JP5971281B2 - Method for producing high-strength hot-rolled steel sheet with excellent workability and toughness - Google Patents

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Description

本発明は、自動車用部品等の素材に好適な、引張強さ(TS):980MPa以上の高強度と、優れた加工性および靭性を兼ね備えた高強度熱延鋼板およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a high-strength hot-rolled steel sheet having high tensile strength (TS): 980 MPa or more, excellent workability and toughness, suitable for materials for automobile parts and the like, and a method for producing the same.

地球環境保全の観点からCO2排出量を削減すべく、自動車業界全体で自動車の燃費向上が求められている。自動車の燃費向上には、自動車を構成する各種部品を薄肉化して自動車車体の軽量化を図ることが最も有効である。また、最近では、衝突時における乗員の安全性確保の観点から、部品の高強度化が要求されている。 In order to reduce CO 2 emissions from the viewpoint of global environmental conservation, the automobile industry as a whole is required to improve automobile fuel efficiency. The most effective way to improve the fuel efficiency of automobiles is to reduce the thickness of various parts of the automobile to reduce the weight of the automobile body. Recently, from the viewpoint of ensuring the safety of passengers in the event of a collision, it is required to increase the strength of parts.

このような理由により、自動車用部品の素材として高強度鋼板が積極的に使用されるようになっている。特に、近年ではより一層の高強度化が推進されており、引張強さが980MPa以上の高強度鋼板が要求されている。   For these reasons, high-strength steel sheets are actively used as materials for automotive parts. In particular, in recent years, higher strength has been promoted, and a high strength steel sheet having a tensile strength of 980 MPa or more is required.

一方、鋼板を素材とする自動車用部品の多くは、プレス加工やバーリング加工等によって複雑な成型を施すことで製造されるため、自動車部品用素材としての高強度鋼板には、強度とともに、延性、伸びフランジ性等の加工性に優れることが求められている。   On the other hand, many automotive parts made of steel sheets are manufactured by performing complex molding by pressing, burring, etc., so high-strength steel sheets for automotive parts have strength, ductility, It is required to have excellent workability such as stretch flangeability.

また、自動車が様々な環境下で使用されることも考慮する必要があり、例えば寒冷地のような低温環境下では、自動車部品が脆性破壊するおそれがある。したがって、自動車部品用素材の高強度鋼板としては、寒冷地での使用に対応すべく、靭性に優れた高強度鋼板が求められている。   In addition, it is necessary to consider that the automobile is used in various environments. For example, in a low-temperature environment such as a cold district, there is a possibility that the automobile parts may be brittlely broken. Therefore, as a high-strength steel sheet for automobile parts, there is a demand for a high-strength steel sheet with excellent toughness to be compatible with use in cold regions.

以上のように、自動車部品用素材としての高強度鋼板には、高強度であることに加えて、加工性や靭性等の諸特性を兼ね備えていることが要求されている。このような背景の下、これまでに様々な鋼板が研究されてきた。   As described above, a high-strength steel sheet as a material for automobile parts is required to have various properties such as workability and toughness in addition to high strength. Under such circumstances, various steel plates have been studied so far.

例えば、特許文献1では、TiおよびSの含有量を(Ti/48)/(S/32)が30以上となるように規定して硫化物の量および形態を制御し、更に、圧延面における{211}面のX線ランダム強度比が2.4以下となるように集合組織を制御することで、引張強さが780MPa以上であり且つ穴拡げ性および破壊特性に優れた高強度熱延鋼板とする技術が開示されている。また、特許文献2では、結晶粒を微細化し、更に、圧延方向に平行な{211}<011>方位のX線ランダム強度比を2.5以下とする集合組織制御により、引張強さが590MPa以上であり且つ低温靭性と穴拡げ性に優れた高強度熱延鋼板とする技術が開示されている。   For example, in Patent Document 1, the content and form of sulfide are controlled by defining the contents of Ti and S so that (Ti / 48) / (S / 32) is 30 or more. By controlling the texture so that the {211} plane X-ray random strength ratio is 2.4 or less, a high-strength hot-rolled steel sheet with a tensile strength of 780 MPa or more and excellent hole expansibility and fracture characteristics is obtained. Technology is disclosed. Also, in Patent Document 2, the tensile strength is 590 MPa or more by the texture control by refining the crystal grains and further making the X-ray random intensity ratio of the {211} <011> orientation parallel to the rolling direction 2.5 or less. A technique for producing a high-strength hot-rolled steel sheet having excellent low-temperature toughness and hole expansibility is disclosed.

更に、特許文献3では、固溶Cと固溶Bの合計の粒界個数密度、鋼板中の粒界に析出しているセメンタイト粒径、板厚中心での平均結晶粒径の各々を制御し、且つ、板厚中心での{211}ランダム強度比が2以下となるように集合組織を制御し、更に、結晶粒内におけるTiC析出物のサイズ・密度を制御することで、引張強さが780MPa以上であり且つバーリング性に優れた高強度熱延鋼板とする技術が開示されている。また、特許文献4では、析出強化フェライト主体であって残留オーステナイトを含む混合組織とし、且つ、フェライト中に炭窒化物を相間界面析出により析出させることで、伸びと局部延性に優れた高強度薄鋼板(熱延鋼板)とする技術が開示されている。   Furthermore, in Patent Document 3, the total grain boundary number density of solute C and solute B, the cementite grain size precipitated at the grain boundaries in the steel sheet, and the average crystal grain size at the center of the sheet thickness are controlled. In addition, by controlling the texture so that the {211} random strength ratio at the center of the plate thickness is 2 or less, and further controlling the size and density of TiC precipitates in the crystal grains, the tensile strength can be reduced. A technique for producing a high-strength hot-rolled steel sheet of 780 MPa or more and excellent burring properties is disclosed. Further, in Patent Document 4, a high strength thin film having excellent elongation and local ductility is obtained by forming a mixed structure mainly composed of precipitation strengthened ferrite and containing residual austenite, and precipitating carbonitride in the ferrite by interphase precipitation. A technique of making a steel plate (hot rolled steel plate) is disclosed.

これらの技術はいずれも、TiやNbの微細析出を活用し、熱延鋼板の強度と加工性の両立を図ったものである。   All of these technologies utilize the fine precipitation of Ti and Nb to achieve both the strength and workability of hot-rolled steel sheets.

特許第4842413号公報Japanese Patent No. 4842413 特開2012−136773号公報JP 2012-136773 A 特開2012−001776号公報JP 2012-001776 A 特開2011−225941号公報JP 2011-225941 A

しかしながら、特許文献1、特許文献2および特許文献3で開示されている技術ではいずれも、引張強さが980MPa以上の熱延鋼板が得られていない。一方、特許文献4で開示されている技術によると、熱延鋼板の引張強さを980MPa以上とし得る。しかしながら、特許文献4で開示されている技術では、その実施例が示すように必ずしも引張強さを980MPa以上とすることができず、980MPaを大幅に下回る場合もある。また、特許文献4で開示されている技術では、熱延鋼板の伸びフランジ性や低温靭性について全く検討されておらず、改善の余地がある。   However, none of the techniques disclosed in Patent Document 1, Patent Document 2 and Patent Document 3 has obtained a hot-rolled steel sheet having a tensile strength of 980 MPa or more. On the other hand, according to the technique disclosed in Patent Document 4, the tensile strength of the hot-rolled steel sheet can be set to 980 MPa or more. However, in the technique disclosed in Patent Document 4, the tensile strength cannot always be set to 980 MPa or more as shown in the examples, and may be significantly lower than 980 MPa. Further, in the technique disclosed in Patent Document 4, there is no room for improvement because the stretch flangeability and low temperature toughness of the hot-rolled steel sheet are not studied at all.

以上のように、引張強さ980MPa以上の強度を有する熱延鋼板について、高い加工性と良好な低温靭性の両立が可能な技術は知られていない。   As described above, there is no known technique that can achieve both high workability and good low-temperature toughness for hot-rolled steel sheets having a tensile strength of 980 MPa or more.

本発明は、上記の事情に鑑みて為されたものであり、引張強さが980MPa以上であり且つ伸びフランジ性、延性(伸び)等の加工性が良好であり、しかも低温靭性にも優れた高強度熱延鋼板およびその製造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 circumstances, has a tensile strength of 980 MPa or more, good workability such as stretch flangeability and ductility (elongation), and excellent low temperature toughness. An object is to provide a high-strength hot-rolled steel sheet and a method for producing the same.

上記課題を解決すべく、本発明者らは、熱延鋼板に関し、引張強さ980MPa以上の強度を確保しつつ、加工性および低温靭性の向上を図る手段について鋭意検討した。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors diligently investigated means for improving workability and low-temperature toughness while ensuring a tensile strength of 980 MPa or more for hot-rolled steel sheets.

鋼板の主相組織をフェライトとし、且つ微細析出物による析出強化を利用することにより、鋼板の強度と加工性(特に延性、伸びフランジ性)を両立し得ることが知られている。そこで、本発明者らはまず、微細析出物を活用して鋼板を引張強さ980MPa以上に高強度化することを試みた。   It is known that both the strength and workability (particularly ductility and stretch flangeability) of a steel sheet can be achieved by using ferrite as the main phase structure of the steel sheet and utilizing precipitation strengthening by fine precipitates. Therefore, the inventors first tried to increase the strength of the steel sheet to a tensile strength of 980 MPa or more by utilizing fine precipitates.

その結果、析出元素としてTiおよびVを活用すると、TiとVが複合し、鋼中に炭化物として微細かつ高密度に析出することで、極めて高い鋼板強度が得られることを見出した。そして、炭化物形成元素であるC、Ti、Vの含有量を所定の範囲とし、熱延鋼板中の固溶Ti量を抑制し、更にTiとVを含む微細な炭化物を析出させることにより、引張強さ980MPa以上の鋼板強度が得られることを知見した。更に、このようにして得られた引張強さ980MPa以上の熱延鋼板について、TiとVを含む微細な炭化物の析出形態について調査したところ、フェライト相の[001]方向から観察したときの形状が、平均長さ8nm以下、平均幅1nm以下の略矩形状であることが確認された。   As a result, it was found that when Ti and V are used as the precipitation elements, Ti and V are combined, and precipitate in the steel finely and with high density, thereby obtaining extremely high steel sheet strength. And, the content of C, Ti, V, which is a carbide forming element, is set within a predetermined range, the amount of dissolved Ti in the hot-rolled steel sheet is suppressed, and further, fine carbides containing Ti and V are precipitated. It was found that a steel plate strength of 980 MPa or more was obtained. Furthermore, for the hot-rolled steel sheet with a tensile strength of 980 MPa or more obtained as described above, the precipitation form of fine carbides containing Ti and V was investigated, and the shape when observed from the [001] direction of the ferrite phase was It was confirmed that the film had a substantially rectangular shape with an average length of 8 nm or less and an average width of 1 nm or less.

一方、析出強化は通常、鋼の靭性を劣化させるため、析出強化により鋼板の強度と靭性の両立を図ることは一般的に困難とされている。そして、上記の如くTiとVを含む炭化物を析出させて鋼板の引張強さを980MPa以上とした場合も、靭性が低下する傾向を示した。   On the other hand, since precipitation strengthening usually degrades the toughness of steel, it is generally difficult to achieve both strength and toughness of a steel sheet by precipitation strengthening. And when the carbide | carbonized_material containing Ti and V was deposited as mentioned above and the tensile strength of the steel plate was made into 980 MPa or more, the tendency for toughness to fall was shown.

これらの事項を踏まえ、本発明者らは、析出強化鋼の靭性を向上すべく更に検討を重ねた。その結果、鋼中のTiおよびVについて、炭化物として析出可能なV量よりも炭化物として析出可能なTi量を多くする場合、すなわち、合金元素の添加量が((Ti/48)-(N/14)-(S/32))/(V/51)>1.0(Ti、V、N、Sは鋼中の各元素の含有量(質量%))を満足する場合に、鋼の低温靭性が大きく向上することを知見した。   Based on these matters, the present inventors have further studied to improve the toughness of precipitation strengthened steel. As a result, for Ti and V in steel, when the amount of Ti that can be precipitated as carbide is larger than the amount of V that can be precipitated as carbide, that is, the addition amount of the alloy element is ((Ti / 48)-(N / 14)-(S / 32)) / (V / 51)> 1.0 (Ti, V, N, S is the content of each element in steel (mass%)) It was found that it improved greatly.

また、低温靭性が大幅に向上する理由を明らかにするために、種々の化学組成を有するフェライト主相組織の熱延鋼板について、組織観察を行った。その結果、熱延鋼板のTi、V、N、S含有量(質量%)が((Ti/48)-(N/14)-(S/32))/(V/51)>1.0を満足する場合、フェライト粒径が小さくなることが明らかとなった。すなわち、熱延鋼板のTi、V、N、S含有量(質量%)が上記の式を満足すると、フェライト組織が細粒化され、熱延鋼板の靭性が向上することが確認された。   Moreover, in order to clarify the reason why the low temperature toughness is greatly improved, the structure of the hot rolled steel sheet having a main phase structure of ferrite having various chemical compositions was observed. As a result, the Ti, V, N, and S contents (mass%) of the hot-rolled steel sheet satisfy ((Ti / 48)-(N / 14)-(S / 32)) / (V / 51)> 1.0. When it does, it became clear that a ferrite particle size becomes small. That is, it was confirmed that when the Ti, V, N, and S contents (mass%) of the hot-rolled steel sheet satisfy the above formula, the ferrite structure is refined and the toughness of the hot-rolled steel sheet is improved.

なお、熱延鋼板のTi、V、N、S含有量(質量%)が((Ti/48)-(N/14)-(S/32))/(V/51)>1.0を満足するとフェライト組織が細粒化する理由は定かではない。しかし、TiはVよりも炭化物を形成し易いため、炭化物として析出可能なV量よりも炭化物として析出可能なTi量を多くすると、熱延鋼板製造時、仕上げ圧延終了後の冷却過程において、Vと複合炭化物を形成しなかったTiがオーステナイト粒界に偏析して炭化物を形成し、該炭化物がフェライトの優先核生成サイトになり易いためであると推測される。   When the Ti, V, N, and S contents (mass%) of the hot-rolled steel sheet satisfy ((Ti / 48)-(N / 14)-(S / 32)) / (V / 51)> 1.0 The reason why the ferrite structure becomes finer is not clear. However, Ti is easier to form carbides than V, so if the amount of Ti that can be precipitated as carbide is larger than the amount of V that can be precipitated as carbide, V during the cooling process after finish rolling is finished during hot-rolled steel sheet production. It is presumed that Ti, which did not form a composite carbide, segregates at the austenite grain boundaries to form a carbide, and the carbide easily becomes a preferential nucleation site of ferrite.

以上のように、熱延鋼板中のTi、V含有量を上式にしたがい規定することで、熱延鋼板の靭性を向上させることができる。しかしながら、このようにTi、V含有量を規定することに伴い、熱延鋼板強度の安定確保が困難になることが、新たな問題として浮上した。   As described above, the toughness of the hot-rolled steel sheet can be improved by defining the Ti and V contents in the hot-rolled steel sheet according to the above formula. However, as the Ti and V contents are regulated in this way, it has become a new problem that it becomes difficult to ensure the stability of hot-rolled steel sheet strength.

熱延鋼板の高強度化に寄与する微細な炭化物(TiとVを含む炭化物)は、熱延鋼板製造時、仕上げ圧延終了後の冷却・巻き取り過程(主にオーステナイト→フェライト変態時)で析出する。そして、熱延鋼板の高強度化を図るうえでは、このように析出した微細な炭化物を、熱延鋼板をコイル状に巻き取った後においても微細な状態に維持する必要がある。しかし、熱延鋼板中のTi、V含有量を上式にしたがい規定すると、熱延鋼板中に析出した炭化物のサイズが、巻き取り後に粗大化し易くなり、必ずしも所望の熱延鋼板強度が得られないことが判明した。   Fine carbides (carbides containing Ti and V) that contribute to increasing the strength of hot-rolled steel sheets precipitate during the hot-rolled steel sheet manufacturing and cooling and winding processes after finishing rolling (mainly during austenite → ferrite transformation) To do. In order to increase the strength of the hot-rolled steel sheet, it is necessary to maintain the fine carbide thus precipitated in a fine state even after the hot-rolled steel sheet is wound into a coil. However, if the Ti and V contents in the hot-rolled steel sheet are specified according to the above formula, the size of carbides precipitated in the hot-rolled steel sheet is likely to be coarsened after winding, and the desired hot-rolled steel sheet strength is not necessarily obtained. Not found out.

上記問題に対し、本発明者らは、((Ti/48)-(N/14)-(S/32))/(V/51)>1.0を満足するように熱延鋼板のTi、V、N、S含有量(質量%)を規定した場合であっても、熱延鋼板の強度安定性を維持し、980MPa以上の引張強さを確保する手段を模索した。その結果、鋼中のC、TiおよびVについて、炭化物として析出可能なV量とTi量の合計量よりも炭化物として析出可能なC量を多くする、すなわち、合金元素の添加量が (C/12)/((Ti/48)−(N/14)−(S/32)+(V/51))>1.0(C、Ti、V、N、Sは鋼中の各元素の含有量(質量%))を満足し、且つ、炭化物として析出していないCを質量%で0.022%以上確保することが、極めて有効な手段であることを知見した。また、これらの条件を満足する場合には、熱延鋼板中に析出する炭化物が、その炭化物組成に関わらず微細化し、引張強さ980MPa以上の高強度熱延鋼板が安定的に得られることを知見した。また、このように引張強さ980MPa以上と高強度であっても、熱延鋼板の靭性が損なわれないことを合わせて知見した。   In response to the above problems, the present inventors have made Ti, V of hot-rolled steel sheet to satisfy ((Ti / 48)-(N / 14)-(S / 32)) / (V / 51)> 1.0. Even when N, S content (% by mass) is specified, a means for maintaining the strength stability of the hot-rolled steel sheet and ensuring a tensile strength of 980 MPa or more was sought. As a result, for C, Ti, and V in steel, the amount of C that can be precipitated as carbide is larger than the total amount of V and Ti that can be precipitated as carbide, that is, the amount of alloying element added is (C / 12) / ((Ti / 48) − (N / 14) − (S / 32) + (V / 51))> 1.0 (C, Ti, V, N, S are the contents of each element in steel ( It has been found that securing 0.022% or more by mass% of C that satisfies the mass%)) and not precipitated as a carbide is an extremely effective means. In addition, if these conditions are satisfied, the carbide precipitated in the hot-rolled steel sheet is refined regardless of the carbide composition, and a high-strength hot-rolled steel sheet with a tensile strength of 980 MPa or more can be stably obtained. I found out. It was also found that the toughness of the hot-rolled steel sheet is not impaired even when the tensile strength is as high as 980 MPa or higher.

なお、熱延鋼板のC、Ti、V、N、S含有量(質量%)が(C/12)/((Ti/48)−(N/14)−(S/32)+(V/51))>1.0を満足すると熱延鋼板中に析出する炭化物が細粒化する理由は必ずしも明らかでない。しかし、炭化物として析出可能なTiおよびVのモル分率よりも炭化物として析出可能なCのモル分率が多いと、TiおよびVを含む炭化物の表面にCが濃化し、その結果、炭化物のサイズ安定性が向上することが推測される。   The C, Ti, V, N, and S contents (% by mass) of the hot-rolled steel sheet are (C / 12) / ((Ti / 48) − (N / 14) − (S / 32) + (V / If 51))> 1.0 is satisfied, the reason why the carbide precipitated in the hot-rolled steel sheet becomes finer is not necessarily clear. However, if the mole fraction of C that can be precipitated as carbide is higher than the mole fraction of Ti and V that can precipitate as carbide, C concentrates on the surface of the carbide containing Ti and V, resulting in the size of the carbide. It is estimated that the stability is improved.

さらに、本発明者らは、Ti、Vに加えてMo、Nb、Wを、次(1)、(2)式
((Ti/48)−(N/14)−(S/32)+(Mo/96)+(Nb/93)+(W/184))/ (V/51) > 1.0 …(1)
(C/12)/((Ti/48)−(N/14)−(S/32)+(V/51)+(Mo/96)+(Nb/93)+(W/184)) > 1.0 …(2)
を満足するように含有することで、微細な炭化物が析出し、安定して強度を向上させるとともに、フェライト粒径を細粒化させ靭性を向上させることが容易にできることを新たに知見した。
In addition to Ti and V, the present inventors have changed Mo, Nb, and W to the following formulas (1) and (2) ((Ti / 48) − (N / 14) − (S / 32) + ( Mo / 96) + (Nb / 93) + (W / 184)) / (V / 51)> 1.0… (1)
(C / 12) / ((Ti / 48)-(N / 14)-(S / 32) + (V / 51) + (Mo / 96) + (Nb / 93) + (W / 184))> 1.0 (2)
It has been newly found out that, when contained in such a manner that fine carbides are precipitated, the strength can be stably improved, and the ferrite grain size can be reduced to improve the toughness.

本発明は上記の知見に基づき完成されたものであり、その要旨は次のとおりである The present invention has been completed based on the above findings, and the gist thereof is as follows .

[1] 鋼素材を、加熱し、粗圧延と仕上げ圧延からなる熱間圧延を施し、仕上げ圧延終了後、冷却し、巻き取り、熱延鋼板とするにあたり、前記鋼素材を、質量%で、
C :0.07%以上0.12%以下、 Si:0.2%以下、
Mn:0.1%以上1.2%以下、 P :0.025%以下、
S :0.005%以下、 Al:0.1%以下、
N :0.008%以下、 Ti:0.14%以上0.20%以下、
V :0.05%以上0.15%以下
を、C、Ti、V、SおよびNが下記(1)式および(2)式を満足するように含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる組成とし、
前記加熱の加熱温度を1150℃以上1350℃以下とし、前記仕上げ圧延の仕上げ圧延終了温度を880℃以上とし、前記巻き取りの巻取り温度を550℃以上700℃以下とし、前記巻き取り後の熱延コイルを水冷し、
前記熱延鋼板を、前記組成を有し、且つ、固溶Tiが質量%で0.04%以下、炭化物として析出していないCが質量%で0.022%以上であり、
組織全体に対するフェライト相の面積率が95%以上で、該フェライト相の平均結晶粒径が5.0μm以下であり、TiおよびVを含む炭化物であって、前記フェライト相の[001]方向から観察したときの形状が、平均長さ8nm以下、平均幅1nm以下の矩形状である炭化物が析出した組織を有し、
引張強さが980MPa以上である
ことを特徴とする加工性および靭性に優れた高強度熱延鋼板の製造方法。

((Ti/48)−(N/14)−(S/32)+(Mo/96)+(Nb/93)+(W/184))/ (V/51) > 1.0 …(1)
(C/12)/((Ti/48)−(N/14)−(S/32)+(V/51)+(Mo/96)+(Nb/93)+(W/184)) >1.0 …(2)
(ここで、C、Ti、V、S、N、Nb、Mo、W:各元素の含有量(質量%))
[1 ] A steel material is heated, subjected to hot rolling consisting of rough rolling and finish rolling, and after finishing rolling, cooled, wound, and made into a hot-rolled steel sheet, the steel material in mass%,
C: 0.07% or more and 0.12% or less, Si: 0.2% or less,
Mn: 0.1% to 1.2%, P: 0.025% or less,
S: 0.005% or less, Al: 0.1% or less,
N: 0.008% or less, Ti: 0.14% or more and 0.20% or less,
V: 0.05% or more and 0.15% or less, C, Ti, V, S and N are contained so as to satisfy the following formulas (1) and (2), and the balance is composed of Fe and inevitable impurities,
The heating temperature of the heating is 1150 ° C. or more and 1350 ° C. or less, the finish rolling finish temperature of the finish rolling is 880 ° C. or more, the winding temperature of the winding is 550 ° C. or more and 700 ° C. or less, and the heat after winding The coil is water-cooled ,
The hot-rolled steel sheet has the above-mentioned composition, and solute Ti is 0.04% or less by mass%, and C not precipitated as carbide is 0.022% or more by mass%,
The area ratio of the ferrite phase with respect to the entire structure is 95% or more, the average crystal grain size of the ferrite phase is 5.0 μm or less, and is a carbide containing Ti and V, which was observed from the [001] direction of the ferrite phase. When the shape has a structure in which carbide having a rectangular shape with an average length of 8 nm or less and an average width of 1 nm or less is precipitated,
A method for producing a high-strength hot-rolled steel sheet excellent in workability and toughness, characterized by having a tensile strength of 980 MPa or more .
((Ti / 48)-(N / 14)-(S / 32) + (Mo / 96) + (Nb / 93) + (W / 184)) / (V / 51)> 1.0 (1)
(C / 12) / ((Ti / 48)-(N / 14)-(S / 32) + (V / 51) + (Mo / 96) + (Nb / 93) + (W / 184))> 1.0 (2)
(Here, C, Ti, V, S, N, Nb, Mo, W: content of each element (mass%))

] []において、前記巻き取り、熱延鋼板とするに代えて、巻き取り、熱延鋼板としたのちにさらに熱延鋼板表面にめっき層を形成するにあたり、前記巻き取りの巻取り温度を400℃以上700℃以下とし、前記巻き取り後の熱延コイルを水冷、連続焼鈍処理およびめっき処理を施し、該めっき処理後に、平均冷却速度:20℃/s以上で150℃以下の温度まで冷却することを特徴とする高強度熱延鋼板の製造方法。
] []において、前記めっき処理に引続き、前記めっき層の合金化処理を施し、該合金化処理後に、平均冷却速度:20℃/s以上で150℃以下の温度まで冷却することを特徴とする高強度熱延鋼板の製造方法。
] []ないし[]のいずれかにおいて、前記組成に加えてさらに、質量%で、Mo:0.02%以上0.30%以下、Nb:0.02%以上0.10%以下、W:0.02%以上0.10%以下のうちから選ばれた1種または2種以上を含有する組成とすることを特徴とする高強度熱延鋼板の製造方法。
[ 2 ] In [ 1 ], in place of the winding and hot-rolled steel sheet, after forming the wound and hot-rolled steel sheet, further forming the plating layer on the surface of the hot-rolled steel sheet, the winding of the winding a temperature of 400 ° C. or higher 700 ° C. or less, and water-cooled hot-rolled coil after the winding, subjected to continuous annealing and plating, after the plating process, an average cooling rate: 20 ° C. / s of 0.99 ° C. or less or more A method for producing a high-strength hot-rolled steel sheet, characterized by cooling to a temperature.
[ 3 ] In [ 2 ], following the plating treatment, alloying treatment of the plating layer is performed, and after the alloying treatment, cooling is performed at an average cooling rate of 20 ° C./s to 150 ° C. A method for producing a high-strength hot-rolled steel sheet.
[ 4 ] In any one of [ 1 ] to [ 3 ], in addition to the above composition, in addition to mass, Mo: 0.02% to 0.30%, Nb: 0.02% to 0.10%, W: 0.02% to 0.10 % Or less. A method for producing a high-strength hot-rolled steel sheet, characterized in that the composition contains one or more selected from the following.

本発明によれば、自動車用鋼板等に好適な、引張強さ(TS)980MPa以上で、且つ、プレス加工やバーリング加工等により複雑な形状に成形可能な優れた加工性(延性、伸びフランジ性)を有し、しかも、寒冷地のような低温環境下で懸念される脆性破壊を抑制するに十分な低温靱性を備えた高強度熱延鋼板が得られる。具体的には、引張強さが980MPa以上であり且つ全伸びが15%以上、穴拡げ率が40%以上、延性脆性遷移温度が−20℃以下である熱延鋼板が得られ、産業上格段の効果を奏する。   According to the present invention, excellent workability (ductility, stretch flangeability) suitable for automobile steel sheets and the like, which has a tensile strength (TS) of 980 MPa or more and can be formed into a complicated shape by pressing or burring. In addition, a high-strength hot-rolled steel sheet having a low-temperature toughness sufficient to suppress brittle fracture that is a concern in a low-temperature environment such as a cold region is obtained. Specifically, a hot-rolled steel sheet having a tensile strength of 980 MPa or more, a total elongation of 15% or more, a hole expansion ratio of 40% or more, and a ductile brittle transition temperature of −20 ° C. or less is obtained. The effect of.

また、本発明の高強度熱延鋼板は、その組織を著しく壊すような熱処理(例えば、Ac1点以上の温度域に長時間保持する加熱処理)を施さない限り、上記の効果を維持することができる。すなわち、本発明の高強度熱延鋼板を原板とするめっき鋼板においても、上記と同様の効果を得ることができる。 In addition, the high-strength hot-rolled steel sheet according to the present invention maintains the above effects unless heat treatment that significantly breaks the structure (for example, heat treatment for a long time in a temperature range of Ac 1 point or higher) is performed. Can do. That is, the same effect as described above can be obtained also in a plated steel sheet using the high-strength hot-rolled steel sheet of the present invention as an original sheet.

以下、本発明について詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

まず、本発明熱延鋼板の組織の限定理由について説明する。   First, the reason for limiting the structure of the hot-rolled steel sheet of the present invention will be described.

本発明の熱延鋼板は、組織全体に対するフェライト相の面積率が95%以上であり、該フェライト相の平均結晶粒径が5.0μm以下であり、TiおよびVを含む炭化物であって、前記フェライト相の[001]方向から観察したときの形状が、平均長さ8nm以下、平均幅1nm以下の矩形状である炭化物が析出した組織を有する。   The hot-rolled steel sheet of the present invention has a ferrite phase area ratio of 95% or more with respect to the entire structure, the ferrite crystal has an average crystal grain size of 5.0 μm or less, and is a carbide containing Ti and V, wherein the ferrite The phase as observed from the [001] direction of the phase has a structure in which carbides having a rectangular shape with an average length of 8 nm or less and an average width of 1 nm or less are precipitated.

フェライト相:組織全体に対する面積率で95%以上
鋼板の伸び特性を確保するうえでは、ベイナイト相やマルテンサイト相よりも伸びの大きいフェライト相の形成が必須となる。また、鋼板の伸びフランジ性を向上させるためには、鋼板組織を単相とすることが効果的である。そのため、本発明においては、熱延鋼板組織をフェライト単相とすることが望ましい。但し、完全なフェライト単相でない場合であっても、実質的にフェライト単相、すなわち、組織全体に対する面積率で95%以上がフェライト相であれば、上記の効果を十分に発揮する。したがって、フェライト相の組織全体に対する面積率は95%以上とする。
Ferrite phase: 95% or more in area ratio with respect to the entire structure In order to secure the elongation characteristics of the steel sheet, it is essential to form a ferrite phase having a larger elongation than the bainite phase or the martensite phase. Moreover, in order to improve the stretch flangeability of a steel plate, it is effective to make the steel plate structure a single phase. Therefore, in the present invention, it is desirable that the hot-rolled steel sheet structure is a ferrite single phase. However, even if it is not a complete ferrite single phase, if the ferrite single phase is substantially a ferrite phase, that is, if the area ratio to the whole structure is 95% or more, the above effect is sufficiently exhibited. Therefore, the area ratio of the ferrite phase to the entire structure is 95% or more.

なお、本発明の熱延鋼板において、フェライト相以外の組織としては、マルテンサイト、パーライト、ベイナイト、粒界セメンタイト等が挙げられる。これらの合計は組織全体に対する面積率で約5%以下であれば許容される。   In the hot-rolled steel sheet of the present invention, examples of the structure other than the ferrite phase include martensite, pearlite, bainite, and grain boundary cementite. These totals are acceptable if the area ratio to the whole tissue is about 5% or less.

フェライトの平均結晶粒径:5.0μm以下
フェライト相の結晶粒径は、熱延鋼板の靭性に影響を及ぼす。熱延鋼板の靭性を確保するためには、フェライトの平均結晶粒径を5.0μm以下とすることが有効である。好ましくは4.0μm以下である。
Average crystal grain size of ferrite: 5.0 μm or less The crystal grain size of the ferrite phase affects the toughness of the hot-rolled steel sheet. In order to ensure the toughness of the hot-rolled steel sheet, it is effective to set the average crystal grain size of ferrite to 5.0 μm or less. Preferably it is 4.0 micrometers or less.

TiおよびVを含む炭化物
優れた伸び特性、伸びフランジ性等の加工性を維持しつつ熱延鋼板の高強度化を図るには、上記の如く熱延鋼板の主相をフェライト相とし、フェライト相を微細炭化物の析出で強化することが有効である。なお、炭化物が微細であるほど、熱延鋼板負荷時に転位の運動を阻害する粒子数が増加するため、炭化物を析出させることによって得られる強化量は増大する。
Carbides containing Ti and V In order to increase the strength of hot-rolled steel sheets while maintaining excellent elongation characteristics and workability such as stretch flangeability, the main phase of the hot-rolled steel sheets is the ferrite phase as described above, and the ferrite phase It is effective to strengthen the material by precipitation of fine carbides. Note that the finer the carbide, the greater the number of particles that inhibit the movement of dislocations when the hot-rolled steel sheet is loaded, so the amount of strengthening obtained by precipitating the carbide increases.

ここで、本発明においては、熱延鋼板の引張強さを980MPa以上とするために、TiおよびVを含む微細炭化物をフェライト相中に析出させる必要がある。理由は定かではないが、Tiのみからなる炭化物や、Vのみからなる炭化物は粗大化し易く、鋼板強度を安定的に確保することが困難である。そのため、本発明では、析出強化を図るための炭化物として、TiおよびVを含む炭化物を適用する。なお、ここで云う「TiおよびVを含む炭化物」としては、例えばTi-V系複合炭化物のほか、TiおよびVと共に他の炭化物形成元素(Mo、Nb、W等)を含む複合炭化物などが挙げられる。   Here, in the present invention, in order to make the tensile strength of the hot rolled steel sheet 980 MPa or more, it is necessary to precipitate fine carbides containing Ti and V in the ferrite phase. The reason is not clear, but carbides composed only of Ti and carbides composed only of V are easily coarsened, and it is difficult to stably secure the steel plate strength. Therefore, in this invention, the carbide | carbonized_material containing Ti and V is applied as a carbide | carbonized_material for aiming at precipitation strengthening. In addition, examples of the “carbide containing Ti and V” referred to here include Ti—V based composite carbide, and composite carbide containing other carbide forming elements (Mo, Nb, W, etc.) together with Ti and V. It is done.

TiおよびVを含む炭化物の形状・寸法
本発明において析出強化に寄与する炭化物(TiおよびVを含む微細炭化物)は、板状の炭化物であり、熱延鋼板の母相であるフェライト相に対して特定の方位関係を有して析出する。そのため、炭化物を観察する方位によってはその形状、大きさを正しく判定できないことがある。
Shapes and dimensions of carbides containing Ti and V In the present invention, carbides (fine carbides containing Ti and V) that contribute to precipitation strengthening are plate-like carbides, and the ferrite phase that is the parent phase of hot-rolled steel sheets. Precipitate with a specific orientation relationship. Therefore, the shape and size may not be correctly determined depending on the orientation in which the carbide is observed.

本発明において析出強化に寄与する板状炭化物は、板の盤面がフェライト相の[001]方向と平行になるように(すなわち、板の盤面の法線がフェライト相の[001]方向と垂直となるように)析出する。したがって、本発明において析出強化に寄与する炭化物を、フェライト相の[001]方向から観察したときの形状は略矩形状となる。そして、上記板状炭化物の板厚の寸法は、略矩形状の幅(略矩形状の2組の対向する辺のうちの、短いほうの辺)の寸法とほぼ一致する。このように、本発明において析出強化に寄与する炭化物は、フェライト相の[001]方向から観察することで、析出物の形状を正しく判定することができる。   In the present invention, the plate-like carbide contributing to precipitation strengthening is such that the plate surface of the plate is parallel to the [001] direction of the ferrite phase (that is, the normal of the plate surface of the plate is perpendicular to the [001] direction of the ferrite phase). To precipitate). Therefore, when the carbide contributing to precipitation strengthening in the present invention is observed from the [001] direction of the ferrite phase, the shape is substantially rectangular. And the thickness dimension of the said plate-shaped carbide | carbonized_material substantially corresponds with the dimension of the substantially rectangular width | variety (The shorter side of 2 sets of opposing sides of a substantially rectangular shape). Thus, in the present invention, the carbide contributing to precipitation strengthening can be accurately determined by observing from the [001] direction of the ferrite phase.

また、炭化物が微細であるほど高い析出強化量が得られ、特にフェライト相の[001]方向から観察したときの形状が、平均長さ8nm以下、平均幅1nm以下の矩形状である場合、熱延鋼板が著しく高強度化する。そこで、本発明においては、熱延鋼板に析出する炭化物を、上記所定の方向から観察した場合における形状が、平均長さ8nm以下、平均幅1nm以下の矩形状となる炭化物(TiおよびVを含む炭化物)に規定する。このように規定することで、熱延鋼板の引張強さを980MPa以上とすることができる。   Further, the finer the carbide, the higher the amount of precipitation strengthening is obtained, and particularly when the shape when observed from the [001] direction of the ferrite phase is a rectangular shape having an average length of 8 nm or less and an average width of 1 nm or less, The steel sheet is remarkably increased in strength. Therefore, in the present invention, the carbides precipitated on the hot-rolled steel sheet, the shape when observed from the predetermined direction is a carbide (including Ti and V) having an average length of 8 nm or less and an average width of 1 nm or less. Carbide). By defining in this way, the tensile strength of the hot-rolled steel sheet can be set to 980 MPa or more.

なお、熱延鋼板の高強度化には、フェライト相中に析出させる炭化物のサイズだけでなく析出量も重要であり、微細な炭化物を多量に析出させるほど析出強化量は増大する。後述するように本発明では、炭化物形成元素であるC、Ti、Vの含有量を規定し、且つ鋼中に固溶するTi量を制限して炭化物の形成に寄与するTi量を確保することで、熱延鋼板の引張強さを980MPa以上とするに十分な微細炭化物析出量を得ている。   In addition, in order to increase the strength of the hot-rolled steel sheet, not only the size of carbides precipitated in the ferrite phase but also the amount of precipitation is important, and the precipitation strengthening amount increases as more fine carbides are precipitated. As will be described later, in the present invention, the content of C, Ti, V, which are carbide forming elements, is specified, and the Ti amount contributing to the formation of carbide is ensured by limiting the amount of Ti dissolved in the steel. Thus, a fine carbide precipitation amount sufficient to make the tensile strength of the hot-rolled steel sheet 980 MPa or more is obtained.

次に、本発明熱延鋼板の成分組成の限定理由について説明する。なお、以下の成分組成を表す%は、特に断らない限り質量%を意味するものとする。   Next, the reason for limiting the component composition of the hot-rolled steel sheet of the present invention will be described. In addition,% showing the following component composition shall mean the mass% unless there is particular notice.

C:0.07%以上0.12%以下
Cは、TiおよびV等とナノサイズの炭化物(板状の炭化物であって、フェライト相の[001]方向から観察したときの形状が、平均長さ8nm以下、平均幅1nm以下の矩形状となる炭化物)を形成し、析出強化に寄与する重要な元素である。熱延鋼板の引張強さを980MPa以上とするためには、C含有量を0.07%以上とする必要がある。一方、C含有量が0.12%を超えると、熱延鋼板製造時、仕上げ圧延終了後の冷却過程において、巻き取り前に粗大なTiCが析出し、最終的に得られる熱延鋼板の伸びフランジ性が低下する。したがって、C含有量は0.07%以上0.12%以下とする。
C: 0.07% to 0.12%
C is Ti and V, etc., and nano-sized carbides (plate-like carbides having a rectangular shape with an average length of 8 nm or less and an average width of 1 nm or less when observed from the [001] direction of the ferrite phase. Is an important element that contributes to precipitation strengthening. In order to set the tensile strength of the hot-rolled steel sheet to 980 MPa or more, the C content needs to be 0.07% or more. On the other hand, if the C content exceeds 0.12%, during production of hot-rolled steel sheets, during the cooling process after finish rolling, coarse TiC precipitates before winding and stretch flangeability of the finally obtained hot-rolled steel sheets Decreases. Therefore, the C content is 0.07% or more and 0.12% or less.

Si:0.2%以下
Siは、固溶強化により鋼を強化する効果があるが、同時に鋼の靭性低下を招く。そのため、Si含有量は0.2%以下とする。好ましくは0.1%以下である。
Si: 0.2% or less
Si has the effect of strengthening the steel by solid solution strengthening, but at the same time causes a reduction in the toughness of the steel. Therefore, the Si content is 0.2% or less. Preferably it is 0.1% or less.

Mn:0.1%以上1.2%以下
Mnは、オーステナイト→フェライト変態温度を下げる効果を有することから、熱延鋼板の結晶粒を微細化して靭性向上に寄与する元素である。後述するように、本発明の熱延鋼板は、オーステナイト域で仕上げ圧延を施し、仕上げ圧延終了後の冷却・巻き取り過程でオーステナイト→フェライト変態させ実質的にフェライト単相組織とすることにより製造される。そのため、オーステナイト→フェライト変態温度が低い場合には、仕上げ圧延終了温度を低温化することができ、熱間圧延時におけるオーステナイト粒の粒成長を抑制することができる。また、仕上げ圧延終了後の冷却・巻き取り過程におけるオーステナイト→フェライト変態により得られるフェライト相の結晶粒の大きさは変態前のオーステナイト粒の大きさに依存し、変態前のオーステナイト粒が微細であるほど、オーステナイト→フェライト変態により得られるフェライト相の結晶粒も微細化する。
Mn: 0.1% or more and 1.2% or less
Mn has an effect of lowering the austenite → ferrite transformation temperature, and thus is an element that contributes to improving toughness by refining the crystal grains of the hot-rolled steel sheet. As will be described later, the hot-rolled steel sheet of the present invention is manufactured by subjecting it to finish rolling in the austenite region, and transforming austenite to ferrite in the cooling and winding process after finish rolling to make a ferrite single phase structure substantially. The Therefore, when the austenite → ferrite transformation temperature is low, the finish rolling finish temperature can be lowered, and the growth of austenite grains during hot rolling can be suppressed. In addition, the size of the ferrite grains obtained by the transformation of austenite to ferrite in the cooling and winding process after finish rolling depends on the size of the austenite grains before transformation, and the austenite grains before transformation are fine. The crystal grains of the ferrite phase obtained by the austenite → ferrite transformation are also refined.

このような効果を得るためには、Mn含有量を0.1%以上とする必要がある。一方、Mn含有量が1.2%を超えると、Mnが板厚中央に偏析して異質な組織を形成することで、熱延鋼板の伸びフランジ性が低下する。したがって、Mn含有量は0.1%以上1.2%以下とする。好ましくは0.5%以上1.1%以下である。   In order to obtain such an effect, the Mn content needs to be 0.1% or more. On the other hand, if the Mn content exceeds 1.2%, Mn segregates in the center of the plate thickness to form a heterogeneous structure, thereby reducing the stretch flangeability of the hot-rolled steel sheet. Therefore, the Mn content is 0.1% or more and 1.2% or less. Preferably they are 0.5% or more and 1.1% or less.

P:0.025%以下
Pは、固溶強化元素であるが、P含有量が0.025%を超えると偏析が顕著になり、熱延鋼板の伸びフランジ性および靭性の低下を招く。したがって、P含有量は0.025%以下とする。なお、熱延鋼板特性の観点からはP含有量を低減することが好ましいが、P含有量を極端に低減することは製造コストの高騰を招く。P含有量に関し、熱延鋼板の製造コストを大きく上昇させない実用的な下限値は0.001%程度となる。
P: 0.025% or less
P is a solid solution strengthening element, but when the P content exceeds 0.025%, segregation becomes prominent, leading to a reduction in stretch flangeability and toughness of the hot-rolled steel sheet. Therefore, the P content is 0.025% or less. In addition, although it is preferable to reduce P content from a viewpoint of a hot-rolled steel plate characteristic, reducing P content extremely will cause the manufacturing cost to rise. Regarding the P content, a practical lower limit value that does not significantly increase the manufacturing cost of the hot-rolled steel sheet is about 0.001%.

S:0.005%以下
Sは、MnやTiと硫化物を形成し、熱延鋼板の加工性(伸び、伸びフランジ性)の低下を招く。そのため、本発明ではS含有量を極力低減することが望ましく、0.005%以下とする。但し、S含有量を極端に低減することは製造コストの高騰を招く。S含有量に関し、製造コストを大きく上昇させない実用的な下限値は0.0005%程度となる。
S: 0.005% or less
S forms sulfides with Mn and Ti, and causes a decrease in workability (elongation and stretch flangeability) of the hot-rolled steel sheet. Therefore, in the present invention, it is desirable to reduce the S content as much as possible, and the content is made 0.005% or less. However, extremely reducing the S content causes an increase in manufacturing costs. With respect to the S content, a practical lower limit that does not significantly increase the manufacturing cost is about 0.0005%.

Al:0.1%以下
Alは、脱酸剤として作用する元素であるが、Al含有量が0.1%を超えると、介在物が多量に生成して熱延鋼板の伸びおよび伸びフランジ性の低下を招く。したがって、Al含有量は0.1%以下とする。好ましくは0.05%以下である。なお、Al含有量の下限値は特に存在しないが、脱酸剤としての効果を十分に得るためにはAl含有量を0.01%以上とすることが好ましい。
Al: 0.1% or less
Al is an element that acts as a deoxidizer. However, if the Al content exceeds 0.1%, a large amount of inclusions are generated, leading to elongation of the hot-rolled steel sheet and deterioration of stretch flangeability. Therefore, the Al content is 0.1% or less. Preferably it is 0.05% or less. In addition, although there is no lower limit in particular of Al content, in order to fully acquire the effect as a deoxidizer, it is preferable to make Al content 0.01% or more.

N:0.008%以下
Nは、本発明においては有害な元素であり、極力低減することが望ましい。特にN含有量が0.008%を超えると、鋼中に粗大な窒化物が生成することに起因して、熱延鋼板の伸びフランジ性が低下する。したがって、N含有量は0.008%以下とする。
N: 0.008% or less
N is a harmful element in the present invention and is desirably reduced as much as possible. In particular, if the N content exceeds 0.008%, the stretch flangeability of the hot-rolled steel sheet decreases due to the formation of coarse nitrides in the steel. Therefore, the N content is 0.008% or less.

Ti:0.14%以上0.20%以下
Tiは、本発明において重要な元素の一つである。Tiは、V等と共にナノサイズの炭化物、すなわち、板状の炭化物であって、フェライト相の[001]方向から観察したときの形状が、平均長さ8nm以下、平均幅1nm以下の矩形状である炭化物を形成し、母相(本発明においては実質的にフェライト単相)の析出強化に寄与する。また、V等と複合炭化物を形成しないTiは主に、熱間圧延製造時、仕上げ圧延終了後の冷却過程においてオーステナイト粒界に偏析して炭化物を形成するが、この炭化物はフェライトの核生成サイトとなり、フェライト粒の微細化に寄与する。そして、フェライト粒の微細化に伴い、熱延鋼板の強度、靭性が向上する。
Ti: 0.14% to 0.20%
Ti is one of the important elements in the present invention. Ti, together with V, is a nano-sized carbide, that is, a plate-like carbide, and has a rectangular shape with an average length of 8 nm or less and an average width of 1 nm or less when observed from the [001] direction of the ferrite phase. A certain carbide is formed and contributes to precipitation strengthening of the parent phase (substantially a ferrite single phase in the present invention). In addition, Ti that does not form composite carbide with V, etc., mainly segregates at austenite grain boundaries during the hot rolling production and in the cooling process after finish rolling to form carbides, but these carbides are ferrite nucleation sites. This contributes to the refinement of ferrite grains. And with the refinement | miniaturization of a ferrite grain, the intensity | strength and toughness of a hot-rolled steel plate improve.

このような効果を発現して所望の熱延鋼板強度(引張強さ980MPa以上)や靭性を確保するには、Ti含有量を0.14%以上とする必要がある。一方、Ti含有量が0.20%を超えると、炭化物が粗大化して形状が球状になり易く、熱延鋼板強度および伸びフランジ性の低下を招く。したがって、Ti含有量は0.14%以上0.20%以下とする。好ましくは0.15%以上0.18%以下である。   In order to exhibit such an effect and secure desired hot-rolled steel sheet strength (tensile strength of 980 MPa or more) and toughness, the Ti content needs to be 0.14% or more. On the other hand, if the Ti content exceeds 0.20%, the carbides are coarsened and the shape tends to be spherical, and the hot-rolled steel sheet strength and stretch flangeability are lowered. Therefore, the Ti content is 0.14% or more and 0.20% or less. Preferably it is 0.15% or more and 0.18% or less.

V:0.05%以上0.15%以下
Vは、本発明において重要な元素の一つである。上記したように、VはTi等と共にナノサイズの炭化物を形成し、母相の析出強化に寄与する。このような効果を発現して所望の熱延鋼板強度(引張強さ980MPa以上)を確保するには、V含有量を0.05%以上とする必要がある。一方、V含有量が0.15%を超えると、フェライト粒径が大きくなり、熱延鋼板の靭性低下を招く。したがって、V含有量は0.05%以上0.15%以下とする。好ましくは0.08%以上0.14%以下である。
V: 0.05% or more and 0.15% or less
V is one of the important elements in the present invention. As described above, V forms nano-sized carbides together with Ti and the like and contributes to precipitation strengthening of the parent phase. In order to exhibit such an effect and secure desired hot-rolled steel sheet strength (tensile strength of 980 MPa or more), the V content needs to be 0.05% or more. On the other hand, if the V content exceeds 0.15%, the ferrite grain size increases and the toughness of the hot-rolled steel sheet decreases. Therefore, the V content is 0.05% or more and 0.15% or less. Preferably they are 0.08% or more and 0.14% or less.

上記した成分が基本の成分であるが、必要に応じて、Mo:0.02%以上0.30%以下、Nb:0.02%以上0.10%以下、W:0.02%以上0.10%以下のうちから選ばれた1種または2種以上を選択して含有することができる。   The above-mentioned components are basic components, but one type selected from Mo: 0.02% to 0.30%, Nb: 0.02% to 0.10%, W: 0.02% to 0.10% as necessary Or 2 or more types can be selected and contained.

Mo:0.02%以上0.30%以下、Nb:0.02%以上0.10%以下、W:0.02%以上0.10%以下のうちから選ばれた1種または2種以上
Mo、Nb、Wはいずれも、Ti、Vとともに、ナノサイズの複合炭化物を形成し母相の強化に寄与するとともに、フェライト粒を微細にして靭性向上に寄与する元素であり、必要に応じて選択して含有できる。このような効果を確保するためには、Mo含有量:0.02%以上、Nb含有量:0.02%以上、W含有量:0.02%以上とすることが好ましい。一方、Mo含有量:0.30%、Nb含有量:0.10%、W含有量:0.10%を超えると、延性が低下する傾向が見られる。このため、含有する場合には、Mo含有量は0.02%以上0.30%以下、Nb含有量は0.02%以上0.10%以下、W含有量は0.02%以上0.10%以下に限定することが好ましい。
Mo: 0.02% or more and 0.30% or less, Nb: 0.02% or more and 0.10% or less, W: 0.02% or more and 0.10% or less
Mo, Nb, and W are all elements that contribute to strengthening the parent phase by forming nano-sized composite carbides together with Ti and V, as well as contributing to toughness improvement by making ferrite grains finer. Can be selected and contained. In order to secure such an effect, it is preferable to set the Mo content: 0.02% or more, the Nb content: 0.02% or more, and the W content: 0.02% or more. On the other hand, if the Mo content: 0.30%, the Nb content: 0.10%, and the W content: 0.10%, ductility tends to decrease. For this reason, when it contains, it is preferable to limit Mo content to 0.02% or more and 0.30% or less, Nb content to 0.02% or more and 0.10% or less, and W content to 0.02% or more and 0.10% or less.

本発明の熱延鋼板は、C、Ti、V、SおよびN、あるいはさらにMo、Nb、Wを、上記した範囲で且つ(1)、(2)式を満足するように含有する。
((Ti/48)−(N/14)−(S/32) +(Mo/96)+(Nb/93)+(W/184))/(V/51) > 1.0 …(1)
(C/12)/((Ti/48)−(N/14)−(S/32)+(V/51)+(Mo/96)+(Nb/93)+(W/184)) > 1.0 … (2)
(ここで、C、Ti、V、S、N、Mo、Nb、W:各元素の含有量(質量%))
上記(1)式および(2)式は、TiおよびVを含む炭化物、フェライト粒の各々を微細化して熱延鋼板の強度・靭性を高めるために満足すべき要件であり、本発明において極めて重要な指標である。なお、上記(1)、(2)式の左辺値を算出する場合には、式中に表示された元素のうち、含有しないものは零として算出するものとする。
The hot-rolled steel sheet of the present invention contains C, Ti, V, S, and N, or Mo, Nb, and W in the above-described range and satisfying the expressions (1) and (2).
((Ti / 48) − (N / 14) − (S / 32) + (Mo / 96) + (Nb / 93) + (W / 184)) / (V / 51)> 1.0 (1)
(C / 12) / ((Ti / 48)-(N / 14)-(S / 32) + (V / 51) + (Mo / 96) + (Nb / 93) + (W / 184))> 1.0 (2)
(Here, C, Ti, V, S, N, Mo, Nb, W: content of each element (mass%))
The above formulas (1) and (2) are requirements that must be satisfied in order to increase the strength and toughness of hot-rolled steel sheets by refining each of carbides and ferrite grains containing Ti and V, and are extremely important in the present invention. It is a good index. In addition, when calculating the value on the left side of the above formulas (1) and (2), the elements that are not included among the elements displayed in the formula are calculated as zero.

((Ti/48)−(N/14)−(S/32)+(Mo/96)+(Nb/93)+(W/184))/(V/51) > 1.0 …(1)
熱延鋼板の靭性を向上させる手段としては、フェライト粒の細粒化が有効である。そこで、本発明においては、炭化物として析出可能なV量(V/51)よりも、炭化物として析出可能なTi量((Ti/48)−(N/14)−(S/32))、さらにMo、Nb、Wを含有する場合には、Ti量とMo量(Mo/96)、Nb量(Nb/93)、W量(W/184)の合計量を多くする。すなわち、本発明においては、((Ti/48)−(N/14)−(S/32)+(Mo/96)+(Nb/93)+(W/184))/(V/51)の値を1.0超とする必要があり、1.1以上とすることが好ましい。これにより、熱延鋼板のフェライト粒が微細化して脆性遷移温度が−20℃以下にまで低下し、靭性を大きく向上することができる。但し、((Ti/48)−(N/14)−(S/32) +(Mo/96)+(Nb/93)+(W/184))/(V/51)の値が過剰に大きくなると、炭化物が粗大化し易くなり、熱延鋼板強度が低下するおそれがあるため、2.0以下とすることが好ましい。
(C/12)/((Ti/48)−(N/14)−(S/32)+(V/51)+(Mo/96)+(Nb/93)+(W/184)) > 1.0 …(2)
上記のようにC、V、Ti、あるいはさらにMo、Nb、Wの各々を所定の含有量とし、且つ(1)式を満足するように含有しただけでは、熱延鋼板の靭性は向上するものの、TiおよびVを含む炭化物が粗大化し易くなり、引張強さが980MPa未満となる場合がある。そこで、本発明では、上記に加えて更に、(2)式を満足するようにC、Ti、V、N、S、あるいはさらにMo、Nb、W各々の含有量を規定するとともに、後述するように炭化物として析出していないCを0.022%以上含むようにすることで、熱延鋼板の強度安定化を図る。
((Ti / 48) − (N / 14) − (S / 32) + (Mo / 96) + (Nb / 93) + (W / 184)) / (V / 51)> 1.0 (1)
As a means for improving the toughness of a hot-rolled steel sheet, it is effective to make ferrite grains finer. Therefore, in the present invention, the amount of Ti that can precipitate as carbide ((Ti / 48)-(N / 14)-(S / 32)) rather than the amount of V that can precipitate as carbide (V / 51), When Mo, Nb, and W are contained, the total amount of Ti, Mo (Mo / 96), Nb (Nb / 93), and W (W / 184) is increased. That is, in the present invention, ((Ti / 48) − (N / 14) − (S / 32) + (Mo / 96) + (Nb / 93) + (W / 184)) / (V / 51) Needs to be more than 1.0, and is preferably 1.1 or more. Thereby, the ferrite grain of a hot-rolled steel sheet is refined | miniaturized, a brittle transition temperature falls to -20 degrees C or less, and toughness can be improved greatly. However, the value of ((Ti / 48)-(N / 14)-(S / 32) + (Mo / 96) + (Nb / 93) + (W / 184)) / (V / 51) is excessive. If it becomes large, the carbide tends to be coarsened and the strength of the hot-rolled steel sheet may be lowered.
(C / 12) / ((Ti / 48)-(N / 14)-(S / 32) + (V / 51) + (Mo / 96) + (Nb / 93) + (W / 184))> 1.0 (2)
As described above, the toughness of the hot-rolled steel sheet is improved only by setting each of C, V, Ti, or Mo, Nb, and W to a predetermined content and satisfying the formula (1). , Carbides containing Ti and V are likely to be coarsened, and the tensile strength may be less than 980 MPa. Therefore, in the present invention, in addition to the above, the contents of C, Ti, V, N, S, or Mo, Nb, and W are further defined so as to satisfy the expression (2), as will be described later. By adding 0.022% or more of C that has not been precipitated as carbides, the strength of the hot-rolled steel sheet is stabilized.

本発明においては、炭化物として析出可能なTiとVあるいはさらにMo、Nb、Wのモル分率の合計よりも、炭化物として析出可能なCのモル分率を大きくすることで、TiおよびVを含む炭化物を所望の形態(板状炭化物であって、フェライト相の[001]方向から観察したときの形状が、平均長さ8nm以下、平均幅1nm以下の矩形状となる炭化物)として安定して析出させることができる。したがって、本発明では、(C/12)/((Ti/48)−(N/14)−(S/32)+(V/51)+(Mo/96)+(Nb/93)+(W/184))の値を1.0超とする必要がある。好ましくは1.1以上である。これにより、引張強さ980MPa以上の熱延鋼板を安定的に実現することができる。但し、(C/12)/((Ti/48)−(N/14)−(S/32)+(V/51)+(Mo/96)+(Nb/93)+(W/184))の値が過剰に高くなると、Cが粒界セメンタイトを形成し、熱延鋼板の伸びフランジ性が低下するおそれがあるため、2.5以下とすることが好ましい。   In the present invention, Ti and V that can be precipitated as carbides, or Ti and V are contained by increasing the molar fraction of C that can be precipitated as carbides, rather than the sum of the molar fractions of Mo, Nb, and W. Stable precipitation of carbide in the desired form (carbide that is a plate-like carbide and has a rectangular shape with an average length of 8 nm or less and an average width of 1 nm or less when observed from the [001] direction of the ferrite phase) Can be made. Therefore, in the present invention, (C / 12) / ((Ti / 48) − (N / 14) − (S / 32) + (V / 51) + (Mo / 96) + (Nb / 93) + ( W / 184)) must be greater than 1.0. Preferably it is 1.1 or more. Thereby, a hot-rolled steel sheet having a tensile strength of 980 MPa or more can be realized stably. However, (C / 12) / ((Ti / 48)-(N / 14)-(S / 32) + (V / 51) + (Mo / 96) + (Nb / 93) + (W / 184) When the value of) is excessively high, C forms grain boundary cementite and the stretch flangeability of the hot-rolled steel sheet may be lowered.

なお、後述するように本発明の熱延鋼板を製造するに際しては、熱間圧延時に鋼素材をオーステナイト域に加熱するが、1300℃以下の温度域において鋼中のTiはN或いはSと容易に化学結合して析出する。したがって、上記(1)式および(2)式において、炭化物として析出可能なTiの量は、Ti/48からNと結合する分(N/14)およびSと結合する分(S/32)を差し引いた値とした。   As will be described later, when producing the hot-rolled steel sheet of the present invention, the steel material is heated to the austenite region during hot rolling, but Ti in the steel is easily N or S in the temperature range of 1300 ° C or lower. Precipitates by chemical bonding. Therefore, in the above formulas (1) and (2), the amount of Ti that can be precipitated as carbides is the amount of Ti / 48 to N bonded (N / 14) and S bonded (S / 32). The value was subtracted.

固溶Ti:0.04%以下
熱延鋼板の高強度化には、フェライト相中に析出させる炭化物を微細化するだけでなく、その析出量を十分に確保することも重要となる。十分な析出強化量を得るためには、析出物形成元素であるC、Ti、Vの含有量をそれぞれC:0.07%以上0.12%以下、Ti:0.14%以上0.20%以下、V:0.05%以上0.15%以下とし、且つ、熱延鋼板に含まれる全Ti量のうち固溶状態で存在するTiを0.04%以下に制限する必要がある。このように固溶Ti量を制限し、残りのTiを、熱延鋼板の強度向上や靭性向上に寄与する炭化物として析出させることで、980MPa以上の引張強さを確保することができる。なお、本発明においては、固溶Ti量を極力低減することが好ましい。
Solid solution Ti: 0.04% or less In order to increase the strength of a hot-rolled steel sheet, it is important not only to refine carbides precipitated in the ferrite phase, but also to ensure a sufficient amount of precipitation. In order to obtain a sufficient precipitation strengthening amount, the contents of C, Ti, and V, which are the precipitate forming elements, are respectively C: 0.07% or more and 0.12% or less, Ti: 0.14% or more and 0.20% or less, V: 0.05% or more It is necessary to limit it to 0.15% or less, and to limit Ti existing in a solid solution state to 0.04% or less in the total amount of Ti contained in the hot-rolled steel sheet. Thus, the tensile strength of 980 MPa or more can be ensured by restricting the amount of solid solution Ti and precipitating the remaining Ti as carbides that contribute to improving the strength and toughness of the hot-rolled steel sheet. In the present invention, it is preferable to reduce the amount of dissolved Ti as much as possible.

炭化物として析出していないC:0.022%以上
理由は明らかでないが、炭化物として析出していないCは、熱延鋼板の高強度化に寄与する炭化物(TiおよびVを含む微細炭化物)の粗大化を抑制する効果を有する。そこで、本発明においては、炭化物として析出していないCを0.022%以上とする。これにより、TiおよびVを含む炭化物を、所望の形態(板状炭化物であって、フェライト相の[001]方向から観察したときの形状が、平均長さ8nm以下、平均幅1nm以下の矩形状となる炭化物)に安定して析出させることができる。
C not precipitated as carbide: 0.022% or more The reason is not clear, but C not precipitated as carbide is a coarsening of carbides (fine carbides containing Ti and V) that contributes to increasing the strength of hot-rolled steel sheets. It has a suppressing effect. Therefore, in the present invention, C not precipitated as carbide is 0.022% or more. As a result, the carbide containing Ti and V is in a desired form (a plate-like carbide having a rectangular shape with an average length of 8 nm or less and an average width of 1 nm or less when observed from the [001] direction of the ferrite phase. Can be stably precipitated.

また、炭化物として析出していないCは、粒界に偏析することで粒界強度を高め、熱延鋼板の高強度化に寄与するとともに靭性を向上させる効果も有する。このような観点からも、炭化物として析出していないCを0.022%以上とすることが好ましい。   Further, C that is not precipitated as a carbide increases the grain boundary strength by segregating at the grain boundary, and contributes to increasing the strength of the hot-rolled steel sheet and also has an effect of improving toughness. Also from such a viewpoint, it is preferable that C not precipitated as carbide is 0.022% or more.

なお、炭化物として析出していないCが過剰になると、熱延鋼板の高強度化に寄与する炭化物の析出量が減少する。そのため、炭化物として析出していないCは0.050%以下とすることが好ましい。   In addition, when C which has not precipitated as carbides becomes excessive, the amount of precipitation of carbides that contribute to increasing the strength of the hot-rolled steel sheet decreases. Therefore, C not precipitated as carbide is preferably 0.050% or less.

本発明の熱延鋼板において、上記以外の残部はFe及び不可避的不純物である。なお、不可避的不純物としては、Sb、Cu、Ni、As、Sn、Pbが挙げられるが、これらの合計含有量が0.2%以下であれば上記した本発明の効果に影響を及ぼすことはない。また、Zr、Ta、Cr、Co、Se、Zn或いはCa、REM、Mg、Csが含有されることも考えられるが、上記した元素のうち異種以上の合計含有量が1.0%以下であれば、上記した本発明の効果に影響を及ぼすことはない。   In the hot rolled steel sheet of the present invention, the balance other than the above is Fe and inevitable impurities. Inevitable impurities include Sb, Cu, Ni, As, Sn, and Pb. If the total content thereof is 0.2% or less, the above-described effects of the present invention are not affected. In addition, it is considered that Zr, Ta, Cr, Co, Se, Zn or Ca, REM, Mg, Cs is contained, but if the total content of different elements or more of the above elements is 1.0% or less, The above-described effects of the present invention are not affected.

上記した熱延鋼板の表面に、めっき層を形成し、めっき層を有する鋼板(めっき鋼板)としてもよい。なお、めっき層としては、溶融亜鉛めっき層、合金化溶融亜鉛めっき層が例示できる。   It is good also as a steel plate (plated steel plate) which forms a plating layer in the surface of an above-mentioned hot-rolled steel plate, and has a plating layer. In addition, as a plating layer, a hot dip galvanization layer and an alloying hot dip galvanization layer can be illustrated.

次に、本発明の熱延鋼板の製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the hot rolled steel sheet of the present invention will be described.

本発明は、所定の組成を有する鋼素材を、加熱し、粗圧延と仕上げ圧延からなる熱間圧延を施し、仕上げ圧延終了後、冷却し、巻き取り、熱延鋼板とする。この際、鋼材の加熱温度を1150℃以上1350℃以下とし、仕上げ圧延終了温度を880℃以上とし、巻取り温度を550℃以上700℃以下とし、巻き取り後の熱延コイルを水冷することを特徴とする。   In the present invention, a steel material having a predetermined composition is heated, subjected to hot rolling consisting of rough rolling and finish rolling, cooled after completion of finish rolling, and wound into a hot-rolled steel sheet. At this time, the heating temperature of the steel material is set to 1150 ° C or higher and 1350 ° C or lower, the finish rolling finish temperature is set to 880 ° C or higher, the winding temperature is set to 550 ° C or higher and 700 ° C or lower, and the hot-rolled coil after winding is water-cooled. Features.

本発明において、鋼の溶製方法は特に限定されず、転炉、電気炉等、公知の溶製方法を用いることができる。また、溶製後、偏析等の問題から連続鋳造法によりスラブ(鋼素材)とするのが好ましいが、造塊−分塊圧延法、薄スラブ連鋳法等、公知の鋳造方法でスラブ(鋼素材)としてもよい。   In the present invention, the method for melting steel is not particularly limited, and a known melting method such as a converter or an electric furnace can be used. Moreover, after melting, it is preferable to use a slab (steel material) by a continuous casting method because of problems such as segregation, but the slab (steel) can be obtained by a known casting method such as an ingot-bundling rolling method or a thin slab continuous casting method. Material).

加熱温度:1150℃以上1350℃以下
上記の如くして得られた鋼素材に、粗圧延および仕上げ圧延を施すが、本発明においては、鋼素材をオーステナイト単相域に加熱して、粗圧延前に鋼素材中の炭化物を溶解する必要がある。炭化物形成元素としてTiおよびV、あるいはさらにMo、Nb、Wを含有する本発明においては、鋼素材を1150℃以上の温度に再加熱する必要がある。一方、鋼素材の加熱温度が1350℃超と極端に高くなると、加熱に要するエネルギー及び設備への負荷が大きくなる。したがって、鋼素材の加熱温度は1350℃以下とする。
Heating temperature: 1150 ° C or higher and 1350 ° C or lower The steel material obtained as described above is subjected to rough rolling and finish rolling. In the present invention, the steel material is heated to an austenite single phase region before rough rolling. It is necessary to dissolve the carbide in the steel material. In the present invention containing Ti and V or further Mo, Nb, and W as carbide forming elements, it is necessary to reheat the steel material to a temperature of 1150 ° C. or higher. On the other hand, if the heating temperature of the steel material is extremely high, exceeding 1350 ° C., the energy required for heating and the load on the equipment increase. Therefore, the heating temperature of the steel material is set to 1350 ° C or less.

但し、鋳造後粗圧延前の鋼素材が所定温度以上の温度を保持しており、鋼素材中の炭化物が十分に溶解している場合は、粗圧延前の鋼素材を加熱する工程は省略可能であり、直送圧延を行ってもよい。なお、粗圧延条件については特に限定する必要はない。   However, if the steel material before casting and before rough rolling maintains a temperature above the specified temperature, and the carbide in the steel material is sufficiently dissolved, the step of heating the steel material before rough rolling can be omitted. And direct rolling may be performed. The rough rolling conditions are not particularly limited.

仕上げ圧延終了温度:880℃以上
仕上げ圧延終了温度が880℃未満であると、再結晶が起きず未再結晶温度域で圧延が行われるため、圧延荷重が著しく増大して熱間圧延が困難になる。したがって、仕上げ圧延終了温度は880℃以上とする。好ましくは890℃以上である。一方、仕上げ圧延終了温度が過剰に高くなると、最終的に得られる熱延鋼板のフェライト粒径が粗大化し、靭性低下の要因となる。そのため、仕上げ圧延終了温度は1020℃以下とすることが望ましい。
Finish rolling end temperature: 880 ° C or higher If the finish rolling end temperature is less than 880 ° C, recrystallization does not occur and rolling is performed in the non-recrystallization temperature range, so the rolling load increases significantly and hot rolling becomes difficult. Become. Accordingly, the finish rolling finish temperature is set to 880 ° C. or higher. Preferably it is 890 degreeC or more. On the other hand, if the finish rolling finish temperature is excessively high, the ferrite grain size of the finally obtained hot-rolled steel sheet becomes coarse, which causes a decrease in toughness. Therefore, the finish rolling finish temperature is desirably 1020 ° C. or lower.

巻取り温度:550℃以上700℃以下
熱延鋼板の高強度化に寄与し得る炭化物(TiおよびVを含む微細炭化物)は主に巻き取り工程で析出するが、この炭化物の析出量および大きさ・形態は巻取り温度に応じて変化する。そのため、巻取り温度の適正化は本発明において重要である。
Winding temperature: 550 ° C or higher and 700 ° C or lower Carbide (fine carbides containing Ti and V) that can contribute to increasing the strength of hot-rolled steel sheets is mainly precipitated in the winding process.・ The form changes according to the coiling temperature. Therefore, optimization of the coiling temperature is important in the present invention.

巻取り温度が700℃を超えると、TiおよびVを含む炭化物が大きくなり、フェライト相の[001]方向から観察したときの形状が、平均長さ8nm超または平均幅1nm超の板状形態、もしくは回転楕円体となる。そのため、熱延鋼板の引張強さを980MPa以上とすることができない。一方、巻取り温度が550℃未満では、熱延鋼板中の固溶Tiが0.04%を超え、TiおよびVを含む炭化物の析出量が不足し、980MPa以上の引張強さを確保できない。したがって、巻取り温度は550℃以上700℃以下とする。好ましくは570℃以上670℃以下である。   When the coiling temperature exceeds 700 ° C., carbides containing Ti and V become large, and the shape when observed from the [001] direction of the ferrite phase is a plate-like form having an average length of more than 8 nm or an average width of more than 1 nm, Or it becomes a spheroid. Therefore, the tensile strength of the hot rolled steel sheet cannot be made 980 MPa or more. On the other hand, when the coiling temperature is less than 550 ° C., the solid solution Ti in the hot-rolled steel sheet exceeds 0.04%, the precipitation amount of carbide containing Ti and V is insufficient, and the tensile strength of 980 MPa or more cannot be secured. Therefore, the winding temperature is set to 550 ° C. or more and 700 ° C. or less. Preferably they are 570 degreeC or more and 670 degrees C or less.

なお、仕上げ圧延終了後、仕上げ圧延終了温度から巻取り温度までの平均冷却速度は、15℃/s以上50℃/s以下と通常の水冷条件であれば、鋼の組織への影響が小さいため好ましい。また、上記仕上げ圧延終了温度と巻取り温度は、鋼板表面における温度である。   The average cooling rate from the finish rolling finish temperature to the coiling temperature after finish rolling is 15 ° C / s or more and 50 ° C / s or less and normal water-cooling conditions have little effect on the steel structure. preferable. Further, the finish rolling end temperature and the coiling temperature are temperatures on the steel sheet surface.

巻き取り後の熱延コイル:水冷
本発明の熱延鋼板は、炭化物として析出していないCを0.022%以上含むことで靭性の向上を図っている。しかしながら、本発明の熱延鋼板の主相であるフェライトは炭素を殆ど固溶しない。そのため、巻き取り後の熱延コイルを放冷或いは空冷すると、炭化物(TiおよびVを含む炭化物、またはフェライト粒の微細化に寄与する炭化物)の形成に寄与しないCは、熱延コイルが室温まで冷却される前にFeと結合し、セメンタイトとして析出してしまう。
Hot-rolled coil after winding: Water-cooling The hot-rolled steel sheet of the present invention is intended to improve toughness by containing 0.022% or more of C not precipitated as carbide. However, the ferrite which is the main phase of the hot rolled steel sheet of the present invention hardly dissolves carbon. Therefore, if the hot-rolled coil after winding is allowed to cool or air cool, C does not contribute to the formation of carbides (carbides containing Ti and V, or carbides that contribute to the refinement of ferrite grains). Before cooling, it combines with Fe and precipitates as cementite.

以上のように、巻き取り後の熱延コイルを放冷あるいは空冷すると、炭化物として析出していないCを0.022%以上とすることができない。したがって、本発明では、巻き取った熱延コイルを水冷することが必要である。熱延コイルを水冷する方法としては、例えば熱間圧延ラインに併設された水槽に熱延コイルを浸漬する方法がある。熱延コイルの水冷は、巻き取り後直ちに行うことが望ましく、巻き取り後30分以内に水冷することが好ましい。また、熱延コイルの水冷は、熱延コイル全体の温度が200℃以下となるまで行うことが望ましい。   As described above, when the hot-rolled coil after winding is allowed to cool or air cool, C not precipitated as carbide cannot be made 0.022% or more. Therefore, in the present invention, it is necessary to water-cool the wound hot rolled coil. As a method of water-cooling the hot-rolled coil, for example, there is a method of immersing the hot-rolled coil in a water tank attached to the hot rolling line. The water cooling of the hot-rolled coil is desirably performed immediately after winding, and is preferably water-cooled within 30 minutes after winding. Moreover, it is desirable to perform water cooling of the hot-rolled coil until the temperature of the entire hot-rolled coil becomes 200 ° C. or less.

なお、本発明では、上記した巻き取り、熱延鋼板とするに代えて、巻き取り、熱延鋼板としたのちにさらに熱延鋼板表面にめっき層を形成するめっき処理を施してもよい。めっき層としては、溶融亜鉛めっき層とすることが好ましいが、それに限定されないことは言うまでもない。以下、めっき層を溶融亜鉛めっき層とする場合について説明する。   In the present invention, instead of using the above-described winding and hot-rolled steel plate, a plating process for forming a plating layer on the surface of the hot-rolled steel plate may be performed after winding and hot-rolling steel plate. The plating layer is preferably a hot dip galvanizing layer, but it is needless to say that the plating layer is not limited thereto. Hereinafter, a case where the plated layer is a hot dip galvanized layer will be described.

巻き取り、熱延鋼板としたのちにさらに熱延鋼板表面にめっき層(溶融亜鉛めっき層)を形成する場合には、巻き取りの巻取り温度を400℃以上700℃以下とし、巻き取り後の熱延コイルの水冷は、行っても行わなくてもよい。   When forming a plating layer (hot dip galvanized layer) on the surface of the hot rolled steel sheet after winding and hot rolling steel sheet, the winding temperature of the winding should be 400 ° C or higher and 700 ° C or lower. The water cooling of the hot rolled coil may or may not be performed.

巻取り温度:400℃以上700℃以下
巻取り温度が550℃未満では、熱延鋼板中に、強化に寄与する微細な炭化物の析出量が不足し強度が低下するが、めっき層を形成する場合には、巻き取り後に行う、連続焼鈍処理で熱延鋼板を加熱する際に、微細な炭化物の析出量が増大し強度が上昇する。このためめっき処理を行う場合は、巻取り温度は400℃以上としてもよい。巻取り温度が、400℃未満では高い転位密度を含むベイナイト相やマルテンサイト相が生成し,伸びや、穴拡げ性が低下する。400℃以上550℃未満でもベイナイト相が生成するが,この温度域で生成するベイナイト相は、連続焼鈍処理により転位密度が低下する。このため、伸びや穴拡げ性の低下を招かない。一方、巻取り温度が700℃超の高温となると、炭化物が粗大化し強度が低下する。また、巻き取り後に放冷した場合は、セメンタイトが析出し、炭化物として析出していないC量が0.022%未満となるが,セメンタイトとして析出した場合でも、連続焼鈍処理時の加熱中にセメンタイトが溶解するため,巻き取り後の水冷処理は行っても、また行わなくてもよい。
Winding temperature: 400 ° C or higher and 700 ° C or lower If the winding temperature is lower than 550 ° C, the amount of fine carbides that contribute to strengthening in the hot-rolled steel sheet will be insufficient and the strength will be reduced. When heating a hot-rolled steel sheet by continuous annealing performed after winding, the precipitation amount of fine carbides increases and the strength increases. For this reason, when performing a plating process, coiling temperature is good also as 400 degreeC or more. When the coiling temperature is less than 400 ° C, a bainite phase and a martensite phase containing a high dislocation density are formed, and elongation and hole expansibility decrease. A bainite phase is generated even at 400 ° C or higher and lower than 550 ° C, but the dislocation density of the bainite phase generated in this temperature range decreases due to continuous annealing. For this reason, elongation and hole expansibility are not reduced. On the other hand, when the coiling temperature is higher than 700 ° C., the carbide becomes coarse and the strength decreases. In addition, when it is allowed to cool after winding, cementite precipitates and the amount of C not precipitated as carbide is less than 0.022%. However, even when precipitated as cementite, the cementite dissolves during heating during continuous annealing. Therefore, the water cooling treatment after winding may or may not be performed.

巻き取り後、酸洗して表面スケールを除去して、好ましくは常用の連続焼鈍装置を利用して、連続焼鈍処理とめっき処理を連続して施すことが好ましい。連続焼鈍処理は、焼鈍温度:600℃以上750℃以下で行う。   After winding, pickling is performed to remove the surface scale, and it is preferable to continuously perform a continuous annealing treatment and a plating treatment, preferably using a conventional continuous annealing apparatus. The continuous annealing treatment is performed at an annealing temperature of 600 ° C. or higher and 750 ° C. or lower.

焼鈍温度:600℃以上750℃以下
連続焼鈍処理の焼鈍温度が600℃未満では,巻き取り時に析出したセメンタイトあるいは加熱途中に析出したセメンタイトが溶解せず,炭化物として析出していないC量が0.022%未満となる。一方、焼鈍温度が750℃超の高温とすると、微細炭化物が粗大化し強度が低下する。このため、連続焼鈍処理の焼鈍温度は600℃以上750℃以下に限定することが好ましい。
Annealing temperature: 600 ° C or more and 750 ° C or less If the annealing temperature of continuous annealing treatment is less than 600 ° C, the cementite precipitated during winding or the cementite precipitated during heating does not dissolve and the amount of C not precipitated as carbide is 0.022% Less than. On the other hand, if the annealing temperature is higher than 750 ° C., the fine carbides become coarse and the strength decreases. For this reason, it is preferable to limit the annealing temperature of a continuous annealing process to 600 degreeC or more and 750 degrees C or less.

めっき処理は、常用の溶融亜鉛めっき処理とすることが好ましい。連続焼鈍処理を施された鋼板は、所定の温度(400〜500℃)に保持されためっき浴(溶融亜鉛めっき浴)に浸漬されて、表面に所望量のめっき層(溶融亜鉛めっき層)を付着させる。なお、めっき処理後に冷却される。   The plating treatment is preferably a conventional hot dip galvanizing treatment. The steel sheet that has been subjected to the continuous annealing treatment is immersed in a plating bath (hot dip galvanizing bath) maintained at a predetermined temperature (400 to 500 ° C.), and a desired amount of plating layer (hot galvanized layer) is applied to the surface. Adhere. In addition, it cools after a plating process.

めっき処理後の冷却速度:20℃/s以上
巻き取り温度、焼鈍温度が適正範囲であれば、セメンタイトはほぼ析出していないため、めっき処理時点で、炭化物として析出していないC量が0.022%以上となっている。そのため、めっき処理後の冷却速度が、20℃/s未満では、冷却途中でセメンタイトとして析出し、炭化物として析出していないC量が0.022%未満となる。そのため、めっき処理後の冷却速度は、平均で20℃/s以上とする。なお、冷却速度の上限はとくに限定する必要はなく、20℃/s以上であれば、設備能力の範囲で冷却を行えばよい。めっき処理後の冷却は、上記した冷却速度で150℃以下の温度まで冷却することが好ましい。
Cooling rate after plating treatment: 20 ° C / s or more If the coiling temperature and annealing temperature are in the proper ranges, cementite is almost not precipitated, so the amount of C not precipitated as carbide at the time of plating treatment is 0.022% That's it. Therefore, if the cooling rate after the plating treatment is less than 20 ° C./s, the amount of C that precipitates as cementite during cooling and does not precipitate as carbide becomes less than 0.022%. Therefore, the cooling rate after the plating treatment is set to 20 ° C./s or more on average. Note that the upper limit of the cooling rate is not particularly limited, and cooling may be performed within the range of equipment capacity as long as it is 20 ° C./s or more. The cooling after the plating treatment is preferably performed at a cooling rate described above to a temperature of 150 ° C. or lower.

めっき処理を行ったのち、さらに、めっき層の合金化処理を施しても良い。めっき層の合金化処理としては、常用の加熱温度:450〜550℃の温度に加熱し、冷却する処理とすることが好ましい。冷却としては、平均の冷却速度で20℃/s以上とすることが好ましい。   After performing the plating treatment, the plating layer may be further alloyed. As the alloying treatment of the plating layer, it is preferable to heat and cool to a usual heating temperature: 450 to 550 ° C. As the cooling, the average cooling rate is preferably 20 ° C./s or more.

合金化処理後の冷却速度:20℃/s以上
巻取り温度及び焼鈍温度が上記した適正な範囲で、めっき処理後の冷却速度が上記した範囲内であれば、合金化処理の時点でもセメンタイトはほぼ析出しておらず,炭化物として析出していないC量が0.022%以上となっている。冷却速度が20℃/s未満では、冷却中にセメンタイトが析出し炭化物として析出していないC量が0.022%未満となる。そのため、合金化処理後の冷却速度は、平均で20℃/s以上とすることが好ましい。なお、冷却速度の上限はとくに限定する必要はなく、20℃/s以上であれば、設備能力の範囲で冷却を行えばよい。合金化処理後の冷却は、上記した冷却速度で150℃以下の温度まで冷却することが好ましい。
Cooling rate after alloying treatment: 20 ° C / s or more If the coiling temperature and annealing temperature are in the appropriate ranges described above, and the cooling rate after plating treatment is within the above-mentioned ranges, cementite will remain at the time of alloying treatment. Almost no precipitation, C content not precipitated as carbide is 0.022% or more. When the cooling rate is less than 20 ° C / s, cementite precipitates during cooling and the amount of C not precipitated as carbides is less than 0.022%. For this reason, the cooling rate after alloying is preferably 20 ° C./s or more on average. Note that the upper limit of the cooling rate is not particularly limited, and cooling may be performed within the range of equipment capacity as long as it is 20 ° C./s or more. The cooling after the alloying treatment is preferably performed at a cooling rate described above to a temperature of 150 ° C. or lower.

(実施例1)
表1に示す組成の溶鋼を、転炉で溶製し、連続鋳造して肉厚250mmのスラブ(鋼素材)とした。これらのスラブを加熱し、粗圧延し、仕上げ圧延を施した後水冷し、コイルに巻き取り、板厚2.6mmの熱延鋼板とした。また、巻き取ったコイルのうち一部に対しては、巻き取り後30分以内に水槽に浸漬することにより水冷を行った(浸漬時間:2時間以上)。残りのコイルは水冷を行なわず放冷とした。スラブの加熱温度、仕上げ圧延終了温度、巻き取り温度および巻き取り後の水冷の有無を表2に示す。
Example 1
Molten steel having the composition shown in Table 1 was melted in a converter and continuously cast into a slab (steel material) having a thickness of 250 mm. These slabs were heated, roughly rolled, finish-rolled, then water-cooled, wound into a coil, and made into a hot-rolled steel sheet having a thickness of 2.6 mm. Some of the wound coils were water-cooled by being immersed in a water tank within 30 minutes after winding (immersion time: 2 hours or more). The remaining coils were allowed to cool without water cooling. Table 2 shows the heating temperature of the slab, the finish rolling end temperature, the winding temperature, and whether water cooling after winding is performed.

Figure 0005971281
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Figure 0005971281
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上記した方法により得られた熱延鋼板から試験片を採取し、以下に示す方法により組織観察、化学分析、引張試験、穴拡げ試験、衝撃試験を行い、フェライト相の面積率、フェライト相の平均結晶粒径、TiおよびVを含む炭化物の形状および大きさ、固溶Ti量、炭化物として析出していないC量、引張強さ、全伸び、穴拡げ率(伸びフランジ性)、延性脆性遷移温度を求めた。
(i)組織観察
得られた熱延鋼板(板厚方向中央部)から試験片を採取し、試験片の圧延方向断面を機械的に研磨し、ナイタールで腐食した後、走査型電子顕微鏡(SEM)で倍率3000倍にて10視野分撮影した。そして、得られた組織写真(SEM写真)を用い、画像解析装置によりフェライト相、フェライト相以外の組織の種類、および、フェライト相の面積率を求めた。また、フェライト相の平均結晶粒径は、上記により得られた組織写真(SEM写真)を用い、JIS G 0551の規定に準拠した切断法により求めた。
Samples are taken from the hot-rolled steel sheet obtained by the above method, and the structure observation, chemical analysis, tensile test, hole expansion test, impact test are performed by the following method, the ferrite phase area ratio, the average of the ferrite phase Grain size, carbide shape and size including Ti and V, solid solution Ti content, C content not precipitated as carbide, tensile strength, total elongation, hole expansion rate (stretch flangeability), ductile brittle transition temperature Asked.
(I) Microstructure observation A specimen is taken from the obtained hot-rolled steel sheet (center part in the thickness direction), the cross section in the rolling direction of the specimen is mechanically polished and corroded with nital, and then a scanning electron microscope (SEM) ) For 10 fields of view at 3000x magnification. And using the obtained structure | tissue photograph (SEM photograph), the kind of structure | tissue other than a ferrite phase and a ferrite phase, and the area ratio of the ferrite phase were calculated | required with the image-analysis apparatus. Further, the average crystal grain size of the ferrite phase was determined by a cutting method based on the provisions of JIS G 0551, using the structure photograph (SEM photograph) obtained as described above.

また、得られた熱延鋼板から作製した薄膜(試験片)を、透過電子顕微鏡(倍率:100,000倍以上)によって観察し、TiおよびVを含む炭化物の形状と大きさを求めた。   Moreover, the thin film (test piece) produced from the obtained hot-rolled steel sheet was observed with a transmission electron microscope (magnification: 100,000 times or more), and the shape and size of the carbide containing Ti and V were determined.

透過電子顕微鏡による観察は、母相であるフェライト相に対して[001]結晶方向、つまりフェライト相の[001]結晶方向から行い、EDS分析によりTiおよびVを検出した炭化物の形状と大きさを求めた。なお、観察方向を限定したのは、TiおよびVを含む炭化物がフェライト相に対して特定の方位関係を有して析出するためである。   Observation with a transmission electron microscope is carried out from the [001] crystal direction with respect to the ferrite phase, which is the parent phase, that is, the [001] crystal direction of the ferrite phase, and the shape and size of the carbides detected for Ti and V by EDS analysis. Asked. The reason for limiting the observation direction is that carbides containing Ti and V are precipitated with a specific orientation relative to the ferrite phase.

TiおよびVを含む炭化物は、板状炭化物であり、板の盤面がフェライト相の[001]方向と平行になるように(すなわち、板の盤面の法線がフェライト相の[001]方向と垂直となるように)析出する。そのため、TiおよびVを含む炭化物を、フェライト相の[001]方向から観察すると、矩形状に観察される。   Carbides containing Ti and V are plate-like carbides, so that the plate surface of the plate is parallel to the [001] direction of the ferrite phase (that is, the normal of the plate surface of the plate is perpendicular to the [001] direction of the ferrite phase) To precipitate). Therefore, when the carbide containing Ti and V is observed from the [001] direction of the ferrite phase, it is observed in a rectangular shape.

上記した方法により矩形状に観察される個々の炭化物について、最も寸法の大きい部分の長さを矩形の長さ、最も寸法の小さい部分の長さを矩形の幅とした。100個以上の炭化物について矩形の長さと幅を測定し、それぞれの算術平均値を矩形の平均長さ、矩形の平均幅とした。
(ii)化学分析
固溶Ti量分析は、非特許文献(城代哲史、外3名、「高強度鋼中合金元素の固溶定量法の開発」、材料とプロセス、日本鉄鋼協会、2010年、Vol.23、No.2、p.1348)に記載の方法にしたがい行った。すなわち、得られた熱延鋼板(板厚方向中央部)から採取した試験片を、10%アセチルアセトン−1%塩化テトラメチルアンモニウム−メタノール溶液中で電解し、電解直後の電解液を採取し、EDTA水溶液を加えてからICP質量分析装置で鉄濃度(Cfe)、Ti濃度(Cti)およびV濃度(Cv)を測定した。また、試験片に含まれる鉄以外の元素をスパーク放電発光分光分析法で定量し、それらの合計値を100%から減算して、試験片のFe濃度(Fe%)を算出した。これらの値を用い、固溶Ti量、固溶V量を次式より求めた。
For each carbide observed in a rectangular shape by the above-described method, the length of the portion with the largest dimension was defined as the length of the rectangle, and the length of the portion with the smallest dimension as the width of the rectangle. The length and width of the rectangle were measured for 100 or more carbides, and the arithmetic average value of each was taken as the average length of the rectangle and the average width of the rectangle.
(Ii) Chemical analysis Non-patent literature (Tetsufumi Shiroshiro, 3 others, “Development of solid solution determination method for alloy elements in high-strength steels”, Materials and Processes, Japan Iron and Steel Institute, 2010 , Vol.23, No.2, p.1348). That is, a test piece collected from the obtained hot-rolled steel sheet (central part in the plate thickness direction) was electrolyzed in a 10% acetylacetone-1% tetramethylammonium chloride-methanol solution, and the electrolyte immediately after electrolysis was collected, and EDTA After adding the aqueous solution, the iron concentration (Cfe), Ti concentration (Cti) and V concentration (Cv) were measured with an ICP mass spectrometer. In addition, elements other than iron contained in the test piece were quantified by spark discharge optical emission spectrometry, and the total value thereof was subtracted from 100% to calculate the Fe concentration (Fe%) of the test piece. Using these values, the amount of solid solution Ti and the amount of solid solution V were determined from the following equations.

固溶Ti量=(Cti/Cfe)×Fe%
固溶V量=(Cv/Cfe)×Fe%
なお、本発明の熱延鋼板に含まれるTi-V系複合炭化物の大きさは極めて微細なため、一般的によく用いられる析出量分析、すなわち鋼板を電解し、フィルター上に捕集した残渣を定量する方法では、炭化物がフィルターの孔からろ過漏れし、正しく定量できない。TiおよびVの鋼中での正確な析出量もしくは固溶量を知るためには、上記分析方法が必要である。
Solid Ti content = (Cti / Cfe) x Fe%
Solid solution V = (Cv / Cfe) x Fe%
In addition, since the size of the Ti-V composite carbide contained in the hot-rolled steel sheet of the present invention is extremely fine, generally used precipitation amount analysis, that is, electrolyzing the steel sheet, and collecting the residue collected on the filter In the method of quantifying, the carbide leaks from the filter holes and cannot be quantified correctly. In order to know the exact amount of precipitation or solid solution in Ti and V steel, the above analytical method is necessary.

炭化物として析出していないC量は、上記の方法で求めた固溶Ti量、固溶V量および抽出残渣法により求めた。   The amount of C not precipitated as carbide was determined by the solid solution Ti amount, solid solution V amount and extraction residue method determined by the above method.

上記の方法で求めた固溶Ti量を用い、(Ti−固溶Ti量−(S×48/32)−(N×48/14))の値を算出することで、試験片に含まれるTiのうち炭化物として析出したTi量を求めた。この析出したTi量には、微細なTi-V系複合炭化物(TiおよびVを含む炭化物)として析出したTiに加え、圧延中に析出しフェライトの核生成サイトとなるTi炭化物として析出したTiが含まれる。なお、上記の式において、Ti、S、Nは、試験片のTi含有量、S含有量、N含有量(いずれも質量%)である。また、上記の方法で求めた固溶V量を用い、(V−固溶V量)の値を算出することで、試験片に含まれるVのうち炭化物として析出したV量を求めた。なお、上記の式においてVは、試験片のV含有量(質量%)である。   Included in the test piece by calculating the value of (Ti-solid solution Ti amount-(S x 48/32)-(N x 48/14)) using the solid solution Ti amount obtained by the above method The amount of Ti precipitated as carbide in Ti was determined. In addition to Ti precipitated as fine Ti-V composite carbides (carbides containing Ti and V), Ti precipitated as Ti carbides that precipitate during rolling and become ferrite nucleation sites included. In the above formula, Ti, S, and N are the Ti content, S content, and N content (all by mass%) of the test piece. Moreover, the amount of V precipitated as a carbide | carbonized_material among V contained in a test piece was calculated | required by calculating the value of (V-solid solution V amount) using the amount of solid solution V calculated | required by said method. In the above formula, V is the V content (mass%) of the test piece.

更に、10%アセチルアセトン−1%塩化テトラメチルアンモニウム−メタノール溶液を電解液として用い、試験片を電解した後、孔径0.2mmのフィルター上に捕集した抽出残渣の化学分析を行い、炭化物となったFe量を求めた。   Furthermore, using a 10% acetylacetone-1% tetramethylammonium chloride-methanol solution as an electrolyte, the test piece was electrolyzed, and then the extraction residue collected on a 0.2 mm pore size filter was subjected to chemical analysis to become a carbide. The amount of Fe was determined.

これらの分析結果から、炭化物として析出していないC量(質量%)を、以下の式により算出した。以下の式においてCは、試験片のC含有量(質量%)である。   From these analysis results, the amount of C (mass%) not precipitated as carbide was calculated by the following formula. In the following formula, C is the C content (% by mass) of the test piece.

炭化物として析出していないC量=C−((炭化物として析出したTi量/48)+(炭化物として析出したV量/51))×12−(Fe析出量×12/(56×3))
なお、上記の式から明らかであるように、炭化物として析出していないC量とは、Ti-V複合系炭化物(Ti,V)C、Ti炭化物およびセメンタイトFe3C以外の形態のC量である。
(iii)引張試験
得られた熱延鋼板から、圧延直角方向を引張方向とするJIS5号引張試験片(JIS Z 2201)を採取し、JIS Z 2241(2011)の規定に準拠した引張試験を行い、引張強さ(TS)および全伸び(El)を測定した。
(iv)穴拡げ試験
得られた熱延鋼板から、試験片(大きさ:130 mm×130 mm)を採取し、該試験片に初期直径d0:10mmの穴を打ち抜き加工(クリアランス:試験片板厚の12.5%)で形成した。これら試験片を用いて、穴拡げ試験を実施した。すなわち、該穴にポンチ側から頂角:60°の円錐ポンチを挿入し、該穴を押し広げ、亀裂が鋼板(試験片)の板厚を貫通したときの穴の径d(mm)を測定し、次式で穴拡げ率λ(%)を算出した。
穴拡げ率λ(%)={(d−d0)/d0}×100
C amount not precipitated as carbide = C − ((Ti amount precipitated as carbide / 48) + (V amount precipitated as carbide / 51)) × 12− (Fe precipitation amount × 12 / (56 × 3))
As is clear from the above formula, the amount of C not precipitated as carbide is the amount of C in a form other than Ti-V composite carbide (Ti, V) C, Ti carbide and cementite Fe 3 C. is there.
(Iii) Tensile test From the obtained hot-rolled steel sheet, a JIS No. 5 tensile test piece (JIS Z 2201) with the direction perpendicular to the rolling direction is taken, and a tensile test based on the provisions of JIS Z 2241 (2011) is performed. Tensile strength (TS) and total elongation (El) were measured.
(Iv) Hole expansion test A test piece (size: 130 mm x 130 mm) was taken from the obtained hot-rolled steel sheet, and a hole with an initial diameter d 0 : 10 mm was punched into the test piece (clearance: test piece) 12.5% of the plate thickness). Using these test pieces, a hole expansion test was performed. That is, insert a conical punch with an apex angle of 60 ° from the punch side into the hole, expand the hole, and measure the diameter d (mm) of the hole when the crack penetrates the plate thickness of the steel plate (test piece) Then, the hole expansion ratio λ (%) was calculated by the following formula.
Hole expansion rate λ (%) = {(d−d 0 ) / d 0 } × 100

(v)衝撃試験
JIS Z 2242(2005) の規定に準拠し、2.5mmサブサイズのVノッチ試験片でシャルピー衝撃試験を行い、脆性破面率が50%となる温度を延性脆性遷移温度vTrs(℃)として求めた。
(V) Impact test
In accordance with JIS Z 2242 (2005), a Charpy impact test was performed on a 2.5 mm sub-size V-notch specimen, and the temperature at which the brittle fracture surface ratio was 50% was determined as the ductile brittle transition temperature vTrs (° C). .

得られた結果を表3に示す。   The obtained results are shown in Table 3.

Figure 0005971281
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本発明例はいずれも、引張強さ980MPa以上の高強度と伸び15%以上且つ穴拡げ率40%以上の優れた加工性を兼備し、しかも延性脆性遷移温度vTrsが−20℃以下と良好な低温靭性を有する。一方、本発明の範囲を外れる比較例は、所定の高強度を確保できていないか、十分な穴拡げ率が確保できていないか、十分な靭性が確保できていない。
(実施例2)
表4に示す組成の溶鋼を転炉で溶製し、連続鋳造して肉厚250mmのスラブ(鋼素材)とした。これらのスラブ(鋼素材)を、表5に示す加熱温度に加熱し、粗圧延と表5に示す仕上げ圧延終了温度で圧延を終了する仕上げ圧延とを施した後、表5に示す冷却速度(平均冷却速度)で水冷する冷却を施し、表5に示す巻取り温度でコイルに巻き取り、板厚2.6mmの熱延鋼板とした。なお、一部のコイルについては、巻き取り後、30分以内に水槽に浸漬するコイル水冷を実施した。なお、浸漬時間は2時間以上とした。それ以外のコイルについては、コイル水冷を行わず、放冷とした。
All of the examples of the present invention have high tensile strength of 980 MPa or more, excellent workability of elongation of 15% or more and hole expansion ratio of 40% or more, and ductile brittle transition temperature vTrs is -20 ° C. or less. Has low temperature toughness. On the other hand, the comparative example which is outside the scope of the present invention does not ensure a predetermined high strength, does not ensure a sufficient hole expansion rate, or does not ensure sufficient toughness.
(Example 2)
Molten steel having the composition shown in Table 4 was melted in a converter and continuously cast into a slab (steel material) having a thickness of 250 mm. These slabs (steel materials) were heated to the heating temperatures shown in Table 5 and subjected to rough rolling and finish rolling to finish rolling at the finish rolling finish temperature shown in Table 5, and then the cooling rates shown in Table 5 ( Water cooling was performed at an average cooling rate), and the coil was wound around the coil at the winding temperature shown in Table 5 to obtain a hot-rolled steel sheet having a thickness of 2.6 mm. In addition, about some coils, coil water cooling which immersed in a water tank within 30 minutes after winding was implemented. The immersion time was 2 hours or longer. The other coils were allowed to cool without performing coil water cooling.

得られた熱延鋼板の一部について、酸洗して表面スケールを除去した後に、連続焼鈍設備を用いて、表5に示す条件で焼鈍処理と、溶融亜鉛めっき処理とを施した。なお、溶融亜鉛めっき処理は、連続焼鈍処理後の鋼板を460℃の溶融亜鉛めっき浴(0.13%Al-Zn)に浸漬し、溶融亜鉛めっき層を表面に付着させ、めっき鋼板(溶融亜鉛めっき鋼板)とした。溶融亜鉛めっき処理後の冷却は、表5に示す平均冷却速度となるように、ガス冷却または水冷とした。さらに、一部のめっき鋼板には、溶融亜鉛めっき層の合金化処理を施し、合金化溶融亜鉛めっき鋼板とした。なお、合金化処理温度は520℃とした。合金化処理後の冷却は、表5に示す平均冷却速度となるように、ガス冷却または水冷とした。   About a part of obtained hot-rolled steel sheet, after pickling and removing the surface scale, the annealing process and the hot dip galvanizing process were performed on the conditions shown in Table 5 using the continuous annealing equipment. Note that the hot dip galvanizing treatment is performed by immersing the steel sheet after the continuous annealing treatment in a hot dip galvanizing bath (0.13% Al-Zn) at 460 ° C, and attaching a hot dip galvanized layer to the surface. ). The cooling after the hot dip galvanizing treatment was gas cooling or water cooling so that the average cooling rate shown in Table 5 was obtained. Further, some of the plated steel sheets were subjected to alloying treatment of a hot dip galvanized layer to obtain alloyed hot dip galvanized steel sheets. The alloying temperature was 520 ° C. The cooling after the alloying treatment was gas cooling or water cooling so that the average cooling rate shown in Table 5 was obtained.

Figure 0005971281
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得られた熱延鋼板から、実施例1と同様に、試験片を採取し、実施例1と同様な方法により組織観察、化学分析、引張試験、穴拡げ試験、衝撃試験を行い、フェライト相の面積率、フェライト相の平均結晶粒径、TiおよびVを含む炭化物の形状および大きさ、固溶Ti量、炭化物として析出していないC量、引張強さ、全伸び、穴拡げ率(伸びフランジ性)、延性脆性遷移温度を求めた。   From the obtained hot-rolled steel sheet, a test piece was collected in the same manner as in Example 1 and subjected to structure observation, chemical analysis, tensile test, hole expansion test, impact test by the same method as in Example 1, Area ratio, average grain size of ferrite phase, shape and size of carbide containing Ti and V, solid solution Ti amount, C amount not precipitated as carbide, tensile strength, total elongation, hole expansion rate (stretch flange) ) And ductile brittle transition temperature.

なお、炭化物として析出していないC量は、実施例1と同様に化学分析で、固溶Ti量、固溶V量と同様に、固溶Mo量、固溶Nb量、固溶W量を求めたのち、得られた固溶Mo量、固溶Nb量、固溶W量を用い、(Mo−固溶Mo量)、(Nb−固溶Nb量)、(W−固溶W量)の値を算出することで、Mo、Nb、Wのうち炭化物として析出したMo、Nb、W量を求めて、試験片に含まれるTi、Vのうち炭化物として析出したTi、V量に加えて、炭化物として析出していないC量を求めた。   The amount of C not precipitated as carbide is determined by chemical analysis in the same manner as in Example 1. The amount of solid solution Mo, the amount of solid solution Nb, the amount of solid solution W is the same as the amount of solid solution Ti and the amount of solid solution V. After obtaining, using the obtained solid solution Mo amount, solid solution Nb amount, solid solution W amount, (Mo-solid solution Mo amount), (Nb-solid solution Nb amount), (W-solid solution W amount) By calculating the value of Mo, Nb, and W, the amount of Mo, Nb, and W precipitated as carbides was determined. In addition to the Ti and V contained in the test piece, the amount of Ti and V precipitated as carbides was added. The amount of C not precipitated as carbide was determined.

得られた結果を表6に示す。   The results obtained are shown in Table 6.

Figure 0005971281
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本発明例はいずれも、引張強さ980MPa以上の高強度と伸び15%以上且つ穴拡げ率40%以上の優れた加工性を兼備し、しかも延性脆性遷移温度vTrsが−20℃以下と良好な低温靭性を有する。一方、本発明の範囲を外れる比較例は、所定の高強度を確保できていないか、十分な穴拡げ性が確保できないか、十分な靭性が確保できていない。   All of the examples of the present invention have high tensile strength of 980 MPa or more, excellent workability of elongation of 15% or more and hole expansion ratio of 40% or more, and ductile brittle transition temperature vTrs is -20 ° C. or less. Has low temperature toughness. On the other hand, a comparative example that is out of the scope of the present invention does not ensure a predetermined high strength, does not ensure sufficient hole expansibility, or does not ensure sufficient toughness.

Claims (4)

鋼素材を、加熱し、粗圧延と仕上げ圧延からなる熱間圧延を施し、仕上げ圧延終了後、冷却し、巻き取り、熱延鋼板とするにあたり、前記鋼素材を、質量%で、
C :0.07%以上0.12%以下、 Si:0.2%以下、
Mn:0.1%以上1.2%以下、 P :0.025%以下、
S :0.005%以下、 Al:0.1%以下、
N :0.008%以下、 Ti:0.14%以上0.20%以下、
V :0.05%以上0.15%以下
を、C、Ti、V、SおよびNが下記(1)式および(2)式を満足するように含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる組成とし、
前記加熱の加熱温度を1150℃以上1350℃以下とし、
前記仕上げ圧延の仕上げ圧延終了温度を880℃以上とし、
前記巻き取りの巻取り温度を550℃以上700℃以下とし、前記巻き取り後の熱延コイルを水冷し、
前記熱延鋼板を、前記組成を有し、且つ、固溶Tiが質量%で0.04%以下、炭化物として析出していないCが質量%で0.022%以上であり、
組織全体に対するフェライト相の面積率が95%以上で、該フェライト相の平均結晶粒径が5.0μm以下であり、TiおよびVを含む炭化物であって、前記フェライト相の[001]方向から観察したときの形状が、平均長さ8nm以下、平均幅1nm以下の矩形状である炭化物が析出した組織を有し、
引張強さが980MPa以上である熱延鋼板とする
ことを特徴とする加工性および靭性に優れた高強度熱延鋼板の製造方法。

((Ti/48)−(N/14)−(S/32)+(Mo/96)+(Nb/93)+(W/184))/(V/51)>1.0 … (1)
(C/12)/((Ti/48)−(N/14)−(S/32)+(V/51)+(Mo/96)+(Nb/93)+(W/184))>1.0 … (2)
ここで、C、Ti、V、S、N、Nb、Mo、W:各元素の含有量(質量%)
The steel material is heated, subjected to hot rolling consisting of rough rolling and finish rolling, and after finishing rolling is cooled, wound, and made into a hot-rolled steel sheet, the steel material in mass%,
C: 0.07% or more and 0.12% or less, Si: 0.2% or less,
Mn: 0.1% to 1.2%, P: 0.025% or less,
S: 0.005% or less, Al: 0.1% or less,
N: 0.008% or less, Ti: 0.14% or more and 0.20% or less,
V: 0.05% or more and 0.15% or less, C, Ti, V, S and N are contained so as to satisfy the following formulas (1) and (2), and the balance is composed of Fe and inevitable impurities,
The heating temperature of the heating is 1150 ° C or higher and 1350 ° C or lower,
The finish rolling finish temperature of the finish rolling is 880 ° C. or higher,
The winding temperature of the winding is 550 ° C. or more and 700 ° C. or less, the hot-rolled coil after winding is water-cooled ,
The hot-rolled steel sheet has the above-mentioned composition, and solute Ti is 0.04% or less by mass%, and C not precipitated as carbide is 0.022% or more by mass%,
The area ratio of the ferrite phase with respect to the entire structure is 95% or more, the average crystal grain size of the ferrite phase is 5.0 μm or less, and is a carbide containing Ti and V, which was observed from the [001] direction of the ferrite phase. When the shape has a structure in which carbide having a rectangular shape with an average length of 8 nm or less and an average width of 1 nm or less is precipitated,
A method for producing a high-strength hot-rolled steel sheet excellent in workability and toughness, characterized by being a hot-rolled steel sheet having a tensile strength of 980 MPa or more .
Record
((Ti / 48) − (N / 14) − (S / 32) + (Mo / 96) + (Nb / 93) + (W / 184)) / (V / 51)> 1.0… (1)
(C / 12) / ((Ti / 48)-(N / 14)-(S / 32) + (V / 51) + (Mo / 96) + (Nb / 93) + (W / 184))> 1.0… (2)
Here, C, Ti, V, S, N, Nb, Mo, W: Content of each element (mass%)
前記巻き取り、熱延鋼板とするに代えて、巻き取り、熱延鋼板としたのちにさらに熱延鋼板表面にめっき層を形成するにあたり、前記巻き取りの巻取り温度を400℃以上700℃以下とし、前記巻き取り後の熱延コイルを水冷、連続焼鈍処理およびめっき処理を施し、該めっき処理後に、平均冷却速度:20℃/s以上で150℃以下の温度まで冷却することを特徴とする請求項に記載の高強度熱延鋼板の製造方法。 In place of the winding and hot-rolled steel sheet, the winding temperature of the winding is 400 ° C. or higher and 700 ° C. or lower when forming a plating layer on the surface of the hot-rolled steel sheet after winding and hot-rolling steel sheet. and then, cooled with water the hot rolled coil after the winding, subjected to continuous annealing and plating, after the plating treatment, the average cooling rate and characterized by cooling at 20 ° C. / s or higher to a temperature of 0.99 ° C. or less The manufacturing method of the high intensity | strength hot-rolled steel plate of Claim 1 . 前記めっき処理に引続き、前記めっき層の合金化処理を施し、該合金化処理後に、平均冷却速度:20℃/s以上で150℃以下の温度まで冷却することを特徴とする請求項に記載の高強度熱延鋼板の製造方法。 Following the plating process, subjected to alloying treatment of the plating layer, after alloying treatment, an average cooling rate: according to claim 2, wherein the cooling to 20 ° C. / s or higher at 0.99 ° C. below the temperature Manufacturing method of high strength hot rolled steel sheet. 前記組成に加えてさらに、質量%で、Mo:0.02%以上0.30%以下、Nb:0.02%以上0.10%以下、W:0.02%以上0.10%以下のうちから選ばれた1種または2種以上を含有する組成とすることを特徴とする請求項ないしのいずれかに記載の高強度熱延鋼板の製造方法。 In addition to the above composition, one or more selected from Mo: 0.02% or more and 0.30% or less, Nb: 0.02% or more and 0.10% or less, and W: 0.02% or more and 0.10% or less. The method for producing a high-strength hot-rolled steel sheet according to any one of claims 1 to 3 , wherein the composition is contained.
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