JP7444018B2 - Steel plates, their manufacturing methods, and members - Google Patents
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Description
本発明は、自動車用の部品等に用いられる鋼板及びその製造方法、並びに、該鋼板を用いてなる部材に関する。 The present invention relates to a steel plate used for automobile parts, a method for manufacturing the same, and a member made using the steel plate.
近年、地球環境保全の観点から、CO2排出量の抑制を目的として自動車のさらなる燃費改善が求められている。自動車の燃費改善には、部品の薄肉化による自動車の軽量化が有効である。そのため、近年、自動車用の部品に対する高強度鋼板の使用量が増加しつつある。 In recent years, from the perspective of preserving the global environment, there has been a demand for further improvement in the fuel efficiency of automobiles with the aim of suppressing CO 2 emissions. An effective way to improve automobile fuel efficiency is to reduce the weight of automobiles by making parts thinner. Therefore, in recent years, the amount of high-strength steel sheets used for automobile parts has been increasing.
しかし、高強度鋼板を使用した部品では、一般的に耐遅れ破壊特性の劣化が懸念される。ここで、遅れ破壊とは、応力が加わった状態で部品が水素侵入環境下に置かれたときに、水素が部品を構成する鋼板内に侵入し、原子間結合力を低下させることや局所的な変形を生じさせることで微小亀裂が生じ、その微小亀裂が進展することで破壊に至る現象である。 However, in parts using high-strength steel plates, there is generally a concern that delayed fracture resistance may deteriorate. Here, delayed fracture is a phenomenon that occurs when a component is placed in a hydrogen intrusion environment under stress, and hydrogen enters the steel plate that makes up the component, reducing the interatomic bonding force and causing local damage. This is a phenomenon in which micro-cracks occur due to severe deformation, and the micro-cracks propagate leading to destruction.
特に、自動車用の部品は、通常、鋼板をせん断加工により所定の大きさに切り取ったのち、所定形状にプレス加工等して製造される。せん断加工により切断された鋼板の端面(以下、せん断端面ともいう)では、せん断加工時に導入される歪による残留応力が大きく、この残留応力が遅れ破壊の発生を招く要因の1つとなる。 Particularly, parts for automobiles are usually manufactured by shearing a steel plate to cut it into a predetermined size and then pressing it into a predetermined shape. At the end face of a steel plate cut by shearing (hereinafter also referred to as a sheared end face), residual stress due to strain introduced during shearing is large, and this residual stress is one of the causes of delayed fracture.
このようなせん断端面を有する鋼板の遅れ破壊を抑制する技術として、例えば、特許文献1には、
「高強度鋼板からなる金属板のせん断加工方法であって、
金属板の少なくとも一部の端部に対し2度せん断加工を施し、
上記2度せん断加工のうちの2度目のせん断加工の切り代を、上記金属板の板厚の1.2倍以上20倍未満とすることを特徴とする金属板のせん断加工方法。」
が開示されている。
As a technique for suppressing delayed fracture of a steel plate having such a sheared edge surface, for example, Patent Document 1 describes
``A method for shearing a metal plate made of high-strength steel plate,
Shearing is performed twice on at least one end of the metal plate,
A method for shearing a metal plate, characterized in that a cutting allowance in the second shearing process of the two-time shearing process is set to 1.2 times or more and less than 20 times the thickness of the metal plate. ”
is disclosed.
しかし、特許文献1の技術では、遅れ破壊を抑制する効果が見られるものの、その効果は必ずしも十分とは言えず、この点のさらなる改善が求められているのが現状である。 However, although the technique of Patent Document 1 has the effect of suppressing delayed fracture, the effect is not necessarily sufficient, and there is currently a need for further improvement in this respect.
本発明は、上記の現状に鑑み開発されたものであって、せん断端面を有するとともに、高強度であり、かつ、耐遅れ破壊特性にも優れる鋼板、及び、その製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、上記の鋼板を用いてなる部材を提供することを目的とする。
The present invention was developed in view of the above-mentioned current situation, and an object of the present invention is to provide a steel plate having a sheared end face, high strength, and excellent delayed fracture resistance, and a method for manufacturing the same. shall be.
Another object of the present invention is to provide a member using the above-mentioned steel plate.
さて、発明者らは、上記の目的を達成すべく、鋭意検討を重ねたところ、以下の知見を得た。
(a)せん断端面を有する鋼板における遅れ破壊の発生は、せん断加工により鋼板に歪が導入される領域(以下、加工領域ともいう)の大きさ(広さ)及び歪導入量と相関がある。
(b)特に、加工領域の大きさを鋼板の板厚との関係で一定以下、具体的には、後述する(1)式を満足させ、かつ、歪導入量に比例する加工領域の硬さを、歪が導入されていない母材領域の硬さの1.20倍以下に抑制する、換言すれば、母材領域の硬さに対する加工領域の硬さの比率を120%以下とすることにより、耐遅れ破壊特性が大幅に向上する。
(c)また、上記(b)のような鋼板を得るには、被せん断加工材(以下、被加工材ともいう)となる素材鋼板の(同一の)端面に対し複数回(n回、nは2以上の整数)のせん断加工を施し、最後(n回目)のせん断加工における切り代を、その直前(n-1回目)のせん断加工におけるクリアランス及び素材鋼板の板厚に応じて適正に制御する、具体的には、後述する式(I)~(III)を満足させることが有効であり、これにより、加工領域の大きさ及び歪導入量が大幅に低減され、耐遅れ破壊特性が大幅に向上する。
本発明は、上記の知見に基づき、さらに検討を加えて完成されたものである。
Now, the inventors have made extensive studies to achieve the above object, and have obtained the following knowledge.
(a) The occurrence of delayed fracture in a steel plate having a sheared edge surface is correlated with the size (width) of the region where strain is introduced into the steel plate by shearing (hereinafter also referred to as the processed region) and the amount of strain introduced.
(b) In particular, the size of the machining area must be below a certain level in relation to the thickness of the steel plate, specifically, the hardness of the machining area must be such that it satisfies equation (1) described below, and is proportional to the amount of strain introduced. By suppressing the hardness to 1.20 times or less of the hardness of the base material region where no strain is introduced, in other words, by setting the ratio of the hardness of the processed region to the hardness of the base material region to 120% or less. , the delayed fracture resistance is significantly improved.
(c) In addition, in order to obtain a steel plate like the one in (b) above, the (same) end face of the raw steel plate that will be the material to be sheared (hereinafter also referred to as the workpiece) must be sheared multiple times (n times, n is an integer of 2 or more), and the cutting allowance in the last (nth) shearing process is appropriately controlled according to the clearance in the previous (n-1st) shearing process and the thickness of the material steel plate. Specifically, it is effective to satisfy formulas (I) to (III) described below, which greatly reduces the size of the machining area and the amount of strain introduced, and greatly improves delayed fracture resistance. improve.
The present invention was completed based on the above findings and further studies.
すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
1.せん断端面を有する鋼板であって、
該鋼板は、該せん断端面を含む加工領域と、母材領域とを有し、
次式(1)を満足し、
該母材領域の硬さに対する該加工領域の硬さの比率が120%以下であり、
引張強さが1180MPa以上である、鋼板。
0<S/t2≦0.012 ・・・(1)
ここで、
S:せん断端面に垂直でかつ板厚方向に平行な面における加工領域の面積(mm2)
t:鋼板の板厚(mm)
である。
That is, the gist of the present invention is as follows.
1. A steel plate having a sheared end surface,
The steel plate has a processing area including the sheared end surface and a base material area,
The following formula (1) is satisfied,
The ratio of the hardness of the processed region to the hardness of the base material region is 120% or less,
A steel plate having a tensile strength of 1180 MPa or more.
0<S/t 2 ≦0.012 (1)
here,
S: Area of processing area in a plane perpendicular to the sheared end face and parallel to the plate thickness direction (mm 2 )
t: Thickness of steel plate (mm)
It is.
2.組織全体に対する面積率で、マルテンサイト:40%以上100%以下、フェライト:0%以上60%以下、及び、その他の金属相:5%以下である組織を有し、
前記鋼板の表面から板厚1/4位置までの深さ領域において、円相当直径で4.0μm以上の介在物粒子の個数密度が5個/mm2以上27個/mm2以下である、前記1に記載の鋼板。
2. Having a structure in which martensite: 40% or more and 100% or less, ferrite: 0% or more and 60% or less, and other metal phases: 5% or less, in terms of area ratio to the entire structure,
The number density of inclusion particles having a circular equivalent diameter of 4.0 μm or more in a depth region from the surface of the steel plate to a position of 1/4 of the plate thickness is 5 pieces/mm 2 or more and 27 pieces/mm 2 or less. 1. The steel plate according to 1.
3.質量%で、
C:0.05%以上0.60%以下、
Si:0.01%以上2.00%以下、
Mn:0.10%以上3.20%以下、
P:0.050%以下、
S:0.0050%以下、
Al:0.10%以下、及び
N:0.010%以下
を含有し、残部はFe及び不可避的不純物である成分組成を有する、前記1または2に記載の鋼板。
3. In mass%,
C: 0.05% or more and 0.60% or less,
Si: 0.01% or more and 2.00% or less,
Mn: 0.10% or more and 3.20% or less,
P: 0.050% or less,
S: 0.0050% or less,
3. The steel sheet according to 1 or 2 above, which has a composition containing 0.10% or less of Al and 0.010% or less of N, with the remainder being Fe and inevitable impurities.
4.前記成分組成が、さらに、質量%で、
Cr:0.50%以下、
Mo:0.15%以下、
V:0.05%以下、
Nb:0.020%以下、
Ti:0.020%以下、
Cu:0.20%以下、
Ni:0.10%以下、
B:0.0020%以下、
Sb:0.10%以下、及び
Sn:0.10%以下のうちから選ばれた少なくとも1種を含有する、前記3に記載の鋼板。
4. The component composition further includes, in mass%,
Cr: 0.50% or less,
Mo: 0.15% or less,
V: 0.05% or less,
Nb: 0.020% or less,
Ti: 0.020% or less,
Cu: 0.20% or less,
Ni: 0.10% or less,
B: 0.0020% or less,
3. The steel sheet according to 3 above, containing at least one selected from Sb: 0.10% or less and Sn: 0.10% or less.
5.被加工材となる素材鋼板を準備する、準備工程と、
該素材鋼板の少なくとも1つの端面にn回のせん断加工を施す、nが2以上の整数である、せん断加工工程と、をそなえ、
該せん断加工工程におけるn回目のせん断加工の切り代T(mm)が、該素材鋼板の板厚t(mm)及びn-1回目のせん断加工におけるクリアランスa(%)との関係で、次式(I)~(III)のいずれかを満足する、鋼板の製造方法。
(I)a>30の場合 0.002×a×t≦T≦0.07×a×t
(II)30≧a>5の場合 0.06×t≦T≦2.1×t
(III)5≧aの場合 0.012×a×t≦T≦0.42×a×t
5. A preparation process of preparing a steel plate as a workpiece,
a shearing process in which shearing is performed n times on at least one end surface of the raw steel plate, where n is an integer of 2 or more;
The cutting allowance T (mm) of the n-th shearing process in the shearing process is expressed by the following formula in relation to the plate thickness t (mm) of the raw steel plate and the clearance a (%) of the n-1th shearing process. A method for manufacturing a steel plate that satisfies any of (I) to (III).
(I) When a>30 0.002×a×t≦T≦0.07×a×t
(II) When 30≧a>5 0.06×t≦T≦2.1×t
(III) When 5≧a 0.012×a×t≦T≦0.42×a×t
6.前記素材鋼板が、組織全体に対する面積率で、マルテンサイト:40%以上100%以下、フェライト:0%以上60%以下、及び、その他の金属相:5%以下である組織を有し、
前記素材板材の表面から板厚1/4位置までの深さ領域において、円相当直径で4.0μm以上の介在物粒子の個数密度が5個/mm2以上27個/mm2以下である、前記5に記載の鋼板の製造方法。
6. The material steel plate has a structure in which martensite: 40% or more and 100% or less, ferrite: 0% or more and 60% or less, and other metal phases: 5% or less, in area ratio to the entire structure,
In the depth region from the surface of the material plate to the position of 1/4 of the plate thickness, the number density of inclusion particles with a circular equivalent diameter of 4.0 μm or more is 5 pieces/mm 2 or more and 27 pieces/mm 2 or less, 5. The method for manufacturing a steel plate as described in 5 above.
7.前記素材鋼板が、質量%で、
C:0.05%以上0.60%以下、
Si:0.01%以上2.00%以下、
Mn:0.10%以上3.20%以下、
P:0.050%以下、
S:0.0050%以下、
Al:0.10%以下、及び
N:0.010%以下
を含有し、残部はFe及び不可避的不純物である成分組成を有する、前記5または6に記載の鋼板の製造方法。
7. The material steel plate is in mass%,
C: 0.05% or more and 0.60% or less,
Si: 0.01% or more and 2.00% or less,
Mn: 0.10% or more and 3.20% or less,
P: 0.050% or less,
S: 0.0050% or less,
7. The method for producing a steel plate according to 5 or 6 above, which has a composition containing 0.10% or less of Al and 0.010% or less of N, with the remainder being Fe and inevitable impurities.
8.前記成分組成が、さらに、質量%で、
Cr:0.50%以下、
Mo:0.15%以下、
V:0.05%以下、
Nb:0.020%以下、
Ti:0.020%以下、
Cu:0.20%以下、
Ni:0.10%以下、
B:0.0020%以下、
Sb:0.10%以下、及び
Sn:0.10%以下のうちから選ばれた少なくとも1種を含有する、前記7に記載の鋼板の製造方法。
8. The component composition further includes, in mass%,
Cr: 0.50% or less,
Mo: 0.15% or less,
V: 0.05% or less,
Nb: 0.020% or less,
Ti: 0.020% or less,
Cu: 0.20% or less,
Ni: 0.10% or less,
B: 0.0020% or less,
7. The method for producing a steel plate as described in 7 above, containing at least one selected from Sb: 0.10% or less and Sn: 0.10% or less.
9.前記準備工程が、
スラブを加熱して保持する、スラブ加熱工程と、
該スラブを熱間圧延して熱延鋼板とする、熱間圧延工程と、
該熱延鋼板を冷間圧延して冷延鋼板とする、冷間圧延工程と、
該冷延鋼板を焼鈍する、焼鈍工程と、
を有し、
該スラブ加熱工程では、
該スラブの表面温度で300℃から1220℃までの温度域の平均加熱速度が0.10℃/s以上であり、
該温度域において、該スラブの表面温度Tsに対する該スラブの中心温度Tcの平均温度比Tc/Tsが0.60以上0.85以下であり、
該スラブの表面温度で1220℃以上での保持時間が30分以上であり、
該焼鈍工程では、
焼鈍温度がAC1点以上、焼鈍時間が30秒以上である、前記5~8のいずれかに記載の鋼板の製造方法。
9. The preparation step is
a slab heating step of heating and holding the slab;
a hot rolling step of hot rolling the slab into a hot rolled steel plate;
A cold rolling step of cold rolling the hot rolled steel sheet to obtain a cold rolled steel sheet;
an annealing step of annealing the cold rolled steel sheet;
has
In the slab heating step,
The surface temperature of the slab has an average heating rate of 0.10°C/s or more in the temperature range from 300°C to 1220°C,
In the temperature range, the average temperature ratio Tc/Ts of the center temperature Tc of the slab to the surface temperature Ts of the slab is 0.60 or more and 0.85 or less,
The holding time at the surface temperature of the slab is 1220°C or more for 30 minutes or more,
In the annealing process,
9. The method for producing a steel plate according to any one of 5 to 8 above, wherein the annealing temperature is at least A C1 point and the annealing time is 30 seconds or more.
10.前記1~4のいずれかに記載の鋼板を用いてなる、部材。 10. A member made using the steel plate according to any one of 1 to 4 above.
本発明によれば、せん断端面を有するとともに、高強度であり、かつ、耐遅れ破壊特性にも優れる鋼板が得られる。そして、特に、本発明の鋼板及び該鋼板を用いてなる部材を自動車用の部品に適用することにより、自動車車体の軽量化を通じて、自動車車体の高性能化が可能となる。 According to the present invention, a steel plate having a sheared end face, high strength, and excellent delayed fracture resistance can be obtained. In particular, by applying the steel plate of the present invention and members made using the steel plate to automobile parts, it is possible to improve the performance of the automobile body by reducing the weight of the automobile body.
本発明を、以下の実施形態に基づき説明する。
本発明の一実施形態に従う鋼板は、せん断端面を有する鋼板であって、該鋼板は、該せん断端面を含む加工領域と、母材領域とを有する。
ここで、加工領域は、せん断加工により歪が導入された領域であり、その一部にせん断端面を含む。母材領域は、加工領域以外の領域(せん断加工により歪が導入されていない領域)である。なお、加工領域と母材領域は、後述する方法により画定される。また、本発明の一実施形態に従う鋼板では、端面の1つがせん断端面であれば、他の端面は、せん断端面であっても、せん断端面でなくともよい。ここで、端面とは、鋼板の平面部(表面および裏面)以外の面である。また、せん断端面とは、せん断加工により切断された面(端面)である。
The present invention will be explained based on the following embodiments.
A steel plate according to an embodiment of the present invention is a steel plate having a sheared end face, and the steel plate has a processed region including the sheared end face and a base material region.
Here, the processed area is an area into which strain is introduced by shearing, and a part thereof includes a sheared end face. The base material region is a region other than the processed region (a region in which no strain is introduced by shearing). Note that the processing area and the base material area are defined by a method described later. Moreover, in the steel plate according to one embodiment of the present invention, if one of the end faces is a sheared end face, the other end face may or may not be a sheared end face. Here, the end surface is a surface other than the flat portion (front surface and back surface) of the steel plate. Moreover, the sheared end surface is a surface (end surface) cut by shearing.
そして、本発明の一実施形態に従う鋼板では、次式(1)を満足させ、かつ、母材領域の硬さに対する加工領域の硬さの比率を120%以下とすることが極めて重要である。
0<S/t2≦0.012 ・・・(1)
ここで、
S:せん断端面に垂直でかつ板厚方向に平行な面における加工領域の面積(mm2)
t:鋼板の板厚(mm)
である。
In the steel plate according to an embodiment of the present invention, it is extremely important that the following formula (1) is satisfied and that the ratio of the hardness of the processed region to the hardness of the base material region is 120% or less.
0<S/t 2 ≦0.012 (1)
here,
S: Area of processing area in a plane perpendicular to the sheared end face and parallel to the plate thickness direction (mm 2 )
t: Thickness of steel plate (mm)
It is.
0<S/t2≦0.012
上述したとおり、せん断端面を有する鋼板における遅れ破壊の発生は、加工領域の大きさと相関がある。そして、特に、せん断端面を有する鋼板における耐遅れ破壊特性を向上させるには、せん断端面に垂直でかつ板厚方向に平行な面における加工領域の面積S(以下、加工領域の面積Sともいう)を鋼板の板厚tの2乗で除した値である、S/t2(以下、S/t2ともいう)を0.012以下にすることが必要である。S/t2は、好ましくは0.011以下、より好ましくは0.010以下、さらに好ましくは0.009以下である。S/t2の下限については特に限定されるものではないが、せん断端面を有する以上、Sは0にはならないので、S/t2は0超となる。
0<S/t 2 ≦0.012
As mentioned above, the occurrence of delayed fracture in a steel plate having a sheared edge surface is correlated with the size of the processed area. In particular, in order to improve the delayed fracture resistance of a steel plate having a sheared edge, the area S of the processed area in a plane perpendicular to the sheared edge and parallel to the plate thickness direction (hereinafter also referred to as the area S of the processed area) It is necessary to keep S/t 2 (hereinafter also referred to as S/t 2 ), which is the value obtained by dividing t by the square of the thickness t of the steel plate, to 0.012 or less. S/t 2 is preferably 0.011 or less, more preferably 0.010 or less, even more preferably 0.009 or less. The lower limit of S/t 2 is not particularly limited, but since S does not become 0 as long as it has a sheared end surface, S/t 2 exceeds 0.
ここで、加工領域の面積Sは、以下のようにして測定する。
すなわち、せん断端面に垂直でかつ板厚方向に平行な面が露出するように、測定対象物である鋼板を切断し、試験片を採取する。そして、試験片の切断面を鏡面研磨し、ピクリン酸で組織の流れ(メタルフロー)を現出させる。そして、せん断端面近傍の領域を倍率:200倍で走査電子顕微鏡(以下、SEMともいう)により観察する。ついで、図1に示すように、当該切断面のせん断端面から200μm位置において、板厚方向に50μm間隔で基準点を設置する。そして、せん断端面から200μm位置においてそれぞれの基準点から最も近い距離にある組織の流れを特定し、当該組織の流れに沿うように、すなわち、せん断端面から200μm位置における当該組織の流れを通り、かつ、せん断端面に垂直な方向と平行になるように直線(以下、基準線ともいう)を引く。そして、それぞれの組織の流れが基準線から板厚方向に10μmずれた地点(以下、境界基準点ともいう)を、板厚方向に隣接する境界基準点とそれぞれつなげる。そして、これらの境界基準点をつないだ線(以下、境界線ともいう)により、加工領域(境界線~せん断端面までの領域)と母材領域とを確定する。ついで、画定した加工領域のSEM写真を二値化することにより、画定した加工領域の面積を求め、求めた面積を、加工領域の面積Sとする。
なお、参考のため、試験片の切断面におけるせん断端面近傍のSEM像の一例を図1に、加工領域を確定した図の一例を図2に、確定した加工領域を二値化して表示したSEM像の一例を図3にそれぞれ示す。
Here, the area S of the processing area is measured as follows.
That is, the steel plate to be measured is cut so that a surface perpendicular to the sheared end face and parallel to the plate thickness direction is exposed, and a test piece is taken. Then, the cut surface of the test piece is polished to a mirror finish, and the flow of the structure (metal flow) is revealed using picric acid. Then, a region near the sheared end face is observed using a scanning electron microscope (hereinafter also referred to as SEM) at a magnification of 200 times. Then, as shown in FIG. 1, reference points are set at 200 μm from the sheared end surface of the cut surface at intervals of 50 μm in the thickness direction. Then, identify the tissue flow closest to each reference point at a position of 200 μm from the sheared end surface, and follow the tissue flow, that is, pass through the tissue flow at a position of 200 μm from the sheared end surface, and , draw a straight line (hereinafter also referred to as the reference line) parallel to the direction perpendicular to the sheared end surface. Then, points (hereinafter also referred to as boundary reference points) where the flow of each tissue is shifted by 10 μm from the reference line in the thickness direction are connected to adjacent boundary reference points in the thickness direction. Then, the processing area (the area from the boundary line to the sheared end face) and the base material area are determined by a line connecting these boundary reference points (hereinafter also referred to as a boundary line). Next, the area of the defined processing area is determined by binarizing the SEM photograph of the defined processing area, and the obtained area is set as the area S of the processing area.
For reference, Fig. 1 shows an example of an SEM image near the sheared end surface of the cut surface of the test piece, Fig. 2 shows an example of an image with the processed area determined, and an SEM image in which the determined processed area is binarized and displayed. Examples of the images are shown in FIG. 3.
ここで、測定対象物である鋼板の切断位置は、鋼板を板厚方向に投影したときのせん断端面の投影線(以下、せん断端面の投影線ともいう)の中心位置(両端から等距離となる位置)とすればよい。
また、せん断端面の投影線が接線連続であるものについては、1つのせん断端面とカウントする。
加えて、せん断端面の投影線が直線ではない場合には、投影図において、せん断端面の投影線の両端を結ぶ直線に対して直角になる方向を、せん断端面に垂直な方向とする。なお、せん断端面の投影線が直線の場合には、投影図において、せん断端面の投影線に対して直角になる方向を、せん断端面に垂直な方向とする。また、せん断端面の投影線が略円形のように、測定対象物である鋼板の端面の全周にわたる場合には、測定対象物である鋼板の切断位置を基準位置とする。そして、投影図において、せん断端面の投影線上の基準位置における接線方向に対して直角になる方向を、せん断端面に垂直な方向とする。
なお、せん断端面に垂直な方向は、鋼板の表面と平行、つまり、板厚方向に対して直角になる方向とする。また、せん断端面に垂直でかつ板厚方向に平行な面は、せん断端面に垂直な方向と、板厚方向とを含む面となる。
Here, the cutting position of the steel plate that is the object to be measured is the center position of the projection line of the sheared end face (hereinafter also referred to as the projection line of the sheared end face) when the steel plate is projected in the plate thickness direction (equally distanced from both ends). position).
In addition, if the projection line of the sheared end face is a continuous tangent, it is counted as one sheared end face.
In addition, if the projection line of the sheared end surface is not a straight line, in the projection view, the direction perpendicular to the straight line connecting both ends of the projection line of the sheared end surface is defined as the direction perpendicular to the sheared end surface. In addition, when the projection line of the sheared end surface is a straight line, in the projection view, the direction perpendicular to the projection line of the sheared end surface is defined as the direction perpendicular to the sheared end surface. In addition, when the projection line of the sheared end surface is approximately circular and extends over the entire circumference of the end surface of the steel plate that is the object to be measured, the cutting position of the steel plate that is the object to be measured is taken as the reference position. In the projection view, the direction perpendicular to the tangential direction at the reference position on the projection line of the sheared end surface is defined as the direction perpendicular to the sheared end surface.
Note that the direction perpendicular to the sheared end surface is parallel to the surface of the steel plate, that is, a direction perpendicular to the plate thickness direction. Further, the plane perpendicular to the sheared end face and parallel to the plate thickness direction is a plane including the direction perpendicular to the sheared end face and the plate thickness direction.
母材領域の硬さに対する加工領域の硬さの比率:120%以下
上述したとおり、せん断端面における遅れ破壊の発生は、加工領域への歪導入量と相関がある。特に、せん断端面を有する鋼板の耐遅れ破壊特性を向上させるには、歪導入量に比例する加工領域の硬さを、歪が導入されていない母材領域の硬さの1.20倍以下とする、すなわち、母材領域の硬さに対する加工領域の硬さの比率を120%以下にすることが必要である。母材領域の硬さに対する加工領域の硬さの比率は、好ましくは、117%以下、より好ましくは115%以下、さらに好ましくは112%以下である。なお、せん断加工を施すと、歪が導入される領域の硬さは増加するので、母材領域の硬さに対する加工領域の硬さの比率は100%以上になる。
Ratio of hardness of processed area to hardness of base material area: 120% or less As described above, the occurrence of delayed fracture at the sheared end face is correlated with the amount of strain introduced into the processed area. In particular, in order to improve the delayed fracture resistance of a steel plate with a sheared edge, the hardness of the processed region, which is proportional to the amount of strain introduced, should be 1.20 times or less than the hardness of the base material region where no strain is introduced. In other words, it is necessary to make the ratio of the hardness of the processed region to the hardness of the base material region 120% or less. The ratio of the hardness of the processed region to the hardness of the base material region is preferably 117% or less, more preferably 115% or less, even more preferably 112% or less. Note that when shearing is performed, the hardness of the region where strain is introduced increases, so the ratio of the hardness of the processed region to the hardness of the base material region becomes 100% or more.
ここで、加工領域の硬さおよび母材領域の硬さは、それぞれ以下のようにして測定する。
すなわち、せん断端面に垂直でかつ板厚方向に平行な面が露出するように、測定対象物である鋼板を切断し、試験片を採取する。そして、試験片の切断面の板厚中心位置(板厚1/2位置)において、せん断端面から20μmおよび1mmの位置で測定したビッカース硬さを、それぞれ加工領域の硬さおよび母材領域の硬さとする。また、ビッカース硬さは、JIS Z 2244(2009)に準拠して測定するものとし、測定荷重はいずれもの場合も10gfとする。
Here, the hardness of the processed region and the hardness of the base material region are each measured as follows.
That is, the steel plate to be measured is cut so that a surface perpendicular to the sheared end face and parallel to the plate thickness direction is exposed, and a test piece is taken. Then, the Vickers hardness measured at 20 μm and 1 mm from the sheared end surface at the thickness center position of the cut surface of the test piece (plate thickness 1/2 position) was calculated as the hardness of the processed area and the hardness of the base material area, respectively. Satoru. Further, the Vickers hardness shall be measured in accordance with JIS Z 2244 (2009), and the measurement load shall be 10 gf in all cases.
なお、測定対象物である鋼板の切断位置等は、加工領域の面積Sを測定する場合と同様である。 Note that the cutting position of the steel plate, which is the object to be measured, is the same as in the case of measuring the area S of the processing region.
また、2以上のせん断端面を有する鋼板では、それぞれのせん断端面に対して、上掲式(1)を満足させ、かつ、母材領域の硬さに対する加工領域の硬さの比率を120%以下にすることが好適である。 In addition, for steel plates having two or more sheared end faces, the above formula (1) must be satisfied for each sheared end face, and the ratio of the hardness of the processed area to the hardness of the base metal area must be 120% or less. It is preferable to
引張強さ(TS):1180MPa以上
本発明の一実施形態に従う鋼板の引張強さは、1180MPa以上である。本発明の一実施形態に従う鋼板の引張強さは、好ましくは1250MPa以上、より好ましくは1300MPa以上、さらに好ましくは1400MPa以上である。なお、本発明の一実施形態に従う鋼板の引張強さの上限は特に限定されないが、他の特性とのバランスの取りやすさの観点およびせん断加工時の刃の損傷を防ぐ観点から、2500MPa以下が好ましい。
Tensile strength (TS): 1180 MPa or more The tensile strength of the steel plate according to one embodiment of the present invention is 1180 MPa or more. The tensile strength of the steel plate according to one embodiment of the present invention is preferably 1250 MPa or more, more preferably 1300 MPa or more, and still more preferably 1400 MPa or more. Note that the upper limit of the tensile strength of the steel plate according to an embodiment of the present invention is not particularly limited, but from the viewpoint of easy balance with other properties and from the viewpoint of preventing damage to the blade during shearing, it is preferably 2500 MPa or less. preferable.
また、「耐遅れ破壊特性に優れる」とは、後述する方法により求めた臨界負荷応力が降伏強度(以下、単にYSともいう。)以上であることを意味する。臨界負荷応力は、好ましくは(YS+100)MPa以上、より好ましくは(YS+200)MPa以上である。 Moreover, "excellent delayed fracture resistance" means that the critical load stress determined by the method described below is greater than or equal to the yield strength (hereinafter also simply referred to as YS). The critical load stress is preferably (YS+100) MPa or more, more preferably (YS+200) MPa or more.
ここで、引張強さ(TS)および降伏強度(YS)は、以下のようにして測定する。
すなわち、鋼板の母材領域の板幅中央部から、圧延方向が長手方向となるように、標点間距離50mm、標点間幅25mmのJIS5号試験片を採取する。ついで、採取したJIS5号試験片を用い、JIS Z 2241(2011)の規定に準拠して引張試験を行い、引張強度(TS)及び降伏強度(YS)を測定する。なお、引張速度は10mm/分とする。
Here, tensile strength (TS) and yield strength (YS) are measured as follows.
That is, a JIS No. 5 test piece with a gauge distance of 50 mm and a gauge width of 25 mm is taken from the center of the plate width in the base material region of the steel plate so that the rolling direction is the longitudinal direction. Next, using the sampled JIS No. 5 test piece, a tensile test is conducted in accordance with the provisions of JIS Z 2241 (2011), and the tensile strength (TS) and yield strength (YS) are measured. Note that the tensile speed is 10 mm/min.
また、本発明の一実施形態に従う鋼板の板厚tは、好ましくは0.2mm以上3.2mm以下である。
なお、後述する被加工材となる素材鋼板の板厚は、本発明の一実施形態に従う鋼板の板厚と同じになる。そのため、これらの板厚についてはいずれもtと表記している。
Moreover, the plate thickness t of the steel plate according to one embodiment of the present invention is preferably 0.2 mm or more and 3.2 mm or less.
Note that the thickness of a material steel plate that will be a workpiece to be described later is the same as the thickness of a steel plate according to an embodiment of the present invention. Therefore, these plate thicknesses are all expressed as t.
次に、本発明の一実施形態に従う鋼板の好適な組織について説明する。 Next, a preferred structure of a steel plate according to an embodiment of the present invention will be described.
マルテンサイトの組織全体に対する面積率:40%以上100%以下
TS≧1180MPaの高強度を得るため、マルテンサイトの組織全体に対する面積率(以下、単に面積率ともいう)は40%以上とすることが好ましい。マルテンサイトの面積率が40%未満であると、フェライト、残留オーステナイト、パーライトおよびベイナイトなどの面積率が増加し、強度の低下を招くおそれがある。マルテンサイトの面積率は、より好ましくは50%以上、さらに好ましくは60%以上である。また、マルテンサイトの面積率は100%であってもよい。
なお、ここでいうマルテンサイトは、マルテンサイト変態点(単にMs点ともいう。)以下でオーステナイトから生成した硬質な組織を指し、焼入れままのいわゆるフレッシュマルテンサイトと、フレッシュマルテンサイトが再加熱されて焼戻されたいわゆる焼戻しマルテンサイトの両方を含むものとする。
Area ratio of martensite to the entire structure: 40% or more and 100% or less In order to obtain high strength of TS≧1180MPa, the area ratio of martensite to the entire structure (hereinafter also simply referred to as area ratio) should be 40% or more. preferable. If the area ratio of martensite is less than 40%, the area ratio of ferrite, retained austenite, pearlite, bainite, etc. increases, which may lead to a decrease in strength. The area ratio of martensite is more preferably 50% or more, still more preferably 60% or more. Moreover, the area ratio of martensite may be 100%.
Note that martensite here refers to a hard structure generated from austenite below the martensite transformation point (also simply referred to as the Ms point), and refers to so-called fresh martensite as quenched, and fresh martensite that is reheated. It shall include both so-called tempered martensite.
フェライトの面積率:0%以上60%以下
鋼板の強度を確保する観点から、フェライトの面積率は60%以下とすることが好ましい。フェライトの面積率は、より好ましくは50%以下、さらに好ましくは40%以下である。また、フェライトの面積率は0%であってもよい。
なお、ここでいうフェライトは、BCC格子の結晶粒からなる組織であり、比較的高温でオーステナイトからの変態により生成する。
Area ratio of ferrite: 0% or more and 60% or less From the viewpoint of ensuring the strength of the steel plate, the area ratio of ferrite is preferably 60% or less. The area ratio of ferrite is more preferably 50% or less, still more preferably 40% or less. Further, the area ratio of ferrite may be 0%.
Note that ferrite here is a structure consisting of crystal grains in a BCC lattice, and is generated by transformation from austenite at a relatively high temperature.
その他の金属相の面積率:5%以下
本発明の一実施形態に従う鋼板の組織には、マルテンサイト及びフェライト以外のその他の金属相を含んでいてもよい。ここで、その他の金属相の面積率は5%以下であれば許容される。
その他の金属相としては、例えば、残留オーステナイト、パーライト及びベイナイトが挙げられる。
なお、ここでいう残留オーステナイトとは、マルテンサイト変態せずに残ったオーステナイトである。パーライトとは、フェライトと針状セメンタイトからなる組織である。ベイナイトとは、針状又は板状のフェライト中に微細な炭化物が分散した硬質な組織であり、比較的低温(マルテンサイト変態点以上)でオーステナイトから生成する。
Area ratio of other metal phases: 5% or less The structure of the steel sheet according to an embodiment of the present invention may include metal phases other than martensite and ferrite. Here, the area ratio of other metal phases is allowed as long as it is 5% or less.
Other metal phases include, for example, retained austenite, pearlite, and bainite.
Note that the retained austenite here refers to austenite that remains without undergoing martensitic transformation. Pearlite is a structure consisting of ferrite and acicular cementite. Bainite is a hard structure in which fine carbides are dispersed in needle-like or plate-like ferrite, and is generated from austenite at a relatively low temperature (above the martensitic transformation point).
ここで、各相の面積率は以下のようにして測定する。
すなわち、鋼板の母材領域から、圧延方向に平行なL断面が試験面となるように試験片を採取する。ついで、試験片の試験面を鏡面研磨し、ナイタール液で組織現出する。組織現出した試験片の試験面を、SEMにより倍率1500倍で観察し、ポイントカウンティング法により、板厚1/4位置におけるマルテンサイトの面積率及びフェライトの面積率を測定する。また、その他の金属相の面積率は、100%からマルテンサイトの面積率及びフェライトの面積率を減ずることにより算出する。
Here, the area ratio of each phase is measured as follows.
That is, a test piece is taken from the base material region of the steel plate so that the L cross section parallel to the rolling direction serves as the test surface. Next, the test surface of the test piece is mirror polished and the structure is exposed using nital solution. The test surface of the test piece on which the structure has appeared is observed using a SEM at a magnification of 1,500 times, and the area ratio of martensite and the area ratio of ferrite at a position of 1/4 of the plate thickness is measured using a point counting method. Further, the area ratio of other metal phases is calculated by subtracting the area ratio of martensite and the area ratio of ferrite from 100%.
なお、SEM像では、マルテンサイトは白色の組織を呈している。また、マルテンサイトのうち焼戻しマルテンサイトでは、内部に微細な炭化物が析出している。フェライトは、黒色の組織を呈している。これらの点から、SEM像において各相を識別する。ただし、ブロック粒の面方位とエッチングの程度によっては、内部の炭化物が現出しにくい場合もあるので、その場合はエッチングを十分に行い確認するものとする。 Note that in the SEM image, martensite exhibits a white structure. Further, among martensite, tempered martensite has fine carbides precipitated inside. Ferrite exhibits a black structure. From these points, each phase is identified in the SEM image. However, depending on the plane orientation of the block grains and the degree of etching, internal carbides may be difficult to reveal, so in that case, sufficient etching should be performed to confirm.
鋼板の表面から板厚1/4位置までの深さ領域における、円相当直径で4.0μm以上の介在物粒子の個数密度:5個/mm2以上27個/mm2以下
鋼板の表面~板厚1/4位置までの深さ領域では、せん断時に大きなひずみが入る。そのため、当該領域における円相当直径で4.0μm以上の介在物粒子(以下、単に粗大介在物粒子ともいう)が多くなると、加工領域が増加し、耐遅れ破壊特性が劣化し易くなる。そのため、粗大介在物粒子の個数密度は27個/mm2以下とすることが好ましい。粗大介在物粒子の個数密度は、より好ましくは25個/mm2以下、さらに好ましくは20個/mm2以下である。
一方、粗大介在物粒子は、せん断加工時の亀裂の進展を促進する役割を果たす。すなわち、粗大介在物粒子の数を過度に減少させると、せん断加工時の亀裂の進展が抑制される。そのため、却って、加工領域が増加し、耐遅れ破壊特性が劣化し易くなる。よって、粗大介在物粒子の個数密度は5個/mm2以上とすることが好ましい。粗大介在物粒子の個数密度は、より好ましくは10個/mm2以上、さらに好ましくは12個/mm2以上である
Number density of inclusion particles with an equivalent circle diameter of 4.0 μm or more in the depth region from the surface of the steel plate to 1/4 of the plate thickness: 5 particles/mm 2 or more and 27 particles/mm 2 or less Steel plate surface to plate In the depth region up to the 1/4th thickness position, large strain occurs during shearing. Therefore, when the number of inclusion particles having a circular equivalent diameter of 4.0 μm or more in the area increases (hereinafter also simply referred to as coarse inclusion particles), the processing area increases and the delayed fracture resistance tends to deteriorate. Therefore, the number density of coarse inclusion particles is preferably 27 particles/mm 2 or less. The number density of coarse inclusion particles is more preferably 25 pieces/mm 2 or less, and even more preferably 20 pieces/mm 2 or less.
On the other hand, coarse inclusion particles play a role in promoting crack growth during shearing. That is, when the number of coarse inclusion particles is excessively reduced, the growth of cracks during shearing is suppressed. Therefore, the processing area increases and the delayed fracture resistance tends to deteriorate. Therefore, the number density of coarse inclusion particles is preferably 5 pieces/mm 2 or more. The number density of coarse inclusion particles is more preferably 10 pieces/mm 2 or more, and even more preferably 12 pieces/mm 2 or more.
ここで、粗大介在物粒子の個数密度は以下のようにして測定する。
すなわち、鋼板の母材領域から、圧延方向に平行なL断面が試験面となるように試験片を採取する。ついで、試験片の試験面を鏡面研磨し、ナイタール液で組織現出する。組織現出した試験片の試験面を、走査電子顕微鏡(SEM)により倍率5000倍で観察し、表面から板厚1/4位置までを連続的に撮影する。そして、得られたSEM像を二値化し、白色を呈している各介在物粒子の面積を測定し、次式により各介在物粒子の円相当直径を算出する。
[介在物粒子の円相当直径(μm)]
=([介在物粒子の面積(μm2)]÷π)0.5×2
そして、SEM像で観察された円相当直径で4.0μm以上の介在物粒子の個数をカウントし、カウントした円相当直径で4.0μm以上の介在物粒子の個数をSEM像による観察範囲の面積で除することにより、粗大介在物粒子の個数密度を算出する。
Here, the number density of coarse inclusion particles is measured as follows.
That is, a test piece is taken from the base metal region of the steel plate so that the L cross section parallel to the rolling direction serves as the test surface. Next, the test surface of the test piece is polished to a mirror surface, and the structure is revealed using a nital solution. The test surface of the test piece on which the structure has been exposed is observed at a magnification of 5,000 times using a scanning electron microscope (SEM), and images are continuously taken from the surface to the 1/4 position of the plate thickness. Then, the obtained SEM image is binarized, the area of each white inclusion particle is measured, and the circle equivalent diameter of each inclusion particle is calculated using the following formula.
[Equivalent circular diameter of inclusion particles (μm)]
= ([Area of inclusion particles (μm 2 )] ÷ π) 0.5 ×2
Then, the number of inclusion particles with a circle equivalent diameter of 4.0 μm or more observed in the SEM image is counted, and the number of inclusion particles with a circle equivalent diameter of 4.0 μm or more is calculated based on the area of the observation range in the SEM image. By dividing by , the number density of coarse inclusion particles is calculated.
次に、本発明の一実施形態に従う鋼板の好適な成分組成について説明する。なお、成分組成における単位はいずれも「質量%」であるが、以下、特に断らない限り、単に「%」で示す。
本発明の一実施形態に従う鋼板の好適な成分組成は、
C:0.05%以上0.60%以下、
Si:0.01%以上2.00%以下、
Mn:0.10%以上3.20%以下、
P:0.050%以下、
S:0.0050%以下、
Al:0.10%以下、及び
N:0.010%以下
を含有し、
さらに、任意に、
Cr:0.50%以下、
Mo:0.15%以下、
V:0.05%以下、
Nb:0.020%以下、
Ti:0.020%以下、
Cu:0.20%以下、
Ni:0.10%以下、
B:0.0020%以下、
Sb:0.10%以下、及び
Sn:0.10%以下
のうちから選ばれた少なくとも1種を含有し、残部がFe及び不可避的不純物である。
Next, a preferred composition of a steel plate according to an embodiment of the present invention will be described. Note that the units in the component compositions are all "% by mass", but hereinafter, unless otherwise specified, they will be simply expressed as "%".
A preferred composition of the steel plate according to one embodiment of the present invention is:
C: 0.05% or more and 0.60% or less,
Si: 0.01% or more and 2.00% or less,
Mn: 0.10% or more and 3.20% or less,
P: 0.050% or less,
S: 0.0050% or less,
Contains Al: 0.10% or less, and N: 0.010% or less,
Furthermore, optionally
Cr: 0.50% or less,
Mo: 0.15% or less,
V: 0.05% or less,
Nb: 0.020% or less,
Ti: 0.020% or less,
Cu: 0.20% or less,
Ni: 0.10% or less,
B: 0.0020% or less,
It contains at least one selected from Sb: 0.10% or less and Sn: 0.10% or less, and the remainder is Fe and inevitable impurities.
C:0.05%以上0.60%以下
Cは、鋼の焼入れ性を向上させる元素であり、所定量のマルテンサイトを確保するために有効な元素である。また、Cは、マルテンサイトの強度を上昇させ、所定の強度を確保する観点からも有効な元素である。そのため、優れた耐遅れ破壊特性を得つつ、所定の強度を得る観点から、C含有量は0.05%以上とすることが好ましい。なお、TS≧1250MPaを得る観点からは、C含有量は0.11%以上とすることがより好ましい。また、TS≧1300MPaを得る観点からは、C含有量は0.125%以上とすることがさらに好ましい。一方、C含有量が0.60%を超えると、強度が過度に高まる。したがって、C含有量は0.60%以下とすることが好ましい。C含有量は、より好ましくは0.50%以下、さらに好ましくは0.40%以下である。
C: 0.05% or more and 0.60% or less C is an element that improves the hardenability of steel, and is an effective element for ensuring a predetermined amount of martensite. Further, C is an effective element from the viewpoint of increasing the strength of martensite and ensuring a predetermined strength. Therefore, from the viewpoint of obtaining a predetermined strength while obtaining excellent delayed fracture resistance, the C content is preferably 0.05% or more. In addition, from the viewpoint of obtaining TS≧1250 MPa, the C content is more preferably 0.11% or more. Moreover, from the viewpoint of obtaining TS≧1300 MPa, it is more preferable that the C content is 0.125% or more. On the other hand, when the C content exceeds 0.60%, the strength increases excessively. Therefore, the C content is preferably 0.60% or less. The C content is more preferably 0.50% or less, still more preferably 0.40% or less.
Si:0.01%以上2.00%以下
Siは、固溶強化により鋼板の強度を高める元素である。このような効果を十分に得るには、Si含有量は0.01%以上とすることが好ましい。Si含有量は、より好ましくは0.02%以上、さらに好ましくは0.03%以上である。一方、Si含有量が多くなり過ぎると、板厚方向に粗大なMnSが生成し易くなる。これにより、せん断加工時に歪が導入され易くなり、加工領域が増加して耐遅れ破壊特性が劣化するおそれがある。したがって、Si含有量は2.00%以下とすることが好ましい。Si含有量は、より好ましくは1.70%以下、さらに好ましくは1.50%以下である。
Si: 0.01% or more and 2.00% or less Si is an element that increases the strength of the steel plate through solid solution strengthening. In order to sufficiently obtain such effects, the Si content is preferably 0.01% or more. The Si content is more preferably 0.02% or more, still more preferably 0.03% or more. On the other hand, if the Si content becomes too large, coarse MnS tends to be generated in the thickness direction. As a result, strain is likely to be introduced during shearing, the processing area increases, and delayed fracture resistance may deteriorate. Therefore, the Si content is preferably 2.00% or less. The Si content is more preferably 1.70% or less, still more preferably 1.50% or less.
Mn:0.10%以上3.20%以下
Mnは、鋼の焼入れ性を向上させる元素であり、所定量のマルテンサイトを確保するために有効な元素である。ここで、Mn含有量が0.10%未満では、鋼板の表層部にフェライトが生成し、強度が低下する傾向にある。したがって、Mn含有量は0.10%以上とすることが好ましい。Mn含有量は、より好ましくは0.20%以上、さらに好ましくは0.30%以上である。一方、Mnは、MnSの生成・粗大化を特に助長する元素である。特に、Mn含有量が3.20%を超えると、粗大なMnSの生成量が増加する。これにより、せん断加工時に歪が導入され易くなり、加工領域が増加して耐遅れ破壊特性が劣化するおそれがある。したがって、Mn含有量は3.20%以下とすることが好ましい。Mn含有量は、より好ましくは3.00%以下、さらに好ましくは2.80%以下である。
Mn: 0.10% or more and 3.20% or less Mn is an element that improves the hardenability of steel, and is an effective element for ensuring a predetermined amount of martensite. Here, if the Mn content is less than 0.10%, ferrite is generated in the surface layer of the steel sheet, and the strength tends to decrease. Therefore, the Mn content is preferably 0.10% or more. The Mn content is more preferably 0.20% or more, still more preferably 0.30% or more. On the other hand, Mn is an element that particularly promotes the formation and coarsening of MnS. In particular, when the Mn content exceeds 3.20%, the amount of coarse MnS produced increases. As a result, strain is likely to be introduced during shearing, the processing area increases, and delayed fracture resistance may deteriorate. Therefore, the Mn content is preferably 3.20% or less. The Mn content is more preferably 3.00% or less, still more preferably 2.80% or less.
P:0.050%以下
Pは、鋼を強化する元素である。しかし、P含有量が多くなると、Pが粒界に偏析する。これにより、せん断加工時に歪が導入され易くなり、加工領域が増加して耐遅れ破壊特性が劣化するおそれがある。したがって、P含有量は0.050%以下が好ましい。P含有量は、より好ましくは0.030%以下、さらに好ましくは0.010%以下である。なお、P含有量の下限は特に限定されるものではないが、好適には0.003%程度である。
P: 0.050% or less P is an element that strengthens steel. However, when the P content increases, P segregates at grain boundaries. As a result, strain is likely to be introduced during shearing, the processing area increases, and delayed fracture resistance may deteriorate. Therefore, the P content is preferably 0.050% or less. The P content is more preferably 0.030% or less, still more preferably 0.010% or less. Note that the lower limit of the P content is not particularly limited, but is preferably about 0.003%.
S:0.0050%以下
Sは、MnS、TiS、Ti(C、S)等の介在物を形成し、耐遅れ破壊特性を劣化させる元素である。このような耐遅れ破壊特性が劣化を抑制する観点から、S含有量は0.0050%以下とすることが好ましい。S含有量は、より好ましくは0.0020%以下、さらに好ましくは0.0010%以下、よりさらに好ましくは0.0005%以下である。なお、S含有量の下限は特に限定されるものではないが、好適には0.0002%程度である。
S: 0.0050% or less S is an element that forms inclusions such as MnS, TiS, Ti (C, S), etc., and deteriorates delayed fracture resistance. From the viewpoint of suppressing deterioration of such delayed fracture resistance, the S content is preferably 0.0050% or less. The S content is more preferably 0.0020% or less, still more preferably 0.0010% or less, even more preferably 0.0005% or less. Note that the lower limit of the S content is not particularly limited, but is preferably about 0.0002%.
Al:0.10%以下
Alは、十分な脱酸を行い、鋼中の粗大な介在物を低減するために添加される。その効果を十分に得る観点から、Al含有量は0.005%以上とすることが好ましい。Al含有量は、より好ましくは0.010%以上である。一方、Al含有量が0.10%超になると、熱間圧延後の巻取り時に生成したセメンタイトなどのFeを主成分とする炭化物が焼鈍工程で固溶しにくくなり、粗大な介在物や炭化物が生成する傾向がある。その結果、鋼板の強度が低下するおそれがある。また、せん断加工時に歪が導入され易くなり、加工領域が増加して耐遅れ破壊特性が劣化するおそれがある。したがって、Al含有量は0.10%以下とすることが好ましい。Al含有量は、より好ましくは0.08%以下、さらに好ましくは0.06%以下である。
Al: 0.10% or less Al is added to perform sufficient deoxidation and reduce coarse inclusions in the steel. From the viewpoint of obtaining sufficient effects, the Al content is preferably 0.005% or more. The Al content is more preferably 0.010% or more. On the other hand, when the Al content exceeds 0.10%, carbides mainly composed of Fe such as cementite generated during coiling after hot rolling become difficult to dissolve in the annealing process, resulting in coarse inclusions and carbides. tends to be generated. As a result, the strength of the steel plate may decrease. In addition, strain is likely to be introduced during shearing, the processing area increases, and delayed fracture resistance may deteriorate. Therefore, the Al content is preferably 0.10% or less. The Al content is more preferably 0.08% or less, still more preferably 0.06% or less.
N:0.010%以下
Nは、鋼中でTiN、(Nb、Ti)(C、N)、AlN等の窒化物、炭窒化物系の粗大介在物を形成する元素である。すなわち、Nが過剰に含有されていると、粗大介在物の生成により耐遅れ破壊特性が劣化するおそれがある。このような耐遅れ破壊特性の劣化を防止する観点から、N含有量は0.010%以下とすることが好ましい。N含有量は、より好ましくは0.007%以下、さらに好ましくは0.005%以下である。なお、N含有量の下限は特に限定されるものではないが、好適には0.0003%程度である。
N: 0.010% or less N is an element that forms coarse inclusions of nitrides and carbonitrides such as TiN, (Nb, Ti) (C, N), and AlN in steel. That is, if N is contained excessively, the delayed fracture resistance may deteriorate due to the formation of coarse inclusions. From the viewpoint of preventing such deterioration of delayed fracture resistance, the N content is preferably 0.010% or less. The N content is more preferably 0.007% or less, still more preferably 0.005% or less. Note that the lower limit of the N content is not particularly limited, but is preferably about 0.0003%.
以上、本発明の一実施形態に従う鋼板の基本成分組成について説明したが、さらに、
Cr:0.50%以下、
Mo:0.15%以下、
V:0.05%以下、
Nb:0.020%以下、
Ti:0.020%以下、
Cu:0.20%以下、
Ni:0.10%以下、
B:0.0020%以下、
Sb:0.10%以下、及び
Sn:0.10%以下
のうちから選ばれた少なくとも1種の任意添加元素、例えば、
Cr:0.50%以下、Mo:0.15%以下及びV:0.05%以下のうちから選ばれた少なくとも1種、
Nb:0.020%以下及びTi:0.020%以下のうちから選ばれた少なくとも1種、
Cu:0.20%以下及びNi:0.10%以下のうちから選ばれた少なくとも1種、
B:0.0020%以下、並びに/又は
Sb:0.10%以下及びSn:0.10%以下のうちから選ばれた少なくとも1種、
を含有させることができる。
なお、任意添加元素を好適な下限値未満で含む場合、当該元素は不可避的不純物として含まれるものとする。
The basic composition of the steel plate according to one embodiment of the present invention has been explained above, but furthermore,
Cr: 0.50% or less,
Mo: 0.15% or less,
V: 0.05% or less,
Nb: 0.020% or less,
Ti: 0.020% or less,
Cu: 0.20% or less,
Ni: 0.10% or less,
B: 0.0020% or less,
At least one optionally added element selected from Sb: 0.10% or less and Sn: 0.10% or less, for example,
At least one selected from Cr: 0.50% or less, Mo: 0.15% or less, and V: 0.05% or less,
At least one selected from Nb: 0.020% or less and Ti: 0.020% or less,
At least one selected from Cu: 0.20% or less and Ni: 0.10% or less,
B: 0.0020% or less, and/or at least one selected from Sb: 0.10% or less and Sn: 0.10% or less,
can be contained.
In addition, when an optionally added element is included in an amount less than a preferable lower limit value, the element is included as an unavoidable impurity.
Cr:0.50%以下
Crは、鋼の焼入れ性の向上効果を得る目的で含有させることができる。このような効果を得るには、Cr含有量は0.01%以上とすることが好ましい。Cr含有量は、より好ましくは0.02%以上、さらに好ましくは0.03%以上である。一方、Cr含有量が多くなりすぎると、炭化物が粗大化する。これにより、せん断加工時に歪が導入され易くなり、加工領域が増加して耐遅れ破壊特性が劣化するおそれがある。そのため、Cr含有量は0.50%以下とすることが好ましい。Cr含有量は、より好ましくは0.10%以下である。
Cr: 0.50% or less Cr can be contained for the purpose of improving the hardenability of steel. In order to obtain such effects, the Cr content is preferably 0.01% or more. The Cr content is more preferably 0.02% or more, still more preferably 0.03% or more. On the other hand, when the Cr content increases too much, carbides become coarse. As a result, strain is likely to be introduced during shearing, the processing area increases, and delayed fracture resistance may deteriorate. Therefore, the Cr content is preferably 0.50% or less. The Cr content is more preferably 0.10% or less.
Mo:0.15%以下
Moは、Crと同様、鋼の焼入れ性の向上効果を得る目的で含有させることができる。このような効果を得るには、Mo含有量は0.01%以上とすることが好ましい。Mo含有量は、より好ましくは0.02%以上、さらに好ましくは0.03%以上である。一方、Mo含有量が多くなりすぎると、炭化物が粗大化する。これにより、せん断加工時に歪が導入され易くなり、加工領域が増加して耐遅れ破壊特性が劣化するおそれがある。そのため、Mo含有量は0.15%以下とすることが好ましい。Mo含有量は、より好ましくは0.10%以下である。
Mo: 0.15% or less Like Cr, Mo can be included for the purpose of improving the hardenability of steel. In order to obtain such effects, the Mo content is preferably 0.01% or more. The Mo content is more preferably 0.02% or more, still more preferably 0.03% or more. On the other hand, when the Mo content increases too much, carbides become coarse. As a result, strain is likely to be introduced during shearing, the processing area increases, and delayed fracture resistance may deteriorate. Therefore, the Mo content is preferably 0.15% or less. Mo content is more preferably 0.10% or less.
V:0.05%以下
Vは、Cr及びMoと同様、鋼の焼入れ性の向上効果を得る目的で含有させることができる。このような効果を得るには、V含有量は0.001%以上とすることが好ましい。V含有量は、より好ましくは0.002%以上、さらに好ましくは0.003%以上である。一方、V含有量が多くなりすぎると、炭化物が粗大化する。これにより、せん断加工時に歪が導入され易くなり、加工領域が増加して耐遅れ破壊特性が劣化するおそれがある。そのため、V含有量は0.05%以下とすることが好ましい。V含有量は、より好ましくは0.04%以下、さらに好ましくは0.03%以下である。
V: 0.05% or less Similar to Cr and Mo, V can be included for the purpose of improving the hardenability of steel. In order to obtain such an effect, the V content is preferably 0.001% or more. The V content is more preferably 0.002% or more, still more preferably 0.003% or more. On the other hand, when the V content becomes too large, carbides become coarse. As a result, strain is likely to be introduced during shearing, the processing area increases, and delayed fracture resistance may deteriorate. Therefore, the V content is preferably 0.05% or less. The V content is more preferably 0.04% or less, still more preferably 0.03% or less.
Nb:0.020%以下
Nbは、旧γ粒の微細化により高強度化に寄与する元素である。このような効果を得るためには、Nb含有量を0.001%以上とすることが好ましい。Nb含有量は、より好ましくは0.002%以上、さらに好ましくは0.003%以上である。一方、Nb含有量が過剰になると、熱間圧延工程のスラブ加熱時に未固溶で残存するNbN、Nb(C、N)、(Nb、Ti)(C、N)等のNb系の粗大な析出物が増加する。これにより、せん断加工時に歪が導入され易くなり、加工領域が増加して耐遅れ破壊特性が劣化するおそれがある。そのため、Nb含有量は0.020%以下とすることが好ましい。Nb含有量は、より好ましくは0.015%以下、さらに好ましくは0.010%以下である。
Nb: 0.020% or less Nb is an element that contributes to high strength by refining prior γ grains. In order to obtain such an effect, it is preferable that the Nb content is 0.001% or more. The Nb content is more preferably 0.002% or more, still more preferably 0.003% or more. On the other hand, when the Nb content becomes excessive, coarse Nb-based substances such as NbN, Nb(C,N), (Nb,Ti)(C,N), etc. that remain undissolved during slab heating in the hot rolling process Precipitates increase. As a result, strain is likely to be introduced during shearing, the processing area increases, and delayed fracture resistance may deteriorate. Therefore, the Nb content is preferably 0.020% or less. The Nb content is more preferably 0.015% or less, still more preferably 0.010% or less.
Ti:0.020%以下
Tiは、Nbと同様、旧γ粒の微細化により高強度化に寄与する元素である。このような効果を得るためには、Ti含有量を0.001%以上とすることが好ましい。Ti含有量は、より好ましくは0.002%以上、さらに好ましくは0.003%以上である。一方、Ti含有量が過剰になると、熱間圧延工程のスラブ加熱時に未固溶で残存するTiN、Ti(C、N)、Ti(C、S)、TiS等のTi系の粗大な析出物が増加する。これにより、せん断加工時に歪が導入され易くなり、加工領域が増加して耐遅れ破壊特性が劣化するおそれがある。そのため、Ti含有量は0.020%以下とすることが好ましい。Ti含有量は、より好ましくは0.015%以下、さらに好ましくは0.010%以下である。
Ti: 0.020% or less Ti, like Nb, is an element that contributes to higher strength by refining prior γ grains. In order to obtain such an effect, it is preferable that the Ti content is 0.001% or more. The Ti content is more preferably 0.002% or more, still more preferably 0.003% or more. On the other hand, when the Ti content becomes excessive, coarse Ti-based precipitates such as TiN, Ti(C,N), Ti(C,S), TiS, etc. that remain undissolved during slab heating in the hot rolling process occur. increases. As a result, strain is likely to be introduced during shearing, the processing area increases, and delayed fracture resistance may deteriorate. Therefore, the Ti content is preferably 0.020% or less. The Ti content is more preferably 0.015% or less, still more preferably 0.010% or less.
Cu:0.20%以下
Cuは、自動車の使用環境での耐食性を向上させ、かつ腐食生成物が鋼板表面を被覆して鋼板への水素侵入を抑制する効果がある。この効果を得るため、Cu含有量は0.001%以上とすることが好ましい。Cu含有量は、より好ましくは0.002%以上である。一方、Cu含有量が過剰になると、表面欠陥の発生を招き、めっき性や化成処理性を劣化させる。そのため、Cu含有量は0.20%以下とすることが好ましい。Cu含有量は、より好ましくは0.15%以下、さらに好ましくは0.10%以下である。
Cu: 0.20% or less Cu has the effect of improving corrosion resistance in the environment of automobile use and suppressing hydrogen intrusion into the steel plate by coating the surface of the steel plate with corrosion products. In order to obtain this effect, the Cu content is preferably 0.001% or more. The Cu content is more preferably 0.002% or more. On the other hand, when the Cu content becomes excessive, surface defects are caused and the plating properties and chemical conversion treatment properties are deteriorated. Therefore, the Cu content is preferably 0.20% or less. The Cu content is more preferably 0.15% or less, still more preferably 0.10% or less.
Ni:0.10%以下
Niは、Cuと同様、自動車の使用環境での耐食性を向上させ、かつ腐食生成物が鋼板表面を被覆して鋼板への水素侵入を抑制する効果がある。このような効果を得るためには、Ni含有量を0.001%以上とすることが好ましい。Ni含有量は、より好ましくは0.002%以上である。一方、Ni含有量が過剰になると、表面欠陥の発生を招き、めっき性や化成処理性を劣化させる。そのため、Ni含有量は0.10%以下とすることが好ましい。Ni含有量は、より好ましくは0.08%以下、さらに好ましくは0.06%以下である。
Ni: 0.10% or less Ni, like Cu, has the effect of improving corrosion resistance in the environment of automobile use and suppressing hydrogen intrusion into the steel plate by coating the surface of the steel plate with corrosion products. In order to obtain such an effect, it is preferable that the Ni content is 0.001% or more. The Ni content is more preferably 0.002% or more. On the other hand, when the Ni content becomes excessive, surface defects are caused and the plating properties and chemical conversion treatment properties are deteriorated. Therefore, the Ni content is preferably 0.10% or less. The Ni content is more preferably 0.08% or less, still more preferably 0.06% or less.
B:0.0020%以下
Bは、鋼の焼入れ性を向上させる元素であり、所定量のマルテンサイトを確保するために有効な元素である。このような効果を得るためには、B含有量を0.0001%以上にすることが好ましい。B含有量は、より好ましくは0.0002%以上、さらに好ましくは0.0003%以上である。一方、B含有量が0.0020%超になると、焼鈍時のセメンタイトの固溶速度を低下させ、未固溶のセメンタイトなどのFeを主成分とする炭化物が残存することとなる。これにより、せん断加工時に歪が導入され易くなり、加工領域が増加して耐遅れ破壊特性が劣化するおそれがある。したがって、B含有量は0.0020%以下とすることが好ましい。B含有量は、より好ましくは0.0015%以下、さらに好ましくは0.0010%以下である。
B: 0.0020% or less B is an element that improves the hardenability of steel, and is an effective element for ensuring a predetermined amount of martensite. In order to obtain such an effect, it is preferable that the B content is 0.0001% or more. The B content is more preferably 0.0002% or more, still more preferably 0.0003% or more. On the other hand, if the B content exceeds 0.0020%, the solid solution rate of cementite during annealing will be reduced, and carbides mainly composed of Fe such as undissolved cementite will remain. As a result, strain is likely to be introduced during shearing, the processing area increases, and delayed fracture resistance may deteriorate. Therefore, the B content is preferably 0.0020% or less. The B content is more preferably 0.0015% or less, still more preferably 0.0010% or less.
Sb:0.10%以下
Sbは、鋼板表層部での酸化や窒化を抑制し、ひいては鋼板表層部での酸化や窒化に伴う鋼中のCやBの低減を抑制する。また、Sbは、鋼板表層部でのフェライト生成を抑制し、高強度化に寄与する。このような効果を得るためには、Sb含有量を0.002%以上とすることが好ましい。Sb含有量は、より好ましくは0.003%以上、さらに好ましくは0.004%以上である。一方、Sb含有量が0.10%を超えると、旧γ粒界にSbが偏析する。これにより、せん断加工時に歪が導入され易くなり、加工領域が増加して耐遅れ破壊特性が劣化するおそれがある。したがって、Sb含有量は0.10%以下とすることが好ましい。Sb含有量は、より好ましくは0.08%以下、さらに好ましくは0.06%以下である。
Sb: 0.10% or less Sb suppresses oxidation and nitridation in the surface layer of the steel sheet, and further suppresses the reduction of C and B in the steel due to oxidation and nitridation in the surface layer of the steel sheet. Furthermore, Sb suppresses the formation of ferrite in the surface layer of the steel sheet and contributes to increasing the strength. In order to obtain such an effect, it is preferable that the Sb content is 0.002% or more. The Sb content is more preferably 0.003% or more, still more preferably 0.004% or more. On the other hand, when the Sb content exceeds 0.10%, Sb segregates at prior γ grain boundaries. As a result, strain is likely to be introduced during shearing, the processing area increases, and delayed fracture resistance may deteriorate. Therefore, the Sb content is preferably 0.10% or less. The Sb content is more preferably 0.08% or less, still more preferably 0.06% or less.
Sn:0.10%以下
Snは、Sbと同様、鋼板表層部での酸化や窒化を抑制し、ひいては鋼板表層部での酸化や窒化に伴う鋼中のCやBの低減を抑制する。また、Snは、鋼板表層部でのフェライト生成を抑制し、高強度化に寄与する。このような効果を得るためには、Sn含有量を0.002%以上とすることが好ましい。Sn含有量は、より好ましくは0.003%以上、さらに好ましくは0.004%以上である。一方、Sn含有量が0.10%を超えると、旧γ粒界にSnが偏析する。これにより、せん断加工時に歪が導入され易くなり、加工領域が増加して耐遅れ破壊特性が劣化するおそれがある。したがって、Sn含有量は0.10%以下とすることが好ましい。Sn含有量は、より好ましくは0.08%以下、さらに好ましくは0.06%以下である。
Sn: 0.10% or less Like Sb, Sn suppresses oxidation and nitridation in the surface layer of the steel sheet, and further suppresses the reduction of C and B in the steel due to oxidation and nitridation in the surface layer of the steel sheet. Moreover, Sn suppresses the formation of ferrite in the surface layer of the steel sheet and contributes to increasing the strength. In order to obtain such an effect, it is preferable that the Sn content is 0.002% or more. The Sn content is more preferably 0.003% or more, still more preferably 0.004% or more. On the other hand, when the Sn content exceeds 0.10%, Sn segregates at prior γ grain boundaries. As a result, strain is likely to be introduced during shearing, the processing area increases, and delayed fracture resistance may deteriorate. Therefore, the Sn content is preferably 0.10% or less. The Sn content is more preferably 0.08% or less, still more preferably 0.06% or less.
上記の元素以外の残部は、Feおよび不可避的不純物である。 The remainder other than the above elements is Fe and unavoidable impurities.
なお、本発明の一実施形態に従う鋼板は、めっき層を有していてもよい。めっき層としては、例えば、Zn系めっきやAl系めっきなどが挙げられる。 In addition, the steel plate according to one embodiment of the present invention may have a plating layer. Examples of the plating layer include Zn-based plating and Al-based plating.
次に、本発明の一実施形態に従う鋼板の製造方法について説明する。
本発明の一実施形態に従う鋼板の製造方法は、
被加工材となる素材鋼板を準備する、準備工程と、
該素材鋼板の少なくとも1つの端面にn回のせん断加工を施し、nが2以上の整数である、せん断加工工程と、をそなえる。
Next, a method for manufacturing a steel plate according to an embodiment of the present invention will be described.
A method for manufacturing a steel plate according to an embodiment of the present invention includes:
A preparation process of preparing a steel plate as a workpiece,
A shearing process is provided, in which at least one end face of the raw steel plate is subjected to shearing process n times, where n is an integer of 2 or more.
・準備工程
被加工材となる素材鋼板としては、例えば、
組織全体に対する面積率で、マルテンサイト:40%以上100%以下、フェライト:0%以上60%以下、及び、その他の金属相:5%以下である組織を有し、
前記素材板材の表面から板厚1/4位置までの深さ領域において、円相当直径で4.0μm以上の介在物粒子の個数密度が5個/mm2以上27個/mm2以下である、鋼板が好適である。このような鋼板を使用することにより、後述するせん断加工工程で形成される加工領域をより有利に低減できる。
また、被加工材となる素材鋼板としては、上述した成分組成を有する鋼板が好適である。
・Preparation process For example, the material steel plate to be processed is:
Having a structure in which martensite: 40% or more and 100% or less, ferrite: 0% or more and 60% or less, and other metal phases: 5% or less, in terms of area ratio to the entire structure,
In the depth region from the surface of the material plate to the position of 1/4 of the plate thickness, the number density of inclusion particles with a circular equivalent diameter of 4.0 μm or more is 5 pieces/mm 2 or more and 27 pieces/mm 2 or less, Steel plate is preferred. By using such a steel plate, the processing area formed in the shearing process described below can be more advantageously reduced.
Further, as the material steel plate to be processed, a steel plate having the above-mentioned composition is suitable.
このような素材鋼板は、例えば、
スラブを加熱して保持する、スラブ加熱工程と、
該スラブを熱間圧延して熱延鋼板とする、熱間圧延工程と、
該熱延鋼板を冷間圧延して冷延鋼板とする、冷間圧延工程と、
該冷延鋼板を焼鈍する、焼鈍工程と、
を有し、
該スラブ加熱工程では、
該スラブの表面温度で300℃から1220℃までの温度域の平均加熱速度が0.10℃/s以上であり、
該温度域において、該スラブの表面温度Tsに対する該スラブの板厚中心温度Tcの平均温度比Tc/Tsが0.60以上0.85以下であり、
該スラブの表面温度で1220℃以上での保持時間が30分以上であり、
該焼鈍工程では、
焼鈍温度がAC1点以上、焼鈍時間が30秒以上である、素材鋼板の製造方法により、準備することができる。
以下、上記の素材鋼板の製造方法におけるスラブ加熱工程及び焼鈍工程の好適条件について説明する。
Such material steel plates are, for example,
a slab heating step of heating and holding the slab;
a hot rolling step of hot rolling the slab into a hot rolled steel plate;
A cold rolling step of cold rolling the hot rolled steel sheet to obtain a cold rolled steel sheet;
an annealing step of annealing the cold rolled steel sheet;
has
In the slab heating step,
The surface temperature of the slab has an average heating rate of 0.10°C/s or more in the temperature range from 300°C to 1220°C,
In the temperature range, the average temperature ratio Tc/Ts of the thickness center temperature Tc of the slab to the surface temperature Ts of the slab is 0.60 or more and 0.85 or less,
The holding time at the surface temperature of the slab is 1220°C or more for 30 minutes or more,
In the annealing process,
It can be prepared by a method for producing a raw steel plate in which the annealing temperature is at least A C1 point and the annealing time is at least 30 seconds.
Hereinafter, preferred conditions for the slab heating step and annealing step in the method for manufacturing the above-mentioned raw steel plate will be explained.
スラブの表面温度で300℃から1220℃までの温度域の平均加熱速度:0.10℃/s以上
鋼板の表面から板厚1/4位置までの深さ領域における、円相当直径で4.0μm以上の介在物粒子の個数密度を所定の範囲に制御するには、スラブの表面温度で300℃から1220℃までの温度域の平均加熱速度(以下、平均加熱速度ともいう)は速い方が好ましく、特には0.10℃/s以上とすることが好ましい。平均加熱速度は、より好ましくは0.11℃/s以上、さらに好ましくは0.12℃/s以上である。平均加熱速度の上限は特に限定しないが、好適には0.17℃/s以下である。
Average heating rate in the slab surface temperature range from 300°C to 1220°C: 0.10°C/s or more 4.0 μm in equivalent circle diameter in the depth region from the surface of the steel plate to 1/4 of the plate thickness In order to control the number density of the above inclusion particles within a predetermined range, it is preferable that the average heating rate (hereinafter also referred to as average heating rate) in the temperature range of 300°C to 1220°C at the surface temperature of the slab is faster. In particular, it is preferably 0.10° C./s or more. The average heating rate is more preferably 0.11°C/s or more, and still more preferably 0.12°C/s or more. The upper limit of the average heating rate is not particularly limited, but is preferably 0.17° C./s or less.
スラブの表面温度で300℃から1220℃までの温度域における、スラブの表面温度Tsに対するスラブの板厚中心温度Tcの平均温度比Tc/Ts:0.60以上0.85以下
スラブの加熱中、特にスラブの表面温度で300℃から1220℃までの温度域において、スラブ表面に対してスラブの板厚中心部での加熱速度を遅くすることにより、スラブの板厚中心部において粗大介在物粒子の生成を促進させることができる。また、その一方で、スラブ表面~板厚1/4位置での粗大介在物粒子の生成を抑制することができる。すなわち、スラブの表面温度Tsに対するスラブの板厚中心温度Tcの平均温度比Tc/Ts(以下、Tc/Tsともいう)を小さくするほど、スラブ表面~板厚1/4位置での粗大介在物粒子の生成を抑制することが可能となる。そのため、Tc/Tsは0.85以下とすることが好ましい。Tc/Tsは、より好ましくは0.83以下、さらに好ましくは0.80以下である。一方、Tc/Tsが小さくなりすぎると、スラブ表面~板厚1/4位置での粗大介在物粒子の生成が過度に抑制され、粗大介在物粒子の個数密度が5個/mm2未満となる。その結果、却って耐遅れ破壊特性が劣化する。したがって、Tc/Tsは0.60以上とすることが好ましい。Tc/Tsは、より好ましくは0.65以上、さらに好ましくは0.70以上である。
Average temperature ratio Tc/Ts of slab thickness center temperature Tc to slab surface temperature Ts in the temperature range from 300°C to 1220°C in slab surface temperature: 0.60 or more and 0.85 or less During heating of the slab, Particularly in the slab surface temperature range of 300°C to 1220°C, by slowing down the heating rate at the center of the thickness of the slab relative to the slab surface, coarse inclusion particles can be reduced at the center of the thickness of the slab. The production can be promoted. Furthermore, on the other hand, it is possible to suppress the formation of coarse inclusion particles at a position from the slab surface to 1/4 of the plate thickness. That is, the smaller the average temperature ratio Tc/Ts (hereinafter also referred to as Tc/Ts) of the thickness center temperature Tc of the slab to the slab surface temperature Ts, the larger the coarse inclusions at the slab surface to 1/4 thickness position. It becomes possible to suppress the generation of particles. Therefore, Tc/Ts is preferably 0.85 or less. Tc/Ts is more preferably 0.83 or less, still more preferably 0.80 or less. On the other hand, if Tc/Ts becomes too small, the generation of coarse inclusion particles at a position from the slab surface to 1/4 of the plate thickness is excessively suppressed, and the number density of coarse inclusion particles becomes less than 5 pieces/mm 2 . As a result, the delayed fracture resistance is rather deteriorated. Therefore, it is preferable that Tc/Ts be 0.60 or more. Tc/Ts is more preferably 0.65 or more, still more preferably 0.70 or more.
ここで、Tc/Tsは以下のようにして算出する。
スラブの長手方向および幅方向の中心位置に、板厚中心に届くように微小な穴を開け、板厚中心位置に温度測定センサを埋め込むことにより、スラブ加熱中の板厚中心温度(Tc)を測定する。また、熱電対または非接触の放射温度計により、スラブ加熱中の表面温度(Ts)を測定する。そして、スラブ加熱中のスラブの表面温度(Ts)が300℃から1220℃になるまでのTc及びTsの時間積分値を算出し、Tcの時間積分値をTsの時間積分値で除した値を、Tc/Tsとする。
Here, Tc/Ts is calculated as follows.
By drilling a small hole in the center of the slab in the longitudinal and width directions so as to reach the center of the plate thickness, and embedding a temperature measurement sensor at the center of the plate thickness, the temperature at the center of the plate thickness (Tc) during heating of the slab can be measured. Measure. Furthermore, the surface temperature (Ts) during slab heating is measured using a thermocouple or a non-contact radiation thermometer. Then, calculate the time integral values of Tc and Ts until the surface temperature (Ts) of the slab during slab heating increases from 300°C to 1220°C, and calculate the value obtained by dividing the time integral value of Tc by the time integral value of Ts. , Tc/Ts.
スラブの表面温度で1220℃以上での保持時間:30分以上
スラブの表面温度で1220℃以上での保持時間(以下、スラブ保持時間ともいう)が長いほど、未固溶で残っていた粗大介在物が溶解し易くなる。そのため、スラブ保持時間は30分以上とすることが好ましい。スラブ保持時間は、より好ましくは60分以上、さらに好ましくは90分以上である。また、スラブ保持時間の上限は、粗大介在物をわずかに残してせん断加工時の亀裂進展を促進し、加工領域を低減する観点から、180分以下とすることが好ましい。
Holding time at a slab surface temperature of 1220°C or higher: 30 minutes or more The longer the holding time at a slab surface temperature of 1220°C or higher (hereinafter also referred to as slab holding time), the more coarse particles remained in undissolved form. Things become easier to dissolve. Therefore, the slab holding time is preferably 30 minutes or more. The slab holding time is more preferably 60 minutes or more, still more preferably 90 minutes or more. Further, the upper limit of the slab holding time is preferably 180 minutes or less from the viewpoint of leaving only a few coarse inclusions, promoting crack propagation during shearing, and reducing the processing area.
焼鈍温度:AC1点以上
焼鈍温度がAC1点未満では、オーステナイトが生成せず、所定量のマルテンサイトを生成させること、ひいては所望の強度を得ることが困難となる。したがって、焼鈍温度はAC1点以上とすることが好ましい。焼鈍温度は、より好ましくは(AC1点+10℃)以上である。焼鈍温度の上限は特に限定されないが、焼鈍温度の上昇に伴いオーステナイト粒径が増加すると、マルテンサイト以外の金属相が生成する。そのため、焼鈍温度は900℃以下とすることが好ましい。
なお、AC1点は次式により算出する。
AC1点(℃)=723+22(%Si)-18(%Mn)+17(%Cr)+4.5(%Mo)+16(%V)
式中、(%元素記号)は、各元素の含有量(質量%)である。
Annealing temperature: A C1 point or more If the annealing temperature is less than A C1 point, austenite will not be generated, and it will be difficult to generate a predetermined amount of martensite and, by extension, to obtain the desired strength. Therefore, it is preferable that the annealing temperature be set to the A C1 point or higher. The annealing temperature is more preferably ( AC1 point +10°C) or higher. Although the upper limit of the annealing temperature is not particularly limited, when the austenite grain size increases as the annealing temperature increases, a metal phase other than martensite is generated. Therefore, it is preferable that the annealing temperature is 900°C or less.
Note that A C1 point is calculated using the following formula.
A C1 point (℃) = 723 + 22 (%Si) - 18 (%Mn) + 17 (%Cr) + 4.5 (%Mo) + 16 (%V)
In the formula, (% element symbol) is the content (mass%) of each element.
焼鈍時間:30秒以上
焼鈍温度での保持時間(以下、焼鈍時間ともいう)が30秒未満となると、炭化物の溶解が十分に進行しないために、これ以降の工程で熱処理を行う場合に残存している炭化物が粗大化する。これにより、せん断加工時に歪が導入され易くなり、加工領域が増加して耐遅れ破壊特性が劣化するおそれがある。また、オーステナイト変態が十分に進行しないために、所定量のマルテンサイトを生成させること、ひいては所望の強度を得ることが困難となる。したがって、焼鈍時間は30秒以上とすることが好ましい。焼鈍時間は、より好ましくは35秒以上である。焼鈍時間の上限は特に限定されないが、オーステナイト粒径の粗大化を抑制する観点から、焼鈍時間は900秒以下とすることが好ましい。
なお、焼鈍温度は、保持中、一定であってもよく、また、上記の温度範囲内にあれば、保持中、常に一定としなくてもよい。スラブの保持についても同様である。
Annealing time: 30 seconds or more If the holding time at the annealing temperature (hereinafter also referred to as annealing time) is less than 30 seconds, the dissolution of carbides will not proceed sufficiently, so they will remain when heat treatment is performed in subsequent steps. The carbides that are present become coarser. As a result, strain is likely to be introduced during shearing, the processing area increases, and delayed fracture resistance may deteriorate. Furthermore, since the austenite transformation does not proceed sufficiently, it becomes difficult to generate a predetermined amount of martensite and, by extension, to obtain a desired strength. Therefore, the annealing time is preferably 30 seconds or more. The annealing time is more preferably 35 seconds or more. The upper limit of the annealing time is not particularly limited, but from the viewpoint of suppressing coarsening of the austenite grain size, the annealing time is preferably 900 seconds or less.
Note that the annealing temperature may be constant during holding, and does not need to be constant during holding as long as it is within the above temperature range. The same goes for holding the slab.
また、スラブの成分組成は、上記の成分組成とすることが好適である。 Further, it is preferable that the component composition of the slab be the above-mentioned component composition.
なお、上記以外の各工程の条件については特に限定されず、常法に従えばよい。
例えば、熱間圧延工程では、仕上げ圧延温度を840℃以上、巻取り温度を630℃以下とすることが好ましい。
仕上げ圧延温度が840℃未満では、温度の低下に時間がかかり、介在物及び粗大炭化物が生成して耐遅れ破壊特性を劣化させるおそれがある。また、鋼板の内部の品質も低下するおそれがある。したがって、仕上げ圧延温度は840℃以上が好ましい。仕上げ圧延温度は、より好ましくは860℃以上である。なお、仕上げ圧延温度の上限は特に限定されないが、後工程である巻取り温度までの冷却が困難になるため、仕上げ圧延温度は950℃以下が好ましい。仕上げ圧延温度は、より好ましくは920℃以下である。
また、巻取り温度が630℃超になると、地鉄表面が脱炭する可能性があり、鋼板内部と表面で組織差が生じ、合金濃度ムラの原因となるおそれがある。また、脱炭により表層にフェライトが生成し、強度が低下するおそれがある。したがって、巻取り温度は630℃以下が好ましい。巻取り温度は、より好ましくは600℃以下である。巻取り温度の下限は特に限定されないが、冷間圧延性の低下を防ぐために、巻取り温度は500℃以上が好ましい。
さらに、巻取り後の熱延鋼板を酸洗してもよい。酸洗条件は特に限定されず、常法に従えばよい。加えて、巻取り後の熱延鋼板に、組織軟質化のための熱処理を施してもよい。
Note that the conditions for each step other than those described above are not particularly limited, and may be according to conventional methods.
For example, in the hot rolling process, it is preferable that the finish rolling temperature is 840°C or higher and the winding temperature is 630°C or lower.
If the finish rolling temperature is less than 840° C., it takes time to lower the temperature, and inclusions and coarse carbides may be generated, which may deteriorate the delayed fracture resistance. Furthermore, the quality of the inside of the steel plate may also deteriorate. Therefore, the finish rolling temperature is preferably 840°C or higher. The finish rolling temperature is more preferably 860°C or higher. Note that the upper limit of the finish rolling temperature is not particularly limited, but the finish rolling temperature is preferably 950° C. or lower since cooling to the winding temperature in the subsequent step becomes difficult. The finish rolling temperature is more preferably 920°C or lower.
Furthermore, if the winding temperature exceeds 630° C., there is a possibility that the surface of the steel base will decarburize, and a difference in structure will occur between the inside and the surface of the steel sheet, which may cause uneven alloy concentration. In addition, ferrite is generated in the surface layer due to decarburization, which may reduce the strength. Therefore, the winding temperature is preferably 630°C or lower. The winding temperature is more preferably 600°C or lower. Although the lower limit of the winding temperature is not particularly limited, the winding temperature is preferably 500° C. or higher in order to prevent deterioration of cold rollability.
Furthermore, the hot-rolled steel sheet after winding may be pickled. Pickling conditions are not particularly limited, and any conventional method may be used. In addition, the hot-rolled steel sheet after winding may be subjected to heat treatment for softening the structure.
また、冷間圧延工程では、圧下率を20%以上とすることが好ましい。圧下率が20%未満の場合、表面の平坦度が悪く、組織が不均一となるおそれがあるためである。 Moreover, in the cold rolling process, it is preferable that the rolling reduction is 20% or more. This is because if the rolling reduction ratio is less than 20%, the surface flatness may be poor and the structure may become non-uniform.
加えて、焼鈍工程の後に、焼戻し処理を行ってもよい。また、鋼板にZn系めっきやAl系めっきなどのめっき処理を施してもよい。さらに、焼鈍工程の後、または、めっき処理後に、鋼板に形状調整のための調質圧延を施してもよい。 In addition, a tempering treatment may be performed after the annealing step. Further, the steel plate may be subjected to a plating treatment such as Zn-based plating or Al-based plating. Furthermore, after the annealing process or after the plating process, the steel plate may be subjected to temper rolling for shape adjustment.
・せん断加工工程
ついで、上記のようにして準備した素材鋼板の少なくとも1つの端面にn回のせん断加工を施す。
ここで、nは2以上の整数である。nの上限については特に限定されるものではないが、後述するように、最後のせん断加工条件をその直前のせん断加工条件に応じて適正に制御すれば、それ以前のせん断加工条件は耐遅れ破壊特性に影響を及ぼさない。そのため、nは小さい方が好ましく、好適には、nは3以下である。
- Shearing process Next, at least one end face of the raw steel plate prepared as described above is subjected to shearing process n times.
Here, n is an integer of 2 or more. There is no particular limit to the upper limit of n, but as described later, if the final shearing conditions are appropriately controlled according to the immediately preceding shearing conditions, the previous shearing conditions will be resistant to delayed fracture. Does not affect properties. Therefore, it is preferable that n be smaller, and n is preferably 3 or less.
そして、本発明の一実施形態に従う鋼板の製造方法では、最後(n回目)のせん断加工における切り代Tを、その直前(n-1回目)のせん断加工におけるクリアランスa及び素材鋼板の板厚tに応じて適正に制御する、具体的には、次式(I)~(III)を満足させることが重要である。
(I)a>30の場合 0.002×a×t≦T≦0.07×a×t
(II)30≧a>5の場合 0.06×t≦T≦2.1×t
(III)5≧aの場合 0.012×a×t≦T≦0.42×a×t
In the method for manufacturing a steel plate according to an embodiment of the present invention, the cutting allowance T in the last (n-th) shearing process is calculated by the clearance a in the immediately preceding (n-1st) shearing process and the plate thickness t of the material steel plate. Specifically, it is important to satisfy the following equations (I) to (III).
(I) When a>30 0.002×a×t≦T≦0.07×a×t
(II) When 30≧a>5 0.06×t≦T≦2.1×t
(III) When 5≧a 0.012×a×t≦T≦0.42×a×t
すなわち、一般的な条件でせん断加工を行うと、せん断端面の近傍に加工領域が形成される。そのため、最後(n回目)のせん断加工の際の切り代を調整し、n-1回目までのせん断加工により生じた加工領域を素材鋼板の板厚tに応じて除去する(切り落とす)ことが重要である。ただし、最後(n回目)のせん断加工の際の切り代が大きくなりすぎると、当該せん断加工によって、加工領域が形成されるとともに、当該加工領域の硬さが上昇する。
また、n-1回目のせん断加工におけるクリアランスが30≧a>5の場合、当該クリアランスの影響による加工領域の増減はごくわずかである。そのため、この場合には、素材鋼板の板厚tのみに応じてn回目のせん断加工における切り代Tを制御する。
一方、n-1回目のせん断加工におけるクリアランスが比較的大きい場合、具体的には、a>30の場合、n-1回目のせん断加工で導入される加工領域が(30≧a>5の場合と比較して)相対的に大きくなる。また、クリアランスに応じて当該加工領域が増加する。そのため、素材鋼板の板厚tに加え、クリアランスに応じて、n回目のせん断加工における切り代Tを制御する(大きくする)ことが必要である。
また、n-1回目のせん断加工におけるクリアランスが比較的小さい場合、具体的には、5≧aの場合、n-1回目のせん断加工で導入される加工領域が(30≧a>5の場合と比較して)相対的に小さくなる。また、クリアランスに応じて当該加工領域が減少する。そのため、素材鋼板の板厚tに加え、クリアランスに応じて、n回目のせん断加工における切り代Tを制御する(小さくする)ことが必要である。
以上のことから、n回目のせん断加工における切り代Tを、その直前のn-1回目のせん断加工におけるクリアランスa及び素材鋼板の板厚tに応じて、上掲式(I)~(III)を満足するように制御することが重要となる。
That is, when shearing is performed under general conditions, a processed region is formed near the sheared end face. Therefore, it is important to adjust the cutting allowance during the last (nth) shearing process and remove (cut off) the processed area created by the n-1st shearing process according to the thickness t of the material steel plate. It is. However, if the cutting allowance during the last (nth) shearing process becomes too large, a processed area is formed by the shearing process, and the hardness of the processed area increases.
Further, when the clearance in the n-1th shearing process is 30≧a>5, the increase or decrease in the processed area due to the influence of the clearance is very small. Therefore, in this case, the cutting allowance T in the n-th shearing process is controlled only according to the plate thickness t of the material steel plate.
On the other hand, if the clearance in the n-1th shearing process is relatively large, specifically if a>30, the machining area introduced in the n-1st shearing process is (30≧a>5) ) becomes relatively large. Further, the machining area increases according to the clearance. Therefore, in addition to the plate thickness t of the material steel plate, it is necessary to control (increase) the cutting allowance T in the n-th shearing process according to the clearance.
In addition, if the clearance in the n-1th shearing process is relatively small, specifically if 5≧a, the machining area introduced in the n-1st shearing process is (30≧a>5) (compared to ) will be relatively small. Further, the machining area is reduced depending on the clearance. Therefore, in addition to the thickness t of the material steel plate, it is necessary to control (reduce) the cutting allowance T in the n-th shearing process according to the clearance.
From the above, the cutting allowance T in the n-th shearing process can be calculated according to the above formulas (I) to (III) according to the clearance a and the thickness t of the material steel plate in the n-1th shearing process immediately before. It is important to control this to satisfy the following.
なお、最後(n回目)のせん断加工の際にも加工領域は形成されるが、上掲式(I)~(III)の上限値内の切り代とする、換言すれば、n回目のせん断加工の切断位置をn-1回目のせん断加工において形成された加工領域と母材領域の境界近傍に設定することによって、切り代が大きい通常のせん断加工に比べて最後(n回目)のせん断加工の際に形成される加工領域の範囲は大幅に縮小される。
すなわち、切り代が大きい通常のせん断加工では、ポンチの上刃から生じた亀裂は下刃に向かって(ポンチの上刃と下刃をつなぐ直線に沿って)板厚方向に進行する。一方、n回目のせん断加工のように、切断位置がn-1回目のせん断加工において形成された加工領域と母材領域の境界近傍になると、ポンチ上刃の直下では、n-1回目のせん断加工により導入された歪の影響等により圧縮応力が高くなる。そのため、n回目のせん断加工により生じる亀裂は、高い圧縮応力場を避けようとポンチの上刃と下刃をつなぐ直線より母材側へ食い込み、その後、下刃へ向かって進行する。その結果、n-1回目のせん断加工において形成された加工領域と、n回目のせん断加工時に形成される加工領域の一部とが同時に取り除かれる。そのため、最後(n回目)のせん断加工の際に形成される加工領域の範囲は、切り代が大きい通常のせん断加工(n-1回目以前のせん断加工)の際に形成される加工領域の範囲に比べて大幅に縮小される。
Note that a machining area is also formed during the last (nth) shearing process, but the cutting distance is within the upper limit of the above formulas (I) to (III), in other words, the nth shearing process By setting the cutting position for machining near the boundary between the machining area formed in the n-1th shearing process and the base material area, the final (nth) shearing process is easier than normal shearing process, which has a large cutting allowance. The range of the processing area formed during this process is significantly reduced.
That is, in normal shearing with a large cutting allowance, cracks that occur from the upper blade of the punch progress in the thickness direction toward the lower blade (along the straight line connecting the upper and lower blades of the punch). On the other hand, as in the n-th shearing process, when the cutting position is near the boundary between the processing area formed in the n-1st shearing process and the base metal area, the n-1st shearing process occurs directly under the punch upper blade. Compressive stress increases due to the influence of strain introduced by processing. Therefore, in order to avoid the high compressive stress field, the cracks generated by the nth shearing process dig into the base metal side from the straight line connecting the upper and lower blades of the punch, and then progress toward the lower blade. As a result, the processed area formed in the n-1th shearing process and a part of the processed area formed in the nth sheared process are removed at the same time. Therefore, the range of the processing area formed during the last (nth) shearing process is the range of the processing area formed during normal shearing process with a large cutting allowance (shearing process before the n-1th time). is significantly reduced compared to .
ここで、上掲式(I)の下限値は、好ましくは0.0023×a×t、より好ましくは0.003×a×t、さらに好ましくは0.0033×a×tである。
上掲式(I)の上限値は、好ましくは0.053×a×t、より好ましくは0.04×a×t、さらに好ましくは0.027×a×tである。
Here, the lower limit of the above formula (I) is preferably 0.0023 x a x t, more preferably 0.003 x a x t, and still more preferably 0.0033 x a x t.
The upper limit of the above formula (I) is preferably 0.053×axt, more preferably 0.04×axt, and even more preferably 0.027×axt.
上掲式(II)の下限値は、好ましくは0.07×t、より好ましくは0.09×t、さらに好ましくは0.10×tである。
上掲式(II)の上限値は、好ましくは1.6×t、より好ましくは1.2×t、さらに好ましくは0.8×tである。
The lower limit of the above formula (II) is preferably 0.07×t, more preferably 0.09×t, and even more preferably 0.10×t.
The upper limit of the above formula (II) is preferably 1.6×t, more preferably 1.2×t, and still more preferably 0.8×t.
上掲式(III)の下限値は、好ましくは0.014×a×t、より好ましくは0.018×a×t、さらに好ましくは0.020×a×tである。
上掲式(III)の上限値は、好ましくは0.32×a×t、より好ましくは0.24×a×t、さらに好ましくは0.16×a×tである。
The lower limit of the above formula (III) is preferably 0.014×axt, more preferably 0.018×axt, and still more preferably 0.020×axt.
The upper limit of the above formula (III) is preferably 0.32 x a x t, more preferably 0.24 x a x t, and still more preferably 0.16 x a x t.
ここで、n回目のせん断加工における切り代Tは、鋼板を板厚方向に投影したときの、n-1回目のせん断加工によるせん断端面の投影線の中心位置(両端から等距離となる位置)と、n回目のせん断加工によるせん断端面の投影線の中心位置(両端から等距離となる位置)の距離とする。他の回のせん断加工における切り代も同様である。 Here, the cutting allowance T in the n-th shearing process is the center position of the projection line of the sheared end face in the n-1st shearing process when the steel plate is projected in the plate thickness direction (a position equidistant from both ends) and the distance between the center position (position equidistant from both ends) of the projection line of the sheared end surface obtained by the n-th shearing process. The same applies to the cutting allowances in other shearing operations.
また、クリアランスa(%)は、次式により算出する。
a=L/t × 100
ここで、
L:上刃(可動刃)と下刃(固定刃)の隙間(mm)
である。
より具体的には、(せん断加工に使用する切断装置の)上刃と下刃の隙間Lをノギス等の測定治具を用いて測定し、測定したLを素材鋼板の板厚t(mm)で除することにより求める。
Moreover, the clearance a (%) is calculated by the following formula.
a=L/t×100
here,
L: Gap between upper blade (movable blade) and lower blade (fixed blade) (mm)
It is.
More specifically, the gap L between the upper and lower blades (of the cutting device used for shearing) is measured using a measuring jig such as calipers, and the measured L is calculated as the plate thickness t (mm) of the material steel plate. Calculate by dividing by .
なお、上記以外の条件については特に限定されず、常法に従えばよい。
例えば、n回目のせん断加工におけるクリアランスは5%以上30%以下、シャー角は0°以上2°以下が好ましい。特に、クリアランスが5%未満では加工領域が大きくなりやすく、クリアランスが30%超およびシャー角が2°超では、バリの過剰生成により耐遅れ破壊特性が劣化しやすい。
また、n-1回目のせん断加工におけるクリアランスは、上掲式(I)~(III)を満足させれば特に限定されるものではないが、1%以上40%以下が好ましく、5%以上30%以下がより好ましい。さらに、n-1回目のせん断加工におけるシャー角は、0°以上2°以下が好ましい。なお、n-1回目のせん断加工における切り代は特に限定されず、最終製品とする部材の形状などに応じて適宜設定すればよい。
加えて、n-1回目よりも前のせん断加工条件は特に限定されず、最終製品とする部材の形状などに応じて適宜設定すればよい。
また、せん断加工における切り出しは、せん断切断(機械切断)により行うものとする。ここで、せん断切断(機械切断)は、被加工材をせん断力により機械的に切断する方法であり、例えば、シャーカッターや打ち抜き加工機による切断加工などが挙げられる。
Note that conditions other than those described above are not particularly limited, and conventional methods may be followed.
For example, the clearance in the n-th shearing process is preferably 5% or more and 30% or less, and the shear angle is preferably 0° or more and 2° or less. In particular, if the clearance is less than 5%, the machining area tends to become large, and if the clearance exceeds 30% and the shear angle exceeds 2°, delayed fracture resistance tends to deteriorate due to excessive burr formation.
In addition, the clearance in the n-1th shearing process is not particularly limited as long as the above formulas (I) to (III) are satisfied, but it is preferably 1% or more and 40% or less, and 5% or more and 30% or less. % or less is more preferable. Further, the shear angle in the (n-1)th shearing process is preferably 0° or more and 2° or less. Note that the cutting allowance in the (n-1)th shearing process is not particularly limited, and may be set as appropriate depending on the shape of the member to be the final product.
In addition, the shearing conditions before the (n-1)th time are not particularly limited, and may be set as appropriate depending on the shape of the member to be the final product.
Furthermore, cutting in the shearing process is performed by shear cutting (mechanical cutting). Here, shear cutting (mechanical cutting) is a method of mechanically cutting a workpiece using shear force, and includes, for example, cutting using a shear cutter or a punching machine.
次に、本発明の一実施形態に従う部材について説明する。
本発明の一実施形態に従う部材は、上記した本発明の一実施形態に従う鋼板を用いてなるものであり、例えば、本発明の一実施形態に従う鋼板をプレス成形して得た、プレス成形品などが挙げられる。
本発明の一実施形態に従う部材は、自動車用の部品等に用いて特に好適である。
Next, a member according to an embodiment of the present invention will be described.
The member according to one embodiment of the present invention is made using the steel plate according to one embodiment of the present invention described above, and includes, for example, a press-formed product obtained by press-forming the steel plate according to one embodiment of the present invention. can be mentioned.
A member according to an embodiment of the present invention is particularly suitable for use in automobile parts and the like.
[実施例1]
表1に示す組織および引張特性を有する素材鋼板を準備し、該素材鋼板に表2に示す条件でシャーカッターによるせん断加工を施し、せん断端面を有する鋼板を得た。なお、シャーカッターによるせん断加工はいずれも、同じ端面に対して行った。
ここで、素材鋼板の組織の同定、粗大介在物粒子の個数密度の測定、及び、機械特性の測定はそれぞれ、前述した要領で行ったものである(なお、上記したせん断端面を有する鋼板でも、素材鋼板と同じ、組織、粗大介在物粒子の個数密度、及び、引張特性が得られた。)。
また、組織の同定(ポイントカウンティング法)では、SEMによる観察領域(82μm×57μmの領域)上に間隔が均等となるように16×15の格子を置いた。そして、格子点おける各相の点数を数え、格子点総数に対する各相が占める格子点数の割合を、各相の面積率とした。また、各相の面積率は、別々の3つのSEM像から求めた各相の面積率の平均値とした。
また、粗大介在物粒子の個数密度の測定では、SEMによる観察領域を25μm×17μmとした。
[Example 1]
A raw steel plate having the structure and tensile properties shown in Table 1 was prepared, and the raw steel plate was sheared using a shear cutter under the conditions shown in Table 2 to obtain a steel plate having a sheared end surface. Note that the shearing process using the shear cutter was performed on the same end face.
Here, the identification of the structure of the raw steel sheet, the measurement of the number density of coarse inclusion particles, and the measurement of the mechanical properties were each performed as described above (note that even in the steel sheet having the sheared end surface described above, The same structure, number density of coarse inclusion particles, and tensile properties as the material steel sheet were obtained.)
Further, for tissue identification (point counting method), a 16×15 grid was placed at equal intervals on the SEM observation area (82 μm×57 μm area). Then, the number of points of each phase in the lattice points was counted, and the ratio of the number of lattice points occupied by each phase to the total number of lattice points was defined as the area ratio of each phase. Moreover, the area ratio of each phase was taken as the average value of the area ratio of each phase obtained from three separate SEM images.
Furthermore, in the measurement of the number density of coarse inclusion particles, the observation area by SEM was set to 25 μm×17 μm.
上記のようにして得たせん断端面を有する鋼板を用いて、前述した要領で、せん断端面に垂直でかつ板厚方向に平行な面において加工領域と母材領域とを確定し、加工領域の面積S(mm2)を求めた。そして、求めた加工領域の面積Sから、S/t2の値を算出した。結果を表2に併記する。 Using the steel plate having the sheared end surface obtained as described above, determine the machining area and the base material area in a plane perpendicular to the shear end surface and parallel to the plate thickness direction in the manner described above, and S (mm 2 ) was determined. Then, the value of S/t 2 was calculated from the obtained area S of the processing area. The results are also listed in Table 2.
また、上記のようにして得たせん断端面を有する鋼板を用いて、前述した要領で、加工領域の硬さおよび母材領域の硬さを測定し、母材領域の硬さに対する加工領域の硬さの比率を算出した。結果を表2に併記する。 In addition, using the steel plate having the sheared end surface obtained as described above, the hardness of the processed area and the hardness of the base metal area were measured in the manner described above, and the hardness of the processed area relative to the hardness of the base metal area was measured. The ratio of The results are also listed in Table 2.
さらに、以下の要領で、耐遅れ破壊特性を評価した。
すなわち、上記のようにして得たせん断端面を有する鋼板から、長手方向がせん断端面となるように110mm×30mmの試験片を採取し、当該試験片に、長手方向に対してV字曲げ加工を施した。ついで、ボルト、ナット及びテーパーワッシャーを用いて、V字曲げ加工した試験片を板面の両側からボルトで締め込み、狙い値で700MPaから2400MPaまでの10MPa間隔の種々の負荷応力がV字曲げ部にかかるように、種々の成形部材試験片を作製した。ここで、負荷応力の調整は、負荷応力とボルト締込量の相関を用いて行った。なお、負荷応力とボルト締込量の相関は、YUモデルを用いたCAE解析により求めた。また、CAE解析では、引張試験により求めた応力-ひずみ曲線を用いた。
そして、作製した種々の成形部材試験片を、pH=3(25℃)の塩酸水溶液中に96時間浸漬し、浸漬後に遅れ破壊(割れ)がなかった成形部材試験片の負荷応力の最大値を、臨界負荷応力とした。求めた臨界負荷応力を表2に併記する。
なお、遅れ破壊の判定は目視、及び、実体顕微鏡で倍率:20倍に拡大した画像にて行い、長さ:200μm以上の亀裂が確認されなかった場合には「遅れ破壊(割れ)なし」と、長さ:200μm以上の亀裂が1つでも確認された場合には「遅れ破壊(割れ)あり」と判定した。
そして、求めた臨界負荷応力により、以下の基準で耐遅れ破壊特性を評価した。
合格(優れる):臨界負荷応力が降伏応力YS以上
不合格:臨界負荷応力が降伏応力YS未満
Furthermore, delayed fracture resistance was evaluated in the following manner.
That is, a 110 mm x 30 mm test piece was taken from the steel plate having the sheared end surface obtained as described above so that the longitudinal direction was the sheared end surface, and the test piece was subjected to a V-shaped bending process in the longitudinal direction. provided. Then, using bolts, nuts, and taper washers, the V-shaped bent test piece was tightened with bolts from both sides of the plate surface, and various applied stresses at 10 MPa intervals from 700 MPa to 2400 MPa were applied to the V-shaped bent part. Various molded member test pieces were prepared as described above. Here, the load stress was adjusted using the correlation between the load stress and the amount of bolt tightening. Note that the correlation between the applied stress and the amount of bolt tightening was determined by CAE analysis using the YU model. Further, in the CAE analysis, a stress-strain curve obtained by a tensile test was used.
Then, the various molded member test pieces prepared were immersed in a hydrochloric acid aqueous solution of pH=3 (25°C) for 96 hours, and the maximum value of the applied stress of the molded member test pieces that did not show delayed fracture (cracking) after immersion was determined. , was taken as the critical load stress. The determined critical load stress is also listed in Table 2.
Delayed fracture was determined visually and using images magnified to 20x using a stereomicroscope. If no cracks with a length of 200 μm or more were observed, it was determined that there was no delayed fracture (cracking). , Length: If even one crack with a length of 200 μm or more was confirmed, it was determined that there was “delayed fracture (cracking)”.
Then, the delayed fracture resistance was evaluated using the determined critical load stress based on the following criteria.
Pass (excellent): Critical load stress is greater than or equal to yield stress YS Fail: Critical load stress is less than yield stress YS
表2に示したように、発明例のせん断端面を有する鋼板はいずれも、高強度であり、かつ、耐遅れ破壊特性にも優れていた。
一方、比較例では、十分な耐遅れ破壊特性が得られなかった。
As shown in Table 2, all of the steel plates having sheared end surfaces of the invention examples had high strength and excellent delayed fracture resistance.
On the other hand, in the comparative example, sufficient delayed fracture resistance was not obtained.
[実施例2]
表3に示す成分組成(残部はFe及び不可避的不純物)を有するスラブに、表4に記載の条件でスラブ加熱を行い、ついで、熱間圧延して熱延鋼板を得た。得られた熱延鋼板を研削加工したのち、表5に記載の板厚となるように冷間圧延して冷延鋼板を得た。ついで、得られた冷延鋼板に、表4に示す条件で焼鈍を施し、素材鋼板を準備した。この素材鋼板に、表6に示す条件でシャーカッターによるせん断加工を施し、せん断端面を有する鋼板を得た。なお、シャーカッターによるせん断加工はいずれも、同じ端面に対して行った。
また、表3における各元素の空欄は、当該元素を意図的に添加していないことを表しており、当該元素を含有しない(0質量%)場合だけでなく、当該元素を不可避的に含有する場合も含む。
そして、実施例1と同じ要領で、組織の同定、粗大介在物粒子の個数密度の測定、機械特性の測定、S/t2の値の算出、母材領域の硬さに対する加工領域の硬さの比率の算出、及び、耐遅れ破壊特性の評価を行った。結果を表5および表6に併記する。
[Example 2]
A slab having the component composition shown in Table 3 (the remainder being Fe and unavoidable impurities) was heated under the conditions shown in Table 4, and then hot rolled to obtain a hot rolled steel plate. The obtained hot-rolled steel sheets were ground and then cold-rolled to the thicknesses shown in Table 5 to obtain cold-rolled steel sheets. Then, the obtained cold-rolled steel sheets were annealed under the conditions shown in Table 4 to prepare raw steel sheets. This raw steel plate was subjected to shearing using a shear cutter under the conditions shown in Table 6 to obtain a steel plate having a sheared end surface. Note that the shearing process using the shear cutter was performed on the same end face.
In addition, a blank column for each element in Table 3 indicates that the element is not intentionally added, and not only when the element is not contained (0% by mass), but also when the element is unavoidably contained. Including cases.
Then, in the same manner as in Example 1, the structure was identified, the number density of coarse inclusion particles was measured, the mechanical properties were measured, the value of S/t 2 was calculated, and the hardness of the processed area was determined relative to the hardness of the base material area. The ratio was calculated and the delayed fracture resistance was evaluated. The results are also listed in Tables 5 and 6.
表6に示したように、発明例のせん断端面を有する鋼板はいずれも、高強度であり、かつ、耐遅れ破壊特性にも優れていた。
一方、比較例では、十分な耐遅れ破壊特性が得られなかった。
As shown in Table 6, all of the steel plates having sheared end surfaces of the invention examples had high strength and excellent delayed fracture resistance.
On the other hand, in the comparative example, sufficient delayed fracture resistance was not obtained.
Claims (7)
該鋼板は、該せん断端面を含む加工領域と、母材領域とを有し、
次式(1)を満足し、
該母材領域の硬さに対する該加工領域の硬さの比率が120%以下であり、
引張強さが1180MPa以上であり、
質量%で、
C:0.05%以上0.60%以下、
Si:0.01%以上2.00%以下、
Mn:0.10%以上3.20%以下、
P:0.050%以下、
S:0.0050%以下、
Al:0.10%以下、及び
N:0.010%以下
を含有し、残部はFe及び不可避的不純物である成分組成を有し、
組織全体に対する面積率で、マルテンサイト:40%以上100%以下、フェライト:0%以上60%以下、及び、その他の金属相:5%以下である組織を有し、
前記鋼板の表面から板厚1/4位置までの深さ領域において、円相当直径で4.0μm以上の介在物粒子の個数密度が5個/mm2以上27個/mm2以下である、鋼板。
0<S/t2≦0.012 ・・・(1)
ここで、
S:せん断端面に垂直でかつ板厚方向に平行な面における加工領域の面積(mm2)
t:鋼板の板厚(mm)
である。 A steel plate having a sheared end surface,
The steel plate has a processing area including the sheared end surface and a base material area,
The following formula (1) is satisfied,
The ratio of the hardness of the processed region to the hardness of the base material region is 120% or less,
The tensile strength is 1180 MPa or more,
In mass%,
C: 0.05% or more and 0.60% or less,
Si: 0.01% or more and 2.00% or less,
Mn: 0.10% or more and 3.20% or less,
P: 0.050% or less,
S: 0.0050% or less,
Al: 0.10% or less, and
N: 0.010% or less
, with the remainder being Fe and unavoidable impurities,
Having a structure in which martensite: 40% or more and 100% or less, ferrite: 0% or more and 60% or less, and other metal phases: 5% or less, in terms of area ratio to the entire structure,
A steel plate in which the number density of inclusion particles with a circular equivalent diameter of 4.0 μm or more in a depth region from the surface of the steel plate to a position of 1/4 of the plate thickness is 5 pieces/mm 2 or more and 27 pieces/mm 2 or less. .
0<S/t 2 ≦0.012 (1)
here,
S: Area of processing area in a plane perpendicular to the sheared end face and parallel to the plate thickness direction (mm 2 )
t: Thickness of steel plate (mm)
It is.
Cr:0.50%以下、
Mo:0.15%以下、
V:0.05%以下、
Nb:0.020%以下、
Ti:0.020%以下、
Cu:0.20%以下、
Ni:0.10%以下、
B:0.0020%以下、
Sb:0.10%以下、及び
Sn:0.10%以下のうちから選ばれた少なくとも1種を含有する、請求項1に記載の鋼板。 The component composition further includes, in mass%,
Cr: 0.50% or less,
Mo: 0.15% or less,
V: 0.05% or less,
Nb: 0.020% or less,
Ti: 0.020% or less,
Cu: 0.20% or less,
Ni: 0.10% or less,
B: 0.0020% or less,
The steel plate according to claim 1 , containing at least one selected from Sb: 0.10% or less and Sn: 0.10% or less.
該鋼板は、該せん断端面を含む加工領域と、母材領域とを有し、
次式(1)を満足し、
該母材領域の硬さに対する該加工領域の硬さの比率が120%以下であり、
引張強さが1180MPa以上であり、
組織全体に対する面積率で、マルテンサイト:40%以上100%以下、フェライト:0%以上60%以下、及び、その他の金属相:5%以下である組織を有し、
前記鋼板の表面から板厚1/4位置までの深さ領域において、円相当直径で4.0μm以上の介在物粒子の個数密度が5個/mm 2 以上27個/mm 2 以下であり、
該方法は、
被加工材となる素材鋼板を準備する、準備工程と、
該素材鋼板の少なくとも1つの端面にn回のせん断加工を施す、nが2以上の整数である、せん断加工工程と、をそなえ、
該せん断加工工程におけるn回目のせん断加工の切り代T(mm)が、該素材鋼板の板厚t(mm)及びn-1回目のせん断加工におけるクリアランスa(%)との関係で、次式(I)~(III)のいずれかを満足し、
前記素材鋼板が、質量%で、
C:0.05%以上0.60%以下、
Si:0.01%以上2.00%以下、
Mn:0.10%以上3.20%以下、
P:0.050%以下、
S:0.0050%以下、
Al:0.10%以下、及び
N:0.010%以下
を含有し、残部はFe及び不可避的不純物である成分組成を有する、鋼板の製造方法。
0<S/t 2 ≦0.012 ・・・(1)
ここで、
S:せん断端面に垂直でかつ板厚方向に平行な面における加工領域の面積(mm 2 )
t:鋼板の板厚(mm)
である。
(I)a>30の場合 0.002×a×t≦T≦0.07×a×t
(II)30≧a>5の場合 0.06×t≦T≦2.1×t
(III)5≧aの場合 0.012×a×t≦T≦0.42×a×t A method of manufacturing a steel plate having a sheared end surface , the method comprising:
The steel plate has a processing area including the sheared end surface and a base material area,
The following formula (1) is satisfied,
The ratio of the hardness of the processed region to the hardness of the base material region is 120% or less,
The tensile strength is 1180 MPa or more,
Having a structure in which martensite: 40% or more and 100% or less, ferrite: 0% or more and 60% or less, and other metal phases: 5% or less, in terms of area ratio to the entire structure,
In the depth region from the surface of the steel plate to 1/4 of the plate thickness, the number density of inclusion particles with a circular equivalent diameter of 4.0 μm or more is 5 pieces/mm 2 or more and 27 pieces/mm 2 or less,
The method includes:
A preparation process of preparing a steel plate as a workpiece,
a shearing process in which at least one end face of the raw steel plate is subjected to shearing n times, where n is an integer of 2 or more,
The cutting allowance T (mm) of the n-th shearing process in the shearing process is expressed by the following formula in relation to the plate thickness t (mm) of the raw steel plate and the clearance a (%) of the n-1th shearing process. Satisfies any of (I) to (III),
The material steel plate is in mass%,
C: 0.05% or more and 0.60% or less,
Si: 0.01% or more and 2.00% or less,
Mn: 0.10% or more and 3.20% or less,
P: 0.050% or less,
S: 0.0050% or less,
Al: 0.10% or less, and
N: 0.010% or less
A method for manufacturing a steel sheet having a chemical composition in which the remainder is Fe and unavoidable impurities .
0<S/t 2 ≦0.012 (1)
here,
S: Area of processing area in a plane perpendicular to the sheared end face and parallel to the plate thickness direction (mm 2 )
t: Thickness of steel plate (mm)
It is.
(I) When a>30 0.002×a×t≦T≦0.07×a×t
(II) When 30≧a>5 0.06×t≦T≦2.1×t
(III) When 5≧a 0.012×a×t≦T≦0.42×a×t
前記素材板材の表面から板厚1/4位置までの深さ領域において、円相当直径で4.0μm以上の介在物粒子の個数密度が5個/mm2以上27個/mm2以下である、請求項3に記載の鋼板の製造方法。 The material steel plate has a structure in which martensite: 40% or more and 100% or less, ferrite: 0% or more and 60% or less, and other metal phases: 5% or less, in area ratio to the entire structure,
In the depth region from the surface of the material plate to the position of 1/4 of the plate thickness, the number density of inclusion particles with a circular equivalent diameter of 4.0 μm or more is 5 pieces/mm 2 or more and 27 pieces/mm 2 or less, The method for manufacturing a steel plate according to claim 3 .
Cr:0.50%以下、
Mo:0.15%以下、
V:0.05%以下、
Nb:0.020%以下、
Ti:0.020%以下、
Cu:0.20%以下、
Ni:0.10%以下、
B:0.0020%以下、
Sb:0.10%以下、及び
Sn:0.10%以下のうちから選ばれた少なくとも1種を含有する、請求項3または4に記載の鋼板の製造方法。 The component composition further includes, in mass%,
Cr: 0.50% or less,
Mo: 0.15% or less,
V: 0.05% or less,
Nb: 0.020% or less,
Ti: 0.020% or less,
Cu: 0.20% or less,
Ni: 0.10% or less,
B: 0.0020% or less,
The method for producing a steel plate according to claim 3 or 4 , containing at least one selected from Sb: 0.10% or less and Sn: 0.10% or less.
スラブを加熱して保持する、スラブ加熱工程と、
該スラブを熱間圧延して熱延鋼板とする、熱間圧延工程と、
該熱延鋼板を冷間圧延して冷延鋼板とする、冷間圧延工程と、
該冷延鋼板を焼鈍する、焼鈍工程と、
を有し、
該スラブ加熱工程では、
該スラブの表面温度で300℃から1220℃までの温度域の平均加熱速度が0.10℃/s以上であり、
該温度域において、該スラブの表面温度Tsに対する該スラブの中心温度Tcの平均温度比Tc/Tsが0.60以上0.85以下であり、
該スラブの表面温度で1220℃以上での保持時間が30分以上であり、
該焼鈍工程では、
焼鈍温度がAC1点以上、焼鈍時間が30秒以上である、請求項3~5のいずれかに記載の鋼板の製造方法。 The preparation step is
a slab heating step of heating and holding the slab;
a hot rolling step of hot rolling the slab into a hot rolled steel plate;
A cold rolling step of cold rolling the hot rolled steel sheet to obtain a cold rolled steel sheet;
an annealing step of annealing the cold rolled steel sheet;
has
In the slab heating step,
The surface temperature of the slab has an average heating rate of 0.10°C/s or more in the temperature range from 300°C to 1220°C,
In the temperature range, the average temperature ratio Tc/Ts of the center temperature Tc of the slab to the surface temperature Ts of the slab is 0.60 or more and 0.85 or less,
The holding time at the surface temperature of the slab is 1220°C or more for 30 minutes or more,
In the annealing process,
The method for producing a steel plate according to any one of claims 3 to 5 , wherein the annealing temperature is at least A C1 point and the annealing time is at least 30 seconds.
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