JP5058892B2 - 伸びフランジ性に優れたdp鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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(1)質量%で、C:0.03〜0.20%、Si:0.08〜1.5%、Mn:1.0〜3.0%、P:0.05%以下、S:0.002%以上、N:0.0005〜0.01%、Al:0.01%以下、CeもしくはLaの1種または2種の合計:0.0005〜0.04%であり、残部が鉄および不可避的不純物からなる鋼板であって、鋼板中に存在する円相当直径が1μm以上の介在物について、長径が20μm以下、短径が5μm以下であることを特徴とする伸びフランジ性に優れたDP鋼板。
(2)質量%で、C:0.03〜0.20%、Si:0.08〜1.5%、Mn:1.0〜3.0%、P:0.05%以下、S:0.002%以上、N:0.0005〜0.01%、Al:0.01%以下、CeもしくはLaの1種または2種の合計:0.0005〜0.04%であり、残部が鉄および不可避的不純物からなる溶鋼を連続鋳造し、得られた鋳片より鋼板を製造する際に、圧下比を30以下で圧延することを特徴とする前記(1)に記載の伸びフランジ性に優れたDP鋼板の製造方法。
Cは、鋼の焼き入れ性と強度を制御する最も基本的な元素であり、焼入れ硬化層の硬さおよび深さを高めて疲労強度の向上に対して有効に寄与する。即ち、このCは、鋼板の強度を確保するために必須の元素であり、高強度鋼板を得るためには少なくとも0.03%が必要である。しかし、このCが過剰に含まれると、加工性や溶接性が劣化する。このため、加工性、溶接性を確保する観点からCの濃度を0.20%以下とする。
Siは本発明のようにAlを極力添加しない溶鋼においては主要な脱酸元素となるため、本発明において極めて重要である。また、Siは、焼入れ加熱時にオーステナイトの核生成サイト数を増加させ、オーステナイトの粒成長を抑制するとともに、焼入れ硬化層の粒径を微細化させる機能を担う。このSiは、炭化物生成を抑制し、炭化物による粒界強度の低下を抑制する。さらに、このSiは材料全体の強度確保の観点において重要な役割を担う。溶鋼中の溶存酸素濃度を低下させ、一旦SiO2系介在物を生成させるためには(このSiO2系介在物を後から添加するCe、Laで還元することにより介在物を微細化させるため)、Siを0.08%以上添加する必要がある。このため、本発明においては、Siの下限を0.08%とした。これに対して、Siの濃度が高すぎると、溶接性や延性に悪影響を及ぼす。このため、本発明においては、Siの上限を1.5%とした。
Mnは、製綱段階での脱酸に有用な元素であり、C、Siとともに鋼板の高強度化に有効な元素である。このような効果を得るためには、このMnを1.0%以上は含有させる必要がある。しかしながら、Mnを、3.0%を超えて含有させるとMnの偏析や固溶強化の増大により延性が低下する。また、溶接性や母材靭性も劣化することが考えられるのでこのMnの上限を3.0%とする。
PはFe原子よりも小さな置換型固溶強化元素として作用する点において有効であるが、オーステナイトの粒界に偏析し、粒界強度を低下させることにより、ねじり疲労強度を低下させて加工性の劣化が懸念されるので、0.05%以下とする。また固溶強化の必要がなければPを添加する必要はなく、Pの下限値は0%を含むものとする。
Sは、不純物として偏析し、MnSの粗大な延伸介在物を形成して伸びフランジ性を劣化させるため、極力低濃度であることが望ましい。従来は、伸びフランジ性を確保すべく、Sの濃度を0.002%未満まで抑える必要があった。しかし、本発明では微細で硬質なCe酸化物、La酸化物、セリュウムオキシサルファイド、ランタンオキシサルファイド上にMnSを析出させているので、圧延時にも変形が起こり難く、また圧下比を制限していることにより、延伸しやすいMnSが生成していても、MnS介在物の延伸を防止しているため、Sの濃度の上限値は特に規定しない。また、S濃度を従来並の0.002%未満に低減するためには、精錬工程での脱硫処理を相当強化する必要があり、その濃度を実現させるための脱硫処理コストが高くなり過ぎること、且つMnSを形態制御した効果が発現し難くなるためS濃度の下限値は0.002%とする。
Nは、溶鋼処理中に空気中の窒素が取り込まれることから、鋼中に不可避的に混入する元素である。Nは、Al、Ti等と窒化物を形成して母材組織の細粒化を促進する。しかしながら、このNを添加し過ぎると、微量Alや微量Tiであっても粗大な析出物を生成し、伸びフランジ性を劣化させる。このため、本発明においては、Nの濃度の上限を0.01%とする。一方、Nの濃度を0.0005%未満とするには工業的にはコスト高となり実現性に乏しいため0.0005%を下限とする。
Alはその酸化物がクラスター化して粗大になり易く、伸びフランジ性を劣化させるため極力抑制することが望ましい。しかしながら、精錬工程における予備的な脱酸材として0.01%までは用いることが許容される。これは、Al濃度が0.01%超になると、介在物中のAl2O3含有率が増加し、介在物のクラスター化が起こるためである。クラスター化防止の観点からAl濃度は低い方が良く、下限値は0%を含む。
Ce、LaはSi脱酸により生成したSiO2を還元し、MnSの析出サイトとなり易く、且つ硬質、微細で圧延時に変形し難いCe酸化物(例えば、Ce2O3、CeO2)、セリュウムオキシサルファイド(例えば、Ce2O2S)、La酸化物(例えば、La2O3、LaO2)、ランタンオキシサルファイド(例えば、La2O2S)、Ce酸化物−La酸化物、或いはセリュウムオキシサルファイド−ランタンオキシサルファイドを主相(50%以上を目安とする。)とする介在物を形成する効果を有している。 ここで、上記介在物中には、脱酸条件によりMnO、SiO2、或いはAl2O3を一部含有する場合もあるが、主相が上記酸化物であればMnSの析出サイトとして十分機能し、且つ介在物の微細・硬質化の効果も損なわれることはない。このような介在物を得るためには、CeもしくはLaの1種または2種の合計濃度を0.0005%以上0.04%以下にする必要がある。CeもしくはLaの1種または2種の合計濃度が0.0005%未満ではSiO2介在物を還元できず、0.04%超ではセリュウムオキシサルファイド、ランタンオキシサルファイドが多量に生成し、粗大な介在物となり伸びフランジ性を劣化させる。
CeもしくはLaの1種または2種の合計濃度を0.0005%以上0.04%以下とした場合の介在物は、CeもしくはLaの1種または2種からなる酸化物またはオキシサルファイドにMnSが析出した形態となっているものが大半である。まず、介在物寸法の下限については、本発明者らは円相当直径が1μm未満の介在物は割れ発生起点としては無害であり、伸びフランジ性を劣化させないことを実験的に知見しており、また、円相当直径が1μm以上の介在物は走査型電子顕微鏡(SEM)等による観察も容易であることから、鋼板における円相当直径が1μm以上の介在物を対象とした。
尚、この製造条件にて製造した鋼板は、フェライト相を主相とし、マルテンサイト相を有するDP鋼の複合組織であることを確認しており、マルテンサイト分率はいずれも10%程度であった。
Claims (2)
- 質量%で、
C:0.03〜0.20%、
Si:0.08〜1.5%、
Mn:1.0〜3.0%、
P:0.05%以下、
S:0.002%以上、
N:0.0005〜0.01%、
Al:0.01%以下、
CeもしくはLaの1種または2種の合計:0.0005〜0.04%であり、残部が鉄および不可避的不純物からなる鋼板であって、
鋼板中に存在する円相当直径が1μm以上の介在物について、長径が20μm以下、短径が5μm以下であることを特徴とする伸びフランジ性に優れたDP鋼板。 - 質量%で、
C:0.03〜0.20%、
Si:0.08〜1.5%、
Mn:1.0〜3.0%、
P:0.05%以下、
S:0.002%以上、
N:0.0005〜0.01%、
Al:0.01%以下、
CeもしくはLaの1種または2種の合計:0.0005〜0.04%であり、残部が鉄および不可避的不純物からなる溶鋼を連続鋳造し、得られた鋳片より鋼板を製造する際に、圧下比を30以下で圧延することを特徴とする請求項1に記載の伸びフランジ性に優れたDP鋼板の製造方法。
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