JP2021527167A - 平鋼製品およびその製造方法 - Google Patents
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-
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- 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
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- C21D2211/001—Austenite
-
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- C21—METALLURGY OF IRON
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-
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- 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
- C21D2211/004—Dispersions; Precipitations
-
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- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/005—Ferrite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
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- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/008—Martensite
-
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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
- C23C2/04—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
- C23C2/06—Zinc or cadmium or alloys based thereon
Abstract
【選択図】図1
Description
0.1〜0.5%のC、
1.0〜3.0%のMn、
0.9〜1.5%のSi、
最大1.5%のAl、
最大0.008%のN、
最大0.020%のP、
最大0.005%のS、
0.01〜1%のCr
からなり、
ならびに、以下の元素、すなわち、
最大0.2%のMo、
最大0.01%のB、
最大0.5%のCu、
最大0.5%のNi
のうちの1つ以上からなっていてもよく、
さらに、合計0.005〜0.2%の非調質元素(microalloying element)と、鉄の残部と、不可避的不純物とからなっていてもよい鋼を含有し、ここで、以下が適用され、
75≦(Mn2+55*Cr)/Cr≦3000
式中、Mnは鋼の重量%単位のMn含有量であり、Crは鋼の重量%単位のCr含有量である。
・少なくとも80面積%のマルテンサイトであって、そのうち少なくとも75面積%が焼戻しマルテンサイトであり、最大25面積%が非焼戻しマルテンサイトであるマルテンサイト、
・少なくとも5体積%の残留オーステナイト、
・0.5〜10面積%のフェライトおよび
・最大5面積%のベイナイト
からなる構造を有する。
75≦(Mn2+55*Cr)/Cr≦3000
式中、Mnは鋼の重量%単位のMn含有量であり、Crは鋼の重量%単位のCr含有量である。クロム含有量がMn含有量と比較して高すぎると、粒界が炭化クロムによって覆われる可能性がある。低Mnフェライトシームの形成は相境界の可動性の低下によって防がれるため、これは望ましくない。しかし、クロム含有量と比較してMn含有量が多すぎるように選択された場合、これはMn中のオーステナイトの早期飽和をもたらし、マンガンの拡散が停止する。局所的なMn濃度は依然として高いため、低Mnフェライトシームを形成することはできない。フェライトシームを欠くことにより、成形特性、特に最大深絞り比βmaxが低下する。
a)鉄および不可避的不純物に加えて、(重量%単位で)
0.1〜0.5%のC、好ましくは0.12〜0.4重量%、1.0〜3.0%のMn、好ましくは1.9〜2.7重量%のMn、0.9〜1.5%のSi、最大1.5%のAl、最大0.008%のN、最大0.020%のP、最大0.005%のS、0.01〜1%のCr、ならびに、以下の元素、すなわち、最大0.2%のMo、最大0.01%のB、最大0.5%のCu、最大0.5%のNiのうちの1つ以上からなっていてもよく、ならびに、合計0.005〜0.2%の非調質元素、好ましくは合計0.005〜0.2%のTiおよび/またはNbからなっていてもよい鋼からなるスラブを提供する工程であって、75≦(Mn2+55*Cr)/Cr≦3000が適用され、式中、Mnが鋼の重量%単位のMn含有量であり、Crが鋼の重量%単位のCr含有量である工程、
b)スラブを1000〜1300℃の温度まで加熱し、スラブを熱間圧延してホットストリップにする工程であって、最終圧延温度T_ETが850℃超である工程、
c)ホットストリップを最大25秒以内に400〜620℃のコイル巻取温度T_HTまで冷却し、ホットストリップをコイルに巻き取る工程、
d)熱延平鋼製品を酸洗する工程、
e)熱延平鋼製品を冷間圧延する工程、
f)冷延平鋼製品を鋼のA3温度よりも少なくとも15℃高く最大950℃である保持ゾーン温度T_HZまで加熱する工程であって、加熱が、
f1)一相で、2〜10K/sの平均加熱速度で、
または
f2)二相で、5〜50K/sの第1の加熱速度Theta_H1で200〜400℃の変換温度T_Wまで、および前記変換温度T_Wを超えて2〜10K/sの第2の加熱速度Theta_H2で、のいずれかで行われる工程、
g)保持ゾーン温度T_HZで5〜15秒の持続時間t_HZにわたり平鋼製品を保持する工程、
h)h1)少なくとも30K/sの冷却速度Theta_Q1
または
h2)650℃以上の中間温度T_LKへの第1の冷却のための30K/s未満の第1の冷却速度Theta_LK、およびT_LからT_Qへの第2の冷却のための第2の冷却速度Theta_Q2(Theta_Q2は少なくとも30K/sである)
のいずれかで、保持ゾーン温度T_HZから、マルテンサイト開始温度T_MSとT_MSよりも175℃低い温度との間の冷却停止温度T_Qまで平鋼製品を冷却する工程、
i)冷却停止温度T_Qで1〜60秒にわたり平鋼製品を保持する工程、
j)5〜100K/sの第1の加熱速度Theta_B1で、少なくともT_Q+10℃および最大450℃の第1の処理温度T_B1まで平鋼製品を加熱し、第1の処理温度T_B1で8.5秒〜245秒の持続時間t_B1にわたり平鋼製品を保持し、2〜50K/sの第2の加熱速度Theta_B2で、少なくともT_B1+10℃および最大500℃の第2の処理温度T_B2まで平鋼製品を加熱し、処理温度T_B2で最大34秒の持続時間t_B2にわたり平鋼製品を保持していてもよい工程であって、加熱および等温保持のための処理時間t_B2全体が合計で10〜250秒である工程、
k)Zn系コーティング浴内で平鋼製品をコーティングしていてもよい工程、
l)少なくとも5K/sの冷却速度Theta_B3で室温まで平鋼製品を冷却する工程を含む。
A3[℃]=910−15.2%Ni+44.7%Si+31.5%Mo−21.1%Mn−203*√%C
式中、%Cは鋼の重量%単位のC含有量であり、%Niは鋼の重量%単位のNi含有量であり、%Siは鋼の重量%単位のSi含有量であり、%Moは鋼の重量%単位のMo含有量であり、%Mnは鋼の重量%単位のMn含有量である。
(T_MS−175℃)<T_Q<T_MS。
T_MS[℃]=539℃+(−423%C−30.4%Mn−7.5%Si+30%Al)℃/wt%
式中、%Cは鋼の重量%単位のC含有量であり、%Mnは鋼の重量%単位のMn含有量であり、%Siは鋼の重量%単位のSi含有量であり、%Alは鋼の重量%単位のAl含有量である。
t_BR1=(T_B1−T_Q)/Theta_B1
式中、t_BR1は秒単位の加熱持続時間であり、T_B1は℃単位の処理温度であり、T_Qは℃単位の冷却停止温度であり、Theta_B1はK/s単位の加熱速度である。
Theta_B2=(T_B2−T_B1)/t_BR2
式中、Theta_B2はK/s単位の熱処理速度であり、t_BR2は平鋼製品がT_B1からT_B2になる、秒単位の持続時間であり、T_B1またはT_B2は℃単位の処理温度である。
≧96重量%のZn、0.5〜2重量%のAl、0〜2重量%のMg。
Claims (15)
- 平鋼製品が、(重量%単位で)
0.1〜0.5%のC
1.0〜3.0%のMn、
0.9〜1.5%のSi、
最大1.5%のAl、
最大0.008%のN、
最大0.020%のP、
最大0.005%のS、
0.01〜1%のCr
からなり、
ならびに、以下の元素、すなわち、
最大0.2%のMo、
最大0.01%のB、
最大0.5%のCu、
最大0.5%のNi
のうちの1つ以上からなっていてもよく、
ならびに、合計0.005〜0.2%の非調質元素
および残部としての鉄と、不可避的不純物とからなっていてもよい鋼を含有し、ここで、以下が適用され、
75≦(Mn2+55*Cr)/Cr≦3000
(式中、Mnは、前記鋼の重量%単位のMn含有量であり、Crは、前記鋼の重量%単位のCr含有量である)
さらに、
・少なくとも80面積%のマルテンサイトであって、そのうち
少なくとも75面積%が焼戻しマルテンサイトであり、最大25面積%が非焼戻しマルテンサイトであるマルテンサイト、
・少なくとも5体積%の残留オーステナイト、
・0.5〜10面積%のフェライトおよび
・最大5面積%のベイナイト
からなる構造を有し、
焼戻しマルテンサイトと残留マルテンサイトとの間の相境界の領域では、これらが、少なくとも4nmおよび最大12nmの幅を有し、かつMn含有量が前記平鋼製品の平均総Mn含有量の最大50%である低Mnフェライトシームであり、前記平鋼製品が、長さが250nm以下である炭化物を有することを特徴とする平鋼製品。 - 前記低Mnフェライトシームの前記幅が、少なくとも8nmであることを特徴とする、請求項1または2に記載の平鋼製品。
- 前記低Mnフェライトシームの前記幅が、最大10nmであることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の平鋼製品。
- 前記低Mnフェライトシームの前記Mn含有量が、前記平鋼製品の前記平均総Mn含有量の最大30%であることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の平鋼製品。
- 前記炭化物の前記長さが、175nmよりも短いことを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の平鋼製品。
- 前記平鋼製品が、少なくとも1.475の最大深絞り比βを有することを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の平鋼製品。
- 前記平鋼製品が、金属コーティングを備えることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の平鋼製品。
- 高強度平鋼製品を製造するための方法であって、少なくとも以下の作業工程、すなわち、
a)鉄および不可避的不純物に加えて、(重量%単位で)
0.1〜0.5%のC、1.0〜3.0%のMn、0.9〜1.5%のSi、最大1.5%のAl、最大0.008%のN、最大0.020%のP、最大0.005%のS、0.01〜1%のCrからなり、ならびに、以下の元素、すなわち、最大0.2%のMo、最大0.01%のB、最大0.5%のCu、最大0.5%のNiのうちの1つ以上からなっていてもよく、ならびに、合計0.005〜0.2%の非調質元素からなっていてもよい鋼からなるスラブを提供する工程であって、75≦(Mn2+55*Cr)/Cr≦3000が適用され、式中、Mnが前記鋼の重量%単位のMn含有量であり、Crが前記鋼の重量%単位のCr含有量である工程、
b)前記スラブを1000〜1300℃の温度まで加熱し、前記スラブを熱間圧延してホットストリップにする工程であって、前記最終圧延温度T_ETが850℃超である工程、
c)前記ホットストリップを最大25秒以内に400〜620℃のコイル巻取温度T_HTまで冷却し、前記ホットストリップをコイルに巻き取る工程、
d)前記熱延平鋼製品を酸洗する工程、
e)前記熱延平鋼製品を冷間圧延する工程、
f)前記冷延平鋼製品を前記鋼の前記A3温度よりも少なくとも15℃高く最大950℃である保持ゾーン温度T_HZまで加熱する工程であって、前記加熱が、
f1)一相で、2〜10K/sの平均加熱速度で、
または
f2)二相で、5〜50K/sの第1の加熱速度Theta_H1で200〜400℃の変換温度T_Wまで、および前記変換温度T_Wを超えて2〜10K/sの第2の加熱速度Theta_H2で、のいずれかで行われる工程、
g)前記保持ゾーン温度T_HZで5〜15秒の持続時間t_HZにわたり前記平鋼製品を保持する工程、
h)h1)少なくとも30K/sの冷却速度Theta_Q1
または
h2)650℃以上の中間温度T_LKへの第1の冷却のための30K/s未満の第1の冷却速度Theta_LK、およびT_LからT_Qへの第2の冷却のための第2の冷却速度Theta_Q2(Theta_Q2は少なくとも30K/sである)
のいずれかで、前記保持ゾーン温度T_HZから、前記マルテンサイト開始温度T_MSとT_MSよりも175℃低い温度との間の冷却停止温度T_Qまで前記平鋼製品を冷却する工程、
i)前記冷却停止温度T_Qで1〜60秒にわたり前記平鋼製品を保持する工程、
j)5〜100K/sの第1の加熱速度Theta_B1で、少なくともT_Q+10℃および最大450℃の第1の処理温度T_B1まで前記平鋼製品を加熱し、前記第1の処理温度T_B1で8.5秒〜245秒の持続時間t_B1にわたり前記平鋼製品を保持し、2〜50K/sの第2の加熱速度Theta_B2で、少なくともT_B1+10℃および最大500℃の第2の処理温度T_B2まで前記平鋼製品を加熱し、前記処理温度T_B2で最大34秒の持続時間t_B2にわたり前記平鋼製品を保持していてもよい工程であって、前記加熱および前記等温保持のための処理時間t_B2全体が合計で10〜250秒である工程、
k)Zn系コーティング浴内で前記平鋼製品をコーティングしていてもよい工程、
l)少なくとも5K/sの冷却速度Theta_B3で室温まで前記平鋼製品を冷却する工程を含む方法。 - コイルに巻き取られた前記ホットストリップの重量が、少なくとも10tであることを特徴とする、請求項9に記載の方法。
- 前記ホットストリップが、作業工程c)で最大18秒以内に冷却されることを特徴とする、請求項9または10に記載の方法。
- 前記コイル巻取温度T_HTが、最大600℃であることを特徴とする、請求項9から11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記保持時間t_Qが、少なくとも5秒であることを特徴とする、請求項9から12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記冷却停止温度T_Qが、前記マルテンサイト開始温度T_MSよりも75℃低い温度と、T_MSよりも150℃低い温度との間であることを特徴とする、請求項9から13のいずれか一項に記載の方法。
- T_B2への前記加熱のための前記持続時間t_BR2と、T_B2での前記任意の保持のための前記持続時間とは、合わせて最大35秒であることを特徴とする、請求項9から14のいずれか一項に記載の方法。
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