JP2013019048A - 伸びと穴広げ性に優れた高強度熱延鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 質量%で、C:0.03〜0.10%、Mn:0.5〜2.5%、P:0.04%以下、S:0.01%以下、N:0.01%以下を含み、かつSiとAlの添加量の合計が:0.1〜2.5%であり、残部がFe及び不可避的不純物からなり、金属組織が面積率80%以上のフェライトと3〜15%のマルテンサイトを含み、パーライトが3%未満である混合組織であり、板厚の1/4厚における円相当直径3μm以上のマルテンサイト個数密度が5個/10000μm2以下であり、さらにR/DM 2>1.0[R:平均マルテンサイト間隔(μm)、DM:マルテンサイト平均直径(μm)]を満たすことを特徴とする伸びと穴広げ性に優れた高強度熱延鋼板。
【選択図】 図1
Description
C:0.03〜0.10%、
Mn:0.5〜2.5%、
P:0.04%以下、
S:0.01%以下、
N:0.01%以下、
を含み、かつSiとAlの添加量の合計が:0.1〜2.5%であり、残部がFe及び不可避的不純物からなり、金属組織が面積率80%以上のフェライトと3〜15%のマルテンサイトを含み、パーライトが3%未満である混合組織であり、板厚の1/4厚における円相当直径3μm以上のマルテンサイト個数密度が5個/10000μm2以下であり、さらに下記式(1)を満たすことを特徴とする伸びと穴広げ性に優れた高強度熱延鋼板。
R/DM 2≧1.0 ・・・式(1)
ここで、R:下記式(2)で規定する平均マルテンサイト間隔(μm)、DM:マルテンサイト平均直径(μm)
R/DM 2≧1.0 ・・・式(1)
ここで、R:下記式(2)で規定する平均マルテンサイト間隔(μm)、DM:マルテンサイト平均直径(μm)
Cはマルテンサイトを生成させ、強化に寄与する重要な元素である。マルテンサイトを生成させるためには0.03%以上とする必要がある。しかし0.10%を超えるとマルテンサイトの面積率が高まり、穴広げ性が低下するため、0.10%を上限とする。好ましい範囲は0.04〜0.07%である。
Mnはフェライトの強化および焼き入れ性に関わる重要な元素である。焼き入れ性を高め、マルテンサイトを生成させるためには0.5%以上添加する必要がある。ただし2.5%を超えて添加するとフェライトを十分に生成させることができないため、2.5%を上限とする。好ましい範囲は0.8〜2.0%であり、さらに好ましくは1.0〜1.5%である。
Pは、不純物元素であり、0.040%を超えると溶接部の脆化が顕著になるため、上限を0.04%以下とする。Pの下限値は特に定めないが、0.0001%未満とすることは、経済的に不利である。
Sは、不純物元素であり、溶接性、鋳造時及び熱延時の製造性に悪影響を及ぼすことから、上限を0.01%以下とする。また、Sを過剰に含有すると、粗大なMnSを形成し、穴広げ性を低下させることから、穴広げ性向上のためには、含有量を低減することが好ましい。Sの下限値は特に定めないが、0.0001%未満とすることは、経済的に不利であることからこの値を下限値とすることが好ましい。
Nは、不純物元素であり、含有量が0.01%を超えると、粗大な窒化物を形成し、曲げ性や穴広げ性を劣化させることから、上限を0.01%以下とする。また、Nの含有量が増加すると、溶接時のブローホール発生の原因になることから低減することが好ましい。下限は、少ない方が望ましく特に定めないが、N含有量を0.0005%未満とするには、製造コストが上昇するので、0.0005%以上とすることが好ましい。
SiおよびAlはフェライトの強化およびフェライトの生成に関わる重要な元素である。ただしSiとAlの添加量の合計が2.5%を超えるとその効果が飽和し、コストが増大するためこれを上限とする。フェライトを生成させるためには添加量の合計で0.1%以上添加することが必要であるので、Si+Al:0.1〜2.5%としたが、好ましい範囲は0.5〜1.5%であり、さらに好ましくは0.8〜1.3%である。
Nb、Tiはフェライトの析出強化に関する元素である。Nbを0.06%を超えて添加するとフェライト変態が大幅に遅延し、伸びが劣化してしまうため0.06%を上限とする。またTiを0.2%を超えて添加するとフェライトが過剰に強化され、高い伸びが得られなくなるため0.2%を上限とする。フェライトを強化するためにはそれぞれNb:0.005%以上、Ti:0.02%以上添加すると良い。好ましい範囲はそれぞれNb:0.01〜0.03%、Ti:0.06〜0.16%であり、さらに好ましくはNb:0.015〜0.025%、Ti:0.08〜0.14%である。
V、Mo、Wは強化に寄与する元素であり、添加しても構わない。高強度化の効果を得るにはそれぞれV:0.02%以上、Mo:0.05%以上、W:0.1%以上添加する必要がある。しかし、添加しすぎると成形性が劣化する場合があるため、V:0.2%、Mo:0.4%、W:0.5%を上限とする。
更に高強度化のためにCr、Cu、Ni、Bのいずれか一種または二種以上を添加してもよい。高強度化の効果を得るにはそれぞれCr:0.01%以上、Cu:0.1%以上、Ni:0.05%以上、B:0.0001%以上添加する必要がある。しかし、添加し過ぎると成形性の劣化を招く場合があるため、Cr:1.0%、Cu:1.2%、Ni:0.6%、B:0.005%を上限とする。
更に、介在物の形態を制御するため、REM:0.0005〜0.01%、Ca:0.0005〜0.01%のいずれか一種または二種を添加してもよい。Ca、REMは、酸化物や硫化物の形態の制御に有効な元素であり、好ましい下限値はCa:0.0005%、REM:0.0005%である。一方、過剰に添加すると成形性を損なうことがあるため、好ましい上限はそれぞれ0.01%である。なお本発明において、REMとはLa及びランタノイド系列の元素を指すものであり、ミッシュメタルにて添加されることが多く、LaやCe等の系列の元素を複合で含有する。金属LaやCeを添加してもよい。
フェライトは伸びを確保する上で最も重要な組織である。フェライトの面積率が80%未満では従来のDP鋼が有する高い伸びを実現することができない。しかしフェライト面積率が97%を超えると、マルテンサイトが少なくなるため、マルテンサイトによる強化を活用することができなくなり、その他の手法によって、たとえば析出強化量を高めることで強度を確保すると均一伸びが低下してしまう。
Claims (6)
- 質量%で、
C:0.03〜0.10%、
Mn:0.5〜2.5%、
P:0.04%以下、
S:0.01%以下、
N:0.01%以下、
を含み、
かつSiとAlの添加量の合計が:0.1〜2.5%であり、
残部がFe及び不可避的不純物からなり、金属組織が面積率80%以上のフェライトと3〜15%のマルテンサイトを含み、パーライトが3%未満である混合組織であり、板厚の1/4厚における円相当直径3μm以上のマルテンサイト個数密度が5個/10000μm2以下であり、さらに下記式(1)を満たすことを特徴とする伸びと穴広げ性に優れた高強度熱延鋼板。
R/DM 2≧1.0 ・・・式(1)
ここで、R:下記式(2)で規定する平均マルテンサイト間隔(μm)、DM:マルテンサイト平均直径(μm)
ここで、VM:マルテンサイト面積率(%)、DM:マルテンサイト平均直径(μm) - さらに質量%で、
Nb:0.06%以下、
Ti:0.20%以下
のいずれか一種または二種を含むことを特徴とする請求項1に記載の伸びと穴広げ性に優れた高強度熱延鋼板。 - さらに質量%で、
V:0.02〜0.20%、
W:0.1〜0.5%、
Mo:0.05〜0.40%
のいずれか一種または二種以上を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の伸びと穴広げ性に優れた高強度熱延鋼板。 - さらに質量%で、
Cr:1.0%以下、
Cu:1.2%以下、
Ni:0.6%以下、
B:0.005%以下
のいずれか一種または二種以上を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の伸びと穴広げ性に優れた高強度熱延鋼板。 - さらに質量%で、
REM:0.0005〜0.01%、
Ca:0.0005〜0.01%の
いずれか一種または二種を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の伸びと穴広げ性に優れた高強度熱延鋼板。 - 請求項1〜5のいずれかに記載の化学成分を有するスラブを1150〜1300℃に加熱した後、粗圧延の全ての圧下パスのうち、最終の4パス以上を1000〜1050℃の温度域で行い、かつこの温度域での圧下率の合計が30%以上となるように圧延し、粗圧延終了から60秒以内に仕上げ圧延を開始し、仕上げ圧延終了温度を850〜950℃として圧延を行い、50℃/s以上の冷却速度で600〜750℃の範囲内に冷却し、5〜10秒間空冷した後、20℃/sec以上の冷却速度で冷却し、400℃以下で巻き取ることを特徴とする伸びと穴広げ性に優れた高強度熱延鋼板の製造方法。
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