JP7648952B2 - Hot rolled steel plate - Google Patents
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Description
本発明は、熱間圧延鋼板に関する。具体的には、プレス加工等により様々な形状に成形して利用される熱間圧延鋼板、特に、高い強度および限界破断板厚減少率を有し、且つ優れた延性およびせん断加工性を有する熱間圧延鋼板に関する。
本願は、2021年10月11日に、日本に出願された特願2021-166958号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
The present invention relates to a hot-rolled steel sheet. Specifically, the present invention relates to a hot-rolled steel sheet that is used by being formed into various shapes by press working or the like, and in particular to a hot-rolled steel sheet that has high strength and a critical sheet thickness reduction rate at break, and also has excellent ductility and shear workability.
This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2021-166958, filed in Japan on October 11, 2021, the contents of which are incorporated herein by reference.
近年、地球環境保護の観点から、多くの分野において炭酸ガス排出量の削減が取り組まれている。自動車メーカーにおいても低燃費化を目的とした車体軽量化の技術開発が盛んに行われている。しかし、乗員の安全確保のために耐衝突特性の向上にも重点が置かれるため、車体軽量化は容易ではない。In recent years, efforts to reduce carbon dioxide emissions have been made in many fields from the perspective of protecting the global environment. Automobile manufacturers are also actively developing technologies to reduce the weight of vehicles in order to improve fuel efficiency. However, reducing the weight of vehicles is not an easy task, as emphasis is also placed on improving crashworthiness to ensure the safety of passengers.
車体軽量化と耐衝突特性とを両立させるべく、高強度鋼板を用いて部材を薄肉化することが検討されている。このため、高い強度と優れた成形性とを兼備する鋼板が強く望まれており、これらの要求に応えるべく、幾つかの技術が従来から提案されている。自動車部材には様々な加工様式があるため、要求される成形性は適用される部材により異なるが、その中でも、限界破断板厚減少率および延性は成形性の重要な指標として位置付けられている。限界破断板厚減少率とは、破断前の引張試験片の板厚と、破断後の引張試験片の板厚の最小値とから求められる値である。限界破断板厚減少率が低い場合、プレス成形中の引張ひずみが付与された際に早期に破断し易くなるため、好ましくない。In order to achieve both lightweight body and crashworthiness, the use of high-strength steel plates to thin components is being considered. For this reason, there is a strong demand for steel plates that combine high strength with excellent formability, and several technologies have been proposed to meet these demands. Since there are various processing styles for automotive components, the required formability varies depending on the component to which it is applied, but among them, the limiting fracture thickness reduction rate and ductility are positioned as important indicators of formability. The limiting fracture thickness reduction rate is a value calculated from the thickness of the tensile test piece before fracture and the minimum thickness of the tensile test piece after fracture. If the limiting fracture thickness reduction rate is low, it is undesirable because it is prone to early fracture when tensile strain is applied during press forming.
自動車部材はプレス成形によって成形されるが、そのプレス成形のブランク板は生産性が高いせん断加工によって製造されることが多い。せん断加工によって製造されるブランク板では、せん断加工後の端面精度に優れる必要がある。 Automotive components are formed by press molding, and the blank sheets used for press molding are often manufactured by shearing, which has high productivity. Blank sheets manufactured by shearing must have excellent end surface precision after shearing.
例えば、せん断加工後の端面(せん断端面)の様相が、せん断面-破断面-せん断面となる2次せん断面が発生すると、せん断端面の精度が著しく劣化する。For example, if a secondary shear surface occurs in the end surface (sheared end surface) after shear processing, which is a shear surface-fracture surface-shear surface, the accuracy of the sheared end surface will deteriorate significantly.
例えば、特許文献1には、板厚中央部におけるMn偏析度およびP偏析度を制御した、プレス加工後の表面性状に優れた冷延鋼板の素材となる熱間圧延鋼板が開示されている。
しかしながら、特許文献1では、熱間圧延鋼板の限界破断板厚減少率およびせん断加工性について考慮されていない。
For example, Patent Document 1 discloses a hot-rolled steel sheet in which the Mn segregation degree and the P segregation degree in the central part of the sheet thickness are controlled, and which serves as a raw material for a cold-rolled steel sheet having excellent surface properties after press working.
However, in Patent Document 1, the critical sheet thickness reduction rate at break and the shear workability of the hot-rolled steel sheet are not taken into consideration.
本発明は、上述の実情に鑑みてなされたものであり、高い強度および限界破断板厚減少率を有するとともに、優れた延性およびせん断加工性を有する熱間圧延鋼板を提供することを目的とする。The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and aims to provide a hot-rolled steel sheet having high strength and a critical fracture thickness reduction rate as well as excellent ductility and shear workability.
本発明の要旨は、以下の通りである。
(1)本発明の一態様に係る熱間圧延鋼板は、化学組成が、質量%で、
C :0.050~0.250%、
Si:0.05~3.00%、
Mn:1.00~4.00%、
sol.Al:0.001~2.000%、
P :0.100%以下、
S :0.0300%以下、
N :0.1000%以下、
O :0.0100%以下、
Ti:0~0.500%、
Nb:0~0.500%、
V :0~0.500%、
Cu:0~2.00%、
Cr:0~2.00%、
Mo:0~1.00%、
Ni:0~2.00%、
B :0~0.0100%、
Ca:0~0.0200%、
Mg:0~0.0200%、
REM:0~0.1000%、
Bi:0~0.0200%、
As:0~0.100%、
Zr:0~1.00%、
Co:0~1.00%、
Zn:0~1.00%、
W :0~1.00%、
Sn:0~0.05%、並びに
残部:Feおよび不純物であり、
下記式(A)および(B)を満たし、
金属組織が、面積%で、
残留オーステナイトが3.0%未満であり、
フェライトが15.0%以上、60.0%未満であり、
パーライトが5.0%未満であり、
グレーレベル共起行列法により、前記金属組織のSEM画像を解析することによって得られる、下記式(1)で示されるEntropy値が10.7以上であり、
下記式(2)で示されるInverce differenced normalized値が1.020以上であり、
下記式(3)で示されるCluster Shade値が-8.0×105~8.0×105であり、
Mn濃度の標準偏差が0.60質量%以下であり、
引張強さが980MPa以上である。
0.060%≦Ti+Nb+V≦0.500% …(A)
Zr+Co+Zn+W≦1.00% …(B)
ただし、前記式(A)および(B)中の各元素記号は、当該元素の質量%での含有量を示し、当該元素を含有しない場合は0%を代入する。
ここで、下記式(1)~(5)中のP(i,j)はグレーレベル共起行列であり、下記式(2)中のLは前記SEM画像の取り得るグレースケールのレベル数であり、下記式(2)および(3)中のiおよびjは1~前記Lの自然数であり、下記式(3)中のμxおよびμyはそれぞれ下記式(4)および(5)で示される。
(3)上記(1)または(2)に記載の熱間圧延鋼板は、前記化学組成が、質量%で、
Ti:0.001~0.500%、
Nb:0.001~0.500%、
V :0.001~0.500%、
Cu:0.01~2.00%、
Cr:0.01~2.00%、
Mo:0.01~1.00%、
Ni:0.01~2.00%、
B :0.0001~0.0100%、
Ca:0.0001~0.0200%、
Mg:0.0001~0.0200%、
REM:0.0001~0.1000%、
Bi:0.0001~0.0200%、
As:0.001~0.100%、
Zr:0.01~1.00%、
Co:0.01~1.00%、
Zn:0.01~1.00%、
W :0.01~1.00%、および
Sn:0.01~0.05%
からなる群から選択される1種または2種以上を含有してもよい。
The gist of the present invention is as follows.
(1) A hot-rolled steel sheet according to one embodiment of the present invention has a chemical composition, in mass%,
C: 0.050-0.250%,
Si: 0.05-3.00%,
Mn: 1.00-4.00%,
sol. Al: 0.001-2.000%,
P: 0.100% or less,
S: 0.0300% or less,
N: 0.1000% or less,
O: 0.0100% or less,
Ti: 0 to 0.500%,
Nb: 0 to 0.500%,
V: 0 to 0.500%,
Cu: 0-2.00%,
Cr: 0-2.00%,
Mo: 0-1.00%,
Ni: 0-2.00%,
B: 0 to 0.0100%,
Ca: 0-0.0200%,
Mg: 0 to 0.0200%,
REM: 0-0.1000%,
Bi: 0 to 0.0200%,
As: 0 to 0.100%,
Zr: 0 to 1.00%,
Co: 0-1.00%,
Zn: 0 to 1.00%,
W: 0-1.00%,
Sn: 0 to 0.05%, and the balance: Fe and impurities;
Satisfying the following formulas (A) and (B),
The metal structure is, in area percent,
The retained austenite is less than 3.0%;
Ferrite is 15.0% or more and less than 60.0%;
Pearlite is less than 5.0%;
The entropy value, which is obtained by analyzing the SEM image of the metal structure by a gray level co-occurrence matrix method and is represented by the following formula (1), is 10.7 or more,
The inverse differencing normalized value represented by the following formula (2) is 1.020 or more,
The Cluster Shade value represented by the following formula (3) is −8.0×10 5 to 8.0×10 5 ,
The standard deviation of the Mn concentration is 0.60 mass% or less;
The tensile strength is 980 MPa or more.
0.060%≦Ti+Nb+V≦0.500%…(A)
Zr+Co+Zn+W≦1.00%…(B)
In the formulas (A) and (B), each element symbol indicates the content of the element in mass %, and 0% is substituted when the element is not contained.
Here, P(i, j) in the following formulas (1) to (5) is a gray level co-occurrence matrix, L in the following formula (2) is the number of possible gray scale levels of the SEM image, i and j in the following formulas (2) and (3) are natural numbers from 1 to L, and μ x and μ y in the following formula (3) are represented by the following formulas (4) and (5), respectively.
(3) The hot-rolled steel sheet according to (1) or (2) above, wherein the chemical composition is, in mass%,
Ti: 0.001 to 0.500%,
Nb: 0.001-0.500%,
V: 0.001-0.500%,
Cu: 0.01-2.00%,
Cr: 0.01-2.00%,
Mo: 0.01-1.00%,
Ni: 0.01-2.00%,
B: 0.0001 to 0.0100%,
Ca: 0.0001-0.0200%,
Mg: 0.0001 to 0.0200%,
REM: 0.0001-0.1000%,
Bi: 0.0001-0.0200%,
As: 0.001 to 0.100%,
Zr: 0.01-1.00%,
Co: 0.01 to 1.00%,
Zn: 0.01-1.00%,
W: 0.01 to 1.00%, and Sn: 0.01 to 0.05%
may contain one or more selected from the group consisting of:
本発明に係る上記態様によれば、高い強度および限界破断板厚減少率を有するとともに、優れた延性およびせん断加工性を有する熱間圧延鋼板を得ることができる。また、本発明に係る上記の好ましい態様によれば、上記諸特性を有した上で更に、曲げ内割れの発生が抑制された、すなわち耐曲げ内割れ性に優れた熱間圧延鋼板を得ることができる。
本発明の上記態様に係る熱間圧延鋼板は、自動車部材、機械構造部材さらには建築部材に用いられる工業用素材として好適である。
According to the above-mentioned aspect of the present invention, it is possible to obtain a hot-rolled steel sheet having high strength and a critical thickness reduction rate at fracture, as well as excellent ductility and shear workability. Also, according to the above-mentioned preferred aspect of the present invention, it is possible to obtain a hot-rolled steel sheet having the above-mentioned properties and further suppressing the occurrence of internal cracks in bending, i.e., having excellent resistance to internal cracks in bending.
The hot-rolled steel sheet according to the above aspect of the present invention is suitable as an industrial material used for automobile parts, machine structural parts, and further building parts.
本実施形態に係る熱間圧延鋼板の化学組成および金属組織について、以下により具体的に説明する。ただし、本発明は本実施形態に開示の構成のみに制限されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。The chemical composition and metal structure of the hot-rolled steel sheet according to this embodiment will be described in more detail below. However, the present invention is not limited to the configuration disclosed in this embodiment, and various modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.
以下に「~」を挟んで記載する数値限定範囲には、下限値および上限値がその範囲に含まれる。「未満」または「超」と示す数値には、その値が数値範囲に含まれない。以下の説明において、化学組成に関する%は特に指定しない限り質量%である。 The numerical ranges listed below with "~" include the lower and upper limits. Numerical values indicated as "less than" or "greater than" are not included in the numerical range. In the following description, percentages relating to chemical composition are mass percentages unless otherwise specified.
化学組成
以下、本実施形態に係る熱間圧延鋼板の化学組成について詳細に説明する。
Chemical Composition The chemical composition of the hot-rolled steel sheet according to this embodiment will be described in detail below.
C:0.050~0.250%
Cは、硬質相の面積率を上昇させるとともに、Ti、Nb、V等の析出強化元素と結合することで、フェライトの強度を上昇させる。C含有量が0.050%未満では、所望の強度を得ることができない。したがって、C含有量は0.050%以上とする。C含有量は、好ましくは0.060%以上、より好ましくは0.070%以上、より一層好ましくは0.080%以上または0.090%以上である。
一方、C含有量が0.250%超では、フェライトの面積率が低下することで、熱間圧延鋼板の延性が低下する。したがって、C含有量は0.250%以下とする。C含有量は好ましくは0.200%以下、0.150%以下または0.120%以下である。
C: 0.050-0.250%
C increases the area ratio of the hard phase and also increases the strength of ferrite by combining with precipitation strengthening elements such as Ti, Nb, and V. If the C content is less than 0.050%, the desired strength cannot be obtained. Therefore, the C content is set to 0.050% or more. The C content is preferably 0.060% or more, more preferably 0.070% or more, and even more preferably 0.080% or more or 0.090% or more.
On the other hand, if the C content exceeds 0.250%, the area ratio of ferrite decreases, and the ductility of the hot-rolled steel sheet decreases. Therefore, the C content is set to 0.250% or less. The C content is preferably 0.200% or less, 0.150% or less, or 0.120% or less.
Si:0.05~3.00%
Siは、フェライトの生成を促進して熱間圧延鋼板の延性を向上させる作用と、フェライトを固溶強化して熱間圧延鋼板の強度を上昇させる作用とを有する。また、Siは脱酸により鋼を健全化する(鋼にブローホールなどの欠陥が生じることを抑制する)作用を有する。Si含有量が0.05%未満では、上記作用による効果を得ることができない。したがって、Si含有量は0.05%以上とする。Si含有量は、好ましくは0.50%以上、より好ましくは0.80%以上、1.00%以上、1.20%以上または1.40%以上である。
しかし、Si含有量が3.00%超では、鋼板の表面性状および化成処理性、さらには延性および溶接性が著しく劣化するとともに、A3変態点が著しく上昇する。これにより、安定して熱間圧延を行うことが困難になる。また、冷却後にオーステナイトが残留し易くなり、限界破断板厚減少率が低下する。したがって、Si含有量は3.00%以下とする。Si含有量は、好ましくは2.70%以下、より好ましくは2.50%以下、2.20%以下、2.00%以下または1.80%以下である。
Si: 0.05-3.00%
Si has the effect of promoting the formation of ferrite to improve the ductility of the hot-rolled steel sheet, and the effect of solid-solution strengthening ferrite to increase the strength of the hot-rolled steel sheet. In addition, Si has the effect of making the steel sound by deoxidization (suppressing the occurrence of defects such as blowholes in the steel). If the Si content is less than 0.05%, the above effects cannot be obtained. Therefore, the Si content is set to 0.05% or more. The Si content is preferably 0.50% or more, more preferably 0.80% or more, 1.00% or more, 1.20% or more, or 1.40% or more.
However, if the Si content exceeds 3.00%, the surface quality and chemical conversion treatability of the steel sheet, as well as its ductility and weldability, are significantly deteriorated, and the A3 transformation point is significantly increased. This makes it difficult to perform stable hot rolling. In addition, austenite is more likely to remain after cooling, and the critical fracture thickness reduction rate is reduced. Therefore, the Si content is set to 3.00% or less. The Si content is preferably 2.70% or less, more preferably 2.50% or less, 2.20% or less, 2.00% or less, or 1.80% or less.
Mn:1.00~4.00%
Mnは、フェライト変態を抑制して熱間圧延鋼板の強度を高める作用を有する。Mn含有量が1.00%未満では、所望の強度を得ることができない。したがって、Mn含有量は1.00%以上とする。Mn含有量は、好ましくは1.30%以上であり、より好ましくは1.50%以上または1.80%以上である。
一方、Mn含有量が4.00%超では、Mnの偏析に起因して、硬質相の形態が周期的なバンド状となり、所望のせん断加工性を得ることが困難となる。したがって、Mn含有量は4.00%以下とする。Mn含有量は、好ましくは3.70%以下または3.50%以下、より好ましくは3.20%以下、3.00%以下または2.60%以下である。
Mn: 1.00-4.00%
Mn has the effect of suppressing ferrite transformation and increasing the strength of the hot-rolled steel sheet. If the Mn content is less than 1.00%, the desired strength cannot be obtained. Therefore, the Mn content is set to 1.00% or more. The Mn content is preferably 1.30% or more, more preferably 1.50% or more or 1.80% or more.
On the other hand, if the Mn content exceeds 4.00%, the hard phase has a periodic band shape due to segregation of Mn, making it difficult to obtain the desired shear workability. Therefore, the Mn content is set to 4.00% or less. The Mn content is preferably 3.70% or less or 3.50% or less, more preferably 3.20% or less, 3.00% or less, or 2.60% or less.
Ti:0~0.500%、Nb:0~0.500%、V:0~0.500%
0.060%≦Ti+Nb+V≦0.500% …(A)
ただし、前記式(A)中の各元素記号は、当該元素の質量%での含有量を示し、当該元素を含有しない場合は0%を代入する。
Ti、NbおよびVは、炭化物および窒化物として鋼中に微細析出し、析出強化により鋼の強度を向上させる元素である。Ti、NbおよびVの合計の含有量が0.060%未満であると、これらの効果を得ることができない。そのため、Ti、NbおよびVの合計の含有量を0.060%以上とする。すなわち、前記式(A)の中辺の値を0.060%以上とする。なお、Ti、NbおよびVの全てが含有されている必要はなく、いずれか1種でも含まれていればよく、その合計の含有量が0.060%以上であればよい。そのため、Ti、NbおよびVの含有量の下限はそれぞれ0%である。Ti、NbおよびVの含有量の下限は、それぞれ0.001%、0.010%、0.030%または0.050%としてもよい。Ti、NbおよびVの合計の含有量は、好ましくは0.080%以上、より好ましくは0.100%以上である。
一方、Ti、NbおよびVのいずれか1種の含有量が0.500%を超えると、あるいは、Ti、NbおよびVの合計の含有量が0.500%を超えると、熱間圧延鋼板の加工性が劣化する。そのため、Ti、NbおよびVのそれぞれの含有量を0.500%以下とし、且つ、Ti、NbおよびVの合計の含有量を0.500%以下とする。すなわち、前記式(A)の中辺の値を0.500%以下とする。Ti、NbおよびVのそれぞれの含有量は、好ましくは0.400%以下または0.300%以下であり、より好ましくは0.250%以下であり、より一層好ましくは0.200%以下または0.100%以下である。Ti、NbおよびVの合計の含有量は、好ましくは0.300%以下であり、より好ましくは0.250%以下であり、より一層好ましくは0.200%以下である。
Ti: 0 to 0.500%, Nb: 0 to 0.500%, V: 0 to 0.500%
0.060%≦Ti+Nb+V≦0.500%…(A)
However, each element symbol in the formula (A) indicates the content of the element in mass %, and 0% is substituted when the element is not contained.
Ti, Nb and V are elements that finely precipitate in steel as carbides and nitrides, and improve the strength of steel by precipitation strengthening. If the total content of Ti, Nb and V is less than 0.060%, these effects cannot be obtained. Therefore, the total content of Ti, Nb and V is set to 0.060% or more. That is, the value of the middle side of the formula (A) is set to 0.060% or more. It is not necessary that all of Ti, Nb and V are contained, and it is sufficient that any one of them is contained, and the total content is 0.060% or more. Therefore, the lower limit of the content of Ti, Nb and V is 0%. The lower limit of the content of Ti, Nb and V may be 0.001%, 0.010%, 0.030% or 0.050%, respectively. The total content of Ti, Nb and V is preferably 0.080% or more, more preferably 0.100% or more.
On the other hand, if the content of any one of Ti, Nb and V exceeds 0.500%, or if the total content of Ti, Nb and V exceeds 0.500%, the workability of the hot-rolled steel sheet is deteriorated. Therefore, the content of each of Ti, Nb and V is set to 0.500% or less, and the total content of Ti, Nb and V is set to 0.500% or less. That is, the value of the middle side of the formula (A) is set to 0.500% or less. The content of each of Ti, Nb and V is preferably 0.400% or less or 0.300% or less, more preferably 0.250% or less, and even more preferably 0.200% or less or 0.100% or less. The total content of Ti, Nb and V is preferably 0.300% or less, more preferably 0.250% or less, and even more preferably 0.200% or less.
sol.Al:0.001~2.000%
Alは、Siと同様に、鋼を脱酸して鋼を健全化する作用を有するとともに、フェライトの生成を促進し、熱間圧延鋼板の延性を高める作用を有する。sol.Al含有量が0.001%未満では上記作用による効果を得ることができない。したがって、sol.Al含有量は、0.001%以上とする。sol.Al含有量は、好ましくは0.010%以上、0.030%以上または0.050%以上であり、より好ましくは0.080%以上、0.100%以上または0.150%以上である。
一方、sol.Al含有量が2.000%超では、上記効果が飽和するとともに経済的に好ましくないため、sol.Al含有量は2.000%以下とする。sol.Al含有量は、好ましくは1.700%以下または1.500%以下、より好ましくは1.300%以下、より一層好ましくは1.000%以下である。
なお、sol.Alとは酸可溶性Alを意味し、固溶状態で鋼中に存在する固溶Alのことを示す。
sol. Al: 0.001-2.000%
Like Si, Al has the effect of deoxidizing steel to improve its soundness, and also has the effect of promoting the formation of ferrite and increasing the ductility of hot-rolled steel sheets. If the sol. Al content is less than 0.001%, the above-mentioned effects cannot be obtained. Therefore, the sol. Al content is set to 0.001% or more. The sol. Al content is preferably 0.010% or more, 0.030% or more, or 0.050% or more, and more preferably 0.080% or more, 0.100% or more, or 0.150% or more.
On the other hand, if the sol. Al content exceeds 2.000%, the above effects are saturated and it is economically undesirable, so the sol. Al content is set to 2.000% or less. The sol. Al content is preferably 1.700% or less or 1.500% or less, more preferably 1.300% or less, and even more preferably 1.000% or less.
Incidentally, sol. Al means acid-soluble Al, and indicates solute Al present in the steel in a solid solution state.
P:0.100%以下
Pは、一般的に不純物として含有される元素であるが、固溶強化により熱間圧延鋼板の強度を高める作用を有する元素でもある。P含有量の下限は0%であるが、Pを積極的に含有させてもよい。しかし、Pは偏析し易い元素であり、P含有量が0.100%を超えると、粒界偏析に起因する熱間圧延鋼板の延性および限界破断板厚減少率の低下が顕著となる。したがって、P含有量は、0.100%以下とする。P含有量は、好ましくは0.050%以下、0.030%以下、0.020%以下または0.015%以下である。P含有量の下限は特に規定する必要はないが、P含有量の下限は0%である。精錬コストの観点から、P含有量の下限を、0.001%、0.003%または0.005%としてもよい。
P: 0.100% or less P is an element that is generally contained as an impurity, but it is also an element that has the effect of increasing the strength of hot-rolled steel sheets by solid solution strengthening. The lower limit of the P content is 0%, but P may be actively contained. However, P is an element that is easily segregated, and when the P content exceeds 0.100%, the ductility and the critical break thickness reduction rate of the hot-rolled steel sheet due to grain boundary segregation are significantly reduced. Therefore, the P content is set to 0.100% or less. The P content is preferably 0.050% or less, 0.030% or less, 0.020% or less, or 0.015% or less. There is no need to specify the lower limit of the P content, but the lower limit of the P content is 0%. From the viewpoint of refining costs, the lower limit of the P content may be 0.001%, 0.003%, or 0.005%.
S:0.0300%以下
Sは、不純物として含有される元素であり、鋼中に硫化物系介在物を形成して熱間圧延鋼板の延性および限界破断板厚減少率を低下させる。S含有量が0.0300%を超えると、熱間圧延鋼板の延性および限界破断板厚減少率が著しく低下する。したがって、S含有量は0.0300%以下とする。S含有量は、好ましくは0.0100%以下、0.0070%以下または0.0050%以下である。S含有量の下限は0%であるが、精錬コストの観点から、0.0001%、0.0005%、0.0010%または0.0020%としてもよい。
S: 0.0300% or less S is an element contained as an impurity, and forms sulfide-based inclusions in steel to reduce the ductility and the critical break thickness reduction rate of the hot-rolled steel sheet. If the S content exceeds 0.0300%, the ductility and the critical break thickness reduction rate of the hot-rolled steel sheet are significantly reduced. Therefore, the S content is set to 0.0300% or less. The S content is preferably 0.0100% or less, 0.0070% or less, or 0.0050% or less. The lower limit of the S content is 0%, but from the viewpoint of refining costs, it may be 0.0001%, 0.0005%, 0.0010%, or 0.0020%.
N:0.1000%以下
Nは、不純物として鋼中に含有される元素であり、熱間圧延鋼板の延性および限界破断板厚減少率を低下させる作用を有する。N含有量が0.1000%超では、熱間圧延鋼板の延性および限界破断板厚減少率が著しく低下する。したがって、N含有量は0.1000%以下とする。N含有量は、好ましくは0.0800%以下であり、より好ましくは0.0700%以下または0.0300%以下であり、より一層好ましくは0.0150%以下または0.0100%以下である。N含有量の下限は0%であるが、Ti、NbおよびVの1種または2種以上を含有させて金属組織をより微細化する場合には、炭窒化物の析出を促進させるためにN含有量は0.0010%以上とすることが好ましく、0.0015%以上または0.0020%以上とすることがより好ましい。
N: 0.1000% or less N is an element contained in steel as an impurity, and has the effect of reducing the ductility and the limit fracture thickness reduction rate of the hot-rolled steel sheet. If the N content exceeds 0.1000%, the ductility and the limit fracture thickness reduction rate of the hot-rolled steel sheet are significantly reduced. Therefore, the N content is set to 0.1000% or less. The N content is preferably 0.0800% or less, more preferably 0.0700% or less or 0.0300% or less, and even more preferably 0.0150% or less or 0.0100% or less. The lower limit of the N content is 0%, but when one or more of Ti, Nb and V are contained to make the metal structure finer, the N content is preferably 0.0010% or more in order to promote the precipitation of carbonitrides, and more preferably 0.0015% or more or 0.0020% or more.
O:0.0100%以下
Oは、鋼中に多く含まれると破壊の起点となる粗大な酸化物を形成し、脆性破壊や水素誘起割れを引き起こす。そのため、O含有量は0.0100%以下とする。O含有量は、好ましくは0.0080%以下、より好ましくは0.0050%以下または0.0030%以下である。O含有量の下限は0%であるが、溶鋼の脱酸時に微細な酸化物を多数分散させるために、O含有量は0.0005%以上、または0.0010%以上としてもよい。
O: 0.0100% or less When a large amount of O is contained in steel, it forms coarse oxides that become the starting point of fracture, causing brittle fracture and hydrogen-induced cracking. Therefore, the O content is set to 0.0100% or less. The O content is preferably 0.0080% or less, more preferably 0.0050% or less or 0.0030% or less. The lower limit of the O content is 0%, but in order to disperse a large number of fine oxides during deoxidation of molten steel, the O content may be set to 0.0005% or more, or 0.0010% or more.
本実施形態に係る熱間圧延鋼板は、Feの一部に代えて、下記元素を任意元素として含有してもよい。これらの任意元素を含有させない場合の含有量の下限は0%である。以下、任意元素について詳細に説明する。The hot-rolled steel sheet according to this embodiment may contain the following elements as optional elements in place of a portion of Fe. When these optional elements are not contained, the lower limit of the content is 0%. The optional elements are described in detail below.
Cu:0.01~2.00%
Cr:0.01~2.00%
Mo:0.01~1.00%
Ni:0.01~2.00%
B:0.0001~0.0100%
Cu、Cr、Mo、NiおよびBは、いずれも、熱間圧延鋼板の焼入性を高める作用を有する。また、CuおよびMoは鋼中に炭化物として析出して熱間圧延鋼板の強度を高める作用を有する。さらに、Niは、Cuを含有させる場合においては、Cuに起因するスラブの粒界割れを効果的に抑制する作用を有する。したがって、これらの元素の1種または2種以上を含有させてもよい。
Cu: 0.01-2.00%
Cr:0.01~2.00%
Mo: 0.01~1.00%
Ni: 0.01-2.00%
B: 0.0001-0.0100%
Cu, Cr, Mo, Ni and B all have the effect of increasing the hardenability of hot-rolled steel sheets. In addition, Cu and Mo have the effect of precipitating as carbides in steel to increase the strength of hot-rolled steel sheets. Furthermore, when Cu is contained, Ni has the effect of effectively suppressing grain boundary cracking of slabs caused by Cu. Therefore, one or more of these elements may be contained.
上述したようにCuは、熱間圧延鋼板の焼入れ性を高める作用および低温で鋼中に炭化物として析出して熱間圧延鋼板の強度を高める作用を有する。上記作用による効果をより確実に得るためには、Cu含有量は0.01%以上とすることが好ましく、0.05%以上とすることがより好ましい。しかし、Cu含有量が2.00%超では、スラブの粒界割れが生じる場合がある。したがって、Cu含有量は2.00%以下とする。Cu含有量は、好ましくは1.50%以下、より好ましくは1.00%以下、0.70%以下または0.50%以下である。As mentioned above, Cu has the effect of increasing the hardenability of hot-rolled steel sheets and of precipitating as carbides in the steel at low temperatures to increase the strength of the hot-rolled steel sheets. In order to obtain the above-mentioned effects more reliably, the Cu content is preferably 0.01% or more, and more preferably 0.05% or more. However, if the Cu content exceeds 2.00%, grain boundary cracking of the slab may occur. Therefore, the Cu content is set to 2.00% or less. The Cu content is preferably 1.50% or less, more preferably 1.00% or less, 0.70% or less, or 0.50% or less.
上述したようにCrは、熱間圧延鋼板の焼入性を高める作用を有する。上記作用による効果をより確実に得るためには、Cr含有量を0.01%以上とすることが好ましく、0.05%以上とすることがより好ましい。しかし、Cr含有量が2.00%超では、熱間圧延鋼板の化成処理性が著しく低下する。したがって、Cr含有量は2.00%以下とする。Cr含有量は、好ましくは1.50%以下、より好ましくは1.00%以下、0.70%以下または0.50%以下である。As mentioned above, Cr has the effect of increasing the hardenability of hot-rolled steel sheet. In order to obtain the effect of the above action more reliably, the Cr content is preferably 0.01% or more, and more preferably 0.05% or more. However, if the Cr content exceeds 2.00%, the chemical conversion treatability of the hot-rolled steel sheet is significantly reduced. Therefore, the Cr content is set to 2.00% or less. The Cr content is preferably 1.50% or less, more preferably 1.00% or less, 0.70% or less, or 0.50% or less.
上述したようにMoは、熱間圧延鋼板の焼入性を高める作用および鋼中に炭化物として析出して熱間圧延鋼板の強度を高める作用を有する。上記作用による効果をより確実に得るためには、Mo含有量を0.01%以上とすることが好ましく、0.02%以上とすることがより好ましい。しかし、Mo含有量を1.00%超としても上記作用による効果は飽和して経済的に好ましくない。したがって、Mo含有量は1.00%以下とする。Mo含有量は、好ましくは0.50%以下、より好ましくは0.20%以下または0.10%以下である。As mentioned above, Mo has the effect of increasing the hardenability of hot-rolled steel sheets and the effect of precipitating in the steel as carbides to increase the strength of hot-rolled steel sheets. In order to obtain the above-mentioned effects more reliably, the Mo content is preferably 0.01% or more, and more preferably 0.02% or more. However, even if the Mo content exceeds 1.00%, the effect of the above-mentioned actions is saturated and is not economically preferable. Therefore, the Mo content is set to 1.00% or less. The Mo content is preferably 0.50% or less, more preferably 0.20% or less or 0.10% or less.
上述したようにNiは、熱間圧延鋼板の焼入性を高める作用を有する。またNiは、Cuを含有させる場合においては、Cuに起因するスラブの粒界割れを効果的に抑制する作用を有する。上記作用による効果をより確実に得るためには、Ni含有量は0.01%以上とすることが好ましい。Niは、高価な元素であるため、多量に含有させることは経済的に好ましくない。したがって、Ni含有量は2.00%以下とする。Ni含有量は、好ましくは1.50%以下、より好ましくは1.00%以下、0.70%以下または0.50%以下である。As mentioned above, Ni has the effect of increasing the hardenability of hot-rolled steel sheets. In addition, when Cu is contained, Ni has the effect of effectively suppressing grain boundary cracking of slabs caused by Cu. In order to obtain the above-mentioned effect more reliably, the Ni content is preferably 0.01% or more. Since Ni is an expensive element, it is economically undesirable to contain a large amount of it. Therefore, the Ni content is set to 2.00% or less. The Ni content is preferably 1.50% or less, more preferably 1.00% or less, 0.70% or less, or 0.50% or less.
上述したようにBは、熱間圧延鋼板の焼入れ性を高める作用を有する。この作用による効果をより確実に得るためには、B含有量を0.0001%以上とすることが好ましく、0.0002%以上とすることがより好ましい。しかし、B含有量が0.0100%超では、熱間圧延鋼板の成形性が著しく低下するため、B含有量は0.0100%以下とする。B含有量は、0.0050%以下または0.0025%以下とすることが好ましい。As mentioned above, B has the effect of increasing the hardenability of hot-rolled steel sheet. In order to obtain the effect of this action more reliably, the B content is preferably 0.0001% or more, and more preferably 0.0002% or more. However, if the B content exceeds 0.0100%, the formability of the hot-rolled steel sheet is significantly reduced, so the B content is set to 0.0100% or less. The B content is preferably set to 0.0050% or less or 0.0025% or less.
Ca:0.0001~0.0200%
Mg:0.0001~0.0200%
REM:0.0001~0.1000%
Bi:0.0001~0.0200%
As:0.001~0.100%
Ca、MgおよびREMは、いずれも、鋼中の介在物の形状を好ましい形状に調整することにより、熱間圧延鋼板の延性を高める作用を有する。また、Biは、凝固組織を微細化することにより、熱間圧延鋼板の延性を高める作用を有する。したがって、これらの元素の1種または2種以上を含有させてもよい。上記作用による効果をより確実に得るためには、Ca、Mg、REMおよびBiのいずれか1種以上の含有量を0.0001%以上とすることが好ましい。しかし、Ca含有量またはMg含有量が0.0200%を超えると、あるいはREM含有量が0.1000%を超えると、鋼中に介在物が過剰に生成され、却って熱間圧延鋼板の延性を低下させる場合がある。また、Bi含有量を0.0200%超としても、上記作用による効果は飽和してしまい、経済的に好ましくない。したがって、Ca含有量およびMg含有量を0.0200%以下、REM含有量を0.1000%以下、並びにBi含有量を0.0200%以下とする。Ca含有量、Mg含有量およびBi含有量は、好ましくは0.0100%以下であり、より好ましくは0.0070%以下または0.0040%以下である。REM含有量は、好ましくは0.0070%以下または0.0040%以下である。Asは、オーステナイト単相化温度を低下させることにより、旧オーステナイト粒を細粒化させて、熱間圧延鋼板の延性の向上に寄与する。この効果を確実に得るためには、As含有量を0.001%以上とすることが好ましい。一方、Asを多量に含有させても上記効果は飽和するため、As含有量は0.100%以下とする。
ここで、REMは、Sc、Yおよびランタノイドからなる合計17元素を指し、上記REMの含有量は、これらの元素の合計含有量を指す。ランタノイドの場合、工業的にはミッシュメタルの形で添加される。
Ca:0.0001~0.0200%
Mg: 0.0001-0.0200%
REM: 0.0001~0.1000%
Bi:0.0001~0.0200%
As: 0.001-0.100%
Ca, Mg and REM all have the effect of adjusting the shape of inclusions in steel to a preferred shape, thereby increasing the ductility of the hot-rolled steel sheet. Bi also has the effect of refining the solidification structure, thereby increasing the ductility of the hot-rolled steel sheet. Therefore, one or more of these elements may be contained. In order to more reliably obtain the effect of the above action, it is preferable that the content of one or more of Ca, Mg, REM and Bi is 0.0001% or more. However, if the Ca content or Mg content exceeds 0.0200%, or if the REM content exceeds 0.1000%, inclusions are excessively generated in the steel, which may actually reduce the ductility of the hot-rolled steel sheet. Also, even if the Bi content exceeds 0.0200%, the effect of the above action is saturated, which is not economically preferable. Therefore, the Ca content and Mg content are set to 0.0200% or less, the REM content is set to 0.1000% or less, and the Bi content is set to 0.0200% or less. The Ca content, Mg content, and Bi content are preferably 0.0100% or less, more preferably 0.0070% or less or 0.0040% or less. The REM content is preferably 0.0070% or less or 0.0040% or less. As reduces the austenite single-phase temperature, thereby refining the prior austenite grains and contributing to improving the ductility of the hot-rolled steel sheet. In order to reliably obtain this effect, it is preferable that the As content is 0.001% or more. On the other hand, even if a large amount of As is contained, the above effect is saturated, so the As content is set to 0.100% or less.
Here, REM refers to a total of 17 elements consisting of Sc, Y and lanthanoids, and the content of the REM refers to the total content of these elements. In the case of lanthanoids, they are industrially added in the form of misch metal.
Zr:0.01~1.00%、Co:0.01~1.00%、Zn:0.01~1.00%、W:0.01~1.00%
Zr+Co+Zn+W≦1.00% …(B)
前記式(B)中の各元素記号は、当該元素の質量%での含有量を示し、当該元素を含有しない場合は0%を代入する。
Sn:0.01~0.05%
Zr、Co、ZnおよびWについて、本発明者らは、これらの元素を合計で1.00%以下含有させても、本実施形態に係る熱間圧延鋼板の効果は損なわれないことを確認している。そのため、Zr、Co、ZnおよびWのうち1種または2種以上を合計で1.00%以下含有させてもよい。すなわち、前記式(B)の左辺の値を1.00%以下としてもよく、0.50%以下、0.10%以下または0.05%以下としてもよい。Zr、Co、Zn、WおよびSnの各含有量は、それぞれ0.50%以下、0.10%以下または0.05%以下としてもよい。Zr、Co、ZnおよびWは含有させなくてもよいため、それぞれの含有量は0%であってもよい。鋼板を固溶強化させて強度を向上させるため、Zr、Co、ZnおよびWの含有量はそれぞれ0.01%以上であってもよい。
また、本発明者らは、Snを少量含有させても本実施形態に係る熱間圧延鋼板の効果は損なわれないことを確認している。しかし、Snを多量に含有させると熱間圧延時に疵が発生する場合があるため、Sn含有量は0.05%以下とする。Snは含有させなくてもよいため、Sn含有量は0%であってもよい。熱間圧延鋼板の耐食性を高めるため、Sn含有量は0.01%以上としてもよい。
Zr: 0.01-1.00%, Co: 0.01-1.00%, Zn: 0.01-1.00%, W: 0.01-1.00%
Zr+Co+Zn+W≦1.00%…(B)
Each element symbol in the formula (B) indicates the content of the element in mass %, and 0% is substituted when the element is not contained.
Sn: 0.01~0.05%
As for Zr, Co, Zn and W, the inventors have confirmed that the effect of the hot-rolled steel sheet according to this embodiment is not impaired even if these elements are contained in a total of 1.00% or less. Therefore, one or more of Zr, Co, Zn and W may be contained in a total of 1.00% or less. That is, the value of the left side of the formula (B) may be 1.00% or less, 0.50% or less, 0.10% or less, or 0.05% or less. The contents of Zr, Co, Zn, W and Sn may be 0.50% or less, 0.10% or less, or 0.05% or less, respectively. Since Zr, Co, Zn and W do not need to be contained, the contents of each may be 0%. In order to improve the strength by solid solution strengthening of the steel sheet, the contents of Zr, Co, Zn and W may each be 0.01% or more.
The inventors have also confirmed that the effect of the hot-rolled steel sheet according to the present embodiment is not impaired even if a small amount of Sn is contained. However, if a large amount of Sn is contained, defects may occur during hot rolling, so the Sn content is set to 0.05% or less. Since Sn does not need to be contained, the Sn content may be 0%. In order to increase the corrosion resistance of the hot-rolled steel sheet, the Sn content may be 0.01% or more.
本実施形態に係る熱間圧延鋼板の化学組成の残部は、Feおよび不純物であってもよい。本実施形態において、不純物とは、原料としての鉱石、スクラップ、または製造環境等から混入されるもの、および/または本実施形態に係る熱間圧延鋼板に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。The balance of the chemical composition of the hot-rolled steel sheet according to this embodiment may be Fe and impurities. In this embodiment, impurities refer to substances that are mixed in from raw materials such as ore, scrap, or the manufacturing environment, and/or substances that are permitted to a degree that does not adversely affect the hot-rolled steel sheet according to this embodiment.
上述した熱間圧延鋼板の化学組成は、一般的な分析方法によって測定すればよい。例えば、ICP-AES(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry)を用いて測定すればよい。なお、sol.Alは、試料を酸で加熱分解した後の濾液を用いてICP-AESによって測定すればよい。CおよびSは燃焼-赤外線吸収法を用い、Nは不活性ガス融解-熱伝導度法を用い、Oは不活性ガス融解-非分散型赤外線吸収法を用いて測定すればよい。
熱間圧延鋼板が表面にめっき層を備える場合は、必要に応じて、機械研削等によりめっき層を除去してから、化学組成の分析を行ってもよい。
The chemical composition of the above-mentioned hot-rolled steel sheet may be measured by a general analytical method. For example, it may be measured by using ICP-AES (Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry). Sol. Al may be measured by ICP-AES using a filtrate obtained by thermally decomposing a sample with an acid. C and S may be measured by a combustion-infrared absorption method, N by an inert gas fusion-thermal conductivity method, and O by an inert gas fusion-non-dispersive infrared absorption method.
When the hot-rolled steel sheet has a plating layer on the surface, the plating layer may be removed by mechanical grinding or the like, as necessary, before analyzing the chemical composition.
熱間圧延鋼板の金属組織
次に、本実施形態に係る熱間圧延鋼板の金属組織について説明する。
本実施形態に係る熱間圧延鋼板は、金属組織が、面積%で、残留オーステナイトが3.0%未満であり、フェライトが15.0%以上、60.0%未満であり、パーライトが5.0%未満であり、グレーレベル共起行列法により、前記金属組織のSEM画像を解析することによって得られる、下記式(1)で示されるEntropy値が10.7以上であり、下記式(2)で示されるInverce differenced normalized値が1.020以上であり、下記式(3)で示されるCluster Shade値が-8.0×105~8.0×105であり、Mn濃度の標準偏差が0.60質量%以下である。
Metallographic Structure of Hot-Rolled Steel Sheet Next, the metallographic structure of the hot-rolled steel sheet according to this embodiment will be described.
The hot-rolled steel sheet according to this embodiment has a metal structure in which, in terms of area%, the amount of retained austenite is less than 3.0%, the amount of ferrite is 15.0% or more and less than 60.0%, and the amount of pearlite is less than 5.0%. The Entropy value shown in the following formula (1) obtained by analyzing an SEM image of the metal structure by a gray level co-occurrence matrix method is 10.7 or more, the Inverse Differential Normalized value shown in the following formula (2) is 1.020 or more, the Cluster Shade value shown in the following formula (3) is −8.0×10 5 to 8.0×10 5 , and the standard deviation of the Mn concentration is 0.60 mass% or less.
そのため、本実施形態に係る熱間圧延鋼板は、高い強度および限界破断板厚減少率を有しつつ、優れた延性およびせん断加工性を得ることができる。なお、本実施形態では、圧延方向に平行な断面で、表面から板厚の1/4深さ位置(表面から板厚の1/8深さ~表面から板厚の3/8深さの領域)且つ板幅方向中央位置における金属組織における組織分率、Entropy値、Inverce differenced normalized値、Cluster Shade値およびMn濃度の標準偏差を規定する。その理由は、この位置における金属組織が、鋼板の代表的な金属組織を示すからである。
なお、ここでいう表面とは、熱間圧延鋼板がめっき層を備える場合においてはめっき層と鋼板との界面のことをいう。
Therefore, the hot-rolled steel sheet according to this embodiment can obtain excellent ductility and shear workability while having high strength and a critical thickness reduction rate at break. In this embodiment, the structure fraction, Entropy value, Inverse Differented Normalized value, Cluster Shade value, and standard deviation of Mn concentration in the metal structure at a 1/4 depth position of the sheet thickness from the surface (a region from 1/8 depth of the sheet thickness from the surface to 3/8 depth of the sheet thickness from the surface) and at the center position in the sheet width direction in a cross section parallel to the rolling direction are specified. This is because the metal structure at this position shows a typical metal structure of the steel sheet.
The surface referred to here means the interface between the plating layer and the steel sheet when the hot-rolled steel sheet has a plating layer.
残留オーステナイトの面積率:3.0%未満
残留オーステナイトは室温でも面心立方格子として存在する金属組織である。残留オーステナイトは、変態誘起塑性(TRIP)により熱間圧延鋼板の延性を高める作用を有する。一方、残留オーステナイトは、せん断加工中には高炭素のマルテンサイトに変態するため、安定的な亀裂発生を阻害し、2次せん断面形成や限界破断板厚減少率低下の原因となる。残留オーステナイトの面積率が3.0%以上では、上記作用が顕在化し、熱間圧延鋼板のせん断加工性が劣化する。したがって、残留オーステナイトの面積率は3.0%未満とする。残留オーステナイトの面積率は、好ましくは1.5%未満、より好ましくは1.0%未満である。残留オーステナイトは少ない程好ましいため、残留オーステナイトの面積率は0%であってもよい。
Area ratio of retained austenite: less than 3.0% Retained austenite is a metal structure that exists as a face-centered cubic lattice even at room temperature. Retained austenite has the effect of increasing the ductility of hot-rolled steel sheets by transformation-induced plasticity (TRIP). On the other hand, since retained austenite transforms into high-carbon martensite during shear processing, it inhibits stable crack generation, and causes the formation of secondary shear planes and a decrease in the critical fracture thickness reduction rate. When the area ratio of retained austenite is 3.0% or more, the above-mentioned effects become apparent, and the shear workability of the hot-rolled steel sheet deteriorates. Therefore, the area ratio of retained austenite is less than 3.0%. The area ratio of retained austenite is preferably less than 1.5%, more preferably less than 1.0%. Since the amount of retained austenite is preferably as small as possible, the area ratio of retained austenite may be 0%.
残留オーステナイトの面積率の測定方法には、X線回折、EBSP(電子後方散乱回折像、Electron Back Scattering Diffraction Pattern)解析、磁気測定による方法などが知られている。本実施形態では、研磨の影響を受けにくく(研磨の影響を受けると、残留オーステナイトがマルテンサイトなどの他の相に変化することがあるため、真の面積率を測定できなくなることがある)、比較的簡便に正確な測定結果が得られ、研磨の影響を受け難いX線回折により、残留オーステナイトの面積率を測定する。Known methods for measuring the area ratio of retained austenite include X-ray diffraction, EBSP (Electron Backscatter Diffraction Pattern) analysis, and magnetic measurement. In this embodiment, the area ratio of retained austenite is measured by X-ray diffraction, which is less susceptible to the effects of polishing (if the retained austenite is affected by polishing, it may be possible for the retained austenite to change to other phases such as martensite, making it impossible to measure the true area ratio), and can provide relatively easy and accurate measurement results.
本実施形態におけるX線回折による残留オーステナイト面積率の測定では、まず、熱間圧延鋼板の板厚の1/4深さ位置(表面から板厚の1/8深さ~表面から板厚の3/8深さの領域)、且つ板幅方向中央位置における、圧延方向に平行な板厚断面において、Co-Kα線を用いて、α(110)、α(200)、α(211)、γ(111)、γ(200)、γ(220)の計6ピークの積分強度を求め、強度平均法を用いて残留オーステナイトの体積率を算出する。得られた残留オーステナイトの体積率を残留オーステナイトの面積率とみなす。In the measurement of the area fraction of retained austenite by X-ray diffraction in this embodiment, first, in a cross section of the hot-rolled steel sheet parallel to the rolling direction at a depth position of 1/4 of the sheet thickness (a region from 1/8 of the sheet thickness from the surface to 3/8 of the sheet thickness from the surface) and at the center position in the sheet width direction, the integrated intensity of a total of six peaks, α(110), α(200), α(211), γ(111), γ(200), and γ(220), is obtained using Co-Kα radiation, and the volume fraction of retained austenite is calculated using the intensity averaging method. The volume fraction of retained austenite obtained is regarded as the area fraction of retained austenite.
フェライトの面積率:15.0%以上、60.0%未満
フェライトは比較的高温でfccがbccに変態したときに生成する組織である。フェライトは加工硬化率が高いため、熱間圧延鋼板の強度-延性バランスを高める作用がある。上記の作用を得るため、フェライトの面積率は15.0%以上とする。好ましくは20.0%以上であり、より好ましくは25.0%以上であり、より一層好ましくは30.0%以上である。
一方、フェライトは強度が低いため、面積率が過剰であると所望の強度を得ることができない。このため、フェライト面積率は60.0%未満とする。好ましくは50.0%以下であり、より好ましくは45.0%以下または40.0%以下である。
Ferrite area ratio: 15.0% or more, less than 60.0% Ferrite is a structure that is generated when fcc transforms to bcc at a relatively high temperature. Ferrite has a high work hardening rate, and therefore has the effect of improving the strength-ductility balance of hot-rolled steel sheets. In order to obtain the above effect, the ferrite area ratio is set to 15.0% or more. It is preferably 20.0% or more, more preferably 25.0% or more, and even more preferably 30.0% or more.
On the other hand, since ferrite has low strength, if the area ratio is excessive, the desired strength cannot be obtained. Therefore, the ferrite area ratio is set to less than 60.0%, preferably 50.0% or less, and more preferably 45.0% or less or 40.0% or less.
パーライトの面積率:5.0%未満
パーライトは、フェライト同士の間にセメンタイトが層状に析出したラメラ状の金属組織であり、またベイナイトやマルテンサイトと比較すると軟質な金属組織である。パーライトの面積率が5.0%以上であると、パーライトに含まれるセメンタイトに炭素が消費され、残部組織であるマルテンサイトおよびベイナイトの強度が低下し、所望の強度を得ることができない。したがって、パーライトの面積率は5.0%未満とする。パーライトの面積率は、好ましくは3.0%以下、2.0%以下または1.0%以下である。
熱間圧延鋼板の伸びフランジ性を向上させるために、パーライトの面積率は可能な限り低減することが好ましく、パーライトの面積率は0%であることがより一層好ましい。
Pearlite area ratio: less than 5.0% Pearlite is a lamellar metal structure in which cementite is precipitated in layers between ferrite, and is softer than bainite and martensite. If the pearlite area ratio is 5.0% or more, carbon is consumed by the cementite contained in the pearlite, and the strength of the remaining structure, martensite and bainite, decreases, making it impossible to obtain the desired strength. Therefore, the pearlite area ratio is set to less than 5.0%. The pearlite area ratio is preferably 3.0% or less, 2.0% or less, or 1.0% or less.
In order to improve the stretch flangeability of the hot-rolled steel sheet, it is preferable to reduce the area ratio of pearlite as much as possible, and it is even more preferable that the area ratio of pearlite is 0%.
なお、本実施形態に係る熱間圧延鋼板には、残留オーステナイト、フェライトおよびパーライト以外の残部組織として、合計の面積率が32.0%超、85.0%以下のベイナイト、マルテンサイトおよび焼き戻しマルテンサイトの1種または2種以上からなる硬質組織が含まれる。これらの残部組織の下限は、36.0%、40.0%、44.0%、48.0%、52.0%または55.0%であってもよく、その上限は、82.0%、78.0%、74.0%、70.0%または66.0%であってもよい。残留オーステナイト、フェライトおよびパーライト以外の残部組織は、ベイナイト、マルテンサイトおよび焼き戻しマルテンサイトの1種または2種以上であってもよい。In addition, the hot-rolled steel sheet according to this embodiment includes a hard structure consisting of one or more of bainite, martensite, and tempered martensite, the total area ratio of which is more than 32.0% and not more than 85.0%, as a remaining structure other than the retained austenite, ferrite, and pearlite. The lower limit of these remaining structures may be 36.0%, 40.0%, 44.0%, 48.0%, 52.0%, or 55.0%, and the upper limit may be 82.0%, 78.0%, 74.0%, 70.0%, or 66.0%. The remaining structure other than the retained austenite, ferrite, and pearlite may be one or more of bainite, martensite, and tempered martensite.
金属組織の面積率の測定は、以下の方法で行う。圧延方向に平行な板厚断面を鏡面に仕上げ、室温においてアルカリ性溶液を含まないコロイダルシリカを用いて8分間研磨し、サンプルの表層に導入されたひずみを除去する。サンプル断面の長手方向の任意の位置において、長さ50μm、表面から板厚の1/4深さ位置(表面から板厚の1/8深さ~表面から板厚の3/8深さの領域)、且つ板幅方向中央位置の領域を、0.1μmの測定間隔で電子後方散乱回折法により測定して結晶方位情報を得る。測定には、サーマル電界放射型走査電子顕微鏡(JEOL製JSM-7001F)とEBSD検出器(TSL製DVC5型検出器)とで構成されたEBSD解析装置を用いる。この際、EBSD解析装置内の真空度は9.6×10-5Pa以下、加速電圧は15kV、照射電流レベルは13、電子線の照射レベルは62とする。観察面積は40000μm2とする。 The area ratio of the metal structure is measured by the following method. A plate thickness cross section parallel to the rolling direction is mirror-finished and polished for 8 minutes at room temperature using colloidal silica that does not contain an alkaline solution to remove strain introduced into the surface layer of the sample. At any position in the longitudinal direction of the sample cross section, a length of 50 μm, a position at a 1/4 depth of the plate thickness from the surface (a region from a 1/8 depth of the plate thickness from the surface to a 3/8 depth of the plate thickness from the surface), and a region at the center position in the plate width direction are measured by electron backscatter diffraction at measurement intervals of 0.1 μm to obtain crystal orientation information. For the measurement, an EBSD analyzer consisting of a thermal field emission scanning electron microscope (JSM-7001F manufactured by JEOL) and an EBSD detector (DVC5 type detector manufactured by TSL) is used. At this time, the degree of vacuum in the EBSD analyzer is 9.6×10 −5 Pa or less, the acceleration voltage is 15 kV, the irradiation current level is 13, and the electron beam irradiation level is 62. The observation area is 40,000 μm2 .
さらに、同一視野において反射電子像を撮影する。まず、反射電子像からフェライトとセメンタイトとが層状に析出した結晶粒を特定し、当該結晶粒の面積率を算出することで、パーライトの面積率を得る。その後、パーライトと判別された結晶粒を除く結晶粒のうち、体心立方格子構造と判定された結晶粒に対し、得られた結晶方位情報をEBSD解析装置に付属のソフトウェア「OIM Analysis(登録商標)」に搭載された「Grain Average Misorientation」機能を用いて、Grain Average Misorientation値が1.0°以下の領域をフェライトと判定する。この際、Grain Tolerance Angleは15°に設定しておき、フェライトと判定された領域の面積率を求めることで、フェライトの面積率を得る。 In addition, a backscattered electron image is taken in the same field of view. First, the crystal grains in which ferrite and cementite are precipitated in layers are identified from the backscattered electron image, and the area ratio of the crystal grains is calculated to obtain the area ratio of pearlite. Then, for the crystal grains determined to have a body-centered cubic lattice structure, excluding the crystal grains determined to be pearlite, the obtained crystal orientation information is used to determine the area where the Grain Average Misorientation value is 1.0° or less as ferrite using the "Grain Average Misorientation" function installed in the software "OIM Analysis (registered trademark)" attached to the EBSD analyzer. At this time, the Grain Tolerance Angle is set to 15°, and the area ratio of the area determined to be ferrite is obtained.
続いて、パーライトまたはフェライトと判別された領域を除く領域の面積率を測定し、残部組織(つまり、ベイナイト、マルテンサイトおよび焼き戻しマルテンサイト)の面積率とする。なお、ベイナイトの面積率と、マルテンサイトおよび焼き戻しマルテンサイトの面積率の合計とを測定したい場合、次の方法により、これらの面積率を測定することができる。具体的には、前記の残部領域に対しフェライト領域の「Grain Average IQ」の最大値をIαとしたとき、Iα/2超となる領域をベイナイトとして抽出(判定)し、Iα/2以下となる領域を「マルテンサイトまたは焼き戻しマルテンサイト」として抽出(判定)する。ベイナイトと抽出(判定)された領域の面積率を算出することで、ベイナイトの面積率を得る。また、マルテンサイトまたは焼き戻しマルテンサイトと抽出(判定)された領域の面積率を算出し、マルテンサイトおよび焼き戻しマルテンサイトの面積率の合計を得る。Next, the area ratio of the regions excluding the regions determined to be pearlite or ferrite is measured, and this is taken as the area ratio of the remaining structure (i.e., bainite, martensite, and tempered martensite). If it is desired to measure the area ratio of bainite and the sum of the area ratios of martensite and tempered martensite, these area ratios can be measured by the following method. Specifically, when the maximum value of the "Grain Average IQ" of the ferrite region relative to the remaining region is Iα, the region that exceeds Iα/2 is extracted (determined) as bainite, and the region that is Iα/2 or less is extracted (determined) as "martensite or tempered martensite". The area ratio of bainite is obtained by calculating the area ratio of the region extracted (determined) as bainite. In addition, the area ratio of the region extracted (determined) as martensite or tempered martensite is calculated, and the sum of the area ratios of martensite and tempered martensite is obtained.
本実施形態では各組織の面積率の測定をX線回折およびEBSD解析により行っているため、測定して得られた各組織の面積率の合計が100.0%にならない場合がある。上述の方法により得られた各組織の面積率の合計が100.0%にならない場合には、各組織の面積率の合計が100.0%になるように、各組織の面積率を換算する。例えば、各組織の面積率の合計が103.0%であった場合、各組織の面積率に「100.0/103.0」をかけて、各組織の面積率を得る。In this embodiment, the area ratio of each structure is measured by X-ray diffraction and EBSD analysis, so the total of the area ratios of each structure obtained by measurement may not be 100.0%. If the total of the area ratios of each structure obtained by the above-mentioned method is not 100.0%, the area ratios of each structure are converted so that the total of the area ratios of each structure is 100.0%. For example, if the total of the area ratios of each structure is 103.0%, the area ratio of each structure is multiplied by "100.0/103.0" to obtain the area ratio of each structure.
Entropy値:10.7以上、Inverce differenced normalized値:1.020以上
2次せん断面の発生を抑制するには、十分にせん断面が形成された後に破断面を形成させることが重要であり、せん断加工時に工具の刃先から早期に亀裂が発生することを抑制する必要がある。そのためには、金属組織の周期性が低く、且つ金属組織の均一性が高いことが重要である。本実施形態では、金属組織の周期性を示すEntropy値(E値)および金属組織の均一性を示すInverce differenced normalized値(I値)を制御することで、2次せん断面の発生を抑制する。
Entropy value: 10.7 or more, Inverse Differential Normalized value: 1.020 or more In order to suppress the generation of secondary shear surfaces, it is important to form a fracture surface after a sufficient shear surface is formed, and it is necessary to suppress early crack generation from the cutting edge of the tool during shear processing. For this purpose, it is important that the periodicity of the metal structure is low and the uniformity of the metal structure is high. In this embodiment, the generation of secondary shear surfaces is suppressed by controlling the Entropy value (E value) indicating the periodicity of the metal structure and the Inverse Differential Normalized value (I value) indicating the uniformity of the metal structure.
E値は金属組織の周期性を表す。バンド状組織が形成する等の影響で輝度が周期的に配列している、すなわち金属組織の周期性が高い場合にはE値は低下する。本実施形態では、周期性が低い金属組織とする必要があるため、E値を高める必要がある。E値が10.7未満であると、2次せん断面が発生しやすくなる。周期的に配列した組織を起点として、せん断加工のごく早期にせん断工具の刃先から亀裂が発生して破断面が形成され、その後再びせん断面が形成される。これにより、2次せん断面が発生しやすくなると推定される。よって、E値は10.7以上とする。好ましくは10.8以上であり、より好ましくは11.0以上である。E値は高い程好ましく、上限は特に規定しないが、13.0以下、12.5以下、または12.0以下としてもよい。The E value represents the periodicity of the metal structure. When the luminance is periodically arranged due to the effect of the formation of a band-shaped structure, that is, when the periodicity of the metal structure is high, the E value decreases. In this embodiment, it is necessary to have a metal structure with low periodicity, so it is necessary to increase the E value. If the E value is less than 10.7, secondary shear surfaces are likely to occur. Starting from the periodically arranged structure, cracks are generated from the cutting edge of the shear tool very early in the shear processing, forming a fracture surface, and then a shear surface is formed again. It is estimated that this makes it easier for secondary shear surfaces to occur. Therefore, the E value is 10.7 or more. It is preferably 10.8 or more, and more preferably 11.0 or more. The higher the E value, the better. There is no particular upper limit, but it may be 13.0 or less, 12.5 or less, or 12.0 or less.
I値は金属組織の均一性を表し、一定の輝度を持つ領域の面積が広いほど上昇する。I値が高いことは、金属組織の均一性が高いことを意味する。本実施形態であるフェライトの面積率が15.0%以上、60.0%未満の金属組織を有する熱間圧延鋼板では、均一性が高い金属組織とする必要がある。このため、本実施形態では、I値を高める必要がある。I値が1.020未満であると、結晶粒内の析出物および元素濃度差に起因する硬度分布の影響により、せん断加工のごく早期にせん断工具の刃先から亀裂が発生して破断面が形成され、その後再びせん断面が形成される。これにより、2次せん断面が発生しやすくなると推定される。よって、I値は1.020以上とする。好ましくは1.025以上であり、より好ましくは1.030以上である。I値は高い程好ましく、上限は特に規定しないが、1.200以下、1.150以下、または1.100以下としてもよい。The I value represents the uniformity of the metal structure, and increases as the area of the region with a certain brightness becomes larger. A high I value means that the metal structure is highly uniform. In the hot-rolled steel sheet having a metal structure with an area ratio of ferrite of 15.0% or more and less than 60.0%, which is the present embodiment, it is necessary to make the metal structure highly uniform. For this reason, in this embodiment, it is necessary to increase the I value. If the I value is less than 1.020, due to the influence of the hardness distribution caused by the precipitates in the crystal grains and the element concentration difference, a crack occurs from the cutting edge of the shearing tool very early in the shearing process, forming a fracture surface, and then a shear surface is formed again. It is estimated that this makes it easier for a secondary shear surface to occur. Therefore, the I value is 1.020 or more. It is preferably 1.025 or more, and more preferably 1.030 or more. The higher the I value, the better. There is no particular upper limit to the I value, but it may be 1.200 or less, 1.150 or less, or 1.100 or less.
Cluster Shade値:-8.0×105~8.0×105
Cluster Shade値(CS値)は金属組織の歪度を示す。CS値は、金属組織を撮影して得られた画像中の輝度の平均値に対し、平均値を上回る輝度を持つ点が多いと正の値となり、平均値を下回る輝度を持つ点が多いと負の値となる。
Cluster Shade Value: -8.0 x 10 5 to 8.0 x 10 5
The Cluster Shade value (CS value) indicates the degree of distortion of the metal structure. The CS value is a positive value when there are many points with brightness above the average brightness value in an image obtained by photographing the metal structure, and a negative value when there are many points with brightness below the average brightness value.
走査型電子顕微鏡の2次電子像においては、観察対象物の表面凹凸が大きい場所では輝度が大きくなり、凹凸が小さい場所では輝度が小さくなる。観察対象物の表面の凹凸は、金属組織内の粒径や強度分布に大きく影響を受ける。本実施形態におけるCS値は、金属組織の強度のばらつきが大きいまたは組織単位が小さいと大きくなり、強度のばらつきが小さいまたは組織単位が大きいと小さくなる。In the secondary electron image of a scanning electron microscope, the brightness is high in areas where the surface unevenness of the observed object is large, and low in areas where the unevenness is small. The unevenness of the surface of the observed object is greatly affected by the grain size and strength distribution within the metal structure. In this embodiment, the CS value is high when the variation in strength of the metal structure is large or the structure unit is small, and is low when the variation in strength is small or the structure unit is large.
本実施形態では、CS値を0に近い所望の範囲に保つことが重要である。CS値が-8.0×105未満であると、熱間圧延鋼板の限界破断板厚減少率が低下する。これは、金属組織中に粒径の大きい結晶粒が存在し、極限変形中にその結晶粒が優先的に破壊するためと推定される。そのため、CS値は-8.0×105以上とする。好ましくは-7.5×105以上であり、より一層好ましくは-7.0×105以上である。
一方、CS値が8.0×105超であると、熱間圧延鋼板の限界破断板厚減少率が低下する。これは、金属組織中の微視的な強度のばらつきが大きく、極限変形中のひずみが局所に集中し破断し易くなるためと推定される。そのため、CS値は8.0×105以下とする。好ましくは7.5×105以下であり、より一層好ましくは7.0×105以下である。
In this embodiment, it is important to keep the CS value in a desired range close to 0. If the CS value is less than -8.0 x 10 5 , the critical break thickness reduction rate of the hot-rolled steel sheet decreases. This is presumably because large grains exist in the metal structure, and these grains are preferentially broken during extreme deformation. Therefore, the CS value is set to -8.0 x 10 5 or more. It is preferably -7.5 x 10 5 or more, and more preferably -7.0 x 10 5 or more.
On the other hand, if the CS value exceeds 8.0 × 10 5 , the critical thickness reduction rate at break of the hot-rolled steel sheet decreases. This is presumably because the microscopic strength in the metal structure varies greatly, and the strain during the extreme deformation is concentrated locally, making it easier to break. Therefore, the CS value is set to 8.0 × 10 5 or less. It is preferably 7.5 × 10 5 or less, and more preferably 7.0 × 10 5 or less.
E値、I値およびCS値は以下の方法により得ることができる。
本実施形態において、E値、I値およびCS値を算出するために撮影するSEM画像(走査型電子顕微鏡の2次電子像)の撮影領域は、圧延方向に平行な板厚断面における、表面から板厚の1/4深さ位置(表面から板厚の1/8深さ~表面から板厚の3/8深さの領域)、且つ、板幅方向中央位置とする。SEM画像の撮影には、株式会社日立ハイテクノロジーズ製SU-6600ショットキー電子銃を使用し、エミッタをタングステンとし、加速電圧を1.5kVとする。以上の設定のもと、倍率1000倍で、256階調のグレースケールにてSEM画像を出力する。
The E value, I value and CS value can be obtained by the following method.
In this embodiment, the photographed region of the SEM image (secondary electron image of a scanning electron microscope) taken to calculate the E value, I value, and CS value is a position at a depth of 1/4 of the plate thickness from the surface (a region from a depth of 1/8 of the plate thickness from the surface to a depth of 3/8 of the plate thickness from the surface) in the plate thickness cross section parallel to the rolling direction, and at the center position in the plate width direction. A SU-6600 Schottky electron gun manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation is used to photograph the SEM image, with a tungsten emitter and an acceleration voltage of 1.5 kV. Under the above settings, the SEM image is output at a magnification of 1000 times and a gray scale of 256 gradations.
次に、得られたSEM画像を880×880ピクセルの領域(観察領域は実寸で160μm×160μm)に切り出した画像に、非特許文献3に記載の、コントラスト強調の制限倍率を2.0とした、タイルグリッドサイズが8×8の平滑化処理を施す。90度を除いて、0度から179度まで1度毎に反時計回りに平滑化処理後のSEM画像を回転させ、1度毎に画像を作成することで、合計で179枚の画像を得る。次に、これら179枚の画像それぞれに対し、非特許文献1に記載のGLCM法を用いて、隣接するピクセル間の輝度の頻度値を行列の形式にて採取する。Next, the obtained SEM image is cut into an 880 x 880 pixel region (observation region is 160 μm x 160 μm in actual size) and the image is subjected to smoothing processing with a tile grid size of 8 x 8 and a contrast enhancement limiting factor of 2.0 as described in Non-Patent Document 3. The smoothed SEM image is rotated counterclockwise in 1 degree increments from 0 to 179 degrees, excluding 90 degrees, and an image is created for each degree, resulting in a total of 179 images. Next, for each of these 179 images, the GLCM method described in Non-Patent Document 1 is used to collect the frequency values of luminance between adjacent pixels in the form of a matrix.
以上の方法により採取された179個の頻度値の行列を、kを元画像からの回転角度として、pk(k=0・・・89、91、・・・179)と表現する。各画像に対し、生成されたpkを全てのk(k=0・・・89、91・・・179)について合計した後に、各成分の総和が1となるように規格化した256×256の行列Pを算出する。更に、非特許文献2に記載の下記式(1)~(5)を用いて、E値、I値およびCS値をそれぞれ算出する。
下記式(1)~式(5)中のP(i,j)はグレーレベル共起行列であり、行列Pのi行j列目の値をP(i,j)と表記している。なお、前述のとおり256×256の行列Pを用いて算出されるため、この点を強調したい場合、下記式(1)~(5)を下記式(1’)~(5’)に修正することができる。
ここで、下記式(2)中のLはSEM画像の取り得るグレースケールのレベル数(Quantization levels of grayscale)であり、本実施形態では上述の通り256階調のグレースケールにてSEM画像を出力するため、Lは256である。下記式(2)および(3)中のiおよびjは1~前記Lの自然数であり、下記式(3)中のμxおよびμyはそれぞれ下記式(4)および(5)で示される。
下記式(1’)~(5’)では、行列Pのi行j列目の値をPijと表記している。
The matrix of 179 frequency values collected by the above method is expressed as p k (k=0...89, 91...179), where k is the rotation angle from the original image. For each image, the generated p k is summed up for all k (k=0...89, 91...179), and then a 256 x 256 matrix P is calculated in which the sum of each component is normalized to 1. Furthermore, the E value, I value, and CS value are each calculated using the following formulas (1) to (5) described in Non-Patent Document 2.
In the following formulas (1) to (5), P(i, j) is a gray level co-occurrence matrix, and the value in the i-th row and j-th column of the matrix P is expressed as P(i, j). As described above, the calculation is performed using a 256 x 256 matrix P, so if you want to emphasize this point, you can modify the following formulas (1) to (5) to the following formulas (1') to (5').
Here, L in the following formula (2) is the number of possible grayscale levels of the SEM image (quantization levels of grayscale), and in this embodiment, since the SEM image is output with a grayscale of 256 levels as described above, L is 256. In the following formulas (2) and (3), i and j are natural numbers from 1 to L, and μ x and μ y in the following formula (3) are represented by the following formulas (4) and (5), respectively.
In the following formulas (1') to (5'), the value in the i-th row and j-th column of the matrix P is represented as P ij .
Mn濃度の標準偏差:0.60質量%以下
本実施形態に係る熱間圧延鋼板の表面から板厚の1/4深さ位置(表面から板厚の1/8深さ~表面から板厚の3/8深さの領域)且つ板幅方向中央位置におけるMn濃度の標準偏差は0.60質量%以下である。これにより、硬質相を均一に分散させることができ、せん断加工のごく早期にせん断工具の刃先から亀裂が発生することを防ぐことができる。その結果、2次せん断面の発生を抑制することができる。Mn濃度の標準偏差は、0.55質量%以下または0.50質量%以下が好ましく、0.47質量%以下または0.45質量%以下がより好ましい。Mn濃度の標準偏差の下限は、過大バリの抑制の観点から、その値は小さいほど望ましいが、製造プロセスの制約より、実質的な下限は0.10質量%である。必要に応じて、その下限を0.20質量%または0.28質量%としてもよい。
Standard deviation of Mn concentration: 0.60% by mass or less The standard deviation of the Mn concentration at the 1/4 depth position of the plate thickness from the surface of the hot rolled steel plate according to this embodiment (the region from 1/8 depth of the plate thickness from the surface to 3/8 depth of the plate thickness from the surface) and at the center position in the plate width direction is 0.60% by mass or less. This allows the hard phase to be uniformly dispersed, and it is possible to prevent cracks from occurring from the cutting edge of the shearing tool very early in the shearing process. As a result, it is possible to suppress the occurrence of secondary shear planes. The standard deviation of the Mn concentration is preferably 0.55% by mass or less or 0.50% by mass or less, and more preferably 0.47% by mass or less or 0.45% by mass or less. From the viewpoint of suppressing excessive burrs, the lower limit of the standard deviation of the Mn concentration is preferably as small as possible, but due to the constraints of the manufacturing process, the substantial lower limit is 0.10% by mass. If necessary, the lower limit may be 0.20% by mass or 0.28% by mass.
熱間圧延鋼板の圧延方向に平行な板厚断面を鏡面研磨した後に、表面から板厚の1/4深さ位置(表面から板厚の1/8深さ~表面から板厚の3/8深さの領域)、且つ板幅方向中央位置を電子プローブマイクロアナライザ(EPMA)で測定して、Mn濃度の標準偏差を測定する。測定条件は加速電圧を15kVとし、倍率を5000倍として試料圧延方向に20μm及び試料板厚方向に20μmの範囲の分布像を測定する。より具体的には、測定間隔を0.1μmとし、40000か所以上のMn濃度を測定する。次いで、全測定点から得られたMn濃度に基づいて標準偏差を算出することで、Mn濃度の標準偏差を得る。After mirror polishing the cross section of the hot-rolled steel sheet parallel to the rolling direction, the standard deviation of the Mn concentration is measured using an electron probe microanalyzer (EPMA) at a depth of 1/4 of the sheet thickness from the surface (the region from 1/8 of the sheet thickness from the surface to 3/8 of the sheet thickness from the surface) and at the center position in the sheet width direction. The measurement conditions are an acceleration voltage of 15 kV and a magnification of 5000 times, and a distribution image is measured in a range of 20 μm in the rolling direction of the sample and 20 μm in the thickness direction of the sample. More specifically, the measurement interval is 0.1 μm, and the Mn concentration is measured at more than 40,000 points. The standard deviation is then calculated based on the Mn concentrations obtained from all measurement points to obtain the standard deviation of the Mn concentration.
表層の平均結晶粒径:3.0μm未満
表層の結晶粒径を細かくすることで、熱間圧延鋼板の曲げ内割れを抑制することができる。熱間圧延鋼板の強度が高くなるほど、曲げ加工時に曲げ内側から亀裂が生じやすくなる(以下、曲げ内割れと呼称する)。曲げ内割れのメカニズムは以下のように推定される。曲げ加工時には曲げ内側に圧縮の応力が生じる。最初は曲げ内側全体が均一に変形しながら加工が進むが、加工量が大きくなると均一な変形のみで変形を担えなくなり、局所にひずみが集中することで変形が進む(せん断変形帯の発生)。このせん断変形帯が更に成長することで曲げ内側表面からせん断帯に沿った亀裂が発生し、成長する。高強度化に伴い曲げ内割れが発生しやすくなる理由は、高強度化に伴う加工硬化能の低下により、均一な変形が進みにくくなり、変形の偏りが生じやすくなることで、加工早期に(または緩い加工条件で)せん断変形帯が生じるためと推定される。
Average grain size of surface layer: less than 3.0 μm By making the grain size of the surface layer finer, it is possible to suppress cracks inside the bend of the hot-rolled steel sheet. The higher the strength of the hot-rolled steel sheet, the more likely it is that cracks will occur from the inside of the bend during bending (hereinafter referred to as cracks inside the bend). The mechanism of cracks inside the bend is estimated as follows. During bending, compressive stress occurs on the inside of the bend. At first, the entire inside of the bend is uniformly deformed while processing progresses, but as the amount of processing increases, the deformation cannot be borne by the uniform deformation alone, and the strain is concentrated locally, causing the deformation to progress (generation of shear deformation band). As this shear deformation band further grows, cracks along the shear band are generated from the inside surface of the bend and grow. It is estimated that the reason why cracks inside the bend are more likely to occur with increasing strength is that the decrease in work hardening ability associated with increasing strength makes it difficult for uniform deformation to proceed, and deformation bias is more likely to occur, which causes shear deformation bands to occur early in processing (or under loose processing conditions).
本発明者らの研究により、曲げ内割れは、引張強さ980MPa級以上の鋼板で顕著になることが分かった。また、本発明者らは、熱間圧延鋼板の表層の結晶粒径が細かいほど、局所的なひずみ集中が抑制され、曲げ内割れが発生しにくくなることを見出した。上記作用を得るためには、熱間圧延鋼板の表層の平均結晶粒径は3.0μm未満とすることが好ましい。そのため、本実施形態では、表層の平均結晶粒径を3.0μm未満としてもよい。表層の平均結晶粒径は、より好ましくは2.7μm以下または2.5μm以下である。表層領域の平均結晶粒径の下限は特に規定しないが、0.5μmまたは1.0μmとしてもよい。
なお、本実施形態において表層とは、熱間圧延鋼板の表面~表面から深さ50μm位置の領域である。上述した通り、ここでいう表面とは、熱間圧延鋼板がめっき層を備える場合においてはめっき層と鋼板との界面のことをいう。
The inventors' research has revealed that bending cracks become prominent in steel sheets with a tensile strength of 980 MPa or more. The inventors have also found that the finer the crystal grain size of the surface layer of the hot-rolled steel sheet, the more local strain concentration is suppressed, and bending cracks are less likely to occur. In order to obtain the above effect, it is preferable that the average crystal grain size of the surface layer of the hot-rolled steel sheet is less than 3.0 μm. Therefore, in this embodiment, the average crystal grain size of the surface layer may be less than 3.0 μm. The average crystal grain size of the surface layer is more preferably 2.7 μm or less or 2.5 μm or less. The lower limit of the average crystal grain size of the surface layer region is not particularly specified, but may be 0.5 μm or 1.0 μm.
In this embodiment, the surface layer refers to a region from the surface of the hot-rolled steel sheet to a depth of 50 μm from the surface. As described above, the surface here refers to the interface between the plating layer and the steel sheet when the hot-rolled steel sheet has a plating layer.
表層の結晶粒径は、EBSP-OIM(Electron Back Scatter Diffraction Pattern-Orientation Image Microscopy)法を用いて測定する。EBSP-OIM法は、走査型電子顕微鏡とEBSP解析装置とを組み合わせた装置及びAMETEK社製のOIM Analysis(登録商標)を用いて行う。EBSP-OIM法の分析可能エリアは、SEMで観察できる領域である。SEMの分解能にもよるが、EBSP-OIM法によれば、最小20nmの分解能で分析できる。The crystal grain size of the surface layer is measured using the EBSP-OIM (Electron Back Scatter Diffraction Pattern-Orientation Image Microscopy) method. The EBSP-OIM method is performed using a device that combines a scanning electron microscope and an EBSP analyzer, and an OIM Analysis (registered trademark) manufactured by AMETEK. The analyzable area of the EBSP-OIM method is the area that can be observed with a SEM. Although it depends on the resolution of the SEM, the EBSP-OIM method allows analysis with a minimum resolution of 20 nm.
熱間圧延鋼板の圧延方向に平行な断面における、熱間圧延鋼板の表面~表面から深さ50μm位置且つ板幅方向中央位置の領域において、1200倍の倍率、40μm×30μmの領域で、少なくとも5視野において解析を行う。隣接する測定点の角度差が5°以上の場所を結晶粒界と定義し、面積平均の結晶粒径を算出する。得られた面積平均の結晶粒径を、表層の平均結晶粒径とする。 In a cross section of the hot-rolled steel plate parallel to the rolling direction, an analysis is performed in at least five fields of view, at a magnification of 1200x, in an area of 40μm x 30μm, from the surface of the hot-rolled steel plate to a depth of 50μm from the surface and at the center of the plate width. The locations where the angle difference between adjacent measurement points is 5° or more are defined as grain boundaries, and the area-average grain size is calculated. The obtained area-average grain size is regarded as the average grain size of the surface layer.
なお、残留オーステナイトは600℃以下の相変態で生成した組織でなく、転位蓄積の効果を有さないので、本測定方法(表層の平均結晶粒径の測定方法)では、残留オーステナイトは解析の対象としない。残留オーステナイトの面積率が0%の場合などでは解析の対象から除外する必要はないが、表層の平均結晶粒径の測定に影響を及ぼす可能性がある場合などでは、EBSP-OIM法では、結晶構造がfccである残留オーステナイトを解析対象から除外して測定する。Note that retained austenite is not a structure formed by phase transformation at or below 600°C, and does not have the effect of dislocation accumulation, so in this measurement method (a method for measuring the average crystal grain size of the surface layer), retained austenite is not included in the analysis. In cases where the area ratio of retained austenite is 0%, there is no need to exclude it from the analysis, but in cases where there is a possibility that it will affect the measurement of the average crystal grain size of the surface layer, the EBSP-OIM method excludes retained austenite, which has an fcc crystal structure, from the analysis.
引張強度特性
熱間圧延鋼板の機械的性質のうち引張強度特性(引張強さ、全伸び)は、JIS Z 2241:2011に準拠して評価する。試験片はJIS Z 2241:2011の5号試験片とする。引張試験片の採取位置は、板幅方向の端部から1/4部分とし、圧延方向に垂直な方向を長手方向とすればよい。
Tensile Strength Properties Tensile strength properties (tensile strength, total elongation) among the mechanical properties of hot-rolled steel sheets are evaluated in accordance with JIS Z 2241: 2011. The test specimen is a No. 5 test specimen of JIS Z 2241: 2011. The tensile test specimen is taken from a quarter portion from the end in the sheet width direction, and the direction perpendicular to the rolling direction is the longitudinal direction.
本実施形態に係る熱間圧延鋼板は、引張強さ(TS)が980MPa以上である。好ましくは1000MPa以上である。引張強さが980MPa未満であると、適用部品が限定され、車体軽量化の寄与が小さい。上限は特に限定する必要は無いが、金型摩耗抑制の観点から、1780MPaとしてもよい。The hot-rolled steel sheet according to this embodiment has a tensile strength (TS) of 980 MPa or more. Preferably, it is 1000 MPa or more. If the tensile strength is less than 980 MPa, the applicable parts are limited, and the contribution to reducing the weight of the vehicle body is small. There is no need to set an upper limit, but it may be set to 1780 MPa from the viewpoint of suppressing die wear.
また、本実施形態に係る熱間圧延鋼板の全伸びは10.0%以上とすることが好ましく、引張強さと全伸びとの積(TS×El)は13000MPa・%以上とすることが好ましい。全伸びは11.0%以上とすることがより好ましく、13.0%以上とすることがより一層好ましい。また、引張強さと全伸びとの積は14000MPa・%以上とすることがより好ましく、15000MPa・%MPa以上とすることがより一層好ましい。全伸びを10.0%以上且つ引張強さと全伸びとの積を13000MPa・%以上とすることで、適用部品が限定されることなく、車体軽量化に大きく寄与することができる。引張強さと全伸びとの積の上限を定める必要はないが、22000MPa・%または18000MPa・%としてもよい。全伸びの上限を定める必要はないが、30.0%、25.0%または22.0%としてもよい。In addition, the total elongation of the hot-rolled steel sheet according to this embodiment is preferably 10.0% or more, and the product of the tensile strength and the total elongation (TS x El) is preferably 13000 MPa.% or more. The total elongation is more preferably 11.0% or more, and even more preferably 13.0% or more. The product of the tensile strength and the total elongation is more preferably 14000 MPa.% or more, and even more preferably 15000 MPa.% or more. By making the total elongation 10.0% or more and the product of the tensile strength and the total elongation 13000 MPa.% or more, the applicable parts are not limited and it can greatly contribute to the weight reduction of the vehicle body. There is no need to set an upper limit for the product of the tensile strength and the total elongation, but it may be 22000 MPa.% or 18000 MPa. There is no need to set an upper limit for the total elongation, but it may be 30.0%, 25.0%, or 22.0%.
板厚
本実施形態に係る熱間圧延鋼板の板厚は特に限定されないが、0.5~8.0mmとしてもよい。熱間圧延鋼板の板厚が0.5mm未満では、圧延完了温度の確保が困難になるとともに圧延荷重が過大となって、熱間圧延が困難となる場合がある。したがって、本実施形態に係る熱間圧延鋼板の板厚は0.5mm以上としてもよい。好ましくは1.2mm以上、1.4mm以上または1.8mm以上である。一方、板厚が8.0mm超では、金属組織の微細化が困難となり、上述した金属組織を得ることが困難となる場合がある。したがって、板厚は8.0mm以下としてもよい。好ましくは6.0mm以下、5.0mm以下または4.0mm以下である。
Plate thickness The plate thickness of the hot rolled steel plate according to this embodiment is not particularly limited, but may be 0.5 to 8.0 mm. If the plate thickness of the hot rolled steel plate is less than 0.5 mm, it may be difficult to ensure the rolling completion temperature and the rolling load may become excessive, making hot rolling difficult. Therefore, the plate thickness of the hot rolled steel plate according to this embodiment may be 0.5 mm or more. It is preferably 1.2 mm or more, 1.4 mm or more, or 1.8 mm or more. On the other hand, if the plate thickness exceeds 8.0 mm, it may be difficult to refine the metal structure, and it may be difficult to obtain the above-mentioned metal structure. Therefore, the plate thickness may be 8.0 mm or less. It is preferably 6.0 mm or less, 5.0 mm or less, or 4.0 mm or less.
めっき層
上述した化学組成および金属組織を有する本実施形態に係る熱間圧延鋼板は、表面に耐食性の向上等を目的としてめっき層を備えさせて表面処理鋼板としてもよい。めっき層は電気めっき層であってもよく溶融めっき層であってもよい。電気めっき層としては、電気亜鉛めっき、電気Zn-Ni合金めっき等が例示される。溶融めっき層としては、溶融亜鉛めっき、合金化溶融亜鉛めっき、溶融アルミニウムめっき、溶融Zn-Al合金めっき、溶融Zn-Al-Mg合金めっき、溶融Zn-Al-Mg-Si合金めっき等が例示される。めっき付着量は特に制限されず、従来と同様としてよい。また、めっき後に適当な化成処理(例えば、シリケート系のクロムフリー化成処理液の塗布と乾燥)を施して、耐食性をさらに高めることも可能である。
Plating layer The hot-rolled steel sheet according to the present embodiment having the above-mentioned chemical composition and metal structure may be provided with a plating layer on the surface for the purpose of improving corrosion resistance, etc., to form a surface-treated steel sheet. The plating layer may be an electroplating layer or a hot-dip plating layer. Examples of the electroplating layer include electrogalvanizing and electrogalvanizing Zn-Ni alloy plating. Examples of the hot-dip plating layer include hot-dip galvanizing, alloyed hot-dip galvanizing, hot-dip aluminum plating, hot-dip Zn-Al alloy plating, hot-dip Zn-Al-Mg alloy plating, and hot-dip Zn-Al-Mg-Si alloy plating. The coating weight is not particularly limited and may be the same as in the past. In addition, it is also possible to further improve the corrosion resistance by performing an appropriate chemical conversion treatment (for example, application of a silicate-based chromium-free chemical conversion treatment solution and drying) after plating.
製造条件
上述した化学組成および金属組織を有する本実施形態に係る熱間圧延鋼板の好適な製造方法は、以下の通りである。
Manufacturing Conditions A suitable manufacturing method for the hot-rolled steel sheet according to this embodiment having the above-mentioned chemical composition and metal structure is as follows.
本実施形態に係る熱間圧延鋼板の好適な製造方法では、以下の工程(1)~(10)を順次行う。なお、本実施形態におけるスラブの温度および鋼板の温度は、スラブの表面温度および鋼板の表面温度のことをいう。また、応力は鋼板の圧延方向に負荷する張力のことをいう。In a preferred manufacturing method for the hot-rolled steel sheet according to this embodiment, the following steps (1) to (10) are carried out in sequence. Note that the temperature of the slab and the temperature of the steel sheet in this embodiment refer to the surface temperature of the slab and the surface temperature of the steel sheet. Also, stress refers to the tension applied in the rolling direction of the steel sheet.
(1)スラブを700~850℃の温度域で900秒以上保持した後、更に加熱し、1100℃以上の温度域で6000秒以上保持する。
(2)850~1100℃の温度域で合計90%以上の板厚減となるような熱間圧延を行う。
(3)熱間圧延の最終段から1段前の圧延後、且つ最終段の圧延前に、170kPa以上の応力を鋼板に負荷する。
(4)熱間圧延の最終段における圧下率を8%以上とし、圧延完了温度Tfが900℃以上、1010℃未満となるように熱間圧延を完了する。
(5)熱間圧延の最終段の圧延後、且つ鋼板が800℃に冷却されるまでに鋼板に負荷する応力を200kPa未満とする。
(6)熱間圧延完了後1秒以内に、熱間圧延完了温度Tf-50℃以下の温度域まで冷却した後、50℃/s以上の平均冷却速度で600~730℃の温度域まで加速冷却する。ただし、熱間圧延完了後1秒以内に、熱間圧延完了温度Tf-50℃以下の温度域まで冷却することは、より好ましい冷却条件である。
(7)600~730℃の温度域で、平均冷却速度が5℃/s未満である緩冷却を2.0秒以上行う。
(8)緩冷却終了後、450~600℃の温度域の平均冷却速度が30℃/s以上、50℃/s未満となるように冷却する。
(9)巻取り温度~450℃の温度域の平均冷却速度が50℃/s以上となるように冷却する。
(10)350℃以下の温度域で巻き取る。
(1) The slab is held in a temperature range of 700 to 850° C. for 900 seconds or more, and then further heated and held in a temperature range of 1100° C. or higher for 6000 seconds or more.
(2) Hot rolling is performed in the temperature range of 850 to 1100°C, resulting in a total thickness reduction of 90% or more.
(3) After the rolling step before the final stage of hot rolling and before the final stage of rolling, a stress of 170 kPa or more is applied to the steel sheet.
(4) The reduction ratio in the final stage of hot rolling is set to 8% or more, and the hot rolling is completed so that the rolling completion temperature Tf is 900°C or more and less than 1010°C.
(5) The stress applied to the steel sheet after the final stage of hot rolling and before the steel sheet is cooled to 800°C is less than 200 kPa.
(6) Cool to a temperature range of the hot rolling completion temperature Tf-50°C or lower within 1 second after the completion of hot rolling, and then accelerate cool to a temperature range of 600 to 730°C at an average cooling rate of 50°C/s or more. However, cooling to a temperature range of the hot rolling completion temperature Tf-50°C or lower within 1 second after the completion of hot rolling is a more preferable cooling condition.
(7) Slow cooling is performed for 2.0 seconds or more in a temperature range of 600 to 730° C. with an average cooling rate of less than 5° C./s.
(8) After the slow cooling is completed, the material is cooled so that the average cooling rate in the temperature range of 450 to 600° C. is 30° C./s or more and less than 50° C./s.
(9) Cooling is performed so that the average cooling rate in the temperature range from the coiling temperature to 450° C. is 50° C./s or more.
(10) Winding is performed in a temperature range of 350°C or less.
上記製造方法を採用することにより、高い強度および限界破断板厚減少率、優れた延性およびせん断加工性に優れる金属組織を有する熱間圧延鋼板を安定して製造することができる。すなわち、スラブ加熱条件と熱延条件とを適正に制御することによって、Mn偏析の低減と変態前オーステナイトの等軸化とが図られ、後述する熱間圧延後の冷却条件と相俟って、所望の金属組織を有する熱間圧延鋼板を安定して製造することができる。By adopting the above manufacturing method, it is possible to stably manufacture hot-rolled steel sheets having a metal structure with high strength, a critical thickness reduction rate at break, excellent ductility, and excellent shear workability. In other words, by appropriately controlling the slab heating conditions and hot rolling conditions, Mn segregation is reduced and the pre-transformation austenite is made equiaxed, and in combination with the cooling conditions after hot rolling described below, it is possible to stably manufacture hot-rolled steel sheets having the desired metal structure.
(1)スラブ、熱間圧延に供する際のスラブ温度および保持時間
熱間圧延に供するスラブは、連続鋳造により得られたスラブや鋳造・分塊により得られたスラブなどを用いることができる。また、必要によっては、それらに熱間加工または冷間加工を加えたものを用いることができる。
(1) Slab, slab temperature and holding time when subjected to hot rolling The slab to be subjected to hot rolling may be a slab obtained by continuous casting or a slab obtained by casting and blooming. If necessary, the slab may be subjected to hot working or cold working.
熱間圧延に供するスラブは、スラブ加熱時に、700~850℃の温度域で900秒以上保持した後、更に加熱し、1100℃以上の温度域で6000秒以上保持することが好ましい。なお、700~850℃の温度域での保持では、鋼板温度をこの温度域で変動させてもよく、一定としてもよい。また、1100℃以上の温度域での保持では、鋼板温度を1100℃以上の温度域で変動させてもよく、一定としてもよい。During slab heating, the slab to be subjected to hot rolling is preferably held in a temperature range of 700 to 850°C for 900 seconds or more, and then further heated and held in a temperature range of 1100°C or higher for 6000 seconds or more. When held in a temperature range of 700 to 850°C, the steel sheet temperature may be varied within this temperature range or may be constant. When held in a temperature range of 1100°C or higher, the steel sheet temperature may be varied within a temperature range of 1100°C or higher or may be constant.
700~850℃の温度域におけるオーステナイト変態において、Mnがフェライトとオーステナイトとの間で分配し、その変態時間を長くすることによって、Mnがフェライト領域内を拡散することができる。これにより、スラブに偏在するMnミクロ偏析を解消し、Mn濃度の標準偏差を著しく減ずることができる。また、1100℃以上の温度域で6000秒以上保持することで、スラブ加熱時のオーステナイト粒を均一にすることができる。 During austenite transformation in the temperature range of 700-850°C, Mn distributes between ferrite and austenite, and by lengthening the transformation time, Mn can diffuse within the ferrite region. This eliminates Mn microsegregation that is unevenly distributed in the slab, and significantly reduces the standard deviation of the Mn concentration. In addition, by holding the slab at a temperature range of 1100°C or higher for 6000 seconds or more, the austenite grains can be made uniform when the slab is heated.
熱間圧延は、多パス圧延としてレバースミルまたはタンデムミルを用いることが好ましい。特に工業的生産性の観点および圧延中の鋼板への応力負荷の観点から、少なくとも最終の2段はタンデムミルを用いた熱間圧延とすることがより好ましい。For hot rolling, it is preferable to use a reverse mill or a tandem mill as a multi-pass rolling. In particular, from the viewpoint of industrial productivity and the stress load on the steel sheet during rolling, it is more preferable to use a tandem mill for at least the final two stages of hot rolling.
(2)熱間圧延の圧下率:850~1100℃の温度域で合計90%以上の板厚減
850~1100℃の温度域で合計90%以上の板厚減となるような熱間圧延を行うことにより、主に再結晶オーステナイト粒の微細化が図られるとともに、未再結晶オーステナイト粒内へのひずみエネルギーの蓄積が促進される。そして、オーステナイトの再結晶が促進されるとともにMnの原子拡散が促進され、Mn濃度の標準偏差を小さくすることができる。したがって、850~1100℃の温度域で合計90%以上の板厚減となるような熱間圧延を行うことが好ましい。
(2) Reduction rate of hot rolling: Total thickness reduction of 90% or more in the temperature range of 850 to 1100°C By performing hot rolling to reduce the thickness by 90% or more in the temperature range of 850 to 1100°C, mainly recrystallized austenite grains are refined and the accumulation of strain energy in unrecrystallized austenite grains is promoted. Then, the recrystallization of austenite is promoted and the atomic diffusion of Mn is promoted, so that the standard deviation of Mn concentration can be reduced. Therefore, it is preferable to perform hot rolling to reduce the thickness by 90% or more in the temperature range of 850 to 1100°C.
なお、850~1100℃の温度域の板厚減とは、この温度域の圧延における最初の圧延前の入口板厚をt0とし、この温度域の圧延における最終段の圧延後の出口板厚をt1としたとき、{(t0-t1)/t0}×100(%)で表すことができる。 The thickness reduction in the temperature range of 850 to 1100°C can be expressed as {( t0 - t1 )/ t0 } x 100(%), where t0 is the entrance thickness before the first rolling in this temperature range and t1 is the exit thickness after the final stage of rolling in this temperature range.
(3)熱間圧延の最終段から1段前の圧延後、且つ最終段の圧延前の応力:170kPa以上
熱間圧延の最終段から1段前の圧延後、且つ最終段の圧延前の鋼板に負荷する応力を170kPa以上とすることが好ましい。これにより、最終段から1段前の圧延後の再結晶オーステナイトのうち、{110}<001>の結晶方位を有する結晶粒の数を低減することができる。{110}<001>は再結晶し難い結晶方位であるため、この結晶方位の形成を抑制することで最終段の圧下による再結晶を効果的に促進することができる。結果として、熱間圧延鋼板のバンド状組織が改善され、金属組織の周期性が低減し、E値が上昇する。
(3) Stress after hot rolling from the last stage to the previous stage and before the final stage: 170 kPa or more It is preferable to set the stress applied to the steel sheet after hot rolling from the last stage to the previous stage and before the final stage rolling to 170 kPa or more. This makes it possible to reduce the number of crystal grains having the {110}<001> crystal orientation in the recrystallized austenite after hot rolling from the last stage to the previous stage. Since {110}<001> is a crystal orientation that is difficult to recrystallize, suppressing the formation of this crystal orientation can effectively promote recrystallization due to the reduction in the final stage. As a result, the band-shaped structure of the hot-rolled steel sheet is improved, the periodicity of the metal structure is reduced, and the E value is increased.
鋼板に負荷する応力が170kPa未満の場合、E値を所望の値とすることができない場合がある。鋼板に負荷する応力は、より好ましくは190kPa以上である。
鋼板に負荷する応力は、タンデム圧延中のロール回転速度の調整により制御可能であり、圧延スタンドで測定した圧延方向の荷重を、通板している板の断面積で除することで求めることができる。
If the stress applied to the steel plate is less than 170 kPa, it may be impossible to obtain a desired E value. The stress applied to the steel plate is more preferably 190 kPa or more.
The stress applied to the steel plate can be controlled by adjusting the roll rotation speed during tandem rolling, and can be determined by dividing the load in the rolling direction measured in the rolling stand by the cross-sectional area of the plate being passed through.
(4)熱間圧延の最終段における圧下率:8%以上、熱間圧延完了温度Tf:900℃以上、1010℃未満
熱間圧延の最終段における圧下率は8%以上とし、熱間圧延完了温度Tfは900℃以上とすることが好ましい。熱間圧延の最終段における圧下率を8%以上とすることで、最終段の圧下による再結晶を促進することができる。結果として熱間圧延鋼板のバンド状組織が改善され、金属組織の周期性が低減し、E値が上昇する。熱間圧延完了温度Tfを900℃以上とすることで、オーステナイト中のフェライト核生成サイト数の過剰な増大を抑制することができる。その結果、最終組織(製造後の熱間圧延鋼板の金属組織)におけるフェライトの生成を抑えられ、高強度の熱間圧延鋼板を得ることができる。また、熱間圧延完了温度Tfを1010℃未満とすることで、オーステナイト粒径の粗大化を抑制でき、金属組織の周期性を低減して、E値を所望の値とすることができる。
(4) Reduction rate in the final stage of hot rolling: 8% or more, hot rolling completion temperature Tf: 900 ° C. or more, less than 1010 ° C. It is preferable that the reduction rate in the final stage of hot rolling is 8% or more, and the hot rolling completion temperature Tf is 900 ° C. or more. By setting the reduction rate in the final stage of hot rolling to 8% or more, recrystallization due to the reduction in the final stage can be promoted. As a result, the band-shaped structure of the hot rolled steel sheet is improved, the periodicity of the metal structure is reduced, and the E value is increased. By setting the hot rolling completion temperature Tf to 900 ° C. or more, an excessive increase in the number of ferrite nucleation sites in austenite can be suppressed. As a result, the generation of ferrite in the final structure (metal structure of the hot rolled steel sheet after production) can be suppressed, and a high-strength hot rolled steel sheet can be obtained. In addition, by setting the hot rolling completion temperature Tf to less than 1010 ° C., the coarsening of the austenite grain size can be suppressed, the periodicity of the metal structure can be reduced, and the E value can be set to a desired value.
(5)熱間圧延の最終段の圧延後、且つ鋼板が800℃に冷却されるまでの応力:200kPa未満
熱間圧延の最終段の圧延後、且つ鋼板が800℃に冷却されるまでの鋼板に負荷する応力は200kPa未満とすることが好ましい。鋼板の圧延方向に負荷する応力(張力)を200kPa未満とすることで、オーステナイトの再結晶が圧延方向に優先的に進み、金属組織の周期性の増大を抑制できる。その結果、E値を所望の値とすることができる。鋼板に負荷する応力は、より好ましくは180MPa以下である。なお、鋼板の圧延方向に負荷する応力は、圧延スタンドと巻取り装置の回転速度の調整により制御可能であり、測定した圧延方向の荷重を、通板している板の断面積で除することで求めることができる。
(5) Stress after the final stage of hot rolling and until the steel sheet is cooled to 800 ° C: less than 200 kPa It is preferable that the stress applied to the steel sheet after the final stage of hot rolling and until the steel sheet is cooled to 800 ° C is less than 200 kPa. By setting the stress (tension) applied in the rolling direction of the steel sheet to less than 200 kPa, the recrystallization of austenite preferentially proceeds in the rolling direction, and the increase in the periodicity of the metal structure can be suppressed. As a result, the E value can be set to a desired value. The stress applied to the steel sheet is more preferably 180 MPa or less. The stress applied in the rolling direction of the steel sheet can be controlled by adjusting the rotation speed of the rolling stand and the winding device, and can be obtained by dividing the measured load in the rolling direction by the cross-sectional area of the sheet being passed through.
(6)熱間圧延完了後1秒以内に、熱間圧延完了温度Tf-50℃以下の温度域まで冷却した後、50℃/s以上の平均冷却速度で600~730℃の温度域まで加速冷却
熱間圧延により細粒化したオーステナイト結晶粒の成長を抑制するため、熱間圧延完了後1秒以内に、50℃以上冷却することがより好ましい。熱間圧延完了後1秒以内に熱間圧延完了温度Tf-50℃以下の温度域まで冷却するためには、熱間圧延完了直後に平均冷却速度の大きい冷却を行う、例えば冷却水を鋼板表面に噴射すればよい。熱間圧延完了後1秒以内にTf-50℃以下の温度域まで冷却することにより、表層の結晶粒径を微細化でき、熱間圧延鋼板の耐曲げ内割れ性を高めることができる。
(6) Cooling to a temperature range of the hot rolling completion temperature Tf-50 ° C. or less within 1 second after the completion of hot rolling, and then accelerated cooling to a temperature range of 600 to 730 ° C. at an average cooling rate of 50 ° C./s or more. In order to suppress the growth of austenite grains refined by hot rolling, it is more preferable to cool to 50 ° C. or more within 1 second after the completion of hot rolling. In order to cool to a temperature range of the hot rolling completion temperature Tf-50 ° C. or less within 1 second after the completion of hot rolling, cooling with a large average cooling rate may be performed immediately after the completion of hot rolling, for example, by spraying cooling water on the steel sheet surface. By cooling to a temperature range of Tf-50 ° C. or less within 1 second after the completion of hot rolling, the crystal grain size of the surface layer can be refined, and the resistance to internal bending cracking of the hot rolled steel sheet can be improved.
また、上記冷却後に50℃/s以上の平均冷却速度で730℃以下の温度域まで加速冷却を行うことで、析出強化量が少ないフェライトおよびパーライトの生成を抑制できる。これにより、熱間圧延鋼板の強度が向上する。なお、ここでいう平均冷却速度とは、加速冷却開始時(冷却設備への鋼板の導入時)から加速冷却完了時(冷却設備から鋼板の導出時)までの鋼板の温度降下幅を、加速冷却開始時から加速冷却完了時までの所要時間で除した値のことをいう。In addition, by performing accelerated cooling to a temperature range of 730°C or less at an average cooling rate of 50°C/s or more after the above cooling, the formation of ferrite and pearlite with low precipitation strengthening can be suppressed. This improves the strength of the hot-rolled steel sheet. The average cooling rate here refers to the temperature drop of the steel sheet from the start of accelerated cooling (when the steel sheet is introduced into the cooling equipment) to the end of accelerated cooling (when the steel sheet is removed from the cooling equipment) divided by the time required from the start of accelerated cooling to the end of accelerated cooling.
冷却速度の上限値は特に規定しないが、冷却速度を速くすると冷却設備が大掛かりとなり、設備コストが高くなる。このため、設備コストを考えると、300℃/s以下が好ましい。また、加速冷却の冷却停止温度は、後述する緩冷却を行うために600℃以上とするとよい。 There is no particular upper limit for the cooling rate, but a faster cooling rate requires larger cooling equipment, which increases equipment costs. For this reason, a rate of 300°C/s or less is preferable, considering equipment costs. In addition, the cooling stop temperature for accelerated cooling should be 600°C or higher in order to perform slow cooling, which will be described later.
(7)600~730℃の温度域で、平均冷却速度が5℃/s未満である緩冷却を2.0秒以上行う
600~730℃の温度域で、平均冷却速度が5℃/s未満である緩冷却を2.0秒以上行うことにより、析出強化したフェライトを十分に析出させることができる。これにより、熱間圧延鋼板の強度と延性とを両立することができる。
なお、ここでいう平均冷却速度とは、加速冷却の冷却停止温度から緩冷却の停止温度までの鋼板の温度降下幅を、加速冷却の停止時から緩冷却の停止時までの所要時間で除した値のことをいう。
(7) Slow cooling is performed for 2.0 seconds or more at an average cooling rate of less than 5°C/s in the temperature range of 600 to 730°C. By performing slow cooling for 2.0 seconds or more at an average cooling rate of less than 5°C/s in the temperature range of 600 to 730°C, precipitation-strengthened ferrite can be sufficiently precipitated. This makes it possible to achieve both strength and ductility of the hot-rolled steel sheet.
The average cooling rate referred to here means the value obtained by dividing the temperature drop of the steel plate from the cooling stop temperature of accelerated cooling to the stop temperature of slow cooling by the time required from the stop of accelerated cooling to the stop of slow cooling.
緩冷却を行う時間は、好ましくは3.0秒以上である。緩冷却を行う時間の上限は、設備レイアウトによって決定されるが、おおむね10.0秒未満とすればよい。また、緩冷却の平均冷却速度の下限は特に設けないが、冷却させずに昇温させることは設備上大きな投資を伴うため、0℃/s以上としてもよい。The time for slow cooling is preferably 3.0 seconds or more. The upper limit of the time for slow cooling is determined by the equipment layout, but should generally be less than 10.0 seconds. There is no particular lower limit on the average cooling rate for slow cooling, but since raising the temperature without cooling involves a large investment in equipment, it may be 0°C/s or more.
(8)緩冷却終了後、450~600℃の温度域の平均冷却速度が30℃/s以上、50℃/s未満となるように冷却する
上記緩冷却終了後は、450~600℃の温度域の平均冷却速度が30℃/s以上、50℃/s未満となるように冷却することが好ましい。上記温度域の平均冷却速度を30℃/s以上、50℃/s未満とすることで、CS値を所望の値とすることができる。平均冷却速度が50℃/s超の場合は、輝度が低い平坦なラス状の組織が生成し易く、CS値が-8.0×105未満となる。平均冷却速度が30℃/s未満の場合には、未変態部分への炭素の濃化が促進され、硬質な組織の強度が上昇し軟質な組織との強度差が拡大するため、CS値が8.0×105超となる。
なお、ここでいう平均冷却速度とは、平均冷却速度が5℃/s未満である緩冷却の冷却停止温度から、平均冷却速度が30℃/s以上、50℃/s未満である冷却の冷却停止温度までの鋼板の温度降下幅を、平均冷却速度が5℃/s未満である緩冷却の停止時から、平均冷却速度が30℃/s以上、50℃/s未満である冷却の停止時までの所要時間で除した値のことをいう。
(8) After the slow cooling is completed, the material is cooled so that the average cooling rate in the temperature range of 450 to 600 ° C. is 30 ° C./s or more and less than 50 ° C./s. After the slow cooling is completed, the material is preferably cooled so that the average cooling rate in the temperature range of 450 to 600 ° C. is 30 ° C./s or more and less than 50 ° C./s. By setting the average cooling rate in the above temperature range to 30 ° C./s or more and less than 50 ° C./s, the CS value can be set to a desired value. When the average cooling rate is more than 50 ° C./s, a flat lath-like structure with low brightness is likely to be generated, and the CS value is less than -8.0 × 10 5. When the average cooling rate is less than 30 ° C./s, the concentration of carbon in the untransformed portion is promoted, the strength of the hard structure increases, and the strength difference with the soft structure increases, so that the CS value exceeds 8.0 × 10 5 .
The average cooling rate referred to here means a value obtained by dividing the temperature drop width of the steel plate from the cooling stop temperature of slow cooling at an average cooling rate of less than 5°C/s to the cooling stop temperature of cooling at an average cooling rate of 30°C/s or more and less than 50°C/s by the time required from the stop of slow cooling at an average cooling rate of less than 5°C/s to the stop of cooling at an average cooling rate of 30°C/s or more and less than 50°C/s.
(9)巻取り温度~450℃の温度域の平均冷却速度:50℃/s以上
パーライトや残留オーステナイトの面積率を抑え、所望の強度と成形性を得るために、巻取り温度~450℃の温度域の平均冷却速度を50℃/s以上とすることが好ましい。これにより、母相組織を硬質にすることができる。
なお、ここでいう平均冷却速度とは、平均冷却速度が30℃/s以上、50℃/s未満である冷却の冷却停止温度から巻取り温度までの鋼板の温度降下幅を、平均冷却速度が30℃/s以上、50℃/s未満である冷却の停止時から巻取りまでの所要時間で除した値のことをいう。
(9) Average cooling rate in the temperature range from the coiling temperature to 450° C.: 50° C./s or more In order to suppress the area ratio of pearlite and retained austenite and obtain the desired strength and formability, it is preferable to set the average cooling rate in the temperature range from the coiling temperature to 450° C. to 50° C./s or more. This makes it possible to harden the matrix structure.
The average cooling rate referred to here means a value obtained by dividing the temperature drop width of the steel sheet from the cooling stop temperature to the coiling temperature in cooling where the average cooling rate is 30° C./s or more and less than 50° C./s, by the time required from the stop of cooling to coiling in cooling where the average cooling rate is 30° C./s or more and less than 50° C./s.
(10)巻取り温度:350℃以下
巻取り温度は350℃以下とする。巻取り温度を350℃以下とすることで、鉄炭化物の析出量を減少させ、且つ硬質相内の硬度分布のばらつきを低減できる。その結果、I値を増加することができ、2次せん断面の発生を抑制することができる。
(10) Coiling temperature: 350° C. or less The coiling temperature is set to 350° C. or less. By setting the coiling temperature to 350° C. or less, the amount of iron carbide precipitated can be reduced, and the variation in hardness distribution in the hard phase can be reduced. As a result, the I value can be increased, and the generation of secondary shear planes can be suppressed.
次に、実施例により本発明の一態様の効果を更に具体的に説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性および効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明はこの一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。Next, the effect of one aspect of the present invention will be explained in more detail using an example. However, the conditions in the example are an example of conditions adopted to confirm the feasibility and effect of the present invention, and the present invention is not limited to this example of conditions. Various conditions may be adopted in the present invention as long as they do not deviate from the gist of the present invention and achieve the object of the present invention.
表1および表2に示す化学組成を有する鋼を溶製し、連続鋳造により厚みが240~300mmのスラブを製造した。得られたスラブを用いて、表3および表4に示す製造条件により、表5および表6に示す熱間圧延鋼板を得た。
なお、緩冷却の平均冷却速度は5℃/s未満とした。また、表4に記載した巻取り温度は50℃が測定下限であるため,50℃と記載した例の実際の巻取り温度は50℃以下である。
Steels having the chemical compositions shown in Tables 1 and 2 were melted and continuously cast into slabs having a thickness of 240 to 300 mm. The resulting slabs were used to obtain hot-rolled steel sheets shown in Tables 5 and 6 under the production conditions shown in Tables 3 and 4.
The average cooling rate of the slow cooling was less than 5° C./s. In addition, since the coiling temperature shown in Table 4 has a lower measurement limit of 50° C., the actual coiling temperature in the examples shown as 50° C. is 50° C. or lower.
得られた熱間圧延鋼板に対し、上述の方法により、金属組織の面積率、E値、I値、CS値、Mn濃度の標準偏差、表層の平均結晶粒径、引張強さTSおよび全伸びElを求めた。得られた測定結果を表5および表6に示す。
なお、残部組織はベイナイト、マルテンサイトおよび焼き戻しマルテンサイトの1種または2種以上であった。
The area ratio of the metal structure, the E value, the I value, the CS value, the standard deviation of the Mn concentration, the average crystal grain size of the surface layer, the tensile strength TS, and the total elongation El of the obtained hot-rolled steel sheet were measured by the above-mentioned methods. The obtained measurement results are shown in Tables 5 and 6.
The remaining structure was one or more of bainite, martensite and tempered martensite.
熱間圧延鋼板の特性の評価方法
引張特性
引張強さ(TS)が980MPa以上、且つ全伸び(El)が10.0%以上、且つ引張強さ(TS)×全伸び(El)が13000MPa・%以上であった場合、高い強度を有し、且つ優れた延性を有する熱間圧延鋼板であるとして合格と判定した。いずれか一つでも満たさなかった場合、高い強度を有し、且つ優れた延性を有する熱間圧延鋼板でないとして不合格と判定した。
Evaluation method of hot-rolled steel sheet properties Tensile properties If the tensile strength (TS) was 980 MPa or more, the total elongation (El) was 10.0% or more, and the tensile strength (TS) × total elongation (El) was 13,000 MPa·% or more, the hot-rolled steel sheet was judged to have high strength and excellent ductility and to be acceptable. If any one of the conditions was not satisfied, the hot-rolled steel sheet was judged to have neither high strength nor excellent ductility and to be unacceptable.
限界破断板厚減少率
熱間圧延鋼板の限界破断板厚減少率は引張試験により評価した。
引張特性を評価したときと同様の方法により引張試験を行った。引張試験前の板厚をt1、破断後の引張試験片の幅方向中央部における板厚の最小値をt2としたときに、(t1-t2)×100/t1の値を算出することで、限界破断板厚減少率を得た。引張試験は5回実施し、限界破断板厚減少率の最大値および最小値を除いた3回の平均値を算出することで、限界破断板厚減少率を得た。
Critical Fracture Thickness Reduction Rate The critical fracture thickness reduction rate of the hot-rolled steel sheets was evaluated by a tensile test.
The tensile test was performed in the same manner as when the tensile properties were evaluated. The plate thickness before the tensile test was t1, and the minimum plate thickness at the center of the width direction of the tensile test piece after fracture was t2. The limit plate thickness reduction rate at fracture was obtained by calculating the value of (t1-t2) x 100/t1. The tensile test was performed five times, and the limit plate thickness reduction rate at fracture was obtained by calculating the average value of three times excluding the maximum and minimum values of the limit plate thickness reduction rate.
限界破断板厚減少率が60.0%以上であった場合、高い限界破断板厚減少率を有する熱間圧延鋼板であるとして合格と判定した。一方、限界破断板厚減少率が60.0%未満であった場合、高い限界破断板厚減少率を有する熱間圧延鋼板でないとして不合格と判定した。If the critical fracture thickness reduction rate was 60.0% or more, the hot-rolled steel sheet was deemed to have a high critical fracture thickness reduction rate and was judged to have passed. On the other hand, if the critical fracture thickness reduction rate was less than 60.0%, the hot-rolled steel sheet was deemed to have a high non-critical fracture thickness reduction rate and was judged to have failed.
せん断加工性(2次せん断面評価)
熱間圧延鋼板のせん断加工性は、打ち抜き試験により評価した。
穴直径10mm、クリアランス10%、打ち抜き速度3m/sで各実施例につき打ち抜き穴を3個ずつ作製した。次に打ち抜き穴の圧延方向に直角な断面および圧延方向に平行な断面をそれぞれ樹脂に埋め込み、走査型電子顕微鏡で断面形状を撮影した。得られた観察写真では、図1または図2に示すようなせん断端面を観察することができる。なお、図1は本発明例に係る熱間圧延鋼板のせん断端面の一例であり、図2は比較例に係る熱間圧延鋼板のせん断端面の一例である。図1では、ダレ―せん断面―破断面―バリのせん断端面である。一方、図2では、ダレ―せん断面―破断面―せん断面―破断面―バリのせん断端面である。ここで、ダレとはR状の滑らかな面の領域であり、せん断面とはせん断変形により分離した打ち抜き端面の領域であり、破断面とは刃先近傍から発生した亀裂によって分離した打ち抜き端面の領域であり、バリとは熱間圧延鋼板の下面からはみ出した突起を有する面である。
Shear workability (secondary shear surface evaluation)
The shear workability of the hot-rolled steel sheets was evaluated by a punching test.
Three punched holes were made for each example with a hole diameter of 10 mm, a clearance of 10%, and a punching speed of 3 m/s. Next, the cross section perpendicular to the rolling direction of the punched holes and the cross section parallel to the rolling direction were embedded in resin, and the cross-sectional shape was photographed with a scanning electron microscope. In the obtained observation photograph, the sheared end surface as shown in FIG. 1 or FIG. 2 can be observed. Note that FIG. 1 is an example of the sheared end surface of the hot-rolled steel sheet according to the present invention, and FIG. 2 is an example of the sheared end surface of the hot-rolled steel sheet according to the comparative example. In FIG. 1, the sheared end surface is sag-sheared surface-fractured surface-burr. On the other hand, in FIG. 2, the sheared end surface is sag-sheared surface-fractured surface-sheared surface-fractured surface-burr. Here, the sag refers to an R-shaped smooth surface region, the shear surface refers to an area of the punched end surface separated by shear deformation, the fracture surface refers to an area of the punched end surface separated by a crack that has initiated near the cutting edge, and the burr refers to a surface having a protrusion protruding from the underside of the hot-rolled steel sheet.
得られたせん断端面のうち、圧延方向に垂直な面2面、および圧延方向に平行な面2面において、例えば図2に示すような、せん断面-破断面-せん断面が見られた場合には、2次せん断面が形成されたと判断した。各打ち抜き穴につき4面、合計12面を観察し、2次せん断面が表れた面が一つもなかった場合、優れたせん断加工性を有する熱間圧延鋼板であるとして合格と判定し、表中に「無」と記載した。一方、2次せん断面が一つでも形成された場合、優れたせん断加工性を有する熱間圧延鋼板でないとして不合格と判定し、表中に「有り」と記載した。 If a shear surface-fracture surface-shear surface, as shown in Figure 2, was observed on two surfaces perpendicular to the rolling direction and two surfaces parallel to the rolling direction among the obtained sheared end surfaces, it was determined that a secondary shear surface had been formed. Four surfaces for each punched hole, for a total of 12 surfaces, were observed, and if none of the surfaces showed a secondary shear surface, the hot-rolled steel sheet was deemed to have excellent shear workability and passed the test, and this was recorded as "absent" in the table. On the other hand, if even one secondary shear surface was formed, the hot-rolled steel sheet was deemed to not have excellent shear workability and failed the test, and this was recorded as "present" in the table.
耐曲げ内割れ性
以下の曲げ試験により、耐曲げ内割れ性を評価した。
熱間圧延鋼板の幅方向1/2位置から、100mm×30mmの短冊形状の試験片を切り出して曲げ試験片を得た。曲げ稜線が圧延方向(L方向)に平行である曲げ(L軸曲げ)と、曲げ稜線が圧延方向に垂直な方向(C方向)に平行である曲げ(C軸曲げ)の両者について、JIS Z 2248:2006のVブロック法(曲げ角度θは90°)に準拠した試験を行った。これにより、亀裂の発生しない最小曲げ半径を求め。耐曲げ内割れ性を調査した。L軸とC軸との最小曲げ半径の平均値を板厚で除した値を限界曲げR/tとして耐曲げ内割れ性の指標値とした。R/tが2.5以下であった場合、耐曲げ内割れ性に優れた熱間圧延鋼板であると判断した。
Resistance to Internal Cracks on Bending Resistance to internal cracks on bending was evaluated by the following bending test.
A test piece having a rectangular shape of 100 mm x 30 mm was cut out from the half-width position of the hot-rolled steel sheet to obtain a bending test piece. For both bending (L-axis bending) in which the bending ridgeline is parallel to the rolling direction (L direction) and bending (C-axis bending) in which the bending ridgeline is parallel to the direction perpendicular to the rolling direction (C direction), a test was performed according to the V-block method (bending angle θ is 90°) of JIS Z 2248:2006. As a result, the minimum bending radius at which no cracks occur was obtained. The resistance to internal bending cracks was investigated. The value obtained by dividing the average value of the minimum bending radius of the L axis and the C axis by the plate thickness was taken as the limit bending R/t, which was used as an index value of resistance to internal bending cracks. When R/t was 2.5 or less, it was determined that the hot-rolled steel sheet had excellent resistance to internal bending cracks.
ただし、亀裂の有無は、試験後の試験片を曲げ方向と平行でかつ板面に垂直な面で切断した断面を鏡面研磨後、光学顕微鏡で亀裂を観察し、試験片の曲げ内側に観察される亀裂長さが30μmを超える場合に亀裂有と判断した。However, to determine whether or not cracks existed, the cross section of the test specimen after the test was cut parallel to the bending direction and perpendicular to the plate surface, mirror-polished, and then observed for cracks using an optical microscope. If the length of the crack observed on the inside of the bent test specimen exceeded 30 μm, it was determined that a crack was present.
表5および表6を見ると、本発明例に係る熱間圧延鋼板は、高い強度および限界破断板厚減少率を有しつつ、優れた延性およびせん断加工性を有することが分かる。また、本発明例のうち、表層の平均結晶粒径が3.0μm未満である熱間圧延鋼板は、上記諸特性を有した上で更に、優れた耐曲げ内割れ性を有することが分かる。
一方、比較例に係る熱間圧延鋼板は、強度、延性、限界破断板厚減少率およびせん断加工性のいずれか1つ以上が劣化していることが分かる。
From Tables 5 and 6, it can be seen that the hot-rolled steel sheets according to the examples of the present invention have high strength and a critical thickness reduction rate at break, and also have excellent ductility and shear workability. In addition, it can be seen that the hot-rolled steel sheets according to the examples of the present invention, which have an average crystal grain size of the surface layer of less than 3.0 μm, have excellent resistance to internal bending cracking in addition to the above-mentioned properties.
On the other hand, it is found that the hot-rolled steel sheets according to the comparative examples are deteriorated in at least one of the strength, ductility, critical sheet thickness reduction rate at break, and shear workability.
本発明に係る上記態様によれば、高い強度および限界破断板厚減少率を有するとともに、優れた延性およびせん断加工性を有する熱間圧延鋼板を提供することができる。また、本発明に係る上記の好ましい態様によれば、上記諸特性を有した上で更に、曲げ内割れの発生が抑制された、すなわち耐曲げ内割れ性に優れた熱間圧延鋼板を得ることができる。
本発明に係る熱間圧延鋼板は、自動車部材、機械構造部材さらには建築部材に用いられる工業用素材として好適である。
According to the above-mentioned aspect of the present invention, it is possible to provide a hot-rolled steel sheet having high strength and a critical thickness reduction rate at fracture as well as excellent ductility and shear workability. Also, according to the above-mentioned preferred aspect of the present invention, it is possible to obtain a hot-rolled steel sheet having the above-mentioned properties and further suppressing the occurrence of internal cracks during bending, i.e., having excellent resistance to internal cracks during bending.
The hot-rolled steel sheet according to the present invention is suitable as an industrial material used for automobile parts, machine structural parts, and further building parts.
Claims (3)
C :0.050~0.250%、
Si:0.05~3.00%、
Mn:1.00~4.00%、
sol.Al:0.001~2.000%、
P :0.100%以下、
S :0.0300%以下、
N :0.1000%以下、
O :0.0100%以下、
Ti:0~0.500%、
Nb:0~0.500%、
V :0~0.500%、
Cu:0~2.00%、
Cr:0~2.00%、
Mo:0~1.00%、
Ni:0~2.00%、
B :0~0.0100%、
Ca:0~0.0200%、
Mg:0~0.0200%、
REM:0~0.1000%、
Bi:0~0.0200%、
As:0~0.100%、
Zr:0~1.00%、
Co:0~1.00%、
Zn:0~1.00%、
W :0~1.00%、
Sn:0~0.05%、並びに
残部:Feおよび不純物であり、
下記式(A)および(B)を満たし、
金属組織が、面積%で、
残留オーステナイトが3.0%未満であり、
フェライトが15.0%以上、60.0%未満であり、
パーライトが5.0%未満であり、
グレーレベル共起行列法により、前記金属組織のSEM画像を解析することによって得られる、下記式(1)で示されるEntropy値が10.7以上であり、
下記式(2)で示されるInverce differenced normalized値が1.020以上であり、
下記式(3)で示されるCluster Shade値が-8.0×105~8.0×105であり、
Mn濃度の標準偏差が0.60質量%以下であり、
引張強さが980MPa以上である
ことを特徴とする熱間圧延鋼板。
0.060%≦Ti+Nb+V≦0.500% …(A)
Zr+Co+Zn+W≦1.00% …(B)
ただし、前記式(A)および(B)中の各元素記号は、当該元素の質量%での含有量を示し、当該元素を含有しない場合は0%を代入する。
ここで、下記式(1)~(5)中のP(i,j)はグレーレベル共起行列であり、下記式(2)中のLは前記SEM画像の取り得るグレースケールのレベル数であり、下記式(2)および(3)中のiおよびjは1~前記Lの自然数であり、下記式(3)中のμxおよびμyはそれぞれ下記式(4)および(5)で示される。
C: 0.050-0.250%,
Si: 0.05-3.00%,
Mn: 1.00-4.00%,
sol. Al: 0.001-2.000%,
P: 0.100% or less,
S: 0.0300% or less,
N: 0.1000% or less,
O: 0.0100% or less,
Ti: 0 to 0.500%,
Nb: 0 to 0.500%,
V: 0 to 0.500%,
Cu: 0-2.00%,
Cr: 0-2.00%,
Mo: 0-1.00%,
Ni: 0-2.00%,
B: 0 to 0.0100%,
Ca: 0-0.0200%,
Mg: 0 to 0.0200%,
REM: 0-0.1000%,
Bi: 0 to 0.0200%,
As: 0 to 0.100%,
Zr: 0 to 1.00%,
Co: 0-1.00%,
Zn: 0 to 1.00%,
W: 0-1.00%,
Sn: 0 to 0.05%, and the balance: Fe and impurities;
Satisfying the following formulas (A) and (B),
The metal structure is, in area percent,
The retained austenite is less than 3.0%;
Ferrite is 15.0% or more and less than 60.0%;
Pearlite is less than 5.0%;
The entropy value, which is obtained by analyzing the SEM image of the metal structure by a gray level co-occurrence matrix method and is represented by the following formula (1), is 10.7 or more,
The inverse differencing normalized value represented by the following formula (2) is 1.020 or more,
The Cluster Shade value represented by the following formula (3) is −8.0×10 5 to 8.0×10 5 ,
The standard deviation of the Mn concentration is 0.60 mass% or less;
A hot-rolled steel sheet having a tensile strength of 980 MPa or more.
0.060%≦Ti+Nb+V≦0.500%…(A)
Zr+Co+Zn+W≦1.00%…(B)
In the formulas (A) and (B), each element symbol indicates the content of the element in mass %, and 0% is substituted when the element is not contained.
Here, P(i, j) in the following formulas (1) to (5) is a gray level co-occurrence matrix, L in the following formula (2) is the number of possible gray scale levels of the SEM image, i and j in the following formulas (2) and (3) are natural numbers from 1 to L, and μ x and μ y in the following formula (3) are represented by the following formulas (4) and (5), respectively.
Ti:0.001~0.500%、
Nb:0.001~0.500%、
V :0.001~0.500%、
Cu:0.01~2.00%、
Cr:0.01~2.00%、
Mo:0.01~1.00%、
Ni:0.01~2.00%、
B :0.0001~0.0100%、
Ca:0.0001~0.0200%、
Mg:0.0001~0.0200%、
REM:0.0001~0.1000%、
Bi:0.0001~0.0200%、
As:0.001~0.100%、
Zr:0.01~1.00%、
Co:0.01~1.00%、
Zn:0.01~1.00%、
W :0.01~1.00%、および
Sn:0.01~0.05%
からなる群から選択される1種または2種以上を含有する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の熱間圧延鋼板。 The chemical composition, in mass%,
Ti: 0.001 to 0.500%,
Nb: 0.001-0.500%,
V: 0.001-0.500%,
Cu: 0.01-2.00%,
Cr: 0.01-2.00%,
Mo: 0.01-1.00%,
Ni: 0.01-2.00%,
B: 0.0001 to 0.0100%,
Ca: 0.0001-0.0200%,
Mg: 0.0001 to 0.0200%,
REM: 0.0001-0.1000%,
Bi: 0.0001-0.0200%,
As: 0.001 to 0.100%,
Zr: 0.01-1.00%,
Co: 0.01 to 1.00%,
Zn: 0.01-1.00%,
W: 0.01 to 1.00%, and Sn: 0.01 to 0.05%
The hot-rolled steel sheet according to claim 1 or 2, characterized in that it contains one or more selected from the group consisting of:
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