JP5402007B2 - 加工性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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Description
C:0.05〜0.5%
Cは、マルテンサイトや焼戻しマルテンサイトなどの第2相を生成させてTSを上昇させるために必要な元素である。C量が0.05%未満では、焼戻しマルテンサイトを面積率で60%以上確保することが難しい。一方、C量が0.5%を超えると、Elやスポット溶接性が劣化する。したがって、C量は0.05〜0.5%、好ましくは0.1〜0.3%とする。
Siは、鋼を固溶強化してTS-Elバランスを向上させたり、残留オーステナイトを生成させるのに有効な元素である。こうした効果を得るには、Si量を0.01%以上にする必要がある。一方、Si量が2.5%を超えると、Elの低下や表面性状、溶接性の劣化を招く。したがって、Si量は0.01〜2.5%、好ましくは0.7〜2.0%とする。
Mnは、鋼の強化に有効であり、マルテンサイトなどの第2相の生成を促進する元素である。こうした効果を得るには、Mn量を0.5%以上にする必要がある。一方、Mn量が3.5%を超えると、Elの劣化が著しくなり、加工性が低下する。したがって、Mn量は0.5〜3.5%、好ましくは1.5〜3.0%とする。
Pは、鋼の強化に有効な元素である。こうした効果を得るには、P量を0.003%以上にする必要がある。一方、P量が0.100%を超えると、粒界偏析により鋼を脆化させ、耐衝撃性を劣化させる。したがって、P量は0.003〜0.100%とする。
Sは、MnSなどの介在物として存在して、耐衝撃性や溶接性を劣化させるため、その量は極力低減することが好ましい。しかし、製造コストの面からS量は0.02%以下とする。
Alは、フェライトを生成させ、TS-Elバランスを向上させるのに有効な元素である。こうした効果を得るには、Al量を0.010%以上にする必要がある。一方、Al量が0.5%を超えると、連続鋳造時のスラブ割れの危険性が高まる。したがって、Al量は0.010〜0.5%とする。
Cr、Mo、V、Ni、Cuは、マルテンサイトなどの第2相の生成に有効な元素である。こうした効果を得るには、Cr、Mo、V、Ni、Cuから選ばれる少なくとも1種の元素の含有量を0.005%にする必要がある。一方、Cr、Mo、V、Ni、Cuのそれぞれの含有量が2.00%を超えると、その効果が飽和し、コストアップを招く。したがって、Cr、Mo、V、Ni、Cuの含有量はそれぞれ0.005〜2.00%とする。
Ti、Nbは、炭窒化物を形成し、鋼を析出強化により高強度化するのに有効な元素である。こうした効果を得るには、Ti、Nbから選ばれる少なくとも1種の元素の含有量を0.01%以上にする必要がある。一方、Ti、Nbのそれぞれの含有量が0.20%を超えると、高強度化の効果は飽和し、Elが低下する。したがって、Ti、Nbの含有量はそれぞれ0.01〜0.20%とする。
Bは、オーステナイト粒界からのフェライトの生成を抑制して第2相の生成に有効な元素である。こうした効果を得るには、B量を0.0002%以上にする必要がある。一方、B量が0.005%を超えると、その効果が飽和し、コストアップを招く。したがって、B量は0.0002〜0.005%とする。
Ca、REMは、いずれも硫化物の形態制御により加工性を改善させるのに有効な元素である。このような効果を得るには、Ca、REMから選ばれる少なくとも1種の元素の含有量を0.001%以上にする必要がある。一方、Ca、REMのそれぞれの含有量が0.005%を超えると、鋼の清浄度に悪影響を及ぼすおそれがある。したがって、Ca、REMの含有量はそれぞれ0.001〜0.005%とする。
フェライトの面積率:0〜10%
フェライトの面積率が10%を超えると、TSが1200MPa以上と穴拡げ率が50%以上の両立が困難になる。したがって、フェライトの面積率は0〜10%とする。
マルテンサイトの面積率が10%を超えると、穴拡げ率の低下が顕著になる。したがって、マルテンサイトの面積率は0〜10%とする。
焼戻しマルテンサイトの面積率が60%未満だと、TSが1200MPa以上と穴拡げ率が50%以上の両立が困難になる。一方、その面積率が95%を超えると、Elの低下が顕著になる。したがって、焼戻しマルテンサイトの面積率は60〜95%とする。
残留オーステナイトは、Elの向上に有効である。このような効果を得るには、残留オーステナイトの割合を5%以上にする必要がある。しかしながら、その割合が20%を超えると、穴拡げ率の低下が顕著になる。したがって、残留オーステナイトの割合は5〜20%とする。
本発明の高強度溶融亜鉛めっき鋼板は、例えば、上記の成分組成を有するスラブに、熱間圧延を施して熱延鋼板とし、あるいはさらに冷間圧延を施して冷延鋼板とし、前記熱延鋼板あるいは冷延鋼板に、(Ac3変態点-50℃)〜Ac3変態点の温度域を2℃/s以下の平均加熱速度で加熱し、Ac3変態点以上の温度域で10s以上保持して均熱後、20℃/s以上の平均冷却速度で(Ms点-100℃)〜(Ms点-200℃)の温度域に冷却し、300〜600℃の温度域に1〜600s保持して再加熱する条件で焼鈍を施した後、溶融亜鉛めっきを施す方法によって製造できる。
(Ac3変態点-50℃)〜Ac3変態点の温度域の平均加熱速度が2℃/sを超えると、均熱時にオーステナイト粒径が著しく微細になるため、冷却中にフェライトの生成が促進され、本発明のミクロ組織が得られない。したがって、(Ac3変態点-50℃)〜Ac3変態点の温度域を平均加熱速度2℃/s以下で加熱する必要がある。
均熱温度がAc3変態点未満、あるいは保持時間が10s未満では、オーステナイトの生成が不十分となり、本発明のミクロ組織が得られない。したがって、Ac3変態点以上の温度域で10s以上保持して均熱する必要がある。なお、均熱温度の上限や保持時間の上限は、特に規定しないが、950℃以上の温度域あるいは600s以上の保持時間で均熱しても効果が飽和し、コストアップにつながるので、均熱温度は950℃未満、保持時間は600s未満とすることが好ましい。
均熱温度から(Ms点-100℃)〜(Ms点-200℃)の温度域の平均冷却速度が20℃/s未満では、冷却中に多量のフェライトが生成し、本発明のミクロ組織が得られない。したがって、平均冷却速度20℃/s以上で冷却する必要がある。平均冷却速度の上限は、特に規定しないが、鋼板形状が悪化したり、冷却到達温度すなわち(Ms点-100℃)〜(Ms点-200℃)の温度の制御が困難になるため、200℃/s以下とすることが好ましい。
冷却到達温度まで冷却後、300〜600℃の温度域で1s以上保持して再加熱すると、冷却時に生成したマルテンサイトが焼戻され、焼戻しマルテンサイトになり、また、未変態オーステナイトへのC濃化が進行し、残留オーステナイトとして安定化したり、一部がマルテンサイトへ変態する。再加熱温度が300℃未満では、マルテンサイトの焼戻しや残留オーステナイトとしての安定化が不十分になり、600℃を超えると、未変態オーステナイトがパーライト変態しやすくなり、本発明のミクロ組織が得られない。したがって、再加熱温度は300〜600℃の温度域とする。
Claims (9)
- 質量%で、C:0.05〜0.5%、Si:0.01〜2.5%、Mn:0.5〜3.5%、P:0.003〜0.100%、S:0.02%以下、Al:0.010〜0.5%を含み、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、かつ、組織観察より求めた面積率で0〜10%のフェライト、0〜10%のマルテンサイト、60〜95%の焼戻しマルテンサイトと、X線回折法により求めた割合で5〜20%の残留オーステナイトを含むミクロ組織を有し、引張強度TSが1200MPa以上、穴拡げ率が50%以上である加工性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板。
- さらに、質量%で、Cr:0.005〜2.00%、Mo:0.005〜2.00%、V:0.005〜2.00%、Ni:0.005〜2.00%、Cu:0.005〜2.00%から選ばれる少なくとも1種の元素を含有する請求項1に記載の加工性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板。
- さらに、質量%で、Ti:0.01〜0.20%、Nb:0.01〜0.20%から選ばれる少なくとも1種の元素を含有する請求項1または2に記載の加工性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板。
- さらに、質量%で、B:0.0002〜0.005%を含有する請求項1から3のいずれかに記載の加工性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板。
- さらに、質量%で、Ca:0.001〜0.005%、REM:0.001〜0.005%から選ばれる少なくとも1種の元素を含有する請求項1から4のいずれかに記載の加工性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板。
- 亜鉛めっきが合金化亜鉛めっきである請求項1から5のいずれかに記載の加工性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板。
- 請求項1から5のいずれかに記載の成分組成を有するスラブに、熱間圧延を施して熱延鋼板とし、前記熱延鋼板に、(Ac3変態点-50℃)〜Ac3変態点の温度域を2℃/s以下の平均加熱速度で加熱し、Ac3変態点以上の温度域で10s以上保持して均熱後、20℃/s以上の平均冷却速度で(Ms点-100℃)〜(Ms点-200℃)の温度域に冷却し、300〜600℃の温度域に1〜600s保持して再加熱する条件で焼鈍を施した後、溶融亜鉛めっきを施す加工性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
- 請求項1から5のいずれかに記載の成分組成を有するスラブに、熱間圧延、冷間圧延を施して冷延鋼板とし、前記冷延鋼板に、(Ac3変態点-50℃)〜Ac3変態点の温度域を2℃/s以下の平均加熱速度で加熱し、Ac3変態点以上の温度域で10s以上保持して均熱後、20℃/s以上の平均冷却速度で(Ms点-100℃)〜(Ms点-200℃)の温度域に冷却し、300〜600℃の温度域に1〜600s保持して再加熱する条件で焼鈍を施した後、溶融亜鉛めっきを施す加工性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
- 溶融亜鉛めっきを施した後、亜鉛めっきの合金化処理を施す請求項7または8に記載の加工性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
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