TWI426139B

TWI426139B - 高強度冷軋鋼板及其製造方法

Info

Publication number: TWI426139B
Application number: TW099145549A
Authority: TW
Inventors: Yoichi Makimizu; Yoshitsugu Suzuki; Mai Miyata; Naoto Yoshimi; Junichiro Hirasawa; Shinji Otsuka; Hideki Nagano; Kohei Hasegawa
Original assignee: Jfe Steel Corp
Priority date: 2009-12-25
Filing date: 2010-12-23
Publication date: 2014-02-11
Also published as: EP2518181B1; TW201134955A; EP2518181A4; WO2011078412A1; EP2518181A1; KR20120092704A; JP5614035B2; US9090952B2; US20120325376A1; CN102666923B; JP2011132576A; CN102666923A

Description

高強度冷軋鋼板及其製造方法

本發明是有關於一種實施磷酸鹽處理等的化成處理後進行塗裝而使用的汽車用高強度冷軋鋼板及其製造方法，尤其是有關於一種利用了Si的強化能力、拉伸強度為590 MPa以上且化成處理性優異的高強度冷軋鋼板及其製造方法。

近年來，基於汽車的輕量化的觀點，具有拉伸強度590 MPa以上的高強度的冷軋鋼板的需求正在提高。而且，汽車用冷軋鋼板是在進行塗裝後使用，作為該塗裝的前處理，實施磷酸鹽處理等的化成處理。該冷軋鋼板的化成處理是用於確保塗裝後的耐蝕性的重要處理之一。

為了提高冷軋鋼板的強度，有效的做法是添加Si。然而，添加有Si的鋼板(高強度冷軋鋼板)在連續退火時，即使在不會引起Fe的氧化(即，還原Fe氧化物)的還原性的N₂ +H₂ 氣體環境下，Si亦會發生氧化而於鋼板最表面形成Si氧化物(SiO₂ )的薄膜。該Si氧化物(SiO₂ )的薄膜會阻礙化成處理中的化成皮膜的生成反應，因此會出現未生成化成皮膜的微小(micro)區域(以下，亦稱作「缺陷」)，從而導致化成處理性下降。

相對於上述情況，作為改善高強度冷軋鋼板的化成處理性的先前技術，於專利文獻1中揭示有一種方法：於氧化性氣體環境中，使鋼板溫度達到350℃～650℃，使鋼板表面形成氧化膜，而後，於還原性氣體環境中加熱至再結晶溫度並進行冷卻。

而且，於專利文獻2中，揭示有一種方法：對於以mass%(質量百分比)計而含有0.1%以上的Si及/或1.0%以上的Mn的冷軋鋼板，於鋼板溫度400℃以上且鐵的氧化氣體環境下，使鋼板表面形成氧化膜，隨後，於鐵的還原氣體環境下還原上述鋼板表面的氧化膜。

進而，於專利文獻3中，揭示有一種高強度冷軋鋼板，其特徵在於，於含有0.1wt%以上且3.0 wt%以下的Si的高強度冷軋鋼板表層的結晶粒界及/或結晶粒內，具有對於化成處理性等的改良有效的氧化物。於專利文獻4中，揭示有一種磷酸鹽處理性優異的鋼板，當用電子顯微鏡以50000倍以上的倍率來觀察與鋼板表面正交的方向的剖面時，佔鋼板表面長度10 μm的含Si的氧化物的比例於任意選擇的5處平均為80%以下。於專利文獻5中，揭示有一種化成處理性優異的高強度冷軋鋼板，其以mass%計而含有C：超過0.1%、Si：0.4%以上，Si含量(mass%)/Mn含量(mass%)為0.4以上，拉伸強度為700 MPa以上，鋼板表面上的以Si為主成分的Si基氧化物的表面被覆率為20面積%以下，且於上述Si基氧化物的被覆區域中內切於該區域內的最大圓的直徑為5 μm以下。於專利文獻6中，揭示有一種化成處理性優異的高張力鋼板，其以mass%計而含有C：0.01%～0.3%、Si：0.2%～3.0%、Mn：0.1%～3.0%、Al：0.01%～2.0%，且拉伸強度為500 MPa以上，此高張力鋼板的特徵在於，該鋼板表面的結晶粒的平均粒徑為0.5 μm以下，且當對該鋼板表面的寬度10 μm以上的觀察區域進行薄片加工以用於剖面穿透式電子顯微鏡(Transmission Electron Microscope，TEM)觀察，並在能夠觀察10 nm以下的氧化物的條件下，藉由TEM觀察來測定該薄片試料時，以70 mass%以上的合計量而含有氧化矽及矽酸錳(manganese silicate)的1種或2種的氧化物種相對於自上述剖面觀察到的粒界區域表面而存在30%以下，於自該鋼板表面算起的深度為0.1 μm～1.0 μm的範圍內存在的上述氧化物種的粒徑為0.1 μm以下。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]　日本專利特開昭55-145122號公報

[專利文獻2]　日本專利特開2006-45615號公報

[專利文獻3]　日本專利第3386657號公報

[專利文獻4]　日本專利第3840392號公報

[專利文獻5]　日本專利特開2004-323969號公報

[專利文獻6]　日本專利特開2008-69445號公報

然而，於專利文獻1的製造方法中，藉由進行氧化的方法而於鋼板表面形成的氧化膜的厚度存在差異，未充分引起氧化，或者氧化膜變得過厚，於隨後的還原性氣體環境中的退火時，會產生氧化膜的殘留或剝離，有時表面性狀會發生惡化。於實例中，記載了於大氣中進行氧化的技術，但大氣中的氧化會使氧化物生成得較厚，從而存在下述等問題，即，隨後的還原變得困難，或者需要高氫濃度的還原氣體環境。

專利文獻2的製造方法是如下所述的方法：使用400℃以上且空氣比為0.93以上、1.10以下的直火燃燒器(burner)，對鋼板表面的Fe進行氧化之後，於還原Fe氧化物的N₂ +H₂ 氣體環境下進行退火，藉此來抑制會使化成處理性下降的SiO₂ 在最表面的氧化，使最表面形成Fe的還原層。於專利文獻2中，直火燃燒器的加熱溫度並未具體記載，但當含有較多Si(0.6%以上)時，比Fe更易氧化的Si的氧化量將變多而Fe的氧化受到抑制，或者Fe的氧化本身會變得過少。其結果，還原後的表面Fe還原層的形成不夠充分，於還原後的鋼板表面存在SiO₂ ，有時會產生化成皮膜的缺陷。

專利文獻3的鋼板是一種使鋼板的內部形成Si氧化物，並消除表面的Si氧化物，藉此來改善化成處理性的鋼板。製造方法是：於對鋼板進行冷軋的前階段的熱軋時，以高溫(實例中，620℃以上為良好)進行捲繞，並利用該熱來使鋼板的內部形成Si氧化物，但捲繞成的捲盤(coil)的外側的冷卻速度快，而內側的冷卻速度慢，因此存在鋼板長度方向的溫度的偏差變大，從而難以在捲盤全長上獲得均勻的表面品質的問題。

專利文獻4、專利文獻5及專利文獻6中，雖規定的方法不同，但均為對覆蓋表面用的Si氧化物量的上限進行了規定的鋼板。作為製造方法，是於連續退火的升溫中或均熱中，將還原性的N₂ +H₂ 氣體環境的露點(或者(水蒸氣分壓/氫分壓)之比，以下，亦稱作水蒸氣氫分壓比)控制在某個範圍內，使Si於鋼板內部氧化。該露點範圍於專利文獻4中揭示為-25℃以上，於專利文獻5中揭示為-20℃至0℃。於專利文獻6中，採用了於預熱、升溫、再結晶化的各步驟中限制水蒸氣氫分壓比的範圍的方法。於該些方法中，一般必須將露點為-25℃以下的N₂ +H₂ 氣體環境藉由導入水蒸氣或空氣等來控制為較高，但就操作控制性的觀點而言，此種做法有問題，其結果，無法穩定地獲得良好的化成處理性。而且，提高露點(或者提高水蒸氣氫分壓比)會提高氣體環境的氧化性，因此有時會加快爐壁或爐內的輥(roll)的劣化，或者使鋼板表面上產生被稱作剝落(pick up)瑕疵的鱗片狀(scale)瑕疵。

本發明有鑒於此情況，其目的在於提供一種無須對均熱爐的還原性氣體環境的露點或者水蒸氣氫分壓比進行控制，且即使含有0.6%以上的Si時亦具有良好的化成處理性的、拉伸強度為590 MPa以上的高強度冷軋鋼板及其製造方法。

本發明者等人為了解決課題而進行了專心研究，結果獲得以下見解。

藉由對氧化處理後的氧化物的氧化量及最終形成於表面的還原鐵的被覆率進行控制，對於含有0.6%以上的Si的高強度冷軋鋼板，可改善化成處理性。

而且，由於進行上述控制，因此可製造一種藉由控制氧化處理時的氣體環境的氧濃度而改善化成處理性，並且拉伸強度(以下，有時稱作TS)為590 MPa以上、且強度與延展性的平衡(balance)(以下，有時稱作TS×El)為18000 MPa‧%以上的化成處理性優異的高強度冷軋鋼板。

本發明是基於以上的見解而完成，其主旨如下。[1]一種高強度冷軋鋼板，其特徵在於，其具有下述成分組成，即，以mass%計而含有C：0.05%～0.3%、Si：0.6%～3.0%、Mn：1.0%～3.0%、P：0.1%以下、S：0.05%以下、Al：0.01%～1%、N：0.01%以下，且剩餘部分由Fe及不可避免的雜質構成，並且還原鐵以40%以上的被覆率而存在於鋼板表面。

[2]　如上述[1]所述之高強度冷軋鋼板，其中以mass%計而更含有Cr：0.01%～1%、Mo：0.01%～1%、Ni：0.01%～1%、Cu：0.01%～1%的1種或2種以上。

[3]　如上述[1]或[2]所述之高強度冷軋鋼板，其中以mass%計而更含有Ti：0.001%～0.1%、Nb：0.001%～0.1%、V：0.001%～0.1%的1種或2種以上。

[4]　如上述[1]至[3]中任一項所述之高強度冷軋鋼板，其中以mass%計而更含有B：0.0003%～0.005%。

[5]　一種高強度冷軋鋼板的製造方法，其特徵在於，對由如上述[1]至[4]中任一項所述之成分組成所構成的鋼進行熱軋並酸洗之後，進行冷軋，繼而進行氧化處理、退火時，上述氧化處理是於氧濃度為1000 ppm以上的氣體環境下對鋼板進行第1次加熱，直至鋼板溫度達到630℃以上為止，繼而，於氧濃度小於1000 ppm的氣體環境下對鋼板進行第2次加熱，直至鋼板溫度達到700℃以上為止，上述退火是於露點：-25℃以下、1體積%～10體積%的H₂ +剩餘部分N₂ 的氣體環境的爐內進行均熱退火。

[6]　如上述[5]所述之高強度冷軋鋼板的製造方法，其中上述氧化處理中的上述第2次加熱是於鋼板溫度為800℃以下進行。

[7]　如上述[5]或[6]所述之高強度冷軋鋼板的製造方法，其中上述熱軋後，以520℃以上的捲繞溫度來進行捲繞。

[8]　如上述[5]或[6]所述之高強度冷軋鋼板的製造方法，其中上述熱軋後，以580℃以上的捲繞溫度來進行捲繞。

再者，於本說明書中，表示鋼的成分的%全部為mass%。而且，於本發明中，所謂「高強度冷軋鋼板」，是指拉伸強度TS為590 MPa以上的冷軋鋼板。

[發明的效果]

根據本發明，可獲得拉伸強度為590 MPa以上且化成處理性優異的高強度冷軋鋼板。進而，本發明的高強度冷軋鋼板的TS×El為18000 MPa‧%以上，加工性亦優異。

而且，於本發明中，尤其無須將露點控制為較高，可獲得拉伸強度為590 MPa以上的化成處理性優異的高強度冷軋鋼板，因此在操作控制性方面有利，而且，加快爐壁或爐內的輥的劣化、或者使鋼板表面產生被稱作剝落的鱗片狀瑕疵的問題亦都可得以改善。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

以下，對本發明進行詳細說明。

首先，對本發明設為對象的鋼板的化學成分的限定理由進行說明。再者，關於成分的「%」顯示只要未特別限定，則表示mass%的含義。

C：0.05%～0.3%

C具有用於將金屬組織控制成肥粒鐵-麻田散體(ferrite-martensite)、肥粒鐵-變韌鐵-殘留奧氏體(ferrite-bainite-retained Austenite)等，以獲得所需材質的固溶強化能及麻田散體生成能。為了獲得此種效果，必須含有0.05%以上的C。較佳為含有0.10%以上。另一方面，若過度添加C，則鋼板的加工性會顯著下降，因此上限為0.3%。

Si：0.6%～3.0%

Si是不會使鋼板的加工性下降而提高強度的元素。為了獲得此種效果，必須含有0.6%以上的Si。若小於0.6%，則加工性亦即TS×El會發生劣化。較佳為超過1.10%。但是，若超過3.0%，則鋼板的脆化會變得顯著，加工性發生劣化，且化成處理性會發生劣化，因此上限為3.0%。

Mn：1.0%～3.0%

Mn具有用於將金屬組織控制成肥粒鐵-麻田散體、肥粒鐵-變韌鐵-殘留奧氏體等，以獲得所望材質的固溶強化能及麻田散體生成能。為了獲得此種效果，必須含有1.0%以上的Mn。另一方面，若過度添加Mn，則鋼板的加工性會顯著下降，因此上限為3.0%以下。

P：0.1%以下

P是對於鋼的強化有效的元素，但若超過0.1%而過剩地添加，則會因粒界偏析而引起脆化，致使耐衝擊性發生劣化，並且使耐蝕性發生劣化。因而，設為0.1%以下。較佳為0.015%以下。

S：0.05%以下

S會成為MnS等的中介物，從而成為耐衝擊性的劣化或沿著熔接部的金屬流(metal flow)的破裂的原因，並且會致使耐蝕性發生劣化。較佳為儘可能減少該S的含量，設為0.05%以下。較佳為0.003%以下。

Al：0.01%～1%

Al是作為去氧材料而添加。若小於0.01%，則作為去氧材料的效果不夠充分。另一方面，若超過1%，則其效果將飽和而變得不經濟。因此，Al設為0.01%以上、1%以下。

N：0.01%以下

N是最易使鋼的耐時效性發生劣化的元素。較佳為儘可能降低該N的含量，設為0.01%以下。

剩餘部分是Fe及不可避免的雜質。

除了上述成分組成以外，為了提高強度及延展性的平衡，可含有Cr：0.01%～1%、Mo：0.01%～1%、Ni：0.01%～1%、Cu：0.01%～1%的1種或2種以上。

而且，為了提高鋼板的強度，可含有Ti：0.001%～0.1%、Nb：0.001%～0.1%、V：0.001%～0.1%的1種或2種以上。

進而，為了提高原材料的強度及塗裝燒附後的強度，可含有0.0003%～0.005%的B。

其次，對氧化處理後的氧化物及其氧化量、於退火後最終形成於鋼板表面的還原鐵的被覆率進行說明。

於進行氧化處理後進行退火時，藉由氧化處理而形成的鐵氧化物利用退火步驟而還原，並作為還原鐵而被覆冷軋鋼板。本申請案中的還原鐵稱為以此方式而形成的物質。以此方式而形成的還原鐵中，Si等阻礙化成處理性的元素的含有率低。例如，就Si而言，還原鐵中所含的Si濃度小於鋼板中的Si濃度。因此，以上述還原鐵來被覆鋼板表面以作為提高化成處理性的手段將非常有效。當此退火後所形成的還原鐵以40%以上的被覆率而存在於冷軋鋼板的表面時，可獲得良好的化成處理性。

還原鐵的被覆率可藉由使用掃描型電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope，SEM)來觀察反射電子像而進行測定。反射電子像具有原子序數越大的元素則能以越白的對比度(contrast)而觀察到的特徵，因此由還原鐵所覆蓋的部分將以白的對比度被觀察到。而且，對於未被還原鐵所覆蓋的部分，由於在含有0.6%以上的Si的高強度冷軋鋼板中，Si等作為氧化物而形成於表面，因此會作為黑的對比度而被觀察到。因而，藉由利用圖像處理來求出白的對比度部分的面積率，可求出還原鐵的被覆率。

而且，為了於冷軋鋼板表面以40%以上的被覆率來形成還原鐵，重要的是氧化處理後形成的冷軋鋼板表面的氧化物的氧化量。藉由鋼板表面上以氧化量計算而形成0.1 g/m² 以上的氧化物，可使還原鐵的被覆率為40%以上。若氧化量小於0.1 g/m² ，則無法形成40%以上的還原鐵，從而導致化成處理性差。再者，上述氧化量是指氧化處理後的鋼板表面的氧量。

再者，氧化量例如可藉由使用標準物質的螢光X射線元素分析法等而測定。

而且，對於所形成的鐵的氧化物的種類並無特別限定，但主要形成方鐵體(wustite)(FeO)、磁鐵體(magnetite)(Fe₃ O₄ )或赤鐵體(hematite)(Fe₂ O₃ )。

進而，於含有0.6%以上的Si的本發明的高強度冷軋鋼板的情況下，與上述鐵的氧化物同時形成含有Si的氧化物。該含有Si的氧化物主要是SiO₂ 及/或(Fe、Mn)₂ SiO₄ 。

機制(mechanism)雖不明確，但已知的是，於氧化處理後可獲得0.1 g/m² 以上的氧化量，且生成(Fe、Mn)₂ SiO₄ 時，還原鐵將以40%以上的被覆率而形成於鋼板表面。當僅形成SiO₂ 作為含有Si的氧化物時，還原鐵的被覆率變低，而無法獲得40%以上的被覆率。但是，若以(Fe、Mn)₂ SiO₄ 的形式來生成含有Si的氧化物，則儘管同時存在一定程度的SiO₂ ，但還原鐵的被覆率仍變高，從而可獲得40%以上的被覆率。

判斷該些氧化物的存在狀態的方法並無特別限定，有效的是紅外分光法(IR)。藉由對SiO₂ 的特徵即1230 cm^-1 附近以及(Fe、Mn)₂ SiO₄ 的特徵即1000 cm^-1 附近出現峰值(peak)進行確認，則可判斷氧化物的存在狀態。

其次，對本發明的高強度冷軋鋼板的製造方法進行說明。

對上述成分組成的鋼進行熱軋，繼而進行酸洗後，實施冷軋，並實施氧化處理之後進行退火。至氧化處理前為止的冷軋鋼板的製造方法並無特別限定，可使用公知的方法。而且，上述氧化處理是於氧濃度為1000 ppm以上的氣體環境下對鋼板進行第1次加熱，直至鋼板溫度達到630℃以上，繼而，於氧濃度小於1000 ppm的氣體環境下對鋼板進行第2次加熱，直至鋼板溫度達到700℃以上，上述退火是於露點：-25℃以下、1體積%～10體積%的H₂ +剩餘部分N₂ 的氣體環境的爐內進行均熱退火。

以下，進行詳細說明。

熱軋可在通常進行的範圍內進行。

熱軋後的捲繞較佳為以520℃以上的溫度進行。更佳為580℃以上。

本發明中，重要的是，作為在氧化處理後形成於鋼板表面的氧化物的(Fe、Mn)₂ SiO₄ 使化成處理性得以改善。因此，對捲繞溫度與氧化處理後的(Fe、Mn)₂ SiO₄ 的生成狀況進行調查，結果可知，當將捲繞溫度設為520℃以上而進行捲繞、冷軋時，於氧化處理時易引起(Fe、Mn)₂ SiO₄ 的生成，化成處理性得以改善。其機制雖不明確，但可認為是，藉由提高捲繞溫度，得以促進鋼板表面的氧化，尤其得以促進作為易氧化性元素的Si的氧化。由於在冷軋前，該些氧化物已被去除，因此，作為結果，鋼板表面的固溶Si濃度降低，於氧化處理時，相較於SiO₂ ，更易引起(Fe、Mn)₂ SiO₄ 的生成。就捲繞後促進氧化的觀點而言，更佳為580℃以上。

繼而，實施酸洗、冷軋。

接著，進行氧化處理。該氧化處理於本發明中為重要的要件，藉由在下述條件下進行氧化處理，可對氧化處理後的氧化物的氧化量及最終形成於表面的還原鐵的被覆率進行控制，從而對於含有0.6%以上的Si的高強度冷軋鋼板，可改善化成處理性。

於氧化處理中，於氧濃度為1000 ppm以上的氣體環境下對鋼板進行第1次加熱，直至鋼板溫度達到630℃以上為止，繼而，於氧濃度小於1000 ppm的氣體環境下對鋼板進行第2次加熱，直至鋼板溫度達到700℃以上為止。藉此，可於鋼板表面形成以氧化量計算為0.1 g/m² 以上的氧化物，進而可與鐵氧化物一同生成(Fe、Mn)₂ SiO₄ 。

於氧濃度為1000 ppm以上的氣體環境的加熱爐內進行的第1次加熱具有在高氧濃度氣體環境下促進氧化反應而形成SiO₂ 的效果，有效的是加熱至鋼板溫度達到630℃以上為止，較為理想的是達到650℃以上為止。

若此時的氧濃度小於1000ppm，則將難以確保氧化量為0.1g/m² 以上。

而且，於氧濃度小於1000ppm的氣體環境的加熱爐內進行的第2次加熱具有在高溫、低氧濃度氣體環境下，改變SiO₂ 而促進(Fe、Mn)₂ SiO₄ 的生成的效果。若此時的氧濃度為1000ppm以上，則不會引起(Fe、Mn)₂ SiO₄ 的生成，作為結果，會導致還原鐵的被覆率下降。而且，於鋼板溫度低時亦不會引起(Fe、Mn)₂ SiO₄ 的生成。進而，當鋼板溫度低時，就確保氧化量的觀點而言亦存在問題。根據以上，在氧濃度小於1000ppm的氣體環境下對鋼板進行第2次加熱，直至鋼板溫度達到700℃以上為止。

但是，若過度氧化，則於下個退火步驟中的還原性氣體環境爐內，Fe氧化物會發生剝離而成為剝落的原因，因此上述氧化處理較佳為於鋼板溫度為800℃以下進行。

用於氧化處理的加熱爐並無特別限定，但較佳為使用具備直火燃燒器的加熱爐。所謂直火燃燒器，是指使製鐵所的副生成氣體即焦爐煤氣(Coke Oven Gas，COG)等的燃料與空氣混合並燃燒的燃燒器火焰直接對著鋼板表面來加熱鋼板的燃燒器。直火燃燒器相較於輻射方式的加熱，鋼板的升溫速度更快，因此有可縮短加熱爐的爐長，或者可加快生產線速度(line speed)的優點。進而，直火燃燒器在將空氣比設為0.95以上而增大空氣相對於燃料的比例時，未燃的氧將殘存於火焰中，從而可利用該氧來促進鋼板的氧化。因此，只要調整空氣比，便可控制氣體環境的氧濃度。而且，直火燃燒器的燃料可使用COG、液化天然氣(Liquefied Natural Gas，LNG)等。除此以外，亦可於氧化處理中使用紅外線加熱爐等的爐。

在對鋼板實施如上所述的氧化處理之後進行退火。該退火與上述氧化處理同樣地，於本發明中為重要的要件，藉由在下述條件下進行退火，可對最終形成於表面的還原鐵的被覆率進行控制，從而對於含有0.6%以上的Si的高強度冷軋鋼板，可改善化成處理性。

退火是在露點：-25℃以下、1體積%~10體積%的H₂ +剩餘部分N₂ 的氣體環境的爐內進行均熱退火的退火爐內所導入的氣體環境氣體為1體積%~10體積%的H₂ +剩餘部分N₂ 氣體。將氣體環境氣體的H₂ %限定為1體積%~10體積%是因為：若小於1體積%，則H₂ 不足以還原鋼板表面的Fe氧化物，且即使超過10體積%，Fe氧化物的還原亦已飽和，因此過多的H₂ 只會造成浪費。

露點是設為-25℃以下。若露點超過-25℃，則爐內的H₂ O的氧所引起的氧化會變得顯著，從而會過度引起Si的內部氧化。

根據以上，退火爐內成為Fe的還原性氣體環境，會引起氧化處理中生成的Fe氧化物的還原。此時，藉由還原而與Fe分離的氧的一部分擴散至鋼板內部而與Si發生反應，藉此而引起SiO₂ 的內部氧化。但是，若Si於鋼板內部發生氧化，則化成處理反應所引起的鋼板最表面的Si氧化物將減少，因此鋼板最表面的化成處理性將變得良好。

進而，就材質調整的觀點而言，退火較佳為在鋼板溫度為750℃至900℃的範圍內進行。均熱時間較佳為20秒至180秒。

退火後的步驟根據品種而為各種各樣，可適當進行。本發明中，退火後的步驟並無特別限定。例如，在退火後，藉由氣體、氣水(是指與空氣混合而成的霧(mist)狀的水)、水等而冷卻，並視需要來實施150℃至400℃的回火。於冷卻後或者回火後，亦可進行使用鹽酸或硫酸等的酸洗，以調整表面性狀。進而，用於均熱退火的爐亦無特別限定，可使用輻射管(radiant tube)型的加熱爐或紅外加熱爐等。

[實例1]

將具有表1所示的化學成分的鋼的鋼坯(slab)加熱至1100℃～1200℃之後實施熱軋，以530℃進行捲繞。繼而，藉由公知的方法進行酸洗、冷軋，製造厚度1.5 mm的鋼板。使用具備直火燃燒器的加熱爐，於表2所示的條件下，對該鋼板進行氧化處理。直火燃燒器是使用COG來作為燃料，藉由對空氣比(ratio)進行各種變更來調整氣體環境的氧濃度。而且，使用螢光X射線分析法來測定此時形成的氧化量。而且，藉由紅外分光法，進行與鐵氧化物一同形成的含Si的氧化物的分析。根據(Fe、Mn)₂ SiO₄ 的特徵即1000 cm^-1 附近的峰值的有無，來判斷(Fe、Mn)₂ SiO₄ 的存在。隨後，使用紅外加熱爐，於表2所示的條件下進行加熱退火，獲得高強度冷軋鋼板。退火後的冷卻如表2所示，利用水、氣水或氣體來冷卻。此時，若進行水冷卻，則冷卻至水溫為止後，再加熱至表2所示的保持溫度為止，並予以保持。而且，若進行氣水、氣體冷卻，則冷卻至表2所示的保持溫度為止，並直接予以保持。進而，利用表2所示的酸來進行酸洗。

酸洗條件如下所述。

鹽酸酸洗：酸濃度1%～20%、液溫度30℃～90℃、酸洗時間5秒～30秒

硫酸酸洗：酸濃度1%～20%、液溫度30℃～90℃、酸洗時間5秒～30秒

[表1]

針對藉由以上方式獲得的高強度冷軋鋼板，藉由下述方法來評價機械特性、還原鐵的被覆率及化成處理性。

機械特性是自與軋方向成直角的方向採得JIS5號測試片(JISZ2201)，並遵照JISZ2241來進行測試。作為塗裝燒附處理後的強度，進行5%的預變形後，以170℃保持20分鐘，隨後，調查再拉伸時的拉伸強度(TS_BH )，並與初始拉伸強度(TS₀ )進行比較，將其差定義為△TS(TS_BH -TS₀ )。加工性是以TS×El的值來進行評價。

還原鐵的被覆率是使用掃描型電子顯微鏡(SEM)，藉由反射電子像的觀察來進行。此時的加速電壓為5 kV，以300倍觀察任意5處視野。藉由圖像處理來對觀察到的圖像進行二值化，將白色部分的面積率作為還原鐵的被覆率。

化成處理性的評價方法如下所述。

化成處理液是使用日本Parkerizing公司製的化成處理液(Papurobond L3080(註冊商標))，以下述方法來實施化成處理。

以日本Parkerizing公司製的脫脂液Fine Cleaner(註冊商標)進行脫脂後，進行水洗，繼而以日本Parkerizing公司製的表面調整液Prepalene Z(註冊商標)進行30秒鐘的表面調整，並於43℃的化成處理液(Papurobond L3080)中浸漬120秒鐘後，進行水洗並以暖風進行乾燥。

利用掃描型電子顯微鏡(SEM)，以500倍的倍率對化成皮膜隨機觀察5處視野，藉由圖像處理來測定化成皮膜的缺陷面積率(以下，稱作「缺陷面積率」)，根據缺陷面積率來進行以下的評價。◎、○為合格等級(level)。

◎：5%以下

○：超過5%且10%以下

×：超過10%

將根據以上所獲得的結果與製造條件一併示於表2。

[表2]

根據表2可知，於本發明例中，拉伸強度(TS)為590 MPa以上，強度與延展性的平衡(TS×El)為18000 MPa‧%以上，呈現出高強度，可獲得良好的加工性與良好的化成處理性。另一方面，比較例的化成處理性較差。

[實例2]

將具有表1所示的化學成分的鋼的鋼坯加熱至1100℃～1200℃之後實施熱軋，並以530℃進行捲繞。繼而，藉由公知的方法來進行酸洗、冷軋，製造厚度1.5 mm的鋼板。使用紅外加熱爐，於表3所示的條件下對該鋼板進行氧化處理。以與實例1同樣的方法來進行此時形成的氧化量與氧化物的分析。隨後，使用紅外加熱爐來進行加熱退火，獲得高強度冷軋鋼板。退火後的冷卻如表3所示，利用水、氣水或氣體來進行冷卻。此時，若進行水冷卻，則冷卻至水溫為止後，再加熱至表3所示的保持溫度為止，並予以保持。而且，若進行氣水、氣體冷卻，則冷卻至表3所示的保持溫度為止，並直接予以保持。進而，以表3所示的酸液來進行酸洗處理。

針對藉由以上方式獲得的高強度冷軋鋼板，利用與實例1同樣的方法來評價機械特性、還原鐵的被覆率及化成處理性。

將所得的結果與製造條件一併示於表3。

[表3]

根據表3可知，於本發明例中，拉伸強度(TS)為590 MPa以上，TS×El為18000 MPa‧%以上，呈現出高強度，可獲得良好的加工性與良好的化成處理性。

另一方面，比較例的強度、化成處理性的任一者較差。

[實例3]

藉由公知的方法對具有表1所示的化學成分的鋼進行熱軋，並以表4所示的捲繞溫度來進行捲繞。隨後，實施酸洗、冷軋，製造厚度1.5 mm的鋼板。使該鋼板通過包括預熱爐、具備直火燃燒器的加熱爐、輻射管類型的均熱爐、冷卻爐等等的連續退火線而進行加熱退火，獲得高強度冷軋鋼板。具備直火燃燒器的加熱爐被分為4個區域(zone)，各區域長度相同。直火燃燒器使用COG來作為燃料，藉由對加熱爐的前段(3個區域)與後段(1個區域)的空氣比進行各種變更，以調整氣體環境的氧濃度。退火後的冷卻如表4所示，利用水、氣水或氣體來進行冷卻。此時，若進行水冷卻，則冷卻至水溫為止後，再加熱至表4所示的保持溫度為止，並予以保持。而且，若進行氣水、氣體冷卻，則冷卻至表4所示的保持溫度為止，並直接予以保持。進而，以表4所示的酸液來進行酸洗。

將所得的結果與製造條件一併示於表4。

[表4]

根據表4可知，於本發明例中，拉伸強度(TS)為590 MPa以上，TS×El為18000 MPa‧%以上，呈現出高強度，可獲得良好的加工性與良好的化成處理性。

另一方面，比較例的化成處理性較差。

[產業上之可利用性]

本發明的高強度冷軋鋼板為高強度，且化成處理性優異，因此可用作用於使汽車的車體本身輕量化且高強度化的冷軋鋼板。而且，除了汽車以外，亦可適用於家電、建材的領域等的廣泛領域。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims

一種高強度冷軋鋼板，其特徵在於，其具有下述的成分組成，即，以mass%計而含有C：0.05%~0.3%、Si：0.6%~3.0%、Mn：1.0%~3.0%、P：0.1%以下、S：0.05%以下、Al：0.01%~1%、N：0.01%以下，且剩餘部分由Fe及不可避免的雜質構成，並且還原鐵以40%以上的被覆率而存在於鋼板表面；以及其是以下述方法形成：對具有上述成分組成的鋼進行熱軋並酸洗之後，進行冷軋，繼而進行氧化處理、退火時，上述氧化處理是於氧濃度為1000ppm以上的氣體環境下對鋼板進行第1次加熱，直至鋼板溫度達到630℃以上為止，繼而，於氧濃度小於1000ppm的氣體環境下對鋼板進行第2次加熱，直至鋼板溫度達到700℃以上為止，上述退火是於露點：-25℃以下、1體積%~10體積%的H₂ +剩餘部分N₂ 的氧體環境的爐內進行均熱退火。
如申請專利範圍第1項所述之高強度冷軋鋼板，其中以mass%計而更含有Cr：0.01%~1%、Mo：0.01%~1%、Ni：0.01%~1%、Cu：0.01%~1%的1種或2種以上。
如申請專利範圍第1項或第2項所述之高強度冷軋鋼板，其中以mass%計而更含有Ti：0.001%~0.1%、Nb：0.001%~0.1%、V：0.001%~0.1%的1種或2種以上。
如申請專利範圍第1項或第2項所述之高強度冷軋鋼板，其中以mass%計而更含有B：0.0003%~0.005%。
如申請專利範圍第3項所述之高強度冷軋鋼板，其中以mass%計而更含有B：0.0003%~0.005%。
一種高強度冷軋鋼板的製造方法，其特徵在於，對由如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述之成分組成所構成的鋼進行熱軋並酸洗之後，進行冷軋，繼而進行氧化處理、退火時，上述氧化處理是於氧濃度為1000ppm以上的氣體環境下對鋼板進行第1次加熱，直至鋼板溫度達到630℃以上為止，繼而，於氧濃度小於1000ppm的氣體環境下對鋼板進行第2次加熱，直至鋼板溫度達到700℃以上為止，上述退火是於露點：-25℃以下、1體積%~10體積%的H₂ +剩餘部分N₂ 的氣體環境的爐內進行均熱退火。
如申請專利範圍第6項所述之高強度冷軋鋼板的製造方法，其中上述氧化處理中的上述第2次加熱是於鋼板溫度為800℃以下進行。
如申請專利範圍第6項或第7項所述之高強度冷軋鋼板的製造方法，其中上述熱軋後，以520℃以上的捲繞溫度來進行捲繞。
如申請專利範圍第6項或第7項所述之高強度冷軋鋼板的製造方法，其中上述熱軋後，以580℃以上的捲繞溫度來進行捲繞。