冷軋鋼板及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種冷軋鋼板，在將C含量、Si含量及Mn含量以單位質(zhì)量％計(jì)分別表示為[C]、[Si]及[Mn]時(shí)，(5×[Si]+[Mn])/[C]>10的關(guān)系成立，金屬組織含有以面積率計(jì)為40％以上且90％以下的鐵素體和10％以上且60％以下的馬氏體，進(jìn)一步含有以面積率計(jì)為10％以下的珠光體、以體積率計(jì)為5％以下的殘留奧氏體、及以面積率計(jì)為20％以下的貝氏體中的1種以上，通過納米壓痕儀測(cè)定的所述馬氏體的硬度滿足H20/H10<1.10及σHM0<20，用抗拉強(qiáng)度TS與擴(kuò)孔率λ的乘積表示的TS×λ為50000MPa·％以上。
【專利說明】冷軋鋼板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱鍛壓前及/或熱鍛壓后的成形性優(yōu)異的冷軋鋼板及其制造方法。本發(fā)明的冷軋鋼板包含冷軋鋼板、熱浸鍍鋅冷軋鋼板、合金化熱浸鍍鋅冷軋鋼板、電鍍鋅冷軋鋼板及鍍鋁冷軋鋼板。
[0002]本申請(qǐng)基于2012年I月13日在日本提出申請(qǐng)的特愿2012-004551號(hào)并主張優(yōu)先權(quán)，在此引用其內(nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0003]現(xiàn)在，對(duì)于汽車用鋼板要求提高沖撞安全性與輕量化?，F(xiàn)在，不僅要求抗拉強(qiáng)度980MPa級(jí)(980MPa以上)、1180MPa級(jí)(1180MPa以上)的鋼板，還要求更高強(qiáng)度的鋼板。例如，要求超過1.5GPa的鋼板。在這樣的情況下，作為可獲得高強(qiáng)度的方法最近受到注目的是熱鍛壓(也稱為熱壓、模壓淬火、加壓淬火等)。所謂熱鍛壓，是指將鋼板在750°C以上的溫度下加熱后通過熱成形(加工)，由此提高高強(qiáng)度鋼板的成形性，并通過成形后的冷卻進(jìn)行淬火，得到所期望的材質(zhì)的成形方法。
[0004]作為兼具壓力加工性與高強(qiáng)度的鋼板，已知由鐵素體-馬氏體組織所構(gòu)成的鋼板、由鐵 素體-貝氏體組織所構(gòu)成的鋼板、或在組織中含有殘留奧氏體的鋼板等。其中，鐵素體基質(zhì)中分散有馬氏體的復(fù)合組織鋼板(由鐵素體-馬氏體所構(gòu)成的鋼板，所謂DP鋼板)是低屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度高，而且拉伸特性優(yōu)異。但是，該復(fù)合組織鋼板因應(yīng)力集中于鐵素體與馬氏體的界面，容易從此處產(chǎn)生裂紋，因此有擴(kuò)孔性差的缺點(diǎn)。另外，具有這樣的復(fù)合組織的鋼板不能發(fā)揮1.5GPa級(jí)的抗拉強(qiáng)度。
[0005]例如，專利文獻(xiàn)I~3中公開了上述那樣的復(fù)合組織鋼板。另外，專利文獻(xiàn)4~6中有關(guān)于高強(qiáng)度鋼板的硬度與成形性的關(guān)系的記載。
[0006]然而，即使通過這些現(xiàn)有技術(shù)，仍難以應(yīng)對(duì)如今汽車的更輕量化、更高強(qiáng)度化、及部件形狀的復(fù)雜化的要求。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本特開平6-128688號(hào)公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)2:日本特開2000-319756號(hào)公報(bào)
[0011]專利文獻(xiàn)3:日本特開2005-120436號(hào)公報(bào)
[0012]專利文獻(xiàn)4:日本特開2005-256141號(hào)公報(bào)
[0013]專利文獻(xiàn)5:日本特開2001-355044號(hào)公報(bào)
[0014]專利文獻(xiàn)6:日本特開平11-189842號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]發(fā)明所要解決的問題
[0016]本發(fā)明是鑒于上述課題而研究得出的。即，本發(fā)明的目的是:提供可得到強(qiáng)度和良好的擴(kuò)孔性的成形性優(yōu)異的冷軋鋼板及其制造方法。此外，本發(fā)明的目的是:提供熱鍛壓成形后可確保1.5GPa以上、優(yōu)選1.SGPa以上、2.0GPa以上的強(qiáng)度，并且可獲得更良好的擴(kuò)孔性的冷軋鋼板及其制造方法。
[0017]用于解決問題的手段
[0018]本發(fā)明人等對(duì)可確保熱鍛壓前(加熱至750°C以上且1000°C以下、并進(jìn)行加工、冷卻的熱鍛壓工序中的加熱之前)的強(qiáng)度并且擴(kuò)孔性等成形性優(yōu)異的高強(qiáng)度冷軋鋼板進(jìn)行了深入研究。進(jìn)而，對(duì)熱鍛壓后(熱鍛壓工序中的加工、冷卻之后)將強(qiáng)度確保為1.5GPa以上、優(yōu)選1.SGPa以上、2.0GPa以上并且擴(kuò)孔性等成形性優(yōu)異的冷軋鋼板進(jìn)行了深入研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，⑴關(guān)于鋼成分，適當(dāng)?shù)卦O(shè)置S1、Mn及C的含量的關(guān)系，(ii)將鐵素體、馬氏體的分率設(shè)為規(guī)定分率，且(iii)通過調(diào)整冷軋的壓下率，將鋼板的板厚表層部及板厚中心部(中心部)的馬氏體的硬度比(硬度的差)、以及中心部的馬氏體的硬度分布分別設(shè)定在特定范圍內(nèi)，由此，能夠在冷軋鋼板中確保目前以上的成形性、即抗拉強(qiáng)度TS與擴(kuò)孔率λ的積即TSX λ為50000MPa*%以上。另外發(fā)現(xiàn)，如果將這樣得到的冷軋鋼板用于一定條件范圍的熱鍛壓，通過在熱鍛壓后也大致維持冷軋鋼板的板厚表層部及中心部的馬氏體的硬度t匕、以及板厚中心部的馬氏體的硬度分布，在熱鍛壓后也可得到高強(qiáng)度且成形性優(yōu)異的冷軋鋼板(熱鍛壓成形體)。另外還判明，抑制冷軋鋼板的板厚中心部的MnS偏析對(duì)于提高進(jìn)行熱鍛壓前的冷軋鋼板及進(jìn)行熱鍛壓后的冷軋鋼板的擴(kuò)孔性均是有效的。
[0019]另外還發(fā)現(xiàn)，為了控制馬氏體的硬度，在利用具有多個(gè)軋臺(tái)的冷軋機(jī)進(jìn)行的冷軋中，將從最上游起至第3段為止的各軋臺(tái)的冷軋率相對(duì)于總冷軋率(累積軋制率)的比例設(shè)定在特定范圍內(nèi)是有效的。本發(fā)明人等基于上述見識(shí)，得知了以下所示發(fā)明的各形態(tài)。另外，得知即使對(duì)該冷軋鋼板進(jìn)行熱浸鍍鋅、合金化熱浸鍍鋅、電鍍鋅及鍍鋁冷軋鋼板，也不會(huì)損害其效果。
[0020](I) 即，本發(fā)明的一形態(tài)的冷軋鋼板，以質(zhì)量％計(jì)，含有:C:大于0.150%、0.300%以下、S1:0.010 % 以上、1.000 % 以下、Mn:1.50 % 以上、2.70 % 以下、P:0.001 % 以上、0.060% 以下、S:0.001% 以上、0.010% 以下、N:0.0005% 以上、0.0100% 以下、Al:0.010%以上、0.050%以下，有時(shí)選擇性地含有:B:0.0005%以上、0.0020%以下、Mo:0.01%以上、0.50% 以下、Cr:0.01% 以上、0.50% 以下、V:0.001% 以上、0.100% 以下、T1:0.001% 以上、0.100% 以下、Nb:0.001% 以上、0.050% 以下、N1:0.01% 以上、1.00% 以下、Cu:0.01%以上、1.00% 以下、Ca:0.0005% 以上、0.0050% 以下、REM:0.0005% 以上、0.0050% 以下中的I種以上，剩余部分包含F(xiàn)e及不可避免的雜質(zhì)；在將C含量、Si含量及Mn含量以單位質(zhì)量％計(jì)分別表示為[C]、[Si]及[Mn]時(shí)，下述式I的關(guān)系成立，金屬組織含有以面積率計(jì)為40 %以上且90 %以下的鐵素體和10 %以上且60 %以下的馬氏體，進(jìn)一步含有以面積率計(jì)為10%以下的珠光體、以體積率計(jì)為5%以下的殘留奧氏體、及以面積率計(jì)為20%以下的貝氏體中的I種以上，通過納米壓痕儀測(cè)定的所述馬氏體的硬度滿足下述式2a及式3a，用抗拉強(qiáng)度TS與擴(kuò)孔率λ的乘積表示的TSX λ為50000MPa.%以上。
[0021](5 X [Si] + [Mn])/[C]>10 (式 I)
[0022]H20/H10〈l.10 (式 2a)
[0023]σ HM0<20 (式 3a)
[0024]其中，HlO是所述冷軋鋼板的表層部的所述馬氏體的平均硬度，H20是所述冷軋鋼板的距板厚中心在板厚方向上±100 μ m的范圍即板厚中心部中的所述馬氏體的平均硬度，σ HMO是所述板厚中心部中存在的所述馬氏體的硬度的分散值。
[0025](2)上述⑴記載的冷軋鋼板，所述金屬組織中存在的當(dāng)量圓直徑為0.1 μ m以上且ΙΟμπι以下的MnS的面積率為0.01%以下，且下述式4a可以成立。
[0026]η20/η10〈1.5 (式 4a)
[0027]其中，nlO是所述冷軋鋼板的板厚1/4部分中所述MnS每10000 μ m2的平均個(gè)數(shù)密度，n20是所述板厚中心部中所述MnS每10000 μ m2的平均個(gè)數(shù)密度。
[0028](3)上述(I)記載的冷軋鋼板，進(jìn)一步進(jìn)行將其加熱至750°C以上且1000°C以下為止、并進(jìn)行加工、冷卻的熱鍛壓之后，通過所述納米壓痕儀測(cè)定的馬氏體的硬度滿足下述式2b及式3b，且所述金屬組織含有以面積率計(jì)為80%以下的馬氏體，有時(shí)進(jìn)一步含有以面積率計(jì)為10%以下的珠光體、以體積率計(jì)為5%以下的殘留奧氏體、以面積率計(jì)小于20%的鐵素體、及以面積率計(jì)小于20%的貝氏體中的I種以上，用抗拉強(qiáng)度TS與擴(kuò)孔率λ的乘積表示的TSX λ可以為50000MPa.%以上。
[0029]H2/HK1.10 (式 2b)
[0030]σ HM<20 (式 3b)
[0031]其中，H2是所述熱鍛壓后的所述表層部的所述馬氏體的平均硬度，H2是所述熱鍛壓后的所述板厚中心部中的所述馬氏體的平均硬度，σ HM是所述熱鍛壓后的所述板厚中心部中存在的所述馬氏體的硬度的分散值。
[0032](4)上述(3)記載的冷軋鋼板，所述金屬組織中存在的當(dāng)量圓直徑為0.1 μ m以上且ΙΟμπι以下的MnS的面積率為0.01%以下，且下述式4b可以成立。
[0033]n2/nl<l.5 (式 4b)
[0034]其中，nl是進(jìn)行所述熱鍛壓后的所述冷軋鋼板的板厚1/4部分中所述MnS每1000ym2的平均個(gè)數(shù)密度，n2是進(jìn)行所述熱鍛壓后的所述板厚中心部中所述MnS每10000 μ m2的平均個(gè)數(shù)密度。
[0035](5)上述⑴~(4)中任一項(xiàng)記載的冷軋鋼板，在所述冷軋鋼板的表面可以進(jìn)一步
具有熱浸鍍鋅層。
[0036](6)上述(5)記載的冷軋鋼板，所述熱浸鍍鋅層可以包含合金化熱浸鍍鋅層。
[0037](7)上述⑴~(4)中任一項(xiàng)記載的冷軋鋼板，在所述冷軋鋼板的表面可以進(jìn)一步具有電鍍鋅層。
[0038](8)上述⑴~(4)中任一項(xiàng)記載的冷軋鋼板，在所述冷軋鋼板的表面可以進(jìn)一步
具有鍍鋁層。
[0039](9)本發(fā)明的一形態(tài)的冷軋鋼板的制造方法，其具有下述工序:鑄造工序，其將具有上述(I)記載的化學(xué)成分的鋼水進(jìn)行鑄造來制成鋼材；加熱工序，其加熱所述鋼材；熱軋工序，其使用具有多個(gè)軋臺(tái)的熱軋?jiān)O(shè)備對(duì)所述鋼材實(shí)施熱軋；卷取工序，其在所述熱軋工序后卷取所述鋼材；酸洗工序，其在所述卷取工序后對(duì)所述鋼材進(jìn)行酸洗；冷軋工序，其在所述酸洗工序后通過具有多個(gè)軋臺(tái)的冷軋機(jī)在下述式5成立的條件下對(duì)所述鋼材實(shí)施冷軋；退火工序，其在所述冷軋工序后將所述鋼材加熱到700°C以上且850°C以下并冷卻；以及調(diào)質(zhì)軋制工序，其在所述退火工序后對(duì)所述鋼材進(jìn)行調(diào)質(zhì)軋制。
[0040] 1.5Xrl/r+l.2Xr2/r+r3/r>l.0 (5)[0041]其中，將i設(shè)為1、2或3時(shí)的ri是在所述冷軋工序中的所述多個(gè)軋臺(tái)中從最上游數(shù)第i段的軋臺(tái)中以單位％表示的單獨(dú)的目標(biāo)冷軋率，r是所述冷軋工序中以單位％表示的總冷軋率。
[0042](10)上述(9)記載的冷軋鋼板的制造方法，在將所述卷取工序的卷取溫度以單位。C計(jì)表示為CT ;將所述鋼材的C含量、Mn含量、Si含量及Mo含量以單位質(zhì)量％計(jì)分別表示為[C]、[Mn]、[Si]及[Mo]時(shí)；下述式6可以成立。
[0043]560-474X[C]-90X[Mn]-20X [Cr]-20X[Mo]〈CT〈830_270 X [C]-90X[Mn]-70X[Cr] -80 X [Mo] (6)
[0044](11)上述(9)或(10)記載的冷軋鋼板的制造方法，在將所述加熱工序的加熱溫度以單位。C計(jì)設(shè)為T，且將在爐時(shí)間以單位分鐘計(jì)設(shè)為t ;將所述鋼材的Mn含量及S含量以單位質(zhì)量％計(jì)分別設(shè)為[Mn]、[S]時(shí)；下述式7可以成立。
[0045]T X In (t)/(1.7 X [Mn]+ [S]) >1500 (7)
[0046](12)上述(9)~(11)中任一項(xiàng)記載的冷軋鋼板的制造方法，在所述退火工序與所述調(diào)質(zhì)軋制工序之間，可以進(jìn)一步具有對(duì)所述鋼材實(shí)施熱浸鍍鋅的熱浸鍍鋅工序。
[0047](13)上述(12)記載的冷軋鋼板的制造方法，在所述熱浸鍍鋅工序與所述調(diào)質(zhì)軋制工序之間，可以進(jìn)一步具有對(duì)所述鋼材實(shí)施合金化處理的合金化處理工序。
[0048](14)上述( 9)~(11)中任一項(xiàng)記載的冷軋鋼板的制造方法，在所述調(diào)質(zhì)軋制工序之后，可以進(jìn)一步具有對(duì)所述鋼材實(shí)施電鍍鋅的電鍍鋅工序。
[0049](15)上述(9)~(11)中任一項(xiàng)記載的冷軋鋼板的制造方法，在所述退火工序與所述調(diào)質(zhì)軋制工序之間，可以進(jìn)一步具有對(duì)所述鋼材實(shí)施鍍鋁的鍍鋁工序。
[0050]發(fā)明效果
[0051]根據(jù)本發(fā)明的上述形態(tài)，適當(dāng)設(shè)定C含量、Mn含量、及Si含量的關(guān)系，并且適當(dāng)設(shè)定通過納米壓痕儀測(cè)定的馬氏體的硬度，因此能夠獲得具有良好的擴(kuò)孔性的冷軋鋼板。此外，能夠獲得在熱鍛壓后仍具有良好的擴(kuò)孔性的冷軋鋼板。
[0052]此外，使用由上述⑴~⑶的冷軋鋼板及上述(9)~(15)的冷軋鋼板制造得到的冷軋鋼板來制造的熱鍛壓成形體的成形性優(yōu)異。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0053]圖1是表示(5 X [Si] + [Mn])/[C]與TSX λ的關(guān)系的圖。
[0054]圖2Α是表示式2a、2b、式3a、3b的根據(jù)的圖，是表示熱鍛壓前冷軋鋼板的H20/H10與σ HMO的關(guān)系、及熱鍛壓后的冷軋鋼板的H2/H1與σ HM的關(guān)系的圖。
[0055]圖2B是表示式3a、3b的根據(jù)的圖，是表示熱鍛壓前的σΗΜΟ及熱鍛壓后的σ HM與TSX λ的關(guān)系的圖。
[0056]圖3表示熱鍛壓前的冷軋鋼板的η20/η10及熱鍛壓后的冷軋鋼板的n2/nl與TSX λ的關(guān)系，是表示式4a、4b的根據(jù)的圖。
[0057]圖4表示1.5Xrl/r+l.2Xr2/r+r3/r與熱鍛壓前的冷軋鋼板的H20/H10及熱鍛壓后的H2/H1的關(guān)系，是表示式5的根據(jù)的圖。
[0058]圖5A是表示式6與馬氏體分率的關(guān)系的圖。
[0059]圖5B是表示式6與珠光體分率的關(guān)系的圖。[0060]圖6表示TXIn (t)/(1.7 X [Mn]+ [S])與TSX λ的關(guān)系，是表示式7的根據(jù)的圖。
[0061]圖7是實(shí)施例中使用的熱鍛壓成形體(熱鍛壓后的冷軋鋼板)的立體圖。
[0062]圖8是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的冷軋鋼板的制造方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0063]如前所述，為了提高擴(kuò)孔性，適當(dāng)?shù)卦O(shè)定S1、Mn、及C的含量的關(guān)系，進(jìn)而適當(dāng)?shù)卦O(shè)定鋼板的規(guī)定部位的馬氏體的硬度是重要的。迄今為止，對(duì)于熱鍛壓前后的任一種情況，均未進(jìn)行著眼于冷軋鋼板的成形性與馬氏體的硬度的關(guān)系的研究。
[0064]以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0065]首先，對(duì)本發(fā)明的一實(shí)施方式的冷軋鋼板、及在其制造中使用的鋼的化學(xué)成分的限定理由進(jìn)行說明。以下，作為各成分的含量單位的“ ％ ”是指“質(zhì)量％ ”。
[0066]此外，在本實(shí)施方式中，為了方便，將未實(shí)施熱鍛壓的冷軋鋼板僅稱作冷軋鋼板、熱鍛壓前的冷軋鋼板、或本實(shí)施方式的冷軋鋼板，將實(shí)施了熱鍛壓(通過熱鍛壓進(jìn)行了加工)的冷軋鋼板稱作熱鍛壓后的冷軋鋼板、或本實(shí)施方式的熱鍛壓后的冷軋鋼板。
[0067]C:大于 0.150%、0.300% 以下
[0068]C對(duì)于強(qiáng)化鐵素體相及馬氏體相、提高鋼的強(qiáng)度是重要的元素。但是，C的含量為0.150%以下時(shí)，不能 充分得到馬氏體組織，不能充分地提高強(qiáng)度。另一方面，超過0.300%時(shí)，伸長率或擴(kuò)孔性大幅地下降。因此，將C的含量的范圍設(shè)為大于0.150%,0.300%以下。
[0069]S1:0.010% 以上、1.000% 以下
[0070]Si對(duì)于抑制有害的碳化物的生成，得到以鐵素體和馬氏體作為主體的復(fù)合組織是重要的元素。但是，Si含量超過1.000%時(shí)，除了伸長率或擴(kuò)孔性下降以外，化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性也下降。因此，將Si的含量設(shè)為1.000%以下。另外，Si是用以脫氧而添加，但Si的含量小于0.010%時(shí)脫氧效果并不充分。因此，將Si的含量設(shè)為0.010%以上。
[0071]Al:0.010% 以上、0.050% 以下
[0072]Al是作為脫氧劑的重要元素。為了獲得脫氧的效果，將Al的含量設(shè)為0.010%以上。另一方面，即使過度地添加Al，因上述效果已飽和，反而使鋼脆化，使TSX λ降低。因此，將Al的含量設(shè)為0.010%以上、0.050%以下。
[0073]Mn:1.50% 以上、2.70% 以下
[0074]Mn對(duì)于提高鋼的淬透性而強(qiáng)化鋼是重要的元素。然而，Mn的含量小于1.50%時(shí)，不能充分地提高鋼的強(qiáng)度。另一方面，Mn的含量超過2.70%時(shí)，淬透性變得過剩，伸長率或擴(kuò)孔性下降。因此，將Mn的含量設(shè)為1.50%以上、2.70%以下。伸長率的要求高時(shí)，Mn的含量優(yōu)選設(shè)為2.00%以下。
[0075]P:0.001% 以上、0.060% 以下
[0076]P的含量多時(shí)向晶界偏析，局部伸長率及焊接性劣化。因此，將P的含量設(shè)為0.060%以下。P含量少是優(yōu)選的，但極度減少P含量會(huì)造成精煉時(shí)的成本增加，因此P的含量優(yōu)選設(shè)為0.001%以上。
[0077]S:0.001% 以上、0.010% 以下
[0078]S是形成MnS、使鋼的局部伸長率及焊接性顯著地劣化的元素。因此，將S的含量的上限設(shè)為0.010%。另外，S含量少是優(yōu)選的，但從精煉成本的問題出發(fā)，優(yōu)選將S含量的下限設(shè)為0.001%。
[0079]N:0.0005% 以上、0.0100% 以下
[0080]N對(duì)于析出AlN等而使晶粒微細(xì)化是重要的元素。但是，N的含量超過0.0100%時(shí)，殘留固溶N(固溶氮)，伸長率或擴(kuò)孔性下降。因此，將N的含量設(shè)為0.0100%以下。此外，N含量少是優(yōu)選的，但從精煉時(shí)的成本的問題出發(fā)，優(yōu)選將N含量的下限設(shè)為0.0005%。
[0081]本實(shí)施方式的冷軋鋼板是以包含以上元素和剩余部分的鐵及不可避免的雜質(zhì)的組成作為基本，進(jìn)而，為了提高強(qiáng)度、控制硫化物或氧化物的形狀等，作為以往一直使用的元素，也可以后述的上限以下的含量含有Nb、T1、V、Mo、Cr、Ca、REM(Rare Earth Metal:稀土類元素)、Cu、N1、B元素中的任I種或2種以上。這些化學(xué)元素不需要必須添加到鋼板中，因此其下限是0%。
[0082]Nb、T1、V是使微細(xì)的碳氮化物析出而強(qiáng)化鋼的元素。另外，Mo、Cr是提高淬透性而強(qiáng)化鋼的元素。為得到上述效果，優(yōu)選含有Nb:0.001%以上、T1:0.001%以上、V:0.001%以上、Mo:0.01%以上、Cr:0.01%以上。但是，即使含有Nb:大于0.050%,T1:大于0.100%、V:大于0.100%,Mo:大于0.50%,Cr:大于0.50%，不僅強(qiáng)度提高的效果飽和，也帶來伸長率或擴(kuò)孔性的下降。因此，將Nb、T1、V、Mo、Cr的上限分別設(shè)為0.050%、0.100%,0.100%,0.50%,0.50%。
[0083]鋼進(jìn)一步含有0.0005%以上、0.0050%以下的Ca。Ca可控制硫化物或氧化物的形狀，提高局部伸長率或擴(kuò)孔性。為了得到該效果，優(yōu)選含有0.0005%以上。但是，過度地含有Ca時(shí)，加工性劣化，因此將Ca含量的上限設(shè)為0.0050%?；谙嗤睦碛?，對(duì)于REM (稀土類元素)，也將其下限設(shè)為0.0005%、上限設(shè)為0.0050%。
[0084]鋼可以進(jìn)一步含有Cu:0.01%以上、1.00%以下、N1:0.01 %以上、1.00%以下、B:0.0005%以上、0.0020%以下的范圍。這些元素也可提高淬透性，提高鋼的強(qiáng)度。然而，為取得該效果，優(yōu)選含有Cu:0.01%以上、N1:0.01%以上、B:0.0005%以上。為這些以下時(shí)，強(qiáng)化鋼的效果小。另一方面，即使添加Cu:大于1.00%、N1:大于1.00%、B:大于0.0020%，強(qiáng)度提高的效果已飽和，而且伸長率或擴(kuò)孔性下降。因此，將Cu含量、Ni含量及B含量的上限分別設(shè)為 1.00%、1.00%,0.0020% ο
[0085]在含有B、Mo、Cr、V、T1、Nb、N1、Cu、Ca、REM時(shí)，至少含有I種以上。鋼的剩余部分包含F(xiàn)e及不可避免的雜質(zhì)。作為不可避免的雜質(zhì)，只要是不損害特性的范圍內(nèi)，則可以進(jìn)一步含有上述以外的元素(例如Sn、As等)。含有B、Mo、Cr、V、T1、Nb、N1、Cu、Ca、REM小于前述下限時(shí)，作為不可避免的雜質(zhì)處理。
[0086]此外，即使進(jìn)行熱鍛壓化學(xué)成分也不會(huì)變化，因此對(duì)于熱鍛壓后的鋼板，化學(xué)成分也滿足上述的范圍。
[0087]另外，由圖1可知，本實(shí)施方式的冷軋鋼板及本實(shí)施方式的熱鍛壓后的冷軋鋼板中，為了得到充分的擴(kuò)孔性，在將C含量(質(zhì)量％)、Si含量(質(zhì)量％)及Mn含量(質(zhì)量％)分別表示為[C]、[Si]及[Mn]時(shí)，下述式I的關(guān)系成立是重要的。
[0088](5 X [Si] + [Mn])/[C]>10 (I)
[0089](5X [Si] + [Mn])/[C]的值為 10 以下時(shí)，TSX λ 小于 50000MPa.%，不能得到充
分的擴(kuò)孔性 。這是因?yàn)?，C量高時(shí)硬質(zhì)相的硬度變得過高，與軟質(zhì)相的硬度差變大，λ值差，及Si量或Mn量少時(shí)TS變低。因此，需要將各元素設(shè)定在上述范圍，而且對(duì)其含量的平衡進(jìn)行控制。對(duì)于(5X[Si] + [Mn])/[C]的值，通過軋制或熱鍛壓沒有變化。但是，即使?jié)M足(5X [Si] + [Mn])/[C]>10，在后述的馬氏體的硬度比(H20/H10、H2/H1)或馬氏體硬度的分散(σΗΜΟ、σ HM)不滿足條件時(shí)，冷軋鋼板或熱鍛壓后的冷軋鋼板也不能得到充分的擴(kuò)孔性。
[0090]接著，敘述本實(shí)施方式的冷軋鋼板及本實(shí)施方式的熱鍛壓后的冷軋鋼板的金屬組織的限定理由。
[0091]一般而言，在具有以鐵素體及馬氏體為主體的金屬組織的冷軋鋼板中，支配擴(kuò)孔性等成形性的與其說是鐵素體不如說是馬氏體。本發(fā)明人等著眼于馬氏體的硬度與伸長率或擴(kuò)孔性等成形性的關(guān)系進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn):如圖2Α、圖2Β所示，在冷軋鋼板及熱鍛壓后的冷軋鋼板中，如果板厚表層部與板厚中心部之間的馬氏體的硬度比(硬度的差)、及板厚中心部的馬氏體的硬度分布為規(guī)定的狀態(tài)，則伸長率或擴(kuò)孔性等成形性變得良好。另外發(fā)現(xiàn):相對(duì)于成形性良好的冷軋鋼板，在通過熱鍛壓進(jìn)行了淬火的熱鍛壓后的冷軋鋼板中，大致維持熱鍛壓前的冷軋鋼板中的馬氏體硬度比及馬氏體的硬度分布，其結(jié)果是，伸長率或擴(kuò)孔性等成形性良好。這是因?yàn)?，熱鍛壓前的冷軋鋼板中產(chǎn)生的馬氏體的硬度分布在熱鍛壓后仍大幅地產(chǎn)生影響。具體而言，在板厚中心部濃化的合金元素即使進(jìn)行熱鍛壓仍保持在中心部濃化的狀態(tài)。即，對(duì)于熱鍛壓前的鋼板，板厚表層部與板厚中心部的馬氏體的硬度比大時(shí)、或板厚中心部的馬氏體硬度的分散值大時(shí)，在熱鍛壓后也為同樣的硬度比及分散值。
[0092]本發(fā)明人等還得知，關(guān)于用HYSITR0N公司的納米壓痕儀以1000倍的倍率測(cè)定的馬氏體的硬度測(cè)定，在熱鍛壓前的冷軋鋼板中通過使下述式2a及式3a成立，成形性提高。另外，本發(fā)明人等得知，關(guān)于該關(guān)系，在熱鍛壓后的冷軋鋼板中同樣地通過使下述式2b及式3b成立，成形性提高。
[0093]H20/H10〈l.10 (2a)
[0094]σ HM0<20 (3a)
[0095]Η2/ΗΚ1.10 (2b)
[0096]σ HM<20 (3b)
[0097] 此處，HlO是熱鍛壓前的冷軋鋼板的距最表層在板厚方向200 μ m以內(nèi)即板厚表層部的馬氏體的硬度。H20是熱鍛壓前的冷軋鋼板的板厚中心部、即板厚方向上距板厚中心± 100 μ m以內(nèi)的范圍的馬氏體的硬度。σ HMO是熱鍛壓前的冷軋鋼板的距板厚中心在板厚方向上± 100 μ m的范圍內(nèi)存在的馬氏體的硬度的分散值。
[0098]另外，Hl是熱鍛壓后的冷軋鋼板的距最表層在板厚方向200μπι以內(nèi)即板厚表層部的馬氏體的硬度。Η2是熱鍛壓后的冷軋鋼板的板厚中心部、即板厚方向上距板厚中心±100 μ m以內(nèi)的范圍的馬氏體的硬度。O HM是熱鍛壓后的冷軋鋼板的距板厚中心在板厚方向上±100 μ m的范圍內(nèi)存在的馬氏體的硬度的分散值。
[0099]關(guān)于硬度，分別測(cè)量了 300點(diǎn)。距板厚中心在板厚方向上±100μπι的范圍，是以板厚中心作為中心的板厚方向的尺寸是200 μ m的范圍。
[0100]另外，此處，硬度的分散值O HMO或O HM通過以下的式8求得，是表示馬氏體的硬度分布的值。此外，式中的σΗΜ代表σΗΜΟ，記為σ ΗΜ。
【權(quán)利要求】
1.一種冷軋鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)，含有: C:大于 0.150%,0.300% 以下、 S1:0.010% 以上、1.000% 以下、 Mn:1.50% 以上、2.70% 以下、 P:0.001% 以上、0.060% 以下、 S:0.001% 以上、0.010% 以下、 N:0.0005% 以上、0.0100% 以下、 Al:0.010% 以上、0.050% 以下， 有時(shí)選擇性地含有: B:0.0005% 以上、0.0020% 以下、 Mo:0.01% 以上、0.50% 以下、 Cr:0.01% 以上、0.50% 以下、 V:0.001% 以上、0.100% 以下、 T1:0.001% 以上、0.100% 以下、 Nb:0.001% 以上、0.050% 以下、 N1:0.01% 以上、1.00% 以下、 Cu:0.01% 以上、1.00% 以下、 Ca:0.0005% 以上、0.0050% 以下、 REM:0.0005%以上、0.0050%以下中的I種以上， 剩余部分包含F(xiàn)e及不可避免的雜質(zhì)； 在將C含量、Si含量及Mn含量以單位質(zhì)量％計(jì)分別表示為[C]、[Si]及[Mn]時(shí),下述式I的關(guān)系成立， 金屬組織含有以面積率計(jì)為40%以上且90%以下的鐵素體和10%以上且60%以下的馬氏體，進(jìn)一步含有以面積率計(jì)為10%以下的珠光體、以體積率計(jì)為5%以下的殘留奧氏體、及以面積率計(jì)為20%以下的貝氏體中的I種以上， 通過納米壓痕儀測(cè)定的所述馬氏體的硬度滿足下述式2a及式3a， 用抗拉強(qiáng)度TS與擴(kuò)孔率λ的乘積表示的TSX λ為50000MPa.%以上，
(5 X [Si] + [Mn])/[C]>10 (I)
Η20/Η10〈1.10 (2a)
σ ΗΜ0<20 (3a) 其中，HlO是所述冷軋鋼板的表層部的所述馬氏體的平均硬度，H20是所述冷軋鋼板的距板厚中心在板厚方向上±100μπι的范圍即板厚中心部中的所述馬氏體的平均硬度，σ HMO是所述板厚中心部中存在的所述馬氏體的硬度的分散值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷軋鋼板，其特征在于，所述金屬組織中存在的當(dāng)量圓直徑為0.1 μ m以上且10 μ m以下的MnS的面積率為0.01 %以下，且下述式4a成立，
n20/nl0〈l.5 (4a) 其中，nlO是所述冷軋鋼板的板厚1/4部分中所述MnS每10000 μ m2的平均個(gè)數(shù)密度，n20是所述板厚中心部中所述MnS每10000 μ m2的平均個(gè)數(shù)密度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷軋鋼板，其特征在于，進(jìn)一步進(jìn)行將其加熱至750°C以上且1000°C以下為止、并進(jìn)行加工、冷卻的熱鍛壓之后，通過所述納米壓痕儀測(cè)定的馬氏體的硬度滿足下述式2b及式3b，且所述金屬組織含有以面積率計(jì)為80%以下的馬氏體，有時(shí)進(jìn)一步含有以面積率計(jì)為10%以下的珠光體、以體積率計(jì)為5%以下的殘留奧氏體、以面積率計(jì)小于20%的鐵素體、及以面積率計(jì)小于20%的貝氏體中的I種以上，用抗拉強(qiáng)度TS與擴(kuò)孔率λ的乘積表示的TSX λ為50000MPa.%以上，
H2/HK1.10 (2b)
σ HM<20 (3b) 其中，H2是所述熱鍛壓后的所述表層部的所述馬氏體的平均硬度，H2是所述熱鍛壓后的所述板厚中心部中的所述馬氏體的平均硬度，σ HM是所述熱鍛壓后的所述板厚中心部中存在的所述馬氏體的硬度的分散值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的冷軋鋼板，其特征在于，所述金屬組織中存在的當(dāng)量圓直徑為0.1 μ m以上且10 μ m以下的MnS的面積率為0.01 %以下，且下述式4b成立，
n2/nl〈l.5 (4b) 其中，nl是進(jìn)行所述熱鍛壓后的所述冷軋鋼板的板厚1/4部分中所述MnS每10000 μ m2的平均個(gè)數(shù)密度，n2是進(jìn)行所述熱鍛壓后的所述板厚中心部中所述MnS每1000ym2的平均個(gè)數(shù)密度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的冷軋鋼板，其特征在于，在所述冷軋鋼板的表面進(jìn)一步具有熱浸鍍鋅層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的冷軋鋼板，其特征在于，所述熱浸鍍鋅層包含合金化熱浸鍍鋅層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的冷軋鋼板，其特征在于，在所述冷軋鋼板的表面進(jìn)一步具有電鍍鋅層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的冷軋鋼板，其特征在于，在所述冷軋鋼板的表面進(jìn)一步具有鍛招層。
9.一種冷軋鋼板的制造方法，其特征在于，其具有下述工序: 鑄造工序，其將具有權(quán)利要求1所述的化學(xué)成分的鋼水進(jìn)行鑄造來制成鋼材， 加熱工序，其加熱所述鋼材， 熱軋工序，其使用具有多個(gè)軋臺(tái)的熱軋?jiān)O(shè)備對(duì)所述鋼材實(shí)施熱軋， 卷取工序，其在所述熱軋工序后卷取所述鋼材， 酸洗工序，其在所述卷取工序后對(duì)所述鋼材進(jìn)行酸洗， 冷軋工序，其在所述酸洗工序后通過具有多個(gè)軋臺(tái)的冷軋機(jī)在下述式5成立的條件下對(duì)所述鋼材實(shí)施冷軋， 退火工序，其在所述冷軋工序后將所述鋼材加熱到700°C以上且850°C以下并冷卻，以及 調(diào)質(zhì)軋制工序，其在所述退火工序后對(duì)所述鋼材進(jìn)行調(diào)質(zhì)軋制；
.1.5Xrl/r+l.2Xr2/r+r3/r>l.0 (5) 其中，將i設(shè)為1、2或3時(shí)的ri是在所述冷軋工序中的所述多個(gè)軋臺(tái)中從最上游數(shù)第i段的軋臺(tái)中以單位％表示的單獨(dú)的目標(biāo)冷軋率，r是所述冷軋工序中以單位％表示的總冷軋率。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的冷軋鋼板的制造方法，其特征在于，在將所述卷取工序的卷取溫度以單位1:計(jì)表示為CT， 將所述鋼材的C含量、Mn含量、Si含量及Mo含量以單位質(zhì)量％計(jì)分別表示為[C]、[Mn]、[Si]及[Mo]時(shí)，下述式6成立，
560-474 X [C] -90 X [Mn] -20 X [Cr]-20 X [Mo] <CT<830-270 X [C] -90 X [Mn] -70 X [Cr]-80 X [Mo] (6)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的冷軋鋼板的制造方法，其特征在于，在將所述加熱工序的加熱溫度以單位。C計(jì)設(shè)為T，且將在爐時(shí)間以單位分鐘計(jì)設(shè)為t， 將所述鋼材的Mn含量及S含量以單位質(zhì)量％計(jì)分別設(shè)為[Mn]、[S]時(shí)，下述式7成立，
TXIn(t)/(l.7 X [Mn]+ [S]) >1500 (7)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9~11中任一項(xiàng)所述的冷軋鋼板的制造方法，其特征在于，在所述退火工序與所述調(diào)質(zhì)軋制工序之間，進(jìn)一步具有對(duì)所述鋼材實(shí)施熱浸鍍鋅的熱浸鍍鋅工序。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的冷軋鋼板的制造方法，其特征在于，在所述熱浸鍍鋅工序與所述調(diào)質(zhì)軋制工序之間，進(jìn)一步具有對(duì)所述鋼材實(shí)施合金化處理的合金化處理工序。
14.根據(jù)權(quán)利要求9~11中任一項(xiàng)所述的冷軋鋼板的制造方法，其特征在于，在所述調(diào)質(zhì)軋制工序之后，進(jìn) 一步具有對(duì)所述鋼材實(shí)施電鍍鋅的電鍍鋅工序。
15.根據(jù)權(quán)利要求9~11中任一項(xiàng)所述的冷軋鋼板的制造方法，其特征在于，在所述退火工序與所述調(diào)質(zhì)軋制工序之間，進(jìn)一步具有對(duì)所述鋼材實(shí)施鍍鋁的鍍鋁工序。
【文檔編號(hào)】C23C2/26GK104040007SQ201380005142
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月13日
【發(fā)明者】野中俊樹, 加藤敏, 川崎薰, 友清壽雅 申請(qǐng)人:新日鐵住金株式會(huì)社