JP6132017B2 - 熱延鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
- C23C2/06—Zinc or cadmium or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/34—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the shape of the material to be treated
- C23C2/36—Elongated material
- C23C2/40—Plates; Strips
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
- B21B1/22—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length
- B21B2001/225—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length by hot-rolling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/002—Bainite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/008—Martensite
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Description
一般的に、マルテンサイトのアスペクト比は、変態前のオーステナイト粒のアスペクト比に依存することが知られている。即ち、アスペクト比の大きなマルテンサイトとは、未再結晶オーステナイト(圧延により延ばされたオーステナイト)から変態したマルテンサイトを意味しており、アスペクト比が小さいマルテンサイトとは、再結晶オーステナイトから変態したマルテンサイトを意味している。
しかしながらこれらの炭化物形成元素は高価であることから、多量の添加を要するため、特許文献5に記載の鋼板は経済性に劣る。加えて、特許文献5には、溶接継手部の低温靭性について言及されており、自動車車体用の鋼板に重要である、母材の低温靭性については何ら言及されていない。
C :0.01〜0.2%、
Si:2.5%以下(0は含まない)、
Mn:1.0〜4.0%、
P :0.10%以下、
S :0.03%以下、
Al:0.001〜2.0%、
N :0.01%以下(0は含まない)、
O :0.01%以下(0は含まない)、
Ti:0.03〜0.30%、
Nb:0〜0.30%、
Cu:0〜2.0%、
Ni:0〜2.0%、
Mo:0〜1.0%、
V :0〜0.3%、
Cr:0〜2.0%、
Mg:0〜0.01%、
Ca:0〜0.01%、
REM:0〜0.1%、および
B:0〜0.01%
を含有し、残部が鉄及び不純物である組成であって、
粒形状の焼き戻しマルテンサイト、あるいは粒形状の、焼き戻しマルテンサイトと下部ベイナイトとの両方からなり、前記焼き戻しマルテンサイトおよび前記下部ベイナイトの有効結晶粒の平均アスペクト比が2以下であり、前記焼き戻しマルテンサイトおよび下部ベイナイトの有効結晶粒径が10μm以下であって、前記焼き戻しマルテンサイトおよび下部ベイナイト中に鉄系炭化物が1×106(個/mm2)以上存在する組織を有することを特徴とする熱延鋼板。
C :0.01〜0.2%、
Si:2.5%以下(0は含まない)、
Mn:1.0〜4.0%、
P :0.10%以下、
S :0.03%以下、
Al:0.001〜2.0%、
N :0.01%以下(0は含まない)、
O :0.01%以下(0は含まない)、
Ti:0.03〜0.30%、
Nb:0〜0.30%、
Cu:0〜2.0%、
Ni:0〜2.0%、
Mo:0〜1.0%、
V :0〜0.3%、
Cr:0〜2.0%、
Mg:0〜0.01%、
Ca:0〜0.01%、
REM:0〜0.1%、および
B:0〜0.01%
を含有し、残部が鉄及び不純物である組成であって、
粒形状の焼き戻しマルテンサイトを体積分率で90%以上、あるいは粒形状の、焼き戻しマルテンサイトと下部ベイナイトとの両方を体積分率の合計で90%以上含有し、前記焼き戻しマルテンサイトおよび前記下部ベイナイトの有効結晶粒の平均アスペクト比が2以下であり、前記焼き戻しマルテンサイトおよび下部ベイナイトの有効結晶粒径が10μm以下であって、前記焼き戻しマルテンサイトおよび下部ベイナイト中に鉄系炭化物が1×10 6 (個/mm 2 )以上存在する組織を有し、
表面に、亜鉛めっき層あるいは合金化亜鉛めっき層を有することを特徴とする熱延鋼板。
(3)更に質量%で、
Nb:0.01〜0.30%
を含有することを特徴とする(1)又は(2)に記載の熱延鋼板。
(4) 更に質量%で、
Cu:0.01〜2.0%、
Ni:0.01〜2.0%、
Mo:0.01〜1.0%、
V :0.01〜0.3%、および
Cr:0.01〜2.0%
からなる群から選ばれる1種又は2種以上を含有することを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれか1つに記載の熱延鋼板。
(5) 更に質量%で、
Mg:0.0005〜0.01%、
Ca:0.0005〜0.01%、および
REM:0.0005〜0.1%、
からなる群から選ばれる1種又は2種以上を含有することを特徴とする上記(1)〜(4)のいずれか1つに記載の熱延鋼板。
(6) 更に質量%で、
B:0.0002〜0.01%
を含有することを特徴とする上記(1)〜(5)のいずれか1つに記載の熱延鋼板。
C :0.01〜0.2%、
Si:2.5%以下(0は含まない)、
Mn:1.0〜4.0%、
P :0.10%以下、
S :0.03%以下、
Al:0.001〜2.0%、
N :0.01%以下(0は含まない)、
O :0.01%以下(0は含まない)、
Ti:0.03〜0.30%、
Nb:0〜0.30%、
Cu:0〜2.0%、
Ni:0〜2.0%、
Mo:0〜1.0%、
V :0〜0.3%、
Cr:0〜2.0%、
Mg:0〜0.01%、
Ca:0〜0.01%、
REM:0〜0.1%、および
B:0〜0.01%
を含有し、残部が鉄及び不純物である組成を有する鋳造スラブを直接または一旦冷却した後1200℃以上に加熱する工程と、
熱間圧延における粗圧延の最終段の圧延を圧下率25%以上かつ圧延温度1100℃未満として粗圧延を完了し、得られた粗圧延片に対して仕上げ圧延前に、10℃以上の加熱を施し、続いて行う仕上げ圧延の終了温度を900℃以上として熱間圧延を行う工程と、
仕上げ圧延終了温度から400℃間を平均冷却速度50℃/秒以上にて冷却し、100℃以上400℃未満で巻き取り、粒形状の焼き戻しマルテンサイトを体積分率で90%以上、あるいは粒形状の、焼き戻しマルテンサイトと下部ベイナイトとの両方を体積分率の合計で90%以上含有し、前記焼き戻しマルテンサイトおよび前記下部ベイナイトの有効結晶粒の平均アスペクト比が2以下であり、前記焼き戻しマルテンサイトおよび下部ベイナイトの有効結晶粒径が10μm以下であって、前記焼き戻しマルテンサイトおよび下部ベイナイト中に鉄系炭化物が1×10 6 (個/mm 2 )以上存在する組織を有する熱延鋼板を得る工程と、
を有することを特徴とする熱延鋼板の製造方法。
本発明者等が鋭意検討を行った結果、有効結晶粒の平均アスペクト比(以下、平均アスペクト比を単にアスペクト比と称す)を2以下とする粒形状の焼き戻しマルテンサイト、あるいは有効結晶粒のアスペクト比を2以下とする粒形状の焼き戻しマルテンサイトと下部ベイナイトとの両方を体積分率の合計で90%以上含有し、好ましくはさらに焼き戻しマルテンサイト及び下部ベイナイトの有効結晶粒径を10μm以下とし、加えて、焼き戻しマルテンサイト及び下部ベイナイト中に存在する鉄系炭化物を1×106(個/mm2)以上含有することで、980MPa以上の高強度と高い低温靭性を確保可能なことを見出した。
ここで、有効結晶粒とは、方位差15°以上の粒界で囲まれる領域であり、EBSDなどを用いて測定可能である。詳細に関しては、後述する。
まず、本発明の熱延鋼板のミクロ組織について説明する。
本発明の熱延鋼板では、主相を焼き戻しマルテンサイト、あるいは焼き戻しマルテンサイトと下部ベイナイトとの混合組織とし、その合計の体積分率を90%以上とすることで980MPa以上の引張最大強度を確保している。このことから、主相を焼き戻しマルテンサイト、あるいは焼き戻しマルテンサイトと下部ベイナイトとの混合組織とする必要がある。
本発明のように、巻取り温度を100℃以上400℃未満とした場合や、一旦、マルテンサイトの組織とした後、100〜600℃で焼き戻すことで、焼き戻しマルテンサイトの組織を得ることが出来る。
下部ベイナイトは、巻取り温度を400℃〜マルテンサイト変態点の間とすることで得ることができ、この温度範囲で高温なほど、もしくはその後の冷却速度が遅いほど下部ベイナイトの割合が大きくなる。
パーライトもフェライトと同様に、強度低下や低温靭性の劣化を齎すため、その体積分率を10%以下に制限する必要がある。
特定方向に扁平した粒は異方性が大きく、シャルピー試験の際に亀裂が粒界に沿って伝播するため靭性値が低くなる場合が多い。そこで、有効結晶粒は、出来るだけ等軸な粒にする必要がある。本発明では、鋼板の圧延方向断面を観察し、圧延方向の長さ(L)と板厚方向の長さ(T)との比(=L/T)をアスペクト比として定義する。
本発明では、鋼板の圧延方向に平行な板厚断面を観察面として試料を採取し、観察面を電解研磨し、板厚の1/4を中心とする1/8〜3/8厚の範囲をEBSP−OIM法で解析して、視野内の全有効結晶粒のアスペクト比を測定し、その平均値を導く。
また、本発明の処理で析出した鉄系炭化物のサイズは、300nm以下と小さく、ほとんどがマルテンサイトやベイナイトのラス内に析出していたことから、低温靭性を劣化させないものと推定される。
次に、本発明の熱延鋼板の化学成分の限定理由を説明する。なお、含有量の%は質量%である。
(C:0.01%〜0.2%)
Cは、母材の強度上昇や焼き付け硬化性の向上に寄与する元素であるが、穴広げ時の割れの起点となるセメンタイト(Fe3C)等の鉄系炭化物を生成させる元素でもある。C含有量は、0.01%未満では、低温変態生成相による組織強化による強度向上の効果を得ることが出来ない。また、C含有量が0.2%を超えると、鋼板の延性が減少するとともに、打ち抜き加工時の二次せん断面の割れ起点となるセメンタイト(Fe3C)等の鉄系炭化物が増加し、穴広げ性等の成形性が劣化する。このため、C含有量は、0.01%〜0.2%の範囲とする。
Siは、母材の強度上昇に寄与する元素であり、溶鋼の脱酸材としても活用可能であるので、好ましくは0.001%以上の範囲で必要に応じて含有させる。しかし2.5%を超えて含有させても強度上昇に寄与する効果が飽和してしまうため、Si含有量は2.5%以下の範囲とする。また、Siは、0.1%以上含有させることでその含有量の増加に伴い、材料組織中におけるセメンタイト等の鉄系炭化物の析出を抑制し、強度および穴広げ性の向上に寄与する。また、このSi含有量が2.5%を超えてしまうと鉄系炭化物の析出抑制の効果は飽和してしまう。従って、Si含有量の望ましい範囲は、0.1〜2.5%である。
Mnは、固溶強化に加え、焼入れ強化により鋼板組織において焼き戻しマルテンサイトあるいは下部ベイナイトが主相となるようにするために含有される。Mn含有量が4%超となるようにしてもこの効果が飽和する。一方では、Mn含有量が1%未満では、冷却中のフェライト変態やベイナイト変態の抑制効果を発揮しにくいので、1%以上含有していることが望ましい。望ましくは、1.4〜3.0%である。
Tiは、優れた低温靭性と980MPa以上の高強度とを両立させる上で最も重要な元素である。Tiの炭窒化物、あるいは、固溶Tiが熱間圧延時の粒成長を遅延することで、熱延鋼板の粒径を微細化でき、低温靭性の向上に寄与する。加えてTiは、固溶Nによる粒成長の特性に加え、TiNとして存在することで、スラブ加熱時の結晶粒径の微細化を通じて、低温靭性の向上に寄与する。更にTiは粗圧延時に炭窒化物として析出することで、結晶粒を微細化させ、低温靭性の向上に寄与することから、特に重要である。
熱延鋼板の粒径を10μm以下とするためには、Tiを0.03%以上含有させる必要がある。また、Ti含有量が0.30%を超えても上記効果は飽和して経済性が低下する。Ti含有量の望ましい範囲は、0.04〜0.25%であり、更に望ましくは、0.05〜0.20%である。
Pは、溶銑に含まれている元素であり、粒界に偏析し、含有量の増加に伴い低温靭性を低下させる。このため、P含有量は、低いほど望ましく、0.10%超含有すると加工性や溶接性に悪影響を及ぼすので、0.10%以下とする。特に、溶接性を考慮すると、P含有量は、0.03%以下であることが望ましい。
Sは、溶銑に含まれている元素であり、S含有量が多すぎると、熱間圧延時の割れを引き起こすばかりでなく、穴広げ性を劣化させるMnSなどの介在物を生成させる。このためS含有量は、極力低減させるべきであるが、0.03%以下ならば許容できる範囲であるので、0.03%以下とする。ただし、ある程度の穴広げ性を必要とする場合のS含有量は、望ましくは0.01%以下、より望ましくは0.005%以下である。
Alは、粗大なセメンタイトの形成を抑制し、低温靭性を向上させる。また、Alは脱酸材としても活用可能である。しかしながら、Alを過剰に含有させると、Al系の粗大介在物の個数を増大させ、穴拡げ性の劣化や表面傷の原因になる。このことから、Al含有量の上限を2.0%とした。望ましくは、Al含有量の上限が1.5%である。なお、Al含有量を0.001%未満とするのは困難であるのでこれが実質的な下限である。
Nは、TiNとして存在することで、スラブ加熱時の結晶粒径の微細化を通じて、低温靭性向上に寄与する。ただし、溶接時にブローホールを形成させ、溶接部の継ぎ手強度を低下させる懸念があるので、N含有量を0.01%以下にする必要がある。一方、N含有量を0.0005%未満とすることは経済的に望ましくないので、0.0005%以上とすることが望ましい。
Oは、酸化物を形成し、成形性を劣化させることから、含有量を抑える必要がある。特に、O含有量が0.01%を超えると、この傾向が顕著となることから0.01%以下にする必要がある。一方、O含有量を0.001%未満とすることは経済的に好ましくないので、0.001%以上とすることが望ましい。
Nbは、この炭窒化物、あるいは、固溶Nbが熱間圧延時の粒成長を遅延することで、熱延鋼板の粒径を微細化でき、低温靭性を向上させるので含有しても良い。しかし、Nb含有量が0.01%未満では上記効果を十分に得ることができない。またNb含有量が0.30%を超えると、再結晶温度が著しく低下し、焼き戻しマルテンサイトあるいは下部ベイナイト粒のアスペクト比を2以下とすることが困難となり、低温靭性を悪化させる。したがって、必要に応じて、Nbを含有させる場合、Nb含有量は0.01%〜0.30%とすることが望ましい。
Cu、Ni、Mo、V、およびCrは、冷却時のフェライト変態を抑制し、鋼板組織を焼き戻しマルテンサイトあるいは下部ベイナイト組織とすることから、これらの元素からなる群から選ばれる1種又は2種以上を含有してもよい。あるいは、析出強化もしくは固溶強化により熱延鋼板の強度を向上させる効果がある元素であり、これらのいずれか1種又は2種以上を含有してもよい。しかし、Cu、Ni、Mo、V、およびCuのそれぞれの含有量が0.01%未満では上記効果を十分に得ることができない。また、Cu含有量が2.0%超、Ni含有量が2.0%超、Mo含有量が1.0%超、V含有量が0.3%超、Cr含有量が2.0%超であっても上記効果は飽和して経済性が低下する。従って、必要に応じて、Cu、Ni、Mo、V、およびCrを含有させる場合、Cu含有量は0.01%〜2.0%、Ni含有量は0.01%〜2.0%、Mo含有量は0.01%〜1.0%、V含有量は0.01%〜0.3%、Cr含有量は0.01%〜2.0%であることが望ましい。
Mg、CaおよびREM(希土類元素)は、破壊の起点となり、加工性を劣化させる原因となる非金属介在物の形態を制御し、加工性を向上させる元素であることから、これらのいずれか1種又は2種以上を含有してもよい。Mg、Ca、およびREMの含有量は、0.0005%以上で効果が顕著になることから、0.0005%以上含有するようにする。また、Mg含有量を0.01%超、Ca含有量を0.01%超、REM含有量を0.1%超としても上記効果が飽和して経済性が低下する。従ってMg含有量は0.0005%〜0.01%、Ca含有量は0.0005%〜0.01%、REM含有量は、0.0005%〜0.1%とすることが望ましい。
Bは、フェライト変態を遅延することで鋼板組織を、焼き戻しマルテンサイトあるいは下部ベイナイト組織とすることに寄与する。加えて、Cと同様に粒界に偏析し、粒界強度を高めることで、低温靭性を向上させる。このことから、熱延鋼板にBを含有させても良い。しかしながら、B含有量が0.0002%以上とすることでこの効果が顕著となることから、下限を0.0002%とすることが望ましい。一方では、B含有量が0.01%を超えると、その効果が飽和するばかりでなく、経済性に劣ることから、上限は0.01%であることが望ましい。より望ましくは、0.0005〜0.005%であり、更に、望ましくは、0.0007〜0.0030%である。
また、有機皮膜形成、フィルムラミネート、有機塩類/無機塩類処理、ノンクロ処理等による表面処理層の何れを有していても本発明の効果が得られる。
次に本発明の熱延鋼板の製造方法について述べる。
優れた低温靭性を実現するためには、有効結晶粒のアスペクト比が2以下の焼き戻しマルテンサイト単相、あるいは焼き戻しマルテンサイトと下部ベイナイトとの両方を合計で90%以上とする。さらには、焼き戻しマルテンサイト(および下部ベイナイト)が、有効結晶粒径10μm以下で、鉄系炭化物を1×106(個/mm2)以上含有することが望ましく、これらの条件を満たすための製造条件の詳細を以下に記す。
鋳造スラブは、熱間圧延に当たり所定の温度に加熱される。連続鋳造の場合には一度低温まで冷却したのち、再度加熱してから熱間圧延しても良いし、特に冷却することなく連続鋳造に引き続いて加熱して熱間圧延しても良い。
このことから、粗圧延では、最終段の圧延を、圧下率が25%以上で、かつ、圧延温度が1100℃未満で行う必要がある。望ましくは圧下率が25%以上40%未満、かつ、圧延温度が1100℃未満1000℃以上である。
なお、この温度域での巻取りは、鋼板組織中の鉄系炭化物の個数密度の制御が目的であるので、一旦、100℃未満に冷却した後、温度を上げて、再加熱しても、本発明の効果である980MPa以上の引張最大強度と優れた靭性とを得ることが出来る。
この結果、本発明のような100〜400℃未満での巻き取りにより、980MPa以上の引張最大強度と優れた低温靭性とを同時に確保できることが、従来では見出され難かったものと推定される。
また、一旦、熱延鋼板を製造した後、炭化物の析出を目的に、オンラインあるいはオフラインで、100〜600℃の温度範囲で熱処理を行ったとしても、本発明の効果である優れた低温靭性と980MPa以上の引張最大強度とを確保することが可能である。
また、低温での靭性に優れた鋼板とは、JIS Z 2242に準拠して行うシャルピー試験の破面遷移温度(vTrs)が−40℃、望ましくは−50℃以下、更に望ましくは−60℃以下の鋼板をさす。本発明では、対象となる鋼板が主に自動車用途に用いられるため、3mm前後の板厚となる場合が多い。そこで、これらの評価を行う場合には、熱延鋼板の表面を研削し、鋼板を2.5mmサブサイズ試験片に加工して評価するものとする。
引張り試験は、圧延方向に垂直な方向にJIS5号試験片を切り出し、JIS Z 2242に準拠して試験を実施した。
焼き付け硬化量の測定は、圧延方向に垂直な方向にJIS5号試験片を切り出し、JIS G 3135の付属書に記載された塗装焼付硬化試験方法に準拠して実施した。予歪量は2%、熱処理条件は170℃×20分とした。
シャルピー試験はJIS Z 2242に準拠して実施し、破面遷移温度を測定した。本発明の鋼板は、板厚が10mm未満であったため、得られた熱延鋼板の表裏を研削し、2.5mmとした後、シャルピー試験を実施した。
一部の鋼板に関しては、熱延鋼板を660〜720℃に加熱し、溶融亜鉛めっき処理あるいは、めっき処理後に540〜580℃での合金化熱処理を行い、溶融亜鉛めっき鋼板(GI)あるいは合金化溶融亜鉛めっき鋼板(GA)とした後、材質試験を実施した。
ミクロ組織観察に関しては、上述の手法にて実施し、各組織の体積分率、鉄系炭化物の個数密度、有効結晶粒径、並びに、アスペクト比を測定した。
本発明の条件を満たすもののみ、980MPa以上の引張最大強度と優れた低温靭性とを有することが解る。
一方、スラブ加熱温度が1200℃未満となる鋼A−3、B−4、E−4、J−4、M−4、S−4は、鋳造時に析出したTiやNbの炭化物が溶解し難いため、その他の熱延条件を本発明の範囲としたとしても、組織分率や有効結晶粒径を本発明の範囲とすることが出来ず、強度および低温靭性が劣っていた。
鋼A−4、E−5、J−5、M−5は、粗圧延温度が1100℃以上であり、オーステナイト粒径が粗大化しすぎてしまい、変態後の焼き戻しマルテンサイト、あるいは、下部ベイナイトの結晶粒径も粗大化することから、低温靭性が劣化した。
鋼A−5、B−6、J−6、M−6、S−6は、粗圧延完了から仕上げ圧延前に加熱を行っていないことから、オーステナイトの再結晶を進行できず、変態後の焼き戻しマルテンサイト、あるいは、下部ベイナイトの有効結晶粒のアスペクト比を2超とすることで、低温靭性が劣化した。
鋼A−6、B−7、J−7、M−7、S−7は、仕上げ圧延温度が低すぎてしまい未再結晶オーステナイト域での圧延となったことから、圧延方向に延ばされた粒となるため、アスペクト比が大きく、低温靭性が劣っていた。
鋼A−8は、巻き取り温度が480℃と高く、鋼板組織が上部ベイナイト組織となるため980MPa以上の引張最大強度の確保が難しく、かつ、上部ベイナイト組織中に存在するラス間に析出した粗大な鉄系炭化物が、破壊の起点となるため低温靭性が劣っていた。
鋼B−9、J−9は、巻き取り温度が580〜620℃と高く、鋼板組織がフェライト、及び、パーライトの混合組織となってしまう。この結果、980MPa以上の引張最大強度の確保が難しく、かつ、パーライト中のフェライトと鉄系炭化物の界面が、破壊の起点となるため低温靭性が劣っていた。
また、鋼A−9、10、B−10、11、E−6、7、J−10、11、M−10、11、S−9、10で示すように、合金化溶融亜鉛めっき処理、あるいは、合金化溶融亜鉛めっき処理を行ったとしても、本発明の材質が確保できることが確認できた。
一方、鋼板成分が本発明の範囲を満たさない鋼a〜kは、本発明で定める980MPa以上の引張最大強度、優れた低温靭性を具備することが出来なかった。
Claims (8)
- 質量%で、
C :0.01〜0.2%、
Si:2.5%以下(0は含まない)、
Mn:1.0〜4.0%、
P :0.10%以下、
S :0.03%以下、
Al:0.001〜2.0%、
N :0.01%以下(0は含まない)、
O :0.01%以下(0は含まない)、
Ti:0.03〜0.30%、
Nb:0〜0.30%、
Cu:0〜2.0%、
Ni:0〜2.0%、
Mo:0〜1.0%、
V :0〜0.3%、
Cr:0〜2.0%、
Mg:0〜0.01%、
Ca:0〜0.01%、
REM:0〜0.1%、および
B:0〜0.01%
を含有し、残部が鉄及び不純物である組成であって、
粒形状の焼き戻しマルテンサイト、あるいは粒形状の、焼き戻しマルテンサイトと下部ベイナイトとの両方からなり、前記焼き戻しマルテンサイトおよび前記下部ベイナイトの有効結晶粒の平均アスペクト比が2以下であり、前記焼き戻しマルテンサイトおよび下部ベイナイトの有効結晶粒径が10μm以下であって、前記焼き戻しマルテンサイトおよび下部ベイナイト中に鉄系炭化物が1×106(個/mm2)以上存在する組織を有することを特徴とする熱延鋼板。 - 質量%で、
C :0.01〜0.2%、
Si:2.5%以下(0は含まない)、
Mn:1.0〜4.0%、
P :0.10%以下、
S :0.03%以下、
Al:0.001〜2.0%、
N :0.01%以下(0は含まない)、
O :0.01%以下(0は含まない)、
Ti:0.03〜0.30%、
Nb:0〜0.30%、
Cu:0〜2.0%、
Ni:0〜2.0%、
Mo:0〜1.0%、
V :0〜0.3%、
Cr:0〜2.0%、
Mg:0〜0.01%、
Ca:0〜0.01%、
REM:0〜0.1%、および
B:0〜0.01%
を含有し、残部が鉄及び不純物である組成であって、
粒形状の焼き戻しマルテンサイトを体積分率で90%以上、あるいは粒形状の、焼き戻しマルテンサイトと下部ベイナイトとの両方を体積分率の合計で90%以上含有し、前記焼き戻しマルテンサイトおよび前記下部ベイナイトの有効結晶粒の平均アスペクト比が2以下であり、前記焼き戻しマルテンサイトおよび下部ベイナイトの有効結晶粒径が10μm以下であって、前記焼き戻しマルテンサイトおよび下部ベイナイト中に鉄系炭化物が1×106(個/mm2)以上存在する組織を有し、
表面に、亜鉛めっき層あるいは合金化亜鉛めっき層を有することを特徴とする熱延鋼板。 - 更に質量%で、
Nb:0.01〜0.30%
を含有することを特徴とする請求項1又は2に記載の熱延鋼板。 - 更に質量%で、
Cu:0.01〜2.0%、
Ni:0.01〜2.0%、
Mo:0.01〜1.0%、
V :0.01〜0.3%、および
Cr:0.01〜2.0%
からなる群から選ばれる1種又は2種以上を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の熱延鋼板。 - 更に質量%で、
Mg:0.0005〜0.01%、
Ca:0.0005〜0.01%、および
REM:0.0005〜0.1%、
からなる群から選ばれる1種又は2種以上を含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の熱延鋼板。 - 更に質量%で、
B:0.0002〜0.01%
を含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱延鋼板。 - 質量%で、
C :0.01〜0.2%、
Si:2.5%以下(0は含まない)、
Mn:1.0〜4.0%、
P :0.10%以下、
S :0.03%以下、
Al:0.001〜2.0%、
N :0.01%以下(0は含まない)、
O :0.01%以下(0は含まない)、
Ti:0.03〜0.30%、
Nb:0〜0.30%、
Cu:0〜2.0%、
Ni:0〜2.0%、
Mo:0〜1.0%、
V :0〜0.3%、
Cr:0〜2.0%、
Mg:0〜0.01%、
Ca:0〜0.01%、
REM:0〜0.1%、および
B:0〜0.01%
を含有し、残部が鉄及び不純物である組成を有する鋳造スラブを直接または一旦冷却した後1200℃以上に加熱する工程と、
熱間圧延における粗圧延の最終段の圧延を圧下率25%以上かつ圧延温度1100℃未満として粗圧延を完了し、得られた粗圧延片に対して仕上げ圧延前に、10℃以上の加熱を施し、続いて行う仕上げ圧延の終了温度を900℃以上として熱間圧延を行う工程と、
仕上げ圧延終了温度から400℃間を平均冷却速度50℃/秒以上にて冷却し、100℃以上400℃未満で巻き取り、粒形状の焼き戻しマルテンサイトを体積分率で90%以上、あるいは粒形状の、焼き戻しマルテンサイトと下部ベイナイトとの両方を体積分率の合計で90%以上含有し、前記焼き戻しマルテンサイトおよび前記下部ベイナイトの有効結晶粒の平均アスペクト比が2以下であり、前記焼き戻しマルテンサイトおよび下部ベイナイトの有効結晶粒径が10μm以下であって、前記焼き戻しマルテンサイトおよび下部ベイナイト中に鉄系炭化物が1×10 6 (個/mm 2 )以上存在する組織を有する熱延鋼板を得る工程と、
を有することを特徴とする熱延鋼板の製造方法。 - 前記巻き取り後、更に、亜鉛めっき処理あるいは合金化亜鉛めっき処理を行うことを特徴とする請求項7に記載の熱延鋼板の製造方法。
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