JP7392904B1 - High strength steel plate and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

980MPa以上の引張強さと優れた疲労強度とを有する高強度鋼板およびその製造方法を提供することを目的とする。所定の成分組成を有し、鋼板表面から板厚1/10位置までの表層領域において、面積率で75%以上98.5%未満の上部ベイナイト相を主相とし、面積率で1.5%以上25%未満のマルテンサイト相および/または残留オーステナイト相からなる組織を第二相とし、前記上部ベイナイト相、前記マルテンサイト相および/または前記残留オーステナイト相以外の残部組織相を面積率で2.0%以下有し、鋼板表面から板厚1/10位置までの表層領域での全ての相の平均結晶粒径が6.0μm以下であり、鋼板表面から板厚1/10位置までの表層領域での前記全ての相の転位密度が8.0×1014/m2以上である高強度鋼板。The object of the present invention is to provide a high-strength steel plate having a tensile strength of 980 MPa or more and excellent fatigue strength, and a method for manufacturing the same. The main phase is an upper bainite phase with a predetermined composition and an area ratio of 75% or more and less than 98.5% in the surface layer region from the steel plate surface to 1/10 of the plate thickness, and an area ratio of 1.5%. A structure consisting of a martensite phase and/or a retained austenite phase of less than 25% is defined as a second phase, and a remaining structure phase other than the upper bainite phase, the martensite phase and/or the retained austenite phase has an area ratio of 2. 0% or less, and the average crystal grain size of all phases in the surface layer region from the steel plate surface to the 1/10th position of the plate thickness is 6.0 μm or less, and the surface layer area from the steel plate surface to the 1/10th position of the plate thickness. A high-strength steel sheet in which the dislocation density of all the phases is 8.0×10 14 /m 2 or more.

Description

本発明は自動車用部材として好適な、特に強度と耐疲労特性が向上された高強度鋼板(特に、熱延鋼板)と、その製造方法に関する。 The present invention relates to a high-strength steel plate (particularly a hot-rolled steel plate) that is suitable as an automobile member and has particularly improved strength and fatigue resistance, and a method for producing the same.

近年、地球環境保全の観点から、世界的な枠組みでCO排出量の削減が求められている。とくに自動車の燃費向上は強く要望されており、自動車車体の軽量化が指向されている。自動車部材の素材となる鋼板の強度を高めて薄肉化することは、自動車車体の強度を低下させることなく軽量化することに有効な手段である。特に引張強さが980MPa以上の鋼板は、薄肉化を通じて自動車燃費を飛躍的に向上させる素材として期待されている。In recent years, from the perspective of global environmental conservation, reductions in CO 2 emissions have been required in a global framework. In particular, there is a strong desire to improve the fuel efficiency of automobiles, and there is a trend towards reducing the weight of automobile bodies. Increasing the strength of steel plates used as materials for automobile parts and making them thinner is an effective means for reducing the weight of automobile bodies without reducing their strength. In particular, steel plates with a tensile strength of 980 MPa or more are expected to be a material that can dramatically improve automobile fuel efficiency through thinning.

ところで、自動車用部品の薄肉化に伴って、低下する耐久性を確保するために、鋼板の耐疲労特性を向上させる必要がある。自動車部品、特にサスペンション部品などの足回り部品は、タイヤから繰り返し荷重を受ける。そのため、疲労強度が低いと、走行距離が長くなるにつれて、設計上想定していた部品耐久性を下回る可能性がある。しかしながら、一般的に鋼板の強度を高めても疲労強度は必ずしも上がらない。 By the way, in order to ensure durability, which decreases as automobile parts become thinner, it is necessary to improve the fatigue resistance of steel plates. Automotive parts, especially suspension parts such as suspension parts, are subjected to repeated loads from tires. Therefore, if the fatigue strength is low, as the mileage increases, there is a possibility that the durability of the part will fall below what was assumed in the design. However, in general, increasing the strength of a steel plate does not necessarily increase its fatigue strength.

これまでにも、鋼板の引張強さを高めつつ疲労強度を向上させるために、従来、種々の検討がなされている(特許文献1~3)。 Up to now, various studies have been made in order to improve the fatigue strength while increasing the tensile strength of steel plates (Patent Documents 1 to 3).

特許文献1には、熱間圧延の製造条件を制御し、主相をフェライトとし、介在物の形状および分散形態を制御することで、成形性、および耐疲労特性に優れた高強度熱延鋼板に関する技術が開示されている。 Patent Document 1 discloses a high-strength hot-rolled steel sheet with excellent formability and fatigue resistance by controlling the manufacturing conditions of hot rolling, using ferrite as the main phase, and controlling the shape and dispersion form of inclusions. A technology related to this has been disclosed.

特許文献2には、熱間圧延の製造条件を制御し、主相をベイナイトとし、微細な硬質第2相を分散させることに加え、固溶Tiの量を制御することで、穴広げ性と耐疲労特性に優れた高強度熱延鋼板に関する技術が開示されている。 Patent Document 2 discloses that by controlling the manufacturing conditions of hot rolling, using bainite as the main phase, dispersing a fine hard second phase, and controlling the amount of solid solution Ti, the hole expandability is improved. Techniques related to high-strength hot-rolled steel sheets with excellent fatigue resistance have been disclosed.

特許文献3には、フェライトを主相とし、フェライト粒内のセメンタイト個数密度に加え、硬質第2相のサイズおよび介在物の個数密度を制御することで、成形性、破壊特性および耐疲労特性に優れた高強度熱延鋼板に関する技術が開示されている。 Patent Document 3 discloses that ferrite is used as the main phase, and in addition to the cementite number density within the ferrite grains, the size of the hard second phase and the number density of inclusions are controlled to improve formability, fracture characteristics, and fatigue resistance. Techniques regarding excellent high-strength hot-rolled steel sheets have been disclosed.

特開2014-31560号公報Japanese Patent Application Publication No. 2014-31560 特開2012-012701号公報Japanese Patent Application Publication No. 2012-012701 特表2021-505759号公報Special Publication No. 2021-505759

しかし特許文献1~3に記載されているような従来技術には、以下に述べる問題があった。 However, the conventional techniques described in Patent Documents 1 to 3 have the following problems.

特許文献1に記載の技術では、980MPa以上の引張強度を得られない。 With the technique described in Patent Document 1, a tensile strength of 980 MPa or more cannot be obtained.

特許文献2に記載の技術では、実際に自動車部品として使用される際の疲労強度に関して、十分検討されていない。 In the technique described in Patent Document 2, fatigue strength when actually used as an automobile part has not been sufficiently studied.

特許文献3に記載の技術では、優れた耐疲労特性を有する高強度鋼板が得られるとされているが、具体的な耐疲労特性については規定されていない。 Although the technique described in Patent Document 3 is said to be able to obtain a high-strength steel plate having excellent fatigue resistance, the specific fatigue resistance is not specified.

このように、従来技術では、980MPa以上の引張強さを有しつつ、優れた耐疲労特性を有する高強度熱延鋼板の技術は確立されていない。 As described above, in the prior art, a technology for producing a high-strength hot-rolled steel sheet that has a tensile strength of 980 MPa or more and excellent fatigue resistance has not been established.

そこで、本発明は、かかる事情に鑑み開発されたものであり、980MPa以上の引張強さを有し、かつ優れた疲労強度を有する高強度熱延鋼板およびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention was developed in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a high-strength hot-rolled steel sheet having a tensile strength of 980 MPa or more and excellent fatigue strength, and a method for manufacturing the same. do.

発明者らは、上記目的を達成するために、引張強さ980MPa以上を確保しつつ、熱延鋼板の耐疲労特性を向上させるべく鋭意検討した。その結果、以下のことを知見した。即ち、主相が上部ベイナイトであり、硬質第二相としてマルテンサイトおよび/または残留オーステナイト相を適正量含有するミクロ組織とし、鋼板表面から板厚1/10位置までの表層領域での全ての相の転位密度を増大させ、当該全ての相の結晶粒径を制御する。これにより、塗装焼付け相当の熱処理後に980MPa以上の高強度と優れた疲労強度を有する鋼板が得られる。 In order to achieve the above object, the inventors conducted extensive studies to improve the fatigue resistance of a hot rolled steel sheet while ensuring a tensile strength of 980 MPa or more. As a result, we found the following. In other words, the microstructure is such that the main phase is upper bainite and the hard second phase contains an appropriate amount of martensite and/or retained austenite, and all the phases in the surface layer region from the steel plate surface to 1/10 of the plate thickness are to increase the dislocation density and control the grain size of all the phases. As a result, a steel plate having high strength of 980 MPa or more and excellent fatigue strength can be obtained after heat treatment equivalent to paint baking.

なお、ここでいう上部ベイナイト相は、方位差が15°未満のラス状フェライトの集合体であり、ラス状フェライト間にFe系炭化物および/または残留オーステナイト相を有する組織を意味する。ただし、当該組織は、ラス状フェライト間にFe系炭化物および/または残留オーステナイトを有しない場合も含む。 Note that the upper bainite phase referred to here is an aggregate of lath-like ferrite with a misorientation of less than 15°, and means a structure having Fe-based carbide and/or retained austenite phase between the lath-like ferrites. However, this structure also includes cases in which there is no Fe-based carbide and/or retained austenite between lath-shaped ferrites.

ラス状フェライトは、パーライト中のラメラ状(層状)フェライトやポリゴナルフェライトと異なり、形状がラス状でかつ内部に比較的高い転位密度を有するため、両者はSEM(走査電子顕微鏡)やTEM(透過電子顕微鏡)を用いて区別可能である。 Lath-like ferrite differs from lamellar (layered) ferrite and polygonal ferrite in pearlite because it has a lath-like shape and a relatively high dislocation density inside, so both can be easily analyzed using SEM (scanning electron microscopy) and TEM (transmission electron microscopy). They can be distinguished using an electron microscope).

なお、ラス間に残留オーステナイトを有する場合は、ラス状フェライト部のみを上部ベイナイトとみなし、残留オーステナイトとは区別する。 In addition, when there is retained austenite between the laths, only the lath-like ferrite portion is regarded as upper bainite, and is distinguished from retained austenite.

また、マルテンサイトおよび/または残留オーステナイト相は、上部ベイナイト相、下部ベイナイト相、並びに、ポリゴナルフェライト相と比較して、SEM像のコントラストが明るい。このためマルテンサイト相および/または残留オーステナイト相は、SEMを用いてこれらの組織と区別できる。 Furthermore, the martensite and/or retained austenite phase has a brighter contrast in the SEM image than the upper bainite phase, the lower bainite phase, and the polygonal ferrite phase. Therefore, martensite phase and/or retained austenite phase can be distinguished from these structures using SEM.

マルテンサイト相と残留オーステナイト相とは、SEMでは同様のコントラストを有するが、電子線反射回折(Electron Backscatter Diffraction Patterns:EBSD)法を用いることで、互いに区別できる。 Although the martensite phase and the retained austenite phase have similar contrast in SEM, they can be distinguished from each other by using an electron backscatter diffraction (EBSD) method.

転位密度の測定方法は、鋼材にX線を照射し、得られた回折したX線の測定角度またはエネルギーに対する強度曲線(ラインプロファイル)を解析して算出するものである。ラインプロファイルの解析は「材料とプロセス」Vol.17(2004)No.3,P396-399に記載の「X線回折を利用した転位密度の評価方法」に準じて行い、本発明では、(110)、(211)、(220)の半価幅から転位密度を算出する。 The dislocation density is calculated by irradiating a steel material with X-rays and analyzing the intensity curve (line profile) of the resulting diffracted X-rays with respect to the measurement angle or energy. Analysis of line profiles can be found in “Materials and Processes” Vol. 17 (2004) No. 3, P396-399, and in the present invention, the dislocation density is calculated from the half-width of (110), (211), and (220). do.

本発明は、以上の知見をもとに、さらに検討を加えてなされたものであり、以下を要旨とする。
[1]質量%で、C:0.03~0.15%、Si:0.1~3.0%、Mn:0.8~3.0%、P:0.001~0.1%、S:0.0001~0.03%、Al:0.001~2.0%、N:0.001~0.01%、およびB:0.0002~0.010%を含有し、さらに、Ti:0.01~0.30%、およびNb:0.001~0.10%、から選択される少なくとも1種を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、ミクロ組織は、鋼板表面から板厚1/10位置までの表層領域において、面積率で75%以上98.5%未満の上部ベイナイト相を主相とし、面積率で1.5%以上25%未満のマルテンサイト相および/または残留オーステナイト相からなる組織を第二相とし、前記上部ベイナイト相、前記マルテンサイト相および/または前記残留オーステナイト相以外の残部組織相を面積率で2.0%以下有し、鋼板表面から板厚1/10位置までの表層領域での全ての相の平均結晶粒径が6.0μm以下であり、鋼板表面から板厚1/10位置までの表層領域での前記全ての相の転位密度が8.0×1014/m以上である高強度鋼板。
[2]前記成分組成が、さらに、質量%で、以下のa~c群:a群:Cu:0.005~2.0%、Ni:0.005~2.0%、Cr:0.005~2.5%、V:0.001~0.5%、およびMo:0.005~1.0%、から選択される少なくとも1種、b群:Sb:0.005~0.2%、Sn:0.001~0.05%、から選択される少なくとも1種、及び、c群:Ca:0.0005~0.01%、Mg:0.0005~0.01%、およびREM:0.0005~0.01%、から選択される少なくとも1種、から選択される、少なくとも1つの群をさらに含有する、[1]に記載の高強度鋼板。
[3][1]又は[2]に記載の高強度鋼板の製造方法であって、前記成分組成を有する鋼素材を1150℃以上の加熱温度に加熱し、加熱後の鋼素材を粗圧延して鋼板とし、前記鋼板を、(RC1-150)℃以上RC1℃以下の温度範囲での合計圧下率:35%以上、かつ仕上げ圧延終了温度:(RC2-100)℃以上(RC2+50)℃以下の条件で仕上げ圧延し、前記仕上げ圧延後の鋼板を仕上げ圧延終了から冷却開始までの時間:2.0s以内、表面での平均冷却速度:20℃/s以上、冷却停止温度:Trs℃以上(Trs+180)℃以下の条件で冷却し、前記冷却後の鋼板を、巻取温度:Trs℃以上、(Trs+180)℃以下の条件で巻取り、1℃/s以下の平均冷却速度で(Trs-250)℃以下まで冷却し、圧下率:0.1%以上5.0%以下の条件で調質圧延する、高強度鋼板の製造方法。
なお、RC1、RC2、Trsは、下記(1)、(2)、(3)式でそれぞれ定義される。
RC1(℃)=900+120×C+100×N+10×Mn+500×Ti+5000×B+10×Cr+50×Mo+1500×Nb+150×V・・・(1)
RC2(℃)=750+120×C+100×N+10×Mn+250×Ti+5000×B+10×Cr+50×Mo+750×Nb+150×V・・・(2)
Trs(℃)=500-450×C-35×Mn-15×Cr-10×Ni-20×Mo・・・(3)
ここで、上記(1)、(2)、(3)式における各元素記号は各元素の含有量(質量%)を表し、含有されていない場合は0とする。
The present invention has been made based on the above findings and further studies, and its gist is as follows.
[1] In mass%, C: 0.03 to 0.15%, Si: 0.1 to 3.0%, Mn: 0.8 to 3.0%, P: 0.001 to 0.1% , S: 0.0001 to 0.03%, Al: 0.001 to 2.0%, N: 0.001 to 0.01%, and B: 0.0002 to 0.010%, and further , Ti: 0.01 to 0.30%, and Nb: 0.001 to 0.10%, with the balance consisting of Fe and unavoidable impurities; In the surface layer region from the steel plate surface to 1/10 of the plate thickness, the main phase is an upper bainite phase with an area ratio of 75% or more and less than 98.5%, and an area ratio of 1.5% or more and less than 25%. A structure consisting of a martensite phase and/or a retained austenite phase is used as a second phase, and a residual structure phase other than the upper bainite phase, the martensite phase and/or the retained austenite phase has an area ratio of 2.0% or less. , the average grain size of all phases in the surface layer region from the steel plate surface to the 1/10th position of the plate thickness is 6.0 μm or less, and all of the above in the surface layer region from the steel plate surface to the 1/10th position of the plate thickness. A high-strength steel plate having a phase dislocation density of 8.0×10 14 /m 2 or more.
[2] The component composition further includes the following groups a to c: group a: Cu: 0.005 to 2.0%, Ni: 0.005 to 2.0%, Cr: 0. Group b: Sb: 0.005-0.2 %, Sn: 0.001 to 0.05%, and group c: Ca: 0.0005 to 0.01%, Mg: 0.0005 to 0.01%, and REM The high-strength steel plate according to [1], further containing at least one group selected from: 0.0005 to 0.01%.
[3] The method for producing a high-strength steel plate according to [1] or [2], which comprises heating a steel material having the above-mentioned composition to a heating temperature of 1150°C or higher, and rough rolling the heated steel material. The total rolling reduction rate in the temperature range of (RC1-150)°C or more and RC1°C or less: 35% or more, and finish rolling end temperature: (RC2-100)°C or more and (RC2+50)°C or less. Finish rolling the steel plate after finish rolling under the following conditions: time from finish rolling to start of cooling: within 2.0 s, average cooling rate at surface: 20°C/s or more, cooling stop temperature: Trs°C or more (Trs + 180 )℃ or less, and the steel plate after cooling is coiled at a coiling temperature of Trs℃ or higher and (Trs+180)℃ or lower, and at an average cooling rate of 1℃/s or lower (Trs-250). A method for producing a high-strength steel sheet, which comprises cooling to below ℃ and skin pass rolling under the conditions of a rolling reduction of 0.1% or more and 5.0% or less.
Note that RC1, RC2, and Trs are defined by the following equations (1), (2), and (3), respectively.
RC1 (℃) = 900 + 120 x C + 100 x N + 10 x Mn + 500 x Ti + 5000 x B + 10 x Cr + 50 x Mo + 1500 x Nb + 150 x V... (1)
RC2 (℃) = 750 + 120 x C + 100 x N + 10 x Mn + 250 x Ti + 5000 x B + 10 x Cr + 50 x Mo + 750 x Nb + 150 x V... (2)
Trs (℃) = 500-450 x C-35 x Mn-15 x Cr-10 x Ni-20 x Mo... (3)
Here, each element symbol in the above formulas (1), (2), and (3) represents the content (mass %) of each element, and is set to 0 if it is not contained.

本発明によれば、引張強さが980MPa以上であり、かつ優れた耐疲労特性を兼ね備えた高強度鋼板およびその製造方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a high-strength steel plate having a tensile strength of 980 MPa or more and excellent fatigue resistance, and a method for manufacturing the same.

本発明の高強度鋼板をサスペンションなどの自動車足回り部品、構造部品、骨格部品、トラックフレーム部品に適用した場合、安全性を確保し、かつ自動車車体の軽量化できるため、産業上格段の効果を奏する。 When the high-strength steel sheet of the present invention is applied to automobile suspension parts, structural parts, frame parts, and truck frame parts, safety can be ensured and the weight of the automobile body can be reduced, resulting in significant industrial effects. play.

なお、本発明において、耐疲労特性に優れるとは、完全両振り平面曲げ疲労試験において、引張強さに対する2×10回の平面曲げ疲労強度の比(疲労限度比)が0.50以上であることを意味する。In the present invention, having excellent fatigue resistance means that the ratio of the fatigue strength of 2×10 6 plane bending to the tensile strength (fatigue limit ratio) is 0.50 or more in a complete double-sided plane bending fatigue test. It means something.

図1は、本発明における、平面曲げ疲労試験の試験片の形状を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing the shape of a test piece for a plane bending fatigue test in the present invention.

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明は、本発明の公的な実施形態の例を示すものであって、本発明は以下の実施形態に限定されない。 Embodiments of the present invention will be described below. Note that the following description shows examples of public embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments.

鋼板は、以下の成分組成を有する。以下の説明において、成分組成における元素の含有量の単位である「%」は、特に明記しない限り「質量%」を意味する。 The steel plate has the following composition. In the following description, "%", which is the unit of content of an element in a component composition, means "% by mass" unless otherwise specified.

<C:0.03~0.15%>
Cは、焼入れ性を向上させることによってベイナイトの生成を促進し、強度を向上させるのに有効な元素である。C含有量が0.03%未満ではこのような効果は十分得られず、980MPa以上の引張強さが得られない。このため、C含有量は、0.03%以上であり、0.04%以上が好ましく、0.05%以上がより好ましい。一方、C含有量が0.15%を超えると、マルテンサイトや残留オーステナイトが増大し、十分な耐疲労特性が得られない。このため、C含有量は、0.15%以下であり、0.14%以下が好ましく、0.13%以下がより好ましい。
<C: 0.03-0.15%>
C is an element effective in promoting the formation of bainite and improving strength by improving hardenability. If the C content is less than 0.03%, such effects cannot be sufficiently obtained, and a tensile strength of 980 MPa or more cannot be obtained. Therefore, the C content is 0.03% or more, preferably 0.04% or more, and more preferably 0.05% or more. On the other hand, if the C content exceeds 0.15%, martensite and retained austenite increase, making it impossible to obtain sufficient fatigue resistance. Therefore, the C content is 0.15% or less, preferably 0.14% or less, and more preferably 0.13% or less.

<Si:0.1~3.0%>
Siは、鋼を固溶強化し、鋼の強度向上に寄与する。このため、Si含有量は、0.1%以上であり、0.3%以上が好ましく、0.5%以上がより好ましい。一方、Siはフェライト形成を促進する元素であり、Si含有量が3.0%を超えるとフェライトが形成され、耐疲労特性が低下する。このため、Si含有量は、3.0%以下であり、2.5%以下が好ましく、2.0%以下がより好ましい。
<Si: 0.1 to 3.0%>
Si strengthens steel by solid solution and contributes to improving the strength of steel. Therefore, the Si content is 0.1% or more, preferably 0.3% or more, and more preferably 0.5% or more. On the other hand, Si is an element that promotes the formation of ferrite, and when the Si content exceeds 3.0%, ferrite is formed and the fatigue resistance is reduced. Therefore, the Si content is 3.0% or less, preferably 2.5% or less, and more preferably 2.0% or less.

<Mn:0.8~3.0%>
Mnは、オーステナイトを安定化させる元素であり、フェライトの形成を抑制し強度を向上させるのに有効な元素である。Mn含有量が0.8%未満ではこうした効果が十分得られず、フェライト等が生成し、980MPa以上の引張強さが得られない。このため、Mn含有量は、0.8%以上であり、1.0%以上が好ましく、1.2%以上がより好ましい。一方、Mn含有量が3.0%を超えると、マルテンサイトや残留オーステナイトが増大し、十分な耐疲労特性が得られない。このため、Mn含有量は、3.0%以下であり、2.8%以下が好ましく、2.5%以下がより好ましい。
<Mn: 0.8 to 3.0%>
Mn is an element that stabilizes austenite, and is an effective element for suppressing the formation of ferrite and improving strength. If the Mn content is less than 0.8%, these effects cannot be sufficiently obtained, ferrite etc. are generated, and a tensile strength of 980 MPa or more cannot be obtained. Therefore, the Mn content is 0.8% or more, preferably 1.0% or more, and more preferably 1.2% or more. On the other hand, when the Mn content exceeds 3.0%, martensite and retained austenite increase, making it impossible to obtain sufficient fatigue resistance. Therefore, the Mn content is 3.0% or less, preferably 2.8% or less, and more preferably 2.5% or less.

<P:0.001~0.1%>
Pは、溶接性を劣化させるため、その量は極力低減することが望ましい。本発明ではP含有量が0.1%まで許容できる。したがって、P含有量は0.1%以下とする。P含有量が0.001%未満では生産能率の低下を招くため、下限を0.001%以上とする。
<P: 0.001-0.1%>
Since P deteriorates weldability, it is desirable to reduce its amount as much as possible. In the present invention, a P content of up to 0.1% is allowable. Therefore, the P content is set to 0.1% or less. If the P content is less than 0.001%, production efficiency will decrease, so the lower limit is set to 0.001% or more.

<S:0.0001~0.03%>
Sは、溶接性を劣化させるため、その量は極力低減することが好ましい。本発明ではS含有量が0.03%まで許容できる。したがって、S含有量は0.03%以下とする。含有量が0.0001%未満では生産能率の低下を招くため、下限を0.0001%以上とする。
<S: 0.0001-0.03%>
Since S deteriorates weldability, it is preferable to reduce its amount as much as possible. In the present invention, S content up to 0.03% is allowable. Therefore, the S content is set to 0.03% or less. If the content is less than 0.0001%, production efficiency will decrease, so the lower limit is set to 0.0001% or more.

<Al:0.001~2.0%>
Alは、脱酸剤として作用し、鋼の清浄度を向上させるのに有効な元素である。Alが少なすぎると、その効果が必ずしも十分ではない。このため、Al含有量は、0.001%以上であり、0.01%以上が好ましく、0.02%以上がより好ましい。一方、Alは、フェライト形成を促進する元素であり、Al含有率が2.0%を超えると、フェライトが生成し、疲労強度を低下させる。このため、Al含有量は、2.0%以下であり、1.8%以下が好ましく、1.6%以下がより好ましい。
<Al: 0.001-2.0%>
Al is an element that acts as a deoxidizing agent and is effective in improving the cleanliness of steel. If there is too little Al, the effect is not necessarily sufficient. Therefore, the Al content is 0.001% or more, preferably 0.01% or more, and more preferably 0.02% or more. On the other hand, Al is an element that promotes ferrite formation, and when the Al content exceeds 2.0%, ferrite is generated and fatigue strength is reduced. Therefore, the Al content is 2.0% or less, preferably 1.8% or less, and more preferably 1.6% or less.

<N:0.001~0.01%>
Nは、窒化物を形成する元素と結合することにより窒化物として析出し、結晶粒の微細化に寄与する。この効果を得るためには、0.001%以上が必要である。しかし、Nは、高温でTiと結合して粗大な窒化物になりやすく、過剰な含有は、耐疲労特性を低下させる。このため、N含有量は、0.01%以下であり、0.008%以下が好ましく、0.006%以下がより好ましい。
<N: 0.001 to 0.01%>
N precipitates as a nitride by combining with nitride-forming elements and contributes to refinement of crystal grains. In order to obtain this effect, 0.001% or more is required. However, N easily combines with Ti at high temperatures to form coarse nitrides, and excessive content deteriorates fatigue resistance. Therefore, the N content is 0.01% or less, preferably 0.008% or less, and more preferably 0.006% or less.

<B:0.0002~0.010%>
Bは、旧オーステナイト粒界に偏析し、フェライトの生成を抑制することで、上部ベイナイトの生成を促進し、鋼板の強度を向上させるのに有効な元素である。これらの効果を発現させるためには、B含有量を0.0002%以上とする必要がある。そのため、B含有量を0.0002%以上とし、0.0005%以上が好ましく、0.0007%以上がより好ましい。一方、B含有量が0.010%を超えると、上記した効果が飽和する。したがって、B含有量を0.010%以下とし、0.009%以下が好ましく、0.008%以下がより好ましい。
<B: 0.0002-0.010%>
B is an element that is effective in promoting the formation of upper bainite and improving the strength of the steel sheet by segregating in prior austenite grain boundaries and suppressing the formation of ferrite. In order to exhibit these effects, the B content needs to be 0.0002% or more. Therefore, the B content is set to 0.0002% or more, preferably 0.0005% or more, and more preferably 0.0007% or more. On the other hand, when the B content exceeds 0.010%, the above effects are saturated. Therefore, the B content is set to 0.010% or less, preferably 0.009% or less, and more preferably 0.008% or less.

<Ti:0.01~0.30%、Nb:0.001~0.10%の1種以上>
Ti、Nbは炭化物を形成して、析出強化により強度を向上させるのに有効な元素である。このためTi、Nbのうち少なくとも1種以上を含む必要がある。含有量の下限をそれぞれ、Ti:0.01%以上、Nb:0.001%以上とし、Ti:0.02%以上、Nb:0.002%以上が好ましく、Ti:0.03%以上、Nb:0.003%以上がより好ましい。一方、Ti、Nb含有量がそれぞれTi:0.30%、Nb:0.10%を超えると、炭化物が粗大化して焼き入れ性が低下し、本発明の鋼組織が得られなくなる場合がある。このためTi、Nb含有量の上限をそれぞれ、Ti:0.30%以下、Nb:0.10%以下とし、Ti:0.25%以下、Nb:0.08%以下が好ましく、Ti:0.20%以下、Nb:0.05%以下がより好ましい。
<One or more of Ti: 0.01 to 0.30%, Nb: 0.001 to 0.10%>
Ti and Nb are effective elements for forming carbides and improving strength through precipitation strengthening. Therefore, it is necessary to contain at least one of Ti and Nb. The lower limits of the content are Ti: 0.01% or more, Nb: 0.001% or more, preferably Ti: 0.02% or more, Nb: 0.002% or more, Ti: 0.03% or more, Nb: 0.003% or more is more preferable. On the other hand, if the Ti and Nb contents exceed Ti: 0.30% and Nb: 0.10%, respectively, carbides become coarse, hardenability decreases, and the steel structure of the present invention may not be obtained. . For this reason, the upper limits of the Ti and Nb contents are respectively set to Ti: 0.30% or less and Nb: 0.10% or less, preferably Ti: 0.25% or less and Nb: 0.08% or less, and Ti: 0. .20% or less, Nb: 0.05% or less is more preferable.

残部は、Feおよび不可避的不純物である。 The remainder is Fe and unavoidable impurities.

上記成分が本発明の高強度鋼板の基本の成分組成である。必要に応じて、さらに以下の元素を含有することが出来る。 The above components are the basic composition of the high strength steel sheet of the present invention. If necessary, the following elements can be further contained.

Cr、Ni、Cu、V、Moは、オーステナイトを安定化させる元素であり、フェライトの形成を抑制し強度を向上させるのに有効な元素である。このような効果を得るためには、これらのうちの1種以上を含むことが好ましい。Cr、Ni、Cu、V、Moのうちの1種以上を含有する場合には、それぞれ含有量をCu:0.005~2.0%、Ni:0.005~2.0%、Cr:0.005~2.5%、V:0.001~0.5%、Mo:0.005~1.0%にすることが好ましい。Cr、Ni、Cu、V、Moの含有量がそれぞれ上記の上限を超えると、マルテンサイトや残留オーステナイトが残りやすくなって本発明の鋼組織が得られなくなる場合がある。Cr含有量の下限は、より好ましくは0.1%以上とする。より好ましいCu含有量の上限は、0.6%以下とする。Ni含有量の下限は、より好ましくは0.1%以上とする。より好ましいNi含有量の上限は、0.6%以下とする。Cu含有量の下限は、より好ましくは0.1%以上とする。より好ましいCu含有量の上限は、0.6%以下とする。V含有量の下限は、より好ましくは0.005%以上とする。より好ましいV含有量の上限は、0.3%以下とする。Mo含有量の下限は、より好ましくは0.1%以上とする。より好ましいMo含有量の上限は、0.5%以下とする。 Cr, Ni, Cu, V, and Mo are elements that stabilize austenite, and are effective elements for suppressing the formation of ferrite and improving strength. In order to obtain such effects, it is preferable to include one or more of these. When containing one or more of Cr, Ni, Cu, V, and Mo, the respective contents are Cu: 0.005 to 2.0%, Ni: 0.005 to 2.0%, and Cr: Preferably, the content is 0.005 to 2.5%, V: 0.001 to 0.5%, and Mo: 0.005 to 1.0%. If the contents of Cr, Ni, Cu, V, and Mo each exceed the above-mentioned upper limits, martensite and retained austenite tend to remain, and the steel structure of the present invention may not be obtained. The lower limit of the Cr content is more preferably 0.1% or more. The upper limit of the Cu content is more preferably 0.6% or less. The lower limit of the Ni content is more preferably 0.1% or more. The upper limit of the Ni content is more preferably 0.6% or less. The lower limit of the Cu content is more preferably 0.1% or more. The upper limit of the Cu content is more preferably 0.6% or less. The lower limit of the V content is more preferably 0.005% or more. The upper limit of the V content is more preferably 0.3% or less. The lower limit of the Mo content is more preferably 0.1% or more. The upper limit of the more preferable Mo content is 0.5% or less.

Sbは、鋼素材を加熱する際に鋼材表面からの脱元素を抑制して、鋼の強度低下抑制に有効な元素である。このため、Sbを含有する場合には、含有量を0.005~0.2%にすることが好ましい。Sbの含有量が上記の上限を超えると、鋼板の脆化を招く場合がある。Sb含有量の下限は、より好ましくは0.01%以上とする。より好ましいSb含有量の上限は、0.050%以下とする。 Sb is an element that suppresses element removal from the surface of the steel material when the steel material is heated, and is effective in suppressing a decrease in the strength of the steel. Therefore, when Sb is contained, the content is preferably 0.005 to 0.2%. If the Sb content exceeds the above upper limit, the steel plate may become brittle. The lower limit of the Sb content is more preferably 0.01% or more. A more preferable upper limit of the Sb content is 0.050% or less.

Snはパーライトの生成を抑制して、鋼の強度低下抑制に有効な元素である。このような効果を得るため、Snを含有する場合には、含有量を0.001~0.05%にすることが好ましい。Snの含有量が上記の上限を超えると、鋼板の脆化を招く場合がある。Sn含有量の下限は、より好ましくは0.005%以上とする。より好ましいSn含有量の上限は、0.03%以下とする。 Sn is an element that suppresses the formation of pearlite and is effective in suppressing a decrease in the strength of steel. In order to obtain such an effect, when Sn is contained, the content is preferably 0.001 to 0.05%. If the Sn content exceeds the above upper limit, the steel plate may become brittle. The lower limit of the Sn content is more preferably 0.005% or more. The upper limit of the Sn content is more preferably 0.03% or less.

Ca、Mg、REMは、介在物の形態制御により加工性の向上に有効な元素である。このような効果を得るためには、これらのうちの1種以上を含むことが好ましい。Ca、Mg、REMのうちの1種以上を含有する場合には、それぞれ含有量をCa:0.0005~0.01%、Mg:0.0005~0.01%、REM:0.0005~0.01%にすることが好ましい。一方、Ca、Mg、REMの含有量が上記の上限を超えると、介在物量が増加して加工性が劣化する場合がある。Ca含有量の下限は、より好ましくは0.001%以上とする。より好ましいCa含有量の上限は、0.005%以下とする。Mg含有量の下限は、より好ましくは0.001%以上とする。より好ましいMg含有量の上限は、0.005%以下とする。REM含有量の下限は、より好ましくは0.001%以上とする。より好ましいREM含有量の上限は、0.005%以下とする。なお、REM(希土類元素)とは、Sc、Yと、原子番号57のランタン(La)から原子番号71のルテチウム(Lu)までの15元素の総称であり、ここでいうREM含有量は、これらの元素の合計含有量である。 Ca, Mg, and REM are elements that are effective in improving workability by controlling the morphology of inclusions. In order to obtain such effects, it is preferable to include one or more of these. When containing one or more of Ca, Mg, and REM, the respective contents are Ca: 0.0005 to 0.01%, Mg: 0.0005 to 0.01%, and REM: 0.0005 to 0.01%. It is preferable to set it to 0.01%. On the other hand, if the contents of Ca, Mg, and REM exceed the above upper limits, the amount of inclusions may increase and workability may deteriorate. The lower limit of the Ca content is more preferably 0.001% or more. A more preferable upper limit of Ca content is 0.005% or less. The lower limit of the Mg content is more preferably 0.001% or more. The upper limit of the Mg content is more preferably 0.005% or less. The lower limit of the REM content is more preferably 0.001% or more. A more preferable upper limit of the REM content is 0.005% or less. REM (rare earth elements) is a general term for Sc, Y, and 15 elements from lanthanum (La) with atomic number 57 to lutetium (Lu) with atomic number 71, and the REM content here refers to these elements. is the total content of elements.

なお、Mo、V、Cr、Ni、Cu、Sb、Sn、Ca、Mg、REMの含有量が、上記の下限値未満であっても、本発明の効果を害さない。したがって、これらの成分の含有量が上記下限値未満の場合は、これらの元素を不可避的不純物として含むものとして扱う。 Note that even if the content of Mo, V, Cr, Ni, Cu, Sb, Sn, Ca, Mg, and REM is less than the above lower limit, the effects of the present invention are not impaired. Therefore, if the content of these components is less than the above lower limit, these elements are treated as unavoidable impurities.

続いて、本発明の高強度鋼板のミクロ組織について説明する。 Next, the microstructure of the high-strength steel plate of the present invention will be explained.

本発明の高強度鋼板は、鋼板の表面から板厚1/10位置までの表層領域において、以下のミクロ組織を有する。すなわち、面積率で75%以上98.5%未満の上部ベイナイト相を主相とする。また、面積率で1.5%以上25%未満のマルテンサイト相および/または残留オーステナイト相からなる組織を第二相とする。上記表層領域における全ての相の平均結晶粒径は6.0μm以下であり、当該全ての相の転位密度は8.0×1014/m以上である。The high-strength steel plate of the present invention has the following microstructure in the surface layer region from the surface of the steel plate to a position of 1/10 of the plate thickness. That is, the main phase is an upper bainite phase having an area ratio of 75% or more and less than 98.5%. Further, a structure consisting of a martensite phase and/or a retained austenite phase having an area ratio of 1.5% or more and less than 25% is defined as a second phase. The average grain size of all the phases in the surface layer region is 6.0 μm or less, and the dislocation density of all the phases is 8.0×10 14 /m 2 or more.

<上部ベイナイト相:面積率で75%以上98.5%未満>
本発明の高強度鋼板のミクロ組織は、上部ベイナイトを主相として含む。上部ベイナイトの面積率が75%未満であると、優れた疲労強度が得られない。そのため、上部ベイナイトの面積率の下限を75%以上、好ましくは85%以上とする。一方、上部ベイナイト相が98.5%以上であると、所望とする転位密度が得られない。そのため、上部ベイナイトの面積率の上限を98.5%未満、好ましくは97%以下とする。
<Upper bainite phase: 75% or more and less than 98.5% in area ratio>
The microstructure of the high-strength steel sheet of the present invention contains upper bainite as a main phase. If the area ratio of upper bainite is less than 75%, excellent fatigue strength cannot be obtained. Therefore, the lower limit of the area ratio of upper bainite is set to 75% or more, preferably 85% or more. On the other hand, if the upper bainite phase is 98.5% or more, the desired dislocation density cannot be obtained. Therefore, the upper limit of the area ratio of upper bainite is less than 98.5%, preferably 97% or less.

<マルテンサイト相および/または残留オーステナイト相:面積率で1.5%以上25%未満>
本発明の高強度鋼板のミクロ組織は、マルテンサイト相および/または残留オーステナイト相を含む。マルテンサイト相および/または残留オーステナイト相が1.5%未満では980MPa以上の引張強さと優れた耐疲労特性を実現することが出来ない。一方、マルテンサイトおよび/または残留オーステナイトの面積率が25%以上になると、疲労き裂発生起点となり得るマルテンサイトおよび/または残留オーステナイトと上部ベイナイトとの界面が増え、耐疲労特性が低下する可能性がある。この理由から、マルテンサイトおよび/または残留オーステナイトの合計の面積率を25%未満とすることが必要である。好ましくは20%以下、より好ましくは15%以下とする。なお、本発明のマルテンサイトとは、焼入れままマルテンサイトを意味する。
<Martensite phase and/or retained austenite phase: 1.5% or more and less than 25% in area ratio>
The microstructure of the high-strength steel sheet of the present invention includes a martensitic phase and/or a retained austenite phase. If the martensite phase and/or retained austenite phase is less than 1.5%, it is impossible to achieve a tensile strength of 980 MPa or more and excellent fatigue resistance. On the other hand, when the area ratio of martensite and/or retained austenite is 25% or more, the interface between martensite and/or retained austenite and upper bainite, which can become a starting point for fatigue crack initiation, increases, leading to a possibility that fatigue resistance properties decrease. There is. For this reason, it is necessary that the total area ratio of martensite and/or retained austenite be less than 25%. Preferably it is 20% or less, more preferably 15% or less. Note that martensite in the present invention means as-quenched martensite.

上記上部ベイナイト、マルテンサイトおよび/又は残留オーステナイト以外の残部組織相として、面積率で最大2.0%以下であれば、本発明の効果を害さない。上記残部組織とは、例えば、フェライト、パーライト等の公知の組織を含む。 The effects of the present invention are not impaired as long as the remaining structural phases other than the upper bainite, martensite and/or retained austenite have a maximum area ratio of 2.0% or less. The above-mentioned residual structure includes, for example, known structures such as ferrite and pearlite.

<平均結晶粒径が6.0μm以下>
疲労き裂発生は表層の結晶粒内のすべり変形により起因されると言われている。結晶粒界によりこのすべり変形が隣接の結晶粒へ伝播しにくくなり、結果的にき裂発生を遅らせることができる。すなわち、結晶粒微細化により疲労強度を向上することができる。また、結晶粒径を微細化することで強度の向上にも寄与する。このため、平均結晶粒径は6.0μm以下であり、5.0μm以下が好ましい。一方、平均結晶粒径が小さくなりすぎると、強度が高くなるとともに伸びが低下する可能性がある。このため、平均結晶粒径は2.0μm以上とすることが好ましい。なお、ここでいう平均結晶粒径とは、鋼板表面から板厚1/10位置までの表層領域における全ての相のものである。なお、板厚1/10位置までの表層領域に残部組織相が含まれる場合には、この残部組織相も上記「全ての相」に含まれる。
<Average grain size is 6.0 μm or less>
Fatigue crack initiation is said to be caused by sliding deformation within grains in the surface layer. Grain boundaries make it difficult for this sliding deformation to propagate to adjacent grains, and as a result, crack initiation can be delayed. That is, fatigue strength can be improved by grain refinement. Further, by making the crystal grain size finer, it also contributes to improving the strength. Therefore, the average crystal grain size is 6.0 μm or less, preferably 5.0 μm or less. On the other hand, if the average crystal grain size becomes too small, the strength may increase and the elongation may decrease. For this reason, it is preferable that the average crystal grain size is 2.0 μm or more. Note that the average grain size here refers to all phases in the surface layer region from the surface of the steel sheet to a position of 1/10 of the sheet thickness. In addition, when a residual texture phase is included in the surface layer region up to 1/10 of the plate thickness, this residual texture phase is also included in the above-mentioned "all phases".

<転位密度が8.0×1014/m以上>
疲労き裂のほとんどは鋼板の表面から発生し、長さ数十μmまで成長した後に疲労き裂伝播段階に入る。高サイクル疲労では、き裂発生までの繰り返し回数は疲労寿命の大部分を占める。したがって、2×10回の疲労強度を向上するためにはき裂の発生を抑制する必要があり、鋼板表面から板厚1/10位置までの表層領域での転位挙動を制御することが重要である。本発明の高強度鋼板では、組織に導入された転位が後工程で受ける熱処理によってピン止めされ、転位移動の障害となる。これにより、転位の移動・再配列を防ぎ、繰返し軟化を遅延させ、耐疲労特性を向上する。この効果を得るために、転位密度を8.0×1014/m以上とする。1.0×1015/m以上が好ましく、1.2×1015/m以上がより好ましい。転位密度の上限は特に定めないが、4.0×1015/m以下が好ましい。なお、鋼板表面から板厚1/10位置までの表層領域における主相の転位密度を制御することが最重要である。しかし、主相のみの転位密度の測定が困難なため、本発明の転位密度とは、板厚1/10位置までの表層領域における全ての相のものとする。なお、板厚1/10位置までの表層領域に残部組織相が含まれる場合には、この残部組織相も上記「全ての相」に含まれる。
<Dislocation density is 8.0×10 14 /m 2 or more>
Most fatigue cracks originate from the surface of a steel plate and enter the fatigue crack propagation stage after growing to a length of several tens of micrometers. In high cycle fatigue, the number of cycles until crack initiation accounts for a large portion of the fatigue life. Therefore, in order to improve the fatigue strength of 2× 106 cycles, it is necessary to suppress the occurrence of cracks, and it is important to control the dislocation behavior in the surface layer region from the steel plate surface to the 1/10th of the plate thickness. It is. In the high-strength steel sheet of the present invention, dislocations introduced into the structure are pinned by heat treatment in a subsequent process, and become an obstacle to dislocation movement. This prevents the movement and rearrangement of dislocations, delays cyclic softening, and improves fatigue resistance. In order to obtain this effect, the dislocation density is set to 8.0×10 14 /m 2 or more. It is preferably 1.0×10 15 /m 2 or more, more preferably 1.2×10 15 /m 2 or more. Although the upper limit of the dislocation density is not particularly determined, it is preferably 4.0×10 15 /m 2 or less. Note that it is most important to control the dislocation density of the main phase in the surface layer region from the steel plate surface to the position 1/10 of the plate thickness. However, since it is difficult to measure the dislocation density of only the main phase, the dislocation density of the present invention refers to all phases in the surface layer region up to 1/10 of the plate thickness. In addition, when a residual texture phase is included in the surface layer region up to 1/10 of the plate thickness, this residual texture phase is also included in the above-mentioned "all phases".

本発明の高強度鋼板は、980MPa以上の引張強さと0.50以上の疲労限度比を兼ね備えている。ここで、上記疲労限度比とは、引張強さに対する2×10回の平面曲げ疲労強度の比である。そのため、本発明の高強度鋼板は、引張強さが高く、薄肉化した場合においても、安全性を確保し、トラックや乗用車の部材に適用できる。The high-strength steel plate of the present invention has both a tensile strength of 980 MPa or more and a fatigue limit ratio of 0.50 or more. Here, the fatigue limit ratio is the ratio of the plane bending fatigue strength of 2×10 6 times to the tensile strength. Therefore, the high-strength steel plate of the present invention has high tensile strength, ensures safety even when thinned, and can be applied to components of trucks and passenger cars.

なお、本発明では、上記した各組織の面積率、および機械特性は実施例に記載の方法で測定した値を採用する。 In the present invention, the area ratio and mechanical properties of each of the above-mentioned structures are determined by the method described in the Examples.

次に、本発明の一実施形態における高強度鋼板の製造方法について説明する。なお、以下の説明において、温度に関する表示「℃」は、とくに断らない限り、対象物(鋼素材または鋼板)の表面温度を表すものとする。 Next, a method for manufacturing a high-strength steel plate according to an embodiment of the present invention will be described. In addition, in the following description, unless otherwise specified, the expression "°C" related to temperature represents the surface temperature of the object (steel material or steel plate).

本発明の高強度鋼板は、鋼素材に対して、下記(1)~(6)の処理を順次施すことにより製造することができる。以下、各工程について説明する。
(1)加熱
(2)熱間圧延
(3)冷却(第1の冷却)
(4)巻取り
(5)冷却(第2の冷却)
(6)調質圧延
なお、鋼素材としては、上述した成分組成を有するものであれば任意のものを用いることができる。最終的に得られる高強度鋼板の成分組成は、使用した鋼素材の成分組成と同じである。鋼素材としては、例えば、鋼スラブを用いることができる。また、鋼素材の製造方法は、特に限定されない。例えば、上記成分組成を有する溶鋼を、転炉等の公知の方法で溶製し、連続鋳造等の鋳造方法で鋼素材を得ることができる。造塊-分塊圧延方法など、連続鋳造法以外の方法を用いることもできる。また、原料としてスクラップを使用しても構わない。鋼素材は、連続鋳造法などの方法によって製造された後、直接、次の加熱工程に供してもよく、また、冷却して温片または冷片となった鋼素材を加熱工程に供してもよい。
The high-strength steel plate of the present invention can be manufactured by sequentially subjecting a steel material to the following treatments (1) to (6). Each step will be explained below.
(1) Heating (2) Hot rolling (3) Cooling (first cooling)
(4) Winding (5) Cooling (second cooling)
(6) Temper rolling Note that any steel material can be used as long as it has the above-mentioned composition. The composition of the high-strength steel plate finally obtained is the same as that of the steel material used. As the steel material, for example, a steel slab can be used. Moreover, the manufacturing method of the steel material is not particularly limited. For example, molten steel having the above-mentioned composition can be melted using a known method such as a converter, and a steel material can be obtained using a casting method such as continuous casting. Methods other than the continuous casting method, such as an ingot-blurring rolling method, can also be used. Moreover, scrap may be used as a raw material. After the steel material is manufactured by a method such as a continuous casting method, it may be directly subjected to the next heating process, or the steel material may be cooled to become a hot piece or a cold piece and then subjected to the heating process. good.

(1)加熱
まず、鋼素材を、1150℃以上の加熱温度に加熱する。低温まで冷却された後の鋼素材中では、Tiなどの炭窒化物形成元素のほとんどが、粗大な炭窒化物として不均一に存在している。この粗大で不均一な析出物の存在は、一般的にトラック用、乗用車用部品向けの高強度鋼板に求められる諸特性(例えば、強度、耐疲労特性など)の劣化を招く。そのため、熱間圧延に先だって鋼素材を加熱し、粗大な析出物を固溶する必要がある。このため、鋼素材の加熱温度は1150℃以上であり、1180℃以上が好ましく、1200℃以上がより好ましい。一方、鋼素材の加熱温度が高くなりすぎるとスラブ疵の発生や、スケールオフによる歩留まり低下を招く。このため、鋼素材の加熱温度は1350℃以下が好ましく、1300℃以下がより好ましく、1280℃以下がさらに好ましい。
(1) Heating First, the steel material is heated to a heating temperature of 1150°C or higher. In the steel material after being cooled to a low temperature, most carbonitride-forming elements such as Ti exist non-uniformly as coarse carbonitrides. The presence of these coarse and non-uniform precipitates causes deterioration of various properties (eg, strength, fatigue resistance, etc.) generally required of high-strength steel sheets for parts for trucks and passenger cars. Therefore, it is necessary to heat the steel material prior to hot rolling to dissolve coarse precipitates into solid solution. For this reason, the heating temperature of the steel material is 1150°C or higher, preferably 1180°C or higher, and more preferably 1200°C or higher. On the other hand, if the heating temperature of the steel material becomes too high, it will cause slab defects and decrease in yield due to scale-off. For this reason, the heating temperature of the steel material is preferably 1350°C or lower, more preferably 1300°C or lower, and even more preferably 1280°C or lower.

加熱において、鋼素材の温度を均一化するという観点から、鋼素材を前記加熱温度まで昇温した後、当該加熱温度に保持することが好ましい。加熱温度に保持する時間(保持時間)は特に限定されないが、鋼素材の温度の均一性を高めるという観点からは、1800秒以上とすることが好ましい。一方、保持時間が10000秒を超えると、スケール発生量が増大する場合がある。その結果、続く熱間圧延においてスケール噛み込み等が発生し易くなり、表面疵不良による歩留まりの低下を招く場合がある。そのため、保持時間は10000秒以下とすることが好ましく、8000秒以下とすることがより好ましい。なお、熱間圧延前の鋼素材を、鋳造後に、高温のまま(すなわち、上記加熱温度の範囲の温度を維持したまま)で直接熱間圧延(直送圧延)に供してもよい。 In heating, from the viewpoint of uniformizing the temperature of the steel material, it is preferable to heat the steel material to the heating temperature and then maintain it at the heating temperature. The time for holding at the heating temperature (holding time) is not particularly limited, but from the viewpoint of improving the temperature uniformity of the steel material, it is preferably 1800 seconds or more. On the other hand, if the holding time exceeds 10,000 seconds, the amount of scale generated may increase. As a result, scale encroachment is likely to occur during subsequent hot rolling, which may lead to a decrease in yield due to surface flaw defects. Therefore, the holding time is preferably 10,000 seconds or less, more preferably 8,000 seconds or less. Note that, after casting, the steel material before hot rolling may be directly hot rolled (direct rolling) while still at high temperature (that is, while maintaining the temperature within the above heating temperature range).

(2)熱間圧延
次に、加熱した(または、鋳造後に高温のままの)鋼素材に対して、粗圧延および仕上げ圧延からなる熱間圧延を施す。粗圧延は、所望のシートバー寸法が確保できればよく、その条件は特に限定されない。鋼素材を粗圧延して粗圧延板を得る。得られた粗圧延板に対して、仕上げ圧延を施す前に、仕上げ圧延機の入り側において、高圧水を噴射するデスケーリング(高圧水デスケーリング)を行ってもよい。
(2) Hot Rolling Next, the heated (or still hot after casting) steel material is subjected to hot rolling consisting of rough rolling and finish rolling. The conditions for rough rolling are not particularly limited as long as the desired sheet bar dimensions can be ensured. A steel material is roughly rolled to obtain a roughly rolled plate. Before the obtained rough rolled sheet is subjected to finish rolling, descaling (high pressure water descaling) may be performed by injecting high pressure water on the entry side of the finish rolling mill.

つぎに、本発明では、仕上げ圧延において、温度RC1、温度RC2を下記式(1)、(2)で定義したとき、(RC1-150)℃以上RC1℃以下の温度範囲での合計圧下率を35%以上とする。当該温度範囲での滞留時間は特に定めないが、3秒以上20秒以下であってもよい。また、仕上げ圧延終了温度を(RC2-100)℃以上(RC2+50)℃以下とする。RC1は、成分組成から推定されるオーステナイト50%再結晶温度、RC2は成分組成から推定されるオーステナイト再結晶下限温度である。(RC1-150)℃以上RC1℃以下の温度範囲での合計圧下率が35%未満では、平均結晶粒径が大きくなり、耐疲労特性向上効果を得られなくなる。このため、(RC1-150)℃以上RC1℃以下の温度範囲での合計圧下率は35%以上であり、45%以上が好ましく、60%以上がより好ましい。 Next, in the present invention, in finish rolling, when temperature RC1 and temperature RC2 are defined by the following formulas (1) and (2), the total rolling reduction in the temperature range from (RC1-150)°C to RC1°C is calculated. 35% or more. The residence time in the temperature range is not particularly defined, but may be 3 seconds or more and 20 seconds or less. Further, the finish rolling finishing temperature is set to be at least (RC2-100)°C and at most (RC2+50)°C. RC1 is the austenite 50% recrystallization temperature estimated from the component composition, and RC2 is the austenite recrystallization lower limit temperature estimated from the component composition. If the total rolling reduction in the temperature range from (RC1-150)°C to RC1°C is less than 35%, the average crystal grain size becomes large and the effect of improving fatigue resistance cannot be obtained. Therefore, the total rolling reduction in the temperature range from (RC1-150)°C to RC1°C is 35% or more, preferably 45% or more, and more preferably 60% or more.

また、仕上げ圧延終了温度:(RC2-100)℃以上(RC2+50)℃以下の条件で熱間圧延する。仕上げ圧延終了温度が(RC2-100)℃未満であると、フェライトが生成され、980MPa以上の引張強さが得られない。このため、仕上げ圧延終了温度は(RC2-100)℃以上であり、(RC2-90)℃以上が好ましく、(RC2-70)℃以上がより好ましい。一方、仕上げ圧延終了温度が(RC2+50)℃より高いと、オーステナイト粒が粗大化し、上部ベイナイトの平均粒径が大きくなるため、強度が低下する。このため、仕上げ圧延終了温度は(RC2+50)℃以下であり、(RC2+40)℃以下が好ましく、(RC2+30)℃以下がより好ましい。なお、RC1、RC2は下記(1)、(2)式で定義される。
RC1(℃)=900+120×C+100×N+10×Mn+500×Ti+5000×B+10×Cr+50×Mo+1500×Nb+150×V・・・(1)
RC2(℃)=750+120×C+100×N+10×Mn+250×Ti+5000×B+10×Cr+50×Mo+750×Nb+150×V・・・(2)
ここで、上記(1)、(2)式における各元素記号は各元素の含有量(質量%)を表し、含有されていない場合は0とする。
Further, hot rolling is carried out under the condition that finish rolling finish temperature is not less than (RC2-100)°C and not more than (RC2+50)°C. If the finish rolling end temperature is less than (RC2-100)°C, ferrite is generated and a tensile strength of 980 MPa or more cannot be obtained. Therefore, the finish rolling finishing temperature is (RC2-100)°C or higher, preferably (RC2-90)°C or higher, and more preferably (RC2-70)°C or higher. On the other hand, when the finish rolling end temperature is higher than (RC2+50)°C, the austenite grains become coarse and the average grain size of upper bainite becomes large, resulting in a decrease in strength. Therefore, the finish rolling end temperature is (RC2+50)°C or lower, preferably (RC2+40)°C or lower, and more preferably (RC2+30)°C or lower. Note that RC1 and RC2 are defined by the following equations (1) and (2).
RC1 (℃) = 900 + 120 x C + 100 x N + 10 x Mn + 500 x Ti + 5000 x B + 10 x Cr + 50 x Mo + 1500 x Nb + 150 x V... (1)
RC2 (℃) = 750 + 120 x C + 100 x N + 10 x Mn + 250 x Ti + 5000 x B + 10 x Cr + 50 x Mo + 750 x Nb + 150 x V... (2)
Here, each element symbol in the above formulas (1) and (2) represents the content (mass %) of each element, and is set to 0 if it is not contained.

(3)冷却(第1の冷却)
次いで、得られた熱延鋼板を冷却する(第1の冷却)。その際、熱間圧延終了から冷却開始までの時間(冷却開始時間)を仕上げ圧延終了後2.0s以内とする。冷却開始時間が2.0sを超えると、オーステナイト粒の粒成長が生じ、980MPa以上の引張強さを確保できない。このため、冷却開始時間は、2.0s以内であり、1.5s以内が好ましく、1.0s以内がより好ましい。
(3) Cooling (first cooling)
Next, the obtained hot rolled steel sheet is cooled (first cooling). At that time, the time from the end of hot rolling to the start of cooling (cooling start time) is set within 2.0 seconds after the end of finish rolling. If the cooling start time exceeds 2.0 seconds, grain growth of austenite grains will occur, making it impossible to ensure a tensile strength of 980 MPa or more. Therefore, the cooling start time is within 2.0 seconds, preferably within 1.5 seconds, and more preferably within 1.0 seconds.

冷却において、仕上げ圧延終了温度から冷却停止温度までの平均冷却速度が遅すぎる場合、上部ベイナイト変態の前にフェライト変態が起こり、所望の面積率の上部ベイナイト相が得られない。このため、平均冷却速度は、20℃/s以上であり、30℃/s以上が好ましく、50℃/s以上がより好ましい。一方、上限は特に限定されないが、速すぎる場合、冷却停止温度の管理が困難となり、所望のミクロ組織を得ることが困難になる場合があることから、500℃/s以下が好ましく、300℃/s以下がより好ましく、150℃/s以下がさらに好ましい。また、冷却においては、上記平均冷却速度となるよう強制冷却を行えばよい。冷却の方法は特に限定されないが、例えば、水冷によって行うことが好ましい。 In cooling, if the average cooling rate from the finish rolling end temperature to the cooling stop temperature is too slow, ferrite transformation occurs before upper bainite transformation, and an upper bainite phase with a desired area ratio cannot be obtained. Therefore, the average cooling rate is 20°C/s or more, preferably 30°C/s or more, and more preferably 50°C/s or more. On the other hand, the upper limit is not particularly limited, but if it is too fast, it may be difficult to control the cooling stop temperature and obtain the desired microstructure. s or less is more preferable, and 150° C./s or less is even more preferable. Further, in cooling, forced cooling may be performed so as to achieve the above-mentioned average cooling rate. Although the cooling method is not particularly limited, it is preferable to use water cooling, for example.

冷却停止温度は、Trs℃以上(Trs+180)℃以下とする。冷却停止温度がTrs℃未満であると、ミクロ組織が下部ベイナイトとなる。下部ベイナイトは、いずれも高強度の組織であるが、熱処理後の耐疲労特性が低い。そのため、冷却停止温度はTrs℃以上とする。一方、冷却停止温度が(Trs+180)℃より高いと、フェライトが生成するため、980MPa以上の引張強さが得られない。そのため冷却停止温度は(Trs+180)℃以下とする。なお、Trsは下記(3)式で定義される。
Trs(℃)=500-450×C-35×Mn-15×Cr-10×Ni-20×Mo・・・(3)
ここで、上記(3)式における各元素記号は各元素の含有量(質量%)を表し、含有されていない場合は0とする。
The cooling stop temperature is at least Trs°C and at most (Trs+180)°C. When the cooling stop temperature is less than Trs°C, the microstructure becomes lower bainite. Although lower bainite has a high-strength structure, its fatigue resistance after heat treatment is low. Therefore, the cooling stop temperature is set to Trs°C or higher. On the other hand, if the cooling stop temperature is higher than (Trs+180)°C, ferrite is generated, so a tensile strength of 980 MPa or more cannot be obtained. Therefore, the cooling stop temperature is set to (Trs+180)°C or lower. Note that Trs is defined by the following equation (3).
Trs (℃) = 500-450 x C-35 x Mn-15 x Cr-10 x Ni-20 x Mo... (3)
Here, each element symbol in the above formula (3) represents the content (mass %) of each element, and is set to 0 if it is not contained.

(4)巻取り
次いで、冷却後の熱延鋼板を、巻取温度:Trs℃以上(Trs+180)℃以下の条件で巻取る。巻取温度がTrs℃未満であると、巻取り後に下部ベイナイト変態が進行し、所望のマルテンサイトおよび/または残留オーステナイトが得られない。このため、巻取温度はTrs℃以上であり、(Trs+10)℃以上が好ましく、(Trs+30)℃以上がより好ましい。一方、巻取温度が(Trs+180)℃より高いと、フェライトが生成するため、980MPa以上の引張強さが得られない。このため巻取温度は(Trs+180)℃以下であり、(Trs+150)℃以下が好ましく、(Trs+120)℃以下がより好ましい。
(4) Winding Next, the cooled hot-rolled steel sheet is rolled up at a winding temperature of not less than Trs°C and not more than (Trs+180)°C. If the winding temperature is lower than Trs°C, lower bainite transformation will proceed after winding, and desired martensite and/or retained austenite will not be obtained. Therefore, the winding temperature is Trs°C or higher, preferably (Trs+10)°C or higher, and more preferably (Trs+30)°C or higher. On the other hand, if the winding temperature is higher than (Trs+180)° C., ferrite is generated, so a tensile strength of 980 MPa or more cannot be obtained. Therefore, the winding temperature is (Trs+180)°C or lower, preferably (Trs+150)°C or lower, and more preferably (Trs+120)°C or lower.

(5)冷却(第2の冷却)
次いで、1℃/s以下の平均冷却速度で(Trs-250)℃以下まで冷却する(第2の冷却)。巻き取り温度から(Trs-250℃)以下までの平均冷却速度が1℃/s超となると、ベイナイト変態の進行が不十分となり、マルテンサイトや残留オーステナイトが増大して本発明のミクロ組織が得られなくなる。したがって、巻き取り温度から(Trs-250)℃以下までの平均冷却速度は1℃/s以下であり、0.8℃/s以下が好ましく、0.5℃/s以下がより好ましい。冷却は、(Trs-250℃)以下の任意の温度まで行うことができるが、10~30℃程度まで冷却することが好ましい。なお、冷却は、任意の形態で行うことができ、例えば、巻取られたコイルの状態で行ってもよい。
(5) Cooling (second cooling)
Next, it is cooled down to (Trs-250)°C or less at an average cooling rate of 1°C/s or less (second cooling). If the average cooling rate from the winding temperature to below (Trs-250°C) exceeds 1°C/s, the progress of bainite transformation will be insufficient, martensite and retained austenite will increase, and the microstructure of the present invention will not be obtained. I won't be able to do it. Therefore, the average cooling rate from the winding temperature to (Trs-250)°C or less is 1°C/s or less, preferably 0.8°C/s or less, and more preferably 0.5°C/s or less. Cooling can be carried out to any temperature below (Trs-250°C), but preferably to about 10 to 30°C. Note that the cooling can be performed in any arbitrary form, for example, it may be performed in the state of a wound coil.

(6)調質圧延
次いで、前記冷却後鋼板を圧下率:0.1%以上5.0%以下の条件で調質圧延する。圧下率が0.1%未満になると、転位密度が不十分となり、優れた疲労強度が得られない。このため、圧下率は0.1%以上であり、0.3%以上が好ましく、0.5%以上がより好ましい。一方、5.0%を超える調質圧延はロールの負荷が大きくなり、交換回数が増加するため、製造コストが増大する。このため圧下率は5.0%以下であり、4.0%以下が好ましく、3.0%以下がより好ましい。
(6) Temper rolling Next, the steel plate after cooling is subjected to temper rolling under a rolling reduction ratio of 0.1% or more and 5.0% or less. When the rolling reduction is less than 0.1%, the dislocation density becomes insufficient and excellent fatigue strength cannot be obtained. Therefore, the rolling reduction ratio is 0.1% or more, preferably 0.3% or more, and more preferably 0.5% or more. On the other hand, temper rolling exceeding 5.0% increases the load on the rolls and increases the number of replacements, resulting in increased manufacturing costs. Therefore, the rolling reduction ratio is 5.0% or less, preferably 4.0% or less, and more preferably 3.0% or less.

以上の手順により、本発明の高強度鋼板を製造することができる。なお、調質圧延後には、常法にしたがって、例えば、酸洗を施して表面に形成されたスケールを除去してもよい。 The high-strength steel plate of the present invention can be manufactured by the above procedure. Note that after temper rolling, scale formed on the surface may be removed by, for example, pickling according to a conventional method.

表1に示す組成の溶鋼を転炉で溶製し、連続鋳造法により鋼素材としての鋼スラブを製造した。 Molten steel having the composition shown in Table 1 was melted in a converter, and a steel slab as a steel material was manufactured by a continuous casting method.

Figure 0007392904000001
得られた鋼素材を、表2に示す加熱温度に加熱し、次いで、加熱後の鋼素材に、粗圧延と仕上げ圧延からなる熱間圧延を施して熱延鋼板とした。熱間圧延における仕上げ圧延終了温度は表2に示したとおりとした。
Figure 0007392904000001
The obtained steel material was heated to the heating temperature shown in Table 2, and then the heated steel material was subjected to hot rolling consisting of rough rolling and finish rolling to obtain a hot rolled steel plate. The finishing temperature in hot rolling was as shown in Table 2.

次に、得られた熱延鋼板を、表2に示した平均冷却速度および冷却停止温度の条件で冷却した(第一の冷却)。冷却後の熱延鋼板を表2に示した巻取温度で巻取り、巻取られた鋼板を表2に示した平均冷却速度で冷却し(第二の冷却)、高強度鋼板を得た。冷却後には、表2に示した圧下率で調質圧延を行い、酸洗を行った。酸洗は、濃度10質量%の塩酸水溶液を使用し、温度85℃で実施した。次いで、鋼板に塗装焼付け処理相当の熱処理(170℃、20分)を行って高強度熱延鋼板を作製した。 Next, the obtained hot rolled steel sheet was cooled under the conditions of the average cooling rate and cooling stop temperature shown in Table 2 (first cooling). The hot-rolled steel sheet after cooling was wound up at the winding temperature shown in Table 2, and the wound steel sheet was cooled at the average cooling rate shown in Table 2 (second cooling) to obtain a high-strength steel sheet. After cooling, temper rolling was performed at the rolling reduction ratio shown in Table 2, and pickling was performed. The pickling was carried out at a temperature of 85° C. using an aqueous hydrochloric acid solution having a concentration of 10% by mass. Next, the steel plate was subjected to heat treatment equivalent to paint baking treatment (170°C, 20 minutes) to produce a high-strength hot rolled steel plate.

Figure 0007392904000002
得られた高強度鋼板から試験片を採取し、以下に述べる手順でミクロ組織と機械的特性を評価した。
Figure 0007392904000002
A test piece was taken from the obtained high-strength steel plate, and its microstructure and mechanical properties were evaluated using the procedures described below.

<ミクロ組織>
得られた高強度鋼板から、圧延方向に平行な板厚断面が観察面となるよう、ミクロ組織観察用試験片を採取した。得られた試験片の表面を研磨し、さらに腐食液(3%ナイタール溶液)を用いて表面を腐食させることによりミクロ組織を現出させた。次いで、表面から板厚1/10位置までの表層を、走査電子顕微鏡(SEM)を用い、5000倍の倍率で10視野撮影してミクロ組織のSEM画像を得た。得られたSEM画像を画像処理により解析し、上部ベイナイト(UB)、ポリゴナルフェライト(F)、下部ベイナイト(LB)の面積率を定量化した。また、マルテンサイト(M)と残留オーステナイト(γ)はSEMでは区別が困難である。そのため、電子線反射回折(Electron Back scatter Diffraction Patterns:EBSD)法を用いて同定し、それぞれの面積率と平均結晶粒径を求めた。測定された各ミクロ組織の面積率と平均結晶粒径を表3に示す。なお、表3には、マルテンサイトと残留オーステナイトの合計面積率(M+γ)も併記した。
<Microstructure>
A test piece for microstructure observation was taken from the obtained high-strength steel plate so that the cross-section of the plate parallel to the rolling direction was the observation surface. The surface of the obtained test piece was polished and further corroded using a corrosive solution (3% nital solution) to reveal the microstructure. Next, the surface layer from the surface to 1/10 of the plate thickness was photographed using a scanning electron microscope (SEM) at a magnification of 5000 times to obtain an SEM image of the microstructure. The obtained SEM images were analyzed by image processing, and the area ratios of upper bainite (UB), polygonal ferrite (F), and lower bainite (LB) were quantified. Furthermore, it is difficult to distinguish martensite (M) and retained austenite (γ) by SEM. Therefore, the electron beam reflection diffraction (Electron Back Scatter Diffraction Patterns: EBSD) method was used to identify them, and the area ratio and average crystal grain size of each were determined. Table 3 shows the area ratio and average grain size of each microstructure measured. Note that Table 3 also lists the total area ratio (M+γ) of martensite and retained austenite.

<引張試験>
得られた熱延鋼板より、引張方向が圧延方向に対して直角になるようにJIS5号引張試験片(JIS Z 2201)を採取し、歪速度を10-3/sとするJIS Z 2241の規定に準拠した引張試験を行い、引張強さを求めた。なお、本発明では、引張強さは980MPa以上を合格とした。結果を表3に示す。
<Tensile test>
A JIS No. 5 tensile test piece (JIS Z 2201) was taken from the obtained hot-rolled steel sheet so that the tensile direction was perpendicular to the rolling direction, and the strain rate was set to 10 -3 /s, as specified in JIS Z 2241. A tensile test was conducted in accordance with the above, and the tensile strength was determined. In addition, in the present invention, a tensile strength of 980 MPa or more is considered to be passed. The results are shown in Table 3.

<平面曲げ疲労試験>
得られた熱延鋼板から、試験片長手方向が、圧延方向と直角方向となるように、図1に示す寸法形状の試験片を採取し、JIS Z 2275の規定に準拠して平面曲げ疲労試験を実施した。応力負荷モードは、応力比R=-1とし、周波数f=25Hzとした。負荷応力振幅を6段階に変化し、破断までの応力サイクルを測定し、S-N曲線を求め、2×10回における疲労強度(疲労限)を求めた。本発明では、疲労限を引張試験で求めた引張強さで除した疲労限度比の値が0.50以上の場合、優れた耐疲労特性と評価した。結果を表3に示す。
<Plane bending fatigue test>
A test piece having the dimensions and shape shown in Fig. 1 was taken from the obtained hot-rolled steel sheet so that the longitudinal direction of the test piece was perpendicular to the rolling direction, and a plane bending fatigue test was conducted in accordance with the provisions of JIS Z 2275. was carried out. In the stress loading mode, the stress ratio R=-1 and the frequency f=25 Hz. The load stress amplitude was varied in 6 steps, the stress cycle until fracture was measured, the SN curve was determined, and the fatigue strength (fatigue limit) at 2×10 6 cycles was determined. In the present invention, when the value of the fatigue limit ratio obtained by dividing the fatigue limit by the tensile strength determined by a tensile test is 0.50 or more, it is evaluated as having excellent fatigue resistance properties. The results are shown in Table 3.

Figure 0007392904000003
発明例は、いずれも980MPa以上の引張強さと優れた耐疲労特性とを有する高強度鋼板である。一方、本発明の範囲を外れる比較例は、980MPa以上の引張強さが得られていないか、優れた耐疲労特性が得られていない。
Figure 0007392904000003
All of the invention examples are high-strength steel plates having a tensile strength of 980 MPa or more and excellent fatigue resistance. On the other hand, in the comparative examples outside the scope of the present invention, a tensile strength of 980 MPa or more was not obtained, or excellent fatigue resistance properties were not obtained.

Claims (3)

質量%で、
C:0.03~0.15%、
Si:0.1~3.0%、
Mn:0.8~3.0%、
P:0.001~0.1%、
S:0.0001~0.03%、
Al:0.001~2.0%、
N:0.001~0.01%、および
B:0.0002~0.010%
を含有し、さらに、
Ti:0.01~0.30%、および
Nb:0.001~0.10%、
から選択される少なくとも1種を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、
ミクロ組織は、鋼板表面から板厚1/10位置までの表層領域において、面積率で75%以上98.5%未満の上部ベイナイト相を主相とし、
面積率で1.5%以上25%未満のマルテンサイト相および/または残留オーステナイト相からなる組織を第二相とし、
前記上部ベイナイト相、前記マルテンサイト相および/または前記残留オーステナイト相以外の残部組織相を面積率で2.0%以下有し、
鋼板表面から板厚1/10位置までの表層領域での全ての相の平均結晶粒径が6.0μm以下であり、
鋼板表面から板厚1/10位置までの表層領域での前記全ての相の転位密度が8.0×1014/m以上である、高強度鋼板。
In mass%,
C: 0.03-0.15%,
Si: 0.1 to 3.0%,
Mn: 0.8 to 3.0%,
P: 0.001-0.1%,
S: 0.0001-0.03%,
Al: 0.001-2.0%,
N: 0.001 to 0.01%, and B: 0.0002 to 0.010%
Contains, and furthermore,
Ti: 0.01 to 0.30%, and Nb: 0.001 to 0.10%,
containing at least one selected from the following, having a component composition with the balance consisting of Fe and inevitable impurities,
The microstructure has an upper bainite phase as a main phase with an area ratio of 75% or more and less than 98.5% in the surface layer region from the steel plate surface to 1/10 of the plate thickness,
A structure consisting of a martensite phase and/or a retained austenite phase with an area ratio of 1.5% or more and less than 25% is defined as a second phase,
having a residual structure phase other than the upper bainite phase, the martensite phase and/or the retained austenite phase in an area ratio of 2.0% or less,
The average grain size of all phases in the surface layer region from the steel plate surface to the 1/10th position of the plate thickness is 6.0 μm or less,
A high-strength steel plate, wherein the dislocation density of all the phases in the surface layer region from the steel plate surface to a position of 1/10 of the plate thickness is 8.0×10 14 /m 2 or more.
前記成分組成が、さらに、質量%で、以下のa~c群:
a群:
Cu:0.005~2.0%、
Ni:0.005~2.0%、
Cr:0.005~2.5%、
V:0.001~0.5%、および
Mo:0.005~1.0%、
から選択される少なくとも1種、
b群:
Sb:0.005~0.2%、
Sn:0.001~0.05%、
から選択される少なくとも1種、及び、
c群:
Ca:0.0005~0.01%、
Mg:0.0005~0.01%、および
REM:0.0005~0.01%、
から選択される少なくとも1種、から選択される、少なくとも1つの群をさらに含有する、請求項1に記載の高強度鋼板。
The component composition further includes the following groups a to c in mass %:
Group a:
Cu: 0.005-2.0%,
Ni: 0.005-2.0%,
Cr: 0.005-2.5%,
V: 0.001 to 0.5%, and Mo: 0.005 to 1.0%,
at least one selected from;
Group b:
Sb: 0.005-0.2%,
Sn: 0.001-0.05%,
at least one selected from;
Group c:
Ca: 0.0005-0.01%,
Mg: 0.0005-0.01%, and REM: 0.0005-0.01%,
The high-strength steel plate according to claim 1, further comprising at least one group selected from:
請求項1又は2に記載の高強度鋼板の製造方法であって、
前記成分組成を有する鋼素材を1150℃以上の加熱温度に加熱し、
加熱後の鋼素材を粗圧延して鋼板とし、
前記鋼板を、(RC1-150)℃以上RC1℃以下の温度範囲での合計圧下率:35%以上、かつ仕上げ圧延終了温度:(RC2-100)℃以上(RC2+50)℃以下の条件で仕上げ圧延し、
前記仕上げ圧延後の鋼板を仕上げ圧延終了から冷却開始までの時間:2.0s以内、表面での平均冷却速度:20℃/s以上、冷却停止温度:Trs℃以上(Trs+180)℃以下の条件で冷却し、
前記冷却後の鋼板を、巻取温度:Trs℃以上、(Trs+180)℃以下の条件で巻取り、
1℃/s以下の平均冷却速度で(Trs-250)℃以下まで冷却し、
圧下率:0.1%以上5.0%以下の条件で調質圧延する、高強度鋼板の製造方法。
なお、RC1、RC2、Trsは、下記(1)、(2)、(3)式でそれぞれ定義される。
RC1(℃)=900+120×C+100×N+10×Mn+500×Ti+5000×B+10×Cr+50×Mo+1500×Nb+150×V・・・(1)
RC2(℃)=750+120×C+100×N+10×Mn+250×Ti+5000×B+10×Cr+50×Mo+750×Nb+150×V・・・(2)
Trs(℃)=500-450×C-35×Mn-15×Cr-10×Ni-20×Mo・・・(3)
ここで、上記(1)、(2)、(3)式における各元素記号は各元素の含有量(質量%)を表し、含有されていない場合は0とする。
A method for manufacturing a high-strength steel plate according to claim 1 or 2, comprising:
Heating a steel material having the above-mentioned composition to a heating temperature of 1150 ° C. or higher,
After heating, the steel material is roughly rolled into a steel plate,
The steel plate is finish rolled at a temperature range of (RC1-150)°C or higher and RC1°C or lower, with a total rolling reduction of 35% or more, and a finish rolling end temperature of (RC2-100)°C or higher and (RC2+50)°C or lower. death,
The steel plate after finish rolling is subjected to the following conditions: time from finish rolling to start of cooling: within 2.0 s, average cooling rate at surface: 20°C/s or more, cooling stop temperature: Trs°C or higher (Trs+180)°C or lower. cool,
Coiling the cooled steel plate at a coiling temperature of Trs°C or higher and (Trs+180)°C or lower,
Cooling to (Trs-250) °C or less at an average cooling rate of 1 °C/s or less,
A method for manufacturing high-strength steel sheets, which involves skin pass rolling under the conditions of rolling reduction: 0.1% or more and 5.0% or less.
Note that RC1, RC2, and Trs are defined by the following equations (1), (2), and (3), respectively.
RC1 (℃) = 900 + 120 x C + 100 x N + 10 x Mn + 500 x Ti + 5000 x B + 10 x Cr + 50 x Mo + 1500 x Nb + 150 x V... (1)
RC2 (℃) = 750 + 120 x C + 100 x N + 10 x Mn + 250 x Ti + 5000 x B + 10 x Cr + 50 x Mo + 750 x Nb + 150 x V... (2)
Trs (℃) = 500-450 x C-35 x Mn-15 x Cr-10 x Ni-20 x Mo... (3)
Here, each element symbol in the above formulas (1), (2), and (3) represents the content (mass %) of each element, and is set to 0 if it is not contained.
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