JP7444096B2 - Hot rolled steel sheet and its manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、自動車駆動系部品として好適な、冷間加工性に優れ、さらに耐摩耗性に優れる熱延鋼板およびその製造方法に関する。具体的には、鋼板を用いて冷間加工によって部品形状を得た後、浸炭焼入れや高周波焼入れ等の焼入れ処理を行う鋼板に関し、熱処理後、耐摩耗性に優れる熱延鋼板およびその製造方法に関する。冷間加工性に優れるとは、加工性の一つの指標である鋼板の全伸びが30%以上であること、また耐摩耗性に優れるとは、ボールオンディスク型摩耗試験機による摩耗試験にて、30000回における摩耗痕断面積が300μm以下であることをいう。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hot-rolled steel sheet with excellent cold workability and wear resistance, which is suitable as an automobile drive system component, and a method for manufacturing the same. Specifically, it relates to a steel plate that is subjected to quenching treatment such as carburizing and induction hardening after obtaining a part shape by cold working using a steel plate, and relates to a hot-rolled steel plate that has excellent wear resistance after heat treatment and a method for manufacturing the same. . Excellent cold workability means that the total elongation of the steel plate, which is one indicator of workability, is 30% or more. Excellent wear resistance means that it is determined by a wear test using a ball-on-disc abrasion tester. , the cross-sectional area of wear scars after 30,000 cycles is 300 μm 2 or less.

現在、駆動系自動車用部品は、JIS G4051に規定された機械構造用炭素鋼鋼材および機械構造用合金鋼鋼材である熱延鋼板を、冷間加工によって所望の形状に加工した後、所望の硬さを確保するために浸炭焼入れや高周波焼入れ等の焼入れ処理を施して製造される場合もある。一般に高硬度化することによって鋼板の耐摩耗性は向上する。そのため、耐摩耗性を重視する部材には、焼入れ処理を施すことで高い硬度に調質した鋼材や、高硬度の炭化物を生成するような合金元素含有量の高い鋼材が使用されている。 Currently, drive train parts for automobiles are produced by cold-working hot-rolled steel sheets, which are carbon steel for machine structures and alloy steel for machine structures specified in JIS G4051, into a desired shape and then hardened to the desired hardness. In some cases, it is manufactured by applying hardening treatment such as carburizing hardening or induction hardening to ensure the hardness. Generally, the wear resistance of a steel plate improves by increasing its hardness. Therefore, for parts where wear resistance is important, steel materials that have been tempered to a high degree of hardness through quenching treatment or steel materials that have a high content of alloying elements that produce highly hard carbides are used.

これまでも耐摩耗性を向上させる技術としてNbやTi等の炭化物を用いた種々の鋼板が提案されている。例えば、特許文献1には、質量%で、C:0.10~0.30%、Si:0.05~2.0%、Mn:0.10~0.50%、P:0.030%以下、S:0.030%以下、Cr:1.80~3.00%、Al:0.005~0.050%、Nb:0.02~0.10%、N:0.0300%以下を含有し、さらに必要に応じてTi:0.050%未満、B:0.0010~0.0050%を含有する成分組成とし、フェライトとパーライトからなる組織であり、そのフェライト粒径の平均値が15μm以上であることを特徴とする耐結晶粒粗大化特性および靭性に優れた浸炭部品用の機械構造用鋼が記載されている。 Various steel plates using carbides such as Nb and Ti have been proposed as techniques for improving wear resistance. For example, in Patent Document 1, in mass %, C: 0.10 to 0.30%, Si: 0.05 to 2.0%, Mn: 0.10 to 0.50%, P: 0.030 % or less, S: 0.030% or less, Cr: 1.80 to 3.00%, Al: 0.005 to 0.050%, Nb: 0.02 to 0.10%, N: 0.0300% Contains the following, and optionally contains Ti: less than 0.050% and B: 0.0010 to 0.0050%, has a structure consisting of ferrite and pearlite, and has an average ferrite grain size. A mechanical structural steel for carburized parts is described which is characterized by having a grain coarsening resistance of 15 μm or more and excellent toughness.

特許文献2には、質量%で、C:0.32~0.70%、Si:0.5%以下、Mn:0.1~1.5%、P:0.03%以下、S:0.02%以下、Nb:0.1~0.5%、残部Feおよび不可避的不純物からなる化学組成を有し、Nbを含有する粒子径1μm以上の炭化物が200~1000個/mmの密度でマトリクス中に存在する焼鈍組織を有する、機械部品用素材鋼板が記載されている。 Patent Document 2 describes, in mass %, C: 0.32 to 0.70%, Si: 0.5% or less, Mn: 0.1 to 1.5%, P: 0.03% or less, S: It has a chemical composition of 0.02% or less, Nb: 0.1-0.5%, the balance Fe and unavoidable impurities, and has 200-1000 carbides/ mm2 containing Nb with a particle size of 1 μm or more. A material steel sheet for mechanical parts is described which has an annealed structure that is present in a dense matrix.

特許文献3には、質量%で、C:0.30~0.90%、Si:0.05~1.00%、Mn:0.10~1.50%、P:0.003~0.030%、S:0.001~0.020%、Nb:0.10~0.70%、残部Feおよび不可避的不純物からなる化学組成を有し、Nb含有炭化物が分散した調質熱処理後の金属組織を有し、断面組織観察により観測される個々のNb含有炭化物粒子の面積の二乗平方根をその粒子の粒径とするとき、粒径1.0μm以上のNb含有炭化物粒子の数が200個/mm以上、かつ極値統計法により推定される10mm中のNb含有炭化物粒子の最大粒径Dmaxが18.0μm以下に調整されている疲労特性に優れる耐摩耗性鋼材が提案されている。 Patent Document 3 describes, in mass %, C: 0.30 to 0.90%, Si: 0.05 to 1.00%, Mn: 0.10 to 1.50%, P: 0.003 to 0. .030%, S: 0.001 to 0.020%, Nb: 0.10 to 0.70%, balance Fe and inevitable impurities, after tempering heat treatment in which Nb-containing carbides are dispersed. When the square root of the area of each Nb-containing carbide particle observed by cross-sectional structure observation is taken as the particle size, the number of Nb-containing carbide particles with a particle size of 1.0 μm or more is 200. We propose a wear-resistant steel material with excellent fatigue properties in which the maximum grain size Dmax of Nb-containing carbide particles in 10 3 mm 3 estimated by the extreme value statistical method is adjusted to 18.0 μm or less . has been done.

特開2013-040376号公報Japanese Patent Application Publication No. 2013-040376 特開2010-216008号公報Japanese Patent Application Publication No. 2010-216008 特開2013-136820号公報Japanese Patent Application Publication No. 2013-136820

特許文献1に記載される技術は、浸炭工程において粒成長抑制して高硬度化に貢献するものであるが、浸炭処理後の焼入れ性を高めるためにCrを1.8%以上添加しており、Cr量が少ない場合の鋼に関する記載はない。 The technology described in Patent Document 1 contributes to increasing hardness by suppressing grain growth in the carburizing process, but 1.8% or more of Cr is added to improve hardenability after carburizing. , there is no description regarding steel with a small amount of Cr.

また、特許文献2に記載される技術は、NbおよびTi炭化物量を制御して摩耗性を向上しているが、粒子径1μm以上の炭化物に着目しており、それ以下の炭化物に関して記載されていない。また、セメンタイト制御による冷間加工性の向上に関する技術は記載されてない。 In addition, the technology described in Patent Document 2 improves wear resistance by controlling the amount of Nb and Ti carbides, but focuses on carbides with a particle size of 1 μm or more, and does not describe carbides with a particle size of 1 μm or more. do not have. Furthermore, no technology regarding improvement of cold workability through cementite control is described.

特許文献3に記載される技術は、粒子径1μm以上のNbCの密度と最大粒子径を規定しているが、1μm以下の炭化物に関して記載されていない。また、セメンタイト制御による冷間加工性の向上に関する技術は記載されてない。 The technique described in Patent Document 3 specifies the density and maximum particle size of NbC with a particle size of 1 μm or more, but does not describe carbide with a particle size of 1 μm or less. Furthermore, no technology regarding improvement of cold workability through cementite control is described.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、冷間加工性および熱処理後の耐摩耗性に優れた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 has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a hot rolled steel sheet with excellent cold workability and wear resistance after heat treatment, and a method for manufacturing the same.

本発明者らは、上記課題を達成するため、鋭意検討を行った。その結果、100nm以上1μm未満のTiC、NbC、MoCが耐摩耗性の向上に大きく寄与しており、それらの形成に使用されているTi量、Nb量、Mo量の、全Ti量、全Nb量、全Mo量に対する割合、および、所定の鋼板組織を得るための製造条件について、検討し以下の知見を得た。
i)鋼板表面から100μmまでの範囲における、鋼中X(X=Ti、Mo、Nb)量に対する1μm以上のXC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるXの質量割合が5%以下とすることにより、優れた耐摩耗性が得られる。
ii)鋼板表面から100μmまでの範囲における、XC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるX量に対する100nm以上のXC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるX量の質量割合が65%以上とすることでさらに優れた耐摩耗性が得られる。
iii)所定のTiC、NbCおよびMoCに含まれるTi、NbおよびMo量を得るには、スラブを1250℃以下の温度域で1.5h以上保持した後70s以内で粗圧延を開始し、900~1070℃の温度範囲、5パス以上、圧下率50%以上、パス間時間1s以上15s以下となる条件で粗圧延を実施することが重要である。それらの温度域で所定の歪を付与されながら圧延されることで、100nm以上1μm未満のTiC、NbCおよびMoCが生成されやすくなる。
iv)さらに、粗圧延における1パス目が1000~1070℃の温度域で圧下率30%以下となるように粗圧延を実施することで、100nm以上1μm未満のTiC、NbCおよびMoCがより生成されやすくなる。
v)冷間加工性、焼入れ前の熱延鋼板における硬度(硬さ)、全伸び(以下、単に伸びと称する場合もある。)には、円相当直径が0.1μm以下のセメンタイトが大きく影響している。円相当直径が0.1μm以下のセメンタイト数を全セメンタイト数に対して20%以下とすることで、引張強度500MPa以下、全伸び(El)が30%以上を得ることができる。
vi)スラブを1250℃以下の温度域で1.5h以上保持した後70s以内で粗圧延を開始し、900~1070℃の温度範囲、5パス以上、圧下率50%以上、パス間時間1s以上15s以下となる条件で粗圧延を実施し、仕上圧延終了温度:Ar変態点以上で仕上圧延を行い、その後、平均冷却速度:20~100℃/secで700~750℃まで冷却し、巻取温度:580℃超700℃以下で巻き取り、熱延鋼板とした後、該熱延鋼板を、焼鈍温度:Ac変態点未満で0.5h以上保持する焼鈍を施すことで、冷間加工性を付与し、熱処理後の耐摩耗性を向上させることができる。
vii)あるいは、1250℃以下の温度域で1.5h以上保持し、加熱炉から取り出した後70s以内で粗圧延を開始し、900~1070℃の温度範囲、5パス以上、圧下率50%以上、パス間時間1s以上15s以下となる条件で粗圧延を実施し、仕上圧延終了温度:Ar変態点以上で仕上圧延を行い、その後、平均冷却速度:20~100℃/secで700~750℃まで冷却し、巻取温度:580℃超700℃以下で巻き取り、熱延鋼板とした後、該熱延鋼板を、Ac変態点以上Ac変態点以下で0.5h以上保持し、次いで平均冷却速度:1~20℃/hでAr変態点未満に冷却し、Ar変態点未満で20h以上保持する焼鈍を施すことで、冷間加工性を付与し、熱処理後の耐摩耗性を向上させることができる。
The present inventors conducted extensive studies to achieve the above object. As a result, TiC, NbC, and MoC with a diameter of 100 nm or more and less than 1 μm greatly contribute to improving wear resistance, and the amount of Ti, Nb, and Mo used in their formation, including the total Ti amount and total Nb The amount of Mo, the ratio to the total amount of Mo, and the manufacturing conditions for obtaining a predetermined steel sheet structure were studied, and the following findings were obtained.
i) The mass ratio of X contained in XC (X = Ti, Mo, Nb) of 1 μm or more to the amount of X (X = Ti, Mo, Nb) in the steel in the range up to 100 μm from the steel plate surface is 5% or less By doing so, excellent wear resistance can be obtained.
ii) The mass ratio of the amount of X contained in XC (X = Ti, Mo, Nb) of 100 nm or more to the amount of X contained in XC (X = Ti, Mo, Nb) in the range up to 100 μm from the steel plate surface is 65 % or more, even better wear resistance can be obtained.
iii) To obtain the predetermined amounts of Ti, Nb, and Mo contained in TiC, NbC, and MoC, start rough rolling within 70 seconds after holding the slab in a temperature range of 1250°C or less for 1.5h or more, and then It is important to carry out rough rolling under the conditions of a temperature range of 1070° C., 5 passes or more, a reduction rate of 50% or more, and an interpass time of 1 s or more and 15 s or less. By rolling while applying a predetermined strain in those temperature ranges, TiC, NbC, and MoC with a size of 100 nm or more and less than 1 μm are easily generated.
iv) Furthermore, by performing rough rolling so that the first pass in rough rolling is at a temperature range of 1000 to 1070 ° C. and a rolling reduction of 30% or less, more TiC, NbC, and MoC of 100 nm or more and less than 1 μm are generated. It becomes easier.
v) Cementite with an equivalent circle diameter of 0.1 μm or less has a large influence on cold workability, hardness (hardness), and total elongation (hereinafter sometimes simply referred to as elongation) in hot-rolled steel sheets before quenching. are doing. By setting the number of cementites with a circular equivalent diameter of 0.1 μm or less to 20% or less of the total cementite number, a tensile strength of 500 MPa or less and a total elongation (El) of 30% or more can be obtained.
vi) Start rough rolling within 70 seconds after holding the slab in a temperature range of 1250°C or less for 1.5 hours or more, temperature range of 900 to 1070°C, 5 passes or more, rolling reduction rate of 50% or more, interpass time of 1 second or more. Rough rolling is carried out under the conditions of 15 seconds or less, finishing rolling is carried out at a finish rolling temperature of Ar 3 transformation point or higher, and then cooling is performed at an average cooling rate of 20 to 100 degrees Celsius to 700 to 750 degrees Celsius, and rolling is performed. After coiling at a temperature of more than 580°C and less than or equal to 700°C to form a hot-rolled steel plate, the hot-rolled steel plate is annealed at an annealing temperature of less than Ac 1 transformation point for 0.5 hours or more to perform cold working. properties and can improve wear resistance after heat treatment.
vii) Alternatively, hold the product in a temperature range of 1250°C or less for 1.5 hours or more, start rough rolling within 70 seconds after taking it out from the heating furnace, and start rough rolling within 70 seconds at a temperature range of 900 to 1070°C, 5 passes or more, and a reduction rate of 50% or more. , Rough rolling is carried out under the conditions that the interpass time is 1 s or more and 15 s or less, finish rolling is carried out at a finish rolling temperature of Ar 3 or more transformation point, and then the average cooling rate is 700 - 750 at 20 - 100 ° C / sec. After cooling to °C and coiling at a coiling temperature of more than 580 °C and less than 700 °C to form a hot-rolled steel plate, the hot-rolled steel plate is held at an Ac 1 transformation point or more and an Ac 3 transformation point or less for 0.5 h or more, Next, annealing is performed by cooling to below the Ar 1 transformation point at an average cooling rate of 1 to 20°C/h and maintaining it below the Ar 1 transformation point for 20 hours or more to impart cold workability and improve wear resistance after heat treatment. can improve sex.

本発明は以上の知見に基づいてなされたものであり、以下を要旨とする。
[1]質量%で、
C:0.05%以上0.30%未満、
Si:0.80%以下、
Mn:0.10%以上1.0%以下、
P:0.03%以下、
S:0.010%以下、
sol.Al:0.001%以上0.10%以下、
N:0.01%以下、
Cr:0.05%以上0.50%以下、
B:0.0005%以上0.005%以下を含有し、
さらにTi:0.06%超0.2%以下、Mo:0.10%超0.4%以下、Nb:0.10%超0.2%以下のうちから選んだ1種以上を含有し、
残部が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、
フェライトおよびセメンタイトを有し、
前記セメンタイトは、全セメンタイト数に対する円相当直径0.1μm以下のセメンタイト数の割合が20%以下、平均セメンタイト径が0.15μm以上、全ミクロ組織に対する前記セメンタイトの占める割合が面積率で1.0%以上5.5%未満であり、
鋼板表面から100μmまでの範囲における、鋼中X(X=Ti、Mo、Nb)量に対する1μm以上のXC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるXの質量割合が5%以下であり、
引張強さが500MPa以下、全伸びが30%以上である熱延鋼板。
[2]鋼板表面から100μmまでの範囲における、XC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるX量に対する、100nm以上のXC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるX量の質量割合が65%以上である[1]に記載の熱延鋼板。
[3]SbおよびSnから選んだ1種または2種を合計で0.002%以上0.1%以下含有する[1]または[2]に記載の熱延鋼板。
[4]前記成分組成に加えてさらに、質量%で、Ta、Ni、Cu、V、Wのうちから選ばれた1種または2種以上を、それぞれ0.0005%以上0.1%以下含有する[1]~[3]のいずれかに記載の熱延鋼板。
[5]前記フェライトの平均粒径が4~25μmである[1]~[4]のいずれかに記載の熱延鋼板。
[6][1]~[5]のいずれかに記載の熱延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、1250℃以下の温度域で1.5h以上保持した後70s以内で粗圧延を開始し、900~1070℃の温度域、5パス以上、合計圧下率50%以上、パス間時間1s以上15s以下となる条件で粗圧延を実施し、仕上圧延終了温度:Ar変態点以上で仕上圧延を行い、
その後、平均冷却速度:20~100℃/secで700~750℃まで冷却し、
巻取温度:580℃超700℃以下で巻き取り、熱延鋼板とした後、
該熱延鋼板を、焼鈍温度:Ac変態点未満で0.5h以上保持する焼鈍を施す熱延鋼板の製造方法。
[7]前記粗圧延において、1パス目が1000~1070℃の温度域で圧下率30%以下となるように粗圧延を実施する[6]に記載の熱延鋼板の製造方法。
[8][1]~[5]のいずれかに記載の熱延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、1250℃以下の温度域で1.5h以上保持した後70s以内で粗圧延を開始し、900~1070℃の温度域、5パス以上、合計圧下率50%以上、パス間時間1s以上15s以下となる条件で粗圧延を実施し、仕上圧延終了温度:Ar変態点以上で仕上圧延を行い、
その後、平均冷却速度:20~100℃/secで700~750℃まで冷却し、
巻取温度:580℃超700℃以下で巻き取り、熱延鋼板とした後、
該熱延鋼板を、Ac変態点以上Ac変態点以下で0.5h以上保持し、次いで平均冷却速度:1~20℃/hでAr変態点未満に冷却し、Ar変態点未満で20h以上保持する焼鈍を施す熱延鋼板の製造方法。
[9]前記粗圧延において、1パス目が1000~1070℃の温度域で圧下率30%以下となるように粗圧延を実施する[8]に記載の熱延鋼板の製造方法。
The present invention has been made based on the above findings, and its gist is as follows.
[1] In mass%,
C: 0.05% or more and less than 0.30%,
Si: 0.80% or less,
Mn: 0.10% or more and 1.0% or less,
P: 0.03% or less,
S: 0.010% or less,
sol. Al: 0.001% or more and 0.10% or less,
N: 0.01% or less,
Cr: 0.05% or more and 0.50% or less,
B: Contains 0.0005% or more and 0.005% or less,
Furthermore, it contains one or more selected from Ti: more than 0.06% and less than 0.2%, Mo: more than 0.10% and less than 0.4%, and Nb: more than 0.10% and less than 0.2%. ,
The remainder has a component composition consisting of Fe and unavoidable impurities,
The microstructure is
Contains ferrite and cementite,
In the cementite, the ratio of the number of cementites with a circle equivalent diameter of 0.1 μm or less to the total number of cementites is 20% or less, the average cementite diameter is 0.15 μm or more, and the ratio of the cementite to the total microstructure is 1.0 in terms of area ratio. % or more and less than 5.5%,
The mass proportion of X contained in XC (X = Ti, Mo, Nb) of 1 μm or more with respect to the amount of X (X = Ti, Mo, Nb) in the steel in the range up to 100 μm from the steel plate surface is 5% or less,
A hot rolled steel sheet having a tensile strength of 500 MPa or less and a total elongation of 30% or more.
[2] Mass ratio of the amount of X contained in XC (X = Ti, Mo, Nb) of 100 nm or more to the amount of X contained in XC (X = Ti, Mo, Nb) in the range up to 100 μm from the steel plate surface The hot rolled steel sheet according to [1], wherein is 65% or more.
[3] The hot rolled steel sheet according to [1] or [2], containing one or two selected from Sb and Sn in a total amount of 0.002% or more and 0.1% or less.
[4] In addition to the above component composition, it further contains one or more selected from Ta, Ni, Cu, V, and W in an amount of 0.0005% or more and 0.1% or less, respectively, in mass%. The hot rolled steel sheet according to any one of [1] to [3].
[5] The hot rolled steel sheet according to any one of [1] to [4], wherein the ferrite has an average grain size of 4 to 25 μm.
[6] The method for producing a hot rolled steel sheet according to any one of [1] to [5],
After holding the steel material having the above-mentioned composition in a temperature range of 1250°C or less for 1.5 hours or more, start rough rolling within 70s, in a temperature range of 900 to 1070°C, 5 passes or more, total rolling reduction of 50% or more. , Rough rolling is performed under conditions such that the inter-pass time is 1 s or more and 15 s or less, finish rolling is performed at a finish rolling temperature of Ar 3 or more transformation point,
After that, it was cooled to 700 to 750 °C at an average cooling rate of 20 to 100 °C/sec,
Coiling temperature: After coiling at more than 580°C and less than 700°C to form a hot rolled steel plate,
A method for producing a hot-rolled steel sheet, which comprises annealing the hot-rolled steel sheet by holding the hot-rolled steel sheet at an annealing temperature of less than Ac 1 transformation point for 0.5 hours or more.
[7] The method for producing a hot-rolled steel sheet according to [6], wherein the rough rolling is performed such that the first pass has a rolling reduction of 30% or less in a temperature range of 1000 to 1070°C.
[8] The method for producing a hot rolled steel sheet according to any one of [1] to [5], comprising:
After holding the steel material having the above-mentioned composition in a temperature range of 1250°C or less for 1.5 hours or more, start rough rolling within 70s, in a temperature range of 900 to 1070°C, 5 passes or more, total rolling reduction of 50% or more. , Rough rolling is performed under conditions such that the inter-pass time is 1 s or more and 15 s or less, finish rolling is performed at a finish rolling temperature of Ar 3 or more transformation point,
After that, it was cooled to 700 to 750 °C at an average cooling rate of 20 to 100 °C/sec,
Coiling temperature: After coiling at more than 580°C and less than 700°C to form a hot rolled steel plate,
The hot rolled steel sheet is maintained at a temperature of Ac 1 transformation point or more and Ac 3 transformation point or less for 0.5 hours or more, and then cooled to less than Ar 1 transformation point at an average cooling rate of 1 to 20°C/h, and then cooled to less than Ar 1 transformation point. A method for manufacturing a hot-rolled steel sheet, which is annealed for 20 hours or more.
[9] The method for producing a hot rolled steel sheet according to [8], wherein in the rough rolling, the first pass is performed in a temperature range of 1000 to 1070° C. with a reduction ratio of 30% or less.

本発明によれば、冷間加工性および熱処理後の耐摩耗性に優れた熱延鋼板を得られる。そして、本発明により製造した熱延鋼板を、部品としての摩耗特性が必要とされる駆動系部品などの部品に適用することにより、安定した品質が要求される自動車用駆動系部品の製造に大きく寄与でき、産業上格段の効果を奏する。 According to the present invention, a hot rolled steel sheet with excellent cold workability and wear resistance after heat treatment can be obtained. By applying the hot-rolled steel sheet manufactured according to the present invention to parts such as drive train parts that require good wear characteristics, it will be possible to greatly improve the production of drive train parts for automobiles that require stable quality. It can contribute greatly to the industry, and has a significant industrial effect.

以下に、本発明の熱延鋼板およびその製造方法について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。 Below, the hot rolled steel sheet of the present invention and its manufacturing method will be explained in detail. Note that the present invention is not limited to the following embodiments.

1)成分組成
本発明の熱延鋼板の成分組成と、その限定理由について説明する。なお、以下の成分組成の含有量の単位である「%」は、特に断らない限り「質量%」を意味するものとする。
1) Composition The composition of the hot rolled steel sheet of the present invention and the reason for its limitation will be explained. Note that "%", which is the unit of content in the following component compositions, means "% by mass" unless otherwise specified.

C:0.05%以上0.30%未満
Cは、焼入れ後の強度を得るために重要な元素である。C量が0.05%未満の場合、成形した後の熱処理によって所望の硬さが得られないため、C量は0.05%以上にする必要がある。しかし、C量が0.30%以上では硬質化し、靭性や冷間加工性が劣化する。したがって、C量は0.05%以上0.30%未満とする。形状が複雑でプレス加工の難しい部品の冷間加工に用いる場合には、C量は0.25%以下とすることが好ましい。好ましくは0.1%以上とし、より好ましくは0.12%以上とする。
C: 0.05% or more and less than 0.30% C is an important element for obtaining strength after quenching. When the amount of C is less than 0.05%, the desired hardness cannot be obtained by heat treatment after molding, so the amount of C needs to be 0.05% or more. However, if the amount of C is 0.30% or more, the steel becomes hard and the toughness and cold workability deteriorate. Therefore, the amount of C is set to 0.05% or more and less than 0.30%. When used for cold working of parts with complicated shapes and difficult to press, the amount of C is preferably 0.25% or less. Preferably it is 0.1% or more, more preferably 0.12% or more.

Si:0.80%以下
Siは、固溶強化により強度を上昇させる元素である。Si量の増加とともに硬質化し、冷間加工性が劣化するため、Si量は0.80%以下とする。好ましくは0.60%以下、さらに好ましくは0.50%以下である。焼入れ後の焼き戻し工程で所定の軟化抵抗を確保するといった観点から、Si量は、好ましくは0.10%以上とし、より好ましくは0.20%以上とし、さらに好ましくは0.30%以上とする。
Si: 0.80% or less Si is an element that increases strength through solid solution strengthening. As the amount of Si increases, it becomes harder and the cold workability deteriorates, so the amount of Si is set to 0.80% or less. Preferably it is 0.60% or less, more preferably 0.50% or less. From the viewpoint of ensuring a predetermined softening resistance in the tempering process after quenching, the amount of Si is preferably 0.10% or more, more preferably 0.20% or more, and still more preferably 0.30% or more. do.

Mn:0.10%以上1.0%以下
Mnは、焼入れ性を向上させるとともに、固溶強化により強度を上昇させる元素である。Mn量が0.10%未満になると焼入れ性が低下し始めるため、Mn量は0.10%以上とする。厚物材等で内部まで確実に焼入れる場合には、好ましくは0.25%以上であり、さらに好ましくは0.30%以上である。一方、Mn量が1.0%を超えると、Mnの偏析に起因したバンド組織が発達し、組織が不均一になり、かつ固溶強化により鋼が硬質化し冷間加工性が低下する。したがって、Mn量は1.0%以下とする。成形性の求められる部品用の材料としては、所定の冷間加工性を必要とするため、Mn量は0.7%以下とすることが好ましい。さらに好ましくは0.55%以下である。
Mn: 0.10% or more and 1.0% or less Mn is an element that improves hardenability and increases strength through solid solution strengthening. If the Mn content is less than 0.10%, the hardenability begins to deteriorate, so the Mn content is set to 0.10% or more. When reliably hardening the inside of a thick material, etc., the content is preferably 0.25% or more, and more preferably 0.30% or more. On the other hand, when the amount of Mn exceeds 1.0%, a band structure due to segregation of Mn develops, the structure becomes non-uniform, and the steel becomes hard due to solid solution strengthening, resulting in a decrease in cold workability. Therefore, the amount of Mn is set to 1.0% or less. As a material for parts requiring moldability, a predetermined cold workability is required, so the Mn content is preferably 0.7% or less. More preferably, it is 0.55% or less.

P:0.03%以下
Pは、固溶強化により強度を上昇させる元素である。P量が0.03%を超えて増加すると粒界脆化を招き、焼入れ後の靭性が劣化する。また、冷間加工性も低下させる。したがって、P量は0.03%以下とする。優れた焼入れ後の靭性を得るには、P量は0.02%以下が好ましい。Pは冷間加工性および焼入れ後の靭性を低下させるため、P量は少ないほど好ましい。しかしながら、過度にPを低減すると精錬コストが増大するため、P量は0.005%以上が好ましい。さらに好ましくは0.007%以上である。
P: 0.03% or less P is an element that increases strength by solid solution strengthening. If the amount of P increases beyond 0.03%, grain boundary embrittlement will occur, and the toughness after quenching will deteriorate. It also reduces cold workability. Therefore, the amount of P is set to 0.03% or less. In order to obtain excellent toughness after quenching, the amount of P is preferably 0.02% or less. Since P reduces cold workability and toughness after quenching, it is preferable that the amount of P be as small as possible. However, if P is reduced too much, refining costs will increase, so the amount of P is preferably 0.005% or more. More preferably, it is 0.007% or more.

S:0.010%以下
Sは、硫化物を形成し、熱延鋼板の冷間加工性および焼入れ後の靭性を低下させるため、低減しなければならない元素である。S量が0.010%を超えると、熱延鋼板の冷間加工性および焼入れ後の靭性が著しく劣化する。したがって、S量は0.010%以下とする。優れた冷間加工性および焼入れ後の靭性を得るには、S量は0.005%以下が好ましい。Sは、冷間加工性および焼入れ後の靭性を低下させるため、S量は少ないほど好ましい。しかしながら、過度にSを低減すると精錬コストが増大するため、S量は0.0005%以上が好ましい。
S: 0.010% or less S is an element that must be reduced because it forms sulfides and reduces the cold workability and toughness after quenching of hot rolled steel sheets. When the amount of S exceeds 0.010%, the cold workability and toughness after quenching of the hot rolled steel sheet deteriorate significantly. Therefore, the amount of S is set to 0.010% or less. In order to obtain excellent cold workability and toughness after quenching, the S content is preferably 0.005% or less. Since S reduces cold workability and toughness after quenching, it is preferable that the amount of S be as small as possible. However, if S is reduced too much, refining costs will increase, so the amount of S is preferably 0.0005% or more.

sol.Al:0.001%以上0.10%以下
sol.Al量が0.001%未満では、鋼板中のAlNが少なすぎて、オーステナイト域における加熱時にオーステナイトの粒成長が起こり、所定の疲労強度が得られないため、0.001%以上とする。一方、0.10%を超えると、Al起因の介在物が多数生成され、部品成形時に割れ発生の原因となるため、部品成形時の割れ抑制の観点から0.10%以下とする。なお、sol.Alは、脱酸の効果を有しており、十分に脱酸するためには、0.005%以上とすることが好ましい。
sol. Al: 0.001% or more and 0.10% or less sol. If the Al content is less than 0.001%, the AlN in the steel sheet is too small, and austenite grain growth occurs during heating in the austenite region, making it impossible to obtain the desired fatigue strength. Therefore, the Al content is set to 0.001% or more. On the other hand, if it exceeds 0.10%, a large number of inclusions caused by Al will be generated, causing cracks to occur during component molding. Therefore, from the viewpoint of suppressing cracks during component molding, the content is set to 0.10% or less. In addition, sol. Al has a deoxidizing effect, and in order to sufficiently deoxidize, it is preferably 0.005% or more.

N:0.01%以下
N量が0.01%を超えると、鋼板中の固溶N量が増加し、硬質化するため、所定の引張強さと伸びが得られず、冷間加工性が低下する。従って、0.01%以下とする。好ましくは0.0065%以下である。さらに好ましくは、0.0050%以下である。なお、Nは、AlN、Cr系窒化物およびB窒化物を形成する。これにより、焼入れ処理の加熱時にオーステナイト粒の成長を適度に抑制して、焼入れ後の靭性を向上させる元素である。このため、N量は0.0005%以上が好ましい。さらに好ましくは0.0010%以上である。
N: 0.01% or less If the N amount exceeds 0.01%, the amount of solid solute N in the steel sheet will increase and it will become hard, making it impossible to obtain the desired tensile strength and elongation, and resulting in poor cold workability. descend. Therefore, the content should be 0.01% or less. Preferably it is 0.0065% or less. More preferably, it is 0.0050% or less. Note that N forms AlN, Cr-based nitride, and B nitride. This is an element that moderately suppresses the growth of austenite grains during heating during quenching treatment and improves toughness after quenching. For this reason, the amount of N is preferably 0.0005% or more. More preferably, it is 0.0010% or more.

Cr:0.05%以上0.50%以下
本発明では、Crは、焼入れ性を高める重要な元素である。0.05%未満の場合、十分な効果が認められないため、Cr量を0.05%以上とする必要がある。また、鋼中のCr量が0%であると、特に浸炭焼入れにおいて表層でフェライトが発生しやすくなり、完全焼入れ組織が得られず、硬度低下が起こりやすい場合がある。このため、焼入れ性を重視する観点より、Cr量は0.05%以上とし、好ましくは0.10%以上とする。一方、Cr量が0.50%を超えると、焼入れ前の鋼板が硬質化して、冷間加工性が損なわれる。このため、Cr量は0.50%以下とする。なお、プレス成形の難しい高加工性を必要とする部品を加工する際には、より一層優れた冷間加工性を必要とするため、Cr量は0.45%以下とすることが好ましく、0.30%以下とすることがさらに好ましい。
Cr: 0.05% or more and 0.50% or less In the present invention, Cr is an important element that improves hardenability. When it is less than 0.05%, sufficient effects are not observed, so the amount of Cr needs to be 0.05% or more. Further, if the Cr content in the steel is 0%, ferrite is likely to be generated in the surface layer especially during carburizing and quenching, and a completely quenched structure cannot be obtained, which may easily cause a decrease in hardness. Therefore, from the viewpoint of placing emphasis on hardenability, the Cr content is set to 0.05% or more, preferably 0.10% or more. On the other hand, if the Cr content exceeds 0.50%, the steel plate before quenching becomes hard, impairing cold workability. Therefore, the Cr content is set to 0.50% or less. In addition, when processing parts that require high workability that are difficult to press-form, even better cold workability is required, so the Cr content is preferably 0.45% or less. It is more preferable to set it to .30% or less.

B:0.0005%以上0.005%以下
本発明では、Bは、焼入れ性を高める重要な元素である。B量が0.0005%未満の場合、十分な効果が認められないため、B量は0.0005%以上とする必要がある。好ましくは0.0010%以上である。一方、B量が0.005%超えの場合、仕上圧延後のオーステナイトの再結晶が遅延し、結果として熱延鋼板の集合組織が発達し、焼鈍後の異方性が大きくなり、絞り成形において耳が発生しやすくなる。このため、B量は0.005%以下とする。好ましくは0.004%以下である。
B: 0.0005% or more and 0.005% or less In the present invention, B is an important element that improves hardenability. When the amount of B is less than 0.0005%, sufficient effects are not observed, so the amount of B needs to be 0.0005% or more. Preferably it is 0.0010% or more. On the other hand, when the B content exceeds 0.005%, the recrystallization of austenite after finish rolling is delayed, resulting in the development of the texture of the hot rolled steel sheet, the anisotropy after annealing becomes large, and the drawing process Ears are more likely to occur. Therefore, the amount of B is set to 0.005% or less. Preferably it is 0.004% or less.

さらに本発明では、Ti:0.06%超0.2%以下、Mo:0.10%超0.4%以下、Nb:0.10%超0.2%以下のうちから選んだ1種以上を含有させる。 Furthermore, in the present invention, one type selected from Ti: more than 0.06% and not more than 0.2%, Mo: more than 0.10% and not more than 0.4%, and Nb: more than 0.10% and not more than 0.2%. Contain the above.

Ti:0.06%超0.2%以下
Tiは、鋼板中でTiCを生成し、TiCは熱処理後の耐摩耗性を向上する効果が高い。Ti量が0.06%以下では、その効果が認められないため、Tiを含有する場合にはTi量は0.06%超とする。さらに好ましくは0.1%以上である。一方、Ti量が0.2%を超えて含有すると、焼入れ前の鋼板が硬質化して冷間加工性が損なわれる。従って、Tiを含有する場合、Ti量は0.2%以下とする。好ましくは0.15%以下である。
Ti: More than 0.06% and 0.2% or less Ti generates TiC in the steel plate, and TiC is highly effective in improving wear resistance after heat treatment. If the amount of Ti is 0.06% or less, the effect is not recognized, so when Ti is contained, the amount of Ti is set to be more than 0.06%. More preferably, it is 0.1% or more. On the other hand, if the Ti content exceeds 0.2%, the steel sheet before quenching becomes hard and cold workability is impaired. Therefore, when containing Ti, the amount of Ti should be 0.2% or less. Preferably it is 0.15% or less.

Mo:0.10%超0.4%以下
Moは、熱処理後の耐摩耗性を向上する効果の高い元素である。0.10%以下では添加効果が小さいので、Moを含有する場合には下限を0.10%超とする。さらに好ましくは0.11%以上とする。Moは0.4%を超えると添加効果は飽和し、コストも増加するため、Moを含有する場合には上限を0.4%とする。さらに好ましくは0.35%以下であり、より好ましくは0.3%以下である。
Mo: more than 0.10% and not more than 0.4% Mo is an element that is highly effective in improving wear resistance after heat treatment. If it is less than 0.10%, the effect of addition is small, so when Mo is contained, the lower limit is set to more than 0.10%. More preferably, it is 0.11% or more. If Mo exceeds 0.4%, the effect of addition will be saturated and the cost will increase, so when Mo is contained, the upper limit is set to 0.4%. More preferably, it is 0.35% or less, and even more preferably 0.3% or less.

Nb:0.10%超0.2%以下
Nbは、NbCやNbNを形成し、熱処理後耐摩耗性を向上する効果の高い元素である。Nbが0.10%以下ではその効果が弱いため、Nbを含有する場合には0.10%超とする。一方、Nbは0.2%を超えると添加効果が飽和するだけでなく、Nb炭化物により母材の引張強さの増加に伴い伸びを低下させることになるため、Nbを含有する場合には上限を0.2%とする。さらに好ましくは0.18%以下であり、より一層好ましくは0.15%以下である。
Nb: More than 0.10% and 0.2% or less Nb is an element that forms NbC and NbN and is highly effective in improving wear resistance after heat treatment. If Nb is less than 0.10%, the effect is weak, so if Nb is contained, it should be more than 0.10%. On the other hand, if Nb exceeds 0.2%, not only will the additive effect be saturated, but the Nb carbide will reduce the elongation as the tensile strength of the base material increases. is set to 0.2%. More preferably, it is 0.18% or less, even more preferably 0.15% or less.

本発明において、上記以外の残部は、Feおよび不可避的不純物である。 In the present invention, the remainder other than the above is Fe and inevitable impurities.

以上の必須含有元素で、本発明の熱延鋼板は目的とする特性が得られる。なお、本発明の熱延鋼板は、例えば焼入れ性をさらに向上させることを目的として、必要に応じて下記の元素を含有することができる。 With the above-mentioned essential elements, the hot-rolled steel sheet of the present invention can obtain the desired properties. Note that the hot rolled steel sheet of the present invention may contain the following elements as necessary, for example, for the purpose of further improving hardenability.

SbおよびSnから選んだ1種または2種の合計:0.002%以上0.1%以下
Sb、Snは、鋼板表層からの浸窒抑制に有効な元素である。これら元素の1種以上の合計が0.002%未満の場合、十分な効果が認められないため、これら元素の1種以上の合計で0.002%以上とすることが好ましい。さらに好ましくは0.005%以上である。一方、これらの元素の1種以上の合計が0.1%を超えて含有しても、浸窒防止効果は飽和する。また、これらの元素は、粒界に偏析する傾向があるため、合計で0.1%超えとすると、含有量が高くなりすぎ、粒界脆化を引き起こす可能性がある。したがって、SbおよびSnから選んだ1種または2種を含有する場合、その合計の含有量は、0.1%以下とする。好ましくは0.03%以下であり、さらに好ましくは0.02%以下である。
Total of one or two selected from Sb and Sn: 0.002% or more and 0.1% or less Sb and Sn are elements effective in suppressing nitriding from the surface layer of the steel sheet. If the total amount of one or more of these elements is less than 0.002%, sufficient effects will not be observed, so it is preferable that the total amount of one or more of these elements is 0.002% or more. More preferably, it is 0.005% or more. On the other hand, even if the total content of one or more of these elements exceeds 0.1%, the nitriding prevention effect is saturated. Furthermore, since these elements tend to segregate at grain boundaries, if the total content exceeds 0.1%, the content becomes too high and may cause grain boundary embrittlement. Therefore, when one or two selected from Sb and Sn are contained, the total content should be 0.1% or less. Preferably it is 0.03% or less, more preferably 0.02% or less.

本発明の機械特性および焼入れ性を安定化させるために、Ta、Ni、Cu、V、Wのうちから選んだ1種または2種以上を、それぞれ0.0005%以上0.1%以下添加してもよい。 In order to stabilize the mechanical properties and hardenability of the present invention, one or more selected from Ta, Ni, Cu, V, and W are added in an amount of 0.0005% to 0.1%, respectively. It's okay.

Ta:0.0005%以上0.1%以下
Taは、Nbと同様に炭窒化物を形成し、焼入れ前加熱時の結晶粒の異常粒成長防止や結晶粒の粗大化防止、焼戻し軟化抵抗改善に有効な元素である。0.0005%未満では添加効果が小さいので、Taを含有する場合には下限を0.0005%とすることが好ましい。さらに好ましくは0.0010%以上とする。Taは0.1%を超えると添加効果が飽和したり、過剰な炭化物形成による焼入れ硬度を低下させたり、またコスト増となるため、Taを含有する場合には上限を0.1%とすることが好ましい。さらに好ましくは0.05%以下であり、より一層好ましくは0.03%未満である。
Ta: 0.0005% or more and 0.1% or less Ta, like Nb, forms carbonitrides, prevents abnormal growth of crystal grains during heating before quenching, prevents coarsening of crystal grains, and improves resistance to temper softening. It is an effective element for If it is less than 0.0005%, the effect of addition is small, so when Ta is contained, it is preferable to set the lower limit to 0.0005%. More preferably, it is 0.0010% or more. If Ta exceeds 0.1%, the effect of adding it will be saturated, the quenching hardness will decrease due to excessive carbide formation, and the cost will increase, so when Ta is contained, the upper limit is set to 0.1%. It is preferable. More preferably, it is 0.05% or less, and even more preferably less than 0.03%.

Ni:0.0005%以上0.1%以下
Niは、靱性の向上や焼入れ性の向上に効果の高い元素である。0.0005%未満では添加効果がないため、Niを含有する場合には下限を0.0005%とすることが好ましい。さらに好ましくは0.0010%以上とする。Niは0.1%超では、添加効果が飽和する上にコスト増加も招くため、Niを含有する場合には上限を0.1%とすることが好ましい。さらに好ましくは、0.05%以下である。
Ni: 0.0005% or more and 0.1% or less Ni is an element that is highly effective in improving toughness and hardenability. If less than 0.0005%, there is no effect of addition, so when Ni is contained, it is preferable to set the lower limit to 0.0005%. More preferably, it is 0.0010% or more. If Ni exceeds 0.1%, the effect of addition is saturated and costs increase, so when Ni is contained, it is preferable to set the upper limit to 0.1%. More preferably, it is 0.05% or less.

Cu:0.0005%以上0.1%以下
Cuは、焼入れ性の確保に有効な元素である。0.0005%未満では添加効果が十分に確認されないため、Cuを含有する場合には下限を0.0005%とすることが好ましい。さらに好ましくは0.0010%以上とする。Cuは0.1%超では、熱延時の疵が発生しやすくなり歩留りを落とす等の製造性を劣化させるので、Cuを含有する場合には上限を0.1%とすることが好ましい。さらに好ましくは、0.05%以下である。
Cu: 0.0005% or more and 0.1% or less Cu is an element effective in ensuring hardenability. If the content is less than 0.0005%, the effect of addition cannot be sufficiently confirmed, so when Cu is contained, it is preferable to set the lower limit to 0.0005%. More preferably, it is 0.0010% or more. If Cu exceeds 0.1%, flaws are likely to occur during hot rolling, resulting in deterioration of manufacturability such as a drop in yield, so when Cu is contained, the upper limit is preferably 0.1%. More preferably, it is 0.05% or less.

V:0.0005%以上0.1%以下
Vは、NbやTaと同様に、炭窒化物を形成し、焼入れ前加熱時の結晶粒の異常粒成長防止および靱性改善、焼戻し軟化抵抗改善に有効な元素である。0.0005%未満では添加効果は十分に発現しないため、Vを含有する場合には下限を0.0005%とすることが好ましい。さらに好ましくは0.0010%以上とする。Vは0.1%を超えると添加効果が飽和するだけでなく、炭化物形成により母材の引張強度の増加に伴い伸びを低下させることになるため、Vを含有する場合には上限を0.1%とすることが好ましい。さらに好ましくは0.05%以下であり、より一層好ましくは0.03%未満である。
V: 0.0005% or more and 0.1% or less V, like Nb and Ta, forms carbonitrides and prevents abnormal grain growth of crystal grains during heating before quenching, improves toughness, and improves tempering softening resistance. It is a valid element. If it is less than 0.0005%, the effect of addition will not be sufficiently expressed, so when V is contained, it is preferable to set the lower limit to 0.0005%. More preferably, it is 0.0010% or more. When V exceeds 0.1%, not only does the effect of adding it become saturated, but also the elongation decreases as the tensile strength of the base material increases due to the formation of carbides, so when V is contained, the upper limit should be set at 0.1%. It is preferably 1%. More preferably, it is 0.05% or less, and even more preferably less than 0.03%.

W:0.0005%以上0.1%以下
Wは、Nb、Vと同様に、炭窒化物を形成し、焼入れ前加熱時のオーステナイト結晶粒の異常粒成長防止や焼き戻し軟化抵抗改善に有効な元素である。0.0005%未満では添加効果が小さいので、Wを含有する場合には下限を0.0005%とすることが好ましい。さらに好ましくは0.0010%以上とする。Wは0.1%を超えると添加効果が飽和したり、過剰な炭化物形成による焼入れ硬度を低下させたり、またコスト増となるため、Wを含有する場合には上限を0.1%とすることが好ましい。さらに好ましくは0.05%以下であり、より一層好ましくは0.03%未満である。
W: 0.0005% or more and 0.1% or less W, like Nb and V, forms carbonitrides and is effective in preventing abnormal grain growth of austenite crystal grains during pre-quenching heating and improving temper softening resistance. It is an element. If it is less than 0.0005%, the effect of addition is small, so when W is contained, it is preferable to set the lower limit to 0.0005%. More preferably, it is 0.0010% or more. If W exceeds 0.1%, the effect of adding it will be saturated, the quenching hardness will decrease due to excessive carbide formation, and the cost will increase, so when W is contained, the upper limit is set to 0.1%. It is preferable. More preferably, it is 0.05% or less, and even more preferably less than 0.03%.

なお、本発明ではTa、Ni、Cu、V、Wのうちから選んだ2種以上を含有する場合には、その合計量を0.0010%以上0.1%以下とすることが好ましい。 In the present invention, when two or more selected from Ta, Ni, Cu, V, and W are contained, the total amount thereof is preferably 0.0010% or more and 0.1% or less.

2)ミクロ組織
本発明の熱延鋼板のミクロ組織の限定理由について説明する。
2) Microstructure The reasons for limiting the microstructure of the hot rolled steel sheet of the present invention will be explained.

2-1)フェライトおよびセメンタイト
本発明の熱延鋼板のミクロ組織は、フェライトおよびセメンタイトを有する。なお、本発明において、フェライトは面積率で92%以上が好ましい。フェライトの面積率が92%未満となると成形性が悪くなり、加工度の高い部品で冷間加工が難しくなる場合がある。そのため、フェライトは面積率で92%以上が好ましい。さらに好ましくは94%以上とする。
2-1) Ferrite and cementite The microstructure of the hot rolled steel sheet of the present invention includes ferrite and cementite. In the present invention, the area ratio of ferrite is preferably 92% or more. When the area ratio of ferrite is less than 92%, formability deteriorates, and cold working may become difficult in highly workable parts. Therefore, the area ratio of ferrite is preferably 92% or more. More preferably, it is 94% or more.

なお、本発明の熱延鋼板のミクロ組織は、上記したフェライトとセメンタイト以外に、パーライトが生成されてもよい。全ミクロ組織に対してパーライトの面積率が6.5%以下であれば、本発明の効果を損ねるものではないため、含有しても構わない。0%であってもよいので、下限は0%とする。 In addition, in the microstructure of the hot rolled steel sheet of the present invention, pearlite may be generated in addition to the above-described ferrite and cementite. As long as the area ratio of pearlite to the entire microstructure is 6.5% or less, it does not impair the effects of the present invention, so it may be contained. Since it may be 0%, the lower limit is set to 0%.

2-2)全セメンタイト数に対する円相当直径0.1μm以下のセメンタイト数の割合:20%以下
円相当直径が0.1μm以下のセメンタイトが多いと分散強化により硬質化し、伸びが低下する。冷間加工性を得る観点より、本発明では、円相当直径が0.1μm以下のセメンタイト数を、全セメンタイト数に対して20%以下とする。その結果、引張強度が500MPa以下、全伸び(El)が30%以上を達成することができる。
2-2) Ratio of the number of cementites with an equivalent circle diameter of 0.1 μm or less to the total number of cementites: 20% or less If there is a large amount of cementite with an equivalent circle diameter of 0.1 μm or less, the material becomes hard due to dispersion strengthening and elongation decreases. From the viewpoint of obtaining cold workability, in the present invention, the number of cementites with an equivalent circle diameter of 0.1 μm or less is set to 20% or less of the total number of cementites. As a result, a tensile strength of 500 MPa or less and a total elongation (El) of 30% or more can be achieved.

さらに本発明の熱延鋼板を難成形部品に用いる場合、高い冷間加工性が必要である。この場合には、円相当直径が0.1μm以下のセメンタイト数が、全セメンタイト数に対して10%以下であることが好ましい。円相当直径が0.1μm以下のセメンタイト数を、全セメンタイト数に対して10%以下とすることで、引張強度で450MPa以下、全伸び(El)が35%以上を達成することができる。なお、円相当直径が0.1μm以下のセメンタイトの割合を定義した理由は、0.1μm以下のセメンタイトでは分散強化能を生じ、その大きさのセメンタイトが増えると冷間加工性に支障をきたすためである。 Furthermore, when the hot rolled steel sheet of the present invention is used for difficult-to-form parts, high cold workability is required. In this case, it is preferable that the number of cementites having an equivalent circle diameter of 0.1 μm or less is 10% or less of the total number of cementites. By setting the number of cementites with a circular equivalent diameter of 0.1 μm or less to 10% or less of the total number of cementites, it is possible to achieve a tensile strength of 450 MPa or less and a total elongation (El) of 35% or more. The reason why we defined the percentage of cementite with a circular equivalent diameter of 0.1 μm or less is that cementite with a diameter of 0.1 μm or less produces dispersion strengthening ability, and an increase in cementite of that size will impede cold workability. It is.

また、焼鈍中におけるフェライト粒の異常粒成長抑制の観点から、円相当直径が0.1μm以下のセメンタイト数を、全セメンタイト数に対して3%以上とすることが好ましい。なお、焼入れ前に存在するセメンタイト径は、円相当直径で0.07~3.0μm程度である。焼入れ前の円相当直径が0.1μm超のセメンタイトの分散状態については、析出強化にそれほど影響しないサイズであるため、特に本発明では規定しない。 Further, from the viewpoint of suppressing abnormal grain growth of ferrite grains during annealing, it is preferable that the number of cementites having an equivalent circle diameter of 0.1 μm or less is 3% or more with respect to the total number of cementites. Note that the diameter of cementite existing before quenching is approximately 0.07 to 3.0 μm in equivalent circle diameter. The dispersed state of cementite having an equivalent circle diameter of more than 0.1 μm before quenching is not particularly defined in the present invention because the size does not significantly affect precipitation strengthening.

2-3)平均セメンタイト径:0.15μm以上
過度に小さいセメンタイトが多いと冷間加工性が低下する。冷間加工性の観点から、所定のサイズとしたセメンタイトを分散させる必要があり、平均セメンタイト径は0.15μm以上とする。さらに好ましくは0.2μm以上とする。一方、焼入れ時にはセメンタイトを全て溶かして、所定のフェライト中の固溶C量を確保する必要がある。平均セメンタイト径が2.5μmを超えるとオーステナイト域での保持中においてセメンタイトが完全に溶解できないため、平均セメンタイト径は2.5μm以下とする。より好ましくは2.0μm以下である。
2-3) Average cementite diameter: 0.15 μm or more If there is too much small cementite, cold workability will deteriorate. From the viewpoint of cold workability, it is necessary to disperse cementite of a predetermined size, and the average cementite diameter is set to 0.15 μm or more. More preferably, the thickness is 0.2 μm or more. On the other hand, during quenching, it is necessary to melt all the cementite to ensure a predetermined amount of solid solution C in the ferrite. If the average cementite diameter exceeds 2.5 μm, the cementite cannot be completely dissolved during retention in the austenite region, so the average cementite diameter is set to 2.5 μm or less. More preferably, it is 2.0 μm or less.

なお、本発明において「セメンタイト径」とはセメンタイトの円相当直径を指し、セメンタイトの円相当直径は、セメンタイトの長径と短径を測定して円相当直径に換算した値とする。また「平均セメンタイト径」とは、円相当直径に換算した全てのセメンタイトの円相当直径の合計を、セメンタイト総数で除して求めた値を指す。 In the present invention, the term "cementite diameter" refers to the equivalent circular diameter of cementite, and the equivalent circular diameter of cementite is a value obtained by measuring the major axis and minor axis of cementite and converting it into the equivalent circular diameter. Moreover, the "average cementite diameter" refers to a value obtained by dividing the sum of the equivalent circle diameters of all cementites converted into equivalent circle diameters by the total number of cementites.

2-4)全ミクロ組織に対するセメンタイトの占める割合(面積率)が1.0%以上5.5%未満
全ミクロ組織に対するセメンタイトが占める面積率の割合が1.0%未満となると母材強度が低くなり、熱処理をせずに使用する部材では強度不足に陥る場合があるため、1.0%以上とする。好ましくは1.5%以上である。一方、母材強度が増加して、特に伸びが小さいと難成形部品において割れの危険性が高まるため、所定の伸びを確保する必要がある。所定の伸びを得るために、上記割合は5.5%未満とする。さらに好ましくは5.0%以下とする。
2-4) The ratio of cementite to the total microstructure (area ratio) is 1.0% or more and less than 5.5% When the ratio of the area ratio of cementite to the total microstructure is less than 1.0%, the strength of the base material decreases. Since this may lead to insufficient strength in parts used without heat treatment, it is set to 1.0% or more. Preferably it is 1.5% or more. On the other hand, if the strength of the base material increases and the elongation is particularly small, the risk of cracking in difficult-to-form parts increases, so it is necessary to ensure a predetermined elongation. In order to obtain the desired elongation, this proportion should be less than 5.5%. More preferably, it is 5.0% or less.

2-5)フェライトの平均粒径:4~25μm(好適条件)
フェライトの平均粒径は、4μm未満では冷間加工前の強度が増加し、プレス成形性が劣化する恐れがあるため、4μm以上が好ましい。一方、フェライトの平均粒径は25μmを超えると、母材強度が低下する恐れがある。また、目的とする製品形状に成型加工後、焼入れせずに使用する領域では、ある程度母材の強度が必要である。そのため、フェライトの平均粒径は、25μm以下とすることが好ましい。より好ましくは5μm以上であり、さらに好ましくは6μm以上である。より好ましくは20μm以下であり、さらに好ましくは18μm以下である。
2-5) Average grain size of ferrite: 4 to 25 μm (preferred conditions)
The average particle size of ferrite is preferably 4 μm or more, since if it is less than 4 μm, the strength before cold working may increase and press formability may deteriorate. On the other hand, if the average particle size of ferrite exceeds 25 μm, the strength of the base material may decrease. Furthermore, in areas where the product is used without being quenched after being molded into the desired product shape, the base material must have a certain level of strength. Therefore, the average grain size of ferrite is preferably 25 μm or less. More preferably, it is 5 μm or more, and still more preferably 6 μm or more. More preferably, it is 20 μm or less, and still more preferably 18 μm or less.

なお、本発明では、上述のセメンタイトの円相当直径、平均セメンタイト径、全ミクロ組織に対するセメンタイトの占める割合、フェライトの面積率、フェライトの平均粒径等は、後述する実施例に記載の方法で測定することができる。 In addition, in the present invention, the above-mentioned equivalent circle diameter of cementite, average cementite diameter, ratio of cementite to the total microstructure, area ratio of ferrite, average grain size of ferrite, etc. are measured by the method described in the Examples described later. can do.

2-6)鋼板表面から100μmまでの範囲における、鋼中X(X=Ti、Mo、Nb)量に対する1μm以上のXC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるXの質量割合が5%以下
本発明では、鋼板表面から100μmまでの範囲における、鋼中X(X=Ti、Mo、Nb)量に対する1μm以上のXC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるXの質量割合が5%以下とすることで、粗大なXCに要するXを抑え、1μm未満のXCを多量に析出することができ、所定の耐摩耗性が得られる。好ましくは3%以下である。なお、耐摩耗性の向上には、1μm以下のXC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるXの質量割合を5%以下にすることが有効である。なお、1μm以上のXC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるXの質量割合は、少なければ少ないほど良いので、0%であってもよい。
2-6) The mass ratio of X contained in XC (X = Ti, Mo, Nb) of 1 μm or more to the amount of X (X = Ti, Mo, Nb) in the steel in the range up to 100 μm from the steel plate surface is 5% Below In the present invention, the mass ratio of X contained in XC (X = Ti, Mo, Nb) of 1 μm or more to the amount of X (X = Ti, Mo, Nb) in the steel in the range up to 100 μm from the steel plate surface is 5 % or less, X required for coarse XC can be suppressed, a large amount of XC of less than 1 μm can be precipitated, and a predetermined wear resistance can be obtained. Preferably it is 3% or less. Note that in order to improve wear resistance, it is effective to make the mass ratio of X contained in XC (X=Ti, Mo, Nb) of 1 μm or less to 5% or less. Note that the mass proportion of X contained in XC of 1 μm or more (X=Ti, Mo, Nb) may be 0% because it is better as it is smaller.

2-7)鋼板表面から100μmまでの範囲における、XC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるX量に対する、100nm以上のXC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるX量の質量割合が65%以上(好適条件)
100nm以上の大きさのTiC、MoC、NbCが耐摩耗性の向上に大きく寄与するため、その質量割合を65%以上とすることが好ましい。
2-7) Mass of the amount of X contained in XC (X = Ti, Mo, Nb) of 100 nm or more with respect to the amount of X contained in XC (X = Ti, Mo, Nb) in the range up to 100 μm from the steel plate surface Ratio is 65% or more (suitable conditions)
Since TiC, MoC, and NbC having a size of 100 nm or more greatly contribute to improving wear resistance, it is preferable that the mass proportion thereof is 65% or more.

本発明では、100nm以上のTiC、NbC、MoCの析出に使用されるTi、Nb、Moの割合は、スラブ加熱後粗圧延までの保持時間、粗圧延における温度、圧下率、パス間時間が密接に関係し、これらの一連の製造条件を最適化することが必要であることが判明した。なお、100nm以上のTiC、NbC、MoCの析出に使用されるTi、Nb、Moの割合を得るために必要な理由は後述する。 In the present invention, the proportions of Ti, Nb, and Mo used for the precipitation of TiC, NbC, and MoC of 100 nm or more are closely related to the holding time from heating the slab to rough rolling, the temperature during rough rolling, the rolling reduction rate, and the time between passes. It has been found that it is necessary to optimize a series of these manufacturing conditions. Note that the reason necessary for obtaining the proportions of Ti, Nb, and Mo used for depositing TiC, NbC, and MoC of 100 nm or more will be described later.

なお、鋼板表面から100μmまでの範囲における、鋼中X(X=Ti、Mo、Nb)量に対する100nm以上のXC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるX量の質量割合は、耐摩耗性を得る点で、それぞれTiは65%以上、Moは30%以上、Nbは80%以上であると好ましい。より好ましくは、Tiは70%以上、Moは35%以上、Nbは85%%以上である。 In addition, the mass ratio of the amount of X contained in XC (X = Ti, Mo, Nb) of 100 nm or more to the amount of X (X = Ti, Mo, Nb) in the steel in the range up to 100 μm from the steel plate surface is the In terms of obtaining properties, Ti is preferably 65% or more, Mo is 30% or more, and Nb is preferably 80% or more. More preferably, Ti is 70% or more, Mo is 35% or more, and Nb is 85% or more.

3)機械特性
本発明の熱延鋼板は、駆動系自動車部品を冷間プレスで成形するため、優れた冷間加工性が必要である。また、焼入れ処理により硬さを大きくして、耐磨耗性を付与する必要がある。そのため、本発明の熱延鋼板は、鋼板の引張強度を低減して引張強度(TS)を500MPa以下とし、かつ全伸びを高めて全伸び(El)を30%以上とすることで、優れた冷間加工性を有するとともに、浸炭時にオーステナイト結晶粒成長を抑制して浸炭後優れた耐摩耗性を得ることができる。さらに好ましくはTSを450MPa以下とし、Elを35%以上とする。
3) Mechanical Properties The hot-rolled steel sheet of the present invention needs to have excellent cold workability because drive-train automobile parts are formed by cold pressing. In addition, it is necessary to increase the hardness through quenching treatment to impart wear resistance. Therefore, the hot rolled steel sheet of the present invention has excellent properties by reducing the tensile strength of the steel sheet to make the tensile strength (TS) 500 MPa or less, and increasing the total elongation to make the total elongation (El) 30% or more. In addition to having cold workability, it is possible to suppress austenite grain growth during carburizing and obtain excellent wear resistance after carburizing. More preferably, TS is 450 MPa or less and El is 35% or more.

なお、上述の引張強度(TS)、全伸び(El)は、後述する実施例に記載の方法で測定することができる。 In addition, the above-mentioned tensile strength (TS) and total elongation (El) can be measured by the method described in the Examples described later.

4)製造方法
以下、本発明の熱延鋼板の製造方法における限定理由について説明する。なお、説明において、温度に関する「℃」表示は、鋼板表面あるいは鋼素材の表面における温度を表すものとする。
4) Manufacturing method The reasons for limitations in the method for manufacturing a hot rolled steel sheet of the present invention will be explained below. In addition, in the description, the expression "°C" related to temperature represents the temperature at the surface of the steel plate or the surface of the steel material.

本発明において、鋼素材の製造方法は、特に限定する必要はない。例えば、本発明の鋼を溶製するには、転炉、電気炉どちらも使用可能である。転炉等の公知の方法で溶製された鋼は、造塊-分塊圧延または連続鋳造によりスラブ等(鋼素材)とされる。スラブは、通常、加熱された後、熱間圧延(熱間粗圧延、仕上圧延)される。 In the present invention, the method for manufacturing the steel material does not need to be particularly limited. For example, both a converter furnace and an electric furnace can be used to melt the steel of the present invention. Steel melted by a known method such as a converter is made into a slab or the like (steel material) by ingot-blowing rolling or continuous casting. The slab is usually heated and then hot rolled (hot rough rolling, finish rolling).

例えば、連続鋳造で製造されたスラブの場合は、そのままあるいは温度低下を抑制する目的で保熱して、圧延する直送圧延を適用してもよい。なお、熱間圧延では、仕上圧延終了温度を確保するため、バーヒータ等の加熱手段により被圧延材の加熱を行ってもよい。 For example, in the case of a slab manufactured by continuous casting, direct rolling may be applied, in which the slab is rolled as is or with heat retention for the purpose of suppressing temperature drop. In addition, in hot rolling, the material to be rolled may be heated by heating means such as a bar heater in order to ensure the finish rolling end temperature.

鋼素材の加熱温度(スラブ加熱温度):1250℃以下の温度域で1.5h以上保持
スラブ加熱温度が高温すぎる場合には、粗大なTiNが多数析出してしまい、耐摩耗性の向上に有効なTiCに使用されるTiが少なくなる。そのため、スラブ加熱温度は1250℃以下とする。好ましくは1200℃以下である。保持時間は、合金元素が鋼中で均一に分散するという点から、1.5h以上とする。
Heating temperature of steel material (slab heating temperature): Hold for 1.5 hours or more in a temperature range of 1250℃ or less If the slab heating temperature is too high, a large number of coarse TiN will precipitate, which is effective in improving wear resistance. Therefore, less Ti is used for TiC. Therefore, the slab heating temperature is set to 1250°C or less. Preferably it is 1200°C or less. The holding time is set to 1.5 h or more in order to ensure that the alloying elements are uniformly dispersed in the steel.

70s以内で粗圧延開始
鋼板表面から100μmまでの範囲における、鋼中X(X=Ti、Mo、Nb)量に対する1μm以上のXC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるXの質量割合が5%以下となるようにするためには、高温での保持時間を短くする必要がある。従って、1250℃以下の温度域で1.5h以上保持した後、粗圧延開始までの時間を70s以内とする。好ましくは65s以下である。
Rough rolling starts within 70 seconds The mass ratio of X contained in XC (X = Ti, Mo, Nb) of 1 μm or more to the amount of X (X = Ti, Mo, Nb) in the steel in the range up to 100 μm from the steel plate surface In order to keep it below 5%, it is necessary to shorten the holding time at high temperature. Therefore, after maintaining the temperature in a temperature range of 1250° C. or less for 1.5 hours or more, the time until the start of rough rolling is set to within 70 seconds. Preferably it is 65 seconds or less.

900~1070℃の温度域、5パス以上、合計圧下率50%以上、パス間時間1s以上15s以下となる条件で粗圧延を実施
鋼板表面から100μmまでの範囲における、鋼中X(X=Ti、Mo、Nb)量に対する1μm以上のXC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるXの質量割合が5%以下となるようにするためには、900~1070℃の温度域で5パス以上、合計圧下率50%以上となるように粗圧延する必要がある。さらに、パス間時間が1s以上を確保できないと、鋼板表面から100μmまでの範囲における、鋼中X(X=Ti、Mo、Nb)量に対する1μm以上のXC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるXの質量割合が5%以下を確保できなくなるため、1s以上とした。操業性を考慮してパス間時間は15s以下が好ましい。より好ましくは10s以下である。
Rough rolling is carried out in the temperature range of 900 to 1070°C, 5 passes or more, total reduction rate of 50% or more, and interpass time of 1 s or more and 15 s or less. In order to make the mass ratio of X contained in XC of 1 μm or more (X = Ti, Mo, Nb) to the amount of As mentioned above, it is necessary to carry out rough rolling so that the total rolling reduction ratio is 50% or more. Furthermore, if the inter-pass time cannot be ensured at 1 s or more, XC (X = Ti, Mo, Nb) of 1 μm or more for the amount of X (X = Ti, Mo, Nb) in the steel in the range up to 100 μm from the steel plate surface Since it becomes impossible to ensure that the mass proportion of X contained is 5% or less, the time is set to 1 s or more. In consideration of operability, the interpass time is preferably 15 seconds or less. More preferably it is 10 seconds or less.

1000~1070℃の温度域で粗圧延における1パス目の圧下率:30%以下(好適条件)
高温で高い歪を付与すると100nm未満のTiC、NbC、MoCが多数析出し、XC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるX量に対する100nm以上のXC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるX量の質量割合が65%以上を確保できなくなる。従って、圧下率を30%以下とすることが好ましい。温度域は、所定のXCを得るといった点から1000~1070℃の温度域とすることが好ましい。
Reduction ratio of the first pass in rough rolling in the temperature range of 1000 to 1070°C: 30% or less (preferred conditions)
When high strain is applied at high temperature, a large number of TiC, NbC, and MoC of less than 100 nm are precipitated, and the XC (X = Ti, Mo, Nb) of 100 nm or more is It becomes impossible to ensure that the mass ratio of the amount of X contained is 65% or more. Therefore, it is preferable that the rolling reduction rate be 30% or less. The temperature range is preferably 1000 to 1070°C from the viewpoint of obtaining a predetermined XC.

仕上圧延終了温度:Ar変態点以上で仕上圧延
仕上圧延終了温度がAr変態点未満では、熱間圧延後および焼鈍後に粗大なフェライト粒が形成され、伸びが著しく低下する。このため、仕上圧延終了温度は、Ar変態点以上とする。好ましくは(Ar変態点+20℃)以上とする。なお、仕上圧延終了温度の上限は、特に規定する必要はないが、仕上圧延後の冷却を円滑に行うためには、1000℃以下とすることが好ましい。
Finish rolling finish temperature: Finish rolling at Ar 3 transformation point or higher If the finish rolling finish temperature is less than Ar 3 transformation point, coarse ferrite grains are formed after hot rolling and annealing, and elongation is significantly reduced. For this reason, the finish rolling end temperature is set to be equal to or higher than the Ar 3 transformation point. Preferably, the temperature is (Ar 3 transformation point +20°C) or higher. The upper limit of finish rolling finishing temperature does not need to be particularly specified, but is preferably 1000° C. or less in order to smoothly cool down after finish rolling.

仕上圧延後、平均冷却速度:20~100℃/secで700~750℃まで冷却
仕上圧延後、700~750℃までの平均冷却速度は焼鈍後の球状化セメンタイトのサイズに大きく影響する。仕上圧延後、平均冷却速度が20℃/sec未満では、焼鈍前組織としてフェライト組織が多すぎるフェライトとパーライト組織になるため、焼鈍後所定のセメンタイト分散状態やサイズが得られない。そのため、20℃/sec以上で冷却する必要がある。好ましくは25℃/sec以上である。一方、平均冷却速度が100℃/secを超えると焼鈍後に所定のサイズを有するセメンタイトが得られにくくなるため、100℃/sec以下とする。好ましくは75℃/sec以下である。
After finish rolling, cool down to 700 to 750°C at an average cooling rate of 20 to 100°C/sec After finish rolling, the average cooling rate to 700 to 750°C greatly affects the size of spheroidized cementite after annealing. If the average cooling rate after finish rolling is less than 20° C./sec, the pre-annealing structure will be a ferrite and pearlite structure with too many ferrite structures, making it impossible to obtain a predetermined cementite dispersion state and size after annealing. Therefore, it is necessary to cool at 20° C./sec or more. Preferably it is 25°C/sec or more. On the other hand, if the average cooling rate exceeds 100°C/sec, it becomes difficult to obtain cementite having a predetermined size after annealing, so the average cooling rate is set to 100°C/sec or less. Preferably it is 75°C/sec or less.

巻取温度:580℃超700℃以下
仕上圧延後の熱延鋼板は、コイル形状に巻き取られる。巻取温度が高すぎると熱延鋼板の強度が低くなり過ぎて、コイル形状に巻き取られた際、コイルの自重で変形する場合がある。このため、操業上の観点から好ましくない。したがって、巻取温度の上限を700℃とする。好ましくは690℃以下である。一方、巻取温度が低すぎると熱延鋼板が硬質化するため、好ましくない。したがって、巻取温度は580℃超とする。好ましくは600℃以上である。
Coiling temperature: more than 580°C and less than 700°C The hot rolled steel sheet after finish rolling is wound into a coil shape. If the winding temperature is too high, the strength of the hot-rolled steel sheet will be too low, and when it is wound into a coil shape, it may deform due to its own weight. Therefore, this is not preferable from an operational standpoint. Therefore, the upper limit of the winding temperature is set to 700°C. Preferably it is 690°C or lower. On the other hand, if the coiling temperature is too low, the hot rolled steel sheet becomes hard, which is not preferable. Therefore, the winding temperature is set to exceed 580°C. Preferably it is 600°C or higher.

コイル状に巻き取った後、常温まで冷却し、酸洗処理を施しても良い。酸洗処理後、焼鈍を行う。なお、酸洗処理は公知の方法を適用できる。その後、得られた熱延鋼板に以下の焼鈍を施す。 After winding it up into a coil, it may be cooled to room temperature and subjected to pickling treatment. After pickling treatment, annealing is performed. Note that a known method can be applied to the pickling treatment. Thereafter, the obtained hot rolled steel sheet is subjected to the following annealing.

焼鈍温度:Ac変態点未満で0.5h以上保持
焼鈍温度がAc変態点以上であると、オーステナイトが析出し、焼鈍後の冷却過程において粗大なパーライト組織が形成され、不均一な組織となる。このため、焼鈍温度は、Ac変態点未満とする。好ましくは(Ac変態点-10℃)以下である。なお、焼鈍温度の下限は特に定めないが、所定のセメンタイト分散状態を得るには、焼鈍温度は650℃以上が好ましく、さらに好ましくは700℃以上である。なお、雰囲気ガスは、窒素、水素、窒素と水素の混合ガスのいずれも使用できる。また、上記焼鈍温度における保持時間は、0.5h以上とする。焼鈍温度における保持時間が0.5h未満であると、焼鈍の効果が乏しく、本発明の目標とする組織が得られず、その結果、本発明の目標とする鋼板の硬さおよび伸びが得られない場合がある。したがって、上記焼鈍温度における保持時間は0.5h以上とする。さらに好ましくは5h以上であり、より一層好ましくは20h超えである。一方、上記焼鈍温度における保持時間が40hを超えると、生産性が低下し、製造コストが過大となる。そのため、上記焼鈍温度における保持時間は、40h以下とすることが好ましい。さらに好ましくは35h以下である。
Annealing temperature: less than Ac 1 transformation point and maintained for 0.5 hours or more If the annealing temperature is above Ac 1 transformation point, austenite will precipitate and a coarse pearlite structure will be formed in the cooling process after annealing, resulting in a non-uniform structure. Become. Therefore, the annealing temperature is set below the Ac 1 transformation point. Preferably it is below (Ac 1 transformation point -10°C). Although there is no particular lower limit to the annealing temperature, in order to obtain a predetermined cementite dispersion state, the annealing temperature is preferably 650°C or higher, more preferably 700°C or higher. Note that as the atmospheric gas, any of nitrogen, hydrogen, and a mixed gas of nitrogen and hydrogen can be used. Further, the holding time at the above annealing temperature is 0.5 h or more. If the holding time at the annealing temperature is less than 0.5 h, the annealing effect will be poor and the target structure of the present invention will not be obtained, and as a result, the hardness and elongation of the steel plate that are the target of the present invention will not be obtained. There may be no. Therefore, the holding time at the above annealing temperature is set to 0.5 h or more. More preferably it is 5 hours or more, and even more preferably more than 20 hours. On the other hand, when the holding time at the annealing temperature exceeds 40 hours, productivity decreases and manufacturing costs become excessive. Therefore, the holding time at the above annealing temperature is preferably 40 hours or less. More preferably, it is 35 hours or less.

本発明では、上記した焼鈍に代えて、以下の2段焼鈍を施すことができる。具体的には、巻き取った後、Ac変態点以上Ac変態点以下で0.5h以上保持(1段目の焼鈍)し、次いで平均冷却速度:1~20℃/hでAr変態点未満に冷却し、Ar変態点未満で20h以上保持(2段目の焼鈍)する2段焼鈍を施すことにより製造することも可能である。 In the present invention, the following two-stage annealing can be performed instead of the above-described annealing. Specifically, after winding, the temperature is maintained at Ac 1 transformation point or more and Ac 3 transformation point or less for 0.5 h or more (first stage annealing), and then Ar 1 transformation is carried out at an average cooling rate of 1 to 20°C/h. It is also possible to produce the alloy by performing two-stage annealing in which the alloy is cooled to a temperature below the Ar 1 transformation point and maintained at a temperature below the Ar 1 transformation point for 20 hours or more (second-stage annealing).

本発明では、熱延鋼板を加熱し、Ac変態点以上Ac変態点以下で0.5h以上保持し、熱延鋼板中に析出していた比較的微細な炭化物を溶解してγ相中に固溶させ、その後平均冷却速度:1~20℃/hでAr変態点未満に冷却し、Ar変態点未満で20h以上保持する。このことにより、比較的粗大な未溶解炭化物等を核として固溶Cを析出させて、全体のセメンタイト数に対する円相当直径0.1μm以下のセメンタイト数の割合が20%以下となるような、炭化物(セメンタイト)の分散を制御された状態とすることができる。すなわち、本発明では、所定条件で2段焼鈍を施すことで、炭化物の分散形態を制御し、鋼板を軟質化させる。本発明で対象とする熱延鋼板では、軟質化する上で焼鈍後における炭化物の分散形態を制御することが重要となる。本発明では、熱延鋼板をAc変態点以上Ac変態点以下で保持する(1段目の焼鈍)ことで、微細な炭化物を溶解するとともに、Cをγ(オーステナイト)中に固溶する。その後のAr変態点未満の冷却段階や保持段階(2段目の焼鈍)において、Ac変態点以上の温度域で存在するα/γ界面や未溶解炭化物が核生成サイトとなり、比較的粗大な炭化物が析出する。以下、このような2段焼鈍の条件について説明する。なお、焼鈍の際の雰囲気ガスは、窒素、水素、窒素と水素の混合ガスのいずれも使用できる。 In the present invention, a hot-rolled steel sheet is heated and held at a temperature above the Ac 1 transformation point and below the Ac 3 transformation point for 0.5 hours or more, thereby dissolving relatively fine carbides precipitated in the hot-rolled steel sheet into the γ phase. After that, it is cooled to below the Ar 1 transformation point at an average cooling rate of 1 to 20° C./h, and maintained below the Ar 1 transformation point for 20 hours or more. As a result, solid solution C is precipitated using relatively coarse undissolved carbides as nuclei, and carbides are formed such that the ratio of the number of cementites with an equivalent circle diameter of 0.1 μm or less to the total number of cementites is 20% or less. The dispersion of (cementite) can be controlled. That is, in the present invention, by performing two-stage annealing under predetermined conditions, the dispersion form of carbides is controlled and the steel sheet is softened. In the hot-rolled steel sheet targeted by the present invention, it is important to control the dispersion form of carbides after annealing in order to soften the steel sheet. In the present invention, by holding the hot-rolled steel sheet at a temperature above the Ac 1 transformation point and below the Ac 3 transformation point (first stage annealing), fine carbides are dissolved and C is dissolved in γ (austenite). . In the subsequent cooling stage and holding stage (second annealing) below the Ar 1 transformation point, the α/γ interface and undissolved carbides that exist in the temperature range above the Ac 1 transformation point become nucleation sites, resulting in relatively coarse particles. carbide precipitates. The conditions for such two-stage annealing will be explained below. Note that as the atmospheric gas during annealing, any of nitrogen, hydrogen, and a mixed gas of nitrogen and hydrogen can be used.

Ac変態点以上Ac変態点以下で0.5h以上保持(1段目の焼鈍)
熱延鋼板をAc変態点以上の焼鈍温度に加熱することにより、鋼板組織のフェライトの一部をオーステナイトに変態させ、フェライト中に析出していた微細な炭化物を溶解させ、Cをオーステナイト中に固溶させる。一方、オーステナイトに変態せずに残ったフェライトは高温で焼鈍されるため、転位密度が減少して軟化する。また、フェライト中には溶解しなかった比較的粗大な炭化物(未溶解炭化物)が残存するが、オストワルド成長により、より粗大になる。焼鈍温度がAc変態点未満では、オーステナイト変態が生じないため、炭化物をオーステナイト中に固溶させることができない。一方、1段目の焼鈍温度がAc変態点超になると焼鈍後に棒状のセメンタイトが多数得られて、所定の伸びが得られないため、Ac変態点以下とする。また、本発明では、Ac変態点以上Ac変態点以下での保持時間が0.5h未満では微細な炭化物を十分に溶解することができない。このため、1段目の焼鈍として、Ac変態点以上Ac変態点以下で0.5h以上保持することとする。保持時間は、好ましくは1.0h以上とする。また、保持時間は10h以下とすることが好ましい。
Hold for 0.5 hours or more at Ac 1 transformation point or more and Ac 3 transformation point or less (1st stage annealing)
By heating the hot-rolled steel sheet to an annealing temperature higher than the Ac 1 transformation point, part of the ferrite in the steel sheet structure is transformed into austenite, the fine carbides precipitated in the ferrite are dissolved, and C is converted into austenite. Make a solid solution. On the other hand, the ferrite that remains without being transformed into austenite is annealed at a high temperature, so its dislocation density decreases and it becomes soft. In addition, relatively coarse carbides (undissolved carbides) that are not dissolved remain in the ferrite, but they become coarser due to Ostwald growth. When the annealing temperature is less than the Ac 1 transformation point, austenite transformation does not occur, and thus carbides cannot be dissolved in austenite. On the other hand, if the first stage annealing temperature exceeds the Ac 3 transformation point, a large number of rod-shaped cementites will be obtained after annealing, making it impossible to obtain the desired elongation. Therefore, the temperature is set below the Ac 3 transformation point. Further, in the present invention, if the holding time at the Ac 1 transformation point or more and the Ac 3 transformation point or less is less than 0.5 h, fine carbides cannot be sufficiently dissolved. Therefore, as the first stage annealing, the temperature is maintained at the Ac 1 transformation point or more and the Ac 3 transformation point or less for 0.5 hours or more. The holding time is preferably 1.0 h or more. Further, the holding time is preferably 10 hours or less.

平均冷却速度:1~20℃/hでAr変態点未満に冷却
上記した1段目の焼鈍の後、2段目の焼鈍の温度域であるAr変態点未満に、平均冷却速度:1~20℃/hで冷却する。冷却途中に、オーステナイトからフェライトへの変態に伴いオーステナイトから吐き出されるCが、α/γ界面や未溶解炭化物を核生成サイトとして、比較的粗大な球状炭化物として析出する。この冷却においては、パーライトが生成しないように冷却速度を調整する必要がある。1段目の焼鈍後、2段目の焼鈍までの平均冷却速度が、1℃/h未満では生産効率が悪いため、平均冷却速度は1℃/h以上とする。好ましくは5℃/h以上とする。一方、平均冷却速度が20℃/hを超えて大きくなると、パーライトが析出し、硬度が高くなるため、20℃/h以下とする。好ましくは15℃/h以下とする。
Average cooling rate: 1 to 20°C/h to below Ar 1 transformation point After the first stage annealing described above, average cooling rate: 1 to below Ar 1 transformation point, which is the temperature range of second stage annealing. Cool at ~20°C/h. During cooling, C discharged from austenite as austenite transforms into ferrite precipitates as relatively coarse spherical carbides using the α/γ interface and undissolved carbides as nucleation sites. In this cooling, it is necessary to adjust the cooling rate so that pearlite is not generated. If the average cooling rate from the first stage annealing to the second stage annealing is less than 1°C/h, the production efficiency is poor, so the average cooling rate is set to 1°C/h or more. Preferably it is 5°C/h or more. On the other hand, if the average cooling rate exceeds 20°C/h, pearlite will precipitate and the hardness will increase, so the cooling rate is set to 20°C/h or less. Preferably it is 15°C/h or less.

Ar変態点未満で20h以上保持(2段目の焼鈍)
上記した1段目の焼鈍後、所定の平均冷却速度で冷却してAr変態点未満で保持することで、オストワルド成長により、粗大な球状炭化物をさらに成長させ、微細な炭化物を消失させる。Ar変態点未満での保持時間が20h未満では、炭化物を十分に成長させることができず、焼鈍後の硬度が大きくなりすぎる。このため、2段目の焼鈍はAr変態点未満で20h以上保持とする。なお、特に限定するものではないが、2段目の焼鈍温度は炭化物を十分成長させるため、660℃以上とすることが好ましく、また、保持時間は生産効率の観点から、30h以下とすることが好ましい。
Ar: Maintained at less than 1 transformation point for 20 hours or more (2nd stage annealing)
After the first stage annealing described above, by cooling at a predetermined average cooling rate and maintaining it below the Ar 1 transformation point, coarse spherical carbides are further grown by Ostwald growth and fine carbides are disappeared. If the holding time below the Ar 1 transformation point is less than 20 hours, carbide cannot be grown sufficiently and the hardness after annealing becomes too large. Therefore, the second stage annealing is maintained at less than the Ar 1 transformation point for 20 hours or more. Although not particularly limited, the second stage annealing temperature is preferably 660°C or higher in order to sufficiently grow carbides, and the holding time is preferably 30 hours or less from the viewpoint of production efficiency. preferable.

なお、上述したAc変態点、Ac変態点、Ar変態点、Ar変態点は、フォーマスター試験などによる加熱時、冷却時の熱膨張測定や電気抵抗測定による実測により決定することができる。 In addition, the Ac 3 transformation point, Ac 1 transformation point, Ar 3 transformation point, and Ar 1 transformation point mentioned above can be determined by actual measurements such as thermal expansion measurement during heating and cooling or electrical resistance measurement by Formaster test etc. can.

また、上述した平均加熱速度、平均冷却速度は、炉内に設置した熱電対で温度を測定し求める。 Moreover, the above-mentioned average heating rate and average cooling rate are determined by measuring the temperature with a thermocouple installed in the furnace.

表1に示す鋼番A~Rの成分組成を有する鋼を溶製し、次いで表2および表3に示す製造条件に従って、熱間圧延を行った。次いで、酸洗し、窒素雰囲気中(雰囲気ガス:窒素)で、表2および表3に示す焼鈍温度および焼鈍時間(h)にて焼鈍(球状化焼鈍)を施して、板厚3.0mmの熱延焼鈍板を製造した。 Steels having the compositions of steel numbers A to R shown in Table 1 were melted and then hot rolled according to the manufacturing conditions shown in Tables 2 and 3. Next, it was pickled and annealed (spheroidizing annealing) in a nitrogen atmosphere (atmosphere gas: nitrogen) at the annealing temperature and annealing time (h) shown in Tables 2 and 3 to obtain a plate with a thickness of 3.0 mm. A hot-rolled annealed plate was manufactured.

このようにして得られた熱延焼鈍板から試験片を採取し、下記のように、ミクロ組織、100nm以上TiCに含まれるTi量、100nm以上MoCに含まれるMo量、100nm以上NbCに含まれるNb量、引張強度、全伸び、ガス浸炭油焼入れ後の鋼板硬さおよびガス浸炭油焼入れ後の耐摩耗性をそれぞれ求めた。なお、表1に示すAc変態点、Ac変態点、Ar変態点およびAr変態点はフォーマスター試験により求めたものである。 A test piece was taken from the hot-rolled annealed plate thus obtained, and the microstructure, the amount of Ti contained in TiC of 100 nm or more, the amount of Mo contained in MoC of 100 nm or more, and the amount of NbC contained in NbC of 100 nm or more were collected as shown below. The amount of Nb, tensile strength, total elongation, steel plate hardness after gas carburizing and oil quenching, and wear resistance after gas carburizing and oil quenching were determined. Note that the Ac 3 transformation point, Ac 1 transformation point, Ar 1 transformation point, and Ar 3 transformation point shown in Table 1 were determined by the Formaster test.

(1)ミクロ組織
焼鈍後の鋼板のミクロ組織は、板幅中央部から採取した試験片(大きさ:3mmt×10mm×10mm)を切断研磨後、ナイタール腐食を施し、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、表層から板厚1/4のところの5箇所で3000倍の倍率で撮影した。撮影した組織写真を画像処理により各相(フェライト、セメンタイト、パーライトなど)を特定した。表2および表3にはミクロ組織として「パーライト面積率」を記載しており、パーライトが面積率で6.5%を超えて認められた鋼については、比較例としている。面積率で6.5%以下のパーライトと、フェライトと、セメンタイトを有する鋼については本発明例としている。
(1) Microstructure The microstructure of the steel plate after annealing was determined by cutting and polishing a test piece (size: 3 mm x 10 mm x 10 mm) taken from the center of the plate width, subjecting it to nital corrosion, and using a scanning electron microscope (SEM). Photographs were taken at 3000x magnification at five locations from the surface layer to 1/4 of the board thickness. Each phase (ferrite, cementite, pearlite, etc.) was identified by image processing of the photographed structure. In Tables 2 and 3, "pearlite area ratio" is listed as a microstructure, and steels in which pearlite was observed in an area ratio exceeding 6.5% are treated as comparative examples. Steels containing pearlite, ferrite, and cementite with an area ratio of 6.5% or less are considered as examples of the present invention.

また、SEM画像からGIMPファイルといった画像解析ソフトを用いて、フェライトとフェライト以外の領域とを二値化して、フェライトの面積率(%)を求めた。セメンタイトも同様に、セメンタイトとセメンタイト以外の領域を二値化して、セメンタイトの面積率(%)を求めた。また、パーライトは、100(%)からフェライトとセメンタイトの各面積率(%)を引いた値を、パーライトの面積率(%)とした。 Furthermore, using image analysis software such as a GIMP file from the SEM image, ferrite and areas other than ferrite were binarized to determine the area ratio (%) of ferrite. Similarly, for cementite, the cementite and non-cementite areas were binarized to determine the area ratio (%) of cementite. For pearlite, the area ratio (%) of pearlite was calculated by subtracting the area ratios (%) of ferrite and cementite from 100 (%).

また、撮影した組織写真について、個々のセメンタイト径を評価した。セメンタイト径は、長径と短径を測定し、円相当直径に換算した。平均セメンタイト径は、円相当直径に換算した全てのセメンタイトの円相当直径の合計をセメンタイト総数で除して求めた。円相当直径の値が0.1μm以下のセメンタイトの個数を測定し、円相当直径0.1μm以下のセメンタイトの数とした。また、全セメンタイトの個数を求め、全セメンタイト数とした。そして、全セメンタイト数に対する円相当直径0.1μm以下のセメンタイト数の割合((円相当直径0.1μm以下のセメンタイト数/全セメンタイト数)×100(%))を求めた。なお、この「円相当直径0.1μm以下のセメンタイトの割合」を、円相当直径0.1μm以下のセメンタイトと単に称する場合もある。 In addition, the diameter of each cementite was evaluated for the microstructure photographs taken. The cementite diameter was determined by measuring the major axis and minor axis and converting it into a circular equivalent diameter. The average cementite diameter was determined by dividing the sum of the equivalent circle diameters of all cementites converted into equivalent circle diameters by the total number of cementites. The number of cementites with an equivalent circle diameter of 0.1 μm or less was measured, and was defined as the number of cementites with an equivalent circle diameter of 0.1 μm or less. In addition, the total number of cementites was determined and used as the total number of cementites. Then, the ratio of the number of cementites with an equivalent circle diameter of 0.1 μm or less to the total number of cementites ((number of cementites with a circle equivalent diameter of 0.1 μm or less/total number of cementites)×100(%)) was determined. Note that this "proportion of cementite with an equivalent circle diameter of 0.1 μm or less" may be simply referred to as cementite with an equivalent circle diameter of 0.1 μm or less.

また、撮影した組織写真について、JIS G 0551に定められた結晶粒度の評価方法(切断法)を用いて、フェライトの平均粒径を求めた。 Furthermore, the average grain size of ferrite was determined from the photographed structure using the crystal grain size evaluation method (cutting method) specified in JIS G 0551.

(2)各X(X=Ti、Mo、Nb)量の測定
下記の参考文献1および特許文献4に記載されている方法と同じ手法で求めた。すなわち、鋼板表面から100μmまでの領域において、10%AA(10vol%アセチルアセトン-1質量%塩化テトラメチルアンモニウムーメタノール)電解液中で電解し、電解液から固溶X(X=Ti、Mo、Nb)量を測定した。続いて、電解後に残った鋼について分散性を有する溶液である0~2000mg/lの範囲に濃度を7水準変化させたヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液に浸漬し、析出物を分離した。次に直孔からなり、電子顕微鏡観察から求めた空隙率が47%で、フィルタ孔径が100nmのフィルタを用い、100nm以上の析出物とそれ以下の析出物に分離し、100nm以上のTiC、NbCおよびMoCをそれぞれ求めた。100nm未満の析出物については、100nm以上の析出物を分離した液にて求めた各X(X=Ti、Mo、Nb)から固溶X量を差し引く補正を行って求めた。固溶X量+析出物に含有されるX量=鋼中X量とした。
1μm以上のTiC、NbCおよびMoCについては以下のように求めた。特許文献5に示すような2段レプリカ法にてNb炭化物、Ti炭化物およびMo炭化物のみ抽出したものから、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて、16万倍の倍率で30視野撮影し、サイズを測定した。観察した30個について長径と短径を測定し、円相当直径に換算し、1μm以上のXCに含まれるXの割合を求めた。
[参考文献1]城代哲史、石田智治、猪瀬国生、藤本京子,鉄と鋼,vol.99 (2013) No.5,p.362-365
[特許文献4]特開2010-127789号公報
[特許文献5]特開2018-194539号公報
(3)鋼板の引張強度と伸び
焼鈍後の鋼板(原板)から、圧延方向に対して0°の方向(L方向)に切り出したJIS5号引張試験片を用いて、10mm/分で引張試験を行い、公称応力公称歪曲線を求め、最大応力を引張強度とした。また、破断したサンプルを突き合わせて全伸びを求めた。その結果を、伸び(El)とした。
(2) Measurement of the amount of each X (X=Ti, Mo, Nb) It was determined by the same method as described in Reference Document 1 and Patent Document 4 below. That is, in a region up to 100 μm from the steel plate surface, electrolysis is performed in a 10% AA (10 vol% acetylacetone-1 mass % tetramethylammonium chloride-methanol) electrolyte, and solid solution X (X = Ti, Mo, Nb ) amount was measured. Subsequently, the steel remaining after electrolysis was immersed in an aqueous solution of sodium hexametaphosphate, which is a dispersible solution whose concentration was varied in seven levels from 0 to 2000 mg/l, to separate the precipitates. Next, a filter consisting of straight pores with a porosity of 47% determined from electron microscopy and a filter pore diameter of 100 nm was used to separate precipitates of 100 nm or more and precipitates of smaller size. and MoC were determined. Precipitates with a diameter of less than 100 nm were determined by subtracting the amount of solid solution X from each X (X = Ti, Mo, Nb) determined from a liquid from which precipitates with a diameter of 100 nm or more were separated. The amount of X in solid solution + the amount of X contained in the precipitate = the amount of X in the steel.
TiC, NbC, and MoC with a diameter of 1 μm or more were determined as follows. From the Nb carbide, Ti carbide, and Mo carbide extracted by the two-stage replica method as shown in Patent Document 5, 30 fields of view were photographed at a magnification of 160,000 times using a transmission electron microscope (TEM) to determine the size. was measured. The major axis and minor axis of the 30 observed specimens were measured and converted into a circular equivalent diameter to determine the proportion of X contained in XC of 1 μm or more.
[Reference 1] Satoshi Joshiro, Tomoharu Ishida, Kunio Inose, Kyoko Fujimoto, Tetsu to Hagane, vol. 99 (2013) No. 5, p. 362-365
[Patent Document 4] JP-A-2010-127789 [Patent Document 5] JP-A-2018-194539 (3) Tensile strength and elongation of steel plate From the steel plate (original plate) after annealing, the angle of 0° with respect to the rolling direction is A tensile test was performed at 10 mm/min using a JIS No. 5 tensile test piece cut in the direction (L direction), a nominal stress nominal strain curve was determined, and the maximum stress was taken as the tensile strength. In addition, the total elongation was determined by comparing the broken samples. The result was defined as elongation (El).

(4)浸炭油焼入れ後の鋼板硬さ(浸炭焼入れ性)
焼鈍後の鋼板について、930℃で鋼の均熱、浸炭処理、拡散処理といった浸炭焼入れ処理を合計時間4時間で行い、850℃で30分保持した後、油冷した(油冷の温度:70℃)。鋼板表面からの深さ0.1mmの位置と深さ1.2mmの位置まで0.1mm間隔にて硬さを荷重1kgfの条件下で測定し、浸炭焼入れ時の表層0.1mmの硬さ(HV)と表層から1.0mmの硬さ(HV)を求めた。焼入れ性が十分であると評価できる、C含有量に応じた焼入れ性の合格基準を表4に示す。浸炭焼入れ時の表層0.1mmの深さにおける硬さ(HV)が700HV以上で、かつ表層から1.0mm内部に入ったところにおける硬さのそれぞれが、表4の基準を満足した場合、合格(記号:○で示す)と判定し、焼入れ性に優れると評価した。
(4) Steel plate hardness after carburizing oil quenching (carburizing hardenability)
After annealing, the steel plate was subjected to carburizing and quenching treatments such as soaking, carburizing, and diffusion treatment at 930°C for a total of 4 hours, held at 850°C for 30 minutes, and then oil-cooled (oil cooling temperature: 70°C). ℃). The hardness was measured at 0.1 mm intervals from the steel plate surface to the 0.1 mm depth position and the 1.2 mm depth position under a load of 1 kgf, and the hardness of the surface layer 0.1 mm during carburizing and quenching ( HV) and the hardness (HV) at 1.0 mm from the surface layer. Table 4 shows the acceptance criteria for hardenability according to the C content, which can be evaluated as having sufficient hardenability. If the hardness (HV) at a depth of 0.1 mm from the surface layer during carburizing and quenching is 700 HV or more, and the hardness at a depth of 1.0 mm from the surface layer satisfies the criteria in Table 4, the test is passed. (Symbol: Indicated by ○), and the hardenability was evaluated to be excellent.

(5)浸炭後の耐摩耗特性
焼鈍材から30mm×30mmの試験片を採取し、浸炭処理、焼入れ処理を行なって、浸炭材の耐摩耗性を評価した。上記(4)で示す条件で浸炭処理、焼入れ処理を行って、ボールオンディスク試験機を用いて摩耗試験を行った。摩耗試験は超鋼のボール(球径6mm)を試験片の表面と接触させた状態で、1Nの荷重を負荷し、半径8mmの同心円状を回転速度20cm/sで回転させて、30000回回転した後の摩耗痕断面積を求めた。30000回回転後摩耗痕断面積が300μm以下であるものについては、合格(記号:〇で示す)と判定し、耐摩耗性に優れると判定した。
(5) Wear resistance properties after carburizing A 30 mm x 30 mm test piece was taken from the annealed material, carburized and quenched, and the wear resistance of the carburized material was evaluated. Carburizing and quenching were performed under the conditions shown in (4) above, and a wear test was conducted using a ball-on-disc tester. In the wear test, a cemented carbide ball (ball diameter 6 mm) was placed in contact with the surface of the specimen, a load of 1 N was applied, and concentric circles with a radius of 8 mm were rotated at a rotational speed of 20 cm/s for 30,000 revolutions. The cross-sectional area of the wear scar after this was determined. Those with a wear scar cross-sectional area of 300 μm 2 or less after 30,000 rotations were judged to be acceptable (indicated by a symbol ◯) and were judged to have excellent wear resistance.

(4)の結果において〇の判定が得られたもの、および、(5)の結果において〇の判定が得られたものついて、総合評価を〇とし、いずれかの値が満足しない場合、不合格(記号:×で示す)と判定した。 The overall evaluation will be 〇 for those for which a 〇 judgment was obtained in the results of (4) and 〇 judgment was obtained in the results of (5), and if any value is not satisfied, the result will be rejected. (Symbol: Indicated by ×).

表2、3に結果を示す。 The results are shown in Tables 2 and 3.

Figure 0007444096000001
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Figure 0007444096000002
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Figure 0007444096000003
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Figure 0007444096000004
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表2、3の結果から、本発明例はいずれも冷間加工性および熱処理後の耐摩耗性に優れる。 From the results in Tables 2 and 3, all the examples of the present invention are excellent in cold workability and wear resistance after heat treatment.

Claims (9)

質量%で、
C:0.05%以上0.30%未満、
Si:0.80%以下、
Mn:0.10%以上1.0%以下、
P:0.03%以下、
S:0.010%以下、
sol.Al:0.001%以上0.10%以下、
N:0.01%以下、
Cr:0.05%以上0.50%以下、
B:0.0005%以上0.005%以下を含有し、
さらにTi:0.06%超0.2%以下、Mo:0.10%超0.4%以下、Nb:0.10%超0.2%以下のうちから選んだ1種以上を含有し、
残部が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、
フェライトおよびセメンタイトを有し、
前記セメンタイトは、全セメンタイト数に対する円相当直径0.1μm以下のセメンタイト数の割合が20%以下、平均セメンタイト径が0.15μm以上、全ミクロ組織に対する前記セメンタイトの占める割合が面積率で1.0%以上5.5%未満であり、
鋼板表面から100μmまでの範囲における、鋼中X(X=Ti、Mo、Nb)量に対する1μm以上のXC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるXの質量割合が5%以下であり、
引張強さが500MPa以下、全伸びが30%以上である熱延鋼板。
In mass%,
C: 0.05% or more and less than 0.30%,
Si: 0.80% or less,
Mn: 0.10% or more and 1.0% or less,
P: 0.03% or less,
S: 0.010% or less,
sol. Al: 0.001% or more and 0.10% or less,
N: 0.01% or less,
Cr: 0.05% or more and 0.50% or less,
B: Contains 0.0005% or more and 0.005% or less,
Furthermore, it contains one or more selected from Ti: more than 0.06% and less than 0.2%, Mo: more than 0.10% and less than 0.4%, and Nb: more than 0.10% and less than 0.2%. ,
The remainder has a component composition consisting of Fe and unavoidable impurities,
The microstructure is
Contains ferrite and cementite,
In the cementite, the ratio of the number of cementites with a circle equivalent diameter of 0.1 μm or less to the total number of cementites is 20% or less, the average cementite diameter is 0.15 μm or more, and the ratio of the cementite to the total microstructure is 1.0 in terms of area ratio. % or more and less than 5.5%,
The mass proportion of X contained in XC (X = Ti, Mo, Nb) of 1 μm or more with respect to the amount of X (X = Ti, Mo, Nb) in the steel in the range up to 100 μm from the steel plate surface is 5% or less,
A hot rolled steel sheet having a tensile strength of 500 MPa or less and a total elongation of 30% or more.
鋼板表面から100μmまでの範囲における、XC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるX量に対する、100nm以上のXC(X=Ti、Mo、Nb)に含まれるX量の質量割合が65%以上である請求項1に記載の熱延鋼板。 The mass ratio of the amount of X contained in XC (X = Ti, Mo, Nb) of 100 nm or more to the amount of X contained in XC (X = Ti, Mo, Nb) in the range up to 100 μm from the steel plate surface is 65% The hot-rolled steel sheet according to claim 1, which is the above. SbおよびSnから選んだ1種または2種を合計で0.002%以上0.1%以下含有する請求項1または2に記載の熱延鋼板。 The hot rolled steel sheet according to claim 1 or 2, containing one or two selected from Sb and Sn in a total amount of 0.002% or more and 0.1% or less. 前記成分組成に加えてさらに、質量%で、Ta、Ni、Cu、V、Wのうちから選ばれた1種または2種以上を、それぞれ0.0005%以上0.1%以下含有する請求項1~3のいずれかに記載の熱延鋼板。 In addition to the above component composition, the composition further contains one or more selected from Ta, Ni, Cu, V, and W in an amount of 0.0005% or more and 0.1% or less, respectively, in mass %. The hot rolled steel sheet according to any one of 1 to 3. 前記フェライトの平均粒径が4~25μmである請求項1~4のいずれかに記載の熱延鋼板。 The hot rolled steel sheet according to any one of claims 1 to 4, wherein the ferrite has an average grain size of 4 to 25 μm. 請求項1~5のいずれかに記載の熱延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1250℃以下の温度域で1.5h以上保持した後70s以内で粗圧延を開始し、900~1070℃の温度域、5パス以上、合計圧下率50%以上、パス間時間1s以上15s以下となる条件で粗圧延を実施し、仕上圧延終了温度:Ar変態点以上で仕上圧延を行い、
その後、平均冷却速度:20~100℃/secで700~750℃まで冷却し、
巻取温度:580℃超700℃以下で巻き取り、熱延鋼板とした後、
該熱延鋼板を、焼鈍温度:Ac変態点未満で0.5h以上保持する焼鈍を施す熱延鋼板の製造方法。
A method for producing a hot rolled steel sheet according to any one of claims 1 to 5, comprising:
After holding the steel material having the above-mentioned composition in a temperature range of 1150°C or more and 1250°C or less for 1.5 hours or more, start rough rolling within 70 seconds, and apply a total reduction rate of 5 passes or more in a temperature range of 900 to 1070°C. 50% or more and the interpass time is 1 s or more and 15 s or less, and finish rolling is performed at a finish rolling temperature of Ar 3 or more transformation point,
After that, it was cooled to 700 to 750 °C at an average cooling rate of 20 to 100 °C/sec,
Coiling temperature: After coiling at more than 580°C and less than 700°C to form a hot rolled steel plate,
A method for producing a hot-rolled steel sheet, which comprises annealing the hot-rolled steel sheet by holding the hot-rolled steel sheet at an annealing temperature of less than Ac 1 transformation point for 0.5 hours or more.
前記粗圧延において、1パス目が1000~1070℃の温度域で圧下率30%以下となるように粗圧延を実施する請求項6に記載の熱延鋼板の製造方法。 7. The method for producing a hot-rolled steel sheet according to claim 6, wherein the rough rolling is performed such that the first pass is in a temperature range of 1000 to 1070° C. with a reduction ratio of 30% or less. 請求項1~5のいずれかに記載の熱延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1250℃以下の温度域で1.5h以上保持した後70s以内で粗圧延を開始し、900~1070℃の温度域、5パス以上、合計圧下率50%以上、パス間時間1s以上15s以下となる条件で粗圧延を実施し、仕上圧延終了温度:Ar変態点以上で仕上圧延を行い、
その後、平均冷却速度:20~100℃/secで700~750℃まで冷却し、
巻取温度:580℃超700℃以下で巻き取り、熱延鋼板とした後、
該熱延鋼板を、Ac変態点以上Ac変態点以下で0.5h以上保持し、次いで平均冷却速度:1~20℃/hでAr変態点未満に冷却し、Ar変態点未満で20h以上保持する焼鈍を施す熱延鋼板の製造方法。
A method for producing a hot rolled steel sheet according to any one of claims 1 to 5, comprising:
After holding the steel material having the above-mentioned composition in a temperature range of 1150°C to 1250°C for 1.5 hours or more, start rough rolling within 70 seconds, and apply a total rolling reduction in a temperature range of 900 to 1070°C, 5 passes or more, and a total rolling reduction. 50% or more and the interpass time is 1 s or more and 15 s or less, and finish rolling is performed at a finish rolling temperature of Ar 3 or more transformation point,
After that, it was cooled to 700 to 750 °C at an average cooling rate of 20 to 100 °C/sec,
Coiling temperature: After coiling at more than 580°C and less than 700°C to form a hot rolled steel plate,
The hot rolled steel sheet is maintained at a temperature of Ac 1 transformation point or more and Ac 3 transformation point or less for 0.5 h or more, and then cooled to less than Ar 1 transformation point at an average cooling rate of 1 to 20°C/h, and then cooled to less than Ar 1 transformation point. A method for manufacturing a hot-rolled steel sheet, which is annealed for 20 hours or more.
前記粗圧延において、1パス目が1000~1070℃の温度域で圧下率30%以下となるように粗圧延を実施する請求項8に記載の熱延鋼板の製造方法。 9. The method for producing a hot-rolled steel sheet according to claim 8, wherein the rough rolling is performed such that the first pass is in a temperature range of 1000 to 1070° C. and the rolling reduction is 30% or less.
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