CN104080938B - 发电机轮毂用热轧钢板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种发电机轮毂用热轧钢板，其具有以面积率计含有95％以上的铁素体相且在该铁素体相的晶粒内析出有平均粒径小于10nm的含有Ti和V的析出物的组织，铁素体相的平均结晶粒径处于2μm以上且小于10μm的范围内，具有轧制方向的屈服强度YS为700MPa以上的强度和磁通密度B50为1.5T以上以及磁通密度B100为1.6T以上的电磁特性。

Description

发电机轮毂用热轧钢板及其制造方法
技术领域
本发明涉及屈服强度YS为700MPa以上的热轧钢板及其制造方法，特别是涉及适合用作水力发电等的发电机轮毂(リム)的、磁特性(magneticproperties)优良的热轧钢板及其制造方法。
背景技术
近年来，从保护地球环境的观点出发，地球的温室化被视为问题，期望通过提高汽车的燃料效率等方法来减少二氧化碳CO2的排出量。从这样的抑制地球温室化的观点出发，最近作为清洁能源的水力发电机重新被认识。水力发电机等发电机具备转子和定子，转子由发挥铁芯作用的磁极铁芯和支撑该磁极铁芯的轮毂构成。为了获得发电容量，需要使转子高速旋转。因此，对于轮毂而言，为了承受高速旋转的离心力而要求保持高强度，主要使用屈服强度为550MPa级的热轧钢板。但是，最近变得要求使用屈服强度为700MPa级以上的高强度热轧钢板。另外，对于轮毂用钢板而言，同时还要求保持优良的磁特性。
对于上述要求，例如在专利文献1中记载了一种热轧钢板，以重量％计，其含有C：0.02％以上且0.10％以下、Si：2.0％以下、Mn：0.5％以上且2.0％以下、P：0.08％以下、S：0.006％以下、N：0.005％以下、Al：0.01％以上且0.1％以下，含有Ti：0.06％以上且0.3％以下并且满足0.50<(Ti-3.43N-1.5S)/4C的量的Ti，具有低温相变产物和珠光体的面积比例为15％以下且在多边形铁素体中分散有TiC的组织(microstructure)。专利文献1所记载的技术在热轧钢板中可以含有Nb、Mo、V、Zr、Cr、Ni、Ca等中的一种以上。专利文献1所记载的技术中，对于磁特性没有进行研究，但能够得到拉伸强度TS为70kgf/mm2(690MPa)以上的高强度的、延伸凸缘性显著提高的热轧钢板。但是，在专利文献1所记载的技术中，为了确保所期望的高强度而需要含有大量Ti。因此，容易生成无助于高强度化的大于30nm的粗大Ti碳化物。另外，固溶Ti的量增多。另外，容易生成位错密度高的贝氏体铁素体，磁特性容易下降。
另外，在专利文献2中，记载了具有高磁通密度的高张力热轧钢板的制造方法。专利文献2所记载的技术是一种高张力热轧钢板的制造方法，该方法将钢坯加热至1200℃以上，实施使热轧终轧温度在Ar3相变点以上且950℃以下的范围内的热轧，然后使冷却速度在30℃/s以上且小于70℃/s的范围内进行冷却，在500℃以下进行卷取，其中，所述钢坯以重量％计含有C：0.05％以上且0.15％以下、Si：0.50％以下、Mn：0.70％以上且2.00％以下、P：0.020％以下、S：0.010％以下、sol.Al：0.010％以上且0.10％以下、N：0.0050％以下、Ti：0.10％以上且0.30％以下、B：0.0015％以上且0.005％以下。由专利文献2所记载的技术能够得到屈服强度YS为80kg/mm2(785MPa)以上、拉伸强度TS为100kg/mm2(980MPa)以上、且磁通密度B100为1.77T以上的具有高磁通密度的高张力热轧钢板。但是，对于专利文献2所记载的技术而言，为了改善淬透性而必须含有B，而且在热轧后进行骤冷。因此，容易生成贝氏体相，导致磁特性下降，作为旋转机械铁芯而磁特性不足。
另外，在专利文献3中记载了一种具有高磁通密度的高张力热轧钢板的制造方法。专利文献3所记载的技术是一种高张力热轧钢板的制造方法，该方法将钢坯加热至1200℃以上，在处于Ar3相变点以上且900℃以下的范围内的终轧温度下进行热轧，在500℃以上且650℃以下的温度范围进行卷取，其中，所述钢坯以重量％计含有C：0.02％以上且0.06％以下、Si：0.10％以下、Mn：0.3％以上且1.2％以下、S：0.02％以下、Al：0.10％以下、N：0.01％以下、Ti：0.05％以上且0.30％以下。由专利文献3所记载的技术能够得到具有50kg/mm2(490MPa)的拉伸强度TS、具有磁通密度B100为1.8T以上的高磁通密度的高张力热轧钢板。专利文献3所记载的技术将Si的含量降低至0.10％以下，通过Ti碳化物所带来的析出强化来确保所期望的高强度。但是，对于专利文献3所记载的技术而言，由于含有大量Ti，因而容易生成位错密度高的贝氏体铁素体，磁特性下降，难以确保用作旋转机械铁芯的充分的磁特性。
另外，在专利文献4中记载了一种具有590MPa级以上的强度的旋转机械铁芯用热轧钢板，以重量％计，其含有C：0.10％以下、Si：0.5％以下、Mn：0.2％以上且2％以下、P：0.06％以下、S：0.01％以下、Al：0.1％以下、N：0.006％以下、Ti：0.02％以上且0.2％以下，还含有Mo：0.7％以下(其中除去0.2％以下的范围)和W：0.15％以下中的至少一者，在体积分数为95％以上的铁素体组织中分散有包含Ti和Mo以及W中的至少一者的小于10nm的碳化物。根据专利文献4所记载的技术，能够得到具有优良的加工性同时还具备优良的磁特性的、用作旋转机械铁芯具有充分的特性的高强度热轧钢板。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特公平08-26433号公报
专利文献2：日本特开昭63-166931号公报
专利文献3：日本特开昭58-91121号公报
专利文献4：日本专利第4273768号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，对于专利文献4所记载的技术而言，虽然能够得到显示出优良的磁特性的热轧钢板，但需要含有大量昂贵的Mo、W，材料成本高涨。
本发明鉴于上述问题而完成，其目的是提供一种发电机轮毂用热轧钢板及其制造方法，该发电机轮毂用热轧钢板不含有大量昂贵的合金元素，在比较低成本的成分范围内兼备轧制方向的屈服强度YS为700MPa以上的高强度和磁通密度B50达到1.5T以上且磁通密度B100达到1.6T以上的优良的磁特性。
磁通密度B50、B100是表示直流磁特性的指标，分别表示磁化力H＝5000A/m、10000A/m下的磁通密度B(T)，数值越高意味着具有越优良的磁特性。
用于解决问题的方法
本发明的发电机轮毂用热轧钢板的特征在于，具有以面积率计含有95％以上的铁素体相且在该铁素体相的晶粒内析出有平均粒径小于10nm的含有Ti和V的析出物的组织，该铁素体相的平均结晶粒径处于2μm以上且小于10μm的范围内，具有轧制方向的屈服强度YS为700MPa以上的强度和磁通密度B50为1.5T以上以及磁通密度B100为1.6T以上的电磁特性(electromagneticproperties)。
本发明的发电机轮毂用热轧钢板的特征在于，在上述发明中，上述组织为以面积率计含有95％以上的铁素体相且在该铁素体相的晶粒内析出有平均粒径小于10nm的在Ti和V的基础上还含有Nb、Mo之中的一种或两种的析出物的组织。
本发明的发电机轮毂用热轧钢板的特征在于，在上述发明中，在上述组织的基础上，具有如下组成：以质量％计，含有C：0.03％以上且0.11％以下、Si：0.3％以下、Mn：1.0％以上且2.0％以下、P：0.06％以下、S：0.01％以下、Al：0.06％以下、N：0.006％以下、Ti：0.06％以上且0.21％以下、V：0.05％以上且0.20％以下，且固溶V(soluteV)的含量为0.005％以上，余量由Fe和不可避免的杂质构成。
本发明的发电机轮毂用热轧钢板的特征在于，在上述发明中，在上述组织的基础上，具有如下组成：以质量％计，含有C：0.03％以上且0.11％以下、Si：0.3％以下、Mn：1.0％以上且2.0％以下、P：0.06％以下、S：0.01％以下、Al：0.06％以下、N：0.006％以下、Ti：0.06％以上且0.21％以下、V：0.05％以上且0.20％以下，且固溶V的含量为0.005％以上，还含有选自Nb：0.08％以下、Mo：0.2％以下之中的一种或两种，余量由Fe和不可避免的杂质构成。
本发明的发电机轮毂用热轧钢板的制造方法的特征在于，对具有下述组成的钢水进行熔炼，通过连铸法或铸锭法制成钢原材，立即对该钢原材实施使热轧机的输出侧的钢板温度为800℃以上的热轧、或将该钢原材暂时冷却后加热至1100℃以上再实施使热轧机的输出侧的钢板温度为800℃以上的热轧，该热轧后，以30℃/s以上的平均冷却速度冷却至钢板温度为700℃，然后使卷取温度(coilingtemperature)在500℃以上且700℃以下的范围内进行卷取，所述组成为：以质量％计，含有C：0.03％以上且0.11％以下、Si：0.3％以下、Mn：1.0％以上且2.0％以下、P：0.06％以下、S：0.01％以下、Al：0.06％以下、N：0.006％以下、Ti：0.06％以上且0.21％以下、V：0.05％以上且0.20％以下，余量由Fe和不可避免的杂质构成。
本发明的发电机轮毂用热轧钢板的制造方法的特征在于，在上述发明中，在上述组成的基础上，以质量％计还含有选自Nb：0.08％以下、Mo：0.2％以下之中的一种或两种。
发明的效果
根据本发明，可以提供一种发电机轮毂用热轧钢板及其制造方法，该发电机轮毂用热轧钢板不含有大量昂贵的合金元素，在比较低成本的成分范围内兼备轧制方向的屈服强度YS为700MPa以上的高强度和磁通密度B50达到1.5T以上且磁通密度B100达到1.6T以上的优良的磁特性。
具体实施方式
本发明人在维持轧制方向的屈服强度为700MPa以上的高强度的状态下对影响磁特性的各种因素进行了深入研究。结果，本发明人想到不使用昂贵的Mo、W而有效利用V，形成含有适量的Ti与V的组成。进而，本发明人新发现，通过优化热轧的精轧后的冷却速度和卷取温度，能够得到为由平均结晶粒径处于2μm以上且小于10μm的范围内的铁素体相构成的单相并且在铁素体相的晶粒内分散有平均粒径为10nm以下的极其微细的析出物(碳化物、氮化物和碳氮化物(carbonitride))的组织，且含有0.005％以上的固溶V，在维持屈服强度为700MP以上的高强度的状态下，磁特性显著提高。
对于在维持屈服强度为700MPa以上的高强度的状态下磁特性显著提高的机理迄今为止未必明确，本发明人如下考虑。通常，钢板组织只要是不妨碍磁畴壁的移动的组织，则能够得到高磁通密度，磁特性提高。本发明的热轧钢板的组织是由位错密度低且磁特性优良的铁素体相构成的单相、而并不含有妨碍磁畴壁的移动的位错密度高的马氏体相、贝氏体相的组织，而且在铁素体相的晶粒内析出有平均粒径为10nm以下的极其微细的析出物。认为这种极其微细的析出物大大地有助于强度增加，但并不妨碍磁畴壁的移动，因此能够在维持高强度的状态下得到高磁通密度。进而，认为通过固溶适量的与Fe原子半径接近的V，上述微细的析出物周围的应变得到缓和，有助于高磁通密度化。
以下对本发明进行具体说明。
本发明的热轧钢板具有如下组织：为由铁素体相构成的单相，并且在该铁素体相的晶粒内析出有平均粒径小于10nm的含有Ti和V、或者进一步含有Nb、Mo之中的一种或两种的析出物。在此所谓的“由铁素体相构成的单相”并非限定于铁素体相以面积率计占100％的情况。其包括铁素体相以面积率计占95％以上、更优选占98％以上的实质上为单相的情况。
通过使组织形成为对于提高加工性而言最有效的“由铁素体相构成的单相”组织，由此加工性显著提高。另外，通过形成不含有马氏体相、贝氏体相的“由铁素体相构成的单相”，由此磁特性也显著提高。进而，使铁素体相的晶粒微细化成以平均结晶粒径计为2μm以上且小于10μm，使在铁素体晶粒内析出的含有Ti和V的析出物的平均粒径小于10nm，由此能够得到屈服强度YS为700MPa以上的高强度。然而，对于平均结晶粒径小于2μm的微细的晶粒而言，会妨碍磁畴壁的移动，对于显著地提高磁特性而言不优选。
另外，在铁素体晶粒内析出的平均粒径小于10nm的微细的含有Ti和V的析出物在不使磁特性变差情况下具有强化钢板的作用。含有Ti和V的析出物的平均粒径若粗大化(coarsening)至10nm以上，则不能确保屈服强度YS为700MPa以上的高强度。另外，在所析出的析出物的平均粒径为10nm以上的情况下，为了确保所期望的高强度，必须进一步增多析出物的析出量。为了使更多的析出物析出，必然会使得析出物形成元素的含量增加，导致材料成本的高涨。
根据如上所述，在本发明中，将所含有的金属元素为Ti和V的析出物的平均粒径限定为小于10nm。为了将析出物形成元素的含量抑制得较少而确保所期望的高强度，优选进一步减小所含有的金属元素为Ti和V的析出物的平均粒径，优选为8nm以下、更优选为5nm以下。在此，作为析出物，最优选为碳化物，但只要平均粒径小于10nm，即使为氮化物、碳氮化物，对发明的本质也不会带来特别影响。
另外，所含有的金属元素为Ti和V的析出物还可以复合含有Nb或Mo中的一种以上。即，即使Ti的碳化物、氮化物和碳氮化物、Nb的碳化物、氮化物和碳氮化物、V的碳化物、氮化物和碳氮化物以及Mo的碳化物以单独和/或复合化的形式析出，对发明的本质也没有任何影响。
具有上述组织的本发明热轧钢板优选具有如下组成：以质量％计，含有C：0.03％以上且0.11％以下、Si：0.3％以下、Mn：1.0％以上且2.0％以下、P：0.06％以下、S：0.01％以下、Al：0.06％以下、N：0.006％以下、Ti：0.06％以上且0.21％以下、V：0.05％以上且0.20％以下，且固溶V的含量为0.005％以上，或者还含有选自Nb：0.08％以下、Mo：0.2％以下之中的一种或两种，余量由Fe和不可避免的杂质构成。
接着，对本发明的热轧钢板的优选组成的限定理由进行说明。以下，与组成相关的质量％简记为％。
[C的含量]
C是与碳化物形成元素结合而形成微细的碳化物后通过析出强化有助于确保所期望的高强度的元素。为了得到这种效果，需要含有0.03％以上。C含量若小于0.03％则效果不充分。另一方面，C含量大于0.11％时，会形成无助于钢的高强度化的具有粗大的碳化物的珠光体，导致磁特性下降。因此，C的含量优选限定在0.03％以上且0.11％以下的范围内。更优选C的含量为0.04％以上且0.10％以下的范围内。
[Si的含量]
Si是通过固溶强化而能够有效地提高钢板强度的元素。但是，Si含量大于0.3％时，会促进C从铁素体的排出，容易在晶界析出粗大的铁碳化物，不仅招致磁特性下降，还招致钢板的表面性状的变差。因此，Si的含量优选限定为0.3％以下。更优选Si的含量为0.1％以下。Si的含量即使为零也没有问题。
[Mn的含量]
Mn使在铁素体相的晶粒内析出的碳化物微细化，对于热轧钢板的高强度化而言是有效的元素。在本发明中，在铁素体相的晶粒内析出的碳化物大部分是在热轧钢板制造工序中精轧结束后的冷却过程中与奥氏体(γ)→铁素体(α)相变同时析出的碳化物。因此，钢的γ→α相变温度若较高，则碳化物在高温范围析出，在到卷取为止的冷却过程中碳化物会粗大化。对于这种问题，Mn具有使钢的γ→α相变温度低温化的作用，因此若含有规定量的Mn，则可以使钢的γ→α相变温度降低至后述的卷取温度范围，在钢板的卷取中使碳化物析出。这样的不长时间暴露于高温范围而在卷取中所析出的碳化物维持于微细的状态。为了使碳化物微细化而得到屈服强度YS为700MPa以上的热轧钢板，优选含有1.0％以上的Mn。另一方面，Mn的含量大于2.0％时，偏析变得显著，进而相变温度变得过低，会形成贝氏体、马氏体等硬质的第二相，磁特性下降。因此，Mn的含量优选限定在1.0％以上且2.0％以下的范围内。更优选Mn的含量为大于1.3％且1.5％以下的范围内。
[P的含量]
P是发生固溶而有效地有助于增加钢板的强度的元素。但是，P在晶界等发生偏析的倾向较强，含量大于0.06％时，会显著降低韧性、磁特性。因此，P的含量优选限定为0.06％以下。更优选P的含量为0.03％以下。P的含量即使为零也没有问题。
[S的含量]
S在钢中以夹杂物的形式存在，会降低延展性、韧性等。因此，在本发明中优选尽可能地降低S的含量，但从磁特性的观点出发，可容许至0.01％的含量。出于上述原因，S的含量优选限定为0.01％以下。更优选S的含量为0.005％以下。S的含量即使为零也没有问题。
[Al的含量]
Al作为脱氧剂而发挥作用。为了得到这种效果优选含有0.01％以上的Al。但是，Al含量大于0.06％时，氧化物系夹杂物过度增加，导致加工性下降。因此，Al的含量优选限定为0.06％以下。更优选Al的含量为0.04％以下。
[N的含量]
N与Ti、V等氮化物形成元素结合而容易形成TiN等粗大的氮化物。粗大的氮化物会导致磁特性的下降，而且会导致本来形成微细的碳化物而有助于钢板的高强度化的有效的Ti、V等的量减少，难以确保所期望的高强度。因此，N的含量优选限定为为0.006％以下。更优选N的含量为0.004％以下。N的含量即使为零也没有问题。
[Ti的含量]
Ti会形成微细的碳化物、氮化物、碳氮化物等，通过析出强化而确保所期望的高强度，在本发明中是重要的元素。为了得到这种效果优选含有0.06％以上的Ti。另一方面，Ti的含量即使大于0.21％，则不仅无助于钢的强化的粗大的碳化物、氮化物增加，而且无助于强化的不必要的含有增加，不能期待与含量相符的效果。因此，Ti的含量优选限定在0.06％以上且0.21％以下的范围内。更优选Ti的含量为0.08％以上且0.15％以下的范围内。
[V的含量]
V与Ti一样，会形成微细的碳化物、氮化物、碳氮化物等，通过析出强化来确保所期望的高强度，在本发明中是重要的元素。为了得到这种效果优选含有0.05％以上的V。另一方面，V的含量即使大于0.20％，则不仅无助于钢的强化的粗大的碳化物、氮化物增加，而且无助于强化的不必要的含有增加，不能期待与含量相符的效果。因此，V的含量优选限定在0.05％以上且0.20％以下的范围内。更优选V的含量为0.08％以上且0.15％以下的范围内。
[固溶V的含量]
固溶的V使析出物周围的应变得到缓和，有助于提高磁特性。为了得到这种效果，优选使固溶V的含量为0.005％以上。固溶V的含量的上限值没有特别限定，由于不可避免地存在析出的V，因此小于V的含量。
在上述成分的基础上，作为选择元素，还可以含有选自Nb：0.08％以下、Mo：0.20％以下之中的一种或两种。Nb、Mo均是会形成微细的碳化物、氮化物、碳氮化物等、通过析出强化有助于高强度化的元素，可以根据需要选择含有。
[Nb的含量]
Nb是具有如下作用的元素：其会形成微细的碳化物、氮化物、碳氮化物等，通过析出强化确保所期望的高强度。为了得到这种效果，优选含有0.01％以上的Nb。另一方面，Nb的含量大于0.08％时，析出物过多，导致磁特性下降。因此，含有Nb时，Nb的含量优选限定为0.08％以下。更优选Nb的含量为0.03％以上且0.07％以下的范围内。
[Mo的含量]
Mo与Nb一样是具有如下作用的元素：其固溶在包含Ti、V的微细的碳化物、氮化物、碳氮化物等中，通过析出强化确保所期望的高强度。另外，Mo是抑制珠光体相变、促进铁素体相单相组织的形成的元素。为了得到这种效果，优选含有0.05％以上的Mo。另一方面，Mo的含量大于0.20％时，有时会形成硬质相，导致磁特性下降，同时导致制造成本的高涨。因此，含有Mo时，Mo的含量优选限定为0.20％以下。更优选Mo的含量为0.05％以上且0.15％以下的范围内。
上述成分以外的余量由Fe和不可避免的杂质构成。作为不可避免的杂质，能够允许O：0.01％以下、Cu：0.5％以下、Ni：0.5％以下、Cr：0.5％以下、Sn：0.3％以下、Ta：0.1％以下、W：0.1％以下、Ca：0.005％以下、Mg：0.005％以下、REM：0.005％以下、B：0.005％以下。
[热轧钢板的制造方法]
接着，对本发明的热轧钢板的优选的制造方法进行说明。
制造本发明的热轧钢板时，优选将具有上述组成的钢原材立即进行热轧或暂时冷却后进行加热再实施热轧，形成热轧钢板。对于钢原材的制造方法无需特别限定，优选将具有上述组成的钢水通过转炉、电炉等常用的熔炼方法进行熔炼，通过连铸法等常用的铸造方法形成板坯等钢原材。
所得到的钢原材在保持能够热轧的温度的情况下立即实施热轧，或暂时冷却至室温附近后加热至1100℃以上、优选为1250℃以上的温度再实施热轧。为了使对磁特性带来不良影响的粗大的析出物固溶，进而热轧后使含有Ti和V的析出物(优选为碳化物)、或者含有Ti和V并且还含有Nb和Mo中的一种或两种的析出物(优选为碳化物)微细地析出，热轧前的加热很重要，在热轧前的钢原材的阶段，使Ti、Nb、V、和Mo完全固溶很重要。出于这种原因，将钢原材(板坯)立即进行热轧或暂时冷却后加热至1100℃以上、优选为1250℃以上的温度。
在铸造后，对于未冷却至低温的状态的钢原材(板坯)而言，Ti、Nb、V、和Mo发生固溶，立即进行热轧时会保持固溶状态，因此无需在热轧前进行加热。但是，暂时冷却至室温等低温时，会形成粗大的析出物。因此，对于冷却至低温的状态的钢原材而言，需要加热至1100℃以上、优选为1250℃以上的温度再次使Ti、Nb、V、和Mo固溶。铸造后实施以补热为目的的加热，即使直接进行热轧也没有任何问题，对本发明的效果没有影响。
对加热至上述温度的钢原材实施热轧。热轧是包括粗轧和精轧的轧制。粗轧的条件无需特别限定，只要能够形成规定的尺寸和形状的薄板坯(粗轧板带)即可。在粗轧后且精轧前或者精轧中对薄板坯进行加热或保温，或者在粗轧后连接薄板坯进行连续轧制，或者同时进行薄板坯的加热和连续轧制，都没有任何问题，对本发明的效果没有影响。
精轧设定为精轧机的输出侧的钢板温度达到800℃以上的轧制。精轧机的输出侧的钢板温度小于800℃时，不能确保所期望的轧制方向的屈服强度，而且拉伸强度也小于所期望的拉伸强度。并且组织微细化，难以能够确保所期望的磁特性。因此，将精轧机的输出侧的钢板温度限定为800℃以上。优选精轧机的输出侧的钢板温度为850℃以上且950℃以下的范围内。
结束精轧后，以平均冷却速度为30℃/s以上的冷却速度冷却至钢板温度为700℃后，冷却至卷取温度，卷取成卷材状。以平均冷却速度小于30℃/s的冷却速度进行冷却时，在冷却中析出析出物并且粗大化，不仅不能确保所期望的高强度，也不能确保所期望的固溶V的含量。因此，精轧结束后的冷却限定为平均冷却速度为30℃/s以上的冷却速度。优选平均冷却速度为50℃/s以上。但是平均冷却速度为400℃/s以上时，有可能导致钢板形状变差，因此优选将平均冷却速度设定为小于400℃/s。
将卷取温度设定为500℃以上且700℃以下的范围内。卷取温度小于500℃时，由于含有贝氏体相、马氏体相而不能确保所期望的铁素体相单相组织。另外，由于含有Ti、V或者还含有Nb、Mo的析出物未充分析出，因此不能确保所期望的高强度。另一方面，卷取温度若达到高于700℃的高温，则析出物变得粗大，析出强化减小。出于这种原因，将卷取温度设定为500℃以上且700℃以下的范围内。优选卷取温度为550℃以上且650℃以下的范围内。由此，强度和磁特性的平衡进一步提高。
另外，本发明的热轧钢板即使在带有氧化皮(scale)的状态下在实施酸洗后其特性也无差异。进而，只要在通常进行的条件的范围内，进一步实施表面光轧也没有问题。本发明的热轧钢板适合用作电磁部件。例如通过剪切、冲裁、激光切割等方法将本发明的热轧钢板切成规定的形状，进行层叠，由此能够用作面向轮毂、芯部(磁极铁芯等)的电磁部件。特别是本发明的热轧钢板能够适合应用于需要兼顾高强度和良好的磁特性的发电机轮毂。在层叠钢板时，优选对钢板实施绝缘被覆或在其之间夹着绝缘原材料等使所层叠的钢板与钢板之间电绝缘。
[实施例]
以下根据实施例进一步对本发明进行说明。
利用转炉对表1所示的成分组成的钢进行熔炼，利用连铸法形成板坯(钢原材：厚度为250mm)后，按照表2所示的条件进行热轧，形成表2所示板厚的热轧钢板。从所得到的热轧钢板裁取试验片，实施组织观察试验、固溶V含量的分析、拉伸试验、磁特性测定试验，考察强度、磁特性。试验方法如下。
(1)组织观察试验
从所得到的热轧钢板裁取组织观察用试验片，对轧制方向截面(L截面)进行研磨，利用硝酸乙醇溶液(nital)进行腐蚀，使用光学显微镜(倍率：400倍)和扫描型电子显微镜(SEM)(倍率：1000倍)对组织进行观察、拍摄。针对所得到的组织照片，通过图像分析处理考察了组织的种类、组织分数。另外，针对所得到的组织照片，通过图像分析处理，依据ASTM标准ASTME112-10的规定，利用切断法测定了平均铁素体结晶粒径。另外，从所得到的热轧钢板裁取透射电子显微镜用薄膜，通过研磨纸研磨、电解研磨制作薄膜，通过透射型电子显微镜(TEM)(倍率：135000倍)观察组织，观察30个以上铁素体晶粒内的析出物，求出其平均粒径，同时利用附带的能量分散型X射线分光装置(EDX)鉴定了析出物中所含有的金属元素。
(2)固溶V的含量的分析
从所得到的热轧钢板裁取试验片，在10％AA(acetylacetone，乙酰丙酮)溶液中进行电解提取后，采集电解液，除去溶剂后进行干燥、测定。
(3)拉伸试验
从所得到的热轧钢板以使拉伸方向与轧制方向平行的方式裁取JIS(JapaneseIndustrialStandards，日本工业标准)5号试验片(GL：50mm)，依据JIS标准JISZ2241的规定进行拉伸试验，求出拉伸特性(屈服强度YS、拉伸强度TS)。
(4)磁特性测定试验
从所得到的热轧钢板以使轧制方向和与轧制方向呈直角的方向为试验片的长度方向的方式裁取磁测定用试验片(尺寸：30×280mm)，使用直流磁特性测定装置，依据JIS标准JISC2555的规定求出磁通密度B50和磁通密度B100。在此，磁通密度B50、B100是表示直流磁特性的指标，分别表示磁化力H＝5000A/m、10000A/m下的磁通密度B(T)。
将所得到的结果示于表3中。
(表1)
(表2)
*)空冷、骤冷的区别
**)从精轧结束温度到700℃的平均冷却速度(卷取温度＞700℃时为到卷取温度为止的平均冷却速度)
(表3)
*)F：铁素体、B：贝氏体、M：马氏体、P：珠光体
本发明例均具有轧制方向的屈服强度YS为700MPa以上的高强度、并且满足磁通密度B50为1.5T以上、磁通密度B100为1.6T以上，具有优良的磁特性。另一方面，对于本发明的范围之外的比较例而言，轧制方向的屈服强度YS小于700MPa、或者磁通密度B50小于1.5T、或者磁通密度B100小于1.6T，没有达到兼备所期望的高强度、优良的磁特性。
以上对应用了本发明人所完成的发明的实施方式进行了说明，但本发明并不受由本实施方式构成的部分本发明内容的记载的限定。即，本领域技术人员等基于本实施方式而完成的其它实施方式、实施例以及运用技术等均包含在本发明的范畴内。
产业上的可利用性
根据本发明，能够提供一种发电机轮毂用热轧钢板及其制造方法，该发电机轮毂用热轧钢板不含有大量昂贵的合金元素，在比较低成本的成分范围内兼备轧制方向的屈服强度YS为700MPa以上的高强度和磁通密度B50达到1.5T以上且磁通密度B100达到1.6T以上的优良的磁特性。

Claims (4)

1.一种发电机轮毂用热轧钢板，其特征在于，具有以面积率计含有95％以上的铁素体相且在该铁素体相的晶粒内析出有平均粒径小于10nm的含有Ti和V的析出物的组织，该铁素体相的平均结晶粒径处于2μm以上且小于10μm的范围内，具有轧制方向的屈服强度YS为700MPa以上的强度和磁通密度B50为1.5T以上以及磁通密度B100为1.6T以上的电磁特性，
在所述组织的基础上，具有如下组成：以质量％计，含有C：0.03％以上且0.11％以下、Si：0.3％以下、Mn：1.0％以上且2.0％以下、P：0.06％以下、S：0.01％以下、Al：0.06％以下、N：0.006％以下、Ti：0.06％以上且0.21％以下、V：0.05％以上且0.20％以下，且固溶V的含量为0.005％以上，余量由Fe和不可避免的杂质构成。
2.一种发电机轮毂用热轧钢板，其特征在于，具有以面积率计含有95％以上的铁素体相且在该铁素体相的晶粒内析出有平均粒径小于10nm的含有Ti和V的析出物的组织，该铁素体相的平均结晶粒径处于2μm以上且小于10μm的范围内，具有轧制方向的屈服强度YS为700MPa以上的强度和磁通密度B50为1.5T以上以及磁通密度B100为1.6T以上的电磁特性，
所述组织为以面积率计含有95％以上的铁素体相且在该铁素体相的晶粒内析出有平均粒径小于10nm的在Ti和V的基础上还含有Nb、Mo之中的一种或两种的析出物的组织，
在所述组织的基础上，具有如下组成：以质量％计，含有C：0.03％以上且0.11％以下、Si：0.3％以下、Mn：1.0％以上且2.0％以下、P：0.06％以下、S：0.01％以下、Al：0.06％以下、N：0.006％以下、Ti：0.06％以上且0.21％以下、V：0.05％以上且0.20％以下，且固溶V的含量为0.005％以上，还含有选自Nb：0.08％以下、Mo：0.2％以下之中的一种或两种，余量由Fe和不可避免的杂质构成。
3.一种发电机轮毂用热轧钢板的制造方法，其特征在于，对具有下述组成的钢水进行熔炼，通过连铸法或铸锭法制成钢原材，立即对该钢原材实施使热轧机的输出侧的钢板温度为800℃以上的热轧、或将该钢原材暂时冷却后加热至1100℃以上再实施使热轧机的输出侧的钢板温度为800℃以上的热轧，该热轧后，以30℃/s以上的平均冷却速度冷却至钢板温度为700℃，然后使卷取温度在500℃以上且700℃以下的范围内进行卷取，所述组成为：以质量％计，含有C：0.03％以上且0.11％以下、Si：0.3％以下、Mn：1.0％以上且2.0％以下、P：0.06％以下、S：0.01％以下、Al：0.06％以下、N：0.006％以下、Ti：0.06％以上且0.21％以下、V：0.05％以上且0.20％以下，余量由Fe和不可避免的杂质构成。
4.如权利要求3所述的发电机轮毂用热轧钢板的制造方法，其特征在于，在所述组成的基础上，以质量％计还含有选自Nb：0.08％以下、Mo：0.2％以下之中的一种或两种。
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