CN105734412A - 材质偏差小且成型性及耐蚀性优异的热压成型用热轧钢板及利用其的成型品及其制造方法 - Google Patents

材质偏差小且成型性及耐蚀性优异的热压成型用热轧钢板及利用其的成型品及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种材质偏差小、成型性及耐蚀性优异的热压成型用热轧钢板、利用其的热压成型品及它们的制造方法。本发明的一方面提供热压成型用热轧钢板，所述热压成型用热轧钢板以重量％计，包含0.2～0.3％的C、1.2～1.8％的Mn、0.01～0.5％的Si、0.015％以下的P、0.004％以下的S、0.001～0.05％的Al、0.006～0.02％的N、0.0001～0.005％的B、小于0.1％的Cr及0.05％以下的Mo，并且包含合计为0.060～1％的选自Cu及Ni中的一种以上，并且包含合计为0.025～0.09％的选自Ti及Nb中的一种以上，并且包含余量的Fe及不可避免的杂质。

Description

材质偏差小且成型性及耐蚀性优异的热压成型用热轧钢板及利用其的成型品及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种材质偏差小且成型性及耐蚀性优异的热压成型用热轧钢板及利用其的热压成型品及其制造方法。
背景技术
近年来，为了提高汽车的燃料消费效率及燃油效率，正在加速实施汽车结构部件的高强度化，并且为了满足各部件所要求的多种特性，也在加速进行所述汽车结构部件的多功能化。
尤其是对于汽车转向部件，不仅要求其具有优异的强度，还要求其具有优异的耐疲劳性及耐蚀性，通常将热轧钢板作为汽车转向部件用钢板来使用。另外，这种转向部件被制作成管形，并经过各种成型工序及热处理来制成转向部件。但是据报道称，在大多数情况下，在管件成型及拉拔(drawing)时会产生加工裂纹。已知这是由多种原因而引起的，但是据报道称，主要与钢的清洁度及钢的机械性物理性质有关。
对此，专利文献1至3中公开了一种成型性、焊接性及疲劳特性等特性优异的高强度热压成型品。但是，所述技术涉及一种热压成型品，而这种热压成型品是将通过现有的轧制工序获得的冷轧或热轧钢板进行热成型而制得的热压成型品，其中并没有公开在热压成型之前在钢板的宽度方向或长度方向上进行用于减小材质偏差的任何处理工序，因此，根据上述技术制造转向部件时，被认为会频繁地引起加工不良等问题。
【现有技术文献】
【专利文献】
(专利文献1)韩国公开专利公报第10-2011-0053474号
(专利文献2)韩国授权专利公报第10-1291010号
(专利文献3)日本公开专利公报第2005-097725号
发明内容
本发明要解决的技术问题
本发明的一个目的在于，提供一种材质偏差小且成型性及耐蚀性优异的热压成型用热轧钢板及利用其的热压成型品及其制造方法。
解决技术问题的技术手段
为了实现上述目的，本发明的一方面，提供一种热压成型用热轧钢板，所述热压成型用热轧钢板以重量％计，包含0.2～0.3％的C、1.2～1.8％的Mn、0.01～0.5％的Si、0.015％以下的P、0.004％以下的S、0.001～0.05％的Al、0.006～0.02％的N、0.0001～0.005％的B、小于0.1％的Cr及0.05％以下的Mo，并且包含合计为0.060～1％的选自Cu及Ni中的一种以上，并且包含合计为0.025～0.09％的选自Ti及Nb中的一种以上，并且包含余量的Fe及不可避免的杂质，此外，所述N、B、Ti及Nb的含量满足下述关系式1。
[关系式1]
0.3≤[(mol％N)/{(mol％B)+(mol％Ti)+(mol％Nb)}]≤1.6
在所述关系式1中，小括号分别表示相应元素的重量％除以相应元素的原子量的值。
另外，本发明的另一方面，提供一种热压成型用热轧钢板的制造方法，所述热压成型用热轧钢板的制造方法包括以下步骤：以4～7mpm的速度用钢水进行连续铸造，从而获得薄板坯，所述钢水以重量％计，包含0.2～0.3％的C、1.2～1.8％的Mn、0.01～0.5％的Si、0.015％以下的P、0.004％以下的S、0.001～0.05％的Al、0.006～0.02％的N、0.0001～0.005％的B、小于0.1％的Cr及0.05％以下的Mo，并且包含合计为0.060～1％的选自Cu及Ni中的一种以上，并且包含合计为0.025～0.09％的选自Ti及Nb中的一种以上，并且包含余量的Fe及不可避免的杂质，此外，所述N、B、Ti及Nb的含量满足下述关系式1；在200～600mpm的范围内以匀速对所述薄板坯进行粗轧及精轧，在进行上述精轧时，在800～950℃下进行热轧，从而获得热轧钢板；对上述热轧钢板以0.5℃/秒以上的速度进行水冷却，直至达到至600～730℃；对上述经过冷却的热轧钢板进行空气冷却后，进行卷绕。
[关系式1]
0.3≤[(mol％N)/{(mol％B)+(mol％Ti)+(mol％Nb)}]≤1.6
在所述关系式1中，小括号分别表示相应元素的重量％除以相应元素的原子量的值。
另外，本发明的另一方面，提供一种热压成型品，所述热压成型品以重量％计，包含0.2～0.3％的C、1.2～1.8％的Mn、0.01～0.5％的Si、0.015％以下的P、0.004％以下的S、0.001～0.05％的Al、0.006～0.02％的N、0.0001～0.005％的B、小于0.1％的Cr及0.05％以下Mo，并且包含合计为0.060～1％的选自Cu及Ni中的一种以上，并且包含合计0.025～0.09％的选自Ti及Nb中的一种以上，并且包含余量的Fe及不可避免的杂质，此外，所述N、B、Ti及Nb的含量满足下述关系式1。此外，微细组织以面积含量计，包含90～98％的马氏体(martensite)及2～10％的残余奥氏体(retainedaustenite)。
[关系式1]
0.3≤[(mol％N)/{(mol％B)+(mol％Ti)+(mol％Nb)}]≤1.6
在所述关系式1中，小括号分别表示相应元素的重量％除以相应元素的原子量的值。
另外，本发明的另一方面，提供一种热压成型品的制造方法，所述热压成型品的制造方法包括以下步骤：以4～7mpm的速度用钢水进行连续铸造，从而获得薄板坯，所述钢水以重量％计，包含0.2～0.3％的C、1.2～1.8％的Mn、0.01～0.5％的Si、0.015％以下的P、0.004％以下的S、0.001～0.05％的Al、0.006～0.02％的N、0.0001～0.005％的B、小于0.1％的Cr及0.05％以下的Mo，并且包含合计为0.060～1％的选自Cu及Ni中的一种以上，并且包含合计为0.025～0.09％的选自Ti及Nb中的一种以上，并且包含余量的Fe及不可避免的杂质，此外，所述N、B、Ti及Nb的含量满足下述关系式1；在200～600mpm的范围内以匀速对所述薄板坯进行粗轧制及精轧，在进行上述精轧时，于800～950℃下进行热轧，从而获得热轧钢板；对所述热轧钢板以0.5℃/秒以上的速度进行水冷却，直至达到600～730℃；对所述经过冷却的热轧钢板进行空气冷却后，进行卷绕；将上述经过卷绕的热轧钢板加热至750～1000℃的加热温度；将上述经过加热的热轧钢板在上述加热温度下维持1～10分钟；以及对维持在上述加热温度下的热轧钢板进行压制成型的同时，进行快速冷却。
[关系式1]
0.3≤[(mol％N)/{(mol％B)+(mol％Ti)+(mol％Nb)}]≤1.6
在所述关系式1中，小括号分别表示相应元素的重量％除以相应元素的原子量的值。
此外，上述技术问题的解决手段中并没有完全列出本发明的技术特征。参见下述具体的实施方式，可以更详细地理解本发明的各种特征及所述特征所带来的优点及效果。
发明的效果
根据本发明的热压成型用热轧钢板具有材质偏差非常小的优点。
根据本发明的热压成型品具有成型性及耐蚀性非常优异的优点。
附图说明
图1为用于说明本发明所使用的短流程炼钢(mini-millProcess)工序的模拟图。
图2示出了对本发明的发明例5的热轧钢板的宽度方向上的材质偏差进行测定的结果。
图3为用光学显微镜所观察到的本发明发明例1的成型品的微细组织的照片。
具体实施方式
下面，对作为本发明一方面的材质偏差小且成型性及耐蚀性优异的热压成型用热轧钢板进行详细说明。
碳(C)：0.2～0.3重量％
碳是一种用于形成钢中的碳化物或固溶在铁素体上而用于提高热轧钢板强度的元素。在本发明中为了获得这种效果，优选包含0.2重量％以上的所述碳，更优选包含0.24重量％以上的碳。但是，当碳含量过多时，在连铸及轧制过程中，在铸片或条板表面会形成非常硬的(hard)的组织，从而会产生表面裂纹，或者会因热轧钢板的屈服强度及抗张强度过高，从而在常温下利用多辊(multiroll)进行管件成型时，会引起加工不良。因此，所述碳含量优选为0.3重量％以下，更优选为0.26重量％以下。
锰(Mn)：1.2～1.8重量％
锰起到抑制铁素体的形成，以及通过提高奥氏体的稳定性而使低温转变相容易形成，从而增加钢的强度的作用。在本发明中，为了获得这些效果，优选包含1.2重量％以上的锰，更优选包含1.4重量％以上的锰。但是，当锰含量过多时，会在连铸板坯及热轧钢板的内部和/或外部形成偏析带，并且，会在连铸操作时和/或热轧操作时引起裂纹(crack)的产生及传播，从而使热轧钢板产生材质偏差。而且，如上所述，在热轧钢板产生材质偏差的情况下，在热压成型后实施热压成型品的管件成型时，会引起高频率的加工不良。因此，优选包含1.8重量％以下的所述锰，更优选包含1.6重量％以下的所述锰。
硅(Si)：0.01～0.5重量％
硅是用于提高热轧钢板的强度及延展性而添加的元素。在本发明中，为了获得这种效果，优选包含0.01重量％以上的所述硅，更优选包含0.05重量％以上。但是，当硅含量过多时，表面上会形成大量的氧化物，从而会产生凹坑(dent)等表面缺陷。因此，所述硅含量优选为0.5重量％以下，更优选为0.2重量％以下。
磷(P)：0.015重量％以下
磷作为钢中不可避免的杂质，其偏析到晶界和/或相界中而成为引起脆性的主要原因的元素，因此，优选地，尽量将其含量控制在低的范围。理论上，将磷的含量控制为0％为有利，但是在制造工序中必然会含有磷。因此，重要的是控制其的上限值。在本发明中，将所述磷含量的上限值控制为0.015重量％。
硫(S)：0.004重量％以下
硫为钢中不可避免的杂质，该元素与钢中Mn结合而形成非金属夹杂物MnS，并且在连铸凝固时进行偏析而成为诱发高温裂纹的主要原因。因此，优选地，将其含量尽量控制在低的范围。理论上，将硫的含量限制为0％为有利，但是在制造工序中必然会含有硫。因此，重要的是控制其上限值。在本发明中，将所述硫含量的上限值控制为0.004重量％。
铝(Al)：0.001～0.05重量％
铝是通过抑制碳化物的形成来提高钢的延展性的元素。在本发明中，为了获得这种效果，优选包含0.001重量％以上的铝。但是，当铝含量过多时，铝会与钢中的氮进行反应而形成AlN，从而在制造薄板坯时会引起角裂纹，从而会降低板坯或钢板的品质。因此，所述铝含量优选为0.05重量％以下。
氮(N)：0.006～0.02重量％
氮通常被分类为钢中不可避免的杂质，但是，在本发明中的氮是为了钢中氮化物的形成及奥氏体的稳定化而特意添加的元素。除此之外，所述氮能够增加在热压成型后通过快速冷却而形成的马氏体的硬度，从而起到提高热压成型品的抗张强度及耐疲劳性的作用。在本发明中为了获得这些效果，优选包含0.006重量％以上的所述氮，更优选包含0.008重量％以上。但是，当其含量过多时，会减少析出强化所需的析出元素在钢中的含量，从而会降低热轧钢板的强度及耐疲劳性。因此，优选包含0.02重量％以下的所述氮，更优选包含0.012重量％以下。
硼(B)：0.0001～0.005重量％
硼用于提高钢的可淬性。另外，通过短流程炼钢工序来制造热轧钢板时，由于钢中固溶氮的含量高，因此，由析出物形成元素产生的析出强化效果会降低，从而会引起钢的强度及加工性的降低。但是所述硼通过与钢中的固溶氮产生反应而形成氮化物，从而能够使热轧钢板的强度及加工性的降低最小化。在本发明中为了获得这些效果，优选包含0.0001重量％以上的所述硼，更优选包含0.0002重量％以上。但是，当所述硼的含量过多时，会提高奥氏体的再结晶温度，从而引起焊接性的劣化。因此，优选包含0.005重量％以下的所述硼，更优选包含0.003重量％以下。
铬(Cr)：小于0.1％(包括0％)
铬虽然有助于提高热轧钢板的强度，但是在本发明中不会特意地添加所述铬。此外，当所述铬含量过多时，会因热轧钢板材质的提高而导致成型性的劣化。因此，优选尽量将其含量控制在低的范围，此外，在本发明中，将所述铬的含量控制在小于0.1％的范围。
Mo：0.05％以下(包括0％)
钼虽然也有助于提高热轧钢板的强度，但是与铬一样，在本发明中不会特意地添加所述钼。此外，当所述钼的含量过多时，会因热轧钢板材质的提高而导致成型性的劣化。因此，优选尽量将其含量控制在低的范围。在本发明中，将所述钼的含量控制在0.05％以下。
选自铜(Cu)及镍(Ni)的一种以上：合计0.060～1重量％
铜及镍是有助于提高热轧钢板及成型品的耐蚀性的元素。在本发明中为了获得这些效果，包含铜(Cu)及镍(Ni)中至少一种以上的元素，并且，它们的含量之和优选为0.060重量％以上。但是，当含量过多时，会在制造板坯过程中以液状浓缩在表面上，从而引起铸片缺陷，并且会在热轧钢板表面残留氧化皮，从而降低酸洗品质。因此，它们的含量之和优选为1.0重量％以下，更优选为0.8重量％以下。
选自钛(Ti)及铌(Nb)的一种以上：合计0.025～0.09重量％
钛及铌作为形成析出物(TiC、TiCN、TiNbCN、NbC等)的元素，用于提高钢的强度。在本发明中为了获得这些效果，包含钛(Ti)及铌(Nb)中至少一种以上的元素，并且，它们的含量之和优选为0.025重量％以上，更优选为0.04重量％以上。但是，当该含量过多时，不仅会增加热轧钢板的制造费用，而且在连铸时，会在钢中形成为粗大的结晶析出物，从而降低析出强化效果。并且，因热轧钢板的抗张强度过度地提高而会引起成型性的劣化。因此，它们的含量之和优选为0.09重量％以下，更优选为0.06重量％以下。
除了上述组成以外，其余的为Fe。但是，在通常的制造过程中，会从原料或周围环境中不可避免地混入不希望混入的杂质，因此这些杂志的混入是不可排除的。这些杂质对于本技术的技术人员来说是公知的，因此在本说明书中未提及关于杂质的所有内容。
在设计具有如上所述的成分范围的钢材的合金时，优选使所述N、B、Ti及Nb的含量满足下述关系式1。通过对析出物形成所带来的析出强化效果进行参数化而获得关系式1，当该值过低时，由于钢中的氮含量低，从而难以确保最终成型品的耐疲劳性。因此，优选将该值控制在0.3以上。但是，当该值过高时，会因析出物形成元素的含量不充分而难以确保最终成型品中所需的屈服强度。因此，优选将该值控制在1.6以下，更优选控制在1.4以下。
[关系式1]
0.3≤[(mol％N)/{(mol％B)+(mol％Ti)+(mol％Nb)}]≤1.6
在所述关系式1中，小括号分别表示相应元素的重量％除以相应元素的原子量的值。
根据本发明的一具体实施例，在设计具有如上所述的成分范围的钢材的合金时，优选使碳当量(Ceq)满足0.4～0.7，更优选满足0.5～0.6。如果碳当量小于0.4，则难以确保所预期的热轧钢板的强度，如果超过0.7，则会因焊接区的强度过高而使得与焊接热影响区之间的硬度差过大，从而可能会引起焊接裂纹。另外，碳当量被下述式1所定义，并且，当构成下述式1的合金元素不存在时，则视为0来计算。
[式1]
Ceq＝(wt％C)+(wt％Mn)/6+{(wt％Cr)+(wt％Mo)+(wt％V)}/5+{(wt％Ni)+(wt％Cu)}/15
在上述式1中，小括号分别表示相应元素的重量％。
本发明的冷轧钢板的微细组织，以面积含量计，可以包含40～70％的铁素体(ferrite)及30～60％的珠光体(pearlite)，更优选包含50～60％的铁素体及40～50％的珠光体。通过确保如上所述的微细组织，可以确保500～600MPa以上的抗张强度、0.5～0.6的屈强比及20～30％以上的伸长率。
以下，对本发明的另一方面的材质偏差小、成型性及耐蚀性优异的热压成型用热轧钢板的制造方法进行详细说明。
首先，对短流程炼钢工序进行详细说明，所述短流程炼钢工序利用通过薄板坯连铸及轧制生产工序的无头连续轧制法。
图1为用于说明本发明所使用的短流程炼钢工序的模拟图。如图1中所示，本发明使用的短流程炼钢工序由连续铸造、粗轧、精轧、冷却及卷绕步骤构成，之后，通过常规的设备来实施冷轧及连续退火步骤，从而制得冷轧钢板。这时，其特征为，控制所述短流程炼钢工序中的各步骤的操作条件，将粗轧-精轧-卷绕的驱动速度(质量流量)控制成相同水平以进行匀速轧制，从而采用使用带卷开卷箱(coilbox)的间歇的热轧方法，或者采用不使用带卷开卷箱的连续的方法来获得热轧钢板。
下面，对图1的短流程炼钢工序进行更详细地说明。在连铸机10中获得30～150mm厚度的薄板坯a。其与由现有的轧制连铸机中生产的具有200mm以上厚度的板坯相比，具有相当薄的厚度，将这种板坯称为薄板坯(thinslab)。由于所述薄板坯通过连续的过程而被直接移送到粗轧机20中进行粗轧，因此可以直接利用板坯自身的热源，从而可节能，并且，通过这种过程能够使在连铸及粗轧过程中可能会产生的微细组织及析出物形成的迁移过程与现有的轧制(mill)存在不同点，从而使最终制造的钢板的机械性物理性质不同。另外，当所述薄板坯的厚度大于150mm时，与现有的轧制的区别会变少，如果小于30mm，则铸片的温度会急剧降低，从而难以形成均匀的组织。为了解决这些问题，可以另外设置加热设备，但是这会成为导致生产成本增加的因素，因此，优选尽可能地避免这种方式。
另外，所述薄板坯在粗轧机组20及精轧机组50中被轧制成预期获得的最终厚度，并通过输出辊道(ROT)60被冷却后，在收卷机70中以一定的温度被卷绕，从而被制成热轧钢板。如前面提到的那样，本发明的特征为，将粗轧机20-精轧机50-收卷机60的驱动速度控制成相同水平以进行匀速轧制。在连铸速度和轧制速度产生差异的情况下，为了弥补该差异而可以在精轧机组50的前面设置带卷开卷箱40，并通过感应加热器30来使条板(barplate)b进行第一次卷绕。
以下，对各步骤的具体的操作条件进行详细说明。
首先，准备满足前述的合金组成的钢水后，在连铸机10中，以4～7米/分钟(meterperminute)的速度进行连续铸造，从而获得薄板坯。将铸造速度控制在4米/分钟以上的原因在于，由于铸造和轧制过程衔接进行，因此，为了确保目标轧制温度，需要一定水平以上的铸造速度。但是，当铸造速度过快时，因钢水液面的不稳定而可能会使运行成功率降低，因此，优选将所述铸造速度控制在7米/分钟以下。
之后，通过由2～4个轧钢机架(rollingstand)构成的粗轧机组20对经过上述连续铸造而获得的薄板坯进行粗轧，然后在精轧机60中，对经过上述粗轧获得的条板b进行精轧，从而获得热轧钢板。
此时，优选地，通过匀速轧制进行控制，以使从连续铸造到卷绕工序为止具有相同的质量流量(massflow)，并且，优选将轧制速度控制在200～600米/分钟的范围内，更优选控制在300～500米/分钟的范围内。这样控制的原因在于，当轧制速度过慢时，会难以确保热轧钢板的温度，在轧制速度过快的情况下，在控制轧制时会引起因误操作所导致的板断裂等的操作事故，并且难以将热轧温度控制为目标温度。
这时，所述精轧时的精轧温度优选为800～950℃。当精轧温度不足800℃时，轧制设备中的负载会大幅度增加，另一方面，当精轧温度超过950℃时，无头连续轧制操作的稳定性会降低，并且会增加轧制氧化皮缺陷的产生。
根据本发明的一具体实施例，所述粗轧机入口处的薄板坯的表面温度(即，粗轧时薄板坯的开轧温度)可以为1000～1200℃，更优选为1000～1100℃。当所述薄板坯的表面温度低于1000℃时，会使粗轧负荷增加，并且可能会在粗轧过程中使条板边缘部产生裂纹，在这种情况下可能会引起热轧钢板的边缘部的缺陷。另外，当所述薄板坯的表面温度超过1200℃时，可能会因热轧氧化皮的产生而降低表面品质，或者会因铸片未凝固而导致板坯形状变形。
此外，根据本发明的一具体实施例，所述粗轧时的累积压下率可以为60～90％，更优选为70～80％。在粗轧时，累积压下率越高，越有利于制造本发明作为目标的具有优异的表面品质的钢板。并且，在粗轧时，累积压下率越高，越有助于使连铸铸片(薄板坯)内部形成的连铸微细组织及合金成分均匀地分布。为了确保这种效果，优选将累积压下率控制在60％以上。但是，在累积压下率过高的情况下，轧制变形阻力会变大，从而会引起操作困难的问题，因此，优选将所述累积压下率控制在90％以下。
之后，在输出辊道(ROT)60中以0.5℃/秒以上的速度进行水冷却，直至600～730℃，然后进行空气冷却后，在卷绕机70中进行卷绕。
所述水冷却是为了延迟奥氏体转变为铁素体而实施的，因此，在进行所述水冷却时，水冷却终止温度优选为600～730℃，更优选为650～700℃。如果所述水冷却终止温度不足600℃，则可能会形成不规则形状的铁素体，并且可能会使铁素体在水冷却区的转变终止，从而可能会导致卷的形状变差，另一方面，如果高于730℃，则可能会导致热轧钢板表面品质的劣化。
另外，在所述水冷却时，水冷却速度优选为0.5℃/秒以上，更优选为10℃/秒以上。如果水冷却速度小于0.5℃/秒，则会再次生成厚厚的热轧氧化皮，并且氧化皮的组成可能会发生变化，使得难以去除氧化皮。另外，所述水冷却速度越快，越有利于延迟铁素体的转变，因此，对其上限没有特别地进行限定。
本发明可以进一步包括在上述卷绕后对热轧钢板进行酸洗的步骤，通过该步骤能够去除热轧钢板表面上形成的氧化皮。所述酸洗工序可以利用本技术领域中通常使用的所有方法。
以下，对本发明的另一方面的热压成型品进行详细说明。
本发明的另一方面的热压成型品具有前述的组分体系，其特征为，所述热压成型品的微细组织，包含90～98面积％的马氏体及2～10面积％的残留奥氏体。
根据本发明的一具体实施例，所述成型品的马氏体束(martensitepacket)的最大尺寸可以为5～35μm，更优选为5～25μm。其中，马氏体束是指晶体取向相同的板条(lath)及马氏体块(blockmartensite)的群。
根据本发明的热压成型品的优点在于，其具有非常优异的强度。根据本发明的一具体实施例，所述热压成型品的屈服强度可以为1000MPa以上，并且抗张强度可以为1470MPa以上。
以下，对本发明的另一方面的热压成型品的制造方法进行详细说明。
首先，通过前述的方法来准备热轧钢板。之后，为了热压成型，将所述热轧钢板加热至奥氏体单相域温度区域。
这时，加热温度(加热终止温度)优选为750～1000℃，更优选为850～950℃。如果加热温度不足750℃，则会因奥氏体的转变不充分而存在残留的铁素体，或者会因模具而使直至热成型前为止的温度降低而形成铁素体，由此会导致热压成型后的成型品的强度降低或弯曲加工性的降低。另一方面，如果超过1000℃，则不仅会降低生产率，而且在表层会过度形成氧化物，或者在钢板表面会形成脱碳层，从而使热压成型后的成型品的表面品质变差，或者可能会导致表面硬度的下降及耐蚀性的降低。
根据本发明的一具体实施例，所述加热时的加热速度可以为1～100℃/秒，更优选为3～20℃/秒。如果加热速度小于1℃/秒，则会使生产率降低，另一方面，如果超过100℃/秒，则难以在热轧钢板的整体厚度上确保均匀的温度分布。
之后，将上述经过加热的热轧钢板在上述加热温度(加热终止温度)下维持1～10分钟，更优选维持5～6分钟。本步骤是为了确保均匀大小及面积含量的奥氏体组织而实施的步骤，如果维持时间不足1分钟，则在热轧钢板的厚度中心区可能会形成不均匀的奥氏体组织，另一方面，如果超过10分钟，则会导致制造成型品的生产率的下降，以及会在钢板表面形成过深的脱碳层，从而在快速冷却后可能难以确保马氏体组织。
之后，采用模具来对维持上述加热温度下的热轧钢板进行压制成型的同时，进行快速冷却。这时，对于使用模具来实施的成型及急速冷却，只要采用常规的热压成型方法就可以实施，因此在本发明中，对其没有特别限定。
根据本发明的一具体实施例，所述快速冷却时的快速冷却速度可以为10℃/秒，更优选为30℃/秒。如果快速冷却速度不足10℃/秒，则不能在热轧钢板的整体厚度上确保均匀的马氏体组织，从而会难以确保最终成型品的材质。另外，所述快速冷却速度越快，会对确保均匀的马氏体组织更为有利，因此，对其上限没有特别限定。
根据本发明的一具体实施例，可以进一步包括在所述快速冷却后于100～350℃的温度范围下进行回火热处理的步骤。在进行如上所述的回火处理时，部分马氏体组织会转变成回火马氏体，在这种情况下，能够对最终成型品赋予韧性。
下面，将通过实施例对本发明进行更详细的说明。但是，这些实施例的记载仅是为了例示本发明的实施，因此，本发明并不限定于这些实施例。本发明的权利范围是由权利要求书中所记载的内容和由此合理地推导出的内容所决定的。
(实施例)
准备具有下述表1及2的组成的钢水后，按照表3中记载的条件进行连续铸造，从而制造90mm厚度的薄板坯，并且采用无头连续方式对上述薄板坯进行粗轧、精轧、冷却及卷绕处理，从而制得厚度为4.5～5.0mm的热轧钢板。此时，将粗轧时的压下率设定为80％，轧制时的轧制速度设定为400米/分钟，水冷却速度设定为20℃/秒，水冷却终止温度设定为650℃。
之后，对由此制造的热轧钢板的微细组织进行分析，并测定材质，并将其结果示于下述表4中。此时，对钢板的材质的测定是通过下述方式进行的。即，对于JIS5号试片，在宽度方向上的1/4处，与轧制方向呈直角方向地进行选取并测定。下述表4中，YS、TS、T.El及YR分别表示屈服强度、抗张强度、伸长率及屈强比。
之后，对制得的热轧钢板的成型性及耐蚀性进行评价，并将其结果示于下述表4中。成型性是通过进行U-字型弯曲实验，从而用肉眼及实体显微镜来分析是否产生了裂纹，将没有产生裂纹的情况评价为“○”，产生裂纹的情况评价为“×”。耐蚀性是通过以下方式来进行评价的。对在钢板的表面划出X字型的划痕后，对在5％NaCl的喷雾氛围下进行480小时的盐雾试验的划痕的宽度进行测定，并将划痕的宽度的平均值为3mm以下的情况评价为“○”，将划痕的宽度的平均值大于3mm的情况评价为“×”。
表1
表2
表3
表4
参见表4，可以确认满足本发明所公开的所有条件的发明例1至7显示出非常优异的成型品的成型性及耐蚀性。另外，对于比较例1及2，可以确认虽然Ti及Nb的含量没有满足本发明所公开的范围，但是热轧钢板的成型性及耐蚀性优异。另一方面，对于比较例3至5，Cr和/或Mo的含量过多，从而显示出相对较差的成型性及耐蚀性。
另外，图2示出了对本发明的发明例5的热轧钢板的宽度方向上的材质偏差进行测定的结果。所述图2是将发明例5的热轧钢板沿宽度方向共切割成50个试片后，对各个切断的试片的屈服强度、抗张强度及伸长率进行测定的结果。参见图2，用肉眼可以确认本发明的热轧钢板在垂直于轧制方向的宽度方向上产生的材质偏差非常小。由此可知，本发明的热轧钢板几乎没有产生因位置的不同所引起的材质上的差异，因此，具有可提高成型管道的制造过失率的效果。
之后，以10℃/秒的速度将制得的各个热轧钢板加热至900℃的加热温度，并且维持5分钟后，进行压制成型的同时，进行快速冷却，从而制造成型品。之后，对由此制得的成型品的微细组织进行了分析，并测定了材质，其结果示于下述表5中。这时，材质测定方法如前面所述。
表5
参见表5，可以确认满足本发明公开的所有条件的发明例1至7的成型品的强度非常优异。另外，对于比较例3至5，可以确认虽然Cr和/或Mo的含量没有满足本发明所公开的范围，但是成型品的强度优异。另一方面，虽然比较例1及2的Ti及Nb的含量没有满足本发明公开的范围，但是显示出了相对较差的成型品的强度。
另外，图3为用光学显微镜所观察到的本发明的发明例1的成型品的微细组织的照片。更具体地，为了测定马氏体束的尺寸，利用具有电子背散射衍射(ElectronBackscatterDiffraction，EBSD)分析功能的扫描电子显微镜测定晶粒的晶粒取向差别角度(misorientationangle)后，用蓝色粗线在用光学显微镜所观察到的照片上标出具有晶粒取向差别角度为15°以上的晶界的组织。参见图3，用肉眼可以确认本发明的成型品的马氏体束的最大尺寸为35μm以下。

Claims (14)

1.一种热压成型用热轧钢板，其特征在于，所述热压成型用热轧钢板以重量％计，包含0.2～0.3％的C、1.2～1.8％的Mn、0.01～0.5％的Si、0.015％以下的P、0.004％以下的S、0.001～0.05％的Al、0.006～0.02％的N、0.0001～0.005％的B、小于0.1％的Cr及0.05％以下的Mo，并且包含合计为0.060～1％的选自Cu及Ni中的一种以上，并且包含合计为0.025～0.09％的选自Ti及Nb中的一种以上，并且包含余量的Fe及不可避免的杂质，
此外，所述N、B、Ti及Nb的含量满足下述关系式1，
[关系式1]
0.3≤[(mol％N)/{(mol％B)+(mol％Ti)+(mol％Nb)}]≤1.6
在所述关系式1中，小括号分别表示相应元素的重量％除以相应元素的原子量的值。
2.根据权利要求1所述的热压成型用热轧钢板，其特征在于，所述热轧钢板的碳当量为0.4～0.7。
3.根据权利要求1所述的热压成型用热轧钢板，其特征在于，所述热压成型用热轧钢板的微细组织，以面积含量计，包含40～70％的铁素体及30～60％的珠光体。
4.一种热压成型用热轧钢板的制造方法，其特征在于，所述热压成型用热轧钢板的制造方法包括以下步骤：以4～7mpm的速度用钢水进行连续铸造，从而获得薄板坯，所述钢水以重量％计，包含0.2～0.3％的C、1.2～1.8％的Mn、0.01～0.5％的Si、0.015％以下的P、0.004％以下的S、0.001～0.05％的Al、0.006～0.02％的N、0.0001～0.005％的B、小于0.1％的Cr及0.05％以下的Mo，并且包含合计为0.060～1％的选自Cu及Ni中的一种以上，并且包含合计为0.025～0.09％的选自Ti及Nb中的一种以上，并且包含余量的Fe及不可避免的杂质，此外，所述N、B、Ti及Nb的含量满足下述关系式1；
在200～600mpm的范围内以匀速对所述薄板坯进行粗轧及精轧，在进行上述精轧时，于800～950℃下进行热轧，从而获得热轧钢板；
对上述热轧钢板以0.5℃/秒以上的速度进行水冷却，直至达到600～730℃；
对所述经过冷却的热轧钢板进行空气冷却后，进行卷绕；
[关系式1]
0.3≤[(mol％N)/{(mol％B)+(mol％Ti)+(mol％Nb)}]≤1.6
在所述关系式1中，小括号分别表示相应元素的重量％除以相应元素的原子量的值。
5.根据权利要求4所述的热压成型用热轧钢板的制造方法，其特征在于，所述薄板坯具有30～150mm的厚度。
6.根据权利要求4所述的热压成型用热轧钢板的制造方法，其特征在于，在进行上述粗轧时，薄板坯的开轧温度为1000～1200℃。
7.根据权利要求4所述的热压成型用热轧钢板的制造方法，其特征在于，在进行所述粗轧时，压下率为60～90％。
8.根据权利要求4所述的热压成型用热轧钢板的制造方法，其特征在于，还包括以下步骤，在进行所述卷绕后，对所述热轧钢板进行酸洗。
9.一种热压成型品，其特征在于，所述热压成型品以重量％计，包含0.2～0.3％的C、1.2～1.8％的Mn、0.01～0.5％的Si、0.015％以下的P、0.004％以下的S、0.001～0.05％的Al、0.006～0.02％的N、0.0001～0.005％的B、小于0.1％的Cr及0.05％以下的Mo，并且包含合计为0.060～1％的选自Cu及Ni中的一种以上，并且包含合计为0.025～0.09％的选自Ti及Nb中的一种以上，并且包含余量的Fe及不可避免的杂质，此外，所述N、B、Ti及Nb的含量满足下述关系式1，
此外，微细组织以面积含量计，包含90～98％的马氏体及2～10％的残留奥氏体。
[关系式1]
0.3≤[(mol％N)/{(mol％B)+(mol％Ti)+(mol％Nb)}]≤1.6
在所述关系式1中，小括号分别表示相应元素的重量％除以相应元素的原子量的值。
10.根据权利要求9所述的热压成型品，其特征在于，所述成型品的马氏体束(martensitepacket)的最大尺寸为5～35μm。
11.根据权利要求9所述的热压成型品，其特征在于，所述成型品的屈服强度为1000MPa以上，抗张强度为1470MPa以上。
12.一种热压成型品的制造方法，其特征在于，所述热压成型品的制造方法包括以下步骤：以4～7mpm的速度用钢水进行连续铸造，从而获得薄板坯，所述钢水以重量％计，包含0.2～0.3％的C、1.2～1.8％的Mn、0.01～0.5％的Si、0.015％以下的P、0.004％以下的S、0.001～0.05％的Al、0.006～0.02％的N、0.0001～0.005％的B、小于0.1％的Cr及0.05％以下的Mo，并且包含合计为0.060～1％的选自Cu及Ni中的一种以上，并且包含合计为0.025～0.09％的选自Ti及Nb中的一种以上，并且包含余量的Fe及不可避免的杂质，此外，所述N、B、Ti及Nb的含量满足下述关系式1；
在200～600mpm的范围内以匀速对所述薄板坯进行粗轧及精轧，在进行上述精轧时，于800～950℃下进行热轧，从而获得热轧钢板；
对上述热轧钢板以0.5℃/秒以上的速度进行水冷却，直至达到600～730℃；
对上述经过冷却的热轧钢板进行空气冷却后，进行卷绕；
将上述经过卷绕的热轧钢板加热至750～1000℃的加热温度；
将上述经过加热的热轧钢板在上述加热温度下维持1～10分钟；以及对维持在上述加热温度下的热轧钢板进行压制成型的同时，进行快速冷却；
[关系式1]
0.3≤[(mol％N)/{(mol％B)+(mol％Ti)+(mol％Nb)}]≤1.6
在所述关系式1中，小括号分别表示相应元素的重量％除以相应元素的原子量的值。
13.根据权利要求12所述的热压成型品的制造方法，其特征在于，加热上述经过卷绕的热轧钢板时，加热速度为1～100℃/秒。
14.根据权利要求12所述的热压成型品的制造方法，其特征在于，对维持在所述加热温度下的热轧钢板进行压制成型的同时进行冷却时的冷却速度为10℃/秒以上。
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