JP6797934B2 - 強度及び成形性が改善された高強度鋼板の製造方法、及び得られた高強度鋼板 - Google Patents

強度及び成形性が改善された高強度鋼板の製造方法、及び得られた高強度鋼板 Download PDF

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Description

本発明は、強度、延性及び成形性が改善された高強度鋼板の製造方法及びその方法により得られた鋼板に関する。
自動車用の車体構造部材の部品及び車体パネル等の各種機器を製造するには、ＤＰ（二相）鋼又はＴＲＩＰ（変態誘起塑性）鋼でできた板を用いるのが一般的である。
例えば、マルテンサイト組織及び／又は残留オーステナイトを含み、約０．２％のＣ、約２％のＭｎ、約１．７％のＳｉを含むそのような鋼は、約７５０ＭＰａの降伏強度、約９８０ＭＰａの引張強度、８％を超える全伸びを有する。これらの板は、Ａｃ３変態点よりも高い焼鈍温度から、Ｍｓ変態点を超える過時効まで焼き入れし、所与の時間、板をその温度に維持することにより、連続焼鈍ライン上で製造される。
地球環境保全の観点から、燃費を向上させるよう自動車の軽量化を図るためには、歩留まり及び引張強度が改善された板を有することが望ましい。しかし、このような板は、良好な延性及び良好な成形性、より具体的には良好な伸びフランジ性も有さなければならない。
この点に関して、８３０ＭＰａ〜１１００ＭＰａの間に含まれる、好ましくは少なくとも８５０ＭＰａの降伏強度ＹＳ、少なくとも１１８０ＭＰａの引張強度ＴＳ、少なくとも１２％、好ましくは少なくとも１４％の全伸び、及びＩＳＯ規格１６６３０：２００９に従った、３０％を超える孔拡げ率ＨＥＲを持つ板を有することが望ましい。測定方法の違いにより、ＩＳＯ規格による孔拡げ率ＨＥＲの値が大きく異なり、ＪＦＳ Ｔ １００１（日本鉄鋼連盟規格）による孔拡げ率λの値と比較できないことが強調されなければならない。引張強度ＴＳ及び全伸びＴＥは、２００９年１０月に発行されたＩＳＯ規格ＩＳＯ６８９２−１に従って測定される。測定方法の違いにより、特に使用される試験片の幾何学的形状の違いにより、ＩＳＯ規格に従って測定された全伸びＴＥの値は、ＪＩＳ Ｚ ２２０１−０５規格に従って測定された全伸びの値とは大きく異なり、特にこれよりも低い。
したがって、本発明の目的は、そのような板及びその製造方法を提供することである。
この目的のために、本発明は、７１％〜９１％の間の、マルテンサイトとベイナイトの合計、９％〜１３％の間の残留オーステナイト、及び最大で２０％のフェライトからなる微細組織を有する鋼板の製造方法に関し、該方法は以下の連続する工程：
− 冷間圧延鋼板を提供する工程であって、鋼の化学組成は、重量％で、
０．１３％≦Ｃ≦０．２２％、
１．２％≦Ｓｉ≦２．３％、
０．０２％≦Ａｌ≦１．０％、
ここで、１．２５％≦Ｓｉ＋Ａｌ≦２．３５％である、
２．４％≦Ｍｎ≦３％、
Ｔｉ≦０．０５％、
Ｎｂ≦０．０５％
を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物である工程、
− ８０％〜１００％のオーステナイト及び０％〜２０％のフェライトを含む組織を得るように、焼鈍温度ＴＡで鋼板を焼鈍する工程、
− ２０℃／秒〜５０℃／秒の間に含まれる冷却速度で２４０℃〜３１０℃の間の焼入温度ＱＴまで前記板を焼き入れする工程、
− 前記板を４００℃〜４６５℃の間の分配温度ＰＴまで加熱し、この温度で前記板を５０秒〜２５０秒の間の分配時間Ｐｔの間維持する工程、
− 直ちに前記板を室温まで冷却する工程
を含む。
好ましくは、冷間圧延鋼板を提供する工程は、
− 該鋼でできた板を熱間圧延して熱間圧延鋼板を得、
− 熱間圧延鋼板を５００℃〜７３０℃の間に含まれる温度Ｔｃで巻取り、
− 熱間圧延鋼板を冷間圧延して前記冷間圧延鋼板を得ること
を含む。
特定の実施形態によれば、冷間圧延鋼板を提供する工程は、巻取りと冷間圧延との間に、５００℃〜６５０℃の間に含まれる温度で３００秒〜１２時間の間の時間、バッチ焼鈍を行うことをさらに含む。
別の特定の実施形態によれば、冷間圧延鋼板を提供する工程は、巻取りと冷間圧延との間に、５〜７日の間に含まれる時間、巻取り温度から室温まで熱間圧延鋼板を徐冷することをさらに含む。
好ましくは、焼き入れされた板が、分配温度ＰＴまで加熱する直前に、１０〜４０％の間のオーステナイト、６０〜９０％の間のマルテンサイト及び０〜２０％の間のフェライトからなる組織を有する。
特定の実施形態によれば、焼入温度ＱＴは２４０℃〜２７０℃の間に含まれ、分配温度ＰＴは４４０℃〜４６０℃の間に含まれる。
別の特定の実施形態によれば、焼入温度ＱＴは２９０℃〜３２０℃の間に含まれ、分配温度ＰＴは４００℃〜４２５℃の間に含まれる。
好ましくは、鋼の化学組成は、以下の条件：Ｃ≧０．１６％、Ｃ≦０．２０％、Ｓｉ≧２．０％、Ｓｉ≦２．２％、Ｍｎ≧２．６％、Ｍｎ≦２．８％、の少なくとも１つを満たす。
好ましくは、板が焼入温度ＱＴに焼き入れされた後、板が分配温度ＰＴに加熱される前に、板は２秒〜８秒の間、好ましくは３秒〜７秒の間に含まれる保持時間の間、焼入温度ＱＴに保持される。
好ましくは、分配時間Ｐｔは５０〜２００秒の間である。
特に、本発明は、７１％〜９１％の間の、マルテンサイトとベイナイトの合計、９％〜１３％の間の残留オーステナイト、及び最大で２０％のフェライトからなる微細組織を有する鋼板の製造方法に関し、該方法は以下の連続する工程：
− 冷間圧延鋼板を提供する工程であって、鋼の化学組成は、重量％で、
０．１３％≦Ｃ≦０．２２％、
１．２％≦Ｓｉ≦２．３％、
０．０２％≦Ａｌ≦１．０％、
ここで、１．２５％≦Ｓｉ＋Ａｌ≦２．３５％である、
２．４％≦Ｍｎ≦３％、
Ｔｉ＜０．０５％、
Ｎｂ＜０．０５％
を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物である工程、
− ８０％〜１００％のオーステナイト及び０％〜２０％のフェライトを含む組織を得るように、焼鈍温度ＴＡで鋼板を焼鈍する工程、
− ２０℃／秒〜５０℃／秒の間に含まれる冷却速度で２４０℃〜２７０℃の間の焼入温度ＱＴまで前記板を焼き入れする工程、
− 板を４４０℃〜４６０℃の間の分配温度ＰＴまで加熱し、分配温度ＰＴで前記板を５０秒〜２５０秒の間の分配時間Ｐｔの間維持する工程、
− 直ちに前記板を室温まで冷却する工程
を含む。
本発明はまた、７１％〜９１％の間の、マルテンサイトとベイナイトの合計、９％〜１３％の間の残留オーステナイト、及び最大で２０％のフェライトからなる微細組織を有する鋼板の製造方法に関し、該方法は以下の連続する工程：
− 冷間圧延鋼板を提供する工程であって、鋼の化学組成は、重量％で、
０．１３％≦Ｃ≦０．２２％、
１．２％≦Ｓｉ≦２．３％、
０．０２％≦Ａｌ≦１．０％、
ここで、１．２５％≦Ｓｉ＋Ａｌ≦２．３５％である、
２．４％≦Ｍｎ≦３％、
Ｔｉ＜０．０５％、
Ｎｂ＜０．０５％
を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物である該工程、
− 焼鈍温度ＴＡで鋼板を焼鈍し、８０％〜１００％のオーステナイト及び０％〜２０％のフェライトを含む組織を得る工程、
− ２０℃／秒〜５０℃／秒の間に含まれる冷却速度で２９０℃〜３２０℃の間の焼入温度ＱＴまで板を焼き入れする工程、
− 板を４００℃〜４２５℃の間の分配温度ＰＴまで加熱し、分配温度ＰＴで板を５０秒〜２５０秒の間の分配時間Ｐｔの間維持する工程、
直ちに板を室温まで冷却する工程
を含む。
本発明はまた、鋼板であって、鋼の化学組成が、重量％で、
０．１３％≦Ｃ≦０．２２％、
１．２％≦Ｓｉ≦２．３％、
０．０２％≦Ａｌ≦１．０％、
ここで、１．２５％≦Ｓｉ＋Ａｌ≦２．３５％である、
２．４％≦Ｍｎ≦３％、
Ｔｉ≦０．０５％、
Ｎｂ≦０．０５％
を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物であり、表面割合で
− ７１％〜９１％の間のマルテンサイト及びベイナイト
− ９％〜１３％の間の残留オーステナイト、
− 最大で２０％のフェライト
からなる微細組織を有し、
− 板が、８５０〜１１００ＭＰａの間に含まれる降伏強度、少なくとも１１８０ＭＰａの引張強度、少なくとも１２％の全伸び及び少なくとも３０％の孔拡げ率ＨＥＲを有する、鋼板に関する。
特定の実施形態によれば、全伸びＴＥは少なくとも１４％であり、及び／又は孔拡げ率ＨＥＲは４０％よりも大きい。
鋼の化学組成は、任意に、以下の条件：Ｃ≧０．１６％、Ｃ≦０．２０％、Ｓｉ≧２．０％、Ｓｉ≦２．２％、Ｍｎ≧２．６％及びＭｎ≦２．８％、の少なくとも１つを満たすことができる。
好ましくは、残留オーステナイト中のＣ含有量ＣＲＡ％は、０．９％〜１．２％の間に含まれる。
特定の実施形態によれば、残留オーステナイトは、２〜４の間に含まれるアスペクト比を有する塊状の残留オーステナイトと、５〜８の間に含まれるアスペクト比を有するフィルム型の残留オーステナイトとを含む。
好ましくは、微細構造は５．５％〜１０．５％の間のフィルム型の残留オーステナイトを含む。
一実施形態によれば、板は、電気メッキ又は真空蒸着法によって製造された金属被覆で被覆されている。
特に、本発明は、鋼板であって、鋼の化学組成が、重量％で、
０．１３％≦Ｃ≦０．２２％、
１．２％≦Ｓｉ≦２．３％、
０．０２％≦Ａｌ≦１．０％、
ここで、１．２５％≦Ｓｉ＋Ａｌ≦２．３５％である、
２．４％≦Ｍｎ≦３％、
Ｔｉ＜０．０５％、
Ｎｂ＜０．０５％
を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物であり、表面割合で
− ７１％〜９１％の間のマルテンサイト及びベイナイト
− ９％〜１３％の間の残留オーステナイト、
− 最大で２０％のフェライト
からなる微細組織を有し、
− 残留オーステナイトが、２〜４の間に含まれるアスペクト比を有する塊状の残留オーステナイトと、５〜８の間に含まれるアスペクト比を有するフィルム型の残留オーステナイトとを含み、
板が、８５０〜１１００ＭＰａの間に含まれる降伏強度、少なくとも１１８０ＭＰａの引張強度、少なくとも１４％の全伸び及び少なくとも３０％の孔拡げ率ＨＥＲを有する、鋼板に関する。
本発明を詳細に説明するが、制限を導入するものではない。
本発明による鋼の組成は、重量パーセントで、以下を含む。
− 十分な伸びを得るために必要な残留オーステナイトの十分な強度を確保し、安定性を向上させるために０．１３〜０．２２％の炭素。好ましくは、炭素含有量は０．１６％以上、好ましくは０．２０％以下である。炭素含有量が高すぎると、熱間圧延板が冷間圧延するには硬すぎ、溶接性が不十分である。炭素含有量が０．１３％未満であると、降伏強度レベル及び引張強度レベルがそれぞれ８５０及び１１８０ＭＰａに届かないであろう。
− ２．４％〜３％、好ましくは２．６％超、好ましくは２．８％未満のマンガン。最小値は、マルテンサイト及びベイナイトを少なくとも７１％含む微細構造を得るための十分な焼入れ性、及び１１８０ＭＰａを超える引張強度を有するために規定される。最大値は、延性に有害な偏析問題を有することを避けるために規定される。
− オーステナイトを安定化させ、固溶強化を提供し、かつ板の表面に被覆性に有害であろう酸化ケイ素を生成することなく過時効の間に炭化物の形成を遅らせるための、１．２％〜２．３％のケイ素。好ましくは、ケイ素含有量は１．９％以上、さらに好ましくは２．０％以上である。ケイ素の量を増やすと、孔拡げ率が向上する。好ましくは、ケイ素含量は２．２％以下である。ケイ素含有量が２．３％を超えると、表面に酸化ケイ素が形成されるであろう。
− ０．０２％〜１．０％のアルミニウム。アルミニウムは液体鋼を脱酸するために添加され、それは製造方法のロバスト性を高め、特に焼鈍温度が変化する場合のオーステナイト分率の変動を減少させる。最大のアルミニウム含有量は、焼鈍をより困難にするであろう温度までのＡｃ３変態点の上昇を防止するように規定される。ケイ素のように、アルミニウムは、過時効から生じるマルテンサイトからオーステナイトへの炭素再分配の間に炭化物の形成を遅らせる。炭化物の形成を遅らせるために、Ａｌ＋Ｓｉの最小含有量は１．２５％でなければならない。Ａｌ＋Ｓｉの最大含有量は２．３５％でなければならない。
残部は鉄及び製鋼に起因する残留元素である。この点に関し、少なくともＮｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｂ、Ｓ、Ｐ及びＮは、不可避的不純物である残留元素として考えられる。それらの含有量は、Ｎｉに関しては０．０５％未満、Ｃｒに関しては０．０５％未満、Ｍｏに関しては０．０２％未満、Ｃｕに関しては０．０３％未満、Ｖに関しては０．００７％未満、Ｂに関しては０．００１０％未満、Ｓに関しては０．００５％未満、Ｐに関しては０．０２％未満及びＮに関しては０．０１０％未満である。Ｎｂ含有量は０．０５％に制限され、Ｔｉ含有量は０．０５％に制限される。何故ならばこれらの値を超えると、大きな析出物が生じ、鋼の成形性が低下し、全伸びに対する１２％という目標を達成することが困難になるであろうからである。
この鋼から公知の方法で、２〜５ｍｍの間の厚さを有する熱間圧延板を製造することができる。一例として、圧延前の再加熱温度は１２００℃〜１２８０℃の間、好ましくは約１２５０℃であり得、仕上圧延温度は好ましくは８５０℃未満であり、開始冷却温度は８００℃未満であり、停止冷却温度は５７０℃〜５９０℃の間であり、巻取りは好ましくは５００℃〜７３０℃の間に含まれる温度で行われる。
熱間圧延後、鋼の歪みを低減し、もって、熱間圧延され、巻き取られた鋼板の冷間圧延性を改善するために、板は熱処理される。
第１の実施形態によれば、この熱処理はバッチ焼鈍である。この実施形態では、熱間圧延され、巻き取られた鋼板は、５００℃〜６５０℃の間の温度で３００秒〜１２時間、好ましくは４時間〜１２時間バッチ焼鈍される。
第２の実施形態によれば、熱処理は、板が巻取り温度から室温まで５〜７日の間に含まれる冷却時間で冷却されるような冷却速度での巻取り温度から室温までの徐冷である。
熱間圧延板を酸洗し、冷間圧延して０．５ｍｍ〜２．５ｍｍの間の厚さを有する冷間圧延板を得ることができる。
その後、板は連続焼鈍ラインで熱処理される。
この熱処理は、以下の工程を含む。
− 焼鈍工程の最後に、鋼が少なくとも８０％、好ましくは少なくとも９５％かつ１００％までのオーステナイトを含む構造を有するように、焼鈍温度ＴＡで板を焼鈍する。当業者であれば、膨張率測定試験から焼鈍温度ＴＡを決定する方法を知っている。焼鈍温度ＴＡは、オーステナイト粒の粗大化を制限するために、最大でＡｃ３＋５０℃であることが好ましい。さらに好ましくは、焼鈍温度ＴＡは最大でＡｃ３である。Ａｃ３は、加熱工程中のオーステナイトへの変態の開始温度及び終了温度を示す。板は、化学組成を均質化するのに十分な焼鈍時間ｔＡの間、焼鈍温度に維持され、即ち、ＴＡ−５℃〜ＴＡ＋１０℃の間に維持される。この焼鈍時間ｔＡは、好ましくは６０秒を超えるが、３００秒を超える必要はない。
− 新しいフェライト及びベイナイトの形成を回避するのに十分に速い冷却速度で、オーステナイトのＭｓ変態点よりも低い焼入温度ＱＴまで板を焼き入れする。冷却速度は２０℃／秒〜５０℃／秒の間に含まれる。事実、２０℃／秒未満の冷却速度によりフェライトが形成され、少なくとも１１８０ＭＰａの引張強度を得ることはできないであろう。焼入温度は、冷却直後のその温度ＱＴで１０〜４０％の間のオーステナイト、６０〜９０％の間のマルテンサイト、及び０〜２０％の間のフェライトを含む構造を有するためには、２４０〜３２０℃の間である。焼入温度ＱＴが２４０℃未満であると、最終構造物中の分配されたマルテンサイトの割合が、９％を超える十分な量の残留オーステナイトを安定化させるには高すぎ、したがって全伸びが１２％に達しない。さらに、焼入温度ＱＴが３２０℃よりも高い場合、分配されたマルテンサイトの割合が、所望の引張強度及び降伏強度を得るには低すぎる。
− 任意に、２秒〜８秒の間、好ましくは３秒〜７秒の間に含まれる保持時間の間、焼き入れされた板を焼入温度で保持する。
− 板を焼入温度から４００℃〜４６５℃の間の分配温度ＰＴまで再加熱する。再加熱が誘導加熱器によって行われる場合、再加熱速度は高くなり得る。分配温度ＰＴが４００℃未満では、伸びが十分でない。
− ５０秒〜２５０秒の間、板を分配温度ＰＴに維持する。
− この保持工程の直後に、好ましくは１℃／秒よりも高い、例えば、２℃／秒から２０℃／秒の間の冷却速度で板を室温に冷却する。
また、焼入温度ＱＴが２４０℃〜２７０℃の間に含まれる場合、分配温度ＰＴは４４０℃〜４６０℃の間に含まれる。この第１の実施形態は、非常に広い範囲の焼鈍時間及び分配時間にわたって所与の組成物の目標とされる機械特性に到達することを可能にし、したがって、ライン速度が変化するときに非常に安定である。特に、この第１の実施形態により、マルテンサイトの高い焼き戻しが提供され、その結果、降伏強度及び孔拡げ率の高い値が得られる。
焼入温度ＱＴが２９０℃〜３２０℃の間に含まれる場合、分配温度ＰＴは３９０℃〜４２５℃の間に含まれる。この第２の実施形態により、広い範囲の焼鈍時間及び分配時間にわたって目標とされる機械特性を得ることが可能になる。
また、これら２つの実施形態により、以下でさらに詳細に説明するように、少なくとも１４％の全伸びを達成することが可能になる。
この処理により、即ち、分配され、室温まで冷却した後、以下からなる最終構造を得ることができる。
− 残留オーステナイトは、表面割合で９％〜１３％の間、
− マルテンサイト及びベイナイトは、表面割合で７１％〜９１％の間、好ましくは８２％〜９１％の間、
− フェライトは最大で２０％、好ましくは最大で５％。
少なくとも９％の残留オーステナイトの割合により、少なくとも１２％の全伸びを得ることができ、少なくとも７１％のマルテンサイト及びベイナイトの割合により、少なくとも１１８０ＭＰａの引張強度を得ることができる。
残留オーステナイトは、マルテンサイトラスの間に位置する塊状の残留オーステナイト及びフィルム型の残留オーステナイトを含むことができる。
塊型の残留オーステナイトは、２〜４の間に含まれる平均アスペクト比を有する。フィルム型の残留オーステナイトは、５〜８の間に含まれる平均アスペクト比を有する。
塊型及びフィルム型の残留オーステナイトの各々のアスペクト比は、Ｋｌｅｍｍ剤でエッチングし、次いで５００倍の倍率で少なくとも１０枚の顕微鏡写真を観察し、残留オーステナイトのＮ個の構成要素（ｉ）の識別のために顕微鏡写真の画像解析を行うことにより、最終板上で決定される。各構成要素（ｉ）の最大サイズ（ｌｍａｘ）ｉ及び最小サイズ（ｌｍｉｎ）ｉが決定され、個々の各構成要素（ｉ）のアスペクト比は、Ｎ個の構成要素の全母集団において（ｌｍａｘ）ｉ／（ｌｍｉｎ）ｉとして計算される。平均アスペクト比は、（ｌｍａｘ）ｉ／（ｌｍｉｎ）ｉのＮ個の個々の値の算術平均値として計算される。
好ましくは、微細構造は、５．５％〜１０．５％の間のフィルム型の残留オーステナイトと、最大で７．５％の塊型のオーステナイトとを含む。フィルム型の残留オーステナイトは、塊型のオーステナイトよりも安定であり、変形中に急速にマルテンサイトに変わらない。
これらの特徴は、焼入温度ＱＴが２４０℃〜２７０℃の間に含まれ、分配温度ＰＴが４４０℃〜４６０℃の間に含まれる場合、又は焼入温度ＱＴが２９０℃〜３２０℃の間に含まれ、分配温度ＰＴが３９０℃〜４２５℃の間に含まれる場合に、特に得られる。
これらの特徴により、８５０〜１１００ＭＰａの間の降伏強度ＹＳ、少なくとも１１８０ＭＰａの引張強度、及びＩＳＯ規格１６６３０：２００９による少なくとも３０％の孔拡げ率ＨＥＲと組み合わせて、少なくとも１４％の全伸びＴＥを得ることが可能になる。
また、ベイナイト又はマルテンサイトの塊の平均サイズは、１０μｍ以下であることが好ましい。
さらに、この処理により、残留オーステナイト中のＣ含有量を少なくとも０．９％、好ましくは少なくとも１．０％、さらには１．２％までも増加させることができる。
そのような処理によって、８５０〜１１００ＭＰａの間に含まれる降伏強度ＹＳ、少なくとも１１８０ＭＰａの引張強度、少なくとも１２％の全伸び、及びＩＳＯ規格１６６３０：２００９による少なくとも３０％の孔拡げ率ＨＥＲを有する板を得ることができる。
さらに、焼入温度ＱＴが２４０℃〜２７０℃の間に含まれ、分配温度ＰＴが４４０℃〜４６０℃の間に含まれる場合、又は焼入温度ＱＴが２９０℃〜３２０℃の間に含まれ、分配温度ＰＴが３９０℃〜４２５℃の間に含まれる場合、８５０〜１１００ＭＰａの間に含まれる降伏強度ＹＳ、少なくとも１１８０ＭＰａの引張強度、少なくとも１４％の全伸び、及びＩＳＯ規格１６６３０：２００９による少なくとも３０％の孔拡げ率ＨＥＲを有する板が得られる。
このようにして得られた鋼板は、未被覆板として使用することができ、又は電気めっき若しくは真空蒸着によって製造された亜鉛若しくは亜鉛合金等の金属被覆で被覆することができる。
０．１６３％のＣ、２．０５％のＳｉ、２．７％のＭｎ、及び０．０２％のＡｌを含有し、残部がＦｅ及び不純物である組成を有する鋼で作られた板を熱間圧延で製造し、７３０℃で巻き取った。熱間圧延板を６５０℃で１０時間バッチ焼鈍した後、酸洗し、冷間圧延して１．６ｍｍの厚さを有する板を得た。鋼のＡｃ１点、Ａｃ３点及びＭｓ点はＡｃ１＝７８０℃、Ａｃ３＝９００℃及びＭｓ＝３３０℃であるとして、膨張率測定試験によって決定した。
いくつかの板を温度ＴＡ、時間ｔＡで焼鈍し、冷却速度４５℃／秒で温度ＱＴで焼き入れすることにより熱処理し、分配温度ＰＴまで再加熱し、分配時間Ｐｔの間、分配ＰＴで維持し、その後直ちに室温に冷却した。
以下の表において、ＴＡは焼鈍温度、ｔＡは焼鈍時間、ＱＴは焼入温度、ＰＴは分配温度、Ｐｔは分配温度における維持時間、ＹＳは降伏強度、ＴＳは引張強度、ＵＥは均一伸び、ＴＥは全伸び、ＨＥＲはＩＳＯ規格に従って測定された孔拡げ率である。ＲＡは微細構造中の残留オーステナイトの割合であり、ＣＲＡ％は残留オーステナイト中のＣ含有量である。「塊状及びフィルム型ＲＡ？」の欄は、その構造が塊状及びフィルム型の残留オーステナイトを含むかどうかを示す。
全ての例は非被覆板に関連している。
熱処理条件及び得られた特性を表Ｉに報告する。
下線付きの値は、本発明によるものではない。
Figure 0006797934
例１〜４は、２４０〜３２０℃の間の焼入温度のみが８３０〜１１００ＭＰａの間の降伏強度、少なくとも１１８０ＭＰａの引張強度、少なくとも１２％の全伸び、及び少なくとも３０％の孔拡げ比を得ることを可能にすることを示す。
例５〜７を比較することにより、４００℃〜４６５℃の間に含まれる分配温度ＰＴのみが８３０〜１１００ＭＰａの間の降伏強度、少なくとも１１８０ＭＰａの引張強度、少なくとも１２％の全伸び、及び少なくとも３０％の孔拡げ率を得ることを可能にするのに対して、４６５℃を超える分配温度ＰＴでは高い割合のフレッシュマルテンサイトの形成がもたらされ、これにより３０％未満の孔拡げ率がもたらされることを示す。
これらの例１〜７は、焼入温度ＱＴが２９０℃〜３２０℃の間に含まれ、分配温度ＰＴが４００℃〜４２５℃の間に含まれる場合、１４％を超える全伸びに達することができることをさらに示す。対照的に、２７５℃の温度で焼き入れされた例２は、１４％の全伸びに達しない。
例８〜１１は、目標特性が広範な分配時間に対して得られること、より具体的には分配時間を変更した場合に、得られる機械特性が非常に安定していることを示す。
例１〜１１のうち、例３、５、６及び８〜１１のみが、２〜４の間に含まれるアスペクト比を有する塊状の残留オーステナイト及び５〜８の間に含まれるアスペクト比を有するフィルム型の残留オーステナイトを含む。例３、５、６及び８〜１１では、フィルム型の残留オーステナイトの表面割合が、組織全体に対して５．５％〜１０．５％の間に含まれている。対照的に、例１、２、４及び７は、塊状の残留オーステナイトのみを含んでいる。
これらの例は、焼入温度ＱＴが２４０℃〜２７０℃の間に含まれ、分配温度ＰＴが４４０℃〜４６０℃の間に含まれる場合、少なくとも１４％の全伸びが得られることをさらに示す。
また、これらの例は、焼入温度ＱＴが２４０℃〜２７０℃の間に含まれ、分配温度ＰＴが４４０℃〜４６０℃の間に含まれる場合、非常に高い降伏強度値を得ることができることを示す。これらの高い値は、焼入温度ＱＴの低い値と分配温度ＰＴの高い値のために、マルテンサイトの重要な焼き戻しによるものである。
製造中の板の機械特性に対するライン速度の影響、即ち、ライン速度の変動によるこれらの機械特性の安定性を研究するために、さらなる試験を行った。
これらの試験を、最小ライン速度が５０ｍ／分、最大ライン速度が１２０ｍ／分のラインで実施し、均熱及び分配セクションは、最小ライン速度で到達する最大均熱時間及び分配時間がそれぞれ１８８秒と４３３秒であり、最大ライン速度で到達する最小均熱時間及び分配時間がそれぞれ７９秒及び１８１秒になるように構成された。
焼入温度ＱＴが２５０℃、分配温度ＰＴが４５０℃、又は焼入温度ＱＴが３００℃、分配温度ＰＴが４００℃で、最小及び最大のライン速度を使用して試験を行った。
熱処理条件及び得られた特性を表ＩＩに報告する。
Figure 0006797934
これらの結果は、焼入温度ＱＴが２５０℃であり、分配温度ＰＴが４５０℃であると、得られる機械特性の品質にライン速度がほとんど影響を及ぼさず、したがってライン速度の範囲全体にわたって目標とする特性を得ることができることを示す。これらの結果は、製造方法がライン速度の変動に関して非常に安定していることも示す。
ライン速度が遅すぎる場合に降伏強度が８５０ＭＰａという目標値よりわずかに低く、結果として分配温度が２５０秒よりも長くなっても、３００℃の焼入温度ＱＴ及び４００℃の分配温度ＰＴで得られた結果は同様である。
これらの結果は、焼入温度ＱＴが２９０℃〜３２０℃の間に含まれ、分配温度ＰＴが４００℃〜４２５℃の間に含まれる場合、又は焼入温度ＱＴが２４０℃〜２７０℃の間に含まれ、分配温度ＰＴが４４０℃〜４６０℃の間に含まれる場合、１４％を超える全伸びを達成することができることをさらに示す。
さらに、巻き取り工程と冷間圧延工程との間で行われる熱処理の効果を評価するために試験を実施した。
試験は、６５０℃の温度でのバッチ焼鈍（熱処理１）を含む熱処理を用いて、又は７日間の熱間圧延鋼板の巻取り温度から室温への徐冷を含む熱処理（熱処理２）を用いて行った。
以下の表ＩＩＩの試験１６〜１９は、２５０℃の焼入温度ＱＴ及び４６０℃の分配温度ＰＴで、分配時間は１５０秒（例１６及び１７）又は２００秒（例１８及び１９）のいずれかで行った。
表ＩＩＩの試験２０〜２３は、３００℃の焼入温度ＱＴ及び４００℃の分配温度ＰＴで、分配時間は１５０秒（例２０及び２１）又は２００秒（例２２及び２３）のいずれかで行った。
Figure 0006797934
例１６〜２３は、２〜４の間に含まれるアスペクト比を有する塊状の残留オーステナイト及び５〜８の間に含まれるアスペクト比を有するフィルム型の残留オーステナイトを含み、フィルム型の残留オーステナイトの表面割合は、微細組織全体に対して５．５％〜１０．５％の間に含まれている。
これらの試験は、巻取り工程と冷間圧延工程との間に行われる熱処理がバッチ焼鈍又は徐冷である場合に、目標の機械特性が本発明による方法によって得られることを示す。
これらの試験は、焼入温度ＱＴが２４０℃〜２７０℃の間に含まれ、分配温度ＰＴが４４０℃〜４６０℃の間に含まれると、又は焼入温度ＱＴが２９０℃〜３２０℃の間に含まれ、分配温度ＰＴが４００℃〜４２５℃の間に含まれると、非常に満足な機械特性、特に１４％を超える全伸びを得ることができることをさらに確認する。
また、焼入温度ＱＴへの焼き入れの最小冷却速度を決定するために試験を実施した。
熱処理条件及び得られた特性を表ＩＶに報告する。
この表において、ＣＲは冷却速度を示す。
Figure 0006797934
これらの結果は、冷却温度が２０℃／秒未満では、１１８０ＭＰａ未満の引張強度が得られるのに対して、冷却温度が２０℃／秒〜５０℃／秒の間に含まれる場合、機械特性は十分であることを示す。

Claims (30)

  1. ７１％〜９１％の間の、マルテンサイトとベイナイトの合計、９％〜１３％の間の残留オーステナイト、及び最大で２０％のフェライトからなる微細組織を有する鋼板の製造方法であって、以下の連続する工程：
    − 以下の重量％による化学組成を有する鋼でできた冷間圧延鋼板を提供する工程であって：
    ０．１３％≦Ｃ≦０．２２％、
    １．２％≦Ｓｉ≦２．３％、
    ０．０２％≦Ａｌ≦１．０％、
    ここで、１．２５％≦Ｓｉ＋Ａｌ≦２．３５％である、
    ２．４％≦Ｍｎ≦３％、
    Ｔｉ≦０．０５％、
    Ｎｂ≦０．０５％
    を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物である工程、
    − ８０％〜１００％のオーステナイト及び０％〜２０％のフェライトを含む組織を得るように、焼鈍温度ＴＡで前記鋼板を焼鈍する工程、
    − ２０℃／秒〜５０℃／秒の間に含まれる冷却速度で２４０℃〜２７０℃の間の焼入温度ＱＴまで前記鋼板を焼き入れする工程、
    − 前記鋼板を４４０℃〜４６５℃の間の分配温度ＰＴまで加熱し、分配温度ＰＴで前記鋼板を５０秒〜２５０秒の間の分配時間Ｐｔの間維持する工程、
    − 前記維持する工程の直後に前記鋼板を室温まで冷却する工程
    を含む、方法。
  2. 冷間圧延鋼板を提供する工程が、
    − 前記鋼でできた板を熱間圧延して熱間圧延鋼板を得、
    − 熱間圧延鋼板を５００℃〜７３０℃の間に含まれる巻取り温度Ｔｃで巻取り、
    − 熱間圧延鋼板を冷間圧延して前記冷間圧延鋼板を得ること
    を含む、請求項１に記載の方法。
  3. 冷間圧延鋼板を提供する工程が、巻取りと冷間圧延との間に、５００℃〜６５０℃の間に含まれる温度で３００秒〜１２時間の間の時間、バッチ焼鈍を行うことをさらに含む、請求項２に記載の方法。
  4. 冷間圧延鋼板を提供する工程が、巻取りと冷間圧延との間に、５〜７日の間に含まれる時間、巻取り温度から室温まで熱間圧延鋼板を徐冷することをさらに含む、請求項２に記載の方法。
  5. 前記鋼板が、焼き入れ後、且つ分配温度ＰＴまで加熱する直前に、１０〜４０％の間のオーステナイト、６０〜９０％の間のマルテンサイト及び０〜２０％の間のフェライトからなる組織を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
  6. 鋼の化学組成が、以下の条件：
    Ｃ≧０．１６％、
    Ｃ≦０．２０％、
    Ｓｉ≧２．０％、
    Ｓｉ≦２．２％、
    Ｍｎ≧２．６％、及び
    Ｍｎ≦２．８％
    の少なくとも１つを満たす、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記鋼板が焼入温度ＱＴに焼き入れされた後、且つ前記鋼板が分配温度ＰＴに加熱される前に、前記鋼板が、２秒〜８秒の間に含まれる保持時間の間、焼入温度ＱＴに保持される、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
  8. 分配時間Ｐｔが５０〜２００秒の間である、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
  9. 残留オーステナイトが、２〜４の間に含まれるアスペクト比を有する塊状の残留オーステナイトと、５〜８の間に含まれるアスペクト比を有するフィルム型の残留オーステナイトとを含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
  10. 微細構造が、５．５％〜１０．５％の間のフィルム型の残留オーステナイトを含む、請求項９に記載の方法。
  11. ７１％〜９１％の間の、マルテンサイトとベイナイトの合計、９％〜１３％の間の残留オーステナイト、及び最大で２０％のフェライトからなる微細組織を有する鋼板の製造方法であって、以下の連続する工程：
    − 以下の重量％による化学組成を有する鋼でできた冷間圧延鋼板を提供する工程であって：
    ０．１３％≦Ｃ≦０．２２％、
    １．２％≦Ｓｉ≦２．３％、
    ０．０２％≦Ａｌ≦１．０％、
    ここで、１．２５％≦Ｓｉ＋Ａｌ≦２．３５％である、
    ２．４％≦Ｍｎ≦３％、
    Ｔｉ≦０．０５％、
    Ｎｂ≦０．０５％
    を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物である工程、
    − ８０％〜１００％のオーステナイト及び０％〜２０％のフェライトを含む組織を得るように、焼鈍温度Ｔ Ａ で前記鋼板を焼鈍する工程、
    − ２０℃／秒〜５０℃／秒の間に含まれる冷却速度で２９０℃〜３２０℃の間に含まれる焼入温度ＱＴまで前記鋼板を焼き入れする工程、
    − 前記鋼板を４００℃〜４２５℃の間の分配温度ＰＴまで加熱し、分配温度ＰＴで前記鋼板を５０秒〜２５０秒の間に含まれる分配時間Ｐｔの間維持する工程、
    − 直ちに前記鋼板を室温まで冷却する工程
    を含む、方法。
  12. 冷間圧延鋼板を提供する工程が、
    − 前記鋼でできた板を熱間圧延して熱間圧延鋼板を得、
    − 熱間圧延鋼板を５００℃〜７３０℃の間に含まれる巻取り温度Ｔｃで巻取り、
    − 熱間圧延鋼板を冷間圧延して前記冷間圧延鋼板を得ること
    を含む、請求項１１に記載の方法。
  13. 冷間圧延鋼板を提供する工程が、巻取りと冷間圧延との間に、５００℃〜６５０℃の間に含まれるバッチ焼鈍温度で３００秒〜１２時間の間のバッチ焼鈍時間、バッチ焼鈍を行うことをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
  14. 冷間圧延鋼板を提供する工程が、巻取りと冷間圧延との間に、５〜７日の間に含まれる時間、巻取り温度から室温まで熱間圧延鋼板を徐冷することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
  15. 前記鋼板が、焼き入れ後、且つ分配温度ＰＴまで加熱する直前に、１０〜４０％の間のオーステナイト、６０〜９０％の間のマルテンサイト及び０〜２０％の間のフェライトからなる組織を有する、請求項１１から１４のいずれか一項に記載の方法。
  16. 鋼の化学組成が、以下の条件：
    Ｃ≧０．１６％、
    Ｃ≦０．２０％、
    Ｓｉ≧２．０％、
    Ｓｉ≦２．２％、
    Ｍｎ≧２．６％、及び
    Ｍｎ≦２．８％
    の少なくとも１つを満たす、請求項１１から１５のいずれか一項に記載の方法。
  17. 前記鋼板が焼入温度ＱＴに焼き入れされた後、且つ前記鋼板が分配温度ＰＴに加熱される前に、前記鋼板が、２秒〜８秒の間に含まれる保持時間の間、焼入温度ＱＴに保持される、請求項１１から１６のいずれか一項に記載の方法。
  18. 分配時間Ｐｔが５０〜２００秒の間に含まれる、請求項１１から１７のいずれか一項に記載の方法。
  19. 残留オーステナイトが、２〜４の間に含まれるアスペクト比を有する塊状の残留オーステナイトと、５〜８の間に含まれるアスペクト比を有するフィルム型の残留オーステナイトとを含む、請求項１１から１８のいずれか一項に記載の方法。
  20. 微細構造が、５．５％〜１０．５％の間のフィルム型の残留オーステナイトを含む、請求項１９に記載の方法。
  21. 非被覆鋼板であって、鋼の化学組成が、重量％で、
    ０．１３％≦Ｃ≦０．２２％、
    １．２％≦Ｓｉ≦２．３％、
    ０．０２％≦Ａｌ≦１．０％、
    ここで、１．２５％≦Ｓｉ＋Ａｌ≦２．３５％である、
    ２．４％≦Ｍｎ≦３％、
    Ｔｉ≦０．０５％、
    Ｎｂ≦０．０５％
    を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物であり、前記非被覆鋼板が、表面割合で
    − ７１％〜９１％の間のマルテンサイト及びベイナイト
    − ９％〜１３％の間の残留オーステナイト、
    − 最大で２０％のフェライト
    からなる微細組織を有し、
    残留オーステナイトが、２〜４の間に含まれるアスペクト比を有する塊状の残留オーステナイトと、５〜８の間に含まれるアスペクト比を有するフィルム型の残留オーステナイトとを含み、
    前記非被覆鋼板が、８５０〜１１００ＭＰａの間に含まれる降伏強度、少なくとも１１８０ＭＰａの引張強度、少なくとも１４％の全伸び及び少なくとも３０％の孔拡げ率ＨＥＲを有する、鋼板。
  22. 孔拡げ率ＨＥＲが４０％よりも大きい、請求項２１に記載の非被覆鋼板。
  23. 鋼の化学組成が、以下の条件：
    Ｃ≧０．１６％、
    Ｃ≦０．２０％、
    Ｓｉ≧２．０％、
    Ｓｉ≦２．２％、
    Ｍｎ≧２．６％、及び
    Ｍｎ≦２．８％
    の少なくとも１つを満たす、請求項２１又は２２のいずれか一項に記載の非被覆鋼板。
  24. 残留オーステナイトが、０．９％〜１．２％の間に含まれるＣ含有量Ｃ ＲＡ ％を有する、請求項２１から２３のいずれか一項に記載の非被覆鋼板。
  25. 微細構造が、５．５％〜１０．５％の間のフィルム型の残留オーステナイトを含む、請求項２１から２４のいずれか一項に記載の非被覆鋼板。
  26. 鋼板であって、鋼の化学組成が、重量％で、
    ０．１３％≦Ｃ≦０．２２％、
    １．２％≦Ｓｉ≦２．３％、
    ０．０２％≦Ａｌ≦１．０％、
    ここで、１．２５％≦Ｓｉ＋Ａｌ≦２．３５％である、
    ２．４％≦Ｍｎ≦３％、
    Ｔｉ≦０．０５％、
    Ｎｂ≦０．０５％
    を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物であり、前記鋼板が、表面割合で
    − ７１％〜９１％の間のマルテンサイト及びベイナイト
    − ９％〜１３％の間の残留オーステナイト、
    − 最大で２０％のフェライト
    からなる微細組織を有し、
    残留オーステナイトが、２〜４の間に含まれるアスペクト比を有する塊状の残留オーステナイトと、５〜８の間に含まれるアスペクト比を有するフィルム型の残留オーステナイトとを含み、
    前記鋼板が、８５０〜１１００ＭＰａの間に含まれる降伏強度、少なくとも１１８０ＭＰａの引張強度、少なくとも１４％の全伸び及び少なくとも３０％の孔拡げ率ＨＥＲを有し、
    前記鋼板が、電気メッキ又は真空蒸着法によって製造された金属被覆で被覆されている、鋼板。
  27. 孔拡げ率ＨＥＲが４０％よりも大きい、請求項２６に記載の鋼板。
  28. 鋼の化学組成が、以下の条件：
    Ｃ≧０．１６％、
    Ｃ≦０．２０％、
    Ｓｉ≧２．０％、
    Ｓｉ≦２．２％、
    Ｍｎ≧２．６％、及び
    Ｍｎ≦２．８％
    の少なくとも１つを満たす、請求項２６又は２７のいずれか一項に記載の鋼板。
  29. 残留オーステナイトが、０．９％〜１．２％の間に含まれるＣ含有量Ｃ ＲＡ ％を有する、請求項２６から２８のいずれか一項に記載の鋼板。
  30. 微細構造が、５．５％〜１０．５％の間のフィルム型の残留オーステナイトを含む、請求項２６から２９のいずれか一項に記載の鋼板。
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