CN111868282A - 钢板 - Google Patents
钢板 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111868282A CN111868282A CN201980019592.2A CN201980019592A CN111868282A CN 111868282 A CN111868282 A CN 111868282A CN 201980019592 A CN201980019592 A CN 201980019592A CN 111868282 A CN111868282 A CN 111868282A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steel sheet
- less
- martensite
- retained austenite
- region
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 198
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 198
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 132
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 101
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims abstract description 86
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 16
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 34
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 description 27
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 22
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 17
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 17
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 16
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 14
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 13
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 13
- 239000010960 cold rolled steel Substances 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 10
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 8
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 8
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 7
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 7
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 6
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 6
- 238000005246 galvanizing Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 6
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 5
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000794 TRIP steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- HQFCOGRKGVGYBB-UHFFFAOYSA-N ethanol;nitric acid Chemical compound CCO.O[N+]([O-])=O HQFCOGRKGVGYBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 3
- 229910001335 Galvanized steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001122 Mischmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000008397 galvanized steel Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N iron;methane Chemical compound C.[Fe].[Fe].[Fe] KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 238000012882 sequential analysis Methods 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 241000270708 Testudinidae Species 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000000988 reflection electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001568 sexual effect Effects 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
- Coating With Molten Metal (AREA)
Abstract
本发明提供具有优异的局部延展性及高强度的含有Mn浓度高的钢板。该钢板的特征在于,含有规定量的C、Si及sol.Al、以及以质量%计超过4%且低于9%的Mn,限制P、S、N及O的含量,含有任意选择的元素,剩余部分为铁及杂质;L截面的1/4t部中的金属组织以面积率计包含25%~90%的回火马氏体、3%以下的铁素体、10%~50%的残余奥氏体及25%以下的初生马氏体,作为残余奥氏体或初生马氏体中的任一者的区域即第一区域与从1/4位置处的金属组织中除去第一区域以外的区域即第二区域的边界的长度的总和除以第一区域与第二区域的合计面积而得到的值即界面密度为2.7μm‑1以上。
Description
技术领域
本申请涉及具有优异的成形性和超高强度特性的钢板,具体而言,涉及具有优异的局部延展性和高的抗拉强度的含有Mn浓度高的钢板。
背景技术
为了达成汽车的车体及部件等的轻量化与安全性这两者,作为它们的原材料的钢板的高强度化正在取得进展。一般而言,如果将钢板高强度化,则拉伸率降低,钢板的成形性受损。由于以钢板作为原材料的汽车的车体用部件大多通过压力加工而成形,因此对作为车体部件用而使用的高强度钢板要求具有优异的压力成形性。特别是对于拉伸凸缘成形或扩孔加工成为主体的车体用构件,作为钢板的机械特性,要求具有高强度、同时具有高的局部延展性。
为了提高加工/成形性,迄今为止,提出了利用残余奥氏体的相变诱导塑性的所谓TRIP钢(例如专利文献1)。
残余奥氏体采用如下的方法来获得:通过使C在奥氏体中浓化,从而使奥氏体即便在室温下也不会相变成其它相。作为使奥氏体稳定化的技术,提出了使钢板中含有Si及Al等碳化物析出抑制元素,于钢板的制造阶段在钢板中产生的贝氏体相变期间使C在奥氏体中浓化。就该技术而言,如果钢板中含有的C含量多,则奥氏体进一步稳定化,能够增加残余奥氏体量,其结果是,能够制造强度和拉伸率这两者优异的钢板。然而,在钢板被用于结构构件的情况下,大多对钢板进行焊接,但如果钢板中的C含量多,则变得难以充分确保焊接性,作为结构构件使用受到限制。因此,期望以更少的C含量来提高钢板的强度和拉伸率这两者。
作为C含量少于上述TRIP钢、进而残余奥氏体量多于上述TRIP钢、强度和延展性超过上述TRIP钢的钢板,提出了添加有超过4.0质量%的Mn的钢(例如非专利文献1)。然而,上述钢以箱式退火那样的长时间加热工艺作为必要条件。因此,适合制造供于汽车用构件的高强度钢板的连续退火那样的短时间加热工艺中的材料设计未被充分研究,提高该情况下的局部延展性的必要条件并不清楚。
在专利文献2中公开了一种钢板,其是添加有3.5质量%以上的Mn的钢板,通过将铁素体控制在30%~80%,抗拉强度及拉伸性优异。
在专利文献3中公开了一种钢板,对于添加有3~7质量%的Mn的钢,通过将残余奥氏体的生成抑制为低于20体积%来提高局部延展性,具体而言,局部拉伸率为8%以上。
在专利文献4中公开了一种高强度钢板,其含有2.0~6.0质量%的Mn,具有20体积%以上的残余奥氏体量。
在专利文献5中公开了一种高强度钢板,其含有1.68~3.8质量%的Mn,局部延展性优异,局部拉伸率为4%以上。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平5-59429号公报
专利文献2:日本特开2012-237054号公报
专利文献3:日本特开2003-138345号公报
专利文献4:日本特开平7-188834号公报
专利文献5:日本特开2017-53001号公报
非专利文献
非专利文献1:古川敬、松村理,熱処理,日本国、日本热处理协会,平成9年、第37号卷、第4号,p.204
发明内容
发明所要解决的课题
为了使用高强度钢板作为汽车用构件,期望在不降低焊接性的情况下确保相反的特性即强度和成形性。具体而言,期望具有优异的拉伸特性及高强度。
然而,在例如上述的专利文献2及非专利文献1中公开那样的含有Mn浓度高的钢板中,由于包含许多未再结晶铁素体,所以不会加工硬化,加工/成形性低。即,具有这样的包含许多未再结晶铁素体的组织的含有Mn浓度高的钢板不是可兼具对汽车用钢板所要求的抗拉强度和加工/成形性的钢板。
专利文献3中记载的成为发明例的钢板由于C的含量低至低于0.2质量%,因此抗拉强度为1090MPa以下,对于在将C的含量维持在低于0.2质量%的状态下将抗拉强度设定为1200MPa以上的高强度的钢板,示出了抗拉强度为1233MPa、且局部拉伸率为1.3%的比较例,局部延展性降低。
专利文献4中记载的钢板是通过将热轧板或者冷轧板预热处理至800℃以上进行奥氏体化并冷却,之后以650~750℃的退火温度进行2次退火,从而促进奥氏体中的合金元素的浓缩而生成20体积%以上的残余奥氏体的钢板。但是,就专利文献4中记载的成为发明的钢板而言,未得到充分的局部延展性。
关于专利文献5中记载的提高了含有Mn浓度的钢板,示出了Mn的含量为6.0质量%、局部拉伸率为0.9%的比较例,但局部延展性不高。
因此,期望具有优异的局部延展性和高的抗拉强度的含有Mn浓度高的钢板。
用于解决课题的手段
在含有Mn浓度高的钢板中,为了确保优异的局部延展性和高强度,本发明人发现:使钢板的金属组织中以面积率(面积%)计包含作为母相的25%~90%的回火马氏体及3%以下的铁素体、以及作为其它相的10%~50%的残余奥氏体及25%以下的初生马氏体,且残余奥氏体和初生马氏体相对于以回火马氏体作为主体的母相的界面密度设定为2.7μm-1以上是有效的。
局部延展性是材料可耐受在拉伸凸缘成形或弯曲加工的局部变形区域中产生的龟裂进展的特性,其指标为通过单轴拉伸试验而得到的局部拉伸率。
在单轴拉伸试验中,在显微组织中存在具有高硬度的初生马氏体或残余奥氏体的情况下,可能在局部变形开始后的缩颈区域中产生孔隙。如果产生孔隙,则由于在之后的变形过程中孔隙彼此连结、进展,从而产生龟裂并传播而导致断裂。
本发明人等认为:制成相对于来自任意方向的龟裂传播不均少的显微组织对于局部延展性提高是有效的,深入研究的结果是,本发明人发现:通过制成以下的显微组织可得到高强度并且具有优异的局部延展性的钢板。
将钢板的金属组织的母相设定为回火马氏体。马氏体是在该相中包含许多位错的低温相变相,是对于增加钢板的强度有用的相。通过进一步制成回火马氏体,强度-局部延展性的平衡提高。
通过在显微组织中含有残余奥氏体而使延展性提高。由此,不仅表现出由软质的奥氏体带来的延展性提高效果,而且通过在加工时加工诱导相变为马氏体而表现出TRIP效应,能够进一步提高强度-延展性-局部延展性的平衡。
淬火时部分相变后的初生马氏体可邻接在残余奥氏体的周围。初生马氏体及通过加工诱导相变而产生的马氏体是比母相的回火马氏体硬质的相,不仅使钢的强度增加,而且还具有使从软质相传播来的龟裂的传播在界面停止的作用。
具体而言,在L截面中距离表面为厚度的1/4位置处的金属组织以面积率计包含25%~90%的回火马氏体、3%以下的铁素体、10%~50%的残余奥氏体及25%以下的初生马氏体。此外,这里,所谓L截面是指按照与板厚方向和轧制方向平行地通过钢板的轧制方向的中心轴的方式切断的面。
但是,已经认识到:在具有残余奥氏体和初生马氏体彼此连结的粗大的组织形态的情况下,由于残余奥氏体和初生马氏体相对于回火马氏体的母相的界面变少而龟裂传播的障碍减少,以致早期达到断裂即局部延展性可能劣化。
于是,本发明人等进一步发现:通过将残余奥氏体和初生马氏体制成微细且复杂的形状,从而局部延展性显著提高。具体而言,如图1及图2中所示的那样,通过制成由残余奥氏体和初生马氏体构成的组织微细且复杂地编入回火马氏体的组织,能够使从软质层传播来的龟裂传播在残余奥氏体和初生马氏体相对于回火马氏体的母相的界面停止。图1是对本发明的一实施方式的钢板的L截面进行镜面研磨及硝酸乙醇处理后观察而得到的扫描型电子显微镜(SEM)图像。图2是将图1的SEM图像进行2值化处理而得到的2灰度图像。按照残余奥氏体和初生马氏体相对于以回火马氏体作为主体的母相的界面密度成为2.7μm-1以上的方式控制钢板的金属组织。在该金属组织中,因为对于任意的龟裂传播方向成为障碍的残余奥氏体和初生马氏体相对于母相的界面以一定的比例存在,所以界面强度得以提高,可得到优异的局部延展性。
本申请的钢板是基于上述认识而进行的,其主旨如下。
(1)一种钢板,其特征在于,以质量%计含有:
C:超过0.20%且低于0.55%、
Si:0.001%以上且低于3.50%、
Mn:超过4.00%且低于9.00%、
sol.Al:0.001%以上且低于3.00%、
P:0.100%以下、
S:0.010%以下、
N:低于0.050%、
O:低于0.020%、
B:0.0000%以上且低于0.010%、
Cr:0.00%以上且低于2.00%、
Mo:0.00%~2.00%、
W:0.00%~2.00%、
Cu:0.00%~2.00%、
Ni:0.00%~2.00%、
Ti:0.00%~0.300%、
Nb:0.00%~0.300%、
V:0.00%~0.300%、
Ca:0.00%~0.010%、
Mg:0.00%~0.010%、
Zr:0.00%~0.010%、
REM:0.00%~0.010%、
Sb:0.00%~0.050%、
Sn:0.00%~0.050%、及
Bi:0.00%~0.050%,
剩余部分为铁及杂质;
在L截面中距离表面为厚度的1/4位置处的金属组织以面积率计包含25%~90%的回火马氏体、10%~50%的残余奥氏体、25%以下的初生马氏体,
在上述1/4位置处的金属组织中,作为残余奥氏体或初生马氏体中的任一者的区域即第一区域与从上述1/4位置处的金属组织中除去上述第一区域以外的区域即第二区域的边界的长度的总和除以上述第一区域与上述第二区域的合计面积而得到的值即界面密度为2.7μm-1以上。
(2)根据上述(1)所述的钢板,其特征在于,以质量%计含有:
B:0.0003%以上且低于0.010%。
(3)根据上述(1)或(2)所述的钢板,其特征在于,以质量%计含有:
Cr:0.01%以上且低于2.00%、
Mo:0.01%~2.00%、
W:0.01%~2.00%、
Cu:0.01%~2.00%、及
Ni:0.01%~2.00%中的1种或2种以上。
(4)根据上述(1)~(3)中任一项所述的钢板,其特征在于,以质量%计含有:
Ti:0.005%~0.300%、
Nb:0.005%~0.300%、及
V:0.005%~0.300%中的1种或2种以上。
(5)根据上述(1)~(4)中任一项所述的钢板,其特征在于,以质量%计含有:
Ca:0.0001%~0.0100%、
Mg:0.0001%~0.0100%、
Zr:0.0001%~0.0100%、及
REM:0.0001%~0.0100%中的1种或2种以上。
(6)根据上述(1)~(5)中任一项所述的钢板,其特征在于,以质量%计进一步含有:
Sb:0.0005%~0.0500%、
Sn:0.0005%~0.0500%、及
Bi:0.0005%~0.0500%中的1种或2种以上。
(7)根据上述(1)~(6)中任一项所述的钢板,其特征在于,在上述钢板的表面具有热浸镀锌层。
(8)根据上述(1)~(6)中任一项所述的钢板,其特征在于,在上述钢板的表面具有合金化热浸镀锌层。
发明效果
根据本申请,能够提供具有优异的局部延展性及高强度的含有Mn浓度高的钢板。
附图说明
图1是对实施例中得到的钢板的L截面进行镜面研磨及硝酸乙醇处理后观察而得到的扫描型电子显微镜(SEM)图像。
图2是将图1的SEM像进行2值化处理而得到的2灰度图像。
图3是对比较例中得到的钢板的L截面进行镜面研磨及硝酸乙醇处理后观察而得到的SEM图像。
具体实施方式
以下,对本申请的钢板的实施方式的例子进行说明。
1.化学组成
对如上述那样规定本申请的钢板的化学组成的理由进行说明。在以下的说明中,表示各元素的含量的“%”只要没有特别说明,则是指质量%。
(C:超过0.20%且低于0.55%)
C由于提高钢的抗拉强度,因此是极为重要的元素。为了获得充分的残余奥氏体量,变得需要超过0.20%的C含量。另一方面,由于如果过剩地含有C则会损害钢板的焊接性,因此将C含量的上限设定为低于0.55%。从提高抗拉强度和总拉伸率的方面出发,C含量的下限值优选为0.24%以上,更优选为0.28%以上。C含量的上限值优选为0.40%以下,更优选为0.35%以下,通过将C含量的上限值设定为上述范围,能够进一步提高钢板的焊接性。
(Si:0.001%以上且低于3.50%)
Si是对于将回火马氏体强化、将组织均匀化、改善局部延展性而言有效的元素。另外,Si还具有抑制渗碳体的析出和粗大化、容易控制在退火中生成的奥氏体的作用。为了获得上述效果,变得需要0.001%以上的Si含量。Si含量的下限值优选为0.01%以上,更优选为0.30%以上,进一步优选为0.50%以上。通过将Si含量的下限值设定为上述范围,能够进一步提高钢板的局部延展性。另一方面,由于如果过剩地含有Si则会损害钢板的镀覆性、化学转化处理性,因此将Si含量的上限值设定为低于3.50%。进而,Si含量的上限值优选为3.00%以下,更优选为2.50%以下。
(Mn:超过4.00%且低于9.00%)
Mn是使奥氏体稳定化、提高淬透性的元素。另外,在本申请的钢板中,使Mn分配于奥氏体中,进一步使奥氏体稳定化。为了在室温下使奥氏体稳定化,需要超过4.00%的Mn。另一方面,由于如果钢板过剩地含有Mn则会损害延展性及局部延展性,因此将Mn含量的上限设定为低于9.00%。Mn含量的下限值优选为4.30%以上,更优选为4.80%以上。Mn含量的上限值优选为8.00%以下,更优选为7.50%以下。通过将Mn含量的下限值及上限值设定为上述范围,能够进一步使奥氏体稳定化。
(sol.Al:0.001%以上且低于1.00%)
Al为脱氧剂,需要含有0.001%以上。另外,Al由于会扩展退火时的双相温度区域,因此还具有提高材质稳定性的作用。Al的含量越多则其效果变得越大,但由于如果过剩地含有Al,则会导致表面性状、涂装性及焊接性等的劣化,因此将sol.Al的上限设定为低于1.00%。sol.Al含量的下限值优选为0.005%以上,更优选为0.010%以上,进一步优选为0.020%以上。sol.Al含量的上限值优选为0.80%以下,更优选为0.60%以下。通过将sol.Al含量的下限值及上限值设定为上述范围,脱氧效果及材质稳定提高效果与表面性状、涂装性及焊接性的平衡变得更加良好。本说明书中所谓的“sol.Al”是指“酸可溶性Al”。
(P:0.100%以下)
P为杂质,如果钢板过剩地含有P则会损害韧性、焊接性。因此,将P含量的上限设定为0.100%以下。P含量的上限值优选为0.050%以下,更优选为0.030%以下,进一步优选为0.020%以下。本实施方式的钢板由于不需要P,因此也可以实质上不含有P,P含量的下限值为0.000%。P含量的下限值也可以超过0.000%或为0.001%以上,但P含量越少越优选。
(S:0.010%以下)
S为杂质,如果钢板过剩地含有S,则会生成通过热轧而伸长的MnS,导致韧性的劣化。因此,将S含量的上限设定为0.010%以下。S含量的上限值优选为0.007%以下,更优选为0.003%以下。本实施方式的钢板由于不需要S,因此也可以实质上不含有S,S含量的下限值为0.000%。也可以将S含量的下限值设定为超过0.000%或0.001%以上,但S含量越少越优选。
(N:低于0.050%)
N为杂质,如果钢板含有0.050%以上的N则会损害韧性。因此,将N含量的上限设定为低于0.050%。N含量的上限值优选为0.010%以下,更优选为0.006%以下。本实施方式的钢板由于不需要N,因此也可以实质上不含有N,N含量的下限值为0.000%。也可以将N含量的下限值设定为超过0.000%或0.001%以上,但N含量越少越优选。
(O:低于0.020%)
O为杂质,如果钢板含有0.020%以上的O则会导致延展性的劣化。因此,将O含量的上限设定为低于0.020%。O含量的上限值优选为0.010%以下,更优选为0.005%以下,进一步优选为0.003%以下。本实施方式的钢板由于不需要O,因此也可以实质上不含有O,O含量的下限值为0.000%。也可以将O含量的下限值设定为超过0.000%或0.001%以上,但O含量越少越优选。
(B:0.0000%~0.010%)
B由于在本实施方式的钢板中不是必须的元素,因此也可以不含有,含量为0.0000%以上。然而,由于B将残余奥氏体和初生马氏体相对于以回火马氏体作为主体的母相的界面强化、进一步提高局部延展性的效果大,因此本实施方式的钢板优选包含B。为了由添加B获得局部延展性的提高效果,变得需要超过0.0003%的B含量。另一方面,由于如果过剩地含有B则会损害韧性,因此将B含量的上限设定为0.010%以下。B含量的下限值优选为0.0005%以上,更优选为0.0008%以上,B含量的上限值优选为0.0050%以下,更优选为0.0030%以下。
本实施方式的钢板也可以进一步含有选自由Cr、Mo、W、Cu、Ni、Ti、Nb、V、Ca、Mg、Zr、REM、Sb、Sn及Bi构成的组中的1种或2种以上。然而,本实施方式的钢板由于不需要Cr、Mo、W、Cu、Ni、Ti、Nb、V、Ca、Mg、Zr、REM、Sb、Sn及Bi,因此也可以不含有Cr、Mo、W、Cu、Ni、Ti、Nb、V、Ca、Mg、Zr、REM、Sb、Sn及Bi,即含量的下限值也可以为0%。本说明书中所谓的REM是指Sc、Y及镧系元素的合计17种元素,所谓REM含量在REM为1种的情况下是指其含量,在为2种以上的情况下是指它们的合计含量。另外,REM一般也可以作为多种REM的合金即混合稀土来供给。因此,也可以添加1种或2种以上个别的元素且按照REM含量成为上述范围的方式含有,例如,也可以以混合稀土的形式添加且按照REM含量成为上述范围的方式含有。
(Cr:0.00%以上且低于2.00%)
(Mo:0.00%~2.00%)
(W:0.00%~2.00%)
(Cu:0.00%~2.00%)
(Ni:0.00%~2.00%)
Cr、Mo、W、Cu及Ni由于各自不是本实施方式的钢板所必须的元素,因此也可以不含有,各自的含量为0.00%以上。然而,Cr、Mo、W、Cu及Ni由于是使钢板的强度提高的元素,因此也可以含有。为了获得钢板的强度提高效果,钢板也可以分别含有0.01%以上的选自由Cr、Mo、W、Cu及Ni构成的组中的1种或2种以上的元素。然而,如果钢板过剩地含有这些元素,则有可能变得容易生成热轧时的表面伤痕,进而,热轧钢板的强度变得过高,冷轧性降低。因此,将选自由Cr、Mo、W、Cu及Ni构成的组中的1种或2种以上的元素各自的含量的上限值设定为2.00%以下。
(Ti:0.000%~0.300%)
(Nb:0.000%~0.300%)
(V:0.000%~0.300%)
Ti、Nb及V由于不是本实施方式的钢板所必须的元素,因此也可以不含有,各自的含量为0.000%以上。但是,Ti、Nb及V由于是生成微细的碳化物、氮化物或碳氮化物的元素,因此对于钢板的强度提高是有效的。因此,钢板也可以含有选自由Ti、Nb及V构成的组中的1种或2种以上的元素。为了获得钢板的强度提高效果,优选将选自由Ti、Nb及V构成的组中的1种或2种以上的元素各自的含量的下限值设定为0.005%以上。另一方面,如果过剩地含有这些元素,则有时热轧钢板的强度过于上升,从而冷轧性降低。因此,将选自由Ti、Nb及V构成的组中的1种或2种以上的元素各自的含量的上限值设定为0.300%以下。
(Ca:0.000%~0.010%)
(Mg:0.000%~0.010%)
(Zr:0.000%~0.010%)
(REM:0.000%~0.010%)
Ca、Mg、Zr及REM(稀土类金属)由于在本申请的钢板中不是必须的元素,因此也可以不含有,各自的含量为0.000%以上。然而,Ca、Mg、Zr及REM会提高钢板的韧性。为了获得该效果,将选自由Ca、Mg、Zr及REM构成的组中的1种或2种以上的元素各自的含量的下限值优选设定为0.0001%以上,更优选设定为0.001%以上。但是,由于过剩量的这些元素会使钢板的加工性劣化,因此优选将这些元素各自的含量的上限设定为0.010%以下,将选自由Ca、Mg、Zr及REM构成的组中的1种或2种以上的元素的含量的合计设定为0.030%以下。
(Sb:0.000%~0.050%)
(Sn:0.000%~0.050%)
(Bi:0.000%~0.050%)
Sb、Sn及Bi由于在本申请的钢板中不是必须的元素,因此也可以不含有,各自的含量为0.000%以上。然而,Sb、Sn及Bi会抑制钢板中的Mn、Si和/或Al等易氧化性元素扩散至钢板表面而形成氧化物,提高钢板的表面性状、镀覆性。为了获得该效果,将选自由Sb、Sn及Bi构成的组中的1种或2种以上的元素各自的含量的下限值优选设定为0.0005%以上,更优选设定为0.001%以上。另一方面,由于如果这些元素各自的含量超过0.050%,则其效果饱和,因此将这些元素各自的含量的上限值设定为0.050%以下。
在本实施方式的钢板的化学组成中,剩余部分为Fe及杂质。
所谓“杂质”是在工业上制造钢材时由于矿石、废料等原料、制造工序的各种要因而混入的成分,是指在不对本发明造成不良影响的范围内被允许的成分。
2.金属组织
接着,对本实施方式的钢板的金属组织进行说明。在以下的说明中,表示各相的分率的“%”只要没有特别说明,则是指面积率(%)。
本实施方式的钢板的在L截面中距离表面为厚度的1/4位置(也称为1/4t部)处的金属组织包含作为母相的25%~90%的回火马氏体及3%以下的铁素体、以及作为其它相的10%~50%的残余奥氏体及25%以下的初生马氏体。进而,残余奥氏体和初生马氏体相对于以回火马氏体作为主体的母相的界面密度为2.7μm-1以上。其中,各相的分率根据退火的条件而发生变化,对强度、局部延展性等材质造成影响。所谓L截面是指按照与板厚方向和轧制方向平行地通过钢板的轧制方向的中心轴的方式切断的面。
回火马氏体及铁素体的面积率由利用扫描型电子显微镜(SEM)的组织观察而算出。将钢板的L截面进行镜面研磨后,用3%硝酸乙醇(3%硝酸―乙醇溶液)进行腐蚀,用放大倍数为5000倍的扫描型电子显微镜对距离表面为1/4位置处的金属组织进行观察,测定回火马氏体及铁素体各自的面积率。
残余奥氏体的面积率通过X射线衍射法来测定。由于在扫描型电子显微镜的观察中难以区别残余奥氏体和初生马氏体(即未被回火的马氏体),因此回火马氏体及初生马氏体的面积率通过下述的方法来进行测定。将钢板的L截面进行镜面研磨后,用3%硝酸乙醇(3%硝酸―乙醇溶液)进行腐蚀,用放大倍数为5000倍的扫描型电子显微镜,对距离钢板的表面为厚度的1/4位置的显微组织进行观察,测定残余奥氏体及初生马氏体的合计的面积率。接着,从残余奥氏体及初生马氏体的合计的面积率减去通过X射线衍射法而测定的残余奥氏体的面积率,算出初生马氏体的面积率。
(钢板的1/4t部的金属组织中的回火马氏体的面积率:25%~90%)
本实施方式的钢板的在L截面中距离表面为厚度的1/4t部处的金属组织以面积率计包含25%~90%的回火马氏体。回火马氏体是提高局部延展性的本实施方式的钢板的母相。因此,为了提高局部延展性,需要25%以上的回火马氏体。另一方面,由于如果过剩地含有回火马氏体,则由于残余奥氏体和初生马氏体变得过少,因此不仅抗拉强度变低,而且延展性劣化,因此将回火马氏体的面积率的上限设定为90%以下。回火马氏体的面积率的下限值优选为40%以上。回火马氏体的面积率的上限值优选为80%以下。
(钢板的1/4t部的金属组织中的残余奥氏体的面积率:10%~50%)
本实施方式的钢板的在L截面中距离表面为厚度的1/4t部处的金属组织以面积率计包含10%~50%的残余奥氏体。
残余奥氏体是通过相变诱导塑性而提高钢板的抗拉强度和延展性的相。残余奥氏体由于通过伴随拉伸变形的鼓凸成形、拉深加工、拉伸凸缘加工或弯曲加工可相变为马氏体,因此也有助于提高通过对钢板进行加工而得到的钢材的强度。为了获得这些效果,需要将残余奥氏体的面积率设定为10%以上。残余奥氏体的面积率的下限值优选为15%以上,更优选为20%以上,进一步优选为30%以上。
残余奥氏体的面积率越高越优选。然而,在通过以下叙述的方法来制造具有上述的化学成分的合金的情况下,50%成为残余奥氏体的面积率的上限。如果含有超过9.0%的Mn,则能够使残余奥氏体超过50%,但这种情况下,热加工性、铸造性受损。如果考虑氢脆的观点,则残余奥氏体的面积率优选为45%以下,更优选为40%以下。
(钢板的1/4t部的金属组织中的初生马氏体的面积率:25%以下)
本实施方式的钢板的在L截面中距离表面为厚度的1/4t部处的金属组织以面积率计包含25%以下的初生马氏体。
在本实施方式的钢板中,金属组织中的初生马氏体是未被回火的马氏体,是强化本实施方式的钢板、提高钢板的抗拉强度的相。但是,初生马氏体自身由于是硬质的相,因此也是具有使局部延展性劣化的作用的相。为了不降低局部延展性,将金属组织中的初生马氏体的面积率设定为25%以下,优选设定为15%以下,进一步优选设定为10%以下。
(钢板的1/4t部的金属组织中的铁素体的面积率:3%以下)
本实施方式的钢板的在L截面中距离表面为厚度的1/4t部处的金属组织以面积率计包含3%以下的铁素体。
在实施方式的钢板中,金属组织中的铁素体的含量少是重要的。这是由于,如果金属组织中的铁素体含量变多,则延展性降低。为了不降低延展性,将金属组织中的铁素体的面积率设定为3%以下,更优选设定为1%以下,进一步优选设定为实质上0%。
(钢板的1/4t部的金属组织中的残余奥氏体和初生马氏体相对于以回火马氏体作为主体的母相的界面密度为2.7μm-1以上)
在本实施方式的钢板的在L截面中距离表面为厚度的1/4t部处的金属组织中,作为残余奥氏体或初生马氏体中的任一者的区域即第一区域与从1/4位置处的金属组织中除去第一区域以外的区域即第二区域的边界的长度的总和除以第一区域与第二区域的合计面积而得到的值即界面密度为2.7μm-1以上。更优选界面密度为3.15μm-1以上。
在本实施方式的钢板中,残余奥氏体和初生马氏体与以回火马氏体作为主体的母相之间生成界面。作为残余奥氏体或初生马氏体中的任一者的区域即第一区域与第一区域以外的以回火马氏体作为主体的母相即第二区域的边界的长度的总和除以第一区域与第二区域的合计面积而得到的值即界面密度为2.7μm-1以上。像这样,本实施方式的钢板具有残余奥氏体和初生马氏体相对于以回火马氏体作为主体的母相的界面的密度(即界面密度)为2.7μm-1以上的组织。残余奥氏体和初生马氏体相对于以回火马氏体作为主体的母相的界面密度的测定可以基于上述的利用扫描型电子显微镜的显微组织图像来进行。
残余奥氏体和初生马氏体相对于以回火马氏体作为主体的母相的界面密度会大大影响局部延展性,在该密度为2.7μm-1以上的情况下,由于残余奥氏体和初生马氏体呈现出微细并且彼此独立的结构,因此成为均质的界面分布,可得到良好的局部延展性。
在残余奥氏体和初生马氏体相对于以回火马氏体作为主体的母相的界面密度低于2.7μm-1的情况下,由于残余奥氏体和初生马氏体呈现出粗大并且彼此连结的结构,因此不成为均质的界面分布,损害抑制龟裂进展的效果。
由利用扫描型电子显微镜得到的显微组织图像导出残余奥氏体和初生马氏体相对于以回火马氏体作为主体的母相的界面密度如下进行。首先,在显微组织图像中,将残余奥氏体或初生马氏体中的任一者的区域设定为第一区域,将从上述显微组织图像的全部区域除去第一区域以外的区域设定为第二区域。第一区域与第二区域的区别利用残余奥氏体和初生马氏体在利用扫描型电子显微镜得到的显微组织图像中相对于其它的相成为亮度相对较高的区域来进行。然后,导出第一区域与第二区域的边界的长度的总和,将除以第一区域与第二区域的合计面积而得到的值设定为残余奥氏体和初生马氏体相对于以回火马氏体作为主体的母相的界面密度。上述的显微组织图像可以是在钢板的在L截面中距离表面为厚度的1/4t部处的金属组织中,利用例如扫描型电子显微镜(SEM)照片以5000倍的放大倍数观察而得到的24μm×18μm左右的区域。
更具体而言,如下那样操作而进行界面密度的导出。残余奥氏体和初生马氏体相对于以回火马氏体作为主体的母相的界面密度使用图像解析软件ImageJ来测定。使用SEM对作为对象的组织以5000倍的放大倍数进行观察而得到SEM图像(24μm×18μm)。接着,使用ImageJ,在SEM图像中形成1280×960个的分割区域。对于各分割区域,按照使作为残余奥氏体或初生马氏体中的任一者的区域成为黑、使其它的区域成为白的方式实施2值化处理而得到2灰度图像。2值化的阈值使用“Glasbey,CA(1993),"An analysis of histogram-based thresholding algorithms",CVGIP:Graphical Models and Image Processing55:532-537”中记载的采用亮度值的平均值作为阈值的方法来决定。该算法被安装于ImageJ中,通过利用Auto threshold功能将阈值的决定方法设定为Method=Mean而自动地进行2值化。即,2值化的阈值利用ImageJ设定为Method=Mean、radius=15,将各像素值与以所着眼的像素为中心而半径15像素以内的像素值的平均置换,由平滑化后的直方图自动地决定。残余奥氏体和初生马氏体相对于回火马氏体的界面密度的测定通过在所得到的2灰度图像中,对孤立的全部的残余奥氏体和初生马氏体的相对于回火马氏体的界面的长度进行逐次解析,通过将其合计值除以图像的全部区域的面积(24μm×18μm)来进行。在残余奥氏体和初生马氏体邻接的情况下,由于在上述2值化处理过程中两者成为一体组织,因此残余奥氏体和初生马氏体的界面的长度除外。所谓逐次解析是指对残余奥氏体和初生马氏体各自在不重复界面的情况下测定界面密度。
3.机械特性
接着,对本实施方式的钢板的机械特性进行说明。
本实施方式的钢板的抗拉强度(TS)优选为1200MPa以上,更优选为1320MPa以上。这是由于,在使用钢板作为汽车的原材料时,通过高强度化而减少板厚,有助于轻量化。钢板的抗拉强度的上限没有特别规定,例如也可以为1600MPa。另外,为了将本实施方式的钢板供于压力成形,优选延展性和局部延展性优异。关于延展性,拉伸试验的总拉伸率优选为15%以上。总拉伸率的上限没有特别规定,例如也可以为35%以下。关于局部延展性,局部拉伸率优选为2%以上,更优选为3%以上,进一步优选为4%以上,进一步更优选为5%以上。局部拉伸率的上限没有特别规定,例如也可以为6%以下。
本申请的钢板由于如上所述具有高强度,进而局部延展性也良好,成形性优异,因此最适于车架横梁(cross member)等汽车的结构部件用途。进而,本申请的钢板由于含有Mn浓度高,因此也有助于汽车的轻量化,因此产业上的贡献极为显著。
4.制造方法
接着,对本实施方式的钢板的制造方法进行说明。
本实施方式的钢板通过将具有上述的化学组成的钢利用常规方法进行熔炼,铸造而制作板坯或钢锭,将其加热而进行热轧,将所得到的热轧钢板进行酸洗后,冷轧,实施退火来制造。
热轧只要通过通常的连续热轧生产线来进行即可。退火只要满足下文叙述的条件,则可以通过退火炉及连续退火生产线中的任一者来进行,由于优选后述的第1次退火及第2次退火均可以使用连续退火生产线来进行,因此能够提高生产率。第1次退火及第2次退火优选在还原气氛中进行,例如也可以在氮98%及氢2%的还原气氛中进行。通过在还原气氛中进行热处理,能够防止在钢板的表面附着氧化皮,能够不需要酸洗涤而直接送至镀覆工序。进而,也可以对冷轧轧制后的钢板进行表皮光轧。
为了获得本申请的钢板的机械特性,优选在以下所示的范围内进行热轧条件、特别是退火条件。
本实施方式的钢板只要具有上述的化学组成,则钢液可以是通过通常的高炉法而熔炼的钢液,也可以如通过电炉法而制成的钢那样,原材料大量地包含废料的钢液。板坯可以是通过通常的连续铸造工艺而制造的板坯,也可以是通过薄板坯铸造而制造的板坯。
将上述的板坯或钢锭进行加热,进行热轧。供于热轧的钢材的温度优选设定为1100℃~1300℃。通过将供于热轧的钢材的温度设定为1100℃以上,能够进一步减小热轧时的变形阻力。另一方面,通过将供于热轧的钢材的温度设定为1300℃以下,能够抑制因氧化皮损耗增加而引起的成品率的降低。在本说明书中,温度是指在钢板表面的中央位置测定的温度。
热轧前在1100℃~1300℃的温度区域中保持的时间没有特别规定,但为了提高弯曲性,优选设定为30分钟以上,进一步优选设定为1小时以上。另外,为了抑制过度的氧化皮损耗,在1100℃~1300℃的温度区域中保持的时间优选设定为10小时以下,进一步优选设定为5小时以下。此外,在进行直送轧制或直接轧制的情况下,也可以不实施加热处理而直接供于热轧。
精轧开始温度优选设定为700℃~1000℃。通过将精轧开始温度设定为700℃以上,变得能够减小轧制时的变形阻力。另一方面,通过将精轧开始温度设定为1000℃以下,能够抑制因晶界氧化而引起的钢板的表面性状的劣化。
将进行精轧而得到的热轧钢板冷却,卷取,可以制成卷材。优选将冷却后的卷取温度设定为700℃以下。通过将卷取温度设定为700℃以下,可抑制内部氧化,之后的酸洗变得容易。卷取温度更优选为650℃以下,进一步优选为600℃以下。卷取温度的下限没有特别规定,例如也可以为室温。为了抑制冷轧时的断裂,也可以冷却至室温后,在冷轧前在300℃~600℃将热轧板进行回火。
热轧钢板通过常规方法而实施酸洗后,进行冷轧,制成冷轧钢板。
如果在冷轧之前且酸洗之前或之后进行超过0%~5%左右的轻度的轧制而修正形状,则在确保平坦的方面变得有利,因此优选。另外,通过在酸洗前进行轻度的轧制而酸洗性提高,表面浓化元素的除去得以促进,具有提高化学转化处理性、镀覆处理性的效果。
从控制残余奥氏体和初生马氏体相对于以回火马氏体作为主体的母相的界面密度的观点出发,降低冷轧的压下率是重要的。通过较低地抑制冷轧的压下率,能够使退火后的组织均质化,即,残余奥氏体和初生马氏体相对于以回火马氏体作为主体的母相的界面分布被均质化。其结果是,残余奥氏体和初生马氏体的界面变得能够更多地存在于金属组织中。为了获得该效果,冷轧的压下率的上限值为50%以下,优选为20%以下,更优选为18%以下,进一步更优选为15%以下。冷轧的压下率的下限值为0%以上,优选为5%以上。将冷轧的压下率设定为50%以下是用于满足本发明中规定的界面密度的条件的重要的必要条件。通过将冷轧的压下率更优选设定为18%以下,能够获得3.15μm-1以上的更大的界面密度,并且能够获得3.0%以上的更大的局部拉伸率。
将经由上述热轧工序及冷轧工序而得到的冷轧钢板加热至740℃以上且低于800℃而进行第1次退火。优选在740℃以上且低于800℃的温度区域中保持10秒以上,之后,从740℃以上且低于800℃的上述保持温度以平均冷却速度2℃/秒~2000℃/秒冷却至500℃以下的温度区域,然后冷却至室温。接着,再次加热至600℃以上且低于Ac3点而进行第2次退火。在600℃以上且低于Ac3点的温度区域中保持5秒以上,之后,从600℃以上且低于Ac3点的上述保持温度以平均冷却速度10℃/秒以上冷却至300℃以下的温度区域。接着,在200℃~450℃的温度区域中保持30秒以上,之后,冷却至室温。
冷轧后的第1次退火温度为740℃以上且低于800℃。通过将上述退火温度设定为740℃以上,能够显著促进再结晶,进而,能够减少钢板中的铁素体的面积率,能够提高延展性。为了将铁素体的面积率设定为0%,第1次退火温度优选为Ac3以上。另一方面,通过将退火温度设定为低于800℃,可抑制奥氏体晶粒生长,通过原奥氏体晶粒的微细化效果,残余奥氏体和初生马氏体相对于回火马氏体的界面密度增加,有助于局部延展性的提高。为了将未再结晶完全除去、稳定地确保良好的韧性,优选将在740℃以上且低于800℃的温度区域中的保持时间设定为10秒以上。从生产率的观点出发,优选将在740℃以上且低于800℃的温度区域中的保持时间设定为300秒以内。这里,对于含有C:0.05%~0.5%、Si:0%~3.5%、Mn:0~9.0%及Al:0~2.0%的多种冷轧钢板在加热速度0.5~50℃/秒下测量Ac3点并进行研究,结果是作为Ac3点,得到以下的式子:
Ac3=910-200√C+44Si-25Mn+44Al
使用该式可以算出Ac3点。对于上述的式中的元素符号,代入对应的元素的含量(质量%)。
在第1次退火后,优选从740℃以上且低于800℃的上述保持温度以平均冷却速度2℃/秒以上冷却至500℃以下的温度区域。通过将平均冷却速度设定为2℃/秒以上,以临界冷却速度以上冷却,可以将冷却后的钢材整体设定为马氏体主体的组织。另一方面,由于即使采用水淬火冷却法或雾化喷射冷却法,也难以将平均冷却速度控制为2000℃/秒以上,因此平均冷却速度的实质性上限成为2000℃/秒。另外,通过将冷却停止温度设定为500℃以下,冷却至马氏体相变开始温度以下,能够将冷却后的钢材整体制成马氏体主体的组织。在上述冷却之后,优选将钢板冷却至室温。在上述冷却后且第2次退火之前,也可以在100℃~500℃的温度区域中以10秒~1000秒的时间保持而进行回火处理。
第1次退火之后的第2次退火温度为600℃以上且低于Ac3点。通过将第2次退火温度设定为600℃以上且低于Ac3点,能够将回火马氏体控制为所期望的面积率,能够提高抗拉强度和局部延展性。从使渗碳体溶解、稳定地确保良好的韧性的观点出发,优选将在600℃以上且低于Ac3点的温度区域中的保持时间设定为5秒以上。另外,从生产率的观点出发,优选将600℃以上且低于Ac3点的温度区域中的保持时间设定为300秒以内。
在第2次退火后,从600℃以上且低于Ac3点的上述保持温度,以平均冷却速度10℃/秒以上冷却至300℃以下的温度区域。接着,在200℃~450℃的温度区域中保持30秒以上。
通过以平均冷却速度10℃/秒以上冷却至300℃以下的温度区域,由于能够抑制残余奥氏体组织的粗大化,因此能够将残余奥氏体和初生马氏体相对于回火马氏体的母相的界面分布固定,设定为所期望的界面密度。即,通过以平均冷却速度10℃/秒以上的速度冷却至300℃以下的温度区域,能够维持在第1次退火中生成的界面分布而避免界面密度的减少,有助于局部延展性的提高。此外,如上所述,由于难以将平均冷却速度控制为2000℃/秒以上,因此第2次退火后的冷却中的平均冷却速度的实质性上限也成为2000℃/秒。接着,通过在200℃~450℃的温度区域中保持30秒以上,可助长初生马氏体中的过饱和碳向残余奥氏体中的扩散,促进残余奥氏体的生成,同时起因于界面密度高而促进C扩散,可得到残余奥氏体内部的C变得均匀的效果,局部延展性提高。
在200℃~450℃的温度区域中保持30秒以上之后的冷却在不对钢板进行镀覆的情况下,只要直接进行至室温即可。另外,在对钢板进行镀覆的情况下,如以下那样操作而制造。
在对钢板的表面实施热浸镀锌来制造热浸镀锌钢板的情况下,将在200℃~450℃的温度区域中保持30秒以上的钢板再次加热至430~500℃的温度范围,接着将钢板浸渍于熔融锌的镀浴中而进行热浸镀锌处理。镀浴的条件只要设定为通常的范围内即可。镀覆处理后只要冷却至室温即可。
在对钢板的表面实施合金化热浸镀锌来制造合金化热浸镀锌钢板的情况下,对钢板实施热浸镀锌处理后,在将钢板冷却至室温之前,在450~620℃的温度下进行热浸镀锌的合金化处理。合金化处理条件只要设定为通常的范围内即可。
通过如以上那样制造钢板,能够获得本实施方式的钢板。
实施例
参照例子的同时对本申请的钢板更具体地进行说明。但是,以下的例子为本申请的钢板的例子,本申请的钢板并不限定于以下的例子的方案。
1.评价用钢板的制造
将具有表1中所示的化学成分的钢用转炉进行熔炼,通过连续铸造而得到245mm厚的板坯。
表1
表1中的向下箭头是指与其上一栏相同。
将所得到的板坯以表2中所示的条件进行热轧,制板2.6mm厚的热轧钢板。接着,将所得到的热轧钢板进行酸洗,以表2中所示的冷轧率实施冷轧,制板表2中所示的各种板厚的冷轧钢板。
表2
对于所得到的冷轧钢板,实施表3中所示的条件的热处理而制作了退火冷轧钢板。冷轧钢板的热处理在氮98%及氢2%的还原气氛中进行。
表3
对于一部分退火冷轧钢板例,进行最终的退火之后,在460℃下停止冷却,将冷轧钢板在460℃的熔融锌的镀浴中浸渍2秒钟,进行了热浸镀锌处理。镀浴的条件与以往的条件相同。在不实施下文叙述的合金化处理的情况下,在460℃的保持后,以平均冷却速度10℃/秒冷却至室温。
对于一部分退火冷轧钢板例,在进行热浸镀锌处理后,没有冷却至室温,继续实施了合金化处理。加热至520℃,在520℃下保持5秒钟而进行合金化处理,之后,以平均冷却速度10℃/秒冷却至室温。
将像这样操作而得到的退火冷轧钢板以拉伸率0.1%进行调质轧制,准备了各种评价用钢板。
2.评价方法
对于各例中得到的退火冷轧钢板,评价了回火马氏体、残余奥氏体、初生马氏体及铁素体的面积率、残余奥氏体和初生马氏体相对于以回火马氏体作为主体的母相的界面密度、抗拉强度、总拉伸率、以及局部拉伸率。各评价的方法如下。
回火马氏体及铁素体的面积率由利用扫描型电子显微镜的组织观察算出。残余奥氏体及初生马氏体的面积率由利用扫描型电子显微镜的组织观察及X射线衍射测定算出。对于将钢板与轧制方向平行地切断的L截面,进行镜面研磨,接着利用3%硝酸乙醇使显微组织显现出来,用放大倍数为5000倍的扫描型电子显微镜,对距离表面为1/4位置处的显微组织进行观察,对于0.1mm×0.3mm的范围通过图像解析(Photoshоp(注册商标)),算出回火马氏体的面积率、铁素体的面积率及残余奥氏体和初生马氏体的合计的面积率。进而,由所得到的钢板切出宽度为25mm、长度为25mm的试验片,对该试验片实施化学研磨而减厚板厚1/4量,对于化学研磨后的试验片的表面,实施3次使用了Co管球的X射线衍射分析,将所得到的线形(profile)进行解析,将它们平均而算出残余奥氏体的面积率。从通过扫描型电子显微镜观察而算出的残余奥氏体和初生马氏体的合计的面积率,减去通过X射线衍射测定而算出的残余奥氏体的面积率,算出初生马氏体的面积率。
残余奥氏体和初生马氏体相对于以回火马氏体作为主体的母相的界面密度使用图像解析软件ImageJ来进行测定。首先,使用SEM对作为对象的组织以5000倍的放大倍数进行观察而得到SEM图像(24μm×18μm)。接着,使用ImageJ,在SEM图像中形成1280×960个的分割区域。对于各分割区域,按照使作为残余奥氏体或初生马氏体中的任一者的区域成为黑、使其它的区域成为白的方式实施2值化处理而得到2灰度图像。2值化的阈值使用“Glasbey,CA(1993),"An analysis of histogram-based thresholding algorithms",CVGIP:Graphical Models and Image Processing 55:532-537”中记载的采用亮度值的平均值作为阈值的方法来决定。该算法被安装于ImageJ中,通过利用Auto threshold功能将阈值的决定方法设定为Method=Mean而自动地进行2值化。即,2值化的阈值利用ImageJ设定为Method=Mean、radius=15,将各像素值与以所着眼的像素为中心而半径15像素以内的像素值的平均置换,由平滑化后的直方图自动地决定。残余奥氏体和初生马氏体相对于回火马氏体的界面密度的测定通过在所得到的2灰度图像中,对孤立的全部的残余奥氏体和初生马氏体的相对于回火马氏体的界面的长度进行逐次解析,将其合计值除以图像的全部区域的面积(24μm×18μm)来进行。在残余奥氏体与初生马氏体邻接的情况下,由于在上述2值化处理过程中两者成为一体组织,因此残余奥氏体和初生马氏体的界面的长度除外。所谓逐次解析是指对于残余奥氏体和初生马氏体各自在不重复界面的情况下测定界面密度。
(机械性质)
从与钢板的轧制方向成直角的方向采集JIS5号拉伸试验片,测定了抗拉强度(TS)、总拉伸率(EL)及局部拉伸率(LEL)。拉伸试验使用JIS5号拉伸试验片,通过JISZ2241:2011中规定的方法来进行。总拉伸率的测定使用JIS5号试验片,通过JIS Z2241:2011中规定的方法来进行。局部拉伸率的测定通过从将断裂的试验片对接时的总拉伸率的值减去最大载荷点的拉伸率(均匀拉伸率)的值而算出。
3.评价结果
将上述的评价的结果示于表4中。将显示出2.7μm-1以上的界面密度、1200MPa以上的抗拉强度、2.0%以上的局部拉伸率的钢板评价为具有优异的局部延展性及高强度的钢板。
表4
图1中示出对试样No.31的钢板的L截面进行上述镜面研磨及硝酸乙醇处理后观察得到的SEM图像。图2中示出将图1的SEM图像进行2值化处理而得到的2灰度图像。图3中示出对试样No.4的钢板的L截面进行上述镜面研磨及硝酸乙醇处理后观察得到的SEM图像。由图2的2灰度图像测定的界面密度为3.35μm-1。由将图3的SEM图像进行2值化处理而得到的2灰度图像测定的界面密度为1.50μm-1。
Claims (8)
1.一种钢板,其特征在于,以质量%计含有:
C:超过0.20%且低于0.55%、
Si:0.001%以上且低于3.50%、
Mn:超过4.00%且低于9.00%、
sol.Al:0.001%以上且低于3.00%、
P:0.100%以下、
S:0.010%以下、
N:低于0.050%、
O:低于0.020%、
B:0.0000%以上且低于0.010%、
Cr:0.00%以上且低于2.00%、
Mo:0.00%~2.00%、
W:0.00%~2.00%、
Cu:0.00%~2.00%、
Ni:0.00%~2.00%、
Ti:0.000%~0.300%、
Nb:0.000%~0.300%、
V:0.000%~0.300%、
Ca:0.000%~0.010%、
Mg:0.000%~0.010%、
Zr:0.000%~0.010%、
REM:0.000%~0.010%、
Sb:0.000%~0.050%、
Sn:0.000%~0.050%、及
Bi:0.000%~0.050%,
剩余部分为铁及杂质;
在L截面中距离表面为厚度的1/4位置处的金属组织以面积率计包含25%~90%的回火马氏体、3%以下的铁素体、10%~50%的残余奥氏体及25%以下的初生马氏体,
在所述1/4位置处的金属组织中,作为残余奥氏体或初生马氏体中的任一者的区域即第一区域与从所述1/4位置处的金属组织中除去所述第一区域以外的区域即第二区域的边界的长度的总和除以所述第一区域与所述第二区域的合计面积而得到的值即界面密度为2.7μm-1以上。
2.根据权利要求1所述的钢板,其特征在于,以质量%计含有B:0.0003%以上且低于0.010%。
3.根据权利要求1或2所述的钢板,其特征在于,以质量%计含有:
Cr:0.01%以上且低于2.00%、
Mo:0.01%~2.00%、
W:0.01%~2.00%、
Cu:0.01%~2.00%、及
Ni:0.01%~2.00%中的1种或2种以上。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的钢板,其特征在于,以质量%计含有:
Ti:0.005%~0.300%、
Nb:0.005%~0.300%、及
V:0.005%~0.300%中的1种或2种以上。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的钢板,其特征在于,以质量%计含有:
Ca:0.0001%~0.0100%、
Mg:0.0001%~0.0100%、
Zr:0.0001%~0.0100%、及
REM:0.0001%~0.0100%中的1种或2种以上。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的钢板,其特征在于,以质量%计含有:
Sb:0.0005%~0.0500%、
Sn:0.0005%~0.0500%、及
Bi:0.0005%~0.0500%中的1种或2种以上。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的钢板,其特征在于,在所述钢板的表面具有热浸镀锌层。
8.根据权利要求1~6中任一项所述的钢板,其特征在于,在所述钢板的表面具有合金化热浸镀锌层。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018135066 | 2018-07-18 | ||
JP2018-135066 | 2018-07-18 | ||
PCT/JP2019/028357 WO2020017609A1 (ja) | 2018-07-18 | 2019-07-18 | 鋼板 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111868282A true CN111868282A (zh) | 2020-10-30 |
CN111868282B CN111868282B (zh) | 2021-12-31 |
Family
ID=69164607
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201980019592.2A Active CN111868282B (zh) | 2018-07-18 | 2019-07-18 | 钢板 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6737411B2 (zh) |
CN (1) | CN111868282B (zh) |
TW (1) | TW202012649A (zh) |
WO (1) | WO2020017609A1 (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114150227A (zh) * | 2021-12-07 | 2022-03-08 | 武汉科技大学 | 用中薄板坯轧制Rm≥1500MPa高韧性热冲压钢及生产方法 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117425743A (zh) | 2021-06-15 | 2024-01-19 | 杰富意钢铁株式会社 | 高强度镀锌钢板及部件以及它们的制造方法 |
WO2022264585A1 (ja) | 2021-06-15 | 2022-12-22 | Jfeスチール株式会社 | 高強度亜鉛めっき鋼板および部材ならびにそれらの製造方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2787575A1 (en) * | 2010-01-26 | 2011-08-04 | Kohichi Sano | High-strength cold-rolled steel sheet and method of manufacturing thereof |
WO2016199922A1 (ja) * | 2015-06-11 | 2016-12-15 | 新日鐵住金株式会社 | 合金化溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法 |
JP2017053001A (ja) * | 2015-09-09 | 2017-03-16 | 新日鐵住金株式会社 | 溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板、並びにそれらの製造方法 |
WO2017109540A1 (en) * | 2015-12-21 | 2017-06-29 | Arcelormittal | Method for producing a high strength steel sheet having improved ductility and formability, and obtained steel sheet |
CN107208225A (zh) * | 2015-02-03 | 2017-09-26 | 杰富意钢铁株式会社 | 高强度钢板及其制造方法 |
WO2018105003A1 (ja) * | 2016-12-05 | 2018-06-14 | 新日鐵住金株式会社 | 高強度鋼板 |
WO2018131722A1 (ja) * | 2017-01-16 | 2018-07-19 | 新日鐵住金株式会社 | 鋼板及びその製造方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5402007B2 (ja) * | 2008-02-08 | 2014-01-29 | Jfeスチール株式会社 | 加工性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法 |
-
2019
- 2019-07-18 CN CN201980019592.2A patent/CN111868282B/zh active Active
- 2019-07-18 JP JP2019562021A patent/JP6737411B2/ja active Active
- 2019-07-18 WO PCT/JP2019/028357 patent/WO2020017609A1/ja active Application Filing
- 2019-07-18 TW TW108125487A patent/TW202012649A/zh unknown
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2787575A1 (en) * | 2010-01-26 | 2011-08-04 | Kohichi Sano | High-strength cold-rolled steel sheet and method of manufacturing thereof |
CN107208225A (zh) * | 2015-02-03 | 2017-09-26 | 杰富意钢铁株式会社 | 高强度钢板及其制造方法 |
WO2016199922A1 (ja) * | 2015-06-11 | 2016-12-15 | 新日鐵住金株式会社 | 合金化溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法 |
CN107636184A (zh) * | 2015-06-11 | 2018-01-26 | 新日铁住金株式会社 | 合金化热浸镀锌钢板及其制造方法 |
JP2017053001A (ja) * | 2015-09-09 | 2017-03-16 | 新日鐵住金株式会社 | 溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板、並びにそれらの製造方法 |
WO2017109540A1 (en) * | 2015-12-21 | 2017-06-29 | Arcelormittal | Method for producing a high strength steel sheet having improved ductility and formability, and obtained steel sheet |
WO2018105003A1 (ja) * | 2016-12-05 | 2018-06-14 | 新日鐵住金株式会社 | 高強度鋼板 |
WO2018131722A1 (ja) * | 2017-01-16 | 2018-07-19 | 新日鐵住金株式会社 | 鋼板及びその製造方法 |
CN110177896A (zh) * | 2017-01-16 | 2019-08-27 | 日本制铁株式会社 | 钢板及其制造方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
赵征志等: "1300MPa级C-Si-Mn系冷轧超高强钢的组织及性能", 《华南理工大学学报(自然科学版)》 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114150227A (zh) * | 2021-12-07 | 2022-03-08 | 武汉科技大学 | 用中薄板坯轧制Rm≥1500MPa高韧性热冲压钢及生产方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW202012649A (zh) | 2020-04-01 |
JPWO2020017609A1 (ja) | 2020-07-27 |
WO2020017609A1 (ja) | 2020-01-23 |
JP6737411B2 (ja) | 2020-08-12 |
CN111868282B (zh) | 2021-12-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6844627B2 (ja) | 鋼板及びその製造方法 | |
EP2757169B1 (en) | High-strength steel sheet having excellent workability and method for producing same | |
JP6791371B2 (ja) | 高強度冷延鋼板及びその製造方法 | |
JP5780171B2 (ja) | 曲げ性に優れた高強度冷延鋼板、高強度亜鉛めっき鋼板及び高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板とその製造方法 | |
US20180105908A1 (en) | Plated steel sheet | |
KR102242067B1 (ko) | 고강도 강판 및 그 제조 방법 | |
JP2017048412A (ja) | 溶融亜鉛めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、およびそれらの製造方法 | |
JP7332062B1 (ja) | 鋼板、部材およびそれらの製造方法 | |
WO2020148948A1 (ja) | 高強度溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法 | |
JPWO2020026594A1 (ja) | 高強度熱延めっき鋼板及びその製造方法 | |
JP6737411B2 (ja) | 鋼板 | |
CN113272461B (zh) | 钢板 | |
JP4501699B2 (ja) | 深絞り性と伸びフランジ性に優れた高強度鋼板およびその製造方法 | |
JP2003055740A (ja) | 耐型かじり性および耐疲労特性に優れた高張力熱延鋼板およびその製造方法 | |
JP7364963B2 (ja) | 鋼板およびその製造方法 | |
CN112714800B (zh) | 钢板 | |
CN112313351B (zh) | 钢板及钢板的制造方法 | |
CN111868283B (zh) | 钢板 | |
JP7063414B2 (ja) | 鋼板 | |
CN111868286A (zh) | 钢板 | |
CN114945690A (zh) | 钢板及其制造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |