JP2020509190A - 高温伸び特性に優れた高強度鋼板、温間プレス成形部材、及びそれらの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
微細組織は、面積分率で80%以上のパーライト及び20%以下のフェライトを含み、上記パーライトは、長軸の長さが200nm以下であるセメンタイトを含む、高温伸び特性に優れた高強度鋼板に関するものである。
上記加熱されたスラブをAr3+10℃〜Ar3+90℃の温度範囲で仕上げ熱間圧延して熱延鋼板を得る段階と、
上記熱延鋼板を550〜700℃の温度で巻取る段階と、
上記巻取られた熱延鋼板を40〜80%の圧下率で冷間圧延して冷延鋼板を得る段階と、を含む、高温伸び特性に優れた高強度鋼板の製造方法に関するものである。
以下、本発明の一側面による高温伸び特性に優れた高強度鋼板について詳細に説明する。
炭素(C)は、本発明において熱間圧延後にフェライトとセメンタイトからなるパーライト微細組織を有する鋼板を製造するのに重要な成分であり、一般的にCの含量が増加するほどパーライト組織分率を高く確保することができ、鋼の強度を確保するために添加される必須元素である。
Crは、Mnと同様に、共析組成に必要な炭素含量を下げる役割を果たす。また、セメンタイトの形成を助長し、パーライトのラメラ間隔を小さくする特性があるため、セメンタイト球状化を促進させる。また、微量の添加でも鋼板の耐食性をより改善する特性を有する。
酸可溶アルミニウム(sol.Al)は、鋼の粒度微細化と脱酸のために添加される元素である。しかし、その含量が0.1%を超えると、製鋼連鋳操業時に介在物が過剰に形成されて溶融亜鉛めっき鋼板の表面不良が発生する可能性が高くなるだけでなく、製造コストの上昇を招くという問題がある。
鋼中の(P)は、強度確保に有利な元素であるが、過剰に添加すると、脆性破壊が発生する可能性が大きくなって熱間圧延中にスラブ破断などの問題が発生する可能性が大きくなり、めっき表面特性を阻害する元素として作用するという問題がある。
硫黄(S)は、鋼中に不純物元素として不可避に添加される元素であり、鋼中のSは、赤熱脆性を発生させる可能性を高めるという問題があるため、その含量を0.01%以下に制御することが好ましい。但し、製造過程中に不可避に添加される水準を考慮して0%は除く。
窒素(N)は、鋼中に不純物元素として不可避に添加される元素であり、操業条件が可能な範囲である0.01%以下に制御することが好ましい。但し、製造過程中に不可避に添加される水準を考慮して0%は除く。
Mnは、Crと同様に、共析組成に必要な炭素含量を下げる役割を果たす。また、初析フェライトの生成を抑制する役割を果たす元素である。
Siは、固溶強化の効果とともに、パーライト組織内の層状構造を安定化させて強度低下を抑制する役割を果たす。
関係式1:0.7≦C+Cr/2+Mn/3+Si/4≦3.0
(上記関係式1において各元素記号は、各元素の含量を重量%で表した値であり、含まれていない場合は、0として計算する。)
関係式2:N(%)=Nx/(Nx+Ny)*100
(上記関係式2において、Nxは長軸の長さが200nm以下であるセメンタイトの個数を意味し、Nyは長軸の長さが200nmを超えるセメンタイトの個数を意味する。)
関係式3:Ac1(℃)=723−10.7*Mn−16.9*Ni+29.1*Si+16.9*Cr+290*As+6.38*W
(上記関係式3において各元素記号は、各元素の含量を重量%で表した値であり、含まれていない場合は、0として計算する。)
以下、本発明の他の一側面である高温伸び特性に優れた高強度鋼板の製造方法について詳細に説明する。
上述の合金組成を有するスラブを熱間圧延するために、1100〜1300℃の温度に加熱する。
上記加熱されたスラブをAr3+10℃〜Ar3+90℃の温度範囲で仕上げ熱間圧延して熱延鋼板を得る。
関係式4:Ar3(℃)=910−95*(C^0.5)−15.2*Ni+44.7*Si+104*V+31.5*Mo−(15*Mn+11*Cr+20*Cu−700*P−400*Al−400*Ti)
(上記関係式4において各元素記号は、各元素の含量を重量%で表した値であり、含まれていない場合は、0として計算する。)
上記熱延鋼板を550〜700℃の温度で巻取る。
上記巻取られた熱延鋼板を40〜80%の圧下率で冷間圧延して冷延鋼板を得る。
以下、本発明のさらに他の一側面である、上述の本発明の鋼板を用いて製造された温間プレス成形部材について詳細に説明する。
関係式2:N(%)=Nx/(Nx+Ny)*100
(上記関係式2において、Nxは長軸の長さが200nm以下であるセメンタイトの個数を意味し、Nyは長軸の長さが200nmを超えるセメンタイトの個数を意味する。)
以下、本発明のさらに他の一側面である温間プレス成形部材の製造方法について詳細に説明する。
下記表1に示した成分組成を有するスラブを1180℃の加熱炉で1時間熱処理した後、下記表2に記載された条件で冷延鋼板を製造した。表2において焼鈍温度は、冷間圧延後の焼鈍温度を意味し、「−」で表示されているものは、冷間圧延後に焼鈍を行わなかったことを意味する。
実施例1で製造された冷延鋼板(試験片番号は同一)を片面めっき量が60g/m2となるように電気亜鉛めっきを行った後に加熱炉に装入して加熱し、下記表3に記載された成形温度でプレスで成形及び冷却を行って、図3のようなハット(HAT)状の成形部材を製造した。
Claims (18)
- 重量%で、C:0.4〜0.9%、Cr:0.01〜1.5%、P:0.03%以下(0%は除く)、S:0.01%以下(0%は除く)、N:0.01%以下(0%は除く)、sol.Al:0.1%以下(0%は除く)、残りのFe及び不可避不純物を含み、Mn:2.1%以下(0%は除く)及びSi:1.6%以下(0%は除く)のうち1種以上を含み、
微細組織は、面積分率で、80%以上のパーライト及び20%以下のフェライトを含み、前記パーライトは、長軸の長さが200nm以下であるセメンタイトを含む、高温伸び特性に優れた高強度鋼板。 - 前記鋼板は、下記関係式1を満たす、請求項1に記載の高温伸び特性に優れた高強度鋼板。
関係式1:0.7≦C+Cr/2+Mn/3+Si/4≦3.0
(前記関係式1において各元素記号は、各元素の含量を重量%で表した値であり、含まれていない場合は、0として計算する。) - 前記パーライトのセメンタイトは、下記関係式2によるN値が60%以上である、請求項1に記載の高温伸び特性に優れた高強度鋼板。
関係式2:N(%)=Nx/(Nx+Ny)*100
(前記関係式2において、Nxは長軸の長さが200nm以下であるセメンタイトの個数を意味し、Nyは長軸の長さが200nmを超えるセメンタイトの個数を意味する。) - 前記鋼板は、引張強度が1000MPa以上であり、500℃〜Ac1+30℃の温度範囲における伸びが60%以上である、請求項1に記載の高温伸び特性に優れた高強度鋼板。
- 前記鋼板は、表面にアルミニウムめっき層、亜鉛めっき層、及び合金化亜鉛めっき層のうち一つがさらに形成されている、請求項1に記載の高温伸び特性に優れた高強度鋼板。
- 重量%で、C:0.4〜0.9%、Cr:0.01〜1.5%、P:0.03%以下(0%は除く)、S:0.01%以下(0%は除く)、N:0.01%以下(0%は除く)、sol.Al:0.1%以下(0%は除く)、残りのFe及び不可避不純物を含み、Mn:2.1%以下(0%は除く)及びSi:1.6%以下(0%は除く)のうち1種以上を含むスラブを1100〜1300℃の温度に加熱する段階と、
前記加熱されたスラブをAr3+10℃〜Ar3+90℃の温度範囲で仕上げ熱間圧延して熱延鋼板を得る段階と、
前記熱延鋼板を550〜700℃の温度で巻取る段階と、
前記巻取られた熱延鋼板を40〜80%の圧下率で冷間圧延して冷延鋼板を得る段階と、を含む、高温伸び特性に優れた高強度鋼板の製造方法。 - 前記スラブは、下記関係式1を満たす、請求項6に記載の高温伸び特性に優れた高強度鋼板の製造方法。
関係式1:0.7≦C+Cr/2+Mn/3+Si/4≦3.0
(前記関係式1において各元素記号は、各元素の含量を重量%で表した値であり、含まれていない場合は、0として計算する。) - 前記巻取る段階後に200〜700℃の温度でバッチ焼鈍を行う段階をさらに含む、請求項6に記載の高温伸び特性に優れた高強度鋼板の製造方法。
- 前記冷延鋼板をAc1−70℃〜Ac1+70℃の温度範囲で連続焼鈍またはバッチ焼鈍を行う段階をさらに含む、請求項6に記載の高温伸び特性に優れた高強度鋼板の製造方法。
- 前記冷延鋼板をめっきする段階をさらに含む、請求項6に記載の高温伸び特性に優れた高強度鋼板の製造方法。
- 前記めっきされた冷延鋼板を合金化処理する段階をさらに含む、請求項10に記載の高温伸び特性に優れた高強度鋼板の製造方法。
- 前記冷間圧延は、常温で行われる、請求項6に記載の高温伸び特性に優れた高強度鋼板の製造方法。
- 重量%で、C:0.4〜0.9%、Cr:0.01〜1.5%、P:0.03%以下(0%は除く)、S:0.01%以下(0%は除く)、N:0.01%以下(0%は除く)、sol.Al:0.1%以下(0%は除く)、残りのFe及び不可避不純物を含み、Mn:2.1%以下(0%は除く)及びSi:1.6%以下(0%は除く)のうち1種以上を含み、
微細組織は、面積分率で、80%以上のパーライト及び20%以下のフェライトを含み、前記パーライトのセメンタイトは、下記関係式2によるN値が70%以上である、温間プレス成形部材。
関係式2:N(%)=Nx/(Nx+Ny)*100
(前記関係式2において、Nxは長軸の長さが200nm以下であるセメンタイトの個数を意味し、Nyは長軸の長さが200nmを超えるセメンタイトの個数を意味する。) - 前記成形部材は下記関係式1を満たす、請求項13に記載の温間プレス成形部材。
関係式1:0.7≦C+Cr/2+Mn/3+Si/4≦3.0
(前記関係式1において各元素記号は、各元素の含量を重量%で表した値であり、含まれていない場合は、0として計算する。) - 前記部材は、表面にアルミニウムめっき層がさらに形成されている、請求項13に記載の温間プレス成形部材。
- 前記部材は、表面に亜鉛めっき層または合金化亜鉛めっき層がさらに形成されており、部材内の微細亀裂の長さが10μm以下である、請求項13に記載の温間プレス成形部材。
- 請求項6から12のいずれか一項に記載の製造方法によって製造された鋼板を加熱した後、500℃〜Ac1+30℃の温度範囲でプレスで成形する段階を含む、温間プレス成形部材の製造方法。
- 前記成形は、0.001/s以上の変形速度で行われる、請求項17に記載の温間プレス成形部材の製造方法。
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