TWI305232B - A high-strength thin steel sheet excellent in elongation and hole-expandability, and a method for producing the same - Google Patents
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Description
1305232 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域3 技術領域 本發明係有關於一種延伸及擴孔性優異之高強度薄鋼 5 板及其製造方法。 【先前技術;1 背景技術 近年來,由於汽車輕量化、提高衝撞安全性之必要性, 因此強烈希望能有一種對於車體框體構件、輔助構件、座 10 位框體零件等之成形性優異的高強度鋼板。又,該等零件 形狀由於設計性、車體設計上之要素等而有時會要求複雜 的形狀,故需要具有優異加工效能之高強度鋼板。 另一方面,由於鋼板高強度化,加工方法亦由目前使 用防皺壓板之拉伸加工,大多轉而利用單純的模鍛、撓曲 15 加工等,特別是撓曲稜線為圓弧狀等曲線時,則改為採用 延長鋼板端面之延伸凸緣加工。又,就零件種類而言亦有 不少採用擴張加工孔部(底孔)而形成凸緣之去毛邊加工的 零件,且其擴張量亦會因間隙大而使底孔直徑擴張至1.6倍 以上。 20 另一方面,高強度鋼板化愈高則愈容易出現回彈 (spring back)等零件加工後之彈性回復現象,且可能對零件 精確度之確保不利。 前述該等加工雖為對鋼板之延伸凸緣性、擴孔性、撓 曲性等局部成形性所必須者,但目前高強度鋼板之前述效 1305232 月b部不夠充分,並會產生龜裂等不良現象,且無法進行穩 疋的製品加工。 在此*’刚述用以改善延伸凸緣成形性之高強度鋼板雖 已揭露於特開平9_67645號公報,但仍希望有可滿足提高加 5工性’特別是擴孔性之需求的擴大顯著,並同時可滿足提 高延伸性之再改良。 【發明内容】 發明之揭示 本發明係解決前述習知技術,且利用工業規模來實現 1〇延伸及擴孔性優異之高強度薄鋼板及其製造方法,具體而 s ’本發明係利用工業規模來實現在拉伸強度5〇〇MPa以上 之狀態下發揮前述效能之高強度薄鋼板及其製造方法。 本發明人等就延伸及擴孔性優異之高強度薄鋼板之製 造方法加以研究之結果,發現若要更加提高鋼板之延伸 15性、擴孔性,且若為鋼板拉伸強度為500MPa以上之高強度 冷延鋼板,則鋼板之金屬組織形態與平衡、及回火麻田散 鐵之活用相當重要。此外,本發明人等亦發現藉由將拉伸 強度與Si、A1調整成特定關係,可確保適合之肥粒鐵面積 率,並且避免化學轉化處理性、鍍層密著性劣化,且藉由 20添加Mg、REM、Ca以控制内部所含之析出物等夾雜物並提 高局部成形性,可提高以往沒有之模壓成形能力的鋼板及 其製造方法。 (1) 一種延伸及擴孔性優異之高強度薄鋼板,以質量% 計’包含有C : 0_03~0.25%、Si : 0.4〜2.0%、Μη : 0.8〜3.1%、 1305232 PS0.02%、SS0.02%、A1S2.0%、NS0.01%,且殘餘部分 由Fe及不可避免之不純物構成,又,前述高強度薄板之顯 微組織中,肥粒鐵之面積率為10〜85%、殘留沃斯田鐵之體 積率為1〜10%、回火麻田散鐵之面積率為10%以上、60%以 5 下,且殘餘部分為變軔體。 (2) 如(1)記載之延伸及擴孔性優異之高強度薄鋼板, 其中更包含有 V: 0.005〜l%、Ti: 0.002〜l%、Nb: 0.002〜1%、 Cr : 0.005〜2%、Mo : 0.005〜1%、B : 0.0002〜0.1%、Mg : 0.0005〜0.01%、REM : 0.0005〜0.01%、Ca : 0.0005〜0.01% 10 之1種或2種以上作為化學成分。 (3) 如(1)或(2)記載之延伸及擴孔性優異之高強度薄鋼 板,係可滿足下列(A)式: (0.0012x[TS 目標值]一 0.29)/3 < [Al] + 0.7[Si] < 1.0 .........(A) 15 又,該TS目標值為前述鋼板之強度設計值且單位為 MPa,[A1]為A1之質量%,且[Si]為Si之質量%。 (4) 一種延伸及擴孔性優異之高強度薄鋼板的製造方 法,係製成由含有,以質量%計,C : 0.03〜0.25%、Si : 0·4〜2.0%、Μη: 0.8〜3.1 %、PS 0.02%、S S 0.02%、Al ^ 2.0%、 20 NS0.01%,且殘餘部分為Fe及不可避免之不純物構成的板 坯,並在1150〜1250°C之範圍内加熱,然後,在800〜950°C 之溫度範圍内進行熱軋,且在700°C以下加以捲繞,接著, 在經一般酸洗後,進行壓下率為30〜80%之冷軋,然後,以 連續退火程序於600°C以上、Ac3點+ 50°C以下中均勾加熱 1305232 並施行再結晶退火,且以3(rc /s以下之平均冷卻速度冷卻至 6〇〇°C以上、An點以下,接著,以10〜15(rc/s之平均冷卻速 度冷卻至400。(;以下後,在15〇〜·。c間維持㈣分後加以 冷卻,藉此可製成具有顯微組織中的肥粒鐵之面積率為 5 10〜85%、殘留沃斯田鐵之體積率為丨〜1()%、回火麻田散鐵 之面積率為10%以上、60%以下、且殘餘部分為變初體之金 屬組織者。 (5)如⑷記載之延伸及擴孔性優異之高強度薄鋼板的 製造方法,係以連續退火程序於600°C以上、Ac3點+ 5(rc 10以下中均勻加熱並實施再結晶退火,且以1〇〜i5(rc/s之平均 冷卻速度冷卻至以下,接著,進行在15()〜侧t間維 持1〜20分之第1維持加熱後,繼續進行在較前述以維持加 熱的溫度高出3G〜3GGt之溫度且在5GGX:以下維持w〇〇秒 的第2維持加熱後加以冷卻。 15 ⑹如⑷記载之延伸及擴孔性優異之高強度薄鋼板的 製造方法,係以連續退火程序於60(TC以上、Ac^s + 5(rc 以:中均勻加熱並實施再結晶退火,且以10〜150t:/S之平均 冷卻速度冷卻至4GGt以下,接著,進行在⑽〜彻t間維 持1〜20分之第1維持加熱後,冷卻至麻田散鐵變態點以下, 且進行在該高強度薄鋼板冷卻結束溫度以上、5 001以下間 維持1〜100秒之第2維持加熱後加以冷卻。 t實施方式】 實施發明之最佳形態 本發明之南強度薄鋼板組織的最大特徵係在退火急速 1305232 冷部%序之後,藉由實施必要加熱處理,以得到以平衡性 佳之方式含有肥粒鐵、殘留沃斯田鐵、回火麻田散鐵、變 初體之金屬組織,且可得到延伸性及擴孔性極為 質。 u 5 接著’說明本發明之化學成分限制。 c係一種用以提高鋼之強化與淬火性的重要元素,且為 传到由肥粒鐵、麻田散鐵、及變軔體等構成之複合組織所 不可或缺者,且C含量必須為0.03%以上以得到TS g 5〇〇Mpa 且對局部成形性有利之變軔體、退火麻田散鐵等。另一方 10面,若含量增加則容易引起雪明碳鐵等鐵系碳化物之粗大 化而使局部成形性劣化,故c含量上限為Q25%以顯著提古 溶接後硬度。 向
Si係一種不降低鋼加工性且對強度上昇有益之元素 但是,若Si含量低於0.013%,則容易形成對擴孔性有害之 15波來鐵組織,且因肥粒鐵之固熔強化能降低,故造成所圯 成組織間之硬度差異變大,而導致擴孔性劣化,因此以 0.013%為底限。若Si含量超過0 299%,則會因肥粒鐵之= 溶強化能提高’而導致冷軋性降低,或是使在鋼板表面產 生Si氧化物之化學轉化處理性降低等,且由於鍍層密著 20性、熔接性亦會降低,因此以0.299%為上限。 Μη係一種不僅因保持強度觀點而需要添加之外,亦為 一種延遲碳化物產生並對肥粒鐵產生相當有效之元素。二 Μη含量低於0.8%,則會造成強度不足,且肥粒鐵形成會不 夠充分並使延伸性劣化。若Μη含量超過3.1%,則麻田不 攻鐵 1305232 會因過多而導致提高強度之延伸性與加工性劣化,因此以 3.1 %為上限。 “若P含量超過0·〇2%,則會造成鑄造時之凝固偏析顯 著,而導致内部破裂、擴孔性劣化等,並且引起炼接部脆 5 化,因此以0.02%為上限。 S係一種作為MnS等硫化物系夾雜物而殘留之有害元 素,特別是當基材強度愈高其影響則愈發顯著,又,當處 於拉伸強度500Mpa以上之狀態時,吟制需抑制於〇〇2% 以下,但是’若添加有Ti,則會因析出為Ti系琉化物而稿加 10 緩和該影響。 A1係鋼脫氧之必須元素,但若辦量超過2()%,則會 造成紹等夾雜物增加而損害加工性,因此以2()%為上限, 又最好添加0.2%以上以使延伸性提高。 若N含量超過〇·〇ι%,則會因基材時效性與加工性劣 15 化,故以0.01%為上限。 為了形成高強度鋼板,一般必須添加大量元素,以抑 制肥粒鐵產生。因此,組織中的肥粒鐵分率降低且第2相分 率增加’故特別是在50_^以上時延伸性會降低。為了改 善前述情形,一般大多採用添加Si、減少Mn之方法,但由 2〇於刚者方法之化學轉化處理性或鍍層密著性會劣化,且後 者方法由於難以確保強度,而無法利用於本發明之目的鋼 板,此點經本發明人等專注研究之結果,而發現八丨與〜之 效果,並發現在具有滿足(A)式關係之Al、Si、丁8平衡時, 可確保充足肥粒鐵分率,且確保優異延伸性。 1305232 (0.0012x[TS 目標值]-0.29)/3 < [Al] + 0.7[Si] < 1 .〇 又,該TS目標值為前述鋼板之強度設計值且單位為 MPa,[A1]為A1之質量%,且[Si]為Si之質量%。 若A1與Si之添加量低於(〇.〇〇12x[TS目標值]—〇_29)/3 時,則無法充分提昇延伸性;若該添加量為1.0以上時,化 學處理性、鍍層密著性等則會惡化。 接者’ 5兒明本發明之選擇元素。 V由於強度提高之目的,可添加成0_005〜1%之範圍内。 Τι係一種以強度提高為目的,且形成為對局部成形性 影響較少之Ti系硫化物,並對減低有害MnS相當有效之元 素,且Τι亦具有抑制熔接金屬組織粗大化且脆化困難之效 果,又,若Ti含量低於〇.002%,則會使該等效果無法充分 發揮,因此以0.002〇/〇為底限。但是,若添加過多,則不但 15會使粗大且角狀之TiN增加而使局部成形性降低,而且亦會 • 形成穩定碳化物,使在基材製造時沃斯田鐵中的c濃度降 低,故無法得到所要的淬火組織,並難以確保拉伸強度, 因此以1.0%為上限。
........π刊塔獲熟影響部之軟化抑制效果,
Cr亦可作為強化元素而添加 若添加過多,則會因碳化 故以1.0%為上限。 泰加,但若Cr含量低於 1305232 〇·魏’則效果不會顯現,又,奶含量超過2%,則會造 成延伸性與化學轉化處理性劣化,故為⑽㈣〜2%n
Mo係-種對強度確保鱗火性具有效果,韓易得到 變軔組織的元素’且具有抑制溶接熱影響部軟化之效果, 5又’已知藉由與Nb等元素共存會增加其效果,因此,若_ 含量低於0.005%,其效果會不夠充分,故以請抓為底限。 但是,若添加過多,則會造成效果飽和而在經濟上相當不 利,因此以1%為上限。 B係-種提高鋼淬火性,並且藉由與c之相互作用以抑 1〇制溶接熱影響部的C擴散’且具有抑制軟化效果的元素, 又’ B含量必須為0.0002%以上才能發揮其效果。另一方面, 若添加過多,則不但會降低基材加工性,而且亦會引起鋼 脆化與熱間加工性降低,因此以0.1%為上限。
Mg會因其添加而形成與氧結合之氧化物,而此時產生 15之^〇或含有MgO之Al2〇3、Si02、MnO、Ti203等複合化合 物應係極細微地析出者,且在鋼中細微且平均地分散之該 等氧化物雖不明顯,但當打孔加工或剪斷加工時,在形成 龜裂起點之打孔面或剪斷面上會形成細微空隙,因此,在 其後之去毛邊加工或延伸凸緣加工時,該等氧化物具有利 20用抑制應力集中以避免龜裂朝粗大裂縫延伸的效果,藉 此,可使擴孔性及延伸凸緣成形性提高,但若]^§含量低於 0.0005%,其效果會不夠充分,因此以〇 〇〇〇5%為底限。另 一方面’若Mg含量超過0.01%,則相對添加量之改善效果 非但不會飽和,反而會使鋼清淨度劣化,並使擴孔性及延 12 1305232 伸凸緣成形性劣化,因此以〇 〇/〇為上限。
REM係一種具有與Mg相同效果之元素,雖未十分確 疋Ί一應為種可利用因形成細微氧化物而產生之龜裂抑 制效果來提南擴孔性、延伸凸緣成形性等之元素,由於若 5 RE1VI含里低於0.0005%其效果會不夠充分,因此以〇 〇〇〇5% 為底限。另一方面,若REM含量超過〇 〇1%,則相對添加量 之改善效果非但不會飽和’反而會使鋼清淨度劣化並使 擴孔性及延伸凸緣成形性劣化,因此以〇〇1%為上限。 C a係具有藉由硫化物系夾雜物之形態控制(球狀化)來 10提高基材局部成形性之效果,但若<^含量低於〇 〇〇〇5%其效 果會不夠充分,因此以〇·_5%為底限。又,若添加過多, 則不但會造成效果飽和,而且亦會因爽雜物增加而引起反 效果(局部成形性劣化),因此以〇 〇1%為上限。 在本發明中,將鋼板組織形成為肥粒鐵、殘留沃斯田 15鐵、回火麻田散鐵、變物體之複合組織的原因除了得到強 度,亦為了得到延伸及擴孔性優異之鋼板,且該肥粒鐵意 指多角形肥粒鐵、變勒肥粒鐵。 再者,在本發明中,高強度薄鋼板金屬组織之最大特 徵在於在鋼中具有面積率為1〇%以上6〇%以下的退火麻田 2〇散鐵’且該退火麻田散鐵係一種將在退火冷卻過程中所產 生的麻田散鐵冷卻至麻田散鐵變態點以下後,藉由施加在 150〜鐵間維持η分之加熱處理,並又施加較前述維持 溫度高出5〇〜議。C之溫度且在·t以下維持卜⑽秒加以 退火所形成之退火麻田散鐵組織。在此,若退火麻田散鐵 13 1305232 之面積率低於ίο%,則會因組織間的硬度差異過大,而不 會使擴孔率提高;另一方面,若退火麻田散鐵之面積率超 過60%,則會造成鋼板強度過低。此外,在鋼板中若以平 衡佳之方式存在有肥粒鐵之面積率為1〇〜85%,且殘留沃斯 5 田鐵之體積率為1〜10%,則可顯著地改善延伸及擴孔率。 又,若肥粒鐵面積率低於10%,則無法充分確保延伸性; 若肥粒鐵面積率超過85%,則造成強度不足而不適用。此 外’在本發明之製程中’方為1%以上之殘留沃斯田鐵則視 為殘留物,且殘留沃斯田鐵體積率超過10%時,則利用加 10 工使該殘留沃斯田鐵產生變態成麻田散鐵,此時,在麻田 散鐵相與其周圍相之交界面上會產生空隙、位錯過多等, 造成氫原子聚積於該處而使延遲破壞特性不佳故不適用。 又,在殘餘部分組織之變軔體中,即使含有相對於全 部組織面積率之10%以下的未退火麻田散鐵亦不會對材質 15 產生很大的影響。 接著說明製造方法。 首先,製成由前述成分組合構成之板坯。將該板坯維 持在南溫或冷卻至室溫後,插入加熱爐,且在1150〜1250 °C之範圍内加熱,然後,在800~950°C之溫度範圍内進行熱 2〇 精軋,且在700°C以下捲繞而形成熱延鋼板。又,若熱精軋 溫度低於800°C,則結晶粒會形成混粒狀態且使基材加工性 降低;若超過950°C,則沃斯田鐵粒會粗大化,而無法得到 所要的顯微組織。此外,捲繞溫度為低溫可抑制波來鐵組 織的產生,但若考慮到冷卻負載,則以400〜600°C之範圍者 14 1305232 為佳。 接著’在酸洗後進行冷軋、退火而製成薄鋼板,且冷 軋率為30〜80%之範圍内係有利於壓延負載、材質。 回火溫度對確保高強度鋼板之預定強度與加工性相當 5重要’且以600 C〜Ac3+5(TC者為j圭。若回火溫度低於6〇〇 C ’則不會進行充分之再結晶’且難以穩定地得到基材本 身之加工性,又,若回火溫度超過八4 + 5〇。〇,則沃斯田鐵 粒徑會粗大化,並抑制肥粒鐵產生,而難以得到所要的顯 微組織。此外,最好採用連續退火之方法以得到本發明所 ίο 規定的顯微組織。 接著,以3〇C/s以下之平均冷卻速度冷卻至6〇〇t>c& 上、An點以下,以使肥粒鐵產生。若溫度低於6〇〇。〇,則 會造成波來鐵析出且材質劣化而不適用;若溫度超過Ar3, 則無法得到預定之肥粒鐵面積率,因此平均冷卻速度為3〇 15 °C/s,又以l〇°C/s以下較佳。 接著,說明對擴孔性、延伸凸緣性提高更具效果且面 積率為10%以上、60%以下之回火麻田散鐵確保的方法。 經過前述回火與接下來的冷卻,接著以1〇〜15〇。(:/8之平 均冷卻速度冷卻至400°C以下。又,若平均冷卻速度低於1〇 20 °C/s,則會因未變態沃斯田鐵大部分皆為波來鐵變態,故其 後之麻田散鐵產生會不夠充分,而造成強度不足;若平均 冷卻速度超過150°C/s,則會使鋼板形狀顯著惡化而不適 用。又,若冷卻溫度高於40(TC,則會無法充分確保麻田散 鐵量而造成強度不足。為了連接設置於板形狀、連續退火 15 1305232 等生產線’以利用實施本發明之生產線更有效率地生產, 且以100〜400 C或麻田散鐵變態點溫度〜4〇(rc者為佳。此 外,麻田散鐵變態點Ms係以MSfC) = 561 —471xC(%) — 33Mn(%)- i7xNi(%卜 ΐ7χ(:Γ(%) — 2ΐχΜ〇(%)求出者。 5 接著,利用維持加熱程序進行在150〜400°C之溫度區域 内.准持1〜20分而加以冷卻。若麻田散鐵溫度低於j贼則不 會退火,不但會使組織間的硬度差異增加,而且變軔體變 〜也會不夠充为,故無法得到預定之延伸性、擴孔性。若 麻田政鐵恤度超過4〇〇〇c,則會因退火過度而使強度降低故 10 不適用。 又,在本維持加熱程序中,溫度上限最好低於麻田散 鐵變態點’叫實簡退火麻田散鐵。 此外,在本維持加熱程彳中,溫度下限最好超過麻田 散鐵變態點,以確實健變軔體。 、Ί持時間低於1分鐘,則會因退火或變態幾乎不產生 或=夠TLi而無法提高延伸性、擴孔性;若維持時間超過
20刀鐘’則會因退火、變態等幾乎結束故即使延長 亦無效果。 W 20 再者,前 述維持加熱程序即使為連接設置於連續退火 生產Λ者亦可連接設置於其他生產線,但就生產性而言 最好使用連接設置於連續退火設備者或連續退火生產線之 過時效爐來實施前述維持加熱程序。 又’為了確實地確保變浦後確絲吨鐵, 持加熱程料好料崎在⑼〜娜[ ,,· 以下之維持加熱,並 16 1305232 5
10 維持1〜20分之第丨轉加熱程序後 序,利用較第1維持加熱程序之維持溫戶古出3、、持加熱程 度且在職以下維持1〜刚秒後加以冷卻。㈣的溫 熱程序溫度低於第·持加熱,皿度+ 3GC ’細散鐵則不會回火而造成組織間^ 異變大,且無法得到預定延伸性、擴孔性若 X差 程序溫度高於第1維持加熱程序之維持溫度+ 3::熱 散綱會過度㈣崎㈣度降低故不咖。麻田 右維持時間低於1§,則會因回火幾乎 高延伸性、擴孔性;若維持時間超過=夠: 曰因口火幾乎結束’故即使延長相亦無效果。
、此外,為了確實地確保變勒體,並使未變態之沃斯田 鐵產生麻田散鐵化後確保回火麻田散鐵,前述維持加敎程 ^最好是切行㈣〜航以下之_加熱,並維持_ 15刀之第1加熱程序後,冷卻至麻田散鐵變態點以下,再進行 維持在該高強度薄鋼板冷卻結束溫度以上、獅。c以下 1〜100秒之第2維持加熱後加以冷卻者為佳。X,若使第2 維持加熱程序溫度形成為前述冷卻至麻田散鐵變態點以下 時之冷卻結束溫度+ 5〇〜雙。C且冒C以下,則可確實地確 2〇保回火麻田散鐵而相當適用。 若第2維持加熱程序温度低於其冷卻結束溫度麻田散 鐵則不會回火而造成組織間之硬度差異變大,且無法得到 預夂L伸丨生、擴孔性。又,第2維持加熱程序溫度之底限以 冷部結束溫度+ 5(rc且於麻田散鐵變態點以上者為佳,又 17 1305232 以冷卻結束溫度+ 300°C者更佳。此外 序溫度尚於500°C,麻田散鐵則會過声口 故不適用。 全而無法提高延伸性、擴產生或不夠完 會因回火幾乎結束,故·延㈣㈣無效果。 、!
若第2維持加熱程 火而造成強度降低 右維符時間低於Is 又,本鋼板為冷延鋼板、鑛層^^中任_者皆可,又, 該鑛層為-般之鍵辞、鑛銘等任—者皆可,且該鑛層為炼 鍍、電鍍中任-者皆可,再者,亦可在鑛層後實施合金化 處理,且亦可為複數鍍層。此外,在未鍵層鋼板上或鑛層 鋼板上實知溥膜積層處理之鋼板亦跳脫不出本發明之範 圍。 實施例1 利用真空溶解爐製成具有第1表顯示之成分組成的 15鋼’且在冷卻凝固後再度加熱至1200〜1240T:,並在88〇〜920 °C間進行精軋(板厚2 3mm),並且在冷卻後於60(TC維持1小 時’藉此重現熱延之捲繞熱處理。將利用研削所得之熱延 板進行表面淨化,並在實施冷軋後使用連續回火模擬器 (simulator),以進行750〜880°Cx75s之回火。 20 然後,利用第2表之條件[8](比較例)、[2]、[6](本發明 例)實施冷卻、維持加熱。 再者,使用第1表記載之鋼種G,且利用第2表之條件 [1]、[5](本發明例)、[3]、[4]、[7](比較例)以變更、比較回 火之維持加熱條件。 18 25 1305232
m 塯: m- * M 戀 觀 Μ S 琢 寶 m 墦 菸: 鍇 画 m 湛.. 1 Ϊ 您 ft 1 :s; m 懸 s l1 铟. 鹬: ft. :画: i s m iS' 鹬 Si 動 m &.i 襯' jt 而' 锻 辟 1 醒 m 匣 m it m m 薛 s 趣‘ 鮮 铝: s Γ 雲 1 .¾ I I $ ii: e;s〇 wr^t njjj* CSl .一 dh '^ί L· 今 s «-a; '4St.; t—3 mm \ X X b X X 0 0 d q X: X 〇 0 ο 〇 〇 .: X! 〇 X X ’挪 «5»: •rr4 C». «S3 一. c»·: 一: ο :·ι»ι< « -MhMT . 3: 一 .一 C»i. w !e Έ •Jmf <ώϊ: •ipi*S • \ I»1 —4| o v-i -ο «^•4 4W> ! 臟( a 〇 Ο 0 Q: 0 0 0 O 0 d ιΌ δ ο O Ο -...·: D Q Ο Q _ 的: «*Γ» <c5 ΐ •»1—» ΙΰΙ^: 襲 erf :i :<sS. I 05$. I 1 1 Ψ §? 1 ;«si: CT? g cd-; !:«v»' 赏 efi ι:1 is i cf. 的 M 親 、-‘、 Η L ;· 1 ig. 寒 ΰζ&_ :S2' SJ td. 震 :«=3: .松 • tfr-· 穿 Μ 1 i i »ra ΐφ •.gg. .¾ :0>» 1 i I 1 έ=ί 露 j<=^: ϊα> m I :άΰ; !-' .m ^5 1 '. !i 1^- •. •S3: g4; .00 i .. ^ . m m !^' I s :s s 饔 <sf. i cd CO 蛋 *r*4 i c=>: cS. 盆 s <=s 1 I ci l·"-* s JS^ m •ti〇 雲 战: 毚 οι: 1 B· m 譯 b M 3 «Η €S I] «5 Ϊ ci. I ci trs»' w 有 C<J .«S I i αά. 、\ ; 1 ea Έ § pS i3 趑 cS 審 :c£j I eS: m. > Γ""" I e^: "53Γ wrniM m φ. 萄· 7λ m ¢54 …. i «ί; I .㈡ «sS' s aji t±3> xsa I . i c=|j |i 二: g: M 叫 :益 c=i 1 1 s c? 圓 1 •<25· i 1 «5: I .S' I ϊ=5 "SS1 B: «s. ura s «ώ: i Ξ ss 茜 c5 g cS. I di i i (S5: i 1 <=i I I m 磬 ¢4 1 1 i 吃. i -〇 塞 <s.. Μ 每. 疆 圏 I i ic5: I 运 :ci. 1 I Ig 裏 !<si I .卓: f cd> 1 .«a _ Ξ .J «M*r ! f V-r 1 s :ci i ci. 馨 1 i 1 1 I 3 Ϊ m M 〇3i| SI mi 刮 M 5 Φ I «s; <zs eS •ewl B s «Ρ: «5. i di. 1 ci: 运 ts I ;.CS5, m Gi C?' I !‘cSS 善 I s' & 議 cu ««Ml «Ϊ» ,<±i w ?» c£i ilSt 3 1 :s? ·<& eg i 'ci I MB i 1 p© S .句 I c# H :fi=» <JO «3. I «5ί: Igy% m 1 C3; i s C? | f-ί ‘.r、 I cst· ® ψ IS «si: s ^-¾ w uJS 囯 I Μ •csJ •ts4 0¾ .*~«4 一: W 釋 fis# i .^¾ 1 Ml •1 二· «•Mi -..j!,:; •群 Ή i i « Ph4 的 E 舊 :«s 盲 «ί i <£5 i «? 1 fl 1 B «ί I ώ. I •ci Έ i C5: .W fW« m 1;|1> 齋: u I cs I I 1 1 1 圓 圓 g ,t=S 舊 ci S2 g5 W I P cS 莖 Φ 1 i·" L, I i &. Si «j: ’皿鹤 P戡 5 漢 5 i «Q ;C3 § 3 m I | I S 1 B .> :杰 m 1 1; K=S m «<: [t m 11 1 »~v sd: % Έ o ttmmf 1 Λ V: TJ 19 1305232 第2表 實驗 號碼 平均 冷卻 速度 (°C) 冷卻 結束 溫度 ΓΟ 第一維持加熱 冷卻 ---—_____ 第一維持加熱 調質 壓延 率 溫度 CC) 維持 時間 (min) 冷卻 溫度 CC) —---- 溫度 CC) 厂 — 維持 時間 (s) 冷卻 溫度 (°C) [1] 150 300 330 3 常溫 — — — 一 1 本發明例 UJ 120 330 3 常溫 — — —— 本發明例 L3] 120 120 3 常溫 — — -«««. —-^ 比較例 K] 120 620 3 常溫 — 一 - 比較例 L5J 300 300 3 常溫 Ms點以下 380 30 本發明例 L6J 120 300 3 常溫 Ms點以下 380 30 本發明例 [7] 300 300 3 常溫 Ms點以下 620 30 比較例 [8] 80 _ — —二 — — — 一 比較例 L9] 300 300 3 常溫 — 本發明例
又,本發明所使用之各種試驗方法如以下所述。 拉伸特性:實施JIS5號拉伸試驗片之壓延方向與直角 5 方向的拉伸實驗並加以評價。 擴孔率:採用日本鋼鐵聯盟規格JFST1001-1996擴孔 试驗方法。 010mm之打孔部(模内徑10.3mm’模隙丨2·5%)中’利用 頂角60。之圓錐衝頭使打孔部也邊朝外側方向以20mm/min 10 之速度加以擴張成型。 擴孔率 λ (%)= {(D-Do)/P〇}x100 D:當龜裂穿透板厚度時之孔牲 Do ·初期孔徑 金屬組織· 15 錄鐵面積率:崎祕―雜乙M織來觀察。 又,肥粒鐵面積率定量化係刺用端酸乙醇腐鎌,且 20 1305232 研磨試料(鋁加工)’並在腐蝕液(純水、焦亞硫酸納、乙醇、 苦味酸之混合液)浸潰ίο秒後,施加再度研磨,並在以水清 洗後利用冷風使試料乾燥。接著,使乾燥後試料組織放大 1000倍’並藉由少一仓V夕7(LUZEX)裝置對ΙΟΟμιηχΙΟΟμιη 5 的區域進行面積測量,以決定肥粒鐵面積%。在各表中, 該肥粒鐵面積率係表記為肥粒鐵面積%。 回火麻田散鐵 面積率:光學顯微鏡之觀察及麻田散鐵係利用雷培拉 腐蝕液(Lepera Etching)加以觀察。 10 又’回火麻田散鐵面積率定量化係利用雷培拉腐蝕液 (Lepera Etching)來觀察’且研磨試料(鋁加工),並在腐蝕液 (純水、焦亞硫酸納、乙醇、苦味酸之混合液)浸潰1〇秒後, 施加再度研磨,並在以水清洗後利用冷風使試料乾燥。接 著’使乾燥後試料組織放大丨000倍’並藉由少一七' (LUZEX)l置對100x100之區域進行面積測量’以決定回火 麻田散鐵面積°/°。在各表中,該回火麻田散鐵面積率絲 S己為回火麻田散鐵面積%。 戔留沃斯田鐵體積率:利用化學研磨面將由試驗材板 表層至1/4厚度且沿著ΜοΚα線之肥粒鐵(200)、(210)面積分 2〇強度,及沃斯田鐵之(200)、(22〇)、及(311)面積分強度所殘 留之沃斯田鐵加以定量化,而作為殘留沃斯田鐵體積率, 且°亥殘留沃斯田鐵體積率以1〜10%以上者為佳。 此外,在各表中,該殘留沃斯田體積率係表記為殘留 Τ體積%。 21 1305232 實施例1之第2表顯示的實驗號碼[8 ]之比較例試驗結果 顯示於第3表。此外,本發明實驗號碼[2]之試驗結果顯示於 第4表,而實驗號碼[6]顯示於第5表,且實驗號碼[9]顯示於 第6表。又,實施例2之試驗結果顯示於第7表。 5 (實施例1) 若將與習知操作條件相同之實驗號碼[8] 作為比較例,且與本發明例之實驗號碼[2]、[6]、[9]相較, 本發明例則可顯示較佳之擴孔率、延伸值。 又,若與同等拉伸強度且成分亦幾乎相等卻不滿足(A) 式者比較,則可顯示出鋼種B與C、E與F、K與L之肥粒鐵面 10 積率較滿足(A)式之C、F、L為高,且延伸性也較佳。 (實施例2)若再度變更、比較回火條件,回火溫度高 之實驗號碼[4]、[7]的強度則會降低許多,延伸性亦會降 低,故可知延伸性降低是因產生波來鐵所引起。又,本發 明例之實驗號碼[1]、[2]、[5]、[6]、[9]中任一者皆可顯示 15 良好結果。 1305232 第3表 (實施例1) 實驗號碼[8](比較例)加底線且為粗字斜體者不合格
麵 IS*# m® 擴扎率 肥粒鐵 面積(%) 殘留λ mm%) 丨回火麻田散 1麵癀(%> i .. - . .·............ 其他 戀 區分 PI 典1: 讎 m m as; 缝i 議_ a 卿 mj _ Μ 抓1 2.9 m,\ tieiii .C,.. lai _ ……Μ .m:s ia ΜΛ ί纖时 Μ. _ Mil; Μ it 愈.! «ρ E 丨财 轉 '蘧 银.! If mi 咖; :⑽ F ' m Μ 17;.. ii. Q .... m- :赫 MM I,f 鑛'J Ϊ雷嚴鐵 Si η tn Mt wm: 1 ! SI0 Mi 讎_ I 撼 Μ' Iti 4.1 mj 1SS 丄 _ 繼1 ,Μ. m .if ' ….—纖.r’ #$ X Μ ^ 萍? 、氣. .Ml 4 i! Sft.I "l 麟 .雜Ί: 1» ,§ 44J 1,1 斌:! :囊1 II ! ·|ι· ι|Ι»«ΙΙ·>·^ν·Ι i幽. 1¾ Μ . m . ill 象: ' :3&l u 亀..! ^ ' la 3 馳 w ΜΛ M mi ' vi:M . lii 麵 Μ 動: M .«Mi ϊ im li4 1涵 Μ ΜΛ 説ΐ! 1 iii ..·· 3 .ί· 1 a 顿 :su 幽 m 811 Π κ… 主要爲 麻田散鐵 臟 |5 麵 1爾. Μ 14 M i it讎 :擁 .細j IS7邱 Μ mi 鱗1 :βί d 152S m 纖 Β its ai sa i iiW 23 1305232 第4表 實驗號碼[2](比較例)加底線且為粗字斜體者不合格 ]..... 帽ΐ_. 扯觸 tsm 擴孔率 肥粒鐵 面衝%> :殘留r ,體積% 回火麻田敎 鐵面稹(%) 丨其他』 £>□ Agrf» i 也㈣ .; ....... 區分 a !:酿 311 l_’ u 麗2 41 mi i:發明 s :.纖. mt i_ .·η .紙? %Λ 本發明 lit riii' m 44 m.4 \ Ώ 丨ggi %2 剛 m mi a 1 mt :箱明1 .難 〈細· 1 4..1 mi 扭: 斑 M\ as 魏i.. G .職: 1 觸g! .傭.. 铱1 3J 翁i 主要爲 _軔體 If m # : mj as mi 適萌 I m 2lf 幽 II- m;t 本兹明 J 雛 獻}: mi f§lr. SO; 2 3.1 ii Ϊ1明. έ 纖 mi _ "BL is Η:"1.. ST M: _ .IS 4,1 脈1 ;本_ Μ 'm mj 哪: 5Ϊ 3H .41 Mf ?瘦 Μ m m.A \m m ...m. '.m 福明: Ο 画s ..« m '14 本發明 .F till ..lil i麵 M ΜΛ 雜i 永發明 ; 拽. ||0·: 麵 糾 '錄4—. ii .M. :· 把_: .¾ ms i mm ι_ ..邀 ..細' m Wi ill HP! m \ JMl ma .-.SSREwCTitflFee , 一—K....i.: m : u 24 1305232 第5表 實驗號碼[6](比較例)加底線且為粗字斜體者不合格
1讎 mm ms, 擴孔率 fl巴粒S面 潰(¾ 固灭_甶敔 體細|鐵面潰(%> Γ哭他: 丨組織 ! 區分 ! Λ 細 :孤4 !9娜 BS im 4,t 1 El .Ώ 轉0 _ ,,喊. ΊΜ 捣s 1 .ή M. 魏.4 wm :娜 im fei . 一ΪΪ4 5¾ _ 偏 _w .TS . β㈣ 11 m . ¥發明 ·. ^ 蓝' ::顧 ΜΛ 臟. ,Z'm ΜΛ .4i:| .. mi 古發明 ' '1:. W 齡 n 鄕《; ij. Mr 0 福明. Mi .u ; δΙ;4 編 .3: 』输1 a;i 麵: ..n Λ. %7 Ji i . 主要爲 1 本發明 ’ i 寒 細: n .. m .41 .ma 變fej體: 通IT J 職 :伊 m& m mt 德i 本麵’ 3i;· ka _ :81 8Svi. ti 40 本麵' ' % ' Mi m Si 龜|! Μ- 雛 ills 磁 si?; :祕 本翻 :F! 賴 m M : :£r M 繼 本發明 ό 側 m- .:破 ms: 4t ms 笨發明 f m. _ 錐 inis- 4 4 » :ni 孤:3 纖明. ..... 豉. 綱 m:i m t.7 a# m .at 11 概 主要爲 Sft m MM- _ 禮:1紙2 IB .;si择: 樊串Hfll 1 刺 ήι 15S£i? Μ i »» ii 1 5 25 1305232 第6表 實驗號碼[9](比較例)加底線且為粗字斜體者不合格
丨_ ;®S): 擴孔率 IE粒鐵: 面積㈤ 釀歡 wm%) 回火_田彰痛 '面齡) !—SI— i組織 區分 Ά 'm JET !娜 :π ?I9 4'f ii» i 本錘矿 .释 Mf- _ 羝' :m If ' m 福朗 C ...屬 雜Λ? Λ. m;s i:s ms ?sir j ID m m:f ,* η . .m;s,. .珞4 sit 涵ϋ.| ':E' .咖’ at:? 廟t …魏 it Mi. 本a— .徽: M 3 ' 73 mi m . $S5q 售 獨 2卿 ;ίΐ m:i 4S m. Η m i郷2 0 Mr m 主要爲 變軔體丨 趟H1 ΐ m .pi, .·. .· m ύ-ΐ il: m-t 牙丽3 I 'm ml 顧: ' 10 .狼t M 紙i .; :$:翻: Μ m ' m. 應τ. &1 m. ;ϋι?ϊ: h : ' ':$m Μβ- mm .ST M4 Μ ii : £.r Af m 31..4. :4.f m .mi: im 痛 細: 泉T : .锻::T :本i明 纖 m 卵!, .:.象 a;? i 1 .*r 本:發明’ ψ 'm 齡 _ m .2^ -1 4 a.: ΜΛ ....... Λ..,: ·,,. '..<· ΐ. .- -.-. ... m .'4l ' Ml ' If ' m .M. 主要爲 變軔體 b 131)1 輝1' M a a 1.0; :ltl :丨 ,獅 "n mm 姻 iiii 4 Ml i齡: M ii i 'i.! ! MiM ' 1® 1305232 第7表 (實施例2) J實驗 號碼 TS_tf a:« 歡& 擴孔率 肥粒鐵 面積(¾ _γ :體積(% 散鐵 其他 組織 區分 Π1 -~~~~^ 1961? 45.0 40 51—2 本發明Ιί 12] 、3] a -liliiilL 孤: # S&l 4E5 as 3,0 25.8 11 Ϊ1«Μ~ mm jm 49 4〇» 8 s a 上要爲 變軔體 153 56 44 2 3,6 25J 本發明柄 m ^*21 lag-20392 78 5δ, 4 4 B 21B 27.9 / • wnfMVeSr'^'w, ! 27,1 本發明例 1¾ m 蔚 2.1.8 «217 Μ Μ 4L2 丨 46.7 k ϊ 3 3 應jΊ mm 本麵fi 2& 5 20149 71 —53,8 -------一· 42 利用鋼種G觀察操作條件之影響 5產業上利用之可能性 本發明可提供-種使用於汽車零件等之延伸及擴孔性 優異的高強度薄鋼板及其製造方法,且其工業價值極高。 【圖式簡导软*明】 無 10 【主要元件符號說明】 無 27
Claims (1)
- —種延伸及擴孔性優異之高強度薄鋼板,以質量%計, 包含有 C : 0.03~0.25%、Si : 〇.013〜〇.299%、Mn : 0.8〜3.1%、pg〇.〇2〇/0、SS0.02%、A1 : 0.2〜2.0%、NS 〇.〇1%,且殘餘部分由Fe及不可避免之不純物構成,又’ 則述高強度薄板之顯微組織中,肥粒鐵之面積率為 卟〜85%、殘留沃斯田鐵之體積率為1〜10%、回火麻田散 鐵之面積率為10%以上、60〇/〇以下,且殘餘部分為變軔 10 2.如申請專利範圍第1項之延伸及擴孔性優異之高強度薄 鋼板,其中更包含有V : 0.005-1%、Ti: 0.002〜1%、Nb : 0.002〜1%、Cr : 0.005〜2%、Mo : 0.005〜1%、B : 0.0002-0.1%-Mg: 0.0005-0.01%'REM: 0.0005-0.01%' Ca : 0.0005〜0.01%之1種或2種以上作為化學成分。 15 3_如申請專利範圍第1或2項之延伸及擴孔性優異之高強 度薄鋼板,係可滿足下列(A)式: (0·0012x[TS 目標值]一 0.29)/3 < [Al] + 0.7[Si] < 1.0 ..........(A) 又,該TS目標值為前述鋼板之強度設計值且單位為 20 MPa,[A1]為A1之質量%,且[Si]為Si之質量%。 4. 一種延伸及擴孔性優異之高強度薄鋼板的製造方法,係 製成由含有,以質量%計,C : 〇.〇3〜0.25%、Si : 0.013〜0.299%、Μη : 0.8〜3.1%、Ρ$〇 〇2%、S$0.02%、 A1 : 0.2〜2.0%、NS0.01%,且殘餘部分為Fe及不可避免 28 1305232 之不純物構成的板坯,並在1150〜1250°C之範圍内加 熱,然後,在800〜950°C之溫度範圍内進行熱軋,且在 700°C以下加以捲繞,接著,在經一般酸洗後,進行壓 下率為30〜80%之冷軋,然後,以連續退火程序於600°C 5 以上、Ac3點+ 50°C以下中均勻加熱並施行再結晶退 火,且以30°C/s以下之平均冷卻速度冷卻至600°C以上、 Ar3點以下,接著,以10〜150°C/s之平均冷卻速度冷卻至 400°C以下後,在150〜400°C間維持1〜20分後加以冷卻, 藉此可製成具有顯微組織中的肥粒鐵之面積率為 10 10〜85%、殘留沃斯田鐵之體積率為1〜10%、回火麻田散 鐵之面積率為10%以上、60%以下、且殘餘部分為變軔 體之金屬組織者。 5. 如申請專利範圍第4項之延伸及擴孔性優異之高強度薄 鋼板的製造方法,係以連續退火程序於600°C以上、Ac3 15 點+ 50°C以下中均勻加熱並實施再結晶退火,且以 10〜150°C/s之平均冷卻速度冷卻至400°C以下,接著, 進行在150〜400°C間維持1〜20分之第1維持加熱後,繼續 進行在較前述第1維持加熱的溫度高出30〜300°C之溫度 且在500°C以下維持1〜100秒的第2維持加熱後加以冷 20 卻。 6. 如申請專利範圍第4項之延伸及擴孔性優異之高強度薄 鋼板的製造方法,係以連續退火程序於600°C以上、Ac3 點+ 50°C以下中均勻加熱並實施再結晶退火,且以 10〜150°C/s之平均冷卻速度冷卻至400°C以下,接著, 29 1305232 進行在150〜400°C間維持1〜20分之第1維持加熱後,冷卻 至麻田散鐵變態點以下,且進行在該高強度薄鋼板冷卻 結束溫度以上、500°C以下間維持1〜100秒之第2維持加 熱後加以冷卻。
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