JP5556157B2 - 伸びおよび伸びフランジ特性に優れた引張強度が780MPa以上の高強度熱延鋼板の製造方法 - Google Patents
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- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
Description
(Mo/96)/{(Ti/48)+(Mo/96)}≧0.25・・・(1)
ただし、(1)式中のTi、Moは析出物中の各成分の重量%を表す。
i) アスペクト比が3.0未満の結晶粒のフェライト相全体に占める面積率が80%以上
ii) 鋼中の全析出物中のTi含有量の合計に対する平均直径20nm未満の析出物中のTi含有量の合計の割合が70%以上
iii) 平均直径20nm未満の析出物が存在する結晶粒のフェライト相全体に占める面積率が50%以上
本発明の高強度熱延鋼板では、さらに、質量%で、V:0.03〜0.15%、Cr:0.01〜0.5%のうちから選ばれた少なくとも1種の元素を含有する成分組成とすることが好ましい。
C:0.06〜0.15%
Cは、硬質なベイナイト相の形成を促進したり、フェライト相中に直径20nm未満の微細なTiの炭化物(析出物)として析出し、高強度化に有効な元素である。780MPa以上のTSを得るためにはC量を0.06%以上とする必要がある。一方、C量が0.15%を超えると溶接性が低下する。したがって、C量は0.06〜0.15%、好ましくは0.07〜0.12%とする。
Siは、固溶強化に寄与する元素であるが、その量が1.2%を超えると表面性状が著しく劣化し、耐食性が低下する。したがって、Si量は1.2%以下、好ましくは0.3〜0.9%とする。
Mnは、高強度化に有効な元素であるが、その量が1.0%未満だと780MPa以上のTSが得られない。一方、Mn量が1.8%を超えると中心偏析が顕著になり、伸びおよび伸びフランジ特性などの加工性や溶接性が低下する。したがって、Mn量は1.0〜1.8%、好ましくは1.2〜1.6%とする。
Pは、その量が0.04%を超えると粒界に偏析し、低温靱性や伸びおよび伸びフランジ特性などの加工性を低下させる。したがって、P量は0.04%以下とするが、極力低減することが好ましい。
Sは、MnやTiと硫化物を形成し、伸びおよび伸びフランジ特性などの加工性を低下させる。したがって、S量は0.005%以下とするが、極力低減することが好ましい。
Alは、鋼の脱酸剤として添加され、その清浄度を向上させるのに有効な元素であるので、0.001%以上含有されていることが好ましい。しかし、Al量が0.05%を超えると介在物が多量に生成し、表面疵の原因になる。したがって、Al量は0.05%以下、好ましくは0.01〜0.04%とする。
Tiは、フェライト相中でCと結合し微細な析出物として析出し、その高強度化に寄与する元素である。780MPa以上のTSを得るためにはTi量を0.06%以上とする必要があるが、0.13%を超えるとその効果は飽和し、コストアップを招く。したがって、Ti量は0.06〜0.13%、好ましくは0.09〜0.12%とする。
Vは、鋼を析出強化または固溶強化し、高強度化や疲労強度の向上に寄与する元素である。しかし、その量が0.03%未満だとその効果が乏しく、0.15%を超えるとその効果は飽和し、コストアップを招く。したがって、V量は0.03〜0.15%とすることが好ましい。
Crも、Vと同様、鋼を析出強化または固溶強化し、高強度化や疲労強度の向上に寄与する元素である。しかし、その量が0.01%未満だとその効果が乏しく、0.5%を超えるとその効果は飽和し、コストアップを招く。したがって、Cr量は0.01〜0.5%とすることが好ましい。
本発明において、780MPa以上のTSは、平均直径20nm未満の微細なTiを含む析出物により硬質化されたフェライト相と硬質なベイナイト相によって達成される。すなわち、鋼中の全析出物中のTi含有量の合計に対する平均直径20nm未満の析出物中のTi含有量の合計の割合が70%以上になるようにしてTiを微細に析出させる。このような微細なTi析出物は、主に組織全体に占める面積率で85%以上のフェライト相中に析出し、フェライト相を析出強化する。あわせて、面積率で2〜9%の硬質なベイナイト相を含有させて高強度化が図られている。鋼中の全析出物中のTi含有量の合計に対する平均直径20nm未満の析出物中のTi含有量の合計の割合が70%未満であったり、ベイナイト相の面積率が2%未満だと、780MPa以上のTSが得られない。また、ベイナイト相の面積率が9%を超えると伸び特性の低下を招く。
スラブの加熱温度:1150〜1350℃
熱間圧延後フェライト相中に微細なTiを含む析出物を析出させるには、スラブ中に析出している粗大なTiを含む析出物などを熱間圧延前に溶解させる必要がある。そのためには、スラブを1150℃以上に加熱する必要がある。一方、スラブを1350℃を超えて加熱するとフェライト相の結晶粒が粗大化して強度低下を招きやすい。したがって、スラブの加熱温度は1150〜1350℃、好ましくは1170〜1260℃とする。
仕上温度が850℃未満だとフェライトとオーステナイトの二相域で圧延されるため、圧延後のフェライト相の結晶粒が伸展し、アスペクト比が3.0未満の結晶粒の面積率を80%以上にすることが困難になる。一方、仕上温度が950℃を超えると析出物径が大きくなるため、必要な析出強化能を得ることができない。したがって、熱間圧延の仕上温度は850〜950℃、好ましくは880〜920℃とする。
一次冷却の平均冷却速度が30℃/秒未満ではパーライト相が生成し、伸びおよび伸びフランジ特性が劣化する。したがって、一次冷却の平均冷却速度は30℃/秒以上とする。平均冷却速度の上限は、特に限定しないが、次の冷却停止温度域で冷却を停止させるには100℃/秒程度の冷却速度が好ましい。なお、一次冷却の方法は、特に限定する必要はなく、例えば、公知のラミナー冷却による水冷を利用できる。
一次冷却後の空冷は、本発明における重要なポイントである。すなわち、空冷によりフェライト相中に微細なTiを含む析出物の析出が促進され、こうした析出物が存在する結晶粒のフェライト相全体に占める面積率が50%以上となるため、一様伸び特性を大きく向上でき、変形部の歪分布が小さくなるような伸びフランジ加工を受けた時の割れを防止できることになる。
空冷後は、巻取りまで平均冷却速度20℃/秒以上で二次冷却する。これは、平均冷却速度が20℃/秒未満ではパーライト相が生成し、伸びおよび伸びフランジ特性が低下するためである。
巻取温度が400℃未満では著しく硬質なマルテンサイト相が生成し、500℃を超えるとパーライト相が生成して、伸びおよび伸びフランジ特性が著しく低下する。したがって、巻取温度は400〜500℃、好ましくは420〜480℃とする。
Claims (2)
- 組織全体に占めるフェライト相の面積率が85%以上、ベイナイト相の面積率が2〜9%であり、前記フェライト相が下記の条件i)〜iii)を満足するミクロ組織を有する高強度熱延鋼板を製造する方法であって、
質量%で、C:0.06〜0.15%、Si:1.2%以下、Mn:1.0〜1.8%、P:0.04%以下、S:0.005%以下、Al:0.05%以下、Ti:0.06〜0.13%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成を有する鋼スラブを、1150〜1350℃の加熱温度で加熱し、850〜950℃の仕上温度で熱間圧延後、30℃/秒以上の平均冷却速度で650〜750℃の冷却停止温度まで一次冷却し、引き続き0.5〜5秒間空冷後、20℃/秒以上50℃/秒以下の平均冷却速度で二次冷却して、400〜500℃の巻取温度で巻取ることを特徴とする引張強度が780MPa以上の高強度熱延鋼板の製造方法。
i) アスペクト比が3.0未満の結晶粒のフェライト相全体に占める面積率が80%以上、
ii) 鋼中の全析出物中のTi含有量の合計に対する平均直径20nm未満の析出物中のTi含有量の合計の割合が70%以上、
iii) 平均直径20nm未満の析出物が存在する結晶粒のフェライト相全体に占める面積率が50%以上 - さらに、質量%で、V:0.03〜0.15%、Cr:0.01〜0.5%のうちから選ばれた少なくとも1種の元素を含有する成分組成を有することを特徴とする請求項1に記載の引張強度が780MPa以上の高強度熱延鋼板の製造方法。
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