JP2022122483A - Hot rolled steel sheet and method for producing the same - Google Patents

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Abstract

To provide a high-carbon hot rolled steel sheet that is excellent in cold workability and wear resistance after heat treatment such as induction hardening and normal hardening, and a method for producing the same.SOLUTION: A hot rolled steel sheet has a predetermined composition. A microstructure has ferrite and cementite. In the cementite, the ratio of the number of cementite particles with a circle-equivalent diameter of 0.1 μm or less to the total number of cementite particles is 20% or less, the average cementite diameter is 0.15 μm or more, and the proportion of the cementite in the total microstructure is 4.5% or more and less than 20.0% in area ratio. In the range from the steel sheet surface to 100 μm, the mass ratio of X contained in XC (X=Ti, Mo, Nb) of 1 μm or more to the amount of X (X=Ti, Mo, Nb) in the steel is 5% or less, and the total elongation (EI) is 20% or more.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、自動車駆動系部品として好適な、耐摩耗性に優れる熱延鋼板およびその製造方法に関する。具体的には、鋼板を用いて冷間加工によって部品形状を得た後、高周波焼入れおよびズブ焼入れ処理を行う鋼板に関し、熱処理後耐摩耗性に優れる熱延鋼板およびその製造方法に関する。耐摩耗性に優れるとはボールオンディスク型摩耗試験機による摩耗試験にて30000回における摩耗痕断面積が300μm以下であることをいう。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hot-rolled steel sheet having excellent wear resistance suitable for automotive drive system parts, and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a steel sheet subjected to induction hardening and dip quenching after obtaining a component shape by cold working, and to a hot rolled steel sheet having excellent wear resistance after heat treatment and a method for producing the same. The term "excellent wear resistance" means that the wear scar cross-sectional area after 30,000 cycles is 300 μm 2 or less in a wear test using a ball-on-disk type wear tester.

現在、トランスミッション、ギヤ、シートリクライナーなどの自動車用部品は、JIS G4051に規定された機械構造用炭素鋼鋼材および機械構造用合金鋼鋼材である熱延鋼板を、冷間加工によって所望の形状に加工した後、所望の硬さを確保するために高周波焼入れおよびズブ焼入れ処理を施して製造されることが多い。一般に高硬度化することによって鋼板の耐摩耗性は向上する。そのため、耐摩耗性を重視する部材には、焼入れ後に低温で焼き戻しを行ってより高い硬度に調質した鋼材や、高硬度の炭化物を生成するような合金元素含有量の高い鋼材が使用されている。 At present, automobile parts such as transmissions, gears, and seat recliners are produced by cold-working hot-rolled steel sheets, which are carbon steel for machine structural use and alloy steel for machine structural use, as specified in JIS G4051, into desired shapes. After that, induction hardening and dip hardening are often applied to ensure the desired hardness. In general, the wear resistance of a steel sheet is improved by increasing its hardness. For this reason, for parts where wear resistance is important, steel materials that have been quenched and then tempered at a low temperature to achieve higher hardness, and steel materials with a high content of alloying elements that generate high-hardness carbides are used. ing.

特許文献1には、質量%で、C:0.32~0.70%、Si:0.5%以下、Mn:0.1~1.5%、P:0.03%以下、S:0.02%以下、Nb:0.1~0.5%、残部Feおよび不可避的不純物からなる化学組成を有し、Nbを含有する粒子径1μm以上の炭化物が200~1000個/mmの密度でマトリクス中に存在する焼鈍組織を有する、機械部品用素材鋼板が記載されている。 In Patent Document 1, in mass %, C: 0.32 to 0.70%, Si: 0.5% or less, Mn: 0.1 to 1.5%, P: 0.03% or less, S: 0.02% or less, Nb: 0.1 to 0.5%, the balance being Fe and unavoidable impurities, having a chemical composition of 200 to 1000/mm 2 carbides with a particle diameter of 1 μm or more containing Nb A material steel sheet for machine parts is described which has an annealed structure present in a matrix with density.

特許文献2には、質量%で、C:0.30~0.90%、Si:0.05~1.00%、Mn:0.10~1.50%、P:0.003~0.030%、S:0.001~0.020%、Nb:0.10~0.70%、残部Feおよび不可避的不純物からなる化学組成を有し、Nb含有炭化物が分散した調質熱処理後の金属組織を有し、断面組織観察により観測される個々のNb含有炭化物粒子の面積の二乗平方根をその粒子の粒径とするとき、粒径1.0μm以上のNb含有炭化物粒子の数が200個/mm以上、かつ極値統計法により推定される10mm中のNb含有炭化物粒子の最大粒径Dmaxが18.0μm以下に調整されている疲労特性に優れる耐摩耗性鋼材が提案されている。 In Patent Document 2, in mass%, C: 0.30 to 0.90%, Si: 0.05 to 1.00%, Mn: 0.10 to 1.50%, P: 0.003 to 0 0.030%, S: 0.001 to 0.020%, Nb: 0.10 to 0.70%, the balance having a chemical composition consisting of Fe and unavoidable impurities, and after refining heat treatment in which Nb-containing carbides are dispersed and the number of Nb-containing carbide particles having a particle size of 1.0 μm or more is 200, where the square root of the area of each Nb-containing carbide particle observed by observing the cross-sectional structure is the particle size of the particle. A wear-resistant steel material with excellent fatigue properties is proposed, in which the maximum particle size Dmax of Nb - containing carbide particles in 10 3 mm 3 estimated by the extreme value statistics method is adjusted to 18.0 μm or less. It is

特許文献3には、質量%で、C:0.3~0.6%、Si:0.005~0.5%、Mn:0.2~1.5%、P:0.03%以下、S:0.03%以下、Al:0.01~0.1%、およびN:0.015%以下、更に他の元素として、Cr:0.5%以下、Cu:0.25%以下、Ni:0.25%以下、Mo:0.25%以下、およびB:0.01%以下よりなる群から選択される1種以上を含有し、鋼の球状化焼鈍前の金属組織が、パーライトと初析フェライトを有し、全組織に対するパーライトと初析フェライトの合計面積率が90%以上であると共に、初析フェライトの面積率Aが、Ae=(0.8-Ceq)×96.75で表されるAe値との関係でA>Aeを満足し、且つ隣り合う2つの結晶粒の方位差が15°よりも大きい大角粒界で囲まれたbcc-Fe結晶粒の平均円相当直径が15~35μmであると共に、前記bcc-Fe結晶粒の円相当直径で、最大の粒径と2番目に大きい粒径との平均値が50μm以下であり、さらに球状化焼鈍後の金属組織が、bcc-Fe結晶粒の平均円相当直径が15~35μmであると共に、bcc-Fe結晶粒内のセメンタイト長径が3μm以上のものは、アスペクト比で2.5以下であることを特徴とする冷間加工用機械構造用鋼が提案されている。 In Patent Document 3, in mass%, C: 0.3 to 0.6%, Si: 0.005 to 0.5%, Mn: 0.2 to 1.5%, P: 0.03% or less , S: 0.03% or less, Al: 0.01 to 0.1%, and N: 0.015% or less, and further as other elements, Cr: 0.5% or less, Cu: 0.25% or less , Ni: 0.25% or less, Mo: 0.25% or less, and B: 0.01% or less, and the metal structure of the steel before spheroidizing annealing is It has pearlite and pro-eutectoid ferrite, the total area ratio of pearlite and pro-eutectoid ferrite to the entire structure is 90% or more, and the area ratio A of pro-eutectoid ferrite is Ae = (0.8-Ceq 1 ) × 96 Average circle of bcc-Fe crystal grains surrounded by large-angle grain boundaries that satisfy A>Ae in relation to the Ae value represented by .75 and have an orientation difference of more than 15° between two adjacent crystal grains A metal having an equivalent diameter of 15 to 35 μm, an average value of the largest grain size and the second largest grain size of the circle equivalent diameter of the bcc-Fe crystal grains of 50 μm or less, and further, after spheroidizing annealing. The structure has an average equivalent circle diameter of bcc-Fe crystal grains of 15 to 35 μm, and a cementite major diameter of 3 μm or more in the bcc-Fe crystal grains has an aspect ratio of 2.5 or less. Machine structural steels for cold working have been proposed.

特開2010-216008号公報Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2010-216008 特開2013-136820号公報JP 2013-136820 A 特開2013-147728号公報JP 2013-147728 A

特許文献1に記載される技術は、NbおよびTi炭化物量を制御して摩耗性を向上しているが、粒子径1μm以上の炭化物に着目しており、それ以下の炭化物に関して記載されていない。冷間加工性の点からはセメンタイトの制御が重要であるが、その制御方法は記載されていない。 The technique described in Patent Document 1 controls the amount of Nb and Ti carbides to improve wear resistance, but focuses on carbides with a particle size of 1 μm or more, and does not describe carbides with a particle size of 1 μm or less. Control of cementite is important from the viewpoint of cold workability, but the control method is not described.

特許文献2に記載される技術は、粒子径1μm以上のNbCの密度と最大粒子径を規定しているが、1μm以下の炭化物に関して記載されていない。冷間加工性の点からはセメンタイトの制御が重要であるが、その制御方法は記載されていない。 The technology described in Patent Document 2 defines the density and maximum particle size of NbC with a particle size of 1 μm or more, but does not describe carbides with a particle size of 1 μm or less. Control of cementite is important from the viewpoint of cold workability, but the control method is not described.

特許文献3に記載される技術は、球状化焼鈍材で3μm以上のセメンタイトについては述べているが、平均径および3μm未満のセメンタイトについては記載されていない。冷間加工性の点からは微細なセメンタイトの割合が重要であるが、その制御方法は記載されていない。 The technique described in Patent Document 3 mentions cementite of 3 μm or more in a spheroidized material, but does not describe cementite with an average diameter of less than 3 μm. Although the ratio of fine cementite is important from the viewpoint of cold workability, the control method is not described.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、冷間加工性および高周波焼入れやズブ焼入れなどの熱処理後の耐摩耗性に優れた熱延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 made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a hot-rolled steel sheet excellent in cold workability and wear resistance after heat treatment such as induction hardening and dip hardening, and a method for producing the same. do.

本発明者らは、上記課題を達成するため、鋭意検討を行った。その結果、1μm以上のTiC、NbC、MoCを極力低減すること、および1μm未満のTiC、NbC、MoCが耐摩耗性の向上に大きく寄与しており、それらの形成に使用されているTi量、Nb量、Mo量の、全Ti量、全Nb量、全Mo量に対する割合、および、所定の鋼板組織を得るための製造条件について、検討し以下の知見を得た。
i)鋼板表面から100μmの範囲における、鋼中X(X=Ti、Mo、Nb)量に対する1μm以上のXC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるXの質量割合が5%以下とすることで優れた耐摩耗性が得られる。
ii)鋼板表面から100μmの範囲における、XC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるX量に対する100nm以上のXC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるX量の質量割合が65%以上とすることでより優れた耐摩耗性が得られる。
iii)所定のTiC、NbCおよびMoCに含まれるTi、NbおよびMo量を得るには、スラブを1250℃以下の温度域で1.5h以上保持した後70s以内で粗圧延を開始し、900~1070℃の温度範囲、5パス以上、圧下率50%以上、パス間時間1s以上15s以下となる条件で粗圧延を実施することが重要である。それらの温度域で所定の歪を付与されながら圧延されることで、1μm未満のTiC、NbCおよびMoCが生成されやすくなる。
iv)さらに、粗圧延における1パス目が1000~1070℃の温度域で圧下率30%以下となるように粗圧延を実施することで、1μm未満のTiC、NbCおよびMoCがより生成されやすくなる。
v)冷間加工性、焼入れ前の熱延鋼板における硬度(硬さ)、全伸び(以下、単に伸びと称する場合もある。)には、円相当直径が0.1μm以下のセメンタイトが大きく影響している。円相当直径が0.1μm以下のセメンタイト数を全セメンタイト数に対して20%以下とすることで、全伸び(El)が20%以上を得ることができる。
vi)スラブを1250℃以下の温度域で1.5h以上保持した後70s以内で粗圧延を開始し、900~1070℃の温度範囲、5パス以上、圧下率50%以上、パス間時間1s以上15s以下となる条件で粗圧延を実施し、仕上圧延終了温度:Ar変態点以上で仕上圧延を行い、その後、平均冷却速度:20~100℃/secで700~750℃まで冷却し、巻取温度:580℃超700℃以下で巻き取り、熱延鋼板とした後、該熱延鋼板を、焼鈍温度:Ac変態点未満で0.5h以上保持する焼鈍を施すことで、冷間加工性を付与し、熱処理後の耐摩耗性を向上させることができる。
vii)あるいは、1250℃以下の温度域で1.5h以上保持し、加熱炉から取り出した後70s以内で粗圧延を開始し、900~1070℃の温度範囲、5パス以上、圧下率50%以上、パス間時間1s以上15s以下となる条件で粗圧延を実施し、仕上圧延終了温度:Ar変態点以上で仕上圧延を行い、その後、平均冷却速度:20~100℃/secで700~750℃まで冷却し、巻取温度:580℃超700℃以下で巻き取り、熱延鋼板とした後、該熱延鋼板を、Ac変態点以上Ac変態点以下で0.5h以上保持し、次いで平均冷却速度:1~20℃/hでAr変態点未満に冷却し、Ar変態点未満で20h以上保持する焼鈍を施すことで、冷間加工性を付与し、熱処理後の耐摩耗性を向上させることができる。
The present inventors have made intensive studies in order to achieve the above objects. As a result, TiC, NbC, and MoC of 1 μm or more are reduced as much as possible, and TiC, NbC, and MoC of less than 1 μm greatly contribute to the improvement of wear resistance, and the amount of Ti used for their formation, The ratios of the Nb content and the Mo content to the total Ti content, the total Nb content and the total Mo content, and the manufacturing conditions for obtaining a predetermined steel sheet structure were studied and the following findings were obtained.
i) The mass ratio of X contained in XC (X = Ti, Mo, Nb) of 1 µm or more to the amount of X (X = Ti, Mo, Nb) in the steel in the range of 100 µm from the steel plate surface is 5% or less. Excellent wear resistance is obtained by this.
ii) The mass ratio of the amount of X contained in XC (X=Ti, Mo, Nb) of 100 nm or more to the amount of X contained in XC (X=Ti, Mo, Nb) in the range of 100 μm from the steel plate surface is 65% A more excellent abrasion resistance is obtained by setting it as above.
iii) To obtain a predetermined amount of Ti, Nb and Mo contained in TiC, NbC and MoC, start rough rolling within 70 seconds after holding the slab in a temperature range of 1250 ° C. or less for 1.5 hours or more, It is important to carry out the rough rolling under the conditions of a temperature range of 1070° C., 5 passes or more, a rolling reduction of 50% or more, and an interpass time of 1 s or more and 15 s or less. By rolling while applying a predetermined strain in these temperature ranges, TiC, NbC and MoC of less than 1 μm are likely to be produced.
iv) Furthermore, by performing rough rolling so that the rolling reduction rate is 30% or less in the temperature range of 1000 to 1070 ° C. in the first pass of rough rolling, TiC, NbC and MoC of less than 1 μm are more likely to be generated. .
v) Cementite having an equivalent circle diameter of 0.1 μm or less greatly affects cold workability, hardness, and total elongation (hereinafter sometimes simply referred to as elongation) of hot-rolled steel sheets before quenching. is doing. By setting the number of cementites having an equivalent circle diameter of 0.1 μm or less to 20% or less of the total number of cementites, a total elongation (El) of 20% or more can be obtained.
vi) Start rough rolling within 70 seconds after holding the slab in a temperature range of 1250 ° C. or less for 1.5 hours or more, temperature range of 900 to 1070 ° C., 5 passes or more, rolling reduction of 50% or more, time between passes of 1 s or more Rough rolling is performed under conditions of 15 seconds or less, finish rolling end temperature: finish rolling is performed at the Ar 3 transformation point or higher, then average cooling rate: 20 to 100 ° C./sec to 700 to 750 ° C. After coiling at a temperature of more than 580 ° C. and 700 ° C. or less to form a hot-rolled steel sheet, the hot-rolled steel sheet is annealed at an annealing temperature of less than the Ac 1 transformation point for 0.5 h or more, thereby cold working. It can impart properties and improve wear resistance after heat treatment.
vii) Alternatively, the sheet is held in a temperature range of 1250°C or lower for 1.5 hours or more, and rough rolling is started within 70 seconds after removal from the heating furnace, and the temperature range is 900 to 1070°C, 5 passes or more, and the rolling reduction is 50% or more. , Perform rough rolling under the condition that the time between passes is 1 s or more and 15 s or less, finish rolling finish temperature: Ar 3 transformation point or higher, and then average cooling rate: 700 to 750 at 20 to 100 ° C./sec. After cooling to ° C. and coiling at a coiling temperature of more than 580 ° C. and 700 ° C. or less to form a hot-rolled steel sheet, the hot-rolled steel sheet is held at the Ac 1 transformation point or more and Ac 3 transformation point or less for 0.5 hours or more, Then, it is cooled to less than the Ar 1 transformation point at an average cooling rate of 1 to 20° C./h, and is annealed at less than the Ar 1 transformation point for 20 hours or more to impart cold workability and wear resistance after heat treatment. can improve sexuality.

本発明は以上の知見に基づいてなされたものであり、以下を要旨とする。
[1]質量%で、
C:0.30%以上1.0%未満、
Si:0.80%以下、
Mn:0.10%以上1.0%以下、
P:0.03%以下、
S:0.010%以下、
sol.Al:0.001%以上0.10%以下、
N:0.01%以下、
Cr:0.05%以上0.50%以下、
B:0.0005%以上0.005%以下を含有し、
さらにTi:0.06%超0.2%以下、Mo:0.10%超0.4%以下、Nb:0.10%超0.2%以下のうちから選んだ1種以上を含有し、
残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、
ミクロ組織は、
フェライトおよびセメンタイトを有し、
前記セメンタイトは、全セメンタイト数に対する円相当直径0.1μm以下のセメンタイト数の割合が20%以下、平均セメンタイト径が0.15μm以上、全ミクロ組織に対する前記セメンタイトの占める割合が面積率で4.5%以上20.0%未満であり、
鋼板表面から100μmの範囲における、鋼中X(X=Ti、Mo、Nb)量に対する1μm以上のXC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるXの質量割合が5%以下であり、
全伸び(El)が20%以上である熱延鋼板。
[2]鋼板表面から100μmの範囲における、XC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるX量に対する100nm以上のXC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるX量の質量割合が65%以上である[1]に記載の熱延鋼板。
[3]SbおよびSnから選んだ1種または2種を合計で0.002%以上0.1%以下含有する[1]または[2]に記載の熱延鋼板。
[4]前記成分組成に加えてさらに、質量%で、Ta、Ni、Cu、V、Wのうちから選ばれた1種または2種以上を、それぞれ0.0005%以上0.1%以下含有する[1]~[3]のいずれかに記載の熱延鋼板。
[5]前記フェライトの平均粒径が4~25μmである[1]~[4]のいずれかに記載の熱延鋼板。
[6][1]~[5]のいずれかに記載の熱延鋼板の製造方法であって、
前記成分組成を有する鋼素材を、1250℃以下の温度域で1.5h以上保持した後70s以内で粗圧延を開始し、900~1070℃の温度範囲、5パス以上、合計圧下率50%以上、パス間時間1s以上15s以下となる条件で粗圧延を実施し、仕上圧延終了温度:Ar変態点以上で仕上圧延を行い、
その後、平均冷却速度:20~100℃/secで700~750℃まで冷却し、
巻取温度:580℃超700℃以下で巻き取り、熱延鋼板とした後、
該熱延鋼板を、焼鈍温度:Ac変態点未満で0.5h以上保持する焼鈍を施す熱延鋼板の製造方法。
[7]前記粗圧延における1パス目が1000~1070℃の温度域で圧下率30%以下となるように粗圧延を実施する[6]に記載の熱延鋼板の製造方法。
[8][1]~[5]のいずれかに記載の熱延鋼板の製造方法であって、前記成分組成を有する鋼素材を、1250℃以下の温度域で1.5h以上保持した後70s以内で粗圧延を開始し、900~1070℃の温度域、5パス以上、合計圧下率50%以上、パス間時間1s以上15s以内となる条件で粗圧延を実施し、仕上圧延終了温度:Ar変態点以上で仕上圧延を行い、
その後、平均冷却速度:20~100℃/secで700~750℃まで冷却し、
巻取温度:580℃超700℃以下で巻き取り、熱延鋼板とした後、
該熱延鋼板を、Ac変態点以上Ac変態点以下で0.5h以上保持し、次いで平均冷却速度:1~20℃/hでAr変態点未満に冷却し、Ar変態点未満で20h以上保持する焼鈍を施す熱延鋼板の製造方法。
[9]前記粗圧延における1パス目が1000~1070℃の温度域で圧下率30%以下となるように粗圧延を実施する[8]に記載の熱延鋼板の製造方法。
The present invention has been made based on the above findings, and the gist thereof is as follows.
[1] % by mass,
C: 0.30% or more and less than 1.0%,
Si: 0.80% or less,
Mn: 0.10% or more and 1.0% or less,
P: 0.03% or less,
S: 0.010% or less,
sol. Al: 0.001% or more and 0.10% or less,
N: 0.01% or less,
Cr: 0.05% or more and 0.50% or less,
B: containing 0.0005% or more and 0.005% or less,
Furthermore, Ti: more than 0.06% and 0.2% or less, Mo: more than 0.10% and 0.4% or less, Nb: more than 0.10% and 0.2% or less ,
Having a component composition in which the balance is Fe and unavoidable impurities,
The microstructure is
having ferrite and cementite,
The cementite has a ratio of cementite with a circle equivalent diameter of 0.1 μm or less to the total number of cementite of 20% or less, an average cementite diameter of 0.15 μm or more, and a ratio of the cementite to the total microstructure in terms of area ratio of 4.5. % or more and less than 20.0%,
The mass ratio of X contained in XC (X = Ti, Mo, Nb) of 1 µm or more with respect to the amount of X (X = Ti, Mo, Nb) in the steel in the range of 100 µm from the steel plate surface is 5% or less,
A hot-rolled steel sheet having a total elongation (El) of 20% or more.
[2] The mass ratio of the amount of X contained in XC (X = Ti, Mo, Nb) of 100 nm or more to the amount of X contained in XC (X = Ti, Mo, Nb) in the range of 100 µm from the steel plate surface is 65. % or more of the hot-rolled steel sheet according to [1].
[3] The hot-rolled steel sheet according to [1] or [2], containing 0.002% or more and 0.1% or less in total of one or two selected from Sb and Sn.
[4] In addition to the above component composition, one or more selected from Ta, Ni, Cu, V, and W, each containing 0.0005% or more and 0.1% or less in mass%. The hot-rolled steel sheet according to any one of [1] to [3].
[5] The hot-rolled steel sheet according to any one of [1] to [4], wherein the ferrite has an average grain size of 4 to 25 μm.
[6] A method for manufacturing a hot-rolled steel sheet according to any one of [1] to [5],
Rough rolling is started within 70 seconds after holding the steel material having the above chemical composition in a temperature range of 1250 ° C. or less for 1.5 hours or more, and the temperature range is 900 to 1070 ° C., 5 passes or more, and the total rolling reduction is 50% or more. , Perform rough rolling under the condition that the time between passes is 1 s or more and 15 s or less, finish rolling finish temperature: perform finish rolling at the Ar 3 transformation point or higher,
Then, cool to 700-750°C at an average cooling rate of 20-100°C/sec,
Coiling temperature: After coiling at a temperature of more than 580 ° C. and 700 ° C. or less to form a hot-rolled steel sheet,
A method for producing a hot-rolled steel sheet, wherein the hot-rolled steel sheet is annealed at an annealing temperature of less than the Ac 1 transformation point for 0.5 hours or more.
[7] The method for producing a hot-rolled steel sheet according to [6], wherein the first pass of the rough rolling performs rough rolling at a temperature range of 1000 to 1070° C. so that the rolling reduction is 30% or less.
[8] The method for producing a hot-rolled steel sheet according to any one of [1] to [5], wherein the steel material having the chemical composition is held in a temperature range of 1250 ° C. or lower for 1.5 hours or longer, and then held for 70 seconds. Rough rolling is started within 900 to 1070 ° C., 5 passes or more, the total rolling reduction is 50% or more, and the time between passes is 1 s or more and 15 s or less. Perform finish rolling at 3 transformation points or more,
Then, cool to 700-750°C at an average cooling rate of 20-100°C/sec,
Coiling temperature: After coiling at a temperature of more than 580 ° C. and 700 ° C. or less to form a hot-rolled steel sheet,
The hot-rolled steel sheet is held at the Ac 1 transformation point or higher and the Ac 3 transformation point or lower for 0.5 h or more, and then cooled to less than the Ar 1 transformation point at an average cooling rate of 1 to 20 ° C./h. A method for manufacturing a hot-rolled steel sheet that is annealed at a temperature of 20 h or more.
[9] The method for producing a hot-rolled steel sheet according to [8], wherein the first pass of the rough rolling performs rough rolling in a temperature range of 1000 to 1070°C so that the rolling reduction is 30% or less.

本発明によれば、冷間加工性および熱処理後の耐摩耗性に優れた熱延鋼板を得られる。そして、本発明により製造した熱延鋼板を、摩耗特性が必要とされる駆動系部品などの部品に適用することにより、安定した品質が要求される自動車用駆動系部品の製造に大きく寄与でき、産業上格段の効果を奏する。 According to the present invention, a hot-rolled steel sheet having excellent cold workability and wear resistance after heat treatment can be obtained. By applying the hot-rolled steel sheet produced by the present invention to parts such as drive system parts that require wear characteristics, it can greatly contribute to the production of automotive drive system parts that require stable quality. It has a remarkable effect on industry.

以下に、本発明の熱延鋼板およびその製造方法について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。 The hot-rolled steel sheet and the method for producing the same according to the present invention are described in detail below. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.

1)成分組成
本発明の熱延鋼板の成分組成と、その限定理由について説明する。なお、以下の成分組成の含有量の単位である「%」は、特に断らない限り「質量%」を意味するものとする。
1) Component composition The component composition of the hot-rolled steel sheet of the present invention and the reasons for its limitation will be described. In addition, "%", which is a unit of content in the following component compositions, means "% by mass" unless otherwise specified.

C:0.30%以上1.0%未満
Cは、焼入れ後の強度を得るために重要な元素である。C量が0.30%未満の場合、部品に成形した後、高周波焼入れおよびズブ焼入れのような熱処理を使用した場合、所望の硬さが得られないため、C量は0.30%以上にする必要がある。しかし、C量が1.0%以上では母材が硬質化し、靭性や冷間加工性が劣化する。したがって、C量は0.30%以上1.0%未満とする。好ましくは0.75%以下である。さらに好ましくは0.65%以下である。好ましくは0.32%以上とする。
C: 0.30% or more and less than 1.0% C is an important element for obtaining strength after quenching. If the amount of C is less than 0.30%, the desired hardness cannot be obtained when heat treatment such as induction hardening and dip hardening is used after molding into a part. There is a need to. However, if the amount of C is 1.0% or more, the base metal becomes hard and the toughness and cold workability deteriorate. Therefore, the amount of C should be 0.30% or more and less than 1.0%. Preferably, it is 0.75% or less. More preferably, it is 0.65% or less. It is preferably 0.32% or more.

Si:0.80%以下
Siは、固溶強化により強度を上昇させる元素である。Si量の増加とともに硬質化し、冷間加工性が劣化するため、Si量は0.80%以下とする。好ましくは0.60%以下、さらに好ましくは0.50%以下である。焼入れ後の焼き戻し工程で所定の軟化抵抗を確保するといった観点から、Si量は、好ましくは0.10%以上とし、より好ましくは0.20%以上とし、さらに好ましくは0.30%以上とする。
Si: 0.80% or less Si is an element that increases strength by solid solution strengthening. As the Si content increases, the steel hardens and the cold workability deteriorates, so the Si content is made 0.80% or less. It is preferably 0.60% or less, more preferably 0.50% or less. From the viewpoint of ensuring a predetermined softening resistance in the tempering process after quenching, the Si content is preferably 0.10% or more, more preferably 0.20% or more, and still more preferably 0.30% or more. do.

Mn:0.10%以上1.0%以下
Mnは、焼入れ性を向上させるとともに、固溶強化により強度を上昇させる元素である。Mn量が0.10%未満になると高周波焼入れやズブ焼入れ性での焼入れ性が低下し始めるため、Mn量は0.10%以上とする。厚物材等で内部まで確実に焼入れる場合には、好ましくは0.25%以上であり、さらに好ましくは0.30%以上である。一方、Mn量が1.0%を超えると、Mnの偏析に起因したバンド組織が発達し、組織が不均一になり、かつ固溶強化により鋼が硬質化し冷間加工性が低下する。したがって、Mn量は1.0%以下とする。成形性の求められる部品用の材料としては、所定の冷間加工性を必要とするため、Mn量は0.7%以下とすることが好ましい。さらに好ましくは0.55%以下である。
Mn: 0.10% to 1.0% Mn is an element that improves hardenability and increases strength by solid solution strengthening. If the Mn content is less than 0.10%, the hardenability in induction hardening and dip hardening begins to deteriorate, so the Mn content is made 0.10% or more. When a thick material is to be quenched to the inside, the content is preferably 0.25% or more, more preferably 0.30% or more. On the other hand, if the Mn content exceeds 1.0%, a band structure due to Mn segregation develops, the structure becomes non-uniform, and solid solution strengthening hardens the steel and reduces cold workability. Therefore, the Mn content is set to 1.0% or less. As a material for parts requiring formability, a predetermined cold workability is required, so the Mn content is preferably 0.7% or less. More preferably, it is 0.55% or less.

P:0.03%以下
Pは、固溶強化により強度を上昇させる元素である。P量が0.03%を超えて増加すると粒界脆化を招き、焼入れ後の靭性が劣化する。また、冷間加工性も低下させる。したがって、P量は0.03%以下とする。優れた焼入れ後の靭性を得るには、P量は0.02%以下が好ましい。Pは冷間加工性および焼入れ後の靭性を低下させるため、P量は少ないほど好ましい。しかしながら、過度にPを低減すると精錬コストが増大するため、P量は0.005%以上が好ましい。さらに好ましくは0.007%以上である。
P: 0.03% or less P is an element that increases the strength by solid solution strengthening. When the P content exceeds 0.03%, intergranular embrittlement is caused and the toughness after quenching deteriorates. Moreover, cold workability is also deteriorated. Therefore, the amount of P is set to 0.03% or less. In order to obtain excellent toughness after quenching, the P content is preferably 0.02% or less. Since P deteriorates cold workability and toughness after quenching, the smaller the amount of P, the better. However, excessive reduction of P increases the refining cost, so the P content is preferably 0.005% or more. More preferably, it is 0.007% or more.

S:0.010%以下
Sは、硫化物を形成し、熱延鋼板の冷間加工性および焼入れ後の靭性を低下させるため、低減しなければならない元素である。S量が0.010%を超えると、熱延鋼板の冷間加工性および焼入れ後の靭性が著しく劣化する。したがって、S量は0.010%以下とする。優れた冷間加工性および焼入れ後の靭性を得るには、S量は0.005%以下が好ましい。Sは、冷間加工性および焼入れ後の靭性を低下させるため、S量は少ないほど好ましい。しかしながら、過度にSを低減すると精錬コストが増大するため、S量は0.0005%以上が好ましい。
S: 0.010% or less S is an element that must be reduced because it forms sulfides and lowers the cold workability of hot-rolled steel sheets and the toughness after quenching. If the S content exceeds 0.010%, the cold workability of the hot-rolled steel sheet and the toughness after quenching are significantly deteriorated. Therefore, the amount of S is set to 0.010% or less. In order to obtain excellent cold workability and toughness after quenching, the S content is preferably 0.005% or less. Since S degrades cold workability and toughness after quenching, the smaller the amount of S, the better. However, excessive reduction of S increases the refining cost, so the S content is preferably 0.0005% or more.

sol.Al:0.001%以上0.10%以下
sol.Al量が0.001%未満では、鋼板中のAlNが少なすぎて、オーステナイト域における加熱時にオーステナイトの粒成長が起こり、所定の疲労強度が得られないため、0.001%以上とする。一方、0.10%を超えると、Al起因の介在物が多数生成され、部品成形時に割れ発生の原因となるため、部品成形時の割れ抑制の観点から0.10%以下とする。なお、sol.Alは、脱酸の効果を有しており、十分に脱酸するためには、0.005%以上とすることが好ましい。
sol. Al: 0.001% or more and 0.10% or less sol. If the amount of Al is less than 0.001%, the amount of AlN in the steel sheet is too small, grain growth of austenite occurs during heating in the austenite region, and a predetermined fatigue strength cannot be obtained. On the other hand, if the content exceeds 0.10%, a large number of Al-derived inclusions are formed, which may cause cracks during molding of parts. In addition, sol. Al has a deoxidizing effect, and is preferably 0.005% or more for sufficient deoxidizing.

N:0.01%以下
N量が0.01%を超えると、鋼板中の固溶N量が増加し、硬質化するため、所定の引張強さと伸びが得られず、冷間加工性が低下する。従って、0.01%以下とする。好ましくは0.0065%以下である。さらに好ましくは、0.0050%以下である。なお、Nは、AlN、Cr系窒化物およびB窒化物を形成する。これにより、焼入れ処理の加熱時にオーステナイト粒の成長を適度に抑制して、焼入れ後の靭性を向上させる元素である。このため、N量は0.0005%以上が好ましい。さらに好ましくは0.0010%以上である。
N: 0.01% or less When the amount of N exceeds 0.01%, the amount of dissolved N in the steel sheet increases and the steel sheet hardens, so that the desired tensile strength and elongation cannot be obtained, and the cold workability deteriorates. descend. Therefore, it should be 0.01% or less. Preferably, it is 0.0065% or less. More preferably, it is 0.0050% or less. Note that N forms AlN, Cr-based nitrides and B-nitrides. As a result, it is an element that moderately suppresses the growth of austenite grains during heating in the quenching process and improves the toughness after quenching. Therefore, the N content is preferably 0.0005% or more. More preferably, it is 0.0010% or more.

Cr:0.05%以上0.50%以下
本発明では、Crは、焼入れ性を高める重要な元素である。0.05%未満の場合、十分な効果が認められないため、Cr量を0.05%以上とする必要がある。また、鋼中のCr量が0%であると、特に高周波焼入れやズブ焼入れにおいて表層でフェライトが発生しやすくなり、完全焼入れ組織が得られず、硬度低下が起こりやすい場合がある。このため、焼入れ性を重視する観点より、Cr量は0.05%以上とし、好ましくは0.10%以上とする。一方、Cr量が0.50%を超えると、焼入れ前の鋼板が硬質化して、冷間加工性が損なわれる。このため、Cr量は0.50%以下とする。なお、プレス成形の難しい高加工性を必要とする部品を加工する際には、より一層優れた冷間加工性を必要とするため、Cr量は0.45%以下とすることが好ましく、0.30%以下とすることがさらに好ましい。
Cr: 0.05% or more and 0.50% or less In the present invention, Cr is an important element for enhancing hardenability. If the Cr content is less than 0.05%, no sufficient effect is observed, so the Cr content must be 0.05% or more. Also, if the Cr content in the steel is 0%, ferrite tends to occur in the surface layer, especially in induction hardening and dip hardening, and a completely hardened structure cannot be obtained, and hardness tends to decrease. Therefore, from the viewpoint of emphasizing hardenability, the Cr content is set to 0.05% or more, preferably 0.10% or more. On the other hand, when the amount of Cr exceeds 0.50%, the steel sheet before quenching hardens and the cold workability is impaired. Therefore, the Cr content is set to 0.50% or less. In addition, when processing parts that require high workability that are difficult to press-form, even better cold workability is required, so the Cr content is preferably 0.45% or less. .30% or less is more preferable.

B:0.0005%以上0.005%以下
本発明では、Bは、焼入れ性を高める重要な元素である。B量が0.0005%未満の場合、十分な効果が認められないため、B量は0.0005%以上とする必要がある。好ましくは0.0010%以上である。一方、B量が0.005%超えの場合、仕上圧延後のオーステナイトの再結晶が遅延し、結果として熱延鋼板の集合組織が発達し、焼鈍後の異方性が大きくなり、絞り成形において耳が発生しやすくなる。このため、B量は0.005%以下とする。好ましくは0.004%以下である。
B: 0.0005% or more and 0.005% or less In the present invention, B is an important element for enhancing hardenability. If the amount of B is less than 0.0005%, a sufficient effect is not recognized, so the amount of B must be 0.0005% or more. Preferably, it is 0.0010% or more. On the other hand, when the amount of B exceeds 0.005%, the recrystallization of austenite after finish rolling is delayed, and as a result, the texture of the hot-rolled steel sheet develops, the anisotropy after annealing increases, and in drawing forming Ears are more likely to occur. Therefore, the amount of B is set to 0.005% or less. Preferably, it is 0.004% or less.

さらに本発明では、Ti:0.06%超0.2%以下、Mo:0.10%超0.4%以下、Nb:0.10%超0.2%以下のうちから選んだ1種以上を含有させる。 Furthermore, in the present invention, one selected from Ti: more than 0.06% and 0.2% or less, Mo: more than 0.10% and 0.4% or less, and Nb: more than 0.10% and 0.2% or less contain the above.

Ti:0.06%超0.2%以下
Tiは、鋼板中でTiCを生成し、TiCは熱処理後の耐摩耗性を向上する効果が高い。Ti量が0.06%以下では、その効果が認められないため、Tiを含有する場合にはTi量は0.06%超とする。さらに好ましくは0.1%以上である。一方、Ti量が0.2%を超えて含有すると、焼入れ前の鋼板が硬質化して冷間加工性が損なわれる。従って、Tiを含有する場合、Ti量は0.2%以下とする。好ましくは0.15%以下である。
Ti: more than 0.06% and 0.2% or less Ti forms TiC in the steel sheet, and TiC has a high effect of improving wear resistance after heat treatment. If the amount of Ti is 0.06% or less, the effect is not recognized, so when Ti is contained, the amount of Ti should be more than 0.06%. More preferably, it is 0.1% or more. On the other hand, when the amount of Ti exceeds 0.2%, the steel sheet before quenching hardens and the cold workability is impaired. Therefore, when Ti is contained, the amount of Ti should be 0.2% or less. Preferably, it is 0.15% or less.

Mo:0.10%超0.4%以下
Moは、熱処理後の耐摩耗性を向上する効果の高い元素である。0.10%以下では添加効果が小さいので、Moを含有する場合には下限を0.10%超とする。さらに好ましくは0.11%以上とする。Moは0.4%を超えると添加効果は飽和し、コストも増加するため、Moを含有する場合には上限を0.4%とする。さらに好ましくは0.35%以下であり、より好ましくは0.3%以下である。
Mo: More than 0.10% and 0.4% or less Mo is an element highly effective in improving wear resistance after heat treatment. If it is 0.10% or less, the addition effect is small, so when Mo is contained, the lower limit is made more than 0.10%. More preferably, it should be 0.11% or more. When Mo exceeds 0.4%, the effect of addition is saturated and the cost increases, so when Mo is contained, the upper limit is made 0.4%. It is more preferably 0.35% or less, more preferably 0.3% or less.

Nb:0.10%超0.2%以下
Nbは、NbCやNbNを形成し、熱処理後耐摩耗性を向上する効果の高い元素である。Nbが0.10%以下ではその効果が弱いため、Nbを含有する場合には0.10%超とする。一方、Nbは0.2%を超えると添加効果が飽和するだけでなく、Nb炭化物により母材の引張強さの増加に伴い伸びを低下させることになるため、Nbを含有する場合には上限を0.2%とする。さらに好ましくは0.18%以下であり、より一層好ましくは0.15%以下である。
Nb: More than 0.10% and 0.2% or less Nb is an element highly effective in forming NbC and NbN and improving wear resistance after heat treatment. If the Nb content is 0.10% or less, the effect is weak. On the other hand, when Nb exceeds 0.2%, not only does the effect of addition saturate, but the Nb carbide increases the tensile strength of the base material and reduces the elongation. is 0.2%. It is more preferably 0.18% or less, and still more preferably 0.15% or less.

本発明において、上記以外の残部は、Feおよび不可避的不純物である。 In the present invention, the balance other than the above is Fe and unavoidable impurities.

以上の必須含有元素で、本発明の熱延鋼板は目的とする特性が得られる。なお、本発明の熱延鋼板は、例えば焼入れ性をさらに向上させることを目的として、必要に応じて下記の元素を含有することができる。 With the above essential elements, the hot-rolled steel sheet of the present invention can obtain the desired properties. In addition, the hot-rolled steel sheet of the present invention may contain the following elements, if necessary, for the purpose of further improving hardenability, for example.

SbおよびSnから選んだ1種または2種の合計:0.002%以上0.1%以下
Sb、Snは、鋼板表層からの浸窒抑制に有効な元素である。これら元素の1種以上の合計が0.002%未満の場合、十分な効果が認められないため、これら元素の1種以上の合計で0.002%以上とすることが好ましい。さらに好ましくは0.005%以上である。一方、これらの元素の1種以上の合計が0.1%を超えて含有しても、浸窒防止効果は飽和する。また、これらの元素は、粒界に偏析する傾向があるため、合計で0.1%超えとすると、含有量が高くなりすぎ、粒界脆化を引き起こす可能性がある。したがって、SbおよびSnから選んだ1種または2種を含有する場合、その合計の含有量は、0.1%以下とする。好ましくは0.03%以下であり、さらに好ましくは0.02%以下である。
Sum of one or two selected from Sb and Sn: 0.002% or more and 0.1% or less Sb and Sn are elements effective in suppressing nitriding from the steel sheet surface layer. If the total content of one or more of these elements is less than 0.002%, a sufficient effect cannot be obtained. More preferably, it is 0.005% or more. On the other hand, even if the total content of one or more of these elements exceeds 0.1%, the anti-nitriding effect is saturated. In addition, since these elements tend to segregate at grain boundaries, if the total content exceeds 0.1%, the content becomes too high and may cause grain boundary embrittlement. Therefore, when one or two selected from Sb and Sn are contained, the total content shall be 0.1% or less. It is preferably 0.03% or less, more preferably 0.02% or less.

本発明の機械特性および焼入れ性を安定化させるために、Ta、Ni、Cu、V、Wのうちから選んだ1種または2種以上を、それぞれ0.0005%以上0.1%以下添加してもよい。 In order to stabilize the mechanical properties and hardenability of the present invention, one or two or more selected from Ta, Ni, Cu, V, and W are added in an amount of 0.0005% or more and 0.1% or less, respectively. may

Ta:0.0005%以上0.1%以下
Taは、Nbと同様に炭窒化物を形成し、焼入れ前加熱時の結晶粒の異常粒成長防止や結晶粒の粗大化防止、焼戻し軟化抵抗改善に有効な元素である。0.0005%未満では添加効果が小さいので、Taを含有する場合には下限を0.0005%とすることが好ましい。さらに好ましくは0.0010%以上とする。Taは0.1%を超えると添加効果が飽和したり、過剰な炭化物形成による焼入れ硬度を低下させたり、またコスト増となるため、Taを含有する場合には上限を0.1%とすることが好ましい。さらに好ましくは0.05%以下であり、より一層好ましくは0.03%未満である。
Ta: 0.0005% or more and 0.1% or less Ta, like Nb, forms carbonitrides, prevents abnormal grain growth and coarsening of crystal grains during heating before quenching, and improves temper softening resistance. is an effective element for If it is less than 0.0005%, the addition effect is small, so when Ta is contained, the lower limit is preferably 0.0005%. More preferably, it should be 0.0010% or more. When Ta exceeds 0.1%, the effect of addition is saturated, the quenching hardness is reduced due to excessive carbide formation, and the cost increases, so when Ta is contained, the upper limit is made 0.1%. is preferred. It is more preferably 0.05% or less, and still more preferably less than 0.03%.

Ni:0.0005%以上0.1%以下
Niは、靱性の向上や焼入れ性の向上に効果の高い元素である。0.0005%未満では添加効果がないため、Niを含有する場合には下限を0.0005%とすることが好ましい。さらに好ましくは0.0010%以上とする。Niは0.1%超では、添加効果が飽和する上にコスト増加も招くため、Niを含有する場合には上限を0.1%とすることが好ましい。さらに好ましくは、0.05%以下である。
Ni: 0.0005% to 0.1% Ni is an element highly effective in improving toughness and hardenability. If it is less than 0.0005%, there is no addition effect, so when Ni is contained, the lower limit is preferably set to 0.0005%. More preferably, it should be 0.0010% or more. If Ni exceeds 0.1%, the effect of addition is saturated and the cost increases, so when Ni is contained, the upper limit is preferably 0.1%. More preferably, it is 0.05% or less.

Cu:0.0005%以上0.1%以下
Cuは、焼入れ性の確保に有効な元素である。0.0005%未満では添加効果が十分に確認されないため、Cuを含有する場合には下限を0.0005%とすることが好ましい。さらに好ましくは0.0010%以上とする。Cuは0.1%超では、熱延時の疵が発生しやすくなり歩留りを落とす等の製造性を劣化させるので、Cuを含有する場合には上限を0.1%とすることが好ましい。さらに好ましくは、0.05%以下である。
Cu: 0.0005% or more and 0.1% or less Cu is an element effective for ensuring hardenability. If Cu is less than 0.0005%, the effect of addition is not sufficiently confirmed, so when Cu is contained, the lower limit is preferably 0.0005%. More preferably, it should be 0.0010% or more. If Cu exceeds 0.1%, flaws are likely to occur during hot rolling, resulting in deterioration in manufacturability such as a drop in yield. More preferably, it is 0.05% or less.

V:0.0005%以上0.1%以下
Vは、NbやTaと同様に、炭窒化物を形成し、焼入れ前加熱時の結晶粒の異常粒成長防止および靱性改善、焼戻し軟化抵抗改善に有効な元素である。0.0005%未満では添加効果は十分に発現しないため、Vを含有する場合には下限を0.0005%とすることが好ましい。さらに好ましくは0.0010%以上とする。Vは0.1%を超えると添加効果が飽和するだけでなく、炭化物形成により母材の引張強度の増加に伴い伸びを低下させることになるため、Vを含有する場合には上限を0.1%とすることが好ましい。さらに好ましくは0.05%以下であり、より一層好ましくは0.03%未満である。
V: 0.0005% or more and 0.1% or less V, like Nb and Ta, forms carbonitrides, prevents abnormal grain growth of crystal grains during heating before quenching, improves toughness, and improves temper softening resistance. It is an effective element. If V is less than 0.0005%, the effect of addition is not sufficiently exhibited, so when V is contained, the lower limit is preferably set to 0.0005%. More preferably, it should be 0.0010% or more. When V exceeds 0.1%, not only does the effect of addition saturate, but also the elongation decreases as the tensile strength of the base material increases due to the formation of carbides. 1% is preferable. It is more preferably 0.05% or less, and still more preferably less than 0.03%.

W:0.0005%以上0.1%以下
Wは、Nb、Vと同様に、炭窒化物を形成し、焼入れ前加熱時のオーステナイト結晶粒の異常粒成長防止や焼き戻し軟化抵抗改善に有効な元素である。0.0005%未満では添加効果が小さいので、Wを含有する場合には下限を0.0005%とすることが好ましい。さらに好ましくは0.0010%以上とする。Wは0.1%を超えると添加効果が飽和したり、過剰な炭化物形成による焼入れ硬度を低下させたり、またコスト増となるため、Wを含有する場合には上限を0.1%とすることが好ましい。さらに好ましくは0.05%以下であり、より一層好ましくは0.03%未満である。
W: 0.0005% or more and 0.1% or less W, like Nb and V, forms carbonitrides and is effective in preventing abnormal grain growth of austenite grains during heating before quenching and improving temper softening resistance. element. If it is less than 0.0005%, the addition effect is small, so when W is contained, the lower limit is preferably 0.0005%. More preferably, it should be 0.0010% or more. When W exceeds 0.1%, the effect of addition is saturated, the quenching hardness is reduced due to excessive carbide formation, and the cost increases, so when W is included, the upper limit is made 0.1%. is preferred. It is more preferably 0.05% or less, and still more preferably less than 0.03%.

なお、本発明ではTa、Ni、Cu、V、Wのうちから選んだ2種以上を含有する場合には、その合計量を0.0010%以上0.1%以下とすることが好ましい。 In the present invention, when two or more selected from Ta, Ni, Cu, V, and W are contained, the total amount is preferably 0.0010% or more and 0.1% or less.

2)ミクロ組織
本発明の熱延鋼板のミクロ組織の限定理由について説明する。
2) Microstructure The reasons for limiting the microstructure of the hot-rolled steel sheet of the present invention will be explained.

2-1)フェライトおよびセメンタイト
本発明の熱延鋼板のミクロ組織は、フェライトおよびセメンタイトを有する。なお、本発明において、フェライトは面積率で92%以上が好ましい。フェライトの面積率が92%未満となると成形性が悪くなり、加工度の高い部品で冷間加工が難しくなる場合がある。そのため、フェライトは面積率で92%以上が好ましい。さらに好ましくは94%以上とする。
2-1) Ferrite and Cementite The microstructure of the hot-rolled steel sheet of the present invention contains ferrite and cementite. In the present invention, the area ratio of ferrite is preferably 92% or more. When the area ratio of ferrite is less than 92%, formability deteriorates, and it may become difficult to cold work parts with a high degree of working. Therefore, the area ratio of ferrite is preferably 92% or more. More preferably, it is 94% or more.

なお、本発明の熱延鋼板のミクロ組織は、上記したフェライトとセメンタイト以外に、パーライトが生成されてもよい。全ミクロ組織に対してパーライトの面積率が6.5%以下であれば、本発明の効果を損ねるものではないため、含有しても構わない。0%であってもよいので、下限は0%とする。 In addition to the ferrite and cementite described above, the microstructure of the hot-rolled steel sheet of the present invention may contain pearlite. As long as the area ratio of pearlite to the entire microstructure is 6.5% or less, it does not impair the effect of the present invention, so it may be contained. Since it may be 0%, the lower limit is set to 0%.

2-2)全セメンタイト数に対する円相当直径0.1μm以下のセメンタイト数の割合:20%以下
円相当直径が0.1μm以下のセメンタイトが多いと分散強化により硬質化し、伸びが低下する。冷間加工性を得る観点より、本発明では、円相当直径が0.1μm以下のセメンタイト数を、全セメンタイト数に対して20%以下とする。その結果、全伸び(El)が20%以上を達成することができる。
2-2) Percentage of cementite with an equivalent circle diameter of 0.1 μm or less to the total number of cementite: 20% or less If there is a large amount of cementite with an equivalent circle diameter of 0.1 μm or less, the cementite becomes hard due to dispersion strengthening, and the elongation decreases. From the viewpoint of obtaining cold workability, in the present invention, the number of cementites having an equivalent circle diameter of 0.1 μm or less is made 20% or less of the total number of cementites. As a result, a total elongation (El) of 20% or more can be achieved.

さらに本発明の熱延鋼板を難成形部品に用いる場合、高い冷間加工性が必要である。この場合には、円相当直径が0.1μm以下のセメンタイト数が、全セメンタイト数に対して10%以下であることが好ましい。円相当直径が0.1μm以下のセメンタイト数を、全セメンタイト数に対して10%以下とすることで、全伸び(El)が25%以上を達成することができる。なお、円相当直径が0.1μm以下のセメンタイトの割合を定義した理由は、0.1μm以下のセメンタイトでは分散強化能を生じ、その大きさのセメンタイトが増えると冷間加工性に支障をきたすためである。 Furthermore, when the hot-rolled steel sheet of the present invention is used for difficult-to-form parts, high cold workability is required. In this case, the number of cementites having an equivalent circle diameter of 0.1 μm or less is preferably 10% or less of the total number of cementites. A total elongation (El) of 25% or more can be achieved by setting the number of cementites having an equivalent circle diameter of 0.1 μm or less to 10% or less of the total number of cementites. The reason why the ratio of cementite having an equivalent circle diameter of 0.1 μm or less is defined is that cementite having a diameter of 0.1 μm or less produces dispersion strengthening ability, and if cementite having that size increases, cold workability is hindered. is.

また、焼鈍中におけるフェライト粒の異常粒成長抑制の観点から、円相当直径が0.1μm以下のセメンタイト数を、全セメンタイト数に対して3%以上とすることが好ましい。なお、焼入れ前に存在するセメンタイト径は、円相当直径で0.07~3.0μm程度である。焼入れ前の円相当直径が0.1μm超のセメンタイトの分散状態については、析出強化にそれほど影響しないサイズであるため、特に本発明では規定しない。 From the viewpoint of suppressing abnormal grain growth of ferrite grains during annealing, it is preferable that the number of cementites having an equivalent circle diameter of 0.1 μm or less is 3% or more of the total number of cementites. The diameter of cementite that exists before quenching is about 0.07 to 3.0 μm in equivalent circle diameter. The dispersed state of cementite having an equivalent circle diameter of more than 0.1 μm before quenching is not particularly defined in the present invention because the size does not significantly affect precipitation strengthening.

2-3)平均セメンタイト径:0.15μm以上
過度に小さいセメンタイトが多いと冷間加工性が低下する。冷間加工性の観点から、所定のサイズとしたセメンタイトを分散させる必要があり、平均セメンタイト径は0.15μm以上とする。さらに好ましくは0.2μm以上とする。一方、焼入れ時にはセメンタイトを全て溶かして、所定のフェライト中の固溶C量を確保する必要がある。平均セメンタイト径が2.5μmを超えるとオーステナイト域での保持中においてセメンタイトが完全に溶解できず、特に高周波焼入れのような短時間加熱ではセメンタイトの溶け残りが出てくるため、平均セメンタイト径は2.5μm以下とする。より好ましくは2.0μm以下である。
2-3) Average Cementite Diameter: 0.15 μm or More A large amount of excessively small cementite decreases cold workability. From the viewpoint of cold workability, it is necessary to disperse cementite having a predetermined size, and the average cementite diameter is set to 0.15 μm or more. More preferably, the thickness is 0.2 μm or more. On the other hand, it is necessary to melt all cementite during quenching to ensure a predetermined solid solution amount of C in ferrite. If the average cementite diameter exceeds 2.5 μm, the cementite cannot be completely dissolved during holding in the austenite region, and especially in short-time heating such as induction hardening, cementite remains undissolved. .5 μm or less. More preferably, it is 2.0 μm or less.

なお、本発明において「セメンタイト径」とはセメンタイトの円相当直径を指し、セメンタイトの円相当直径は、セメンタイトの長径と短径を測定して円相当直径に換算した値とする。また「平均セメンタイト径」とは、円相当直径に換算した全てのセメンタイトの円相当直径の合計を、セメンタイト総数で除して求めた値を指す。 In the present invention, the term "cementite diameter" refers to the equivalent circle diameter of cementite. The "average cementite diameter" refers to a value obtained by dividing the sum of equivalent circle diameters of all cementites converted to equivalent circle diameters by the total number of cementites.

2-4)全ミクロ組織に対するセメンタイトの占める割合(面積率)が4.5%以上20.0%未満
全ミクロ組織に対するセメンタイトが占める面積率の割合が4.5%未満となると母材強度が低くなり、熱処理をせずに使用する部材では強度不足に陥る場合があるため、4.5%以上とする。好ましくは5.0%以上である。一方、母材強度が増加して、特に伸びが小さいと難成形部品において割れの危険性が高まるため、所定の伸びを確保する必要がある。所定の伸びを得るために、上記割合は20.0%未満とする。さらに好ましくは15.0%以下とする。
2-4) The ratio (area ratio) of cementite to the entire microstructure is 4.5% or more and less than 20.0% When the ratio of the area ratio of cementite to the entire microstructure is less than 4.5%, the base material strength decreases. Since the strength of a member used without heat treatment may be insufficient, the content is made 4.5% or more. Preferably it is 5.0% or more. On the other hand, if the strength of the base material increases and the elongation is particularly small, the risk of cracking in the difficult-to-form parts increases, so it is necessary to ensure a predetermined elongation. In order to obtain the desired elongation, the above proportion should be less than 20.0%. More preferably, it is 15.0% or less.

2-5)フェライトの平均粒径:4~25μm(好適条件)
フェライトの平均粒径は、4μm未満では冷間加工前の強度が増加し、プレス成形性が劣化する恐れがあるため、4μm以上が好ましい。一方、フェライトの平均粒径は25μmを超えると、母材強度が低下する恐れがある。また、目的とする製品形状に成型加工後、焼入れせずに使用する領域では、ある程度母材の強度が必要である。そのため、フェライトの平均粒径は、25μm以下とすることが好ましい。より好ましくは5μm以上であり、さらに好ましくは6μm以上である。より好ましくは20μm以下であり、さらに好ましくは18μm以下である。
2-5) Average grain size of ferrite: 4 to 25 μm (preferred conditions)
If the average grain size of the ferrite is less than 4 µm, the strength before cold working increases, and there is a risk that the press formability may deteriorate. On the other hand, if the average grain size of ferrite exceeds 25 μm, the strength of the base material may decrease. In addition, the base material must have a certain degree of strength in areas where it is used without being quenched after being molded into the intended product shape. Therefore, the average grain size of ferrite is preferably 25 μm or less. It is more preferably 5 μm or more, and still more preferably 6 μm or more. It is more preferably 20 μm or less, still more preferably 18 μm or less.

なお、本発明では、上述のセメンタイトの円相当直径、平均セメンタイト径、全ミクロ組織に対するセメンタイトの占める割合、フェライトの面積率、フェライトの平均粒径等は、後述する実施例に記載の方法で測定することができる。 In the present invention, the equivalent circle diameter of cementite, the average cementite diameter, the ratio of cementite to the total microstructure, the area ratio of ferrite, the average grain size of ferrite, etc. are measured by the method described in the examples described later. can do.

2-6)鋼板表面から100μmの範囲における、鋼中X(X=Ti、Mo、Nb)量に対する1μm以上のXC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるXの質量割合が5%以下
本発明では、表層100μmにおける、鋼中X(X=Ti、Mo、Nb)量に対する1μm以上のXC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるXの質量割合を5%以下とすることで、粗大なXCに要するXを抑え、1μm未満のXCを多量に析出することができ、所定の耐摩耗性が得られる。好ましくは3%以下である。なお、1μm以上のXC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるXの質量割合は、少なければ少ないほど良いので、0%であってもよい。
2-6) The mass ratio of X contained in XC (X = Ti, Mo, Nb) of 1 μm or more to the amount of X (X = Ti, Mo, Nb) in the steel in the range of 100 μm from the steel plate surface is 5% or less. In the present invention, the mass ratio of X contained in XC (X = Ti, Mo, Nb) of 1 μm or more with respect to the amount of X (X = Ti, Mo, Nb) in the steel at a surface layer of 100 μm is 5% or less. , X required for coarse XC can be suppressed, a large amount of XC of less than 1 μm can be precipitated, and a predetermined wear resistance can be obtained. Preferably, it is 3% or less. Note that the mass ratio of X contained in XC (X=Ti, Mo, Nb) of 1 μm or more is preferably as low as possible, so it may be 0%.

2-7)鋼板表面から100μmの範囲における、XC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるX量に対する、100nm以上のXC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるX量の質量割合が65%以上(好適条件)
100nm以上の粒子径のTiC、MoC、NbCが耐摩耗性の向上に大きく寄与するため、その質量割合を65%以上とすることが好ましい。
2-7) Mass ratio of the amount of X contained in XC (X = Ti, Mo, Nb) of 100 nm or more to the amount of X contained in XC (X = Ti, Mo, Nb) in the range of 100 μm from the steel plate surface is 65% or more (preferred conditions)
Since TiC, MoC, and NbC with a particle size of 100 nm or more greatly contribute to the improvement of wear resistance, the mass ratio thereof is preferably 65% or more.

本発明では、100nm以上のTiC、NbC、MoCの析出に使用されるTi、Nb、Moの割合は、スラブ加熱後粗圧延までの保持時間、粗圧延における温度、圧下率、パス間時間が密接に関係し、これらの一連の製造条件を最適化することが必要であることが判明した。なお、100nm以上のTiC、NbC、MoCの析出に使用されるTi、Nb、Moの割合を得るために必要な理由は後述する。 In the present invention, the ratio of Ti, Nb, and Mo used for precipitation of TiC, NbC, and MoC of 100 nm or more is closely related to the holding time from slab heating to rough rolling, the temperature in rough rolling, the reduction ratio, and the time between passes. , it has been found necessary to optimize these sets of manufacturing conditions. The reasons for obtaining the proportions of Ti, Nb, and Mo used for depositing TiC, NbC, and MoC of 100 nm or more will be described later.

なお、鋼板表面から100μmの範囲における、鋼中X量(X=Ti、Mo、Nb)に対する100nm以上のXC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるX量の質量割合は、耐摩耗性を得る点で、それぞれTiは65%以上、Moは30%以上、Nbは80%以上であると好ましい。より好ましくは、Tiは70%以上、Moは35%以上、Nbは85%%以上である。 In the range of 100 μm from the steel plate surface, the mass ratio of the amount of X contained in XC (X=Ti, Mo, Nb) of 100 nm or more to the amount of X in the steel (X=Ti, Mo, Nb) is the wear resistance , Ti is preferably 65% or more, Mo is 30% or more, and Nb is 80% or more. More preferably, Ti is 70% or more, Mo is 35% or more, and Nb is 85% or more.

3)機械特性
本発明の熱延鋼板は、自動車用駆動系部品を冷間プレスで成形するため、優れた冷間加工性が必要である。また、焼入れ処理により硬さを大きくして、耐磨耗性を付与する必要がある。そのため、本発明の熱延鋼板は、全伸びを高めて全伸び(El)を20%以上とすることで、優れた冷間加工性を有するとともに、高周波焼入れやズブ焼入れの熱処理時にオーステナイト結晶粒成長を抑制して熱処理後優れた耐摩耗性を得ることができる。さらに好ましくはElを25%以上とする。
3) Mechanical Properties The hot-rolled steel sheet of the present invention is required to have excellent cold-workability because it is cold-pressed to form automotive drive train parts. In addition, it is necessary to increase the hardness by quenching treatment to impart wear resistance. Therefore, the hot-rolled steel sheet of the present invention has excellent cold workability by increasing the total elongation and making the total elongation (El) 20% or more, and at the time of heat treatment such as induction hardening and dip hardening, austenite grains It is possible to suppress growth and obtain excellent wear resistance after heat treatment. More preferably, El is 25% or more.

なお、上述の全伸び(El)は、後述する実施例に記載の方法で測定することができる。 The above-mentioned total elongation (El) can be measured by the method described in Examples below.

4)製造方法
以下、本発明の熱延鋼板の製造方法における限定理由について説明する。なお、説明において、温度に関する「℃」表示は、鋼板表面あるいは鋼素材の表面における温度を表すものとする。
4) Manufacturing method Hereinafter, reasons for limitation in the manufacturing method of the hot-rolled steel sheet of the present invention will be described. In the description, "°C" regarding temperature indicates the temperature on the surface of the steel plate or the surface of the steel material.

本発明において、鋼素材の製造方法は、特に限定する必要はない。例えば、本発明の鋼を溶製するには、転炉、電気炉どちらも使用可能である。転炉等の公知の方法で溶製された鋼は、造塊-分塊圧延または連続鋳造によりスラブ等(鋼素材)とされる。スラブは、通常、加熱された後、熱間圧延(熱間粗圧延、仕上圧延)される。 In the present invention, the method for manufacturing the steel material is not particularly limited. For example, both a converter and an electric furnace can be used to smelt the steel of the present invention. Steel melted by a known method such as a converter is made into a slab or the like (steel material) by ingot making-slabbing rolling or continuous casting. A slab is usually hot rolled (rough hot rolling, finish rolling) after being heated.

例えば、連続鋳造で製造されたスラブの場合は、そのままあるいは温度低下を抑制する目的で保熱して、圧延する直送圧延を適用してもよい。なお、熱間圧延では、仕上圧延終了温度を確保するため、バーヒータ等の加熱手段により被圧延材の加熱を行ってもよい。 For example, in the case of a slab manufactured by continuous casting, direct rolling may be applied in which the slab is rolled as it is or while being heat-retained for the purpose of suppressing a temperature drop. In the hot rolling, the material to be rolled may be heated by a heating means such as a bar heater in order to secure the finishing temperature of finish rolling.

鋼素材の加熱温度(スラブ加熱温度):1250℃以下の温度域で1.5h以上保持
スラブ加熱温度が高温すぎる場合には、粗大なTiNが多数析出してしまい、耐摩耗性の向上に有効なTiCに使用されるTiが少なくなる。そのため、スラブ加熱温度は1250℃以下とする。好ましくは1200℃以下である。保持時間は、合金元素が鋼中で均一に分散するという点から、1.5h以上とする。
Heating temperature of the steel material (slab heating temperature): Hold at a temperature of 1250°C or less for 1.5 hours or more If the slab heating temperature is too high, a large number of coarse TiN precipitates, which is effective for improving wear resistance. Less Ti is used for the more TiC. Therefore, the slab heating temperature is set to 1250° C. or less. It is preferably 1200° C. or less. The holding time is set to 1.5 hours or longer in order to uniformly disperse the alloying elements in the steel.

70s以内で粗圧延開始
鋼板表面から100μmの範囲における、鋼中X(X=Ti、Mo、Nb)量に対する1μm以上のXC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるXの質量割合が5%以下となるようにするためには、高温での保持時間を短くする必要がある。従って、1250℃以下の温度域で1.5h以上保持した後、粗圧延開始までの時間を70s以内とする。好ましくは65s以下である。
Rough rolling starts within 70 seconds The mass ratio of X contained in XC (X = Ti, Mo, Nb) of 1 μm or more to the amount of X (X = Ti, Mo, Nb) in the steel in the range of 100 μm from the steel plate surface is 5 % or less, it is necessary to shorten the holding time at high temperatures. Therefore, after the temperature range of 1250° C. or less is maintained for 1.5 hours or more, the time until the start of rough rolling is set to 70 seconds or less. Preferably, it is 65s or less.

900~1070℃の温度域、5パス以上、合計圧下率50%以上、パス間時間1s以上15s以下となる条件で粗圧延を実施
鋼板表面から100μmの範囲における、鋼中X(X=Ti、Mo、Nb)量に対する1μm以上のXC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるXの質量割合が5%以下となるようにするためには、900~1070℃の温度域で5パス以上、合計圧下率50%以上となるように粗圧延する必要がある。さらに、パス間時間が1s以上を確保できないと、鋼板表面から100μmの範囲における、鋼中X(X=Ti、Mo、Nb)量に対する1μm以上のXC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるXの質量割合が5%以下を確保できなくなるため、1s以上とした。操業性を考慮してパス間時間は15s以下が好ましい。より好ましくは10s以下である。
Rough rolling is performed under the conditions of a temperature range of 900 to 1070 ° C, 5 passes or more, a total rolling reduction of 50% or more, and an interpass time of 1 s to 15 s. In order to make the mass ratio of X contained in XC (X=Ti, Mo, Nb) of 1 μm or more to the amount of Mo, Nb) 5% or less, 5 passes or more in the temperature range of 900 to 1070 ° C. , it is necessary to perform rough rolling so that the total rolling reduction is 50% or more. Furthermore, if an interpass time of 1 s or more cannot be secured, XC (X = Ti, Mo, Nb) of 1 μm or more with respect to the amount of X (X = Ti, Mo, Nb) in the steel in the range of 100 μm from the steel plate surface 1 s or more because the mass ratio of X contained in the film cannot be ensured to be 5% or less. Considering the workability, the time between passes is preferably 15 seconds or less. More preferably, it is 10 s or less.

1000~1070℃の温度域で粗圧延における1パス目の圧下率:30%以下(好適条件)
高温で高い歪を付与すると100nm未満のTiC、NbC、MoCが多数析出し、XC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるX量に対する100nm以上のXC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるX量の質量割合が65%以上を確保できなくなる。従って、圧下率を30%以下とすることが好ましい。温度域は、所定のXCを得るといった点から1000~1070℃の温度域とすることが好ましい。
Rolling reduction of the first pass in rough rolling in a temperature range of 1000 to 1070 ° C.: 30% or less (preferred conditions)
When a high strain is applied at a high temperature, a large number of TiC, NbC, and MoC of less than 100 nm are precipitated, and XC (X = Ti, Mo, Nb) of 100 nm or more with respect to the amount of X contained in XC (X = Ti, Mo, Nb). It becomes impossible to ensure that the mass ratio of the amount of X contained is 65% or more. Therefore, it is preferable to set the rolling reduction to 30% or less. The temperature range is preferably from 1000 to 1070° C. in order to obtain a predetermined XC.

仕上圧延終了温度:Ar変態点以上で仕上圧延
仕上圧延終了温度がAr変態点未満では、熱間圧延後および焼鈍後に粗大なフェライト粒が形成され、伸びが著しく低下する。このため、仕上圧延終了温度は、Ar変態点以上とする。好ましくは(Ar変態点+20℃)以上とする。なお、仕上圧延終了温度の上限は、特に規定する必要はないが、仕上圧延後の冷却を円滑に行うためには、1000℃以下とすることが好ましい。
Finish rolling temperature: Finish rolling above the Ar 3 transformation point If the finish rolling temperature is lower than the Ar 3 transformation point, coarse ferrite grains are formed after hot rolling and after annealing, resulting in a marked drop in elongation. For this reason, the finish rolling end temperature is set to the Ar 3 transformation point or higher. It is preferably (Ar 3 transformation point + 20°C) or higher. Although the upper limit of the finishing temperature of finish rolling need not be specified, it is preferably 1000° C. or less in order to perform cooling smoothly after finish rolling.

仕上圧延後、平均冷却速度:20~100℃/secで700~750℃まで冷却
仕上圧延後、700~750℃までの平均冷却速度は焼鈍後の球状化セメンタイトのサイズに大きく影響する。仕上圧延後、平均冷却速度が20℃/sec未満では、焼鈍前組織としてフェライト組織が多すぎるフェライトとパーライト組織になるため、焼鈍後所定のセメンタイト分散状態やサイズが得られない。そのため、20℃/sec以上で冷却する必要がある。好ましくは25℃/sec以上である。一方、平均冷却速度が100℃/secを超えると焼鈍後に所定のサイズを有するセメンタイトが得られにくくなるため、100℃/sec以下とする。好ましくは75℃/sec以下である。
Average cooling rate after finish rolling: cooling to 700-750°C at 20-100°C/sec After finish rolling, the average cooling rate to 700-750°C greatly affects the size of spheroidized cementite after annealing. If the average cooling rate after finish rolling is less than 20° C./sec, the structure before annealing becomes ferrite and pearlite structures with too many ferrite structures, so that the desired cementite dispersion state and size cannot be obtained after annealing. Therefore, it is necessary to cool at 20° C./sec or more. Preferably, it is 25° C./sec or more. On the other hand, if the average cooling rate exceeds 100°C/sec, it becomes difficult to obtain cementite having a predetermined size after annealing, so the cooling rate is set to 100°C/sec or less. Preferably, it is 75°C/sec or less.

巻取温度:580℃超700℃以下
仕上圧延後の熱延鋼板は、コイル形状に巻き取られる。巻取温度が高すぎると熱延鋼板の強度が低くなり過ぎて、コイル形状に巻き取られた際、コイルの自重で変形する場合がある。このため、操業上の観点から好ましくない。したがって、巻取温度の上限を700℃とする。好ましくは690℃以下である。一方、巻取温度が低すぎると熱延鋼板が硬質化するため、好ましくない。したがって、巻取温度は580℃超とする。好ましくは600℃以上である。
Coiling temperature: more than 580°C and 700°C or less The hot-rolled steel sheet after finish rolling is coiled into a coil shape. If the coiling temperature is too high, the strength of the hot-rolled steel sheet becomes too low, and when the steel sheet is wound into a coil shape, it may be deformed by its own weight. Therefore, it is not preferable from an operational point of view. Therefore, the upper limit of the winding temperature is set at 700°C. It is preferably 690° C. or less. On the other hand, if the coiling temperature is too low, the hot-rolled steel sheet is hardened, which is not preferable. Therefore, the winding temperature should be above 580°C. It is preferably 600° C. or higher.

コイル状に巻き取った後、常温まで冷却し、酸洗処理を施しても良い。酸洗処理後、焼鈍を行う。なお、酸洗処理は公知の方法を適用できる。その後、得られた熱延鋼板に以下の焼鈍を施す。 After winding into a coil shape, it may be cooled to room temperature and pickled. Annealing is performed after the pickling treatment. A known method can be applied to the pickling treatment. After that, the obtained hot-rolled steel sheet is subjected to the following annealing.

焼鈍温度:Ac変態点未満で0.5h以上保持
焼鈍温度がAc変態点以上であると、オーステナイトが析出し、焼鈍後の冷却過程において粗大なパーライト組織が形成され、不均一な組織となる。このため、焼鈍温度は、Ac変態点未満とする。好ましくは(Ac変態点-10℃)以下である。なお、焼鈍温度の下限は特に定めないが、所定のセメンタイト分散状態を得るには、焼鈍温度は650℃以上が好ましく、さらに好ましくは700℃以上である。なお、雰囲気ガスは、窒素、水素、窒素と水素の混合ガスのいずれも使用できる。また、上記焼鈍温度における保持時間は、0.5h以上とする。焼鈍温度における保持時間が0.5h未満であると、焼鈍の効果が乏しく、本発明の目標とする組織が得られず、その結果、本発明の目標とする鋼板の硬さおよび伸びが得られない場合がある。したがって、上記焼鈍温度における保持時間は0.5h以上とする。さらに好ましくは5h以上であり、より一層好ましくは20h超えである。一方、上記焼鈍温度における保持時間が40hを超えると、生産性が低下し、製造コストが過大となる。そのため、上記焼鈍温度における保持時間は、40h以下とすることが好ましい。さらに好ましくは35h以下である。
Annealing temperature: less than the Ac 1 transformation point and held for 0.5 h or longer When the annealing temperature is equal to or higher than the Ac 1 transformation point, austenite precipitates, and a coarse pearlite structure is formed in the cooling process after annealing, resulting in a non-uniform structure. Become. Therefore, the annealing temperature should be less than the Ac 1 transformation point. It is preferably (Ac 1 transformation point -10°C) or less. Although the lower limit of the annealing temperature is not specified, the annealing temperature is preferably 650° C. or higher, more preferably 700° C. or higher, in order to obtain a predetermined state of cementite dispersion. Any of nitrogen, hydrogen, and a mixed gas of nitrogen and hydrogen can be used as the atmospheric gas. Further, the holding time at the above annealing temperature is set to 0.5 hours or more. If the holding time at the annealing temperature is less than 0.5 hours, the effect of annealing is poor and the target structure of the present invention cannot be obtained. As a result, the target hardness and elongation of the steel sheet cannot be obtained. sometimes not. Therefore, the holding time at the above annealing temperature should be 0.5 hours or more. It is more preferably 5 hours or more, and still more preferably over 20 hours. On the other hand, when the holding time at the above annealing temperature exceeds 40 hours, the productivity decreases and the manufacturing cost becomes excessive. Therefore, the holding time at the above annealing temperature is preferably 40 hours or less. More preferably, it is 35 hours or less.

本発明では、上記した焼鈍に代えて、以下の2段焼鈍を施すことができる。具体的には、巻き取った後、Ac変態点以上Ac変態点以下で0.5h以上保持(1段目の焼鈍)し、次いで平均冷却速度:1~20℃/hでAr変態点未満に冷却し、Ar変態点未満で20h以上保持(2段目の焼鈍)する2段焼鈍を施すことにより製造することも可能である。 In the present invention, the following two-stage annealing can be performed instead of the annealing described above. Specifically, after winding, it is held at the Ac 1 transformation point or higher and the Ac 3 transformation point or lower for 0.5 h or longer (first stage annealing), and then the average cooling rate: 1 to 20 ° C./h for Ar 1 transformation. It is also possible to manufacture by performing two-stage annealing in which the steel is cooled below the Ar 1 transformation point and held for 20 hours or longer (second-stage annealing).

本発明では、熱延鋼板をAc変態点以上Ac変態点以下で0.5h以上保持し、熱延鋼板中に析出していた比較的微細な炭化物を溶解してγ相中に固溶させ、その後平均冷却速度:1~20℃/hでAr変態点未満に冷却し、Ar変態点未満で20h以上保持する。このことにより、比較的粗大な未溶解炭化物等を核として固溶Cを析出させて、全体のセメンタイト数に対する円相当直径0.1μm以下のセメンタイト数の割合が20%以下となるような、炭化物(セメンタイト)の分散を制御された状態とすることができる。すなわち、本発明では、所定条件で2段焼鈍を施すことで、炭化物の分散形態を制御し、鋼板を軟質化させる。本発明で対象とする熱延鋼板では、軟質化する上で焼鈍後における炭化物の分散形態を制御することが重要となる。本発明では、熱延鋼板をAc変態点以上Ac変態点以下で保持する(1段目の焼鈍)ことで、微細な炭化物を溶解するとともに、Cをγ(オーステナイト)中に固溶する。その後のAr変態点未満の冷却段階や保持段階(2段目の焼鈍)において、Ac変態点以上の温度域で存在するα/γ界面や未溶解炭化物が核生成サイトとなり、比較的粗大な炭化物が析出する。以下、このような2段焼鈍の条件について説明する。なお、焼鈍の際の雰囲気ガスは、窒素、水素、窒素と水素の混合ガスのいずれも使用できる。 In the present invention, the hot-rolled steel sheet is held at the Ac 1 transformation point or higher and the Ac 3 transformation point or lower for 0.5 hours or longer, and relatively fine carbides precipitated in the hot-rolled steel sheet are dissolved to form a solid solution in the γ phase. and then cooled to below the Ar 1 transformation point at an average cooling rate of 1 to 20° C./h and held below the Ar 1 transformation point for 20 hours or more. As a result, solid solution C is precipitated using relatively coarse undissolved carbides or the like as nuclei, and the ratio of the number of cementites having an equivalent circle diameter of 0.1 μm or less to the total number of cementites is 20% or less. (cementite) distribution can be controlled. That is, in the present invention, the steel sheet is softened by controlling the dispersion form of carbides by performing two-stage annealing under predetermined conditions. In the hot-rolled steel sheet targeted by the present invention, it is important to control the dispersion form of carbides after annealing in order to soften the steel. In the present invention, by holding the hot-rolled steel sheet at the Ac 1 transformation point or more and the Ac 3 transformation point or less (first stage annealing), fine carbides are dissolved and C is dissolved in γ (austenite). . In the subsequent cooling stage below the Ar 1 transformation point and the holding stage (second annealing), the α / γ interface and undissolved carbide existing in the temperature range above the Ac 1 transformation point become nucleation sites, and relatively coarse carbide precipitates. The conditions for such two-step annealing will be described below. Any of nitrogen, hydrogen, and a mixed gas of nitrogen and hydrogen can be used as the atmosphere gas during annealing.

Ac変態点以上Ac変態点以下で0.5h以上保持(1段目の焼鈍)
熱延鋼板をAc変態点以上の焼鈍温度に加熱することにより、鋼板組織のフェライトの一部をオーステナイトに変態させ、フェライト中に析出していた微細な炭化物を溶解させ、Cをオーステナイト中に固溶させる。一方、オーステナイトに変態せずに残ったフェライトは高温で焼鈍されるため、転位密度が減少して軟化する。また、フェライト中には溶解しなかった比較的粗大な炭化物(未溶解炭化物)が残存するが、オストワルド成長により、より粗大になる。焼鈍温度がAc変態点未満では、オーステナイト変態が生じないため、炭化物をオーステナイト中に固溶させることができない。一方、1段目の焼鈍温度がAc変態点超になると焼鈍後に棒状のセメンタイトが多数得られて、所定の伸びが得られないため、Ac変態点以下とする。また、本発明では、Ac変態点以上Ac変態点以下での保持時間が0.5h未満では微細な炭化物を十分に溶解することができない。このため、1段目の焼鈍として、Ac変態点以上Ac変態点以下で0.5h以上保持することとする。保持時間は、好ましくは1.0h以上とする。また、保持時間は10h以下とすることが好ましい。
Hold for 0.5 h or more at the Ac 1 transformation point or higher and the Ac 3 transformation point or lower (first stage annealing)
By heating the hot-rolled steel sheet to an annealing temperature equal to or higher than the Ac 1 transformation point, part of the ferrite in the steel sheet structure is transformed into austenite, fine carbides precipitated in the ferrite are dissolved, and C is added to the austenite. Dissolve. On the other hand, the remaining ferrite that has not been transformed into austenite is annealed at a high temperature, so that the dislocation density is reduced and the ferrite is softened. In addition, relatively coarse carbides (undissolved carbides) that have not been dissolved remain in the ferrite, but become coarser due to Ostwald growth. When the annealing temperature is lower than the Ac 1 transformation point, austenite transformation does not occur, so carbides cannot be dissolved in austenite. On the other hand, if the annealing temperature in the first stage exceeds the Ac 3 transformation point , a large amount of rod-shaped cementite is obtained after annealing, and the predetermined elongation cannot be obtained. Further, in the present invention, fine carbides cannot be sufficiently dissolved if the holding time at the Ac 1 transformation point or higher and the Ac 3 transformation point or lower is less than 0.5 hours. Therefore, as the first stage annealing, the steel is held at the Ac 1 transformation point or higher and the Ac 3 transformation point or lower for 0.5 hours or longer. The retention time is preferably 1.0 h or more. Also, the holding time is preferably 10 hours or less.

平均冷却速度:1~20℃/hでAr変態点未満に冷却
上記した1段目の焼鈍の後、2段目の焼鈍の温度域であるAr変態点未満に、平均冷却速度:1~20℃/hで冷却する。冷却途中に、オーステナイトからフェライトへの変態に伴いオーステナイトから吐き出されるCが、α/γ界面や未溶解炭化物を核生成サイトとして、比較的粗大な球状炭化物として析出する。この冷却においては、パーライトが生成しないように冷却速度を調整する必要がある。1段目の焼鈍後、2段目の焼鈍までの平均冷却速度が、1℃/h未満では生産効率が悪いため、平均冷却速度は1℃/h以上とする。好ましくは5℃/h以上とする。一方、平均冷却速度が20℃/hを超えて大きくなると、パーライトが析出し、硬度が高くなるため、20℃/h以下とする。好ましくは15℃/h以下とする。
Average cooling rate: 1 to 20 ° C./h to less than the Ar 1 transformation point After the above-described first stage annealing, the temperature range for the second stage annealing, which is the Ar 1 transformation point, average cooling rate: 1 Cool at ~20°C/h. During cooling, C discharged from austenite accompanying transformation from austenite to ferrite precipitates as relatively coarse spherical carbides using α/γ interfaces and undissolved carbides as nucleation sites. In this cooling, it is necessary to adjust the cooling rate so as not to generate pearlite. If the average cooling rate from the first stage annealing to the second stage annealing is less than 1° C./h, the production efficiency is poor, so the average cooling rate is made 1° C./h or more. It is preferably 5° C./h or more. On the other hand, if the average cooling rate exceeds 20° C./h, pearlite precipitates and the hardness increases, so the cooling rate is set to 20° C./h or less. It is preferably 15° C./h or less.

Ar変態点未満で20h以上保持(2段目の焼鈍)
上記した1段目の焼鈍後、所定の平均冷却速度で冷却してAr変態点未満で保持することで、オストワルド成長により、粗大な球状炭化物をさらに成長させ、微細な炭化物を消失させる。Ar変態点未満での保持時間が20h未満では、炭化物を十分に成長させることができず、焼鈍後の硬度が大きくなりすぎる。このため、2段目の焼鈍はAr変態点未満で20h以上保持とする。なお、特に限定するものではないが、2段目の焼鈍温度は炭化物を十分成長させるため、660℃以上とすることが好ましく、また、保持時間は生産効率の観点から、30h以下とすることが好ましい。
Hold for 20 hours or more below the Ar 1 transformation point (second stage annealing)
After the above-described first-stage annealing, the steel is cooled at a predetermined average cooling rate and held below the Ar 1 transformation point to further grow coarse spherical carbides and eliminate fine carbides by Ostwald growth. If the holding time below the Ar 1 transformation point is less than 20 hours, the carbide cannot be sufficiently grown, and the hardness after annealing becomes too large. For this reason, the second stage annealing is performed at a temperature lower than the Ar 1 transformation point and maintained for 20 hours or longer. Although not particularly limited, the second annealing temperature is preferably 660° C. or higher in order to sufficiently grow carbides, and the holding time is preferably 30 hours or less from the viewpoint of production efficiency. preferable.

なお、上述したAc変態点、Ac変態点、Ar変態点、Ar変態点は、フォーマスター試験などによる加熱時、冷却時の熱膨張測定や電気抵抗測定による実測により決定することができる。 The above-mentioned Ac 3 transformation point, Ac 1 transformation point, Ar 3 transformation point, and Ar 1 transformation point can be determined by actual measurement by thermal expansion measurement and electrical resistance measurement during heating and cooling by a Formaster test. can.

また、上述した平均加熱速度、平均冷却速度は、炉内に設置した熱電対で温度を測定し求める。 The average heating rate and average cooling rate described above are obtained by measuring the temperature with a thermocouple installed in the furnace.

表1に示す鋼番A~Qの成分組成を有する鋼を溶製し、次いで表2および表3に示す製造条件に従って、熱間圧延を行った。次いで、酸洗し、窒素雰囲気中(雰囲気ガス:窒素)で、表2および表3に示す焼鈍温度および焼鈍時間(h)にて焼鈍(球状化焼鈍)を施して、板厚3.0mmの熱延焼鈍板を製造した。 Steels having chemical compositions of Steel Nos. A to Q shown in Table 1 were melted and then hot-rolled according to the production conditions shown in Tables 2 and 3. Next, it was pickled and annealed (spheroidized annealing) in a nitrogen atmosphere (atmosphere gas: nitrogen) at the annealing temperature and annealing time (h) shown in Tables 2 and 3 to obtain a plate with a thickness of 3.0 mm. A hot-rolled and annealed sheet was produced.

このようにして得られた熱延焼鈍板から試験片を採取し、下記のように、ミクロ組織、100nm以上TiCに含まれるTi量、100nm以上MoCに含まれるMo量、100nm以上NbCに含まれるNb量、引張強度、全伸び、ズブ焼入れ後の鋼板硬さおよびズブ焼入れ後の耐摩耗性をそれぞれ求めた。なお、表1に示すAc変態点、Ac変態点、Ar変態点およびAr変態点はフォーマスター試験により求めたものである。 A test piece was taken from the hot rolled and annealed sheet thus obtained, and the microstructure, the amount of Ti contained in TiC of 100 nm or more, the amount of Mo contained in MoC of 100 nm or more, and the amount of Mo contained in NbC of 100 nm or more The Nb content, tensile strength, total elongation, steel plate hardness after sub-quenching, and wear resistance after sub-quenching were determined. The Ac 3 transformation point, Ac 1 transformation point, Ar 1 transformation point and Ar 3 transformation point shown in Table 1 were determined by the Formaster test.

(1)ミクロ組織
焼鈍後の鋼板のミクロ組織は、板幅中央部から採取した試験片(大きさ:3mmt×10mm×10mm)を切断研磨後、ナイタール腐食を施し、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、表層から板厚1/4のところの5箇所で3000倍の倍率で撮影した。撮影した組織写真を画像処理により各相(フェライト、セメンタイト、パーライトなど)を特定した。表2および表3にはミクロ組織として「パーライト面積率」を記載しており、パーライトが面積率で6.5%を超えて認められた鋼については、比較例としている。面積率で6.5%以下のパーライトと、フェライトと、セメンタイトを有する鋼については本発明例としている。
(1) Microstructure The microstructure of the steel sheet after annealing is obtained by cutting and polishing a test piece (size: 3 mmt × 10 mm × 10 mm) taken from the center of the width of the plate, and then applying nital corrosion. was used to photograph at 3000 times magnification at 5 locations from the surface layer to 1/4 of the plate thickness. Each phase (ferrite, cementite, pearlite, etc.) was identified by image processing of the photographed structure photograph. Tables 2 and 3 show the "perlite area ratio" as the microstructure, and the steels in which the pearlite area ratio exceeds 6.5% are given as comparative examples. Steels containing pearlite, ferrite, and cementite with an area ratio of 6.5% or less are examples of the present invention.

また、SEM画像からGIMPファイルといった画像解析ソフトを用いて、フェライトとフェライト以外の領域とを二値化して、フェライトの面積率(%)を求めた。セメンタイトも同様に、セメンタイトとセメンタイト以外の領域を二値化して、セメンタイトの面積率(%)を求めた。また、パーライトは、100(%)からフェライトとセメンタイトの各面積率(%)を引いた値を、パーライトの面積率(%)とした。 Further, the area ratio (%) of ferrite was obtained by binarizing ferrite and regions other than ferrite from the SEM image using image analysis software such as a GIMP file. Cementite was similarly binarized for areas other than cementite and cementite to determine the area ratio (%) of cementite. For pearlite, a value obtained by subtracting each area ratio (%) of ferrite and cementite from 100(%) was defined as the area ratio (%) of pearlite.

また、撮影した組織写真について、個々のセメンタイト径を評価した。セメンタイト径は、長径と短径を測定し、円相当直径に換算した。平均セメンタイト径は、円相当直径に換算した全てのセメンタイトの円相当直径の合計をセメンタイト総数で除して求めた。円相当直径の値が0.1μm以下のセメンタイトの個数を測定し、円相当直径0.1μm以下のセメンタイトの数とした。また、全セメンタイトの個数を求め、全セメンタイト数とした。そして、全セメンタイト数に対する円相当直径0.1μm以下のセメンタイト数の割合((円相当直径0.1μm以下のセメンタイト数/全セメンタイト数)×100(%))を求めた。なお、この「円相当直径0.1μm以下のセメンタイトの割合」を、円相当直径0.1μm以下のセメンタイトと単に称する場合もある。 In addition, individual cementite diameters were evaluated for the photographed tissue photographs. The cementite diameter was obtained by measuring the major axis and the minor axis and converting them into circle-equivalent diameters. The average cementite diameter was obtained by dividing the sum of equivalent circle diameters of all cementites converted into equivalent circle diameters by the total number of cementites. The number of cementite particles having an equivalent circle diameter of 0.1 μm or less was measured and defined as the number of cementite particles having an equivalent circle diameter of 0.1 μm or less. In addition, the number of all cementites was obtained and used as the number of all cementites. Then, the ratio of the number of cementite having an equivalent circle diameter of 0.1 μm or less to the total number of cementite ((number of cementite having an equivalent circle diameter of 0.1 μm or less/total number of cementite)×100(%)) was obtained. In addition, this "proportion of cementite with an equivalent circle diameter of 0.1 μm or less" may be simply referred to as cementite with an equivalent circle diameter of 0.1 μm or less.

また、撮影した組織写真について、JIS G 0551に定められた結晶粒度の評価方法(切断法)を用いて、フェライトの平均粒径を求めた。 In addition, the average grain size of ferrite was obtained from the photographs of the structure by using the grain size evaluation method (cutting method) specified in JIS G 0551.

(2)各X(X=Ti、Mo、Nb)量の測定
下記の参考文献1および特許文献4に記載されている方法と同じ手法で求めた。すなわち、鋼板表面から100μmまでの領域において、10%AA(10vol%アセチルアセトン-1質量%塩化テトラメチルアンモニウムーメタノール)電解液中で電解し、電解液から固溶X(X=Ti、Mo、Nb)量を測定した。続いて、電解後に残った鋼について分散性を有する溶液である0~2000mg/lの範囲に濃度を7水準変化させたヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液に浸漬し、析出物を分離した。次に直孔からなり、電子顕微鏡観察から求めた空隙率が47%で、フィルタ孔径が100nmのフィルタを用い、100nm以上の析出物とそれ以下の析出物に分離し、100nm以上のTiC、NbCおよびMoCをそれぞれ求めた。100nm未満の析出物については、100nm以上の析出物を分離した液にて求めた各X(X=Ti、Mo、Nb)から固溶X量を差し引く補正を行って求めた。固溶X量+析出物に含有されるX量=鋼中X量とした。
1μm以上のTiC、NbCおよびMoCについては以下のように求めた。特許文献5に示すような2段レプリカ法にてNb炭化物、Ti炭化物およびMo炭化物のみ抽出したものから、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて、16万倍の倍率で30視野撮影し、サイズを測定した。観察した30個について長径と短径を測定し、円相当直径に換算し、1μm以上のXCに含まれるXの割合を求めた。
[参考文献1]城代哲史、石田智治、猪瀬国生、藤本京子,鉄と鋼,vol.99 (2013) No.5, p.362-365
[特許文献4]特開2010-127789号公報
[特許文献5]特開2018-194539号公報
(3)鋼板の伸び
焼鈍後の鋼板(原板)から、圧延方向に対して0°の方向(L方向)に切り出したJIS5号引張試験片を用いて、10mm/分で引張試験を行い、破断したサンプルを突き合わせて全伸びを求めた。その結果を、伸び(El)とした。
(2) Measurement of the amount of each X (X = Ti, Mo, Nb) It was determined by the same method as described in Reference Document 1 and Patent Document 4 below. That is, in a region from the surface of the steel sheet to 100 μm, electrolysis is performed in a 10% AA (10 vol% acetylacetone-1% by mass tetramethylammonium chloride-methanol) electrolytic solution, and solid solution X (X = Ti, Mo, Nb ) was measured. Subsequently, it was immersed in an aqueous solution of sodium hexametaphosphate whose concentration was changed by 7 levels in the range of 0 to 2000 mg/l, which is a solution that disperses the steel remaining after electrolysis, to separate the deposits. Next, using a filter with straight pores, a porosity of 47% determined by electron microscope observation, and a filter pore diameter of 100 nm, precipitates of 100 nm or more and precipitates of 100 nm or less are separated, and TiC and NbC of 100 nm or more are separated. and MoC were determined respectively. Precipitates of less than 100 nm were determined by subtracting the solid-solution X amount from each X (X=Ti, Mo, Nb) obtained from the liquid from which the precipitates of 100 nm or more were separated. Amount of X in solid solution + Amount of X contained in precipitates = Amount of X in steel.
TiC, NbC and MoC of 1 μm or more were determined as follows. Only Nb carbides, Ti carbides, and Mo carbides were extracted by a two-stage replica method as shown in Patent Document 5. Using a transmission electron microscope (TEM), 30 fields of view were photographed at a magnification of 160,000 times, and the size was measured. The length and breadth of the observed 30 particles were measured, converted to circle equivalent diameter, and the ratio of X contained in XC of 1 μm or more was determined.
[Reference 1] Satoshi Kishiro, Tomoharu Ishida, Kunio Inose, Kyoko Fujimoto, Tetsu to Hagane, vol. 99 (2013) No. 5, p. 362-365
[Patent Document 4] JP-A-2010-127789 [Patent Document 5] JP-A-2018-194539 (3) Elongation of steel plate From the steel plate (original plate) after annealing, the direction (L A tensile test was performed at 10 mm/min using a JIS No. 5 tensile test piece cut out in the direction), and the total elongation was determined by butting the fractured samples. The result was defined as elongation (El).

(4)焼入れ後の鋼板硬さ(焼入れ性)
焼入れ後の鋼板硬さはズブ焼入れを想定した方法で評価した。焼鈍後の鋼板について、加熱速度20℃/sで900℃に加熱、900℃で30分保持した後、油冷(油冷の温度:70℃)して試料作製を行った。鋼板表面からの深さ0.1mmの位置と板厚の1/4位置にて硬さを荷重1kgfの条件下で測定し、表層0.1mmの硬さ(HV)と鋼板内部の硬さ(HV)を求めた。ズブ焼入れ性が十分であると評価できる、C含有量に応じたズブ焼入れ性の合格基準を表4に示す。表層0.1mmの硬さ(HV)と鋼板内部の硬さ(HV)のそれぞれが、表4の基準を満足した場合、合格(記号:○で示す)と判定し、ズブ焼入れ性に優れると評価した。
(4) Steel plate hardness after quenching (hardenability)
The steel plate hardness after quenching was evaluated by a method assuming submerged quenching. The steel sheets after annealing were heated to 900°C at a heating rate of 20°C/s, held at 900°C for 30 minutes, and then oil-cooled (oil-cooling temperature: 70°C) to prepare samples. The hardness was measured at a depth of 0.1 mm from the steel plate surface and at a position of 1/4 of the plate thickness under the condition of a load of 1 kgf, and the hardness of the surface layer 0.1 mm (HV) and the hardness inside the steel plate ( HV) was obtained. Table 4 shows acceptance criteria for the dip hardenability according to the C content, which can be evaluated as sufficient dip hardenability. If the hardness (HV) of the surface layer 0.1 mm and the hardness (HV) inside the steel sheet satisfy the criteria in Table 4, it is judged to be acceptable (symbol: ○), and the submerged hardenability is excellent. evaluated.

(5)熱処理後の耐摩耗特性
焼鈍材から30mm×30mmの試験片を採取し、ズブ焼入れ処理を行って、熱処理後の耐摩耗性を評価した。上記(4)で示す条件で焼入れ処理を行って、ボールオンディスク試験機を用いて摩耗試験を行った。摩耗試験は超鋼のボール(球径6mm)を試験片の表面と接触させた状態で、1Nの荷重を負荷し、半径8mmの同心円状を回転速度20cm/sで回転させて、30000回回転した後の摩耗痕断面積を求めた。30000回回転後摩耗痕断面積が300μm以下であるものについては、合格(記号:〇で示す)と判定し、摩耗特性に優れると判定した。
(5) Abrasion Resistance after Heat Treatment A test piece of 30 mm×30 mm was sampled from the annealed material, submerged quenching was performed, and the abrasion resistance after heat treatment was evaluated. A hardening treatment was performed under the conditions shown in (4) above, and an abrasion test was performed using a ball-on-disk tester. In the abrasion test, a 1N load is applied with a carbide ball (sphere diameter 6 mm) in contact with the surface of the test piece, and a concentric circle with a radius of 8 mm is rotated at a rotation speed of 20 cm / s, and rotated 30,000 times. The cross-sectional area of the wear scar after the wear was determined. Those with a wear scar cross-sectional area of 300 μm 2 or less after 30,000 rotations were judged to be acceptable (symbol: ○), and judged to be excellent in wear characteristics.

(4)の結果において〇の判定が得られたもの、および、(5)の結果において〇の判定が得られたものついて、総合評価を〇とし、いずれかの値が満足しない場合、不合格(記号:×で示す)と判定した。 For those who got a judgment of 〇 in the result of (4) and those who got a judgment of 〇 in the result of (5), the overall evaluation is 〇, and if any value is not satisfied, it is disqualified. (Symbol: X).

表2、3に結果を示す。 Tables 2 and 3 show the results.

Figure 2022122483000001
Figure 2022122483000001

Figure 2022122483000002
Figure 2022122483000002

Figure 2022122483000003
Figure 2022122483000003

Figure 2022122483000004
Figure 2022122483000004

表2、3の結果から、本発明例はいずれも冷間加工性および熱処理後の耐摩耗性に優れる。 From the results in Tables 2 and 3, the invention examples are all excellent in cold workability and wear resistance after heat treatment.

Claims (9)

質量%で、
C:0.30%以上1.0%未満、
Si:0.80%以下、
Mn:0.10%以上1.0%以下、
P:0.03%以下、
S:0.010%以下、
sol.Al:0.001%以上0.10%以下、
N:0.01%以下、
Cr:0.05%以上0.50%以下、
B:0.0005%以上0.005%以下を含有し、
さらにTi:0.06%超0.2%以下、Mo:0.10%超0.4%以下、Nb:0.10%超0.2%以下のうちから選んだ1種以上を含有し、
残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、
ミクロ組織は、
フェライトおよびセメンタイトを有し、
前記セメンタイトは、全セメンタイト数に対する円相当直径0.1μm以下のセメンタイト数の割合が20%以下、平均セメンタイト径が0.15μm以上、全ミクロ組織に対する前記セメンタイトの占める割合が面積率で4.5%以上20.0%未満であり、
鋼板表面から100μmの範囲における、鋼中X(X=Ti、Mo、Nb)量に対する1μm以上のXC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるXの質量割合が5%以下であり、
全伸び(El)が20%以上である熱延鋼板。
in % by mass,
C: 0.30% or more and less than 1.0%,
Si: 0.80% or less,
Mn: 0.10% or more and 1.0% or less,
P: 0.03% or less,
S: 0.010% or less,
sol. Al: 0.001% or more and 0.10% or less,
N: 0.01% or less,
Cr: 0.05% or more and 0.50% or less,
B: containing 0.0005% or more and 0.005% or less,
Furthermore, Ti: more than 0.06% and 0.2% or less, Mo: more than 0.10% and 0.4% or less, Nb: more than 0.10% and 0.2% or less ,
Having a component composition in which the balance is Fe and unavoidable impurities,
The microstructure is
having ferrite and cementite,
The cementite has a ratio of cementite with a circle equivalent diameter of 0.1 μm or less to the total number of cementite of 20% or less, an average cementite diameter of 0.15 μm or more, and a ratio of the cementite to the total microstructure in terms of area ratio of 4.5. % or more and less than 20.0%,
The mass ratio of X contained in XC (X = Ti, Mo, Nb) of 1 µm or more with respect to the amount of X (X = Ti, Mo, Nb) in the steel in the range of 100 µm from the steel plate surface is 5% or less,
A hot-rolled steel sheet having a total elongation (El) of 20% or more.
鋼板表面から100μmの範囲における、XC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるX量に対する100nm以上のXC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるX量の質量割合が65%以上である請求項1に記載の熱延鋼板。 The mass ratio of the amount of X contained in XC (X=Ti, Mo, Nb) of 100 nm or more to the amount of X contained in XC (X=Ti, Mo, Nb) in the range of 100 μm from the steel plate surface is 65% or more. The hot-rolled steel sheet according to claim 1. SbおよびSnから選んだ1種または2種を合計で0.002%以上0.1%以下含有する請求項1または2に記載の熱延鋼板。 The hot-rolled steel sheet according to claim 1 or 2, containing 0.002% or more and 0.1% or less in total of one or two selected from Sb and Sn. 前記成分組成に加えてさらに、質量%で、Ta、Ni、Cu、V、Wのうちから選ばれた1種または2種以上を、それぞれ0.0005%以上0.1%以下含有する請求項1~3のいずれかに記載の熱延鋼板。 0.0005% or more and 0.1% or less of one or more selected from Ta, Ni, Cu, V, and W in mass % in addition to the above component composition. 4. The hot-rolled steel sheet according to any one of 1 to 3. 前記フェライトの平均粒径が4~25μmである請求項1~4のいずれかに記載の熱延鋼板。 The hot-rolled steel sheet according to any one of claims 1 to 4, wherein the ferrite has an average grain size of 4 to 25 µm. 請求項1~5のいずれかに記載の熱延鋼板の製造方法であって、
前記成分組成を有する鋼素材を、1250℃以下の温度域で1.5h以上保持した後70s以内で粗圧延を開始し、900~1070℃の温度範囲、5パス以上、合計圧下率50%以上、パス間時間1s以上15s以下となる条件で粗圧延を実施し、仕上圧延終了温度:Ar変態点以上で仕上圧延を行い、
その後、平均冷却速度:20~100℃/secで700~750℃まで冷却し、
巻取温度:580℃超700℃以下で巻き取り、熱延鋼板とした後、
該熱延鋼板を、焼鈍温度:Ac変態点未満で0.5h以上保持する焼鈍を施す熱延鋼板の製造方法。
A method for manufacturing a hot-rolled steel sheet according to any one of claims 1 to 5,
Rough rolling is started within 70 seconds after holding the steel material having the above chemical composition in a temperature range of 1250 ° C. or less for 1.5 hours or more, and the temperature range is 900 to 1070 ° C., 5 passes or more, and the total rolling reduction is 50% or more. , Perform rough rolling under the condition that the time between passes is 1 s or more and 15 s or less, finish rolling finish temperature: perform finish rolling at the Ar 3 transformation point or higher,
Then, cool to 700-750°C at an average cooling rate of 20-100°C/sec,
Coiling temperature: After coiling at a temperature of more than 580 ° C. and 700 ° C. or less to form a hot-rolled steel sheet,
A method for producing a hot-rolled steel sheet, wherein the hot-rolled steel sheet is annealed at an annealing temperature of less than the Ac 1 transformation point for 0.5 hours or more.
前記粗圧延における1パス目が1000~1070℃の温度域で圧下率30%以下となるように粗圧延を実施する請求項6に記載の熱延鋼板の製造方法。 7. The method for producing a hot-rolled steel sheet according to claim 6, wherein the first pass of the rough rolling is performed in a temperature range of 1000 to 1070° C. so that the rolling reduction is 30% or less. 請求項1~5のいずれかに記載の熱延鋼板の製造方法であって、前記成分組成を有する鋼素材を、1250℃以下の温度域で1.5h以上保持した後70s以内で粗圧延を開始し、900~1070℃の温度域、5パス以上、合計圧下率50%以上、パス間時間1s以上15s以内となる条件で粗圧延を実施し、仕上圧延終了温度:Ar変態点以上で仕上圧延を行い、
その後、平均冷却速度:20~100℃/secで700~750℃まで冷却し、
巻取温度:580℃超700℃以下で巻き取り、熱延鋼板とした後、
該熱延鋼板を、Ac変態点以上Ac変態点以下で0.5h以上保持し、次いで平均冷却速度:1~20℃/hでAr変態点未満に冷却し、Ar変態点未満で20h以上保持する焼鈍を施す熱延鋼板の製造方法。
The method for producing a hot-rolled steel sheet according to any one of claims 1 to 5, wherein the steel material having the chemical composition is held in a temperature range of 1250 ° C. or less for 1.5 hours or more and then rough-rolled within 70 seconds. Starting, rough rolling is performed under the conditions of a temperature range of 900 to 1070 ° C., 5 passes or more, a total rolling reduction of 50% or more, and an interpass time of 1 s to 15 s. Perform finish rolling,
Then, cool to 700-750°C at an average cooling rate of 20-100°C/sec,
Coiling temperature: After coiling at a temperature of more than 580 ° C. and 700 ° C. or less to form a hot-rolled steel sheet,
The hot-rolled steel sheet is held at the Ac 1 transformation point or higher and the Ac 3 transformation point or lower for 0.5 h or more, and then cooled to less than the Ar 1 transformation point at an average cooling rate of 1 to 20 ° C./h. A method for manufacturing a hot-rolled steel sheet that is annealed at a temperature of 20 h or more.
前記粗圧延における1パス目が1000~1070℃の温度域で圧下率30%以下となるように粗圧延を実施する請求項8に記載の熱延鋼板の製造方法。 The method for producing a hot-rolled steel sheet according to claim 8, wherein the first pass of the rough rolling is performed at a temperature range of 1000 to 1070°C so that the rolling reduction is 30% or less.
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