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TW201313918A - 冷軋鋼板用熱軋鋼板、熔融鍍鋅鋼板用熱軋鋼板及其製造方法 - Google Patents

冷軋鋼板用熱軋鋼板、熔融鍍鋅鋼板用熱軋鋼板及其製造方法 Download PDF

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TW201313918A
TW201313918A TW101131316A TW101131316A TW201313918A TW 201313918 A TW201313918 A TW 201313918A TW 101131316 A TW101131316 A TW 101131316A TW 101131316 A TW101131316 A TW 101131316A TW 201313918 A TW201313918 A TW 201313918A
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Yoshiyasu Kawasaki
Shinjiro Kaneko
Yasunobu Nagataki
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Jfe Steel Corp
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Abstract

本發明是要提供：可用來製造具有540MPa以上的拉伸強度(TS)且加工性與材質穩定性優異的冷軋鋼板、熔融鍍鋅鋼板之熱軋鋼板及其製造方法。本發明的冷軋鋼板用熱軋鋼板，其組成分是含有：以質量%計，C：0.04%以上0.20%以下、Si：0.7%以上2.3%以下、Mn：0.8%以上2.8%以下、P：0.1%以下、S：0.01%以下、Al：0.1%以下、N：0.008%以下，其餘部分是由Fe及不可避免的雜質所組成，熱軋鋼板組織是具有肥粒鐵與波來鐵，前述肥粒鐵是面積率為75%以上但未達95%，並且平均結晶粒徑為5μm以上25μm以下，前述波來鐵是面積率為5%以上但未達25%，並且平均結晶粒徑為2.0μm以上，此外，前述波來鐵的平均自由行程為5μm以上。

Description

冷軋鋼板用熱軋鋼板、熔融鍍鋅鋼板用熱軋鋼板及其製造方法
本發明是關於：適合使用在作為汽車構件的用途之加工性與材質穩定性優異的冷軋鋼板用熱軋鋼板(hot rolled steel sheet for cold rolled steel sheet)、熔融鍍鋅鋼板用熱軋鋼板(hot rolled steel sheet for galvanized steel sheet)及其製造方法。
近年來隨著對於地球的環保意識的高漲，乃強烈地對於汽車要求改善燃油效率以資減少CO2的排放量。因此，藉由車體材料的高強度化來謀求材料薄型化，進而使車體輕量化的作法更趨於主流。然而，讓人擔心的事情是隨著鋼板的高強度化，鋼板的延性會降低。因此，乃期待能夠開發出：高強度的高延性鋼板。又，因為鋼板的高強度化、薄型化，形狀凍結性(shape fixability)明顯地降低。為了對應這種問題，乃廣泛地採用：在進行沖壓成形時，事先預測其離開模具之後的形狀變化，預估其形狀變化量來設計沖壓模具的作法，然而，如果鋼板的拉伸強度(TS)改變的話，則與原本將這些形狀變化量視為一定量來進行預估的預估量的偏差值將會變大，而會產生形狀不良的狀況，必須針對於沖壓成形後的成形品，一個一個地進行板金加工之類的作業來修正其形狀，將會明顯地降低量產效率。因此，乃要求必須儘可能地縮小鋼板的拉伸強度(TS) 的不一致性。
針對於要如何地提高：高強度冷軋鋼板以及高強度熔融鍍鋅鋼板的延性的作法，以往已經開發出：肥粒鐵-麻田散鐵雙相鋼(Dual-Phase鋼)、利用了殘留沃斯田鐵的變態誘起塑性(Transformation Induced Plasticty)之TRIP鋼等之各種複合組織型高強度鋼板。
例如：針對於高強度冷軋鋼板以及高強度熔融鍍鋅鋼板，專利文獻1所揭示的技術方案，是藉由規定了化學組成分，並且規定了肥粒鐵與變韌鐵化肥粒鐵與殘留沃斯田鐵的體積率，來獲得延性優異的鋼板。專利文獻2所揭示的技術方案，是改善了在鋼板寬度方向上的伸長量的偏差(不一致)之高強度冷軋鋼板的製造方法。此外，針對於熱軋鋼板，專利文獻3、4、5所揭示的技術方案，是藉由規定了在熱軋工序時的冷卻條件，來製造高強度熱軋鋼板的製造方法。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2007-182625號公報
[專利文獻2]日本特開2000-212684號公報
[專利文獻3]日本特許第3119122號公報
[專利文獻4]日本特許第3823338號公報
[專利文獻5]日本特開平10-36917號公報
然而，專利文獻1所揭示的技術方案，是以提昇高強度薄鋼板的延性為主要目的，因此並未考慮到材質穩定性。又，專利文獻2所揭示的技術方案，只有論及在鋼板寬度方向上的總伸長量(EL)的偏差(不一致)而已，並未考慮到因為組成分、製造條件的不同所導致的材質的不一致。此外，上述的專利文獻1、2，並未考慮到在熱間輥軋階段時的組織控制，兩者都是藉由冷間輥軋後的組織控制，來謀求提昇延性以及縮小鋼板寬度方向上的延性的不一致。又，專利文獻3、4、5是揭示出：凸緣延伸性優異的熱軋鋼板之製造方法，並未考慮到用來製造冷軋鋼板的熱軋素材以及用來製造熔融鍍鋅鋼板的熱軋素材。因此，關於這種加工性與材質穩定性優異的冷軋鋼板用熱軋鋼板、熔融鍍鋅鋼板用熱軋鋼板的開發工作就成為一個亟待開發的技術課題。
本發明是有鑒於以上所述的情事，其目的是提供：可用來製造具有540MPa以上的拉伸強度(TS)且加工性與材質穩定性優異的冷軋鋼板、熔融鍍鋅鋼板之熱軋鋼板及其製造方法。
本發明人等，為了要獲得可用以製造具有540MPa以上的拉伸強度(TS)且加工性與材質穩定性優異的冷軋鋼板以及熔融鍍鋅鋼板之熱軋素材，經過不斷努力研究檢討的 結果，找到了以下的創見。
在熱間輥軋工序的捲取階段，做成以肥粒鐵與波來鐵為主體的金屬組織，並且抑制在其後的冷卻過程時之因變態所產生的組織變化，以謀求能夠控制成材質差異性很小的熱軋組織。此外，藉由控制：從最終精製輥軋出口側溫度起迄捲取溫度為止的熱履歷，尤其是控制冷卻速度，以將鋼板的組織變成以肥粒鐵與波來鐵為主體的組織，並且藉由控制肥粒鐵與波來鐵的平均結晶粒徑與面積率以及波來鐵的分散狀態(平均自由行程)，以謀求確保在其後來實施的退火後之冷軋鋼板以及熔融鍍鋅鋼板的強度、提昇延性以及促使材質差異性窄小化(材質穩定化)。藉由以上的作法，可以創製出：加工性與材質穩定性優異的冷軋鋼板用熱軋鋼板、熔融鍍鋅鋼板用熱軋鋼板。
本發明是依據以上的創見而進行開發完成的，是具備以下的特徵。
[1]一種冷軋鋼板用熱軋鋼板，其組成分是含有：以質量%計，C：0.04%以上0.20%以下、Si：0.7%以上2.3%以下、Mn：0.8%以上2.8%以下、P：0.1%以下、S：0.01%以下、Al：0.1%以下、N：0.008%以下，其餘部分是由Fe及不可避免的雜質所組成， 熱軋鋼板組織是具有肥粒鐵與波來鐵，前述肥粒鐵是面積率為75%以上但未達95%，並且平均結晶粒徑為5μm以上25μm以下，前述波來鐵是面積率為5%以上但未達25%，並且平均結晶粒徑為2.0μm以上，此外，前述波來 鐵的平均自由行程為5μm以上。
[2]如前述[1]項所述的冷軋鋼板用熱軋鋼板，其中，熱軋鋼板寬度方向的中心部的拉伸強度，與從熱軋鋼板寬度方向端部起算相當於鋼板寬度1/8的位置的拉伸強度之拉伸強度差值為30MPa以下。
[3]如前述[1]項所述的冷軋鋼板用熱軋鋼板，其組成分又含有：是從以質量%計，Cr：0.05%以上1.0%以下、V：0.005%以上0.5%以下、Mo：0.005%以上0.5%以下、Ni：0.05%以上1.0%以下、Cu：0.05%以上1.0%以下，之中所選出的至少一種元素。
[4]如前述[1]或[3]項所述的冷軋鋼板用熱軋鋼板，其組成分又含有：是從以質量%計，Ti：0.01%以上0.1%以下、Nb：0.01%以上0.1%以下、B：0.0003%以上0.0050%以下，之中所選出的至少一種元素。
[5]如前述[1]或[3]項所述的冷軋鋼板用熱軋鋼板，其組成分又含有：是從以質量%計，Ca：0.001%以上0.005%以下、REM：0.001%以上0.005%以下，之中所選出的至少一種元素。
[6]如前述[4]項所述的冷軋鋼板用熱軋鋼板，其組成分又含有：是從以質量%計，Ca：0.001%以上0.005%以下、REM：0.001%以上0.005%以下，之中所選出的至少一種元素。
[7]一種熔融鍍鋅鋼板用熱軋鋼板，其組成分是含有：以質量%計，C：0.04%以上0.20%以下、Si：0.7%以上 2.3%以下、Mn：0.8%以上2.8%以下、P：0.1%以下、S：0.01%以下、Al：0.1%以下、N：0.008%以下，其餘部分是由Fe及不可避免的雜質所組成， 熱軋鋼板組織是具有肥粒鐵與波來鐵，前述肥粒鐵是面積率為75%以上但未達95%，並且平均結晶粒徑為5μm以上25μm以下，前述波來鐵是面積率為5%以上但未達25%，並且平均結晶粒徑為2.0μm以上，此外，前述波來鐵的平均自由行程為5μm以上。
[8]如前述[7]項所述的熔融鍍鋅鋼板用熱軋鋼板，其中，熱軋鋼板寬度方向的中心部的拉伸強度，與從熱軋鋼板寬度方向端部起算相當於鋼板寬度1/8的位置的拉伸強度之拉伸強度差值為30MPa以下。
[9]如前述[7]項所述的熔融鍍鋅鋼板用熱軋鋼板，其組成分又含有：是從以質量%計，Cr：0.05%以上1.0%以下、V：0.005%以上0.5%以下、Mo：0.005%以上0.5%以下、Ni：0.05%以上1.0%以下、Cu：0.05%以上1.0%以下，之中所選出的至少一種元素。
[10]如前述[7]或[9]項所述的熔融鍍鋅鋼板用熱軋鋼板，其組成分又含有：是從以質量%計，Ti：0.01%以上0.1%以下、Nb：0.01%以上0.1%以下、B：0.0003%以上0.0050%以下，之中所選出的至少一種元素。
[11]如前述[7]或[9]項所述的熔融鍍鋅鋼板用熱軋鋼板，其組成分又含有：是從以質量%計，Ca：0.001%以上0.005%以下、REM：0.001%以上0.005%以下，之中所選 出的至少一種元素。
[12]如前述[11]項所述的熔融鍍鋅鋼板用熱軋鋼板，其組成分又含有：是從以質量%計，Ca：0.001%以上0.005%以下、REM：0.001%以上0.005%以下，之中所選出的至少一種元素。
[13]一種冷軋鋼板用熱軋鋼板的製造方法，是將其組成分是含有：以質量%計，C：0.04%以上0.20%以下、Si：0.7%以上2.3%以下、Mn：0.8%以上2.8%以下、P：0.1%以下、S：0.01%以下、Al：0.1%以下、N：0.008%以下，其餘部分是由Fe及不可避免的雜質所組成之鋼胚，以最終精製輥軋出口側溫度為850℃以上的條件來進行熱軋，在從最終精製輥軋出口側溫度起迄650℃為止的溫度範圍是以平均冷卻速度為20~90℃/秒的條件來進行冷卻，然後，直到捲取溫度為止的溫度範圍是以平均冷卻速度為5~35℃/秒的條件來進行冷卻，再以470~640℃的條件來進行捲取。
[14]如前述[13]項所述的冷軋鋼板用熱軋鋼板的製造方法，其中，前述鋼胚的組成分又含有：是從以質量%計，Cr：0.05%以上1.0%以下、V：0.005%以上0.5%以下、Mo：0.005%以上0.5%以下、Ni：0.05%以上1.0%以下、Cu：0.05%以上1.0%以下，之中所選出的至少一種元素。
[15]如前述[13]或[14]項所述的冷軋鋼板用熱軋鋼板的製造方法，其中，前述鋼胚的組成分又含有：是從以質 量%計，Ti：0.01%以上0.1%以下、Nb：0.01%以上0.1%以下、B：0.0003%以上0.0050%以下，之中所選出的至少一種元素。
[16]如前述[13]或[14]項所述的冷軋鋼板用熱軋鋼板的製造方法，其中，前述鋼胚的組成分又含有：是從以質量%計，Ca：0.001%以上0.005%以下、REM：0.001%以上0.005%以下，之中所選出的至少一種元素。
[17]如前述[15]項所述的冷軋鋼板用熱軋鋼板的製造方法，其中，前述鋼胚的組成分又含有：是從以質量%計，Ca：0.001%以上0.005%以下、REM：0.001%以上0.005%以下，之中所選出的至少一種元素。
[18]一種熔融鍍鋅鋼板用熱軋鋼板的製造方法，是將其組成分是含有：以質量%計，C：0.04%以上0.20%以下、Si：0.7%以上2.3%以下、Mn：0.8%以上2.8%以下、P：0.1%以下、S：0.01%以下、Al：0.1%以下、N：0.008%以下，其餘部分是由Fe及不可避免的雜質所組成之鋼胚，以最終精製輥軋出口側溫度為850℃以上的條件來進行熱軋，在從最終精製輥軋出口側溫度起迄650℃為止的溫度範圍是以平均冷卻速度為20~90℃/秒的條件來進行冷卻，然後，直到捲取溫度為止的溫度範圍是以平均冷卻速度為5~35℃/秒的條件來進行冷卻，再以470~640℃的條件來進行捲取。
[19]如前述[18]項所述的熔融鍍鋅鋼板用熱軋鋼板的製造方法，其中，前述鋼胚的組成分又含有：是從以質量 %計，Cr：0.05%以上1.0%以下、V：0.005%以上0.5%以下、Mo：0.005%以上0.5%以下、Ni：0.05%以上1.0%以下、Cu：0.05%以上1.0%以下，之中所選出的至少一種元素。
[20]如前述[18]或[19]項所述的熔融鍍鋅鋼板用熱軋鋼板的製造方法，其中，前述鋼胚的組成分又含有：是從以質量%計，Ti：0.01%以上0.1%以下、Nb：0.01%以上0.1%以下、B：0.0003%以上0.0050%以下，之中所選出的至少一種元素。
[21]如前述[18]或[19]項所述的熔融鍍鋅鋼板用熱軋鋼板的製造方法，其中，前述鋼胚的組成分又含有：是從以質量%計，Ca：0.001%以上0.005%以下、REM：0.001%以上0.005%以下，之中所選出的至少一種元素。
[22]如前述[20]項所述的熔融鍍鋅鋼板用熱軋鋼板的製造方法，其中，前述鋼胚的組成分又含有：是從以質量%計，Ca：0.001%以上0.005%以下、REM：0.001%以上0.005%以下，之中所選出的至少一種元素。
此外，在本說明書中所標示的鋼的成分的「%」全部都是質量%。
又，在本發明中，在熔融鍍鋅之後，無論是否又實施了合金化處理或者未實施合金化處理，只要是利用熔融鍍鋅方法在鋼板上做了鍍鋅的鋼板都總稱為熔融鍍鋅鋼板。 亦即，本發明中所稱的熔融鍍鋅鋼板，是包含了：未實施合金化處理的熔融鍍鋅鋼板(GI)、實施了合金化處理的合 金化熔融鍍鋅鋼板(GA)之兩者。此外，本發明所意圖的冷軋鋼板用熱軋鋼板、熔融鍍鋅鋼板用熱軋鋼板是包含了：切成板狀的鋼板、鋼帶捲狀的鋼板(鋼板帶)之兩者。
依據本發明，能夠獲得加工性與材質穩定性優異的冷軋鋼板用熱軋鋼板、熔融鍍鋅鋼板用熱軋鋼板。由本發明的熱軋鋼板來製造的冷軋鋼板、熔融鍍鋅鋼板，係具有540MPa以上的拉伸強度(TS)，加工性與材質穩定性都很優異，所以將其應用在於例如：汽車構造用構件的話，即可謀求因車體輕量化所帶來的改善燃油效率的效果。
以下將進一步詳細說明本發明。
可知：藉由適正地控制熱軋鋼板組織中的肥粒鐵與波來鐵的平均結晶粒徑與面積率，在其後實施的退火之後，可獲得良好的延性。此外，也得知：藉由控制熱軋時的熱履歷、熱軋鋼板組織中的肥粒鐵的平均結晶粒徑與波來鐵的平均結晶粒徑以及平均自由行程，可以做出：波來鐵呈稀疏分散的熱軋鋼板組織，因此，是與其後之實施退火處理來製造的冷軋鋼板、熔融鍍鋅鋼板(以下，將已經實施了退火處理的鋼板，有時候也稱為「退火鋼板」)的進一步的提昇延性以及材質差異性的窄狹小化(材質穩定化)是具有關聯性。換言之，藉由考慮在熱軋階段時的組織的控 制方式，能夠製造出：加工性與材質穩定性優異的冷軋鋼板、熔融鍍鋅鋼板。
以上所說明的是從發現了創見起迄完成本發明為止的過程中的技術特徵。
並且其特徵是：其組成分是含有：以質量%計，C：0.04%以上0.20%以下、Si：0.7%以上2.3%以下、Mn：0.8%以上2.8%以下、P：0.1%以下、S：0.01%以下、Al：0.1%以下、N：0.008%以下，其餘部分是由Fe及不可避免的雜質所組成，熱軋鋼板組織是具有肥粒鐵與波來鐵，前述肥粒鐵是面積率為75%以上但未達95%，並且平均結晶粒徑為5μm以上25μm以下，前述波來鐵是面積率為5%以上但未達25%，並且平均結晶粒徑為2.0μm以上，此外，前述波來鐵的平均自由行程為5μm以上。
(1)首先，針對於組成分進行說明。
C：0.04%以上0.20%以下
C是用來生成沃斯田鐵的元素，可將退火後的組織予以複合化而是對於提昇強度與延性之有效的元素。若C含量未達0.04%的話，就難以確保退火鋼板的強度。另一方面，若C含量超過0.20%而形成過度添加的話，在焊接部以及熱影響部的硬化很顯著，焊接部的機械特性將會惡化，所以點焊的焊接性、電弧焊的焊接性等都會降低。因此，C的含量是設定在0.04%以上0.20%以下。較好是0.05%以上0.14%以下。更好是0.07%以上0.12%以下。
Si：0.7%以上2.3%以下
Si是用來生成肥粒鐵的元素，也是對於退火鋼板的肥粒鐵的固熔強化以及提昇延性之有效的元素。為了提昇：退火鋼板的強度與延性的均衡性，必須添加0.7%以上。又，為了藉由促進在熱軋階段時的肥粒鐵變態，來確保所期望的肥粒鐵的平均結晶粒徑以及面積率，以資提昇材質穩定性之所需的元素。然而，若是超過2.3%之Si的過度添加的話，將會產生紅色鏽皮等，而造成表面性狀的惡化，甚至於導致鍍覆層附著性和密合性的惡化。因此，Si含量設定為0.7%以上2.3%以下。較好是0.9%以上2.0%以下。更好是超過1.2%且2.0%以下。
Mn：0.8%以上2.8%以下
Mn是用來生成沃斯田鐵的元素，也是用來確保退火鋼板的強度之有效的元素。Mn含量未達0.8%的話，難以確保強度。另一方面，若Mn含量超過2.8%做過度添加的話，將會導致在熱軋階段時的肥粒鐵變態與波來鐵變態變慢，難以確保所期望的肥粒鐵的平均結晶粒徑以及面積率，會有降低材質穩定性的虞慮。此外，近年來因為Mn的合金成本高漲，所以也是導致成本上揚的主要原因。因此，Mn含量是設定為0.8%以上2.8%以下。較好是1.2%以上2.8%以下。
P：0.1%以下
P是對於鋼的強化很有效的元素，但是若超過0.1%做過度添加的話，將會因為粒界偏析而導致脆化，使得耐衝撃性惡化。此外，若是超過0.1%的話，將使得熔融鍍鋅 的合金化速度大幅地變慢。因此，P含量設定為0.1%以下。更好是0.02%以下。又，P是具有固熔強化的作用，是可因應所期望的強度來進行添加的元素，所以P含量是0.005%以上為佳。
S：0.01%以下
S是會形成MnS之類的夾雜物，是會導致耐衝撃性的惡化，而且也會造成沿著焊接部的金屬流動波紋處產生裂隙的原因，所以是要儘可能地愈少愈好，但是，基於製造成本這方面的考量，S含量設定為0.01%以下。更好是0.005%以下。
Al：0.1%以下
Al的過度添加將會因氧化物系夾雜物的增加而導致表面性狀的惡化或者成形性的惡化，也會導致成本變高，因此將Al含量設定為0.1%以下。更好是0.05%以下。又，Al也是用來生成肥粒鐵，提昇強度與延性的均衡性之有效的元素，因此將Al含量設定為0.01%以上為宜。
N：0.008%以下
N是導致鋼的耐時效性產生最大惡化的元素，所以含量愈少愈好，如果超過0.008%的話，耐時效性的惡化就趨於顯著。因此，將N含量設定為0.008%以下。較好是0.004%以下。
其餘部分是Fe及不可避免的雜質。此外，在這些成分元素之外，亦可視其需要而添加下列的合金元素。
從Cr：0.05%以上1.0%以下、V：0.005%以上0.5%以 下、Mo：0.005%以上0.5%以下、Ni：0.05%以上1.0%以下、Cu：0.05%以上1.0%以下，之中所選出的至少一種
Cr、V、Mo、Ni、Cu都是對於鋼的強化之有效的元素，只要是在本發明所規定的範圍內的話，用來作為鋼的強化元素也無礙。其效果，必須是Cr為0.05%以上、V為0.005%以上、Mo為0.005%以上、Ni為0.05%以上、Cu為0.05%以上的話，才可獲得。然而，如果是將Cr超過1.0%、將V超過0.5%、將Mo超過0.5%、將Ni超過1.0%、將Cu超過1.0%做過度添加的話，麻田散鐵等的其餘部分組織(容後說明)的分率將變得過大，而會產生：因明顯的強度上昇所導致的延性降低之虞慮。此外，也是導致成本上揚的主要原因。因此，如果想要添加這些元素的話，其添加量分別設定為：Cr是0.05%以上1.0%以下、V是0.005%以上0.5%以下、Mo是0.005%以上0.5%以下、Ni是0.05%以上1.0%以下、Cu是0.05%以上1.0%以下。
從Ti：0.01%以上0.1%以下、Nb：0.01%以上0.1%以下、B：0.0003%以上0.0050%以下，之中所選出的至少一種
Ti、Nb是對於鋼的析出強化很有效的元素。其效果必須是Ti為0.01%以上、Nb為0.01%以上才可獲得。然而，若Ti是超過0.1%、Nb是超過0.1%做過度添加的話，麻田散鐵等的其餘部分組織的分率將變得過大，而會產生：因明顯的強度上昇所導致的延性降低之虞慮。此外，也是導致成本上揚的主要原因。因此，若想添加Ti、 Nb的話，將其添加量設定為Ti是0.01%以上0.1%以下、Nb是0.01%以上0.1%以下。
B是對於鋼的強化之有效的元素，其效果是在含量為0.0003%以上才可獲得。然而，若B含量超過0.0050%做過度添加的話，麻田散鐵等的其餘部分組織的分率將變得過大，而會產生：因明顯的強度上昇所導致的延性降低之虞慮。此外，也是導致成本上揚的主要原因。因此，若想添加B的話，將其添加量設定為0.0003%以上0.0050%以下。
從Ca：0.001%以上0.005%以下、REM：0.001%以上0.005%以下，之中所選出的至少一種
Ca以及REM都是可使得硫化物的形狀變成球狀，用來改善硫化物之對於局部延性的不良影響之有效的元素。想要獲得這種效果，其含量分別都需要0.001%以上。然而，若Ca以及REM是超過0.005%做過度添加的話，會引起夾雜物等的增加，導致產生表面缺陷以及內部缺陷等。因此，若想Ca、REM的話，其添加量分別都是0.001%以上0.005%以下。
(2)接下來，針對於微組織進行說明。
熱軋鋼板組織的肥粒鐵的面積率：75%以上但未達95%
為了確保退火鋼板之良好的延性，熱軋鋼板組織的肥粒鐵的面積率必須是75%以上。更好是78%以上。又，為了確保退火鋼板的強度，熱軋鋼板組織的肥粒鐵的面積率必須是未達95%。
熱軋鋼板組織的波來鐵的面積率：5%以上但未達25%
為了確保退火鋼板之良好的延性，熱軋鋼板組織的波來鐵的面積率必須是5%以上。更好是8%以上。又，為了確保退火鋼板的材質穩定性，熱軋鋼板組織的波來鐵的面積率必須是未達25%。
熱軋鋼板組織的肥粒鐵的平均結晶粒徑：5μm以上25μm以下
為了確保退火鋼板之良好的材質穩定性，熱軋鋼板組織的肥粒鐵的平均結晶粒徑必須是5μm以上。又，如果熱軋鋼板組織的肥粒鐵的平均結晶粒徑超過25μm的話，就難以確保退火鋼板之所期望的強度。因此，熱軋鋼板組織的肥粒鐵的平均結晶粒徑必須是5μm以上25μm以下。更好的是8μm以上20μm以下。
熱軋鋼板組織的波來鐵的平均結晶粒徑：2.0μm以上
為了確保退火鋼板之良好的延性，熱軋鋼板組織的波來鐵的平均結晶粒徑必須是2.0μm以上。更好的是3.0μm以上10μm以下。
熱軋鋼板組織的波來鐵的平均自由行程：5μm以上
為了確保退火鋼板之良好的延性與材質穩定性，熱軋鋼板組織的波來鐵的平均自由行程必須是5μm以上。更好是6μm以上15μm以下。
此外，在熱軋鋼板組織中，除了肥粒鐵、波來鐵之外，有時候也會產生：雪明碳鐵之類的碳化物、麻田散鐵、變韌鐵化肥粒鐵、殘留沃斯田鐵等，作為其餘部分的 組織。這些其餘部分的組織，以面積率計，是8%以下為宜，只要落在這個範圍的話，就無損本發明的效果。在本發明中，只要能夠符合上述的鋼組成分與金屬組織的結構(肥粒鐵與波來鐵的面積率以及平均結晶粒徑、波來鐵的平均自由行程)的話，就可達成本發明之目的。
(3)熱軋鋼板寬度方向的中心部的拉伸強度，與從熱軋鋼板寬度方向上的端部起算相當於鋼板寬度的1/8的位置處的拉伸強度之拉伸強度差值(絕對值)：30MPa以下
不僅可以謀求退火鋼板之在寬度方向上的材質差異性的窄小化(材質穩定化)，對於熱軋鋼板的寬度方向上的材質穩定化也是有效。從基於退火鋼板的材質穩定化的觀點而言，熱軋鋼板寬度方向的中心部與熱軋鋼板寬度方向上的端部(邊緣部)起算相當於鋼板寬度的1/8的位置處(以下稱為「寬度1/8位置」)的拉伸強度的差值(絕對值)是30MPa以下為宜。
又，基於退火鋼板的材質穩定化的觀點，熱軋鋼板的寬度方向的中心部與從熱軋鋼板寬度方向上的端部(邊緣部)起算相當於鋼板寬度的1/8的位置處之降伏應力的差值(△YP)、總伸長量的差值(△EL)分別是40MPa以下、4%以下更好。將熱軋鋼板的材質差異性，採用：寬度中心部與寬度1/8位置的兩點來進行評比的理由是，因為若是根據例如：將熱軋鋼板的寬度方向的中心部與從熱軋鋼板的寬度方向上的端部(邊緣)起算相當於鋼板寬度的1/4的位置(寬度1/4位置)的拉伸強度的差值的話，邊緣附近的材 質並未受到評比，難以說是執行了充分的寬度方向上的材質穩定性的評比，此外，因為藉由利用靠近邊緣之寬度1/8位置與寬度中心部的拉伸強度的差值來進行評比，可將退火鋼板的材質穩定性做適切的評比。
(4)接下來，說明本發明的冷軋鋼板用熱軋鋼板、熔融鍍鋅鋼板用熱軋鋼板的製造方法之一種實施方式。
本發明之加工性與材質穩定性優異的冷軋鋼板用熱軋鋼板，是將具有上述的組成分之鋼胚，以最終精製輥軋出口側溫度為850℃以上的條件進行熱間輥軋，從最終精製輥軋出口側溫度起迄650℃為止的溫度範圍，是以平均冷卻速度為20~90℃/秒來進行冷卻，然後，直到捲取溫度為止的溫度範圍，是以平均冷卻速度為5~35℃/秒來進行冷卻，再藉由以470~640℃的溫度來進行捲取，而得以製造出來的。
又，本發明之加工性與材質穩定性優異的熔融鍍鋅鋼板用熱軋鋼板是將具有上述的組成分的鋼胚，以最終精製輥軋出口側溫度為850℃以上的條件進行熱間輥軋，從最終精製輥軋出口側溫度起迄650℃為止的溫度範圍，是以平均冷卻速度為20~90℃/秒來進行冷卻，然後，直到捲取溫度為止的溫度範圍，是以平均冷卻速度為5~35℃/秒來進行冷卻，再藉由以470~640℃的溫度來進行捲取，而得以製造出來的。
茲詳細說明如下。
具有上述的組成分的鋼，是利用公知的方法進行熔製 之後，經由分塊輥軋或者連續鑄造而做成鋼胚，再實施熱間輥軋而做成熱軋鋼板。關於鋼胚的加熱方式，並未特別地限定其條件，但加熱溫度是以1100~1300℃為宜。熱間輥軋則是根據下列的條件來進行的。
熱間輥軋的最終精製輥軋出口側溫度：850℃以上
熱間輥軋的最終精製輥軋出口側溫度若未達850℃的話，在熱軋鋼板組織中，肥粒鐵將會形成：朝輥軋方向伸長的組織，將會導致退火鋼板的延性以及材質穩定性降低。因此，將熱間輥軋的最終精製輥軋出口側溫度設定為850℃以上。更好是870℃以上。
從最終精製輥軋出口側溫度起迄650℃為止的溫度範圍是以平均冷卻速度為20~90℃/秒來進行冷卻(一次冷卻)
從最終精製輥軋出口側溫度起迄650℃為止的平均冷卻速度若未達20℃/秒的話，肥粒鐵變態將會過度地進行，無法獲得所期望的波來鐵的面積率，退火鋼板的延性將會降低。又，平均冷卻速度超過90℃/秒的話，在熱軋鋼板組織中，肥粒鐵變態無法充分進行，無法獲得所期望的肥粒鐵平均結晶粒徑以及波來鐵的平均自由行程，退火鋼板的延性與材質穩定性將會降低。因此，從最終精製輥軋出口側溫度起迄650℃為止的溫度範圍是以平均冷卻速度為20~90℃/秒來進行冷卻。更好的平均冷卻速度是30~70℃/秒。
直到捲取溫度為止的溫度範圍是以平均冷卻速度為5~35℃/秒來進行冷卻(二次冷卻)
在前述一次冷卻之後，直到捲取溫度為止的平均冷卻速度如果未達到5℃/秒的話，肥粒鐵變態將會過度進行，無法獲得所期望的波來鐵面積率，退火鋼板的延性將會降低。又，在一次冷卻之後，直到捲取溫度為止的平均冷卻速度若超過35℃/秒的話，在捲取之後，變韌鐵化的變態將會進行，無法獲得所期望的波來鐵的面積率與平均結晶粒徑，退火鋼板的延性將會降低。因此，乃將直到捲取溫度為止的平均冷卻速度設定為5~35℃/秒。更好的平均冷卻速度是10~25℃/秒。
捲取溫度：470~640℃
捲取溫度若未達470℃的話，在熱軋鋼板組織中，會包含許多麻田散鐵和變韌鐵的低溫變態相(硬質相)，將變成無法確保所期望的波來鐵的面積率的組織，在熱軋鋼板的寬度方向上，將會產生不一致的硬度分布，退火鋼板的材質穩定性將會降低。又，捲取溫度若是超過640℃的話，熱軋鋼板組織的肥粒鐵的結晶粒徑將會變大，就會變得難以確保退火鋼板的所期望的強度。因此，捲取溫度是設定為470~640℃。更好的是480~620℃。
將以前述方法所製得的熱軋鋼板，利用一般習知的方法進行酸洗，並視其必要來實施脫脂之類的預備處理，再進行冷間輥軋，然後實施退火處理而製造成冷軋鋼板。又，在實施了退火處理之後，實施熔融鍍鋅處理，或者又進一步實施合金化處理，而製造成熔融鍍鋅鋼板。又，亦可在酸洗之後，並不實施冷間輥軋，只實施退火處理、熔 融鍍鋅處理，或者又進一步實施合金化處理，而製造成熔融鍍鋅鋼板。此外，在本發明的製造方法中的一連串的熱處理中，鋼板是採用哪一種設備來實施熱處理都無妨。冷間輥軋、退火處理則是以下列條件來執行為宜。
在進行冷間輥軋時，冷間輥軋的輥軋率若未達30%的話，退火時並無法促進肥粒鐵的再結晶，有時候，未再結晶的肥粒鐵會殘存下來，退火鋼板的延性會降低，因此，冷間輥軋的輥軋率是30%以上為宜。退火處理是在750~900℃的溫度範圍，保持15~600秒為宜。這是因為：退火溫度若未達750℃或者在750~900℃的溫度範圍內的保持時間未達15秒的話，有時候，未再結晶組織會殘存下來，延性會降低，如果退火溫度超過900℃的話，或者在750~900℃的溫度範圍內的保持時間超過600秒的話，有時候，沃斯田鐵粒的成長趨於明顯，最後則是形成不均勻的組織而降低材質穩定性。
在冷軋鋼板中，在實施退火之後，並未實施合金化處理的熔融鍍鋅鋼板(GI)在熔融鍍鋅之後，而合金化熔融鍍鋅鋼板(GA)在合金化處理之後，亦可又實施調質輥軋來進行矯正形狀等。
[實施例]
將具有表1所示的組成分，而且其餘部分是由Fe以及不可避免的雜質所組成的鋼，利用轉爐進行熔製，利用連續鑄造法而做成鋼胚。將所製得的鋼胚加熱至1200℃之 後，以表2所示的最終精製輥軋出口側溫度，進行熱間輥軋直到鋼板厚度變成2.3~4.5mm為止，再以表2所示的條件來進行冷卻，並予以捲取。接下來，將所製得的熱軋鋼板進行酸洗，冷間輥軋之後，以800℃進行退火，再視其必要來實施熔融鍍鋅處理、或者進一步實施鍍鋅層的合金化處理，而製得冷軋鋼板(CR)、熔融鍍鋅鋼板(GI)、合金化熔融鍍鋅鋼板(GA)。針對於一部分的熱軋鋼板，在酸洗之後，並不實施冷間輥軋，只實施退火、熔融鍍鋅處理，或者又進一步實施鍍鋅層的合金化處理，而製得熔融鍍鋅鋼板(GI)、合金化熔融鍍鋅鋼板(GA)。熔融鍍鋅槽，針對於熔融鍍鋅鋼板(GI)是使用含有Al：0.19質量%的鍍鋅槽，針對於合金化熔融鍍鋅鋼板(GA)是使用含有Al：0.14質量%的鍍鋅槽，鍍鋅槽溫度是460℃，針對於合金化熔融鍍鋅鋼板(GA)，是以550℃來實施合金化處理。鍍層的附著量，是就每個單面為45g/m2(鋼板的雙面都鍍鋅)，合金化熔融鍍鋅鋼板(GA)的鍍鋅層中的Fe濃度設定為9~12質量%。
針對於所製得的熱軋鋼板，肥粒鐵與波來鐵的面積率，是先將鋼板之與輥軋方向平行的鋼板厚度方向的剖面進行研磨之後，再以3%濃度的硝酸腐蝕液予以腐蝕，針對於鋼板厚度1/4位置(從鋼板表面起算，在深度方向上之相當於板厚的1/4位置處)，使用SEM(掃描型電子顯微鏡)以2000倍的倍率進行觀察10個視野，使用所觀察到組織 圖像，利用Media Cybernetics公司出品的Image-Pro影像處理軟體，計算出10個視野量的各組織(肥粒鐵、波來鐵)的面積率，將這些數值予以平均來求出肥粒鐵與波來鐵的面積率。在上述的組織圖像之中，肥粒鐵是呈灰色的組織(基層組織)、波來鐵是呈現出肥粒鐵與雪明碳鐵(白色)的層狀的組織。肥粒鐵與波來鐵的平均結晶粒徑，也是採用上述Image-Pro影像處理軟體，來求出各肥粒鐵結晶粒或者波來鐵結晶粒的面積，然後計算出相當於圓的直徑，再將這些數值予以平均而求得的。波來鐵的平均自由行程，也是採用上述Image-Pro影像處理軟體，求出波來鐵的重心的座標(X座標、Y座標)，以沒有極端地偏頗且呈均勻的分散為前提，利用下列(數式1)來計算出來的。肥粒鐵、波來鐵以外的其餘部分組織，是雪明碳鐵之類的碳化物、麻田散鐵、變韌鐵化肥粒鐵、殘留沃斯田鐵的其中任何一種。
LM=(dM/2)(4 π/3f)1/3 (數式1)
此處，LM：波來鐵的平均自由行程(μm)
dM：波來鐵的平均結晶粒徑(μm)
f：波來鐵的面積率(%)÷100
對於所製得的冷軋鋼板(CR)、熔融鍍鋅鋼板(GI)、合金化熔融鍍鋅鋼板(GA)進行拉伸試驗。拉伸試驗是使用： JIS 5號試驗片(亦即，所採取的樣品是該樣品的拉伸方向是與鋼板的輥軋方向構成正交)，並且依照JIS Z2241(2010年)所制定的方式來進行的，測定了樣品的TS(拉伸強度)、EL(總伸長量)。延性則是以TS×EL的值來進行評比。此外，在本發明中，是將在寬度中心部，TS×EL≧19000MPa．%的情況，判定為良好。
針對於熱軋鋼板的寬度中心部與寬度1/8位置的TS、降伏應力(YP)、EL，是採用JIS 5號拉伸試驗片(拉伸方向是與輥軋方向構成正交方向)並且執行與上述同樣的拉伸試驗來進行測定，將寬度中心部的數值與寬度1/8位置的數值的差值(寬度中心部的特性值-寬度1/8位置的特性值)分別當做△TS、△YP、△EL予以算出。此外，在本發明中，是將：熱軋鋼板的寬度中心部與寬度1/8位置的特性差值△TS≦30MPa、△YP≦40MPa、△EL≦4.0%的情況，判定為材質穩定性良好。
此外，進行測定了退火鋼板的寬度中心部與寬度1/8位置的TS、YP、EL，將寬度中心部的值與寬度1/8位置的值之差值(寬度中心部的特性值-寬度1/8位置的特性值)，分別當成△TS、△YP、△EL予以算出。此外，如果退火鋼板的寬度中心部與寬度1/8位置的特性差值△TS≦25MPa、△YP≦35MPa、△EL≦3.5%的情況下，就判定為材質穩定性是良好的。
將以上所獲得的結果標示於表3及表4。
本發明例的冷軋鋼板用熱軋鋼板以及熔融鍍鋅鋼板用熱軋鋼板，在其後來所實施的退火之後的拉伸強度(TS)為540MPa以上，延性以及材質穩定性皆優異。另一方面，比較例的情況，則是在強度、延性、材質穩定性的其中一種以上的效果是欠佳。
[產業上的可利用性]
根據本發明，係可獲得加工性與材質穩定性優異的冷 軋鋼板用熱軋鋼板、熔融鍍鋅鋼板用熱軋鋼板。由本發明的熱軋鋼板所製造的冷軋鋼板、熔融鍍鋅鋼板係可適用在於例如：汽車構造用構件。

Claims (22)

  1. 一種冷軋鋼板用熱軋鋼板，其組成分是含有：以質量%計，C：0.04%以上0.20%以下、Si：0.7%以上2.3%以下、Mn：0.8%以上2.8%以下、P：0.1%以下、S：0.01%以下、Al：0.1%以下、N：0.008%以下，其餘部分是由Fe及不可避免的雜質所組成，熱軋鋼板組織是具有肥粒鐵與波來鐵，前述肥粒鐵是面積率為75%以上但未達95%，並且平均結晶粒徑為5μm以上25μm以下，前述波來鐵是面積率為5%以上但未達25%，並且平均結晶粒徑為2.0μm以上，此外，前述波來鐵的平均自由行程為5μm以上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的冷軋鋼板用熱軋鋼板，其中，熱軋鋼板寬度方向的中心部的拉伸強度，與從熱軋鋼板寬度方向端部起算相當於鋼板寬度1/8的位置的拉伸強度之拉伸強度差值為30MPa以下。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的冷軋鋼板用熱軋鋼板，其組成分又含有：是從以質量%計，Cr：0.05%以上1.0%以下、V：0.005%以上0.5%以下、Mo：0.005%以上0.5%以下、Ni：0.05%以上1.0%以下、Cu：0.05%以上1.0%以下，之中所選出的至少一種元素。
  4. 如申請專利範圍第1項或第3項所述的冷軋鋼板用熱軋鋼板，其組成分又含有：是從以質量%計，Ti：0.01%以上0.1%以下、Nb：0.01%以上0.1%以下、B：0.0003%以上0.0050%以下，之中所選出的至少一種元素。
  5. 如申請專利範圍第1項或第3項所述的冷軋鋼板用熱軋鋼板，其組成分又含有：是從以質量%計，Ca：0.001%以上0.005%以下、REM：0.001%以上0.005%以下，之中所選出的至少一種元素。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的冷軋鋼板用熱軋鋼板，其組成分又含有：是從以質量%計，Ca：0.001%以上0.005%以下、REM：0.001%以上0.005%以下，之中所選出的至少一種元素。
  7. 一種熔融鍍鋅鋼板用熱軋鋼板，其組成分是含有：以質量%計，C：0.04%以上0.20%以下、Si：0.7%以上2.3%以下、Mn：0.8%以上2.8%以下、P：0.1%以下、S：0.01%以下、Al：0.1%以下、N：0.008%以下，其餘部分是由Fe及不可避免的雜質所組成，熱軋鋼板組織是具有肥粒鐵與波來鐵，前述肥粒鐵是面積率為75%以上但未達95%，並且平均結晶粒徑為5μm以上25μm以下，前述波來鐵是面積率為5%以上但未達25%，並且平均結晶粒徑為2.0μm以上，此外，前述波來鐵的平均自由行程為5μm以上。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的熔融鍍鋅鋼板用熱軋鋼板，其中，熱軋鋼板寬度方向的中心部的拉伸強度，與從熱軋鋼板寬度方向端部起算相當於鋼板寬度1/8的位置的拉伸強度之拉伸強度差值為30MPa以下。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的熔融鍍鋅鋼板用熱軋鋼板，其組成分又含有：是從以質量%計，Cr：0.05%以上 1.0%以下、V：0.005%以上0.5%以下、Mo：0.005%以上0.5%以下、Ni：0.05%以上1.0%以下、Cu：0.05%以上1.0%以下，之中所選出的至少一種元素。
  10. 如申請專利範圍第7項或第9項所述的熔融鍍鋅鋼板用熱軋鋼板，其組成分又含有：是從以質量%計，Ti：0.01%以上0.1%以下、Nb：0.01%以上0.1%以下、B：0.0003%以上0.0050%以下，之中所選出的至少一種元素。
  11. 如申請專利範圍第7項或第9項所述的熔融鍍鋅鋼板用熱軋鋼板，其組成分又含有：是從以質量%計，Ca：0.001%以上0.005%以下、REM：0.001%以上0.005%以下，之中所選出的至少一種元素。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的熔融鍍鋅鋼板用熱軋鋼板，其組成分又含有：是從以質量%計，Ca：0.001%以上0.005%以下、REM：0.001%以上0.005%以下，之中所選出的至少一種元素。
  13. 一種冷軋鋼板用熱軋鋼板的製造方法，是將其組成分是含有：以質量%計，C：0.04%以上0.20%以下、Si：0.7%以上2.3%以下、Mn：0.8%以上2.8%以下、P：0.1%以下、S：0.01%以下、Al：0.1%以下、N：0.008%以下，其餘部分是由Fe及不可避免的雜質所組成之鋼胚，以最終精製輥軋出口側溫度為850℃以上的條件來進行熱軋，在從最終精製輥軋出口側溫度起迄650℃為止的溫度範圍是以平均冷卻速度為20~90℃/秒的條件來進行冷卻，然後，直到捲取溫度為止的溫度範圍是以平均冷卻速度 為5~35℃/秒的條件來進行冷卻，再以470~640℃的條件來進行捲取。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的冷軋鋼板用熱軋鋼板的製造方法，其中，前述鋼胚的組成分又含有：是從以質量%計，Cr：0.05%以上1.0%以下、V：0.005%以上0.5%以下、Mo：0.005%以上0.5%以下、Ni：0.05%以上10%以下、Cu：0.05%以上1.0%以下，之中所選出的至少一種元素。
  15. 如申請專利範圍第13項或第14項所述的冷軋鋼板用熱軋鋼板的製造方法，其中，前述鋼胚的組成分又含有：是從以質量%計，Ti：0.01%以上0.1%以下、Nb：0.01%以上0.1%以下、B：0.0003%以上0.0050%以下，之中所選出的至少一種元素。
  16. 如申請專利範圍第13項或第14項所述的冷軋鋼板用熱軋鋼板的製造方法，其中，前述鋼胚的組成分又含有：是從以質量%計，Ca：0.001%以上0.005%以下、REM：0.001%以上0.005%以下，之中所選出的至少一種元素。
  17. 如申請專利範圍第15項所述的冷軋鋼板用熱軋鋼板的製造方法，其中，前述鋼胚的組成分又含有：是從以質量%計，Ca：0.001%以上0.005%以下、REM：0.001%以上0.005%以下，之中所選出的至少一種元素。
  18. 一種熔融鍍鋅鋼板用熱軋鋼板的製造方法，是將其組成分是含有：以質量%計，C：0.04%以上0.20%以下、Si：0.7%以上2.3%以下、Mn：0.8%以上2.8%以下、P ：0.1%以下、S：0.01%以下、Al：0.1%以下、N：0.008%以下，其餘部分是由Fe及不可避免的雜質所組成之鋼胚，以最終精製輥軋出口側溫度為850℃以上的條件來進行熱軋，在從最終精製輥軋出口側溫度起迄650℃為止的溫度範圍是以平均冷卻速度為20~90℃/秒的條件來進行冷卻，然後，直到捲取溫度為止的溫度範圍是以平均冷卻速度為5~35℃/秒的條件來進行冷卻，再以470~640℃的條件來進行捲取。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的熔融鍍鋅鋼板用熱軋鋼板的製造方法，其中，前述鋼胚的組成分又含有：是從以質量%計，Cr：0.05%以上1.0%以下、V：0.005%以上0.5%以下、Mo：0.005%以上0.5%以下、Ni：0.05%以上1.0%以下、Cu：0.05%以上1.0%以下，之中所選出的至少一種元素。
  20. 如申請專利範圍第18項或第19項所述的熔融鍍鋅鋼板用熱軋鋼板的製造方法，其中，前述鋼胚的組成分又含有：是從以質量%計，Ti：0.01%以上0.1%以下、Nb：0.01%以上0.1%以下、B：0.0003%以上0.0050%以下，之中所選出的至少一種元素。
  21. 如申請專利範圍第18項或第19項所述的熔融鍍鋅鋼板用熱軋鋼板的製造方法，其中，前述鋼胚的組成分又含有：是從以質量%計，Ca：0.001%以上0.005%以下、REM：0.001%以上0.005%以下，之中所選出的至少一種元素。
  22. 如申請專利範圍第20項所述的熔融鍍鋅鋼板用熱軋鋼板的製造方法，其中，前述鋼胚的組成分又含有：是從以質量%計，Ca：0.001%以上0.005%以下、REM：0.001%以上0.005%以下，之中所選出的至少一種元素。
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