CN105324502A - 热处理钢材及其制造方法 - Google Patents

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田畑进一郎
匹田和夫
小嵨启达
水井直光
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Abstract

一种热处理钢材，其具有以下所示的化学组成：以质量％计，C：0.16％～0.38％、Mn：0.6％～1.5％、Cr：0.4％～2.0％、Ti：0.01％～0.10％、B：0.001％～0.010％、Si：0.20％以下、P：0.05％以下、S：0.05％以下、N：0.01％以下、Ni：0％～2.0％、Cu：0％～1.0％、Mo：0％～1.0％、V：0％～1.0％、Al：0％～1.0％、Nb：0％～1.0％、REM：0％～0.1％、剩余部分：Fe及杂质，其具有以下所示的组织：残留奥氏体：1.5体积％以下、剩余部分：马氏体。

Description

热处理钢材及其制造方法
技术领域
本发明涉及汽车等中所使用的热处理钢材及其制造方法。
背景技术
对汽车用钢板要求燃烧效率及耐碰撞特性的提高。因此，谋求汽车用钢板的高强度化。但是，一般而言，由于伴随强度的提高，压制成型性等延展性降低，所以难以制造复杂形状的部件。例如，伴随延展性的降低，加工度高的部位断裂，或回弹及壁翘曲变大而尺寸精度发生劣化。因此，通过将高强度钢板、特别是具有780MPa以上的抗拉强度的钢板压制成型来制造部件并不容易。不用压制成型，而利用辊成型时，虽然容易加工高强度的钢板，但其应用对象限于在长度方向上具有一样截面的部件。
专利文献1中记载了以在高强度钢板中获得高成型性为目的的被称为热压制的方法。根据热压制，能够以高的精度将高强度钢板成型，得到高强度的热压制钢板构件。
专利文献2中记载了以取得稳定的强度及韧性为目的的热成型法，专利文献3中记载了以提高成型性及淬火性为目的的钢板。专利文献4中记载了以兼顾强度及成型性为目的的钢板，专利文献5中记载了以从同一钢种制造多个强度水平的钢板为目的的技术，专利文献6中记载了以提高成型性及耐扭转疲劳特性为目的的钢管的制造方法。专利文献7中记载了使热成型时的冷却速度提高的技术。非专利文献1中记载了淬火时的冷却速度与热压制钢材的硬度及组织的关系。
然而，汽车的耐碰撞特性除了依赖于抗拉强度，还依赖于与抗拉强度相应的屈服强度及韧性。例如，在保险杠加强件及中立柱等中，塑性变形被尽量抑制，要求即使变形也不会提前断裂。
然而，通过上述现有技术，难以获得优异的耐碰撞特性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-102980号公报
专利文献2：日本特开2004-353026号公报
专利文献3：日本特开2002-180186号公报
专利文献4：日本特开2009-203549号公报
专利文献5：日本特开2007-291464号公报
专利文献6：日本特开2010-242164号公报
专利文献7：日本特开2005-169394号公报
非专利文献
非专利文献1：鉄と鋼(铁和钢)Vol.96(2010)No.6378
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的目的在于提供能够获得优异的耐碰撞特性的热处理钢材及其制造方法。
用于解决问题的手段
本发明的发明人们为了探明在经过热冲压等热处理所制造的现有的热处理钢材中难以得到充分的抗拉强度、与其相应的屈服强度及韧性的原因，进行了专心研究。其结果发现：即使进行了适当的热处理，热处理钢材的组织也不可避免地含有残留奥氏体；残留奥氏体的体积率越高则屈服强度越低；屈服强度的降低主要由残留奥氏体引起。
本发明的发明人们还发现：对于残留奥氏体的抑制，淬火时的冷却速度、特别是马氏体相变点(Ms点)以下的温度范围内的冷却速度很重要。
本发明的发明人们还发现：对淬火性的提高贡献大的Cr及B即使在热处理钢材的制造中所使用的热处理用的钢板中含有，从该钢板所制造的热处理钢材的韧性也不会发生劣化。在现有的热处理钢材中，出于淬火性的提高的目的含有Mn，但Mn会引起韧性的降低。如果Cr及B在热处理用的钢板中含有，则即使将Mn含量抑制为低，也能够确保淬火性，因此能够提高热处理钢材的韧性。
而且，本申请的发明人们基于这些发现，想到了以下所示的发明的各种方式。
(1)一种热处理钢材，其特征在于，其具有以下所示的化学组成：
以质量％计，
C：0.16％～0.38％、
Mn：0.6％～1.5％、
Cr：0.4％～2.0％、
Ti：0.01％～0.10％、
B：0.001％～0.010％、
Si：0.20％以下、
P：0.05％以下、
S：0.05％以下、
N：0.01％以下、
Ni：0％～2.0％、
Cu：0％～1.0％、
Mo：0％～1.0％、
V：0％～1.0％、
Al：0％～1.0％、
Nb：0％～1.0％、
REM：0％～0.1％、
剩余部分：Fe及杂质，
其具有以下所示的组织：
残留奥氏体：1.5体积％以下、
剩余部分：马氏体。
(2)如(1)所述的热处理钢材，其特征在于，在上述化学组成中，C为0.16～0.25％。
(3)如(1)或(2)所述的热处理钢材，其特征在于，其具有以下所示的机械特性：
屈服比：0.70以上。
(4)如(1)～(3)中任一项所述的热处理钢材，其特征在于，在上述化学组成中，
Ni：0.1％～2.0％、
Cu：0.1％～1.0％、
Mo：0.1％～1.0％、
V：0.1％～1.0％、
Al：0.01％～1.0％、
Nb：0.01％～1.0％、或
REM：0.001％～0.1％、
或者它们的任意的组合成立。
(5)一种热处理钢材的制造方法，其特征在于，其具有：
将钢板加热到Ac3点以上的温度区域的工序；
然后，将上述钢板以临界冷却速度以上的冷却速度冷却到Ms点的工序；和
然后，将上述钢板以35℃/秒以上的平均冷却速度从Ms点冷却到100℃的工序，
上述钢板具有以下所示的化学组成：
以质量％计，
C：0.16％～0.38％、
Mn：0.6％～1.5％、
Cr：0.4％～2.0％、
Ti：0.01％～0.10％、
B：0.001％～0.010％、
Si：0.20％以下、
P：0.05％以下、
S：0.05％以下、
N：0.01％以下、
Ni：0％～2.0％、
Cu：0％～1.0％、
Mo：0％～1.0％、
V：0％～1.0％、
Al：0％～1.0％、
Nb：0％～1.0％、
REM：0％～0.1％、
剩余部分：Fe及杂质。
(6)如上述(5)所述的热处理钢材的制造方法，其特征在于，在上述化学组成中，C为0.16～0.25％。
(7)如上述(5)或(6)所述的热处理钢材的制造方法，其特征在于，在上述化学组成中，
Ni：0.1％～2.0％、
Cu：0.1％～1.0％、
Mo：0.1％～1.0％、
V：0.1％～1.0％、
Al：0.01％～1.0％、
Nb：0.01％～1.0％、或
REM：0.001％～0.1％、
或者它们的任意的组合成立。
(8)如上述(5)～(7)中任一项所述的热处理钢材的制造方法，其特征在于，其具有将上述钢板在从加热到Ac3点以上的温度区域后到上述钢板的温度达到Ms点为止的期间进行成型的工序。
发明的效果
根据本发明，能够获得优异的耐碰撞特性。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明。本发明的实施方式的热处理钢材的详细情况在后面叙述，通过进行规定的热处理用的钢板的淬火来制造。因此，热处理用的钢板的淬火性及淬火的条件影响热处理钢材。
首先，对本发明的实施方式的热处理钢材及其制造中使用的热处理用的钢板的化学组成进行说明。在以下的说明中，热处理钢材及其制造所使用的钢板所含的各元素的含量的单位“％”只要没有特别说明，就指“质量％”。本实施方式的热处理钢材及其制造中使用的钢板具有以下所示的化学组成：C：0.16％～0.38％、Mn：0.6％～1.5％、Cr：0.4％～2.0％、Ti：0.01％～0.10％、B：0.001％～0.010％、Si：0.20％以下、P：0.05％以下、S：0.05％以下、N：0.01％以下、Ni：0％～2.0％、Cu：0％～1.0％、Mo：0％～1.0％、V：0％～1.0％、Al：0％～1.0％、Nb：0％～1.0％、REM(稀土金属)：0％～0.1％、剩余部分：Fe及杂质。作为杂质，可以例示出矿石或废料等原材料所含的物质、制造工序中所含的物质。
(C：0.16％～0.38％)
C是提高热处理用的钢板的淬火性、主要决定热处理钢材的强度的非常重要的元素。C含量小于0.16％时，热处理钢材的强度不充分。因此，将C含量设为0.16％以上。C含量超过0.38％时，热处理钢材的强度变得过高，韧性的劣化显著。因此，将C含量设为0.36％以下。C含量优选为0.36％以下。
此外，为了得到1400MPa以上且1700MPa以下的抗拉强度，C含量优选为0.16％～0.25％，为了获得超过1700MPa且2200MPa以下的抗拉强度，优选C含量为超过0.25％且0.38％以下。
(Mn：0.6％～1.5％)
Mn具有提高热处理用的钢板的淬火性、能够稳定地确保热处理钢材的强度的作用。Mn含量小于0.6％时，有时无法充分得到由上述作用带来的效果。因此，将Mn含量设为0.6％以上。Mn含量超过1.5％时，由于偏析变得显著，所以机械的特性的均匀性降低，韧性发生劣化。因此，将Mn含量设为1.5％以下。Mn含量优选为1.3％以下。
(Cr：0.4％～2.0％)
Cr具有提高热处理用的钢板的淬火性、能够稳定地确保热处理钢材的强度的作用。Cr含量小于0.4％时，有时无法充分得到由上述作用带来的效果。因此，将Cr含量设为0.4％以上。Cr含量超过2.0％时，Cr在热处理用的钢板中的碳化物中富集，淬火性降低。这是因为伴随Cr的富集，用于淬火的加热时，碳化物的固溶发生延迟。因此，将Cr含量设为2.0％以下。Cr含量优选为1.0％以下。
(Ti：0.01％～0.10％)
Ti具有使热处理钢材的韧性大幅提高的作用。即，Ti在用于淬火的Ac3点以上的温度下的热处理时，抑制再结晶，进而形成微细的碳化物，抑制奥氏体的晶粒生长。通过抑制晶粒生长，得到细小的奥氏体颗粒，韧性大幅提高。Ti通过与热处理用的钢板中的N优先结合，还具有抑制由于BN的析出而B被消耗的作用。如后所述，由于B具有提高淬火性的作用，所以通过抑制B的消耗，能够可靠地得到由B带来的淬火性提高的效果。Ti含量小于0.01％时，有时无法充分得到由上述作用带来的效果。因此，将Ti含量设为0.01％以上。Ti含量超过0.10％时，TiC的析出量增加，C被消耗，所以有时无法得到充分的强度。因此，将Ti的含量设在0.10％以下。Ti含量优选为0.08％以下。
(B：0.001％～0.010％)
B是具有显著提高热处理用的钢板的淬火性的作用的非常重要的元素。B通过在晶界偏析，还具有强化晶界、提高韧性的作用。B与Ti同样，也具有抑制奥氏体的晶粒生长、提高韧性的作用。B含量小于0.001％时。有时无法充分得到由上述作用带来的效果。因此，将B含量设为0.001％以上。B含量超过0.010％时，粗大的硼化物大量析出，韧性发生劣化。因此，将B含量设为0.010％以下。B含量优选为0.006％以下。
(Si：0.20％以下)
Si不是必需元素，例如在钢中作为杂质含有。Si伴随残留奥氏体的增加引起屈服强度的降低。另外，Si含量越高，奥氏体相变发生的温度越高。该温度越高，用于淬火的加热所需要的成本越上升，越容易伴随加热不足发生淬火不足。进而，Si含量越高，热处理用的钢板的润湿性及合金化处理性越降低，因此热浸镀处理及合金化处理的稳定性降低。因此，Si含量越低越好。特别是Si含量超过0.20％时，屈服强度的降低显著。因此，将Si含量设为0.20％以下。Si含量优选为0.15％以下。
(P：0.05％以下)
P不是必需元素，例如在钢中作为杂质含有。P使热处理钢材的韧性劣化。因此，P含量越低越好。特别是P含量超过0.05％时，韧性的降低显著。因此，将P含量设为0.05％以下。P含量优选为0.005％以下。
(S：0.05％以下)
S不是必需元素，例如在钢中作为杂质含有。S使热处理钢材的韧性劣化。因此，S含量越低越好。特别是S含量超过0.05％，韧性的降低显著。因此，将S含量设为0.05％以下。S含量优选为0.02％以下。
(N：0.01％以下)
N不是必需元素，例如在钢中作为杂质含有。N有助于形成粗大的氮化物，使热处理钢材的局部变形能力及韧性劣化。因此，N含量越低越好。特别是N含量超过0.01％时，局部变形能力及韧性的降低显著。因此，将N含量设为0.01％以下。此外，为了将N含量降低到小于0.0008％需要相当大的成本，为了降低到小于0.0002％、有时需要更加巨大的成本。
Ni、Cu、Mo、V、Al、Nb及REM不是必需元素，是热处理用的钢板及热处理钢材中可以以规定量为限度适当含有的任意元素。
(Ni：0％～2.0％、Cu：0％～1.0％、Mo：0％～1.0％、V：0％～1.0％、Al：0％～1.0％、Nb：0％～1.0％、REM：0％～0.1％)
Ni、Cu、Mo、V、Al、Nb及REM具有提高热处理用的钢板的淬火性及/或韧性的作用。因此，可以含有选自这些元素中的1种或任意的组合。但是，Ni含量超过2.0％时，由上述作用带来的效果饱和，仅仅徒使成本上升。因此，将Ni含量设为2.0％以下。Cu含量超过1.0％时，由上述作用带来的效果饱和，仅仅徒使成本上升。因此，将Cu含量设为1.0％以下。Mo含量超过1.0％时，由上述作用带来的效果饱和，仅仅徒使成本上升。因此，将Mo含量设为1.0％以下。V含量超过1.0％时，由上述作用带来的效果饱和，仅仅徒使成本上升。因此，将V含量设为1.0％以下。Al含量超过1.0％时，由上述作用带来的效果饱和，仅仅徒使成本上升。因此，将Al含量设为1.0％以下。Nb含量超过1.0％时，由上述作用带来的效果饱和，仅仅徒使成本上升。因此，将Nb含量设为1.0％以下。REM含量超过0.1％时，由上述作用带来的效果饱和，仅仅徒使成本上升。因此，将REM含量设为0.1％以下。为了可靠地获得由上述作用带来的效果，Ni含量、Cu含量、Mo含量及V含量均优选为0.1％以上，Al含量及Nb含量均优选为0.01％以上，REM含量优选为0.001％以上。即，优选满足“Ni：0.1％～2.0％”、“Cu：0.1％～1.0％”、“Mo：0.1％～1.0％”、“V：0.1％～1.0％”、“Al：0.01％～1.0％”、“Nb：0.01％～1.0％”、或“REM：0.001％～0.1％”、或者它们的任意的组合。REM例如使用Fe-Si-REM合金添加在钢水中，在该合金中例如含有Ce、La、Nd、Pr。
接着，对本实施方式的热处理钢材的组织进行说明。本实施方式的热处理钢材具有以下所示的组织：残留奥氏体：1.5体积％以下、剩余部分：马氏体。马氏体例如为自回火马氏体，但不限于自回火马氏体。
(残留奥氏体：1.5体积％以下)
残留奥氏体不是必需的组织，会不可避免地含有在热处理钢材的组织中。而且，如上所述，残留奥氏体引起屈服强度的降低，残留奥氏体的体积率越高，屈服强度越低。特别是残留奥氏体超过1.5体积％时，屈服强度的降低显著，热处理钢材在保险杠加强件及中立柱等中的应用变得困难。因此，将残留奥氏体的体积率设为1.5体积％以下。
接着，对本实施方式的热处理钢材的机械特性进行说明。本实施方式的热处理钢材优选具有以下所示的机械特性：屈服比：0.70以上。耐碰撞特性能够通过抗拉强度以及与抗拉强度相应的屈服强度及韧性来评价，与抗拉强度相应的屈服强度用屈服比表示。而且，如果抗拉强度或屈服强度为相同程度，则优选屈服比高。如果屈服比小于0.70，则在用于保险杠加强件或中立柱的情况下，有时得不到充分的耐碰撞特性。因此，优选屈服比为0.70以上。
接着，对热处理钢材的制造方法、即对热处理用的钢板进行处理的方法进行说明。热处理用的钢板的处理中，将热处理用的钢板加热到Ac3点以上的温度区域，然后，以临界冷却速度以上的冷却速度冷却到Ms点，之后，以35℃/秒以上的平均冷却速度从Ms点冷却到100℃。
如果将热处理用的钢板加热到Ac3点以上的温度区域，组织就变成奥氏体单相。然后，如果以临界冷却速度以上的冷却速度冷却到Ms点，则不产生扩散相变，而维持奥氏体单相的组织。然后，如果以35℃/秒以上的平均冷却速度从Ms点冷却到100℃，则可以得到以下的组织：残留奥氏体的体积率为1.5体积％以下、剩余部分为马氏体。
如上所述，能够制造具备优异的耐碰撞特性的本实施方式的热处理钢材。
在一系列的加热及冷却时，也可以进行热冲压等热成型。即，也可以在从加热到Ac3点以上的温度区域后到温度到达Ms点的期间，将热处理用的钢板用模具成型。作为热成型，可以列举出弯曲加工、拉深成型、胀形成型、扩孔成型、凸缘成型等。这些属于压制成型，但如果可以与热成型一起冷却钢板或者在热成型之后立即冷却钢板，则可以进行辊成型等除了压制成型以外的热成型。
在进行热成型的情况下，优选预先在模具上设置冷却介质用的配管及喷出孔，在从Ms点冷却到100℃时，例如优选在压制下止点的保持中将冷却介质直接吹附到热处理用的钢板。作为冷却介质，例如可以例示出水、多元醇类、多元醇类水溶液、聚二醇、闪点为120℃以上的矿物油、合成酯、硅油、氟油、滴点为120℃以上的润滑脂、矿物油、在合成酯中配合有表面活性剂的水乳剂。能够使用这些中的1种或任意的2种以上的组合。通过使用这样的模具及冷却介质，能够容易实现35℃/秒以上的冷却速度。这样的冷却方法例如在专利文献7中有记载。作为一系列的加热及冷却，可以进行高频加热淬火。
为了使向奥氏体的相变充分发生，Ac3点以上的温度区域的保持时间优选设为1分钟以上。一般而言，如果进行10分钟的保持，组织就成为奥氏体单相，如果保持超过10分钟则生产率降低。因此，从生产率的观点考虑，优选将保持时间设为10分钟以下。
热处理用的钢板可以是热轧钢板，也可以是冷轧钢板。也可以使用对热轧钢板或冷轧钢板实施了退火的退火热轧钢板或退火冷轧钢板作为热处理用的钢板。
热处理用的钢板也可以为镀覆钢板等表面处理钢板。即，可以在热处理用的钢板上设置有镀层。镀层例如有助于耐腐蚀性的提高等。镀层既可以为电镀层，也可以为热浸镀层。作为电镀层，可以例示出锌电镀层、Zn-Ni合金电镀层等。作为热浸镀层，可以例示出热浸镀锌层、合金化热浸镀锌层、热浸镀铝层、热浸镀Zn-Al合金层、热浸镀Zn-Al-Mg合金层、热浸镀Zn-Al-Mg-Si合金层等。镀层的附着量没有特别限制，例如设为一般范围内的附着量。与热处理用的钢板同样，也可以在热处理钢材上设置有镀层。
接着，对热处理用的钢板的制造方法的一个例子进行说明。在该制造方法中，例如进行热轧、酸洗、冷轧、退火及镀覆处理。
在热轧中，将具有上述化学组成的钢锭或钢坯的温度设在1050℃以上而进行热轧，然后在400℃以上且700℃以下的温度区域进行卷取。
钢锭或钢坯有时含有通过热处理用钢板的淬火得到的成为使热处理钢材的韧性及局部变形能力劣化的原因的非金属夹杂物。因此，在将钢锭或钢坯供于热轧时，优选使这些非金属夹杂物充分固溶。关于上述化学组成的钢锭或钢坯，在供于热轧时，如果为1050℃以上，则上述非金属夹杂物的固溶被促进。因此，优选将供于热轧的钢锭或钢坯的温度设为1050℃以上。钢锭或钢坯的温度在供于热轧时为1050℃以上即可。即，可以在连续铸造等之后加热小于1050℃的钢锭或钢坯而设为1050℃以上，也可以将连续铸造后的钢锭或开坯轧制后的钢坯在不使其降低到小于1050℃的情况下供于热轧。
通过将卷取温度设为400℃以上，能够得到高的铁素体面积率。铁素体面积率越高，越能够抑制由热轧得到的热轧钢板的强度，因此之后进行冷轧时的负荷控制以及钢板的平坦度及厚度的控制变得容易，制造效率提高。因此，优选将卷取温度设为400℃以上。
通过将卷取温度设为700℃以下，卷取后的氧化皮生长被抑制，氧化皮缺陷的发生被抑制。通过将卷取温度设为700℃以下，卷取后的卷材的因自重造成的变形也被抑制，由该变形造成的卷材的表面的擦伤的发生被抑制。因此，优选将卷取温度设为700℃以下。在热轧的卷取后残留未相变奥氏体，该未相变奥氏体卷取后相变成铁素体的情况下，伴随由铁素体相变造成的体积膨张及其后的热收缩而卷材的卷取张力丧失，从而产生上述变形。
酸洗按照常规方法进行即可。也可以在酸洗前或酸洗后进行表皮光轧。通过表皮光轧，例如平坦度被矫正，或氧化皮的剥离被促进。进行表皮光轧时的拉伸率没有特别限定，例如设为0.3％以上且3.0％以下。
在作为热处理用的钢板制造冷轧钢板的情况下，进行通过酸洗得到的酸洗钢板的冷轧。冷轧按照常规方法进行即可。冷轧的压下率没有特别限定，设为通常的范围内的压下率、例如30％以上且80％以下。
在作为热处理用的钢板制造退火热轧钢板或退火冷轧钢板的情况下，进行热轧钢板或冷轧钢板的退火。退火中，例如在550℃以上且950℃以下的温度区域保持热轧钢板或冷轧钢板。
即使在通过将退火中保持的温度设为550℃以上，制造退火热轧钢板或退火冷轧钢板的任意一种的情况下，伴随热轧条件的不同的特性的不同被降低，能够使淬火后的特性更加稳定。另外，在550℃以上进行冷轧钢板的退火的情况下，由于通过再结晶、冷轧钢板软质化，所以能够提高加工性。即，能够得到具备良好的加工性的退火冷轧钢板。因此，优选将退火中保持的温度设为550℃以上。
如果将退火中保持的温度设为超过950℃，则有时组织会发生粗粒化。组织的粗粒化有时会使淬火后的韧性降低。另外，即使将退火中保持的温度设为超过950℃，无法得到提高温度的效果，只是使得成本上升、生产率降低而已。因此，优选将退火中保持的温度设为950℃以下。
退火后优选以3℃/秒以上且20℃/秒以下的平均冷却速度冷却到550℃。通过将上述平均冷却速度设为3℃/秒以上，粗大珠光体及粗大的渗碳体的生成被抑制，能够使淬火后的特性提高。另外，通过将上述平均冷却速度设为20℃/秒以下，容易抑制强度不均等的发生、使退火热轧钢板或退火冷轧钢板的材质变得稳定。
在作为热处理用的钢板制造镀覆钢板的情况下，例如进行电镀处理或热浸镀处理。电镀处理及热浸镀处理均按照常规方法进行即可。例如，在进行热浸镀锌处理的情况下，可以使用连续热浸镀锌设备，接着上述的退火连续地进行镀覆处理。另外，也可以与上述的退火独立地进行镀覆处理。在热浸镀锌处理中，也可以进行合金化处理形成合金化热浸镀锌层。在进行合金化处理的情况下，优选将合金化处理温度设为480℃以上且600℃以下。通过将合金化处理温度设为480℃以上，能够抑制合金化处理不均。通过将合金化处理温度设为600℃以下，能够抑制制造成本并且确保高的生产率。在热浸镀锌处理后也可以进行表皮光轧。通过表皮光轧，例如平坦度被矫正。进行表皮光轧时的拉伸率没有特别限定，设为与常规方法同样的拉伸率即可。
另外，上述实施方式都仅表示实施本发明时的具体化的例子，并不是要通过它们限定地解释本发明的技术的范围。即，本发明只要不脱离其技术思想或其主要的特征，能够以各种方式实施。
实施例
接着，对本申请发明人们进行的实验进行说明。
(第1实验)
在第1实验中，制作具有表1所示的化学组成的厚度为1.4mm的冷轧钢板作为热处理用钢板。这些钢板在实验室中通过熔炼后的板坯的热轧及冷轧来制造。表1中的下划线表示该数值偏离本发明的范围。
然后，从各冷轧钢板制作厚度为1.4mm、宽度为30mm、长度为200mm的试样，以表2所示的条件进行试样的热处理(加热及冷却)。该热处理模拟热成型中的热处理。该实验中的加热通过通电加热进行。热处理之后，从试样中切出均热部位，将该均热部位供于X射线衍射试验、拉伸试验及夏比冲击试验。到Ms点为止的冷却速度(80℃/秒)为临界冷却速度以上。
在X射线衍射试验中，使用氢氟酸及过氧化氢水，将距离均热部位的表面的深度到厚度的1/8为止的部分进行化学研磨，制作X射线衍射试验用的试验片，求出该试验片中的残留奥氏体(残留γ)的体积率(体积％)。其中，残留奥氏体的剩余部分为马氏体。
在拉伸试验中，将均热部位加工成厚度为1.2mm的ASTME8的半尺寸板状试验片，进行该试验片的拉伸试验，测定抗拉强度及屈服强度。该半尺寸板状试验片的平行部的长度为32mm，平行部的宽度为6.25mm。另外，从抗拉强度及屈服强度算出屈服比。
在夏比冲击试验中，将均热部位研削至厚度为1.2mm，制作将其3片层叠后的带有V缺口的试验片，进行该试验片的夏比冲击试验，求出-80℃时的冲击值。
将这些结果示于表2。表2中的下划线表示该数值偏离本发明的范围或优选范围。
如表2所示，在试样No.1、No.2、No.5、No.6、No.9、No.10、No.13、No.14、No.16及No.17中，由于化学组成及组织在本发明的范围内，所以得到了1400MPa以上的抗拉强度，还得到了0.70以上的优异的屈服比，抗拉强度为1400MPa以上的情况下，得到了优选的50J/cm2以上的冲击值。
在试样No.3、No.4、No.7、No.8、No.11、No.12及No.15中，虽然化学组成在本发明的范围内，但由于组织偏离本发明的范围，所以屈服比低至小于0.70。
在试样No.1、No.2、No.5、No.6、No.9、No.10、No.13、No.14、No.16及No.17中，由于从Ms点到100℃为止的平均冷却速度都为35℃/s以上，制造条件在本发明的范围内，所以得到了所期望的组织。相对于此，在试样No.3、No.4、No.7、No.8、No.11、No.12及No.15中，从Ms点到100℃为止的平均冷却速度都小于35℃/s，制造条件偏离本发明的范围，所以没有得到所期望的组织。
在试样No.18及No.19中，由于Si含量偏离本发明的范围，所以尽管从Ms点到100℃为止的平均冷却速度为35℃/s以上，残留奥氏体的体积率也超过1.5体积％，屈服比小于0.70。
在试样No.20及No.21中，由于Mn含量偏离本发明的范围，所以冲击值小于50J/cm2，没有得到所期望的韧性。
(第2实验)
在第2实验中，制作具有表3所示的化学组成的厚度为1.4mm的冷轧钢板作为热处理用钢板。这些钢板在实验室中通过熔炼后的板坯的热轧及冷轧来制造。表3中的下划线表示该数值偏离本发明的范围。
然后，进行与第1实验同样的热处理及评价试验。将其结果示于表4。表4中的下划线表示该数值偏离本发明的范围或优选范围。
如表4所示，在试样No.31、No.32、No.34、No.35、No.37、No.38、No.40、No.41、No.43及No.44中，由于化学组成及组织在本发明的范围内，所以得到了1800MPa以上的抗拉强度，还得到了0.70以上的优异的屈服比，抗拉强度为1800MPa以上时得到了被认为是优选的40J/cm2以上的冲击值。
在试样No.33、No.36、No.39及No.42中，虽然化学组成在本发明的范围内，但由于组织偏离本发明的范围，所以屈服比低至小于0.70。
在试样No.31、No.32、No.34、No.35、No.37、No.38、No.40、No.41、No.43及No.44中，由于从Ms点到100℃为止的平均冷却速度都为35℃/s以上，制造条件在本发明的范围内，所以得到了所期望的组织。相对于此，在试样No.33、No.36、No.39及No.42中，由于从Ms点到100℃为止的平均冷却速度都小于35℃/s，制造条件偏离本发明的范围，所以没有得到所期望的组织。
在试样No.45及No.46中，由于Si含量偏离本发明的范围，所以即使从Ms点到100℃为止的平均冷却速度为35℃/s以上，残留奥氏体的体积率也超过1.5体积％，屈服比小于0.70。
在试样No.47及No.48中，由于Mn含量偏离本发明的范围，所以冲击值小于40J/cm2，没有得到所期望的韧性。
产业上的可利用性
本发明能够在例如保险杠加强件及中立柱等的汽车所使用的热处理构件等的制造产业及利用产业中利用。本发明也能够在其他的机械构造部件的制造产业及利用产业等中利用。

Claims (8)

1.一种热处理钢材，其特征在于，其具有以下所示的化学组成：
以质量％计，
C：0.16％～0.38％、
Mn：0.6％～1.5％、
Cr：0.4％～2.0％、
Ti：0.01％～0.10％、
B：0.001％～0.010％、
Si：0.20％以下、
P：0.05％以下、
S：0.05％以下、
N：0.01％以下、
Ni：0％～2.0％、
Cu：0％～1.0％、
Mo：0％～1.0％、
V：0％～1.0％、
Al：0％～1.0％、
Nb：0％～1.0％、
REM：0％～0.1％、
剩余部分：Fe及杂质，
其具有以下所示的组织：
残留奥氏体：1.5体积％以下、
剩余部分：马氏体。
2.根据权利要求1所述的热处理钢材，其特征在于，在所述化学组成中，C为0.16～0.25％。
3.根据权利要求1或2所述的热处理钢材，其特征在于，其具有以下所示的机械特性：
屈服比：0.70以上。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的热处理钢材，其特征在于，在所述化学组成中，
Ni：0.1％～2.0％、
Cu：0.1％～1.0％、
Mo：0.1％～1.0％、
V：0.1％～1.0％、
Al：0.01％～1.0％、
Nb：0.01％～1.0％、或
REM：0.001％～0.1％、
或者它们的任意的组合成立。
5.一种热处理钢材的制造方法，其特征在于，其具有：
将钢板加热到Ac3点以上的温度区域的工序；
然后，将所述钢板以临界冷却速度以上的冷却速度冷却到Ms点的工序；和
然后，将所述钢板以35℃/秒以上的平均冷却速度从Ms点冷却到100℃的工序，
所述钢板具有以下所示的化学组成：
以质量％计，
C：0.16％～0.38％、
Mn：0.6％～1.5％、
Cr：0.4％～2.0％、
Ti：0.01％～0.10％、
B：0.001％～0.010％、
Si：0.20％以下、
P：0.05％以下、
S：0.05％以下、
N：0.01％以下、
Ni：0％～2.0％、
Cu：0％～1.0％、
Mo：0％～1.0％、
V：0％～1.0％、
Al：0％～1.0％、
Nb：0％～1.0％、
REM：0％～0.1％、
剩余部分：Fe及杂质。
6.根据权利要求5所述的热处理钢材的制造方法，其特征在于，在所述化学组成中，C为0.16～0.25％。
7.根据权利要求5或6所述的热处理钢材的制造方法，其特征在于，在所述化学组成中，
Ni：0.1％～2.0％、
Cu：0.1％～1.0％、
Mo：0.1％～1.0％、
V：0.1％～1.0％、
Al：0.01％～1.0％、
Nb：0.01％～1.0％、或
REM：0.001％～0.1％、
或者它们的任意的组合成立。
8.根据权利要求5～7中任一项所述的热处理钢材的制造方法，其特征在于，其具有将所述钢板在从加热到Ac3点以上的温度区域后到所述钢板的温度达到Ms点的期间进行成型的工序。
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