WO2024162381A1 - 熱延鋼板 - Google Patents
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- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
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- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
Definitions
- the present invention relates to a hot-rolled steel sheet.
- This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2023-013129, filed on January 31, 2023, the contents of which are incorporated herein by reference.
- Patent Document 1 discloses a high-strength steel plate whose metal structure is essentially a two-phase structure of ferrite and bainite, and in which carbides containing Ti and Mo are dispersed and precipitated in the ferrite phase.
- Patent Document 1 does not take into consideration ductility and hole expansion properties.
- the above-mentioned automobile suspension parts are manufactured by subjecting hot-rolled steel sheets to multiple forming steps. Therefore, hot-rolled steel sheets used in automobile suspension parts are required to have excellent bendability even after being subjected to a certain degree of pre-strain in a previous process. If a compound deformation including compression is caused as pre-strain in a multiple-step forming process, the unevenness of the surface of the hot-rolled steel sheet will develop to a large extent, increasing the risk of breakage in the subsequent bending process. The inventors have discovered that this issue does not occur with cold-rolled steel sheets, which have a small surface roughness, but is an issue specific to hot-rolled steel sheets.
- the present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances.
- the object of the present invention is to provide a hot-rolled steel sheet that has high strength, excellent ductility and hole expansion properties, as well as excellent bendability after pre-straining.
- a hot-rolled steel sheet according to one embodiment of the present invention has a chemical composition, in mass%, C: 0.045-0.120%, Si: 0-3.00%, Mn: 1.20-2.60%, Ti: 0.020 to 0.180%, Al: 0.010-0.400%, P: 0.080% or less, S: 0.0100% or less, N: 0.0050% or less, O: 0.010% or less, Nb: 0 to 0.100%, V: 0 to 1.000%, Cu: 0 to 1.000%, Cr: 0-2.000%, Mo: 0-3.000%, Ni: 0 to 0.500%, B: 0 to 0.0100%, Ca: 0-0.0500%, Mg: 0 to 0.0500%, REM: 0-0.100%, Bi: 0-0.100%, Ta: 0-0.100%, Zr: 0 to 0.500%, Co: 0-3.000%, Zn: 0-0.200%, W: 0-0.200%,
- 11A to 11C are diagrams for explaining a method for forming the hat part.
- the chemical composition of the hot-rolled steel sheet according to this embodiment is, in mass%, C: 0.045 to 0.120%, Si: 0 to 3.00%, Mn: 1.20 to 2.60%, Ti: 0.020 to 0.180%, Al: 0.010 to 0.400%, P: 0.080% or less, S: 0.0100% or less, N: 0.0050% or less, and the balance: Fe and impurities.
- C 0.045 to 0.120%
- Si 0 to 3.00%
- Mn 1.20 to 2.60%
- Ti 0.020 to 0.180%
- Al 0.010 to 0.400%
- P 0.080% or less
- S 0.0100% or less
- N 0.0050% or less
- Fe and impurities each element will be described in detail below.
- C 0.045-0.120%
- C is an element necessary for obtaining a desired tensile strength of the hot-rolled steel sheet. If the C content is less than 0.045%, the desired tensile strength cannot be obtained in the hot-rolled steel sheet. Therefore, the C content is set to 0.045% or more.
- the C content is preferably 0.050% or more, more preferably 0.060% or more, and even more preferably 0.080% or more. be. On the other hand, if the C content exceeds 0.120%, the hole expandability of the hot-rolled steel sheet deteriorates. Therefore, the C content is set to 0.120% or less.
- the C content is preferably 0.110% or less. and more preferably 0.100% or less.
- Si 0-3.00% Si is an element that improves the tensile strength of a hot-rolled steel sheet by solid solution strengthening.
- the hot-rolled steel sheet according to the present embodiment ensures sufficient tensile strength even without containing Si.
- the Si content may be 0%.
- the Si content is preferably 0.01% or more, and more preferably 0.03% or more.
- the Si content is set to 3.00% or less.
- the Si content is preferably 2.00% or less.
- the Si content is set to 0 to 3.00%, thereby improving the strength and It is possible to achieve a good balance between elongation and hole expandability.
- Mn 1.20-2.60%
- Mn is an element necessary for improving the strength of a hot-rolled steel sheet. If the Mn content is less than 1.20%, the desired tensile strength cannot be obtained in the hot-rolled steel sheet.
- the Mn content is 1.20% or more, preferably 1.40% or more, and more preferably 1.60% or more. On the other hand, if the Mn content exceeds 2.60%, the hole expandability of the hot-rolled steel sheet deteriorates. Therefore, the Mn content is set to 2.60% or less.
- the Mn content is preferably 2.30% or less. % or less, and more preferably 2.20% or less.
- Ti 0.020-0.180%
- Ti is an element that forms fine nitrides in steel to increase the strength of the hot-rolled steel sheet. If the Ti content is less than 0.020%, the desired tensile strength cannot be obtained in the hot-rolled steel sheet. Therefore, the Ti content is set to 0.020% or more, preferably 0.050% or more, and more preferably 0.080% or more. On the other hand, if the Ti content exceeds 0.180%, the hole expandability of the hot-rolled steel sheet deteriorates. Therefore, the Ti content is set to 0.180% or less.
- the Ti content is preferably 0. It is preferably 160% or less, and more preferably 0.150% or less.
- Al 0.010-0.400%
- Al is an element that acts as a deoxidizer and improves the cleanliness of steel. If the Al content is less than 0.010%, a sufficient deoxidizing effect cannot be obtained, and a large amount of Al inclusions in the steel are generated. Such inclusions deteriorate the workability, particularly the hole expandability, of the hot-rolled steel sheet. Therefore, the Al content is set to 0.010% or more.
- the Al content is , preferably 0.020% or more, and more preferably 0.030% or more. On the other hand, if the Al content exceeds 0.400%, casting becomes difficult. Therefore, the Al content is set to 0.400% or less.
- the Al content is preferably set to 0.300% or less, and more preferably 0.400% or less. It is preferably 0.200% or less, and even more preferably 0.100% or less.
- P 0.080% or less
- P is an element that segregates at grain boundaries in steel and promotes embrittlement of the grain boundaries. If the P content is too high, the elongation and hole expandability of the hot-rolled steel sheet are likely to decrease, and further, cracks in the slab due to embrittlement may occur, making hot rolling difficult. Therefore, the P content is set to 0.080% or less.
- the P content is preferably 0.020% or less, and more preferably 0.010% or less. The lower the P content, the better, and 0% is preferable. However, if the P content is excessively reduced, the dephosphorization cost increases significantly, so the P content may be 0.001% or more.
- S 0.0100% or less
- S is an element that embrittles the slab when present as a sulfide.
- S is also an element that deteriorates the workability of the hot-rolled steel sheet. If the S content exceeds 0.0100%, the hole expandability of the hot-rolled steel sheet deteriorates. Therefore, the S content is set to 0.0100% or less.
- the S content is preferably 0.0080% or less, more preferably 0.0050% or less. The lower the S content, the better, and 0% is preferable. However, if the S content is excessively reduced, the desulfurization cost increases significantly, so the S content may be 0.0005% or more.
- N 0.0050% or less
- N is an element that forms coarse nitrides in steel and deteriorates the hole expandability of hot-rolled steel sheets. If the N content is too high, excessive nitrides are generated, which can easily reduce the elongation and hole expandability of the hot-rolled steel sheet, and furthermore, slab cracks due to embrittlement may occur, making hot rolling difficult. Therefore, the N content is set to 0.0050% or less.
- the N content is preferably 0.0040% or less, and more preferably 0.0035% or less. The lower the N content, the better, and 0% is preferable. However, if the N content is excessively reduced, the cost of denitrification increases significantly, so the N content may be 0.0005% or more.
- O 0.010% or less
- O is an element that forms oxides and reduces the workability of hot-rolled steel sheets. If the O content exceeds 0.010%, the hole expandability of the hot-rolled steel sheet is likely to decrease due to excessive generation of oxides, etc. Therefore, the O content is set to 0.010% or less.
- the O content is preferably 0.008% or less, and more preferably 0.006% or less. The lower the O content, the better, and 0% is preferable. However, if the O content is excessively reduced, the cost of deoxidization increases significantly, so the O content may be 0.001% or more.
- the remainder of the chemical composition of the hot-rolled steel sheet according to this embodiment may be Fe and impurities.
- impurities refer to substances that are mixed in from the raw materials such as ore, scrap, or the manufacturing environment, or substances that are acceptable to the extent that they do not adversely affect the hot-rolled steel sheet according to this embodiment.
- the chemical composition of the hot-rolled steel sheet according to this embodiment may contain the following optional elements instead of a portion of Fe.
- the lower limit of the content is 0%.
- Nb 0.001-0.100%
- Nb is an element that suppresses abnormal grain growth of austenite grains during hot rolling.
- Nb is also an element that increases the strength of hot-rolled steel sheets by forming fine carbides.
- the Nb content is preferably 0.001% or more, more preferably 0.010% or more, and even more preferably 0.030% or more.
- the Nb content is set to 0.100% or less.
- the Nb content is preferably 0.080% or less, and more preferably 0.060% or less.
- V is an element that forms fine carbides in steel to increase the strength of the hot-rolled steel sheet.
- the V content is preferably 0.001% or more.
- the V content is more preferably 0.050% or more, and even more preferably 0.100% or more.
- the V content is set to 1.000% or less.
- the V content is preferably 0.500 % or less, and more preferably 0.300% or less.
- Cu 0.001-1.000%
- the Cu content is preferably 0.001% or more, more preferably 0.050% or more, and even more preferably 0.100% or more.
- the Cu content is set to 1.000% or less.
- the Cu content is preferably set to 0.500% or less. and more preferably 0.300% or less.
- Cr:0.001 ⁇ 2.000% Cr is an element that exerts an effect similar to that of Mn.
- the Cr content is preferably 0.001% or more.
- the content is more preferably 0.050% or more, and even more preferably 0.100% or more.
- the Cr content is set to 2.000% or less.
- the Cr content is preferably is 1.000% or less, and more preferably 0.500% or less.
- Mo 0.001 ⁇ 3.000%
- Mo is an element that increases the strength of a hot-rolled steel sheet by forming fine carbides in the steel.
- the Mo content is preferably 0.001% or more.
- the Mo content is more preferably 0.050% or more, and even more preferably 0.100% or more.
- the Mo content is set to 3.000% or less.
- the Mo content is preferably 2.000% or less. % or less, and more preferably 1.000% or less.
- Ni 0.001-0.500%
- Ni is an element that enhances the hardenability of hot-rolled steel sheets.
- Ni has the effect of effectively suppressing grain boundary cracking of slabs caused by Cu.
- the Ni content is preferably 0.001% or more, more preferably 0.050% or more, and even more preferably 0.100% or more. be.
- Ni is an expensive element, so it is economically undesirable to include a large amount of it. Therefore, the Ni content is set to 0.500% or less. From the viewpoint of reducing the alloy cost, the Ni content is , preferably 0.300% or less, and more preferably 0.200% or less.
- B 0.0001-0.0100%
- B is an element that increases the strength of a hot-rolled steel sheet.
- the B content is preferably 0.0001% or more.
- the B content is more preferably 0.0005% or more. % or more, and more preferably 0.0010% or more.
- the B content is set to 0.0100% or less.
- the B content is preferably set to 0.0070% or less. More preferably, it is 0.0050% or less.
- Ca 0.0001-0.0500%
- Ca is an element that enhances the ductility and hole expandability of the hot-rolled steel sheet by controlling the shape of inclusions to a preferred shape.
- the Ca content is set to 0.0001% or more.
- the Ca content is preferably 0.0010% or more, and more preferably 0.0050% or more.
- the Ca content exceeds 0.0500%, excessive inclusions are generated in the steel, which may deteriorate the ductility and hole expandability of the hot-rolled steel sheet.
- the Ca content is preferably 0.0300% or less, and more preferably 0.0100% or less.
- Mg 0.0001-0.0500%
- Mg is an element that enhances the ductility and hole expandability of the hot-rolled steel sheet by controlling the shape of inclusions to a preferred shape. In order to reliably obtain this effect, the Mg content should be 0.0001% or more.
- the Mg content is preferably 0.0010% or more, and more preferably 0.0020% or more.
- the Mg content exceeds 0.0500%, excessive inclusions are generated in the steel, which may deteriorate the ductility and hole expandability of the hot-rolled steel sheet.
- the Mg content is preferably 0.0300% or less, and more preferably 0.0100% or less.
- REM 0.001 ⁇ 0.100% REM is an element that improves the ductility and hole expandability of hot-rolled steel sheets by controlling the shape of inclusions to a preferred shape. To reliably obtain this effect, the REM content should be 0.001% or more.
- the REM content is preferably 0.003% or more, and more preferably 0.005% or more.
- the REM content exceeds 0.100%, excessive inclusions are generated in the steel, which may deteriorate the ductility and hole expandability of the hot-rolled steel sheet.
- the REM content is preferably 0.050% or less, and more preferably 0.030% or less.
- 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.
- lanthanoids they are industrially added in the form of misch metal. will be done.
- Bi 0.001 ⁇ 0.100%
- Bi is an element that refines the solidification structure and thereby improves the ductility and hole expandability of the hot-rolled steel sheet.
- the Bi content must be 0.001% or more.
- the Bi content is preferably 0.002% or more, and more preferably 0.003% or more.
- the Bi content is set to 0.100% or less. From the viewpoint of reducing alloy costs, The Bi content is preferably 0.050% or less, and more preferably 0.030% or less.
- Ta 0.001 ⁇ 0.100%
- Ta is an element that increases the strength of hot-rolled steel sheets by forming fine carbides in the steel.
- the Ta content is set to 0.001% or more.
- the Ta content is more preferably 0.005% or more, and even more preferably 0.010% or more.
- the Ta content is set to 0.100% or less.
- the Ta content is preferably 0.080 % or less, and more preferably 0.050% or less.
- Zr 0.001-0.500%
- Zr is an element that increases the strength of a hot-rolled steel sheet by solid solution strengthening.
- the Zr content is preferably 0.001% or more.
- the Zr content is more preferably is 0.005% or more, and more preferably 0.010% or more.
- the Zr content is set to 0.500% or less.
- the Zr content is preferably 0. It is preferably 0.300% or less, and more preferably 0.100% or less.
- Co is an element that increases the strength of a hot-rolled steel sheet by solid solution strengthening.
- the Co content is preferably 0.001% or more.
- the Co content is more preferably is 0.005% or more, and more preferably 0.010% or more.
- the Co content is set to 3.000% or less.
- the Co content is preferably 1. It is preferably 0.000% or less, and more preferably 0.500% or less.
- Zn 0.001-0.200%
- Zn is an element that increases the strength of a hot-rolled steel sheet by solid solution strengthening.
- the Zn content is preferably 0.001% or more.
- the Zn content is more preferably is 0.005% or more, and more preferably 0.010% or more.
- the Zn content is set to 0.200% or less.
- the Zn content is preferably 0. .150% or less, more preferably 0.100% or less.
- W 0.001-0.200%
- W is an element that increases the strength of a hot-rolled steel sheet by solid solution strengthening.
- the W content is preferably 0.001% or more.
- the W content is more preferably is 0.005% or more, and more preferably 0.010% or more.
- the W content is set to 0.200% or less.
- the W content is preferably 0. .150% or less, more preferably 0.100% or less.
- Sb 0.001-0.500%
- Sb is an element that suppresses the generation of oxides that are the starting points of fracture, thereby improving the ductility and hole expandability of the hot-rolled steel sheet.
- the Sb content is set to 0.001
- the Sb content is preferably 0.005% or more, and more preferably 0.10% or more.
- the Sb content is set to 0.500% or less.
- the Sb content is preferably 0.300% or less, and more preferably 0.100% or less. % or less.
- As is an element that reduces the austenite single-phase temperature, thereby refining prior austenite grains and improving the hole expandability of the hot-rolled steel sheet. To reliably obtain this effect, the As content should be kept at 0.
- the As content is preferably 0.001% or more.
- the As content is more preferably 0.005% or more, and even more preferably 0.010% or more.
- the As content is set to 0.050% or less.
- the As content is preferably set to 0.040% or less, and more preferably set to 0.030% or less. % or less.
- Sn is an element that suppresses the generation of oxides that are the starting points of fracture, thereby improving the ductility and hole expandability of hot-rolled steel sheets.
- the Sn content is 0.001% or more.
- the Sn content is more preferably 0.005% or more, and even more preferably 0.010% or more.
- the Sn content is set to 0.050% or less.
- the Sn content is preferably 0.040% or less, and more preferably 0.030% or less. % or less.
- the chemical composition of the above-mentioned hot-rolled steel sheet may be analyzed using a spark discharge optical emission spectrometer or the like. Note that, for C and S, values identified by burning in an oxygen stream using a gas composition analyzer or the like and measuring by an infrared absorption method are adopted. For N, values identified by melting a test piece taken from the steel sheet in a helium stream and measuring by a thermal conductivity method are adopted. 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.
- the ratio of GAM I which is the area average value of the GAM value of the crystal grains at a position of 1/4 depth from the surface in the sheet thickness direction
- GAM S which is the area average value of the GAM value of the crystal grains in a region from the surface to a depth of 200 ⁇ m in the sheet thickness direction
- the area ratio of the region where the GAM value is more than 0.6° is 50% or more
- the sum of the area ratio of the region where the GAM value is more than 3.0° and the area ratio of retained austenite is less than 15%
- the standard deviation of the area average value of the GAM value of the crystal grains in the region from the surface to a depth of 200 ⁇ m in the sheet thickness direction is 0.25 to 0.65°.
- the metal structure is defined as being located at a quarter position in the width direction from the end face.
- the quarter position in the width direction from the end face here refers to a w/4 position from the end face in the width direction, where w is the length in the width direction. That is, "x/y position from the end face (here, x and y are natural numbers satisfying x ⁇ y)" means a position moved in the width direction from the end face in the width direction of the steel plate toward the center of the steel plate by a distance of x/y of the plate width. For example, when the width of the steel plate is 1 m, "1/4 position from the end face” means a position that is 0.25 m away from the end face in the width direction of the steel plate.
- plate thickness x/y position (where x and y are natural numbers satisfying x ⁇ y) refers to a position moved in the plate thickness direction from the surface (plate surface) of the steel plate in the plate thickness direction toward the center of the steel plate by a distance (depth) of x/y of the plate thickness t.
- depth a distance of x/y of the plate thickness t.
- the plate thickness 1/8 position refers to a position that is 0.25 mm deep from the surface of the steel plate in the plate thickness direction.
- the "surface of the steel sheet” means the interface between the steel sheet and the coating
- the "sheet thickness t” means the thickness of the steel sheet (base material) excluding the coating.
- GAM S / GAM I 0.70-1.05
- the "Grain Average Misorientation (GAM) value" of crystal grains is measured by the EBSP (Electron Backscatter Pattern) method. Crystal grains with a small GAM value improve the ductility of hot-rolled steel sheets. In addition, while the strength depends on the average characteristics in the thickness direction of the hot-rolled steel sheet, the bendability depends on the characteristics of the sheet surface. found that the strength and bendability after pre-straining of the hot-rolled steel sheet can be improved by arranging crystal grains having a small GAM value and excellent ductility in the surface layer region of the hot-rolled steel sheet.
- GAM I which is the area average value of the GAM value of the crystal grains at a position 1/4 depth from the surface in the sheet thickness direction (hereinafter sometimes referred to as the internal region)
- GAM S which is the area average value of the GAM value of the crystal grains in a region from the surface to a depth of 200 ⁇ m in the sheet thickness direction (hereinafter sometimes referred to as the surface layer region )
- GAM S /GAM I is set to 0.70 or more. It is preferable that GAM S /GAM I is set to 0.80 or more.
- Standard deviation of the area average value of GAM value of crystal grains in the surface layer region: 0.25 to 0.65° Fracture in hot-rolled steel sheets occurs mainly in crystal grains with large GAM values.
- crystal grains with small GAM values are preferentially deformed during pre-straining, and by suppressing the deformation of crystal grains with large GAM values, it is possible to suppress the destruction of crystal grains with large GAM values during bending after pre-straining.
- the standard deviation of the area average value of the GAM value in the region from the surface to a depth of 200 ⁇ m in the sheet thickness direction (surface layer region) is less than 0.25°, it is not possible to suppress the deformation of crystal grains with large GAM values, and it is not possible to obtain the desired bendability after pre-straining. Therefore, the standard deviation of the area average value of the GAM value of the crystal grains in the surface layer region is set to 0.25° or more. It is preferable that the standard deviation of the area average value of the GAM value of the crystal grains in the surface layer region is set to 0.35° or more. On the other hand, if the non-uniformity is too large, excessive strain concentration occurs, which causes deterioration of the bendability after the pre-strain is applied.
- the standard deviation of the area average value of the GAM value of the crystal grains in the surface layer region is set to 0.65° or less. It is preferable that the standard deviation of the area average value of the GAM value of the crystal grains in the surface layer region is set to 0.55° or less.
- the GAM value of the crystal grains in the inner region and the surface region is measured by the following method.
- a sample is taken at a 1/4 position in the width direction from the end face of the hot-rolled steel sheet so that the metal structure of the cross section (thickness direction x rolling direction cross section) with the width direction as the normal direction can be observed.
- the size of the sample depends on the measuring device, but it may be, for example, a rectangular parallelepiped with a total thickness in the thickness direction, 15 mm in the rolling direction, and 10 mm in the width direction.
- the observation surface of the sample is mirror-polished, and then polished for 8 minutes at room temperature using colloidal silica that does not contain an alkaline solution to remove the strain introduced into the surface of the sample.
- a region of 200 ⁇ m in the thickness direction and 400 ⁇ m or more at any position in the rolling direction (a rectangular region having a center at a 1/4 depth position in the thickness direction, a rectangular region having a length (short side) of 200 ⁇ m in the thickness direction and a length (long side) of 400 ⁇ m or more in the rolling direction) centered at a 1/4 depth position in the thickness direction from the surface of the sample after the above polishing is measured at a measurement interval of 0.2 ⁇ m to obtain crystal orientation information.
- an EBSD analyzer consisting of a thermal field emission scanning electron microscope (JSM-7001F manufactured by JEOL) and an EBSD detector (HIKARI detector manufactured by TSL) is used.
- 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
- the electron beam irradiation level is 62.
- a region surrounded by grain boundaries with an orientation difference of 15° or more in the EBSD analysis image is regarded as one crystal grain using the “Grain Average Misorientation” function mounted on the software “OIM Analysis (registered trademark)” attached to the EBSD analyzer, and the GAM value of the crystal grain is obtained by calculating the average value of the orientation difference between adjacent pixels in the crystal grain.
- crystal grains with a defined equivalent circle diameter of 0.6 ⁇ m or less are excluded from the measurement because there is a possibility of a large measurement error.
- GAM value obtained, the area of the crystal grain measured in the EBSD analysis image, and the following formula (1) are used to perform a calculation for all crystal grains to obtain GAM I , which is the area average value of the GAM values of the crystal grains in the internal region.
- GAM i represents the GAM value of the i-th crystal grain
- Ai represents the area of the i-th crystal grain
- n represents the number of crystal grains included in the measurement range.
- GAM S is the area average value of the GAM values of the crystal grains in the surface layer region.
- the standard deviation of the area average values of the GAM values of the crystal grains in the surface region is obtained by using the area average value GAM S of the GAM values obtained for the crystal grains in the surface region and the following formula (2).
- GAM i represents the GAM value of the i-th crystal grain
- Ai represents the area of the i-th crystal grain
- n represents the number of crystal grains included in the measurement range.
- the rolling direction of the hot-rolled steel sheet is determined by the following method.
- a test piece is taken so that a cross section parallel to the plate surface of the hot-rolled steel sheet can be observed.
- a cross section at a position where the distance from the surface is 1/4 of the plate thickness is mirror-polished and then observed using an optical microscope.
- the observation range is 500 ⁇ m ⁇ 500 ⁇ m or more, and the direction parallel to the extension direction of the crystal grains is determined to be the rolling direction.
- the direction perpendicular to the determined rolling direction is determined to be the width direction of the hot-rolled steel sheet.
- the area ratio of the region where the GAM value is more than 0.6° is set to 50% or more.
- the area ratio of the region where the GAM value is more than 0.6° is preferably 80% or more, more preferably 90% or more, and even more preferably 95% or more.
- the area ratio of the region where the GAM value exceeds 0.6° may be set to 100%.
- Sum of the area ratio of the region where the GAM value is more than 3.0° and the area ratio of the retained austenite less than 15% If the sum of the area ratio of the region where the GAM value is more than 3.0° and the area ratio of the retained austenite is 15% or more, the desired strength may not be obtained in the hot-rolled steel sheet, or the desired hole expandability may not be obtained. Therefore, the sum of the area ratio of the region where the GAM value is more than 3.0° and the area ratio of the retained austenite is less than 15%.
- the sum of the area ratio of the region where the GAM value is more than 3.0° and the area ratio of the retained austenite is preferably 10% or less, more preferably 5% or less.
- the sum of the area ratio of the region where the GAM value exceeds 3.0° and the area ratio of the retained austenite may be 0% or may be 1% or more.
- the hot-rolled steel sheet according to this embodiment has the above-mentioned chemical composition and metal structure, and may have either the first or second type of metal structure described below, depending on the desired strength, ductility, and degree of bendability after pre-straining.
- the first aspect is a metal structure suitable for cases where a higher level of strength and ductility is required.
- the area ratio of the region where the GAM value is more than 0.6° and less than 2.0° is preferably 70% or more, more preferably 85% or more.
- the area ratio of the region where the GAM value is more than 0.6° and less than 2.0° may be 100%.
- the remaining structure other than the areas where the GAM value is greater than 0.6° and less than 2.0° may include areas where the GAM value is 2.0° or more and areas where the GAM value is 0.6° or less, with a total area ratio of 0 to 50%.
- the second aspect is a metal structure suitable for cases where relatively higher strength is required.
- the area ratio of the region where the GAM value is 2.0° or more is preferably 70% or more, more preferably 85% or more.
- the area ratio of the region having a GAM value of 2.0° or more may be 100%.
- the remaining structure other than the area where the GAM value is 2.0° or more may include an area ratio of 0 to 50% where the GAM value is less than 2.0°.
- the area ratio of the region where the GAM value exceeds 0.6°, the area ratio of the region where the GAM value is greater than 0.6° and less than 2.0°, the area ratio of the region where the GAM value is 2.0° or more, and the area ratio of the region where the GAM value is greater than 3.0° are measured by the following method.
- the GAM value of the crystal grains in the inner region is calculated by the same method as that used for measuring the GAM value of the crystal grains in the inner region.
- the area ratio of the crystal grains having the obtained GAM value exceeding 0.6°, the area ratio of the crystal grains having the GAM value exceeding 0.6° and less than 2.0°, the area ratio of the crystal grains having the GAM value of 2.0° or more, and the area ratio of the region having the GAM value exceeding 3.0° are calculated to obtain the area ratio of each region.
- the area ratio of retained austenite is measured by the following method.
- a sample is taken so that the metal structure can be observed in a region of 1 mm or more at any position in the rolling direction and 1 mm or more from the end face in the cross section at 1/4 position in the sheet thickness direction from the surface of the hot-rolled steel sheet.
- the sample is subjected to Co-K ⁇ radiation to obtain the integrated intensity of a total of six peaks, ⁇ (110), ⁇ (200), ⁇ (211), ⁇ (111), ⁇ (200), and ⁇ (220).
- the volume ratio of retained austenite is calculated from the integrated intensity using the intensity averaging method.
- the obtained volume ratio of retained austenite is regarded as the area ratio of retained austenite.
- the tensile strength may be 940 MPa or more.
- the upper limit of the tensile strength does not need to be particularly limited, but from the viewpoint of suppressing die wear, it may be 1400 MPa or less.
- Uniform elongation 3.0% or more
- the uniform elongation may be 3.0% or more.
- it can be suitably applied to automobile parts.
- the tensile strength and uniform elongation are measured by performing a tensile test in accordance with JIS Z 2241: 2022 using a No. 5 test piece of JIS Z 2241: 2022.
- the tensile test piece is taken from the center position in the width direction, and the direction perpendicular to the rolling direction and the plate thickness direction (width direction) is defined as the longitudinal direction.
- a minute test piece with the width direction as the longitudinal direction can be used instead as the test piece for measuring the tensile strength.
- Hole expansion ratio 40% or more
- the hole expansion ratio may be 40% or more. By setting the hole expansion ratio to 40% or more, it can be suitably applied to automobile parts. There is no need to particularly limit the upper limit of the hole expansion ratio, but it may be 80% or less.
- the hole expansion ratio is measured by performing a hole expansion test in accordance with JIS Z 2256:2020.
- Bendability after pre-straining is evaluated by performing a bending test on the hot-rolled steel sheet after the draw-bending process.
- the draw-bending process is performed, for example, by forming the hat part 10 with a forming height of 60 mm under the conditions shown in FIG. 1.
- the test piece is taken from the hot-rolled steel sheet so that the longitudinal direction of the test piece is the width direction of the hot-rolled steel sheet and the test piece is 240 mm x 60 mm.
- the conditions of the draw-bending process are as follows: the width of the punch 1 is 75 mm, the corner R of the punch 1 is "sheet thickness x 5 (mm)", the corner R of the die 2 is “sheet thickness x 3.125 mm”, the clearance between the punch 1 and the die 2 is “sheet thickness + 0.9 mm”, and the blank holder force (BHF) is "sheet thickness x 6.25 (ton)".
- the conditions shown in FIG. 1 are the conditions when the sheet thickness is 1.6 mm.
- the steel plate comes into contact with the punch 1 while undergoing bending and unbending deformation as the vertical wall 11 is formed, so that the recess formed in the flat-R part near the vertical wall of the automobile suspension part can be reproduced.
- a test piece is taken from the vertical wall 11 of the hat part 10 so that the die 2 side is on the outside of the bend and the stroke direction D of the punch 1 is the bending axis direction.
- the bending test is performed using the above-mentioned test piece under the following conditions based on the VDA standard (VDA238-100) specified by the German Association of the Automotive Industry.
- VDA238-100 the tensile strength of a hot-rolled steel sheet
- the maximum bending angle obtained in a bending test after pre-straining is 70° or more, it can be determined that the sheet has excellent bendability after pre-straining.
- the tensile strength of a hot-rolled steel sheet is 1040 MPa or more, if the maximum bending angle obtained in a bending test after pre-straining is 50° or more, it can be determined that the sheet has excellent bendability after pre-straining.
- the thickness of the test piece after the prestrain is more than 1.6 mm, the surface on the punch side is ground to make the thickness 1.6 mm before the bending test.
- the maximum bending angle obtained by the following formula is adopted, where ⁇ 0 represents the maximum bending angle obtained by the bending test, t represents the plate thickness, and uEL represents the uniform elongation.
- Maximum bending angle when 1.6 mm or less ⁇ 0 -13.852 x (1 - t / 1.6) x (uEL + 0.22) 0.292
- Test piece dimensions 60 mm (rolling direction) x 30 mm (width direction)
- Test piece thickness 1.6 mm Bending ridge: Parallel to the width direction
- Test method Roll support, punch pressing Roll diameter: ⁇ 30 mm
- Punch shape: Tip R 0.4 mm Distance between rolls: 2.0 x plate thickness (mm) + 0.5 mm
- each embodiment may have the following strength, ductility, and bendability after prestrain. Note that the desired hole expansion property is the same in both embodiments, so the explanation is omitted.
- Tensile strength 940 MPa or more, uniform elongation: 4.0% or more
- the tensile strength may be 940 MPa or more
- the uniform elongation may be 4.0% or more
- the tensile strength may be 980 MPa or more.
- the uniform elongation may be 5.0% or more.
- Tensile strength 1040 MPa or more, uniform elongation: 3.0% or more
- the tensile strength may be 1040 MPa or more, and the uniform elongation may be 3.0% or more.
- the tensile strength may be 1140 MPa or more.
- the uniform elongation may be 4.0% or more.
- the hot-rolled steel sheet according to this embodiment 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.
- electroplating layers include electrogalvanizing and electrogalvanizing Zn-Ni alloy plating.
- hot-dip plating layers 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.
- an appropriate chemical conversion treatment for example, applying a silicate-based chromium-free chemical conversion treatment solution and drying
- the hot-rolled steel sheet according to this embodiment can be stably manufactured.
- 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.
- Steps (1) to (3) described below are common to the first and second aspects. As for the subsequent steps, steps (4) and (5) correspond to the first aspect, and step (6) corresponds to the second aspect.
- a preferred method for producing a hot-rolled steel sheet according to this embodiment is as follows: (1) Before rough rolling, a slab having the above-mentioned chemical composition is subjected to two or more strains in the width direction, the difference between the temperature at the time of the first strain application and the temperature at the time of the final strain application is set to 20 to 40 ° C., and descaling is performed every time a strain is applied in the width direction; (2) performing rough rolling on the strained slab; (3) performing finish rolling so that the difference between the finish rolling start temperature and the finish rolling completion temperature is 60° C. or more and less than 120° C., and the finish rolling completion temperature is 950° C. or less; Furthermore, the method includes one or more of the following steps (4) to (6).
- Imparting strain before rough rolling common to the first and second aspects Before rough rolling, it is preferable to impart strain to a slab having the above-mentioned chemical composition two or more times in the width direction, and the difference between the temperature at the time of the first width direction strain imparting and the temperature at the time of the final width direction strain imparting is 20 to 40 ° C. This makes it possible to control the non-uniformity in the surface layer region to an appropriate state. As a result, it is possible to control the standard deviation of the area average value of the GAM value of the crystal grains in the surface layer region of the hot-rolled steel sheet to a preferred range.
- the "width direction of the slab” is a direction perpendicular to the slab transport direction and the plate thickness direction, and the slab transport direction corresponds to the rolling direction in the subsequent process.
- strain is applied in the width direction two or more times.
- the difference in temperature between the first strain application and the final strain application can be preferably controlled to 20 to 40°C.
- the strain may be imparted after the slab is heated for rough rolling.
- a method for imparting strain in the width direction of a slab includes, for example, passing the slab between rolls whose rotation axes are perpendicular to the plate surface and conveying direction of the slab to impart strain in the width direction to the slab (pressing down in the width direction).
- the slab to which strain is applied is not particularly limited except for the chemical composition described above.
- a slab produced by melting molten steel of the above chemical composition using a converter or electric furnace, etc. and then by continuous casting can be used.
- an ingot casting method, thin slab casting method, etc. may be used.
- the heating temperature may be in the range of 1100 to 1300°C.
- Rough rolling common to the first and second aspects
- the conditions of rough rolling are not particularly limited, and the rough rolling can be, for example, a process in which rolling is performed multiple times at a temperature of 1100 ° C. or higher to reduce the plate thickness to 30 to 60 mm.
- finish rolling common to the first and second aspects
- the finish rolling completion temperature delivery temperature
- the finish rolling completion temperature is 950°C or less.
- GAM S /GAM I which is the ratio of GAM I, which is the area average value of the GAM value of the crystal grains in the inner region
- GAM S which is the area average value of the GAM value of the crystal grains in the surface layer region
- the lower limit of the finish rolling completion temperature is not particularly limited, and may be appropriately determined according to the rolling load limit of the equipment. In order to suppress a sudden increase in load, the finish rolling completion temperature may be, for example, 850°C or more.
- Slow cooling (air cooling) in a temperature range of 580 to 680°C corresponds to the first embodiment. After the completion of finish rolling, accelerated cooling is performed to a temperature range of 580 to 680°C at an average cooling rate of 30°C/s or more, and slow cooling (air cooling) is performed in this temperature range for 2.0 seconds or more.
- slow cooling air cooling
- the area ratio of the region where the GAM value is more than 0.6° and less than 2.0° can be increased.
- slow cooling (air cooling) refers to cooling at an average cooling rate of 20° C./s or less.
- Slow cooling (air cooling) followed by accelerated cooling corresponds to the first embodiment After slow cooling (air cooling) in the temperature range of 580 to 680° C. (first embodiment), accelerated cooling is performed at an average cooling rate of 30° C./s or more until the temperature reaches 300° C. By performing accelerated cooling at an average cooling rate of 30° C./s or more until the temperature reaches 300° C. after slow cooling (air cooling), a desired metal structure can be obtained. After accelerated cooling to 300° C., the wire may be left to cool to room temperature or may be wound into a coil and then water-cooled.
- Accelerated cooling down to 300° C. Corresponding to the second embodiment After the completion of finish rolling, accelerated cooling is performed at an average cooling rate of 30° C./s or more down to 300° C. By performing accelerated cooling down to 300° C. at an average cooling rate of 30° C./s or more without performing slow cooling (air cooling) during the accelerated cooling, it is possible to increase the area ratio of the region where the GAM value exceeds 0.6° (including the region where the GAM value is 2.0° or more). After accelerated cooling to 300° C., the wire may be left to cool to room temperature or may be wound into a coil and then water-cooled.
- the average cooling rate is the temperature difference between the start and end points of the set range divided by the elapsed time from the start point to the end point.
- the conditions in the embodiment are merely an example of conditions adopted to confirm the feasibility and effects 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.
- the "Temperature difference when applying width direction strain” column in the table shows the difference in temperature between the temperature when the first width direction strain was applied and the temperature when the final width direction strain was applied.
- the obtained hot-rolled steel sheets were evaluated for metal structure, tensile strength (TS), uniform elongation (uEl), hole expansion ratio ( ⁇ ) and bendability after pre-straining by the above-mentioned methods.
- the results obtained are shown in Tables 4A to 5C.
- TS tensile strength
- the hole expansion ratio ( ⁇ ) was 40% or more, it was judged to have excellent hole expansion properties and to pass. On the other hand, if the hole expansion ratio ( ⁇ ) was less than 40%, it was judged to have no excellent hole expansion properties and to fail.
- the bendability (maximum bending angle) after the prestrain was applied was evaluated according to the following criteria in accordance with the tensile strength.
- the tensile strength was less than 1040 MPa
- the bendability (maximum bending angle) after prestraining was 70° or more
- the specimen was judged as having excellent bendability after prestraining and was passed.
- the bendability (maximum bending angle) after prestraining was less than 70°, the specimen was judged as not having excellent bendability after prestraining and was passed.
- the hot-rolled steel sheets according to the examples of the present invention have high strength, as well as excellent ductility and hole expandability, and also have excellent bendability after pre-straining.
- the steel sheets according to the comparative examples are inferior in at least one of the characteristics.
- the above-mentioned aspects of the present invention provide a hot-rolled steel sheet that has high strength, excellent ductility and hole expansion properties, as well as excellent bendability after pre-straining.
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Abstract
この熱延鋼板は、所定の化学組成を有し、GAMS/GAMIが0.70~1.05であり、前記表面から前記板厚方向に1/4深さの前記位置の金属組織において、前記GAM値が0.6°超である領域の面積率が50%以上であり、前記GAM値が3.0°超である領域の面積率と、残留オーステナイトの面積率との合計が15%未満であり、前記表面から前記板厚方向に200μm深さまでの前記領域における前記結晶粒の前記GAM値の面積平均値の標準偏差が0.25~0.65°である。
Description
本発明は、熱延鋼板に関する。
本願は、2023年1月31日に、日本に出願された特願2023-013129号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2023年1月31日に、日本に出願された特願2023-013129号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
近年、自動車部品の軽量化が進められている。部品形状を最適な形状に設計することで剛性を確保することにより、自動車部品の軽量化が可能である。さらに、プレス成形部品等のブランク成形部品では、部品材料の板厚を減少させることで軽量化が可能となる。
板厚を減少させながら静破壊強度および降伏強度などの部品の強度特性を確保しようとした場合、高強度材料を用いることが必要となる。特に、ロアアーム、トレールリンクおよびナックルなどの自動車足回り部品では、780MPa級超の鋼板の適用が検討され始めている。これらの自動車足回り部品は、鋼板にバーリング、伸びフランジおよび曲げ成形等を施すことで製造される。そのため、これらの自動車足回り部品に適用される鋼板は成形性、特に延性および穴広げ性に優れることが要求される。
例えば、特許文献1には、金属組織が実質的にフェライトとベイナイトの2相組織であり、フェライト相中にTiと、Moとを含む炭化物が分散析出していることを特徴とする、高強度鋼板が開示されている。
しかしながら、特許文献1では、延性および穴広げ性について考慮されていない。
上述のような自動車足回り部品は、熱延鋼板に対して複数工程の成形を行うことで製造される。そのため、自動車足回り部品に適用される熱延鋼板は、前工程においてある程度の予ひずみを受けた後においても優れた曲げ性を有することが求められる。複数工程の成形において、予ひずみとして圧縮を含む複合変形を生じさせた場合、熱延鋼板の表層の凹凸の発達が大きくなることで、その後の曲げ成形における破断のリスクが高まる。本発明者らは、このような課題は表面粗さの小さい冷延鋼板では生じず、熱延鋼板特有の課題であることを知見した。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものである。本発明は、高い強度、優れた延性および穴広げ性、並びに、予ひずみ付与後において優れた曲げ性を有する熱延鋼板を提供することを目的とする。
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延鋼板は、化学組成が、質量%で、
C :0.045~0.120%、
Si:0~3.00%、
Mn:1.20~2.60%、
Ti:0.020~0.180%、
Al:0.010~0.400%、
P :0.080%以下、
S :0.0100%以下、
N :0.0050%以下、
O :0.010%以下、
Nb:0~0.100%、
V :0~1.000%、
Cu:0~1.000%、
Cr:0~2.000%、
Mo:0~3.000%、
Ni:0~0.500%、
B :0~0.0100%、
Ca:0~0.0500%、
Mg:0~0.0500%、
REM:0~0.100%、
Bi:0~0.100%、
Ta:0~0.100%、
Zr:0~0.500%、
Co:0~3.000%、
Zn:0~0.200%、
W :0~0.200%、
Sb:0~0.500%、
As:0~0.050%、および
Sn:0~0.050%を含有し、
残部がFeおよび不純物からなり、
表面から板厚方向に1/4深さの位置における結晶粒のGAM値の面積平均値であるGAMIと、前記表面から前記板厚方向に200μm深さまでの領域における結晶粒の前記GAM値の面積平均値であるGAMSとの比であるGAMS/GAMIが0.70~1.05であり、
前記表面から前記板厚方向に1/4深さの前記位置の金属組織において、
前記GAM値が0.6°超である領域の面積率が50%以上であり、前記GAM値が3.0°超である領域の面積率と、残留オーステナイトの面積率との合計が15%未満であり、
前記表面から前記板厚方向に200μm深さまでの前記領域における前記結晶粒の前記GAM値の面積平均値の標準偏差が0.25~0.65°である。
(2)上記(1)に記載の熱延鋼板は、前記化学組成が、質量%で、
Nb:0.001~0.100%、
V :0.001~1.000%、
Cu:0.001~1.000%、
Cr:0.001~2.000%、
Mo:0.001~3.000%、
Ni:0.001~0.500%、
B :0.0001~0.0100%、
Ca:0.0001~0.0500%、
Mg:0.0001~0.0500%、
REM:0.001~0.100%、
Bi:0.001~0.100%、
Ta:0.001~0.100%、
Zr:0.001~0.500%、
Co:0.001~3.000%、
Zn:0.001~0.200%、
W :0.001~0.200%、
Sb:0.001~0.500%、
As:0.001~0.050%、および
Sn:0.001~0.050%
からなる群から選択される1種以上を含有してもよい。
(3)上記(1)または(2)に記載の熱延鋼板は、
前記表面から前記板厚方向に1/4深さの前記位置の前記金属組織において、
前記GAM値が0.6°超、2.0°未満である領域の面積率が50%以上であってもよい。
(4)上記(1)または(2)に記載の熱延鋼板は、
前記表面から前記板厚方向に1/4深さの前記位置の前記金属組織において、
前記GAM値が2.0°以上である領域の面積率が50%以上であってもよい。
(1)本発明の一態様に係る熱延鋼板は、化学組成が、質量%で、
C :0.045~0.120%、
Si:0~3.00%、
Mn:1.20~2.60%、
Ti:0.020~0.180%、
Al:0.010~0.400%、
P :0.080%以下、
S :0.0100%以下、
N :0.0050%以下、
O :0.010%以下、
Nb:0~0.100%、
V :0~1.000%、
Cu:0~1.000%、
Cr:0~2.000%、
Mo:0~3.000%、
Ni:0~0.500%、
B :0~0.0100%、
Ca:0~0.0500%、
Mg:0~0.0500%、
REM:0~0.100%、
Bi:0~0.100%、
Ta:0~0.100%、
Zr:0~0.500%、
Co:0~3.000%、
Zn:0~0.200%、
W :0~0.200%、
Sb:0~0.500%、
As:0~0.050%、および
Sn:0~0.050%を含有し、
残部がFeおよび不純物からなり、
表面から板厚方向に1/4深さの位置における結晶粒のGAM値の面積平均値であるGAMIと、前記表面から前記板厚方向に200μm深さまでの領域における結晶粒の前記GAM値の面積平均値であるGAMSとの比であるGAMS/GAMIが0.70~1.05であり、
前記表面から前記板厚方向に1/4深さの前記位置の金属組織において、
前記GAM値が0.6°超である領域の面積率が50%以上であり、前記GAM値が3.0°超である領域の面積率と、残留オーステナイトの面積率との合計が15%未満であり、
前記表面から前記板厚方向に200μm深さまでの前記領域における前記結晶粒の前記GAM値の面積平均値の標準偏差が0.25~0.65°である。
(2)上記(1)に記載の熱延鋼板は、前記化学組成が、質量%で、
Nb:0.001~0.100%、
V :0.001~1.000%、
Cu:0.001~1.000%、
Cr:0.001~2.000%、
Mo:0.001~3.000%、
Ni:0.001~0.500%、
B :0.0001~0.0100%、
Ca:0.0001~0.0500%、
Mg:0.0001~0.0500%、
REM:0.001~0.100%、
Bi:0.001~0.100%、
Ta:0.001~0.100%、
Zr:0.001~0.500%、
Co:0.001~3.000%、
Zn:0.001~0.200%、
W :0.001~0.200%、
Sb:0.001~0.500%、
As:0.001~0.050%、および
Sn:0.001~0.050%
からなる群から選択される1種以上を含有してもよい。
(3)上記(1)または(2)に記載の熱延鋼板は、
前記表面から前記板厚方向に1/4深さの前記位置の前記金属組織において、
前記GAM値が0.6°超、2.0°未満である領域の面積率が50%以上であってもよい。
(4)上記(1)または(2)に記載の熱延鋼板は、
前記表面から前記板厚方向に1/4深さの前記位置の前記金属組織において、
前記GAM値が2.0°以上である領域の面積率が50%以上であってもよい。
本発明に係る上記態様によれば、高い強度、優れた延性および穴広げ性、並びに、予ひずみ付与後において優れた曲げ性を有する熱延鋼板を提供する熱延鋼板を提供することができる。
以下、本実施形態に係る熱延鋼板について、詳細に説明する。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。
なお、以下に記載する「~」を挟んで記載され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」、「超」と示す数値には、その値が数値範囲に含まれない。化学組成についての「%」は全て「質量%」のことを指す。
本実施形態に係る熱延鋼板の化学組成は、質量%で、C:0.045~0.120%、Si:0~3.00%、Mn:1.20~2.60%、Ti:0.020~0.180%、Al:0.010~0.400%、P:0.080%以下、S:0.0100%以下、N:0.0050%以下、並びに、残部:Feおよび不純物含む。
以下、各元素について詳細に説明する。
以下、各元素について詳細に説明する。
C:0.045~0.120%
Cは、熱延鋼板の所望の引張強さを得るために必要な元素である。C含有量が0.045%未満であると、熱延鋼板において所望の引張強さを得ることができない。そのため、C含有量は0.045%以上とする。C含有量は、好ましくは0.050%以上であり、より好ましくは0.060%以上であり、より一層好ましくは0.080%以上である。
一方、C含有量が0.120%超では、熱延鋼板の穴広げ性が劣化する。そのため、C含有量は0.120%以下とする。C含有量は、好ましくは0.110%以下であり、より好ましくは0.100%以下である。
Cは、熱延鋼板の所望の引張強さを得るために必要な元素である。C含有量が0.045%未満であると、熱延鋼板において所望の引張強さを得ることができない。そのため、C含有量は0.045%以上とする。C含有量は、好ましくは0.050%以上であり、より好ましくは0.060%以上であり、より一層好ましくは0.080%以上である。
一方、C含有量が0.120%超では、熱延鋼板の穴広げ性が劣化する。そのため、C含有量は0.120%以下とする。C含有量は、好ましくは0.110%以下であり、より好ましくは0.100%以下である。
Si:0~3.00%
Siは、固溶強化によって熱延鋼板の引張強さを向上する元素である。ただし、本実施形態に係る熱延鋼板は、Siを含まずとも、十分な引張強さが確保される。そのため、Si含有量は0%であってもよい。Si含有量は、好ましくは0.01%以上であり、より好ましくは0.03%以上である。
一方、Siの含有量が多過ぎると、延性が不足する等により熱間圧延が困難となる場合がある。そのため、Si含有量は3.00%以下とする。Si含有量は、好ましくは2.50%以下であり、より好ましくは1.50%以下である。本実施形態に係る熱延鋼板においては、Si含有量を0~3.00%とすることで、熱延鋼板の強度、伸びおよび穴広げ性を高いバランスで実現することができる。
Siは、固溶強化によって熱延鋼板の引張強さを向上する元素である。ただし、本実施形態に係る熱延鋼板は、Siを含まずとも、十分な引張強さが確保される。そのため、Si含有量は0%であってもよい。Si含有量は、好ましくは0.01%以上であり、より好ましくは0.03%以上である。
一方、Siの含有量が多過ぎると、延性が不足する等により熱間圧延が困難となる場合がある。そのため、Si含有量は3.00%以下とする。Si含有量は、好ましくは2.50%以下であり、より好ましくは1.50%以下である。本実施形態に係る熱延鋼板においては、Si含有量を0~3.00%とすることで、熱延鋼板の強度、伸びおよび穴広げ性を高いバランスで実現することができる。
Mn:1.20~2.60%
Mnは、熱延鋼板の強度を向上させるために必要な元素である。Mn含有量が、1.20%未満であると、熱延鋼板において所望の引張強さを得ることができない。そのため、Mn含有量は1.20%以上とする。Mn含有量は、好ましくは1.40%以上であり、より好ましくは1.60%以上である。
一方、Mn含有量が2.60%超であると、熱延鋼板の穴広げ性が劣化する。そのため、Mn含有量は2.60%以下とする。Mn含有量は、好ましくは2.30%以下であり、より好ましくは2.20%以下である。
Mnは、熱延鋼板の強度を向上させるために必要な元素である。Mn含有量が、1.20%未満であると、熱延鋼板において所望の引張強さを得ることができない。そのため、Mn含有量は1.20%以上とする。Mn含有量は、好ましくは1.40%以上であり、より好ましくは1.60%以上である。
一方、Mn含有量が2.60%超であると、熱延鋼板の穴広げ性が劣化する。そのため、Mn含有量は2.60%以下とする。Mn含有量は、好ましくは2.30%以下であり、より好ましくは2.20%以下である。
Ti:0.020~0.180%
Tiは、鋼中に微細な窒化物を形成することで、熱延鋼板の強度を高める元素である。Ti含有量が0.020%未満であると、熱延鋼板において所望の引張強さを得ることができない。そのため、Ti含有量は0.020%以上とする。Ti含有量は、好ましくは0.050%以上であり、より好ましくは0.080%以上である。
一方、Ti含有量が0.180%超であると、熱延鋼板の穴広げ性が劣化する。そのため、Ti含有量は、0.180%以下とする。Ti含有量は、好ましくは0.160%以下であり、より好ましくは0.150%以下である。
Tiは、鋼中に微細な窒化物を形成することで、熱延鋼板の強度を高める元素である。Ti含有量が0.020%未満であると、熱延鋼板において所望の引張強さを得ることができない。そのため、Ti含有量は0.020%以上とする。Ti含有量は、好ましくは0.050%以上であり、より好ましくは0.080%以上である。
一方、Ti含有量が0.180%超であると、熱延鋼板の穴広げ性が劣化する。そのため、Ti含有量は、0.180%以下とする。Ti含有量は、好ましくは0.160%以下であり、より好ましくは0.150%以下である。
Al:0.010~0.400%
Alは、脱酸剤として作用し、鋼の清浄度を向上させる元素である。Al含有量が0.010%未満であると、十分な脱酸効果が得られず、鋼中に多量の介在物(酸化物)が形成される。このような介在物は、熱延鋼板の加工性、特に穴広げ性を劣化させる。そのため、Al含有量は0.010%以上とする。Al含有量は、好ましくは0.020%以上であり、より好ましくは0.030%以上である。
一方、Al含有量が0.400%超では、鋳造が困難となる。そのため、Al含有量は、0.400%以下とする。Al含有量は、好ましくは0.300%以下であり、より好ましくは0.200%以下であり、より一層好ましくは0.100%以下である。
Alは、脱酸剤として作用し、鋼の清浄度を向上させる元素である。Al含有量が0.010%未満であると、十分な脱酸効果が得られず、鋼中に多量の介在物(酸化物)が形成される。このような介在物は、熱延鋼板の加工性、特に穴広げ性を劣化させる。そのため、Al含有量は0.010%以上とする。Al含有量は、好ましくは0.020%以上であり、より好ましくは0.030%以上である。
一方、Al含有量が0.400%超では、鋳造が困難となる。そのため、Al含有量は、0.400%以下とする。Al含有量は、好ましくは0.300%以下であり、より好ましくは0.200%以下であり、より一層好ましくは0.100%以下である。
P:0.080%以下
Pは、鋼中の粒界に偏析して、粒界の脆化を促す元素である。P含有量が多過ぎると、熱延鋼板の伸びや穴広げ性が低下し易く、さらには、脆化によるスラブの割れ等が生じて熱間圧延が困難となる場合がある。そのため、P含有量は0.080%以下とする。P含有量は、好ましくは0.020%以下であり、より好ましくは0.010%以下である。
P含有量は低い程好ましく、0%であることが好ましい。しかし、P含有量を過剰に低減すると脱Pコストが著しく増加するため、P含有量は0.001%以上としてもよい。
Pは、鋼中の粒界に偏析して、粒界の脆化を促す元素である。P含有量が多過ぎると、熱延鋼板の伸びや穴広げ性が低下し易く、さらには、脆化によるスラブの割れ等が生じて熱間圧延が困難となる場合がある。そのため、P含有量は0.080%以下とする。P含有量は、好ましくは0.020%以下であり、より好ましくは0.010%以下である。
P含有量は低い程好ましく、0%であることが好ましい。しかし、P含有量を過剰に低減すると脱Pコストが著しく増加するため、P含有量は0.001%以上としてもよい。
S:0.0100%以下
Sは、硫化物として存在することで、スラブを脆化させる元素である。またSは、熱延鋼板の加工性を劣化させる元素でもある。S含有量が0.0100%超であると、熱延鋼板の穴広げ性が劣化する。そのため、S含有量は0.0100%以下とする。S含有量は、好ましくは0.0080%以下であり、より好ましくは0.0050%以下である。
S含有量は低い程好ましく、0%であることが好ましい。しかし、S含有量を過剰に低減すると脱Sコストが著しく増加するため、S含有量は0.0005%以上としてもよい。
Sは、硫化物として存在することで、スラブを脆化させる元素である。またSは、熱延鋼板の加工性を劣化させる元素でもある。S含有量が0.0100%超であると、熱延鋼板の穴広げ性が劣化する。そのため、S含有量は0.0100%以下とする。S含有量は、好ましくは0.0080%以下であり、より好ましくは0.0050%以下である。
S含有量は低い程好ましく、0%であることが好ましい。しかし、S含有量を過剰に低減すると脱Sコストが著しく増加するため、S含有量は0.0005%以上としてもよい。
N:0.0050%以下
Nは、鋼中に粗大な窒化物を形成し、熱延鋼板の穴広げ性を劣化させる元素である。N含有量が多過ぎると、窒化物が過剰に生成する等により、熱延鋼板の伸びや穴広げ性が低下し易く、さらには、脆化によるスラブの割れ等が生じて熱間圧延が困難となる場合がある。そのため、N含有量は0.0050%以下とする。N含有量は、好ましくは0.0040%以下であり、より好ましくは0.0035%以下である。
N含有量は低い程好ましく、0%であることが好ましい。しかし、N含有量を過剰に低減すると脱Nコストが著しく増加するため、N含有量は0.0005%以上としてもよい。
Nは、鋼中に粗大な窒化物を形成し、熱延鋼板の穴広げ性を劣化させる元素である。N含有量が多過ぎると、窒化物が過剰に生成する等により、熱延鋼板の伸びや穴広げ性が低下し易く、さらには、脆化によるスラブの割れ等が生じて熱間圧延が困難となる場合がある。そのため、N含有量は0.0050%以下とする。N含有量は、好ましくは0.0040%以下であり、より好ましくは0.0035%以下である。
N含有量は低い程好ましく、0%であることが好ましい。しかし、N含有量を過剰に低減すると脱Nコストが著しく増加するため、N含有量は0.0005%以上としてもよい。
O:0.010%以下
Oは、酸化物を形成し、熱延鋼板の加工性を低下させる元素である。O含有量が0.010%超であると、酸化物が過剰に生成する等して、熱延鋼板の穴広げ性が低下し易い。そのため、O含有量は0.010%以下とする。O含有量は、好ましくは0.008%以下であり、より好ましくは0.006%以下である。
O含有量は低い程好ましく、0%であることが好ましい。しかし、O含有量を過剰に低減すると脱Oコストが著しく増加するため、O含有量は0.001%以上としてもよい。
Oは、酸化物を形成し、熱延鋼板の加工性を低下させる元素である。O含有量が0.010%超であると、酸化物が過剰に生成する等して、熱延鋼板の穴広げ性が低下し易い。そのため、O含有量は0.010%以下とする。O含有量は、好ましくは0.008%以下であり、より好ましくは0.006%以下である。
O含有量は低い程好ましく、0%であることが好ましい。しかし、O含有量を過剰に低減すると脱Oコストが著しく増加するため、O含有量は0.001%以上としてもよい。
本実施形態に係る熱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、あるいは、本実施形態に係る熱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。
本実施形態に係る熱延鋼板の化学組成では、Feの一部に代えて、以下の任意元素を含んでもよい。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、各任意元素について説明する。
以下、各任意元素について説明する。
Nb:0.001~0.100%
Nbは、熱間圧延でのオーステナイト粒の異常な粒成長を抑制する元素である。またNbは、微細な炭化物を形成することで熱延鋼板の強度を高める元素でもある。これらの効果を確実に得るためには、Nb含有量は0.001%以上とすることが好ましい。Nb含有量は、より好ましくは0.010%以上であり、より一層好ましくは0.030%以上である。
一方、Nb含有量が0.100%超であると、鋳造スラブの靱性が劣化し、熱間圧延を行うことが困難となる場合がある。そのため、Nb含有量は0.100%以下とする。Nb含有量は、好ましくは0.080%以下であり、より好ましくは0.060%以下である。
Nbは、熱間圧延でのオーステナイト粒の異常な粒成長を抑制する元素である。またNbは、微細な炭化物を形成することで熱延鋼板の強度を高める元素でもある。これらの効果を確実に得るためには、Nb含有量は0.001%以上とすることが好ましい。Nb含有量は、より好ましくは0.010%以上であり、より一層好ましくは0.030%以上である。
一方、Nb含有量が0.100%超であると、鋳造スラブの靱性が劣化し、熱間圧延を行うことが困難となる場合がある。そのため、Nb含有量は0.100%以下とする。Nb含有量は、好ましくは0.080%以下であり、より好ましくは0.060%以下である。
V:0.001~1.000%
Vは、鋼中に微細な炭化物を形成することで熱延鋼板の強度を高める元素である。この効果を確実に得るためには、V含有量は0.001%以上とすることが好ましい。V含有量は、より好ましくは0.050%以上であり、より一層好ましくは0.100%以上である。
一方、V含有量が1.000%超であると、熱延鋼板の穴広げ性が劣化する。そのため、V含有量は1.000%以下とする。V含有量は、好ましくは0.500%以下であり、より好ましくは0.300%以下である。
Vは、鋼中に微細な炭化物を形成することで熱延鋼板の強度を高める元素である。この効果を確実に得るためには、V含有量は0.001%以上とすることが好ましい。V含有量は、より好ましくは0.050%以上であり、より一層好ましくは0.100%以上である。
一方、V含有量が1.000%超であると、熱延鋼板の穴広げ性が劣化する。そのため、V含有量は1.000%以下とする。V含有量は、好ましくは0.500%以下であり、より好ましくは0.300%以下である。
Cu:0.001~1.000%
Cuは、熱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延鋼板の強度を高める作用を有する。これらの作用による効果をより確実に得るためには、Cu含有量は0.001%以上とすることが好ましい。Cu含有量は、より好ましくは0.050%以上であり、より一層好ましくは0.100%以上である。
一方、Cu含有量が1.000%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1.000%以下とする。Cu含有量は、好ましくは0.500%以下であり、より好ましくは0.300%以下である。
Cuは、熱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延鋼板の強度を高める作用を有する。これらの作用による効果をより確実に得るためには、Cu含有量は0.001%以上とすることが好ましい。Cu含有量は、より好ましくは0.050%以上であり、より一層好ましくは0.100%以上である。
一方、Cu含有量が1.000%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1.000%以下とする。Cu含有量は、好ましくは0.500%以下であり、より好ましくは0.300%以下である。
Cr:0.001~2.000%
Crは、Mnと類似した効果を発現する元素である。Cr含有による熱延鋼板の強度を高める効果を確実に得るためには、Cr含有量は0.001%以上とすることが好ましい。Cr含有量は、より好ましくは0.050%以上であり、より一層好ましくは0.100%以上である。
一方、2.000%を超えてCrを含有させても、上記効果は飽和する。そのため、Cr含有量は2.000%以下とする。合金コストの低減の観点から、Cr含有量は、好ましくは1.000%以下であり、より好ましくは0.500%以下である。
Crは、Mnと類似した効果を発現する元素である。Cr含有による熱延鋼板の強度を高める効果を確実に得るためには、Cr含有量は0.001%以上とすることが好ましい。Cr含有量は、より好ましくは0.050%以上であり、より一層好ましくは0.100%以上である。
一方、2.000%を超えてCrを含有させても、上記効果は飽和する。そのため、Cr含有量は2.000%以下とする。合金コストの低減の観点から、Cr含有量は、好ましくは1.000%以下であり、より好ましくは0.500%以下である。
Mo:0.001~3.000%
Moは、鋼中に微細な炭化物を形成することで熱延鋼板の強度を高める元素である。この効果を確実に得るためには、Mo含有量は0.001%以上とすることが好ましい。Mo含有量は、より好ましくは0.050%以上であり、より一層好ましくは0.100%以上である。
一方、Mo含有量が3.000%超であると、熱延鋼板の穴広げ性が劣化する。そのため、Mo含有量は3.000%以下とする。Mo含有量は、好ましくは2.000%以下であり、より好ましくは1.000%以下である。
Moは、鋼中に微細な炭化物を形成することで熱延鋼板の強度を高める元素である。この効果を確実に得るためには、Mo含有量は0.001%以上とすることが好ましい。Mo含有量は、より好ましくは0.050%以上であり、より一層好ましくは0.100%以上である。
一方、Mo含有量が3.000%超であると、熱延鋼板の穴広げ性が劣化する。そのため、Mo含有量は3.000%以下とする。Mo含有量は、好ましくは2.000%以下であり、より好ましくは1.000%以下である。
Ni:0.001~0.500%
Niは、熱延鋼板の焼入性を高める元素である。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確実に得るためには、Ni含有量を0.001%以上とすることが好ましい。Ni含有量は、より好ましくは0.050%以上であり、より一層好ましくは0.100%以上である。
一方、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0.500%以下とする。合金コストの低減の観点から、Ni含有量は、好ましくは0.300%以下であり、より好ましくは0.200%以下である。
Niは、熱延鋼板の焼入性を高める元素である。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確実に得るためには、Ni含有量を0.001%以上とすることが好ましい。Ni含有量は、より好ましくは0.050%以上であり、より一層好ましくは0.100%以上である。
一方、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0.500%以下とする。合金コストの低減の観点から、Ni含有量は、好ましくは0.300%以下であり、より好ましくは0.200%以下である。
B:0.0001~0.0100%
Bは、熱延鋼板の強度を高める元素である。この効果を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い。B含有量は、より好ましくは0.0005%以上であり、より一層好ましくは0.0010%以上である。
一方、0.0100%を超えてBを含有させても上記効果は飽和する。そのため、B含有量は0.0100%以下とする。B含有量は、好ましくは0.0070%以下であり、より好ましくは0.0050%以下である。
Bは、熱延鋼板の強度を高める元素である。この効果を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い。B含有量は、より好ましくは0.0005%以上であり、より一層好ましくは0.0010%以上である。
一方、0.0100%を超えてBを含有させても上記効果は飽和する。そのため、B含有量は0.0100%以下とする。B含有量は、好ましくは0.0070%以下であり、より好ましくは0.0050%以下である。
Ca:0.0001~0.0500%
Caは、介在物の形状を好ましい形状に制御することにより、熱延鋼板の延性および穴広げ性を高める元素である。この効果を確実に得るためには、Ca含有量を0.0001%以上とすることが好ましい。Ca含有量は、好ましくは0.0010%以上であり、より好ましくは0.0050%以上である。
一方、Ca含有量が0.0500%超であると、鋼中に介在物が過剰に生成され、却って熱延鋼板の延性および穴広げ性が劣化する場合がある。そのため、Ca含有量は0.0500%以下とする。Ca含有量は、好ましくは0.0300%以下であり、より好ましくは0.0100%以下である。
Caは、介在物の形状を好ましい形状に制御することにより、熱延鋼板の延性および穴広げ性を高める元素である。この効果を確実に得るためには、Ca含有量を0.0001%以上とすることが好ましい。Ca含有量は、好ましくは0.0010%以上であり、より好ましくは0.0050%以上である。
一方、Ca含有量が0.0500%超であると、鋼中に介在物が過剰に生成され、却って熱延鋼板の延性および穴広げ性が劣化する場合がある。そのため、Ca含有量は0.0500%以下とする。Ca含有量は、好ましくは0.0300%以下であり、より好ましくは0.0100%以下である。
Mg:0.0001~0.0500%
Mgは、介在物の形状を好ましい形状に制御することにより、熱延鋼板の延性および穴広げ性を高める元素である。この効果を確実に得るためには、Mg含有量を0.0001%以上とすることが好ましい。Mg含有量は、好ましくは0.0010%以上であり、より好ましくは0.0020%以上である。
一方、Mg含有量が0.0500%超であると、鋼中に介在物が過剰に生成され、却って熱延鋼板の延性および穴広げ性が劣化する場合がある。そのため、Mg含有量は0.0500%以下とする。Mg含有量は、好ましくは0.0300%以下であり、より好ましくは0.0100%以下である。
Mgは、介在物の形状を好ましい形状に制御することにより、熱延鋼板の延性および穴広げ性を高める元素である。この効果を確実に得るためには、Mg含有量を0.0001%以上とすることが好ましい。Mg含有量は、好ましくは0.0010%以上であり、より好ましくは0.0020%以上である。
一方、Mg含有量が0.0500%超であると、鋼中に介在物が過剰に生成され、却って熱延鋼板の延性および穴広げ性が劣化する場合がある。そのため、Mg含有量は0.0500%以下とする。Mg含有量は、好ましくは0.0300%以下であり、より好ましくは0.0100%以下である。
REM:0.001~0.100%
REMは、介在物の形状を好ましい形状に制御することにより、熱延鋼板の延性および穴広げ性を高める元素である。この効果を確実に得るためには、REM含有量を0.001%以上とすることが好ましい。REM含有量は、好ましくは0.003%以上であり、より好ましくは0.005%以上である。
一方、REM含有量が0.100%超であると、鋼中に介在物が過剰に生成され、却って熱延鋼板の延性および穴広げ性が劣化する場合がある。そのため、REM含有量は0.100%以下とする。REM含有量は、好ましくは0.050%以下であり、より好ましくは0.030%以下である。
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。
REMは、介在物の形状を好ましい形状に制御することにより、熱延鋼板の延性および穴広げ性を高める元素である。この効果を確実に得るためには、REM含有量を0.001%以上とすることが好ましい。REM含有量は、好ましくは0.003%以上であり、より好ましくは0.005%以上である。
一方、REM含有量が0.100%超であると、鋼中に介在物が過剰に生成され、却って熱延鋼板の延性および穴広げ性が劣化する場合がある。そのため、REM含有量は0.100%以下とする。REM含有量は、好ましくは0.050%以下であり、より好ましくは0.030%以下である。
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。
Bi:0.001~0.100%
Biは、凝固組織を微細化することにより、熱延鋼板の延性および穴広げ性を高める元素である。この効果を確実に得るためには、Bi含有量を0.001%以上とすることが好ましい。Bi含有量は、好ましくは0.002%以上であり、より好ましくは0.003%以上である。
一方、Bi含有量を0.100%超としても、上記効果は飽和してしまい、経済的に好ましくない。そのため、Bi含有量は0.100%以下とする。合金コストの低減の観点から、Bi含有量は、好ましくは0.050%以下であり、より好ましくは0.030%以下である。
Biは、凝固組織を微細化することにより、熱延鋼板の延性および穴広げ性を高める元素である。この効果を確実に得るためには、Bi含有量を0.001%以上とすることが好ましい。Bi含有量は、好ましくは0.002%以上であり、より好ましくは0.003%以上である。
一方、Bi含有量を0.100%超としても、上記効果は飽和してしまい、経済的に好ましくない。そのため、Bi含有量は0.100%以下とする。合金コストの低減の観点から、Bi含有量は、好ましくは0.050%以下であり、より好ましくは0.030%以下である。
Ta:0.001~0.100%
Taは、Vと同様に、鋼中に微細な炭化物を形成することで熱延鋼板の強度を高める元素である。この効果を確実に得るためには、Ta含有量は0.001%以上とすることが好ましい。Ta含有量は、より好ましくは0.005%以上であり、より一層好ましくは0.010%以上である。
一方、Ta含有量が0.100%超であると、熱延鋼板の穴広げ性が劣化する。そのため、Ta含有量は0.100%以下とする。Ta含有量は、好ましくは0.080%以下であり、より好ましくは0.050%以下である。
Taは、Vと同様に、鋼中に微細な炭化物を形成することで熱延鋼板の強度を高める元素である。この効果を確実に得るためには、Ta含有量は0.001%以上とすることが好ましい。Ta含有量は、より好ましくは0.005%以上であり、より一層好ましくは0.010%以上である。
一方、Ta含有量が0.100%超であると、熱延鋼板の穴広げ性が劣化する。そのため、Ta含有量は0.100%以下とする。Ta含有量は、好ましくは0.080%以下であり、より好ましくは0.050%以下である。
Zr:0.001~0.500%
Zrは、固溶強化により熱延鋼板の強度を高める元素である。この効果を確実に得るためには、Zr含有量を0.001%以上とすることが好ましい。Zr含有量は、より好ましくは0.005%以上であり、より一層好ましくは0.010%以上である。
一方、Zr含有量が0.500%超であると、熱延鋼板の延性および穴広げ性が劣化する。そのため、Zr含有量は0.500%以下とする。Zr含有量は、好ましくは0.300%以下であり、より好ましくは0.100%以下である。
Zrは、固溶強化により熱延鋼板の強度を高める元素である。この効果を確実に得るためには、Zr含有量を0.001%以上とすることが好ましい。Zr含有量は、より好ましくは0.005%以上であり、より一層好ましくは0.010%以上である。
一方、Zr含有量が0.500%超であると、熱延鋼板の延性および穴広げ性が劣化する。そのため、Zr含有量は0.500%以下とする。Zr含有量は、好ましくは0.300%以下であり、より好ましくは0.100%以下である。
Co:0.001~3.000%
Coは、固溶強化により熱延鋼板の強度を高める元素である。この効果を確実に得るためには、Co含有量を0.001%以上とすることが好ましい。Co含有量は、より好ましくは0.005%以上であり、より一層好ましくは0.010%以上である。
一方、Co含有量が3.000%超であると、熱延鋼板の延性および穴広げ性が劣化する。そのため、Co含有量は3.000%以下とする。Co含有量は、好ましくは1.000%以下であり、より好ましくは0.500%以下である。
Coは、固溶強化により熱延鋼板の強度を高める元素である。この効果を確実に得るためには、Co含有量を0.001%以上とすることが好ましい。Co含有量は、より好ましくは0.005%以上であり、より一層好ましくは0.010%以上である。
一方、Co含有量が3.000%超であると、熱延鋼板の延性および穴広げ性が劣化する。そのため、Co含有量は3.000%以下とする。Co含有量は、好ましくは1.000%以下であり、より好ましくは0.500%以下である。
Zn:0.001~0.200%
Znは、固溶強化により熱延鋼板の強度を高める元素である。この効果を確実に得るためには、Zn含有量を0.001%以上とすることが好ましい。Zn含有量は、より好ましくは0.005%以上であり、より一層好ましくは0.010%以上である。
一方、Zn含有量が0.200%超であると、熱延鋼板の延性および穴広げ性が劣化する。そのため、Zn含有量は0.200%以下とする。Zn含有量は、好ましくは0.150%以下であり、より好ましくは0.100%以下である。
Znは、固溶強化により熱延鋼板の強度を高める元素である。この効果を確実に得るためには、Zn含有量を0.001%以上とすることが好ましい。Zn含有量は、より好ましくは0.005%以上であり、より一層好ましくは0.010%以上である。
一方、Zn含有量が0.200%超であると、熱延鋼板の延性および穴広げ性が劣化する。そのため、Zn含有量は0.200%以下とする。Zn含有量は、好ましくは0.150%以下であり、より好ましくは0.100%以下である。
W:0.001~0.200%
Wは、固溶強化により熱延鋼板の強度を高める元素である。この効果を確実に得るためには、W含有量を0.001%以上とすることが好ましい。W含有量は、より好ましくは0.005%以上であり、より一層好ましくは0.010%以上である。
一方、W含有量が0.200%超であると、熱延鋼板の延性および穴広げ性が劣化する。そのため、W含有量は0.200%以下とする。W含有量は、好ましくは0.150%以下であり、より好ましくは0.100%以下である。
Wは、固溶強化により熱延鋼板の強度を高める元素である。この効果を確実に得るためには、W含有量を0.001%以上とすることが好ましい。W含有量は、より好ましくは0.005%以上であり、より一層好ましくは0.010%以上である。
一方、W含有量が0.200%超であると、熱延鋼板の延性および穴広げ性が劣化する。そのため、W含有量は0.200%以下とする。W含有量は、好ましくは0.150%以下であり、より好ましくは0.100%以下である。
Sb:0.001~0.500%
Sbは、破壊の起点となる酸化物の生成を抑制することで、熱延鋼板の延性および穴広げ性を高める元素である。この効果を確実に得るためには、Sb含有量は0.001%以上とすることが好ましい。Sb含有量は、より好ましくは0.005%以上であり、より一層好ましくは0.10%以上である。
一方、Sbを多量に含有させても上記効果は飽和するため、Sb含有量は0.500%以下とする。Sb含有量は、好ましくは0.300%以下であり、より好ましくは0.100%以下である。
Sbは、破壊の起点となる酸化物の生成を抑制することで、熱延鋼板の延性および穴広げ性を高める元素である。この効果を確実に得るためには、Sb含有量は0.001%以上とすることが好ましい。Sb含有量は、より好ましくは0.005%以上であり、より一層好ましくは0.10%以上である。
一方、Sbを多量に含有させても上記効果は飽和するため、Sb含有量は0.500%以下とする。Sb含有量は、好ましくは0.300%以下であり、より好ましくは0.100%以下である。
As:0.001~0.050%
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、熱延鋼板の穴広げ性を高める元素である。この効果を確実に得る場合、As含有量を0.001%以上とすることが好ましい。As含有量は、より好ましくは0.005%以上であり、より一層好ましくは0.010%以上である。
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0.050%以下とする。As含有量は、好ましくは0.040%以下であり、より好ましくは0.030%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、熱延鋼板の穴広げ性を高める元素である。この効果を確実に得る場合、As含有量を0.001%以上とすることが好ましい。As含有量は、より好ましくは0.005%以上であり、より一層好ましくは0.010%以上である。
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0.050%以下とする。As含有量は、好ましくは0.040%以下であり、より好ましくは0.030%以下である。
Sn:0.001~0.050%
Snは、破壊の起点となる酸化物の生成を抑制することで、熱延鋼板の延性および穴広げ性を高める元素である。この効果を確実に得る場合、Sn含有量は0.001%以上とすることが好ましい。Sn含有量は、より好ましくは0.005%以上であり、より一層好ましくは0.010%以上である。
一方、Snを多量に含有させても上記効果は飽和するため、Sn含有量は0.050%以下とする。Sn含有量は、好ましくは0.040%以下であり、より好ましくは0.030%以下である。
Snは、破壊の起点となる酸化物の生成を抑制することで、熱延鋼板の延性および穴広げ性を高める元素である。この効果を確実に得る場合、Sn含有量は0.001%以上とすることが好ましい。Sn含有量は、より好ましくは0.005%以上であり、より一層好ましくは0.010%以上である。
一方、Snを多量に含有させても上記効果は飽和するため、Sn含有量は0.050%以下とする。Sn含有量は、好ましくは0.040%以下であり、より好ましくは0.030%以下である。
上述した熱延鋼板の化学組成は、スパーク放電発光分光分析装置などを用いて、分析すればよい。なお、CおよびSはガス成分分析装置などを用いて、酸素気流中で燃焼させ、赤外線吸収法によって測定することで同定された値を採用する。また、Nは、鋼板から採取した試験片をヘリウム気流中で融解させ、熱伝導度法によって測定することで同定された値を採用する。
熱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。
熱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。
次に、本実施形態に係る熱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延鋼板では、表面から板厚方向に1/4深さの位置における結晶粒のGAM値の面積平均値であるGAMIと、前記表面から前記板厚方向に200μm深さまでの領域における結晶粒の前記GAM値の面積平均値であるGAMSとの比であるGAMS/GAMIが0.70~1.05であり、前記表面から前記板厚方向に1/4深さの前記位置の金属組織において、前記GAM値が0.6°超である領域の面積率が50%以上であり、前記GAM値が3.0°超である領域の面積率と、残留オーステナイトの面積率との合計が15%未満であり、前記表面から前記板厚方向に200μm深さまでの前記領域における前記結晶粒の前記GAM値の面積平均値の標準偏差が0.25~0.65°である。
本実施形態に係る熱延鋼板では、表面から板厚方向に1/4深さの位置における結晶粒のGAM値の面積平均値であるGAMIと、前記表面から前記板厚方向に200μm深さまでの領域における結晶粒の前記GAM値の面積平均値であるGAMSとの比であるGAMS/GAMIが0.70~1.05であり、前記表面から前記板厚方向に1/4深さの前記位置の金属組織において、前記GAM値が0.6°超である領域の面積率が50%以上であり、前記GAM値が3.0°超である領域の面積率と、残留オーステナイトの面積率との合計が15%未満であり、前記表面から前記板厚方向に200μm深さまでの前記領域における前記結晶粒の前記GAM値の面積平均値の標準偏差が0.25~0.65°である。
なお、本実施形態では、端面から幅方向に1/4位置における金属組織を規定する。ここでいう端面から幅方向に1/4位置とは、幅方向の長さをwとしたとき、幅方向の端面からw/4位置のことである。
すなわち、「端面からx/y位置(ここで、x、yは、x<yを満たす自然数とする。)」とは、鋼板の幅方向における端面から、幅方向に、板幅のx/yの距離だけ鋼板の中心部に向かって移動した位置を意味する。例えば、鋼板の板幅が1mであった場合に「端面から1/4位置」とは、鋼板の端面から幅方向に0.25mの距離となる位置を意味する。
「板厚x/y位置(ここで、x、yは、x<yを満たす自然数とする。)」とは、鋼板の板厚方向における表面(板面)から、板厚方向に、板厚tのx/yの距離(深さ)だけ鋼板の中心部に向かって移動した位置を意味する。例えば、鋼板の板厚tが2mmであった場合に「板厚1/8位置」とは、鋼板の表面から板厚方向に0.25mmの深さとなる位置を意味する。
なお、鋼板が表面にめっき層等の被膜を有する場合、「鋼板の表面」は、鋼板と当該被膜との界面を意味し、「板厚t」は、当該被膜を除いた鋼板(母材)の板厚を意味する。
以下、各規定について説明する。
すなわち、「端面からx/y位置(ここで、x、yは、x<yを満たす自然数とする。)」とは、鋼板の幅方向における端面から、幅方向に、板幅のx/yの距離だけ鋼板の中心部に向かって移動した位置を意味する。例えば、鋼板の板幅が1mであった場合に「端面から1/4位置」とは、鋼板の端面から幅方向に0.25mの距離となる位置を意味する。
「板厚x/y位置(ここで、x、yは、x<yを満たす自然数とする。)」とは、鋼板の板厚方向における表面(板面)から、板厚方向に、板厚tのx/yの距離(深さ)だけ鋼板の中心部に向かって移動した位置を意味する。例えば、鋼板の板厚tが2mmであった場合に「板厚1/8位置」とは、鋼板の表面から板厚方向に0.25mmの深さとなる位置を意味する。
なお、鋼板が表面にめっき層等の被膜を有する場合、「鋼板の表面」は、鋼板と当該被膜との界面を意味し、「板厚t」は、当該被膜を除いた鋼板(母材)の板厚を意味する。
以下、各規定について説明する。
GAMS/GAMI:0.70~1.05
結晶粒の「GAM(Grain Average Misorientation)値」とは、EBSP(Electron Backscatter Pattern:電子後方散乱解析像)法によって測定されるものである。GAM値が小さい結晶粒は熱延鋼板の延性を向上させるが、強度を低下させる。また、強度は熱延鋼板の板厚方向の平均的な特性に依存するのに対し、曲げ性は、板表面の特性に依存する。このため、本発明者らは、熱延鋼板の表層領域にGAM値が小さく、延性に優れる結晶粒を配置することで、熱延鋼板の強度および予ひずみ付与後の曲げ性を向上できることを知見した。
結晶粒の「GAM(Grain Average Misorientation)値」とは、EBSP(Electron Backscatter Pattern:電子後方散乱解析像)法によって測定されるものである。GAM値が小さい結晶粒は熱延鋼板の延性を向上させるが、強度を低下させる。また、強度は熱延鋼板の板厚方向の平均的な特性に依存するのに対し、曲げ性は、板表面の特性に依存する。このため、本発明者らは、熱延鋼板の表層領域にGAM値が小さく、延性に優れる結晶粒を配置することで、熱延鋼板の強度および予ひずみ付与後の曲げ性を向上できることを知見した。
表面から板厚方向に1/4深さの位置(以下、内部領域と記載する場合がある)における結晶粒のGAM値の面積平均値であるGAMIと、表面から板厚方向に200μm深さまでの領域(以下、表層領域と記載する場合がある)における結晶粒のGAM値の面積平均値であるGAMSとの比であるGAMS/GAMIが0.70未満であると、表層領域における結晶粒のGAM値が小さく、熱延鋼板において所望の強度を得ることができない。そのため、GAMS/GAMIは0.70以上とする。GAMS/GAMIは、0.80以上とすることが好ましい。
一方、GAMS/GAMIが1.05超であると、表層領域における結晶粒のGAM値が大きくなりすぎ、予ひずみ付与後において所望の曲げ性を得ることができない。そのため、GAMS/GAMIは1.05以下とする。GAMS/GAMIは、0.95以下とすることが好ましい。
一方、GAMS/GAMIが1.05超であると、表層領域における結晶粒のGAM値が大きくなりすぎ、予ひずみ付与後において所望の曲げ性を得ることができない。そのため、GAMS/GAMIは1.05以下とする。GAMS/GAMIは、0.95以下とすることが好ましい。
表層領域における結晶粒のGAM値の面積平均値の標準偏差:0.25~0.65°
熱延鋼板における破壊は、主にGAM値の大きな結晶粒で生じる。しかし、金属組織において適度な不均一性を持たせた場合には、予ひずみ時にGAM値が小さな結晶粒が優先的に変形し、GAM値の大きな結晶粒の変形を抑制することで、予ひずみ付与後の曲げ成形時におけるGAM値の大きい結晶粒の破壊を抑制することができる。表面から板厚方向に200μm深さまでの領域(表層領域)におけるGAM値の面積平均値の標準偏差が0.25°未満であると、GAM値の大きな結晶粒の変形を抑制することができず、予ひずみ付与後において所望の曲げ性を得ることができない。そのため、表層領域における結晶粒のGAM値の面積平均値の標準偏差は0.25°以上とする。表層領域における結晶粒のGAM値の面積平均値の標準偏差は0.35°以上とすることが好ましい。
一方、不均一性が大きすぎると、過度なひずみ集中を引き起こし、予ひずみ付与後の曲げ性を劣化させる要因となる。そのため、表層領域における結晶粒のGAM値の面積平均値の標準偏差は0.65°以下とする。表層領域における結晶粒のGAM値の面積平均値の標準偏差は0.55°以下とすることが好ましい。
熱延鋼板における破壊は、主にGAM値の大きな結晶粒で生じる。しかし、金属組織において適度な不均一性を持たせた場合には、予ひずみ時にGAM値が小さな結晶粒が優先的に変形し、GAM値の大きな結晶粒の変形を抑制することで、予ひずみ付与後の曲げ成形時におけるGAM値の大きい結晶粒の破壊を抑制することができる。表面から板厚方向に200μm深さまでの領域(表層領域)におけるGAM値の面積平均値の標準偏差が0.25°未満であると、GAM値の大きな結晶粒の変形を抑制することができず、予ひずみ付与後において所望の曲げ性を得ることができない。そのため、表層領域における結晶粒のGAM値の面積平均値の標準偏差は0.25°以上とする。表層領域における結晶粒のGAM値の面積平均値の標準偏差は0.35°以上とすることが好ましい。
一方、不均一性が大きすぎると、過度なひずみ集中を引き起こし、予ひずみ付与後の曲げ性を劣化させる要因となる。そのため、表層領域における結晶粒のGAM値の面積平均値の標準偏差は0.65°以下とする。表層領域における結晶粒のGAM値の面積平均値の標準偏差は0.55°以下とすることが好ましい。
内部領域および表層領域における結晶粒のGAM値は以下の方法により測定する。
まず、熱延鋼板の端面から幅方向に1/4位置において、幅方向を法線方向とする断面(板厚方向×圧延方向断面)の金属組織が観察できるように、試料を採取する。試料のサイズは、測定装置にもよるが、例えば、板厚方向全厚,圧延方向に15mm、幅方向に10mmの直方体とすればよい。次に、試料の観察面を鏡面研磨した後、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、試料の表面に導入されたひずみを除去する。上記研磨後の試料の表面から板厚方向に1/4深さ位置を中心に板厚方向に200μmおよび圧延方向の任意の位置で400μm以上の領域(板厚方向1/4深さ位置に中心を有する長方形領域であって、板厚方向に200μmの長さ(短辺)、圧延方向に400μm以上の長さ(長辺)を有する長方形領域)を、0.2μm の測定間隔で測定し、結晶方位情報を得る。
まず、熱延鋼板の端面から幅方向に1/4位置において、幅方向を法線方向とする断面(板厚方向×圧延方向断面)の金属組織が観察できるように、試料を採取する。試料のサイズは、測定装置にもよるが、例えば、板厚方向全厚,圧延方向に15mm、幅方向に10mmの直方体とすればよい。次に、試料の観察面を鏡面研磨した後、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、試料の表面に導入されたひずみを除去する。上記研磨後の試料の表面から板厚方向に1/4深さ位置を中心に板厚方向に200μmおよび圧延方向の任意の位置で400μm以上の領域(板厚方向1/4深さ位置に中心を有する長方形領域であって、板厚方向に200μmの長さ(短辺)、圧延方向に400μm以上の長さ(長辺)を有する長方形領域)を、0.2μm の測定間隔で測定し、結晶方位情報を得る。
なお、EBSP法による測定には、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HIKARI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。得られた結晶方位情報から、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、EBSD解析画像において、方位差15°以上の粒界で囲まれた領域を1つの結晶粒とみなし、その結晶粒内において隣接するピクセル間の方位差の平均値を算出することで、その結晶粒のGAM値を得る。なお、定義された結晶粒の円相当径が0.6μm以下のものについては、測定誤差が大きい可能性があるため、測定から除外する。得られたGAM値と、EBSD解析画像において測定される結晶粒の面積と、下記式(1)とを用いて、全結晶粒について計算を行うことで、内部領域における結晶粒のGAM値の面積平均値であるGAMIを得る。
ただし、下記式(1)において、GAMiはi番目の結晶粒のGAM値を示し、Aiはi番目の結晶粒の面積を示し、nは測定範囲に含まれる結晶粒の数を示す。
ただし、下記式(1)において、GAMiはi番目の結晶粒のGAM値を示し、Aiはi番目の結晶粒の面積を示し、nは測定範囲に含まれる結晶粒の数を示す。
また、上記研磨後の試料の表面から板厚方向に100μm深さ位置を中心に板厚方向に200μmおよび圧延方向に任意の位置で400μm以上の領域について同様の方法により測定を行うことで、表層領域における結晶粒のGAM値の面積平均値であるGAMSを得る。
また、表層領域の結晶粒について得られたGAM値の面積平均値GAMSと下記式(2)とを用いることで、表層領域における結晶粒のGAM値の面積平均値の標準偏差を得る。
ただし、下記式(2)において、GAMiはi番目の結晶粒のGAM値を示し、Aiはi番目の結晶粒の面積を示し、nは測定範囲に含まれる結晶粒の数を示す。
ただし、下記式(2)において、GAMiはi番目の結晶粒のGAM値を示し、Aiはi番目の結晶粒の面積を示し、nは測定範囲に含まれる結晶粒の数を示す。
なお、熱延鋼板の圧延方向は以下の方法により判別する。
熱延鋼板の板面に平行な断面が観察できるように試験片を採取する。採取した試験片において、表面からの距離が板厚の1/4位置となる断面を鏡面研磨で仕上げた後、光学顕微鏡を用いて観察する。観察範囲は500μm×500μm以上とし、結晶粒の延伸方向と平行な方向を圧延方向と判別する。なお、観察した断面において、判別された圧延方向に直交する方向を熱延鋼板の幅方向と判別する。
熱延鋼板の板面に平行な断面が観察できるように試験片を採取する。採取した試験片において、表面からの距離が板厚の1/4位置となる断面を鏡面研磨で仕上げた後、光学顕微鏡を用いて観察する。観察範囲は500μm×500μm以上とし、結晶粒の延伸方向と平行な方向を圧延方向と判別する。なお、観察した断面において、判別された圧延方向に直交する方向を熱延鋼板の幅方向と判別する。
GAM値が0.6°超である領域の面積率:50%以上
内部領域における金属組織において、GAM値が0.6°超である領域の面積率が50%未満であると、熱延鋼板において所望の強度を得ることができない。そのため、GAM値が0.6°超である領域の面積率は50%以上とする。GAM値が0.6°超である領域の面積率は、好ましくは80%以上であり、より好ましくは90%以上であり、より一層好ましくは95%以上である。
GAM値が0.6°超である領域の面積率は100%としてもよい。
内部領域における金属組織において、GAM値が0.6°超である領域の面積率が50%未満であると、熱延鋼板において所望の強度を得ることができない。そのため、GAM値が0.6°超である領域の面積率は50%以上とする。GAM値が0.6°超である領域の面積率は、好ましくは80%以上であり、より好ましくは90%以上であり、より一層好ましくは95%以上である。
GAM値が0.6°超である領域の面積率は100%としてもよい。
GAM値が3.0°超である領域の面積率と、残留オーステナイトの面積率との合計:15%未満
GAM値が3.0°超である領域の面積率と、残留オーステナイトの面積率との合計が15%以上であると、熱延鋼板において所望の強度が得られない場合、または所望の穴広げ性が得られない場合がある。そのため、GAM値が3.0°超である領域の面積率と、残留オーステナイトの面積率との合計は15%未満とする。GAM値が3.0°超である領域の面積率と、残留オーステナイトの面積率との合計は、好ましくは10%以下であり、より好ましくは5%以下である。
GAM値が3.0°超である領域の面積率と、残留オーステナイトの面積率との合計は0%としてもよく、1%以上としてもよい。
GAM値が3.0°超である領域の面積率と、残留オーステナイトの面積率との合計が15%以上であると、熱延鋼板において所望の強度が得られない場合、または所望の穴広げ性が得られない場合がある。そのため、GAM値が3.0°超である領域の面積率と、残留オーステナイトの面積率との合計は15%未満とする。GAM値が3.0°超である領域の面積率と、残留オーステナイトの面積率との合計は、好ましくは10%以下であり、より好ましくは5%以下である。
GAM値が3.0°超である領域の面積率と、残留オーステナイトの面積率との合計は0%としてもよく、1%以上としてもよい。
ここで、適用される自動車部品によって、所望される強度、延性、予ひずみ付与後の曲げ性の度合いは異なる。本実施形態に係る熱延鋼板では、上述の化学組成および金属組織を有した上で、所望される強度、延性、予ひずみ付与後の曲げ性の度合いによって、以下に説明する第1または第2の態様のいずれの金属組織を有しても構わない。
(第1の態様)GAM値が0.6°超、2.0°未満である領域の面積率:50%以上
第1の態様は、比較的、強度および延性をより高いレベルで両立することが求められる場合に好適な金属組織である。本実施形態では、GAM値が0.6°超、2.0°未満である領域の面積率を50%以上とすることで、熱延鋼板において強度および延性をより高いレベルで両立することができる。第1の態様では、GAM値が0.6°超、2.0°未満である領域の面積率は、好ましくは70%以上であり、より好ましくは85%以上である。
GAM値が0.6°超、2.0°未満である領域の面積率は100%であってもよい。
第1の態様は、比較的、強度および延性をより高いレベルで両立することが求められる場合に好適な金属組織である。本実施形態では、GAM値が0.6°超、2.0°未満である領域の面積率を50%以上とすることで、熱延鋼板において強度および延性をより高いレベルで両立することができる。第1の態様では、GAM値が0.6°超、2.0°未満である領域の面積率は、好ましくは70%以上であり、より好ましくは85%以上である。
GAM値が0.6°超、2.0°未満である領域の面積率は100%であってもよい。
第1の態様においては、GAM値が0.6°超、2.0°未満である領域以外の残部組織として、面積率の合計が0~50%の、GAM値が2.0°以上である領域、GAM値が0.6°以下である領域が含まれていてもよい。
(第2の態様)GAM値が2.0°以上である領域の面積率:50%以上
第2の態様は、比較的、より高い強度が求められる場合に好適な金属組織である。本実施形態では、GAM値が2.0°以上である領域の面積率を50%以上とすることで、熱延鋼板においてより高い強度を得ることができる。GAM値が2.0°以上である領域の面積率は、好ましくは70%以上であり、より好ましくは85%以上である。
GAM値が2.0°以上である領域の面積率は100%であってもよい。
第2の態様は、比較的、より高い強度が求められる場合に好適な金属組織である。本実施形態では、GAM値が2.0°以上である領域の面積率を50%以上とすることで、熱延鋼板においてより高い強度を得ることができる。GAM値が2.0°以上である領域の面積率は、好ましくは70%以上であり、より好ましくは85%以上である。
GAM値が2.0°以上である領域の面積率は100%であってもよい。
第2の態様においては、GAM値が2.0°以上である領域以外の残部組織として、面積率で0~50%の、GAM値が2.0°未満である領域が含まれていてもよい。
GAM値が0.6°超である領域の面積率、GAM値が0.6°超、2.0°未満である領域の面積率、GAM値が2.0°以上である領域の面積率、GAM値が3.0°超である領域の面積率は以下の方法により測定する。
上述した内部領域における結晶粒のGAM値を測定したときと同様の方法により、内部領域における結晶粒のGAM値を算出する。得られたGAM値が、0.6°超である結晶粒の面積率、0.6°超、2.0°未満である結晶粒の面積率、2.0°以上である結晶粒の面積率、3.0°超である領域の面積率を算出することで、それぞれの領域の面積率を得る。
上述した内部領域における結晶粒のGAM値を測定したときと同様の方法により、内部領域における結晶粒のGAM値を算出する。得られたGAM値が、0.6°超である結晶粒の面積率、0.6°超、2.0°未満である結晶粒の面積率、2.0°以上である結晶粒の面積率、3.0°超である領域の面積率を算出することで、それぞれの領域の面積率を得る。
残留オーステナイトの面積率は以下の方法により測定する。
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、熱延鋼板の表面から板厚方向に1/4位置の断面において、圧延方向の任意の位置で1mm以上、端面から幅方向に1/4位置を中心に1mm以上の領域における金属組織が観察できるように試料を採取する。上記試料を、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る。次に、前記積分強度から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。
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、熱延鋼板の表面から板厚方向に1/4位置の断面において、圧延方向の任意の位置で1mm以上、端面から幅方向に1/4位置を中心に1mm以上の領域における金属組織が観察できるように試料を採取する。上記試料を、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る。次に、前記積分強度から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。
機械特性
引張強さ(TS):940MPa以上
引張強さは940MPa以上としてもよい。引張強さを940MPa以上とすることで、車体軽量化の寄与を大きくすることができ、自動車部品に好適に適用することができる。引張強さの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、1400MPa以下としてもよい。
引張強さ(TS):940MPa以上
引張強さは940MPa以上としてもよい。引張強さを940MPa以上とすることで、車体軽量化の寄与を大きくすることができ、自動車部品に好適に適用することができる。引張強さの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、1400MPa以下としてもよい。
一様伸び(uEl):3.0%以上
一様伸びは3.0%以上としてもよい。一様伸びを3.0%以上とすることで、自動車部品に好適に適用することができる。一様伸びの上限は特に限定する必要は無いが、10.0%以下としてもよい。
一様伸びは3.0%以上としてもよい。一様伸びを3.0%以上とすることで、自動車部品に好適に適用することができる。一様伸びの上限は特に限定する必要は無いが、10.0%以下としてもよい。
引張強さおよび一様伸びは、JIS Z 2241:2022の5号試験片を用いて、JIS Z 2241:2022に準拠して引張試験を行うことで、測定する。引張試験片の採取位置は、幅方向中央位置とし、圧延方向および板厚方向に垂直な方向(幅方向)を長手方向とする。
測定対象の熱延鋼板から上記5号試験片を採取できない場合は、引張強さを測定するための試験片として、幅方向を長手方向とする微小試験片を代用することができる。
測定対象の熱延鋼板から上記5号試験片を採取できない場合は、引張強さを測定するための試験片として、幅方向を長手方向とする微小試験片を代用することができる。
穴広げ率:40%以上
穴広げ率は40%以上としてもよい。穴広げ率を40%以上とすることで、自動車部品に好適に適用することができる。穴広げ率の上限は特に限定する必要は無いが、80%以下としてもよい。
穴広げ率は、JIS Z 2256:2020に準拠して穴広げ試験を行うことで、測定する。
穴広げ率は40%以上としてもよい。穴広げ率を40%以上とすることで、自動車部品に好適に適用することができる。穴広げ率の上限は特に限定する必要は無いが、80%以下としてもよい。
穴広げ率は、JIS Z 2256:2020に準拠して穴広げ試験を行うことで、測定する。
予ひずみ付与後の曲げ性
予ひずみ付与後の曲げ性は、ドローベント加工を行った後の熱延鋼板について曲げ試験を行うことで評価する。ドローベント加工は、例えば、図1に示す条件により、成形高さを60mmとしてハット部品10を成形することで行う。試験片は、熱延鋼板から、試験片の長手方向が熱延鋼板の幅方向となるようにして、240mm×60mmとなるように採取する。ドローベント加工の条件は、ポンチ1の幅が75mm、ポンチ1の角Rが「板厚×5(mm)」、ダイス2の角Rが「板厚×3.125mm」、ポンチ1とダイス2のクリアランスが「板厚+0.9mm」、ブランクホルダー力(BHF)が「板厚×6.25(ton)」とする。なお、図1に示す条件は、板厚が1.6mmである場合の条件である。
予ひずみ付与後の曲げ性は、ドローベント加工を行った後の熱延鋼板について曲げ試験を行うことで評価する。ドローベント加工は、例えば、図1に示す条件により、成形高さを60mmとしてハット部品10を成形することで行う。試験片は、熱延鋼板から、試験片の長手方向が熱延鋼板の幅方向となるようにして、240mm×60mmとなるように採取する。ドローベント加工の条件は、ポンチ1の幅が75mm、ポンチ1の角Rが「板厚×5(mm)」、ダイス2の角Rが「板厚×3.125mm」、ポンチ1とダイス2のクリアランスが「板厚+0.9mm」、ブランクホルダー力(BHF)が「板厚×6.25(ton)」とする。なお、図1に示す条件は、板厚が1.6mmである場合の条件である。
図1に示すようなハット部品10の成形では縦壁11が形成される際に、鋼板が曲げ曲げ戻し変形を受けながらポンチ1に接触するため、自動車足回り部品の縦壁部近傍のフラット-R部に形成する凹部を再現することができる。後述の曲げ試験では、ハット部品10の縦壁部11から、ダイス2側が曲げ外、ポンチ1のストローク方向Dが曲げ軸方向となるように試験片を採取する。
曲げ試験は、上述した試験片を用いて、ドイツ自動車工業会で規定されたVDA基準(VDA238-100)に基づいて、下記条件により曲げ試験を行う。
熱延鋼板の引張強さが1040MPa未満である場合において、予ひずみ付与後の曲げ試験により得られる最大曲げ角度が70°以上であれば、予ひずみ付与後において優れた曲げ性を有すると判断することができる。
また、熱延鋼板の引張強さが1040MPa以上である場合において、予ひずみ付与後の曲げ試験により得られる最大曲げ角度が50°以上であれば、予ひずみ付与後において優れた曲げ性を有すると判断することができる。
熱延鋼板の引張強さが1040MPa未満である場合において、予ひずみ付与後の曲げ試験により得られる最大曲げ角度が70°以上であれば、予ひずみ付与後において優れた曲げ性を有すると判断することができる。
また、熱延鋼板の引張強さが1040MPa以上である場合において、予ひずみ付与後の曲げ試験により得られる最大曲げ角度が50°以上であれば、予ひずみ付与後において優れた曲げ性を有すると判断することができる。
なお、予ひずみ付与後の試験片板厚が1.6mm超であった場合は、ポンチ側の面を研削して板厚を1.6mmとしてから曲げ試験を行う。
また、予ひずみ付与後の試験片板厚が1.6mm以下であった場合は、下記式により得られる最大曲げ角度を採用する。ただし、下記式において、α0は曲げ試験により得られた最大曲げ角度を示し、tは板厚を示し、uELは一様伸びを示す。
1.6mm以下の場合の最大曲げ角度=α0-13.852×(1-t/1.6)×(uEL+0.22)0.292
また、予ひずみ付与後の試験片板厚が1.6mm以下であった場合は、下記式により得られる最大曲げ角度を採用する。ただし、下記式において、α0は曲げ試験により得られた最大曲げ角度を示し、tは板厚を示し、uELは一様伸びを示す。
1.6mm以下の場合の最大曲げ角度=α0-13.852×(1-t/1.6)×(uEL+0.22)0.292
試験片寸法:60mm(圧延方向)×30mm(幅方向)
試験片板厚:1.6mm
曲げ稜線:幅方向に平行な方向
試験方法:ロール支持、ポンチ押し込み
ロール径:φ30mm
ポンチ形状:先端R=0.4mm
ロール間距離:2.0×板厚(mm)+0.5mm
押し込み速度:20mm/min
試験機:SHIMADZU AUTOGRAPH 20kN
試験片板厚:1.6mm
曲げ稜線:幅方向に平行な方向
試験方法:ロール支持、ポンチ押し込み
ロール径:φ30mm
ポンチ形状:先端R=0.4mm
ロール間距離:2.0×板厚(mm)+0.5mm
押し込み速度:20mm/min
試験機:SHIMADZU AUTOGRAPH 20kN
また、上述した第1および第2の態様において、所望される強度、延性、予ひずみ付与後の曲げ性の度合いは異なるため、それぞれの態様において以下の強度、延性、予ひずみ付与後の曲げ性を有してもよい。なお、いずれの態様においても所望される穴広げ性は同等であるため説明を省略する。
(第1の態様)引張強さ:940MPa以上、一様伸び:4.0%以上
第1の態様では、引張強さを940MPa以上、一様伸びを4.0%以上としてもよい。第1の態様では、引張強さは980MPa以上としてもよい。また、第1の態様では、一様伸びを5.0%以上としてもよい。
第1の態様では、引張強さを940MPa以上、一様伸びを4.0%以上としてもよい。第1の態様では、引張強さは980MPa以上としてもよい。また、第1の態様では、一様伸びを5.0%以上としてもよい。
(第1の態様)予ひずみ付与後の曲げ性:予ひずみ付与後の最大曲げ角度が70°以上
第1の態様では、予ひずみ付与後、上述した曲げ試験により得られる最大曲げ角度を70°以上としてもよい。
第1の態様では、予ひずみ付与後、上述した曲げ試験により得られる最大曲げ角度を70°以上としてもよい。
(第2の態様)引張強さ:1040MPa以上、一様伸び:3.0%以上
第2の態様では、引張強さを1040MPa以上、一様伸びを3.0%以上としてもよい。第2の態様では、引張強さは1140MPa以上としてもよい。また、第2の態様では、一様伸びを4.0%以上としてもよい。
第2の態様では、引張強さを1040MPa以上、一様伸びを3.0%以上としてもよい。第2の態様では、引張強さは1140MPa以上としてもよい。また、第2の態様では、一様伸びを4.0%以上としてもよい。
(第2の態様)予ひずみ付与後の曲げ性:予ひずみ付与後の最大曲げ角度が50°以上
第2の態様では、予ひずみ付与後、上述した曲げ試験により得られる最大曲げ角度を50°以上としてもよい。
第2の態様では、予ひずみ付与後、上述した曲げ試験により得られる最大曲げ角度を50°以上としてもよい。
本実施形態に係る熱延鋼板は、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。
次に、本実施形態に係る熱延鋼板の好ましい製造方法について説明する。以下に説明する製造方法によれば、本実施形態に係る熱延鋼板を安定的に製造することができる。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。
以下に説明する工程(1)~(3)は第1および第2の態様において共通する工程である。その後の工程については、工程(4)、(5)が第1の態様に対応し、工程(6)が第2の態様に対応する。
本実施形態に係る熱延鋼板の好ましい製造方法は、
(1)粗圧延前に、上述した化学組成を有するスラブに対して、幅方向に2回以上のひずみを付与し、1回目のひずみ付与時の温度と、最終回目のひずみ付与時の温度との差を20~40℃とし、且つ、幅方向にひずみを付与するごとにデスケーリングを行う工程と、
(2)ひずみを付与したスラブに対して粗圧延を行う工程と、
(3)仕上げ圧延開始温度と仕上げ圧延完了温度との差が60℃以上、120℃未満となり、且つ、仕上げ圧延完了温度が950℃以下となるように仕上げ圧延を行う工程と、を備え、
更に、以下の(4)~(6)の1つ以上の工程を備える。
(4)仕上げ圧延完了後、30℃/s以上の平均冷却速度で580~680℃の温度域まで加速冷却し、この温度域で2.0秒間以上緩冷却(空冷)する工程。
(5)緩冷却完了後、30℃/s以上の平均冷却速度で、300℃に至るまで加速冷却する工程。
(6)仕上げ圧延完了後、30℃/s以上の平均冷却速度で、300℃に至るまで加速冷却する工程。
以下、各工程について説明する。
(1)粗圧延前に、上述した化学組成を有するスラブに対して、幅方向に2回以上のひずみを付与し、1回目のひずみ付与時の温度と、最終回目のひずみ付与時の温度との差を20~40℃とし、且つ、幅方向にひずみを付与するごとにデスケーリングを行う工程と、
(2)ひずみを付与したスラブに対して粗圧延を行う工程と、
(3)仕上げ圧延開始温度と仕上げ圧延完了温度との差が60℃以上、120℃未満となり、且つ、仕上げ圧延完了温度が950℃以下となるように仕上げ圧延を行う工程と、を備え、
更に、以下の(4)~(6)の1つ以上の工程を備える。
(4)仕上げ圧延完了後、30℃/s以上の平均冷却速度で580~680℃の温度域まで加速冷却し、この温度域で2.0秒間以上緩冷却(空冷)する工程。
(5)緩冷却完了後、30℃/s以上の平均冷却速度で、300℃に至るまで加速冷却する工程。
(6)仕上げ圧延完了後、30℃/s以上の平均冷却速度で、300℃に至るまで加速冷却する工程。
以下、各工程について説明する。
(1)粗圧延前のひずみ付与:第1および第2の態様で共通
粗圧延前に、上述した化学組成を有するスラブに対して、幅方向に2回以上のひずみを付与し、1回目の幅方向ひずみ付与時の温度と、最終回目の幅方向ひずみ付与時の温度との差を20~40℃とすることが好ましい。これにより、表層領域における不均一性を適切な状態に制御することができる。その結果、熱延鋼板の表層領域における結晶粒のGAM値の面積平均値の標準偏差を好ましい範囲に制御することができる。ここで、「スラブの幅方向」とは、スラブの搬送方向及び板厚方向に直交する方向であり、スラブの搬送方向は後の工程において圧延方向に相当する。
なお、幅方向にひずみを付与する回数が1回だけであっても、熱延鋼板の表層領域における結晶粒のGAM値の面積平均値の標準偏差を好ましい範囲に制御することができないため、上述の通り、幅方向にひずみを付与する回数は2回以上とする。
また、スラブの幅方向にひずみを付与するごとにデスケーリングを行う、すなわち、複数回のひずみ付与の前にはデスケーリングを毎回行うことが好ましい。デスケ―リングは、水を噴射することで行うことが好ましい。スラブの幅方向にひずみを付与するごとにデスケーリングを行うことで、副熱による表層温度の急上昇を抑えることができる。結果として、1回目のひずみ付与時の温度と、最終回目のひずみ付与時の温度との差を20~40℃に好ましく制御することができる。スラブの幅方向にひずみを付与する場合、1回目のひずみ付与の前にのみ、1回のデスケーリング行うことが通常である。この場合には、複数回の幅方向のひずみ付与を行うことで、副熱により表層温度が上昇してしまい、温度上昇を20~40℃に制御することは困難である。
粗圧延前に、上述した化学組成を有するスラブに対して、幅方向に2回以上のひずみを付与し、1回目の幅方向ひずみ付与時の温度と、最終回目の幅方向ひずみ付与時の温度との差を20~40℃とすることが好ましい。これにより、表層領域における不均一性を適切な状態に制御することができる。その結果、熱延鋼板の表層領域における結晶粒のGAM値の面積平均値の標準偏差を好ましい範囲に制御することができる。ここで、「スラブの幅方向」とは、スラブの搬送方向及び板厚方向に直交する方向であり、スラブの搬送方向は後の工程において圧延方向に相当する。
なお、幅方向にひずみを付与する回数が1回だけであっても、熱延鋼板の表層領域における結晶粒のGAM値の面積平均値の標準偏差を好ましい範囲に制御することができないため、上述の通り、幅方向にひずみを付与する回数は2回以上とする。
また、スラブの幅方向にひずみを付与するごとにデスケーリングを行う、すなわち、複数回のひずみ付与の前にはデスケーリングを毎回行うことが好ましい。デスケ―リングは、水を噴射することで行うことが好ましい。スラブの幅方向にひずみを付与するごとにデスケーリングを行うことで、副熱による表層温度の急上昇を抑えることができる。結果として、1回目のひずみ付与時の温度と、最終回目のひずみ付与時の温度との差を20~40℃に好ましく制御することができる。スラブの幅方向にひずみを付与する場合、1回目のひずみ付与の前にのみ、1回のデスケーリング行うことが通常である。この場合には、複数回の幅方向のひずみ付与を行うことで、副熱により表層温度が上昇してしまい、温度上昇を20~40℃に制御することは困難である。
ひずみの付与は、粗圧延のためのスラブ加熱を行った後に行えばよい。
スラブの幅方向にひずみを付与する方法としては、例えば、スラブの板面および搬送方向に対して回転軸が垂直になるように設置されたロールの間にスラブを通すことにより、スラブに対して幅方向のひずみを付与する(幅方向に圧下する)方法が挙げられる。
スラブの幅方向にひずみを付与する方法としては、例えば、スラブの板面および搬送方向に対して回転軸が垂直になるように設置されたロールの間にスラブを通すことにより、スラブに対して幅方向のひずみを付与する(幅方向に圧下する)方法が挙げられる。
なお、ひずみを付与するスラブについては、上述した化学組成を有する点以外については特に限定されない。例えば、転炉又は電気炉等を用いて上記化学組成の溶鋼を溶製し、連続鋳造法により製造したスラブを用いることができる。連続鋳造法に代えて、造塊法、薄スラブ鋳造法等を採用してもよい。粗圧延前のスラブ加熱では、加熱温度を1100~1300℃の温度域とすればよい。
(2)粗圧延:第1および第2の態様で共通
粗圧延の条件は特に限定されず、粗圧延としては、例えば、1100℃以上の温度で複数回の圧延を行い、板厚を30~60mmとする工程とすることができる。
粗圧延の条件は特に限定されず、粗圧延としては、例えば、1100℃以上の温度で複数回の圧延を行い、板厚を30~60mmとする工程とすることができる。
(3)仕上げ圧延:第1および第2の態様で共通
仕上げ圧延工程では、仕上げ圧延開始温度(入側温度)と仕上げ圧延完了温度(出側温度)との差が60℃以上、120℃未満となり、且つ、仕上げ圧延完了温度が950℃以下となるように仕上げ圧延を行うことが好ましい。これにより、内部領域における結晶粒のGAM値の面積平均値であるGAMIと、表層領域における結晶粒のGAM値の面積平均値であるGAMSとの比であるGAMS/GAMIを好ましい範囲に制御することができる。なお、仕上げ圧延完了温度の下限は特に制限されず、設備の圧延荷重制限に応じて、適宜決定すればよい。荷重の急激な上昇を抑制するため、仕上げ圧延完了温度は、例えば、850℃以上とすることができる。
仕上げ圧延工程では、仕上げ圧延開始温度(入側温度)と仕上げ圧延完了温度(出側温度)との差が60℃以上、120℃未満となり、且つ、仕上げ圧延完了温度が950℃以下となるように仕上げ圧延を行うことが好ましい。これにより、内部領域における結晶粒のGAM値の面積平均値であるGAMIと、表層領域における結晶粒のGAM値の面積平均値であるGAMSとの比であるGAMS/GAMIを好ましい範囲に制御することができる。なお、仕上げ圧延完了温度の下限は特に制限されず、設備の圧延荷重制限に応じて、適宜決定すればよい。荷重の急激な上昇を抑制するため、仕上げ圧延完了温度は、例えば、850℃以上とすることができる。
(4)580~680℃の温度域での緩冷却(空冷):第1の態様に対応
仕上げ圧延完了後は、30℃/s以上の平均冷却速度で580~680℃の温度域まで加速冷却し、この温度域で2.0秒間以上緩冷却(空冷)する。580~680℃の温度域で2.0秒間以上緩冷却(空冷)することで、GAM値が0.6°超、2.0°未満である領域の面積率を高めることができる。
本実施形態でいう緩冷却(空冷)とは、平均冷却速度が20℃/s以下である冷却のことをいう。
仕上げ圧延完了後は、30℃/s以上の平均冷却速度で580~680℃の温度域まで加速冷却し、この温度域で2.0秒間以上緩冷却(空冷)する。580~680℃の温度域で2.0秒間以上緩冷却(空冷)することで、GAM値が0.6°超、2.0°未満である領域の面積率を高めることができる。
本実施形態でいう緩冷却(空冷)とは、平均冷却速度が20℃/s以下である冷却のことをいう。
(5)緩冷却(空冷)後の加速冷却:第1の態様に対応
580~680℃の温度域(第1の態様)で緩冷却(空冷)した後は、30℃/s以上の平均冷却速度で、300℃に至るまで加速冷却する。緩冷却(空冷)後に30℃/s以上の平均冷却速度で、300℃に至るまで加速冷却することで、所望の金属組織を得ることができる。
300℃に至るまで加速冷却された後は、室温になるまで放冷されても、コイル状に巻取られた後に水冷されてもよい。
580~680℃の温度域(第1の態様)で緩冷却(空冷)した後は、30℃/s以上の平均冷却速度で、300℃に至るまで加速冷却する。緩冷却(空冷)後に30℃/s以上の平均冷却速度で、300℃に至るまで加速冷却することで、所望の金属組織を得ることができる。
300℃に至るまで加速冷却された後は、室温になるまで放冷されても、コイル状に巻取られた後に水冷されてもよい。
(6)300℃に至るまで加速冷却:第2の態様に対応
仕上げ圧延完了後は、30℃/s以上の平均冷却速度で、300℃に至るまで加速冷却する。加速冷却の途中で緩冷却(空冷)を行うことなく30℃/s以上の平均冷却速度で300℃に至るまで加速冷却することで、GAM値が0.6°超である領域(GAM値が2.0°以上である領域を含む)の面積率を高めることができる。
300℃に至るまで加速冷却された後は、室温になるまで放冷されても、コイル状に巻取られた後に水冷されてもよい。
仕上げ圧延完了後は、30℃/s以上の平均冷却速度で、300℃に至るまで加速冷却する。加速冷却の途中で緩冷却(空冷)を行うことなく30℃/s以上の平均冷却速度で300℃に至るまで加速冷却することで、GAM値が0.6°超である領域(GAM値が2.0°以上である領域を含む)の面積率を高めることができる。
300℃に至るまで加速冷却された後は、室温になるまで放冷されても、コイル状に巻取られた後に水冷されてもよい。
なお、本実施形態でいう平均冷却速度とは、設定する範囲の始点と終点との温度差を、始点から終点までの経過時間で除した値である。
次に、本発明の実施例について説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性及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。
表1A~表2Bに示す化学組成を有するスラブを連続鋳造により製造した。得られたスラブを用いて、表3A~表3Cに示す条件により、板厚3.0mmの熱延鋼板を製造した。
なお、表1A~表2B中の空欄は、当該元素を意図的に含有させていないことを示す。
なお、表1A~表2B中の空欄は、当該元素を意図的に含有させていないことを示す。
スラブ加熱後は幅方向に2回以上のひずみを付与した。表中の「幅方向ひずみ付与時の温度差」の欄には、1回目の幅方向ひずみ付与時の温度と、最終回目の幅方向ひずみ付与時の温度との差を記載した。
製造No.1~18、25~45については、仕上げ圧延完了後、表中の「緩冷却の開始温度」まで30℃/s以上の平均冷却速度で加速冷却した。緩冷却は空冷により行い、緩冷却における平均冷却速度は20℃/s以下とした。
また、緩冷却後は、表中の「緩冷却完了後、300℃に至るまでの平均冷却速度」で加速冷却した。加速冷却の停止後は直ちに巻取りを行った。
また、緩冷却後は、表中の「緩冷却完了後、300℃に至るまでの平均冷却速度」で加速冷却した。加速冷却の停止後は直ちに巻取りを行った。
製造No.19~24、46~63については、仕上げ圧延完了後、緩冷却を行うことなく、表中の「仕上げ圧延完了後、300℃に至るまでの平均冷却速度」で加速冷却した。加速冷却の停止後は直ちに巻取りを行った。
仕上げ圧延開始温度と仕上げ圧延完了温度との差が60℃以上、120℃未満であった場合には、表3A~表3Cにおいて、「仕上げ圧延開始温度と仕上げ圧延完了温度との差が60℃以上、120℃未満」の欄に「OK」と記載した。一方、この条件を満たさなかった場合には当該欄に「NG」と記載した。
得られた熱延鋼板について、上述の方法により金属組織、引張強さ(TS)、一様伸び(uEl)、穴広げ率(λ)および予ひずみ付与後の曲げ性を評価した。
得られた結果を表4A~表5Cに示す。
得られた結果を表4A~表5Cに示す。
引張強さ(TS)が940MPa以上であった場合、高い強度を有するとして合格と判定した。一方、引張強さ(TS)が940MPa未満であった場合、高い強度を有さないとして不合格と判定した。
一様伸び(uEl)が3.0%以上であった場合、優れた延性を有するとして合格と判定した。一方、一様伸び(uEl)が3.0%未満であった場合、優れた延性を有さないとして不合格と判定した。
穴広げ率(λ)が40%以上であった場合、優れた穴広げ性を有するとして合格と判定した。一方、穴広げ率(λ)が40%未満であった場合、優れた穴広げ性を有さないとして不合格と判定した。
予ひずみ付与後の曲げ性(最大曲げ角度)は引張強さに応じて以下の基準により評価した。
・引張強さが1040MPa未満である場合
予ひずみ付与後の曲げ性(最大曲げ角度)が70°以上であった場合、予ひずみ付与後において優れた曲げ性を有するとして合格と判定した。一方、予ひずみ付与後の曲げ性(最大曲げ角度)が70°未満であった場合、予ひずみ付与後において優れた曲げ性を有さないとして不合格と判定した。
・引張強さが1040MPa以上である場合
予ひずみ付与後の曲げ性(最大曲げ角度)が50°以上であった場合、予ひずみ付与後において優れた曲げ性を有するとして合格と判定した。一方、予ひずみ付与後の曲げ性(最大曲げ角度)が50°未満であった場合、予ひずみ付与後において優れた曲げ性を有さないとして不合格と判定した。
・引張強さが1040MPa未満である場合
予ひずみ付与後の曲げ性(最大曲げ角度)が70°以上であった場合、予ひずみ付与後において優れた曲げ性を有するとして合格と判定した。一方、予ひずみ付与後の曲げ性(最大曲げ角度)が70°未満であった場合、予ひずみ付与後において優れた曲げ性を有さないとして不合格と判定した。
・引張強さが1040MPa以上である場合
予ひずみ付与後の曲げ性(最大曲げ角度)が50°以上であった場合、予ひずみ付与後において優れた曲げ性を有するとして合格と判定した。一方、予ひずみ付与後の曲げ性(最大曲げ角度)が50°未満であった場合、予ひずみ付与後において優れた曲げ性を有さないとして不合格と判定した。
表4A~表5Cを見ると、本発明例に係る熱延鋼板は、高い強度、並びに、優れた延性および穴広げ性を有し、且つ予ひずみ付与後において優れた曲げ性を有することが分かる。
一方、比較例に係る鋼板は、特性のいずれか一つ以上が劣ることが分かる。
一方、比較例に係る鋼板は、特性のいずれか一つ以上が劣ることが分かる。
本発明に係る上記態様によれば、高い強度、優れた延性および穴広げ性、並びに、予ひずみ付与後において優れた曲げ性を有する熱延鋼板を提供する。
Claims (4)
- 化学組成が、質量%で、
C :0.045~0.120%、
Si:0~3.00%、
Mn:1.20~2.60%、
Ti:0.020~0.180%、
Al:0.010~0.400%、
P :0.080%以下、
S :0.0100%以下、
N :0.0050%以下、
O :0.010%以下、
Nb:0~0.100%、
V :0~1.000%、
Cu:0~1.000%、
Cr:0~2.000%、
Mo:0~3.000%、
Ni:0~0.500%、
B :0~0.0100%、
Ca:0~0.0500%、
Mg:0~0.0500%、
REM:0~0.100%、
Bi:0~0.100%、
Ta:0~0.100%、
Zr:0~0.500%、
Co:0~3.000%、
Zn:0~0.200%、
W :0~0.200%、
Sb:0~0.500%、
As:0~0.050%、および
Sn:0~0.050%を含有し、
残部がFeおよび不純物からなり、
表面から板厚方向に1/4深さの位置における結晶粒のGAM値の面積平均値であるGAMIと、前記表面から前記板厚方向に200μm深さまでの領域における結晶粒の前記GAM値の面積平均値であるGAMSとの比であるGAMS/GAMIが0.70~1.05であり、
前記表面から前記板厚方向に1/4深さの前記位置の金属組織において、
前記GAM値が0.6°超である領域の面積率が50%以上であり、前記GAM値が3.0°超である領域の面積率と、残留オーステナイトの面積率との合計が15%未満であり、
前記表面から前記板厚方向に200μm深さまでの前記領域における前記結晶粒の前記GAM値の面積平均値の標準偏差が0.25~0.65°であることを特徴とする熱延鋼板。 - 前記化学組成が、質量%で、
Nb:0.001~0.100%、
V :0.001~1.000%、
Cu:0.001~1.000%、
Cr:0.001~2.000%、
Mo:0.001~3.000%、
Ni:0.001~0.500%、
B :0.0001~0.0100%、
Ca:0.0001~0.0500%、
Mg:0.0001~0.0500%、
REM:0.001~0.100%、
Bi:0.001~0.100%、
Ta:0.001~0.100%、
Zr:0.001~0.500%、
Co:0.001~3.000%、
Zn:0.001~0.200%、
W :0.001~0.200%、
Sb:0.001~0.500%、
As:0.001~0.050%、および
Sn:0.001~0.050%
からなる群から選択される1種以上を含有することを特徴とする請求項1に記載の熱延鋼板。 - 前記表面から前記板厚方向に1/4深さの前記位置の前記金属組織において、
前記GAM値が0.6°超、2.0°未満である領域の面積率が50%以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の熱延鋼板。 - 前記表面から前記板厚方向に1/4深さの前記位置の前記金属組織において、
前記GAM値が2.0°以上である領域の面積率が50%以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の熱延鋼板。
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