JP4949536B2 - 耐水素脆化特性に優れた引張最大強度900MPa以上の高強度鋼板及びその製造方法 - Google Patents
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Description
(a)体積分率で、フェライトが10〜50%、ベイニティックフェライト及び/又はベイナイトが10〜60%、及び、焼戻しマルテンサイトが10〜50%存在し、かつ、
(b)Si又はSi及びAlを0.1%以上含有する鉄系炭化物が4×108(個/mm3)以上存在する
ことを特徴とする耐水素脆化特性に優れた引張最大強度900MPa以上の高強度鋼板。
(x)前記(1)及び(5)〜(8)のいずれかに記載の成分組成を有するスラブを鋳造し、直接、又は、一旦冷却した後、1050℃以上の温度に加熱して熱間圧延し、Ar3変態点以上の温度で熱間圧延を完了し、400〜670℃の温度域で巻き取り、酸洗後、圧下率40〜70%で冷間圧延し、次いで、
(y)連続焼鈍ラインにて、最高加熱温度760〜900℃で焼鈍し、その後、平均冷却速度1〜1000℃/秒で250℃以下まで冷却し、次いで、
(z)半径800mm以下のロールで、曲げ−曲げ戻し変形を施し、その後、150〜400℃の温度域で5秒以上の熱処理を施す
ことを特徴とする耐水素脆化特性に優れた引張最大強度900MPa以上の高強度鋼板の製造方法。
(x)前記(1)及び(5)〜(8)のいずれかに記載の成分組成を有するスラブを鋳造し、直接、又は、一旦冷却した後、1050℃以上の温度に加熱して熱間圧延し、Ar3変態点以上の温度で熱間圧延を完了し、400〜670℃の温度域で巻き取り、酸洗後、圧下率40〜70%で冷間圧延し、次いで、
(y)連続焼鈍ラインにて、最高加熱温度760〜900℃で焼鈍し、その後、平均冷却速度1〜1000℃/秒でMs点〜Ms点−100℃まで冷却し、次いで、
(z)半径800mm以下のロールで、曲げ−曲げ戻し変形を施し、その後、150〜400℃の温度域で5秒以上の熱処理を施す
ことを特徴とする耐水素脆化特性に優れた引張最大強度900MPa以上の高強度鋼板の製造方法。
(x)前記(1)及び(5)〜(8)に記載の成分組成を有するスラブを鋳造し、直接、又は、一旦冷却した後、1050℃以上の温度に加熱して熱間圧延し、Ar3変態点以上の温度で熱間圧延を完了し、400〜670℃の温度域で巻き取り、酸洗後、圧下率40〜70%で冷間圧延し、次いで、
(y)連続溶融亜鉛めっきラインにて、最高加熱温度760〜900℃で焼鈍し、その後、平均冷却速度1〜1000℃/秒で冷却した後、亜鉛めっき浴に浸漬し、平均冷却速度1℃/秒以上で250℃以下まで冷却し、次いで、
(z)半径800mm以下のロールで、曲げ−曲げ戻し変形を施し、その後、150〜400℃の温度域で5秒以上の熱処理を施す
ことを特徴とする耐水素脆化特性に優れた引張最大強度900MPa以上の高強度鋼板の製造方法。
(x)前記(1)及び(5)〜(8)のいずれかに記載の成分組成を有するスラブを鋳造し、直接、又は、一旦冷却した後、1050℃以上の温度に加熱して熱間圧延し、Ar3変態点以上の温度で熱間圧延を完了し、400〜670℃の温度域で巻き取り、酸洗後、圧下率40〜70%で冷間圧延し、次いで、
(y)連続溶融亜鉛めっきラインにて、最高加熱温度760〜900℃で焼鈍し、その後、平均冷却速度1〜1000℃/秒で冷却した後、亜鉛めっき浴に浸漬し、平均冷却速度1℃/秒以上でMs点〜Ms点−100℃まで冷却し、次いで、
(z)半径800mm以下のロールで、曲げ−曲げ戻し変形を施し、その後、150〜400℃の温度域で5秒以上の熱処理を施す
ことを特徴とする耐水素脆化特性に優れた引張最大強度900MPa以上の高強度鋼板の製造方法。
(17)前記亜鉛めっき浴に浸漬した後、460〜600℃の温度で合金化処理を施し、次いで、平均冷却速度1℃/秒以上でMs点〜Ms点−100℃まで冷却することを特徴とする上記(15)に記載の耐水素脆化特性に優れた引張最大強度900MPa以上の高強度鋼板の製造方法。
フェライトは、延性の向上に有効な組織である。フェライトの体積分率は10〜50%とする。体積分率が10%未満であると、充分な延性を確保することが難しいので、下限を10%とする。体積分率は、充分な延性を確保する観点から、15%以上が好ましく、20%以上がより好ましい。
ベイニティックフェライト及び/又はベイナイトは、軟質なフェライトと硬質な焼戻しマルテンサイト及び/又はフレッシュマルテンサイトの間の硬度を持つ組織である。本発明鋼板の伸びフランジ性を向上させるため、鋼板組織に、体積分率で10〜60%存在させる。
焼戻しマルテンサイトは、降伏応力を大きく向上させる組織であるので、体積分率は10〜50%とする。体積分率が10%未満であると、充分な降伏応力が得られないので、下限を10%とする。体積分率は、充分な降伏応力を確保する観点から15%以上が好ましく、20%以上がより好ましい。
残留オーステナイトは、延性の向上に有効な組織である。体積分率が2%未満であると、充分な延性が得られないので、下限を2%とする。体積分率は、延性を確実に確保する観点から、5%以上が好ましく、8%以上がより好ましい。
フレッシュマルテンサイトは、降伏応力及び伸びフランジ性を低下させるので、体積分率で10%以下とする。降伏応力を高める観点から、体積分率は5%以下が好ましく、2%以下がより好ましい。
本発明鋼板の鋼板組織には、パーライト及び/又は粗大なセメンタイトなどの組織が含まれていてもよい。しかし、パーライト及び/又は粗大なセメンタイトが多くなると、特に延性が劣化するので、体積分率は、合計で10%以下が好ましく、5%以下がより好ましい。
Cは、鋼板の強度を高める元素である。Cが0.07%未満であると、900MPa以上の引張最大強度を確保することができず、一方、0.25%を超えると、溶接性や加工性が不充分となるので、0.07〜0.25%とする。Cは、0.08〜0.24%が好ましく、より好ましくは0.09〜0.23%である。
Al:0.005〜2.5%
Si及びAlは、鉄系炭化物中に固溶させて、耐水素脆化特性(耐遅れ破壊特性)を向上させる極めて重要な元素である。耐水素脆化特性は、鉄系炭化物が、Si又はSi及びAlを0.1%以上含有することで、顕著に向上する。
Mnは、鋼板の強度を高める作用をなす元素である。Mnが1.5%未満であると、焼鈍後の冷却中に、軟質な組織が多量に生成して、900MPa以上の引張最大強度を確保することが難しくなるので、下限を1.5%とする。
Pは、鋼板の板厚中央部に偏析する元素であり、また、溶接部を脆化させる元素でもある。Pが0.03%を超えると、溶接部の脆化が顕著になるので、上限を0.03%とする。溶接部の脆化を確実に避けるためには、0.02%以下とすることが好ましい。
Sは、溶接性と、鋳造時及び熱延時の製造性に悪影響を及ぼす元素である。それ故、上限を0.01%とした。Sを0.0001%未満に低減することは、経済的に不利であるので、下限を0.0001%とした。
Nは、粗大な窒化物を形成し、曲げ性や穴拡げ性を劣化させる元素である。Nが0.0100%を超えると、曲げ性や穴拡げ性が顕著に劣化するので、上限を0.0100%とした。
Oは、酸化物を形成し、曲げ性や穴拡げ性を劣化させる元素である。特に、酸化物は介在物として存在する場合が多く、打抜き端面、又は、切断面に存在すると、端面に切欠き状の疵や、粗大なディンプルを形成する。
Tiは、析出強化、フェライト結晶粒の成長抑制による細粒強化、及び、再結晶の抑制を通じた転位強化で、鋼板の強度上昇に寄与する元素である。また、Tiは、Bが窒化物となることを抑制する元素である。
Nbは、Tiと同様に、析出物強化、フェライト結晶粒の成長抑制による細粒強化、及び、再結晶の抑制を通じた転位強化で、鋼板の強度上昇に寄与する元素である。
Bは、オーステナイトからのフェライト変態を遅延させて、鋼板の高強度化に寄与する元素である。また、Bは、熱延時において、オーステナイトからのフェライト変態を遅延させて、熱延板組織をベイナイト単相組織として、熱延板の均質性を高め、曲げ性の向上に寄与する元素である。
Ni:0.01〜2.0%
Cu:0.01〜2.0%
Mo:0.01〜0.8%
Cr、Ni、Cu、Moは、鋼板の強度の向上に寄与する元素であり、Mnの一部に代えて用いることができる。本発明鋼板においては、Cr、Ni、Cu、Moの1種又は2種以上を、それぞれ、0.01%以上添加することが好ましい。
Vは、TiやNbと同様に、析出物強化、フェライト結晶粒の成長抑制による細粒強化、及び、再結晶の抑制を通じた転位強化で、鋼板の強度の上昇に寄与する元素である。また、Vは、遅れ破壊特性の向上にも寄与する元素ある。
上記式において、C、Si、Mn、Ni、Cr、Cu、Moは、各元素の含有量[質量%]である。
冷延鋼板を連続焼鈍ラインに通板させる際、冷延鋼板に、最高加熱温度760〜900℃で焼鈍を施し、その後、平均冷却速度1〜1000℃/秒で250℃以下まで冷却し、次いで、半径800mm以下のロールで、曲げ−曲げ戻し変形を施し、その後、150〜400℃の温度域で5秒以上の熱処理を施す。
冷延鋼板を連続溶融亜鉛めっきラインに通板させる際、冷延鋼板に、最高加熱温度760〜900℃で焼鈍を施し、その後、平均冷却速度1〜1000℃/秒で冷却した後、亜鉛めっき浴に浸漬し、平均冷却速度1℃/秒以上で250℃以下まで冷却し、次いで、150〜400℃の温度域で5秒以上の熱処理を施す。
冷延鋼板を連続溶融亜鉛めっきラインに通板させる際、第2条件と同様に、亜鉛めっき浴に浸漬した後、460〜600℃の温度域で合金化処理を施し、次いで、平均冷却速度1℃/秒以上にて250℃以下まで冷却してもよい。
−3≦log(PH2O/PH2)≦−0.5
とすることが好ましい。
−3≦log(PH2O/PH2)≦−0.5
とすると、Siを多量に含む鋼であっても、充分なめっき性を確保することができる。
(b)「焼鈍時の雰囲気を調節して、最初に鋼板表面を酸化させ、その後、還元することにより、めっき前の鋼板表面の清浄化を行い、その後、亜鉛めっき浴に侵漬する」という全還元炉方式
(c)「鋼板を脱脂酸洗した後に、塩化アンモニウムなどを用いてフラックス処理を行い、その後、亜鉛めっき浴に侵漬する」というフラックス法
−33Mn−17Cr−17Ni−5Si+19Al
上記式において、VFは、フェライトの体積分率であり、C、Mn、Cr、Ni、Si、及び、Alは、それぞれの元素の添加量[質量%]である。
表1及び表2に示すA〜Yの成分組成のスラブを鋳造し、鋳造後、直ちに、表3及び表4に示す条件(スラブ加熱温度、熱間圧延完了温度)で熱間圧延した。次いで、熱延鋼板を、表3及び表4に示す巻取り温度で巻き取った。その後、熱延鋼板に酸洗を施し、表3及び表4に示す圧下率で冷間圧延し、厚み1.6mmの冷延鋼板(表3及び表4中、実験例1〜56、参照)とした。
表9及び表10に示すZ〜ALの成分組成を有するスラブを鋳造し、鋳造後、直ちに、表11に示す条件(スラブ加熱温度、熱間圧延完了温度)で熱間圧延した。次いで、熱延鋼板を、表11に示す巻取り温度で巻き取り、酸洗した。
Claims (17)
- 質量%で、C:0.07%〜0.25%、Si:0.45〜2.50%、Mn:1.5〜3.20%、P:0.001〜0.03%、S:0.0001〜0.01%、Al:0.005〜2.5%、N:0.0001〜0.0100%、及びO:0.0001〜0.0080%を含有し、残部鉄及び不可避的不純物からなる鋼板の組織中に、
(a)体積分率で、フェライトが10〜50%、ベイニティックフェライト及び/又はベイナイトが10〜60%、及び、焼戻しマルテンサイトが10〜50%存在し、かつ、
(b)Si又はSi及びAlを0.1%以上含有する鉄系炭化物が4×108(個/mm3)以上存在する
ことを特徴とする耐水素脆化特性に優れた引張最大強度900MPa以上の高強度鋼板。 - 前記鋼板の組織中に、体積分率で、フレッシュマルテンサイトが10%以下存在することを特徴とする請求項1に記載の耐水素脆化特性に優れた引張最大強度900MPa以上の高強度鋼板。
- 前記鋼板の組織中に、体積分率で、残留オーステナイトが2〜25%存在することを特徴とする請求項1又は2に記載の耐水素脆化特性に優れた引張最大強度900MPa以上の高強度鋼板。
- 前記鉄系炭化物が、ベイナイト及び/又は焼戻しマルテンサイトに存在することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の耐水素脆化特性に優れた引張最大強度900MPa以上の高強度鋼板。
- 前記鋼板が、さらに、質量%で、Ti:0.005〜0.09%、及び、Nb:0.005〜0.09%の1種又は2種を含有することを特徴とする請求項1〜4いずれか1項に記載の耐水素脆化特性に優れた引張最大強度900MPa以上の高強度鋼板。
- 前記鋼板が、さらに、質量%で、B:0.0001〜0.01%、Cr:0.01〜2.0%、Ni:0.01〜2.0%、Cu:0.01〜0.05%、Mo:0.01〜0.8%の1種又は2種以上を含有することを特徴とする請求項1〜5いずれか1項に記載の耐水素脆化特性に優れた引張最大強度900MPa以上の高強度鋼板。
- 前記鋼板が、さらに、質量%で、V:0.005〜0.09%を含有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の耐水素脆化特性に優れた引張最大強度900MPa以上の高強度鋼板。
- 前記鋼板が、さらに、質量%で、Ca、Ce、Mg、REMの1種又は2種以上を、合計で0.0001〜0.5%含有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の耐水素脆化特性に優れた引張最大強度900MPa以上の高強度鋼板。
- 前記鋼板が、表面に亜鉛めっき層を有することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の耐水素脆化特性に優れた引張最大強度900MPa以上の高強度鋼板。
- 耐水素脆化特性に優れた引張最大強度900MPa以上の高強度鋼板を製造する製造方法において、
(x)請求項1及び5〜8のいずれか1項に記載の成分組成を有するスラブを鋳造し、直接、又は、一旦冷却した後、1050℃以上の温度に加熱して熱間圧延し、Ar3変態点以上の温度で熱間圧延を完了し、400〜670℃の温度域で巻き取り、酸洗後、圧下率40〜70%で冷間圧延し、次いで、
(y)連続焼鈍ラインにて、最高加熱温度760〜900℃で焼鈍し、その後、平均冷却速度1〜1000℃/秒で250℃以下まで冷却し、次いで、
(z)半径800mm以下のロールで、曲げ−曲げ戻し変形を施し、その後、150〜400℃の温度域で5秒以上の熱処理を施す
ことを特徴とする耐水素脆化特性に優れた引張最大強度900MPa以上の高強度鋼板の製造方法。 - 耐水素脆化特性に優れた引張最大強度900MPa以上の高強度鋼板を製造する製造方法において、
(x)請求項1及び5〜8のいずれか1項に記載の成分組成を有するスラブを鋳造し、直接、又は、一旦冷却した後、1050℃以上の温度に加熱して熱間圧延し、Ar3変態点以上の温度で熱間圧延を完了し、400〜670℃の温度域で巻き取り、酸洗後、圧下率40〜70%で冷間圧延し、次いで、
(y)連続焼鈍ラインにて、最高加熱温度760〜900℃で焼鈍し、その後、平均冷却速度1〜1000℃/秒でMs点〜Ms点−100℃まで冷却し、次いで、
(z)半径800mm以下のロールで、曲げ−曲げ戻し変形を施し、その後、150〜400℃の温度域で5秒以上の熱処理を施す
ことを特徴とする耐水素脆化特性に優れた引張最大強度900MPa以上の高強度鋼板の製造方法。 - 請求項10又は11に記載の耐水素脆化特性に優れた引張最大強度900MPa以上の高強度鋼板を製造する製造方法において、前記(z)の熱処理に続き、鋼板表面に亜鉛めっきを施すことを特徴とする耐水素脆化特性に優れた引張最大強度900MPa以上の高強度鋼板の製造方法。
- 前記亜鉛めっきが、電気亜鉛めっきであることを特徴とする請求項12に記載の耐水素脆化特性に優れた引張最大強度900MPa以上の高強度鋼板の製造方法。
- 耐水素脆化特性に優れた引張最大強度900MPa以上の高強度鋼板を製造する製造方法において、
(x)請求項1及び5〜8のいずれか1項に記載の成分組成を有するスラブを鋳造し、直接、又は、一旦冷却した後、1050℃以上の温度に加熱して熱間圧延し、Ar3変態点以上の温度で熱間圧延を完了し、400〜670℃の温度域で巻き取り、酸洗後、圧下率40〜70%で冷間圧延し、次いで、
(y)連続溶融亜鉛めっきラインにて、最高加熱温度760〜900℃で焼鈍し、その後、平均冷却速度1〜1000℃/秒で冷却した後、亜鉛めっき浴に浸漬し、平均冷却速度1℃/秒以上で250℃以下まで冷却し、次いで、
(z)半径800mm以下のロールで、曲げ−曲げ戻し変形を施し、その後、150〜400℃の温度域で5秒以上の熱処理を施す
ことを特徴とする耐水素脆化特性に優れた引張最大強度900MPa以上の高強度鋼板の製造方法。 - 耐水素脆化特性に優れた引張最大強度900MPa以上の高強度鋼板を製造する製造方法において、
(x)請求項1及び5〜8のいずれか1項に記載の成分組成を有するスラブを鋳造し、直接、又は、一旦冷却した後、1050℃以上の温度に加熱して熱間圧延し、Ar3変態点以上の温度で熱間圧延を完了し、400〜670℃の温度域で巻き取り、酸洗後、圧下率40〜70%で冷間圧延し、次いで、
(y)連続溶融亜鉛めっきラインにて、最高加熱温度760〜900℃で焼鈍し、その後、平均冷却速度1〜1000℃/秒で冷却した後、亜鉛めっき浴に浸漬し、平均冷却速度1℃/秒以上でMs点〜Ms点−100℃まで冷却し、次いで、
(z)半径800mm以下のロールで、曲げ−曲げ戻し変形を施し、その後、150〜400℃の温度域で5秒以上の熱処理を施す
ことを特徴とする耐水素脆化特性に優れた引張最大強度900MPa以上の高強度鋼板の製造方法。 - 前記亜鉛めっき浴に浸漬した後、460〜600℃の温度で合金化処理を施し、次いで、平均冷却速度1℃/秒以上で250℃以下まで冷却することを特徴とする請求項14に記載の耐水素脆化特性に優れた引張最大強度900MPa以上の高強度鋼板の製造方法。
- 前記亜鉛めっき浴に浸漬した後、460〜600℃の温度で合金化処理を施し、次いで、平均冷却速度1℃/秒以上でMs点〜Ms点−100℃まで冷却することを特徴とする請求項15に記載の耐水素脆化特性に優れた引張最大強度900MPa以上の高強度鋼板の製造方法。
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