高強(qiáng)度熱軋鋼板及其制造方法
【專利摘要】一種高強(qiáng)度熱軋鋼板，按質(zhì)量％計(jì)，其含有C：0.050～0.200％、Si：0.01～1.5％、Mn：1.0～3.0％、B：0.0002～0.0030％、Ti：0.03～0.20％，P被限制在0.05％以下，S被限制在0.005％以下，Al被限制在0.5％以下，N被限制在0.009％以下，且含有Nb：0.01～0.20％、V：0.01～0.20％、Mo：0.01～0.20％中的一種或兩種以上，余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，晶體取向角5°以上且小于15°的界面即小角晶界的長度與晶體取向角15°以上的界面即大角晶界的長度的比率為1:1～1:4，所述大角晶界處的C的偏析量和B的偏析量合計(jì)為4～20原子/nm2，拉伸強(qiáng)度為850MPa以上，擴(kuò)孔率為25％以上。
【專利說明】高強(qiáng)度熱禮鋼板及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及可實(shí)施翻邊加工、拉伸凸緣加工的，例如適合為汽車等的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu) 用部件的，鋼板的沖孔時(shí)端面不容易發(fā)生損傷的熱社鋼板及其制造方法。本申請要求2012 年6月26日在日本提交的日本特愿2012-142692號(hào)的優(yōu)先權(quán)，將其內(nèi)容援用至此。

【背景技術(shù)】
[0002] 最近的汽車用構(gòu)件從節(jié)能的觀點(diǎn)出發(fā)重視輕量化，除此W外，也趨向于重視安全 性、耐久性，高強(qiáng)度化比W往更快速地進(jìn)展。作為該種趨向的一個(gè)例子，不僅汽車的蒙皮，而 且結(jié)構(gòu)用構(gòu)件也要應(yīng)用高強(qiáng)度鋼板。
[0003] 應(yīng)用于該結(jié)構(gòu)用構(gòu)件的鋼板除了壓制成形性W外，還要求有擴(kuò)孔性等加工性。因 此，著手開發(fā)了翻邊加工、拉伸凸緣加工等加工性優(yōu)異的高強(qiáng)度熱社鋼板（例如參照專利 文獻(xiàn)1、2)。
[0004] 然而，隨著熱社鋼板的高強(qiáng)度化，所帶來的問題是，在沖孔加工鋼板而形成的孔的 端面發(fā)生剝離或翅起狀的缺陷。該些缺陷不僅顯著損害制品端面的美觀性，而且還有成為 應(yīng)力集中部而對疲勞強(qiáng)度等造成影響的危險(xiǎn)性。
[0005] 針對W上的問題，提出了限制硬質(zhì)第2相和滲碳體的面積分?jǐn)?shù)，抑制沖孔端面的 損傷的熱社鋼板（例如參照專利文獻(xiàn)3、4)。然而，即使抑制硬質(zhì)第2相和滲碳體的生成，在 將沖孔加工的間隙設(shè)定為對于端面的損傷性而言最嚴(yán)格的條件的情況下，也有在孔的端面 發(fā)生缺陷的情況。
[0006] 對此，為了抑制加工時(shí)的晶界處的破壞，通過添加 B或者限制P的添加量，開發(fā)了 抑制沖孔端面的損傷發(fā)生的高強(qiáng)度熱社鋼板（參照專利文獻(xiàn)5、6)。此外開發(fā)了如下的高強(qiáng) 度熱社鋼板，通過控制鐵素體的大角晶界處的C或者C和B的偏析量，即使采用極其嚴(yán)格的 條件進(jìn)行沖孔加工的情況下，也能防止沖孔端面發(fā)生損傷（參照專利文獻(xiàn)7、8)。然而，專利 文獻(xiàn)5?8的鋼板由W鐵素體相為主體的組織構(gòu)成，難W達(dá)成850MPa W上的高強(qiáng)度。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) [000引專利文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)1 ;日本特開平10-36917號(hào)公報(bào)
[0010] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2001-172745號(hào)公報(bào)
[0011] 專利文獻(xiàn)3 ;日本特開2004-315857號(hào)公報(bào)
[0012] 專利文獻(xiàn)4 ;日本特開2005-298924號(hào)公報(bào)
[0013] 專利文獻(xiàn)5 ;日本特開2004-315857號(hào)公報(bào)
[0014] 專利文獻(xiàn)6 :日本特開2005-298924號(hào)公報(bào)
[0015] 專利文獻(xiàn)7 ;日本特開2008-261029號(hào)公報(bào)
[0016] 專利文獻(xiàn)8 ;日本特開2008-266726號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 發(fā)明要解決的巧穎
[0018] 本發(fā)明是為了解決上述問題而做出的，其目的是提供兼有優(yōu)異的拉伸凸緣性和延 性，尤其具有拉伸強(qiáng)度850MPa W上的高強(qiáng)度，即使在極其嚴(yán)格的條件下進(jìn)行沖孔加工也能 防止端面損傷的、沖孔加工性優(yōu)異的高強(qiáng)度熱社鋼板。
[0019] 巧于解決巧穎的方案
[0020] 本發(fā)明人等將沖孔加工的間隙設(shè)定為最嚴(yán)格的條件，對沖孔端面的損傷的發(fā)生頻 率與晶界處的偏析元素種類和偏析量的關(guān)系進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，主要利用貝氏體組織， 且將鋼板的晶界角度為15° W上的大角晶界與晶界角度5° W上且小于15°的小角晶界 的比率設(shè)定為適當(dāng)?shù)姆秶?，使適當(dāng)量的C和B在大角晶界偏析，從而減少了沖孔端面的損 傷。
[0021] 本發(fā)明是基于該種認(rèn)識(shí)而做出的，其要旨如下所述。
[0022] (1) 一種高強(qiáng)度熱社鋼板，按質(zhì)量％計(jì)，其含有C;0. 050?0.200%、Si ;0. 01? 1. 5%、Mn ;1. 0 ?3. 0%、B ;0. 0002 ?0. 0030%、Ti ;0. 03 ?0. 20%，P 被限制在 0. 05% W 下，S被限制在0. 005% W下，A1被限制在0. 5% W下，N被限制在0. 009% W下，且含有佩： 0. 01?0. 20%、V ;0. 01?0. 20%、Mo ;0. 01?0. 20%中的一種或兩種W上，余量由化和 不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，
[0023] 晶體取向角5° W上且小于15°的界面即小角晶界的長度與晶體取向角15° W 上的界面即大角晶界的長度的比率為1:1?1:4,所述大角晶界處的C的偏析量和B的偏析 量合計(jì)為4?20原子/nm2,拉伸強(qiáng)度為850MPa W上，擴(kuò)孔率為25% W上。
[0024] 似根據(jù)（1)所述的高強(qiáng)度熱社鋼板，其中，按質(zhì)量％計(jì)，P被限制在〇.〇2%W下， 所述大角晶界處的P的偏析量為1原子/nm2 W下。
[00巧](3) -種高強(qiáng)度熱社鋼板的制造方法，該方法將鋼逐加熱至120(TC W上，于91CTC W上的溫度結(jié)束精社，在所述精社結(jié)束后進(jìn)行0. 5?7砂的空冷，W 4(TC /s W上的冷卻速 度一次冷卻到550?45(TC，于所述一次冷卻的停止溫度W下且45CTC W上的溫度保持或空 冷7. 5?30砂鐘，接著W 15C /s W上的冷卻速度二次冷卻到20(TC W下，進(jìn)行卷取；
[0026] 按質(zhì)量％計(jì)，所述鋼逐含有 C ;0. 050 ?0. 200%、Si ;0. 01 ?1. 5%、Mn ;1. 0 ? 3. 0 %、B ;0. 0002 ?0. 0030 %、Ti ;0. 03 ?0. 20 %，P 被限制在 0. 05 % W下，S 被限制在 0. 005% W下，A1被限制在0. 5% W下，N被限制在0. 009% W下，且含有佩；0. 01?0. 20%、 V ;0. 01?0. 20%、Mo ;0. 01?0. 20%中的一種或兩種W上，余量由化和不可避免的雜質(zhì) 構(gòu)成。
[0027] (4)根據(jù)（3)所述的高強(qiáng)度熱社鋼板的制造方法，其中，按質(zhì)量％計(jì)，所述鋼逐的P 被限制在0.02 % W下。
[0028] 發(fā)明的效果
[0029] 根據(jù)本發(fā)明，可提供拉伸凸緣性和延性的平衡良好，尤其具有拉伸強(qiáng)度至少 850MPa的高強(qiáng)度，且不論沖孔加工的間隙的條件均可抑制端面的損傷發(fā)生的沖孔加工性優(yōu) 異的熱社高強(qiáng)度鋼板。本發(fā)明對產(chǎn)業(yè)上的貢獻(xiàn)是極其顯著的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030] 圖1所示為通過H維原子探針測定法獲得的、晶界位置的H維原子分布圖像（a) 和梯形圖分析化）的一個(gè)例子。
[0031] 圖2所示為C偏析量、W及大角晶界與小角晶界的長度比率與沖孔端面損傷發(fā)生 率的關(guān)系圖。
[0032] 圖3所示為P偏析量與沖孔端面損傷發(fā)生率的關(guān)系圖。

【具體實(shí)施方式】
[003引本發(fā)明人等使用延性和擴(kuò)孔性優(yōu)異的拉伸強(qiáng)度為850MPa W上的高強(qiáng)度熱社鋼 板，按照各種間隙進(jìn)行沖孔加工，定量調(diào)查其端面性狀。
[0034] 具體而言，用日本鋼鐵聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)JFS T 1001-1996中記載的擴(kuò)孔試驗(yàn)方法，使間隙 變化，沖孔直徑10mm的孔，在沖孔為圓形的整個(gè)端面中，通過目視測定確有損傷的范圍的 角度，進(jìn)行合計(jì)，將該值除W 360°，求出整個(gè)沖孔端面的損傷發(fā)生比率（稱為沖孔端面損 傷發(fā)生比率）。
[00巧]結(jié)果可知，增加間隙時(shí)，在W通常的擴(kuò)孔試驗(yàn)方法中推薦的12. 5%左右的間隙沖 孔的情況下，發(fā)生了不能確認(rèn)的剝離或翅起狀的損傷，16%的間隙為最嚴(yán)格的條件。
[0036] 因此，W下使用16%的間隙進(jìn)行調(diào)查。
[0037] 接著，研究組織對鋼板的沖孔加工性的影響W及沖孔端面的損傷的發(fā)生頻率，即 沖孔端面損傷發(fā)生比率與大角晶界處偏析的元素的種類和偏析量、W及同小角晶界與大角 晶界的比率的關(guān)系。需要說明的是，在本發(fā)明中，大角晶界被定義為相互鄰接的晶粒的晶體 取向的角度差為15° W上的晶界。另外，本發(fā)明中，小角晶界被定義為相互鄰接的晶粒的晶 體取向的角度差為5° W上且小于15°的晶界。
[0038] 將如下的鋼逐烙煉，進(jìn)行熱社，W各種熱處理?xiàng)l件制造鋼板，按質(zhì)量％計(jì)，所述鋼 逐含有 C ;0. 050 ?0. 200%、Si ;0. 01 ?1. 5%、Mn ;1. 0 ?3. 0%、B ;0. 0002 ?0. 0030%、 Ti ;0. 03?0. 20%，P被限制在0. 05%W下，S被限制在0. 005%W下，A1被限制在0. 5% W下，N 被限制在 0. 009% W下，且含有佩；0. 01 ?0. 20%、V ;0. 01 ?0. 20%、M〇 ;0. 01 ? 0. 20%中的一種或兩種W上，余量由化和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
[0039] 由該些鋼板獲取JIS Z 2201的5號(hào)試驗(yàn)片，根據(jù)JIS Z 2241評價(jià)拉伸特性。另 夕F，根據(jù)日本鋼鐵聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)JFS T 1001-1996中記載的試驗(yàn)方法進(jìn)行擴(kuò)孔試驗(yàn)，評價(jià)鋼板的 拉伸凸緣性。其中，在沖孔加工后、擴(kuò)孔試驗(yàn)前，評價(jià)沖孔端面損傷發(fā)生比率。
[0040] 接著，測定各鋼材中的5個(gè)位置W上的大角晶界的B、c、p的偏析量，求出平均值。
[0041] 在本發(fā)明的鋼板中，為了積極地利用貝氏體，除了大角晶界W外，還包括角度小于 15°的小角晶界。在小角晶界中，由于偏析元素的捕集位點(diǎn)數(shù)等的不同，與大角晶界相比， 偏析量顯示減少的傾向。然而，由于確認(rèn)了與大角晶界的偏析量有關(guān)，所W在此測定大角晶 界處的偏析量。晶體取向的角度通過分析由試樣的透射電子顯微鏡觀察獲得的菊池圖樣來 求出。
[0042] 本發(fā)明中W貝氏體為主體的組織理想地含有按截面觀察時(shí)的面積分?jǐn)?shù)計(jì)超過 50 %的貝氏體，也可W含有少于50 %的鐵素體或第二相。
[0043] 雖然是偏析元素量的測定方法，但為了嚴(yán)密地比較該種微小區(qū)域的偏析元素的分 布，適合使用H維原子探針法如下所述地求出超額量巧xcess amount)。目P，通過切斷和電 解研磨法，由測定對象的試樣的晶界部分制作針狀的試樣。需要說明的是，此時(shí)，可W與電 解研磨法組合利用聚焦離子束（focused ion beam)加工法。采用FIMW比較寬的視場觀 察包括晶界的區(qū)域和晶界角，進(jìn)行H維原子探針測定。
[0044] 在H維原子探針測定中，可W再構(gòu)筑累計(jì)的數(shù)據(jù)，W真實(shí)空間中的實(shí)際原子的分 布圖像形式求出。由于晶界位置的原子面是不連續(xù)的，因此可W將其認(rèn)作為晶界面，另外， 可W視覺觀察各種元素偏析的形態(tài)。
[0045] 接著，為了估計(jì)各元素的偏析量，從包括晶界的原子分布圖像中垂直于晶界地切 出長方體，獲得梯形圖。分別在圖1的（a)、化）示出了晶界的觀察例和梯形圖分析的一個(gè) 例子。
[0046] 根據(jù)梯形圖分析，使用W每單位晶界面積偏析的即超出固溶量的追加部分的原子 個(gè)數(shù)表示的超額量來評價(jià)各原子的偏析量。該評價(jià)參照高橋等人發(fā)表的"塗裝焼付硬化型 鋼板〇粒界偏析炭素量〇定量観察"，新日鐵技報(bào)，第381號(hào)，2004年10月，26?30頁。
[0047] 另外，晶界本來是面，但在本發(fā)明中，W如下述地評價(jià)的長度為指標(biāo)。
[0048] 將W獲得與鋼板的社制方向和板厚方向平行的截面的方式切出的試樣研 磨，進(jìn)一步電解研磨。接著，使用邸SP-0IM?巧lectron Back Scatter Diffraction 化ttern-Orientation Imaging Microscopy)法，在倍率 2000 倍、面積 40 ymX 80 ym、測定 步長0. 1 y m的測定條件下，實(shí)施邸SP測定。
[0049] EBSP-0IM?法由如下的裝置和軟件構(gòu)成，在掃描電子顯微鏡（SEM Scanning Electron Microscope)內(nèi)將電子束照射于高度傾斜的試樣上，用高靈敏度攝像機(jī)拍攝背散 射而形成的菊池圖樣，通過計(jì)算機(jī)圖像處理從而短時(shí)間內(nèi)測定照射點(diǎn)的晶體取向。
[0050] 在邸SP測定中，可W定量分析塊體試樣表面的晶體取向，分析區(qū)域是能夠用SEM 觀察的區(qū)域。經(jīng)數(shù)小時(shí)測定，將想要分析的區(qū)域映射為數(shù)萬點(diǎn)的等間隔的格柵狀，可W了解 試樣內(nèi)的晶體取向分布。
[0051] 根據(jù)測定結(jié)果，晶粒的取向差為15° W上的區(qū)域出現(xiàn)在線上，將其認(rèn)作為大角晶 界，用軟件求出大角晶界的長度。同樣地，將晶粒的取向差為5° W上且小于15°的區(qū)域認(rèn) 作為小角晶界，用軟件求出小角晶界的長度。
[0052] C和B的偏析量的合計(jì)同大角晶界的長度與小角晶界的長度的比率W及鋼材的沖 孔端面損傷發(fā)生比率的關(guān)系示于圖2。
[0053] 如圖2所示，認(rèn)識(shí)到?jīng)_孔端面損傷發(fā)生比率小的鋼板的大角晶界處C和B的偏析 多。
[0054] 在本發(fā)明的鋼板中，通過使Ti、Nb、V、Mo的碳化物在晶粒中部分分散析出，在晶粒 內(nèi)確保固溶C，使Ti、Nb、V的氮化物析出而抑制BN的析出，在晶粒內(nèi)殘留固溶B，從而可W 將晶界處的C和B的偏析量的合計(jì)控制在適當(dāng)?shù)姆秶?。由此，可W將鋼板沖孔時(shí)的端面的 耐損傷性維持良好。
[00巧]作為如此使鋼板的端面耐損傷性提高的理由，認(rèn)為是由于偏析的C和B使晶界強(qiáng) 化，沖孔加工時(shí)晶界處的龜裂的進(jìn)展被抑制。
[0056] 另一方面，即使C和B大量地偏析在大角晶界，大角晶界的長度與小角晶界的長度 的比率小時(shí)，鋼板沖孔時(shí)的端面的耐損傷性也劣化。認(rèn)為其理由與大角晶界的長度的比率 降低時(shí)貝氏體組織的單位相對地變大、塊體晶界趨向于減少、初性劣化有關(guān)。另外，在大角 晶界的長度的比率非常大的區(qū)域中，沖孔端面損傷的發(fā)生比率被壓低，但由于形成W鐵素 體為主體的組織，因此強(qiáng)度降低。
[0057] 另外，圖3中示出了 P的偏析量與沖孔端面損傷發(fā)生比率的關(guān)系。如圖3所示，可 知將晶界處的C和B的偏析量設(shè)定為一定W上，有意地添加 P，使P的偏析量增加時(shí)，沖孔損 傷發(fā)生比率增加。
[005引從W上的結(jié)果可W判斷，熱社后的冷卻中，碳化物和BN過度析出時(shí)，固溶C和固溶 B減低，在晶界偏析的C和B變少，沖孔端面發(fā)生損傷。因此，對于使比通常的鋼材更多的C 和B在大角晶界析出而提高沖孔加工性的方法進(jìn)行了進(jìn)一步的研究。
[0059] 結(jié)果發(fā)現(xiàn)，抑制碳化物和BN在晶粒內(nèi)析出時(shí)，沖孔端面的損傷被抑制。另一方面， 還發(fā)現(xiàn)了不同于C和B、在晶界偏析時(shí)使晶界強(qiáng)化量降低的元素。
[0060] W下說明權(quán)利要求中規(guī)定的本發(fā)明的細(xì)節(jié)。
[006。（偏析量）
[0062] 如果在最嚴(yán)格條件的間隙下沖孔端面損傷發(fā)生比率在0. 3 W內(nèi)，則是作為實(shí)用鋼 可允許的范圍。在本發(fā)明的研究中，雖然16%的間隙是最嚴(yán)格的條件，但其根據(jù)鋼板的材 質(zhì)、工具而變化，因此需要使間隙在12. 5?25%之間變化，進(jìn)行沖孔加工，確認(rèn)端面的性 狀，從而確認(rèn)最嚴(yán)格的間隙的條件。為了使最嚴(yán)格的間隙條件下進(jìn)行鋼板的沖孔加工時(shí)的 端面損傷在0. 3 W內(nèi)，需要如下地使晶界的晶界偏析元素量適當(dāng)化。
[006引如圖2所示，如果大角晶界的C的偏析量和B的偏析量合計(jì)為4原子/nm2 W上， 則可W使最嚴(yán)格的間隙條件下進(jìn)行鋼板的沖孔加工時(shí)的沖孔加工端面損傷發(fā)生比率在0. 3 W內(nèi)。C的偏析量和B的偏析量合計(jì)低于4原子/nm2時(shí)，晶界強(qiáng)化量不足，沖孔端面損傷的 發(fā)生變得顯著。
[0064] 另一方面，晶界的C的偏析量和B的偏析量的合計(jì)優(yōu)選沒有上限，但認(rèn)為在本發(fā)明 的鋼板中，實(shí)質(zhì)上能夠偏析的量的上限為20原子/nm 2左右。晶界的C的偏析量和B的偏 析量的合計(jì)的更優(yōu)選的范圍是基本上不會(huì)發(fā)生沖孔端面損傷的6?15原子/nm 2。
[0065] 此外，為了防止偏析的C此后因 W滲碳體等碳化物形式析出而使C的晶界偏析量 降低，通過熱社后的冷卻，在達(dá)成規(guī)定的偏析后迅速冷卻到20(TCW下，從而可W使C的偏 析量和B的偏析量合計(jì)為4?20原子/nm2。
[0066] 另一方面，關(guān)于P，偏析量優(yōu)選較少。認(rèn)為其理由是P具有使晶界脆化的效果。另 外是因?yàn)椋琍的偏析量增加時(shí)，助長沖孔加工時(shí)的龜裂的進(jìn)展，提高損傷的發(fā)生率。另外，由 于P占據(jù)偏析位點(diǎn)，因此還可能有使C、B的偏析量降低的效果。P的偏析量優(yōu)選為1原子/ nm2 W下。為了使P的偏析量為1原子/nm2 W下，將P的含量限制在0. 02% W下即可。
[0067] (大角晶界與小角晶界的長度比率）
[006引如圖2所示，如果C的偏析量和B的偏析量合計(jì)為4?20原子/皿2,此外大角晶 界的長度與小角晶界的長度的比率為1 W上且4 W下，則能夠使最嚴(yán)格的間隙的條件下進(jìn) 行鋼板的沖孔加工時(shí)的沖孔端面損傷發(fā)生比率在0.3 W內(nèi)。認(rèn)為與大角晶界的長度與小角 晶界的長度的比率小于1時(shí)貝氏體的塊體粒徑趨向于變大、初性劣化有關(guān)，沖孔端面損傷 發(fā)生比率增加。另外，大角晶界與小角晶界的長度比率大于4時(shí)，雖然將沖孔端面損傷發(fā) 生比率壓低，但由于形成W鐵素體為主體的組織，因此強(qiáng)度降低，無法滿足拉伸強(qiáng)度850MPa W上的本發(fā)明的鋼板。
[006引（成分）
[0070] 在本發(fā)明中，作為鋼板組織，為了具有上述晶界偏析量和大角晶界與小角晶界的 長度比率、使鋼板的伸長率為15% W上、擴(kuò)孔率為25% W上、拉伸強(qiáng)度為850MPa W上、在最 嚴(yán)格的間隙的條件下進(jìn)行鋼板的沖孔加工時(shí)的沖孔端面損傷發(fā)生比率為0. 3 W內(nèi)，優(yōu)選如 W下所述地規(guī)定鋼板的成分組成。其中，W下所示的"％ "是指"質(zhì)量％ "，除非另有規(guī)定。
[0071] 另外，雖然采用W下說明的基本成分就可W充分發(fā)揮本發(fā)明的目標(biāo)效果，但在不 妨礙本發(fā)明目標(biāo)的上述鋼板特性的范圍內(nèi)，容許含有其他成分。例如，可W含有低于0.2% 的化、低于0. 15%的化。
[0072] C;C是有助于提高強(qiáng)度的元素，為了獲得本發(fā)明的W貝氏體為主體的組織并充分 確保晶界處的C偏析量，需要含有0. 050% W上。另一方面，C含量超過0. 200%時(shí)，W滲碳 體的生成、珠光體、馬氏體等相變組織的形成被促進(jìn)而為所需W上，伸長率、擴(kuò)孔性降低。因 此，C含量設(shè)定為0. 050?0. 200 %。
[0073] B ;B是本發(fā)明中的重要元素，在晶界的C偏析不足時(shí)，通過B的偏析，可防止沖孔 端面的損傷。為了獲得該效果，需要含有0.0002% W上B。另一方面，含有超過0.0030% B 時(shí)，導(dǎo)致延性等加工性的降低。因此，B的含量設(shè)定為0. 0002?0. 0030%。
[0074] Si ;Si作為固溶強(qiáng)化元素對于提高強(qiáng)度是有效的，為了獲得效果，需要含有 0. 01% W上。另一方面，Si含量超過1.5%時(shí)，加工性劣化。因此，Si含量設(shè)定為0.01? 1.5%的范圍。
[00巧]Mn ;Mn對于脫氧、脫硫是必要的，另外作為固溶強(qiáng)化元素也是有效的。另外，為了 使奧氏體穩(wěn)定化，容易獲得貝氏體組織，需要將Mn含量設(shè)定為1. 0% W上。另一方面，Mn含 量超過3. 0%時(shí)，容易發(fā)生偏析，使加工性劣化。因此，Mn含量需要設(shè)定為1. 0?3. 0%。
[0076] Ti ;Ti是讓碳化物和氮化物在鐵素體、貝氏體晶粒內(nèi)析出，通過析出強(qiáng)化而使鋼 板的強(qiáng)度升高的元素。為了充分生成碳化物和氮化物，將Ti的含量設(shè)定為0.03%W上。另 一方面，Ti的含量超過0. 20%時(shí)，碳化物和氮化物有可能粗大化。因此，將Ti含量設(shè)定為 0. 03 ?0. 20%。
[0077] P;P是雜質(zhì)，P含量需要限制在0.05%W下。另外，為了抑制P在晶界偏析，防止 晶界開裂，優(yōu)選限制在0. 02 % W下。
[0078] 此外，在本發(fā)明中，為了鋼板的高強(qiáng)度化，作為晶粒內(nèi)的碳化物析出元素，可含有 V、Nb、Mo中的一種或兩種W上。另外，為了促進(jìn)B的晶界偏析，優(yōu)選含有屬于氮化物析出元 素的V、Nb中的一種或兩種，從而抑制BN的析出。
[007引 V、Nb ;V、Nb是在鐵素體、貝氏體晶粒內(nèi)析出碳化物和氮化物，通過析出強(qiáng)化而使 鋼板的強(qiáng)度升高的元素。為了充分地生成碳化物和氮化物，優(yōu)選將V、Nb的含量各自設(shè)定為 0. 01% W上。另一方面，V、Nb各自的含量超過0.20%時(shí)，碳化物和氮化物有時(shí)粗大化。因 此，優(yōu)選將V、Nb的含量各自設(shè)定為0. 01?0. 20 %。
[0080] Mo ;Mo是碳化物形成元素，為了在晶粒內(nèi)析出碳化物，有助于析出強(qiáng)化而含有。為 了充分生成碳化物，優(yōu)選含有0.01% W上的Mo。另一方面，Mo的添加量超過0.20%時(shí)，有 時(shí)生成粗大的碳化物。因此，優(yōu)選將Mo的含量設(shè)定為0. 01?0. 20%。
[0081] 進(jìn)一步，優(yōu)選如下地限制N、S和A1的含量的上限。
[0082] N ;N形成氮化物，使鋼板的加工性降低，因此優(yōu)選將含量限制在0. 009% W下。
[008引 S ;S作為MnS等夾雜物，使拉伸凸緣性劣化，此外在熱社時(shí)引起開裂，因此優(yōu)選極 力降低。尤其，為了防止熱社時(shí)開裂，使加工性變得良化優(yōu)選將s含量限制在0. 005 % w 下。
[0084] A1 ;A1由于形成氮化物等析出物而損害鋼板的加工性，因此優(yōu)選限制在0.5% W 下。另外，為了鋼水脫氧，優(yōu)選添加0.002% W上。
[0085] 另外，在本發(fā)明中，除了上述基本成分W外，為了提高鋼板的強(qiáng)度，可朗乘加作為 固溶強(qiáng)化元素的W。
[008引（制造條件）
[0087] 按照常法將具有上述成分組成的鋼烙煉、鑄造，將所得鋼逐熱社。從生產(chǎn)率的觀點(diǎn) 考慮，鋼逐優(yōu)選用連鑄設(shè)備來制造。熱社的加熱溫度為了使碳化物形成元素和碳在鋼材中 充分地分解烙解而設(shè)定為120(TCW上。將加熱溫度設(shè)定為過高溫度在經(jīng)濟(jì)上是不優(yōu)選的， 因此加熱溫度的上限優(yōu)選設(shè)定為130(TCW下。鑄造后，可W將鋼逐冷卻，于120(TC W上的 溫度開始社制。對冷卻至120(TCW下的鋼逐進(jìn)行加熱時(shí)，優(yōu)選進(jìn)行1小時(shí)W上的保持。
[0088] 為了抑制粗大的碳化物的生成，熱社中的精社的結(jié)束溫度需要為91(TCW上。為了 獲得本發(fā)明的效果，對于精社的結(jié)束溫度的上限不需要特別規(guī)定，但由于在操作中有可能 發(fā)生氧化皮瑕疵，優(yōu)選設(shè)定為lOOOCW下。
[0089] 其中，在精社中，為了將奧氏體的晶體粒徑微細(xì)化，優(yōu)選使由最終社機(jī)數(shù)起的3臺(tái) 社機(jī)的壓下率合計(jì)為60% W上。壓下率優(yōu)選盡可能高，但從生產(chǎn)性、設(shè)備負(fù)荷的觀點(diǎn)出發(fā)， 95 %為實(shí)質(zhì)性上限。
[0090] 熱社結(jié)束后，優(yōu)選進(jìn)行0. 5?7砂的空冷。該是因?yàn)椋捎诟菀撰@得本發(fā)明的W 貝氏體為主體的組織，促進(jìn)奧氏體的再結(jié)晶。低于0.5砂時(shí)，有可能因由未再結(jié)晶奧氏體晶 粒發(fā)生相變而導(dǎo)致冷卻中容易生成鐵素體。超過7砂時(shí)，奧氏體中的TiC析出進(jìn)行，貝氏體、 鐵素體中的有效析出有可能變少。
[0091] 接著，為了極力抑制奧氏體域中的粗大碳化物的析出、鐵素體相變、珠光體相變， 需要將一次冷卻的冷卻速度設(shè)定為4(TC /s W上，將一次冷卻的結(jié)束溫度設(shè)定為55(TC W下 且 450°CW上。
[0092] -次冷卻的冷卻速度低于4(TC /s時(shí)，冷卻途中可能有粗大的碳化物析出、在晶界 偏析的C減少、沖孔端面的損傷增加。一次冷卻的冷卻速度的上限沒有特別限定，從冷卻設(shè) 備的能力來看，30(TC/s W下為適當(dāng)?shù)睦鋮s速度。另外，一次冷卻的結(jié)束溫度超過55CTC時(shí)， 高溫下生成貝氏體，大角晶界的長度的比率降低，此外超過60(TC時(shí)，鐵素體相變被促進(jìn)而 強(qiáng)度降低，或者由于生成珠光體而使擴(kuò)孔率降低。另一方面，低于45CTC時(shí)，馬氏體大量生 成，擴(kuò)孔率降低。
[0093] 接著，為了實(shí)現(xiàn)貝氏體相變，需要于一次冷卻的停止溫度W下且45CTC W上的溫度 保持或空冷7. 5砂W上的時(shí)間。少于7. 5砂時(shí)，貝氏體相變不充分，此后的冷卻導(dǎo)致馬氏體 大量生成，加工性劣化。優(yōu)選為10砂W上，更優(yōu)選為15砂W上。從生產(chǎn)率的觀點(diǎn)出發(fā)，空 冷是優(yōu)選的，其上限為30砂。
[0094] 接著，W 15C /s W上二次冷卻到20(TC W下的溫度。其理由是因?yàn)?，若在貝氏體 相變之后在高于20(TC的溫度下保持，滲碳體等碳化物析出而使本應(yīng)偏析的C不足，難W獲 得本發(fā)明的C的晶界偏析量。二次冷卻的冷卻速度的上限沒有特別限定，從冷卻設(shè)備的能 力來看，20(TC/s W下為適當(dāng)?shù)睦鋮s速度。通過冷卻到20(TCW下且室溫W上、進(jìn)行卷取，不 容易引起滲碳體等的析出，貝氏體的大角晶界處偏析的c被保持。更優(yōu)選在locrc w上卷 取，從而可W使晶粒內(nèi)的固溶C移動(dòng)到更穩(wěn)定的晶界、使偏析量增加。
[009引 實(shí)施例
[0096] -同說明本發(fā)明的實(shí)施例W及比較例。
[0097] 將具有表1所示的成分組成（余量為化和不可避免的雜質(zhì)）的材料各自烙解。表 的成分值為化學(xué)分析值，單位為質(zhì)量％。表1的表示不有意添加。
[0098] [表 1]
[0099]

【權(quán)利要求】
1. 一種高強(qiáng)度熱軋鋼板，按質(zhì)量％計(jì)，其含有c :0. 050?0.200%、Si :0.01?1.5%、 Mn :1. 0 ?3. 0%、B :0? 0002 ?0? 0030%、Ti :0? 03 ?0? 20%，P 被限制在 0? 05% 以下，S 被 限制在0. 005%以下，A1被限制在0. 5%以下，N被限制在0. 009%以下，且含有Nb :0. 01? 0. 20%、V:0. 01?0. 20%、M〇 :0. 01?0. 20%中的一種或兩種以上，余量由Fe和不可避免 的雜質(zhì)構(gòu)成， 晶體取向角5°以上且小于15°的界面即小角晶界的長度與晶體取向角15°以上的 界面即大角晶界的長度的比率為1:1?1:4,所述大角晶界處的C的偏析量和B的偏析量合 計(jì)為4?20原子/nm2,拉伸強(qiáng)度為850MPa以上，擴(kuò)孔率為25%以上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度熱軋鋼板，其中，按質(zhì)量％計(jì)，P被限制在0.02%以下， 所述大角晶界處的P的偏析量為1原子/nm2以下。
3. -種高強(qiáng)度熱軋鋼板的制造方法，該方法將鋼坯加熱至1200°C以上，于910°C以上 的溫度結(jié)束精軋，在所述精軋結(jié)束后進(jìn)行〇. 5?7秒的空冷，以40°C /s以上的冷卻速度一 次冷卻到550?450°C，于所述一次冷卻的停止溫度以下且450°C以上的溫度保持或空冷 7. 5?30秒鐘，接著以15°C /s以上的冷卻速度二次冷卻到200°C以下，進(jìn)行卷取； 按質(zhì)量％計(jì)，所述鋼坯含有C :0? 050?0? 200%、Si :0? 01?1. 5%、Mn :1. 0?3. 0%、 B :0? 0002 ?0? 0030%、Ti :0? 03 ?0? 20%，P 被限制在 0? 05% 以下，S 被限制在 0? 005% 以 下，A1被限制在0. 5%以下，N被限制在0. 009%以下，且含有Nb :0. 01?0. 20%、V :0. 01? 0. 20%、M〇 :0. 01?0. 20%中的一種或兩種以上，余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高強(qiáng)度熱軋鋼板的制造方法，其中，按質(zhì)量％計(jì)，所述鋼坯的 P被限制在0.02%以下。
【文檔編號(hào)】C22C38/00GK104395490SQ201380032774
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2013年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月26日
【發(fā)明者】小林由起子, 櫻田榮作, 林邦夫 申請人:新日鐵住金株式會(huì)社