JP7176665B1 - クラッド鋼板および部材、ならびに、それらの製造方法 - Google Patents
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- C21D8/1216—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the working step(s) being of interest
- C21D8/1233—Cold rolling
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- C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
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Abstract
Description
また、本発明は、上記のクラッド鋼板を素材とする部材、ならびに、その製造方法を提供することを目的とする。
すなわち、本発明者らは、
(a)いわゆる1枚板の鋼板ではなく、母材と、母材の表裏面の合せ材とを有するクラッド鋼板とし、
(b)母材および合せ材の成分組成および鋼組織を適正に制御し、
(c)合せ材の平均ビッカース硬さ(HVL)を260以下、合せ材の平均ビッカース硬さ(HVL)を、母材の平均ビッカース硬さ(HVB)で除した値を0.80以下に調整し、
(d)母材と合せ材の境界粗さを最大高さRyで50μm以下とし、
(e)母材と合せ材の境界におけるボイド個数を、境界長さ10mmあたり20個以下に抑制する、
ことにより、引張強さ(TS)が780MPa以上であり、優れた延性、曲げ性、耐衝突特性および耐LME特性を有するクラッド鋼板が得られる、という知見を得た。
本発明は、上記の知見に基づき、さらに検討を加えて完成されたものである。
1.母材と、前記母材の表裏面の合せ材とを有するクラッド鋼板であって、
前記母材は、質量%で、
C:0.080%以上0.350%以下、
Si:0.50%以上2.00%以下、
Mn:1.80%以上3.50%未満、
P:0.001%以上0.100%以下、
S:0.0200%以下、
Al:0.010%以上2.000%以下および
N:0.0100%以下
で、残部がFeおよび不可避的不純物である成分組成と、
ベイナイトおよび焼戻しマルテンサイトの合計の面積率:30%以上、
残留オーステナイトの体積率:5%超、である鋼組織と、を有し、
前記合せ材は、質量%で、
C:0.100%以下、
Si:0.60%以下、
Mn:0.05%以上2.50%以下、
P:0.001%以上0.100%以下、
S:0.0200%以下、
Al:0.010%以上0.100%以下および
N:0.0100%以下
で、残部がFeおよび不可避的不純物である成分組成と、
フェライトの面積率:80%以上である鋼組織と、を有し、
前記合せ材の平均ビッカース硬さ(HVL)が260以下であり、
前記合せ材の平均ビッカース硬さ(HVL)を、前記母材の平均ビッカース硬さ(HVB)で除した値が0.80以下であり、
前記母材と前記合せ材の境界粗さが最大高さRyで50μm以下であり、
前記母材と前記合せ材の境界におけるボイド個数が、境界長さ10mmあたり20個以下である、クラッド鋼板。
Sb:0.200%以下、
Sn:0.200%以下、
Ti:0.200%以下、
Nb:0.200%以下、
V:0.100%以下、
B:0.0100%以下、
Cu:1.00%以下、
Cr:1.000%以下、
Ni:1.000%以下、
Mo:0.50%以下、
Ta:0.100%以下、
W:0.500%以下、
Mg:0.0200%以下、
Zn:0.020%以下、
Co:0.020%以下、
Zr:0.020%以下、
Ca:0.0200%以下、
Ce:0.0200%以下、
Se:0.0200%以下、
Te:0.0200%以下、
Ge:0.0200%以下、
As:0.0200%以下、
Sr:0.0200%以下、
Cs:0.0200%以下、
Hf:0.0200%以下、
Pb:0.0200%以下、
Bi:0.0200%以下および
REM:0.0200%以下
のうちから選ばれる少なくとも1種を含有する、前記1に記載のクラッド鋼板。
前記1または2に記載の合せ材の成分組成を有する合せ材鋼スラブを準備する、第2の準備工程と、
前記母材鋼スラブの表裏面の両面、および、前記合せ材鋼スラブの表裏面のうちの少なくとも一方の面の表面粗さをRaで30μm以下に表面処理する、表面処理工程と、
前記母材鋼スラブの表面処理面と前記合せ材鋼スラブの表面処理面とが接するように、前記母材鋼スラブと前記合せ材鋼スラブを、前記合せ材鋼スラブ―前記母材鋼スラブ―前記合せ材鋼スラブの順に積層し、積層スラブを得る、積層工程と、
前記合せ材鋼スラブ―前記母材鋼スラブの間を接合し、かつ、前記合せ材鋼スラブ―前記母材鋼スラブの間の真空度がいずれも1×10-2Torr以下となるように真空引きして、接合積層スラブを得る、接合工程と、
前記接合積層スラブを1050℃以上1350℃以下の温度域に加熱したのち、仕上げ圧延温度:820℃以上の条件で熱間圧延を施し、熱延鋼板を得る、熱間圧延工程と、
前記熱延鋼板に、圧下率:30%以上80%以下の条件で冷間圧延を施し、冷延鋼板を得る、冷間圧延工程と、
前記冷延鋼板を、焼鈍温度:750℃以上950℃以下、保持時間:20秒以上の条件で焼鈍する、焼鈍工程と、
を有する、クラッド鋼板の製造方法。
ついで、前記めっき鋼板を、250℃以下の冷却停止温度まで冷却した後、250℃超450℃以下の温度域まで再加熱して10秒以上保持する、第2の再加熱工程と、
を、さらに有する、前記7に記載のクラッド鋼板の製造方法。
[1]クラッド鋼板
[1-1]母材の成分組成
まず、本発明の一実施形態に従うクラッド鋼板の母材の成分組成について説明する。なお、成分組成における単位はいずれも「質量%」であるが、以下、特に断らない限り、単に「%」で示す。
Cは、マルテンサイト、焼戻しマルテンサイトおよび残留オーステナイトを所望量生成させて、780MPa以上のTSを確保するために有効な元素である。Cの含有量が0.080%未満では、フェライトの面積率が増加して、TSを780MPa以上とすることが困難になる。一方、Cの含有量が0.350%を超えると、残留オーステナイトの体積率が過度に増加し、曲げ変形時に残留オーステナイトから生成するマルテンサイトの硬度が大きく上昇する。これにより、曲げ性および耐衝突特性が低下する。したがって、Cの含有量は、0.080%以上0.350%以下とする。Cの含有量は、好ましくは0.090%以上、より好ましくは0.100%以上とする。また、Cの含有量は、好ましくは0.330%以下、より好ましくは0.320%以下とする。
Siは、固溶強化により780MPa以上のTSを確保するために有効な元素である。Siの含有量が0.50%未満では、TSを780MPa以上とすることが困難になる。一方、Siの含有量が2.00%を超えると、母材鋼スラブのスケールが増加し、母材鋼スラブの表面粗さRaが大きくなる。また、最終材の母材と合せ材の境界粗さの最大高さRyや母材と合せ材の境界のボイド個数が増加し、曲げ性および耐衝突特性が低下する。したがって、Siの含有量は、0.50%以上2.00%以下とする。Siの含有量は、好ましくは0.60%以上、より好ましくは0.70%以上とする。また、Siの含有量は、好ましくは1.80%以下、より好ましくは1.60%以下とする。
Mnは、マルテンサイト、焼戻しマルテンサイトおよび残留オーステナイトの面積率を調整する重要な元素である。Mnの含有量が1.80%未満では、フェライトの面積率が増加して、TSを780MPa以上とすることが困難になる。一方、Mnの含有量が3.50%以上となると、残留オーステナイトの体積率が過度に増加し、曲げ変形時に残留オーステナイトから生成するマルテンサイトの硬度が大きく上昇する。これにより、曲げ性および耐衝突特性が低下する。したがって、Mnの含有量は、1.80%以上3.50%未満とする。Mnの含有量は、好ましくは2.00%以上、より好ましくは2.20%以上とする。また、Mnの含有量は、好ましくは3.30%以下、より好ましくは3.20%以下とする。
Pは、固溶強化の作用を有し、鋼板の強度を上昇させることができる元素である。こうした効果を得るためには、Pの含有量を0.001%以上とする。一方、Pの含有量が0.100%を超えると、Pが旧オーステナイト粒界に偏析して粒界を脆化させる。そのため、曲げ変形時のボイドの生成量が増加し、曲げ性および耐衝突特性が低下する。したがって、Pの含有量は、0.001%以上0.100%以下とする。Pの含有量は、より好ましくは0.030%以下とする。
Sは、鋼中で硫化物として存在し、その含有量が0.0200%を超えると、鋼板の極限変形能を低下させる能性がある。その結果、曲げ変形時のボイドの生成量が増加し、曲げ性および耐衝突特性が低下する。そのため、Sの含有量は0.0200%以下であり、好ましくは0.0080%以下である。なお、Sの含有量の下限は特に規定しないが、生産技術上の制約から、Sの含有量は0.0001%以上となることが多い。
Alは、脱酸剤としての効果がある。Al添加による効果を得るためには、Alの含有量を0.010%以上にする。一方、Al含有量が2.000%を超えると、フェライトの面積率が増加して、TSを780MPa以上とすることが困難になる。したがって、Alの含有量は、0.010%以上2.000%以下とする。
Nは、鋼中で窒化物として存在し、その含有量が0.0100%を超えると、鋼板の極限変形能を低下させる。その結果、曲げ変形時のボイドの生成量が増加し、曲げ性および耐衝突特性が低下する。そのため、Nの含有量は0.0100%以下にする。また、Nの含有量は、好ましくは0.0050%以下である。なお、Nの含有量の下限は特に規定しないが、生産技術上の制約から、Nの含有量は0.0005%以上となることが多い。
Sbは、焼鈍中の鋼板表面付近でのC拡散を抑制し、鋼板表面近傍における脱炭層の形成を制御するために有効な元素である。Sbの含有量が0.200%を超えると、鋼板表面に軟質層が形成されず、曲げ性および耐衝突特性が低下する能性がある。そのため、Sbの含有量は0.200%以下にすることが好ましい。Sbの含有量はより好ましくは0.020%以下である。一方、TSをより好適な範囲内とする観点から、Sbの含有量は0.002%以上とすることが好ましい。Sbの含有量はより好ましくは0.005%以上である。
Snは、焼鈍中の鋼板表面付近でのC拡散を抑制し、鋼板表面近傍における脱炭層の形成を制御するために有効な元素である。Snの含有量が0.200%を超えると、鋼板表面に軟質層が形成されず、曲げ性および耐衝突特性が低下する能性がある。そのため、Snの含有量は0.200%以下にすることが好ましい。Snの含有量はより好ましくは0.020%以下である。一方、TSをより好適な範囲内とする観点から、Snの含有量は0.002%以上とすることが好ましい。Snの含有量はより好ましくは0.005%以上である。
Ti、NbおよびVは、熱間圧延時または焼鈍時に、微細な炭化物、窒化物または炭窒化物を形成することによって、TSを上昇させる。Ti、NbおよびVの少なくとも1種を添加する場合、こうした効果を得るために、Ti、NbおよびVの少なくとも1種の含有量を、それぞれ0.001%以上にすることが好ましい。それらの含有量は、それぞれ0.005%以上とすることがより好ましい。一方、Tiの含有量が0.200%超え、Nbの含有量が0.200%超え、またはVの含有量が0.100%超えの場合、粗大な析出物や介在物が多量に生成する可能性がある。このような場合に、鋼板中に拡散性水素を存在すると、粗大な析出物や介在物が曲げ変形時に亀裂の起点となり、曲げ性および耐衝突特性が低下する可能性がある。したがって、Ti、NbおよびVの少なくとも1種を添加する場合、Ti含有量は好ましくは0.200%以下、Nb含有量は好ましくは0.200%以下、Vの含有量は好ましくは0.100%以下とする。また、Ti、NbおよびVの含有量は、より好ましくはそれぞれ0.060%以下とする。
Bは、オーステナイト粒界に偏析することで、焼入れ性を向上させることができる元素であり、Bを鋼中に添加することで、焼鈍冷却時のフェライトの生成および粒成長を抑制することが可能である。こうした効果を得るためには、Bの含有量を0.0001%以上にすることが好ましい。Bの含有量は、より好ましくは0.0002%以上とする。一方、Bの含有量が0.0100%を超えると、熱間圧延中に鋼板内部に割れが生じ、鋼板の極限変形能を低下させる可能性がある。その結果、曲げ変形時のボイドの生成量が増加し、曲げ性および耐衝突特性が低下する可能性がある。したがって、Bを添加する場合、その含有量は0.0100%以下とすることが好ましい。また、Bの含有量は、より好ましくは0.0050%以下とする。
Cuは、焼入れ性を大きくする元素であり硬質相の面積率をより好適な範囲内として、TSをより好適な範囲内とするために有効な元素である。こうした効果を得るためには、Cuの含有量を0.005%以上にすることが好ましい。Cuの含有量は、より好ましくは0.02%以上とする。一方、Cuの含有量が1.00%を超えると、硬質相の面積率が増加し、TSが過剰に高くなる。また、粗大な析出物や介在物が増加し、鋼板中に拡散性水素を含有する場合、該析出物や介在物が曲げ変形時に亀裂の起点となり、曲げ性および耐衝突特性が低下する可能性がある。したがって、Cuを添加する場合、その含有量は1.00%以下とすることが好ましい。また、Cuの含有量は、より好ましくは0.20%以下とする。
Crは、焼入れ性を向上させる元素であり、硬質相を生成させるために有効な元素である。Crの含有量が1.000%を超えると、硬質なマルテンサイトの面積率が増加して、曲げ性および耐衝突特性が低下する可能性がある。したがって、Crを添加する場合、Crの含有量は1.000%以下にすることが好ましい。また、Crの含有量は、より好ましくは0.250%以下、さらに好ましくは0.100%以下とする。なお、Crの含有量は0.0000%であってもよいが、焼入れ性を大きくし、TSをより好適な範囲内とする観点から、Crの含有量は0.010%以上とすることが好ましい。
Niは、焼入れ性を大きくする元素であり、硬質相の面積率をより好適な範囲内として、TSをより好適な範囲内とするために有効な元素である。こうした効果を得るためには、Niの含有量を0.005%以上にすることが好ましい。Niの含有量は、より好ましくは、0.020%以上とする。一方、Niの含有量が1.000%を超えると、粗大な析出物や介在物が増加する場合がある。このような場合に、鋼板中に拡散性水素が存在すると、該析出物や介在物が曲げ変形時に亀裂の起点となり、曲げ性および耐衝突特性が低下する可能性がある。したがって、Niを添加する場合、その含有量は1.000%以下とすることが好ましい。また、Niの含有量は、より好ましくは0.800%以下とする。
Moは、焼入れ性を向上させる元素であり、硬質相を生成させるために有効な元素である。Moの含有量が0.50%を超えると、硬質なマルテンサイトの面積率が増加して、曲げ性および耐衝突特性が低下する可能性がある。したがって、Moを添加する場合、Moの含有量は0.50%以下にすることが好ましい。Moの含有量は、より好ましくは0.45%以下、さらに好ましくは0.40%以下とする。なお、Moの含有量の下限は、焼入れ性を大きくし、TSをより好適な範囲内とする観点から、Moの含有量は0.01%以上とすることが好ましい。また、Moの含有量は、より好ましくは0.03%以上とする。
Taは、Ti、NbおよびVと同様に、熱間圧延時または焼鈍時に、微細な炭化物、窒化物または炭窒化物を形成することによって、TSを上昇させる。加えて、Taには、Nb炭化物やNb炭窒化物に一部固溶し、(Nb,Ta)(C,N)のような複合析出物を生成して、析出物の粗大化を著しく抑制し、析出強化を安定化させることで鋼板のTSが向上する効果もある。こうした効果を得るためには、Taの含有量は0.001%以上にすることが好ましい。一方、Taの含有量が0.100%を超えると、粗大な析出物や介在物が多量に生成する場合がある。このような場合に、鋼板中に拡散性水素が存在すると、該析出物や介在物が曲げ変形時に亀裂の起点となり、曲げ性および耐衝突特性が低下する可能性がある。したがって、Taを添加する場合、その含有量は0.100%以下とすることが好ましい。
Wは、強度確保に有効な元素である。Wの含有量が0.500%を超えると、硬質なマルテンサイトの面積率が増加して、曲げ性および耐衝突特性が低下する可能性がある。したがって、Wを添加する場合、Wの含有量は0.500%以下にすることが好ましい。Wの含有量は、より好ましくは0.450%以下、さらに好ましくは0.400%以下とする。なお、焼入れ性を大きくし、TSをより好適な範囲内とする観点から、Wの含有量を0.001%以上とすることが好ましい。また、Wの含有量は、より好ましくは0.030%以上とする。
Mgは、硫化物や酸化物などの介在物の形状を球状化して、鋼板の極限変形能を向上し、曲げ性および耐衝突特性を向上させるために有効な元素である。こうした効果を得るためには、Mgの含有量を0.0001%以上とすることが好ましい。一方、Mgの含有量が0.0200%を超えると、粗大な析出物や介在物が多量に生成する可能性がある。このような場合に、鋼板中に拡散性水素が存在すると、該析出物や介在物が曲げ変形時に亀裂の起点となり、曲げ性および耐衝突特性が低下する可能性がある。したがって、Mgを添加する場合、その含有量は0.0200%以下とすることが好ましい。
Zn、CoおよびZrは、いずれも介在物の形状を球状化するため、鋼板の極限変形能を向上し、曲げ性および耐衝突特性を向上させるために有効な元素である。こうした効果を得るためには、Zn、CoおよびZrの含有量は、それぞれ0.001%以上にすることが好ましい。一方、Zn、CoおよびZrの含有量がそれぞれ0.020%を超えると、粗大な析出物や介在物が多量に生成する可能性がある。このような場合に、鋼板中に拡散性水素が存在すると、該析出物や介在物が曲げ変形時に亀裂の起点となり、曲げ性および耐衝突特性が低下する可能性がある。したがって、Zn、CoおよびZrの1種または2種以上を添加する場合、それぞれ0.020%以下とすることが好ましい。
Caは、鋼中で介在物として存在する。Caの含有量が0.0200%を超えると、鋼板中に拡散性水素を含有する場合、上記介在物が曲げ変形時に亀裂の起点となり、曲げ性および耐衝突特性が低下する可能性がある。そのため、Caを添加する場合、Caの含有量は0.0200%以下にすることが好ましい。また、Caの含有量は、より好ましくは0.0020%以下とする。なお、Caの含有量の下限は0.0000%であってもよいが、生産技術上の制約から、Caの含有量は0.0001%以上とすることが好ましい。
Ce、Se、Te、Ge、As、Sr、Cs、Hf、Pb、BiおよびREMは、鋼板の極限変形能を向上し、曲げ性および耐衝突特性を向上させるために有効な元素である。こうした効果を得るためには、Ce、Se、Te、Ge、As、Sr、Cs、Hf、Pb、BiおよびREMの含有量は、それぞれ0.0001%以上にすることが好ましい。一方、Ce、Se、Te、Ge、As、Sr、Cs、Hf、Pb、BiおよびREMの含有量がそれぞれ0.0200%を超えると、粗大な析出物や介在物が多量に生成する可能性がある。このような場合に、鋼板中に拡散性水素が存在すると、該析出物や介在物が曲げ変形時に亀裂の起点となり、曲げ性および耐衝突特性が低下する可能性がある。したがって、Ce、Se、Te、Ge、As、Sr、Cs、Hf、Pb、BiおよびREMのいずれかを添加する場合、その含有量はそれぞれ0.0200%以下とすることが好ましい。
つぎに、本発明の一実施形態に従うクラッド鋼板の合せ材の成分組成について説明する。なお、成分組成における単位はいずれも「質量%」であるが、以下、特に断らない限り、単に「%」で示す。
Cは、耐LME特性を低下させる。また、Cは、マルテンサイトおよび残留オーステナイトの生成により、曲げ性および耐衝突特性を低下させる。そのため、Cは、極力少ない方が好ましい元素である。Cの含有量が0.100%を超えると、マルテンサイトおよび残留オーステナイトが過度に増加し、曲げ性および耐衝突特性が低下する。したがって、Cの含有量は、0.100%以下とする。Cの含有量は、好ましくは0.090%以下、より好ましくは0.070%以下とする。なお、Cの含有量の下限は特に規定しないが、生産技術上の制約から、Cの含有量は0.001%以上となることが多い。
Siは、耐LME特性を低下させ、さらに、亜鉛めっき性を阻害するため、極力少ない方が好ましい元素である。Siの含有量が0.60%を超えると、耐LME特性や亜鉛めっき性が低下する。したがって、Siの含有量は、0.60%以下とする。Siの含有量は、好ましくは0.40%以下、より好ましくは0.30%以下とする。なお、Siの含有量の下限は特に規定しないが、生産技術上の制約から、Siの含有量は0.01%以上となることが多い。
Mnは、マルテンサイト、焼戻しマルテンサイトおよび残留オーステナイトの面積率を調整する重要な元素である。Mnの含有量が0.05%未満では、フェライトの面積率が増加して、TSを780MPa以上とすることが困難になる。一方、Mnの含有量が2.50%超となると、残留オーステナイトの体積率が過度に増加し、曲げ変形時に残留オーステナイトから生成するマルテンサイトの硬度が大きく上昇する。これにより、曲げ性および耐衝突特性が低下する。とくに高強度のクラッド鋼板の合せ材では、その影響が顕著である。したがって、Mnの含有量は、0.05%以上2.50%以下とする。Mnの含有量は、好ましくは0.15%以上、より好ましくは0.20%以上とする。Mnの含有量は、好ましくは2.30%以下、より好ましくは2.20%以下とする。
Pは、固溶強化の作用を有し、鋼板の強度を上昇させることができる元素である。こうした効果を得るためには、Pの含有量を0.001%以上とする。一方、Pの含有量が0.100%を超えると、亜鉛めっき性や表面外観を劣化させる。したがって、Pの含有量は、0.001%以上0.100%以下とする。Pの含有量は、より好ましくは0.030%以下とする。
Sの含有量が0.0200%を超えると、固溶Sがオーステナイト粒界に多量に偏析し、熱間圧延時の表面割れの原因となる。また、Sはスケール界面に多量に偏析し、スケール剥離性を悪化させる。そのため、Sの含有量は0.0200%以下であり、好ましくは0.0080%以下である。なお、Sの含有量の下限は特に規定しないが、生産技術上の制約から、Sの含有量は0.0001%以上となることが多い。
Alは、脱酸剤としての効果がある。Al添加による効果を得るためには、Alの含有量を0.010%以上にする。一方、Al含有量が0.100%を超えると、窒化物のピン止め効果による未再結晶粒が多く残存し、表面欠陥が発生しやすくなる。したがって、Alの含有量は、0.010%以上0.100%以下とする。
Nは、鋼中で窒化物として存在し、その含有量が0.0100%を超えると窒化物のピン止め効果による未再結晶粒が多く残存し、表面欠陥が発生しやすくなる。そのため、Nの含有量は0.0100%以下にする。また、Nの含有量は、より好ましくは0.0050%以下である。なお、Nの含有量の下限は特に規定しないが、生産技術上の制約から、Nの含有量は0.0005%以上となることが多い。
Sb:0.200%以下、
Sn:0.200%以下、
Ti:0.200%以下、
Nb:0.200%以下、
V:0.100%以下、
B:0.0100%以下、
Cu:1.00%以下、
Cr:1.000%以下、
Ni:1.000%以下、
Mo:0.50%以下、
Ta:0.100%以下、
W:0.500%以下、
Mg:0.0200%以下、
Zn:0.020%以下、
Co:0.020%以下、
Zr:0.020%以下、
Ca:0.0200%以下、
Ce:0.0200%以下、
Se:0.0200%以下、
Te:0.0200%以下、
Ge:0.0200%以下、
As:0.0200%以下、
Sr:0.0200%以下、
Cs:0.0200%以下、
Hf:0.0200%以下、
Pb:0.0200%以下、
Bi:0.0200%以下および
REM:0.0200%以下
つぎに、本発明の一実施形態に従うクラッド鋼板の母材の鋼組織について説明する。
本発明の一実施形態に従うクラッド鋼板の母材の鋼組織は、
ベイナイトおよび焼戻しマルテンサイトの合計の面積率:30%以上、
残留オーステナイトの体積率:5%超、の鋼組織である。
780MPa以上のTSを確保するため、ベイナイトおよび焼戻しマルテンサイトの合計の面積率を30%以上にする必要がある。ベイナイトおよび焼戻しマルテンサイトの合計の面積率は好ましくは35%以上である。ベイナイトおよび焼戻しマルテンサイトの合計の面積率の上限は特に限定されず、100%であってもよい。ベイナイトおよび焼戻しマルテンサイトの合計の面積率は好ましくは92%以下である。
なお、ベイナイトおよび焼戻しマルテンサイトの合計の面積率が30%以上であれば、ベイナイトおよび焼戻しマルテンサイトの面積率はそれぞれ0%であってもよい。
すなわち、クラッド鋼板の圧延方向に平行な板厚断面が観察面となるよう試料を切り出す。ついで、ダイヤモンドペーストを用いて観察面を鏡面研磨し、その後、コロイダルシリカを用い仕上げ研磨を施し、さらに、3vol.%ナイタールでエッチングして組織を現出させる。ついで、加速電圧が15kVの条件で、SEM(Scanning Electron Microscope;走査電子顕微鏡)を用いて、5000倍の倍率で、17μm×23μmの視野範囲で試料の観察面を3視野観察する。得られた組織画像において、Adobe Systems社のAdobe Photoshopを用いて、各構成組織(ベイナイト、焼戻しマルテンサイト)の面積を測定面積で除した面積率を3視野分算出し、それらの値を平均して各組織の面積率として求める。
残留オーステナイトの体積率が5%以下の場合、母材の延性が低下し、クラッド鋼板としても延性が低下する可能性がある。したがって、残留オーステナイトの体積率は5%超とする。また、残留オーステナイトの体積率は、好ましくは6%以上とする。残留オーステナイトの体積率は、より好ましくは7%以上、さらに好ましくは8%以上とする。残留オーステナイトの体積率の上限は特に限定されるものではないが、残留オーステナイトの体積率は好ましくは45%以下である。
[残部組織の面積率(%)]=100-[ベイナイトおよび焼戻しマルテンサイトの合計の面積率(%)]-[残留オーステナイトの体積率(%)]
なお、ここでは、残留オーステナイトが三次元的に均質であるとみなす、つまり、残留オーステナイトの体積率が残留オーステナイトの面積率に相当するとものとみなして、残部組織の面積率を算出する。
つぎに、本発明の一実施形態に従うクラッド鋼板の合せ材の鋼組織について説明する。
本発明の一実施形態に従うクラッド鋼板の合せ材の鋼組織は、フェライトの面積率:80%以上の鋼組織である。
良好な曲げ性および耐衝突特性を確保するためには、フェライトの面積率を80%以上にする必要がある。また、フェライトの面積率は、好ましくは90%以上とする。フェライトの面積率の上限は特に限定されず、100%であってもよい。
すなわち、クラッド鋼板の圧延方向に平行な板厚断面が観察面となるよう試料を切り出す。ついで、ダイヤモンドペーストを用いて観察面を鏡面研磨し、その後、コロイダルシリカを用い仕上げ研磨を施し、さらに、3vol.%ナイタールでエッチングして組織を現出させる。ついで、加速電圧が15kVの条件で、SEM(Scanning Electron Microscope;走査電子顕微鏡)を用いて、5000倍の倍率で、17μm×23μmの視野範囲で試料の観察面を3視野観察する。得られた組織画像において、Adobe Systems社のAdobe Photoshopを用いて、各構成組織(フェライト)の面積を測定面積で除した面積率を3視野分算出し、それらの値を平均して各組織の面積率として求める。
[残部組織の面積率(%)]=100-[フェライトの面積率(%)]
つぎに、本発明の一実施形態に従うクラッド鋼板において特に重要な構成要件である合せ材の平均ビッカース硬さ(HVL)、合せ材の平均ビッカース硬さ(HVL)を母材の平均ビッカース硬さ(HVB)で除した値、母材と合せ材の境界粗さ、および、母材と合せ材の境界に存在するボイド個数について説明する。
良好な曲げ性、耐衝突特性および耐LME特性を確保するためには、合せ材の平均ビッカース硬さ(HVL)を260以下にする必要がある。また、合せ材の平均ビッカース硬さ(HVL)は、好ましくは250以下とする。合せ材の平均ビッカース硬さ(HVL)の下限は特に限定されるものではないが、合せ材の平均ビッカース硬さ(HVL)は85以上とすることが好ましい。なお、母材の表裏面に接合している合せ材が両方とも、当該要件を満足する必要がある。後述する合せ材の平均ビッカース硬さ(HVL)を母材の平均ビッカース硬さ(HVB)で除した値についても同様である。
良好な曲げ性、耐衝突特性を確保するためには、合せ材と母材の硬度比が0.80以下である必要がある。合せ材と母材の硬度比は好ましくは0.75以下である。合せ材と母材の硬度比の下限は特に限定されるものではないが、合せ材と母材の硬度比は0.07以上とすることが好ましい。
すなわち、母材の板厚中央位置のビッカース硬さを押し込み荷重1kg重で測定する。ついで、その測定点(位置)から、圧延方向に平行な線上に、押し込み荷重1kg重で10点のビッカース硬さを測定し、それらの平均値で求めることができる。
すなわち、合わせ材の板厚中央位置のビッカース硬さを押し込み荷重100g重で測定する。ついで、その測定点(位置)から、圧延方向に平行な線上に、押し込み荷重100g重で10点のビッカース硬さを測定する。そして、それらの平均値を合せ材の平均ビッカース硬さ(HVL)とする。
良好な曲げ性、耐衝突特性を確保するためには、母材と合せ材の境界粗さがRyで50μm以下である必要がある。母材と合せ材の境界粗さが最大高さRyで50μm超の場合、曲げ試験時(プレス成形時)および圧壊試験時(車体衝突時)に母材と合せ材の境界で応力集中しやすく、割れの起点となってしまう。母材と合せ材の境界粗さが最大高さRyは、30μm以下であることが好ましい。なお、母材の表裏面両方の境界で、当該要件を満足する必要がある。母材と合せ材の境界粗さの下限は特に限定されるものではないが、母材と合せ材の境界粗さは、最大高さRyで5μm以上であることが好ましい。
具体的には、クラッド鋼板の圧延方向に平行な板厚断面が観察面となるよう試料を切り出す。ついで、ダイヤモンドペーストを用いて観察面を鏡面研磨し、その後、コロイダルシリカを用い仕上げ研磨を施し、さらに、3vol.%ナイタールでエッチングして組織を現出させる。ついで、加速電圧が15kVの条件で、SEMを用いて、150倍の倍率で、母材と合せ材の境界位置を5視野観察する。Adobe Photoshopを用いて、コントラスト差で母材と合せ材の境界を明瞭にし、その後、JIS B 0601(1994)、JIS B 0031(1994)の計算式に準拠して、最大高さ(Ry)を算出する。
良好な曲げ性、耐衝突特性を確保するためには、母材と合せ材の境界に存在するボイドの個数を境界長さ10mmあたり20個以下にする必要がある。母材と合せ材の境界に存在するボイドの個数を境界長さ10mmあたり20個超の場合、曲げ試験時(プレス成形時)および圧壊試験時(車体衝突時)に母材と合せ材の境界のボイドが割れの起点となる。また、前記ボイドの個数の増加に伴うボイドの連結により、割れ進展を助長させる。母材と合せ材の境界に存在するボイドの個数は、境界長さ10mmあたり15個以下であることが好ましい。母材と合せ材の境界に存在するボイドの境界長さ10mmあたりの個数の下限は特に限定されず、0個であってもよい。なお、母材の表裏面両方の境界で、当該要件を満足する必要がある。
すなわち、クラッド鋼板の圧延方向に平行な板厚断面(L断面)が観察面となるよう試料を切り出す。ついで、ダイヤモンドペーストを用いて観察面を鏡面研磨し、その後、コロイダルシリカを用い仕上げ研磨を施し、さらに、3vol.%ナイタールでエッチングして組織を現出させる。ついで、加速電圧が15kVの条件で、SEMを用いて、3000倍の倍率で、母材と合せ材の境界位置を30視野観察する。その後、30視野のすべてで観察されたボイドの個数(合計数)を数える。そして、観察されたボイドの個数(合計数)を、30視野分の観察領域における長さ(クラッド鋼板の圧延方向)の合計値(mm)で除し、10を乗じた値を、境界長さ10mmあたりの母材と合せ材の境界に存在するボイドの個数とする。
本発明の一実施形態に従うクラッド鋼板の厚さは特に限定されないが、好ましくは、0.5mm以上3.0mm以下である。また、母材の厚さは、好ましくは、0.2mm以上2.8mm以下である。合せ材の合計厚さは、好ましくは、0.2mm以上2.8mm以下である。合せ材の1枚あたりの厚さは、好ましくは0.1mm以上1.4mm以下である。
また、母材の厚さを合せ材の合計厚さで除した値を1以上とすることが好ましい。
母材の厚さを合せ材の合計厚さで除した値を1以上の場合、より高いVDA曲げおよびV曲げ-直交VDA曲げの最高荷重(F)を得ることができる。そのため、母材の厚さを合せ材の合計厚さで除した値は1以上とすることが好ましい。母材の厚さを合せ材の合計厚さで除した値の上限は特に限定されるものではないが、例えば、母材の厚さを合せ材の合計厚さで除した値は、30以下とすることが好ましい。
本発明の一実施形態に従うクラッド鋼板は、その表面に、めっき層、例えば、溶融亜鉛めっき層、合金化溶融亜鉛めっき層または電気亜鉛めっき層を有してもよい。
溶融亜鉛めっき層、合金化溶融亜鉛めっき層および電気亜鉛めっき層の組成はそれぞれZnを主成分とするものであれば特に限定されるものではないが、例えば、Fe:20質量%以下、Al:0.001質量%以上1.0質量%以下を含有し、さらに、Pb、Sb、Si、Sn、Mg、Mn、Ni、Cr、Co、Ca、Cu、Li、Ti、Be、BiおよびREMからなる群から選ばれる1種または2種以上を合計で0質量%以上3.5質量%以下含有し、残部がZnおよび不可避的不純物からなる組成を有する。
本発明の一実施形態に従うクラッド鋼板では、母材および合せ材に含まれる合計の拡散性水素量を0.50質量ppm以下とすることが好ましい。
本発明の一実施形態に従うクラッド鋼板は、より優れた曲げ性を得る観点から、母材および合せ材に含まれる合計の拡散性水素量を0.50質量ppm以下とすることが好ましい。また、拡散性水素量は、より好ましくは0.35質量ppm以下とする。なお、鋼拡散性水素量の下限は特に規定しないが、生産技術上の制約から、鋼板中の拡散性水素量は0.01質量ppm以上となることが多い。
すなわち、クラッド鋼板から長さが30mm、幅が5mmの試験片を採取し、表面にめっき層がある場合には、当該めっき層をアルカリ除去する。ついで、昇温脱離分析法により、試験片から放出される水素量を測定する。具体的には、試験片を、室温から300℃までを昇温速度200℃/hで連続加熱した後、室温まで冷却する。この際、当該連続加熱における室温から210℃までの温度域で、試験片から放出される水素量(積算水素量)を測定する。そして、測定した水素量を、試験片(めっき層を除去した場合にはめっき層除去後で、連続加熱前の試験片)の質量で除し、質量ppm単位に換算した値を、母材および合せ材に含まれる合計の拡散性水素量とする。
つぎに、本発明の一実施形態に従う部材について、説明する。
本発明の一実施形態に従う部材は、上記のクラッド鋼板を用いてなる(素材とする)部材である。例えば、素材であるクラッド鋼板に、成形加工または接合加工の少なくとも一方を施して部材とする。
ここで、上記のクラッド鋼板は、引張強さ(TS)が780MPa以上であり、優れた延性、曲げ性、耐衝突特性および耐LME特性を有している。そのため、本発明の一実施形態に従う部材は、高強度であるだけでなく、走行中に衝突した場合の耐衝撃特性にも優れている。また、780MPa以上の高強度であるだけでなく、鋼板にめっき処理を施した場合でも、LME割れが発生しにくい。したがって、本発明の一実施形態に従う部材は、自動車分野で使用される衝撃エネルギー吸収部材に好適である。
つぎに、本発明の一実施形態に従うクラッド鋼板の製造方法について、説明する。なお、以下に示す各種スラブおよび各種鋼板等を加熱または冷却する際の温度は、特に説明がない限り、各種鋼スラブおよび各種鋼板等の表面温度を意味する。
本発明の一実施形態に従うクラッド鋼板の製造方法は、
上記した母材の成分組成を有する母材鋼スラブを準備する、第1の準備工程と、
上記した合せ材の成分組成を有する合せ材鋼スラブを準備する、第2の準備工程と、
前記母材鋼スラブの表裏面の両面、および、前記合せ材鋼スラブの表裏面のうちの少なくとも一方の面の表面粗さをRaで30μm以下に表面処理する、表面処理工程と、
前記母材鋼スラブの表面処理面と前記合せ材鋼スラブの表面処理面とが接するように、前記母材鋼スラブと前記合せ材鋼スラブを、前記合せ材鋼スラブ―前記母材鋼スラブ―前記合せ材鋼スラブの順に積層し、積層スラブを得る、積層工程と、
前記合せ材鋼スラブ―前記母材鋼スラブの間を接合し、かつ、前記合せ材鋼スラブ―前記母材鋼スラブの間の真空度がいずれも1×10-2Torr以下となるように真空引きして、接合積層スラブを得る、接合工程と、
前記接合積層スラブを1050℃以上1350℃以下の温度域に加熱したのち、仕上げ圧延温度:820℃以上の条件で熱間圧延を施し、熱延鋼板を得る、熱間圧延工程と、
前記熱延鋼板に、圧下率:30%以上80%以下の条件で冷間圧延を施し、冷延鋼板を得る、冷間圧延工程と、
前記冷延鋼板を、焼鈍温度:750℃以上950℃以下、保持時間:20秒以上の条件で焼鈍する、焼鈍工程と、
を有する、ものである。
上記した母材の成分組成を有する母材鋼スラブを準備する。例えば、鋼素材を溶製して上記した母材の成分組成を有する溶鋼とする。溶製方法は特に限定されず、転炉溶製や電気炉溶製等、公知の溶製方法のいずれもが適合する。得られた溶鋼を固めて鋼スラブ(スラブ)を製造する。溶鋼から鋼スラブを製造する方法は特に限定されず、連続鋳造法、造塊法または薄スラブ鋳造法等を用いることができる。マクロ偏析を防止するため、鋼スラブは連続鋳造法によって製造することが好ましい。
ここでは、上記した合せ材の成分組成を有する合せ材鋼スラブを準備する。例えば、鋼素材を溶製して上記した合せ材の成分組成を有する溶鋼とする。溶製方法は特に限定されず、転炉溶製や電気炉溶製等、公知の溶製方法のいずれもが適合する。得られた溶鋼を固めて鋼スラブ(スラブ)を製造する。溶鋼から鋼スラブを製造する方法は特に限定されず、連続鋳造法、造塊法または薄スラブ鋳造法等を用いることができる。マクロ偏析を防止するため、鋼スラブは連続鋳造法によって製造することが好ましい。
上記のようにして準備した母材鋼スラブの表裏面の両面、および、合せ材鋼スラブの表裏面のうちの少なくとも一方の面の表面粗さをRaで30μm以下(表面粗さの下限は特に限定されるものではないが、生産性などの観点から、好ましくはRaで1μm以上)に表面処理する。これにより、最終材のクラッド鋼板の母材と合せ材の境界粗さを、最大高さRyで50μm以下とすることが可能となる。また、熱間圧延工程での母材と合わせ材の接合性を良好にすることができる。なお、表面処理方法は特に限定されず、例えば、機械研削により仕上げればよい。
なお、表面粗さRaは、JIS B 0601(1994)およびJIS B 0031(1994)に準拠して測定する。
ついで、母材鋼スラブの表面処理面と合せ材鋼スラブの表面処理面とが接するように、母材鋼スラブと前記合せ材鋼スラブを、合せ材鋼スラブ―母材鋼スラブ―合せ材鋼スラブの順に積層し、(合せ材鋼スラブの間に母材鋼スラブを挟んだサンドイッチ構造となる)積層スラブを得る。なお、積層前に母材鋼スラブおよび合せ材鋼スラブの表面を洗浄してもよい。
ついで、合せ材鋼スラブ―母材鋼スラブの間を接合し、かつ、合せ材鋼スラブ―母材鋼スラブの間の真空度がいずれも1×10-2Torr以下となるように真空引きして、(合せ材鋼スラブの間に母材鋼スラブを挟んだサンドイッチ構造となる)接合積層スラブを得る。
ついで、得られた接合積層スラブに、粗圧延および仕上げ圧延からなる熱間圧延を施して熱延鋼板とする。
一例においては、上記のように製造した積層スラブを、一旦室温まで冷却し、その後スラブ加熱してから圧延する。
スラブ加熱温度は、合せ材―母材間の拡散接合、炭化物の溶解および圧延荷重の低減の観点から、1050℃以上とする。また、スケールロスの増大を防止するため、スラブ加熱温度は1350℃以下とする。なお、スラブ加熱温度は、加熱時の接合積層スラブ表面の温度を基準とする。
仕上げ圧延温度は、圧延負荷を低減するため、また、オーステナイトの未再結晶状態での圧下率が高くなると、圧延方向に伸長した異常な組織が発達し、焼鈍板の加工性を低下させる虞があることから、820℃以上とすることが好ましい。仕上げ圧延温度の上限については特に限定されるものではないが、例えば、仕上げ圧延温度は1100℃以下とすることが好ましい。
なお、熱間圧延後の巻取温度は、特に限定はしないが450℃以上750℃以下が好ましい。
ついで、熱延鋼板に冷間圧延を施して冷延鋼板とする。例えば、タンデム式の多スタンド圧延またはリバース圧延等の、2パス以上のパス数を要する多パス圧延により冷間圧延を施す。
冷間圧延の圧下率を30%以上とすることで、最終的に得られるクラッド鋼板の母材および合せ材の境界でのき裂の残存・発生を抑制できる。また、次工程である焼鈍工程での昇温時における再結晶が進行し、良好な曲げ性を得ることができる。したがって、冷間圧延の圧下率は30%以上であり、好ましくは35%以上である。一方、冷間圧延の圧下率が80%を超えると、前記した接合界面の健全性が確保できなくなるため、冷間圧延の圧下率の上限は80%以下である。
ついで、冷延鋼板を、焼鈍温度:750℃以上950℃以下、保持時間:20秒以上の条件で焼鈍する。
曲げ変形時に残留オーステナイトから生成するマルテンサイトの硬度が大きく上昇し、曲げ性および耐衝突特性が低下する。焼鈍温度が750℃未満または保持時間が20秒未満のときは、合せ材においては、未再結晶フェライトが残存し、曲げ性や耐衝突特性を低下させる。また、母材においては、焼鈍中のオーステナイトの生成割合が不十分になる。そのため、フェライトの面積率が増加して、TSを780MPa以上とすることが困難になる。一方、焼鈍温度が950℃を超えると、合せ材の表面で欠陥が生じる場合がある。したがって、焼鈍温度は750℃以上950℃以下とする。焼鈍温度は、好ましくは760℃以上とする。また、焼鈍温度は、好ましくは920℃以下とする。なお、保持時間は特に限定されないが、600秒以下とすることが好ましい。なお、焼鈍温度は、焼鈍工程での最高到達温度である。また、保持時間には、焼鈍温度での保持時間に加え、焼鈍温度に到達する前後の加熱および冷却における(焼鈍温度-40℃)以上焼鈍温度以下の温度域での滞留時間も含まれる。
・第1の再加熱工程
ここでは、焼鈍工程後、冷延鋼板を、250℃以下の冷却停止温度まで冷却し、ついで、250℃超450℃以下の温度域まで再加熱して10秒以上保持する。
冷却停止温度をマルテンサイト変態開始温度以下の250℃以下とすることにより、後述する再加熱時に生成する焼戻しマルテンサイトの面積率を増加させることができる。また、冷却停止時点で、オーステナイトの一部をマルテンサイト変態させることで、鋼板中の拡散性水素量が低減される。その結果、曲げ変形時のボイドの生成量が減少するため、さらに曲げ性や耐衝突特性を向上させることができる。したがって、冷却停止温度は250℃以下が好ましい。冷却停止温度は、より好ましくは200℃以下とする。冷却停止温度の下限については特に限定されるものではないが、例えば、冷却停止温度は-30℃以上とすることが好ましい。
上記冷却停止後、冷延鋼板を250℃超450℃以下の温度域まで再加熱し、該温度域で10秒以上保持する。再加熱温度を250℃超とすることにより、冷却停止時に存在するマルテンサイトの焼戻しがより促進する。ただし、再加熱温度が450℃を超えると、焼入れマルテンサイトの面積率の増加に伴い、鋼板中の拡散性水素量も増加する可能性がある。そのため、曲げ性や耐衝突特性が低下する可能性がある。したがって、再加熱温度は250℃超450℃以下が好ましい。再加熱温度は、より好ましくは300℃以上とする。また、再加熱温度は、より好ましくは400℃以下とする。なお、再加熱温度は、再加熱工程での最高到達温度である。
再加熱温度域(250℃超450℃以下)での保持時間が10秒未満の場合、焼入れマルテンサイトの面積率の増加に伴い、鋼板中の拡散性水素量も増加する可能性がある。そのため、曲げ性や耐衝突特性が低下する可能性がある。したがって、再加熱温度域での保持時間は10秒以上が好ましい。なお、再加熱温度域での保持時間の上限は特に限定しないが、生産技術上の制約から、1000秒以下とすることが好ましい。再加熱温度域での保持時間は、より好ましくは10秒以上、300秒以下とする。なお、再加熱温度域での保持時間には、再加熱温度での保持時間に加え、再加熱温度に到達する前後の加熱および冷却における再加熱温度域(250℃超450℃以下)での滞留時間も含まれる。
また、上記の焼鈍工程後、または、第1の再加熱工程後、冷延鋼板にめっき処理を施してもよい。めっき処理方法は特に限定されず、例えば、溶融亜鉛めっき処理、合金化溶融亜鉛めっき処理、または、電気亜鉛めっき処理が挙げられる。これらのめっき処理条件は特に限定されず、常法に従えばよい。
なお、溶融亜鉛めっき処理は、焼鈍と溶融亜鉛めっき処理とを連続して行えるよう構成された装置を用いて、焼鈍と溶融亜鉛めっき処理とを施してもよい。
上記のめっき鋼板に、さらに、50℃以上300℃以下の温度域で0.5時間以上72.0時間以下保持する、脱水素処理を施すことが好ましい。脱水素処理により、めっき鋼板中の拡散性水素量をさらに低減することができる。その結果、打ち抜き後のボイドの生成量が減少し、伸びフランジ性(穴広げ性)をより向上させることができる。300℃超の温度域で保持した場合、または72.0時間超で保持した場合は、焼戻しにより所望のTSの確保が難しくなる可能性がある。また、50℃未満で保持した場合、または0.5時間未満で保持した場合は、めっき鋼板中の拡散性水素量の低減の効果を十分に得られない可能性がある。したがって、脱水素処理工程では、めっき鋼板を、50℃以上300℃以下の温度域で0.5時間以上72.0時間以下保持することが好ましい。また、脱水素処理工程では、めっき鋼板を、70℃以上200℃以下の温度域内で1時間以上36.0時間以下保持することがより好ましい。
・めっき処理工程
焼鈍工程の保持後、冷延鋼板を、例えば、350℃以上600℃以下の温度域に冷却し、ついで、冷延鋼板に溶融亜鉛めっき処理または合金化溶融亜鉛めっき処理を施す。
なお、溶融亜鉛めっき処理および合金化溶融亜鉛めっき処理の条件などについては、上述した第1の実施形態と同じであるため、ここでは記載を省略する。
上記のめっき処理工程後、めっき鋼板を、250℃以下の冷却停止温度まで冷却した後、250℃超450℃以下の温度域まで再加熱して10秒以上保持する。
冷却停止温度をマルテンサイト変態開始温度以下の250℃以下とすることにより、後述する再加熱時に生成する焼戻しマルテンサイトの面積率を増加させることができる。また、冷却停止時点で、オーステナイトの一部をマルテンサイト変態させることで、鋼板中の拡散性水素量が低減される。その結果、曲げ変形時のボイドの生成量が減少するため、さらに曲げ性や耐衝突特性を向上させることができる。したがって、冷却停止温度は250℃以下が好ましい。冷却停止温度は、より好ましくは200℃以下とする。冷却停止温度の下限については特に限定されるものではないが、例えば、冷却停止温度は-30℃以上とすることが好ましい。
上記冷却停止後、冷延鋼板を250℃超450℃以下の温度域まで再加熱し、該温度域で10秒以上保持する。再加熱温度を250℃超とすることにより、鋼板中の拡散性水素が放出されるため、脱水素が促進する。ただし、再加熱温度が450℃を超えると、焼入れマルテンサイトの面積率の増加に伴い、鋼板中の拡散性水素量も増加する可能性がある。そのため、曲げ性や耐衝突特性が低下する可能性がある。したがって、再加熱温度は250℃超450℃以下が好ましい。なお、再加熱温度は、再加熱工程での最高到達温度である。
再加熱温度域(250℃超450℃以下)での保持時間が10秒未満の場合、焼入れマルテンサイトの面積率の増加に伴い、鋼板中の拡散性水素量も増加する可能性がある。そのため、曲げ性や耐衝突特性が低下する可能性がある。したがって、再加熱温度域での保持時間は10秒以上が好ましい。なお、再加熱温度域での保持時間の上限は特に限定しないが、生産技術上の制約から、1000秒以下とすることが好ましい。再加熱温度域での保持時間は、より好ましくは10秒以上、300秒以下とする。なお、再加熱温度域での保持時間には、再加熱温度での保持時間に加え、再加熱温度に到達する前後の加熱および冷却における再加熱温度域(250℃超450℃以下)での滞留時間も含まれる。
上記のめっき鋼板に、さらに、50℃以上300℃以下の温度域で0.5時間以上72.0時間以下保持する、脱水素処理を施すことが好ましい。なお、脱水素処理の条件などについては、上述した第1の実施形態と同じであるため、ここでは記載を省略する。
つぎに、本発明の一実施形態に従う部材の製造方法について、説明する。
本発明の一実施形態に従う部材の製造方法は、上記のクラッド鋼板(例えば、上記のクラッド鋼板の製造方法により製造されたクラッド鋼板)に、成形加工または接合加工の少なくとも一方を施して部材とする、工程を有する。
ここで、成形加工方法は、特に限定されず、例えば、プレス加工等の一般的な加工方法を用いることができる。また、接合加工方法も、特に限定されず、例えば、スポット溶接、レーザー溶接、アーク溶接等の一般的な溶接や、リベット接合、かしめ接合等を用いることができる。なお、成形条件および接合条件については特に限定されず、常法に従えばよい。
GAを製造する場合の合金化処理は、表2に示す温度で行った。また、GIのめっき層の組成は、Fe:0.1~1.0質量%、Al:0.2~1.0質量%を含有し、残部がZnおよび不可避的不純物からなっていた。GAのめっき層の組成は、Fe:7~15質量%、Al:0.1~1.0質量%を含有し、残部がZnおよび不可避的不純物からなっていた。
EGを製造する場合、30℃のめっき浴を用いて、片面あたりのめっき付着量が20~50g/m2程度とした。
また、上述した方法により、鋼組織の同定および平均ビッカース硬さの測定などを行った。結果を表3に示す。なお、合せ材の鋼組織や母材と合せ材の境界粗さ、母材と合せ材の境界に存在するボイド個数については、(1)合せ材(表側)と(3)合せ材(裏側)とでほぼ同様の結果が得られたため、(1)合せ材(表側)のみを代表して記載している。
引張試験は、JIS Z 2241に準拠して行った。得られた鋼板より、長手方向が鋼板のC方向となるようにJIS5号試験片を採取した。該試験片を用いて、クロスヘッド速度が10mm/minの条件で引張試験を行い、TSおよび全伸び(El)を測定した。TSは、780MPa以上で合格とした。また、TSが780MPa以上1180MPa未満では、El≧15%を、TSが1180MPa以上では、El≧12%を良好と判断した。
極限変形能は、上述の引張試験により得られる板幅ひずみ(εw)と板厚ひずみ(εt)から引張ひずみ(εl)を求める水沼らの理化学研究所報告,45-4(1969),79.に示す求め方で算出した。
εl = -(εw+εt)
εw = ln(w/w0), εt = ln(t/t0)
w0:引張試験前の板幅、w:引張試験後の破断部板幅
t0:引張試験前の板厚、t:引張試験後の破断部板厚
なお、中川らの塑性と加工,11-29(1970),142.や松藤らの塑性と加工,14-146(1973),201.の報告より、極限変形能は穴広げ性(伸びフランジ性)と相関があることが知られている。
また、極限変形能εlは、TSが780MPa以上1180MPa未満では、0.8以上を、TSが1180MPa以上では、0.4以上を良好と判断した。
V(90°)曲げ試験は、JIS Z 2248に準拠して行った。端面加工と施した板厚1.2mm×幅100mm(C方向)×長さ35mm(L方向)サイズおよび板厚1.4mm×幅100mm(C方向)×長さ35mm(L方向)サイズの試験片を用いて、荷重が10ton、ストローク速度が30mm/min、保持時間が5sの条件で、曲げ半径Rを変化させて行った。N3評価を行い、いずれも割れが出ない最小の曲げ半径Rを板厚tで除したR/tを算出した。また、ライカ製実体顕微鏡を用いて、25倍の倍率で長さが200μm以上のき裂を割れと判断した。
なお、TSが780MPa以上1180MPa未満では、R/t≦3.0を、TSが1180MPa以上では、R/t≦4.0を良好と判断した。
VDA曲げ試験は、VDA238-100に準拠して行った。端面加工を施した板厚1.2mm×幅65mm(C方向)×長さ60mm(L方向)サイズまたは板厚1.4mm×幅70mm(C方向)×長さ60mm(L方向)サイズの試験片を用いて、ローラー間距離が2×板厚+0.5mm、パンチ先端曲率半径がR=0.4mmの曲げ試験機で、ストローク速度が20mm/minの条件でC方向曲げ(L軸曲げ)によるVDA曲げ試験を行い、αVDA、最高荷重F(N)、最高荷重までのストロークS(mm)およびF×Sを測定した。なお、VDA曲げ試験により得られるαVDAやF×S(N・mm)は、軸圧壊時の縦壁部の破断特性や曲げ圧壊特性と相関があることが知られている。
なお、TSが780MPa以上1180MPa未満では、F≧8500N、S≧12mm、αVDA≧95°、F×S≧102000N・mmを、
TSが1180MPa以上では、F≧10500N、S≧11mm、αVDA≧90°、F×S≧115500N・mmを良好と判断した。
V曲げ-直交VDA曲げ試験は、佐藤らの特許第6748382号に示す求め方で算出した。端面加工を施した板厚1.2mm×幅65mm(C方向)×長さ60mm(L方向)サイズまたは板厚1.4mm×幅65mm(C方向)×長さ60mm(L方向)サイズの試験片を用いて、荷重が10ton、ストローク速度が30mm/min、保持時間が5sの条件で、曲げ半径がR=5mmのL方向曲げ(C軸曲げ)によるV(90°)曲げ加工を行った。V曲げ加工サンプルを水平方向に90°回転させ、その後、ローラー間距離が2×板厚+0.5mm、パンチ先端曲率半径がR=0.4mmの曲げ試験機で、ストローク速度が20mm/minの条件でV曲げ加工の曲げ部山側がポンチ側になるようにC方向曲げ(L軸曲げ)によるVDA曲げ試験を行い、最高荷重F、最高荷重までのストロークSおよびF×S(N・mm)を測定した。なお、軸圧壊時の曲げ稜線部の破断特性と相関があることが知られている。
なお、TSが780MPa以上1180MPa未満では、F≧6500N、S≧29mm、F×S≧188500N・mmを、
TSが1180MPa以上では、F≧7000N、S≧28mm、F×S≧196000N・mmを良好と判断した。
耐LME特性は、抵抗溶接割れ試験により判断した。得られたクラッド鋼板の圧延方向と直角方向を長手として30mm×100mmに切断した試験片を1枚と、もう1枚は980MPa級の溶融亜鉛めっき鋼板を用いて、これらに抵抗溶接(スポット溶接)を実施することにより、部材を作製した。溶接機には2枚の鋼板を重ねた板組みについて、溶接ガンに取り付けられたサーボモータ加圧式で単相交流(50Hz)の抵抗溶接機を用いて板組みを5°傾けた状態で抵抗スポット溶接を実施した。溶接条件は加圧力を3.8kN、ホールド時間を0.2秒とした。また、溶接電流を5.7~6.2kA、通電時間を21サイクル、ホールド時間を5サイクルとした。溶接後の部材から試験片を半切して、断面を光学顕微鏡で観察し、0.1mm以上の亀裂がみとめられないものをLME割れ性が良好(〇)、0.1mm以上の亀裂が認められたものをLME割れ性が不良(×)とした。
また、本発明例のクラッド鋼板を用いて、成形加工を施して得た部材または接合加工を施して得た部材は、引張強さ(TS)が780MPa以上であり、優れた延性、曲げ性、耐衝突特性および耐LME特性を有することがわかった。
Claims (14)
- 母材と、前記母材の表裏面の合せ材とを有するクラッド鋼板であって、
前記母材は、質量%で、
C:0.080%以上0.350%以下、
Si:0.50%以上2.00%以下、
Mn:1.80%以上3.50%未満、
P:0.001%以上0.100%以下、
S:0.0200%以下、
Al:0.010%以上2.000%以下および
N:0.0100%以下
で、残部がFeおよび不可避的不純物である成分組成と、
ベイナイトおよび焼戻しマルテンサイトの合計の面積率:30%以上、
残留オーステナイトの体積率:5%超、である鋼組織と、を有し、
前記合せ材は、質量%で、
C:0.100%以下、
Si:0.60%以下、
Mn:0.05%以上2.50%以下、
P:0.001%以上0.100%以下、
S:0.0200%以下、
Al:0.010%以上0.100%以下および
N:0.0100%以下
で、残部がFeおよび不可避的不純物である成分組成と、
フェライトの面積率:80%以上である鋼組織と、を有し、
前記合せ材の平均ビッカース硬さ(HVL)が260以下であり、
前記合せ材の平均ビッカース硬さ(HVL)を、前記母材の平均ビッカース硬さ(HVB)で除した値が0.80以下であり、
前記母材と前記合せ材の境界粗さが最大高さRyで50μm以下であり、
前記母材と前記合せ材の境界におけるボイド個数が、境界長さ10mmあたり20個以下であり、
引張強さが780MPa以上である、クラッド鋼板。 - 前記母材の成分組成および前記合せ材の成分組成のうちの少なくとも一方が、さらに質量%で、
Sb:0.200%以下、
Sn:0.200%以下、
Ti:0.200%以下、
Nb:0.200%以下、
V:0.100%以下、
B:0.0100%以下、
Cu:1.00%以下、
Cr:1.000%以下、
Ni:1.000%以下、
Mo:0.50%以下、
Ta:0.100%以下、
W:0.500%以下、
Mg:0.0200%以下、
Zn:0.020%以下、
Co:0.020%以下、
Zr:0.020%以下、
Ca:0.0200%以下、
Ce:0.0200%以下、
Se:0.0200%以下、
Te:0.0200%以下、
Ge:0.0200%以下、
As:0.0200%以下、
Sr:0.0200%以下、
Cs:0.0200%以下、
Hf:0.0200%以下、
Pb:0.0200%以下、
Bi:0.0200%以下および
REM:0.0200%以下
のうちから選ばれる少なくとも1種を含有する、請求項1に記載のクラッド鋼板。 - 前記母材の厚さを前記合せ材の合計厚さで除した値が1以上である、請求項1または2に記載のクラッド鋼板。
- 表面に、溶融亜鉛めっき層、合金化溶融亜鉛めっき層または電気亜鉛めっき層を有する、請求項1~3のいずれか一項に記載のクラッド鋼板。
- 前記母材および前記合せ材に含まれる合計の拡散性水素量が0.50質量ppm以下である、請求項1~4のいずれか一項に記載のクラッド鋼板。
- 請求項1~5のいずれか一項に記載のクラッド鋼板を用いてなる、部材。
- 母材と、前記母材の表裏面の合せ材とを有するクラッド鋼板を製造するための方法であって、
前記母材は、
ベイナイトおよび焼戻しマルテンサイトの合計の面積率:30%以上、
残留オーステナイトの体積率:5%超、である鋼組織、を有し、
前記合せ材は、フェライトの面積率:80%以上である鋼組織、を有し、
前記合せ材の平均ビッカース硬さ(HVL)が260以下であり、
前記合せ材の平均ビッカース硬さ(HVL)を、前記母材の平均ビッカース硬さ(HVB)で除した値が0.80以下であり、
前記母材と前記合せ材の境界粗さが最大高さRyで50μm以下であり、
前記母材と前記合せ材の境界におけるボイド個数が、境界長さ10mmあたり20個以下であり、
引張強さが780MPa以上であり、
前記方法は、
請求項1または2に記載の母材の成分組成を有する母材鋼スラブを準備する、第1の準備工程と、
請求項1または2に記載の合せ材の成分組成を有する合せ材鋼スラブを準備する、第2の準備工程と、
前記母材鋼スラブの表裏面の両面、および、前記合せ材鋼スラブの表裏面のうちの少なくとも一方の面の表面粗さをRaで30μm以下に表面処理する、表面処理工程と、
前記母材鋼スラブの表面処理面と前記合せ材鋼スラブの表面処理面とが接するように、前記母材鋼スラブと前記合せ材鋼スラブを、前記合せ材鋼スラブ―前記母材鋼スラブ―前記合せ材鋼スラブの順に積層し、積層スラブを得る、積層工程と、
前記合せ材鋼スラブ―前記母材鋼スラブの間を接合し、かつ、前記合せ材鋼スラブ―前記母材鋼スラブの間の真空度がいずれも1×10-2Torr以下となるように真空引きして、接合積層スラブを得る、接合工程と、
前記接合積層スラブを1050℃以上1350℃以下の温度域に加熱したのち、仕上げ圧延温度:820℃以上の条件で熱間圧延を施し、熱延鋼板を得る、熱間圧延工程と、
前記熱延鋼板に、圧下率:30%以上80%以下の条件で冷間圧延を施し、冷延鋼板を得る、冷間圧延工程と、
前記冷延鋼板を、焼鈍温度:750℃以上950℃以下、保持時間:20秒以上の条件で焼鈍する、焼鈍工程と、
を有する、クラッド鋼板の製造方法。 - 前記焼鈍工程後、前記冷延鋼板を、250℃以下の冷却停止温度まで冷却し、ついで、250℃超450℃以下の温度域まで再加熱して10秒以上保持する、第1の再加熱工程を、さらに有する、請求項7に記載のクラッド鋼板の製造方法。
- 前記焼鈍工程後、または、前記第1の再加熱工程後、前記冷延鋼板にめっき処理を施し、めっき鋼板を得る、めっき処理工程を、さらに有する、請求項7または8に記載のクラッド鋼板の製造方法。
- 前記めっき処理が、溶融亜鉛めっき処理、合金化溶融亜鉛めっき処理、または、電気亜鉛めっき処理である、請求項9に記載のクラッド鋼板の製造方法。
- 前記めっき処理工程後、前記めっき鋼板を50℃以上300℃以下の温度域で0.5時間以上72.0時間以下保持する、脱水素処理工程を、さらに有する、請求項9または10に記載のクラッド鋼板の製造方法。
- 前記焼鈍工程後、前記冷延鋼板に、溶融亜鉛めっき処理または合金化溶融亜鉛めっき処理を施し、めっき鋼板を得る、めっき処理工程と、
ついで、前記めっき鋼板を、250℃以下の冷却停止温度まで冷却した後、250℃超450℃以下の温度域まで再加熱して10秒以上保持する、第2の再加熱工程と、
を、さらに有する、請求項7に記載のクラッド鋼板の製造方法。 - 前記第2の再加熱工程後、前記めっき鋼板を50℃以上300℃以下の温度域で0.5時間以上72.0時間以下保持する、脱水素処理工程を、さらに有する、請求項12に記載のクラッド鋼板の製造方法。
- 請求項1~5のいずれか一項に記載のクラッド鋼板に、成形加工または接合加工の少なくとも一方を施して部材とする、工程を有する、部材の製造方法。
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JP2005297013A (ja) * | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Jfe Steel Kk | 極厚鋼板およびその製造方法 |
WO2018151322A1 (ja) * | 2017-02-20 | 2018-08-23 | 新日鐵住金株式会社 | 高強度鋼板 |
WO2018151331A1 (ja) * | 2017-02-20 | 2018-08-23 | 新日鐵住金株式会社 | 高強度鋼板 |
US20200061971A1 (en) * | 2017-05-16 | 2020-02-27 | Thyssenkrupp Steel Europe Ag | Three-layer high-strength steel or ballistic steel, method for producing a component, and use thereof |
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---|---|---|---|---|
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005297013A (ja) * | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Jfe Steel Kk | 極厚鋼板およびその製造方法 |
WO2018151322A1 (ja) * | 2017-02-20 | 2018-08-23 | 新日鐵住金株式会社 | 高強度鋼板 |
WO2018151331A1 (ja) * | 2017-02-20 | 2018-08-23 | 新日鐵住金株式会社 | 高強度鋼板 |
US20200061971A1 (en) * | 2017-05-16 | 2020-02-27 | Thyssenkrupp Steel Europe Ag | Three-layer high-strength steel or ballistic steel, method for producing a component, and use thereof |
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