JP7063810B2 - 最小で600MPaの引張強さを有する熱間圧延され析出強化され結晶粒が微細化された高強度二相鋼鈑およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本開示の他の目的は、Si含有量が低い熱間圧延された析出強化高強度二相鋼板を製造する方法を提案することである。
本開示の他の目的は、Si含有量が低く600MPa超の引張強さを有する熱間圧延された析出強化高強度二相鋼板を提案することである。
本開示の更に他の目的は、Si含有量が低い熱間圧延された析出強化高強度二相鋼板を提案することである。
化学組成が、重量%で、C:0.03~0.12、Mn:0.8~1.5、Si:<0.1、Cr:0.3~0.7、S:最大0.008、P:最大0.025、Al:0.01~0.1、N:最大0.007、Nb:0.005~0.035、V:最大0.06の溶融鋼を製造するステップ、
溶融鋼をスラブに連続鋳造するステップ、
仕上圧延温度(FRT)840±30℃でスラブを熱延鋼板に熱間圧延するステップ、
熱延鋼板を冷却速度40~70℃/sで中間温度(TINT)720≦TINT≦650に達するまでランアウトテーブル上で冷却するステップ、
熱延鋼板を5~7秒間自然冷却するスッテプ、および
熱延鋼板を40~70℃/sの冷却速度で400℃未満の巻取り温度まで急冷して残留する炭素富化オーステナイトをマルテンサイトに変態させるステップを含む。
化学組成が、重量%で、C:0.03~0.12、Mn:0.8~1.5、Si:0.1未満、Cr:0.3~0.7、S:最大0.008、P:最大0.025、Al:0.01~0.1、N:最大0.007、Nb:0.005~0.035、V:最大0.06の溶融鋼を製造するステップ、
溶融鋼をスラブに連続鋳造するステップ、
仕上圧延温度(FRT)840±30℃でスラブを熱延鋼板に熱間圧延するステップ、
熱延鋼板を冷却速度40~70℃/sで中間温度(TINT)720≦TINT≦650に達するまでランアウトテーブル上で冷却するステップ、
熱延鋼板を5~7秒間自然冷却するスッテプ、および
熱延鋼板を40~70℃/sの冷却速度で400℃未満の巻取り温度まで急冷して残留する炭素富化オーステナイトをマルテンサイトに変態させるステップを含む。
炭素は、最も効果的かつ経済的な強化元素の1つである。炭素は、NbまたはVと結合して、炭化物または炭窒化物を形成し、これにより析出強化が起こる。これは、鋼中に0.03%以上のCを必要とする。しかし、良好な溶接性を得るためには、炭素含有量を0.12%未満に制限しなければならない。
マンガンは、フェライトを固溶強化するだけでなく、オーステナイトからフェライトへの変態温度を低下させ、それによってフェライト粒径を微細化する。しかし、Mn含有量は1.5%超にすることはできない。このような高含有量では連続鋳造時に中心偏析の発生を高める。
ケイ素は、Mnのように非常に効果的な固溶強化元素である。しかし、Siは、熱間圧延における表面スケールの問題を招く。表面スケールの形成を防止するために0.1%未満に制限すべきである。
ニオブは、微量添加であっても結晶粒微細化のための最も強力な微量元素である。ニオブは、固溶体中ではオーステナイトからフェライトへの変態温度を低下させ、フェライト粒径を微細化するだけでなく、ベイナイトのような低温変態生成物の生成を促進する。しかし、Nbの有効性を保証するために、変態温度に達する前にNbを析出させてはならない。圧延が開始される前に全Nb成分が固溶体に残ることを確実にするために、そして単独で添加されるために、最大Nb含有量は0.035%に制限する。
バナジウムによる微量合金化も、析出強化および結晶粒微細化をもたらす。オーステナイトへのバナジウムの溶解度は、他の微小合金元素のそれよりも大きいため、変態前に固溶体に残る可能性が高い。相変態の間に、バナジウムは相対的な炭素および窒素含有量に応じて、粒界に炭化物および/または窒化物として析出し、析出強化および結晶粒微細化をもたらす。所望の強化を達成するためには、NbまたはVのいずれかを添加することが必要である。両者を添加することもできる。Vのみを添加する場合、最大で0.06重量%が必要である。
リンの含有量が高いと、Pの粒界への偏析による靭性および溶接性の低下を招くため、最大0.025%に制限する必要がある。
硫黄含有量は制限しなければならない。そうでなければ、介在物が非常に多くなり成形性を劣化させる。
N含有量が多すぎると、Nb(C、N)の溶解温度が上昇し、Nbの有効性が低下する。窒素含有量を低下させることは、溶接部の熱影響部における時効安定性、靱性および粒界型応力腐食割れに対する耐性にも良い影響を及ぼす。したがって、窒素含有量は0.007未満に保つべきであることが好ましい。
Alは、溶鋼から望ましくない酸素を除去するために使用する。したがって、鋼は、ある量のAlを含む。その量は0.05重量%まででよい。製鋼における過剰(高)なAlは、鋳造中のノズルの目詰まりの他に、鋳造スラブの熱変形を減少させるために大きな問題である。したがって、Alは0.1重量%に制限する必要がある。
特定された組成の溶融鋼を、まず、従来型の連続鋳造機または薄スラブ鋳造機のいずれかにより連続鋳造する。薄スラブ鋳造機で鋳造する際、鋳造スラブの温度が950℃未満の温度に低下することは許されない。薄スラブ温度が950℃を下回ると、Nbの析出が起こるからである。その後の再加熱工程で析出物を完全に固溶させることは困難であり、析出強化に効果がなくなるからである。
上記に特定した組成のスラブを鋳造した後、そのスラブを1100℃~1200℃の温度で20分~2時間再加熱する。それ以前の加工処理ステップで形成されたNbおよび/またはVの析出物を完全に固溶させることを確実にするために、再加熱温度は1100℃超でなければならない。再加熱温度が1200℃を超えることは、オーステナイトが粗大化し、および/または過剰なスケールによる損失を招くため望ましくない。
ステップ116で、ランアウトテーブル上で熱間圧延鋼鈑を冷却速度40℃~70℃/sで冷却する。この冷却速度は、中間温度(TINT)720≦TINT≦650を達成するまで維持する。
本発明による熱延鋼板は75~90体積%のフェライトを有する。フェライトは、Mnからの寄与による固溶強化により強化される。適切な加工条件を用いると、結晶粒径は2~5μmに制限される。フェライトの微粒化は、フェライトをホールペッチ(Hall-Petch)の関係によって強化する。また、微細なNb、V(CN)析出物の生成により析出強化される。
ミクロ組織中のマルテンサイトの量は、10~25体積%である。マルテンサイトによる強化は、その構造、炭素含有量および高転位密度によるものである。
ミクロ組織中のマルテンサイトの量は5体積%未満である。
Claims (17)
- 二相鋼板の製造方法であって、
化学組成が、重量%で、C:0.03~0.12、Mn:0.8~1.5、Si:0.1未満、Cr:0.3~0.7、S:最大0.008、P:最大0.025、Al:0.01~0.1、N:最大0.007、Nb:0.005~0.035、V:最大0.06を含み、残部が鉄及び不可避不純物である溶融鋼を製造するステップ、
前記溶融鋼をスラブに連続鋳造するステップ、
仕上圧延温度(FRT)840±30℃で前記スラブを熱延鋼板に熱間圧延するステップ、
前記熱延鋼板を冷却速度40~70℃/sで中間温度(TINT)650℃≦TINT≦720℃に達するまでランアウトテーブル上で冷却するステップ、
前記熱延鋼板を5~7秒間自然冷却するスッテプ、および
前記熱延鋼板を40~70℃/sの冷却速度で400℃未満の巻取り温度まで急冷して残留する炭素富化オーステナイトをマルテンサイトに変態させるステップ
を含み、
前記二相鋼板は、75~90体積%のフェライト、10~25体積%のマルテンサイト、5体積%未満のベイナイトを有し、結晶粒径が2~5μmである、製造方法。 - 析出物を固溶させるために、連続鋳造された前記スラブを1100℃~1200℃の温度範囲で20分~2時間再加熱する、請求項1に記載された製造方法。
- 前記二相鋼板の降伏強さが350~500MPaである、請求項1に記載された製造方法。
- 前記二相鋼板が、600MPa以上の引張強さを有する、請求項1に記載された製造方法。
- 前記二相鋼板が、16%以上の均一伸びを有する、請求項1に記載された製造方法。
- 前記二相鋼板が、22%以上の全伸びを有する、請求項1に記載された製造方法。
- 前記二相鋼板の加工硬化指数(n)が0.15~0.16である、請求項1に記載された製造方法。
- 前記二相鋼板の降伏強さの引張強さに対する比が0.6~0.8である、請求項1に記載された製造方法。
- 前記二相鋼板は、打ち抜き穴の穴拡げ率が38.5%~40%である、請求項1に記載された製造方法。
- 重量%で、C:0.03~0.12、Mn:0.8~1.5、Si:0.1未満、Cr:0.3~0.7、S:最大0.008、P:最大0.025、Al:0.01~0.1、N:最大0.007、Nb:0.005~0.035、V:最大0.06を含み、残部が鉄及び不可避不純物である化学組成を有し、75~90体積%のフェライト、10~25体積%のマルテンサイト、5体積%未満のベイナイトを有し、結晶粒径が2~5μmである、二相鋼鈑。
- 前記二相鋼板の降伏強さが350~500MPaである、請求項10に記載された二相鋼鈑。
- 前記二相鋼板が、600MPa以上の引張強さを有する、請求項10に記載された二相鋼鈑。
- 前記二相鋼板が、16%以上の均一伸びを有する、請求項10に記載された二相鋼鈑。
- 前記二相鋼板が、22%以上の全伸びを有する、請求項10に記載された二相鋼鈑。
- 前記二相鋼板の加工硬化指数(n)が0.15~0.16である、請求項10に記載された二相鋼鈑。
- 前記二相鋼板の降伏強さの引張強さに対する比が0.6~0.8である、請求項10に記載された二相鋼鈑。
- 前記二相鋼板は、打ち抜き穴の穴拡げ率が38.5%~40%である、請求項10に記載された二相鋼鈑。
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