JP2018512503A - 熱間成形鋼材 - Google Patents
熱間成形鋼材 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018512503A JP2018512503A JP2017544326A JP2017544326A JP2018512503A JP 2018512503 A JP2018512503 A JP 2018512503A JP 2017544326 A JP2017544326 A JP 2017544326A JP 2017544326 A JP2017544326 A JP 2017544326A JP 2018512503 A JP2018512503 A JP 2018512503A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel
- blank
- temperature
- iron
- balance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 59
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 59
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 105
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 20
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 7
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 2
- KFZAUHNPPZCSCR-UHFFFAOYSA-N iron zinc Chemical group [Fe].[Zn] KFZAUHNPPZCSCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 22
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 22
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 16
- 239000000047 product Substances 0.000 description 15
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 14
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 10
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 9
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 3
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 3
- 239000002436 steel type Substances 0.000 description 3
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 3
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 2
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000789 Aluminium-silicon alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000521 B alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000611 Zinc aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 238000007723 die pressing method Methods 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 238000007572 expansion measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 239000006101 laboratory sample Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
- B32B15/012—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of aluminium or an aluminium alloy
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
- B32B15/013—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of a metal other than iron or aluminium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
- B32B15/013—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of a metal other than iron or aluminium
- B32B15/015—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of a metal other than iron or aluminium the said other metal being copper or nickel or an alloy thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/62—Quenching devices
- C21D1/673—Quenching devices for die quenching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
- C21D8/0205—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips of ferrous alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/10—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
- C21D8/105—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies of ferrous alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
- C21D9/48—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals deep-drawing sheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/14—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/26—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/28—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/32—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with boron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/38—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
- C23C2/022—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas by heating
- C23C2/0224—Two or more thermal pretreatments
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
- C23C2/024—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas by cleaning or etching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
- C23C2/06—Zinc or cadmium or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
- C23C2/12—Aluminium or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
- C23C2/26—After-treatment
- C23C2/28—Thermal after-treatment, e.g. treatment in oil bath
- C23C2/29—Cooling or quenching
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2311/00—Metals, their alloys or their compounds
- B32B2311/20—Zinc
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/008—Martensite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/10—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
本発明は熱間成形鋼材に関する。本発明の熱間成形鋼材は以下のような重量パーセント成分からなっている。すなわち、C:0.12−0.24、Mn:1.60−2.50、Si:≦0.195、Cr:≦0.9、Al:≦1.3、P:≦0.02、S:≦0.005、N:≦0.03、B:≦0.0004、O:≦0.008、さらに、所望によりTi:≦0.2、Mo:≦0.2、Nb:≦0.2、V:≦0.2、Ca:≦0.05で、残部は鉄および不可避的不純物である。また、本発明はこの鋼材を用いて製造されるストリップ材、シート材またはブランク材、およびこのような熱間成形品の製造法、およびそれらの用途に関するものでもある。
Description
本発明は熱間成形鋼材に関するものである。
熱間成形鋼材は、コーティングの有無によらず、ともに特に自動車産業において多く用いられている。この鋼材は、Ac3温度よりも高い温度、例えば、850℃〜950℃の温度に熱して熱間成形プレス機で圧延し、臨界焼入速度を超える速さで焼入することで、高い力学特性(例えば、高い強度)を得ることができる。この鋼材は大半の鋼種で、加熱前に良好な成形性を持っており、引張り強度は300MPa〜500MPaである。熱間成形工程後の引張り強度は極めて高く、1500MPaを超えることも可能で、最近では2000MPaにも達することもあり、または一層この強度を超えることもある。しかしながら、この鋼材の伸びは良好とは言えず、例えば、5%程度である。熱間成形品は高い引張り強度があると、特に自動車のホワイトボディに用いるのに好都合である。
熱間成形は一般に直接熱間成形工程で行われるが、間接熱間成形工程でも用いられる。熱間成形(あるいは熱間鍛造)の一般的な様子は、エー・ナガナサン(A.Naganathan)およびエル・ペンター(L.Penter)による「ホット・スタンピング‐イン・シートメタル・フォーミング‐プロセシーズ・アンド・アプリケーションズ(Hot Stamping, in Sheet Metal Forming−Processes and Applications)[ティー・アルタン(T.Altan)およびエー・イー・テカヤ(A.E.Tekkaya)編集、エーエスエム・インターナショナル(ASM International)2012年]の第7章に示されている。
上記の文献に記載されているように、自動車用には通常、ホウ素合金鋼、特に22MnB5という鋼種が用いられる。その化学組成は鋼材メーカーによって異なるかもしれないが、通常、炭素含量が約0.22重量%(一般に0.20〜0.25重量%)、マンガン含量が約1.27重量%(一般に1.00〜1.40重量%)、ケイ素含量が約0.25重量%(一般に0.10〜0.40重量%)、クロム含量が約0.15重量%(一般に0.1〜0.50重量%)、そしてホウ素含量が約0.0030重量%(一般に0.0020〜0.0040重量%)である。他のイオウやリンなどの元素は、一般的な冶金学的理由から低含量であるべきで、ニッケル、銅、アルミニウム、バナジウム、チタンなどの元素は少量ならば存在していてもよい。
22MnB5鋼は熱間成形工程に用いる前に、しばしばプレコートされる。このプレコートにはAlSiコーティングが用いられるのが一般的である。
本発明は熱間成形品の力学特性を最適化することを目的とする。
また、本発明は22MnB5のような従来の熱間成形鋼材に代わる熱間成形鋼材を提供することも目的とする。
さらに、本発明は、自動車産業で現在用いられている設備を変更することなく利用できる熱間成形鋼材を提供することを目的とする。
さらにまた、本発明は熱間成形設備の、より効率的な運用が可能になる熱間成形鋼材を提供することを目的とする。
また、本発明は22MnB5のような従来の熱間成形鋼材に代わる熱間成形鋼材を提供することも目的とする。
さらに、本発明は、自動車産業で現在用いられている設備を変更することなく利用できる熱間成形鋼材を提供することを目的とする。
さらにまた、本発明は熱間成形設備の、より効率的な運用が可能になる熱間成形鋼材を提供することを目的とする。
本発明は、重量パーセント成分が
C:0.12−0.24、
Mn:1.60−2.50、
Si:≦0.195、
Cr:≦0.9、
Al:≦1.3、
P:≦0.02、
S:≦0.005、
N:≦0.03、
B:≦0.0004、
O:≦0.008
所望により
Ti:≦0.2、
Mo:≦0.2、
Nb:≦0.2、
V:≦0.2、
Ca:≦0.05、
であり、残部は鉄および不可避的不純物
である熱間成形鋼材にある。
C:0.12−0.24、
Mn:1.60−2.50、
Si:≦0.195、
Cr:≦0.9、
Al:≦1.3、
P:≦0.02、
S:≦0.005、
N:≦0.03、
B:≦0.0004、
O:≦0.008
所望により
Ti:≦0.2、
Mo:≦0.2、
Nb:≦0.2、
V:≦0.2、
Ca:≦0.05、
であり、残部は鉄および不可避的不純物
である熱間成形鋼材にある。
本発明者らは、鋼基材中の非金属成分の量を低減することによって熱間成形品の力学特性が最適化されることを見出した。非金属成分は基材の均一性を低下させ、その非均一化によって局所的な応力集中が生じ、負荷がかかった成形品に早期破壊をもたらすことがある。鋼材中の非金属成分として典型的なものには、TiN、BN、Fe26(B,C)6、MnS、AlN、CaS、Al2O3、P、Fe3Cなどがある。本発明の鋼材の組成は、B、Ti、S、Ca、Al、Pおよび他の必要な化学元素の量を減らすことによって、これら非金属成分のサイズおよび量を低減することを目的としたものである。
今日、一般に用いられている22MnB5基材の組成には、熱間成形過程での硬化性を向上させるために20〜40ppmのホウ素(B)が含まれている。この元素の機能を維持するために、鋼材メーカーは鋳造物の中にチタン(Ti)を加えてホウ素が窒化ホウ素(BN)にならないようにしている。通常存在している窒化ホウ素が表面に存在していると熱浸漬コーティングの品質が低下する。添加した量のホウ素による効果を最大にするために、チタン(Ti)は通常、窒素(N)に対して化学量論的な量よりも多く加える。また、ホウ素は、母体中に応力集中を生じさせる恐れがある微細なF26(B,C)6錯体析出物を形成することが知られている。従って、本発明者らは鋼材組成物からホウ素を低減させてホウ素起源の非金属成分の存在を制限したのである。このため、ホウ素は0.0004重量%以下、すなわち、4ppm以下の含量で存在している。ホウ素を低減させることで生じる硬化性の損失を補償するために、本発明者らはマンガン(Mn)および/またはクロム(Cr)を添加することとした。
マンガン(Mn)は鉄母体と相溶性があるので好ましい金属成分である。さらに、22MnB5で一般に用いられるよりも多くの量のマンガン(Mn)を加えることで、鋼材のAc1およびAc3温度(それぞれ、基材がオーステナイトに転移し始める温度および完全にオーステナイトになる温度)が低下する。このため、熱間成形に先だって、基材をより低い炉温でオーステナイトにすることができる。炉温を低くすることは経済的、環境的に好ましく、また、亜鉛および亜鉛合金やアルミニウムおよびアルミニウム合金によるコーティングの新しい加工法の可能性を開くものである。亜鉛合金コーティングでは、炉温を高くすると熱間成形品の腐食性能が低下することが一般に知られている。アルミニウムおよびアルミニウム合金コーティングでは、炉温を高くすると成分の溶接性が低下することが知られている。従って、低炉温処理を可能にする鋼材組成物は一般に用いられている22MnB5よりも好ましいものである。このため、マンガン(Mn)は1.60〜2.5重量%の含量で存在している。
ホウ素(B)とは対照的に、マンガン(Mn)には固溶体強化によって基材を強くする働きがある。さらに、マンガン(Mn)を添加することで、Ms温度(冷却によってマルテンサイトが形成される温度)が低下し、(自己)焼き戻しが起こりにくく、従って、基材は室温で高いマルテンサイト強度を持つことになる。この両方の強化メカニズムのため、本発明者らは、鋼基材中の炭素含量を低減しつつも22MnB5が達成したのと同等の強度レベルを得ることができたのである。炭素含量を低減すると、熱間成形時におきる(自己)焼き戻しの際にFe3Cが形成されることが防止されるので好ましい。Fe3C析出物が存在すると、成形品に力学的な負荷がかかったときに局所的な不均一性や応力集中が生じて早期破壊を起こす恐れがある。さらに、本発明の鋼基材は炭素含量が低いので、熱間成形品のスポット溶接性が向上する。従って、炭素は0.12〜0.24重量%の含量で存在している。
マンガン(Mn)同様に、クロム(Cr)も硬化性を向上させるとともに、Ms温度を低下させる。さらに加えて、クロムも固溶体強化による基材の強化に寄与する。クロムは、0.9重量%以下の含量で存在している。
ケイ素(Si)も固溶体強化作用がある。さらに、ケイ素は炭化物にわずかに溶けるため、(自己)焼き戻しを阻害する働きがある。ケイ素は最大0.195重量%の含量で存在している。含量が高いと表面品質および圧延能力に悪影響を与える。
イオウ(S)は鋼基材類に一般的に含まれている元素である。イオウは連続鋳造の際に熱間脆性を生じさせる恐れがあるので、鋼材メーカーはイオウ含量を減らすための様々な脱硫法を用いている。また、イオウはマンガン(Mn)とともに柔軟なMnS含有物を形成して析出する。熱間圧延およびそれに続く冷間圧延の際、この含有物は伸展され、比較的大きな不均一を生じさせる。この不均一によって、特に、非延伸方向に負荷がかかったときに早期破壊が起きる恐れがある。カルシウム(Ca)を加えればイオウ含有物を球状化して伸展する含有物の量を低減することができるが、そうするとCaS含有物が生じて母体内が不均一になる恐れが生じる。従って、イオウ含量を減らすことが最良である。イオウは0.005重量%より高い含量で存在してはならない。カルシウムは0.05重量%以下の量で存在しているべきである。
アルミニウム(Al)は通常、酸素(O)に対して化学慮論的な量よりも多くの量を鋼材に添加して、酸化アルミニウムAl2O3を形成することで遊離酸素(O)の量を減らして、連続鋳造中に一酸化炭素(CO)が発生することを防止する。生じたAl2O3は通常、液状鋼材の表面にスラグを形成し、鋳造時に固化した鋼材の中にトラップされる。続いて行われる熱間圧延および冷間圧延の際、この含有物は分離し、非金属含有物を形成するが、これによって成形品に負荷がかかったときに早期破壊が起こることがある。また、過剰なアルミニウム(Al)によって生じた窒化アルミニウム(AlN)が析出して鋼母材に局所的な不均一を生じさせることもある。従って、アルミニウムは1.3重量%以下の量で存在しているべきである。
また窒素(N)および酸素(O)は、これら元素はその他の元素に含有されているため、低含量で存在しているべきである。鋼材には、0.02重量%以下のP(リン)および0.008重量%以下のOが存在しているべきである。
場合により鋼材中に幾つかの元素が存在してもよい。ホウ素はもはや遊離元素である必要がないことによって窒化TiNを形成する必要がないため、チタン(Ti)は0.2重量%以下の含量で存在してもよく、またチタンを全く添加しないことも可能である。同様のことが、Mo(モリブデン)、Nb(ニオブ)およびV(バナジウム)にも当てはまる。
上記の元素について、ケイ素(Si)、クロム(Cr)およびアルミニウム(Al)の下限含量は0.001重量%であり、一般に、実際では、ケイ素(Si)およびクロム(Cr)の下限含量は0.01重量%、アルミニウム(Al)の下限含量は0.005重量%である。イオウ(S)、窒素(N)およびP(リン)については、下限含量は1ppm(0.0001重量%)であり、実際では、下限含量は一般に0.001重量%である。
請求項2あるいは3による、より制限した量の元素を用いることが好ましい。請求項2あるいは3に示した、より制限した量の元素によって、非金属成分がより低減された鋼材が得られることは明らかである。例えば、化学量論的な量を超える量のTlは窒化チタンを形成するが、それは硬く、変形しない含有物であることが知られている。チタン(Ti)と窒素(N)の量を制限することで、TiN含有物を制限するのである。
請求項には、ホウ素が鋼材中に単に不可避的不純物として存在させるために、ホウ素を添加しない熱間成形鋼材が利用可能であることが示されている。不純物として存在するホウ素の量は製鉄工程で用いられる原材料によっても、また、製鋼工程にもよるが、本発明者らは、今日得られるホウ素の不純物レベルは一般に最大0.0001重量%、すなわち、1ppmであることを見出した。
マンガン(Mn)およびクロム(Cr)の量は、Mn+Cr≧2.5重量%、好ましくはMn+Cr≧2.6重量%であることが好ましい。これらの量なら、鋼材の力学特性は常に十分である。
上記の熱間成形鋼材は、通常の寸法を有するストリップ材、シート材、ブランク材あるいはチューブ材の製造に用いられる。例えば、長さが100m超、幅が800〜1700mm、厚さが0.8〜4.0mmの熱間圧延および、場合によっては冷間圧延ストリップ材などの製造に用いられる。このようなストリップ材は、シート材およびブランク材に裁断されるかまたはチューブ材に成形される。
このストリップ材、シート材、ブランク材あるいはチューブ材は、アルミニウムまたはアルミニウムベース合金の層、あるいは亜鉛または亜鉛ベース合金の層でプレコートされることが好ましい。プレコートされたブランク材やチューブ材は自動車産業でホワイトボディ部材として好適に用いられる。
プレコート層は5〜13重量%のケイ素および/または5重量%未満の鉄を含有し、残部はアルミニウムからなっていて、好ましくは片面当たり10〜40μm、さらに好ましくは片面当たり20〜35μmの厚さであることが好ましい。このような厚さのアルミニウム合金でコーティングされた本発明の熱間成形部品は良好な耐腐食性を示す。
プレコート層は8〜12重量%のケイ素および/または2〜5重量%の鉄を含有し、残部はアルミニウムからなっていることが、さらに好ましい。このようなアルミニウム合金プレコート層は一般に用いられている。
さらに、0.18重量%未満のアルミニウムと15重量%未満の鉄を含有し、残部は亜鉛および痕跡量の他の元素である亜鉛層を熱処理することで得られる鉄‐亜鉛拡散プレコート層であって、厚さが好ましくは片面当たり5〜15μm、さらに好ましくは片面当たり6〜13μmであるようなプレコート層も好ましい態様である。このような亜鉛プレコート層によっても良好な耐腐食性が得られる。
さらにまた、0.5〜4重量%のアルミニウムと0.5〜3.2重量%のマグネシウムを含有し、残部は亜鉛および痕跡量の他の元素であるプレコート層であって、厚さが好ましくは片面当たり5〜15μm、さらに好ましくは片面当たり6〜13μmであるようなプレコート層も好ましい態様である。このようなプレコート層なら、さらに良好な耐腐食性が得られる。
本発明は、また、上記のストリップ材、シート材、ブランク材あるいはチューブ材を用いて熱間成形品を製造する製造法であって、
‐例えば、ストリップ材、シート材あるいはチューブ材を裁断するなどして、ブランク材を準備する工程、
‐ブランク材もしくはチューブ材を鋼材のAc1温度を超える温度、好ましくは鋼材のAc3温度を超えるが1000℃以下である温度まで加熱する工程、
‐加熱したブランク材もしくはチューブ材を熱間成形プレス機に搬送する工程、
‐プレス機によってブランク材もしくはチューブ材を成形する工程、および
‐成形品を炉温とMs温度の間で、臨界焼入速度(CQR)を超える平均冷却速度によって焼入れする工程
からなる製造法にもある。
‐例えば、ストリップ材、シート材あるいはチューブ材を裁断するなどして、ブランク材を準備する工程、
‐ブランク材もしくはチューブ材を鋼材のAc1温度を超える温度、好ましくは鋼材のAc3温度を超えるが1000℃以下である温度まで加熱する工程、
‐加熱したブランク材もしくはチューブ材を熱間成形プレス機に搬送する工程、
‐プレス機によってブランク材もしくはチューブ材を成形する工程、および
‐成形品を炉温とMs温度の間で、臨界焼入速度(CQR)を超える平均冷却速度によって焼入れする工程
からなる製造法にもある。
ここで「臨界焼入速度(CQR)」とは、必要な力学特性(Rm>1300MPa)が得られる冷却速度であって、100%マルテンサイトが形成される最低限の冷却速度である臨界冷却速度(CCR)よりも低い速度であると定義される。
この方法を用いることで、用いるブランク材に応じて、コーティングの有無にかかわらず自動車生産に必要とされる力学特性を有する熱間成形品が製造される。上述したように、本発明の鋼材組成物のAc1およびAc3温度は、従来使用されている22MnB5タイプの鋼材と比べて低くなっている。
ブランク材もしくはチューブ材は、少なくとも部分的にAc1温度よりも高く、好ましくはAc3温度よりも高く、かつ950℃より低い、好ましくは900℃より低い温度まで加熱されることが好ましい。上記のように本発明の組成物はAc1およびAc3温度が低いので、900℃よりも低い加熱温度とすることさえ可能であり、好ましい。
加熱したブランク材を熱間成形プレス機に装填する前に、強制的に冷却するのも好ましい態様である。このような冷却は得られる成形品に好ましい影響を与える。
本発明には、上記の方法を用いて作られた成形品も含まれる。この成形品には熱間成形によって自動車産業やその他の目的で必要とされる力学特性が備えられている。
上記の成形品は自動車に用いることが好ましい。従って、成形品の溶接性など力学特性以外の特性についても、この目的を念頭に置いて考慮されるべきである。
以下の実施例によって、本発明をさらに説明する。
本発明者らは、各成分を25kgのインゴットに投入した。続いてこのインゴットを、仕上温度900℃、巻取温度630℃、圧延厚さ4mmで熱間圧延した。得られたストリップ材を酸洗し、1.5mm厚で冷間圧延した。こうして得られた組成物のAc3温度、Ms温度、臨界冷却速度(CCR)を熱膨張測定によって求めた。この測定のために、試料をBahr805A熱膨張測定器内に装填し、室温から650℃までは平均加熱温度15℃/秒で、650℃〜900℃までは平均加熱速度3℃/秒で、900℃まで加熱した。試料を900℃で3分間加熱したのち、焼入れを行った。色々な化学組成について得られた結果を表1に示す。
チタン(Ti)とホウ素(B)に関しては、通常の測定装置では表1に示した以上の精度で測定することはできなかった。表に示したように、チタンの含量は十分に少なかった。酸素(O)は測定されなかったが、このような鋼種では実験室試料で50ppm未満であることが知られている。また、産業上実用的な規模での製造工程によって生産されたこの鋼種の鋼材では、酸素含量が30ppm未満であることが示されている。
実験室条件下で作成された他の試験試料では、鋼中にホウ素(B)を添加しなくても、1〜3ppmのホウ素が含有されていることが分かった。このホウ素含量の違いは、製鉄設備で以前に生産したホウ素含有鋼がわずかに混入したと考えれば説明できる。ホウ素無添加のこの鋼種を産業上実用的な規模で製造すると2ppm未満、通常は1ppm未満のホウ素が測定される。
非金属成分を含まないことによって得られる力学特性への好ましい影響の効果を示すため、本発明者らは熱間成形品を試作した。まず、1.5mm厚のブランク鋼材を総在炉時間5分で900℃まで加熱した。次に、ブランク材を炉から取り出し、10秒以内にプレス機に搬入し、約780℃で平滑な型押し具に挟んでプレスした。この押し具の温度は20〜80℃で、プレス時間は約20秒だった。プレス機に挟んだブランク材は、50〜100℃/秒の冷却速度でプレスを始めた直後から冷却した。表2に得られた力学特性を示したが、これに見られるように、炉から取り出した時からマルテンサイト開始温度に到達するまでのブランク材の平均冷却速度は、この組成物の臨界焼入れ速度よりも高いものであった。また、表2の結果は、本発明の基材は炭素レベルが低いにもかかわらず、降伏強度(Rp)や引張り強度(Rm)が一般に用いられている22MnB5と同等であることも示している。しかしながら、非金属成分の含量を減らしているため、本発明の基材77Aおよび77Bは、一般に使われている22MnB5と比較して高い破断伸びを有している。
Claims (15)
- 成分組成が、重量パーセントで
C:0.12−0.24、
Mn:1.60−2.50、
Si:≦0.195、
Cr:≦0.9、
Al:≦1.3、
P:≦0.02、
S:≦0.005、
N:≦0.03、
B:≦0.0004、
O:≦0.008
所望により
Ti:≦0.2、
Mo:≦0.2、
Nb:≦0.2、
V:≦0.2、
Ca:≦0.05、
あり、残部は鉄および不可避的不純物
である熱間成形鋼材。 - 請求項1に記載の鋼材であって、
C:0.15−0.23、および/または
Mn:1.70−2.40、および/または
Si:≦0.19、および/または
Cr:0.15−0.80、および/または
Al:≦1.0、および/または
P:<0.02、および/または
S:≦0.02、および/または
N:≦0.01、および/または
B:≦0.0004、および/または
O:≦0.008、および/または
所望により
Ti:≦0.1、および/または
Mo:≦0.1、および/または
Nb:≦0.1、および/または
V:≦0.1、および/または
Ca:≦0.01
であり、残部は鉄および不可避的不純物である請求項1に記載の鋼材。 - 請求項1に記載の鋼材であって、
C:0.17−0.22、および/または
Mn:2.00−2.30、および/または
Si:0.02−0.10、および/または
Cr:0.30−0.70、および/または
Al:<0.10、および/または
P:<0.015、および/または
S:<0.003、および/または
N:<0.006、および/または
B:≦0.0003、および/または
O:≦0.008、および/または
所望により
Ti:≦0.05、および/または
Mo:≦0.05、および/または
Nb:≦0.05、および/または
V:<0.05、および/または
Ca:0.01−0.050
であり、残部は鉄および不可避的不純物である請求項1に記載の鋼材。 - 請求項1に記載の鋼材であって、
C:0.19−0.22、および/または
Mn:2.00−2.25、および/または
Si:0.03−0.08、および/または
Cr:0.60−0.70、および/または
Al:0.15−0.055、および/または
P:<0.015、および/または
S:<0.003、および/または
N:<0.006、および/または
B:<0.0003、および/または
O:≦0.008、および/または
所望により
Ti:<0.01、および/または
Mo:<0.015、および/または
Nb:<0.005、および/または
V:<0.01、および/または
Ca:0.013−0.050
であり、残部は鉄および不可避的不純物である請求項1に記載の鋼材。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の鋼材から製造された、ストリップ材、シート材、ブランク材もしくはチューブ材。
- アルミニウムまたはアルミニウムベース合金の層、あるいは亜鉛または亜鉛ベース合金の層によってプレコートされた、請求項5に記載のストリップ材、シート材、ブランク材もしくはチューブ材。
- 前記プレコートが、5〜13重量%のケイ素および/または5重量%未満の鉄を含み、残部はアルミニウムからなっており、厚さが好ましくは片面当たり10〜40μm、より好ましくは片面当たり20〜35μmである、請求項6に記載のストリップ材、シート材、ブランク材もしくはチューブ材。
- 前記プレコートが、8〜12重量%のケイ素および/または2〜5重量%の鉄を含み、残部はアルミニウムからなっている、請求項7に記載のストリップ材、シート材、ブランク材もしくはチューブ材。
- 前記プレコートが、0.18重量%未満のアルミニウムおよび15重量%未満の鉄を含む、残部が亜鉛と痕跡量の他の元素からなる亜鉛層を熱処理することで得られる鉄‐亜鉛拡散層であり、厚さが好ましくは片面当たり5〜15μm、より好ましくは片面当たり6〜13μmである、請求項6に記載のストリップ材、シート材、ブランク材もしくはチューブ材。
- 前記プレコートが、0.5〜4重量%のアルミニウムおよび0.5〜3.2重量%のマグネシウムを含み、残部が亜鉛と痕跡量の他の元素からなっていて、厚さが好ましくは片面当たり5〜15μm、より好ましくは片面当たり6〜13μmである請求項6に記載のストリップ材、ブランク材もしくはチューブ材。
- 請求項6〜10のいずれか一項に記載のストリップ材、シート材、ブランク材もしくはチューブ材を用いた熱間成形品の製造法であって、
‐例えば、ストリップ材、シート材あるいはチューブ材を裁断するなどして、ブランク材を準備する工程、
‐ブランク材もしくはチューブ材を鋼材のAc1温度を超える温度、好ましくは鋼材のAc3温度を超えるが1000℃以下である温度まで加熱する工程、
‐加熱したブランク材もしくはチューブ材を熱間成形プレス機に搬送する工程、
‐プレス機によってブランク材もしくはチューブ材を成形する工程、および
‐成形品を炉温とMs温度の間で、臨界焼入速度(CQR)を超える平均冷却速度によって焼入れする工程
を用いた製造法。 - 前記のブランク材もしくはチューブ材を少なくとも部分的に、Ac1温度より高い温度、好ましくはAc3温度より高い温度で、かつ950℃より低い、好ましくは900℃より低い温度まで加熱する、請求項11に記載の製造法。
- 前記の加熱したブランク材もしくはチューブ材を熱間成形プレス機に装填する前に、強制的に冷却する、請求項11または12に記載の製造法。
- 請求項11〜13のいずれか一項に記載の製造法によって製造された成形品。
- 請求項14に記載の成形品の自動車への使用。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP15020034.3 | 2015-03-16 | ||
EP15020034 | 2015-03-16 | ||
PCT/EP2016/055449 WO2016146581A1 (en) | 2015-03-16 | 2016-03-14 | Steel for hot forming |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018512503A true JP2018512503A (ja) | 2018-05-17 |
Family
ID=52686065
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017544326A Withdrawn JP2018512503A (ja) | 2015-03-16 | 2016-03-14 | 熱間成形鋼材 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20180100214A1 (ja) |
JP (1) | JP2018512503A (ja) |
KR (1) | KR20170126881A (ja) |
CN (1) | CN107429364A (ja) |
CA (1) | CA2979923A1 (ja) |
WO (1) | WO2016146581A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020510757A (ja) * | 2017-03-01 | 2020-04-09 | エーケー スティール プロパティ−ズ、インク. | 極めて高い強度を有するプレス硬化鋼および製造方法 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102478193B1 (ko) * | 2017-02-28 | 2022-12-16 | 타타 스틸 이즈무이덴 베.뷔. | 열간-성형된 강철 제품의 제조 방법 |
ES2899238T3 (es) * | 2017-07-25 | 2022-03-10 | Tata Steel Ijmuiden Bv | Tira, lámina o pieza en bruto de acero para producir una pieza conformada en caliente, pieza y método para conformar en caliente una pieza en bruto en una pieza |
CN110945148B (zh) * | 2017-07-25 | 2023-01-24 | 塔塔钢铁艾默伊登有限责任公司 | 用于制备热成形零件的钢带材、片材或坯料,零件,和用于将坯料热成形为零件的方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1767659A1 (fr) * | 2005-09-21 | 2007-03-28 | ARCELOR France | Procédé de fabrication d'une pièce en acier de microstructure multi-phasée |
RU2469102C2 (ru) * | 2007-02-23 | 2012-12-10 | Тата Стил Эймейден Б.В. | Способ термомеханического придания формы конечному продукту с очень высокой прочностью и полученный таким образом продукт |
CN102031456B (zh) * | 2009-09-30 | 2013-07-03 | 鞍钢股份有限公司 | 冲压淬火用钢板及其热成型方法 |
WO2012053636A1 (ja) * | 2010-10-22 | 2012-04-26 | 新日本製鐵株式会社 | ホットスタンプ成形体の製造方法及びホットスタンプ成形体 |
CN103582706A (zh) * | 2011-04-27 | 2014-02-12 | 塔塔钢铁荷兰科技有限责任公司 | 钢带材复合物及其制备方法 |
PT2984198T (pt) * | 2013-04-10 | 2021-09-22 | Tata Steel Ijmuiden Bv | Produto formado por moldação a quente de chapa de aço com revestimento metálico, método de formação do produto, e banda de aço |
WO2015039763A2 (en) * | 2013-09-19 | 2015-03-26 | Tata Steel Ijmuiden B.V. | Steel for hot forming |
EP2851440A1 (en) * | 2013-09-19 | 2015-03-25 | Tata Steel IJmuiden BV | Steel for hot forming |
-
2016
- 2016-03-14 US US15/558,255 patent/US20180100214A1/en not_active Abandoned
- 2016-03-14 CN CN201680015376.7A patent/CN107429364A/zh active Pending
- 2016-03-14 CA CA2979923A patent/CA2979923A1/en not_active Abandoned
- 2016-03-14 JP JP2017544326A patent/JP2018512503A/ja not_active Withdrawn
- 2016-03-14 WO PCT/EP2016/055449 patent/WO2016146581A1/en active Application Filing
- 2016-03-14 KR KR1020177023859A patent/KR20170126881A/ko unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020510757A (ja) * | 2017-03-01 | 2020-04-09 | エーケー スティール プロパティ−ズ、インク. | 極めて高い強度を有するプレス硬化鋼および製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20170126881A (ko) | 2017-11-20 |
US20180100214A1 (en) | 2018-04-12 |
WO2016146581A1 (en) | 2016-09-22 |
CN107429364A (zh) | 2017-12-01 |
CA2979923A1 (en) | 2016-09-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2016537502A (ja) | 熱間成形鋼材 | |
US11732323B2 (en) | Plated steel sheet for hot press forming having excellent impact property, hot press formed part, and manufacturing method thereof | |
EP3372703B1 (en) | Ultra-high strength steel plate having excellent formability and hole-expandability, and method for manufacturing same | |
JP4856876B2 (ja) | 冷間圧延多相鋼製品の製造のための鋼組成物 | |
JP2020509160A (ja) | ホットスタンピング用の熱間圧延及びコーティングされた鋼板、ホットスタンピングされ、コーティングされた鋼部品及びこれらを製造するための方法 | |
JP2018500465A (ja) | 高強度鋼製品の製造方法およびこれによって得られる鋼製品 | |
JP2017048412A (ja) | 溶融亜鉛めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、およびそれらの製造方法 | |
US20130118647A1 (en) | Method of producing an austenitic steel | |
JPWO2010109778A1 (ja) | 浸炭焼入れ性の優れた炭素鋼板およびその製造方法 | |
US20150079420A1 (en) | Steel for hot forming | |
JP2011168880A (ja) | 耐バリ性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法 | |
JP6830468B2 (ja) | 熱間形成性空気焼き入れ性溶接性鋼板 | |
EP3122486A1 (en) | Method for hot forming a coated steel blank | |
JP2018512503A (ja) | 熱間成形鋼材 | |
JP2022520485A (ja) | 機械的特性が改善された高強度鋼 | |
KR20240000646A (ko) | 구멍 확장비가 높은 열간 압연된 강 시트 및 이의 제조 방법 | |
JPWO2019131099A1 (ja) | 熱延鋼板およびその製造方法 | |
EP1170391A1 (en) | High strength steel plate having improved workability and plating adhesion and process for producing the same | |
TWI649432B (zh) | 非常高強度的熱軋鋼及製造方法 | |
JPH01184229A (ja) | 伸びフランジ成形性の優れたdi缶用鋼板の製造法 | |
JP2005187837A (ja) | プレス成型性、耐食性および二次加工性に優れた自動車燃料タンク用高強度鋼板およびその製造方法 | |
JP5515949B2 (ja) | 板厚方向の材質均一性に優れた低炭素鋼材の製造方法 | |
JP2013133496A (ja) | 成形性に優れた高強度薄鋼板およびその製造方法 | |
EP3271491A1 (en) | Steel for hot forming | |
JPH05263143A (ja) | 調質度t−3以下の軟質非時効性容器用鋼板の製造法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A529 | Written submission of copy of amendment under article 34 pct |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A529 Effective date: 20170821 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190314 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20191119 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20191119 |