JP7220714B2 - 冷間圧延焼鈍鋼板及びその製造方法 - Google Patents
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Description
-十分な強度を確保し、十分な伸びを得るために必要な残留オーステナイトの安定性を向上させるためには、0.03%≦C≦0.25%。好ましくは、炭素含有率は、0.1%以上である。炭素含有率が高すぎる場合、熱間圧延された鋼板を冷間圧延することが極めて困難となり、溶接性が不十分になる。炭素含有率が0.03%未満である場合、引張強さは目標値に達しない。
-十分な強度を確保し、オーステナイトの少なくとも一部を安定化させて、十分な伸びを得るためには、3.5%≦Mn≦8%。3.5%未満では、最終組織は不十分な残留オーステナイトの割合及び残留オーステナイト中の不十分なMn含有率を含み、延性及び強度の望ましい組み合わせは達成されない。最大値は、延性に有害な偏析の問題を回避するために規定される。好ましくは、マンガン含有率は、3.7%以上である。
-0.1%≦Si≦2.0%及び0.03%≦Al≦2.0%。本発明によれば、Si及びAlは共に重要な役割を果たす:ケイ素は平衡変態温度Ae3未満に冷却するとセメンタイトの析出を遅らせる。したがって、少なくとも0.1%のSi添加は、十分な量の残留オーステナイトを安定化させるのに役立つ。Siはさらに固溶体強化をもたらし、部分的なマルテンサイト変態の後に行われる即時の再加熱及び保持工程から生じる、マルテンサイトからオーステナイトへの炭素の再分配の間、炭化物の形成を遅らせる。含有率が高すぎると、表面に酸化ケイ素が形成され、鋼の被覆性が損なわれる。したがって、Si含有率は2.0%以下である。
-熱間圧延中にオーステナイト粒を微細化し、析出強化を付与するために、Nb≦0.080%を添加することができる。好ましい実施形態では、添加されるニオブの最小量は、0.010%である。添加量が0.080%を超えると、降伏強さ、伸び及び穴広げ率が所望のレベルに確保されない。
-析出強化を付与するために、Ti≦0.080%を添加することができる。好ましい実施形態では、添加されるチタンの最小量は、0.010%である。しかしながら、チタンの添加量が0.080%以上の場合、降伏強さ、伸び及び穴広げ率が所望のレベルに確保されない。
-析出強化を付与するために、V≦0.2%を添加することができる。好ましい実施形態では、添加されるバナジウムの最小量は、0.010%である。しかしながら、バナジウムの添加量が0.2%以上の場合、降伏強さ、伸び及び穴広げ率が所望のレベルに確保されない。
-0.1%≦Mo≦0.5%。モリブデンは、焼入れ性を高め、残留オーステナイトを安定化させて、分配中のオーステナイト分解を低減させ、高マンガン含有率に起因する可能性があり、穴広げ率に有害な中心偏析を低減する。さらに、Moは組織の微細化に役立つ。0.5%を超えると、Moの添加はコストがかかり、求められている特性を考慮すると非効果的である。
-炭化物の溶解を遅らせ、残留オーステナイトを安定化させるために、0.01%≦Cr≦1%。最大1%のクロムが許容され、それを超えると、飽和効果が顕著となり、クロムの添加は役に立たず、費用もかかる。
-0.0005%≦B≦0.004%。鋼の焼入れ性を高めるため。
-10%~30%の残留オーステナイトにおいて、前記残留オーステナイトは、アスペクト比が少なくとも3のフィルムとして存在し、及び島状マルテンサイト・オーステナイト(いわゆる島状MA)として存在し、そのような島状MAの8%未満が0.5μmを超えるサイズを有し、
-最大で10%のフレッシュマルテンサイト、
-ニオブ、チタン及びバナジウムから選択される少なくとも1つの元素の析出物を含む回復したマルテンサイト
からなる組織を有する。
-焼鈍によって完全オーステナイト組織を得るために、冷間圧延鋼板を860℃を超える第1の焼鈍温度に再加熱し、30秒~600秒に含まれる保持時間にわたって、この冷間圧延鋼板を前記焼鈍温度に維持する工程。
-冷間圧延鋼板を0.5℃/秒~200℃/秒に含まれる冷却速度で、20℃~Ms-50℃に含まれる焼入れ温度まで焼入れ、1~200秒に含まれる保持時間にわたって、この冷間圧延鋼板を前記焼入れ温度に維持する工程。
-マルテンサイト中で鋼の伸びの減少をもたらすであろうイプシロン炭化物が形成されないように、1秒~200秒、好ましくは3秒~7秒に含まれる保持時間にわたって、焼入れした鋼板を焼入れ温度に任意選択的に保持する工程。
-冷間圧延鋼板をTΘ~720℃に含まれる第2の焼鈍温度に再加熱し、100秒~2000秒に含まれる時間にわたって、この冷間圧延鋼板を前記焼鈍温度に維持する工程。
-任意選択的に、鋼板を480℃以下の温度の浴中で溶融めっきする工程。任意の種類のコーティング、特に、亜鉛、又は亜鉛-ニッケル合金、亜鉛-マグネシウム合金若しくは亜鉛-マグネシウム-アルミニウム合金のような亜鉛合金、アルミニウム、又はアルミニウム-ケイ素のようなアルミニウム合金を使用することができる。
-第2の焼鈍工程の直後、又は溶融めっき工程を行った場合には溶融めっき工程の直後に、冷間圧延熱処理鋼板を得るために、冷間圧延鋼板を室温まで冷却する工程。冷却速度は、好ましくは1℃/秒より速く、例えば、2℃/秒~20℃/秒に含まれる。
-任意選択的に、室温まで冷却した後に、溶融めっき工程が行われていない場合には、鋼板は、電気化学的方法、例えば、電気亜鉛めっきによって、又はPVD若しくはジェット蒸着のような任意の真空めっき法によって、コーティングすることができる。任意の種類のコーティング、特に、亜鉛、又は亜鉛-ニッケル合金、亜鉛-マグネシウム合金若しくは亜鉛-マグネシウム-アルミニウム合金のような亜鉛合金を使用することができる。任意選択的に、電気亜鉛めっきによるコーティングの後、鋼板は脱気を施されてもよい。
試験した組成を次の表にまとめ、元素含有率を重量パーセントで表す。
鋳放しの鋼半製品を1250℃で再加熱し、熱間圧延し、次に、550℃で巻き取り、酸洗いし、5時間にわたって600℃で焼鈍し、酸洗いし、50%の圧下率で冷間圧延した。その後、次の条件で加工した。
得られた鋼板のミクロ組織の相の割合を測定した。
γアスペクト比:オーステナイトフィルムのアスペクト比を表す
MA:0.5μmを超えるサイズの島状MAの表面の割合を表す
FM:フレッシュマルテンサイトの表面の割合を表す
RM:回復したマルテンサイトの表面の割合を表す
RFは、再結晶フェライトの表面の割合を表す。
試験した試料の機械的特性を測定し、次の表にまとめた。
Claims (17)
- 冷間圧延熱処理鋼板であって、前記冷間圧延熱処理鋼板が、重量パーセントで
C:0.126-0.25%
Mn:3.5-8%
Si:0.1-2.0%
Al:0.03-2.0%
Nb:0.027-0.059%
S≦0.010%
P≦0.020%
N≦0.008%
を含み、
組成の残部は、鉄及び製錬から生じる不可避の不純物である組成を有する鋼から製造される、冷間圧延熱処理鋼板において、
前記冷間圧延鋼板は、以下の部分からなる表面の割合により、
-10%~30%の残留オーステナイトにおいて、前記残留オーステナイトは、アスペクト比が少なくとも3のフィルムとして存在し、及び島状マルテンサイト・オーステナイトとして存在し、そのような島状マルテンサイト・オーステナイトの8%未満が0.5μmを超えるサイズを有し、
-最大で10%のフレッシュマルテンサイト、
-ニオブ、チタン及びバナジウムから選択される少なくとも1つの元素の析出物を含む回復したマルテンサイト
からなるミクロ組織を有する、冷間圧延熱処理鋼板。 - アルミニウム含有率が、最大で1.2%である、請求項1に記載の冷間圧延熱処理鋼板。
- ニオブ含有率が、少なくとも0.010%である、請求項1又は2に記載の冷間圧延熱処理鋼板。
- 炭素含有率が、少なくとも0.10%である、請求項1~3のいずれか一項に記載の冷間圧延熱処理鋼板。
- 0.5μmを超えるサイズを有する島状マルテンサイト・オーステナイトと前記オーステナイトフィルムとの割合の比率が、1.0未満である、請求項1~4のいずれか一項に記載の冷間圧延熱処理鋼板。
- 0.5μmを超えるサイズを有する島状マルテンサイト・オーステナイトと前記オーステナイトフィルムとの割合の比率が、0.5未満である、請求項5に記載の冷間圧延熱処理鋼板。
- フレッシュマルテンサイトの表面の割合が、5%未満である、請求項1~6のいずれか一項に記載の冷間圧延熱処理鋼板。
- 島状マルテンサイト・オーステナイトの5%未満が、0.5μmを超えるサイズを有する、請求項1~7のいずれか一項に記載の冷間圧延熱処理鋼板。
- アスペクト比が3を超えるオーステナイトフィルムの表面の割合が、少なくとも8%である、請求項1~8のいずれか一項に記載の冷間圧延熱処理鋼板。
- 請求項1~9のいずれか一項に記載の冷間圧延熱処理鋼板が、Zn又はZn合金でコーティングされてなる、冷間圧延熱処理鋼板。
- 冷間圧延熱処理鋼板が、Al又はAl合金でコーティングされる、請求項1~9のいずれか一項に記載の冷間圧延熱処理鋼板。
- 冷間圧延熱処理鋼板が、少なくとも700MPaの降伏強さYS、少なくとも900MPaの引張強さTS、少なくとも12%の一様伸びUE及び少なくとも20%の穴広げ率HERを有する、請求項1~11のいずれか一項に記載の冷間圧延熱処理鋼板。
- 冷間圧延熱処理鋼板の製造方法であって、前記製造方法が、以下の連続する
-スラブを得るために鋼を鋳造する工程において、前記鋼は、請求項1~4のいずれか一項に記載の鋼である工程と、
-前記スラブを1150℃~1300℃に含まれる温度Treheatで再加熱する工程と、
-前記再加熱したスラブをAr3よりも高い温度で熱間圧延して、熱間圧延鋼板を得る工程と、
-前記熱間圧延鋼板を20℃~600℃に含まれる巻き取り温度Tcoilで巻き取る工程と、
-前記熱間圧延鋼板を焼鈍して、熱間圧延焼鈍鋼板を得る工程と、
-前記熱間圧延焼鈍鋼板を冷間圧延して、冷間圧延鋼板を得る工程と、
-焼鈍によって完全オーステナイト組織を得るために、前記冷間圧延鋼板を860℃を超える第1の焼鈍温度に再加熱し、30秒~600秒に含まれる保持時間にわたって、前記冷間圧延鋼板を前記焼鈍温度に維持する工程と、
-前記冷間圧延鋼板を0.5℃/秒~200℃/秒に含まれる冷却速度で、20℃~Ms-50℃に含まれる焼入れ温度まで焼入れ、1~200秒に含まれる保持時間にわたって、前記冷間圧延鋼板を前記焼入れ温度に維持する工程と、
-前記冷間圧延鋼板をTΘ~720℃に含まれる第2の焼鈍温度に再加熱し、TΘは、それを超えるとセメンタイトが加熱により溶解する温度を示し、100秒~2000秒に含まれる時間にわたって、前記冷間圧延鋼板を前記焼鈍温度に維持する工程と、
-前記冷間圧延鋼板を室温まで冷却し、冷間圧延熱処理鋼板を得る工程と
を含む、製造方法。 - 熱間圧延鋼板に対して行われる焼鈍が、500℃~680℃に含まれる温度で、1000秒~50000秒の間に行われるバッチ焼鈍である、請求項13に記載の方法。
- 前記冷間圧延鋼板の加熱速度が、1~200℃/秒に含まれる、請求項13又は14のいずれか一項に記載の方法。
- 少なくとも2枚の鋼板のスポット溶接継手の製造方法であって、以下の
-請求項1~12のいずれか一項に記載の冷間圧延熱処理鋼板、又は請求項13~15のいずれか一項に記載の方法により製造された冷間圧延熱処理鋼板を提供する工程と、
-第2の鋼板を提供する工程と、
-前記冷間圧延熱処理鋼板を前記第2の鋼板にスポット溶接する工程と
を含む、製造方法。 - 第2の鋼板が、請求項1~12のいずれか一項に記載の冷間圧延熱処理鋼板、又は請求項13~15のいずれか一項に記載の方法により製造された冷間圧延熱処理鋼板である、請求項16に記載の方法。
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