WO2011122237A1 - 延性に優れた高張力鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
C:0.5~1.5%
Cは、オーステナイト相の安定化に必須の元素であり、鋼の高張力化にも大きな役割を果たす。しかし、C量が0.5%未満では、オーステナイト相の安定化が不十分となり、優れた延性が得られない。一方、C量が1.5%を超えると、炭化物の析出によって延性が低下する。そのため、C量は0.5~1.5%、好ましくは0.5~1.0%とする。
Siは、鋼の脱酸のために添加できる元素である。しかし、鋼中のSi含有量として0.1%を超えるような添加は、脱酸効果の飽和や、介在物の増加による内部欠陥および表面欠陥の増加を招く。そのため、Si量は0.1%以下とする。なお、脱酸効果を十分に得るためには、Si量は0.01~0.1%とするのが好ましい。
Mnは、Cと同様に、オーステナイト相の安定化に必須の元素である。しかし、Mn量が10%未満では、オーステナイト相の安定化が不十分で、優れた延性が得られない。一方、Mn量が25%を超えると、鋼の熱間加工性が低下して鋼板の製造性が損なわれる。そのため、Mn量は10~25%、好ましくは15~25%とする。さらに、双晶誘起塑性による延性向上効果を安定して実現させるためには、下記の(1)式を満足するようにC量とMn量を制御することが好ましい。
32≦20×[C]+[Mn]≦36・・・(1)
ただし、[C]、[Mn]はそれぞれC、Mnの含有量を表す。
P量が0.1%を超えると、鋼の靱性が低下する。そのため、P量は0.1%以下、好ましくは0.05%以下とする。
S量が0.05%を超えると、鋼の熱間加工性が低下する。そのため、S量は0.05%以下、好ましくは0.02%以下とする。より好ましくは0.01%以下である。
Alは、鋼の脱酸のために添加できる元素である。しかし、鋼中のAl含有量として0.1%を超えるような添加は、脱酸効果の飽和や、介在物の増加による内部欠陥および表面欠陥の増加を招く。そのため、Al量は0.1%以下とする。なお、脱酸効果を十分に得るためには、Al量は0.01~0.1%とするのが好ましい。
Niは、本発明において最も重要な元素であり、鋼の積層欠陥エネルギーを増加させ、双晶誘起塑性の発現を安定化させて延性を高める作用を有する。特に、高歪域における塑性不安定化の抑制に効果的であり、高Mnオーステナイト鋼板のl−Elの向上に有効である。こうした効果を十分に得るには、Ni量は3.0%以上とする必要がある。しかし、Ni量が8.0%を超えると、その効果が飽和するとともに、製造コストの増加を招く。そのため、Ni量は3.0~8.0%、好ましくは3.0~6.0%とする。
Moは、鋼の再結晶を遅延させ、オーステナイト粒の微細化を通じて、鋼の高張力化に寄与する元素である。こうした効果を得るには、Mo量は0.01%以上であることが好ましい。しかし、Mo量が0.1%を超えると、TSが900MPaを超え、過度に高張力化し、延性が著しく低下する。そのため、Mo量は0.1%以下、好ましくは0.05%以下とする。
N量が0.01%を超えると、鋼の延性が低下する。そのため、N量は0.01%以下、好ましくは0.005%以下とする。
本発明の高張力鋼板は、平均粒径が5~30μmの再結晶オーステナイト粒あるいはさらに面積率で1%以下のその他の組織からなるミクロ組織を有する。オーステナイト相の双晶誘起塑性を利用して高延性化を図るには、ミクロ組織はオーステナイト単相であることが必要である。また、高歪域まで安定して双晶誘起塑性を発現させるには、オーステナイト粒は内部の歪エネルギーを十分に開放した再結晶粒であることが必要である。さらに、オーステナイト粒の平均粒径が5μm未満だと、高歪域において変形双晶が生成しにくくなり、塑性不安定現象の発生を招く。そのため、本発明の高張力鋼板では、再結晶オーステナイト粒の平均粒径は5μm以上、好ましくは10μm以上とする。一方、平均粒径が30μmを超えると、所望のTSが得にくくなる。このため、再結晶オーステナイト粒の平均粒径は30μm以下とする。
以下に、本発明鋼板の好ましい製造条件を示す。なお、本発明の高張力鋼板の製造方法は下記に限定されるものではない。
鋼スラブの加熱温度が1300℃を超えると、熱間加工性が低下する上、加熱に要するエネルギーが増大する。一方、加熱温度が1100℃未満になると、熱間圧延時の負荷の増大を招く。そのため、鋼スラブの加熱温度は1100~1300℃、好ましくは1150~1250℃とする。なお、鋼スラブの加熱においては、常温まで冷却した鋼スラブを再加熱してもよいし、鋳造後の冷却途中の温度が高い鋼スラブを補助的に加熱あるいは保熱してもよい。
熱間圧延時の仕上温度が800℃未満では、再結晶と粒成長が十分に進行せず、未再結晶粒の残存する熱延鋼板となりやすい上、その後に冷間圧延する場合に圧延負荷の増大を招く。そのため、熱間圧延時の仕上温度は800℃以上、好ましくは850℃以上とする。一方、仕上温度が1050℃を超えると、結晶粒が過度に粗大化しやすくなり、強度や延性が低下する場合がある。そのため、仕上温度は1050℃以下とすることが望ましい。なお、仕上温度を確保するために、エッヂヒーターあるいはバーヒーターなどの加熱装置を利用して、圧延中の鋼板を補助的に加熱することもできる。
熱間圧延後、800℃以下の温度域を20℃/s未満の冷却速度で冷却すると、冷却中に鉄炭化物が析出して延性が低下する。そのため、熱間圧延後、800℃以下の温度域を20℃/s以上の冷却速度で少なくとも600℃まで冷却する必要がある。なお、熱間圧延後の冷却速度が100℃/sを超えると、再結晶が完了しない場合があるので、熱間圧延後の冷却速度は100℃/s以下とすることが好ましい。
巻取温度が600℃を超えると、巻き取り後の徐冷過程で鉄炭化物が生成し、延性の低下を招く。そのため、巻取温度は600℃以下、好ましくは550℃以下とする。
熱延ままの鋼板の粒成長を促進させる上で、750~1050℃の焼鈍温度で焼鈍を行うことができる。800~1000℃の焼鈍温度で焼鈍することがより好ましい。
Claims (4)
- 質量%で、C:0.5~1.5%、Si:0.1%以下、Mn:10~25%、P:0.1%以下、S:0.05%以下、Al:0.1%以下、Ni:3.0~8.0%、Mo:0.1%以下、N:0.01%以下を含み、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、平均粒径が5~30μmの再結晶オーステナイト粒あるいはさらに面積率で1%以下のその他の組織からなるミクロ組織を有することを特徴とする延性に優れた高張力鋼板。
- 請求項1に記載の成分組成を有する鋼スラブを、1100~1300℃の加熱温度に再加熱後、800℃以上の仕上温度で熱間圧延し、800℃以下の温度域を20℃/s以上の冷却速度で少なくとも600℃まで冷却し、600℃以下の巻取温度で巻き取ることを特徴とする延性に優れた高張力鋼板の製造方法。
- 巻き取り後、さらに、スケール除去し、750~1050℃の焼鈍温度で焼鈍し、焼鈍温度から少なくとも450℃までの温度域を10℃/s以上の冷却速度で冷却することを特徴とする請求項2に記載の延性に優れた高張力鋼板の製造方法。
- 巻き取り後、さらに、スケール除去し、冷間圧延した後、750~1050℃の焼鈍温度で焼鈍し、焼鈍温度から少なくとも450℃までの温度域を10℃/s以上の冷却速度で冷却することを特徴とする請求項2に記載の延性に優れた高張力鋼板の製造方法。
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