JP4005517B2 - High-strength composite steel sheet with excellent elongation and stretch flangeability - Google Patents

High-strength composite steel sheet with excellent elongation and stretch flangeability Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、伸び及び伸びフランジ性に優れた高強度複合組織鋼板に関し、特に約780MPa級以上の高強度域において、強度−伸びのバランス及び強度−伸びフランジ性のバランスに優れた高強度複合組織鋼板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
自動車、電機、機械等の産業用分野において、プレス成形して使用される鋼板は、優れた強度と延性を兼ね備えていることが要求され、この様な要求特性は近年、益々、高まっている。
【0003】
従来より、強度と延性の両立を図った鋼板として、母相をフェライト組織とし、該フェライトの3重点に粗大な島状マルテンサイトが分散したフェライト・マルテンサイトの複合組織鋼板[Dual-Phase(DP)鋼板]が知られている(例えば特許文献1参照。)。
【0004】
上記DP鋼板は、低降伏比(YR)で引張強度(TS)が高く、しかも伸び(El)特性にも優れているが、粗大なマルテンサイトが破壊の起点となる為、伸びフランジ性(局部的な延性:λ)に劣るものであった。
【0005】
そこでDP鋼板における伸びフランジ性を改善すべく、フェライトとベイナイトとマルテンサイトの3相複合組織鋼板[Tri-Phase(TP)鋼板]が提案されている(特許文献2参照。)。上記鋼板では、破壊の起点となるマルテンサイトをベイナイト相で包み込んでいる為、従来のDP鋼板に比べ、伸びフランジ性が改善されているが、DP鋼板特有の高延性(高い伸び)が損なわれ、延性に劣るという問題がある。
【0006】
また最近では、軽量化・高強度化に対する要求特性は益々強まっており、強度特性の更なる上昇も切望されている。
【0007】
従って、DP鋼板の特徴である良好な強度−伸びバランスを維持しつつ、当該DP鋼板の欠点であった低伸びフランジ性も克服し得、更には強度特性も一層高められた高強度複合組織鋼板の提供が切望されている。
【0008】
【特許文献1】
特開昭55−122821号公報(第3欄)
【特許文献2】
特開昭58−39770号公報(特許請求の範囲及び第2〜3頁)
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に着目してなされたものであり、その目的は、約780MPa級以上の高強度域において、強度−伸び及び強度−伸びフランジ性のバランスに優れた高強度複合組織鋼板を提供することにある。
【0010】
【課題を解決する為の手段】
上記課題を解決し得た本発明に係る伸び、及び伸びフランジ性に優れた高強度複合組織鋼板とは、質量%で、
C :0.01〜0.20%、
Si:0.5%超〜2.5%、
Mn:0.5〜3%、
P :0.15%以下(0%を含まない)、
S :0.02%以下(0%を含む)
を含有し、残部:鉄及び不純物であり、且つ、
組織は、フェライトを全組織に対して面積率で5〜50%、残留オーステナイトを全組織に対して3%以下、残部マルテンサイトであり、該マルテンサイトの平均アスペクト比は1.5以上であるところに要旨を有するものである。
【0011】
鋼中成分が更に、Cr及び/又はMoを合計で1%以下(0%を含まない)を含有するもの;Ni:0.5%以下(0%を含まない),及び/又はCu:0.5%以下(0%を含まない)を含有するもの;Ti:0.1%以下(0%を含まない),Nb:0.1%以下(0%を含まない),V:0.1%以下(0%を含まない)の少なくとも一種を含有するもの;Ca:0.003%以下(0%を含まない)、及び/又はREM:0.003%以下(0%を含まない);B:0.003%以下(0%を含まない)を含有するものは、いずれも本発明の好ましい態様である。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、約780MPa級以上の高強度域においても、DP鋼板の特徴である良好な強度−伸びバランスを維持しつつ;しかも、DP鋼板の短所であった低い伸びフランジ性を解消して強度−伸びフランジ性にも優れた高強度鋼板を提供すべく、研究を進めてきた。
【0013】
例えば本願出願人が先に出願した特願2002−271377(以下、先願発明と呼ぶ)の鋼板は、母相組織を、転位密度の低い軟質ラス組織からなる焼戻マルテンサイト組織や焼戻マルテンサイトとフェライトの混合組織等に制御し;上記母相組織のラス間にマルテンサイトを微細に分散させる(微細マルテンサイト)ことによって伸びフランジ性及び全伸びの向上を図るものであり、従来のDP鋼板に比べて、強度−伸び、及び強度−伸びフランジ性のバランスが著しく高められた点で極めて有用である。しかしながら上記先願発明の強度は、約480MPaから、最大でも約650MPa程度であり、これを超える高強度域での特性改善は未だ達成できていない。
【0014】
そこで本発明者らは、約780MPa級以上の高強度域においても上述した特性を兼ね備えたDP鋼板を提供すべく、鋼中のSi量を、先願発明に比べて0.5%超〜2.5%と多くして強度を高めようと考えた。しかしながら、高強度化を図るべくSiを多く添加すると、伸びフランジ性に悪影響を及ぼす残留オーステナイト(γR)が多く生成してしまい、所望の特性を確保できなくなる恐れがある。周知の通り、組織中のγRは加工変形中に誘起変態(歪み誘起変態:TRIP)して延性が向上することから、γR生成促進元素としてSiを多量に添加する(通常、0.5%以上)等して延性を高めたTRIP鋼板が提案されている。ところがγRは延性向上には寄与するが、伸びフランジ性を低下させる為、高強度化を図るべくSiを多量に添加するとγRの生成が促進されて硬いマルテンサイトが生成してしまい、伸びフランジ性を低下させる要因ともなる。
【0015】
そこで本発明者らは、Siを多量添加して高強度化を図ったとしてもγRの生成が3%以下に抑制される様、更に研究を重ねてきた。その結果、鋼材を熱延→冷延後に連続焼鈍してDP鋼板を製造するに当たり、▲1▼従来の方法とは異なり、連続焼鈍を2回実施すると共に、▲2▼先願発明の方法とは異なり、各連続焼鈍の最終工程を、水冷する等して室温まで冷却し、且つ、熱処理条件を緻密に制御すれば、γRの生成が3%以下に抑制されること;この様な独自の方法を採用すると、先願発明の鋼板とは異なる形態のマルテンサイト(平均アスペクト比が1.5以上のマルテンサイト)が得られ、主に当該マルテンサイトによる伸びフランジ性向上作用により、約780MPa級以上の高強度域においても、優れた強度−伸び、及び強度−伸びフランジ性を兼ね備えたDP鋼板を提供できることを見出し、本発明を完成した。
【0016】
以下、本発明を構成する各要件について説明する。
【0017】
まず、本発明の組織について説明する。
【0018】
▲1▼フェライト
本発明における「フェライト」とは、ポリゴナルフェライト、即ち、転位密度の少ないフェライトを意味する。特に本発明の如く高強度域における特性改善を目指す場合、フェライトは伸び特性の向上に寄与する組織として重要である。この様なフェライトによる作用を有効に発揮させる為には、全組織に対するフェライトの面積率を5%以上(好ましくは10%以上、より好ましくは15%以上)とする。但し、50%を超えると、必要な強度を確保するのが困難となる他、フェライトとマルテンサイト(後記する)の界面より多くのボイドが発生し、伸びフランジ性が劣化する為、その上限を50%(好ましくは45%、より好ましくは40%)とする。
【0019】
▲2▼残留オーステナイト:3%以下(0%を含む)
本発明鋼板は、残留オーステナイト(γ)が3%以下に抑制されている点に特徴がある。本発明の如くSiを多量に含む鋼種の場合、(本発明の目的達成には有害な)γが多く生成する恐れが高いが、本発明では、独自の製造方法(後記する)を採用しているので、γの生成を抑制することが可能である。γの面積率は少なければ少ない程好ましく、好ましくは2%以下、より好ましくは1%以下である。
【0020】
▲3▼マルテンサイト
本発明におけるマルテンサイトは、平均アスペクト比(長軸/短軸)が1.5以上の組織を有しており、従来のDP鋼板におけるマルテンサイト(平均アスペクト比は約1.0〜1.3)とは形態が相違するという特徴がある。特に本発明による優れた伸びフランジ性は、詳細には不明であるが上記マルテンサイトの形態及び当該形態による界面の強化が考えられる。即ち、後記する図3(本発明例)及び図4(従来例)の顕微鏡写真を対比すると明らかな通り、図3の本発明例では、アスペクト比の高いマルテンサイトが連結した強固な形状を有している(図中、白色部分がマルテンサイト、黒色部分がフェライトである)のに対し、図4の比較例では、アスペクト比の低いマルテンサイトを有している点で両者は相違している。また、上記図からは必ずしも明瞭でないが、図4の比較例は、通常のストレートな界面を有しているのに対し、図3の本発明例では第2相であるマルテンサイトと母相フェライトの界面は階段状になっており、その為、界面面積の増加により界面強度が高くなっているものと推察される。
【0021】
この様なマルテンサイトによる作用を有効に発揮させる為には、平均アスペクト比を、好ましくは1.7以上、より好ましくは2.0以上とする。尚、その上限は特に限定されないが、5以下に制御することが推奨される。
【0022】
上記マルテンサイトの面積率は、フェライトとのバランスによって定められるものであり、所望の特性を発揮し得る様、適切に制御することが推奨されるが、マルテンサイトによる伸びフランジ性向上作用を有効に発揮させる為には50%以上とすることが推奨される。
【0023】
次に、本発明鋼板を構成する基本成分について説明する。以下、化学成分の単位はすべて質量%である。
【0024】
C:0.01〜0.20%
Cは、強度向上に寄与するマルテンサイトの形成に必須の元素である。特に本発明では、第二の連続焼鈍工程(後記する)において、フェライト(α)とオーステナイト(γ)の2相域に加熱した後、冷却してγ相をマルテンサイトとするが、加熱時におけるγ相の面積率(ひいては、冷却後のマルテンサイト面積率)は鋼中のC量等に大きく影響され、C量が少ないと必要な強度の確保が困難となること;特に0.01%未満では(α+γ)の2相域の領域が狭くなり、生産性が悪くなることから、その下限を0.01%(好ましくは0.02%)と定めた。但し、0.20%を超えるとスポット溶接性が著しく劣化する他、鋼板中のマルテンサイト面積率が著しく増加して加工性が劣化する為、その上限を0.20%(好ましくは0.15%)とする。
【0025】
Si:0.5%超〜2.5%
Siは、強度向上に有用であり、特に本発明では、所望の高強度域レベルを達成する為には不可欠な元素である。更にSiは、α相中の固溶C量を減少させることにより伸び等の延性向上に寄与する。この様な作用を有効に発揮させる為には、0.5%超(より好ましくは0.7%以上)添加することが好ましい。但し、2.5%を超えて添加しても上記作用は飽和してしまい、経済的に無駄である為、その上限を2.5%とする。
【0026】
Mn:0.5〜3%
Mnは固溶強化元素として有用であるとともに、焼入れ性を向上させて複合組織を得る為に必要な元素である。この様な作用を有効に発揮させる為には、0.5%以上(好ましくは0.7%以上、より好ましくは1%以上)添加する。但し、3%を超えて添加すると、偏析が著しく生じると共に、延性が劣化する為、その上限を3%(好ましくは2.5%以下、より好ましくは2%以下)とする。
【0027】
P:0.15%以下(0%を含まない)
Pは、フェライト固溶強化元素として有用であり、高強度化に有効な元素である。この様な作用を有効に発揮させる為には、0.03%以上(より好ましくは0.05%以上)添加することが推奨される。但し、0.15%を超えて添加すると延性が劣化する。好ましくは0.1%以下である。
【0028】
S:0.02%以下(0%を含む)
Sは、熱間圧延時にMnS等の硫化物系介在物を形成し、割れの起点となって加工性を劣化させる他、冷間時の延性を低下させる元素である為、その上限を0.02%とした。好ましくは0.015%以下である。
【0029】
本発明の鋼は上記成分を基本成分として含有し、残部:鉄及び不純物であるが、本発明の作用を損なわない範囲で、以下の許容成分を添加することができる。
【0030】
Cr及び/又はMoを合計で1%以下(0%を含まない)
Cr及びMoは、焼入れ性を向上させて、鋼の強度を高めるのに有効な元素であることから、Cr及び/又はMoを合計で0.1%以上添加することが推奨される。しかしながら、過剰に添加しても効果が飽和してしまい、延性が劣化する為、Cr及び/又はMoを合計で1%以下に抑えることが好ましい。より好ましくは合計で0.8%以下である。
【0031】
尚、これらの元素は夫々、単独で使用しても良いし、或いは併用しても構わない。
【0032】
Ni:0.5%以下(0%を含まない)及び/又は
Cu:0.5%以下(0%を含まない)
これらの元素は、強度−延性バランスを高く保持したまま、高強度化を実現するのに有効な元素であり、この様な作用を有効に発揮させる為には、Ni:0.1%以上、及び/又はCu:0.1%以上を添加することが推奨される。しかしながら、これらの元素を過剰に添加しても上記効果が飽和してしまう他、熱延時に割れが生じる等生産性が劣化することから、Ni:0.5%以下、及び/又はCu:0.5%以下に抑えるのが良い。
【0033】
Ca及び/又はREM:0.003%以下(0%を含まない)
Ca及びREM(希土類元素)は、鋼中硫化物の形態を制御し、加工性向上に有効な元素である。ここで、本発明に用いられる希土類元素としては、Sc、Y、ランタノイド等が挙げられる。上記作用を有効に発揮させる為には、夫々、0.0003%以上(より好ましくは0.0005%以上)添加することが推奨される。但し、0.003%を超えて添加しても上記効果が飽和してしまい、経済的に無駄である。より好ましくは0.0025%以下である。
【0034】
Ti:0.1%以下(0%を含まない),Nb:0.1%以下(0%を含まな い),V:0.1%以下(0%を含まない)の少なくとも一種
これらの元素はいずれも、炭窒化物形成元素であり、該炭窒化物による析出強化と、(α+γ)域に加熱したときのα相及びγ相の結晶粒微細化効果により、高強度化に寄与する。この様な作用を有効に発揮させる為には、Ti:0.01%以上(より好ましくは0.02%以上)、Nb:0.01%以上(より好ましくは0.02%以上)、V:0.01%以上(より好ましくは0.02%以上)を、夫々添加することが推奨される。但し、いずれの元素も0.1%を超えて添加すると析出硬化により降伏比が高くなってしまう。より好ましくはTi:0.08%以下、Nb:0.08%以下、V:0.08%以下である。
【0035】
B:0.003%以下(0%を含まない)
Bは焼入性を向上し、微量で強度を高める作用がある。この様な作用を有効に発揮させる為には0.0005%以上添加することが推奨される。しかしながら、過剰に添加すると粒界が脆化し、鋳造や圧延等の処理により割れが生じる為、その上限を0.003%とする。より好ましくは0.002%以下である。
【0036】
次に本発明鋼板を製造する方法について説明する。
【0037】
本発明鋼板は、熱延工程、冷延工程、第一の連続焼鈍工程、および第二の連続焼鈍工程を経て製造することができる。このうち本発明法を特徴付ける第一の連続焼鈍工程の説明図を図1に、第二の連続焼鈍工程の説明図を図2に、夫々示す。
【0038】
まず、熱延工程、および冷延工程を実施する。これらの工程は特に限定されず、通常、実施される条件を適宜選択して採用することができる。例えば上記熱延工程としては、Ar3点以上で熱延終了後、平均冷却速度約30℃/sで冷却し、約500〜600℃の温度で巻取る等の条件を採用することができる。また、冷延工程では、約30〜70%の冷延率の冷間圧延を施すことが推奨される。勿論、これに限定する趣旨では決してない。
【0039】
次に、本発明法を特徴付ける▲1▼第一の連続焼鈍工程、および▲2▼第二の連続焼鈍工程について、図1及び図2を援用しながら説明する。
【0040】
▲1▼第一の連続焼鈍工程(最初の連続焼鈍工程)
まず、A1点以上A3点以下の温度(図1中、T1)で加熱保持(均熱)した後、10℃/s以上の平均冷却速度(図1中、CR)で、室温まで冷却することにより、フェライト及びマルテンサイトを生成させる。
【0041】
ここでA1点以上A3点以下の温度に均熱するのは、フェライトを生成させる為である。勿論、この方法に限定されず、A3点以上の温度で均熱した後、冷却する過程でA1点以上A3点を経由することにより所望のフェライトを生成させてもよい。尚、上記の均熱時間は、概ね30〜600秒間(好ましくは60秒以上、300秒以下)に制御することが推奨される。
【0042】
上記の如く均熱した後、平均冷却速度(CR)を10℃/s以上(好ましくは30℃/s以上)に制御しつつ室温まで冷却する。本発明法では、上記第一の連続焼鈍工程を、水冷する等して室温まで冷却する点に特徴があり、これにより、所望のフェライト及びマルテンサイト(マルテンサイトの代わりにベイナイトが生成してもよい)が得られる。ちなみに先願発明は、当該工程において「室温まで冷却する」手段を実施していない為、本発明法と相違する。
【0043】
また、室温まで冷却するに当たり、一気にMs点以下の温度まで冷却して水冷する等し、当該工程でフェライトとマルテンサイトの混合組織としても良いが、或いは、一旦、Ms点以上Bs点以下の温度まで冷却して加熱保持(図1中、T2)した後、室温まで冷却してもよい。後者の場合には、当該工程でフェライトとベイナイトの混合組織が得られるが、ここで生成したベイナイトは、引続き実施する第二の連続焼鈍工程において、所望のマルテンサイトとなり最終的にベイナイトが生成されることはない。
【0044】
▲2▼第二の連続焼鈍工程(後の連続焼鈍工程)
次に、A1点以上A3点以下の温度であって、且つ、第一の連続焼鈍工程で加熱保持した温度よりも低い温度(図2中、T3)で加熱保持[図2中、t3(秒)]した後、10℃/s以上の平均冷却速度(図2中、CR)で、室温まで冷却する。当該工程は、第一の連続焼鈍工程で得られたフェライト及びマルテンサイトの組織について、マルテンサイトを軟化させ、両組織の硬度差を小さくする目的で実施されたものである。或いは前述した通り、上記第一の連続焼鈍工程では、フェライト及びベイナイトを生成させても良いが、この第二の連続焼鈍工程において室温まで冷却することにより、最終的には、上記ベイナイトは、所望のアスペクト比を有するマルテンサイトとなる。
【0045】
ここで、上記の均熱温度(T3)は、A1点以上A3点以下の温度であって、且つ、第一の連続焼鈍工程で加熱保持した温度(T1)よりも低い温度とする。T3がT1よりも高い場合、第一の連続焼鈍工程(上記▲1▼)で生成した第2相のマルテンサイトの分率よりも、当該第二の連続焼鈍工程で生成した第2相のマルテンサイトの分率の方が多くなってしまい、第一の連続焼鈍工程を施した意味がなくなり、所望のアスペクト比が高いマルテンサイト組織が得られないからである。具体的には、T3は、T1に比べて約10℃以上(好ましくは約20℃以上)低く制御することが推奨される。
【0046】
また、上記均熱時間(t3)は特に限定されないが、ミクロ組織の均一化を図る為には、下限を30秒以上とすることが好ましい。t3は長くても良いが、生産性等を考慮すると、せいぜい、数分以内に制御することが推奨される。
【0047】
上記の如く均熱した後、平均冷却速度(CR)を10℃/s以上に制御しつつ。水冷する等して室温まで冷却する。本発明法では、上記第ニの連続焼鈍工程を、室温まで冷却する点に特徴があり、これにより、最終的に所望の組織が得られる。ちなみに先願発明では、当該工程において「室温まで冷却する」手段を採用していない為、最終的な組織形態が相違する。
【0048】
また、冷却速度(CR)は10℃/s以上(好ましくは15℃/s以上、より好ましくは20℃/s以上)とする。CRが上記範囲を下回ると所望の組織が得られず、パーライト等が生成してしまう。尚、その上限は特に規定されず、大きければ大きい程良い。
【0049】
この様にして室温まで冷却した後、100〜600℃の温度[図2中、T4(℃)]で所定時間[図2中、t4(秒)]、過時効を行なう。上記過時効処理によりTSレベルを適切にコントロールできるからである。100℃未満では、上記作用を有効に発揮させることができない。より好ましくは200℃以上である。但し、600℃を超えるとセメンタイトが析出し、TSが低下する等の問題がある。より好ましくは500℃以下である。また、過時効の処理時間(t4)は、要求されるTSレベル等に応じて適切に制御することが推奨されるが、概ね、10〜600秒間(より好ましくは30秒以上、300秒以下)に制御することが好ましい。
【0050】
以下実施例に基づいて本発明を詳述する。ただし、下記実施例は本発明を制限するものではなく、前・後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することは全て本発明の技術範囲に包含される。
【0051】
【実施例】
以下の実施例1及び2では、特に、機械的特性に及ぼす組織の影響について検討した。
【0052】
実施例1:成分組成及び製造条件の検討
本実施例では、表1に記載の成分組成からなる供試鋼(表1のNo.1〜10:表中の単位は質量%)を真空溶製し、実験用スラブとしてから、下記方法(熱延→冷延→第一の連続焼鈍→第二の連続焼鈍)に従って、板厚3.2mmの熱延鋼板を得た後、酸洗により表面スケールを除去し、1.2mm厚まで冷間圧延した。
【0053】
[表2のNo.1〜10](本発明法にて製造)
熱延工程:開始温度(SRT)1150℃、仕上温度(FDT)850℃、冷却速度40℃/s、巻取温度550℃
冷延工程:冷延率50%
第一の連続焼鈍工程:A1点以上A3点以下の温度(850℃)で60秒間保持した後、冷却速度30℃/sで室温まで冷却した(水冷)。
【0054】
第二の連続焼鈍工程:A1点以上A3点以下の温度(800℃)で60秒間保持した後、冷却速度30℃/sにて室温まで冷却した(水冷)後、Ms点以上Bs点以下の温度(400℃)で180秒間焼戻処理した。
【0055】
[表2のNo.11〜19](本発明法を外れる製造方法)
上記の製造条件において、第一の連続焼鈍工程を省略したこと以外は、[表2のNo.1〜10]の製造条件と同じ。
【0056】
[表2のNo.20](本発明法を外れる製造方法)
上記の製造条件において、第一の連続焼鈍工程を省略すると共に、第二の連続焼鈍工程について、A1点以上A3点以下の温度(800℃)で60秒間保持した後、冷却速度10℃/sにてMs点以上Bs点以下の温度(400℃)までファン冷却し、当該温度で180秒間加熱保持した。
【0057】
この様にして得られた各鋼板について、引張強度(TS)、伸び[全伸びのこと(EI)]、及び伸びフランジ性(穴広げ性:λ)を、下記要領で夫々測定した。
【0058】
まず、引張試験はJIS5号試験片を用い、引張強度(TS)及び伸び(EI)を測定した。尚、引張試験の歪速度は1mm/secとした。
【0059】
また、伸びフランジ性試験は、70cm角、板厚1.2mmの試験片を用いた。具体的には、φ10mmの穴をパンチ打抜き後、60°円錐パンチでばり上にて穴広げ加工することにより、亀裂貫通時点での穴広げ率(λ)を測定した(鉄鋼連盟規格JFST 1001)。
【0060】
更に、上記鋼板中組織の面積率及びマルテンサイトのアスペクト比は、鋼板をレペラー腐食し、光学顕微鏡(倍率1000倍)観察により組織を同定した後、測定した。同様にしても測定した。尚、γの面積率は、鋼板の1/4の厚さまで研削した後、化学研磨してからX線回折法により測定した(ISIJ Int.Vol.33.(1933),No.7,P.776)。
【0061】
これらの結果を表2に示す。
【0062】
【表1】

Figure 0004005517
【0063】
【表2】
Figure 0004005517
【0064】
これらの結果より、以下の様に考察することができる(以下のNo.はすべて、表2中の実験No.を意味する)。
【0065】
まず、No.2〜9はいずれも、本発明の範囲を満足する鋼種(表1のNo.2〜9)を用い、本発明法によって所定の組織(フェライト+アスペクト比の高いマルテンサイト)を製造した例であるが、平均アスペクト比が1.1〜1.2と、アスペクト比に低いマルテンサイトを有する他の鋼板(No.11〜20)に比べ、伸びフランジ性に優れており、900MPa以上の高強度域において、強度−伸び及び強度−伸びフランジ性の双方に優れた鋼板が得られた。
【0066】
これに対し、本発明で特定する製造条件のいずれかを満足しない下記例は夫々、以下の不具合を有している。
【0067】
まず、No.1はC量が少ない例であり、所望の組織が得られずにベイニティックフェライトとフェライトの複合組織鋼板が生成してしまい、強度が低下した。
【0068】
また、No.10はSi量が少ない例であり、所望の強度を確保できなかった。
【0069】
No.11〜20は、連続焼鈍処理を1回のみ実施した従来のDP鋼板(フェライトおよびアスペクト比の低いマルテンサイト)であり、伸びフランジ性に劣っており、強度−伸びフランジのバランス(TS×λ)が悪い。ちなみにNo.19は、Si量が少ない鋼種10を用いている為、強度が低い。
【0070】
また、No.20は、第一の連続焼鈍処理を施さず、且つ、第二の連続焼鈍工程において、室温まで冷却しなかった例であり、フェライトおよびマルテンサイトを含有するTRIP型複合組織鋼板が得られ、伸びフランジ性に劣っている。
【0071】
参考までに図3及び図4に、本発明例(No.2)及び比較例(No.11)の光学顕微鏡写真(倍率1000倍)を夫々、示す。これらの図より、本発明法で製造したNo.2では、所望のアスペクト比が高いマルテンサイトが生成されているのに対し、従来の方法で製造したNo.11では、アスペクト比の低いマルテンサイトが生成することが分かる。
【0072】
実施例2:製造条件の検討
本実施例では、表1のNo.2(本発明の成分組成を満足する鋼)の実験用スラブを用い、表3に示す種々の製造条件を経て表4のNo.1〜3に示す冷延鋼板を得た。板厚はすべて1.2mmである。
【0073】
次に、実施例1と同様の方法で、当該鋼板の組織及び種々の特性を調べた。これらの結果を表4に示す。
【0074】
【表3】
Figure 0004005517
【0075】
【表4】
Figure 0004005517
【0076】
まず、No.1〜2は、本発明に規定する条件で熱延→冷延→第一の連続焼鈍→第二の連続焼鈍を行い、所望の組織からなる冷延鋼板を製造した本発明例であるが、いずれも900MPa以上の高強度を有しており、強度−伸び及び強度−伸びフランジ性のバランスに優れている。
【0077】
これに対し、No.3は、連続焼鈍を1回しか実施せず、第一の連続焼鈍を行なわなかった従来例であるが、平均アスペクト比が1.2のマルテンサイトを有する従来のDP鋼板が得られており、伸びフランジ性が低下する。
【0078】
【発明の効果】
本発明は上記の様に構成されているので、約780MPa級以上の高強度域において、強度−伸び及び強度−伸びフランジ性のバランスに優れた高強度複合組織鋼板を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】第一の連続焼鈍工程を説明した図である。
【図2】第二の連続焼鈍工程を説明した図である。
【図3】実施例1におけるNo.2(本発明例)の光学顕微鏡写真(×1000)である。
【図4】実施例1におけるNo.11(比較例)の光学顕微鏡写真(×1000)である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-strength composite steel sheet excellent in elongation and stretch flangeability, and particularly in a high-strength region of about 780 MPa or higher, a high-strength composite structure excellent in strength-elongation balance and strength-stretch flangeability balance. It relates to steel plates.
[0002]
[Prior art]
In industrial fields such as automobiles, electric machines, and machines, steel sheets used by press forming are required to have both excellent strength and ductility, and such required characteristics have been increasing more and more in recent years.
[0003]
Conventionally, as a steel sheet that achieves both strength and ductility, a ferrite-martensitic composite structure steel sheet [Dual-Phase (DP Steel plate] is known (for example, refer to Patent Document 1).
[0004]
The DP steel sheet has a low yield ratio (YR), high tensile strength (TS), and excellent elongation (El) characteristics. However, since coarse martensite is the starting point of fracture, stretch flangeability (local) In general ductility: λ).
[0005]
Therefore, in order to improve the stretch flangeability of the DP steel sheet, a three-phase composite structure steel sheet [Tri-Phase (TP) steel sheet] of ferrite, bainite and martensite has been proposed (see Patent Document 2). In the steel sheet, martensite, which is the starting point of fracture, is wrapped in the bainite phase, so the stretch flangeability is improved compared to conventional DP steel sheets, but the high ductility (high elongation) unique to DP steel sheets is impaired. There is a problem that the ductility is inferior.
[0006]
Recently, the required characteristics for weight reduction and high strength are becoming stronger, and further increase in strength characteristics is eagerly desired.
[0007]
Therefore, while maintaining the good strength-elongation balance characteristic of DP steel sheets, the low-stretch flangeability, which has been a drawback of the DP steel sheets, can be overcome, and the strength properties are further enhanced. The offer of is anxious.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 55-122821 (column 3)
[Patent Document 2]
JP 58-39770 A (claims and pages 2 to 3)
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made paying attention to the above circumstances, and its purpose is to provide a high-strength composite steel sheet having an excellent balance of strength-elongation and strength-stretch flangeability in a high-strength region of about 780 MPa or higher. There is to do.
[0010]
[Means for solving the problems]
  The elongation according to the present invention that has solved the above problems, and the high-strength composite steel sheet excellent in stretch flangeability are in mass%,
  C: 0.01-0.20%,
  Si: more than 0.5% to 2.5%,
  Mn: 0.5-3%,
  P: 0.15% or less (excluding 0%),
  S: 0.02% or less (including 0%)
The balance: iron and impurities, and
  The structure is 5 to 50% in area ratio with respect to the entire structure of ferrite, 3% or less of the retained austenite with respect to the entire structure, and the remaining martensite, and the average aspect ratio of the martensite is 1.5 or more. However, it has a gist.
[0011]
Components in steel further containing Cr and / or Mo in total of 1% or less (not including 0%); Ni: 0.5% or less (not including 0%), and / or Cu: 0 0.5% or less (not including 0%); Ti: 0.1% or less (not including 0%), Nb: 0.1% or less (not including 0%), V: 0. Containing at least one of 1% or less (not including 0%); Ca: 0.003% or less (not including 0%), and / or REM: 0.003% or less (not including 0%) ; B: Any one containing 0.003% or less (excluding 0%) is a preferred embodiment of the present invention.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present inventors have maintained a good strength-elongation balance that is characteristic of DP steel sheets even in a high strength region of about 780 MPa or higher; yet, they have solved the low stretch flangeability that was a disadvantage of DP steel sheets. In order to provide high-strength steel sheets with excellent strength-stretch flangeability, research has been conducted.
[0013]
For example, the steel sheet of Japanese Patent Application No. 2002-271377 (hereinafter referred to as the prior invention) filed earlier by the applicant of the present application is a tempered martensite structure or tempered martens made of a soft lath structure having a low dislocation density. It is controlled to a mixed structure of sites and ferrite, etc .; the martensite is finely dispersed between the laths of the matrix structure (fine martensite), and the stretch flangeability and the total elongation are improved. Compared to steel sheets, this is extremely useful in that the balance of strength-elongation and strength-stretch flangeability is remarkably enhanced. However, the strength of the prior invention is from about 480 MPa to about 650 MPa at the maximum, and characteristics improvement in a high strength region exceeding this has not yet been achieved.
[0014]
Accordingly, the present inventors have set the amount of Si in the steel to more than 0.5% to 2% compared to the prior invention in order to provide a DP steel sheet having the above-described characteristics even in a high strength region of about 780 MPa or higher. I thought to increase the strength by increasing it to 5%. However, when a large amount of Si is added to increase the strength, retained austenite (γR) May be generated, and desired characteristics may not be ensured. As is well known, γ in tissuesRSince the ductility is improved by induced transformation (strain-induced transformation: TRIP) during deformation, γRA TRIP steel sheet having increased ductility by adding a large amount of Si (generally 0.5% or more) as a generation promoting element has been proposed. However, γRContributes to the improvement of ductility, but in order to reduce stretch flangeability, if a large amount of Si is added to increase the strength, γRThe generation of selenium is promoted and hard martensite is generated, which causes a reduction in stretch flangeability.
[0015]
Therefore, even if the inventors try to increase the strength by adding a large amount of Si, γRFurther studies have been conducted so that the production of is suppressed to 3% or less. As a result, in producing DP steel sheet by continuously annealing a steel material after hot rolling → cold rolling, (1) unlike the conventional method, continuous annealing is performed twice, and (2) the method of the invention of the prior application In contrast, if the final step of each continuous annealing is cooled to room temperature by water cooling or the like, and the heat treatment conditions are precisely controlled, γRThe formation of martensite is suppressed to 3% or less; when such a unique method is adopted, martensite having a different form from the steel sheet of the prior invention (martensite having an average aspect ratio of 1.5 or more) is obtained. In addition, the present invention has found that a DP steel sheet having excellent strength-elongation and strength-elongation flangeability can be provided even in a high-strength region of about 780 MPa or more, mainly by the effect of improving the stretch flangeability by the martensite. Was completed.
[0016]
Hereinafter, each requirement which comprises this invention is demonstrated.
[0017]
First, the structure of the present invention will be described.
[0018]
  (1) Ferrite
  The “ferrite” in the present invention means polygonal ferrite, that is, ferrite having a low dislocation density. In particular, when aiming at improvement of characteristics in a high strength region as in the present invention, ferrite is important as a structure that contributes to improvement of elongation characteristics. In order to effectively exhibit such an effect of ferrite, the area ratio of ferrite to the entire structure is set to 5% or more (preferably 10% or more, more preferably 15% or more). However, if it exceeds 50%, it will be difficult to secure the required strength, and more voids will be generated from the interface between ferrite and martensite (described later), and the stretch flangeability will deteriorate. 50% (preferably 45%, more preferably 40%).
[0019]
  (2) Residual austenite: 3% or less (including 0%)
  The steel sheet of the present invention is made of retained austenite (γR) Is suppressed to 3% or less. In the case of a steel type containing a large amount of Si as in the present invention, γ (which is harmful to the achievement of the object of the present invention)RHowever, in the present invention, since a unique manufacturing method (described later) is adopted, γRCan be suppressed. γRThe area ratio is preferably as small as possible, preferably 2% or less, more preferably 1% or less.
[0020]
(3) Martensite
The martensite in the present invention has a structure with an average aspect ratio (major axis / minor axis) of 1.5 or more, and martensite in the conventional DP steel sheet (average aspect ratio is about 1.0 to 1.3). ) Is different in form. In particular, the excellent stretch flangeability according to the present invention is unknown in detail, but the form of the martensite and the strengthening of the interface due to the form can be considered. That is, as apparent from comparison of the micrographs of FIG. 3 (example of the present invention) and FIG. 4 (conventional example) described later, the example of the invention of FIG. 3 has a strong shape in which martensite having a high aspect ratio is connected. 4 (the white part is martensite and the black part is ferrite), whereas the comparative example of FIG. 4 is different in that it has martensite with a low aspect ratio. . Further, although not necessarily clear from the above figure, the comparative example of FIG. 4 has a normal straight interface, whereas in the present invention example of FIG. The interface is stepped, and it is assumed that the interface strength is increased by increasing the interface area.
[0021]
In order to effectively exhibit the action of such martensite, the average aspect ratio is preferably 1.7 or more, more preferably 2.0 or more. Although the upper limit is not particularly limited, it is recommended that the upper limit be controlled to 5 or less.
[0022]
  The area ratio of the martensite is determined by the balance with the ferrite, and it is recommended that the martensite be appropriately controlled so that the desired characteristics can be exhibited. In order to exert it, it is recommended to set it to 50% or more.
[0023]
Next, basic components constituting the steel plate of the present invention will be described. Hereinafter, all the units of chemical components are mass%.
[0024]
  C: 0.01 to 0.20%
  C is an element essential for the formation of martensite contributing to strength improvement. In particular, in the present invention, in the second continuous annealing step (described later), after heating to the two-phase region of ferrite (α) and austenite (γ), cooling to make the γ phase martensite. The area ratio of the γ phase (and hence the martensite area ratio after cooling) is greatly influenced by the amount of C in the steel, etc., and if the amount of C is small, it becomes difficult to ensure the required strength; especially less than 0.01% Then, since the region of the two-phase region (α + γ) becomes narrow and the productivity deteriorates, the lower limit is set to 0.01% (preferably 0.02%). However, if it exceeds 0.20%, the spot weldability is remarkably deteriorated, and the martensite area ratio in the steel sheet is remarkably increased to deteriorate the workability. Therefore, the upper limit is 0.20% (preferably 0.15%). %).
[0025]
Si: more than 0.5% to 2.5%
Si is useful for improving the strength. In particular, in the present invention, Si is an indispensable element for achieving a desired high strength region level. Further, Si contributes to improvement of ductility such as elongation by reducing the amount of dissolved C in the α phase. In order to effectively exhibit such an action, it is preferable to add more than 0.5% (more preferably 0.7% or more). However, even if added over 2.5%, the above action is saturated and economically useless, so the upper limit is made 2.5%.
[0026]
Mn: 0.5 to 3%
Mn is useful as a solid solution strengthening element and is an element necessary for improving the hardenability and obtaining a composite structure. In order to effectively exhibit such an action, 0.5% or more (preferably 0.7% or more, more preferably 1% or more) is added. However, if added over 3%, segregation occurs remarkably and ductility deteriorates, so the upper limit is made 3% (preferably 2.5% or less, more preferably 2% or less).
[0027]
P: 0.15% or less (excluding 0%)
P is useful as a ferrite solid solution strengthening element and is an element effective for increasing the strength. In order to effectively exhibit such an action, it is recommended to add 0.03% or more (more preferably 0.05% or more). However, if it exceeds 0.15%, ductility deteriorates. Preferably it is 0.1% or less.
[0028]
S: 0.02% or less (including 0%)
S is an element that forms sulfide-based inclusions such as MnS during hot rolling and causes cracking to deteriorate workability, and lowers the ductility during cold. 02%. Preferably it is 0.015% or less.
[0029]
  The steel of the present invention contains the above components as basic components and the balance: iron and impurities, but the following permissible components can be added as long as the effects of the present invention are not impaired.
[0030]
1% or less in total of Cr and / or Mo (excluding 0%)
Since Cr and Mo are effective elements for improving the hardenability and increasing the strength of the steel, it is recommended to add Cr and / or Mo in a total of 0.1% or more. However, even if added excessively, the effect is saturated and ductility deteriorates, so it is preferable to keep Cr and / or Mo to 1% or less in total. More preferably, it is 0.8% or less in total.
[0031]
Each of these elements may be used alone or in combination.
[0032]
Ni: 0.5% or less (excluding 0%) and / or
Cu: 0.5% or less (excluding 0%)
These elements are effective elements for achieving high strength while maintaining a high strength-ductility balance. In order to effectively exhibit such action, Ni: 0.1% or more, And / or Cu: It is recommended to add 0.1% or more. However, even if these elements are added excessively, the above effect is saturated, and the productivity deteriorates such as cracking during hot rolling, so Ni: 0.5% or less and / or Cu: 0 It is better to keep it below 5%.
[0033]
Ca and / or REM: 0.003% or less (excluding 0%)
Ca and REM (rare earth elements) are elements that control the form of sulfide in steel and are effective in improving workability. Here, examples of rare earth elements used in the present invention include Sc, Y, and lanthanoids. In order to effectively exhibit the above action, it is recommended to add 0.0003% or more (more preferably 0.0005% or more). However, even if added over 0.003%, the above effect is saturated, which is economically useless. More preferably, it is 0.0025% or less.
[0034]
Ti: 0.1% or less (excluding 0%), Nb: 0.1% or less (excluding 0%) V) at least one of V: 0.1% or less (excluding 0%)
All of these elements are carbonitride-forming elements, and are strengthened by precipitation strengthening by the carbonitride and the effect of refining α and γ phase grains when heated in the (α + γ) region. Contribute. In order to effectively exhibit such an action, Ti: 0.01% or more (more preferably 0.02% or more), Nb: 0.01% or more (more preferably 0.02% or more), V : 0.01% or more (more preferably 0.02% or more) is recommended to be added respectively. However, if any element exceeds 0.1%, the yield ratio increases due to precipitation hardening. More preferably, Ti is 0.08% or less, Nb is 0.08% or less, and V is 0.08% or less.
[0035]
B: 0.003% or less (excluding 0%)
B has an effect of improving hardenability and increasing strength in a small amount. In order to effectively exhibit such an action, it is recommended to add 0.0005% or more. However, if added excessively, the grain boundary becomes brittle, and cracks occur due to processing such as casting and rolling, so the upper limit is made 0.003%. More preferably, it is 0.002% or less.
[0036]
Next, a method for producing the steel sheet of the present invention will be described.
[0037]
  The steel sheet of the present invention can be produced through a hot rolling process, a cold rolling process, a first continuous annealing process, and a second continuous annealing process. Among these, an explanatory view of the first continuous annealing step characterizing the method of the present invention is shown in FIG. 1, and an explanatory view of the second continuous annealing step is shown in FIG.
[0038]
First, a hot rolling process and a cold rolling process are performed. These steps are not particularly limited, and usually, conditions to be carried out can be appropriately selected and employed. For example, as the hot rolling process, Ar3After completion of hot rolling at a point or more, conditions such as cooling at an average cooling rate of about 30 ° C./s and winding at a temperature of about 500 to 600 ° C. can be employed. In the cold rolling process, it is recommended to perform cold rolling at a cold rolling rate of about 30 to 70%. Of course, this is not intended to be limited to this.
[0039]
Next, (1) the first continuous annealing step and (2) the second continuous annealing step characterizing the method of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0040]
(1) First continuous annealing process (first continuous annealing process)
First, A1More than point AThreeAfter heating and holding (soaking) at a temperature below the point (T1 in FIG. 1), cooling to room temperature at an average cooling rate of 10 ° C./s or more (CR in FIG. 1), ferrite and martensite Is generated.
[0041]
Where A1More than point AThreeThe reason for soaking to a temperature below the point is to generate ferrite. Of course, it is not limited to this method.ThreeIn the process of cooling after soaking at a temperature above the point, A1More than point AThreeA desired ferrite may be generated by passing through a point. It is recommended that the soaking time is controlled to approximately 30 to 600 seconds (preferably 60 seconds or more and 300 seconds or less).
[0042]
After soaking as described above, cooling is performed to room temperature while controlling the average cooling rate (CR) to 10 ° C./s or more (preferably 30 ° C./s or more). The method of the present invention is characterized in that the first continuous annealing step is cooled to room temperature by water cooling or the like, and this enables desired ferrite and martensite (even if bainite is generated instead of martensite). Is good). Incidentally, the invention of the prior application is different from the method of the present invention because no means for “cooling to room temperature” is implemented in the process.
[0043]
Also, when cooling to room temperature, it may be cooled to a temperature below the Ms point at once and water cooled, etc., and a mixed structure of ferrite and martensite may be formed in the process, or once at a temperature between the Ms point and the Bs point. After cooling to heating and holding (T2 in FIG. 1), it may be cooled to room temperature. In the latter case, a mixed structure of ferrite and bainite is obtained in this step, but the bainite produced here becomes the desired martensite in the second continuous annealing step to be carried out, and finally bainite is produced. Never happen.
[0044]
(2) Second continuous annealing process (later continuous annealing process)
Next, A1More than point AThree10 ° C. after heating and holding [t3 (second) in FIG. 2] at a temperature below the point and lower than the temperature held and held in the first continuous annealing step (T3 in FIG. 2) Cool to room temperature at an average cooling rate of / s or more (CR in FIG. 2). This process is performed for the purpose of softening the martensite and reducing the hardness difference between the two structures in the ferrite and martensite structures obtained in the first continuous annealing process. Alternatively, as described above, in the first continuous annealing step, ferrite and bainite may be generated, but by cooling to room temperature in the second continuous annealing step, finally, the bainite is desired. The martensite has an aspect ratio of.
[0045]
Here, the soaking temperature (T3) is A1More than point AThreeThe temperature is equal to or lower than the point, and is lower than the temperature (T1) heated and held in the first continuous annealing step. When T3 is higher than T1, the martensite of the second phase generated in the second continuous annealing step is larger than the fraction of martensite of the second phase generated in the first continuous annealing step (above (1)). This is because the site fraction increases, meaning that the first continuous annealing step is not performed, and a martensite structure having a high desired aspect ratio cannot be obtained. Specifically, it is recommended that T3 be controlled to be lower by about 10 ° C. or more (preferably about 20 ° C. or more) than T1.
[0046]
The soaking time (t3) is not particularly limited, but in order to make the microstructure uniform, the lower limit is preferably 30 seconds or more. Although t3 may be long, in consideration of productivity and the like, it is recommended to control within a few minutes at most.
[0047]
After soaking as described above, the average cooling rate (CR) is controlled to 10 ° C./s or more. Cool to room temperature, eg with water. The method of the present invention is characterized in that the second continuous annealing step is cooled to room temperature, whereby a desired structure is finally obtained. Incidentally, in the prior application invention, the means of “cooling to room temperature” is not adopted in the process, and therefore the final structure is different.
[0048]
The cooling rate (CR) is 10 ° C./s or higher (preferably 15 ° C./s or higher, more preferably 20 ° C./s or higher). If CR falls below the above range, a desired structure cannot be obtained, and pearlite or the like is generated. The upper limit is not particularly defined, and the larger the better.
[0049]
After cooling to room temperature in this manner, overaging is performed at a temperature of 100 to 600 ° C. [T 4 (° C.) in FIG. 2] for a predetermined time [t 4 (second) in FIG. 2]. This is because the TS level can be appropriately controlled by the overaging treatment. If it is less than 100 degreeC, the said effect | action cannot be exhibited effectively. More preferably, it is 200 degreeC or more. However, when the temperature exceeds 600 ° C., there is a problem that cementite precipitates and TS decreases. More preferably, it is 500 degrees C or less. In addition, although it is recommended that the overaging treatment time (t4) is appropriately controlled according to the required TS level or the like, it is generally 10 to 600 seconds (more preferably 30 seconds or more and 300 seconds or less). It is preferable to control.
[0050]
The present invention is described in detail below based on examples. However, the following examples are not intended to limit the present invention, and all modifications made without departing from the spirit of the preceding and following descriptions are included in the technical scope of the present invention.
[0051]
【Example】
In Examples 1 and 2 below, the influence of the structure on the mechanical properties was examined.
[0052]
Example 1: Examination of component composition and production conditions
In this example, test steels having the composition shown in Table 1 (Nos. 1 to 10 in Table 1; the unit in the table is mass%) were vacuum-melted to obtain an experimental slab, and then the following method ( After obtaining a hot-rolled steel sheet with a thickness of 3.2 mm according to hot rolling → cold rolling → first continuous annealing → second continuous annealing), the surface scale is removed by pickling, and the steel sheet is cold to 1.2 mm thickness. Rolled.
[0053]
[No. 1 to 10 in Table 2] (manufactured by the method of the present invention)
Hot rolling process: Start temperature (SRT) 1150 ° C, Finishing temperature (FDT) 850 ° C, Cooling rate 40 ° C / s, Winding temperature 550 ° C
Cold rolling process: Cold rolling rate 50%
First continuous annealing process: A1More than point AThreeAfter maintaining at a temperature below the point (850 ° C.) for 60 seconds, it was cooled to room temperature at a cooling rate of 30 ° C./s (water cooling).
[0054]
Second continuous annealing process: A1More than point AThreeAfter holding at a temperature below the point (800 ° C) for 60 seconds, cooling to room temperature at a cooling rate of 30 ° C / s (water cooling), and then tempering for 180 seconds at a temperature (400 ° C) between the Ms point and Bs point did.
[0055]
[No. 11 to 19 in Table 2] (Manufacturing method outside the method of the present invention)
In said manufacturing conditions, it is the same as the manufacturing conditions of [No. 1-10 of Table 2] except having omitted the 1st continuous annealing process.
[0056]
[No. 20 in Table 2] (Manufacturing method outside the method of the present invention)
In the above manufacturing conditions, the first continuous annealing step is omitted, and the second continuous annealing step is1More than point AThreeAfter holding at a temperature below the point (800 ° C.) for 60 seconds, the fan was cooled to a temperature (400 ° C.) not lower than the Ms point and not higher than the Bs point at a cooling rate of 10 ° C./s, and heated and held at that temperature for 180 seconds.
[0057]
With respect to each steel plate thus obtained, the tensile strength (TS), elongation [total elongation (EI)], and stretch flangeability (hole expansibility: λ) were measured in the following manner.
[0058]
First, the tensile test measured the tensile strength (TS) and elongation (EI) using the JIS5 test piece. The strain rate in the tensile test was 1 mm / sec.
[0059]
In the stretch flangeability test, a 70 cm square test piece having a thickness of 1.2 mm was used. Specifically, after punching a hole of φ10 mm, the hole expansion ratio (λ) at the time of crack penetration was measured by punching the hole with a 60 ° conical punch on the beam (Iron and Steel Federation Standard JFST 1001). .
[0060]
  Furthermore, the area ratio of the structure in the steel sheet and the aspect ratio of martensite were measured after the steel sheet was repeller-corroded and the structure was identified by observation with an optical microscope (magnification 1000 times). The measurement was performed in the same manner. ΓRThe area ratio was measured by the X-ray diffraction method after grinding to a thickness of 1/4 of the steel plate and then chemical polishing (ISIJ Int. Vol. 33. (1933), No. 7, P. 776).
[0061]
These results are shown in Table 2.
[0062]
[Table 1]
Figure 0004005517
[0063]
[Table 2]
Figure 0004005517
[0064]
From these results, it can be considered as follows (the following No. means the experiment No. in Table 2).
[0065]
First, each of Nos. 2 to 9 uses a steel grade (Nos. 2 to 9 in Table 1) that satisfies the scope of the present invention, and a predetermined structure (ferrite + martensite having a high aspect ratio) is obtained by the method of the present invention. Although it is an manufactured example, the average aspect ratio is 1.1 to 1.2, which is superior to other steel plates (No. 11 to 20) having martensite having a low aspect ratio, and has a stretch flangeability of 900 MPa. In the above high strength region, a steel sheet excellent in both strength-elongation and strength-stretch flangeability was obtained.
[0066]
On the other hand, the following examples that do not satisfy any of the manufacturing conditions specified in the present invention have the following problems.
[0067]
First, No. 1 is an example in which the amount of C is small, and a desired structure cannot be obtained, and a composite structure steel sheet of bainitic ferrite and ferrite is generated, resulting in a decrease in strength.
[0068]
No. 10 is an example with a small amount of Si, and the desired strength could not be secured.
[0069]
Nos. 11 to 20 are conventional DP steel sheets (ferrite and martensite having a low aspect ratio) that have been subjected to continuous annealing only once, and are inferior in stretch flangeability, and the balance between strength and stretch flange (TS × λ) is bad. Incidentally, No. 19 has a low strength because it uses steel type 10 with a small amount of Si.
[0070]
No. 20 is an example in which the first continuous annealing treatment was not performed and the second continuous annealing step was not cooled to room temperature, and the TRIP type composite structure steel plate containing ferrite and martensite was obtained. Obtained and inferior in stretch flangeability.
[0071]
For reference, FIGS. 3 and 4 show optical micrographs (1000 magnifications) of the inventive example (No. 2) and the comparative example (No. 11), respectively. From these figures, No. 2 produced by the method of the present invention produced martensite having a high desired aspect ratio, whereas No. 11 produced by the conventional method produced martensite having a low aspect ratio. It can be seen that
[0072]
Example 2: Examination of manufacturing conditions
In this example, the experimental slab of No. 2 in Table 1 (steel satisfying the composition of the present invention) was used and subjected to the cooling conditions shown in No. 1 to No. 1 in Table 4 through various production conditions shown in Table 3. A rolled steel sheet was obtained. The plate thickness is all 1.2 mm.
[0073]
Next, the structure and various characteristics of the steel sheet were examined in the same manner as in Example 1. These results are shown in Table 4.
[0074]
[Table 3]
Figure 0004005517
[0075]
[Table 4]
Figure 0004005517
[0076]
First, No. 1-2 is the example of this invention which manufactured the cold-rolled steel plate which consists of a desired structure | tissue by performing hot rolling-> cold rolling-> 1st continuous annealing-2nd continuous annealing on the conditions prescribed | regulated to this invention. However, all have high strength of 900 MPa or more, and are excellent in the balance of strength-elongation and strength-stretch flangeability.
[0077]
On the other hand, No. 3 is a conventional DP steel sheet having a martensite having an average aspect ratio of 1.2, which is a conventional example in which continuous annealing is performed only once and the first continuous annealing is not performed. Is obtained, and stretch flangeability is deteriorated.
[0078]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, a high-strength composite steel sheet having an excellent balance of strength-elongation and strength-stretch flangeability can be provided in a high-strength region of about 780 MPa or higher.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a first continuous annealing process.
FIG. 2 is a diagram illustrating a second continuous annealing process.
3 is an optical micrograph (× 1000) of No. 2 (Example of the present invention) in Example 1. FIG.
4 is an optical micrograph (× 1000) of No. 11 (comparative example) in Example 1. FIG.

Claims (6)

質量%で(以下、同じ)、
C :0.01〜0.20%、
Si:0.5%超〜2.5%、
Mn:0.5〜3%、
P :0.15%以下(0%を含まない)、
S :0.02%以下(0%を含む)
を含有し、残部:鉄及び不純物であり、且つ、
組織は、フェライトを全組織に対して積率で5〜50%、残留オーステナイトを全組織に対して3%以下、残部マルテンサイトであり、該マルテンサイトの平均アスペクト比は1.5以上であることを特徴とする伸び、及び伸びフランジに優れた高強度複合組織鋼板。
% By mass (hereinafter the same),
C: 0.01-0.20%,
Si: more than 0.5% to 2.5%,
Mn: 0.5-3%,
P: 0.15% or less (excluding 0%),
S: 0.02% or less (including 0%)
The balance: iron and impurities, and
Tissue, 5-50% in terms factor ferrite for all tissues, 3% residual austenite for all tissues or less, the balance martensite, an average aspect ratio of the martensite is 1.5 or more A high-strength composite steel sheet excellent in elongation and stretch flange, characterized by being.
更に、
Cr及び/又はMoを合計で1%以下(0%を含まない)
を含有するものである請求項1に記載の高強度複合組織鋼板。
In addition,
1% or less in total of Cr and / or Mo (excluding 0%)
The high-strength composite steel sheet according to claim 1, comprising:
更に、
Ni:0.5%以下(0%を含まない),及び/又は
Cu:0.5%以下(0%を含まない)
を含有するものである請求項1または2に記載の高強度複合組織鋼板。
In addition,
Ni: 0.5% or less (not including 0%) and / or Cu: 0.5% or less (not including 0%)
The high-strength composite structure steel plate according to claim 1 or 2, comprising:
更に、
Ti:0.1%以下(0%を含まない),
Nb:0.1%以下(0%を含まない),
V :0.1%以下(0%を含まない)
の少なくとも一種を含有するものである請求項1〜3のいずれかに記載の高強度複合組織鋼板。
In addition,
Ti: 0.1% or less (excluding 0%),
Nb: 0.1% or less (excluding 0%),
V: 0.1% or less (excluding 0%)
The high-strength composite steel sheet according to any one of claims 1 to 3, which contains at least one of the following.
更に、
Ca :0.003%以下(0%を含まない)、及び/又は
REM:0.003%以下(0%を含まない)
を含有するものである請求項1〜4のいずれかに記載の高強度複合組織鋼板。
In addition,
Ca: 0.003% or less (not including 0%) and / or REM: 0.003% or less (not including 0%)
The high-strength composite structure steel plate according to any one of claims 1 to 4.
更に、
B:0.003%以下(0%を含まない)
を含有するものである請求項1〜5のいずれかに記載の高強度複合組織鋼板。
In addition,
B: 0.003% or less (excluding 0%)
The high-strength composite structure steel plate according to any one of claims 1 to 5.
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