TW202006155A

TW202006155A - 鋼板

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Publication number: TW202006155A
Application number: TW108125460A
Authority: TW
Inventors: 林宏太郎; 海藤宏志; 上西朗弘; 岡本力
Original assignee: 日商日本製鐵股份有限公司
Priority date: 2018-07-18
Filing date: 2019-07-18
Publication date: 2020-02-01
Also published as: JPWO2020017607A1; JP6669325B1; CN111868283A; CN111868283B; WO2020017607A1

Abstract

本發明提供一種含Mn濃度高之鋼板，其具優異延伸特性及高強度，並且會發生伴隨頸縮的延性破壞。本發明鋼板之特徵在於：該鋼板含有預定量的C、Si、sol.Al及Mo，以質量%計更含有Mn：大於4.00%且小於9.00%及B：0.0003%以上且0.010%以下、P：0.023%以下、S：0.010%以下、N：小於0.050%、O：小於0.020%及任意選擇之元素，並將Mn及Mo限制在滿足25≦[Mn]/[Mo]≦150的範圍，式中[Mn]及[Mo]為Mn及Mo之含量(質量%)，且剩餘部分為鐵及不純物；該鋼板之L截面中，從表面起算厚度的1/4位置之金屬組織以面積率計，含有40%以上且90%以下的回火麻田散鐵；並且回火麻田散鐵中的Mo濃度為鋼板之平均Mo含量的1.03倍以上且1.15倍以下。

Description

鋼板

本揭示有關一種具優異延性之鋼板，具體而言係關於一種含Mn濃度高之鋼板，其具優異延伸特性及高強度，並且在拉伸時會發生伴隨頸縮的延性破壞。

發明背景為達成汽車車體及零件等的輕量化及安全性二者，屬該等之胚料的鋼板正持續朝高強度化發展。一般來說，若將鋼板高強度化，延伸率便會降低而損及鋼板的成形性。因此，為了使用高強度鋼板作為汽車用構件，必須提高屬相反特性之強度與成形性兩者。

為了提升拉伸強度與延伸率，截至目前已提案出一種利用了殘留沃斯田鐵的變態誘發塑性之鋼，即所謂的TRIP鋼(例如：專利文獻1)。

殘留沃斯田鐵係透過使C在沃斯田鐵中濃化，藉此使得沃斯田鐵即便在室溫下也不會變態成其他組織而製得。作為使沃斯田鐵穩定化之技術，已提案出以下：使鋼板中含有Si及Al等可抑制碳化物析出之元素，並在鋼板的製造階段，於鋼板發生變韌鐵變態之期間使C在沃斯田鐵中濃化。該技術中，鋼板中含有之C含量越多，沃斯田鐵會更穩定化，而能夠增加殘留沃斯田鐵量，結果便可製造出強度與延伸率二者皆優異之鋼板。然而，當鋼板使用於構造構件時，多會於鋼板進行熔接，但鋼板中之C含量若多，便難以充分確保熔接性，在作為構造構件使用上會有所限制。因此，期望以較少之C含量來提升鋼板之強度與延伸率二者。

作為C含量較上述TRIP鋼少、殘留沃斯田鐵量較上述TRIP鋼多並且強度與延性大於上述TRIP鋼之鋼板，已提案出一種添加有大於4.0質量%的Mn之鋼(例如：非專利文獻1)。

專利文獻2中揭示有一種鋼板，其添加有3.5質量%以上的Mn，並且該鋼板以面積率(面積%)計將肥粒鐵控制在30~80%，藉此使拉伸強度及延伸性優異。

先前技術文獻專利文獻專利文獻1：日本特開平5-59429號公報專利文獻2：日本特開2012-237054號公報

非專利文獻非專利文獻1：古川敬、松村理，熱處理，日本，日本熱處理協會，平成9年，第37號卷，第4號，p.204

發明概要發明欲解決之課題為了使用高強度鋼板作為汽車用構件，期望在不使熔接性降低之前提下，確保屬相反特性之強度與成形性。具體而言，係期望具有優異延伸特性及高強度。

然而，可認為像例如上述專利文獻1及專利文獻2、以及非專利文獻1中揭示之含有大於4.0%的Mn之鋼中，晶界及異相界面變得脆弱，而變得在拉伸時幾乎不會發生頸縮，容易發生脆性破壞。因此，即便拉伸強度及延伸率良好，實質的拉伸特性仍留有改善餘地。

因此，期望有一種含Mn濃度高之鋼板，其具優異延伸特性及高強度，並且在拉伸時會發生伴隨頸縮的延性破壞。

用以解決課題之手段在含Mn濃度高之鋼板中，為了確保優異延伸特性及高強度，並且產生伴隨頸縮的延性破壞，本發明人等得到以下知識見解：有效的係將含Mn濃度高之鋼板的P含量控制在0.023質量%以下、Mo含量控制在0.030質量%以上且0.500質量%以下，以及將B含量控制在0.0003質量%以上且0.010質量%以下的範圍，並且將Mn含量與Mo含量之比控制在特定範圍。

本揭示之鋼板係根據上述知識見解而作成者，其主旨如下。 (1)一種鋼板，其特徵在於：其以質量%計含有： C：大於0.18%且小於0.45%、 Si：0.001%以上且小於3.50%、 Mn：大於4.00%且小於9.00%、 sol.Al：0.001%以上且小於2.00%、 Mo：0.030%以上且0.500%以下、 B：0.0003%以上且0.010%以下、 P：0.023%以下、 S：0.010%以下、 N：小於0.050%、 O：小於0.020%、 Cr：0.00%以上且小於2.00%、 W：0.00%以上且2.00%以下、 Cu：0.00%以上且2.00%以下、 Ni：0.00%以上且2.00%以下、 Ti：0.000%以上且0.300%以下、 Nb：0.000%以上且0.300%以下、 V：0.000%以上且0.300%以下、 Ca：0.000%以上且0.010%以下、 Mg：0.000%以上且0.010%以下、 Zr：0.000%以上且0.010%以下、 REM：0.000%以上且0.010%以下、 Sb：0.000%以上且0.050%以下、 Sn：0.000%以上且0.050%以下、及 Bi：0.000%以上且0.050%以下，更將Mn及Mo限制在滿足式(1)的範圍： 25≦[Mn]/[Mo]≦150　　　(1) 式中，[Mn]及[Mo]分別為Mn及Mo之含量(質量%)，且剩餘部分為鐵及不純物；該鋼板之L截面中，從表面起算厚度的1/4位置之金屬組織以面積率計，含有40%以上且90%以下的回火麻田散鐵；並且前述回火麻田散鐵中的Mo濃度為鋼板之平均Mo含量的1.03倍以上且1.15倍以下。 (2)如上述(1)之鋼板，其含有以下中之1種或2種以上元素：以質量%計， Cr：0.01%以上且小於2.00%、 W：0.01%以上且2.00%以下、 Cu：0.01%以上且2.00%以下及 Ni：0.01%以上且2.00%以下。 (3)如上述(1)或(2)之鋼板，其含有以下中之1種或2種以上元素：以質量%計， Ti：0.005%以上且0.300%以下、 Nb：0.005%以上且0.300%以下及 V：0.005%以上且0.300%以下。 (4)如上述(1)至(3)中任一項之鋼板，其含有以下中之1種或2種以上元素：以質量%計， Ca：0.0001%以上且0.0100%以下、 Mg：0.0001%以上且0.0100%以下、 Zr：0.0001%以上且0.0100%以下及 REM：0.0001%以上且0.0100%以下。 (5)如上述(1)至(4)中任一項之鋼板，其含有以下中之1種或2種以上元素：以質量%計， Sb：0.0005%以上且0.0500%以下、 Sn：0.0005%以上且0.0500%以下及 Bi：0.0005%以上且0.0500%以下。 (6)如上述(1)至(5)中任一項之鋼板，其中前述鋼板之L截面中，從表面起算厚度的1/4位置之金屬組織以面積率計，含有15%以上且75%以下之殘留沃斯田鐵。 (7)如上述(1)至(6)中任一項之鋼板，前述鋼板之表面具有熔融鍍鋅層。 (8)如上述(1)至(6)中任一項之鋼板，前述鋼板之表面具有合金化熔融鍍鋅層。

發明效果根據本揭示，可提供一種含Mn濃度高之鋼板，其具優異延伸特性及高強度，並且會發生伴隨頸縮的延性破壞。

用以實施發明之形態本發明人等進行了精闢研討，結果得到以下知識見解：有效的係將含Mn濃度高之鋼板的P含量控制在0.023質量%以下、Mo含量控制在0.030質量%以上且0.500質量%以下，以及將B含量控制在0.0003質量%以上且0.010質量%以下的範圍，並且將Mn含量與Mo含量之比控制在特定範圍。

藉由將P含量限制在上述範圍，將Mo含量及B含量設為上述範圍，並且將Mn含量與Mo含量之比控制在特定範圍，Mo會擴散到回火麻田散鐵晶粒內及於其中濃化，並且B會較P更早發生晶界偏析，而可防止P在晶界偏析。此外，還會得到Mo所帶來的提升強度的效果，並且會抑制晶界脆化，而亦可改善斷裂特性。藉由上述，可製得一種含Mn濃度高之鋼板，其具優異延伸特性及高強度，並且在拉伸時會發生伴隨頸縮的延性破壞。此種鋼板在上述先前技術文獻中並無任何揭示及暗示，且其可製得較以往更為優異的用於汽車構造構件之鋼板。

以下，說明本揭示鋼板之實施形態之示例。

1.化學組成說明以上述方式規定本揭示之鋼板的化學組成的理由。以下說明中，表示各元素含量之符號「%」只要未特別說明即指質量%。

(C：大於0.18%且小於0.45%) C在為了提高鋼之強度與延伸特性上係極為重要之元素。為了獲得充分的拉伸強度，需有大於0.18%的C含量。另一方面，若含有過多C，便會損及鋼板之熔接性，因此C含量上限設為小於0.45%。從提高拉伸強度與總延伸率之觀點來看，C含量之下限值宜在0.20%以上且較宜在0.24%以上。並且，若使C含量之下限值在0.24%以上，則以面積率計殘留沃斯田鐵會成為20%以上。此外，藉由使C含量之下限值在0.24%以上、且將後述B含量控制在0.0005%以上且0.0040%以下，可使拉伸強度與總延伸率之積更加提升。而C含量之上限值宜在0.40%以下且較宜在0.35%以下，藉由使C含量之上限值為上述範圍，可更提高鋼板之熔接性。

(Si：0.001%以上且小於3.50%) Si會抑制雪明碳鐵的析出與粗大化，且還具有使在退火中生成之沃斯田鐵變得容易控制的作用。為了獲得上述效果，必須有0.001%以上之Si含量。Si含量之下限值宜在0.01%以上，且較宜在0.40%以上。並且，Si含量若變為1.00%以上，便可保持強度-延性平衡並可提升疲勞特性，故Si含量之下限值更宜在1.00%以上。另一方面，若含有過多Si，便會損及鋼板之鍍敷性及化學轉化處理性，因此Si含量之上限值設為小於3.50%。此外，Si含量之上限值宜在3.00%以下且較宜在2.50%以下。

(Mn：大於4.00%且小於9.00%) Mn係會提高拉伸強度與總延伸率之元素。藉由含有大於4.00%的Mn，可提升拉伸強度、及拉伸強度與總延伸率之積。又，本揭示鋼板中係將Mn分配至沃斯田鐵中，以使沃斯田鐵更穩定化。Mn含量之下限值宜在4.30%以上，且較宜在4.80%以上。Mn含量若變成5.40%以上，以面積率計殘留沃斯田鐵就會變成在20%以上，因此Mn含量之下限值更宜在5.40%以上。亦即，只要含有0.24%以上的C及/或5.40%以上的Mn的話，以面積率計殘留沃斯田鐵就會成為20%以上。Mn含量又更宜在6.00%以上。只要Mn含量在6.00%以上的話，以面積率計殘留沃斯田鐵就會成為30%以上，機械特性會更為提升。另一方面，鋼板若含有過多Mn，便會損及延性而導致脆性破壞，故Mn含量之上限設為小於9.00%。而Mn含量之上限值宜在8.50%以下，且較宜在8.20%以下。藉由使Mn含量之下限值及上限值為上述範圍，可使沃斯田鐵更穩定化。

(sol.Al：0.001%以上且小於2.00%) Al為脫氧劑，必須含有0.001%以上。又，Al會擴大退火時之二相溫度區，因此也具有提高材質穩定性的作用。Al含量越多則該效果變得越大，但若含有過多Al，便會招致鑄造性等之劣化，因此sol.Al上限設為小於2.00%。sol.Al含量之下限值宜在0.005%以上、較宜在0.010%以上且更宜在0.020%以上。sol.Al含量之上限值宜在1.20%以下，且較宜在0.60%以下。藉由使sol.Al含量之下限值及上限值為上述範圍，可使脫氧效果及提升材質穩定之效果與鑄造性之平衡變得更加良好。又，本說明書中所謂「sol.Al」係指「酸溶性Al」。

(Mo：0.030%以上且0.500%以下) Mo在為了抑制脆性破壞上係極為重要之元素。為了抑制脆性破壞，需有0.030%以上的Mo含量，並且必須如後述地控制Mn含量與Mo含量之比。另一方面，Mo含量若大於0.500%，該效果便會飽和，故基於成本觀點而將Mo含量上限設為0.500%以下。

(B：0.0003%以上且0.010%以下) B在為了使優異延伸特性展現出來上係極為重要之元素。為了發揮B所帶來的強化晶界的效果，需有0.0003%以上的B含量。另一方面，若含有過量的B便會損及韌性，故B含量上限設為0.010%以下。B含量之下限值宜在0.0005%以上，且較宜在0.0008%以上。當C含量在0.24%以上時，B含量之下限值宜設為0.0005%以上且較宜設為0.0008%以上，藉此可更加提升拉伸強度與總延伸率之積。而B含量之上限值宜在0.0040%以下，且較宜在0.0030%以下。

本揭示之鋼板係以上述預定範圍含有Mo及B兩者，故具有高強度且具備優異強度延性平衡。透過含有Mo及B兩者，會促進舊沃斯田鐵晶界的B偏析並且抑制舊沃斯田鐵晶界的P偏析，而具有明顯提高晶界的破壞強度之相互作用。

(P：0.023%以下) P為不純物，鋼板若含過多的P，則不僅會損及韌性及熔接性，還會阻礙藉由添加B所帶來的抑制晶界脆化的效果。因此，P含量上限設為0.023%以下。P含量之上限值宜在0.020%以下、較宜在0.015%以下且更宜在0.012%以下。本實施形態之鋼板不一定要有P，故亦可實質上不含P，P含量之下限值為0.000%。P含量之下限值亦可大於0.000%或在0.001%以上，而P含量越少越好。

(S：0.010%以下) S為不純物，鋼板若含過多的S便會因熱軋延生成伸長的MnS，而招致彎曲性及擴孔性等成形性劣化。因此，S含量上限設為0.010%以下。S含量之上限值宜在0.007%以下，且較宜在0.003%以下。本實施形態之鋼板不一定要有S，故亦可實質上不含S，S含量之下限值為0.000%。S含量之下限值亦可設為大於0.000%或設為0.001%以上，而S含量越少越好。

(N：小於0.050%) N為不純物，若鋼板含有0.050%以上之N便會損及韌性。因此，N含量上限設為小於0.050%。N含量之上限值宜在0.010%以下，且較宜在0.006%以下。本實施形態之鋼板不一定要有N，故亦可實質上不含N，N含量之下限值為0.000%。N含量之下限值亦可設為大於0.000%或設為0.001%以上，而N含量越少越好。

(O：小於0.020%) O為不純物，若鋼板含有0.020%以上之O，便會招致延性劣化。因此，O含量上限設為小於0.020%。O含量之上限值宜在0.010%以下、較宜在0.005%以下且更宜在0.003%以下。本實施形態之鋼板不一定要有O，故亦可實質上不含O，O含量之下限值為0.000%。O含量之下限值亦可設為大於0.000%或設為0.001%以上，而O含量越少越好。

所謂「不純物」係指在工業上製造鋼材時，由礦石、廢料等原料或因製造步驟的種種因素而混入之成分，且係指在不會對本發明造成不良影響的範圍內所容許之物。

如前所述，就拉伸強度為1320MPa以上，為了在不損及延伸特性的前提下抑制脆性破壞，將Mn含量除以Mo含量而得之Mn含量與Mo含量之比[Mn]/[Mo]極為重要。

將Mn及Mo限制在滿足式(1)的範圍： 25≦[Mn]/[Mo]≦150　　　(1) 式(1)中，[Mn]及[Mo]分別為Mn及Mo之含量(質量%)。

為了獲得充分的拉伸強度與總延伸率，必須將[Mn]/[Mo]控制在25以上。另一方面，為了抑制過多的Mn偏析或P偏析所致的脆性破壞，必須將[Mn]/[Mo]控制在150以下。

本實施形態鋼板亦可更含有選自於由以下所構成群組中之1種或2種以上元素：Cr、W、Cu、Ni、Ti、Nb、V、Ca、Mg、Zr、REM、Sb、Sn及Bi。然而，本實施形態鋼板不一定要有Cr、W、Cu、Ni、Ti、Nb、V、Ca、Mg、Zr、REM、Sb、Sn及Bi，因此亦可不含有Cr、W、Cu、Ni、Ti、Nb、V、Ca、Mg、Zr、REM、Sb、Sn及Bi，亦即含量之下限值亦可為0%。本說明書中所謂REM係指Sc、Y及鑭系元素之合計17種元素，而REM含量在REM為1種時係指其含量，當係2種以上時則指其等之合計含量。又，REM一般亦以多個種類之REM之合金亦即稀土金屬合金之形態來供給。因此，既可以使REM含量在上述範圍內之方式添加1種或2種以上之個別元素，亦可譬如以稀土金屬合金之形態來添加，並且以使REM含量在上述範圍內之方式含有。

(Cr：0.00%以上且小於2.00%) (W：0.00%以上且2.00%以下) (Cu：0.00%以上且2.00%以下) (Ni：0.00%以上且2.00%以下) Cr、W、Cu及Ni各別皆非本實施形態鋼板的必要元素，故亦可不含有，各自的含量為0.00%以上。但是，由於Cr、W、Cu及Ni係會提升鋼板強度的元素，故亦可含有。為了獲得提升鋼板強度之效果，鋼板亦可分別含有0.01%以上選自於由Cr、W、Cu及Ni所構成群組中之1種或2種以上元素。然而，若鋼板含有過量之該等元素，便容易生成熱軋時之表面傷痕，而且會有熱軋鋼板之強度變得過高而冷軋延性降低的情況。因此，將選自於由Cr、W、Cu及Ni所構成群組中之1種或2種以上元素各自的含量上限值設為2.00%以下。

(Ti：0.000%以上且0.300%以下) (Nb：0.000%以上且0.300%以下) (V：0.000%以上且0.300%以下) Ti、Nb及V並非本實施形態之鋼板的必要元素，故亦可不含有，各自的含量為0.000%以上。然而，Ti、Nb及V係會生成微細碳化物、氮化物或碳氮化物之元素，故可有效提升鋼板強度。因此，鋼板亦可含有選自於由Ti、Nb及V所構成群組中之1種或2種以上元素。為了獲得提升鋼板強度之效果，宜將選自於由Ti、Nb及V所構成群組中之1種或2種以上元素各自的含量下限值設為0.005%以上。另一方面，若含有過多該等元素，便會有熱軋鋼板強度過度上升而冷軋延性降低的情況。因此，將選自於由Ti、Nb及V所構成群組中之1種或2種以上元素各自的含量上限值設為0.300%以下。

(Ca：0.000%以上且0.010%以下) (Mg：0.000%以上且0.010%以下) (Zr：0.000%以上且0.010%以下) (REM：0.000%以上且0.010%以下) Ca、Mg、Zr及REM(稀土族金屬)並非本揭示鋼板的必要元素，故亦可不含有，各自的含量為0.000%以上。然而，Ca、Mg、Zr及REM會提升鋼板的局部延性及擴孔性。為了獲得該效果，選自於由Ca、Mg、Zr及REM所構成群組中之1種或2種以上元素各自的含量下限值宜設為0.0001%以上，且較宜設為0.001%以上。然而，過量的該等元素會使鋼板之加工性劣化，故該等元素各自的含量上限宜設為0.010%以下，並且選自於由Ca、Mg、Zr及REM所構成群組中之1種或2種以上元素之含量合計宜設為0.030%以下。

(Sb：0.000%以上且0.050%以下) (Sn：0.000%以上且0.050%以下) (Bi：0.000%以上且0.050%以下) Sb、Sn及Bi並非本揭示鋼板的必要元素，故亦可不含有，各自的含量為0.000%以上。然而，Sb、Sn及Bi會抑制鋼板中的Mn、Si及/或Al等易氧化元素擴散至鋼板表面形成氧化物，而會提高鋼板的表面性狀及鍍敷性。為了獲得該效果，選自於由Sb、Sn及Bi所構成群組中之1種或2種以上元素各自的含量下限值宜設為0.0005%以上，且較宜設為0.001%以上。另一方面，若該等元素各自的含量大於0.050%，該效果便會飽和，故將該等元素各自的含量上限值設為0.050%以下。

2.金屬組織接下來說明本實施形態之鋼板之金屬組織。

(鋼板之1/4t部的金屬組織中回火麻田散鐵之面積率：40%以上且90%以下) 本實施形態之鋼板之L截面中，從表面起算厚度的1/4位置(亦稱為1/4t部)之金屬組織以面積率計，含有40%以上且90%以下之回火麻田散鐵。回火麻田散鐵之面積率會隨著退火條件不同而有所變化，而會影響強度、均勻延伸特性及擴孔性等材質。所謂L截面係指平行於板厚方向與軋延方向並且以通過鋼板之軋延方向的中心軸之方式裁切而成的面。

回火麻田散鐵係會提高鋼板強度並使韌性提升的組織。為了適宜保有強度與韌性兩者，回火麻田散鐵的面積率設為40~90%。回火麻田散鐵的面積率若小於40%，便無法確保充分的強度-延性平衡。另一方面，回火麻田散鐵的面積率若大於90%，則難以獲得所欲拉伸強度。回火麻田散鐵含量之下限值宜為50%以上。並且，回火麻田散鐵含量之上限值宜為85%以下。

(鋼板之1/4t部的金屬組織中殘留沃斯田鐵之面積率：15%以上且75%以下) 本實施形態鋼板之L截面中，從表面起算厚度的1/4位置之金屬組織以面積率計，宜含有15%以上且75%以下之殘留沃斯田鐵。殘留沃斯田鐵之面積率會隨著退火條件不同而有所變化，而會影響強度、均勻延伸特性及擴孔性等材質。

殘留沃斯田鐵係會藉由變態誘發塑性來提高鋼板的延性、尤其是鋼板的均勻延伸特性之組織。殘留沃斯田鐵會因伴隨拉伸變形的撐壓、引伸、延伸凸緣或彎曲加工而變態為麻田散鐵，故不僅是鋼板的各種加工性，也有助於提升鋼板強度。為了獲得該等效果，殘留沃斯田鐵之面積率下限值宜設為15%以上，且較宜設為20%以上，更宜設為30%以上。若提高殘留沃斯田鐵之面積率，則即便在更高強度下仍能維持更為優異的延伸特性。

殘留沃斯田鐵之面積率越高越好。然而，具有上述化學成分之鋼板中，殘留沃斯田鐵的含量上限以面積率計會係75%。雖然含有大於9.0%的Mn的話，以面積率計，可使殘留沃斯田鐵大於75%，但此情況下鋼板的延性及鑄造性會受損。另外，殘留沃斯田鐵之面積率若考慮到氫脆性的觀點，係以60%以下為宜，且較宜在50%以下，更宜在45%以下。

回火麻田散鐵之面積率係根據利用掃描型電子顯微鏡(SEM)所行組織觀察來算出。將鋼板之L截面進行鏡面研磨後，以3%硝太蝕劑(3%硝酸―乙醇溶液)腐蝕，再以倍率5000倍的掃描型電子顯微鏡觀察從表面起算1/4位置之金屬組織。

殘留沃斯田鐵之面積率係利用X射線繞射法來測定。當也要算出新生麻田散鐵(亦即，未回火之麻田散鐵)之面積率時，由於在掃描型電子顯微鏡(SEM)之觀察中，難以區別殘留沃斯田鐵與新生麻田散鐵，故殘留沃斯田鐵與新生麻田散鐵之面積率係利用以下方法來測定。將鋼板之L截面進行鏡面研磨後，以3%硝太蝕劑(3%硝酸―乙醇溶液)腐蝕，再以倍率5000倍的掃描型電子顯微鏡觀察從鋼板表面起算厚度的1/4位置之微觀組織，以測定殘留沃斯田鐵及新生麻田散鐵的合計面積率。接著，從殘留沃斯田鐵及新生麻田散鐵的合計面積率減去以X射線繞射法測得之殘留沃斯田鐵的面積率，以算出新生麻田散鐵的面積率。

本實施形態鋼板的金屬組織除了回火麻田散鐵及殘留沃斯田鐵以外，亦可包含肥粒鐵、變韌鐵及新生麻田散鐵。新生麻田散鐵為硬質組織，故新生麻田散鐵的含量越少，鋼板的彎曲性及韌性就變得越高。所以，新生麻田散鐵含量的上限值從確保彎曲性與韌性的觀點看來，以面積率計宜為30%以下，較宜為20%以下。

(回火麻田散鐵中的Mo濃度為鋼板之平均Mo含量的1.03倍以上且1.15倍以下) 本實施形態之鋼板中，回火麻田散鐵中的Mo濃度為鋼板之平均Mo含量的1.03倍以上且1.15倍以下。回火麻田散鐵中的Mo濃度之測定，係對於利用掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察到的10點的回火麻田散鐵組織，分別根據利用電子探針顯微分析儀(EPMA)所得元素分布來進行，並且以各點之Mo濃度的測定結果的平均值作為回火麻田散鐵中的Mo濃度。鋼板之平均Mo含量係在從鋼板表面起算厚度的1/4位置中，在10μm的線長上以0.1μm間隔測定各點的Mo濃度，並設為其平均值。而為了要提高斷裂特性並且提高延性，回火麻田散鐵中的Mo濃度必須係鋼板之Mo含量的1.03倍以上。當小於1.03倍時，會變得容易發生脆性破壞，延性也會明顯劣化。相對於鋼板之Mo含量，回火麻田散鐵中的Mo濃度越高越好。回火麻田散鐵中的Mo濃度宜為鋼板之Mo含量的1.04倍以上，且較宜為鋼板之Mo含量的1.05倍以上。然而，具有上述化學成分之鋼板中，回火麻田散鐵中的Mo濃度為Mo含量的1.15倍會係實質上限。因此，係以回火麻田散鐵中的Mo濃度為Mo含量的1.15倍作為上限。

3.機械特性接著，說明本實施形態之鋼板之機械特性。

本實施形態之鋼板的拉伸強度宜在1320MPa以上，較佳在1470MPa以上。這係為了在使用鋼板作為汽車胚料時，透過高強度化來減少板厚以有助於輕量化。鋼板的拉伸強度之上限並無特別規定，亦可為譬如1600MPa。又，為了將本實施形態之鋼板供於壓製成形，係以總延伸率優異為佳。此時，拉伸強度與總延伸率之積宜為26000MPa%以上，且較宜為28000MPa%以上，更宜為30000MPa%。拉伸強度與總延伸率之積的上限並無特別規定，可在例如45000MPa%以下。此外，在拉伸試驗中，發生頸縮，試驗片係呈延性破裂面。本揭示鋼板如上述具有高強度及良好延伸特性，並且延性亦優異，因此最適合用於支柱及前側面構件等的汽車零件。

4.製造方法接下來說明本實施形態之鋼板之製造方法。

本實施形態之鋼板係以常規方法熔煉具有上述化學組成之鋼並加以鑄造，製作出鋼胚或鋼塊後，將其加熱並進行熱軋延，再將所得熱軋鋼板酸洗後，進行冷軋延並施行退火來製造。

熱軋延只要在一般的連續熱軋延產線中進行即可。退火只要滿足後述條件，則以退火爐及連續退火產線之任一者進行皆可，而較佳的係後述之第1次退火及第2次退火皆可使用連續退火產線進行，故可提升生產性。第1次退火及第2次退火宜在還原氣體環境下進行，亦可在譬如氮98%及氫2%的還原氣體環境下進行。藉由在還原氣體環境下進行熱處理，可防止氧化皮附著於鋼板表面，而不需酸清洗便可直接進行鍍敷步驟。並且，亦可對冷軋延後的鋼板進行平整軋延。

為了獲得本揭示鋼板的組織，熱處理條件、特別是退火條件宜在以下所示範圍內進行。

本實施形態之鋼板只要具有上述化學組成，則熔鋼可為以一般的高爐法熔煉而成者，亦可為像以電爐法製成之鋼這類於原材料含有大量廢料者。而鋼胚可為以一般的連續鑄造製程製出者，亦可為以薄扁鋼胚鑄造而製出者。

加熱上述鋼胚或鋼塊，並進行熱軋延。供於熱軋延之鋼材的溫度宜設為1100℃以上且在1300℃以下。藉由使供於熱軋延之鋼材的溫度在1100℃以上，可使熱軋延時之變形阻力變得更小。另一方面，藉由使供於熱軋延之鋼材的溫度在1300℃以下，可抑制因氧化皮損失(scale loss)增加所造成的產率降低。本說明書中，溫度係在鋼板表面之中央位置測定之溫度。

於熱軋延前維持在1100℃以上且1300℃以下之溫度區的時間並無特別規定，但為了提升彎曲性，宜設為30分鐘以上且更宜設為1小時以上。又，為了抑制過度的氧化皮損失，維持在1100℃以上且1300℃以下之溫度區的時間宜設為10小時以下且更宜設為5小時以下。另，進行直送軋延或直接軋延時，亦可不施行加熱處理便直接供於熱軋延。

精整軋延開始溫度宜設為700℃以上且在1000℃以下。藉由將精整軋延開始溫度設為700℃以上，可使軋延時之變形阻力變小。另一方面，藉由使精整軋延開始溫度在1000℃以下，可抑制因晶界氧化所造成的鋼板表面性狀劣化。

將進行精整軋延而製得的熱軋鋼板冷卻並捲取，以製成卷料。為了抑制退火後鋼板中的脆化元素即P之晶界偏析，宜以10℃/秒以上將進行精整軋延後的熱軋鋼板冷卻至700℃以下。冷卻後的捲取溫度宜設為700℃以下。藉由使捲取溫度在700℃以下，可抑制內部氧化，後續的酸洗就變得容易。捲取溫度較宜在650℃以下，更宜在600℃以下。捲取溫度之下限並無特別規定，亦可為譬如室溫。為了更加抑制冷軋延時之斷裂，在經冷卻至室溫後，亦可於冷軋延前在300℃以上且700℃以下將熱軋板回火。

熱軋鋼板在以常規方法施行酸洗後，會進行冷軋延以製成冷軋鋼板。

若於冷軋延前且在酸洗之前或之後，進行大於0%且至5%左右的輕度軋延來修正形狀，以確保平坦的觀點來看為有利，故適宜。又，藉由在酸洗前進行輕度軋延，可提升酸洗性，促進除去表面濃化元素，而有提升化學轉化處理性及鍍敷處理性之效果。

從將退火後鋼板的組織微細化之觀點看來，冷軋延的軋縮率宜設為20%以上。而從抑制冷軋延中的斷裂之觀點看來，冷軋延的軋縮率宜設為70%以下。

將歷經上述熱軋延步驟及冷軋延步驟而製得的冷軋鋼板加熱至Ac₃ 點以上，以進行第1次退火。透過加熱至Ac₃ 點以上，可將回火麻田散鐵的面積率控制在所欲之值。此處，針對含有C：0.05%~0.5%、Si：0%~3.5%、Mn：0~9.0%及Al：0~2.0%之多種冷軋鋼板，於加熱速度0.5~50℃/秒下計測Ac₃ 點並進行研討，結果可得下式作為Ac₃ 點： Ac₃ =910-200√C+44Si-25Mn+44Al 可利用此式算出Ac₃ 點。

加熱至Ac₃ 點以上時，在640℃~740℃之溫度範圍中係以2~10℃/秒的平均加熱速度升溫。藉由使平均加熱速度在2℃/秒以上，可抑制因晶界氧化所造成的鋼板表面性狀劣化。另一方面，藉由使平均加熱速度在10℃/秒以下，可促進Mo往回火麻田散鐵中濃化。

為了適當確保回火麻田散鐵並且生成殘留沃斯田鐵，宜將歷經上述熱軋延步驟及冷軋延步驟而製得的冷軋鋼板在Ac₃ 點以上維持10秒以上且240秒以下，之後再進行均質化處理，以平均冷卻速度2℃/秒以上且200℃/秒以下冷卻至450℃以下的溫度區為止。

將經進行第1次退火後的鋼板進行加熱，並在600℃以上且低於Ac₃ 點的溫度區下維持5秒以上且100000秒以下，進行第2次退火。

藉由使第2次退火溫度在600℃以上且低於Ac₃ 點，可使回火麻田散鐵為所欲面積率，而能夠提高拉伸強度並使延伸特性提升。另一方面，從使雪明碳鐵熔解以穩定確保拉伸強度的觀點看來，退火時間(維持時間)宜設為5秒以上。又，藉由將在600℃以上且低於Ac₃ 點的溫度區下之維持時間設為10000秒以上進行加熱，延伸特性會明顯提升，而變得容易獲得優異延伸特性，可具有1400MPa以上的拉伸強度(TS)，並且較佳的係能穩定獲得31900MPa%以上的拉伸強度與總延伸率之積(TS×EL)，更佳的係能獲得34000MPa%以上的拉伸強度與總延伸率之積(TS×EL)。然而，退火時間(維持時間)若超過100000秒，其效果會達飽和，故宜使退火時間(維持時間)在100000秒以下。如上述，退火時間(維持時間)宜設為5秒以上且100000秒以下。

在第2次退火中，要將鋼板加熱到600℃以上時，宜在500℃~600℃的溫度範圍中以2~15℃/秒的平均加熱速度升溫。透過以上述平均加熱速度升溫，可促進Mo往回火麻田散鐵中濃化。並且，藉由使平均加熱速度在2℃/秒以上，可抑制Mn往雪明碳鐵中濃化。從生產性的觀點看來，500℃~600℃的溫度範圍之平均加熱速度較宜在3℃/秒以上。另一方面，藉由使平均加熱速度在15℃/秒以下，可促進Mo往回火麻田散鐵中濃化。為了更進一步促進Mo濃化，平均加熱速度在12℃/秒以下較佳。

當不對鋼板進行鍍敷時，上述退火後之冷卻只要直接進行至達室溫為止即可。又，在對鋼板進行鍍敷的情況下，則係如下述方式進行。

於鋼板表面施行熔融鍍鋅來製造熔融鍍鋅鋼板時，係使上述退火後之冷卻於430~500℃之溫度範圍中停止，接著將冷軋鋼板浸漬於熔融鋅之鍍敷浴，進行熔融鍍鋅處理。鍍敷浴的條件只要設定在一般範圍內即可。鍍敷處理後則冷卻至室溫即可。

於鋼板表面施行合金化熔融鍍鋅來製造合金化熔融鍍鋅鋼板時，係在對鋼板施行熔融鍍鋅處理後，於將鋼板冷卻至室溫為止前，在450~620℃之溫度下進行熔融鍍鋅之合金化處理。合金化處理條件設定在一般範圍內即可。

藉由如以上方式製造鋼板，便可製得本實施形態之鋼板。實施例

參照示例更具體地說明本揭示之鋼板。惟，以下示例為本揭示鋼板之示例，而本揭示鋼板並不限於以下示例之態樣。

1.製造評估用鋼板以轉爐熔煉具有表1所示化學成分之鋼，並以連續鑄造製得厚245mm的鋼胚。

[表1]

將所得之鋼胚以表2所示條件進行熱軋延，製出厚2.6mm的熱軋鋼板，接著將所得熱軋鋼板進行酸洗後，將其冷軋延而製得厚1.2mm的冷軋鋼板。

[表2]

對所得之冷軋鋼板施行表3所示條件之熱處理，製作出退火冷軋鋼板。冷軋鋼板之熱處理係在氮98%及氫2%的還原氣體環境下進行。又，針對示例編號12，第2次退火溫度為580℃，而記載於「第2次退火中在600℃以上且低於Ac₃ 點之維持時間」中的數值係表示在該溫度下之維持時間。

[表3]

針對一部分之退火冷軋鋼板示例，在進行最終退火後，於460℃停止退火後之冷卻，並將冷軋鋼板浸漬於460℃之熔融鋅鍍敷浴中2秒，而進行了熔融鍍鋅處理。鍍敷浴的條件與以往相同。當不施行後述合金化處理時，在460℃之維持後，以平均冷卻速度10℃/秒冷卻至室溫。

針對一部分之退火冷軋鋼板示例，在進行熔融鍍鋅處理後，不冷卻至室溫而接續施行合金化處理。加熱至520℃，並在520℃維持5秒以進行合金化處理，然後以平均冷卻速度10℃/秒冷卻至室溫。

將如上述進行而製得之退火冷軋鋼板以0.1%之延伸率進行調質軋延，而準備了各種評估用鋼板。

2. 評估方法針對在各示例製得之退火冷軋鋼板，評估了以下項目：回火麻田散鐵、殘留沃斯田鐵及新生麻田散鐵之面積率、相對於Mo濃度之Mn濃度比率[Mn]/[Mo]、拉伸強度以及總延伸率。各評估方法如下。

回火麻田散鐵之面積率係根據先前所述觀察方法，從利用掃描型電子顯微鏡(SEM)所行組織觀察來算出。殘留沃斯田鐵及新生麻田散鐵之面積率則根據利用掃描型電子顯微鏡所行組織觀察、及X射線繞射測定來算出。針對以平行於軋延方向之方式裁切鋼板而得之L截面，進行鏡面研磨，接著用3%硝太蝕劑使微觀組織露出，再以倍率5000倍之掃描型電子顯微鏡觀察從表面起算1/4位置之微觀組織，針對0.1mm×0.3mm之範圍，以圖像解析(Photoshop(註冊商標))算出回火麻田散鐵之面積率、及殘留沃斯田鐵與新生麻田散體之合計面積率。此外，從所得鋼板切出寬度25mm、長度25mm之試驗片，對此試驗片施行化學研磨以減厚板厚的1/4分量後，對化學研磨後之試驗片表面施行3次使用有Co管球之X射線繞射分析，並且解析所得之曲線，分別將其平均並算出殘留沃斯田鐵之面積率。然後從殘留沃斯田鐵與新生麻田散鐵之合計面積率減去殘留沃斯田鐵的面積率，而算出新生麻田散鐵的面積率。

將回火麻田散鐵中的Mo濃度除以平均Mo濃度而得之值，係根據利用場發射型電子探針顯微分析儀(FE-EPMA)所行分析來算出。針對以平行於軋延方向之方式裁切鋼板而得之L截面，在利用鑽石拋光輪所行鏡面研磨後，進行氧化鋁研磨，並且利用FE-EPMA且設加速電壓為15kV，針對20μm×20μm的範圍，設定測定間隔為0.2μm，測定各測定點的Mo濃度，並算出該範圍中之平均Mo濃度。並且，選擇10點該範圍的回火麻田散鐵，將10點的平均值設為回火麻田散鐵中的Mo濃度。

(機械性質) 從與鋼板的軋延方向成直角的方向採取3片JIS5號拉伸試驗片，並且從各個試驗片測出拉伸強度(TS)及總延伸率(EL)。拉伸試驗係使用JIS5號拉伸試驗片，以JIS Z2241:2011所規定之方法進行。總延伸率之測定係使用JIS5號試驗片，以JIS Z2241:2011所規定之方法進行。拉伸強度、及拉伸強度與總延伸率之積(TS×EL)設為三次拉伸試驗的平均值。以電子顯微鏡觀察拉伸試驗後的試樣破裂面，將可確認到劈裂破裂面或是包含晶界破裂面的脆性破裂面之鋼板評估為不良，並將無確認到脆性破裂面的試樣評估為良好。並且，另外還進行了V彎曲試驗。彎曲試驗係以尖端角度90度且尖端R為板厚的5倍的V型衝頭，將寬度15mm(將成為彎曲稜線的方向)且長度50mm的試驗片壓入V槽塊。之後，觀察彎曲稜線，將稜線上無裂痕的情況視為彎曲性良好。

3. 評估結果上述評估結果顯示於表4。顯示出1320MPa以上的拉伸強度(TS)及26000MPa%以上的拉伸強度與總延伸率之積(TS×EL)、且破裂面模樣良好之鋼板，係評估為具有優異延伸特性及高強度、並且在拉伸時會發生伴隨頸縮的延性破壞之鋼板。又，針對示例編號14及示例編號18，除回火麻田散鐵、殘留沃斯田鐵及新生麻田散鐵以外，還觀察到肥粒鐵及未再結晶肥粒鐵。另外，實施例的鋼板當中，新生麻田散鐵之面積率在30%以下的示例編號於V彎曲試驗時並未產生裂痕，彎曲性良好。

[表4]

Claims

一種鋼板，其特徵在於：其以質量%計含有： C：大於0.18%且小於0.45%、 Si：0.001%以上且小於3.50%、 Mn：大於4.00%且小於9.00%、 sol.Al：0.001%以上且小於2.00%、 Mo：0.030%以上且0.500%以下、 B：0.0003%以上且0.010%以下、 P：0.023%以下、 S：0.010%以下、 N：小於0.050%、 O：小於0.020%、 Cr：0.00%以上且小於2.00%、 W：0.00%以上且2.00%以下、 Cu：0.00%以上且2.00%以下、 Ni：0.00%以上且2.00%以下、 Ti：0.000%以上且0.300%以下、 Nb：0.000%以上且0.300%以下、 V：0.000%以上且0.300%以下、 Ca：0.000%以上且0.010%以下、 Mg：0.000%以上且0.010%以下、 Zr：0.000%以上且0.010%以下、 REM：0.000%以上且0.010%以下、 Sb：0.000%以上且0.050%以下、 Sn：0.000%以上且0.050%以下、及 Bi：0.000%以上且0.050%以下，更將Mn及Mo限制在滿足式(1)的範圍： 25≦[Mn]/[Mo]≦150　　　(1) 式中，[Mn]及[Mo]分別為Mn及Mo之含量(質量%)，且剩餘部分為鐵及不純物；該鋼板之L截面中，從表面起算厚度的1/4位置之金屬組織以面積率計，含有40%以上且90%以下的回火麻田散鐵；並且前述回火麻田散鐵中的Mo濃度為鋼板之平均Mo含量的1.03倍以上且1.15倍以下。
如請求項1之鋼板，其含有以下中之1種或2種以上元素：以質量%計， Cr：0.01%以上且小於2.00%、 W：0.01%以上且2.00%以下、 Cu：0.01%以上且2.00%以下及 Ni：0.01%以上且2.00%以下。
如請求項1或2之鋼板，其含有以下中之1種或2種以上元素：以質量%計， Ti：0.005%以上且0.300%以下、 Nb：0.005%以上且0.300%以下及 V：0.005%以上且0.300%以下。
如請求項1至3中任一項之鋼板，其含有以下中之1種或2種以上元素：以質量%計， Ca：0.0001%以上且0.0100%以下、 Mg：0.0001%以上且0.0100%以下、 Zr：0.0001%以上且0.0100%以下及 REM：0.0001%以上且0.0100%以下。
如請求項1至4中任一項之鋼板，其含有以下中之1種或2種以上元素：以質量%計， Sb：0.0005%以上且0.0500%以下、 Sn：0.0005%以上且0.0500%以下及 Bi：0.0005%以上且0.0500%以下。
如請求項1至5中任一項之鋼板，其中前述鋼板之L截面中，從表面起算厚度的1/4位置之金屬組織以面積率計，含有15%以上且75%以下之殘留沃斯田鐵。
如請求項1至6中任一項之鋼板，前述鋼板之表面具有熔融鍍鋅層。
如請求項1至6中任一項之鋼板，前述鋼板之表面具有合金化熔融鍍鋅層。