JP6828622B2 - Hot-pressed steel sheet and its manufacturing method, and hot-press formed member and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、加工性に優れた熱間プレス用鋼板とその製造方法、ならびに耐衝撃性に優れた熱間プレス成形部材とその製造方法に関する。 The present invention relates to a steel sheet for hot pressing having excellent workability and a method for manufacturing the same, and a hot press forming member having excellent impact resistance and a method for manufacturing the same.
近年、自動車には、車体を軽量化して燃費を高め、炭酸ガスの排出量を低減するため、また、衝突時、衝突エネルギーを吸収して、搭乗者の保護・安全を確保するため、高強度鋼板が多く使用されている。しかし、一般に、鋼板を高強度化すると、成形性(延性、穴拡げ性等)が低下し、複雑な形状への加工が困難になるので、強度と成形性(延性、穴拡げ性等)の両立を図ることは簡単ではなく、これまで、種々の技術が提案されている。 In recent years, automobiles have high strength in order to reduce the weight of the vehicle body, improve fuel efficiency, reduce carbon dioxide emissions, and absorb collision energy in the event of a collision to ensure the protection and safety of passengers. Steel plates are often used. However, in general, when the strength of a steel sheet is increased, the formability (ductility, hole expandability, etc.) decreases, and it becomes difficult to process into a complicated shape. Therefore, the strength and formability (ductility, hole expandability, etc.) It is not easy to achieve both, and various technologies have been proposed so far.
これに対し、特許文献1に開示されるように、加熱した鋼板をプレス成形する熱間プレスと呼ばれる方法によれば、鋼板が高温で軟質、高延性になっているため、複雑な形状に
寸法精度よく成形することが可能である。さらに、熱間プレス法によれば、鋼板をオーステナイト域に加熱しておき金型内で急冷(焼入れ)することにより、マルテンサイト変態
による鋼板の高強度化も同時に達成できる。
On the other hand, as disclosed in
熱間プレス法において、部材の形状精度を高めることが課題となる。これに対し、特許文献2には、室温で予め所定の形状に成形した後にオーステナイト域に加熱し、金型内で急冷することにより、鋼板の高強度化と部材の形状精度の向上とを同時に達成する、予プレスクエンチ法が開示されている。
In the hot pressing method, it is an issue to improve the shape accuracy of the member. On the other hand, in
自動車用部材においては、1つの部材の内部において、特性の異なる領域をつなぎ合わせることで、特性の改善を図る場合がある。熱間プレス法において、例えば特許文献3、4では、予め「テーラードブランク溶接」によって特性が異なる鋼板をつなぎ合せ、熱間プレス工法で成形することにより、場所によって異なる材質を有する部材を一体成形する技術が開示されている。
In an automobile member, the characteristics may be improved by connecting regions having different characteristics inside one member. In the hot press method, for example, in
しかしながら、テーラードブランク溶接により製造した熱間プレス用母材では、溶接部および溶接熱影響部(Heat Affected Zone:HAZ)において極端に加工性が劣化する場合があり、製造工程における課題となる。具体的には、溶接部および/またはHAZが脆化するため、熱間プレス工程に供するために母材を切断する際、溶接線に沿って割れが伝播し、母材が破断する危険性がある。また、溶接部および/またはHAZの成形性が劣化するため、熱間プレス前に行う予プレスにおいて母材が破断し、予プレスクエンチ法が適用できない場合がある。 However, in the hot press base material manufactured by tailored blank welding, the workability may be extremely deteriorated in the welded portion and the heat-affected zone (HAZ), which is a problem in the manufacturing process. Specifically, since the welded portion and / or HAZ becomes brittle, there is a risk that cracks will propagate along the weld line and the base metal will break when the base metal is cut for use in the hot pressing process. is there. Further, since the formability of the welded portion and / or HAZ is deteriorated, the base metal may be broken in the prepress performed before the hot press, and the prepress quench method may not be applicable.
また、特許文献5では、鋼板の化学組成を制御し熱間プレス中のミクロ組織の成長を抑制し、母相オーステナイト粒径を微細化することで、部材の耐衝撃性を高める技術が開示されている。しかしながら、テーラードブランク溶接を行った母材では、溶接部および/またはHAZにおいて熱間プレス前にミクロ組織が粗大化するため、熱間プレス中の母相オーステナイト粒径の微細化が困難となり、溶接部および/またはHAZにおける靭性が劣化する場合がある。
Further,
あるいは、特許文献6,7では、熱間プレス工程に置いてプレス中の部材の冷却速度を場所ごとに分けて制御し、ミクロ組織の相変態を制御することで、場所によって異なる材質を有する部材を一体成形する技術が開示されている。しかしながら、この技術では部材の板厚を場所ごとに適正化することはできず、部材を十分に軽量化できない場合がある。 Alternatively, in Patent Documents 6 and 7, a member having a different material depending on the place is controlled by controlling the cooling rate of the member being pressed separately for each place in the hot pressing process and controlling the phase transformation of the microstructure. The technique of integrally molding the above is disclosed. However, with this technique, the plate thickness of the member cannot be optimized for each place, and the member may not be sufficiently lightened.
本発明は、熱間プレス成形部材において、更なる軽量化と耐衝撃性の向上が求められていることに鑑み、化学組成および/または板厚の異なる2種以上の鋼板からなる、突き合わせ溶接継手を有する、加工性に優れた熱間プレス用鋼板およびその製造方法と、同鋼板を用いて得られる耐衝撃特性に優れた熱間プレス成形部材およびその製造方法を提供することを目的とする。 In view of the demand for further weight reduction and improvement of impact resistance in hot press-formed members, the present invention is a butt welded joint made of two or more types of steel plates having different chemical compositions and / or plate thicknesses. It is an object of the present invention to provide a steel sheet for hot pressing having excellent workability and a method for manufacturing the same, and a hot press molded member having excellent impact resistance obtained by using the steel sheet and a method for manufacturing the same.
本発明者らは、上記課題を解決する手法について、図1に示されるような鋼板1、鋼板2とを突き合わせ溶接して形成した突き合わせ溶接部及びその近傍における硬度、板厚及び結晶粒径が、突き合わせ溶接継手の熱間プレス前の加工性と熱間プレス後の耐衝撃特性に与える影響を鋭意研究した。その結果、以下の要件によって、(1)突き合わせ溶接継手の熱間プレス前の加工性の向上と、(2)熱間プレス後の耐衝撃特性の向上とを両立できることが分かった。
(1)鋼板1、鋼板2と、これら鋼板1、2の突き合わせ溶接部からなる範囲における硬度と板厚の積HTの分布において、溶接部およびHAZにかけてのHTと鋼板1および鋼板2におけるHTとの比を1に近づけ、かつ、当該範囲における最大硬度と上記鋼板1、鋼板2のより硬い側の硬度との硬度差を小さくすること;
(2)さらに、鋼板1、鋼板2と、これら鋼板1、2の突き合わせ溶接部からなる範囲の有効結晶粒径の分布において、溶接部およびHAZにかけての有効結晶粒径の最大値と、上記鋼板1、鋼板2の有効結晶粒径の平均値のうち粗大な方の有効結晶粒径の平均値との比を小さくすること。
Regarding the method for solving the above problems, the present inventors have determined the hardness, plate thickness and crystal grain size of the butt welded portion formed by butt welding the
(1) In the distribution of the product HT of hardness and plate thickness in the range consisting of the
(2) Further, in the distribution of the effective crystal grain size in the range consisting of the
また、当該熱間プレス用鋼板を得るにあたり、熱間プレス用鋼板の製造工程における半製品である熱延鋼板および/または冷延鋼板を突き合わせ溶接した後に、溶接部およびHAZを含む鋼板全体を適正に熱処理することで、加工性に優れた熱間プレス用鋼板を製造できることが分かった。 Further, in obtaining the hot-pressed steel sheet, after the hot-rolled steel sheet and / or the cold-rolled steel sheet, which are semi-finished products in the manufacturing process of the hot-pressed steel sheet, are butt-welded, the entire steel sheet including the welded portion and HAZ is appropriately applied. It was found that a steel sheet for hot pressing with excellent workability can be produced by heat-treating.
さらに、同熱間プレス用鋼板を、適正な条件で加熱し、プレス成形することにより、耐衝撃特性に優れた熱間プレス成形部材を製造できることが分かった。 Furthermore, it was found that a hot press-molded member having excellent impact resistance can be manufactured by heating the same hot-pressed steel sheet under appropriate conditions and press-molding it.
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下のとおりである。
(1)異なる鋼板およびそれらの突き合わせ溶接部からなり、
前記異なる鋼板のうち少なくとも1種の鋼板の化学組成が式(1)を満たし、
前記突き合わせ溶接部及び溶接熱影響部を含む領域の硬度と板厚の積HTの分布における最小値HTminが、前記異なる鋼板のうち1つの鋼板における平均値HT1と前記異なる鋼板のうち他の鋼板における平均値HT2のうち小さい方の値の0.80倍以上であり、
前記HTの分布における最大値HTmaxが前記HT1とHT2のうち大きい方の値の1.50倍以下であり、
前記突き合わせ溶接部及び溶接熱影響部を含む領域の硬度の最大値Hmaxと前記1つの鋼板における硬度H1と前記他の鋼板における硬度H2のうち大きい方の値との差ΔHが100Hv以下であり、
かつ、Hmaxが400Hv以下であり、
前記突き合わせ溶接部及び溶接熱影響部を含む領域の有効結晶粒径の分布において、前記1つの鋼板の有効結晶粒径の平均値と前記他の鋼板の有効結晶粒径の平均値のうち大きい方の有効結晶粒径dと、前記有効結晶粒径の最大値dmaxとの比(dmax/d)が5.0以下であり、
さらに、突き合わせ溶接部及び溶接熱影響部を含む領域において、前記異なる鋼板のうち前記1つの鋼板の炭化物の短径の平均値と前記異なる鋼板の炭化物の短径の平均値のうち大きい方の短径rと、炭化物の短径の最大値rmaxとの比(rmax/r)が3.0以下であることを特徴とする熱間プレス用鋼板。
(2)質量%で、
C:0.050%〜0.800%、
Si:0.001%〜3.00%、
Mn:0.01%〜13.0%、
P:0.100%以下、
S:0.0100%以下、
Al:0.001%〜2.500%、
N:0.0150%以下、
O:0.0050%以下、
を含有し、残部が鉄および不可避不純物からなる1つの鋼板と、
前記鋼板とは化学組成および/または板厚の異なる1種以上の他の鋼板とを、溶接部における板厚比を3.0以下として突き合わせ溶接し、
溶接した全ての鋼板のうち少なくとも1つの鋼板の(Ac1−50)℃を上回る温度まで加熱する熱処理を行い、
前記熱処理は、加熱開始から冷却開始までの温度履歴が式(2)を満たし、且つ
冷却開始から冷却完了までの温度履歴が式(4)を満たすことを特徴とする熱間プレス用鋼板の製造方法。
(3)前記1つの鋼板の化学組成が、
Feの一部に替えて、更に質量%で、
Cr:0.03〜5.00%
Mo:0.03〜5.00%
Ni:0.03〜5.00%
Cu:0.03〜5.00%
W:0.03〜5.00%
B:0.0004〜0.0100%
Nb:0.005〜0.200%
Ti:0.010〜0.500%
V:0.05〜2.00%
Sb:0.003〜1.000%
Sn:0.005〜1.000%
Ca:0.0010〜0.0100%
Ce:0.0010〜0.0100%
Mg:0.0010〜0.0100%
Zr:0.0010〜0.0100%
La:0.0010〜0.0100%
Hf:0.0010〜0.0100%
REM:0.0010〜0.0100%
のいずれか1種以上を含むことを特徴とする(2)に記載の熱間プレス用鋼板の製造方法。
(4)突き合わせ溶接後に溶接部を研削することを特徴とする(2)または(3)に記載の熱間プレス用鋼板の製造方法。
(5)前記1つの鋼板及び他の鋼板のうち少なくともいずれかの鋼板が、熱延鋼板に0.01〜85%の冷間圧延を施した冷延鋼板であることを特徴とする(2)〜(4)のうちいずれかに記載の熱間プレス用鋼板の製造方法。
(6)異なる鋼板およびそれらの突き合せ溶接部を有し、
前記突き合わせ溶接部及び溶接熱影響部を含む領域の硬度と板厚の積HT*の分布における最小値HT* minが、前記異なる鋼板のうち1つの鋼板における平均値HT* 1と前記異なる鋼板のうち他の鋼板における平均値HT* 2のうち小さい方の値の0.80倍以上であり、
前記HT*の分布における最大値HT* maxが前記HT* 1とHT* 2のうち大きい方の値の1.20倍以下であり、
前記突き合わせ溶接部及び溶接熱影響部を含む領域の硬度の最大値H* maxと前記1つの鋼板における硬度H* 1と前記他の鋼板における硬度H* 2のうち大きい方の値との差ΔH*が50Hv以下であり、かつ、前記硬度H* 1と前記硬度H* 2のうち大きい方の値が300Hv以上であり、
前記突き合わせ溶接部及び溶接熱影響部を含む領域の母相オーステナイト粒径の最大値Dmaxと前記1つの鋼板における母相オーステナイト粒径D1と前記他の鋼板における母相オーステナイト粒径D2のうち大きい方の値との比が5.0倍以下であり、
前記突き合わせ溶接部及び溶接熱影響部における粒子径1.0μm以上の炭化物の平均密度が1.0×1.0×1010m−2以下であることを特徴とする熱間プレス成形部材。
(7)前記(1)に記載の熱間プレス用鋼板を用い、
最高加熱温度が式(1)を満たす鋼板におけるAc3温度以上とし、
550℃から加熱終了までの温度履歴が式(5)を満たす熱処理を行うことを特徴とする、熱間プレス成形部材の製造方法。
(8)熱間プレス後に焼戻処理を施すことを特徴とする、(7)に記載の熱間プレス成形部材の製造方法。
The present invention has been made based on the above findings, and the gist thereof is as follows.
(1) Consists of different steel plates and their butt welds
The chemical composition of at least one of the different steel sheets satisfies the formula (1).
The minimum value HT min in the distribution of the product HT of the product hardness and the plate thickness of the region including the butt welded portion and the weld heat affected zone is the average value HT 1 of one of the different steel plates and the other of the different steel plates. It is 0.80 times or more of the smaller value of the average value HT 2 of the steel sheet.
The maximum value HT max in the distribution of the HT is 1.50 times or less of the larger value of the HT 1 and the HT 2 .
The difference ΔH between the maximum value H max of the hardness of the region including the butt weld and the weld heat affected zone and the larger value of the hardness H 1 of the one steel sheet and the hardness H 2 of the other steel sheet is 100 Hv or less. And
And H max is 400Hv or less,
In the distribution of the effective crystal grain size of the region including the butt welded portion and the welding heat affected portion, the larger of the average value of the effective crystal grain size of the one steel plate and the average value of the effective crystal grain size of the other steel plate is larger. The ratio (d max / d) of the effective crystal grain size d of the above to the maximum value d max of the effective crystal grain size is 5.0 or less.
Further, in the region including the butt welded portion and the welding heat affected portion, the larger shorter of the average value of the minor diameters of the charcoal of the one steel plate and the average value of the minor diameters of the charcoal of the different steel plate among the different steel plates. A steel sheet for hot pressing, characterized in that the ratio (r max / r) of the diameter r to the maximum value r max of the minor axis of the carbide is 3.0 or less.
(2) By mass%
C: 0.050% to 0.800%,
Si: 0.001% to 3.00%,
Mn: 0.01% to 13.0%,
P: 0.100% or less,
S: 0.0100% or less,
Al: 0.001% to 2.500%,
N: 0.0150% or less,
O: 0.0050% or less,
And one steel sheet containing iron and unavoidable impurities in the balance,
One or more other steel plates having a chemical composition and / or a plate thickness different from those of the steel plate are butt-welded with a plate thickness ratio of 3.0 or less at the welded portion.
It welded at least one steel plate of all the steel plates (A c1 -50) followed by heat treatment of heating to a temperature above the ° C.,
The heat treatment is for producing a steel sheet for hot pressing, wherein the temperature history from the start of heating to the start of cooling satisfies the formula (2), and the temperature history from the start of cooling to the completion of cooling satisfies the formula (4). Method.
(3) The chemical composition of the one steel sheet is
Instead of a part of Fe, in mass%,
Cr: 0.03 to 5.00%
Mo: 0.03 to 5.00%
Ni: 0.03 to 5.00%
Cu: 0.03 to 5.00%
W: 0.03 to 5.00%
B: 0.0004 to 0.0100%
Nb: 0.005 to 0.200%
Ti: 0.010 to 0.500%
V: 0.05 to 2.00%
Sb: 0.003 to 1.000%
Sn: 0.005 to 1.000%
Ca: 0.0010 to 0.0100%
Ce: 0.0010 to 0.0100%
Mg: 0.0010 to 0.0100%
Zr: 0.0010 to 0.0100%
La: 0.0010 to 0.0100%
Hf: 0.0010 to 0.0100%
REM: 0.0010 to 0.0100%
The method for producing a steel sheet for hot pressing according to (2), which comprises any one or more of the above.
(4) The method for manufacturing a steel sheet for hot pressing according to (2) or (3), wherein the welded portion is ground after butt welding.
(5) At least one of the one steel sheet and the other steel sheet is a cold-rolled steel sheet obtained by subjecting a hot-rolled steel sheet to cold rolling of 0.01 to 85% (2). The method for manufacturing a steel sheet for hot rolling according to any one of (4).
(6) Having different steel plates and their butt welds,
The minimum value HT * min in the distribution of the product HT * of the hardness and the plate thickness of the region including the butt welded portion and the weld heat affected zone is the average value HT * 1 of one of the different steel plates and that of the different steel plate. Of these, the average value of HT * 2 for other steel sheets is 0.80 times or more of the smaller value.
The HT * maximum HT * max in the distribution of not more than 1.20 times the greater of the HT * 1 and HT * 2,
The difference between the value of the greater of the hardness H * 2 in hardness H * 1 and the other steel plate at the maximum value H * max and the one steel sheet in the hardness of the region including the butt weld and heat affected zone ΔH * Is 50 Hv or less, and the larger value of the hardness H * 1 and the hardness H * 2 is 300 Hv or more.
The maximum value D max of the matrix austenite particle diameter in the region including the butt weld and the weld heat affected zone, the matrix austenite particle diameter D 1 in the one steel sheet, and the matrix austenite particle diameter D 2 in the other steel sheet. The ratio with the larger value is 5.0 times or less,
A hot press-formed member having an average density of carbides having a particle diameter of 1.0 μm or more in the butt welded portion and the heat-affected zone of welding being 1.0 × 1.0 × 10 10 m- 2 or less.
(7) Using the hot press steel sheet according to (1) above,
Set the maximum heating temperature to Ac3 temperature or higher on the steel sheet satisfying the formula (1).
A method for manufacturing a hot press-molded member, which comprises performing a heat treatment in which a temperature history from 550 ° C. to the end of heating satisfies the formula (5).
(8) The method for manufacturing a hot-press molded member according to (7), wherein the hot-pressing treatment is performed after the hot-pressing.
本発明によれば、加工性に優れた熱間プレス用鋼板と、同鋼板を用いて得られる耐衝撃特性に優れた熱間プレス成形部材を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a steel sheet for hot pressing having excellent workability and a hot press forming member having excellent impact resistance properties obtained by using the steel sheet.
以下、本発明の熱間プレス用鋼板とその製造方法について説明する。
本発明の熱間プレス用鋼板は、化学組成および/または板厚の異なる2種以上の鋼板およびそれらの突き合わせ溶接部からなり、熱間プレス用鋼板が熱間プレスによって十分な強度を発揮するには、十分な量のCを含み、かつ十分な焼入性を有する必要がある。具体的には熱間プレス用鋼板を構成する母材としての鋼板(以下、「母材鋼板」ともいう。)の少なくとも1つは下記の式(1)を満たす必要がある。
The hot-pressed steel sheet of the present invention is composed of two or more types of steel sheets having different chemical compositions and / or plate thicknesses and their butt welds, so that the hot-pressed steel sheet exhibits sufficient strength by hot-pressing. Must contain a sufficient amount of C and have sufficient hardenability. Specifically, at least one of the steel plates as the base material (hereinafter, also referred to as “base material steel plate”) constituting the hot press steel plate needs to satisfy the following formula (1).
式(1)を満たさない母材鋼板では、焼入によって得られる最大強度および/または焼入性が不足するため、熱間プレスによって300Hv以上の硬度を得ることは困難である。熱間プレス後の強度を更に高めるには、式(1)の左辺は1.15以上とすることが好ましく、1.50以上とすることが更に好ましい。 It is difficult to obtain a hardness of 300 Hv or more by hot pressing because the maximum strength and / or hardenability obtained by quenching is insufficient for the base steel sheet that does not satisfy the formula (1). In order to further increase the strength after hot pressing, the left side of the formula (1) is preferably 1.15 or more, and more preferably 1.50 or more.
但し、本発明の熱間プレス用鋼板において、2枚目以降の母材鋼板は式(1)を満たさなくても構わない。特に、熱間プレス成形部材において硬度300Hv未満の低強度としたい部位には式(1)を満たさない母材鋼板を用いることが好ましく、式(1)の左辺が0.85以下となる鋼板を用いることが更に好ましい。 However, in the hot press steel sheet of the present invention, the second and subsequent base steel sheets do not have to satisfy the formula (1). In particular, it is preferable to use a base steel sheet that does not satisfy the formula (1) for a portion of the hot press-formed member that is desired to have a low strength of less than 300 Hv, and a steel plate having a left side of the formula (1) of 0.85 or less is used. It is more preferable to use it.
(化学組成)
本発明の熱間プレス用鋼板を構成する母材鋼板の少なくとも1種以上の母材鋼板は、本発明の熱間プレス成形部材における硬度を300Hv以上とするため、下記の化学組成を有する鋼板を用いることが好ましい。なお、化学組成に関して%は質量%を表わす。
(Chemical composition)
At least one of the base steel sheets constituting the hot press steel sheet of the present invention is a steel sheet having the following chemical composition in order to make the hardness of the hot press molded member of the
(C:0.050〜0.800%)
Cは、強度の向上に寄与する元素である。C含有量が0.050%未満であると、熱間プレス後の硬度が300Hvに到達しないため、含有量は0.050%以上とすることが好ましい。Cは0.090%以上含有することが好ましく、0.140%以上含有することがより好ましい。一方、C含有量が0.800%を超えると、鋳造スラブが脆化して割れやすくなるため、含有量は0.800%以下とすることが好ましい。また、突き合わせ溶接における溶接性が劣化するため、Cの含有量は0.550%以下とすることが好ましい。熱間プレス用鋼板の溶接性を確保するため、Cの含有量は0.400%以下とすることがより一層好ましい。
(C: 0.050 to 0.800%)
C is an element that contributes to the improvement of strength. If the C content is less than 0.050%, the hardness after hot pressing does not reach 300 Hv, so the content is preferably 0.050% or more. C is preferably contained in an amount of 0.090% or more, more preferably 0.140% or more. On the other hand, if the C content exceeds 0.800%, the cast slab becomes brittle and easily cracked, so the content is preferably 0.800% or less. Further, since the weldability in butt welding deteriorates, the C content is preferably 0.550% or less. In order to ensure the weldability of the hot-pressed steel sheet, the C content is more preferably 0.400% or less.
(Si:0.001〜3.00%)
Siは、鉄系炭化物を微細化し、強度と成形性の向上に寄与する元素であるが、鋼を脆化する元素でもある。Si含有量が3.00%を超えると、鋳造スラブが脆化して割れ易くなり、また、溶接性が低下するので、Si含有量は3.00%以下とすることが好ましい。耐衝撃性を確保する点で、2.20%以下が好ましく、1.70%以下がより好ましい。一方、Siの含有量を0.001%未満に低減するには特別な処理が必要となるため、Si含有量は0.001%以上とすることが好ましい。鋼を強化するには、Siの含有量は0.010%以上が好ましく、0.030%以上とすることがより好ましい。
(Si: 0.001 to 3.00%)
Si is an element that refines iron-based carbides and contributes to the improvement of strength and moldability, but it is also an element that embrittles steel. If the Si content exceeds 3.00%, the cast slab becomes brittle and easily cracked, and the weldability deteriorates. Therefore, the Si content is preferably 3.00% or less. From the viewpoint of ensuring impact resistance, 2.20% or less is preferable, and 1.70% or less is more preferable. On the other hand, since a special treatment is required to reduce the Si content to less than 0.001%, the Si content is preferably 0.001% or more. In order to strengthen the steel, the Si content is preferably 0.010% or more, more preferably 0.030% or more.
(Mn:0.01〜13.0%)
Mnは、焼入れ性を高めて、強度の向上に寄与する元素であるが、鋼を脆化する元素でもある。Mnの含有量が13.0%を超えると、鋳造スラブが脆化して割れ易くなり、また、溶接性が劣化するため、Mnは13.0%以下とすることが好ましい。鋳造スラブの脆化を防ぐには、Mn含有量は10.0%以下とすることが好ましく、7.00%以下とすることが更に好ましい。一方、Mnの含有量を0.01%未満とするには特殊な処理が必要となるため、Mnの含有量は0.01%以上とすることが好ましい。鋼を強化するには、Mnは0.10%以上含有することが好ましく、0.50%以上添加することが更に好ましい。
(Mn: 0.01 to 13.0%)
Mn is an element that enhances hardenability and contributes to the improvement of strength, but is also an element that embrittles steel. If the Mn content exceeds 13.0%, the cast slab becomes brittle and easily cracked, and the weldability deteriorates. Therefore, the Mn content is preferably 13.0% or less. In order to prevent embrittlement of the cast slab, the Mn content is preferably 10.0% or less, and more preferably 7.00% or less. On the other hand, since a special treatment is required to reduce the Mn content to less than 0.01%, the Mn content is preferably 0.01% or more. In order to strengthen the steel, Mn is preferably contained in an amount of 0.10% or more, and more preferably 0.50% or more.
(Al:0.001〜2.500%)
Alは、脱酸材として機能するが、一方で、鋼を脆化する元素でもある。Al含有量が0.001%未満であると、脱酸効果が十分に得られないので、Al含有量は0.001%以上とすることが好ましい。一方、Alの含有量が2.500%を超えると、粗大な酸化物が生成し、鋳造スラブが割れ易くなるため、Al含有量は2.500%以下とすることが好ましい。良好なスポ溶接性を確保する点で、Alの含有量は2.000%以下が好ましい。
(Al: 0.001-2.500%)
Al functions as a deoxidizing material, but on the other hand, it is also an element that embrittles steel. If the Al content is less than 0.001%, the deoxidizing effect cannot be sufficiently obtained. Therefore, the Al content is preferably 0.001% or more. On the other hand, if the Al content exceeds 2.500%, coarse oxides are generated and the cast slab is easily cracked. Therefore, the Al content is preferably 2.500% or less. The Al content is preferably 2.000% or less from the viewpoint of ensuring good spot weldability.
本発明の鋼板を製造するにあたり、母材鋼板の成分組成は、上記元素の他、特性向上のため、以下の元素を含んでもよい。 In producing the steel sheet of the present invention, the component composition of the base steel sheet may contain the following elements in addition to the above elements in order to improve the characteristics.
(Cr:0.03〜5.00%以下)
Crは、焼入れ性を高め、鋼板強度の向上に寄与する元素であり、C及び/又はMnの一部に替わり得る元素である。Cr含有量が5.00%を超えると、熱間加工性が低下して生産性が低下するので、Cr含有量は5.00%以下が好ましい。下限は0%を含むが、Crの強度向上効果を十分に得るには、0.03%以上含有することが好ましい。
(Cr: 0.03 to 5.00% or less)
Cr is an element that enhances hardenability and contributes to the improvement of steel sheet strength, and is an element that can replace a part of C and / or Mn. If the Cr content exceeds 5.00%, the hot workability is lowered and the productivity is lowered. Therefore, the Cr content is preferably 5.00% or less. The lower limit includes 0%, but it is preferably 0.03% or more in order to sufficiently obtain the effect of improving the strength of Cr.
(Mo:0.03〜5.00%以下)
Moは、熱間プレス工程における高温での相変態を抑制し、鋼板強度の向上に寄与する元素であり、C及び/又はMnの一部に替わり得る元素である。Mo含有量が5.00%を超えると、熱間加工性が低下して生産性が低下するので、Mo含有量は5.00%以下が好ましい。下限は0%を含むが、Moの強度向上効果を十分に得るたには、0.03%以上含有することが好ましい。
(Mo: 0.03 to 5.00% or less)
Mo is an element that suppresses phase transformation at high temperature in the hot pressing process and contributes to the improvement of steel sheet strength, and is an element that can replace a part of C and / or Mn. If the Mo content exceeds 5.00%, the hot workability is lowered and the productivity is lowered. Therefore, the Mo content is preferably 5.00% or less. The lower limit includes 0%, but it is preferably 0.03% or more in order to sufficiently obtain the effect of improving the strength of Mo.
(Ni:0.03〜5.00%)
Niは、熱間プレス工程における高温での相変態を抑制し、鋼板強度の向上に寄与する元素であり、C及び/又はMnの一部に替わり得る元素である。Niが5.00%を超えると、溶接性が低下するので、Ni含有量は5.00%以下が好ましい。下限は0%を含むが、Niの強度向上効果を十分に得るには、0.03%以上含有することが好ましい。
(Ni: 0.03 to 5.00%)
Ni is an element that suppresses phase transformation at high temperature in the hot pressing process and contributes to the improvement of steel sheet strength, and is an element that can replace a part of C and / or Mn. If the amount of Ni exceeds 5.00%, the weldability is lowered. Therefore, the Ni content is preferably 5.00% or less. The lower limit includes 0%, but it is preferably 0.03% or more in order to sufficiently obtain the effect of improving the strength of Ni.
(Cu:0.03〜5.00%以下)
Cuは、微細な粒子で鋼中に存在し、鋼板強度の向上に寄与する元素であり、C及び/又はMnの一部に替わり得る元素である。Cuが5.00%を超えると、溶接性が低下するので、Cu含有量は5.00%以下が好ましい。下限は0%を含むが、Cuの強度向上効果を十分に得るには、0.03%以上含有することが好ましい。
(Cu: 0.03 to 5.00% or less)
Cu is an element that is present in steel as fine particles and contributes to the improvement of steel sheet strength, and is an element that can replace a part of C and / or Mn. If the Cu content exceeds 5.00%, the weldability deteriorates, so the Cu content is preferably 5.00% or less. The lower limit contains 0%, but it is preferably 0.03% or more in order to sufficiently obtain the effect of improving the strength of Cu.
(W:0.03〜5.00%以下)
Wは、熱間プレス工程における高温での相変態を抑制し、鋼板強度の向上に寄与する元素であり、C及び/又はMnの一部に替わり得る元素である。Wが5.00%を超えると、熱間加工性が低下して生産性が低下するので、W含有量は5.00%以下が好ましい。下限は0%を含むが、Wの強度向上効果を十分に得るには、0.03%以上含有することが好ましい。
(W: 0.03 to 5.00% or less)
W is an element that suppresses phase transformation at high temperature in the hot pressing process and contributes to the improvement of steel sheet strength, and is an element that can replace a part of C and / or Mn. If W exceeds 5.00%, hot workability is lowered and productivity is lowered. Therefore, the W content is preferably 5.00% or less. The lower limit includes 0%, but it is preferably 0.03% or more in order to sufficiently obtain the effect of improving the strength of W.
(B:0.0004〜0.0100%以下)
Bは、熱間プレス工程における高温での相変態を抑制し、鋼板強度の向上に寄与する元素であり、C及び/又はMnの一部に替わり得る元素である。B含有量が0.0100%を超えると、熱間加工性が低下して生産性が低下するので、B含有量は0.0100%以下が好ましい。下限は0%を含むが、Bの強度向上効果を十分に得るには、0.0004%以上含有することが好ましい。
(B: 0.0004 to 0.0100% or less)
B is an element that suppresses phase transformation at high temperature in the hot pressing process and contributes to the improvement of steel sheet strength, and is an element that can replace a part of C and / or Mn. If the B content exceeds 0.0100%, the hot workability is lowered and the productivity is lowered. Therefore, the B content is preferably 0.0100% or less. The lower limit includes 0%, but it is preferably 0.0004% or more in order to sufficiently obtain the strength improving effect of B.
(Nb:0.005〜0.200%以下)
Nbは、熱間プレス工程における母相オーステナイト結晶粒の成長抑制による靭性の向上に寄与する元素であり、0.200%を上限として含有しても構わない。Nbの含有量が0.200%を超えると、炭窒化物が多量に析出して、成形性が低下するため、好ましくない。下限は0%を含むが、HAZにおける有効結晶粒の微細化効果を得るには、0.005%以上含有することが好ましい。
(Nb: 0.005 to 0.200% or less)
Nb is an element that contributes to the improvement of toughness by suppressing the growth of matrix austenite crystal grains in the hot pressing process, and may be contained up to 0.200%. If the Nb content exceeds 0.200%, a large amount of carbonitride is precipitated and the moldability is lowered, which is not preferable. The lower limit contains 0%, but it is preferably 0.005% or more in order to obtain the effect of refining the effective crystal grains in HAZ.
(Ti:0.010〜0.500%以下)
Tiは、熱間プレス工程における母相オーステナイト結晶粒の成長抑制による靭性の向上に寄与する元素であり、0.500%を上限として含有しても構わない。Tiの含有量が0.500%を超えると、炭窒化物が多量に析出して、成形性が低下するため、好ましくない。下限は0%を含むが、HAZにおける有効結晶粒の微細化効果を得るには、0.010%以上含有することが好ましい。
(Ti: 0.010 to 0.500% or less)
Ti is an element that contributes to the improvement of toughness by suppressing the growth of matrix austenite crystal grains in the hot pressing process, and may be contained up to 0.500%. If the Ti content exceeds 0.500%, a large amount of carbonitride is precipitated and the moldability is lowered, which is not preferable. The lower limit contains 0%, but it is preferably 0.010% or more in order to obtain the effect of refining the effective crystal grains in HAZ.
(V:0.05〜2.00%以下)
Vは、熱間プレス工程における母相オーステナイト結晶粒の成長抑制による靭性の向上に寄与する元素であり、2.00%を上限として含有しても構わない。Vの含有量が2.00%を超えると、炭窒化物が多量に析出して、成形性が低下するため、好ましくない。下限は0%を含むが、HAZにおける有効結晶粒の微細化効果を得るには、0.05%以上含有することが好ましい。
(V: 0.05 to 2.00% or less)
V is an element that contributes to the improvement of toughness by suppressing the growth of matrix austenite crystal grains in the hot pressing process, and may be contained up to 2.00%. If the V content exceeds 2.00%, a large amount of carbonitride is precipitated and the moldability is lowered, which is not preferable. The lower limit contains 0%, but it is preferably 0.05% or more in order to obtain the effect of refining the effective crystal grains in HAZ.
(Sb:0.003〜1.000%以下)
Sbは、熱間プレス工程における母相オーステナイト結晶粒の粗大化を抑制し、熱間プレス成形部材の靭性の向上に寄与する元素である。一方、Sb含有量が1.000%を超えると、鋼板が脆化し、圧延時に破断することがあるので、Sb含有量は1.000%以下が好ましい。下限は0%を含むが、Sbの添加効果を十分に得るには、0.003%以上含有することが好ましい。
(Sb: 0.003 to 1.000% or less)
Sb is an element that suppresses the coarsening of matrix austenite crystal grains in the hot press process and contributes to the improvement of the toughness of the hot press molded member. On the other hand, if the Sb content exceeds 1.000%, the steel sheet may become brittle and break during rolling. Therefore, the Sb content is preferably 1.000% or less. The lower limit contains 0%, but it is preferably 0.003% or more in order to sufficiently obtain the effect of adding Sb.
(Sn:0.005〜1.000%以下)
Snは、熱間プレス工程における母相オーステナイト結晶粒の粗大化を抑制し、熱間プレス成形部材の靭性の向上に寄与する元素である。一方、Sn含有量が1.000%を超えると、鋼板が脆化し、圧延時に破断することがあるので、Sn含有量は1.000%以下が好ましい。下限は0.000%を含むが、Snの添加効果を十分に得るには、Sn含有量は0.005%以上が好ましい。
(Sn: 0.005 to 1.000% or less)
Sn is an element that suppresses the coarsening of matrix austenite crystal grains in the hot press process and contributes to the improvement of the toughness of the hot press molded member. On the other hand, if the Sn content exceeds 1.000%, the steel sheet may become brittle and break during rolling. Therefore, the Sn content is preferably 1.000% or less. The lower limit includes 0.000%, but the Sn content is preferably 0.005% or more in order to sufficiently obtain the effect of adding Sn.
本発明鋼板の成分組成は、必要に応じて、Ca、Ce、Mg、Zr、La、Hf、REMの1種又は2種以上を合計で0.0100%以下となるように含んでもよい。Ca、Ce、Mg、Zr、La、HfおよびREMは、介在物のサイズを微細化し、耐衝撃性の向上に寄与する元素である。しかしながら、Ca、Ce、Mg、Zr、La、Hfおよび/またはREMの1種又は2種以上を、合計で0.0100%を超えて含有すると、却って介在物の生成が助長され、耐衝撃性が劣化する恐れがあるので、上記元素の含有量は、合計で0.0100%以下とすることが好ましく、0.0070%以下とすることがより好ましい。Ca、Ce、Mg、Zr、La、Hf、REMの1種又は2種以上の合計の下限は0.0000%を含むが、耐衝撃性向上効果を十分に得るには、合計で0.0010%以上が好ましい。 If necessary, the component composition of the steel sheet of the present invention may contain one or more of Ca, Ce, Mg, Zr, La, Hf, and REM so as to be 0.0100% or less in total. Ca, Ce, Mg, Zr, La, Hf and REM are elements that reduce the size of inclusions and contribute to the improvement of impact resistance. However, if one or more of Ca, Ce, Mg, Zr, La, Hf and / or REM is contained in an amount of more than 0.0100% in total, the formation of inclusions is promoted and the impact resistance is increased. The total content of the above elements is preferably 0.0100% or less, more preferably 0.0070% or less, because there is a risk of deterioration. The lower limit of the total of one or more of Ca, Ce, Mg, Zr, La, Hf, and REM includes 0.0000%, but in order to sufficiently obtain the impact resistance improving effect, the total is 0.0010. % Or more is preferable.
なお、REM(Rare Earth Metal)は、ランタノイド系列に属する元素を意味する。LaやCeは、多くの場合、ミッシュメタルの形態で添加するが、La、Ceの他に、ランタノイド系列の元素を不可避的に含有していてもよい。 In addition, REM (Rare Earth Metal) means an element belonging to a lanthanoid series. La and Ce are often added in the form of misch metal, but in addition to La and Ce, elements of the lanthanoid series may inevitably be contained.
(不可避的不純物)
本発明鋼板の成分組成において、上記元素を除く残部は、Fe及び不可避的不純物である。不可避的不純物は、鋼原料から及び/又は製鋼過程で不可避的に混入する元素である。本発明において、不可避的不純物のうち、P、S、N及びOの含有量は、下記のように規定される。
(Inevitable impurities)
In the composition of the steel sheet of the present invention, the balance excluding the above elements is Fe and unavoidable impurities. Inevitable impurities are elements that are inevitably mixed in from the steel raw material and / or in the steelmaking process. In the present invention, the contents of P, S, N and O among the unavoidable impurities are defined as follows.
(P:0.100%以下)
Pは、鋼を脆化する元素である。Pが0.100%を超えると、鋳造スラブが脆化して割れ易くなるので、Pは0.100%以下とする。下限は0%を含むが、Pを0.0001%未満に低減すると、製造コストが大幅に上昇するので、実用鋼板上、0.0001%が実質的な下限である。
(P: 0.100% or less)
P is an element that embrittles steel. If P exceeds 0.100%, the cast slab becomes brittle and easily cracked, so P is set to 0.100% or less. The lower limit includes 0%, but if P is reduced to less than 0.0001%, the manufacturing cost increases significantly. Therefore, 0.0001% is a substantial lower limit on the practical steel sheet.
(S:0.0100%以下)
Sは、MnSを形成し、耐衝撃性を損なう元素である。S含有量が0.0100%を超えると、溶接部およびHAZの耐衝撃性が著しく低下するため、S含有量は0.0100%以下とする。下限は0%を含むが、0.0001%未満に低減すると、製造コストが大幅に上昇するので、実用鋼板上、0.0001%が実質的な下限である。
(S: 0.0100% or less)
S is an element that forms MnS and impairs impact resistance. If the S content exceeds 0.0100%, the impact resistance of the welded portion and HAZ is significantly reduced, so the S content is set to 0.0100% or less. The lower limit includes 0%, but if it is reduced to less than 0.0001%, the manufacturing cost will increase significantly, so 0.0001% is a practical lower limit on the practical steel sheet.
(N:0.0150%以下)
Nは、窒化物を形成し、耐衝撃性を阻害する元素であり、また、溶接時、ブローホール発生の原因になり、溶接性を阻害する元素である。N含有量が0.0150%を超えると、耐衝撃性と溶接性が低下するので、N含有量は0.0150%以下とする。N含有量は0.0100%以下とすることが好ましく、0.0075%以下とすることがより好ましい。N含有量の下限は0%を含むが、0.0001%未満に低減すると、製造コストが大幅に上昇するので、実用鋼板上、0.0001%が実質的な下限である。
(N: 0.0150% or less)
N is an element that forms a nitride and inhibits impact resistance, and is an element that causes blowholes to occur during welding and inhibits weldability. If the N content exceeds 0.0150%, the impact resistance and weldability will decrease, so the N content should be 0.0150% or less. The N content is preferably 0.0100% or less, more preferably 0.0075% or less. The lower limit of the N content includes 0%, but if it is reduced to less than 0.0001%, the manufacturing cost increases significantly. Therefore, 0.0001% is a practical lower limit on the practical steel sheet.
(O:0.0050%以下)
Oは、酸化物を形成し、耐衝撃性を阻害する元素である。O含有量が0.0050%を超えると、耐衝撃性が著しく低下するので、O含有量は0.0050%以下とする。下限は0%を含むが、Oを0.0001%未満に低減すると、製造コストが大幅に上昇するので、実用鋼板上、0.0001%が実質的な下限である。
(O: 0.0050% or less)
O is an element that forms an oxide and inhibits impact resistance. If the O content exceeds 0.0050%, the impact resistance is significantly lowered, so the O content is set to 0.0050% or less. The lower limit includes 0%, but if O is reduced to less than 0.0001%, the manufacturing cost increases significantly, so 0.0001% is a substantial lower limit on the practical steel sheet.
また、不可避的不純物として、H、Na、Cl、Sc、Co、Zn、Ga、Ge、As、Se、Y、Zr、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Te、Cs、Ta、Re、Os、Ir、Pt、Au、Pbを、合計で0.0100%以下含んでもよい。 In addition, as unavoidable impurities, H, Na, Cl, Sc, Co, Zn, Ga, Ge, As, Se, Y, Zr, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Te. , Cs, Ta, Re, Os, Ir, Pt, Au, Pb may be contained in a total of 0.0100% or less.
続いて、本発明の熱間プレス用鋼板において、式(1)を満たす鋼板を含む突き合わせ溶接部について、溶接部を挟む鋼板1、鋼板2、溶接継手および鋼板1と鋼板2におけるHAZの限定理由について説明する。
Next, in the hot press steel plate of the present invention, regarding the butt welded portion including the steel plate satisfying the formula (1), the reason for limiting HAZ in the
[硬度と板厚の積HT]
加工時の割れにはひずみ集中による割れと靭性不足による割れがあり、溶接部およびHAZにおいて、ひずみ集中による割れの発生しやすさは、当該箇所における硬度と板厚の積HTによって整理できる。HTは当該箇所における耐荷重に相当するので、鋼板に変形を加えると、周辺と比べてHTの低い箇所、すなわち耐荷重の低い箇所には変形が集中しやすい。そのため、溶接影響を受けない鋼板部分に比べて溶接部あるいはHAZにおけるHTが著しく小さい場合、プレス成形時にHTの小さい箇所にひずみが集中し、割れる場合がある。
[Product of hardness and plate thickness HT]
Cracks during processing include cracks due to strain concentration and cracks due to insufficient toughness, and the susceptibility of cracks due to strain concentration to the welded portion and HAZ can be arranged by the product HT of hardness and plate thickness at that location. Since the HT corresponds to the load capacity at the relevant portion, when the steel sheet is deformed, the deformation tends to concentrate at a portion having a lower HT than the periphery, that is, a portion having a lower load capacity. Therefore, when the HT in the welded portion or HAZ is remarkably small as compared with the steel plate portion which is not affected by welding, strain may be concentrated on the portion where the HT is small during press molding and crack may occur.
このようなひずみの集中を避けるため、溶接部およびHAZにおけるHTは、突き合わせ溶接された鋼板のうちHTの小さい方の側に対して、過度に小さい値であってはならない。具体的には、図1に示される突き合わせ溶接のような場合、ひずみの集中を避けるため、溶接部及びHAZを含む領域におけるHTの分布における最小値HTminが、鋼板1における平均値HT1と鋼板2における平均値HT2のうち小さい方の値の0.80倍以上である必要がある。両者の関係は0.85倍以上であることが好ましく、0.90倍以上であることが更に好ましく、両者が等しいことが最も好ましい。尚、鋼板1における平均値HT1と鋼板2における平均値HT2は、溶接部及びHAZを含まない鋼板領域における硬度の平均値である。
To avoid such strain concentration, the HT at the weld and HAZ must not be excessively small with respect to the smaller side of the butt welded steel sheet. Specifically, in the case of butt welding shown in FIG. 1, in order to avoid concentration of strain, the minimum value HT min in the distribution of HT in the welded portion and the region including HAZ is set to the average value HT 1 in the
一方、HTが周辺と比べて極端に高い箇所では、荷重を加えても容易に変形しないため、変形時にその周辺にひずみが集中し、割れる場合がある。これを避けるため、溶接部およびHAZにおけるHTは、突き合わせ溶接された鋼板のうちHTの大きい方の鋼板側に対して、過度に大きい値であってはならない。具体的には、図1に示される突き合わせ溶接のような場合、ひずみの集中を避けるため、溶接部及びHAZを含む領域の鋼板1から鋼板2におけるHTの分布における最大値HTmaxが、鋼板1における平均値HT1と鋼板2における平均値HT2のうち大きい方の値の1.50倍以下である必要がある。両者の関係は1.40倍以下であることが好ましく、1.30倍以下であることが更に好ましく、両者が等しいことが最も好ましい。
On the other hand, in a place where the HT is extremely high as compared with the periphery, the strain is not easily deformed even when a load is applied, so that strain may be concentrated in the periphery at the time of deformation and crack may occur. In order to avoid this, the HT in the welded portion and the HAZ must not be excessively large with respect to the steel plate side having the larger HT among the butt-welded steel plates. Specifically, in the case of butt welding shown in FIG. 1, in order to avoid concentration of strain, the maximum value HT max in the distribution of HT from the
[最大硬度Hmax]
一方、靭性不足による成形時の割れの発生しやすさは、硬度によって整理できる。溶接部およびHAZにおける硬度が周辺の鋼板と比べて極端に高い場合、当該箇所は鋼板に比べて大きく脆化している危険性が有り、成形時に割れる場合がある。具体的には、図1に示される突き合わせ溶接のような場合、突き合わせ溶接部及びHAZを含む領域の鋼板1から鋼板2にかけての硬度の最大値Hmaxと鋼板1における硬度H1と鋼板2における硬度H2のうち大きい方の値との差ΔHが100[Hv]を超えると、プレス成形時に割れが発生する場合があるため、ΔHの上限を100[Hv]とする。ΔHは小さいほど好ましく、50[Hv]以下とすることが好ましく、30[Hv]以下とすることが更に好ましい。
[Maximum hardness H max ]
On the other hand, the susceptibility to cracking during molding due to insufficient toughness can be organized by hardness. If the hardness of the welded portion and HAZ is extremely higher than that of the surrounding steel plate, there is a risk that the portion is significantly brittle compared to the steel plate and may crack during molding. Specifically, in the case of butt welding shown in FIG. 1, the maximum value H max of the hardness from the
鋼板および溶接部の硬さの測定方法について説明する。硬さは、溶接部および板面に垂直な断面において、JIS Z 2244に記載のマイクロビッカース試験を行って測定する。測定は、突き合わせ溶接された鋼板のうち薄い側の鋼板における板厚の1/4を通る板面に平行な直線上において硬さを測定する。まず、溶接部の中央で硬さを測定し、そこから各鋼板側へ0.1〜0.2mmごとに硬さを測定する。各鋼板における測定は、それぞれ連続する10点の硬さ測定値の変動が、10点の平均値の±10%以内に収まるまで続け、その平均値を持って各鋼板の平均硬さH1およびH2とする。測定荷重は10〜100gfの範囲で、圧痕の大きさが100μm以下となるように調整し、設定する。 A method for measuring the hardness of a steel plate and a welded portion will be described. Hardness is measured by performing the Micro Vickers test described in JIS Z 2244 on the welded portion and the cross section perpendicular to the plate surface. In the measurement, the hardness is measured on a straight line parallel to the plate surface passing through 1/4 of the plate thickness of the butt-welded steel plate on the thinner side. First, the hardness is measured at the center of the welded portion, and the hardness is measured every 0.1 to 0.2 mm from there to each steel plate side. Measurements at each steel sheet, variation of hardness measurements for each successive 10 points, until falls within ± 10% of the average value of 10 points, the average hardness H 1 and each steel plate with the average value and H 2. The measurement load is adjusted and set in the range of 10 to 100 gf so that the size of the indentation is 100 μm or less.
[最大有効結晶粒径dmax]
熱間プレス後の部材の耐衝撃性を高めるには、破壊の伝播を抑制するために熱間プレス加工時の母相オーステナイトの結晶粒径を細かくする必要がある。この母相オーステナイトの結晶粒径は、加熱前、すなわち熱間プレス用鋼板における結晶粒径に大きく影響され、熱間プレス用鋼板の結晶粒径が粗大であると、当該オーステナイト粒径も粗大化する。熱間プレス用鋼板において、特にHAZでは、溶接時にミクロ組織が粗大化し、有効結晶粒径が周辺の鋼材と比べて著しく大きくなる場合があり、それに伴って熱間プレス後の母相オーステナイト粒径が粗大化し、熱間プレス成形部材の耐衝撃性が劣化しやすい。
[Maximum effective crystal grain size d max ]
In order to improve the impact resistance of the member after hot pressing, it is necessary to make the crystal grain size of the matrix austenite during hot pressing finer in order to suppress the propagation of fracture. The grain size of this matrix austenite is greatly affected by the grain size before heating, that is, in the hot-pressed steel plate, and when the grain size of the hot-pressed steel plate is coarse, the austenite particle size also becomes coarse. To do. In the hot-pressed steel sheet, especially in HAZ, the microstructure may become coarse during welding and the effective crystal grain size may be significantly larger than that of the surrounding steel materials. As a result, the matrix austenite grain size after hot pressing may be significantly larger. Is coarsened, and the impact resistance of the hot press molded member tends to deteriorate.
具体的には、図1に示される突き合わせ溶接のような場合、突き合わせ溶接部及びHAZを含む領域の有効結晶粒径の最大値dmaxと、鋼板1における有効結晶粒径の平均値d1と鋼板2における有効結晶粒径の平均値d2のうち大きい方の値dとの成す比を5.0以下とすることで、耐衝撃特性は改善する。この比は4.0以下とすることが好ましく、3.0以下とすることが更に好ましく、両者が等しいことが最も好ましい。尚、鋼板1における有効結晶粒径の平均値d1と鋼板2における有効結晶粒径の平均値d2は、溶接部及びHAZを含まないそれぞれの鋼板領域における有効結晶粒径の平均値である。以下、「有効結晶粒径の平均値」を単に「平均有効結晶粒径」という。
Specifically, in the case of butt welding shown in FIG. 1, the maximum value d max of the effective crystal grain size of the butt welded portion and the region including HAZ and the average value d 1 of the effective crystal grain size of the
有効結晶粒径の測定手法について説明する。有効結晶粒径は硬さ測定を行った面と同一の平面において、硬さ測定点の中間点を中心に結晶方位解析を行い、測定する。結晶方位の測定は、電界放射型走査型電子顕微鏡(FE−SEM:Field Emission Scanning Electron Microscope)を用い、電子線後方散乱回折図形を得るEBSD法(Electron BackScattering Diffraction)によって行う。1点当たりの測定面積は1.0×10−8m2以上とし、測定点の大きさは0.1〜0.3μmとする。 A method for measuring the effective crystal grain size will be described. The effective crystal grain size is measured by performing crystal orientation analysis centered on the midpoint of the hardness measurement point on the same plane as the surface on which the hardness was measured. The crystal orientation is measured by an Electron Backscattering Diffraction (EBSD method) for obtaining an electron backscatter diffraction pattern using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM). The measurement area per point shall be 1.0 × 10-8 m 2 or more, and the size of the measurement point shall be 0.1 to 0.3 μm.
有効結晶粒径は、EBSD法によって得られた結晶方位の情報を解析し、10°以上の方位差を有する境界をマッピングし、切断法によって境界の平均間隔を測定し、測定値を有効結晶粒径とみなす。 For the effective crystal grain size, the crystal orientation information obtained by the EBSD method is analyzed, boundaries having an orientation difference of 10 ° or more are mapped, the average spacing between the boundaries is measured by the cutting method, and the measured value is the effective crystal grain. Considered as the diameter.
また、HAZを除く各鋼板における平均有効結晶粒径は、硬さの測定において各鋼板の平均硬さを求める際に用いた10点の測定点からなる9点の中間点の任意の2点以上において結晶方位の測定を行い、得られた値の平均値をもって各鋼板における平均有効結晶粒径とみなす。なお、EBSD法により得られたデータの解析には、TSL社製の「OIM Analysys 7.0」を用いて行う。 In addition, the average effective crystal grain size of each steel plate excluding HAZ is any two or more points of 9 intermediate points consisting of 10 measurement points used when calculating the average hardness of each steel plate in the measurement of hardness. The crystal orientation is measured in, and the average value of the obtained values is regarded as the average effective crystal grain size of each steel plate. The data obtained by the EBSD method is analyzed by using "OIM Analysys 7.0" manufactured by TSL.
[炭化物の短径の最大値rmax]
熱間プレス成形部材の耐衝撃性を高めるには、破壊の起点として働く粗大な炭化物の形成を抑制することが効果的である。特にHAZでは、粗大な炭化物の周辺におけるミクロ組織が粗大化するため、粗大な炭化物を起点とする破壊が伝播しやすい。熱間プレス工程における鋼板中の炭化物の溶存挙動は、加熱前、すなわち熱間プレス用鋼板における炭化物のサイズに大きく影響される。特に、長径が1.0μmを超える炭化物の短径が粗大で有る場合、炭化物は熱間プレス工程において溶存する傾向にある。これは、炭化物の破壊の起点としての影響度合が炭化物の長径に、加熱中の溶解挙動が同じく短径に依存するためである。
[Maximum value of minor axis of carbide r max ]
In order to improve the impact resistance of the hot press-molded member, it is effective to suppress the formation of coarse carbides that act as the starting point of fracture. In particular, in HAZ, since the microstructure around the coarse carbide becomes coarse, fracture originating from the coarse carbide is likely to propagate. The dissolved behavior of carbides in the steel sheet in the hot pressing process is greatly affected by the size of the carbides before heating, that is, in the steel sheet for hot pressing. In particular, when the minor axis of the carbide having a major axis exceeding 1.0 μm is coarse, the carbide tends to dissolve in the hot pressing step. This is because the degree of influence as the starting point of carbide destruction depends on the major axis of the carbide, and the melting behavior during heating also depends on the minor axis.
具体的には、図1に示される突き合わせ溶接のような場合、突き合わせ溶接部及びHAZを含む鋼板1から鋼板2にかけての領域において、長径が1.0μm以上の炭化物の短径の最大値rmaxと、鋼板1における炭化物の短径r1と鋼板2における炭化物の短径r2のうち大きい方の値rとの成す比を3.0以下とすることで、熱間プレス工程における溶接部近傍での炭化物の溶解速度は母材鋼板における溶解速度と同等となり、熱間プレス成形部材の耐衝撃特性は改善する。
Specifically, in the case of butt welding shown in FIG. 1, the maximum value r max of the minor axis of the carbide having a major axis of 1.0 μm or more in the region from the butt weld and the
炭化物の短径の測定手法について説明する。炭化物の短径は硬さ測定を行った面と同一の平面において、硬さ測定点の中間点を中心にミクロ組織観察を行い、測定する。測定手法は、例えば、当該領域を電界放射型走査型電子顕微鏡(FE−SEM:Field Emission Scanning Electron Microscope)で観察し、長径が1.0μm以上の任意の炭化物25個について短径を測定し、その単純平均をもって、硬さ測定点における炭化物の短径とする。 A method for measuring the minor axis of carbides will be described. The minor axis of the charcoal is measured by observing the microstructure around the midpoint of the hardness measurement point on the same plane as the surface on which the hardness was measured. As a measuring method, for example, the region is observed with a field emission scanning electron microscope (FE-SEM: Field Emission Scanning Electron Microscope), and the minor axis is measured for 25 arbitrary carbides having a major axis of 1.0 μm or more. The simple average is used as the minor axis of the carbide at the hardness measurement point.
また、HAZを除く各鋼板における炭化物の短径の平均値は、硬さの測定において各鋼板の平均硬さを求める際に用いた10点の測定点からなる9点の中間点の任意の2点以上においてミクロ組織観察を行い、長径が1.0μm以上の任意の炭化物25個について短径を測定し、得られた値の平均値をもって各鋼板における炭化物の短径の平均値とみなす。 Further, the average value of the minor axis of the charcoal in each steel plate excluding HAZ is an arbitrary 2 of 9 intermediate points consisting of 10 measurement points used for obtaining the average hardness of each steel plate in the measurement of hardness. Microstructure observation is performed at points and above, the minor axis is measured for 25 arbitrary carbides with a major axis of 1.0 μm or more, and the average value of the obtained values is regarded as the average value of the minor axis of the charcoal in each steel plate.
尚、1点当たりの測定面積が5.0×10−8m2を超えても長径が1.0μm以上の炭化物の個数が25個未満である場合、5.0×10−8m2の範囲において観察した1.0μm以上の炭化物における短径を測定し、その単純平均をもって、当該測定点における炭化物の短径として構わない。あるいは、長径が1.0μm以上の炭化物の個数が25個に達するまで、5.0×10−8m2を超えて観察を行っても構わない。 If the measured area per point exceeds 5.0 × 10-8 m 2 , but the number of carbides with a major axis of 1.0 μm or more is less than 25, 5.0 × 10-8 m 2 The minor axis of the carbide of 1.0 μm or more observed in the range may be measured, and the simple average thereof may be used as the minor axis of the carbide at the measurement point. Alternatively, observation may be performed in excess of 5.0 × 10-8 m 2 until the number of carbides having a major axis of 1.0 μm or more reaches 25.
(熱間プレス用鋼板の製造方法)
母材鋼板の製造方法については特に規定しないが、生産コストの観点からは、鋳造スラブを熱間圧延し、必要に応じて冷間圧延して製造することが好ましい。熱間圧延に供するスラブは、連続鋳造スラブや薄スラブキャスターなどで製造したものを用いることができる。鋳造後のスラブは、一旦常温まで冷却しても構わないが、高温のまま直接熱間圧延に供することが、加熱に必要なエネルギーを削減できるため、より好ましい。
(Manufacturing method of steel sheet for hot pressing)
The method for producing the base steel sheet is not particularly specified, but from the viewpoint of production cost, it is preferable to hot-roll the cast slab and cold-roll it if necessary. As the slab to be used for hot rolling, a slab manufactured by a continuously cast slab, a thin slab caster, or the like can be used. The slab after casting may be cooled to room temperature once, but it is more preferable to directly perform hot rolling at a high temperature because the energy required for heating can be reduced.
熱間圧延工程において、スラブの加熱温度は1150℃以上とすることが好ましい。これは、鋳造時に生成する粗大な炭化物を溶解するためである。一方、加熱温度を1300℃超としても特性の改善効果は無いため、生産コストの観点から、加熱温度は1300℃以下とすることが好ましい。 In the hot rolling step, the heating temperature of the slab is preferably 1150 ° C. or higher. This is to dissolve the coarse carbides produced during casting. On the other hand, even if the heating temperature exceeds 1300 ° C., there is no effect of improving the characteristics. Therefore, from the viewpoint of production cost, the heating temperature is preferably 1300 ° C. or lower.
熱間圧延の開始温度が低下すると、スラブの強度が上がり、所定の板厚精度が得られない可能性があるため、熱間圧延の開始温度は1030℃以上とすることが好ましい。一方、熱間圧延の完了温度が1000℃を上回ると、組織が過度に粗大化し、最終製品の組織も粗大化する可能性が有り、熱間圧延の完了温度は1000℃以下とすることが好ましい。一方、熱間圧延の完了温度が830℃未満となると、圧延時の荷重が過度に高まり、所定の板厚精度が得られない可能性があるため、熱間圧延の完了温度は830℃以上とすることが好ましい。 When the start temperature of hot rolling decreases, the strength of the slab increases and there is a possibility that a predetermined plate thickness accuracy cannot be obtained. Therefore, the start temperature of hot rolling is preferably 1030 ° C. or higher. On the other hand, if the completion temperature of hot rolling exceeds 1000 ° C, the structure may become excessively coarse and the structure of the final product may also become coarse, and the completion temperature of hot rolling is preferably 1000 ° C or less. .. On the other hand, if the completion temperature of hot rolling is less than 830 ° C, the load during rolling may be excessively increased and the predetermined plate thickness accuracy may not be obtained. Therefore, the completion temperature of hot rolling is 830 ° C or higher. It is preferable to do so.
熱間圧延完了後、組織の粗大化を防ぐため、圧延完了から10.0秒以内に冷却処理を開始することが好ましい。また、組織の粗大化を防ぐため、冷却処理における平均冷却速度は10℃/秒以上とすることが好ましく、かつ、冷却停止温度は680℃以下とすることが好ましい。 After the completion of hot rolling, it is preferable to start the cooling treatment within 10.0 seconds from the completion of rolling in order to prevent coarsening of the structure. Further, in order to prevent the structure from becoming coarse, the average cooling rate in the cooling treatment is preferably 10 ° C./sec or more, and the cooling stop temperature is preferably 680 ° C. or less.
得られた熱延鋼板には酸洗処理を施すことが好ましい。例えば上記のように製造した熱延鋼板をもって、本発明の高強度鋼板を製造するための母材鋼板とすることができる。母材鋼板として、化学組成および/または板厚の異なる鋼板を用い、そのうち1種以上は、熱間プレス後の硬度を300Hv以上とするため、上記の化学組成を有する鋼板を用いる。 It is preferable that the obtained hot-rolled steel sheet is pickled. For example, the hot-rolled steel sheet manufactured as described above can be used as a base steel sheet for manufacturing the high-strength steel sheet of the present invention. As the base steel sheet, steel sheets having different chemical compositions and / or plate thicknesses are used, and one or more of them use steel sheets having the above chemical composition in order to make the hardness after hot pressing 300 Hv or more.
母材鋼板には、鋼板を平坦として突き合わせ溶接を容易とするため、形状矯正処理を施しても構わない。平坦度を高めるため、鋼板に与える塑性変形量は0.01%以上とすることが好ましく、0.05%以上とすることが更に好ましい。また、形状矯正のほか、製品に要求される板厚を容易に得るために、母材鋼板に冷間圧延を施しても構わない。しかしながら、冷延率が85%を超えると圧延中に鋼板が破断する可能性があるため、冷延率は85%以下とすることが好ましく、75%以下とすることが更に好ましい。 The base steel plate may be subjected to shape correction treatment in order to make the steel plate flat and facilitate butt welding. In order to improve the flatness, the amount of plastic deformation given to the steel sheet is preferably 0.01% or more, and more preferably 0.05% or more. In addition to shape correction, the base steel sheet may be cold-rolled in order to easily obtain the plate thickness required for the product. However, if the cold rolling ratio exceeds 85%, the steel sheet may break during rolling, so the cold rolling ratio is preferably 85% or less, and more preferably 75% or less.
上記冷間圧延は、複数の母材鋼板において、それぞれ個別の条件で施して構わない。例えば、冷間圧延を施す鋼板と施さない鋼板が母材鋼板として混在しても構わない。 The cold rolling may be performed on a plurality of base steel sheets under individual conditions. For example, a steel sheet that is cold-rolled and a steel sheet that is not cold-rolled may be mixed as a base steel sheet.
更に、後述する溶接処理に先立って、母材鋼板に予備熱処理を施しても構わない。予備熱処理における最高加熱温度をAc1温度以上とすることで、母材鋼板中の粗大炭化物を低減させることができ、後述する熱処理後の組織が均質化し、特性が改善する。 Further, the base steel sheet may be subjected to a preliminary heat treatment prior to the welding process described later. By setting the maximum heating temperature in the preheat treatment to Acc1 temperature or higher, coarse carbides in the base steel sheet can be reduced, the structure after the heat treatment described later is homogenized, and the characteristics are improved.
また、予備熱処理における最高加熱温度をAc3温度以上とし、加熱後の冷却工程における最高加熱温度から400℃までの平均冷却速度1.0℃/秒以上とすることで、母材鋼板中のミクロ組織を均質微細な組織とすることができ、後述する熱処理後の組織が均質化・微細化し、熱間プレス後の特性が改善する。前記予備熱処理は、複数の母材鋼板において、それぞれ個別の条件で施して構わない。例えば、予備熱処理を施す鋼板と施さない鋼板が母材鋼板として混在しても構わない。 Further, by setting the maximum heating temperature in the preheat treatment to Acc3 temperature or higher and the average cooling rate from the maximum heating temperature in the cooling step after heating to 400 ° C. to 1.0 ° C./sec or higher, the microscopic in the base steel plate The structure can be made into a homogeneous and fine structure, and the structure after heat treatment, which will be described later, is homogenized and refined, and the characteristics after hot pressing are improved. The preheat treatment may be performed on a plurality of base steel sheets under individual conditions. For example, a steel plate to which the preliminary heat treatment is applied and a steel plate not to be subjected to the preliminary heat treatment may be mixed as the base steel sheet.
化学組成および/または板厚の異なる2種以上の鋼板に、突き合わせ溶接処理を施し、1枚の板とする。溶接に先立って、安定した溶接ができるよう、突き合わせ部は切断し、必要に応じてテーパー加工を施すことが好ましい。 Two or more types of steel sheets having different chemical compositions and / or plate thicknesses are subjected to butt welding treatment to obtain one plate. Prior to welding, it is preferable to cut the butt portion and taper it if necessary so that stable welding can be performed.
鋼板は鋼帯コイルの長手方向に渡って突き合わせ溶接処理を施し、溶接処理済み鋼帯コイルを製造し、後述する熱処理を施しても構わない。あるいは、適当なサイズに切断した鋼板を溶接し、後述する熱処理を施しても構わない。 The steel plate may be subjected to a butt welding process in the longitudinal direction of the steel strip coil to produce a welded steel strip coil, and may be subjected to a heat treatment described later. Alternatively, a steel plate cut to an appropriate size may be welded and subjected to a heat treatment described later.
突き合わせ溶接は、溶接異常の少ない溶接部が得られるのであれば、手法は問わない。例えば、レーザー溶接のほか、マッシュシーム溶接やプラズマ溶接などで行っても構わない。突き合わせ溶接部及びHAZを含む2枚の鋼板の板組において、両者の板厚が過度に異なると、後述する熱処理において、鋼板および溶接部の温度変動が生じ、安定した特性が得られない場合がある。そのため、前記2枚の鋼板の板組は、母材鋼板の板厚比が3.0以下となるように選定する必要がある。鋼板全体で温度を安定化し、優れた衝撃特性を得るには、母材鋼板の板厚比は2.6以下であることが好ましい。 Butt welding can be performed by any method as long as a welded portion with few welding abnormalities can be obtained. For example, in addition to laser welding, mash seam welding or plasma welding may be used. If the thicknesses of the two steel plates including the butt weld and the HAZ are excessively different, the temperature of the steel plate and the weld may fluctuate in the heat treatment described later, and stable characteristics may not be obtained. is there. Therefore, it is necessary to select the plate set of the two steel plates so that the plate thickness ratio of the base steel plate is 3.0 or less. In order to stabilize the temperature of the entire steel sheet and obtain excellent impact characteristics, the plate thickness ratio of the base steel sheet is preferably 2.6 or less.
突き合わせ溶接後、熱処理後の製品の外観品位を向上するため、溶接部および周辺部において、表面を研削しても構わない。表面を研削することで、溶接ビードが目立たなくなり、外観が向上する。研削の手段は問わないが、例えばブラシロールを用いて溶接ビードの長さ方向に連続して研削を施すことが好ましい。あるいは、グラインダー等を用いて研削を行っても構わない。 In order to improve the appearance quality of the product after butt welding and heat treatment, the surface may be ground at the welded portion and the peripheral portion. Grinding the surface makes the weld beads less noticeable and improves the appearance. The means of grinding is not limited, but it is preferable to continuously grind in the length direction of the weld bead using, for example, a brush roll. Alternatively, grinding may be performed using a grinder or the like.
突き合わせ溶接後、熱処理を施す前に予備熱処理を施しても構わない。特に予備熱処理の最高加熱温度を、母材鋼板の1種以上におけるAc3温度以上とすることで、当該母材鋼板、その母材鋼板からなるHAZおよび溶接部のミクロ組織を均質微細とすることができ、鋼板の特性が向上する。 Preliminary heat treatment may be performed after butt welding and before heat treatment. In particular, by setting the maximum heating temperature of the preheat treatment to the Ac3 temperature or higher in one or more of the base steel sheets, the microstructure of the base steel sheet, the HAZ made of the base steel sheet, and the welded portion should be homogeneous and fine. And the characteristics of the steel sheet are improved.
突き合せ溶接後、溶接部および周辺部の放射率を安定化し、熱処理における温度制御精度を向上させるため、熱処理を施す前に酸洗処理を施しても構わない。 After butt welding, pickling may be performed before the heat treatment in order to stabilize the emissivity of the welded portion and the peripheral portion and improve the temperature control accuracy in the heat treatment.
突き合せ溶接後、溶接部および周辺部の放射率を安定化し、熱処理における温度制御精度を向上させるため、熱処理を施す前にショットピーニング処理を施しても構わない。 After butt welding, shot peening treatment may be performed before the heat treatment in order to stabilize the emissivity of the welded portion and the peripheral portion and improve the temperature control accuracy in the heat treatment.
突き合せ溶接後、熱処理後の製品の外観品位を向上するため、熱処理を施す前に表面処理を施しても構わない。例えば、FeまたはNiを主体とするプレめっき処理を施しても構わない。 After butt welding, in order to improve the appearance quality of the product after heat treatment, surface treatment may be performed before heat treatment. For example, a pre-plating treatment mainly containing Fe or Ni may be performed.
[熱処理]
続いて、熱処理を施し、鋼板、HAZおよび溶接部のミクロ組織を作り込み、本発明の熱間プレス用鋼板を製造する。熱処理は、後述する条件が達成できる任意の熱処理装置において施せばよい。例えば、十分に加熱した還元雰囲気の炉に鋼板を挿入して熱処理を施せばよい。あるいは誘導加熱法、通電加熱法により熱処理を施しても構わない。あるいは、雰囲気を制御し、予熱帯で酸化させた後に還元炉で加熱しても構わない。
[Heat treatment]
Subsequently, heat treatment is performed to form a steel plate, HAZ, and a microstructure of a welded portion, and the steel plate for hot pressing of the present invention is manufactured. The heat treatment may be performed in any heat treatment apparatus capable of achieving the conditions described later. For example, a steel plate may be inserted into a sufficiently heated reducing atmosphere furnace and heat-treated. Alternatively, heat treatment may be performed by an induction heating method or an energization heating method. Alternatively, the atmosphere may be controlled, oxidized in the pretropics, and then heated in a reduction furnace.
特に、突き合わせ溶接を施した溶接処理済み鋼帯コイルを製造した場合、当該コイルを連続熱処理炉によって処理することで、本発明の鋼板を低コストで製造することができる。あるいは、当該コイルを箱型焼鈍炉によって処理しても構わない。 In particular, when a welded steel strip coil subjected to butt welding is manufactured, the steel sheet of the present invention can be manufactured at low cost by treating the coil in a continuous heat treatment furnace. Alternatively, the coil may be processed by a box-type annealing furnace.
熱処理を施すにあたり、溶接部およびHAZの加工性を高めるため、前述の化学組成を有する母材鋼板の最高加熱温度を当該母材鋼板における(Ac1−50)以上とする。これは、溶接部およびHAZにおけるミクロ組織において、炭化物の生成および/またはより軟質なミクロ組織へと再変態させるためである。最高加熱温度が高くなると、溶接部およびHAZと周辺母材とのミクロ組織の差は低減し、熱間プレス用鋼板の加工性は改善するが、一方、過度に高温で加熱すると、熱処理後の鋼板全体の強度が上昇し、却って加工性が劣化する場合もある。これを避けるため、最高加熱温度は1000℃以下とすることが好ましい。 Upon heat treatment, to enhance the welds and HAZ of the workability, and (A c1 -50) or more at the base steel sheet of the maximum heating temperature of the base material steel plate having a chemical composition described above. This is because the microstructure in the weld and HAZ is retransformed into carbide formation and / or softer microstructure. When the maximum heating temperature is high, the difference in microstructure between the welded part and HAZ and the peripheral base material is reduced, and the workability of the hot-pressed steel sheet is improved. On the other hand, when heated at an excessively high temperature, after heat treatment The strength of the entire steel sheet may increase, and the workability may deteriorate. In order to avoid this, the maximum heating temperature is preferably 1000 ° C. or lower.
また、前記熱処理のうち、加熱を開始してから冷却を開始するまでの母材鋼板における温度履歴は下記の式(2)を満たす必要がある。式(2)は母材鋼板周辺のHAZおよび溶接部における炭化物の成長および溶解度合いを表わす指標であり、式(2)が満たされない場合、HAZおよび溶接部において粗大な炭化物が多数発生し、熱間プレス工程においても溶け残り、熱間プレス成形部材の強度や耐衝撃性が劣化する。
但し、式(2)は、鋼板の温度が炭化物の成長の始まる550℃に到達してから冷却を開始するまでの時間を、炭化物の溶解が始まる目安となる温度T*に到達するまでと、当該温度T*に到達してから最高加熱温度に至るまでの、それぞれの区間において10ステップに等分に分割し、分割した各ステップにおける炭化物の成長および溶解度合いを計算し、合計するものである。 However, in the formula (2), the time from when the temperature of the steel sheet reaches 550 ° C. at which the growth of the carbide starts to the start of cooling is set to the temperature T * which is a guideline for the start of the dissolution of the carbide. Each section from reaching the temperature T * to the maximum heating temperature is divided into 10 steps, and the degree of growth and dissolution of carbides in each divided step is calculated and totaled. ..
式(2)は、鋼板の温度が550℃から温度T*に到達するまでの時間を10ステップに等分に分割し、分割した各ステップにおける式Fn(Tn, T*, r, tn, C*, Si*, Mn*, Cr*, Mo*)の計算値を合計し、前記温度T*に到達してから冷却を開始するまでの時間を10ステップに等分に分割し、分割した各ステップにおけるGn(Tn, T*, r, tn, C*, Si*, Mn*, Cr*, Mo*)の計算値を合計し、これらの合計値を合算するものである。 In equation (2), the time required for the temperature of the steel sheet to reach the temperature T * from 550 ° C is divided into 10 steps, and the equation F n (T n , T * , r, t) in each divided step is divided. The calculated values of n , C * , Si * , Mn * , Cr * , Mo * ) are totaled, and the time from reaching the temperature T * to the start of cooling is divided into 10 steps equally. The calculated values of G n (T n , T * , r, t n , C * , Si * , Mn * , Cr * , Mo * ) in each divided step are totaled, and the total values are added up. is there.
Tn[℃]は各温度域におけるnステップ目における到達温度を、tn[秒]は各温度域におけるnステップ目までの総経過時間をそれぞれ表わす。なお、最高加熱温度がT*に到達しない場合、第2項(Gn項の計算値の合計)の値は0とする。また、C*、Si*、Mn*、Cr*およびMo*[質量%]は、前記2種の母材鋼板の化学組成の単純平均を示し、当該元素が含まれないときは、0を代入する。rは溶接部を除く前記2種の母材鋼板の板厚比であり、板厚の薄い母材鋼板の板厚に対する板厚の厚い母材鋼板の比率であり、母材鋼板の板厚が等しい場合、r=1とする。α、β、γおよびδ、ε、θはそれぞれ定数項であり、それぞれ1.33×106、1.80×100、2.25×104および2.25×106、2.20×100、2.41×104とする。また、T*は炭化物の溶解が始まる目安となる温度であり、下記の式(3)によって得られる。 T n [° C.] represents the reached temperature at the nth step in each temperature range, and t n [sec] represents the total elapsed time until the nth step in each temperature range. If the maximum heating temperature does not reach T * , the value of the second term (total of the calculated values of the G n term) is set to 0. Further, C * , Si * , Mn * , Cr * and Mo * [mass%] indicate simple averages of the chemical compositions of the above two types of base steel sheets, and 0 is substituted when the element is not contained. To do. r is the plate thickness ratio of the above-mentioned two types of base steel plates excluding the welded portion, and is the ratio of the base steel plate having a thick plate thickness to the plate thickness of the base material steel plate having a thin plate thickness. If they are equal, r = 1. alpha, beta, gamma and δ, ε, θ are each constant term, 1.33 × 10 6 respectively, 1.80 × 10 0, 2.25 × 10 4 and 2.25 × 10 6, 2.20 × 10 0, and 2.41 × 10 4. Further, T * is a temperature at which the dissolution of the carbide starts, and is obtained by the following formula (3).
式(3)は各鋼におけるAc1[℃]、化学組成[質量%]、および式(2)に示した板厚比rからなる式である。ここで、元素の右肩に記載の丸かっこ内の添え字1および2は前記2種の母材鋼板をそれぞれ表わしており、板厚の薄い鋼板を鋼1とし、板厚の厚い鋼板を鋼2とする。なお、鋼2がAc1を持たない場合、T*は鋼1のAc1と等しいとする。
The formula (3) is a formula consisting of Ac1 [° C.], a chemical composition [mass%], and a plate thickness ratio r represented by the formula (2) in each steel. Here, the
鋼板のAc1点およびAc3点は、それぞれ加熱工程におけるオーステナイトへの逆変態の開始点と完了点であり、具体的には、熱処理に先だって熱間圧延後の鋼板から小片を切り出し、10℃/秒で1200℃まで加熱し、その間の体積膨張を測定することで得られる。 The A c1 point and A c3 point of the steel sheet is the starting point and completion point of the reverse transformation to austenite at each heating step, specifically, cut small pieces from the steel sheet after hot rolling prior to the heat treatment, 10 ° C. It is obtained by heating to 1200 ° C. at / sec and measuring the volume expansion during that period.
前記熱処理における温度履歴が式(2)を満たす場合、HAZおよび溶接部における炭化物は十分に微細となるため、熱間プレス成形部材の強度および耐衝撃性が改善する。この観点から、式(2)の左辺は―0.70以上であることが好ましく、−0.40以上であることが更に好ましい。 When the temperature history in the heat treatment satisfies the formula (2), the carbides in the HAZ and the weld are sufficiently fine, so that the strength and impact resistance of the hot press-formed member are improved. From this point of view, the left side of the formula (2) is preferably −0.70 or more, and more preferably −0.40 or more.
本発明の熱間プレス用鋼板において、鋼板の強度を低減し、加工性を高めるため、冷却時の温度履歴は式(4)を満たす必要がある。式(4)は炭化物の溶存および微細炭化物の生成挙動を表わす式であり、式(4)の値が小さいほど炭素の鋼板の強化への寄与は小さくなる。熱間プレス用鋼板の強度を低減し、加工性を高めるには、式(4)の左辺は−0.20以下であることが好ましく、−0.40以下であることが更に好ましい。一方、式(4)の左辺が過度に小さいと、粗大な炭化物が生成し、熱間プレス後まで溶存して特性を損なう場合があるため、式(4)の左辺は−40.00以上とすることが好ましく、−30.00以上とすることが更に好ましい。
但し、式(4)は、冷却過程において炭化物の生成が始まる650℃から100℃に至るまでの温度範囲における滞在時間を10ステップに区切り、それぞれのステップにおける炭化物の生成挙動を評価し、足し合わせたものである。 However, in the formula (4), the residence time in the temperature range from 650 ° C. to 100 ° C., at which carbide formation starts in the cooling process, is divided into 10 steps, and the carbide formation behavior in each step is evaluated and added. It is a thing.
ここで、Aは炭化物の溶存状態を表すパラメターであり、前記式(2)の左辺が1.00以上の場合は1.00、それ以外の場合は前記式(2)の左辺の値を用いる。また、ΔT[℃]は炭化物の生成における過冷度に相当する値であり、式(3)で得られるT*から100℃低い温度を起点とし、そこからnステップ目までの区間における最低到達温度Tminを引いた値である。
Here, A is a parameter representing the dissolved state of the carbide, and when the left side of the formula (2) is 1.00 or more, 1.00 is used, and in other cases, the value of the left side of the formula (2) is used. .. Further, ΔT [° C.] is a value corresponding to the degree of supercooling in the formation of carbides, starting from a
なお、TminがT*−100℃よりも高い場合、ΔTは0とする。Tn[℃]は、nステップ目の区間における平均温度である。また、tn[秒]は650℃に到達してからnステップ目が完了するまでの総経過時間である。μ、η、ζ、ρは定数項であり、それぞれ5.53×10−3、2.50×10−1、2.50×10−2、3.07×103とする。 When T min is higher than T * -100 ° C, ΔT is set to 0. Tn [° C.] is the average temperature in the nth step section. Further, t n [seconds] is the total elapsed time from reaching 650 ° C. to the completion of the nth step. μ, η, ζ, and ρ are constant terms, which are 5.53 × 10 -3 , 2.50 × 10 -1 , 2.50 × 10 -2 , and 3.07 × 10 3 , respectively.
熱処理後の熱間プレス用鋼板を、加工性を更に改善するため、焼戻処理を施しても構わない。焼戻処理温度が600℃を超えると、炭化物が過度粗大化し、熱間プレス成形部材の特性が劣化するため、焼戻処理温度は600℃以下とすることが好ましい。また、焼戻処理温度が100℃を下回ると、十分な効果が得られないため、焼戻処理温度は100℃以上とすることが好ましい。焼戻処理時間は特に指定せず、処理温度および目的の特性に応じて、適宜設定して構わない。 The hot-pressed steel sheet after the heat treatment may be tempered in order to further improve the workability. If the tempering treatment temperature exceeds 600 ° C., the carbides become excessively coarse and the characteristics of the hot press-molded member deteriorate. Therefore, the tempering treatment temperature is preferably 600 ° C. or lower. Further, if the tempering treatment temperature is lower than 100 ° C., a sufficient effect cannot be obtained. Therefore, the tempering treatment temperature is preferably 100 ° C. or higher. The tempering treatment time is not particularly specified, and may be appropriately set according to the treatment temperature and the desired characteristics.
熱処理後の鋼板に、形状の矯正を目的として、最大圧下率2.00%のスキンパス圧延を施しても構わない。 The heat-treated steel sheet may be subjected to skin pass rolling with a maximum reduction ratio of 2.00% for the purpose of correcting the shape.
(ホットプレス部材)
続いて、本発明の熱間プレス成形部材において、式(1)を満たす鋼板を含む突き合わせ溶接部について、溶接部を挟む鋼板1、鋼板2、溶接継手および鋼板1と鋼板2におけるHAZの限定理由について説明する。
(Hot press member)
Next, in the hot press forming member of the present invention, regarding the butt welded portion including the steel plate satisfying the formula (1), the reason for limiting HAZ in the
[硬度と板厚の積HT]
衝突時の割れにはひずみ集中による割れと靭性不足による割れがあり、溶接部およびHAZにおいて、ひずみ集中による割れの発生しやすさは、当該箇所における硬度と板厚の積HTによって整理できる。HTは当該箇所における耐荷重に相当するので、熱間プレス成形部材に変形を加えると、周辺と比べてHTの低い箇所、すなわち耐荷重の低い箇所には変形が集中しやすい。そのため、溶接影響を受けない鋼板部分に比べて溶接部あるいはHAZにおけるHTが著しく小さい場合、部材が衝突した時にHTの小さい箇所にひずみが集中し、割れる場合がある。
[Product of hardness and plate thickness HT]
Cracks at the time of collision include cracks due to strain concentration and cracks due to insufficient toughness, and the susceptibility to cracks due to strain concentration at the welded portion and HAZ can be arranged by the product HT of hardness and plate thickness at that location. Since the HT corresponds to the load capacity at the relevant portion, when the hot press molded member is deformed, the deformation tends to concentrate at a portion having a low HT, that is, a portion having a low load capacity as compared with the surrounding area. Therefore, when the HT in the welded portion or HAZ is remarkably small as compared with the steel plate portion that is not affected by welding, strain may be concentrated on the portion where the HT is small and crack may occur when the members collide.
このようなひずみの集中を避けるため、溶接部およびHAZにおけるHTは、突き合わせ溶接された鋼板のうちHTの小さい側に対して、過度に小さい値であってはならない。具体的には、図1に示される突き合わせ溶接のような場合、ひずみの集中を避けるため、溶接部及びHAZを含む領域におけるHTの分布における最小値HTminが、鋼板1における平均値HT1と鋼板2における平均値HT2のうち小さい値の0.80倍以上である必要がある。両者の関係は0.85倍以上であることが好ましく、0.90倍以上であることが更に好ましく、両者が等しいことが最も好ましい。尚、鋼板1における平均値HT1と鋼板2における平均値HT2は、溶接部及びHAZを含まない鋼板領域における硬度の平均値である。
To avoid such strain concentration, the HT in the weld and HAZ must not be excessively small relative to the smaller side of the HT in the butt welded steel sheet. Specifically, in the case of butt welding shown in FIG. 1, in order to avoid concentration of strain, the minimum value HT min in the distribution of HT in the welded portion and the region including HAZ is set to the average value HT 1 in the
一方、HTが周辺と比べて極端に高い箇所では、荷重を加えても容易に変形しないため、変形時にその周辺にひずみが集中し、割れる場合がある。これを避けるため、溶接部およびHAZにおけるHTは、突き合わせ溶接された鋼板のうちHTの大きい方の鋼板側に対して、過度に大きい値であってはならない。具体的には、図1に示される突き合わせ溶接のような場合、ひずみの集中を避けるため、溶接部及びHAZを含む領域の鋼板1から鋼板2におけるHTの分布における最大値HTmaxが、鋼板1における平均値HT1と鋼板2における平均値HT2のうち大きい方の値の1.20倍以下である必要がある。両者の関係は1.15倍以下であることが好ましく、1.10倍以下であることが更に好ましく、両者が等しいことが最も好ましい。
On the other hand, in a place where the HT is extremely high as compared with the periphery, the strain is not easily deformed even when a load is applied, so that strain may be concentrated in the periphery at the time of deformation and crack may occur. In order to avoid this, the HT in the welded portion and the HAZ must not be excessively large with respect to the steel plate side having the larger HT among the butt-welded steel plates. Specifically, in the case of butt welding shown in FIG. 1, in order to avoid concentration of strain, the maximum value HT max in the distribution of HT from the
[最大硬度Hmax]
一方、靭性不足による衝突時の割れの発生しやすさは、硬度によって整理できる。溶接部およびHAZにおける硬度が周辺の鋼板と比べて極端に高い場合、当該箇所は鋼板に比べて大きく脆化している危険性が有り、衝突時に割れる場合がある。具体的には、図1に示される突き合わせ溶接のような場合、突き合わせ溶接部及びHAZを含む領域の鋼板1から鋼板2にかけての硬度の最大値Hmaxと鋼板1における硬度H1と鋼板2における硬度H2のうち大きい方の値との差ΔHが50[Hv]を超えると、プレス成形時に割れが発生する場合があるため、ΔHの上限を50[Hv]とする。ΔHは小さいほど好ましく、35[Hv]以下とすることが更に好ましい。
[Maximum hardness H max ]
On the other hand, the susceptibility to cracking at the time of collision due to insufficient toughness can be organized by hardness. If the hardness of the welded portion and HAZ is extremely higher than that of the surrounding steel plate, there is a risk that the portion is significantly brittle compared to the steel plate and may crack at the time of collision. Specifically, in the case of butt welding shown in FIG. 1, the maximum value H max of the hardness from the
なお、熱間プレス成形部材における鋼板および溶接部の硬さの測定方法は、熱間プレス用鋼板における測定方法と同じである。 The method for measuring the hardness of the steel plate and the welded portion in the hot press formed member is the same as the measuring method for the steel plate for hot pressing.
[母相オーステナイト粒径の最大値Dmax]
熱間プレス後の部材の耐衝撃性の溶接部およびHAZにおいて、衝突時の破壊の伝播を抑制するために熱間プレス加工時の母相オーステナイトの結晶粒径を細かくする必要がある。この母相オーステナイトの結晶粒径は、加熱前、すなわち熱間プレス用鋼板における結晶粒径に大きく影響され、熱間プレス用鋼板の結晶粒径が粗大であると、当該オーステナイト粒径も粗大化し、熱間プレス成形部材の耐衝撃性が劣化しやすい。
[Maximum value D max of matrix austenite particle size]
In the impact-resistant welded portion and HAZ of the member after hot pressing, it is necessary to make the crystal grain size of the matrix austenite during hot pressing finer in order to suppress the propagation of fracture at the time of collision. The grain size of this matrix austenite is greatly affected by the grain size before heating, that is, in the hot-pressed steel plate, and if the grain size of the hot-pressed steel plate is coarse, the austenite particle size also becomes coarse. , The impact resistance of hot press molded members tends to deteriorate.
具体的には、図1に示される突き合わせ溶接のような場合、突き合わせ溶接部及びHAZを含む鋼板1から鋼板2にかけての領域において、母相オーステナイト粒径の最大値Dmaxと鋼板1における母相オーステナイト粒径D1と鋼板2における母相オーステナイト粒径D2のうち大きい方の値Dとの成す比を5.0以下とすることで、耐衝撃特性は改善する。この比は4.0以下とすることが好ましく、3.0以下とすることが更に好ましく、両者が等しいことが最も好ましい。
Specifically, in the case of butt welding shown in FIG. 1, in the region from the butt welded portion and the
前記母相オーステナイト粒径の測定手法について説明する。まず、硬さ測定を行った面と同一の平面において、鏡面研磨した後に飽和ピクリン酸を用いて腐食する。次いで、硬さ測定点の中間点を中心にミクロ組織を観察し、板厚方向に合計長さが100μm以上となる直線を1本ないし複数引き、切断法によって粒界の平均間隔を測定する。粒界の平均間隔の前記測定値を母相オーステナイト粒径とみなす。 The method for measuring the particle size of the parent phase austenite will be described. First, on the same plane as the surface on which the hardness was measured, the surface is mirror-polished and then corroded with saturated picric acid. Next, the microstructure is observed around the midpoint of the hardness measurement point, one or more straight lines having a total length of 100 μm or more are drawn in the plate thickness direction, and the average spacing of the grain boundaries is measured by a cutting method. The measured value of the average interval of grain boundaries is regarded as the matrix austenite particle size.
[粗大炭化物]
溶接部及び溶接熱影響部において、粗大な炭化物は脆性破壊の起点および/または伝播経路として働くため、熱間プレス成形部材の耐衝撃特性を改善するため、粗大な炭化物を低減する必要がある。粒子径1.0μm以上の炭化物が、破壊の起点および/または伝播経路として働くため、溶接部及び溶接熱影響部における当該炭化物の平均密度を1.0×1010m−2以下とする。熱間プレス成形部材の耐衝撃特性を改善するため、当該炭化物の平均密度は5.0×109m−2以下とすることが好ましい。
[Coarse carbide]
Since coarse carbides serve as a starting point and / or a propagation path for brittle fracture in welds and heat-affected zones, it is necessary to reduce coarse carbides in order to improve the impact resistance characteristics of hot press-formed members. Since carbides with a particle size of 1.0 μm or more act as the starting point of fracture and / or the propagation path, the average density of the carbides in the welded portion and the heat-affected zone of the weld is set to 1.0 × 10 10 m- 2 or less. In order to improve the impact resistance characteristics of the hot press molded member, the average density of the carbide is preferably 5.0 × 10 9 m- 2 or less.
炭化物の平均密度の測定手法について説明する。前記母相オーステナイト粒径の測定及び硬さ測定を行った面と同一の平面において、鏡面研磨した後にナイタールを用いて腐食し、硬さ測定点の中間点を中心にミクロ組織を観察する。測定は1視野あたり5.0×10−10m2以上の面積を3視野以上行い、3視野の密度の単純平均をもって溶接部及び溶接熱影響部における平均炭化物密度とする。 A method for measuring the average density of carbides will be described. On the same plane as the surface on which the matrix austenite particle size and hardness were measured, mirror polishing is performed and then corrosion is performed using nital, and the microstructure is observed centering on the midpoint of the hardness measurement point. The measurement is performed on an area of 5.0 × 10-10 m 2 or more per field of view for 3 fields or more, and the simple average of the densities of the 3 fields is taken as the average carbide density in the welded portion and the heat-affected zone.
(熱間プレス成形部材の製造方法)
続いて、本発明の熱間プレス成形部材の製造方法について説明する。
本発明の熱間プレス成形部材は、本発明の熱間プレス用鋼板に、適正な条件で熱間プレスを施すことで得られ。熱間プレス用鋼板を構成する2つ以上の鋼板のうち少なくとも1つの鋼板の化学組成が前記式(1)を満たすことで、熱間プレス成形部材の少なくとも一部の硬度は300Hv以上となる。
(Manufacturing method of hot press molded member)
Subsequently, a method for manufacturing the hot press-molded member of the present invention will be described.
The hot press forming member of the present invention can be obtained by subjecting the steel sheet for hot pressing of the present invention to hot pressing under appropriate conditions. When the chemical composition of at least one of the two or more steel sheets constituting the hot-pressed steel sheet satisfies the above formula (1), the hardness of at least a part of the hot-press formed member becomes 300 Hv or more.
また、熱間プレス用鋼板における溶接部およびHAZにおける最大有効結晶粒径が、母材鋼板における有効結晶粒径の5.0倍以下であることにより、熱間プレス後の溶接部およびHAZにおける母相オーステナイトの最大結晶粒径が、母材鋼板における母相オーステナイト粒径の5.0倍以下となる。 Further, since the maximum effective crystal grain size in the welded portion and HAZ of the hot-pressed steel plate is 5.0 times or less the effective crystal grain size in the base steel plate, the mother in the welded portion and HAZ after hot pressing. The maximum crystal grain size of the phase austenite is 5.0 times or less the particle size of the matrix austenite in the base steel plate.
熱間プレスに先だって、本発明の熱間プレス用鋼板に予成形加工を施しても構わない。予成形加工として、熱間プレス用鋼板が破断しない範囲において、切断加工、打ち抜き加工、プレス加工、曲げ加工、絞り加工、ロール成形、バーリング加工を施しても構わない。また、予成形加工は上記の例に限らず、熱間プレス用鋼板の成形限界内であれば任意の加工を施しても構わない。 Prior to the hot pressing, the steel sheet for hot pressing of the present invention may be preformed. As the preforming process, cutting processing, punching processing, pressing processing, bending processing, drawing processing, roll forming, and burring processing may be performed as long as the steel sheet for hot pressing is not broken. Further, the preforming process is not limited to the above example, and any process may be performed as long as it is within the forming limit of the hot pressed steel sheet.
本発明の熱間プレス用鋼板を加熱し熱間プレス成形を行うにあたり、最高加熱温度は式(1)を満たす母材鋼板におけるAc3以上とする。最高加熱温度が同母材鋼板のAc3未満である場合、熱間プレス成形前のミクロ組織中に軟質なフェライトが残存するため、当該部位の硬さおよび/または靭性が劣化する。熱間プレス成形部材の強度を高めるため、最高加熱温度はAc3+10℃以上であることが好ましい。一方、最高加熱温度がAc3+120℃を超えても当該部位の高強度化効果は認められず、母相オーステナイトが粗大化して靭性が損なわれるため、最高加熱温度はAc3+120℃以下とすることが好ましい。 When the hot-pressed steel sheet of the present invention is heated and hot-pressed, the maximum heating temperature is Ac 3 or higher in the base steel sheet satisfying the formula (1). When the maximum heating temperature is less than Ac3 of the same base steel sheet, soft ferrite remains in the microstructure before hot press forming, so that the hardness and / or toughness of the portion deteriorates. In order to increase the strength of the hot press molded member, the maximum heating temperature is preferably Ac3 + 10 ° C. or higher. On the other hand, even if the maximum heating temperature exceeds Acc3 + 120 ° C, the effect of increasing the strength of the site is not observed, and the matrix austenite becomes coarse and the toughness is impaired. Therefore, the maximum heating temperature is set to Acc3 + 120 ° C or less. Is preferable.
また、熱間プレス前の加熱において、550℃から加熱終了までの温度が式(5)を満たす必要がある。式(5)は溶接部およびHAZにおける炭化物の成長および溶解挙動を評価する式であり、式(5)の左辺が小さいほど粗大な炭化物が熱間プレス成形部材中に形成され、耐衝撃性が劣化する。耐衝撃性を高めるため、式(5)の左辺は2.00以上とすることが好ましく、3.00以上とすることが更に好ましい。なお、式(5)の左辺は、熱間プレス用鋼板の製造工程における加熱中の炭化物の成長・溶解挙動を評価する式(2)と同一の形式であり、各項の意味および値は同一である。
また、熱間プレス用母材における溶接部およびHAZにおける炭化物の短径が、母材鋼板における炭化物の短径と比べて過度に大きい場合、加熱条件が式(5)を満たしていても粗大な炭化物が形成し、耐衝撃性が劣化する場合がある。 Further, when the minor axis of the carbide in the welded portion and HAZ of the base material for hot pressing is excessively large as compared with the minor axis of the carbide in the base steel sheet, the heating condition is coarse even if the formula (5) is satisfied. Carbides may form and the impact resistance may deteriorate.
熱間プレス成形の開始温度は、熱間プレス用鋼板において、化学組成が式(1)を満たす母材鋼板からなる部位において、600℃以上とする。当該部位の温度が600℃を下回ると、軟質なフェライトの形成が始まり、強度および/または耐衝撃性が劣化する懸念がある。熱間プレス成形の開始温度は650℃以上とすることが好ましい。 The starting temperature of the hot press forming is 600 ° C. or higher in the hot press steel sheet, which is a base steel sheet having a chemical composition satisfying the formula (1). When the temperature of the portion is lower than 600 ° C., the formation of soft ferrite starts, and there is a concern that the strength and / or impact resistance deteriorates. The starting temperature of hot press molding is preferably 650 ° C. or higher.
熱間プレス成形を開始した後、600℃〜300℃の温度域における平均冷却速度は10℃/秒以上とする。当該温度域における冷却速度が不十分であると、軟質かつ低靭性なベイナイトが生成し、鋼板の耐衝撃性が劣化する。当該温度域における平均冷却速度は20℃/秒以上とすることが好ましい。 After starting the hot press molding, the average cooling rate in the temperature range of 600 ° C. to 300 ° C. is 10 ° C./sec or more. If the cooling rate in the temperature range is insufficient, soft and low toughness bainite is generated, and the impact resistance of the steel sheet deteriorates. The average cooling rate in the temperature range is preferably 20 ° C./sec or more.
また、熱間プレス用鋼板における母材鋼板の板厚比が3.0を超える場合、当該温度域における冷却速度が局所的に低下、あるいは増大する場合がある。当該温度域における冷却速度の局所的な変動は、熱間プレス成形部材における局所的な強度低下および/または強度上昇を起こすため、熱間プレス成形部材の耐衝撃性を損なう。 Further, when the plate thickness ratio of the base steel sheet in the hot-pressed steel sheet exceeds 3.0, the cooling rate in the temperature range may locally decrease or increase. Local fluctuations in the cooling rate in the temperature range cause a local decrease in strength and / or an increase in strength in the hot press-molded member, thus impairing the impact resistance of the hot press-molded member.
熱間プレス成形部材には、耐衝撃性を改善するため、100〜500℃の範囲で焼戻処理を施しても構わない。 The hot press-molded member may be tempered in the range of 100 to 500 ° C. in order to improve impact resistance.
熱間プレス成形部材には、外観を改善するため、ショットブラスト処理を施しても構わない。 The hot press molded member may be shot blasted in order to improve the appearance.
次に、本発明の実施例について説明する。
表1−1及び表1−2に示すA〜BMの化学組成を有するスラブを鋳造した。これらのスラブを用いて、表2−1〜表2−4に示す組み合わせの実験例1〜49を製造した。まず、実験例1〜49を構成するそれぞれの鋼板1、2用のスラブを表2−1〜表2−4に示すスラブ加熱温度に加熱し、圧延開始温度から圧延完了温度までの温度域において熱間圧延をした。その後、表2−1〜表2−4に示す冷却開始時間まで放冷し、平均冷却速度で冷却停止温度まで冷却し、コイルとして巻き取った。
Next, examples of the present invention will be described.
Slabs having the chemical compositions A to BM shown in Table 1-1 and Table 1-2 were cast. Using these slabs, Experimental Examples 1-49 of the combinations shown in Tables 2-1 to 2-4 were produced. First, the slabs for the
なお、表1−1及び表1−2におけるAc1温度およびAc3温度は、各化学組成の熱延鋼板から小片を切りだし、加熱速度10℃/秒として1050℃まで加熱する際の体積変化を測定し、体積膨張曲線の変曲点から読み取ることにより測定した。
Incidentally, A c1 temperature and A c3 temperature in Table 1-1 and Table 1-2, the volume change when heated from the hot-rolled steel sheet of the chemical composition was cut out small pieces, until 1050 ° C. The
その後、熱延鋼板を酸洗し、表2−1〜表2−4に示す合計の圧下率とする冷間圧延を行い、溶接に供する冷延鋼板を得た。なお、冷延率が0%の条件では熱延鋼板を溶接に供する。また、溶接に供する熱延鋼板の一部では、形状矯正のため、張力を付与して塑性変形させた。 Then, the hot-rolled steel sheet was pickled and cold-rolled to the total reduction ratio shown in Tables 2-1 to 2-4 to obtain a cold-rolled steel sheet to be welded. The hot-rolled steel sheet is subjected to welding under the condition that the cold-rolling ratio is 0%. Further, a part of the hot-rolled steel sheet to be welded was plastically deformed by applying tension in order to correct the shape.
次いで、表2−1〜表2−4に示す組み合わせで鋼板1、2を溶接した。但し、実験例31〜33は、3枚の母材を溶接して1枚の熱間プレス用鋼板とする例である。実験例31〜33では、鋼板1が鋼板a2及び鋼板2bに溶接された構造を有しており、鋼板a2及び鋼板2bが他の実験例の鋼板2に対応する。
Next, the
尚、溶接に先だって、突き合わせ部は切断し、直線性に優れた端部を得た。特に、実験例1〜21は、切断後の端部にテーパー加工を施す例である。 Prior to welding, the butt portion was cut to obtain an end portion having excellent linearity. In particular, Experimental Examples 1 to 21 are examples in which the end portion after cutting is tapered.
実験例34,35は、鋼板に後述する表3−2に記載の熱処理を施した後に、表2−3に示す組み合わせで鋼板を溶接する比較例である。特に、実験例35は、溶接後に溶接部にレーザーを当てて加熱する後熱処理を施す例である。 Experimental Examples 34 and 35 are comparative examples in which the steel sheets are subjected to the heat treatments shown in Table 3-2, which will be described later, and then the steel sheets are welded in the combinations shown in Table 2-3. In particular, Experimental Example 35 is an example in which the welded portion is heated by irradiating a laser after welding and then heat-treated.
それ以外の実験例では、熱処理に先だって鋼板を溶接した。実験例17、18は溶接をマッシュシーム溶接法により施す例である。その他の実験例では、レーザー溶接法により溶接を行った。 In the other experimental examples, the steel sheet was welded prior to the heat treatment. Experimental examples 17 and 18 are examples in which welding is performed by a mash seam welding method. In other experimental examples, welding was performed by the laser welding method.
実験例2〜18、30〜33は、熱処理の前に、溶接部の表面を研削する例である。 Experimental Examples 2 to 18 and 30 to 33 are examples in which the surface of the welded portion is ground before the heat treatment.
実験例28は、熱処理の前に、溶接後の鋼板に再度酸洗処理を施す例である。 Experimental Example 28 is an example in which the steel sheet after welding is pickled again before the heat treatment.
実験例3〜5は、熱処理の前に、溶接後の鋼板にNiのプレめっき処理を施す例である。 Experimental Examples 3 to 5 are examples in which the steel sheet after welding is pre-plated with Ni before the heat treatment.
また、実験例31〜33は、溶接によって3枚の鋼板を連接させて1枚の熱間プレス用鋼板を得る例である。実験例31〜33のいずれも、図8に示すように、鋼板1の端部に鋼板2aを溶接して得られる溶接部aと、前記鋼板2aの反対側の鋼板1の端部において鋼板1と鋼板2bを溶接して得られる溶接部bを有する熱間プレス用鋼板が得られる。
Further, Experimental Examples 31 to 33 are examples in which three steel plates are joined by welding to obtain one steel plate for hot pressing. In each of Experimental Examples 31 to 33, as shown in FIG. 8, the
次いで、溶接後の鋼板に表3−1、表3−2に示す条件の熱処理を施した。鋼板を、表3−1、表3−2に示す加熱温度まで、式(2)で表わされる加熱条件で加熱することにより熱処理を行った。実験例1〜49のそれぞれのAc1温度として、鋼板1のAc1温度を採用した。
その後、式(4)で表わされる冷却条件で、100℃未満の温度域まで冷却した。その後、一部の鋼板においては、焼戻処理および/またはスキンパス圧延処理を施した。
Next, the welded steel sheet was heat-treated under the conditions shown in Tables 3-1 and 3-2. The steel sheet was heat-treated by heating it to the heating temperatures shown in Tables 3-1 and 3-2 under the heating conditions represented by the formula (2). As each A c1 temperature of Example 1 to 49 were adopted A c1 temperature of the
Then, it was cooled to a temperature range of less than 100 ° C. under the cooling conditions represented by the formula (4). After that, some steel sheets were subjected to a tempering treatment and / or a skin pass rolling treatment.
次いで、熱処理後の熱間プレス用鋼板から小片を切出し、硬さ、ミクロ組織および加工性を確認した。加工性は引張試験によって最大荷重を測定し、評価した。母材部の最大荷重は、溶接線に垂直な方向を引張軸とする、JIS Z 2201に記載のJIS5号試験片を用いて評価した。その他の条件は、JIS Z 2241に記載の引張試験方法に準じた。 Next, small pieces were cut out from the hot-pressed steel sheet after the heat treatment, and the hardness, microstructure and workability were confirmed. The workability was evaluated by measuring the maximum load by a tensile test. The maximum load of the base metal portion was evaluated using the JIS No. 5 test piece described in JIS Z 2201, whose tensile axis is the direction perpendicular to the welding line. Other conditions were in accordance with the tensile test method described in JIS Z 2241.
これらの測定結果を表4−1〜表4−4に示す。尚、表4−1及び4−2のH1及びHT1は、それぞれ鋼板1の平均硬度及びHTの平均値であり、H2及びHT2は、それぞれ鋼板2の平均硬度及びHTの平均値である。また、ΔHは、実験例1〜49それぞれの突き合わせ溶接部及び溶接熱影響部を含む領域の硬度の最大値と、前記H1とH2のうち大きい方の値との差である。
The measurement results are shown in Tables 4-1 to 4-4. H 1 and HT 1 in Tables 4-1 and 4-2 are the average hardness and HT of the
溶接部の加工性は2種類の引張試験片によって評価した。1つ目はJIS5号試験片であり、溶接線に垂直な方向を引張軸として、溶接線を試験片中央に配して試験片を作成し、評価した。この引張試験における最大荷重は静的な変形に伴う溶接部周辺へのひずみ集中の起こりやすさの指標となる。同最大荷重が母材部の引張試験における最大荷重の0.80倍以上である場合、静的な変形に伴う溶接部周辺へのひずみ集中が起こりづらいと判断でき、同熱間プレス用鋼板には母材部相当の成形性が期待できる。 The workability of the weld was evaluated by two types of tensile test pieces. The first is the JIS No. 5 test piece, and the test piece was prepared and evaluated by arranging the welding line in the center of the test piece with the direction perpendicular to the welding line as the tension axis. The maximum load in this tensile test is an index of the likelihood of strain concentration around the weld due to static deformation. When the maximum load is 0.80 times or more of the maximum load in the tensile test of the base metal part, it can be judged that strain concentration around the welded part due to static deformation is unlikely to occur, and the steel sheet for hot pressing is used. Can be expected to have moldability equivalent to that of the base material.
一方、溶接部を含む引張試験片の最大荷重が母材部の示す最大荷重よりも大きく劣る場合、変形時に溶接部周辺へひずみが集中し、所定の形状が得られず、また、鋼板が破断する場合もある。具体的には、熱間プレスに先立つ予プレス加工や曲げ加工によって、溶接部周辺が割れる懸念がある。 On the other hand, when the maximum load of the tensile test piece including the welded portion is significantly inferior to the maximum load indicated by the base metal portion, strain is concentrated around the welded portion during deformation, a predetermined shape cannot be obtained, and the steel plate is broken. In some cases. Specifically, there is a concern that the periphery of the weld may crack due to pre-pressing or bending prior to hot pressing.
2つめは図6に示すノッチ付き試験片であり、溶接線に垂直な方向を引張軸として、溶接線を試験片中央に配し、溶接線中心とノッチ底とを揃えた試験片を作成し、評価した。ノッチ底半径は1.5mmとする。ノッチ底の間隔は25mmとした。この引張試験における最大荷重は動的な変形に伴う溶接部周辺の破壊耐力を表す指標となる。同最大荷重が母材部の引張試験における最大荷重の0.80倍以上である場合、溶接部は脆性破壊しづらいと判断でき、同鋼板には母材部相当の耐破壊特性が期待できる。 The second is the notched test piece shown in FIG. 6, in which the welding line is arranged in the center of the test piece with the direction perpendicular to the welding line as the tension axis, and a test piece in which the center of the welding line and the bottom of the notch are aligned is created. ,evaluated. The notch bottom radius is 1.5 mm. The notch bottom spacing was 25 mm. The maximum load in this tensile test is an index showing the fracture strength around the weld due to dynamic deformation. When the maximum load is 0.80 times or more of the maximum load in the tensile test of the base metal portion, it can be judged that the welded portion is difficult to break brittlely, and the steel sheet can be expected to have fracture resistance characteristics equivalent to those of the base metal portion.
一方、ノッチ付き引張試験片の最大荷重が母材部の示す最大荷重よりも大きく劣る場合、溶接部周辺では脆性的な破壊が起こりやすい。具体的には、熱間プレスに先立つ切断加工や打ち抜き加工によって、溶接部周辺が割れる懸念がある。 On the other hand, when the maximum load of the notched tensile test piece is significantly inferior to the maximum load indicated by the base metal portion, brittle fracture is likely to occur around the welded portion. Specifically, there is a concern that the periphery of the welded portion may be cracked by cutting or punching prior to hot pressing.
次いで、実験例1〜49の熱間プレス用鋼板を表5−1、表5−2に示す条件で熱間プレス成型を施して、実験例1〜49の熱間プレス成形部材を製造した。部材の形状は、図7に記載のハット型とした。表5−1、表5−2に記載の加熱温度へ、式(5)の値で示される加熱条件で熱処理を施した。尚、熱処理における最高加熱温度は、表5−1、表5−2の項目「加熱温度」に示される。また、熱処理における「Ac3温度」として、鋼板1のAc3温度を採用した。
Next, the hot-pressed steel sheets of Experimental Examples 1-49 were hot-press-molded under the conditions shown in Tables 5-1 and 5-2 to produce hot-press-molded members of Experimental Examples 1-49. The shape of the member was the hat type shown in FIG. Heat treatment was performed at the heating temperatures shown in Tables 5-1 and 5-2 under the heating conditions represented by the values in the formula (5). The maximum heating temperature in the heat treatment is shown in the item "heating temperature" in Table 5-1 and Table 5-2. Further, as "A c3 temperature" in the heat treatment, it was adopted A c3 temperature of the
加熱終了後、表5−1、表5−2に記載のプレス開始温度まで空冷し、プレス成形によって金型で冷却した。冷却中の600〜300℃間における冷却速度は、表5−1、表5−2に記載の通りとした。室温まで冷却後、一部の部材については焼戻処理を施した。 After the heating was completed, the mixture was air-cooled to the press start temperatures shown in Tables 5-1 and 5-2, and cooled with a die by press molding. The cooling rate between 600 and 300 ° C. during cooling was as shown in Table 5-1 and Table 5-2. After cooling to room temperature, some members were tempered.
次いで、熱間プレス成形部材から小片を切出し、硬さ、ミクロ組織および耐衝撃性を確認する。小片の切出し位置は図7に示す通りとする。耐衝撃性の評価は熱間プレス用鋼板における加工性の評価方法と同一であり、評価基準も等しいとする。 Next, a small piece is cut out from the hot press molded member, and the hardness, microstructure and impact resistance are confirmed. The cutting position of the small piece is as shown in FIG. The evaluation of impact resistance is the same as the evaluation method of workability in hot-pressed steel sheets, and the evaluation criteria are also the same.
前記ミクロ組織および耐衝撃性の測定結果を表6−1〜表6−4に示す。尚、表6−1、表6−2における項目「H* 1」は熱間プレス成形部材の鋼板1の平均硬度であり、「HT* 1」は、熱間プレス成形部材の鋼板1の硬度と板厚の積HTの平均値である。また、「HT* 2」は、熱間プレス成形部材の鋼板2の硬度と板厚の積HTの平均値である。また、「母相オーステナイト粒径」の項目「D」は、実験例1〜49のそれぞれの熱間プレス成形部材の鋼板1における母相オーステナイト粒径D1と鋼板2における母相オーステナイト粒径D2のうち大きい方の値Dであり、項目「Dmax」は、実験例1〜49の熱間プレス成形部材における母相オーステナイト粒径の最大値である。
The measurement results of the microstructure and impact resistance are shown in Tables 6-1 to 6-4. The item "H * 1 " in Tables 6-1 and 6-2 is the average hardness of the
実験例22〜26は、熱間プレス用鋼板に用いた母材すべてが式(1)を満足しない場合の例であり、熱間プレス成形部材における硬さが300Hv未満となり、十分な強度が得られない例である。 Experimental Examples 22 to 26 are examples in which all the base materials used for the hot-pressed steel sheet do not satisfy the formula (1), and the hardness of the hot-press formed member is less than 300 Hv, and sufficient strength is obtained. This is an example that cannot be done.
実験例34は、テーラードブランク工法によって製造する熱間プレス用鋼板およびその鋼板を用いて得られる熱間プレス成形部材の例である。この実験例で得られる熱間プレス用鋼板では、溶接部の一部が硬化するため、加工性が劣位となる。更に、この熱間プレス用鋼板を用いて得られる熱間プレス成形部材では、母相オーステナイトの結晶粒径が一部で粗大化するため、部材の耐衝撃特性が劣位となる。 Experimental Example 34 is an example of a hot-pressed steel plate manufactured by the tailored blank method and a hot-press formed member obtained by using the steel plate. In the hot-pressed steel sheet obtained in this experimental example, a part of the welded portion is hardened, so that the workability is inferior. Further, in the hot press molded member obtained by using this hot press steel plate, the crystal grain size of the matrix austenite is partially coarsened, so that the impact resistance property of the member is inferior.
実験例35は、テーラードブランク工法によって熱間プレス用鋼板を製造し、溶接部をレーザーにて後熱処理し、熱間プレス工法によって部材を得る例である。この実験例で得られる熱間プレス用鋼板は、後熱処理の効果により、溶接部の局所的な硬化は解消される。しかしながら、後熱処理では溶接部における局所的な軟化や結晶粒径の粗大化は抑制できず、熱間プレス用鋼板の加工性は劣位となる。 更に、この熱間プレス用鋼板を用いて得られる熱間プレス成形部材では、母相オーステナイトの結晶粒径が一部で粗大化するため、部材の耐衝撃特性が劣位となる。 Experimental Example 35 is an example in which a steel sheet for hot pressing is manufactured by a tailored blank method, a welded portion is post-heat treated with a laser, and a member is obtained by a hot pressing method. In the hot-pressed steel sheet obtained in this experimental example, the local hardening of the welded portion is eliminated by the effect of the post-heat treatment. However, the post-heat treatment cannot suppress local softening and coarsening of the crystal grain size in the welded portion, and the workability of the hot-pressed steel sheet becomes inferior. Further, in the hot press molded member obtained by using this hot press steel plate, the crystal grain size of the matrix austenite is partially coarsened, so that the impact resistance property of the member is inferior.
実験例36および37は、熱間プレス用鋼板の母材の板厚比が3.00を超える例であり、溶接後の熱処理において、溶接部周辺の温度が著しく不均質となり、溶接部周辺が部分的に硬化し、熱間プレス用鋼板の加工性が劣位となる例である。さらに、この熱間プレス用鋼板をレーザートリムによって所定の大きさに切断し、表5−1、表5−2に記載の条件で得られる熱間プレス成形部材では、加熱およびプレス中の溶接部周辺における温度が著しく不均質となり、溶接部周辺が局所的に硬化または軟化するため、部材の耐衝撃性が劣位となる。 Experimental examples 36 and 37 are examples in which the plate thickness ratio of the base material of the hot-pressed steel sheet exceeds 3.00, and in the heat treatment after welding, the temperature around the welded portion becomes significantly inhomogeneous, and the periphery of the welded portion becomes This is an example in which the workability of a steel sheet for hot pressing is inferior due to partial curing. Further, in the hot press forming member obtained by cutting the steel plate for hot pressing to a predetermined size by laser trim and obtaining the conditions shown in Tables 5-1 and 5-2, the welded portion during heating and pressing. The temperature around the weld becomes extremely inhomogeneous, and the periphery of the weld is locally hardened or softened, resulting in inferior impact resistance of the member.
実験例38および39は、溶接後の熱処理における加熱温度が低い例であり、熱間プレス用鋼板において溶接部周辺に粗大な炭化物が存在するため、熱間プレス成形部材中の粗大炭化物密度が高く、部材の耐衝撃特性が劣位となる。 Experimental examples 38 and 39 are examples in which the heating temperature in the heat treatment after welding is low, and since coarse carbides are present around the welded portion in the hot press steel sheet, the coarse carbide density in the hot press molded member is high. , The impact resistance of the member is inferior.
実験例40および41は、溶接後の熱処理における加熱条件が式(2)を満たさない例であり、溶接部周辺に軟化領域が形成され、熱間プレス用鋼板の加工性が劣位となる例である。 Experimental examples 40 and 41 are examples in which the heating conditions in the heat treatment after welding do not satisfy the formula (2), a softened region is formed around the welded portion, and the workability of the hot pressed steel sheet is inferior. is there.
実験例42は、溶接後の熱処理における冷却条件が式(4)を満たさない例であり、冷却中に過剰に炭化物が成長するため、熱間プレス用鋼板において溶接部周辺に粗大な炭化物が存在するため、熱間プレス成形部材中の粗大炭化物密度が高く、部材の耐衝撃特性が劣位となる。 Experimental example 42 is an example in which the cooling conditions in the heat treatment after welding do not satisfy the formula (4), and since carbides grow excessively during cooling, coarse carbides are present around the welded portion in the hot press steel plate. Therefore, the density of coarse carbides in the hot press-formed member is high, and the impact resistance characteristics of the member are inferior.
実験例43は、溶接後の熱処理における冷却条件が式(4)を満たさない例であり、冷却中に炭化物が十分に生成しないため、熱間プレス用鋼板の強度が過剰となり、熱間プレス用鋼板の加工性が劣位となる。 Experimental example 43 is an example in which the cooling conditions in the heat treatment after welding do not satisfy the formula (4), and since carbides are not sufficiently generated during cooling, the strength of the hot-pressed steel sheet becomes excessive and the hot-pressed steel sheet is used. The workability of the steel sheet is inferior.
実験例44〜49は、本発明に従って加工性に優れた熱間プレス用鋼板が得られる例である。しかし、これらの例では表5−1、表5−2に示す熱間プレスの条件が本発明の範囲を外れるため、本発明の耐衝撃性に優れた熱間プレス成形部材は得られない。 Experimental Examples 44 to 49 are examples in which steel sheets for hot pressing having excellent workability can be obtained according to the present invention. However, in these examples, the hot press conditions shown in Tables 5-1 and 5-2 are outside the scope of the present invention, so that the hot press molded member having excellent impact resistance of the present invention cannot be obtained.
実験例44〜46は、熱間プレスにおける加熱温度が低い例であり、熱間プレス成形部材における硬さが300Hv未満となり、十分な強度が得られない例である。 Experimental Examples 44 to 46 are examples in which the heating temperature in the hot press is low, and the hardness of the hot press molded member is less than 300 Hv, so that sufficient strength cannot be obtained.
実験例47〜49は、熱間プレスにおける加熱条件が式(5)を満たさない例であり、熱間プレス成形部材中に粗大な炭化物が多数存在するため、部材の耐衝撃性が劣位となる。 Experimental Examples 47 to 49 are examples in which the heating conditions in the hot press do not satisfy the formula (5), and since a large number of coarse carbides are present in the hot press molded member, the impact resistance of the member is inferior. ..
実験例1〜21および実験例27〜33は、本発明の条件に従って加工性に優れた熱間プレス用鋼板を製造し、また、得られる熱間プレス用鋼板を本発明の条件に従って熱間プレスすることで耐衝撃性に優れた熱間プレス成形部材を得る例である。 Experimental Examples 1 to 21 and Experimental Examples 27 to 33 produce hot-pressed steel sheets having excellent workability according to the conditions of the present invention, and the obtained hot-pressed steel sheets are hot-pressed according to the conditions of the present invention. This is an example of obtaining a hot press-formed member having excellent impact resistance.
実験例9,12,15,29は、加工性を高めるため、熱処理後に焼戻処理を施し、熱間プレス用鋼板を得る例である。 Experimental Examples 9, 12, 15, and 29 are examples in which a steel sheet for hot pressing is obtained by performing a tempering treatment after heat treatment in order to improve workability.
実験例3は、加工性および耐食性を高めるため、熱処理後に再加熱し溶融亜鉛浴に浸漬し、さらに488℃まで再加熱する合金化処理を施す例であり、合金化溶融亜鉛めっき層を有し、さらに再加熱による焼戻処理効果によって加工性が改善した、熱間プレス用鋼板が得られる。 Experimental Example 3 is an example in which, in order to improve processability and corrosion resistance, it is reheated after heat treatment, immersed in a hot-dip galvanized bath, and then alloyed by reheating to 488 ° C., and has an alloyed hot-dip galvanized layer. Further, a steel sheet for hot pressing having improved workability due to the effect of reheating by reheating can be obtained.
さらに、実験例3,7,9,および15は、熱間プレス後の熱間プレス成形部材に焼戻処理を施す例であり、耐衝撃性に優れた熱間プレス成形部材が得られる。 Further, Experimental Examples 3, 7, 9, and 15 are examples in which the hot press-molded member after hot pressing is subjected to a tempering treatment, and a hot press-molded member having excellent impact resistance can be obtained.
以上、本発明の各実施形態について詳細に説明したが、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎない。本発明は、これらの実施形態によって技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明は、その技術思想またはその主要な特徴から逸脱することなく、さまざまな形で実施することができる。 Although each embodiment of the present invention has been described in detail above, all of the above embodiments are merely examples of embodiment of the present invention. The present invention should not be construed in a limited technical scope by these embodiments. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or its main features.
特に、本発明の熱間プレス成形部材の形状は、図7に示すハット型に制約されるものではない。本発明の熱間プレス成形部材の製造方法として示した加熱および冷却条件が満足されるのであれば、熱間プレス成形部材の形状は任意の形状として構わない。
また、4枚以上の鋼板を溶接し、熱間プレス用鋼板を得ても構わない。
In particular, the shape of the hot press-formed member of the present invention is not limited to the hat type shown in FIG. 7. The shape of the hot press-molded member may be any shape as long as the heating and cooling conditions shown as the method for manufacturing the hot press-molded member of the present invention are satisfied.
Further, four or more steel plates may be welded to obtain a steel plate for hot pressing.
本発明の熱間プレス用鋼板は加工性に優れており、熱間プレス工程における生産コストの低減および熱間プレス成形部材の寸法精度向上に寄与するとともに、同熱間プレス用鋼板を用いて得られる本発明の熱間プレス成形部材は耐衝撃性に優れており、自動車の車体への適用に好適である。 The steel sheet for hot pressing of the present invention has excellent workability, contributes to reduction of production cost in the hot pressing process and improvement of dimensional accuracy of the hot press formed member, and is obtained by using the steel sheet for hot pressing. The hot press-formed member of the present invention is excellent in impact resistance and is suitable for application to the vehicle body of an automobile.
Claims (8)
前記異なる鋼板のうち少なくとも1種の鋼板の化学組成が式(1)を満たし、
前記突き合わせ溶接部及び溶接熱影響部を含む領域の硬度と板厚の積HTの分布における最小値HTminが、前記異なる鋼板のうち1つの鋼板における平均値HT1と前記異なる鋼板のうち他の鋼板における平均値HT2のうち小さい方の値の0.80倍以上であり、
前記HTの分布における最大値HTmaxが前記HT1とHT2のうち大きい方の値の1.50倍以下であり、
前記突き合わせ溶接部及び溶接熱影響部を含む領域の硬度の最大値Hmaxと前記1つの鋼板における硬度H1と前記他の鋼板における硬度H2のうち大きい方の値との差ΔHが100Hv以下であり、
かつ、Hmaxが400Hv以下であり、
前記突き合わせ溶接部及び溶接熱影響部を含む領域の有効結晶粒径の分布において、前記1つの鋼板の有効結晶粒径の平均値と前記他の鋼板の有効結晶粒径の平均値のうち大きい方の有効結晶粒径dと、前記有効結晶粒径の最大値dmaxとの比(dmax/d)が5.0以下であり、
さらに、突き合わせ溶接部及び溶接熱影響部を含む領域において、前記異なる鋼板のうち前記1つの鋼板の炭化物の短径の平均値と前記異なる鋼板のうち前記他の鋼板の炭化物の短径の平均値のうち大きい方の平均値rと、炭化物の短径の最大値rmaxとの比(rmax/r)が3.0以下であることを特徴とする熱間プレス用鋼板。
The chemical composition of at least one of the different steel sheets satisfies the formula (1).
The minimum value HT min in the distribution of the product HT of the product hardness and the plate thickness of the region including the butt welded portion and the weld heat affected zone is the average value HT 1 of one of the different steel plates and the other of the different steel plates. It is 0.80 times or more of the smaller value of the average value HT 2 of the steel sheet.
The maximum value HT max in the distribution of the HT is 1.50 times or less of the larger value of the HT 1 and the HT 2 .
The difference ΔH between the maximum value H max of the hardness of the region including the butt weld and the weld heat affected zone and the larger value of the hardness H 1 of the one steel sheet and the hardness H 2 of the other steel sheet is 100 Hv or less. And
And H max is 400Hv or less,
In the distribution of the effective crystal grain size of the region including the butt welded portion and the welding heat affected portion, the larger of the average value of the effective crystal grain size of the one steel plate and the average value of the effective crystal grain size of the other steel plate is larger. The ratio (d max / d) of the effective crystal grain size d of the above to the maximum value d max of the effective crystal grain size is 5.0 or less.
Further, in the region including the butt welded portion and the welding heat affected portion, the average value of the minor diameters of the charcoal of the one steel plate among the different steel plates and the mean value of the charcoal of the other steel plate among the different steel plates. A steel sheet for hot pressing, wherein the ratio (r max / r) of the larger average value r to the maximum value r max of the minor axis of the carbide is 3.0 or less.
C:0.050%〜0.800%、
Si:0.001%〜3.00%、
Mn:0.01%〜13.0%、
P:0.100%以下、
S:0.0100%以下、
Al:0.001%〜2.500%、
N:0.0150%以下、
O:0.0050%以下、
を含有し、残部が鉄および不可避不純物からなる1つの鋼板と、
前記鋼板とは化学組成および/または板厚の異なる1種以上の他の鋼板とを、溶接部における板厚比を3.0以下として突き合わせ溶接し、
溶接した全ての鋼板のうち少なくとも1つの鋼板の(Ac1−50)℃を上回る温度まで加熱する熱処理を行い、
前記熱処理は、加熱開始から冷却開始までの温度履歴が式(2)を満たし、且つ
冷却開始から冷却完了までの温度履歴が式(4)を満たすことを特徴とする熱間プレス用鋼板の製造方法。
C: 0.050% to 0.800%,
Si: 0.001% to 3.00%,
Mn: 0.01% to 13.0%,
P: 0.100% or less,
S: 0.0100% or less,
Al: 0.001% to 2.500%,
N: 0.0150% or less,
O: 0.0050% or less,
And one steel sheet containing iron and unavoidable impurities in the balance,
One or more other steel plates having a chemical composition and / or a plate thickness different from those of the steel plate are butt-welded with a plate thickness ratio of 3.0 or less at the welded portion.
It welded at least one steel plate of all the steel plates (A c1 -50) followed by heat treatment of heating to a temperature above the ° C.,
The heat treatment is for producing a steel sheet for hot pressing, wherein the temperature history from the start of heating to the start of cooling satisfies the formula (2), and the temperature history from the start of cooling to the completion of cooling satisfies the formula (4). Method.
Feの一部に替えて、更に質量%で、
Cr:0.03〜5.00%
Mo:0.03〜5.00%
Ni:0.03〜5.00%
Cu:0.03〜5.00%
W:0.03〜5.00%
B:0.0004〜0.0100%
Nb:0.005〜0.200%
Ti:0.010〜0.500%
V:0.05〜2.00%
Sb:0.003〜1.000%
Sn:0.005〜1.000%
Ca:0.0010〜0.0100%
Ce:0.0010〜0.0100%
Mg:0.0010〜0.0100%
Zr:0.0010〜0.0100%
La:0.0010〜0.0100%
Hf:0.0010〜0.0100%
REM:0.0010〜0.0100%
のいずれか1種以上を含むことを特徴とする請求項2に記載の熱間プレス用鋼板の製造方法。 The chemical composition of the one steel sheet
Instead of a part of Fe, in mass%,
Cr: 0.03 to 5.00%
Mo: 0.03 to 5.00%
Ni: 0.03 to 5.00%
Cu: 0.03 to 5.00%
W: 0.03 to 5.00%
B: 0.0004 to 0.0100%
Nb: 0.005 to 0.200%
Ti: 0.010 to 0.500%
V: 0.05 to 2.00%
Sb: 0.003 to 1.000%
Sn: 0.005 to 1.000%
Ca: 0.0010 to 0.0100%
Ce: 0.0010 to 0.0100%
Mg: 0.0010 to 0.0100%
Zr: 0.0010 to 0.0100%
La: 0.0010 to 0.0100%
Hf: 0.0010 to 0.0100%
REM: 0.0010 to 0.0100%
The method for producing a steel sheet for hot pressing according to claim 2, wherein any one or more of the above is included.
前記異なる鋼板のうち少なくとも1種の鋼板の化学組成が式(1)を満たし、
前記突き合わせ溶接部及び溶接熱影響部を含む領域の硬度と板厚の積HT*の分布における最小値HT* minが、前記異なる鋼板のうち1つの鋼板における平均値HT* 1と前記異なる鋼板のうち他の鋼板における平均値HT* 2のうち小さい方の値の0.80倍以上であり、
前記HT*の分布における最大値HT* maxが前記HT* 1とHT* 2のうち大きい方の値の1.20倍以下であり、
前記突き合わせ溶接部及び溶接熱影響部を含む領域の硬度の最大値H* maxと前記1つの鋼板における硬度H* 1と前記他の鋼板における硬度H* 2のうち大きい方の値との差ΔH*が50Hv以下であり、かつ、前記硬度H* 1と前記硬度H* 2のうち大きい方の値が300Hv以上であり、
前記突き合わせ溶接部及び溶接熱影響部を含む領域の母相オーステナイト粒径の最大値Dmaxと前記1つの鋼板における母相オーステナイト粒径D1と前記他の鋼板における母相オーステナイト粒径D2のうち大きい方の値との比が5.0倍以下であり、
前記突き合わせ溶接部及び溶接熱影響部における粒子径1.0μm以上の炭化物の平均密度が1.0×1010m−2以下であることを特徴とする熱間プレス成形部材。
The chemical composition of at least one of the different steel sheets satisfies the formula (1).
The minimum value HT * min in the distribution of the product HT * of the hardness and the plate thickness of the region including the butt welded portion and the weld heat affected zone is the average value HT * 1 of one of the different steel plates and that of the different steel plate. Of these, the average value of HT * 2 for other steel sheets is 0.80 times or more of the smaller value.
The HT * maximum HT * max in the distribution of not more than 1.20 times the greater of the HT * 1 and HT * 2,
The difference between the value of the greater of the hardness H * 2 in hardness H * 1 and the other steel plate at the maximum value H * max and the one steel sheet in the hardness of the region including the butt weld and heat affected zone ΔH * Is 50 Hv or less, and the larger value of the hardness H * 1 and the hardness H * 2 is 300 Hv or more.
The maximum value D max of the matrix austenite particle diameter in the region including the butt weld and the weld heat affected zone, the matrix austenite particle diameter D 1 in the one steel sheet, and the matrix austenite particle diameter D 2 in the other steel sheet. The ratio with the larger value is 5.0 times or less,
The average density of carbides with a particle size of 1.0 μm or more in the butt weld and the heat-affected zone is 1 . A hot press-formed member having a size of 0 × 10 10 m- 2 or less.
最高加熱温度が式(1)を満たす鋼板におけるAc3温度以上とし、
550℃から加熱終了までの温度履歴が式(5)を満たす熱処理を行うことを特徴とする、熱間プレス成形部材の製造方法。
Set the maximum heating temperature to Ac3 temperature or higher on the steel sheet satisfying the formula (1).
A method for manufacturing a hot press-molded member, which comprises performing a heat treatment in which a temperature history from 550 ° C. to the end of heating satisfies the formula (5).
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