JP7477750B2 - Hot stamped parts and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、ホットスタンプ部品およびその製造方法に関する。 The present invention relates to hot stamped parts and their manufacturing methods.

近年、使用する鋼材の高強度化を図ることにより自動車の重量を低減する努力が、自動車の燃費向上のために、強力に行われている。その結果、自動車に広く利用されている薄鋼板を冷間プレス成形して製造される部品(以下、「プレス成形部品」という)の製造において、複雑な形状を有するプレス成形部品を製造することが、鋼板の強度の増加に伴うプレス成形性の低下により、困難になっている。 In recent years, in order to improve fuel efficiency, vigorous efforts have been made to reduce the weight of automobiles by increasing the strength of the steel materials used. As a result, in the manufacture of parts (hereinafter referred to as "press-formed parts") manufactured by cold press forming thin steel sheets, which are widely used in automobiles, it has become difficult to manufacture press-formed parts with complex shapes due to the decrease in press formability that accompanies the increase in the strength of the steel sheets.

具体的には、鋼板の延性の低下に起因して、プレス成形部品における加工度が高い部位で破断したり、いわゆるスプリングバックおよび壁反りが大きくなってプレス成形部品の寸法精度が低下するといった問題が多発している。特に780MPa以上の引張強度を有する高強度鋼板からなるプレス成形部品を製造することは容易なことではない。 Specifically, problems such as breakage at highly processed areas of press-molded parts and reduced dimensional accuracy of press-molded parts due to increased springback and wall warping have frequently occurred due to a decrease in the ductility of steel sheets. In particular, it is not easy to manufacture press-molded parts made of high-strength steel sheets with a tensile strength of 780 MPa or more.

冷間プレス成形ではなくロール成形によれば、高強度鋼板からなるロール成形部品を容易に製造することができる。しかし、ロール成形では、長手方向へ一定の横断面を有するロール成形部品しか製造できず、複雑な横断面形状を有するプレス成形部品を製造することはできない。 By using roll forming rather than cold press forming, roll-formed parts made of high-strength steel sheets can be easily manufactured. However, roll forming can only produce roll-formed parts that have a constant cross-section in the longitudinal direction, and press-formed parts with complex cross-sectional shapes cannot be manufactured.

これに対し、加熱した鋼板をプレス成形するホットスタンプ法(熱間プレス成形法ともいう)では、成形時の高温の鋼板が軟質かつ高延性になっているため、複雑な形状を有するプレス成形部品を、破断およびスプリングバックさらには壁反りといった成形不良を生じることなく、寸法精度よく成形できる。 In contrast, in the hot stamping method (also known as hot press forming), in which heated steel sheet is press-formed, the hot steel sheet becomes soft and highly ductile during forming, so press-formed parts with complex shapes can be formed with good dimensional accuracy without forming defects such as breakage, springback, or wall warping.

その上、ホットスタンプ法によれば、鋼板をオーステナイト単相域の温度に加熱してからプレス成形し、プレス成形に用いる金型の内部で成形品を急速に冷却して焼入れることによって、鋼板の成形と同時に、マルテンサイト変態によるプレス成形部品の高強度化を図ることもできる。このように、ホットスタンプ法は、高強度のプレス成形部品の製造に適した優れた技術である。なお、以降の説明では、ホットスタンプ法により製造されたプレス成形部品を「ホットスタンプ部品」という。 Furthermore, with hot stamping, the steel sheet is heated to a temperature in the austenite single phase region before being press-formed, and the formed product is then rapidly cooled and quenched inside the die used for press forming, thereby simultaneously forming the steel sheet and increasing the strength of the press-formed part through martensitic transformation. In this way, the hot stamping method is an excellent technology suitable for manufacturing high-strength press-formed parts. In the following explanation, press-formed parts manufactured by the hot stamping method will be referred to as "hot stamped parts".

現在、ホットスタンプ部品の一例として、比較的単純な形状を有するバンパーレインフォースメントが知られている。引張強度が1.5GPa級のホットスタンプ部品は、既に、バンパーレインフォースメントなど、例えばBピラーレインフォースメントといったボディシェルの構造部材(骨格部材)に広く用いられている。 Currently, bumper reinforcements, which have a relatively simple shape, are known as an example of hot stamped parts. Hot stamped parts with a tensile strength of 1.5 GPa are already widely used in structural members (framework members) of body shells, such as bumper reinforcements, for example B-pillar reinforcements.

近年、より高強度、特に引張強度が1.8GPa以上のホットスタンプ部品を製造することが検討されており、例えばBピラーレインフォースメントといった、衝突の際に衝撃荷重を主に負担することになるボディシェルの構造部材(骨格部材)にも、引張強度が1.8GPa以上のホットスタンプ部品を用いることが検討されている。 In recent years, there has been research into the production of hot-stamped parts with higher strength, particularly those with a tensile strength of 1.8 GPa or more. For example, there is consideration of using hot-stamped parts with a tensile strength of 1.8 GPa or more for structural members (framework members) of the body shell, such as B-pillar reinforcements, which bear the majority of the impact load during a collision.

ところが、ホットスタンプ部品の引張強度が1.8GPa以上という超高強度に達すると、ホットスタンプ部品の変形能が不足してホットスタンプ部品の耐破壊特性(例えば曲げ性)が低下し、衝突時に、ホットスタンプ部品の吸収エネルギーが低下したり、ホットスタンプ部品自体が破断したりするおそれが高まる。このため、引張強度が1.8GPa以上のホットスタンプ部品として実用化されているのは、1.8GPa級のバンパーレインフォースメントだけであり、実際、変形能の高い引張強さ1.8GPa以上のホットスタンプ部品を製造した例はこれまで報告されていない。 However, when the tensile strength of a hot stamped part reaches an ultra-high strength of 1.8 GPa or more, the deformability of the hot stamped part becomes insufficient, and the fracture resistance characteristics (e.g., bendability) of the hot stamped part decrease, and the hot stamped part's absorbed energy decreases during a collision, and the hot stamped part itself is more likely to break. For this reason, the only hot stamped parts with a tensile strength of 1.8 GPa or more that have been put into practical use are 1.8 GPa-class bumper reinforcements, and in fact, no examples of the manufacture of hot stamped parts with high deformability and a tensile strength of 1.8 GPa or more have been reported to date.

このため、引張強さが1.8GPa以上のホットスタンプ部品を製造するためには、ホットスタンプ部品に、さらに焼戻し処理を施して変形能を高める必要がある。しかし、ホットスタンプ工程に焼戻し工程を追加することは、作業効率の低下および設備費の上昇により、ホットスタンプ部品の製造コストが著しく上昇する。 For this reason, in order to manufacture hot stamped parts with a tensile strength of 1.8 GPa or more, it is necessary to further temper the hot stamped parts to increase their deformability. However, adding a tempering process to the hot stamping process significantly increases the manufacturing costs of the hot stamped parts due to reduced work efficiency and increased equipment costs.

特許文献1には、C:0.25~0.45%(本明細書では化学組成または濃度に関する「%」は特に断りがない限り「質量%」を意味する)、Mn+Cr:0.5~3.0%、さらにSi:0.5%以下、Ni:2%以下、Cu:1%以下、V:1%以下およびAl:1%以下の1種または2種以上を含有する鋼板をAc点以上(Ac点+100℃)以下の温度域に5分間以下保持した後にプレス成形を行い、次いでMs点までの冷却速度が上部臨界冷却速度以上で、かつMs点から150℃までの平均冷却速度が10~500℃/sで、冷却を行うことによって、旧オーステナイト平均粒径が10μm以下である自動焼戻しマルテンサイトにより構成される鋼組織を有し、焼入れままで靱性に優れた引張強度が1.8GPa以上のホットスタンプ部品と、このホットスタンプ部品用鋼板が開示されている。 Patent Document 1 discloses a hot stamped part having a steel structure constituted by automatically tempered martensite with an average prior austenite grain size of 10 μm or less, excellent toughness and a tensile strength of 1.8 GPa or more in an as-quenched state, and a steel sheet for this hot stamped part, which is obtained by holding a steel sheet containing C: 0.25 to 0.45% (in this specification, "%" relating to a chemical composition or concentration means "mass %" unless otherwise specified), Mn + Cr: 0.5 to 3.0%, and further containing one or more of Si: 0.5 % or less, Ni: 2% or less, Cu: 1% or less, V: 1% or less, and Al: 1% or less in a temperature range of Ac 3 point or more (Ac 3 point + 100°C) or less for 5 minutes or less, press forming, and then cooling at a cooling rate to the Ms point that is equal to or higher than the upper critical cooling rate and at an average cooling rate from the Ms point to 150°C that is 10 to 500°C/s.

特許文献2,3には、C:0.26~0.45%、Mn+Cr:0.5~3.0%、Nb:0.02~1.0%、3.42N+0.001≦Ti≦3.42N+0.5を満たす量のTi、さらにSi:0.5%以下、Ni:2%以下、Cu:1%以下、V:1%以下およびAl:1%以下の1種又は2種以上を含有する化学組成を有する鋼板をAc点以上(Ac点+100℃)以下の温度域に5分間以下保持した後にプレス成形を行い、次いでMs点までの冷却速度が上部臨界冷却速度以上で、かつMs点から150℃までの平均冷却速度が10~500℃/秒で、冷却を行うことによって、旧オーステナイト粒径10μm以下である自動焼戻しマルテンサイトを含む微細組織を有し、焼入れままで靱性に優れた引張強度が1.8GPa以上のホットスタンプ部品が開示されている。 Patent Documents 2 and 3 disclose hot stamped parts having a fine structure including automatically tempered martensite with a prior austenite grain size of 10 μm or less, and excellent toughness in an as-quenched state, and a tensile strength of 1.8 GPa or more, by holding a steel plate having a chemical composition including C: 0.26 to 0.45%, Mn + Cr: 0.5 to 3.0%, Nb: 0.02 to 1.0%, Ti in an amount satisfying 3.42N + 0.001 ≦ Ti ≦ 3.42N + 0.5, and one or more of Si: 0.5% or less, Ni: 2% or less, Cu: 1% or less, V: 1% or less, and Al: 1% or less in a temperature range of Ac 3 point or more (Ac 3 point + 100 ° C.) or less for 5 minutes or less, press forming, and then cooling at a cooling rate to the Ms point equal to or higher than the upper critical cooling rate and at an average cooling rate from the Ms point to 150 ° C. of 10 to 500 ° C./sec.

特許文献4には、C:0.25~0.40%、Si:0.05%以上0.5%未満、Mn:1.0~1.7%、P:0.020%以下、S:0.0010%未満、Al:0.002~0.06%、N:0.006%以下、Cr:0.02~0.6%、B:0.00010~0.0040%、Ti:0.005~0.04%、Nb:0.03~0.12%、残部:Feおよび不可避的不純物からなる化学組成を有し、最大長さ10μm以上の介在物および析出物の数密度が100個/mm以下であるとともに、ホットスタンプ後の旧オーステナイト粒径が10μm以下である金属組織を有する鋼板に対しホットスタンプを行うことにより得られる、1.8~2.5GPaの引張強度を有し、かつ優れた靱性を有するホットスタンプ鋼板部材が開示されている。 Patent Document 4 discloses a hot stamped steel plate member having a tensile strength of 1.8 to 2.5 GPa and excellent toughness, which is obtained by hot stamping a steel plate having a chemical composition consisting of C: 0.25 to 0.40%, Si: 0.05% or more and less than 0.5%, Mn: 1.0 to 1.7%, P: 0.020% or less, S: less than 0.0010%, Al: 0.002 to 0.06%, N: 0.006% or less, Cr: 0.02 to 0.6%, B: 0.00010 to 0.0040%, Ti: 0.005 to 0.04 %, Nb: 0.03 to 0.12%, and the balance: Fe and unavoidable impurities, and having a number density of inclusions and precipitates having a maximum length of 10 μm or more of 100 pieces/mm 2 or less and a metal structure in which the prior austenite grain size after hot stamping is 10 μm or less.

特開2006-152427号公報JP 2006-152427 A 国際公開第2007/129676号International Publication No. 2007/129676 特開2012-180594号公報JP 2012-180594 A 特開2017-43825号公報JP 2017-43825 A

特許文献1~4により開示された発明によれば、確かに、焼入れままで引張強度が1.8GPa以上のホットスタンプ部品が提供される。 The inventions disclosed in Patent Documents 1 to 4 certainly provide hot stamped parts with a tensile strength of 1.8 GPa or more in the as-quenched state.

しかし、上述したように、ボディシェルの構造部材(骨格部材)にも引張強度が1.8GPa以上のホットスタンプ部品を用いるためには、ホットスタンプ部品には、高強度化(引張強度1.8GPa以上)のみならず、さらなる変形能の改善による耐破壊特性(例えば曲げ性)の向上が必要である。このような観点から、特許文献1~4により開示されたホットスタンプ部品の変形能および耐破壊特性には、まだ改善の余地がある。 However, as mentioned above, in order to use hot stamped parts with a tensile strength of 1.8 GPa or more in the structural members (skeletal members) of the body shell, the hot stamped parts not only need to be strengthened (tensile strength of 1.8 GPa or more), but also need to have improved fracture resistance (e.g., bendability) through further improvements in deformability. From this perspective, there is still room for improvement in the deformability and fracture resistance of the hot stamped parts disclosed in Patent Documents 1 to 4.

また、ホットスタンプ部品を使用する場合、そのホットスタンプ部品の方向によって衝撃特性が異なることは望ましくない。 In addition, when using hot stamped parts, it is undesirable for the impact properties to vary depending on the orientation of the hot stamped part.

本発明は、従来の技術が有するこの課題に鑑みてなされたものであり、焼入れ後の焼戻しを行わずに、変形能と衝突時の耐破壊特性に優れ、かつ引張強さが例えば1.5GPa以上のホットスタンプ部品を製造する技術を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the problems with conventional technology, and aims to provide a technology for manufacturing hot stamped parts that have excellent deformability and fracture resistance during impact, and have a tensile strength of, for example, 1.5 GPa or more, without tempering after quenching.

一般的に、ホットスタンプ部品の引張強度が高くなると、ホットスタンプ部品の曲げ性の確保が難しくなる。本発明者らは、衝突時におけるホットスタンプ部品の耐破壊特性の改善に着目して鋭意研究を重ねた結果、以下に列記の知見A~Eを得て、本発明を完成した。 Generally, as the tensile strength of a hot stamped part increases, it becomes more difficult to ensure the bendability of the hot stamped part. As a result of extensive research focused on improving the fracture resistance of hot stamped parts during collisions, the inventors obtained the findings A to E listed below and completed the present invention.

(A)ホットスタンプ部品用鋼板について三点曲げを行ったところ、その割れ部には延伸したMnSが存在し、このMnSに起因したディンプルが破面に多数確認された。すなわち、延伸したMnSが破壊の起点になる。このため、ホットスタンプ部品用鋼板では延伸したMnSを低減する必要がある。 (A) When a steel sheet for hot stamped parts was subjected to three-point bending, elongated MnS was found in the cracked area, and many dimples caused by this MnS were confirmed on the fracture surface. In other words, the elongated MnS becomes the starting point of fracture. For this reason, it is necessary to reduce the amount of elongated MnS in steel sheets for hot stamped parts.

(B)ホットスタンプ部品を確認したところ、ホットスタンプ法ではホットスタンプ部品用鋼板をオーステナイト単相域に十分に加熱するにも拘らず、低強度化および低変形能化を引き起こす未溶解の微細なセメンタイトが多数存在した。このため、セメンタイトの溶解を促進する必要がある。 (B) When the hot stamped parts were examined, it was found that, even though the hot stamping method heats the steel plate for hot stamped parts sufficiently to the austenite single phase region, there was a large amount of undissolved fine cementite that caused low strength and low deformability. For this reason, it is necessary to promote the dissolution of cementite.

(C)変形能の低下を回避するためにNbを添加すると、Nb系炭化物が生成してボイドの生成の起点になる。ボイドの生成を抑制するためには、Nb含有量を適正化する必要がある。 (C) If Nb is added to avoid a decrease in deformability, Nb-based carbides are formed, which become the starting point for the formation of voids. In order to suppress the formation of voids, it is necessary to optimize the Nb content.

(D)すなわち、ホットスタンプ部品用鋼板およびホットスタンプ部品の製造過程において、鋼中の介在物および炭化物等の、衝突時のホットスタンプ部品の破壊の起点となる不純物をできるだけ低減することにより、ホットスタンプ部品の耐破壊特性を大きく改善することができ、これにより、例えばボディシェルの構造部材(骨格部材)にも用いることできるホットスタンプ部品を提供できる。 (D) In other words, in the manufacturing process of steel plates for hot stamped parts and hot stamped parts, impurities such as inclusions and carbides in the steel that can be the starting point of fracture in hot stamped parts during collisions can be reduced as much as possible, thereby greatly improving the fracture resistance of the hot stamped parts, and thus making it possible to provide hot stamped parts that can also be used, for example, as structural members (skeletal members) of a body shell.

(E)一方、鋼中の介在物および炭化物は完全には排除できない。逆にこれを利用すれば、ホットスタンプ部品の強度を高めることができる。 (E) On the other hand, inclusions and carbides in steel cannot be completely eliminated. On the contrary, they can be utilized to increase the strength of hot stamped parts.

本発明は以下に列記の通りである。 The present invention is as follows:

(1)化学組成が、C:0.18~0.50%、Si:0.001~2.00%、Mn:0.001~3.00%、P:0.10%以下、S:0.0015%以下、Nb:0.010~0.100%、Cr:0.001~0.50%、Al:0.0001~0.100%、Ti:0.001~0.500%、O:0.0030%未満、B:0.0006~0.0030%、N:0.0100%以下、および残部:Feおよび不純物であり、
金属組織が、マルテンサイトであり、板厚の1/4~3/4の深さ位置における100μm以上の長さを有するMnSの面積率が0.0100%以下であるとともに、鋼中に存在する粒径0.5μm以上の炭化物(セメンタイトおよびNbTi複合炭窒化物)のうち、粒径1.2μm以上の炭化物(セメンタイトおよびNbTi複合炭窒化物)の個数割合が10.0%以下である、引張強度が1.5GPa以上のホットスタンプ部品。
(1) The chemical composition is C: 0.18-0.50%, Si: 0.001-2.00%, Mn: 0.001-3.00%, P: 0.10% or less, S: 0.0015% or less, Nb: 0.010-0.100%, Cr: 0.001-0.50%, Al: 0.0001-0.100%, Ti: 0.001-0.500%, O: less than 0.0030%, B: 0.0006-0.0030%, N: 0.0100% or less, and the balance: Fe and impurities;
A hot stamped part having a tensile strength of 1.5 GPa or more, in which the metal structure is martensite, the area ratio of MnS having a length of 100 μm or more at a depth position of 1/4 to 3/4 of the plate thickness is 0.0100% or less, and the number ratio of carbides (cementite and NbTi complex carbonitrides) having a particle size of 1.2 μm or more among carbides (cementite and NbTi complex carbonitrides) having a particle size of 0.5 μm or more present in the steel is 10.0% or less.

(2)前記化学組成が、V:2.00%以下、Ta:0.50%以下、およびW:3.00%以下から選択される1種以上を有する、1項に記載のホットスタンプ部品。 (2) The hot stamped part according to claim 1, wherein the chemical composition includes one or more selected from V: 2.00% or less, Ta: 0.50% or less, and W: 3.00% or less.

(3)前記化学組成が、Ni:5.00%以下、Cu:3.00%以下、およびMo:0.50%以下から選択される1種以上を有する、1または2項に記載のホットスタンプ部品。 (3) The hot stamped part according to claim 1 or 2, wherein the chemical composition includes one or more selected from Ni: 5.00% or less, Cu: 3.00% or less, and Mo: 0.50% or less.

(4)前記化学組成が、Mg:0.0030%以下、Ca:0.0030%以下、La:0.030%以下、およびCe:0.030%以下から選択される1種以上を有する、1~3項のいずれかに記載のホットスタンプ部品。 (4) A hot stamped part according to any one of items 1 to 3, in which the chemical composition includes one or more selected from Mg: 0.0030% or less, Ca: 0.0030% or less, La: 0.030% or less, and Ce: 0.030% or less.

(5)1~4項のいずれかに記載のホットスタンプ部品を製造する方法であって、
化学組成が、C:0.18~0.50%、Si:0.001~2.00%、Mn:0.001~3.00%、P:0.10%、S:0.0015%、Nb:0.010~0.100%、Cr:0.001~0.50%、Al:0.0001~0.100%、Ti:0.001~0.500%、O:0.0030%未満、B:0.0006~0.0030%、N:0.0100%以下、および残部:Feおよび不純物であり、金属組織が、フェライトおよびパーライトの混合組織であるとともに、板厚の1/4~3/4の深さ位置における100μm以上の長さを有するMnSの面積率が0.0100%以下である鋼板をホットスタンプ成形するホットスタンプ工程と、
得られたホットスタンプ部品に、500~100℃で下記(i)式の条件を満足する熱処理を行う熱処理工程と
を含む、引張強度が1.5GPa以上のホットスタンプ部品の製造方法。
log(t)≦(625-T)/125 ・・・(i)
(i)式においてt:熱処理時間(秒)、T:熱処理温度(℃)である。
(5) A method for producing a hot stamped part according to any one of (1) to (4),
a hot stamping process for hot stamping a steel sheet having a chemical composition of C: 0.18-0.50%, Si: 0.001-2.00%, Mn: 0.001-3.00%, P: 0.10%, S: 0.0015%, Nb: 0.010-0.100%, Cr: 0.001-0.50%, Al: 0.0001-0.100%, Ti: 0.001-0.500%, O: less than 0.0030%, B: 0.0006-0.0030%, N: 0.0100% or less, and the balance: Fe and impurities, and a metal structure is a mixed structure of ferrite and pearlite, and an area ratio of MnS having a length of 100 μm or more at a depth position of 1/4 to 3/4 of the sheet thickness is 0.0100% or less;
and a heat treatment step of subjecting the obtained hot stamped part to a heat treatment at 500 to 100° C. that satisfies the condition of the following formula (i).
log(t)≦(625−T)/125 (i)
In formula (i), t is the heat treatment time (seconds), and T is the heat treatment temperature (° C.).

(6)前記化学組成が、V:2.00%以下、Ta:0.50%以下、およびW:3.00%以下から選択される1種以上を有する、5項に記載のホットスタンプ部品の製造方法。 (6) The method for manufacturing a hot stamped part according to claim 5, wherein the chemical composition includes one or more selected from V: 2.00% or less, Ta: 0.50% or less, and W: 3.00% or less.

(7)前記化学組成が、Ni:5.00%以下、Cu:3.00%以下、およびMo:0.50%以下から選択される1種以上を有する、5または6項に記載のホットスタンプ部品の製造方法。 (7) The method for manufacturing a hot stamped part according to claim 5 or 6, wherein the chemical composition includes one or more selected from Ni: 5.00% or less, Cu: 3.00% or less, and Mo: 0.50% or less.

(8)前記化学組成が、Mg:0.0030%以下、Ca:0.0030%以下、La:0.030%以下、およびCe:0.030%以下から選択される1種以上を有する、5~7項のいずれかに記載のホットスタンプ部品の製造方法。 (8) A method for manufacturing a hot stamped part according to any one of items 5 to 7, in which the chemical composition includes one or more selected from Mg: 0.0030% or less, Ca: 0.0030% or less, La: 0.030% or less, and Ce: 0.030% or less.

(9)1~4項のいずれかに記載の化学組成を有する鋼塊または鋼片を(ii)式で示されるT(℃)以上で30分間以上の時間で加熱後、1000~1150℃で粗圧延を完了し、Ae点以上で仕上圧延を完了する圧延工程と、
平均冷却速度10~200℃/秒で冷却する冷却工程と、
680~560℃で巻き取る巻取工程と、
酸洗によりスケールを除去する酸洗工程と、
圧下率10~60%で圧下する冷間圧延工程と、
730~900℃に加熱する焼鈍工程と、
焼鈍工程を経た鋼板をホットスタンプ成形するホットスタンプ工程と、
得られたホットスタンプ部品に、500~100℃で下記(i)の条件を満足する熱処理を行う熱処理工程と
を含む、引張強度が1.5GPa以上のホットスタンプ部品の製造方法。
log(t)≦(625-T)/125 ・・・(i)
T(℃)=〔0.020+(質量%Mn)(質量%S)〕/(1.9×10-5)・・・(ii)
(i)式においてt:熱処理時間(秒)、T:熱処理温度(℃)であり、(ii)式において質量%Mn,質量%SはそれぞれMn,Sの含有量を示す。
(9) A rolling step of heating a steel ingot or steel slab having a chemical composition according to any one of items 1 to 4 at a temperature of T (°C) or higher represented by formula (ii) for 30 minutes or more, completing rough rolling at 1000 to 1150°C, and completing finish rolling at Ae 3 or higher;
A cooling step of cooling at an average cooling rate of 10 to 200 ° C. / sec.
A winding process at 680 to 560°C;
A pickling process for removing scale by pickling;
A cold rolling process in which the reduction ratio is 10 to 60%;
An annealing step of heating to 730 to 900 ° C.;
a hot stamping process for hot stamping the steel sheet that has been annealed;
and a heat treatment step of subjecting the obtained hot stamped part to a heat treatment at 500 to 100° C. that satisfies the following condition (i).
log(t)≦(625−T)/125 (i)
T (° C.)=[0.020+(mass% Mn)(mass% S)]/(1.9×10 −5 ) (ii)
In formula (i), t is the heat treatment time (seconds), and T is the heat treatment temperature (° C.). In formula (ii), mass % Mn and mass % S represent the contents of Mn and S, respectively.

本発明により、焼戻しを行わずに、ホットスタンプ成形とその際の焼入れのままで、耐破壊特性に優れ、超高強度(特に引張強度が1.5GPa以上)を有するとともに耐破壊特性が大きく改善されたホットスタンプ部品を製造することが可能になる。これにより、引張強度が1.5GPa以上のホットスタンプ部品を、例えばボディシェルの構造部材(骨格部材)にも用いることが可能になるとともに、引張強度が1.5GPa以上のホットスタンプ部品の製造コストの上昇を防ぐことができる。 The present invention makes it possible to manufacture hot stamped parts that have excellent fracture resistance, ultra-high strength (particularly tensile strength of 1.5 GPa or more) and greatly improved fracture resistance, without tempering, and that are hot stamped and quenched at the time. This makes it possible to use hot stamped parts with a tensile strength of 1.5 GPa or more for structural members (framework members) of body shells, for example, and prevents an increase in the manufacturing costs of hot stamped parts with a tensile strength of 1.5 GPa or more.

本発明を説明する。 Explain the present invention.

1.本発明に係るホットスタンプ部品用鋼板
(1)化学組成
はじめに、必須元素を説明する。
1. Steel Sheet for Hot Stamped Parts According to the Present Invention (1) Chemical Composition First, essential elements will be described.

(1-1)C:0.18~0.50%
Cは、ホットスタンプ部品用鋼板の焼入れ性を高め、かつ焼入れ後のホットスタンプ部品の引張強度を主に決定する非常に重要な元素である。特に、焼入れ後のホットスタンプ部品の引張強度1.5GPa以上を確保するために、C含有量は、0.18%以上であり、0.20%以上が好ましく、0.24%以上がさらに好ましい。一方、C含有量が0.50%を超えると、焼入れ後のホットスタンプ部品の引張強度が高くなり過ぎるために靱性の劣化が著しくなる。このため、C含有量は、0.50%以下であり、0.40%以下が好ましく、0.38%以下がさらに好ましい。
(1-1) C: 0.18 to 0.50%
C is a very important element that enhances the hardenability of the steel plate for hot stamped parts and mainly determines the tensile strength of the hot stamped parts after quenching. In particular, in order to ensure that the tensile strength of the hot stamped parts after quenching is 1.5 GPa or more, the C content is 0.18% or more, preferably 0.20% or more, and more preferably 0.24% or more. On the other hand, if the C content exceeds 0.50%, the tensile strength of the hot stamped parts after quenching becomes too high, so that the toughness deteriorates significantly. For this reason, the C content is 0.50% or less, preferably 0.40% or less, and more preferably 0.38% or less.

(1-2)Si:0.001~2.00%
Siは、ホットスタンプ部品用鋼板の焼入れ性を高め、かつ焼入れ後のホットスタンプ部品の高強度を安定して達成することに効果がある。この効果を得るために、Si含有量は、0.001%以上であり、0.050%以上が好ましく、0.100%以上がさらに好ましい。一方、Si含有量が2.00%を超えても、上記効果は飽和し、コストの上昇を招くことになる。このため、Si含有量は、2.00%以下であり、1.50%以下が好ましく、1.00%以下がさらに好ましい。
(1-2) Si: 0.001 to 2.00%
Si is effective in improving the hardenability of steel sheets for hot stamped parts and stably achieving high strength of hot stamped parts after quenching. To obtain this effect, the Si content is 0.001% or more, preferably 0.050% or more, and more preferably 0.100% or more. On the other hand, even if the Si content exceeds 2.00%, the above effect is saturated and costs increase. For this reason, the Si content is 2.00% or less, preferably 1.50% or less, and more preferably 1.00% or less.

(1-3)Mn:0.001~3.00%
Mnは、ホットスタンプ部品用鋼板の焼入れ性を高め、かつ焼入れ後のホットスタンプ部品の高強度を安定して得ることに非常に効果がある元素である。Mn含有量が0.001%未満ではこの効果を十分に得られない。このため、Mn含有量は、0.001%以上であり、0.50%以上が好ましく、1.00%以上がさらに好ましい。一方、Mn含有量が3.00%を超えても、上記効果は飽和し、逆に安定して引張強度を確保することが困難となる。このため、Mn含有量は、3.00%以下であり、2.50%以下が好ましく、2.00%以下がさらに好ましい。
(1-3) Mn: 0.001 to 3.00%
Mn is an element that is very effective in improving the hardenability of steel sheets for hot stamped parts and stably obtaining high strength of hot stamped parts after quenching. If the Mn content is less than 0.001%, this effect cannot be obtained sufficiently. Therefore, the Mn content is 0.001% or more, preferably 0.50% or more, and more preferably 1.00% or more. On the other hand, even if the Mn content exceeds 3.00%, the above effect is saturated, and conversely, it becomes difficult to ensure a stable tensile strength. Therefore, the Mn content is 3.00% or less, preferably 2.50% or less, and more preferably 2.00% or less.

(1-4)P:0.10%以下
Pは焼入れ後のホットスタンプ部品の靱性を大きく劣化させるため、P含有量は少ないほど好ましいが、0.10%の含有は許容される。したがって、P含有量は、0.10%以下である。しかし、P含有量を0.001%未満に低減するには製鋼コストの上昇が避けられない。このため、P含有量は0.001%以上とすることが好ましい。
(1-4) P: 0.10% or less P significantly deteriorates the toughness of hot stamped parts after quenching, so the lower the P content, the better, but a content of 0.10% is permissible. Therefore, the P content is 0.10% or less. However, reducing the P content to less than 0.001% inevitably increases the steelmaking cost. For this reason, the P content is preferably 0.001% or more.

(1-5)S:0.0015%以下
Sは、少ないほど変形能と耐破壊特性が向上するため、S含有量は0.0015%以下とする。好ましくは0.0010%未満である。ただし、S含有量を少なくするには脱Sコストがかかるため、S含有量は、0.0001%以上とすることが好ましい。S含有量は、0.0003%以上がさらに好ましい。
(1-5) S: 0.0015% or less Since the smaller the S content, the more the deformability and fracture resistance improve, the S content is set to 0.0015% or less. It is preferably less than 0.0010%. However, since reducing the S content requires desulfurization costs, the S content is preferably set to 0.0001% or more. The S content is more preferably 0.0003% or more.

(1-6)Nb:0.010~0.100%
Nbは、ホットスタンプ部品用鋼板をAc点以上に加熱したときに、再結晶を抑制し、かつ微細な炭化物を形成してオーステナイト粒を細粒にするため、ホットスタンプ部品の靱性を大きく改善する効果を有する。この効果を得るため、Nb含有量は、0.010%以上であり、0.020%以上が好ましく、0.040%以上がさらに好ましい。一方、後述するように、Nb含有量が0.100%を超えると鋼塊または鋼片のNb炭窒化物が粗大化する。このため、Nb含有量は、0.100%以下であり、0.080%以下が好ましく、0.06%以下がさらに好ましい。
(1-6) Nb: 0.010 to 0.100%
Nb has the effect of suppressing recrystallization and forming fine carbides to refine austenite grains when a steel sheet for hot stamped parts is heated to Ac 3 or higher, and thus greatly improving the toughness of the hot stamped parts. To obtain this effect, the Nb content is 0.010% or more, preferably 0.020% or more, and more preferably 0.040% or more. On the other hand, as described below, if the Nb content exceeds 0.100%, the Nb carbonitrides in the steel ingot or steel billet become coarse. For this reason, the Nb content is 0.100% or less, preferably 0.080% or less, and more preferably 0.06% or less.

(1-7)Cr:0.001~0.50%
Crは、ホットスタンプ部品用鋼板の焼入れ性を高め、かつ焼入れ後のホットスタンプ部品の高強度を安定して得ることに非常に効果がある元素である。この効果を得るために、Cr含有量は、0.001%以上であり、0.10%以上が好ましく、0.20%以上がさらに好ましい。一方、Cr含有量が0.50%を超えても、上記効果は飽和し、逆に安定して引張強度を確保することが困難となる。このため、Cr含有量は、0.50%以下であり、0.40%以下が好ましく、0.30%以下がさらに好ましい。
(1-7) Cr: 0.001 to 0.50%
Cr is an element that is very effective in improving the hardenability of steel sheets for hot stamped parts and stably obtaining high strength of hot stamped parts after quenching. To obtain this effect, the Cr content is 0.001% or more, preferably 0.10% or more, and more preferably 0.20% or more. On the other hand, even if the Cr content exceeds 0.50%, the above effect is saturated, and conversely, it becomes difficult to ensure a stable tensile strength. For this reason, the Cr content is 0.50% or less, preferably 0.40% or less, and more preferably 0.30% or less.

(1-8)Al:0.0001~0.100%
Alは、ホットスタンプ部品用鋼板の焼入れ性を高め、かつ焼入れ後のホットスタンプ部品の引張強度を安定して確保することに効果がある元素である。この効果を得るため、Al含有量は、0.0001%以上であり、0.010%以上が好ましく、0.020%以上がさらに好ましい。一方、Al含有量が0.100%を超えても、上記効果は飽和し、コストが嵩むだけとなる。このため、Al含有量は、0.100%以下であり、0.060%以下が好ましく、0.040%以下がさらに好ましい。
(1-8) Al: 0.0001 to 0.100%
Al is an element that is effective in improving the hardenability of a steel sheet for hot stamped parts and stably ensuring the tensile strength of the hot stamped parts after quenching. To obtain this effect, the Al content is 0.0001% or more, preferably 0.010% or more, and more preferably 0.020% or more. On the other hand, even if the Al content exceeds 0.100%, the above effect is saturated and the cost only increases. For this reason, the Al content is 0.100% or less, preferably 0.060% or less, and more preferably 0.040% or less.

(1-9)Ti:0.001~0.500%
Tiは、ホットスタンプ部品用鋼板をAc点以上に加熱したときに、再結晶を抑制し微細な炭化物を形成してオーステナイト粒を細粒にするためにホットスタンプ部品の靱性を大きく改善する効果を奏する。この効果を確実に得るために、Ti含有量は、0.001%以上であり、0.010%以上が好ましく、0.020%以上がさらに好ましい。一方、Ti含有量が0.500%を超えても、上記効果は飽和し、コストが嵩むだけとなる。このため、Ti含有量は、0.500%以下であり、0.100%以下が好ましく、0.050%以下がさらに好ましい。
(1-9) Ti: 0.001 to 0.500%
Ti has the effect of suppressing recrystallization and forming fine carbides to refine austenite grains when a steel sheet for hot stamped parts is heated to Ac 3 or higher, thereby greatly improving the toughness of the hot stamped parts. In order to reliably obtain this effect, the Ti content is 0.001% or more, preferably 0.010% or more, and more preferably 0.020% or more. On the other hand, even if the Ti content exceeds 0.500%, the above effect is saturated and the cost only increases. For this reason, the Ti content is 0.500% or less, preferably 0.100% or less, and more preferably 0.050% or less.

(1-10)O:0.0030%未満
Oは、不純物として鋼中に存在する。Oが存在すると、酸化物を形成し耐破壊特性を低下させるために、O含有量は少ないほうが好ましいが、0.0030%程度の含有は許容される。このため、O含有量は0.0030%未満である。
(1-10) O: Less than 0.0030% O exists in steel as an impurity. If O exists, it forms oxides and reduces the fracture resistance properties, so it is preferable that the O content is small, but a content of about 0.0030% is permissible. For this reason, the O content is less than 0.0030%.

(1-11)B:0.0006~0.0030%
Bは、ホットスタンプ部品用鋼板の焼入れ性を高め、かつ焼入れ後のホットスタンプ部品の引張強度を安定して確保する効果を高めることに有効である。また、Bは、結晶粒界に偏析して粒界強度を高め、ホットスタンプ部品の靱性を向上させる点でも重要な元素である。さらに、Bは、ホットスタンプ部品用鋼板の加熱時のオーステナイト粒の成長を抑制する効果も高い。この効果を得るため、B含有量は、0.0006%以上であり、0.001%以上が好ましく、0.0015%以上がさらに好ましい。一方、B含有量が0.0030%を超えても、上記効果は飽和し、コストが嵩むだけとなる。このため、B含有量は、0.0030%以下であり、0.0025%以下が好ましく、0.0020%以下がさらに好ましい。
(1-11) B: 0.0006 to 0.0030%
B is effective in improving the hardenability of the steel sheet for hot stamped parts and in enhancing the effect of stably securing the tensile strength of the hot stamped parts after quenching. In addition, B is an important element in that it segregates at the grain boundaries to increase the grain boundary strength and improve the toughness of the hot stamped parts. Furthermore, B has a high effect of suppressing the growth of austenite grains during heating of the steel sheet for hot stamped parts. In order to obtain this effect, the B content is 0.0006% or more, preferably 0.001% or more, and more preferably 0.0015% or more. On the other hand, even if the B content exceeds 0.0030%, the above effect is saturated and the cost is only increased. For this reason, the B content is 0.0030% or less, preferably 0.0025% or less, and more preferably 0.0020% or less.

(1-12)N:0.0100%以下
Nは、不純物として鋼中に存在する。Nが存在すると、Bと結合しBNを生成し、Bの効果を減少させるため、N含有量は少ないほうが好ましいが、0.0100%程度の含有は許容される。このため、N含有量は、0.0100%以下であり、0.0080%以下が好ましく、0.0060%以下がさらに好ましい。
(1-12) N: 0.0100% or less N exists in steel as an impurity. When N exists, it bonds with B to form BN, which reduces the effect of B, so a small N content is preferable, but a content of about 0.0100% is permissible. For this reason, the N content is 0.0100% or less, preferably 0.0080% or less, and more preferably 0.0060% or less.

次に、任意元素を説明する。 Next, we will explain optional elements.

(1-13)V:2.00%以下
Vは、ホットスタンプ部品用鋼板の焼入れ性を高め、かつ焼入れ後のホットスタンプ部品の引張強度を安定して確保することに効果がある元素である。しかし、V含有量が2.00%を超えても上記効果は飽和し、コストが嵩むだけとなる。このため、V含有量は、2.00%以下であり、1.50%以下が好ましく、1.00%以下がさらに好ましい。上記効果を確実に得るためには、V含有量は、0.001%以上であり、0.10%以上が好ましく、0.20%以上がさらに好ましい。
(1-13) V: 2.00% or less V is an element that is effective in improving the hardenability of steel sheets for hot stamped parts and stably ensuring the tensile strength of hot stamped parts after quenching. However, even if the V content exceeds 2.00%, the above effect is saturated and the cost only increases. For this reason, the V content is 2.00% or less, preferably 1.50% or less, and more preferably 1.00% or less. In order to reliably obtain the above effect, the V content is 0.001% or more, preferably 0.10% or more, and more preferably 0.20% or more.

(1-14)Ta:0.50%以下
Taは、ホットスタンプ部品用鋼板の焼入れ性を高め、かつ焼入れ後のホットスタンプ部品の引張強度を安定して確保することに効果がある元素である。しかし、Ta含有量が0.50%を超えると上記効果は飽和し、コストが嵩むだけとなる。このため、Ta含有量は、0.50%以下であり、0.40%以下が好ましく、0.30%以下がさらに好ましい。上記効果を確実に得るためには、Ta含有量は、0.001%以上であり、0.005%以上が好ましく、0.10%以上がさらに好ましい。
(1-14) Ta: 0.50% or less Ta is an element that is effective in improving the hardenability of steel sheets for hot stamped parts and stably ensuring the tensile strength of hot stamped parts after quenching. However, if the Ta content exceeds 0.50%, the above effect is saturated and the cost only increases. For this reason, the Ta content is 0.50% or less, preferably 0.40% or less, and more preferably 0.30% or less. In order to reliably obtain the above effect, the Ta content is 0.001% or more, preferably 0.005% or more, and more preferably 0.10% or more.

(1-15)W:3.00%以下
Wは、ホットスタンプ部品用鋼板の焼入れ性を高め、かつ焼入れ後のホットスタンプ部品の引張強度を安定して確保することに効果がある元素である。しかし、W含有量が3.00%を超えると上記効果は飽和し、コストが嵩むだけとなる。このため、W含有量は、3.00%以下であり、2.00%以下が好ましく、1.00%以下がさらに好ましい。上記効果を確実に得るためには、W含有量は、0.01%以上であり、0.05%以上が好ましく、0.10%以上がさらに好ましい。
(1-15) W: 3.00% or less W is an element that is effective in improving the hardenability of steel sheets for hot stamped parts and stably ensuring the tensile strength of hot stamped parts after quenching. However, when the W content exceeds 3.00%, the above effect is saturated and the cost only increases. For this reason, the W content is 3.00% or less, preferably 2.00% or less, and more preferably 1.00% or less. In order to reliably obtain the above effect, the W content is 0.01% or more, preferably 0.05% or more, and more preferably 0.10% or more.

(1-16)Ni:5.00%以下
Niは、ホットスタンプ部品用鋼板の焼入れ性を高め、かつ焼入れ後のホットスタンプ部品の引張強度を安定して確保することに効果がある元素である。しかし、Ni含有量が5.00%を超えると上記効果は飽和し、コストが嵩むだけとなる。このため、Ni含有量は、5.00%以下であり、3.00%以下が好ましく、2.00%以下がさらに好ましい。上記効果を確実に得るためには、Ni含有量は、0.01%以上であり、0.10%以上が好ましく、0.20%以上がさらに好ましい。
(1-16) Ni: 5.00% or less Ni is an element that is effective in improving the hardenability of steel sheets for hot stamped parts and stably ensuring the tensile strength of hot stamped parts after quenching. However, when the Ni content exceeds 5.00%, the above effect is saturated and the cost only increases. For this reason, the Ni content is 5.00% or less, preferably 3.00% or less, and more preferably 2.00% or less. In order to reliably obtain the above effect, the Ni content is 0.01% or more, preferably 0.10% or more, and more preferably 0.20% or more.

(1-17)Cu:3.00%以下
Cuは、ホットスタンプ部品用鋼板の焼入れ性を高め、かつ焼入れ後のホットスタンプ部品の引張強度を安定して確保することに効果がある元素である。しかし、Cu含有量が3.00%を超えても上記効果は飽和し、コストが嵩むだけとなる。このため、Cu含有量は3.00%以下であり、2.00%以下が好ましく、1.00%以下がさらに好ましい。上記効果を確実に得るためには、Cu含有量は、0.01%以上であり、0.20%以上が好ましく、0.50%以上がさらに好ましい。
(1-17) Cu: 3.00% or less Cu is an element that is effective in improving the hardenability of steel sheets for hot stamped parts and stably ensuring the tensile strength of hot stamped parts after quenching. However, even if the Cu content exceeds 3.00%, the above effect is saturated and the cost only increases. For this reason, the Cu content is 3.00% or less, preferably 2.00% or less, and more preferably 1.00% or less. In order to reliably obtain the above effect, the Cu content is 0.01% or more, preferably 0.20% or more, and more preferably 0.50% or more.

(1-18)Mo:0.50%以下
Moは、ホットスタンプ部品用鋼板の焼入れ性を高め、かつ焼入れ後のホットスタンプ部品の引張強度を安定して確保することに効果がある元素である。しかし、Mo含有量が0.50%を超えても上記効果は飽和し、コストが嵩むだけとなる。このため、Mo含有量は0.50%以下であり、0.40%以下が好ましく、0.30%以下がさらに好ましい。上記効果を確実に得るためには、Mo含有量は、0.005%以上であり、0.10%以上が好ましく、0.20%以上がさらに好ましい。
(1-18) Mo: 0.50% or less Mo is an element that is effective in improving the hardenability of steel sheets for hot stamped parts and stably ensuring the tensile strength of hot stamped parts after quenching. However, even if the Mo content exceeds 0.50%, the above effect is saturated and the cost only increases. For this reason, the Mo content is 0.50% or less, preferably 0.40% or less, and more preferably 0.30% or less. In order to reliably obtain the above effect, the Mo content is 0.005% or more, preferably 0.10% or more, and more preferably 0.20% or more.

(1-19)Mg:0.0030%以下
Mgは、鋼中の介在物を微細化し、焼入れ後のホットスタンプ部品の靱性を向上させる効果を有する。しかし、Mg含有量が0.0030%を超えるとこの効果は飽和し、コストが嵩む。このため、Mg含有量は、0.0030%以下であり、0.0025%以下が好ましく、0.0020%以下がさらに好ましい。上記効果を確実に得るためには、Mg含有量は、0.0005%以上であり、0.0010%以上が好ましく、0.0015%以上がさらに好ましい。
(1-19) Mg: 0.0030% or less Mg has the effect of refining inclusions in steel and improving the toughness of hot stamped parts after quenching. However, when the Mg content exceeds 0.0030%, this effect saturates and the cost increases. For this reason, the Mg content is 0.0030% or less, preferably 0.0025% or less, and more preferably 0.0020% or less. In order to reliably obtain the above effect, the Mg content is 0.0005% or more, preferably 0.0010% or more, and more preferably 0.0015% or more.

(1-20)Ca:0.0030%以下
Caは、鋼中の介在物を微細化し、焼入れ後のホットスタンプ部品の靱性を向上させる効果を有する。しかし、Ca含有量が0.0030%を超えるとこの効果は飽和し、コストが嵩む。このため、Ca含有量は、0.0030%以下であり、0.0025%以下が好ましく、0.0020%以下がさらに好ましい。上記効果を確実に得るためには、Ca含有量は、0.0005%以上であり、0.0010%以上が好ましく、0.0015%以上がさらに好ましい。
(1-20) Ca: 0.0030% or less Ca has the effect of refining inclusions in steel and improving the toughness of hot stamped parts after quenching. However, when the Ca content exceeds 0.0030%, this effect saturates and the cost increases. For this reason, the Ca content is 0.0030% or less, preferably 0.0025% or less, and more preferably 0.0020% or less. In order to reliably obtain the above effect, the Ca content is 0.0005% or more, preferably 0.0010% or more, and more preferably 0.0015% or more.

(1-21)La:0.030%以下
Laは、鋼中の介在物を微細化し、焼入れ後のホットスタンプ部品の靱性を向上させる効果を有する。しかし、La含有量が0.030%を超えるとこの効果は飽和し、コストが嵩む。このため、La含有量は、0.030%以下であり、0.020%以下が好ましく、0.010%以下がさらに好ましい。上記効果を確実に得るためには、La含有量は、0.001%以上であり、0.003%以上が好ましく、0.005%以上がさらに好ましい。
(1-21) La: 0.030% or less La has the effect of refining inclusions in steel and improving the toughness of hot stamped parts after quenching. However, when the La content exceeds 0.030%, this effect saturates and the cost increases. For this reason, the La content is 0.030% or less, preferably 0.020% or less, and more preferably 0.010% or less. In order to reliably obtain the above effect, the La content is 0.001% or more, preferably 0.003% or more, and more preferably 0.005% or more.

(1-22)Ce:0.030%以下
Ceは、鋼中の介在物を微細化し、焼入れ後のホットスタンプ部品の靱性を向上させる効果を有する。しかし、Ce含有量が0.030%を超えるとこの効果は飽和し、コストが嵩む。このため、Ce含有量は、0.030%以下であり、0.025%以下が好ましく、0.020%以下がさらに好ましい。上記効果を確実に得るためには、Ce含有量は、0.001%以上であり、0.005%以上が好ましく、0.010%以上がさらに好ましい。
(1-22) Ce: 0.030% or less Ce has the effect of refining inclusions in steel and improving the toughness of hot stamped parts after quenching. However, when the Ce content exceeds 0.030%, this effect saturates and the cost increases. Therefore, the Ce content is 0.030% or less, preferably 0.025% or less, and more preferably 0.020% or less. In order to reliably obtain the above effect, the Ce content is 0.001% or more, preferably 0.005% or more, and more preferably 0.010% or more.

上記以外の残部は、Feおよび不純物である。不純物としては、鉱石およびスクラップ等の原材料に含まれるもの、製造工程において含まれるもの、が例示される。 The remainder is Fe and impurities. Examples of impurities include those contained in raw materials such as ore and scrap, and those contained during the manufacturing process.

(2)金属組織
(2-1)マルテンサイト組織
本発明に係るホットスタンプ部品はホットスタンプにより焼入れされたものであるため、その金属組織はマルテンサイト組織である。マルテンサイト組織には、特許文献1~3に開示される自動焼戻しマルテンサイトが含まれる。自動焼戻しマルテンサイトとは、焼戻しのための熱処理を行うことなく焼入れ時の冷却中に生成した焼戻しマルテンサイトであり、ラス内部に微細セメンタイトが析出していることにより完全マルテンサイトと区別される。
(2) Metal structure (2-1) Martensite structure The hot stamped part according to the present invention is quenched by hot stamping, and therefore the metal structure is a martensite structure. The martensite structure includes the automatically tempered martensite disclosed in Patent Documents 1 to 3. The automatically tempered martensite is tempered martensite that is formed during cooling at the time of quenching without performing heat treatment for tempering, and is distinguished from complete martensite by the precipitation of fine cementite inside the laths.

(2-2)板厚の1/4~3/4の深さ位置における100μm以上の長さを有するMnSの面積率:0.0100%以下
連続鋳造により製造したスラブの中心部は偏析が多くなる。スラブを圧延し薄板としても偏析は引き継がれ、薄板の中央部には偏析が多くなる。このため、本発明では、板厚中心部(1/4~3/4t)の位置に着目する。
(2-2) Area ratio of MnS having a length of 100 μm or more at a depth position of 1/4 to 3/4 of the plate thickness: 0.0100% or less Segregation is increased in the center of a slab produced by continuous casting. Even when the slab is rolled into a thin plate, the segregation is continued, and there is a lot of segregation in the center of the thin plate. For this reason, in the present invention, attention is paid to the position of the center of the plate thickness (1/4 to 3/4t).

MnSは割れの起点になることは知られている。本発明では、鋼中のS含有量を減少させることによりMnSの生成を抑制する。しかし、ホットスタンプ部品用鋼板の方向により異方性が大きいと、ホットスタンプメーカーでの製造オペレーティングが困難になるだけではなく、ホットスタンプ部品の特性に不具合が生じるおそれがある。 It is known that MnS can be the starting point of cracks. In the present invention, the formation of MnS is suppressed by reducing the S content in the steel. However, if the anisotropy is large depending on the direction of the steel sheet for hot stamped parts, not only will it be difficult for hot stamp manufacturers to carry out manufacturing operations, but there is also a risk of problems occurring in the characteristics of the hot stamped parts.

本発明者らは、この異方性の原因について詳細に調査したところ、MnSが靭性の異方性を悪化させる原因であることを知見した。MnSは、延伸し易い介在物である。MnSの長さが100μm以上になると、MnSの延伸に伴う異方性が大きくなる。ただし、100μm以上のMnSが鋼中に存在していても、その面積率が0.0100%以下であれば特に異方性の問題は生じない。 The inventors conducted a detailed investigation into the cause of this anisotropy and discovered that MnS is the cause of the deterioration of the anisotropy of toughness. MnS is an inclusion that is easily stretched. When the length of MnS is 100 μm or more, the anisotropy associated with the stretching of MnS becomes large. However, even if MnS of 100 μm or more is present in steel, there is no particular problem of anisotropy as long as its area ratio is 0.0100% or less.

したがって、本発明では、長さ100μm以上のMnSの面積率を0.0100%以下と規定する。なお、MnSの面積率の下限は特に規定しないが、鋼中に存在するMnおよびSの含有量を考えれば、100μm以下のMnSも含めて0.0001%以上のMnSは存在する。 Therefore, in the present invention, the area ratio of MnS with a length of 100 μm or more is specified to be 0.0100% or less. Note that there is no particular lower limit for the area ratio of MnS, but considering the contents of Mn and S present in the steel, there will be 0.0001% or more of MnS, including MnS with a length of 100 μm or less.

(2-3)鋼中に存在する粒径0.5μm以上の炭化物のうち、粒径1.2μm以上の炭化物(セメンタイトおよびNbTi複合炭窒化物)の個数割合:10.0%以下
本発明では、NbおよびTiを必須元素として含有するため、NbとTiの複合炭窒化物NbTi(C,N)が生成する。スラブ段階での複合炭窒化物NbTi(C,N)は粗大であり、これが圧延後の鋼板に残存すると、ホットスタンプ部品用鋼板あるいはホットスタンプ部品の靭性の低下の原因となる。
(2-3) Proportion of the number of carbides (cementite and NbTi composite carbonitrides) with a grain size of 1.2 μm or more among carbides with a grain size of 0.5 μm or more present in the steel: 10.0% or less In the present invention, since Nb and Ti are contained as essential elements, a composite carbonitride of Nb and Ti, NbTi(C,N), is generated. The composite carbonitride NbTi(C,N) at the slab stage is coarse, and if it remains in the steel plate after rolling, it will cause a decrease in the toughness of the steel plate for hot stamped parts or the hot stamped parts.

また、ホットスタンプ部品用鋼板にセメンタイト(FeC)が溶けずに残存すると、ホットスタンプ部品用鋼板を加熱中にオーステナイト中に溶解し、オーステナイト中のC濃度を上昇させる。ホットスタンプ工程での加熱が不十分な場合、例えば、製造効率を高めるために急速加熱して短時間加熱とした場合には、セメンタイトの溶解が不十分となり、ホットスタンプ部品の靭性の低下につながる。 Furthermore, if cementite (Fe 3 C) remains undissolved in the steel sheet for hot stamped parts, it dissolves in austenite during heating of the steel sheet for hot stamped parts, increasing the concentration of C in the austenite. If heating in the hot stamping process is insufficient, for example, if heating is performed quickly for a short period of time to improve manufacturing efficiency, cementite will not dissolve sufficiently, leading to a decrease in the toughness of the hot stamped part.

このように複合炭窒化物NbTi(C,N)およびセメンタイト(以下、合わせて「炭化物」という。)が存在すると、靭性の低下が生じる。一方で、微細な複合炭窒化物NbTi(C,N)には、ピン止め作用による析出強化により鋼板の強度を高める効果がある。このことから、微細な複合炭窒化物NbTi(C,N)は一定量存在させておく必要がある。 In this way, the presence of compound carbonitride NbTi(C,N) and cementite (hereinafter collectively referred to as "carbides") reduces toughness. On the other hand, fine compound carbonitride NbTi(C,N) has the effect of increasing the strength of the steel plate by precipitation strengthening due to its pinning action. For this reason, it is necessary to maintain a certain amount of fine compound carbonitride NbTi(C,N).

本発明者らは、炭化物と靭性の関係について詳細に調査したところ、炭化物の種類によらず、一部の粗大な炭化物が多く存在するとホットスタンプ部品用鋼板あるいはホットスタンプ部品の靭性が低下することを知見した。すなわち、鋼中に存在する粒径0.5μm以上の炭化物のうち、粒径1.2μm以上の炭化物の個数割合が10.0%以下である場合にホットスタンプ部品用鋼板あるいはホットスタンプ部品の靭性を確保できる。 The inventors conducted a detailed investigation into the relationship between carbides and toughness and found that, regardless of the type of carbide, the presence of a large amount of some coarse carbides reduces the toughness of the steel plate for hot stamped parts or the hot stamped parts. In other words, the toughness of the steel plate for hot stamped parts or the hot stamped parts can be ensured when the proportion of carbides with a grain size of 1.2 μm or more among the carbides with a grain size of 0.5 μm or more present in the steel is 10.0% or less.

また、粒径1.2μm未満の複合炭窒化物NbTi(C,N)は鋼板の強度向上に寄与する。一方、粒径1.2μm未満のセメンタイトはホットスタンプ工程で容易に溶解させることができ、ホットスタンプ部品の靭性が低下することはない。言い換えれば、単に炭化物を減少させるのではなく、あえて鋼板中に存在する粒径0.5μm以上1.2μm未満の比較的微細な炭化物の個数割合が90.0%超とすれば、ホットスタンプ部品の強度と靭性を両立できる。 In addition, NbTi(C,N) composite carbonitrides with a grain size of less than 1.2 μm contribute to improving the strength of the steel plate. On the other hand, cementite with a grain size of less than 1.2 μm can be easily dissolved in the hot stamping process, and the toughness of the hot stamped part does not decrease. In other words, rather than simply reducing the amount of carbides, if the proportion of relatively fine carbides with a grain size of 0.5 μm or more and less than 1.2 μm in the steel plate is made to exceed 90.0%, the strength and toughness of the hot stamped part can be achieved at the same time.

なお、粒径0.5μm未満の微細な炭化物を除いた個数割合で粒径1.2μm以上の炭化物の個数割合を規定するのは、微細な炭化物が組織観察により観察できない場合もあることによる。 The reason why the number percentage of carbides with a grain size of 1.2 μm or more is specified as the number percentage excluding fine carbides with a grain size of less than 0.5 μm is that fine carbides may not be observed by tissue observation.

なお、マルテンサイトの面積率、MnSの面積率、ならびに炭化物の個数割合は、例えば、実施例に記載の方法で測定することができる。 The area ratio of martensite, the area ratio of MnS, and the number ratio of carbides can be measured, for example, by the method described in the examples.

(3)用途
ホットスタンプ部品の対象としては、バンパーレインフォースメントおよび自動車のボディシェルの構造部材(例えばAピラーレインフォースメント,Bピラーレインフォースメント,フロントサイドメンバ,リアーサイドメンバ,ルーフレール,各種クロスメンバ等)が例示される。
(3) Applications Examples of hot stamped parts include bumper reinforcement and structural members of automobile body shells (e.g., A-pillar reinforcement, B-pillar reinforcement, front side members, rear side members, roof rails, various cross members, etc.).

2.本発明に係るホットスタンプ部品の製造方法
次に、本発明に係るホットスタンプ部品の製造方法を説明する。
2. Manufacturing Method of Hot Stamped Component According to the Present Invention Next, a manufacturing method of a hot stamped component according to the present invention will be described.

(1)圧延工程
上述した化学組成を有する鋼塊または鋼片を、(ii)式:T(℃)=〔0.020+(質量%Mn)(質量%S)〕/(1.9×10-5)(質量%Mn,質量%SはそれぞれMn,Sの含有量を示す。)で示される温度T(℃)以上で30分間以上の時間で加熱後、1000~1150℃で粗圧延を完了する。
(1) Rolling step A steel ingot or slab having the above-mentioned chemical composition is heated to a temperature T (°C) or higher represented by the formula (ii): T (°C) = [0.020 + (mass % Mn) (mass % S)] / (1.9 × 10-5 ) (mass % Mn and mass % S indicate the Mn and S contents, respectively), for 30 minutes or longer, and then rough rolling is completed at 1000 to 1150°C.

鋼塊または鋼片の加熱によりMnS,NbTi(C,N)が固溶する。冷却すれば、再度析出するが、固溶させた後に再析出させれば、これらの介在物は微細に分散し、100μm以上の長さのMnS,直径1.2μm以上のNbTi(C,N)は生成し難くなる。 MnS and NbTi (C, N) are dissolved when steel ingots or steel pieces are heated. If cooled, they will precipitate again, but if they are reprecipitated after dissolving, these inclusions will be finely dispersed, and it will be difficult to produce MnS with a length of 100 μm or more, or NbTi (C, N) with a diameter of 1.2 μm or more.

MnSは、1200~1250℃程度で固溶する。また、NbTi(C,N)は、1150℃以上でNbが優先的に固溶し、さらに温度を上げるとTiも固溶する。Nbが優先的に固溶すれば、その後の冷却過程においてNbTi(C,N)が微細に再析出する。このため、MnSとNbTi(C,N)の両方を固溶させ微細析出させるために、鋼塊または鋼片の加熱温度は、(ii)式により規定される温度T℃以上であり、好ましくは1200℃以上である。 MnS dissolves at around 1200 to 1250°C. In addition, NbTi(C,N) dissolves preferentially at 1150°C or higher, and Ti also dissolves when the temperature is further increased. If Nb dissolves preferentially, NbTi(C,N) will finely reprecipitate during the subsequent cooling process. For this reason, in order to dissolve both MnS and NbTi(C,N) and cause them to finely precipitate, the heating temperature of the steel ingot or steel slab must be equal to or higher than the temperature T°C defined by formula (ii), and preferably equal to or higher than 1200°C.

一方、鋼塊または鋼片の加熱温度を高くし過ぎると、エネルギーコストが嵩むことから、鋼塊または鋼片の加熱温度は、好ましくは1350℃以下であり、さらに好ましくは1300℃以下である。 On the other hand, if the heating temperature of the steel ingot or steel billet is too high, the energy costs will increase, so the heating temperature of the steel ingot or steel billet is preferably 1350°C or less, and more preferably 1300°C or less.

また、鋼塊または鋼片を十分に均熱化するためには、30分間以上の加熱が有効である。しかし、鋼塊または鋼片の加熱時間が2.0時間を超えるとエネルギーコストが嵩むことから、鋼塊または鋼片の加熱時間は、2.0時間以下であることが好ましい。 In order to sufficiently uniformly heat the steel ingot or billet, it is effective to heat it for 30 minutes or more. However, if the heating time of the steel ingot or billet exceeds 2.0 hours, the energy cost increases, so it is preferable that the heating time of the steel ingot or billet is 2.0 hours or less.

鋼塊または鋼片を以上のように加熱した後、粗圧延を開始し、1000~1150℃で粗圧延を完了する。粗圧延の終了温度が1000℃未満であると、後述する仕上圧延の完了温度を満足することができなくなる。一方、粗圧延の終了温度が1150℃を超えると、再結晶は進行するものの、結晶粒の粗大化が進行し、仕上圧延での結晶粒の粗大化につながる。 After the steel ingot or billet is heated as described above, rough rolling begins and is completed at 1000-1150°C. If the end temperature of rough rolling is less than 1000°C, the end temperature of finish rolling, described below, cannot be met. On the other hand, if the end temperature of rough rolling exceeds 1150°C, recrystallization will proceed, but the crystal grains will become coarser, leading to coarser crystal grains during finish rolling.

この後、Ae点以上で仕上圧延を完了する。Ae点より低い温度で熱間圧延を施すと、加工フェライトが残存し、延性が大幅に劣化するからである。本発明の化学組成系では、熱間圧延の完了温度がAe点以上であれば、これらの問題は生じない。一方、熱間圧延完了温度が1050℃を超えると、スケール噛み込み等の表面欠陥を生じるおそれがある。したがって、熱間圧延の完了温度は1050℃以下であることが好ましい。 After this, the finish rolling is completed at Ae 3 or higher. If hot rolling is performed at a temperature lower than Ae 3 , processed ferrite remains and ductility is significantly deteriorated. In the chemical composition system of the present invention, these problems do not occur if the hot rolling completion temperature is Ae 3 or higher. On the other hand, if the hot rolling completion temperature exceeds 1050 ° C, surface defects such as scale bite may occur. Therefore, it is preferable that the hot rolling completion temperature is 1050 ° C or lower.

なお、Ae点は下記式に従って算出する。
Ae(℃)=937-477C+56Si-20Mn-16Cu-15Ni-5Cr+38Mo+136Ti-19Nb+198Al+3315B
但し、上記式中の元素記号は、鋼板中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表し、含有されない場合には0を代入するものとする。
The Ae3 point is calculated according to the following formula.
Ae3 (℃) = 937 - 477C + 56Si - 20Mn - 16Cu - 15Ni - 5Cr + 38Mo + 136Ti - 19Nb + 198Al + 3315B
In the above formula, the element symbols represent the content (mass%) of each element contained in the steel sheet, and 0 is substituted when the element is not contained.

(2)冷却工程
仕上圧延終了後、10~200℃/秒の平均冷却速度で冷却する。これにより、熱間圧延後における上述した析出物の析出および成長を抑制できる。平均冷却速度の下限は、20℃/秒が好ましく、30℃/秒がより好ましい。一方、平均冷却速度の上限は、150℃/秒が好ましく、100℃/秒がより好ましい。
(2) Cooling step After the finish rolling is completed, the steel sheet is cooled at an average cooling rate of 10 to 200°C/sec. This makes it possible to suppress the precipitation and growth of the above-mentioned precipitates after hot rolling. The lower limit of the average cooling rate is preferably 20°C/sec, and more preferably 30°C/sec. On the other hand, the upper limit of the average cooling rate is preferably 150°C/sec, and more preferably 100°C/sec.

(3)巻取工程
熱間圧延後には、680~560℃でコイルに巻取る。巻取り温度が680℃以下であることにより上記析出物の粗大化を防止することができる。一方、巻取り温度が560℃未満であると、ベイナイト主体の組織となり、熱間圧延に引き続いて行われる冷間圧延での圧延荷重が高くなり、冷間圧延性が低下する。このため、巻取温度は、560℃以上であり、好ましくは600℃以上である。
(3) Winding process After hot rolling, the steel sheet is wound into a coil at 680 to 560°C. By setting the winding temperature at 680°C or less, it is possible to prevent the above-mentioned precipitates from becoming coarse. On the other hand, if the winding temperature is less than 560°C, the structure will be mainly composed of bainite, and the rolling load in the cold rolling performed subsequent to the hot rolling will increase, resulting in a deterioration in cold rolling properties. For this reason, the winding temperature is 560°C or more, and preferably 600°C or more.

(4)酸洗工程
熱間圧延後にコイルに巻取られたコイル(鋼帯)を一旦巻き戻してから酸洗して、表面に生成したスケールの除去処理(脱スケール)を行う。
(4) Pickling Step The coil (steel strip) wound into a coil after hot rolling is once uncoiled and then pickled to remove scale formed on the surface (descaling).

(5)冷間圧延工程
酸洗後に、10~60%の圧下率で冷間圧延を行う。冷間圧延は、周知慣用の条件で行えばよい。圧下率が10%未満では、焼鈍後の組織が混粒となりやすく焼入れ性のばらつきを生じ、硬度のばらつきが出やすくなる。一方、圧下率が60%超では冷間圧延時の負荷が大きくなり工業レベルで圧延を行うことがコスト的にも難しくなる。
(5) Cold rolling process After pickling, cold rolling is performed at a rolling reduction of 10 to 60%. Cold rolling may be performed under well-known and commonly used conditions. If the rolling reduction is less than 10%, the structure after annealing tends to be mixed grain, which causes variation in hardenability and tends to cause variation in hardness. On the other hand, if the rolling reduction exceeds 60%, the load during cold rolling becomes large, making it difficult and cost-effective to perform rolling at an industrial level.

(6)焼鈍工程
冷間圧延後に、730~900℃に加熱する焼鈍を行う。冷間圧延後の焼鈍は、セメンタイトへのCr,Mnの濃化を防止する観点から、オーステナイト相が析出する730℃以上とし、オーステナイト相を活用してセメンタイトの再溶解を促進するとともにセメンタイトへのCr、Mn濃化を抑制する。しかし、焼鈍温度が900℃を超えると、この効果が飽和するだけでなく、工業的にも燃焼コストが増大する。このため、焼鈍の加熱温度は730~900℃とする。
(6) Annealing process After cold rolling, annealing is performed by heating to 730 to 900°C. From the viewpoint of preventing the concentration of Cr and Mn in cementite, the annealing after cold rolling is performed at 730°C or higher at which the austenite phase precipitates, and the austenite phase is utilized to promote the re-dissolution of cementite and suppress the concentration of Cr and Mn in cementite. However, if the annealing temperature exceeds 900°C, not only does this effect saturate, but the combustion cost also increases industrially. For this reason, the heating temperature for annealing is set to 730 to 900°C.

このようにして、化学組成が、C:0.18~0.50%、Si:0.001~2.00%、Mn:0.001~3.00%、P:0.10%以下、S:0.0015%以下、Nb:0.010~0.100%、Cr:0.001~0.50%、Al:0.0001~0.100%、Ti:0.001~0.500%、O:0.0030%未満、B:0.0006~0.0030%、N:0.0100%以下、V:2.00%以下、Ta:0.50%以下、W:3.00%以下、Ni:5.00%以下、Cu:3.00%以下、Mo:0.50%以下、Mg:0.0030%以下、Ca:0.0030%以下、La:0.030%以下、Ce:0.030%以下、および残部:Feおよび不純物であり、金属組織が、フェライトおよびパーライトの混合組織であるとともに、板厚の1/4~3/4の深さ位置における100μm以上の長さを有するMnSの面積率が0.0100%以下であるとともに、鋼中に存在する粒径0.5μm以上の炭化物(セメンタイトおよびNbTi複合炭窒化物)のうち、粒径1.2μm以上の炭化物(セメンタイトおよびNbTi複合炭窒化物)の個数割合が10.0%以下であるホットスタンプ部品用鋼板を製造する。 In this way, the chemical composition is: C: 0.18-0.50%, Si: 0.001-2.00%, Mn: 0.001-3.00%, P: 0.10% or less, S: 0.0015% or less, Nb: 0.010-0.100%, Cr: 0.001-0.50%, Al: 0.0001-0.100%, Ti: 0.001-0.500%, O: less than 0.0030%, B: 0.0006-0.0030%, N: 0.0100% or less, V: 2.00% or less, Ta: 0.50% or less, W: 3.00% or less, Ni: 5.00% or less, Cu: 3.00% or less, Mo: 0.50% or less, Mg: 0.0030% or less. , Ca: 0.0030% or less, La: 0.030% or less, Ce: 0.030% or less, and the balance: Fe and impurities, the metal structure is a mixed structure of ferrite and pearlite, the area ratio of MnS having a length of 100 μm or more at a depth position of 1/4 to 3/4 of the plate thickness is 0.0100% or less, and the number ratio of carbides (cementite and NbTi complex carbonitrides) having a grain size of 1.2 μm or more among carbides (cementite and NbTi complex carbonitrides) having a grain size of 0.5 μm or more present in the steel is 10.0% or less.

(7)ホットスタンプ工程
このホットスタンプ部品用鋼板をホットスタンプ成形する。ホットスタンプ成形は、周知慣用の条件により行えばよい。
(7) Hot stamping process The steel sheet for hot stamped parts is subjected to hot stamp forming. The hot stamp forming may be performed under well-known and conventional conditions.

ホットスタンプ成形では、成形時の高温のホット部品用鋼板が軟質かつ高延性になっているため、複雑な形状を有するプレス成形部品を、破断およびスプリングバックさらには壁反りといった成形不良を生じることなく、寸法精度よく成形できるとともに、ホットスタンプ部品用鋼板をオーステナイト単相域の温度に加熱してからプレス成形し、プレス成形に用いる金型の内部で成形品を急速に冷却して焼入れることによって、ホットスタンプ部品用鋼板の成形と同時に、マルテンサイト変態によるホットスタンプ部品を高強度化できる。 In hot stamp forming, the hot part steel sheet is soft and highly ductile at high temperatures during forming, so press-formed parts with complex shapes can be formed with good dimensional accuracy without forming defects such as breakage, springback, or wall warping. In addition, by heating the hot stamp part steel sheet to a temperature in the austenite single phase region before press forming, and then rapidly cooling and quenching the formed product inside the die used for press forming, the hot stamped parts can be strengthened by martensitic transformation while the hot stamp part steel sheet is being formed.

(8)熱処理工程
得られたホットスタンプ部品に、500~100℃で(i)式:log(t)≦(625-T)/125(t:熱処理時間(秒)、T:熱処理温度(℃))の条件を満足する熱処理を行う。本発明のホットスタンプ部品は、炭化物が微細に析出しているため、強度を向上させることができる。さらに、微細な炭化物は、水素トラップサイトとして機能し、ホットスタンプ部品の耐水素脆性の向上にも寄与することができる。この効果を得るため、ホットスタンプ部品に対し、当該熱処理工程を施す。
(8) Heat Treatment Step The obtained hot stamped part is subjected to a heat treatment at 500 to 100°C that satisfies the condition (i): log(t)≦(625−T)/125 (t: heat treatment time (seconds), T: heat treatment temperature (°C)). The hot stamped part of the present invention has fine precipitated carbides, and therefore the strength can be improved. Furthermore, the fine carbides function as hydrogen trapping sites, and can also contribute to improving the hydrogen embrittlement resistance of the hot stamped part. In order to obtain this effect, the hot stamped part is subjected to the heat treatment step.

(i)式は、ホットスタンプ部品に熱処理を加えることにより固溶している炭化物生成元素を析出させ、水素のトラップサイトとして活用するものであるが、この熱処理において所定の温度で相対的に長時間保持されると、生成する炭化物が粗大化して水素のトラップ能が低下するため、(i)式により、ホットスタンプに必要な強度を満足しつつ水素のトラップサイトとして機能する熱処理温度および熱処理時間の関係を規定する。 Formula (i) specifies that by subjecting hot stamped parts to heat treatment, dissolved carbide-forming elements are precipitated and used as hydrogen trapping sites. However, if the heat treatment is held at a specified temperature for a relatively long time, the carbides that form will coarsen and their ability to trap hydrogen will decrease. Therefore, formula (i) specifies the relationship between the heat treatment temperature and heat treatment time that will function as a hydrogen trapping site while still providing the strength required for hot stamping.

このようにして、本発明に係るホットスタンプ部品が製造される。 In this manner, the hot stamped parts according to the present invention are manufactured.

実施例を参照しながら、本発明を具体的に説明する。 The present invention will be specifically explained with reference to examples.

表1および表2に示す化学組成(表1および表2に示す以外の残部はFeおよび不純物)を有するスラブを、表3および表4に示すスラブ加熱温度およびスラブ加熱時間で加熱した後に粗圧延を開始し、表3および表4に示す粗圧延終了温度で粗圧延を完了し、さらに、表3および表4に示す仕上圧延終了温度で仕上圧延を完了して板厚3.2mmとし、冷却温度を制御しながら冷却した後、表3および表4に示す巻取温度でコイルに巻取った。 A slab having the chemical composition shown in Tables 1 and 2 (the remainder other than that shown in Tables 1 and 2 is Fe and impurities) was heated at the slab heating temperature and slab heating time shown in Tables 3 and 4, and then rough rolling was started. Rough rolling was completed at the rough rolling end temperature shown in Tables 3 and 4. Finish rolling was then completed at the finish rolling end temperature shown in Tables 3 and 4 to a plate thickness of 3.2 mm. The slab was cooled while controlling the cooling temperature, and then wound into a coil at the winding temperature shown in Tables 3 and 4.

巻取ったコイルは巻戻した後に酸洗を行って脱スケールを行い、冷間圧延を施し板厚1.6mmとし、表3および表4に示す焼鈍温度で焼鈍を行った。表2および表4における下線は本発明の範囲外であることを示す。また、(i)式を満足する鋼は〇、(i)式を満足しない鋼は×と判定した。 After rewinding, the coil was pickled and descaled, then cold rolled to a thickness of 1.6 mm, and annealed at the annealing temperatures shown in Tables 3 and 4. The underlines in Tables 2 and 4 indicate values outside the scope of the present invention. Steels that satisfy formula (i) were judged as ◯, and steels that do not satisfy formula (i) were judged as ×.

Figure 0007477750000001
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Figure 0007477750000002
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Figure 0007477750000003
Figure 0007477750000003

Figure 0007477750000004
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製造したコイルについては、ホットスタンプ処理および熱処理を施し、熱処理後のホットスタンプ部品の組織観察を行うとともに、ホットスタンプ部品用鋼板としての特性を有するか評価した。具体的には、No.1~34、x1~x14のホットスタンプ部品用鋼板を製造するとともに、下記(1)~(3)に示す組織観察を行った。 The manufactured coils were subjected to hot stamping and heat treatment, and the structure of the hot stamped parts after heat treatment was observed and evaluated for their properties as steel sheets for hot stamped parts. Specifically, hot stamped steel sheets No. 1 to 34 and x1 to x14 were manufactured, and the structure observations shown in (1) to (3) below were performed.

なお、No.1とNo.x1、No.2とNo.x2、No.x3とNo.x4およびNo.x5とNo.x6は、それぞれ同じ化学組成を有するスラブから同じ製造条件で製造したホットスタンプ部品用鋼板を用いて、ホットスタンプ工程後に異なる熱処理条件で製造したホットスタンプ部品の例である。 Note that No. 1 and No. x1, No. 2 and No. x2, No. x3 and No. x4, and No. x5 and No. x6 are examples of hot stamped parts manufactured under different heat treatment conditions after the hot stamping process using hot stamped part steel sheets manufactured under the same manufacturing conditions from slabs with the same chemical composition.

(1)マルテンサイトの面積率
鋼板の一部から試験片を切り出し、試料L断面を鏡面研磨し、ナイタール溶液を用いて金属組織を腐食させた。そして、板厚の1/4t領域を倍率500倍の光学顕微鏡で観察し、マルテンサイト組織であることを確認した。
(1) Area ratio of martensite A test piece was cut out from a part of a steel sheet, the cross section of the sample L was mirror-polished, and the metal structure was corroded using a nital solution. Then, the ¼t region of the sheet thickness was observed with an optical microscope at a magnification of 500 times, and it was confirmed that the structure was martensite.

(2)板厚の1/4~3/4の深さ位置における100μm以上の長さを有するMnSの面積率
ホットスタンプ部品の一部から試料片を切り出し、試料L断面を鏡面研磨し、光学顕微鏡写真からの画像解析により、MnSの大きさを特定するとともに、その面積率を計算した。ここで、板厚の1/4~3/4t領域、すなわち、板厚1.6mmtの中央部の0.8mmの範囲について20mm幅の領域(0.8mm×20mm=16mm)を測定領域とした。
(2) Area ratio of MnS having a length of 100 μm or more at a depth position of 1/4 to 3/4 of the sheet thickness A sample piece was cut out from a part of the hot stamped part, and the sample L cross section was mirror polished. The size of MnS was identified and its area ratio was calculated by image analysis of an optical microscope photograph. Here, the measurement area was the 1/4 to 3/4t region of the sheet thickness, that is, a 20 mm wide region (0.8 mm x 20 mm = 16 mm 2 ) in the range of 0.8 mm in the center of the sheet thickness of 1.6 mmt.

(3)鋼中に存在する粒径0.5μm以上の炭化物のうち、粒径1.2μm以上の炭化物(セメンタイト、NbTi複合炭窒化物)の個数割合
ホットスタンプ部品の一部から試料片を切り出し、試料L断面を鏡面研磨し、走査型電子顕微鏡にて、炭化物(セメンタイトおよびNbTi複合炭窒化物)の個数割合を測定した。ここで、板厚の1/4~3/4t領域、すなわち、板厚1.6mmtの場合、中央部の0.8mmの範囲について5mm幅の領域(0.8mm×5mm=4mm)を測定領域とし、EDXにて組成分析を行い炭化物であるかを確認するとともに、粒径0.5μm以上の炭化物について1.2μm以上、1.2μm未満の炭化物を区別してその個数をカウントし、1.2μm以上の炭化物の個数を粒径0.5μm以上の炭化物の個数で除算して1.2μm以上の炭化物の個数割合を算出した。
(3) The number ratio of carbides (cementite, NbTi complex carbonitrides) with a grain size of 1.2 μm or more among carbides with a grain size of 0.5 μm or more present in steel A sample piece was cut out from a part of a hot stamped part, the sample L cross section was mirror polished, and the number ratio of carbides (cementite and NbTi complex carbonitrides) was measured using a scanning electron microscope. Here, the 1/4 to 3/4t region of the plate thickness, that is, in the case of a plate thickness of 1.6 mmt, a 5 mm wide region (0.8 mm x 5 mm = 4 mm 2 ) in the range of 0.8 mm in the center was used as the measurement region, and composition analysis was performed using EDX to confirm whether it was a carbide, and carbides with a grain size of 0.5 μm or more were distinguished into carbides with a grain size of 1.2 μm or more and carbides with a grain size of less than 1.2 μm were counted, and the number of carbides with a grain size of 1.2 μm or more was divided by the number of carbides with a grain size of 0.5 μm or more to calculate the number ratio of carbides with a grain size of 1.2 μm or more.

一方、鋼板特性に関し、下記(4)~(7)に示す方法により評価した。 On the other hand, the steel sheet properties were evaluated using the methods shown below in (4) to (7).

(4)強度(TS,YS),伸びEL
JIS Z 2201に規定される5号試験片を鋼板より採取し、JIS Z 2241に準拠した引張試験を行い、強度(TS,YS)および伸びELを評価した。
(4) Strength (TS, YS), elongation EL
No. 5 test pieces as specified in JIS Z 2201 were taken from the steel plates, and tensile tests were carried out in accordance with JIS Z 2241 to evaluate the strengths (TS, YS) and elongations (EL).

(5)限界曲げR
曲げ性評価に関しては、鋼板から30mm×100mmの試験片を採取し、先端Rが2.0~5.0のパンチにて90度曲げ試験を行い、曲げ部に割れが発生する最大Rを求めた。割れが発生する最大Rは板厚tにも依存するため、得られた最大Rを板厚t(1.6mm)で除算して、限界R/tとして、R/tが2.2以下のものを曲げ性が良好なものとして評価した。
(5) Limit bending radius
Regarding the bendability evaluation, a 30 mm x 100 mm test piece was taken from the steel plate, and a 90-degree bending test was performed using a punch with a tip R of 2.0 to 5.0 to determine the maximum R at which cracks occurred in the bent portion. Since the maximum R at which cracks occurred also depends on the plate thickness t, the obtained maximum R was divided by the plate thickness t (1.6 mm) to obtain the limit R/t, and a R/t of 2.2 or less was evaluated as having good bendability.

(6)L方向およびC方向のvTrsおよびvE
ホットスタンプ処理し、熱処理した後のホットスタンプ部品については、衝撃試験を行い、破面遷移温度(vTrs)および吸収エネルギー(vE)に関して部品の異方性を確認した。ホットスタンプ部品から切り出した厚み1.6mmの鋼片をその長辺が圧延方向に対して平行(L方向)または垂直(C方向)になるように採取し、同じ方向の鋼片を6枚積層してネジ止めした後、Vノッチ試験片を作成し、シャルピー衝撃試験を行った。
(6) vTrs and vE in the L and C directions
For the hot stamped parts after hot stamping and heat treatment, an impact test was performed to confirm the anisotropy of the parts with respect to the fracture transition temperature (vTrs) and absorbed energy (vE). Steel pieces with a thickness of 1.6 mm were cut out from the hot stamped parts so that their long sides were parallel (L direction) or perpendicular (C direction) to the rolling direction, and six steel pieces in the same direction were stacked and screwed together to prepare V-notch test pieces, which were then subjected to a Charpy impact test.

ここでは、圧延方向に対して平行(L方向)および垂直(C方向)の破面遷移温度(vTrs)がともに-40℃以下、同じく室温における吸収エネルギー(vE)がともに50J/cm以上となるものを○(良好)として評価した。 Here, specimens were evaluated as ○ (good) if the fracture appearance transition temperatures (vTrs) parallel to the rolling direction (L direction) and perpendicular to the rolling direction (C direction) were both −40° C. or lower, and the absorbed energy (vE) at room temperature was 50 J/cm 2 or higher.

(7)耐水素性評価
耐水素性評価は、熱処理した後のホットスタンプ部品から圧延方向を長手方向として長さ68mm、幅6mmの試験片を切り出した後、当該試験片表面に4点曲げで降伏応力相当の負荷をかけた状態で、試験片をpH3の塩酸中に浸漬し、100時間を超えても割れないものを○(良好)とし、100時間以内に割れるものを×(不良)とした。なお、前述の曲げ性評価を行い限界R/tが2.2を超えるものについては、そもそもホットスタンプ部品としては適さないことから耐水素性評価を行わなかった(表6中「-」で表記)。
(7) Hydrogen Resistance Evaluation For the hydrogen resistance evaluation, test pieces 68 mm long and 6 mm wide were cut out from the hot stamped parts after the heat treatment with the rolling direction as the longitudinal direction, and the test pieces were immersed in hydrochloric acid of pH 3 while a load equivalent to the yield stress was applied to the surface of the test pieces by four-point bending. Test pieces that did not crack even after 100 hours were rated as ○ (good), and those that cracked within 100 hours were rated as × (bad). Note that for those that were evaluated for bendability as described above and had a limit R/t of more than 2.2, hydrogen resistance evaluation was not performed because they were not suitable for hot stamped parts in the first place (indicated as "-" in Table 6).

表5に、組織観察の結果を示す。また、表6にホットスタンプ部品の機械特性の結果を示す。表5における下線は本発明の範囲外であることを示し、表6における下線は機械特性が芳しくない値であることを示す。 Table 5 shows the results of the microstructure observation. Table 6 shows the results of the mechanical properties of the hot stamped parts. The underlines in Table 5 indicate values outside the scope of the present invention, and the underlines in Table 6 indicate values where the mechanical properties are poor.

Figure 0007477750000005
Figure 0007477750000005

Figure 0007477750000006
Figure 0007477750000006

表6におけるNo.1~No.34は本発明の規定を全て満足する本発明例であり、No.x1~x14は本発明の規定を満足しない比較例である。 No. 1 to No. 34 in Table 6 are examples of the present invention that satisfy all of the provisions of the present invention, and No. x1 to x14 are comparative examples that do not satisfy the provisions of the present invention.

表6に示すように、No.1~No.34の本発明例は、板厚の1/4~3/4の深さ位置における100μm以上の長さを有するMnSの面積率:0.0041~0.0090(%)、粒径0.5μm以上の炭化物のうち、粒径1.2μm以上の炭化物の個数割合:3.1~9.7(%)のホットプレス部品用鋼板を得られ、焼戻しを行わずにホットスタンプ成形と成形部品への熱処理により、TS:1545~2510(MPa),YS:989~1605(MPa),EL:7.8~10.7(%),限界R/t:1.56~2.19,L方向およびC方向のvTrs:-40℃以下,vE:50J/cm以上,良好な耐水素性特性の機械特性を有しており、高強度(特に引張強度が1.5GPa以上)を有するとともに耐破壊特性が大きく改善されたホットスタンプ部品を製造できることが分かる。 As shown in Table 6, No. 1 to No. In the example of the present invention, no. 34, a steel sheet for hot press parts is obtained having an area ratio of MnS having a length of 100 μm or more at a depth position of 1/4 to 3/4 of the plate thickness: 0.0041 to 0.0090 (%), and a number ratio of carbides having a grain size of 1.2 μm or more among carbides having a grain size of 0.5 μm or more: 3.1 to 9.7 (%). It can be seen that hot stamp forming and heat treatment of the formed part without tempering can produce a hot stamp part having mechanical properties of TS: 1545 to 2510 (MPa), YS: 989 to 1605 (MPa), EL: 7.8 to 10.7 (%), limit R / t: 1.56 to 2.19, vTrs in L direction and C direction: -40 ° C. or less, vE: 50 J / cm 2 or more, and good hydrogen resistance properties. It can be seen that a hot stamped part having high strength (especially tensile strength of 1.5 GPa or more) and greatly improved fracture resistance can be manufactured.

これに対し、No.x1は、前述のようにNo.1と同じホットスタンプ部品用鋼板を用いてホットスタンプ部品を製造したものである。No.x1は、(i)式を満足しない熱処理工程によりホットスタンプ部品を製造したため、耐水素性評価が芳しくなかった。 In contrast, No. x1 was a hot stamped part manufactured using the same steel plate for hot stamped parts as No. 1, as described above. No. x1 was manufactured using a heat treatment process that did not satisfy formula (i), and therefore had a poor hydrogen resistance evaluation.

No.x2は、前述のようにNo.2と同じホットスタンプ部品用鋼板を用いてホットスタンプ部品を製造したものである。No.x2は、(i)式を満足しない熱処理工程によりホットスタンプ部品を製造したため、耐水素性評価が芳しくなかった。 As mentioned above, No. x2 was a hot stamped part manufactured using the same steel plate for hot stamped parts as No. 2. No. x2 was manufactured using a heat treatment process that did not satisfy formula (i), and therefore had a poor hydrogen resistance evaluation.

No.x3は、S含有量が本発明の範囲の上限を超え、(ii)式で計算されるTが大きくなり、結果としてスラブ加熱温度がTより低くなった。このため、上記MnSの面積率および上記炭化物の個数割合が本発明の範囲の上限を超える鋼板となり、破面遷移温度(vTrs)および吸収エネルギー(vE)が芳しくない値であった。 In No. x3, the S content exceeded the upper limit of the range of the present invention, and T calculated by formula (ii) became large, resulting in the slab heating temperature being lower than T. As a result, the area ratio of MnS and the number ratio of carbides exceeded the upper limit of the range of the present invention, resulting in a steel plate with poor fracture transition temperature (vTrs) and absorbed energy (vE).

No.x4は、S含有量が本発明の範囲の上限を超え、(ii)式で計算されるTが大きくなり、結果としてスラブ加熱温度がTより低くなった。このため、上記MnSの面積率および上記炭化物の個数割合が本発明の範囲の上限を超える鋼板となり、破面遷移温度(vTrs)および吸収エネルギー(vE)が芳しくない値であった。No.x4は、前述のようにNo.x3と同じホットスタンプ部品用鋼板を用いてホットスタンプ部品を製造したものである。No.x3の耐水素性評価が良好なものであったのに対し、No.x4は(i)式を満足しない熱処理工程によりホットスタンプ部品を製造したため、耐水素性評価が芳しくなかった。 In No. x4, the S content exceeded the upper limit of the range of the present invention, and T calculated by formula (ii) became large, resulting in a slab heating temperature lower than T. Therefore, the area ratio of MnS and the number ratio of carbides exceeded the upper limit of the range of the present invention, resulting in a steel plate with poor fracture transition temperature (vTrs) and absorbed energy (vE). As described above, No. x4 is a hot stamped part manufactured using the same hot stamped part steel plate as No. x3. While the hydrogen resistance evaluation of No. x3 was good, the hydrogen resistance evaluation of No. x4 was poor because the hot stamped part was manufactured using a heat treatment process that did not satisfy formula (i).

No.x5は、S含有量およびNb含有量が本発明の範囲の上限を超え、上記炭化物の個数割合が本発明の範囲の上限を超える鋼板となったため、破面遷移温度(vTrs)および吸収エネルギー(vE)が芳しくない値であった。 In No. x5, the S content and Nb content exceeded the upper limit of the range of the present invention, and the number ratio of the above carbides exceeded the upper limit of the range of the present invention, resulting in a steel plate with poor fracture transition temperature (vTrs) and absorbed energy (vE).

No.x6は、S含有量およびNb含有量が本発明の範囲の上限を超え、上記炭化物の個数割合が本発明の範囲の上限を超える鋼板となったため、破面遷移温度(vTrs)および吸収エネルギー(vE)が芳しくない値であった。No.x6は、前述のようにNo.x5と同じホットスタンプ部品用鋼板を用いてホットスタンプ部品を製造したものである。No.x5の耐水素性評価が良好なものであったのに対し、No.x6は(i)式を満足しない熱処理工程によりホットスタンプ部品を製造したため、耐水素性評価が芳しくなかった。 In No. x6, the S content and Nb content exceeded the upper limit of the range of the present invention, and the number ratio of the above-mentioned carbides exceeded the upper limit of the range of the present invention, so the fracture transition temperature (vTrs) and absorbed energy (vE) were poor values. As described above, No. x6 is a hot stamped part manufactured using the same hot stamped part steel plate as No. x5. While the hydrogen resistance evaluation of No. x5 was good, the hydrogen resistance evaluation of No. x6 was poor because the hot stamped part was manufactured using a heat treatment process that did not satisfy formula (i).

No.x7は、S含有量およびNb含有量が本発明の範囲の上限を超え、スラブ加熱温度が本発明の範囲の下限を下回るため、上記MnSの面積率および上記炭化物の個数割合が本発明の範囲の上限を超える鋼板となり、破面遷移温度(vTrs)および吸収エネルギー(vE)が芳しくない値であった。 In No. x7, the S content and Nb content exceeded the upper limit of the range of the present invention, and the slab heating temperature was below the lower limit of the range of the present invention, resulting in a steel plate in which the area ratio of MnS and the number ratio of carbides exceeded the upper limit of the range of the present invention, and the fracture transition temperature (vTrs) and absorbed energy (vE) were poor.

No.x8は、仕上圧延完了温度が本発明の範囲の下限を下回るため、引張強度(TS)が1.5MPa未満と芳しくない値であり、限界R/tも芳しくない値であった。 For No. x8, the finish rolling completion temperature was below the lower limit of the range of the present invention, so the tensile strength (TS) was less than 1.5 MPa, which is an unsatisfactory value, and the limit R/t was also an unsatisfactory value.

No.x9は、仕上圧延後の平均冷却速度が本発明の範囲の下限を下回るため、上記炭化物の個数割合が本発明の範囲の上限を超え、限界R/tが芳しくない値であり、破面遷移温度(vTrs)および吸収エネルギー(vE)も芳しくない値であった。 For No. x9, the average cooling rate after finish rolling was below the lower limit of the range of the present invention, so the number ratio of the above carbides exceeded the upper limit of the range of the present invention, the critical R/t was an unfavorable value, and the fracture transition temperature (vTrs) and absorbed energy (vE) were also unfavorable values.

No.x10は、巻取温度が本発明の範囲の上限を超えるため、上記炭化物の個数割合が本発明の範囲の上限を超え、限界R/tが芳しくない値であり、破面遷移温度(vTrs)および吸収エネルギー(vE)も芳しくない値であった。 For No. x10, the coiling temperature exceeded the upper limit of the range of the present invention, so the number ratio of the above carbides exceeded the upper limit of the range of the present invention, the limit R/t was an unfavorable value, and the fracture transition temperature (vTrs) and absorbed energy (vE) were also unfavorable values.

No.x11は、焼鈍加熱温度が本発明の範囲の上限を超えるため、上記炭化物の個数割合が本発明の範囲の上限を超え、限界R/tが芳しくない値であり、破面遷移温度(vTrs)および吸収エネルギー(vE)も芳しくない値であった。 For No. x11, the annealing temperature exceeded the upper limit of the range of the present invention, so the number ratio of the above carbides exceeded the upper limit of the range of the present invention, the limit R/t was an unfavorable value, and the fracture transition temperature (vTrs) and absorbed energy (vE) were also unfavorable values.

No.x12は、Mn含有量が本発明の範囲の上限を超えるため、上記MnSの面積率が本発明の上限を超え、限界R/tが芳しくない値であり、破面遷移温度(vTrs)および吸収エネルギー(vE)も芳しくない値であった。 For No. x12, the Mn content exceeded the upper limit of the range of the present invention, so the area ratio of the MnS exceeded the upper limit of the present invention, the critical R/t was an unsatisfactory value, and the fracture transition temperature (vTrs) and absorbed energy (vE) were also unsatisfactory values.

No.x13は、Nb含有量が本発明の範囲の上限を超えるため、上記炭化物の個数割合が本発明の範囲の上限を超え、限界R/tが芳しくない値であり、破面遷移温度(vTrs)および吸収エネルギー(vE)も芳しくない値であった。 No. x13 had an Nb content exceeding the upper limit of the range of the present invention, so the number ratio of the above carbides exceeded the upper limit of the range of the present invention, the critical R/t was an unfavorable value, and the fracture transition temperature (vTrs) and absorbed energy (vE) were also unfavorable values.

さらに、No.x14は、Ti含有量が本発明の範囲の上限を超えるため、上記炭化物の個数割合が本発明の範囲の上限を超え、限界R/tが芳しくない値であり、破面遷移温度(vTrs)および吸収エネルギー(vE)も芳しくない値であった。 Furthermore, in No. x14, the Ti content exceeded the upper limit of the range of the present invention, so the number ratio of the above carbides exceeded the upper limit of the range of the present invention, the critical R/t was an unfavorable value, and the fracture transition temperature (vTrs) and absorbed energy (vE) were also unfavorable values.

Claims (9)

化学組成が、質量%で、
C :0.18~0.50%、
Si:0.001~2.00%、
Mn:0.001~3.00%、
P :0.10%以下、
S :0.0015%以下、
Nb:0.010~0.100%、
Cr:0.001~0.50%、
Al:0.0001~0.100%、
Ti:0.001~0.500%、
O :0.0030%未満、
B :0.0006~0.0030%、
N :0.0100%以下、および
残部:Feおよび不純物であり、
金属組織が、マルテンサイトであり、
板厚の1/4~3/4の深さ位置における100μm以上の長さを有するMnSの面積率が0.0100%以下であるとともに、
鋼中に存在する粒径0.5μm以上の炭化物のうち、粒径1.2μm以上の炭化物の個数割合が10.0%以下である、引張強度が1.5GPa以上のホットスタンプ部品。
The chemical composition, in mass%, is
C: 0.18 to 0.50%,
Si: 0.001 to 2.00%,
Mn: 0.001 to 3.00%,
P: 0.10% or less,
S: 0.0015% or less,
Nb: 0.010 to 0.100%,
Cr: 0.001 to 0.50%,
Al: 0.0001 to 0.100%,
Ti: 0.001 to 0.500%,
O: less than 0.0030%,
B: 0.0006 to 0.0030%,
N: 0.0100% or less, and the balance: Fe and impurities;
The metal structure is martensite,
The area ratio of MnS having a length of 100 μm or more at a depth position of 1/4 to 3/4 of the plate thickness is 0.0100% or less,
A hot stamped part having a tensile strength of 1.5 GPa or more, in which the number ratio of carbides having a grain size of 1.2 μm or more among carbides having a grain size of 0.5 μm or more present in steel is 10.0% or less.
前記化学組成が、質量%で、
V :2.00%以下、
Ta:0.50%以下、および
W :3.00%以下
から選択される1種以上を有する、請求項1に記載のホットスタンプ部品。
The chemical composition, in mass%,
V: 2.00% or less,
The hot stamped part according to claim 1 , comprising one or more selected from the group consisting of Ta: 0.50% or less, and W: 3.00% or less.
前記化学組成が、質量%で、
Ni:5.00%以下、
Cu:3.00%以下、および
Mo:0.50%以下
から選択される1種以上を有する、請求項1または2に記載のホットスタンプ部品。
The chemical composition, in mass%,
Ni: 5.00% or less,
The hot stamped part according to claim 1 or 2, comprising one or more selected from the group consisting of Cu: 3.00% or less, and Mo: 0.50% or less.
前記化学組成が、質量%で、
Mg:0.0030%以下、
Ca:0.0030%以下、
La:0.030%以下、および
Ce:0.030%以下
から選択される1種以上を有する、請求項1~3のいずれかに記載のホットスタンプ部品。
The chemical composition, in mass%,
Mg: 0.0030% or less,
Ca: 0.0030% or less,
The hot stamped part according to any one of claims 1 to 3, comprising one or more selected from La: 0.030% or less, and Ce: 0.030% or less.
請求項1~4のいずれかに記載のホットスタンプ部品を製造する方法であって、
化学組成が、質量%で、
C :0.18~0.50%、
Si:0.001~2.00%、
Mn:0.001~3.00%、
P :0.10%以下、
S :0.0015%以下、
Nb:0.010~0.100%、
Cr:0.001~0.50%、
Al:0.0001~0.100%、
Ti:0.001~0.500%、
O :0.0030%未満、
B :0.0006~0.0030%、
N :0.0100%以下、および
残部:Feおよび不純物であり、
金属組織が、フェライトおよびパーライトの混合組織であるとともに、板厚の1/4~3/4の深さ位置における100μm以上の長さを有するMnSの面積率が0.0100%以下である鋼板をホットスタンプ成形するホットスタンプ工程と、
得られたホットスタンプ部品に、500~100℃で下記(i)式の条件を満足する熱処理を行う熱処理工程と
を含む、引張強度が1.5GPa以上のホットスタンプ部品の製造方法。
log(t)≦(625-T)/125 ・・・(i)
(i)式においてt:熱処理時間(秒)、T:熱処理温度(℃)である。
A method for producing a hot stamped component according to any one of claims 1 to 4, comprising the steps of:
The chemical composition, in mass%, is
C: 0.18 to 0.50%,
Si: 0.001 to 2.00%,
Mn: 0.001 to 3.00%,
P: 0.10% or less,
S: 0.0015% or less,
Nb: 0.010 to 0.100%,
Cr: 0.001 to 0.50%,
Al: 0.0001 to 0.100%,
Ti: 0.001 to 0.500%,
O: less than 0.0030%,
B: 0.0006 to 0.0030%,
N: 0.0100% or less, and the balance: Fe and impurities;
A hot stamping process of hot stamping a steel sheet having a metal structure which is a mixed structure of ferrite and pearlite and an area ratio of MnS having a length of 100 μm or more at a depth position of 1/4 to 3/4 of the sheet thickness is 0.0100% or less;
and a heat treatment step of subjecting the obtained hot stamped part to a heat treatment at 500 to 100° C. that satisfies the condition of the following formula (i).
log(t)≦(625−T)/125 (i)
In formula (i), t is the heat treatment time (seconds), and T is the heat treatment temperature (° C.).
前記化学組成が、質量%で、
V :2.00%以下、
Ta:0.50%以下、および
W :3.00%以下
から選択される1種以上を有する、請求項5に記載のホットスタンプ部品の製造方法。
The chemical composition, in mass%,
V: 2.00% or less,
The method for producing a hot stamped part according to claim 5, further comprising the step of: Ta: 0.50% or less; and W: 3.00% or less.
前記化学組成が、質量%で、
Ni:5.00%以下、
Cu:3.00%以下、および
Mo:0.50%以下
から選択される1種以上を有する、請求項5または6に記載のホットスタンプ部品の製造方法。
The chemical composition, in mass%,
Ni: 5.00% or less,
The method for producing a hot stamped part according to claim 5 or 6, further comprising the step of: adding at least one selected from the group consisting of Cu: 3.00% or less, and Mo: 0.50% or less.
前記化学組成が、質量%で、
Mg:0.0030%以下、
Ca:0.0030%以下、
La:0.030%以下、および
Ce:0.030%以下
から選択される1種以上を有する、請求項5~7のいずれかに記載のホットスタンプ部品の製造方法。
The chemical composition, in mass%,
Mg: 0.0030% or less,
Ca: 0.0030% or less,
The method for producing a hot stamped part according to any one of claims 5 to 7, comprising one or more selected from La: 0.030% or less, and Ce: 0.030% or less.
請求項1~4のいずれかに記載のホットスタンプ部品を製造する方法であって、
請求項1~4のいずれかに記載の化学組成を有する鋼塊または鋼片を(ii)式で示されるT(℃)以上で30分間以上の時間で加熱後、1000~1150℃で粗圧延を完了し、Ae点以上で仕上圧延を完了する圧延工程と、
平均冷却速度10~200℃/秒で冷却する冷却工程と、
680~560℃で巻き取る巻取工程と、
酸洗によりスケールを除去する酸洗工程と、
圧下率10~60%で圧下する冷間圧延工程と、
730~900℃に加熱する焼鈍工程と、
焼鈍工程を経た鋼板をホットスタンプ成形するホットスタンプ工程と、
得られたホットスタンプ部品に、500~100℃で下記(i)式の条件を満足する熱処理を行う熱処理工程と
を含む、引張強度が1.5GPa以上のホットスタンプ部品の製造方法。
log(t)≦(625-T)/125 ・・・(i)
T(℃)=〔0.020+(質量%Mn)(質量%S)〕/(1.9×10-5)・・・(ii)
(i)式においてt:熱処理時間(秒)、T:熱処理温度(℃)であり、(ii)式において質量%Mn,質量%SはそれぞれMn,Sの含有量を示す。
A method for producing a hot stamped component according to any one of claims 1 to 4, comprising the steps of:
a rolling step of heating a steel ingot or steel slab having the chemical composition according to any one of claims 1 to 4 at a temperature equal to or higher than T (°C) represented by the formula (ii) for a time period of 30 minutes or more, completing rough rolling at 1000 to 1150°C, and completing finish rolling at an Ae point of 3 or higher;
A cooling step of cooling at an average cooling rate of 10 to 200 ° C. / sec.
A winding process at 680 to 560°C;
A pickling process for removing scale by pickling;
A cold rolling process in which the reduction ratio is 10 to 60%;
An annealing step of heating to 730 to 900 ° C.;
a hot stamping process for hot stamping the steel sheet that has been annealed;
and a heat treatment step of subjecting the obtained hot stamped part to a heat treatment at 500 to 100° C. that satisfies the condition of the following formula (i).
log(t)≦(625−T)/125 (i)
T (° C.)=[0.020+(mass% Mn)(mass% S)]/(1.9×10 −5 ) (ii)
In formula (i), t is the heat treatment time (seconds), and T is the heat treatment temperature (° C.). In formula (ii), mass % Mn and mass % S represent the contents of Mn and S, respectively.
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