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JPH0559492A - High strength hot rolled steel sheet of composite structure excellent in ductility and its manufacture - Google Patents

High strength hot rolled steel sheet of composite structure excellent in ductility and its manufacture

Info

Publication number
JPH0559492A
JPH0559492A JP22277691A JP22277691A JPH0559492A JP H0559492 A JPH0559492 A JP H0559492A JP 22277691 A JP22277691 A JP 22277691A JP 22277691 A JP22277691 A JP 22277691A JP H0559492 A JPH0559492 A JP H0559492A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steel sheet
steel
ductility
austenite
hot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP22277691A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Manabu Takahashi
学 高橋
Koji Sakuma
康治 佐久間
Osamu Akisue
治 秋末
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP22277691A priority Critical patent/JPH0559492A/en
Publication of JPH0559492A publication Critical patent/JPH0559492A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、鋼の成分と熱延・冷却方法を調整
し、鋼板中の残留オーステナイト量を制御して延性の良
好な高強度熱延鋼板を製造する方法を提供する。 【構成】 C=0.05〜0.3、Si=0.5〜3.
0、Mn=0.1〜2.5、Mo=0.05〜2.0重
量%を含む鋼をAr3 温度近傍で熱延完了し、5℃〜1
20℃/秒で冷却し、300〜475℃の範囲で巻取る
ことによって、最終的な鋼板のミクロ組織をフェライ
ト、ベイナイト、残留オーステナイトの3相もしくは一
部マルテンサイトを含む4相とする高強度と高い延性を
両立させた鋼板の製造が可能になる。 【効果】 加工用自動車鋼板板厚を減少し、自動車の車
体軽量化に貢献する。
(57) [Summary] [Object] The present invention provides a method for producing a high-strength hot-rolled steel sheet having good ductility by adjusting the composition of the steel and the hot rolling / cooling method to control the amount of retained austenite in the steel sheet. provide. [Structure] C = 0.05 to 0.3, Si = 0.5 to 3.
Steel containing 0, Mn = 0.1-2.5, Mo = 0.05-2.0 wt% was hot-rolled near the Ar 3 temperature, and 5 ° C.-1
By cooling at 20 ° C / sec and winding in the range of 300 to 475 ° C, the final steel sheet has a microstructure of 3 phases of ferrite, bainite, retained austenite, or 4 phases including some martensite, and high strength. It is possible to manufacture a steel sheet that achieves both high ductility. [Effect] The thickness of automobile steel plate for processing is reduced, which contributes to the weight reduction of automobile bodies.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は優れた成形性を有する高
強度熱延鋼板とその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high strength hot rolled steel sheet having excellent formability and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、自動車の快適性、安全性に加えて
車体の軽量化に対する要求が大きくなってきている。こ
れは地球規模で考えた省エネルギー及び環境問題に対す
る要求であり、軽量化による車両燃費の向上とCO2
どの有害排気ガスの減少をその目的としている。このよ
うな目的を達成させるためには車体構造に利用される材
料の強度を向上させその材料厚みを減少させることか、
新たな低比重の材料を用いることなどが必要である。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been an increasing demand for weight reduction of a vehicle body in addition to comfort and safety of an automobile. This is a demand for energy saving and environmental problems considered on a global scale, and its purpose is to improve vehicle fuel efficiency by reducing weight and reduce harmful exhaust gas such as CO 2 . In order to achieve such an object, it is necessary to improve the strength of the material used for the vehicle body structure and reduce the material thickness, or
It is necessary to use new low specific gravity materials.

【0003】新たな低比重材料(例えばAl,Mg等)
を利用する場合、価格、安定供給量の観点から、従来車
体構成材料の中心として利用されてきた鋼板と共存状態
での利用が前提となると考えられる。この場合に最も問
題となるのはスクラップのリサイクルであり、他材料と
混合した鋼板スクラップはその後の利用では多くのエネ
ルギー、コストを費やして再利用される必要がある。
New low specific gravity materials (eg Al, Mg, etc.)
From the viewpoints of price and stable supply, it is premised that the steel is used in the state of coexistence with the steel sheet that has been conventionally used as the center of the body material. In this case, the most problematic problem is the recycling of scrap, and the steel plate scrap mixed with other materials needs to be reused with much energy and cost for subsequent use.

【0004】従って地球全体としてのエネルギーミニマ
ム、環境保持を目指す上では特殊な部位を除いては、単
一材料(すなわち鋼材)での軽量化対策が非常に重要と
なり、鋼材のより一層の高強度化が期待されている。
Therefore, in order to maintain the minimum energy and environment of the earth as a whole, it is very important to reduce the weight of a single material (that is, steel material) except for special parts, so that the strength of steel material is much higher. Is expected.

【0005】上記要求に加えて、車体構成部位の一体成
形は、製造工程の簡略化、連続化のために重要な技術的
要請と考えられる。このような近代化されつつある成形
工程で用いられる鋼材の中で、特に薄鋼板を考えると、
良好な成形性を有することがその鋼板の選択基準とな
る。薄鋼板の成形性の良否は、伸び、ランクフォードの
塑性歪比(r値)、加工硬化指数(n値)や降伏強度で
判断され、複雑な部品の一体成形のためには伸びやn値
が高いことが一つの必要条件となる。
In addition to the above requirements, the integral molding of vehicle body constituent parts is considered to be an important technical requirement for simplification and continuation of the manufacturing process. Among the steel materials used in such modernizing forming process, especially considering thin steel plate,
Having good formability is the selection criterion for the steel sheet. The formability of thin steel sheet is judged by elongation, Rankford's plastic strain ratio (r value), work hardening index (n value) and yield strength. For integral molding of complex parts, elongation and n value Is a high requirement.

【0006】伸びやn値の大きな鋼板の例としては、従
来フェライトとマルテンサイト2相組織のDual P
hase(DP)鋼が知られている。DP鋼は特公昭5
6−18051号公報や特公昭59−45735号公報
などで示されているように50〜80kgf/mm2 で最大
30〜35%程度の全伸びを得ることができる。しかし
ながら複雑な加工を要求される部位への適用では十分な
強度−延性バランスとは言い難い。
As an example of a steel sheet having a large elongation and a large n value, a conventional ferrite and martensite dual phase dual P
Hase (DP) steel is known. DP steel is Japanese Patent Sho5
As shown in Japanese Patent Publication No. 6-18051 and Japanese Patent Publication No. 59-45735, a maximum total elongation of about 30 to 35% can be obtained at 50 to 80 kgf / mm 2 . However, it is difficult to say that the strength-ductility balance is sufficient when applied to a site where complicated processing is required.

【0007】この材質を更に向上させるための方法とし
て最近、フェライト、ベイナイト及びオーステナイトの
混合組織(もしくは一部マルテンサイトを含む)をミク
ロ組織として持つ高強度複合組織鋼板が提案されてい
る。この鋼板は室温で残留しているオーステナイトが成
形時にマルテンサイトに変態することによって高い延性
を示す「変態誘起塑性」を利用するものである。
As a method for further improving this material, a high-strength composite structure steel sheet having a microstructure of a mixed structure of ferrite, bainite and austenite (or partly containing martensite) has been proposed. This steel sheet utilizes “transformation-induced plasticity” which shows high ductility by transforming austenite remaining at room temperature into martensite during forming.

【0008】変態誘起塑性を利用した鋼はTRIP鋼と
して知られているように、例えばZackayら(V.
F.Zackayら:Trans.ASM vol.60
(1967)252)が示すように70kgf/mm2以上
で最大90%程度の高延性が達成されている。しかしな
がらこのようなTRIP鋼は高価な合金元素を大量に添
加する必要があるなど必ずしもここでの要求に合致しな
い。
Steels utilizing transformation-induced plasticity are known as TRIP steels, for example, Zackay et al.
F. Zackay et al .: Trans. ASM vol.60
As shown in (1967) 252), high ductility of about 90% at maximum is achieved at 70 kgf / mm 2 or more. However, such TRIP steel does not always meet the requirements here, such as the need to add a large amount of expensive alloying elements.

【0009】このような問題を解決したものとして、特
開昭63−4017号公報や特開昭64−79345号
公報などのように自動車用鋼板のような大量生産が前提
となる廉価な用途に合致した薄鋼板の製造方法が示され
ている。
As a solution to such a problem, it can be applied to low-priced applications such as those disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 63-4017 and 64-79345, which are premised on mass production of automobile steel sheets. A method of manufacturing a conforming steel sheet is shown.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】熱延後冷却し巻取った
熱延鋼板中の残留オーステナイト量は最終的な鋼板の材
質、特に延性に大きな影響を与える。この残留オーステ
ナイト量に及ぼす熱延冷却条件の影響については特殊な
合金元素を含まない場合について、例えば河野ら(Pr
oc.of Int.Conf.on “Physic
al Metallurgy and Thermom
echanical Processing of S
teels and Other Material
s”,Tokyo Japan,ISIJ,1988)
の報告がある。
The amount of retained austenite in the hot-rolled steel sheet that has been cooled and rolled after hot rolling has a great influence on the material of the final steel sheet, especially on the ductility. Regarding the effect of hot rolling cooling conditions on the amount of retained austenite, the case of containing no special alloying element is described in, for example, Kono et al.
oc. of Int. Conf. on “Physic
al Metallurgy and Thermom
mechanical Processing of S
tees and other material
s ", Tokyo Japan, ISIJ, 1988).
There is a report.

【0011】残留オーステナイト量を増加させるために
は、低温(Ar3近傍)での圧延、冷却条件の最適
化、400℃近傍での巻取りと、巻取り後の加速冷
却が有効であると報告されている。しかしながらこれら
の条件は製造工程の能力に大きく依存し通常の熱延工程
では達成が容易ではなく、特にについては通常の製造
工程では達成が困難である。
In order to increase the amount of retained austenite, rolling at low temperature (near Ar 3 ), optimization of cooling conditions, winding near 400 ° C., and accelerated cooling after winding are reported to be effective. Has been done. However, these conditions are largely dependent on the capability of the manufacturing process and are not easily achieved in the normal hot rolling process, and particularly, in the normal manufacturing process, it is difficult to achieve them.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明者らはこのような
従来の知見をもとに実験を行った結果、特定の合金元素
を少量添加することによって、厳しい製造条件の制約を
要求すること無しに容易にオーステナイトの残留量を増
加させることが可能であることを見いだした。すなわ
ち、本発明は (1)重量%でC:0.05〜0.30%、Si:0.
5〜3.0%、Mn:0.1〜2.5%、Mo:0.0
5〜2.0%を含み、Mn,Moに必要によりNiを加
えた3種の元素を合計で0.6〜3.0%含み、残部F
e及び不可避的な不純物からなる鋼材を、熱延後冷却
し、最終的なミクロ組織をフェライト、ベイナイト、残
留オーステナイトの3相もしくは一部マルテンサイトを
含む4相とすることを特徴とした優れた延性を持った高
強度複合組織熱延鋼板。
Means for Solving the Problems As a result of an experiment based on such conventional knowledge, the present inventors have found that a strict restriction on manufacturing conditions is required by adding a small amount of a specific alloying element. It has been found that it is possible to easily increase the retained amount of austenite without. That is, according to the present invention, (1) wt% C: 0.05 to 0.30%, Si: 0.
5 to 3.0%, Mn: 0.1 to 2.5%, Mo: 0.0
5 to 2.0%, and 0.6 to 3.0% in total of the three elements including Mn and Mo with Ni added as necessary, and the balance F
A steel material comprising e and unavoidable impurities is hot-rolled and then cooled so that the final microstructure is three phases of ferrite, bainite, retained austenite, or four phases containing some martensite. High strength composite hot rolled steel sheet with ductility.

【0013】(2)重量%で、C:0.05〜0.30
%、Si:0.5〜3.0%、Mn:0.1〜2.5
%、Mo:0.05〜2.0%を含み、Mn,Moに必
要によりNiを加えた3種の元素を合計で0.6〜3.
0%含み、残部Fe及び不可避的な不純物からなる鋼材
を、鋼材のAr3 変態温度−30℃からAr3 変態温度
+100℃の範囲で熱延を終了し、その後5℃/sec 以
上120℃/sec 以下の冷却速度で冷却し、300℃か
ら475℃の範囲で巻取ることにより、最終的なミクロ
組織をフェライト、ベイナイト、残留オーステナイトの
3相もしくは一部マルテンサイトを含む4相とすること
を特徴とした優れた延性を持った高強度複合組織熱延鋼
板の製造方法。
(2) C: 0.05 to 0.30 in% by weight
%, Si: 0.5 to 3.0%, Mn: 0.1 to 2.5
%, Mo: 0.05-2.0%, and a total of 0.6-3.
Hot rolling of a steel material containing 0% and the balance Fe and unavoidable impurities is completed within a range of the Ar 3 transformation temperature of the steel −30 ° C. to the Ar 3 transformation temperature + 100 ° C., and then 5 ° C./sec or more 120 ° C./sec or more. By cooling at a cooling rate of sec or less and winding in the range of 300 ° C to 475 ° C, the final microstructure is made to be three phases of ferrite, bainite, retained austenite or four phases containing some martensite. A method for producing a high-strength composite hot-rolled steel sheet having excellent ductility.

【0014】(3)Cu,Cr,Nb,Tiの内1種も
しくは2種以上の元素を合計2%以下添加することを特
徴とする優れた延性を持った高強度複合組織熱延鋼板の
製造方法である。
(3) Manufacture of a high strength composite structure hot rolled steel sheet having excellent ductility, characterized in that one or more elements of Cu, Cr, Nb and Ti are added in a total amount of 2% or less. Is the way.

【0015】[0015]

【作用】残留オーステナイトを含む高強度鋼板について
の報告は、熱延鋼板及び冷延−焼鈍鋼板の双方について
行われている。熱延と冷延−連続焼鈍との大きな相違点
は熱間加工の有無及び約400℃近傍での処理時間の長
短である。熱延工程では巻取り後その温度近傍に長時間
保持されることが不可避であることから、400℃近傍
で適当な処理時間を選択することが容易ではない。
The high strength steel sheet containing retained austenite has been reported for both hot rolled steel sheet and cold rolled-annealed steel sheet. The major differences between hot rolling and cold rolling-continuous annealing are the presence or absence of hot working and the processing time at around 400 ° C. In the hot rolling step, it is unavoidable to keep the temperature around the coil for a long time after winding, so it is not easy to select an appropriate treatment time near 400 ° C.

【0016】従って、巻取り後特殊な冷却(例えばミス
ト冷却や水中へのどぶ漬けなど)を行えば残留オーステ
ナイト量が増加することは河野ら(Proc.of I
nt.Conf.on “Physical Meta
llurgy and Thermomechanic
al Processing of Steelsan
d Other Materials”,Tokyo
Japan,ISIJ,1988)の報告でも明らかで
ある。
Therefore, the amount of retained austenite increases if special cooling (for example, mist cooling or soaking in water) after winding is carried out by Kono et al. (Proc. Of I).
nt. Conf. on “Physical Meta
lurgy and Thermomechanic
al Processing of Steelsan
d Other Materials ”, Tokyo
It is also clear in the report of Japan, ISIJ, 1988).

【0017】しかしながらこのような工程を追加するこ
とは製造コストの上昇のまねき、また生産性も阻害す
る。これに対して、特定の合金元素を適量添加すること
で、熱延鋼板のように巻取り温度近傍に長時間さらされ
る場合にも、巻取り後の特殊な冷却を導入すること無く
容易に残留オーステナイト量を増加させ得ることが判明
した。
However, the addition of such a step leads to an increase in manufacturing cost and hinders productivity. On the other hand, by adding an appropriate amount of a specific alloying element, even if it is exposed to the vicinity of the coiling temperature for a long time like hot-rolled steel sheet, it easily remains without introducing special cooling after coiling. It has been found that the amount of austenite can be increased.

【0018】以下に本発明の重要な要素の作用の詳細に
ついて述べる。 C:炭素(C)は低合金鋼に於いて室温で残留オーステ
ナイトを得るために必要不可欠な元素である。すなわ
ち、オーステナイトが室温で安定に存在するためにはオ
ーステナイト中にMnやNi等のオーステナイト形成元
素を十分に含有させるかもしくは最も安価な元素である
Cを約1%以上含有させるかのいずれかが必要である。
The details of the operation of the important elements of the present invention will be described below. C: Carbon (C) is an essential element for obtaining retained austenite at room temperature in low alloy steel. That is, in order for austenite to exist stably at room temperature, either a sufficient amount of austenite-forming elements such as Mn and Ni is contained in austenite, or about 1% or more of C, which is the cheapest element, is contained. is necessary.

【0019】本発明は高価な元素の使用をできるだけ少
なくしてオーステナイトを残留させることをその特徴と
していることから、Cによるオーステナイトの安定化が
最も重要な技術となる。従って最終的に得られる残留オ
ーステナイト量は鋼板に含まれるC量によってほぼ決定
されるといって良い。但しC量を増加させると一般的に
は鋼の焼き入れ性が上昇し、最終的に得られる鋼板強度
が上昇する。従って要求される強度レベルに従って適当
なC量は変化する。
Since the present invention is characterized in that the use of expensive elements is minimized and austenite remains, the stabilization of austenite by C is the most important technique. Therefore, it can be said that the amount of residual austenite finally obtained is almost determined by the amount of C contained in the steel sheet. However, if the amount of C is increased, the hardenability of steel generally increases, and the strength of the finally obtained steel plate increases. Therefore, the appropriate amount of C changes according to the required intensity level.

【0020】しかしながら、他の強化機構(変態組織強
化、析出強化等)を利用した鋼板(従来鋼)に比べて明
確な優位性を持つためには最低0.05%以上の炭素含
有が必要であるのでこれを炭素の下限値とする。一方
0.3%超のCの添加は溶接性を劣化させ、また鋼を脆
化させるのでこれをCの上限とした。
However, a carbon content of at least 0.05% is required in order to have a clear advantage over steel sheets (conventional steels) utilizing other strengthening mechanisms (transformation structure strengthening, precipitation strengthening, etc.). Since this is the case, this is the lower limit of carbon. On the other hand, addition of more than 0.3% of C deteriorates weldability and embrittles the steel, so this was made the upper limit of C.

【0021】Si:Siはオーステナイトを室温でも安
定なほど炭素濃化させるために最も重要な添加元素であ
る。鋼板をフェライト/オーステナイト2相域に加熱
し、冷却時にフェライト変態を進行させることによっ
て、オーステナイト中に炭素を濃化させることが本発明
の技術の中心であるが、フェライト変態の進行と共に
(従ってオーステナイト中の炭素濃度の上昇と共に)炭
化物の生成が起こり易くなり、高温ではパーライト、低
温では上部ベイナイトが生成されるようになり、オース
テナイト中の全炭素量を減少させ、結果として残留オー
ステナイト量を減少させることとなる。
Si: Si is the most important additional element for carbon concentration so that austenite is stable even at room temperature. Although the core of the technique of the present invention is to concentrate carbon in the austenite by heating the steel sheet to the ferrite / austenite two-phase region and allowing the ferrite transformation to proceed during cooling, the ferrite transformation progresses (and thus the austenite). Carbides are more likely to occur (with increasing carbon content in the interior), pearlite is formed at higher temperatures and upper bainite is formed at lower temperatures, which reduces the total carbon content in austenite and consequently the retained austenite content. It will be.

【0022】Siはよく知られているように炭化物(こ
こではセメンタイト)に固溶しないために炭化物の生成
を著しく遅らせる働きがある。これにより炭化物の形で
炭素原子を浪費すること無く効率よいオーステナイトへ
の炭素濃化を可能にする。
As is well known, Si does not form a solid solution in a carbide (here, cementite), and therefore has a function of significantly delaying the formation of the carbide. This enables efficient carbon enrichment to austenite without wasting carbon atoms in the form of carbides.

【0023】この働きのためには0.5%以上のSi添
加が不可欠である。Siはこのときフェライト中に固溶
し、フェライトを強化することから、不必要に多量の添
加は鋼板の加工性の低下をもたらす。従ってその添加量
を3%以下と限定した。しかしながら2%以上のSi添
加では若干の延性劣化が認められることから、特に強度
上の要請が強くない場合には、Siの添加量を好ましく
は0.5〜2.0%の範囲にする。
For this purpose, addition of 0.5% or more of Si is indispensable. At this time, Si forms a solid solution in the ferrite and strengthens the ferrite. Therefore, addition of an unnecessarily large amount causes a decrease in the workability of the steel sheet. Therefore, the amount added is limited to 3% or less. However, if the addition of Si of 2% or more causes some deterioration in ductility, the addition amount of Si is preferably in the range of 0.5 to 2.0% when the demand for strength is not particularly strong.

【0024】Mn,Mo,Ni:Mn,Mo,NiもS
i同様炭化物の生成を遅らす働きがあることからオース
テナイトの残留に貢献する添加元素である。これに加え
て、これらの元素の添加はオーステナイトのマルテンサ
イト変態開始温度を低くする。オーステナイトを室温で
安定にするためには上述の通り炭化物の析出を抑えてオ
ーステナイト中の炭素濃度を高めることが必要だが、同
時にそのオーステナイトのマルテンサイト変態開始温度
を低下させることも重要である。
Mn, Mo, Ni: Mn, Mo, Ni are also S
Like i, it is an additive element that contributes to the retention of austenite because it has a function of delaying the formation of carbides. In addition to this, the addition of these elements lowers the martensitic transformation start temperature of austenite. In order to stabilize austenite at room temperature, it is necessary to suppress the precipitation of carbides and increase the carbon concentration in the austenite as described above, but it is also important to lower the martensitic transformation start temperature of the austenite at the same time.

【0025】もしもマルテンサイト変態温度が室温より
も高温であれば、オーステナイトの一部は不可避的にマ
ルテンサイトに変態し、鋼板の強度を上げると共に延性
の劣化をもたらす。このような目的のためにはMn,M
o,Niの添加量の合計が0.6%以上必要であるので
これを下限とした。
If the martensite transformation temperature is higher than room temperature, a part of austenite inevitably transforms to martensite, which increases the strength of the steel sheet and deteriorates ductility. For such purposes, Mn, M
Since the total addition amount of o and Ni needs to be 0.6% or more, this is the lower limit.

【0026】但しMn添加量を0.1%以下にすること
は製鋼工程でのコスト上昇を招くのでこれをMn添加量
の下限とした。またMoは本発明で最も重要な元素の1
つであり、Moの添加によって熱延後の適正巻取り温度
領域が拡大される。しかしながらこのような効果のため
には最低0.05%以上のMo添加が必要であるのでこ
れをMo添加量の下限とした。
However, if the amount of Mn added is set to 0.1% or less, the cost in the steelmaking process increases, so this was made the lower limit of the amount of Mn added. Mo is one of the most important elements in the present invention.
That is, the proper winding temperature region after hot rolling is expanded by adding Mo. However, in order to obtain such an effect, it is necessary to add Mo in an amount of at least 0.05%, so this was made the lower limit of the amount of Mo added.

【0027】一方、これらの合金元素を多量に添加する
と、鋼板の焼き入れ性を不必要に高め強度上昇と共に延
性の劣化の可能性が高まると同時に鋼板のコスト上昇を
招く。この目的から、Mnの上限値を2.5%とし、好
ましくは2.0%以下にする。
On the other hand, if a large amount of these alloy elements is added, the hardenability of the steel sheet is unnecessarily increased and the possibility of deterioration of ductility along with an increase in strength increases and at the same time the cost of the steel sheet increases. For this purpose, the upper limit of Mn is 2.5%, preferably 2.0% or less.

【0028】Moの多量の添加もMn同様鋼板の不必要
な強度上昇と延性の劣化を招くと共に鋼板のコスト上昇
の原因となる。従ってMo添加量の上限を2.0%と
し、強度と延性のバランスから好ましくは0.05〜
1.0%にする。
Similar to Mn, addition of a large amount of Mo causes unnecessary increase in strength and deterioration of ductility of the steel sheet, and also causes increase in cost of the steel sheet. Therefore, the upper limit of the amount of Mo added is set to 2.0%, and from the balance of strength and ductility, it is preferably 0.05 to
Set to 1.0%.

【0029】またMn,Moの添加量にNiの添加量
(添加されない場合もある)を加えた合計が3.0%を
超えると、鋼板の強度が必要以上に高くなり、加工性が
要求されるような用途への適用ができなくなるために、
これら3種の合金元素添加量合計の上限を3.0%とし
た。鋼板の材質(強度、延性等)のバラツキを少なくす
るためには、好ましくはこの量を2.0%以下とする。
本発明の成分系でNiの添加量は鋼板のコストに直接大
きな影響を及ぼすことから望ましくは2.0%以下の添
加にする。
If the total amount of Mn and Mo added plus the amount of Ni added (which may not be added) exceeds 3.0%, the strength of the steel sheet becomes unnecessarily high and workability is required. Since it can not be applied to applications such as
The upper limit of the total addition amount of these three types of alloy elements was set to 3.0%. In order to reduce variations in the material (strength, ductility, etc.) of the steel sheet, this amount is preferably 2.0% or less.
In the component system of the present invention, the amount of Ni added has a great effect on the cost of the steel sheet, so it is preferably 2.0% or less.

【0030】その他の添加元素:Crはその添加によっ
てオーステナイトを安定化させることができ、オーステ
ナイトの残留に有利であると考えられる。またNb,T
iは炭化物(Nb(C,N),Ti(C,N)等)の析
出強化による強度調整のために添加されることもある。
またCuについてはSi同様セメンタイトへ固溶しにく
いことから炭化物の析出開始を遅らせ、オーステナイト
の炭素濃化の進行を助けると同時に強度調整のためにも
用いられる。しかしながら必要以上にこれらの合金元素
を添加することは鋼板の製造コストを高めるのみなら
ず、強度上昇にともなう延性の劣化をもたらすことから
トータルとして2%以下の添加に制限する。
Other additive element: Cr can stabilize austenite by its addition, and is considered to be advantageous for the retention of austenite. Also Nb, T
i may be added for strength adjustment by precipitation strengthening of carbides (Nb (C, N), Ti (C, N), etc.).
Further, since Cu is less likely to form a solid solution with cementite like Si, it delays the start of precipitation of carbides, assists the progress of carbon concentration in austenite, and is also used for strength adjustment. However, excessive addition of these alloying elements not only raises the manufacturing cost of the steel sheet but also causes deterioration of ductility due to an increase in strength. Therefore, the total addition is limited to 2% or less.

【0031】熱延、冷却、巻取り条件:熱延は鋼板の最
終的なミクロ組織を細粒化する上で重要であり、圧延終
了温度を低下することはその効果が大きい。鋼のAr3
変態点+100℃以上での圧延終了ではこの効果は期待
できず、またAr3 −30℃以下では鋼板表層部の混粒
や加工フェライトの出現等により、鋼板の加工性を著し
く劣化させるのでこれを圧延終了温度の適正範囲とす
る。また特に圧延後段での大圧下圧延は組織の細粒化に
効果があることから、最終2段の合計減厚率を40%以
上とすることが望ましい。
Hot rolling, cooling, and winding conditions: Hot rolling is important for making the final microstructure of a steel sheet finer, and lowering the rolling end temperature has a great effect. Steel Ar 3
This effect cannot be expected at the end of rolling at the transformation point + 100 ° C or higher, and at Ar 3 -30 ° C or lower, the workability of the steel sheet is remarkably deteriorated due to the mixed grains in the surface layer of the steel sheet and the appearance of worked ferrite. Set to an appropriate range for the rolling end temperature. Further, since the large reduction rolling in the post-rolling stage is particularly effective for grain refinement of the structure, it is desirable to set the total thickness reduction rate of the final two stages to 40% or more.

【0032】熱延後の冷却速度が5℃/sec 以下の場合
には冷却中にパーライトが生成し、オーステナイトの残
留に利用すべきCを浪費することからこれを冷却速度の
下限とする。冷却速度を上昇させると低温での変態生成
物が増加し、鋼板を強化させ、また組織の細粒化を促進
させる。しかしながら120℃/sec 以上の冷却速度で
はこの効果が飽和し、また設備制約上あまり現実的でな
いためにこれを冷却速度の上限とする。
When the cooling rate after hot rolling is 5 ° C./sec or less, pearlite is generated during cooling and C to be used for remaining austenite is wasted, so this is the lower limit of the cooling rate. Increasing the cooling rate increases transformation products at low temperature, strengthens the steel sheet, and promotes grain refinement of the structure. However, at a cooling rate of 120 ° C./sec or more, this effect saturates, and since it is not realistic due to equipment restrictions, this is set as the upper limit of the cooling rate.

【0033】最終的に得られる鋼板のミクロ組織は80
kgf/mm2 以下の鋼板ではフェライトを主相としてベイ
ナイト、残留オーステナイト及び一部マルテンサイトを
含む組織とすることが好ましく、それ以上の強度の鋼板
ではフェライトとベイナイトを主相として残留オーステ
ナイト及び一部マルテンサイトを含むミクロ組織とする
ことが好ましい。
The finally obtained steel sheet has a microstructure of 80.
Steel sheets with a kgf / mm 2 or less preferably have a structure in which ferrite is the main phase and include bainite, retained austenite, and some martensite. In steel sheets of higher strength, ferrite and bainite are the main phases and retained austenite and some A microstructure containing martensite is preferable.

【0034】この時一般的にはフェライト体積率を増す
ことは鋼板の強度−延性バランスを向上させることにつ
ながることから、パーライト変態が開始しない条件の範
囲内でフェライト変態域の低温での徐冷もしくは等温保
持を行うことは望ましい。
At this time, generally, increasing the volume fraction of ferrite leads to an improvement in the strength-ductility balance of the steel sheet. Therefore, the ferritic transformation region is slowly cooled at a low temperature within the range where the pearlite transformation does not start. Alternatively, it is desirable to carry out isothermal holding.

【0035】最終製品である鋼板の残留オーステナイト
量は巻取り温度に強く依存し、高温での巻取りはパーラ
イトの生成もしくは炭化物を含んだベイナイトの生成に
よりオーステナイトの残留が望めない。一方低温での巻
取りは、マルテンサイトの生成やフェライト粒内に炭化
物を含んだ下部ベイナイトが生成し必ずしも良好な材質
が得られない。
The amount of retained austenite of the final product steel sheet strongly depends on the winding temperature, and at high temperature winding, the retained austenite cannot be expected due to the formation of pearlite or the formation of bainite containing carbide. On the other hand, when coiled at low temperature, martensite and lower bainite containing carbides in ferrite grains are generated, and a good material cannot always be obtained.

【0036】この適正巻取り条件は合金添加によって変
化し、Si,Mn以外の合金を含まない場合に比べて、
Moを添加した場合には広い適正巻取り温度範囲が認め
られた(図1参照)。図1はC/0.20,Si/1.
5,Mn/1.7%の鋼(Mo無添加鋼)及びこれに
0.25%のMoを添加した鋼(Mo添加鋼)を850
℃で熱延を終了し、3.0mm厚とした後、50〜60℃
/秒の冷却速度で冷却し、種々の温度で巻取りを行った
鋼板中に含まれる残留オーステナイト体積率の図表であ
る。
This proper winding condition changes depending on the addition of an alloy, and is different from the case where no alloy other than Si and Mn is contained.
When Mo was added, a wide appropriate winding temperature range was recognized (see FIG. 1). FIG. 1 shows C / 0.20, Si / 1.
850 for steel with 5, Mn / 1.7% (steel without Mo) and steel with 0.25% Mo added (steel with Mo) 850
50 ~ 60 ℃ after finishing hot rolling at ℃ to 3.0mm thickness
It is a chart of the residual austenite volume ratio contained in the steel plate cooled at various cooling temperatures and cooled at a cooling rate of / sec.

【0037】加工誘起変態による延性の向上のためには
体積率で最低5%程度以上のオーステナイトの残留が必
要であるので、図1からMoの添加によって適正巻取り
温度範囲が広がり、製造条件の確保が容易になることか
ら、鋼板製品の歩留が著しく向上することで経済的なメ
リットは大きい。
In order to improve the ductility due to the work-induced transformation, it is necessary to retain at least about 5% by volume of austenite. Therefore, as shown in FIG. Since it is easy to secure the yield, the yield of steel sheet products is significantly improved, which is a great economic advantage.

【0038】同様の現象はMn+Ni+Mo複合添加で
も認められ、最適な巻取り温度範囲を300℃〜475
℃の範囲と定めた。また巻取り後の冷却を放冷とした場
合にも上記の巻取り条件内では良好な機械的性質が得ら
れるが、巻取り後急冷(ミスト、どぶ漬け、巻戻し等)
することは良好な機械的性質を確保する上で望ましい。
A similar phenomenon is recognized even when Mn + Ni + Mo composite is added, and the optimum winding temperature range is 300 ° C. to 475.
It was defined as the range of ° C. Good mechanical properties can also be obtained within the above-mentioned winding conditions even if the cooling after winding is allowed to cool, but rapid cooling after winding (mist, dobuzuke, rewinding, etc.)
It is desirable to ensure good mechanical properties.

【0039】[0039]

【実施例】表1に示す各鋼種に対し、熱延圧延により
3.0mm厚とした後、冷却、巻取りした熱間圧延鋼板の
機械的性質調査、残留オーステナイトの定量が行われ
た。得られた鋼板の機械的性質と鋼板中の残留オーステ
ナイト体積百分率Vg%を表2に示した。
[Examples] For each of the steel types shown in Table 1, after hot rolling to a thickness of 3.0 mm, the mechanical properties of the cold rolled and rolled hot rolled steel sheet were investigated and the retained austenite was quantified. Table 2 shows the mechanical properties of the obtained steel sheet and the residual austenite volume percentage Vg% in the steel sheet.

【0040】同表より、本発明の条件を満たす鋼板(表
中に本発明鋼と表示)が従来鋼(比較鋼と表示)に比較
して良好な延性を示し、加工性の指標の一つであるTS
(kgf/mm2 )×El(%)が2000以上であるよう
な良好な加工性を有する鋼板が得られる。
From the table, a steel sheet satisfying the conditions of the present invention (indicated by the present invention steel in the table) shows better ductility than conventional steel (indicated by comparative steel), which is one of the indicators of workability. Is TS
A steel sheet having good workability such that (kgf / mm 2 ) × El (%) is 2000 or more can be obtained.

【0041】[0041]

【表1】 [Table 1]

【0042】[0042]

【表2】 [Table 2]

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明は50〜120kgf/mm2 の優れ
た延性を有する高強度熱延鋼板の製造が可能となり、例
えば自動車の部品に適用することで自動車車体軽量化に
大きく貢献することができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention makes it possible to produce a high strength hot-rolled steel sheet having excellent ductility of 50 to 120 kgf / mm 2 , and when it is applied to, for example, automobile parts, it can greatly contribute to weight reduction of automobile bodies. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】Mo無添加鋼とMo添加鋼の鋼板中に含まれる
残留オーステナイト体積率と巻取り温度との図表であ
る。
FIG. 1 is a table showing the volume ratio of retained austenite contained in steel sheets of Mo-free steel and Mo-containing steel and the winding temperature.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 重量%で、 C :0.05〜0.30%、 Si:0.5〜3.0%、 Mn:0.1〜2.5%、 Mo:0.05〜2.0% Mn,Moに必要によりNiを加えた3種の元素を合計
で0.6〜3.0%、残部Fe及び不可避的な不純物か
らなる鋼材を、熱延後冷却し、最終的なミクロ組織をフ
ェライト、ベイナイト、残留オーステナイトの3相もし
くは一部マルテンサイトを含む4相とすることを特徴と
した優れた延性を持った高強度複合組織熱延鋼板。
1. C .: 0.05 to 0.30%, Si: 0.5 to 3.0%, Mn: 0.1 to 2.5%, Mo: 0.05 to 2.% by weight. A steel material consisting of 0% Mn and Mo, if necessary, with Ni added in total of 0.6 to 3.0% and the balance Fe and unavoidable impurities, is hot-rolled and then cooled to obtain a final microstructure. A high-strength composite hot-rolled steel sheet having excellent ductility, characterized in that the structure is a three-phase structure of ferrite, bainite, and retained austenite or a four-phase structure containing some martensite.
【請求項2】 重量%で、 C :0.05〜0.30%、 Si:0.5〜3.0%、 Mn:0.1〜2.5%、 Mo:0.05〜2.0% Mn,Moに必要によりNiを加えた3種の元素を合計
で0.6〜3.0%、残部Fe及び不可避的な不純物か
らなる鋼材を、鋼材のAr3 変態温度−30℃からAr
3 変態温度+100℃の範囲で熱延を終了し、その後5
℃/sec 以上120℃/sec 以下の冷却速度で冷却し、
300℃から475℃の範囲で巻取ることにより、最終
的なミクロ組織をフェライト、ベイナイト、残留オース
テナイトの3相もしくは一部マルテンサイトを含む4相
とすることを特徴とした優れた延性を持った高強度複合
組織熱延鋼板の製造方法。
2. C: 0.05 to 0.30%, Si: 0.5 to 3.0%, Mn: 0.1 to 2.5%, Mo: 0.05 to 2.% by weight. A steel material consisting of 0% Mn and Mo, if necessary, with Ni added in total of 0.6 to 3.0%, and the balance Fe and unavoidable impurities, was added from the Ar 3 transformation temperature of −30 ° C. of the steel material. Ar
3 Finish the hot rolling within the range of transformation temperature + 100 ° C, then 5
Cool at a cooling rate of ℃ / sec or more and 120 ℃ / sec or less,
By winding in the range of 300 ° C to 475 ° C, the final microstructure was made to have three phases of ferrite, bainite, retained austenite or four phases containing a part of martensite, and had excellent ductility. Manufacturing method of high-strength composite microstructure hot-rolled steel sheet
【請求項3】 Cu,Cr,Nb,Tiの内1種もしく
は2種以上の元素を合計2%以下添加することを特徴と
する請求項2記載の優れた延性を持った高強度複合組織
熱延鋼板の製造方法。
3. A high-strength composite microstructure heat with excellent ductility according to claim 2, wherein one or more elements of Cu, Cr, Nb and Ti are added in a total amount of 2% or less. Manufacturing method of rolled steel sheet.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5470529A (en) * 1994-03-08 1995-11-28 Sumitomo Metal Industries, Ltd. High tensile strength steel sheet having improved formability
CN106702271A (en) * 2016-11-21 2017-05-24 杭州汽轮铸锻有限公司 Low alloy and high strength B50E54C casting material and casting preparation method
CN114341390A (en) * 2019-09-20 2022-04-12 Posco公司 Steel sheet having excellent uniform elongation and work hardening rate, and method for producing same

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