JP5503346B2 - Ultra-high strength thin steel sheet with excellent hydrogen embrittlement resistance - Google Patents

Ultra-high strength thin steel sheet with excellent hydrogen embrittlement resistance Download PDF

Info

Publication number
JP5503346B2
JP5503346B2 JP2010055136A JP2010055136A JP5503346B2 JP 5503346 B2 JP5503346 B2 JP 5503346B2 JP 2010055136 A JP2010055136 A JP 2010055136A JP 2010055136 A JP2010055136 A JP 2010055136A JP 5503346 B2 JP5503346 B2 JP 5503346B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
less
amount
steel sheet
hydrogen embrittlement
ultra
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2010055136A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011190474A (en
Inventor
文雄 湯瀬
潤一郎 衣笠
亮介 大友
道高 経澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP2010055136A priority Critical patent/JP5503346B2/en
Publication of JP2011190474A publication Critical patent/JP2011190474A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5503346B2 publication Critical patent/JP5503346B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、耐水素脆性に優れた超高強度鋼板に関し、特に引張強度1180MPa以上の超高強度鋼板で問題となる置き割れや遅れ破壊といわれる水素による破壊が抑制された超高強度薄鋼板に関するものである。本発明の鋼板は、例えば自動車や輸送機などの素材として好適に用いられる。   The present invention relates to an ultra-high-strength steel sheet excellent in hydrogen embrittlement resistance, and more particularly to an ultra-high-strength thin steel sheet in which fracture caused by hydrogen, which is a problem of placement cracking and delayed fracture, which is a problem in ultra-high-strength steel sheets having a tensile strength of 1180 MPa or more is suppressed Is. The steel plate of the present invention is suitably used as a material for, for example, automobiles and transportation equipment.

1180MPa以上の超高強度鋼板として、特にTRIP(TRansformation Induced Plasticity;変態誘起塑性)鋼板が注目されている。TRIP鋼板はオーステナイト組織が残留しており、マルテンサイト変態開始温度(Ms点)以上の温度で加工変形させると、応力によって残留オーステナイト(残留γ)がマルテンサイトに誘起変態して大きな伸びが得られる鋼板である。TRIP鋼板は、母相の種類によって分類され、例えばポリゴナルフェライトを母相とするTPF鋼、焼戻マルテンサイトを母相とするTAM鋼、ベイニティックフェライトを母相とするTBF鋼等が知られている。このうちTBF鋼は古くから知られており、硬質のベイニティックフェライトによって高強度が得られ易く、また、ラス状のベイニティックフェライトの境界に生成する微細な残留オーステナイトによって非常に優れた伸びが得られるといった特徴を有している。更にTBF鋼は、1回の熱処理(連続焼鈍工程またはめっき工程)によって容易に製造できるという製造上のメリットもある。   In particular, TRIP (Transformation Induced Plasticity) steel sheets have attracted attention as ultra high strength steel sheets of 1180 MPa or more. The TRIP steel sheet has an austenite structure remaining, and when deformed at a temperature higher than the martensite transformation start temperature (Ms point), the retained austenite (residual γ) is transformed into martensite by stress, resulting in a large elongation. It is a steel plate. TRIP steel sheets are classified according to the type of parent phase. For example, TPF steel with polygonal ferrite as the parent phase, TAM steel with tempered martensite as the parent phase, and TBF steel with bainitic ferrite as the parent phase are known. It has been. Among these, TBF steel has been known for a long time, and it is easy to obtain high strength by hard bainitic ferrite, and it has excellent elongation due to fine retained austenite formed at the boundary of lath-like bainitic ferrite. Is obtained. Furthermore, TBF steel also has a manufacturing merit that it can be easily manufactured by a single heat treatment (continuous annealing process or plating process).

一方、1180MPa級以上の超高強度域では、他の高強度鋼材と同様にTRIP鋼板においても、水素脆化による遅れ破壊という弊害が新たに生じることが知られている。遅れ破壊は、高強度鋼において、腐食環境または雰囲気から発生した水素が、転位、空孔、粒界などの欠陥部へ拡散して材料を脆化させ、応力が付与された状態で破壊を生じる現象であり、その結果、金属材料の延性や靭性が低下する等の弊害をもたらす。鋼板の強度が増加するにつれ、耐水素脆性は低下する傾向にある。   On the other hand, in the ultra-high strength region of 1180 MPa class or higher, it is known that the TRIP steel plate as well as other high-strength steel materials has a new problem of delayed fracture due to hydrogen embrittlement. Delayed fracture is a high-strength steel in which hydrogen generated from a corrosive environment or atmosphere diffuses into defects such as dislocations, vacancies, and grain boundaries, embrittles the material, and breaks when stress is applied. It is a phenomenon, and as a result, it causes adverse effects such as a decrease in the ductility and toughness of the metal material. As the strength of the steel sheet increases, the hydrogen embrittlement resistance tends to decrease.

このような事情に鑑み、本願出願人は、ベイニティックフェライトとマルテンサイトを母相とし、残留オーステナイトを含むTRIP鋼板であって、残留オーステナイトの面積率や分散形態を適切に制御することにより、耐水素脆性が高められたTRIP鋼板を開示している(例えば特許文献1および特許文献2)。詳細には、水素トラップ能力、水素吸蔵能力が非常に高いベイニティックフェライトおよび残留オーステナイトに着目し、特に、残留オーステナイトの作用を十分発揮させるため、残留オーステナイトの形態を、サブミクロンオーダーの微細ラス状としている。   In view of such circumstances, the applicant of the present application is a TRIP steel sheet containing residual austenite with bainitic ferrite and martensite as a parent phase, and by appropriately controlling the area ratio and dispersion form of residual austenite, TRIP steel sheets with improved hydrogen embrittlement resistance are disclosed (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). Specifically, we focused on bainitic ferrite and retained austenite, which have a very high hydrogen trapping capacity and hydrogen storage capacity. It is in the shape.

上記鋼板によって耐水素脆性は従来より格段に向上するが、更なる向上が求められている。   Although the hydrogen embrittlement resistance is remarkably improved by the steel sheet, further improvement is required.

特開2007−197819号公報JP 2007-197819 A 特開2006−207018号公報JP 2006-207018 A

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、TRIP鋼板の特徴である優れた延性を損なうことなく、引張強度が1180MPa以上の超高強度域において、耐水素脆性が著しく高められた超高強度薄鋼板を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to significantly increase hydrogen embrittlement resistance in an ultrahigh strength region where the tensile strength is 1180 MPa or more without impairing the excellent ductility characteristic of the TRIP steel sheet. It is to provide an ultra-high strength thin steel sheet.

上記課題を解決し得た本発明の超高強度鋼板は、C:0.10〜0.25%(質量%の意味。以下、同じ)、Si:1.0〜3.0%、Mn:1.0〜3.5%、P:0.010%以下(0%を含まない)、S:0.002%以下(0%を含まない)、または0.004%以上0.01%以下、Al:1.5%以下(0%を含まない)、Cr:0.003〜2.0%、残部:鉄及び不可避不純物であり、Mn量を[Mn]、S量を[S]としたとき、[Mn]×1000[S]が2.2以下、または12.5以上25以下を満足すると共に、全組織に対する面積率で、残留オーステナイトを1%以上含有し、前記残留オーステナイト結晶粒は、平均軸比(長軸/短軸)が5以上、平均短軸長さが1μm以下、前記留オーステナイト結晶粒間の最隣接距離が1μm以下を満足し、且つ、引張強度が1180MPa以上であるところに要旨を有するものである。   The ultra-high-strength steel sheet of the present invention that has solved the above problems is C: 0.10 to 0.25% (meaning mass%, hereinafter the same), Si: 1.0 to 3.0%, Mn: 1.0 to 3.5%, P: 0.010% or less (excluding 0%), S: 0.002% or less (not including 0%), or 0.004% or more and 0.01% or less Al: 1.5% or less (excluding 0%), Cr: 0.003 to 2.0%, balance: iron and inevitable impurities, Mn amount is [Mn], S amount is [S] When [Mn] × 1000 [S] satisfies 2.2 or less, or 12.5 or more and 25 or less, and contains 1% or more of retained austenite as an area ratio with respect to the entire structure, the retained austenite crystal grains Has an average axial ratio (major axis / minor axis) of 5 or more, an average minor axis length of 1 μm or less, and a maximum distance between the retained austenite grains. It has a gist where the adjacent distance satisfies 1 μm or less and the tensile strength is 1180 MPa or more.

本発明の好ましい実施形態において、上記鋼板は、全組織に対する面積率で、ベイニティックフェライト及びマルテンサイトが合計で80%以上であり、フェライト及びパーライトが合計で9%以下(0%を含む)を満足するものである。   In a preferred embodiment of the present invention, the steel sheet has an area ratio with respect to the entire structure, the total of bainitic ferrite and martensite is 80% or more, and the total of ferrite and pearlite is 9% or less (including 0%). Is satisfied.

本発明の好ましい実施形態において、上記鋼板は、更に、Cu:0.003〜0.5%、Ni:0.003〜1.0%、Mo:1.0%以下、Nb:0.1%以下、Ti:0.003〜1.0%、V:0.003〜1.0%、Zr:0.003〜1.0%、およびW:0.003〜1.0%よりなる群から選択される少なくとも一種を含む。   In preferable embodiment of this invention, the said steel plate is further Cu: 0.003-0.5%, Ni: 0.003-1.0%, Mo: 1.0% or less, Nb: 0.1% Hereinafter, from the group consisting of Ti: 0.003-1.0%, V: 0.003-1.0%, Zr: 0.003-1.0%, and W: 0.003-1.0% Including at least one selected.

本発明の好ましい実施形態において、上記鋼板は、更に、Ca:0.0005〜0.005%、Mg:0.0005〜0.01%、およびREM:0.0005〜0.01%よりなる群から選択される少なくとも一種を含む。   In a preferred embodiment of the present invention, the steel sheet further comprises Ca: 0.0005 to 0.005%, Mg: 0.0005 to 0.01%, and REM: 0.0005 to 0.01%. Including at least one selected from.

本発明の好ましい実施形態において、上記鋼板は、更に、B:0.0002〜0.01%を含む。   In a preferred embodiment of the present invention, the steel sheet further includes B: 0.0002 to 0.01%.

本発明によれば、鋼中のPおよびSを著しく低減し、且つ、Mn量とS量が適切に制御されているので、耐水素脆性が著しく高められた引張強度1180MPa以上の超高強度薄鋼板を提供することができた。   According to the present invention, P and S in steel are remarkably reduced, and the amount of Mn and S are appropriately controlled, so that the ultrahigh strength thin film having a tensile strength of 1180 MPa or more with significantly improved hydrogen embrittlement resistance. A steel plate could be provided.

図1は、残留オーステナイトの短軸長さ及び長軸長さ、並びに残留オーステナイト結晶粒間の最隣接距離を説明するための模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the short axis length and long axis length of retained austenite and the nearest neighbor distance between retained austenite crystal grains. 図2は、実施例において、[Mn]×1000[S]と耐水素脆性との関係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between [Mn] × 1000 [S] and hydrogen embrittlement resistance in Examples.

本発明者らは、上記特許文献の出願後も、当該特許文献に記載の組織形態をベースとして更に検討を重ねてきた。その結果、鋼中成分について、PおよびSを著しく低減し(詳細には、Pについて0.010%以下;Sについて0.002%以下、または0.004%以上0.01%以下)、且つ、Mn量とS量を適切に制御する(詳細にはMn量を[Mn]、S量を[S]としたとき、[Mn]×1000[S]が2.2以下、または12.5以上25以下)ことにより、上記特許文献に比べて耐水素脆性が一層高められた引張強度1180MPa以上の超高強度薄鋼板が得られることを見出し、本発明を完成した。   The present inventors have further studied after the filing of the patent document, based on the tissue form described in the patent document. As a result, P and S are significantly reduced for the components in steel (specifically, 0.010% or less for P; 0.002% or less, or 0.004% or more and 0.01% or less for S), and , Mn amount and S amount are appropriately controlled (specifically, when Mn amount is [Mn] and S amount is [S], [Mn] × 1000 [S] is 2.2 or less, or 12.5 25 or less), it was found that an ultra-high strength thin steel sheet having a tensile strength of 1180 MPa or more with further improved hydrogen embrittlement resistance as compared with the above-mentioned patent document was obtained, and the present invention was completed.

はじめに、鋼中成分について説明する。   First, the components in steel will be described.

まず、本発明を最も特徴付けるP、S、および[Mn]×1000[S]について説明する。   First, P, S, and [Mn] × 1000 [S] that characterize the present invention will be described.

P:0.010%以下(0%を含まない)
Pは、粒界偏析による粒界破壊の助長をするほか、腐食の起点にもなる元素であり、その結果、粒界などで水素濃度が高まり、耐遅れ破壊性を劣化させる。本発明者らの検討結果によれば、P量を、これまでよりも一層低いレベル(上限を0.010%)まで低減化すると、耐水素脆性が格段に向上することが判明した。P量が0.010%を超えると、Mn量とS量を適切に制御しても耐水素脆性を大きく向上させることができない。P量の上限は低い程良く、好ましくは0.005%、更に好ましくは0.003%である。なお、耐水素脆性の観点からすればP量は少ない方が良いが、一方、0.03%以上添加すると耐食性が向上するため、耐食性を考慮する場合は、0.03%以上添加することが好ましい。具体的には、耐水素脆性と耐食性とのバランスを考慮し、P量の下限を適切に制御することが好ましい。
P: 0.010% or less (excluding 0%)
P is an element that not only promotes grain boundary fracture due to grain boundary segregation but also serves as a starting point of corrosion. As a result, hydrogen concentration increases at grain boundaries and the like, and delayed fracture resistance deteriorates. According to the examination results of the present inventors, it has been found that hydrogen embrittlement resistance is remarkably improved when the amount of P is reduced to a lower level (upper limit is 0.010%) than before. If the amount of P exceeds 0.010%, the hydrogen embrittlement resistance cannot be greatly improved even if the amount of Mn and the amount of S are appropriately controlled. The lower the upper limit of the P content, the better, preferably 0.005%, and more preferably 0.003%. From the viewpoint of hydrogen embrittlement resistance, it is better that the amount of P is small. On the other hand, when 0.03% or more is added, corrosion resistance is improved. Therefore, when considering corrosion resistance, 0.03% or more should be added. preferable. Specifically, it is preferable to appropriately control the lower limit of the P amount in consideration of the balance between hydrogen embrittlement resistance and corrosion resistance.

S:0.002%以下(0%を含まない)、または0.004%以上0.01%以下
Sは、耐遅れ破壊性に対して複雑な挙動を示す元素であり、特に残留オーステナイトを含むTRIP鋼板では、残留オーステナイトの含有率、形状、炭素濃度などによって遅れ破壊に対する寄与度も変わるが、一般には、下記(ア)〜(ウ)の理由により、Sはあまり添加しないほうが耐遅れ破壊性が向上するといわれている。
(ア)Sは腐食環境下での腐食の起点となり、腐食発生や水素吸収を助長する元素であること、
(イ)SはMnSなどの介在物を生成し、この介在物が割れの起点となって機械的強度を劣化させること、
(ウ)Sは残留オーステナイトを不安定化させる作用があり、TBF鋼のようなTRIP鋼では、あまり添加しないほうが良いこと。
S: 0.002% or less (excluding 0%), or 0.004% or more and 0.01% or less S is an element that exhibits a complicated behavior with respect to delayed fracture resistance, and particularly includes residual austenite. In TRIP steel sheets, the degree of contribution to delayed fracture varies depending on the content, shape, carbon concentration, etc. of retained austenite. Generally, however, it is better to add less S for the following reasons (a) to (c). Is said to improve.
(A) S is a starting point of corrosion in a corrosive environment and is an element that promotes corrosion generation and hydrogen absorption.
(I) S produces inclusions such as MnS, and these inclusions become the starting point of cracking and deteriorate the mechanical strength.
(C) S has the effect of destabilizing retained austenite, and it is better not to add so much in TRIP steel such as TBF steel.

一方、(エ)本発明者らの検討結果によれば、上記MnSは、MnSとその周囲との境界(界面)にて水素をトラップする能力が強く、MnSが微細に分散していると、耐遅れ破壊性向上に寄与することがわかった。   On the other hand, according to the examination results of the present inventors, the MnS has a strong ability to trap hydrogen at the boundary (interface) between MnS and its surroundings, and when MnS is finely dispersed, It was found that it contributes to the improvement of delayed fracture resistance.

更に、(オ)鋼中にNiやCuを含む場合、Sとの反応によって形成されるNi32やCu2Sなどの硫化物は、鋼材表面上の水素が鋼中に侵入するのを防止する作用があるため、耐遅れ破壊性向上に望ましい場合もあることがわかった。 Furthermore, (e) when the steel contains Ni or Cu, sulfides such as Ni 3 S 2 and Cu 2 S formed by reaction with S prevent hydrogen on the steel surface from entering the steel. It has been found that in some cases it is desirable to improve delayed fracture resistance because of its action to prevent.

このようなSの耐水素脆性に及ぼす作用(長所、短所)に鑑み、本発明では、S量について、(i)S:0.002%以下、または(ii)S:0.004%以上0.01%以下の二つの態様を特定した。   In view of the action (advantages and disadvantages) of S on hydrogen embrittlement resistance, in the present invention, the amount of S is (i) S: 0.002% or less, or (ii) S: 0.004% or more and 0. Two aspects of less than 0.01% were identified.

まず、耐水素脆性に及ぼすSの悪影響(短所)を考慮し、(i)S:0.002%以下と、Sを極微量レベルに低減化した。このようにS量を極限まで低減化させれば、腐食の起点にもならないので水素トラップの必要もない。上記(i)において、S量は少ない程良く、好ましくは0.001%以下である。   First, considering the adverse effect (cons) of S on hydrogen embrittlement resistance, (i) S: 0.002% or less, S was reduced to a very small level. Thus, if the amount of S is reduced to the limit, it does not become a starting point of corrosion, so there is no need for a hydrogen trap. In the above (i), the smaller the amount of S, the better, and preferably 0.001% or less.

一方、耐水素脆性に及ぼすSの有用性(長所)も勘案し、Sの悪影響とのバランスを考慮して、(ii)S:0.004%以上0.01%以下とした。すなわち、上記(エ)や(オ)の作用を有効に発揮させるため、S量の下限を0.004%とした。ただし、S量が過剰になると、上記(ア)〜(ウ)の弊害が現れるため、S量の上限を0.01%とする。つまり、S:≦0.002%かS:0.004%≦S≦0.01%とする。上記(ii)において、好ましいS量は、0.005%以上0.009%以下である。   On the other hand, considering the usefulness (advantage) of S on hydrogen embrittlement resistance and taking into account the balance with the adverse effect of S, (ii) S: 0.004% or more and 0.01% or less. That is, in order to effectively exhibit the actions (d) and (e), the lower limit of the amount of S is set to 0.004%. However, if the amount of S becomes excessive, the above-mentioned adverse effects (a) to (c) appear, so the upper limit of the amount of S is made 0.01%. That is, S: ≦ 0.002% or S: 0.004% ≦ S ≦ 0.01%. In the above (ii), a preferable amount of S is 0.005% or more and 0.009% or less.

[Mn]×1000[S]:2.2以下、または12.5以上25以下
本発明では、P量およびS量を上記のように制御すると共に、Mn量およびS量の関係も適切に制御している。耐水素脆性に影響を及ぼすMnSは、Mn量によっても変化するため、S量とは別に、Mn量とS量との関係も適切に制御する必要があるためである。ここで、「[Mn]×1000[S]」のパラメータは、耐水素脆性に及ぼすMn量およびS量の関係を調べるために行なった多くの基礎実験に基づき決定されたものであり、[Mn]の係数1に対して[S]の係数を1000としたのは、耐水素脆性に及ぼす寄与度(弊害割合)は、Mn量に比べてS量の方が格段に著しく大きいことが、上記基礎実験の結果、判明したからである。
[Mn] × 1000 [S]: 2.2 or less, or 12.5 or more and 25 or less In the present invention, the P amount and the S amount are controlled as described above, and the relationship between the Mn amount and the S amount is also appropriately controlled. doing. This is because MnS that affects hydrogen embrittlement resistance also changes depending on the amount of Mn, and therefore the relationship between the amount of Mn and the amount of S must be appropriately controlled separately from the amount of S. Here, the parameter “[Mn] × 1000 [S]” was determined based on many basic experiments conducted to investigate the relationship between the amount of Mn and the amount of S that affect hydrogen embrittlement resistance. When the coefficient of [S] is set to 1000 with respect to the coefficient of 1], the contribution to the hydrogen embrittlement resistance (defect ratio) is that the S amount is significantly larger than the Mn amount. It is because it became clear as a result of the basic experiment.

具体的には、まず、MnSによる耐水素脆性への弊害を考慮して、(i)[Mn]×1000[S]の上限を2.2とした。上記(i)において、[Mn]×1000[S]の値は少ない程良く、好ましくは2.0以下であり、より好ましくは1.8以下である。なお、その下限は特に限定されず、[Mn]および[S]に基づき決定されるものを採用することができるが、強度などの機械的特性や清浄鋼(低S鋼)を得るうえでの限界を考慮すると、1.0以上が好ましい。   Specifically, first, considering the adverse effects on hydrogen embrittlement resistance caused by MnS, the upper limit of (i) [Mn] × 1000 [S] was set to 2.2. In the above (i), the smaller the value of [Mn] × 1000 [S] is better, preferably 2.0 or less, more preferably 1.8 or less. The lower limit is not particularly limited, and those determined based on [Mn] and [S] can be adopted, but mechanical properties such as strength and clean steel (low S steel) are obtained. Considering the limit, 1.0 or more is preferable.

一方、MnSによる耐水素脆性への有用性も勘案し、悪影響とのバランスを考慮して、(ii)[Mn]×1000[S]:12.5以上25以下とした。上記(i)のようにMn量およびS量を極限まで低減させるには製造コストも上昇するため、上記(ii)では、コストを抑えて所望の効果を発揮させることができる。上記(ii)において、[Mn]×1000[S]は、好ましくは13以上20以下であり、より好ましくは15以上18以下である。   On the other hand, considering the usefulness to hydrogen embrittlement resistance by MnS, considering the balance with adverse effects, (ii) [Mn] × 1000 [S]: 12.5 to 25. In order to reduce the amount of Mn and the amount of S as much as in (i) above, the manufacturing cost also increases. Therefore, in (ii) above, the desired effect can be exhibited while suppressing the cost. In the above (ii), [Mn] × 1000 [S] is preferably 13 or more and 20 or less, more preferably 15 or more and 18 or less.

以上、本発明を最も特徴付ける元素および関係式について説明した。本発明において、その他の成分は、以下のとおりである。   The elements and relational expressions that characterize the present invention have been described above. In the present invention, the other components are as follows.

C:0.10〜0.25%
Cは、鋼板の強度向上に寄与し、特に所定の残留オーステナイトを確保するために必須の元素である。本発明で対象とする1180MPa以上の強度を確保し、1面積%以上の残留オーステナイトを確保するためには、C量を0.10%以上とする。好ましいC量は0.12%以上である。但し、過剰に添加すると耐食性や溶接性が低下するため、これらの特性を確保する観点から、C量を0.25%以下とする。好ましいC量は0.23%以下である。
C: 0.10 to 0.25%
C contributes to improving the strength of the steel sheet, and is an essential element for securing a predetermined retained austenite. In order to secure the strength of 1180 MPa or more and the retained austenite of 1 area% or more, which is the subject of the present invention, the C content is 0.10% or more. A preferable amount of C is 0.12% or more. However, since corrosion resistance and weldability will fall if it adds excessively, from the viewpoint of ensuring these characteristics, C amount shall be 0.25% or less. A preferable amount of C is 0.23% or less.

Si:1.0〜3.0%
Siは、残留オーステナイトが分解して炭化物が生成するのを有効に抑える元素であり、且つ、鋼板の硬質化に寄与する置換型固溶体強化元素である。このような作用を有効に発現させるため、Si量を1.0%以上とする。好ましいSi量は1.2%以上であり、より好ましくは1.5%以上である。但し、Si量が3.0%を超えると熱間圧延でのスケール形成が顕著になるほか、スケールによる疵の除去にコストがかかり経済的に不利なため、Si量の上限を3.0%とする、好ましいSi量は2.5%以下であり、より好ましくは2.0%以下である。
Si: 1.0-3.0%
Si is an element that effectively suppresses the generation of carbide by decomposition of retained austenite, and is a substitutional solid solution strengthening element that contributes to hardening of the steel sheet. In order to effectively exhibit such an action, the Si amount is set to 1.0% or more. A preferable Si amount is 1.2% or more, and more preferably 1.5% or more. However, if the amount of Si exceeds 3.0%, the scale formation by hot rolling becomes remarkable, and the removal of wrinkles by the scale is costly and economically disadvantageous, so the upper limit of Si amount is 3.0%. The preferable Si amount is 2.5% or less, and more preferably 2.0% or less.

Mn:1.0〜3.5%
Mnは、残留オーステナイトの安定化と、所望の残留オーステナイト量確保のために有用な元素であり、そのためにMn量の下限を1.0%とする。好ましいMn量は1.2%以上であり、より好ましくは1.5%以上である。但し、過剰に添加するとMnの偏析が顕著になり、残留オーステナイトの安定性が低下し、加工性が劣化する恐れがあるため、Mn量の上限を3.5%とする。加工性も含めて考慮すると、好ましいMn量は3.0%以下である。
Mn: 1.0 to 3.5%
Mn is an element useful for stabilizing retained austenite and securing a desired retained austenite amount, and therefore the lower limit of the Mn amount is 1.0%. A preferable amount of Mn is 1.2% or more, and more preferably 1.5% or more. However, if excessively added, segregation of Mn becomes prominent, the stability of retained austenite is lowered, and workability may be deteriorated. Therefore, the upper limit of the amount of Mn is set to 3.5%. In consideration of workability, the preferable amount of Mn is 3.0% or less.

Al:1.5%以下(0%を含まない)
Alは脱酸元素として有用であり、そのためには、Al量を0.01%以上とすることが好ましい。また、Alは、脱酸作用のみならず耐食性向上作用および耐水素脆化性向上作用も有している。Al添加により耐食性が向上し、その結果、大気腐食下で発生する水素量が低減されるため、耐水素脆化性が向上すると考えられる。更にAl添加によってラス状残留オーステナイトの安定性が向上し、耐水素脆化性の更なる向上に寄与していると考えられる。このような作用を有効に発揮させるためには、Al量を0.02%以上とすることが好ましい。Al量は、より好ましくは0.2%以上であり、さらに好ましくは0.5%以上である。ただし、過剰に添加するとアルミナ等の介在物が増加し、加工性が劣化するため、Al量の上限を1.5%とする。
Al: 1.5% or less (excluding 0%)
Al is useful as a deoxidizing element, and for that purpose, the Al content is preferably 0.01% or more. Moreover, Al has not only a deoxidizing action but also an anti-corrosion effect and an anti-hydrogen embrittlement effect. The addition of Al improves the corrosion resistance. As a result, the amount of hydrogen generated under atmospheric corrosion is reduced, so that the hydrogen embrittlement resistance is considered to be improved. Furthermore, it is considered that the addition of Al improves the stability of the lath-like retained austenite and contributes to further improvement of hydrogen embrittlement resistance. In order to effectively exhibit such an effect, the Al content is preferably 0.02% or more. The amount of Al is more preferably 0.2% or more, and further preferably 0.5% or more. However, if added excessively, inclusions such as alumina increase and workability deteriorates, so the upper limit of the Al content is 1.5%.

Cr:0.003〜2.0%
Crは、焼入れ性向上による強度向上と、耐食性向上作用による大気腐食下での水素量低減に伴う耐水素脆性の向上をもたらす元素として有用である。また、本発明では、後記する熱処理条件を採用しているため、Cr添加によっても鋼中に粗大炭化物は析出されず、微細炭化物が鋼中に分散され、残留オーステナイトが効果的に生成されるようになる。その結果、水素トラップ能が向上し、び割れの伝搬を防止できる。このような作用は、好ましくは、Cuおよび/またはNiと共存することによって一層有効に発揮される。Crによる上記作用を有効に発揮させるため、Cr量の下限を0.003%とする。好ましいCr量は0.1%以上であり、より好ましくは0.3%以上である。ただし、過剰に添加しても上記作用が飽和するだけでなく、加工性が劣化するため、Cr量の上限を2.0%とした。好ましいCr量は1.5%以下であり、より好ましくは1.0%以下である。
Cr: 0.003-2.0%
Cr is useful as an element that improves strength by improving hardenability and improves hydrogen embrittlement resistance associated with a reduction in the amount of hydrogen under atmospheric corrosion due to the effect of improving corrosion resistance. Further, in the present invention, since the heat treatment conditions described later are adopted, coarse carbides are not precipitated in the steel even when Cr is added, fine carbides are dispersed in the steel, and retained austenite is effectively generated. become. As a result, the hydrogen trapping capability is improved and crack propagation can be prevented. Such an action is preferably exerted more effectively by coexisting with Cu and / or Ni. In order to effectively exhibit the above action by Cr, the lower limit of the Cr amount is set to 0.003%. A preferable Cr amount is 0.1% or more, and more preferably 0.3% or more. However, the above action is not only saturated when added in excess, but also the workability deteriorates, so the upper limit of the Cr content was set to 2.0%. A preferable Cr amount is 1.5% or less, and more preferably 1.0% or less.

本発明の鋼板は上記成分を含有し、残部:鉄及び不可避不純物である。但し、本発明の作用を損なわない限度において、下記の選択成分を含有することができる。   The steel sheet of the present invention contains the above components, and the balance: iron and inevitable impurities. However, the following selective components can be contained as long as the action of the present invention is not impaired.

Cu:0.003〜0.5%、Ni:0.003〜1.0%、Mo:1.0%以下、Nb:0.1%以下、Ti:0.003〜1.0%、V:0.003〜1.0%、Zr:0.003〜1.0%、およびW:0.003〜1.0%よりなる群から選択される少なくとも一種
これらの元素は、錆などの腐食発生を抑制して母材の耐食性向上に寄与する元素であり、上記元素を単独で、または少なくとも二種以上を併用することができる。
Cu: 0.003-0.5%, Ni: 0.003-1.0%, Mo: 1.0% or less, Nb: 0.1% or less, Ti: 0.003-1.0%, V : At least one selected from the group consisting of 0.003 to 1.0%, Zr: 0.003 to 1.0%, and W: 0.003 to 1.0%. It is an element that suppresses generation and contributes to improvement of the corrosion resistance of the base material, and the above elements can be used alone or in combination of at least two or more.

詳細には、CuおよびNiは、鋼板自体の耐食性を向上させ、鋼板の腐食による水素発生を十分に抑制することができる元素である。また、これらの元素は、大気中で生成する錆の中でも熱力学的に安定で保護性があるといわれている酸化鉄(α−FeOOH)の生成を促進させる効果も有しており、当該錆の生成促進を図ることにより、発生した水素の鋼板への侵入を一層抑制でき、過酷な腐食環境下での水素による腐食割れを十分に抑制することができる。上記効果を発揮させるには、Cu量およびNi量の下限を、それぞれ、0.003%とすることが好ましい。より好ましくは、いずれの元素についても、0.05%以上であり、更に好ましくは0.1%以上である。ただし、過剰に添加すると加工性が劣化するため、Cu量およびNi量の上限について、それぞれ、0.5%、1.0%とすることが好ましい。より好ましくは、Cu量:0.3%以下、Ni量:0.5%以下である。   Specifically, Cu and Ni are elements that can improve the corrosion resistance of the steel sheet itself and sufficiently suppress the generation of hydrogen due to the corrosion of the steel sheet. These elements also have the effect of promoting the production of iron oxide (α-FeOOH), which is said to be thermodynamically stable and protective among rust generated in the atmosphere. By promoting the production of hydrogen, it is possible to further suppress the intrusion of the generated hydrogen into the steel sheet and sufficiently suppress the corrosion cracking due to hydrogen in a severe corrosive environment. In order to exert the above effects, it is preferable to set the lower limits of the Cu amount and the Ni amount to 0.003%, respectively. More preferably, any element is 0.05% or more, more preferably 0.1% or more. However, since workability deteriorates when added excessively, it is preferable to set the upper limits of the Cu amount and the Ni amount to 0.5% and 1.0%, respectively. More preferably, the Cu content is 0.3% or less and the Ni content is 0.5% or less.

上記以外の元素のうちTi、V、Zr、Wについて、これらの好ましい含有量はいずれも、0.003〜1.0%である。   Among these elements other than the above, regarding Ti, V, Zr, and W, these preferable contents are all 0.003 to 1.0%.

このうちTiは、上記のCu、Ni、Crと同様に保護性錆の生成促進効果を有する元素である。この保護性錆は、特に塩化物環境下で生成して耐食性(結果的に耐水素脆性)に悪影響を及ぼすβ−FeOOHの生成を抑制するという非常に有益な作用を有している。この様な保護性錆の形成は、特にTiとV(更には、Zr、W)を複合添加することによって促進される。更にTiは、非常に優れた耐食性向上元素であり、鋼を清浄化する効果も有している。また、Vは、上述の通りTiと共存して耐水素脆性向上効果を有する他、鋼板の強度上昇、細粒化にも有効な元素である。また、Zrは、鋼板の強度上昇や細粒化に有効な元素であり、Tiと共存させると耐水素脆性向上効果も発揮される。また、Vは、鋼板の強度上昇、細粒化に有効な元素であり、さらに炭窒化物の形態制御により水素のトラップサイトとして有効な作用を有する。TiとZrの共存により、耐水素脆性が著しく向上する。また、Wは、鋼板の強度上昇に有効であり、その析出物は水素トラップサイトとしても有効である。また、生成した錆は塩化物イオンを反発する性能を有するため、耐食性の更なる向上にも寄与する。WをTiやZrと共存させると、耐食性と耐水素脆性の両方が向上するようになる。   Among these elements, Ti is an element having an effect of promoting the generation of protective rust, similar to the above-described Cu, Ni, and Cr. This protective rust has a very beneficial effect of suppressing the production of β-FeOOH which is generated particularly in a chloride environment and adversely affects the corrosion resistance (resulting in hydrogen embrittlement resistance). The formation of such protective rust is promoted particularly by the combined addition of Ti and V (further, Zr, W). Further, Ti is a very excellent element for improving corrosion resistance and has an effect of cleaning steel. Further, V is an element effective in increasing the strength and fineness of the steel sheet, in addition to having the effect of improving hydrogen embrittlement resistance by coexisting with Ti as described above. Zr is an element effective for increasing the strength and refining of the steel sheet, and when it coexists with Ti, the effect of improving hydrogen embrittlement resistance is also exhibited. V is an element effective for increasing the strength and refining of the steel sheet, and has an effective action as a hydrogen trap site by controlling the form of carbonitride. Coexistence of Ti and Zr significantly improves hydrogen embrittlement resistance. W is effective for increasing the strength of the steel sheet, and the precipitates are also effective as hydrogen trap sites. Moreover, since the produced | generated rust has the performance which repels a chloride ion, it contributes to the further improvement of corrosion resistance. When W coexists with Ti or Zr, both corrosion resistance and hydrogen embrittlement resistance are improved.

これらのTi、V、Zr、Wによる上記作用を有効に発揮させるためには、単独または二種以上を含むときはその合計量が0.003%以上(より好ましくは0.01%以上)であることが好ましい。ただし、過剰に添加すると、炭窒化物の析出が多くなり加工性の低下を招くため、単独または二種以上を含むときはその合計量が1.0%以下であることが好ましく、より好ましくは0.5%以下である。   In order to effectively exhibit the above-described effects of Ti, V, Zr, and W, the total amount is 0.003% or more (more preferably 0.01% or more) when it is contained alone or in combination of two or more. Preferably there is. However, if excessively added, the precipitation of carbonitride increases and the workability is lowered, so when it is included alone or in combination of two or more, the total amount is preferably 1.0% or less, more preferably 0.5% or less.

また、Moは残留オーステナイトを安定化させ、所望の残留オーステナイト量を確保するために有用な元素であり、そのほか、水素侵入を抑制し遅れ破壊特性を向上させる効果や、鋼板の焼入れ性を高めるためにも有用な元素である。更に、粒界を強化して水素脆性の発生を抑制する作用がある。このような作用を有効に発揮させるため、Mo量は0.005%以上であることが好ましく、より好ましくは0.01%以上である。但し、過剰に添加すると上記作用が飽和するため、Mo量の上限を1.0%とすることが好ましい。より好ましいMo量は0.3%以下である。   In addition, Mo is a useful element for stabilizing the retained austenite and securing a desired retained austenite amount. In addition, in order to enhance the effect of suppressing delayed hydrogen penetration and improving delayed fracture characteristics and the hardenability of the steel sheet. It is also a useful element. Furthermore, it has the effect of strengthening the grain boundaries and suppressing the occurrence of hydrogen embrittlement. In order to effectively exhibit such an action, the Mo amount is preferably 0.005% or more, more preferably 0.01% or more. However, since the said effect | action will be saturated if it adds excessively, it is preferable to make the upper limit of Mo amount into 1.0%. A more preferable amount of Mo is 0.3% or less.

また、Nbは、鋼板の強度上昇及び細粒化に非常に有用な元素であり、特にMoとの複合効果により上記作用が増強される。このような作用を有効に発揮させるため、Nb量は0.005%以上であることが好ましく、より好ましくは0.01%以上である。但し、過剰に添加すると上記作用が飽和するため、Nb量の上限を0.1%とすることが好ましい。より好ましいNb量は0.3%以下である。   Nb is a very useful element for increasing the strength and refining of the steel sheet, and the above action is enhanced by the combined effect with Mo. In order to effectively exhibit such an action, the Nb content is preferably 0.005% or more, and more preferably 0.01% or more. However, the above action is saturated when added in excess, so the upper limit of the Nb content is preferably 0.1%. A more preferable Nb amount is 0.3% or less.

Ca:0.0005〜0.005%、Mg:0.0005〜0.01%、およびREM:0.0005〜0.01%よりなる群から選択される少なくとも一種
これらの元素は、pHの低下を抑制して耐食性向上に寄与する元素であり、上記元素を単独で、または少なくとも二種以上を併用することができる。
At least one of these elements selected from the group consisting of Ca: 0.0005-0.005%, Mg: 0.0005-0.01%, and REM: 0.0005-0.01% is a decrease in pH. Is an element that contributes to improving corrosion resistance, and the above elements can be used alone or in combination of at least two kinds.

詳細には、Ca、Mg、およびREMは、鋼板表面の腐食に伴う界面雰囲気の水素イオン濃度の上昇を抑制し、pHの低下抑制に有効な元素であり、その結果、局部腐食性が向上する。更にこれらの元素は、鋼中硫化物の形態を制御し、加工性の向上にも寄与する。このような作用を有効に発揮させるため、いずれの元素も、それぞれ0.0005%以上であることが好ましい。より好ましくは、いずれの元素も0.001%以上である。但し、過剰に添加すると加工性が低下するため、Ca量は0.005%以下、Mg量は0.01%以下、REM量は0.01%以下であることが好ましい。   Specifically, Ca, Mg, and REM are effective elements for suppressing the increase in the hydrogen ion concentration in the interface atmosphere accompanying the corrosion of the steel sheet surface and suppressing the decrease in pH, and as a result, the local corrosivity is improved. . Furthermore, these elements control the form of sulfide in steel and contribute to the improvement of workability. In order to effectively exhibit such action, it is preferable that each element is 0.0005% or more. More preferably, any element is 0.001% or more. However, since the workability decreases when added in excess, the Ca content is preferably 0.005% or less, the Mg content is 0.01% or less, and the REM content is preferably 0.01% or less.

ここで、REM(希土類元素)とは、ランタノイド元素(周期表において、原子番号57のLaから原子番号71のLuまでの合計15元素)に、Sc(スカンジウム)とY(イットリウム)とを加えた元素群を意味する。   Here, REM (rare earth element) is a lanthanoid element (a total of 15 elements from La with atomic number 57 to Lu with atomic number 71 in the periodic table) added Sc (scandium) and Y (yttrium). Means an element group.

B:0.0002〜0.01%
Bは、耐食性向上作用のほか、焼入れ性を高めて強度向上に有効な元素である。更に、粒界に濃化することにより粒界割れを防止する作用もある。このような作用を有効に発揮させるため、B量は0.0002%以上であることが好ましく、より好ましくは0.001%以上である。但し、過剰に添加すると、熱間加工性が低下するため、B量の上限を0.01%とすることが好ましい。より好ましいB量は0.005%以下である。
B: 0.0002 to 0.01%
B is an element effective for improving the strength by improving the hardenability in addition to the effect of improving the corrosion resistance. Furthermore, it has the effect of preventing grain boundary cracking by concentrating at the grain boundaries. In order to effectively exhibit such an action, the B content is preferably 0.0002% or more, and more preferably 0.001% or more. However, since hot workability will fall when it adds excessively, it is preferable to make the upper limit of B amount 0.01%. A more preferable amount of B is 0.005% or less.

以上、本発明の鋼中成分について説明した。   In the above, the component in steel of this invention was demonstrated.

次に、組織について説明する。上述したとおり、本発明鋼板は、全組織に対する面積率で、残留オーステナイトを1%以上含有し、前記残留オーステナイト結晶粒は、平均軸比(長軸/短軸)が5以上、平均短軸長さが1μm以下、前記留オーステナイト結晶粒間の最隣接距離が1μm以下を満足している。   Next, the organization will be described. As described above, the steel sheet of the present invention contains 1% or more of retained austenite in an area ratio relative to the entire structure, and the retained austenite crystal grains have an average axial ratio (major axis / minor axis) of 5 or more and an average minor axis length. Is 1 μm or less, and the closest distance between the retained austenite crystal grains is 1 μm or less.

上記組織は、本願出願人が先に開示した上記特許文献に記載の組織と基本的には同じであり、所望とする高レベルの耐水素脆性が得られるように、残留オーステナイトの量や形態を制御すると共に、母相組織もベイニティックフェライトおよびマルテンサイトの二相組織とした。以下、各要件について説明する。   The structure is basically the same as the structure described in the above-mentioned patent document previously disclosed by the applicant of the present application, and the amount and form of retained austenite are set so as to obtain a desired high level of hydrogen embrittlement resistance. In addition to the control, the matrix structure was also a two-phase structure of bainitic ferrite and martensite. Hereinafter, each requirement will be described.

残留オーステナイトを1%以上
本発明では、水素吸蔵能を高め、高い伸びを確保するという観点から、全組織に対する残留オーステナイトの面積率を1%以上とする。好ましくは2%以上であり、より好ましくは3%以上である。但し、残留オーステナイトの面積率が多くなりすぎると所望とする強度の確保が困難になるなどの問題が生じるため、その上限を15%とする。残留オーステナイトの好ましい面積率は14%以下であり、より好ましく13%以下である。
1% or more of retained austenite In the present invention, the area ratio of retained austenite with respect to the entire structure is set to 1% or more from the viewpoint of enhancing hydrogen storage capacity and ensuring high elongation. Preferably it is 2% or more, More preferably, it is 3% or more. However, if the area ratio of retained austenite increases too much, it becomes difficult to ensure the desired strength, so the upper limit is made 15%. The preferred area ratio of retained austenite is 14% or less, more preferably 13% or less.

残留オーステナイト結晶粒の平均軸比(長軸/短軸)5以上、平均短軸長さ1μm以下、残留オーステナイト結晶粒間の最隣接距離1μm以下
本発明では更に、残留オーステナイトの平均軸比、平均短軸長さ、および残留オーステナイト結晶粒間の最隣接距離を適切に制御し、サブミクロンオーダーの微細ラス状組織とすることが重要である。図1に、残留オーステナイトの短軸長さ及び長軸長さ、並びに残留オーステナイト結晶粒間の最隣接距離を説明するための模式図を示す。
Average axis ratio (major axis / minor axis) of residual austenite crystal grains is 5 or more, average minor axis length is 1 μm or less, and nearest neighbor distance between residual austenite crystal grains is 1 μm or less. It is important to appropriately control the short axis length and the nearest neighbor distance between residual austenite grains to form a fine lath structure on the order of submicrons. FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the short axis length and long axis length of retained austenite and the nearest neighbor distance between retained austenite crystal grains.

まず、残留オーステナイトの平均軸比(長軸/短軸)は5以上とする。耐水素脆性向上の観点からは、上記平均軸比は大きい程良く、好ましくは10以上である。一方、TRIP効果を有効に発揮させるためには残留オーステナイトの厚さがある程度必要となるため、上記観点から、残留オーステナイトの平均軸比の上限を30とすることが好ましい。より好ましくは20以下である。   First, the average axial ratio (major axis / minor axis) of retained austenite is 5 or more. From the viewpoint of improving hydrogen embrittlement resistance, the average axial ratio is preferably as large as possible, and is preferably 10 or more. On the other hand, since the thickness of retained austenite is required to some extent in order to effectively exert the TRIP effect, the upper limit of the average axial ratio of retained austenite is preferably 30 from the above viewpoint. More preferably, it is 20 or less.

更に、残留オーステナイトの平均短軸長さは1μm以下とする。平均短軸長さが短く微細な残留オーステナイト結晶粒が多数分散している方が、残留オーステナイトの表面積が大きくなり、水素トラップ能が増大するからである。残留オーステナイトの好ましい平均短軸長さは0.5μm以下であり、より好ましくは0.25μm以下である。なお、その下限は、耐水素脆性の観点からは特に限定されない。   Furthermore, the average minor axis length of retained austenite is 1 μm or less. This is because the surface area of the retained austenite is increased and the hydrogen trapping ability is increased when a large number of fine retained austenite crystal grains are dispersed with a short average minor axis length. The preferred average minor axis length of the retained austenite is 0.5 μm or less, more preferably 0.25 μm or less. The lower limit is not particularly limited from the viewpoint of hydrogen embrittlement resistance.

更に、残留オーステナイト結晶粒間の最隣接距離は1μm以下であることが好ましい。これは、微細なラス状残留オーステナイト結晶粒が微細に分散することにより、破壊の伝搬が抑制されるためと考えられる。好ましい最隣接距離は0.8μm以下であり、より好ましくは0.5μm以下である。   Furthermore, the nearest neighbor distance between the residual austenite crystal grains is preferably 1 μm or less. This is presumably because the propagation of fracture is suppressed by the fine dispersion of fine lath-like retained austenite crystal grains. The nearest neighbor distance is preferably 0.8 μm or less, more preferably 0.5 μm or less.

本発明で規定する上記微細ラス状オーステナイトの水素トラップ能力は、いわゆる炭化物の能力よりも遥かに大きく、いわゆる大気腐食で侵入する水素を実質無害化することができる。   The hydrogen trapping ability of the fine lath-like austenite specified in the present invention is much larger than the ability of so-called carbides, and the hydrogen entering by so-called atmospheric corrosion can be made substantially harmless.

残留オーステナイト以外の組織については、全組織に対する面積率で、母相組織としてベイニティックフェライトおよびマルテンサイトを合計で80%以上とするのが好ましく、より好ましくは85%以上である。母相組織の上限は他の組織とのバランスによって決定され、例えばフェライト及びパーライトはできるだけ少ない方が良く、合計で9%以下であることが好ましい。フェライト組織等を含有しない場合は、母相組織と残留オーステナイトのみから構成されるため、母相組織の上限は99%である。   For the structure other than the retained austenite, the total area ratio of bainitic ferrite and martensite is preferably 80% or more, and more preferably 85% or more, based on the area ratio relative to the entire structure. The upper limit of the matrix structure is determined by the balance with other structures. For example, the amount of ferrite and pearlite should be as small as possible, and is preferably 9% or less in total. When no ferrite structure or the like is contained, the upper limit of the matrix structure is 99% because it is composed only of the matrix structure and retained austenite.

このようにベイニティックフェライトおよびマルテンサイトを母相とし、上記の微細ラス状残留オーステナイトを含む複合組織とすることにより水素起因の遅れ破壊特性を著しく向上させることができる。   In this way, delayed fracture characteristics due to hydrogen can be remarkably improved by using bainitic ferrite and martensite as a parent phase and forming a composite structure containing the above-mentioned fine lath-like retained austenite.

ここで、上記組織の判別方法は以下のとおりである。   Here, the method for discriminating the tissue is as follows.

ベイニティックフェライトは、板状のフェライトであり、転位密度が高い下部組織を意味し、転位がないか、あるいはきわめて少ない下部組織を有するポリゴナルフェライト(本発明ではこのポリゴナルフェライトをフェライトとよぶ)とはSEM観察によって明瞭に区別される。ベイニティックフェライトは、SEM写真では濃灰色を示す(ベイニティックフェライトと、残留オーステナイトやマルテンサイトとを明確に分離区別できない場合もある)が、ポリゴナルフェライトはSEM写真において黒色であり、多角形の形状で、内部に残留オーステナイトやマルテンサイトを含まない。   Bainitic ferrite is a plate-like ferrite and means a substructure with a high dislocation density. Polygonal ferrite with no or a very small substructure (in the present invention, this polygonal ferrite is called ferrite). ) Is clearly distinguished by SEM observation. Bainitic ferrite is dark gray in SEM photographs (bainitic ferrite and residual austenite and martensite may not be clearly separated and distinguished), but polygonal ferrite is black in SEM photographs, and many It has a square shape and does not contain retained austenite or martensite.

残留オーステナイトは「EBSP(Electron Back Scatter diffraction Pattern)検出器を備えたFE−SEM」により、FCC(面心立方格子)として観察される領域を意味する。EBSPは試料表面に電子線を入射させてこのときに発生する反射電子から得られた菊池パターンを解析することにより電子線入射位置の結晶方位を決定するものであり、電子線を試料表面に2次元で走査させ、所定のピッチごとに結晶方位を測定すれば、試料表面での方位分布を測定できる。測定の一例を挙げる。板厚1/4の位置で圧延面と平行な面における任意の測定面積(約50μm×50μm、測定間隔は0.1μm)を測定対象とする。なお、当該測定面まで研磨する際には、残留オーステナイトの変態を防ぐため、電解研磨する。次に、上記「EBSP検出器を備えたFE−SEM」を用い、EBSP画像を高感度カメラで撮影しコンピューターに画像として取り込む。画像解析を行い、既知の結晶系(残留オーステナイトの場合はFCC(面心立方格子))を用いたシミュレーションによるパターンとの比較によって決定したFCC相をカラーマップする。このようにして、マッピングされた領域の面積率をもとめ、これを残留オーステナイト組織の面積率とする。   Residual austenite means a region observed as FCC (face-centered cubic lattice) by “FESP with Electron Back Scatter Diffraction Pattern (EBSP) detector”. In EBSP, an electron beam is incident on the sample surface and the crystal orientation at the electron beam incident position is determined by analyzing the Kikuchi pattern obtained from the reflected electrons generated at this time. The orientation distribution on the sample surface can be measured by scanning in a dimension and measuring the crystal orientation for each predetermined pitch. An example of measurement is given. An arbitrary measurement area (about 50 μm × 50 μm, measurement interval is 0.1 μm) in a plane parallel to the rolling surface at the position of the plate thickness ¼ is a measurement object. In addition, when polishing up to the measurement surface, electrolytic polishing is performed in order to prevent transformation of retained austenite. Next, using the “FE-SEM equipped with an EBSP detector”, an EBSP image is taken with a high-sensitivity camera and captured as an image on a computer. Image analysis is performed, and the FCC phase determined by comparison with a pattern by simulation using a known crystal system (in the case of retained austenite, FCC (face-centered cubic lattice)) is color-mapped. In this way, the area ratio of the mapped region is obtained, and this is used as the area ratio of the retained austenite structure.

次に、上記鋼板を製造する方法について説明する。上述した通り、本発明鋼板は、特にP量、S量、[Mn]と[S]の関係を適切に定めたところに最大の特徴があり、製造方法については、例えば特許文献1や2に記載の方法を採用することができる。   Next, a method for manufacturing the steel sheet will be described. As described above, the steel sheet of the present invention has the greatest feature particularly when the P amount, S amount, and the relationship between [Mn] and [S] are appropriately determined. The described method can be employed.

具体的には、上記成分組成を満たす鋼板を用いて、超高強度かつ優れた耐水素脆性を発揮する上記組織を形成するには、熱間圧延における仕上げ温度を、フェライトの生成しない過冷却オーステナイト域温度であって極力低温とする。該温度で仕上げ圧延を行うことによって、熱延鋼板のオーステナイトを微細化することができ、結果として最終製品の組織が微細化されるからである。   Specifically, in order to form the above-described structure exhibiting ultrahigh strength and excellent hydrogen embrittlement resistance using a steel sheet satisfying the above component composition, the finishing temperature in hot rolling is set to supercooled austenite that does not generate ferrite. The temperature is as low as possible. This is because the austenite of the hot-rolled steel sheet can be refined by performing finish rolling at the temperature, and as a result, the structure of the final product is refined.

また、熱間圧延後またはその後に行う冷間圧延の後に、下記要領で熱処理を行う。即ち、前述した成分組成を満足する鋼をAc3点(フェライト−オーステナイト変態完了温度)〜(Ac3+50℃)の加熱保持温度(Tl)で10〜1800秒間(tl)加熱保持した後、3℃/s以上の平均冷却速度で[Ms点(マルテンサイト変態開始温度)−200℃]〜Bs点(ベイナイト変態開始温度)の加熱保持温度(T2)まで冷却し、該温度域で60〜1800秒間(t2)加熱保持する。 Further, after hot rolling or after cold rolling performed thereafter, heat treatment is performed in the following manner. That is, a steel satisfying the above-described composition is heated and held for 10 to 1800 seconds (tl) at a heating and holding temperature (Tl) of Ac 3 point (ferrite-austenite transformation completion temperature) to (Ac 3 + 50 ° C.). It is cooled to a heating and holding temperature (T2) from [Ms point (martensitic transformation start temperature) −200 ° C.] to Bs point (bainite transformation start temperature) at an average cooling rate of at least ° C./s. Hold heated for seconds (t2).

ここで、上記加熱保持温度(Tl)が(Ac3点+50℃)を超えるか、加熱保持時間(tl)が1800秒を超えると、オーステナイトの粒成長を招き、加工性(伸びフランジ性)が低下するので好ましくない。一方、上記(Tl)がAc3点の温度より低くなると、所望のベイニティックフェライト組織が得られない。また、上記(tl)が10秒未満の場合には、オーステナイト化が充分行われず、セメンタイトやその他の合金炭化物が残存してしまうので好ましくない。上記(tl)は、好ましくは30秒以上600秒以下、より好ましくは60秒以上400秒以下である。 Here, when the heating holding temperature (Tl) exceeds (Ac 3 point + 50 ° C.) or the heating holding time (tl) exceeds 1800 seconds, austenite grain growth is caused and workability (stretch flangeability) is increased. Since it falls, it is not preferable. On the other hand, when the above (Tl) is lower than the temperature at the Ac 3 point, a desired bainitic ferrite structure cannot be obtained. Moreover, when (tl) is less than 10 seconds, austenitization is not performed sufficiently, and cementite and other alloy carbides remain, which is not preferable. The above (tl) is preferably 30 seconds or longer and 600 seconds or shorter, more preferably 60 seconds or longer and 400 seconds or shorter.

次いで、上記鋼板を3℃/s以上の平均冷却速度で冷却するが、これは、パーライト変態領域を避けてパーライト組織の生成を防止する為である。この平均冷却速度は大きい程よく、微細ラス状オーステナイト間隔を小さくする効果もある。好ましくは5℃/s以上、より好ましくは10℃/s以上である。   Next, the steel sheet is cooled at an average cooling rate of 3 ° C./s or more, in order to avoid the formation of a pearlite structure by avoiding the pearlite transformation region. The higher the average cooling rate, the better, and the effect of reducing the fine lath-like austenite spacing. Preferably it is 5 degrees C / s or more, More preferably, it is 10 degrees C / s or more.

次に、上記の冷却速度で加熱保持温度(T2)まで急冷した後、恒温変態させることによって所定の組織を導入することができる。ここでの加熱保持温度(T2)がBs点を超えると、本発明において好ましくないパーライトが多量に生成し、ベイニティックフェライト組織を十分に確保することができない。一方、上記(T2)が(Ms点−200℃)を下回ると残留オーステナイトが減少するため、好ましくない。   Next, after rapidly cooling to the heating and holding temperature (T2) at the above cooling rate, a predetermined structure can be introduced by isothermal transformation. When the heating holding temperature (T2) here exceeds the Bs point, a large amount of pearlite which is not preferable in the present invention is generated, and a bainitic ferrite structure cannot be sufficiently secured. On the other hand, when the above (T2) is lower than (Ms point−200 ° C.), retained austenite is decreased, which is not preferable.

また、上記加熱保持時間(t2)が1800秒を超えるとベイニティックフェライトの転位密度が小さくなり水素のトラップ量が少なくなる他、所定の残留オーステナイトが得られない。一方、上記加熱保持時間(t2)が60秒未満でも、所定のベイニティックフェライト組織が得られない。好ましい加熱保持時間(t2)は90秒以上1200秒以下であり、より好ましくは120秒以上600秒以下である。   On the other hand, when the heating and holding time (t2) exceeds 1800 seconds, the dislocation density of bainitic ferrite decreases and the amount of trapped hydrogen decreases, and a predetermined retained austenite cannot be obtained. On the other hand, even if the heating and holding time (t2) is less than 60 seconds, a predetermined bainitic ferrite structure cannot be obtained. A preferable heating and holding time (t2) is 90 seconds or longer and 1200 seconds or shorter, and more preferably 120 seconds or longer and 600 seconds or shorter.

なお、加熱保持後の冷却方法は特に限定されず、空冷、急冷、気水冷却等を行うことができる。また、鋼板中の残留オーステナイトの存在形態は、製造時の冷却速度、加熱保持温度(T2)および加熱保持時間(t2)などにより制御することができる。例えば、加熱保持温度(T2)を低温側にすることにより、平均軸比の小さい残留オーステナイトを形成させることができる。   In addition, the cooling method after heat holding is not specifically limited, Air cooling, rapid cooling, air-water cooling, etc. can be performed. In addition, the form of residual austenite in the steel sheet can be controlled by the cooling rate at the time of production, the heating and holding temperature (T2), the heating and holding time (t2), and the like. For example, the retained austenite having a small average axial ratio can be formed by setting the heating and holding temperature (T2) to the low temperature side.

実操業を考慮すると、上記熱処理(焼鈍処理)は、連続焼鈍設備またはバッチ式焼鈍設備を用いて行うのが簡便である。また、冷間圧延板にめっきを施して溶融亜鉛めっきとする場合には、めっき条件が上記熱処理条件を満足するように設定し、該めっき工程で上記熱処理を行ってもよい。   In consideration of actual operation, it is easy to perform the heat treatment (annealing treatment) using a continuous annealing facility or a batch annealing facility. Moreover, when plating a cold-rolled sheet to form hot dip galvanizing, the plating conditions may be set so as to satisfy the heat treatment conditions, and the heat treatment may be performed in the plating step.

また、連続焼鈍処理する前の熱延工程(必要に応じて冷延工程)については、熱延仕上げ温度以外は特に限定されず、通常、実施される条件を適宜選択して採用することができる。具体的には、上記熱延工程としては、例えばAr3点(オーステナイト−フェライト変態開始温度)以上で熱延終了後、平均冷却速度約30℃/sで冷却し、約500〜600℃の温度で巻取る等の条件を採用することができる。また、熱延後の形状が悪い場合には、形状修正の目的で冷間圧延を行ってもよい。ここで、冷延率は1〜70%とすることが推奨される。冷延率70%を超える冷間圧延は、圧延荷重が増大して圧延が困難となる。 In addition, the hot rolling step (if necessary, the cold rolling step) prior to the continuous annealing treatment is not particularly limited except for the hot rolling finishing temperature, and usually the conditions to be carried out can be appropriately selected and employed. . Specifically, as the hot rolling step, for example, after hot rolling at Ar 3 point (austenite-ferrite transformation start temperature) or higher, cooling is performed at an average cooling rate of about 30 ° C./s, and a temperature of about 500 to 600 ° C. The conditions such as winding can be adopted. Moreover, when the shape after hot rolling is bad, cold rolling may be performed for the purpose of shape correction. Here, the cold rolling rate is recommended to be 1 to 70%. Cold rolling exceeding a cold rolling rate of 70% increases the rolling load and makes rolling difficult.

本発明には、化成処理、溶融めっき、電気めっき、蒸着などのめっきが施された鋼板も包含される。めっきの種類は特に限定されず、通常の亜鉛めっき、アルミめっき等が挙げられる。めっき処理方法も特に限定されず、溶融めっき及び電気めっきのいずれでも良い。更にめっき後に合金化熱処理を施しても良く、複数のめっき処理を行なっても良い。   The present invention also includes steel sheets that have been subjected to plating such as chemical conversion treatment, hot dipping, electroplating, and vapor deposition. The type of plating is not particularly limited, and examples thereof include normal zinc plating and aluminum plating. The plating method is not particularly limited, and either hot dipping or electroplating may be used. Furthermore, an alloying heat treatment may be performed after plating, or a plurality of plating processes may be performed.

また、本発明には、各種塗装、塗装下地処理、有機皮膜処理などが施された鋼板も包含される。例えば、めっきを施さない鋼板上やめっき鋼板上にフィルムラミネート処理をしても良い。塗装の場合、各種用途に応じてリン酸塩処理などの化成処理を施したり、電着塗装を施しても良い。塗料は公知の樹脂が使用可能であり、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、シリコンアクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、メラミン樹脂などを公知の硬化剤とともに使用可能である。特に耐食性の観点からすればエポキシ、フッ素、シリコンアクリル樹脂の使用が推奨される。その他、塗料に添加される公知の添加剤、たとえば着色用顔料、カップリング剤、レベリング剤、増感剤、酸化防止剤、紫外線安定剤、難燃剤などを添加しても良い。また、塗料形態も特に限定されず、溶剤系塗料、粉体塗料、水系塗料、水分散型塗料、電着塗料など、用途に応じて適宜選択することができる。上記塗料を用いて被覆層を形成する方法としては、例えば、ディッピング法、ロールコータ法、スプレー法、カーテンフローコーター法などの公知の方法が挙げられる。被覆層の厚みは、用途などに応じて適切な範囲に制御すれば良い。   The present invention also includes steel sheets that have been subjected to various types of coating, coating ground treatment, organic coating treatment, and the like. For example, a film lamination process may be performed on a steel plate that is not plated or on a plated steel plate. In the case of painting, chemical conversion treatment such as phosphate treatment or electrodeposition coating may be applied according to various applications. A known resin can be used as the paint, and an epoxy resin, a fluororesin, a silicon acrylic resin, a polyurethane resin, an acrylic resin, a polyester resin, a phenol resin, an alkyd resin, a melamine resin, and the like can be used together with a known curing agent. In particular, from the viewpoint of corrosion resistance, it is recommended to use epoxy, fluorine, or silicon acrylic resin. In addition, known additives added to the paint, such as coloring pigments, coupling agents, leveling agents, sensitizers, antioxidants, UV stabilizers, flame retardants, and the like may be added. Also, the form of the paint is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the use such as solvent-based paint, powder paint, water-based paint, water-dispersed paint, and electrodeposition paint. Examples of a method for forming the coating layer using the coating material include known methods such as a dipping method, a roll coater method, a spray method, and a curtain flow coater method. What is necessary is just to control the thickness of a coating layer to an appropriate range according to a use etc.

本発明鋼板は、引張強度が1180MPa以上の高強度であるにもかかわらず、非常に優れた耐水素脆性を有している。また、本発明鋼板を形成加工した自動車用強度部品(例えばバンパーやドアインパクトビーム等の補強部材)においても、十分な材質特性(強度、剛性等)を有しており、衝撃吸収性や耐遅れ破壊性も良好であったことを確認している。   The steel sheet of the present invention has very excellent hydrogen embrittlement resistance despite its high strength of 1180 MPa or higher. In addition, the strength parts for automobiles (for example, reinforcing members such as bumpers and door impact beams) formed and processed the steel sheet of the present invention also have sufficient material properties (strength, rigidity, etc.), shock absorption and delay resistance. It was confirmed that the destructibility was also good.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例によって制限されず、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited by the following examples, and can be implemented with modifications within a range that can meet the purpose described above and below. They are all included in the technical scope of the present invention.

表1に示す成分の鋼(残部:鉄および不可避不純物)を真空溶製し、スラブとしてから、下記工程(熱延→冷延→連続焼鈍)に従って、板厚3.2mmの熱延鋼板を得た後、酸洗により表面スケールを除去し、1.2mmまで冷間圧延した。   Steel of the components shown in Table 1 (remainder: iron and inevitable impurities) is vacuum-melted to form a slab, and then a hot-rolled steel sheet having a thickness of 3.2 mm is obtained according to the following process (hot rolling → cold rolling → continuous annealing). After that, the surface scale was removed by pickling and cold rolled to 1.2 mm.

<熱延工程>
開始温度:1150〜1250℃で30分間保持
仕上温度:860℃
冷却速度:40℃/s
巻取温度:550℃
<冷延工程>
冷延率:62.5%
<連続焼鈍工程>
各鋼について、Ac3点〜Ac3点+30℃の温度で120秒間保持した後、平均冷却速度20℃/sにて表2に記載のT2(℃)まで冷却し、T2(℃)で240秒保持してから、室温まで気水冷却した。ここで、T2は、上記加熱保持温度に対応する温度であり、上記のとおり(Ms−200℃)〜Bs点の範囲に制御した。
<Hot rolling process>
Start temperature: 1150-1250 ° C. hold for 30 minutes Finishing temperature: 860 ° C.
Cooling rate: 40 ° C / s
Winding temperature: 550 ° C
<Cold rolling process>
Cold rolling rate: 62.5%
<Continuous annealing process>
For each steel, after holding for 120 seconds at a temperature of Ac 3 point to Ac 3 point + 30 ° C., and cooled at an average cooling rate of 20 ° C. / s up to T2 (° C.) shown in Table 2, 240 at T2 (° C.) After holding for 2 seconds, it was cooled with air to room temperature. Here, T2 is a temperature corresponding to the heating and holding temperature, and was controlled in the range of (Ms−200 ° C.) to Bs point as described above.

また、製造条件が鋼板組織に及ぼす影響を調べるため、No.28では、No.1と同じ成分とし、冷間圧延後の鋼板を、Ac3点−50℃の温度(加熱保持温度T1に対応する温度)で120秒間保持した後、平均冷却速度2℃/sにて表2に記載のT2(℃)まで冷却し、T2(℃)で240秒保持してから、室温まで気水冷却した。すなわち、No.28は、T1を好ましい範囲よりも低い温度にし、且つ、T1で保持した後の平均冷却速度を好ましい範囲よりも遅くして製造した例である。 In addition, in order to investigate the influence of the manufacturing conditions on the steel sheet structure, no. 28, no. After the cold-rolled steel sheet was held for 120 seconds at a temperature of Ac 3 point-50 ° C. (temperature corresponding to the heating holding temperature T1), the average cooling rate was 2 ° C./s. The product was cooled to T2 (° C.) described in 1. and maintained at T2 (° C.) for 240 seconds, and then air-water cooled to room temperature. That is, no. No. 28 is an example in which T1 is set to a temperature lower than the preferred range, and the average cooling rate after being held at T1 is made slower than the preferred range.

この様にして得られた各鋼板の金属組織、引張強度(TS)、伸び[全伸びのこと(EL)]、耐水素脆性(水素脆化危険度評価指数)、及び溶接性を下記要領で夫々調べ、評価した。   The metal structure, tensile strength (TS), elongation [total elongation (EL)], hydrogen embrittlement resistance (hydrogen embrittlement risk evaluation index), and weldability of each steel sheet thus obtained were as follows. Each was examined and evaluated.

(金属組織)
各鋼板の板厚1/4の位置で圧延面と平行な面における任意の測定領域(約50μm×50μm、測定間隔は0.1μm)を対象に、FE−SEM(Philips社製、XL30S−FEG)で観察・撮影し、ベイニティックフェライト(BF)及びマルテンサイト(M)の面積率、残留オーステナイト(残留γ)の面積率を上記の方法に従って測定した。そして任意に選択した2視野において同様に測定し、平均値を求めた。また、その他の組織(フェライトやパーライト等)を、全組織(100%)から前記組織(BF、M、残留γ)の占める面積率を差し引いて求めた。
(Metal structure)
FE-SEM (manufactured by Philips, XL30S-FEG) for an arbitrary measurement region (about 50 μm × 50 μm, measurement interval is 0.1 μm) in a plane parallel to the rolling surface at a thickness of 1/4 of each steel plate The area ratio of bainitic ferrite (BF) and martensite (M) and the area ratio of residual austenite (residual γ) were measured according to the above method. And it measured similarly in the 2 visual fields selected arbitrarily, and calculated | required the average value. Further, other structures (ferrite, pearlite, etc.) were obtained by subtracting the area ratio occupied by the structures (BF, M, residual γ) from the total structure (100%).

更に、残留γの結晶粒の平均軸比、平均短軸長さ、及び結晶粒間の最隣接距離を上記の方法に従って測定し、平均軸比が5以上、平均短軸長さが1μm(1000nm)以下、最隣接距離が1μm(1000nm)以下のものを本発明の要件を満たす(○)とし、平均軸比が5未満、平均短軸長さが1μm(1000nm)超、最隣接距離が1μm(1000nm)超のものを本発明の要件を満たさない(×)と評価した。   Furthermore, the average axis ratio, average minor axis length, and nearest neighbor distance between crystal grains of the residual γ crystal grains were measured according to the above method, the average axis ratio was 5 or more, and the average minor axis length was 1 μm (1000 nm ) Hereinafter, those having the nearest neighbor distance of 1 μm (1000 nm) or less satisfy the requirements of the present invention (◯), the average axial ratio is less than 5, the average minor axis length is more than 1 μm (1000 nm), and the nearest neighbor distance is 1 μm. Those exceeding (1000 nm) were evaluated as (x) not satisfying the requirements of the present invention.

(引張強度および伸び)
引張試験はJIS5号試験片を用いて行い、引張強度(TS)と伸び(EL)を測定した。尚、引張試験の歪速度は1mm/secとした。本発明では、上記方法によって測定される引張強度が1180MPa以上の鋼板を対象に、伸びが10%以上のものを「伸びに優れる」と評価した。
(Tensile strength and elongation)
The tensile test was performed using a JIS No. 5 test piece, and the tensile strength (TS) and elongation (EL) were measured. The strain rate in the tensile test was 1 mm / sec. In the present invention, a steel sheet having a tensile strength measured by the above-described method of 1180 MPa or more was evaluated as having an elongation of 10% or more as “excellent in elongation”.

(耐水素脆性)
板厚1.2mmの平板試験片を用いて、クロスヘッド速度が2μm/minの低歪み速度引張試験法(SSRT)を行い、下記式にて定義される水素脆化危険度指数(%)を求めて耐水素脆性を評価した。
水素脆化危険度指数(%)=100×(1−E1/E0)
式中、
E0は、実質的に鋼中に水素を含まない状態の試験片の破断時の伸びを示し、
E1は、複合サイクル試験(5%NaCl噴霧→乾燥→湿潤;8時間1サイクル)を
7サイクル行って腐食させた鋼材(試験片)の破断時の伸びを示す。
(Hydrogen embrittlement resistance)
Using a flat plate test piece with a thickness of 1.2 mm, a low strain rate tensile test method (SSRT) with a crosshead speed of 2 μm / min is performed, and a hydrogen embrittlement risk index (%) defined by the following formula is obtained. The hydrogen embrittlement resistance was evaluated.
Hydrogen embrittlement risk index (%) = 100 × (1−E1 / E0)
Where
E0 indicates the elongation at break of the test piece in a state of substantially not containing hydrogen in the steel,
E1 indicates the elongation at break of a steel material (test piece) that was corroded by 7 cycles of a combined cycle test (5% NaCl spray->dry->wet; 8 hours 1 cycle).

上記水素脆化危険度指数は、70%を超えると使用中に水素脆化を起こす危険があるので、本発明では、70%以下を耐水素脆性に優れると評価した。   If the hydrogen embrittlement risk index exceeds 70%, there is a risk of causing hydrogen embrittlement during use. Therefore, in the present invention, 70% or less was evaluated as being excellent in hydrogen embrittlement resistance.

これらの結果を表2にまとめて示す。表2のNo.は、表1に記載の鋼種No.と一致しており、例えば表2のNo.1は表1のNo.1を用いた例である。また、参考のため、後記する表2の右欄に、各No.のAc3点、Bs点、Ms点を併記する。Ac3点、Bs点、Ms点の算出方法は以下のとおりである。これらは、レスリー鉄鋼材料学(丸善株式会社発行、William C. Leslie著)から引用した式であり、式中、[C]、[Ni]などは、C、Niなどの元素の含有量(質量%)を意味する。
Ac3点=910−203×√[C]−15.2×[Ni]+44.7×[Si]+104×[V]+31.5×[Mo]+13.1×[W]−30×[Mn]−11×[Cr]−20×[Cu]+700×[P]+400×[Al]+120×[As]+400×[Ti]
Bs点=830−270×[C]−90×[Mn]−37×[Ni]−70×[Cr]−83×[Mo]
Ms点=561−474×[C]−33×[Mn]−17×[Ni]−17×[Cr]−21×[Mo]
These results are summarized in Table 2. No. in Table 2 Is the steel type No. described in Table 1. For example, No. 2 in Table 2. 1 is No. 1 in Table 1. 1 is an example. For reference, each No. is shown in the right column of Table 2 to be described later. Ac 3 points, Bs points, and Ms points are also shown. The calculation method of the Ac 3 point, the Bs point, and the Ms point is as follows. These are formulas quoted from Lesley Steel Material Science (published by Maruzen Co., Ltd., William C. Leslie), where [C], [Ni], etc. are the contents of elements such as C, Ni (mass) %).
Ac 3 points = 910−203 × √ [C] −15.2 × [Ni] + 44.7 × [Si] + 104 × [V] + 31.5 × [Mo] + 13.1 × [W] −30 × [ Mn] -11 × [Cr] −20 × [Cu] + 700 × [P] + 400 × [Al] + 120 × [As] + 400 × [Ti]
Bs point = 830-270 × [C] −90 × [Mn] −37 × [Ni] −70 × [Cr] −83 × [Mo]
Ms point = 561-474 × [C] −33 × [Mn] −17 × [Ni] −17 × [Cr] −21 × [Mo]

Figure 0005503346
Figure 0005503346

Figure 0005503346
Figure 0005503346

表2の結果より、以下のように考察することができる。   From the results in Table 2, it can be considered as follows.

まず、No.1〜17は、本発明の要件を満たす例であり、1180MPa以上の超高強度鋼板であっても極めて優れた耐水素脆性を示しており、且つ、TRIP鋼板の特徴である伸びも良好である。よって、本発明鋼板は、大気腐食雰囲気で使用される自動車の補強部品等として非常に有用であることが分かる。   First, no. Nos. 1 to 17 are examples that satisfy the requirements of the present invention, and show extremely excellent hydrogen embrittlement resistance even with an ultrahigh strength steel plate of 1180 MPa or more, and the elongation that is a characteristic of TRIP steel plate is also good. . Therefore, it turns out that this invention steel plate is very useful as a reinforcement component etc. of the motor vehicle used by an atmospheric corrosive atmosphere.

これに対し、No.18〜28は、本発明で規定する[Mn]×1000[S]の値(以下、Z値と呼ぶ場合がある。)が上限を超える例であり、耐水素脆性が低下した。   In contrast, no. 18 to 28 are examples in which the value of [Mn] × 1000 [S] defined in the present invention (hereinafter sometimes referred to as Z value) exceeds the upper limit, and hydrogen embrittlement resistance was lowered.

詳細には、No.18〜21は、前述した特許文献1や特許文献2を模擬した例であり、残留オーステナイトの量および形態は本発明の要件を満足しているが、鋼中成分について、上記Z値を外れ、更にS量(No.18および19)、P量とS量(No.20および21)が本発明の範囲を満足しないため、所望とする耐水素脆性を確保できなかった例である。すなわち、本発明で規定する高度の耐水素脆性を実現するためには、残留オーステナイトの量および形態を制御するだけでは不十分であり、更に鋼中成分も適切に制御することが極めて重要であることが分かる。   Specifically, no. 18 to 21 are examples simulating Patent Document 1 and Patent Document 2 described above, and the amount and form of retained austenite satisfy the requirements of the present invention. Furthermore, since the S amount (Nos. 18 and 19), the P amount and the S amount (Nos. 20 and 21) do not satisfy the scope of the present invention, the desired hydrogen embrittlement resistance cannot be secured. That is, in order to realize the high hydrogen embrittlement resistance specified in the present invention, it is not sufficient to control the amount and form of retained austenite, and it is extremely important to appropriately control the components in the steel. I understand that.

また、No.22〜25、27、28は、S量は本発明の範囲を満足するが、上記Z値が外れ、且つ、鋼中のC、Si、Mn、P、Crの各含有量も外れると共に、残留オーステナイトの量や形態も本発明の範囲を外れる例であり、耐水素脆性が低下するほか、TSやElも低下した。例えばNo22はC量が過剰であるため、耐食性が悪くなったと考えられ、No23はMn量が不足しているため焼き入れ性等が劣化し、十分な強度を確保できなかった。No25はC量が不足しているため、十分な強度が得られなかった。No27はCr量が過剰であり粗大炭化物が析出し加工性が困難になったと推察される。   No. 22 to 25, 27, and 28, the amount of S satisfies the scope of the present invention, but the Z value is deviated, and the contents of C, Si, Mn, P, and Cr in the steel are also deviated and remain. The amount and form of austenite are also examples outside the scope of the present invention, and hydrogen embrittlement resistance is reduced, and TS and El are also reduced. For example, it was considered that the corrosion resistance deteriorated because No22 had an excessive amount of C, and the hardenability deteriorated because No23 had an insufficient amount of Mn, and sufficient strength could not be secured. Since No25 had insufficient C amount, sufficient intensity | strength was not obtained. In No. 27, the Cr amount is excessive, and it is assumed that coarse carbides are precipitated and the workability becomes difficult.

また、No.26は、鋼中成分について上記Z値のみが外れ、且つ、残留オーステナイトの形態が本発明の範囲を外れる例であり、耐水素脆性が低下するほか、TSも低下した。   No. No. 26 is an example in which only the Z value is deviated for the components in the steel, and the form of retained austenite deviates from the scope of the present invention. The hydrogen embrittlement resistance is lowered and TS is also lowered.

なお、No24はSi量が少ないマルテンサイト鋼を用いた例であるが、残留オーステナイトが殆ど得られないほか、上記Z値も本発明の範囲を外れるため、耐水素脆性に劣っている。   In addition, No24 is an example using martensitic steel with a small amount of Si. However, residual austenite is hardly obtained, and the Z value is also outside the scope of the present invention, so that it is inferior in hydrogen embrittlement resistance.

No28は、鋼中成分がNo.1と同じ例であるが、本発明の推奨条件で製造しなかった(加熱保持温度T1外れ、加熱保持後の平均冷却速度外れ)ため、所望とする母相組織および残留オーステナイトの形態が得られず、耐水素脆性が低下した。すなわち、No.28の残留オーステナイトは本発明で規定する平均軸比を満たさず塊状となり、また母相もベイニティックフェライトとマルテンサイトの二相組織とならず、強度が低下した。   In No. 28, the component in steel is No. Although it was the same example as 1 but was not manufactured under the recommended conditions of the present invention (out of the heating and holding temperature T1 and out of the average cooling rate after the heating and holding), the desired matrix structure and retained austenite morphology were obtained. The hydrogen embrittlement resistance decreased. That is, no. Residual austenite No. 28 did not satisfy the average axial ratio defined in the present invention and was agglomerated, and the matrix did not have a two-phase structure of bainitic ferrite and martensite, and the strength decreased.

参考のため、図2に、[Mn]×1000[S]と耐水素脆性との関係を示すグラフを示す。この図は、表2の結果をプロットしたものであり、[Mn]×1000[S]が2.2以下、または12.5以上25以下を満足する場合は、耐水素脆性の指標である水素脆化危険度指数が70%以下になり、水素脆化性に優れることが分かる。今回の試験においてはMnSの水素トラップよりも耐食性への悪影響の方が大きく、結果的に耐遅れ破壊性も悪くなったと推察される。   For reference, FIG. 2 shows a graph showing the relationship between [Mn] × 1000 [S] and hydrogen embrittlement resistance. This figure is a plot of the results of Table 2, and when [Mn] × 1000 [S] satisfies 2.2 or less, or 12.5 or more and 25 or less, hydrogen is an index of hydrogen embrittlement resistance. It can be seen that the embrittlement risk index is 70% or less and the hydrogen embrittlement is excellent. In this test, it is presumed that the adverse effect on the corrosion resistance was larger than that of the MnS hydrogen trap, and as a result, the delayed fracture resistance also deteriorated.

Claims (5)

C:0.10〜0.25%(質量%の意味。以下、同じ)、
Si:1.0〜3.0%、
Mn:1.0〜3.5%、
P:0.010%以下(0%を含まない)、
S:0.002%以下(0%を含まない)、または0.004%以上0.01%以下、
Al:1.5%以下(0%を含まない)、
Cr:0.003〜2.0%、
残部:鉄及び不可避不純物であり、
Mn量を[Mn]、S量を[S]としたとき、
S:0.002%以下(0%を含まない)のときは、[Mn]×1000[S]が2.2以下であり、
S:0.004%以上0.01%以下のときは、[Mn]×1000[S]が12.5以上25以下を満足すると共に、
全組織に対する面積率で、残留オーステナイトを1%以上含有し、
前記残留オーステナイト結晶粒は、平均軸比(長軸/短軸)が5以上、平均短軸長さが1μm以下、前記留オーステナイト結晶粒間の最隣接距離が1μm以下を満足し、且つ、
引張強度が1180MPa以上であることを特徴とする耐水素脆性に優れた超高強度薄鋼板。
C: 0.10 to 0.25% (meaning mass%, hereinafter the same),
Si: 1.0-3.0%,
Mn: 1.0 to 3.5%
P: 0.010% or less (excluding 0%),
S: 0.002% or less (excluding 0%), or 0.004% or more and 0.01% or less,
Al: 1.5% or less (excluding 0%),
Cr: 0.003 to 2.0%,
The rest: iron and inevitable impurities
When the amount of Mn is [Mn] and the amount of S is [S],
When S: 0.002% or less (excluding 0%), [Mn] × 1000 [S] is 2.2 or less ,
S: When 0.004% or more and 0.01% or less, [Mn] × 1000 [S] satisfies 12.5 or more and 25 or less,
It contains 1% or more of retained austenite in the area ratio to the whole structure
Said residual austenite grains have an average axial ratio (long axis / short axis) of 5 or more, the average minor axis length is 1μm or less, the nearest neighbor distance between the residual austenite crystal grains satisfies the 1μm or less, and,
An ultra-high-strength thin steel sheet excellent in hydrogen embrittlement resistance, characterized by having a tensile strength of 1180 MPa or more.
全組織に対する面積率で、ベイニティックフェライト及びマルテンサイトが合計で80%以上であり、フェライト及びパーライトが合計で9%以下(0%を含む)である請求項1に記載の超高強度薄鋼板。   The ultra-high-strength thin film according to claim 1, wherein the total area ratio of bainitic ferrite and martensite is 80% or more, and ferrite and pearlite are 9% or less (including 0%) in total. steel sheet. 更に、Cu:0.003〜0.5%、Ni:0.003〜1.0%、Mo:1.0%以下、Nb:0.1%以下、Ti:0.003〜1.0%、V:0.003〜1.0%、Zr:0.003〜1.0%、およびW:0.003〜1.0%よりなる群から選択される少なくとも一種を含む請求項1または2に記載の超高強度薄鋼板。   Furthermore, Cu: 0.003-0.5%, Ni: 0.003-1.0%, Mo: 1.0% or less, Nb: 0.1% or less, Ti: 0.003-1.0% Or at least one selected from the group consisting of V: 0.003-1.0%, Zr: 0.003-1.0%, and W: 0.003-1.0%. The ultra-high strength thin steel sheet described in 1. 更に、Ca:0.0005〜0.005%、Mg:0.0005〜0.01%、およびREM:0.0005〜0.01%よりなる群から選択される少なくとも一種を含む請求項1〜3のいずれかに記載の超高強度薄鋼板。   Furthermore, it contains at least one selected from the group consisting of Ca: 0.0005-0.005%, Mg: 0.0005-0.01%, and REM: 0.0005-0.01%. 4. The ultra high strength thin steel sheet according to any one of 3 above. 更に、B:0.0002〜0.01%含む請求項1〜4のいずれかに記載の超高強度薄鋼板。   Furthermore, B: The ultra-high-strength thin steel plate in any one of Claims 1-4 containing 0.0002-0.01%.
JP2010055136A 2010-03-11 2010-03-11 Ultra-high strength thin steel sheet with excellent hydrogen embrittlement resistance Expired - Fee Related JP5503346B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010055136A JP5503346B2 (en) 2010-03-11 2010-03-11 Ultra-high strength thin steel sheet with excellent hydrogen embrittlement resistance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010055136A JP5503346B2 (en) 2010-03-11 2010-03-11 Ultra-high strength thin steel sheet with excellent hydrogen embrittlement resistance

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011190474A JP2011190474A (en) 2011-09-29
JP5503346B2 true JP5503346B2 (en) 2014-05-28

Family

ID=44795696

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010055136A Expired - Fee Related JP5503346B2 (en) 2010-03-11 2010-03-11 Ultra-high strength thin steel sheet with excellent hydrogen embrittlement resistance

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5503346B2 (en)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5856002B2 (en) 2011-05-12 2016-02-09 Jfeスチール株式会社 Collision energy absorbing member for automobiles excellent in impact energy absorbing ability and method for manufacturing the same
JP5764549B2 (en) 2012-03-29 2015-08-19 株式会社神戸製鋼所 High-strength cold-rolled steel sheet, high-strength hot-dip galvanized steel sheet, high-strength galvannealed steel sheet excellent in formability and shape freezing property, and methods for producing them
ES2614465T3 (en) * 2012-07-10 2017-05-31 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Flat product of cold rolled steel and manufacturing process
JP6515281B2 (en) * 2014-07-11 2019-05-22 日本製鉄株式会社 Cold rolled steel sheet and method of manufacturing the same
JP6237900B2 (en) * 2015-02-17 2017-11-29 Jfeスチール株式会社 High-strength cold-rolled steel sheet and manufacturing method thereof
CN105908093B (en) * 2016-06-03 2018-04-03 北京科技大学 A kind of steel plate and manufacture method with high-fatigue strength of the compound addition of vanadium, titanium
EP3757243B1 (en) 2018-03-30 2022-05-04 JFE Steel Corporation High-strength galvanized steel sheet, high strength member, and method for manufacturing the same
MX2021007806A (en) 2018-12-26 2021-08-11 Jfe Steel Corp High-strength hot-dip zinc-coated steel sheet and method for manufacturing same.
CN113249645B (en) * 2021-04-13 2022-02-25 北京科技大学 High-ductility and ultrahigh-strength ductile steel and preparation method thereof
CN113462978B (en) * 2021-06-30 2022-12-09 重庆长安汽车股份有限公司 Ultrahigh-strength martensitic steel for automobile and rolling method
CN115572887B (en) * 2022-10-31 2023-06-09 常州大学 Manganese steel in superfine twin crystal gradient structure and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011190474A (en) 2011-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5503346B2 (en) Ultra-high strength thin steel sheet with excellent hydrogen embrittlement resistance
JP4164537B2 (en) High strength thin steel sheet
US7887648B2 (en) Ultrahigh-strength thin steel sheet
JP5883211B2 (en) High-strength cold-rolled steel sheet with excellent workability and method for producing the same
JP5454745B2 (en) High strength steel plate and manufacturing method thereof
KR100723092B1 (en) Ultrahigh-strength thin steel sheet superior in hydrogen embrittlement resistance
KR101218530B1 (en) High-strength hot-dip zinc coated steel sheet excellent in workability and process for production thereof
JP4684002B2 (en) Ultra high strength thin steel sheet with excellent hydrogen embrittlement resistance
JP5967320B2 (en) High strength steel plate and manufacturing method thereof
JP5315956B2 (en) High-strength hot-dip galvanized steel sheet with excellent formability and method for producing the same
JP4174592B2 (en) Ultra high strength thin steel sheet
WO2017138504A1 (en) High-strength steel sheet and method for manufacturing same
JP6338024B2 (en) High strength steel plate and manufacturing method thereof
US9738956B2 (en) Ultrahigh-strength steel sheet with excellent workability, and manufacturing method thereof
JP2004308002A (en) Ultrahigh strength steel sheet having excellent elongation and hydrogen embrittlement resistance, its production method, and method of manufacturing ultrahigh strength press-formed component using the ultrahigh strength steel sheet
JP4868771B2 (en) Ultra high strength thin steel sheet with excellent hydrogen embrittlement resistance
CN114867880A (en) Cold-rolled steel sheet and method for producing same
JP4553372B2 (en) Ultra high strength thin steel sheet with excellent hydrogen embrittlement resistance
JP4684003B2 (en) Super high strength thin steel sheet with excellent hydrogen embrittlement resistance and workability
JP4551815B2 (en) Super high strength thin steel sheet with excellent hydrogen embrittlement resistance and workability
JP5374059B2 (en) Super high strength thin steel sheet with excellent workability and corrosion resistance
JP4174593B2 (en) Ultra high strength thin steel sheet
JP7006849B1 (en) Steel sheets, members and their manufacturing methods
JP4551816B2 (en) Super high strength thin steel sheet with excellent hydrogen embrittlement resistance and workability
WO2015194572A1 (en) Ultra-high-strength steel sheet having excellent collision characteristics

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120828

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131217

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140121

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140220

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140311

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140314

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5503346

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees