JP5352963B2 - High-tensile steel plate with excellent shape freezing property and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主として自動車の車体用として好適な剛性、例えば引張り強さが590MPa以上かつ板幅方向ヤング率が235GPa以上である剛性を有し、しかも形状凍結性を有する高張力鋼板およびその製造方法に関する。本発明の高張力薄鋼板は、自動車のサイドシル、センターピラー、サイドフレームおよびクロスメンバーなど、剛性の板厚感受性指数、すなわち部品剛性が部材のヤング率と板厚のλ乗の積に比例するとしたときのλが1に近いコラム状の構造用部材を典型例とする、剛性と形状凍結性が必要とされる用途に広く適するものである。 The present invention is a high-strength steel sheet having rigidity suitable mainly for an automobile body, for example, a tensile strength of 590 MPa or more and a sheet width direction Young's modulus of 235 GPa or more, and a shape freezing property, and a method for producing the same. About. The high-strength thin steel sheet of the present invention is assumed to have a plate thickness sensitivity index of rigidity, that is, a component rigidity, such as an automobile side sill, center pillar, side frame, and cross member, that is, the component rigidity is proportional to the product of the Young's modulus of the member and the plate thickness It is widely suited for applications that require rigidity and shape freezing, with columnar structural members having a λ of close to 1 as a typical example.
近年、地球環境問題への関心の高まりを受けて、自動車でも排ガス規制が行われるなど、種々の方策がとられている。かような規制を満足するには、自動車における車体の軽量化は極めて重要な課題である。この車体の軽量化は、例えば鋼板を高強度化して板厚を減少させることによって図ることができる。最近では、鋼板の高強度化が顕著に進んだ結果、板厚2.0mmを下回るような薄鋼板の使用が増加してきており、さらなる軽量化のために、かような薄鋼板を使用するには、鋼板の薄肉化による車体剛性の低下を同時に抑制することが不可欠になってきている。 In recent years, various measures have been taken, such as exhaust gas regulations being imposed on automobiles in response to increasing interest in global environmental problems. In order to satisfy such regulations, weight reduction of the vehicle body in an automobile is a very important issue. This weight reduction of the vehicle body can be achieved by, for example, increasing the strength of the steel plate and reducing the plate thickness. In recent years, as a result of remarkable progress in increasing the strength of steel sheets, the use of thin steel sheets with a thickness of less than 2.0 mm has increased, and in order to further reduce the weight, to use such thin steel sheets In addition, it has become indispensable to simultaneously suppress a decrease in vehicle body rigidity due to the thinning of the steel plate.
この車体剛性には、車体の構造が最も大きな影響をもつが、基本的な構造を変更することは容易ではない。そこで、スポット溶接がなされている部品に対しては、溶接点の増加や、ウエルドボンドによる接合あるいはレーザ溶接への切り替えなど、溶接条件を変更することが有効であるが、コストが増加するという問題を伴う。 The structure of the vehicle body has the greatest influence on the rigidity of the vehicle body, but it is not easy to change the basic structure. Therefore, for parts that are spot welded, it is effective to change the welding conditions, such as increasing the number of welding points, switching to weld bonding, or switching to laser welding, but the problem is that the cost increases. Accompanied by.
また、剛性が必要な部分に樹脂などを貼り付ける方法もあるが、やはりコスト増を招くことになる。さらに、部品の形状や断面形状を変えることも有効ではあるが、設計上やプレス加工上の諸問題があり、実施するのは容易でない。 In addition, there is a method of attaching a resin or the like to a portion that requires rigidity, but this also increases the cost. Furthermore, although it is effective to change the shape and cross-sectional shape of the part, there are various problems in design and press working, and it is not easy to implement.
一方、部品に使用される素材の剛性を高めれば、部品形状や溶接条件を変更することなく、部品の剛性を高めることができる。とくに、曲げ剛性が必要な部品に対しては、素材の曲げ剛性を高めることが必要となり、そのためには、ヤング率を高めることが重要となる。さらに、鋼板の高強度化では、プレス形状の保持も問題になることから、鋼板を高強度化する場合には、ヤング率を高めるとともに、プレス加工後の形状凍結性も向上させる必要がある。 On the other hand, if the rigidity of the material used for the part is increased, the rigidity of the part can be increased without changing the part shape or welding conditions. In particular, for parts that require bending rigidity, it is necessary to increase the bending rigidity of the material, and for that purpose, it is important to increase the Young's modulus. Furthermore, when the strength of the steel plate is increased, maintaining the press shape also becomes a problem. Therefore, when the strength of the steel plate is increased, it is necessary to increase the Young's modulus and also improve the shape freezing property after press working.
ここで、ヤング率は、集合組織に大きく支配され、体心立方格子である鋼の場合は、原子の稠密方向である<111>方向に高く、逆に原子密度の小さい<100>方向に小さいことが知られている。一般に、結晶方位の配向性がなく、異方性のない通常の鉄のヤング率はおよそ210GPa程度であることが知られているが、結晶方位に異方性を持たせ、特定方向の原子密度を高めることによって、その方向のヤング率を高めることができる。一方、自動車の剛性を考える場合、各部品には、様々な方向から荷重が加わるため、特定方向のみでなく、各方向の荷重に対応して剛性が向上することが求められる。 Here, the Young's modulus is largely governed by the texture, and in the case of steel having a body-centered cubic lattice, it is high in the <111> direction, which is the dense direction of atoms, and conversely, it is small in the <100> direction where the atomic density is small. It is known. In general, it is known that the Young's modulus of normal iron with no crystal orientation and no anisotropy is about 210 GPa, but the crystal orientation has anisotropy and the atomic density in a specific direction By increasing the Young's modulus in that direction. On the other hand, when considering the rigidity of an automobile, a load is applied to each component from various directions, so that it is required that the rigidity be improved not only in a specific direction but also in correspondence with the load in each direction.
ヤング率に関しては、これまで、集合組織を制御することによって特定方向の値を高めた鋼板についての検討が種々なされてきている。例えば、特許文献1では、C量が0.05mass%以下の低炭素鋼にSiとAlを添加してAr3変態点を高めることによって、熱間圧延において、Ar3変態点以下での圧下率を60%以上とし、それにより{211}<110>を発達させて圧延直角方向のヤング率を高めた、熱延鋼板の製造方法が開示されている。
Regarding the Young's modulus, various studies have been made on steel sheets whose values in a specific direction are increased by controlling the texture. For example,
ところが、特許文献1には、形状凍結性について何ら触れるところがなく、剛性の向上に併せて優れた形状凍結性を与えることはできない。さらに、特許文献1の技術による高ヤング率化は、熱間圧延で薄鋼板を製造することから、板厚が2.0mmを下回るような高強度鋼板を低温仕上圧延により安定的に製造することも難しいという問題があった。さらに、フェライト域での圧延を行うことによって、結晶粒が粗大化してしまい、加工性が著しく低下するという問題もあった。
However,
ここに、鋼板の形状凍結性に関しては、特許文献2に、組織をフェライト、ベイナイトおよびマルテンサイトの複合組織とし、降伏点を300MPa以下とする技術が、開示されている。
特許文献2に記載された技術では、降伏点を低くすることにて形状凍結性を高めているが、C量が低く強度が低いことから、これを高強度化する必要がある。しかしながら、この高強度化を進めると当然降伏点は高くなることから、単に降伏点を低くする手法では、高張力化と形状凍結性確保の両立は困難であった。
In the technique described in
そこで、本発明は、高張力および形状凍結性の確保を両立させた鋼板について、その有利な製造方法に併せて提供することを目的とする。 Then, this invention aims at providing together with the advantageous manufacturing method about the steel plate which made the high tension | tensile_strength and securing of shape freezing property compatible.
発明者らは、上述した問題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、MnおよびAl量を規制し、また所定の条件のフェライト組織とすることによって、高張力および優れた形状凍結性の両立が可能であることを見出し、本発明を完成するに到った。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the inventors have regulated both the amount of Mn and Al and made a ferrite structure under predetermined conditions, so that both high tension and excellent shape freezing properties can be achieved. The inventors have found that this is possible and have completed the present invention.
すなわち、本発明の要旨構成は次の通りである。
1.C:0.05〜0.14mass%、Si:0.5mass%以下、Mn:1.5〜3.0mass%、P:0.05mass%以下、S:0.01mass%以下、Al:0.2〜1.5mass%、N:0.01mass%以下およびNb:0.02〜0.1mass%を、下記(1)式に示す関係を満たす範囲にて含有し、残部は鉄および不可避的不純物からなる成分組成を有し、フェライト面積率(以下、フェライト分率と示す)が50%以上および平均フェライト粒径が3.0μm以下であり、圧延方向および板厚方向の平均フェライト粒径をそれぞれdLおよびdNとしたとき、比dN/dLが0.70以上であり、さらに圧延方向の個々のフェライト粒径に関して自然対数を採った値の標準偏差をσAとしたとき、σA≦0.65の関係式を満たすことを特徴とする形状凍結性に優れた高張力鋼板。
記
2.0≦Mn/Al≦12・・・(1)
That is, the gist configuration of the present invention is as follows.
1. C: 0.05 to 0.14 mass%, Si: 0.5 mass% or less, Mn: 1.5 to 3.0 mass%, P: 0.05 mass% or less, S: 0.01 mass% or less, Al: 0.2 to 1.5 mass%, N: 0.01 mass% And Nb: 0.02 to 0.1 mass% in a range satisfying the relationship represented by the following formula (1), the balance having a component composition composed of iron and inevitable impurities, and a ferrite area ratio (hereinafter referred to as ferrite content) The ratio dN / dL is 0.70 or more, when the average ferrite grain size in the rolling direction and the plate thickness direction is dL and dN, respectively. Furthermore, a high-tensile steel sheet with excellent shape freezing property, wherein σA ≦ 0.65 is satisfied, where σA is a standard deviation of a value obtained by taking a natural logarithm of each ferrite grain size in the rolling direction.
Record
2.0 ≦ Mn / Al ≦ 12 (1)
2.前記1において、前記成分組成は、さらにTi:0.01〜0.2mass%およびV:0.01〜0.2mass%を含有することを特徴とする形状凍結性に優れた高張力鋼板。 2. 1. The high-strength steel sheet having excellent shape freezing property, wherein the component composition further includes Ti: 0.01 to 0.2 mass% and V: 0.01 to 0.2 mass%.
3.前記1または2において、前記成分組成は、さらにCr:0.05〜1.0mass%、Ni:0.05〜1.0mass%、Mo:0.05〜1.0mass%およびCu:0.1〜2.0mass%のいずれか1種以上を含有することを特徴とする形状凍結性に優れた高張力鋼板。 3. In the above 1 or 2, the component composition further comprises at least one of Cr: 0.05 to 1.0 mass%, Ni: 0.05 to 1.0 mass%, Mo: 0.05 to 1.0 mass%, and Cu: 0.1 to 2.0 mass%. A high-tensile steel sheet with excellent shape freezing property, characterized by containing.
4.前記1、2あるいは3において、前記成分組成は、さらにW:0.1〜2.0mass%を含有することを特徴とする形状凍結性に優れた高張力鋼板。 4). In said 1, 2 or 3, the said component composition contains W: 0.1-2.0mass% further, The high-tensile steel plate excellent in the shape freezing property characterized by the above-mentioned.
5.C:0.05〜0.14mass%、Si:0.5mass%以下、Mn:1.5〜3.0mass%、P:0.05mass%以下、S:0.01mass%以下、Al:0.2〜1.5mass%、N:0.01mass%以下およびNb:0.02〜0.1mass%を、下記(1)式に示す関係を満たす範囲にて含有し、残部は鉄および不可避的不純物からなる成分組成を有する鋼素材に、熱間圧延を施すに際し、800〜950℃で仕上げ圧延を終了し、次いで、560℃以上で巻取った後酸洗を行い、40〜70%の圧下率で冷間圧延を行った後、1.0℃/s以上の加熱速度で800〜900℃まで加熱し、かつ当該温度域で300s以下の均熱処理を行う、焼鈍を施し、引き続き620℃までの平均冷却速度を1.0〜15℃/sとして冷却することを特徴とする形状凍結性に優れた高張力鋼板の製造方法。
記
2.0≦Mn/Al≦12・・・(1)
5. C: 0.05 to 0.14 mass%, Si: 0.5 mass% or less, Mn: 1.5 to 3.0 mass%, P: 0.05 mass% or less, S: 0.01 mass% or less, Al: 0.2 to 1.5 mass%, N: 0.01 mass% The following and Nb: 0.02 to 0.1 mass% are contained in a range satisfying the relationship shown in the following formula (1), and the remainder is subjected to hot rolling on a steel material having a component composition composed of iron and inevitable impurities. Finishing at 800-950 ° C, then rolling at 560 ° C or higher, pickling, cold rolling at a rolling reduction of 40-70 %, heating at 1.0 ° C / s or higher Heating at a rate of 800 to 900 ° C., performing soaking in the temperature range for 300 s or less, annealing, and subsequently cooling at an average cooling rate of 620 ° C. at 1.0 to 15 ° C./s. A method for producing high-tensile steel sheets with excellent shape freezing properties.
Record
2.0 ≦ Mn / Al ≦ 12 (1)
6.前記5において、前記鋼素材は、さらに
Ti:0.01〜0.2mass%および
V:0.01〜0.2mass%
を含有することを特徴とする形状凍結性に優れた高張力鋼板の製造方法。
6). In 5 above, the steel material is further
Ti: 0.01-0.2 mass% and V: 0.01-0.2 mass%
The manufacturing method of the high-tensile steel plate excellent in the shape freezing property characterized by containing.
7.前記5または6において、前記鋼素材は、さらに
Cr:0.05〜1.0mass%、
Ni:0.05〜1.0mass%、
Mo:0.05〜1.0mass%および
Cu:0.1〜2.0mass%
のいずれか1種以上を含有することを特徴とする形状凍結性に優れた高張力鋼板の製造方法。
7). In 5 or 6, the steel material further includes
Cr: 0.05-1.0mass%,
Ni: 0.05-1.0mass%,
Mo: 0.05-1.0mass% and
Cu: 0.1-2.0mass%
A method for producing a high-tensile steel sheet having excellent shape freezing property, comprising at least one of the above.
8.前記5、6あるいは7において、前記鋼素材は、さらに
W:0.1〜2.0mass%
を含有することを特徴とする形状凍結性に優れた高張力鋼板の製造方法。
8). In said 5, 6 or 7, said steel material is further W: 0.1-2.0 mass%
The manufacturing method of the high-tensile steel plate excellent in the shape freezing property characterized by containing.
ここで、本発明により、鋼板の幅方向のヤング率と形状凍結性を高めることができるメカニズムは、次のように考えられる。すなわち、熱間圧延とその後の巻取り処理において、フェライト変態を促進し、冷間圧延にて鋼板幅方向の高ヤング率化に有利な(112)[1-10]を発達させ、その後の焼鈍では、Nbにて昇温過程の再結晶を抑制し、未再結晶フェライトからのオーステナイト変態を促進するとともに、その後の冷却過程では、冷却速度とMnおよびAl量とを調整することによって、フェライトの変態開始温度を800〜700℃に調整し、620℃以上で全フェライトの80%以上の変態を完了させる。その結果、フェライトの粒径並びに粒径分布を前記の通りに制御することができ、焼鈍後のフェライトの方位に関し、(112)[1−10]を発達させると共に形状凍結性を向上させることができる。 Here, the mechanism which can improve the Young's modulus and shape freezing property of the width direction of a steel plate by this invention is considered as follows. That is, in the hot rolling and the subsequent winding process, ferrite transformation is promoted, and cold rolling (112) [1-10] is developed, which is advantageous for increasing the Young's modulus in the width direction of the steel sheet. Then, Nb suppresses recrystallization during the temperature rising process and promotes austenite transformation from unrecrystallized ferrite, and in the subsequent cooling process, by adjusting the cooling rate and the amount of Mn and Al, The transformation start temperature is adjusted to 800 to 700 ° C, and transformation of 80% or more of all ferrite is completed at 620 ° C or higher. As a result, the grain size and grain size distribution of ferrite can be controlled as described above, and (112) [1-10] can be developed and the shape freezing property can be improved with respect to the orientation of the ferrite after annealing. it can.
なお、本発明が対象とする鋼板の中には、冷延鋼板の他に、合金化を含む溶融亜鉛めっき材や電気亜鉛めっき材などの表面処理を施した鋼板も含む。 In addition, in the steel plate which this invention makes object, the steel plate which gave surface treatments, such as a hot dip galvanized material and an electrogalvanized material including alloying, is included other than a cold-rolled steel plate.
本発明によれば、従来は両立することが難しかった、高い剛性と優れた形状凍結性とを共に向上することができ、工業上極めて有効な効果がもたらされる。 According to the present invention, it is possible to improve both high rigidity and excellent shape freezing property, which have been difficult to achieve in the past, and an extremely effective industrial effect is brought about.
次に、本発明の高張力鋼板について、まず、成分組成における各化学成分の限定理由から順に説明する。
C:0.05〜0.15mass%、
Cは、オーステナイトを安定化させる元素であり、冷間圧延後の焼鈍時における冷却過程において、焼入れ度を高め、低温変態相の生成を大きく促進することによって、高強度化に大きく寄与することができる。このような効果を得るため、Cの含有量は、0.05mass%以上とする必要がある。
Next, the high-tensile steel sheet of the present invention will be described in order from the reasons for limiting each chemical component in the component composition.
C: 0.05-0.15 mass%,
C is an element that stabilizes austenite, and in the cooling process during annealing after cold rolling, it can greatly contribute to high strength by increasing the quenching degree and greatly promoting the generation of a low temperature transformation phase. it can. In order to obtain such effects, the C content needs to be 0.05 mass% or more.
一方、C量が多くなると、硬質な低温変態相の分率が大きくなり、鋼が極端に高強度化するとともに、加工性が劣化してしまう。また、多量のC添加は、冷間圧延および、その後の焼鈍工程において、剛性向上に有利な集合組織の発達を抑制してしまう。さらに、多量のC添加は、溶接性の劣化も招く。以上の理由から、Cの含有量は0.15mass%以下とする必要があり、好ましくは0.11mass%以下とする。 On the other hand, when the amount of C increases, the fraction of the hard low-temperature transformation phase increases, and the steel becomes extremely strong and the workability deteriorates. Further, the addition of a large amount of C suppresses the development of a texture that is advantageous for improving rigidity in cold rolling and the subsequent annealing process. Further, the addition of a large amount of C causes deterioration of weldability. For the above reasons, the C content needs to be 0.15 mass% or less, preferably 0.11 mass% or less.
Si:0.5mass%以下
Siは、多量に含有すると、鋼板の溶接性を劣化させるとともに、熱間圧延の加熱時において、スラブ表面においてファイヤライトの生成を促進することにて、いわゆる赤スケールと呼ばれる表面模様の発生を助長することになる。さらに、冷延鋼板として使用される場合には、表面に生成するSi酸化物が化成処理性を劣化させ、また溶融亜鉛めっき鋼板として使用される場合には、表面に生成するSi酸化物が不めっきを誘発する。以上の理由から、Siの含有量は0.5mass%以下とする必要があり、好ましくは0.3mass%以下とする。
一方、Siはフェライトを安定化させる元素であり、冷間圧延後の焼鈍工程における冷却過程において、フェライト変態を促進することで剛性を向上させることができる。このような効果を得るためには、0.1mass%以上で添加することが望ましい。
Si: 0.5 mass% or less
When Si is contained in a large amount, it deteriorates the weldability of the steel sheet and promotes the formation of firelite on the slab surface during hot rolling, thereby promoting the generation of a so-called red scale surface pattern. Will do. Furthermore, when used as a cold-rolled steel sheet, the Si oxide formed on the surface deteriorates the chemical conversion property, and when used as a hot-dip galvanized steel sheet, the Si oxide generated on the surface is not present. Induces plating. For the above reasons, the Si content needs to be 0.5 mass% or less, preferably 0.3 mass% or less.
On the other hand, Si is an element that stabilizes ferrite, and rigidity can be improved by promoting ferrite transformation in the cooling process in the annealing process after cold rolling. In order to obtain such an effect, it is desirable to add at 0.1 mass% or more.
Mn:1.5〜3.0mass%
Mnは、オーステナイト安定化元素であり、冷間圧延後の焼鈍工程における冷却過程において、焼入れ性を高め、低温変態相の生成を大きく促進することで、高強度化に大きく寄与する。また、固溶強化元素として作用することによって、鋼の高強度化にも寄与する。さらに、冷却過程で生成するフェライトを細粒化することによって、集合組織制御による剛性向上の効果も有する。このような効果を得るためには、Mnの含有量を1.5mass%以上とする必要がある。
Mn: 1.5-3.0mass%
Mn is an austenite stabilizing element and greatly contributes to increasing the strength by enhancing the hardenability and greatly promoting the generation of the low temperature transformation phase in the cooling process in the annealing process after cold rolling. Further, by acting as a solid solution strengthening element, it contributes to increasing the strength of steel. Furthermore, the effect of improving the rigidity by texture control is obtained by refining ferrite produced in the cooling process. In order to obtain such an effect, the Mn content needs to be 1.5 mass% or more.
一方、多量のMn添加は、冷間圧延後の焼鈍工程における冷却過程において、フェライト変態を抑制することから、剛性の向上に有利な集合組織を発達させることができなくなってしまう。さらに、多量のMn添加は鋼板の溶接性も劣化させてしまう。また、熱間圧延および冷間圧延時の圧延荷重を増加させることになり、製造コストの上昇を招いてしまう。したがって、Mn含有量は3.0mass%以下とする必要があり、より好ましくは2.5mass%以下とする。 On the other hand, when a large amount of Mn is added, ferrite transformation is suppressed in the cooling process in the annealing process after cold rolling, so that it becomes impossible to develop a texture that is advantageous for improving the rigidity. Furthermore, the addition of a large amount of Mn also deteriorates the weldability of the steel sheet. Moreover, the rolling load at the time of hot rolling and cold rolling will be increased, resulting in an increase in manufacturing cost. Therefore, the Mn content needs to be 3.0 mass% or less, more preferably 2.5 mass% or less.
P:0.05mass%以下
Pは、粒界に偏析して、鋼板の延性および靭性を低下させるとともに、溶接性も劣化させる。また、合金化溶融亜鉛めっき鋼板として使用される場合には、Pにより合金化速度が遅滞してしまう。したがって、Pの含有量は0.05mass%以下とする必要がある。一方、Pは固溶強化元素として高強度化に有効な元素であり、また、フェライト安定化元素として、オーステナイト中へのC濃化を促進する作用も有する。さらに、Siを添加した鋼においては、赤スケールの発生を抑制する作用も有する。このような作用を得るためには、Pの含有量を0.01mass%以上とすることが好ましい。
P: 0.05 mass% or less P segregates at the grain boundary, lowers the ductility and toughness of the steel sheet, and degrades the weldability. Further, when used as an alloyed hot-dip galvanized steel sheet, the alloying rate is delayed by P. Therefore, the content of P needs to be 0.05 mass% or less. On the other hand, P is an element effective for increasing strength as a solid solution strengthening element, and also has an action of promoting C concentration in austenite as a ferrite stabilizing element. Furthermore, steel added with Si also has an effect of suppressing the occurrence of red scale. In order to obtain such an action, the P content is preferably set to 0.01 mass% or more.
S:0.01mass%以下
Sは、熱間での延性を著しく低下させるために、熱間割れを誘発し、表面性状を著しく劣化させる。さらに、Sは、強度にほとんど寄与しないばかりか、不純物元素として粗大なMnSを形成することにより、延性および穴広げ性を低下させる。これらの問題はS量が0.01mass%を超えると顕著となるため、S量は0.01mass%以下とする必要がある。さらに、穴広げ性をとくに向上させる観点からは、0.005mass%以下とすることが好ましい。
S: 0.01 mass% or less S, in order to remarkably reduce hot ductility, induces hot cracking and remarkably deteriorates surface properties. Further, S hardly contributes to the strength, but also reduces the ductility and hole expandability by forming coarse MnS as an impurity element. Since these problems become significant when the S amount exceeds 0.01 mass%, the S amount needs to be 0.01 mass% or less. Furthermore, from the viewpoint of particularly improving the hole expansibility, it is preferably 0.005 mass% or less.
Al:0.2〜1.5mass%
Alは、本発明の重要な元素の1つである。すなわち、Alは、冷間圧延後の焼鈍工程において、フェライトの変態を促進し、その粒径分布を小さくするとともに、アスペクト比を0.7以上とすることによって、フェライトの集合組織制御による高剛性化と形状凍結性の向上とに寄与する。このような効果を得るためには、Alの含有量を0.2mass%以上とする必要がある。
一方、Alは強力なフェライト安定化元素であり、多量に添加した場合には、冷間圧延後の焼鈍工程における昇温過程において、Ac3変態点を大きく上昇させる結果、変態を活用した集合組織制御による高剛性化が抑制されることから、Al含有量の上限は1.5mass%、好ましくは1.0mass%とする。
Al: 0.2-1.5mass%
Al is one of the important elements of the present invention. In other words, Al promotes the transformation of ferrite in the annealing process after cold rolling, reduces its grain size distribution, and increases the rigidity by controlling the texture of ferrite by making the aspect ratio 0.7 or more. Contributes to improved shape freezing. In order to obtain such an effect, the Al content needs to be 0.2 mass% or more.
On the other hand, Al is a strong ferrite stabilizing element, and when added in a large amount, the Ac3 transformation point is greatly increased during the temperature rising process in the annealing process after cold rolling, resulting in texture control utilizing transformation. Therefore, the upper limit of the Al content is 1.5 mass%, preferably 1.0 mass%.
Mn/Al:2.0〜12
冷間圧延後の焼鈍工程の冷却過程において、フェライト変態の温度が高いと、変態したフェライトの粒成長が促進されてフェライト粒径が大きくなるとともに、粒径分布も大きくなることから、形状凍結性が低下するとともに、剛性向上に必要な集合組織の発達が抑制される。
Mn / Al: 2.0-12
In the cooling process of the annealing process after cold rolling, if the ferrite transformation temperature is high, the grain growth of the transformed ferrite is promoted to increase the ferrite grain size and the grain size distribution. And the development of the texture necessary for improving the rigidity is suppressed.
一方、フェライト変態の温度が低いと、フェライト変態が抑制されるとともに、後述するフェライト粒のアスペクト比が1から大きく外れることから、同様に、形状凍結性が低下するとともに、剛性向上に必要な集合組織の発達が抑制されてしまう。したがって、オーステナイト安定化元素であるMnと、フェライト安定化元素であるAlとの量は、そのバランスを制御する必要があり、Mn/Alの比で2.0〜12とする必要がある。なお該式において、MnおよびAlは各々の元素の含有量(mass%)である。 On the other hand, when the temperature of ferrite transformation is low, ferrite transformation is suppressed and the aspect ratio of ferrite grains described later greatly deviates from 1. Tissue development is suppressed. Therefore, the amount of Mn, which is an austenite stabilizing element, and Al, which is a ferrite stabilizing element, needs to be controlled in balance, and the ratio of Mn / Al needs to be 2.0-12. In this formula, Mn and Al are the contents (mass%) of each element.
ここで、図1に、Mn/Alと鋼板幅方向のヤング率との関係を整理して示した。図1に示すように、Mn/Alを2.0〜12の範囲内に制御することにより、鋼板幅方向のヤング率を235GPa以上にできることがわかる。なお、図1に示す評価結果を得た鋼板については、後述する実施例(供試体No1,2,4,5,6,12,19,21,23および24)に示した。 Here, FIG. 1 shows the relationship between Mn / Al and the Young's modulus in the width direction of the steel sheet. As shown in FIG. 1, it can be seen that by controlling Mn / Al within the range of 2.0 to 12, the Young's modulus in the steel sheet width direction can be made 235 GPa or more. In addition, about the steel plate which obtained the evaluation result shown in FIG. 1, it showed to the Example (Specimen No. 1, 2, 4, 5, 6, 12, 19, 21, 23 and 24) mentioned later.
N:0.01mass%以下
Nは、多量に含有すると、熱間圧延中にスラブ割れを伴い、表面痕が発生する恐れがある。さらに、高温でNbと粗大な窒化物を形成することによって、Nbの添加効果を減少させてしまうことから、製造コストの増大を招いてしまう。したがって、N量は0.01mass%以下とする必要があり、より好ましくは0.005mass%以下とする必要がある。
N: 0.01 mass% or less When N is contained in a large amount, there is a risk of surface marks being generated along with slab cracking during hot rolling. Further, the formation of coarse nitrides with Nb at a high temperature reduces the effect of Nb addition, leading to an increase in manufacturing cost. Therefore, the N amount needs to be 0.01 mass% or less, more preferably 0.005 mass% or less.
Nb:0.02〜0.10mass%
Nbは、冷間圧延後の焼鈍工程における昇温過程において、加工フェライトの再結晶を抑制することで、未再結晶フェライトからのオーステナイト変態を促進するとともに、オーステナイト粒を微細化し、さらに、変態後のフェライトも細粒化することで、集合組織制御により剛性を向上させることができる。このような作用を有するために、Nbの含有量を0.02mass%以上とする必要がある。一方、多量のNbを添加しても、熱延時のオーステナイトや冷延後の焼鈍時におけるフェライトの再結晶抑制効果は飽和するとともに、熱間圧延、冷間圧延における圧延荷重の増大も招く。したがって、Nbの含有量は0.10mass%以下とする必要がある。
Nb: 0.02-0.10mass%
Nb promotes austenite transformation from unrecrystallized ferrite by suppressing recrystallization of processed ferrite in the temperature rising process in the annealing process after cold rolling, and further refines austenite grains, and after transformation The ferrite can also be refined to improve the rigidity by texture control. In order to have such an action, the Nb content needs to be 0.02 mass% or more. On the other hand, even if a large amount of Nb is added, the effect of suppressing recrystallization of austenite at the time of hot rolling and annealing at the time of annealing after cold rolling is saturated and the rolling load in hot rolling and cold rolling is increased. Therefore, the Nb content needs to be 0.10 mass% or less.
なお、前記した成分を除く残部は、Feおよび不可避的不純物であることが好ましい。さらに、強度および剛性や形状凍結性を向上させる場合には、上記化学成分の規定に加え、必要に応じて下記の成分を1種類以上添加してもよい。 In addition, it is preferable that the remainder except an above-described component is Fe and an unavoidable impurity. Furthermore, when improving strength, rigidity, and shape freezing property, one or more of the following components may be added as necessary, in addition to the above-mentioned chemical components.
Ti:0.01〜0.20mass%
V:0.01〜0.20mass%
TiおよびVは、微細な炭窒化物を形成することによって、強度上昇に寄与する。また、冷間圧延後の焼鈍工程における昇温過程において、加工フェライトの再結晶を抑制することにて、未再結晶フェライトからのオーステナイト変態を促進するとともに、オーステナイト粒を微細化する。さらに、変態後のフェライトも細粒化することにて、形状凍結性を向上させるとともに、集合組織制御により剛性を向上させることができる。このような作用を有するために、TiおよびVの含有量をそれぞれ0.01mass%以上とすることが好ましい。一方、多量のTiおよびVを添加しても、冷間圧延後の焼鈍昇温時におけるフェライトの再結晶抑制効果はが飽和することから、TiおよびVの含有量はそれぞれ0.20mass%以下とすることが好ましい。
Ti: 0.01-0.20mass%
V: 0.01 ~ 0.20mass%
Ti and V contribute to an increase in strength by forming fine carbonitrides. Moreover, in the temperature rising process in the annealing process after cold rolling, by suppressing recrystallization of the processed ferrite, the austenite transformation from the unrecrystallized ferrite is promoted and the austenite grains are refined. Furthermore, by reducing the size of the ferrite after transformation, the shape freezing property can be improved and the rigidity can be improved by texture control. In order to have such an action, the Ti and V contents are each preferably 0.01 mass% or more. On the other hand, even if a large amount of Ti and V are added, the effect of suppressing the recrystallization of ferrite at the time of temperature rise after annealing is saturated, so the contents of Ti and V are each 0.20 mass% or less. It is preferable.
Cr:0.05〜1.0mass%、Ni:0.05〜1.0mass%、Mo:0.05〜1.0mass%およびCu:0.1〜2.0mass%
Cr、Ni、MoおよびCuは、焼き入れ性を高める元素であり、焼鈍工程における均熱後の冷却過程において、低温変態相の生成を大きく促進することで、高強度化に大きく寄与することができる。このような効果を得るには、Cr、Ni、Mo量はそれぞれ0.05mass%以上、そしてCuは0.1mass%以上で添加することが好ましい。
Cr: 0.05-1.0 mass%, Ni: 0.05-1.0 mass%, Mo: 0.05-1.0 mass% and Cu: 0.1-2.0 mass%
Cr, Ni, Mo, and Cu are elements that enhance the hardenability and greatly contribute to high strength by greatly promoting the generation of low-temperature transformation phase in the cooling process after soaking in the annealing process. it can. In order to obtain such an effect, it is preferable to add Cr, Ni and Mo in amounts of 0.05 mass% or more and Cu in amounts of 0.1 mass% or more.
一方、Cr、Ni、MoおよびCuを多量に添加しても、効果が飽和するだけでなく、圧延荷重の増大や合金コストが増加することから、Cr、Ni、Mo量はそれぞれ1.0mass%以下、そしてCu量は2.0mass%以下とすることが好ましい。 On the other hand, adding a large amount of Cr, Ni, Mo and Cu not only saturates the effect, but also increases the rolling load and alloy costs, so the amount of Cr, Ni and Mo is less than 1.0 mass% respectively. And, the amount of Cu is preferably set to 2.0 mass% or less.
W:0.1〜2.0mass%
Wは、固溶元素や炭化物として存在することで、剛性を向上させることができる。この効果を得るためには、W量を0.1mass%以上とすることが好ましい。一方、多量のW添加は、合金コストが増加することから、W量は2.0mass%以下とすることが好ましい。
W: 0.1-2.0mass%
W can improve rigidity by existing as a solid solution element or carbide. In order to obtain this effect, the W amount is preferably set to 0.1 mass% or more. On the other hand, the addition of a large amount of W increases the alloy cost, so the W amount is preferably set to 2.0 mass% or less.
さらに、本発明の鋼板は、以下の組識とすることが肝要である。
フェライト分率:50%以上
フェライトは、集合組織制御を制御することで剛性を高めることができる。そのためには、フェライト分率を50%以上とする必要がある。なお、フェライト分率の上限は特に設けないが、形状凍結性の向上や高強度化のためには、マルテンサイト相の活用が有利であり、マルテンサイトの分率を10%以上確保するには、フェライト分率を90%以下とすることが好ましい。
Furthermore, it is important that the steel sheet of the present invention has the following organization.
Ferrite fraction: 50% or more Ferrite can be increased in rigidity by controlling texture control. For that purpose, the ferrite fraction needs to be 50% or more. Although there is no particular upper limit for the ferrite fraction, it is advantageous to use the martensite phase to improve shape freezeability and increase strength, and to ensure a martensite fraction of 10% or more. The ferrite fraction is preferably 90% or less.
平均のフェライト粒径:3.0μm以下
圧延方向の平均フェライト粒径(dL)と板厚方向の平均フェライト粒径(dN)との比dN/dL:0.70以上
圧延方向の個々のフェライト粒径の自然対数の標準偏差σA:0.70以下
フェライト粒径が大きく、また個々のフェライト粒のばらつきが大きく、さらに、フェライト粒径のアスペクト比dN/dLが1から大きく外れ、0.70未満になると、剛性向上に有利な集合組織の発達が阻害されるだけでなく、部材に応力が作用した場合に、応力伝達が不均一になり、特定の粒に応力が集中することで剛性が低下してしまう。さらに、プレス加工時には、粒径分布の中央から外れた粗大粒に応力が集中することによって、内部応力が高まり、形状凍結性が著しく低下してしまう。
Average ferrite particle size: 3.0 μm or less Ratio of average ferrite particle size (dL) in rolling direction to average ferrite particle size (dN) in sheet thickness direction dN / dL: 0.70 or more Natural ferrite particle size in rolling direction Logarithmic standard deviation σA: 0.70 or less Ferrite grain size is large, individual ferrite grains vary widely, and the aspect ratio dN / dL of ferrite grain size greatly deviates from 1 and is less than 0.70. In addition to hindering the development of complex textures, when stress acts on a member, stress transmission becomes non-uniform and the stress is concentrated on specific grains, resulting in a decrease in rigidity. Further, during the press working, stress concentrates on coarse grains deviating from the center of the particle size distribution, so that the internal stress increases and the shape freezing property is remarkably lowered.
かような理由から、平均のフェライト粒径は3.0μm以下とする必要があり、より好ましくは2.0μm以下である。下限は設けないが、極端に粒径が小さいと加工性が低下することから、0.5μm以上が好ましい。 For this reason, the average ferrite particle size needs to be 3.0 μm or less, more preferably 2.0 μm or less. No lower limit is provided, but if the particle size is extremely small, the workability deteriorates, so 0.5 μm or more is preferable.
同様に、比dN/dLは0.70以上とする必要があり、より好ましくは0.80以上である。上限は1.0が好ましい。 Similarly, the ratio dN / dL needs to be 0.70 or more, more preferably 0.80 or more. The upper limit is preferably 1.0.
さらに、圧延方向の個々のフェライト粒径の自然対数の標準偏差σAは0.65以下とする必要があり、より好ましくは0.60以下である。
ここで、図2に、後述する実施例における評価結果について、σAと形状凍結性の指標となる縦壁部の開き幅との関係を整理して示す。図2に示すように、σAを0.65以下にすることにより、縦壁部の開き幅を18mm以下にできることがわかる。
なお、図2の評価結果を得た鋼板については、後述する実施例(供試体No.1,2,4〜13,16,17,20,21,23,24)に示した。但し、供試体No.12は、σAが0.60にて開き幅は19mmであるが、後述の巻取り温度が560℃を下回る事例である。
Further, the standard deviation σA of the natural logarithm of the individual ferrite grain sizes in the rolling direction needs to be 0.65 or less, more preferably 0.60 or less.
Here, FIG. 2 shows the relationship between σA and the opening width of the vertical wall portion, which is an index of shape freezing property, for the evaluation results in the examples described later. As shown in FIG. 2, it can be seen that the opening width of the vertical wall portion can be made 18 mm or less by setting σA to 0.65 or less.
In addition, about the steel plate which obtained the evaluation result of FIG. 2, it showed to the Example (Specimen No.1,2,4-13,16,17,20,21,23,24) mentioned later. Specimen No. 12, however, is an example in which σA is 0.60 and the opening width is 19 mm, but the winding temperature described later is below 560 ° C.
また、フェライト粒径について、鋼板の圧延方向断面の30×30μm視野でのSEM写真において、圧延方向および板厚方向にそれぞれ2μm間隔で直線を引き、切断法により個々のフェライト粒の切断長さをそれぞれ圧延方向および板厚方向毎に測定した。
以上の測定を3視野分行い、圧延方向平均フェライト粒径dLおよび板厚方向平均フェライト粒径dNを求めた。ここで、各方向の平均フェライト粒径は、それぞれの方向の切断長さを単純に平均化した値である。また、平均フィライト粒径は、圧延方向平均フェライト粒径dLおよび板厚方向平均フェライト粒径dNの平均値である。さらに、σAは、圧延方向の個々のフィライト切断長さの自然対数を採ったとき、その分布の標準偏差である。
In addition, regarding the ferrite grain size, in the SEM photograph of the cross section in the rolling direction of the steel sheet in a 30 × 30 μm field of view, straight lines are drawn at intervals of 2 μm in the rolling direction and the thickness direction, and the cutting length of each ferrite grain is determined by the cutting method. The measurement was made for each rolling direction and sheet thickness direction.
The above measurement was performed for three fields of view to determine the rolling direction average ferrite particle size dL and the plate thickness direction average ferrite particle size dN. Here, the average ferrite grain size in each direction is a value obtained by simply averaging the cutting lengths in each direction. The average philite particle size is an average value of the rolling direction average ferrite particle size dL and the plate thickness direction average ferrite particle size dN. Furthermore, σA is the standard deviation of the distribution when taking the natural logarithm of the individual filite cutting lengths in the rolling direction.
次に、本発明の製造条件について説明する。
まず、上述した成分組成に従って、例えば、目的とする強度レベルに応じた化学成分の鋼を溶製する。この溶製方法は、通常の転炉法、電炉法等、適宜適用することができる。溶製された鋼は、スラブに鋳造後、そのまま、あるいは、冷却してから加熱し、熱間圧延を施す。
Next, the manufacturing conditions of the present invention will be described.
First, in accordance with the above-described component composition, for example, steel having a chemical component corresponding to a target strength level is melted. This melting method can be applied as appropriate, such as a normal converter method and an electric furnace method. The molten steel is cast into a slab and then heated as it is or after cooling and hot rolling.
熱間圧延は、仕上げ圧延の終了温度:800〜950℃の条件で仕上げた後、巻取り温度:500℃以上にて巻取り、その後、通常の酸洗、40〜80%の圧下率での冷間圧延を施す。次いで、1.0℃/s以上の加熱速度で800〜900℃まで加熱し、かつ当該温度域で300s以下の均熱処理を行う、焼鈍を施し、引き続き620℃までの平均冷却速度を1.0〜30℃/sとして冷却する。620℃まで冷却した後、冷延鋼板の場合は引き続き冷却を行い冷却途中で過時効処理を行ってもよいし、一旦冷却したのち、再加熱して過時効処理を行ってもよい。また、620℃以下まで冷却した後、めっき処理を施して鋼板表面にめっき皮膜を形成してもよい。めっきの種類としては、例えば亜鉛めっきが挙げられ、めっき皮膜を有することにより鋼板の耐食性を向上することができる。 In hot rolling, after finishing at the finish rolling finish temperature of 800 to 950 ° C, the winding temperature is wound at 500 ° C or higher, and then pickled at a normal pickling rate of 40 to 80%. Apply cold rolling. Subsequently, heating is performed at a heating rate of 1.0 ° C./s or higher to 800 to 900 ° C., and a soaking process is performed for 300 s or less in the temperature range, annealing is performed, and subsequently an average cooling rate to 620 ° C. is set to 1.0 to 30 ° C. / Cool as s. After cooling to 620 ° C., in the case of a cold-rolled steel sheet, cooling may be continued and an overaging treatment may be performed in the middle of cooling, or after cooling, the overaging treatment may be performed by reheating. Further, after cooling to 620 ° C. or lower, a plating treatment may be performed to form a plating film on the steel sheet surface. As a kind of plating, for example, galvanizing can be mentioned, and by having a plating film, the corrosion resistance of the steel sheet can be improved.
溶融亜鉛めっき鋼板として製造させる場合には、溶融亜鉛中を通板させることでめっきすることもできるし、さらに、合金化溶融亜鉛めっき鋼板として製造される場合には、合金化処理のため、500℃以上の再加熱を行うこともできる。 When manufactured as a hot dip galvanized steel sheet, it can be plated by letting it pass through hot dip galvanized steel. Furthermore, when manufactured as an alloyed hot dip galvanized steel sheet, Reheating at a temperature of ℃ or higher can be performed.
以下、前記製造条件毎に詳しく説明する。
仕上げ圧延の終了温度:800〜950℃
仕上げ圧延の終了温度が950℃を超えると、その後の変態でフェライト粒径が大きくなり、冷間圧延で、剛性向上に有利な方位の発達が抑制されてしまう。したがって、仕上げ圧延の終了温度は950℃以下とする。
Hereinafter, each manufacturing condition will be described in detail.
Finishing finish temperature: 800-950 ℃
When the finish rolling finish temperature exceeds 950 ° C., the ferrite grain size becomes large in the subsequent transformation, and the development of the orientation advantageous for improving the rigidity is suppressed by cold rolling. Therefore, the finish temperature of finish rolling is 950 ° C. or less.
一方、仕上げ圧延の終了温度が800℃を下回ると、オーステナイト域では圧延荷重が増大し、フェライト域では荷重は低下するもののフェライト粒が粗大化してしまう。そのため、仕上げ圧延の終了温度は800℃以上とする。 On the other hand, when the finish rolling finish temperature is lower than 800 ° C., the rolling load increases in the austenite region and the ferrite grain becomes coarse although the load decreases in the ferrite region. Therefore, the finish rolling finish temperature is 800 ° C. or higher.
巻取り温度:560℃以上
巻取り温度が560℃を下回ると、低温変態相が生成して、その後の冷間圧延において、圧延荷重が増大するだけでなく、剛性を向上させる集合組織を発達させることができなくなってしまう。したがって、巻取り温度は560℃以上とする必要がある。一方、巻取り温度が高いと、熱延段階でのフェライト粒が粗大化することで、剛性を向上させる集合組織の発達が抑制されることから、好ましくは650℃以下とする。
Coiling temperature: When 560 coiling temperature over ° C. is below 560 ° C., to produce the low temperature transformation phase in the subsequent cold rolling, as well as rolling load is increased, to develop texture to improve the rigidity It becomes impossible to do. Therefore, the coiling temperature needs to be 560 ° C or higher. On the other hand, when the coiling temperature is high, the ferrite grains are coarsened in the hot rolling stage, and the development of the texture that improves the rigidity is suppressed.
冷間圧延の圧下率:40〜70%
熱間圧延工程後に冷間圧延を行うに際し、圧下率を最適化することによって、剛性の向上に有効な(112)[1−10]方位に回転させることができる。このような方位を発達させるには冷間圧延の圧下率を40〜70%とする必要がある。
Cold rolling reduction: 40-70 %
When the cold rolling is performed after the hot rolling process, the rolling reduction can be optimized to the (112) [1-10] orientation effective in improving the rigidity. In order to develop such an orientation, it is necessary to make the rolling reduction of
焼鈍時の昇温速度:1.0℃/s以上
昇温速度が極端に遅いと、焼鈍途中でフェライトの再結晶が進行することから、焼鈍時の昇温速度は1.0℃/s以上とする必要がある。昇温速度の上限はとくに設けないが、急速加熱は製造コストが増大することから30℃/s以下で昇温するのが好ましい。
Temperature rise rate during annealing: 1.0 ° C / s or more If the temperature rise rate is extremely slow, recrystallization of ferrite proceeds during annealing, so the temperature rise rate during annealing must be 1.0 ° C / s or more. is there. Although there is no particular upper limit for the rate of temperature increase, rapid heating preferably increases the temperature at 30 ° C./s or less because the production cost increases.
焼鈍時の加熱温度:800〜900℃
焼鈍時には、未再結晶フェライトからのオーステナイト変態を進行させるとともに、オーステナイトの粒成長を抑制して変態歪を残留させ、冷却時にその変態歪を解放するようフェライト変態させることによって、冷間圧延で発達した剛性向上方位をさらに発達させることができる。加熱温度(均熱温度ともいう)が900℃を超えると、オーステナイト粒が粗大化して変態歪が消失し、その後の冷却過程で剛性の向上に有利な集合組織の発達が阻害されることから、焼鈍時の加熱温度は900℃以下とする必要がある。
一方、加熱温度が低いと変態が完了せず、未再結晶フェライトが残ってしまうことから、加熱温度は800℃以上とする必要がある。
Heating temperature during annealing: 800-900 ° C
During annealing, the austenite transformation from unrecrystallized ferrite proceeds, and the austenite grain growth is suppressed, the transformation strain remains, and the ferrite transformation is performed to release the transformation strain during cooling. The improved rigidity improvement orientation can be further developed. When the heating temperature (also referred to as the soaking temperature) exceeds 900 ° C., the austenite grains become coarse and the transformation strain disappears, and the subsequent cooling process hinders the development of texture that is advantageous for improving the rigidity. The heating temperature during annealing needs to be 900 ° C. or lower.
On the other hand, if the heating temperature is low, transformation is not completed and unrecrystallized ferrite remains, so the heating temperature needs to be 800 ° C. or higher.
焼鈍時の均熱時間:300s以下
均熱時には、オーステナイトの粒成長を抑制する必要があることから、均熱時間は300S以下とする必要があり、より好ましくは150s以下とする。下限はとくに設けないが、オーステナイト変態が完了する必要があることから、均熱時間は10s以上であることが望ましい。
Soaking time during annealing: 300 s or less During soaking, it is necessary to suppress grain growth of austenite, so the soaking time needs to be 300 S or less, more preferably 150 s or less. Although there is no specific lower limit, it is desirable that the soaking time be 10 s or longer because the austenite transformation needs to be completed.
均熱後の冷却:620℃まで1.0〜15℃/s
均熱後の冷却速度が大きいと、フェライトの変態開始温度が低くなり、フェライト変態が抑制されるとともに、フェライト粒のアスペクト比が1から大きく外れることから、形状凍結性が低下するとともに、剛性向上に必要な集合組織の発達が抑制されてしまう。したがって、均熱後の冷却速度は15℃/s以下とする必要がある。
Cooling after soaking: 1.0 to 15 ° C / s to 620 ° C
When the cooling rate after soaking is large, the transformation start temperature of the ferrite is lowered, the ferrite transformation is suppressed, and the aspect ratio of the ferrite grains is greatly deviated from 1, so that the shape freezing property is lowered and the rigidity is improved. It would be suppressed development of collective organizations needed to. Therefore, the cooling rate after soaking should be 15 ° C / s or less.
一方、均熱後の冷却速度が小さいと、フェライト変態開始温度が高くなり、フェライトが粗大化するとともに、粒径分布が大きくなり、形状凍結性が低下するとともに、剛性向上に必要な集合組織の発達が抑制される。したがって、均熱後の冷却速度は1.0℃/s以上とする必要がある。また、620℃未満の低温で変態するフェライトは、変態の駆動力が大きく、均熱時の変態歪の緩和を主とした変態が起こりにくく、剛性向上に有利な方位が発達しにくくなる。したがって、剛性を向上させるには620℃までに全フェライトの大部分である80mass%以上について変態が完了する必要があり、このため均熱後の冷却は620℃までを1.0〜15℃/sの速度で冷却する必要がある。なおここで、冷却速度は均熱温度から620℃までの平均冷却速度である。 On the other hand, if the cooling rate after soaking is small, the ferrite transformation start temperature becomes high, the ferrite becomes coarse, the particle size distribution becomes large, the shape freezing property is lowered, and the texture necessary for improving the rigidity is reduced. Development is suppressed. Therefore, the cooling rate after soaking needs to be 1.0 ° C./s or more. In addition, ferrite that transforms at a low temperature of less than 620 ° C. has a large driving force for transformation, hardly undergoes transformation mainly due to relaxation of transformation strain during soaking, and it is difficult to develop an orientation that is advantageous for improving rigidity. Therefore, in order to improve the rigidity, it is necessary to complete transformation for 80 mass% or more, which is the majority of all ferrite by 620 ° C. Therefore, after soaking, cooling to 620 ° C. is 1.0 to 15 ° C./s. Need to cool at speed. Here, the cooling rate is an average cooling rate from the soaking temperature to 620 ° C.
ここで、図3に、Mn/Alおよび均熱後の冷却速度と形状凍結性の指標となる縦壁部の開き幅との関係を整理して示す。図3に示すように、Mn/Alを上述した範囲とした上で該冷却速度を1.0〜30℃/sにすることにより、縦壁部の開き幅を19mm以下にできることがわかる。なお、図3の評価結果を得た鋼板については、後述する実施例(供試体No1,2,4,5,6,12,13,14,19,21,23,24)に示した。 Here, FIG. 3 shows the relationship between the Mn / Al, the cooling rate after soaking, and the opening width of the vertical wall as an index of shape freezing property. As shown in FIG. 3, it can be seen that the opening width of the vertical wall portion can be reduced to 19 mm or less by setting the cooling rate to 1.0 to 30 ° C./s after setting Mn / Al in the above-described range. In addition, about the steel plate which obtained the evaluation result of FIG. 3, it showed to the Example (Specimen No. 1,2,4,5,6,12,13,14,19,21,23,24) mentioned later.
表1に供試体の化学組成、製造条件および特性値を示す。表1に示す化学組成を有する鋼スラブを溶製したのち、1250℃で1時間のスラブ加熱を施し、熱間粗圧延後に、表2に示す仕上げ温度(FT)で仕上げ圧延を行い、その後、表2に示す巻取り温度(CT)にて巻き取った。得られる熱延板の板厚は1.7〜8.0mmとし、酸洗後、種々の圧下率の冷間圧延により板厚1.2mmとした。冷間圧延後は、表2に示す条件で加熱、そして均熱を行い、620℃までは表2中の冷却速度で冷却した。その後は、冷却途中の350℃で150sの時効処理を行って冷延板とするか、あるいは、冷却途中の470℃で溶融亜鉛めっきを行って500℃以上に再加熱する、合金化処理にて合金化溶融亜鉛めっき鋼板とした。 Table 1 shows the chemical composition, production conditions and characteristic values of the specimens. After melting a steel slab having the chemical composition shown in Table 1, slab heating was performed at 1250 ° C. for 1 hour, after hot rough rolling, finish rolling was performed at the finishing temperature (FT) shown in Table 2, and then Winding was performed at the winding temperature (CT) shown in Table 2. The thickness of the obtained hot-rolled sheet was 1.7 to 8.0 mm. After pickling, the sheet thickness was 1.2 mm by cold rolling at various rolling reductions. After cold rolling, heating and soaking were performed under the conditions shown in Table 2, and cooling was performed at a cooling rate in Table 2 up to 620 ° C. After that, by aging treatment at 350 ° C. during cooling for 150 s to make a cold-rolled sheet, or by hot dip galvanizing at 470 ° C. during cooling and reheating to 500 ° C. or higher, alloying treatment An alloyed hot-dip galvanized steel sheet was obtained.
以上の製造工程において、得られた冷却板あるいは合金化溶融亜鉛めっき鋼板について組織観察を行うとともに、機械的特性、部品剛性および形状凍結性を調査した。その結果を、表3に示す。
まず、組織観察は、鋼板の圧延方向断面をナイタール腐食した後、走査型電子顕微鏡(SEM)観察を行い、30×30μm域の写真を3枚撮ったのち、画像処理によりフェライトの分率(フェライトの面積率)、また切片法により平均粒径、比dN/dLおよび圧延方向の粒径分布を、上述したように求めた。
In the above manufacturing process, the obtained cooling plate or alloyed hot-dip galvanized steel sheet was observed for structure, and mechanical characteristics, part rigidity and shape freezing property were investigated. The results are shown in Table 3.
First of all, the structure was observed by observing a section in the rolling direction of the steel plate with nital corrosion, followed by scanning electron microscope (SEM) observation, taking three photographs of 30 × 30μm area, and then processing the ferrite fraction (ferrite The average particle size, the ratio dN / dL, and the particle size distribution in the rolling direction were determined by the intercept method as described above.
また、機械的特性は、圧延直角方向である板幅方向からJIS5号引張試験片を切り出し、引張速度1mm/minでの引張試験を行って求めた。 The mechanical properties were determined by cutting a JIS No. 5 tensile test piece from the sheet width direction, which is the direction perpendicular to rolling, and conducting a tensile test at a tensile speed of 1 mm / min.
ヤング率は、板幅方向を長手方向として10×60mmの試験片を切り出し、横振動型の共振周波数測定装置を用いて、American Society for Testing Materialsの基準(C1259)に従い測定した。 The Young's modulus was measured in accordance with the American Society for Testing Materials standard (C1259) using a transverse vibration type resonance frequency measuring device by cutting a 10 × 60 mm test piece with the plate width direction as the longitudinal direction.
さらに、部品剛性は、内径30×50mm、長さ800mmのコラム型部品を作製して評価した。コラム型部品における片ハット部と底板とは、スポット溶接でつなぎ、長手方向は圧延直角方向とし、その両端にフランジを取り付け、片持ち梁の方法にて、押込み荷重が300Nのときのたわみ量を測定した。 Furthermore, the part rigidity was evaluated by fabricating a column type part having an inner diameter of 30 × 50 mm and a length of 800 mm. The one-hat part and bottom plate of the column-type parts are connected by spot welding, the longitudinal direction is the direction perpendicular to the rolling direction, flanges are attached to both ends, and the deflection amount when the indentation load is 300 N by the cantilever method is used. It was measured.
そして、形状凍結性は、長手方向を圧延方向として350×80mの試験片を切り出し、ポンチ幅99mm、ダイ幅103mm、ダイ深さ(縦壁部対応)95mmで片ハット部品のプレスを行い、縦壁部の開き幅を測定した。 For shape freezing, a specimen of 350 x 80m was cut out with the longitudinal direction as the rolling direction, and a single hat part was pressed with a punch width of 99mm, a die width of 103mm, and a die depth (corresponding to the vertical wall) of 95mm. The opening width of the wall was measured.
Claims (8)
Si:0.5mass%以下、
Mn:1.5〜3.0mass%、
P:0.05mass%以下、
S:0.01mass%以下、
Al:0.2〜1.5mass%、
N:0.01mass%以下および
Nb:0.02〜0.1mass%
を、下記(1)式に示す関係を満たす範囲にて含有し、残部は鉄および不可避的不純物からなる成分組成を有し、フェライト面積率が50%以上および平均フェライト粒径が3.0μm以下であり、圧延方向および板厚方向の平均フェライト粒径をそれぞれdLおよびdNとしたとき、比dN/dLが0.70以上であり、さらに圧延方向の個々のフェライト粒径に関して自然対数を採った値の標準偏差をσAとしたとき、σA≦0.65の関係式を満たすことを特徴とする形状凍結性に優れた高張力鋼板。
記
2.0≦Mn/Al≦12・・・(1) C: 0.05-0.14 mass%,
Si: 0.5 mass% or less,
Mn: 1.5-3.0mass%,
P: 0.05 mass% or less,
S: 0.01 mass% or less,
Al: 0.2-1.5mass%,
N: 0.01 mass% or less and
Nb: 0.02-0.1mass%
In a range satisfying the relationship expressed by the following formula (1), with the balance being a component composition composed of iron and inevitable impurities, with a ferrite area ratio of 50% or more and an average ferrite particle size of 3.0 μm or less. Yes, when the average ferrite grain size in the rolling direction and the sheet thickness direction is dL and dN, respectively, the ratio dN / dL is 0.70 or more, and the standard value obtained by taking the natural logarithm for each ferrite grain size in the rolling direction A high-strength steel sheet with excellent shape-freezing property, characterized by satisfying the relational expression of σA ≦ 0.65 when the deviation is σA.
Record
2.0 ≦ Mn / Al ≦ 12 (1)
Ti:0.01〜0.2mass%および
V:0.01〜0.2mass%
を含有することを特徴とする形状凍結性に優れた高張力鋼板。 The component composition according to claim 1, further comprising:
Ti: 0.01-0.2 mass% and V: 0.01-0.2 mass%
A high-strength steel sheet with excellent shape freezing property, characterized by containing.
Cr:0.05〜1.0mass%、
Ni:0.05〜1.0mass%、
Mo:0.05〜1.0mass%および
Cu:0.1〜2.0mass%
のいずれか1種以上を含有することを特徴とする形状凍結性に優れた高張力鋼板。 The component composition according to claim 1 or 2, further comprising:
Cr: 0.05-1.0mass%,
Ni: 0.05-1.0mass%,
Mo: 0.05-1.0mass% and
Cu: 0.1-2.0mass%
A high-strength steel sheet excellent in shape freezing property, characterized by containing at least one of the above.
W:0.1〜2.0mass%
を含有することを特徴とする形状凍結性に優れた高張力鋼板。 In Claim 1, 2, or 3, the said component composition is further W: 0.1-2.0mass%
A high-strength steel sheet with excellent shape freezing property, characterized by containing.
Si:0.5mass%以下、
Mn:1.5〜3.0mass%、
P:0.05mass%以下、
S:0.01mass%以下、
Al:0.2〜1.5mass%、
N:0.01mass%以下および
Nb:0.02〜0.1mass%
を、下記(1)式に示す関係を満たす範囲にて含有し、残部は鉄および不可避的不純物からなる成分組成を有する鋼素材に、熱間圧延を施すに際し、800〜950℃で仕上げ圧延を終了し、次いで、560℃以上で巻取った後酸洗を行い、40〜70%の圧下率で冷間圧延を行った後、1.0℃/s以上の加熱速度で800〜900℃まで加熱し、かつ当該温度域で300s以下の均熱処理を行う、焼鈍を施し、引き続き620℃までの平均冷却速度を1.0〜15℃/sとして冷却することを特徴とする形状凍結性に優れた高張力鋼板の製造方法。
記
2.0≦Mn/Al≦12・・・(1) C: 0.05-0.14 mass%,
Si: 0.5 mass% or less,
Mn: 1.5-3.0mass%,
P: 0.05 mass% or less,
S: 0.01 mass% or less,
Al: 0.2-1.5mass%,
N: 0.01 mass% or less and
Nb: 0.02-0.1mass%
In the range satisfying the relationship expressed by the following formula (1), and the balance is finish-rolled at 800 to 950 ° C. when hot-rolling a steel material having a composition composed of iron and inevitable impurities. Then, after winding at 560 ° C. or higher, pickling, cold rolling at a rolling reduction of 40 to 70 %, and then heating to 800 to 900 ° C. at a heating rate of 1.0 ° C./s or higher. And high-tensile steel plate with excellent shape freezing characteristics, characterized by annealing at 300 ° C or less in the temperature range, annealing, and cooling at an average cooling rate up to 620 ° C of 1.0-15 ° C / s. Manufacturing method.
Record
2.0 ≦ Mn / Al ≦ 12 (1)
Ti:0.01〜0.2mass%および
V:0.01〜0.2mass%
を含有することを特徴とする形状凍結性に優れた高張力鋼板の製造方法。 The steel material according to claim 5, further comprising:
Ti: 0.01-0.2 mass% and V: 0.01-0.2 mass%
The manufacturing method of the high-tensile steel plate excellent in the shape freezing property characterized by containing.
Cr:0.05〜1.0mass%、
Ni:0.05〜1.0mass%、
Mo:0.05〜1.0mass%および
Cu:0.1〜2.0mass%
のいずれか1種以上を含有することを特徴とする形状凍結性に優れた高張力鋼板の製造方法。 The steel material according to claim 5 or 6, further comprising:
Cr: 0.05-1.0mass%,
Ni: 0.05-1.0mass%,
Mo: 0.05-1.0mass% and
Cu: 0.1-2.0mass%
A method for producing a high-tensile steel sheet having excellent shape freezing property, comprising at least one of the above.
W:0.1〜2.0mass%
を含有することを特徴とする形状凍結性に優れた高張力鋼板の製造方法。 The steel material according to claim 5, 6 or 7, further comprising: W: 0.1 to 2.0 mass%
The manufacturing method of the high-tensile steel plate excellent in the shape freezing property characterized by containing.
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