WO2025229986A1 - 熱延鋼板、及び、溶融亜鉛めっき鋼板 - Google Patents
熱延鋼板、及び、溶融亜鉛めっき鋼板Info
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- WO2025229986A1 WO2025229986A1 PCT/JP2025/016351 JP2025016351W WO2025229986A1 WO 2025229986 A1 WO2025229986 A1 WO 2025229986A1 JP 2025016351 W JP2025016351 W JP 2025016351W WO 2025229986 A1 WO2025229986 A1 WO 2025229986A1
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- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
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- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/32—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with boron
Definitions
- This disclosure relates to a hot-rolled steel sheet and a hot-dip galvanized steel sheet having a hot-dip galvanized layer formed on the surface of the hot-rolled steel sheet.
- Hot-rolled steel sheets are widely used in automobiles, electrical machinery, building materials, construction machinery, etc. Hot-rolled steel sheets used for these applications may have a hot-dip galvanized layer formed on the surface to improve corrosion resistance.
- hot-rolled steel sheets with a hot-dip galvanized layer formed on them will also be referred to as hot-dip galvanized steel sheets.
- Hot-dip galvanized steel sheets may be welded to other steel components. During welding, part of the hot-dip galvanized coating melts. At this time, the molten metal (zinc) may penetrate the grain boundaries in the surface layer of the hot-rolled steel sheet, causing cracks. This type of crack is called liquid metal embrittlement (LME: Liquid Metal Embrittlement).
- LME Liquid Metal Embrittlement
- Hot-rolled steel sheets are required to have the ability to suppress the occurrence of LME when a hot-dip galvanized layer is formed on the surface of the hot-rolled steel sheet (hereinafter, this property will be referred to as LME resistance).
- Patent Document 1 proposes a hot-dip Zn-Al-Mg-plated steel sheet with excellent LME resistance.
- the hot-dip Zn-Al-Mg-plated steel sheet disclosed in Patent Document 1 includes a base steel sheet and a hot-dip Zn-Al-Mg-plated alloy layer.
- the base steel sheet has a chemical composition containing, by mass%, 0.01 to 0.08% C, 0.8% or less Si, 0.5 to 1.8% Mn, 0.05% or less P, 0.005% or less S, 0.001 to 0.005% N, 0.02 to 0.2% Ti, 0.0005 to 0.010% B, and 0.005 to 0.1% Al, with the balance being Fe and unavoidable impurities.
- the base steel sheet further has a dislocation density of 1.8 ⁇ 10 14 /m 2 to 5.7 ⁇ 10 14 /m 2.
- the base steel sheet has a single phase of either bainitic ferrite or ferrite, or a phase containing bainitic ferrite and ferrite, as a main phase, and the area ratio of a hard second phase and cementite is 3% or less.
- the base steel sheet further has dispersed precipitates of carbides containing Ti having an average particle size of 20 nm or less.
- Patent Document 1 states that the hot-dip Zn-Al-Mg-plated steel sheet has the above-mentioned chemical composition and microstructure, thereby achieving excellent LME resistance.
- the hot-rolled steel sheet disclosed in Patent Document 1 has excellent LME resistance. However, excellent LME resistance may be obtained by means other than that of the hot-rolled steel sheet disclosed in Patent Document 1.
- the purpose of this disclosure is to provide hot-rolled steel sheets and hot-dip galvanized steel sheets that exhibit excellent LME resistance.
- the hot-rolled steel sheet of the present disclosure contains, by mass%, 0.030 to 0.110% C, 0.01 to 0.50% Si, 0.50 to 1.50% Mn, 0.025% or less P, 0.010% or less S, 0.010 to 0.070% Al, 0.0070% or less N, 0.055 to 0.200% Ti, 0.020 to 0.100% W, 0.0010 to 0.0050% B, 0 to 0.150% Nb, 0 to 0.20% V, and 0 to 1.00% Cr, with the balance being Fe and impurities.
- the area fraction of bainitic ferrite is 85% or more.
- the total length of prior austenite grain boundaries where BO 2 ⁇ is detected by time-of-flight secondary ion mass spectrometry is 0.80 to 5.00 mm per 100 ⁇ m x 100 ⁇ m, and the degree of B segregation at the prior austenite grain boundaries is 80 or more.
- the hot-dip galvanized steel sheet disclosed herein comprises the above-mentioned hot-rolled steel sheet and a hot-dip galvanized layer formed on the surface of the above-mentioned hot-rolled steel sheet and containing 65.00% or more Zn by mass.
- the hot-rolled steel sheet and hot-dip galvanized steel sheet disclosed herein exhibit excellent LME resistance.
- the method for manufacturing hot-rolled steel sheet disclosed herein can produce the above-mentioned hot-rolled steel sheet.
- FIG. 1 is a schematic diagram for explaining line analysis by time-of-flight secondary ion mass spectrometry.
- FIG. 2 is a schematic diagram of the distribution of B detection intensity obtained by line analysis.
- FIG. 3 is a schematic diagram of an LME resistance evaluation test in the examples.
- FIG. 4 is a cross-sectional side view of the LME resistance evaluation test shown in FIG.
- Hot-rolled steel sheets suitable for applications such as automobiles, electrical equipment, building materials, and construction machinery require a certain level of strength. Therefore, the inventors conducted research into the chemical composition of hot-rolled steel sheets suitable for these applications. As a result, they concluded that sufficient strength could be achieved if the chemical composition contained, by mass, the following: C: 0.030-0.110%, Si: 0.01-0.50%, Mn: 0.50-1.50%, P: 0.025% or less, S: 0.010% or less, Al: 0.010-0.070%, N: 0.0070% or less, Ti: 0.055-0.200%, Nb: 0-0.150%, V: 0-0.20%, and Cr: 0-1.00%, with the balance consisting of Fe and impurities, and if the area fraction of bainitic ferrite was 85% or more.
- the inventors therefore further investigated means of improving the LME resistance of hot-rolled steel sheets having the above-mentioned chemical composition and microstructure.
- LME occurs when molten metal (zinc) penetrates the grain boundaries in the surface layer of the steel sheet. Therefore, the inventors considered adding 0.0010 to 0.0050% B to the above-mentioned chemical composition. B segregates at the grain boundaries and strengthens them. This may result in improved LME resistance.
- the inventors further investigated means for increasing the length of prior austenite grain boundaries where B is segregated. As a result, they discovered that by further adding 0.020 to 0.100% W to the above chemical composition, it is possible to increase the total length of prior austenite grain boundaries where B segregation is high.
- the hot-rolled steel sheet of this embodiment which was completed based on the above findings, the hot-dip galvanized steel sheet using this hot-rolled steel sheet, and the method for manufacturing the hot-rolled steel sheet, have the following configurations.
- the hot-rolled steel sheet of this embodiment contains, by mass%, C: 0.030 to 0.110%, Si: 0.01 to 0.50%, Mn: 0.50 to 1.50%, P: 0.025% or less, S: 0.010% or less, Al: 0.010 to 0.070%, N: 0.0070% or less, Ti: 0.055 to 0.200%, W: 0.020 to 0.100%, B: 0.0010 to 0.0050%, Nb: 0 to 0.150%, V: 0 to 0.20%, and Cr: 0 to 1.00%, with the balance being Fe and impurities.
- the area fraction of bainitic ferrite is 85% or more.
- the total length of prior austenite grain boundaries where BO 2 ⁇ is detected by time-of-flight secondary ion mass spectrometry is 0.80 to 5.00 mm per 100 ⁇ m x 100 ⁇ m, and the degree of B segregation at the prior austenite grain boundaries is 80 or more.
- the hot-rolled steel sheet of this embodiment may further contain, by mass%, one or more elements selected from the group consisting of Nb: 0.001-0.150%, V: 0.01-0.20%, and Cr: 0.01-1.00%.
- the hot-dip galvanized steel sheet of this embodiment comprises the hot-rolled steel sheet of this embodiment and a hot-dip galvanized layer formed on the surface of the hot-rolled steel sheet and containing 65.00% or more Zn by mass.
- the hot-rolled steel sheet of this embodiment satisfies the following features 1 to 4.
- the chemical composition, in mass%, is C: 0.030 to 0.110%, Si: 0.01 to 0.50%, Mn: 0.50 to 1.50%, P: 0.025% or less, S: 0.010% or less, Al: 0.010 to 0.070%, N: 0.0070% or less, Ti: 0.055 to 0.200%, W: 0.020 to 0.100%, B: 0.0010 to 0.0050%, Nb: 0 to 0.150%, V: 0 to 0.20%, and Cr: 0 to 1.00%, with the remainder consisting of Fe and impurities.
- the area ratio of bainitic ferrite is 85% or more.
- the total length of prior austenite grain boundaries at which BO 2 ⁇ is detected by time-of-flight secondary ion mass spectrometry is 0.80 to 5.00 mm per 100 ⁇ m ⁇ 100 ⁇ m.
- the degree of B segregation at prior austenite grain boundaries where BO 2 ⁇ is detected by time-of-flight secondary ion mass spectrometry is 80 or more.
- C 0.030-0.110% Carbon (C) combines with Ti to form Ti carbide, which increases the strength of the hot-rolled steel sheet through precipitation strengthening. Furthermore, C facilitates the formation of bainitic ferrite when the Ti content in the chemical composition is 0.055 to 0.200%. If the C content is less than 0.030%, the above effects cannot be sufficiently obtained even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. On the other hand, if the C content exceeds 0.110%, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment, bainite is excessively generated in the microstructure, and the area ratio of bainitic ferrite is excessively reduced, thereby deteriorating the workability of the hot-rolled steel sheet.
- the C content is 0.030 to 0.110%.
- the lower limit of the C content is preferably 0.032%, more preferably 0.034%, even more preferably 0.035%, and still more preferably 0.036%.
- the upper limit of the C content is preferably 0.105%, more preferably 0.100%, even more preferably 0.095%, and still more preferably 0.090%.
- Si deoxidizes steel. Si also increases the strength of hot-rolled steel sheets through solid solution strengthening. If the Si content is less than 0.01%, the above effects cannot be sufficiently obtained even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. On the other hand, if the Si content exceeds 0.50%, polygonal ferrite is likely to form in the hot-rolled steel sheet even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. As a result, the area ratio of bainitic ferrite in the hot-rolled steel sheet decreases. In this case, the strength of the hot-rolled steel sheet decreases. Therefore, the Si content is 0.01 to 0.50%.
- the lower limit of the Si content is preferably 0.02%, more preferably 0.03%, and even more preferably 0.04%.
- the upper limit of the Si content is preferably 0.45%, more preferably 0.40%, even more preferably 0.35%, and still more preferably 0.33%.
- Mn 0.50-1.50%
- Mn Manganese
- the Mn content is 0.50 to 1.50%.
- the lower limit of the Mn content is preferably 0.55%, more preferably 0.60%, even more preferably 0.65%, even more preferably 0.70%, even more preferably 0.75%, and even more preferably 0.80%.
- the upper limit of the Mn content is preferably 1.45%, more preferably 1.40%, even more preferably 1.35%, even more preferably 1.30%, and still more preferably 1.20%.
- Phosphorus (P) segregates at grain boundaries and reduces the cold workability of the hot-rolled steel sheet. P also reduces the weldability of the hot-rolled steel sheet. If the P content exceeds 0.025%, the cold workability and weldability of the hot-rolled steel sheet will be significantly reduced even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. Therefore, the P content is 0.025% or less.
- the P content is preferably as low as possible. However, excessive reduction in the P content reduces productivity and increases production costs.
- the lower limit of the P content is preferably more than 0%, more preferably 0.001%, even more preferably 0.002%, even more preferably 0.003%, even more preferably 0.005%, even more preferably 0.010%, and even more preferably 0.015%.
- the upper limit of the P content is preferably 0.023%, more preferably 0.022%, and even more preferably 0.020%.
- S 0.010% or less Sulfur (S) segregates at grain boundaries and reduces the cold workability of the hot-rolled steel sheet. If the S content exceeds 0.010%, the cold workability of the hot-rolled steel sheet will be significantly reduced even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. Therefore, the S content is 0.010% or less.
- the S content is preferably as low as possible. However, excessive reduction in the S content reduces productivity and increases production costs. Therefore, in consideration of industrial production, the lower limit of the S content is preferably more than 0%, more preferably 0.001%, even more preferably 0.002%, and still more preferably 0.003%.
- the upper limit of the S content is preferably 0.009%, more preferably 0.008%, and even more preferably 0.007%.
- Al 0.010-0.070%
- Aluminum (Al) deoxidizes steel. Furthermore, Al combines with N to form Al nitrides, which inhibit B from combining with N. If the Al content is less than 0.010%, the above effects cannot be sufficiently obtained even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. On the other hand, if the Al content exceeds 0.070%, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment, excessive coarse Al nitrides are formed, which deteriorates the cold workability of the hot-rolled steel sheet. Therefore, the Al content is 0.010 to 0.070%.
- the lower limit of the Al content is preferably 0.012%, more preferably 0.014%, even more preferably 0.016%, even more preferably 0.020%, and still more preferably 0.025%.
- the upper limit of the Al content is preferably 0.065%, more preferably 0.060%, and even more preferably 0.055%.
- N 0.0070% or less Nitrogen (N) combines with B to form BN, reducing the amount of dissolved B in the hot-rolled steel sheet. N also combines with Ti to form TiN, inhibiting the formation of Ti carbides. If the N content exceeds 0.0070%, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment, excessive BN and TiN are produced. As a result, the LME resistance of the hot-rolled steel sheet is reduced. Furthermore, the strength of the hot-rolled steel sheet is also reduced. Therefore, the N content is 0.0070% or less. The N content is preferably as low as possible. However, excessive reduction in the N content reduces productivity and increases manufacturing costs.
- the lower limit of the N content is preferably more than 0%, more preferably 0.0001%, even more preferably 0.0005%, even more preferably 0.0010%, even more preferably 0.0015%, and even more preferably 0.0020%.
- the upper limit of the N content is preferably 0.0060%, more preferably 0.0050%, and even more preferably 0.0040%.
- Titanium (Ti) combines with C to form Ti carbide.
- Ti carbide increases the strength of the hot-rolled steel sheet through precipitation strengthening. Furthermore, the formation of Ti carbide adjusts the amount of dissolved C in the steel sheet. Therefore, bainitic ferrite is more likely to form in the hot-rolled steel sheet. If the Ti content is less than 0.055%, polygonal ferrite is more likely to form even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. Therefore, the area ratio of bainitic ferrite in the hot-rolled steel sheet decreases. In this case, the strength of the hot-rolled steel sheet decreases.
- the Ti content is 0.055 to 0.200%.
- the lower limit of the Ti content is preferably 0.060%, more preferably 0.065%, even more preferably 0.070%, even more preferably 0.075%, even more preferably 0.080%, and even more preferably 0.085%.
- the upper limit of the Ti content is preferably 0.190%, more preferably 0.180%, and even more preferably 0.170%.
- W 0.020 ⁇ 0.100% Tungsten (W) promotes the segregation of B to grain boundaries. This increases the degree of B segregation at prior austenite grain boundaries, improving the LME resistance of the hot-rolled steel sheet. If the W content is less than 0.020%, the above effects cannot be sufficiently obtained even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. On the other hand, if the W content exceeds 0.100%, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment, the cold workability and weldability will be deteriorated. If the W content exceeds 0.100%, the manufacturing cost will further increase. Therefore, the W content is 0.020 to 0.100%.
- the lower limit of the W content is preferably 0.025%, more preferably 0.030%, even more preferably 0.035%, even more preferably 0.040%, and still more preferably 0.045%.
- the upper limit of the W content is preferably 0.095%, more preferably 0.090%, and still more preferably 0.085%.
- B 0.0010-0.0050% Boron (B) dissolves in the hot-rolled steel sheet and segregates at the prior austenite grain boundaries.
- the segregated B increases the grain boundary strength. Therefore, B increases the LME resistance of the hot-rolled steel sheet.
- B also increases the hardenability of the steel. If the B content is less than 0.0010%, the above effects cannot be sufficiently obtained even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. If the B content is less than 0.0010%, the austenite-to-ferrite transformation start temperature also increases. In this case, the precipitation start temperature of Ti carbides also increases. Therefore, the Ti carbides become coarse. As a result, the strength of the hot-rolled steel sheet decreases.
- the B content exceeds 0.0050%, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment, the hardenability becomes excessively high. In this case, bainite is more likely to be formed, and the area ratio of bainitic ferrite decreases. As a result, the workability of the steel sheet decreases. If the B content exceeds 0.0050%, Fe23CB6 also precipitates at the prior austenite grain boundaries. In this case, the grain boundary strength of the prior austenite grains decreases. As a result, the LME resistance decreases. Therefore, the B content is 0.0010 to 0.0050%.
- the lower limit of the B content is preferably 0.0012%, more preferably 0.0015%, even more preferably 0.0020%, and still more preferably 0.0025%.
- the upper limit of the B content is preferably 0.0045%, more preferably 0.0043%, even more preferably 0.0041%, even more preferably 0.0040%, and still more preferably 0.0035%.
- the remainder of the chemical composition of the hot-rolled steel sheet of this embodiment contains Fe and impurities.
- impurities refer to substances that are mixed in from raw materials such as ore or scrap, or the manufacturing environment, when industrially manufacturing hot-rolled steel sheet, and are acceptable to the extent that they do not adversely affect the hot-rolled steel sheet of this embodiment.
- the remainder of the chemical composition of the hot-rolled steel sheet of this embodiment consists of Fe and impurities.
- the impurities are, for example, one or more selected from the group consisting of O: 0-0.01%, Mo: 0-0.10%, Cu: 0-0.50%, Ni: 0-0.30%, Co: 0-0.10%, Zr: 0-0.05%, Sn: 0-0.10%, Sb: 0-0.10%, Hf: 0-0.02%, Sc: 0-0.02%, Te: 0-0.01%, Sr: 0-0.02%, Bi: 0-0.10%, Ta: 0-0.02%, Zn: 0-0.02%, and rare earth elements (REM): 0-0.01%.
- the total content of these impurities is, for example, 0-1.00%.
- the chemical composition of the heat-rolled steel sheet of this embodiment may further contain, in place of a portion of Fe, one or more elements selected from the group consisting of Nb: 0 to 0.150%, V: 0 to 0.20%, and Cr: 0 to 1.00%. All of these elements are optional elements.
- Niobium (Nb) is an optional element and may not be contained, that is, the Nb content may be 0%.
- Nb When Nb is contained, that is, when the Nb content exceeds 0%, Nb forms Nb precipitates (Nb carbides or Nb carbonitrides) and increases the grain boundary length of prior austenite grains. Nb also promotes the segregation of B to prior austenite grain boundaries. This increases the degree of B segregation at prior austenite grain boundaries. As a result, the LME resistance of the heat-rolled steel sheet is improved. Nb precipitates also increase the strength of the heat-rolled steel sheet through precipitation strengthening. Even if even a small amount of Nb is contained, the above effects can be obtained to some extent.
- the Nb content is 0 to 0.150%.
- the lower limit of the Nb content is preferably 0.001%, more preferably 0.010%, even more preferably 0.030%, even more preferably 0.035%, even more preferably 0.040%, and even more preferably 0.045%.
- the upper limit of the Nb content is preferably 0.145%, more preferably 0.140%, even more preferably 0.135%, even more preferably 0.130%, even more preferably 0.125%, and even more preferably 0.120%.
- V 0 to 0.20%
- Vanadium (V) is an optional element and may not be contained, that is, the V content may be 0%.
- V When V is contained, that is, when the V content exceeds 0%, V combines with C to form V carbide.
- V carbide increases the strength of the hot-rolled steel sheet through precipitation strengthening. Even if even a small amount of V is contained, the above effect can be obtained to some extent.
- the V content exceeds 0.20%, V carbides are formed in excess, and in this case, the cold workability of the hot-rolled steel sheet is reduced even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. Therefore, the V content is 0 to 0.20%, and if V is contained, the V content is 0.20% or less.
- the lower limit of the V content is preferably 0.01%, more preferably 0.05%, and even more preferably 0.08%.
- the upper limit of the V content is preferably 0.18%, more preferably 0.16%, even more preferably 0.14%, and still more preferably 0.12%.
- Chromium (Cr) is an optional element and may not be contained, that is, the Cr content may be 0%. When contained, that is, when the Cr content exceeds 0%, Cr segregates at the prior austenite grain boundaries, thereby improving the LME resistance of the hot-rolled steel sheet. Even if even a small amount of Cr is contained, the above effect can be obtained to some extent. However, if the Cr content exceeds 1.00%, the cold workability of the hot-rolled steel sheet will be reduced even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. Therefore, the Cr content is 0 to 1.00%, and if Cr is contained, the Cr content is 1.00% or less.
- the lower limit of the Cr content is preferably 0.01%, more preferably 0.05%, even more preferably 0.10%, even more preferably 0.20%, and still more preferably 0.30%.
- the upper limit of the Cr content is preferably 0.90%, more preferably 0.80%, even more preferably 0.70%, even more preferably 0.60%, even more preferably 0.55%, even more preferably 0.50%, even more preferably 0.45%, and even more preferably 0.40%.
- the chemical composition of the hot-rolled steel sheet of this embodiment can be measured by a well-known elemental analysis method in accordance with JIS G0321:2017. Specifically, chips are collected from the hot-rolled steel sheet using a cutting tool such as a drill. The collected chips are dissolved in acid to obtain a solution. ICP-MAS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry) is performed on the solution to perform elemental analysis of the chemical composition. The C content and S content are determined by a well-known high-frequency combustion method (combustion-infrared absorption method). The N content is determined using a well-known inert gas fusion-thermal conductivity method.
- ICP-MAS Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry
- each element is determined by rounding off the measured value to the nearest significant digit based on the significant digits specified in this embodiment.
- the C content of the steel material in this embodiment is determined to be a value up to three decimal places. Therefore, the C content is determined to be a value up to three decimal places obtained by rounding off the measured value to the fourth decimal place.
- the contents of other elements other than the C content of the steel material of this embodiment are also determined by rounding off the measured value to the smallest digit specified in this embodiment, and this is the content of the element. Rounding off means rounding down if the fraction is less than 5, and rounding up if the fraction is 5 or more.
- the area ratio of bainitic ferrite is 85% or more.
- the microstructure of the hot-rolled steel sheet of this embodiment may be a single phase of bainitic ferrite.
- the other structures are, for example, one or more types selected from the group consisting of polygonal ferrite, bainite, and cementite.
- Bainitic ferrite can be distinguished from polygonal ferrite and bainite in the following ways:
- Bainitic ferrite is an aggregate of grains with slightly different crystal orientations. Therefore, differences in contrast can be observed within the grains.
- polygonal ferrite is a structure with almost no crystal orientation difference within the grains. Therefore, the grains are observed with uniform contrast. Therefore, bainitic ferrite can be distinguished from polygonal ferrite based on the contrast caused by the crystal orientation difference.
- bainitic ferrite The crystal structure of bainitic ferrite is a bcc structure, similar to the crystal structure of bainite. Therefore, it is difficult to distinguish bainitic ferrite from bainite based on the crystal structure. Furthermore, it is difficult to distinguish bainitic ferrite from bainite based on the crystal orientation. However, bainitic ferrite can be distinguished from bainite based on the presence or absence of Fe carbides within the grains and at the grain boundaries.
- Fe carbides refer to carbides containing Fe, such as cementite.
- bainitic ferrite iron carbides are not present within the grains or at the grain boundaries.
- in bainite iron carbides are present within the laths and/or at the lath boundaries. Therefore, bainitic ferrite can be distinguished from bainite based on the presence or absence of iron carbides within the grains and at the grain boundaries.
- the preferred lower limit of the area ratio of bainitic ferrite is 88%, more preferably 90%, even more preferably 92%, even more preferably 94%, and even more preferably 96%.
- the area ratio of bainitic ferrite may be 100%.
- the area ratio of bainitic ferrite can be determined by the following method.
- the microstructure is observed using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM).
- the microstructure is observed using an electron channeling contrast image (ECCI).
- Electron backscatter diffraction (EBSD) is used to measure the crystal orientation.
- the test piece is taken from the centre of the width of the hot-rolled steel plate.
- the measurement position is a depth of 1/4 of the plate thickness from the surface of the test piece in the plate thickness direction of the hot-rolled steel plate, and the measurement range is 100 ⁇ m x 100 ⁇ m.
- the measurement range is a longitudinal cross section including the L direction (longitudinal direction of the hot-rolled steel plate) and the T direction (thickness direction of the hot-rolled steel plate).
- the measurement range is divided into regular hexagonal pixel units.
- the distance between the centres of adjacent pixels (EBSD measurement interval) is 0.1 ⁇ m.
- the measurement point is the centre position of a pixel that contains the entire regular hexagonal pixel within the measurement range. In other words, pixels with part outside the observation field of view are excluded from the measurement target.
- the reliability index (CI value) must be 0.1 or greater.
- the measurement data is analyzed using EBSD analysis software in the following procedure to identify and quantify polygonal ferrite and bainitic ferrite.
- Step 1 A region surrounded by grain boundaries with a crystal orientation difference of 15° or more is defined as one crystal grain. If the circle-equivalent diameter of a region surrounded by grain boundaries with a crystal orientation difference of 15° or more is 1.0 ⁇ m or less, the region is determined to be measurement noise and is not recognized as a crystal grain. In other words, regions determined to be measurement noise are excluded from the scope of the analysis.
- GAM value The average value of the crystal orientation misorientation within each crystal grain. Crystal grains with a GAM value of 0.5° or less are defined as polygonal ferrite. Crystal grains with a GAM value of more than 0.5° are defined as bainitic ferrite.
- the identified bainitic ferrite is quantified.
- the area ratio (%) of bainitic ferrite is then calculated based on the area of the quantified bainitic ferrite and the total area of the measurement range (100 ⁇ m x 100 ⁇ m). Note that areas determined to be measurement noise are excluded from the total area of the measurement range.
- the EBSD analysis program used to determine the GAM value can be a well-known program.
- OIM Data Collection/Analysis 6.2.0 from TSL Solutions, Inc. can be used.
- the total length of prior austenite grain boundaries in the surface layer region where BO 2 - is detected by time-of-flight secondary ion mass spectrometry is 0.80 to 5.00 mm per 100 ⁇ m ⁇ 100 ⁇ m.
- the total length of prior austenite grain boundaries in which BO 2 - is detected by time-of-flight secondary ion mass spectrometry per 100 ⁇ m ⁇ 100 ⁇ m is referred to as the "grain boundary length GL" (mm).
- the grain boundary length GL is too short, the grain boundary region where B segregates will be small. In this case, B segregation will not be able to contribute sufficiently to suppressing LME cracking. As a result, the LME resistance of the hot-rolled steel sheet will decrease. If the grain boundary length GL is 0.80 mm or more, the grain boundary length will be sufficiently long. In this case, there will be a sufficiently large number of grain boundary regions in which B segregation occurs within the surface layer region of the hot-rolled steel sheet. As a result, the LME resistance of the hot-rolled steel sheet will be improved.
- the lower limit of the grain boundary length GL is preferably 0.90 mm, more preferably 0.95 mm, even more preferably 1.00 mm, even more preferably 1.01 mm, and even more preferably 1.05 mm.
- the upper limit of the grain boundary length GL is not particularly limited. However, if the grain boundary length GL is made excessively long, the manufacturing cost will increase significantly. Therefore, in consideration of industrial production, the upper limit of the grain boundary length GL is preferably 5.00 mm, more preferably 4.95 mm, even more preferably 4.90 mm, even more preferably 4.50 mm, even more preferably 4.00 mm, even more preferably 3.50 mm, and even more preferably 3.00 mm.
- the grain boundary length GL of the prior austenite grains per 1 ⁇ m 2 of the surface layer is determined by the following method.
- test pieces are taken from the hot-rolled steel sheet, with the cross section parallel to the rolling direction and thickness direction as the observation surface.
- the size of the observation surface is, for example, 10 mm in the rolling direction ⁇ thickness.
- the observation surface of each test piece is mirror-polished with diamond paste, and then chemically polished with colloidal silica liquid to remove any altered layer introduced during mirror polishing.
- the B segregation at the prior austenite grain boundaries is measured by time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS).
- TOF-SIMS time-of-flight secondary ion mass spectrometry
- the observation field is sputtered with a Cs (cesium) ion beam to remove dirt and impurities such as oxides from the observation field.
- the observation field is irradiated with primary ions from the primary ion source of the TOF-SIMS device to sputter the observation field.
- Bi 1+ is used as the primary ion.
- the primary ion beam diameter is 0.1 ⁇ m
- the acceleration voltage is 30 keV
- the current value is 2 pA.
- the B distribution map is a map that shows the positions where BO 2 ⁇ ions are detected.
- Bainitic ferrite grain boundaries, polygonal ferrite grain boundaries, and bainite grain boundaries are identified in the created B distribution map.
- grain boundaries other than bainitic ferrite grain boundaries, polygonal ferrite grain boundaries, and bainite grain boundaries are designated as prior austenite grain boundaries.
- the total length of grain boundary portions where BO 2 - with an intensity of 40 counts or more is detected is determined using well-known image processing.
- the total length of the obtained grain boundaries is designated as the grain boundary length GL (mm).
- the grain boundary length GL is designated as the value obtained by rounding off the two decimal places.
- the TOF-SIMS device used is, for example, a TOF-SIMS.5 manufactured by IONTOF.
- the degree of B segregation at prior austenite grain boundaries where BO 2 - is detected by time-of-flight secondary ion mass spectrometry in the surface layer region is 80 or more. If the degree of B segregation at the prior austenite grain boundaries is high, the prior austenite grain boundaries are strengthened, and therefore, the propagation of LME cracking along the grain boundaries can be suppressed. When the degree of B segregation at the prior austenite grain boundary is 80 or more, a grain boundary length GL with a high degree of B segregation is formed. Therefore, the propagation of LME cracking along the prior austenite grain boundary can be significantly suppressed. As a result, the LME resistance of the hot-rolled steel sheet is significantly improved.
- the lower limit of the degree of B segregation is preferably 82, more preferably 84, even more preferably 85, even more preferably 90, and even more preferably 92.
- the upper limit of the degree of B segregation at the prior austenite grain boundary is, for example, 160, 150, 140, 130, or 120.
- the degree of B segregation at the prior austenite grain boundary is determined by the following method.
- Prior austenite grain boundaries where BO 2 - is detected in the observation field are identified by the method described above in [Method for measuring grain boundary length GL]. Line analysis across the identified grain boundaries is carried out at any five points as follows.
- FIG. 1 is a schematic diagram for explaining line analysis.
- a primary ion beam is scanned by TOF-SIMS in a direction approximately perpendicular to the prior austenite grain boundary AG where BO 2 - is detected in the observation field, and the B intensity is detected.
- Bi 1 + is used as the primary ion.
- the primary ion beam diameter is 0.1 ⁇ m.
- the length L1 of the line segment SE used for line analysis is 15 ⁇ m, and the measurement pitch is 0.2 ⁇ m.
- the line segment SE intersects only one grain boundary AG, and does not intersect multiple grain boundaries AG.
- the line analysis is performed so that the grain boundary AG is located approximately at the center of the length L1 of the line segment SE.
- the line analysis provides a distribution of B detection intensity on the line segment SE.
- FIG. 2 is a schematic diagram of the B detection intensity distribution along the line segment SE.
- the vertical axis in FIG. 2 represents the B detection intensity, and the horizontal axis represents the distance along the line segment SE.
- the maximum value of the detection intensity in the obtained B detection intensity distribution BC is defined as the B detection intensity Bp at the prior austenite grain boundary AG where BO 2 - is detected.
- the arithmetic mean value of all the B detection intensities measured at 0.2 ⁇ m intervals within a range L10 of 0.15 ⁇ L1 from the end point EL of the line segment SE and all the B detection intensities measured at 0.2 ⁇ m intervals within a range R10 of 0.15 ⁇ L1 from the end point ER of the line segment SE is defined as the average B detection intensity Bave within the prior austenite grains surrounded by the grain boundary AG where BO 2 - is detected.
- the degree of B segregation is calculated based on the formula (A) using the obtained B detection intensity B p at the grain boundary AG and the average B detection intensity B ave in the prior austenite grains.
- B segregation rate B p / B ave ⁇ B content (ppm) in the chemical composition of the hot-rolled steel sheet (A)
- the arithmetic average value of the degree of B segregation obtained from the line analysis at five locations is taken as the degree of B segregation at the prior austenite grain boundaries in the surface region.
- the obtained degree of B segregation is taken as an integer value obtained by rounding off the value to one decimal place.
- the hot-rolled steel sheet of this embodiment satisfies Features 1 to 4. Therefore, the tensile strength of the hot-rolled steel sheet of this embodiment is 590 MPa or more. Therefore, the hot-rolled steel sheet of this embodiment can achieve both high strength and excellent LME resistance.
- the preferred lower limit of the tensile strength of the hot-rolled steel sheet is 595 MPa, more preferably 600 MPa, even more preferably 605 MPa, even more preferably 610 MPa, even more preferably 620 MPa, and even more preferably 650 MPa.
- the tensile strength, total elongation, and yield ratio of the hot-rolled steel sheet can be determined by a tensile test in accordance with JIS Z2241:2022.
- a plate-shaped tensile test specimen equivalent to the JIS No. 5 test specimen specified in JIS Z2241:2022 is taken from the hot-rolled steel plate.
- the longitudinal direction of the test specimen is perpendicular to the rolling direction of the hot-rolled steel plate.
- a tensile test is conducted in air at room temperature in accordance with JIS Z2241:2022 to determine the tensile strength TS (MPa).
- the hot-rolled steel sheet of this embodiment preferably further has excellent hole expandability (burring property) in addition to the above-mentioned excellent strength.
- burring property hole expandability
- the hot-rolled steel sheet is used for applications such as automobiles, electrical machinery, building materials, and construction machinery, it may be subjected to various processes such as press working and stretch flange working. When such processes are performed, it is preferable that the hot-rolled steel sheet has high burring property.
- the hot-rolled steel sheet of this embodiment has an excellent balance of strength and burring property.
- the strength-burring property balance SB defined by the following formula using the tensile strength TS (MPa) and the hole expansion ratio ⁇ (%), is preferably 40,000 (MPa ⁇ %) or more.
- SB TS ⁇ ⁇
- the strength/burring resistance balance SB can be determined by the following method.
- a test piece measuring 70 mm x 70 mm x thickness is taken from the hot-rolled steel plate.
- a punched hole is formed in the center of the test piece using a first punch and a die.
- the diameter D0 of the first punch is 10.0 mm.
- a die with a clearance of 12% of the thickness of the test piece is used.
- the punched hole is circular, and is formed so that the center position of the punched hole is the center position of the surface of the 70 mm x 70 mm of the test piece.
- a second punch with a 60° apex angle is pressed into the punched hole from the side opposite the burr formed on the edge of the punched hole to enlarge the punched hole.
- the moving speed of the second punch is 10 mm/min.
- the second punch is stopped when the punched hole enlarges and a crack penetrates through the plate thickness direction.
- the inner diameter Db (mm) of the punched hole is measured.
- the thickness of the hot-rolled steel sheet of this embodiment is not particularly limited.
- the thickness of the hot-rolled steel sheet of this embodiment is, for example, 1.6 to 8.0 mm.
- the preferred lower limit of the thickness of the hot-rolled steel sheet of this embodiment is 1.8 mm, and more preferably 2.0 mm.
- the preferred upper limit of the thickness of the hot-rolled steel sheet of this embodiment is 7.8 mm, and more preferably 7.6 mm.
- the hot-dip galvanized steel sheet of this embodiment includes the hot-rolled steel sheet of this embodiment described above and a hot-dip galvanized coating layer containing mainly Zn.
- the hot-dip galvanized coating layer is formed on the surface of the hot-rolled steel sheet.
- the hot-dip galvanized coating layer has a well-known configuration. The hot-dip galvanized coating layer will be described below.
- the hot-dip galvanized layer mainly contains Zn. Specifically, the hot-dip galvanized layer contains 65.00% or more Zn by mass.
- the hot-dip galvanized layer may be a layer made of so-called hot-dip galvanized (GI).
- the hot-dip galvanized layer contains 1.00% or less elements other than Zn by mass, with the remainder being Zn.
- the hot-dip galvanized layer may have a chemical composition other than that of hot-dip galvanized (GI).
- GI hot-dip galvanized
- the lower limit of the Zn content of the hot-dip galvanized layer is preferably 70.00%, and more preferably 73.00%.
- the hot-dip galvanized layer may have a chemical composition other than GI.
- the chemical composition of the hot-dip galvanized layer may be within a known range.
- the chemical composition of the hot-dip galvanized layer may contain, for example, 65.00% or more of Zn and 0.05 to 35.00% of Al, in mass %.
- the hot-dip galvanized layer may contain impurities.
- impurities refer to substances mixed in from raw materials when hot-dip galvanizing is performed.
- the preferred lower limit of the Al content is 0.08%, more preferably 0.10%, and even more preferably 0.15%.
- the preferred upper limit of the Al content is 33.00%, more preferably 30.00%, even more preferably 28.00%, even more preferably 25.00%, even more preferably 23.00%, and even more preferably 21.00%.
- the chemical composition of the hot-dip galvanized layer according to this embodiment may further contain, in place of a portion of Zn, one or more elements selected from the following Groups 1 to 7. It is well known that these optional elements can be contained in a hot-dip galvanized layer.
- the "%" in the content of each optional element below means % by mass.
- Mg is an easily oxidizable element and enhances the corrosion resistance of the hot-dip galvanized layer by sacrificial corrosion protection.
- the hot-dip galvanized layer contains Mg, tin (Sn), bismuth (Bi), and indium (In) form intermetallic compounds with Mg, thereby improving the corrosion resistance of the hot-dip galvanized steel sheet.
- Calcium (Ca), yttrium (Y), lanthanum (La), and selenium (Ce) form intermetallic compounds with Al and Zn in the hot-dip galvanized layer, thereby improving the corrosion resistance of the hot-dip galvanized steel sheet.
- Silicon (Si) increases the corrosion resistance of the hot-dip galvanized steel sheet.
- Chromium (Cr), titanium (Ti), nickel (Ni), cobalt (Co), vanadium (V), niobium (Nb), copper (Cu) and manganese (Mn) improve the appearance quality of the hot-dip galvanized steel sheet.
- Iron (Fe) increases the hardness of the hot-dip galvanized layer and improves the workability of the hot-dip galvanized steel sheet.
- Strontium (Sr), antimony (Sb), lead (Pb) and boron (B) enhance the metallic luster of the hot-dip galvanized layer and improve the appearance quality of the hot-dip galvanized steel sheet.
- the chemical composition of the hot-dip galvanized layer can be determined by the following method.
- the hot-dip galvanized layer is dissolved using hydrochloric acid containing an inhibitor.
- the inhibitor may be, for example, IBIT, a product name manufactured by Asahi Chemical Industry Co., Ltd. Elemental analysis is performed on the solution of the hot-dip galvanized layer in the same manner as in the method described above in "Method for measuring the chemical composition of a hot-rolled steel sheet.”
- the chemical composition of the hot-dip galvanized layer can be determined by the above method.
- the above-mentioned hot-rolled steel sheets and hot-dip galvanized steel sheets with a hot-dip galvanized coating layer provide excellent LME resistance.
- Method of manufacturing hot-rolled steel sheet An example of a method for manufacturing a hot-rolled steel sheet according to this embodiment will be described below.
- the method for manufacturing a hot-rolled steel sheet described below is an example for manufacturing a hot-rolled steel sheet according to this embodiment.
- An example of the method for manufacturing a hot-rolled steel sheet according to this embodiment includes the following steps.
- the above manufacturing method is carried out using a manufacturing line facility.
- the manufacturing line facility includes, from upstream to downstream, a heating furnace, a roughing mill (rougher), a finishing mill (finisher), a water cooling device, and a winding device (down coiler).
- a plurality of conveying rolls are arranged between each piece of equipment. Each step will be described below.
- a material having a chemical composition that satisfies Feature 1 is prepared.
- a slab is produced, for example, by the following method.
- Molten steel having a chemical composition that satisfies Feature 1 is produced.
- the molten steel is used to produce a material (slab or ingot) by a casting method.
- a slab is produced by a well-known continuous casting method using the molten steel.
- an ingot is produced by a well-known ingot casting method using the molten steel.
- Step 2 Rough rolling step In the rough rolling process, a reverse rough rolling mill is used to perform hot rolling (rough rolling) on a prepared material (slab or ingot) to produce an intermediate steel plate (rough bar).
- the heating temperature of the material in the rough rolling process is, for example, 1250 to 1300°C.
- the storage time of the material in the heating furnace is 30 minutes or more, preferably 60 minutes or more. The upper limit of the storage time is not particularly limited, but is, for example, 240 minutes.
- Step 3 Finishing rolling step
- the finishing mill is a tandem rolling mill and includes multiple rolling stands ST 1 to ST K (K is a natural number) arranged in a row. Each rolling stand ST is equipped with a pair of work rolls.
- the surface temperature of the steel plate at the outlet of rolling stand ST L (L is a natural number equal to or less than K), which is the last rolling stand of the finishing mill to roll down the intermediate steel plate, is defined as the finish rolling temperature FT (°C).
- Rolling stand ST L may be rolling stand ST K arranged at the most downstream side of the finishing mill, or may be rolling stand ST arranged upstream of rolling stand ST K.
- the finish rolling process satisfies the following conditions: (Condition 1)
- the finish rolling temperature FT (°C) is set to 850 to 950°C.
- the rolling reduction ratio R L-1 of the rolling stand ST L-1 which is located upstream of the rolling stand ST L that lastly rolls down the intermediate steel plate among the finishing rolling mills and is arranged next to the rolling stand ST L , is set to 25% or more.
- the rolling reduction R L in the rolling stand ST L is set to 0.90 times or more the rolling reduction R L-1 , that is, R L /R L-1 is set to 0.90 or more.
- Finishing Rolling Temperature FT If the finish rolling temperature FT exceeds 950°C, the grain boundary length GL becomes excessively short. Also, the distance that B in the prior austenite grains diffuses to the prior austenite grain boundaries increases, and the degree of B segregation at the prior austenite grain boundaries decreases. On the other hand, if the finish rolling temperature FT is less than 850°C, an excessive load is applied to the rolling stand ST. Therefore, the finish rolling temperature FT is set to 850 to 950°C.
- Cooling start time tL is the time from the completion of rolling of the steel sheet in the rolling stand STL to the start of cooling of the steel sheet by the water cooling device arranged on the exit side of the rolling stand STL . If the cooling start time tL is too long, the grain boundary length GL becomes excessively short. Also, the distance that B in the prior austenite grains travels to diffuse to the prior austenite grain boundaries increases, and the degree of B segregation at the prior austenite grain boundaries decreases. Therefore, the cooling start time tL is set to 0.30 seconds or less.
- the cooling start time tL can be determined by the following method.
- the travel speed (m/sec) of the steel sheet at the delivery side of rolling stand STL is determined.
- the delivery side of rolling stand STL refers to point FP L immediately after the steel sheet, which is in contact with the pair of rolls of rolling stand STL , separates from the pair of work rolls.
- the cooling start time tL (seconds) is determined based on the distance from point FP L to the water cooling start position where the water cooling device arranged at the delivery side of rolling stand STL starts water cooling the steel sheet, and the above-mentioned travel speed of the steel sheet.
- the obtained value is rounded to two decimal places, and the value to one decimal place is defined as the cooling start time tL (seconds).
- the cooling start time t L-1 is the time from the completion of rolling of the steel sheet in rolling stand ST L-1 to the start of cooling of the steel sheet by the water cooling device arranged on the outlet side of rolling stand ST L. If the cooling start time t L-1 is too long, the time from the completion of reduction in rolling stand ST L-1 to the start of reduction in rolling stand ST L becomes excessively long. In this case, the strain imparted to the steel sheet by reduction in rolling stand ST L-1 is reduced during reduction in rolling stand ST L. In this case, the grain boundary length GL becomes excessively short. Furthermore, the distance that B in the prior austenite grains diffuses to the prior austenite grain boundaries increases, and the degree of B segregation at the prior austenite grain boundaries decreases. Therefore, the cooling start time t L-1 is set to 2.00 seconds or less.
- the cooling start time t L-1 can be determined by the following method.
- the travel speed (m/sec) of the steel sheet at the delivery side of rolling stand ST L-1 is determined.
- the delivery side of rolling stand ST L- 1 refers to point FP L-1 , which is the point immediately after the steel sheet, which is in contact with the pair of rolls of rolling stand ST L-1 , separates from the pair of work rolls.
- the transport time (seconds) of the steel sheet from point FP L-1 to point FP L at the delivery side of rolling stand ST L is determined.
- the value obtained by rounding the obtained value to two decimal places is defined as the cooling start time t L-1 (seconds).
- the sum of this transport time and the cooling start time t L is defined as the cooling start time t L-1 (seconds).
- Cooling rate CR1 The average cooling rate in the temperature range from the finish rolling temperature FT to the finish rolling temperature FT-40°C is defined as the cooling rate CR1 (°C/sec). If the cooling rate CR1 in this temperature range is too slow, the grain boundary length GL becomes excessively short. Also, the distance that B in the prior austenite grains travels to diffuse to the prior austenite grain boundaries increases, and the degree of B segregation at the prior austenite grain boundaries decreases. On the other hand, if the cooling rate CR1 is too fast, the area ratio of bainitic ferrite in the produced hot-rolled steel sheet becomes excessively small. Therefore, the cooling rate CR1 is set to 150° C./sec or more and 250° C./sec or less.
- the cooling rate CR1 can be calculated based on the time it takes for the surface temperature of the steel plate to drop from the finish rolling temperature FT to the finish rolling temperature FT - 40°C.
- the cooling rate CR1 is an integer value obtained by rounding the obtained value to the nearest tenth. Note that in the temperature range from the finish rolling temperature FT to FT - 40°C, the steel plate is cooled continuously. In other words, the temperature of the steel plate decreases continuously as it is cooled.
- Cooling rate CR2 The average cooling rate in the temperature range from the finish rolling temperature FT-40°C to the coiling temperature CT is defined as the cooling rate CR2. If the cooling rate CR2 is too slow, the segregation of B to the prior austenite grain boundaries decreases. Furthermore, polygonal ferrite is formed in excess, and the area ratio of bainitic ferrite is not sufficient. Furthermore, the grain boundary length GL becomes excessively short, and the degree of B segregation decreases. On the other hand, if the cooling rate CR2 is too fast, the area ratio of bainitic ferrite in the produced hot-rolled steel sheet becomes excessively small. Therefore, the cooling rate CR2 is set to 25° C./sec or more and 75° C./sec or less.
- the cooling rate CR2 can be calculated based on the time it takes for the surface temperature of the steel plate to drop from the finish rolling temperature FT-40°C to the coiling temperature CT (°C).
- the cooling rate CR2 is an integer value obtained by rounding the obtained value to the nearest tenth. Note that in the temperature range from the finish rolling temperature FT-40°C to the coiling temperature CT2, the steel plate is cooled continuously. In other words, the temperature of the steel plate decreases continuously as it is cooled.
- the steel plate After the steel plate is cooled from the finish rolling temperature FT to the finish rolling temperature FT - 40°C at a cooling rate CR1, the steel plate is quickly cooled at a cooling rate CR2 without any dwell time. In other words, cooling at the cooling rate CR1 and cooling at the cooling rate CR2 are carried out continuously. If a dwell time of 0.2 seconds or more is provided after cooling at the cooling rate CR1, the B segregated at the prior austenite grain boundaries will diffuse, and neither Feature 3 nor Feature 4 will be satisfied.
- the steel sheet that has passed through the cooling device is wound into a coil by a coiling device.
- Ti carbides are generated in the steel sheet.
- the surface temperature of the steel sheet at the start of coiling is defined as the coiling temperature CT (°C).
- the coiling temperature CT also affects the microstructure of the hot-rolled steel sheet (the proportions of bainitic ferrite, polygonal ferrite, and bainite). Therefore, the coiling temperature CT is set to 500 to 630°C.
- coiling temperature CT is higher than 630°C, coiling begins before the transformation from austenite to bainitic ferrite is complete in the microstructure of the steel sheet. As a result, some of the austenite transforms into polygonal ferrite. As a result, the area ratio of bainitic ferrite in the hot-rolled steel sheet decreases.
- the hot-rolled steel sheet according to this embodiment is manufactured through the above manufacturing process. As mentioned above, the hot-rolled steel sheet according to this embodiment may also be manufactured by manufacturing methods other than the above manufacturing method.
- the method for producing a hot-rolled steel sheet according to this embodiment may include other steps in addition to the steps described above.
- a temper rolling step may be performed after the finish rolling step and before the coiling step, or after the coiling step.
- temper rolling is performed on the hot-rolled steel sheet.
- the temper rolling step adjusts the shape of the hot-rolled steel sheet, adjusts the surface roughness, and adjusts the yield strength.
- the thickness reduction rate in the temper rolling step to effectively obtain the above effects is, for example, 0.1% or more.
- a preferred upper limit of the thickness reduction rate in the temper rolling step is 3.0%. In this case, the introduction of excessive strain into the hot-rolled steel sheet is suppressed, and good ductility, bendability, and flangeability can be maintained.
- the hot-dip galvanized steel sheet including the hot-rolled steel sheet of this embodiment can be produced by carrying out the following well-known hot-dip plating process.
- a hot-dip galvanized layer having the above-mentioned chemical composition is formed on the surface of a hot-rolled steel sheet.
- a galvanizing bath is prepared.
- the composition of the galvanizing bath is adjusted depending on the composition of the hot-dip galvanized layer to be formed.
- the hot-rolled steel sheet is pulled out of the galvanizing bath by a well-known method.
- a sink roll is disposed in the galvanizing bath. The hot-rolled steel sheet immersed in the galvanizing bath is diverted upward by the sink roll.
- a hot-dip galvanized coating is applied to its surface.
- a well-known gas wiping device is used to adjust the amount of hot-dip galvanized coating applied to the hot-rolled steel sheet.
- the hot-dip galvanized coating is applied to the hot-rolled steel sheet, it solidifies to form a hot-dip galvanized coating layer. Through these steps, a hot-dip galvanized steel sheet is manufactured.
- the manufacturing method of the hot-dip galvanized steel sheet of this embodiment may include manufacturing steps other than the hot-dip galvanizing treatment step.
- the manufacturing method of the hot-dip galvanized steel sheet of this embodiment may include a Ni pre-plating step before the hot-dip galvanizing treatment step.
- the Ni pre-plating step the above-mentioned hot-rolled steel sheet is Ni-plated to form a Ni-plated layer on the surface of the hot-rolled steel sheet.
- the hot-dip galvanizing treatment step is then performed on the hot-rolled steel sheet on which the Ni-plated layer has been formed. In this case, the adhesion of the hot-dip galvanized coating layer to the hot-rolled steel sheet is improved.
- the method for manufacturing a hot-dip galvanized steel sheet according to this embodiment may further include a chemical conversion treatment step after the hot-dip galvanizing treatment step.
- a chemical conversion treatment is performed on the manufactured hot-dip galvanized steel sheet to form a chemical conversion coating on the hot-dip galvanized layer.
- the chemical conversion treatment method is not particularly limited, and any well-known method may be used.
- a well-known chromium chemical conversion coating may be formed as the chemical conversion coating.
- the method for manufacturing a hot-dip galvanized steel sheet according to this embodiment may further include a temper rolling step after the hot-dip galvanizing step.
- the temper rolling step the manufactured hot-dip galvanized steel sheet is subjected to temper rolling.
- the adhesion of the chemical conversion coating can be improved by performing the temper rolling step before the chemical conversion treatment step.
- the thickness reduction rate in the temper rolling step is not particularly limited. A preferred thickness reduction rate in the temper rolling step is, for example, 0.1 to 3.0%.
- the manufacturing method for hot-dip galvanized steel sheet may further include other manufacturing processes.
- the above-described manufacturing method is one example of a manufacturing method for obtaining the hot-dip galvanized steel sheet of this embodiment. Therefore, the manufacturing method for the hot-dip galvanized steel sheet of this embodiment is not limited to the above-described manufacturing method.
- the effects of one aspect of the hot-rolled steel sheet and hot-dip galvanized steel sheet of this embodiment will be explained in more detail using examples.
- the conditions in the following examples are one example of conditions adopted to confirm the feasibility and effects of the hot-rolled steel sheet and hot-dip galvanized steel sheet of this embodiment. Therefore, the hot-rolled steel sheet and hot-dip galvanized steel sheet of this embodiment are not limited to this one example of conditions.
- Hot-rolled steel sheets were manufactured with the chemical compositions shown in Table 1.
- Molten steel was continuously cast to produce a slab.
- the slab was subjected to hot working processes (rough rolling process and finish rolling process).
- the slab was heated at 1250 to 1300°C for 60 minutes.
- the heated slab was rolled in a rough rolling mill to produce an intermediate steel plate.
- the intermediate steel plate was rolled using a finish rolling mill to produce a steel plate.
- cooling at the cooling rate CR1 and cooling at the cooling rate CR2 were carried out continuously. Furthermore, in the temperature range from the finish rolling temperature FT to FT-40°C, the temperature of the steel sheet was continuously lowered by cooling. Similarly, in the temperature range from the finish rolling temperature FT-40°C to the coiling temperature CT2, the temperature of the steel sheet was continuously lowered by cooling.
- the steel sheet was wound into a coil using a winding device at a coiling temperature CT.
- the coiling temperature CT for each test number was 500 to 630°C.
- the coiled steel sheet was allowed to cool to room temperature, producing the hot-rolled steel sheet for each test number shown in Table 1.
- the thickness of the hot-rolled steel sheet was 2.3 mm.
- Test 1 Measurement test of the area ratio of bainitic ferrite (Test 2) Measurement test of the grain boundary length GL of prior austenite grains in the surface layer (Test 3) Measurement test of the degree of B segregation at prior austenite grain boundaries (Test 4) Measurement test of tensile strength (Test 5) Measurement test of the balance between strength and burring properties (Test 6) Evaluation test of LME resistance of hot-dip galvanized steel sheet Tests 1 to 6 are described below.
- Hot-dip galvanized steel sheets were produced using the hot-rolled steel sheets of each test number. Specifically, a well-known hot-dip galvanizing process was performed on the hot-rolled steel sheets of each test number to form a hot-dip galvanized coating layer having a chemical composition shown in Table 4 on the surface of the hot-rolled steel sheet.
- the "Coating Number” column of "Coated Steel Sheet” in Table 3 shows the coating numbers of the hot-dip galvanized coating layer formed on the hot-rolled steel sheet of each test number.
- the coating numbers shown in the "Coating Number” column of "Coated Steel Sheet” in Table 3 correspond to the coating numbers in Table 4. Hot-dip galvanized steel sheets were produced by the above-mentioned production process.
- plating number P2 means that 0.11% by mass of Sn, an element of the Sn group, is contained.
- the chemical composition of the plating layer for each plating number was determined using the method described above in [Method for measuring the chemical composition of a hot-dip galvanized coating layer].
- the LME resistance of the hot-dip galvanized steel sheets manufactured with each test number was evaluated by the following method.
- a sample steel sheet measuring 100 mm x 75 mm x thickness was taken from the hot-dip galvanized steel sheet of each test number.
- Arc welding as shown in Figure 3 was performed using the sample steel sheet.
- a cylindrical boss member 1 having a diameter of 20 mm and a length of 25 mm was prepared.
- the boss member 1 was made of a steel material equivalent to SS400 specified in JIS G3101:2015.
- boss member 1 was positioned at the center of sample steel plate 2, with the axial direction of boss member 1 normal to the surface of sample steel plate 2.
- the positioned boss member 1 was welded to sample steel plate 2 by arc welding.
- the welding wire used was YM-70CS as specified in JIS Z3312:2009 G69A2UCN1M2T.
- weld bead 3 made one clockwise revolution around boss member 1 from the welding start point in a plan view, and arc welding continued even after passing the welding start point, until an overlapping region 4 of the weld beads was formed.
- the width of overlapping region 4 was approximately 15 mm.
- the current value during arc welding was 190 A and the voltage value was 23 V.
- the welding speed was 0.3 m/min.
- a mixed gas of 20% by volume of CO2 gas and 80% by volume of argon gas was used as the shielding gas during arc welding.
- the flow rate of the shielding gas during arc welding was 20 L/min.
- sample steel plate 2 Prior to performing the arc welding shown in Figure 3, sample steel plate 2 was pre-joined to restraint plate 5 as shown in Figure 4. Restraint plate 5 was 120 mm x 95 mm x 4 mm thick, and was a steel plate equivalent to SS400 as specified in JIS G3101:2015. Sample steel plate 2 was placed on the surface of restraint plate 5. The entire periphery of the placed sample steel plate 2 was welded to restraint plate 5. The welding wire and welding conditions were the same as when welding boss member 1 to sample steel plate 2.
- the sample steel plate 2 circumferentially welded to the restraint plate 5 was placed on the stand 6 as shown in Figure 4, and the sample steel plate 2 and restraint plate 5 were fixed to the stand 6 with clamps (not shown). After the sample steel plate 2 was fixed to the stand 6 with the clamps, the boss member 1 was welded to the sample steel plate 2 by arc welding as shown in Figure 3.
- the boss member 1 to the sample steel plate 2 After arc welding the boss member 1 to the sample steel plate 2, the boss member 1, sample steel plate 2, and restraint plate 5 were cut at a cut surface 7 passing through the central axis of the boss member 1 and the overlapping region 4 of the weld bead 3, as shown in Figure 3.
- the cut surface 7 was then observed at 100x magnification using an optical microscope. During the observation, the sample steel plate was visually checked for the presence or absence of cracks (liquid metal embrittlement cracks). If cracks were observed, their length was measured. Specifically, the crack length (mm) from the surface of the hot-rolled steel plate (the interface between the coating layer and the hot-rolled steel plate) in the depth direction (plate thickness direction) was determined. Of the measured crack lengths, the maximum crack length was identified.
- test number 20 the W content was too low. As a result, the degree of B segregation was low. As a result, sufficient LME resistance was not achieved.
- test number 21 the B content was too low. As a result, the degree of B segregation was low. As a result, sufficient LME resistance was not achieved.
- test numbers 30 and 31 the water cooling start time t L-1 was too long, which resulted in a short grain boundary length GL and a low degree of B segregation, making it impossible to obtain sufficient LME resistance.
- test numbers 35 to 37 the cooling rate CR2 was too slow.
- the area fraction of bainitic ferrite was low, the grain boundary length GL was short, and the degree of B segregation was low.
- the degree of B segregation was low.
- sufficient LME resistance was not achieved, and the tensile strength was less than 590 MPa.
- the strength/burring resistance balance SB was low.
- sufficient LME resistance was not achieved.
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Abstract
優れた耐LME性が得られる熱延鋼板を提供する。本開示の熱延鋼板は、質量%で、C:0.030~0.110%、Si:0.01~0.50%、Mn:0.50~1.50%、P:0.025%以下、S:0.010%以下、Al:0.010~0.070%、N:0.0070%以下、Ti:0.055~0.200%、W:0.020~0.100%、B:0.0010~0.0050%、を含有し、残部はFe及び不純物からなり、ミクロ組織において、ベイニティックフェライトの面積率は85%以上であり、熱延鋼板の表面から板厚方向に0.2mm深さ位置までの表層領域において、飛行時間型二次イオン質量分析法によりBO2
-が検出された旧オーステナイト粒界の総長さが100μm×100μm当たり0.80~5.00mmであり、当該旧オーステナイト粒界でのB偏析度が80以上である。
Description
本開示は、熱延鋼板、及び、その熱延鋼板の表面に溶融亜鉛系めっき層が形成された溶融亜鉛めっき鋼板に関する。
熱延鋼板は、自動車、電機、建材、及び建機等に幅広く利用されている。これらの用途に用いられる熱延鋼板では、耐食性を高めるために、熱延鋼板の表面に溶融亜鉛系めっき層が形成される場合がある。以下、溶融亜鉛系めっき層が形成された熱延鋼板を、溶融亜鉛めっき鋼板ともいう。
溶融亜鉛めっき鋼板を、他の鋼部材に溶接する場合がある。溶接時において、溶融亜鉛系めっき層の一部が溶融する。このとき、溶融した金属(亜鉛)が熱延鋼板の表層の粒界に侵入して割れが発生する場合がある。このような割れを、溶融金属脆化割れ(LME:Liquid Metal Embrittlement)という。
熱延鋼板では、熱延鋼板の表面に溶融亜鉛系めっき層が形成された場合にLMEの発生を抑制できる特性(以下、この特性を耐LME性という)が求められる。
特開2018-145500号公報(特許文献1)では、耐LME性に優れた溶融Zn-Al-Mg系めっき鋼板を提案する。
特許文献1の溶融Zn-Al-Mg系めっき鋼板は、素材鋼板と、溶融Zn-Al-Mg系合金めっき層とを備える。素材鋼板は、質量%で、C:0.01~0.08%、Si:0.8%以下、Mn:0.5~1.8%、P:0.05%以下、S:0.005%以下、N:0.001~0.005%、Ti:0.02~0.2%、B:0.0005~0.010%、Al:0.005~0.1%を含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなる化学組成を有する。上記化学組成において、Ti/C当量比(=(Ti/48)/(C/12))は0.4~1.5である。素材鋼板ではさらに、転位密度が1.8×1014/m2~5.7×1014/m2である。素材鋼板では、ベイニティックフェライト相もしくはフェライト相のいずれか単相、又は、ベイニティックフェライト相とフェライト相を含む相を主相とし、かつ硬質第2相及びセメンタイトの面積率が3%以下である。素材鋼板ではさらに、平均粒子径20nm以下のTiを含む炭化物が分散析出している。
特許文献1の溶融Zn-Al-Mg系めっき鋼板では、上述の化学組成及びミクロ組織を有することにより、優れた耐LME性が得られる、と特許文献1には記載されている。
特許文献1に開示された熱延鋼板は、優れた耐LME性を有する。しかしながら、特許文献1の熱延鋼板とは異なる手段により、優れた耐LME性が得られてもよい。
本開示の目的は、優れた耐LME性が得られる熱延鋼板、及び、溶融亜鉛めっき鋼板を提供することである。
本開示の熱延鋼板は、質量%で、C:0.030~0.110%、Si:0.01~0.50%、Mn:0.50~1.50%、P:0.025%以下、S:0.010%以下、Al:0.010~0.070%、N:0.0070%以下、Ti:0.055~0.200%、W:0.020~0.100%、B:0.0010~0.0050%、Nb:0~0.150%、V:0~0.20%、及び、Cr:0~1.00%、を含有し、残部はFe及び不純物からなる。ミクロ組織において、ベイニティックフェライトの面積率は85%以上である。熱延鋼板の表面から板厚方向に0.2mm深さ位置までの表層領域において、飛行時間型二次イオン質量分析法によりBO2
-が検出された旧オーステナイト粒界の総長さが100μm×100μm当たり0.80~5.00mmであり、当該旧オーステナイト粒界でのB偏析度が80以上である。
本開示の溶融亜鉛めっき鋼板は、上述の熱延鋼板と、上述の熱延鋼板の表面上に形成されており、質量%で65.00%以上のZnを含有する溶融亜鉛系めっき層と、を備える。
本開示の熱延鋼板及び溶融亜鉛めっき鋼板では、優れた耐LME性が得られる。本開示による熱延鋼板の製造方法は、上述の熱延鋼板を製造できる。
自動車、電機、建材、及び、建機等の用途に適した熱延鋼板では、ある程度の強度が求められる。そこで、本発明者らは、これらの用途に適した熱延鋼板について、化学組成の観点から検討を行った。その結果、質量%で、C:0.030~0.110%、Si:0.01~0.50%、Mn:0.50~1.50%、P:0.025%以下、S:0.010%以下、Al:0.010~0.070%、N:0.0070%以下、Ti:0.055~0.200%、Nb:0~0.150%、V:0~0.20%、及び、Cr:0~1.00%、を含有し、残部がFe及び不純物からなる化学組成を有し、さらに、ベイニティックフェライトの面積率が85%以上であれば、十分な強度が得られる可能性があると考えた。
そこで、本発明者らはさらに、上記化学組成及びミクロ組織を有する熱延鋼板の耐LME性を高める手段について検討を行った。上述のとおり、LMEは鋼板表層の粒界に溶融した金属(亜鉛)が侵入することにより発生する。そこで、本発明者らは、上述の化学組成にBを0.0010~0.0050%含有することを考えた。Bは粒界に偏析して粒界を強化する。そのため、耐LME性が高まる可能性がある。
しかしながら、上述の化学組成にBを含有するだけでは、十分な耐LME性が得られない場合があった。そこで、本発明者らはさらに検討を行った。ここで、本発明者らは、熱延鋼板の表層の旧オーステナイト粒界のうち、Bが偏析している粒界長さに注目した。LMEは旧オーステナイト粒界に沿って進展しやすい。そのため、Bが偏析している旧オーステナイト粒界長さが長いほど、LMEの粒界に沿った進展を抑制しやすくなる。
以上の知見に基づいて、本発明者らは、Bが偏析している旧オーステナイト粒界長さを長くする手段についてさらに検討を行った。その結果、上記化学組成にさらに、Wを0.020~0.100%含有することにより、B偏析度が高い旧オーステナイト粒界の総長さを長くできることを見出した。
Wを含有することにより粒界のB偏析が顕著に高まる理由は定かではない。しかしながら、次の理由が考えられる。Bが旧オーステナイト粒界に偏析する場合、粒界にFe23CB6の炭化物が生成する。Fe23CB6の生成は、旧オーステナイト粒界でのBの偏析を低減する。Wは、Fe23CB6の生成を抑制し、旧オーステナイト粒界での固溶B料を確保することができる。そのため、Wを含有することにより、旧オーステナイト粒界でのB偏析を高めることができると考えられる。
上記理由は推定であり、Wが上記と異なる理由により旧オーステナイト粒界でのB偏析を高めている可能性もある。しかしながら、Wが旧オーステナイト粒界でのB偏析を高め、その結果、熱延鋼板の耐LME性を高めることは、後述の実施例で証明されている。
以上の知見に基づいて完成した本実施形態の熱延鋼板、その熱延鋼板を用いた溶融亜鉛めっき鋼板、及び、熱延鋼板の製造方法は、次の構成を有する。
本実施形態の熱延鋼板は、質量%で、C:0.030~0.110%、Si:0.01~0.50%、Mn:0.50~1.50%、P:0.025%以下、S:0.010%以下、Al:0.010~0.070%、N:0.0070%以下、Ti:0.055~0.200%、W:0.020~0.100%、B:0.0010~0.0050%、Nb:0~0.150%、V:0~0.20%、及び、Cr:0~1.00%、を含有し、残部はFe及び不純物からなる。ミクロ組織において、ベイニティックフェライトの面積率は85%以上である。熱延鋼板の表面から板厚方向に0.2mm深さ位置までの表層領域において、飛行時間型二次イオン質量分析法によりBO2
-が検出された旧オーステナイト粒界の総長さが100μm×100μm当たり0.80~5.00mmであり、当該旧オーステナイト粒界でのB偏析度が80以上である。
本実施形態の熱延鋼板はさらに、質量%で、Nb:0.001~0.150%、V:0.01~0.20%、及び、Cr:0.01~1.00%、からなる群から選択される1種以上を含有してもよい。
本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板は、本実施形態の熱延鋼板と、熱延鋼板の表面上に形成されており、質量%でZnを65.00%以上含有する溶融亜鉛系めっき層と、を備える。
以下、本実施形態による熱延鋼板及び溶融亜鉛めっき鋼板について詳述する。元素に関する「%」は、特に断りがない限り、質量%を意味する。
[熱延鋼板]
本実施形態の熱延鋼板は、次の特徴1~特徴4を満たす。
(特徴1)
化学組成が、質量%で、C:0.030~0.110%、Si:0.01~0.50%、Mn:0.50~1.50%、P:0.025%以下、S:0.010%以下、Al:0.010~0.070%、N:0.0070%以下、Ti:0.055~0.200%、W:0.020~0.100%、B:0.0010~0.0050%、Nb:0~0.150%、V:0~0.20%、及び、Cr:0~1.00%、を含有し、残部はFe及び不純物からなる。
(特徴2)
ミクロ組織において、ベイニティックフェライトの面積率は85%以上である。
(特徴3)
熱延鋼板の表面から板厚方向に0.2mm深さ位置までの表層領域において、飛行時間型二次イオン質量分析法によりBO2 -が検出された旧オーステナイト粒界の総長さが100μm×100μm当たり0.80~5.00mmである。
(特徴4)
飛行時間型二次イオン質量分析法によりBO2 -が検出された旧オーステナイト粒界でのB偏析度が80以上である。
本実施形態の熱延鋼板は、次の特徴1~特徴4を満たす。
(特徴1)
化学組成が、質量%で、C:0.030~0.110%、Si:0.01~0.50%、Mn:0.50~1.50%、P:0.025%以下、S:0.010%以下、Al:0.010~0.070%、N:0.0070%以下、Ti:0.055~0.200%、W:0.020~0.100%、B:0.0010~0.0050%、Nb:0~0.150%、V:0~0.20%、及び、Cr:0~1.00%、を含有し、残部はFe及び不純物からなる。
(特徴2)
ミクロ組織において、ベイニティックフェライトの面積率は85%以上である。
(特徴3)
熱延鋼板の表面から板厚方向に0.2mm深さ位置までの表層領域において、飛行時間型二次イオン質量分析法によりBO2 -が検出された旧オーステナイト粒界の総長さが100μm×100μm当たり0.80~5.00mmである。
(特徴4)
飛行時間型二次イオン質量分析法によりBO2 -が検出された旧オーステナイト粒界でのB偏析度が80以上である。
[(特徴1)化学組成について]
本実施形態による熱延鋼板の化学組成は、次の元素を含有する。
本実施形態による熱延鋼板の化学組成は、次の元素を含有する。
C:0.030~0.110%
炭素(C)は、Tiと結合してTi炭化物を生成する。Ti炭化物は析出強化により熱延鋼板の強度を高める。Cはさらに、化学組成中のTi含有量が0.055~0.200%である場合に、ベイニティックフェライトを生成しやすくする。C含有量が0.030%未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。
一方、C含有量が0.110%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、ミクロ組織においてベイナイトが過剰に生成し、ベイニティックフェライトの面積率が過度に低下する。そのため、熱延鋼板の加工性が低下する。
したがって、C含有量は0.030~0.110%である。
C含有量の好ましい下限は0.032%であり、さらに好ましくは0.034%であり、さらに好ましくは0.035%であり、さらに好ましくは0.036%である。
C含有量の好ましい上限は0.105%であり、さらに好ましくは0.100%であり、さらに好ましくは0.095%であり、さらに好ましくは0.090%である。
炭素(C)は、Tiと結合してTi炭化物を生成する。Ti炭化物は析出強化により熱延鋼板の強度を高める。Cはさらに、化学組成中のTi含有量が0.055~0.200%である場合に、ベイニティックフェライトを生成しやすくする。C含有量が0.030%未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。
一方、C含有量が0.110%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、ミクロ組織においてベイナイトが過剰に生成し、ベイニティックフェライトの面積率が過度に低下する。そのため、熱延鋼板の加工性が低下する。
したがって、C含有量は0.030~0.110%である。
C含有量の好ましい下限は0.032%であり、さらに好ましくは0.034%であり、さらに好ましくは0.035%であり、さらに好ましくは0.036%である。
C含有量の好ましい上限は0.105%であり、さらに好ましくは0.100%であり、さらに好ましくは0.095%であり、さらに好ましくは0.090%である。
Si:0.01~0.50%
シリコン(Si)は鋼を脱酸する。Siはさらに、固溶強化により熱延鋼板の強度を高める。Si含有量が0.01%未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。
一方、Si含有量が0.50%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、熱延鋼板においてポリゴナルフェライトが生成しやすくなる。そのため、熱延鋼板のベイニティックフェライトの面積率が低下する。この場合、熱延鋼板の強度が低下する。
したがって、Si含有量は0.01~0.50%である。
Si含有量の好ましい下限は0.02%であり、さらに好ましくは0.03%であり、さらに好ましくは0.04%である。
Si含有量の好ましい上限は0.45%であり、さらに好ましくは0.40%であり、さらに好ましくは0.35%であり、さらに好ましくは0.33%である。
シリコン(Si)は鋼を脱酸する。Siはさらに、固溶強化により熱延鋼板の強度を高める。Si含有量が0.01%未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。
一方、Si含有量が0.50%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、熱延鋼板においてポリゴナルフェライトが生成しやすくなる。そのため、熱延鋼板のベイニティックフェライトの面積率が低下する。この場合、熱延鋼板の強度が低下する。
したがって、Si含有量は0.01~0.50%である。
Si含有量の好ましい下限は0.02%であり、さらに好ましくは0.03%であり、さらに好ましくは0.04%である。
Si含有量の好ましい上限は0.45%であり、さらに好ましくは0.40%であり、さらに好ましくは0.35%であり、さらに好ましくは0.33%である。
Mn:0.50~1.50%
マンガン(Mn)は、固溶強化により熱延鋼板の強度を高める。Mn含有量が0.50%未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。
一方、Mn含有量が1.50%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、熱延鋼板中にMn偏析が生じやすくなる。Mn含有量が1.50%を超えればさらに、熱延鋼板において、ベイナイトが生成しやすくなる。その結果、熱延鋼板のベイニティックフェライトの面積率が低下する。この場合、熱延鋼板の冷間加工性が低下する。
したがって、Mn含有量は0.50~1.50%である。
Mn含有量の好ましい下限は0.55%であり、さらに好ましくは0.60%であり、さらに好ましくは0.65%であり、さらに好ましくは0.70%であり、さらに好ましくは0.75%であり、さらに好ましくは0.80%である。
Mn含有量の好ましい上限は1.45%であり、さらに好ましくは1.40%であり、さらに好ましくは1.35%であり、さらに好ましくは1.30%であり、さらに好ましくは1.20%である。
マンガン(Mn)は、固溶強化により熱延鋼板の強度を高める。Mn含有量が0.50%未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。
一方、Mn含有量が1.50%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、熱延鋼板中にMn偏析が生じやすくなる。Mn含有量が1.50%を超えればさらに、熱延鋼板において、ベイナイトが生成しやすくなる。その結果、熱延鋼板のベイニティックフェライトの面積率が低下する。この場合、熱延鋼板の冷間加工性が低下する。
したがって、Mn含有量は0.50~1.50%である。
Mn含有量の好ましい下限は0.55%であり、さらに好ましくは0.60%であり、さらに好ましくは0.65%であり、さらに好ましくは0.70%であり、さらに好ましくは0.75%であり、さらに好ましくは0.80%である。
Mn含有量の好ましい上限は1.45%であり、さらに好ましくは1.40%であり、さらに好ましくは1.35%であり、さらに好ましくは1.30%であり、さらに好ましくは1.20%である。
P:0.025%以下
リン(P)は粒界に偏析して熱延鋼板の冷間加工性を低下する。Pはさらに、熱延鋼板の溶接性を低下する。P含有量が0.025%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、熱延鋼板の冷間加工性及び溶接性が顕著に低下する。
したがって、P含有量は0.025%以下である。
P含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、P含有量の過度の低減は、生産性を低下し、製造コストを高める。したがって、工業生産を考慮した場合、P含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.001%であり、さらに好ましくは0.002%であり、さらに好ましくは0.003%であり、さらに好ましくは0.005%であり、さらに好ましくは0.010%であり、さらに好ましくは0.015%である。
P含有量の好ましい上限は0.023%であり、さらに好ましくは0.022%であり、さらに好ましくは0.020%である。
リン(P)は粒界に偏析して熱延鋼板の冷間加工性を低下する。Pはさらに、熱延鋼板の溶接性を低下する。P含有量が0.025%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、熱延鋼板の冷間加工性及び溶接性が顕著に低下する。
したがって、P含有量は0.025%以下である。
P含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、P含有量の過度の低減は、生産性を低下し、製造コストを高める。したがって、工業生産を考慮した場合、P含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.001%であり、さらに好ましくは0.002%であり、さらに好ましくは0.003%であり、さらに好ましくは0.005%であり、さらに好ましくは0.010%であり、さらに好ましくは0.015%である。
P含有量の好ましい上限は0.023%であり、さらに好ましくは0.022%であり、さらに好ましくは0.020%である。
S:0.010%以下
硫黄(S)は結晶粒界に偏析して熱延鋼板の冷間加工性を低下する。S含有量が0.010%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、熱延鋼板の冷間加工性が顕著に低下する。
したがって、S含有量は0.010%以下である。
S含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、S含有量の過度の低減は、生産性を低下し、製造コストを高める。したがって、工業生産を考慮した場合、S含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.001%であり、さらに好ましくは0.002%であり、さらに好ましくは0.003%である。
S含有量の好ましい上限は0.009%であり、さらに好ましくは0.008%であり、さらに好ましくは0.007%である。
硫黄(S)は結晶粒界に偏析して熱延鋼板の冷間加工性を低下する。S含有量が0.010%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、熱延鋼板の冷間加工性が顕著に低下する。
したがって、S含有量は0.010%以下である。
S含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、S含有量の過度の低減は、生産性を低下し、製造コストを高める。したがって、工業生産を考慮した場合、S含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.001%であり、さらに好ましくは0.002%であり、さらに好ましくは0.003%である。
S含有量の好ましい上限は0.009%であり、さらに好ましくは0.008%であり、さらに好ましくは0.007%である。
Al:0.010~0.070%
アルミニウム(Al)は、鋼を脱酸する。Alはさらに、Nと結合してAl窒化物を形成する。これにより、BがNと結合するのを抑制する。Al含有量が0.010%未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。
一方、Al含有量が0.070%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、粗大なAl窒化物が過剰に生成する。そのため、熱延鋼板の冷間加工性が低下する。
したがって、Al含有量は0.010~0.070%である。
Al含有量の好ましい下限は0.012%であり、さらに好ましくは0.014%であり、さらに好ましくは0.016%であり、さらに好ましくは0.020%であり、さらに好ましくは0.025%である。
Al含有量の好ましい上限は0.065%であり、さらに好ましくは0.060%であり、さらに好ましくは0.055%である。
アルミニウム(Al)は、鋼を脱酸する。Alはさらに、Nと結合してAl窒化物を形成する。これにより、BがNと結合するのを抑制する。Al含有量が0.010%未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。
一方、Al含有量が0.070%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、粗大なAl窒化物が過剰に生成する。そのため、熱延鋼板の冷間加工性が低下する。
したがって、Al含有量は0.010~0.070%である。
Al含有量の好ましい下限は0.012%であり、さらに好ましくは0.014%であり、さらに好ましくは0.016%であり、さらに好ましくは0.020%であり、さらに好ましくは0.025%である。
Al含有量の好ましい上限は0.065%であり、さらに好ましくは0.060%であり、さらに好ましくは0.055%である。
N:0.0070%以下
窒素(N)はBと結合してBNを形成し、熱延鋼板中の固溶B量を低減する。Nはさらに、Tiと結合してTiNを形成し、Ti炭化物の形成を阻害する。N含有量が0.0070%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、BN及びTiNが過剰に生成する。その結果、熱延鋼板の耐LME性が低下する。さらに、熱延鋼板の強度も低下する。
したがって、N含有量は0.0070%以下である。
N含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、N含有量の過度の低減は、生産性を低下し、製造コストを高める。したがって、工業生産を考慮した場合、N含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.0001%であり、さらに好ましくは0.0005%であり、さらに好ましくは0.0010%であり、さらに好ましくは0.0015%であり、さらに好ましくは0.0020%である。
N含有量の好ましい上限は0.0060%であり、さらに好ましくは0.0050%であり、さらに好ましくは0.0040%である。
窒素(N)はBと結合してBNを形成し、熱延鋼板中の固溶B量を低減する。Nはさらに、Tiと結合してTiNを形成し、Ti炭化物の形成を阻害する。N含有量が0.0070%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、BN及びTiNが過剰に生成する。その結果、熱延鋼板の耐LME性が低下する。さらに、熱延鋼板の強度も低下する。
したがって、N含有量は0.0070%以下である。
N含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、N含有量の過度の低減は、生産性を低下し、製造コストを高める。したがって、工業生産を考慮した場合、N含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.0001%であり、さらに好ましくは0.0005%であり、さらに好ましくは0.0010%であり、さらに好ましくは0.0015%であり、さらに好ましくは0.0020%である。
N含有量の好ましい上限は0.0060%であり、さらに好ましくは0.0050%であり、さらに好ましくは0.0040%である。
Ti:0.055~0.200%
チタン(Ti)は、Cと結合してTi炭化物を形成する。Ti炭化物は、析出強化により、熱延鋼板の強度を高める。さらに、Ti炭化物の生成により鋼板中の固溶C量が調整される。そのため、熱延鋼板中にベイニティックフェライトが生成しやすくなる。Ti含有量が0.055%未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、ポリゴナルフェライトが生成しやすくなる。そのため、熱延鋼板のベイニティックフェライトの面積率が低下する。この場合、熱延鋼板の強度が低下する。
一方、Ti含有量が0.200%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、粗大なTiCが過剰に生成する。その結果、熱延鋼板の冷間加工性が低下する。
したがって、Ti含有量は0.055~0.200%である。
Ti含有量の好ましい下限は0.060%であり、さらに好ましくは0.065%であり、さらに好ましくは0.070%であり、さらに好ましくは0.075%であり、さらに好ましくは0.080%であり、さらに好ましくは0.085%である。
Ti含有量の好ましい上限は0.190%であり、さらに好ましくは0.180%であり、さらに好ましくは0.170%である。
チタン(Ti)は、Cと結合してTi炭化物を形成する。Ti炭化物は、析出強化により、熱延鋼板の強度を高める。さらに、Ti炭化物の生成により鋼板中の固溶C量が調整される。そのため、熱延鋼板中にベイニティックフェライトが生成しやすくなる。Ti含有量が0.055%未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、ポリゴナルフェライトが生成しやすくなる。そのため、熱延鋼板のベイニティックフェライトの面積率が低下する。この場合、熱延鋼板の強度が低下する。
一方、Ti含有量が0.200%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、粗大なTiCが過剰に生成する。その結果、熱延鋼板の冷間加工性が低下する。
したがって、Ti含有量は0.055~0.200%である。
Ti含有量の好ましい下限は0.060%であり、さらに好ましくは0.065%であり、さらに好ましくは0.070%であり、さらに好ましくは0.075%であり、さらに好ましくは0.080%であり、さらに好ましくは0.085%である。
Ti含有量の好ましい上限は0.190%であり、さらに好ましくは0.180%であり、さらに好ましくは0.170%である。
W:0.020~0.100%
タングステン(W)は、Bの粒界への偏析を促進する。そのため、旧オーステナイト粒界でのB偏析度が高まり、熱延鋼板の耐LME性が高まる。W含有量が0.020%未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。
一方、W含有量が0.100%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、冷間加工性が低下したり、溶接性が低下したりする。W含有量が0.100%を超えればさらに、製造コストが高くなる。
したがって、W含有量は0.020~0.100%である。
W含有量の好ましい下限は0.025%であり、さらに好ましくは0.030%であり、さらに好ましくは0.035%であり、さらに好ましくは0.040%であり、さらに好ましくは0.045%である。
W含有量の好ましい上限は0.095%であり、さらに好ましくは0.090%であり、さらに好ましくは0.085%である。
タングステン(W)は、Bの粒界への偏析を促進する。そのため、旧オーステナイト粒界でのB偏析度が高まり、熱延鋼板の耐LME性が高まる。W含有量が0.020%未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。
一方、W含有量が0.100%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、冷間加工性が低下したり、溶接性が低下したりする。W含有量が0.100%を超えればさらに、製造コストが高くなる。
したがって、W含有量は0.020~0.100%である。
W含有量の好ましい下限は0.025%であり、さらに好ましくは0.030%であり、さらに好ましくは0.035%であり、さらに好ましくは0.040%であり、さらに好ましくは0.045%である。
W含有量の好ましい上限は0.095%であり、さらに好ましくは0.090%であり、さらに好ましくは0.085%である。
B:0.0010~0.0050%
ボロン(B)は、熱延鋼板に固溶して、旧オーステナイト粒界に偏析する。偏析したBは、粒界強度を高める。そのため、Bは、熱延鋼板の耐LME性を高める。Bはさらに、鋼の焼入れ性を高める。B含有量が0.0010%未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。B含有量が0.0010%未満であればさらに、オーステナイトからフェライトへの変態開始温度が高まる。この場合、Ti炭化物の析出開始温度も高まる。そのため、Ti炭化物が粗大になる。その結果、熱延鋼板の強度が低下する。
一方、B含有量が0.0050%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、焼入れ性が過度に高くなる。この場合、ベイナイトが生成しやすくなり、ベイニティックフェライトの面積率が低下する。その結果、鋼板の加工性が低下する。B含有量が0.0050%を超えればさらに、旧オーステナイト粒界にFe23CB6が析出する。この場合、旧オーステナイト粒の粒界強度が低下する。そのため、耐LME性が低下する。
したがって、B含有量は0.0010~0.0050%である。
B含有量の好ましい下限は0.0012%であり、さらに好ましくは0.0015%であり、さらに好ましくは0.0020%であり、さらに好ましくは0.0025%である。
B含有量の好ましい上限は0.0045%であり、さらに好ましくは0.0043%であり、さらに好ましくは0.0041%であり、さらに好ましくは0.0040%であり、さらに好ましくは0.0035%である。
ボロン(B)は、熱延鋼板に固溶して、旧オーステナイト粒界に偏析する。偏析したBは、粒界強度を高める。そのため、Bは、熱延鋼板の耐LME性を高める。Bはさらに、鋼の焼入れ性を高める。B含有量が0.0010%未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。B含有量が0.0010%未満であればさらに、オーステナイトからフェライトへの変態開始温度が高まる。この場合、Ti炭化物の析出開始温度も高まる。そのため、Ti炭化物が粗大になる。その結果、熱延鋼板の強度が低下する。
一方、B含有量が0.0050%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、焼入れ性が過度に高くなる。この場合、ベイナイトが生成しやすくなり、ベイニティックフェライトの面積率が低下する。その結果、鋼板の加工性が低下する。B含有量が0.0050%を超えればさらに、旧オーステナイト粒界にFe23CB6が析出する。この場合、旧オーステナイト粒の粒界強度が低下する。そのため、耐LME性が低下する。
したがって、B含有量は0.0010~0.0050%である。
B含有量の好ましい下限は0.0012%であり、さらに好ましくは0.0015%であり、さらに好ましくは0.0020%であり、さらに好ましくは0.0025%である。
B含有量の好ましい上限は0.0045%であり、さらに好ましくは0.0043%であり、さらに好ましくは0.0041%であり、さらに好ましくは0.0040%であり、さらに好ましくは0.0035%である。
本実施形態の熱延鋼板の化学組成の残部は、Fe及び不純物を含有する。ここで、不純物とは、熱延鋼板を工業的に製造する際に、原料としての鉱石、スクラップ、又は、製造環境などから混入されるものであって、本実施形態の熱延鋼板に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。好ましくは、本実施形態の熱延鋼板の化学組成の残部は、Fe及び不純物からなる。ここで、不純物は例えば、O:0~0.01%、Mo:0~0.10%、Cu:0~0.50%、Ni:0~0.30%、Co:0~0.10%、Zr:0~0.05%、Sn:0~0.10%、Sb:0~0.10%、Hf:0~0.02%、Sc:0~0.02%、Te:0~0.01%、Sr:0~0.02%、Bi:0~0.10%、Ta:0~0.02%、Zn:0~0.02%、希土類元素(REM):0~0.01%、からなる群から選択される1種以上である。これらの不純物の合計含有量は例えば、0~1.00%である。
[任意元素(optional elements)]
本実施形態の熱延鋼板の化学組成はさらに、Feの一部に代えて、Nb:0~0.150%、V:0~0.20%、及び、Cr:0~1.00%、からなる群から選択される1種以上を含有してもよい。これらの元素はいずれも任意元素である。
本実施形態の熱延鋼板の化学組成はさらに、Feの一部に代えて、Nb:0~0.150%、V:0~0.20%、及び、Cr:0~1.00%、からなる群から選択される1種以上を含有してもよい。これらの元素はいずれも任意元素である。
Nb:0~0.150%
ニオブ(Nb)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Nb含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、Nb含有量が0%超である場合、NbはNb析出物(Nb炭化物又はNb炭窒化物)を生成して、旧オーステナイト粒の粒界長さを長くする。Nbはさらに、Bの旧オーステナイト粒界への偏析を促進する。これにより、旧オーステナイト粒界でのB偏析度が高まる。その結果、熱延鋼板の耐LME性が高まる。Nb析出物はさらに、析出強化により、熱延鋼板の強度を高める。Nbが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Nb含有量が0.150%を超えれば、Nb析出物が過剰に生成する。この場合、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、熱延鋼板の冷間加工性が低下する。
したがって、Nb含有量は0~0.150%である。
Nb含有量の好ましい下限は0.001%であり、さらに好ましくは0.010%であり、さらに好ましくは0.030%であり、さらに好ましくは0.035%であり、さらに好ましくは0.040%であり、さらに好ましくは0.045%である。
Nb含有量の好ましい上限は0.145%であり、さらに好ましくは0.140%であり、さらに好ましくは0.135%であり、さらに好ましくは0.130%であり、さらに好ましくは0.125%であり、さらに好ましくは0.120%である。
ニオブ(Nb)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Nb含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、Nb含有量が0%超である場合、NbはNb析出物(Nb炭化物又はNb炭窒化物)を生成して、旧オーステナイト粒の粒界長さを長くする。Nbはさらに、Bの旧オーステナイト粒界への偏析を促進する。これにより、旧オーステナイト粒界でのB偏析度が高まる。その結果、熱延鋼板の耐LME性が高まる。Nb析出物はさらに、析出強化により、熱延鋼板の強度を高める。Nbが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Nb含有量が0.150%を超えれば、Nb析出物が過剰に生成する。この場合、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、熱延鋼板の冷間加工性が低下する。
したがって、Nb含有量は0~0.150%である。
Nb含有量の好ましい下限は0.001%であり、さらに好ましくは0.010%であり、さらに好ましくは0.030%であり、さらに好ましくは0.035%であり、さらに好ましくは0.040%であり、さらに好ましくは0.045%である。
Nb含有量の好ましい上限は0.145%であり、さらに好ましくは0.140%であり、さらに好ましくは0.135%であり、さらに好ましくは0.130%であり、さらに好ましくは0.125%であり、さらに好ましくは0.120%である。
V:0~0.20%
バナジウム(V)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、V含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、V含有量が0%超である場合、VはCと結合してV炭化物を形成する。V炭化物は、析出強化により熱延鋼板の強度を高める。Vが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、V含有量が0.20%を超えれば、V炭化物が過剰に生成する。この場合、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、熱延鋼板の冷間加工性が低下する。
したがって、V含有量は0~0.20%であり、含有される場合、V含有量は0.20%以下である。
V含有量の好ましい下限は0.01%であり、さらに好ましくは0.05%であり、さらに好ましくは0.08%である。
V含有量の好ましい上限は0.18%であり、さらに好ましくは0.16%であり、さらに好ましくは0.14%であり、さらに好ましくは0.12%である。
バナジウム(V)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、V含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、V含有量が0%超である場合、VはCと結合してV炭化物を形成する。V炭化物は、析出強化により熱延鋼板の強度を高める。Vが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、V含有量が0.20%を超えれば、V炭化物が過剰に生成する。この場合、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、熱延鋼板の冷間加工性が低下する。
したがって、V含有量は0~0.20%であり、含有される場合、V含有量は0.20%以下である。
V含有量の好ましい下限は0.01%であり、さらに好ましくは0.05%であり、さらに好ましくは0.08%である。
V含有量の好ましい上限は0.18%であり、さらに好ましくは0.16%であり、さらに好ましくは0.14%であり、さらに好ましくは0.12%である。
Cr:0~1.00%
クロム(Cr)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Cr含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、Cr含有量が0%超である場合、Crは旧オーステナイト粒界に偏析して、熱延鋼板の耐LME性を高める。Crが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Cr含有量が1.00%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、熱延鋼板の冷間加工性が低下する。
したがって、Cr含有量は0~1.00%であり、含有される場合、Cr含有量は1.00%以下である。
Cr含有量の好ましい下限は0.01%であり、さらに好ましくは0.05%であり、さらに好ましくは0.10%であり、さらに好ましくは0.20%であり、さらに好ましくは0.30%である。
Cr含有量の好ましい上限は0.90%であり、さらに好ましくは0.80%であり、さらに好ましくは0.70%であり、さらに好ましくは0.60%であり、さらに好ましくは0.55%であり、さらに好ましくは0.50%であり、さらに好ましくは0.45%であり、さらに好ましくは0.40%である。
クロム(Cr)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Cr含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、Cr含有量が0%超である場合、Crは旧オーステナイト粒界に偏析して、熱延鋼板の耐LME性を高める。Crが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Cr含有量が1.00%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、熱延鋼板の冷間加工性が低下する。
したがって、Cr含有量は0~1.00%であり、含有される場合、Cr含有量は1.00%以下である。
Cr含有量の好ましい下限は0.01%であり、さらに好ましくは0.05%であり、さらに好ましくは0.10%であり、さらに好ましくは0.20%であり、さらに好ましくは0.30%である。
Cr含有量の好ましい上限は0.90%であり、さらに好ましくは0.80%であり、さらに好ましくは0.70%であり、さらに好ましくは0.60%であり、さらに好ましくは0.55%であり、さらに好ましくは0.50%であり、さらに好ましくは0.45%であり、さらに好ましくは0.40%である。
[熱延鋼板の化学組成の測定方法]
本実施形態の熱延鋼板の化学組成は、JIS G0321:2017に準拠した周知の成分分析法で測定できる。具体的には、ドリル等の切削工具を用いて、熱延鋼板から切粉を採取する。採取された切粉を酸に溶解させて溶液を得る。溶液に対して、ICP-MAS(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry)を実施して、化学組成の元素分析を実施する。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。N含有量については、周知の不活性ガス溶融-熱伝導度法を用いて求める。
本実施形態の熱延鋼板の化学組成は、JIS G0321:2017に準拠した周知の成分分析法で測定できる。具体的には、ドリル等の切削工具を用いて、熱延鋼板から切粉を採取する。採取された切粉を酸に溶解させて溶液を得る。溶液に対して、ICP-MAS(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry)を実施して、化学組成の元素分析を実施する。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。N含有量については、周知の不活性ガス溶融-熱伝導度法を用いて求める。
なお、各元素含有量は、本実施形態で規定された有効数字に基づいて、測定された数値の端数を四捨五入して、本実施形態で規定された各元素含有量の最小桁までの数値とする。例えば、本実施形態の鋼材のC含有量は小数第三位までの数値で規定される。したがって、C含有量は、測定された数値の小数第四位を四捨五入して得られた小数第三位までの数値とする。
本実施形態の鋼材のC含有量以外の他の元素含有量も同様に、測定された値に対して、本実施形態で規定された最小桁までの数値の端数を四捨五入して得られた値を、当該元素含有量とする。
なお、四捨五入とは、端数が5未満であれば切り捨て、端数が5以上であれば切り上げることを意味する。
本実施形態の鋼材のC含有量以外の他の元素含有量も同様に、測定された値に対して、本実施形態で規定された最小桁までの数値の端数を四捨五入して得られた値を、当該元素含有量とする。
なお、四捨五入とは、端数が5未満であれば切り捨て、端数が5以上であれば切り上げることを意味する。
[(特徴2)ベイニティックフェライトの面積率について]
本実施形態の熱延鋼板のミクロ組織では、ベイニティックフェライトの面積率が85%以上である。本実施形態の熱延鋼板のミクロ組織は、ベイニティックフェライト単相であってもよい。本実施形態の熱延鋼板のミクロ組織が、ベイニティックフェライトと他の組織とからなる場合、他の組織は例えば、ポリゴナルフェライト、ベイナイト、及び、セメンタイトからなる群から選択される1種以上である。
本実施形態の熱延鋼板のミクロ組織では、ベイニティックフェライトの面積率が85%以上である。本実施形態の熱延鋼板のミクロ組織は、ベイニティックフェライト単相であってもよい。本実施形態の熱延鋼板のミクロ組織が、ベイニティックフェライトと他の組織とからなる場合、他の組織は例えば、ポリゴナルフェライト、ベイナイト、及び、セメンタイトからなる群から選択される1種以上である。
ベイニティックフェライトは、ポリゴナルフェライト、及び、ベイナイトと、次の点で区別可能である。
[ベイニティックフェライトとポリゴナルフェライトとの区別]
ベイニティックフェライトは結晶方位がわずかに異なる粒の集合体である。そのため、結晶粒内にコントラストの差が認められる。一方、ポリゴナルフェライトは粒内の結晶方位差がほとんどない組織である。そのため、結晶粒内は均一なコントラストで観察される。したがってベイニティックフェライトは、結晶方位差に起因したコントラストに基づいて、ポリゴナルフェライトと区別可能である。
ベイニティックフェライトは結晶方位がわずかに異なる粒の集合体である。そのため、結晶粒内にコントラストの差が認められる。一方、ポリゴナルフェライトは粒内の結晶方位差がほとんどない組織である。そのため、結晶粒内は均一なコントラストで観察される。したがってベイニティックフェライトは、結晶方位差に起因したコントラストに基づいて、ポリゴナルフェライトと区別可能である。
[ベイニティックフェライトとベイナイトとの区別]
ベイニティックフェライトの結晶構造は、ベイナイトの結晶構造と同様に、bcc構造である。したがって、結晶構造に基づいて、ベイニティックフェライトをベイナイトと区別することは困難である。さらに、結晶方位差に基づいて、ベイニティックフェライトをベイナイトと区別することは困難である。しかしながら、ベイニティックフェライトは、結晶粒内及び結晶粒界でのFe炭化物の有無に基づいて、ベイナイトと区別可能である。ここで、Fe炭化物とは、Feを含有する炭化物であり、例えば、セメンタイトである。
ベイニティックフェライトの結晶構造は、ベイナイトの結晶構造と同様に、bcc構造である。したがって、結晶構造に基づいて、ベイニティックフェライトをベイナイトと区別することは困難である。さらに、結晶方位差に基づいて、ベイニティックフェライトをベイナイトと区別することは困難である。しかしながら、ベイニティックフェライトは、結晶粒内及び結晶粒界でのFe炭化物の有無に基づいて、ベイナイトと区別可能である。ここで、Fe炭化物とは、Feを含有する炭化物であり、例えば、セメンタイトである。
具体的には、ベイニティックフェライトでは、結晶粒内及び結晶粒界にFe炭化物は存在しない。一方、ベイナイトでは、ラス内及び/又はラス境界にFe炭化物が存在している。したがって、結晶粒内及び結晶粒界でのFe炭化物の有無に基づいて、ベイニティックフェライトをベイナイトと区別可能である。
[ベイニティックフェライトの面積率による効果]
化学組成中の各元素含有量が本実施形態の範囲内である熱延鋼板のミクロ組織において、ベイニティックフェライトの面積率が85%以上であれば、高い強度が得られる。
化学組成中の各元素含有量が本実施形態の範囲内である熱延鋼板のミクロ組織において、ベイニティックフェライトの面積率が85%以上であれば、高い強度が得られる。
ベイニティックフェライトの面積率の好ましい下限は88%であり、さらに好ましくは90%であり、さらに好ましくは92%であり、さらに好ましくは94%であり、さらに好ましくは96%である。ベイニティックフェライトの面積率は100%であってもよい。
[ベイニティックフェライトの面積率の測定方法]
ベイニティックフェライトの面積率は、次の方法で求めることができる。
電界放出型走査電子顕微鏡(FE-SEM)を用いてミクロ組織観察を行う。ミクロ組織観察は、電子チャンネリングコントラスト像(ECCI:Electron Channeling Contrast Image)により行う。観察条件は、加速電圧20kV、傾斜(T)=0°、反射電子モード、とする。結晶方位の測定には電子線後方散乱回折法(EBSD:Electron Back Scatter Diffraction)を用いる。
ベイニティックフェライトの面積率は、次の方法で求めることができる。
電界放出型走査電子顕微鏡(FE-SEM)を用いてミクロ組織観察を行う。ミクロ組織観察は、電子チャンネリングコントラスト像(ECCI:Electron Channeling Contrast Image)により行う。観察条件は、加速電圧20kV、傾斜(T)=0°、反射電子モード、とする。結晶方位の測定には電子線後方散乱回折法(EBSD:Electron Back Scatter Diffraction)を用いる。
試験片は、熱延鋼板の板幅中央位置から採取する。測定位置は、試験片の表面から熱延鋼板の板厚方向に板厚の1/4深さ位置とし、測定範囲は100μm×100μmとする。測定範囲はL方向(熱延鋼板の長手方向)及びT方向(熱延鋼板の厚さ方向)を含む縦断面とする。測定範囲を正六角形のピクセル単位に区切る。互いに隣接するピクセルの中心間距離(EBSDの測定間隔)を0.1μmとする。測定範囲内に正六角形のピクセル全体が含まれるピクセルの中心位置を測定点とする。つまり、ピクセルの一部が観察視野外となるピクセルは、測定対象から外す。また、信頼性指数(CI値)は0.1以上とする。
測定データを、EBSD解析ソフトを用いて以下の手順で解析して、ポリゴナルフェライト及びベイニティックフェライトの識別、及び、定量化を行う。
(手順1)
結晶方位差が15°以上の粒界に囲まれた領域を、一つの結晶粒として定義する。なお、15°以上の粒界に囲まれた領域の円相当径が1.0μm以下である場合、その領域は測定ノイズであると判断して、結晶粒とは認定しない。つまり、測定ノイズと判定された領域は対象外とする。
(手順2)
各結晶粒内の結晶方位差の平均値(Grain Average Misorientation:以下、GAM値という)を算出する。GAM値が0.5°以下の結晶粒をポリゴナルフェライトと定義する。GAM値が0.5°を超える結晶粒をベイニティックフェライトと定義する。
(手順1)
結晶方位差が15°以上の粒界に囲まれた領域を、一つの結晶粒として定義する。なお、15°以上の粒界に囲まれた領域の円相当径が1.0μm以下である場合、その領域は測定ノイズであると判断して、結晶粒とは認定しない。つまり、測定ノイズと判定された領域は対象外とする。
(手順2)
各結晶粒内の結晶方位差の平均値(Grain Average Misorientation:以下、GAM値という)を算出する。GAM値が0.5°以下の結晶粒をポリゴナルフェライトと定義する。GAM値が0.5°を超える結晶粒をベイニティックフェライトと定義する。
なお、上述のミクロ組織観察において、ベイニティックフェライト及びポリゴナルフェライトと異なる組織(ベイナイト、及び、セメンタイト)は、コントラストにより容易に区別できる。
識別されたベイニティックフェライトを定量する。そして、定量したベイニティックフェライトの面積と、測定範囲の総面積(100μm×100μm)とに基づいて、ベイニティックフェライトの面積率(%)を求める。なお、測定ノイズと判定された領域は、測定範囲の総面積から除外する。
なお、GAM値を求めるためのEBSD解析プログラムは、周知のプログラムを用いればよい。例えば、(株)TSLソリューションズ製のOIM Data Collection/Analysis 6.2.0を用いてもよい。
[(特徴3)表層の旧オーステナイト粒の粒界長さGLについて]
本実施形態の熱延鋼板ではさらに、表層領域において、飛行時間型二次イオン質量分析法によりBO2 -が検出された旧オーステナイト粒界の総長さが100μm×100μm当たり0.80~5.00mmである。ここで、100μm×100μm当たりの、飛行時間型二次イオン質量分析法によりBO2 -が検出された旧オーステナイト粒界の総長さを「粒界長さGL」(mm)と称する。
本実施形態の熱延鋼板ではさらに、表層領域において、飛行時間型二次イオン質量分析法によりBO2 -が検出された旧オーステナイト粒界の総長さが100μm×100μm当たり0.80~5.00mmである。ここで、100μm×100μm当たりの、飛行時間型二次イオン質量分析法によりBO2 -が検出された旧オーステナイト粒界の総長さを「粒界長さGL」(mm)と称する。
粒界長さGLが短すぎれば、Bが偏析する粒界領域が少なくなる。この場合、B偏析がLME割れの抑制に十分に寄与することができない。そのため、熱延鋼板の耐LME性が低下する。粒界長さGLが0.80mm以上であれば、粒界長さが十分に長い。この場合、熱延鋼板の表層領域内においてB偏析が生じる粒界領域が十分に多くなる。その結果、熱延鋼板の耐LME性が高まる。
粒界長さGLの好ましい下限は0.90mmであり、さらに好ましくは0.95mmであり、さらに好ましくは1.00mmであり、さらに好ましくは1.01mmであり、さらに好ましくは1.05mmである。
粒界長さGLの上限は特に限定されない。しかしながら、粒界長さGLを過度に長くしようとすれば、製造コストが大幅に高くなる。したがって、工業生産を考慮すれば、粒界長さGLの好ましい上限は5.00mmであり、さらに好ましくは4.95mmであり、さらに好ましくは4.90mmであり、さらに好ましくは4.50mmであり、さらに好ましくは4.00mmであり、さらに好ましくは3.50mmであり、さらに好ましくは3.00mmである。
粒界長さGLの上限は特に限定されない。しかしながら、粒界長さGLを過度に長くしようとすれば、製造コストが大幅に高くなる。したがって、工業生産を考慮すれば、粒界長さGLの好ましい上限は5.00mmであり、さらに好ましくは4.95mmであり、さらに好ましくは4.90mmであり、さらに好ましくは4.50mmであり、さらに好ましくは4.00mmであり、さらに好ましくは3.50mmであり、さらに好ましくは3.00mmである。
[粒界長さGLの測定方法について]
表層の1μm2当たりの旧オーステナイト粒の粒界長さGLは、次の方法で求める。
表層の1μm2当たりの旧オーステナイト粒の粒界長さGLは、次の方法で求める。
熱延鋼板の圧延方向及び板厚方向に平行な断面を観察面とする試験片を5つ採取する。観察面のサイズは例えば、圧延方向に10mm×板厚とする。
各試験片の観察面をダイヤモンドペーストにより鏡面研磨する。鏡面研磨後の観察面をコロイダルシリカ液によって化学的に研磨して、鏡面研磨時に導入された加工変質層を除去する。
各試験片の観察面をダイヤモンドペーストにより鏡面研磨する。鏡面研磨後の観察面をコロイダルシリカ液によって化学的に研磨して、鏡面研磨時に導入された加工変質層を除去する。
観察面において、熱延鋼板の表面から板厚方向に0.2mm深さ位置までの表層領域のうち、100μm×100μmの矩形の観察視野を1つ選択する。上述の[ベイニティックフェライトの面積率の測定方法]に記載の方法に基づいて、観察視野中のベイニティックフェライト粒界、ポリゴナルフェライト粒界及びベイナイト粒界を特定する。
同一の観察視野において、飛行時間型二次イオン質量分析法(TOF-SIMS:Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry)により旧オーステナイト粒界のB偏析を測定する。初めに、予備処理として、観察視野をCs(セシウム)イオンビームでスパッタリングして、観察視野上の汚れ及び酸化物等の不純物を除去する。予備処理後の観察視野に対して、TOF-SIMS装置の一次イオン源から、一次イオンを観察視野に照射して観察視野をスパッタリングする。測定では、一次イオンとしてBi1
+を使用する。一次イオンのビーム径は0.1μmとし、加速電圧を30keVとし、電流値を2pAとする。
一次イオンによるスパッタリングにより生成された二次イオンのうち、Bを含む二次イオンとしてBO2
-(質量電荷比m/z=43)を検出する。BO2
-の飛行時間を測定することにより、観察視野内でのB分布のマップを作成する。B分布マップは、BO2
-が検出された位置を示すマップである。
作成されたB分布マップにおけるベイニティックフェライト粒界、ポリゴナルフェライト粒界及びベイナイト粒界を特定する。B分布マップにおいて、ベイニティックフェライト粒界、ポリゴナルフェライト粒界及びベイナイト粒界以外の粒界を、旧オーステナイト粒界とする。旧オーステナイト粒界のうち、強度が40カウント以上のBO2
-が検出された粒界部分の総長さを、周知の画像処理により求める。得られた粒界の総長さを、粒界長さGL(mm)とする。粒界長さGLは得られた値の小数第三位を四捨五入した小数第二位の値とする。
なお、TOF-SIMS装置は例えば、IONTOF社製の製品名:TOF-SIMS.5を用いる。
[(特徴4)旧オーステナイト粒界でのB偏析度について]
本実施形態の熱延鋼板ではさらに、表層領域において、飛行時間型二次イオン質量分析法によりBO2 -が検出された旧オーステナイト粒界でのB偏析度が80以上である。旧オーステナイト粒界でのB偏析度が高ければ、旧オーステナイト粒界が強化される。そのため、LME割れが粒界に沿って進展するのを抑制できる。
旧オーステナイト粒界でのB偏析度が80以上であれば、B偏析度が高い粒界長さGLが形成されている。そのため、LME割れの旧オーステナイト粒界に沿った進展を顕著に抑制することができる。その結果、熱延鋼板の耐LME性が顕著に高まる。
本実施形態の熱延鋼板ではさらに、表層領域において、飛行時間型二次イオン質量分析法によりBO2 -が検出された旧オーステナイト粒界でのB偏析度が80以上である。旧オーステナイト粒界でのB偏析度が高ければ、旧オーステナイト粒界が強化される。そのため、LME割れが粒界に沿って進展するのを抑制できる。
旧オーステナイト粒界でのB偏析度が80以上であれば、B偏析度が高い粒界長さGLが形成されている。そのため、LME割れの旧オーステナイト粒界に沿った進展を顕著に抑制することができる。その結果、熱延鋼板の耐LME性が顕著に高まる。
B偏析度の好ましい下限は82であり、さらに好ましくは84であり、さらに好ましくは85であり、さらに好ましくは90であり、さらに好ましくは92である。
B偏析度の上限は特に限定されない。しかしながら、特徴1~特徴3を満たす熱延鋼板の場合、旧オーステナイト粒界でのB偏析度の上限は例えば160であり、150であり、140であり、130であり、120である。
B偏析度の上限は特に限定されない。しかしながら、特徴1~特徴3を満たす熱延鋼板の場合、旧オーステナイト粒界でのB偏析度の上限は例えば160であり、150であり、140であり、130であり、120である。
[旧オーステナイト粒界でのB偏析度の測定方法について]
旧オーステナイト粒界でのB偏析度は次の方法で求める。
上述の[粒界長さGLの測定方法について]に記載の方法により、観察視野中でBO2 -が検出された旧オーステナイト粒界を特定する。特定された粒界の任意の5箇所で、粒界を横切る線分析を次のとおり実施する。
旧オーステナイト粒界でのB偏析度は次の方法で求める。
上述の[粒界長さGLの測定方法について]に記載の方法により、観察視野中でBO2 -が検出された旧オーステナイト粒界を特定する。特定された粒界の任意の5箇所で、粒界を横切る線分析を次のとおり実施する。
図1は、線分析を説明するための模式図である。図1を参照して、観察視野中のBO2
-が検出された旧オーステナイト粒界AGに対して、TOF-SIMSにより一次イオンビームを略垂直な方向に走査して、B強度を検出する。TOF-SIMSの線分析では、一次イオンとしてBi1
+を使用する。一次イオンのビーム径は0.1μmとする。このとき、線分析する線分SEの長さL1を15μmとし、測定ピッチを0.2μmとする。なお、線分SEは1つの粒界AGとのみ交差するようにして、複数の粒界AGと交差しないようにする。さらに、線分SEの長さL1の略中央位置に粒界AGが配置されるように、線分析を実施する。線分析により、線分SE上でのB検出強度分布が得られる。
図2は、線分SEでのB検出強度分布の模式図である。図2中の縦軸はB検出強度であり、横軸は線分SEでの距離を示す。図2を参照して、得られたB検出強度分布BCのうち、検出強度の最大値を、BO2
-が検出された旧オーステナイト粒界AGでのB検出強度Bpとする。B検出強度分布BCのうち、線分SEの端点ELから0.15×L1の範囲L10内で0.2μmピッチで測定された全てのB検出強度と、線分SEの端点ERから0.15×L1の範囲R10内で0.2μmピッチで測定された全てのB検出強度との算術平均値を、BO2
-が検出された粒界AGで囲まれた旧オーステナイト粒内での平均B検出強度Baveとする。
得られた粒界AGでのB検出強度Bp、及び、旧オーステナイト粒内での平均B検出強度Baveを用いて、式(A)に基づいて、B偏析度を求める。
B偏析度=Bp/Bave×熱延鋼板の化学組成中のB含有量(ppm) (A)
B偏析度=Bp/Bave×熱延鋼板の化学組成中のB含有量(ppm) (A)
5箇所の線分析で得られたB偏析度の算術平均値を、表層領域の旧オーステナイト粒界でのB偏析度とする。得られたB偏析度は、小数第一位の値を四捨五入して得られた整数値とする。
[本実施形態の熱延鋼板の効果]
本実施形態の熱延鋼板は、特徴1~特徴4を満たす。そのため、本実施形態の熱延鋼板では、優れた耐LME性が得られる。
本実施形態の熱延鋼板は、特徴1~特徴4を満たす。そのため、本実施形態の熱延鋼板では、優れた耐LME性が得られる。
[本実施形態の熱延鋼板の強度について]
なお、本実施形態の熱延鋼板は、特徴1~特徴4を満たす。そのため、本実施形態の熱延鋼板の引張強さは590MPa以上である。したがって、本実施形態の熱延鋼板では、高い強度と優れた耐LME性とを両立できる。
なお、本実施形態の熱延鋼板は、特徴1~特徴4を満たす。そのため、本実施形態の熱延鋼板の引張強さは590MPa以上である。したがって、本実施形態の熱延鋼板では、高い強度と優れた耐LME性とを両立できる。
熱延鋼板の引張強さの好ましい下限は595MPaであり、さらに好ましくは600MPaであり、さらに好ましくは605MPaであり、さらに好ましくは610MPaであり、さらに好ましくは620MPaであり、さらに好ましくは650MPaである。熱延鋼板の引張強度の上限は特に限定されないが、例えば、930MPaである。
[引張強さの測定方法]
熱延鋼板の引張強度、全伸び、及び、降伏比は、JIS Z2241:2022に準拠した引張試験により求めることができる。
熱延鋼板の引張強度、全伸び、及び、降伏比は、JIS Z2241:2022に準拠した引張試験により求めることができる。
具体的には、熱延鋼板から、JIS Z2241:2022に規定のJIS5号試験片に相当する板状引張試験片を採取する。試験片の長手方向は、熱延鋼板の圧延方向と直交する方向とする。JIS Z2241:2022に準拠して、常温、大気中にて引張試験を実施して、引張強さTS(MPa)を求める。
[強度・バーリング性バランスの両立について]
本実施形態の熱延鋼板では好ましくはさらに、上述の優れた強度を有しつつ、優れた穴広げ性(バーリング性)も有する。熱延鋼板が自動車、電機、建材、及び建機等の用途に用いられる場合、プレス加工、伸びフランジ加工等の種々の加工が施される場合がある。このような加工が施される場合、熱延鋼板のバーリング性が高い方が好ましい。
本実施形態の熱延鋼板では好ましくはさらに、上述の優れた強度を有しつつ、優れた穴広げ性(バーリング性)も有する。熱延鋼板が自動車、電機、建材、及び建機等の用途に用いられる場合、プレス加工、伸びフランジ加工等の種々の加工が施される場合がある。このような加工が施される場合、熱延鋼板のバーリング性が高い方が好ましい。
好ましくは、本実施形態の熱延鋼板では、優れた強度・バーリング性バランスに優れる。具体的には、好ましくは、引張強さTS(MPa)と穴広げ率λ(%)とを用いて下記の式で定義される強度・バーリング性バランスSBが40000(MPa・%)以上である。この場合、熱延鋼板が上述の用途に用いられる場合に、部材の軽量化が可能となる。
SB=TS×λ
SB=TS×λ
[強度・バーリング性バランスSBの測定方法]
強度・バーリング性バランスSBは次の方法で求めることができる。
熱延鋼板から、70mm×70mm×板厚の試験片を採取する。第1ポンチ及びダイスを用いて、試験片の中央部に打抜き穴を形成する。第1ポンチの直径D0は10.0mmとする。ダイスは、クリアランスが試験片の板厚の12%となるものを用いる。打抜き穴は円形状であり、打抜き穴の中心位置が、試験片の70mm×70mmの表面の中心位置となるように、打抜き穴を形成する。
強度・バーリング性バランスSBは次の方法で求めることができる。
熱延鋼板から、70mm×70mm×板厚の試験片を採取する。第1ポンチ及びダイスを用いて、試験片の中央部に打抜き穴を形成する。第1ポンチの直径D0は10.0mmとする。ダイスは、クリアランスが試験片の板厚の12%となるものを用いる。打抜き穴は円形状であり、打抜き穴の中心位置が、試験片の70mm×70mmの表面の中心位置となるように、打抜き穴を形成する。
打ち抜いたままの打抜き穴に対して、打抜き穴の縁に形成されたバリの反対側から、頂角が60°の第2ポンチを押し込んで、打抜き穴を拡大する。このとき、第2ポンチの移動速度を10mm/分とする。打抜き穴が拡大して板厚方向に割れが貫通した時点で第2ポンチを停止する。第2ポンチを停止した後、打抜き穴の内径Db(mm)を測定する。
第1ポンチの直径DO(mm)及び打抜き穴の内径Db(mm)を用いて、次式により、穴広げ率λ(%)を求める。
λ=(Db-D0)/D0×100
第1ポンチの直径DO(mm)及び打抜き穴の内径Db(mm)を用いて、次式により、穴広げ率λ(%)を求める。
λ=(Db-D0)/D0×100
上述の[引張強さの測定方法]で得られた熱延鋼板の引張強さTS(MPa)と、穴広げ率λ(%)とを用いて、次式により強度・バーリング性バランスSB(MPa・%)を求める。
SB=TS×λ
SB=TS×λ
[本実施形態の熱延鋼板の板厚について]
本実施形態の熱延鋼板の板厚は特に限定されない。本実施形態の熱延鋼板の板厚は例えば1.6~8.0mmである。本実施形態の熱延鋼板の板厚の好ましい下限は1.8mmであり、さらに好ましくは2.0mmである。本実施形態の熱延鋼板の板厚の好ましい上限は7.8mmであり、さらに好ましくは7.6mmである。
本実施形態の熱延鋼板の板厚は特に限定されない。本実施形態の熱延鋼板の板厚は例えば1.6~8.0mmである。本実施形態の熱延鋼板の板厚の好ましい下限は1.8mmであり、さらに好ましくは2.0mmである。本実施形態の熱延鋼板の板厚の好ましい上限は7.8mmであり、さらに好ましくは7.6mmである。
[本実施形態の熱延鋼板を用いた溶融亜鉛めっき鋼板について]
本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板は、上述の本実施形態の熱延鋼板と、主としてZnを含有する溶融亜鉛系めっき層とを備える。溶融亜鉛系めっき層は、熱延鋼板の表面上に形成される。溶融亜鉛系めっき層は周知の構成を有する。以下、溶融亜鉛系めっき層について説明する。
本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板は、上述の本実施形態の熱延鋼板と、主としてZnを含有する溶融亜鉛系めっき層とを備える。溶融亜鉛系めっき層は、熱延鋼板の表面上に形成される。溶融亜鉛系めっき層は周知の構成を有する。以下、溶融亜鉛系めっき層について説明する。
[溶融亜鉛系めっき層について]
上述のとおり、溶融亜鉛系めっき層は、主としてZnを含有する。具体的には、溶融亜鉛系めっき層は、質量%で65.00%以上のZnを含有する。溶融亜鉛系めっき層は、いわゆる、溶融亜鉛めっき(GI)からなる層であってもよい。溶融亜鉛めっきは、質量%で1.00%以下のZn以外の元素を含有し、残部がZnからなる。溶融亜鉛系めっき層は、溶融亜鉛めっき(GI)以外の化学組成を有していてもよい。溶融亜鉛系めっき層のZn含有量が質量%で65.00%以上であれば、十分な耐食性が得られる。溶融亜鉛系めっき層のZn含有量の好ましい下限は70.00%であり、さらに好ましくは73.00%である。
上述のとおり、溶融亜鉛系めっき層は、主としてZnを含有する。具体的には、溶融亜鉛系めっき層は、質量%で65.00%以上のZnを含有する。溶融亜鉛系めっき層は、いわゆる、溶融亜鉛めっき(GI)からなる層であってもよい。溶融亜鉛めっきは、質量%で1.00%以下のZn以外の元素を含有し、残部がZnからなる。溶融亜鉛系めっき層は、溶融亜鉛めっき(GI)以外の化学組成を有していてもよい。溶融亜鉛系めっき層のZn含有量が質量%で65.00%以上であれば、十分な耐食性が得られる。溶融亜鉛系めっき層のZn含有量の好ましい下限は70.00%であり、さらに好ましくは73.00%である。
[溶融亜鉛系めっき層の化学組成について]
上述のとおり、溶融亜鉛系めっき層は、GI以外の化学組成を有してもよい。溶融亜鉛系めっき層の化学組成は周知の範囲でよい。溶融亜鉛系めっき層の化学組成は例えば、質量%で、65.00%以上のZnと、Al:0.05~35.00%を含有してもよい。溶融亜鉛系めっき層は不純物を含有してもよい。ここで、不純物とは、溶融亜鉛めっき処理を実施する際に、原料から混入されるものを意味する。
上述のとおり、溶融亜鉛系めっき層は、GI以外の化学組成を有してもよい。溶融亜鉛系めっき層の化学組成は周知の範囲でよい。溶融亜鉛系めっき層の化学組成は例えば、質量%で、65.00%以上のZnと、Al:0.05~35.00%を含有してもよい。溶融亜鉛系めっき層は不純物を含有してもよい。ここで、不純物とは、溶融亜鉛めっき処理を実施する際に、原料から混入されるものを意味する。
Al含有量の好ましい下限は0.08%であり、さらに好ましくは0.10%であり、さらに好ましくは0.15%である。Al含有量の好ましい上限は33.00%であり、さらに好ましくは30.00%であり、さらに好ましくは28.00%であり、さらに好ましくは25.00%であり、さらに好ましくは23.00%であり、さらに好ましくは21.00%である。
本実施形態による溶融亜鉛系めっき層の化学組成はさらに、Znの一部に代えて、次の第1群~第7群から選択される1元素以上を含有してもよい。これらの任意元素が溶融亜鉛系めっき層に含有可能な任意元素であることは周知である。以降の各任意元素の含有量の「%」は質量%を意味する。
[第1群]
Mg:0~30.0%
[第2群(Sn群)]
Sn:0~2.00%、Bi:0~2.00%、及び、In:0~2.00%、からなる群から選択される1種以上
[第3群(Ca群)]
Ca:0~3.00%、Y:0~3.00%、La:0~3.00%、及び、Ce:0~3.00%、からなる群から選択される1種以上
[第4群]
Si:0~2.50%
[第5群(Cr群)]
Cr:0~0.5%、Ti:0~0.5%、Ni:0~0.5%、Co:0~0.5%、V:0~0.5%、Nb:0~0.5%、Cu:0~0.5%、及び、Mn:0~0.5%、からなる群から選択される1種以上
[第6群]
Fe:0~5.0%
[第7群(Sr群)]
Sr:0~0.5%、Sb:0~0.5%、Pb:0~0.5%、及び、B:0~0.5%、からなる群から選択される1種以上
[第1群]
Mg:0~30.0%
[第2群(Sn群)]
Sn:0~2.00%、Bi:0~2.00%、及び、In:0~2.00%、からなる群から選択される1種以上
[第3群(Ca群)]
Ca:0~3.00%、Y:0~3.00%、La:0~3.00%、及び、Ce:0~3.00%、からなる群から選択される1種以上
[第4群]
Si:0~2.50%
[第5群(Cr群)]
Cr:0~0.5%、Ti:0~0.5%、Ni:0~0.5%、Co:0~0.5%、V:0~0.5%、Nb:0~0.5%、Cu:0~0.5%、及び、Mn:0~0.5%、からなる群から選択される1種以上
[第6群]
Fe:0~5.0%
[第7群(Sr群)]
Sr:0~0.5%、Sb:0~0.5%、Pb:0~0.5%、及び、B:0~0.5%、からなる群から選択される1種以上
Mgは易酸化元素であり、犠牲防食によって溶融亜鉛系めっき層の耐食性を高める。
スズ(Sn)、ビスマス(Bi)及び、インジウム(In)は、溶融亜鉛系めっき層がMgを含有している場合、Mgと金属間化合物を形成する。その結果、溶融亜鉛めっき鋼板の耐食性が高まる。
カルシウム(Ca)、イットリウム(Y)、ランタン(La)、及びセレン(Ce)は、溶融亜鉛系めっき層中でAl及びZnと金属間化合物を形成する。その結果、溶融亜鉛めっき鋼板の耐食性を高める。
ケイ素(Si)は、溶融亜鉛めっき鋼板の耐食性を高める。
クロム(Cr)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、銅(Cu)及びマンガン(Mn)は、溶融亜鉛めっき鋼板の外観品質を高める。
鉄(Fe)は、溶融亜鉛系めっき層の硬さを高め、溶融亜鉛めっき鋼板の加工性を高める。
ストロンチウム(Sr)、アンチモン(Sb)、鉛(Pb)及びボロン(B)は、溶融亜鉛系めっき層の金属光沢を高め、溶融亜鉛めっき鋼板の外観品質を高める。
スズ(Sn)、ビスマス(Bi)及び、インジウム(In)は、溶融亜鉛系めっき層がMgを含有している場合、Mgと金属間化合物を形成する。その結果、溶融亜鉛めっき鋼板の耐食性が高まる。
カルシウム(Ca)、イットリウム(Y)、ランタン(La)、及びセレン(Ce)は、溶融亜鉛系めっき層中でAl及びZnと金属間化合物を形成する。その結果、溶融亜鉛めっき鋼板の耐食性を高める。
ケイ素(Si)は、溶融亜鉛めっき鋼板の耐食性を高める。
クロム(Cr)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、銅(Cu)及びマンガン(Mn)は、溶融亜鉛めっき鋼板の外観品質を高める。
鉄(Fe)は、溶融亜鉛系めっき層の硬さを高め、溶融亜鉛めっき鋼板の加工性を高める。
ストロンチウム(Sr)、アンチモン(Sb)、鉛(Pb)及びボロン(B)は、溶融亜鉛系めっき層の金属光沢を高め、溶融亜鉛めっき鋼板の外観品質を高める。
[溶融亜鉛系めっき層の化学組成の測定方法]
溶融亜鉛系めっき層の化学組成は、次の方法で求めることができる。インヒビター入りの塩酸を用いて、溶融亜鉛系めっき層を溶解させる。インヒビターは、例えば、朝日化学工業株式会社製の商品名イビットを用いることができる。上述の[熱延鋼板の化学組成の測定方法]に記載の方法と同様に、溶融亜鉛系めっき層の溶液に対して元素分析を実施する。以上の方法により、溶融亜鉛系めっき層の化学組成を求めることができる。
溶融亜鉛系めっき層の化学組成は、次の方法で求めることができる。インヒビター入りの塩酸を用いて、溶融亜鉛系めっき層を溶解させる。インヒビターは、例えば、朝日化学工業株式会社製の商品名イビットを用いることができる。上述の[熱延鋼板の化学組成の測定方法]に記載の方法と同様に、溶融亜鉛系めっき層の溶液に対して元素分析を実施する。以上の方法により、溶融亜鉛系めっき層の化学組成を求めることができる。
以上の熱延鋼板及び溶融亜鉛系めっき層を備える溶融亜鉛めっき鋼板では、優れた耐LME性が得られる。
[熱延鋼板の製造方法]
本実施形態による熱延鋼板の製造方法の一例を説明する。以降に説明する熱延鋼板の製造方法は、本実施形態による熱延鋼板を製造するための一例である。
本実施形態による熱延鋼板の製造方法の一例を説明する。以降に説明する熱延鋼板の製造方法は、本実施形態による熱延鋼板を製造するための一例である。
本実施形態の熱延鋼板の製造方法の一例は、次の工程を含む。
(工程1)素材準備工程
(工程2)粗圧延工程
(工程3)仕上げ圧延工程
(工程4)巻取工程
なお、上記製造方法は、製造ライン設備を用いて実施される。製造ライン設備は、上流から下流に向かって順に、加熱炉、粗圧延機(Rougher)、仕上げ圧延機(Finisher)、水冷装置、及び、巻取装置(Down Coiler)を備える。各設備間には、複数の搬送ロールが配列されている。
以下、各工程について説明する。
(工程1)素材準備工程
(工程2)粗圧延工程
(工程3)仕上げ圧延工程
(工程4)巻取工程
なお、上記製造方法は、製造ライン設備を用いて実施される。製造ライン設備は、上流から下流に向かって順に、加熱炉、粗圧延機(Rougher)、仕上げ圧延機(Finisher)、水冷装置、及び、巻取装置(Down Coiler)を備える。各設備間には、複数の搬送ロールが配列されている。
以下、各工程について説明する。
[(工程1)素材準備工程]
素材準備工程では、特徴1を満たす化学組成の素材を準備する。スラブは例えば、次の方法により製造される。特徴1を満たす化学組成の溶鋼を製造する。上記溶鋼を用いて、鋳造法により素材(スラブ又はインゴット)を製造する。例えば、上記溶鋼を用いて周知の連続鋳造法によりスラブを製造する。又は、上記溶鋼を用いて周知の造塊法によりインゴットを製造する。
素材準備工程では、特徴1を満たす化学組成の素材を準備する。スラブは例えば、次の方法により製造される。特徴1を満たす化学組成の溶鋼を製造する。上記溶鋼を用いて、鋳造法により素材(スラブ又はインゴット)を製造する。例えば、上記溶鋼を用いて周知の連続鋳造法によりスラブを製造する。又は、上記溶鋼を用いて周知の造塊法によりインゴットを製造する。
[(工程2)粗圧延工程]
粗圧延工程では、リバース式の粗圧延機を用いて、準備された素材(スラブ又はインゴット)に対して熱間圧延(粗圧延)を実施して、中間鋼板(粗バー)を製造する。粗圧延工程での素材の加熱温度は、例えば、1250~1300℃である。加熱炉での素材の在炉時間は30分以上であり、好ましくは、60分以上である。在炉時間の上限は特に限定されないが、例えば240分である。
粗圧延工程では、リバース式の粗圧延機を用いて、準備された素材(スラブ又はインゴット)に対して熱間圧延(粗圧延)を実施して、中間鋼板(粗バー)を製造する。粗圧延工程での素材の加熱温度は、例えば、1250~1300℃である。加熱炉での素材の在炉時間は30分以上であり、好ましくは、60分以上である。在炉時間の上限は特に限定されないが、例えば240分である。
[(工程3)仕上げ圧延工程]
仕上げ圧延工程では、仕上げ圧延機を用いて、中間鋼板をさらに熱間圧延(仕上げ圧延)し、鋼板を製造する。仕上げ圧延機は、タンデム式の圧延機であって、一列に配列された複数の圧延スタンドST1~STK(Kは自然数)を含む。各圧延スタンドSTは、一対のワークロールを備える。仕上げ圧延機の複数の圧延スタンドのうち、最後に中間鋼板を圧下する圧延スタンドSTL(LはK以下の自然数)の出側での鋼板の表面温度を、仕上げ圧延温度FT(℃)と定義する。圧延スタンドSTLは仕上げ圧延機の最下流に配置された圧延スタンドSTKであってもよいし、圧延スタンドSTKよりも上流に配置された圧延スタンドSTであってもよい。
仕上げ圧延工程では、仕上げ圧延機を用いて、中間鋼板をさらに熱間圧延(仕上げ圧延)し、鋼板を製造する。仕上げ圧延機は、タンデム式の圧延機であって、一列に配列された複数の圧延スタンドST1~STK(Kは自然数)を含む。各圧延スタンドSTは、一対のワークロールを備える。仕上げ圧延機の複数の圧延スタンドのうち、最後に中間鋼板を圧下する圧延スタンドSTL(LはK以下の自然数)の出側での鋼板の表面温度を、仕上げ圧延温度FT(℃)と定義する。圧延スタンドSTLは仕上げ圧延機の最下流に配置された圧延スタンドSTKであってもよいし、圧延スタンドSTKよりも上流に配置された圧延スタンドSTであってもよい。
仕上げ圧延工程では、次の条件を満たす。
(条件1)
仕上げ圧延温度FT(℃)を850~950℃とする。
(条件2)
仕上げ圧延機のうち最後に中間鋼板を圧下する圧延スタンドSTLの上流であって、圧延スタンドSTLの隣に配置される圧延スタンドSTL-1での圧下率RL-1を25%以上とする。
(条件3)
圧延スタンドSTLでの圧下率RLを圧下率RL-1の0.90倍以上とする。つまり、RL/RL-1を0.90以上とする。
(条件4)
圧延スタンドSTLの出側に配置された水冷装置により、圧延スタンドSTLでの圧延完了後0.30秒以内に鋼板の冷却(水冷)を開始する。
(条件5)
圧延スタンドSTL-1での圧延完了後2.00秒以内に水冷装置での鋼板の冷却(水冷)を開始する。
(条件6)
仕上げ圧延温度FTから仕上げ圧延温度FT-40℃までの間の冷却速度CR1を150℃/秒以上250℃/秒以下とする。
(条件7)
仕上げ圧延温度FT-40℃から巻取温度CTまでの冷却速度CR2を25℃/秒以上75℃/秒以下とする。
以下、条件1~条件7について説明する。
(条件1)
仕上げ圧延温度FT(℃)を850~950℃とする。
(条件2)
仕上げ圧延機のうち最後に中間鋼板を圧下する圧延スタンドSTLの上流であって、圧延スタンドSTLの隣に配置される圧延スタンドSTL-1での圧下率RL-1を25%以上とする。
(条件3)
圧延スタンドSTLでの圧下率RLを圧下率RL-1の0.90倍以上とする。つまり、RL/RL-1を0.90以上とする。
(条件4)
圧延スタンドSTLの出側に配置された水冷装置により、圧延スタンドSTLでの圧延完了後0.30秒以内に鋼板の冷却(水冷)を開始する。
(条件5)
圧延スタンドSTL-1での圧延完了後2.00秒以内に水冷装置での鋼板の冷却(水冷)を開始する。
(条件6)
仕上げ圧延温度FTから仕上げ圧延温度FT-40℃までの間の冷却速度CR1を150℃/秒以上250℃/秒以下とする。
(条件7)
仕上げ圧延温度FT-40℃から巻取温度CTまでの冷却速度CR2を25℃/秒以上75℃/秒以下とする。
以下、条件1~条件7について説明する。
[(条件1)仕上げ圧延温度FTについて]
仕上げ圧延温度FTが950℃を超えれば、粒界長さGLが過度に短くなる。また、旧オーステナイト粒内のBが旧オーステナイト粒界まで拡散する移動距離が大きくなり、旧オーステナイト粒界のB偏析度が低下する。一方、仕上げ圧延温度FTが850℃未満となれば、圧延スタンドSTに過度な負荷が掛かってしまう。したがって、仕上げ圧延温度FTを850~950℃とする。
仕上げ圧延温度FTが950℃を超えれば、粒界長さGLが過度に短くなる。また、旧オーステナイト粒内のBが旧オーステナイト粒界まで拡散する移動距離が大きくなり、旧オーステナイト粒界のB偏析度が低下する。一方、仕上げ圧延温度FTが850℃未満となれば、圧延スタンドSTに過度な負荷が掛かってしまう。したがって、仕上げ圧延温度FTを850~950℃とする。
[(条件2)圧下率RL-1について]
仕上げ圧延機のうち最後に中間鋼板を圧下する圧延スタンドSTLの上流であって、圧延スタンドSTLの隣に配置される圧延スタンドSTL-1での圧下率RL-1が低すぎれば、粒界長さGLが過度に短くなる。また、旧オーステナイト粒内のBが旧オーステナイト粒界まで拡散する移動距離が大きくなり、旧オーステナイト粒界のB偏析度が低下する。したがって、圧下率RL-1を25%以上にする。
仕上げ圧延機のうち最後に中間鋼板を圧下する圧延スタンドSTLの上流であって、圧延スタンドSTLの隣に配置される圧延スタンドSTL-1での圧下率RL-1が低すぎれば、粒界長さGLが過度に短くなる。また、旧オーステナイト粒内のBが旧オーステナイト粒界まで拡散する移動距離が大きくなり、旧オーステナイト粒界のB偏析度が低下する。したがって、圧下率RL-1を25%以上にする。
[(条件3)圧下率RLについて]
圧延スタンドSTLでの圧下率RLが低すぎれば、圧延スタンドSTL-1で鋼板(粗バー)に付与されたひずみが圧延スタンドSTLでの圧下時に低減してしまい、仕上げ圧延完了直後に鋼板に蓄積されたひずみが不十分となる。この場合、粒界長さGLが過度に短くなる。また、旧オーステナイト粒内のBが旧オーステナイト粒界まで拡散する移動距離が大きくなり、旧オーステナイト粒界のB偏析度が低下する。したがって、圧下率RLを圧下率RL-1の0.90倍以上とする。
圧延スタンドSTLでの圧下率RLが低すぎれば、圧延スタンドSTL-1で鋼板(粗バー)に付与されたひずみが圧延スタンドSTLでの圧下時に低減してしまい、仕上げ圧延完了直後に鋼板に蓄積されたひずみが不十分となる。この場合、粒界長さGLが過度に短くなる。また、旧オーステナイト粒内のBが旧オーステナイト粒界まで拡散する移動距離が大きくなり、旧オーステナイト粒界のB偏析度が低下する。したがって、圧下率RLを圧下率RL-1の0.90倍以上とする。
[(条件4)冷却開始時間tLについて]
圧延スタンドSTLでの鋼板の圧延が完了してから、圧延スタンドSTLの出側に配置された水冷装置により鋼板に対して冷却を開始するまでの時間を、冷却開始時間tLとする。冷却開始時間tLが長すぎれば、粒界長さGLが過度に短くなる。また、旧オーステナイト粒内のBが旧オーステナイト粒界まで拡散する移動距離が大きくなり、旧オーステナイト粒界のB偏析度が低下する。したがって、冷却開始時間tLを0.30秒以下にする。
圧延スタンドSTLでの鋼板の圧延が完了してから、圧延スタンドSTLの出側に配置された水冷装置により鋼板に対して冷却を開始するまでの時間を、冷却開始時間tLとする。冷却開始時間tLが長すぎれば、粒界長さGLが過度に短くなる。また、旧オーステナイト粒内のBが旧オーステナイト粒界まで拡散する移動距離が大きくなり、旧オーステナイト粒界のB偏析度が低下する。したがって、冷却開始時間tLを0.30秒以下にする。
冷却開始時間tLは次の方法で求めることができる。圧延スタンドSTLの出側での鋼板の移動速度(m/秒)を求める。ここで、圧延スタンドSTLの出側とは、圧延スタンドSTLの一対のロールに接触している鋼板が一対のワークロールの離れた直後の地点FPLを意味する。地点FPLから、圧延スタンドSTLの出側に配置された水冷装置が鋼板に対して水冷を開始する水冷開始位置までの距離と、上述の鋼板の移動速度とに基づいて、冷却開始時間tL(秒)を求める。得られた数値の小数第三位を四捨五入した小数第二位までの値を、冷却開始時間tL(秒)とする。
[(条件5)水冷開始時間tL-1について]
圧延スタンドSTL-1での鋼板の圧延が完了してから、圧延スタンドSTLの出側に配置された水冷装置により鋼板に対して冷却を開始するまでの時間を、冷却開始時間tL-1とする。冷却開始時間tL-1が長すぎれば、圧延スタンドSTL-1での圧下が完了してから圧延スタンドSTLで圧下が開始されるまでの時間が過度に長くなる。この場合、圧延スタンドSTL-1での圧下により鋼板に付与されたひずみが圧延スタンドSTLでの圧下時に低減してしまう。この場合、粒界長さGLが過度に短くなる。また、旧オーステナイト粒内のBが旧オーステナイト粒界まで拡散する移動距離が大きくなり、旧オーステナイト粒界のB偏析度が低下する。したがって、冷却開始時間tL-1を2.00秒以下にする。
圧延スタンドSTL-1での鋼板の圧延が完了してから、圧延スタンドSTLの出側に配置された水冷装置により鋼板に対して冷却を開始するまでの時間を、冷却開始時間tL-1とする。冷却開始時間tL-1が長すぎれば、圧延スタンドSTL-1での圧下が完了してから圧延スタンドSTLで圧下が開始されるまでの時間が過度に長くなる。この場合、圧延スタンドSTL-1での圧下により鋼板に付与されたひずみが圧延スタンドSTLでの圧下時に低減してしまう。この場合、粒界長さGLが過度に短くなる。また、旧オーステナイト粒内のBが旧オーステナイト粒界まで拡散する移動距離が大きくなり、旧オーステナイト粒界のB偏析度が低下する。したがって、冷却開始時間tL-1を2.00秒以下にする。
冷却開始時間tL-1は次の方法で求めることができる。圧延スタンドSTL-1の出側での鋼板の移動速度(m/秒)を求める。ここで、圧延スタンドSTL-1の出側とは、圧延スタンドSTL-1の一対のロールに接触している鋼板が一対のワークロールの離れた直後の地点FPL-1を意味する。地点FPL-1から圧延スタンドSTLの出側の地点FPLまでの距離と、鋼板の移動速度とに基づいて、地点FPL-1から圧延スタンドSTLの出側の地点FPLまでの鋼板の搬送時間(秒)を求める。得られた数値の小数第三位を四捨五入した小数第二位までの値を、冷却開始時間tL-1(秒)とする。当該搬送時間と、冷却開始時間tLとを加算した時間を、冷却開始時間tL-1(秒)とする。
[(条件6)冷却速度CR1について]
仕上げ圧延温度FTから仕上げ圧延温度FT-40℃までの間の温度域での平均冷却速度を、冷却速度CR1(℃/秒)とする。この温度域での冷却速度CR1が遅すぎれば、粒界長さGLが過度に短くなる。また、旧オーステナイト粒内のBが旧オーステナイト粒界まで拡散する移動距離が大きくなり、旧オーステナイト粒界のB偏析度が低下する。
一方、冷却速度CR1が速すぎれば、製造された熱延鋼板において、ベイニティックフェライトの面積率が過度に小さくなる。
したがって、冷却速度CR1を150℃/秒以上250℃/秒以下とする。
仕上げ圧延温度FTから仕上げ圧延温度FT-40℃までの間の温度域での平均冷却速度を、冷却速度CR1(℃/秒)とする。この温度域での冷却速度CR1が遅すぎれば、粒界長さGLが過度に短くなる。また、旧オーステナイト粒内のBが旧オーステナイト粒界まで拡散する移動距離が大きくなり、旧オーステナイト粒界のB偏析度が低下する。
一方、冷却速度CR1が速すぎれば、製造された熱延鋼板において、ベイニティックフェライトの面積率が過度に小さくなる。
したがって、冷却速度CR1を150℃/秒以上250℃/秒以下とする。
冷却速度CR1は、鋼板の表面温度が仕上げ圧延温度FTから仕上げ圧延温度FT-40℃に至るまでの時間に基づいて、求めることができる。冷却速度CR1は、得られた数値の小数第一位を四捨五入した整数値とする。なお、仕上げ圧延温度FTからFT-40℃までの温度域では、鋼板は連続的に冷却される。つまり、鋼板の温度は冷却により連続的に低下する。
[(条件7)冷却速度CR2について]
仕上げ圧延温度FT-40℃から巻取温度CTまでの温度域での平均冷却速度を、冷却速度CR2とする。
冷却速度CR2が遅すぎれば、旧オーステナイト粒界へのBの偏析が低下する。さらに、ポリゴナルフェライトが過剰に生成し、ベイニティックフェライトの面積率が十分に得られない。さらに、粒界長さGLが過度に短くなったり、B偏析度が低くなったりする。
一方、冷却速度CR2が速すぎれば、製造された熱延鋼板において、ベイニティックフェライトの面積率が過度に小さくなる。
したがって、冷却速度CR2は25℃/秒以上75℃/秒以下とする。
仕上げ圧延温度FT-40℃から巻取温度CTまでの温度域での平均冷却速度を、冷却速度CR2とする。
冷却速度CR2が遅すぎれば、旧オーステナイト粒界へのBの偏析が低下する。さらに、ポリゴナルフェライトが過剰に生成し、ベイニティックフェライトの面積率が十分に得られない。さらに、粒界長さGLが過度に短くなったり、B偏析度が低くなったりする。
一方、冷却速度CR2が速すぎれば、製造された熱延鋼板において、ベイニティックフェライトの面積率が過度に小さくなる。
したがって、冷却速度CR2は25℃/秒以上75℃/秒以下とする。
冷却速度CR2は、鋼板の表面温度が仕上げ圧延温度FT-40℃から巻取温度CT(℃)に至るまでの時間に基づいて、求めることができる。冷却速度CR2は、得られた数値の小数第一位を四捨五入した整数値とする。なお、仕上げ圧延温度FT-40℃から巻取温度CT2までの温度域では、鋼板は連続的に冷却される。つまり、鋼板の温度は冷却により連続的に低下する。
仕上げ圧延温度FTから仕上げ圧延温度FT-40℃まで冷却速度CR1で鋼板を冷却した後、滞留時間を設けることなく、速やかに冷却速度CR2で鋼板を冷却する。つまり、冷却速度CR1で冷却と冷却速度CR2での冷却とは連続して実施される。仮に、冷却速度CR1での冷却後、0.2秒以上の滞留時間を設ければ、旧オーステナイト粒界に偏析しているBが拡散してしまい、特徴3又は特徴4を満たさなくなる。
[(工程4)巻取工程]
巻取工程では、冷却装置を通過した鋼板を巻取装置によりコイル状に巻き取る。巻取工程では、鋼板中にTi炭化物が生成する。ここで、巻き取り開始時の鋼板の表面温度を、巻取温度CT(℃)と定義する。巻取温度CTは、熱延鋼板のミクロ組織(ベイニティックフェライト、ポリゴナルフェライト、及び、ベイナイトの割合)にも影響を与える。そこで、巻取温度CTを500~630℃とする。
巻取工程では、冷却装置を通過した鋼板を巻取装置によりコイル状に巻き取る。巻取工程では、鋼板中にTi炭化物が生成する。ここで、巻き取り開始時の鋼板の表面温度を、巻取温度CT(℃)と定義する。巻取温度CTは、熱延鋼板のミクロ組織(ベイニティックフェライト、ポリゴナルフェライト、及び、ベイナイトの割合)にも影響を与える。そこで、巻取温度CTを500~630℃とする。
巻取温度CTが630℃よりも高い場合、鋼板中のミクロ組織において、オーステナイトからベイニティックフェライトへの変態が完了する前に、巻取が開始される。そのため、オーステナイトの一部がポリゴナルフェライトに変態してしまう。その結果、熱延鋼板中のベイニティックフェライトの面積率が低くなる。
一方、巻取温度CTが500℃未満であれば、熱延鋼板中にベイナイトが生成する。そのため、熱延鋼板中のベイニティックフェライトの面積率が低くなる。
以上の製造工程により、本実施形態による熱延鋼板が製造される。上述のとおり、本実施形態の熱延鋼板は、上記製造方法以外の他の製造方法で製造されてもよい。
[熱延鋼板の製造方法における、その他の工程]
本実施形態の熱延鋼板の製造方法は、上述の工程以外の他の工程を含んでもよい。例えば、仕上げ圧延工程後であって巻取工程前に、又は、巻取工程後に、調質圧延工程を実施してもよい。調質圧延工程では、熱延鋼板に対して調質圧延を実施する。調質圧延工程により、熱延鋼板の形状を調整したり、表面粗さを調整したり、降伏強度を調整したりする。上記効果を有効に得るための調質圧延工程での板厚減少率は例えば、0.1%以上である。調質圧延工程での板厚減少率の好ましい上限は3.0%である。この場合、熱延鋼板に過度な歪が導入されるのが抑制され、良好な延性、曲げ性及びフランジ性を維持できる。
本実施形態の熱延鋼板の製造方法は、上述の工程以外の他の工程を含んでもよい。例えば、仕上げ圧延工程後であって巻取工程前に、又は、巻取工程後に、調質圧延工程を実施してもよい。調質圧延工程では、熱延鋼板に対して調質圧延を実施する。調質圧延工程により、熱延鋼板の形状を調整したり、表面粗さを調整したり、降伏強度を調整したりする。上記効果を有効に得るための調質圧延工程での板厚減少率は例えば、0.1%以上である。調質圧延工程での板厚減少率の好ましい上限は3.0%である。この場合、熱延鋼板に過度な歪が導入されるのが抑制され、良好な延性、曲げ性及びフランジ性を維持できる。
[本実施形態の熱延鋼板を含む溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法]
本実施形態の熱延鋼板を含む、溶融亜鉛めっき鋼板は、次の周知の溶融めっき処理工程を実施することにより製造できる。
本実施形態の熱延鋼板を含む、溶融亜鉛めっき鋼板は、次の周知の溶融めっき処理工程を実施することにより製造できる。
[溶融亜鉛めっき処理工程]
溶融亜鉛めっき処理工程では、熱延鋼板の表面に上述の化学組成を有する溶融亜鉛系めっき層を形成する。具体的には、めっき浴を準備する。形成される溶融亜鉛系めっき層の組成に応じて、めっき浴の組成を調整する。めっき浴に熱延鋼板を一定時間浸漬した後、熱延鋼板をめっき浴から周知の方法で引き上げる。例えば、めっき浴中にはシンクロールが配置されている。めっき浴に浸漬された熱延鋼板は、その進行方向を、シンクロールにより上方に転換される。
溶融亜鉛めっき処理工程では、熱延鋼板の表面に上述の化学組成を有する溶融亜鉛系めっき層を形成する。具体的には、めっき浴を準備する。形成される溶融亜鉛系めっき層の組成に応じて、めっき浴の組成を調整する。めっき浴に熱延鋼板を一定時間浸漬した後、熱延鋼板をめっき浴から周知の方法で引き上げる。例えば、めっき浴中にはシンクロールが配置されている。めっき浴に浸漬された熱延鋼板は、その進行方向を、シンクロールにより上方に転換される。
めっき浴から引き上げられた熱延鋼板の表面には、溶融亜鉛系めっきが付着している。周知のガスワイピング装置で熱延鋼板に付着する溶融亜鉛系めっきの付着量を調整する。めっき浴から引き上げられた熱延鋼板に付着した溶融亜鉛系めっきが凝固して、溶融亜鉛系めっき層を形成する。以上の工程により、溶融亜鉛めっき鋼板が製造される。
[溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法における、その他の工程]
本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、溶融めっき処理工程以外の他の製造工程を含んでもよい。例えば、本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、溶融めっき処理工程の前に、Niプレめっき工程を含んでもよい。Niプレめっき工程では、上述の熱延鋼板に対してNiめっきを実施して、熱延鋼板の表面にNiめっき層を形成する。Niめっき層が形成された熱延鋼板に対して、溶融めっき処理工程を実施する。この場合、溶融亜鉛系めっき層の熱延鋼板に対する密着性が高まる。
本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、溶融めっき処理工程以外の他の製造工程を含んでもよい。例えば、本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、溶融めっき処理工程の前に、Niプレめっき工程を含んでもよい。Niプレめっき工程では、上述の熱延鋼板に対してNiめっきを実施して、熱延鋼板の表面にNiめっき層を形成する。Niめっき層が形成された熱延鋼板に対して、溶融めっき処理工程を実施する。この場合、溶融亜鉛系めっき層の熱延鋼板に対する密着性が高まる。
本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法はさらに、溶融めっき処理工程の後に、化成処理工程を含んでもよい。化成処理工程では、製造された溶融亜鉛めっき鋼板に対して化成処理を実施して、溶融亜鉛系めっき層上に化成被膜を形成する。化成処理工程を実施する場合、化成処理の方法は特に限定されず、周知の方法でよい。例えば、化成被膜として周知のクロム化成被膜を形成してもよい。
本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法はさらに、溶融めっき処理工程の後に、調質圧延工程を実施してもよい。調質圧延工程では、製造された溶融亜鉛めっき鋼板に対して調質圧延を実施する。上述の化成処理工程を実施する場合、化成処理工程の前に調質圧延工程を実施することにより、化成被膜の密着性を高めることができる。調質圧延工程での板厚減少率は特に限定されない。調質圧延工程での好ましい板厚減少率は例えば、0.1~3.0%である。
溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法はさらに、他の製造工程を含んでもよい。上述の製造方法は、本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板を得るための製造方法の一例である。したがって、本実施形態の溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、上述の製造方法に限定されない。
実施例により本実施形態の熱延鋼板及び溶融亜鉛めっき鋼板の一態様の効果をさらに具体的に説明する。以下の実施例での条件は、本実施形態の熱延鋼板及び溶融亜鉛めっき鋼板の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例である。したがって、本実施形態の熱延鋼板及び溶融亜鉛めっき鋼板はこの一条件例に限定されない。
表1に示す化学組成を有する熱延鋼板を製造した。
表1中の「-」は、対応する元素含有量が、含有されていなかったことを意味する。なお、各試験番号の鋼板の化学組成は、上述の[熱延鋼板の化学組成の測定方法]に記載の方法に基づいて求めた。
溶鋼を連続鋳造してスラブを製造した。スラブに対して熱間加工工程(粗圧延工程及び仕上げ圧延工程)を実施した。スラブを1250~1300℃で60分加熱した。加熱後のスラブを粗圧延機で圧延して中間鋼板を製造した。さらに、仕上げ圧延機を用いて中間鋼板を圧延し、鋼板を製造した。仕上げ圧延工程での(条件1)仕上げ圧延温度FT(℃)、(条件2)圧下率RL-1(%)、(条件3)圧下率RL/圧下率RL-1、(条件4)冷却開始時間tL(秒)、(条件5)水冷開始時間tL-1(秒)、(条件6)冷却速度CR1(℃/秒)、及び、(条件7)冷却速度CR2(℃/秒)は、表2に示すとおりであった。
なお、仕上げ圧延温度FTから仕上げ圧延温度FT-40℃まで冷却速度CR1で鋼板を冷却した後、滞留時間を設けることなく、速やかに冷却速度CR2で鋼板を冷却した。つまり、冷却速度CR1で冷却と冷却速度CR2での冷却とは連続して実施した。また、仕上げ圧延温度FTからFT-40℃までの温度域では、鋼板の温度を冷却により連続的に低下させた。同様に、仕上げ圧延温度FT-40℃から巻取温度CT2までの温度域では、鋼板の温度を冷却により連続的に低下させた。
なお、仕上げ圧延温度FTから仕上げ圧延温度FT-40℃まで冷却速度CR1で鋼板を冷却した後、滞留時間を設けることなく、速やかに冷却速度CR2で鋼板を冷却した。つまり、冷却速度CR1で冷却と冷却速度CR2での冷却とは連続して実施した。また、仕上げ圧延温度FTからFT-40℃までの温度域では、鋼板の温度を冷却により連続的に低下させた。同様に、仕上げ圧延温度FT-40℃から巻取温度CT2までの温度域では、鋼板の温度を冷却により連続的に低下させた。
仕上げ圧延後の鋼板を巻取装置により巻取温度CTでコイル状に巻き取った。各試験番号の巻取温度CTは500~630℃であった。巻取後のコイル状の鋼板を常温まで放冷し、表1に示す各試験番号の熱延鋼板を製造した。熱延鋼板の板厚は2.3mmであった。
[評価試験]
各試験番号の熱延鋼板に対して、次の評価試験を実施した。
(試験1)ベイニティックフェライトの面積率の測定試験
(試験2)表層の旧オーステナイト粒の粒界長さGLの測定試験
(試験3)旧オーステナイト粒界でのB偏析度の測定試験
(試験4)引張強さ測定試験
(試験5)強度・バーリング性バランス測定試験
(試験6)溶融亜鉛めっき鋼板の耐LME性評価試験
以下、試験1~試験6について説明する。
各試験番号の熱延鋼板に対して、次の評価試験を実施した。
(試験1)ベイニティックフェライトの面積率の測定試験
(試験2)表層の旧オーステナイト粒の粒界長さGLの測定試験
(試験3)旧オーステナイト粒界でのB偏析度の測定試験
(試験4)引張強さ測定試験
(試験5)強度・バーリング性バランス測定試験
(試験6)溶融亜鉛めっき鋼板の耐LME性評価試験
以下、試験1~試験6について説明する。
[(試験1)ベイニティックフェライトの面積率の測定試験]
上述の[ベイニティックフェライトの面積率の測定方法]に記載の方法に基づいて、各試験番号の熱延鋼板のベイニティックフェライトの面積率(%)を求めた。得られたベイニティックフェライトの面積率を表3中の「BF面積率(%)」欄に示す。
上述の[ベイニティックフェライトの面積率の測定方法]に記載の方法に基づいて、各試験番号の熱延鋼板のベイニティックフェライトの面積率(%)を求めた。得られたベイニティックフェライトの面積率を表3中の「BF面積率(%)」欄に示す。
[(試験2)表層の旧オーステナイト粒の粒界長さGLの測定試験]
上述の[粒界長さGLの測定方法について]に記載の方法に基づいて、各試験番号の熱延鋼板の表層領域の粒界長さGL(mm)を求めた。得られた粒界長さGLを、表3中の「粒界長さGL(mm)」欄に示す。
上述の[粒界長さGLの測定方法について]に記載の方法に基づいて、各試験番号の熱延鋼板の表層領域の粒界長さGL(mm)を求めた。得られた粒界長さGLを、表3中の「粒界長さGL(mm)」欄に示す。
[(試験3)旧オーステナイト粒界でのB偏析度の測定試験]
上述の[旧オーステナイト粒界でのB偏析度の測定方法]に記載の方法に基づいて、各試験番号の熱延鋼板の表層領域のB偏析度を求めた。得られたB偏析度を、表3中の「B偏析度」欄に示す。
上述の[旧オーステナイト粒界でのB偏析度の測定方法]に記載の方法に基づいて、各試験番号の熱延鋼板の表層領域のB偏析度を求めた。得られたB偏析度を、表3中の「B偏析度」欄に示す。
[(試験4)引張強さ測定試験]
上述の[引張強さの測定方法]に記載の方法に基づいて、各試験番号の熱延鋼板の引張強さTS(MPa)を求めた。得られた引張強さTSを表3中の「TS(MPa)」欄に示す。
上述の[引張強さの測定方法]に記載の方法に基づいて、各試験番号の熱延鋼板の引張強さTS(MPa)を求めた。得られた引張強さTSを表3中の「TS(MPa)」欄に示す。
[(試験5)強度・バーリング性バランス測定試験]
上述の[強度・バーリング性バランスSBの測定方法]に記載の方法に基づいて、各試験番号の熱延鋼板の穴広げ性λ(%)を求めた。さらに、試験4で得られた引張強さTS(MPa)と、穴広げ性(%)とを用いて、強度・バーリング性バランスSBを求めた。得られた穴広げ率λ(%)を表3中の「λ(%)」欄に示す。得られた強度・バーリング性バランスSBを、表3中の「SB(MPa・%)」欄に示す。
上述の[強度・バーリング性バランスSBの測定方法]に記載の方法に基づいて、各試験番号の熱延鋼板の穴広げ性λ(%)を求めた。さらに、試験4で得られた引張強さTS(MPa)と、穴広げ性(%)とを用いて、強度・バーリング性バランスSBを求めた。得られた穴広げ率λ(%)を表3中の「λ(%)」欄に示す。得られた強度・バーリング性バランスSBを、表3中の「SB(MPa・%)」欄に示す。
[(試験6)溶融亜鉛めっき鋼板の耐LME性評価試験]
[溶融亜鉛めっき鋼板の製造]
溶融亜鉛めっき鋼板の耐LME性を評価するために、初めに、各試験番号の熱延鋼板を用いて、溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。具体的には、各試験番号の熱延鋼板に対して、周知の溶融めっき処理を実施して、表4に示す化学組成の溶融亜鉛系めっき層を熱延鋼板の表面に形成した。表3の「めっき鋼板」の「めっき番号」欄に、各試験番号の熱延鋼板上に形成された溶融亜鉛系めっき層のめっき番号を示す。表3の「めっき鋼板」の「めっき番号」欄に示すめっき番号は、表4のめっき番号に相当する。以上の製造工程により、溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。
[溶融亜鉛めっき鋼板の製造]
溶融亜鉛めっき鋼板の耐LME性を評価するために、初めに、各試験番号の熱延鋼板を用いて、溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。具体的には、各試験番号の熱延鋼板に対して、周知の溶融めっき処理を実施して、表4に示す化学組成の溶融亜鉛系めっき層を熱延鋼板の表面に形成した。表3の「めっき鋼板」の「めっき番号」欄に、各試験番号の熱延鋼板上に形成された溶融亜鉛系めっき層のめっき番号を示す。表3の「めっき鋼板」の「めっき番号」欄に示すめっき番号は、表4のめっき番号に相当する。以上の製造工程により、溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。
なお、表4中の数値の左横に併記された元素記号は、含有されている元素を意味する。例えば、めっき番号P2では、Sn群の元素として、Snが質量%で0.11%含有されていることを意味する。なお、各めっき番号のめっき層の化学組成は、上述の[溶融亜鉛系めっき層の化学組成の測定方法]に記載の方法により求めた。
製造された各試験番号の溶融亜鉛めっき鋼板の耐LME性を、次の方法で評価した。
各試験番号の溶融亜鉛めっき鋼板から100mm×75mm×板厚のサンプル鋼板を採取した。サンプル鋼板を用いて図3に示すアーク溶接を実施した。具体的には、直径20mm、長さ25mmの円柱形状のボス部材1を準備した。ボス部材1はJIS G3101:2015に規定のSS400に相当する鋼材とした。
各試験番号の溶融亜鉛めっき鋼板から100mm×75mm×板厚のサンプル鋼板を採取した。サンプル鋼板を用いて図3に示すアーク溶接を実施した。具体的には、直径20mm、長さ25mmの円柱形状のボス部材1を準備した。ボス部材1はJIS G3101:2015に規定のSS400に相当する鋼材とした。
図3に示すとおり、ボス部材1をサンプル鋼板2の中心位置に、ボス部材1の軸方向がサンプル鋼板2の表面の法線方向となるように配置した。配置したボス部材1をアーク溶接によりサンプル鋼板2に溶接した。溶接ワイヤはJIS Z3312:2009 G69A2UCN1M2Tに規定のYM-70CSとした。アーク溶接では、溶接開始点から溶接ビード3がボス部材1の周囲を平面視において時計回りに1周し、溶接開始点を通過した後もさらにアーク溶接を継続して、溶接ビードの重複領域4を形成するまで溶接を継続した。重複領域4の幅は約15mmであった。
アーク溶接時の電流値を190A、電圧値を23Vとした。溶接速度を0.3m/分とした。アーク溶接時のシールドガスとして、20体積%のCO2ガスと、80体積%のアルゴンガスの混合ガスを用いた。アーク溶接中のシールドガス流量を20L/分とした。
図3に示すアーク溶接を実施する前に、図4に示すように、サンプル鋼板2を拘束板5と予め接合した。拘束板5は、120mm×95mm×板厚4mmであり、JIS G3101:2015に規定のSS400に相当する鋼板とした。サンプル鋼板2を拘束板5の表面に配置した。配置したサンプル鋼板2の全周を、拘束板5に溶接した。溶接ワイヤ及び溶接条件はボス部材1をサンプル鋼板2に溶接する場合と同じとした。
図3のボス部材の溶接を実施する前に、図4に示すとおり、拘束板5に周溶接されたサンプル鋼板2を架台6上に配置して、図示しないクランプでサンプル鋼板2及び拘束板5を架台6に固定した。サンプル鋼板2がクランプにより架台6に固定された後、図3に示すようにボス部材1をアーク溶接によりサンプル鋼板2に溶接した。
ボス部材1をサンプル鋼板2にアーク溶接した後、図3に示すとおり、ボス部材1の中心軸を通り、かつ、溶接ビード3の重複領域4を通る切断面7でボス部材1、サンプル鋼板2、及び、拘束板5を切断した。そして、切断面7を、光学顕微鏡を用いて100倍の倍率で観察した。観察では、サンプル鋼板での割れ(溶融金属脆化割れ)の有無を目視で確認した。割れが観察された場合、割れ長さを測定した。具体的には、熱延鋼板の表面(めっき層と熱延鋼板との界面)から深さ方向(板厚方向)の割れの長さ(mm)を求めた。測定された割れ長さのうち、最大の割れ長さを特定した。最大の割れ長さが1.0mm以内であれば、耐LME性に優れると判断した(表3中の「耐LME評価」欄で「E」(Excellent)で表示)。一方、最大の割れ長さが1.0mmを超える場合、耐LME性が低いと判断した(表3中の「耐LME評価」欄で「B」(Bad)で表示)。
[評価結果]
表1~表4を参照して、試験番号1~19の熱延鋼板は特徴1~特徴4を満たした。そのため、優れた耐LME性が得られた。なお、これらの試験番号の熱延鋼板では、引張強さTSが590MPa以上であり、高い強度が得られた。
表1~表4を参照して、試験番号1~19の熱延鋼板は特徴1~特徴4を満たした。そのため、優れた耐LME性が得られた。なお、これらの試験番号の熱延鋼板では、引張強さTSが590MPa以上であり、高い強度が得られた。
一方、試験番号20では、W含有量が低すぎた。そのため、B偏析度が低かった。その結果、十分な耐LME性が得られなかった。
試験番号21では、B含有量が低すぎた。そのため、B偏析度が低かった。その結果、十分な耐LME性が得られなかった。
試験番号22及び23では、仕上げ圧延温度FTが高すぎた。そのため、粒界長さGLが短く、B偏析度が低かった。その結果、十分な耐LME性が得られなかった。
試験番号24及び25では、圧下率RL-1が低すぎた。そのため、粒界長さGLが短く、B偏析度が低かった。その結果、十分な耐LME性が得られなかった。
試験番号26及び27では、圧下率RLの圧下率RL-1に対する比(=RL/RL-1)が低すぎた。そのため、粒界長さGLが短く、B偏析度が低かった。その結果、十分な耐LME性が得られなかった。
試験番号28及び29では、冷却開始時間tLが長すぎた。そのため、粒界長さGLが短く、B偏析度が低かった。その結果、十分な耐LME性が得られなかった。
試験番号30及び31では、水冷開始時間tL-1が長すぎた。そのため、粒界長さGLが短く、B偏析度が低かった。その結果、十分な耐LME性が得られなかった。
試験番号32及び33では、冷却速度CR1が遅すぎた。そのため、粒界長さGLが短く、B偏析度が低かった。その結果、十分な耐LME性が得られなかった。
試験番号34では、冷却速度CR1が速すぎた。そのため、ベイニティックフェライトの面積率が低かった。その結果、強度・バーリング性バランスSBが低かった。
試験番号35~37では、冷却速度CR2が遅すぎた。そのため、試験番号35及び36では、ベイニティックフェライトの面積率が低く、粒界長さGLが短く、B偏析度が低かった。また、試験番号37では、B偏析度が低かった。その結果、試験番号35及び36では、十分な耐LME性が得られず、引張強さが590MPa未満であった。さらに、強度・バーリング性バランスSBが低かった。また、試験番号37では、十分な耐LME性が得られなかった。
試験番号38では、冷却速度CR2が速すぎた。そのため、ベイニティックフェライトの面積率が低かった。その結果、強度・バーリング性バランスSBが低かった。
以上、本開示の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本開示を実施するための例示に過ぎない。したがって、本開示は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。
Claims (3)
- 熱延鋼板であって、
質量%で、
C:0.030~0.110%、
Si:0.01~0.50%、
Mn:0.50~1.50%、
P:0.025%以下、
S:0.010%以下、
Al:0.010~0.070%、
N:0.0070%以下、
Ti:0.055~0.200%、
W:0.020~0.100%、
B:0.0010~0.0050%、
Nb:0~0.150%、
V:0~0.20%、及び、
Cr:0~1.00%、を含有し、
残部はFe及び不純物からなり、
ミクロ組織において、ベイニティックフェライトの面積率は85%以上であり、
前記熱延鋼板の表面から板厚方向に0.2mm深さ位置までの表層領域において、飛行時間型二次イオン質量分析法によりBO2 -が検出された旧オーステナイト粒界の総長さが100μm×100μm当たり0.80~5.00mmであり、
前記旧オーステナイト粒界でのB偏析度が80以上である、
熱延鋼板。 - 請求項1に記載の熱延鋼板であって、
質量%で、
Nb:0.001~0.150%、
V:0.01~0.20%、及び、
Cr:0.01~1.00%、からなる群から選択される1種以上を含有する、
熱延鋼板。 - 請求項1又は請求項2に記載の前記熱延鋼板と、
前記熱延鋼板の表面上に形成されており、質量%でZnを65.00%以上含有する溶融亜鉛系めっき層と、を備える、
溶融亜鉛めっき鋼板。
Applications Claiming Priority (2)
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| JP2024-073829 | 2024-04-30 | ||
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|---|---|
| WO2025229986A1 true WO2025229986A1 (ja) | 2025-11-06 |
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|---|---|---|---|
| PCT/JP2025/016351 Pending WO2025229986A1 (ja) | 2024-04-30 | 2025-04-30 | 熱延鋼板、及び、溶融亜鉛めっき鋼板 |
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| WO (1) | WO2025229986A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2003003238A (ja) * | 2001-06-22 | 2003-01-08 | Nisshin Steel Co Ltd | 耐食性に優れたZn−Al−Mg系溶融めっき鋼材 |
| JP2008184685A (ja) * | 2007-01-31 | 2008-08-14 | Nisshin Steel Co Ltd | 耐溶融金属脆化割れ性に優れたZn−Al−Mg系めっき鋼板 |
| WO2015093596A1 (ja) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | 日新製鋼株式会社 | 加工性に優れた溶融Zn-Al-Mg系めっき鋼板及びその製造方法 |
| WO2023084926A1 (ja) * | 2021-11-12 | 2023-05-19 | 日本製鉄株式会社 | 熱延鋼板、溶融めっき鋼板、及び、熱延鋼板の製造方法 |
-
2025
- 2025-04-30 WO PCT/JP2025/016351 patent/WO2025229986A1/ja active Pending
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