高強度熱軋鋼板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高強度熱乳鋼板及其制造方法，該高強度熱乳鋼板為在汽車用構(gòu)件等 用途中有用的熱乳鋼板，從板寬方向的中央部至端部具有740MPa以上的屈服強度（YS)，在 板面內(nèi)穩(wěn)定地顯現(xiàn)所期望的強度。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，從保護地球環(huán)境的觀點出發(fā)，為了削減C02排放量，在整個汽車業(yè)界都以 改善汽車的燃料效率作為目標(biāo)。為了改善汽車的燃料效率，最有效的是利用使用構(gòu)件（汽 車部件用原材）的薄壁化的汽車車身的輕量化。另外，為了確保碰撞時的乘務(wù)人員的安全， 還要求強化汽車車身、提高汽車車身的碰撞安全性。從這樣的觀點出發(fā)，作為汽車部件用原 材，開始使用能夠兼顧輕量化和安全性的高強度熱乳鋼板，其使用量正在逐年增加。
[0003] 在使用這樣的高強度熱乳鋼板來制造汽車部件的情況下，根據(jù)部件，將卷狀的高 強度熱乳鋼板（熱乳卷）沿其長度方向?qū)嵤┛v切加工而制成一定寬度的帶鋼，對該帶鋼實 施沖壓加工而成形為預(yù)定的形狀，由此進行制造。在此，如果在作為部件原材的熱乳卷的寬 度方向上存在強度變動，則會導(dǎo)致縱切得到的帶鋼中的一部分帶鋼未達到所需要的強度、 或者在帶鋼的沖壓加工時產(chǎn)生裂紋等各種故障。另外，熱乳卷的寬度方向（板寬方向）的 強度變動存在隨著鋼板的高強度化而增大的傾向。
[0004] 因此，特別是對于在縱切為帶鋼的狀態(tài)下使用的高強度熱乳鋼板，對板面內(nèi)的強 度均勻性優(yōu)良的鋼板的要求提高。
[0005] 迄今為止，對于鋼板的高強度化和提高板面內(nèi)的強度均勻性的技術(shù)進行了各種研 究。
[0006] 關(guān)于以高強度化為目的的鋼板制造技術(shù)，例如，在引用文獻1中提出了 一種高張力熱乳鋼板，其中，使鋼板組成為如下組成：以質(zhì)量％計以滿足⑴式 (Ti 彡 0· 08+(N/14X48+S/32X48))和⑵式（0· 8 彡（Ti/48+V/5lV(C/12)彡 1. 2)的方 式含有C :0· 07以上且0· 13%以下、Si :0· 3%以下、Μη :0· 5%以上且2. 0%以下、P :0· 025% 以下、S :0· 005% 以下、Ν :0· 0060% 以下、Α1 :0· 06% 以下、Ti :0· 08% 以上且 0· 14% 以下、 V:0. 15%以上且0.30%以下；使鋼板組織為如下組織：鐵素體相的面積率為97%以上，在 該鐵素體相內(nèi)分散析出平均粒徑小于l〇nm的Ti-V系微細碳化物，該微細碳化物相對于組 織整體的體積率為0. 007以上。
[0007] 而且，根據(jù)專利文獻1提出的技術(shù)，通過使鋼板組織實質(zhì)上為鐵素體單相組織 并且在鐵素體相內(nèi)分散析出平均粒徑小于l〇nm的Ti-ν系微細碳化物，能夠得到拉伸 強度為980MPa以上且加工性優(yōu)良的高張力熱乳鋼板。另外，根據(jù)專利文獻1提出的技 術(shù)，通過使鋼板組成為滿足上述⑴式（Ti彡0. 08+(N/14X48+S/32X48))和⑵式 (0. (Ti/48+V/5lV(C/12) < 1. 2)的組成且對熱乳鋼板制造時的卷取溫度進行優(yōu)化，能 夠使Ti-V系微細碳化物穩(wěn)定地析出，在碳化物的析出量容易不足的熱乳鋼板寬度方向端 部也可充分析出Ti-V系微細碳化物，從而得到所期望的強度。
[0008] 關(guān)于同樣以高強度化為目的的鋼板制造技術(shù)，在專利文獻2中提出了一種高強度 熱乳鋼板，其中，使鋼板組成為如下組成：以重量％計含有C :0. 02~0. 10%、Si彡2. 0%、 Μη :0· 5 ~2. 0 %、P 彡 0· 08 %、S 彡 0· 006 %、N 彡 0· 005 %、A1 :0· 01 ~0· 1 %，并且含有 0.06~0.3%且滿足0.50〈(11-3.43+1.53)/4(：的量的11;使鋼板組織為如下組織：低溫相 變產(chǎn)物和珠光體的面積比率為15%以下，且在多邊形鐵素體中分散有TiC。而且，根據(jù)專利 文獻2提出的技術(shù)，通過如上所述對組成和組織進行規(guī)定，能夠得到具有優(yōu)良的延伸凸緣 性并且拉伸強度（TS)為70kgf/mm2(686MPa)以上的高強度熱乳鋼板。
[0009] 另一方面，關(guān)于提高鋼板的材質(zhì)穩(wěn)定性的技術(shù)，例如，在專利文獻3中提出了一種 技術(shù)，其中，通過在預(yù)定的條件下對鋼板坯實施熱乳、冷乳、退火和表面光乳來制造高強度 薄鋼板，所述鋼板坯具有如下組成：以質(zhì)量％計含有C :0. 05~0. 15%、Si :0. 06~0. 7%、 Μη :1· 0 ~2. 5%、P :0· 01 ~0· 05%、S :0· 0050% 以下、A1 :0· 01 ~0· 10%、N :0· 005% 以 下、Nb :0· 01 ~0· 10%、Ta :0· 001 ~0· 010%，進一步含有 V :0· 10% 以下、Ti :0· 100% 以下 中的一種以上。而且，根據(jù)專利文獻3提出的技術(shù)，通過同時添加 Nb和Ta，能夠析出穩(wěn)定的 析出物，通過使用同時添加有Nb和Ta的鋼板坯并對熱乳中的精乳后的冷卻條件和卷取溫 度以及退火條件進行控制，能夠得到材質(zhì)穩(wěn)定性優(yōu)良的高強度薄鋼板。
[0010] 另外，在專利文獻4中提出了一種熱乳鋼板，其含有C :0. 1 %以下、Mo :0. 05~ 0. 6%、Ti :0.02~0. 10%，實質(zhì)上在鐵素體組織中微細分散有在以原子比計滿足Ti/ Mo多0. 1的范圍內(nèi)含有Ti和Mo的碳化物。而且，根據(jù)專利文獻4提出的技術(shù)，通過利用具 有上述Ti/Mo原子比的微細析出物對鐵素體組織進行強化，材質(zhì)變動減小，卷寬度方向的 強度均勻，能夠得到材質(zhì)均勻性優(yōu)良的鋼板。
[0011] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0012] 專利文獻
[0013] 專利文獻1 :日本特開2011-225980號公報
[0014] 專利文獻2 :日本特開平6-200351號公報
[0015] 專利文獻3 :日本特開2011-202244號公報
[0016] 專利文獻4 :日本特開2002-322541號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 發(fā)明所要解決的問題
[0018] 但是，在專利文獻1提出的技術(shù)中，大量含有使碳化物的穩(wěn)定性變差的V，而且未 考慮碳化物的熱穩(wěn)定性。因此，在制造熱乳鋼板時，存在如下問題：在卷的卷取后，在冷卻速 度慢的板寬方向中央部，碳化物粗大化，強度容易降低，容易產(chǎn)生強度的偏差。需要說明的 是，在專利文獻1中，關(guān)于材質(zhì)穩(wěn)定性，提到了如下內(nèi)容：由于在熱乳鋼板制造時的卷取工 序中卷的寬度方向端部成為過冷卻狀態(tài)，因此，在板寬方向端部，存在微細碳化物不會充分 析出的傾向。但是，在專利文獻1提出的技術(shù)中，對碳化物的析出行為、粗大化的考慮不充 分，因此，存在強度均勻性對卷取溫度的敏感性升高的問題。
[0019] 在專利文獻2提出的技術(shù)中，如其實施例所示，得到了 740MPa(75. 5kgf/mm2)以上 的屈服強度的鋼板的Si含量超過0. 5%，這種Si含量高的鋼板難以得到良好的表面性狀。 另外，在專利文獻2提出的技術(shù)中，雖然通過TiC的析出強化實現(xiàn)了鋼板的高強度化，但并 未考慮到碳化物的熱穩(wěn)定性和析出行為。因此，專利文獻2記載的技術(shù)中，難以制造具有良 好的強度均勻性的熱乳鋼板。
[0020] 在專利文獻3提出的技術(shù)中，得到了卷長度方向的強度均勻性優(yōu)良的鋼板，但未 公開關(guān)于板寬方向的強度均勻性的見解。而且，在專利文獻3提出的技術(shù)中，也未考慮到有 助于鋼板的高強度化的析出物的析出行為與粗大化的關(guān)系，因此，難以在板寬方向的端部 與中央部使強度保持穩(wěn)定。另外，專利文獻3提出的技術(shù)中，無法得到具有740MPa以上的 屈服強度YS的鋼板。
[0021] 在專利文獻4提出的技術(shù)中，通過使基體實質(zhì)上為鐵素體組織且在鐵素體組織中 微細分散含有Ti和Mo的碳化物，實現(xiàn)了熱乳鋼板的高強度化。但是，Mo具有抑制奧氏體/ 鐵素體相變的進行的作用。因此，在如專利文獻4提出的技術(shù)那樣使用以Mo作為必要添加 元素的鋼來制造熱乳鋼板的情況下，在卷取后的冷卻速度快的板寬方向端部，奧氏體/鐵 素體相變不會充分進行，形成貝氏體相變這樣的低溫相變相。結(jié)果，在專利文獻4記載的技 術(shù)中，有時無法在卷面內(nèi)（板面內(nèi)）得到穩(wěn)定的組織、強度。
[0022] 如上所述，現(xiàn)有技術(shù)中，在屈服強度為740MPa以上的高強度鋼板中，難以在板面 內(nèi)得到良好的強度均勻性。
[0023] 本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供具有740MPa以上的屈服強度 且在板面內(nèi)的強度均勻性也優(yōu)良的高強度熱乳鋼板及其制造方法。
[0024] 用于解決問題的方法
[0025] 為了解決上述問題，本發(fā)明人對于給熱乳鋼板的強度和強度均勻性帶來影響的各 種因素進行了深入研究。
[0026] -般已知，熱乳鋼板的板寬方向上的強度偏差的主要原因是在熱乳鋼板制造時的 各工序中的鋼板（或鋼原材）的寬度方向端部的溫度降低。特別是在熱乳結(jié)束后的冷卻工 序中，鋼板的板寬方向端部被過冷卻，該過冷卻在端部導(dǎo)致顯著的溫度降低，因此，成為板 寬方向的強度偏差的重要原因。
[0027] 因此，本發(fā)明人首先對減小在熱乳結(jié)束后的冷卻工序中產(chǎn)生的板寬方向端部的溫 度降低給強度偏差帶來的影響的技術(shù)進行了研究。
[0028] 作為提高鋼板強度的方法，想到了使熱乳鋼板的母相組織為貝氏體、馬氏體這樣 的低溫相變相的方法。但是，為了制造使熱乳鋼板的母相組織為低溫相變相的熱乳鋼板，需 要將卷取溫度設(shè)定為低于600°C。因此，難以緩和在熱乳結(jié)束后的冷卻工序中產(chǎn)生的板寬方 向端部的溫度降低給強度偏差帶來的影響。另外，在使熱乳鋼板的母相組織為低溫相變相 的情況下，還擔(dān)心鋼板的延展性等劣化，給加工性帶來不利影響。因此，本發(fā)明人著眼于通 過使熱乳鋼板的母相組織為鐵素體單一組織且在鐵素體相內(nèi)微細分散碳化物來實現(xiàn)鋼板 的高強度化的技術(shù)。
[0029] 鐵素體相原本為軟質(zhì)的金屬組織，但通過在鐵素體中析出微細碳化物，能夠在不 伴有延展性等的劣化的情況下實現(xiàn)鋼板的高強度化。因此，通過使熱乳鋼板的母相組織實 質(zhì)上為鐵素體單一組織且在鐵素體相內(nèi)微細析出碳化物，能夠在維持加工性的同時使鋼板 高強度化。
[0030] 但是，即使在這樣的情況下，依然難以抑制由板寬方向端部的溫度降低引起的強 度的偏差。其理由在于，有助于熱乳鋼板的高強度化的微細碳化物的析出量、大?。剑?取決于熱乳結(jié)束后的冷卻工序的冷卻停止溫度和卷取溫度以及卷取后的冷卻速度。
[0031] 具有在鐵素體相內(nèi)析出有碳化物的組織的熱乳鋼板通常通過如下方法得到：為了 將析出于鋼原材中的粗大的碳化物溶解，將鋼原材加熱至γ區(qū)域后，實施熱乳，在熱乳結(jié) 束后的冷卻工序或卷取工序中，使碳化物隨著γ - α相變而析出。在此，在熱乳結(jié)束后的 冷卻工序中，在高溫區(qū)域產(chǎn)生γ - α相變、即在高溫區(qū)域生成碳化物時，在之后的冷卻、卷 取工序中碳化物會發(fā)生粗大化。因此，在使用現(xiàn)有鋼作為熱乳鋼板的原材的情況下，從實現(xiàn) 碳化物的微細化的觀點出發(fā)，優(yōu)選以在熱乳結(jié)束后在約620°C以下的低溫區(qū)域產(chǎn)生γ - α相變的方式對制造條件進行優(yōu)化。另一方面，例如，在低于約560°c的低溫區(qū)域，合金元素難 以擴散，因此碳化物無法充分析出。
[0032] 基于上述理由，為了使有助于鋼板的高強度化的微細碳化物在鐵素體相內(nèi)充分析 出，優(yōu)選在熱乳結(jié)束后的冷卻、卷取工序中，將冷卻停止溫度和卷取溫度控制為預(yù)定的溫度 范圍（約560°C~約620°C )，使得在卷取的同時產(chǎn)生γ - α相變。
[0033] 但是，基于熱乳結(jié)束后的冷卻工序中的冷卻水的側(cè)流所帶來的二次冷卻效果、卷 取工序之后的自然冷卻效果，在板寬方向的端部，有溫度比板寬方