JP6700398B2 - 高降伏比型高強度冷延鋼板及びその製造方法 - Google Patents
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Description
[関係式1]
1650≦5541.4C+239Mn+169.1Cr+0.74SS−1.36RCS≦1688
[ここで、C、Mn及びCrは各元素の含有量を重量%で示した値であり、SSは連続焼鈍温度(℃)を示し、RCSは連続焼鈍時の冷却終了温度(℃)を示す。]
微細組織は、面積%で90%以上のマルテンサイト及び焼戻しマルテンサイトと、10%以下のフェライト及びベイナイトとを含み、マルテンサイトと焼戻しマルテンサイトのうち焼戻しマルテンサイトの分率は、面積%で90%以上であり、上記マルテンサイト中のC+Mn濃度(a)とフェライト及びベイナイト中のC+Mn濃度(b)の比率(b/a)が0.65以上である高降伏比型高強度冷延鋼板が提供される。
[関係式1]
1650≦5541.4C+239Mn+169.1Cr+0.74SS−1.36RCS≦1688
[ここで、C、Mn及びCrは各元素の含有量を重量%で示した値であり、SSは連続焼鈍温度(℃)を示し、RCSは連続焼鈍時の冷却終了温度(℃)を示す。]
鋼中の炭素(C)は変態組織の強化のために添加される非常に重要な元素である。炭素は高強度化を図り、変態組織鋼においてマルテンサイトの形成を促進する。炭素含量が増加すると、鋼中のマルテンサイト量が増加する。しかし、その量が0.15%を超えると、溶接性が劣り、クライアントの部品加工において溶接欠陥が発生することがある。炭素含量が0.1%未満と低くなると、強度を十分に確保するのが困難である。
鋼中のシリコン(Si)はフェライト変態を促進させ、未変態オーステナイト中に炭素の含有量を上昇させ、フェライトとマルテンサイトの複合組織を形成させ、マルテンサイトの強度上昇を妨げる。また、表面特性に関連して表面スケール欠陥を誘発するのみならず、化成処理性も低下させるため、できるだけ添加を制限することが好ましい。したがって、Siの含量は0.2%以下(0%を含む)に制限することが好ましい。
鋼中のマンガン(Mn)は延性の損傷なく結晶粒を微細化させ、鋼中の硫黄を完全にMnSとして析出させることで、FeSの生成による熱間脆性を防止すると共に鋼を強化させる元素であり、かつマルテンサイト相が得られる臨界冷却速度を低くする役割を行う。これにより、マルテンサイトをより容易に形成させることができる。
鋼中のリン(P)は固溶強化効果が最も大きい置換型合金元素であり、面内異方性を改善し、強度を向上させる役割を行う。その含量が0.001%未満の場合は、その効果を十分に確保することができないのみならず、製造コストの問題ももたらすこれに対し、リン(P)を過剰に添加すると、プレス成形性が劣化し、鋼の脆性が発生する可能性がある。
鋼中の硫黄(S)は鋼中の不純物元素であり、鋼板の延性及び溶接性を阻害する元素である。その含量が0.01%を超えると、鋼板の延性及び溶接性を阻害する可能性が高い。
鋼中の可溶アルミニウム(Sol.Al)は鋼中の酸素と結合して脱酸作用を行い、フェライト中の炭素をオーステナイトに分配し、マルテンサイト硬化能を向上させるのに有効な成分である。その含量が0.01%未満の場合は、上記効果を十分に確保することができず、0.1%を超えると、上記効果は飽和するのみならず、製造コストも増加する。したがって、上記可溶Alの含量は0.01〜0.10%に制限することが好ましい。
鋼中の窒素(N)はオーステナイトを安定化させるのに有効な作用を行う成分である。その含量が0.01%を超える場合は、AlN形成などによる連鋳においてクラックが発生する危険性が増加する可能性がある。
鋼中のクロム(Cr)は鋼の硬化能を向上させ、高強度を確保するために添加する成分であり、低温変態相であるマルテンサイトを形成するのに非常に重要な役割を行う元素である。上記Crの含量が0.3%未満の場合は、上記の効果を確保するのが困難であり、0.9%を超えると、その効果が飽和するのみならず、経済的にも不利である。したがって、上記Crの含量は0.3〜0.9%に制限することが好ましい。
鋼中のBは焼鈍中に冷却する過程でオーステナイトがパーライトに変態することを遅延させる成分であり、フェライトの形成を抑制し、マルテンサイトの形成を促進する元素である。上記Bの含量が0.0010%未満の場合は、上記の効果を十分に得るのが困難であり、0.0030%を超えると、過剰な合金鉄による原価の増加が発生する。
鋼中のTi及びNbは鋼板の強度上昇及び粒径微細化に有効な元素である。上記Ti及びNbの含量が0.01%未満の場合は、このような効果を十分に確保するのが困難であり、その含量が0.03%を超えると、製造コストの上昇及び過剰な析出物によって延性を大きく低下させる可能性がある。したがって、Ti及びNbの含量はそれぞれ0.01〜0.03%に制限することが好ましい。
1650≦5541.4C+239Mn+169.1Cr+0.74SS−1.36RCS≦1688
[ここで、C、Mn及びCrは各元素の含有量を重量%で示した値であり、SSは連続焼鈍温度(℃)を示し、RCSは連続焼鈍時の冷却終了温度(℃)を示す。]
1650≦5541.4C+239Mn+169.1Cr+0.74SS−1.36RCS≦1688
[ここで、C、Mn及びCrは各元素の含有量を重量%で示した値であり、SSは連続焼鈍温度(℃)を示し、RCSは連続焼鈍時の冷却終了温度(℃)を示す。]
下記表1のように組成される鋼スラブを真空溶解し、加熱炉で1200℃の再加熱温度で1時間加熱し、熱間圧延を行って熱延鋼板を得た後巻き取った。この際、熱間圧延は880℃の温度範囲で終了し、巻取温度は680℃に設定した。上記熱延鋼板を酸洗し、冷間圧下率を50%として冷間圧延を行って冷延鋼板を得た。冷間圧延された冷延鋼板は下記表1の条件で連続焼鈍を行い、最終的に圧延率0.2%でスキンパス圧延を行った。連続焼鈍時の1次冷却速度は2℃/secであり、1次冷却終了温度は650℃であり、2次冷却速度は15℃/secであった。
上記実施例1の発明鋼2において5541.4C+239Mn+169.1Cr+0.74SS−1.36RCSの変化による引張強度の変化を調査し、その結果を図3に示した。
[ここで、C、Mn及びCrは各元素の含有量を重量%で示した値であり、SSは連続焼鈍温度(℃)を示し、RCSは連続焼鈍時の冷却終了温度(℃)を示す。]
Claims (4)
- 連続焼鈍工程を含む冷延鋼板の製造方法により製造される冷延鋼板であって、
質量%で、C:0.1〜0.15%、Si:0.2%以下(0%を含む)、Mn:2.3〜3.0%、P:0.001〜0.10%、S:0.010%以下(0%を含む)、Sol.Al:0.01〜0.10%、N:0.010%以下(0%は除く)、Cr:0.3〜0.9%、B:0.0010〜0.0030%、Ti:0.01〜0.03%、Nb:0.01〜0.03%、Fe及びその他の不純物を残部として含み、下記関係式(1)を満たし、
[関係式1]
1650≦5541.4C+239Mn+169.1Cr+0.74SS−1.36RCS≦1688
[ここで、C、Mn及びCrは各元素の含有量を質量%で示した値であり、SSは連続焼鈍温度(℃)を示し、RCSは連続焼鈍時の冷却終了温度(℃)を示す。]
微細組織は、面積%で90%以上のマルテンサイト及び焼戻しマルテンサイトと、10%以下のフェライト及びベイナイトとを含み、
マルテンサイトと焼戻しマルテンサイトのうち焼戻しマルテンサイトの分率は、面積%で90%以上であり、
前記マルテンサイト中のC+Mn濃度(a)とフェライト及びベイナイト中のC+Mn濃度(b)の比率(b/a)が0.65以上である、高降伏比型高強度冷延鋼板。 - 前記冷延鋼板は920MPa以上の降伏強度、1200MPa以上の引張強度、0.77以上の降伏比、6%以上の伸び率及び3以下の曲げ性指数(R/t:R:曲率半径、t:試験片の厚さ)を有する、請求項1に記載の高降伏比型高強度冷延鋼板。
- 前記冷延鋼板は1200〜1300MPaの引張強度及び0.77以上の降伏比を有する、請求項1に記載の高降伏比型高強度冷延鋼板。
- 請求項1から3のいずれか1項に記載の高降伏比型高強度冷延鋼板を製造する製造方法であって、
質量%で、C:0.1〜0.15%、Si:0.2%以下(0%を含む)、Mn:2.3〜3.0%、P:0.001〜0.10%、S:0.010%以下(0%を含む)、Sol.Al:0.01〜0.10%、N:0.010%以下(0%は除く)、Cr:0.3〜0.9%、B:0.0010〜0.0030%、Ti:0.01〜0.03%、Nb:0.01〜0.03%、Fe及びその他の不純物を残部として含む鋼スラブを再加熱した後、800〜950℃の熱間仕上げ圧延温度条件で熱間仕上げ圧延して熱延鋼板を得る段階と、
前記熱延鋼板を500〜750℃の温度範囲で巻き取る段階と、
前記熱延鋼板を40〜70%の圧下率で冷間圧延して冷延鋼板を得る段階と、
前記冷延鋼板を770℃〜830℃の連続焼鈍温度で維持した後、650〜700℃まで1〜10℃/秒の冷却速度で1次冷却し、5〜20℃/秒の冷却速度で250〜330℃の冷却終了温度まで2次冷却し過時効処理する連続焼鈍を行う段階と、
前記のように連続焼鈍処理された鋼板を0.1〜1.0%の圧下率でスキンパス圧延する段階と、を含み、
前記連続焼鈍温度(℃)及び冷却終了温度(℃)は下記関係式(1)を満たす、高降伏比型高強度冷延鋼板の製造方法。
[関係式1]
1650≦5541.4C+239Mn+169.1Cr+0.74SS−1.36RCS≦1688
[ここで、C、Mn及びCrは各元素の含有量を質量%で示した値であり、SSは連続焼鈍温度(℃)を示し、RCSは連続焼鈍時の冷却終了温度(℃)を示す。]
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