JP5392223B2 - Hot-rolled steel sheet with excellent strain age hardening characteristics and method for producing the same - Google Patents

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Description

本発明は、主として自動車用熱延鋼板に係り、とくに、曲げ加工性、伸びフランジ加工性、絞り加工性等のプレス成形性が良好で、しかもプレス成形後の熱処理により引張強さが顕著に増加する、極めて大きな歪時効硬化特性を有する熱延鋼板およびその製造方法に関する。本発明でいう極めて大きな歪時効硬化特性、すなわち「歪時効硬化特性に優れる」とは、ΔTS:80MPa 以上になる歪時効硬化特性を有することを意味する。本発明において、ΔTSとは、塑性歪量5%以上の予変形処理後、150 〜 350℃の範囲の温度で保持時間:30s以上の熱処理を施したときの、熱処理前後の引張強さ増加量{=(熱処理後の引張強さ)−(予変形処理前の引張強さ)}を意味する。   The present invention mainly relates to hot-rolled steel sheets for automobiles, and in particular, press formability such as bending workability, stretch flange workability and drawability is good, and the tensile strength is remarkably increased by heat treatment after press forming. The present invention relates to a hot-rolled steel sheet having extremely large strain age hardening characteristics and a method for producing the same. The extremely large strain age hardening characteristic referred to in the present invention, that is, “excellent strain age hardening characteristic” means that it has a strain age hardening characteristic of ΔTS: 80 MPa or more. In the present invention, ΔTS is the amount of increase in tensile strength before and after heat treatment when a pre-deformation treatment with a plastic strain amount of 5% or more and a heat treatment with a holding time of 30 seconds or more at a temperature in the range of 150 to 350 ° C. {= (Tensile strength after heat treatment) − (Tensile strength before pre-deformation treatment)}.

近年、地球環境の保全問題からの排出ガス規制に関連して、自動車の車体重量の軽減が極めて重要な課題となっている。最近、車体重量の軽減のために、自動車用鋼板を高強度化して鋼板板厚を低減することが検討されている。
鋼板を素材とする自動車の車体用部品の多くがプレス加工により成形されるため、使用される熱延鋼板には、優れたプレス成形性を有することが要求される。優れたプレス成形性を有する鋼板となるためには、まず低い降伏強さと高い延性を確保することが肝要となる。また、伸びフランジ成形が多用される場合もあり、高い穴拡げ率を有することも必要となる。しかし、一般に、鋼板を高強度化すると、降伏強さが上昇し形状凍結性が劣化するとともに、延性が低下し、穴拡げ率が低下して、プレス成形性が低下する傾向となる。このため、従来から、高い延性を有し、プレス成形性に優れた高強度熱延鋼板が要望されていた。
In recent years, in connection with exhaust gas regulations due to global environmental conservation issues, the reduction of vehicle body weight has become a very important issue. Recently, in order to reduce the weight of the vehicle body, it has been studied to increase the strength of a steel plate for automobiles and reduce the thickness of the steel plate.
Since many automotive body parts made of steel sheets are formed by press working, the hot-rolled steel sheets used are required to have excellent press formability. In order to obtain a steel sheet having excellent press formability, it is important to secure low yield strength and high ductility. In addition, stretch flange molding is often used, and it is necessary to have a high hole expansion rate. However, generally, when the strength of a steel plate is increased, the yield strength increases and the shape freezing property deteriorates, the ductility decreases, the hole expansion rate decreases, and the press formability tends to decrease. For this reason, conventionally, a high-strength hot-rolled steel sheet having high ductility and excellent press formability has been desired.

また最近では、衝突時に乗員を保護するため、自動車車体の安全性が重視され、そのために衝突時における安全性の目安となる耐衝撃特性の向上が要求されている。耐衝撃特性の向上には、完成車での強度が高いほど有利になる。したがって、自動車部品の成形時には、強度が低く、高い延性を有してプレス成形性に優れ、完成品となった時点には、強度が高くて耐衝撃特性に優れる熱延鋼板が最も強く望まれていた。   Recently, in order to protect an occupant in the event of a collision, importance is placed on the safety of the automobile body. For this reason, an improvement in impact resistance that is a measure of safety in the event of a collision is required. The higher the strength of the finished vehicle, the more advantageous for improving the impact resistance. Therefore, when forming automotive parts, hot-rolled steel sheets that have low strength, high ductility, excellent press formability, and high strength and excellent impact resistance are most strongly desired when finished products are produced. It was.

このような要望に対し、プレス成形性と高強度化とを両立させた鋼板が開発された。この鋼板は、プレス加工後に通常100 〜200 ℃の高温保持を含む塗装焼付処理を施すと降伏応力が上昇する塗装焼付硬化型鋼板である。この鋼板では、最終的に固溶状態で残存するC量(固溶C量)を適正範囲に制御し、プレス成形時には軟質で、形状凍結性、延性を確保し、プレス成形後に行われる塗装焼付処理時に、残存する固溶Cがプレス成形時に導入された転位に固着して、転位の移動を妨げ、降伏応力を上昇させる。しかしながら、この塗装焼付硬化型自動車用鋼板では、降伏応力は上昇させることができるものの、引張強さまでは上昇させることができなかった。   In response to such a demand, a steel sheet having both press formability and high strength has been developed. This steel sheet is a paint bake hardening type steel sheet whose yield stress increases when it is subjected to a paint baking process including holding at a high temperature of usually 100 to 200 ° C. after press working. In this steel sheet, the amount of C remaining in the final solid solution state (solid solution C amount) is controlled within an appropriate range, soft at the time of press forming, ensuring shape freezing and ductility, and baking after press forming. At the time of processing, the remaining solid solution C adheres to the dislocations introduced during press forming, thereby preventing the dislocations from moving and increasing the yield stress. However, in this paint bake hardened automotive steel sheet, although the yield stress can be increased, the tensile strength cannot increase it.

また、特許文献1には、C:0.08〜0.20%、Mn:1.5 〜3.5 %を含み残部Feおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、組織がフェライト量5%以下の均一なベイナイトもしくは一部マルテンサイトを含むベイナイトで構成された焼付硬化性高張力冷延薄鋼板が開示されている。特許文献1に記載された冷延鋼板は、連続焼鈍後の冷却過程で400 〜200 ℃の温度範囲を急冷し、その後を徐冷とすることにより、組織を従来のフェライト主体の組織からベイナイト主体の組織として、従来になかった高い焼付硬化量を得ようとするものである。   Patent Document 1 discloses a uniform bainite having a component composition including C: 0.08 to 0.20%, Mn: 1.5 to 3.5% and the balance Fe and unavoidable impurities and having a ferrite content of 5% or less. A bake-hardening high-tensile cold-rolled thin steel plate composed of bainite containing part martensite is disclosed. The cold-rolled steel sheet described in Patent Document 1 rapidly cools a temperature range of 400 to 200 ° C. in the cooling process after continuous annealing, and then gradually cools the structure to change the structure from a conventional ferrite-based structure to a bainite-based structure. As a structure of this, an attempt is made to obtain a high bake hardening amount which has not been conventionally obtained.

しかしながら、特許文献1に記載された鋼板では、塗装焼付け後に降伏強さが上昇し従来になかった高い焼付け硬化量が得られるものの、依然として引張強さまでは上昇させることができず、耐衝撃特性の向上が期待できないという問題があった。
プレス成形後に熱処理を施し、降伏応力のみならず引張強さをも上昇させようとする熱延鋼板が、いくつか提案されている。
However, in the steel sheet described in Patent Document 1, although the yield strength increases after painting and a high bake hardening amount that has not been obtained in the past can be obtained, the tensile strength cannot still be increased, and the impact resistance characteristics There was a problem that improvement could not be expected.
Several hot-rolled steel sheets that are subjected to heat treatment after press forming to increase not only yield stress but also tensile strength have been proposed.

例えば、特許文献2には、C:0.02〜0.13%、Si:2.0 %以下、Mn:0.6 〜2.5 %、sol.Al:0.10%以下、N:0.0080〜0.0250%を含む鋼を、1100℃以上に再加熱し、850 〜950 ℃で仕上圧延を終了する熱間圧延を施し、ついで15℃/s以上の冷却速度で150 ℃未満の温度まで冷却し巻取り、フェライトとマルテンサイトを主体とする複合組織とする、熱延鋼板の製造方法が提案されている。しかしながら、特許文献2に記載された技術で製造された鋼板では、歪時効硬化により降伏応力とともに引張強さが増加するものの、150 ℃未満という極めて低い巻取温度で巻き取るため、機械的特性の変動が大きいという問題があった。また、プレス成形−塗装焼付処理後の降伏応力の増加量のばらつきが大きく、さらに、穴拡げ率(λ)が低く、伸びフランジ加工性が低下しプレス成形性が不足するという問題もあった。   For example, in Patent Document 2, steel containing C: 0.02 to 0.13%, Si: 2.0% or less, Mn: 0.6 to 2.5%, sol.Al: 0.10% or less, N: 0.0080 to 0.0250%, 1100 ° C. or more To 850 to 950 ℃, and finish rolling at 850 to 950 ℃, then cool down to a temperature of less than 150 ℃ at a cooling rate of 15 ℃ / s and wind up, mainly ferrite and martensite A method for producing a hot-rolled steel sheet having a composite structure has been proposed. However, in the steel plate manufactured by the technique described in Patent Document 2, although tensile strength increases with yield stress due to strain age hardening, it is wound at an extremely low winding temperature of less than 150 ° C. There was a problem of large fluctuations. In addition, there is a large variation in the amount of increase in yield stress after press molding-paint baking, and there is also a problem that the hole expansion rate (λ) is low, stretch flangeability is lowered, and press formability is insufficient.

また、特許文献3には、熱延板をめっき原板とする溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法が提案されている。この方法は、C:0.05%以下、Mn:0.05〜0.5 %、Al:0.1 %以下、Cu:0.8 〜2.0 %を含む鋼スラブを巻取温度:530 ℃以下の条件で熱間圧延を行い、続いて530 ℃以下の温度に加熱し鋼板表面を還元したのち、溶融亜鉛めっきを施すことにより、成形後の熱処理による著しい硬化が得られるとしている。しかしながら、この方法で製造された鋼板では、成形後熱処理により著しい硬化を得るためには、熱処理温度を500 ℃以上とする必要があり、熱処理温度が高く、実用上問題を残していた。   Patent Document 3 proposes a method for producing a hot dip galvanized steel sheet using a hot rolled sheet as a plating original sheet. In this method, a steel slab containing C: 0.05% or less, Mn: 0.05 to 0.5%, Al: 0.1% or less, and Cu: 0.8 to 2.0% is hot-rolled at a coiling temperature of 530 ° C. or less. Subsequently, after heating to a temperature of 530 ° C. or lower to reduce the surface of the steel sheet, hot-dip galvanization is performed, whereby significant hardening by heat treatment after forming is obtained. However, in the steel sheet produced by this method, in order to obtain significant hardening by post-forming heat treatment, the heat treatment temperature needs to be 500 ° C. or higher, and the heat treatment temperature is high, leaving a problem in practical use.

また、特許文献4には、熱延板あるいは冷延板をめっき原板とし、成形後の熱処理により強度上昇が期待できる合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法が提案されている。この方法は、C:0.01〜0.08%を含み、Si、Mn、P、S、Al、Nを適正量としたうえで、Cr、W、Moの1種または2種以上を合計で0.05〜3.0 %含有する鋼を熱間圧延したのち、あるいはさらに冷間圧延または、調質圧延し焼鈍したのち、溶融亜鉛めっきを行い、その後加熱合金化処理を施すというものである。この鋼板は、成形後、200 〜450 ℃の温度域で加熱することにより引張強さが上昇するとされる。しかしながら、得られた鋼板は、ミクロ組織が、フェライト単相、フェライト+パーライト、またはフェライト+べイナイト組織であるため、高い延性と低い降伏強さが得られず、プレス成形性が低下するという問題があった。   Patent Document 4 proposes a method for producing an alloyed hot-dip galvanized steel sheet in which a hot rolled plate or a cold rolled plate is used as a plating original plate and an increase in strength can be expected by heat treatment after forming. This method includes C: 0.01 to 0.08%, and Si, Mn, P, S, Al, and N are used in appropriate amounts, and one or more of Cr, W, and Mo are added in a total amount of 0.05 to 3.0. % Hot-rolled steel, or further cold-rolled or temper-rolled and annealed, and then hot-dip galvanized and then heat-alloyed. The steel sheet is said to have an increased tensile strength by heating in a temperature range of 200 to 450 ° C. after forming. However, since the obtained steel sheet has a microstructure of ferrite single phase, ferrite + pearlite, or ferrite + bainite structure, high ductility and low yield strength cannot be obtained, and press formability is deteriorated. was there.

また、特許文献5には、C:0.03〜0.20%を含み、Si、Mn、P、S、Alを適正量としたうえで、Cu:0.2 〜2.0 %とB:0.0002〜0.002 %を含み、ミクロ組織が、フェライトを主相とし、マルテンサイトを第2相とする複合組織であり、フェライト相におけるCuの存在状態を2nm以下の固溶状態および/または析出状態とした、疲労特性に優れた加工用熱延鋼板が提案されている。特許文献5に記載された鋼板は、CuとBを複合添加し、しかもCuの存在状態を2nm 以下と極微細としてはじめて疲労限度比が著しく向上するというものである。しかも、そのためには、Ar変態点以上で熱間仕上圧延を終了し、冷却過程のAr〜Ar変態点までの温度域で1〜10s間空冷し、その後20℃/s以上の冷却速度で冷却し、350 ℃以下の温度で巻き取ることを必須としている。このように巻取温度を350 ℃以下という低温にすると、熱延鋼板の形状が大きく乱れやすく、工業的に安定して製造できないという問題があった。 Patent Document 5 includes C: 0.03 to 0.20%, Si, Mn, P, S, and Al, with appropriate amounts, Cu: 0.2 to 2.0% and B: 0.0002 to 0.002%, The microstructure is a composite structure in which ferrite is the main phase and martensite is the second phase, and the presence of Cu in the ferrite phase is set to a solid solution state and / or a precipitation state of 2 nm or less, and has excellent fatigue characteristics. Hot-rolled steel sheets for processing have been proposed. The steel sheet described in Patent Document 5 is that the fatigue limit ratio is remarkably improved only when Cu and B are added in combination and the existence state of Cu is extremely fine, 2 nm or less. In addition, for that purpose, the hot finish rolling is finished at the Ar 3 transformation point or higher, air-cooled for 1 to 10 seconds in the temperature range from the Ar 3 to Ar 1 transformation point in the cooling process, and then cooled at 20 ° C./s or higher. It is essential to cool at a speed and wind up at a temperature of 350 ° C or lower. Thus, when the coiling temperature is as low as 350 ° C. or less, there is a problem that the shape of the hot-rolled steel sheet is easily disturbed and cannot be manufactured industrially stably.

特公平5-24979 号公報Japanese Patent Publication No. 5-24979 特公平8-23048 号公報Japanese Patent Publication No. 8-23048 特許第2802513 号公報Japanese Patent No.2802513 特開平10−310824号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-310824 特開平11-199975 号公報JP-A-11-199975

本発明は、上記したように、極めて強い要求があるにもかかわらず、これらの特性を満足する鋼板を工業的に安定して製造する技術がこれまでになかったことに鑑み成されたものであり、上記した問題を有利に解決し、自動車用鋼板として好適な、優れたプレス成形性を有し、かつプレス成形後に、比較的低い温度での熱処理によって引張強さが極めて大きく上昇する歪時効硬化特性に優れた高張力熱延鋼板およびこの高張力熱延鋼板を安定して生産ができる製造方法を提案することを目的とする。   As described above, the present invention has been made in view of the fact that there has never been a technique for industrially and stably producing a steel sheet that satisfies these characteristics, despite extremely strong demands. Strain aging that advantageously solves the above-mentioned problems, has excellent press formability, suitable as a steel sheet for automobiles, and has extremely high tensile strength due to heat treatment at a relatively low temperature after press forming. An object of the present invention is to propose a high-tensile hot-rolled steel sheet having excellent hardening characteristics and a production method capable of stably producing the high-tensile hot-rolled steel sheet.

本発明者らは、上記した課題を達成するために、歪時効硬化特性におよぼす鋼板組織と合金元素の影響について鋭意研究を重ねた。その結果、C含有量を低炭素域とし、適正範囲内のCu、あるいはCuに代えてMo、Cr、Wのうちの1種または2種以上を含有して、さらに加えて、鋼板組織をフェライトとマルテンサイトの複合組織とすることにより、予歪量:5%以上とした予変形処理と150 ℃以上350 ℃以下の比較的低い温度の熱処理後に、降伏応力の増加に加え、引張強さも顕著に増加する高い歪時効硬化が得られることを見いだした。また、このような高い歪時効硬化特性に加えて、良好な延性、低い降伏強さ、高い穴拡げ率を有し、プレス成形性に優れた鋼板となることを見いだした。   In order to achieve the above-described problems, the present inventors have conducted intensive research on the influence of steel sheet structure and alloy elements on strain age hardening characteristics. As a result, the C content is set to a low carbon range, Cu within the appropriate range, or one or more of Mo, Cr, W instead of Cu is contained, and in addition, the steel sheet structure is ferrite. In addition to the increase in yield stress, the tensile strength is remarkable after pre-deformation treatment with a pre-strain amount of 5% or more and heat treatment at a relatively low temperature of 150 to 350 ° C. It was found that a high strain age hardening can be obtained. In addition to such high strain age hardening characteristics, the present inventors have found that the steel sheet has excellent ductility, low yield strength, and high hole expansion ratio, and is excellent in press formability.

まず、本発明者らが行った基礎的な実験結果について説明する。
質量%で、C:0.04%、Si:0.82%、Mn:1.6 %、P:0.01%、S:0.005 %、Al:0.04%、N:0.002 %を含有し、Cuを0.3 %、1.3 %と変化した組成を有するシートバーについて、1150℃に加熱−均熱後、仕上圧延終了温度が850 ℃となるように3パス圧延を行って板厚2.0mm としたのち、冷却条件と巻取り温度を変化して、組織をフェライト単相からフェライト+マルテンサイトの複合組織を有する熱延板とした。
First, basic experimental results performed by the present inventors will be described.
Containing 0.04%, Si: 0.82%, Mn: 1.6%, P: 0.01%, S: 0.005%, Al: 0.04%, N: 0.002%, Cu 0.3%, 1.3% The sheet bar having the changed composition was heated to 1150 ° C, soaked, and then subjected to three-pass rolling so that the finish rolling finish temperature was 850 ° C to a thickness of 2.0 mm. The structure was changed to a hot rolled sheet having a composite structure of ferrite + martensite from a single ferrite phase.

これら熱延板について、引張試験を実施し引張特性を調査した。さらに、これら熱延板から採取した試験片に引張予歪量5%の予変形処理を施し、ついで50〜350 ℃×20min の熱処理を施したのち、引張試験を実施し引張特性を求め、歪時効硬化特性を評価した。
歪時効硬化特性は、熱処理前後の引張強さ増加量ΔTSで評価した。ΔTSは、熱処理を施した後の引張強さTSHTと、熱処理を施さない場合の引張強さTSとの差(=(熱処理後の引張強さTSHT)−(予変形処理前の引張強さTS))とした。なお、引張試験は、JIS 5号引張試験片を用いて実施した。
About these hot-rolled sheets, the tensile test was implemented and the tensile characteristic was investigated. Furthermore, the specimens taken from these hot-rolled sheets were pre-deformed with a tensile pre-strain amount of 5%, and then subjected to a heat treatment of 50 to 350 ° C x 20 min. Age hardening properties were evaluated.
The strain age hardening property was evaluated by the increase in tensile strength ΔTS before and after the heat treatment. ΔTS is a tensile strength TS HT after heat treatment, the difference between the tensile strength TS when not subjected to heat treatment (= (tensile strength TS HT after heat treatment) - (tensile strength before pre-deformation treatment TS)). The tensile test was carried out using JIS No. 5 tensile test pieces.

図1に、ΔTSと鋼板(熱延板)組織との関係におよぼすCu含有量の影響を示す。なお、ΔTSは、試験片に引張予歪量5%の予変形処理を施し、ついで250 ℃×20min の熱処理を施して求めた。図1から、Cu含有量が1.3 質量%の場合には、鋼板組織をフェライト+マルテンサイトの複合組織にすることにより、ΔTS:80MPa 以上になる高い歪時効硬化特性が得られることがわかる。Cu含有量が0.3 質量%の場合には、ΔTS:80MPa 未満であり、鋼板組織をフェライト+マルテンサイトの複合組織にしても高い歪時効硬化特性は得られない。   FIG. 1 shows the influence of the Cu content on the relationship between ΔTS and the steel sheet (hot rolled sheet) structure. ΔTS was obtained by subjecting the test piece to a pre-deformation treatment with a tensile pre-strain amount of 5% and then a heat treatment at 250 ° C. × 20 min. FIG. 1 shows that when the Cu content is 1.3% by mass, a high strain age hardening characteristic of ΔTS: 80 MPa or more can be obtained by making the steel sheet structure a composite structure of ferrite and martensite. When the Cu content is 0.3 mass%, ΔTS: less than 80 MPa, and even if the steel sheet structure is a composite structure of ferrite and martensite, high strain age hardening characteristics cannot be obtained.

このように、Cu含有量を適正範囲内とし、フェライト+マルテンサイトの複合組織とすることにより、高い歪時効硬化特性を有する熱延鋼板を製造することが可能であることがわかる。
図2に、ΔTSと予変形処理後の熱処理温度の関係におよぼすCu含有量の影響を示す。なお、用いた熱延板は、熱間圧延終了後、20℃/sの冷却速度で 700℃まで冷却し、ついで5s間空冷した後、30℃/sの冷却速度で 450℃まで冷却し、その後、 450℃×1hのコイル巻取り相当処理を施したものである。このようにして得られた熱延板のミクロ組織は、主相としてのフェライトと、面積率で8%のマルテンサイトとの複合組織であった。ΔTSは、これら熱延板に、予変形処理を施した後、熱処理を行い求めた。
Thus, it turns out that it is possible to manufacture the hot-rolled steel plate which has a high strain age hardening characteristic by making Cu content into an appropriate range, and setting it as the composite structure of a ferrite + martensite.
FIG. 2 shows the influence of the Cu content on the relationship between ΔTS and the heat treatment temperature after the pre-deformation treatment. The hot-rolled sheet used was cooled to 700 ° C. at a cooling rate of 20 ° C./s after completion of hot rolling, then air-cooled for 5 s, then cooled to 450 ° C. at a cooling rate of 30 ° C./s, Thereafter, a coil winding process equivalent to 450 ° C. × 1 h was performed. The microstructure of the hot-rolled sheet thus obtained was a composite structure of ferrite as the main phase and martensite having an area ratio of 8%. ΔTS was obtained by subjecting these hot-rolled sheets to a pre-deformation treatment followed by a heat treatment.

図2から、ΔTSは、熱処理温度が上昇するとともに増加するが、その増加量はCu含有量に大きく依存する。Cu含有量が1.3 質量%の場合には、熱処理温度が150 ℃以上でΔTS:80MPa 以上になる高い歪時効硬化特性が得られることがわかる。なお、Cu含有量が0.3 質量%の場合には、ΔTS:80MPa 未満であり、いずれの熱処理温度でも高い歪時効硬化特性は得られない。   From FIG. 2, ΔTS increases as the heat treatment temperature increases, but the amount of increase greatly depends on the Cu content. It can be seen that when the Cu content is 1.3% by mass, high strain age hardening characteristics can be obtained with a heat treatment temperature of 150 ° C. or higher and ΔTS: 80 MPa or higher. When the Cu content is 0.3% by mass, ΔTS: less than 80 MPa, and high strain age hardening characteristics cannot be obtained at any heat treatment temperature.

また、Cu含有量が0.3 質量%と1.3 質量%の鋼板について、熱延後の冷却速度を種々変化させ、組織をフェライト+マルテンサイトからフェライト単相とし、降伏比YR(=(降伏強さYS/引張強さTS)×100 %)を50〜90%とした材料(熱延板)を作製した。これら材料(熱延板)について、穴拡げ試験を実施し穴拡げ率(λ)を求めた。穴拡げ試験は、10mmφのポンチで打ち抜いて供試片にポンチ穴を形成したのち、頂角60°の円錐ポンチを用い、ばりが外側になるようにして、板厚を貫通する割れが発生するまで穴拡げを行い、穴拡げ率λを求めた。穴拡げ率λは、λ(%)={(d−d )/d }×100 で求めた。なお、d :初期穴径、d:割れ発生時の内穴径である。 In addition, for steel sheets having a Cu content of 0.3% by mass and 1.3% by mass, the cooling rate after hot rolling was changed variously, the structure was changed from ferrite + martensite to a ferrite single phase, and the yield ratio YR (= (yield strength YS / Tensile strength (TS) × 100%) was prepared as a material (hot rolled sheet) with 50 to 90%. About these materials (hot-rolled sheet), the hole expansion test was implemented and the hole expansion rate ((lambda)) was calculated | required. In the hole expansion test, a punch hole is formed in the specimen by punching with a 10mmφ punch, and then a conical punch with a vertex angle of 60 ° is used, and a crack that penetrates the plate thickness is generated with the beam facing outward. Hole expansion was performed until the hole expansion rate λ was obtained. The hole expansion ratio λ was obtained by λ (%) = {(d−d 0 ) / d 0 } × 100. D 0 : initial hole diameter, d: inner hole diameter when cracking occurs.

これらの結果を、穴拡げ率λと降伏比YRとの関係に整理し、穴拡げ率λと降伏比YRとの関係におよぼすCu含有量の影響として図3に示す。
図3から、Cu:0.3 質量%の鋼板では、フェライト(α)+マルテンサイトの複合組織となりYRが70%未満となると、YRの低下とともにλが低下しているが、Cu:1.3 質量%の鋼板では、フェライト(α)+マルテンサイトの複合組織となりYRが低くなっても高いλ値を維持していることがわかる。一方、Cu含有量が0.3 質量%の鋼板では、低いYRと高いλを同時には得ることができない。
These results are summarized in the relationship between the hole expansion ratio λ and the yield ratio YR, and the influence of the Cu content on the relationship between the hole expansion ratio λ and the yield ratio YR is shown in FIG.
From FIG. 3, in the steel sheet with Cu: 0.3% by mass, the composite structure of ferrite (α) + martensite becomes YR less than 70%, and λ decreases with a decrease in YR, but Cu: 1.3% by mass. It can be seen that the steel sheet has a composite structure of ferrite (α) + martensite and maintains a high λ value even when YR is lowered. On the other hand, in a steel sheet having a Cu content of 0.3% by mass, low YR and high λ cannot be obtained simultaneously.

このように、Cu含有量を適正範囲内とし、フェライト(α)+マルテンサイトの複合組織とすることにより、低降伏比と高穴拡げ率をともに満足する鋼板を製造することが可能であることがわかる。
本発明の熱延鋼板では、通常の熱処理前後の変形応力増加量測定時の予歪量である2%よりも多い歪量での予変形と、150 ℃以上350 ℃以下といった比較的低温域での熱処理により、鋼板中に極微細Cuが析出する。本発明者らの検討によれば、この極微細Cuの析出により、降伏応力の増加に加え、引張強さが顕著に増加する高い歪時効硬化特性が得られたと考えられる。このような比較的低温域での熱処理による極微細Cuの析出は、これまで報告されている極低炭素鋼あるいは低炭素鋼では全く認められなかった。比較的低温域での熱処理によって極微細Cuが析出することについては、現在まで、その理由は明確となっていないが、フェライト(α)+オーステナイト(γ)の2相域での保持中に、γ相にCuが多量に分配され、それが冷却後も引き継がれてマルテンサイト中にCuが過飽和に固溶した状態になり、5%以上の予歪の付加と低温熱処理により、極微細に析出したものと考えられる。
Thus, it is possible to produce a steel sheet that satisfies both the low yield ratio and the high hole expansion rate by setting the Cu content within the appropriate range and making it a composite structure of ferrite (α) + martensite. I understand.
In the hot-rolled steel sheet of the present invention, pre-deformation with a strain amount higher than 2%, which is a pre-strain amount when measuring the increase in deformation stress before and after normal heat treatment, and in a relatively low temperature range of 150 ° C. to 350 ° C. By this heat treatment, ultrafine Cu is precipitated in the steel sheet. According to the study by the present inventors, it is considered that high strain age hardening characteristics in which the tensile strength is remarkably increased in addition to the increase in yield stress are obtained by the precipitation of this ultrafine Cu. Such precipitation of ultrafine Cu by heat treatment in a relatively low temperature region was not observed at all in the extremely low carbon steel or low carbon steel reported so far. The reason why ultrafine Cu is precipitated by heat treatment in a relatively low temperature region has not been clarified until now, but during the retention in the two-phase region of ferrite (α) + austenite (γ), Cu is distributed in a large amount in the γ phase, and it is taken over after cooling, and Cu is in a supersaturated solid solution in martensite, resulting in ultrafine precipitation by adding 5% pre-strain and low-temperature heat treatment. It is thought that.

また、Cuを添加し、組織をフェライト+マルテンサイトの複合組織とした鋼板の穴拡げ率が高くなる詳細な機構については、現在までに明確とはなっていないが、Cu添加によりフェライトとマルテンサイトとの硬度差が小さくなったためではないかと考えられる。
上記した新規な知見に基づき、本発明者らは、さらに鋭意研究を重ねた結果、上記した現象はCuを含まない鋼板においても起こることを知見した。Cuに代えて、Mo、Cr、Wのうちの1種または2種以上を含有し、組織をフェライト+マルテンサイトの複合組織とすることにより、予歪を付加し低温での熱処理を施すと、マルテンサイト中に極微細な炭化物が歪誘起析出し引張強さが上昇することを見いだした。この低温加熱時の歪誘起微細析出は、Mo、Cr、Wのうちの1種または2種以上に加えてNb、V、Tiのうちの1種または2種以上を含有することによりさらに顕著となることも見いだした。
In addition, the detailed mechanism by which the hole expansion rate of steel sheets with a Cu-added microstructure with a composite structure of ferrite and martensite is high has not been clarified so far. It is thought that this is because the difference in hardness between the two is small.
Based on the above-described novel findings, the present inventors have conducted further intensive studies, and as a result, have found that the phenomenon described above also occurs in a steel sheet not containing Cu. Instead of Cu, containing one or more of Mo, Cr, W, and making the structure a composite structure of ferrite + martensite, applying pre-strain and performing heat treatment at low temperature, It was found that very fine carbides are strain-induced precipitated in martensite and the tensile strength is increased. This strain-induced fine precipitation during low-temperature heating is more prominent by containing one or more of Nb, V and Ti in addition to one or more of Mo, Cr and W. I also found out.

本発明は、上記した知見に基づき、さらに検討して完成されたものであり、本発明の要旨は下記のとおりである。
(1)質量%で、C:0.15%以下、Si:2.0%以下、Mn:3.0%以下、P:0.1%以下、S:0.02%以下、Al:0.1%以下、N:0.02%以下、Cu:0.5〜3.0%を含み、残部がFeおよび不可避的不純物からなる組成を有し、組織が、面積率で80%以上のフェライト相を主相とし、面積率で2%以上のマルテンサイト相単独の第2相との複合組織を有することを特徴とする、プレス成形性に優れ、かつΔTS:80MPa以上になる歪時効硬化特性に優れた熱延鋼板。
The present invention has been completed by further study based on the above-described findings, and the gist of the present invention is as follows.
(1) By mass%, C: 0.15% or less, Si: 2.0% or less, Mn: 3.0% or less, P: 0.1% or less, S: 0.02% or less, Al: 0.1% or less, N: 0.02% or less, Cu : A composition containing 0.5 to 3.0%, the balance being composed of Fe and inevitable impurities, the structure is composed of a ferrite phase with an area ratio of 80% or more as a main phase and a martensite phase with an area ratio of 2% or more alone second and having a composite structure of the phase, excellent press formability, and the .DELTA.TS: excellent hot rolled steel sheet strain age hardening characteristics be more than 80 MPa.

(2)(1)において、前記組成に加えさらに、質量%で、次A群〜C群
A群:Ni:2.0 %以下、
B群:Cr、Moのうちの1種または2種を合計で2.0 %以下、
C群:Nb、Ti、Vのうちの1種または2種以上を合計で0.2 %以下
のうちから選ばれた1群または2群以上を含有することを特徴とする、プレス成形性に優れ、かつΔTS:80MPa 以上になる歪時効硬化特性に優れた熱延鋼板。
(2) In (1), in addition to the above composition, the following groups A to C: Group A: Ni: 2.0% or less,
Group B: One or two of Cr and Mo in total 2.0% or less,
Group C: Excellent in press formability, characterized by containing one or more of Nb, Ti, and V selected from a total of 0.2% or less of one or more of Nb, Ti, and V, In addition, a hot-rolled steel sheet having excellent strain age hardening characteristics such that ΔTS: 80 MPa or more.

(3)質量%で、C:0.15%以下、Si:2.0%以下、Mn:3.0%以下、P:0.1%以下、S:0.02%以下、Al:0.1%以下、N:0.02%以下を含み、さらに、Mo:0.05〜2.0%、Cr:0.05〜2.0%、W:0.05〜2.0%のうちから選ばれた1種または2種以上を合計で2.0%以下含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる組成を有し、組織が、面積率で80%以上のフェライト相を主相とし、面積率で2%以上のマルテンサイト相単独の第2相との複合組織を有することを特徴とする、プレス成形性に優れ、かつΔTS:80MPa以上になる歪時効硬化特性に優れた熱延鋼板。
(3) In mass%, C: 0.15% or less, Si: 2.0% or less, Mn: 3.0% or less, P: 0.1% or less, S: 0.02% or less, Al: 0.1% or less, N: 0.02% or less Furthermore, it contains one or more selected from Mo: 0.05-2.0%, Cr: 0.05-2.0%, W: 0.05-2.0% in total, 2.0% or less in total, the balance being Fe and inevitable It has a composition consisting of impurities, and the structure has a composite structure of a ferrite phase with an area ratio of 80% or more as a main phase and a martensite phase alone with an area ratio of 2% or more. A hot-rolled steel sheet with excellent press-formability and excellent strain age hardening properties such that ΔTS: 80 MPa or more.

(4)(3)において、前記組成に加えさらに、質量%で、Nb、Ti、Vのうちの1種または2種以上を合計で2.0 %以下含有することを特徴とする、プレス成形性に優れ、かつΔTS:80MPa 以上になる歪時効硬化特性に優れた熱延鋼板。   (4) In (3), in addition to the above-mentioned composition, in addition to the above composition, one or more of Nb, Ti, and V are contained in a total of 2.0% or less in terms of press formability. A hot-rolled steel sheet with excellent strain age-hardening properties that is excellent and ΔTS: 80 MPa or more.

(5)質量%で、C:0.15%以下、Si:2.0 %以下、Mn:3.0 %以下、P:0.1 %以下、S:0.02%以下、Al:0.1 %以下、N:0.02%以下を含み、さらに、Mo:0.05〜2.0 %、Cr:0.05〜2.0 %、W:0.05〜2.0 %のうちから選ばれた1種または2種以上を合計で2.0 %以下含有し、あるいはさらにNb、Ti、Vのうちの1種または2種以上を合計で2.0 %以下含有し、好ましくは残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有する鋼スラブに、熱間圧延を施し所定板厚の熱延板とするにあたり、前記熱間圧延を、仕上圧延終了温度FDTがAr変態点以上である熱間圧延とし、仕上圧延終了後、5℃/s以上の冷却速度で(Ar変態点)〜(Ar変態点)の温度域まで冷却し、該温度域で1〜20s間空冷または徐冷したのち、再び5℃/s以上の冷却速度で冷却して、550 ℃以下の温度で巻き取ることを特徴とする、プレス成形性に優れ、かつΔTS:80MPa 以上になる歪時効硬化特性に優れた熱延鋼板の製造法。 (5) In mass%, C: 0.15% or less, Si: 2.0% or less, Mn: 3.0% or less, P: 0.1% or less, S: 0.02% or less, Al: 0.1% or less, N: 0.02% or less Further, it contains one or more selected from Mo: 0.05 to 2.0%, Cr: 0.05 to 2.0%, W: 0.05 to 2.0% in total of 2.0% or less, or further Nb, Ti, A steel slab containing a total of 2.0% or less of one or more of V, preferably having the composition of the balance Fe and inevitable impurities, is hot-rolled into a hot-rolled sheet having a predetermined thickness. after around, the hot rolling, finish rolling temperature FDT is the hot rolling is Ar 3 transformation point or higher, the completion of the finish rolling, 5 ° C. / s or more cooling rate (Ar 3 transformation point) ~ (Ar 1 After cooling to the temperature range of the transformation point), air cooling or slow cooling for 1 to 20 seconds in the temperature range, and then cooling again at a cooling rate of 5 ° C / s or more. Characterized in that the winding at 550 ° C. temperature below excellent press formability, and .DELTA.TS: preparation of hot-rolled steel sheet having excellent strain age hardening characteristics become more than 80 MPa.

本発明によれば、優れたプレス成形性を維持しつつ、プレス成形後の熱処理により引張強さが顕著に上昇する熱延鋼板を、安定して製造することが可能となり、産業上格段の効果を奏する。本発明の熱延鋼板を自動車部品用に適用した場合、プレス成形が容易で、かつ完成後の部品特性を安定して高くでき、自動車車体の軽量化に十分に寄与できるという効果もある。   According to the present invention, while maintaining excellent press formability, it becomes possible to stably produce a hot-rolled steel sheet whose tensile strength is remarkably increased by heat treatment after press forming. Play. When the hot-rolled steel sheet of the present invention is applied to automobile parts, there is an effect that press forming is easy and the characteristics of the parts after completion can be stably increased, which can sufficiently contribute to weight reduction of the automobile body.

予変形−熱処理後のΔTSと鋼板(熱延板)組織の関係におよぼすCu含有量の影響を示すグラフである。It is a graph which shows the influence of Cu content which has on the relationship between (DELTA) TS after a pre-deformation and heat processing, and a steel plate (hot rolled sheet) structure | tissue. 予変形−熱処理後のΔTSと熱処理温度の関係におよぼすCu含有量の影響を示すグラフである。It is a graph which shows the influence of Cu content on the relationship between (DELTA) TS after a pre-deformation and heat processing, and heat processing temperature. λとYRとの関係におよぼすCu含有量の影響を示すグラフである。It is a graph which shows the influence of Cu content on the relationship between (lambda) and YR.

本発明の熱延鋼板は、引張強さTS:440MPa以上の高張力熱延鋼板であり、プレス成形性に優れ、かつプレス成形後の比較的低い温度での熱処理により引張強さが顕著に上昇し、ΔTS:80MPa 以上になる歪時効硬化特性に優れた鋼板である。   The hot-rolled steel sheet of the present invention is a high-tensile hot-rolled steel sheet having a tensile strength TS: 440 MPa or more, excellent in press formability, and has a remarkable increase in tensile strength due to heat treatment at a relatively low temperature after press forming. In addition, the steel sheet is excellent in strain age hardening characteristics such that ΔTS: 80 MPa or more.

本発明でいう、「歪時効硬化特性に優れた」とは、上記したように、引張塑性歪量5%以上の予変形処理後、150 〜 350℃の範囲の温度で保持時間:30s以上の熱処理を施したとき、この熱処理前後の引張強さ増加量ΔTS{=(熱処理後の引張強さ)−(予変形処理前の引張強さ)}が80MPa 以上となることを意味する。なお、望ましくはΔTSは100 MPa 以上である。この熱処理により降伏応力も上昇し、ΔYS: 80 MPa 以上が得られることはいうまでもない。ΔYSは、熱処理前後の降伏強さの増加量を意味し、ΔYS={(熱処理後の降伏強さ)−(熱処理前の降伏強さ)}で定義される。   In the present invention, “excellent in strain age hardening characteristics” means, as described above, after a pre-deformation treatment with a tensile plastic strain amount of 5% or more, at a temperature in the range of 150 to 350 ° C. and a holding time of 30 seconds or more. This means that when heat treatment is performed, the amount of increase in tensile strength ΔTS {= (tensile strength after heat treatment) − (tensile strength before pre-deformation treatment)} before and after this heat treatment is 80 MPa or more. Desirably, ΔTS is 100 MPa or more. It goes without saying that the yield stress is increased by this heat treatment, and ΔYS: 80 MPa or more is obtained. ΔYS means an increase in yield strength before and after heat treatment, and is defined as ΔYS = {(yield strength after heat treatment) − (yield strength before heat treatment)}.

歪時効硬化特性を規定する場合、予歪(予変形)量は重要な因子である。本発明者らは、自動車用鋼板が適用される変形様式を想定して、予歪量がその後の歪時効硬化特性に及ぼす影響について調査した。その結果、極めて深い絞り加工以外はおおむね1軸相当歪(引張歪)量で整理できること、また、実部品においては、この1軸相当歪量がおおむね5%を上回っていること、また、部品強度が予歪5%の歪時効処理後に得られる強度と良く対応すること、が明らかになった。これらのことから、本発明では、歪時効処理の予歪(変形)を5%以上の引張塑性歪とした。   The amount of pre-strain (pre-deformation) is an important factor when defining strain age hardening characteristics. The present inventors investigated the influence of the amount of pre-strain on the subsequent strain age hardening characteristics assuming a deformation mode to which the steel sheet for automobiles is applied. As a result, except for extremely deep drawing, it can be organized by the amount of uniaxial equivalent strain (tensile strain), and in actual parts, the amount of uniaxial equivalent strain exceeds about 5%, and the strength of the parts Was found to correspond well with the strength obtained after 5% pre-strain strain aging treatment. For these reasons, in the present invention, the pre-strain (deformation) of the strain aging treatment is a tensile plastic strain of 5% or more.

従来の塗装焼付処理条件は、170 ℃×20min が標準として採用されているが、本発明におけるように、極微細Cuの析出強化を利用する場合には、熱処理温度は150 ℃以上が必要となる。一方、350 ℃を超える条件では、その効果が飽和し、逆にやや軟化する傾向を示す。また、350 ℃を超える温度に加熱すると、熱歪やテンパーカラーの発生などが顕著となる。このようなことから、本発明では、歪時効硬化のための熱処理温度は150 〜350 ℃とした。なお、熱処理温度における保持時間は30s以上とする。熱処理の保持時間については、150 〜350 ℃ではおおむね30s程度以上保持すれば、ほぼ十分な歪時効硬化が達成される。よりおおきな安定した歪時効硬化を得たい場合には保持時間は60s以上とするのが望ましく、より好ましくは300 s以上である。   Conventional baking treatment conditions of 170 ° C x 20 min have been adopted as standard. However, when using ultrafine Cu precipitation strengthening as in the present invention, a heat treatment temperature of 150 ° C or higher is required. . On the other hand, when the temperature exceeds 350 ° C., the effect is saturated, and conversely, it tends to soften somewhat. In addition, when heated to a temperature exceeding 350 ° C., the occurrence of thermal strain and temper color becomes remarkable. Therefore, in the present invention, the heat treatment temperature for strain age hardening is set to 150 to 350 ° C. The holding time at the heat treatment temperature is 30 s or longer. With respect to the heat treatment holding time, if it is kept at about 150 to 350 ° C. for about 30 seconds or more, almost sufficient strain age hardening is achieved. In order to obtain a larger and more stable strain age hardening, the holding time is desirably 60 seconds or longer, and more preferably 300 seconds or longer.

熱処理における加熱方法は、とくに限定されないが、通常の塗装焼付処理におけるように、炉による雰囲気加熱以外に、たとえば誘導加熱、無酸化炎、レーザー、プラズマなどによる加熱などがいずれも好適である。また、鋼板の温度を高めてプレスする、いわゆる温間プレスも、本発明においては極めて有効な方法である。   The heating method in the heat treatment is not particularly limited, but, for example, induction heating, non-oxidizing flame, laser, plasma, and the like are all suitable in addition to the atmosphere heating by the furnace as in the ordinary paint baking process. In addition, so-called warm pressing in which the temperature of the steel sheet is increased and pressed is also an extremely effective method in the present invention.

まず、本発明鋼板の組織について説明する。
本発明の熱延鋼板は、組織が、面積率で80%以上のフェライト相と、面積率で全組織に対し2%以上のマルテンサイト相単独の第2相との複合組織を有する。
低い降伏強さYSと高い延性(El)を有し、優れたプレス成形性を有する鋼板とするために、本発明では鋼板の組織を、主相であるフェライト相と、マルテンサイトを含む第2相との複合組織とする必要がある。主相であるフェライトは、面積率で50%以上とするのが好ましい。フェライトが、50%未満では、高い延性を確保することが困難となりプレス成形性が低下する。また、さらに良好な延性が要求される場合にはフェライト相の面積率は80%以上とするのが好ましい。なお、複合組織の利点を利用するために、フェライト相は98%以下とするのが好ましい。
First, the structure of the steel sheet of the present invention will be described.
The hot-rolled steel sheet of the present invention has a composite structure of a ferrite phase having an area ratio of 80% or more and a martensite phase- only second phase having an area ratio of 2% or more with respect to the entire structure.
In order to obtain a steel sheet having low yield strength YS and high ductility (El) and having excellent press formability, in the present invention, the structure of the steel sheet is a second containing a ferrite phase as a main phase and martensite. It is necessary to have a complex structure with the phase. The ferrite as the main phase is preferably 50% or more in terms of area ratio. If the ferrite content is less than 50%, it is difficult to ensure high ductility, and press formability deteriorates. Further, when a better ductility is required, the area ratio of the ferrite phase is preferably 80% or more. In order to take advantage of the composite structure, the ferrite phase is preferably 98% or less.

また、第2相として、本発明では、マルテンサイトを、面積率で全組織に対し2%以上含有する必要がある。マルテンサイトが2%未満では、低いYSと高いElを同時に満足させることができない。なお、第2相は、面積率で2%以上のマルテンサイト相単独とする。 Moreover, as a 2nd phase, in this invention, it is necessary to contain 2% or more of martensite with respect to the whole structure | tissue by area ratio. If the martensite is less than 2%, low YS and high El cannot be satisfied simultaneously. The second phase is a martensite phase alone with an area ratio of 2% or more .

上記した組織を有する熱延鋼板は、低降伏強さで高延性を有しプレス成形性に優れ、かつ歪時効硬化特性に優れた鋼板となる。
つぎに、本発明熱延鋼板の組成限定理由について説明する。なお、質量%は単に%と記す。
C:0.15%以下
Cは、鋼板の強度を増加し、さらにフェライトとマルテンサイトの複合組織の形成を促進する元素であり、本発明では複合組織を形成するために0.01%以上含有するのが好ましい。一方、0.15%を超える含有は、鋼中の炭化物の分率が増加し、延性、さらにはプレス成形性を低下させる。さらに、より重要な問題として、C含有量が0.15%を超えると、スポット溶接性、アーク溶接性等が顕著に低下する。このため、本発明では、Cは0.15%以下に限定した。なお、成形性の観点からは0.10%以下とするのが好ましい。
A hot-rolled steel sheet having the above-described structure is a steel sheet having low yield strength, high ductility, excellent press formability, and excellent strain age hardening characteristics.
Next, the reasons for limiting the composition of the hot-rolled steel sheet of the present invention will be described. The mass% is simply written as%.
C: 0.15% or less C is an element that increases the strength of the steel sheet and further promotes the formation of a composite structure of ferrite and martensite. In the present invention, C is preferably contained in an amount of 0.01% or more in order to form a composite structure. . On the other hand, if the content exceeds 0.15%, the fraction of carbides in the steel increases, and ductility and further press formability decrease. Furthermore, as a more important problem, when the C content exceeds 0.15%, spot weldability, arc weldability, and the like are significantly reduced. For this reason, in the present invention, C is limited to 0.15% or less. From the viewpoint of moldability, the content is preferably 0.10% or less.

Si:2.0 %以下
Siは、鋼板の延性を顕著に低下させることなく、鋼板を高強度化させることができる有用な強化元素であるとともに、フェライト変態の促進および未変態オーステナイト中へのCの濃縮によるマルテンサイト形成の促進等に有効な元素である。しかし、Si含有量が2.0 %を超えると、プレス成形性の劣化を招くとともに、表面性状が悪化する。このため、Siは2.0 %以下に限定した。なお、マルテンサイト形成の観点から0.1 %以上含有するのが好ましい。
Si: 2.0% or less
Si is a useful strengthening element that can increase the strength of a steel sheet without significantly reducing the ductility of the steel sheet, and also promotes the transformation of ferrite and the formation of martensite by concentration of C in untransformed austenite. It is an effective element for promotion. However, if the Si content exceeds 2.0%, the press formability is deteriorated and the surface properties are deteriorated. For this reason, Si was limited to 2.0% or less. In addition, it is preferable to contain 0.1% or more from the viewpoint of martensite formation.

Mn:3.0 %以下
Mnは、鋼を強化する作用があり、さらにフェライト+マルテンサイトの複合組織の形成を促進する作用を有している。また、Sによる熱間割れを防止する有効な元素であり、含有するS量に応じて含有するのが好ましい。このような効果は、0.5 %以上の含有で顕著となる。一方、3.0 %を超える含有は、プレス成形性および溶接性が劣化する。このため、本発明ではMnは3.0 %以下に限定した。なお、より好ましくは1.0 %以上である。
Mn: 3.0% or less
Mn has an effect of strengthening steel and further has an effect of promoting the formation of a composite structure of ferrite and martensite. Moreover, it is an effective element which prevents the hot crack by S, and it is preferable to contain according to the amount of S to contain. Such an effect becomes remarkable when the content is 0.5% or more. On the other hand, if it exceeds 3.0%, press formability and weldability deteriorate. Therefore, in the present invention, Mn is limited to 3.0% or less. More preferably, it is 1.0% or more.

P:0.10%以下
Pは、鋼を強化する作用があり、所望の強度に応じて必要量含有することができるが、過剰に含有するとプレス成形性が劣化する。このため、Pは0.10%以下に限定した。なお、より優れたプレス成形性が要求される場合には、0.08%以下とするのが好ましい。
P: 0.10% or less P has an effect of strengthening steel and can be contained in a necessary amount according to a desired strength, but if it is contained excessively, press formability deteriorates. For this reason, P was limited to 0.10% or less. When more excellent press formability is required, the content is preferably 0.08% or less.

S:0.02%以下
Sは、鋼板中では介在物として存在し、鋼板の延性、成形性、とくに伸びフランジ成形性の劣化をもたらす元素であり、できるだけ低減するのが好ましいが、0.02%以下に低減すると、さほど悪影響をおよぼさなくなるため、本発明ではSは0.02%を上限とした。なお、優れた伸びフランジ成形性を要求される場合には、Sは0.010 %以下とするのが好ましい。
S: 0.02% or less S is an element that exists as an inclusion in a steel sheet and causes deterioration of the ductility and formability of the steel sheet, especially stretch flangeability, and is preferably reduced as much as possible, but is reduced to 0.02% or less. Then, since there is not much adverse effect, in the present invention, the upper limit of S is 0.02%. When excellent stretch flange formability is required, S is preferably 0.010% or less.

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が、0.10%を超えて含有してもより一層の脱酸効果は得られず、逆にプレス成形性が劣化する。このため、Alは0.10%以下に限定した。なお、好ましくは0.01%以上である。また、本発明では、Al脱酸以外の脱酸方法による溶製方法を排除するものではなく、たとえばTi脱酸やSi脱酸を行ってもよく、これらの脱酸法による鋼板も本発明の範囲に含まれる。
Al: 0.10% or less
Al is added as a deoxidizing element for steel and is an element useful for improving the cleanliness of steel. However, even if it exceeds 0.10%, a further deoxidizing effect cannot be obtained. Press formability deteriorates. For this reason, Al was limited to 0.10% or less. In addition, Preferably it is 0.01% or more. Further, in the present invention, it does not exclude a melting method by a deoxidation method other than Al deoxidation, for example, Ti deoxidation or Si deoxidation may be performed, and a steel plate by these deoxidation methods is also of the present invention. Included in the range.

N:0.02%以下
Nは、固溶強化や歪時効硬化で鋼板の強度を増加させる元素であるが、0.02%を超えて含有すると、鋼板中に窒化物が増加し、それにより鋼板の延性、さらにはプレス成形性が顕著に劣化する。このため、Nは0.02%以下に限定した。なお、よりプレス成形性の向上が要求される場合には0.01%以下とするのが好適である。
N: 0.02% or less N is an element that increases the strength of the steel sheet by solid solution strengthening or strain age hardening. However, if it exceeds 0.02%, nitride increases in the steel sheet, thereby increasing the ductility of the steel sheet. Furthermore, the press formability is significantly deteriorated. For this reason, N was limited to 0.02% or less. In addition, when improvement of press formability is requested | required more, it is suitable to set it as 0.01% or less.

Cu:0.5 〜3.0 %
Cuは、鋼板の歪時効硬化(予変形−熱処理後の強度増加)を顕著に増加させる元素であり、本発明において最も重要な元素の一つである。Cu含有量が0.5 %未満では、たとえ予変形−熱処理条件を変化させても、ΔTS:80MPa 以上の引張強さの増加は得られない。このため、本発明では、Cuは0.5 %以上の含有を必要とする。一方、3.0 %を超える含有は、効果が飽和し、含有量に見合う効果が期待できず経済的に不利となるうえ、プレス成形性の劣化を招き、さらに鋼板の表面性状が悪化する。このため、Cuは0.5 〜3.0 %に限定した。なお、より大きいΔTSと優れたプレス成形性とを両立させるためには、Cuは1.0 〜2.5 %の範囲にするのが好ましい。
Cu: 0.5-3.0%
Cu is an element that remarkably increases the strain age hardening (predeformation—increase in strength after heat treatment) of the steel sheet, and is one of the most important elements in the present invention. If the Cu content is less than 0.5%, even if the predeformation-heat treatment conditions are changed, an increase in tensile strength of ΔTS: 80 MPa or more cannot be obtained. For this reason, in this invention, Cu needs to contain 0.5% or more. On the other hand, if the content exceeds 3.0%, the effect is saturated, an effect commensurate with the content cannot be expected, which is economically disadvantageous, and press formability is deteriorated, and the surface properties of the steel sheet are further deteriorated. For this reason, Cu was limited to 0.5 to 3.0%. In order to achieve both a larger ΔTS and excellent press formability, Cu is preferably in the range of 1.0 to 2.5%.

また、本発明では、上記したCuを含有する組成に加えてさらに、質量%で、次A群〜C群
A群:Ni:2.0 %以下
B群:Cr、Moのうちの1種または2種を合計で2.0 %以下
C群:Nb、Ti、Vのうちの1種または2種以上を合計で0.2 %以下
のうちの1群または2群以上を含有することが好ましい。
Moreover, in this invention, in addition to the above-mentioned composition containing Cu, the following A group-C group by mass% further
Group A: Ni: 2.0% or less
Group B: One or two of Cr and Mo in total 2.0% or less
Group C: It is preferable that one or two or more of Nb, Ti, and V are included in one or more of 0.2% or less in total.

A群:Ni:2.0 %以下
A群:Niは、Cu添加時に鋼板表面に発生する表面欠陥の防止に有効な元素であり、必要に応じ含有できる。含有する場合には、その含有量は、Cu含有量に依存し、およそCu含有量の半分程度とするのが好ましい。なお、2.0 %を超えて含有しても、効果が飽和し含有量に見合う効果が期待できなく経済的に不利となるうえ、逆にプレス成形性が劣化する。このようなことから、Niは2.0 %以下に限定するのが好ましい。
Group A: Ni: 2.0% or less Group A: Ni is an element effective for preventing surface defects generated on the steel sheet surface when Cu is added, and can be contained as necessary. When contained, the content depends on the Cu content, and is preferably about half of the Cu content. Even if the content exceeds 2.0%, the effect is saturated and an effect commensurate with the content cannot be expected, which is economically disadvantageous, and conversely, press formability deteriorates. For these reasons, Ni is preferably limited to 2.0% or less.

B群:Cr、Moのうちの1種または2種を合計で2.0 %以下
B群:Cr、Moは、いずれもMnと同様に、フェライト+マルテンサイトの複合組織の形成を促進する作用を有しており、必要に応じ含有できる。Cr、Moのうちの1種または2種が合計で2.0 %超えて含有すると、プレス成形性が低下する。このため、B群:Cr、Moのうちの1種または2種を合計で2.0 %以下に限定するのが好ましい。
Group B: 2.0% or less of one or two of Cr and Mo in total B Group: Cr and Mo, like Mn, have the effect of promoting the formation of a ferrite + martensite composite structure. And can be contained if necessary. If one or two of Cr and Mo are contained in excess of 2.0% in total, press formability is lowered. For this reason, it is preferable to limit one or two of Group B: Cr and Mo to 2.0% or less in total.

C群:Nb、Ti、Vのうちの1種または2種以上を合計で0.2 %以下
C群:Nb、Ti、Vは、いずれも炭化物形成元素であり、炭化物の微細分散により高強度化に有効に作用するため、必要に応じ選択して含有できる。しかし、Nb、Ti、Vのうちの1種または2種以上を合計で0.2 %超えて含有すると、プレス成形性が劣化する。このため、Nb、Ti、Vは合計で0.2 %に限定するのが好ましい。
Group C: One or more of Nb, Ti, and V totaling 0.2% or less in total. Group C: Nb, Ti, and V are all carbide-forming elements, and high strength is achieved by fine dispersion of carbides. Since it works effectively, it can be selected and contained as necessary. However, if one or more of Nb, Ti, and V are contained in a total exceeding 0.2%, press formability deteriorates. For this reason, Nb, Ti, and V are preferably limited to 0.2% in total.

また、本発明では、上記したCu、あるいはさらに上記したA群〜C群のうちの1群または2群以上の含有に代えて、Mo:0.05〜2.0 %、Cr:0.05〜2.0 %、W:0.05〜2.0 %のうちから選ばれた1種または2種以上を合計で2.0 %以下含有し、あるいはさらにNb、Ti、Vのうちの1種または2種以上を合計で2.0 %以下含有してもよい。   In the present invention, Mo: 0.05 to 2.0%, Cr: 0.05 to 2.0%, W: in place of the above-described Cu, or the inclusion of one or more of the above-described groups A to C Contains one or more selected from 0.05 to 2.0% in total of 2.0% or less, or further contains one or more of Nb, Ti and V in total of 2.0% or less Also good.

Mo:0.05〜2.0 %、Cr:0.05〜2.0 %、W:0.05〜2.0 %のうちから選ばれた1種または2種以上を合計で2.0 %以下
Mo、Cr、Wはいずれも、鋼板の歪時効硬化を顕著に増加させる元素で、本発明において最も重要な元素であり、選択して含有できる。これらMo、Cr、Wのうちの1種または2種以上を含有させ、さらにフェライトとマルテンサイトの複合組織とすることにより、予変形−熱処理時に微細炭化物が歪誘起微細析出し、ΔTS:80MPa 以上の引張強さの増加が得られる。これら元素の含有量がそれぞれ0.05%未満では、予変形−熱処理条件、鋼板組織を変化させても、ΔTS:80MPa 以上の引張強さの増加は得られない。一方、これら元素の含有量がそれぞれ2.0 %を超えて含有しても、上記した効果は飽和し含有量に見合う効果が期待できず経済的に不利となるうえ、プレス成形性の劣化を招く。このため、Mo、Cr、Wは、Mo:0.05〜2.0 %、Cr:0.05〜2.0 %、W:0.05〜2.0 %の範囲に限定する。なお、プレス成形性の観点から、複合して含有する場合にはMo、Cr、Wの含有量の合計は2.0 %以下に限定した。
Mo: 0.05-2.0%, Cr: 0.05-2.0%, W: 0.05-2.0%, one or two or more selected from a total of 2.0% or less
Mo, Cr, and W are all elements that significantly increase the strain age hardening of the steel sheet, and are the most important elements in the present invention, and can be selected and contained. By containing one or more of these Mo, Cr, and W, and further forming a composite structure of ferrite and martensite, fine carbides undergo strain-induced fine precipitation during pre-deformation and heat treatment, and ΔTS: 80 MPa or more An increase in tensile strength is obtained. If the content of these elements is less than 0.05%, even if the predeformation-heat treatment conditions and the steel sheet structure are changed, an increase in tensile strength of ΔTS: 80 MPa or more cannot be obtained. On the other hand, even if the content of these elements exceeds 2.0%, the effects described above are saturated, an effect commensurate with the content cannot be expected, and it is economically disadvantageous, and the press formability is deteriorated. For this reason, Mo, Cr, and W are limited to the ranges of Mo: 0.05 to 2.0%, Cr: 0.05 to 2.0%, and W: 0.05 to 2.0%. In addition, from the viewpoint of press formability, the total content of Mo, Cr, and W is limited to 2.0% or less when combined and contained.

Nb、Ti、Vのうちの1種または2種以上を合計で2.0 %以下
Nb、Ti、Vは、いずれも炭化物形成元素であり、必要に応じ選択して含有できる。これらNb、Ti、Vのうちの1種または2種以上を含有させ、さらにフェライトとマルテンサイトの複合組織とすることにより、予変形−熱処理時に微細炭化物が歪誘起微細析出し、ΔTS:80MPa 以上の引張強さの増加が得られる。しかし、Nb、Ti、Vのうちの1種または2種以上を合計で2.0 %超えて含有すると、プレス成形性が劣化する。このため、Nb、Ti、Vは、合計で2.0 %以下に限定するのが好ましい。
2.0% or less of one or more of Nb, Ti and V in total
Nb, Ti, and V are all carbide-forming elements and can be selected and contained as necessary. By containing one or more of these Nb, Ti, and V, and further forming a composite structure of ferrite and martensite, fine carbides are strain-induced finely precipitated during pre-deformation and heat treatment, and ΔTS: 80 MPa or more An increase in tensile strength is obtained. However, if one or more of Nb, Ti, and V are contained in a total exceeding 2.0%, the press formability deteriorates. For this reason, Nb, Ti, and V are preferably limited to 2.0% or less in total.

上記した元素以外に、Ca:0.1 %以下、REM :0.1 %以下のうちの1種または2種を含有してもよい。Ca、REM はいずれも介在物の形態制御を通して延性の向上に寄与する元素である。しかし、Ca:0.1 %、REM :0.1 %をそれぞれ超える含有は清浄度を低下させ、延性をかえって低下させる。
また、マルテンサイト形成の観点から、B:0.1 %以下、Zr:0.1 %以下のうちの1種または2種以上を含有してもよい。
In addition to the elements described above, one or two of Ca: 0.1% or less and REM: 0.1% or less may be contained. Both Ca and REM are elements that contribute to the improvement of ductility through shape control of inclusions. However, if the content exceeds Ca: 0.1% and REM: 0.1%, the cleanliness is lowered and ductility is lowered.
Moreover, from a viewpoint of martensite formation, you may contain 1 type (s) or 2 or more types in B: 0.1% or less and Zr: 0.1% or less.

上記した成分以外の残部はFeおよび不可避的不純物からなる。不可避的不純物としては、Sb:0.01%以下、Sn:0.1 %以下、Zn:0.01%以下、Co:0.1 %以下が許容できる。
上記した組成、組織を有する熱延鋼板は、低降伏強さで高延性を有しプレス成形性に優れ、かつ歪時効硬化特性に優れた鋼板である。
The balance other than the above components is composed of Fe and inevitable impurities. As unavoidable impurities, Sb: 0.01% or less, Sn: 0.1% or less, Zn: 0.01% or less, Co: 0.1% or less are acceptable.
A hot-rolled steel sheet having the above-described composition and structure is a steel sheet having low yield strength, high ductility, excellent press formability, and excellent strain age hardening characteristics.

つぎに、本発明の熱延鋼板の製造方法について説明する。
本発明の熱延鋼板は、上記した範囲内の組成を有する鋼スラブを素材とし、該素材に熱間圧延を施し所定板厚の熱延板とする。
使用する鋼スラブは、成分のマクロ偏析を防止するために連続鋳造法で製造するのが好ましいが、造塊法、薄スラブ連鋳法で製造してもよい。また、鋼スラブを製造したのち、いったん室温まで冷却し、その後再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、あるいはわず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も問題なく適用できる。
Below, the manufacturing method of the hot rolled sheet steel of this invention is demonstrated.
The hot-rolled steel sheet of the present invention uses a steel slab having a composition within the above-described range as a raw material, and hot-rolls the raw material to obtain a hot-rolled sheet having a predetermined thickness.
The steel slab to be used is preferably produced by a continuous casting method in order to prevent macro segregation of components, but may be produced by an ingot casting method or a thin slab continuous casting method. In addition to the conventional method in which a steel slab is manufactured and then cooled to room temperature and then reheated, it is not cooled and inserted into a heating furnace as it is, or rolled immediately after a slight heat retention. Energy saving processes such as direct rolling and direct rolling can be applied without problems.

上記した素材(鋼スラブ)の加熱温度SRTはとくに限定する必要はないが、900 ℃以上とするのが好ましい。
スラブ加熱温度:900 ℃以上
スラブ加熱温度は、Cuを含有する組成の場合にはCu起因の表面欠陥を防止するために低いほうが望ましい。しかし、加熱温度が900 ℃未満では、圧延荷重が増大し、熱間圧延時のトラブル発生の危険が増大する。なお、酸化重量の増加にともなうスケールロスの増大などから、スラブ加熱温度は1300℃以下とするのが望ましい。
The heating temperature SRT of the material (steel slab) is not particularly limited, but is preferably 900 ° C. or higher.
Slab heating temperature: 900 ° C. or higher In the case of a composition containing Cu, the slab heating temperature is preferably low in order to prevent surface defects caused by Cu. However, if the heating temperature is less than 900 ° C., the rolling load increases and the risk of trouble during hot rolling increases. Note that the slab heating temperature is desirably 1300 ° C. or less because of an increase in scale loss accompanying an increase in oxidized weight.

なお、スラブ加熱温度を低くし、かつ熱間圧延時のトラブルを防止するといった観点から、シートバーを加熱する、いわゆるシートバーヒーターを活用することは、有効な方法であることはいうまでもない。
加熱されたスラブは、ついで熱間圧延を施されるが、熱間圧延は、仕上圧延終了温度FDTがAr3変態点以上である熱間圧延とするのが好ましい。
In addition, it goes without saying that using a so-called sheet bar heater for heating the sheet bar from the viewpoint of lowering the slab heating temperature and preventing troubles during hot rolling is an effective method. .
The heated slab is then subjected to hot rolling, and the hot rolling is preferably hot rolling in which the finish rolling finish temperature FDT is equal to or higher than the Ar3 transformation point.

仕上圧延終了温度:Ar変態点以上
仕上圧延終了温度FDTをAr変態点以上とすることにより、均一な熱延母板組織を得ることができ、熱延後の冷却でフェライトとマルテンサイトとの複合組織が得られる。これにより、優れたプレス成形性が確保される。一方、仕上圧延終了温度がAr変態点未満では、熱延母板組織が不均一となるとともに、加工組織が残存しプレス成形性が劣化する。またさらに、仕上圧延終了温度がAr変態点未満では、熱間圧延時の圧延負荷が高くなり、熱間圧延時のトラブルが発生する危険性が増大する。このようなことから、熱間圧延のFDTはAr変態点以上とするのが好ましい。
Finishing rolling end temperature: Ar 3 transformation point or more By setting finishing rolling finishing temperature FDT to Ar 3 transformation point or more, a uniform hot-rolled base metal structure can be obtained, and ferrite and martensite are formed by cooling after hot rolling. The composite tissue of is obtained. Thereby, the excellent press formability is ensured. On the other hand, if the finish rolling finish temperature is less than the Ar 3 transformation point, the hot-rolled base metal structure becomes non-uniform, and the processed structure remains and press formability deteriorates. Furthermore, if the finish rolling end temperature is less than the Ar 3 transformation point, the rolling load during hot rolling becomes high, and the risk of occurrence of trouble during hot rolling increases. For this reason, it is preferable that the hot rolling FDT is not less than the Ar 3 transformation point.

仕上圧延終了後、ついで、5℃/s以上の冷却速度で(Ar変態点)〜(Ar変態点)の温度域まで冷却するのが好ましい。
このような熱間圧延後の冷却を行うことにより、その後の冷却処理でフェライト変態を促進することができる。冷却速度が5℃/s未満では、その後の冷却処理でフェライト変態が促進されず、プレス成形性が劣化する。
After finishing rolling, it is then preferably cooled to a temperature range of (Ar 3 transformation point) to (Ar 1 transformation point) at a cooling rate of 5 ° C./s or more.
By performing such cooling after hot rolling, the ferrite transformation can be promoted by subsequent cooling treatment. When the cooling rate is less than 5 ° C./s, the ferrite transformation is not promoted by the subsequent cooling treatment, and the press formability deteriorates.

ついで、(Ar変態点)〜(Ar変態点)の温度域で1〜20s間空冷または徐冷するのが好ましい。(Ar変態点)〜(Ar変態点)の温度域で空冷または徐冷することにより、オーステナイトからフェライトへの変態が促進され、さらに未変態オーステナイト中にCが濃縮され、その後の冷却でマルテンサイトに変態して、フェライトとマルテンサイトとの複合組織が形成される。(Ar変態点)〜(Ar変態点)の温度域での空冷または徐冷が1s未満では、オーステナイトからフェライトへの変態量が少なく、したがって未変態オーステナイト中へのCの濃縮量も少なく、マルテンサイトの形成量が少なくなる。一方、20sを超えると、オーステナイトがパーライトに変態し、フェライトとマルテンサイトの複合組織が得られなくなる。 Next, it is preferable to air cool or gradually cool for 1 to 20 seconds in the temperature range of (Ar 3 transformation point) to (Ar 1 transformation point). By air cooling or slow cooling in the temperature range of (Ar 3 transformation point) to (Ar 1 transformation point), transformation from austenite to ferrite is promoted, and C is concentrated in untransformed austenite. Transformation into martensite forms a composite structure of ferrite and martensite. When air cooling or slow cooling in the temperature range of (Ar 3 transformation point) to (Ar 1 transformation point) is less than 1 s, the transformation amount from austenite to ferrite is small, and therefore the amount of C enriched in untransformed austenite is also small. , The amount of martensite formed is reduced. On the other hand, if it exceeds 20 s, austenite is transformed into pearlite, and a composite structure of ferrite and martensite cannot be obtained.

空冷または徐冷処理後、再び5℃/s以上の冷却速度で冷却して、550 ℃以下の巻取温度で巻き取る。
5℃/s以上の冷却速度で冷却することにより、未変態のオーステナイトがマルテンサイトに変態する。これにより、組織が、フェライト+マルテンサイトの複合組織となる。しかし、冷却速度が5℃/s未満あるいは巻取温度が 550℃より高いと、未変態のオーステナイトがパーライトまたはベイナイトに変態し、マルテンサイトが形成されないため、プレス成形性が低下する。なお、より好ましくは、冷却速度は10℃/s以上、さらに好ましくは熱延板形状の観点から100 ℃/s以下である。また、巻取温度は 500℃未満、より好ましくは熱延板の形状の観点から350 ℃以上である。巻取温度が350 ℃未満では、鋼板形状が顕著に乱れ、実際の使用にあたり不具合を生じる危険性が増大する。
After air cooling or gradual cooling treatment, it is cooled again at a cooling rate of 5 ° C./s or more and wound at a winding temperature of 550 ° C. or less.
By cooling at a cooling rate of 5 ° C./s or more, untransformed austenite is transformed into martensite. As a result, the structure becomes a composite structure of ferrite and martensite. However, when the cooling rate is less than 5 ° C./s or the coiling temperature is higher than 550 ° C., untransformed austenite is transformed into pearlite or bainite, and martensite is not formed. More preferably, the cooling rate is 10 ° C./s or more, and more preferably 100 ° C./s or less from the viewpoint of hot-rolled plate shape. The coiling temperature is less than 500 ° C, more preferably 350 ° C or more from the viewpoint of the shape of the hot-rolled sheet. When the coiling temperature is less than 350 ° C., the shape of the steel sheet is significantly disturbed, increasing the risk of causing problems in actual use.

なお、本発明における熱間圧延では、熱間圧延時の圧延荷重を低減するために仕上圧延の一部または全部を潤滑圧延としてもよい。潤滑圧延を行うことは、鋼板形状の均一化、材質の均一化の観点からも有効である。なお、潤滑圧延の際の摩耗係数は0.25〜0.10の範囲とすることが好ましい。また、相前後するシートバー同士を接合し、連続的に仕上圧延する連続圧延プロセスとすることが好ましい。連続圧延プロセスを適用することは、熱間圧延の操業安定性の観点からも望ましい。   In the hot rolling in the present invention, part or all of the finish rolling may be lubricated rolling in order to reduce the rolling load during hot rolling. Performing lubrication rolling is also effective from the viewpoint of uniform steel plate shape and uniform material. In addition, it is preferable to make the wear coefficient in the case of lubrication rolling into the range of 0.25-0.10. Moreover, it is preferable to set it as the continuous rolling process which joins the sheet | seat bars which precede and follow, and finish-rolls continuously. The application of the continuous rolling process is also desirable from the viewpoint of the operational stability of hot rolling.

熱間圧延後、形状矯正、表面粗度等の調整のために、10%以下の調質圧延を施してもよい。
なお、本発明の熱延鋼板は、加工用としてのみならず、表面処理用原板としても適用できる。表面処理としては、亜鉛めっき(合金系を含む)、すずめっき、ほうろう等がある。
After hot rolling, temper rolling of 10% or less may be performed for shape correction, surface roughness adjustment and the like.
The hot-rolled steel sheet of the present invention can be applied not only for processing but also as a surface treatment original sheet. Examples of the surface treatment include galvanization (including alloy system), tin plating, enamel and the like.

また本発明の熱延鋼板には、焼鈍または亜鉛めっき後、特殊な処理を施して、化成処理性、溶接性、プレス成形性および耐食性等の改善を行ってもよい。   The hot-rolled steel sheet of the present invention may be subjected to special treatment after annealing or galvanization to improve chemical conversion properties, weldability, press formability, corrosion resistance, and the like.

(実施例1)
表1に示す組成の溶鋼を転炉で溶製し、連続鋳造法で鋼スラブとした。これら鋼スラブを加熱し、表2に示す条件で熱間圧延して板厚 2.0mmの熱延鋼帯(熱延板)にし、さらに圧下率: 1.0%の調質圧延を施した。
Example 1
Molten steel having the composition shown in Table 1 was melted in a converter and made into a steel slab by a continuous casting method. These steel slabs were heated and hot-rolled under the conditions shown in Table 2 to form hot-rolled steel strips (hot-rolled plates) with a thickness of 2.0 mm, and further subjected to temper rolling with a reduction ratio of 1.0%.

得られた熱延鋼帯(熱延板)について、微視組織、引張特性、歪時効硬化特性、穴拡げ率を求めた。なお、プレス成形性は、伸びEl(延性)、降伏強さおよび穴拡げ率とから評価した。
(1)微視組織
得られた鋼帯から試験片を採取し、圧延方向に直交する断面(C断面)について、光学顕微鏡あるいは走査型電子顕微鏡を用いて微視組織を撮像し、画像解析装置を用いて主相であるフェライトの組織分率および第2相の種類と組織分率を求めた。
(2)引張特性
得られた鋼帯(熱延板)から、JIS 5号引張試験片を採取し、JIS Z 2241の規定に準拠して引張試験を行い、降伏強さYS、引張強さTS、伸びEl、降伏比YRを求めた。
About the obtained hot-rolled steel strip (hot-rolled sheet), the microstructure, tensile characteristics, strain age hardening characteristics, and hole expansion ratio were determined. The press formability was evaluated from the elongation El (ductility), the yield strength, and the hole expansion rate.
(1) Microscopic structure A test piece is taken from the obtained steel strip, and a microscopic structure is imaged with respect to a cross section (C cross section) perpendicular to the rolling direction using an optical microscope or a scanning electron microscope. Was used to determine the structure fraction of the main phase ferrite and the type and structure fraction of the second phase.
(2) Tensile properties JIS No. 5 tensile test specimens were collected from the obtained steel strip (hot-rolled sheet) and subjected to a tensile test in accordance with the provisions of JIS Z 2241. Yield strength YS, tensile strength TS The elongation El and the yield ratio YR were determined.

(3)歪時効硬化特性
得られた鋼帯(熱延板)からJIS 5号試験片を圧延方向に採取し、予変形(引張予歪)として5%の塑性変形を与えて、ついで250 ℃×20min の熱処理を施したのち、引張試験を実施し、熱処理後の引張特性(降伏応力YSHT、引張強さTSHT)を求め、ΔYS=YSHT−YS、ΔTS=TSHT−TSを算出した。なお、YSHT、TSHTは予変形−熱処理後の降伏応力、引張強さであり、YS、TSは鋼帯(熱延板)の降伏応力、引張強さである。
(4)穴拡げ率
得られた鋼帯(熱延板)から採取した試験片に、10mmφのポンチで打ち抜いて穴を形成したのち、頂角60°の円錐ポンチを用い、ばりが外側になるようにして、板厚を貫通する割れが発生するまで穴拡げを行い、穴拡げ率λを求めた。穴拡げ率λは、λ(%)={(d−d )/d }×100 で求めた。なお、d :初期穴径、d:割れ発生時の内穴径である。
これらの結果を表3に示す。
(3) Strain age hardening characteristics JIS No. 5 test piece was taken in the rolling direction from the obtained steel strip (hot-rolled sheet), subjected to 5% plastic deformation as pre-deformation (tensile pre-strain), and then 250 ℃ × after heat treatment of 20min, a tensile test was performed to obtain the tensile properties after the heat treatment (yield stress YS HT, tensile strength TS HT), calculated ΔYS = YS HT -YS, a ΔTS = TS HT -TS did. It should be noted, YS HT, the TS HT pre-deformation - is the yield stress after the heat treatment, the tensile strength, YS, TS is the yield stress of the steel strip (hot-rolled sheet), a tensile strength.
(4) Hole expansion rate After punching a test piece taken from the obtained steel strip (hot-rolled sheet) with a 10mmφ punch to form a hole, a conical punch with an apex angle of 60 ° is used, and the beam is on the outside In this way, hole expansion was performed until a crack penetrating the plate thickness occurred, and the hole expansion ratio λ was obtained. The hole expansion ratio λ was obtained by λ (%) = {(d−d 0 ) / d 0 } × 100. D 0 : initial hole diameter, d: inner hole diameter when cracking occurs.
These results are shown in Table 3.

Figure 0005392223
Figure 0005392223

Figure 0005392223
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Figure 0005392223
本発明例は、いずれも、低い降伏強さYSと高い伸びElと、低い降伏比YRと、さらに大きな穴拡げ率λを示して、伸びフランジ成形性を含むプレス成形性に優れるとともに、大きなΔYSと極めて大きなΔTSを示し、歪時効硬化特性に優れた熱延鋼板となっている。これに対し、本発明の範囲を外れる比較例では、降伏強さYSが高いか、伸びElが低いか、あるいは穴拡げ率λが小さいか、ΔTSが小さく、プレス成形性、歪時効硬化特性が低下した熱延鋼板となっている。
(実施例2)
表4に示す組成の溶鋼を転炉で溶製し、連続鋳造法で鋼スラブとした。これら鋼スラブを加熱し、表5に示す条件で熱間圧延して板厚 2.0mmの熱延鋼帯(熱延板)にし、さらに圧下率: 1.0%の調質圧延を施した。
Figure 0005392223
Each of the examples of the present invention shows a low yield strength YS, a high elongation El, a low yield ratio YR, and a larger hole expansion ratio λ, which is excellent in press formability including stretch flange formability and large ΔYS. It shows a very large ΔTS and is a hot-rolled steel sheet having excellent strain age hardening characteristics. On the other hand, in the comparative example outside the scope of the present invention, the yield strength YS is high, the elongation El is low, the hole expansion ratio λ is small, ΔTS is small, press formability, and strain age hardening characteristics are obtained. It is a lowered hot-rolled steel sheet.
(Example 2)
Molten steel having the composition shown in Table 4 was melted in a converter and formed into a steel slab by a continuous casting method. These steel slabs were heated and hot-rolled under the conditions shown in Table 5 to form hot-rolled steel strips (hot-rolled sheets) having a sheet thickness of 2.0 mm, and further subjected to temper rolling at a reduction ratio of 1.0%.

得られた熱延鋼帯(熱延板)について、実施例1と同様に、微視組織、引張特性、歪時効硬化特性、穴拡げ率を求めた。
これらの結果を表6に示す。
For the obtained hot-rolled steel strip (hot-rolled sheet), the microstructure, tensile properties, strain age hardening properties, and hole expansion rate were determined in the same manner as in Example 1.
These results are shown in Table 6.

Figure 0005392223
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Figure 0005392223
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Figure 0005392223
本発明例は、いずれも、低い降伏強さYSと高い伸びElと、低い降伏比YRと、さらに大きな穴拡げ率λを示して、伸びフランジ成形性を含むプレス成形性に優れるとともに、極めて大きなΔYSと極めて大きなΔTSを示し、歪時効硬化特性に優れた熱延鋼板となっている。これに対し、本発明の範囲を外れる比較例では、降伏強さYSが高いか、伸びElが低いか、あるいは穴拡げ率λが小さいか、ΔTSが小さく、プレス成形性、歪時効硬化特性が低下した熱延鋼板となっている。
Figure 0005392223
Each of the examples of the present invention shows a low yield strength YS, a high elongation El, a low yield ratio YR, a larger hole expansion ratio λ, and is excellent in press formability including stretch flange formability and extremely large. ΔYS and an extremely large ΔTS are exhibited, and the hot-rolled steel sheet has excellent strain age hardening characteristics. On the other hand, in the comparative example outside the scope of the present invention, the yield strength YS is high, the elongation El is low, the hole expansion ratio λ is small, ΔTS is small, press formability, and strain age hardening characteristics are obtained. It is a lowered hot-rolled steel sheet.

Claims (5)

質量%で、
C:0.15%以下、 Si:2.0%以下、
Mn:3.0%以下、 P:0.1%以下、
S:0.02%以下、 Al:0.1%以下、
N:0.02%以下、 Cu:0.5〜3.0%
を含み、残部がFeおよび不可避的不純物からなる組成を有し、組織が、面積率で80%以上のフェライト相を主相とし、面積率で2%以上のマルテンサイト相単独の第2相との複合組織を有することを特徴とするプレス成形性に優れ、かつΔTS:80MPa以上になる歪時効硬化特性に優れた熱延鋼板。
% By mass
C: 0.15% or less, Si: 2.0% or less,
Mn: 3.0% or less, P: 0.1% or less,
S: 0.02% or less, Al: 0.1% or less,
N: 0.02% or less, Cu: 0.5-3.0%
And the balance is Fe and inevitable impurities, and the structure has a ferrite phase with an area ratio of 80% or more as a main phase and a martensite phase alone second area with an area ratio of 2% or more. A hot-rolled steel sheet having excellent press formability and having excellent strain age hardening characteristics such that ΔTS: 80 MPa or more.
前記組成に加えさらに、質量%で、下記A群〜C群のうちから選ばれた1群または2群以上を含有することを特徴とする請求項1に記載の熱延鋼板。

A群:Ni:2.0%以下、
B群:Cr、Moのうちの1種または2種を合計で2.0%以下、
C群:Nb、Ti、Vのうちの1種または2種以上を合計で0.2%以下
The hot-rolled steel sheet according to claim 1, further comprising one group or two or more groups selected from the following groups A to C in mass% in addition to the composition.
Group A: Ni: 2.0% or less,
Group B: 2.0% or less of one or two of Cr and Mo in total
Group C: 0.2% or less total of one or more of Nb, Ti and V
質量%で、
C:0.15%以下、 Si:2.0%以下、
Mn:3.0%以下、 P:0.1%以下、
S:0.02%以下、 Al:0.1%以下、
N:0.02%以下
を含み、さらに、Mo:0.05〜2.0%、Cr:0.05〜2.0%、W:0.05〜2.0%のうちから選ばれた1種または2種以上を合計で2.0%以下含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる組成を有し、組織が、面積率で80%以上のフェライト相を主相とし、面積率で2%以上のマルテンサイト相単独の第2相との複合組織を有することを特徴とするプレス成形性に優れ、かつΔTS:80MPa以上になる歪時効硬化特性に優れた熱延鋼板。
% By mass
C: 0.15% or less, Si: 2.0% or less,
Mn: 3.0% or less, P: 0.1% or less,
S: 0.02% or less, Al: 0.1% or less,
N: 0.02% or less, and Mo: 0.05 to 2.0%, Cr: 0.05 to 2.0%, W: 0.05 to 2.0%, or a total of 2.0% or less The balance is composed of Fe and inevitable impurities, and the structure is composed of a ferrite phase having an area ratio of 80% or more as the main phase and a martensite phase alone second area having an area ratio of 2% or more. A hot-rolled steel sheet that has excellent press formability and has excellent strain age hardening characteristics of ΔTS: 80 MPa or more.
前記組成に加えさらに、質量%で、Nb、Ti、Vのうちの1種または2種以上を合計で2.0%以下含有することを特徴とする請求項3に記載の熱延鋼板。   The hot-rolled steel sheet according to claim 3, further comprising 2.0% or less of one or more of Nb, Ti, and V in total in addition to the composition. 質量%で、
C:0.15%以下、 Si:2.0%以下、
Mn:3.0%以下、 P:0.1%以下、
S:0.02%以下、 Al:0.1%以下、
N:0.02%以下
を含み、さらに、Mo:0.05〜2.0%、Cr:0.05〜2.0%、W:0.05〜2.0%のうちから選ばれた1種または2種以上を合計で2.0%以下含有する組成を有する鋼スラブに、熱間圧延を施し所定板厚の熱延板とするにあたり、前記熱間圧延を、仕上圧延終了温度FDTがAr変態点以上である熱間圧延とし、仕上圧延終了後、5℃/s以上の冷却速度で(Ar変態点)〜(Ar変態点)の温度域まで冷却し、該温度域で1〜20s間空冷または徐冷したのち、再び5℃/s以上の冷却速度で冷却して、550℃以下の温度で巻き取ることを特徴とする、プレス成形性に優れ、かつΔTS:80MPa以上になる歪時効硬化特性に優れた熱延鋼板の製造法。
% By mass
C: 0.15% or less, Si: 2.0% or less,
Mn: 3.0% or less, P: 0.1% or less,
S: 0.02% or less, Al: 0.1% or less,
N: 0.02% or less, and further, Mo: 0.05% to 2.0%, Cr: 0.05% to 2.0%, W: 0.05% to 2.0%, or a total of 2.0% or less When hot rolling is performed on a steel slab having a composition to obtain a hot rolled sheet having a predetermined thickness, the hot rolling is hot rolling with a finish rolling finish temperature FDT equal to or higher than the Ar 3 transformation point, and finish rolling is finished. Then, after cooling to a temperature range of (Ar 3 transformation point) to (Ar 1 transformation point) at a cooling rate of 5 ° C./s or higher, air cooling or slow cooling for 1 to 20 seconds in the temperature range, and then again 5 ° C. / A method for producing a hot-rolled steel sheet having excellent press formability and excellent strain age hardening characteristics of ΔTS: 80 MPa or more, characterized by cooling at a cooling rate of s or more and winding at a temperature of 550 ° C. or less. .
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