JP2022086737A - Steel sheet and method for producing the same - Google Patents

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Abstract

To provide a steel sheet that has high strength and also has high resistance to delayed fracture.SOLUTION: A steel sheet contains, in mass%, C: 0.20% or more and 0.90% or less, Si: 0.50% or less, Mn: 1.50% or less, P: 0.050% or less, S: 0.020% or less, Al: 0.10% or less, N: 0.010% or less, with the balance being Fe and inevitable impurities. In an area ratio to the whole steel structure, rolled perlite is 95% or more. The maximum hardness/minimum hardness, a ratio between maximum hardness and minimum hardness measured in plate thickness direction, is 1.0 or more and 2.0 or less. The tensile strength is 1500 MPa or more.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、自動車用の部品等に用いられる鋼板及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a steel sheet used for parts for automobiles and the like and a method for manufacturing the same.

近年、地球環境保全の観点から、CO排出量の抑制を目的として自動車のさらなる燃費改善が求められている。自動車の燃費改善には、部品の薄肉化による自動車の軽量化が有効である。そのため、近年、自動車用の部品に対する高強度鋼板の使用量が増加しつつある。 In recent years, from the viewpoint of global environmental conservation, further improvement of fuel efficiency of automobiles has been required for the purpose of suppressing CO 2 emissions. To improve the fuel efficiency of automobiles, it is effective to reduce the weight of automobiles by thinning the parts. Therefore, in recent years, the amount of high-strength steel sheets used for automobile parts has been increasing.

しかし、高強度鋼板を使用した部品では、一般的に耐遅れ破壊特性の劣化が懸念される。ここで、遅れ破壊とは、応力が加わった状態で部品が水素侵入環境下に置かれたときに、水素が部品を構成する鋼板内に侵入し、原子間結合力を低下させることや局所的な変形を生じさせることで微小亀裂が生じ、その微小亀裂が進展することで破壊に至る現象である。 However, in parts using high-strength steel sheets, there is generally concern about deterioration of delayed fracture resistance. Here, delayed fracture means that when a component is placed in a hydrogen intrusion environment under stress, hydrogen invades the steel plate constituting the component, reducing the interatomic bonding force or locally. It is a phenomenon in which micro-cracks are generated by causing such deformation, and the micro-cracks grow to break.

微小亀裂は旧オーステナイト粒界から生じやすいため、この旧オーステナイト粒界の存在が遅れ破壊の発生を招く要因の1つとなる。 Since microcracks are likely to occur from the former austenite grain boundaries, the existence of the former austenite grain boundaries is one of the factors that cause delayed fracture.

このような高強度鋼板の遅れ破壊を抑制する技術として、例えば、特許文献1には、成分組成は、mass%で、C:0.3~1.0%、Si:2.0%以下、Mn:2.0%以下、P:0.005~0.1%、S:0.05%以下、Al:0.005~0.1%、N:0.01%以下を含み、Cr:0.2%以上4.0%以下、Mo:0.2%以上4.0%以下、Ni:0.2%以上4.0%以下のうちいずれか一種または二種以上を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなり、主相組織は、フェライトと炭化物が層をなしており、さらに、炭化物のアスペクト比が10以上で、かつ、層の間隔が50nm以下である層状組織が組織全体に対する体積率で65%以上であることを特徴とする引張強さが1500MPa以上の高強度鋼板が開示されている。 As a technique for suppressing delayed fracture of such a high-strength steel sheet, for example, Patent Document 1 states that the component composition is mass%, C: 0.3 to 1.0%, Si: 2.0% or less. Mn: 2.0% or less, P: 0.005 to 0.1%, S: 0.05% or less, Al: 0.005 to 0.1%, N: 0.01% or less, Cr: Contains one or more of 0.2% or more and 4.0% or less, Mo: 0.2% or more and 4.0% or less, Ni: 0.2% or more and 4.0% or less, and the balance. Is composed of Fe and unavoidable impurities, and the main phase structure is a layered structure in which ferrite and carbide are layered, the aspect ratio of the carbide is 10 or more, and the interval between layers is 50 nm or less. A high-strength steel plate having a tensile strength of 1500 MPa or more, which is characterized by having a volume ratio of 65% or more with respect to water, is disclosed.

また、特許文献2には、C、Si、Mnの含有量が質量%で(1)式:「C≧0.1」および(2)式:「17.53C+13.75Si+6.25Mn<24」を満たし残部がFeおよび不可避的不純物からなる化学組成を有し、フェライト+ 球状セメンタイト組織、フェライト+パーライト組織、 パーライト組織のいずれかの冷間加工された金属組織を呈し、ばね限界値が250MPa以上、導電率が7%IACS以上である導電性に優れたばね用鋼板が開示されている。 Further, in Patent Document 2, the contents of C, Si and Mn are mass%, and the formula (1): "C ≧ 0.1" and the formula (2): "17.53C + 13.75Si + 6.25Mn <24" are described. The unfilled portion has a chemical composition consisting of Fe and unavoidable impurities, exhibits a cold-processed metal structure of either a ferrite + spherical cementite structure, a ferrite + pearlite structure, or a pearlite structure, and has a spring limit value of 250 MPa or more. A steel sheet for a spring having an excellent conductivity having a conductivity of 7% IACS or more is disclosed.

特開2010-138488号JP-A-2010-138488 特開2004-156120号JP-A-2004-156120

しかし、特許文献1の技術では、遅れ破壊を抑制する効果が見られるものの、その効果は必ずしも十分とは言えず、実施例に提示されている図を見ても、十分に圧延されているパーライト組織と十分に圧延されていないパーライトが混在しており、耐遅れ破壊特性のさらなる改善が求められているのが現状である。 However, although the technique of Patent Document 1 has an effect of suppressing delayed fracture, the effect is not always sufficient, and even when looking at the figure presented in the examples, pearlite is sufficiently rolled. The structure and pearlite that has not been sufficiently rolled are mixed, and the current situation is that further improvement in delayed fracture resistance is required.

また、特許文献2の技術では、パーライト組織を活用しているものの、冷間圧延率が不十分なため、耐遅れ破壊特性は十分ではないと思われる。 Further, although the technique of Patent Document 2 utilizes the pearlite structure, it seems that the delayed fracture resistance is not sufficient because the cold rolling ratio is insufficient.

本発明は、上記の現状に鑑み開発されたものであって、高強度であり、かつ、耐遅れ破壊特性にも優れる鋼板およびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been developed in view of the above-mentioned current situation, and an object of the present invention is to provide a steel sheet having high strength and excellent delayed fracture resistance and a method for manufacturing the same.

さて、発明者らは、上記の目的を達成すべく、鋭意検討を重ねたところ、以下の知見を得た。
(a)パーライト組織を様々な方向に強加工することで旧オーステナイト粒界が減少し、高強度となり、耐遅れ破壊特性に優れる。
(b)鋼板内の板厚方向における各パーライト相の硬度比を低減することで、微小亀裂の発生を抑制でき、優れた耐遅れ破壊特性を得ることが可能となる。
(c)強加工前のパーライト相のラメラ間隔を微細にすることで高強度を得ることができ、ラメラ間隔を微細にするためには強加工前の熱処理時の保持温度をC量に応じて制御するのが好ましい。
By the way, the inventors have conducted diligent studies in order to achieve the above object, and have obtained the following findings.
(A) By strongly processing the pearlite structure in various directions, the old austenite grain boundaries are reduced, the strength is increased, and the delayed fracture resistance is excellent.
(B) By reducing the hardness ratio of each pearlite phase in the plate thickness direction in the steel sheet, the generation of microcracks can be suppressed and excellent delayed fracture resistance can be obtained.
(C) High strength can be obtained by making the lamellar spacing of the pearlite phase before strong machining fine, and in order to make the lamellar spacing fine, the holding temperature during heat treatment before strong machining is set according to the amount of C. It is preferable to control.

本発明は、上記の知見に基づき、さらに検討を加えて完成されたものである。
すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
[1]質量%で、C:0.20%以上0.90%以下、Si:0.50%以下、Mn:1.50%以下、P:0.050%以下、S:0.020%以下、Al:0.10%以下、N:0.010%以下、および残部はFeおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、鋼組織全体に対する面積率で、圧延加工パーライトが95%以上であり、板厚方向で測定される最大硬度と最小硬度の比である最大硬度/最小硬度が1.0以上2.0以下であり、引張強さが1500MPa以上である鋼板。
[2]前記成分組成として、さらに、質量%で、Cr:4.0%以下、Mo:4.0%以下、V:0.5%以下、およびNi:0.10%以下のうちから選ばれた少なくとも1種を含有する、[1]に記載の鋼板。
[3]前記成分組成として、さらに、質量%で、Nb:0.020%以下、Ti:0.020%以下、Cu:0.20%以下、B:0.0020%以下、Sb:0.10%以下、およびSn:0.10%以下のうちから選ばれた少なくとも1種を含有する、[1]または[2]に記載の鋼板。
[4][1]~[3]のいずれかに記載の成分組成を有し、鋼組織全体に対する面積率で、95%以上のパーライトを有し、該パーライト組織の平均ラメラ間隔が300nm以下である鋼素材を、以下の1)~4)の条件全てを満たす複数方向での冷間圧延条件で冷間圧延を施す冷間圧延工程を含む鋼板の製造方法。
1) 圧延方向の数n:nは整数、n≧2
2) 1つの圧延方向における最小総圧下率r:r≧10%
3) 全方向の合計の総圧下率R:R≧90%
4) 1回目の冷間圧延後の各圧延方向の1回目の冷間圧延方向に対する角度のうち、0°超90°以下となる角度を読み取るとき、前記各圧延方向の中で最も大きな角度となる角度Xmax:60°≦Xmax≦90°
[5][1]~[3]のいずれかに記載の成分組成を有する鋼素材を、900℃以上の加熱温度で1分以上保持した後、10℃/秒以上の平均冷却速度で冷却し、(850-380[C]1/2)℃以上(950-380[C]1/2)℃以下([C]は前記鋼素材に含まれるC含有量である。)で20分以上保持した後、室温まで冷却する熱処理工程と、以下の1)~4)の条件全てを満たす複数方向での冷間圧延条件で冷間圧延を施す冷間圧延工程と、を含む高強度鋼板の製造方法。
1) 圧延方向の数n:nは整数、n≧2
2) 1つの圧延方向における最小総圧下率r:r≧10%
3) 全方向の合計の総圧下率R:R≧90%
4) 1回目の冷間圧延後の各圧延方向の1回目の冷間圧延方向に対する角度のうち、0°超90°以下となる角度を読み取るとき、前記各圧延方向の中で最も大きな角度となる角度Xmax:60°≦Xmax≦90°
The present invention has been completed with further studies based on the above findings.
That is, the gist structure of the present invention is as follows.
[1] In terms of mass%, C: 0.20% or more and 0.90% or less, Si: 0.50% or less, Mn: 1.50% or less, P: 0.050% or less, S: 0.020%. Hereinafter, Al: 0.10% or less, N: 0.010% or less, and the balance has a component composition consisting of Fe and unavoidable impurities, and the area ratio with respect to the entire steel structure is 95% or more for rolled pearlite. A steel plate having a maximum hardness / minimum hardness of 1.0 or more and 2.0 or less, which is the ratio of the maximum hardness to the minimum hardness measured in the plate thickness direction, and a tensile strength of 1500 MPa or more.
[2] The component composition is further selected from Cr: 4.0% or less, Mo: 4.0% or less, V: 0.5% or less, and Ni: 0.10% or less in mass%. The steel sheet according to [1], which contains at least one of the above.
[3] Further, as the component composition, in mass%, Nb: 0.020% or less, Ti: 0.020% or less, Cu: 0.20% or less, B: 0.0020% or less, Sb: 0. The steel sheet according to [1] or [2], which contains at least one selected from 10% or less and Sn: 0.10% or less.
[4] It has the component composition according to any one of [1] to [3], has pearlite of 95% or more in terms of area ratio with respect to the entire steel structure, and has an average lamella spacing of 300 nm or less of the pearlite structure. A method for manufacturing a steel sheet, which comprises a cold rolling step of cold rolling a certain steel material under cold rolling conditions in a plurality of directions satisfying all of the following conditions 1) to 4).
1) Number n in the rolling direction: n is an integer, n ≧ 2
2) Minimum total rolling reduction in one rolling direction r: r ≧ 10%
3) Total reduction rate in all directions R: R ≧ 90%
4) When reading the angle of each rolling direction after the first cold rolling with respect to the first cold rolling direction, which is more than 0 ° and 90 ° or less, it is the largest angle in each rolling direction. Angle Xmax: 60 ° ≤ Xmax ≤ 90 °
[5] The steel material having the component composition according to any one of [1] to [3] is held at a heating temperature of 900 ° C. or higher for 1 minute or longer, and then cooled at an average cooling rate of 10 ° C./sec or higher. , (850-380 [C] 1/2 ) ° C or higher (950-380 [C] 1/2 ) ° C or lower ([C] is the C content contained in the steel material) for 20 minutes or longer. Manufacture of high-strength steel sheets including a heat treatment step of cooling to room temperature and a cold rolling step of performing cold rolling under cold rolling conditions in multiple directions satisfying all of the following conditions 1) to 4). Method.
1) Number n in the rolling direction: n is an integer, n ≧ 2
2) Minimum total rolling reduction in one rolling direction r: r ≧ 10%
3) Total reduction rate in all directions R: R ≧ 90%
4) When reading the angle of each rolling direction after the first cold rolling with respect to the first cold rolling direction, which is more than 0 ° and 90 ° or less, it is the largest angle in each rolling direction. Angle Xmax: 60 ° ≤ Xmax ≤ 90 °

本発明によれば、高強度であり、かつ、耐遅れ破壊特性にも優れる鋼板が得られる。そして、特に、本発明の鋼板および該鋼板を用いてなる高強度鋼板を自動車用の部品に適用することにより、自動車車体の軽量化を通じて、自動車車体の高性能化が可能となる。 According to the present invention, a steel sheet having high strength and excellent delayed fracture resistance can be obtained. In particular, by applying the steel plate of the present invention and a high-strength steel plate using the steel plate to parts for automobiles, it is possible to improve the performance of the automobile body through the weight reduction of the automobile body.

本発明を、以下の実施形態に基づき説明する。
本発明の鋼板は、質量%で、C:0.20%以上0.90%以下、Si:0.50%以下、Mn:1.50%以下、P:0.050%以下、S:0.020%以下、Al:0.10%以下、N:0.010%以下、および残部はFeおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、鋼組織全体に対する面積率で、圧延加工パーライトが95%以上であり、板厚方向で測定される最大硬度と最小硬度の比である最大硬度/最小硬度が1.0以上2.0以下であり、引張強さが1500MPa以上である。
The present invention will be described based on the following embodiments.
The steel plate of the present invention has C: 0.20% or more and 0.90% or less, Si: 0.50% or less, Mn: 1.50% or less, P: 0.050% or less, S: 0 in mass%. .020% or less, Al: 0.10% or less, N: 0.010% or less, and the balance has a component composition consisting of Fe and unavoidable impurities, and the area ratio to the entire steel structure is 95 for rolled pearlite. % Or more, the maximum hardness / minimum hardness which is the ratio of the maximum hardness and the minimum hardness measured in the plate thickness direction is 1.0 or more and 2.0 or less, and the tensile strength is 1500 MPa or more.

まず、本発明の高強度鋼板の成分組成について説明する。下記の成分組成の説明において、成分の含有量の単位である「%」は「質量%」を意味する。 First, the composition of the high-strength steel sheet of the present invention will be described. In the description of the component composition below, "%", which is a unit of the content of the component, means "mass%".

C:0.20%以上0.90%以下
Cは、炭化物を形成し、高強度を得るために必要である。また、Cは、パーライトのラメラ間隔を微細にし、パーライトの強度を上昇させ、本発明で目的とする強度(TS)がTS≧1500MPaを確保する観点から必要である。C含有量が0.20%未満では、上記した所定の強度を得ることができなくなる。したがって、C含有量は0.20%以上とする。好ましくは0.30%以上とし、より好ましくは0.40%以上とする。一方、C含有量が0.90%を超えると、冷間圧延性が劣化するのみならず、各パーライトの最大硬度と最小硬度の比を大きくすることにより、耐遅れ破壊特性を低下させる。したがって、C含有量は0.90%以下とする。C含有量は、好ましくは0.88%以下とし、より好ましくは0.86%以下とする。
C: 0.20% or more and 0.90% or less C is necessary for forming carbides and obtaining high strength. Further, C is necessary from the viewpoint of making the lamellar spacing of pearlite finer, increasing the intensity of pearlite, and ensuring that the intensity (TS) intended in the present invention is TS ≧ 1500 MPa. If the C content is less than 0.20%, the above-mentioned predetermined strength cannot be obtained. Therefore, the C content is 0.20% or more. It is preferably 0.30% or more, and more preferably 0.40% or more. On the other hand, when the C content exceeds 0.90%, not only the cold rollability is deteriorated, but also the ratio of the maximum hardness to the minimum hardness of each pearlite is increased, so that the delayed fracture resistance is deteriorated. Therefore, the C content is set to 0.90% or less. The C content is preferably 0.88% or less, more preferably 0.86% or less.

Si:0.50%以下
Siは固溶強化による強化元素であり、強度を増加するために添加される。しかしながら、Siは添加しすぎると酸化物を形成するため、酸化物が遅れ破壊の起点となり耐遅れ破壊特性を劣化させる。また、Siは炭化物の生成を抑制する元素であるため、パーライトのラメラ間隔を大きくし、強度を低下させるのみならず、各パーライトの最大硬度と最小硬度の比を大きくすることにより、耐遅れ破壊特性を低下させる。したがって、Si含有量は0.50%以下とする。Si含有量は、好ましくは0.40%以下とし、より好ましくは0.30%以下とする。Si含有量の下限は特に限定しないが、0.001%以上であることが好ましい。
Si: 0.50% or less Si is a strengthening element by solid solution strengthening and is added to increase the strength. However, if Si is added too much, an oxide is formed, so that the oxide becomes a starting point of delayed fracture and deteriorates the delayed fracture resistance. In addition, since Si is an element that suppresses the formation of carbides, it not only increases the lamella spacing of pearlite and lowers its strength, but also increases the ratio of the maximum hardness to the minimum hardness of each pearlite to withstand delayed fracture. Deteriorates properties. Therefore, the Si content is 0.50% or less. The Si content is preferably 0.40% or less, more preferably 0.30% or less. The lower limit of the Si content is not particularly limited, but is preferably 0.001% or more.

Mn:1.50%以下
Mnは、鋼の焼入れ性を向上させ、所定の強度を確保するために含有させる。しかしながら、Mnが多くなりすぎると、ミクロ偏析によるマルテンサイト組織を生じやすく、所定のパーライトの面積率を得られず、耐遅れ破壊特性を劣化させる。したがって、Mn含有量は1.50%以下とする。Mn含有量は、好ましくは1.40%以下とし、より好ましくは1.30%以下とする。Mn含有量の下限は特に限定しないが、0.10%以上であることが好ましい。
Mn: 1.50% or less Mn is contained in order to improve the hardenability of steel and secure a predetermined strength. However, if the amount of Mn is too large, a martensite structure is likely to be formed due to microsegregation, a predetermined area ratio of pearlite cannot be obtained, and the delayed fracture resistance is deteriorated. Therefore, the Mn content is 1.50% or less. The Mn content is preferably 1.40% or less, more preferably 1.30% or less. The lower limit of the Mn content is not particularly limited, but is preferably 0.10% or more.

P:0.050%以下
Pは、鋼を強化する元素であるが、その含有量が多いとミクロ偏析することで耐遅れ破壊特性を劣化させる。したがって、P含有量は0.050%以下とする。P含有量は、好ましくは0.030%以下とする。なお、P含有量の下限は特に限定されるものではないが、現在において、工業的に実施可能な下限は0.003%程度である。よって、P含有量は、好ましくは0.003%以上とする。P含有量は、より好ましくは0.002%以上とする。
P: 0.050% or less P is an element that reinforces steel, but if its content is high, microsegregation will deteriorate the delayed fracture resistance. Therefore, the P content is set to 0.050% or less. The P content is preferably 0.030% or less. The lower limit of the P content is not particularly limited, but at present, the lower limit industrially feasible is about 0.003%. Therefore, the P content is preferably 0.003% or more. The P content is more preferably 0.002% or more.

S:0.020%以下
Sは、MnS等の形成を通じて耐遅れ破壊特性を劣化させる。したがって、S含有量は0.020%以下とする。S含有量は、好ましくは0.010%以下とする。なお、S含有量の下限は特に限定されるものではないが、現在において、工業的に実施可能な下限は0.0002%程度である。よって、S含有量は、好ましくは0.0002%以上とする。S含有量は、より好ましくは0.0005%以上とする。
S: 0.020% or less S deteriorates the delayed fracture resistance through the formation of MnS and the like. Therefore, the S content is 0.020% or less. The S content is preferably 0.010% or less. The lower limit of the S content is not particularly limited, but at present, the lower limit that can be industrially implemented is about 0.0002%. Therefore, the S content is preferably 0.0002% or more. The S content is more preferably 0.0005% or more.

Al:0.10%以下
Alは十分な脱酸を行い、鋼中の粗大介在物を低減し、耐遅れ破壊特性を良好にするために添加される。しかしながら、Al含有量が0.10%超えとなると、AlN等の窒化物系の析出物が粗大に生成するため、耐遅れ破壊特性が低下する。したがって、Al含有量は0.10%以下とする。好ましくは0.08%以下とする。
Al: 0.10% or less Al is added to sufficiently deoxidize, reduce coarse inclusions in steel, and improve delayed fracture resistance. However, when the Al content exceeds 0.10%, nitride-based precipitates such as AlN are coarsely formed, so that the delayed fracture resistance is deteriorated. Therefore, the Al content is set to 0.10% or less. It is preferably 0.08% or less.

N:0.010%以下
Nは、結晶粒界をピン止めできるAlN等の窒化物系の析出物を生成する元素であり、耐遅れ破壊特性を良好にするために添加される。しかし、含有量が0.10%超えとなると、AlN等の窒化物系の析出物が粗大に生成するため、耐遅れ破壊特性が低下する。したがって、N含有量は0.010%以下とする。好ましくは0.005%以下とする。なお、N含有量の下限は特に限定されるものではないが、現在において、工業的に実施可能な下限は0.0006%程度である。よって、好ましくは0.0006%以上とする。より好ましくは0.0010%以上とする。
N: 0.010% or less N is an element that produces a nitride-based precipitate such as AlN that can pin the grain boundaries, and is added to improve the delayed fracture resistance. However, when the content exceeds 0.10%, nitride-based precipitates such as AlN are coarsely formed, so that the delayed fracture resistance is deteriorated. Therefore, the N content is 0.010% or less. It is preferably 0.005% or less. The lower limit of the N content is not particularly limited, but at present, the lower limit industrially feasible is about 0.0006%. Therefore, it is preferably 0.0006% or more. More preferably, it is 0.0010% or more.

上記以外の残部は、Feおよび不可避的不純物である。 The rest other than the above are Fe and unavoidable impurities.

本発明の鋼板には、上記の成分に加えて、下記の成分を任意成分として含有させることができる。なお、本発明において、下記の任意成分を各成分の下限値未満で含む場合、その成分は後述する不可避的不純物として含まれるものとする。 In addition to the above components, the steel sheet of the present invention may contain the following components as optional components. In the present invention, when the following optional components are contained below the lower limit of each component, the components are included as unavoidable impurities described later.

Cr:4.0%以下、Mo:4.0%以下、V:0.5%以下、Ni:0.10%以下、Nb:0.020%以下、Ti:0.020%以下、Cu:0.20%以下、B:0.0020%以下、Sb:0.10%以下、Sn:0.10%以下のうちから選ばれた1種または2種以上
Cr、Mo、V、Niは、炭化物を形成し、冷間圧延後の鋼の強度を高めるために含有させることができる。しかしながら、いずれの元素も多くなりすぎると炭化物等の析出物量が過剰となり粗大化するため、耐遅れ破壊特性が低下する。そのため、Crを含有させる場合には、Cr含有量は4.0%以下とすることが好ましく、より好ましくは3.5%以下とする。Moを含有させる場合には、Mo含有量は4.0%以下とすることが好ましく、より好ましくは3.5%以下とする。Vを含有させる場合には、V含有量は0.5%以下とすることが好ましく、より好ましくは0.4%以下とする。Niを含有させる場合には、Ni含有量は0.10%以下とすることが好ましく、より好ましくは0.05%以下とする。一方、Cr、Mo、V、Niの下限は特に限定しないが、鋼の強度を高める目的でいずれも0.005%以上が好ましい。
Cr: 4.0% or less, Mo: 4.0% or less, V: 0.5% or less, Ni: 0.10% or less, Nb: 0.020% or less, Ti: 0.020% or less, Cu: One or more selected from 0.20% or less, B: 0.0020% or less, Sb: 0.10% or less, Sn: 0.10% or less Cr, Mo, V, Ni It can form charcoal and contain it to increase the strength of the steel after cold rolling. However, if the amount of any of the elements is too large, the amount of precipitates such as carbides becomes excessive and coarsens, so that the delayed fracture resistance is deteriorated. Therefore, when Cr is contained, the Cr content is preferably 4.0% or less, more preferably 3.5% or less. When Mo is contained, the Mo content is preferably 4.0% or less, more preferably 3.5% or less. When V is contained, the V content is preferably 0.5% or less, more preferably 0.4% or less. When Ni is contained, the Ni content is preferably 0.10% or less, more preferably 0.05% or less. On the other hand, the lower limit of Cr, Mo, V and Ni is not particularly limited, but 0.005% or more is preferable for all of them for the purpose of increasing the strength of the steel.

NbやTiは、微細析出物の生成を通じて、高強度化に寄与する。しかしながら、NbやTiを多量に含有させると、炭窒化物系の析出物量が過剰となり粗大化するため、耐遅れ破壊特性が低下する。このため、NbおよびTiのうちから選ばれた1種または2種を含有させる場合には、Nb含有量は0.020%以下、Ti含有量は0.020%以下とすることが好ましい。より好ましくはNb含有量は0.015%以下、Ti含有量は0.015%以下とする。一方、NbやTiの下限は特に限定しないが、鋼の強度を高める目的でいずれも0.002%以上が好ましい。 Nb and Ti contribute to high strength through the formation of fine precipitates. However, when a large amount of Nb or Ti is contained, the amount of precipitates in the carbonitride system becomes excessive and coarsens, so that the delayed fracture resistance characteristics deteriorate. Therefore, when one or two selected from Nb and Ti are contained, the Nb content is preferably 0.020% or less, and the Ti content is preferably 0.020% or less. More preferably, the Nb content is 0.015% or less, and the Ti content is 0.015% or less. On the other hand, the lower limit of Nb and Ti is not particularly limited, but 0.002% or more is preferable for the purpose of increasing the strength of the steel.

Bは、鋼の焼入れ性を向上させる元素である。B含有により、Mn含有量が少ない場合であっても、所定の強度を得る効果が得られる。しかしながら、B含有量が0.0020%超えになると、BN等の窒化物系の析出物量が過剰となり粗大化するため、耐遅れ破壊特性が低下する。したがって、B含有量は0.0020%以下とすることが好ましい。より好ましくは0.0015%以下とする。一方、Bの下限は特に限定しないが、鋼の強度を高める目的で0.0002%以上が好ましい。 B is an element that improves the hardenability of steel. By containing B, the effect of obtaining a predetermined strength can be obtained even when the Mn content is small. However, when the B content exceeds 0.0020%, the amount of nitride-based precipitates such as BN becomes excessive and coarsens, so that the delayed fracture resistance characteristics deteriorate. Therefore, the B content is preferably 0.0020% or less. More preferably, it is 0.0015% or less. On the other hand, the lower limit of B is not particularly limited, but 0.0002% or more is preferable for the purpose of increasing the strength of the steel.

Cuは、自動車の使用環境での耐食性を向上させ、かつ腐食生成物が鋼板表面を被覆して鋼板への水素侵入を抑制する効果がある。しかしながら、Cu含有量が過剰になると、CuS等の析出物量が過剰となり粗大化するため、耐遅れ破壊特性が低下する。そのため、Cu含有量は0.20%以下とすることが好ましい。Cu含有量は、より好ましくは0.15%以下である。一方、Cuの下限は特に限定しないが、自動車の最低限度の耐食性を得る目的で0.005%以上が好ましい。 Cu has the effect of improving the corrosion resistance in the usage environment of the automobile and suppressing the invasion of hydrogen into the steel sheet by the corrosion product covering the surface of the steel sheet. However, when the Cu content becomes excessive, the amount of precipitates such as CuS becomes excessive and becomes coarse, so that the delayed fracture resistance characteristics deteriorate. Therefore, the Cu content is preferably 0.20% or less. The Cu content is more preferably 0.15% or less. On the other hand, the lower limit of Cu is not particularly limited, but 0.005% or more is preferable for the purpose of obtaining the minimum corrosion resistance of automobiles.

Sb、Snは、鋼板表層部での酸化や窒化を抑制し、ひいては鋼板表層部での酸化や窒化に伴う鋼中のCやBの低減を抑制する。また、Sbは、鋼板表層部でのフェライト生成を抑制し、高強度化に寄与する。しかしながら、SbやSn含有量が0.10%を超えると、ミクロ偏析することで耐遅れ破壊特性を劣化させる。したがって、Sb含有量は0.10%以下とすることが好ましい。Sb含有量は、より好ましくは0.08%以下である。Sn含有量は0.10%以下とすることが好ましい。Sn含有量は、より好ましくは0.08%以下である。一方、SbやSnの下限は特に限定しないが、鋼中のCやBの低減を抑制し、鋼の強度を高める目的でいずれも0.005%以上が好ましい。 Sb and Sn suppress oxidation and nitriding on the surface layer of the steel sheet, and thus suppress reduction of C and B in the steel due to oxidation and nitriding on the surface of the steel sheet. Further, Sb suppresses the formation of ferrite on the surface layer of the steel sheet and contributes to high strength. However, when the Sb and Sn contents exceed 0.10%, microsegregation causes deterioration of the delayed fracture resistance. Therefore, the Sb content is preferably 0.10% or less. The Sb content is more preferably 0.08% or less. The Sn content is preferably 0.10% or less. The Sn content is more preferably 0.08% or less. On the other hand, the lower limit of Sb and Sn is not particularly limited, but 0.005% or more is preferable for the purpose of suppressing the reduction of C and B in the steel and increasing the strength of the steel.

次いで、本発明の高強度鋼板の鋼組織について説明する。 Next, the steel structure of the high-strength steel sheet of the present invention will be described.

本発明の高強度鋼板の鋼組織は、圧延加工パーライトが95%以上である。なお、以降の説明において、面積率とは、鋼組織全体に対する面積率のことを指す。 The steel structure of the high-strength steel plate of the present invention has a rolled pearlite content of 95% or more. In the following description, the area ratio refers to the area ratio with respect to the entire steel structure.

圧延加工パーライトの面積率:95%以上
圧延加工パーライトは高強度を得て、かつ旧オーステナイト粒界を無くし良好な耐遅れ破壊特性を得る観点から必要である。したがって、圧延加工パーライトの面積率は、95%以上とする。好ましくは97%以上とし、より好ましくは99%以上とする。上限は特に限定せず、100%であっても構わない。
Area ratio of rolled pearlite: 95% or more Rolled pearlite is necessary from the viewpoint of obtaining high strength, eliminating old austenite grain boundaries, and obtaining good delayed fracture resistance. Therefore, the area ratio of rolled pearlite is 95% or more. It is preferably 97% or more, and more preferably 99% or more. The upper limit is not particularly limited and may be 100%.

なお、ここでいうパーライトとは、フェライトと針状セメンタイトからなる組織であり、圧延加工パーライトとはパーライトが圧延加工された組織である。圧延加工パーライトの硬さはHV換算で300以上である。換算方法については、硬さの異なるパーライトのサンプルにてビッカース硬さHVと、本発明の実施例にある硬度測定を行い、パーライトの硬さがHV換算で300以上の場合を、圧延加工されたと定義する。 The pearlite referred to here is a structure composed of ferrite and needle-like cementite, and the rolled pearlite is a structure in which pearlite is rolled. The hardness of the rolled pearlite is 300 or more in terms of HV. Regarding the conversion method, the Vickers hardness HV and the hardness measured in the examples of the present invention were measured using pearlite samples having different hardnesses, and when the hardness of pearlite was 300 or more in terms of HV, it was rolled. Define.

その他の金属相の面積率:5%未満
本発明の一実施形態に従う鋼板の組織には、圧延加工パーライト以外のその他の金属相を含んでいてもよい。ここで、その他の金属相の面積率は5%未満であれば許容される。
その他の金属相としては、例えば、フェライト、マルテンサイト、ベイナイトが挙げられる。
Area ratio of other metal phases: less than 5% The structure of the steel sheet according to one embodiment of the present invention may contain other metal phases other than rolled pearlite. Here, if the area ratio of the other metal phase is less than 5%, it is acceptable.
Examples of other metal phases include ferrite, martensite, and bainite.

なお、ここでいうフェライトとは、BCC格子の結晶粒からなる組織であり、比較的高温でオーステナイトからの変態により生成する。マルテンサイトは、マルテンサイト変態点(単にMs点ともいう。)以下でオーステナイトから生成した硬質な組織を指し、焼入れままのいわゆるフレッシュマルテンサイトと、フレッシュマルテンサイトが再加熱されて焼戻されたいわゆる焼戻しマルテンサイトの両方を含むものとする。ベイナイトとは、針状又は板状のフェライト中に微細な炭化物が分散した硬質な組織であり、比較的低温(マルテンサイト変態点以上)でオーステナイトから生成する。 The ferrite referred to here is a structure composed of crystal grains of the BCC lattice, and is formed by transformation from austenite at a relatively high temperature. Martensite refers to a hard structure generated from austenite below the martensitic transformation point (also simply referred to as the Ms point), so-called fresh martensite as hardened and so-called fresh martensite reheated and tempered. It shall contain both tempered martensite. Bainite is a hard structure in which fine carbides are dispersed in needle-shaped or plate-shaped ferrite, and is produced from austenite at a relatively low temperature (above the martensitic transformation point).

ここで、各相の面積率は以下のようにして測定する。 Here, the area ratio of each phase is measured as follows.

すなわち、鋼板の母材領域から、圧延方向に平行なL断面が試験面となるように試験片を採取する。ついで、試験片の試験面を鏡面研磨し、ナイタール液で組織現出する。組織現出した試験片の試験面を、SEMにより倍率1500倍で観察し、ポイントカウンティング法により、板厚1/4位置における圧延加工パーライト以外の面積率を測定する。 That is, a test piece is collected from the base material region of the steel sheet so that the L cross section parallel to the rolling direction is the test surface. Then, the test surface of the test piece is mirror-polished and the structure is exposed with a nital solution. The test surface of the test piece showing the structure is observed by SEM at a magnification of 1500 times, and the area ratio other than the rolled pearlite at the plate thickness 1/4 position is measured by the point counting method.

なお、SEM像では、マルテンサイトは白色の組織を呈している。また、マルテンサイトのうち焼戻しマルテンサイトでは、内部に微細な炭化物が析出している。フェライトは、黒色の組織を呈している。ベイナイトは、黒色の組織の中に白色の炭化物が析出している。これらの点から、SEM像において各相を識別する。ただし、ブロック粒の面方位とエッチングの程度によっては、内部の炭化物が現出しにくい場合もあるので、その場合はエッチングを十分に行い確認するものとする。 In the SEM image, martensite exhibits a white tissue. Further, among the martensites, the tempered martensite has fine carbides precipitated inside. Ferrites have a black structure. In bainite, white carbides are precipitated in the black structure. From these points, each phase is identified in the SEM image. However, depending on the surface orientation of the block grains and the degree of etching, it may be difficult for carbides inside to appear. In that case, sufficient etching shall be performed to confirm.

圧延加工パーライトの面積率は、100%から圧延加工パーライト以外の面積率を減ずることにより算出する。 The area ratio of rolled pearlite is calculated by subtracting the area ratio other than rolled pearlite from 100%.

板厚方向で測定される最大硬度と最小硬度の比である最大硬度/最小硬度が1.0以上2.0以下
耐遅れ破壊特性を良好にするためには、遅れ破壊の初期亀裂を抑止する必要がある。遅れ破壊の初期亀裂は各相の硬度差が大きい場合に発生することが多いため、各圧延加工パーライトの硬度比は小さいほど好ましい。各相の硬度を測定するためには圧痕サイズは対角線長さで500nm以下であることが好ましい。また、硬さデータを十分に確保するため圧痕間隔は5.0μm以下であることが好ましい。ただし、圧痕同士の干渉を防ぐため、圧痕間隔は1.5μm以上であることが好ましい。本発明では、板厚方向で測定される最大硬度と最小硬度の比である最大硬度/最小硬度は2.0以下とする。好ましくは1.8以下であり、より好ましくは1.7以下である。硬度比は低いほど好ましく、最も低い場合は1.0となるため、下限は1.0とする。
Maximum hardness / minimum hardness, which is the ratio of maximum hardness to minimum hardness measured in the plate thickness direction, is 1.0 or more and 2.0 or less. In order to improve the delayed fracture resistance, the initial crack of delayed fracture is suppressed. There is a need. Since the initial crack of delayed fracture often occurs when the hardness difference between the phases is large, it is preferable that the hardness ratio of each rolled pearlite is small. In order to measure the hardness of each phase, the indentation size is preferably 500 nm or less in diagonal length. Further, in order to secure sufficient hardness data, the indentation interval is preferably 5.0 μm or less. However, in order to prevent the indentations from interfering with each other, the indentation interval is preferably 1.5 μm or more. In the present invention, the maximum hardness / minimum hardness, which is the ratio of the maximum hardness to the minimum hardness measured in the plate thickness direction, is 2.0 or less. It is preferably 1.8 or less, and more preferably 1.7 or less. The lower the hardness ratio is, the more preferable it is, and the lowest is 1.0, so the lower limit is 1.0.

ここで、硬度は、以下のようにして測定する。 Here, the hardness is measured as follows.

すなわち、鋼板の母材領域の板幅中央部から、金属組織観察用の試験片を採取する。ついで、金属組織観察用の試験片を研磨し、500μNの荷重(載荷10s、除荷10s)にて、圧延方向に平行であり、板厚方向の断面内の、50μm×50μmの測定エリアを3μm間隔で測定する。この測定を鋼板表面から裏面にかけて実施する。この結果から、測定値のなかで最も大きな値を最大硬度、最も小さな値を最小硬度として、最大硬度/最小硬度を求めた。硬度の測定は、Hysitron社製TriboScope/TriboIndenterを用いて実施した。なお、圧痕サイズが各圧延加工パーライトの板厚方向の長さよりも小さければ、荷重は500μNより小さくても、大きくても構わない。圧痕間隔は圧痕サイズに応じて圧痕が近くなりすぎないように調整すればよく、3μm間隔でなくても構わない。通常、圧痕間隔は圧痕サイズの3倍以上とする。鋼板表面から裏面にかけて硬度測定が実施できれば、一回の測定エリアも50μm×50μmに限定しない。 That is, a test piece for observing the metallographic structure is collected from the central portion of the plate width of the base material region of the steel plate. Then, the test piece for observing the metallographic structure was polished, and under a load of 500 μN (loading 10s, unloading 10s), a measurement area of 50 μm × 50 μm in the cross section parallel to the rolling direction and in the plate thickness direction was 3 μm. Measure at intervals. This measurement is carried out from the front surface to the back surface of the steel sheet. From this result, the maximum hardness / minimum hardness was obtained with the largest value among the measured values as the maximum hardness and the smallest value as the minimum hardness. The hardness was measured using a TriboScope / TriboIndenter manufactured by Hysiron. The load may be smaller or larger than 500 μN as long as the indentation size is smaller than the length of each rolled pearlite in the plate thickness direction. The indentation interval may be adjusted according to the indentation size so that the indentation does not become too close, and the indentation interval does not have to be 3 μm. Normally, the indentation interval is 3 times or more the indentation size. If the hardness can be measured from the front surface to the back surface of the steel sheet, the measurement area at one time is not limited to 50 μm × 50 μm.

なお、本発明の一実施形態に従う鋼板は、めっき層を有していてもよい。めっき層としては、例えば、Zn系めっきやAl系めっきなどが挙げられる。 The steel sheet according to the embodiment of the present invention may have a plating layer. Examples of the plating layer include Zn-based plating and Al-based plating.

次いで、本発明の鋼板の特性(機械的特性)について説明する。 Next, the characteristics (mechanical characteristics) of the steel sheet of the present invention will be described.

本発明の一実施形態に従う鋼板の引張強さは、1500MPa以上である。本発明の一実施形態に従う鋼板の引張強さは、好ましくは1600MPa以上、より好ましくは1700MPa以上、さらに好ましくは1800MPa以上である。なお、本発明の一実施形態に従う鋼板の引張強さの上限は特に限定されないが、他の特性とのバランスの取りやすさの観点およびせん断加工時の刃の損傷を防ぐ観点から、2500MPa以下が好ましい。 The tensile strength of the steel sheet according to one embodiment of the present invention is 1500 MPa or more. The tensile strength of the steel sheet according to one embodiment of the present invention is preferably 1600 MPa or more, more preferably 1700 MPa or more, still more preferably 1800 MPa or more. The upper limit of the tensile strength of the steel sheet according to the embodiment of the present invention is not particularly limited, but 2500 MPa or less is used from the viewpoint of easy balancing with other characteristics and from the viewpoint of preventing damage to the blade during shearing. preferable.

また、「耐遅れ破壊特性に優れる」とは、後述する方法により求めた臨界負荷応力が降伏強度(以下、単にYSともいう。)以上であることを意味する。臨界負荷応力は、好ましくは(YS+100)MPa以上、より好ましくは(YS+200)MPa以上である。 Further, "excellent in delayed fracture resistance" means that the critical load stress obtained by the method described later is equal to or higher than the yield strength (hereinafter, also simply referred to as YS). The critical load stress is preferably (YS + 100) MPa or more, more preferably (YS + 200) MPa or more.

ここで、引張強さ(TS)および降伏強度(YS)は、以下のようにして測定する。
すなわち、鋼板の母材領域の板幅中央部から、圧延方向が長手方向となるように、標点間距離50mm、標点間幅25mmのJIS5号試験片を採取する。ついで、採取したJIS5号試験片を用い、JIS Z 2241(2011)の規定に準拠して引張試験を行い、引張強度(TS)及び降伏強度(YS)を測定する。なお、引張速度は10mm/分とする。
Here, the tensile strength (TS) and the yield strength (YS) are measured as follows.
That is, a JIS No. 5 test piece having a distance between gauge points of 50 mm and a width between gauge points of 25 mm is collected from the central portion of the plate width of the base metal region of the steel plate so that the rolling direction is the longitudinal direction. Then, using the collected JIS No. 5 test piece, a tensile test is performed in accordance with the provisions of JIS Z 2241 (2011), and the tensile strength (TS) and the yield strength (YS) are measured. The tensile speed is 10 mm / min.

また、耐遅れ破壊特性は以下の方法で評価できる。
すなわち、鋼板から、長手方向がせん断端面となるように110mm×30mmの試験片を採取し、当該試験片に、長手方向に対してV字曲げ加工を施す。ついで、ボルト、ナット及びテーパーワッシャーを用いて、V字曲げ加工した試験片を板面の両側からボルトで締め込み、狙い値で1200MPaから2400MPaまでの10MPa間隔の種々の負荷応力がV字曲げ部にかかるように、成形部材試験片を作製する。ここで、負荷応力の調整は、負荷応力とボルト締込量の相関を用いて行う。なお、負荷応力とボルト締込量の相関は、YUモデルを用いたCAE解析により求める。また、CAE解析では、引張試験により求めた応力-ひずみ曲線を用いる。
In addition, the delayed fracture resistance can be evaluated by the following method.
That is, a 110 mm × 30 mm test piece is collected from the steel sheet so that the shear end face is in the longitudinal direction, and the test piece is subjected to V-shaped bending in the longitudinal direction. Then, using bolts, nuts and taper washers, the V-shaped bent test piece is bolted from both sides of the plate surface, and various load stresses at 10 MPa intervals from 1200 MPa to 2400 MPa are applied to the V-shaped bent portion. A molded member test piece is prepared so as to cover the above. Here, the load stress is adjusted by using the correlation between the load stress and the bolt tightening amount. The correlation between the load stress and the bolt tightening amount is obtained by CAE analysis using the YU model. In the CAE analysis, the stress-strain curve obtained by the tensile test is used.

そして、作製した種々の成形部材試験片を、pH=3(25℃)の塩酸水溶液中に96時間浸漬し、浸漬後に遅れ破壊(割れ)がなかった成形部材試験片の負荷応力の最大値を、臨界負荷応力とする。 Then, the various molded member test pieces produced were immersed in a hydrochloric acid aqueous solution having a pH of 3 (25 ° C.) for 96 hours, and the maximum value of the load stress of the molded member test pieces that did not undergo delayed fracture (cracking) after the immersion was set. , Critical load stress.

なお、遅れ破壊の判定は目視、及び、実体顕微鏡で倍率:20倍に拡大した画像にて行い、長さ:200μm以上の亀裂が確認されなかった場合に、遅れ破壊(割れ)なしと評価できる。 It should be noted that the determination of delayed fracture is performed visually and with an image magnified at a magnification of 20 times with a stereomicroscope, and when no crack with a length of 200 μm or more is confirmed, it can be evaluated that there is no delayed fracture (crack). ..

次に、本発明の一実施形態に従う鋼板の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing a steel sheet according to an embodiment of the present invention will be described.

本発明の一実施形態に従う鋼板の製造方法は、
鋼組織全体に対する面積率で、95%以上のパーライトを有し、該パーライト組織の平均ラメラ間隔が300nm以下である鋼素材を、以下の1)~4)の条件全てを満たす冷間圧延条件で複数方向での冷間圧延工程を有する。
1)圧延方向の数n:nは整数、n≧2
2)1つの圧延方向における最小総圧下率r:r≧10%
3)総圧下率R:R≧90%
4)1回目(初期)の冷間圧延後の2~n回目の各圧延方向の1回目(初期)の冷間圧延方向に対する角度のうち、0°超90°以下となる角度を読み取るとき、圧延方向の中で最も大きな角度となる角度Xmax:60°≦Xmax≦90°
鋼素材
パーライトの面積率:95%以上
冷間圧延前の鋼素材のパーライト面積率は、冷間圧延後の圧延加工パーライトの面積率と同じとなるため、冷間圧延後に高強度を得て、かつ旧オーステナイト粒界を無くし良好な耐遅れ破壊特性を得る観点から、鋼素材のパーライトの面積率は、95%以上とする。好ましくは97%以上とし、より好ましくは99%以上とする。上限は特に限定せず、100%であっても構わない。
A method for manufacturing a steel sheet according to an embodiment of the present invention is as follows.
A steel material having a pearlite of 95% or more with respect to the entire steel structure and an average lamellar spacing of the pearlite structure of 300 nm or less is subjected to cold rolling conditions that satisfy all of the following conditions 1) to 4). It has a cold rolling process in multiple directions.
1) Number of rolling directions n: n is an integer, n ≧ 2
2) Minimum total reduction rate in one rolling direction r: r ≧ 10%
3) Total reduction rate R: R ≧ 90%
4) When reading the angle between the 1st (initial) cold rolling direction and the 1st (initial) cold rolling direction of each of the 2nd to nth rolling directions after the 1st (initial) cold rolling, which is more than 0 ° and 90 ° or less. Angle that is the largest angle in the rolling direction Xmax: 60 ° ≤ Xmax ≤ 90 °
Area ratio of steel material pearlite: 95% or more Since the pearlite area ratio of steel material before cold rolling is the same as the area ratio of rolled pearlite after cold rolling, high strength is obtained after cold rolling. Moreover, from the viewpoint of eliminating the old austenite grain boundary and obtaining good delayed fracture resistance, the area ratio of pearlite of the steel material is 95% or more. It is preferably 97% or more, and more preferably 99% or more. The upper limit is not particularly limited and may be 100%.

なお、ここでいうパーライトとは、フェライトと針状セメンタイトからなる組織である。 The pearlite referred to here is a structure composed of ferrite and needle-like cementite.

本発明の一実施形態に従う鋼素材の組織には、パーライト以外のその他の金属相を含んでいてもよい。ここで、その他の金属相の面積率は5%未満であれば許容される。
その他の金属相としては、例えば、フェライト、マルテンサイト、ベイナイトが挙げられる。
The structure of the steel material according to one embodiment of the present invention may contain other metallic phases other than pearlite. Here, if the area ratio of the other metal phase is less than 5%, it is acceptable.
Examples of other metal phases include ferrite, martensite, and bainite.

ここで、各相の面積率は以下のようにして測定する。 Here, the area ratio of each phase is measured as follows.

すなわち、鋼板の母材領域から、圧延方向に平行なL断面が試験面となるように試験片を採取する。ついで、試験片の試験面を鏡面研磨し、ナイタール液で組織現出する。組織現出した試験片の試験面を、SEMにより倍率1500倍で観察し、ポイントカウンティング法により、板厚1/4位置におけるパーライト以外の面積率を測定する。 That is, a test piece is collected from the base material region of the steel sheet so that the L cross section parallel to the rolling direction is the test surface. Then, the test surface of the test piece is mirror-polished and the structure is exposed with a nital solution. The test surface of the test piece revealing the structure is observed by SEM at a magnification of 1500 times, and the area ratio other than pearlite at the plate thickness 1/4 position is measured by the point counting method.

パーライトの面積率は、100%からパーライト以外の面積率を減ずることにより算出する。 The area ratio of pearlite is calculated by subtracting the area ratio other than pearlite from 100%.

パーライトの平均ラメラ間隔
冷間圧延後に高強度を得る観点から、鋼素材のパーライトの平均ラメラ間隔は、300nm以下とする。好ましくは280nm以下とし、より好ましくは250nm以下とする。下限は特に限定しないが、細かすぎると強度が過剰となり十分な冷間圧延率が取れないため、良好な耐遅れ破壊特性を得る観点から、50nm以上が好ましい。
Average lamellar spacing of pearlite From the viewpoint of obtaining high strength after cold rolling, the average lamellar spacing of pearlite made of steel material shall be 300 nm or less. It is preferably 280 nm or less, and more preferably 250 nm or less. The lower limit is not particularly limited, but if it is too fine, the strength becomes excessive and a sufficient cold rolling ratio cannot be obtained. Therefore, from the viewpoint of obtaining good delayed fracture resistance, 50 nm or more is preferable.

この平均ラメラ間隔の測定は、SEM観察から平均幅を決定することが可能である。ここで、パーライトのラメラ間隔は、ラメラを構成する隣り合うフェライト層とセメンタイト層各々の厚さ方向の中心点間の平均距離を意味する。前記平均距離は、例えば、フェライト層1層とセメンタイト層1層を一組の層としてとらえ、組織観察において層の展伸方向に対して垂直方向の所定長さの線分により何組の層が切断されるかを測定して求めればよい。なお、線分の両端で線分により完全には切断されない層は、計測しない。すなわち、ラメラ間隔=線分長さ/(線分により切断される組数×2)により算出される。
なお、上記組織は、圧延方向に平行な断面をナイタールもしくは電解研磨によりエッチングし、SEMを用いて、5000倍以上で3視野以上撮影し、画像解析などの手法により測定することができる。
The measurement of this average lamella interval can determine the average width from SEM observation. Here, the lamellar spacing of pearlite means the average distance between the center points in the thickness direction of the adjacent ferrite layers and cementite layers constituting the lamellar. For the average distance, for example, one ferrite layer and one cementite layer are regarded as one set of layers, and in microstructure observation, how many sets of layers are formed by a line segment having a predetermined length in the direction perpendicular to the extension direction of the layers. It may be obtained by measuring whether or not it is cut. Layers that are not completely cut by the line segment at both ends of the line segment are not measured. That is, it is calculated by lamella spacing = line segment length / (number of sets cut by line segment × 2).
The structure can be measured by etching a cross section parallel to the rolling direction by nital or electrolytic polishing, photographing 3 or more fields at 5000 times or more using SEM, and measuring by a method such as image analysis.

冷間圧延工程
圧延方向の数n:nは整数、n≧2
パーライトはラメラの方向によって加工のされやすさが異なる。圧延方向が1方向であれば圧延方向と垂直方向にラメラの方向を有するパーライトは加工されにくいため硬度が低くなり、板厚全方向の硬度比が大きくなる。これにより、耐遅れ破壊特性は劣化する。したがって、圧延方向の数は2以上とする。好ましくは3以上である。圧延方向の数の上限は特に限定されないが、1つの圧延方向における総圧下率を稼ぐ観点から、圧延方向の数は10以下とすることが好ましい。より好ましくは8以下である。
Cold rolling process Number of rolling directions n: n is an integer, n ≧ 2
Pearlite is easy to process depending on the direction of the lamella. If the rolling direction is one direction, pearlite having a lamellar direction perpendicular to the rolling direction is difficult to process, so that the hardness is low and the hardness ratio in all directions of the plate thickness is large. As a result, the delayed fracture resistance is deteriorated. Therefore, the number of rolling directions is 2 or more. It is preferably 3 or more. The upper limit of the number of rolling directions is not particularly limited, but the number of rolling directions is preferably 10 or less from the viewpoint of gaining the total rolling reduction ratio in one rolling direction. More preferably, it is 8 or less.

1つの圧延方向における最小総圧下率r:r≧10%
1つの圧延方向の最小総圧下率が10%未満であればその方向にラメラの方向を有するパーライトは加工率が不足するため硬度が低くなり、板厚全方向の硬度比が大きくなる。これにより、耐遅れ破壊特性は劣化する。したがって、1つの圧延方向における最小総圧下率rは10%以上とする。好ましくは15%以上である。1つの圧延方向における最小総圧下率rの上限は特に限定されないが、その他の圧延方向における圧下率を稼ぐ観点から、1つの圧延方向における最小総圧下率rは50%以下とすることが好ましい。
ここで、総圧下率rとは、同方向(1つの圧延方向)での圧延率の合計である。なお、圧延方向が±5°以下であれば同方向と見なしても良い。
Minimum total reduction rate in one rolling direction r: r ≧ 10%
If the minimum total rolling reduction ratio in one rolling direction is less than 10%, the hardness of pearlite having the lamellar direction in that direction is insufficient, so that the hardness is low and the hardness ratio in all directions of the plate thickness is large. As a result, the delayed fracture resistance is deteriorated. Therefore, the minimum total rolling reduction r in one rolling direction is set to 10% or more. It is preferably 15% or more. The upper limit of the minimum total reduction rate r in one rolling direction is not particularly limited, but from the viewpoint of gaining a reduction rate in other rolling directions, the minimum total reduction rate r in one rolling direction is preferably 50% or less.
Here, the total rolling reduction r is the total rolling ratio in the same direction (one rolling direction). If the rolling direction is ± 5 ° or less, it may be regarded as the same direction.

全方向の合計の総圧下率R:R≧90%
高強度の特性を得て、耐遅れ破壊特性を良好にするためには旧オーステナイト粒界が減少するほど強加工する必要がある。したがって、全方向の合計の総圧下率Rは90%以上とする。好ましくは95%以上である。総圧下率Rの上限は特に限定されないが、冷間圧延機の製造限界から、総圧下率Rは120%以下とすることが好ましい。
ここで、総圧下率Rとは、全圧延方向での圧延率の合計である。
Total reduction rate in all directions R: R ≧ 90%
In order to obtain high-strength characteristics and improve delayed fracture resistance, it is necessary to perform strong processing so that the old austenite grain boundaries are reduced. Therefore, the total reduction rate R in all directions is 90% or more. It is preferably 95% or more. The upper limit of the total rolling reduction ratio R is not particularly limited, but the total rolling reduction ratio R is preferably 120% or less due to the manufacturing limit of the cold rolling mill.
Here, the total rolling reduction ratio R is the total rolling ratio in all rolling directions.

1回目(初期)の冷間圧延圧延後の各圧延方向の1回目(初期)の冷間圧延方向に対する角度のうち、0°超90°以下となる角度を読み取るとき、前記各圧延方向の中で最も大きな角度となる角度Xmax:60°≦Xmax≦90°
2~n回目の方向の中で最も大きな角度と初期圧延方向(1回目の冷間圧延の方向)の角度が60°未満であることは、つまり初期圧延方向の垂直方向±30°以内では圧延されていないことを意味する。これにより、圧延方向と垂直方向にラメラの方向を有するパーライトは加工されにくいため硬度が低くなり、板厚全方向の硬度比が大きくなる。したがって、2~n回目の方向の中で最も大きな角度と初期圧延方向の角度は60°以上とする。好ましくは65°以上である。最大は90°であるため、2~n回目までの方向の中で最も大きな角度と初期圧延方向の角度は90%以下とする。
First (initial) cold rolling When reading the angle of each rolling direction after the first (initial) cold rolling direction with respect to the first (initial) cold rolling direction, which is more than 0 ° and 90 ° or less, in each of the rolling directions. Xmax: 60 ° ≤ Xmax ≤ 90 °
The angle between the largest angle in the 2nd to nth directions and the initial rolling direction (the direction of the first cold rolling) is less than 60 °, that is, rolling within ± 30 ° in the vertical direction of the initial rolling direction. It means that it has not been done. As a result, pearlite having a lamellar direction perpendicular to the rolling direction is difficult to process, so that the hardness is low and the hardness ratio in all directions of the plate thickness is large. Therefore, the largest angle in the 2nd to nth directions and the angle in the initial rolling direction are set to 60 ° or more. It is preferably 65 ° or more. Since the maximum is 90 °, the largest angle in the 2nd to nth directions and the angle in the initial rolling direction are 90% or less.

本発明の一実施形態に従う鋼板の製造方法は、
鋼素材を、900℃以上の加熱温度で1分以上保持した後、10℃/秒以上の平均冷却速度で冷却し、(850-380[C]1/2)℃以上(950-380[C]1/2)℃以下で20分以上保持した後、室温まで冷却する熱処理工程を有する。ここで、[C]は鋼素材に含まれるC含有量であり、冷間圧延後に得られる鋼板中のC含有量と同じである。
また、室温とは、-5~40℃とする。
A method for manufacturing a steel sheet according to an embodiment of the present invention is as follows.
The steel material is held at a heating temperature of 900 ° C. or higher for 1 minute or longer, then cooled at an average cooling rate of 10 ° C./sec or higher, and then cooled at (850-380 [C] 1/2 ) ° C. or higher (950-380 [C]. ] 1/2 ) It has a heat treatment step of cooling to room temperature after holding at ℃ or less for 20 minutes or more. Here, [C] is the C content contained in the steel material, which is the same as the C content in the steel sheet obtained after cold rolling.
The room temperature is −5 to 40 ° C.

熱処理工程
面積率で、95%以上のパーライトを有し、該パーライト組織の平均ラメラ間隔が300nm以下である鋼素材を得るためには、冷間圧延の前に以下の熱処理を施すことが好ましい。
Heat treatment step In order to obtain a steel material having pearlite of 95% or more in area ratio and an average lamellar spacing of the pearlite structure of 300 nm or less, it is preferable to perform the following heat treatment before cold rolling.

加熱温度900℃以上
最終組織でパーライト組織とするためには、フェライトが存在しないようにし、オーステナイト単相域で加熱するのが好ましい。したがって、加熱温度は900℃以上が好ましい。より好ましくは920℃以上である。上限は特に限定しないが、過剰にスケールが生成すると、冷間圧延前の板厚が薄くなるため、冷間圧延率を稼ぐのが難しくなる。したがって、加熱温度の上限は1100℃以下が好ましい。
Heating temperature 900 ° C. or higher In order to obtain a pearlite structure in the final structure, it is preferable to eliminate ferrite and heat in the austenite single-phase region. Therefore, the heating temperature is preferably 900 ° C. or higher. More preferably, it is 920 ° C. or higher. The upper limit is not particularly limited, but if excessive scale is generated, the plate thickness before cold rolling becomes thin, and it becomes difficult to obtain the cold rolling ratio. Therefore, the upper limit of the heating temperature is preferably 1100 ° C. or lower.

加熱時間1分以上
最終組織でパーライト組織とするためには、フェライトを完全に無くし、オーステナイト単相域で加熱するのが好ましい。そのためにはオーステナイト温度域で1分以上の保持が好ましい。より好ましくは5分以上である。上限は特に限定しないが、過剰にスケールが生成すると、冷間圧延前の板厚が薄くなるため、冷間圧延率を稼ぐのが難しくなる。したがって、加熱時間の上限は7200秒以下が好ましい。
Heating time 1 minute or more In order to obtain a pearlite structure in the final structure, it is preferable to completely eliminate ferrite and heat in the austenite single-phase region. For that purpose, it is preferable to keep it for 1 minute or more in the austenite temperature range. More preferably, it is 5 minutes or more. The upper limit is not particularly limited, but if excessive scale is generated, the plate thickness before cold rolling becomes thin, and it becomes difficult to obtain the cold rolling ratio. Therefore, the upper limit of the heating time is preferably 7200 seconds or less.

平均冷却速度10℃/秒以上
最終組織でパーライト組織とするためには、フェライトが生成するより速く冷却するのが好ましい。そのためには平均冷却速度は10℃/秒以上が好ましい。より好ましくは12℃/秒以上である。上限は特に限定せず、速いほど好ましい。水冷相当の2000℃/秒以上であっても構わない。
Average cooling rate of 10 ° C./sec or more In order to obtain a pearlite structure in the final structure, it is preferable to cool faster than ferrite is formed. For that purpose, the average cooling rate is preferably 10 ° C./sec or more. More preferably, it is 12 ° C./sec or higher. The upper limit is not particularly limited, and the faster the speed, the better. It may be 2000 ° C./sec or higher, which is equivalent to water cooling.

保持温度(850-380[C]1/2)℃以上(950-380[C]1/2)℃以下
パーライト組織の平均ラメラ間隔を300nm以下とするためには、パーライトノーズ付近での保持が好ましい。パーライトノーズは化学成分により変動し、特に炭素の影響が大きいため、炭素量に応じて最適温度を選定するのが好ましい。パーライトノーズから50℃以上高くなるもしくは低くなるとパーライト組織の平均ラメラ間隔を300nm以下にするのが困難となるため、保持温度は(850-380[C]1/2)℃以上(950-380[C]1/2)℃以下とする。好ましくは(870-380[C]1/2)℃以上(930-380[C]1/2)℃以下である。
Holding temperature (850-380 [C] 1/2 ) ° C or higher (950-380 [C] 1/2 ) ° C or lower In order to keep the average lamellar spacing of the pearlite structure to 300 nm or less, holding near the pearlite nose is necessary. preferable. Since the pearlite nose fluctuates depending on the chemical composition and is particularly affected by carbon, it is preferable to select the optimum temperature according to the amount of carbon. When the temperature rises or falls below 50 ° C from the pearlite nose, it becomes difficult to keep the average lamellar spacing of the pearlite structure below 300 nm, so the holding temperature is (850-380 [C] 1/2 ) ° C or higher (950-380 []. C] 1/2 ) ° C or lower. It is preferably (870-380 [C] 1/2 ) ° C. or higher and (930-380 [C] 1/2 ) ° C. or lower.

保持時間20分以上
最終組織でパーライト組織とするためには、保持時間は長いほど好ましい。したがって、保持時間は20分以上が好ましい。より好ましくは25分以上である。上限は特に限定しないが、炭化物が粗大化し、耐遅れ破壊特性を劣化させないためには、保持時間の上限は120分以下が好ましい。
Retention time 20 minutes or more In order to obtain a pearlite structure in the final structure, a longer retention time is preferable. Therefore, the holding time is preferably 20 minutes or more. More preferably, it is 25 minutes or more. Although the upper limit is not particularly limited, the upper limit of the holding time is preferably 120 minutes or less in order to prevent the carbides from becoming coarse and deteriorating the delayed fracture resistance.

加熱温度や保持温度は、保持中、一定であってもよく、また、上記の温度範囲内にあれば、保持中、常に一定としなくてもよい。スラブの保持についても同様である。 The heating temperature and the holding temperature may be constant during holding, and may not always be constant during holding as long as they are within the above temperature range. The same applies to the holding of the slab.

なお、上記以外の各工程の条件については特に限定されず、常法に従えばよい。 The conditions of each step other than the above are not particularly limited, and a conventional method may be followed.

また、特性を変化させない範囲で、冷間圧延工程の後に、焼戻し処理を行ってもよい。また、鋼板にZn系めっきやAl系めっきなどのめっき処理を施してもよい。さらに、冷間圧延工程の後や焼鈍工程の後、または、めっき処理後に、鋼板に形状調整のための調質圧延を施してもよい。 Further, a tempering process may be performed after the cold rolling step as long as the characteristics are not changed. Further, the steel sheet may be subjected to a plating treatment such as Zn-based plating or Al-based plating. Further, after the cold rolling step, the annealing step, or the plating treatment, the steel sheet may be subjected to temper rolling for shape adjustment.

表1に示す成分組成(残部はFe及び不可避的不純物)を有する鋼素材に、表2に記載の条件(加熱温度、加熱時間、平均冷却速度、保持温度、保持時間)で熱処理を行い、熱処理鋼板を得た。なお、表2に示す保持温度、保持時間での保持後、室温(25℃)まで冷却した。
得られた熱処理鋼板を研削加工したのち、表3に記載の条件で冷間圧延(1~5方向での冷間圧延)をして冷延鋼板を得た。
A steel material having the component composition shown in Table 1 (the balance is Fe and unavoidable impurities) is heat-treated under the conditions shown in Table 2 (heating temperature, heating time, average cooling rate, holding temperature, holding time), and then heat-treated. Obtained a steel plate. After holding at the holding temperature and holding time shown in Table 2, the mixture was cooled to room temperature (25 ° C.).
The obtained heat-treated steel sheet was ground and then cold-rolled (cold-rolled in 1 to 5 directions) under the conditions shown in Table 3 to obtain a cold-rolled steel sheet.

また、表1における各元素の空欄は、当該元素を意図的に添加していないことを表しており、当該元素を含有しない(0質量%)場合だけでなく、当該元素を不可避的に含有する場合も含む。 Further, the blanks of each element in Table 1 indicate that the element is not intentionally added, and not only when the element is not contained (0% by mass) but also when the element is inevitably contained. Including cases.

ここで、得られた鋼板の組織は、以下のようにして測定した。
鋼板の母材領域から、圧延方向に平行なL断面が試験面となるように試験片を採取した。ついで、試験片の試験面を鏡面研磨し、ナイタール液で組織現出させた。組織現出した試験片の試験面を、SEMにより倍率1500倍で観察し、ポイントカウンティング法により、板厚1/4位置における圧延加工パーライト以外の面積率を測定した。
なお、SEM像では、マルテンサイトは白色の組織を呈している。また、マルテンサイトのうち焼戻しマルテンサイトでは、内部に微細な炭化物が析出している。フェライトは、黒色の組織を呈している。ベイナイトは、黒色の組織の中に白色の炭化物が析出している。これらの点から、SEM像において各相を識別した。ただし、ブロック粒の面方位とエッチングの程度によっては、内部の炭化物が現出しにくい場合もあるので、その場合はエッチングを十分に行い確認した。
圧延加工パーライトの面積率は、100%から圧延加工パーライト以外の面積率を減ずることにより算出した。
圧延加工パーライトの硬さはHV換算で300以上であることを確認した。具体的な換算方法については、硬さの異なるパーライトのサンプルにてビッカース硬さHVと、後述の硬度測定を行い、パーライトの硬さがHV換算で300以上であることで、圧延加工されたと判断した。
Here, the structure of the obtained steel sheet was measured as follows.
A test piece was taken from the base metal region of the steel sheet so that the L cross section parallel to the rolling direction was the test surface. Then, the test surface of the test piece was mirror-polished and the structure was exposed with a nital solution. The test surface of the test piece in which the structure appeared was observed by SEM at a magnification of 1500 times, and the area ratio other than the rolled pearlite at the plate thickness 1/4 position was measured by the point counting method.
In the SEM image, martensite exhibits a white tissue. Further, among the martensites, the tempered martensite has fine carbides precipitated inside. Ferrites have a black structure. In bainite, white carbides are precipitated in the black structure. From these points, each phase was identified in the SEM image. However, depending on the surface orientation of the block grains and the degree of etching, it may be difficult for carbides inside to appear. In that case, sufficient etching was performed to confirm.
The area ratio of rolled pearlite was calculated by subtracting the area ratio other than rolled pearlite from 100%.
It was confirmed that the hardness of the rolled pearlite was 300 or more in terms of HV. As for the specific conversion method, Vickers hardness HV and hardness measurement described later were performed using pearlite samples with different hardness, and it was judged that the pearlite was rolled because the hardness of pearlite was 300 or more in terms of HV. did.

結果を表4に示す。 The results are shown in Table 4.

組織の同定(ポイントカウンティング法)では、SEMによる観察領域(82μm×57μmの領域)上に間隔が均等となるように16×15の格子を置いた。そして、格子点おける各相の点数を数え、格子点総数に対する各相が占める格子点数の割合を、各相の面積率とした。また、各相の面積率は、別々の3つのSEM像から求めた各相の面積率の平均値とした。
なお、冷間圧延前の鋼素材のパーライトの面積率については、表4中の冷間圧延後の圧延加工パーライトの面積率と同じであることは、同様の方法で確認した。
In the tissue identification (point counting method), a 16 × 15 grid was placed on the observation area (82 μm × 57 μm area) by SEM so that the intervals were even. Then, the number of points of each phase at the grid points was counted, and the ratio of the number of grid points occupied by each phase to the total number of grid points was defined as the area ratio of each phase. The area ratio of each phase was taken as the average value of the area ratio of each phase obtained from three separate SEM images.
It was confirmed by the same method that the area ratio of the rolled pearlite of the steel material before cold rolling was the same as the area ratio of the rolled pearlite after cold rolling in Table 4.

また、冷間圧延前のパーライトの平均ラメラ間隔の測定は、SEM観察から平均幅を決定した。ここで、パーライトのラメラ間隔は、ラメラを構成する隣り合うフェライト層とセメンタイト層各々の厚さ方向の中心点間の平均距離を意味する。前記平均距離は、例えば、フェライト層1層とセメンタイト層1層を一組の層としてとらえ、組織観察において層の展伸方向に対して垂直方向の所定長さの線分により何組の層が切断されるかを測定して求めればよい。なお、線分の両端で線分により完全には切断されない層は、計測しない。すなわち、ラメラ間隔=線分長さ/(線分により切断される組数×2)により算出される。
なお、上記組織は、圧延方向に平行な断面をナイタールもしくは電解研磨によりエッチングし、SEMを用いて、5000倍以上で3視野以上撮影し、画像解析などの手法により測定した。
Further, in the measurement of the average lamellar interval of pearlite before cold rolling, the average width was determined from the SEM observation. Here, the lamellar spacing of pearlite means the average distance between the center points in the thickness direction of the adjacent ferrite layers and cementite layers constituting the lamellar. For the average distance, for example, one ferrite layer and one cementite layer are regarded as one set of layers, and in microstructure observation, how many sets of layers are formed by a line segment having a predetermined length in the direction perpendicular to the extension direction of the layers. It may be obtained by measuring whether or not it is cut. Layers that are not completely cut by the line segment at both ends of the line segment are not measured. That is, it is calculated by lamella spacing = line segment length / (number of sets cut by line segment × 2).
The structure was measured by etching a cross section parallel to the rolling direction by nital or electrolytic polishing, photographing 3 or more fields at 5000 times or more using SEM, and measuring by a method such as image analysis.

さらに、以下の要領で、鋼板の最大硬度/最小硬度を評価した。結果を表4に併記する。 Furthermore, the maximum hardness / minimum hardness of the steel sheet was evaluated as follows. The results are also shown in Table 4.

すなわち、鋼板の母材領域の板幅中央部から、金属組織観察用の試験片を採取する。ついで、金属組織観察用の試験片を研磨し、500μNの荷重(載荷10s、除荷10s)にて、圧延方向に平行であり、板厚方向の断面内の、50μm×50μmの測定エリアを3μm間隔で測定した。この測定を鋼板表面から裏面にかけて実施した。この結果から、測定値のなかで最も大きな値を最大硬度、最も小さな値を最小硬度として、最大硬度/最小硬度を求めた。硬度の測定は、Hysitron社製TriboScope/TriboIndenterを用いて実施した。圧痕サイズは対角線長さで500nmとし、圧痕間隔は5.0μmとした。 That is, a test piece for observing the metallographic structure is collected from the central portion of the plate width of the base material region of the steel plate. Then, the test piece for observing the metallographic structure was polished, and under a load of 500 μN (loading 10s, unloading 10s), a measurement area of 50 μm × 50 μm in the cross section parallel to the rolling direction and in the plate thickness direction was 3 μm. Measured at intervals. This measurement was carried out from the front surface to the back surface of the steel sheet. From this result, the maximum hardness / minimum hardness was obtained with the largest value among the measured values as the maximum hardness and the smallest value as the minimum hardness. The hardness was measured using a TriboScope / TriboIndenter manufactured by Hysiron. The indentation size was 500 nm in diagonal length, and the indentation interval was 5.0 μm.

以下の要領で、引張特性を評価した。 The tensile properties were evaluated as follows.

すなわち、鋼板の母材領域の板幅中央部から、圧延方向が長手方向となるように、標点間距離50mm、標点間幅25mmのJIS5号試験片を採取する。ついで、採取したJIS5号試験片を用い、JIS Z 2241(2011)の規定に準拠して引張試験を行い、引張強度(TS)及び降伏強度(YS)を測定する。なお、引張速度は10mm/分とする。 That is, a JIS No. 5 test piece having a distance between gauge points of 50 mm and a width between gauge points of 25 mm is collected from the central portion of the plate width of the base metal region of the steel plate so that the rolling direction is the longitudinal direction. Then, using the collected JIS No. 5 test piece, a tensile test is performed in accordance with the provisions of JIS Z 2241 (2011), and the tensile strength (TS) and the yield strength (YS) are measured. The tensile speed is 10 mm / min.

以下の要領で、耐遅れ破壊特性を評価した。 The delayed fracture resistance was evaluated as follows.

すなわち、上記のようにして得た鋼板から、長手方向がせん断端面となるように110mm×30mmの試験片を採取し、当該試験片に、長手方向に対してV字曲げ加工を施した。ついで、ボルト、ナット及びテーパーワッシャーを用いて、V字曲げ加工した試験片を板面の両側からボルトで締め込み、狙い値で1200MPaから2400MPaまでの10MPa間隔の種々の負荷応力がV字曲げ部にかかるように、種々の成形部材試験片を作製した。ここで、負荷応力の調整は、負荷応力とボルト締込量の相関を用いて行った。なお、負荷応力とボルト締込量の相関は、YUモデルを用いたCAE解析により求めた。また、CAE解析では、引張試験により求めた応力-ひずみ曲線を用いた。 That is, a 110 mm × 30 mm test piece was collected from the steel sheet obtained as described above so that the shear end face was in the longitudinal direction, and the test piece was subjected to V-shaped bending in the longitudinal direction. Then, using bolts, nuts and taper washers, the V-shaped bent test piece is bolted from both sides of the plate surface, and various load stresses at 10 MPa intervals from 1200 MPa to 2400 MPa are applied to the V-shaped bent portion. Various molded member test pieces were prepared so as to cover the above. Here, the load stress was adjusted using the correlation between the load stress and the bolt tightening amount. The correlation between the load stress and the bolt tightening amount was obtained by CAE analysis using the YU model. In the CAE analysis, the stress-strain curve obtained by the tensile test was used.

そして、作製した種々の成形部材試験片を、pH=3(25℃)の塩酸水溶液中に96時間浸漬し、浸漬後に遅れ破壊(割れ)がなかった成形部材試験片の負荷応力の最大値を、臨界負荷応力とした。求めた臨界負荷応力を表1に併記する。 Then, the various molded member test pieces produced were immersed in a hydrochloric acid aqueous solution having a pH of 3 (25 ° C.) for 96 hours, and the maximum value of the load stress of the molded member test pieces that did not undergo delayed fracture (cracking) after the immersion was set. , Critical load stress. The obtained critical load stress is also shown in Table 1.

なお、遅れ破壊の判定は目視、及び、実体顕微鏡で倍率:20倍に拡大した画像にて行い、長さ:200μm以上の亀裂が確認されなかった場合には「遅れ破壊(割れ)なし」と、長さ:200μm以上の亀裂が1つでも確認された場合には「遅れ破壊(割れ)あり」と判定した。 In addition, the judgment of delayed fracture is performed visually and with an image magnified at a magnification of 20 times with a stereomicroscope, and if no crack with a length of 200 μm or more is confirmed, it is said that there is no delayed fracture (crack). , Length: When even one crack of 200 μm or more was confirmed, it was determined that there was delayed fracture (crack).

そして、求めた臨界負荷応力により、以下の基準で耐遅れ破壊特性を評価した。 Then, based on the obtained critical load stress, the delayed fracture resistance was evaluated according to the following criteria.

合格(優れる):臨界負荷応力が降伏応力YS以上
不合格:臨界負荷応力が降伏応力YS未満
Pass (excellent): Critical load stress is yield stress YS or more Fail: Critical load stress is less than yield stress YS

Figure 2022086737000001
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Figure 2022086737000002
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Figure 2022086737000003
Figure 2022086737000003

Figure 2022086737000004
Figure 2022086737000004

表4に示したように、発明例の鋼板はいずれも、高強度であり、かつ、耐遅れ破壊特性にも優れていた。 As shown in Table 4, all of the steel sheets of the invention examples had high strength and excellent delayed fracture resistance.

一方、比較例では、強度が低い、または、十分な耐遅れ破壊特性が得られなかった。 On the other hand, in the comparative example, the strength was low or sufficient delayed fracture resistance was not obtained.

Claims (5)

質量%で、
C:0.20%以上0.90%以下、
Si:0.50%以下、
Mn:1.50%以下、
P:0.050%以下、
S:0.020%以下、
Al:0.10%以下、
N:0.010%以下、および
残部はFeおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、
鋼組織全体に対する面積率で、圧延加工パーライトが95%以上であり、
板厚方向で測定される最大硬度と最小硬度の比である最大硬度/最小硬度が1.0以上2.0以下であり、
引張強さが1500MPa以上である鋼板。
By mass%,
C: 0.20% or more and 0.90% or less,
Si: 0.50% or less,
Mn: 1.50% or less,
P: 0.050% or less,
S: 0.020% or less,
Al: 0.10% or less,
N: 0.010% or less, and the balance has a component composition consisting of Fe and unavoidable impurities.
The area ratio of the entire steel structure is 95% or more for rolled pearlite.
The maximum hardness / minimum hardness, which is the ratio of the maximum hardness to the minimum hardness measured in the plate thickness direction, is 1.0 or more and 2.0 or less.
A steel sheet having a tensile strength of 1500 MPa or more.
前記成分組成として、さらに、質量%で、
Cr:4.0%以下、
Mo:4.0%以下、
V:0.5%以下、および
Ni:0.10%以下のうちから選ばれた少なくとも1種を含有する、請求項1に記載の鋼板。
As the component composition, further, by mass%,
Cr: 4.0% or less,
Mo: 4.0% or less,
The steel sheet according to claim 1, which contains at least one selected from V: 0.5% or less and Ni: 0.10% or less.
前記成分組成として、さらに、質量%で、
Nb:0.020%以下、
Ti:0.020%以下、
Cu:0.20%以下、
B:0.0020%以下、
Sb:0.10%以下、および
Sn:0.10%以下のうちから選ばれた少なくとも1種を含有する、請求項1または2に記載の鋼板。
As the component composition, further, by mass%,
Nb: 0.020% or less,
Ti: 0.020% or less,
Cu: 0.20% or less,
B: 0.0020% or less,
The steel sheet according to claim 1 or 2, which contains at least one selected from Sb: 0.10% or less and Sn: 0.10% or less.
請求項1~3のいずれかに記載の成分組成を有し、鋼組織全体に対する面積率で、95%以上のパーライトを有し、該パーライト組織の平均ラメラ間隔が300nm以下である鋼素材を、以下の1)~4)の条件全てを満たす冷間圧延条件で複数方向での冷間圧延を施す冷間圧延工程を含む鋼板の製造方法。
1) 圧延方向の数n:nは整数、n≧2
2) 1つの圧延方向における最小総圧下率r:r≧10%
3) 全方向の合計の総圧下率R:R≧90%
4) 1回目の冷間圧延後の各圧延方向の1回目の冷間圧延方向に対する角度のうち、0°超90°以下となる角度を読み取るとき、前記各圧延方向の中で最も大きな角度となる角度Xmax:60°≦Xmax≦90°
A steel material having the component composition according to any one of claims 1 to 3, having pearlite having an area ratio of 95% or more with respect to the entire steel structure, and having an average lamella spacing of the pearlite structure of 300 nm or less. A method for manufacturing a steel sheet, which comprises a cold rolling step of performing cold rolling in a plurality of directions under cold rolling conditions satisfying all of the following conditions 1) to 4).
1) Number n in the rolling direction: n is an integer, n ≧ 2
2) Minimum total rolling reduction in one rolling direction r: r ≧ 10%
3) Total reduction rate in all directions R: R ≧ 90%
4) When reading the angle of each rolling direction after the first cold rolling with respect to the first cold rolling direction, which is more than 0 ° and 90 ° or less, it is the largest angle in each rolling direction. Angle Xmax: 60 ° ≤ Xmax ≤ 90 °
請求項1~3のいずれかに記載の成分組成を有する鋼素材を、900℃以上の加熱温度で1分以上保持した後、10℃/秒以上の平均冷却速度で冷却し、(850-380[C]1/2)℃以上(950-380[C]1/2)℃以下([C]は前記鋼素材に含まれるC含有量である。)で20分以上保持した後、室温まで冷却する熱処理工程と、
以下の1)~4)の条件全てを満たす冷間圧延条件で複数方向での冷間圧延を施す冷間圧延工程と、を含む鋼板の製造方法。
1) 圧延方向の数n:nは整数、n≧2
2) 1つの圧延方向における最小総圧下率r:r≧10%
3) 全方向の合計の総圧下率R:R≧90%
4) 1回目の冷間圧延後の各圧延方向の1回目の冷間圧延方向に対する角度のうち、0°超90°以下となる角度を読み取るとき、前記各圧延方向の中で最も大きな角度となる角度Xmax:60°≦Xmax≦90
The steel material having the component composition according to any one of claims 1 to 3 is held at a heating temperature of 900 ° C. or higher for 1 minute or longer, and then cooled at an average cooling rate of 10 ° C./sec or higher (850-380). After holding at [C] 1/2 ) ° C. or higher (950-380 [C] 1/2 ) ° C. or lower ([C] is the C content contained in the steel material) for 20 minutes or longer, the temperature reaches room temperature. The heat treatment process to cool and
A method for manufacturing a steel sheet, which comprises a cold rolling step of performing cold rolling in a plurality of directions under cold rolling conditions satisfying all of the following conditions 1) to 4).
1) Number n in the rolling direction: n is an integer, n ≧ 2
2) Minimum total rolling reduction in one rolling direction r: r ≧ 10%
3) Total reduction rate in all directions R: R ≧ 90%
4) When reading the angle of each rolling direction after the first cold rolling with respect to the first cold rolling direction, which is more than 0 ° and 90 ° or less, it is the largest angle in each rolling direction. Angle Xmax: 60 ° ≤ Xmax ≤ 90
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