JP2023071938A - 延性及び加工性に優れた高強度鋼板、及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】自動車部品などに使用可能な鋼板に関し、強度と延性のバランスに優れ、優れた加工性を有する鋼板、及びこれを製造する方法を提供する。【解決手段】質量%で、C:0.25超~0.75%、Si:4.0%以下、Mn:0.9~5.0%、Al:5.0%以下、P:0.15%以下、S:0.03%以下、N:0.03%以下、残部はFe及び不可避不純物であり、微細組織は焼戻しマルテンサイト、ベイナイト及び残留オーステナイトを含み、式1を満たす延性及び加工性に優れた高強度鋼板。0.55≦[Si+Al]γ/[Si+Al]av≦0.85・・・式1(但し、[Si+Al]γは、残留オーステナイト内に含まれるSi及びAlの含量(重量%)であり、[Si+Al]avは、鋼板に含まれるSi及びAlの含量(重量%)である)【選択図】なし
Description
本発明は、自動車部品などに使用可能な鋼板に関し、延性及び加工性に優れ、高い強度
を有する鋼板、及びその製造方法に関する。
を有する鋼板、及びその製造方法に関する。
最近、自動車産業では、地球環境を保護するために素材の軽量化を図るとともに、搭乗
者の安定性を確保することができる方案に注目している。このような安定性及び軽量化の
ニーズに応えるために、高強度鋼板の適用が急激に増加している。一般的に、鋼板の高強
度化が進められるほど、延性と加工性は低下するため、自動車部材用鋼板においては、強
度だけでなく、延性及び加工性に優れた鋼板が求められている。
者の安定性を確保することができる方案に注目している。このような安定性及び軽量化の
ニーズに応えるために、高強度鋼板の適用が急激に増加している。一般的に、鋼板の高強
度化が進められるほど、延性と加工性は低下するため、自動車部材用鋼板においては、強
度だけでなく、延性及び加工性に優れた鋼板が求められている。
鋼板の延性を改善する技術として、焼戻しマルテンサイトを活用する方法が韓国公開特
許公報第10-2006-0118602号及び日本公開特許公報第2009-0192
58号に開示されている。硬質のマルテンサイトを焼戻し(tempering)させて
作製した焼戻しマルテンサイトは、軟質化されたマルテンサイトであり、既存の焼戻しさ
れていないマルテンサイト(フレッシュマルテンサイト)との強度の差を示す。フレッシ
ュマルテンサイトが抑制され、焼戻しマルテンサイトが形成されるようになると、延性及
び加工性が増加する。
許公報第10-2006-0118602号及び日本公開特許公報第2009-0192
58号に開示されている。硬質のマルテンサイトを焼戻し(tempering)させて
作製した焼戻しマルテンサイトは、軟質化されたマルテンサイトであり、既存の焼戻しさ
れていないマルテンサイト(フレッシュマルテンサイト)との強度の差を示す。フレッシ
ュマルテンサイトが抑制され、焼戻しマルテンサイトが形成されるようになると、延性及
び加工性が増加する。
しかし、韓国公開特許公報第10-2006-0118602号及び日本公開特許公報
第2009-019258号に開示された技術では、引張強度と伸びとの積(TS×El
)が22,000MPa%以上を満たすことができず、これは、強度及び延性のいずれに
ついても優れた鋼板を確保することが難しいことを意味する。
第2009-019258号に開示された技術では、引張強度と伸びとの積(TS×El
)が22,000MPa%以上を満たすことができず、これは、強度及び延性のいずれに
ついても優れた鋼板を確保することが難しいことを意味する。
一方、自動車部材用鋼板としては、高強度でありながらも延性及び加工性に優れた特性
をすべて得るために、残留オーステナイトの変態有機塑性を用いたTRIP(Trans
formation Induced Plasticity)鋼が開発されている。特
許文献3及び4では、延性及び加工性に優れたTRIP鋼が開示されている。
をすべて得るために、残留オーステナイトの変態有機塑性を用いたTRIP(Trans
formation Induced Plasticity)鋼が開発されている。特
許文献3及び4では、延性及び加工性に優れたTRIP鋼が開示されている。
韓国公開特許公報第10-2014-0012167号では、多角形のフェライトと残
留オーステナイト及びマルテンサイトを含んで、延性及び加工性を向上させようとしたが
、ベイナイトを主相としており、高い強度を確保することができず、TS×Elについて
も22,000MPa%以上を満たしていないことが分かる。
留オーステナイト及びマルテンサイトを含んで、延性及び加工性を向上させようとしたが
、ベイナイトを主相としており、高い強度を確保することができず、TS×Elについて
も22,000MPa%以上を満たしていないことが分かる。
韓国公開特許公報第10-2010-0092503号では、フェライトの形成と、残
留オーステナイトの微細化及び焼戻しマルテンサイトを含む複合組織を形成して延性及び
加工性を向上させているが、軟質のフェライトが多量に含まれており、高い強度を確保す
ることが困難であるという問題がある。
留オーステナイトの微細化及び焼戻しマルテンサイトを含む複合組織を形成して延性及び
加工性を向上させているが、軟質のフェライトが多量に含まれており、高い強度を確保す
ることが困難であるという問題がある。
今まで、高い強度を有すると同時に延性及び加工性に優れた鋼板に対する要求を満たせ
ていないのが実情である。
ていないのが実情である。
本発明の一側面は、鋼板の組成及び微細組織を最適化して、優れた延性及び加工性を有
する高強度鋼板、及びこれを製造する方法について提供しようとするものである。
する高強度鋼板、及びこれを製造する方法について提供しようとするものである。
本発明の課題は、上述した事項に限定されない。本発明の更なる課題は、明細書の全体
的な内容に記述されており、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であ
れば、本発明の明細書に記載されている内容から、本発明の更なる課題を理解するのに何
ら困難がない。
的な内容に記述されており、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であ
れば、本発明の明細書に記載されている内容から、本発明の更なる課題を理解するのに何
ら困難がない。
本発明の一態様は、重量%で、C:0.25%超過~0.75%、Si:4.0%以下
、Mn:0.9~5.0%、Al:5.0%以下、P:0.15%以下、S:0.03%
以下、N:0.03%以下、残りはFe及び不可避不純物、を含み、微細組織は、焼戻し
マルテンサイト、ベイナイト及び残留オーステナイトを含み、下記[関係式1]を満たす
延性及び加工性に優れた高強度鋼板に関する。
、Mn:0.9~5.0%、Al:5.0%以下、P:0.15%以下、S:0.03%
以下、N:0.03%以下、残りはFe及び不可避不純物、を含み、微細組織は、焼戻し
マルテンサイト、ベイナイト及び残留オーステナイトを含み、下記[関係式1]を満たす
延性及び加工性に優れた高強度鋼板に関する。
[関係式1]
0.55≦[Si+Al]γ/[Si+Al]av≦0.85
(但し、[Si+Al]γは、残留オーステナイト内に含まれるSi及びAlの含量(重
量%)であり、[Si+Al]avは、鋼板に含まれるSi及びAlの含量(重量%)で
ある)
0.55≦[Si+Al]γ/[Si+Al]av≦0.85
(但し、[Si+Al]γは、残留オーステナイト内に含まれるSi及びAlの含量(重
量%)であり、[Si+Al]avは、鋼板に含まれるSi及びAlの含量(重量%)で
ある)
本発明のさらに他の一態様は、重量%で、C:0.25%超過~0.75%、Si:4
.0%以下、Mn:0.9~5.0%、Al:5.0%以下、P:0.15%以下、S:
0.03%以下、N:0.03%以下、残りはFe及び不可避不純物、を含む鋼スラブを
加熱し、熱間圧延する段階;
上記熱間圧延された鋼板を巻き取る段階;
上記巻き取られた鋼板を、650~850℃の温度範囲で600~1700秒の間、熱
延焼鈍熱処理する段階;
上記熱延焼鈍熱処理された鋼板を冷間圧延する段階;
上記冷間圧延された鋼板をAr3以上に加熱(1次加熱)して、50秒以上保持(1次
保持)する段階;
平均冷却速度1℃/s以上で、100~300℃の温度範囲まで冷却(1次冷却)する
段階;
上記1次冷却された鋼板を300~500℃の温度範囲まで加熱(2次加熱)し、この
温度範囲で50秒以上保持(2次保持)する段階;及び
常温まで冷却(2次冷却)する段階
を含む、延性及び加工性に優れた高強度鋼板の製造方法に関するものである。
.0%以下、Mn:0.9~5.0%、Al:5.0%以下、P:0.15%以下、S:
0.03%以下、N:0.03%以下、残りはFe及び不可避不純物、を含む鋼スラブを
加熱し、熱間圧延する段階;
上記熱間圧延された鋼板を巻き取る段階;
上記巻き取られた鋼板を、650~850℃の温度範囲で600~1700秒の間、熱
延焼鈍熱処理する段階;
上記熱延焼鈍熱処理された鋼板を冷間圧延する段階;
上記冷間圧延された鋼板をAr3以上に加熱(1次加熱)して、50秒以上保持(1次
保持)する段階;
平均冷却速度1℃/s以上で、100~300℃の温度範囲まで冷却(1次冷却)する
段階;
上記1次冷却された鋼板を300~500℃の温度範囲まで加熱(2次加熱)し、この
温度範囲で50秒以上保持(2次保持)する段階;及び
常温まで冷却(2次冷却)する段階
を含む、延性及び加工性に優れた高強度鋼板の製造方法に関するものである。
本発明によると、高強度鋼の優れた延性及び加工特性を確保して、軽量化及び安定性が
同時に要求される自動車構造用鋼板を提供することができる。
同時に要求される自動車構造用鋼板を提供することができる。
本発明の発明者らは、ベイナイト、焼戻しマルテンサイトを含み、残留オーステナイト
を含む変態有機塑性(Transformation Induced Plastic
ity,TRIP)鋼において、残留オーステナイトの安定化を図り、残留オーステナイ
トのサイズ及び形状が強度と延性及び加工性とに影響を及ぼすことを認知した。これを究
明して、高強度鋼の延性及び加工性を向上させることができる方法を考案し、本発明に至
るようになった。
を含む変態有機塑性(Transformation Induced Plastic
ity,TRIP)鋼において、残留オーステナイトの安定化を図り、残留オーステナイ
トのサイズ及び形状が強度と延性及び加工性とに影響を及ぼすことを認知した。これを究
明して、高強度鋼の延性及び加工性を向上させることができる方法を考案し、本発明に至
るようになった。
以下、本発明について詳細に説明する。まず、本発明の鋼板の合金組成について詳細に
説明する。
説明する。
本発明の鋼板は、重量%で(以下、%)、C:0.25%超過~0.75%、Si:4
.0%以下、Mn:0.9~5.0%、Al:5.0%以下、P:0.15%以下、S:
0.03%以下、N:0.03%以下、残りはFe及び不可避不純物、を含む。さらに
、Ti:0~0.5%、Nb:0~0.5%、V:0~0.5%、Cr:0~3.0%、
Mo:0~3.0%、Cu:0~4.5%、Ni:0~4.5% 、B:0~0.005
%、Ca:0~0.05%、Yを除くREM:0~0.05%、Mg:0~0.05%、
W:0~0.5%、Zr:0~0.5%、Sb:0 ~0.5%、Sn:0~0.5%、
Y:0~0.2%、Hf:0~0.2%及びCo:0~1.5%などが含まれてもよい。
以下、各合金組成について詳細に説明する。
.0%以下、Mn:0.9~5.0%、Al:5.0%以下、P:0.15%以下、S:
0.03%以下、N:0.03%以下、残りはFe及び不可避不純物、を含む。さらに
、Ti:0~0.5%、Nb:0~0.5%、V:0~0.5%、Cr:0~3.0%、
Mo:0~3.0%、Cu:0~4.5%、Ni:0~4.5% 、B:0~0.005
%、Ca:0~0.05%、Yを除くREM:0~0.05%、Mg:0~0.05%、
W:0~0.5%、Zr:0~0.5%、Sb:0 ~0.5%、Sn:0~0.5%、
Y:0~0.2%、Hf:0~0.2%及びCo:0~1.5%などが含まれてもよい。
以下、各合金組成について詳細に説明する。
・炭素(C):0.25%超過~0.75%
上記Cは、鋼板の強度を付与するために不可欠な元素であるとともに、鋼板の延性を増
加させる残留オーステナイトの安定化元素である。上記Cの含量が0.25%以下である
と、必要となる引張強度の確保が難しく、0.75%を超えると、冷間圧延が難しくて鋼
板を製造することができない。したがって、上記Cの含量は、0.25%超過~0.75
%以下であることが好ましい。上記Cの含量は、0.31~0.75%であることがより
好ましい。
上記Cは、鋼板の強度を付与するために不可欠な元素であるとともに、鋼板の延性を増
加させる残留オーステナイトの安定化元素である。上記Cの含量が0.25%以下である
と、必要となる引張強度の確保が難しく、0.75%を超えると、冷間圧延が難しくて鋼
板を製造することができない。したがって、上記Cの含量は、0.25%超過~0.75
%以下であることが好ましい。上記Cの含量は、0.31~0.75%であることがより
好ましい。
・シリコン(Si):4.0%以下(0は除く)
上記Siは、固溶強化による強度向上に効果のある元素であり、フェライトを強化させ
、組織を均一化させて加工性を改善する元素である。また、セメンタイト析出を抑制して
残留オーステナイトの生成に寄与する元素である。上記Siが4.0%を超えると、めっ
き工程において未めっきのようなめっき欠陥の問題、及び鋼板の溶接性の低下が生じるた
め、上記Siの含量は4.0%以下であることが好ましい。
上記Siは、固溶強化による強度向上に効果のある元素であり、フェライトを強化させ
、組織を均一化させて加工性を改善する元素である。また、セメンタイト析出を抑制して
残留オーステナイトの生成に寄与する元素である。上記Siが4.0%を超えると、めっ
き工程において未めっきのようなめっき欠陥の問題、及び鋼板の溶接性の低下が生じるた
め、上記Siの含量は4.0%以下であることが好ましい。
・アルミニウム(Al):5.0%以下(0は除く)
上記Alは、鋼中の酸素と結合して脱酸作用をする元素である。また、Siと同様にセ
メンタイト析出を抑制させ、残留オーステナイトを安定化させる元素である。上記Alの
含量が5.0%を超えると、鋼板の加工性が低下し、介在物を増加させる。したがって、
上記Alの含量は5.0%以下であることが好ましい。
上記Alは、鋼中の酸素と結合して脱酸作用をする元素である。また、Siと同様にセ
メンタイト析出を抑制させ、残留オーステナイトを安定化させる元素である。上記Alの
含量が5.0%を超えると、鋼板の加工性が低下し、介在物を増加させる。したがって、
上記Alの含量は5.0%以下であることが好ましい。
一方、上記SiとAlとの合計量(Si+Al)は1.0~6.0%であることが好ま
しい。上記Si及びAlは、本発明において、微細組織の形成に影響を与え、延性及び曲
げ加工性に影響を与える成分である。したがって、優れた延性及び曲げ加工性を有するた
めには、上記Si及びAlの合計量が1.0~6.0%であることが好ましい。より好ま
しくは、1.5~4.0%で含んでよい。
しい。上記Si及びAlは、本発明において、微細組織の形成に影響を与え、延性及び曲
げ加工性に影響を与える成分である。したがって、優れた延性及び曲げ加工性を有するた
めには、上記Si及びAlの合計量が1.0~6.0%であることが好ましい。より好ま
しくは、1.5~4.0%で含んでよい。
・マンガン(Mn):0.9~5.0%
上記Mnは、強度及び延性をともに高めるために有用な元素である。0.9%以上で上
記効果を得ることができるが、5.0%を超えると、鋼板の溶接性と衝撃靭性を低下させ
る。また、5.0%を超えてMnを含むと、ベイナイト変態時間が増加し、オーステナイ
ト中のC濃化が十分でなく、必要となる残留オーステナイト分率を確保することができな
い。したがって、上記Mnの含量は0.9~5.0%であることが好ましい。
上記Mnは、強度及び延性をともに高めるために有用な元素である。0.9%以上で上
記効果を得ることができるが、5.0%を超えると、鋼板の溶接性と衝撃靭性を低下させ
る。また、5.0%を超えてMnを含むと、ベイナイト変態時間が増加し、オーステナイ
ト中のC濃化が十分でなく、必要となる残留オーステナイト分率を確保することができな
い。したがって、上記Mnの含量は0.9~5.0%であることが好ましい。
・リン(P):0.15%以下
上記Pは、不純物として含まれ、衝撃靭性を劣化させる元素である。したがって、上記
Pの含量は0.15%以下に管理することが好ましい。
上記Pは、不純物として含まれ、衝撃靭性を劣化させる元素である。したがって、上記
Pの含量は0.15%以下に管理することが好ましい。
・硫黄(S):0.03%以下
上記Sは、不純物として含まれ、鋼板中にMnSを形成し、延性を劣化させる元素であ
る。したがって、上記Sの含量は0.03%以下であることが好ましい。
上記Sは、不純物として含まれ、鋼板中にMnSを形成し、延性を劣化させる元素であ
る。したがって、上記Sの含量は0.03%以下であることが好ましい。
・窒素(N):0.03%以下
上記Nは、不純物として含まれ、連続鋳造中に窒化物を形成してスラブの亀裂を起こす
元素である。したがって、上記Nの含量は、0.03%以下であることが好ましい。
上記Nは、不純物として含まれ、連続鋳造中に窒化物を形成してスラブの亀裂を起こす
元素である。したがって、上記Nの含量は、0.03%以下であることが好ましい。
残り(残部)は、Feと不可避に含まれる不純物とを含む。一方、本発明の鋼板は、上
述した合金成分以外に、さらに含まれてもよい合金組成が存在する。これについては、以
下で詳細に説明する。
述した合金成分以外に、さらに含まれてもよい合金組成が存在する。これについては、以
下で詳細に説明する。
・チタン(Ti):0~0.5%、ニオブ(Nb):0~0.5%及びバナジウム(V)
:0~0.5%のうち1種以上
上記Ti、Nb及びVは、析出物を形成して結晶粒を微細化させる元素である。鋼板の
強度と衝撃靭性とを向上させるために上記元素を含有させてもよい。上記Ti、Nb及び
Vの各含量が0.5%を超えると、過度な析出物の形成により衝撃靭性を低下させるだけ
でなく、製造コスト上昇の原因となるため、上記Ti、Nb及びVの各含量は0.5%以
下であることが好ましい。
:0~0.5%のうち1種以上
上記Ti、Nb及びVは、析出物を形成して結晶粒を微細化させる元素である。鋼板の
強度と衝撃靭性とを向上させるために上記元素を含有させてもよい。上記Ti、Nb及び
Vの各含量が0.5%を超えると、過度な析出物の形成により衝撃靭性を低下させるだけ
でなく、製造コスト上昇の原因となるため、上記Ti、Nb及びVの各含量は0.5%以
下であることが好ましい。
・クロム(Cr):0~3.0%、モリブデン(Mo):0~3.0%のうち1種以上
上記Cr及びMoは、合金化処理時にオーステナイトの分解を抑制し、Mnと同様にオ
ーステナイトを安定化させる元素である。上記Cr及びMoの各含量が3.0%を超える
と、ベイナイト変態時間が増加し、オーステナイト中のC濃化が十分でなく、必要となる
残留オーステナイト分率を確保することができない。したがって、上記Cr及びMoの各
含量は3.0%以下であることが好ましい。
上記Cr及びMoは、合金化処理時にオーステナイトの分解を抑制し、Mnと同様にオ
ーステナイトを安定化させる元素である。上記Cr及びMoの各含量が3.0%を超える
と、ベイナイト変態時間が増加し、オーステナイト中のC濃化が十分でなく、必要となる
残留オーステナイト分率を確保することができない。したがって、上記Cr及びMoの各
含量は3.0%以下であることが好ましい。
・銅(Cu):0~4.5%及びニッケル(Ni):0~4.5%のうち1種以上
上記Cu及びNiは、オーステナイトを安定化させ、腐食を抑制する元素である。上記
Cu及びNiは鋼板表面に濃化され、鋼板内に移動する水素の侵入を防止して水素遅れ破
壊を抑制する効果もある。上記Cu及びNiの各含量が4.5%を超えると、過度な特性
効果だけでなく、製造コスト上昇の原因となる。したがって、上記Cu及びNiの各含量
は4.5%以下であることが好ましい。
上記Cu及びNiは、オーステナイトを安定化させ、腐食を抑制する元素である。上記
Cu及びNiは鋼板表面に濃化され、鋼板内に移動する水素の侵入を防止して水素遅れ破
壊を抑制する効果もある。上記Cu及びNiの各含量が4.5%を超えると、過度な特性
効果だけでなく、製造コスト上昇の原因となる。したがって、上記Cu及びNiの各含量
は4.5%以下であることが好ましい。
・ボロン(B):0~0.005%
上記Bは、焼入れ性を向上させて強度を向上させ、結晶粒界の核生成を抑制する元素で
ある。上記Bの含量が0.005%を超えると、過度な特性効果だけでなく、製造コスト
上昇の原因となる。したがって、上記Bの含量は、0.005%以下であることが好まし
い。
上記Bは、焼入れ性を向上させて強度を向上させ、結晶粒界の核生成を抑制する元素で
ある。上記Bの含量が0.005%を超えると、過度な特性効果だけでなく、製造コスト
上昇の原因となる。したがって、上記Bの含量は、0.005%以下であることが好まし
い。
・カルシウム(Ca):0~0.05%、マグネシウム(Mg):0~0.05%及びイ
ットリウム(Y)を除く希土類元素(REM):0~0.05%のうち1種以上
上記REMとは、Sc、Y及びランタノイドの合計17元素を指す。上記Ca、Mg及
びYを除いたREMは、硫化物を球状化させることで、鋼板の延性を向上させることがで
きる。上記Ca、Mg及びYを除くREMの各含量が0.05%を超えると、過度な特性
効果だけでなく、製造コスト上昇の原因となる。したがって、Ca、Mg及びYを除くR
EMの各含量は0.05%以下であることが好ましい。
ットリウム(Y)を除く希土類元素(REM):0~0.05%のうち1種以上
上記REMとは、Sc、Y及びランタノイドの合計17元素を指す。上記Ca、Mg及
びYを除いたREMは、硫化物を球状化させることで、鋼板の延性を向上させることがで
きる。上記Ca、Mg及びYを除くREMの各含量が0.05%を超えると、過度な特性
効果だけでなく、製造コスト上昇の原因となる。したがって、Ca、Mg及びYを除くR
EMの各含量は0.05%以下であることが好ましい。
・タングステン(W):0~0.5%及びジルコニウム(Zr):0~0.5%のうち1
種以上
上記W及びZrは、焼入れ性を向上させ、鋼板の強度を増加させる元素である。上記W
及びZrの各含量が0.5%を超えると、過度な特性効果だけでなく、製造コスト上昇の
原因となる。したがって、上記W及びZrの各含量は0.5%以下であることが好ましい
。
種以上
上記W及びZrは、焼入れ性を向上させ、鋼板の強度を増加させる元素である。上記W
及びZrの各含量が0.5%を超えると、過度な特性効果だけでなく、製造コスト上昇の
原因となる。したがって、上記W及びZrの各含量は0.5%以下であることが好ましい
。
・アンチモン(Sb):0~0.5%及びスズ(Sn):0~0.5%のうち1種以上
上記Sb及びSnは、鋼板のめっき濡れ性及びめっき密着性を向上させる元素である。
上記Sb及びSnの各含量が0.5%を超えると、鋼板の脆性が増加して熱間加工または
冷間加工時に亀裂が発生する可能性がある。したがって、上記Sb及びSnの各含量は0
.5%以下であることが好ましい。
上記Sb及びSnは、鋼板のめっき濡れ性及びめっき密着性を向上させる元素である。
上記Sb及びSnの各含量が0.5%を超えると、鋼板の脆性が増加して熱間加工または
冷間加工時に亀裂が発生する可能性がある。したがって、上記Sb及びSnの各含量は0
.5%以下であることが好ましい。
・イットリウム(Y):0~0.2%及びハフニウム(Hf):0~0.2%のうち1種
以上
上記Y及びHfは、鋼板の耐食性を向上させる元素である。上記Y及びHfの各含量が
0.2%を超えると、鋼板の延性が劣化する可能性がある。したがって、上記Y及びHf
の各含量は0.2%以下であることが好ましい。
以上
上記Y及びHfは、鋼板の耐食性を向上させる元素である。上記Y及びHfの各含量が
0.2%を超えると、鋼板の延性が劣化する可能性がある。したがって、上記Y及びHf
の各含量は0.2%以下であることが好ましい。
・コバルト(Co):0~1.5%
上記Coは、ベイナイト変態を促進させてTRIP効果を増加させる元素である。上記
Coの含量が1.5%を超えると、鋼板の溶接性及び延性が低下する可能性がある。した
がって、上記Coの含量は1.5%以下であることが好ましい。
上記Coは、ベイナイト変態を促進させてTRIP効果を増加させる元素である。上記
Coの含量が1.5%を超えると、鋼板の溶接性及び延性が低下する可能性がある。した
がって、上記Coの含量は1.5%以下であることが好ましい。
本発明の鋼板の微細組織は、焼戻しマルテンサイト、ベイナイト及び残留オーステナイ
トを含む。好ましい一例として、体積分率で、30~75%の焼戻しマルテンサイト、1
0~50%のベイナイト、10~40%の残留オーステナイトを含み、5%以下のフェラ
イト及びその他の不可避組織を含む。上記不可避組織とは、フレッシュマルテンサイト(
Fresh Martensite)、パーライト、島状マルテンサイト(Marten
site Austenite Constituent、M-A)などをいう。上記フ
レッシュマルテンサイトやパーライトが過度に形成されると、鋼板の延性及び加工性が低
下するか、残留オーステナイトの分率を低減させる可能性がある。
トを含む。好ましい一例として、体積分率で、30~75%の焼戻しマルテンサイト、1
0~50%のベイナイト、10~40%の残留オーステナイトを含み、5%以下のフェラ
イト及びその他の不可避組織を含む。上記不可避組織とは、フレッシュマルテンサイト(
Fresh Martensite)、パーライト、島状マルテンサイト(Marten
site Austenite Constituent、M-A)などをいう。上記フ
レッシュマルテンサイトやパーライトが過度に形成されると、鋼板の延性及び加工性が低
下するか、残留オーステナイトの分率を低減させる可能性がある。
下記関係式1のように、上記残留オーステナイトに含まれているSi及びAlの含量(
[Si+Al]γ、重量%)を、鋼板に含まれているSi及びAlの含量([Si+Al
]av、重量%)で除した値が、0.55~0.85であることが好ましい。
[Si+Al]γ、重量%)を、鋼板に含まれているSi及びAlの含量([Si+Al
]av、重量%)で除した値が、0.55~0.85であることが好ましい。
[関係式1]
0.55≦[Si+Al]γ/[Si+Al]av≦0.85
0.55≦[Si+Al]γ/[Si+Al]av≦0.85
本発明の鋼板は、引張強度と伸びとの積(TS×El)が22,000MPa%以上で
あり、R/t(Rは90°曲げ試験の後にクラックが発生していない最小曲げ半径(mm
)であり、tは鋼板の厚さ(mm)である)が0.5~3.0であって、強度と延性との
バランスに優れ、加工性に優れる。
あり、R/t(Rは90°曲げ試験の後にクラックが発生していない最小曲げ半径(mm
)であり、tは鋼板の厚さ(mm)である)が0.5~3.0であって、強度と延性との
バランスに優れ、加工性に優れる。
本発明では、高強度のみならず、優れた延性及び加工性を確保するために、鋼板の残留
オーステナイトを安定化させることが重要である。残留オーステナイトを安定化させるた
めには、鋼板のフェライト、ベイナイト及び焼戻しマルテンサイトにおけるCとMnをオ
ーステナイト内に濃化させる必要がある。しかし、フェライトを活用してオーステナイト
内にCを濃化させると、フェライトの低い強度特性のため、鋼板の強度が不足する可能性
がある。したがって、ベイナイト及び焼戻しマルテンサイトを活用して、オーステナイト
内へCとMnを濃化させることが好ましい。また、残留オーステナイト中のSi及びAl
の含量([Si+Al]γ)を制御すると、ベイナイト及び焼戻しマルテンサイトから残
留オーステナイト内へCとMnを多量濃化させることができる。したがって、残留オース
テナイト中のSiとAlを制御して、残留オーステナイトを安定化させることが可能であ
る。そこで、本発明では、[Si+Al]γ/[Si+Al]avを0.55以上とする
ことで、残留オーステナイトを安定化させる。但し、[Si+Al]γ/[Si+Al]
avが0.85を超えると、残留オーステナイト中においてCとMnの濃化が不十分であ
り、残留オーステナイトが引張変形に不安定となるため、延性及び加工性の低下を引き起
こし、TS×Elが22,000MPa%未満となるか、R/tが3.0を超えるため、
好ましくない。
オーステナイトを安定化させることが重要である。残留オーステナイトを安定化させるた
めには、鋼板のフェライト、ベイナイト及び焼戻しマルテンサイトにおけるCとMnをオ
ーステナイト内に濃化させる必要がある。しかし、フェライトを活用してオーステナイト
内にCを濃化させると、フェライトの低い強度特性のため、鋼板の強度が不足する可能性
がある。したがって、ベイナイト及び焼戻しマルテンサイトを活用して、オーステナイト
内へCとMnを濃化させることが好ましい。また、残留オーステナイト中のSi及びAl
の含量([Si+Al]γ)を制御すると、ベイナイト及び焼戻しマルテンサイトから残
留オーステナイト内へCとMnを多量濃化させることができる。したがって、残留オース
テナイト中のSiとAlを制御して、残留オーステナイトを安定化させることが可能であ
る。そこで、本発明では、[Si+Al]γ/[Si+Al]avを0.55以上とする
ことで、残留オーステナイトを安定化させる。但し、[Si+Al]γ/[Si+Al]
avが0.85を超えると、残留オーステナイト中においてCとMnの濃化が不十分であ
り、残留オーステナイトが引張変形に不安定となるため、延性及び加工性の低下を引き起
こし、TS×Elが22,000MPa%未満となるか、R/tが3.0を超えるため、
好ましくない。
残留オーステナイトを含む鋼板は、加工中、オーステナイトからマルテンサイトへの変
態時に発生する変態有機塑性により、優れた延性及び加工性を有する。上記鋼板の残留オ
ーステナイトが10%未満の場合には、TS×Elが22,000MPa%未満となるか
、またはR/tが3.0を超える可能性がある。一方、残留オーステナイト分率が40%
を超えると、局部伸び(Local Elingation)が低下する可能性がある。
したがって、強度と延性とのバランス及び加工性の両方ともに優れた鋼板を得るためには
、上記残留オーステナイトの分率は10~40%であることが好ましい。
態時に発生する変態有機塑性により、優れた延性及び加工性を有する。上記鋼板の残留オ
ーステナイトが10%未満の場合には、TS×Elが22,000MPa%未満となるか
、またはR/tが3.0を超える可能性がある。一方、残留オーステナイト分率が40%
を超えると、局部伸び(Local Elingation)が低下する可能性がある。
したがって、強度と延性とのバランス及び加工性の両方ともに優れた鋼板を得るためには
、上記残留オーステナイトの分率は10~40%であることが好ましい。
一方、焼戻しされていないマルテンサイト(フレッシュマルテンサイト)と焼戻しマル
テンサイトはいずれも、鋼板の強度を向上させる微細組織である。しかし、焼戻しマルテ
ンサイトと比較すると、フレッシュマルテンサイトは、鋼板の延性を大きく低下させる特
性がある。これは、焼戻し熱処理によって焼戻しマルテンサイトの微細組織が軟質化され
るからである。したがって、本発明の強度と延性とのバランス及び加工性に優れた鋼板を
提供するためには、焼戻しマルテンサイトを活用することが好ましい。上記焼戻しマルテ
ンサイトの分率(体積分率)が30%未満では、TS×Elにおいて22,000MPa
%以上を確保し難く、75%を超えると、延性及び加工性を低下させるようになり、TS
×Elが22,000MPa%未満となるか、またはR/tが3.0を超えるため、好ま
しくない。
テンサイトはいずれも、鋼板の強度を向上させる微細組織である。しかし、焼戻しマルテ
ンサイトと比較すると、フレッシュマルテンサイトは、鋼板の延性を大きく低下させる特
性がある。これは、焼戻し熱処理によって焼戻しマルテンサイトの微細組織が軟質化され
るからである。したがって、本発明の強度と延性とのバランス及び加工性に優れた鋼板を
提供するためには、焼戻しマルテンサイトを活用することが好ましい。上記焼戻しマルテ
ンサイトの分率(体積分率)が30%未満では、TS×Elにおいて22,000MPa
%以上を確保し難く、75%を超えると、延性及び加工性を低下させるようになり、TS
×Elが22,000MPa%未満となるか、またはR/tが3.0を超えるため、好ま
しくない。
鋼板の強度と延性のバランス及び加工性を向上させるためには、ベイナイトを適切に含
むことが好ましい。上記ベイナイト分率(体積分率)が10%以上において、TS×El
が22,000MPa%以上及びR/tが0.5~3.0であることを実現することがで
きる。しかし、50%超過のベイナイトは、相対的に焼戻しマルテンサイト分率を減少さ
せ、結果的にTS×Elが22,000MPa%未満となるため、好ましくない。
むことが好ましい。上記ベイナイト分率(体積分率)が10%以上において、TS×El
が22,000MPa%以上及びR/tが0.5~3.0であることを実現することがで
きる。しかし、50%超過のベイナイトは、相対的に焼戻しマルテンサイト分率を減少さ
せ、結果的にTS×Elが22,000MPa%未満となるため、好ましくない。
以下、本発明の鋼板を製造する方法の一例について詳細に説明する。本発明の鋼板の製
造方法は、まず、前述した合金組成を有する鋼塊または鋼スラブを製造し、上記鋼塊また
は鋼スラブを加熱して熱間圧延した後、焼鈍、巻取り、酸洗、及び冷間圧延して冷間圧延
された鋼板を準備する。
造方法は、まず、前述した合金組成を有する鋼塊または鋼スラブを製造し、上記鋼塊また
は鋼スラブを加熱して熱間圧延した後、焼鈍、巻取り、酸洗、及び冷間圧延して冷間圧延
された鋼板を準備する。
一例として、上記鋼塊または鋼スラブを1000~1350℃の温度で加熱し、800
~1000℃の温度で仕上げ熱間圧延することが好ましい。上記加熱温度が1000℃未
満である場合、仕上げ熱間圧延温度範囲以下で熱間圧延される可能性がある。また、加熱
温度が1350℃を超える場合には、鋼の融点に到達し、溶けてしまう恐れがある。一方
、上記仕上げ熱間圧延温度が800℃未満の場合には、鋼の高い強度のため、圧延機に大
きな負担を与える可能性がある。また、仕上げ熱間圧延温度が1000℃を超える場合に
は、熱間圧延後に鋼板の結晶粒が粗大化して上記高強度鋼板の物性を低下させる可能性が
ある。上記熱間圧延された鋼板の結晶粒を微細化するために、仕上げ熱間圧延後、10℃
/s以上の冷却速度で冷却し、300~600℃の温度で巻き取ることが好ましい。上記
巻取り温度が300℃未満では巻取りが容易でなく、600℃を超える場合には、上記熱
間圧延された鋼板の表面に生成されるスケール(scale)が、上記鋼板の内部まで形
成されて酸洗を困難にする恐れがある。
~1000℃の温度で仕上げ熱間圧延することが好ましい。上記加熱温度が1000℃未
満である場合、仕上げ熱間圧延温度範囲以下で熱間圧延される可能性がある。また、加熱
温度が1350℃を超える場合には、鋼の融点に到達し、溶けてしまう恐れがある。一方
、上記仕上げ熱間圧延温度が800℃未満の場合には、鋼の高い強度のため、圧延機に大
きな負担を与える可能性がある。また、仕上げ熱間圧延温度が1000℃を超える場合に
は、熱間圧延後に鋼板の結晶粒が粗大化して上記高強度鋼板の物性を低下させる可能性が
ある。上記熱間圧延された鋼板の結晶粒を微細化するために、仕上げ熱間圧延後、10℃
/s以上の冷却速度で冷却し、300~600℃の温度で巻き取ることが好ましい。上記
巻取り温度が300℃未満では巻取りが容易でなく、600℃を超える場合には、上記熱
間圧延された鋼板の表面に生成されるスケール(scale)が、上記鋼板の内部まで形
成されて酸洗を困難にする恐れがある。
上記巻取り後に、酸洗及び冷間圧延を容易にするために熱延焼鈍熱処理工程を行うこと
が好ましい。上記熱延焼鈍熱処理は、650~850℃の温度範囲で600~1700秒
間行うことが好ましい。上記熱延焼鈍熱処理温度が650℃未満であるか、600秒未満
の間行われると、上記熱延焼鈍熱処理された鋼板の強度が高く、冷間圧延が容易ではない
可能性がある。一方、熱延焼鈍熱処理温度が850℃を超えるか、1700秒を超えて行
われると、鋼板の内部へ深く形成されたスケール(scale)に起因して酸洗が容易で
はない可能性がある。
が好ましい。上記熱延焼鈍熱処理は、650~850℃の温度範囲で600~1700秒
間行うことが好ましい。上記熱延焼鈍熱処理温度が650℃未満であるか、600秒未満
の間行われると、上記熱延焼鈍熱処理された鋼板の強度が高く、冷間圧延が容易ではない
可能性がある。一方、熱延焼鈍熱処理温度が850℃を超えるか、1700秒を超えて行
われると、鋼板の内部へ深く形成されたスケール(scale)に起因して酸洗が容易で
はない可能性がある。
一方、上記巻取り後に、鋼板の表面に生成されたスケールを除去するために酸洗し、冷
間圧延を行う。上記酸洗及び冷間圧延の条件を特に制限するものではなく、上記冷間圧延
は累積圧下率30~90%とすることが好ましい。冷間圧延の累積圧下率が90%を超え
ると、上記鋼板の高い強度により冷間圧延を短時間で行うことが難しくなる恐れがある。
間圧延を行う。上記酸洗及び冷間圧延の条件を特に制限するものではなく、上記冷間圧延
は累積圧下率30~90%とすることが好ましい。冷間圧延の累積圧下率が90%を超え
ると、上記鋼板の高い強度により冷間圧延を短時間で行うことが難しくなる恐れがある。
冷間圧延された鋼板は、焼鈍熱処理工程を経て未めっきの冷延鋼板として作製されるか
、耐食性を付与するためにめっき工程を経てめっき鋼板として作製されることができる。
めっきは、溶融亜鉛めっき、電気亜鉛めっき、溶融アルミニウムめっきなどのめっき方法
を適用することができ、その方法と種類は特に制限されない。
、耐食性を付与するためにめっき工程を経てめっき鋼板として作製されることができる。
めっきは、溶融亜鉛めっき、電気亜鉛めっき、溶融アルミニウムめっきなどのめっき方法
を適用することができ、その方法と種類は特に制限されない。
本発明による高強度及び優れた延性と加工性を確保するために、焼鈍熱処理工程を行う
。以下、その一例について詳細に説明する。
。以下、その一例について詳細に説明する。
上記冷間圧延された鋼板をAc3以上に加熱(1次加熱)し、50秒以上保持(1次保
持)する。
上記1次加熱または1次保持温度がAc3未満の場合、フェライトが形成されることが
でき、ベイナイト、残留オーステナイト及び焼戻しマルテンサイトが十分に形成されず、
上記鋼板の[Si+Al]γ/[Si+Al]av、TS×Elを低下させる可能性があ
る。また、1次保持時間が50秒未満の場合には、組織を十分に均一化させず、上記鋼板
の物性が低下する。上記1次加熱温度の上限と1次保持時間の上限は特に限定しないが、
結晶粒の粗大化による靱性の減少を抑制させるために、1次加熱温度は950℃以下とし
、1次保持時間は1200秒以下とすることが好ましい。
持)する。
上記1次加熱または1次保持温度がAc3未満の場合、フェライトが形成されることが
でき、ベイナイト、残留オーステナイト及び焼戻しマルテンサイトが十分に形成されず、
上記鋼板の[Si+Al]γ/[Si+Al]av、TS×Elを低下させる可能性があ
る。また、1次保持時間が50秒未満の場合には、組織を十分に均一化させず、上記鋼板
の物性が低下する。上記1次加熱温度の上限と1次保持時間の上限は特に限定しないが、
結晶粒の粗大化による靱性の減少を抑制させるために、1次加熱温度は950℃以下とし
、1次保持時間は1200秒以下とすることが好ましい。
上記1次保持の後、平均冷却速度1℃/s以上で1次冷却停止温度100~300℃の
温度範囲まで冷却(1次冷却)することが好ましい。1次冷却速度の上限は特に規定する
必要はなく、100℃/s以下とすることが好ましい。上記1次冷却停止温度が100℃
未満の場合には、焼戻しマルテンサイトが過度に形成され、残留オーステナイトが不足し
て上記鋼板の[Si+Al]γ/[Si+Al]av、TS×El及び曲げ加工性を低下
させる可能性がある。一方、1次冷却停止温度が300℃を超えると、ベイナイトが過剰
となり、焼戻しマルテンサイトが不足して上記鋼板のTS×Elを低下させる可能性があ
る。
温度範囲まで冷却(1次冷却)することが好ましい。1次冷却速度の上限は特に規定する
必要はなく、100℃/s以下とすることが好ましい。上記1次冷却停止温度が100℃
未満の場合には、焼戻しマルテンサイトが過度に形成され、残留オーステナイトが不足し
て上記鋼板の[Si+Al]γ/[Si+Al]av、TS×El及び曲げ加工性を低下
させる可能性がある。一方、1次冷却停止温度が300℃を超えると、ベイナイトが過剰
となり、焼戻しマルテンサイトが不足して上記鋼板のTS×Elを低下させる可能性があ
る。
上記1次冷却の後、5℃/s以上の昇温速度で300~500℃の温度範囲まで加熱(
2次加熱)し、この温度範囲で50秒以上保持(2次保持)することが好ましい。上記昇
温速度の上限は特に規定する必要はなく、100℃/s以下とすることが好ましい。上記
2次加熱または2次保持温度が300℃未満であるか、保持時間が50秒未満であると、
焼戻しマルテンサイトが過剰となり、残留オーステナイト中のSi及びAlの含量の制御
が不十分であり、残留オーステナイト分率を確保することが難しい。その結果、鋼板の[
Si+Al]γ/[Si+Al]av、TS×El及び曲げ加工性を低下させる可能性が
ある。一方、上記2次加熱または保持温度が500℃を超えるか、保持時間が172,0
00秒を超える場合には、残留オーステナイト中のSi及びAlの含量の制御が不十分で
あり、残留オーステナイトの分率を確保することが難しい。その結果、上記鋼板の[Si
+Al]γ/[Si+Al]av及びTS×Elを低下させる。
2次加熱)し、この温度範囲で50秒以上保持(2次保持)することが好ましい。上記昇
温速度の上限は特に規定する必要はなく、100℃/s以下とすることが好ましい。上記
2次加熱または2次保持温度が300℃未満であるか、保持時間が50秒未満であると、
焼戻しマルテンサイトが過剰となり、残留オーステナイト中のSi及びAlの含量の制御
が不十分であり、残留オーステナイト分率を確保することが難しい。その結果、鋼板の[
Si+Al]γ/[Si+Al]av、TS×El及び曲げ加工性を低下させる可能性が
ある。一方、上記2次加熱または保持温度が500℃を超えるか、保持時間が172,0
00秒を超える場合には、残留オーステナイト中のSi及びAlの含量の制御が不十分で
あり、残留オーステナイトの分率を確保することが難しい。その結果、上記鋼板の[Si
+Al]γ/[Si+Al]av及びTS×Elを低下させる。
上記2次保持した後、常温まで1℃/s以上の平均冷却速度で室温まで冷却(2次冷却
)することが好ましい。
)することが好ましい。
以下、本発明の実施例について詳細に説明する。下記の実施例は、本発明の理解を助け
るためのものであって、本発明の権利範囲を特定するためのものではないことを留意する
必要がある。本発明の権利範囲は、特許請求の範囲に記載された事項及びこれにより合理
的に類推される事項によって決定される。
るためのものであって、本発明の権利範囲を特定するためのものではないことを留意する
必要がある。本発明の権利範囲は、特許請求の範囲に記載された事項及びこれにより合理
的に類推される事項によって決定される。
(実施例)
下記表1による合金組成(残りはFeと不可避不純物である)を有する厚さ100mm
の鋼スラブを製造して、1200℃で加熱した後、900℃で仕上げ熱間圧延を行い、3
0℃/sの平均冷却速度で冷却して450~550℃で巻取り、厚さ3mmの熱延鋼板を
製造した。上記熱延鋼板を表2及び3の条件で熱延焼鈍熱処理した。その後、酸洗して表
面スケールを除去した後、1.5mmの厚さまで冷間圧延を実施した。
下記表1による合金組成(残りはFeと不可避不純物である)を有する厚さ100mm
の鋼スラブを製造して、1200℃で加熱した後、900℃で仕上げ熱間圧延を行い、3
0℃/sの平均冷却速度で冷却して450~550℃で巻取り、厚さ3mmの熱延鋼板を
製造した。上記熱延鋼板を表2及び3の条件で熱延焼鈍熱処理した。その後、酸洗して表
面スケールを除去した後、1.5mmの厚さまで冷間圧延を実施した。
その後、上記の表2~5に開示された焼鈍熱処理条件で熱処理を行い、鋼板を製造した
。
。
このように製造された鋼板の微細組織を観察し、その結果を表6及び表7に示した。微
細組織のうち、フェライト(F)、ベイナイト(B)、焼戻しマルテンサイト(TM)及
びパーライト(P)は、研磨された試験片の断面をナイタールエッチングした後、SEM
を通じて観察した。このうち、区別し難いベイナイトと焼戻しマルテンサイトは、ダイラ
テーション評価後に膨張曲線を用いて分率を計算した。一方、フレッシュマルテンサイト
(FM)と残留オーステナイト(残留γ)も区別が容易ではないため、上記SEMで観察
されたマルテンサイトと残留オーステナイトの分率からX線回折法によって計算された残
留オーステナイト分率を引いた値をフレッシュマルテンサイト分率と決定した。
細組織のうち、フェライト(F)、ベイナイト(B)、焼戻しマルテンサイト(TM)及
びパーライト(P)は、研磨された試験片の断面をナイタールエッチングした後、SEM
を通じて観察した。このうち、区別し難いベイナイトと焼戻しマルテンサイトは、ダイラ
テーション評価後に膨張曲線を用いて分率を計算した。一方、フレッシュマルテンサイト
(FM)と残留オーステナイト(残留γ)も区別が容易ではないため、上記SEMで観察
されたマルテンサイトと残留オーステナイトの分率からX線回折法によって計算された残
留オーステナイト分率を引いた値をフレッシュマルテンサイト分率と決定した。
一方、上記製造された鋼板の[Si+Al]γ/[Si+Al]av、TS×El、R
/tを観察し、その結果を表8及び表9に示した。
/tを観察し、その結果を表8及び表9に示した。
上記残留オーステナイトに含まれるSi及びAlの含量([Si+Al]γ)は、EP
MA(Electron Probe Micro Analyser)を用いて、残留
オーステナイト相内で測定されたSi+Alの含量を決定した。上記[Si+Al]av
とは、鋼板全体の平均Si+Alの含量を意味する。
MA(Electron Probe Micro Analyser)を用いて、残留
オーステナイト相内で測定されたSi+Alの含量を決定した。上記[Si+Al]av
とは、鋼板全体の平均Si+Alの含量を意味する。
上記TS×El及びR/tは、引張試験及びV-曲げ試験で評価した。引張試験は、圧
延板材の圧延方向に対して90°方向を基準にJIS 5号の規格に基づいて採取された
試験片で評価し、TS×Elを決定した。R/tは、圧延板材の圧延方向に対して90°
方向を基準に試験片を採取し、90°曲げ試験後にクラックが発生していない最小曲げ半
径Rを板材の厚さtで除した値で決定した。
延板材の圧延方向に対して90°方向を基準にJIS 5号の規格に基づいて採取された
試験片で評価し、TS×Elを決定した。R/tは、圧延板材の圧延方向に対して90°
方向を基準に試験片を採取し、90°曲げ試験後にクラックが発生していない最小曲げ半
径Rを板材の厚さtで除した値で決定した。
上記表1~9に示すように、本発明で提示する条件を満たす発明例の場合には、いずれ
も[Si+Al]γ/[Si+Al]avの値が0.55~0.85の範囲に含まれ、T
S×Elが22,000MPa%以上であり、R/tが0.5~3.0の範囲に含まれ、
強度に優れながらも、優れた延性及び加工性を有することが分かる。
も[Si+Al]γ/[Si+Al]avの値が0.55~0.85の範囲に含まれ、T
S×Elが22,000MPa%以上であり、R/tが0.5~3.0の範囲に含まれ、
強度に優れながらも、優れた延性及び加工性を有することが分かる。
しかし、No.2~5の比較例は、本発明の合金組成の範囲は重複するものの、熱間圧
延後の熱延焼鈍温度及び時間が本発明で提示している範囲を外れており、酸洗不良が発生
したり、冷間圧延時に破断が発生したりすることが確認できた。
延後の熱延焼鈍温度及び時間が本発明で提示している範囲を外れており、酸洗不良が発生
したり、冷間圧延時に破断が発生したりすることが確認できた。
一方、No.6の比較例は、冷間圧延後の焼鈍熱処理の過程において1次加熱または保
持温度が低く、フェライトが過度に形成され、ベイナイト及び焼戻しマルテンサイト分率
が不足して、[Si+Al]γ/[Si+Al]avが0.85を超え、TS×Elが2
2,000MPa%未満であった。No.7の比較例は、1次保持時間が短く、組織が不
均一となり、フェライト分率が過度に形成され、ベイナイト及び残留オーステナイト分率
が不足している。その結果、[Si+Al]γ/[Si+Al]avが0.85を超え、
R/tが3.0を超えている。No.8の比較例は、1次冷却速度が低く、フェライトが
過度に形成され、残留オーステナイト分率が不足して、[Si+Al]γ/[Si+Al
]avが0.85を超え、TS×Elが22,000MPa%未満であった。
持温度が低く、フェライトが過度に形成され、ベイナイト及び焼戻しマルテンサイト分率
が不足して、[Si+Al]γ/[Si+Al]avが0.85を超え、TS×Elが2
2,000MPa%未満であった。No.7の比較例は、1次保持時間が短く、組織が不
均一となり、フェライト分率が過度に形成され、ベイナイト及び残留オーステナイト分率
が不足している。その結果、[Si+Al]γ/[Si+Al]avが0.85を超え、
R/tが3.0を超えている。No.8の比較例は、1次冷却速度が低く、フェライトが
過度に形成され、残留オーステナイト分率が不足して、[Si+Al]γ/[Si+Al
]avが0.85を超え、TS×Elが22,000MPa%未満であった。
また、No.13の比較例は、1次冷却停止温度が低く、焼戻しマルテンサイトが過度
に形成され、残留オーステナイト分率が不足して、[Si+Al]γ/[Si+Al]a
vが0.85を超え、TS×Elが22,000MPa%未満であり、R/tが3.0を
超えている。No.14の比較例は、1次冷却停止温度が本発明で提示したものよりも高
く、ベイナイトが過度に形成され、焼戻しマルテンサイトの形成が不足している。その結
果、TS×Elが22,000MPa%未満であった。
に形成され、残留オーステナイト分率が不足して、[Si+Al]γ/[Si+Al]a
vが0.85を超え、TS×Elが22,000MPa%未満であり、R/tが3.0を
超えている。No.14の比較例は、1次冷却停止温度が本発明で提示したものよりも高
く、ベイナイトが過度に形成され、焼戻しマルテンサイトの形成が不足している。その結
果、TS×Elが22,000MPa%未満であった。
No.15及び16の比較例は、2次加熱または保持温度が低いか、又は高い場合であ
って、残留オーステナイトが適正範囲に形成されず、[Si+Al]γ/[Si+Al]
avが0.85を超え、TS×Elが22,000MPa%未満となることが分かる。特
に、No.15の場合には、焼戻しマルテンサイトも過度に形成され、R/tが3.0を
超えている。
って、残留オーステナイトが適正範囲に形成されず、[Si+Al]γ/[Si+Al]
avが0.85を超え、TS×Elが22,000MPa%未満となることが分かる。特
に、No.15の場合には、焼戻しマルテンサイトも過度に形成され、R/tが3.0を
超えている。
No.17及び18の比較例は、2次保持時間が不足しているか、又は過度な場合であ
って、No.17の比較例は、焼戻しマルテンサイトが過度に形成され、残留オーステナ
イトが不足して、[Si+Al]γ/[Si+Al]avが0.85を超え、TS×El
が22,000MPa%未満となり、R/tが3.0を超えている。No.18の場合に
は、残留オーステナイトが不足して、[Si+Al]γ/[Si+Al]avが0.85
を超え、TS×Elが22,000MPa%未満となることが分かる。
って、No.17の比較例は、焼戻しマルテンサイトが過度に形成され、残留オーステナ
イトが不足して、[Si+Al]γ/[Si+Al]avが0.85を超え、TS×El
が22,000MPa%未満となり、R/tが3.0を超えている。No.18の場合に
は、残留オーステナイトが不足して、[Si+Al]γ/[Si+Al]avが0.85
を超え、TS×Elが22,000MPa%未満となることが分かる。
No.41~49の比較例は、本発明で提示する製造条件は満たしているものの、合金
組成の範囲から外れている場合である。これらの場合には、本発明の[Si+Al]γ/
[Si+Al]av、TS×El、R/tの条件をいずれも満たしていないことが確認で
きる。一方、No.43の比較例は、本発明の合金組成において、SiとAlの合計量(
Al+Si)が1.0%未満である場合であって、[Si+Al]γ/[Si+Al]a
v、TS×El、R/tの条件をいずれも満たしていないことが確認できる。
組成の範囲から外れている場合である。これらの場合には、本発明の[Si+Al]γ/
[Si+Al]av、TS×El、R/tの条件をいずれも満たしていないことが確認で
きる。一方、No.43の比較例は、本発明の合金組成において、SiとAlの合計量(
Al+Si)が1.0%未満である場合であって、[Si+Al]γ/[Si+Al]a
v、TS×El、R/tの条件をいずれも満たしていないことが確認できる。
Claims (12)
- 重量%で、C:0.25%超過~0.75%、Si:4.0%以下、Mn:0.9~5
.0%、Al:5.0%以下、P:0.15%以下、S:0.03%以下、N:0.03
%以下、残りはFe及び不可避不純物、を含み、
微細組織は、焼戻しマルテンサイト、ベイナイト及び残留オーステナイトを含み、
下記[関係式1]を満たす延性及び加工性に優れた高強度鋼板。
[関係式1]
0.55≦[Si+Al]γ/[Si+Al]av≦0.85
(但し、[Si+Al]γは、残留オーステナイト内に含まれるSi及びAlの含量(重
量%)であり、[Si+Al]avは、鋼板に含まれるSi及びAlの含量(重量%)で
ある) - 前記鋼板は、下記(1)乃至(9)のいずれか一つ以上をさらに含む、請求項1に記載
の延性及び加工性に優れた高強度鋼板。
(1)Ti:0~0.5%、Nb:0~0.5%及びV:0~0.5%のうち1種以上
(2)Cr:0~3.0%及びMo:0~3.0%のうち1種以上
(3)Cu:0~4.5%及びNi:0~4.5%のうち1種以上
(4)B:0~0.005%
(5)Ca:0~0.05%、Yを除くREM:0~0.05%及びMg:0~0.05
%のうち1種以上
(6)W:0~0.5%及びZr:0~0.5%のうち1種以上
(7)Sb:0~0.5%及びSn:0~0.5%のうち1種以上
(8)Y:0~0.2%及びHf:0~0.2%のうち1種以上
(9)Co:0~1.5% - 前記Si及びAlの合計量(Si+Al)が1.0~6.0%である、請求項1に記載
の延性及び加工性に優れた高強度鋼板。 - 前記鋼板の微細組織が、体積分率で、30~75%の焼戻しマルテンサイト、10~5
0%のベイナイト、10~40%の残留オーステナイト、5%以下のフェライト及び不可
避組織を含む、請求項1に記載の延性及び加工性に優れた高強度鋼板。 - 前記鋼板は、引張強度と伸びとの積(TS×El)が22,000MPa%以上であり
、R/t(Rは90°曲げ試験後にクラックが発生していない最小曲げ半径(mm)であ
り、tは鋼板の厚さ(mm)である)が0.5~3.0である、請求項1に記載の延性及
び加工性に優れた高強度鋼板。 - 重量%で、C:0.25%超過~0.75%、Si:4.0%以下、Mn:0.9~5
.0%、Al:5.0%以下、P:0.15%以下、S:0.03%以下、N:0.03
%以下、残りはFe及び不可避不純物、を含む鋼スラブを加熱し、熱間圧延する段階;
前記熱間圧延された鋼板を巻き取る段階;
前記巻き取られた鋼板を、650~850℃の温度範囲で600~1700秒の間、熱
延焼鈍熱処理する段階;
前記熱延焼鈍熱処理された鋼板を冷間圧延する段階;
前記冷間圧延された鋼板をAr3以上に加熱(1次加熱)して、50秒以上保持(1次
保持)する段階;
平均冷却速度1℃/s以上で、100~300℃の温度範囲まで冷却(1次冷却)する
段階;
前記1次冷却された鋼板を300~500℃の温度範囲まで加熱(2次加熱)し、この
温度範囲で50秒以上保持(2次保持)する段階;及び
常温まで冷却(2次冷却)する段階
を含む、延性及び加工性に優れた高強度鋼板の製造方法。 - 前記冷延鋼板は、下記(1)乃至(9)のいずれか一つ以上をさらに含む、請求項6に
記載の延性及び加工性に優れた高強度鋼板の製造方法。
(1)Ti:0~0.5%、Nb:0~0.5%及びV:0~0.5%のうち1種以上
(2)Cr:0~3.0%及びMo:0~3.0%のうち1種以上
(3)Cu:0~4.5%及びNi:0~4.5%のうち1種以上
(4)B:0~0.005%
(5)Ca:0~0.05%、Yを除くREM:0~0.05%及びMg:0~0.05
%のうち1種以上
(6)W:0~0.5%及びZr:0~0.5%のうち1種以上
(7)Sb:0~0.5%及びSn:0~0.5%のうち1種以上
(8)Y:0~0.2%及びHf:0~0.2%のうち1種以上
(9)Co:0~1.5% - 前記鋼スラブを1000~1350℃で加熱し、前記熱間圧延は800~1000℃の
温度範囲で熱間仕上げ圧延することを含む、請求項6に記載の延性及び加工性に優れた高
強度鋼板の製造方法。 - 前記巻取りを300~600℃の温度範囲で行う、請求項6に記載の延性及び加工性に
優れた高強度鋼板の製造方法。 - 前記冷間圧延を30~90%の圧下率で行う、請求項6に記載の延性及び加工性に優れ
た高強度鋼板の製造方法。 - 前記2次加熱の速度が5℃/s以上である、請求項6に記載の延性及び加工性に優れた
高強度鋼板の製造方法。 - 前記2次冷却の速度が1℃/s以上である、請求項6に記載の延性及び加工性に優れた
高強度鋼板の製造方法。
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