JP5776761B2 - Cold rolled steel sheet and method for producing the same - Google Patents
Cold rolled steel sheet and method for producing the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP5776761B2 JP5776761B2 JP2013272895A JP2013272895A JP5776761B2 JP 5776761 B2 JP5776761 B2 JP 5776761B2 JP 2013272895 A JP2013272895 A JP 2013272895A JP 2013272895 A JP2013272895 A JP 2013272895A JP 5776761 B2 JP5776761 B2 JP 5776761B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel sheet
- less
- cold
- rolled steel
- ferrite
- 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.)
- Active
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
Description
本発明は、冷延鋼板およびその製造方法に関する。より詳しくは、本発明は、自動車用、家電用、機械構造用、建築用等の用途に用いられる素材として好適な、加工性に優れた高強度冷延鋼板およびその製造方法に関する。本発明に係る高強度冷延鋼板は、特に低降伏比で穴拡げ性に優れている。 The present invention relates to a cold-rolled steel sheet and a manufacturing method thereof. More specifically, the present invention relates to a high-strength cold-rolled steel sheet excellent in workability and a method for producing the same, which is suitable as a material used for automobiles, household appliances, mechanical structures, architectural uses, and the like. The high-strength cold-rolled steel sheet according to the present invention is particularly excellent in hole expansibility at a low yield ratio.
自動車をはじめとする輸送用機械や各種産業機械の構造用部材等の素材に供される鋼板には、強度、加工性、靱性などに優れた機械的特性が求められる。近年、自動車の軽量化の観点から高強度鋼板の適用が拡大しているが、自動車用部品の多くはプレス成形により製造されるため、高い強度と同時に優れた成形性が要求される。特に、自動車の骨格部材であるメンバー(サブフレーム)やリンフォース(補強部材)に適用される高強度鋼板には、良好な延性のみならず、優れた穴拡げ性が求められる。また、一般に高強度鋼板は形状凍結性が低く、部品の寸法精度が低下しがちである。このため、形状凍結性に優れることも重要であり、このような観点から、低降伏比であることも求められる。 Steel sheets used for materials such as automobiles and other transportation machines and structural members of various industrial machines are required to have mechanical properties excellent in strength, workability, toughness, and the like. In recent years, the application of high-strength steel sheets has been expanded from the viewpoint of reducing the weight of automobiles. However, since many automotive parts are manufactured by press molding, high strength and excellent formability are required. In particular, high-strength steel sheets applied to members (subframes) and reinforcements (reinforcing members) that are skeleton members of automobiles are required to have not only good ductility but also excellent hole expansibility. In general, a high-strength steel sheet has a low shape freezing property and tends to reduce the dimensional accuracy of parts. For this reason, it is also important that the shape freezing property is excellent. From such a viewpoint, a low yield ratio is also required.
ところで、鋼板の機械特性を総合的に高めるには、鋼板の組織を微細化することが有効であり、そのため、鋼板の組織を微細化するための方法が数多く提案されている。
従来技術における鋼板の組織の微細化方法としては、熱延鋼板を対象として多くの提案がなされており、(i)大圧下圧延法、(ii)制御圧延法、(iii)合金元素添加法、またはこれらを組み合わせたものが提案されている。
By the way, in order to comprehensively improve the mechanical properties of the steel sheet, it is effective to refine the structure of the steel sheet. For this reason, many methods for refining the structure of the steel sheet have been proposed.
As a method for refining the structure of a steel sheet in the prior art, many proposals have been made for hot-rolled steel sheets, and (i) a large rolling reduction method, (ii) a controlled rolling method, (iii) an alloy element addition method, Or a combination of these has been proposed.
以下に各方法の特徴および問題点を述べるが、いずれも熱延鋼板の組織を微細化する方法であり、これらの方法によって得られた熱延鋼板に冷間圧延および焼鈍を施すと結晶粒が容易に粗大化してしまい、焼鈍後の冷延鋼板について組織の微細化を達成することができない。 The characteristics and problems of each method will be described below, but all are methods for refining the structure of a hot-rolled steel sheet, and when the hot-rolled steel sheet obtained by these methods is subjected to cold rolling and annealing, crystal grains are formed. It becomes coarse easily, and the refinement of the structure cannot be achieved for the cold-rolled steel sheet after annealing.
(i)大圧下圧延法は、熱間圧延において、圧下率を50%程度以上と大きくして、1パスの圧延で大きな歪みを蓄積させ、その後オーステナイトから微細フェライトへと変態させるか、もしくは大歪みを利用して比較的粗大なフェライトを微細フェライトへ再結晶させる方法である。この方法によれば、1000℃近傍以下の温度に加熱した後、700℃近傍の低温域で大圧下圧延を行うことによって、1〜3μmの微細粒フェライト組織が得られる。しかし、この方法は、工業的実施が困難であるばかりか、この方法により得られた微細粒フェライト組織は熱処理によって容易に粒成長してしまうので、冷間圧延および焼鈍を施すと結晶粒は容易に粗大化してしまい、微細粒組織を有する冷延鋼板が得ることができない。 (I) In the large rolling method, in hot rolling, the rolling reduction is increased to about 50% or more, large strain is accumulated in one pass rolling, and then transformation from austenite to fine ferrite is performed. This is a method of recrystallizing relatively coarse ferrite into fine ferrite using strain. According to this method, after heating to a temperature close to 1000 ° C. or lower and rolling under a large pressure in a low temperature range near 700 ° C., a fine grain ferrite structure of 1 to 3 μm can be obtained. However, this method is not only difficult to implement industrially, but the fine-grained ferrite structure obtained by this method easily grows by heat treatment, so that the crystal grains are easily formed by cold rolling and annealing. Therefore, a cold-rolled steel sheet having a fine grain structure cannot be obtained.
(ii)制御圧延法は、熱間圧延において、一般的に800℃近傍以上の温度で、圧延1パス当たりの圧下率を20〜40%以下として、多パスの圧延を施した後、冷却する方法である。圧延温度をAr3点近傍の狭い温度域にする方法、圧延のパス間の時間を短縮する方法、また、歪み速度と温度を制御してオーステナイトを動的再結晶させる方法などの多くの方法が提案されている。しかし、圧延後の冷却に関する検討は十分には行われていない。圧延の直後から水冷するほうが好ましいとされているが、直後冷却といっても圧延後0.2秒以上経過してからの冷却開始であり、冷却速度もせいぜい250℃/秒程度である。このような方法では、単純組成の低炭素鋼のフェライト結晶粒径は5μm程度にしかならない。そのため、冷間圧延および焼鈍を施した場合においても、微細粒組織の冷延鋼板を得ることができない。 (Ii) In the controlled rolling method, the hot rolling is generally performed at a temperature of about 800 ° C. or higher, the rolling reduction per rolling is set to 20 to 40% or less, and then subjected to multi-pass rolling, followed by cooling. Is the method. There are many methods such as a method in which the rolling temperature is set to a narrow temperature range near the Ar 3 point, a method of shortening the time between rolling passes, and a method of dynamically recrystallizing austenite by controlling the strain rate and temperature. Proposed. However, studies on cooling after rolling have not been sufficiently conducted. It is said that it is preferable to perform water cooling immediately after rolling. However, cooling immediately after the rolling is started after 0.2 seconds or more after rolling, and the cooling rate is at most about 250 ° C./second. In such a method, the ferrite crystal grain size of a low-carbon steel having a simple composition is only about 5 μm. Therefore, even when cold rolling and annealing are performed, a cold-rolled steel sheet having a fine grain structure cannot be obtained.
(iii)合金元素添加法は、オーステナイトの再結晶化や回復を抑制する合金元素の微量の添加によってフェライト結晶粒の微細化を促進するものである。Nb、Ti等の合金元素は、炭化物を形成したり、粒界に偏析したりして、オーステナイトの回復と再結晶を抑制するため、熱間圧延後のオーステナイト粒が微細化して、オーステナイトからの変態で得られるフェライト結晶粒も微細化する。また、冷間圧延と熱処理を施しても、オーステナイト結晶粒の成長抑制、フェライトの再結晶抑制または再結晶粒の成長抑制の効果を通して、2〜3μm前後の微細粒組織の冷延鋼板を得ることができる。しかし、この方法では、添加する元素の分だけ、原料コストが嵩むという問題がある。 (Iii) The alloy element addition method promotes refinement of ferrite crystal grains by adding a small amount of an alloy element that suppresses recrystallization and recovery of austenite. Alloy elements such as Nb and Ti form carbides or segregate at grain boundaries to suppress austenite recovery and recrystallization, so that austenite grains after hot rolling are refined, The ferrite crystal grains obtained by transformation are also refined. Moreover, even if cold rolling and heat treatment are performed, a cold-rolled steel sheet having a fine grain structure of about 2 to 3 μm is obtained through the effects of suppressing the growth of austenite crystal grains, suppressing the recrystallization of ferrite, or suppressing the growth of recrystallized grains. Can do. However, this method has a problem that the raw material cost increases by the amount of the element to be added.
これらの微細粒化方法に関する先行文献をいくつか挙げる。
特開昭59−205447号公報には、Ar1+50℃からAr3+100℃の温度域で1秒以内に一回もしくは二回以上の合計圧下率が50%以上の加工を加え、加工終了後の600℃以上の温度域で20℃/秒以上の冷却速度の強制冷却を行う方法が開示されている。特開平11−152544号公報には、動的再結晶温度域での圧下を5スタンド以上の圧下パスにて行い、かつ、この動的再結晶温度域で圧下を加える最初のスタンド入側と最後のスタンド出側の温度差を60℃以下にする方法が開示されている。しかし、上述したように、これらの方法で微細粒組織の熱延鋼板を得ても、動的再結晶を利用しているためにフェライトに多くの歪が残存しており、そのために熱的安定性は低く、冷間圧延および焼鈍を施すと結晶粒は容易に粗大化してしまい、微細粒組織の冷延鋼板を得ることができない。
Some prior literatures related to these fine granulation methods are listed.
In JP-A-59-205447, processing in which the total rolling reduction is 50% or more is performed once or twice or more within one second in a temperature range of Ar 1 + 50 ° C. to Ar 3 + 100 ° C. A method of performing forced cooling at a cooling rate of 20 ° C./second or higher in a temperature range of 600 ° C. or higher is disclosed. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-152544, the first stand entry side and the last one in which the reduction in the dynamic recrystallization temperature range is performed in a reduction pass of 5 stands or more and the reduction is applied in this dynamic recrystallization temperature range. A method is disclosed in which the temperature difference on the stand exit side is 60 ° C. or less. However, as described above, even when a hot-rolled steel sheet having a fine grain structure is obtained by these methods, a large amount of strain remains in the ferrite due to the use of dynamic recrystallization, which makes it thermally stable. When cold rolling and annealing are performed, the crystal grains are easily coarsened, and a cold-rolled steel sheet having a fine grain structure cannot be obtained.
特開2004−211143号公報、特開2004−250774号公報、特開2004−277858号公報には、合金元素添加法として、Ti、Nbを添加することによって微細粒組織の冷延鋼板を得る方法が開示されている。しかし、Ti、Nbの添加は、そのことによる原料コストの上昇だけでなく、再結晶温度の著しい上昇を招くことから冷間圧延後の再結晶焼鈍をA3点以上の高温域で行う必要が生じるなど、製造コストの上昇をももたらすという問題がある。 Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2004-211143, 2004-250774, and 2004-277858 disclose a method of obtaining a cold-rolled steel sheet having a fine grain structure by adding Ti and Nb as an alloying element addition method. Is disclosed. However, Ti, addition of Nb is not only increase of the material cost due to its, must be done from causing a significant increase in recrystallization temperature recrystallization annealing after cold rolling at a high temperature range of not lower than 3 points A There is a problem that it also causes an increase in manufacturing cost.
特開2005−213603号公報には、熱間圧延を仕上げ温度Ar3点以上で行った後、550℃以下まで70℃/秒以上の冷却速度で冷却し、500℃以下で巻取り、この熱延板を600℃以上Ac1以下の温度で熱処理し、冷間圧延した後に、Ac1〜Ac3の温度で10秒以上保持して焼鈍を行い、100℃までを100℃/秒以上で急冷した後、300〜500℃で焼き戻し処理を行う方法が開示されている。しかし、熱延板を600℃以上の高温で熱処理することが必要であることから製造コストの上昇を招くことや、焼鈍後に100℃までを100℃/秒以上で急冷することが必要であるために、鋼板の平坦不良が発生しやすいという問題がある。 In JP-A-2005-213603, hot rolling is performed at a finishing temperature Ar of 3 points or higher, and then cooled to 550 ° C. or lower at a cooling rate of 70 ° C./second or higher, and wound at 500 ° C. or lower. The sheet is heat-treated at a temperature of 600 ° C. or more and Ac 1 or less, and after cold rolling, is annealed by holding at a temperature of Ac 1 to Ac 3 for 10 seconds or more, and rapidly cooled to 100 ° C. at 100 ° C./second or more. After that, a method of performing a tempering process at 300 to 500 ° C. is disclosed. However, since it is necessary to heat-treat the hot-rolled sheet at a high temperature of 600 ° C. or higher, the manufacturing cost is increased, and it is necessary to rapidly cool to 100 ° C. at 100 ° C./second or higher after annealing. In addition, there is a problem that flatness of the steel plate is likely to occur.
このように、微細粒組織の鋼板を得るための方法に関して多くの提案がなされているが、未だ、工業的実施が容易な800℃近辺より高い温度において熱間圧延を行い、冷間圧延および焼鈍を施した後においても、単純組成鋼を十分かつ安定して微細粒化し、低降伏比で延性に優れるとともに、穴拡げ性にも優れた高強度冷延鋼板を安価にかつ高生産性で得る方法は見出されていない。 As described above, many proposals have been made regarding a method for obtaining a steel sheet having a fine grain structure. However, hot rolling is still performed at a temperature higher than around 800 ° C., which is easy to implement industrially, and cold rolling and annealing are performed. Even after application, a high strength cold-rolled steel sheet with low yield ratio and excellent ductility is obtained at low cost and high productivity. No method has been found.
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、低降伏比で延性に優れるとともに穴拡げ性にも優れた高強度冷延鋼板を提供することを目的とする。また、工業的実施が容易な800℃近辺より高い温度での熱間圧延により、さらには、熱延板焼鈍のような特殊な処理やNbやTi等の合金元素の添加を施さずとも、冷間圧延および焼鈍を施した後において微細な鋼組織を有し、低降伏比で延性に優れるとともに穴拡げ性にも優れた高強度冷延鋼板を製造する方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above prior art, and an object thereof is to provide a high-strength cold-rolled steel sheet having a low yield ratio and excellent ductility and excellent hole expansibility. In addition, by hot rolling at a temperature higher than around 800 ° C., which is easy to implement industrially, and without special treatment such as hot-rolled sheet annealing and addition of alloy elements such as Nb and Ti, An object of the present invention is to provide a method for producing a high-strength cold-rolled steel sheet that has a fine steel structure after being subjected to hot rolling and annealing, has a low yield ratio and excellent ductility, and also has excellent hole expandability.
本発明者らは、低降伏比で延性に優れるとともに穴拡げ性にも優れた高強度冷延鋼板を得るために、鋭意検討を行った結果、以下の新たな知見を得た。
(a)MnおよびSiの含有量
主相であるフェライトとマルテンサイト主体の第2相とからなる複合組織鋼板は、降伏比が低く、形状凍結性に優れるとともに、良好な延性を有する高強度鋼板である。このような複合組織鋼板は、MnやCr等の焼入性向上元素の含有量を高めることによって、第2相を構成するマルテンサイトの硬度や体積率を高め、鋼板の強度を高めることができる。しかし、この硬質なマルテンサイトは一般に穴拡げ性の低下を招く。このため、降伏比が低く形状凍結性に優れるとともに良好な延性を有し、さらに穴拡げ性に優れた複合組織鋼板を得ることは、従来技術において困難であった。
As a result of intensive investigations in order to obtain a high-strength cold-rolled steel sheet having a low yield ratio and excellent ductility and excellent hole expandability, the following new findings were obtained.
(A) Content of Mn and Si A composite steel sheet composed of ferrite as a main phase and a second phase mainly composed of martensite is a high-strength steel sheet having a low yield ratio, excellent shape fixability, and good ductility. It is. Such a composite steel sheet can increase the hardness and volume ratio of martensite constituting the second phase by increasing the content of hardenability improving elements such as Mn and Cr, and can increase the strength of the steel sheet. . However, this hard martensite generally causes a decrease in hole expansibility. For this reason, it has been difficult in the prior art to obtain a composite structure steel sheet having a low yield ratio, excellent shape freezing properties, good ductility, and excellent hole expansibility.
本発明者らは、主相であるフェライトとマルテンサイト主体の第2相とからなる複合組織鋼板について詳細な検討を行った。その結果、熱間圧延工程において、Siによるフェライト変態の促進作用とMnによるフェライト変態温度の低下作用との相乗効果によって熱延鋼板の組織の微細化を促進し、これにより、冷間圧延および焼鈍を施した後における冷延鋼板の組織を微細化し、さらに、焼鈍工程において、SiによるオーステナイトへのC濃縮作用およびMnによる焼入れ性向上作用との相乗効果によって、主相であるフェライト中にマルテンサイトを微細かつ均一に分散・生成させることにより、降伏比が低く形状凍結性に優れるとともに、良好な延性を有し、さらに穴拡げ性にも優れた複合組織鋼板が実現可能となる。 The present inventors have conducted a detailed study on a composite structure steel plate composed of ferrite as a main phase and a second phase mainly composed of martensite. As a result, in the hot rolling process, the refinement of the structure of the hot-rolled steel sheet is promoted by a synergistic effect of the ferrite transformation promoting action by Si and the ferrite transformation temperature lowering action by Mn, thereby allowing cold rolling and annealing. The structure of the cold-rolled steel sheet after refined is refined, and in the annealing process, martensite is contained in the main phase ferrite by the synergistic effect of C concentration to austenite by Si and hardenability improvement by Mn. By finely and uniformly dispersing and generating the steel sheet, it becomes possible to realize a composite structure steel sheet having a low yield ratio and excellent shape freezeability, good ductility, and excellent hole expansibility.
このような複合組織鋼板を得るには、MnおよびSiの含有量をα値(=Mn+Si×0.5)で1.9以上とするとともに、Si含有量を0.01%以上かつMn含有量を1.5%以上とすることが必要である。α値の式のMnおよびSiはそれぞれ鋼の化学組成におけるMnおよびSiの含有量(単位:質量%)を意味する。 In order to obtain such a composite structure steel sheet, the Mn and Si contents are set to 1.9 or more in terms of the α value (= Mn + Si × 0.5), the Si content is 0.01% or more, and the Mn content Is required to be 1.5% or more. Mn and Si in the formula of α value mean the contents (unit: mass%) of Mn and Si in the chemical composition of steel, respectively.
(b)フェライトおよびマルテンサイトの粒径
フェライト単相組織を有する鋼板の組織を微細化すると、鋼板の強度を高めることができるが、それと同時に降伏比が著しく上昇してしまい、形状凍結性が劣化する。
(B) Grain size of ferrite and martensite When the structure of a steel sheet having a ferrite single-phase structure is refined, the strength of the steel sheet can be increased, but at the same time, the yield ratio is remarkably increased and the shape freezing property is deteriorated. To do.
しかし、上記(a)で述べたように、主相であるフェライトとマルテンサイト主体の第2相とからなる複合組織鋼板について、熱間圧延工程において、Siによるフェライト変態の促進作用とMnによるフェライト変態温度の低下作用との相乗効果によって熱延鋼板の組織の微細化を促進し、これにより、冷間圧延および焼鈍を施した後における冷延鋼板の組織を微細化し、さらに、焼鈍工程において、SiによるオーステナイトへのC濃縮作用およびMnによる焼入れ性向上作用との相乗効果によって主相であるフェライト中にマルテンサイトを微細かつ均一に分散・生成させることにより、降伏比が低く形状凍結性に優れるとともに、良好な延性を有し、さらに穴拡げ性に優れた複合組織鋼板を得ることが可能となる。 However, as described in the above (a), for the composite steel sheet composed of ferrite as the main phase and the second phase mainly composed of martensite, in the hot rolling process, it promotes ferrite transformation by Si and ferrite by Mn. Promoting the refinement of the structure of the hot-rolled steel sheet through a synergistic effect with the action of lowering the transformation temperature, thereby refining the structure of the cold-rolled steel sheet after cold rolling and annealing, and in the annealing process, The yield ratio is low and the shape freezing property is excellent by finely and uniformly dispersing and generating martensite in the main phase ferrite by the synergistic effect of C concentration to austenite by Si and hardenability improvement by Mn. At the same time, it is possible to obtain a composite structure steel plate having good ductility and excellent hole expansibility.
そして、このような優れた機械特性を得るには、鋼板表面から板厚の1/4深さ位置におけるフェライトの体積率が40%以上かつマルテンサイトの体積率が3%以上であることが必要であり、前記フェライトの平均結晶粒径dF(μm)が4.5μm以下であるとともに下記式(5)を満足し、さらに前記マルテンサイトの短軸長さの平均値dMが2μm以下である鋼組織とすることが好ましい。 And in order to obtain such excellent mechanical properties, it is necessary that the volume fraction of ferrite at a position of 1/4 depth of the plate thickness from the steel sheet surface is 40% or more and the volume ratio of martensite is 3% or more. The ferrite has an average crystal grain size d F (μm) of 4.5 μm or less and satisfies the following formula (5). Further, the average value d M of the minor axis length of the martensite is 2 μm or less. A certain steel structure is preferable.
dF≦3.0+0.028/C−(β−0.01)/(β+0.01)×(0.5/C0.2)
・・・(5)
ここで、Cは鋼の化学組成におけるCの含有量(単位:質量%)を、βは後述する式(4)で規定されるβ値をそれぞれ示し、NbおよびTiを含有しない場合にはβ=0とする。
d F ≦ 3.0 + 0.028 / C− (β−0.01) / (β + 0.01) × (0.5 / C 0.2 )
... (5)
Here, C represents the C content (unit: mass%) in the chemical composition of steel, β represents a β value defined by the formula (4) described later, and β does not contain Nb and Ti. = 0.
上記好適な鋼組織を冷延鋼板に具備させるには、冷延母材である熱延鋼板の組織を、鋼板表面から板厚の1/4深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径dHF(μm)が3.5μm以下であるとともに下記式(6)を満足するものとすることが好ましい。 In order to provide the above-described preferred steel structure in the cold-rolled steel sheet, the structure of the hot-rolled steel sheet, which is a cold-rolled base material, is obtained by changing the average crystal grain diameter d HF of ferrite at the 1/4 depth position of the plate thickness from the steel sheet surface. (μm) is preferably not more than 3.5 μm and satisfies the following formula (6).
dHF≦2.6+0.017/C−(β−0.01)/(β+0.01)×(0.3/C0.2)
・・・(6)
ここで、Cは鋼の化学組成におけるCの含有量(単位:質量%)を、βは後述する式(4)で規定されるβ値をそれぞれ示し、NbおよびTiを含有しない場合にはβ=0とする。
d HF ≦ 2.6 + 0.017 / C− (β−0.01) / (β + 0.01) × (0.3 / C 0.2 )
... (6)
Here, C represents the C content (unit: mass%) in the chemical composition of steel, β represents a β value defined by the formula (4) described later, and β does not contain Nb and Ti. = 0.
(c)NbおよびTiの含有量
上記(a)および(b)により、NbおよびTiを含有させてなくても、降伏比が低く形状凍結性に優れるとともに良好な延性を有し、さらに穴拡げ性に優れた複合組織鋼板を得ることができる。しかし、さらに優れた機械特性を得るには、Nbおよび/またはTiを含有させることによって組織の微細化を一層促進させるとともに、Nbおよび/またはTiの含有量に上限を設けることが好ましい。
(C) Content of Nb and Ti According to the above (a) and (b), even if Nb and Ti are not contained, the yield ratio is low, the shape freezing property is excellent and the ductility is good. It is possible to obtain a composite structure steel plate having excellent properties. However, in order to obtain more excellent mechanical properties, it is preferable to further refine the structure by containing Nb and / or Ti and to set an upper limit on the content of Nb and / or Ti.
NbおよびTiは、オーステナイトやフェライトの再結晶および粒成長を抑制して、冷延母材である熱延鋼板および冷延鋼板の組織の微細化を促進する作用を有する。しかし、従来技術において、Nbおよび/またはTiを組織微細化の効果が顕著に現れる程度に含有量させると、Nbおよび/またはTiの炭窒化物の析出によって降伏比が上昇してしまい、形状凍結性の劣化が著しくなる。また、冷延母材である熱延鋼板および冷延鋼板の集合組織を発達させてしまうため、穴拡げ性が劣化する。 Nb and Ti have the effect of suppressing recrystallization and grain growth of austenite and ferrite, and promoting the refinement of the structure of the hot-rolled steel sheet and the cold-rolled steel sheet, which are cold-rolled base materials. However, in the prior art, when Nb and / or Ti is contained to such an extent that the effect of refining the structure becomes remarkable, the yield ratio increases due to precipitation of Nb and / or Ti carbonitrides, and the shape freezes. The deterioration of the property becomes remarkable. Moreover, since the texture of the hot-rolled steel sheet and the cold-rolled steel sheet, which are cold-rolled base materials, is developed, the hole expandability deteriorates.
上述したように、Siによるフェライト変態の促進作用とMnによるフェライト変態温度の低下作用との相乗効果によって熱延鋼板の組織の微細化を促進し、これにより、冷間圧延および焼鈍を施した後における冷延鋼板の組織を微細化し、さらに、焼鈍工程において、SiによるオーステナイトへのC濃縮作用およびMnによる焼入れ性向上作用との相乗効果によって主相であるフェライト中にマルテンサイトを微細かつ均一に分散・生成させた場合には、NbおよびTiの含有量が、従来技術においては組織微細化の効果が顕著に現れないとされていた微量な量であっても、顕著に組織微細化を促進することができ、冷延母材である熱延鋼板および冷延鋼板の集合組織の発達を抑えるとともに、降伏比の上昇を抑えることが可能となる。 As described above, the synergistic effect of the ferrite transformation promoting action by Si and the ferrite transformation temperature lowering action by Mn promotes the refinement of the structure of the hot-rolled steel sheet, and thus after cold rolling and annealing The structure of the cold-rolled steel sheet in the steel is refined, and in the annealing process, martensite is finely and uniformly formed in the ferrite, which is the main phase, by the synergistic effect of C concentration to austenite by Si and hardenability improvement by Mn. When dispersed and generated, even if the content of Nb and Ti is a minute amount that the effect of refining the structure was not noticeable in the prior art, the refining of the structure was remarkably promoted. It is possible to suppress the development of the texture of the hot-rolled steel sheet and the cold-rolled steel sheet, which are cold-rolled base materials, and suppress the increase in the yield ratio.
このような効果を得るには、Nb:0.05質量%未満およびTi:0.07質量%未満からなる群から選択される1種または2種を含有させるとともに、下記式(4)で規定されるβ値を0.05未満とすることが好ましい。 In order to obtain such an effect, one or two selected from the group consisting of Nb: less than 0.05 mass% and Ti: less than 0.07 mass% are contained and specified by the following formula (4) It is preferable to set the β value to be less than 0.05.
β=Nb+Ti×0.2 ・・・(4)
ここで、式(4)におけるNbおよびTiはそれぞれ鋼の化学組成におけるNbおよびTiの含有量(単位:質量%)を意味する。
β = Nb + Ti × 0.2 (4)
Here, Nb and Ti in Formula (4) mean the contents (unit: mass%) of Nb and Ti in the chemical composition of steel, respectively.
(d)集合組織
冷延鋼板の集合組織の発達を抑制することによって、冷延鋼板の穴拡げ性をより一層高めることができる。したがって、板厚中心位置における集合組織が、ランダム分布に対する{211}<011>方位の強度比I{211}<011>で6.5以下となるようにすることが好ましい。
(D) Texture By suppressing the development of the texture of the cold-rolled steel sheet, the hole expandability of the cold-rolled steel sheet can be further enhanced. Therefore, it is preferable that the texture at the plate thickness center position is 6.5 or less in the intensity ratio I {211} <011> of the {211} <011> orientation with respect to the random distribution.
(e)傾斜組織
冷延鋼板の板厚方向の鋼組織を板厚中心から鋼板表面に向けて微細化した傾斜組織とすることによって、冷延鋼板の穴拡げ性をより一層高めることができる。したがって、傾斜組織の指標である、鋼板表面から100μm深さ位置におけるフェライト平均結晶粒径dFSと板厚中心位置におけるフェライトの平均結晶粒径dFCとの比dFS/dFCを0.95以下とすることが好ましい。
(E) Inclined structure By making the steel structure in the thickness direction of the cold-rolled steel sheet into a graded structure that is refined from the center of the plate thickness toward the surface of the steel sheet, the hole expandability of the cold-rolled steel sheet can be further enhanced. Therefore, the ratio d FS / d FC of the ferrite average crystal grain size d FS at the position of 100 μm depth from the steel sheet surface and the ferrite average crystal grain size d FC at the plate thickness center position, which is an index of the tilt structure, is 0.95. The following is preferable.
上記傾斜組織を冷延鋼板に具備させるには、冷延母材である熱延鋼板の組織を、鋼板表面から100μm深さ位置におけるフェライト平均結晶粒径dHFSと板厚中心位置におけるフェライトの平均結晶粒径dHFCとの比dHFS/dHFCが0.80以下となるようにすることが好ましい。 In order to provide the cold-rolled steel sheet with the inclined structure, the structure of the hot-rolled steel sheet, which is a cold-rolled base material, is obtained by averaging the ferrite average crystal grain diameter d HFS at a position of 100 μm depth from the steel sheet surface and the ferrite average at the sheet thickness center position. The ratio d HFS / d HFC to the crystal grain size d HFC is preferably 0.80 or less.
(f)製造条件
工業的実施が困難な特殊な圧延条件を採用せずに、熱間圧延工程において、Siによるフェライト変態の促進作用とMnによるフェライト変態温度の低下作用との相乗効果によって熱延鋼板の組織の微細化を促進して、それにより冷間圧延および焼鈍を施した後における冷延鋼板の組織を微細化するには、熱間圧延工程において、(Ar3点+30℃)以上かつ810℃以上の温度域で圧延を完了する熱間圧延を施し、熱間圧延完了後0.4秒間以内に720℃まで400℃/秒以上の平均冷却速度で冷却し、600℃以上720℃以下の温度域に2秒間以上保持し、次いで20℃/秒以上の平均冷却速度で600℃未満の温度域まで冷却して巻き取ることが好ましい。
(F) Manufacturing conditions Without adopting special rolling conditions that are difficult to implement industrially, in the hot rolling process, hot rolling is achieved by a synergistic effect of the ferrite transformation promoting action by Si and the ferrite transformation temperature lowering action by Mn. In order to promote the refinement of the structure of the steel sheet and thereby refine the structure of the cold-rolled steel sheet after cold rolling and annealing, in the hot rolling process, (Ar 3 points + 30 ° C.) or more and Perform hot rolling to complete rolling in the temperature range of 810 ° C or higher, cool to 720 ° C at an average cooling rate of 400 ° C / second or higher within 0.4 seconds after completion of hot rolling, and 600 ° C or higher and 720 ° C or lower It is preferable to hold in the temperature range of 2 seconds or more, and then cool and wind up to a temperature range of less than 600 ° C. at an average cooling rate of 20 ° C./second or more.
(Ar3点+30℃)以上かつ810℃以上の温度域で圧延を完了する熱間圧延を施すことにより、オーステナイト中に加工歪が導入されるとともに集合組織の発達が抑制され、冷間圧延および焼鈍を施した後における冷延鋼板についても集合組織の発達が抑制されて上記(d)項で述べた集合組織が抑制された好適な状態となる。そして、熱間圧延完了後0.4秒間以内に720℃まで400℃/秒以上の平均冷却速度で冷却することにより、前記加工歪の解放を抑制しつつオーステナイトからフェライトへの変態が活発となる温度とすることができる。次いで600℃以上720℃以下の温度域に2秒間以上保持することにより、前記加工歪により一気にオーステナイトからフェライトへの変態が進行してフェライトが高密度で核生成するので、微細なフェライトが生じる。最後に、20℃/秒以上の平均冷却速度で600℃未満の温度域まで冷却して巻き取ることにより、熱延鋼板の組織の微細化が促進される。このようにして、冷延母材である熱延鋼板について、上記(b)項で述べた好適な鋼組織が得られる。これにより、冷間圧延および焼鈍を施した後における冷延鋼板の組織が微細化される。このようにして、冷間圧延および焼鈍を施した後における冷延鋼板について、上記(b)項で述べた好適な鋼組織が得られる。 (Ar 3 points + 30 ° C.) or higher and by performing hot rolling that completes rolling in a temperature range of 810 ° C. or higher, work strain is introduced into austenite and texture development is suppressed, The cold-rolled steel sheet after annealing is also in a suitable state in which the development of the texture is suppressed and the texture described in the above item (d) is suppressed. Then, by cooling to 720 ° C. at an average cooling rate of 400 ° C./second or more within 0.4 seconds after completion of hot rolling, transformation from austenite to ferrite becomes active while suppressing release of the processing strain. It can be temperature. Next, by holding in a temperature range of 600 ° C. or more and 720 ° C. or less for 2 seconds or more, transformation from austenite to ferrite proceeds at a stretch due to the processing strain, and ferrite nucleates with high density, so that fine ferrite is generated. Finally, by cooling to a temperature range of less than 600 ° C. at an average cooling rate of 20 ° C./second or more and winding, the refinement of the structure of the hot-rolled steel sheet is promoted. Thus, the suitable steel structure described in the above item (b) is obtained for the hot-rolled steel sheet that is a cold-rolled base material. Thereby, the structure of the cold-rolled steel sheet after cold rolling and annealing is refined. Thus, the suitable steel structure described in the above item (b) is obtained for the cold-rolled steel sheet after the cold rolling and annealing.
上記方法によれば、鋼板表面と圧延ロール表面との間の摩擦によって熱間圧延時に鋼板表層部に導入される剪断歪の解放をも抑制できるため、板厚中心部よりも鋼板表面に近い部位においてより高い密度でフェライトの核生成が生じる。その結果、冷延母材である熱延鋼板について、板厚中心から鋼板表面に向かって鋼組織が細粒となる上記(e)項で述べた好適な傾斜組織が得られる。これにより、冷間圧延および焼鈍を施した後における冷延鋼板についても、板厚中心から鋼板表面に向かって鋼組織が細粒となる上記(e)項で述べた好適な傾斜組織が得られる。 According to the above method, it is possible to suppress the release of shear strain introduced into the steel sheet surface layer part during hot rolling by friction between the steel sheet surface and the rolling roll surface, so that the part closer to the steel sheet surface than the sheet thickness center part. Nucleation of ferrite occurs at a higher density. As a result, for the hot-rolled steel sheet, which is a cold-rolled base material, the preferred gradient structure described in the above item (e) in which the steel structure becomes finer from the sheet thickness center toward the steel sheet surface is obtained. Thereby, also about the cold-rolled steel sheet after performing cold rolling and annealing, the suitable gradient structure described in the above item (e) in which the steel structure becomes finer from the sheet thickness center toward the steel sheet surface is obtained. .
さらに、連続焼鈍によってSiによるオーステナイトへのC濃縮作用およびMnによる焼入れ性向上作用との相乗効果によって主相であるフェライト中にマルテンサイトを微細かつ均一に分散・生成させるには、まず冷間圧延工程において上記熱延鋼板に40%以上90%以下の圧下率で圧下する冷間圧延を施した後、連続焼鈍工程においては、冷延鋼板に、750℃以上900℃以下の温度域に10秒間以上200秒間以下保持した後に、5℃/秒以上の平均冷却速度で600℃まで冷却し、さらに700秒間以下の冷却時間で250℃まで冷却する熱処理を施すことが好ましい。 Furthermore, in order to disperse and generate martensite finely and uniformly in the main phase ferrite by synergistic effect of C concentration to austenite by Si and hardenability improvement by Mn by continuous annealing, first cold rolling In the process, the hot-rolled steel sheet is subjected to cold rolling at a reduction rate of 40% or more and 90% or less, and then in the continuous annealing process, the cold-rolled steel sheet is subjected to a temperature range of 750 ° C. to 900 ° C. for 10 seconds. After holding for 200 seconds or less, it is preferable to perform a heat treatment of cooling to 600 ° C. at an average cooling rate of 5 ° C./second or more and further cooling to 250 ° C. with a cooling time of 700 seconds or less.
冷間圧延工程において、上記熱延鋼板に40%以上90%以下の圧下率で圧下する冷間圧延を施すことにより、後続する連続焼鈍工程において再結晶の駆動力および再結晶のサイトとなる加工歪を導入する。連続焼鈍工程において、上記冷延鋼板に、750℃以上900℃以下の温度域に10秒間以上200秒間以下保持した後に、5℃/秒以上の平均冷却速度で600℃まで冷却し、さらに700秒間以下の冷却時間で250℃まで冷却する熱処理を施すことにより、微細化された組織において、主相であるフェライト中にマルテンサイトが微細かつ均一に分散・生成された鋼組織が実現される。 In the cold rolling process, the hot-rolled steel sheet is subjected to cold rolling at a reduction rate of 40% or more and 90% or less, thereby forming a recrystallization driving force and a recrystallization site in the subsequent continuous annealing process. Introduce distortion. In the continuous annealing step, the cold-rolled steel sheet is held in a temperature range of 750 ° C. to 900 ° C. for 10 seconds to 200 seconds, and then cooled to 600 ° C. at an average cooling rate of 5 ° C./second or more, and further 700 seconds. By performing heat treatment for cooling to 250 ° C. in the following cooling time, a steel structure in which martensite is finely and uniformly dispersed and generated in the ferrite as the main phase is realized in the refined structure.
本発明は、このような新たな知見に基づいて完成された。
1側面において、本発明は、質量%で、C:0.01%以上0.15%以下、Si:0.01%以上1.5%以下、Mn:2.0%以上3.5%以下、P:0.1%以下、S:0.01%以下、Al:0.005%以上0.10%以下、およびN:0.010%以下を含有し、残部がFeおよび不純物からなるとともに、下記式(1)で規定されるα値が1.9以上である化学組成を有し、鋼板表面から板厚の1/4深さ位置におけるフェライトの体積率が40%以上かつマルテンサイトの体積率が3%以上である鋼組織を有し、前記位置におけるフェライトの平均結晶粒径d F (μm)が2.1〜4.5μmであり、降伏比YRが70%以下であるとともに、引張強度TS(MPa)と穴拡げ率HER(%)とが下記式(2)を満足する機械特性を有することを特徴とする冷延鋼板:
α=Mn+Si×0.5 ・・・(1)
TS1.5×HER≧0.9×106 ・・・(2)
ここで、式(1)におけるMnおよびSiは、それぞれ前記化学組成におけるMnおよびSiの含有量(単位:質量%)を意味する。
The present invention has been completed based on such new findings.
In one aspect, the present invention provides, in mass%, C: 0.01% to 0.15%, Si: 0.01% to 1.5%, Mn: 2.0 % to 3.5% P: 0.1% or less, S: 0.01% or less, Al: 0.005% or more and 0.10% or less, and N: 0.010% or less, with the balance being Fe and impurities The α value defined by the following formula (1) has a chemical composition of 1.9 or more, and the volume ratio of ferrite at a 1/4 depth position of the plate thickness from the steel plate surface is 40% or more and is martensite. It has a steel structure whose volume fraction is 3% or more, the average crystal grain diameter d F (μm) of ferrite in the above position is 2.1 to 4.5 μm, and the yield ratio YR is 70% or less. Machine where tensile strength TS (MPa) and hole expansion rate HER (%) satisfy the following formula (2) Cold-rolled steel sheet characterized by mechanical properties:
α = Mn + Si × 0.5 (1)
TS 1.5 × HER ≧ 0.9 × 10 6 (2)
Here, Mn and Si in the formula (1) mean the contents (unit: mass%) of Mn and Si in the chemical composition, respectively.
本発明に係る冷延鋼板の好適態様を列挙すると次の通りである:
・前記化学組成が、前記Feの一部に代えて、Cr:1.0質量%以下を含有するとともに、前記α値が前記式(1)に代えて下記式(3)で規定される:
α=Mn+Si×0.5+Cr×1.1 ・・・(3)
ここで、式(3)におけるMn、SiおよびCrは、それぞれ前記化学組成におけるMn、SiおよびCrの含有量(単位:質量%)を示す。
The preferred embodiments of the cold-rolled steel sheet according to the present invention are listed as follows:
The chemical composition contains Cr: 1.0% by mass or less instead of a part of the Fe, and the α value is defined by the following formula (3) instead of the formula (1):
α = Mn + Si × 0.5 + Cr × 1.1 (3)
Here, Mn, Si and Cr in the formula (3) indicate the contents (unit: mass%) of Mn, Si and Cr in the chemical composition, respectively.
・前記化学組成が、前記Feの一部に代えて、V:0.5質量%以下を含有する。
・前記化学組成が、前記Feの一部に代えて、質量%で、Ca:0.01%以下、希土類元素:0.05%以下およびBi:0.05%以下からなる群から選択される1種または2種以上を含有する。
-The said chemical composition replaces a part of said Fe and contains V: 0.5 mass% or less.
The chemical composition is selected from the group consisting of Ca: 0.01% or less, rare earth elements: 0.05% or less, and Bi: 0.05% or less in mass%, instead of a part of the Fe. Contains one or more.
・前記化学組成が、前記Feの一部に代えて、Nb:0.05質量%未満およびTi:0.07質量%未満からなる群から選択される1種または2種を含有するとともに、下記式(4)で規定されるβ値が0.05未満である:
β=Nb+Ti×0.2 ・・・(4)
ここで、式(4)におけるNbおよびTiは、それぞれ前記化学組成におけるNbおよびTiの含有量(単位:質量%)を示す。
The chemical composition contains one or two selected from the group consisting of Nb: less than 0.05% by mass and Ti: less than 0.07% by mass, instead of a part of the Fe, and The β value defined by equation (4) is less than 0.05:
β = Nb + Ti × 0.2 (4)
Here, Nb and Ti in the formula (4) indicate Nb and Ti contents (unit: mass%) in the chemical composition, respectively.
・鋼板表面から板厚の1/4深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径dF(μm)が下記式(5)を満足し、さらに前記位置におけるマルテンサイトの短軸長さの平均値dMが2μm以下である:
dF≦3.0+0.028/C−(β−0.01)/(β+0.01)×(0.5/C0.2)
・・・(5)
ここで、Cは前記化学組成におけるCの含有量(単位:質量%)を、βは上記式(4)で規定されるβ値を、それぞれ示し、NbおよびTiを含有しない場合にはβ=0とする。
Average steel plate surface of the ferrite in the 1/4 depth position of the sheet thickness grain size d F ([mu] m) satisfies the below following formula (5), the minor axis length of average value of the martensite in addition the position d M is 2 μm or less:
d F ≦ 3.0 + 0.028 / C− (β−0.01) / (β + 0.01) × (0.5 / C 0.2 )
... (5)
Here, C represents the content (unit: mass%) of C in the chemical composition, β represents the β value defined by the above formula (4), and β = 0.
・板厚中心位置における集合組織が、ランダム分布に対する{211}<011>方位の強度比I{211}<011>で6.5以下である。
・鋼板表面から100μm深さ位置におけるフェライト平均結晶粒径dFSと板厚中心位置におけるフェライトの平均結晶粒径dFCとの比dFS/dFCが0.95以下である。
別の側面からは、本発明は、下記工程(A)〜(C)を有することを特徴とする前述の冷延鋼板の製造方法である:
(A)スラブを、1100℃以上として熱間圧延に供し、(Ar3点+30℃)以上かつ810℃以上の温度域で熱間圧延を完了し、熱間圧延完了後0.4秒間以内に720℃まで400℃/秒以上の平均冷却速度で冷却し、600℃以上720℃以下の温度域に2秒間以上30秒間以下保持し、次いで20℃/秒以上の平均冷却速度で600℃未満の温度域まで冷却して巻き取ることによって熱延鋼板とする熱間圧延工程;
(B)前記熱延鋼板に40%以上90%以下の圧下率で圧下する冷間圧延を施すことにより冷延鋼板とする冷間圧延工程;および
(C)前記冷延鋼板に、750℃以上900℃以下の温度域に10秒間以上200秒間以下保持した後に、5℃/秒以上の平均冷却速度で600℃まで冷却し、さらに700秒間以内に250℃まで冷却する熱処理を施す連続焼鈍工程。
The texture at the center position of the plate thickness is 6.5 or less at the intensity ratio I {211} <011> of {211} <011> orientation with respect to the random distribution.
The ratio d FS / d FC of the ferrite average crystal grain size d FS at a depth of 100 μm from the steel sheet surface to the ferrite average crystal grain size d FC at the center of the plate thickness is 0.95 or less.
From another aspect, the present invention is the above-described method for producing a cold-rolled steel sheet, comprising the following steps (A) to (C):
The (A) slab was subjected to hot rolling as 1100 ° C. or more, hot rolling finished with (Ar 3 point + 30 ° C.) or higher and 810 ° C. or higher temperature range, within 0.4 seconds after the hot rolling finished To 720 ° C. at an average cooling rate of 400 ° C./second or more, held in a temperature range of 600 ° C. to 720 ° C. for 2 seconds to 30 seconds, and then less than 600 ° C. at an average cooling rate of 20 ° C./second or more. A hot rolling step to form a hot-rolled steel sheet by cooling to a temperature range of
(B) a cold rolling step in which the hot-rolled steel sheet is cold-rolled by cold rolling at a rolling rate of 40% or more and 90% or less; and (C) the cold-rolled steel sheet is 750 ° C. or higher. A continuous annealing step in which a heat treatment is performed in which the temperature is kept at 900 ° C. or lower for 10 seconds or more and 200 seconds or less, then cooled to 600 ° C. at an average cooling rate of 5 ° C./second or more, and further cooled to 250 ° C. within 700 seconds.
本発明に係る冷延鋼板の製造方法の好適態様を列挙すると次の通りである:
・前記工程(A)で得られた熱延鋼板が、鋼板表面から板厚の1/4深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径dHF(μm)が3.5μm以下であるとともに下記式(6)を満足する鋼組織を有する:
dHF≦2.6+0.017/C−(β−0.01)/(β+0.01)×(0.3/C0.2)
・・・(6)
ここで、Cは前記化学組成におけるCの含有量(単位:質量%)を、βは上記式(4)で規定されるβ値をそれぞれ示し、NbおよびTiを含有しない場合にはβ=0とする。
The preferred embodiments of the method for producing a cold-rolled steel sheet according to the present invention are listed as follows:
The hot rolled steel sheet obtained in the step (A) has an average crystal grain diameter d HF (μm) of ferrite at a depth of 1/4 of the sheet thickness from the steel sheet surface of 3.5 μm or less and the following formula ( It has a steel structure that satisfies 6):
d HF ≦ 2.6 + 0.017 / C− (β−0.01) / (β + 0.01) × (0.3 / C 0.2 )
... (6)
Here, C represents the content (unit: mass%) of C in the chemical composition, β represents the β value defined by the above formula (4), and β = 0 when Nb and Ti are not contained. And
・前記工程(A)で得られた熱延鋼板が、鋼板表面から100μm深さ位置におけるフェライト平均結晶粒径dHFSと板厚中心位置におけるフェライトの平均結晶粒径dHFCとの比dHFS/dHFCが0.80以下である鋼組織を有する。 The ratio of the ferrite average crystal grain size d HFS at the position of 100 μm depth from the steel sheet surface to the ferrite average crystal grain size d HFC at the center position of the plate thickness d HFS / d It has a steel structure whose HFC is 0.80 or less.
・前記工程(A)で得られた熱延鋼板が、鋼板表面から100μm深さ位置におけるフェライト体積率が40%以上である鋼組織を有する。 -The hot-rolled steel plate obtained at the said process (A) has the steel structure whose ferrite volume fraction in a 100 micrometer depth position from a steel plate surface is 40% or more.
本発明によれば、降伏比が低く形状凍結性に優れるとともに、良好な延性を有し、さらに穴拡げ性に優れた高強度冷延鋼板とその製造方法が提供される。本発明の冷延鋼板は、800℃近辺より高い温度での熱間圧延により得られた熱延鋼板を素材として製造でき、特殊な熱間圧延条件や熱延板焼鈍のような特殊な熱処理を利用せず、またNb、Ti等の合金元素の含有を必須とせずに製造することが可能である。したがって、工業的実施が容易な方法で製造可能である。 According to the present invention, a high-strength cold-rolled steel sheet having a low yield ratio and excellent shape freezeability, good ductility, and excellent hole expansibility, and a method for producing the same are provided. The cold-rolled steel sheet of the present invention can be manufactured using a hot-rolled steel sheet obtained by hot rolling at a temperature higher than around 800 ° C. as a raw material, and is subjected to special hot rolling conditions and special heat treatment such as hot-rolled sheet annealing. It is possible to manufacture without using, and not necessarily including alloy elements such as Nb and Ti. Therefore, it can be manufactured by a method that is easy to implement industrially.
本発明に係る冷延鋼板は、自動車用、家電用、機械構造用、建築用等の用途に用いられる素材として好適であり、プレス成形によって寸法精度に優れた高強度部材を製作できる。特に穴拡げ性に優れていることから、本発明に係る冷延鋼板は、メンバーやリンフォースといった自動車の骨格部材の製造に適している。 The cold-rolled steel sheet according to the present invention is suitable as a material used for applications such as automobiles, home appliances, machine structures, and buildings, and a high-strength member having excellent dimensional accuracy can be manufactured by press molding. In particular, since the hole expandability is excellent, the cold-rolled steel sheet according to the present invention is suitable for the production of automobile frame members such as members and reinforcements.
以下に本発明に係る冷延鋼板およびその製造方法について説明する。以下の説明において、鋼の化学組成に関する各元素の含有量を示す「%」は「質量%」を意味する。また、鋼の化学組成における残部(下記に述べる成分を除いた残部)は、Feおよび不純物である。 The cold-rolled steel sheet and the manufacturing method thereof according to the present invention will be described below. In the following description, “%” indicating the content of each element relating to the chemical composition of steel means “mass%”. Moreover, the remainder (the remainder except the component described below) in the chemical composition of steel is Fe and impurities.
(A)化学組成
C:0.01%以上、0.15%以下
Cは、オーステナイトからフェライトへの変態温度を低下させる作用を有するので、フェライト結晶粒の微細化を促進するのに有用な元素である。Cはまた、硬質なマルテンサイトの体積率を増加させる作用を有するので、鋼の強度を高めるのに有用な元素である。C含有量が0.01%未満では、上記作用による効果を十分に得ることが困難である。したがって、C含有量は0.01%以上とする。好ましくは0.02%以上、さらに好ましくは0.03%以上、特に好ましくは0.04%以上である。一方、C含有量が0.15%超では、フェライトの体積率が低下して、マルテンサイトを微細かつ均一に分散させることが困難となるために、延性および穴拡げ性の低下が著しくなる。また、溶接性の劣化が著しくなる。したがって、C含有量は0.15%以下とする。好ましくは0.12%以下、さらに好ましくは0.10%以下、特に好ましくは0.08%以下である。
(A) Chemical composition C: 0.01% or more and 0.15% or less C has an effect of lowering the transformation temperature from austenite to ferrite, and is therefore an element useful for promoting the refinement of ferrite crystal grains. It is. C also has an effect of increasing the volume ratio of hard martensite, and thus is a useful element for increasing the strength of steel. When the C content is less than 0.01%, it is difficult to sufficiently obtain the effect of the above action. Therefore, the C content is set to 0.01% or more. Preferably it is 0.02% or more, More preferably, it is 0.03% or more, Most preferably, it is 0.04% or more. On the other hand, when the C content exceeds 0.15%, the volume fraction of ferrite decreases, and it becomes difficult to finely and uniformly disperse martensite, so that the ductility and hole expansibility decrease significantly. In addition, the weldability is significantly deteriorated. Therefore, the C content is 0.15% or less. The content is preferably 0.12% or less, more preferably 0.10% or less, and particularly preferably 0.08% or less.
Si:0.01%以上、1.5%以下
Siは、フェライト変態の促進作用を有し、熱間圧延工程において、後述するMnによるフェライト変態温度の低下作用との相乗効果により、熱延鋼板の組織の微細化を促進することを可能とし、これにより冷間圧延および焼鈍を施した後における冷延鋼板の組織を微細化することを可能にする。SiはまたオーステナイトへのC濃縮作用を有し、焼鈍工程において、後述するMnによる焼入れ性向上作用との相乗効果により、マルテンサイトを微細かつ均一に分散・生成させることを可能にする。そして、これらの組織を実現することにより、降伏比が低く形状凍結性に優れるとともに良好な延性を有し、さらに穴拡げ性に優れた複合組織鋼板を得ることができる。
Si: 0.01% or more and 1.5% or less Si has an effect of promoting ferrite transformation, and in a hot rolling process, due to a synergistic effect with the effect of lowering the ferrite transformation temperature by Mn described later, hot rolled steel sheet This makes it possible to promote the refinement of the structure of the steel sheet, thereby making it possible to refine the structure of the cold-rolled steel sheet after cold rolling and annealing. Si also has a C-concentrating action to austenite, and in the annealing process, martensite can be finely and evenly dispersed and generated by a synergistic effect with a hardenability improving action by Mn described later. By realizing these structures, it is possible to obtain a composite structure steel sheet having a low yield ratio and excellent shape freezing property, good ductility, and excellent hole expansibility.
Si含有量が0.01%未満では上記作用による効果を得ることが困難である。したがって、Si含有量は0.01%以上とする。好ましくは0.1%以上、さらに好ましくは0.2%以上である。一方、Si含有量が1.5%超では、却って穴拡げ性や延性の低下を招いたり、熱間圧延工程における表面酸化に起因する不具合が顕在化したりする。したがって、Si含有量は1.5%以下とする。好ましくは1.0%以下、さらに好ましくは0.8%以下、特に好ましくは0.5%以下である。 If the Si content is less than 0.01%, it is difficult to obtain the effect by the above action. Therefore, the Si content is set to 0.01% or more. Preferably it is 0.1% or more, More preferably, it is 0.2% or more. On the other hand, if the Si content exceeds 1.5%, the hole expandability and ductility are lowered, and defects due to surface oxidation in the hot rolling process become obvious. Therefore, the Si content is 1.5% or less. Preferably it is 1.0% or less, More preferably, it is 0.8% or less, Most preferably, it is 0.5% or less.
Mn:1.5%以上、3.5%以下
Mnは、フェライト変態温度の低下作用を有し、熱間圧延工程において、上述したSiによるフェライト変態の促進作用との相乗効果により、熱延鋼板の組織の微細化を促進することを可能とし、それによって冷間圧延および焼鈍を施した後における冷延鋼板の組織を微細化することを可能にする。Mnはまた焼入れ性向上作用を有し、焼鈍工程において、上述したSiによるオーステナイトへのC濃縮作用との相乗効果により、マルテンサイトを微細かつ均一に分散・生成させることを可能にする。そして、これらの組織を実現することにより、降伏比が低く形状凍結性に優れるとともに良好な延性を有し、さらに穴拡げ性に優れた複合組織鋼板を得ることができる。
Mn: 1.5% or more and 3.5% or less Mn has a function of lowering the ferrite transformation temperature, and in a hot rolling process, due to a synergistic effect with the above-described action of promoting ferrite transformation by Si, hot-rolled steel sheet It is possible to promote the refinement of the structure of the steel sheet, thereby making it possible to refine the structure of the cold-rolled steel sheet after cold rolling and annealing. Mn also has an effect of improving hardenability, and in the annealing process, martensite can be finely and uniformly dispersed and generated by a synergistic effect with the above-described C concentration action of austenite by Si. By realizing these structures, it is possible to obtain a composite structure steel sheet having a low yield ratio and excellent shape freezing property, good ductility, and excellent hole expansibility.
Mn含有量が1.5%未満では、上記作用による効果を得ることが困難となる。したがって、Mn含有量は1.5%以上とする。好ましくは2.0%以上、さらに好ましくは2.2%以上、特に好ましくは2.4%以上である。一方、Mn含有量が3.5%超では、フェライト変態温度の低下によるフェライトの体積率の低下が著しくなり、40体積%以上のフェライト体積率を確保することが困難となる。したがって、Mn含有量は3.5%以下とする。好ましく3.3%以下、さらに好ましくは3.0%以下、特に好ましくは2.7%以下である。 If the Mn content is less than 1.5%, it is difficult to obtain the effect by the above-described action. Therefore, the Mn content is 1.5% or more. Preferably it is 2.0% or more, More preferably, it is 2.2% or more, Most preferably, it is 2.4% or more. On the other hand, if the Mn content exceeds 3.5%, the ferrite volume fraction is significantly lowered due to a decrease in ferrite transformation temperature, and it is difficult to ensure a ferrite volume fraction of 40 volume% or more. Therefore, the Mn content is 3.5% or less. Preferably it is 3.3% or less, More preferably, it is 3.0% or less, Most preferably, it is 2.7% or less.
P:0.1%以下
Pは、鋼中に不純物として含有される元素であり、加工性を低下させる作用を有する。P含有量が0.1%超では、加工性の低下が著しくなる。したがって、P含有量は0.1%以下とする。好ましくは0.06%以下、さらに好ましくは0.02%以下、特に好ましくは0.012%以下である。
P: 0.1% or less P is an element contained as an impurity in steel and has an effect of reducing workability. When the P content exceeds 0.1%, the workability is remarkably deteriorated. Therefore, the P content is 0.1% or less. Preferably it is 0.06% or less, More preferably, it is 0.02% or less, Most preferably, it is 0.012% or less.
S:0.01%以下
Sは、鋼中に不純物として含有される元素であり、鋼中に硫化物系介在物を形成して鋼板の加工性、特に穴拡げ性を顕著に低下させる作用を有する。S含有量が0.01%超では、加工性の低下が著しくなる。したがって、S含有量は0.01%以下とする。一段と優れた加工性、特に穴拡げ性を確保したい場合には、S含有量を0.005%以下とすることが好ましい。さらに好ましくは0.003%以下、特に好ましくは0.001%以下である。
S: 0.01% or less S is an element contained as an impurity in steel, and has the effect of significantly reducing the workability of the steel sheet, particularly the hole expandability, by forming sulfide inclusions in the steel. Have. When the S content exceeds 0.01%, the workability is remarkably deteriorated. Therefore, the S content is 0.01% or less. When it is desired to ensure further excellent workability, particularly hole expansibility, the S content is preferably 0.005% or less. More preferably, it is 0.003% or less, and particularly preferably 0.001% or less.
Al:0.005%以上、0.10%以下
Alは、鋼を脱酸して鋼板を健全化する作用を有する元素である。Al含有量が0.005%未満では、上記作用による効果を得ることが困難となる。したがって、Al含有量は0.005%以上とする。一方、Al含有量を0.10%超としても、上記作用による効果は飽和する。したがって、Al含有量は0.10%以下とする。好ましくは0.050%以下である。
Al: 0.005% or more and 0.10% or less Al is an element having an action of deoxidizing steel to make the steel plate sound. When the Al content is less than 0.005%, it is difficult to obtain the effect by the above action. Therefore, the Al content is set to 0.005% or more. On the other hand, even if the Al content exceeds 0.10%, the effect by the above action is saturated. Therefore, the Al content is 0.10% or less. Preferably it is 0.050% or less.
N:0.010%以下
Nは、鋼中に不純物として含有される元素であり、加工性を低下させる作用を有する。N含有量が0.010%超では、加工性の低下が著しくなる。したがって、N含有量は0.010%以下とする。好ましくは0.006%以下、さらに好ましくは0.005%以下、特に好ましくは0.003%以下である。
N: 0.010% or less N is an element contained as an impurity in steel and has an effect of reducing workability. If the N content is more than 0.010%, the workability deteriorates remarkably. Therefore, the N content is set to 0.010% or less. Preferably it is 0.006% or less, More preferably, it is 0.005% or less, Most preferably, it is 0.003% or less.
α値:1.9以上
SiおよびMnは、上述したように、熱間圧延工程において、Siによるフェライト変態の促進作用とMnによるフェライト変態温度の低下作用との相乗効果によって熱延鋼板の組織の微細化を促進し、これにより冷間圧延および焼鈍を施した後における冷延鋼板の組織を微細化し、さらに、焼鈍工程において、SiによるオーステナイトへのC濃縮作用およびMnによる焼入れ性を向上作用との相乗効果によってマルテンサイトを微細かつ均一に分散・生成させることにより、降伏比が低く形状凍結性に優れるとともに良好な延性を有し、さらに穴拡げ性に優れた複合組織鋼板を得ることを可能にする。
α value: 1.9 or more Si and Mn, as described above, have a structure of hot rolled steel sheet by a synergistic effect of promoting the ferrite transformation by Si and lowering the ferrite transformation temperature by Mn in the hot rolling process. Accelerates refinement, thereby refining the structure of the cold-rolled steel sheet after cold rolling and annealing, and further, in the annealing process, improves C concentration to austenite by Si and improves hardenability by Mn. By synthesizing and synthesizing martensite finely and uniformly, it is possible to obtain a composite steel sheet with a low yield ratio, excellent shape freezing properties, good ductility, and excellent hole expansibility. To.
したがって、目的とする組織を得るには、SiおよびMnを所定量含有させる必要がある。下記式(1)で規定されるα値が1.9未満では、目的とする組織を得ることが困難である。したがって、下記式(1)で規定されるα値を1.9以上とする。α値は好ましくは2.4以上、さらに好ましくは2.5以上、特に好ましくは2.6以上である:
α=Mn+Si×0.5 ・・・(1)
ここで、Mn、Siは鋼中の各元素の含有量(単位:質量%)を示す。
Therefore, in order to obtain the target structure, it is necessary to contain a predetermined amount of Si and Mn. If the α value defined by the following formula (1) is less than 1.9, it is difficult to obtain a target structure. Therefore, the α value defined by the following formula (1) is set to 1.9 or more. The α value is preferably 2.4 or higher, more preferably 2.5 or higher, particularly preferably 2.6 or higher:
α = Mn + Si × 0.5 (1)
Here, Mn and Si show content (unit: mass%) of each element in steel.
なお、後述するようにCrを含有させる場合には、上記式(1)に代えて、下記式(3)で規定されるα値を1.9以上とする。この場合にも、α値は好ましくは2.4以上、さらに好ましくは2.5以上、特に好ましくは2.6以上である:
α=Mn+Si×0.5+Cr×1.1 ・・・(3)
ここで、Mn、Si、Crは鋼中の各元素の含有量(単位:質量%)を示す。
In addition, when Cr is contained as described later, the α value defined by the following formula (3) is set to 1.9 or more instead of the above formula (1). Also in this case, the α value is preferably 2.4 or more, more preferably 2.5 or more, particularly preferably 2.6 or more:
α = Mn + Si × 0.5 + Cr × 1.1 (3)
Here, Mn, Si, and Cr indicate the content (unit: mass%) of each element in the steel.
本願発明に係る冷延鋼板は、上述した化学成分に加え、Cr、V、Ca、希土類元素、Bi、TiおよびNbのいずれかを含有してもよい。以下、これらの任意元素について説明する。 The cold-rolled steel sheet according to the present invention may contain any of Cr, V, Ca, rare earth elements, Bi, Ti, and Nb in addition to the chemical components described above. Hereinafter, these optional elements will be described.
Cr:1.0%以下
Crは、Mnと同様に、フェライト変態温度の低下作用を有し、熱間圧延工程において、上述したSiによるフェライト変態の促進作用との相乗効果により、熱延鋼板の組織の微細化を促進することを可能とし、それによって冷間圧延および焼鈍を施した後における冷延鋼板の組織を微細化することを可能にする。Crはまた焼入れ性向上作用も有し、焼鈍工程において、後述するSiによるオーステナイトへのC濃縮作用との相乗効果により、マルテンサイトを微細かつ均一に分散・生成させることを可能にする。そして、これらの組織を実現することにより、降伏比が低く形状凍結性に優れるとともに良好な延性を有し、さらに穴拡げ性に優れた複合組織鋼板を得ることができる。したがって、Crを場合により含有させてもよい。
Cr: 1.0% or less Cr, like Mn, has a function of lowering the ferrite transformation temperature, and in the hot rolling process, due to a synergistic effect with the above-described action of promoting ferrite transformation by Si, It is possible to promote the refinement of the structure, thereby making it possible to refine the structure of the cold-rolled steel sheet after cold rolling and annealing. Cr also has an effect of improving hardenability, and in the annealing process, martensite can be finely and uniformly dispersed and generated by a synergistic effect with the C concentration action of austenite by Si described later. By realizing these structures, it is possible to obtain a composite structure steel sheet having a low yield ratio and excellent shape freezing property, good ductility, and excellent hole expansibility. Therefore, you may contain Cr by the case.
しかし、Cr含有量が1.0%超では、フェライト変態温度の低下によるフェライトの体積率の低下が著しくなり、40体積%以上のフェライト体積率を確保することが困難となる。また、化成処理性の低下が著しくなる。したがって、Crを含有させる場合、Cr含有量は1.0%以下とする。好ましくは0.6%以下、さらに好ましくは0.4%以下である。上記作用によるCrの効果をより確実に得るには、Cr含有量を0.03%以上とすることが好ましい。なお、上述したように、Crを含有させる場合には、上記式(1)に代えて、上記式(3)で規定されるα値を1.9以上とする。 However, if the Cr content exceeds 1.0%, the volume fraction of ferrite decreases due to the decrease in ferrite transformation temperature, and it becomes difficult to ensure a ferrite volume fraction of 40 volume% or more. Further, the chemical conversion processability is remarkably lowered. Therefore, when Cr is contained, the Cr content is 1.0% or less. Preferably it is 0.6% or less, More preferably, it is 0.4% or less. In order to more reliably obtain the effect of Cr by the above action, the Cr content is preferably set to 0.03% or more. As described above, when Cr is contained, the α value defined by the above formula (3) is set to 1.9 or more instead of the above formula (1).
V:0.5%以下
Vは、炭化物として析出し鋼板の強度を増加させる作用を有する。また、この析出物がフェライトの粗大化を抑制して、鋼組織の微細化を促進する作用も有する。したがって、Vを場合により含有させてもよい。しかし、V含有量が0.5%超では、Vの窒化物や炭化物が過剰に生成してしまい、降伏比の上昇や、加工性の低下が著しくなる。したがって、Vを含有させる場合の含有量は0.5%以下とする。V含有量は好ましくは0.3%以下、さらに好ましくは0.2%以下である。上記作用による効果をより確実に得るには、V含有量を0.02%以上とすることが好ましい。
V: 0.5% or less V has an action of precipitating as carbide and increasing the strength of the steel sheet. Moreover, this precipitate has the effect | action which suppresses the coarsening of a ferrite and promotes refinement | miniaturization of a steel structure. Therefore, V may optionally be contained. However, if the V content exceeds 0.5%, V nitrides and carbides are excessively generated, resulting in a significant increase in yield ratio and a decrease in workability. Therefore, the content when V is contained is 0.5% or less. The V content is preferably 0.3% or less, more preferably 0.2% or less. In order to more reliably obtain the effect of the above action, the V content is preferably set to 0.02% or more.
Ca:0.01%以下、希土類元素:0.05%以下およびBi:0.05%以下からなる群から選択される1種または2種以上
Ca、希土類元素(REM)およびBiは、鋼組織の均一化を促し、加工性、特に穴拡げ性を改善する作用を有する。したがって、これらの元素の1種または2種以上を場合により含有させてもよい。本発明でいう希土類元素とは、Sc、Y及びランタノイドの合計17元素の総称であり、希土類元素の含有量はこれらの元素の合計含有量を指す。
One or more selected from the group consisting of Ca: 0.01% or less, rare earth elements: 0.05% or less, and Bi: 0.05% or less Ca, rare earth elements (REM) and Bi are steel structures Has the effect of improving the workability, especially the hole expandability. Accordingly, one or more of these elements may optionally be contained. The rare earth element referred to in the present invention is a generic name for a total of 17 elements of Sc, Y and lanthanoid, and the content of the rare earth element refers to the total content of these elements.
しかし、Ca含有量が0.01%超または希土類元素含有量が0.05%超になると、鋼中の介在物が過剰となって加工性が劣化する。また、Bi含有量が0.05%超では、熱間加工性の劣化により表面性状が悪化する場合がある。したがって、Ca含有量は0.01%以下、希土類元素含有量は0.05%以下、Bi含有量は0.05%以下とする。なお、これらの元素の上記作用による効果をより確実に得るには、Ca:0.0002%以上、希土類元素:0.0002%以上およびBi:0.0002%以上からなる群から選択される1種または2種以上を含有させることが好ましい。 However, if the Ca content exceeds 0.01% or the rare earth element content exceeds 0.05%, the inclusions in the steel become excessive and the workability deteriorates. On the other hand, if the Bi content exceeds 0.05%, the surface properties may deteriorate due to the deterioration of hot workability. Therefore, the Ca content is 0.01% or less, the rare earth element content is 0.05% or less, and the Bi content is 0.05% or less. In order to more reliably obtain the effect of the above-described action of these elements, it is selected from the group consisting of Ca: 0.0002% or more, rare earth elements: 0.0002% or more, and Bi: 0.0002% or more. It is preferable to contain seeds or two or more kinds.
Nb:0.05質量%未満およびTi:0.07質量%未満からなる群から選択される1種または2種
NbおよびTiは、固溶状態にある場合および炭化物や窒化物として析出状態にある場合の双方において、オーステナイトやフェライトの再結晶および粒成長を抑制して、鋼組織の微細化を促進する作用を有する。したがって、NbおよびTiの1種または2種を場合により含有させてもよい。しかし、Nb含有量が0.05%以上またはTi含有量が0.07%以上になるか、または下記式(4)で規定されるβ値が0.05以上になると、NbやTiの窒化物または炭化物が多量に生成するとともに、冷延鋼板において加工性を劣化させる集合組織を発達させるため、降伏比が上昇したり、延性や穴拡げ性などの加工性が低下したりする。
One or two selected from the group consisting of Nb: less than 0.05% by mass and Ti: less than 0.07% by mass. Nb and Ti are in a solid solution state and in a precipitated state as carbides and nitrides. In both cases, it has the effect of suppressing the recrystallization and grain growth of austenite and ferrite and promoting the refinement of the steel structure. Therefore, one or two of Nb and Ti may be optionally contained. However, when the Nb content is 0.05% or more, the Ti content is 0.07% or more, or the β value defined by the following formula (4) is 0.05 or more, nitriding of Nb or Ti In addition, a large amount of product or carbide is generated, and a texture that deteriorates workability is developed in the cold-rolled steel sheet, so that the yield ratio is increased and workability such as ductility and hole expandability is decreased.
したがって、これらの元素を含有させる場合、Nb含有量は0.05%未満とする。好ましくは0.03%未満、さらに好ましくは0.02%未満、特に好ましくは0.012%未満である。また、Ti含有量は0.07%未満とする。好ましくは0.04%未満、さらに好ましくは0.02%未満、特に好ましくは0.014%未満である。また、β値は0.05未満とする。好ましくは0.03未満、さらに好ましくは0.02未満、特に好ましくは0.012未満である。上記作用による効果をより確実に得るには、β値を0.003以上とすることが好ましい:
β=Nb+Ti×0.2 ・・・(4)
ここで、式(4)におけるNbおよびTiはそれぞれ前記化学組成におけるNbおよびTiの含有量(単位:質量%)を示す。
Therefore, when these elements are contained, the Nb content is less than 0.05%. Preferably it is less than 0.03%, more preferably less than 0.02%, particularly preferably less than 0.012%. Further, the Ti content is less than 0.07%. Preferably it is less than 0.04%, more preferably less than 0.02%, particularly preferably less than 0.014%. The β value is less than 0.05. Preferably it is less than 0.03, more preferably less than 0.02, particularly preferably less than 0.012. In order to more reliably obtain the effect of the above action, the β value is preferably set to 0.003 or more:
β = Nb + Ti × 0.2 (4)
Here, Nb and Ti in the formula (4) represent Nb and Ti contents (unit: mass%) in the chemical composition, respectively.
(B)鋼組織
本発明に係る冷延鋼板は、鋼板表面から板厚の1/4深さ位置におけるフェライトの体積率が40%以上、およびマルテンサイトの体積率が3%以上である鋼組織を有する。
(B) Steel structure The cold-rolled steel sheet according to the present invention has a steel structure in which the volume fraction of ferrite is 40% or more and the volume ratio of martensite is 3% or more from the steel sheet surface at a 1/4 depth position of the plate thickness. Have
上記フェライトの体積率が40%未満では、主相であるフェライト中にマルテンサイトを微細かつ均一に分散・生成させることができず、良好な延性と優れた穴拡げ性とを得ることが困難となる。したがって、上記フェライトの体積率は40%以上とする。この値は好ましくは50%以上、さらに好ましくは60%以上、特に好ましくは70%以上である。後述するマルテンサイトの体積率が確保されるのであれば、フェライトの体積率が高いほど良好な機械特性が得られる。したがって、上記フェライトの体積率の上限は特に規定する必要はない。 If the volume fraction of the ferrite is less than 40%, it is difficult to finely and uniformly disperse and generate martensite in the main phase ferrite, and it is difficult to obtain good ductility and excellent hole expansibility. Become. Therefore, the volume ratio of the ferrite is 40% or more. This value is preferably 50% or more, more preferably 60% or more, and particularly preferably 70% or more. If the volume ratio of martensite described later is ensured, the higher the volume ratio of ferrite, the better the mechanical properties. Therefore, the upper limit of the volume fraction of the ferrite need not be specified.
上記マルテンサイトの体積率が3%未満では、降伏比を十分に低下させることができず、良好な形状凍結性を得ることが困難となる。したがって、上記マルテンサイトの体積率は3%以上とする。この値は好ましくは5%以上、さらに好ましくは8%以上、特に好ましくは10%以上である。マルテンサイトの上限も特に規定する必要はないが、フェライト体積率が比較的に低い場合にマルテンサイトの体積率が高いと、主相であるフェライト中にマルテンサイトを微細かつ均一に分散・生成させることが困難となる場合がある。したがって、マルテンサイトの体積率は40%以下とすることが好ましく、35%以下とすることがらさらに好ましく、30%以下とすることが特に好ましい。 When the volume ratio of the martensite is less than 3%, the yield ratio cannot be lowered sufficiently, and it becomes difficult to obtain a good shape freezing property. Therefore, the volume ratio of the martensite is 3% or more. This value is preferably 5% or more, more preferably 8% or more, and particularly preferably 10% or more. The upper limit of martensite need not be specified, but when the volume fraction of ferrite is relatively low, if the volume fraction of martensite is high, the martensite is finely and uniformly dispersed and generated in the ferrite that is the main phase. May be difficult. Therefore, the volume ratio of martensite is preferably 40% or less, more preferably 35% or less, and particularly preferably 30% or less.
本発明に係る冷延鋼板は、主相であるフェライト中にマルテンサイトを微細かつ均一に分散・生成させることを目的とするものであるが、かかる鋼組織を得るうえで、体積率で、1〜2%のパーライト、1〜2%のセメンタイト、1〜20%のベイナイトおよび1〜7%の残留オーステナイトの1種または2種以上の相および/または組織が不可避的に混入する場合がある。パーライト、セメンタイト、ベイナイトおよび残留オーステナイトの1種または2種以上の相および/または組織が混入する場合であっても、体積率が上記範囲内であれば本発明が目的とする効果が得られる。したがって、本発明はこれらの相および/または組織の混入を排除するものではない。 The cold-rolled steel sheet according to the present invention is intended to finely and uniformly disperse and generate martensite in ferrite as the main phase, but in order to obtain such a steel structure, the volume ratio is 1 One or more phases and / or structures of ˜2% pearlite, 1-2% cementite, 1-20% bainite and 1-7% retained austenite may be inevitably mixed. Even when one or more phases and / or structures of pearlite, cementite, bainite and retained austenite are mixed, the intended effect of the present invention can be obtained as long as the volume ratio is within the above range. Thus, the present invention does not exclude contamination of these phases and / or tissues.
本発明に係る冷延鋼板は、鋼板表面から板厚の1/4深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径dF(μm)が下記式(5)を満足し、さらにマルテンサイトの短軸長さの平均値dMが2μm以下であることが好ましい:
dF≦3.0+0.028/C−(β−0.01)/(β+0.01)×(0.5/C0.2)
・・・(5)
ここで、Cは上記化学組成におけるCの含有量(単位:質量%)を、βは上記式(4)で規定されるβ値を、それぞれ示し、NbおよびTiを含有しない場合にはβ=0とする。
Cold-rolled steel sheet according to the present invention is to satisfy the average crystal grain of the ferrite in the 1/4 depth position of the sheet thickness from the steel sheet surface diameter d F ([mu] m) is down following formula (5), further minor axis of martensite and an average value d M length is 2μm or less:
d F ≦ 3.0 + 0.028 / C− (β−0.01) / (β + 0.01) × (0.5 / C 0.2 )
... (5)
Here, C represents the content (unit: mass%) of C in the above chemical composition, β represents the β value defined by the above formula (4), and when Nb and Ti are not contained, β = 0.
上記条件を満足させることにより、主相であるフェライト中にマルテンサイトをより一層微細かつ均一に分散・生成させることになり、降伏比が低く形状凍結性に優れるとともに良好な延性を有し、さらに穴拡げ性に優れた複合組織鋼板を得ることが可能となる。
上記フェライトの平均結晶粒径dFは、
好ましくは4.5μm以下かつ
2.8+0.028/C−(β−0.01)/(β+0.01)×(0.5/C0.2)以下、
より好ましくは4.5μm以下かつ
2.6+0.028/C−(β−0.01)/(β+0.01)×(0.5/C0.2)以下、
さらに好ましくは4.5μm以下かつ
2.4+0.028/C−(β−0.01)/(β+0.01)×(0.5/C0.2)以下、
特に好ましくは4.3μm以下かつ
2.2+0.028/C−(β−0.01)/(β+0.01)×(0.5/C0.2)以下、
である。この順で機械特性が一層向上する。
By satisfying the above conditions, martensite is more finely and uniformly dispersed and generated in the main phase ferrite, and the yield ratio is low and the shape freezing property is excellent. It becomes possible to obtain a composite structure steel plate excellent in hole expansibility.
The average grain size d F of the ferrite is
Preferably, it is 4.5 μm or less and 2.8 + 0.028 / C− (β−0.01) / (β + 0.01) × (0.5 / C 0.2 ) or less,
More preferably 4.5 μm or less and 2.6 + 0.028 / C− (β−0.01) / (β + 0.01) × (0.5 / C 0.2 ) or less,
More preferably, it is 4.5 μm or less and 2.4 + 0.028 / C− (β−0.01) / (β + 0.01) × (0.5 / C 0.2 ) or less,
Particularly preferably 4.3μm or less and 2.2 + 0.028 / C- (β- 0.01) / (β + 0.01) × (0.5 / C 0.2) or less,
It is. In this order, the mechanical properties are further improved.
上記フェライトの平均結晶粒径dFの下限は特に規定する必要はないが、後述するように集合組織の発達を抑制することによりさらに優れた穴拡げ性を得る場合には、熱間圧延完了温度をある程度高温にする必要が生じるので、フェライトの著しい微細化は困難となる。したがって、上記フェライトの平均結晶粒径dFは1.0μm以上とすることが好ましく、1.6μm以上とすることがさらに好ましい。 Although it is not necessary to particularly defined lower limit of the average crystal grain size d F of the ferrite, in the case of obtaining more excellent hole expandability by inhibiting the development of texture as described later, the hot rolling completion temperature Therefore, it is difficult to remarkably refine the ferrite. Therefore, the average crystal grain size d F of the ferrite is preferably set to more than 1.0 .mu.m, and even more preferably to a 1.6μm or more.
また、上記マルテンサイトの短軸長さの平均値dMは、1.5μm以下とすることがさらに好ましく、1.0μm以下とすることが特に好ましい。上記マルテンサイトの短軸長さの平均値dMの下限は特に規定する必要はないが、上記作用効果を得るには、マルテンサイトは或る程度の大きさを有している方が好ましい。したがって、上記マルテンサイトの短軸長さの平均値dMは0.1μm以上とすることが好ましく、0.2μm以上とすることがさらに好ましい。 The average value d M of the minor axis length of the martensite, more preferably to 1.5μm or less, and particularly preferably 1.0μm or less. The above is not particularly necessary to define the lower limit of the mean value d M of the minor axis length of martensite, in order to obtain the advantageous effects, martensite it is preferable to have a size of some extent. Therefore, it is preferred that the average value d M of the minor axis length of the martensite to above 0.1 [mu] m, and even more preferably from 0.2μm or more.
冷延鋼板の集合組織の発達を抑制することによって、冷延鋼板の穴拡げ性をより一層高めることができる。冷延鋼板の穴拡げ性をより一層高めるには、冷延鋼板の板厚中心位置における集合組織を、ランダム分布に対する{211}<011>方位の強度比I{211}<011>が6.5以下であるものとすることが好ましい。この強度比は好ましくは5.8以下、さらに好ましくは5.0以下、特に好ましくは4.0以下である。 By suppressing the development of the texture of the cold-rolled steel sheet, the hole expandability of the cold-rolled steel sheet can be further enhanced. In order to further improve the hole expandability of the cold-rolled steel sheet, the strength ratio I {211} <011> of the {211} <011> orientation with respect to the random distribution is 6. It is preferable that it be 5 or less. This intensity ratio is preferably 5.8 or less, more preferably 5.0 or less, and particularly preferably 4.0 or less.
冷延鋼板の板厚方向の組織を、板厚中心位置から鋼板表面に向かってフェライト粒が微細化する傾斜組織とすると、冷延鋼板の穴拡げ性をより一層高めることができる。冷延鋼板の穴拡げ性をより一層高めるには、鋼板表面から100μm深さ位置におけるフェライト平均結晶粒径dFSと板厚中心位置におけるフェライトの平均結晶粒径dFCとの比dFS/dFCを0.95以下とすることが好ましい。この比はさらに好ましくは0.90以下、特に好ましくは0.85以下である。 When the structure in the sheet thickness direction of the cold-rolled steel sheet is an inclined structure in which ferrite grains become finer from the sheet thickness center position toward the steel sheet surface, the hole expandability of the cold-rolled steel sheet can be further enhanced. In order to further improve the hole expandability of the cold-rolled steel sheet, the ratio d FS / d between the ferrite average crystal grain size d FS at a depth of 100 μm from the steel sheet surface and the ferrite average crystal grain size d FC at the center position of the plate thickness. FC is preferably 0.95 or less. This ratio is more preferably 0.90 or less, particularly preferably 0.85 or less.
(C)機械特性
本発明に係る冷延鋼板は、降伏比YRが70%以下であるとともに、引張強度TSと穴拡げ率HERとが下記式(2)を満足する機械特性を有する:
TS1.5×HER≧0.9×106 ・・・(2)。
(C) Mechanical properties The cold-rolled steel sheet according to the present invention has mechanical properties in which the yield ratio YR is 70% or less and the tensile strength TS and the hole expansion ratio HER satisfy the following formula (2):
TS 1.5 × HER ≧ 0.9 × 10 6 (2).
降伏比YRが70%超では、優れた形状凍結性を得ることが困難となる。したがって、降伏比は70%以下とする。降伏比は好ましくは65%以下、さらに好ましくは60%以下である。 If the yield ratio YR exceeds 70%, it is difficult to obtain excellent shape freezing properties. Therefore, the yield ratio is 70% or less. The yield ratio is preferably 65% or less, more preferably 60% or less.
引張強度TS(MPa)および穴拡げ率HER(%)によって規定されるTS1.5×HERの値が0.9×106未満では加工性が十分ではない。したがって、TS1.5×HER値は0.9×106以上とする。この値は好ましくは1.0×106以上、さらに好ましくは1.1×106以上、特に好ましくは1.2×106以上、最も好ましくは1.3×106以上である。 If the value of TS 1.5 × HER defined by the tensile strength TS (MPa) and the hole expansion rate HER (%) is less than 0.9 × 10 6 , workability is not sufficient. Therefore, the TS 1.5 × HER value is 0.9 × 10 6 or more. This value is preferably 1.0 × 10 6 or more, more preferably 1.1 × 10 6 or more, particularly preferably 1.2 × 10 6 or more, and most preferably 1.3 × 10 6 or more.
本発明に係る高強度鋼板は、その引張強度TSが530MPa以上であることが好ましい。さらに好ましくは580MPa以上である。引張強度の上限は特に規定しないが、厳しい成形用途に供される場合には、880MPa以下とすることが好ましく、680MPa以下とすることがさらに好ましい。 The high-strength steel sheet according to the present invention preferably has a tensile strength TS of 530 MPa or more. More preferably, it is 580 MPa or more. The upper limit of the tensile strength is not particularly defined, but when used for severe molding applications, it is preferably 880 MPa or less, and more preferably 680 MPa or less.
上述した鋼板の表面には、耐食性の向上等を目的としてめっき層を備えさせて表面処理鋼板としてもよい。めっき層は電気めっき層であってもよく溶融めっき層であってもよい。電気めっき層としては、電気亜鉛めっき、電気Zn−Ni合金めっき等により形成されためっき層が例示される。溶融めっき層としては、溶融亜鉛めっき、合金化溶融亜鉛めっき、溶融アルミニウムめっき、溶融Zn−Al合金めっき、溶融Zn−Al−Mg合金めっき、溶融Zn−Al−Mg−Si合金めっき等により形成されためっき層が例示される。めっき付着量は特に制限されず、従来と同様でよい。また、めっき後に適当な化成処理(例えば、シリケート系のクロムフリー化成処理液の塗布と乾燥)を施して、耐食性をさらに高めることも可能である。 A surface-treated steel sheet may be provided by providing a plating layer on the surface of the steel sheet described above for the purpose of improving corrosion resistance. The plating layer may be an electroplating layer or a hot dipping layer. Examples of the electroplating layer include a plating layer formed by electrogalvanizing, electro-Zn—Ni alloy plating, or the like. The hot dip plating layer is formed by hot dip galvanizing, alloyed hot dip galvanizing, hot dip aluminum plating, hot dip Zn-Al alloy plating, hot dip Zn-Al-Mg alloy plating, hot dip Zn-Al-Mg-Si alloy plating, etc. The plating layer is exemplified. The amount of plating adhesion is not particularly limited, and may be the same as the conventional one. Further, it is possible to further improve the corrosion resistance by performing an appropriate chemical conversion treatment (for example, application and drying of a silicate-based chromium-free chemical conversion treatment solution) after plating.
(D)冷延母材となる熱延鋼板の鋼組織
冷延母材となる熱延鋼板の鋼組織は、冷間圧延および焼鈍後の冷延鋼板の鋼組織に大きく影響する。
(D) Steel structure of hot-rolled steel sheet as a cold-rolled base material The steel structure of hot-rolled steel sheet as a cold-rolled base material greatly affects the steel structure of the cold-rolled steel sheet after cold rolling and annealing.
冷間圧延および焼鈍後に得られる冷延鋼板について上述した好適な鋼組織を具備させるには、冷延母材である熱延鋼板の組織を、鋼板表面から板厚の1/4深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径dHF(μm)が3.5μm以下であるとともに下記式(6)を満足するものとすることが好ましい:
dHF≦2.6+0.017/C−(β−0.01)/(β+0.01)×(0.3/C0.2)
・・・(6)
ここで、Cは化学組成におけるCの含有量(単位:質量%)を、βは上記式(4)で規定されるβ値を、それぞれ示し、NbおよびTiを含有しない場合にはβ=0とする。
In order to provide the above-described preferred steel structure for the cold-rolled steel sheet obtained after cold rolling and annealing, the structure of the hot-rolled steel sheet, which is a cold-rolled base material, is located at a 1/4 depth position from the steel sheet surface. It is preferable that the average crystal grain size d HF (μm) of the ferrite is 3.5 μm or less and satisfies the following formula (6):
d HF ≦ 2.6 + 0.017 / C− (β−0.01) / (β + 0.01) × (0.3 / C 0.2 )
... (6)
Here, C represents the C content (unit: mass%) in the chemical composition, β represents the β value defined by the above formula (4), and β = 0 when Nb and Ti are not contained. And
一層優れた機械特性を得るには、冷延母材である熱延鋼板の組織を、鋼板表面から板厚の1/4深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径dHF(μm)が3.5μm以下であるとともに下記式(7)を満足するものとすることが好ましい:
dHF≦2.4+0.017/C−(β−0.01)/(β+0.01)×(0.3/C0.2)。
In order to obtain further excellent mechanical properties, the structure of the hot-rolled steel sheet, which is a cold-rolled base material, has an average ferrite grain size d HF (μm) of 3. It is preferable that it is 5 μm or less and satisfies the following formula (7):
d HF ≦ 2.4 + 0.017 / C- (β-0.01) / (β + 0.01) × (0.3 / C 0.2).
・・・(7)。
冷延母材である熱延鋼板の組織を、鋼板表面から板厚の1/4深さ位置におけるフェライトの平均結晶粒径dHF(μm)が3.3μm以下であるとともに下記式(8)を満足するものとすることがさらに好ましい:
dHF≦2.2+0.017/C−(β−0.01)/(β+0.01)×(0.3/C0.2)
・・・(8)。
(7).
The structure of the hot-rolled steel sheet, which is a cold-rolled base material, has an average crystal grain size d HF (μm) of ferrite of not more than 3.3 μm at the 1/4 depth position from the steel sheet surface, and the following formula (8) It is further preferable to satisfy
d HF ≦ 2.2 + 0.017 / C- (β-0.01) / (β + 0.01) × (0.3 / C 0.2)
(8).
熱延鋼板および冷延鋼板のフェライトの結晶粒に関しては、15°以上の結晶方位差を持つ大角粒界で囲まれた領域を一つの結晶粒と定義し、15°未満の小角の粒界は粒界とはみなさない。 With regard to ferrite crystal grains in hot-rolled steel sheets and cold-rolled steel sheets, a region surrounded by large-angle grain boundaries having a crystal orientation difference of 15 ° or more is defined as one crystal grain, and small-angle grain boundaries less than 15 ° are defined as It is not considered a grain boundary.
さらに、冷間圧延および焼鈍後の冷延鋼板について、上記好適な傾斜組織を具備させるには、冷延母材である熱延鋼板の組織を、鋼板表面から100μm深さ位置におけるフェライト平均結晶粒径dHFSと板厚中心位置におけるフェライトの平均結晶粒径dHFCとの比dHFS/dHFCを0.80以下とすることが好ましい。この比は0.70以下とすることがさらに好ましく、0.60以下とすることが特に好ましい。 Furthermore, in order to provide the above-mentioned preferred inclined structure for the cold-rolled steel sheet after cold rolling and annealing, the structure of the hot-rolled steel sheet, which is a cold-rolled base material, is ferrite average crystal grains at a position of 100 μm depth from the steel sheet surface. The ratio d HFS / d HFC between the diameter d HFS and the average crystal grain size d HFC of the ferrite at the center position of the plate thickness is preferably 0.80 or less. This ratio is more preferably 0.70 or less, and particularly preferably 0.60 or less.
冷間圧延および焼鈍後の冷延鋼板について、フェライト結晶粒径をより一層微細化するとともにマルテンサイトをより微細かつ均一に分散・生成させるには、冷延母材である熱延鋼板を、鋼板表面から板厚の1/4深さ位置において、体積率で20%以上のフェライトを含む鋼組織とすることが好ましい。この体積率はさらに好ましくは30%以上、特に好ましくは40%以上、最も好ましくは50%以上である。 For cold-rolled steel sheets after cold rolling and annealing, in order to further refine the ferrite crystal grain size and to finely and uniformly disperse and generate martensite, the hot-rolled steel sheet that is the cold-rolled base material is It is preferable that the steel structure contains 20% or more of ferrite by volume ratio at a depth of 1/4 of the plate thickness from the surface. This volume ratio is more preferably 30% or more, particularly preferably 40% or more, and most preferably 50% or more.
また、冷間圧延および焼鈍後の冷延鋼板について、鋼板の表層のフェライト粒径をより一層微細化した傾斜組織とするには、冷延母材である熱延鋼板の鋼板表面から100μm深さ位置において、体積率で40%以上のフェライトを含む鋼組織とすることが好ましい。この体積率はさらに好ましくは50%以上、特に好ましくは55%以上、最も好ましくは60%以上である。 In order to obtain a gradient structure in which the ferrite grain size of the surface layer of the steel sheet is further refined for the cold-rolled steel sheet after cold rolling and annealing, a depth of 100 μm from the steel sheet surface of the hot-rolled steel sheet, which is a cold-rolled base material At the position, it is preferable to have a steel structure containing ferrite of 40% or more by volume. This volume ratio is more preferably 50% or more, particularly preferably 55% or more, and most preferably 60% or more.
(E)熱間圧延工程
上記化学組成を有するスラブを、1100℃以上として熱間圧延に供し、(Ar3点+30℃)以上かつ810℃以上の温度域で熱間圧延を完了し、熱間圧延完了後0.4秒間以内に720℃まで400℃/秒以上の平均冷却速度で冷却し、600℃以上、720℃以下の温度域に2秒間以上30秒間以下保持し、次いで20℃/秒以上の平均冷却速度で600℃未満の温度域まで冷却して巻き取ることにより、熱延鋼板を得る。
(E) Hot rolling step The slab having the above chemical composition is subjected to hot rolling at 1100 ° C or higher, and hot rolling is completed in a temperature range of (Ar 3 points + 30 ° C) or higher and 810 ° C or higher. Within 0.4 seconds after the completion of rolling, it is cooled to 720 ° C. at an average cooling rate of 400 ° C./second or more, held in a temperature range of 600 ° C. or more and 720 ° C. or less for 2 seconds to 30 seconds, and then 20 ° C./second. A hot-rolled steel sheet is obtained by cooling to the temperature range below 600 degreeC with the above average cooling rate, and winding up.
熱間圧延は、レバースミルもしくはタンデムミルを用いる。工業的生産性の観点からは、少なくとも最終の数段はタンデムミルを用いることが好ましい。
熱間圧延に供するスラブは、連続鋳造により得られた鋼塊であってもよく、鋳造したのちに分塊圧延を施した鋼片であってもよい。また、これらに、熱間加工や冷間加工を加えたものであってもよい。
For hot rolling, a lever mill or a tandem mill is used. From the viewpoint of industrial productivity, it is preferable to use a tandem mill for at least the last several stages.
The slab to be subjected to hot rolling may be a steel ingot obtained by continuous casting, or may be a steel slab that has been subjected to partial rolling after casting. Moreover, what added hot processing and cold processing to these may be used.
熱間圧延に供するスラブの温度が1100℃未満では、熱間圧延を(Ar3点+30℃)以上かつ810℃以上の温度域で完了することが困難となる。したがって、熱間圧延に供するスラブの温度は1100℃以上とする。スラブが1100℃未満の温度である場合には、1100℃以上の温度に加熱してから熱間圧延に供する。スラブが連続鋳造または分塊圧延の直後の高温状態にあり、加熱しなくても熱間圧延に供する際に1100℃以上の温度を確保できる場合には、加熱せずに熱間圧延に供してもよい。熱間圧延に供するスラブの温度の上限は特に規定する必要はないが、厚いスケールが生成することによる歩留り低下や表面性状劣化を抑制する観点からは、1350℃以下とすることが好ましい。 If the temperature of the slab to be subjected to hot rolling is less than 1100 ° C., it is difficult to complete hot rolling in a temperature range of (Ar 3 points + 30 ° C.) or higher and 810 ° C. or higher. Therefore, the temperature of the slab used for hot rolling is 1100 ° C. or higher. When the slab has a temperature of less than 1100 ° C., it is heated to a temperature of 1100 ° C. or higher and then subjected to hot rolling. If the slab is in a high-temperature state immediately after continuous casting or partial rolling and can be maintained at a temperature of 1100 ° C. or higher when subjected to hot rolling without heating, it is subjected to hot rolling without heating. Also good. The upper limit of the temperature of the slab to be subjected to hot rolling need not be particularly defined, but is preferably 1350 ° C. or lower from the viewpoint of suppressing yield reduction and surface property deterioration due to the formation of a thick scale.
単に、オーステナイトからフェライトへ変態させて鋼組織の微細化を図るという観点からは、圧延完了温度はAr3点直上であることが有利である。しかし、圧延完了温度の低温化は熱延鋼板における集合組織の発達を促進し、冷延鋼板の穴拡げ性を劣化させる場合がある。すなわち、圧延完了温度が(Ar3点+30℃)または810℃を下回ると、熱延鋼板における集合組織の発達が顕著となり、その結果、冷間圧延および焼鈍を施した後の冷延鋼板における集合組織も顕著に発達し、穴拡げ性の劣化が著しくなる場合がある。したがって、圧延完了温度は(Ar3点+30℃)以上かつ810℃以上とする。この温度は好ましくは(Ar3点+40℃)以上、さらに好ましくは(Ar3点+50℃)以上である。また、820℃以上が好ましく、830℃以上がさらに好ましい。圧延完了温度の上限は特に規定する必要はないが、後述するように圧延完了後0.4秒間以内に720℃まで400℃/秒以上の平均冷却速度で冷却することを容易にするには、圧延完了温度を950℃以下とすることが好ましい。 From the viewpoint of simply transforming from austenite to ferrite to refine the steel structure, it is advantageous that the rolling completion temperature is just above the Ar 3 point. However, lowering the rolling completion temperature promotes the development of the texture in the hot-rolled steel sheet and may deteriorate the hole expandability of the cold-rolled steel sheet. That is, when the rolling completion temperature is lower than (Ar 3 points + 30 ° C.) or 810 ° C., the development of the texture in the hot-rolled steel sheet becomes remarkable. As a result, the aggregation in the cold-rolled steel sheet after cold rolling and annealing is performed. The tissue also develops significantly, and the hole expandability may be significantly deteriorated. Therefore, the rolling completion temperature is (Ar 3 points + 30 ° C.) or more and 810 ° C. or more. This temperature is preferably (Ar 3 points + 40 ° C.) or higher, more preferably (Ar 3 points + 50 ° C.) or higher. Moreover, 820 degreeC or more is preferable and 830 degreeC or more is further more preferable. The upper limit of the rolling completion temperature does not need to be specified in particular, but as described later, to facilitate cooling to 720 ° C. at an average cooling rate of 400 ° C./second or more within 0.4 seconds after completion of rolling, The rolling completion temperature is preferably 950 ° C. or lower.
圧延完了時においてオーステナイト中に高い加工歪を導入するには、(圧延完了温度+100℃)から圧延完了温度までの温度域における圧下量を板厚減少率で40%以上とすることが好ましい。(圧延完了温度+80℃)から圧延完了温度までの温度域における圧下量を板厚減少率で60%以上とすることがさらに好ましい。上記温度域における圧延は、1パスの圧延である必要はなく、複数パスの圧延からなるものでであってもよい。1パス当たりの圧下率は板厚減少率で10%以上、60%以下とすることが好ましい。1パス当たりの圧下率を大きくした方がオーステナイトへの加工歪を効率的に導入できるので、鋼組織の微細化という観点からは好ましい。一方、1パス当たりの圧下率を大きくすると、圧延荷重が大きくなるので圧延設備の大型化が必要となる。また、板形状の制御が困難になる。したがって、1パス当たりの圧下率は板厚減少率で10%以上、60%以下とすることが好ましい。特に板形状の制御を容易にしたいときには、最終の2パスの圧下率をそれぞれ40%以下とすることが好ましい。 In order to introduce a high working strain in the austenite at the completion of rolling, it is preferable that the reduction amount in the temperature range from (rolling completion temperature + 100 ° C.) to the rolling completion temperature is 40% or more in terms of sheet thickness reduction rate. It is more preferable that the amount of reduction in the temperature range from (rolling completion temperature + 80 ° C.) to rolling completion temperature is 60% or more in terms of sheet thickness reduction rate. The rolling in the above temperature range does not have to be a one-pass rolling, and may consist of a plurality of passes. The rolling reduction per pass is preferably 10% or more and 60% or less in terms of sheet thickness reduction rate. Increasing the rolling reduction per pass is preferable from the viewpoint of refinement of the steel structure because it can efficiently introduce working strain into austenite. On the other hand, when the rolling reduction per pass is increased, the rolling load increases, so that it is necessary to increase the size of the rolling equipment. Moreover, it becomes difficult to control the plate shape. Therefore, the rolling reduction per pass is preferably 10% or more and 60% or less in terms of the plate thickness reduction rate. In particular, when it is desired to easily control the shape of the plate, it is preferable that the rolling reduction ratio of the final two passes be 40% or less.
圧延完了から720℃までの冷却が0.4秒間を超えるか、強制冷却における平均冷却速度が400℃/秒を下回ると、オーステナイトからフェライトへの変態が活発化する720℃以下の温度域に到達する前に、オーステナイトに導入された加工歪が解放されてしまうので、フェライトの核生成密度が低下し、フェライト結晶粒が粗大化してしまう。したがって、圧延完了後、オーステナイトに導入された加工歪の解放を抑制してフェライト変態が活発化する温度域まで冷却し、前記加工歪を駆動力としてオーステナイトからフェライトへの変態を一気に進行させることにより、鋼組織の微細化を図るために、圧延完了から720℃までの冷却時間を0.4秒間以内かつ強制冷却における平均冷却速度を400℃/秒以上とする。圧延完了から720℃以下までの冷却時間は0.3秒間以内とすることが好ましく、0.2秒間以内とすることがさらに好ましい。冷却は、水冷を用いるのが好ましく、その冷却速度は、空冷期間を除外した強制冷却を行っている期間の平均冷却速度で400℃/秒以上とする。好ましくは600℃/秒以上、さらに好ましくは800℃/秒以上、特に好ましくは1000℃/秒以上である。 When the cooling from the completion of rolling to 720 ° C exceeds 0.4 seconds, or the average cooling rate in forced cooling is less than 400 ° C / second, the temperature range of 720 ° C or less at which transformation from austenite to ferrite is activated is reached. Since the processing strain introduced into the austenite is released before the ferrite is formed, the nucleation density of the ferrite is lowered and the ferrite crystal grains are coarsened. Therefore, after completion of rolling, by suppressing the release of processing strain introduced into the austenite and cooling to a temperature range where the ferrite transformation is activated, the transformation from austenite to ferrite is advanced at once by using the processing strain as a driving force. In order to refine the steel structure, the cooling time from the completion of rolling to 720 ° C. is within 0.4 seconds, and the average cooling rate in forced cooling is 400 ° C./second or more. The cooling time from the completion of rolling to 720 ° C. or less is preferably within 0.3 seconds, and more preferably within 0.2 seconds. Water cooling is preferably used for the cooling, and the cooling rate is 400 ° C./second or more in terms of the average cooling rate during the period of forced cooling excluding the air cooling period. Preferably it is 600 degreeC / second or more, More preferably, it is 800 degreeC / second or more, Most preferably, it is 1000 degreeC / second or more.
720℃以下の温度域に達すると、オーステナイトからフェライトへの変態が活発化する。オーステナイトからフェライトへの変態が活発化する温度域は、この720℃から600℃までの間の温度域である。したがって、圧延完了後720℃以下の温度域に達した後、冷却を一旦停止または冷却を空冷のような緩冷却として、600℃以上720℃以下の温度域で2秒間以上保持する。これによって、一気にオーステナイトからフェライトへの変態が前記加工歪により進行して、フェライトが高密度で核生成して微細なフェライトが生じ、冷延母材である熱延鋼板について上記好適な鋼組織を形成させることができる。上記温度域における保持時間は5秒間以上とすることが好ましい。 When reaching a temperature range of 720 ° C. or lower, transformation from austenite to ferrite is activated. The temperature range in which transformation from austenite to ferrite is activated is a temperature range between 720 ° C. and 600 ° C. Therefore, after reaching the temperature range of 720 ° C. or less after the completion of rolling, the cooling is temporarily stopped or the cooling is performed as slow cooling such as air cooling, and the temperature is maintained at a temperature range of 600 ° C. or more and 720 ° C. or less for 2 seconds or more. As a result, the transformation from austenite to ferrite proceeds at a stretch due to the processing strain, and ferrite nucleates at a high density to produce fine ferrite. Can be formed. The holding time in the above temperature range is preferably 5 seconds or longer.
上記保持温度が600℃を下回ったり、保持時間が2秒間を下回ったりすると、冷延母材である熱延鋼板のフェライト体積率が低下し、冷間圧延および焼鈍後の冷延鋼板について、フェライト粒の粗大化や混粒化、マルテンサイト粒の粗大化や不均一分散が生じ、穴拡げ性が劣化する場合がある。上記保持時間が30秒間を超えると、フェライトの粒成長が過剰に進行してしまい、冷延母材である熱延鋼板について鋼組織の微細化を図ることが困難となり、冷間圧延および焼鈍後の冷延鋼板について目的とする鋼組織が得られない場合がある。したがって、上記保持時間は30秒間以下とする。冷延母材である熱延鋼板について鋼組織の微細化を促進して、冷間圧延および焼鈍後の冷延鋼板についてより一層優れた機械的特性を有るには、保持時間を20秒間以下とすることが好ましく、15秒間以下とすることがさらに好ましく、10秒間以下とすることが特に好ましい。 When the holding temperature is lower than 600 ° C. or the holding time is lower than 2 seconds, the ferrite volume fraction of the hot-rolled steel sheet, which is a cold-rolled base material, decreases, and the cold-rolled steel sheet after cold rolling and annealing In some cases, coarsening or mixing of grains, coarsening of martensite grains, or non-uniform dispersion occurs, and hole expansibility deteriorates. When the holding time exceeds 30 seconds, ferrite grain growth proceeds excessively, making it difficult to refine the steel structure of the hot-rolled steel sheet, which is a cold-rolled base metal, after cold rolling and annealing. In some cases, the intended steel structure of the cold-rolled steel sheet cannot be obtained. Therefore, the holding time is set to 30 seconds or less. In order to promote the refinement of the steel structure of the hot-rolled steel sheet, which is a cold-rolled base material, and to have further excellent mechanical properties of the cold-rolled steel sheet after cold rolling and annealing, the holding time is 20 seconds or less. Preferably, it is set to 15 seconds or less, more preferably 10 seconds or less.
上記保持の完了から巻取温度までの平均冷却速度が20℃/秒を下回ると、フェライトの粒成長が過剰に進行してしまい、冷延母材である熱延鋼板について鋼組織の微細化を図ることが困難となり、冷間圧延および焼鈍後の冷延鋼板について目的とする鋼組織が得られない場合がある。したがって、上記保持の完了後の平均冷却速度は20℃/秒以上として巻取温度まで冷却する。この平均冷却速度は好ましくは40℃/秒以上、さらに好ましくは50℃/秒以上である。後述するように、冷延母材である熱延鋼板の鋼組織は、フェライト以外の第2相が硬質なベイナイトやマルテンサイトであることが好ましいので、上記平均冷却速度の上限は特に規定する必要はない。この冷却は、例えば、パイプラミナーやスプレー冷却ヘッダーなどを配置し、鋼板の上下面に冷却水を噴射することにより実施することができる。 When the average cooling rate from the completion of the holding to the coiling temperature is less than 20 ° C./second, the grain growth of ferrite proceeds excessively, and the steel structure is refined for the hot-rolled steel sheet that is a cold-rolled base material. It becomes difficult to obtain the desired steel structure for the cold-rolled steel sheet after cold rolling and annealing. Therefore, the average cooling rate after the completion of the holding is set to 20 ° C./second or more and the coil is cooled to the coiling temperature. This average cooling rate is preferably 40 ° C./second or more, more preferably 50 ° C./second or more. As will be described later, the steel structure of the hot-rolled steel sheet, which is a cold-rolled base material, is preferably bainite or martensite whose second phase other than ferrite is hard, so the upper limit of the average cooling rate needs to be specified in particular. There is no. This cooling can be carried out, for example, by arranging a pipe laminator, a spray cooling header, or the like and injecting cooling water onto the upper and lower surfaces of the steel plate.
巻取温度が600℃以上では、フェライトの粗粒化や混粒化によって、冷延母材である熱延鋼板について鋼組織の微細化を図ることが困難となり、冷間圧延および焼鈍後の冷延鋼板について目的とする鋼組織が得られない場合がある。したがって、巻取温度は600℃未満とする。好ましくは450℃以下、さらに好ましくは250℃以下、特に好ましくは150℃以下である。これは、冷延母材である熱延鋼板の鋼組織について、フェライト以外の第2相を硬質なベイナイトやマルテンサイトとすることにより、冷間圧延工程においてフェライトに導入される加工歪の量をより増大させることができ、これにより連続焼鈍工程におけるフェライトの核生成密度を高めて、冷延鋼板の鋼組織の微細化を促進することができるからである。 When the coiling temperature is 600 ° C. or higher, it becomes difficult to refine the steel structure of the hot-rolled steel sheet, which is a cold-rolled base material, due to the coarsening or mixing of ferrite. In some cases, the intended steel structure of the rolled steel sheet cannot be obtained. Accordingly, the coiling temperature is less than 600 ° C. Preferably it is 450 degrees C or less, More preferably, it is 250 degrees C or less, Most preferably, it is 150 degrees C or less. This is because the steel structure of the hot-rolled steel sheet, which is a cold-rolled base material, is made of hard bainite or martensite as the second phase other than ferrite, thereby reducing the amount of work strain introduced into the ferrite in the cold rolling process. This is because the nucleation density of ferrite in the continuous annealing process can be increased, and the refinement of the steel structure of the cold-rolled steel sheet can be promoted.
なお、冷間圧延の負荷を軽減する観点からは、冷間圧延に供する熱延鋼板について、600℃未満の温度域で熱処理を施してしてもよい。この際の熱処理温度は、冷間圧延後の連続焼鈍工程における再結晶を促進する観点からは450℃未満とすることが好ましく、300℃以下とすることがさらに好ましい。 In addition, from the viewpoint of reducing the cold rolling load, the hot-rolled steel sheet subjected to cold rolling may be subjected to heat treatment in a temperature range of less than 600 ° C. The heat treatment temperature at this time is preferably less than 450 ° C., more preferably 300 ° C. or less, from the viewpoint of promoting recrystallization in the continuous annealing step after cold rolling.
(F)熱間圧延工程における冷却設備
本発明において、上記の720℃までの冷却を行う設備は特に限定されない。工業的には、水量密度の高い水スプレー装置を用いることが好適である。例えば、圧延板搬送ローラーの間に水スプレーヘッダーを配置し、板の上下から十分な水量密度の高圧水を噴射することで冷却することができる。
(F) Cooling equipment in the hot rolling process In the present invention, the equipment for cooling to 720 ° C is not particularly limited. Industrially, it is preferable to use a water spray device having a high water density. For example, it is possible to cool by disposing high-pressure water having a sufficient water density from the top and bottom of the plate by disposing a water spray header between the rolled plate conveyance rollers.
(G)冷間圧延工程
上述した熱間圧延工程により得られた熱延鋼板に、40%以上、90%以下の圧下率で圧下する冷間圧延を施す。
(G) Cold rolling process The hot rolled steel sheet obtained by the hot rolling process mentioned above is subjected to cold rolling which is reduced at a reduction rate of 40% or more and 90% or less.
冷間圧延での圧下率が40%を下回ると、後述する連続焼鈍工程において再結晶が十分に進行せず、フェライトに多量の歪が残存するとともに、上述した鋼組織が得られないために、目的とする機械特性が得られない場合がある。したがって、上記圧下率は40%以上とする。この圧下率は好ましくは45%以上、さらに好ましくは50%以上である。 When the rolling reduction in cold rolling is less than 40%, recrystallization does not proceed sufficiently in the continuous annealing process described later, and a large amount of strain remains in the ferrite, and the above steel structure cannot be obtained. The target mechanical characteristics may not be obtained. Therefore, the rolling reduction is 40% or more. This rolling reduction is preferably 45% or more, more preferably 50% or more.
一方、冷間圧延での圧下率が90%を超えると、圧下荷重が著しく大きくなくなり、冷間圧延が困難となる場合がある。したがって、上記圧下率は90%以下とする。この圧下率は好ましくは80%以下、さらに好ましくは70%以下、特に好ましくは60%未満である。 On the other hand, if the rolling reduction in cold rolling exceeds 90%, the rolling load may not be significantly increased, and cold rolling may be difficult. Therefore, the rolling reduction is 90% or less. This rolling reduction is preferably 80% or less, more preferably 70% or less, and particularly preferably less than 60%.
(H)連続焼鈍工程
上述した冷間圧延工程により得られた冷延鋼板に、750℃以上、900℃以下の温度域に10秒間以上200秒間以下保持した後に、5℃/秒以上の平均冷却速度で600℃まで冷却し、さらに700秒間以内に250℃まで冷却する熱処理を施して連続焼鈍を行う。
(H) Continuous annealing step After the cold-rolled steel sheet obtained by the cold rolling step described above is held at a temperature range of 750 ° C or higher and 900 ° C or lower for 10 seconds or longer and 200 seconds or shorter, an average cooling of 5 ° C / second or higher is performed. It cools to 600 degreeC with a speed | rate, and also performs the heat processing which cools to 250 degreeC within 700 second, and performs continuous annealing.
上記保持する温度が750℃を下回ったり、上記保持する時間が10秒間を下回ったりすると、フェライトの再結晶が十分に進行せず、また、第2相のオーステナイト化が不十分となり、連続焼鈍後において上述した鋼組織を得ることができずに、目的とする機械特性を得ることができない場合がある。一方、上記保持する温度が900℃を上回ったり、上記保持する時間が200秒間を上回ったりすると、フェライトの粒成長が過剰に進行してしまい、上述した鋼組織得ることができずに、目的とする機械特性を得ることができない場合がある。 If the holding temperature falls below 750 ° C. or the holding time falls below 10 seconds, the recrystallization of ferrite does not proceed sufficiently, and the austenitization of the second phase becomes insufficient, and after continuous annealing In this case, the steel structure described above cannot be obtained, and the intended mechanical properties may not be obtained. On the other hand, if the holding temperature exceeds 900 ° C. or the holding time exceeds 200 seconds, the grain growth of ferrite proceeds excessively, and the above steel structure cannot be obtained. May not be able to obtain the mechanical properties.
したがって、上記保持は750℃以上900℃以下の温度域で10秒間以上200秒間以下行うものとする。組織の細粒化を促進して一層優れた機械特性を得るには、上記保持を780℃以上、850℃以下の温度域で行うことが好ましく、上記保持する時間は、120秒間以下とすることが好ましい。 Therefore, the holding is performed in a temperature range of 750 ° C. to 900 ° C. for 10 seconds to 200 seconds. In order to promote finer structure and obtain more excellent mechanical properties, the holding is preferably performed in a temperature range of 780 ° C. or higher and 850 ° C. or lower, and the holding time is 120 seconds or shorter. Is preferred.
600℃までの平均冷却速度が5℃/秒を下回ったり、600℃から250℃までに冷却するのに要する時間が700秒間を超えたりすると、上記マルテンサイトの体積率が得られない場合がある。したがって、600℃までの平均冷却速度は5℃/秒以上、600℃から250℃までに冷却するのに要する時間は700秒間以内とする。 When the average cooling rate up to 600 ° C. is less than 5 ° C./second or the time required for cooling from 600 ° C. to 250 ° C. exceeds 700 seconds, the volume ratio of the martensite may not be obtained. . Therefore, the average cooling rate to 600 ° C. is 5 ° C./second or more, and the time required for cooling from 600 ° C. to 250 ° C. is 700 seconds or less.
600℃までの平均冷却速度の上限は、マルテンサイトの体積率を確保する観点からは特に規定する必要はないが、フェライト体積率を高めてより一層優れた機械特性を得るという観点からは100℃/秒以下とすることが好ましく、80℃/秒以下とすることがさらに好ましい。 The upper limit of the average cooling rate up to 600 ° C. is not particularly required from the viewpoint of securing the volume ratio of martensite, but is 100 ° C. from the viewpoint of increasing the ferrite volume ratio to obtain further excellent mechanical properties. / Second or less, more preferably 80 ° C./second or less.
600℃から250℃までに冷却するのに要する時間は500秒間以内とすることが好ましく、400秒間以内とすることがさらに好ましい。600℃から250℃までに冷却するのに要する時間の下限は、マルテンサイトの体積率を確保する観点からは特に規定する必要はないが、操業性の観点からは60秒間以上とすることが好ましい。 The time required for cooling from 600 ° C. to 250 ° C. is preferably within 500 seconds, and more preferably within 400 seconds. The lower limit of the time required for cooling from 600 ° C. to 250 ° C. is not particularly required from the viewpoint of securing the volume ratio of martensite, but is preferably 60 seconds or more from the viewpoint of operability. .
以下、実施例により、本発明をさらに詳しく説明する。
表1に示す化学組成を有する鋼種A〜N、XおよびYの鋼を溶製し、鋳造および熱間鍛造によって30mm厚の鋼片を得た。得られた鋼片を1150℃の温度に加熱し、(Ar3点+30℃)以上かつ810℃以上の温度域で5〜6パスの熱間圧延を施して、2.0mm厚の熱延鋼板に仕上げた(総圧下率93%)。最終3パスの圧下率を表2に示す。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples.
Steels of steel types A to N, X and Y having the chemical composition shown in Table 1 were melted, and a steel piece having a thickness of 30 mm was obtained by casting and hot forging. The obtained steel slab is heated to a temperature of 1150 ° C., hot rolled in 5 to 6 passes in a temperature range of (Ar 3 points + 30 ° C.) or higher and 810 ° C. or higher, and a 2.0 mm thick hot rolled steel sheet (Total reduction ratio 93%). Table 2 shows the rolling reduction rates for the final three passes.
熱間圧延完了後、高温の鋼板を直ちに表2に示す条件で制御冷却した後、巻取シミュレーションを施した。巻取シミュレーションとは、巻取温度まで冷却した鋼板を、巻取温度に保持した電気炉に装入し、当該温度で30分間保持した後に、20℃/時の冷却速度で冷却するものであり、実際の熱間圧延プロセスにおける巻取り後の温度履歴を模擬したものである。このようにして得られた熱延鋼板について、表面のスケールを酸洗により除去した後、圧下率55%の冷間圧延を施して板厚0.9mmの冷延鋼板とした。得られた冷延鋼板について、10℃/秒の昇温速度で800℃まで昇温して30秒間保持し、次いで600℃までを冷却速度10℃/秒で冷却し、その後250℃まで120秒間で冷却する熱処理を施し、連続焼鈍を行った。 After the hot rolling was completed, the hot steel sheet was immediately controlled and cooled under the conditions shown in Table 2, and then a winding simulation was performed. In the winding simulation, a steel sheet cooled to a winding temperature is charged into an electric furnace maintained at the winding temperature, held at that temperature for 30 minutes, and then cooled at a cooling rate of 20 ° C./hour. This is a simulation of the temperature history after winding in the actual hot rolling process. About the hot-rolled steel sheet thus obtained, the surface scale was removed by pickling, and then cold rolling with a reduction rate of 55% was performed to obtain a cold-rolled steel sheet with a thickness of 0.9 mm. About the obtained cold-rolled steel sheet, it heated up to 800 degreeC with the temperature increase rate of 10 degree-C / sec, hold | maintained for 30 second, then cooled to 600 degreeC with the cooling rate of 10 degree-C / second, and then to 250 degreeC for 120 second A heat treatment was performed to cool at, and continuous annealing was performed.
このようにして得られた、巻取りシミュレーション後の熱延鋼板および熱処理後の冷延鋼板の板厚断面組織を走査電子顕微鏡により観察した。
各相および組織の体積率の測定は、鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置について、熱延鋼板についてはさらに鋼板表面から100μm深さ位置について、ナイタール又はピクリン酸で腐食した鋼組織を走査電子顕微鏡(SEM)により観察することで行った。
The plate thickness cross-sectional structures of the hot-rolled steel sheet after the winding simulation and the cold-rolled steel sheet after the heat treatment thus obtained were observed with a scanning electron microscope.
The volume ratio of each phase and structure is determined by measuring the steel structure corroded with nital or picric acid at a depth position of ¼ of the plate thickness from the steel sheet surface, and at a depth of 100 μm from the steel sheet surface for the hot rolled steel sheet. Was observed by a scanning electron microscope (SEM).
冷延鋼板のおよび熱延鋼板の各種位置でのフェライトの平均結晶粒径DF,DFS,DFC (以上、冷延鋼板)、DHF,DHFS,DHFC(以上、熱延鋼板)、それぞれ板厚の1/4の深さ位置、鋼板表面から100μm深さ位置、および板厚中心位置において、EBSP(Electron Back Scattering Pattern)法を用いた結晶方位解析により求めた。冷延鋼板のマルテンサイトの短軸長さの平均値dMは、鋼板表面から板厚の1/4の深さ位置において鋼組織を走査電子顕微鏡(SEM)により観察することで求めた。 The average crystal grain diameter D F of the ferrite at various positions of and hot-rolled steel sheet of cold rolled steel, D FS, D FC (or cold-rolled steel sheet), D HF, D HFS, D HFC ( or, hot rolled steel sheet) The crystal orientation analysis was performed using an EBSP (Electron Back Scattering Pattern) method at a depth position of ¼ of the plate thickness, a depth position of 100 μm from the steel plate surface, and a center position of the plate thickness. Mean values d M of the minor axis length of martensite cold-rolled steel sheet was determined by observing the steel structure by scanning electron microscope (SEM) at a depth position of 1/4 of the sheet thickness from the steel sheet surface.
熱処理後の冷延鋼板について機械特性を評価した。機械特性は、各試料についてJIS5号引張試験片による引張試験を行い、降伏強度YS(MPa)、引張強度TS(MPa)、降伏比YRおよび全伸びEl(%)を求めて評価した。また、各試料について日本鉄鋼連盟規格JFST1001に規定する穴拡げ試験を行い、穴拡げ率を求めて評価した。 The mechanical properties of the cold-rolled steel sheet after the heat treatment were evaluated. The mechanical properties were evaluated by conducting a tensile test using a JIS No. 5 tensile test piece for each sample, and determining the yield strength YS (MPa), the tensile strength TS (MPa), the yield ratio YR, and the total elongation El (%). Moreover, the hole expansion test prescribed | regulated to Japan Iron and Steel Federation specification JFST1001 was done about each sample, and the hole expansion rate was calculated | required and evaluated.
さらに、熱処理後の冷延鋼板について集合組織を評価するために、板厚中心位置についてX線回折試験を行い、ランダム分布に対する{211}<011>方位の強度比I{211}<011>を求めた。 Further, in order to evaluate the texture of the cold-rolled steel sheet after the heat treatment, an X-ray diffraction test is performed on the center position of the sheet thickness, and the intensity ratio I {211} <011> of {211} <011> orientation with respect to the random distribution is obtained. Asked.
これらの結果を表3にまとめて示す。 These results are summarized in Table 3.
表3に示すように、本発明例である試験番号1〜16は、鋼組織において、微細なフェライト平均結晶粒径が得られるとともに、40%以上のフェライト体積率と3%以上のマルテンサイト体積率が得られている。これらのフェライト組織は微細であり、またマルテンサイトが微細かつ均一に分散・生成している鋼組織を呈しているため、530MPa以上の高い引張強度TSを有するとともに、降伏比YRが70%以下と低く形状凍結性に優れ、TS×El値が14000MPa・%以上と良好な延性を有し、さらにTS1.5×HER値が0.9×106以上という優れた穴拡げ性をも備えている。 As shown in Table 3, Test Nos. 1 to 16, which are examples of the present invention, have a fine ferrite average crystal grain size in a steel structure, and have a ferrite volume fraction of 40% or more and a martensite volume of 3% or more. The rate is obtained. Since these ferrite structures are fine and exhibit a steel structure in which martensite is finely and uniformly dispersed and generated, it has a high tensile strength TS of 530 MPa or more and a yield ratio YR of 70% or less. Low shape and excellent shape freezing property, TS × El value is 14,000 MPa ·% or more, good ductility, and TS1.5 × HER value is 0.9 × 10 6 or more. .
一方、本発明の範囲を外れる試験番号17〜22は、降伏比YRが高く形状凍結性に劣るか、TS1.5×HER値が低く穴拡げ性に劣る。また、引張強度が低い場合や延性に劣る場合がある。 On the other hand, Test Nos. 17 to 22 outside the scope of the present invention have a high yield ratio YR and a poor shape freezing property, or a low TS1.5 × HER value and a poor hole expansibility. Moreover, the tensile strength may be low or the ductility may be poor.
Claims (12)
α=Mn+Si×0.5 ・・・(1)
TS1.5×HER≧0.9×106 ・・・(2)
ここで、式(1)におけるMnおよびSiは、それぞれ前記化学組成におけるMnおよびSiの含有量(単位:質量%)を意味する。 In mass%, C: 0.01% to 0.15%, Si: 0.01% to 1.5%, Mn: 2.0% to 3.5%, P: 0.1% or less , S: 0.01% or less, Al: 0.005% or more and 0.10% or less, and N: 0.010% or less, with the balance being Fe and impurities, and defined by the following formula (1) In which the α value is 1.9 or more, the volume fraction of ferrite at a 1/4 depth position from the steel sheet surface is 40% or more, and the volume ratio of martensite is 3% or more. It has a steel structure, the ferrite has an average crystal grain size d F (μm) of 2.1 to 4.5 μm at the above position, a yield ratio YR of 70% or less, and a tensile strength TS (MPa) and a hole. The expansion ratio HER (%) has a mechanical property satisfying the following formula (2). Cold-rolled steel sheet that:
α = Mn + Si × 0.5 (1)
TS 1.5 × HER ≧ 0.9 × 10 6 (2)
Here, Mn and Si in the formula (1) mean the contents (unit: mass%) of Mn and Si in the chemical composition, respectively.
α=Mn+Si×0.5+Cr×1.1 ・・・(3)
ここで、式(3)におけるMn、SiおよびCrは、それぞれ前記化学組成におけるMn、SiおよびCrの含有量(単位:質量%)を示す。 The chemical composition contains Cr: 1.0% by mass or less instead of part of the Fe, and the α value is defined by the following formula (3) instead of the formula (1). The cold-rolled steel sheet according to claim 1, characterized in that:
α = Mn + Si × 0.5 + Cr × 1.1 (3)
Here, Mn, Si and Cr in the formula (3) indicate the contents (unit: mass%) of Mn, Si and Cr in the chemical composition, respectively.
β=Nb+Ti×0.2 ・・・(4)
ここで、式(4)におけるNbおよびTiは、それぞれ前記化学組成におけるNbおよびTiの含有量(単位:質量%)を示す。 The chemical composition contains one or two selected from the group consisting of Nb: less than 0.05 mass% and Ti: less than 0.07 mass%, instead of a part of the Fe, and the following formula The cold-rolled steel sheet according to any one of claims 1 to 4, wherein the β value defined in (4) is less than 0.05:
β = Nb + Ti × 0.2 (4)
Here, Nb and Ti in the formula (4) indicate Nb and Ti contents (unit: mass%) in the chemical composition, respectively.
dF≦3.0+0.028/C−(β−0.01)/(β+0.01)×(0.5/C0.2) ・・・(5)
ここで、Cは前記化学組成におけるCの含有量(単位:質量%)を、βは請求項5の式(4)で規定されるβ値を、それぞれ示し、NbおよびTiを含有しない場合にはβ=0とする。 The average crystal grain diameter d F (μm) of ferrite at a position of a depth of ¼ of the sheet thickness from the steel sheet surface satisfies the following formula (5), and the average value d M of the minor axis length of martensite at the position. The cold-rolled steel sheet according to any one of claims 1 to 5, wherein
d F ≦ 3.0 + 0.028 / C− (β−0.01) / (β + 0.01) × (0.5 / C 0.2 ) (5)
Here, C represents the content (unit: mass%) of C in the chemical composition, β represents the β value defined by the formula (4) of claim 5 , and Nb and Ti are not contained. Is β = 0.
(A)スラブを、1100℃以上として熱間圧延に供し、(Ar3点+30℃)以上かつ810℃以上の温度域で熱間圧延を完了し、熱間圧延完了後0.4秒間以内に720℃まで400℃/秒以上の平均冷却速度で冷却し、600℃以上720℃以下の温度域に2秒間以上30秒間以下保持し、次いで20℃/秒以上の平均冷却速度で600℃未満の温度域まで冷却して巻き取ることによって熱延鋼板とする熱間圧延工程;
(B)前記熱延鋼板に、40%以上90%以下の圧下率で圧下する冷間圧延を施すことにより冷延鋼板とする冷間圧延工程;および
(C)前記冷延鋼板に、750℃以上900℃以下の温度域に10秒間以上200秒間以下保持した後に、5℃/秒以上の平均冷却速度で600℃まで冷却し、さらに700秒間以内に250℃まで冷却する熱処理を施す連続焼鈍工程。 It has the following process (A)-(C), The manufacturing method of the cold rolled steel sheet in any one of Claims 1-8 characterized by the following:
(A) The slab is subjected to hot rolling at 1100 ° C. or higher, and hot rolling is completed in a temperature range of (Ar 3 points + 30 ° C.) or higher and 810 ° C. or higher, and within 0.4 seconds after completion of hot rolling. Cool to 720 ° C. at an average cooling rate of 400 ° C./second or higher, hold in a temperature range of 600 ° C. or higher and 720 ° C. or lower for 2 seconds to 30 seconds, and then lower than 600 ° C. at an average cooling rate of 20 ° C./second or higher. A hot rolling process in which a hot-rolled steel sheet is obtained by cooling to a temperature range and winding up;
(B) a cold rolling step in which the hot-rolled steel sheet is cold-rolled by cold rolling at a reduction rate of 40% or more and 90% or less; and (C) the cold-rolled steel sheet is 750 ° C. A continuous annealing step in which a heat treatment is performed in which the temperature is kept at a temperature range of 900 ° C. or less for 10 seconds or more and 200 seconds or less, then cooled to 600 ° C. at an average cooling rate of 5 ° C./second or more, and further cooled to 250 ° C. within 700 seconds. .
dHF≦2.6+0.017/C−(β−0.01)/(β+0.01)×(0.3/C0.2)
・・・(6)
ここで、Cは前記化学組成におけるCの含有量(単位:質量%)を、βは請求項5の式(4)で規定されるβ値をそれぞれ示し、NbおよびTiを含有しない場合にはβ=0とする。 In the hot-rolled steel sheet obtained in the step (A), the average crystal grain diameter d HF (μm) of ferrite at a ¼ depth position from the steel sheet surface is 3.5 μm or less and the following formula (6 The method according to claim 9, characterized in that it has a steel structure satisfying
d HF ≦ 2.6 + 0.017 / C− (β−0.01) / (β + 0.01) × (0.3 / C 0.2 )
... (6)
Here, C represents the content (unit: mass%) of C in the chemical composition, β represents the β value defined by the formula (4) of claim 5 , and when Nb and Ti are not contained, Let β = 0.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013272895A JP5776761B2 (en) | 2013-12-27 | 2013-12-27 | Cold rolled steel sheet and method for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013272895A JP5776761B2 (en) | 2013-12-27 | 2013-12-27 | Cold rolled steel sheet and method for producing the same |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010083292A Division JP5533146B2 (en) | 2010-03-31 | 2010-03-31 | Cold rolled steel sheet and method for producing the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014095155A JP2014095155A (en) | 2014-05-22 |
JP5776761B2 true JP5776761B2 (en) | 2015-09-09 |
Family
ID=50938459
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013272895A Active JP5776761B2 (en) | 2013-12-27 | 2013-12-27 | Cold rolled steel sheet and method for producing the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5776761B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6554397B2 (en) * | 2015-03-31 | 2019-07-31 | 株式会社神戸製鋼所 | High strength cold rolled steel sheet having a tensile strength of 980 MPa or more excellent in workability and impact property, and a method of manufacturing the same |
CN113366126B (en) * | 2019-01-29 | 2023-09-22 | 杰富意钢铁株式会社 | High-strength steel sheet and method for producing same |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08134591A (en) * | 1994-11-02 | 1996-05-28 | Kobe Steel Ltd | High-strength galvannealed steel sheet having excellent press formability and its production |
JP3887235B2 (en) * | 2002-01-11 | 2007-02-28 | 新日本製鐵株式会社 | High-strength steel sheet, high-strength hot-dip galvanized steel sheet, high-strength galvannealed steel sheet excellent in stretch flangeability and impact resistance, and manufacturing method thereof |
JP4265152B2 (en) * | 2002-06-14 | 2009-05-20 | Jfeスチール株式会社 | High-tensile cold-rolled steel sheet with excellent elongation and stretch flangeability and method for producing the same |
JP3901039B2 (en) * | 2002-06-28 | 2007-04-04 | Jfeスチール株式会社 | Ultra-high strength cold-rolled steel sheet having excellent formability and method for producing the same |
JP4306202B2 (en) * | 2002-08-02 | 2009-07-29 | 住友金属工業株式会社 | High tensile cold-rolled steel sheet and method for producing the same |
JP4085826B2 (en) * | 2003-01-30 | 2008-05-14 | Jfeスチール株式会社 | Duplex high-strength steel sheet excellent in elongation and stretch flangeability and method for producing the same |
CN102242306B (en) * | 2005-08-03 | 2013-03-27 | 住友金属工业株式会社 | Hot-rolled steel sheet and cold-rolled steel sheet and manufacturing method thereof |
JP4640130B2 (en) * | 2005-11-21 | 2011-03-02 | Jfeスチール株式会社 | High-strength cold-rolled steel sheet with small variation in mechanical properties and method for producing the same |
JP4837604B2 (en) * | 2007-03-16 | 2011-12-14 | 新日本製鐵株式会社 | Alloy hot-dip galvanized steel sheet |
JP5233142B2 (en) * | 2007-03-28 | 2013-07-10 | Jfeスチール株式会社 | High-stiffness and high-strength steel sheet excellent in hole expansibility and method for producing the same |
JP5157215B2 (en) * | 2007-03-28 | 2013-03-06 | Jfeスチール株式会社 | High rigidity and high strength steel plate with excellent workability |
JP5257981B2 (en) * | 2007-07-11 | 2013-08-07 | Jfeスチール株式会社 | Manufacturing method of high-strength hot-dip galvanized steel sheet with excellent press formability |
KR101130837B1 (en) * | 2008-04-10 | 2012-03-28 | 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 | High-strength steel sheets which are extreamely excellent in the balance between burring workability and ductility and excellent in fatigue endurance, zinc-coated steel sheets, and processes for production of both |
-
2013
- 2013-12-27 JP JP2013272895A patent/JP5776761B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014095155A (en) | 2014-05-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10435762B2 (en) | High-yield-ratio high-strength cold-rolled steel sheet and method of producing the same | |
JP6179676B2 (en) | High strength steel plate and manufacturing method thereof | |
JP5983895B2 (en) | High strength steel plate and method for producing the same, and method for producing high strength galvanized steel plate | |
US10590504B2 (en) | High-strength cold-rolled steel sheet and method for manufacturing the same | |
JP6264082B2 (en) | Manufacturing method of hot-rolled steel sheet | |
JP6252710B2 (en) | High-strength steel sheet for warm working and manufacturing method thereof | |
JP5157375B2 (en) | High-strength cold-rolled steel sheet excellent in rigidity, deep drawability and hole expansibility, and method for producing the same | |
JP5533146B2 (en) | Cold rolled steel sheet and method for producing the same | |
JP5825225B2 (en) | Manufacturing method of hot-rolled steel sheet | |
JP5446885B2 (en) | Cold rolled steel sheet manufacturing method | |
JP2015034327A (en) | High strength cold rolled steel sheet and production method thereof | |
JP5391801B2 (en) | Hot-rolled hot-rolled steel sheet and manufacturing method thereof | |
JP5888181B2 (en) | Hot rolled steel sheet | |
JP2017057472A (en) | Hot rolled steel sheet and production method therefor | |
JP4539484B2 (en) | High strength hot-rolled steel sheet and manufacturing method thereof | |
JP2011140687A (en) | Method for producing cold-rolled steel sheet | |
WO2018193787A1 (en) | High strength hot-dip galvanized steel sheet and production method therefor | |
JP5821810B2 (en) | Manufacturing method of fine-grained steel sheet | |
JP5533143B2 (en) | Cold rolled steel sheet and method for producing the same | |
JP5533145B2 (en) | Cold rolled steel sheet and method for producing the same | |
JP5533144B2 (en) | Hot-dip cold-rolled steel sheet and manufacturing method thereof | |
JP5776763B2 (en) | Hot-dip cold-rolled steel sheet and manufacturing method thereof | |
JP6252709B2 (en) | High-strength steel sheet for warm working and manufacturing method thereof | |
JP5776762B2 (en) | Cold rolled steel sheet and method for producing the same | |
JP6699711B2 (en) | High-strength steel strip manufacturing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150210 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150305 |
|
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: 20150609 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150622 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5776761 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |