JP6516845B2 - 成形性に優れた複合組織鋼板及びその製造方法 - Google Patents
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:1.5〜2.5%、クロム(Cr):1.0%以下(0%は除外)、シリコン(Si):1.0%以下(0%は除外)、リン(P):0.1%以下(0%は除外)、硫黄(S):0.01%以下(0%は除外)、窒素(N):0.01%以下(0%は除外)、酸可溶アルミニウム(sol.Al):0.02〜0.1%、モリブデン(Mo):0.1%以下(0%は除外)、ボロン(B):0.003%以下(0%は除外)、残部Fe及びその他の不可避な不純物からなり、上記MnとCrの重量%合計(Mn+Cr)が1.5〜3.5%を満たす鋼板であって、
上記鋼板は、主相としてフェライトを含み、全厚さ(t)基準として、1/4t地点で微細マルテンサイト分率が1〜8%であり、下記式(1)で定義されるフェライト結晶粒界に存在する粒径1μm未満のマルテンサイトの占有比(M%)が90%以上であり、下記式(2)で定義される全体2相組織のうちベイナイトの面積比(B%)が3%以下(0%を含む)である成形性に優れた複合組織鋼板を提供する。
式(1)
M(%)={Mgb/(Mgb+Min)}×100
(ここで、Mgb:フェライト結晶粒界に存在するマルテンサイト個数、Min:フェライト結晶粒内に存在するマルテンサイト個数を示す。)
式(2)
B(%)={BA/(MA+BA)}×100
(ここで、BA:ベイナイト占有面積、MA:マルテンサイト占有面積を示す。)
上記焼鈍処理された鋼板は、主相としてフェライトを含み、全厚さ(t)基準として1/4t地点で微細マルテンサイト分率が1〜8%であり、上記式(1)で定義されるフェライト結晶粒界に存在する粒径1μm未満のマルテンサイトの占有比(M%)が90%以上であり、上記式(2)で定義される全体2相組織のうちベイナイトの面積比(B%)が3%以下(0%を含む)である成形性に優れた複合組織鋼板の製造方法を提供する。
炭素(C)は、複合組織を有する鋼板を製造するのに重要な成分として、2相組織のうち一つであるマルテンサイトを形成させて強度を確保する上で有利な元素である。一般的にCの含量が増加するほどマルテンサイトの形成が容易であり複合組織鋼の製造に有利であるが、意図する強度及び降伏比(YS/TS)を制御するためには、適正水準の含量に制御することが必要である。
マンガン(Mn)は、複合組織を有する鋼板で硬化能を向上させる元素であり、特に、マルテンサイトを形成することにおいて重要な元素である。従来の固溶強化鋼では固溶強化効果として強度の上昇に有効であり、鋼中に不可避に添加されるSをMnSとして析出して、熱間圧延時にSによる板破断の発生及び高温脆化の現象を抑制させる重要な役割を果たす。
クロム(Cr)は、上述したMnと類似した特性を有する成分として、鋼の硬化能を向上させて高強度を確保するために添加される元素である。このようなCrは、マルテンサイト形成に有効であり、熱間圧延過程でCr23C6のような粗大なCr系炭化物を形成して、鋼中固溶C量を適正水準以下に析出させることで、降伏点延伸(YP−EL)の発生を抑制して、降伏比の低い複合組織鋼の製造に有利な元素である。また、強度上昇に対する延伸率の下降を最小化して、高延性を有する複合組織鋼の製造にも有利である。
通常、シリコン(Si)は、焼鈍冷却時に残留オーステナイトを適正水準に形成させて延伸率の向上に大きく寄与する元素であるが、これは、Cの含量が0.6%程度に高いとその特性を発揮する。また、上記Siは、固溶強化効果を通じて鋼の強度を向上させる役割をするか、適正水準以上では、めっき鋼板の表面特性を向上させるものとして知られている。
鋼のうちリン(P)は、成形性を大きく損なうことなく、強度の確保に最も有利な元素であるが、過剰添加する場合、脆性破壊が発生する可能性が大きく増加し、熱間圧延途中にスラブの板破断の発生可能性が増加し、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、鋼中の不純物元素として不可避に添加される元素であり、可能な限り低く管理することが重要である。特に、鋼のうちSは、赤熱脆性を発生す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、製造過程で不可避に添加される水準を考慮して0%は除く。
窒素(N)は、鋼のうち不純物元素として不可避に添加される元素である。このようなNは、可能な限り低く管理することが重要であるが、そのためには、鋼の精錬費用が急激に上昇するという問題があるため、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、不可避に添加される水準を考慮して0%は除く。
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り、その含量が0.02%未満であれば通常の安定した状態でアルミキルド(Al killed)鋼を製造することができず、一方、その含量が0.1%を超えれば、結晶粒微細化の効果で強度の上昇には有利であるのに対し、製鋼連鋳の操業時に介在物の過剰形成により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、製造原価の上昇をもたらすという問題がある。従って、本発明では、sol.Alの含量を0.02〜0.1%に制御することが好ましい。
モリブデン(Mo)は、オーステナイトがパーライトに変態することを遅延させると同時に、フェライトの微細化及び強度向上のために添加する元素である。このようなMoは、鋼の硬化能を向上させてマルテンサイトを結晶粒界(grainboundary)に微細に形成させて、降伏比の制御が可能であるという長所がある。但し、高価の元素でありその含量が高くなるほど製造上不利になるという問題があるため、その含量を適切に制御することが好ましい。
鋼のうちボロン(B)は、Pの添加による耐2次加工脆性を防止するために添加する元素である。このようなBの含量が0.003%を超えれば、延伸率の低下をもたらすという問題があるため、上記Bの含量を0.003%以下に制御する。この時、不可避に添加される水準を考慮して0%は除く。
M(%)={Mgb/(Mgb+Min)}×100
(ここで、Mgb:フェライト結晶粒界に存在するマルテンサイト個数、Min:フェライト結晶粒内に存在するマルテンサイト個数を示す。上記マルテンサイトは、粒径1μm未満のものである。)
式(2)
B(%)={BA/(MA+BA)}×100
(ここで、BA:ベイナイト占有面積、MA:、マルテンサイト占有面積を示す。)
式(3)
計算値=(0.1699*x)+0.4545
(ここで、x:調質圧下率(%)を示す。)
式(3)
計算値=(0.1699*x)+0.4545
(ここで、x:調質圧下率(%)を示す。)
Claims (8)
- 質量%で、炭素(C):0.01〜0.08%、マンガン(Mn):1.5〜2.5%、クロム(Cr):1.0%以下(0%は除外)、シリコン(Si):1.0%以下(0%は除外)、リン(P):0.1%以下(0%は除外)、硫黄(S):0.01%以下(0%は除外)、窒素(N):0.01%以下(0%は除外)、酸可溶アルミニウム(sol.Al):0.02〜0.1%、モリブデン(Mo):0.1%以下(0%は除外)、ボロン(B):0.003%以下(0%は除外)、残部Fe及びその他の不可避な不純物からなり、前記MnとCrの質量%合計(Mn+Cr)が1.5〜3.5%を満たす鋼板であって、
前記鋼板は、主相としてフェライトを含み、全厚さ(t)基準として、1/4t地点で微細マルテンサイト分率が1〜8%であり、下記式(1)で定義される粒径1μm未満の全体マルテンサイト(Mgb+Min)のうちフェライト結晶粒界に存在する粒径1μm未満のマルテンサイトの占有比(M%)が90%以上であり、下記式(2)で定義される全体2相組織のうちベイナイトの面積比(B%)が3%以下(0%を含む)である成形性に優れた複合組織鋼板。
式(1)
M(%)={Mgb/(Mgb+Min)}×100
(ここで、Mgb:フェライト結晶粒界に存在する粒径1μm未満のマルテンサイト個数、Min:フェライト結晶粒内に存在する粒径1μm未満のマルテンサイト個数を示す。)
式(2)
B(%)={BA/(MA+BA)}×100
(ここで、BA:ベイナイト占有面積、MA:マルテンサイト占有面積を示す。) - 前記鋼板は、全体微細組織のうちマルテンサイト分率が1〜8%である請求項1に記載の成形性に優れた複合組織鋼板。
- 前記鋼板は、降伏比(YR)が0.45〜0.6である請求項1に記載の成形性に優れた複合組織鋼板。
- 前記鋼板は、降伏比(YR)が0.6超〜0.8以下である請求項1に記載の成形性に優れた複合組織鋼板。
- 質量%で、炭素(C):0.01〜0.08%、マンガン(Mn):1.5〜2.5%、クロム(Cr):1.0%以下(0%は除外)、シリコン(Si):1.0%以下(0%は除外)、リン(P):0.1%以下(0%は除外)、硫黄(S):0.01%以下(0%は除外)、窒素(N):0.01%以下(0%は除外)、酸可溶アルミニウム(sol.Al):0.02〜0.1%、モリブデン(Mo):0.1%以下(0%は除外)、ボロン(B):0.003%以下(0%は除外)、残部Fe及びその他の不可避な不純物からなり、前記MnとCrの質量%合計(Mn+Cr)が1.5〜3.5%を満たす鋼スラブを再加熱する段階と、
前記再加熱された鋼スラブをAr3変態点以上で仕上げ熱間圧延して熱延鋼板を製造する段階と、
前記熱延鋼板を450〜700℃で巻き取る段階と、
前記巻き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製造する段階と、
前記冷延鋼鈑を連続焼鈍炉または合金化溶融めっき連続炉で760〜850℃の温度範囲で焼鈍処理する段階とを含み、
前記焼鈍処理された鋼板は、主相としてフェライトを含み、全厚さ(t)基準として1/4t地点で微細マルテンサイト分率が1〜8%であり、下記式(1)で定義される粒径1μm未満の全体マルテンサイト(Mgb+Min)のうちフェライト結晶粒界に存在する粒径1μm未満のマルテンサイトの占有比(M%)が90%以上であり、下記式(2)で定義される全体2相組織のうちベイナイトの面積比(B%)が3%以下(0%を含む)である成形性に優れた複合組織鋼板の製造方法。
式(1)
M(%)={Mgb/(Mgb+Min)}×100
(ここで、Mgb:フェライト結晶粒界に存在する粒径1μm未満のマルテンサイト個数、Min:フェライト結晶粒内に存在する粒径1μm未満のマルテンサイト個数を示す。)
式(2)
B(%)={BA/(MA+BA)}×100
(ここで、BA:ベイナイト占有面積、MA:マルテンサイト占有面積を示す。) - 前記焼鈍処理後に調質圧延する段階をさらに含むことを特徴とする請求項5に記載の成形性に優れた複合組織鋼板の製造方法。
- 前記調質圧延時の圧下率が0.85%以下(0%は除外)の場合、下記式(3)によって計算される値が0.45〜0.6の範囲を満たす請求項6に記載の成形性に優れた複合組織鋼板の製造方法。
式(3)
計算値=(0.1699*x)+0.4545
(ここで、x:調質圧下率(%)を示す。) - 前記調質圧延時の圧下率が0.86〜2.0%の場合、前記式(3)によって計算される値が0.6超〜0.8以下の範囲を満たす請求項6に記載の成形性に優れた複合組織鋼板の製造方法。
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