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热轧钢板及其制造方法

热轧钢板及其制造方法

本发明涉及一种热轧钢板,其中,{100}<011>~{223}<110>方位群的平均极密度为1.0~5.0,而且{332}<113>的结晶方位的极密度为1.0~4.0;金属组织以面积率计,合计含有30%~99%的铁素体和贝氏体,并含有1%~70%的马氏体;当将以单位面积%计的所述马氏体的面积率设定为fM、将以μm为单位的所述马氏体的平均尺寸设定为dia、将以μm为单位的所述马氏体间的平均距离设定为dis、将以MPa为单位的所述钢板的抗拉强度设定为TS时,满足下述式1以及式2。dia≤13μm(式1)TS/fM×dis/dia≥500(式2)。

为了抑制源于汽车的二氧化碳气体的排出量,由高强度钢板的使用导致的汽车车体的轻量化正在进行。另外,从确保乘客安全性的角度考虑,汽车车体除软钢板以外,也已经大量使用高强度钢板了。但是,今后为了进一步推进汽车车体的轻量化,必须将高强度钢板的使用强度提高到以前以上的水平。另外,例如为了将高强度钢板用于汽车车体的行走部件,除必须改善均匀变形能力以外,也必须改善有助于扩孔弯边加工性等的局部变形能力。

对于5/8~3/8的板厚范围即板厚中央部的上述断面,进行EBSD(ElectronBackScatteringDiffraction:电子背散射衍射)或者X射线衍射,对随机试样求出各方位的电子衍射强度或者X射线衍射强度的强度比,由该各强度比可以求出(1〇〇}<〇11>~{223}<11〇>方位群的平均极密度D1。

本实施方式的热乳钢板可以适用于高强度钢板的所有用途,均匀变形能力优良,而且高强度钢板的弯曲加工性和扩孔性等局部变形能力得以飞跃般提高。

Co(钴)虽然难以定量地表示其效果,但它是钢冷却时使γ(奥氏体)开始向α(铁素体)相变的温度Ar3显著上升的选择元素。因此,也可以通过Co含量来控制钢的Ar3。另外,Co还是提高钢板强度的选择元素。为了获得上述效果,优选将Co含量设定为0.0001%以上。但是,如果在钢中过剩地添加Co,则钢板的焊接性有可能劣化,而且有可能使钢板的变形能力降低。因此,优选将Co含量设定为1.0%以下。此外,即使在钢中含有数量低于下限的该选择元素,也不会损害本实施方式的效果。另外,为了降低合金成本,不需要有意在钢中添加该选择元素,因而该选择元素含量的下限为0%。

热轧钢板及其制造方法

本发明提供一种热轧钢板,其以质量%计含有C:0.02%以上且0.5%以下,Si量和Al量的合计为1.0%以上且4.0%以下,{100}<011>~{223}<110>取向组的平均极密度为1.0以上且6.5以下,且{332}<113>的晶体取向的极密度为1.0以上且5.0以下,显微组织以面积率计含有2%以上且30%以下的残留奥氏体、20%以上且50%以下的铁素体、10%以上且60%以下的贝氏体,与轧制方向成直角的方向的兰克福特值rC为0.70以上且1.10以下,且与所述轧制方向成30°角的方向的兰克福特值r30为0.70以上且1.10以下。

但是,TRIP钢尽管强度、延展性优良,但一般具有扩孔性等局部变形能力低的特点。所以,为了将该TRIP钢用作例如行走部件的高强度钢板,必须改善扩孔性等局部变形能力。

Mn:0•001%以上且4.0%以下

为了通过添加Ti、Nb、V、W、Cu来得到此效果,优选Ti量为0.001%以上、Nb量为0.001%以上、V量为0.001%以上、W量为0.001%以上、Cu量为0.001%以上。但是,即使在钢中过度地添加这些化学元素,强度上升也饱和了,此外热轧后的再结晶被抑制,从而晶体取向的控制变得困难,因此将Ti量限制为0.2%以下,将Nb量限制为0.2%以下,将V量限制为1.0%以下,将W量限制为1.0%以下,将Cu量限制为2.0%以下。此外,为了降低合金成本,在不需要有意在钢中添加这些化学元素的情况下,Ti、Nb、V、W及Cu的量的下限都为0%〇

本申请基于2011年3月28日提出的日本专利申请第2011-070725号公报主张优先权,在此引用其内容。

再者,在该式7中,、、、、、、、及分别为C、N、Mn、Nb、Ti、B、Cr、Mo及V的质量百分率。此外,式7中不含的化学元素(化学成分)的量按0%计算。因此,就只含上述基本成分的基本组成而言,也可以使用下述式8来代替上述式7。

另外,将钢冷却到350~500°C的范围内的温度后卷取。在进行了将该卷取的卷(钢)在350~500°C的范围内保持30~300分钟的温度范围控制后,对该卷钢进行空气冷却。如果卷取温度超过500°C,则贝氏体相变过度地进行。此外,如果卷取温度低于350°C,则贝氏体相变被过度抑制,C浓化带来的残留奥氏体的稳定化不充分。而且,在此种情况下,空气冷却时发生马氏体相变,不能得到充分的残留奥氏体量。此外,在350°C~500°C下的保持时间低于30分钟时,贝氏体相变的进行不充分,残留奥氏体分率减少。另一方面,如果保持时间超过300分钟,则渗碳体析出,或者析出的渗碳体生长,从而得不到目的的残留奥氏体分率。另外,在该温度范围控制中,如果卷钢的温度变化速度为一40°C/小时以上且40°C/小时以下,则卷内的温度变化缓慢,因此能够更均质地控制卷内的材质。

另外,为了提高热轧板的均质性,将最终制品的拉伸率和局部延展性提高到极限,以在Tl+30°C以上且Tl+200°C以下的温度范围包含30%以上的压下率的大压下道次的方式控制精轧。这样,在精轧中,在Tl+30°C以上且Tl+200°C以下的温度范围内,进行至少1次30%以上的压下率的压下。特别是,如果考虑到后述的冷却控制,则该温度范围内的最终道次的压下率优选为30%以上,也就是说最终道次优选为大压下道次。在要求更高的加工性的情况下,最好将最终的2道次的压下率分别规定为30%以上。在进一步提高热轧板的均质性的情况下,大压下道次(1道次)的压下率最好为40%以上。此外,在得到更良好的钢板形状的情况下,大压下道次(1道次)的压下率最好为70%以下。

技术领域

tl=O-OOlX((Tf-Tl)XP1/100)2-0.109X((Tf-Tl)XP1/100)+3.1(式3)

热轧钢板及其制造方法

本发明涉及一种热轧钢板的制造方法,其中,将以质量%计含有C:0.055%以上且0.15%以下、Si:0.2%以下、Mn:1.3%以下、P:0.03%以下、S:0.007%以下、Al:0.1%以下、N:0.01%以下、Ti:0.14%以上且0.30%以下、并且满足1.0≤([C]/12)/([Ti*]/48)([Ti*]=[Ti]-3.4×[N]-1.5×[S])的钢原材加热至1150℃以上且满足[Ti*]<10{-7000/(T+273)+2.75}/[C]的温度T(℃),在1150℃以上的温度范围内保持15分钟以上后,实施将980℃以下的温度范围内的总轧制率设定为40%以下且将精轧温度设定为880℃以上的热轧,在精轧结束后3秒以内以40℃/s以上且200℃/s以下的冷却速度进行冷却,在500℃以上且680℃以下的温度范围内进行卷取。

-种热乳钢板,其为通过~中任一项所述的方法制造的高强度热乳钢板,

以上为本发明中的基本组成,在上述基本组成的基础上,可以进一步含有V:0.30%以下。

根据本发明,能够得到适合于汽车的结构构件等用途、拉伸强度为850MPa以上且机械特性的各向异性小的高强度热乳钢板,能够实现汽车构件的轻量化、汽车构件成形等,其效果显著。

析出在铁素体相的晶粒内的碳化物通常几乎在钢的奥氏体一铁素体相变的同时析出。另外,在高温范围内析出的碳化物容易粗大化,另一方面,如果使碳化物在低温范围内析出,则能够得到微细的碳化物。基于上述理由,为了在铁素体相的晶粒内析出微细的碳化物,优选通过对钢板组成、热乳结束后的冷却速度等进行调节而使钢的奥氏体一铁素体相变点降低至卷取温度范围并在铁素体相的晶粒内析出碳化物后立刻进行卷取,或者与卷取同时进行奥氏体一铁素体相变而在铁素体相的晶粒内析出碳化物。

S与Mn结合而在钢原材中形成软质的硫化物。该软质的硫化物在热乳钢板制造时在热乳中呈楔状延伸,成为使热乳钢板自乳制方向朝向垂直方向的延展性降低的因素。因此,在本发明中,优选尽可能降低S含量,设定为0.007%以下。优选为0.004%以下。S含量即使为零也没有问题。

另外,在专利文献4中提出了如下技术:将热乳钢带的组成设定为以0.3<Ti/(C+S+N)<5且C+Mn/6+Si/24+Cr/5彡0•20重量%的方式含有C:0•04~0•18重量%、Si:0•05~L00重量%、Mn:0•10~0•50重量%、Ti:0•05~0•30重量%、Al:0•001~0.100重量%、N:0.0100重量%以下、P:0.030重量%以下和S:0.015重量%以下的组成,并且使最终显微组织的多边形铁素体百分率为70%以上。并且,根据专利文献4提出的技术,通过抑制Si、Mn含量而降低作为焊接性指标的C当量、并且含有预定量的Ti作为强化成分,能够得到焊接性优良的拉伸强度为55kgf/mm2以上的高张力热乳钢带。

基于上述理由,在本发明中,为了使C的原子%为Tf的原子%以上,以使(/12V(/12)/(/12)/([Til/48)的值小于1时,偏析于铁素体相的晶界上的C显著减少,因此,晶界强度降低,热乳钢板的强度、韧性显著降低。

热轧钢板及其制造方法

I.0彡(/12)/(/48)…(1)

发明效果

热轧钢板及其制造方法

本发明提供一种热轧钢板,该钢板的组成以质量%计含有C:0.01%~0.2%、Si:2.5%以下、Mn:4.0%以下、P:0.10%以下、S:0.03%以下、Al:0.001%~2.0%、N:0.01%以下、O:0.01%以下、Ti:0.01~0.30%,剩余部分由铁及杂质构成,钢板的组织由平均长宽比为2以下的回火马氏体构成、或者由以总体积分率计为90%以上的回火马氏体和下部贝氏体这两者构成。

本发明中,铁素体、珠光体、贝氏体、回火马氏体及初生马氏体的体积分率通过以下的方法算出。首先,以平行于钢板的乳制方向的板厚截面作为观察面,采集试样,对观察面进行研磨,进行硝酸乙醇溶液刻蚀。进而,利用FE-SEM对以板厚1/4为中心的1/8〜3/8厚的范围进行观察,测定面积分率,将其作为体积分率。另外,以5000倍的倍率分别测定10个视野,将其平均值作为面积率。

其中,除了使550〜400°C之间的冷却速度为45°C/s以外,在与钢A-3相同的条件下制作样品时,精乳温度至400°C的平均冷却速度为73°C/s、平均冷却速度满足50°C/s以上。然而,上部贝氏体变成10%以上、材质也产生不均。另外,除了0含量超过0.01质量%以外,在与钢A-I相同的条件下制作样品时确认了,加工性有问题,无法作为制品处理。

其具有下述组织:含有以体积分率计为90%以上的粒形状的回火马氏体;或者含有以总体积分率计为90%以上的粒形状的回火马氏体和下部贝氏体这两者,并且上述回火马氏体及上述下部贝氏体的平均长宽比为2以下。

具体实施方式

先行于热乳的制造方法并无特别限定。即,可以在利用高炉或电炉等进行的熔炼之后,进行各种的2次冶炼,按照达到上述成分组成的方式进行调整,接着利用通常的连续铸造、薄板坯铸造等方法进行铸造即可。此时,只要是能够控制在本发明的成分范围内,则原料也可以使用废料。

接着,对于平均晶体粒径及组织的鉴定手法进行叙述。本发明中,使用EBSP-OIM(电子背散射衍射图案-取向图像显OrientationImageMicroscopy)法定义平均晶体粒径及铁素体、进而残留奥氏体。EBSP-OIM法由下述装置及软件构成:在扫描型电子显微镜(SEM)内对高度倾斜的试样照射电子束,利用高敏度相机拍摄进行后方散射所形成的菊池图案,进行计算机图像处理,从而在短时间内测定照射点的晶体取向。EBSP-OIM法中,可以定量地解析大块试样表面的微细结构以及晶体取向。另外,EBSP-OM法的分析区域是能够利用SEM进行观察的区域,虽然依赖于SEM的分辨率,但若利用EBSP-OIM法,则可以以最小为20nm的分辨率进行分析。本发明中,将该晶粒的取向差定义为一般来说作为晶体晶界所知的大角度晶界的阈值的15°,利用所绘制的图像将粒子可视化,求得平均晶体粒径。

C是有助于母材的强度上升或热粘硬化性的提高的元素,也是生成成为空穴扩张时的裂纹的起点的渗碳体(Fe3C)等铁系碳化物的元素。C含量小于0.01%时,无法获得因低温相变生成相产生的组织强化所导致的强度提高的效果。另外,C含量超过0.2%时,在钢板的延展性减小的同时、成为冲裁加工时的二次剪切面的裂纹的起点的渗碳体(Fe3C)等铁系碳化物增加,空穴扩张性等成型性发生劣化。因此,C含量为0.01%〜0.2%的范围。

本发明的钢板是经过作为通常的热乳工序的连续铸造、粗乳、精乳所制造的,但只要是满足上述规定的制造条件,则其他制造条件通过在通常的条件下进行,从而可确保作为本发明的效果的980MPa以上的抗拉最大强度和低温韧性。

另一方面,钢板成分不满足本发明范围的钢a〜k无法具备本发明所规定的980MPa以上的抗拉最大强度、优异的低温韧性。

现有技术文献

专利文献4:日本特开2013-014844号公报

根据本发明,可以提供抗拉最大强度为980MPa以上、低温韧性优异的高强度的热乳钢板。

(31:2.5%以下(不包含0))

以上的元素含有在热乳钢板中,剩余部分为铁及杂质。在此,作为杂质,可以示例出矿石或废料等原材料中所含者、制造工序中所含者。

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