JP5664482B2 - Hot-dip cold-rolled steel sheet - Google Patents
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Description
本発明は、溶融めっき冷延鋼板に関する。より詳しくは、延性、加工硬化性および伸びフランジ性に優れた高張力溶融めっき冷延鋼板に関する。 The present invention relates to a hot dipped cold-rolled steel sheet. More specifically, the present invention relates to a high-tensile hot-dip galvanized cold-rolled steel sheet that is excellent in ductility, work hardenability, and stretch flangeability.
産業技術分野が高度に細分化した今日、各技術分野において用いられる材料には、特殊かつ高度な性能が要求されている。例えば、プレス成形して使用される鋼板についても、プレス形状の多様化に伴い、より優れた成形性が必要とされている。また、高い強度が要求されるようになり、高張力鋼板の適用が検討されている。特に、自動車用鋼板に関しては、地球環境への配慮から、車体を軽量化して燃費を向上させるために、薄肉高成形性の高張力鋼板の需要が著しく高まってきている。プレス成形においては、使用される鋼板の厚さが薄いほど、割れやしわが発生しやすくなるため、より延性や伸びフランジ性に優れた鋼板が必要とされる。しかし、これらのプレス成形性と鋼板の高強度化とは、背反する特性であり、これらの特性を同時に満足させることは困難である。 Now that the industrial technology field is highly fragmented, special and advanced performance is required for materials used in each technical field. For example, steel sheets used by press forming are also required to have better formability with the diversification of press shapes. In addition, high strength is required, and application of high-tensile steel sheets is being studied. In particular, regarding automotive steel sheets, in consideration of the global environment, the demand for thin-walled, high-formability, high-tensile steel sheets has been remarkably increasing in order to reduce vehicle weight and improve fuel efficiency. In press molding, since the thinner the steel sheet used, the easier it is to crack and wrinkle, a steel sheet with better ductility and stretch flangeability is required. However, these press formability and high strength of the steel sheet are contradictory characteristics, and it is difficult to satisfy these characteristics at the same time.
これまでに、高張力冷延鋼板のプレス成形性を改善する方法として、ミクロ組織の微細粒化に関する技術が多く提案されている。例えば、特許文献1には、熱間圧延工程においてAr3点近傍の温度域で合計圧下率80%以上の圧延を行う、極微細粒高強度熱延鋼板の製造方法が開示されており、特許文献2には、熱間圧延工程において、圧下率40%以上の圧延を連続して行う、超細粒フェライト鋼の製造方法が開示されている。 Until now, as a method for improving the press formability of a high-tensile cold-rolled steel sheet, many techniques relating to micronization of the microstructure have been proposed. For example, Patent Document 1 discloses a method for producing an ultrafine-grained high-strength hot-rolled steel sheet that performs rolling with a total rolling reduction of 80% or more in a temperature range near the Ar 3 point in a hot rolling process. Document 2 discloses a method for producing ultrafine-grained ferritic steel in which rolling at a reduction rate of 40% or more is continuously performed in the hot rolling step.
これらの技術により、熱延鋼板において強度と延性のバランスが向上するが、冷延鋼板を微細粒化しプレス成形性を改善する方法については上記特許文献に何ら記載されていない。本発明者らの検討によると、大圧下圧延によって得られた細粒熱延鋼板を母材として冷間圧延および焼鈍を行うと、結晶粒が粗大化し易く、プレス成形性に優れた冷延鋼板を得ることは困難である。特に、Ac1点以上の高温域で焼鈍することが必要な、金属組織に低温変態生成相や残留オーステナイトを含む複合組織冷延鋼板の製造においては、焼鈍時の結晶粒の粗大化が顕著であり、延性に優れるという複合組織冷延鋼板の利点を享受することができない。 These techniques improve the balance between strength and ductility in a hot-rolled steel sheet, but there is no description in the above-mentioned patent document regarding a method for making a cold-rolled steel sheet finer and improving press formability. According to the study by the present inventors, when cold rolling and annealing are performed using a fine-grained hot-rolled steel sheet obtained by rolling under large rolling as a base material, the crystal grains are likely to be coarsened and have excellent press formability. It is difficult to get. In particular, in the manufacture of a cold-rolled steel sheet having a microstructure that includes a low-temperature transformation generation phase and residual austenite that needs to be annealed in a high temperature range of Ac 1 point or higher, coarsening of crystal grains during annealing is remarkable. In addition, the advantage of the cold-rolled steel sheet having excellent ductility cannot be enjoyed.
特許文献3には、熱間圧延工程において、動的再結晶域での圧下を5スタンド以上の圧下パスで行う、超微細粒を有する熱延鋼板の製造方法が開示されている。しかし、熱間圧延時の温度低下を極度に低減させる必要があり、通常の熱間圧延設備で実施することは困難である。また、熱間圧延後、冷間圧延および焼鈍を行った例が示されているが、引張強度と穴拡げ性のバランスが悪く、プレス成形性が不十分である。 Patent Document 3 discloses a method for producing a hot-rolled steel sheet having ultrafine grains, in which a reduction in a dynamic recrystallization region is performed by a reduction pass of 5 stands or more in a hot rolling process. However, it is necessary to extremely reduce the temperature drop during hot rolling, and it is difficult to carry out with normal hot rolling equipment. Moreover, although the example which performed cold rolling and annealing after hot rolling is shown, the balance of tensile strength and hole expansibility is bad, and press formability is inadequate.
微細組織を有する冷延鋼板に関しては、特許文献4に平均結晶粒径が10μm以下であるフェライト中に平均結晶粒径が5μm以下である残留オーステナイトを分散させた、耐衝突安全性および成形性に優れた自動車用高強度冷延鋼板が開示されている。金属組織に残留オーステナイトを含む鋼板では、加工中にオーステナイトがマルテンサイト化することで生ずる変態誘起塑性(TRIP)により大きな伸びを示すが、硬質なマルテンサイトの生成により穴拡げ性が損なわれる。特許文献4において開示される冷延鋼板では、フェライトおよび残留オーステナイトを微細化することにより、延性および穴拡げ性が向上するとされているが、穴拡げ比は高々1.5であり、十分なプレス成形性を備えるとは言い難い。また、加工硬化指数を高めて耐衝突安全性を改善するために、主相を軟質なフェライト相とする必要があり、高い引張強度を得ることが困難である。 Regarding cold-rolled steel sheets having a microstructure, in Patent Document 4, residual austenite having an average crystal grain size of 5 μm or less is dispersed in ferrite having an average crystal grain size of 10 μm or less. An excellent high strength cold rolled steel sheet for automobiles is disclosed. A steel sheet containing retained austenite in the metal structure exhibits a large elongation due to transformation-induced plasticity (TRIP) generated by austenite becoming martensite during processing, but the hole expandability is impaired by the formation of hard martensite. In the cold-rolled steel sheet disclosed in Patent Document 4, ductility and hole expandability are improved by refining ferrite and retained austenite, but the hole expansion ratio is 1.5 at most, and sufficient press It is hard to say that it has moldability. Further, in order to improve the work hardening index and improve the collision resistance safety, the main phase needs to be a soft ferrite phase, and it is difficult to obtain a high tensile strength.
特許文献5には、結晶粒内に残留オーステナイトおよび/またはマルテンサイトからなる第二相を微細に分散させた、伸びおよび伸びフランジ性に優れた高強度鋼板が開示されている。しかし、第二相をナノサイズにまで微細化し結晶粒内に分散させるために、CuやNi等の高価な元素を多量に含有させ、高温で長時間の溶体化処理を行う必要があり、製造コストの上昇や生産性の低下が著しい。 Patent Document 5 discloses a high-strength steel sheet excellent in elongation and stretch flangeability in which a second phase composed of retained austenite and / or martensite is finely dispersed in crystal grains. However, in order to refine the second phase to the nano size and disperse it in the crystal grains, it is necessary to contain a large amount of expensive elements such as Cu and Ni and to perform a solution treatment for a long time at a high temperature. There is a marked increase in cost and productivity.
特許文献6には、平均結晶粒径が10μm以下であるフェライトおよび焼戻マルテンサイト中に残留オーステナイトおよび低温変態生成相を分散させた、延性、伸びフランジ性および耐疲労特性に優れた高張力溶融亜鉛めっき鋼板が開示されている。焼戻マルテンサイトは伸びフランジ性および耐疲労特性の向上に有効な相であり、焼戻マルテンサイトを細粒化するとこれらの特性が一層向上するとされている。しかし、焼戻マルテンサイトと残留オーステナイト含む金属組織を得るためには、マルテンサイトを生成させるための一次焼鈍と、マルテンサイトを焼戻しさらに残留オーステナイトを得るための二次焼鈍とが必要となり、生産性が大幅に損なわれる。 Patent Document 6 discloses a high-tensile melt excellent in ductility, stretch flangeability, and fatigue resistance, in which retained austenite and low-temperature transformation product phase are dispersed in ferrite and tempered martensite having an average crystal grain size of 10 μm or less. A galvanized steel sheet is disclosed. Tempered martensite is an effective phase for improving stretch flangeability and fatigue resistance, and it is said that these properties will be further improved if tempered martensite is refined. However, in order to obtain a metal structure containing tempered martensite and retained austenite, primary annealing for generating martensite and secondary annealing for tempering martensite and obtaining retained austenite are required. Is greatly impaired.
特許文献7には、熱間圧延直後に720℃以下まで急冷し、600〜720℃の温度域に2秒間以上保持し、得られた熱延鋼板に冷間圧延および焼鈍を施す、微細フェライト中に残留オーステナイトが分散した冷延鋼板の製造方法が開示されている。 In Patent Document 7, in a fine ferrite, which is rapidly cooled to 720 ° C. or less immediately after hot rolling, held in a temperature range of 600 to 720 ° C. for 2 seconds or more, and subjected to cold rolling and annealing on the obtained hot rolled steel sheet. Discloses a method for producing a cold-rolled steel sheet in which retained austenite is dispersed.
上述の特許文献7において開示される技術は、熱間圧延終了後、オーステナイトに蓄積された加工歪みを解放させず、加工歪みを駆動力としてフェライト変態させることにより微細粒組織が形成され、加工性および熱的安定性が向上した冷延鋼板が得られる点において優れている。 The technique disclosed in the above-mentioned Patent Document 7 does not release the processing strain accumulated in the austenite after the hot rolling is completed, and forms a fine grain structure by transforming ferrite using the processing strain as a driving force. And it is excellent in that a cold-rolled steel sheet with improved thermal stability can be obtained.
しかし、近年のさらなる高性能化のニーズにより、高い強度と良好な延性と良好な加工硬化性と良好な伸びフランジ性とを同時に具備する、溶融めっき冷延鋼板が求められている。 However, in recent years, there has been a demand for hot-dipped cold-rolled steel sheets that simultaneously have high strength, good ductility, good work hardenability, and good stretch flangeability due to the need for higher performance.
本発明は、そのような要請に応えるためになされたものである。具体的には、本発明の課題は、優れた延性、加工硬化性および伸びフランジ性を有する、引張強度750MPa以上の高張力溶融めっき冷延鋼板を提供することである。 The present invention has been made to meet such a demand. Specifically, an object of the present invention is to provide a high-tensile hot-dip cold-rolled steel sheet having a tensile strength of 750 MPa or more and having excellent ductility, work-hardening property, and stretch flangeability.
本発明者らは、高張力溶融めっき冷延鋼板の機械特性に及ぼす化学組成および製造条件の影響について鋭意検討を行った結果、次の(A)ないし(G)に述べる知見を得た。
(A)熱間圧延直後に水冷により急冷する、いわゆる直後急冷プロセスを経て製造された熱延鋼板、具体的には、熱間圧延完了から0.40秒間以内に720℃以下の温度域まで急冷して製造された熱延鋼板を、冷間圧延し焼鈍すると、焼鈍温度の上昇に伴い、冷延鋼板の延性および伸びフランジ性が向上するが、焼鈍温度が高すぎると、オーステナイト粒が粗大化し、焼鈍鋼板の延性および伸びフランジ性が急激に劣化する場合がある。
As a result of intensive studies on the effects of chemical composition and production conditions on the mechanical properties of high-tensile hot-dip cold-rolled steel sheets, the present inventors have obtained the knowledge described in (A) to (G) below.
(A) Hot-rolled steel sheet manufactured through a so-called quenching process immediately after water rolling, immediately after hot rolling, specifically, quenching to a temperature range of 720 ° C. or less within 0.40 seconds after completion of hot rolling When the hot-rolled steel sheet manufactured by cold rolling is annealed by cold rolling, the ductility and stretch flangeability of the cold-rolled steel sheet improve as the annealing temperature rises, but if the annealing temperature is too high, the austenite grains become coarser. The ductility and stretch flangeability of the annealed steel sheet may deteriorate rapidly.
(B)熱間圧延の最終圧下量を上昇させると、冷間圧延後に高温で焼鈍した際に起こりうるオーステナイト粒の粗大化が抑制される。この理由は明らかではないが、(a)最終圧下量が多いほど、熱延鋼板の金属組織においてフェライト分率が増加するとともに、フェライトが細粒化すること、(b)最終圧下量が多いほど、熱延鋼板の金属組織において粗大な低温変態生成相が減少すること、(c)フェライト粒界は、焼鈍中、フェライトからオーステナイトへの変態における核生成サイトとして機能するため、微細なフェライトが多いほど核生成頻度が上昇し、オーステナイトが細粒化すること、(d)粗大な低温変態生成相は、焼鈍中に粗大なオーステナイト粒となること、に起因すると推定される。 (B) When the final reduction amount of hot rolling is increased, coarsening of austenite grains that may occur when annealing at high temperature after cold rolling is suppressed. The reason for this is not clear, but (a) the greater the final reduction amount, the higher the ferrite fraction in the metal structure of the hot-rolled steel sheet, and the more fine the ferrite, (b) the greater the final reduction amount. , The coarse low-temperature transformation phase is reduced in the metal structure of the hot-rolled steel sheet, and (c) the ferrite grain boundary functions as a nucleation site in the transformation from ferrite to austenite during annealing, so there are many fine ferrites. It is presumed that the nucleation frequency increases as the austenite becomes finer and (d) the coarse low-temperature transformation formation phase becomes coarse austenite grains during annealing.
(C)直後急冷後の巻取工程において、巻取温度を上昇させると、冷間圧延後に高温で焼鈍した際に起こりうるオーステナイト粒の粗大化が抑制される。また、直後急冷後の巻取工程において、巻取温度を低下させて巻き取った熱延鋼板を、500℃以上、Ac1点以下の温度域で焼鈍し、その後、冷間圧延、高温で焼鈍した場合も同様に、オーステナイト粒の粗大化が抑制される。この理由は明らかではないが、(a)直後急冷により、熱延鋼板が細粒化するため、巻取温度の上昇に伴い、熱延鋼板中の鉄炭化物の析出量が顕著に増加すること、あるいは、直後急冷後に低温で巻き取ることにより、微細なマルテンサイトが金属組織中に形成され、さらにこの熱延鋼板を焼鈍することにより、微細な鉄炭化物が金属組織中に析出すること、(b)鉄炭化物は、焼鈍中、フェライトからオーステナイトへの変態における核生成サイトとして機能するため、鉄炭化物の析出量が多いほど核生成頻度が上昇し、オーステナイトが細粒化すること、(c)未固溶の鉄炭化物は、オーステナイトの粒成長を抑制するため、オーステナイトが細粒化すること、に起因すると推定される。 (C) In the winding process immediately after the rapid cooling, if the winding temperature is increased, austenite grain coarsening that may occur when annealing at a high temperature after cold rolling is suppressed. Also, immediately after the rapid cooling, in the winding process, the hot rolled steel sheet wound at a lower winding temperature is annealed in a temperature range of 500 ° C. or higher and Ac 1 point or lower, and then cold rolled and annealed at a high temperature. In the same manner, coarsening of austenite grains is suppressed. Although the reason for this is not clear, (a) immediately after the rapid cooling, the hot-rolled steel sheet becomes finer, so that the precipitation amount of iron carbide in the hot-rolled steel sheet increases remarkably as the coiling temperature rises. Alternatively, immediately after quenching and winding at a low temperature, fine martensite is formed in the metal structure, and by further annealing the hot-rolled steel sheet, fine iron carbide precipitates in the metal structure, (b ) Since iron carbide functions as a nucleation site in the transformation from ferrite to austenite during annealing, the nucleation frequency increases as the precipitation amount of iron carbide increases, and austenite becomes finer. It is estimated that the solid solution iron carbide is caused by the austenite becoming finer in order to suppress the austenite grain growth.
(D)鋼中のSi含有量が多いほど、オーステナイト粒の粗大化防止効果が強くなる。この理由は明らかではないが、(a)Si含有量の増加に伴い、鉄炭化物が微細化し、その数密度が増加すること、(b)これにより、フェライトからオーステナイトへの変態における核生成頻度がさらに上昇すること、(c)未固溶の鉄炭化物の増加により、オーステナイトの粒成長がさらに抑制され、オーステナイトがさらに細粒化すること、に起因すると推定される。 (D) As the Si content in the steel increases, the effect of preventing coarsening of austenite grains becomes stronger. The reason for this is not clear, but (a) as the Si content increases, the iron carbide becomes finer and its number density increases. (B) Thereby, the nucleation frequency in the transformation from ferrite to austenite is increased. It is presumed to be caused by the further increase and (c) the increase in undissolved iron carbide further suppresses the grain growth of austenite and further refines the austenite.
(E)オーステナイト粒の粗大化を抑制しながら高温で均熱して冷却すると、微細な低温変態生成相を主相とし第二相に微細な残留オーステナイトを含む金属組織が得られる。
(F)粒径が1.2μm以上の粗大な残留オーステナイト粒の生成を抑制することにより、低温変態生成相を主相とする鋼板の伸びフランジ性が向上する。この理由は明らかではないが、(a)残留オーステナイトは、加工により硬質なマルテンサイトに変態するが、残留オーステナイト粒が粗大であると、マルテンサイト粒も粗大となり、応力集中が高まり、母相との界面にボイドが容易に発生し、割れの起点となること、(b)粗大な残留オーステナイト粒は、加工の初期段階でマルテンサイト化するため、微細な残留オーステナイト粒よりも割れの起点となりやすいこと、に起因すると推定される。
(E) When soaking and cooling at a high temperature while suppressing coarsening of austenite grains, a metal structure containing a fine low-temperature transformation-forming phase as a main phase and a fine residual austenite in the second phase is obtained.
(F) By suppressing the formation of coarse retained austenite grains having a grain size of 1.2 μm or more, the stretch flangeability of a steel sheet having a low-temperature transformation generation phase as a main phase is improved. The reason for this is not clear, but (a) the retained austenite is transformed into hard martensite by processing. However, if the retained austenite grains are coarse, the martensite grains become coarse, stress concentration increases, (B) Since coarse retained austenite grains are martensite in the initial stage of processing, they tend to crack more than fine retained austenite grains. It is estimated that
(G)焼鈍温度の上昇に伴い、低温変態生成相の分率が増し、加工硬化性が劣化する傾向を示すが、粒径が1.2μm以上の粗大な残留オーステナイト粒の生成を抑制することにより、低温変態生成相を主相とする鋼板において、加工硬化性の劣化を防止することができる。この理由は明らかではないが、(a)粗大な残留オーステナイト粒は、歪みが5%未満である加工初期段階でマルテンサイト化してしまうため、歪みが5〜10%におけるn値の上昇にほとんど寄与しないこと、(b)粗大な残留オーステナイト粒の生成を抑制すると、5%以上の高歪み域でマルテンサイト化する微細な残留オーステナイト粒が増加すること、に起因すると推定される。 (G) As the annealing temperature rises, the fraction of the low-temperature transformation generation phase increases and the work hardening tends to deteriorate, but the formation of coarse residual austenite grains having a particle size of 1.2 μm or more is suppressed. Thus, it is possible to prevent the work hardenability from deteriorating in the steel sheet whose main phase is the low temperature transformation generation phase. The reason for this is not clear, but (a) coarse residual austenite grains become martensite at the initial stage of processing when the strain is less than 5%, and therefore contributes almost to the increase of the n value when the strain is 5 to 10%. It is presumed that (b) when the formation of coarse retained austenite grains is suppressed, the fine retained austenite grains that become martensite in a high strain region of 5% or more increase.
以上の結果から、Siを一定量以上含有させた鋼を、最終圧下量を高めて熱間圧延した後、直後急冷し、高温でコイル状に巻取るか、あるいは低温で巻き取りかつ所定の温度で熱延板焼鈍を施した後、冷間圧延し、高温で焼鈍した後に冷却することにより、主相が低温変態生成相で第二相に残留オーステナイトを含み、粒径が1.2μm以上である粗大なオーステナイト粒が少ない金属組織を有する、延性、加工硬化特性および伸びフランジ性に優れた溶融めっき冷延鋼板が得られることが判明した。 From the above results, the steel containing a certain amount or more of Si is hot-rolled after increasing the final reduction amount, and then immediately quenched and wound in a coil shape at a high temperature, or wound at a low temperature and a predetermined temperature. After the hot-rolled sheet annealing is performed, the main phase is a low-temperature transformation generation phase and the second phase contains residual austenite, and the grain size is 1.2 μm or more. It has been found that a hot-dip cold-rolled steel sheet having a metal structure with few coarse austenite grains and excellent ductility, work hardening characteristics and stretch flangeability can be obtained.
以上の知見に基づき完成された本発明は次のとおりである。
(1)冷延鋼板の表面に溶融めっき層を有する溶融めっき冷延鋼板であって、前記冷延鋼板は、質量%で、C:0.10%超0.25%未満、Si:0.50%超2.0%未満、Mn:1.50%超3.0%以下、P:0.050%未満、S:0.010%以下、sol.Al:0.50%以下およびN:0.010%以下を含有し、残部がFeおよび不純物からなる化学組成を有し、かつ主相が低温変態生成相で第二相に残留オーステナイトおよびポリゴナルフェライトからなる金属組織を備え、前記残留オーステナイトは全組織に対する体積率が4.0%超25.0%未満、平均粒径が0.80μm未満であり、前記残留オーステナイトの内、粒径が1.2μm以上である残留オーステナイト粒の数密度が3.0×10−2個/μm2以下であり、前記ポリゴナルフェライトは全組織に対する体積率が2.0%超40%未満であることを特徴とする溶融めっき冷延鋼板。
The present invention completed based on the above knowledge is as follows.
(1) A hot-dip cold-rolled steel sheet having a hot-dip plated layer on the surface of the cold-rolled steel sheet, wherein the cold-rolled steel sheet is in mass%, C: more than 0.10% and less than 0.25%, Si: 0.00. More than 50% and less than 2.0%, Mn: more than 1.50% and 3.0% or less, P: less than 0.050%, S: 0.010% or less, sol. Al: 0.50% or less and N: 0.010% or less, the remainder having a chemical composition consisting of Fe and impurities, the main phase is a low-temperature transformation product phase, and the retained austenite and polygonal in the second phase comprising a metallic structure made of ferrite, the retained austenite volume fraction relative to the total tissue of 4.0 percent less than 25.0%, an average particle size of less than 0.80 .mu.m, among the retained austenite grain size 1 the number density of the residual austenite grains is .2μm or 3.0 × 10 -2 cells / [mu] m 2 Ri der hereinafter the polygonal ferrite Ru der volume ratio is less than 2.0 percent 40 percent relative to the total tissue A hot-rolled cold-rolled steel sheet.
(2)前記化学組成が、Feの一部に代えて、質量%で、Ti:0.040%未満、Nb:0.030%未満およびV:0.50%以下からなる群から選択される1種または2種以上を含有する前記(1)に記載の溶融めっき冷延鋼板。 (2) The chemical composition is selected from the group consisting of Ti: less than 0.040%, Nb: less than 0.030%, and V: 0.50% or less in mass% instead of part of Fe. The hot-dip cold-rolled steel sheet according to (1), containing one or more kinds.
(3)前記化学組成が、Feの一部に代えて、質量%で、Cr:1.0%以下、Mo:0.20%未満およびB:0.010%以下からなる群から選択される1種または2種以上を含有する前記(1)または(2)に記載の溶融めっき冷延鋼板。 (3) The chemical composition is selected from the group consisting of Cr: not more than 1.0%, Mo: less than 0.20% and B: not more than 0.010% in mass%, instead of part of Fe. The hot-rolled cold-rolled steel sheet according to (1) or (2), containing one or more kinds.
(4)前記化学組成が、Feの一部に代えて、質量%で、Ca:0.010%以下、Mg:0.010%以下、REM:0.050%以下およびBi:0.050%以下からなる群から選択される1種または2種以上を含有する前記(1)ないし(3)のいずれかに記載の溶融めっき冷延鋼板。 (4) The chemical composition is mass% instead of part of Fe, Ca: 0.010% or less, Mg: 0.010% or less, REM: 0.050% or less, and Bi: 0.050% The hot-rolled cold-rolled steel sheet according to any one of (1) to (3), which contains one or more selected from the group consisting of:
本発明によれば、プレス成形などの加工に適用できる十分な延性、加工硬化性および伸びフランジ性を有する高張力溶融めっき冷延鋼板が得られる。従って、本発明は自動車の車体軽量化を通じて地球環境問題の解決に寄与できるなど、産業の発展に寄与するところ大である。 According to the present invention, a high-tensile hot-dip galvanized cold-rolled steel sheet having sufficient ductility, work-hardening property, and stretch flangeability that can be applied to processing such as press forming can be obtained. Therefore, the present invention greatly contributes to industrial development, such as being able to contribute to solving global environmental problems through weight reduction of automobile bodies.
本発明に係る溶融めっき冷延鋼板における、冷延鋼板の金属組織および化学組成と、その冷延鋼板および溶融めっき鋼板を効率的、安定的かつ経済的に製造しうる製造方法における圧延、焼鈍、めっき条件等について以下に詳述する。 In the hot-dip cold-rolled steel sheet according to the present invention, the metal structure and chemical composition of the cold-rolled steel sheet, and rolling, annealing in a manufacturing method capable of efficiently, stably and economically manufacturing the cold-rolled steel sheet and the hot-dip steel sheet, The plating conditions and the like will be described in detail below.
1.金属組織
本発明に係る溶融めっき冷延鋼板のめっき基材である冷延鋼板は、主相が低温変態生成相で第二相に残留オーステナイトを含み、該残留オーステナイトは、全組織に対する体積率が4.0%超25.0%未満、平均粒径が0.80μm未満であり、該残留オーステナイトのうち、粒径が1.2μm以上である残留オーステナイト粒の数密度が3.0×10−2個/μm2以下であるという金属組織を有する。
1. Metallic structure The cold-rolled steel sheet, which is the plating base of the hot-dip cold-rolled steel sheet according to the present invention, has a main phase of a low-temperature transformation generation phase and a residual austenite in the second phase, and the residual austenite has a volume ratio with respect to the entire structure. More than 4.0% and less than 25.0%, the average particle size is less than 0.80 μm, and among the retained austenite, the number density of the retained austenite grains having a particle size of 1.2 μm or more is 3.0 × 10 − It has a metal structure of 2 / μm 2 or less.
主相とは体積率が最大である相または組織を意味し、第二相とは主相以外の相および組織を意味する。
低温変態生成相とは、マルテンサイトやベイナイトといった低温変態により生成される相および組織をいう。これら以外の低温変態生成相として、ベイニティックフェライトが挙げられる。ベイニティックフェライトは、転位密度が高い点からポリゴナルフェライトと区別され、内部または境界に鉄炭化物が析出していない点からベイナイトと区別される。ベイニティックフェライトとは、所謂ラス状または板状のベイニティックフェライトと塊状のグラニュラーベイニティックフェライトを意味する。この低温変態生成相は、2種以上の相および組織、具体的にはマルテンサイトとベイニティックフェライトとを含んでいてもよい。低温変態生成相が2種以上の相および組織を含む場合は、これらの相および組織の体積率の合計を低温変態生成相の体積率とする。
The main phase means a phase or structure having the largest volume fraction, and the second phase means a phase and structure other than the main phase.
The low temperature transformation generation phase refers to a phase and structure generated by low temperature transformation such as martensite and bainite. Bainitic ferrite is mentioned as a low temperature transformation production phase other than these. Bainitic ferrite is distinguished from polygonal ferrite because of its high dislocation density, and bainitic because it does not precipitate iron carbide inside or at its boundary. The bainitic ferrite means so-called lath or plate bainitic ferrite and bulk granular bainitic ferrite. This low-temperature transformation generation phase may contain two or more phases and structures, specifically, martensite and bainitic ferrite. When the low temperature transformation product phase includes two or more phases and structures, the sum of the volume fractions of these phases and tissues is defined as the volume fraction of the low temperature transformation product phase.
めっき基材である冷延鋼板の金属組織を上記のように限定した理由を次に説明する。ここで、冷延鋼板とは、熱間圧延で得られた熱延鋼板を冷間圧延した冷延鋼板、ならびに、その後に焼鈍を施した焼鈍冷延鋼板の両者を包含する意味である。 The reason why the metal structure of the cold-rolled steel sheet as the plating substrate is limited as described above will be described next. Here, the cold-rolled steel sheet includes both a cold-rolled steel sheet obtained by cold-rolling a hot-rolled steel sheet obtained by hot rolling, and an annealed cold-rolled steel sheet that has been annealed thereafter.
主相が低温変態生成相であり、第二相に残留オーステナイトを含む組織とするのは、引張強度を保ちながら、延性、加工硬化性および伸びフランジ性を向上させるのに好適であるからである。主相が低温変態生成相ではないポリゴナルフェライトであると、引張強度および伸びフランジ性の確保が困難となる。 The reason why the main phase is a low-temperature transformation generation phase and the second phase is a structure containing residual austenite is that it is suitable for improving ductility, work hardenability and stretch flangeability while maintaining tensile strength. . If the main phase is polygonal ferrite that is not a low-temperature transformation generation phase, it is difficult to ensure tensile strength and stretch flangeability.
残留オーステナイトの全組織に対する体積率は4.0%超25.0%未満とする。残留オーステナイトの体積率が4.0%以下であると延性が不十分となり、25.0%以上であると伸びフランジ性の劣化が顕著となる。残留オーステナイトの体積率は、6.0%超であることが好ましい。さらに好ましくは8.0%超、特に好ましくは10.0%超である。一方、残留オーステナイトの体積率が過剰であると伸びフランジ性が劣化する。したがって、残留オーステナイトの体積率は18.0%未満とすることが好ましい。さらに好ましくは16.0%未満、特に好ましくは14.0%未満である。 The volume ratio of the retained austenite to the entire structure is more than 4.0% and less than 25.0%. If the volume fraction of retained austenite is 4.0% or less, the ductility becomes insufficient, and if it is 25.0% or more, the stretch flangeability is significantly deteriorated. The volume fraction of retained austenite is preferably more than 6.0%. More preferably, it is over 8.0%, particularly preferably over 10.0%. On the other hand, if the volume ratio of retained austenite is excessive, stretch flangeability deteriorates. Accordingly, the volume ratio of retained austenite is preferably less than 18.0%. More preferably, it is less than 16.0%, and particularly preferably less than 14.0%.
残留オーステナイトの平均粒径は0.80μm未満とする。低温変態生成相を主相とし、第二相に残留オーステナイトを含む金属組織をもつ冷延鋼板を基材とする溶融めっき鋼板では、残留オーステナイトの平均粒径が0.80μm以上であると、延性、加工硬化性および伸びフランジ性が著しく劣化する。残留オーステナイトの平均粒径は0.70μm未満であることが好ましく、0.60μm未満であるとさらに好ましい。残留オーステナイトの平均粒径の下限は特に限定しないが、0.15μm以下に微細化するためには、熱間圧延の最終圧下量を非常に高くする必要があり、製造負荷が著しく高まる。したがって、残留オーステナイトの平均粒径の下限は0.15μm超とすることが好ましい。 The average particle size of retained austenite is less than 0.80 μm. In a hot-dip plated steel sheet based on a cold-rolled steel sheet whose main phase is the low-temperature transformation generation phase and the second phase has a metal structure containing residual austenite, the average grain size of retained austenite is 0.80 μm or more. In addition, work hardenability and stretch flangeability are significantly deteriorated. The average particle size of retained austenite is preferably less than 0.70 μm, and more preferably less than 0.60 μm. The lower limit of the average particle size of the retained austenite is not particularly limited, but in order to make it finer to 0.15 μm or less, it is necessary to make the final reduction amount of hot rolling very high, and the production load is remarkably increased. Therefore, the lower limit of the average particle size of retained austenite is preferably more than 0.15 μm.
低温変態生成相を主相とし第二相に残留オーステナイトを含む金属組織をもつ冷延鋼板を基材とする溶融めっき鋼板では、残留オーステナイトの平均粒径が0.80μm未満であっても、粒径が1.2μm以上である粗大な残留オーステナイト粒が多く存在すると、加工硬化性および伸びフランジ性が損なわれる。したがって、粒径が1.2μm以上である残留オーステナイト粒の数密度は3.0×10−2個/μm2以下とする。粒径が1.2μm以上である残留オーステナイト粒の数密度は2.0×10−2個/μm2以下であることが好ましい。この数密度は1.8×10−2個/μm2以下であればさらに好ましく、1.6×10−2個/μm2以下であれば特に好ましい。 In a hot-dipped steel sheet based on a cold-rolled steel sheet having a metal structure containing a low-temperature transformation-forming phase as a main phase and residual austenite in the second phase, the grain size of the retained austenite is less than 0.80 μm. When there are many coarse residual austenite grains having a diameter of 1.2 μm or more, work hardening and stretch flangeability are impaired. Therefore, the number density of residual austenite grains having a grain size of 1.2 μm or more is set to 3.0 × 10 −2 particles / μm 2 or less. The number density of residual austenite grains having a particle size of 1.2 μm or more is preferably 2.0 × 10 −2 particles / μm 2 or less. The number density is more preferably 1.8 × 10 −2 pieces / μm 2 or less, particularly preferably 1.6 × 10 −2 pieces / μm 2 or less.
延性と伸びフランジ性のバランスをさらに向上させるためには、残留オーステナイトの平均炭素濃度は0.80%以上とすることが好ましい。さらに好ましくは0.84%以上である。一方、残留オーステナイトの平均炭素濃度が過剰になると、伸びフランジ性が劣化する。したがって、残留オーステナイトの平均炭素濃度は1.7%未満が好ましい。さらに好ましくは、1.6%未満、より好ましくは1.4%未満、特に好ましくは1.2%未満である。 In order to further improve the balance between ductility and stretch flangeability, the average carbon concentration of retained austenite is preferably 0.80% or more. More preferably, it is 0.84% or more. On the other hand, if the average carbon concentration of retained austenite is excessive, stretch flangeability deteriorates. Therefore, the average carbon concentration of retained austenite is preferably less than 1.7%. More preferably, it is less than 1.6%, more preferably less than 1.4%, and particularly preferably less than 1.2%.
延性および加工硬化性をさらに向上させるために、第二相に残留オーステナイト以外にポリゴナルフェライトを含むことが好ましい。ポリゴナルフェライトの全組織に対する体積率を2.0%超とすることが好ましい。一方、ポリゴナルフェライトの体積率が過剰になると、伸びフランジ性が劣化する。したがって、ポリゴナルフェライトの体積率は40.0%未満とすることが好ましい。さらに好ましくは30%未満、より好ましくは24.0%未満、特に好ましくは20.0%未満、最も好ましくは18.0%未満である。 In order to further improve the ductility and work hardenability, it is preferable that the second phase contains polygonal ferrite in addition to retained austenite. It is preferable that the volume ratio of the polygonal ferrite with respect to the entire structure exceeds 2.0%. On the other hand, when the volume fraction of polygonal ferrite becomes excessive, stretch flangeability deteriorates. Accordingly, the volume fraction of polygonal ferrite is preferably less than 40.0%. Further preferably, it is less than 30%, more preferably less than 24.0%, particularly preferably less than 20.0%, and most preferably less than 18.0%.
引張強度および加工硬化性を高めるために、低温変態生成相はマルテンサイトを含むことが好ましい。この場合、マルテンサイトの全組織に対する体積率は1.0%超とすることが好ましい。さらに好ましくは2.0%超である。一方、マルテンサイトの体積率が過剰になると伸びフランジ性が劣化する。このため、組織全体に占めるマルテンサイトの体積率は15.0%未満とすることが好ましい。さらに好ましくは10.0%未満、特に好ましくは8.0%未満、最も好ましくは6.0%未満である。 In order to increase the tensile strength and work hardening, the low temperature transformation generation phase preferably contains martensite. In this case, the volume ratio of the martensite to the entire structure is preferably more than 1.0%. More preferably, it is more than 2.0%. On the other hand, when the volume ratio of martensite becomes excessive, stretch flangeability deteriorates. For this reason, it is preferable that the volume ratio of martensite in the whole structure is less than 15.0%. More preferably it is less than 10.0%, particularly preferably less than 8.0%, and most preferably less than 6.0%.
本発明に係る溶融めっき冷延鋼板の基材冷延鋼板の金属組織は、次のようにして測定する。すなわち、低温変態生成相およびポリゴナルフェライトの体積率は、溶融めっき鋼板から試験片を採取し、圧延方向に平行な縦断面を研磨し、ナイタールで腐食処理した後、鋼板表面(めっき面と基材鋼板との界面、以下も同様)から板厚の1/4深さ位置においてSEMを用いて金属組織を観察し、画像処理により、低温変態生成相とポリゴナルフェライトの面積率を測定し、面積率は体積率と等しいとしてそれぞれの体積率を求める。 The metal structure of the base cold-rolled steel sheet of the hot-dip cold-rolled steel sheet according to the present invention is measured as follows. That is, the volume ratio of the low-temperature transformation generation phase and polygonal ferrite was determined by taking a test piece from a hot-dip plated steel sheet, polishing a longitudinal section parallel to the rolling direction, and subjecting it to a corrosion treatment with nital. The metal structure is observed using a SEM at a 1/4 depth position of the plate thickness from the interface with the steel plate, and the following is also measured, and by image processing, the area ratio of the low-temperature transformation generation phase and polygonal ferrite is measured, Each area ratio is obtained assuming that the area ratio is equal to the volume ratio.
残留オーステナイトの体積率および平均炭素濃度は、溶融めっき鋼板から試験片を採取し、鋼板表面から板厚の1/4深さ位置まで圧延面を化学研磨し、XRD用いて、それぞれ、X線回折強度および回折角を測定して求める。 The volume fraction of retained austenite and the average carbon concentration were obtained by taking a test piece from a hot dip plated steel plate, chemically polishing the rolled surface from the steel plate surface to a 1/4 depth position of the plate thickness, and using XRD, respectively. Determined by measuring intensity and diffraction angle.
残留オーステナイト粒の粒径および残留オーステナイトの平均粒径は、次のようにして測定する。すなわち、溶融めっき鋼板から試験片を採取し、圧延方向に平行な縦断面を電解研磨し、鋼板表面から板厚の1/4深さ位置においてEBSPを備えたSEMを用いて金属組織を観察する。面心立方晶型の結晶構造からなる相(fcc相)として観察され、母相に囲まれた領域を、一つの残留オーステナイト粒とし、画像処理により、残留オーステナイト粒の数密度(単位面積あたりの粒数)および個々の残留オーステナイト粒の面積率を測定する。視野中で個々の残留オーステナイト粒が占める面積から個々のオーステナイト粒の円相当直径を求め、それらの平均値を残留オーステナイトの平均粒径とする。 The particle size of retained austenite grains and the average particle size of retained austenite are measured as follows. That is, a test piece is collected from a hot-dip plated steel sheet, a longitudinal section parallel to the rolling direction is electropolished, and the metal structure is observed using an SEM equipped with EBSP at a position of ¼ depth from the steel sheet surface. . The region surrounded by the parent phase is observed as a phase composed of a face-centered cubic type crystal structure (fcc phase), and the number density (per unit area) of the remaining austenite grains is obtained by image processing. The number of grains) and the area ratio of the individual retained austenite grains. The circle equivalent diameter of each austenite grain is determined from the area occupied by each retained austenite grain in the field of view, and the average value thereof is taken as the average grain size of the retained austenite.
EBSPによる組織観察では、板厚方向に50μm以上で圧延方向に100μm以上の大きさの領域において、0.1μm刻みで電子ビームを照射して相の判定を行う。得られた測定データの内、信頼性指数(Confidence Index)が0.1以上のものを有効なデータとして粒径測定に用いる。また、測定ノイズにより残留オーステナイトの粒径が過小に評価されることを防ぐため、円相当直径が0.15μm以上の残留オーステナイト粒のみを有効な粒として、平均粒径の算出を行う。 In the structure observation by EBSP, the phase is determined by irradiating an electron beam in increments of 0.1 μm in a region having a size of 50 μm or more in the plate thickness direction and 100 μm or more in the rolling direction. Among the obtained measurement data, those having a reliability index (Confidence Index) of 0.1 or more are used as effective data for the particle size measurement. In order to prevent the residual austenite grain size from being excessively evaluated due to measurement noise, the average grain size is calculated using only the retained austenite grains having an equivalent circle diameter of 0.15 μm or more as effective grains.
本発明では、基材である鋼板とめっき層との境界から基材である鋼板の板厚の1/4深さ位置において、上述の金属組織を規定する。
以上の金属組織上の特徴に基づいて実現されうる機械特性として、本発明に係る溶融めっき冷延鋼板は、衝撃吸収性を確保するために、圧延方向と直交する方向の引張強度(TS)が750MPa以上であることが好ましく、850MPa以上であればさらに好ましく、950MPa以上であれば特に好ましい。一方で、延性を確保するために、TSは1180MPa未満であることが好ましい。
In this invention, the above-mentioned metal structure is prescribed | regulated in the 1/4 depth position of the plate | board thickness of the steel plate which is a base material from the boundary of the steel plate which is a base material, and a plating layer.
As a mechanical property that can be realized based on the above characteristics on the metal structure, the hot-dip cold-rolled steel sheet according to the present invention has a tensile strength (TS) in a direction orthogonal to the rolling direction in order to ensure shock absorption. The pressure is preferably 750 MPa or more, more preferably 850 MPa or more, and particularly preferably 950 MPa or more. On the other hand, in order to ensure ductility, it is preferable that TS is less than 1180 MPa.
プレス成形性の観点から、圧延方向と直交する方向の全伸び(El0)を下記式(1)に基づいて板厚1.2mm相当の全伸びに換算した値をEl、日本工業規格JIS Z2253に準拠し歪み範囲を5〜10%とし5%と10%の2点の公称歪みおよびこれらに対応する試験力を用いて算出される加工硬化指数をn値、日本鉄鋼連盟規格JFST1001に準拠して測定される穴拡げ率をλとしたとき、TS×Elの値が18000MPa%以上、TS×n値の値が150MPa以上、TS1.7×λの値が4500000MPa1.7%以上、(TS×El)×7×103+(TS1.7×λ)×8の値が180×106以上であることが好ましい。 From the viewpoint of press formability, the total elongation (El 0 ) in the direction perpendicular to the rolling direction is converted to a total elongation equivalent to a plate thickness of 1.2 mm based on the following formula (1): El, Japanese Industrial Standard JIS Z2253 The work hardening index calculated by using 2 points of nominal strain of 5% and 10% and the test force corresponding to these, with the strain range of 5 to 10% in accordance with JIS, is in accordance with Japan Iron and Steel Federation Standard JFST1001 When the hole expansion ratio measured in this manner is λ, the value of TS × El is 18000 MPa% or more, the value of TS × n value is 150 MPa or more, the value of TS 1.7 × λ is 450000 MPa 1.7 % or more, (TS × El) The value of × 7 × 10 3 + (TS 1.7 × λ) × 8 is preferably 180 × 10 6 or more.
El=El0×(1.2/t0)0.2 ・・・ (1)
ここで、式中のEl0はJIS5号引張試験片を用いて測定された全伸びの実測値を表し、t0は測定に供したJIS5号引張試験片の板厚を表し、Elは板厚が1.2mmである場合に相当する全伸びの換算値である。
El = El 0 × (1.2 / t 0 ) 0.2 (1)
Here, El 0 in the formula represents an actual measurement value of total elongation measured using a JIS No. 5 tensile test piece, t 0 represents a plate thickness of a JIS No. 5 tensile test piece subjected to measurement, and El represents a plate thickness. Is the converted value of the total elongation corresponding to the case of 1.2 mm.
TS×Elは強度と全伸びのバランスから延性を評価するための指標であり、TS×n値は強度と加工硬化指数のバランスから加工硬化性を評価するための指標であり、TS1.7×λは強度と穴拡げ率のバランスから穴拡げ性を評価するための指標である。(TS×El)×7×103+(TS1.7×λ)×8は、伸びと穴広げ性の複合した成形性、いわゆる伸びフランジ成形性を評価するための指標である。 TS × El is an index for evaluating ductility from the balance between strength and total elongation, and TS × n value is an index for evaluating work curability from the balance between strength and work hardening index. TS 1.7 × λ Is an index for evaluating hole expandability from the balance between strength and hole expansion rate. (TS × El) × 7 × 10 3 + (TS 1.7 × λ) × 8 is an index for evaluating formability in which elongation and hole expandability are combined, so-called stretch flange formability.
TS×Elの値が20000MPa%以上、TS×n値の値が160MPa以上、TS1.7×λの値が5500000MPa1.7%以上、(TS×El)×7×103+(TS1.7×λ)×8の値が190×106以上であることがさらに好ましい。特に好ましくは(TS×El)×7×103+(TS1.7×λ)×8の値が200×106以上である。 TS × El value is 20000 MPa% or more, TS × n value is 160 MPa or more, TS 1.7 × λ value is 5500000 MPa 1.7 % or more, (TS × El) × 7 × 10 3 + (TS 1.7 × λ) × More preferably, the value of 8 is 190 × 10 6 or more. Particularly preferably, the value of (TS × El) × 7 × 10 3 + (TS 1.7 × λ) × 8 is 200 × 10 6 or more.
加工硬化指数は、自動車部品をプレス成形する際に生じる歪みが5〜10%程度であることから、引張試験における歪み範囲5〜10%に対するn値で表した。鋼板の全伸びが高くても、n値が低い場合には、自動車部品のプレス成形において歪み伝播性が不十分となり、局所的な板厚減少等の成形不良が発生しやすい。形状凍結性の観点からは、降伏比が80%未満であることが好ましく、75%未満であることはさらに好ましく、70%未満であれば特に好ましい。 The work hardening index is expressed as an n value with respect to a strain range of 5 to 10% in a tensile test because a strain generated when press molding an automobile part is about 5 to 10%. Even if the total elongation of the steel sheet is high, if the n value is low, the strain propagation property becomes insufficient in press forming of automobile parts, and forming defects such as local reduction in thickness are likely to occur. From the viewpoint of shape freezeability, the yield ratio is preferably less than 80%, more preferably less than 75%, and particularly preferably less than 70%.
2.鋼の化学組成
C:0.10%超0.25%未満
C含有量が0.10%以下では上記の金属組織を得ることが困難となる。したがって、C含有量は0.10%超とする。好ましくは0.12%超、さらに好ましくは0.14%超、特に好ましくは0.16%超である。一方、C含有量が0.25%以上では鋼板の伸びフランジ性が損なわれるばかりか溶接性が劣化する。したがって、C含有量は0.25%未満とする。好ましくは0.23%以下、さらに好ましくは0.21%以下、特に好ましくは0.19%以下である。
2. Chemical composition of steel C: more than 0.10% and less than 0.25% When the C content is 0.10% or less, it is difficult to obtain the above metal structure. Therefore, the C content is more than 0.10%. Preferably it is more than 0.12%, more preferably more than 0.14%, particularly preferably more than 0.16%. On the other hand, when the C content is 0.25% or more, not only the stretch flangeability of the steel sheet is impaired, but also the weldability deteriorates. Therefore, the C content is less than 0.25%. It is preferably 0.23% or less, more preferably 0.21% or less, and particularly preferably 0.19% or less.
Si:0.50%超2.0%未満
Siは、焼鈍中のオーステナイト粒成長抑制を通じ、延性、加工硬化性および伸びフランジ性を改善する作用を有する。また、オーステナイトの安定性を高める作用を有し、上記の金属組織を得るのに有効な元素である。Si含有量が0.50%以下では上記作用による効果を得ることが困難となる。したがって、Si含有量は0.50%超とする。好ましくは0.70%超、さらに好ましくは0.90%超、特に好ましくは1.20%超である。一方、Si含有量が2.0%以上では鋼板の表面性状が劣化する。さらに、めっき性が著しく劣化する。したがって、Si含有量は2.0%未満とする。好ましくは1.8%未満、さらに好ましくは1.6%未満、特に好ましくは1.4%未満である。
Si: more than 0.50% and less than 2.0% Si has an effect of improving ductility, work hardenability and stretch flangeability through suppressing austenite grain growth during annealing. Moreover, it is an element which has the effect | action which improves the stability of austenite and is effective in obtaining said metal structure. When the Si content is 0.50% or less, it is difficult to obtain the effect by the above action. Therefore, the Si content is more than 0.50%. Preferably it is more than 0.70%, more preferably more than 0.90%, particularly preferably more than 1.20%. On the other hand, when the Si content is 2.0% or more, the surface properties of the steel sheet deteriorate. Furthermore, the plating property is significantly deteriorated. Therefore, the Si content is less than 2.0%. It is preferably less than 1.8%, more preferably less than 1.6%, and particularly preferably less than 1.4%.
後述するAlを含有する場合は、Si含有量とsol.Al含有量が下記式(2)を満足することが好ましく、下記式(3)を満足するとさらに好ましく、下記式(4)を満足すると特に好ましい。 In the case of containing Al described later, the Si content and sol. The Al content preferably satisfies the following formula (2), more preferably satisfies the following formula (3), and particularly preferably satisfies the following formula (4).
Si+sol.Al>0.60 ・・・ (2)
Si+sol.Al>0.90 ・・・ (3)
Si+sol.Al>1.20 ・・・ (4)
ここで、式中のSiは鋼中でのSi含有量を、sol.Alは酸可溶性のAl含有量を質量%にて表したものである。
Si + sol. Al> 0.60 (2)
Si + sol. Al> 0.90 (3)
Si + sol. Al> 1.20 (4)
Here, Si in the formula represents the Si content in steel, sol. Al represents the acid-soluble Al content in mass%.
Mn:1.50%超3.0%以下
Mnは、鋼の焼入性を向上させる作用を有し、上記の金属組織を得るのに有効な元素である。Mn含有量が1.50%以下では上記の金属組織を得ることが困難となる。したがって、Mn含有量は1.50%超とする。好ましくは1.60%超、さらに好ましくは1.80%超、特に好ましくは2.0%超である。Mn含有量が過剰となると、熱延鋼板の金属組織において、圧延方向に展伸した粗大な低温変態生成相が生じ、冷延間圧延および焼鈍後の金属組織において粗大な残留オーステナイト粒が増加し、加工硬化性および伸びフランジ性が劣化する。したがって、Mn含有量は3.0%以下とする。好ましくは2.70%未満、さらに好ましくは2.50%未満、特に好ましくは2.30%未満である。
Mn: more than 1.50% and not more than 3.0% Mn has an effect of improving the hardenability of steel and is an effective element for obtaining the above metal structure. When the Mn content is 1.50% or less, it is difficult to obtain the above metal structure. Therefore, the Mn content is more than 1.50%. Preferably it is more than 1.60%, more preferably more than 1.80%, particularly preferably more than 2.0%. If the Mn content is excessive, a coarse low-temperature transformation phase that extends in the rolling direction occurs in the metal structure of the hot-rolled steel sheet, and coarse residual austenite grains increase in the metal structure after cold rolling and annealing. , Work hardenability and stretch flangeability deteriorate. Therefore, the Mn content is 3.0% or less. Preferably it is less than 2.70%, more preferably less than 2.50%, particularly preferably less than 2.30%.
P:0.050%未満
Pは、不純物として鋼中に含有される元素であり、粒界に偏析して鋼を脆化させる。このため、P含有量は少ないほど好ましい。したがって、P含有量は0.050%未満とする。好ましくは0.030%未満、さらに好ましくは0.020%未満、特に好ましくは0.015%未満である。
P: Less than 0.050% P is an element contained in steel as an impurity, and segregates at grain boundaries to embrittle the steel. For this reason, the smaller the P content, the better. Therefore, the P content is less than 0.050%. Preferably it is less than 0.030%, more preferably less than 0.020%, particularly preferably less than 0.015%.
S:0.010%以下
Sは、不純物として鋼中に含有される元素であり、硫化物系介在物を形成して伸びフランジ性を劣化させる。このため、S含有量は少ないほど好ましい。したがって、S含有量は0.010%以下とする。好ましくは0.005%未満、さらに好ましくは0.003%未満、特に好ましくは0.002%未満である。
S: 0.010% or less S is an element contained in steel as an impurity, and forms sulfide inclusions to deteriorate stretch flangeability. For this reason, the smaller the S content, the better. Therefore, the S content is set to 0.010% or less. Preferably it is less than 0.005%, more preferably less than 0.003%, particularly preferably less than 0.002%.
sol.Al:0.50%以下
Alは、溶鋼を脱酸する作用を有する。本発明においては、Alと同様に脱酸作用を有するSiを含有させるため、Alは必ずしも含有させる必要はない。すなわち、不純物レベルであってもよい。脱酸の促進を目的として含有させる場合には、sol.Alとして0.0050%以上含有させることが好ましい。さらに好ましいsol.Al含有量は0.020%超である。また、Alは、Siと同様にオーステナイトの安定性を高める作用を有し、上記の金属組織を得るのに有効な元素であるので、この目的でAlを含有させることもできる。この場合、sol.Al含有量は好ましくは0.040%超、さらに好ましくは0.050%超、特に好ましくは0.060%超である。一方、sol.Al含有量が高すぎると、アルミナに起因する表面疵が発生しやすくなるばかりか、変態点が大きく上昇し、低温変態生成相を主相とする金属組織を得ることが困難となる。したがって、sol.Al含有量は0.50%以下とする。好ましくは0.30%未満、さらに好ましくは0.20%未満、特に好ましくは0.10%未満である。
sol. Al: 0.50% or less Al has a function of deoxidizing molten steel. In the present invention, since Si having a deoxidizing action is contained in the same manner as Al, Al is not necessarily contained. That is, it may be at the impurity level. When it is contained for the purpose of promoting deoxidation, sol. It is preferable to contain 0.0050% or more as Al. Further preferred sol. The Al content is more than 0.020%. Al, like Si, has the effect of increasing the stability of austenite and is an effective element for obtaining the above metal structure. Therefore, Al can be contained for this purpose. In this case, sol. The Al content is preferably more than 0.040%, more preferably more than 0.050%, particularly preferably more than 0.060%. On the other hand, sol. If the Al content is too high, not only surface flaws are likely to occur due to alumina, but the transformation point is greatly increased, and it becomes difficult to obtain a metal structure having a low-temperature transformation generation phase as a main phase. Therefore, sol. Al content shall be 0.50% or less. Preferably it is less than 0.30%, more preferably less than 0.20%, particularly preferably less than 0.10%.
N:0.010%以下
Nは、不純物として鋼中に含有される元素であり、延性を劣化させる。このため、N含有量は少ないほど好ましい。したがって、N含有量は0.010%以下とする。好ましくは0.006%以下であり、さらに好ましくは0.005%以下、特に好ましくは0.003%以下である。
N: 0.010% or less N is an element contained in steel as an impurity, and deteriorates ductility. For this reason, the smaller the N content, the better. Therefore, the N content is set to 0.010% or less. Preferably it is 0.006% or less, More preferably, it is 0.005% or less, Most preferably, it is 0.003% or less.
本発明に係る鋼板は、以下に列記する元素を任意元素として含有してもよい。
Ti:0.040%未満、Nb:0.030%未満およびV:0.50%以下からなる群から選択される1種または2種以上
Ti、NbおよびVは、熱間圧延工程で再結晶を抑制することにより加工歪みを増大させ、熱延鋼板の組織を微細化する作用を有する。また、炭化物または窒化物として析出し、焼鈍中のオーステナイトの粗大化を抑制する作用を有する。したがって、これらの元素の1種または2種以上を含有させてもよい。しかしながら、これらの元素を過剰に含有させても上記作用による効果が飽和して不経済となる。そればかりか、焼鈍時の再結晶温度が上昇し、焼鈍後の金属組織が不均一となり、伸びフランジ性も損なわれる。さらには、炭化物または窒化物の析出量が増し、降伏比が上昇し、形状凍結性も劣化する。したがって、Ti含有量は0.040%未満、Nb含有量は0.030%未満、V含有量は0.50%以下とする。Ti含有量は好ましくは0.030%未満、さらに好ましくは0.020%未満であり、Nb含有量は好ましくは0.020%未満、さらに好ましくは0.012%未満であり、V含有量は好ましくは0.30%以下であり、さらに好ましくは0.050%未満である。また、Nb+Ti×0.2値を0.030%未満とすることが好ましく、0.020%未満とすることがさらに好ましい。
The steel plate according to the present invention may contain the elements listed below as optional elements.
One or more selected from the group consisting of Ti: less than 0.040%, Nb: less than 0.030% and V: 0.50% or less Ti, Nb and V are recrystallized in the hot rolling process By suppressing the above, it has the effect of increasing the working strain and refining the structure of the hot-rolled steel sheet. Moreover, it precipitates as a carbide | carbonized_material or nitride, and has the effect | action which suppresses the coarsening of the austenite during annealing. Therefore, you may contain 1 type, or 2 or more types of these elements. However, even if these elements are contained excessively, the effect of the above action is saturated and uneconomical. In addition, the recrystallization temperature during annealing increases, the metal structure after annealing becomes non-uniform, and stretch flangeability is also impaired. Furthermore, the precipitation amount of carbide or nitride increases, the yield ratio increases, and the shape freezing property also deteriorates. Accordingly, the Ti content is less than 0.040%, the Nb content is less than 0.030%, and the V content is 0.50% or less. The Ti content is preferably less than 0.030%, more preferably less than 0.020%, the Nb content is preferably less than 0.020%, more preferably less than 0.012%, and the V content is Preferably it is 0.30% or less, More preferably, it is less than 0.050%. The Nb + Ti × 0.2 value is preferably less than 0.030%, and more preferably less than 0.020%.
上記作用による効果をより確実に得るには、Ti:0.005%以上、Nb:0.005%以上およびV:0.010%以上のいずれかを満足させることが好ましい。Tiを含有させる場合には、Ti含有量を0.010%以上とすることがさらに好ましく、Nbを含有させる場合には、Nb含有量を0.010%以上とすることがさらに好ましく、Vを含有させる場合には、V含有量を0.020%以上とすることがさらに好ましい。 In order to more reliably obtain the effect of the above action, it is preferable to satisfy any of Ti: 0.005% or more, Nb: 0.005% or more, and V: 0.010% or more. When Ti is contained, the Ti content is more preferably 0.010% or more, and when Nb is contained, the Nb content is more preferably 0.010% or more, and V is When contained, the V content is more preferably set to 0.020% or more.
Cr:1.0%以下、Mo:0.20%未満およびB:0.010%以下からなる群から選択される1種または2種以上
Cr、MoおよびBは、鋼の焼入性を向上させる作用を有し、上記の金属組織を得るのに有効な元素である。したがって、これらの元素の1種または2種以上を含有させてもよい。しかしながら、これらの元素を過剰に含有させても上記作用による効果が飽和して不経済となる。したがって、Cr含有量は1.0%以下、Mo含有量は0.20%未満、B含有量は0.010%以下とする。Cr含有量は好ましくは0.50%以下であり、Mo含有量は好ましくは0.10%以下であり、B含有量は好ましくは0.0030%以下である。上記作用による効果をより確実に得るには、Cr:0.20%以上、Mo:0.05%以上およびB:0.0010%以上のいずれかを満足させることが好ましい。
One or more selected from the group consisting of Cr: 1.0% or less, Mo: less than 0.20%, and B: 0.010% or less Cr, Mo and B improve the hardenability of steel. It is an element effective in obtaining the above metal structure. Therefore, you may contain 1 type, or 2 or more types of these elements. However, even if these elements are contained excessively, the effect of the above action is saturated and uneconomical. Therefore, the Cr content is 1.0% or less, the Mo content is less than 0.20%, and the B content is 0.010% or less. The Cr content is preferably 0.50% or less, the Mo content is preferably 0.10% or less, and the B content is preferably 0.0003% or less. In order to more reliably obtain the effect of the above action, it is preferable to satisfy any of Cr: 0.20% or more, Mo: 0.05% or more, and B: 0.0010% or more.
Ca:0.010%以下、Mg:0.010%以下、REM:0.050%以下およびBi:0.050%以下からなる群から選択される1種または2種以上
Ca、MgおよびREMは介在物の形状を調整することにより、Biは凝固組織を微細化することにより、ともに伸びフランジ性を改善する作用を有する。したがって、これらの元素の1種または2種以上を含有させてもよい。しかしながら、これらの元素を過剰に含有させても上記作用による効果が飽和して不経済となる。したがって、Ca含有量は0.010%以下、Mg含有量は0.010%以下、REM含有量は0.050%以下、Bi含有量は0.050%以下とする。好ましくは、Ca含有量は0.0020%以下、Mg含有量は0.0020%以下、REM含有量は0.0020%以下、Bi含有量は0.010%以下である。上記作用をより確実に得るには、Ca:0.0005%以上、Mg:0.0005%以上、REM:0.0005%以上およびBi:0.0010%以上のいずれかを満足させることが好ましい。なお、REMとは希土類元素を意味し、Sc、Yおよびランタノイドの合計17元素の総称であり、REM含有量はこれらの元素の合計含有量である。
Ca, Mg and REM are selected from the group consisting of Ca: 0.010% or less, Mg: 0.010% or less, REM: 0.050% or less, and Bi: 0.050% or less. By adjusting the shape of the inclusions, Bi has the effect of improving stretch flangeability by refining the solidified structure. Therefore, you may contain 1 type, or 2 or more types of these elements. However, even if these elements are contained excessively, the effect of the above action is saturated and uneconomical. Therefore, the Ca content is 0.010% or less, the Mg content is 0.010% or less, the REM content is 0.050% or less, and the Bi content is 0.050% or less. Preferably, the Ca content is 0.0001% or less, the Mg content is 0.000020% or less, the REM content is 0.000020% or less, and the Bi content is 0.010% or less. In order to obtain the above action more reliably, it is preferable to satisfy any of Ca: 0.0005% or more, Mg: 0.0005% or more, REM: 0.0005% or more, and Bi: 0.0010% or more. . Note that REM means a rare earth element and is a generic name for a total of 17 elements of Sc, Y and lanthanoid, and the REM content is the total content of these elements.
3.溶融めっき層
溶融めっき層としては、溶融亜鉛めっき、合金化溶融亜鉛めっき、溶融アルミニウムめっき、溶融Zn−Al合金めっき、溶融Zn−Al−Mg合金めっき、溶融Zn−Al−Mg−Si合金めっき等が例示される。例えば、めっき層が合金化溶融亜鉛めっきである場合には、めっき被膜中のFe濃度を7%以上、15%以下とすることが好ましい。溶融Zn−Al合金めっきとしては、溶融Zn−5%Al合金めっきおよび溶融Zn−55%Al合金めっきが例示される。
3. Hot-dip plating layer Hot-dip galvanizing, alloying hot-dip galvanizing, hot-dip aluminum plating, hot-dip Zn-Al alloy plating, hot-dip Zn-Al-Mg alloy plating, hot-melt Zn-Al-Mg-Si alloy plating, etc. Is exemplified. For example, when the plating layer is alloyed hot dip galvanizing, the Fe concentration in the plating film is preferably 7% or more and 15% or less. Examples of the molten Zn—Al alloy plating include molten Zn-5% Al alloy plating and molten Zn-55% Al alloy plating.
めっき付着量は特に制限されず、従来と同様でよい。例えば、片面当たり25g/m2以上、200g/m2以下とすればよい。めっき層が合金化溶融亜鉛めっきである場合には、パウダリングを抑制する観点から片面当たり25g/m2以上、60g/m2以下とすることが好ましい。 The amount of plating adhesion is not particularly limited, and may be the same as the conventional one. For example, it may be 25 g / m 2 or more and 200 g / m 2 or less per side. When the plating layer is alloyed hot dip galvanizing, it is preferably 25 g / m 2 or more and 60 g / m 2 or less per side from the viewpoint of suppressing powdering.
さらなる耐食性の向上、塗装性の向上などの目的で、めっき後に、クロム酸処理、リン酸塩処理、シリケート系ノンクロム化成処理、樹脂被膜塗布などから選んだ単層あるいは複層の後処理を施してもよい。 For the purpose of further improving corrosion resistance and paintability, after plating, a single layer or multiple layers after treatment selected from chromic acid treatment, phosphate treatment, silicate non-chromium chemical conversion treatment, resin coating, etc. Also good.
4.製造条件
まず、基材となる上記の金属組織と化学組成とを備えた冷延鋼板を製造する。
具体的には、上述した化学組成を有する鋼を、公知の手段により溶製した後に、連続鋳造法により鋼塊とするか、または、任意の鋳造法により鋼塊とした後に分塊圧延する方法等により鋼片とする。連続鋳造工程では、介在物に起因する表面欠陥の発生を抑制するために、鋳型内にて電磁攪拌等の外部付加的な流動を溶鋼に生じさせることが好ましい。鋼塊または鋼片は、一旦冷却されたものを再加熱して熱間圧延に供してもよく、連続鋳造後の高温状態にある鋼塊または分塊圧延後の高温状態にある鋼片をそのまま、あるいは保温して、あるいは補助的な加熱を行って熱間圧延に供してもよい。本明細書では、このような鋼塊および鋼片を、熱間圧延の素材として「スラブ」と総称する。
4). Manufacturing conditions First, a cold-rolled steel sheet having the metal structure and chemical composition to be a base material is manufactured.
Specifically, after the steel having the above-described chemical composition is melted by a known means, it is made into a steel ingot by a continuous casting method, or it is made into a steel ingot by an arbitrary casting method and then subjected to block rolling. Use steel slabs, etc. In the continuous casting process, in order to suppress the occurrence of surface defects due to inclusions, it is preferable to cause an external additional flow such as electromagnetic stirring in the molten steel in the mold. The steel ingot or steel slab may be reheated once it has been cooled and subjected to hot rolling. The steel ingot in the high temperature state after continuous casting or the steel slab in the high temperature state after partial rolling is used as it is. Alternatively, it may be kept hot or subjected to auxiliary heating for hot rolling. In the present specification, such steel ingots and steel slabs are collectively referred to as “slabs” as materials for hot rolling.
熱間圧延に供するスラブの温度は、オーステナイトの粗大化を防止するため、1250℃未満とすることが好ましく、1200℃以下とすればさらに好ましい。熱間圧延に供するスラブの温度の下限は特に限定する必要はなく、後述するように熱間圧延を(Ar3点+30℃)以上かつ880℃超の温度域で完了することが可能な温度であればよい。 The temperature of the slab subjected to hot rolling is preferably less than 1250 ° C. and more preferably 1200 ° C. or less in order to prevent coarsening of austenite. The lower limit of the temperature of the slab to be subjected to hot rolling is not particularly limited, and is a temperature at which hot rolling can be completed in a temperature range of (Ar 3 point + 30 ° C.) or higher and higher than 880 ° C. as will be described later. I just need it.
熱間圧延は、圧延完了後にオーステナイトを変態させることにより熱延鋼板の組織を微細化するために、(Ar3点+30℃)以上かつ880℃超の温度域で完了させる。圧延完了の温度が低すぎると、熱延鋼板の金属組織において、圧延方向に展伸した粗大な低温変態生成相が生じ、冷延間圧延および焼鈍後の金属組織において粗大な残留オーステナイト粒が増加し、加工硬化性および伸びフランジ性が劣化し易くなる。このため、熱間圧延の完了温度は(Ar3点+30℃)以上かつ880℃超とする。一方、圧延完了の温度が高すぎると、加工歪みの蓄積が不十分となり、熱延鋼板の組織を微細化することが困難となる。このため、熱間圧延の完了温度は950℃未満であることが好ましく、920℃未満であるとさらに好ましい。また、製造負荷を軽減するためには、熱間圧延の完了温度を高めて圧延荷重を低下させることが好ましい。この観点からは、熱間圧延の完了温度を(Ar3点+50℃)以上かつ900℃超とすることが好ましい。 Hot rolling is completed in a temperature range of (Ar 3 point + 30 ° C.) or more and more than 880 ° C. in order to refine the structure of the hot-rolled steel sheet by transforming austenite after completion of rolling. If the temperature at the completion of rolling is too low, a coarse low-temperature transformation phase that extends in the rolling direction occurs in the metal structure of the hot-rolled steel sheet, and coarse residual austenite grains increase in the metal structure after cold rolling and annealing. In addition, work hardenability and stretch flangeability tend to deteriorate. Therefore, completion temperature of the hot rolling is made (Ar 3 point + 30 ° C.) or higher and 880 ° C. greater. On the other hand, if the temperature at the completion of rolling is too high, accumulation of processing strain becomes insufficient, and it becomes difficult to refine the structure of the hot-rolled steel sheet. For this reason, it is preferable that the completion temperature of hot rolling is less than 950 degreeC, and it is further more preferable in it being less than 920 degreeC. Moreover, in order to reduce manufacturing load, it is preferable to raise the completion temperature of hot rolling and to reduce rolling load. From this viewpoint, it is preferable that the completion temperature of hot rolling is (Ar 3 point + 50 ° C.) or more and more than 900 ° C.
熱間圧延が粗圧延と仕上圧延とからなる場合には、仕上圧延を上記温度で完了するために、粗圧延と仕上圧延との間で粗圧延材を加熱してもよい。この際、粗圧延材の後端が先端よりも高温となるように加熱することにより、仕上圧延の開始時における粗圧延材の全長にわたる温度の変動を140℃以下に抑制することが望ましい。これにより、コイル内の製品特性の均一性が向上する。 When the hot rolling includes rough rolling and finish rolling, the rough rolled material may be heated between the rough rolling and the finish rolling in order to complete the finish rolling at the above temperature. At this time, it is desirable to suppress the fluctuation of the temperature over the entire length of the rough rolled material at the start of finish rolling to 140 ° C. or less by heating so that the rear end of the rough rolled material is higher than the tip. Thereby, the uniformity of the product characteristic in a coil improves.
粗圧延材の加熱方法は公知の手段を用いて行えばよい。例えば、粗圧延機と仕上圧延機との間にソレノイド式誘導加熱装置を設けておき、この誘導加熱装置の上流側における粗圧延材長手方向の温度分布等に基づいて加熱昇温量を制御してもよい。 The heating method of the rough rolled material may be performed using a known means. For example, a solenoid induction heating device is provided between the rough rolling mill and the finish rolling mill, and the heating temperature rise is controlled based on the temperature distribution in the longitudinal direction of the rough rolled material on the upstream side of the induction heating device. May be.
熱間圧延の圧下量は、最終1パスの圧下量を板厚減少率で25%超とする。これは、オーステナイトに導入される加工歪み量を増し、熱延鋼板の金属組織を微細化し、冷間圧延および焼鈍後の金属組織において粗大な残留オーステナイト粒の生成を抑制するとともにポリゴナルフェライトを微細化するためである。最終1パスの圧下量は30%超とすることが好ましく、40%超とすればさらに好ましい。圧下量が高くなりすぎると、圧延荷重が上昇して圧延が困難となる。したがって、最終1パスの圧下量は55%未満とすることが好ましく、50%未満とすればさらに好ましい。圧延荷重を低下させるために、圧延ロールと鋼板の間に圧延油を供給し摩擦係数を低下させて圧延する、いわゆる潤滑圧延を行ってもよい。 The reduction amount of the hot rolling is such that the reduction amount of the final one pass is more than 25% in terms of sheet thickness reduction rate. This increases the amount of processing strain introduced into austenite, refines the metal structure of the hot-rolled steel sheet, suppresses the formation of coarse residual austenite grains in the metal structure after cold rolling and annealing, and refines the polygonal ferrite. This is because of The amount of reduction in the final pass is preferably more than 30%, more preferably more than 40%. If the amount of reduction is too high, the rolling load increases and rolling becomes difficult. Therefore, the amount of reduction in the final one pass is preferably less than 55%, and more preferably less than 50%. In order to reduce the rolling load, so-called lubricated rolling may be performed in which rolling oil is supplied between a rolling roll and a steel sheet to reduce the friction coefficient and perform rolling.
熱間圧延後は、圧延完了後0.40秒間以内に720℃以下の温度域まで急冷する。これは、圧延によりオーステナイトに導入された加工歪みの解放を抑制し、加工歪みを駆動力としてオーステナイトを変態させ、熱延鋼板の組織を微細化し、冷間圧延および焼鈍後の金属組織において粗大な残留オーステナイト粒の生成を抑制するとともにポリゴナルフェライトを微細化するためである。好ましくは、圧延完了後0.30秒間以内に720℃以下の温度域まで急冷することであり、さらに好ましくは、圧延完了後0.20秒間以内に720℃以下の温度域まで急冷することである。 After hot rolling, it is rapidly cooled to a temperature range of 720 ° C. or less within 0.40 seconds after completion of rolling. This suppresses the release of work strain introduced into austenite by rolling, transforms austenite using the work strain as a driving force, refines the structure of the hot-rolled steel sheet, and coarsens the metal structure after cold rolling and annealing. This is to suppress the formation of retained austenite grains and to refine the polygonal ferrite. Preferably, it is rapidly cooled to a temperature range of 720 ° C. or less within 0.30 seconds after completion of rolling, and more preferably, it is rapidly cooled to a temperature range of 720 ° C. or less within 0.20 seconds after completion of rolling. .
熱延鋼板の組織は、急冷を停止する温度が低いほど細粒化するので、圧延完了後700℃以下の温度域まで急冷することが好ましく、圧延完了後680℃以下の温度域まで急冷することがさらに好ましい。また、加工歪みの解放は、急冷中の平均冷却速度が速いほど抑制されるので、急冷中の平均冷却速度を300℃/s以上とすることが好ましく、これにより、熱延鋼板の組織を一層微細化することができる。急冷中の平均冷却速度を400℃/s以上とすればさらに好ましく、600℃/s以上とすれば特に好ましく、800℃/s以上とすれば最も好ましい。なお、圧延完了から急冷を開始するまでの時間とその間の冷却速度は、特に規定する必要がない。 Since the structure of the hot-rolled steel sheet becomes finer as the temperature at which rapid cooling is stopped is lower, it is preferable to rapidly cool to a temperature range of 700 ° C. or lower after completion of rolling, and to cool to a temperature range of 680 ° C. or lower after completion of rolling. Is more preferable. In addition, since release of processing strain is suppressed as the average cooling rate during rapid cooling increases, the average cooling rate during rapid cooling is preferably set to 300 ° C./s or more, thereby further increasing the structure of the hot-rolled steel sheet. It can be miniaturized. The average cooling rate during quenching is more preferably 400 ° C./s or more, particularly preferably 600 ° C./s or more, and most preferably 800 ° C./s or more. The time from the completion of rolling to the start of rapid cooling and the cooling rate during that time do not need to be specified.
急冷を行う設備は特に規定されないが、工業的には水量密度の高い水スプレー装置を用いることが好適であり、圧延板搬送ローラーの間に水スプレーヘッダーを配置し、圧延板の上下から十分な水量密度の高圧水を噴射する方法が例示される。 The equipment for rapid cooling is not particularly defined, but industrially, it is preferable to use a water spray device with a high water density, and a water spray header is disposed between the rolling plate conveyance rollers, and sufficient from above and below the rolling plate. A method of injecting high-pressure water having a water density is exemplified.
急冷停止後は、(1)鋼板を500℃超の温度域で巻取るか、あるいは、(2)急冷停止後に、鋼板を200℃未満の温度域で巻取り、熱延鋼板に500℃以上、Ac1点以下の温度域で焼鈍を施す。 After the rapid cooling stop, (1) the steel sheet is wound in a temperature range of more than 500 ° C., or (2) after the rapid cooling stop, the steel sheet is wound in a temperature range of less than 200 ° C. Ac is annealed in a temperature range of 1 point or less.
前記(1)の実施態様において、鋼板を500℃超の温度域で巻取るのは、巻取温度が500℃以下であると、熱延鋼板において鉄炭化物が充分に析出せず、冷間圧延および焼鈍後の金属組織において粗大な残留オーステナイト粒が生成するとともにポリゴナルフェライトが粗大化するからである。巻取温度は550℃超であることが好ましい。一方、巻取温度が高すぎると、熱延鋼板においてフェライトが粗大となり、冷間圧延および焼鈍後の金属組織において粗大な残留オーステナイト粒が生成する。このため巻取温度は650℃未満とすることが好ましく、620℃未満とするとさらに好ましい。 In the embodiment of (1), the steel sheet is wound in a temperature range higher than 500 ° C. When the winding temperature is 500 ° C. or lower, iron carbide is not sufficiently precipitated in the hot-rolled steel sheet, and cold rolling is performed. This is because coarse retained austenite grains are generated in the metal structure after annealing, and polygonal ferrite is coarsened. The winding temperature is preferably above 550 ° C. On the other hand, if the coiling temperature is too high, ferrite becomes coarse in the hot-rolled steel sheet, and coarse residual austenite grains are generated in the metal structure after cold rolling and annealing. For this reason, the winding temperature is preferably less than 650 ° C, and more preferably less than 620 ° C.
一方、前記(2)の実施態様の場合、鋼板を200℃未満の温度域で巻取り、熱延鋼板に500℃以上、Ac1点以下の温度域で焼鈍を施すのは、巻取温度が200℃以上であると、マルテンサイトの生成が不十分となるためである。また、焼鈍温度が500℃未満では鉄炭化物が十分に析出せず、Ac1点を超えると、フェライトが粗大となり、冷間圧延および焼鈍後の金属組織において粗大な残留オーステナイト粒が生成する。 On the other hand, in the embodiment (2), the steel sheet is wound in a temperature range of less than 200 ° C., and the hot rolled steel sheet is annealed in a temperature range of 500 ° C. or more and Ac 1 point or less. It is because the production | generation of a martensite will become inadequate that it is 200 degreeC or more. Further, if the annealing temperature is less than 500 ° C., iron carbide is not sufficiently precipitated, and if it exceeds the Ac 1 point, the ferrite becomes coarse, and coarse residual austenite grains are generated in the metal structure after cold rolling and annealing.
(2)の実施態様の場合、熱間圧延され、巻き取られた熱延鋼板は、必要に応じて公知の方法に従って脱脂等の処理が施された後、焼鈍される。熱延鋼板に施す焼鈍を熱延板焼鈍といい、熱延板焼鈍後の鋼板を熱延焼鈍鋼板という。熱延板焼鈍の前に、酸洗等により脱スケールを行ってもよい。熱延板焼鈍における保持時間は特に限定する必要はない。適切な直後急冷プロセスを経て製造された熱延鋼板は、金属組織が微細であるため、長時間保持しなくてもよい。保持時間が長くなると生産性が劣化するので、保持時間の上限は20時間未満であることが好ましい。10時間未満であればさらに好ましく、5時間未満であれば特に好ましい。 In the case of the embodiment of (2), the hot-rolled steel sheet that has been hot-rolled and wound is subjected to a treatment such as degreasing according to a known method, if necessary, and then annealed. Annealing performed on a hot-rolled steel sheet is called hot-rolled sheet annealing, and a steel sheet after hot-rolled sheet annealing is called a hot-rolled annealed steel sheet. Before hot-rolled sheet annealing, descaling may be performed by pickling or the like. The holding time in hot-rolled sheet annealing need not be particularly limited. A hot-rolled steel sheet produced through a suitable immediately-cooling process does not have to be held for a long time because the metal structure is fine. Since the productivity deteriorates when the holding time becomes long, the upper limit of the holding time is preferably less than 20 hours. If it is less than 10 hours, it is more preferable, and if it is less than 5 hours, it is especially preferable.
急冷停止から巻取りまでの条件は特に規定しないが、急冷停止後、720〜600℃の温度域で1秒間以上保持することが好ましい。これにより、微細なフェライトの生成が促進される。一方、保持時間が長くなりすぎると生産性が損なわれるので、720〜600℃の温度域における保持時間の上限を10秒間以内とすることが好ましい。720〜600℃の温度域で保持した後は、生成したフェライトの粗大化を防止するために、巻取温度までを20℃/s以上の冷却速度で冷却することが好ましい。 The conditions from the rapid cooling stop to the winding are not particularly defined, but after the rapid cooling stop, it is preferable to hold at a temperature range of 720 to 600 ° C. for 1 second or more. Thereby, the production | generation of a fine ferrite is accelerated | stimulated. On the other hand, if the holding time becomes too long, the productivity is impaired. Therefore, the upper limit of the holding time in the temperature range of 720 to 600 ° C. is preferably within 10 seconds. After holding in the temperature range of 720 to 600 ° C., it is preferable to cool to the coiling temperature at a cooling rate of 20 ° C./s or more in order to prevent the generated ferrite from becoming coarse.
巻取を前記(1)又は(2)の実施態様により行う熱間圧延により得られた熱延鋼板は、酸洗等により脱スケールされた後に、常法に従って冷間圧延される。冷間圧延は、再結晶を促進して冷延圧延および焼鈍後の金属組織を均一化し、伸びフランジ性をさらに向上させるために、冷圧率(冷間圧延における圧下率)を40%以上とすることが好ましい。冷圧率が高すぎると、圧延荷重が増大して圧延が困難となるため、冷圧率の上限を70%未満とすることが好ましく、60%未満とすることはさらに好ましい。 A hot-rolled steel sheet obtained by hot rolling in which the winding is performed according to the embodiment of (1) or (2) is descaled by pickling or the like and then cold-rolled according to a conventional method. In cold rolling, in order to promote recrystallization, uniformize the metal structure after cold rolling and annealing, and further improve stretch flangeability, the cold pressure ratio (rolling ratio in cold rolling) is 40% or more. It is preferable to do. If the cold pressure ratio is too high, the rolling load increases and rolling becomes difficult, so the upper limit of the cold pressure ratio is preferably less than 70%, and more preferably less than 60%.
冷間圧延後の鋼板は、必要に応じて公知の方法に従って脱脂等の処理が施された後、焼鈍される。焼鈍における均熱温度の下限は、Ac3点超とする。これは、主相が低温変態生成相で第二相に残留オーステナイトを含む金属組織を得るためである。しかしながら、均熱温度が高くなり過ぎると、オーステナイトが過度に粗大化して延性、加工硬化性および伸びフランジ性が劣化し易くなる。このため、均熱温度の上限は、(Ac3点+100℃)未満とすることが好ましい。(Ac3点+50℃)未満とするとさらに好ましく、(Ac3点+20℃)未満とすると特に好ましい。 The steel sheet after cold rolling is annealed after being subjected to a treatment such as degreasing according to a known method, if necessary. The lower limit of the soaking temperature in annealing is more than Ac 3 points. This is to obtain a metal structure in which the main phase is a low-temperature transformation generation phase and the second phase contains residual austenite. However, if the soaking temperature becomes too high, the austenite becomes excessively coarse and the ductility, work hardenability and stretch flangeability tend to deteriorate. For this reason, the upper limit of the soaking temperature is preferably less than (Ac 3 points + 100 ° C.). It is more preferable to be less than (Ac 3 point + 50 ° C.), and it is particularly preferable to be less than (Ac 3 point + 20 ° C.).
均熱温度での保持時間(均熱時間)は特に限定する必要はないが、安定した機械特性を得るために、15秒間超とすることが好ましく、60秒間超とするとさらに好ましい。一方、保持時間が長くなりすぎると、オーステナイトが過度に粗大化して、延性、加工硬化性および伸びフランジ性が劣化し易くなる。このため、保持時間は、150秒間未満とすることが好ましく、120秒間未満とするとさらに好ましい。 The holding time at the soaking temperature (soaking time) is not particularly limited, but in order to obtain stable mechanical properties, it is preferably more than 15 seconds, and more preferably more than 60 seconds. On the other hand, if the holding time is too long, the austenite becomes excessively coarse, and ductility, work hardenability and stretch flangeability tend to deteriorate. For this reason, the holding time is preferably less than 150 seconds, and more preferably less than 120 seconds.
焼鈍における加熱過程では、再結晶を促進して焼鈍後の金属組織を均一化し、伸びフランジ性をさらに向上させるために、700℃から均熱温度までの加熱速度を10.0℃/s未満とすることが好ましい。8.0℃/s未満とするとさらに好ましく、5.0℃/s未満とすると特に好ましい。 In the heating process in annealing, the heating rate from 700 ° C. to the soaking temperature is set to less than 10.0 ° C./s in order to promote recrystallization, uniformize the metal structure after annealing, and further improve stretch flangeability. It is preferable to do. More preferably, it is less than 8.0 ° C./s, and particularly preferably less than 5.0 ° C./s.
焼鈍における均熱後の冷却過程では、低温変態生成相を主相とする金属組織を得るために、650〜500℃の温度範囲を15℃/s以上の冷却速度で冷却することが好ましい。650〜450℃の温度範囲を15℃/s以上の冷却速度で冷却することはさらに好ましい。冷却速度が速いほど低温変態生成相の体積率が高まるので、冷却速度を20℃/s以上とするとさらに好ましく、40℃/s以上とすると特に好ましい。一方、冷却速度が速すぎると鋼板の形状が損なわれるので、650〜500℃の温度範囲における冷却速度を200℃/s以下とすることが好ましい。150℃/s未満であるとさらに好ましく、130℃/s未満であれば特に好ましい。 In the cooling process after soaking in annealing, it is preferable to cool a temperature range of 650 to 500 ° C. at a cooling rate of 15 ° C./s or more in order to obtain a metal structure having a low-temperature transformation generation phase as a main phase. It is more preferable to cool the temperature range of 650 to 450 ° C. at a cooling rate of 15 ° C./s or more. The higher the cooling rate, the higher the volume ratio of the low temperature transformation product phase. Therefore, the cooling rate is more preferably 20 ° C./s or more, and particularly preferably 40 ° C./s or more. On the other hand, if the cooling rate is too high, the shape of the steel sheet is impaired, so the cooling rate in the temperature range of 650 to 500 ° C. is preferably 200 ° C./s or less. More preferably, it is less than 150 ° C./s, and particularly preferably less than 130 ° C./s.
微細なポリゴナルフェライトの生成を促進し、延性および加工硬化性を向上させる場合は、5.0℃/s未満の冷却速度で均熱温度から50℃以上冷却することが好ましい。均熱後の冷却速度は3.0℃/s未満であることがさらに好ましい。特に好ましくは2.0℃/s未満である。また、ポリゴナルフェライトの体積率をさらに増加させるためには、5.0℃/s未満の冷却速度で均熱温度から80℃以上冷却することが好ましく、100℃以上冷却することがさらに好ましく、120℃以上冷却することが特に好ましい。 When promoting the formation of fine polygonal ferrite and improving ductility and work hardenability, it is preferable to cool from the soaking temperature to 50 ° C. or more at a cooling rate of less than 5.0 ° C./s. The cooling rate after soaking is more preferably less than 3.0 ° C./s. Particularly preferably, it is less than 2.0 ° C./s. In order to further increase the volume fraction of polygonal ferrite, it is preferable to cool at 80 ° C. or higher from the soaking temperature at a cooling rate of less than 5.0 ° C./s, more preferably at least 100 ° C., It is particularly preferable to cool at 120 ° C. or higher.
また、残留オーステナイト量を確保するために、450〜340℃の温度域で15秒間以上保持する。残留オーステナイトの安定性を高めて延性、加工硬化性および伸びフランジ性をさらに向上させるためには、保持温度域を430〜360℃とすることが好ましい。また、保持時間を長くするほど残留オーステナイトの安定性が高まるので、保持時間を30秒間以上とする。好ましくは、50秒間以上である。 Moreover, in order to ensure the amount of retained austenite, it hold | maintains for 15 seconds or more in a 450-340 degreeC temperature range. In order to improve the stability of retained austenite and further improve the ductility, work hardenability and stretch flangeability, the holding temperature range is preferably 430 to 360 ° C. Further, since the stability of retained austenite increases as the holding time is increased, the holding time is set to 30 seconds or more. Preferably, it is 50 seconds or more.
こうして製造された焼鈍済みの冷延鋼板に溶融めっきを施す。溶融めっきは、上述した方法で冷延鋼板の焼鈍工程までを行い、必要に応じて鋼板を再加熱してから、溶融めっき処理を行う。溶融めっき処理の条件は、溶融めっき種に応じて通常適用されている条件を採用すればよい。例えば、溶融めっきが溶融亜鉛めっきや溶融Zn−Al合金めっきである場合には、通常の溶融めっきラインで行われる条件と同様に、450℃以上、620℃以下の温度域で溶融めっきを施し、鋼板表面に溶融亜鉛めっき層あるいは溶融Zn−Al合金めっき層を形成させればよい。 The annealed cold-rolled steel sheet manufactured in this way is hot-dip plated. In the hot dipping, the cold rolling steel sheet is annealed by the above-described method, and the hot steel sheet is reheated as necessary, and then the hot dipping process is performed. As the conditions for the hot dipping process, the conditions that are usually applied may be adopted depending on the hot dipping type. For example, when the hot dip plating is hot dip galvanization or hot dip Zn-Al alloy plating, the hot dip plating is performed in the temperature range of 450 ° C. or higher and 620 ° C. or lower in the same manner as the conditions performed in a normal hot dip plating line. A hot dip galvanized layer or a hot dip Zn—Al alloy plated layer may be formed on the steel plate surface.
また、溶融亜鉛めっき処理後、溶融亜鉛めっき層を合金化する合金化処理を施してもよい。この場合、めっき浴中Al濃度は0.08〜0.15%に管理するのが好ましい。めっき浴中には、ZnおよびAlの他、Fe、V、Mn、Ti、Nb、Ca、Cr、Ni、W、Cu、Pb、Sn、Cd、Sb、Si、Mgが0.1%以下含まれていても特に支障はない。また、合金化処理温度は470℃以上、570℃以下とすることが好ましい。合金化処理温度が470℃未満では合金化速度が著しく低下し、合金化処理に必要な時間が増大して生産性の低下を招く場合があるからである。また、合金化処理温度が570℃を超えると、めっき層の合金化速度が著しく増大し、合金化溶融亜鉛めっき層の脆化を招く場合がある。より好ましくは550℃以下である。溶融めっき後、冷却された鋼板表面上の被膜の組成は、浸漬および冷却時に鋼材と溶融金属の間で元素の相互拡散が起こるため、一般にめっき浴組成より若干Fe濃度の高い組成となる。合金化溶融亜鉛めっきは、この相互拡散を積極的に利用したものであり、被膜中のFe濃度は7〜15%となる。 Further, after the hot dip galvanizing treatment, an alloying treatment for alloying the hot dip galvanized layer may be performed. In this case, the Al concentration in the plating bath is preferably controlled to 0.08 to 0.15%. In addition to Zn and Al, the plating bath contains 0.1% or less of Fe, V, Mn, Ti, Nb, Ca, Cr, Ni, W, Cu, Pb, Sn, Cd, Sb, Si, and Mg. There is no particular hindrance. Moreover, it is preferable that alloying process temperature shall be 470 degreeC or more and 570 degrees C or less. This is because when the alloying treatment temperature is lower than 470 ° C., the alloying rate is remarkably reduced, and the time required for the alloying treatment is increased, which may lead to a decrease in productivity. On the other hand, when the alloying treatment temperature exceeds 570 ° C., the alloying speed of the plated layer is remarkably increased, and the alloyed hot-dip galvanized layer may be embrittled. More preferably, it is 550 degrees C or less. After hot dipping, the composition of the coating on the surface of the cooled steel sheet generally has a slightly higher Fe concentration than the plating bath composition because element interdiffusion occurs between the steel and the molten metal during immersion and cooling. The alloyed hot dip galvanizing actively utilizes this mutual diffusion, and the Fe concentration in the coating is 7 to 15%.
めっき付着量は特に限定するものではないが、一般には、片面当たり25〜200g/m2とするのが好ましい。合金化溶融亜鉛めっきの場合は、パウダリングが懸念されるため、めっき付着量は片面当たり25〜60g/m2とするのが好ましい。溶融めっきは典型的には両面めっきであるが、片面めっきとすることも可能である。 The amount of plating adhesion is not particularly limited, but generally it is preferably 25 to 200 g / m 2 per side. In the case of alloyed hot dip galvanizing, there is concern about powdering, so the amount of plating is preferably 25 to 60 g / m 2 per side. Although the hot dipping is typically double-sided plating, it can also be single-sided plating.
このようにして得られた溶融めっき冷延鋼板には、常法にしたがって調質圧延を行ってもよい。しかし、調質圧延の伸び率が高いと延性の劣化を招くので、調質圧延での伸び率は1.0%以下とすることが好ましい。さらに好ましい伸び率は0.5%以下である。 The galvanized cold-rolled steel sheet thus obtained may be subjected to temper rolling according to a conventional method. However, when the elongation rate of temper rolling is high, ductility is deteriorated, and therefore the elongation rate in temper rolling is preferably 1.0% or less. A more preferable elongation is 0.5% or less.
本発明を、実施例を参照しながらより具体的に説明する。
実験用真空溶解炉を用いて、表1に示される化学組成を有する鋼を溶解し鋳造した。これらの鋼塊を、熱間鍛造により厚さ30mmの鋼片とした。鋼片を、電気加熱炉を用いて1200℃に加熱し60分間保持した後、表2に示される条件で熱間圧延を行った。
The present invention will be described more specifically with reference to examples.
Steel having the chemical composition shown in Table 1 was melted and cast using a laboratory vacuum melting furnace. These steel ingots were made into steel pieces having a thickness of 30 mm by hot forging. The steel slab was heated to 1200 ° C. using an electric heating furnace and held for 60 minutes, and then hot rolled under the conditions shown in Table 2.
具体的には、実験用熱間圧延機を用いて、Ar3点+30℃以上かつ880℃以上の温度域で6パスの圧延を行い、厚さ2mmに仕上げた。最終1パスの圧下率は、板厚減少率で12〜42%とした。熱間圧延後、水スプレーを使用して種々の冷却条件で650〜720℃まで冷却し、5〜10秒間放冷した後、60℃/sの冷却速度で種々の温度まで冷却し、その温度を巻取温度とした。巻取温度を室温としたもの以外は、巻取温度に保持された電気加熱炉中に装入して30分間保持した後、20℃/hの冷却速度で室温まで炉冷却して巻取後の徐冷をシミュレートすることにより、熱延鋼板を得た。また、巻取温度を室温としたものは、一部を除いて室温から50℃/hの昇温速度で600℃まで加熱し、その後20℃/hの冷却速度で室温まで冷却する熱延板焼鈍を施した。 Specifically, using an experimental hot rolling mill, rolling was performed for 6 passes in a temperature range of Ar 3 point + 30 ° C. or higher and 880 ° C. or higher, and finished to a thickness of 2 mm. The rolling reduction rate in the final pass was 12 to 42% in terms of sheet thickness reduction rate. After hot rolling, it is cooled to 650-720 ° C. under various cooling conditions using a water spray, allowed to cool for 5-10 seconds, and then cooled to various temperatures at a cooling rate of 60 ° C./s. Was the coiling temperature. Except for those with a coiling temperature of room temperature, after being charged in an electric heating furnace maintained at the coiling temperature and held for 30 minutes, the furnace was cooled to room temperature at a cooling rate of 20 ° C./h and wound up A hot-rolled steel sheet was obtained by simulating the slow cooling. In addition, for the case where the coiling temperature is set to room temperature, except for a part, a hot-rolled sheet that is heated from room temperature to 600 ° C. at a temperature rising rate of 50 ° C./h and then cooled to room temperature at a cooling rate of 20 ° C./h. Annealed.
得られた熱延鋼板を酸洗して冷間圧延母材とし、圧下率50%で冷間圧延を施し、厚さ1.0mmの冷延鋼板を得た。連続焼鈍シミュレーターを用い、得られた冷延鋼板を、10℃/sの加熱速度で550℃まで加熱した後、2℃/sの加熱速度で表2に示される種々の温度まで加熱し、95秒間均熱した。その後、2℃/sの冷却速度で表2に示される種々の1次冷却停止温度まで冷却し、冷却速度を40℃/sとして表2に示される種々の2次冷却停止温度まで冷却し、次いで、2次冷却停止温度に60〜330秒間保持して焼鈍工程相当の熱処理を行った後、460℃の溶融亜鉛めっき浴への浸漬相当の熱処理および500〜520℃の合金化処理相当の熱処理とを施し、室温まで冷却して、焼鈍後に合金化溶融亜鉛めっき相当の熱処理を経た焼鈍鋼板を得た。 The obtained hot-rolled steel sheet was pickled to form a cold-rolled base material, and cold-rolled at a reduction rate of 50% to obtain a cold-rolled steel sheet having a thickness of 1.0 mm. Using the continuous annealing simulator, the obtained cold-rolled steel sheet was heated to 550 ° C. at a heating rate of 10 ° C./s, then heated to various temperatures shown in Table 2 at a heating rate of 2 ° C./s, and 95 Soaked for 2 seconds. Thereafter, it is cooled to various primary cooling stop temperatures shown in Table 2 at a cooling rate of 2 ° C./s, cooled to various secondary cooling stop temperatures shown in Table 2 at a cooling rate of 40 ° C./s, Next, after maintaining the secondary cooling stop temperature for 60 to 330 seconds and performing a heat treatment corresponding to the annealing step, a heat treatment corresponding to immersion in a hot dip galvanizing bath at 460 ° C. and a heat treatment corresponding to alloying treatment at 500 to 520 ° C. And cooled to room temperature to obtain an annealed steel sheet that had undergone a heat treatment equivalent to galvannealed alloying after annealing.
焼鈍鋼板から、SEM観察用試験片を採取し、圧延方向に平行な縦断面を研磨した後、ナイタールで腐食処理し、鋼板表面から板厚の1/4深さ位置における金属組織を観察し、画像処理により、低温変態生成相およびポリゴナルフェライトの体積分率を測定した。また、ポリゴナルフェライト全体が占める面積をポリゴナルフェライトの結晶粒数で除し、ポリゴナルフェライトの平均粒径(円相当直径)を求めた。 A specimen for SEM observation was collected from the annealed steel sheet, and after polishing a longitudinal section parallel to the rolling direction, it was subjected to corrosion treatment with nital, and the metal structure at the 1/4 depth position of the plate thickness was observed from the steel sheet surface, The volume fraction of the low-temperature transformation generation phase and polygonal ferrite was measured by image processing. Further, the area occupied by the entire polygonal ferrite was divided by the number of crystal grains of the polygonal ferrite to obtain an average particle diameter (equivalent circle diameter) of the polygonal ferrite.
また、焼鈍鋼板から、XRD測定用試験片を採取し、鋼板表面から板厚の1/4深さ位置まで圧延面を化学研磨した後、X線回折試験を行い、残留オーステナイトの体積分率および平均炭素濃度を測定した。具体的には、X線回折装置にリガク製RINT2500を使用し、Co−Kα線を入射してα相(110)、(200)、(211)回折ピークおよびγ相(111)、(200)、(220)回折ピークの積分強度を測定し、残留オーステナイトの体積分率を求めた。また、γ相(111)、(200)、(220)回折ピークの回折角より格子定数dγ(Å)を求め、次式の換算式により、残留オーステナイトの平均炭素濃度Cγ(質量%)を求めた。 In addition, a specimen for XRD measurement was collected from the annealed steel sheet, and the rolled surface was chemically polished from the steel sheet surface to a ¼ depth position of the sheet thickness, and then an X-ray diffraction test was performed to determine the volume fraction of retained austenite and Average carbon concentration was measured. Specifically, RINT 2500 made by Rigaku is used for the X-ray diffractometer, Co-Kα rays are incident, and α phase (110), (200), (211) diffraction peaks and γ phase (111), (200) The integrated intensity of the (220) diffraction peak was measured to determine the volume fraction of retained austenite. Further, the lattice constant dγ (Å) is obtained from the diffraction angle of the γ phase (111), (200), (220) diffraction peaks, and the average carbon concentration Cγ (mass%) of the retained austenite is obtained by the following conversion formula. It was.
Cγ=(dγ−3.572+0.00157×Si−0.0012×Mn)/0.033
さらに、焼鈍鋼板から、EBSP測定用試験片を採取し、圧延方向に平行な縦断面を電解研磨した後、鋼板表面から板厚の1/4深さ位置において金属組織を観察し、画像解析により、残留オーステナイト粒の粒径分布および残留オーステナイトの平均粒径を測定した。具体的には、EBSP測定装置にTSL製OIM5を使用し、板厚方向に50μmで圧延方向に100μmの大きさの領域において0.1μmピッチで電子ビームを照射し、得られた測定データの内、信頼性指数が0.1以上のものを有効なデータとしてfcc相の判定を行った。fcc相として観察され母相に囲まれた領域を一つの残留オーステナイト粒とし、個々の残留オーステナイト粒の円相当直径を求めた。残留オーステナイトの平均粒径は、円相当直径が0.15μm以上である残留オーステナイト粒を有効な残留オーステナイト粒とし、個々の有効な残留オーステナイト粒の円相当直径の平均値として算出した。また、粒径が1.2μm以上の残留オーステナイト粒の単位面積あたりの数密度(NR)を求めた。
Cγ = (dγ−3.572 + 0.000015 × Si−0.0012 × Mn) /0.033
Further, a specimen for EBSP measurement was collected from the annealed steel sheet, and after electropolishing the longitudinal section parallel to the rolling direction, the metal structure was observed at a 1/4 depth position from the steel sheet surface, and image analysis was performed. The particle size distribution of retained austenite grains and the average particle size of retained austenite were measured. Specifically, OSL5 manufactured by TSL is used for the EBSP measuring apparatus, and an electron beam is irradiated at a pitch of 0.1 μm in an area of 50 μm in the plate thickness direction and 100 μm in the rolling direction. The fcc phase was determined with valid data having a reliability index of 0.1 or more. The region observed as the fcc phase and surrounded by the parent phase was defined as one retained austenite grain, and the equivalent circle diameter of each retained austenite grain was determined. The average grain size of the retained austenite was calculated as the average value of the equivalent circle diameters of the individual effective retained austenite grains, with the retained austenite grains having an equivalent circle diameter of 0.15 μm or more as effective retained austenite grains. In addition, the number density (N R ) per unit area of residual austenite grains having a grain size of 1.2 μm or more was determined.
降伏応力(YS)および引張強度(TS)は、焼鈍鋼板から、圧延方向と直行する方向に沿ってJIS5号引張試験片を採取し、引張速度10mm/minで引張試験を行うことにより求めた。全伸び(El)は、圧延方向と直行する方向に沿って採取したJIS5号引張試験片に引張試験を行い、得られた実測値(El0)を用いて、上記式(1)に基づき、板厚が1.2mmである場合に相当する換算値を求めた。加工硬化指数(n値)は、圧延方向と直行する方向に沿って採取したJIS5号引張試験片に引張試験を行い、歪み範囲を5〜10%として算出した。具体的には、公称歪み5%および10%に対する試験力を用いて2点法により算出した。 Yield stress (YS) and tensile strength (TS) were determined by collecting JIS No. 5 tensile specimens from an annealed steel sheet along the direction perpendicular to the rolling direction and conducting a tensile test at a tensile speed of 10 mm / min. The total elongation (El) is obtained by conducting a tensile test on a JIS No. 5 tensile test specimen taken along the direction orthogonal to the rolling direction, and using the obtained actual measurement value (El 0 ), based on the above formula (1), A conversion value corresponding to the case where the plate thickness was 1.2 mm was obtained. The work hardening index (n value) was calculated by performing a tensile test on a JIS No. 5 tensile specimen taken along the direction perpendicular to the rolling direction and setting the strain range to 5 to 10%. Specifically, it was calculated by a two-point method using test forces for nominal strains of 5% and 10%.
伸びフランジ性は、日本鉄鋼連盟規格JFST1001に規定する穴拡げ試験を行い、穴拡げ率(λ)を測定することにより評価した。焼鈍鋼板から100mm角の正方形素板を採取し、クリアランス12.5%で直径10mmの打ち抜き穴を開け、先端角60°の円錐ポンチでダレ側から打ち抜き穴を押し拡げ、板厚を貫通する割れが発生したときの穴の拡大率を測定し、これを穴拡げ率とした。
表3に焼鈍後の冷延鋼板の金属組織観察結果および性能評価結果を示す。なお、表1〜表3において、*印を付した数値または記号は本発明の範囲外であることを意味する。
Stretch flangeability was evaluated by conducting a hole expansion test specified in Japan Iron and Steel Federation Standard JFST1001 and measuring the hole expansion ratio (λ). A 100 mm square plate is taken from the annealed steel sheet, a punched hole with a diameter of 10 mm is formed with a clearance of 12.5%, and the punched hole is expanded from the sag side with a conical punch with a tip angle of 60 °. The hole enlargement ratio was measured when this occurred, and this was defined as the hole expansion ratio.
Table 3 shows the results of the metal structure observation and performance evaluation of the cold-rolled steel sheet after annealing. In Tables 1 to 3, numerical values or symbols marked with * are outside the scope of the present invention.
本発明が規定する範囲内の鋼板についての試験結果(試験番号1〜27は、いずれも、TS×Elの値が18000MPa%以上であり、TS×n値の値が150以上であり、TS1.7×λの値が4500000MPa1.7%以上、(TS×El)×7×103+(TS1.7×λ)×8の値が180×106以上であり、良好な延性、加工硬化性および伸びフランジ性を示した。 Test results for steel sheets within the range defined by the present invention (Test Nos. 1 to 27 all have a TS × El value of 18000 MPa% or more, a TS × n value of 150 or more, TS 1.7 The value of × λ is 4500000 MPa 1.7 % or more, and the value of (TS × E1) × 7 × 10 3 + (TS 1.7 × λ) × 8 is 180 × 10 6 or more, and good ductility, work hardenability and stretch flange Showed sex.
鋼板の金属組織が、本発明の規定する範囲から外れる鋼板についての試験結果(試験番号28〜33)は、延性、加工硬化性および伸びフランジ性のいずれかもしくは全てが劣っていた。 The test results (test numbers 28 to 33) for the steel sheet in which the metal structure of the steel sheet deviated from the range specified by the present invention was inferior in ductility, work hardenability and stretch flangeability.
具体的には、鋼Uを用いた試験(試験番号28)は、鋼中のSi含有量が少ないために、残留オーステナイトの平均粒径が大きく、残留オーステナイトの体積率が低く、また、ポリゴナルフェライトの平均粒径が大きく、延性、加工硬化性および伸びフランジ性が悪い。鋼Vを用いた試験(試験番号29)および鋼Wを用いた試験(試験番号31)は、熱間圧延完了から急冷停止までの時間が長すぎるために、NRが大きく、延性および伸びフランジ性が悪い。鋼Vを用いた試験(試験番号30)は、焼鈍中の均熱温度が低すぎるために低温変態生成相を主相とする金属組織が得られておらず、伸びフランジ性が悪い。鋼Wを用いた試験(試験番号32)は、巻取温度が低すぎ、かつ熱延板焼鈍を施していないために、NRが大きく、延性および伸びフランジ性が悪い。鋼Fを用いた試験(試験番号33)は、熱間圧延の最終1パスの圧下量が低いために、NRが大きく、延性、加工硬化性および伸びフランジ性が悪い。 Specifically, in the test using steel U (test number 28), since the Si content in the steel is small, the average particle size of retained austenite is large, the volume fraction of retained austenite is low, and polygonal The average grain size of ferrite is large, and ductility, work hardenability and stretch flangeability are poor. Test using a test (Test No. 29) and steel W used steel V (Test No. 31), for time to quench stop from hot rolling completion is too long, N R is large, ductility and the stretch flangeability The nature is bad. In the test using Steel V (Test No. 30), the soaking temperature during annealing was too low, so a metal structure having a low-temperature transformation generation phase as a main phase was not obtained, and stretch flangeability was poor. In the test using steel W (test number 32), since the coiling temperature is too low and hot-rolled sheet annealing is not performed, N R is large, and ductility and stretch flangeability are poor. In the test using steel F (test number 33), since the amount of reduction in the final one pass of hot rolling is low, N R is large and ductility, work hardenability and stretch flangeability are poor.
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