JP2016503458A - 高成形性超高強度冷間圧延鋼板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
現在、高強度鋼に関する製造方法が多くあるが、これらの発明は、要求を満たす鋼板の強度及び成形性能を確保するために、多くの場合は、従来の炭素マンガン鋼の成分の基に、大量のCr、Nb、Bなどの合金元素を加入することにする。これは、鋼材の生産コストを増やすだけではなく、製品の製造可能性を低下させ、溶錬、連続鋳造などのプロセスの生産難度を増やす可能性もある。C、Si、Mnは、鋼鉄における最も有効的な、コストが低い強化元素である。従来の炭素マンガン鋼の基に、成分−プロセス−組織−性能の総合的な最適設計によって、従来の車用鋼板により良い総合的な性能を実現することは、極めて有利な車用高強度鋼板の解決方案である。
C:鋼における最も基本的な強化元素であり、オーステナイトの安定化元素でもあり、オーステナイトにおいて、C含有量が高いと、残りのオーステナイトの分率及び材料性能の向上に有利である。しかし、C含有量が高すぎると、鋼材の溶接性能を劣化させる。よって、C含有量は、適切な範囲に制御する必要がある。
Al:Siの作用と類似し、主として固溶を強化し、炭化物の形成を抑制する作用と、残りのオーステナイトの安定性を向上させる作用を発揮する。しかし、Alは、Siの強化効果より弱い。
1) 溶錬、鋳造
上記成分で溶錬し、ビレットを鋳造する。
3) 熱間圧延
最終圧延温度が880±30℃で、巻取り温度が550〜650℃である。
冷間圧延の変形量が40〜60%であり、鋼帯を形成する。
冷間圧延の変形量が40〜60%であり、860〜920℃で焼鈍し、冷却速度3〜10℃/sで690〜750℃に徐冷して、材料に一定比例のフェライトが得られるようにする。そして、冷却速度≧50℃/sで240〜320℃に急冷して、オーステナイトの一部をマルテンサイトに変態させる。そして、360〜460℃に再加熱し、100〜500s保温し、最後に室温に冷却する。最終的に、降伏強度が600〜900MPa、引張り強度が980〜1150MPa、伸び率が17〜25%であり、成形性が優れ、低反発特性を有する超高強度冷間圧延鋼板が得られる。
工程3)において、熱間圧延巻取り温度が550〜600℃であることが好ましい。
工程5)において、放射加熱手段で還元性雰囲気下連続焼鈍を制御し、炉内のH含有量を10〜15%とすることが好ましい。
工程5)において、280〜320℃に急冷することが好ましい。
中国特許CN201010291498.3は、高強度連続焼鈍冷間圧延変態誘起塑性鋼板を公開した。当該鋼板は、引張り強度1000MPaのレベルで約20%の伸び率を達成でき、優れた総合的な性能を持つものである。しかし、当該発明の鋼には、Cu、Ni、Crなどの合金元素を多量に添加する必要があり、材料のコストを大幅に増加したので、コストの要求が極めて重要である車分野への適用が大きく制限される。
本発明は、適切な成分設計によって、通常の熱間圧延及び冷間圧延プロセスの条件下で、連続焼鈍によって超高強度冷間圧延鋼板を生産し、如何なる高価な合金元素の添加も必要としなく、Mn含有量を適切に向上するとともに、特有の連続焼鈍プロセスを組み合わせるだけで、強度を大幅に向上することができ、かつ、優れた塑性を保つことができる。そして、特別な生産装置を必要としなく、生産コストが低い。
表1は、本発明鋼の実施例の化学成分を示した。溶錬、熱間圧延、冷間圧延、焼鈍及び調質圧延を経て製品を得た。その焼鈍プロセス及び力学性能は表2のように示した。表2から分かるように、本発明は、適切なプロセス配合によって、降伏強度が600〜900MPa、引張り強度が980〜1150MPa、伸び率が17〜25%である超高強度冷間圧延鋼板を得ることができる。
Claims (15)
- 化学成分の重量百分率が、
C:0.15〜0.25wt%、
Si:1.00〜2.00wt%、
Mn:1.50〜3.00wt%、
P≦0.015wt%、
S≦0.012wt%、
Al:0.03〜0.06wt%、
N≦0.008wt%であり、
残部がFe及び不可避的不純物であり;
鋼板の室温組織が、フェライト10%〜30%+マルテンサイト60〜80%+残りのオーステナイト5〜15%であり、降伏強度が600〜900MPa、引張り強度が980〜1150MPa、伸び率が17〜25%である高成形性超高強度鋼板。 - 前記鋼板成分において、C含有量が重量百分率で0.18〜0.22%である、請求項1に記載の高成形性超高強度鋼板。
- 前記鋼板成分において、Si含有量が重量百分率で1.4〜1.8%である、請求項1に記載の高成形性超高強度鋼板。
- 前記鋼板成分において、Mn含有量が重量百分率で1.8〜2.3%である、請求項1に記載の高成形性超高強度鋼板。
- 前記鋼板成分において、重量百分率でP≦0.012%、S≦0.008%である、請求項1に記載の高成形性超高強度鋼板。
- 下記の工程を含む、請求項1〜5のいずれに記載の高成形性超高強度鋼板の製造方法。
1) 溶錬、鋳造
前記成分で溶錬し、ビレットを鋳造し;
2) ビレットを1170〜1230℃に加熱して保温し;
3) 熱間圧延
最終圧延温度が880±30℃で、巻取り温度が550〜650℃であり;
4) 酸洗、冷間圧延
冷間圧延の変形量が40〜60%であり、鋼帯を形成し;
5) 連続焼鈍
860〜920℃で焼鈍し、冷却速度3〜10℃/sで690〜750℃に徐冷して、材料に一定比例のフェライトが得られるようにする。そして、冷却速度≧50℃/sで240〜320℃に急冷して、オーステナイトの一部をマルテンサイトに変態する。そして、360〜460℃に再加熱し、100〜500s保温し、最後に室温に冷却する。最終的に、降伏強度が600〜900MPa、引張り強度が980〜1150MPa、伸び率が17〜25%であり、成形性が優れ、低反発特性を有する超高強度冷間圧延鋼板が得られる。 - 工程2)において、ビレットを1170〜1200℃に加熱することを特徴とする、請求項6に記載の高成形性超高強度鋼板の製造方法。
- 工程3)において、熱間圧延巻取り温度が550〜600℃であることを特徴とする、請求項6に記載の高成形性超高強度鋼板の製造方法。
- 工程5)において、焼鈍温度が860〜890℃であることを特徴とする、請求項6に記載の高成形性超高強度鋼板の製造方法。
- 工程5)において、焼鈍の後に、700〜730℃に徐冷することを特徴とする、請求項6又は9に記載の高成形性超高強度鋼板の製造方法。
- 工程5)において、280〜320℃に急冷することを特徴とする、請求項6に記載の高成形性超高強度鋼板の製造方法。
- 工程5)において、急冷の後に、390〜420℃に再加熱し、100〜300s保温することを特徴とする、請求項6又は11に記載の高成形性超高強度鋼板の製造方法。
- 860〜920℃で焼鈍する保温時間が80〜120sであることを特徴とする、請求項6に記載の高成形性超高強度鋼板の製造方法。
- 240〜320℃に急冷する際の冷却速度が50〜100℃/sであることを特徴とする、請求項6に記載の高成形性超高強度鋼板の製造方法。
- 急冷した後に、360〜460℃に再加熱する際の速度が5〜10℃/sであることを特徴とする、請求項6に記載の高成形性超高強度鋼板の製造方法。
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