TWI433960B - 加工性和點熔接性優異之高強度熔融鍍鋅鋼板及其製造方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於在諸如汽車、電氣等產業領域中,頗適用為構件的加工性和點熔接性優異之高強度熔融鍍鋅鋼板及其製造方法。
近年,就從地球環境保護的觀點,汽車的燃油效率提升已成重要課題。隨此,有利用車體材料的高強度化而達薄板化,俾使車體本身變輕量化的動向正活躍中。
然而,鋼板的高強度化會導致軋延性降低,即成形加工性降低。因而,現況期待兼具高強度與高加工性的材料開發。
再者,當高強度鋼板施行諸如汽車零件之類複雜形狀的成形加工時,在突出部位與拉伸凸緣部位會有發生斷裂、頸縮情形的較大問題。因而,亦需求能克服斷裂與頸縮發生問題的兼顧高軋延性與高擴孔性之高強度鋼板。
針對高強度鋼板的成形性提升,截至目前為止有開發出肥粒鐵-麻田散鐵雙相鋼(Dual-Phase鋼)、或殘留沃斯田鐵之變態誘發塑性(Transformation Induced Plasticity)的TRIP鋼等各種複合組織型高強度熔融鍍鋅鋼板。
例如,專利文獻1有提案藉由規定化學成分,並規定殘留沃斯田鐵及麻田散鐵的體積率、以及其製造方法,而獲得軋延性優異的鋼板。又,專利文獻2有提案藉由規定化學成分,更規定其特殊製造方法,而獲得軋延性優異的鋼板。專利文獻3有提案藉由規定化學成分,並規定肥粒鐵與變韌肥粒鐵及殘留沃斯田鐵的體積率,而獲得軋延性優異的鋼板。
然而,專利文獻1~3的技術,因為主要目的在於提升高強度薄鋼板的軋延性,因而相關拉伸凸緣性(擴孔性)並無充分地考慮,導致沖壓成形時的零件形狀適用範圍會有受限定的問題。且,為實現所需的強度與加工性,便必需大量的合金元素添加,導致會有以點熔接部的熔融部呈硬質化、熔接熱影響部(HAZ部)呈軟化、熔融部凝固時呈脆化等為要因的熔接部強度降低傾向。
另一方面,相關點熔接性,例如專利文獻4有提案:利用組織控制與Mo的微量添加而改善點熔接性的高強度冷軋鋼板;專利文獻5有提案:利用析出強化元素的添加而兼顧加工性與點熔接性的鋼板;專利文獻6有提案:就複合組織鋼板,藉由降低Si、P的添加量而改善點熔接性的鋼板。
專利文獻4雖有提案利用Mo添加而抑制點熔接時的斷裂與空孔等熔接缺陷,但僅就拉伸剪切強度進行檢討,針對就高強度材容易構成問題的十字拉伸強度(軋延比),卻難謂有充分的檢討。專利文獻5有提案藉由碳‧氮化物而將肥粒鐵予以析出強化,俾確保強度,並抑制C、Si、Mn添加量,俾使鏨錘檢查(chisel-check)時不致在點熔接塊內發生斷裂情形,但即便可因應熔接施行時的確認,但相關實用上的點熔接部強度卻無考慮在內。專利文獻6僅針對微塵發生與拉伸試驗的斷裂形態進行檢討,不僅針對實用上的點熔接部強度並無考慮,且熱軋製程中的製造亦有所限定。
[專利文獻1]日本專利特開2001-140022號公報
[專利文獻2]日本專利特開平4-26744號公報
[專利文獻3]日本專利特開2007-182625號公報
[專利文獻4]日本專利特開2001-152287號公報
[專利文獻5]日本專利特開2002-80931號公報
[專利文獻6]日本專利特開2001-279377號公報
本發明係有鑑於該等實情而完成,目的在於提供具有高強度(達540MPa以上的拉伸強度TS)、且加工性(高軋延性與高擴孔性)與點熔接性均優異的高強度熔融鍍鋅鋼板及其製造方法。
首先,針對本發明基礎的實驗事實進行敘述。
將具有依質量%計,在C:0.04~0.16%、Si:0.7~2.3%、Mn:1.5~1.6%、P:0.01~0.02%、S:0.002~0.003%、Al:0.02~0.03%、N:0.0025~0.0035%範圍內,主要使C添加量、Si添加量進行各種變化之成分組成的鋼,施行研究室性熔製,再將所獲得熔解鋼加熱至1200℃後,依870℃的完工溫度施行熱軋至板厚3.2mm,經於520℃爐中保持1小時後,施行爐冷。經酸洗後,施行冷軋至板厚1.4mm,便製得冷軋鋼板。接著,依825℃施行120秒的退火處理,經冷卻至520℃後,原狀保持60秒。接著,將所獲得的冷軋鋼板浸漬於熔融鋅鍍浴中,經施行鍍敷後,再依550℃施行15秒的合金化處理,而製得熔融鍍鋅鋼板。針對所獲得的鋼板,依剖面點熔接塊徑成為5.0mm的熔接條件施行2片重疊的點熔接,測定剪切拉伸強度與十字拉伸強度,且評估軋延比(十字拉伸強度/剪切拉伸強度)。點熔接的施行及評估係根據日本熔接協會(JWES)規格的WES7301實施。結果,如圖1所示,得知C添加量與Si添加量的乘積在0.20以下範圍內呈現較高的軋延比,點熔接性獲明顯提升。
本發明者等更進一步針對為能獲得具有高強度(達540MPa以上的拉伸強度TS)、且加工性(高軋延性與高擴孔性)與點熔接性均優異的高強度熔融鍍鋅鋼板,經深入鑽研,結果發現以下事項。
一邊將C、Si、Mn的添加量控制於適當範圍內,一邊將肥粒鐵相的分率(面積率)與第二相的組織形態調整為適當,更藉由將C添加量與Si添加量的乘積控制於特定範圍內,便可在不致損及點熔接性的情況下,達成較高的強度與加工性(軋延性與擴孔性)提升。
本發明係根據以上的發現而完成,主旨如下。
(1)一種加工性和點熔接性優異之高強度熔融鍍鋅鋼板,成分組成依質量%計係含有C:0.04%以上且0.10%以下、Si:0.7%以上且2.3%以下、Mn:0.8%以上且2.0%以下、P:0.03%以下、S:0.003%以下、Al:0.1%以下、N:0.008%以下,且滿足[C%]×[Si%]≦0.20([C%]、[Si%]係表示C、Si的含有量(質量%)),其餘為鐵及不可避免的雜質所構成;組織係依面積率計具有75%以上的肥粒鐵相、1%以上的變韌肥粒鐵相、以及1%以上且10%以下的珠粒鐵相,且麻田散鐵相的面積率係未滿5%,且滿足麻田散鐵面積率/(變韌肥粒鐵面積率+珠粒鐵面積率)≦0.6。
(2)如(1)所記載的加工性和點熔接性優異之高強度熔融鍍鋅鋼板,其中,成分組成係依質量%計進一步含有從Cr:0.05%以上且1.0%以下、V:0.005%以上且0.5%以下、Mo:0.005%以上且0.5%以下、B:0.0003%以上且0.0050%以下、Ni:0.05%以上且1.0%以下、Cu:0.05%以上且1.0%以下中選擇之至少1種的元素。
(3)如(1)或(2)所記載的加工性和點熔接性優異之高強度熔融鍍鋅鋼板,其中,成分組成係依質量%計進一步含有從Ti:0.01%以上且0.1%以下、Nb:0.01%以上且0.1%以下中選擇之至少1種的元素。
(4)如(1)至(3)項中任一項所記載的加工性和點熔接性優異之高強度熔融鍍鋅鋼板,其中,成分組成係依質量%計進一步含有從Ta:0.001%以上且0.010%以下、Sn:0.002%以上且0.2%以下中選擇之至少1種的元素。
(5)如(1)至(4)項中任一項所記載的加工性和點熔接性優異之高強度熔融鍍鋅鋼板,其中,成分組成係依質量%計進一步含有Sb:0.002%以上且0.2%以下。
(6)一種加工性和點熔接性優異之高強度熔融鍍鋅鋼板之製造方法,係將具有(1)~(5)項中任一項記載成分組成的鋼胚,施行熱軋、酸洗、視需要施行冷軋後,依5℃/s以上的平均加熱速度加熱至650℃以上的溫度域,再依750~900℃之溫度域保持15~600s,經冷卻後,在450~550℃之溫度域中保持10~200s,接著施行熔融鍍鋅後,於500~600℃之溫度域中,依滿足下述關係的條件施行鍍鋅的合金化處理:
0.45≦exp[200/(400-T)]×ln(t)≦1.0
T:平均保持溫度(℃)、t:保持時間(s)。
利用本發明可製得具有高強度(達540MPa以上的拉伸強度TS)、且加工性(高軋延性與高擴孔性)與點熔接性均優異的高強度熔融鍍鋅鋼板。藉由將本發明的高強度熔融鍍鋅鋼板使用於例如汽車構造構件,便可更加確保駕駛員的安全性、以及因車體大幅輕量化而達燃油效率改善。
以下,針對將本發明的詳細內容進行說明。另外,表示成分元素含有量的「%」,在無特別聲明的前提下係指「質量%」。
1)成分組成
C:0.04%以上且0.10%以下
C係在強化鋼時的重要元素,具有高固溶強化能力,且當利用組織強化時,屬於為調整其面積率與硬度而不可或缺的元素。若C量未滿0.04%,便較難獲得必要的強化能力。反之,若C量超過0.10%,則熔接性會劣化,且麻田散鐵等低溫變態相明顯硬化,導致成形性(特別係擴孔性)降低。故,C量係設為0.04~0.10%。
Si:0.7%以上且2.3%以下
Si係促進肥粒鐵生成,且提高肥粒鐵相的加工硬化能力,並提升軋延性。又,屬於固溶強化的有效元素,且對強度上升具有效。為能獲得該等效果必需添加0.7%以上。然而,若超過2.3%的Si過剩添加,便會引發表面性狀劣化、鍍敷密接性降低。所以,Si係設為0.7%以上且2.3%以下。較佳係1.2%以上且1.8%以下。
[C%]×[Si%]≦0.20
C與Si係在本發明中對複合式添加量的控制屬極重要。C與Si均具有使點熔接時的熔融部硬度上升,促進熔融部與母材部間的應力集中而使熔接部強度降低的作用。特別係若將雙方元素進行複合添加,此項效果便會有相乘的作用,若超過某特定值,熔接部強度便會極端降低。所以,將C添加量(%)與Si添加量(%)的乘積設為0.20以下。
Mn:0.8%以上且2.0%以下
Mn係鋼強化的有效元素。且屬於使沃斯田鐵安定化的元素,對第二相的分率調整屬於必要元素。因而,Mn必需添加達0.8%以上。反之,若超過2.0%的過剩添加,第二相中的麻田散鐵面積率會增加,導致較難確保材質安定性。又,近年因為Mn的合金成本高漲,因而亦關聯於成本提升的要因。故,Mn係設為0.8%以上且2.0%以下。較佳係1.0%以上且1.8%以下。
P:0.03%以下
P係鋼強化的有效元素,若超過0.03%的過剩添加,便會因晶界偏析而引發脆化,導致使耐衝擊性劣化,且會助長熔接時的凝固斷裂導致熔接強度降低。所以,P係設為0.03%以下。較佳係0.02%以下、更佳係0.01%以下。
S:0.003%以下
S係會偏析於晶界,導致熱加工時使鋼脆化,且依硫化物形式存在,導致局部變形能力降低。且,助長熔接時的凝固斷裂,導致熔接強度降低。因而,S係設為0.003%以下。較佳係0.002%以下、更佳係0.001%以下。
Al:0.1%以下
Al係屬於肥粒鐵生成元素,在製造時對肥粒鐵生成量的控制屬有效元素。然而,Al的過剩添加會使製鋼時的扁胚品質劣化。故,Al係設為0.1%以下。
N:0.008%以下
N係會使鋼的抗老化性出現最嚴重劣化的元素,越少越好,若超過0.008%,抗老化性的劣化趨於明顯。故,N設為0.008%以下。
其餘為Fe及不可避免的雜質。其中,除該等成分元素之外,尚可視需要添加從以下元素中選擇至少1種。
Cr:0.05%以上且1.0%以下、V:0.005%以上且0.5%以下、Mo:0.005%以上且0.5%以下、B:0.0003%以上且0.0050%以下、Ni:0.05%以上且1.0%以下、Cu:0.05%以上且1.0%以下
因為Cr、V、Mo係具有使強度與軋延性均衡提升的作用,因而可視需要添加。此項效果係依Cr:0.05%以上、V:0.005%以上、Mo:0.005%以上才能獲得。然而,若分別超過Cr:1.0%、V:0.5%、Mo:0.5%的過剩添加,則第二相的分率便會變為過大,會有強度明顯上升等的顧慮。又,亦會成為成本提升的肇因。所以,當添加該等元素時,其量分別設為Cr:0.05%以上且1.0%以下、V:0.005%以上且0.5%以下、Mo:0.005%以上且0.5%以下。
B係具有抑制從沃斯田鐵晶界的肥粒鐵生成/成長之作用,因而視需要可添加。此項效果係達0.0003%以上才能獲得。但是,若超過0.0050%,則加工性會降低。且亦會成為成本提升的肇因。故,當添加B時,便設為0.0003%以上且0.0050%以下。
Ni、Cu係鋼強化的有效元素,若在本發明所規定範圍內亦無妨使用於鋼的強化。且,會促進內部氧化而提升鍍敷密接性。為能獲得該等效果分別必需達0.05%以上。另一方面,若Ni、Cu均添加超過1.0%,便會使鋼板的加工性降低。又,亦會成為成本提升的肇因。所以,當添加Ni、Cu的情況,其添加量分別設為0.05%以上且1.0%以下。
再者,可含有從下述Ti、Nb中選擇1種以上的元素。
Ti:0.01%以上且0.1%以下、Nb:0.01%以上且0.1%以下
Ti、Nb係對鋼的析出強化具有效,此項效果分別係依0.01%以上才能獲得,若在本發明所規定範圍內亦無妨使用於鋼的強化。但是,若分別超過0.1%,則加工性及形狀凍結性會降低。又,亦會成為成本提升的肇因。所以,當添加Ti、Nb時,其添加量係就Ti設為0.01%以上且0.1%以下,就Nb設為0.01%以上且0.1%以下。
再者,可含有從下述Ta、Sn中選擇1種以上的元素。
Ta:0.001~0.010%、Sn:0.002~0.2%
Ta係與Ti、Nb同樣的,會形成合金碳化物、合金氮碳化物,不僅對高強度化具貢獻,且藉由其中一部分固溶於Nb碳化物、Nb氮碳化物中,而形成諸如(Nb,Ta)(C,N)之類的複合析出物,明顯抑制析出物的粗大化,判斷具有能使利用析出強化而對強度的貢獻呈安定化之效果。因而,當添加Ta的情況,其含有量最好設為0.001%以上。但是,當過剩添加時,不僅上述析出物安定化效果已達飽和,且合金成本亦會提高,因而當添加Ta的情況,其含有量最好設為0.010%以下。
Sn係就從抑制鋼板表面的氮化、氧化、或抑制因氧化所造成距鋼板表層數10μm區域的脫碳情形之觀點,係可添加。藉由抑制此種氮化、氧化,便可防止鋼板表面的麻田散鐵生成量減少,俾使疲勞特性與抗老化性獲改善。就從抑制氮化、氧化的觀點,當添加Sn的情況,其含有量最好設為0.002%以上,若超過0.2%則會導致韌性降低,因而最好將其含有量設在0.2%以下。
更可含有下述Sb。
Sb:0.002~0.2%
Sb亦是與Sn同樣的,就從抑制鋼板表面的氮化、氧化、或抑制因氧化所造成距鋼板表層數10μm區域的脫碳情形之觀點,係可添加。藉由抑制此種氮化、氧化,便可防止鋼板表面的麻田散鐵生成量減少,俾使疲勞特性與抗老化性獲改善。就從抑制氮化、氧化的觀點,當添加Sb的情況,其含有量最好設為0.002%以上,若超過0.2%則會導致韌性降低,因而最好將其含有量設在0.2%以下。
2)其次,針對微觀組織進行說明。
肥粒鐵相之面積率:75%以上
為能確保良好的軋延性,肥粒鐵相依面積率計必需達75%以上。
變韌肥粒鐵相之面積率:1%以上
為能確保良好的擴孔性,即為能緩和軟質肥粒鐵與硬質麻田散鐵間之硬度差,變韌肥粒鐵相的面積率必需達1%以上。
珠粒鐵相之面積率:1%以上且10%以下
為能確保良好的擴孔性,珠粒鐵相的面積率係設為1%以上。為能確保所需的強度-軋延性均衡,珠粒鐵相的面積率係設在10%以下。
麻田散鐵相之面積率:未滿5%
為能確保良好的材質安定性,對拉伸特性(TS、EL)會造成大幅影響的麻田散鐵相之面積率必需未滿5%。
麻田散鐵面積率/(變韌肥粒鐵面積率+珠粒鐵面積率)≦0.6
為能確保良好的材質安定性,第二相的相構造,必需降低成為材質變動要因的麻田散鐵量,並利用麻田散鐵增加軟質變韌肥粒鐵與珠粒鐵的量,即必需滿足麻田散鐵面積率/(變韌肥粒鐵面積率+珠粒鐵面積率)≦0.6。
另外,除肥粒鐵、變韌肥粒鐵、珠粒鐵、麻田散鐵之外,尚有會生成殘留沃斯田鐵、回火麻田散鐵、碳化鐵體等碳化物的情況,但若滿足上述肥粒鐵、變韌肥粒鐵、珠粒鐵、麻田散鐵的面積率,便可達成本發明目的。
再者,本發明中所謂「肥粒鐵、變韌肥粒鐵、珠粒鐵、麻田散鐵的面積率」,係指在觀察面積中所佔的各相面積比例。
3)其次,針對製造條件進行說明。
本發明的高強度熔融鍍鋅鋼板係藉由將具有適合上述成分組成範圍之成分組成的鋼胚,施行熱軋、酸洗、視需要施行冷軋,再依5℃/s以上的平均加熱速度加熱至650℃以上的溫度域,並依750~900℃之溫度域保持15~600s,經冷卻後,在450~550℃之溫度域中保持10~200s,接著施行熔融鍍鋅後,於500~600℃之溫度域中,依滿足下述關係的條件施行鍍鋅的合金化處理之方法便可進行製造:
0.45≦exp[200/(400-T)]×ln(t)≦1.0
T:平均保持溫度(℃)、t:保持時間(s)
(其中,exp(X)、ln(X)分別係指X的指數函數、自然對數)。
以下,進行詳細說明。
將具有上述成分組成的鋼,利用通常公知的步驟施行熔製後,經分塊或連續鑄造而形成扁胚,經熱軋便形成熱軋寬幅帶鋼。當施行熱軋時,最好將扁胚加熱至1100~1300℃,並將最終完工溫度設為850℃以上且施行熱軋,並依400~650℃進行鋼帶的捲取。當捲取溫度超過650℃時,熱軋板中的碳化物會呈粗大化,因為此種已粗大化的碳化物在退火時的均熱中並未完全熔解,因而會有無法獲得必要強度的情況。然後,依公知方法施行酸洗、脫脂等前置處理後,視需要施行冷軋。當施行冷軋時,雖就條件並沒有特別限定的必要,但最好依30%以上之冷軋的軋縮率施行冷軋。理由係若冷軋的軋縮率偏低,便未促進肥粒鐵的再結晶,導致會有未再結晶肥粒鐵的殘存,造成軋延性與擴孔性降低的情況。
依5℃/s以上的平均加熱速度加熱至650℃以上的溫度域當截至650℃以上溫度域的平均加熱速度係未滿5℃/s時,在退火中並未能生成細微且均勻分散的沃斯田鐵相,導致形成最終組織中第二相出現局部性集中之組織,而較難確保良好的擴孔性。又,必需較通常更長的爐,導致因龐大的能量消耗而引發成本增加與生產效率惡化。加熱爐較佳係使用DFF(Direct Fired Furnace,直火式加熱爐)。理由係藉由利用DFF施行急速加熱,使形成內部氧化層,便可防止Si、Mn等的氧化物朝鋼板最表層呈濃化,俾可確保良好的鍍敷性。
750~900℃溫度域中的15~600s保持
在750~900℃溫度域中,具體係在沃斯田鐵單相域、或沃斯田鐵與肥粒鐵的雙相域中,施行15~600s的退火(保持)。若退火溫度未滿750℃、保持(退火)時間未滿15s,鋼板中的硬質碳化鐵體便不會充分熔解、或肥粒鐵的再結晶未完成,導致軋延性與擴孔性降低。反之,若退火溫度超過900℃,沃斯田鐵粒的成長明顯,在經冷卻後的保持中所生成,因變韌鐵變態形成的變韌肥粒鐵之安定確保趨於困難,造成擴孔性降低。又,若保持(退火)時間超過600s時,沃斯田鐵會呈粗大化,導致較難確保所需強度。又,會有因龐大的能量消耗而引發成本增加的情況。
450~550℃溫度域中的10~200s保持
若保持溫度超過550℃、或保持時間未滿10s時,因為並未促進變韌鐵變態,導致幾乎無法獲得變韌肥粒鐵,因而無法獲得所需的擴孔性。又,若保持溫度未滿450℃、或保持時間超過200s時,第二相的大半部分會成為因變韌鐵變態的促進而形成固溶碳量較多的沃斯田鐵與變韌肥粒鐵,造成無法獲得所需的珠粒鐵面積率,且硬質麻田散鐵面積率會增加,導致無法獲得良好的擴孔性與材質安定性。
然後,使鋼板浸入於普通浴溫的鍍浴中而施行熔融鍍鋅,再利用氣刷法等調整附著量。更,依以下的條件施行鍍鋅的合金化處理。
在500~600℃溫度域中,依照滿足T:平均保持溫度(℃)、t:保持時間(s)的下式:
0.45≦exp[200/(400-T)]×ln(t)≦1.0
之條件施行鍍鋅的合金化處理。
當exp[200/(400-T)]×ln(t)係未滿0.45時,最終組織中會存在較多的麻田散鐵,導致上述硬質麻田散鐵鄰接於軟質肥粒鐵,因而異相間出現較大的硬度差,造成擴孔性降低,並會損及材質安定性。且熔融鍍鋅層的合金化會嫌不足。若exp[200/(400-T)]×ln(t)超過1.0,則未變態沃斯田鐵幾乎均會變態為碳化鐵體或珠粒鐵,結果導致無法獲得所需的強度與軋延性均衡。
另外,本發明之製造方法的一連串熱處理中,若在上述溫度範圍內,則保持溫度並無必要為一定,且即便加熱速度在加熱中有出現變化的情況,若在所規定範圍內便不會損及本發明主旨。又,若連熱經歷(heat history)亦能滿足,則鋼板依任何設備施行熱處理均無妨。除此之外,在熱處理後為施行形狀矯正,而對本發明鋼板施行調質軋延之事,亦涵蓋於本發明範圍內。另外,本發明係假設鋼素材經由通常的製鋼、鑄造、熱軋等各步驟而進行製造之情況,但亦可例如利用薄板鑄造等並省略部分或全部熱軋步驟而進行製造的情況。
將由具有表1所示成分組成、其餘為Fe及不可避免的雜質所構成之鋼,利用轉爐進行熔製,並利用連續鑄造法形成扁胚。將所獲得扁胚加熱至1200℃後,再依870~920℃的完工溫度施行熱軋直到板厚3.5mm為止,再依520℃進行捲取。接著,將所獲得熱軋板施行酸洗後,依表2所示軋縮率施行冷軋,便製得冷軋鋼板。其中一部分並未實施冷軋。接著,將依上述所獲得冷軋鋼板或熱軋鋼板(酸洗後)利用連續熔融鍍鋅生產線,依表2所示製造條件施行退火、熔融鍍鋅、合金化處理,而製得熔融鍍鋅鋼板。鍍敷附著量係調整為每單面35~45g/m2
。
所獲得熔融鍍鋅鋼板的肥粒鐵、變韌肥粒鐵、珠粒鐵、麻田散鐵之面積率,係朝鋼板的軋延方向將平行板厚剖面施行研磨後,再依3%Nital施行腐蝕,然後使用SEM(掃描式電子顯微鏡)依2000倍的倍率觀察10視野,並使用Media Cybernetics公司的Image-Pro施行影像處理而進行測定。
另外,殘留沃斯田鐵的體積率係使用Mo-Kα射線源,針對板厚1/4面,相對於bcc鐵之{200}、{211}、{220}面的X射線繞射積分強度之下,fcc鐵之{200}、{220}、{311}面的X射線繞射積分強度比例。
拉伸試驗係使用拉伸方向與鋼板的軋延方向成直角方向的JIS5號試驗片,根據日本工業規格(JIS Z2241)實施,測定TS(拉伸強度)與EL(總伸長率)。本發明中,將TS×EL≧19000MPa‧%的情況判定為軋延性良好。
擴孔試驗係根據日本鋼鐵聯盟規格(JFST1001)實施。對鋼板衝孔出直徑10mm孔之後,在約束周圍的狀態下,將60°圓錐衝頭壓入孔中,測定龜裂發生極限的孔直徑。從下式求取擴孔率λ(%),並評估擴孔性(拉伸凸緣性)。
極限擴孔率λ(%)={(Df
-D0
)/D0
}×100
Df
係龜裂發生時的孔徑(mm),D0
係初期孔徑(mm)
本發明中,將λ≧70(%)的情況判定屬良好。
點熔接及其評估係根據日本熔接協會規格(WES7301)實施。將鋼板2片重疊點熔接,依剖面點熔接塊徑成為5.0mm的熔接條件實施,並測定剪切拉伸強度與十字拉伸強度,且評估軋延比(十字拉伸強度/剪切拉伸強度)。本發明中,將軋延比≧0.5的情況判定屬良好。評估結果如表3所示。
本發明例的高強度熔融鍍鋅鋼板均係TS達540MPa以上,軋延性與擴孔性均優異,且呈現較高的點熔接強度。相對於此,比較例的高強度熔融鍍鋅鋼板係軋延性、擴孔性、點熔接強度中至少一種特性較差。
根據本發明,可製造具有高強度(達540MPa以上的拉伸強度TS)、且加工性(高軋延性與高擴孔性)與點熔接性均優異的高強度熔融鍍鋅鋼板。藉由將本發明的高強度熔融鍍鋅鋼板使用於例如汽車構造構件,便可更加確保駕駛員的安全性,並可利用車體的大幅輕量化而達燃油效率改善。
圖1為軋延比、C添加量與Si添加量乘積間之關係圖。
Claims (10)
- 一種加工性和點熔接性優異之高強度熔融鍍鋅鋼板,其特徵在於,成分組成依質量%計係含有C:0.04%以上且0.10%以下、Si:0.7%以上且2.3%以下、Mn:0.8%以上且2.0%以下、P:0.03%以下、S:0.003%以下、Al:0.1%以下、N:0.008%以下,且滿足[C%]×[Si%]≦0.20([C%]、[Si%]係表示C、Si的含有量(質量%)),其餘為鐵及不可避免的雜質所構成;組織係依面積率計具有75%以上的肥粒鐵相、1%以上的變韌肥粒鐵相、以及1%以上且10%以下的珠粒鐵相,且麻田散鐵相的面積率係未滿5%,且滿足麻田散鐵面積率/(變韌肥粒鐵面積率+珠粒鐵面積率)≦0.6。
- 如申請專利範圍第1項之加工性和點熔接性優異之高強度熔融鍍鋅鋼板,其中,成分組成係依質量%計進一步含有從Cr:0.05%以上且1.0%以下、V:0.005%以上且0.5%以下、Mo:0.005%以上且0.5%以下、B:0.0003%以上且0.0050%以下、Ni:0.05%以上且1.0%以下、Cu:0.05%以上且1.0%以下中選擇之至少1種的元素。
- 如申請專利範圍第1或2項之加工性和點熔接性優異之高強度熔融鍍鋅鋼板,其中,成分組成係依質量%計進一步含有從Ti:0.01%以上且0.1%以下、Nb:0.01%以上且0.1%以下中選擇之至少1種的元素。
- 如申請專利範圍第1或2項之加工性和點熔接性優異之 高強度熔融鍍鋅鋼板,其中,成分組成係依質量%計進一步含有從Ta:0.001%以上且0.010%以下、Sn:0.002%以上且0.2%以下中選擇之至少1種的元素。
- 如申請專利範圍第3項之加工性和點熔接性優異之高強度熔融鍍鋅鋼板,其中,成分組成係依質量%計進一步含有從Ta:0.001%以上且0.010%以下、Sn:0.002%以上且0.2%以下中選擇之至少1種的元素。
- 如申請專利範圍第1或2項之加工性和點熔接性優異之高強度熔融鍍鋅鋼板,其中,成分組成係依質量%計進一步含有Sb:0.002%以上且0.2%以下。
- 如申請專利範圍第3項之加工性和點熔接性優異之高強度熔融鍍鋅鋼板,其中,成分組成係依質量%計進一步含有Sb:0.002%以上且0.2%以下。
- 如申請專利範圍第4項之加工性和點熔接性優異之高強度熔融鍍鋅鋼板,其中,成分組成係依質量%計進一步含有Sb:0.002%以上且0.2%以下。
- 如申請專利範圍第5項之加工性和點熔接性優異之高強度熔融鍍鋅鋼板,其中,成分組成係依質量%計進一步含有Sb:0.002%以上且0.2%以下。
- 一種加工性和點熔接性優異之高強度熔融鍍鋅鋼板之製造方法,係將具有申請專利範圍第1至9項中任一項之成分組成的鋼胚,施行熱軋、酸洗、視需要施行冷軋後,依5℃/s 以上的平均加熱速度加熱至650℃以上的溫度域,再依750~900℃之溫度域保持15~600s,經冷卻後,在450~550℃之溫度域中保持10~200s,接著施行熔融鍍鋅後,於500~600℃之溫度域中,依滿足下述關係的條件施行鍍鋅的合金化處理:0.45≦exp[200/(400-T)]×ln(t)≦1.0T:平均保持溫度(℃),t:保持時間(s)。
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