JP3348365B2 - 疲労特性に優れた耐熱軟化性を有する加工用熱延高強度鋼板およびその製造方法 - Google Patents
疲労特性に優れた耐熱軟化性を有する加工用熱延高強度鋼板およびその製造方法Info
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使用することを企図した疲労特性に優れた耐熱軟化性を
有する加工用熱延高強度鋼板及びその製造方法に関する
ものである。
保を主な背景として、高強度鋼板の需要が増大してい
る。しかし、高強度鋼板といえども、その加工性に対す
る要求は厳しく、優れた加工性を有する鋼強度鋼板が望
まれている。さらに高強度化に伴う軽量化(板厚減少)
による疲労強度不足が顕在化してきており、優れた加工
性のみならず、優れた疲労強度をも兼ね備えた高強度鋼
板が強く望まれている。また、車体組立手段として溶接
が多用されており、耐熱軟化性を有することも必要であ
る。すなわち、加工性、疲労特性及び耐熱軟化性の3つ
の特性を同時に満たすことが要求されている。
(例えばホイールリム)にはNb添加鋼(フェライトと
ベイナイトで主に構成される)が主に用いられてきた。
しかし、Nb添加鋼は加工性が劣り、ホイールリム成形
時に不具合が発生する場合がある。例えば、均一伸び不
足に起因する拡管時のネッキング発生、降伏比過大に起
因する巻き工程での寸法不具合である。一方、優れた加
工性と疲労特性を有する鋼板としてはDP鋼(フェライ
トとマルテンサイトで主に構成される)、γ鋼(フェラ
イト、ベイナイト及び残留オーステナイトで主に構成さ
れる)に代表される低温変態生成物を活用した鋼が知ら
れているが、低温変態生成物が焼き戻されるため、熱軟
化が大きい。すなわち、従来技術では加工性、疲労特性
及び耐熱軟化性の3つの特性を同時に充分満足するもの
が得られていないのが実状である。
決すべく、疲労特性に優れた耐熱軟化性を有する加工用
熱延高強度鋼板及びその製造方法を提供することを目的
とする。
達成するため、以下に示す構成を手段とする。 (1)重量比でC :0.03〜0.20%、 A
l:1.0〜5.0%、Mn:0.5〜3.5%、
Si≦5.0%、P ≦0.05%、
S ≦0.01% 残部Feと不可避的成分を含み、ミクロ組織として第一
相であるフェライトと第二相で構成され、フェライト占
積率が50%以上、かつ、フェライトと第二相のミクロ
ビッカース硬さ比(第二相硬さ/フェライト硬さ)が
1.5以下であり、特性として 引張強さ(TS)≧400MPa、 強度−全伸びバランス(引張強さ×全伸び)≧1800
0(MPa・%) 強度−均一伸びバランス(引張強さ×均一伸び)≧12
000(MPa・%) 疲労限度比≧0.50 を具備することを特徴とする疲労特性に優れた耐熱軟化
性を有する加工用熱延高強度鋼板。
%、 Al:1.0〜5.0%、Mn:0.5〜3.
5%、 Si≦5.0%、P ≦0.05%、
S ≦0.01% 残部Feと不可避的成分を含む鋼片を用いて、800℃
〜1000℃で熱間圧延を行い、550℃〜700℃で
巻き取ることを特徴とする疲労特性に優れた耐熱軟化性
を有する加工用熱延高強度鋼板の製造方法。
%、 Al:1.0〜5.0%、Mn:0.5〜3.
5%、 Si≦5.0%、P ≦0.05%、
S ≦0.01%、Ca:0.0005〜
0.01%または、REM:0.005〜0.05% 残部Feと不可避的成分を含み、ミクロ組織として第一
相であるフェライトと第二相で構成され、フェライト占
積率が50%以上、かつ、フェライトと第二相のミクロ
ビッカース硬さ比(第二相硬さ/フェライト硬さ)が
1.5以下であり、特性として 引張強さ(TS)≧400MPa、 強度−全伸びバランス(引張強さ×全伸び)≧1800
0(MPa・%) 強度−均一伸びバランス(引張強さ×均一伸び)≧12
000(MPa・%) 疲労限度比≧0.50 を具備することを特徴とする疲労特性に優れた耐熱軟化
性を有する加工用熱延高強度鋼板。
%、 Al:1.0〜5.0%、Mn:0.5〜3.
5%、 Si≦5.0%、P ≦0.05%、
S ≦0.01%、Ca:0.0005〜
0.01%または、REM:0.005〜0.05% 残部Feと不可避的成分を含む鋼片を用いて、800℃
〜1000℃で熱間圧延を行い、550℃〜700℃で
巻き取ることを特徴とする疲労特性に優れた耐熱軟化性
を有する加工用熱延高強度鋼板の製造方法。
%、 Al:1.0〜5.0%、Mn:0.5〜3.
5%、 Si≦5.0%、P ≦0.05%、
S ≦0.01%、Nb:0.005〜
0.050% 残部Feと不可避的成分を含み、ミクロ組織として第一
相であるフェライトと第二相で構成され、フェライト占
積率が50%以上、かつ、フェライトと第二相のミクロ
ビッカース硬さ比(第二相硬さ/フェライト硬さ)が
1.5以下であり、特性として 引張強さ(TS)≧400MPa、 強度−全伸びバランス(引張強さ×全伸び)≧1800
0(MPa・%) 強度−均一伸びバランス(引張強さ×均一伸び)≧12
000(MPa・%) 疲労限度比≧0.50 を具備することを特徴とする疲労特性に優れた耐熱軟化
性を有する加工用熱延高強度鋼板。
%、 Al:1.0〜5.0%、Mn:0.5〜3.
5%、 Si≦5.0%、P ≦0.05%、
S ≦0.01%、Nb:0.005〜
0.050% 残部Feと不可避的成分を含む鋼片を用いて、800℃
〜1000℃で熱間圧延を行い、550℃〜700℃で
巻き取ることを特徴とする疲労特性に優れた耐熱軟化性
を有する加工用熱延高強度鋼板の製造方法。
%、 Al:1.0〜5.0%、Mn:0.5〜3.
5%、 Si≦5.0%、P ≦0.05%、
S ≦0.01%、Nb:0.005〜
0.050%、Ca:0.0005〜0.01%また
は、REM:0.005〜0.05% 残部Feと不可避的成分を含み、ミクロ組織として第一
相であるフェライトと第二相で構成され、フェライト占
積率が50%以上、かつ、フェライトと第二相のミクロ
ビッカース硬さ比(第二相硬さ/フェライト硬さ)が
1.5以下であり、特性として 引張強さ(TS)≧400MPa、 強度−全伸びバランス(引張強さ×全伸び)≧1800
0(MPa・%) 強度−均一伸びバランス(引張強さ×均一伸び)≧12
000(MPa・%) 疲労限度比≧0.50 を具備することを特徴とする疲労特性に優れた耐熱軟化
性を有する加工用熱延高強度鋼板。
%、 Al:1.0〜5.0%、Mn:0.5〜3.
5%、 Si≦5.0%、P ≦0.05%、
S ≦0.01%、Nb:0.005〜
0.050%、Ca:0.0005〜0.01%また
は、REM:0.005〜0.05% 残部Feと不可避的成分を含む鋼片を用いて、800℃
〜1000℃で熱間圧延を行い、550℃〜700℃で
巻き取ることを特徴とする疲労特性に優れた耐熱軟化性
を有する加工用熱延高強度鋼板の製造方法。
lを多量に添加した硬質の第一相であるフェライト(マ
イクロビッカース硬さで150以上が望ましい)中にフ
ェライトと硬度差が小さい第二相(パーライト、ベイナ
イト、マルテンサイト、セメンタイト、残留オーステナ
イト及びそれらの焼戻し組織)を分散させることによ
り、従来技術が持つ問題点を解消し、加工性、疲労特性
及び耐熱軟化性の3つの特性を同時に達成できることを
見いだし、本発明に到ったのである。以下にその要旨を
述べる(以下、第一相であるフェライトはフェライトと
称す)。
述する。鋼板ミクロ組織はフェライトと第二相で構成さ
れる。フェライト占積率は50%以上、かつ、フェライ
トと第二相のミクロビッカース硬さ比(第二相硬さ/フ
ェライト硬さ)は1.5以下とする。フェライト占積率
が50%未満、ないしは、フェライトと第二相のミクロ
ビッカース硬さ比(第二相硬さ/フェライト硬さ)が
1.5超となると鋼板の諸特性に及ぼす第二相の悪影響
が大きくなり、加工性、疲労特性及び耐熱軟化性を合わ
せ持つことが不能となる。好ましくはフェライト占積率
は70%以上が望まれる。
ト、マルテンサイト、セメンタイト、残留オーステナイ
ト及びそれらの焼戻し組織の1種ないしは2種以上のい
ずれであってもミクロビッカース硬さ比(第二相硬さ/
フェライト硬さ)≦1.5を満足していればよい。すな
わち、第二相呼称を限定するものではない。また、フェ
ライトと第二相のミクロビッカース硬さ比(第二相硬さ
/フェライト硬さ)が1.5超であっても、その占積率
が5%以下であれば鋼板特性に及ぼす第二相の悪影響は
小さいため、含有してもよい。
説明する(以下、%は重量%を意味する)。Cは0.0
3〜0.20%とする。フェライト占積率を増大させる
ためにはCは少ない方が好ましいが0.03%未満とな
るとAr3 変態点が上昇し、熱間圧延時の温度確保が難
しくなり、Ar3 変態点が確保できない部分では材質が
劣化するため、0.03%を下限とする。また、スポッ
ト溶接性の観点から、その添加上限を0.20%とす
る。好ましくは0.10%以下とする。
ト変態を促進し、フェライトを硬質化し、フェライトと
第二相のミクロビッカース硬さ比を低減するためにはA
lは多いほうが好ましいが、5.0%を超えると熱間圧
延時に割れが生じ易くなるため、5.0%を上限とす
る。また、1.0%未満ではフェライト変態を促進し、
フェライトを硬質化し、フェライトと第二相のミクロビ
ッカース硬さ比を低減し、加工性、疲労特性及び耐熱軟
化性を確保する効果が充分得られないため、1.0%を
下限とする。好ましくは1.5%を下限とする。また、
Siも同様の作用を有するため、5.0%まで添加して
もよいが、表面性状の観点からは無添加が好ましい。
未満となるとAr3 変態点が上昇し、熱間圧延時の温度
確保が難しくなり、Ar3 変態点が確保できない部分で
は材質が劣化するため、0.5%を下限とする。Mnが
3.5%超となるとフェライト変態が著しく抑制される
ため、Mnの添加上限量は3.5%以下とする。Pは2
次加工性、靭性、スポット溶接性、リサイクルの観点か
ら、上限量を0.05%とする。これらの要求が厳格で
ない場合は、0.05%を超えて添加してもよい。ま
た、美麗な表面性状を得るという観点からは、0.01
%以上が好ましい。
性(穴拡げ比)が劣化するのを防ぐため、その上限量を
0.01%とする。硫化物系介在物の形状制御(球状
化)により、穴拡げ比をより向上させるために、Caを
0.0005〜0.01%添加してもよい。また、RE
Mも同様の理由から0.005〜0.05%添加しても
よい。Nbはミクロ組織微細化に寄与し、優れた低温靭
性を発揮させるとともに強度確保に寄与する。その作用
を充分に発揮させるためには添加下限量は0.005%
以上である。ただし、過度に添加しても上記効果は飽和
し、かえって加工性を劣化させるため、0.050%以
下、好ましくは0.015%以下とする。
るが、強度確保、細粒化を目的にTi、Cr、Cu、N
i、V、B、Moを1種または2種以上添加してもよ
い。ただし、その添加量が合計で0.2%を超えると本
発明のミクロ組織を得ることが困難となるとともにコス
トが増大するため、上限を0.2%とする。
するかという観点から圧延規制、巻取り規制等の値とそ
の制限理由を説明する。仕上げ圧延終了温度(FT7)
の下限は加工組織(加工フェライト)・層状組織の出現
による特性の劣化を防ぐため、800℃とする。好まし
い範囲としては850〜900℃である。
相を軟質化し、フェライトと第二相のミクロビッカース
硬さ比(第二相硬さ/フェライト硬さ)が1.5以下と
なるよう550℃を下限とする。好ましくは575℃以
上とする。上限は特に定めないが、スケールロスの低
減、ミクロ組織の粗大化抑制の観点から700℃以下が
望ましい。また、フェライト占積率の増加効果、フェラ
イト及び第二相の細粒化効果、さらにはホットランテー
ブル長の低減を狙って、いわゆる圧延直後急冷、多段冷
却を行ってもよい。
が、フェライト占積率の増加効果、フェライト及び第二
相の細粒化効果を高めるため、加熱温度上限を115
0℃とする、仕上げ圧延の開始温度(FT0)を10
00℃以下とする、仕上げ圧延の全圧下率を85%以
上とする等の手段を単独ないしは複合で行っても良い。
ただし、Nbを含有する場合、その固溶の観点から加熱
温度はl000℃以上が必要である。
加熱、HCR、HDRのいずれであってもかまわない。
また、いわゆる薄肉連続鋳造による鋼片であってもかま
わない。また、本発明による熱延鋼板をめっき原板とし
てもよいし、本発明による熱延鋼板を巻取工程を有しな
い厚鋼板製造設備において製造することも可能である。
得た鋼片を用いて、熱間仕上げ圧延、冷却、巻取処理を
行い、鋼板を得た。鋼板ミクロ組織を第2表に、鋼板の
特性を第3表に、鋼板の製造方法を第4表に示す。本発
明例がA鋼〜F鋼である。比較例がG鋼、H鋼、I鋼で
ある。
特性値として、加工性では張り出し性、伸びフランジ性
及び形状凍結性等の観点から、TS×T・EL(強度−
全伸びバランス)≧18000、TS×U・EL(強度
−均一伸びバランス)≧12000、d/d0 (穴拡げ
比)≧1.2、YR(降伏比)<90%、疲労特性で
は、疲労限度比≧0.50、耐熱軟化性ではΔTS≦5
5MPaが必要である。また、好ましくは低温靭性とし
て遷移温度≦−40℃が望まれる。
化性の3つの特性を同時に満足する鋼板が得られてお
り、低温靭性も良好である。一方、比較例では加工性、
疲労特性及び耐熱軟化性の少なくとも一つ以上が未達で
ある。なお、本発明例は、曲げ性、2時加工性、スポッ
ト溶接性も良好であった。さらに本発明ではランアウト
テーブルでの急冷や低温巻取を行う必要がないため、コ
イル長手方向及び幅方向の材質バラツキも小さい。
及び占積率はナイタール試薬及び特開昭59−2194
73号公報に開示された試薬(ピクリン酸、チオ硫酸ナ
トリウム、硝酸、エタノール等の混合液とナイタール
液)により鋼板圧延方向断面を腐食し、倍率1000倍
の光学顕微鏡写真より求めた。硬さはミクロビッカース
試験により求めた。
験はJIS5号にて実施し、引張強度(TS)、降伏強
度(YP)、全伸び(T・EL)、一様伸び(U・E
L)、局部伸び(L・EL)を求めた。◎穴拡げ試験は
20mmの打ち抜き穴をバリのない面から30度円錐ポン
チで押し拡げ、クラックが板厚を貫通した時点での穴径
(d)と初期穴径(d0 、20mm)との穴拡げ比(d/
d0 )を求めた。疲労特性は両振り平面曲げ疲労試験に
より疲労限度比(F)=200万回疲労強度/引張強さ
を求めた。耐熱軟化性は鋼板をソルトバスで熱処理(7
00℃×5分保持後放冷)し、処理前後の引張強度(T
S)の変化代ΔTS=熱処理前TS−熱処理後TSを求
めた。低温靭性は2mmVノッチの1/4サブサイス試験
片で実施し、脆性破面率が50%となる破面遷移温度
(vTrs)を求めた。
バリを外側にして、先端0.5Rの90度V曲げを行
い、割れを観察した。2次加工性は90mmφの打ち抜き
板を絞り比1.8でカップ成形したものを、−50℃で
圧壊し、割れを観察した。スポット溶接性はスポット溶
接試験片をたがねで剥離した時のナゲット(スポット溶
接時に溶融し、その後凝固した部分)内の破断有無を観
察した。
せ持つ熱延高強度鋼板、すなわち加工性、疲労特性及び
耐熱軟化性の3つの特性を同時に満足する熱延高強度鋼
板を低コストかつ安定的に提供することが可能となった
ため、熱延高強度鋼板の使用用途・使用条件が格段に広
がり、工業上、経済上の効果は非常に大きい。
Claims (8)
- 【請求項1】 重量比で C :0.03〜0.20%、 Al:1.0〜5.0%、 Mn:0.5〜3.5%、 Si≦5.0%、 P ≦0.05%、 S ≦0.01% 残部Feと不可避的成分を含み、 ミクロ組織として第一相であるフェライトと第二相で構
成され、フェライト占積率が50%以上、かつ、フェラ
イトと第二相のミクロビッカース硬さ比(第二相硬さ/
フェライト硬さ)が1.5以下であり、 特性として 引張強さ(TS)≧400MPa、 強度−全伸びバランス(引張強さ×全伸び)≧1800
0(MPa・%) 強度−均一伸びバランス(引張強さ×均一伸び)≧12
000(MPa・%) 疲労限度比≧0.50 を具備することを特徴とする疲労特性に優れた耐熱軟化
性を有する加工用熱延高強度鋼板。 - 【請求項2】 重量比で C :0.03〜0.20%、 Al:1.0〜5.0%、 Mn:0.5〜3.5%、 Si≦5.0%、 P ≦0.05%、 S ≦0.01% 残部Feと不可避的成分を含む鋼片を用いて、800℃
〜1000℃で熱間圧延を行い、550℃〜700℃で
巻き取ることを特徴とする疲労特性に優れた耐熱軟化性
を有する加工用熱延高強度鋼板の製造方法。 - 【請求項3】 重量比で C :0.03〜0.20%、 Al:1.0〜5.0%、 Mn:0.5〜3.5%、 Si≦5.0%、 P ≦0.05%、 S ≦0.01%、 Ca:0.0005〜0.01%または、 REM:0.005〜0.05% 残部Feと不可避的成分を含み、 ミクロ組織として第一相であるフェライトと第二相で構
成され、フェライト占積率が50%以上、かつ、フェラ
イトと第二相のミクロビッカース硬さ比(第二相硬さ/
フェライト硬さ)が1.5以下であり、 特性として 引張強さ(TS)≧400MPa、 強度−全伸びバランス(引張強さ×全伸び)≧1800
0(MPa・%) 強度−均一伸びバランス(引張強さ×均一伸び)≧12
000(MPa・%) 疲労限度比≧0.50 を具備することを特徴とする疲労特性に優れた耐熱軟化
性を有する加工用熱延高強度鋼板。 - 【請求項4】 重量比で C :0.03〜0.20%、 Al:1.0〜5.0%、 Mn:0.5〜3.5%、 Si≦5.0%、 P ≦0.05%、 S ≦0.01%、 Ca:0.0005〜0.01%または、 REM:0.005〜0.05% 残部Feと不可避的成分を含む鋼片を用いて、800℃
〜1000℃で熱間圧延を行い、550℃〜700℃で
巻き取ることを特徴とする疲労特性に優れた耐熱軟化性
を有する加工用熱延高強度鋼板の製造方法。 - 【請求項5】 重量比で C :0.03〜0.20%、 Al:1.0〜5.0%、 Mn:0.5〜3.5%、 Si≦5.0%、 P ≦0.05%、 S ≦0.01%、 Nb:0.005〜0.050% 残部Feと不可避的成分を含み、 ミクロ組織として第一相であるフェライトと第二相で構
成され、フェライト占積率が50%以上、かつ、フェラ
イトと第二相のミクロビッカース硬さ比(第二相硬さ/
フェライト硬さ)が1.5以下であり、 特性として 引張強さ(TS)≧400MPa、 強度−全伸びバランス(引張強さ×全伸び)≧1800
0(MPa・%) 強度−均一伸びバランス(引張強さ×均一伸び)≧12
000(MPa・%) 疲労限度比≧0.50 を具備することを特徴とする疲労特性に優れた耐熱軟化
性を有する加工用熱延高強度鋼板。 - 【請求項6】 重量比で C :0.03〜0.20%、 Al:1.0〜5.0%、 Mn:0.5〜3.5%、 Si≦5.0%、 P ≦0.05%、 S ≦0.01%、 Nb:0.005〜0.050% 残部Feと不可避的成分を含む鋼片を用いて、800℃
〜1000℃で熱間圧延を行い、550℃〜700℃で
巻き取ることを特徴とする疲労特性に優れた耐熱軟化性
を有する加工用熱延高強度鋼板の製造方法。 - 【請求項7】 重量比で C :0.03〜0.20%、 Al:1.0〜5.0%、 Mn:0.5〜3.5%、 Si≦5.0%、 P ≦0.05%、 S ≦0.01%、 Nb:0.005〜0.050%、 Ca:0.0005〜0.01%または、 REM:0.005〜0.05% 残部Feと不可避的成分を含み、 ミクロ組織として第一相であるフェライトと第二相で構
成され、フェライト占積率が50%以上、かつ、フェラ
イトと第二相のミクロビッカース硬さ比(第二相硬さ/
フェライト硬さ)が1.5以下であり、 特性として 引張強さ(TS)≧400MPa、 強度−全伸びバランス(引張強さ×全伸び)≧1800
0(MPa・%) 強度−均一伸びバランス(引張強さ×均一伸び)≧12
000(MPa・%) 疲労限度比≧0.50 を具備することを特徴とする疲労特性に優れた耐熱軟化
性を有する加工用熱延高強度鋼板。 - 【請求項8】 重量比で C :0.03〜0.20%、 Al:1.0〜5.0%、 Mn:0.5〜3.5%、 Si≦5.0%、 P ≦0.05%、 S ≦0.01%、 Nb:0.005〜0.050%、 Ca:0.0005〜0.01%または、 REM:0.005〜0.05% 残部Feと不可避的成分を含む鋼片を用いて、800℃
〜1000℃で熱間圧延を行い、550℃〜700℃で
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JPH0860305A JPH0860305A (ja) | 1996-03-05 |
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JP19541894A Expired - Fee Related JP3348365B2 (ja) | 1994-08-19 | 1994-08-19 | 疲労特性に優れた耐熱軟化性を有する加工用熱延高強度鋼板およびその製造方法 |
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