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JP6354268B2 - High-strength hot-rolled steel sheet having a maximum tensile strength of 980 MPa or more excellent in punching hole expandability and low-temperature toughness, and a method for producing the same - Google Patents

High-strength hot-rolled steel sheet having a maximum tensile strength of 980 MPa or more excellent in punching hole expandability and low-temperature toughness, and a method for producing the same Download PDF

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JP6354268B2 JP2014076409A JP2014076409A JP6354268B2 JP 6354268 B2 JP6354268 B2 JP 6354268B2 JP 2014076409 A JP2014076409 A JP 2014076409A JP 2014076409 A JP2014076409 A JP 2014076409A JP 6354268 B2 JP6354268 B2 JP 6354268B2
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Description

本発明は、打抜き穴広げ性と低温靭性に優れた高強度熱延鋼板及びその製造方法に関するもので、特に、打抜き加工後の穴広げ成形性や伸びフランジ成形性に優れた鋼板とその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a high-strength hot-rolled steel sheet excellent in punching hole expandability and low-temperature toughness, and a method for manufacturing the same, and in particular, a steel sheet excellent in hole expanding formability and stretch flange formability after punching and a method for manufacturing the same. It is about.

近年、自動車の燃費向上や炭酸ガスの排出量を抑えるために、車体の軽量化を狙いとし、足廻り部品に高強度熱延鋼板を適用することが進められている。また、搭乗者の安全性確保の観点からも、自動車車体には、軟鋼板の他に、引張最大強度980MPa以上の高強度鋼板が多く使用されるようになってきている。   In recent years, in order to improve the fuel efficiency of automobiles and reduce the amount of carbon dioxide emissions, the application of high-strength hot-rolled steel sheets to undercarriage parts has been promoted with the aim of reducing the weight of the vehicle body. Further, from the viewpoint of ensuring the safety of passengers, high strength steel plates having a maximum tensile strength of 980 MPa or more are often used in automobile bodies in addition to mild steel plates.

一般に、鋼板の高強度化に伴い、成形性(加工性)は劣化するが、自動車足廻り部品には、伸びフランジ成形や穴広げ成形が必要となるので、高強度と同時に、高い打抜き穴広げ性が要求される。如何に材料特性を劣化させずに高強度化を図るかが、高強度鋼板の開発において重要である。   In general, the formability (workability) deteriorates as the strength of steel sheets increases. However, since parts for automobile undercarriage require stretch flange molding or hole expansion molding, high punching hole expansion at the same time as high strength is required. Sex is required. How to increase the strength without deteriorating the material properties is important in the development of high-strength steel sheets.

また、このような部材に用いる鋼板は、成形後、部品として自動車に取り付けた後に、衝突等による衝撃を受けても破壊し難い、特に、寒冷地での耐衝撃性確保のために、低温靭性をも向上させたいという要望もある。この低温靭性は、vTrs(シャルピー破面遷移温度)等で規定されるものである。   In addition, the steel plate used for such a member is difficult to break even after being impacted by a collision after being formed and attached to a car as a part. Especially, to ensure impact resistance in cold regions, low temperature toughness There is also a desire to improve. This low temperature toughness is specified by vTrs (Charpy fracture surface transition temperature) or the like.

このため、上記鋼材の耐衝撃性そのものを考慮することも必要とされている。加えて、高強度化は、鋼板の塑性変形をし難くするため、より破壊の懸念が高まることから、靭性は重要な特性として要望されている。   For this reason, it is also necessary to consider the impact resistance itself of the steel material. In addition, since increasing the strength makes it difficult to plastically deform the steel sheet, the fear of fracture increases, so toughness is required as an important characteristic.

高強度熱延鋼板の低温靭性の向上方法は、例えば、特許文献1と2に開示されている。アスペクト比を調整したマルテンサイト相を主相とする方法(例えば、特許文献1、参照)や、平均粒径を5〜10μmとしたポリゴナルフェライト中に炭化物を微細に析出させる方法(例えば、特許文献2、参照)により低温靭性が向上する。   Methods for improving the low-temperature toughness of high-strength hot-rolled steel sheets are disclosed in Patent Documents 1 and 2, for example. A method in which a martensite phase having an adjusted aspect ratio is used as a main phase (see, for example, Patent Document 1) and a method in which carbide is finely precipitated in polygonal ferrite having an average particle diameter of 5 to 10 μm (for example, a patent) According to the literature 2, the low temperature toughness is improved.

しかし、特許文献1においては、伸びフランジ性については何ら言及されておらず、バーリング加工を施す部材に適用した場合、成形不良が生じることが懸念される。特許文献2には、100%程度の高い穴広げ性とvTrsで−40℃程度の低温靭性を有する鋼板が開示されているが、引張強度が540〜780MPa程度であり、近年のさらなる高強度化の要求に応えるものではない。   However, in Patent Document 1, no mention is made of stretch flangeability, and there is a concern that when it is applied to a member subjected to burring, a molding defect may occur. Patent Document 2 discloses a steel plate having a high hole expansibility of about 100% and a low temperature toughness of about −40 ° C. at vTrs, but has a tensile strength of about 540 to 780 MPa, and has been further strengthened in recent years. It does not meet the demands of

高強度鋼板の伸びフランジ性の向上法については、局部延性を改善する鋼板の金属組織制御法が開示されており、非特許文献1に、介在物制御、単一組織化、組織間の硬度差の低減が、曲げ性や伸びフランジ性に効果的であることが開示されている。   Regarding a method for improving stretch flangeability of a high-strength steel sheet, a metal structure control method of a steel sheet that improves local ductility is disclosed. Non-Patent Document 1, inclusion control, single structure, hardness difference between structures Has been disclosed to be effective for bendability and stretch flangeability.

また、熱間圧延の仕上げ温度、仕上げ圧延の圧下率及び温度範囲を制御し、オーステナイトの再結晶を促進し、圧延集合組織の発達を抑制し、結晶方位をランダム化することにより、強度、延性、伸びフランジ性を向上させる手法が非特許文献2に開示されている。   In addition, by controlling the finishing temperature of hot rolling, the reduction ratio and temperature range of finishing rolling, promoting the recrystallization of austenite, suppressing the development of rolling texture, and randomizing the crystal orientation, the strength and ductility Non-patent document 2 discloses a technique for improving stretch flangeability.

また、特許文献3には、上記の金属組織制御法の利用が開示されている。特許文献3には、20nm以下の微細析出物の存在するフェライトとベイナイト及び/又はマルテンサイトの第二相からなる組織を有し、微細析出物の存在するフェライトの割合を40〜95%、その他の相の割合を5%以下とすることで、フェライトと第二相との硬度差をより小さくできるため、優れた伸びフランジ性が得られることが開示されている。   Patent Document 3 discloses the use of the metal structure control method described above. Patent Document 3 has a structure composed of ferrite and bainite and / or martensite second phase in which fine precipitates of 20 nm or less are present, and the proportion of ferrite in which fine precipitates are present is 40 to 95%. It is disclosed that by setting the ratio of the phase to 5% or less, the hardness difference between the ferrite and the second phase can be further reduced, and thus excellent stretch flangeability can be obtained.

非特許文献1及び2によれば、金属組織や圧延集合組織を均一化することにより、伸びフランジ性を向上させることができると考えられるが、非特許文献1及び2では、低温靭性と伸びフランジ性の両立について配慮されていない。   According to Non-Patent Documents 1 and 2, it is considered that stretch flangeability can be improved by making the metal structure and rolling texture uniform, but in Non-Patent Documents 1 and 2, low temperature toughness and stretch flange are considered. There is no consideration for gender compatibility.

特許文献3においては、低温靭性に関して記載されておらず、さらには、析出強化フェライトを用いているため、980MPa以上の高強度の確保が困難であることが課題として考えられる。   In Patent Document 3, there is no description regarding low temperature toughness, and furthermore, since precipitation strengthened ferrite is used, it is considered that it is difficult to ensure high strength of 980 MPa or more.

伸びフランジ性と低温靭性の両立については、特許文献4に、硬さと粒径を制御したフェライト相中に、残留オーステナイトとベイナイトを適量分散させる技術が開示されている。しかし、組織が、軟質なフェライトを50%以上含有する組織であるので、上記技術は、近年のさらなる高強度化の要求に応えることは困難である。   Regarding the coexistence of stretch flangeability and low temperature toughness, Patent Document 4 discloses a technique in which an appropriate amount of retained austenite and bainite are dispersed in a ferrite phase whose hardness and particle size are controlled. However, since the structure is a structure containing 50% or more of soft ferrite, it is difficult for the above technique to meet the recent demand for higher strength.

特開2011−52321号公報JP 2011-52321 A 特開2011−17044号公報JP 2011-17044 A 特開2004−339606号公報JP 2004-339606 A 特開平07−252592号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-252592

K.Sugimoto et al,「ISIJ International」(2000)Vol.40,p.920K. Sugimoto et al, “ISIJ International” (2000) Vol.40, p.920 岸田、「新日鉄技報」(1999)No.371,p.13Kishida, “Nippon Steel Technical Report” (1999) No.371, p.13

本発明は、前述した従来技術の問題点に鑑み、980MPa以上の引張最大強度を有し、打抜き穴広げ性と低温靭性に優れる熱延鋼板と、該鋼板を安定して製造できる製造方法を提供することを目的とする。   The present invention provides a hot-rolled steel sheet having a maximum tensile strength of 980 MPa or more, excellent punching hole expandability and low-temperature toughness, and a manufacturing method capable of stably manufacturing the steel sheet in view of the above-described problems of the prior art. The purpose is to do.

本発明者らは、上記目的を達成する手法について鋭意研究した。その結果、高強度熱延鋼板の化学組成及び製造条件を最適化し、鋼板組織を制御することで、980MPa以上の引張最大強度を有し、打抜き穴広げ性と低温靭性に優れる熱延鋼板を提供できることを見いだした。   The inventors of the present invention have intensively studied methods for achieving the above object. As a result, by optimizing the chemical composition and manufacturing conditions of high-strength hot-rolled steel sheets and controlling the steel sheet structure, a hot-rolled steel sheet having a maximum tensile strength of 980 MPa or more and excellent in punching hole expandability and low-temperature toughness is provided. I found what I could do.

本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下の通りである。   The present invention has been made based on the above findings, and the gist thereof is as follows.

(1)化学組成が、質量%で、
C :0.01〜0.20%、
Si:2.50%以下(0は含まない)、
Mn:4.00%以下(0は含まない)、
P :0.10%以下(0は含まない)、
S :0.03%以下(0は含まない)、
Al:0.001〜2.00%、
N :0.01%以下(0は含まない)、
O :0.01%以下(0は含まない)、
Ti及びNbの1種又は2種:合計で0.01〜0.30%
を含み、残部鉄及び不可避的不純物からなり、
ミクロ組織が、焼戻しマルテンサイト及び下部ベイナイトの一方又は両方を体積分率で合計90%以上含有し、
前記焼戻しマルテンサイト及び下部ベイナイトの一方又は両方に、鉄系炭化物が1×10 6 (個/mm 2 )以上存在し、
前記焼戻しマルテンサイト及び下部ベイナイトの一方又は両方の有効結晶粒径が10μm以下であり、
前記焼戻しマルテンサイト及び下部ベイナイトの一方又は両方の有効結晶粒のアスペクト比が2以下であり、
ビッカース硬度分布の標準偏差σが15以下である
ことを特徴とする打抜き穴広げ性と低温靭性に優れた引張最大強度980MPa以上の高強度熱延鋼板。
(1) The chemical composition is mass%,
C: 0.01-0.20%,
Si: 2.50% or less (excluding 0),
Mn: 4.00% or less (0 is not included),
P: 0.10% or less (excluding 0),
S: 0.03% or less (excluding 0),
Al: 0.001 to 2.00%,
N: 0.01% or less (excluding 0),
O: 0.01% or less (excluding 0),
One or two of Ti and Nb: 0.01 to 0.30% in total
Consisting of the balance iron and unavoidable impurities,
The microstructure contains one or both of tempered martensite and lower bainite in a volume fraction of 90% or more in total,
In one or both of the tempered martensite and the lower bainite, iron-based carbides are present in an amount of 1 × 10 6 (pieces / mm 2 ) or more,
The effective crystal grain size of one or both of the tempered martensite and lower bainite is 10 μm or less,
The aspect ratio of the effective crystal grain of one or both of the tempered martensite and the lower bainite is 2 or less,
A high-strength hot-rolled steel sheet having a maximum tensile strength of 980 MPa and excellent in punching hole expansibility and low-temperature toughness, characterized in that the standard deviation σ of Vickers hardness distribution is 15 or less.

)前記化学組成が、更に、質量%で、
Cu:0.01〜2.00%、
Ni:0.01〜2.00%、
Mo:0.01〜1.00%、
V :0.01〜0.30%、
Cr:0.01〜2.00%
の1種又は2種以上を含む
ことを特徴とする前記(1)に記載の打抜き穴広げ性と低温靭性に優れた引張最大強度980MPa以上の高強度熱延鋼板。
( 2 ) The chemical composition is further mass%,
Cu: 0.01-2.00%,
Ni: 0.01 to 2.00%,
Mo: 0.01 to 1.00%,
V: 0.01 to 0.30%,
Cr: 0.01-2.00%
The high-strength hot-rolled steel sheet having a maximum tensile strength of 980 MPa and excellent in punched hole expansibility and low-temperature toughness as described in (1 ) above.

)前記化学組成が、更に、質量%で、
Mg:0.0005〜0.01%、
Ca:0.0005〜0.01%、
REM:0.0005〜0.10%
の1種又は2種以上を含む
ことを特徴とする前記(1)又は)のいずれかに記載の打抜き穴広げ性と低温靭性に優れた引張最大強度980MPa以上の高強度熱延鋼板。
( 3 ) The chemical composition is further mass%,
Mg: 0.0005 to 0.01%,
Ca: 0.0005 to 0.01%,
REM: 0.0005 to 0.10%
The high-strength hot-rolled steel sheet having a maximum tensile strength of 980 MPa and excellent in punching hole expansibility and low-temperature toughness according to any one of (1) or ( 2 ).

)前記(1)〜()のいずれかに記載の打抜き穴広げ性と低温靭性に優れた引張最大強度980MPa以上の高強度鋼板の製造方法であって、
(i)前記(1)〜()のいずれかに記載の化学組成の鋳造スラブを、直接又は一旦冷却した後、1200℃以上に加熱して熱間圧延に供し、1050〜1100℃で粗圧延を完了し、900℃以上で仕上げ圧延を完了して熱延鋼板とし、
(ii)上記熱延鋼板を、仕上げ圧延温度から300℃までを平均冷却速度50℃/秒以上で冷却し、300℃から室温までを平均冷却速度40℃/秒以下で冷却する
ことを特徴とする打抜き穴広げ性と低温靭性に優れた引張最大強度980MPa以上の高強度熱延鋼板の製造方法。
( 4 ) A method for producing a high-strength steel sheet having a maximum tensile strength of 980 MPa or more and excellent in punched hole expansibility and low-temperature toughness according to any one of (1) to ( 3 ),
(I) The cast slab having the chemical composition according to any one of the above (1) to ( 3 ) is directly or once cooled, then heated to 1200 ° C. or higher and subjected to hot rolling, and roughened at 1050 to 1100 ° C. Complete rolling, finish rolling at 900 ° C or higher to make a hot-rolled steel sheet,
(Ii) The hot-rolled steel sheet is cooled from the finish rolling temperature to 300 ° C. at an average cooling rate of 50 ° C./second or more, and is cooled from 300 ° C. to room temperature at an average cooling rate of 40 ° C./second or less. A method for producing a high-strength hot-rolled steel sheet having a maximum tensile strength of 980 MPa or more, which is excellent in punching hole expandability and low-temperature toughness.

)前記冷却の後、亜鉛めっき処理を行うことを特徴とする前記()に記載の打抜き穴広げ性と低温靭性に優れた引張最大強度980MP以上の高強度熱延鋼板の製造方法。
( 5 ) The method for producing a high-strength hot-rolled steel sheet having a maximum tensile strength of 980 MP or more excellent in punched hole expansibility and low-temperature toughness as described in ( 4 ), wherein galvanization is performed after the cooling.

本発明によれば、980MPa以上の引張最大強度を有し、打抜き穴広げ性と低温靭性に優れる高強度熱延鋼板と、該鋼板を安定して製造できる製造方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a high-strength hot-rolled steel sheet having a maximum tensile strength of 980 MPa or more and excellent punching hole expandability and low-temperature toughness, and a manufacturing method capable of stably manufacturing the steel sheet.

本発明の打抜き穴広げ性と低温靭性に優れた引張最大強度980MPa以上の高強度熱延鋼板(以下「本発明鋼板」ということがある。)は、
化学組成が、質量%で、
C :0.01〜0.20%、
Si:2.50%以下(0は含まない)、
Mn:4.00%以下(0は含まない)、
P :0.10%以下(0は含まない)、
S :0.03%以下(0は含まない)、
Al:0.001〜2.00%、
N :0.01%以下(0は含まない)、
O :0.01%以下(0は含まない)、
Ti及びNbの1種又は2種:合計で0.01〜0.30%
を含み、残部鉄及び不可避的不純物からなり、
ミクロ組織が、焼戻しマルテンサイト及び下部ベイナイトの一方又は両方を体積分率で合計90%以上含有し、
前記焼戻しマルテンサイト及び下部ベイナイトの一方又は両方に、鉄系炭化物が1×10 6 (個/mm 2 )以上存在し、
前記焼戻しマルテンサイト及び下部ベイナイトの一方又は両方の有効結晶粒径が10μm以下であり、
前記焼戻しマルテンサイト及び下部ベイナイトの一方又は両方の有効結晶粒のアスペクト比が2以下であり、
ビッカース硬度分布の標準偏差σが15以下である
ことを特徴とする。
The high-strength hot-rolled steel sheet (hereinafter sometimes referred to as “the present invention steel sheet”) having a maximum tensile strength of 980 MPa or more and excellent in punched hole expansibility and low-temperature toughness of the present invention.
Chemical composition is mass%,
C: 0.01-0.20%,
Si: 2.50% or less (excluding 0),
Mn: 4.00% or less (0 is not included),
P: 0.10% or less (excluding 0),
S: 0.03% or less (excluding 0),
Al: 0.001 to 2.00%,
N: 0.01% or less (excluding 0),
O: 0.01% or less (excluding 0),
One or two of Ti and Nb: 0.01 to 0.30% in total
Consisting of the balance iron and unavoidable impurities,
The microstructure contains one or both of tempered martensite and lower bainite in a volume fraction of 90% or more in total,
In one or both of the tempered martensite and the lower bainite, iron-based carbides are present in an amount of 1 × 10 6 (pieces / mm 2 ) or more,
The effective crystal grain size of one or both of the tempered martensite and lower bainite is 10 μm or less,
The aspect ratio of the effective crystal grain of one or both of the tempered martensite and the lower bainite is 2 or less,
The standard deviation σ of the Vickers hardness distribution is 15 or less.

また、本発明の打抜き穴広げ性と低温靭性に優れた引張最大強度980MPa以上の高強度熱延鋼板の製造方法(以下「本発明製造方法」ということがある。)は、
本発明鋼板の製造方法であって、
(i)本発明鋼板の化学組成の鋳造スラブを、直接又は一旦冷却した後、1200℃以上に加熱して熱間圧延に供し、1050〜1100℃で粗圧延を完了し、900℃以上で仕上げ圧延を完了して熱延鋼板とし、
(ii)上記熱延鋼板を、仕上げ圧延温度から300℃までを平均冷却速度50℃/秒以上で冷却し、300℃から室温までを平均冷却速度40℃/秒以下で冷却する
ことを特徴とする。
The method for producing a high-strength hot-rolled steel sheet having a maximum tensile strength of 980 MPa or more excellent in punching hole expandability and low-temperature toughness according to the present invention (hereinafter sometimes referred to as “the present invention production method”) is as follows.
A method for producing the steel sheet of the present invention,
(I) A cast slab having a chemical composition of the steel sheet of the present invention is directly or once cooled, then heated to 1200 ° C. or higher and subjected to hot rolling, and rough rolling is completed at 1050 to 1100 ° C. and finished at 900 ° C. or higher. Complete the rolling to make a hot rolled steel sheet,
(Ii) The hot-rolled steel sheet is cooled from the finish rolling temperature to 300 ° C. at an average cooling rate of 50 ° C./second or more, and is cooled from 300 ° C. to room temperature at an average cooling rate of 40 ° C./second or less. To do.

以下、本発明鋼板及び本発明製造方法について説明する。   Hereinafter, this invention steel plate and this invention manufacturing method are demonstrated.

本発明者らが鋭意検討を行った結果、熱延鋼板において、ミクロ組織を、焼戻しマルテンサイト及び下部ベイナイトの一方又は両方を体積分率で合計90%以上含有する組織とし、ビッカース硬度分布の標準偏差σを15以下にすると、980MPa以上の引張最大強度と、優れた打抜き穴広げ性と低温靭性を確保できることを見いだした。   As a result of intensive studies by the inventors, in the hot-rolled steel sheet, the microstructure is a structure containing one or both of tempered martensite and lower bainite in a total volume of 90% or more, and is a standard for Vickers hardness distribution. It has been found that when the deviation σ is 15 or less, a maximum tensile strength of 980 MPa or more, excellent punched hole expansibility and low temperature toughness can be secured.

さらに、本発明者らは、(a)焼戻しマルテンサイト及び下部ベイナイトの一方又は両方に、鉄系炭化物が1×106(個/mm2)以上存在すれば、及び/又は、(b)焼戻しマルテンサイト又は下部ベイナイトの有効結晶粒径が10μm以下であれば、980MPa以上の引張最大強度と、より優れた打抜き穴広げ性と低温靭性を確保できることを見いだした。 Furthermore, the present inventors (a) if iron-based carbides are present in one or both of tempered martensite and lower bainite in an amount of 1 × 10 6 (pieces / mm 2 ) or more, and / or (b) tempering. It has been found that if the effective crystal grain size of martensite or lower bainite is 10 μm or less, it is possible to ensure a maximum tensile strength of 980 MPa or more, better punched hole expandability and low temperature toughness.

有効結晶粒径とは、方位差15°以上の粒界で囲まれる結晶領域であり、EBSDなどを用いて測定することが可能である。詳細は後述する。   The effective crystal grain size is a crystal region surrounded by a grain boundary having an orientation difference of 15 ° or more, and can be measured using EBSD or the like. Details will be described later.

まず、本発明鋼板のミクロ組織について説明する。   First, the microstructure of the steel sheet of the present invention will be described.

本発明鋼板において、主相は、焼戻しマルテンサイト及び下部ベイナイトの一方又は両方である。焼戻しマルテンサイト及び下部ベイナイトの一方又は両方を、体積分率で合計90%以上確保することで、980MPa以上の引張最大強度を達成できる。上記体積分率は、好ましくは95%以上である。   In the steel sheet of the present invention, the main phase is one or both of tempered martensite and lower bainite. A tensile maximum strength of 980 MPa or more can be achieved by securing one or both of the tempered martensite and the lower bainite in a total volume of 90% or more. The volume fraction is preferably 95% or more.

本発明鋼板において、焼戻しマルテンサイトは、980MPa以上の引張最大強度と、優れた打抜き穴広げ性と低温靭性を確保するうえで、重要なミクロ組織である。   In the steel sheet of the present invention, tempered martensite is an important microstructure in securing a maximum tensile strength of 980 MPa or more, excellent punched hole expansibility and low temperature toughness.

焼戻しマルテンサイトは、ラス状の結晶粒の集合であり、内部に、長径5nm以上の鉄系炭化物を含む。その鉄系炭化物は、複数のバリアント、即ち、異なる方向に伸長した複数の鉄系炭化物群に属するものである。   Tempered martensite is an aggregate of lath-like crystal grains, and contains iron-based carbide having a major axis of 5 nm or more. The iron-based carbide belongs to a plurality of variants, that is, a plurality of iron-based carbide groups extending in different directions.

焼戻しマルテンサイトは、Ms点(マルテンサイト変態開始温度)以下での冷却速度を遅くするか、又は、マルテンサイトを100〜600℃で焼戻して、得ることができる。   Tempered martensite can be obtained by slowing the cooling rate below the Ms point (martensitic transformation start temperature) or by tempering martensite at 100 to 600 ° C.

下部ベイナイトも、ラス状の結晶粒の集合であり、内部に、長径5nm以上の鉄系炭化物を含む。その鉄系炭化物は、単一のバリアント、即ち、同一方向に伸張した鉄系炭化物群に属するものである。なお、同一方向に伸長した鉄系炭化物群とは、伸長方向の差異が5°以内の鉄系炭化物群を意味している。   Lower bainite is also an aggregate of lath-like crystal grains and contains iron-based carbide having a major axis of 5 nm or more inside. The iron-based carbide belongs to a single variant, that is, a group of iron-based carbides extending in the same direction. In addition, the iron-type carbide group extended | stretched in the same direction means the iron-type carbide group whose difference of an extension direction is less than 5 degrees.

炭化物の伸張方向を観察することで、焼戻しマルテンサイトと下部ベイナイトを容易に判別できる。焼戻しマルテンサイト及び下部ベイナイトの一方又は両方の体積分率が90%未満であると、980MPa以上の引張最大高強度を確保できないので、上記体積分率は90%以上とする。好ましくは95%以上である。   By observing the extension direction of carbide, tempered martensite and lower bainite can be easily distinguished. If the volume fraction of one or both of tempered martensite and lower bainite is less than 90%, the maximum tensile high strength of 980 MPa or more cannot be secured, so the volume fraction is 90% or more. Preferably it is 95% or more.

体積分率が100%であっても、980MPa以上の引張最大高強度、及び、優れた打抜き穴広げ性と低温靭性を確保することができる。   Even when the volume fraction is 100%, it is possible to ensure a maximum tensile strength of 980 MPa or more and excellent punched hole expansibility and low temperature toughness.

本発明鋼板のミクロ組織は、他の組織として、本発明鋼板の特性を阻害しない範囲で、フェライト、フレッシュマルテンサイト、上部ベイナイト、パーライト、残留オーステナイトの1種又は2種以上を、合計体積分率で10%以下含有してもよい。しかし、これらの他の組織の体積分率は少ないほど好ましいので、5%を上限とする。   The microstructure of the steel sheet of the present invention is, as another structure, one or more of ferrite, fresh martensite, upper bainite, pearlite, and retained austenite as long as the properties of the steel sheet of the present invention are not impaired. Or 10% or less. However, the smaller the volume fraction of these other tissues, the better, so 5% is the upper limit.

フェライトは、塊状の結晶粒組織で、内部に、ラス等の下部組織を含まない。フェライトは軟質な組織で強度の低下をもたらすので、980MPa以上の引張最大強度を確保するため、体積分率で10%以下に制限する。   Ferrite has a massive crystal grain structure and does not contain a substructure such as lath. Since ferrite causes a decrease in strength in a soft structure, the volume fraction is limited to 10% or less in order to ensure the maximum tensile strength of 980 MPa or more.

また、フェライトが存在すると、フェライトと焼戻しマルテンサイト又は下部ベイナイトとフェライトの界面に変形が集中して破壊の起点になり、低温靭性を阻害する。体積分率が10%を超えると低温靱性を阻害する程度が顕著になるので、フェライトの体積分率は10%以下に制限する。好ましくは5%以下である。   In addition, if ferrite is present, deformation concentrates on the interface between ferrite and tempered martensite or lower bainite and ferrite and becomes a starting point of fracture, thereby inhibiting low temperature toughness. If the volume fraction exceeds 10%, the degree to which low-temperature toughness is inhibited becomes significant, so the volume fraction of ferrite is limited to 10% or less. Preferably it is 5% or less.

フレッシュマルテンサイトは、炭化物を含まないマルテンサイトである。フレッシュマルテンサイトは、高強度であるが、低温靭性に劣るので、体積分率を10%以下に制限する。好ましくは5%以下である。   Fresh martensite is martensite containing no carbide. Fresh martensite has high strength but is inferior in low-temperature toughness, so the volume fraction is limited to 10% or less. Preferably it is 5% or less.

上部ベイナイトは、ラス状の結晶粒の集合体であり、ラス間に炭化物を含むラスの集合体である。ラス間に含まれる炭化物は、破壊の起点となるので、低温靭性を阻害する。また、上部ベイナイトは、下部ベイナイトに比較し、高温で生成するので、低強度である。   The upper bainite is an aggregate of lath-like crystal grains, and an aggregate of lath containing carbides between the laths. The carbide contained between the laths is a starting point of fracture, and thus inhibits low temperature toughness. Moreover, since the upper bainite is produced at a higher temperature than the lower bainite, it has a low strength.

それ故、下部ベイナイトの過剰な生成は、980MPa以上の引張最大強度の確保を難しくする。上部ベイナイトの体積分率が10%を超えると、980MPa以上の引張最大強度の確保が困難になるので、体積分率は10%以下に制限する。好ましくは5%以下である。   Therefore, excessive formation of lower bainite makes it difficult to ensure the maximum tensile strength of 980 MPa or more. If the volume fraction of the upper bainite exceeds 10%, it becomes difficult to ensure the maximum tensile strength of 980 MPa or more, so the volume fraction is limited to 10% or less. Preferably it is 5% or less.

パーライトは、フェライトと同様に、強度低下や低温靭性の劣化をもたらすので、体積分率を10%以下に制限する。好ましくは5%以下である。   Pearlite, like ferrite, reduces strength and deteriorates low temperature toughness, and therefore limits the volume fraction to 10% or less. Preferably it is 5% or less.

残留オーステナイトは、プレス成型時の塑性変形、又は、衝突時の自動車部材の塑性変形で、フレッシュマルテンサイトに変態するので、フレッシュマルテンサイトと同様に、本発明鋼板の特性に悪影響を及ぼす。それ故、残留オーステナイトの体積分率を10%以下に制限する。好ましくは5%以下である。   Residual austenite is transformed into fresh martensite by plastic deformation at the time of press molding or plastic deformation of an automobile member at the time of a collision, and thus adversely affects the properties of the steel sheet of the present invention in the same manner as fresh martensite. Therefore, the volume fraction of retained austenite is limited to 10% or less. Preferably it is 5% or less.

ミクロ組織を構成する、主相の焼戻しマルテンサイト及び下部ベイナイト、他のフェライト、フレッシュマルテンサイト、上部ベイナイト、パーライト、残留オーステナイト、及び、残部組織の同定、存在位置の確認、及び、面積分率(体積分率)の測定は、ナイタール試薬及び特開昭59−219473号公報に開示の試薬を用いて、鋼板圧延方向断面又は圧延方向直角方向断面を腐食し、該腐食断面を1000〜100000倍の走査型及び透過型電子顕微鏡で観察することで可能である。   Identification of main structure tempered martensite and lower bainite, other ferrites, fresh martensite, upper bainite, pearlite, retained austenite, and remaining structure, confirmation of location, and area fraction ( The volume fraction) is measured by corroding a steel plate rolling direction cross section or a rolling direction perpendicular direction cross section using the Nital reagent and the reagent disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-219473, and increasing the corrosion cross section by 1000 to 100000 times. This is possible by observing with scanning and transmission electron microscopes.

また、FESEM−EBSP法を用いる結晶方位解析や、マイクロビッカース硬度測定等による微小領域の硬度測定からも、組織の判別は可能である。   The structure can also be discriminated from crystal orientation analysis using the FESEM-EBSP method and micro region hardness measurement by micro Vickers hardness measurement or the like.

例えば、上述したように、焼戻しマルテンサイト、上部ベイナイト、及び、下部ベイナイトは、炭化物の生成サイトや結晶方位(伸長方向)が異なるので、電界放射型走査型電子顕微鏡(FE−SEM:Field Emission Scanning Electron Microscope)を用いてラス状結晶粒内部の鉄系炭化物の伸長方向を観察して、容易に判別することができる。   For example, as described above, tempered martensite, upper bainite, and lower bainite have different carbide generation sites and crystal orientations (elongation directions), so a field emission scanning electron microscope (FE-SEM: Field Emission Scanning). It can be easily discriminated by observing the elongation direction of the iron carbide inside the lath-like crystal grains using an Electron Microscope).

フェライト、パーライト、ベイナイト、焼戻しマルテンサイト、及び、フレッシュマルテンサイトの体積分率は、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、観察面を研磨し、ナイタール試薬で腐食し、板厚の1/4を中心とする1/8〜3/8厚の範囲をFE−SEMで観察して面積分率を測定し、それをもって体積分率とする。面積率は、5000倍の倍率で、10視野測定し、その平均値を面積率とした。   The volume fraction of ferrite, pearlite, bainite, tempered martensite, and fresh martensite is obtained by taking a sample with the cross section parallel to the rolling direction of the steel sheet as the observation surface, polishing the observation surface, and corroding with the nital reagent. Then, an area fraction is measured by observing a range of 1/8 to 3/8 thickness centered on 1/4 of the plate thickness with an FE-SEM, and this is used as a volume fraction. The area ratio was measured at 10 fields at a magnification of 5000 times, and the average value was defined as the area ratio.

フレッシュマルテンサイト及び残留オーステナイトは、ナイタール試薬で充分に腐食されないので、FE−SEMによる観察において、フェライト、ベイニティックフェライト、ベイナイト、焼戻しマルテンサイトと明瞭に区別することができる。   Since fresh martensite and residual austenite are not sufficiently corroded by the nital reagent, they can be clearly distinguished from ferrite, bainitic ferrite, bainite, and tempered martensite when observed by FE-SEM.

それ故、フレッシュマルテンサイトの面積分率(体積分率)は、FE−SEMで観察される、腐食されていない領域の面積分率と、X線で測定した残留オーステナイトの面積分率との差分として求めることができる。   Therefore, the area fraction (volume fraction) of fresh martensite is the difference between the area fraction of the uncorroded area observed with FE-SEM and the area fraction of retained austenite measured with X-rays. Can be obtained as

本発明鋼板においては、上記体積分率を持つミクロ組織のビッカース硬度分布の標準偏差σを、優れた打抜き穴広げ性を確保するため15以下とする。一般に、組織間の硬度の差が大きいと、硬度が低い部分に変形が集中して亀裂が発生し易くなるので、優れた穴広げ性を確保することができない。そこで、本発明鋼板では、熱間圧延後の冷却条件、特に、300℃から室温までの平均冷却速度を40℃/秒以下として、優れた打抜き穴広げ性を確保した。   In the steel sheet of the present invention, the standard deviation σ of the Vickers hardness distribution of the microstructure having the volume fraction is set to 15 or less in order to ensure excellent punch hole expansibility. In general, when the difference in hardness between structures is large, deformation concentrates on a portion with low hardness and cracks tend to occur, so that excellent hole expansibility cannot be ensured. Therefore, in the steel sheet of the present invention, excellent punching hole expandability was ensured by setting the cooling condition after hot rolling, in particular, the average cooling rate from 300 ° C. to room temperature was 40 ° C./second or less.

硬度分布の標準偏差σが小さいほど、打抜き穴広げ性は向上するので、好ましくは13以下、より好ましくは11以下とする。硬度分布は、JIS Z 2244ビッカース硬さ試験方法に準拠して測定した。測定は、圧延方向に対して平行な断面において、板厚×1mmの範囲で等間隔に300点以上行った。測定荷重は10gfとした。測定結果に基づいて標準偏差σを算出した。   The smaller the standard deviation σ of the hardness distribution, the better the punched hole expansibility, so it is preferably 13 or less, more preferably 11 or less. The hardness distribution was measured according to the JIS Z 2244 Vickers hardness test method. The measurement was performed at 300 or more points at equal intervals in the range of plate thickness × 1 mm in a cross section parallel to the rolling direction. The measurement load was 10 gf. A standard deviation σ was calculated based on the measurement result.

本発明鋼板においては、焼戻しマルテンサイト又は下部ベイナイト中に、鉄系炭化物が1×106(個/mm2)以上存在すると、母相の低温靭性が向上し、優れた強度と低温靭性のバランスを得ることができる。 In the steel sheet of the present invention, when iron carbide is present in tempered martensite or lower bainite in an amount of 1 × 10 6 (pieces / mm 2 ) or more, the low-temperature toughness of the parent phase is improved, and the balance between excellent strength and low-temperature toughness is achieved. Can be obtained.

即ち、焼入れままのマルテンサイトは、強度は優れるが、靭性に乏しいので、靱性の向上を図る必要がある。そこで、焼戻しマルテンサイト中に鉄系炭化物を1×106(個/mm2)以上析出させて、主相の靭性を改善した。 That is, as-quenched martensite is excellent in strength but poor in toughness, it is necessary to improve toughness. Accordingly, 1 × 10 6 (pieces / mm 2 ) or more of iron carbide was precipitated in the tempered martensite to improve the toughness of the main phase.

本発明者らが、低温靭性と鉄系炭化物の個数密度の関係を調査したところ、焼戻しマルテンサイトや下部ベイナイトにおいて、1×106(個/mm2)以上の鉄系炭化物が存在すれは、優れた低温靭性を確保できることが判明した。このことから、鉄系炭化物の個数は、1×106(個/mm2)以上とする。好ましくは5×106(個/mm2)以上、より好ましくは1×107(個/mm2)以上である。 When the present inventors investigated the relationship between the low temperature toughness and the number density of iron-based carbides, in the tempered martensite and the lower bainite, if there are iron-based carbides of 1 × 10 6 (pieces / mm 2 ) or more, It was found that excellent low temperature toughness can be secured. For this reason, the number of iron-based carbides is set to 1 × 10 6 (pieces / mm 2 ) or more. Preferably it is 5 × 10 6 (pieces / mm 2 ) or more, more preferably 1 × 10 7 (pieces / mm 2 ) or more.

鉄系炭化物のサイズは、300nm以下と小さく、ほとんどが、焼戻しマルテンサイトや下部ベイナイトのラス内に析出していたので、鉄系炭化物は低温靭性を阻害しないと推定される。   The size of the iron-based carbide is as small as 300 nm or less, and most of the iron-based carbide was precipitated in the tempered martensite and the lath of the lower bainite. Therefore, it is estimated that the iron-based carbide does not inhibit the low temperature toughness.

鉄系炭化物の個数密度の測定は、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、観察面を研磨し、ナイタール試薬で腐食し、板厚の1/4を中心とする1/8〜3/8厚の範囲をFE−SEMで観察して行った。5000倍にて、10視野観察し、鉄系炭化物の個数密度を測定した。   The number density of the iron-based carbide is measured by taking a sample with the plate thickness section parallel to the rolling direction of the steel plate as the observation surface, polishing the observation surface, corroding with the Nital reagent, and centering on 1/4 of the plate thickness. The range of 1/8 to 3/8 thickness was observed by FE-SEM. Ten fields of view were observed at 5000 times, and the number density of the iron-based carbide was measured.

本発明鋼板においては、低温靭性のより向上を図るために、主相を焼戻しマルテンサイト又は下部ベイナイトとする他、有効結晶粒径を10μm以下とする。好ましくは8μm以下である。有効結晶粒径とは、結晶方位差15°以上の粒界に囲まれた結晶領域の大きさを意味し、焼戻しマルテンサイトや下部ベイナイトでは、ブロック粒径に相当する。
In the steel sheet of the present invention, in order to further improve the low temperature toughness, the main phase is tempered martensite or lower bainite, and the effective crystal grain size is 10 μm or less. Preferably it is 8 micrometers or less. The effective crystal grain size means the size of a crystal region surrounded by the crystal orientation difference 15 ° or more grain boundaries, the tempered martensite and lower bainite, which corresponds to the block diameter.

次に、有効結晶粒径及び組織の同定手法について説明する。本発明鋼板では、有効結晶粒径、及び、フェライト、さらに、残留オーステナイトを、EBSP−OIMTM(Electron Back Scatter Diffraction Pattern-Orientation Image Microscopy)を用いて定義する。
Next, an effective crystal grain size and a structure identification method will be described. In the steel sheet of the present invention, the effective crystal grain size, ferrite, and retained austenite are defined using EBSP-OIM (Electron Back Scatter Diffraction Pattern-Orientation Image Microscopy).

EBSP−OIMTM法は、走査型電子顕微鏡(SEM)内で高傾斜した試料に電子線を照射し、後方散乱で形成される菊池パターンを高感度カメラで撮影し、コンピュータ画像処理で、照射点の結晶方位を短待間で測定する装置及びソフトウエアで構成されている。 The EBSP-OIM TM method irradiates a highly inclined sample with an electron beam in a scanning electron microscope (SEM), images the Kikuchi pattern formed by backscattering with a high-sensitivity camera, It consists of a device and software that measure the crystal orientation of the glass in a short time.

EBSP法では、バルク試料表面の微細構造及び結晶方位を定量的に解析することができる。分析エリアは、SEMで観察できる領域で、SEMの分解能にもよるが、最小20nmの分解能で分析することができる。   In the EBSP method, the microstructure and crystal orientation of the bulk sample surface can be quantitatively analyzed. The analysis area is an area that can be observed with an SEM. Depending on the resolution of the SEM, the analysis area can be analyzed with a minimum resolution of 20 nm.

本発明鋼板においては、結晶粒の方位差を、一般的に結晶粒界として認識されている大角粒界の閾値である15°と定義してマッピングした画像より粒領域を可視化して有効結晶粒径を求めた。   In the steel sheet of the present invention, the grain region is visualized from an image mapped by defining the difference in crystal grain orientation as 15 °, which is a threshold of a large-angle grain boundary generally recognized as a grain boundary, and effective grain The diameter was determined.

焼戻しマルテンサイト、及び、下部ベイナイトの有効結晶粒(15°以上の粒界に囲まれた粒領域)のアスペクト比は2以下が好ましい。   The aspect ratio of the effective crystal grains of tempered martensite and lower bainite (grain region surrounded by a grain boundary of 15 ° or more) is preferably 2 or less.

特定方向に扁平した結晶粒は異方性が大きく、シャルピー試験の際、亀裂が粒界に沿って伝播するので、靭性が低下する場合が多い。そこで、有効結晶粒は、できるだけ等軸粒にする必要がある。本発明鋼板では、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)の比(=L/T)をアスペクト比として定義した。   Crystal grains flattened in a specific direction have a large anisotropy, and cracks propagate along grain boundaries in the Charpy test, so that toughness often decreases. Therefore, the effective crystal grains need to be equiaxed grains as much as possible. In the steel sheet of the present invention, the cross section in the rolling direction of the steel sheet was observed, and the ratio (= L / T) of the length (L) in the rolling direction and the length (T) in the thickness direction was defined as the aspect ratio.

次に、本発明鋼板の化学組成の限定理由について説明する。なお、%は質量%である。   Next, the reason for limiting the chemical composition of the steel sheet of the present invention will be described. In addition,% is the mass%.

C:0.01〜0.20%
Cは、母材の強度上昇や焼付け硬化性の向上に寄与する元素であるが、一方で、穴広げ時の割れの起点となるセメンタイト(Fe3C)等の鉄系炭化物を形成する元素でもある。Cが0.01%未満であると、低温変態生成相による強度向上効果が得られないので、0.01%以上とする。好ましくは0.04以上である。
C: 0.01 to 0.20%
C is an element that contributes to an increase in the strength of the base material and an improvement in bake hardenability. On the other hand, C is an element that forms iron-based carbides such as cementite (Fe 3 C) that is the starting point of cracks during hole expansion. is there. If C is less than 0.01%, the effect of improving the strength due to the low temperature transformation generation phase cannot be obtained, so the content is made 0.01% or more. Preferably it is 0.04 or more.

一方、0.20%を超えると、延性が低下するとともに、打抜き加工時の二次せん断面において割れの起点となるセメンタイト(Fe3C)等の鉄系炭化物の量が増加し、穴広げ性等の成形性が劣化するので、0.20%以下とする。好ましくは0.16%以下である。 On the other hand, if it exceeds 0.20%, the ductility is lowered, and the amount of iron-based carbides such as cementite (Fe 3 C), which becomes the starting point of cracks on the secondary shear surface during punching, increases, and the hole expandability. Therefore, the content is set to 0.20% or less. Preferably it is 0.16% or less.

Si:2.50%以下(0は含まない)
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機能する元素である。添加効果を得るため、所要量を添加するが、2.50%を超えると、強度上昇効果が飽和するので、2.50%以下とする。下限は特に限定しないが、添加効果を得るには、0.001%以上の添加が必要である。
Si: 2.50% or less (excluding 0)
Si is an element that contributes to an increase in the strength of the base metal, and is an element that also functions as a deoxidizer for molten steel. In order to obtain the effect of addition, the required amount is added, but if it exceeds 2.50%, the strength increasing effect is saturated, so the content is made 2.50% or less. The lower limit is not particularly limited, but 0.001% or more of addition is necessary to obtain the addition effect.

また、0.10%以上の添加で、セメンタイト等の鉄系炭化物の析出を抑制し、強度向上と穴広げ性の向上に寄与する。1.20%を超えると、鉄系炭化物の析出抑制効果が飽和する。0.10〜1.20%が好ましい範囲である。   Moreover, the addition of 0.10% or more suppresses the precipitation of iron-based carbides such as cementite and contributes to the improvement of strength and the ability to expand holes. If it exceeds 1.20%, the precipitation suppression effect of iron-based carbide is saturated. 0.10 to 1.20% is a preferable range.

Mn:4.00%以下(0は含まない)
Mnは、固溶強化に加え、焼入れ強化により強度の向上に寄与する元素である。しかし、4.00%を超えると、添加効果が飽和するので、4.00%以下とする。好ましくは3.00%以下である。下限は特に限定しないが、1.00%未満では、フェライト変態やベイナイト変態を抑制する効果が発現し難いので、1.00%以上が好ましい。より好ましくは1.40%以上である。
Mn: 4.00% or less (excluding 0)
Mn is an element that contributes to improving strength by hardening strengthening in addition to solid solution strengthening. However, if it exceeds 4.00%, the effect of addition is saturated, so 4.00% or less. Preferably it is 3.00% or less. The lower limit is not particularly limited, but if it is less than 1.00%, the effect of suppressing ferrite transformation and bainite transformation is difficult to be exhibited, so 1.00% or more is preferable. More preferably, it is 1.40% or more.

P:0.10%以下(0は含まない)
Pは、不純物元素であり、粒界に偏析して低温靭性を阻害する元素である。少ないほど好ましいが、0.10%を超えると、低温靭性の他、加工性や溶接性を阻害するので、0.10%以下とする。特に、溶接性を考慮すると、0.03%以下が好ましい。下限は特に限定しないが、0.001%未満に低減すると、製造コストの上昇を招くので、実用鋼板上、0.001%が実質的な下限である。
P: 0.10% or less (excluding 0)
P is an impurity element and is an element that segregates at the grain boundary and inhibits low temperature toughness. The smaller the content, the better. However, if it exceeds 0.10%, workability and weldability as well as low-temperature toughness are impaired, so the content is made 0.10% or less. In particular, considering weldability, 0.03% or less is preferable. The lower limit is not particularly limited, but if it is reduced to less than 0.001%, the production cost is increased, so 0.001% is a practical lower limit on the practical steel sheet.

S:0.03%以下(0は含まない)
Sは、不純物元素であり、MnSなどの介在物を形成し、熱間圧延時の割れを引き起こすばかりでなく、穴広げ性を阻害する元素である。0.03%を超えると、MnSの悪影響が顕著となるので、0.03%以下とする。好ましくは0.02%以下である。ある程度の穴広げ性を確保とする場合は、0.01%以下が好ましい。より好ましくは0.005%以下である。
S: 0.03% or less (excluding 0)
S is an impurity element, which forms inclusions such as MnS and causes cracking during hot rolling, as well as an element that hinders hole expandability. If it exceeds 0.03%, the adverse effect of MnS becomes remarkable, so the content is made 0.03% or less. Preferably it is 0.02% or less. When securing a certain degree of hole expansion property, 0.01% or less is preferable. More preferably, it is 0.005% or less.

Al:0.001〜2.00%
Alは、脱酸材として機能し、また、粗大なセメンタイトの形成を抑制し、低温靭性の向上に寄与する元素である。0.001%未満であると、添加効果が発現せず、また、0.001%未満に低減すると製造コストの上昇を招くので、0.001%以上とする。
Al: 0.001 to 2.00%
Al is an element that functions as a deoxidizing material, suppresses the formation of coarse cementite, and contributes to the improvement of low-temperature toughness. If it is less than 0.001%, the effect of addition does not appear, and if it is reduced to less than 0.001%, the production cost is increased, so it is made 0.001% or more.

一方、2.00%を超えると、製造コストが上昇し、また、Al系粗大介在物が生成し、穴拡げ性の劣化や表面傷の原因になるので、2.00%以下とする。好ましくは1.50%以下である。   On the other hand, if it exceeds 2.00%, the production cost increases, and Al-based coarse inclusions are generated, which causes deterioration of hole expansibility and surface scratches. Preferably it is 1.50% or less.

N:0.01%以下
Nは、溶接時にブローホールを形成し、溶接部の継手強度を低下させる作用をなす元素である。0.01%を超えると、上記作用が顕著になるので、0.01%以下とする。下限は特に限定しないが、0.0005%未満に低減すると、製造コストの上昇を招くので、実用鋼板上、0.0005%が実質的な下限である。
N: 0.01% or less N is an element that forms a blow hole during welding and acts to reduce the joint strength of the weld. If it exceeds 0.01%, the above action becomes remarkable, so the content is made 0.01% or less. The lower limit is not particularly limited, but if it is reduced to less than 0.0005%, the production cost is increased, so 0.0005% is a practical lower limit on a practical steel sheet.

O:0.01%以下(0は含まない)
Oは,酸化物を形成し、熱延時のオーステナイト粒の粗粒化を抑制して、マルテンサイトの結晶粒の微細化に寄与する元素である。しかし、0.01%を超えると、結晶粒の微細化が進みすぎるとともに、酸化物が割れの起点となり、打抜き穴広げ性や、伸びが低下するので、0.01%以下とする。好ましくは0.006%以下である。下限は特に限定しないが、添加効果を安定的に得るため、0.001%以上添加する。好ましくは0.005%以上である。
O: 0.01% or less (excluding 0)
O is an element that forms an oxide and contributes to refinement of martensite crystal grains by suppressing coarsening of austenite grains during hot rolling. However, if it exceeds 0.01%, the refinement of crystal grains proceeds excessively, and the oxide becomes the starting point of cracking, and the punching hole expandability and elongation decrease. Preferably it is 0.006% or less. Although a minimum is not specifically limited, In order to acquire an addition effect stably, 0.001% or more is added. Preferably it is 0.005% or more.

Ti及びNb1種又は2種:合計で0.01〜0.30%
Ti及びNbは、低温靭性の向上と980MPa以上の高強度化の両方に寄与する元素である。これらの炭窒化物を形成し、980MPa以上の高強度化に寄与するとともに、固溶Tiや固溶Nbが、熱間圧延時の粒成長を遅延させて、熱延鋼板の粒径を微細化し、低温靭性の向上に寄与する元素である。
Ti and Nb 1 type or 2 types: 0.01 to 0.30% in total
Ti and Nb are elements that contribute to both improvement of low-temperature toughness and high strength of 980 MPa or more. These carbonitrides are formed and contribute to high strength of 980 MPa or more, and solute Ti and solute Nb delay grain growth during hot rolling to refine the grain size of the hot-rolled steel sheet. It is an element that contributes to the improvement of low temperature toughness.

特に、Tiは、固溶Nによる粒成長の遅延に加え、TiNとして存在して、スラブ加熱時、結晶粒径を微細化して、低温靭性の向上に寄与する元素である。熱延鋼板の粒径を10μm以下とするために、Ti及びNbの1種又は2種を、合計で0.01%以上とする。好ましくは0.02%以上である。より好ましくは0.04%以上である。   In particular, Ti is an element that exists as TiN in addition to the delay of grain growth due to solute N and contributes to the improvement of low-temperature toughness by refining the crystal grain size during slab heating. In order to make the particle diameter of the hot-rolled steel sheet 10 μm or less, one or two of Ti and Nb are made 0.01% or more in total. Preferably it is 0.02% or more. More preferably, it is 0.04% or more.

一方、Ti及びNbの1種又は2種の合計が0.30%を超えると、添加効果が飽和して経済性が低下するので、0.30%以下とする。好ましくは0.25%以下であり、より好ましくは0.20%以下である。   On the other hand, if the total of one or two of Ti and Nb exceeds 0.30%, the effect of addition is saturated and the economic efficiency is lowered, so the content is made 0.30% or less. Preferably it is 0.25% or less, More preferably, it is 0.20% or less.

本発明鋼板は、上記元素の他、本発明鋼板の特性を阻害しない範囲で、(1)Cu,Ni、Mo、V、Crの1種又は2種以上、及び/又は、(2)Mg、Ca、REMの1種又は2種以上、を含有してもよい。   In addition to the above elements, the steel sheet of the present invention is (1) one or more of Cu, Ni, Mo, V, Cr, and / or (2) Mg, as long as the properties of the steel sheet of the present invention are not impaired. You may contain 1 type, or 2 or more types of Ca and REM.

Cu:0.01〜2.00%
Ni:0.01〜2.00%
Mo:0.01〜1.00%
V :0.01〜0.30%
Cr:0.01〜2.00%
Cu、Ni、Mo、V、Crは、冷却時のフェライト変態を抑制し、ミクロ組織を焼戻しマルテンサイト又は下部ベイナイト組織とする作用をなすとともに、析出強化又は固溶強化で熱延鋼板の強度向上に寄与する元素である。Cu、Ni、Mo、V、Crのいずれもが0.01%未満であると、添加効果が十分に発現しないので、いずれの元素も0.01%以上とする。好ましくは、いずれの元素も0.04%以上である。
Cu: 0.01 to 2.00%
Ni: 0.01-2.00%
Mo: 0.01 to 1.00%
V: 0.01 to 0.30%
Cr: 0.01-2.00%
Cu, Ni, Mo, V, Cr suppresses ferrite transformation at the time of cooling, makes the microstructure tempered martensite or lower bainite structure, and improves the strength of hot-rolled steel sheet by precipitation strengthening or solid solution strengthening Is an element that contributes to If any of Cu, Ni, Mo, V, and Cr is less than 0.01%, the effect of addition is not sufficiently exhibited, so that any element is made 0.01% or more. Preferably, any element is 0.04% or more.

一方、Cu、Ni、Crのいずれもが2.00%を超えると、添加効果が飽和して経済性が低下するので、いずれの元素も2.00%以下とする。好ましくは、いずれの元素も1.50%以下である。   On the other hand, if any of Cu, Ni, and Cr exceeds 2.00%, the effect of addition is saturated and the economic efficiency is lowered, so that any element is made 2.00% or less. Preferably, any element is 1.50% or less.

Moが1.00%を超えると、また、Vが0.30%を超えると、添加効果が飽和して経済性が低下するので、Moは1.00%以下とし、Vは0.30%以下とする。好ましくは、Moは0.60%以下、Vは0.10%以下である。   If Mo exceeds 1.00%, and if V exceeds 0.30%, the effect of addition is saturated and the economic efficiency is lowered. Therefore, Mo is set to 1.00% or less, and V is 0.30%. The following. Preferably, Mo is 0.60% or less, and V is 0.10% or less.

Mg:0.0005〜0.01%
Ca:0.0005〜0.01%
REM:0.0005〜0.10%
Mg、Ca、及び、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、加工性の向上に寄与する元素である。Mg、Ca、及び、REMが0.0005%未満では、添加効果が十分に発現しないので、いずれの元素も0.0005%以上とする。好ましくは、いずれの元素も0.0010%以上である。
Mg: 0.0005 to 0.01%
Ca: 0.0005 to 0.01%
REM: 0.0005 to 0.10%
Mg, Ca, and REM (rare earth elements) are elements that contribute to the improvement of workability by controlling the form of non-metallic inclusions that become the starting point of destruction and cause deterioration of workability. If Mg, Ca, and REM are less than 0.0005%, the effect of addition is not sufficiently exhibited, so that any element is made 0.0005% or more. Preferably, any element is 0.0010% or more.

一方、Mgが0.01%を超え、Caが0.01%を超え、REMが0.10%を超えると、添加効果が飽和して経済性が低下するので、MgとCaは0.01%以下、REMは0.10%以下とする。好ましくは、MgとCaは0.006%以下、REMは0.06%以下である。   On the other hand, if Mg exceeds 0.01%, Ca exceeds 0.01%, and REM exceeds 0.10%, the effect of addition is saturated and economic efficiency is lowered. %, REM is 0.10% or less. Preferably, Mg and Ca are 0.006% or less, and REM is 0.06% or less.

本発明鋼板は、上記元素の他、本発明鋼板の特性を阻害しない範囲で、Zr、Sn、Co、Zn、及び、Wを、合計で1.0%以下含有してもよい。なお、Snは、熱間圧延時に疵を発生させる元素であるので、0.05%以下が好ましい。   The steel sheet of the present invention may contain, in addition to the above elements, 1.0% or less of Zr, Sn, Co, Zn, and W in total within a range that does not impair the characteristics of the steel sheet of the present invention. In addition, since Sn is an element which generates a flaw at the time of hot rolling, 0.05% or less is preferable.

本発明鋼板は、耐食性の向上のため、鋼板表面に、溶融亜鉛系めっき層や、合金化亜鉛系めっき層を備えてもよい。めっき層は、純亜鉛めっき層に限らず、Si、Mg、Zn、Al、Fe、Mn、Ca、Zrなどを含有してもよい。これら元素の含有で、めっき層の耐食性がより向上する。めっき層は、本発明鋼板の特性を損なうものではない。   The steel plate of the present invention may be provided with a hot dip galvanized layer or an alloyed galvanized layer on the surface of the steel plate in order to improve corrosion resistance. The plating layer is not limited to a pure zinc plating layer, and may contain Si, Mg, Zn, Al, Fe, Mn, Ca, Zr, and the like. By containing these elements, the corrosion resistance of the plating layer is further improved. A plating layer does not impair the characteristic of this invention steel plate.

また、本発明鋼板は、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を有していても、本発明鋼板の特性は損なわれない。   Moreover, even if this invention steel plate has a surface treatment layer by organic film formation, film lamination, organic salt / inorganic salt treatment, non-chromic treatment, etc., the characteristics of this invention steel plate are not impaired.

次に、本発明製造方法(本発明鋼板の製造方法)について説明する。   Next, the manufacturing method of the present invention (the manufacturing method of the steel plate of the present invention) will be described.

本発明鋼板において、引張最大強度980MPa以上と、優れた打抜き穴広げ性及び低温靭性を実現するためには、焼戻しマルテンサイト及び下部ベイナイトの一方又は両方の体積分率を合計で90%以上確保するとともに、ビッカース硬度分布の標準偏差σを15以下とする必要がある。   In the steel sheet of the present invention, in order to achieve a maximum tensile strength of 980 MPa or more and excellent punch hole expansibility and low temperature toughness, a total volume fraction of one or both of tempered martensite and lower bainite is ensured to be 90% or more in total. In addition, the standard deviation σ of the Vickers hardness distribution needs to be 15 or less.

さらに、本発明鋼板において、より優れた打抜き穴広げ性及び低温靭性を実現するためには、ビッカース硬度分布の標準偏差σを15以下とする他、焼戻しマルテンサイト及び下部ベイナイトの一方又は両方に存在する鉄系炭化物の個数を1×106(個/mm2)以上、及び/又は、焼戻しマルテンサイト及び下部ベイナイトの一方又は両方の有効結晶粒径を10μm以下とする必要がある。 Furthermore, in the steel sheet of the present invention, in order to achieve better punched hole expansibility and low temperature toughness, the standard deviation σ of the Vickers hardness distribution is set to 15 or less, and it exists in one or both of tempered martensite and lower bainite. The number of iron-based carbides to be processed must be 1 × 10 6 (pieces / mm 2 ) or more, and / or the effective crystal grain size of one or both of tempered martensite and lower bainite must be 10 μm or less.

本発明鋼板において、引張最大強度980MPa以上と、優れた打抜き穴広げ性及び低温靭性を実現する本発明製造方法は、
(i)本発明鋼板の化学組成の鋳造スラブを、直接又は一旦冷却した後、1200℃以上に加熱して熱間圧延に供し、1050〜1100℃で粗圧延を完了し、900℃以上で仕上げ圧延を完了して熱延鋼板とし、
(ii)上記熱延鋼板を、仕上げ圧延温度から300℃までを平均冷却速度50℃/秒以上で冷却し、300℃から室温までを平均冷却速度40℃/秒以下で冷却する
ことを特徴とする。
In the steel sheet of the present invention, the maximum production strength of 980 MPa or more, and the production method of the present invention that realizes excellent punched hole expansibility and low temperature toughness,
(I) A cast slab having a chemical composition of the steel sheet of the present invention is directly or once cooled, then heated to 1200 ° C. or higher and subjected to hot rolling, and rough rolling is completed at 1050 to 1100 ° C. and finished at 900 ° C. or higher. Complete the rolling to make a hot rolled steel sheet,
(Ii) The hot-rolled steel sheet is cooled from the finish rolling temperature to 300 ° C. at an average cooling rate of 50 ° C./second or more, and is cooled from 300 ° C. to room temperature at an average cooling rate of 40 ° C./second or less. To do.

熱間圧延に先行する鋳造スラブの製造は、特定の製造方法に限定されない。高炉や電炉等による溶製に続き、各種の2次製錬を行い、化学組成を調整し、次いで、通常の連続鋳造や、インゴット法により鋳造すればよい。また、薄スラブ鋳造などの方法で鋳造してもよい。なお、鋳造スラブの原料としてスクラップを使用してもよいが、化学組成の調整が必要である。   The production of the cast slab preceding the hot rolling is not limited to a specific production method. Subsequent to smelting with a blast furnace, electric furnace, etc., various secondary smelting may be performed to adjust the chemical composition, and then casting may be performed by ordinary continuous casting or ingot method. Moreover, you may cast by methods, such as thin slab casting. Although scrap may be used as a raw material for the cast slab, adjustment of the chemical composition is necessary.

鋳造スラブを、直接又は一旦冷却した後、1200℃以上に加熱して熱間圧延に供する。1200℃以上の鋳造スラブは、室温まで冷却することなく、連続的に熱間圧延に供する。1200℃未満の鋳造スラブは、1200℃以上に加熱して熱間圧延に供する。   The cast slab is directly or once cooled, and then heated to 1200 ° C. or higher for hot rolling. A cast slab of 1200 ° C. or higher is continuously subjected to hot rolling without cooling to room temperature. The cast slab of less than 1200 ° C is heated to 1200 ° C or higher and subjected to hot rolling.

本発明鋼板においては、固溶TiやNbを用いてオーステナイト粒の粗大化抑制を行うので、鋳造時に析出したNbCやTiCを再溶解させる必要がある。   In the steel sheet of the present invention, since austenite grain coarsening is suppressed using solute Ti or Nb, it is necessary to redissolve NbC or TiC precipitated during casting.

鋳造スラブの温度が1200℃未満であると、NbやTiの炭化物の溶解に長時間を要し、その後の結晶粒の細粒化と、これによる低温靭性の向上効果が得られないので、鋳造スラブの加熱温度は1200℃以上とする。鋳造スラブの加熱温度の上限は、特に定めないが、過度の高温は、経済上好ましくないので、1300℃未満が好ましい。   When the temperature of the casting slab is less than 1200 ° C., it takes a long time to dissolve the carbides of Nb and Ti, and subsequent refinement of crystal grains and the effect of improving low-temperature toughness due to this cannot be obtained. The heating temperature of the slab is 1200 ° C. or higher. The upper limit of the heating temperature of the casting slab is not particularly defined, but an excessively high temperature is not preferable from an economical viewpoint, and is preferably less than 1300 ° C.

熱間圧延における粗圧延は、1050〜1100℃で完了する。次の仕上げ圧延を900℃以上で完了する必要があるので、粗圧延を1050〜1100℃で完了する。   The rough rolling in the hot rolling is completed at 1050 to 1100 ° C. Since the next finish rolling needs to be completed at 900 ° C. or higher, the rough rolling is completed at 1050 to 1100 ° C.

熱間圧延における仕上げ圧延は、900℃以上で完了する。   Finish rolling in hot rolling is completed at 900 ° C. or higher.

本発明鋼板は、オーステナイト粒径の細粒化のために、多量のTiやNbを含有している。それ故、仕上げ圧延の完了温度が900℃未満であると、オーステナイトが再結晶し難く、結晶粒が圧延方向に伸びて、靭性が低下し易く、また、未再結晶オーステナイトからマルテンサイト又はベイナイト変態が生じた圧延集合組織となり、打抜き穴広げ性が低下するので、仕上げ圧延温度は900℃以上とする。   The steel sheet according to the present invention contains a large amount of Ti and Nb in order to refine the austenite grain size. Therefore, if the completion temperature of the finish rolling is less than 900 ° C., the austenite is difficult to recrystallize, the crystal grains are stretched in the rolling direction, and the toughness is liable to be lowered, and the martensite or bainite transformation from unrecrystallized austenite Therefore, the finish rolling temperature is set to 900 ° C. or higher.

900℃以上で仕上げ圧延を完了した熱延鋼板を冷却する。冷却の際、仕上げ圧延温度から300℃までを平均冷却速度50℃/秒以上で冷却し、300℃から室温までを平均冷却速度40℃/秒以下で冷却する。この冷却で、引張最大強度980MP以上の高強度熱延鋼板に、優れた打抜き穴広げ性と低温靭性を付与することができる。   The hot-rolled steel sheet that has been finish-rolled at 900 ° C. or higher is cooled. At the time of cooling, from the finish rolling temperature to 300 ° C. is cooled at an average cooling rate of 50 ° C./second or more, and from 300 ° C. to room temperature is cooled at an average cooling rate of 40 ° C./second or less. By this cooling, it is possible to impart excellent punching hole expandability and low temperature toughness to a high strength hot rolled steel sheet having a maximum tensile strength of 980 MP or more.

仕上げ圧延温度から300℃までの平均冷却速度が50℃/秒未満であると、冷却途中にフェライトが生成し、主相の焼戻しマルテンサイト及び下部ベイナイトの一方又は両方の体積分率を合計で90%以上確保するのが難しいので、上記平均冷却速度は50℃/秒以上とする。なお、冷却過程でフェライトが生成しない場合は、途中の温度域で空冷してもよい。   When the average cooling rate from the finish rolling temperature to 300 ° C. is less than 50 ° C./second, ferrite is generated during the cooling, and the volume fraction of one or both of the tempered martensite and the lower bainite of the main phase is 90 in total. Since it is difficult to secure at least%, the average cooling rate is set to 50 ° C./second or more. If ferrite is not generated during the cooling process, air cooling may be performed in the middle temperature range.

300℃から室温までの平均冷却速度が40℃/秒を超えると、ビッカース硬度分布の標準偏差σが15を超え、また、鉄系炭化物が1×106(個/mm2)以上存在する焼戻しマルテンサイト及び下部ベイナイトが得られず、優れた打抜き穴広げ性と低温靭性を得ることができないので、上記平均冷却速度は40℃/秒以下とする。好ましくは1℃/秒以下であり、より好ましくは0.01℃/秒以下である。 When the average cooling rate from 300 ° C. to room temperature exceeds 40 ° C./second, the standard deviation σ of the Vickers hardness distribution exceeds 15, and tempering in which iron-based carbides exist in an amount of 1 × 10 6 (pieces / mm 2 ) or more. Since martensite and lower bainite cannot be obtained, and excellent punching hole expandability and low temperature toughness cannot be obtained, the average cooling rate is set to 40 ° C./second or less. It is preferably 1 ° C./second or less, more preferably 0.01 ° C./second or less.

40℃/秒以下の冷却速度は、ROT(Run out table)における冷却速度のみを意味するのではなく、等温保持や、巻取りも含む冷却速度である。   The cooling rate of 40 ° C./second or less does not mean only the cooling rate in ROT (Run out table), but is a cooling rate including isothermal holding and winding.

上記温度域での冷却速度の制御は、鋼板組織中の鉄系炭化物の個数密度を制御することが目的であるので、一旦、マルテンサイト変態開始温度(Ms点)以下に冷却した後、温度を上げて再加熱しても、引張最大強度980MP以上の高強度熱延鋼板に、優れた打抜き穴広げ性と低温靭性を付与することができる。   Since the purpose of controlling the cooling rate in the above temperature range is to control the number density of iron-based carbides in the steel sheet structure, the temperature is once cooled to the martensite transformation start temperature (Ms point) or lower. Even if it is raised and reheated, it is possible to impart excellent punching hole expandability and low temperature toughness to a high strength hot rolled steel sheet having a maximum tensile strength of 980 MP or more.

一般に、マルテンサイトを得るためには、フェライト変態を抑制する必要があり、50℃/秒以上の冷却速度が必要である。加えて、低温域では、熱伝達係数が比較的低くて冷え難い温度域(膜沸騰領域)から、熱伝達係数が大きく、冷え易い温度域(核沸騰温度域)に遷移するので、冷却停止温度を300℃以下とすると、冷却途中の温度が変動し易く、それに伴い材質も変動する。   Generally, in order to obtain martensite, it is necessary to suppress ferrite transformation, and a cooling rate of 50 ° C./second or more is required. In addition, in the low temperature range, the heat transfer coefficient is relatively low and it is difficult to cool down (film boiling region), and the heat transfer coefficient is large and the temperature range is easy to cool (nuclear boiling temperature range). When the temperature is 300 ° C. or lower, the temperature during cooling is likely to change, and the material also changes accordingly.

このことから、通常、冷却停止温度を300℃以上に、巻取り温度を室温以上に設定する場合が多い。それ故、300℃以下での冷却速度を制御することで、980MPa以上の引張最大強度、優れた打抜き穴広げ性と低温靭性を確保することができるとの知見が見いだされなかったと推定される。   For this reason, the cooling stop temperature is usually set to 300 ° C. or higher and the winding temperature is set to room temperature or higher in many cases. Therefore, it is presumed that the knowledge that the maximum tensile strength of 980 MPa or more, excellent punched hole expansibility and low temperature toughness can be secured by controlling the cooling rate at 300 ° C. or lower was not found.

本発明鋼板に、製造後、炭化物の析出を目的に、オンライン又はオフラインで、100〜600℃の熱処理を施しても、本発明鋼板の特性は維持される。また、本発明鋼板に、鋼板形状の矯正や、可動転位の導入により延性の向上を図る目的で、全工程終了後、圧下率0.1〜2.0%のスキンパス圧延を施してもよい。   Even if it heat-processes 100-600 degreeC on-line or offline for the purpose of precipitation of a carbide | carbonized_material after manufacture to this invention steel plate, the characteristic of this invention steel plate is maintained. In addition, the steel plate of the present invention may be subjected to skin pass rolling with a rolling reduction of 0.1 to 2.0% after the completion of all the steps in order to improve the ductility by correcting the shape of the steel plate or introducing movable dislocations.

また、本発明鋼板に、全工程終了後、鋼板表面に付着しているスケールを除去する目的で、酸洗を施してもよい。更に、酸洗後の本発明鋼板に、オンライン又はオフラインで、圧下率10%以下のスキンパス又は冷間圧延を施してもよい。   Moreover, you may perform pickling to the steel plate of this invention for the purpose of removing the scale adhering to the steel plate surface after completion | finish of all the processes. Further, the steel plate of the present invention after pickling may be subjected to skin pass or cold rolling with a rolling reduction of 10% or less online or offline.

本発明鋼板の引張最大強度980MPa以上は、熱間圧延の圧延方向に垂直な方向に切り出したJIS5号試験片を用いて、JIS Z 2241に準拠して行う引張試験による引張最大応力が、980MPa以上であることを意味する。   The maximum tensile strength of the steel sheet of the present invention is 980 MPa or more, and the maximum tensile stress by a tensile test conducted in accordance with JIS Z 2241 using a JIS No. 5 test piece cut in the direction perpendicular to the rolling direction of hot rolling is 980 MPa or more. It means that.

本発明鋼板の優れた打抜き穴広げ性は、JIS Z 2256に準拠して行う穴広げ試験における穴広げ率(λ)が、50%以上であることを意味する。該穴広げ率(λ)は、好ましくは80%以上である。   The excellent punching hole expandability of the steel sheet of the present invention means that the hole expanding ratio (λ) in a hole expanding test performed in accordance with JIS Z 2256 is 50% or more. The hole expansion rate (λ) is preferably 80% or more.

本発明鋼板の優れた低温靭性は、JIS Z 2242に準拠して行うシャルピー試験における破面遷移温度(vTrs)が−40℃以下であることを意味する。本発明鋼板は、主に自動車用途に用いられるので、3mm前後の板厚とする場合が多いので、試験片の作製に際しては、本発明鋼板の表面を研削し、2.5mmのサブサイズ試験片を作製した。   The excellent low temperature toughness of the steel sheet of the present invention means that the fracture surface transition temperature (vTrs) in the Charpy test conducted according to JIS Z 2242 is -40 ° C or lower. Since the steel sheet of the present invention is mainly used for automobiles, the thickness of the sheet is often about 3 mm. Therefore, when preparing a test piece, the surface of the steel sheet of the present invention is ground to obtain a 2.5 mm sub-size test piece. Was made.

次に、本発明の実施例について説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。   Next, examples of the present invention will be described. The conditions in the examples are one example of conditions used for confirming the feasibility and effects of the present invention, and the present invention is based on this one example of conditions. It is not limited. The present invention can adopt various conditions as long as the object of the present invention is achieved without departing from the gist of the present invention.

(実施例)
表1に示すA〜Nの発明鋼及びa〜gの比較鋼の化学組成を有する鋳造スラブを、鋳造後、直接、又は、一旦室温まで冷却した後、表2及び表3(表2の続き)に示す温度(1050〜1270℃)に加熱し、1050〜1100℃で粗圧延を完了し、次いで、表2及び表3(表2の続き)に示す温度(820〜1010℃)で仕上げ圧延を完了して、板厚2.6〜3.4mmの熱延鋼板とした。
(Example)
Cast slabs having the chemical compositions of invention steels A to N and comparative steels a to g shown in Table 1 were cast, directly or once cooled to room temperature, and then Table 2 and Table 3 (continuation of Table 2). ), The rough rolling is completed at 1050 to 1100 ° C., and then finish rolling is performed at the temperatures (820 to 1010 ° C.) shown in Table 2 and Table 3 (continuation of Table 2). Was completed to obtain a hot-rolled steel sheet having a thickness of 2.6 to 3.4 mm.

上記熱延鋼板を、表2及び表3(表2の続き)に示す平均冷却速度で冷却し、表2及び表3(表2の続き)に示す温度で巻き取った。   The hot-rolled steel sheet was cooled at an average cooling rate shown in Table 2 and Table 3 (continuation of Table 2), and wound at a temperature shown in Table 2 and Table 3 (continuation of Table 2).

Figure 0006354268
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その後、巻き取った熱延鋼板を巻き戻して、酸洗を施し、0.5%のスキンパス圧延を施した後、熱延鋼板から、圧延方向に垂直な方向にJIS5号試験片を切り出し、JIS Z 2242に準拠して引張試験を実施した。   Thereafter, the wound hot-rolled steel sheet is rewound, pickled and subjected to 0.5% skin pass rolling, and then a JIS No. 5 test piece is cut out from the hot-rolled steel sheet in a direction perpendicular to the rolling direction. A tensile test was performed in accordance with Z2242.

硬さは、JIS Z 2244に準拠して、ビッカース硬さを測定して硬度分布を得た。測定は、圧延方向に対し平行な断面において、板厚×1mmの範囲で、等間隔に300点以上行った。測定荷重は10gfとした。ビッカース硬の楮分布から標準偏差σを算出した。   The hardness was measured according to JIS Z 2244 to obtain a hardness distribution by measuring the Vickers hardness. The measurement was performed at 300 or more points at equal intervals in the range of plate thickness × 1 mm in a cross section parallel to the rolling direction. The measurement load was 10 gf. The standard deviation σ was calculated from the Vickers hardness wrinkle distribution.

穴広げ率λは、板幅に対する中心部と左右1/4位置から試験片を切り出し、JIS Z 2256に準拠して試験を行って求めた。   The hole expansion ratio λ was obtained by cutting a test piece from the center and the left and right 1/4 positions with respect to the plate width and performing a test in accordance with JIS Z 2256.

シャルピー試験をJIS Z 2242に準拠して行い、破面遷移温度を測定した。熱延鋼板は、板厚が10mm未満であったので、熱延鋼板の表裏を研削し、2.5mmとした後、試験片を採取し、シャルピー試験を実施した。   A Charpy test was performed in accordance with JIS Z 2242 to measure the fracture surface transition temperature. Since the thickness of the hot-rolled steel sheet was less than 10 mm, the front and back of the hot-rolled steel sheet were ground to 2.5 mm, and then a test piece was collected and a Charpy test was performed.

一部の熱延鋼板については、660〜720℃に加熱し、溶融亜鉛めっき処理又はめっき処理後に540〜580℃の合金化熱処理を施し、溶融亜鉛めっき鋼板(GI)、又は、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。   Some hot-rolled steel sheets are heated to 660 to 720 ° C., subjected to galvanizing treatment or alloying heat treatment at 540 to 580 ° C. after the galvanizing treatment, and galvanized steel sheets (GI) or alloyed hot dip zinc After the plated steel sheet (GA), a material test was performed.

ミクロ組織については、各組織の体積分率、鉄系炭化物の個数密度、有効結晶粒径、及び、アスペクト比を測定した。   For the microstructure, the volume fraction of each structure, the number density of iron-based carbides, the effective crystal grain size, and the aspect ratio were measured.

表4及び表5(表4の続き)に、測定結果を示す。   Table 4 and Table 5 (continuation of Table 4) show the measurement results.

Figure 0006354268
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Figure 0006354268

条件が本発明の範囲内にある発明鋼は、980MPa以上の引張最大強度、優れた打抜き穴広げ性、及び、低温靭性を有することが解る。   It can be seen that the invention steel whose conditions are within the scope of the present invention has a maximum tensile strength of 980 MPa or more, excellent punched hole expansibility, and low temperature toughness.

一方、スラブ加熱温度が1200℃未満の鋼A−5、鋼C−5、鋼D−6、鋼E−4、鋼J−3、及び、鋼M−3は、鋳造時に析出したTiやNbの炭化物が溶解し難いため、熱延条件が本発明の範囲内あるとしても、組織の体積分率や、有効結晶粒径が、本発明の範囲外であり、強度や低温靭性に劣っている。   On the other hand, steel A-5, steel C-5, steel D-6, steel E-4, steel J-3, and steel M-3 with a slab heating temperature of less than 1200 ° C. are Ti and Nb precipitated during casting. Therefore, even if the hot rolling conditions are within the scope of the present invention, the volume fraction of the structure and the effective crystal grain size are outside the scope of the present invention, and the strength and low temperature toughness are inferior. .

鋼A−6、鋼C−6、鋼D−7、鋼E−5、及び、鋼J−4は、仕上げ圧延温度が低すぎて、未再結晶オーステナイト域での圧延となり、その圧延集合組織を引き継いだため、打抜き穴広げ性に劣り、また、圧延方向に延ばされた結晶粒となるため、アスペクト比が大きく、靭性に劣っている。   Steel A-6, Steel C-6, Steel D-7, Steel E-5, and Steel J-4 are rolled in the non-recrystallized austenite region because the finish rolling temperature is too low. Therefore, the punching hole expandability is inferior, and the crystal grains are elongated in the rolling direction, so that the aspect ratio is large and the toughness is inferior.

鋼A−7、鋼C−7、鋼D−8、鋼E−6、及び、鋼M−4は、仕上げ圧延温度から300℃までの冷却速度が50℃/秒未満であり、冷却中に多量のフェライトが生成してしまい、強度の確保が難しいとともに、フェライトとマルテンサイト界面が破壊の起点になるため、低温靭性に劣っている。   Steel A-7, Steel C-7, Steel D-8, Steel E-6, and Steel M-4 have a cooling rate from the finish rolling temperature to 300 ° C. of less than 50 ° C./sec. A large amount of ferrite is generated, and it is difficult to ensure strength, and the interface between ferrite and martensite is the starting point of fracture, so that the low temperature toughness is inferior.

鋼A−8、鋼C−8、鋼D−9、鋼E−7、鋼J−5、及び、鋼M−5は、300℃から室温までの冷却速度が40℃/秒を超え、炭化物の析出量が不十分となり、低温靭性に劣っている。   Steel A-8, Steel C-8, Steel D-9, Steel E-7, Steel J-5, and Steel M-5 have a cooling rate from 300 ° C. to room temperature exceeding 40 ° C./second, and are carbides. Insufficient precipitation amount and low temperature toughness.

鋼A−9、鋼A−10、鋼C−9、鋼C−10、鋼D−10、鋼D−11、鋼E−8、鋼E−9、鋼J−6、鋼J−7、鋼M−6、及び、鋼M−7に示すように、合金化溶融亜鉛めっき処理、又は、合金化溶融亜鉛めっき処理を施しても、本発明鋼板の特性が維持されている。   Steel A-9, Steel A-10, Steel C-9, Steel C-10, Steel D-10, Steel D-11, Steel E-8, Steel E-9, Steel J-6, Steel J-7, As shown in Steel M-6 and Steel M-7, the properties of the steel sheet of the present invention are maintained even when alloyed hot dip galvanizing or alloying hot dip galvanizing is performed.

一方、化学組成が本発明の範囲を満たさない鋼a〜gにおいては、980MPa以上の引張最大強度、優れた打抜き穴広げ性、及び、低温靭性を備えていない。   On the other hand, steels a to g whose chemical compositions do not satisfy the scope of the present invention do not have a maximum tensile strength of 980 MPa or more, excellent punched hole expansibility, and low temperature toughness.

前述したように、本発明によれば、980MPa以上の引張最大強度を有し、打抜き穴広げ性と低温靭性に優れる高強度熱延鋼板と、該鋼板を安定して製造できる製造方法を提供することができる。そして、本発明の高強度熱延鋼板は、加工が容易で、かつ、極寒冷地での使用に耐え得るので、本発明は、産業上の利用可能性が極めて高いものである。   As described above, according to the present invention, a high-strength hot-rolled steel sheet having a maximum tensile strength of 980 MPa or more and excellent in punching hole expandability and low-temperature toughness, and a manufacturing method capable of stably manufacturing the steel sheet are provided. be able to. The high-strength hot-rolled steel sheet of the present invention is easy to process and can withstand use in extremely cold regions, so the present invention has extremely high industrial applicability.

Claims (5)

化学組成が、質量%で、
C :0.01〜0.20%、
Si:2.50%以下(0は含まない)、
Mn:4.00%以下(0は含まない)、
P :0.10%以下(0は含まない)、
S :0.03%以下(0は含まない)、
Al:0.001〜2.00%、
N :0.01%以下(0は含まない)、
O :0.01%以下(0は含まない)、
Ti及びNbの1種又は2種:合計で0.01〜0.30%
を含み、残部鉄及び不可避的不純物からなり、
ミクロ組織が、焼戻しマルテンサイト及び下部ベイナイトの一方又は両方を体積分率で合計90%以上含有し、
前記焼戻しマルテンサイト及び下部ベイナイトの一方又は両方に、鉄系炭化物が1×10 6 (個/mm 2 )以上存在し、
前記焼戻しマルテンサイト及び下部ベイナイトの一方又は両方の有効結晶粒径が10μm以下であり、
前記焼戻しマルテンサイト及び下部ベイナイトの一方又は両方の有効結晶粒のアスペクト比が2以下であり、
ビッカース硬度分布の標準偏差σが15以下である
ことを特徴とする打抜き穴広げ性と低温靭性に優れた引張最大強度980MPa以上の高強度熱延鋼板。
Chemical composition is mass%,
C: 0.01-0.20%,
Si: 2.50% or less (excluding 0),
Mn: 4.00% or less (0 is not included),
P: 0.10% or less (excluding 0),
S: 0.03% or less (excluding 0),
Al: 0.001 to 2.00%,
N: 0.01% or less (excluding 0),
O: 0.01% or less (excluding 0),
One or two of Ti and Nb: 0.01 to 0.30% in total
Consisting of the balance iron and unavoidable impurities,
The microstructure contains one or both of tempered martensite and lower bainite in a volume fraction of 90% or more in total,
In one or both of the tempered martensite and the lower bainite, iron-based carbides are present in an amount of 1 × 10 6 (pieces / mm 2 ) or more,
The effective crystal grain size of one or both of the tempered martensite and lower bainite is 10 μm or less,
The aspect ratio of the effective crystal grain of one or both of the tempered martensite and the lower bainite is 2 or less,
A high-strength hot-rolled steel sheet having a maximum tensile strength of 980 MPa and excellent in punching hole expansibility and low-temperature toughness, characterized in that the standard deviation σ of Vickers hardness distribution is 15 or less.
前記化学組成が、更に、質量%で、
Cu:0.01〜2.00%、
Ni:0.01〜2.00%、
Mo:0.01〜1.00%、
V :0.01〜0.30%、
Cr:0.01〜2.00%
の1種又は2種以上を含む
ことを特徴とする請求項1に記載の打抜き穴広げ性と低温靭性に優れた引張最大強度980MPa以上の高強度熱延鋼板。
The chemical composition is further mass%,
Cu: 0.01-2.00%,
Ni: 0.01 to 2.00%,
Mo: 0.01 to 1.00%,
V: 0.01 to 0.30%,
Cr: 0.01-2.00%
The high-strength hot-rolled steel sheet having a maximum tensile strength of 980 MPa and excellent in punching hole expansibility and low-temperature toughness according to claim 1, comprising one or more of the following.
前記化学組成が、更に、質量%で、
Mg:0.0005〜0.01%、
Ca:0.0005〜0.01%、
REM:0.0005〜0.10%
の1種又は2種以上を含む
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の打抜き穴広げ性と低温靭性に優れた引張最大強度980MPa以上の高強度熱延鋼板。
The chemical composition is further mass%,
Mg: 0.0005 to 0.01%,
Ca: 0.0005 to 0.01%,
REM: 0.0005 to 0.10%
The high-strength hot-rolled steel sheet having a tensile maximum strength of 980 MPa or more excellent in punching hole expansibility and low-temperature toughness according to claim 1 or 2 , comprising one or more of the following.
請求項1〜のいずれか1項に記載の打抜き穴広げ性と低温靭性に優れた引張最大強度980MPa以上の高強度熱延鋼板の製造方法であって、
(i)請求項1〜のいずれか1項に記載の化学組成の鋳造スラブを、直接又は一旦冷却した後、1200℃以上に加熱して熱間圧延に供し、1050〜1100℃で粗圧延を完了し、次いで、900℃以上で仕上げ圧延を完了して熱延鋼板とし、
(ii)上記熱延鋼板を、仕上げ圧延温度から300℃までを平均冷却速度50℃/秒以上で冷却し、300℃から室温までを平均冷却速度40℃/秒以下で冷却する
ことを特徴とする打抜き穴広げ性と低温靭性に優れた引張最大強度980MPa以上の高強度熱延鋼板の製造方法。
A method for producing a high-strength hot-rolled steel sheet having a maximum tensile strength of 980 MPa or more excellent in punched hole expansibility and low-temperature toughness according to any one of claims 1 to 3 ,
(I) After the casting slab having the chemical composition according to any one of claims 1 to 3 is directly or once cooled, the cast slab is heated to 1200 ° C. or more and subjected to hot rolling, and is roughly rolled at 1050 to 1100 ° C. Then, finish rolling is completed at 900 ° C. or higher to form a hot-rolled steel sheet,
(Ii) The hot-rolled steel sheet is cooled from the finish rolling temperature to 300 ° C. at an average cooling rate of 50 ° C./second or more, and is cooled from 300 ° C. to room temperature at an average cooling rate of 40 ° C./second or less. A method for producing a high-strength hot-rolled steel sheet having a maximum tensile strength of 980 MPa or more, which is excellent in punching hole expandability and low-temperature toughness.
前記冷却の後、亜鉛めっき処理を行うことを特徴とする請求項に記載の打抜き穴広げ性と低温靭性に優れた引張最大強度980MPa以上の高強度熱延鋼板の製造方法。 The method for producing a high-strength hot-rolled steel sheet having a maximum tensile strength of 980 MPa and excellent in punching hole expansibility and low-temperature toughness according to claim 4 , wherein galvanizing is performed after the cooling.
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