專利名稱：加工性優(yōu)良的高強度鋼板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合用于要求優(yōu)良的加工性(延伸凸緣性)的、汽車部件的強度構(gòu)件等的高強度鋼板及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，從保護地球環(huán)境的觀點出發(fā)，提高汽車的燃料效率已成為重要的課題。因此，對所使用的材料進行高強度化、實現(xiàn)構(gòu)件的薄壁化、使車身自身輕量化的動向日益活躍。作為所使用的材料，特別要求拉伸強度為540MPa以上的高強度鋼板。但是，鋼板的高強度化會導(dǎo)致加工性的降低，因此，期望具有優(yōu)良的加工性的高強度鋼板，對于薄壁的鋼板(薄鋼板)而言該期望特別高。針對上述期望，提出了具有由鐵素體相和馬氏體相構(gòu)成的雙相組織的雙相鋼板 (DP鋼板)、以及具有包含鐵素體相和馬氏體相并且包含貝氏體相的復(fù)合組織的鋼板等各種復(fù)合組織鋼板。例如，專利文獻I中記載了一種局部延展性優(yōu)良的高強度冷軋鋼板的制造方法，其中，將組成含有 C 0. 08 O. 30%、Si 0. Γ2. 5%、Mn 0. 5 2. 5%、P 0. 01 O. 15% 的冷軋鋼板在Aca點以上的溫度下進行再結(jié)晶退火，接著，強制空氣冷卻至Art點至600°C范圍的溫度范圍后，以100°C /s以上的冷卻速度進行急冷，形成由鐵素體相和低溫相變生成相構(gòu)成的復(fù)合組織，然后，以滿足由既定的關(guān)系式求出的、低溫相變生成相硬度Hv(L)相對于鐵素體硬度Ην(α)的比Hv(L)/Ην(α)為I. 5 3. 5的方式，在35(T60(TC范圍的溫度下進行過時效處理。對于專利文獻I記載的技術(shù)而言，增高淬火開始溫度并提高低溫相變生成相的體積率，然后，在35(T60(TC下進行過時效處理而使C在鐵素體中析出，并且使低溫相變生成相軟化，減小Hv (L) /Hv (α ),從而改善局部延展性。另外，專利文獻2中記載了一種耐腐蝕性優(yōu)良的低屈服比高張力熱軋鋼板的制造方法，其中，對含有 C 0. 02 O. 25%、Si 2. 0% 以下、Mn 1. 6 3. 5%、P 0. 03 O. 20%、S 0. 02%以下、Cu 0. 05 2. 0%、sol. Al 0. 005 O. 100%,N 0. 008%以下的鋼坯進行熱軋而制成熱軋卷材，進行酸洗后，在連續(xù)退火線中將該熱軋卷材在72(T950°C的溫度下進行退火。根據(jù)專利文獻2中記載的技術(shù)，能夠制造維持低屈服比、高延展性和良好的擴孔性并且耐腐蝕性優(yōu)良的、具有復(fù)合組織的高張力熱軋鋼板。另外，專利文獻3中記載了一種強度-延伸凸緣性平衡優(yōu)良的高強度冷軋鋼板，其具有含有 C 0. 03 O. 17%、Si 1. 0% 以下、Mn 0. 3 2. 0%、P 0. 010% 以下、S 0. 010% 以下、Al 0. 005、. 06%且滿足C (%) > (3/40) XMn的組成和由以貝氏體或珠光體為主體的第二相和鐵素體相構(gòu)成的組織，并且滿足(第二相的維氏硬度)/(鐵素體相的維氏硬度)小于1.6。專利文獻3中記載的高強度冷軋鋼板通過如下方法得到對具有上述組成的鋼(鋼坯)進行熱軋后，在650°C以下的溫度下進行卷取，酸洗后，進行冷軋，接著，在A1點以上且(A3點+50°C )以下的溫度下均熱，接著，進行以20°C /s以下緩冷至75(T650°C的范圍之間的溫度T1、接著以20°C /s以上的速度從T1冷卻至500°C的退火處理，接著在50(T250°C的溫度下進行過時效處理?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻I :日本特開昭63-293121號公報專利文獻2 :日本特開平05-112832號公報專利文獻3 :日本特開平10-60593號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題但是，對于專利文獻I中記載的技術(shù)而言，存在如下問題需要在再結(jié)晶退火后能·夠進行急速冷卻(淬火)的連續(xù)退火設(shè)備，并且為了抑制由高溫下的過時效處理引起的急劇的強度降低而需要添加大量的合金元素。另外，對于專利文獻2中記載的技術(shù)而言，需要復(fù)合添加大量的P、Cu，但大量含有Cu時，會使熱加工性降低，另外，大量含有P會使鋼脆化。另外，P在鋼中偏析的傾向強，存在該偏析的P會使鋼板的延伸凸緣性降低并且還會引起焊接部的脆化這樣的的問題。另外，專利文獻3中記載的高強度冷軋鋼板，雖然延伸凸緣性優(yōu)良，但存在如下問題在540MPa以上的高強度的情況下伸長率低于26%，無法確保能夠足以維持期望的優(yōu)良的加工性的程度的伸長率。本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題并且提供板厚為約I. OmnT約1.8mm的薄壁的加工性優(yōu)良的高強度鋼板及其制造方法。需要說明的是，在此所稱的“高強度”是指具有拉伸強度TS為540MPa以上、優(yōu)選為590MPa以上的強度的情況，另外，“加工性優(yōu)良”是指伸長率El :30%以上(使用JIS5號試驗片的情況下)、依照日本鋼鐵聯(lián)盟標準JFST1001-1996的擴孔試驗中的擴孔率λ為80%以上的情況。用于解決問題的方法為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明人對給強度和加工性帶來影響的組成和顯微組織進行了深入研究。結(jié)果得到如下見解通過對將合金元素量調(diào)節(jié)至適當(dāng)范圍的熱軋板實施加熱至適當(dāng)?shù)碾p相溫度范圍的退火處理和適當(dāng)?shù)睦鋮s處理而并不實施冷軋，能夠形成以鐵素體相作為主相且使第二相以微細珠光體為主體的組織，由此，能夠確保期望的高強度并且得到加工性大幅提高且兼具期望的伸長率、期望的擴孔率的加工性優(yōu)良的高強度鋼板。對于通過對熱軋板在省略冷軋的條件下直接實施適當(dāng)?shù)耐嘶鹛幚矶辜庸ば源蠓岣叩脑敿殭C制，到目前為止尚未明確，但本發(fā)明人認為如下。在對熱軋板實施加熱至雙相溫度范圍的退火處理而不實施冷軋的情況下，在退火加熱時僅發(fā)生α — Y相變，不會新發(fā)生再結(jié)晶。這種情況下，在C濃度高的部位僅優(yōu)先發(fā)生α — Y相變，從而能夠得到更均勻的組織，并且擴散速度快的C在退火處理時再分配至α和Y直至達到平衡組成。因此認為，膜狀滲碳體在晶界處的析出受到抑制，特別有利地作用于延伸凸緣性的提高。另一方面，在對熱軋板實施冷軋后實施退火處理的情況下，在退火加熱時再結(jié)晶與α — Y相變產(chǎn)生競爭，因此，容易形成不均勻的組織，難以期待大幅的加工性的提高。 本發(fā)明基于上述見解并進一步進行研究而完成。即，本發(fā)明的要點如下。
(I) 一種加工性優(yōu)良的高強度鋼板，其特征在于，具有以質(zhì)量％計含有C :O. 08 O. 15%、Si 0. 5 I. 5%、Mn 0. 5 I. 5%、P 0. 1% 以下、S 0. 01% 以下、Al 0. 01 O. 1%、N O. 005%以下且余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的組成；以及由作為主相的鐵素體相和至少含有珠光體的第二相構(gòu)成組織，以相對于組織整體的面積率計，上述鐵素體相為75、0%，上述珠光體為1(Γ25%且該珠光體的平均粒徑為5μπι以下，并且上述珠光體以相對于上述第二相的總面積的面積率計為70%以上。(2)如⑴所述的高強度鋼板，其特征在于，在上述組成的基礎(chǔ)上，以質(zhì)量％計還含有選自Cr 0. 05 O. 5%、V :0. 005 O. 2%、Mo 0. 005 O. 2%中的一種或兩種以上。(3)如⑴或⑵所述的高強度鋼板，其特征在于，在上述組成的基礎(chǔ)上，以質(zhì)量％計還含有選自Ti 0. 01 O. 1%, Nb 0. 01 O. 1%中的一種或兩種。(4)如(1Γ(3)中任一項所述的高強度鋼板，其特征在于，在上述組成的基礎(chǔ)上，以質(zhì)量％計還含有B 0. 0003 O. 0050%。(5)如(1Γ(4)中任一項所述的高強度鋼板，其特征在于，在上述組成的基礎(chǔ)上，以質(zhì)量%計還含有選自Ni 0. 05 O. 5%、Cu 0. 05 O. 5%中的一種或兩種。(6)如(1Γ(5)中任一項所述的高強度鋼板，其特征在于，在上述組成的基礎(chǔ)上，以質(zhì)量%計還含有選自Ca 0. 001 O. 005%、REM 0. 001 O. 005%中的一種或兩種。(7) 一種加工性優(yōu)良的高強度鋼板的制造方法，其特征在于，實施如下工序熱軋工序，對鋼原材實施熱軋而制成熱軋板，所述鋼原材具有如下組成，以質(zhì)量 % 計含有 C 0. 08 O. 15%、Si 0. 5 I. 5%、Mn 0. 5 I. 5%、P 0. 1% 以下、S 0. 01% 以下、Al O. θΓθ. 1%, N 0. 005%以下且余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成；和連續(xù)退火工序，對上述熱軋板實施酸洗后，在連續(xù)退火線中，進行退火處理，即將該熱軋板在Ael相變點1。3相變點的第一溫度范圍內(nèi)保持5 400s，該退火處理后，進行冷 卻處理，即以5°C /s以上的平均冷卻速度從上述第一溫度范圍冷卻至700°C、而且使在7000C 400°C的第二溫度范圍內(nèi)的停留時間為3(T400s。(8)如(7)所述的高強度鋼板的制造方法，其特征在于，上述熱軋工序如下將上述鋼原材加熱至110(Tl280°C范圍的溫度后，進行將熱軋結(jié)束溫度設(shè)定為87(T950°C的熱軋而制成熱軋板，該熱軋結(jié)束后，在35(T72(TC的卷取溫度下對該熱軋板進行卷取。(9)如(7)或(8)所述的高強度鋼板的制造方法，其特征在于，將在上述第二溫度范圍中70(T550°C的溫度范圍內(nèi)的冷卻時間設(shè)定為IOs以上。(10)如(7廣(9)中任一項所述的高強度鋼板的制造方法，其特征在于，在上述組成的基礎(chǔ)上，以質(zhì)量％計還含有選自Cr 0. 05 O. 5%、V 0. 005 O. 2%、Mo 0. 005 O. 2%中的一種或兩種以上。(11)如(7廣(10)中任一項所述的高強度鋼板的制造方法，其特征在于，在上述組成的基礎(chǔ)上，以質(zhì)量％計還含有選自Ti 0. θΓθ. 1%, Nb 0. θΓθ. 1%中的一種或兩種。(12)如(7) (11)中任一項所述的高強度鋼板的制造方法，其特征在于，在上述組成的基礎(chǔ)上，以質(zhì)量％計還含有B 0. 0003、. 0050%。(13)如(7廣(12)中任一項所述的高強度鋼板的制造方法，其特征在于，在上述組成的基礎(chǔ)上，以質(zhì)量％計還含有選自Ni 0. 05、. 5%、Cu 0. 05、. 5%中的一種或兩種。(14)如(7廣(13)中任一項所述的高強度鋼板的制造方法，其特征在于，在上述組成的基礎(chǔ)上，以質(zhì)量％計還含有選自Ca 0. ΟΟΓΟ. 005%、REM 0. ΟΟΓΟ. 005%中的一種或兩種。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠容易且廉價地制造兼具拉伸強度TS為540MPa以上的高強度、El為30%以上的伸長率和λ為80%以上的延伸凸緣性的加工性優(yōu)良的高強度鋼板，在產(chǎn)業(yè)上發(fā)揮顯著的效果。此外，本發(fā)明還具有能夠省略冷軋并且大大有助于降低制造成本、提高生產(chǎn)率等的效果。另外，將本發(fā)明的鋼板特別是應(yīng)用于汽車車身部件時，能夠?qū)ζ囓嚿淼妮p量化作出較大貢獻。
具體實施方式

首先，對本發(fā)明鋼板的組成限定的原因進行說明。以下，在沒有特別說明的情況下，將質(zhì)量％簡記為％。C :0.08 0.15%C是有助于增加鋼板強度并且有效作用于使組織由鐵素體相和鐵素體相以外的第二相構(gòu)成的復(fù)合組織形成的元素，本發(fā)明中，為了確保期望的拉伸強度為540MPa以上的高強度，需要含有0.08%以上。另一方面，含量超過0. 15%時，會使點焊性降低，進而使延展性等加工性降低。因此，將C限定為0. 08^0. 15%的范圍。另外，優(yōu)選為0. 1(Γθ. 15%。Si 0. 5 I. 5%Si是在鋼中固溶而有效作用于鐵素體的強化并且有助于提高延展性的元素，為了確保期望的拉伸強度為540MPa以上的高強度，需要含有0. 5%以上。另一方面，超過I. 5%的過量含有會促進紅色氧化鐵皮等產(chǎn)生而使鋼板的表面性狀降低，并且使化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性降低。另外，Si的過量含有會伴有電阻焊時的電阻增加，從而阻礙電阻焊性。因此，將Si限定為O. 5 I. 5%的范圍。另外，優(yōu)選為O. 7 I. 2%。Mn 0. 5 I. 5%Mn是有助于增加鋼板強度并且有效作用于復(fù)合組織的形成的元素，為了得到這樣的效果，需要含有0. 5%以上。另一方面，含量超過I. 5%時，在退火時的冷卻過程中容易形成馬氏體相，從而導(dǎo)致加工性、特別是延伸凸緣性的降低。因此，將Mn限定為0. 5^1. 5%的范圍。另外，優(yōu)選為0. 7 I. 5%。P 0. I % 以下P是具有在鋼中固溶而使鋼板強度增加的作用的元素，但在晶界處偏析的傾向強，使晶界的結(jié)合力降低而導(dǎo)致加工性的降低，并且向鋼板表面富集而使化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性、耐腐蝕性等降低。這種P的不利影響在含量超過0.1%時變得顯著。因此，將P限定為0.1%以下。需要說明的是，為了避免這種P的不利影響，優(yōu)選使PSo. 1%以下且盡可能降低，但過度降低會導(dǎo)致制造成本升高，因此，優(yōu)選使P為約0.001%以上。S 0. 01% 以下S在鋼中主要形成MnS等硫化物(夾雜物)而使鋼板的加工性、特別是局部伸長率降低。另外，硫化物(夾雜物)的存在也會使焊接性降低。這種S的不利影響在含量超過0.01%時變得顯著。因此，將S限定為0.01%以下。需要說明的是，為了避免這種S的不利影響，優(yōu)選使S為0. 01%以下且盡可能地降低，但過度降低會導(dǎo)致制造成本升高，因此，優(yōu)選使S為約O. 0001%以上。Al 0. θΓθ. 1%Al是作為脫氧劑發(fā)揮作用且用于提高鋼板的潔凈度所需的元素，并且有效作用于碳化物形成元素的成品率提高。為了得到這樣的效果，需要含有0.01%以上。含量低于O. 01%時，成為延遲斷裂起點的Si系夾雜物的除去變得不充分，從而使產(chǎn)生延遲斷裂的風(fēng)險增加。另一方面，即使含量超過O. 1%，上述效果也飽和，無法期待與含量相對應(yīng)的效果而在經(jīng)濟上變得不利，并且使加工性降低，產(chǎn)生表面缺陷的傾向增大。因此，將Al限定為O. οΓο. 1%的范圍。另外，優(yōu)選為O. θΓθ. 05%。N 0. 005% 以下N在本發(fā)明中本質(zhì)上作為有害元素而優(yōu)選盡可能地降低，但可以容許至0. 005%。因此，將N限定為0.005%以下。需要說明的是，N的過度降低會導(dǎo)致制造成本升高，因此，優(yōu)選使N為約0. 0001%以上。 上述成分為基本成分，可以根據(jù)需要在基本成分的基礎(chǔ)上還選擇性地含有選自Cr 0. 05 0. 5%、V 0. 005 0. 2%、Mo 0. 005 0. 2%中的一種或兩種以上、和/或選自Ti 0. θΓθ. 1%、Nb 0. θΓθ. 1% 中的一種或兩種、和 / 或 B :0. 0003 0. 0050%、和 / 或選自 Ni 0. 05 0. 5%、Cu 0. 05 0. 5% 中的一種或兩種、和 / 或選自 Ca 0. 00Γ0. 005%、REM 0. 00Γ0. 005%中的一種或兩種。選自Cr 0. 05 0. 5%、V 0. 005 0. 2%、Mo 0. 005 0. 2% 中的一種或兩種以上Cr、V、Mo均是使鋼板強度增加、有助于復(fù)合組織的形成的元素，可以根據(jù)需要選擇性地含有一種或兩種以上。為了得到這樣的效果，優(yōu)選分別含有Cr 0. 05%以上、V 0. 005%以上、Mo 0. 005%以上。另一方面，分別超過Cr 0. 5%、V 0. 2%、Mo 0. 2%的過量含有時，在退火處理后的冷卻處理中難以生成期望量的珠光體，無法確保期望的復(fù)合組織，使延伸凸緣性降低、加工性降低。因此，在含有的情況下，優(yōu)選分別限定為Cr 0. 05、. 5%、V 0. 005 O· 2%、Μο 0. 005 O. 2% 的范圍。選自Ti 0. θΓθ. 1%, Nb 0. θΓθ. 1% 中的一種或兩種Ti、Nb均是通過析出強化而使鋼板強度增加的元素，可以根據(jù)需要選擇性地含有一種或兩種。為了得到這樣的效果，優(yōu)選分別含有Ti 0. 01%以上、Nb 0. 01%以上，但含量分別超過Ti 0. 1%、Nb 0. 1%時，加工性、形狀凍結(jié)性降低。因此，在含有的情況下，優(yōu)選分別限定為 Ti 0. θΓθ. 1%, Nb 0. θΓθ. 1% 的范圍。B 0. 0003 O. 0050%B是在奧氏體晶界偏析而具有抑制鐵素體自晶界生成、生長的作用的元素，可以根據(jù)需要含有。為了得到這樣的效果，優(yōu)選含有0.0003%以上，但含量超過0.0050%時，會使加工性降低。因此，在含有的情況下，優(yōu)選將B限定為0. 0003、. 0050%的范圍。需要說明的是，為了得到如上所述的B的效果，需要抑制BN的生成，優(yōu)選與Ti 一起含有。選自Ni 0. 05 0. 5%、Cu 0. 05 0. 5%中的一種或兩種Ni、Cu均是具有使鋼板強度增加的作用并且具有促進內(nèi)部氧化而提高鍍層密合性的作用的元素，可以根據(jù)需要選擇性地含有。為了得到這樣的效果，優(yōu)選分別含有Ni 0. 05%以上、Cu :0. 05%以上，但含量分別超過Ni 0. 5%、Cu 0. 5%時，在退火處理后的冷卻處理中難以生成期望量的珠光體，無法確保期望的復(fù)合組織，從而使延伸凸緣性降低、加工性降低。因此，在含有的情況下，優(yōu)選限定為Ni 0. 05 O. 5%、Cu 0. 05 O. 5%的范圍。選自Ca 0. ΟΟΓΟ. 005%、REM 0. ΟΟΓΟ. 005% 中的一種或兩種Ca、REM均是有助于控制硫化物的形態(tài)的元素，具有使硫化物的形狀形成球形來抑制硫化物給加工性、特別是延伸凸緣性帶來的不利影響的作用。為了得到這樣的效果，優(yōu)選分別含有Ca 0. 001%以上、REM 0. 001%以上，但含量分別超過Ca 0. 005%,REM 0. 005%時，會導(dǎo)致夾雜物的增加，從而導(dǎo)致多發(fā)生表面缺陷和內(nèi)部缺陷。因此，在含有的情況下，優(yōu)選限定為 Ca 0. 00Γ0. 005%、REM 0. 00Γ0. 005% 的范圍。上述成分以外的余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。本發(fā)明鋼板在具有上述組成的同時具有由作為主相的鐵素體相和至少含有珠光體的第二相構(gòu)成的組織。 本發(fā)明鋼板中，使作為主相的鐵素體相的面積率以相對于組織整體的面積率計為75 90%。鐵素體相的面積率小于75%時，無法確保期望的伸長率、期望的擴孔率，從而使加工性降低。另一方面，鐵素體相的面積率大于90%時，第二相的面積率降低，無法確保期望的高強度。因此，將作為主相的鐵素體相的面積率限定為75、0%的范圍。需要說明的是，優(yōu)選的鐵素體相的面積率為80、0%。另外，本發(fā)明鋼板中，第二相至少含有珠光體。使珠光體的面積率以相對于組織整體的面積率計為1(Γ25%。珠光體的面積率小于10%時，無法確保期望的擴孔率，從而使延伸凸緣性降低、加工性降低。另一方面，珠光體的面積率增多而超過25%時，鐵素體相與珠光體的界面增加，在加工時容易生成空隙，從而使延伸凸緣性降低、加工性降低。需要說明的是，使珠光體為平均粒徑為5 μ m以下的微細晶粒。珠光體的平均粒徑變粗大而超過5μπι時，在鋼板的加工時應(yīng)力集中于珠光體晶粒(界面)而生成微空隙，因此，使延伸凸緣性降低、加工性降低?；谏鲜鲈颍瑢⒅楣怏w的平均粒徑限定為5μπι以下。另外，優(yōu)選為4.0μπι以下。本發(fā)明鋼板的組織中的第二相至少含有珠光體且是珠光體以相對于第二相的總面積的面積率計為70%以上的以珠光體作為主體的相。珠光體以相對于第二相的總面積的面積率計小于70%時，硬質(zhì)馬氏體相、貝氏體相或殘余Y過多，從而加工性容易降低。因此，將珠光體以相對于第二相的總面積的面積率計限定為70%以上。另外，優(yōu)選為75 100%。第二相中除了含有珠光體以外，還可以含有貝氏體、馬氏體、殘余奧氏體(殘余Y)等，但特別而言，貝氏體、馬氏體是硬質(zhì)相，而且殘余Y在加工時發(fā)生相變而相變?yōu)轳R氏體，分別使加工性降低。因此，優(yōu)選上述貝氏體、馬氏體和殘余奧氏體盡量少，優(yōu)選使其以相對于組織整體的面積率計合計為5%以下。需要說明的是，更優(yōu)選合計為3%以下。接下來，對本發(fā)明鋼板的優(yōu)選制造方法進行說明。將具有上述組成的鋼原材作為起始材料。鋼原材的制造方法無需特別限定，從生產(chǎn)率的觀點出發(fā)，優(yōu)選將上述組成的鋼水通過轉(zhuǎn)爐、電爐等常用的熔煉方法進行熔煉，通過連鑄法等常用的鑄造方法制成鋼坯等鋼原材。另外，也可以應(yīng)用鑄錠-開坯軋制法、薄鋼坯鑄造法等。對具有上述組成的鋼原材實施熱軋工序而制成熱軋板。優(yōu)選使熱軋工序如下將鋼原材加熱至110(Tl280°C范圍的溫度后，進行將熱軋結(jié)束溫度設(shè)定為87(T950°C的熱軋而制成熱軋板，熱軋結(jié)束后，在35(Γ720 V的卷取溫度下對該熱軋板進行卷取。
鋼原材的加熱溫度低于1100°C時，變形阻力過高，軋制載荷過大，有時難以進行熱車U另一方面，超過1280°C時，晶粒過度粗大化，即使實施熱軋也難以確保期望的微細的鋼板組織。因此，優(yōu)選將用于熱軋的加熱溫度設(shè)定為110(Tl28(rC范圍的溫度。更優(yōu)選低于1280。。。另外，熱軋結(jié)束溫度低于870°C時，在軋制中生成鐵素體(α)和奧氏體(Y)，從而使鋼板中容易生成帶狀組織。該帶狀組織在退火后仍殘留，有時會導(dǎo)致所得到的鋼板特性產(chǎn)生各向異性或者使加工性降低。另一方面，熱軋結(jié)束溫度超過950°C時，熱軋板組織變得粗大，即使在退火后也有時得不到期望的組織。因此，優(yōu)選將熱軋結(jié)束溫度設(shè)定為87(T950°C。
另外，熱軋結(jié)束后的卷取溫度低于350°C時，生成貝氏體鐵素體、貝氏體、馬氏體等，容易成為硬質(zhì)且粒度不均的熱軋組織，即使在之后的退火處理中也繼續(xù)保持熱軋組織，容易形成粒度不均的組織，有時無法確保期望的加工性。另一方面，在超過720°C這樣的高溫下，難以在鋼板的長度方向和寬度方向上的整個區(qū)域確保均勻的機械特性。因此，優(yōu)選將卷取溫度設(shè)定為35(T720°C范圍的溫度。需要說明的是，更優(yōu)選為50(T680°C。接著，為了除去在鋼板表面生成的氧化皮，通過常規(guī)方法對經(jīng)過熱軋工序得到的熱軋板實施酸洗，然后，在不實施冷軋的情況下直接在連續(xù)退火線中對熱軋板實施進行退火處理和之后的冷卻處理的連續(xù)退火工序。使退火處理如下在Acl相變點1。3相變點的第一溫度范圍內(nèi)保持5 400s。在退火處理的第一溫度范圍的溫度(加熱溫度)低于Aca相變點或者在第一溫度范圍內(nèi)的保持時間(退火時間)少于5s的情況下，熱軋板中的碳化物不充分溶解或者α - Y相變不發(fā)生或不充分，因此無法通過之后的冷卻處理確保期望的復(fù)合組織，因此，無法得到滿足期望的伸長率、擴孔率的、具有延展性、延伸凸緣性的鋼板。另一方面，退火處理的加熱溫度增高而超過k。相變點時，奧氏體晶粒的粗大化變得顯著，通過之后的冷卻處理產(chǎn)生的組織粗大化，有時使加工性降低。另外，在第一溫度范圍內(nèi)的保持時間(退火時間)超過400s時，處理時間變長，消耗能量變得極大，從而導(dǎo)致制造成本升高?；谏鲜鲈?，將退火處理限定為在Aci相變點1。3相變點的第一溫度范圍內(nèi)保持5 400s的處理。需要說明的是，各鋼板的Acl相變點使用通過下式⑴計算出的值，Ae3相變點使用通過下式(2)計算出的值。需要說明的是，在式中的元素中有不含有的元素時，該元素以零進行計算。Acl 相變點(°C ) =723+29. ISi-IO. 7Μη_16· 9Ν +16. 9Cr+6. 38ff+290As— (I)Ac3 相變點 CC ) =910-203 V C+44. 7Si-30Mn+700P+400Al_15· 2Ni-llCr-20Cu+31. 5Mo+104V+400Ti+13. lff+120As— (2)其中，C、Si、Mn、Ni、Cr、W、As、C、P、Al、Cu、Mo、V、Ti:各元素的含量(質(zhì)量 ％)另外，使退火處理后的冷卻處理如下以平均為5°C/s以上的冷卻速度從上述第一溫度范圍冷卻至700°C，并且使在7000C ^400°C的第二溫度范圍內(nèi)的停留時間為30 400s。從第一溫度范圍開始至700°C為止的平均冷卻速度小于5°C /s時，鐵素體生成量過度增加，得不到期望的復(fù)合組織而使加工性降低，并且有時無法確保期望的拉伸強度(540MPa以上)。因此，將從第一溫度范圍開始至700°C為止的冷卻速度限定為平均5°C /s以上。另外，優(yōu)選為20°C /s以下，進一步優(yōu)選為5 15°C /s。另外，在700°C 400°C的第二溫度范圍內(nèi)的停留時間是對形成第二相所含的珠光體的重要因素。在此，“停留時間”是指停留在上述第二溫度范圍內(nèi)的時間，包括在該第二溫度范圍的特定溫度下的保持的情況、在該第二溫度范圍內(nèi)以特定的冷卻速度進行冷卻的情況、以混合上述情況的模式進行冷卻的情況。在第二溫度范圍內(nèi)的停留時間少于30s時，不發(fā)生珠光體相變或珠光體的生成量不充分，因此，無法確保期望的復(fù)合組織。另一方面，在第二溫度范圍內(nèi)的停留時間延長而超過400s時，生產(chǎn)率降低。因此，將在第二溫度范圍內(nèi)的停留時間限定為3(T400s的范圍。另外，優(yōu)選為150s以下。需要說明的是，從確保期望的珠光體量的方面而言，優(yōu)選使在第二溫度范圍中70(T55(TC的溫度范圍內(nèi)的冷卻時間為IOs以上、即優(yōu)選使在70(T550°C的溫度范圍內(nèi)的冷卻速度以平均計為15°C /s以下。在70(T55(TC的溫度范圍內(nèi)的冷卻時間少于IOs時，珠光體的生成變得不充分，得不到期望的復(fù)合組織，從而有時無法確保期望的加工性。 以下，基于實施例進一步對本發(fā)明進行具體說明。需要說明的是，本發(fā)明并不受這些實施例的限定。實施例對表I所示組成的鋼水進行熔煉，通過常規(guī)方法制成鋼原材。在表2所示的加熱溫度、熱軋結(jié)束溫度下對這些鋼原材進行熱軋，制成I. 6_厚的熱軋板，熱軋結(jié)束后，在表2所示的卷取溫度下卷取成卷狀。然后，實施酸洗。需要說明的是，對于一部分熱軋板(板厚
3.2mm)，在酸洗后進一步實施軋制率50%的冷軋而制成I. 6mm厚的冷軋板，將其作為比較例。對所得到的熱軋板或冷軋板進一步實施連續(xù)退火工序來形成退火板，所述連續(xù)退火工序如下進行退火處理，在表2所示的條件下加熱至第一溫度范圍的溫度并保持；以及冷卻處理，以表2所示的平均冷卻速度從第一溫度范圍的溫度冷卻至700°C、進而在第二溫度范圍中70(T55(TC范圍內(nèi)以表2所示的冷卻速度(冷卻時間)進行冷卻、并且將70(T400°C的第二溫度范圍的停留時間設(shè)定為表2所示的停留時間。需要說明的是，表2所示的各鋼板的相變點為使用上述(I)式、(2)式計算而得到的值。從所得到的退火板上裁取試驗片，實施組織觀察、拉伸試驗、擴孔試驗。試驗方法如下所述。(I)組織觀察從所得到的退火板上裁取組織觀察用試驗片，對與軋制方向平行的截面(L截面)進行研磨，用硝酸乙醇溶液進行腐蝕，利用掃描電子顯微鏡(倍率3000倍)進行3個視野以上的組織觀察并拍照，測定組織的種類、各相相對于組織整體的面積率，進一步計算出第二相總面積相對于組織整體的面積率。另外，也計算出第二相中含有的珠光體的平均結(jié)晶粒徑。需要說明的是，珠光體的平均結(jié)晶粒徑為通過測定各珠光體晶粒的面積并由該面積計算出圓等效直徑、將所得到的各晶粒的圓等效直徑進行算術(shù)平均而得到的珠光體晶粒的平均結(jié)晶粒徑。需要說明的是，使測定的珠光體的粒數(shù)為20個以上。另外，還計算出珠光體相對于第二相總面積的面積率。(2)拉伸試驗從所得到的退火板上以使拉伸方向與軋制直角方向一致的方式裁取JIS5號試驗
權(quán)利要求
1.一種加工性優(yōu)良的高強度鋼板，其特征在于，具有以質(zhì)量 % 計含有 C 0. 08 O. 15%、Si 0. 5 I. 5%、Mn 0. 5 I. 5%、P 0. 1% 以下、S O. 01%以下、Al 0. 0Γ0. 1%、N 0. 005%以下且余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的組成；以及由作為主相的鐵素體相和至少含有珠光體的第二相構(gòu)成的組織， 以相對于組織整體的面積率計，所述鐵素體相為75、0%，所述珠光體為1(Γ25%且該珠光體的平均粒徑為5μπι以下，而且所述珠光體以相對于所述第二相的總面積的面積率計為70%以上。
2.如權(quán)利要求I所述的高強度鋼板，其特征在于，在所述組成的基礎(chǔ)上，以質(zhì)量％計還含有選自Cr 0. 05 O. 5%、V :0· 005 O. 2%、Μο 0. 005 O. 2%中的一種或兩種以上。
3.如權(quán)利要求I或2所述的高強度鋼板，其特征在于，在所述組成的基礎(chǔ)上，以質(zhì)量％計還含有選自Ti 0. 01 O. 1%, Nb 0. 01 O. 1%中的一種或兩種。
4.如權(quán)利要求f3中任一項所述的高強度鋼板，其特征在于，在所述組成的基礎(chǔ)上，以質(zhì)量％計還含有B 0. 0003 O. 0050%。
5.如權(quán)利要求廣4中任一項所述的高強度鋼板，其特征在于，在所述組成的基礎(chǔ)上，以質(zhì)量%計還含有選自Ni 0. 05 O. 5%、Cu 0. 05 O. 5%中的一種或兩種。
6.如權(quán)利要求廣5中任一項所述的高強度鋼板，其特征在于，在所述組成的基礎(chǔ)上，以質(zhì)量%計還含有選自Ca 0. 001 O. 005%、REM 0. 001 O. 005%中的一種或兩種。
7.—種加工性優(yōu)良的高強度鋼板的制造方法，其特征在于，實施如下工序 熱軋工序，對鋼原材實施熱軋而制成熱軋板，所述鋼原材具有如下組成，以質(zhì)量％計含有 C :0· 08 O. 15%,Si 0. 5 I. 5%、Mn 0. 5 I. 5%、P 0. 1% 以下、S 0. 01% 以下、Al 0. θΓθ. 1%、N 0. 005%以下，余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成；和 連續(xù)退火工序，對所述熱軋板實施酸洗后，在連續(xù)退火線中，進行退火處理，即將該熱軋板在Aca相變點1。3相變點的第一溫度范圍內(nèi)保持5 400s，該退火處理后，進行冷卻處理，即以5°C /s以上的平均冷卻速度從所述第一溫度范圍冷卻至700°C、并且使在7000C 400°C的第二溫度范圍內(nèi)的停留時間為3(T400s。
8.如權(quán)利要求7所述的高強度鋼板的制造方法，其特征在于，所述熱軋工序如下將所述鋼原材加熱至110(Tl280°C范圍的溫度后，進行將熱軋結(jié)束溫度設(shè)定為87(T950°C的熱軋而制成熱軋板，該熱軋結(jié)束后，在35(T72(TC的卷取溫度下對該熱軋板進行卷取。
9.如權(quán)利要求7或8所述的高強度鋼板的制造方法，其特征在于，將在所述第二溫度范圍中70(T550°C的溫度范圍內(nèi)的冷卻時間設(shè)定為IOs以上。
10.如權(quán)利要求7、中任一項所述的高強度鋼板的制造方法，其特征在于，在所述組成的基礎(chǔ)上，以質(zhì)量％計還含有選自Cr 0. 05 O. 5%、V 0. 005 O. 2%、Mo 0. 005 O. 2%中的一種或兩種以上。
11.如權(quán)利要求疒10中任一項所述的高強度鋼板的制造方法，其特征在于，在所述組成的基礎(chǔ)上，以質(zhì)量％計還含有選自Ti 0. θΓθ. l%、Nb 0. θΓθ. 1%中的一種或兩種。
12.如權(quán)利要求Γ11中任一項所述的高強度鋼板的制造方法，其特征在于，在所述組成的基礎(chǔ)上，以質(zhì)量％計還含有B 0. 0003、. 0050%。
13.如權(quán)利要求Γ12中任一項所述的高強度鋼板的制造方法，其特征在于，在所述組成的基礎(chǔ)上，以質(zhì)量％計還含有選自Ni 0. 05、. 5%、Cu 0. 05、. 5%中的一種或兩種。
14.如權(quán)利要求Γ13中任一項所述的高強度鋼板的制造方法，其特征在于，在所述組成的基礎(chǔ)上，以質(zhì)量％計還含有選自Ca 0. ΟΟΓΟ. 005%、REM 0. ΟΟΓΟ. 005%中的一種或兩種。
全文摘要
本發(fā)明提供薄壁的加工性優(yōu)良的高強度鋼板及其制造方法。進行熱軋工序，對具有以質(zhì)量%計含有C0.08~0.15%、Si0.5~1.5%、Mn0.5~1.5%、Al0.01~0.1%、N0.005%以下的組成的鋼原材進行熱軋而制成熱軋板；退火處理，對所述熱軋板實施酸洗后，省略冷軋，在連續(xù)退火線中將該熱軋板在Ac1相變點~Ac3相變點的第一溫度范圍內(nèi)保持5~400s；和冷卻處理，以5℃/s以上的平均冷卻速度從第一溫度范圍冷卻至700℃、并且使在700℃~400℃的第二溫度范圍內(nèi)的停留時間為30~400s。由此，能夠得到由以相對于組織整體的面積率計為75~90%的鐵素體相和含有10~25%的珠光體的第二相構(gòu)成的組織。需要說明的是，珠光體以相對于第二相整體的面積率計占70%以上、且珠光體的平均粒徑為5μm以下。由此，形成兼具TS為540MPa以上的高強度和優(yōu)良的伸長率和延伸凸緣性的加工性優(yōu)良的高強度鋼板。
文檔編號C22C38/06GK102971443SQ20118003234
公開日2013年3月13日 申請日期2011年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者河村健二, 川邊英尚, 瀨戶一洋, 片山教幸 申請人:杰富意鋼鐵株式會社