JP6515360B1 - ホットスタンプ成形体 - Google Patents
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Abstract
Description
Cは、1500MPa以上の引張強さを得るために重要な元素である。0.15%未満では、マルテンサイトが軟らかく、1500MPa以上の引張強さを確保することが困難であるので、Cは0.15%以上とする。好ましくは0.20%以上である。一方、要求される衝撃吸収能と強度とのバランスを鑑みて、0.35%未満とする。好ましくは0.34%未満である。
Siは、変形能を高めて衝撃吸収能の向上に寄与する元素である。0.005%未満では変形能が乏しく衝撃吸収能が劣化するため、0.005%以上添加する。好ましくは0.01%以上である。一方、0.25%を超えると、炭化物への固溶量が増加して炭化物が溶解しにくくなり旧オーステナイトの平均結晶粒径を3μmに制御できなくなるため、上限を0.25%とする。好ましくは0.22%以下である。
Mnは、固溶強化で強度の向上に寄与する元素である。0.5%未満では固溶強化能が乏しくマルテンサイトが軟らかくなり、1500MPa以上の引張強さを確保することが困難であるので、0.5%以上添加する。好ましくは0.7%以上である。一方、3.0%を超えて添加すると、炭化物への固溶量が増加して炭化物が溶解しにくくなり旧オーステナイトの平均結晶粒径を3μm以下に制御できなくなるため、3.0%を上限とする。好ましくは、2.5%以下である。
Alは、溶鋼を脱酸して鋼を健全化する作用をなす元素である。0.0002%未満では、脱酸が十分で粗大な酸化物が生成して早期破断を引き起こすため、sol.Alは0.0002%以上とする。好ましくは0.0010%以上である。一方、3.0%を超えて添加すると、粗大な酸化物が生成し靭性が損なわれるため、3.0%以下とする。好ましくは2.5%以下、より好ましくは0.5%以下である。
Crは、固溶強化で強度の向上に寄与する元素である。0.05%未満では固溶強化能が乏しくマルテンサイトが軟らかくなり、1500MPa以上の引張強さを確保することが困難であるので、0.05%以上添加する。好ましくは0.1%以上である。一方、1.00%を超えて添加すると、炭化物への固溶量が増加して炭化物が溶解しにくくなり旧オーステナイトの粒径を3μm以下に制御できなくなるため、1.00%を上限とする。好ましくは、0.8%以下である。
Bは、固溶強化で強度の向上に寄与する元素である。0.0005%未満では固溶強化能が乏しくマルテンサイトが軟らかくなり、1500MPa以上の引張強さを確保することが困難であるので、0.0005%以上添加する。好ましくは0.0008%以上である。一方、0.010%を超えて添加すると、炭化物への固溶量が増加して炭化物が溶解しにくくなり旧オーステナイトの平均結晶粒径を3μm以下に制御できなくなるため、0.010%を上限とする。好ましくは、0.007%以下である。
Nbは、旧オーステナイトの粒界に固溶して粒界の強度を上昇させる元素である。また、Nbは、粒界に固溶することでPの粒界偏析を阻害するため、粒界の脆化強度を向上させる。そのため、0.01%以上添加する。好ましくは0.030%以上である。一方、0.15%を超えて添加すると、炭化物として析出しやすくなり、粒界への固溶量が低下してしまうため0.15%以下とする。好ましくは0.12%以下である。
Moは、旧オーステナイトの粒界に固溶して粒界の強度を上昇させる元素である。また、Moは、粒界に固溶することでPの粒界偏析を阻害するため、粒界の脆化強度を向上させる。そのため、0.005%以上添加する。好ましくは0.030%以上である。一方、1.00%を超えて添加すると、炭化物として析出しやすくなり、粒界への固溶量が低下してしまうため1.00%以下とする。好ましくは0.80%以下である。
Tiは、必須の元素ではないが、固溶強化で強度の向上に寄与する元素であるため、必要に応じて添加してもよい。Tiを添加する場合、添加の効果を得るためには、0.01%以上とするのが好ましい。好ましくは0.02%である。一方、0.15%を超えて添加すると、粗大な炭化物や窒化物を形成して早期破断を引き起こすため、0.15%以下とする。好ましくは0.12%以下である。
Niは、必須の元素ではないが、固溶強化で強度の向上に寄与する元素であるため、必要に応じて添加してもよい。Niを添加する場合、添加の効果を得るためには、0.01%以上とするのが好ましい。好ましくは0.02%である。一方、3.00%を超えて添加すると、鋼が脆くなり早期破断を引き起こすため、3.00%以下とする。好ましくは2.00%以下である。
Pは不純物元素であり、粒界に偏析しやすく、粒界の脆化強度を低下させる元素である。0.10%を超えると、粒界の脆化強度が著しく低下し、早期破断を引き起こすため、Pは0.10%以下とする。好ましくは0.050%以下である。下限は、特に限定しないが、0.0001%未満に低減すると、脱Pコストが大幅に上昇し、経済的に不利になるので、実用鋼板上、0.0001%が実質的な下限である。
Sは不純物元素であり、介在物を形成する元素である。0.10%を超えると、介在物が生成し早期破断を引き起こすため、Sは0.10%以下とする。好ましくは0.0050%以下である。下限は、特に限定しないが、0.0015%未満に低減すると、脱Sコストが大幅に上昇し、経済的に不利になるので、実用鋼板上、0.0015%が実質的な下限である。
Nは不純物元素であり、窒化物を形成して早期破断を引き起こすため、0.010%以下とする。好ましくは0.0075%以下である。下限は、特に限定しないが、0.0001%未満に低減すると、脱Nコストが大幅に上昇し、経済的に不利になるので、実用鋼板上、0.0001%が実質的な下限である。
上述の化学組成を有する溶鋼を連続鋳造法により、鋼片(スラブ)にする。この連続鋳造工程では、単位時間当たりの溶鋼鋳込み量を6ton/分以下とすることが好ましい。連続鋳造時に溶鋼の単位時間あたりの鋳込み量(鋳込み速度)が6ton/分を超えると、Mnのミクロ偏析が増加するとともに、MoやNbを主体とする析出物の核生成量が増加してしまう。鋳込み量を5ton/分を以下とすることがさらに好ましい。鋳込み量の下限は特に限定されないが、操業コストの観点から、0.1ton/分以上であることが好ましい。
上述の鋼片を熱間圧延して鋼板とする。その際、式(2)で定義されるA3変態温度+10℃以上かつA3変態温度+200℃以下の温度域で熱間圧延を終了し、その際の最終段圧下率を12%以上とし、仕上げ圧延終了後から1秒以内に冷却を開始し、仕上げ圧延終了温度から550℃までの温度域を100℃/s以上の冷却速度で冷却し、500℃未満の温度で巻き取る。
鋼板の表面上に、耐食性の向上等を目的として、めっき層を形成してもよい。めっき層は、電気めっき層及び溶融めっき層のいずれでもよい。電気めっき層としては、電気亜鉛めっき層、電気Zn−Ni合金めっき層等が例示される。溶融めっき層としては、溶融亜鉛めっき層、合金化溶融亜鉛めっき層、溶融アルミニウムめっき層、溶融Zn−Al合金めっき層、溶融Zn−Al−Mg合金めっき層、溶融Zn−Al−Mg−Si合金めっき層等が例示される。めっき層の付着量は、特に制限されず一般的な付着量でよい。
ホットスタンプ用鋼板の製造においては、その他、酸洗、冷間圧延、調質圧延等、公知の製法を含んでもよい。
Claims (2)
- 成分組成が、質量%で、
C :0.15%以上、0.35%未満、
Si:0.005%以上、0.25%以下、
Mn:0.5%以上、3.0%以下、
sol.Al:0.0002%以上、3.0%以下、
Cr:0.05%以上、1.00%以下、
B :0.0005%以上、0.010%以下、
Nb:0.01%以上、0.15%以下、
Mo:0.005%以上、1.00%以下、
Ti:0%以上、0.15%以下、
Ni:0%以上、3.00%以下、
P :0.10%以下、
S :0.10%以下、及び
N :0.010%以下
を含有し、残部がFe及び不可避的不純物であり、
ミクロ組織が、旧オーステナイトを含み、さらに、下部ベイナイト、マルテンサイト及び焼戻しマルテンサイトの少なくとも1種を、面積率で90%以上含み、
前記旧オーステナイトの平均結晶粒径が3μm以下であり、
Z=(粒界におけるNb及びMoの1種又は2種の質量%)/(溶解時のNb及びMoの1種又は2種の質量%)で定義される粒界固溶比Zが0.3以上であり、
−100℃におけるシャルピー衝撃試験における脆性破面率が30%未満である
ことを特徴とするホットスタンプ成形体。 - めっき層を有することを特徴とする請求項1に記載のホットスタンプ成形体。
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