JPH04268053A - 耐水素脆化割れ性にすぐれる二相組織高張力鋼板 - Google Patents
耐水素脆化割れ性にすぐれる二相組織高張力鋼板Info
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- JPH04268053A JPH04268053A JP2823991A JP2823991A JPH04268053A JP H04268053 A JPH04268053 A JP H04268053A JP 2823991 A JP2823991 A JP 2823991A JP 2823991 A JP2823991 A JP 2823991A JP H04268053 A JPH04268053 A JP H04268053A
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Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、引張強さ１００ Ｋｇ
ｆ／平方ミリメートル以上を有し、且つ、主たる金属組
織がマルテンサイト相と３５〜５０％のフエライト相と
からなる耐水素脆化割れ性にすぐれる二相組織高張力鋼
板に関する。
ｆ／平方ミリメートル以上を有し、且つ、主たる金属組
織がマルテンサイト相と３５〜５０％のフエライト相と
からなる耐水素脆化割れ性にすぐれる二相組織高張力鋼
板に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車産業においては、燃費向上
のための車体の軽量化や、或いは衝突時の安全性確保の
ために、高張力鋼板の使用が増えつつあり、特に、安全
性確保の観点から、引張強さ１００ Ｋｇｆ／平方ミリ
メートル以上の高張力鋼板が用いられ始めている。即ち
、バンパーやドアインパクトバーにおいては、従来、６
０〜８０ Ｋｇｆ／平方ミリメートルの鋼板が用いられ
ていたが、最近では、上述した理由から、１００ Ｋｇ
ｆ／平方ミリメートル以上の要求が高く、一部では１２
０ Ｋｇｆ／平方ミリメートル級の高張力鋼板も用いら
れている。
のための車体の軽量化や、或いは衝突時の安全性確保の
ために、高張力鋼板の使用が増えつつあり、特に、安全
性確保の観点から、引張強さ１００ Ｋｇｆ／平方ミリ
メートル以上の高張力鋼板が用いられ始めている。即ち
、バンパーやドアインパクトバーにおいては、従来、６
０〜８０ Ｋｇｆ／平方ミリメートルの鋼板が用いられ
ていたが、最近では、上述した理由から、１００ Ｋｇ
ｆ／平方ミリメートル以上の要求が高く、一部では１２
０ Ｋｇｆ／平方ミリメートル級の高張力鋼板も用いら
れている。
【０００３】このような高強度鋼板は、その製造自体は
比較的容易であるが、上述したような用途においては、
強度を確保したうえで、更に、冷間加工性や溶接性が要
求される。そこで、このような要求に応えるべく、例え
ば、特開平１−２３０７１５号公報には、成分調整や圧
延工程等における熱処理条件の調整等によつて、フエラ
イト、ベイナイト及び残留オーステナイトからなる複合
組織として、プレス成形性を改善した高張力冷延鋼板が
記載されている。
比較的容易であるが、上述したような用途においては、
強度を確保したうえで、更に、冷間加工性や溶接性が要
求される。そこで、このような要求に応えるべく、例え
ば、特開平１−２３０７１５号公報には、成分調整や圧
延工程等における熱処理条件の調整等によつて、フエラ
イト、ベイナイト及び残留オーステナイトからなる複合
組織として、プレス成形性を改善した高張力冷延鋼板が
記載されている。
【０００４】他方、低温で用いる大型構造物の分野にお
いて、二相組織高張力鋼板の脆性破壊伝播特性が高まる
ことも、特公昭６２−１４５６号公報、特開昭５９−２
３８５４号公報、特開昭６０−２９４５２号公報等に記
載されているように、既に知られている。例えば、特公
昭６２−１４５６号公報には、延性に富むフエライト相
を主たる組織とし、マルテンサイト相を第二相とするこ
とによつて、機械脆性を防止している。
いて、二相組織高張力鋼板の脆性破壊伝播特性が高まる
ことも、特公昭６２−１４５６号公報、特開昭５９−２
３８５４号公報、特開昭６０−２９４５２号公報等に記
載されているように、既に知られている。例えば、特公
昭６２−１４５６号公報には、延性に富むフエライト相
を主たる組織とし、マルテンサイト相を第二相とするこ
とによつて、機械脆性を防止している。
【０００５】しかしながら、従来、大気環境下での二相
組織高張力鋼板の水素脆化挙動に関しては、殆ど知られ
ていない。
組織高張力鋼板の水素脆化挙動に関しては、殆ど知られ
ていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、引張強さ１
００ Ｋｇｆ／平方ミリメートル以上の高張力鋼板にお
ける上記したような水素脆化割れの問題を解決するため
になされたものであつて、耐水素脆化割れ性にすぐれる
二相組織高張力鋼板を提供することを目的とする。
００ Ｋｇｆ／平方ミリメートル以上の高張力鋼板にお
ける上記したような水素脆化割れの問題を解決するため
になされたものであつて、耐水素脆化割れ性にすぐれる
二相組織高張力鋼板を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による耐水素脆化
割れ性にすぐれる二相組織高張力鋼板は、重量％にてＣ
０．１０〜０．２５％、 Ｓｉ ０．８〜３．５％、 Ｍｎ １．５〜３．５％、 Ｐ ０．０２０％以下、 Ｓ ０．０１０％以下、及び
ｓｏｌ．Ａｌ ０．０２０〜０．０６０％を含有し、
残部鉄及び不可避的不純物よりなり、金属組織がマルテ
ンサイトを主相とし、残りが３５〜５０％のフエライト
相とからなり、１００ Ｋｇｆ／平方ミリメートル以上
の引張強さを有することを特徴とする。
割れ性にすぐれる二相組織高張力鋼板は、重量％にてＣ
０．１０〜０．２５％、 Ｓｉ ０．８〜３．５％、 Ｍｎ １．５〜３．５％、 Ｐ ０．０２０％以下、 Ｓ ０．０１０％以下、及び
ｓｏｌ．Ａｌ ０．０２０〜０．０６０％を含有し、
残部鉄及び不可避的不純物よりなり、金属組織がマルテ
ンサイトを主相とし、残りが３５〜５０％のフエライト
相とからなり、１００ Ｋｇｆ／平方ミリメートル以上
の引張強さを有することを特徴とする。
【０００８】このように、本発明によれば、鋼板におけ
る化学成分について、Ｃ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ及びｓｏｌ．Ａ
ｌの量を所定の範囲に規制しつつ、Ｓｉ量を０．８％以
上に高めると共に、焼入れ焼戻し熱処理によつて、主た
る金属組織をマルテンサイト相と３５〜５０％のフエラ
イト相とすることによつて、引張強さ１００ Ｋｇｆ／
平方ミリメートル以上を有し、且つ、耐水素脆化割れ性
にすぐれる二相組織高張力鋼板を得ることができる。
る化学成分について、Ｃ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ及びｓｏｌ．Ａ
ｌの量を所定の範囲に規制しつつ、Ｓｉ量を０．８％以
上に高めると共に、焼入れ焼戻し熱処理によつて、主た
る金属組織をマルテンサイト相と３５〜５０％のフエラ
イト相とすることによつて、引張強さ１００ Ｋｇｆ／
平方ミリメートル以上を有し、且つ、耐水素脆化割れ性
にすぐれる二相組織高張力鋼板を得ることができる。
【０００９】即ち、本発明者らによれば、高張力鋼板の
水素脆化割れは、大気腐食によるノツチ部で腐食が進行
し、隙間腐食の理論に基づいてノツチ内水溶液の水素イ
オン濃度が増加し、その環境下での腐食反応時の中間生
成物である水素原子がノツチ先端に侵入し、そこで応力
集中と相俟つて割れに至る現象であることを見出した。 その際に、Ｓｉは、初期の腐食を促進して、応力集中部
での先端のノツチ効果を軽減させると共に、腐食生成物
中に二酸化ケイ素として濃縮し、上記水素原子の侵入拡
散を抑制し、更にその後の腐食反応をも抑制する。一方
、マルテンサイト相周辺のフエライト相中の転位によつ
て水素原子が固着され、ノツチ先端部への水素の拡散が
抑えられ、また、硬い相と柔らかい相の二相組織は、塑
性変形領域の局在化が抑えられるので、ノツチ先端部の
応力集中の度合いが低減されて、水素脆化割れが抑制さ
れる。
水素脆化割れは、大気腐食によるノツチ部で腐食が進行
し、隙間腐食の理論に基づいてノツチ内水溶液の水素イ
オン濃度が増加し、その環境下での腐食反応時の中間生
成物である水素原子がノツチ先端に侵入し、そこで応力
集中と相俟つて割れに至る現象であることを見出した。 その際に、Ｓｉは、初期の腐食を促進して、応力集中部
での先端のノツチ効果を軽減させると共に、腐食生成物
中に二酸化ケイ素として濃縮し、上記水素原子の侵入拡
散を抑制し、更にその後の腐食反応をも抑制する。一方
、マルテンサイト相周辺のフエライト相中の転位によつ
て水素原子が固着され、ノツチ先端部への水素の拡散が
抑えられ、また、硬い相と柔らかい相の二相組織は、塑
性変形領域の局在化が抑えられるので、ノツチ先端部の
応力集中の度合いが低減されて、水素脆化割れが抑制さ
れる。
【００１０】次に、本発明による高張力鋼板における化
学成分について説明する。Ｃは、析出強化及び変態強化
によつて鋼板に強度を付与するために必須の元素であつ
て、１００ Ｋｇｆ／平方ミリメートル以上の引張強さ
を与えるためには、Ｃは少なくとも０．１０％を必要と
する。 しかし、０．２５％を越えるときは、一般に、溶接性が
劣化するのみならず、耐水素脆化割れ性をも劣化させる
。
学成分について説明する。Ｃは、析出強化及び変態強化
によつて鋼板に強度を付与するために必須の元素であつ
て、１００ Ｋｇｆ／平方ミリメートル以上の引張強さ
を与えるためには、Ｃは少なくとも０．１０％を必要と
する。 しかし、０．２５％を越えるときは、一般に、溶接性が
劣化するのみならず、耐水素脆化割れ性をも劣化させる
。
【００１１】Ｓｉは、一般には、添加量が増大すると、
鋼板の表面性状を劣化させると共に、靭性を劣化させる
。しかし、本発明においては、前述した範囲のＣ量及び
後述する範囲のＭｎ、Ｐ、Ｓ及びｓｏｌ．Ａｌと共に、
Ｓｉを０．８％以上添加することによつて、耐水素脆化
割れ性を著しく改善することができる。特に、本発明に
よれば、Ｓｉ量は、好ましくは、１．０％を越える量に
て添加される。しかし、添加量が３．５％を越えるとき
は、前述した欠点、即ち、鋼板の表面性状と靭性の劣化
が許容範囲を越える。
鋼板の表面性状を劣化させると共に、靭性を劣化させる
。しかし、本発明においては、前述した範囲のＣ量及び
後述する範囲のＭｎ、Ｐ、Ｓ及びｓｏｌ．Ａｌと共に、
Ｓｉを０．８％以上添加することによつて、耐水素脆化
割れ性を著しく改善することができる。特に、本発明に
よれば、Ｓｉ量は、好ましくは、１．０％を越える量に
て添加される。しかし、添加量が３．５％を越えるとき
は、前述した欠点、即ち、鋼板の表面性状と靭性の劣化
が許容範囲を越える。
【００１２】Ｍｎは、鋼の焼入れ性を高めると共に、強
度と延性を付与するために必要な元素であつて、かかる
効果を有効に得るためには、１．５％以上の添加を必要
とする。しかし、３．５％を越えるときは、高張力鋼板
のＳｉ量を上記した範囲としても、水素脆化割れ性を高
める。Ｐは、不純物元素として鋼中に含有されるが、Ｐ
は、鋼を脆化させると共に、水素脆化感受性をも高める
ので、本発明においては、かかる有害な影響を排除する
ために、その上限を０．０２０％とする。好ましくは、
Ｐ量は０．０１０％以下である。
度と延性を付与するために必要な元素であつて、かかる
効果を有効に得るためには、１．５％以上の添加を必要
とする。しかし、３．５％を越えるときは、高張力鋼板
のＳｉ量を上記した範囲としても、水素脆化割れ性を高
める。Ｐは、不純物元素として鋼中に含有されるが、Ｐ
は、鋼を脆化させると共に、水素脆化感受性をも高める
ので、本発明においては、かかる有害な影響を排除する
ために、その上限を０．０２０％とする。好ましくは、
Ｐ量は０．０１０％以下である。
【００１３】Ｓも、不純物元素として鋼中に含有され、
ＭｎＳ系の非金属介在物として鋼中に析出し、鋼中に侵
入した水素のトラツプサイトとなり、結果として、水素
侵入量を高め、水素脆化感受性を高めるので、かかる有
害な影響を排除するために、その上限を０．０１０％と
する。好ましくは、Ｓ量は０．０５５％以下である。ｓ
ｏｌ．Ａｌは、脱酸剤として０．０２％以上が必要であ
り、これよりも少ないときは、鋼板の表面性状を損なう
。しかし、添加量が０．０６０％を越えるときは、アル
ミナとして析出して、表面疵の発生原因となる。
ＭｎＳ系の非金属介在物として鋼中に析出し、鋼中に侵
入した水素のトラツプサイトとなり、結果として、水素
侵入量を高め、水素脆化感受性を高めるので、かかる有
害な影響を排除するために、その上限を０．０１０％と
する。好ましくは、Ｓ量は０．０５５％以下である。ｓ
ｏｌ．Ａｌは、脱酸剤として０．０２％以上が必要であ
り、これよりも少ないときは、鋼板の表面性状を損なう
。しかし、添加量が０．０６０％を越えるときは、アル
ミナとして析出して、表面疵の発生原因となる。
【００１４】本発明によれば、鋼板の母材強度をマルテ
ンサイト相によつて確保すると共に、前述したように、
水素脆化割れをマルテンサイト相の周辺のフエライト相
によつて防止する。そのためには、フエライト相は、３
５％以上が必要であるが、５０％を越えるときは、引張
強さ１００ Ｋｇｆ／平方ミリメートル以上の鋼板を得
ることができない。
ンサイト相によつて確保すると共に、前述したように、
水素脆化割れをマルテンサイト相の周辺のフエライト相
によつて防止する。そのためには、フエライト相は、３
５％以上が必要であるが、５０％を越えるときは、引張
強さ１００ Ｋｇｆ／平方ミリメートル以上の鋼板を得
ることができない。
【００１５】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、
本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではな
い。 実施例１ 表１及び表２に示す化学成分を有する鋼２０Ｋｇを真空
溶解により溶製し、通常の熱間圧延、酸洗及び冷間圧延
によつて、約１．２ｍｍ厚さの鋼板とした。これを種々
の焼入れ焼戻し温度にて処理し、引張強さが１００ Ｋ
ｇｆ／平方ミリメートルを越えて、１５０ Ｋｇｆ／平
方ミリメートル未満とした冷延高張力鋼板を製造した。 これらの鋼板から、厚さ１．２ｍｍ、幅１５ｍｍ、長さ
６５ｍｍの短冊状の試験片を機械加工によつて調製した
。
本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではな
い。 実施例１ 表１及び表２に示す化学成分を有する鋼２０Ｋｇを真空
溶解により溶製し、通常の熱間圧延、酸洗及び冷間圧延
によつて、約１．２ｍｍ厚さの鋼板とした。これを種々
の焼入れ焼戻し温度にて処理し、引張強さが１００ Ｋ
ｇｆ／平方ミリメートルを越えて、１５０ Ｋｇｆ／平
方ミリメートル未満とした冷延高張力鋼板を製造した。 これらの鋼板から、厚さ１．２ｍｍ、幅１５ｍｍ、長さ
６５ｍｍの短冊状の試験片を機械加工によつて調製した
。
【００１６】上記試験片を４点支持法にて定応力を加え
、硫酸（０．５モル／リツトル）にＫＳＣＮ（０．０１
モル／リツトル）を加えた溶液中でポテンシヨスタツト
を用いて、自然電位より１００ｍＶ卑である電位を与え
、割れが発生する時間を測定した。結果を図１に示す。
、硫酸（０．５モル／リツトル）にＫＳＣＮ（０．０１
モル／リツトル）を加えた溶液中でポテンシヨスタツト
を用いて、自然電位より１００ｍＶ卑である電位を与え
、割れが発生する時間を測定した。結果を図１に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】表１、表２及び図１に示す結果から明らか
なように、適正な範囲の化学成分とフエライト（α）量
を有する本発明による高張力鋼板によれば、いずれも、
水素脆化割れの発生が著しく遅い。これに対して、比較
鋼８は、Ｃ量が少ないために、焼戻し温度を低くせざる
を得ず、また、比較鋼９は、反対に、Ｃ量が多いために
、いずれも、Ｓｉ量もその他の元素量及びフエライト量
が適正であるにもかかわらず、水素脆化割れが短時間に
発生した。
なように、適正な範囲の化学成分とフエライト（α）量
を有する本発明による高張力鋼板によれば、いずれも、
水素脆化割れの発生が著しく遅い。これに対して、比較
鋼８は、Ｃ量が少ないために、焼戻し温度を低くせざる
を得ず、また、比較鋼９は、反対に、Ｃ量が多いために
、いずれも、Ｓｉ量もその他の元素量及びフエライト量
が適正であるにもかかわらず、水素脆化割れが短時間に
発生した。
【００２０】比較鋼１０は、Ｓｉ量が十分でないために
上記比較鋼ほどではないとしても、水素脆化割れが発生
し、耐水素脆化割れ性が不十分である。比較鋼１１は、
Ｍｎ量が不足しており、焼戻し温度を低くしないときは
、引張強さ１００ Ｋｇｆ／平方ミリメートル以上を得
ることができず、その結果として、焼戻しマルテンサイ
ト量が少ないために、また、比較鋼１２は、逆に、Ｍｎ
量が過多であるために、それぞれ水素脆化割れが短時間
に発生した。
上記比較鋼ほどではないとしても、水素脆化割れが発生
し、耐水素脆化割れ性が不十分である。比較鋼１１は、
Ｍｎ量が不足しており、焼戻し温度を低くしないときは
、引張強さ１００ Ｋｇｆ／平方ミリメートル以上を得
ることができず、その結果として、焼戻しマルテンサイ
ト量が少ないために、また、比較鋼１２は、逆に、Ｍｎ
量が過多であるために、それぞれ水素脆化割れが短時間
に発生した。
【００２１】比較鋼１３及び１４は、それぞれＳｉ量は
適正な範囲にあるものの、Ｐ又はＳ量が多いために、同
様に、水素脆化割れが短時間に発生した。比較鋼１５及
び１６は、フエライト量が少ないために、化学成分が適
正な範囲にあるにもかかわらず、水素脆化割れが短時間
に発生した。また、比較鋼１７は、化学成分は適正な範
囲にあるが、引張強さが１００ Ｋｇｆ／平方ミリメー
トルに達しなかつた。
適正な範囲にあるものの、Ｐ又はＳ量が多いために、同
様に、水素脆化割れが短時間に発生した。比較鋼１５及
び１６は、フエライト量が少ないために、化学成分が適
正な範囲にあるにもかかわらず、水素脆化割れが短時間
に発生した。また、比較鋼１７は、化学成分は適正な範
囲にあるが、引張強さが１００ Ｋｇｆ／平方ミリメー
トルに達しなかつた。
【００２２】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、通常の
圧延工程及び熱処理によつて、耐水素脆化割れ性を改善
した引張強さ１００ Ｋｇｆ／平方ミリメートル以上を
有する二相組織の冷延高張力鋼板を得ることができる。 従つて、かかる二相組織高張力鋼板は、限定されるもの
ではないが、例えば、自動車のパンパーやドアインパク
トバー等の部材として好適に用いることができる。
圧延工程及び熱処理によつて、耐水素脆化割れ性を改善
した引張強さ１００ Ｋｇｆ／平方ミリメートル以上を
有する二相組織の冷延高張力鋼板を得ることができる。 従つて、かかる二相組織高張力鋼板は、限定されるもの
ではないが、例えば、自動車のパンパーやドアインパク
トバー等の部材として好適に用いることができる。
【図１】は、本発明鋼と比較鋼との水素脆化割れ性を比
較して示すグラフである。
較して示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項１】重量％にて Ｃ ０．１０〜０．２５％、 Ｓｉ ０．８〜３．５％、 Ｍｎ １．５〜３．５％、 Ｐ ０．０２０％以下、 Ｓ ０．０１０％以下、及び ｓｏｌ．Ａｌ ０．０２０〜０．０６０％を含有し、
残部鉄及び不可避的不純物よりなり、金属組織がマルテ
ンサイトを主相とし、残りが３５〜５０％のフエライト
相とからなり、１００ Ｋｇｆ／平方ミリメートル以上
の引張強さを有することを特徴とする耐水素脆化割れ性
にすぐれる二相組織高張力鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2823991A JPH04268053A (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | 耐水素脆化割れ性にすぐれる二相組織高張力鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2823991A JPH04268053A (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | 耐水素脆化割れ性にすぐれる二相組織高張力鋼板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04268053A true JPH04268053A (ja) | 1992-09-24 |
Family
ID=12243043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2823991A Pending JPH04268053A (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | 耐水素脆化割れ性にすぐれる二相組織高張力鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04268053A (ja) |
-
1991
- 1991-02-22 JP JP2823991A patent/JPH04268053A/ja active Pending
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