｂ≦０．０３５％、
０．１％≦Ｍｏ≦０．５％を含み、
残部がＦｅ及び不可避の不純物である、化学組成を有する鋼から作製した冷間圧延鋼板を提供することと、
前記冷間圧延鋼板に８６０℃〜９００℃の間に含まれる焼なまし温度Ｔ_Ａで焼なましを行い、前記焼なまし温度はＡｃ３未満であり、少なくとも９０％のオーステナイト及び少なくとも２％の初析フェライトからなる組織を有する焼なまし鋼板を得ることと、
前記焼なまし温度Ｔ_ＡからＭｓ−１０℃〜Ｍｓ−６０℃の間に含まれる焼入れ温度ＱＴまで３０℃／ｓを超える平均冷却速度Ｖｃで温度を下げて、前記焼なまし鋼板を焼入れし、焼入れした鋼板を得ることと、
前記焼入れした鋼板を前記焼入れ温度ＱＴから４１０℃〜４７０℃の間に含まれる分配温度ＰＴまで加熱し、前記鋼板を前記分配温度ＰＴで６０秒〜１３０秒の間に含まれる分配時間Ｐｔの間保持することと、
浴で前記鋼板を溶融めっきすることと、
前記鋼板を室温まで冷却して、面積分率にて、
４５％〜６８％のマルテンサイトであって、前記マルテンサイトは分配マルテンサイト及びフレッシュマルテンサイトからなり、前記マルテンサイトは８５％〜９５％が分配マルテンサイトであり、前記分配マルテンサイトは最大０．４５％のＣ含有量を有する、マルテンサイト、
１０％〜１５％の残留オーステナイト、
２％〜１０％の初析フェライト、
２０％〜３０％の下部ベイナイト、を含む微細構造を有する被覆鋼板を得ることと、を含む方法。
焼入れした鋼板が、分配温度ＰＴへの加熱の直前に、面積分率にて、
２％〜１０％の初析フェライト、
少なくとも１０％の残留オーステナイト、
少なくとも３８％のマルテンサイト及び
少なくとも１５％の下部ベイナイト、
最大で５％の変態フェライト、からなる構造を有する、請求項１に記載の方法。
冷間圧延鋼板を提供するステップが、
前記鋼から作製された半製品を熱間圧延して、熱間圧延鋼板を得ることと、
４００℃〜７５０℃を含む温度Ｔｃで前記熱間圧延鋼板を巻き取ることと、
５００℃〜７００℃の間に含まれる温度Ｔ_ＨＢＡで、２〜６日に含まれる時間の間、バッチ焼なましを行うことと、
前記熱間圧延鋼板を冷間圧延して、前記冷間圧延鋼板を得ることと、を含む、請求項１又は２のいずれか一項に記載の方法。
冷間圧延鋼板が、焼なまし温度Ｔ_Ａにて、８０秒〜１８０秒の間に含まれる焼なまし時間ｔ_Ａの間保持される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
少なくとも９０％のオーステナイト及び５％を超える初析フェライトからなる構造を有する焼なまし鋼板を得られるように、焼なましを行う際、焼なまし温度Ｔ_Ａが最大８８０℃であり、被覆鋼板の微細構造が５％を超える初析フェライトを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
焼なまし温度Ｔ_Ａと焼入れ温度ＱＴとの間の平均冷却速度Ｖｃが、少なくとも５０℃／ｓであり、被覆鋼板の微細構造が、面積分率にて、
４５％〜６８％のマルテンサイトであって、前記マルテンサイトは分配マルテンサイト及びフレッシュマルテンサイトからなり、前記マルテンサイトは８５％〜９５％が分配マルテンサイトであり、前記分配マルテンサイトは最大０．４５％のＣ含有量を有する、マルテンサイト、
１０％〜１５％の残留オーステナイト、
２％〜１０％の初析フェライト、
２０％〜３０％の下部ベイナイト、からなり、
前記被覆鋼板が、少なくとも１４％の全伸びを有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
焼なまし温度Ｔ_Ａと焼入れ温度ＱＴとの間の平均冷却速度Ｖｃが、少なくとも６０℃／ｓであり、全伸びが少なくとも１４％であり、引張強度が少なくとも１２５０ＭＰａである、請求項６に記載の方法。
０．６％≦Ｓｉ＜１．０％及び０．７％≦Ａｌ≦１．０％である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
０．１７％≦Ｃ≦０．２１％である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
１．９％≦Ｍｎ≦２．３％である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
鋼板がＺｎ又はＺｎ合金で被覆されている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
少なくとも２枚の鋼板の抵抗スポット溶接部を製造する工程であって、
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法で第１の被覆鋼板を製造することと、
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法で第２の鋼板を製造することと、
前記第１の被覆鋼板を前記第２の鋼板に抵抗スポット溶接することと、を含む工程。
質量％にて、以下の化学組成を有する鋼から作製した被覆鋼板であって、前記化学組成が、
０．１５％≦Ｃ≦０．２３％、
１．４％≦Ｍｎ≦２．６％、
０．６％≦Ｓｉ≦１．３％、
またＣ＋Ｓｉ／１０≦０．３０％であり、
０．４％≦Ａｌ≦１．０％、
またＡｌ≧６（Ｃ＋Ｍｎ／１０）−２．５％であり、
０．０１０％≦Ｎｂ≦０．０３５％、
０．１％≦Ｍｏ≦０．５％を含み、
残部がＦｅ及び不可避の不純物であり、
面積分率にて、
４５％〜６８％のマルテンサイトであって、前記マルテンサイトは分配マルテンサイト及びフレッシュマルテンサイトからなり、前記マルテンサイトは８５％〜９５％が分配マルテンサイトであり、前記分配マルテンサイトは最大０．４５％のＣ含有量を有する、マルテンサイト、
１０％〜１５％の残留オーステナイト、
２％〜１０％の初析フェライト、
２０％〜３０％の下部ベイナイト、を含む微細構造を有し、
被覆鋼板が、少なくとも８００ＭＰａの降伏強度、少なくとも１１８０ＭＰａの引張強度、少なくとも１３％のＩＳＯ規格６８９２−１による全伸び及び少なくとも３０％のＩＳＯ規格１６６３０：２００９ＨＥＲによる穴拡げ率を有する、
被覆鋼板。
残留オーステナイトが、１．０％〜１．３％との間に含まれる平均Ｃ含有量を有する、請求項１３に記載の被覆鋼板。
被覆鋼板の微細構造が、５％を超える初析フェライトを含む、請求項１３又は１４のいずれか一項に記載の被覆鋼板。
０．６％≦Ｓｉ＜１．０％及び０．７％≦Ａｌ≦１．０％である、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の被覆鋼板。
０．１７％≦Ｃ≦０．２１％である、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の被覆鋼板。
１．９％≦Ｍｎ≦２．３％である、請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の被覆鋼板。
被覆鋼板がＺｎ又はＺｎ合金で被覆され、前記被覆が４８０℃未満の温度での被覆から生じる、請求項１３〜１８のいずれか一項に記載の被覆鋼板。
微細構造が、面積分率にて、
４５％〜６８％のマルテンサイトであって、前記マルテンサイトは分配マルテンサイト及びフレッシュマルテンサイトからなり、前記マルテンサイトは８５％〜９５％が分配マルテンサイトであり、前記分配マルテンサイトは最大０．４５％のＣ含有量を有する、マルテンサイト、
１０％〜１５％の残留オーステナイト、
２％〜１０％の初析フェライト、
２０％〜３０％の下部ベイナイト、
最大で５％の変態フェライト、からなる、請求項１３〜１９のいずれか一項に記載の被覆鋼板。
微細構造が、面積分率にて、
４５％〜６８％のマルテンサイトであって、前記マルテンサイトは分配マルテンサイト及びフレッシュマルテンサイトからなり、前記マルテンサイトは８５％〜９５％が分配マルテンサイトであり、前記分配マルテンサイトは最大０．４５％のＣ含有量を有する、マルテンサイト、
１０％〜１５％の残留オーステナイト、
２％〜１０％の初析フェライト、
２０％〜３０％の下部ベイナイト、からなる、請求項１３〜２０のいずれか一項に記載の被覆鋼板。
少なくとも第１の鋼板及び第２の鋼板の、少なくとも１０か所の抵抗スポット溶接部を含む溶接構造体であって、前記第１の鋼板が請求項１３〜２１のいずれか一項に記載の被覆鋼板であり、前記第２の鋼板が請求項１３〜２１のいずれか一項に記載の被覆鋼板であり、抵抗スポット溶接部あたりの割れの平均個数が６未満である、溶接構造体。
溶接構造体が、第１の鋼板及び第２の鋼板からなる、２枚の鋼板の溶接構造体であり、少なくとも１０か所の抵抗スポット溶接部における、１００ミクロンを超える深さを有する割れの平均数が０．１個未満である、請求項２２に記載の溶接構造体。
溶接構造体が、前記第１の鋼板、前記第２の鋼板並びに請求項１３〜２１のいずれか一項に記載の被覆鋼板である第３の鋼板の溶接構造体であり、少なくとも１０か所の抵抗スポット溶接部における、１００ミクロンを超える深さを有する割れの平均数が４個未満である、請求項２２に記載の溶接構造体。
請求項２３に記載の溶接構造体を製造する方法であって、
第１の鋼板及び第２の鋼板を提供することと、
前記第１の鋼板及び前記第２の鋼板を部分的に重ねて置くことと、
前記重ねて置かれた鋼板に垂直に配置された電極によって、３．５〜５ｋＮの間に含まれる力を適用することと、
前記第１の鋼板及び前記第２の鋼板を、前記第１の鋼板を前記第２の鋼板へ抵抗スポット溶接する際にＩｍａｘ〜１．１^＊Ｉｍａｘの間に含まれる強度（Ｉｍａｘは、液体金属の散りが観察され始める強度）で抵抗スポット溶接して、少なくとも１０か所の抵抗スポット溶接部を製造することと、を含む方法。
自動車両の構造部品の製作のための、請求項１３〜２１のいずれか一項に記載の被覆鋼板の使用。
自動車両の構造部品の製作のための、請求項２２〜２４のいずれか一項に記載の溶接構造体の使用。