JPWO2018138898A1 - 鋼板 - Google Patents
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Abstract
Description
質量%で、
C:0.09%〜0.15%、
Si:0.2%〜2.5%、
Al:0.01%〜1.00%、
Mn:1.0%〜3.0%、
P:0.02%以下、
S:0.01%以下、
N:0.007%以下、
O:0.006%以下、
Cr:0.00%〜1.00%、
Mo:0.00%〜1.00%、
B:0.0000%〜0.010%、
Nb:0.000%〜0.30%、
Ti:0.000%〜0.30%、
Ni:0.00%〜1.00%、
Cu:0.00%〜1.00%、
V:0.000%〜0.50%、
Mg:0.0000%〜0.04%、
REM:0.0000%〜0.04%、かつ
残部:Fe及び不純物、
で表される化学組成を有し、
面積分率で、
フェライト:30%〜50%、
グラニュラーベイナイト:5%〜20%、
マルテンサイト:30%〜55%、
ベイナイト:35%未満、かつ
残留オーステナイト及びパーライト:合計で10%以下、
で表される金属組織を有することを特徴とする鋼板。
引張強度が1180MPa以上であり、
伸びが10%以上であり、かつ
穴広げ値が20%以上であることを特徴とする(1)に記載の鋼板。
厚さをt(mm)としたときのVDA曲げ角が「7.69t2−38.4t+109」以上であることを特徴とする(1)又は(2)に記載の鋼板。
表面に溶融亜鉛めっき層を有することを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の鋼板。
表面に合金化溶融亜鉛めっき層を有することを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の鋼板。
フェライトは軟質な組織であるため、変形しやすく、伸びの向上に寄与する。フェライトは、オーステナイトからグラニュラーベイナイトへの相変態にも寄与する。フェライトの面積分率が30%未満では、十分な伸びが得られない。さらに、適当なグラニュラーベイナイトの面積分率が得られない。従って、フェライトの面積分率は30%以上とし、好ましくは35%以上とする。一方、フェライトの面積分率が50%超では、1180MPa以上の引張強度を得ることが困難である。従って、フェライトの面積分率は50%以下とし、好ましくは45%以下とする。
グラニュラーベイナイトは、主として、転位密度が1013m/m3程度オーダーと低いベイニティックフェライトから構成され、硬質なセメンタイトをほとんど含まないため、フェライトより硬く、ベイナイトより軟らかい。従って、グラニュラーベイナイトは、ベイナイトよりも優れた伸びを発現する。グラニュラーベイナイトは、フェライトより硬く、ベイナイト及びマルテンサイトより軟らかいため、穴広げ加工の際の、フェライトとマルテンサイトとの界面からのボイドの発生、及びフェライトとベイナイトとの界面からのボイドの発生を抑制する。グラニュラーベイナイトの面積分率が5%未満では、これらの効果を十分に得ることができない。従って、グラニュラーベイナイトの面積分率は5%以上とし、好ましくは10%以上とする。一方、グラニュラーベイナイトの面積分率が20%超では、マルテンサイトを十分に得ることができず、1180MPa以上の引張強度を得ることが困難である。従って、グラニュラーベイナイトの面積分率は20%以下とし、好ましくは15%以下とする。
マルテンサイトは転位密度が高く硬質な組織であるため、引張強度の向上に寄与する。マルテンサイトの面積分率が30%未満では、1180MPa以上の引張強度が得られない。従って、マルテンサイトの面積分率は30%以上とし、好ましくは35%以上とする。一方、マルテンサイトの面積分率が55%超では、十分な伸びが得られない。従って、マルテンサイトの面積分率は55%以下とし、好ましくは50%以下とする。焼入れままマルテンサイト及び焼戻しマルテンサイトがマルテンサイトに属する。つまり、マルテンサイトの面積分率は、焼入れままマルテンサイトの面積分率及び焼戻しマルテンサイトの面積分率の合計である。焼戻しマルテンサイトを得る方法は限定されず、焼戻しマルテンサイトは、冷却中の自動焼戻しによって得ることもでき、連続焼鈍後の焼戻し熱処理によって得ることもできる。
ベイナイトは、主として、転位密度が1.0×1014m/m3程度と高いベイニティックフェライト及び硬質なセメンタイトから構成され、引張強度の向上に寄与する。しかし、ベイナイトの面積分率が35%以上では、ベイナイトよりも引張強度の向上に寄与するマルテンサイトの面積分率が不足し、1180MPa以上の引張強度を得ることが困難である。従って、ベイナイトの面積分率は35%未満とする。
残留オーステナイトは変形中に加工誘起変態によりマルテンサイトへと変態し、優れた加工硬化及び高い均一伸びをもたらす。しかし、加工誘起変態したマルテンサイトは、穴広げ性を著しく劣化させる。パーライトは硬質なセメンタイトを含むため、穴広げ加工の際にボイドの発生の起点となり、穴広げ性を劣化させる。特に残留オーステナイト及びパーライトの面積分率が合計で10%超であると、穴広げ性の劣化が著しい。従って、残留オーステナイト及びパーライトの面積分率は10%以下とする。
Sγ=(I200f+I220f+I311f)/(I200b+I211b)×100
(Sγは残留オーステナイトの面積分率、I200f、I220f、I311fは、それぞれfcc相の(200)、(220)、(311)の回折ピークの強度、I200b、I211bは、それぞれbcc相の(200)、(211)の回折ピークの強度を示す。)
Cは引張強度の向上に寄与する。C含有量が0.09%未満では、1180MPa以上の引張強度を得ることが困難である。従って、C含有量は0.09%以上とし、好ましくは0.10%以上とする。一方、C含有量が0.15%超では、フェライトの生成が抑制されるため、十分な伸びが得られない。従って、C含有量は0.15%以下とし、好ましくは0.13%以下とする。
Siは、セメンタイトの生成を抑制し、グラニュラーベイナイトの生成に寄与する。グラニュラーベイナイトは、複数のベイニティックフェライトが、それらの界面に存在する転位が回復して一つの塊になった組織である。このため、ベイニティックフェライトの界面にセメンタイトが存在すると、そこにグラニュラーベイナイトは生成しない。Si含有量が0.2%未満では、セメンタイトが過剰に生成し、グラニュラーベイナイトを十分に得ることができない。従って、Siの含有量は0.2%以上とする。一方、Si含有量が2.5%超では、熱間圧延中にスラブ割れが生じやすい。従って、Siの含有量は2.5%以下とする。
Alは、セメンタイトの生成を抑制し、グラニュラーベイナイトの生成に寄与する。グラニュラーベイナイトは、複数のベイニティックフェライトが、それらの界面に存在する転位が回復して一つの塊になった組織である。このため、ベイニティックフェライトの界面にセメンタイトが存在すると、そこにグラニュラーベイナイトは生成しない。Alは、脱酸剤としても活用可能な元素である。Al含有量が0.01%未満では、セメンタイトが過剰に生成し、グラニュラーベイナイトを十分に得ることができない。従って、Al含有量は0.01%以上とする。一方、Al含有量が1.00%超では、熱間圧延中にスラブ割れが生じやすい。さらに、Al系の粗大な介在物の個数密度が増大するため、穴広げ性の劣化の原因となる。従って、Alの含有量は1.00%以下とする。
Mnは、冷間圧延後の連続焼鈍又はめっきラインでの熱処理において、フェライト変態を抑制し、強度の向上に寄与する。Mn含有量が合計で1.0%未満では、フェライトの面積分率が過剰となって1180MPa以上の引張強度を得ることが困難である。従って、Mn含有量は1.0%以上とする。一方、Mn含有量が3.0%超では、フェライトの面積分率が過少となって十分な伸びが得られない。従って、Mnの含有量は合計で3.0%以下とする。
Pは、必須元素ではなく、例えば鋼中に不純物として含有される。Pは穴広げ性を低下させたり、鋼板の板厚方向の中心に偏析して靭性を低下させたり、溶接部を脆化させたりする。従って、P含有量は低ければ低いほどよい。特にP含有量が0.04%超で、穴広げ性の低下が著しい。従って、P含有量は0.04%以下とし、好ましくは0.01%以下とする。P含有量の低減にはコストがかかり、0.0001%未満まで低減しようとすると、コストが著しく上昇する。
Sは、必須元素ではなく、例えば鋼中に不純物として含有される。Sは溶接性を低下させたり、鋳造時及び熱間圧延時の製造性を低下させたり、粗大なMnSを形成して穴広げ性を低下させたりする。従って、S含有量は低ければ低いほどよい。特にS含有量が0.01%超で、溶接性の低下、製造性の低下及び穴広げ性の低下が著しい。従って、S含有量は0.01%以下とし、好ましくは0.005%以下とする。S含有量の低減にはコストがかかり、0.0001%未満まで低減しようとすると、コストが著しく上昇する。
Nは、必須元素ではなく、例えば鋼中に不純物として含有される。Nは粗大な窒化物を形成する。粗大な窒化物は曲げ性及び穴広げ性の低下を招き、さらに、溶接時にブローホールを発生させる。従って、N含有量は低ければ低いほどよい。特にN含有量が0.01%超で、穴広げ性の低下及びブローホールの発生が著しい。従って、N含有量は0.01%以下とし、好ましくは0.008%以下とする。N含有量の低減にはコストがかかり、0.0005%未満まで低減しようとすると、コストが著しく上昇する。
Oは、必須元素ではなく、例えば鋼中に不純物として含有される。Oは、粗大な酸化物を形成する。粗大な酸化物は曲げ性及び穴広げ性の低下を招き、さらに、溶接時にブローホールを発生させる。従って、O含有量は低ければ低いほどよい。特にO含有量が0.006%超で、穴広げ性の低下及びブローホールの発生が著しい。従って、O含有量は0.006%以下とし、好ましくは0.005%以下とする。O含有量の低減にはコストがかかり、0.0005%未満まで低減しようとすると、コストが著しく上昇する。
Cr、Mo、Ni及びCuは、冷間圧延後の焼鈍又はめっきの際のフェライト変態を抑制し、強度の向上に寄与する。従って、Cr、Mo、Ni若しくはCu又はこれらの任意の組み合わせが含有されていてもよい。この効果を十分に得るために、好ましくは、Cr含有量は0.10%以上とし、Mo含有量は0.01%以上とし、Ni含有量は0.05%以上とし、Cu含有量は0.05%以上とする。しかし、Cr含有量が1.00超であるか、Mo含有量が1.00%超であるか、Ni含有量が1.00%超であるか、若しくはCu含有量が1.00%超であると、フェライトの面積分率が過少となって十分な伸びが得られない。このため、Cr含有量、Mo含有量、Ni含有量及びCu含有量はいずれも1.00%以下とする。つまり、Cr:0.10%〜1.00%、Mo:0.01%〜1.00%、Ni:0.05%〜1.00%、若しくはCu:0.05%〜1.00%、又はこれらの任意の組み合わせが満たされることが好ましい。
Nb、Ti及びVは、冷間圧延後の焼鈍等においてオーステナイトを細粒化することにより、オーステナイトの粒界面積を増加させ、フェライト変態を促進させる。従って、Ni、Ti若しくはV又はこれらの任意の組み合わせが含有されていてもよい。この効果を十分に得るために、好ましくは、Nb含有量は0.005%以上とし、Ti含有量は0.005%以上とし、V含有量は0.005%以上とする。しかし、Nb含有量が0.30%超であるか、Ti含有量が0.30%超であるか、V含有量が0.50%超であると、フェライトの面積分率が過剰となって十分な引張強度が得られない。このため、Nb含有量は0.30%以下とし、Ti含有量は0.30%以下とし、V含有量は0.50%以下とする。つまり、Nb:0.005%〜0.30%、Ti:0.005%〜0.30%、若しくはV:0.005%〜0.50%、又はこれらの任意の組み合わせが満たされることが好ましい。
Bは、冷間圧延後の焼鈍等においてオーステナイトの粒界に偏析してフェライト変態を抑制する。従って、Bが含有されていてもよい。この効果を十分に得るために、好ましくは、B含有量は0.0001%以上とする。しかし、B含有量が0.010%超であると、フェライトの面積分率が過少となって十分な伸びが得られない。このため、B含有量は0.010%以下とする。つまり、B:0.0001%〜0.010%が成り立つことが好ましい。
Ca、Mg及びREMは、酸化物及び硫化物の形態を制御し、穴広げ性の向上に寄与する。従って、Ca、Mg若しくはREM又はこれらの任意の組み合わせが含有されていてもよい。この効果を十分に得るために、好ましくは、Ca含有量、Mg含有量及びREM含有量はいずれも0.0005%以上とする。しかし、Ca含有量が0.04%超であるか、Mg含有量が0.04%超であるか、REM含有量が0.04%超であると、粗大な酸化物が形成されて十分な穴広げ性が得られない。このため、Ca含有量、Mg含有量及びREM含有量はいずれも0.04%以下とし、好ましくは0.01%以下とする。つまり、Ca:0.0005%〜0.04%、Mg:0.0005%〜0.04%、若しくはREM:0.0005%〜0.04%、又はこれらの任意の組み合わせが満たされることが好ましい。
第1の試験では、表1〜表2に示す化学組成を有するスラブを製造し、このスラブを熱間圧延して熱延鋼板を得た。表1〜表2中の空欄は、当該元素の含有量が検出限界未満であったことを示し、残部はFe及び不純物である。表2中の下線は、その数値が本発明の範囲から外れていることを示す。
Cr、Mo、Ni及びCuは、冷間圧延後の焼鈍又はめっきの際のフェライト変態を抑制し、強度の向上に寄与する。従って、Cr、Mo、Ni若しくはCu又はこれらの任意の組み合わせが含有されていてもよい。この効果を十分に得るために、好ましくは、Cr含有量は0.10%以上とし、Mo含有量は0.01%以上とし、Ni含有量は0.05%以上とし、Cu含有量は0.05%以上とする。しかし、Cr含有量が1.00%超であるか、Mo含有量が1.00%超であるか、Ni含有量が1.00%超であるか、若しくはCu含有量が1.00%超であると、フェライトの面積分率が過少となって十分な伸びが得られない。このため、Cr含有量、Mo含有量、Ni含有量及びCu含有量はいずれも1.00%以下とする。つまり、Cr:0.10%〜1.00%、Mo:0.01%〜1.00%、Ni:0.05%〜1.00%、若しくはCu:0.05%〜1.00%、又はこれらの任意の組み合わせが満たされることが好ましい。
Nb、Ti及びVは、冷間圧延後の焼鈍等においてオーステナイトを細粒化することにより、オーステナイトの粒界面積を増加させ、フェライト変態を促進させる。従って、Nb、Ti若しくはV又はこれらの任意の組み合わせが含有されていてもよい。この効果を十分に得るために、好ましくは、Nb含有量は0.005%以上とし、Ti含有量は0.005%以上とし、V含有量は0.005%以上とする。しかし、Nb含有量が0.30%超であるか、Ti含有量が0.30%超であるか、V含有量が0.50%超であると、フェライトの面積分率が過剰となって十分な引張強度が得られない。このため、Nb含有量は0.30%以下とし、Ti含有量は0.30%以下とし、V含有量は0.50%以下とする。つまり、Nb:0.005%〜0.30%、Ti:0.005%〜0.30%、若しくはV:0.005%〜0.50%、又はこれらの任意の組み合わせが満たされることが好ましい。
Claims (5)
- 質量%で、
C:0.09%〜0.15%、
Si:0.2%〜2.5%、
Al:0.01%〜1.00%、
Mn:1.0%〜3.0%、
P:0.02%以下、
S:0.01%以下、
N:0.007%以下、
O:0.006%以下、
Cr:0.00%〜1.00%、
Mo:0.00%〜1.00%、
B:0.0000%〜0.010%、
Nb:0.000%〜0.30%、
Ti:0.000%〜0.30%、
Ni:0.00%〜1.00%、
Cu:0.00%〜1.00%、
V:0.000%〜0.50%、
Mg:0.0000%〜0.04%、
REM:0.0000%〜0.04%、かつ
残部:Fe及び不純物、
で表される化学組成を有し、
面積分率で、
フェライト:30%〜50%、
グラニュラーベイナイト:5%〜20%、
マルテンサイト:30%〜55%、
ベイナイト:35%未満、かつ
残留オーステナイト及びパーライト:合計で10%以下、
で表される金属組織を有することを特徴とする鋼板。 - 引張強度が1180MPa以上であり、
伸びが10%以上であり、かつ
穴広げ値が20%以上であることを特徴とする請求項1に記載の鋼板。 - 厚さをt(mm)としたときのVDA曲げ角が「7.69t2−38.4t+109」以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の鋼板。
- 表面に溶融亜鉛めっき層を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の鋼板。
- 表面に合金化溶融亜鉛めっき層を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の鋼板。
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