JP4747473B2 - Hot-rolled steel sheet and hot-dip galvanized steel sheet excellent in stretch flangeability and methods for producing them - Google Patents

Hot-rolled steel sheet and hot-dip galvanized steel sheet excellent in stretch flangeability and methods for producing them Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に自動車車体用として使用される加工性、特に伸びフランジ加工性に優れた熱延鋼板およびそれを原板とする溶融亜鉛めっき鋼板とそれらの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車車体には、多くの薄鋼板が使用されているが、比較的軽度な曲げ加工やロールフォーミングでありながら、部分的に極めて厳しいフランジ加工性が要求される部品、用途がある。例えば、フロントサイドメンバー、リアサイドメンバー、さらにはクロスメンバーおよびこれらにつながる部品の補強材である。これら部品、用途には、高強度レベルであることを示し、形状凍結性が確保される引張強度が540MPa 以下で、かつ優れたフランジ加工性を示す穴拡げ率80%以上の特性を有することが一応の目安である。
【0003】
上記部品、用途には、これまで、多くの場合、冷延鋼板が使用されている。
しかし、冷延鋼板は熱延鋼板に比べ、冷間圧延、焼鈍という工程が必要となるため、一般的には熱延鋼板を用いる方が経済的に有利である。それゆえ、少なくとも、外観の美麗性が要求されない場合には、熱延鋼板が使用されるが、熱延鋼板には、ほぼ同一成分組成の冷延鋼板に比べ、伸びフランジ加工性が劣る、機械的性質の面内異方性が大きい、伸び特性が劣るなどの問題があった。
【0004】
これらの問題を解決すべく、熱延鋼板中のC量の低減、S量の低減などの技術が提案されているが、依然として機械的性質の面内異方性を改善することは困難であった。
【0005】
また、Nb、Tiなどの元素を添加して、組織を微細化することで熱延鋼板の伸びフランジ特性を改善する技術も提案されているが、これらの添加元素が鋼の熱間変形抵抗を大きく増加させるため、板厚が概ね2.3mm以下の薄鋼板の場合は熱間圧延が困難になるという問題があった。同時に、これらの添加元素による析出強化が生じるため引張強度(TS)で540MPa 以下の比較的低強度で高度の高成形性鋼板を製造することは困難であった。さらに、Nb、Tiなどの元素の添加は、鋼板の機械的性質の面内異方性を増加させるという問題もある。
【0006】
このように、自動車部品としての深絞り成形性をクリアできるが、伸びフランジ加工性という別の視点の加工性を極めて高いレベルで有する鋼板を工業的に安価に、かつ安定して製造する技術がなかった。
【0007】
また、板厚>3mm程度の比較的厚めで、TSが概ね540MPa の高強度鋼板において、母相組織の微細化、組織の単相化により伸びフランジ加工性を改善し、自動車の足廻り部品に使用する技術が提案されているが、未だ十分なレベルに達していない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決し、TSが540MPa 以下の中程度の強度であるが、極めて優れた伸びフランジ加工性を安定して有する熱延鋼板およびそれを原板とする溶融亜鉛めっき鋼板とそれらの製造方法を提供するするものである。なお、対象とする製品の板厚は概ね2.3〜0.8mmの薄鋼板である。
また、安定した成形性を確保するためには、YS、TS、ELなどの特性のばらつき (変動)が小さいことが望まれるが、このような要求にも応えるものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記の問題を解決するために、種々の成分、製造方法の鋼板を製造し、多くの材質評価実験を行った。その結果、このような高い伸びフランジ加工性を実現するためには、成分組成とともに、熱間圧延条件およびこれらを通じての微細組織の制御が重要であり、成分組成としては、C量の最適化とS量の低減が重要であること、微細組織の制御としては、90%以上を均一かつ微細なフェライト組織とすること、および第2相の形態が重要であることを明らかにした。
【0010】
また、従来から用いられている強化元素のSi、MnおよびPに加えて、Nを積極的に活用することが、伸びフランジ加工性の改善の観点からは有利であることを明らかにした。加えて、従来に比べ、より高い圧延温度で圧延を終了し、これを冷却し、かつ低い巻取り温度で巻き取ることで、安定して優れた伸びフランジ加工性を有する鋼板を製造することができることを明らかにした。
【0011】
したがって、本発明は、質量%で、C:0.01〜0.08%、Si:0.2%以下、Mn:0.05〜0.80%、P:0.04%以下、S:0.005%以下、Al:0.10%以下、N:0.003〜0.0250%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、主相であるフェライト相の組織分率が面積率で90%以上、第2相の組織分率が面積率で10%以下であり、前記第2相の圧延方向と板厚方向での形状比が3以下で、前記フェライトの平均粒径が20μm以下、前記第2相の平均粒径が10μm以下である組織を有することを特徴とする引張強度が540MPa 以下の伸びフランジ加工性に優れた熱延鋼板である。
【0012】
熱延鋼板が、さらにCu、Ni、CrおよびMoからなる群から選ばれる一種または二種以上を合計で1.0質量%以下含有するのが好ましい。
【0013】
また、熱延鋼板が、さらにCaおよびREM(希少元素)からなる群から選ばれる一種または二種以上を合計で0.0010〜0.01質量%含有するのが好ましい。
【0014】
また、本発明は、前記熱延鋼板の表面に溶融亜鉛めっき層を設けてなることを特徴とする溶融亜鉛めっき鋼板である。
【0015】
また、本発明は、質量%で、C:0.01〜0.08%、Si:0.2%以下、Mn:0.05〜0.80%、P:0.04%以下、S:0.005%以下、Al:0.10%以下、N:0.003〜0.0250%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼スラブを、スラブ加熱温度1000℃以上、仕上げ圧延出側温度860℃以上で熱間圧延を行った後、650℃までの平均冷却速度を40℃/s以上として冷却し、巻取温度550℃以下としてコイルに巻き取ることを特徴とする伸びフランジ加工性に優れた熱延鋼板の製造方法である。
【0016】
また、本発明は、質量%で、C:0.01〜0.08%、Si:0.2%以下、Mn:0.05〜0.80%、P:0.04%以下、S:0.005%以下、Al:0.10%以下、N:0.003〜0.0250%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼スラブを、スラブ加熱温度1000℃以上、仕上げ圧延出側温度860℃以上で熱間圧延を行った後、650℃までの平均冷却速度を40℃/s以上として冷却し、巻取温度550℃以下としてコイルに巻き取り、さらに900℃以下の温度に加熱して溶融亜鉛めっきを行うことを特徴とする伸びフランジ加工性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法である。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の原板の鋼板の成分組成は質量%で下記の通りである。
C:0.01〜0.08%以下;
Cが0.08%を超えると鋼中の炭化物の分率が増加することに起因して鋼板の伸びフランジ加工性が顕著に悪化し、またスポット溶接性、アーク溶接性なども顕著に低下する。したがって、C量は0.08%以下とするが、成形性の向上という観点からは0.05%以下が好適である。特に良好な延性を必要とする場合には、0.03%以下がさらに好適である。またCが0.01%未満となると、微細組織が顕著に粗大化し、伸びフランジ加工性が低下する。特に、剪断端面の仕上げ状況に対する依存性が増大するという望ましくない影響が現れる。
【0018】
Si:0.2%以下;
Siは伸びフランジ加工性に悪影響を与えずに、あるいは改善しつつ鋼板を固溶強化する作用があるので、所望の強度に応じて適宜添加量を調整すればよい。しかし、多量の添加は熱間圧延性を顕著に低下させるので、0.2%以下とする必要がある。また、溶融亜鉛めっき鋼板の場合は、過剰な添加は不めっき(鋼板の一部にめっきをはじく部分が生じ、部分的にめっきがつかない状況)の発生原因になることがあるので、0.2%以下が好ましく、0.05〜0.15%がより好ましい。
【0019】
Mn:0.05〜1.5%:
MnはSによる熱間割れを防止する有効な元素であり、0.05%以上とする必要がある。またMnは結晶粒を微細化する作用をする。Sを安定して固定するという観点では、0.2%以上が望ましい。Mnの添加量を高めることで、熱間圧延条件の変動に対する鋼板の機械的性質の敏感性が顕著に改善されるという大きな利点があるため、0.5%以上がさらに望ましい。しかし、Mnを過度に添加すると、詳細な機構は不明であるが、鋼板の熱間変形抵抗を増加させる傾向があり、好ましくない。さらに、溶接性、溶接部の成形性も悪化する傾向にある。また、フェライトの生成が顕著に抑制されるため延性が顕著に低下する。以上から、その上限は1.5%である。0.80%以下であると、より良好な耐食性と成形性が得られる。
【0020】
P:0.04%以下;
Pは鋼の固溶強化元素として有効であり、所望の鋼板強度に応じて適宜添加することができる。前記効果を得るためには0.001%以上の含有が好ましい。しかしながら、過度に添加すると、鋼を脆化させ、さらに偏析する傾向が強いため鋼板の伸びフランジ加工性を悪化させ、また、溶接部の脆化をもたらす。以上から、その上限は0.04%である。なお、これらの特性低下が特に重要視される場合は0.02%以下とすることが好ましい。
【0021】
S:0.005%以下:
Sは介在物として存在し、鋼板の延性を減少させ、さらに耐食性の劣化をもたらす元素なので、極力低減することが好ましいが、0.005%までは許容できる。特に良好な加工性が要求される場合には、0.003%以下とすることが望ましい。
【0022】
Al:0.10%以下;
Alは鋼の脱酸元素として添加され、鋼の清浄度を向上させるのに有用な元素である。また、鋼の組織微細化のためにも添加が望ましく、0.003%以上の含有が望ましい。しかし、0.10%を超えて多量に添加しても組織の微細化効果は飽和してしまい、添加する合金の分だけコストの増加となる。また、材質の安定性という観点では0.02〜0.06%がさらに望ましい。一方、Al添加量の低減は結晶粒の粗大化につながる懸念があるが、本発明では、Mnなどの他の合金元素を最適量に制限することと、熱間圧延条件を最適な範囲とすることで防止することができる。
【0023】
N:0.003〜0.0250%;
Nは本発明においては、重要な添加元素である。すなわち、Nを添加して鋼板の製造条件を制御することで、均一かつ微細なフェライトを主体とする伸びフランジ特性に優れた組織が得られ、これにより溶接性などには全く悪影響を与えることなく、優れた伸びフランジ加工性が得られる。また、Nは鋼の変態点を降下させる作用もあり、薄物で変態点を大きく割り込んだ圧延をしたくないという状況ではその添加は特に有効である。特徴の一つとして、Nを添加しても熱間変形抵抗の増加は極めて小さく、本発明のように熱間圧延薄鋼板を製造しようとする場合は、熱間圧延工程の作業性において特に有利である。
【0024】
強度とバランスした上記の効果を得るためには、Nは0.003%以上添加する必要がある。しかし、0.0250%を超えて添加した場合は、ブローホールなどの鋼板の内部欠陥の発生率が高くなるとともに、連続鋳造時のスラブ割れなどの発生も顕著となる。なお、製造工程全体を考慮した材質の安定性・歩留り向上という観点では、0.0050〜0.0170%の範囲がさらに好適である。なお、Nを添加しても、本発明の範囲内であれば、機械的特性の室温時効劣化の問題はない。
【0025】
鋼に選択的に添加する元素の添加量を下記する。
Cu、Ni、CrおよびMoから選ばれる一種または二種以上の合計:1.0%以下;
これらは単独で添加してもよく、また複合添加によっても、これらの固溶強化元素としての望ましい効果は相殺されることはない。これらの元素を添加することで、フェライト結晶粒径の均一かつ微細化を有利に達成することができ、また鋼板の製品としての強度も大きくすることができる。この効果を得るために好ましい各々の元素の添加量の下限は、Cu:0.01%、Ni:0.01%、Cr:0.01%およびMo:0.01%である。しかしながら、これらを添加することにより、副作用として鋼板を熱間圧延する場合の熱間変形抵抗の増加が顕著となり、また化成処理性およびより広義の表面処理特性の悪化が顕著となり、さらには、溶接部の硬化に由来する溶接部成形性の低下も顕著となる。これらは単独添加でも、複合添加でも同様の挙動を示すため、Cu、Ni、CrおよびMoの含有量の合計として上限を設定し、1.0%以下とする。
【0026】
CaおよびREMの一種または二種以上の合計:0.0010〜0.010%;
CaおよびREMは介在物の形態を制御して、伸びフランジ加工性を改善する上で有効であり、この効果を得るためにはCaおよびREMの一種または二種以上の合計で0.0010%以上含有させるのが好ましい。しかしながら、CaおよびREMの添加量の合計が0.010%を超えると表面欠陥が発生しやすくなるため、合計添加量は0.010%以下とする。
なお、REMは、介在物を微細な球状にして均一に分散させる顕著な効果を示す点から、La、Ce、Pr、NdおよびYのうちの一種または二種以上を用いるのが好ましい。
【0027】
ついで、鋼板の組織、板厚と機械的性質について下記する。
フェライト相の面積率:90%以上、フェライト相の平均結晶粒径:20μm以下;
本発明は、高度な伸びフランジ加工性が要求される自動車用鋼板を対象としており、フェライトが面積率で90%未満では、必要な伸びフランジ加工性を確保することが困難となるため、面積率で90%以上とする。さらに、より高度な伸びフランジ加工性が要求される場合は95%以上のフェライト分率が望ましい。また、本発明の特徴である良好な伸びフランジ加工性を確保するためには、フェライトは平均結晶粒径が20μm以下、好ましくは15μm以下の微細な組織とする必要がある。
なお、フェライトとしては加工による歪みを含まない、いわゆるポリゴナルフェライトの他に、炭化物の析出を含まないベイニティックフェライト、アシキュラーフェライトも適度な強度の増加はあるが、これらも伸びフランジ加工性の低下がなく、望ましい組織であるためフェライトの範疇に入るものとする。
【0028】
主相であるフェライト以外の他相(第2相)の種類は、パーライト、ベイナイト、マルテンサイト、残留オーステナイト、セメンタイトなど、いずれも可であり、所定の強度レベル、伸びのレベルなどに合わせて適宜決定すればよい。第2相は、その分率が面積率で10%を超えるとフェライト相の面積率が確保できなくなるため、面積率で10%以下とする。なお、本発明では、強度と延性のバランスの観点からは、第2相が面積率で2〜5%存在する組織とすることが好ましい。
【0029】
第2相の圧延方向と板厚方向の形状比が3以下、第2相の平均粒径が10μm以下;第2相の形状も重要な因子の一つである。熱延鋼板の場合は、冷間圧延鋼板と異なり、再結晶の起こり得る過程が1工程少ないため、第2相の分布形態が層状(または帯状)となる傾向がより強い。この場合、この層状の組織に沿って、伸びフランジ成形の際、初期クラックの発生、または加工中のクラックの伝播が起こることが知見された。
【0030】
成分、熱間圧延条件を幅広く変化させて組織、特に第2相組織の形状比と粒径(円相当径)を幅広く変化させて、その伸びフランジ加工性を調査した。その結果、第2相の圧延方向(L方向ともいう)と板厚方向での形状比が3を超えると伸びフランジ加工性が顕著に低下することが明らかとなった。なお、ここで、第2相の圧延方向と板厚方向での形状比とは、[第2相の結晶粒の(圧延方向の最大径)/(板厚方向の最大径)]をいう。なお、圧延方向の展伸だけでなく、圧延方向に直交する方向(c方向ともいう)への展伸も小さい方が望ましいが、圧延方向と板厚方向との形状比での規定を3以下、好ましくは1〜2の範囲とすることで十分な伸びフランジ加工性が得られるため、上記のように第2相の圧延方向と板厚方向の形状比を考慮するだけでよいことが明らかになった。
また、同一分率で存在する場合でも、第2相の平均粒径が10μm以下、好ましくは8μm以下であると顕著な伸びフランジ加工性の改善が達成されることが明らかになった。
【0031】
なお、本発明では、TSが540MPa 以下の中程度の強度の熱延鋼板に対して適用した場合に、その優れた特性が顕著に発揮される。540MPa 超のより高強度を有する鋼板では組織の微細化が比較的容易なため、穴拡げ性を改善することも比較的容易であるが、延性の低下に加え、形状凍結性が顕著に低下する。
【0032】
また、本発明においては、鋼板の伸びフランジ特性は穴拡げ加工性(穴拡げ性)で評価するが、これは、下記のように実部品で発生する伸びフランジ割れの不具合発生に極めてよく対応する評価法であることを確認している。
すなわち、日本鉄鋼連盟規格(JFS T1001)に準じて行い、初期穴径を10mmとし、割れが板厚を貫通する時点での穴径Dを測定し、(D−10)/10×100(%)で算出した穴拡げ加工性が80%以上であると、本発明が対象とする部品に対しては、伸びフランジ割れなどの不具合を発生することなく、プレス成形が可能であることが確認できた。望ましいのは100%以上の場合である。
本発明では、打ち抜き加工時のクリアランスが広い範囲で変化しても安定して高い穴拡げ加工性が得られることも特徴の一つである。
【0033】
鋼板の厚みについては特に限定する必要がなく、鋼板が厚い場合でも薄い場合でも、本発明の効果は発揮される。しかしながら、特に板厚が2.3mm以下の薄物の熱延鋼板に対して適用した場合にその改善効果は顕著となる。
【0034】
また、上記のような組成、組織を有する熱延鋼板の表面に溶融亜鉛めっき層を施した場合でも、本発明が課題とする特性に対するめっき層の影響は少なく、熱延鋼板と同等の強度レベルで良好な伸びフランジ加工性を有する。なお、ここで、溶融亜鉛めっき層とは、溶融亜鉛めっきの後、合金化して得られるいわゆる合金化溶融亜鉛めっき層も含む。
また、電気亜鉛めっきなどの電気めっきについても、めっきそのものが機械的性質に及ぼす影響が小さく、本発明の熱延鋼板をめっき原板とした電気めっき鋼板としても何ら問題がない。
【0035】
本発明の熱延鋼板は下記のように製造される。
スラブは成分のマクロな偏析を防止すべく連続鋳造法で製造することが望ましいが、造塊法、薄スラブ鋳造法によっても製造可能である。また、スラブを製造した後、一旦室温まで冷却し、その後再度加熱する従来法に加え、冷却しないで、温片のままで加熱炉に挿入することにより、または僅かの保熱を行った後に、直ちに圧延する直送圧延、直接圧延などの省エネルギープロセスにより、問題なく熱延鋼板を製造することができる。特に固溶状態のNを有効に確保するには、直送圧延は有用な技術の一つである。
【0036】
熱間圧延条件は以下のように規制される。
スラブ加熱温度:1000℃以上;
スラブ加熱温度は熱間圧延前の初期状態として固溶状態のNを確保し、前述したようなNの効果を得るという観点から下限1000℃が規定される。上限は特に規定されないが、酸化重量の増加に伴うロスの増大などから、1280℃以下とすることが望ましい。より好ましいのは1050〜1250℃である。
【0037】
熱間圧延時の仕上げ圧延温度:850℃以上;
仕上げ圧延温度を850℃以上とすることで、本発明の重要な特性である面内異方性の小さい、均一微細な熱間圧延組織を得ることができ、問題なく自動車車体用の部品類に成形することができる。言い換えると、第2相の形状比を3以下にできる。しかし、仕上げ圧延温度が850℃を下回ると、第2相組織が層状(帯状)に存在する不均一なものとなり、第2相の形状比が増大する。これは、そのままでも、また、再加熱を行う溶融亜鉛めっき鋼板とした場合にもこのような組織の不均一性が消えずに残留するため、厳しい伸びフランジ加工時に割れなどの種々の不具合が発生する原因となり得る。
【0038】
また、これより低い圧延温度の場合には、層状組織の残留を回避すべく、その後の巻取り工程にて高い巻取り温度を採用しても、粗大粒の発生に伴う同様の不具合を生じる第2相の展伸を解消することはできない。さらに機械的性質を向上させるには、860℃以上であることが望まれる。特に上限温度は規制されないが、過度に高い温度で圧延した場合にはスケール疵などの原因となるが概ね950℃までは適用可能である。
【0039】
熱間圧延終了後の650℃までの平均冷却速度:40℃/s以上;
圧延終了後、水冷等による冷却を行い、その冷却中の650℃までの平均冷却速度を40℃/s以上とすることが組織の微細化、特に第2相の径(円相当径)を小さくするためには必須である。さらに、固溶状態のNを安定して残留させるにも有利である。また、冷却速度の上限は特には限定しないが、概ね300℃/sを上回ると材質の均一性と形状の均一性を両立させる点からは不利となる。好ましいのは50〜150℃/sである。
【0040】
熱間圧延巻取温度:650℃以下;
熱間圧延巻取温度を低下させると強度が増加、改善される傾向にある。車体の軽量化に寄与する十分高い引張強度を得るには、650℃以下の巻取温度とすることが、フェライト結晶粒、第2相の平均結晶粒を微細化し、優れた特性を得るために必要である。より高い引張強度を得る場合には600℃以下とすることが望ましい。下限は材質上厳しく限定されないが、200℃を下回ると鋼板の形状が顕著に乱れ出し、実際の使用に当たり不具合を生じる恐れが増大する。また、材質の均一性が要求される場合には、300℃以上とすることが望ましい。
【0041】
さらに溶融亜鉛めっき鋼板とする場合には、上記のようにして製造された熱延鋼板を常法に従い酸洗後、溶融亜鉛めっきすればよい。通常、鋼帯の溶融亜鉛めっきは、連続溶融亜鉛めっきラインで行われる。その際、通常溶融亜鉛めっき前に加熱して表面を還元する処理が施されるが、この溶融亜鉛めっき前の加熱温度が900℃を超えると、母相のフェライト相と第2相が粗大となる傾向があり、伸びフランジ加工性が顕著に低下するため、溶融亜鉛めっき前の加熱温度は900℃以下とする。なお、前記溶融亜鉛めっき前の鋼板表面の還元を十分に行い、不めっきを発生させないため、溶融亜鉛めっき前の加熱温度は700℃以上とすることが好ましい。
【0042】
上記加熱処理後、常法に従い、溶融亜鉛めっきまたはさらに合金化溶融亜鉛めっきを行い、溶融亜鉛めっき鋼板、または熱延鋼板に対しては通常の範囲で調質圧延またはレベラー加工を行うことができる。
【0043】
なお、本発明が目的とする鋼板は主に自動車車体に用いられる熱延薄鋼板であり、当然、鋼板の形状、寸法精度の向上および鋼板の長手方向および幅方向の材質均一化が要求される。このためには、熱間圧延工程において、一部で実用化されている連続圧延技術が極めて有効な技術であり、同時に材質均一化のために圧延温度をコイルの長手方向、幅方向に均一化するシートバーエッジヒーター、またはシートバーヒーターを加えて使用することが極めて有効である。圧延後の冷却において、エッジ部の過冷却を防止するために幅方向に冷却水のマスキングを行う技術も材質均一化の観点では重要な技術の一つであり、これら技術は、形状、材質均一性確保の上で、非常に有効であり、必要に応じ適宜採用できる。
【0044】
以下、これらの補助的に適用することが望ましい製造条件について説明する。
仕上げ圧延機の入り側でシートバー同士を接合し、連続的に圧延することが望ましい。連続的に圧延することにより、コイルの先端および後端のいわゆる圧延の非定常部がなくなり、安定した熱延条件がコイル全長および全幅に渡って達成可能である。これは熱延鋼板のみではなく、冷延鋼板の断面の形状および寸法を改善するのに極めて有効である。この際の接合方法については特に規制条件はなく、圧接法でも、レーザー溶接法、電子ビーム溶接法でもまたその他の接合法でもまったく同様に適用できるため、鋼板の形状を良好に保つことが可能である。
この観点からも連続的な熱間圧延の適用が望ましい。
【0045】
また、連続圧延を行うことで、コイル先端を安定して通板できるため、通常の単発のバッチ圧延条件では通板性および齧込み性の観点から適用できなかった潤滑圧延を適用することができる。これにより、圧延荷重を低減することができると同時にロールの面圧をも低減できるのでロールの寿命延長が可能となる。以上のことから薄物の熱延鋼板においては連続的な熱間圧延を行うことが極めて有効である。
【0046】
仕上げ圧延機入り側でのシートバーエッジヒーターおよびシートバーヒーターによりエッジ部を加熱する。まず、エッジヒーターにより幅方向の圧延温度の差異を補償することが望ましい。この際の加熱量は最終的な仕上げ圧延での温度差が概ね20℃以下となるような条件が推奨されるが、鋼組成その他で変化する。次いで、シートバーヒーターによりコイルの先尾端の温度低下部分をより均一なものとすることが可能である。この場合は、加熱量は中央部に対して概ね20℃の範囲が材質均一化という観点から推奨される。
また、熱間加工時に荷重を低減するために潤滑圧延を行うことは形状の均一化、材質の均一化の観点からも有効である。この際の摩擦係数は0.25〜0.10の範囲であることが好ましく、さらには前述の連続圧延プロセスを適用することが熱間圧延の操業安定性の観点からも望ましい。
【0047】
【実施例】
(発明例1〜8、比較例1〜6)
表1に示す成分を含み、残部が実質的にFeからなる鋼を転炉で溶製し、この鋼スラブを表2に示す条件(スラブ加熱温度、仕上げ圧延出側温度、熱間圧延厚み、650℃までの平均冷却速度、巻取温度、冷却速度)で熱間圧延、酸洗し、さらに、一部については、連続溶融亜鉛めっきラインにおいて、表2に示す条件(めっき前の加熱温度)でめっきを施し、溶融亜鉛めっき鋼板A〜Nを製造した。なお、REMとしては、La−Ce合金を用いた。また、熱延鋼板あるいは溶融亜鉛めっき鋼板は表2に示す伸び率の調質圧延を施した。これらについて、引張強さなどの機械的性質、穴拡げ性などを評価した。
【0048】
穴拡げ性は前述のように鉄鋼連盟規格に準拠して測定した。
組織は鋼板の圧延方向に平行な断面を観察して求めた。
フェライト相および第2相の面積率は圧延方向に平行な断面の組織の拡大像を画像解析して調査した。
フェライト相および第2相の結晶粒径はASTM Designation E112-82 に規定される求積法あるいは切断法により求めた公称粒径のうちいずれか大きい方とした。
第2相の形状比は、第2相組織の板厚方向と圧延方向の各々の最大長の比であり、少なくとも20個について測定して求めた平均値である。
引張特性は、鋼板から圧延方向の垂直方向に採取したJIS5号試験片を使用して、JIS Z2241に準じて測定した引張強さTS、降伏応力YSと伸びELである。
評価結果を表3に示した。
【0049】
(発明例9〜12、比較例7〜8)
C:0.035%、Si:0.005%、Mn:0.55%、P:0.009%、S:0.001%、Al:0.055%およびN:0.0035%を含有し、残部がFeである鋼スラブを素材とし、表4に示す製造条件で、溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。得られた鋼板の機械的性質などの特性を調査し、その結果を表5に示した。
また、別途スポット溶接における溶接部の剥離試験を行ったが、本発明の範囲を超えるMn含有量、N含有量を有する比較例4、6についてはナゲット内の破断が生じ、好ましくないことが判明した。
【0050】
【表1】

Figure 0004747473
【0051】
【表2】
Figure 0004747473
【0052】
【表3】
Figure 0004747473
【0053】
【表4】
Figure 0004747473
【0054】
【表5】
Figure 0004747473
【0055】
【発明の効果】
本発明の熱延鋼板および溶融亜鉛めっき鋼板は、大きな伸びフランジ加工性を有する中強度の高成形性鋼板であるから、サイドメンバーなどの耐衝突部品として自動車車体の軽量化に寄与する。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hot-rolled steel sheet excellent in workability, particularly stretch flangeability, which is mainly used for automobile bodies, a hot-dip galvanized steel sheet using the hot-rolled steel sheet, and a method for producing them.
[0002]
[Prior art]
Although many thin steel plates are used for automobile bodies, there are parts and applications that require extremely severe flangeability, even though they are relatively light bending and roll forming. For example, it is a reinforcing member for a front side member, a rear side member, a cross member, and components connected thereto. These parts and applications have a high strength level, a tensile strength that ensures shape freezing property is 540 MPa or less, and a hole expansion rate of 80% or more showing excellent flange workability. This is a rough guide.
[0003]
In many cases, cold rolled steel sheets have been used for the above parts and applications.
However, since a cold-rolled steel sheet requires steps of cold rolling and annealing as compared with a hot-rolled steel sheet, it is generally economically advantageous to use a hot-rolled steel sheet. Therefore, at least when the appearance is not required to be beautiful, hot-rolled steel sheet is used, but the hot-rolled steel sheet is inferior in stretch flange workability compared to cold-rolled steel sheets having almost the same composition. There are problems such as large in-plane anisotropy of mechanical properties and poor elongation characteristics.
[0004]
In order to solve these problems, techniques such as reduction of C content and reduction of S content in hot-rolled steel sheets have been proposed, but it is still difficult to improve in-plane anisotropy of mechanical properties. It was.
[0005]
In addition, a technique for improving the stretch flange characteristics of a hot-rolled steel sheet by adding elements such as Nb and Ti to refine the structure has also been proposed, but these added elements reduce the hot deformation resistance of steel. In order to increase greatly, in the case of a thin steel plate having a plate thickness of approximately 2.3 mm or less, there is a problem that hot rolling becomes difficult. At the same time, precipitation strengthening occurs due to these additive elements, and it has been difficult to produce a highly formable steel sheet having a relatively low strength with a tensile strength (TS) of 540 MPa or less. Furthermore, the addition of elements such as Nb and Ti has a problem of increasing the in-plane anisotropy of the mechanical properties of the steel sheet.
[0006]
In this way, it is possible to clear the deep drawability as an automobile part, but there is a technology for industrially inexpensively and stably manufacturing a steel sheet having a very high level of workability from another viewpoint of stretch flangeability. There wasn't.
[0007]
In addition, in a high-strength steel plate with a plate thickness> 3 mm and a TS of approximately 540 MPa, the stretched flange workability is improved by refining the matrix structure and making the structure single-phase, making it an automobile undercarriage part. The technology to be used has been proposed but has not yet reached a sufficient level.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention solves the above-described problems, and has a medium strength of TS of 540 MPa or less, but has a very excellent stretch flangeability, and a hot-dip galvanized steel sheet using the hot-rolled steel sheet as a raw sheet And a manufacturing method thereof. In addition, the plate | board thickness of the object product is a thin steel plate of about 2.3-0.8 mm in general.
Further, in order to ensure stable moldability, it is desired that the variation (variation) in characteristics such as YS, TS, EL, etc. is small, but this requirement is also met.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor manufactured steel plates having various components and manufacturing methods and conducted many material evaluation experiments. As a result, in order to realize such a high stretch flangeability, it is important to control the hot rolling conditions and the microstructure through them together with the component composition. It was clarified that the reduction of the amount of S is important, that the control of the microstructure is to make 90% or more a uniform and fine ferrite structure, and the form of the second phase is important.
[0010]
In addition to the conventionally used strengthening elements Si, Mn and P, it has been clarified that positive utilization of N is advantageous from the viewpoint of improving stretch flangeability. In addition, it is possible to stably produce a steel sheet having excellent stretch flangeability by finishing rolling at a higher rolling temperature, cooling it, and winding it at a lower winding temperature compared to the conventional case. Clarified what can be done.
[0011]
Therefore, the present invention is, in mass%, C: 0.01 to 0.08%, Si: 0.2% or less, Mn: 0.05 to 0.80 %, P: 0.04% or less, S: 0.005% or less, Al: 0.10% or less, N: 0.003 to 0.0250%, the balance consisting of Fe and inevitable impurities, The structure fraction of the ferrite phase as the main phase is 90% or more in area ratio, the structure fraction of the second phase is 10% or less in area ratio, and the shape ratio of the second phase in the rolling direction and the plate thickness direction Having a structure in which the average particle diameter of the ferrite is 20 μm or less and the average particle diameter of the second phase is 10 μm or less, and the tensile strength is 540 MPa or less and the heat is excellent in stretch flangeability. It is a rolled steel sheet.
[0012]
It is preferable that the hot-rolled steel sheet further contains 1.0% by mass or less of one or more selected from the group consisting of Cu, Ni, Cr and Mo.
[0013]
Moreover, it is preferable that a hot-rolled steel plate contains 0.0010-0.01 mass% in total of 1 type, or 2 or more types chosen from the group which consists of Ca and REM (rare element) further.
[0014]
Moreover, this invention is a hot dip galvanized steel sheet characterized by providing a hot dip galvanized layer on the surface of the hot rolled steel sheet.
[0015]
Moreover, this invention is mass%, C: 0.01-0.08%, Si: 0.2% or less, Mn: 0.05- 0.80 %, P: 0.04% or less, S: 0.005% or less, Al: 0.10% or less, N: 0.003 to 0.0250% And the balance consists of Fe and inevitable impurities The steel slab is hot-rolled at a slab heating temperature of 1000 ° C. or higher and a finish rolling exit temperature of 860 ° C. or higher, and then cooled to an average cooling rate up to 650 ° C. of 40 ° C./s or more, and a coiling temperature of 550 ° C. The following is a method for producing a hot-rolled steel sheet having excellent stretch flange workability, which is wound around a coil.
[0016]
Moreover, this invention is mass%, C: 0.01-0.08%, Si: 0.2% or less, Mn: 0.05- 0.80 %, P: 0.04% or less, S: 0.005% or less, Al: 0.10% or less, N: 0.003 to 0.0250% And the balance consists of Fe and inevitable impurities The steel slab is hot-rolled at a slab heating temperature of 1000 ° C. or higher and a finish rolling exit temperature of 860 ° C. or higher, and then cooled to an average cooling rate up to 650 ° C. of 40 ° C./s or more, and a coiling temperature of 550 ° C. The following is a method for producing a hot-dip galvanized steel sheet having excellent stretch flange workability, which is wound around a coil and heated to a temperature of 900 ° C. or lower to perform hot-dip galvanizing.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The component composition of the steel plate of the original plate of the present invention is as follows in mass%.
C: 0.01 to 0.08% or less;
If C exceeds 0.08%, the stretch flangeability of the steel sheet is significantly deteriorated due to an increase in the fraction of carbides in the steel, and spot weldability, arc weldability, etc. are also significantly reduced. . Therefore, the C content is 0.08% or less, but 0.05% or less is preferable from the viewpoint of improving moldability. When particularly good ductility is required, 0.03% or less is more preferable. On the other hand, when C is less than 0.01%, the microstructure is significantly coarsened and stretch flangeability is deteriorated. In particular, the undesirable effect of increasing the dependence of the shear end face on the finishing condition appears.
[0018]
Si: 0.2% or less;
Since Si has the effect of solid solution strengthening the steel sheet without adversely affecting the stretch flange workability or improving it, the addition amount may be adjusted as appropriate according to the desired strength. However, since a large amount of addition significantly reduces the hot rolling property, it is necessary to make it 0.2% or less. Further, in the case of hot dip galvanized steel sheet, excessive addition may cause non-plating (a situation where a part of the steel sheet is repelled and partially cannot be plated). 2% or less is preferable and 0.05 to 0.15% is more preferable.
[0019]
Mn: 0.05 to 1.5%:
Mn is an effective element for preventing hot cracking due to S, and needs to be 0.05% or more. Mn also acts to refine crystal grains. From the viewpoint of stably fixing S, 0.2% or more is desirable. By increasing the amount of Mn added, there is a great advantage that the sensitivity of the mechanical properties of the steel sheet to the change in hot rolling conditions is remarkably improved, so 0.5% or more is more desirable. However, when Mn is added excessively, the detailed mechanism is unknown, but it tends to increase the hot deformation resistance of the steel sheet, which is not preferable. Furthermore, the weldability and the formability of the welded portion tend to deteriorate. Further, since the formation of ferrite is remarkably suppressed, the ductility is remarkably lowered. From the above, the upper limit is 1.5%. When the content is 0.80% or less, better corrosion resistance and moldability can be obtained.
[0020]
P: 0.04% or less;
P is effective as a solid solution strengthening element for steel, and can be appropriately added depending on the desired steel plate strength. In order to acquire the said effect, 0.001% or more of containing is preferable. However, if added excessively, the steel tends to become brittle and further segregate, so that the stretch flangeability of the steel plate is deteriorated and the welded portion becomes brittle. From the above, the upper limit is 0.04%. In addition, when these characteristics deterioration is regarded as important especially, it is preferable to set it as 0.02% or less.
[0021]
S: 0.005% or less:
S is an element that exists as an inclusion, reduces the ductility of the steel sheet, and further deteriorates the corrosion resistance. Therefore, it is preferable to reduce it as much as possible, but it is acceptable up to 0.005%. In particular, when good workability is required, the content is desirably 0.003% or less.
[0022]
Al: 0.10% or less;
Al is added as a deoxidizing element for steel and is a useful element for improving the cleanliness of steel. Moreover, addition is also desirable for refining the structure of steel, and a content of 0.003% or more is desirable. However, even if it is added in a large amount exceeding 0.10%, the effect of refining the structure is saturated, and the cost is increased by the amount of the alloy to be added. Further, from the viewpoint of material stability, 0.02 to 0.06% is more desirable. On the other hand, there is a concern that the reduction of the Al addition amount leads to the coarsening of the crystal grains, but in the present invention, other alloy elements such as Mn are limited to the optimum amount and the hot rolling conditions are made the optimum range. This can be prevented.
[0023]
N: 0.003-0.0250%;
N is an important additive element in the present invention. In other words, by adding N to control the production conditions of the steel sheet, a structure excellent in stretch flange characteristics mainly composed of uniform and fine ferrite can be obtained, and this has no adverse effect on weldability. Excellent stretch flangeability can be obtained. N also has the effect of lowering the transformation point of steel, and its addition is particularly effective in situations where it is not desired to perform rolling with a thin material that greatly cuts the transformation point. As one of the features, even when N is added, the increase in hot deformation resistance is extremely small, and when trying to manufacture a hot rolled sheet steel as in the present invention, it is particularly advantageous in workability of the hot rolling process. It is.
[0024]
In order to obtain the effect balanced with the strength, N needs to be added in an amount of 0.003% or more. However, if added over 0.0250%, the rate of occurrence of internal defects in the steel sheet such as blow holes increases, and the occurrence of slab cracking during continuous casting becomes significant. Note that the range of 0.0050 to 0.0170% is more preferable from the viewpoint of improving the stability and yield of the material in consideration of the entire manufacturing process. Even if N is added, there is no problem of aging deterioration of the mechanical properties at room temperature within the scope of the present invention.
[0025]
The amount of elements to be selectively added to steel is described below.
Total of one or more selected from Cu, Ni, Cr and Mo: 1.0% or less;
These may be added singly, and composite addition does not offset the desirable effect as a solid solution strengthening element. By adding these elements, uniform and refinement of the ferrite crystal grain size can be advantageously achieved, and the strength of the steel sheet as a product can be increased. The lower limit of the addition amount of each element preferable for obtaining this effect is Cu: 0.01%, Ni: 0.01%, Cr: 0.01% and Mo: 0.01%. However, by adding these, as a side effect, the increase in hot deformation resistance when hot rolling the steel sheet becomes significant, the deterioration of the chemical conversion property and the surface treatment characteristics in a broader sense becomes remarkable, and further, welding Decrease in weld formability resulting from the hardening of the part is also significant. Since these exhibit the same behavior whether they are added alone or in combination, the upper limit is set as the total content of Cu, Ni, Cr and Mo, and is 1.0% or less.
[0026]
Total of one or more of Ca and REM: 0.0010 to 0.010%;
Ca and REM are effective in controlling the form of inclusions and improving stretch flangeability, and in order to obtain this effect, the total of one or more of Ca and REM is 0.0010% or more. It is preferable to contain. However, if the total amount of Ca and REM added exceeds 0.010%, surface defects are likely to occur, so the total added amount is set to 0.010% or less.
Note that REM preferably uses one or more of La, Ce, Pr, Nd, and Y from the standpoint of a remarkable effect of making inclusions into fine spheres and uniformly dispersing them.
[0027]
Next, the structure, thickness and mechanical properties of the steel sheet will be described below.
Area ratio of ferrite phase: 90% or more, average crystal grain size of ferrite phase: 20 μm or less;
The present invention is intended for automotive steel sheets that require a high degree of stretch flange workability. When ferrite is less than 90% in area ratio, it becomes difficult to ensure the necessary stretch flange workability. 90% or more. Furthermore, when higher stretch flangeability is required, a ferrite fraction of 95% or more is desirable. Further, in order to ensure good stretch flangeability, which is a feature of the present invention, the ferrite needs to have a fine structure with an average crystal grain size of 20 μm or less, preferably 15 μm or less.
In addition to so-called polygonal ferrite, which does not include distortion due to processing, ferrite also does not include carbide precipitation, bainitic ferrite and acicular ferrite also have moderate strength increases, but these are also stretch flangeability Therefore, it is a desirable structure, so it falls within the category of ferrite.
[0028]
The other phase (second phase) other than ferrite, which is the main phase, can be pearlite, bainite, martensite, retained austenite, cementite, etc. Just decide. When the fraction of the second phase exceeds 10% in terms of area ratio, the area ratio of the ferrite phase cannot be secured, so the area ratio is set to 10% or less. In the present invention, from the viewpoint of the balance between strength and ductility, it is preferable that the second phase has a structure with an area ratio of 2 to 5%.
[0029]
The shape ratio between the rolling direction and the plate thickness direction of the second phase is 3 or less, the average particle size of the second phase is 10 μm or less; the shape of the second phase is also an important factor. In the case of a hot-rolled steel sheet, unlike the cold-rolled steel sheet, the number of processes in which recrystallization can occur is less by one step, and therefore, the distribution form of the second phase tends to be layered (or strip-shaped). In this case, it has been found that, along the layered structure, the occurrence of initial cracks or the propagation of cracks during processing occurs during stretch flange molding.
[0030]
The composition and hot rolling conditions were varied widely to vary the structure, particularly the shape ratio and particle size (equivalent circle diameter) of the second phase structure, and the stretch flangeability was investigated. As a result, it has been clarified that when the shape ratio in the rolling direction of the second phase (also referred to as the L direction) and the thickness direction exceeds 3, the stretch flangeability is significantly reduced. Here, the shape ratio of the second phase in the rolling direction and the sheet thickness direction refers to [second phase crystal grains (maximum diameter in the rolling direction) / (maximum diameter in the sheet thickness direction)]. In addition, it is desirable that not only the extension in the rolling direction but also the extension in the direction orthogonal to the rolling direction (also referred to as the c direction) is small, but the definition of the shape ratio between the rolling direction and the plate thickness direction is 3 or less. It is clear that sufficient stretch flangeability can be obtained by making the range preferably from 1 to 2, so that it is only necessary to consider the shape ratio of the rolling direction of the second phase and the thickness direction as described above. became.
Moreover, even when they existed at the same fraction, it has been found that when the average particle size of the second phase is 10 μm or less, preferably 8 μm or less, a remarkable improvement in stretch flangeability is achieved.
[0031]
In the present invention, when applied to a hot-rolled steel sheet having a medium strength of TS of 540 MPa or less, the excellent characteristics are remarkably exhibited. In steel plates with higher strengths above 540 MPa, it is relatively easy to refine the structure, so it is relatively easy to improve the hole expandability, but in addition to the reduction in ductility, the shape freezeability is significantly reduced. .
[0032]
Further, in the present invention, the stretch flange characteristic of the steel sheet is evaluated by hole expansion workability (hole expandability), which corresponds extremely well to the occurrence of defects in stretch flange cracks occurring in actual parts as described below. Confirmed to be an evaluation method.
That is, it is performed in accordance with the Japan Iron and Steel Federation standard (JFS T1001), the initial hole diameter is 10 mm, and the hole diameter D is measured when the crack penetrates the plate thickness, and (D-10) / 10 × 100 (% If the hole expansion workability calculated in step) is 80% or more, it can be confirmed that press forming is possible without causing problems such as stretch flange cracking for the parts targeted by the present invention. It was. Desirable is 100% or more.
One of the features of the present invention is that a stable and high hole expansion workability can be obtained even if the clearance during punching changes within a wide range.
[0033]
The thickness of the steel plate is not particularly limited, and the effect of the present invention is exhibited regardless of whether the steel plate is thick or thin. However, when applied to a thin hot-rolled steel sheet having a sheet thickness of 2.3 mm or less, the improvement effect becomes remarkable.
[0034]
In addition, even when a hot-dip galvanized layer is applied to the surface of a hot-rolled steel sheet having the composition and structure as described above, the effect of the plated layer on the properties of the present invention is small, and the strength level equivalent to that of the hot-rolled steel sheet And good stretch flangeability. Here, the hot dip galvanized layer includes a so-called alloyed hot dip galvanized layer obtained by alloying after hot dip galvanizing.
Also, electroplating such as electrogalvanization has little influence on the mechanical properties of the plating itself, and there is no problem as an electroplated steel plate using the hot-rolled steel plate of the present invention as a plating base plate.
[0035]
The hot-rolled steel sheet of the present invention is manufactured as follows.
The slab is desirably produced by a continuous casting method to prevent macro segregation of components, but can also be produced by an ingot casting method or a thin slab casting method. Also, after manufacturing the slab, in addition to the conventional method of once cooling to room temperature and then heating again, without cooling, by inserting into a heating furnace as a warm piece, or after performing a slight heat retention, A hot-rolled steel sheet can be produced without problems by an energy-saving process such as direct feed rolling and direct rolling that are immediately rolled. In particular, direct rolling is one of useful techniques for effectively securing N in a solid solution state.
[0036]
Hot rolling conditions are regulated as follows.
Slab heating temperature: 1000 ° C. or higher;
The lower limit of the slab heating temperature is defined as 1000 ° C. from the viewpoint of securing solid solution N as an initial state before hot rolling and obtaining the effect of N as described above. The upper limit is not particularly defined, but is preferably 1280 ° C. or lower because of an increase in loss accompanying an increase in oxidized weight. More preferred is 1050 to 1250 ° C.
[0037]
Finish rolling temperature during hot rolling: 850 ° C. or higher;
By setting the finish rolling temperature to 850 ° C. or higher, it is possible to obtain a uniform and fine hot-rolled structure with small in-plane anisotropy, which is an important characteristic of the present invention. Can be molded. In other words, the shape ratio of the second phase can be 3 or less. However, when the finish rolling temperature is lower than 850 ° C., the second phase structure is non-uniform in a layered (band) shape, and the shape ratio of the second phase increases. Even if it is used as it is or when it is made a hot-dip galvanized steel sheet that is reheated, such a non-uniformity of the structure remains, so various problems such as cracks occur during severe stretch flange processing. Can be a cause.
[0038]
Further, in the case of a lower rolling temperature than this, even if a high winding temperature is adopted in the subsequent winding process in order to avoid the remaining of the layered structure, the same problem with the generation of coarse grains occurs. Two-phase expansion cannot be eliminated. In order to further improve the mechanical properties, it is desirable that the temperature be 860 ° C. or higher. In particular, the upper limit temperature is not restricted, but when rolled at an excessively high temperature, it causes scale wrinkles and the like, but is generally applicable up to 950 ° C.
[0039]
Average cooling rate up to 650 ° C. after the end of hot rolling: 40 ° C./s or more;
After rolling, cooling is performed by water cooling or the like, and the average cooling rate up to 650 ° C. during the cooling is 40 ° C./s or more to refine the structure, especially to reduce the diameter of the second phase (equivalent circle diameter). It is essential to do. Further, it is advantageous for stably leaving the solid solution N. In addition, the upper limit of the cooling rate is not particularly limited, but if it exceeds approximately 300 ° C./s, it is disadvantageous in terms of achieving both material uniformity and shape uniformity. Preference is given to 50 to 150 ° C./s.
[0040]
Hot rolling coiling temperature: 650 ° C. or lower;
When the hot rolling coiling temperature is lowered, the strength tends to increase and improve. In order to obtain a sufficiently high tensile strength that contributes to the weight reduction of the vehicle body, a coiling temperature of 650 ° C. or less is used in order to refine the ferrite crystal grains and the average crystal grains of the second phase and obtain excellent characteristics. is necessary. In order to obtain higher tensile strength, it is desirable that the temperature be 600 ° C. or lower. The lower limit is not strictly limited in terms of material, but if the temperature is lower than 200 ° C., the shape of the steel sheet is significantly disturbed, which increases the possibility of causing problems in actual use. Moreover, when the uniformity of a material is requested | required, it is desirable to set it as 300 degreeC or more.
[0041]
Furthermore, when using it as a hot dip galvanized steel plate, what is necessary is just to hot-dip galvanize, after pickling the hot-rolled steel plate manufactured as mentioned above according to a conventional method. Usually, hot dip galvanizing of steel strip is performed in a continuous hot dip galvanizing line. At that time, a treatment for reducing the surface by heating is usually performed before hot dip galvanization, but when the heating temperature before hot dip galvanization exceeds 900 ° C., the ferrite phase and the second phase of the parent phase are coarse. Since the stretch flange workability is remarkably reduced, the heating temperature before hot dip galvanization is set to 900 ° C. or lower. The heating temperature before hot dip galvanization is preferably 700 ° C. or higher in order to sufficiently reduce the surface of the steel plate before hot dip galvanization and prevent unplating.
[0042]
After the above heat treatment, hot dip galvanizing or further alloying hot dip galvanizing can be performed according to a conventional method, and temper rolling or leveler processing can be performed in a normal range for hot dip galvanized steel sheets or hot rolled steel sheets. .
[0043]
Note that the steel sheet to which the present invention is directed is a hot-rolled thin steel sheet mainly used for an automobile body, and naturally, it is required to improve the shape and dimensional accuracy of the steel sheet and to make the material in the longitudinal and width directions uniform. . For this purpose, the continuous rolling technology that has been put into practical use in the hot rolling process is an extremely effective technology, and at the same time, the rolling temperature is made uniform in the longitudinal and width directions of the coil in order to make the material uniform. It is extremely effective to add a seat bar edge heater or a seat bar heater to be used. In the cooling after rolling, the technology of masking the cooling water in the width direction to prevent overcooling of the edge part is one of the important technologies from the viewpoint of material uniformity, and these technologies are uniform in shape and material. It is very effective in securing the property, and can be adopted as necessary.
[0044]
Hereinafter, manufacturing conditions that are preferably applied in an auxiliary manner will be described.
It is desirable to join the sheet bars together on the entry side of the finish rolling mill and continuously roll them. By rolling continuously, so-called rolling unsteady portions at the front and rear ends of the coil are eliminated, and stable hot rolling conditions can be achieved over the entire length and width of the coil. This is extremely effective in improving not only the hot-rolled steel sheet but also the cross-sectional shape and dimensions of the cold-rolled steel sheet. There is no particular restriction on the joining method at this time, and it can be applied in the same way with either the pressure welding method, laser welding method, electron beam welding method, or other joining methods, so that the shape of the steel sheet can be kept good. is there.
From this point of view, it is desirable to apply continuous hot rolling.
[0045]
In addition, by performing continuous rolling, the coil tip can be stably threaded, and therefore, lubrication rolling that cannot be applied from the viewpoints of sheeting property and penetration property under normal single-shot batch rolling conditions can be applied. . Thereby, since the rolling load can be reduced and the surface pressure of the roll can also be reduced, the life of the roll can be extended. From the above, it is very effective to perform continuous hot rolling on a thin hot-rolled steel sheet.
[0046]
The edge part is heated by the sheet bar edge heater and the sheet bar heater on the entrance side of the finish rolling mill. First, it is desirable to compensate for the difference in rolling temperature in the width direction with an edge heater. The heating amount at this time is recommended to be such that the temperature difference in the final finish rolling is approximately 20 ° C. or less, but it varies depending on the steel composition and the like. Next, it is possible to make the temperature drop part at the leading end of the coil more uniform by the sheet bar heater. In this case, the heating amount in the range of approximately 20 ° C. with respect to the central portion is recommended from the viewpoint of uniforming the material.
In addition, performing lubrication rolling to reduce the load during hot working is also effective from the viewpoint of uniform shape and uniform material. The friction coefficient at this time is preferably in the range of 0.25 to 0.10, and it is further desirable to apply the above-described continuous rolling process from the viewpoint of operational stability of hot rolling.
[0047]
【Example】
(Invention Examples 1-8, Comparative Examples 1-6)
A steel containing the components shown in Table 1 and the balance substantially consisting of Fe is melted in a converter, and the conditions shown in Table 2 (slab heating temperature, finish rolling exit temperature, hot rolling thickness, Hot rolling and pickling at an average cooling rate of up to 650 ° C., coiling temperature, cooling rate), and for some of the conditions shown in Table 2 (heating temperature before plating) in a continuous hot dip galvanizing line The galvanized steel sheets A to N were manufactured. Note that a La-Ce alloy was used as the REM. The hot-rolled steel sheet or hot-dip galvanized steel sheet was subjected to temper rolling with the elongation shown in Table 2. About these, mechanical properties, such as tensile strength, hole expansibility, etc. were evaluated.
[0048]
The hole expandability was measured according to the Federation of Iron and Steel standards as described above.
The structure was determined by observing a cross section parallel to the rolling direction of the steel sheet.
The area ratios of the ferrite phase and the second phase were investigated by image analysis of an enlarged image of a cross-sectional structure parallel to the rolling direction.
The crystal grain size of the ferrite phase and the second phase was set to the larger one of the nominal grain sizes obtained by the quadrature method or the cutting method defined in ASTM Designation E112-82.
The shape ratio of the second phase is the ratio of the maximum lengths in the plate thickness direction and the rolling direction of the second phase structure, and is an average value obtained by measuring at least 20 pieces.
Tensile properties are tensile strength TS, yield stress YS and elongation EL measured according to JIS Z2241 using JIS No. 5 test specimens taken from the steel sheet in the direction perpendicular to the rolling direction.
The evaluation results are shown in Table 3.
[0049]
(Invention Examples 9-12, Comparative Examples 7-8)
Contains C: 0.035%, Si: 0.005%, Mn: 0.55%, P: 0.009%, S: 0.001%, Al: 0.055% and N: 0.0035% And the steel slab whose remainder is Fe was used as a raw material, and the hot dip galvanized steel sheet was manufactured under the manufacturing conditions shown in Table 4. The obtained steel sheet was examined for characteristics such as mechanical properties, and the results are shown in Table 5.
Further, a peel test of the welded part in spot welding was conducted separately, but it was found that the nugget breaks in Comparative Examples 4 and 6 having Mn content and N content exceeding the range of the present invention, which is not preferable. did.
[0050]
[Table 1]
Figure 0004747473
[0051]
[Table 2]
Figure 0004747473
[0052]
[Table 3]
Figure 0004747473
[0053]
[Table 4]
Figure 0004747473
[0054]
[Table 5]
Figure 0004747473
[0055]
【The invention's effect】
Since the hot-rolled steel sheet and hot-dip galvanized steel sheet according to the present invention are medium-strength, high-formability steel sheets having large stretch flangeability, they contribute to reducing the weight of automobile bodies as collision-resistant parts such as side members.

Claims (6)

質量%で、C:0.01〜0.08%、Si:0.2%以下、Mn:0.05〜0.80%、P:0.04%以下、S:0.005%以下、Al:0.10%以下、N:0.003〜0.0250%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、主相であるフェライト相の組織分率が面積率で90%以上、第2相の組織分率が面積率で10%以下であり、前記第2相の圧延方向と板厚方向での形状比が3以下で、前記フェライトの平均粒径が20μm以下、前記第2相の平均粒径が10μm以下である組織を有することを特徴とする引張り強さが540MPa 以下の伸びフランジ加工性に優れた熱延鋼板。In mass%, C: 0.01 to 0.08%, Si: 0.2% or less, Mn: 0.05 to 0.80 %, P: 0.04% or less, S: 0.005% or less, Al: 0.10% or less, N: 0.003 to 0.0250%, the balance is composed of Fe and inevitable impurities, and the structure fraction of the ferrite phase as the main phase is 90% or more in area ratio, The structure fraction of the second phase is 10% or less in area ratio, the shape ratio in the rolling direction and the plate thickness direction of the second phase is 3 or less, the average grain size of the ferrite is 20 μm or less, the second A hot-rolled steel sheet excellent in stretch-flange formability having a tensile strength of 540 MPa or less, characterized by having a structure in which the average grain size of the phase is 10 μm or less. 熱延鋼板が、さらにCu、Ni、CrおよびMoからなる群から選ばれる一種または二種以上を合計で1.0質量%以下含有することを特徴とする請求項1に記載の伸びフランジ加工性に優れた熱延鋼板。  The stretch-flange workability according to claim 1, wherein the hot-rolled steel sheet further contains one or more selected from the group consisting of Cu, Ni, Cr and Mo in total of 1.0% by mass or less. Excellent hot-rolled steel sheet. 熱延鋼板が、さらにCaおよびREMからなる群から選ばれる一種または二種以上を合計で0.0010〜0.01質量%含有することを特徴とする請求項1または2に記載の伸びフランジ加工性に優れた熱延鋼板。  The hot-rolled steel sheet further contains 0.0010 to 0.01 mass% of one or more selected from the group consisting of Ca and REM, and stretch flange processing according to claim 1 or 2 Hot rolled steel sheet with excellent properties. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の熱延鋼板の表面に溶融亜鉛めっき層を設けてなることを特徴とする溶融亜鉛めっき鋼板。A hot-dip galvanized steel sheet comprising a hot-dip galvanized layer on the surface of the hot-rolled steel sheet according to any one of claims 1 to 3. 質量%で、C:0.01〜0.08%、Si:0.2%以下、Mn:0.05〜0.80%、P:0.04%以下、S:0.005%以下、Al:0.10%以下、N:0.003〜0.0250%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼スラブを、スラブ加熱温度1000℃以上、仕上げ圧延出側温度860℃以上で熱間圧延を行った後、650℃までの平均冷却速度を40℃/s以上として冷却し、巻取温度550℃以下としてコイルに巻き取ることを特徴とする伸びフランジ加工性に優れた熱延鋼板の製造方法。In mass%, C: 0.01 to 0.08%, Si: 0.2% or less, Mn: 0.05 to 0.80 %, P: 0.04% or less, S: 0.005% or less, A steel slab containing Al: 0.10% or less, N: 0.003 to 0.0250% , the balance being Fe and inevitable impurities , a slab heating temperature of 1000 ° C. or higher, and a finish rolling exit temperature of 860 ° C. or higher. After the hot rolling at 650 ° C., the average cooling rate up to 650 ° C. is cooled to 40 ° C./s or higher, and the winding temperature is 550 ° C. or lower. A method for producing rolled steel sheets. 質量%で、C:0.01〜0.08%、Si:0.2%以下、Mn:0.05〜0.80%、P:0.04%以下、S:0.005%以下、Al:0.10%以下、N:0.003〜0.0250%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼スラブを、スラブ加熱温度1000℃以上、仕上げ圧延出側温度860℃以上で熱間圧延を行った後、650℃までの平均冷却速度を40℃/s以上として冷却し、巻取温度550℃以下としてコイルに巻き取り、その後さらに900℃以下の温度に加熱して溶融亜鉛めっきを行うことを特徴とする伸びフランジ加工性に優れた溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。In mass%, C: 0.01 to 0.08%, Si: 0.2% or less, Mn: 0.05 to 0.80 %, P: 0.04% or less, S: 0.005% or less, A steel slab containing Al: 0.10% or less, N: 0.003 to 0.0250% , the balance being Fe and inevitable impurities , a slab heating temperature of 1000 ° C. or higher, and a finish rolling exit temperature of 860 ° C. or higher. After hot rolling at 650 ° C., the average cooling rate up to 650 ° C. is cooled to 40 ° C./s or higher, the coil is wound at a coiling temperature of 550 ° C. A method for producing a hot-dip galvanized steel sheet excellent in stretch flangeability, characterized by galvanizing.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP4543963B2 (en) * 2004-03-18 2010-09-15 Jfeスチール株式会社 Hot-rolled steel sheet excellent in work hardenability and manufacturing method thereof
JP4850856B2 (en) * 2008-01-21 2012-01-11 新日本製鐵株式会社 Evaluation method of stretch flange crack
CN103667651B (en) * 2013-11-28 2016-03-09 安徽银力铸造有限公司 A kind of preparation method of automobile high-strength hot-rolled steel

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JP3858551B2 (en) * 1999-02-09 2006-12-13 Jfeスチール株式会社 High-tensile hot-rolled steel sheet excellent in bake hardenability, fatigue resistance, impact resistance and room temperature aging resistance and method for producing the same
JP4306078B2 (en) * 2000-02-15 2009-07-29 Jfeスチール株式会社 High tensile hot-rolled steel sheet excellent in bake hardenability and impact resistance and method for producing the same

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