WO2021157692A1 - 熱延鋼板及びその製造方法 - Google Patents

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洵 安藤
輝樹 林田
龍雄 横井
章文 榊原
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日本製鉄株式会社
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    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/06Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
    • C23C22/07Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing phosphates
    • C23C22/08Orthophosphates
    • C23C22/12Orthophosphates containing zinc cations

Definitions

  • the present invention relates to a hot-rolled steel sheet and a method for producing the same.
  • the present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2020-018844 filed in Japan on February 06, 2020, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • high-strength steel sheets of 540 MPa class or higher (tensile strength of 540 MPa or higher) are being applied in order to reduce weight.
  • the rigidity may be insufficient when the plate thickness becomes thin. Therefore, from the viewpoint of countermeasures against insufficient rigidity, it is considered to change the shape and structure of the part, but in this case, the shape and structure of the part become complicated. Therefore, high-strength steel sheets applied to reduce the weight of automobile bodies are required to have high strength and improved workability and fatigue characteristics.
  • Patent Document 1 discloses a method for producing a hot-rolled steel sheet having high strength and excellent surface properties, formability (ductility, burring property), and notch fatigue characteristics.
  • the Si content is reduced, and the polygonal ferrite precipitation-strengthened by Ti carbide and 1 to 10% low-temperature transformation formation.
  • High ductility and burring are achieved by forming a complex structure consisting of objects.
  • Patent Document 2 discloses a high-strength hot-rolled steel sheet having excellent ductility, fatigue characteristics, and corrosion resistance, and a method for producing the same.
  • the Si content is reduced in order to suppress the tiger stripe-like scale pattern that deteriorates the surface texture.
  • the fatigue characteristics are improved by controlling the size of the Ti carbides so that the mass of those having a circle-equivalent particle size of 7 nm or more and 20 nm or less is 50% or more of the mass of all Ti carbides.
  • Patent Document 2 describes that this hot-rolled steel sheet has good chemical conversion treatment property and corrosion resistance after painting.
  • high-strength steel sheets containing a relatively large amount of alloying elements have a chemical conversion treatment property when the chemical conversion treatment is performed using a deteriorated chemical conversion treatment liquid. It is not always sufficient, and the surface of the steel sheet after chemical conversion treatment is exposed to the base iron, and when the paint is applied to the surface of the steel sheet, the adhesion between the paint and the steel sheet deteriorates. I found that there was a problem.
  • An object of the present invention is to provide a hot-rolled steel sheet having excellent chemical conversion processability and a method for producing the same.
  • the present inventors have investigated the reason why the chemical conversion processability of high-strength steel sheets decreases depending on the conditions. As a result, oxides such as Si and Al, or concentrated layers such as Mn and Cu are formed on the surface of the high-strength steel plate or on the surface layer near the surface even after pickling, and these are formed during the chemical conversion treatment. It was considered that the chemical conversion treatment property was lowered by inhibiting the elution of Fe. As a result of further studies by the present inventors, it has been found that by partially concentrating (locally concentrating) Ni on the surface layer of the steel sheet, the elution of Fe is promoted and the chemical conversion treatment property is improved.
  • the present invention has been completed based on the above findings, and the gist thereof is the hot-rolled steel sheet shown below.
  • the hot-rolled steel sheet according to one aspect of the present invention has a chemical composition of mass%, C: 0.01 to 0.30%, Si: 0.01 to 3.00%, Mn: 0.20.
  • the balance is composed of Fe and impurities, and the Ni content is 0.5% by mass or more among the measurement points when elemental analysis is performed on the surface region of 250 ⁇ m ⁇ 250 ⁇ m using EPMA at a measurement pitch of 1 ⁇ m.
  • the percentage of certain measurement points is 10-70%.
  • the hot-rolled steel sheet according to (2) above may contain Si: 0.50 to 3.00% in the chemical composition.
  • the hot-rolled steel sheet according to (2) above may contain the chemical composition of Si: 0.01 to less than 0.50% and Al: 0.050 to 2.000%.
  • the hot-rolled steel sheet according to (2) above contains Si: 0.01 to less than 0.50% and Al: 0.001 to less than 0.050%, and has a chemical composition of Si. Total with Al: It may be less than 0.50 to 0.55%.
  • the hot-rolled steel sheet according to any one of (3) to (5) above has an O content of 0.5% by mass or more among the measurement points when the elemental analysis of the surface is performed. The ratio of measurement points may be 30% or less.
  • the hot-rolled steel sheet according to any one of (1) to (6) above has a chemical composition of Cu: 0.01 to 0.20% and Ni / Cu: 0.50 or more. It may be.
  • the hot-rolled steel sheet according to any one of (1) to (7) above has a Ni content of 0.5% by mass or more among the measurement points when the elemental analysis of the surface is performed.
  • the average interval between the measurement points may be 3 to 10 ⁇ m.
  • the hot-rolled steel sheet according to any one of (1) to (8) above may have a rust preventive oil film on the surface.
  • the hot-rolled steel sheet according to any one of (1) to (8) above may have a chemical conversion treatment film on the surface.
  • the method for producing a hot-rolled steel sheet according to another aspect of the present invention includes a heating step of heating a steel piece having the chemical composition according to (1) or (2) in a heating furnace, and heating.
  • the steel piece is provided with a descaling step of descaling the steel piece and a hot-rolling step of hot-rolling the steel piece after the descaling step to obtain a hot-rolled steel plate.
  • the extraction temperature is set to 1180 ° C. or higher, and in the descaling step, the surface temperature is 1170 ° C. or higher.
  • the steel piece is descaled at least once with an injection pressure of 5 to 50 MPa, and the surface temperature of the steel piece is maintained at 1100 ° C. or higher for 20 to 240 seconds after the completion of the descaling.
  • a hot-rolled steel sheet having excellent chemical conversion treatment properties and a method for producing the same can be obtained.
  • a good chemical conversion treatment film can be obtained even when the chemical conversion treatment conditions vary.
  • the hot-rolled steel sheet according to the present embodiment has a predetermined chemical composition, and among the measurement points when elemental analysis is performed on the surface of a 250 ⁇ m ⁇ 250 ⁇ m region using EPMA at a measurement pitch of 1 ⁇ m, Ni The ratio of measurement points having a content of 0.5% by mass or more is 10 to 70%.
  • the hot-rolled steel sheet according to the present embodiment may have a chemical conversion treatment film and / or an electrodeposition coating film on the surface. Further, the hot-rolled steel sheet according to the present embodiment may have a rust-preventive oil film on the surface.
  • C 0.01 to 0.30%
  • C is a steel sheet by structural strengthening by producing a low temperature transformation product, or by precipitation strengthening by forming a precipitate with Ti, Nb and / or V when Ti, Nb and / or V is contained. It is an element that contributes to increasing the strength of titanium. If the C content is less than 0.01%, it is not possible to obtain a strength of preferably 300 MPa or more, more preferably 490 MPa or more, and further preferably 540 MPa or more as the strength required for the steel sheet. Therefore, the C content is set to 0.01% or more. The C content is preferably 0.03% or more, more preferably 0.05% or more.
  • the C content is set to 0.30% or less.
  • the C content is preferably 0.25% or less, more preferably 0.20% or less.
  • Si 0.01-3.00% Si is used as an element for improving strength and at the same time is an important element involved in the formation of ferrite. Si is also an effective element for deoxidation. Therefore, the Si content is set to 0.01% or more. When the structure control for forming ferrite is used, the Si content is preferably 0.50% or more, and more preferably 0.80% or more. On the other hand, as the Si content increases, the ferrite temperature range expands to the higher temperature side. In addition, with respect to high-temperature oxidation of steel, Si affects the growth rate of scale and its properties. For Si in the steel sheet, Fe 2 SiO 4 is formed on the surface of the steel sheet during hot rolling.
  • the Si content is set to 3.00% or less.
  • the Si content is preferably 2.50% or less, more preferably 2.00% or less.
  • the Si content may be less than 0.50%.
  • Mn 0.20 to 3.00%
  • Mn is an element that contributes to increasing the strength of steel sheets by strengthening ferrite. Further, when the Mn content increases, the austenite temperature range expands to the low temperature side, and the ferrite + austenite two-phase temperature range expands. Further, Mn is an element having an effect of suppressing hot cracking due to S by binding with S and fixing S as MnS. In order to obtain these effects, the Mn content is set to 0.20% or more. In order to obtain a strength of 300 MPa or more, which is preferable as the strength required for a steel sheet, the Mn content is preferably 0.30% or more.
  • the Mn content is more preferably 0.90% or more. In order to obtain a strength of 540 MPa or more, which is more preferable as the strength required for the steel sheet, the Mn content is further preferably 1.20% or more. On the other hand, if the Mn content exceeds 3.00%, manufacturing problems such as cracks in the slab during casting occur. Therefore, the Mn content is set to 3.00% or less.
  • the Mn content is preferably 2.50% or less, more preferably 2.00% or less.
  • the P content is small, but when the P content exceeds 0.030%, segregation of P into crystal graining becomes remarkable, and local ductility is increased due to grain boundary embrittlement. to degrade. Therefore, the P content is set to 0.030% or less.
  • the P content is preferably 0.020% or less, more preferably 0.015% or less.
  • the P content may be 0%, but if the P content is less than 0.005%, the cost will increase significantly. Therefore, the lower limit of the P content may be 0.005%.
  • the S content is small, but if the S content exceeds 0.030%, it has a large adverse effect on weldability, manufacturability during casting and hot spreading, and hole expandability. Become. Therefore, the S content is set to 0.030% or less.
  • the S content is preferably 0.015% or less, more preferably 0.010% or less.
  • the S content may be 0%, but if the S content is less than 0.002%, the cost will increase significantly. Therefore, the lower limit of the S content may be 0.002%.
  • Al 0.001 to 2.000%
  • Al is an element involved in deoxidation and formation of ferrite. Further, as the Al content increases, the ferrite temperature range expands to the high temperature side.
  • Al is an element that suppresses the formation of coarse cementite and contributes to the improvement of hole-spreading property. Therefore, the Al content is set to 0.001% or more.
  • the Al content is preferably 0.020% or more, more preferably 0.030% or more. Further, when the structure control for forming ferrite is used, the Al content is preferably 0.050% or more.
  • the Al content exceeds 2.000% the number of Al-based coarse inclusions increases, the workability deteriorates, and surface defects occur.
  • the Al content is set to 2.000% or less.
  • the Al content is preferably 1.200% or less, more preferably 1.000% or less, still more preferably 0.400% or less.
  • the Al content may be less than 0.050%.
  • N 0.0100% or less
  • N is an element that reduces ductility when remaining in steel as solid solution nitrogen. Further, N is combined with Ti to form TiN, but if the N content is high, coarse TiN is precipitated and the hole expanding property is lowered. Therefore, it is preferable that the N content is low. When the N content exceeds 0.0100%, the above adverse effect becomes remarkable. Therefore, the N content is set to 0.0100% or less.
  • the N content is preferably 0.0060% or less, more preferably 0.0040% or less.
  • the N content may be 0%, but if the N content is less than 0.0010%, the cost will increase significantly. Therefore, the lower limit of the N content may be 0.0010%.
  • Ni 0.02 to 0.50%
  • Ni is the most important element in the hot-rolled steel sheet according to the present embodiment.
  • a specific operation is mainly performed in a heating step of heating the steel piece which is the source of the hot-rolled steel sheet in a heating furnace and a descaling step of descaling the heated steel piece.
  • Ni is locally concentrated on the surface layer side of the steel sheet near the interface between the surface of the steel sheet and the scale.
  • a difference in ionization tendency occurs between the region where Ni is concentrated and the region around which Ni is not concentrated when a chemical conversion treatment such as zinc phosphate treatment is performed on the surface of the steel sheet.
  • the Fe around the locally concentrated Ni elutes on the surface of the steel sheet and becomes precipitation nuclei of the chemical conversion treatment film (chemical conversion film). It is formed so that the adhesion between the paint and the steel plate can be improved.
  • the Ni content is less than 0.02%, the above effect cannot be obtained (scale may occur or the chemical crystal size may increase), so the Ni content should be 0.02% or more.
  • the Ni content is preferably 0.05% or more.
  • the Ni content exceeds 0.50%, the above effect cannot be obtained because the entire surface of the steel sheet is covered with Ni (not locally concentrated). It also raises costs. Therefore, the Ni content is set to 0.50% or less.
  • the Ni content is preferably 0.45% or less, more preferably 0.40% or less.
  • the hot-rolled steel sheet according to the present embodiment basically contains the above elements and the balance is composed of Fe and impurities, but the following elements may be contained within the range of the content described later.
  • the following elements are optional elements that do not necessarily have to be contained and may not be contained.
  • Cu is an element that contributes to increasing the strength of the steel sheet. Therefore, it may be contained.
  • the Cu content is preferably 0.01% or more.
  • the Cu content is preferably 0.02% or more, more preferably 0.04% or more.
  • Cu has a low melting point and is concentrated at the interface between scale and base iron through austenite grain boundaries. When the Cu content is high, a Cu concentrated layer is formed and the zinc phosphate treatability is lowered. When the Cu content exceeds 0.20%, the Cu-concentrated layer covers the entire surface of the steel sheet, and the chemical conversion processability is significantly deteriorated. Therefore, the Cu content is set to 0.20% or less.
  • the Cu content is preferably 0.15% or less, more preferably 0.10% or less. Further, when Ni / Cu ⁇ 0.50, the Cu concentrated layer is likely to be uniformly formed on the entire surface of the steel sheet, and the chemical conversion treatment property is deteriorated. Therefore, Ni / Cu ⁇ 0.50 should be set. Is preferable.
  • Nb 0 to 0.060%
  • V 0 to 0.20%
  • Ti 0 to 0.20%
  • Cr 0 to 0.20%
  • Mo 0 to 1.00%
  • W 0 to 0.50%
  • Nb, V, Ti, Cr, Mo, Nb, and W are elements that increase the strength of the steel sheet by precipitation strengthening and / or solid solution strengthening. Therefore, it may be contained.
  • the Nb content is preferably 0.003% or more, more preferably 0.005% or more, further preferably 0.010% or more, still more preferably 0.015% or more.
  • the V content is preferably 0.01% or more.
  • the Ti content is preferably 0.01% or more, more preferably 0.05% or more, further preferably 0.10% or more, still more preferably 0.15% or more.
  • the Cr content is preferably 0.01% or more, more preferably 0.05% or more, and even more preferably 0.10% or more.
  • the Mo content is preferably 0.01% or more, more preferably 0.02% or more.
  • the W content is preferably 0.01% or more, more preferably 0.02% or more.
  • the Nb content is more than 0.060%
  • the V content is more than 0.20%
  • the Ti content is more than 0.20%
  • the Cr content is more than 0.20%
  • the Mo content is 1.00%.
  • the Nb content is 0.060% or less
  • the V content is 0.20% or less
  • the Ti content is 0.20% or less
  • the Cr content is 0.20% or less
  • the Mo content Is 1.00% or less
  • the W content is 0.50% or less.
  • the Nb content is preferably 0.055% or less, more preferably 0.050% or less.
  • the V content is preferably 0.15% or less, more preferably 0.08% or less.
  • the Ti content is preferably 0.18% or less, more preferably 0.17% or less.
  • the Cr content is preferably 0.18% or less, more preferably 0.15% or less.
  • the Mo content is preferably 0.70% or less, more preferably 0.05% or less.
  • the W content is preferably 0.40% or less, more preferably 0.03% or less.
  • B 0 to 0.0020%
  • B is an element having the effect of improving hardenability and increasing the fraction of the low temperature transformation product phase. Therefore, if it is desired to exert the effect of improving the quenchability, B may be contained in an amount of 0.0005% or more.
  • the B content is preferably 0.0010% or more, preferably 0.0015% or more.
  • the B content is set to 0.0020% or less.
  • Mg 0 to 0.010%
  • Ca 0 to 0.0100%
  • REM 0-0.0100%
  • Mg, Ca, and REM are elements that improve the workability by controlling the morphology of non-metal inclusions that are the starting points of fracture and cause deterioration of workability. Therefore, it may be contained.
  • the Mg content is preferably 0.001% or more
  • the Ca content is preferably 0.0010% or more
  • the REM content is preferably 0.0010% or more.
  • the Mg content exceeds 0.010%
  • the Ca content exceeds 0.0100%
  • the REM content exceeds 0.0100%
  • the Mg content is 0.010% or less, the Ca content is 0.0100% or less, and the REM content is 0.0100% or less.
  • the Mg content is preferably 0.005% or less, the Ca content is preferably 0.0070% or less, and the REM content is preferably 0.0070% or less.
  • O 0 to 0.0100%
  • O is an element that disperses a large number of fine oxides when deoxidizing molten steel. Therefore, it may be contained.
  • the O content is preferably 0.0005% or more.
  • the O content is preferably 0.0010% or more, more preferably 0.0020% or more.
  • O is an element that forms a coarse oxide that is a starting point of fracture in steel when the content is too large, and causes brittle fracture and hydrogen-induced fracture. Therefore, the O content is set to 0.0100% or less. From the viewpoint of weldability, the O content is preferably 0.0030% or less.
  • Zr 0 to 0.500%
  • Co 0 to 0.500%
  • Zn 0 to 0.500%
  • Sn 0 to 0.500% Even if Zr, Co, Zn, and Sn are contained in an amount of 0.500% or less, the effect of the hot-rolled steel sheet according to the present embodiment is not impaired. Therefore, one or more of Zr, Co, Zn, and Sn may be contained in an amount of 0.500% or less, respectively.
  • the content of each element in the hot-rolled steel sheet (including the case of having a chemical conversion treatment film or a rust preventive oil film on the surface) according to the present embodiment was determined by ICP emission spectroscopic analysis using chips according to JIS G1201: 2014. , The average content in the total plate thickness.
  • the C content and S content are determined by a well-known high-frequency combustion method (combustion-infrared absorption method).
  • the O content is determined using the well-known inert gas melting-non-dispersive infrared absorption method.
  • the ratio of measurement points having a Ni content of 0.5% by mass or more among the measurement points when elemental analysis is performed on the surface of a 250 ⁇ m ⁇ 250 ⁇ m region using EPMA at a measurement pitch of 1 ⁇ m is 10.
  • ⁇ 70%> The present inventors have investigated the reason why the chemical conversion processability of high-strength steel sheets is lowered. As a result, oxides such as Si and Al or concentrated layers such as Mn and Cu are formed on the surface or surface layer of the high-strength steel plate even after pickling, and these elute Fe during the chemical conversion treatment. It was considered that the chemical conversion processability would be lowered by inhibiting the above, especially in the state where the chemical conversion treatment conditions caused by the variation during operation were deteriorated.
  • Ni-concentrated layer 4 on the surface of the steel sheet (in FIG. 1, oxides such as Si and Al or concentrated layers 3 such as Mn and Cu remain.
  • the base iron 1 refers to the steel plate portion excluding the scale 2. Specifically, among the measurement points when elemental analysis is performed on the surface of a 250 ⁇ m ⁇ 250 ⁇ m region at a measurement pitch of 1 ⁇ m using EPMA, the measurement points having a Ni content of 0.5% by mass or more. When the ratio of is 10 to 70%, the chemical conversion processability is improved.
  • the ratio of measurement points having a Ni content of 0.5% by mass or more is less than 10%, the effect of promoting the elution of Fe is not sufficient, and the chemical conversion processability is not sufficiently improved. Further, when the ratio of the measurement points having the Ni content of 0.5% by mass or more is more than 70%, Ni is present on the surface of the steel sheet in a nearly uniform state, and the above effect cannot be sufficiently obtained.
  • the hot-rolled steel sheet according to the present embodiment has a chemical conversion treatment film (including the case where it is electrodeposited and has an electrodeposition coating film), it is difficult to perform elemental analysis on the surface of the hot-rolled steel sheet. There is.
  • the rectangular region of the cross section in the plate thickness direction, 10 ⁇ m in the plate thickness direction and 500 ⁇ m in the plate width direction, is included in the measurement points when element analysis is performed at a measurement pitch of 1 ⁇ m using EPMA.
  • the ratio of measurement points having a Ni content of 0.5% by mass or more is 10 to 70%, element analysis was performed on the surface of a 250 ⁇ m ⁇ 250 ⁇ m region using EPMA at a measurement pitch of 1 ⁇ m.
  • the ratio of the measurement points having a Ni content of 0.5% by mass or more may be considered to be 10 to 70%. The reason is that Ni has a substantially isotropic distribution in three dimensions in the range of 10 ⁇ m (surface layer portion) from the surface in the plate thickness direction.
  • the measurement points having a Ni content of 0.5% by mass or more are preferably mottled on the surface of the steel sheet. Specifically, it is preferable that the average distance between the regions having a Ni content of 0.5% by mass or more is 3 to 10 ⁇ m. When the average interval is less than 3 ⁇ m or more than 10 ⁇ m, the elution of Fe around the Ni-concentrated portion is less likely to be promoted.
  • the average interval between regions with a Ni content of 0.5% by mass or more is measured as follows.
  • the Ni content is 0.5% by mass or more among the measurement points when elemental analysis is performed on the surface of the hot-rolled steel sheet according to the present embodiment at a measurement pitch of 1 ⁇ m using EPMA in a region of 250 ⁇ m ⁇ 250 ⁇ m.
  • the average value of the intervals between the measurement points adjacent to each other is defined as the average interval between the regions having Ni 0.5% by mass or more.
  • the hot-rolled steel sheet is often pickled before the chemical conversion treatment, but the hot-rolled steel sheet according to the present embodiment is pickled under normal pickling conditions (for example, 1 to 10 wt% (% by weight) of a temperature of 20 to 95 ° C. ), Even after pickling under the conditions of 30 to 60 seconds), Ni is locally concentrated as described above. Therefore, the chemical conversion treatment property is excellent even after pickling. Further, the hot-rolled steel sheet according to the present embodiment may have a rust-preventive oil film formed on its surface in order to prevent oxidation and the like after pickling until chemical conversion treatment is performed.
  • the measurement conditions for elemental analysis of a 250 ⁇ m ⁇ 250 ⁇ m region on the surface using EPMA at a measurement pitch of 1 ⁇ m and for determining the average spacing between regions with a Ni content of 0.5% by mass or more are as follows. For example, it is as follows. Using a tungsten electron gun type device (model number: JXA-8800RL) of JEOL Ltd., under the conditions of acceleration voltage: 15 kV, irradiation current: 6 x 10-8 A, irradiation time: 15 ms, beam diameter: 0.5 ⁇ m. conduct. Further, the same conditions may be applied when elemental analysis is performed on the cross section in the plate thickness direction at a measurement pitch of 1 ⁇ m using EPMA.
  • the effect of improving the chemical conversion treatment property of the hot-rolled steel sheet according to the present embodiment by locally concentrating Ni is effective for any steel sheet.
  • a large amount of oxides of Si and Al are formed on the surface of the steel sheet.
  • Chemical conversion processability is reduced. So, for example, 1) When the Si content is 0.50% or more 2) When the Al content is 0.050% or more even if the Si content is less than 0.50% 3) When the total content of Si and Al is 0.50% or more even if the Si content is less than 0.50% and the Al content is less than 0.050%.
  • the effect of improving the chemical conversion processability is particularly large.
  • the hot-rolled steel sheet according to the present embodiment is subjected to chemical conversion treatment and electrodeposition coating, the above-mentioned mode of local concentration of Ni is almost the same. That is, the distribution of the region where the Ni content is 0.5% by mass or more in the vicinity of the boundary between the chemical conversion-treated film and the hot-rolled steel sheet in the heat-rolled steel sheet (corresponding to the vicinity of the surface of the hot-rolled steel sheet as the original plate). Is the same as the surface of the hot-rolled steel sheet as the original plate.
  • the measurement result by the following method shows the ratio of the measurement points on the surface of the hot-rolled steel sheet, which is the original plate before the chemical conversion treatment, to which the Ni content is 0.5% by mass or more (with respect to the surface of the hot-rolled steel sheet). It can be regarded as synonymous with the measurement result performed).
  • the ratio of measurement points having an oxygen (O) content of 0.5% by mass or more is 30% or less>
  • the ratio of the measurement points having an oxygen content of 0.5% by mass or more is preferably 30% or less among the measurement points when the elemental analysis is performed.
  • EPMA analysis is performed on an element having an atomic number equal to or greater than the number of atoms of B (boron) in a region of 250 ⁇ m ⁇ 250 ⁇ m at a measurement pitch of 1 ⁇ m. Then, the ratio of the measurement points having a Ni content of 0.5% by mass or more when the total mass of the elements having an atomic number of B or more is 100% is obtained.
  • a rust preventive oil film is formed on the surface of the steel sheet, the rust preventive oil film can be removed by using a solvent such as acetone or alcohol so that the surface of the steel sheet can be measured. do.
  • pickling is performed under normal pickling conditions (for example, 30 to 60 seconds using a 1 to 10 wt% (% by weight) hydrochloric acid solution at a temperature of 20 to 95 ° C.). Then measure.
  • pickling is performed under normal pickling conditions (for example, 30 to 60 seconds using a 1 to 10 wt% (% by weight) hydrochloric acid solution at a temperature of 20 to 95 ° C.). Then measure.
  • EPMA analysis for example, using a tungsten electron gun type (model number: JXA-8800RL) device manufactured by JEOL Ltd., acceleration voltage: 15 kV, irradiation current: 6 ⁇ 10-8 A, irradiation time: 15 ms, beam diameter: 0. Perform under the condition of 5.5 ⁇ m.
  • the structure (microstructure) of the hot-rolled steel sheet according to the present embodiment is not limited. Regardless of the phase of the structure, the local concentration of Ni improves the chemical conversion processability. Further, the effect of improving the chemical conversion treatment property by locally enriching Ni is large in the high-strength steel plate containing a large amount of alloying elements. For example, in a hot-rolled steel sheet having a tensile strength of 300 MPa or more, the effect is clarified, in a hot-rolled steel sheet having a tensile strength of 490 MPa or more, the effect is large, and in a hot-rolled steel sheet having a tensile strength of 540 MPa or more. , More effective.
  • the thickness of the hot-rolled steel sheet according to the present embodiment is not limited, but is, for example, 1.2 to 10.0 mm.
  • the hot-rolled steel sheet according to the present embodiment can be manufactured by a manufacturing method having the following steps. (I) Heating step of heating the steel piece in a heating furnace (ii) Descaling step of descaling the heated steel piece (iii) Hot rolling of the steel piece after the descaling step to heat Hot-rolling process for obtaining rolled steel sheets Each process will be described.
  • the casting process (steel piece manufacturing process) preceding the hot rolling is not particularly limited. That is, after melting in a blast furnace, an electric furnace, or the like, various secondary smelting may be performed to adjust the components so as to have the above-mentioned components, and then casting may be performed by ordinary continuous casting or casting by the ingot method. Scrap may be used as the raw material.
  • [Heating process] steel pieces such as slabs are heated in a heating furnace. After that, descaling is performed before reaching the hot rolling process. Local enrichment of Ni is achieved mainly in this heating step and descaling step. Specifically, by promoting the oxidation of the surface of the steel piece in the heating process and selectively oxidizing Fe, Ni, which is less likely to be oxidized than Fe, is concentrated on the base iron side of the interface between the scale and the base iron. Let me. After that, descaling is performed to remove the preferentially generated oxide to some extent and keep it in a predetermined temperature range for a certain period of time or longer to further locally concentrate Ni.
  • the steel piece In the heating step, after the surface temperature of the steel piece reaches 1100 ° C. or higher, the steel piece is held for 60 minutes or longer in an atmosphere having an air ratio of 0.9 or higher, and the extraction temperature is set to 1180 ° C. or higher.
  • the air ratio of the heating furnace is less than 0.9, the scale growth will be in line with the parabolic law, but the scale growth will slow down for a limited time in the heating furnace. Therefore, it is not possible to form a sufficient Ni-concentrated layer at the interface between the scale and the base iron.
  • the air ratio may vary depending on the position in the heating furnace and the change over time during the period during which the steel pieces are heated, but the minimum value of the air ratio at each position in the heating furnace during the period during which the steel pieces are heated is If it is 0.9 or more, the air ratio when the steel piece is heated is 0.9 or more, which is preferable. On the other hand, when the air ratio exceeds 1.5, the scale-off amount increases, the yield increases, the heat loss due to the increase in exhaust gas increases, the thermal efficiency deteriorates, and the production cost increases. Therefore, the air ratio is preferably 1.5 or less.
  • the air ratio may vary depending on the position in the heating furnace and the change over time during the period in which the steel pieces are heated, but the maximum value of the air ratio at each position in the heating furnace during the period in which the steel pieces are heated is When it is 1.5 or less, the air ratio when the steel piece is heated is 1.5 or less, which is preferable. Further, if the holding time at a steel piece surface temperature of 1100 ° C. or higher is less than 60 minutes, the scale does not grow and a sufficient Ni-concentrated layer cannot be formed at the interface between the scale and the base iron.
  • the extraction temperature is set to 1180 ° C. or higher because it is necessary to secure the surface temperature of the steel piece in the descaling step performed after the heating step.
  • the extraction temperature is preferably 1200 ° C. or higher in order to secure the surface temperature of the steel piece.
  • the extraction temperature is the calculated temperature at a position 5 mm in the thickness direction of the steel piece from the upper surface of the steel piece when the heat transfer calculation is performed by dividing the steel piece in the thickness direction from the ambient temperature of the heating furnace. , Or the calculated temperature at a position 5 mm in the thickness direction of the steel piece from the lower surface of the steel piece, whichever is lower.
  • the steel piece is descaled at least once with an injection pressure of 5 to 50 MPa on the steel piece having a surface temperature of 1170 ° C. or higher. Further, the surface temperature of the steel piece is maintained at 1100 ° C. or higher for 20 to 240 seconds after the completion of descaling.
  • the scale layer formed by the heating step is removed.
  • This scale layer exists in a state where oxides of Fe and oxides of other elements are mixed, and is generally in a molten state in a temperature range of 1170 ° C. or higher, but solidifies and is strong in a temperature range of less than 1170 ° C. Since it becomes a state, it becomes difficult to remove it by descaling.
  • a composite oxide of Fe 2 SiO 4 is present at the same time as the oxides of Fe, composite oxides of Fe 2 SiO 4 from entering between the oxide of Fe, It becomes a strong scale after solidification.
  • descaling is performed at least once when the temperature of the steel piece is 1170 ° C. or higher.
  • the descaling injection pressure is less than 5 MPa, the scale cannot be sufficiently removed.
  • the descaling injection pressure exceeds 50 MPa, Ni concentrated in the vicinity of the interface during heating is also removed. Therefore, the injection pressure is set to 5 to 50 MPa.
  • Descaling is preferably performed with an injection force per unit time and unit width of 50 to 700 MN / (m ⁇ s). The injection force per unit time and unit width is obtained by the product of the descaling pressure (MPa), the descaling time (seconds), and the plate length (m) of the steel plate to be descaled.
  • the surface temperature of the steel piece is maintained at 1100 ° C. or higher for 20 to 240 seconds after the completion of this descaling (primary descaling).
  • the surface of the steel sheet is oxidized again, and Ni is further concentrated at the interface.
  • the holding time at 1100 ° C. or higher is less than 20 seconds, the concentration of Ni becomes insufficient. Therefore, the holding time is set to 20 seconds or more.
  • the holding time is preferably 30 seconds or more.
  • the holding time after descaling exceeds 240 seconds, the scale thickness becomes thicker, the chemical conversion processability decreases, and the productivity decreases. Therefore, the holding time is set to 240 seconds or less.
  • the holding time is preferably 180 seconds or less.
  • the steel piece is rolled.
  • the steel piece is subjected to one or more secondary descaling in addition to the previous descaling (primary descaling). You may go to.
  • this secondary descaling the scale layer generated during holding can be removed.
  • the injection pressure is set to 5 to 50 MPa, which is the same as the primary descaling.
  • the surface temperature of the steel piece before the secondary descaling may be such that the temperature of the steel piece is 1170 ° C. or higher, or the temperature of the steel piece is less than 1170 ° C.
  • the time for maintaining the surface temperature of the steel piece at 1100 ° C. or higher after the completion of the secondary descaling may be between 20 and 240 seconds, or may be less than 20 seconds. If the time for maintaining the surface temperature of the steel piece at 1100 ° C. or higher exceeds 240 seconds after the completion of the secondary descaling, the scale thickness becomes thicker, the chemical conversion processability decreases, and the productivity decreases.
  • the secondary descaling is performed once or more when the steel piece surface temperature is 1170 ° C. or higher.
  • the time for maintaining the surface temperature of the steel piece at 1100 ° C. or higher from the completion of the primary descaling is performed. May be within 20 seconds.
  • the surface temperature of the steel piece is 1100 ° C. or higher after the completion of the descaling, for a total of 20 seconds or longer. You just have to hold it.
  • the holding time of any one or more is 20 seconds or longer.
  • the hot rolling conditions of the hot rolling step performed after the descaling step are not particularly limited.
  • the hot rolling conditions may be adjusted as appropriate according to the required plate thickness and mechanical properties.
  • the hot-rolled steel plate according to the present embodiment can be manufactured.
  • the slabs having the chemical compositions shown in Tables 1A to 1C were heated under the heating conditions shown in Tables 2A to 2C, and descaled under the descaling conditions shown in Tables 2A to 2C. Under the heating conditions, as described above, the minimum value of the air ratio at each position in the heating furnace and the maximum value of the air ratio at each position in the heating furnace are the values shown in Tables 2A to 2C. Combustion control was performed as follows. As the descaling conditions, only the primary descaling was performed for steel 2, steel 34, steel 42 to 72, and steel 75 to 82, 86. Tables 2A to 2C show the surface temperature of the steel piece before the primary descaling, the pressure of the primary descaling, and the injection force per unit time and unit width.
  • the time for maintaining the surface temperature of the steel piece at 1100 ° C. or higher after the completion of the primary descaling was set as the conditions shown in Tables 2A to 2C. Then, the minimum temperature of the surface temperature of the steel piece for the period from the completion of the primary descaling to the rolling of the steel piece is shown in Tables 2A to 2C. Further, for steel 1, steel 3 to 33, steel 35 to 41, steel 73, steel 74, steel 83 to 85, steel 87, and steel 88, secondary descaling is performed after primary descaling. rice field.
  • Table 2A to show the surface temperature of the steel piece before the primary descaling, the pressure of the primary descaling and the injection force per unit time / unit width, and the pressure of the secondary descaling and the injection force per unit time / unit width. It is shown in Table 2C (for those with secondary descaling, the pressure is listed in the pressure column for secondary descaling).
  • Table 2C for those with secondary descaling, the pressure is listed in the pressure column for secondary descaling.
  • the time for holding the surface temperature of the steel piece at 1100 ° C. or higher after the completion of the descaling is the longer time, and the descaling is completed.
  • the minimum surface temperature of the steel piece during the period from to rolling the steel piece is shown in Tables 2A to 2C.
  • finish rolling was performed with the rolling end temperature set to 800 ° C. or higher.
  • hot finish rolling a part was cooled to 100 ° C. or lower, and a part was wound without being cooled and allowed to cool in a coil state.
  • the obtained hot-rolled steel sheet was pickled with a 1 to 10 wt% (% by weight) hydrochloric acid solution at a temperature of 20 to 95 ° C. under the conditions of 30 to 60 seconds, and the surface after pickling was subjected to pickling.
  • An element having an atomic number equal to or greater than the number of atoms of B is subjected to EPMA analysis in a region of 250 ⁇ m ⁇ 250 ⁇ m under the above conditions at a measurement pitch of 1 ⁇ m.
  • the ratio of measurement points having a Ni content of 0.5% by mass or more, the ratio of measurement points having an oxygen content of 0.5% by mass or more, and the Ni content are The average interval of the region of 0.5% by mass or more was determined.
  • Tables 3A-3C The results are shown in the row of surface textures in Tables 3A-3C.
  • the average interval of the region where the Ni content of the pickling surface is 0.5% by mass or more is ⁇ 1 ( ⁇ m) because the average interval is smaller than the measurement pitch and cannot be measured. Is shown.
  • the tensile strength of the obtained hot-rolled steel sheet was evaluated.
  • the tensile strength (TS) is the direction perpendicular to the rolling direction (plate width direction) at either W / 4 or 3 W / 4 in the plate width direction from one end of the steel plate when the plate width is W. Measurement was performed in accordance with JIS Z 2241: 2011 using a No. 5 test piece of JIS Z 2241: 2011 collected in the longitudinal direction. The results of tensile strength (TS) are shown in Tables 3A to 3C together with the thickness of the hot-rolled steel sheet.
  • the obtained hot-rolled steel sheet was pickled under the pickling conditions described above. Then, under the following conditions assuming a chemical conversion treatment liquid that had deteriorated due to continuous use or the like, the hot-rolled steel sheet that had been pickled as described above was subjected to a chemical conversion treatment, and the chemical conversion treatment property was evaluated. The effect of this steel sheet can be exhibited regardless of the zinc phosphate-based chemical conversion treatment liquid, and as an example, evaluation was performed under the following conditions.
  • 1 ml of the volume of 0.1 specified sodium hydroxide required at this time is set to 1 pt.
  • the total acidity is defined as 0.1 by adding 3 drops of phenolphthalein to 10 ml of the chemical conversion treatment solution and performing neutralization titration with 0.1 specified sodium hydroxide from colorless to pink.
  • the specified volume of sodium hydroxide of 1 ml is defined as 1 pt.
  • the heat-rolled steel sheet subjected to the chemical conversion was 10 ⁇ m in the thickness direction ⁇ 500 ⁇ m in the plate width direction from the surface of the steel plate having a cross section in the plate thickness direction.
  • EPMA analysis was performed at a measurement pitch of 1 ⁇ m for elements with an atomic number equal to or greater than B, and the total mass of the elements with atomic numbers equal to or greater than B was set to 100%.
  • the ratio of the measurement points where the Ni content was 0.5% by mass or more was determined, the Ni content measured in the 250 ⁇ m ⁇ 250 ⁇ m region of the surface after pickling and before the chemical conversion treatment was determined. It was equivalent to the ratio of measurement points of 0.5% by mass or more.
  • the ratio of measurement points having a chemical composition within the range of the present invention and having a surface Ni content of 0.5% by mass or more is 10 to 70%.
  • the size of the chemical conversion crystal was 10 ⁇ m or less, and the chemical conversion treatment property was excellent.
  • scale is generated or chemical conversion occurs. The crystal size was more than 10 ⁇ m, and the chemical conversion treatment property was not sufficient.
  • a hot-rolled steel sheet having excellent chemical conversion processability and a method for producing the same can be obtained.
  • the hot-rolled steel sheet of the present invention has high industrial applicability because a good chemical conversion treatment film can be obtained even when the chemical conversion treatment conditions vary.

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Abstract

この熱延鋼板は、化学組成が、質量%で、C:0.01~0.30%、Si:0.01~3.00%、Mn:0.20~3.00%、P:0.030%以下、S:0.030%以下、Al:0.001~2.000%、N:0.0100%以下、Ni:0.02~0.50%、を有し、表面の、250μm×250μmの領域を、EPMAを用いて1μmの測定ピッチで元素分析を行った場合の測定点のうち、Ni含有量が0.5質量%以上である測定点の割合が10~70%である。

Description

熱延鋼板及びその製造方法
 本発明は熱延鋼板及びその製造方法に関する。
 本願は、2020年02月06日に、日本に出願された特願2020-018844号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 近年、自動車からの炭酸ガス(CO)の排出量を抑えるために、高強度鋼板の使用による自動車車体の軽量化が進められている。また、搭乗者の安全性確保のためにも、自動車車体には軟鋼板の他に高強度鋼板が多く使用されるようになってきている。さらに最近では、燃費規制やNO等の環境規制の更なる厳格化により、プラグインハイブリッド車や電気自動車の増加が見込まれている。これら次世代自動車においては、大容量バッテリーの搭載が必要であり、より一層の車体の軽量化が必要となる。
 車体の軽量化をより一層進めるためには、鋼板からアルミニウム合金、樹脂、CFRP等の軽量素材への置換もしくは鋼板の更なる高強度化が選択肢となり得るが、素材コストや加工コストの観点からは、高級車を除く大量生産を前提とした大衆車では、超高強度鋼板の採用が現実的である。
 主に熱延鋼板が採用される足回り部品(例えばロアアーム)では、軽量化のために、540MPa級以上(引張強さが540MPa以上)の高強度鋼板の適用が進んでいる。一方、強度が高くても、板厚が薄くなると剛性が不足する場合がある。そのため、剛性不足への対策の面から、部品の形状や構造を変更することが検討されているが、この場合、部品形状や構造が複雑化する。そのため、自動車車体の軽量化を行うために適用される高強度鋼板に対しては、高強度であることに加えて、加工性及び疲労特性の向上が要求されている。
 例えば特許文献1には、高強度かつ優れた表面性状、成形性(延性、バーリング性)、切欠き疲労特性を有する熱延鋼板の製造方法が開示されている。特許文献1では、表面性状を劣化させるタイガーストライプ状のスケール模様を抑制するために、Si含有量を減少させるとともに、Ti炭化物によって析出強化されたポリゴナルフェライトと、1~10%の低温変態生成物とからなる複合組織にすることで、高い延性とバーリング性とを実現している。
 また、特許文献2には、延性と疲労特性と耐食性に優れた高強度熱延鋼板及びその製造方法が開示されている。特許文献2では、表面性状を劣化させるタイガーストライプ状のスケール模様を抑制するために、Si含有量を減少させている。また、Ti炭化物のサイズを、円相当粒径が7nm以上20nm以下のものの質量が、全Ti炭化物の質量の50%以上となるように制御することで、疲労特性を向上させている。また、特許文献2では、この熱延鋼板は、化成処理性や塗装後耐食性が良好であると記載されている。
国際公開第2014/051005号 日本国特開2016-204690号公報
 上述した特許文献1、2も含め、高強度かつ良好な加工性及び疲労特性を得ようとする場合、通常、合金元素の含有量が高められる。
 このような合金元素を高めた高強度鋼板でも、例えばリン酸亜鉛処理などの化成処理を理想的な操業条件で行えば、化成処理性についての問題が発生しない場合が多い。しかしながら、工業的には、自動車部品などの化成処理では、連続して複数の部品が同一の化成処理液を用いて化成処理される。この場合、徐々に化成処理液が劣化し、理想的な操業条件で化成処理を行えない場合がある。
 本発明者らが検討した結果、合金元素を比較的多く含む高強度鋼板(例えば引張強さで490MPa以上)では、劣化した化成処理液を用いて化成処理が行われた場合、化成処理性が必ずしも十分ではなく、化成処理後の鋼板の表面に地鉄が露出している部分であるスケが発生し、鋼板の表面に塗料を塗布したときに、塗料と鋼板との密着性が悪くなるという問題があることを見出した。
 劣化した化成処理液を用いて化成処理性が低下しているときには、化成処理の操業条件のうち、例えば、遊離酸度の管理値を厳格に管理する、化成処理性を高める促進剤を多く使用する等の対応を取らねばならず、製造コストの増加や生産性低下の原因となる。そのため、高強度鋼板においても、化成処理液が劣化して、化成処理条件がばらついた場合でも良好な化成処理性が得られれば、すなわち広い化成処理の操業条件で良好な塗装後耐食性が得られれば、化成処理の操業条件を厳格に管理することが不要となり、製造コストの増加や生産性の低下を招くことが無いようにすることが出来る。
 本発明は上記の課題に鑑みてなされた。本発明は、化成処理性に優れた熱延鋼板及びその製造方法を提供することを課題とする。
 本発明者らは、高強度鋼板において、条件によって化成処理性が低下する理由について検討を行った。その結果、高強度鋼板の表面または表面付近の表層部には、酸洗後でもSiやAl等の酸化物、またはMnやCu等の濃化層が形成されており、これらが化成処理時のFeの溶出を阻害することで、化成処理性が低下すると考えた。本発明者らがさらに検討を行った結果、鋼板表層にNiを部分的に濃化(局部濃化)させることで、Feの溶出が促進され、化成処理性が向上することを見出した。
 本発明は、上記の知見に基づいて完成されたものであり、その要旨は、下記に示す熱延鋼板にある。
(1)本発明の一態様に係る熱延鋼板は、化学組成が、質量%で、C :0.01~0.30%、Si:0.01~3.00%、Mn:0.20~3.00%、P :0.030%以下、S :0.030%以下、Al:0.001~2.000%、N :0.0100%以下、Ni:0.02~0.50%、Nb:0~0.060%、V :0~0.20%、Ti:0~0.20%、Cu:0~0.20%、Cr:0~0.20%、Mo:0~1.00%、B :0~0.0020%、W :0~0.50%、Mg:0~0.010%、Ca:0~0.0100%、REM:0~0.0100%、O:0~0.0100%、Zr:0~0.500%、Co:0~0.500%、Zn:0~0.500%、及びSn:0~0.500%を含有し、残部がFe及び不純物からなり、表面の、250μm×250μmの領域を、EPMAを用いて1μmの測定ピッチで元素分析を行った場合の測定点のうち、Ni含有量が0.5質量%以上である測定点の割合が10~70%である。
(2)上記(1)に記載の熱延鋼板は、前記化学組成が、Nb:0.003~0.060%、V :0.01~0.20%、Ti:0.01~0.20%、Cu:0.01~0.20%、Cr:0.01~0.20%、Mo:0.01~1.00%、B :0.0005~0.0020%、W :0.01~0.50%、Mg:0.001~0.010%、Ca:0.0010~0.0100%、REM:0.0010~0.0100%、及びO:0.0005~0.0100%からなる群から選ばれる1種または2種以上を含有してもよい。
(3)上記(2)に記載の熱延鋼板は、前記化学組成が、Si:0.50~3.00%を含有してもよい。
(4)上記(2)に記載の熱延鋼板は、前記化学組成が、Si:0.01~0.50%未満、Al:0.050~2.000%を含有してもよい。
(5)上記(2)に記載の熱延鋼板は、前記化学組成が、Si:0.01~0.50%未満、Al:0.001~0.050%未満、を含有し、SiとAlとの合計:0.50~0.55%未満であってもよい。
(6)上記(3)~(5)のいずれかに記載の熱延鋼板は、前記表面の前記元素分析を行った場合の測定点のうち、O含有量が0.5質量%以上である測定点の割合が30%以下であってもよい。
(7)上記(1)~(6)のいずれかに記載の熱延鋼板は、前記化学組成が、Cu:0.01~0.20%、を含有し、Ni/Cu:0.50以上であってもよい。
(8)上記(1)~(7)のいずれかに記載の熱延鋼板は、前記表面の前記元素分析を行った場合の測定点のうち、Ni含有量が0.5質量%以上である前記測定点の平均間隔が、3~10μmであってもよい。
(9)上記(1)~(8)のいずれかに記載の熱延鋼板は、前記表面に防錆油膜を有していてもよい。
(10)上記(1)~(8)のいずれかに記載の熱延鋼板は、前記表面に化成処理皮膜を有してもよい。
(11)本発明の別の態様に係る熱延鋼板の製造方法は、(1)または(2)に記載の前記化学組成を有する鋼片を、加熱炉で加熱する加熱工程と、加熱された前記鋼片にデスケーリングを行うデスケーリング工程と、前記デスケーリング工程後の前記鋼片に熱間圧延を行って熱延鋼板を得る熱延工程と、を備え、前記加熱工程では、前記鋼片の表面温度が1100℃以上になった後、空気比が0.9以上の雰囲気下で60分間以上保持し、抽出温度を1180℃以上とし、前記デスケーリング工程では、前記表面温度が1170℃以上の前記鋼片に少なくとも1回、5~50MPaの噴射圧力のデスケーリングを行い、前記デスケーリングの完了から20~240秒の間、前記鋼片の前記表面温度を1100℃以上に保持する。
 本発明の上記態様によれば、化成処理性に優れた熱延鋼板及びその製造方法が得られる。本発明の熱延鋼板では、化成処理条件がばらついた場合にも良好な化成処理皮膜を得ることができる。
表層に局部濃化したNiによって化成結晶の生成が促進されるメカニズムを説明するための図である。
 以下、本発明の一実施形態に係る熱延鋼板(本実施形態に係る熱延鋼板)について説明する。
 本実施形態に係る熱延鋼板は、所定の化学組成を有し、表面の、250μm×250μmの領域を、EPMAを用いて1μmの測定ピッチで元素分析を行った場合の測定点のうち、Ni含有量が0.5質量%以上である測定点の割合が10~70%である。
 本実施形態に係る熱延鋼板は、表面に化成処理皮膜及び/または電着塗膜を有していてもよい。また、本実施形態に係る熱延鋼板は、表面に防錆油膜を有していてもよい。
<化学組成>
 以下、化学組成の限定理由について説明する。化学組成に関する「%」は断りがない限り質量%である。また、下記する「~」を挟む数値限定範囲には、原則として、両端の値が下限値及び上限値として範囲に含まれる。一方、「超」または「未満」と示す数値は、その値が数値範囲に含まれない。
 C :0.01~0.30%
 Cは低温変態生成物を生成することによる組織強化によって、またはTi、Nb及び/またはVが含まれる場合には、Ti、Nb及び/またはVと析出物を形成することによる析出強化によって、鋼板の高強度化に寄与する元素である。C含有量が0.01%未満では、鋼板に求められる強度として、好ましくは300MPa以上の強度を、より好ましくは490MPa以上の強度を、更に好ましくは540MPa以上の強度を得ることができない。そのためC含有量を0.01%以上とする。C含有量は、好ましくは0.03%以上、より好ましくは0.05%以上である。
 一方、C含有量が0.30%を超えると、硬質層である低温変態生成物やセメンタイトの面積率が増加して、加工性が低下する。そのため、C含有量を0.30%以下とする。C含有量は、好ましくは0.25%以下、より好ましくは0.20%以下である。
 Si:0.01~3.00%
 Siは強度を向上させる元素として使用されると同時に、フェライトの生成に関わる重要な元素である。また、Siは脱酸にも有効な元素である。そのため、Si含有量を0.01%以上とする。フェライトを生成させる組織制御を用いる場合には、Si含有量を0.50%以上とすることが好ましく、0.80%以上とすることがより好ましい。
 一方、Si含有量が増加すると、フェライト温度域が高温側に拡大する。また、鋼の高温酸化について、Siはスケールの成長速度やその性状に影響を及ぼす。鋼板中のSiは、鋼板の表面にFeSiOを、熱間圧延中に形成する。含有量が過剰な場合には鋼板表面に濃化し、酸洗後もその濃化層が完全に除去できないため、化成処理性に影響を及ぼす。そのため、Si含有量を3.00%以下とする。Si含有量は、好ましくは2.50%以下、より好ましくは2.00%以下である。フェライトを生成させる組織制御を用いない場合には、Si含有量は0.50%未満であってもよい。
 Mn:0.20~3.00%
 Mnはフェライトの強化によって鋼板の高強度化に寄与する元素である。また、Mn含有量が増加すると、オーステナイト温度域が低温側に拡大し、フェライト+オーステナイト二相温度域が拡大する。また、MnはSと結合して、SをMnSとして固定することで、Sによる熱間割れを抑制する効果を有する元素である。これらの効果を得るため、Mn含有量を0.20%以上とする。鋼板に求められる強度として好ましい300MPa以上の強度を得るためには、Mn含有量を0.30%以上とすることが好ましい。鋼板に求められる強度としてより好ましい490MPa以上の強度を得るためには、Mn含有量は0.90%以上とすることがより好ましい。鋼板に求められる強度として更に好ましい540MPa以上の強度を得るためには、Mn含有量は1.20%以上であることが更に好ましい。
 一方、Mn含有量が3.00%を超えると、鋳造時にスラブに割れが発生するなど、製造上の問題が生じる。そのため、Mn含有量を3.00%以下とする。Mn含有量は、好ましくは2.50%以下、より好ましくは2.00%以下である。
 P :0.030%以下
 P含有量は少ない方が好ましいが、P含有量が0.030%を超えると、Pの結晶粒化への偏析が顕著になり、粒界脆化によって局部延性が劣化する。そのため、P含有量を0.030%以下とする。P含有量は、好ましくは0.020%以下、より好ましくは0.015%以下である。
 P含有量は0%でもよいが、P含有量を0.005%未満とするとコストが著しく増加する。そのため、P含有量の下限を0.005%としてもよい。
 S :0.030%以下
 S含有量は少ない方が好ましいが、S含有量が0.030%を超えると、溶接性、鋳造時、熱延時の製造性、及び穴広げ性への悪影響が大きくなる。そのため、S含有量を0.030%以下とする。S含有量は、好ましくは0.015%以下、より好ましくは0.010%以下である。
 S含有量は0%でもよいが、S含有量を0.002%未満とするとコストが著しく増加する。そのため、S含有量の下限を0.002%としてもよい。
 Al:0.001~2.000%
 Alは、Siと同様に脱酸やフェライトの生成に関わる元素である。また、Al含有量が増加すると、フェライト温度域が高温側に拡大する。また、Alは、粗大なセメンタイトの生成を抑制し、穴広げ性の向上に寄与する元素である。そのため、Al含有量は0.001%以上とする。Al含有量は、好ましくは0.020%以上、より好ましくは0.030%以上である。また、フェライトを生成させる組織制御を用いる場合には、Al含有量を0.050%以上とすることが好ましい。
 一方で、Al含有量が2.000%を超えると、Al系の粗大介在物の個数が増加し、加工性が劣化したり、表面疵が生じたりする。また、鋳造時のタンディッシュのノズルが閉塞しやすくなる。そのため、Al含有量を2.000%以下とする。Al含有量は、好ましくは1.200%以下、より好ましくは1.000%以下、さらに好ましくは0.400%以下である。フェライトを生成させる組織制御を用いない場合には、Al含有量は0.050%未満でもよい。
 N :0.0100%以下
 Nは固溶窒素として鋼中に残存すると、延性を低下させる元素である。また、NはTiと結合してTiNを形成するが、N含有量が多いと、粗大なTiNが析出し穴広げ性が低下する。そのため、N含有量は少ない方が好ましい。N含有量が0.0100%を超えると、上記の悪影響が顕著になる。そのため、N含有量を0.0100%以下とする。N含有量は、好ましくは0.0060%以下、より好ましくは0.0040%以下である。N含有量は0%でもよいが、N含有量を0.0010%未満とするとコストが著しく増加する。そのため、N含有量の下限を0.0010%としてもよい。
 Ni:0.02~0.50%
 Niは本実施形態に係る熱延鋼板において、最も重要な元素である。熱延鋼板を製造する際に、主に、熱延鋼板の元になる鋼片を加熱炉で加熱する加熱工程と、加熱された鋼片にデスケーリングを行うデスケーリング工程とにおいて、特定の操業条件とすることで、鋼板表面とスケールとの界面近傍の鋼板表層側にNiが局部的に濃化する。このNiが濃化した領域とその周囲のNiが濃化していない領域とでは、鋼板表面にリン酸亜鉛処理等の化成処理を行った際に、イオン化傾向の差が生じる。その結果、局部的に濃化したNiの周囲のFeが、鋼板の表面に溶出することで化成処理皮膜(化成皮膜)の析出核となり、スケが発生することなく、化成結晶サイズが小さい皮膜が形成されて、塗料と鋼板との密着性を良くすることができる。
 Ni含有量が0.02%未満では上記効果が得られない(スケが発生したり、化成結晶サイズが大きくなったりする)ので、Ni含有量を0.02%以上とする。例えば、Ni含有量が0.02%未満では、Niの局部濃化が発生しない事により、化成浴中への鉄の溶出が促進されず、化成結晶サイズが大きくなり、塗装密着性が劣化する。Ni含有量は、好ましくは0.05%以上である。
 一方、Ni含有量が0.50%超となると、鋼板表面において、Niが全面を覆う(局部濃化ではなくなる)ことで、上記の効果が得られなくなる。また、コストも上昇する。そのため、Ni含有量を0.50%以下とする。Ni含有量は、好ましくは0.45%以下、より好ましくは0.40%以下である。
 本実施形態に係る熱延鋼板は、上記の元素を含有し、残部がFe及び不純物からなることを基本とするが、以下に示す元素を後述する含有量の範囲で、含有してもよい。以下の元素は必ずしも含む必要のない任意元素であり、含有しなくてもよい。
 Cu:0~0.20%
 Cuは、鋼板の強度上昇に寄与する元素である。そのため、含有させてもよい。強度上昇に寄与するためには、Cu含有量を0.01%以上とすることが好ましい。Cu含有量は、好ましくは0.02%以上、より好ましくは0.04%以上である。
 一方、Cuは、融点が低く、オーステナイト粒界を通じてスケールと地鉄との界面に濃化する。Cu含有量が多いと、Cu濃化層が形成され、リン酸亜鉛処理性が低下する。Cu含有量が0.20%超となると、Cu濃化層が鋼板表面全体を覆う事で化成処理性が著しく悪化する。そのため、Cu含有量を0.20%以下とする。Cu含有量は、好ましくは0.15%以下、より好ましくは0.10%以下である。また、Ni/Cu<0.50の場合には、Cu濃化層が鋼板表面全体に均一に形成されやすくなってしまい、化成処理性が悪化するので、Ni/Cu≧0.50とすることが好ましい。
 Nb:0~0.060%
 V :0~0.20%
 Ti:0~0.20%
 Cr:0~0.20%
 Mo:0~1.00%
 W :0~0.50%
 Nb、V、Ti、Cr、Mo、Nb、Wは析出強化及び/または固溶強化によって、鋼板の強度を上昇させる元素である。そのため、含有させてもよい。これらの効果を得る場合、Nb含有量は、0.003%以上が好ましく、0.005%以上がより好ましく、0.010%以上がさらに好ましく、0.015%以上が一層好ましい。また、V含有量は、0.01%以上が好ましい。Ti含有量は、0.01%以上が好ましく、0.05%以上がより好ましく、0.10%以上がさらに好ましく、0.15%以上が一層好ましい。Cr含有量は、0.01%以上が好ましく、0.05%以上がより好ましく、0.10%以上がさらに好ましい。Mo含有量は、0.01%以上が好ましく、0.02%以上がより好ましい。W含有量は、0.01%以上が好ましく、0.02%以上がより好ましい。
 一方、Nb含有量が0.060%超、V含有量が0.20%超、Ti含有量が0.20%超、Cr含有量が0.20%超、Mo含有量が1.00%超、W含有量が0.50%超となっても、上記効果が飽和して経済性が低下する。そのため、含有させる場合でも、Nb含有量は0.060%以下、V含有量は0.20%以下、Ti含有量は0.20%以下、Cr含有量は0.20%以下、Mo含有量は1.00%以下、W含有量は0.50%以下とする。Nb含有量は、好ましくは0.055%以下、より好ましくは0.050%以下である。V含有量は、好ましくは0.15%以下、より好ましくは0.08%以下である。Ti含有量は、好ましくは0.18%以下、より好ましくは0.17%以下である。Cr含有量は、好ましくは0.18%以下、より好ましくは0.15%以下である。Mo含有量は、好ましくは0.70%以下、より好ましくは0.05%以下である。W含有量は、好ましくは0.40%以下、より好ましくは0.03%以下である。
 B :0~0.0020%
 Bは焼入れ性を向上させ、低温変態生成物相の分率を増加させる効果を有する元素である。そのため、焼き入れ性の向上効果を発揮したい場合は、Bを0.0005%以上含有させてもよい。B含有量は、好ましくは0.0010%以上、好ましくは0.0015%以上である。
 一方、B含有量を0.0020%超としても、効果が飽和するだけでなく、連続鋳造後の冷却工程でスラブの割れが発生する懸念が増加する。そのため、含有させる場合でも、B含有量を0.0020%以下とする。
 Mg:0~0.010%
 Ca:0~0.0100%
 REM:0~0.0100%
 Mg、Ca、REMは、破壊の起点となり加工性の劣化の原因となる非金属介在物の形態を制御し、加工性を向上させる元素である。そのため、含有させてもよい。上記効果を得る場合、Mg含有量は、0.001%以上が好ましく、Ca含有量は、0.0010%以上が好ましく、REM含有量は、0.0010%以上が好ましい。
 一方、Mg含有量が0.010%超、Ca含有量が0.0100%超、REM含有量が0.0100%超となると、上記効果が飽和して経済性が低下する。そのため、含有させる場合でも、Mg含有量は0.010%以下、Ca含有量は0.0100%以下、REM含有量は0.0100%以下とする。Mg含有量は、好ましくは0.005%以下、Ca含有量は、好ましくは0.0070%以下、REM含有量は、好ましくは0.0070%以下である。
 O:0~0.0100%
 Oは、溶鋼の脱酸時に微細な酸化物を多数分散させる元素である。そのため、含有させてもよい。上記効果を得る場合、O含有量を0.0005%以上とすることが好ましい。O含有量は、好ましくは0.0010%以上、より好ましくは0.0020%以上である。
 一方、Oは、含有量が多すぎると鋼中で破壊の起点となる粗大な酸化物を形成し、脆性破壊や水素誘起割れを引き起こす元素である。そのため、O含有量を0.0100%以下とする。溶接性の観点からは、O含有量を0.0030%以下とすることが好ましい。
 Zr:0~0.500%
 Co:0~0.500%
 Zn:0~0.500%
 Sn:0~0.500%
 Zr、Co、Zn、Snを0.500%以下含有しても本実施形態に関わる熱延鋼板の効果は損なわれない。そのため、Zr、Co、Zn、Snの1種以上をそれぞれ、0.500%以下含有させても良い。
 本実施形態に係る熱延鋼板(表面に化成処理皮膜、または防錆油膜を有する場合を含む)における各元素の含有量は、JISG1201:2014に準じて、切粉によるICP発光分光分析で求めた、全板厚での平均含有量である。C含有量及びS含有量については、周知の高周波燃焼法(燃焼-赤外線吸収法)により求める。O含有量については、周知の不活性ガス融解-非分散型赤外線吸収法を用いて求める。
<表面の、250μm×250μmの領域を、EPMAを用いて1μmの測定ピッチで元素分析を行った場合の測定点のうち、Ni含有量が0.5質量%以上である測定点の割合が10~70%である>
 本発明者らは、高強度鋼板において、化成処理性が低下する理由について検討を行った。その結果、高強度鋼板の表面または表層部には、酸洗後でもSiやAl等の酸化物、またはMnやCu等の濃化層が形成されており、これらが化成処理時のFeの溶出を阻害することで、特に操業中のばらつきから生じる化成処理条件が劣化した状態において、化成処理性が低下すると考えた。
 これに対し、鋼板表層にNiを部分的に(全面ではなく)濃化させることで、Ni-Fe間に電位差が生じ、Ni濃化層の周囲のFeの溶出が促進される。つまり、Niが残存し、その周囲が溶出することで、化成処理皮膜の析出核となり、スケが発生することなく、化成結晶サイズが小さい皮膜が形成されて、化成処理性が向上する。例えば図1に示すように、鋼板の表面にNi濃化層4が形成されることで、(図1では、SiやAl等の酸化物、またはMnやCu等の濃化層3が残存している場合であるが、これらの有無には関わらず)表面に局部的に濃化したNiと地鉄1との間に電位差が生じ、また、この電位差が生じた部分から化成結晶5の析出核が晶出し、化成結晶5の生成が促進されるためであると考えられる。地鉄1とは、スケール2を除いた鋼板部分を指す。
 具体的には、表面の、250μm×250μmの領域を、EPMAを用いて1μmの測定ピッチで元素分析を行った場合の測定点のうち、Ni含有量が0.5質量%以上である測定点の割合が10~70%であると、化成処理性が向上する。
 Ni含有量が0.5質量%以上である測定点の割合が10%未満では、Feの溶出促進効果が十分ではなく、化成処理性が十分に向上しない。
 また、Ni含有量が0.5質量%以上である測定点の割合が70%超では、Niが鋼板の表面に均一に近い状態で存在することになり、上記効果が十分に得られない。
 本実施形態に係る熱延鋼板が、化成処理皮膜を有する場合(さらに電着塗装されて電着塗膜を有する場合を含む)には、熱延鋼板の表面の元素分析を行うことが難しい場合がある。この場合、板厚方向の断面の、鋼板表面から板厚方向に10μm、板幅方向に500μmの矩形の領域を、EPMAを用いて1μmの測定ピッチで元素分析を行った場合の測定点の内、Ni含有量が0.5質量%以上である測定点の割合が10~70%であれば、表面の、250μm×250μmの領域を、EPMAを用いて1μmの測定ピッチで元素分析を行った場合の測定点のうち、Ni含有量が0.5質量%以上である測定点の割合が10~70%であるとみなしてよい。その理由として、表面から板厚方向に10μmの範囲(表層部)では、Niは3次元的に略等方な分布となるからである。
 Ni含有量が0.5質量%以上である測定点は、鋼板の表面で、まだらに分布していることが好ましい。
 具体的には、Ni含有量が0.5質量%以上である領域同士の平均間隔が3~10μmであることが好ましい。上記平均間隔が3μm未満または10μm超の場合、Ni濃化部の周囲のFeの溶出が促進されにくくなる。
 Ni含有量が0.5質量%以上である領域同士の平均間隔は次のように計測する。本実施形態に係る熱延鋼板の表面の、250μm×250μmの領域を、EPMAを用いて1μmの測定ピッチで元素分析を行った場合の測定点のうち、Ni含有量が0.5質量%以上である測定点の隣接する測定点の間隔の平均値を、Ni0.5質量%以上の領域同士の平均間隔とする。
 熱延鋼板は、化成処理の前に酸洗されることが多いが、本実施形態に係る熱延鋼板では、通常の酸洗条件(例えば20~95℃の温度の1~10wt%(重量%)の塩酸溶液を用いて30~60秒間の条件)で酸洗を行った後であっても、上記のようにNiが局部濃化している。そのため、酸洗後でも化成処理性が優れている。
 また、本実施形態に係る熱延鋼板は、酸洗後、化成処理が行われるまでの酸化等を防止するため、表面に防錆油膜が形成されていてもよい。
 表面の、250μm×250μmの領域を、EPMAを用いて1μmの測定ピッチで元素分析を行う際、及びNi含有量が0.5質量%以上の領域同士の平均間隔を求める際の測定条件は、例えば以下の通りである。
 日本電子株式会社のタングステン電子銃型(型番:JXA-8800RL)の機器を用い、加速電圧:15kV、照射電流:6×10-8A、照射時間:15ms、ビーム径:0.5μmの条件で行う。
 また、板厚方向の断面に対して、EPMAを用いて1μmの測定ピッチで元素分析を行う際も、同様の条件を適用すればよい。
 本実施形態に係る熱延鋼板の、Niの局部濃化による化成処理性の向上効果は、どのような鋼板に対しても有効である。
 しかしながら、強度を高めたり、成形性を向上させたりするため、SiやAlを多量に含有している鋼板の場合には、鋼板の表面にSiやAlの酸化物が多く形成されているので、化成処理性が低下する。そのため、例えば、
1)Si含有量が0.50%以上である場合、
2)Si含有量が0.50%未満であっても、Al含有量が0.050%以上である場合、
3)Si含有量が0.50%未満、Al含有量が0.050%未満であっても、SiとAlとの合計含有量が0.50%以上である場合、
には、化成処理性の向上効果が特に大きい。
 本実施形態に係る熱延鋼板は、化成処理及び電着塗装された場合でも、上記のNiの局部濃化の態様はほとんど変わらない。すなわち、化成処理された熱延鋼板における化成処理皮膜と熱延鋼板との境界付近(原板となる熱延鋼板の表面付近に対応)の、Ni含有量が0.5質量%以上の領域の分布は、原板となる熱延鋼板の表面と同様である。このため、下記方法による測定結果は、化成処理前の原板である熱延鋼板における表面の、Ni含有量が0.5質量%以上である測定点の割合(上記熱延鋼板の表面に対して行った測定結果と同義)とみなすことができる。
<元素分析を行った場合の測定点のうち、酸素(O)含有量が0.5質量%以上である測定点の割合が30%以下である>
 本実施形態に係る熱延鋼板は、元素分析を行った場合の測定点のうち、酸素含有量が0.5質量%以上である測定点の割合が30%以下であることが好ましい。
 元素分析を行った際に、酸素含有量が0.5質量%以上である測定点では、SiやAlの酸化物が形成されており、これらの測定点の割合が30%以下であることは、SiやAl等の酸化物の生成が少ないことを示す。酸化物は、化成処理時のFeの溶出を阻害することで、化成処理性を低下させるので、酸化物が少なければスケが発生することなく、化成結晶サイズが小さい皮膜が形成されて、化成処理性がより向上する。
 元素分析を行う場合には、B(ボロン)の原子数以上の原子数を持つ元素を対象として、250μm×250μmの領域を、1μmの測定ピッチでEPMA分析を行う。そして、Bの原子数以上の原子数を持つ元素の合計の質量を100%としたときの、Ni含有量が0.5質量%以上である測定点の割合を求める。
 鋼板をEPMA分析する際に、鋼板の表面に防錆油膜が形成されている場合には、例えば、アセトンやアルコールなどの溶剤を用いて、防錆油膜を除去し、鋼板表面が測定できるようにする。スケールが形成されている場合には、通常の酸洗条件(例えば20~95℃の温度の1~10wt%(重量%)の塩酸溶液を用いて30~60秒間の条件)で酸洗を行ってから測定する。
 EPMA分析は、例えば日本電子株式会社のタングステン電子銃型(型番:JXA-8800RL)の機器を用い、加速電圧:15kV、照射電流:6×10-8A、照射時間:15ms、ビーム径:0.5μmの条件で行う。
 本実施形態に係る熱延鋼板において、組織(ミクロ組織)は限定されない。組織がどのような相であっても、Niの局部濃化によって、化成処理性が向上する。
 また、Niの局部濃化による化成処理性向上の効果は、合金元素を多く含む高強度鋼板において大きい。例えば、300MPa以上の引張強さを有する熱延鋼板において、効果が明確になり、490MPa以上の引張強さを有する熱延鋼板において、効果が大きく、540MPa以上の引張強さを有する熱延鋼板において、より効果が大きい。
 本実施形態に係る熱延鋼板の板厚は限定されないが、例えば1.2~10.0mmである。
 以下、本実施形態に係る熱延鋼板の製造方法について説明する。
 本実施形態に係る熱延鋼板は、以下の工程を有する製造方法によって製造できる。
(i)鋼片を加熱炉で加熱する加熱工程
(ii)加熱された前記鋼片にデスケーリングを行うデスケーリング工程
(iii)前記デスケーリング工程後の前記鋼片に熱間圧延を行って熱延鋼板を得る熱延工程
 各工程について説明する。
 熱間圧延に先行する鋳造工程(鋼片製造工程)は特に限定するものではない。すなわち、高炉や電炉等による溶製に引き続き各種の2次製錬を行って上述した成分となるように調整し、次いで、通常の連続鋳造、インゴット法による鋳造で鋳造すればよい。
 原料にはスクラップを使用しても構わない。
[加熱工程]
[デスケーリング工程]
 加熱工程では、スラブなどの鋼片を、加熱炉で加熱する。その後、熱延工程に至るまでの間にデスケーリングを行う。主にこの加熱工程及びデスケーリング工程において、Niの局部濃化が達成される。
 具体的には、加熱工程で鋼片表面の酸化を促進し、Feを選択的に酸化させることで、スケールと地鉄との界面の地鉄側に、Feよりも酸化されにくいNiを濃化させる。その後、デスケーリングを行って、優先的に生成した酸化物をある程度除去しつつ、所定の温度域に一定時間以上保持することで、さらにNiを局部濃化させる。
 加熱工程では、鋼片の表面温度が1100℃以上になった後、空気比が0.9以上の雰囲気下で60分間以上保持し、抽出温度を1180℃以上とする。
 加熱炉内で表層に十分なNiの濃化層を形成するには、鋼片のスケールの成長を促進する必要がある。加熱炉の空気比が0.9未満であると、スケールの成長が放物線則に沿ったものとなるものの、加熱炉内の限られた時間では、スケールの成長が鈍化する。そのため、スケールと地鉄との界面に十分なNiの濃化層を形成することができない。空気比は加熱炉内の位置や鋼片を加熱している期間の経時変化によって異なる場合があるが、鋼片を加熱している期間で加熱炉内の各位置での空気比の最小値が0.9以上であれば、鋼片が加熱されている際の空気比が0.9以上となるので好ましい。
 一方、空気比が1.5超であると、スケールオフ量が増加して歩留まりが増加するとともに、排ガスの増加による熱損失が大きくなり熱効率が悪化して、生産コストが上昇する。そのため、空気比が1.5以下であることが好ましい。空気比は加熱炉内の位置や鋼片を加熱している期間の経時変化によって異なる場合があるが、鋼片を加熱している期間で加熱炉内の各位置での空気比の最大値が1.5以下であれば、鋼片が加熱されている際の空気比が1.5以下となるので好ましい。
 また、鋼片表面温度が1100℃以上での保持時間が60分間未満であると、スケールが成長せず、スケールと地鉄との界面に十分なNiの濃化層を形成することができない。
 一方、保持時間が240分を超えると、スケールオフ量が増加して歩留まりが低下するとともに、鋼板表層が脱炭し、鋼板の特性が低下することが懸念されるので好ましくない。
 抽出温度を1180℃以上とするのは、加熱工程の後で行うデスケーリング工程で、鋼片の表面温度を確保するために必要であるからである。加熱工程からデスケーリング工程までのインターバル時間が長い場合には、鋼片の表面温度を確保するため、抽出温度を1200℃以上としておくとよい。
 本実施形態において、抽出温度は、加熱炉の雰囲気温度から鋼片を厚み方向に分割して伝熱計算をした際の、鋼片の上側の表面から鋼片厚み方向に5mmの位置の計算温度、または、鋼片の下側の表面から鋼片厚み方向に5mmの位置の計算温度、のうち低い方の計算温度である。
 デスケーリング工程では、前記鋼片の表面温度が1170℃以上の前記鋼片に少なくとも1回、5~50MPaの噴射圧力のデスケーリングを鋼片に行う。また、デスケーリングの完了から20~240秒の間、前記鋼片の前記表面温度を1100℃以上に保持する。
 デスケーリング工程では、加熱工程までに形成されたスケール層を除去する。このスケール層はFeの酸化物やその他の元素の酸化物が混在した状態で存在し、1170℃以上の温度域では概ね溶融状態となっているが、1170℃未満の温度域では凝固し強固な状態となるので、デスケーリングで除去することが難しくなる。特にスケールにSiが含まれる場合には、FeSiOの複合酸化物がFeの酸化物と同時に存在し、FeSiOの複合酸化物がFeの酸化物の間に侵入することで、凝固後に強固なスケールとなる。そのため、本実施形態に係る熱延鋼板の製造方法では、鋼片の温度が1170℃以上の状態で、少なくとも1回デスケーリングを行う。ただし、デスケーリングの噴射圧力が5MPa未満では、スケールが十分に除去できない。また、デスケーリングの噴射圧力が50MPa超では、加熱時に界面近傍に濃化したNiも除去されてしまう。そのため、噴射圧力は、5~50MPaとする。
 デスケーリングは、単位時間・単位幅あたりの噴射力が、50~700MN/(m・s)で行うことが好ましい。単位時間・単位幅あたりの噴射力は、デスケーリング圧力(MPa)とデスケーリング時間(秒)とデスケーリング対象となる鋼板の板長(m)の積により求められる。
 デスケーリングを行った後、このデスケーリング(一次デスケーリング)の完了から20~240秒の間、鋼片の表面温度を1100℃以上に保持する。1100℃以上に20秒以上保持することで、再度鋼板表面を酸化させ、さらに界面にNiを濃化させる。
 1100℃以上での保持時間が20秒未満であると、Niの濃化が不十分となる。そのため、保持時間を20秒以上とする。保持時間は、好ましくは30秒以上である。
 一方、デスケーリング後の保持時間が240秒を超えると、スケール厚が厚くなって化成処理性が低下するとともに、生産性が低下する。そのため、保持時間を240秒以下とする。保持時間は、好ましくは、180秒以下である。
 鋼片の表面温度を1100℃以上に保持した後には、鋼片の圧延を行う。
 デスケーリングの完了から鋼片の表面温度を1100℃以上で20~240秒の間保持した後、先のデスケーリング(一次デスケーリング)に追加して、1回以上の二次デスケーリングを鋼片に行ってもよい。この二次デスケーリングによれば、保持中に生成したスケール層を除去することができる。ただし、濃化したNiを除去しないように、二次デスケーリングを行う場合でも、噴射圧力は、一次デスケーリングと同じ5~50MPaの噴射圧力とする。二次デスケーリングをする前の鋼片の表面温度は、鋼片の温度が1170℃以上の状態であってもよいし、鋼片の温度が1170℃未満の状態であってもよい。
 二次デスケーリングを完了してから、鋼片の表面温度を1100℃以上に保持する時間は、20~240秒の間でもよいし、20秒未満でもよい。
 二次デスケーリングを完了してから、鋼片の表面温度を1100℃以上に保持する時間が240秒を超えると、スケール厚が厚くなって化成処理性が低下するとともに、生産性が低下する。
 上述の通り、二次デスケーリングについては、デスケーリングを行う前の温度及びその後の1100℃以上に保持する時間は限定されないが、二次デスケーリングを鋼片表面温度が1170℃以上で1回以上行い、二次デスケーリング完了から20~240秒の間、鋼片の表面温度を1100℃以上に保持する場合には、一次デスケーリングの完了から鋼片の表面温度を1100℃以上に保持する時間は、20秒以内であってもよい。
 このように、一次デスケーリングのみを行った場合も、一次デスケーリングと二次デスケーリングの両方を行った場合も、デスケーリングの完了から鋼片の表面温度を1100℃以上で、合計20秒以上保持すればよい。ただし、特性の点では、複数回のデスケーリングとその後の1100℃以上での保持を繰り返して行う場合には、いずれか1回以上の保持時間が20秒以上であることが好ましい。
[熱延工程]
 デスケーリング工程後に行われる熱延工程の熱延条件については特に限定されない。要求される板厚や機械的特性に応じて、適宜熱延条件を調整すればよい。圧延後の冷却条件に制約はない。常温まで(100℃以下まで)冷却してもよいし、冷却せずに巻取をしてコイルの状態で放冷をしてもよい。
 上記の製造方法によれば、本実施形態に係る熱延鋼板を製造することができる。
 以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
 表1A~表1Cに示す化学組成を有するスラブを、表2A~表2Cに示す加熱条件で加熱し、表2A~表2Cに示すデスケーリング条件でデスケーリングを行った。
 加熱条件では、上述したように、加熱炉内の各位置での空気比の最小値、及び、加熱炉内の各位置での空気比の最大値が、表2A~表2Cに示す値になるように燃焼制御をした。
 デスケーリング条件として、鋼2、鋼34、鋼42~鋼72、鋼75~82、86については一次デスケーリングのみを行った。一次デスケーリング前の鋼片の表面温度と、一次デスケーリングの圧力及び単位時間・単位幅あたりの噴射力を表2A~表2Cに示す。また、一次デスケーリングを完了した後の鋼片の表面温度を1100℃以上に保持した時間を、表2A~表2Cに示す条件とした。そして、一次デスケーリングの完了から鋼片の圧延を行うまでの期間についての、鋼片の表面温度の最小温度を表2A~表2Cに記載した。
 また、鋼1、鋼3~鋼33、鋼35~鋼41、鋼73、鋼74、鋼83~85、鋼87、鋼88については、一次デスケーリングを行った後に、二次デスケーリングを行った。一次デスケーリング前の鋼片の表面温度と、一次デスケーリングの圧力及び単位時間・単位幅あたりの噴射力と、二次デスケーリングの圧力及び単位時間・単位幅あたりの噴射力とを表2A~表2Cに示した(二次デスケーリングを行ったものには、二次デスケーリングの圧力の列に圧力の記載をしている)。二次デスケーリングを行った場合には、一次デスケーリングと二次デスケーリングのそれぞれの、デスケーリングを完了した後の鋼片の表面温度を1100℃以上に保持した時間のうち、長い方の時間および、デスケーリング後の1100℃以上の保持時間の合計値を表2A~表2Cに示す条件とした。そして、一次デスケーリングと二次デスケーリングのうち、デスケーリングを完了した後の鋼片の表面温度を1100℃以上に保持した時間が、長い方の時間となるデスケーリングについて、このデスケーリングの完了から鋼片の圧延を行うまでの期間の、鋼片の表面温度の最小温度を表2A~表2Cに記載した。
 デスケーリング後、圧延終了温度を800℃以上として仕上圧延を行った。熱間仕上圧延後は、一部については100℃以下まで冷却し、一部については冷却せずに巻取をしてコイルの状態で放冷をした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 得られた熱延鋼板に対し、20~95℃の温度の、1~10wt%(重量%)の塩酸溶液を用いて30~60秒間の条件で酸洗を行い、酸洗後の表面に対し、Bの原子数以上の原子数を持つ元素を対象として、250μm×250μmの領域を、上述の条件で、1μmの測定ピッチでEPMA分析を行い、Bの原子数以上の原子数を持つ元素の合計の質量を100%としたときの、Ni含有量が0.5質量%以上である測定点の割合、及び酸素含有量が0.5質量%以上である測定点の割合及びNi含有量が0.5質量%以上の領域の平均間隔を求めた。
 結果を表3A~表3Cの表面組織の列に示す。
 表3A~3Cにおいて、酸洗表面のNi含有量が0.5質量%以上の領域の平均間隔が≦1(μm)とあるのは、平均間隔が測定ピッチよりも小さく計測不能であったことを示す。
 また、得られた熱延鋼板に対して、引張強さを評価した。
 引張強さ(TS)は、板幅をWとした時に、鋼板の片端から板幅方向にW/4もしくは3W/4のいずれかの位置において、圧延方向に直行する方向(板幅方向)を長手方向として採取したJIS Z 2241:2011の5号試験片を用いて、JIS Z 2241:2011に準拠して測定した。
 引張強さ(TS)の結果を熱延鋼板の板厚と共に表3A~表3Cに示す。
 また、得られた熱延鋼板に対し、先に記載した酸洗条件で酸洗を行った。その後、連続使用等により劣化した化成処理液を想定した下記条件で、先に記載した酸洗を行った熱延鋼板に化成処理を行い、化成処理性を評価した。本鋼板の効果はリン酸亜鉛系の化成処理液によらず発揮できるが、その一例として下記条件にて評価を行った。
(1)脱脂処理:
日本ペイント製薬液:SD400
薬液の温度:42℃
試験片表面に薬液をスプレーで吹き付ける時間:120秒間
(2)表面調整処理:
日本ペイント製薬材:5N-10
薬材の浸漬時間:20秒間
(3)化成処理:
日本ペイント製薬液:サーフダインDP4000
薬液の温度(化成浴温):35℃
浴時間:60秒
遊離酸度:0.5pt
全酸度(TA):25pt
促進剤:2.0pt
(4)水洗処理:
市水(スプレー噴射)
市水温度:25℃
水洗時間:30秒
(5)純水洗処理:
脱イオン水(スプレー噴射)
脱イオン水温度:25℃
純水洗時間:30秒
 ここで、遊離酸度とは、化成処理液10mlに、ブロムフェノールブルーを3滴加え、0.1規定の水酸化ナトリウムで黄緑色から青緑色になるまで中和滴定を行い、このとき要した0.1規定水酸化ナトリウムの容量1mlを1ptとするものである。また、全酸度とは、化成処理液10mlに、フェノールフタレインを3滴加え、0.1規定の水酸化ナトリウムで無色からピンク色になるまで中和滴定を行い、このとき要した0.1規定水酸化ナトリウムの容量1mlを1ptとするものである。
 本鋼板の化成処理性の向上効果は、先に示した化成処理条件で使用した化成処理液であるかどうかによらず、他の型番や他社の化成処理液でも発揮できる。
 化成処理を行った結果、スケが見られず、化成結晶のサイズが10μm以下であった場合に、化成処理性に優れると判断した。これは、化成処理を行った後であるにもかかわらず、地鉄が露出している状態、即ち、スケが有る状態であると、鋼板と塗料との密着性が低下し、化成処理後の化成結晶のサイズが10μm超であると、リン酸亜鉛皮膜自身の凝集破壊により塗装密着性が低下するためである。
 化成結晶のサイズが10μm以下であると、塗料と鋼板との密着性および塗膜剥離後の耐食性が良くなるが、化成結晶のサイズが5μm以下であると、塗料と鋼板との密着性および塗膜剥離後の耐食性は更に良くなる。本実施例では、スケがなく、化成結晶のサイズが5μm以下をA評価(発明例)、スケがなく、化成結晶のサイズが5μm超、10μm以下をB評価(発明例)、スケが有る、又はスケがなくとも化成結晶のサイズが10μm超場合をC評価(比較例)とした。
 また、表には示さないが、化成処理性の評価の前に、化成処理された熱延鋼板に対し、板厚方向の断面の鋼板の表面から板厚方向に10μm×板幅方向に500μmの矩形の領域に対し、Bの原子数以上の原子数を持つ元素を対象として、1μmの測定ピッチでEPMA分析を行い、Bの原子数以上の原子数を持つ元素の合計の質量を100%としたときの、Ni含有量が0.5質量%以上である測定点の割合を求めたところ、酸洗後、化成処理前の表面の250μm×250μmの領域に対して測定した、Ni含有量が0.5質量%以上である測定点の割合と同等であった。
 スケの観察にはSEMを用いた。具体的には、化成処理を行った後の鋼板の表裏各3視野を250μm×250μmの領域について、地鉄が露出している面かあるかどうかをSEMで確認することで、スケの発生の有無を調査した。
 同様に、化成結晶のサイズは、先に述べたSEM観察を行った際の、250μm×250μmの領域について、化成結晶の粒径(直径)を求め、化成結晶の粒径(直径)の平均値を化成結晶のサイズとした。
 観察した6視野の内、最も劣位な結果を表3A~表3Cの化成品の性状の列に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 表1A~表1C及び表3A~表3Cに示す通り、本発明範囲の化学組成を有し、表面のNi含有量が0.5質量%以上である測定点の割合が10~70%である本発明例は、いずれもスケが無く、化成結晶のサイズが10μm以下であって、化成処理性に優れていた。
 一方、化学組成、表面のNi含有量が0.5質量%以上である測定点の割合、のいずれか一つ以上が本発明範囲外である比較例については、スケが発生しているか、化成結晶のサイズが10μm超で、化成処理性が十分でなかった。
 本発明によれば、化成処理性に優れた熱延鋼板及びその製造方法が得られる。本発明の熱延鋼板では、化成処理条件がばらついた場合にも良好な化成処理皮膜を得ることができるので、産業上利用可能性が高い。
 1  地鉄
 2  スケール
 3  SiやAl等の酸化物、またはMnやCu等の濃化層
 4  Ni濃化層
 5  化成結晶

Claims (11)

  1.  化学組成が、質量%で、
     C :0.01~0.30%、
     Si:0.01~3.00%、
     Mn:0.20~3.00%、
     P :0.030%以下、
     S :0.030%以下、
     Al:0.001~2.000%、
     N :0.0100%以下、
     Ni:0.02~0.50%、
     Nb:0~0.060%、
     V :0~0.20%、
     Ti:0~0.20%、
     Cu:0~0.20%、
     Cr:0~0.20%、
     Mo:0~1.00%、
     B :0~0.0020%、
     W :0~0.50%、
     Mg:0~0.010%、
     Ca:0~0.0100%、
     REM:0~0.0100%、
     O:0~0.0100%、
     Zr:0~0.500%、
     Co:0~0.500%、
     Zn:0~0.500%、及び
     Sn:0~0.500%
    を含有し、残部がFe及び不純物からなり、
     表面の、250μm×250μmの領域を、EPMAを用いて1μmの測定ピッチで元素分析を行った場合の測定点のうち、Ni含有量が0.5質量%以上である測定点の割合が10~70%である、
    ことを特徴とする熱延鋼板。
  2.  前記化学組成が、
     Nb:0.003~0.060%、
     V :0.01~0.20%、
     Ti:0.01~0.20%、
     Cu:0.01~0.20%、
     Cr:0.01~0.20%、
     Mo:0.01~1.00%、
     B :0.0005~0.0020%、
     W :0.01~0.50%、
     Mg:0.001~0.010%、
     Ca:0.0010~0.0100%、
     REM:0.0010~0.0100%、及び
     O:0.0005~0.0100%
    からなる群から選ばれる1種または2種以上を含有する、
    請求項1に記載の熱延鋼板。
  3.  前記化学組成が、
      Si:0.50~3.00%、
    を含有する、請求項2に記載の熱延鋼板。
  4.  前記化学組成が、
      Si:0.01~0.50%未満、
      Al:0.050~2.000%、
    を含有する、請求項2に記載の熱延鋼板。
  5.  前記化学組成が、
      Si:0.01~0.50%未満、
      Al:0.001~0.050%未満、
    を含有し、
      SiとAlとの合計:0.50~0.55%未満、
    である、請求項2に記載の熱延鋼板。
  6.  前記表面の前記元素分析を行った場合の測定点のうち、O含有量が0.5質量%以上である測定点の割合が30%以下である、
    請求項3~5のいずれか一項に記載の熱延鋼板。
  7.  前記化学組成が、
      Cu:0.01~0.20%、
    を含有し、
     Ni/Cu:0.50以上である、
    請求項1~6のいずれか一項に記載の熱延鋼板。
  8.  前記表面の前記元素分析を行った場合の前記測定点のうち、Ni含有量が0.5質量%以上である前記測定点の平均間隔が、3~10μmである、
    請求項1~7のいずれか一項に記載の熱延鋼板。
  9.  前記表面に防錆油膜を有することを特徴とする、請求項1~8のいずれか一項に記載の熱延鋼板。
  10.  前記表面に化成処理皮膜を有することを特徴とする、請求項1~8のいずれか一項に記載の熱延鋼板。
  11.  請求項1または2に記載の前記化学組成を有する鋼片を、加熱炉で加熱する加熱工程と、
     加熱された前記鋼片にデスケーリングを行うデスケーリング工程と、
     前記デスケーリング工程後の前記鋼片に熱間圧延を行って熱延鋼板を得る熱延工程と、
    を備え、
     前記加熱工程では、
      前記鋼片の表面温度が1100℃以上になった後、空気比が0.9以上の雰囲気下で60分間以上保持し、
      抽出温度を1180℃以上とし、
     前記デスケーリング工程では、
      前記表面温度が1170℃以上の前記鋼片に少なくとも1回、5~50MPaの噴射圧力のデスケーリングを行い、
     前記デスケーリングの完了から20~240秒の間、前記鋼片の前記表面温度を1100℃以上に保持する、
    ことを特徴とする、熱延鋼板の製造方法。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000178655A (ja) * 1998-12-11 2000-06-27 Nippon Steel Corp 表面性状に優れた鋼板およびその製造方法
JP2002309343A (ja) * 2001-04-12 2002-10-23 Nkk Corp 表面性状に優れた鋼板およびその製造方法
JP2009249714A (ja) * 2008-04-09 2009-10-29 Nippon Steel Corp 表面処理性に優れた熱延鋼板の製造方法
WO2014051005A1 (ja) 2012-09-26 2014-04-03 新日鐵住金株式会社 複合組織鋼板およびその製造方法
JP2016204690A (ja) 2015-04-17 2016-12-08 新日鐵住金株式会社 延性と疲労特性と耐食性に優れた高強度熱延鋼板とその製造方法
WO2018220540A1 (fr) * 2017-06-01 2018-12-06 Arcelormittal Procede de fabrication de pieces d'acier a haute resistance mecanique et ductilite amelioree, et pieces obtenues par ce procede
JP2020018844A (ja) 2018-08-03 2020-02-06 コヴィディエン リミテッド パートナーシップ 回転ノブアセンブリおよびそれを含む手術器具
WO2020080553A1 (ja) * 2018-10-19 2020-04-23 日本製鉄株式会社 熱延鋼板およびその製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4283408B2 (ja) * 2000-02-14 2009-06-24 新日本製鐵株式会社 成形性の優れた溶融亜鉛メッキ高強度薄鋼板とその製造方法
JP2007039812A (ja) * 2006-10-06 2007-02-15 Jfe Steel Kk 表面性状に優れた鋼板
JP5779847B2 (ja) * 2009-07-29 2015-09-16 Jfeスチール株式会社 化成処理性に優れた高強度冷延鋼板の製造方法
US8852360B2 (en) * 2009-11-18 2014-10-07 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation High strength hot-rolled steel plate exhibiting excellent acid pickling property, chemical conversion processability, fatigue property, stretch flangeability, and resistance to surface deterioration during molding, and having isotropic strength and ductility
JP5083354B2 (ja) * 2010-03-29 2012-11-28 Jfeスチール株式会社 化成処理性に優れた高Si冷延鋼板の製造方法
JP5821864B2 (ja) * 2013-01-31 2015-11-24 Jfeスチール株式会社 バーリング加工性に優れた高強度熱延鋼板およびその製造方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000178655A (ja) * 1998-12-11 2000-06-27 Nippon Steel Corp 表面性状に優れた鋼板およびその製造方法
JP2002309343A (ja) * 2001-04-12 2002-10-23 Nkk Corp 表面性状に優れた鋼板およびその製造方法
JP2009249714A (ja) * 2008-04-09 2009-10-29 Nippon Steel Corp 表面処理性に優れた熱延鋼板の製造方法
WO2014051005A1 (ja) 2012-09-26 2014-04-03 新日鐵住金株式会社 複合組織鋼板およびその製造方法
JP2016204690A (ja) 2015-04-17 2016-12-08 新日鐵住金株式会社 延性と疲労特性と耐食性に優れた高強度熱延鋼板とその製造方法
WO2018220540A1 (fr) * 2017-06-01 2018-12-06 Arcelormittal Procede de fabrication de pieces d'acier a haute resistance mecanique et ductilite amelioree, et pieces obtenues par ce procede
JP2020018844A (ja) 2018-08-03 2020-02-06 コヴィディエン リミテッド パートナーシップ 回転ノブアセンブリおよびそれを含む手術器具
WO2020080553A1 (ja) * 2018-10-19 2020-04-23 日本製鉄株式会社 熱延鋼板およびその製造方法

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