專利名稱：滲碳淬火性優(yōu)異的碳鋼板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及滲碳淬火性優(yōu)異的碳鋼板及其制造方法。本申請基于2009年3月27日在日本提出申請的特愿2009-079959號并主張其優(yōu) 先權(quán)，這里引用其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
以往，作為鏈條部件、齒輪部件、離合器部件等汽車部件或產(chǎn)業(yè)機械部件，在成形 加工后通過利用淬火等熱處理使表面硬化來制造?？墒牵陙?，除了部件形狀復(fù)雜化，對部件本身也要求耐磨損性及疲勞特性等。 所以，對坯材不僅要求在加工成部件時能耐受復(fù)雜加工這樣的加工性，而且要求還要滿足 用于表面硬化的淬火性。所謂坯材的淬火性和加工性，從材料設(shè)計的觀點來看是相反的特 性。通常對于提高加工性，坯材的軟質(zhì)化是有效的，但為提高淬火性而添加的元素大多提高 鋼板的硬度，犧牲加工性。另一方面，如果部件加工后的淬火性差，則在制品內(nèi)部產(chǎn)生混合存在稱為珠光體、 索氏體或屈氏體這樣的組織的異常層部。為了以低成本制造具有優(yōu)異的加工性和淬火性的鋼板，使鋼板含有B是有效的。 可是B因其反應(yīng)性而在鋼板表面產(chǎn)生氧化或脫硼、氮化等變化，難以確保表層部的淬火性。此外，在添加B的鋼板中，在進行通常經(jīng)常使用的碳勢(Cp)為0.8左右的滲碳時， 通過被滲碳的C來提高淬火性，難以在淬火后的表層部形成淬火異常層，因而不會產(chǎn)生大 的問題。但是，在碳勢低的弱滲碳區(qū)域(例如Cp <0.6)，B通過上述反應(yīng)使淬火性劣化，而 且不能確保C帶來的淬火性，因此使用不廣泛。這里所說的碳勢是表示對鋼材進行滲碳時的氣氛的滲碳能力的值。碳勢相當(dāng)于平 衡地達到滲碳溫度下的氣體氣氛時的鋼表面的碳濃度。因此，對于添加B的鋼板，要求確立能夠充分發(fā)揮B添加效果的制造條件、確保對 齒形成形等嚴(yán)格的加工的加工性及滲碳等表面硬化處理性等，要求從坯材到部件加工的一 貫的材料的最佳化。關(guān)于含B鋼板的制造條件，在專利文獻1中雖然公開了將含氮量抑制在10體積％ 以下的氫氣氛中或Ar氣氛中進行退火，但沒有看到涉及其前后工序的工序。此外，對在本 發(fā)明中作為對象的低碳勢下的滲碳處理有所考慮的技術(shù)沒有被公開?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1 日本特開平5-331534

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題為解決上述的問題，本發(fā)明的課題是提供一種即使在碳勢低的滲碳條件下淬火性也優(yōu)異、而且具備加工性的加添加B的鋼板，并使其制造方法最佳化。解決問題所采用的手段本發(fā)明為解決上述的課題而采用了以下手段。(1)本發(fā)明的第1形態(tài)是碳鋼板， 其含有下述成分c 0. 20質(zhì)量％ 0. 45質(zhì)量％、Si 0. 05質(zhì)量％ 0. 8質(zhì)量％、Mn 0. 85 質(zhì)量％ 2. 0質(zhì)量％、P 0. 001質(zhì)量％ 0. 04質(zhì)量％、S 0. 0001質(zhì)量％ 0. 006質(zhì)量％、 Al 0. 01 質(zhì)量％ 0. 1 質(zhì)量％、Ti 0. 005 質(zhì)量％ 0. 3 質(zhì)量％、B 0. 0005 質(zhì)量％ 0. 01 質(zhì)量％、及N:0. 001質(zhì)量％ 0.01質(zhì)量％，剩余部分含有Fe及不可避免的雜質(zhì)，通過 3C+Mn+0. 5Si求出的K值為2. 0以上；表面硬度以洛氏硬度B標(biāo)度計為77以下；從表層到 深度為100 μ m的區(qū)域中的N的平均含量為IOOppm以下。該碳鋼板在碳勢為0. 6以下的滲 碳氣氛中被滲碳。(2)上述⑴所述的碳鋼板，其進一步含有下述成分中的1種或2種以上Nb 0. 01 質(zhì)量％ 0. 5質(zhì)量％、V 0. 01質(zhì)量％ 0. 5質(zhì)量％、Ta 0. 01質(zhì)量％ 0. 5質(zhì)量％、W 0. 01 質(zhì)量％ 0. 5質(zhì)量％、Sn 0. 003質(zhì)量％ 0. 03質(zhì)量％、Sb 0. 003質(zhì)量％ 0. 03質(zhì)量％、 及As 0. 003質(zhì)量％ 0. 03質(zhì)量％。(3)本發(fā)明的第2形態(tài)是上述(1)或(2)所述的碳鋼板的制造方法，其具備下述 工序加熱工序，在1200°C以下對板坯進行加熱；熱軋工序，在800°C 940°C的精軋溫度 下對所述板坯進行熱軋而得到鋼板；第1冷卻工序，以20°C /秒以上的冷卻速度對所述鋼 板進行冷卻，直到所述鋼板達到650°C以下；第2冷卻工序，接在所述第1冷卻工序之后， 以20°C /秒以下的冷卻速度對所述鋼板進行冷卻；卷取工序，在650°C 400°C對所述鋼板 進行卷??；酸洗工序，對所述鋼板進行酸洗；和第1退火工序，在氫為95%以上、且將直至 4000C的露點規(guī)定為-20°C以下并將400°C以上的露點規(guī)定為_40°C以下的氣氛中，在660°C 以上的溫度下，將所述鋼板退火10小時以上。(4)在上述(3)所述的碳鋼板的制造方法中，可以在所述第1退火工序中，在氣氛 為氫95%以上、且退火溫度為Acl Acl+50°C的范圍進行退火，將退火后冷卻到Acl-30°C 的冷卻速度設(shè)定在5°C /小時以下。(5)在上述(4)所述的碳鋼板的制造方法中，可以進一步具備第1冷軋工序，在 所述酸洗工序后，以5% 60%的軋制率對所述鋼板進行冷軋。(6)在上述(5)所述的碳鋼板的制造方法中，可以進一步具備第2冷軋工序，在 所述第1退火工序后，以5% 60%的軋制率對所述鋼板進行冷軋；和第2退火工序，在所 述第2冷軋工序后，在氫為95%以上、且將直至400°C的露點規(guī)定為-20°C以下并將400°C 以上的露點規(guī)定為-40°C以下的氣氛中，在660°C以上的溫度下對所述鋼板進行退火。(7)在上述(6)所述的碳鋼板的制造方法中，可以在所述第2退火工序中，在氣氛 為氫95%以上、且退火溫度為Acl Acl+50°C的范圍進行退火，將退火后冷卻到Acl-30°C 的冷卻速度設(shè)定在5°C /小時以下。(8)在上述(7)所述的碳鋼板的制造方法中，可以進一步具備第3冷軋工序，在 所述第2退火工序后，以5% 60%的軋制率對所述鋼板進行冷軋；和第3退火工序，在所 述第3冷軋工序后，在氫為95%以上、且將直至400°C的露點規(guī)定為-20°C以下并將400°C 以上的露點規(guī)定為-40°C以下的氣氛中，在660°C以上的溫度下對所述鋼板進行退火。(9)在上述(8)所述 的碳鋼板的制造方法中，可以在所述第3退火工序中，在氣氛為氫95%以上、且退火溫度為Acl Acl+50°C的范圍進行退火，將退火后冷卻到Acl-30°C 的冷卻速度設(shè)定在5°C /小時以下。(10)在上述(6)所述的碳鋼板的制造方法中，可以進一步具備第3冷軋工序，在 所述第2退火工序后，以5% 60%的軋制率對所述鋼板進行冷軋；和第3退火工序，在所 述第3冷軋 工序后，在氫為95%以上、且將直至400°C的露點規(guī)定為-20°C以下并將400°C 以上的露點規(guī)定為-40°C以下的氣氛中，在660°C以上的溫度下對所述鋼板進行退火。(11)在上述(10)所述的碳鋼板的制造方法中，可以在所述第3退火工序中， 在氣氛為氫95%以上、且退火溫度為Acl Acl+50°C的范圍進行退火，將退火后冷卻到 Acl-30°C的冷卻速度設(shè)定在5°C /小時以下。(12)在上述(4)所述的碳鋼板的制造方法中，可以進一步具備第2冷軋工序，在 所述第1退火工序后，以5% 60%的軋制率對所述鋼板進行冷軋；和第2退火工序，在所 述第2冷軋工序后，在氫為95%以上、且將直至400°C的露點規(guī)定為-20°C以下并將400°C 以上的露點規(guī)定為-40°C以下的氣氛中，在660°C以上的溫度下對所述鋼板進行退火。(13)在上述(12)所述的碳鋼板的制造方法中，可以在所述第2退火工序中， 在氣氛為氫95%以上、且退火溫度為Acl Acl+50°C的范圍進行退火，將退火后冷卻到 Acl-30°C的冷卻速度設(shè)定在5°C /小時以下。(14)在上述(13)所述的碳鋼板的制造方法中，可以進一步具備第3冷軋工序， 在所述第2退火工序后，以5% 60%的軋制率對所述鋼板進行冷軋；和第3退火工序， 在所述第3冷軋工序后，在氫為95%以上、且將直至400°C的露點規(guī)定為-20°C以下并將 4000C以上的露點規(guī)定為-40°C以下的氣氛中，在660°C以上的溫度下對所述鋼板進行退 火。(15)在上述(14)所述的碳鋼板的制造方法中，可以在所述第3退火工序中， 在氣氛為氫95%以上、且退火溫度為Acl Acl+50°C的范圍進行退火，將退火后冷卻到 Acl-30°C的冷卻速度設(shè)定在5°C /小時以下。(16)在上述(12)所述的碳鋼板的制造方法中，可以進一步具備第3冷軋工序， 在所述第2退火工序后，以5% 60%的軋制率對所述鋼板進行冷軋；和第3退火工序， 在所述第3冷軋工序后，在氫為95%以上、且將直至400°C的露點規(guī)定為-20°C以下并將 4000C以上的露點規(guī)定為-40°C以下的氣氛中，在660°C以上的溫度下對所述鋼板進行退 火。(17)在上述(16)所述的碳鋼板的制造方法中，可以在所述第3退火工序中， 在氣氛為氫95%以上、且退火溫度為Acl Acl+50°C的范圍進行退火，將退火后冷卻到 Acl-30°C的冷卻速度設(shè)定在5°C /小時以下。(18)在上述(3)所述的碳鋼板的制造方法中，可以進一步具備第1冷軋工序，在 所述酸洗工序后，以5% 60%的軋制率對所述鋼板進行冷軋。(19)在上述(18)所述的碳鋼板的制造方法中，可以進一步具備第2冷軋工序， 在所述第1退火工序后，以5% 60%的軋制率對所述鋼板進行冷軋；和第2退火工序， 在所述第2冷軋工序后，在氫為95%以上、且將直至400°C的露點規(guī)定為-20°C以下并將 4000C以上的露點規(guī)定為-40°C以下的氣氛中，在660°C以上的溫度下對所述鋼板進行退 火。
(20)在上述(19)所述的碳鋼板的制造方法中，可以在所述第2退火工序中， 在氣氛為氫95%以上、且退火溫度為Acl Acl+50°C的范圍進行退火，將退火后冷卻到 Acl-30°C的冷卻速度設(shè)定在5°C /小時以下。(21)在上述(20)所述的碳鋼板的制造方法中，可以進一步具備第3冷軋工序， 在所述第2退火工序后，以5% 60%的軋制率對所述鋼板進行冷軋；和第3退火工序， 在所述第3冷軋工序后，在氫為95%以上、且將直至400°C的露點規(guī)定為-20°C以下并將 4000C以上的露點規(guī)定為-40°C以下的氣氛中，在660°C以上的溫度下對所述鋼板進行退 火。(22)在上述(21)所述的碳鋼板的制造方法中，可以在所述第3退火工序中， 在氣氛為氫95%以上、且退火溫度為Acl Acl+50°C的范圍進行退火，將退火后冷卻到 Acl-30°C的冷卻速度設(shè)定在5°C /小時以下。(23)在上述(19)所述的碳鋼板的制造方法中，可以進一步具備第3冷軋工序， 在所述第2退火工序后，以5% 60%的軋制率對所述鋼板進行冷軋；和第3退火工序， 在所述第3冷軋工序后，在氫為95%以上、且將直至400°C的露點規(guī)定為-20°C以下并將 4000C以上的露點規(guī)定為-40°C以下的氣氛中，在660°C以上的溫度下對所述鋼板進行退 火。(24)在上述(23)所述的碳鋼板的制造方法中，可以在所述第3退火工序中， 在氣氛為氫95%以上、且退火溫度為Acl Acl+50°C的范圍進行退火，將退火后冷卻到 Acl-30°C的冷卻速度設(shè)定在5°C /小時以下。 (25)在上述(3)所述的碳鋼板的制造方法中，可以進一步具備第2冷軋工序，在 所述第1退火工序后，以5% 60%的軋制率對所述鋼板進行冷軋；和第2退火工序，在所 述第2冷軋工序后，在氫為95%以上、且將直至400°C的露點規(guī)定為-20°C以下并將400°C 以上的露點規(guī)定為-40°C以下的氣氛中，在660°C以上的溫度下對所述鋼板進行退火。(26)在上述(25)所述的碳鋼板的制造方法中，可以在所述第2退火工序中， 在氣氛為氫95%以上、且退火溫度為Acl Acl+50°C的范圍進行退火，將退火后冷卻到 Acl-30°C的冷卻速度設(shè)定在5°C /小時以下。(27)在上述(26)所述的碳鋼板的制造方法中，可以進一步具備第3冷軋工序， 在所述第2退火工序后，以5% 60%的軋制率對所述鋼板進行冷軋；和第3退火工序， 在所述第3冷軋工序后，在氫為95%以上、且將直至400°C的露點規(guī)定為-20°C以下并將 4000C以上的露點規(guī)定為-40°C以下的氣氛中，在660°C以上的溫度下對所述鋼板進行退 火。(28)在上述(27)所述的碳鋼板的制造方法中，可以在所述第3退火工序中， 在氣氛為氫95 %以上、且退火溫度為Acl Acl+50°C的范圍進行退火，將退火后冷卻到 Acl-30°C的冷卻速度設(shè)定在5°C /小時以下。(29)在上述(25)所述的碳鋼板的制造方法中，可以進一步具備第3冷軋工序， 在所述第2退火工序后，以5% 60%的軋制率對所述鋼板進行冷軋；和第3退火工序， 在所述第3冷軋工序后，在氫為95%以上、且將直至400°C的露點規(guī)定為-20°C以下并將 4000C以上的露點規(guī)定為-40°C以下的氣氛中，在660°C以上的溫度下對所述鋼板進行退 火。
(30)在上述(29)所述的碳鋼板的制造方法中，可以在所述第3退火工序中， 在氣氛為氫95%以上、且退火溫度為Acl Acl+50°C的范圍進行退火，將退火后冷卻到 Acl-30°C的冷卻速度設(shè)定在5°C /小時以下。(31)本發(fā)明的第3形態(tài)是一種碳鋼板，其含有下述成分C 0. 20質(zhì)量％ 0. 45 質(zhì)量％、Si 0. 05質(zhì)量％ 0. 8質(zhì)量％、Mn 0. 85質(zhì)量％ 2. 0質(zhì)量％、P 0. 001質(zhì)量％
0.04 質(zhì)量％、S 0. 0001 質(zhì)量％ 0. 006 質(zhì)量％、Α1 :0· 01 質(zhì)量％ 0. 1 質(zhì)量％、Ti :0· 005 質(zhì) 量％ 0. 3質(zhì)量％、Β :0. 0005質(zhì)量％ 0. 01質(zhì)量％、及N :0. 001質(zhì)量％ 0. 01質(zhì)量％，進 一步含有下述成分中的1種或2種以上Cr 0. 01質(zhì)量％ 2. 0質(zhì)量％、Ni 0. 01質(zhì)量％
1.0質(zhì)量％、Cu 0. 005質(zhì)量％ 0. 5質(zhì)量％、及Mo 0. 01質(zhì)量％ 1. 0質(zhì)量％ ；剩余部分含 有Fe及不可避免的雜質(zhì)；通過3C+Mn+0. 5Si+Cr+Ni+Mo+Cu求出的K，值為2. 0以上；表面 硬度以洛氏硬度B標(biāo)度計為77以下；從表層到深度為100 μ m的區(qū)域中的N的平均含量為 IOOppm以下。該碳鋼板在碳勢為0. 6以下的滲碳氣氛中被滲碳。(32)上述(31)所述的碳鋼板，可以進一步含有下述成分中的1種或2種以上Nb 0. 01質(zhì)量％ 0. 5質(zhì)量％、V 0. 01質(zhì)量％ 0. 5質(zhì)量％、Ta 0. 01質(zhì)量％ 0. 5質(zhì)量％、W 0. 01質(zhì)量％ 0. 5質(zhì)量％、Sn 0. 003質(zhì)量％ 0. 03質(zhì)量％、Sb 0. 003質(zhì)量％ 0. 03質(zhì)
量％、及As 0. 003質(zhì)量％ 0. 03質(zhì)量％。。(33)是上述(31)或(32)所述的碳鋼板的制造方法，其具備下述工序加熱工序， 在1200°C以下對板坯進行加熱；熱軋工序，在800°C 940°C的精軋溫度下對所述板坯進 行熱軋而得到鋼板；第1冷卻工序，以20°C /秒以上的冷卻速度對所述鋼板進行冷卻，直到 所述鋼板達到650°C以下；第2冷卻工序，接在所述第1冷卻工序之后，以20°C /秒以下的 冷卻速度對所述鋼板進行冷卻；卷取工序，在650°C 400°C對所述鋼板進行卷取；酸洗工 序，對所述鋼板進行酸洗；和第1退火工序，在氫為95%以上、且將直至400°C的露點規(guī)定 為-20°C以下并將400°C以上的露點規(guī)定為-40°C以下的氣氛中，在660°C以上的溫度下，將 所述鋼板退火10小時以上。發(fā)明的效果在上述(1)、(31)所述的構(gòu)成中，K值或K’值在2.0以上，表層平均N量被規(guī)定在 IOOppm以下，因此即使在碳勢低的滲碳條件下，也能夠發(fā)揮高的淬火性，能夠得到具備高的 加工性的添加B的碳鋼板。根據(jù)上述(2)、(32)所述的構(gòu)成，可得到析出物的穩(wěn)定化及韌性改善的效果、及抑 制鋼板表層部的成分變動的效果。根據(jù)上述(3)、(33)所述的方法，能夠穩(wěn)定地制造加工性及加工后的滲碳處理性 優(yōu)異的碳鋼板。根據(jù)上述(4) (30)所述的方法，能夠進一步改善碳鋼板的加工性及軟質(zhì)化。如以上所述，根據(jù)本發(fā)明，可制造防止了添加B的鋼的滲碳時的淬火性不良造成 的異常層生成的不僅具有優(yōu)異滲碳淬火性、而且加工成部件等的加工性也優(yōu)異的鋼材。


圖1是表示與滲碳淬火時的異常層發(fā)生相關(guān)的K值或K’值與表層平均N量的關(guān) 系的圖。
圖2是表示齒形加工時的齒形部的裂紋與坯材硬度的關(guān)系的圖。圖3是用于說明制造方法的流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明人等對于添加B的鋼板的成分及制造工序中的制造條件，通過使其作各種 變化，調(diào)查了滲碳淬火時的表層部的硬度變化及組織，弄清楚了影響表層部的淬火性的表 層部的組織和成分的關(guān)系。其結(jié)果是，發(fā)現(xiàn)有時在表層部產(chǎn)生非馬氏體的珠光體、索氏體 或屈氏體等比馬氏體更軟化的組織，特別是多出現(xiàn)在從表面到100 μ m左右的極表層部。圖1示出在0. 22% C系的碳勢為0. 3時滲碳淬火的材料中的異常層的發(fā)生。判明 異常層與位于從鋼板表面到板厚方向100ym的鋼板表層部的氮(N)含量(表層平均N量) 和通過鋼板成分得到的K值(或K’值)密切相關(guān)。這里，表層平均N量是對通過將滲碳淬火前的鋼板的表面部從表面沿厚度方向刨 削100 μ m而采集的鋼板切粉中的氮(N)的含量進行分析而求出的值。為了判斷鋼板成分的影響，導(dǎo)入用式(1)表示的K值及用式(2)表示的K’值。K 值=3C+Mn+0. 5Si (1)式中，C、Mn、Si表示各自元素的含量(質(zhì)量％ )。K，值=3C+Mn+0. 5Si+Cr+Ni+Mo+Cu (2)式中，C、Mn、Si、Cr、Ni、Mo、Cu表示各自元素的含量(質(zhì)量％ )。另外，在不含上 述成分時作為零處理。如圖1所見，如果K值(含有Cr、Ni、Mo、Cu時為K，值)在2. 0以上，表層平均N 量在100ppm以下，則看不到異常層，判明滲碳淬火性優(yōu)異。作為可得到上述的良好范圍的 理由，認(rèn)為是表層平均N量越高制造工序中氮(N)作為氮化物析出的量越增加，滲碳淬火時 的奧氏體晶粒的生長越延遲，淬火性越劣化。特別是，認(rèn)為通過用N對B進行氮化而形成 BN,因此鋼中的B消失，阻礙鋼板的淬火性。此外，從鋼板的淬火性的觀點出發(fā)，鋼板中需要某程度的合金元素，作為合金元素 量通過按本次所示的K值(或K’值)整理，能夠明確淬火性。該K值(或K’值)越高，對 于確保淬火性越有利，但如果過高，則鋼板硬度提高，使加工性劣化，有時因部件形狀而在 淬火時發(fā)生淬火裂紋等不便。K值(含有Cr、Ni、Mo、Cu時為K’值)的上限沒有特別的限 定，但如果超過3. 6，則淬火性過高，認(rèn)為有出現(xiàn)上述淬火裂紋等缺陷的可能性，因此希望在 3. 6以下。從鋼板的加工性的觀點出發(fā)，在本發(fā)明中將鋼板的表面硬度以洛氏硬度B標(biāo)度 (HRB)計規(guī)定為77以下。本發(fā)明的鋼材可用于汽車部件等，作為特別嚴(yán)格的加工對象有齒 輪部件的齒形成形。所以，需要可耐受此加工的加工性。在本發(fā)明中，作為加工性的評價進行了模擬齒形加工的加工實驗，調(diào)查了齒形根 基部分的接受剪切變形的部位的有無裂紋發(fā)生。作為鋼材采用0. 22% C系的成分的鋼材， 通過變更熱軋、冷軋、退火條件制造了板厚3mm的鋼板，作為供試材。關(guān)于齒形的形狀，通過 由JIS-B1703規(guī)定的模數(shù)1. 5mm制作齒條狀的模具，對板厚3mm的鋼板沖壓2mm，評價了齒 形成形部的裂紋的有無。其結(jié)果如圖2所示。對于齒形成形這樣的嚴(yán)格的加工，顯示出裂紋的發(fā)生與表面硬度良好對應(yīng)，判明作為耐齒形成形的材質(zhì)而謀求表面硬度為HRB77以下的軟質(zhì)化是有效 的。另一方面，在本發(fā)明中，如上所述從確保淬火性的觀點出發(fā)，規(guī)定了 K值(K’值) 的下限。K值越高則鋼板越硬，對于淬火時的硬度是有利的，但加工性劣化，因此加工時出現(xiàn) 裂紋等問題。因此，需要實施本發(fā)明規(guī)定的制造方法，在控制退火時的氣氛的同時實施鋼板 的軟質(zhì)化。以下，對鋼板成分及制造條件進行說明。C 是得到鋼板強度所必需的基本元素。在碳含量低于0. 20%時，得不到作為制品 所要求的強度，此外，部件中心部的淬火性也降低，因而得不到所希望的特性?？墒?，如果 含有超過0. 45%的大量的C，則難以確保熱處理后的韌性及成形性，因此將C含量規(guī)定在 0.20 0.45質(zhì)量％ (以下，只要不特別預(yù)先說明，含量用質(zhì)量％表示)的范圍。更優(yōu)選的 范圍為0. 20 0. 40%。Si 可作為鋼的脫氧劑使用，從淬火性的觀點來看也是有效的，需要含有0.05% 以上的Si?？墒?，隨著Si含量的增加，因熱軋時的氧化皮缺陷等而產(chǎn)生表面性狀的劣化，因 此將上限規(guī)定為0. 80%。更優(yōu)選的范圍為0. 05 0. 50%。Mn 可作為脫氧劑使用，從淬火性的觀點來看也是有效的。在本發(fā)明中，從確保以 低Cp實施的滲碳中的淬火性的觀點來看，需要添加0. 85%以上，但如果Mn含量過高，則成 為偏析引起的淬火、退火后的組織變動造成的沖擊特性的劣化或波動的原因，因此將上限 規(guī)定為2.0%。更優(yōu)選的范圍為0.90 1.80%。P 在本發(fā)明鋼中，從韌性及加工性的觀點來看是有害的元素，P含量越低越優(yōu)選， 將其上限規(guī)定在0. 04%。此外，下限越低越優(yōu)選，但要降低到低于0. 001%，則在工業(yè)上成 本大幅度增加，因此將下限規(guī)定為0.001%。更優(yōu)選的范圍為0.003 0.025%。S :S在鋼中促進非金屬夾雜物的生成，使成形加工性及熱處理后的韌性等劣化。 因此，S含量越低越優(yōu)選，將其上限規(guī)定在0.006%。下限越低越優(yōu)選，但要降低到低于 0. 0001 %，則在工業(yè)上成本大幅度增加，因此將下限規(guī)定為0. 0001 %。更優(yōu)選的范圍為 0. 0001 0. 003%。Al 作為鋼的脫氧劑使用，為此需要0. 10%以上的Al?？墒牵词固砑映^0. 10% 的Al，其效果也飽和，還容易發(fā)生表面缺陷。此外，Al對于固定N也是有效的，促進鋼板制 造時的吸氮?？墒牵绻浜砍^0. 10%，則Al氮化物變得穩(wěn)定，阻礙滲碳熱處理時的晶 粒生長，成為使淬火性劣化的原因。因此，將Al含量規(guī)定在0.01 0. 10%的范圍。更優(yōu)選 的范圍為0. 01 0. 06%。Ti 是鋼的脫氧劑，對于固定N也是有效的，根據(jù)與N量的關(guān)系需要添加0.005% 以上?？墒牵词钩^0.30%地添加Ti，其效果也飽和，而且還增加成本。另外，制造工序 中的吸氮引起的析出物量增加，因此阻礙滲碳時的晶粒生長，成為使淬火性劣化的原因。因 此，將Ti的范圍規(guī)定為0.01 0.30%。更優(yōu)選的范圍為0.01 0.10%。B 是提高鋼的淬火性的有效元素，從極微量就可看到其效果。為了得到淬火性提 高效果，需要添加0. 0005%以上?？墒?，如果含有超過0. 01 %的大量的B，則鑄造性劣化，在 板坯鑄造時產(chǎn)生裂紋。另外，可見在鋼中生成B系化合物、使韌性降低等不良影響。因此， 將B含量規(guī)定在0. 0005 0. 01 %。更優(yōu)選的范圍為0. 0005 0. 005%。
N 與B結(jié)合生成氮化物，使B的淬火性提高效果劣化。因此，N含量越低越優(yōu)選， 但在降低到低于0. 001%時導(dǎo)致成本增加。此外，如果含量以鋼的平均組成計超過0.01%， 則大量需要Al或Ti等固定N的元素，而且AlN或TiN等析出物阻礙滲碳時的晶粒生長，使 淬火性降低，不僅成為發(fā)生異常層的原因，而且使韌性等機械特性劣化。因此，將N含量的 上限規(guī)定在0.01%。更優(yōu)選的范圍為0.001 0.006%。此外N在制造工序中容易侵入鋼中，從熱軋加熱時或退火中的氣氛進入，因此特 別是容易在表層部濃化，為了防止部件的表層部淬火性的劣化，需要抑制其影響。如果從加 熱時或退火時的氣氛侵入的氮超過lOOppm，則卷取時或退火時的氮化物的析出量增多，淬 火前的加熱時的晶粒生長延遲，淬火性劣化。因此，特別重要的是將表層部(從表面到厚度 方向IOOym的范圍)中的N含量(表層平均N量)規(guī)定在IOOppm以下。更優(yōu)選表層部的 N含量為70ppm以下。Cr 從鋼的淬火性的觀點來看，是能夠添加的有效元素，在0. 01%以上時效果顯 著，但即使添加超過2%其效果也飽和，而且還增加成本。因此，將其含量規(guī)定為0. 01 2.0%。更優(yōu)選的范圍為0.05 0.50%。Ni 從鋼的淬火性或韌性提高的觀點來看是有效的元素，0.01%以上的添加是有 效的，但如果添加超過1%，則不僅導(dǎo)致成本增加，而且其效果也沒有多大的變化，因此將其 含量規(guī)定在0.02 1.0%。更優(yōu)選的范圍為0.05 0.50%。Cu:從鋼的淬火性或韌性提高的觀點出發(fā)是有效的元素，0.01%以上的添加是有 效的，但如果添加超過0. 5%，不僅導(dǎo)致成本增加，而且其效果也沒有多大的變化，因此將其 含量規(guī)定在0. 005 0. 5%。更優(yōu)選的范圍為0. 02 0. 35%。Mo:是提高鋼的淬火性的有效元素，此外，對于提高回火引起的軟化阻力是有效的 元素。為得到其效果，需要添加0.01%以上。但是，即使含有超過1.0%其效果也飽和，而 且還增加成本，因此規(guī)定為0.01 1.0%。更優(yōu)選的范圍為0.01 0.40%。Nb 形成碳氮化物，對于析出物的穩(wěn)定化及韌性改善，Nb在0.01%以上時具有效 果，但如果添加超過0. 5%則導(dǎo)致成本增加，此外還牽扯到碳化物形成造成的淬火性的降 低，因此將其范圍規(guī)定為0. 01 0. 5%。更優(yōu)選的范圍為0. 01 0. 20%。V 與Nb同樣，形成碳氮化物，對于析出物的穩(wěn)定化及韌性改善，V在0. 01%以上時 具有效果，但即使添加超過0. 5%，不僅導(dǎo)致成本增加，而且其效果也沒有多大的變化，此外 還牽扯到碳化物形成造成的淬火性的降低。所以，將其范圍規(guī)定為0.01 0.5%。更優(yōu)選 的范圍為0. 01 0. 20%。Ta 與Nb、V同樣，形成碳氮化物，對于析出物的穩(wěn)定化及韌性改善，Ta在0. 01%以 上時具有效果，但即使添加超過0. 5%，不僅導(dǎo)致成本增加，而且其效果也沒有多大的變化， 此外還牽扯到碳化物形成造成的淬火性的降低。所以，將其范圍規(guī)定為0.01 0.5%。更 優(yōu)選的范圍為0.01 0. 30%。W 與Nb、V、Ta同樣，形成碳氮化物，對于析出物的穩(wěn)定化及韌性改善，W在0. 01% 以上時具有效果，但即使添加超過0. 5%，不僅導(dǎo)致成本增加，而且其效果也沒有多大的變 化，此外還牽扯到形成碳化物造成的淬火性的降低。所以，將其范圍規(guī)定為0. 01 0. 5%。 更優(yōu)選的范圍為0. 01 0. 20%。另外，為了抑制鋼板表層部的成分變動，在本發(fā)明中，也可以根據(jù)所需量添加Sn、Sb、As中的1種或2種以上。Sn、Sb、As 分別為 0. 003 ~ 0. 03%Sn、Sb及As是在界面、表面等偏析的傾向高的元素，具有對吸氮或脫碳等制造工 序中的表層反應(yīng)進行抑制的作用。通過添加這些元素，即使在鋼材暴露于熱軋工序的加熱 時或退火時的高溫氣氛中的狀態(tài)下，也具有對氮或碳等成分容易變動的元素的反應(yīng)進行抑 制、防止顯著的成分變動的效果。所以，最好根據(jù)需要添加。關(guān)于添加量，如果低于0. 003%, 則其效果小，此外即使超過0.03%地大量添加，不僅其效果飽和，而且還導(dǎo)致韌性的降低、 以及滲碳時間的長時間化等，牽扯到成本增加。因此，優(yōu)選添加0. 003 0. 03%。在本發(fā)明的鋼板中，沒有規(guī)定氧(0)的含量，但如果氧化物因凝聚而粗大化，則延 展性降低，因此優(yōu)選氧含量為0. 025%以下。氧優(yōu)選較少，但低于0. 0001%在技術(shù)上是困難 的，因此優(yōu)選0. 0001%以上。此外，本發(fā)明的碳鋼板除含有上述元素以外，也可以含有在制造工序等中不可避 免地混入的雜質(zhì)，但優(yōu)選盡量不混入雜質(zhì)。接著，參照圖3的流程圖對制造條件進行說明。熱軋在通盤考慮鋼材成分及與熱軋后的退火工序的一貫最佳化的本發(fā)明中是重 要的，重要的是盡量抑制鋼板的表層部的成分變動即N向表層部的侵入或脫碳。因而，加熱 不采用通常使用的超過1200°C這樣的高溫加熱，而規(guī)定為1200°C以下(Si)。此外，此時，均 熱時間越長，氮向表層部的侵入越多，影響制品的淬火特性，因此重要的是不使加熱時間達 到長時間。具體而言，優(yōu)選以在1200°c作為保持時間時不超過60分鐘、在1100°C下不超過 90分鐘的方式進行加熱。接著，在800°C 940°C的精軋溫度下進行熱軋(S2)。如果精軋溫度低于800°C， 則多發(fā)生烘熔引起的缺陷，此外，如果高于940°C，則起因于氧化皮的缺陷的發(fā)生頻率提高， 制品成品率降低，使成本增大。在熱軋的精軋結(jié)束后，以20°C /秒以上的冷卻速度冷卻到650°C以下(S3、第1冷 卻)。如果以低于20°C /秒的緩冷進行從軋制結(jié)束后到650°C的冷卻，則產(chǎn)生偏析帶來的稱 為珠光體帶的組織的不均，牽扯到加工性的劣化。因此，將從軋制結(jié)束后到650°C以下的冷 卻速度控制在20°C /秒以上，其后直到卷取溫度，對于均勻的珠光體相變、或珠光體+貝氏 體組織、以及貝氏體組織等全部進行20°C/秒以下的緩冷(S4、第2冷卻)。由此能夠抑制卷 內(nèi)的組織不均的生成。此外，關(guān)于卷取溫度，如上所述為了謀求組織的均勻，通過在650°C 400°C的溫度下卷取，能夠減小卷內(nèi)的組織的變動(S5)。對通過以上工序制造的熱軋鋼板進 行酸洗(S6)。酸洗后，根據(jù)制品板厚或所需要的軟質(zhì)化水平實施退火或冷軋，但作為此時的 制造條件以下事項是重要的。關(guān)于退火，由于本發(fā)明的鋼板的碳含量高，因此在所謂軟鋼板中采用的連續(xù)退火 工序中不能得到其特性。基本上采用稱為間歇退火或箱式退火的直接對鋼卷進行退火的工 序(S7、第1退火)。此時，從防止表層部的氮濃化的觀點出發(fā)，將退火氣氛規(guī)定為以氫為主體的氣氛， 將其氫濃度規(guī)定為95%以上。另外，當(dāng)在氫氣氛中進行退火的情況下，從安全性的觀點出 發(fā)，暫時在常溫下用氮將退火爐內(nèi)置換形成氮氣氛后再置換成氫。此時，從關(guān)系到防止氮化 出發(fā)，優(yōu)選在置換成氫后升溫，但也可以從氮氣氛一邊升溫一邊置換成氫，需要盡量在低溫下使氫濃度達到95%以上。此外，升溫時，特別是直至400°C時將露點規(guī)定為-20°C以下， 在400°C以上的溫度及保持時(保持時間依賴于材質(zhì)，但為了本發(fā)明的鋼板的軟質(zhì)化，優(yōu)選 在660°C以上的溫度下保持10小時以上)，從防止表層部的成分變動的觀點出發(fā)，使露點 在-40°C以下是重要的，如果露點高，則產(chǎn)生脫硼、脫碳等，在低碳勢下的滲碳時產(chǎn)生淬火不 良的異常層。通過完成該一系列工序(熱軋+熱處理)，可得到加工性優(yōu)異、而且加工后的 滲碳處理中的滲碳淬火性也優(yōu)異的本發(fā)明的鋼板。從軟質(zhì)化的觀點出發(fā)，Acl以上的溫度下的高溫退火也是有效的。優(yōu)選的是，在 Acl Acl+50°C的溫度范圍進行退火，直到Acl-30°C以下將退火后的冷卻速度規(guī)定為5°C/ 小時以下的冷卻速度。由此，通過在Acl以上生成的奧氏體相，通過微細的碳化物的凈化作 用，在5°C /小時以下的冷卻時生成的鐵素體相容易粗大化，促進軟質(zhì)化。如果在比Acl高 50°C以上的高溫區(qū)進行退火，則在本發(fā)明鋼的成分中奧氏體相的相比過高，在冷卻時因部 分生成珠光體而硬質(zhì)化，因此本發(fā)明中的高溫退火的溫度優(yōu)選為Acl+50°C以下。此外，在本 發(fā)明鋼中，即使緩冷到Acl-3(TC以下其效果也飽和，發(fā)生退火時間的長時間化帶來的成本 增加，因此緩冷的終點溫度優(yōu)選為直到上述的Acl-30°C。這里的Acl表示在升溫過程中出現(xiàn)奧氏體相的溫度，在本發(fā)明中從熱軋鋼板采 集試樣，用Formaster試驗機測定了以0. 3°C /s升溫時的膨脹曲線，求出了 Al相變點。 此外，文獻等中有從成分求出Acl的簡便的方法，作為一例，在William C. Leslie著的 The Physical Metallurgy of Steel 中示出了 Acl (°C ) = 723-10. 7X % Mn-16. 9X % Ni+29. IX % Si+16. 9X % Cr+290X % As+6. 38X % W，也可以采用這些經(jīng)驗式。另外，冷軋工序是為高精度地達到制品板厚，并且與退火組合而有效地實施軟質(zhì) 化而采用的。因此，在上述一系列的工序中，也可以在熱軋卷取(S5)后，在酸洗(S6)后，實 施冷軋(S6-2、第1冷軋)。特別是通過軋制率為5%以上的冷軋，促進碳化物的球狀化，不 伴有核生成的再結(jié)晶或再結(jié)晶結(jié)束時的粒徑比較大，容易引起晶粒生長形成的粗大化，從 而促進軟質(zhì)化。關(guān)于上限沒有特別的限定，但如果軋制率超過60%地進行軋制，則冷軋帶來的鋼 板的金屬組織的均勻性進一步提高，但冷軋率越高退火時的再結(jié)晶晶粒越微細，為了軟質(zhì) 化，需要將退火時間設(shè)為長時間，因此可從成本和制品均質(zhì)化的觀點來確定冷軋率。在本發(fā)明的制造方法中，在上述退火后，再次對鋼板實施壓下率為5%以上的冷軋 (S7-2、第2冷軋)，接著，也可以在含有95%以上氫的氣氛中實施退火(S7-3、第2退火)。 在上述退火(S7-1、第1退火)后，通過經(jīng)由冷軋(S7-2、第2冷軋)-退火(S7-3、第2冷軋) 的工序，能夠謀求組織的均勻化、或晶粒的粗大化，能夠進一步提高加工性，此外能夠進一 步促進軟質(zhì)化。在本發(fā)明的制造方法中，另外在上述退火(S7-3、第2退火)后，也可以對鋼板實施 壓下率為5%以上的冷軋(S7-4、第3冷軋)，接著在含有95%氫的氣氛中實施退火(S7-5、 第3退火)，此時的退火條件如上述。此外，在本發(fā)明的制造方法中，從軟質(zhì)化的觀點出發(fā)，也能夠與冷軋組合超過3次 地實施上述退火工序，在這種情況下，也必須在上述制造條件內(nèi)實施。本發(fā)明的一實施方式的碳鋼板可以如下所述來表示，即是以質(zhì)量％計含有C: 0. 20 0. 45 %、Si 0. 05 0. 8 %、Mn :0. 85 2. 0 %、P :0. 001 0. 04 %、S 0. 0001 0. 006%,Al 0. 01 0. l%,Ti 0. 005 0. 3%,B 0. 0005 0. 01%,N 0. 001 0. 01%, 剩余部分包含F(xiàn)e及不可避免的雜質(zhì)，且用3C+Mn+0. 5Si+Cr+Ni+Mo+Cu表示的值為2. 0以 上，鋼板表面硬度以洛氏硬度B標(biāo)度(HRB)計有77以下，從表層到深度為IOOym的氮(N) 含量的平均值為IOOppm以下，碳勢(Cp)為0. 6以下的弱滲碳氣氛下使用的滲碳淬火性優(yōu) 良的碳鋼板。其中，C、Mn、Si、Cr、N、Mo、Cu表示各自的元素的含量(質(zhì)量％)，不含時取 作零。上述碳鋼板以質(zhì)量％計可以進一步含有Cr 0. 01 2. 0%,Ni 0. 01 1. 0%Xu 0. 005 0. 5%,Mo 0. 01 1. 0%中的 1 種或 2 種以上，用 3C+Mn+0. 5Si+Cr+Ni+Mo+Cu 表示 的值可以在2.0以上。上述碳鋼板以質(zhì)量％計可以進一步含有Nb 0. 01 0. 5%,V 0. 01 0. 5%、Ta 0. 01 0. 5%,ff 0. 01 0. 5%中的1種或2種以上。上述碳鋼板以質(zhì)量％計可以進一步含有Sn :0. 003 0. 03 %、Sb 0. 003 0. 03%、以及As 0. 003 0. 03%中的1種或2種以上。在對具有上述成分的板坯進行熱軋時，在1200°C以下進行加熱，將熱軋的精軋溫 度規(guī)定為800°C 940°C，在精軋結(jié)束后到650°C以20°C /秒以上的冷卻速度進行冷卻，然 后以20°C /秒以下的冷卻速度進行冷卻，在卷取溫度為650°C 400°C的條件下進行卷取， 然后，在進行酸洗后，在氫為95%以上、且將直至400°C的露點規(guī)定為-20°C以下并將400°C 以上的露點規(guī)定為-40°C以下的氣氛中，在660°C以上的溫度下退火10小時以上，由此可以 制造滲碳淬火性優(yōu)良的碳鋼板。在所述酸洗后，在以5 % 60 %的軋制率實施了冷軋后，也可以進行所述退火。在所述退火后，在以5 % 60 %的軋制率實施了冷軋后，也可以在氫為95 %以上、 且將直至400°C的露點規(guī)定為-20°C以下并將400°C以上的露點規(guī)定為-40°C以下的氣氛 中，在660°C以上的溫度下再次進行退火。在上述第2次退火后，實施5% 60%的軋制率的冷軋，也可以在氫為95%以上、 且將直至400°C的露點規(guī)定為-20°C以下并將400°C以上的露點規(guī)定為-40°C以下的氣氛 中，在660°C以上的溫度下進行退火。在對上述熱軋板或冷軋板進行的退火中，也可以在氣氛為氫95%以上、且退火溫 度為Acl Acl+50°C的范圍進行退火，將退火后冷卻到Acl-30°C的冷卻速度設(shè)定在5°C / 小時以下進行緩冷。實施例基于實施例對本發(fā)明進行說明。將具有表1 表6所示成分的鋼進行真空熔煉，鑄造成50kg的鋼錠，將得到的鋼 坯在表7 表12所述的條件下進行熱軋。關(guān)于熱軋，在大氣氣氛下進行加熱，以熱軋板厚 度在不實施冷軋時為3mm、在實施冷軋時冷軋后的板厚達到3mm的方式設(shè)定熱軋板厚。關(guān) 于熱軋板，在利用鹽酸酸洗后，通過進行退火或冷軋，制成3mm厚的評價用鋼板。詳細的制 造條件及評價結(jié)果見表7 表12所示。然后，在表7 表12所記載的條件下，如表7 表 12所示，按照各處理條件實施了退火、或冷軋后的退火、以及第1次退火后又實施了冷軋和 退火(2次退火)、或再次重復(fù)上述工序(3次退火)。關(guān)于退火的氣氛，在常溫下，在暫時用 氮置換了爐內(nèi)后在導(dǎo)入氫達到規(guī)定的氫量后升溫。此外，關(guān)于露點的測定，采用利用薄膜氧化鋁水分傳感器的露點計進行測定。按洛氏硬度B標(biāo)度(HRB)測定了得到的鋼板的表面硬度，此外，關(guān)于表層平均N 量，對通過將滲碳淬火前的鋼板的表面部從表面沿厚度方向刨削100 μ m而采集的鋼板切 粉中的氮(N)的含量進行了分析。然后，對進行了齒形加工的試樣進行滲碳淬火，調(diào)查了表 面的異常層的有無。再有，利用氣體滲碳法進行滲碳處理，通過利用紅外線氣體分析儀的C02量控制 法測定了碳勢。表7 表12的No.欄的數(shù)字部分與表1 表6的No.對應(yīng)，弄清楚了具有哪種成 分的材料在哪種條件下實施。如表7 表12所示，在本申請發(fā)明的條件之外的條件(下劃線)或在比較鋼中，
發(fā)現(xiàn)制品硬度、齒形加工時的裂紋或滲碳淬火時的表層部的異常層，本發(fā)明的效果明顯。
權(quán)利要求
1.一種碳鋼板，其是在碳勢為0.6以下的滲碳氣氛中被滲碳的碳鋼板，其特征在于， 所述碳鋼板含有下述成分C 0. 20質(zhì)量％ 0. 45質(zhì)量％、Si 0. 05質(zhì)量％ 0. 8質(zhì)量％、Mn 0. 85質(zhì)量％ 2. 0質(zhì)量％、P 0. 001質(zhì)量％ 0. 04質(zhì)量％、S 0. 0001 質(zhì)量％ 0. 006 質(zhì)量％、Al 0. 01質(zhì)量％ 0. 1質(zhì)量％、Ti 0. 005質(zhì)量％ 0. 3質(zhì)量％、B 0. 0005質(zhì)量％ 0. 01質(zhì)量％、及N 0. 001質(zhì)量％ 0. 01質(zhì)量％，剩余部分含有Fe及不可避免的雜質(zhì)；通過3C+Mn+0. 5Si求出的K值為2. 0以上；表面硬度以洛氏硬度B標(biāo)度計為77以下；從表層到深度為100 μ m的區(qū)域中的N的平均含量為IOOppm以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳鋼板，其特征在于，其進一步含有下述成分中的1種或2種 以上Nb 0. 01質(zhì)量％ 0. 5質(zhì)量％、 V 0. 01質(zhì)量％ 0. 5質(zhì)量％、 Ta 0. 01質(zhì)量％ 0. 5質(zhì)量％、 W 0. 01質(zhì)量％ 0. 5質(zhì)量％、 Sn 0. 003質(zhì)量％ 0. 03質(zhì)量％、 Sb 0. 003質(zhì)量％ 0. 03質(zhì)量％、及 As 0. 003質(zhì)量％ 0. 03質(zhì)量％。
3.—種權(quán)利要求1或2的碳鋼板的制造方法，其特征在于，其具備下述工序 加熱工序，在1200°C以下對板坯進行加熱；熱軋工序，在800°C 940°C的精軋溫度下對所述板坯進行熱軋而得到鋼板； 第1冷卻工序，以20°C /秒以上的冷卻速度對所述鋼板進行冷卻，直到所述鋼板達到 650°C以下；第2冷卻工序，接在所述第1冷卻工序之后，以20°C /秒以下的冷卻速度對所述鋼板進 行冷卻；卷取工序，在650°C 400°C對所述鋼板進行卷??； 酸洗工序，對所述鋼板進行酸洗；和第1退火工序，在氫為95%以上、且將直至400°C的露點規(guī)定為-20°C以下并將400°C 以上的露點規(guī)定為-40°C以下的氣氛中，在660°C以上的溫度下，將所述鋼板退火10小時以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的碳鋼板的制造方法，其特征在于，在所述第1退火工序中， 在氣氛為氫95%以上、且退火溫度為Acl Acl+50°C的范圍進行退火，將退火后冷卻到 Acl-30°C的冷卻速度設(shè)定在5°C /小時以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳鋼板的制造方法，其特征在于，其進一步具備第1冷軋工序，在所述酸洗工序后，以5% 60%的軋制率對所述鋼板進行冷軋。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的碳鋼板的制造方法，其特征在于，其進一步具備第2冷軋工序，在所述第1退火工序后，以5% 60%的軋制率對所述鋼板進行冷軋；和第2退火工序，在所述第2冷軋工序后，在氫為95%以上、且將直至400°C的露點規(guī)定 為-20°C以下并將400°C以上的露點規(guī)定為-40°C以下的氣氛中，在660°C以上的溫度下對 所述鋼板進行退火。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的碳鋼板的制造方法，其特征在于，在所述第2退火工序中，在氣氛為氫95%以上、且退火溫度為Acl Acl+50°C的范圍 進行退火，將退火后冷卻到Acl-30°C的冷卻速度設(shè)定在5°C /小時以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的碳鋼板的制造方法，其特征在于，其進一步具備第3冷軋工序，在所述第2退火工序后，以5% 60%的軋制率對所述鋼板進行冷軋；和第3退火工序，在所述第3冷軋工序后，在氫為95%以上、且將直至400°C的露點規(guī)定 為-20°C以下并將400°C以上的露點規(guī)定為-40°C以下的氣氛中，在660°C以上的溫度下對 所述鋼板進行退火。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的碳鋼板的制造方法，其特征在于，在所述第3退火工序中，在氣氛為氫95%以上、且退火溫度為Acl Acl+50°C的范圍 進行退火，將退火后冷卻到Acl-30°C的冷卻速度設(shè)定在5°C /小時以下。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的碳鋼板的制造方法，其特征在于，其進一步具備第3冷軋工序，在所述第2退火工序后，以5% 60%的軋制率對所述鋼板進行冷軋；和第3退火工序，在所述第3冷軋工序后，在氫為95%以上、且將直至400°C的露點規(guī)定 為-20°C以下并將400°C以上的露點規(guī)定為-40°C以下的氣氛中，在660°C以上的溫度下對 所述鋼板進行退火。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的碳鋼板的制造方法，其特征在于，在所述第3退火工序中，在氣氛為氫95%以上、且退火溫度為Acl Acl+50°C的范圍 進行退火，將退火后冷卻到Acl-30°C的冷卻速度設(shè)定在5°C /小時以下。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳鋼板的制造方法，其特征在于，其進一步具備第2冷軋工序，在所述第1退火工序后，以5% 60%的軋制率對所述鋼板進行冷軋；和第2退火工序，在所述第2冷軋工序后，在氫為95%以上、且將直至400°C的露點規(guī)定 為-20°C以下并將400°C以上的露點規(guī)定為-40°C以下的氣氛中，在660°C以上的溫度下對 所述鋼板進行退火。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的碳鋼板的制造方法，其特征在于，在所述第2退火工序中，在氣氛為氫95%以上、且退火溫度為Acl Acl+50°C的范圍 進行退火，將退火后冷卻到Acl-30°C的冷卻速度設(shè)定在5°C /小時以下。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的碳鋼板的制造方法，其特征在于，其進一步具備第3冷軋工序，在所述第2退火工序后，以5% 60%的軋制率對所述鋼板進行冷軋；和第3退火工序，在所述第3冷軋工序后，在氫為95%以上、且將直至400°C的露點規(guī)定 為-20°C以下并將400°C以上的露點規(guī)定為-40°C以下的氣氛中，在660°C以上的溫度下對 所述鋼板進行退火。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的碳鋼板的制造方法，其特征在于，在所述第3退火工序中，在氣氛為氫95%以上、且退火溫度為Acl Acl+50°C的范圍 進行退火，將退火后冷卻到Acl-30°C的冷卻速度設(shè)定在5°C /小時以下。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的碳鋼板的制造方法，其特征在于，其進一步具備第3冷軋工序，在所述第2退火工序后，以5% 60%的軋制率對所述鋼板進行冷軋；和第3退火工序，在所述第3冷軋工序后，在氫為95%以上、且將直至400°C的露點規(guī)定 為-20°C以下并將400°C以上的露點規(guī)定為-40°C以下的氣氛中，在660°C以上的溫度下對 所述鋼板進行退火。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的碳鋼板的制造方法，其特征在于，在所述第3退火工序中，在氣氛為氫95%以上、且退火溫度為Acl Acl+50°C的范圍 進行退火，將退火后冷卻到Acl-30°C的冷卻速度設(shè)定在5°C /小時以下。
18.根據(jù)權(quán)利要求3所述的碳鋼板的制造方法，其特征在于，其進一步具備第1冷軋工序，在所述酸洗工序后，以5% 60%的軋制率對所述鋼板進行冷軋。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的碳鋼板的制造方法，其特征在于，其進一步具備第2冷軋工序，在所述第1退火工序后，以5% 60%的軋制率對所述鋼板進行冷軋；和第2退火工序，在所述第2冷軋工序后，在氫為95%以上、且將直至400°C的露點規(guī)定 為-20°C以下并將400°C以上的露點規(guī)定為-40°C以下的氣氛中，在660°C以上的溫度下對 所述鋼板進行退火。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的碳鋼板的制造方法，其特征在于，在所述第2退火工序中，在氣氛為氫95%以上、且退火溫度為Acl Acl+50°C的范圍 進行退火，將退火后冷卻到Acl-30°C的冷卻速度設(shè)定在5°C /小時以下。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的碳鋼板的制造方法，其特征在于，其進一步具備第3冷軋工序，在所述第2退火工序后，以5% 60%的軋制率對所述鋼板進行冷軋；和第3退火工序，在所述第3冷軋工序后，在氫為95%以上、且將直至400°C的露點規(guī)定 為-20°C以下并將400°C以上的露點規(guī)定為-40°C以下的氣氛中，在660°C以上的溫度下對 所述鋼板進行退火。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的碳鋼板的制造方法，其特征在于，在所述第3退火工序中，在氣氛為氫95%以上、且退火溫度為Acl Acl+50°C的范圍 進行退火，將退火后冷卻到Acl-30°C的冷卻速度設(shè)定在5°C /小時以下。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的碳鋼板的制造方法，其特征在于，其進一步具備 第3冷軋工序，在所述第2退火工序后，以5% 60%的軋制率對所述鋼板進行冷軋；和第3退火工序，在所述第3冷軋工序后，在氫為95%以上、且將直至400°C的露點規(guī)定 為-20°C以下并將400°C以上的露點規(guī)定為-40°C以下的氣氛中，在660°C以上的溫度下對 所述鋼板進行退火。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的碳鋼板的制造方法，其特征在于，在所述第3退火工序中，在氣氛為氫95%以上、且退火溫度為Acl Acl+50°C的范圍 進行退火，將退火后冷卻到Acl-30°C的冷卻速度設(shè)定在5°C /小時以下。
25.根據(jù)權(quán)利要求3所述的碳鋼板的制造方法，其特征在于，其進一步具備第2冷軋工序，在所述第1退火工序后，以5% 60%的軋制率對所述鋼板進行冷軋；和第2退火工序，在所述第2冷軋工序后，在氫為95%以上、且將直至400°C的露點規(guī)定 為-20°C以下并將400°C以上的露點規(guī)定為-40°C以下的氣氛中，在660°C以上的溫度下對 所述鋼板進行退火。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的碳鋼板的制造方法，其特征在于，在所述第2退火工序中，在氣氛為氫95%以上、且退火溫度為Acl Acl+50°C的范圍 進行退火，將退火后冷卻到Acl-30°C的冷卻速度設(shè)定在5°C /小時以下。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的碳鋼板的制造方法，其特征在于，其進一步具備第3冷軋工序，在所述第2退火工序后，以5% 60%的軋制率對所述鋼板進行冷軋；和第3退火工序，在所述第3冷軋工序后，在氫為95%以上、且將直至400°C的露點規(guī)定 為-20°C以下并將400°C以上的露點規(guī)定為-40°C以下的氣氛中，在660°C以上的溫度下對 所述鋼板進行退火。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的碳鋼板的制造方法，其特征在于，在所述第3退火工序中，在氣氛為氫95%以上、且退火溫度為Acl Acl+50°C的范圍 進行退火，將退火后冷卻到Acl-30°C的冷卻速度設(shè)定在5°C /小時以下。
29.根據(jù)權(quán)利要求25所述的碳鋼板的制造方法，其特征在于，其進一步具備第3冷軋工序，在所述第2退火工序后，以5% 60%的軋制率對所述鋼板進行冷軋；和第3退火工序，在所述第3冷軋工序后，在氫為95%以上、且將直至400°C的露點規(guī)定 為-20°C以下并將400°C以上的露點規(guī)定為-40°C以下的氣氛中，在660°C以上的溫度下對 所述鋼板進行退火。
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的碳鋼板的制造方法，其特征在于，在所述第3退火工序中，在氣氛為氫95%以上、且退火溫度為Acl Acl+50°C的范圍 進行退火，將退火后冷卻到Acl-30°C的冷卻速度設(shè)定在5°C /小時以下。
31.一種碳鋼板，其是在碳勢為0.6以下的滲碳氣氛中被滲碳的碳鋼板，其特征在于， 所述碳鋼板含有下述成分C 0. 20質(zhì)量％ 0. 45質(zhì)量％、 Si 0. 05質(zhì)量％ 0. 8質(zhì)量％、 Mn 0. 85質(zhì)量％ 2. 0質(zhì)量％、P 0. 001質(zhì)量％ 0. 04質(zhì)量％、S 0. 0001 質(zhì)量％ 0. 006 質(zhì)量％、Al 0. 01質(zhì)量％ 0. 1質(zhì)量％、Ti 0. 005質(zhì)量％ 0. 3質(zhì)量％、B 0. 0005質(zhì)量％ 0. 01質(zhì)量％、及N 0. 001質(zhì)量％ 0. 01質(zhì)量％ ；進一步含有下述成分中的ι種或2種以上Cr 0. 01質(zhì)量％ 2. 0質(zhì)量％、Ni 0. 01質(zhì)量％ 1. 0質(zhì)量％、Cu 0. 005質(zhì)量％ 0. 5質(zhì)量％、及Mo 0. 01質(zhì)量％ 1. 0質(zhì)量％ ；剩余部分含有Fe及不可避免的雜質(zhì)；通過 3C+Mn+0. 5Si+Cr+Ni+Mo+Cu 求出的 K’ 值為 2. 0 以上；表面硬度以洛氏硬度B標(biāo)度計為77以下；從表層到深度為100 μ m的區(qū)域中的N的平均含量為IOOppm以下。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的碳鋼板，其特征在于，其進一步含有下述成分中的1種或2 種以上Nb 0. 01質(zhì)量％ 0. 5質(zhì)量％、 V 0. 01質(zhì)量％ 0. 5質(zhì)量％、 Ta 0. 01質(zhì)量％ 0. 5質(zhì)量％、 W 0. 01質(zhì)量％ 0. 5質(zhì)量％、 Sn 0. 003質(zhì)量％ 0. 03質(zhì)量％、 Sb 0. 003質(zhì)量％ 0. 03質(zhì)量％、及 As 0. 003質(zhì)量％ 0. 03質(zhì)量％。
33.一種權(quán)利要求31或32所述的碳鋼板的制造方法，其特征在于，其具備下述工序 加熱工序，在1200°C以下對板坯進行加熱；熱軋工序，在800°C 940°C的精軋溫度下對所述板坯進行熱軋而得到鋼板； 第1冷卻工序，以20°C /秒以上的冷卻速度對所述鋼板進行冷卻，直到所述鋼板達到 650°C以下；第2冷卻工序，接在所述第1冷卻工序之后，以20°C /秒以下的冷卻速度對所述鋼板進 行冷卻；卷取工序，在650°C 400°C對所述鋼板進行卷??； 酸洗工序，對所述鋼板進行酸洗；和第1退火工序，在氫為95%以上、且將直至400°C的露點規(guī)定為-20°C以下并將400°C 以上的露點規(guī)定為-40°C以下的氣氛中，在660°C以上的溫度下，將所述鋼板退火10小時以
全文摘要
本發(fā)明提供一種碳鋼板，其含有下述成分C0.20質(zhì)量％～0.45質(zhì)量％、Si0.05質(zhì)量％～0.8質(zhì)量％、Mn0.85質(zhì)量％～2.0質(zhì)量％、P0.001質(zhì)量％～0.04質(zhì)量％、S0.0001質(zhì)量％～0.006質(zhì)量％、Al0.01質(zhì)量％～0.1質(zhì)量％、Ti0.005質(zhì)量％～0.3質(zhì)量％、B0.0005質(zhì)量％～0.01質(zhì)量％、及N0.001質(zhì)量％～0.01質(zhì)量％，用3C+Mn+0.5Si表示的K值為2.0以上；表面硬度以洛氏硬度B標(biāo)度計為77以下；從表層到深度為100μm的區(qū)域中的N的平均含量為100ppm以下，所述碳鋼板在碳勢為0.6以下的滲碳氣氛中被滲碳。
文檔編號C21D1/06GK102149839SQ20108000253
公開日2011年8月10日 申請日期2010年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月27日
發(fā)明者矢頭久齊, 竹田健悟, 阿部雅之 申請人:新日本制鐵株式會社