JPH07150241A - 耐水素脆化特性の良好な加工用超高強度鋼板の製造法 - Google Patents
耐水素脆化特性の良好な加工用超高強度鋼板の製造法Info
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- JPH07150241A JPH07150241A JP5321144A JP32114493A JPH07150241A JP H07150241 A JPH07150241 A JP H07150241A JP 5321144 A JP5321144 A JP 5321144A JP 32114493 A JP32114493 A JP 32114493A JP H07150241 A JPH07150241 A JP H07150241A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 980N/mm2以上の強度を有し、加工性と
共に優れた耐水素脆化特性を有する加工用超高強度冷延
鋼板の製造方法を提供する。 【構成】 C:0.05〜0.25%、Mn:1.2〜3.
0%、S:0.01%以下、Al:0.02〜0.10%、
Ti:0.20%以下、N:0.008%以下を含み、か
つ、(C+30×N)/Ti≧2を満足し、残部が鉄及び
不可避的不純物元素からなる鋼スラブを常法にて熱間圧
延し、酸洗後冷間圧延して連続焼鈍するに際し、Ac1点
〜Ac3点まで再加熱後、Ar1点以上より水焼き入れし、
必要に応じて更に350℃以下で焼き戻し処理を行い、
フェライトを体積率で3〜50%含み、残部がマルテン
サイトを主体とする低温変態生成物よりなる組織を得る
ことを特徴としている。更にSi:2.0%以下、或いは
P:0.15%以下、Cr:1.0%以下、Mo:1.0%
以下、B:0.005%以下の1種又は2種以上、或い
はNb:0.1%以下、V:0.1%以下の1種又は2種
を添加できる。自動車のバンパー、ドアの補強部材等に
好適である。
共に優れた耐水素脆化特性を有する加工用超高強度冷延
鋼板の製造方法を提供する。 【構成】 C:0.05〜0.25%、Mn:1.2〜3.
0%、S:0.01%以下、Al:0.02〜0.10%、
Ti:0.20%以下、N:0.008%以下を含み、か
つ、(C+30×N)/Ti≧2を満足し、残部が鉄及び
不可避的不純物元素からなる鋼スラブを常法にて熱間圧
延し、酸洗後冷間圧延して連続焼鈍するに際し、Ac1点
〜Ac3点まで再加熱後、Ar1点以上より水焼き入れし、
必要に応じて更に350℃以下で焼き戻し処理を行い、
フェライトを体積率で3〜50%含み、残部がマルテン
サイトを主体とする低温変態生成物よりなる組織を得る
ことを特徴としている。更にSi:2.0%以下、或いは
P:0.15%以下、Cr:1.0%以下、Mo:1.0%
以下、B:0.005%以下の1種又は2種以上、或い
はNb:0.1%以下、V:0.1%以下の1種又は2種
を添加できる。自動車のバンパー、ドアの補強部材等に
好適である。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動車のバンパー、ドア
の補強部材等に好適な、980N/mm2以上の強度を有
すると共に優れた耐水素脆化特性を有する加工用超高強
度冷延鋼板の製造方法に関するものである。
の補強部材等に好適な、980N/mm2以上の強度を有
すると共に優れた耐水素脆化特性を有する加工用超高強
度冷延鋼板の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】地球環
境問題等より自動車の燃費改善要求が強く、そのため車
体の軽量化を図るべくバンパー、ドアの補強部材などに
980N/mm2以上の超高強度鋼板のニーズが強くなっ
ており、従来より、特公平4−99227号等にみられ
るように超高強度鋼板の加工性の改善については多数の
検討がなされてきた。
境問題等より自動車の燃費改善要求が強く、そのため車
体の軽量化を図るべくバンパー、ドアの補強部材などに
980N/mm2以上の超高強度鋼板のニーズが強くなっ
ており、従来より、特公平4−99227号等にみられ
るように超高強度鋼板の加工性の改善については多数の
検討がなされてきた。
【0003】しかし、980N/mm2以上の強度を有す
る超高強度鋼を使用したボルトでは、水素脆化による割
れが発生することが、例えば、特開昭60−15564
4号等に知られており、同様に、超高強度薄鋼板におい
ても、大気環境下の腐食反応で発生する水素が鋼板中に
入り使用中に突然破壊することが考えられるが、薄鋼板
の耐水素脆化特性の改善に関する検討は未だ少ない。
る超高強度鋼を使用したボルトでは、水素脆化による割
れが発生することが、例えば、特開昭60−15564
4号等に知られており、同様に、超高強度薄鋼板におい
ても、大気環境下の腐食反応で発生する水素が鋼板中に
入り使用中に突然破壊することが考えられるが、薄鋼板
の耐水素脆化特性の改善に関する検討は未だ少ない。
【0004】すなわち、超高強度薄鋼板の水素脆化につ
いては、特公平4−268053号には鋼にSiを添加
し、鋼板中への水素原子の侵入を抑制することが提案さ
れているが、腐食環境によって錆の発生状況は種々変化
し、必ずしもSi添加によって鋼板中への水素原子の侵
入を十分に抑制し、水素脆化を防止することは困難であ
る。また、特開平4−280940号では点溶接部の耐
水素割れ性改善について述べられているが、3%以上の
Niを必要とし、コスト上昇を招くため実用的ではな
い。また、母材部の耐水素割れ特性については言及され
ていない。
いては、特公平4−268053号には鋼にSiを添加
し、鋼板中への水素原子の侵入を抑制することが提案さ
れているが、腐食環境によって錆の発生状況は種々変化
し、必ずしもSi添加によって鋼板中への水素原子の侵
入を十分に抑制し、水素脆化を防止することは困難であ
る。また、特開平4−280940号では点溶接部の耐
水素割れ性改善について述べられているが、3%以上の
Niを必要とし、コスト上昇を招くため実用的ではな
い。また、母材部の耐水素割れ特性については言及され
ていない。
【0005】本発明は、かゝる状況のもとで、980N
/mm2以上の強度を有し、加工性と共に優れた耐水素脆
化特性を有する加工用超高強度冷延鋼板の製造方法を提
供することを目的としている。
/mm2以上の強度を有し、加工性と共に優れた耐水素脆
化特性を有する加工用超高強度冷延鋼板の製造方法を提
供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の手段として、本発明は、C:0.05〜0.25%、M
n:1.2〜3.0%、S:0.01%以下、Al:0.02
〜0.10%、Ti:0.20%以下、N:0.008%以
下、を含み、かつ、(C+30×N)/Ti≧2を満足
し、残部が鉄及び不可避的不純物元素からなる鋼スラブ
を常法にて熱間圧延し、酸洗後冷間圧延して連続焼鈍す
るに際し、Ac1点〜Ac3点まで再加熱後、Ar1点以上よ
り水焼き入れし、必要に応じて更に350℃以下で焼き
戻し処理を行い、フェライトを体積率で3〜50%含
み、残部がマルテンサイトを主体とする低温変態生成物
よりなる組織を得ることを特徴とする耐水素脆化特性の
良好な引張強さ980N/mm2以上の加工用超高強度鋼
板の製造方法を要旨としている。
の手段として、本発明は、C:0.05〜0.25%、M
n:1.2〜3.0%、S:0.01%以下、Al:0.02
〜0.10%、Ti:0.20%以下、N:0.008%以
下、を含み、かつ、(C+30×N)/Ti≧2を満足
し、残部が鉄及び不可避的不純物元素からなる鋼スラブ
を常法にて熱間圧延し、酸洗後冷間圧延して連続焼鈍す
るに際し、Ac1点〜Ac3点まで再加熱後、Ar1点以上よ
り水焼き入れし、必要に応じて更に350℃以下で焼き
戻し処理を行い、フェライトを体積率で3〜50%含
み、残部がマルテンサイトを主体とする低温変態生成物
よりなる組織を得ることを特徴とする耐水素脆化特性の
良好な引張強さ980N/mm2以上の加工用超高強度鋼
板の製造方法を要旨としている。
【0007】また、他の本発明は、前記鋼が更に、S
i:2.0%以下、或いはP:0.15%以下、Cr:1.
0%以下、Mo:1.0%以下、B:0.005%以下の
1種又は2種以上、或いはNb:0.1%以下、V:0.
1%以下の1種又は2種を含むことを特徴としている。
i:2.0%以下、或いはP:0.15%以下、Cr:1.
0%以下、Mo:1.0%以下、B:0.005%以下の
1種又は2種以上、或いはNb:0.1%以下、V:0.
1%以下の1種又は2種を含むことを特徴としている。
【0008】
【作用】以下に本発明を更に詳細に説明する。まず、本
発明における鋼の化学成分の限定理由について説明す
る。
発明における鋼の化学成分の限定理由について説明す
る。
【0009】C:Cはマルテンサイトを生成し高強度化
には必須の元素であり、980N/mm2以上の強度を得
るためには0.05%以上が必要であるが、0.25%を
超えると曲げなどの加工性が劣化すると共に耐水素脆化
特性を劣化するため、これを上限とする。
には必須の元素であり、980N/mm2以上の強度を得
るためには0.05%以上が必要であるが、0.25%を
超えると曲げなどの加工性が劣化すると共に耐水素脆化
特性を劣化するため、これを上限とする。
【0010】Mn:Mnは耐水素脆化特性を劣化させるこ
となく強度を高める元素であり、980N/mm2以上の
強度を得るためには1.2%以上が必要である。しか
し、3.0%を超えるとその効果が飽和するのみなら
ず、偏析が大きくなり、組織が不均一となり、加工性が
低下するため、これを上限とする。
となく強度を高める元素であり、980N/mm2以上の
強度を得るためには1.2%以上が必要である。しか
し、3.0%を超えるとその効果が飽和するのみなら
ず、偏析が大きくなり、組織が不均一となり、加工性が
低下するため、これを上限とする。
【0011】S:Sは介在物を形成して曲げ加工性など
を劣化させるのに加え、耐水素脆化特性も劣化させるた
め、0.01%以下に抑制する。
を劣化させるのに加え、耐水素脆化特性も劣化させるた
め、0.01%以下に抑制する。
【0012】Al:Alは脱酸のため0.02%以上を添
加するが、表面性状を劣化させるので、その上限を0.
10%とする。
加するが、表面性状を劣化させるので、その上限を0.
10%とする。
【0013】Ti:Tiは高強度化に有効である共に耐水
素脆化特性の改善のために必須の元素である。これは組
織の微細化による脆性の改善に加え、TiC等の析出に
より粗大なセメンタイトの析出を抑制していることが一
因である。しかし、0.20%を超えて添加すると、冷
間圧延の荷重が高くなるなどの問題があるため、これを
上限とする。
素脆化特性の改善のために必須の元素である。これは組
織の微細化による脆性の改善に加え、TiC等の析出に
より粗大なセメンタイトの析出を抑制していることが一
因である。しかし、0.20%を超えて添加すると、冷
間圧延の荷重が高くなるなどの問題があるため、これを
上限とする。
【0014】N:Nは鋼中に固溶してプレス加工性など
を劣化させるため、0.008%以下に抑制する。
を劣化させるため、0.008%以下に抑制する。
【0015】但し、Tiの添加による微細なTiC、Ti
Nの生成は組織を微細化するため高強度化及び耐水素脆
化特性の改善に有効であるが、C、Nに比べてTiの添
加が過多となると必要以上のC、Nと析出物を形成する
ため、強度確保に必要な固溶C量が得られないだけでな
く、Tiの大型介在物を生成し、連続焼鈍時にフェライ
トの生成核となるため、所望のマルテンサイト量が得ら
れなくなり、強度の確保が困難となる。そのため、C、
N、Tiの添加量は(C+30×N)/Ti≧2の関係を満
足する範囲内とする。
Nの生成は組織を微細化するため高強度化及び耐水素脆
化特性の改善に有効であるが、C、Nに比べてTiの添
加が過多となると必要以上のC、Nと析出物を形成する
ため、強度確保に必要な固溶C量が得られないだけでな
く、Tiの大型介在物を生成し、連続焼鈍時にフェライ
トの生成核となるため、所望のマルテンサイト量が得ら
れなくなり、強度の確保が困難となる。そのため、C、
N、Tiの添加量は(C+30×N)/Ti≧2の関係を満
足する範囲内とする。
【0016】上記成分の他、以下に説明するように、S
i、或いはP、Cr、Mo及びBの1種又は2種以上、或
いはNb及びVの1種又は2種を適量にて添加すること
ができる。
i、或いはP、Cr、Mo及びBの1種又は2種以上、或
いはNb及びVの1種又は2種を適量にて添加すること
ができる。
【0017】Si:Siは鋼を強化し、延性を高めるため
に有効な元素であるが、2.0%を超えるとその効果が
飽和するのみならず、冷間圧延での荷重が高くなるなど
の問題があるため、これ以下に規定する。
に有効な元素であるが、2.0%を超えるとその効果が
飽和するのみならず、冷間圧延での荷重が高くなるなど
の問題があるため、これ以下に規定する。
【0018】P:Pは鋼を強化し、延性を高めるために
有効な元素であるが、0.15%を超えると脆化が起こ
り易くなるため、これ以下とする。
有効な元素であるが、0.15%を超えると脆化が起こ
り易くなるため、これ以下とする。
【0019】Cr、Mo、B:Cr、Mo及びBは鋼の焼入
れ性を高め連続焼鈍設備で安定してマルテンサイトを得
るために有効な元素であるが、過多に添加しても効果が
飽和するため、Crは1.0%以下、Moは1.0%以下、
B:0.005%以下とする。
れ性を高め連続焼鈍設備で安定してマルテンサイトを得
るために有効な元素であるが、過多に添加しても効果が
飽和するため、Crは1.0%以下、Moは1.0%以下、
B:0.005%以下とする。
【0020】Nb、V:Nb及びVは炭化物を形成し細粒
化に効果があり、鋼の強化に有効な元素であるが、それ
ぞれ0.1%を超えると冷間圧延の荷重が高くなるなど
の問題があるため、それぞれ0.1%以下とする。
化に効果があり、鋼の強化に有効な元素であるが、それ
ぞれ0.1%を超えると冷間圧延の荷重が高くなるなど
の問題があるため、それぞれ0.1%以下とする。
【0021】次に本発明の組織について説明する。本発
明者は研究結果より、フェライト体積率が増加すると耐
水素脆化特性が向上するという知見を得ており、この効
果を得るにはフェライト体積率を3%以上保有する必要
がある。しかし、50%を超えるフェライトを有すると
強度の確保が困難となるため、上限は50%とする。ま
た、強度確保の点から、残部はマルテンサイト(焼き戻
しマルテンサイトを含む)を主体とする低温変態生成物
とする必要がある。
明者は研究結果より、フェライト体積率が増加すると耐
水素脆化特性が向上するという知見を得ており、この効
果を得るにはフェライト体積率を3%以上保有する必要
がある。しかし、50%を超えるフェライトを有すると
強度の確保が困難となるため、上限は50%とする。ま
た、強度確保の点から、残部はマルテンサイト(焼き戻
しマルテンサイトを含む)を主体とする低温変態生成物
とする必要がある。
【0022】次に本発明の製造方法について説明する。
上記化学成分を有する鋼スラブは、常法により熱間圧延
し、酸洗後、冷間圧延して連続焼鈍に供されるが、連続
焼鈍は以下の条件で行う必要がある。
上記化学成分を有する鋼スラブは、常法により熱間圧延
し、酸洗後、冷間圧延して連続焼鈍に供されるが、連続
焼鈍は以下の条件で行う必要がある。
【0023】すなわち、連続焼鈍に際して冷延鋼板を再
加熱するに当たっては、加熱温度をAc1点〜Ac3点の範
囲とする。下限温度をAc1点とするのは、多量のマルテ
ンサイトを生成させるため、オーステナイト変態点以上
に加熱する必要があるためである。また、3%以上のフ
ェライトを安定して得るために上限をAc3点とする。そ
の後、残部をマルテンサイト主体の組織とするためにA
r1点以上の温度から水焼き入れ処理を行う。
加熱するに当たっては、加熱温度をAc1点〜Ac3点の範
囲とする。下限温度をAc1点とするのは、多量のマルテ
ンサイトを生成させるため、オーステナイト変態点以上
に加熱する必要があるためである。また、3%以上のフ
ェライトを安定して得るために上限をAc3点とする。そ
の後、残部をマルテンサイト主体の組織とするためにA
r1点以上の温度から水焼き入れ処理を行う。
【0024】なお、必要に応じて、水焼入れ後、更に強
度の調整のために焼き戻し処理を行ってもよい。しか
し、350℃を超える温度で焼き戻し処理を行うと耐水
素脆化特性が劣化するので好ましくない。この劣化はセ
メンタイトの析出による脆性の劣化が一因である。
度の調整のために焼き戻し処理を行ってもよい。しか
し、350℃を超える温度で焼き戻し処理を行うと耐水
素脆化特性が劣化するので好ましくない。この劣化はセ
メンタイトの析出による脆性の劣化が一因である。
【0025】以下に本発明の実施例を示す。
【0026】表1に示す化学成分の鋼スラブを1230
℃に加熱し、仕上温度900℃で板厚3.6mmに熱間圧
延し、550℃で巻取った。酸洗後、1.8mmまで冷間
圧延し、表2に示す条件で連続焼鈍を行った。0.3%
の調質圧延を施した後、機械的性質を調査した。その結
果を表3に示す。
℃に加熱し、仕上温度900℃で板厚3.6mmに熱間圧
延し、550℃で巻取った。酸洗後、1.8mmまで冷間
圧延し、表2に示す条件で連続焼鈍を行った。0.3%
の調質圧延を施した後、機械的性質を調査した。その結
果を表3に示す。
【0027】また、耐水素脆化については、15mm×6
5mmの短冊試験片に曲げ応力980N/mm2を負荷した
ものを0.5mol/Lの硫酸+0.01mol/LのKSCN溶
液中でポテンショスタットを用いて、自然電位よりも卑
である−800mVの電位を与え、割れが発生する時間
により評価した。その結果を機械的特性と共に表3に示
す。
5mmの短冊試験片に曲げ応力980N/mm2を負荷した
ものを0.5mol/Lの硫酸+0.01mol/LのKSCN溶
液中でポテンショスタットを用いて、自然電位よりも卑
である−800mVの電位を与え、割れが発生する時間
により評価した。その結果を機械的特性と共に表3に示
す。
【0028】表3より明らかなように、本発明例は、9
80N/mm2以上の強度と良好な加工性(El≧8%、λ
≧25%)及び良好な耐水素脆化特性(割れ発生時間≧1
0min)を示している。一方、比較例(試験No.2、4、
12、18、19、21)はフェライト体積率が本発明
範囲より多いため所望の強度が得られていない。また他
の比較例(試験No.3、6、17、20)は割れ発生時間
≦10minと短く、特にそれらのうちの比較例(試験No.
17、20)ではEl≦7%、λ≦20%とそれぞれ明ら
かに加工性も本発明例に比べて劣っている。
80N/mm2以上の強度と良好な加工性(El≧8%、λ
≧25%)及び良好な耐水素脆化特性(割れ発生時間≧1
0min)を示している。一方、比較例(試験No.2、4、
12、18、19、21)はフェライト体積率が本発明
範囲より多いため所望の強度が得られていない。また他
の比較例(試験No.3、6、17、20)は割れ発生時間
≦10minと短く、特にそれらのうちの比較例(試験No.
17、20)ではEl≦7%、λ≦20%とそれぞれ明ら
かに加工性も本発明例に比べて劣っている。
【0029】なお、上記実施例は強度調整のため焼戻し
を行った例であるが、焼戻しを行なわず水焼入れのまま
であっても、同様の効果が得られることを確認した。
を行った例であるが、焼戻しを行なわず水焼入れのまま
であっても、同様の効果が得られることを確認した。
【0030】
【表1】
【0031】
【表2】
【0032】
【表3】
【0033】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
980N/mm2以上の強度を有し、更に加工性と共に優
れた耐水素脆化特性を有する加工用超高強度冷延鋼板を
製造できるので、自動車のバンパー、ドアの補強部材等
に好適である。
980N/mm2以上の強度を有し、更に加工性と共に優
れた耐水素脆化特性を有する加工用超高強度冷延鋼板を
製造できるので、自動車のバンパー、ドアの補強部材等
に好適である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 逸見義男 兵庫県神戸市西区高塚台1丁目5番5号株 式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内
Claims (5)
- 【請求項1】 重量%で(以下同じ)、 C:0.05〜0.25%、 Mn:1.2〜3.0%、 S:0.01%以下、 Al:0.02〜0.10%、 Ti:0.20%以下、 N:0.008%以下、 を含み、かつ、(C+30×N)/Ti≧2を満足し、残
部が鉄及び不可避的不純物元素からなる鋼スラブを常法
にて熱間圧延し、酸洗後冷間圧延して連続焼鈍するに際
し、Ac1点〜Ac3点まで再加熱後、Ar1点以上より水焼
き入れし、フェライトを体積率で3〜50%含み、残部
がマルテンサイトを主体とする低温変態生成物よりなる
組織を得ることを特徴とする耐水素脆化特性の良好な引
張強さ980N/mm2以上の加工用超高強度鋼板の製造
方法。 - 【請求項2】 水焼入れ後、更に350℃以下で焼き戻
し処理を行う請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 Si:2.0%以下を含む請求項1又は2
に記載の方法。 - 【請求項4】 P:0.15%以下、Cr:1.0%以
下、Mo:1.0%以下、B:0.005%以下の1種又
は2種以上を含む請求項1、2又は3に記載の方法。 - 【請求項5】 Nb:0.1%以下、V:0.1%以下の
1種又は2種を含む請求項1、2、3又は4に記載の方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32114493A JP3286047B2 (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 耐水素脆化特性の良好な加工用超高強度鋼板の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32114493A JP3286047B2 (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 耐水素脆化特性の良好な加工用超高強度鋼板の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07150241A true JPH07150241A (ja) | 1995-06-13 |
JP3286047B2 JP3286047B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=18129298
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32114493A Expired - Fee Related JP3286047B2 (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 耐水素脆化特性の良好な加工用超高強度鋼板の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3286047B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004052085A (ja) * | 2002-07-24 | 2004-02-19 | Aisin Seiki Co Ltd | 鋼材の成形焼入れ方法 |
JP2007092154A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-12 | Jfe Steel Kk | 加工性に優れた超高強度冷延鋼板の製造方法 |
JP2010126787A (ja) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Kobe Steel Ltd | 耐水素脆化特性および加工性に優れた超高強度鋼板とその製造方法 |
WO2018220873A1 (ja) | 2017-06-01 | 2018-12-06 | 日新製鋼株式会社 | 高強度Zn-Al-Mg系表面被覆鋼板およびその製造方法 |
KR20200075456A (ko) * | 2018-12-18 | 2020-06-26 | 주식회사 포스코 | 고탄소 보론강 강재 및 그 제조방법 |
CN111471928A (zh) * | 2020-05-11 | 2020-07-31 | 河北普阳钢铁有限公司 | 一种具有篮筐编结马氏体金相组织的耐磨钢板及生产方法 |
-
1993
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