CN113412340B - 钢板 - Google Patents

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Abstract

一种钢板，其以规定量含有规定的元素，余量由铁和不可避免的杂质构成，贝氏体、贝氏体铁素体、马氏体、残余奥氏体及马氏体·奥氏体混合组织的合计面积率为95％以上且100％以下，铁素体和珠光体的合计面积率低于5％，马氏体·奥氏体混合组织的面积率为5％以上且30％以下，马氏体·奥氏体混合组织的截距长度的平均为0.32μm以下，相对于铁素体和贝氏体铁素体和马氏体和的合计面积，铁素体和贝氏体铁素体和马氏体之中不存在渗碳体的区域的面积的比例为3.0％以上且5.0％以下。

Description

钢板
技术领域
本发明涉及钢板，特别是涉及以汽车零部件为首的可在各种用途中使用的钢板。
背景技术
在用于汽车零部件制造的钢板中，为了实现由轻量化带来的燃油效率改善而要求薄壁化，为了兼顾薄壁化和确保零部件强度，而要求高强度化。另外，在用于汽车零部件制造的钢板中，考虑到碰撞安全性，在碰撞时要求有高能量吸收能力，需要高延展性化。一般来说，若使强度提高，则延展性降低，因此难以保证碰撞时的能量吸收。因此，为了实现高强度和高延展性，除了通过提高抗拉强度(TS)实现高强度化以外，还需要通过提高TS×EL(延伸率)实现高延展性化。
此外，在用于汽车零部件制造的钢板中，为了加工为形状复杂的零部件，还需要其有优异的成形加工性，特别是要求作为局部变形能力的指标的扩孔率(λ)优异。
例如，在专利文献1中公开有一种钢板，其在热轧中，在1000℃以上、1200℃以下的温度范围，进行包括一次以上40％以上的压下量轧道的第一热轧，以T1+30℃以上且T1+200℃以下的温度进行大压下量轧制，限制Ar3℃以上且低于T1+30℃的温度区域的压下率，从而将5/8～3/8的板厚范围的特定的晶体取向的极密度控制在规定的范围。该钢板TS×EL＞14000。
在专利文献2中公开有一种钢板，其包含回火马氏体、贝氏体、奥氏体，将铁素体限制在10％以下，贝氏体之中，在80％以上的贝氏体晶粒中，晶界处于与回火马氏体和奥氏体均接触的状态。该钢板具有1300MPa以上的强度，成形性优异。
在专利文献3中公开有一种钢板，其在热轧后，实施在300℃～Ac3点的温度区域保持30分钟以上的第一退火，以及在冷轧后，加热至Ac1点～950℃，之后冷却至150～600℃，其后实施熔融镀锌，此后，冷却至300℃以下，之后在100～600℃的温度区域实施回火，由此将残余奥氏体控制在10％以上，将残余奥氏体中的碳量控制在0.85％以上，将残余奥氏体中的Mn量与平均的Mn量之比控制在1.1以上。该钢板具有1470MPa以上的强度，变形性优异。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5408383号公报
专利文献2：日本特开2015－151576号公报
专利文献3：日本特开2017－053001号公报
但是，尽管进行了以上述技术为首的广泛研究，但现状是，难以制造达成高强度和高延展性，且扩孔性优异的钢板。
发明内容
本发明的实施方式，正是鉴于这样的状况而形成，其目的在于，提供一种强度、延展性及扩孔性优异的钢板。
本发明的方式1是一种钢板，其中，含有：
C：0.35～0.60质量％、
Si：2.1～2.8质量％、
Mn：1.2～1.8质量％、
P：0.05质量％以下、
S：0.01质量％以下、和
Al：0.01～0.1质量％，
余量由铁和不可避免的杂质构成，
贝氏体、贝氏体铁素体、马氏体、残余奥氏体及马氏体·奥氏体混合组织的合计面积率为95％以上且100％以下，
铁素体和珠光体的合计面积率低于5％，
马氏体·奥氏体混合组织的面积率为5％以上且30％以下，
马氏体·奥氏体混合组织的截距长度的平均为0.32μm以下，
相对于铁素体和贝氏体铁素体和马氏体的合计面积，在铁素体和贝氏体铁素体和马氏体之中不存在渗碳体的区域的面积的比例为3.0％以上且5.0％以下。
本发明的方式2，根据方式1所述的钢板，其中，还含有从
V：0.001～0.05质量％、
Nb：0.001～0.05质量％、
Ti：0.001～0.05质量％、
Zr：0.001～0.05质量％、和
Hf：0.001～0.05质量％所构成的群中选择的一种以上。
本发明的方式3，根据方式1或2所述的钢板，其中，还含有从
Cr：0.001～0.50质量％、
Mo：0.001～0.50质量％、
Ni：0.001～0.50质量％、
Cu：0.001～0.50质量％、和
B：0.0001～0.0050质量％所构成的群中选择的一种以上。
本发明的方式4，根据方式1～3中任一项所述的钢板，其中，还含有从
Ca：0.0001～0.0010质量％、
Mg：0.0001～0.0010质量％、
Li：0.0001～0.0010质量％、和
REM：0.0001～0.0010质量％所构成的群中选择的一种以上。
根据本发明的实施方式，可提供强度、延展性和扩孔性优异的钢板。
具体实施方式
本发明者们，为了解决上述课题进行了锐意研究。其结果发现，通过使用C含量和Si含量多，且Mn含量控制得低的钢材，进行适当的热处理，从而能够得到抗拉强度(TS)和TS×EL高，且扩孔率(λ)优异的钢板。
更具体地说，为了使钢材中的碳难以作为碳化物析出，而使该碳容易作为残余奥氏体残留，使Si含量多达2.1质量％以上。另外，为了在冷却时一边抑制铁素体的形成，一边通过贝氏体铁素体的形成促进MA的微细化，且通过马氏体中的碳化物的凝聚促进不存在碳化物的区域形成，使Mn含量少至1.8质量％以下。通过如此控制Si含量和Mn含量，能够使TS×EL和λ提高。
但是，Si含量多，且Mn含量少的钢材，通常Ac3点变高，因此难以用普通的退火设备(加热温度的上限为950℃左右)进行奥氏体单相化，难以减小铁素体和珠光体的面积率，得不到希望的抗拉强度。因此，为了在这样的钢材中将铁素体和珠光体的面积率抑制得低，有效的是增多C含量，从而能够得到高抗拉强度。此外，通过增多C含量，还能够得到使残余奥氏体的面积率增加的效果，因此能够提高TS×EL。
以下，展示本发明的实施方式的钢板的详情。
1.钢组织
本发明的实施方式的钢板中，
贝氏体、贝氏体铁素体、马氏体、残余奥氏体及马氏体·奥氏体混合组织的合计面积率为95％以上且100％以下，
铁素体和珠光体的合计面积率低于5％，
马氏体·奥氏体混合组织的面积率为5％以上且30％以下，
马氏体·奥氏体混合组织的截距长度的平均为0.32μm以下，
相对于铁素体和贝氏体铁素体和马氏体的合计面积，在铁素体和贝氏体铁素体和马氏体之中不存在渗碳体的区域的面积的比例为3.0％以上且5.0％以下。
组织的“面积率”，是该组织对于全部组织的面积率。
“马氏体”包括“淬火马氏体”和“回火马氏体”两方面，因此，只由这些组织的一方构成，或由两方构成。
以下，详述各构成。
(1)贝氏体、贝氏体铁素体、马氏体、残余奥氏体及马氏体·奥氏体混合组织的合计面积率：95％以上且100％以下
贝氏体、贝氏体铁素体、马氏体、残余奥氏体及马氏体·奥氏体混合组织(以下，称为“MA”(Martensite－Austenite))在铁钢材料的组织之中是高强度的组织。因此，为了确保高强度，需要以这些组织为主体。因此，该组织的合计面积率为95％以上且100％以下。该组织的合计面积率优选为97％以上，更优选为99％以上。
(2)铁素体和珠光体的合计面积率：低于5％
因为铁素体和珠光体的强度低，所以为了确保高强度，需要降低这些组织的比例。另外，若在高强度的组织之中大量存在铁素体和珠光体这样低强度的组织，则低强度的该组织成为龟裂发生的起点，促进断裂而使扩孔率劣化。因此，铁素体和珠光体的合计面积率低于5％。铁素体和珠光体的合计面积率优选为3％以下，更优选为1％以下，最优选为0％。
(3)马氏体·奥氏体混合组织的面积率：5％以上且30％以下
马氏体·奥氏体混合组织(MA)之中，残余奥氏体在冲压加工等的加工中通过加工诱导相变，能够发生相变为马氏体的TRIP现象，得到大的延伸率。另外，因为形成的马氏体具有高硬度，所以对于强度提高有效。因此，通过提高MA的比例，对提高强度－延展性平衡有效。因此，MA的面积率为5％以上。MA的面积率优选为6％以上，更优选为8％以上。
另一方面，若MA的面积率为大，则作为断裂起点的MA/母相的界面增加，助长变形时的开割，由此扩孔率劣化。因此，MA的面积率为30％以下。MA的面积率优选为27％以下，更优选为25％以下。
(4)马氏体·奥氏体混合组织的截距长度的平均：0.32μm以下
马氏体·奥氏体混合组织(MA)是对于高强度和高延展性化有效的组织，但在组织进行变形时，MA可能破裂，或者应变在MA与周围的组织之间集中，在界面或界面附近破裂。这样的MA的裂纹对扩孔率造成负面影响，特别是使钢板高强度化时，这一负面影响表现显著。为了减小MA的裂纹的负面影响，有效果的是使MA微细，通过抑制断裂能够使扩孔率提高。因此，使MA的尺寸，即MA的截距长度的平均为0.32μm以下。MA的截距长度的平均优选为0.30μm以下，更优选为0.28μm以下。
(5)相对于铁素体和贝氏体铁素体和马氏体的合计面积，铁素体和贝氏体铁素体和马氏体之中不存在渗碳体的区域的面积的比例：3.0％以上且5.0％以下
若像扩孔试验这样对钢板施加大的变形，则由于应变在MA这样硬质的组织的周围集中，从而发生龟裂。这时，若在MA的周围的母相的一部分中混合有比较软质而变形能力高的组织，则即使对该组织施加应变，也能够缓和MA周围的应变。作为软质的组织，代表性的是铁素体，但是铁素体为过度软质，另外，组织较大。因此，应变过度集中于铁素体，会促进铁素体与周围的组织的界面发生断裂。
因此本发明者们设想，除了铁素体以外，再导入一种比较软的铁素体以外的组织，其能够缓和MA周围的应变。即，本发明者们发现有效的是，通过恰当地控制贝氏体相变，另外对于马氏体进行回火，从而使贝氏体铁素体和马氏体中局部地形成渗碳体的数密度少的区域，则能够得到强度和变形能力高达一定程度的组织。即，相对于铁素体和贝氏体铁素体和马氏体的合计面积，使铁素体和贝氏体铁素体和马氏体之中不存在渗碳体的区域(以下，称为“无渗碳体区域”)的面积的比例(以下，称为“无渗碳体区域的比例”)为3.0％以上。由此，能够得到既提高了强度，延伸率和扩孔率又优异的钢板。另一方面，若无渗碳体区域的比例过剩，则强度降低，因此为5.0％以下。
无渗碳体区域的比例优选为3.2％以上，更优选为3.5％以上，优选为4.8％以下，更优选为4.5％以下。
本发明的实施方式的钢板，可以包含铁素体、贝氏体铁素体、珠光体、贝氏体、马氏体、残余奥氏体及MA以外的组织。在有的实施方式中，本发明的实施方式的钢板，不包含铁素体、贝氏体铁素体、珠光体、贝氏体、马氏体、残余奥氏体和MA以外的组织。
以下，例示各钢组织的面积率、马氏体·奥氏体混合组织的截距长度和无渗碳体区域的比例的评价方法。
(1)钢组织的面积率的测量
研磨与钢板的轧制方向垂直的板厚截面，经硝酸乙醇腐蚀液腐蚀而使组织显露后，以板厚1/4的区域为对象，使用SEM(Scanning Electron Microscope，扫描电子显微镜)，以倍率1000～5000倍观察随机选择的位置，得到SEM像。对于得到的SEM像，按以下方式进行组织的辨别。
暗反差的单色区域为铁素体，暗反差与亮反差层状形成的区域为珠光体，从白色到浅灰色的反差下，内部不包含细小粒子状反差的区域为马氏体·奥氏体混合组织。其他复杂的图案构成的区域，为贝氏体、贝氏体铁素体、马氏体及残余奥氏体。
对于得到的SEM像，在随机选择的地方，以1～10μm的宽度等间隔地分别纵横引11条以上的线，建立10块×10块以上的网格，由点算法求得各组织的面积率。还有，由面积比求得的值能够直接作为体积比(体积％)的值使用。
(2)马氏体·奥氏体混合组织的截距长度的测量
研磨与钢板的轧制方向垂直的板厚截面，进行硝酸乙醇腐蚀液腐蚀而使组织显露后，以板厚1/4的区域为对象，使用SEM，以倍率1000～5000倍观察随机选择的位置，得到SEM像。对于得到的SEM像，在随机选择之处引合计100μm以上的多条直线。对于各直线，测量该直线与马氏体·奥氏体混合组织相交的截距长度。
大的马氏体·奥氏体混合组织容易对扩孔率造成负面影响。因此，若也包括所有细微组织在内，对截距长度进行评价并使之平均化，则大的马氏体·奥氏体混合组织对扩孔率的负面影响变得不明确。因此，由上述方法测量的截距长度之中，计算高于0.1μm的截距长度的平均值，作为马氏体·奥氏体混合组织的截距长度的平均值。
(3)相对于铁素体和贝氏体铁素体和马氏体的合计面积，铁素体和贝氏体铁素体和马氏体之中不存在渗碳体的区域的面积的比例(无渗碳体区域的比例)的测量
研磨与钢板的轧制方向垂直的板厚截面，进行硝酸乙醇腐蚀液腐蚀而使组织显露后，以板厚1/4的区域为对象，使用SEM，以倍率5000倍观察随机选择的位置而得到SEM像。对于得到的SEM像，按上述方式进行组织的辨别。即，暗反差的单色区域为铁素体，另外除去铁素体、珠光体和马氏体·奥氏体混合组织以外的由其他复杂图案构成的区域，为贝氏体、贝氏体铁素体、马氏体和残余奥氏体。由该复杂的图案构成的区域之中，反差暗的区域为贝氏体铁素体和马氏体。
对于得到的SEM像，在随机选择的位置，以0.5μm的间隔，分别纵横引31条以上的线，建立30块×30块以上的网格。
网格上全部的交点之中，将处于以上述方式辨别出的铁素体、贝氏体铁素体及马氏体上的交点的数量作为N。
在处于铁素体、贝氏体铁素体和马氏体上的交点上，配置半径0.1μm的圆，使该圆的中心与交点重叠。
设半径0.1μm的圆的内部不存在渗碳体的交点的数量为n。
铁素体、贝氏体铁素体和马氏体中，反差浅的粒状物为渗碳体。
用半径0.1μm的圆的内部不存在渗碳体的交点的数量n，除以处于铁素体、贝氏体铁素体和马氏体上的交点的总数N而得到的值(％)，为无渗碳体区域的比例。
2.化学成分组成
本发明的实施方式的钢板中，含有C：0.35～0.60质量％、Si：2.1～2.8质量％、Mn：1.2～1.8质量％、P：0.05质量％以下、S：0.01质量％以下、和Al：0.01～0.1质量％，余量由铁和不可避免的杂质构成。
以下，对于各元素详述。
(1)C：0.35～0.60质量％
C是涉及残余奥氏体形成的主要元素，是用于得到希望的组织，并且确保高TS和TS×EL等特性的必须元素。为了有效地发挥这样的作用，C含量为0.35质量％以上。C含量优选为0.36质量％以上，更优选为0.38质量％以上。另一方面，若C含量过剩，则即使设计热处理，也不能使马氏体·奥氏体混合组织的尺寸细微，另外，还不能提高无渗碳体区域的比例，不能提高扩孔率。因此，C含量为0.60质量％以下。C含量优选为0.50质量％以下，更优选为0.45质量％以下。
还有，因为C也是渗碳体的构成元素之一，所以C少时，无论热处理条件，无渗碳体区域都变宽。
(2)Si：2.1～2.8质量％
Si抑制渗碳体的析出，具有促进残余奥氏体形成的作用。为了有效地发挥这样的作用，Si含量为2.1质量％以上。Si含量优选为2.2质量％以上，更优选为2.3质量％以上。另一方面，若Si含量过剩，则马氏体·奥氏体混合组织的尺寸变得粗大，扩孔率劣化。因此，Si含量为2.8质量％以下。Si含量优选为2.7质量％以下，更优选为2.6质量％以下。
(3)Mn：1.2～1.8质量％
Mn通过增多其含量，有助于抑制铁素体和珠光体形成。此外，Mn通过减少其含量，会提高过冷后的再加热时的马氏体/奥氏体的界面，或贝氏体/奥氏体的界面的移动的容易度，另外在奥氏体之中促进新的贝氏体铁素体的形成。由此，Mn有助于马氏体·奥氏体混合组织的微细化。另外，因马氏体/奥氏体的界面，或贝氏体/奥氏体的界面的移动所形成的区域，以及重新在奥氏体中形成的贝氏体铁素体，因为其中有不包含渗碳体的倾向，所以促进无渗碳体区域的形成。
为了有效地发挥以上这样的添加Mn的效果，需要将Mn含量控制在适当的范围。为了有效地发挥抑制铁素体和珠光体形成的作用，Mn含量为1.2质量％以上。Mn含量优选为1.3质量％以上，更优选为1.4质量％以上。另一方面，若Mn含量过剩，则再加热时的马氏体/奥氏体界面，或贝氏体/奥氏体界面的移动容易度差，在最终组织中马氏体·奥氏体混合组织粗大化。另外，由于阻碍马氏体中的碳化物的凝聚，导致无渗碳体区域的比例降低，扩孔率降低。因此，Mn含量为1.8质量％以下。Mn含量优选为1.7质量％以下，更优选为1.6质量％以下。
(4)P：0.05质量％以下
P作为杂质元素不可避免地存在。若P含量高于0.05质量％，则EL和扩孔率劣化。因此，P含量为0.05质量％以下。P含量优选为0.03质量％以下。P含量越少越优选，最优选为0质量％，但由于制造工序上的制约等，也有高于0质量％，例如，残留0.001质量％左右的情况。
(5)S：0.01质量％以下
S作为杂质元素不可避免地存在。若S含量高于0.01质量％，则形成MnS等的硫化物系夹杂物，该夹杂物成为裂纹的起点，因此扩孔率劣化。为此，S含量为0.01质量％以下。S含量优选为0.005质量％以下。S含量越少越优选，最优选为0质量％，但由于制造工序上的制约等，也有高于0质量％，例如，残留0.001质量％左右的情况。
(6)Al：0.01～0.1质量％
Al作为脱氧元素发挥功能，减少钢水中的氧量，使夹杂物的数密度降低，使钢材的基本质量提高。为了有效地发挥这样的作用，Al含量为0.01质量％以上。Al含量优选为0.015质量％以上，更优选为0.020质量％以上。另一方面，若Al含量过剩，则促进铁素体形成，不能获得希望的组织。因此，Al含量为0.1质量％以下。Al含量优选为0.08质量％以下，更优选为0.06质量％以下。
(7)余量
基本成分如上述，余量是铁和不可避免的杂质(例如，As、Sb、Sn等)。不可避免的杂质，是因原料、物料、制造设备等的状况而被带入的元素。另外，像N和O这样的元素也不可避免地混入，但如果例如在100ppm以下，则能够允许作为杂质元素混入。
还有，例如，像P和S这样，通常，含量越少越优选，因此，虽是不可避免的杂质，但关于其组成范围，是以上述方式另行规定的元素。因此，本说明书中，构成余量的“不可避免的杂质”这种情况，是将另行规定其组成范围的元素除外的概念。
此外，本发明的实施方式的钢板，也可以根据需要含有以下的任意元素，对应所含有的成分，钢板的特性得到进一步改善。
(8)从V：0.001～0.05质量％、Nb：0.001～0.05质量％、Ti：0.001～0.05质量％、Zr：0.001～0.05质量％和Hf：0.001～0.05质量％所构成的群中选择的一种以上
V、Nb、Ti、Zr和Hf，在钢中形成碳化物或碳氮化物，有助于母相的强度提高。为了得到这样的作用，选择性地含有V、Nb、Ti、Zr和Hf时，优选V、Nb、Ti、Zr和Hf的含量分别为0.001质量％以上。另一方面，若使V、Nb、Ti、Zr和Hf过剩地含有，则消耗作为碳化物添加的碳，因此MA的面积率降低而延伸劣化，另外，会促进退火时铁素体的形成，铁素体和珠光体变得过剩，难以确保强度。因此，选择性地含有V、Nb、Ti、Zr和Hf时，优选V、Nb、Ti、Zr和Hf的含量分别在0.05质量％以下。
(9)从Cr：0.001～0.50质量％、Mo：0.001～0.50质量％、Ni：0.001～0.50质量％、Cu：0.001～0.50质量％和B：0.0001～0.0050质量％所构成的群中选择的一种以上
Cr、Mo、Ni、Cu和B提高淬火性，另外，抑制铁素体和珠光体的形成，因此强度容易确保。为了得到这样的作用，选择性地含有Cr、Mo、Ni、Cu和B时，优选Cr、Mo、Ni和Cu的含量分别为0.001质量％以上，B含量优选为0.0001质量％以上。另一方面，若Cr、Mo、Ni、Cu和B过剩地含有，则显现与Mn类似的效果，MA变得粗大，另外，由于无渗碳体区域的比例变小，扩孔率劣化。因此，选择性地含有Cr、Mo、Ni、Cu和B时，优选Cr，Mo，Ni和Cu的含量分别为0.50质量％以下，B含量优选为0.0050质量％以下。
(10)从Ca：0.0001～0.0010质量％、Mg：0.0001～0.0010质量％、Li：0.0001～0.0010质量％和REM：0.0001～0.0010质量％所构成的群中选择的一种以上
Ca、Mg、Li和REM对组织没有影响，但使扩孔试验时引起裂纹的硫化物等的夹杂物微细化，能够有助于扩孔性的提高。为了得到这样的作用，选择性地含有Ca、Mg、Li和REM时，优选Ca、Mg、Li和REM的含量分别为0.0001质量％以上。另一方面，若Ca、Mg、Li和REM过剩地含有，则夹杂物反而粗大化，扩孔性劣化。因此，选择性地含有Ca、Mg、Li和REM时，优选Ca、Mg、Li和REM的含量分别为0.0010质量％以下。
3.特性
如上述本发明的实施方式的钢板，强度、延展性和扩孔性优异，抗拉强度(TS)，TS与总延伸率(EL)的积(TS×EL)，以及扩孔率(λ)均处于高水平。以下，对于本发明的实施方式的钢板的这些特性进行详述。
(1)抗拉强度(TS)
本发明的实施方式的钢板，抗拉强度(TS)为1470MPa以上。若TS低于1470MPa，则碰撞时的耐受载荷变低。
(2)TS与总延伸率(EL)的积(TS×EL)
本发明的实施方式的钢板，TS与总延伸率(EL)的积(TS×EL)为22.5GPa％以上。具有22.5GPa％以上的TS×EL，能够得到同时具有高强度和高延展性的高级别的强度－延展性平衡。TS×EL优选为25.0GPa％以上。
TS和EL能够遵循JISZ 2241：2011求得。
(3)扩孔率(λ)
本发明的实施方式的钢板，扩孔率(λ)为25％以上。由此能够得到冲压成形性等的优异的加工性。
λ能够遵循JISZ 2256：2010求得。在试验片上钻直径d0(d0＝10mm)的冲孔，将前端角度为60°的冲头压入该冲孔，测量发生的龟裂贯通试验片的板厚的时刻的冲孔的直径d，由下述(1)式求得λ。
λ(％)＝{(d－d0)/d0}×100 (1)
4.制造方法
本发明的实施方式的钢板的制造方法，包括：(1)准备具有上述的化学成分组成的轧制材的工序；(2)将轧制材加热到Ac3点以上且Ac3点+100℃以下的温度进行奥氏体化的工序；(3)奥氏体化后，以10℃/秒以上的平均冷却速度冷却至130℃以上且低于225℃的冷却停止温度的工序；(4)从冷却停止温度加热到410～460℃的再加热温度，在410～460℃的范围保持120～1200秒的工序。
以下，对各工序进行详述。
(1)准备轧制材的工序
实施热处理的轧制材，通常在热轧后进行冷轧而制造。但是，并不限定于此，也可以进行热轧和冷轧的任意一方来制造。另外，热轧和冷轧的条件没有特别限定。
(2)奥氏体化的工序
通过将轧制材加热到Ac3点以上且Ac3点+100℃以下的温度，使轧制材奥氏体单相化。可以在此加热温度保持1～1800秒。通过使加热温度为Ac3点以上且Ac3点+100℃以下的温度，能够抑制晶粒的粗大化，减小MA的截距长度。加热温度优选为Ac3点+10℃以上，更优选为Ac3点+20℃以上。另外，加热温度优选为Ac3点+90℃以下，更优选为Ac3点+80℃以下。这是为了能够更完全地进行奥氏体化而抑制铁素体的形成，并且更确实地抑制晶粒的粗大化。
奥氏体化时的加热可以在任意的加热速度下进行，但作为优选的平均加热速度，可列举1℃/秒以上、20℃/秒以下。
Ac3能够由下述(2)式计算。
Figure BDA0003205731480000121
其中，[]分别表示质量％下的各元素的含量。
(3)奥氏体化后，冷却到冷却停止温度的工序
奥氏体化后，以10℃/秒以上的平均冷却速度，冷却至130℃以上且低于225℃的冷却停止温度。通过这一冷却，能够使组织的一部分相变为贝氏体、贝氏体铁素体和/或马氏体，并且能够调整未相变为贝氏体、贝氏体铁素体和/或马氏体而残留的奥氏体的量。由此，能够将贝氏体、贝氏体铁素体、马氏体、残余奥氏体和MA的合计面积率控制在希望的范围。
若冷却速度比10℃/秒慢，则铁素体和/或珠光体大量形成，铁素体和珠光体的合计面积率变得过大。冷却速度优选为20℃/秒以上。
若冷却停止温度低于130℃，则MA的面积率变得过小。另一方面，若冷却停止温度为225℃以上，则MA的尺寸变得粗大，即MA的截距长度变得过大，另外，无渗碳体区域变得过大。冷却停止温度优选为135℃以上，更优选为140℃以上。另外，冷却停止温度优选为220℃以下，更优选为210℃以下。
另外，也可以在冷却停止温度下保持。作为保持时优选的保持时间，可列举1～600秒。即使保持时间长，在特性上也几乎没有影响，但超过600秒的保持时间使生产率降低。
(4)从冷却停止温度加热到再加热温度并保持的工序
从冷却停止温度加热至410～460℃的再加热温度。达到再加热温度的加热速度没有特别限制。到达再加热温度后，需要一边以一定的温度，或者缓慢地加热和/或冷却，一边以410～460℃保持120～1200秒。通过以此再加热温度保持，能够使马氏体/奥氏体的界面，或贝氏体/奥氏体的界面移动。或者，能够使奥氏体之中形成新的贝氏体铁素体，从而使无渗碳体区域形成。若在410～460℃下的保持时间短，则无渗碳体区域变得过小。另一方面，若在410～460℃下的保持时间长，则奥氏体分解为贝氏体铁素体和渗碳体，残余奥氏体和MA的合计面积率变得过小。在410～460℃下的保持时间优选为150秒以上，更优选为200秒以上，优选为1000秒以下，更优选为800秒以下。
若再加热温度低于410℃，则无渗碳体区域变得过小。另外，若再加热温度高于460℃，则MA的面积率变得过小。另外，无渗碳体区域的比例变得过大。再加热温度优选为415℃以上，更优选为420℃以上。另外再加热温度优选为450℃以下。
通过此再加热，能够使马氏体中的碳排出，促进碳向周围奥氏体的稠化，使奥氏体稳定化。由此，能够使最终得到的残余奥氏体量增大，提高残余奥氏体的面积率和/或MA的面积率。此外，通过上述再加热，能够由未相变奥氏体形成贝氏体和/或贝氏体铁素体，另外能够将马氏体回火，或使碳化物适度粗大化，因此能够提高延展性高的贝氏体、贝氏体铁素体和/或回火马氏体的面积率。若再加热温度过低，则无渗碳体区域变得过小。另一方面，若再加热温度过高，则无渗碳体区域变得过大，另外MA的面积率变得过小。
再加热后，从再加热温度冷却至室温。该冷却的条件没有特别限定，但从再加热温度，至能够发生组织变化的200℃的冷却速度，优选为1℃/秒以上。
通过以上的热处理，能够得到本发明的实施方式的钢板。
如上说明了本发明的实施方式的钢板的制造方法，但是，理解本发明的实施方式的钢板的期望特性的业内人士进行试错，通过不同于上述制造方法的制造方法得到本发明的实施方式的钢板的可能性存在。
【实施例】
以下，列举实施例更具体地说明本发明。本发明不受以下的实施例限制，在能够符合前述和后述的宗旨的范围，也可以适宜加以变更实施，这均包含在本发明的技术范围内。
1.制作试样
经真空熔炼，制造具有表1所述的化学成分组成的铸造材后，通过热锻将此铸造材加工成钢板后，实施2次热轧，得到板厚4.0mm的热轧板。还有，表1中显示根据化学成分组成，用(2)式求得的Ac3点。
对此热轧板实施酸洗而除去表面的氧化皮后，实施冷轧至1.5mm。对该冷轧板进行热处理，得到试样。热处理条件显示在表2中。还有，以30℃/秒从加热温度冷却到冷却停止温度。
还有，在表1～3中，带下划线的数值，表示脱离本发明的实施方式的范围。但是，关于“－”应注意的是，即使脱离本发明的实施方式的范围也不带下划线。
【表1】
Figure BDA0003205731480000151
【表2】
Figure BDA0003205731480000152
2.钢组织
对于以上述方式得到的各钢板，按下述(1)～(3)的要领，评价钢组织的面积率，马氏体·奥氏体混合组织的截距长度和无渗碳体区域的比例。
(1)钢组织的面积率的测量
研磨与钢板的轧制方向垂直的板厚截面，进行硝酸乙醇腐蚀液腐蚀而使组织显露后，以板厚1/4的区域为对象，使用SEM，以倍率1000倍(视野面积：3600μm2)观察随机选择的一处，得到SEM像。对于得到的SEM像，以如下方式进行组织的辨别。
暗反差的单色区域为铁素体，暗反差与亮反差层状形成的区域为珠光体，从白色到浅灰色的反差下内部不包含细小粒子状反差的区域为马氏体·奥氏体混合组织。其他复杂的图案构成的区域，为贝氏体、贝氏体铁素体、马氏体及残余奥氏体。
对于得到的SEM像，在随机选择的一种，以1～10μm的宽度等间隔地分别纵横引11条以上的线，建立10块×10块以上的网格，由点算法求得各组织的面积率。
(2)马氏体·奥氏体混合组织的截距长度的测量
研磨与钢板的轧制方向垂直的板厚截面，进行硝酸乙醇腐蚀液腐蚀而使组织显露后，以板厚1/4的区域为对象，使用SEM，以倍率5000倍(视野面积：144μm2)观察随机选择的一个位置，得到SEM像。对于得到的SEM像，在随机选择的位置引合计100μm以上的多条直线，对于各直线，测量该直线与马氏体·奥氏体混合组织相交的截距长度。
这时，在由上述的方法测量的截距长度之中，计算高于0.1μm的截距长度的平均值，作为马氏体·奥氏体混合组织的截距长度的平均值。
(3)相对于铁素体和贝氏体铁素体和马氏体的合计面积，铁素体和贝氏体铁素体和马氏体之中不存在渗碳体的区域的面积的比例(无渗碳体区域的比例)的测量
研磨与钢板的轧制方向垂直的板厚截面，进行硝酸乙醇腐蚀液腐蚀而使组织显露后，以板厚1/4的区域为对象，使用SEM，以倍率5000倍(视野面积：3600μm2)观察随机选择一处而得到SEM像。在得到的SEM像中，暗反差的单色区域为铁素体，另外除去铁素体、珠光体和马氏体·奥氏体混合组织以外的由其他复杂图案构成的区域，为贝氏体、贝氏体铁素体、马氏体和残余奥氏体。由该复杂的图案构成的区域之中，反差暗的区域为贝氏体铁素体和马氏体。
对于得到的SEM像，在随机选择的一处，以0.5μm的间隔，分别纵横引31条以上的线，建立30块×30块以上的网格。
网格上全部的交点之中，将处于以上述方式辨别出的铁素体、贝氏体铁素体及马氏体上的交点的数量作为N。
在处于铁素体、贝氏体铁素体和马氏体上的交点上，配置半径0.1μm的圆，使该圆的中心与交点重叠。
设半径0.1μm的圆的内部不存在渗碳体的交点的数量为n。
铁素体、贝氏体铁素体和马氏体中，反差浅的粒状物为渗碳体。
用半径0.1μm的圆的内部不存在渗碳体的交点的数量n，除以处于铁素体、贝氏体铁素体和马氏体上的交点的总数N而得到的值(％)，为无渗碳体区域的比例。
3.力学特性
对于以上述方式得到的各试样，遵循JISZ 2241：2011，通过拉伸试验测量力学特性。从与轧制方向垂直的方向(C方向)提取JIS5号试验片，实施拉伸试验，测量TS和EL，计算TS×EL。
(扩孔率)
对于以上述方式得到的各试样，从板面方向中心部提取70mm×70mm尺寸的试验片，遵循JISZ 2256：2010求得扩孔率。在试验片上钻直径d0(d0＝10mm)的冲孔，将前端角度60°的冲头压入该冲孔，测量发生的龟裂贯通试验片的板厚这一时刻的冲孔的直径d，由下述(1)式求得λ。
λ(％)＝{(d－d0)/d0}×100 (1)
各测量结果显示在表3中。关于钢板的力学特性，全部满足TS：1470MPa以上，TS×EL：22.5GPa％以上，以及λ：25％以上的为合格，由“○”表示，除此以外均为不合格，以“×”表示。
还有，在表3中，“S”表示贝氏体、贝氏体铁素体、马氏体、残余奥氏体及马氏体·奥氏体混合组织。
“F+P”表示铁素体和珠光体。
“粗大MA个数”表示截距长度高于0.1μm的MA的个数。
带下划线的数值，表示脱离本发明的实施方式的范围。
【表3】
Figure BDA0003205731480000181
如表3所示，作为发明钢(评价为○的)的钢No.4、7和8，均是满足本发明的实施方式所规定全部要件的实施例，可确认到TS、TS×EL和λ全部满足合格标准，能够得到强度、延展性和扩孔性优异的钢板。
相对于此，作为比较钢(评价为×的)的钢No.1～3、5、6和9～12，是不满足本发明的实施方式所规定的要件的比较例，TS、TS×EL和λ的至少一项差。
钢No.1因为冷却停止温度低，所以MA的面积率变低，TS×EL差。
钢No.2因为冷却停止温度低，另外再加热温度高，所以MA的面积率低，另外无渗碳体区域的比例变高，TS和TS×EL差。
钢No.3和6因为再加热温度低，所以无渗碳体区域的比例变低，λ差，钢No.3其TS×EL也差。
钢No.5因为再加热温度高，所以MA的面积率低，另外无渗碳体区域的比例变高，TS和TS×EL差。
钢No.9因为冷却停止温度高，所以MA的截距长度的平均变大，另外，再加热温度低，但冷却停止温度高影响大，无渗碳体区域的比例变高，TS和λ差。
钢No.10因为再加热温度下的保持时间短，所以无渗碳体区域的比例变低，λ差。
钢No.11因为使用了Mn多的钢种b，所以MA的截距长度的平均变大，λ差。
钢No.12因为使用了C和Si少，且Mn多的钢种c，另外再加热温度低，所以MA的面积率低，MA的截距长度的平均大，此外无渗碳体区域的比例高。因此，钢No.12其TS和TS×EL差。还有，钢No.12因为C量少，MA的面积率低，所以即使MA的尺寸变得粗大，粗大的MA对λ造成的负面影响也小，认为λ高。另外，钢No.12因为C量少，所以认为无渗碳体区域的比例高。
本说明书的公开内容，包括以下的方式。
方式1：
一种钢板，其中，含有如下：
C：0.35～0.60质量％、
Si：2.1～2.8质量％、
Mn：1.2～1.8质量％、
P：0.05质量％以下、
S：0.01质量％以下、和
Al：0.01～0.1质量％，
余量由铁和不可避免的杂质构成，
贝氏体、贝氏体铁素体、马氏体、残余奥氏体及马氏体·奥氏体混合组织的合计面积率为95％以上且100％以下，
铁素体和珠光体的合计面积率低于5％，
马氏体·奥氏体混合组织的面积率为5％以上且30％以下，
马氏体·奥氏体混合组织的截距长度的平均为0.32μm以下，
相对于铁素体和贝氏体铁素体和马氏体的合计面积，在铁素体和贝氏体铁素体和马氏体之中不存在渗碳体的区域的面积的比例为3.0％以上且5.0％以下。
方式2：
根据方式1所述的钢板，其中，还含有从
V：0.001～0.05质量％、
Nb：0.001～0.05质量％、
Ti：0.001～0.05质量％、
Zr：0.001～0.05质量％、和
Hf：0.001～0.05质量％所构成的群中选择的一种以上。
方式3：
方式1或2所述的钢板，其中，还含有从
Cr：0.001～0.50质量％、
Mo：0.001～0.50质量％、
Ni：0.001～0.50质量％、
Cu：0.001～0.50质量％、和
B：0.0001～0.0050质量％所构成的群中选择的一种以上。
方式4：
方式1～3中任一项所述的钢板，其中，还含有从
Ca：0.0001～0.0010质量％、
Mg：0.0001～0.0010质量％、
Li：0.0001～0.0010质量％、和
REM：0.0001～0.0010质量％所构成的群中选择的一种以上。
本申请伴随以申请日为2019年2月18日的日本国专利申请，即特愿第2019－026505号为基础申请的优先权主张。特愿第2019－026505号因参照而编入本说明书。

Claims (2)

1.一种钢板，其含有：
C：0.35～0.60质量％、
Si：2.1～2.8质量％、
Mn：1.2～1.8质量％、
P：0.05质量％以下、
S：0.01质量％以下、和
Al：0.01～0.1质量％，
余量由铁和不可避免的杂质构成，
贝氏体、贝氏体铁素体、马氏体、残余奥氏体及马氏体·奥氏体混合组织的合计面积率为95％以上且100％以下，
铁素体和珠光体的合计面积率低于5％，
马氏体·奥氏体混合组织的面积率为5％以上且30％以下，
马氏体·奥氏体混合组织的截距长度的平均为0.32μm以下，
相对于铁素体和贝氏体铁素体和马氏体的合计面积，铁素体和贝氏体铁素体和马氏体之中不存在渗碳体的区域的面积的比例为3.0％以上且5.0％以下。
2.根据权利要求1所述的钢板，其中，满足以下的(a)～(c)之中的一个以上，
(a)还含有从
V：0.001～0.05质量％、
Nb：0.001～0.05质量％、
Ti：0.001～0.05质量％、
Zr：0.001～0.05质量％、和
Hf：0.001～0.05质量％所构成的群中选择的一种以上；
(b)还含有从
Cr：0.001～0.50质量％、
Mo：0.001～0.50质量％、
Ni：0.001～0.50质量％、
Cu：0.001～0.50质量％、和
B：0.0001～0.0050质量％所构成的群中选择的一种以上；
(c)还含有从
Ca：0.0001～0.0010质量％、
Mg：0.0001～0.0010质量％、
Li：0.0001～0.0010质量％、和
REM：0.0001～0.0010质量％所构成的群中选择的一种以上。
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