TW500809B - Cold-rolled steel sheets with superior strain-aging hardenability, and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
500809 A7 B7 五、發明説明(1 ) 【技術領域】 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係關於主要是汽車車體用的高加工性的高張力 冷軋鋼板,特別是關於拉伸強度(T S )超過4 4 0 Μ P a以上的具有優異的延展性以及變形時效硬化性之高 張力冷軋鋼板及其製造方法。本發明的高張力冷軋鋼板的 用途係可以從:只要利用輕度的撓曲加工或輥製成型即可 形成管體之較輕微程度的加工,乃至於利用沖製機進行沖 製成型之類的較大變形程度的廣大加工範圍。又,本發明 中所稱的鋼板也包含了鋼帶。 本發明中,所謂「具優異的變形時效硬化性」意指具 有下列的特性: 實施了拉伸變形5 %的預變形之後,以1 7 0 °C的溫 度保持2 0分鐘的條件下進行時效處理時,這個時效處理 前後的變形應力增加量(簡稱Β Η ; B Η =時效處理後的 降伏應力-時效處理前的預變形應力)超過8 Ο Μ P a以 上; 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 且變形時效處理(前述預變形+前述時效處理)前後 的拉伸強度增加量(簡稱△ T S ; △ T S =時效處理後的 拉伸強度-預變形前的拉伸強度)超過4 Ο Μ P a以上。 【背景技術】 由於當前的地球環境問題所衍生的對於汽車排廢氣的 限制,車體重量的輕量化變成一個極爲重要的課題。爲了 減輕車體重量,將鋼板製作成高張力化,將板厚變薄的做 本^氏張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ^ ^ 一 500809 A7 B7 五、發明説明(2 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 法非常有效。高張力鋼化•薄板化的對象也就是汽車零件 ,係配合其功能也被要求具有各種特性。所要求的特性之 中,例如:對於撓曲、絞捲變形的靜態強度、疲勞強度、 耐衝擊特性等。因此,所應用的高張力鋼板在成型加工之 後,必須具有這樣的特性。 另一方面,在於製作汽車零件的過程中,係對於鋼板 進行沖製成型。如果鋼板的強度過高的話,將會發生例如 :形狀凍結性會降低;因爲延性降低導致成型時發生裂開 、頸縮現象等的問題。這一類的問題將會阻礙高張力鋼板 應用於汽車車體的用途之擴大。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 爲了解決這種問題的已知方法之一,針對於例如:外 面板用的冷軋鋼板,係採用例如:極低碳鋼作爲素材,將 最後的固熔狀態下的殘存含碳量控制在適正範圍的鋼板製 造技術。這種技術是利用:在沖製成型後所進行的1 7 0 t X 2 0分鐘程度的塗裝烤漆過程所引起的變形時效硬化 現象。成型時係維持在軟質,確保形狀凍結性、延性,成 型後則是利用變形時效硬化所產生的Y S (降伏應力)的 上升,以謀求確保耐凹性。但是,這種技術,爲了要防止 表面缺陷也就是結構應變的發生,也具有所諝的:「其Y S上升量無法充分地變大,且ΔΤ S的增加量也只有數個 Μ P a程度而已,因而無法讓鋼板製作得很薄」的困難點 〇 另外,對於在外觀上並不太成爲問題的用途而言,曾 有人提出的技術方案係:運用固熔N使得烘烤硬化量更爲 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 500809 A7 B7 五、發明説明(3 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 增加的鋼板(日本特公平7 - 3 0 4 0 8公報);將金相 組織製作成由肥粒鐵與麻田散鐵所成的複合組織,以更進 一步地提高烘烤硬化性的鋼板(日本特公平 8 — 23048 公報)。 但是,這些鋼板,雖然在於塗裝烘烤之後,可以提高 若干程度的Y S (降伏應力)而獲得高烘烤硬化量,但是 ,且無法也讓T S (拉伸強度)一起提昇,無法期待大幅 地提高其成型後的耐疲勞特性、耐衝撃特性等。因此,仍 然殘存著:無法應用於需要耐疲勞特性、耐衝擊特性等的 用途的零件之問題。此外,因爲降伏應力Y S的增加量不 穩定,也還存在著無法將鋼板的厚度製作成對於當前所期 望的汽車零件的輕量化有所幫助的薄化程度之問題。 此外,在製造板厚2 · 0 m m以下的薄鋼板的時候, 在熱軋過程中,鋼板的形狀變差,所以亦存在著極難以對 於這種鋼板進行沖製成型的問題。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明之目的係要打破上述的傳統技術的界限,以提 供:具有高成型性和穩定的品質特性,在成型成汽車零件 之後可獲得充分的汽車零件強度,對於汽車車體的輕量化 很有幫助的具優異的變形時效硬化性之高張力熱軋鋼板以 及可以工業方式很低價且不會破壞形狀地製造這些鋼板的 製造方法。 【發明之揭示】 本發明人等,爲了解決上述課題,嘗試改變成分以及 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 500809 Α7 Β7 五、發明説明(4 ) 製造方法來製造鋼板並且進行許多材質評價實驗。其結果 ’發現了某一創見,也就是:將在於需要高加工性的領域 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 中以往並未被積極的利用的N (氮)當作強化元素,並且 有效地活用以這種作爲強化元素的N的作用所發生的很大 的變形時效硬化現象,可以很容易同時兼具有提高成型性 以及成型後的高強度化的特性。爲了有效地活用N (氮) 的作用所發生的變形時效硬化現象,必須將N (氮)的作 用所發生的變形時效硬化現象與汽車的塗裝烘烤條件、成 型後的熱處理條件有效地相結合。本發明人等也發現了: 藉由將熱軋條件於以適正化可以有效地將鋼板的微視組織 和固熔N量控制在某一範圍。此外,也又發現了 ··爲了讓 N的作用所發生的變形時效硬化現象穩定地出現,在組成 份的方面,特別是因應於鋁含量來控制氮含量係非常重要 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 也就是說,使用氮作爲強化元素,且將關鍵元素的鋁 的含量控制在適正的範圍,並且將熱軋條件於以適正化以 將微視組織和固熔N於以最佳化,藉此,可獲得較之傳統 的固熔強化型的C - Μ η鋼板、晶析強化鋼板(傳統鋼板 )更具有優異的成型性和變形時效硬化特性的鋼板(本發 明的鋼板)。 一般在於評價烘烤硬化性時,係採用拉伸試驗結果。 傳統的鋼板在於以實際的沖製條件進行塑性變形時,在於 強度上會發生較大的偏差分布,所以即使是利用拉伸試驗 評價爲具有所期的烘烤硬化性者,也無法適用於需要要求 本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS)Α4規格(210x297公釐) 500809 A7 B7 五、發明説明(5 ) (請先閱讀背面之注意事項存填寫本頁) 可靠性的零件。相對於此,本發明的鋼板,在於以實際的 沖製條件進行塑性變形時,在於強度上發生的偏差分布很 小。此外,拉伸試驗所獲得的烘烤硬化性的評價値也優於 傳統的鋼板。而且也確認出使用本發明的鋼板的話,可獲 得穩定的零件強度特性。 汽車車體用的熱軋薄鋼板係需要較嚴格的形狀、尺寸 精度。在於製造本發明的鋼板的熱軋過程中,藉由應用最 近正在逐漸實用化中的連續輥軋技術,可更大幅地提高形 狀、尺寸精度。此外,亦得知:藉由將被輥軋材局部地加 熱或冷卻,使得寬度方向、長度方向上的溫度分布均勻化 ,可大幅地降低材質上的偏差。 本發明係基於以上的創見而開發完成的,其要旨如下 本案的第一發明爲一種具優異的變形時效硬化性之拉 伸強度低於4 4 0 Μ P a且降伏比Y R低於7 0 %的板厚 小於3 . 2 m m以下的冷軋鋼板,其特徵爲:具有:以質 量%換算時,由包含: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 C : 0 · 1 5 % 以下;s i : 0 · 4 % 以下;Μ η : 2.0%以下;Ρ:0.04%以下;S:〇.〇2%以 下;A 1 : 0 . Ό 2 % 以下;N : 0 . 0 0 5 0 〜 0 · 0 2 5 % ; s i 、Μ η、P的含量係符合下列(1 ) 式所界定的範圍,且N / A 1超過0 · 3以上,固融狀態 的N超過0·0010%以上,其餘爲Fe以及不可避免 的雜質所構成的組成分;及具有:由肥粒鐵相與波來鐵相 本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) _ g _ 500809 A7 B7 五、發明説明(6 ) 所構成的金相組織;前述肥粒鐵相佔面積率超過9 0 % ’
且平均結晶粒徑小於1 5 // m ; S i + Μ η / 5 + 1 0 P (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) <0.44 ............ ( 1 )式,此處,s i 、Μ η、Ρ : 各元素之含量(以質量%換算)。 此外,第一發明之冷軋鋼板,其中係在上述組成分之 外,以質量%換算時,又包含有下列的a群〜c群的其中 一群或兩群以上者爲佳, a群係:Cu、Ni 、Cr、M〇之中的一種或兩種 以上,合計1 . 0 %以下; b群係:Nb、Ti 、V之中的一種或兩種以上,合 計0 · 1 %以下; c群係:C a、RE Μ之中的一種或兩種合計 0.0010 〜0.010%。 又,本案的第二發明係一種具優異的變形時效硬化性 之拉伸強度低於4 4 0 Μ P a且降伏比Y R低於7 0 %的 冷軋鋼板之製造方法,其特徵爲: 係將具有:以質量%換算時,由包含: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 C : 〇 · 1 5 % 以下;s i : 0 · 4 % 以下;Μ η : 2 . 0 % 以下;Ρ : 0 . 0 4 % 以下;S : 〇 . 〇 2 % 以 下;A1 :0.02%以下;Ν:〇. 0050 〜 0 · 0 2 5 % ; S i 、Μ η、Ρ的含量係符合下列(1 ) 式所界定的範圍,且N / A 1超過〇 . 3以上的組成分的 鋼胚料,進行加熱直到鋼胚料的加熱溫度高於1 〇 〇 〇 t 以上,並實施粗輥軋以做成薄板用鋼片;針對於該薄板用 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 500809 A7 B7 ___ 五、發明説明(7 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 鋼片依序實施:在精製輥軋出口側的溫度超過8 0 0 °C的 精製輥軋;及以低於6 5 0 °C的捲取溫度進行捲取以做成 熱軋鋼板的熱軋過程;及對於該熱軋鋼板進行酸洗以及進 行冷軋以做成冷軋鋼板的冷軋過程;及對於該冷軋鋼板實 施在高於再結晶溫度且低於9 5 0 t以下的溫度維持1 0 秒至1 2 0秒的退火處理;及接下來,實施:以1 〇〜 3 0 0 t: /秒的冷卻速度來進行冷卻直到低於5 0 0 °C的 溫度範圍爲止的退火後冷卻處理、以及在3 5 0〜5 0 0 °C的溫度範圍內的滯留時間超過2 0秒以上的過時效處理 之冷軋鋼板退火過程,S i + Mn/5 + l 0P< 0.44 ............ ( 1 )式 此處,S i 、Mn、P:各元素之含量(以質量%換 算)。 又,本案的第二發明之冷軋鋼板之製造方法,係在上 述精製輥軋之後,以超過3 0 °C /秒的冷卻速度來進行急 速冷卻,並進行上述捲取工作爲宜。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又,本案的第二發明之之冷軋鋼板之製造方法,係在 上述冷軋鋼板退火過程之後,又實施伸展率爲1.〇〜 1 5 %的調質輥軋加工或者平滑化加工爲宜。 又,本案的第二發明之之冷軋鋼板之製造方法,係在 前述粗輥軋和前述精製輥軋之間,將位於前後的薄板用鋼 片彼此接合在一起爲宜。又,本案的第二發明之之冷軋鋼 板之製造方法,最好是在前述粗輥軋和前述精製輥軋之間 ’使用可加熱前述薄板用鋼片的寬度方向端部的薄板用鋼 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) ~ ^ - 500809 A7 _ B7 _ 五、發明説明(8 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 片邊緣加熱器、以及可加熱前述薄板用鋼片的長度方向的 端部及/或全長的薄板用鋼片加熱器的其中一種或兩種爲 宜。 【.用以實施發明之最佳形態】 首先,說明限定本發明的鋼板的成分的理由。此外, 關於質量%,在於以下的記載方式中,只以%來表示。 C :低於 0 . 1 5 % 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 C係用來增加鋼板的強度的元素。爲了達成讓本發明 的重要構件也就是肥粒鐵的平均結晶粒徑小於1 5 // m, 以確保所期的強度,必須含有C超過〇 . 〇 〇 5 %以上爲 宜。但是,當含C量超過〇 . 1 5 %以上的話,鋼板中的 碳化物的分布率變成過大,不僅延性會明顯降低而導致成 型性惡化,點焊的焊接性、電弧焊的焊接性等都會明顯地 惡化。因此,基於兼顧這種成型性和焊接性的觀點來考慮 ,乃將C限定於0 · 1 5 %以下。又,基於沖製成型性的 觀點來考慮,係以將C限定於0 · 0 8 %以下爲佳,如果 是要求更佳的延性的用途的話,係以將C限定於0 · 0 5 %以下爲佳。 s i : 〇 · 4 % 以下 S i係既不會明顯地降低鋼的延性又可讓鋼板高強度 化的有用元素,爲了獲得這種效果係必須含S i超過 0 · 0 0 5 %以上才會產生,並且配合所期的強度來適當 地調整含量。另一方面,S i係在熱軋時會使得變態點大 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 500809 A7 B7 五、發明説明(9 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 幅地上升導致難以確保品質、形狀,或者對於表面性質和 狀態、化成處理性等的表面美觀性帶來不良影響的元素, 因此,本發明中係將S i限定於0 · 4 %以下。如果S i 係低於0 . 4 %以下的話,藉由調整一起添加的Μ η的量 的話,就可以抑制變態點明顯的上升,而確保良好的表面 性質和狀態。此外,在於特別要求具有美觀性的情況下, S i係低於0 . 2 %以下爲佳。 Μ η : 2 . 0 % 以下 Μ η係用來防止產生因爲S所導致的熱間裂開現象很 有效的元素,最好是配合S的含量來添加。此外,Μ η係 對於本發明的重要構件也就是結晶粒子的細微化有很大的 效果,最好是積極地添加以用來改善材質爲宜。基於穩定 S並且予以固定的觀點來考慮,必須含Μ η超過〇 · 2 % 以上爲宜。又,Μ η是會增加鋼板強度的元素,若是要求 較高的強度的情況下,係含Μ η超過1 · 2 %爲宜,而以 含Μη超過1 . 5%以上尤佳。若含Μη量提高到這種程 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 度的話,包含熱軋條件在內的製造條件的變動對於鋼板的 機械性質以及變形時效硬化性的偏差分布都會變小,對於 穩定品質很有效果。 又,Μ η在熱軋時具有降低變態點的作用,藉由與 S i —起含有的話,可與因含S i所導致的變態點的上升 兩者互相抵消。特別是在於厚度較薄的製品,因爲變態點 的變動將會導致品質、形狀亦敏感地改變,所以嚴密地讓 Μ η和S i的含量保持均衡是非常地重要。因此,乃將 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 500809 A7 B7 五、發明説明(10 ) Μ n / S i設定超過3 · 0以上爲佳。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 另外,如果含Μ η量超過2 · 0 %的話,則鋼板會有 增加熱軋變形阻力的傾向。而且,會有點焊的焊接性以及 焊接部的成型性變差的傾向。此外,因爲會抑制肥粒鐵的 產生,所以會有明顯降低延性的傾向。因此,乃將Μ η限 定爲低於2 · 0 %以下。此外,在於要求具有更好的耐腐 蝕性和成型性的用途時,最好將Μ η限定爲低於1 · 7 % 以下。 Ρ : 0 · 0 4 % 以下 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Ρ係可當作鋼的固融強化元素,爲了獲得這種效果, 必須至少含有0 · 0 0 1 %以上爲宜,因此係配合所期的 強度來適當地調整含量。此外,如果想要使用Ρ來獲得因 固融強化所增加的大量強度,最好含Ρ超過〇 . 〇 1 5 % 以上爲宜。但是,如果含ρ過多的話,將導致鋼的脆化’ 進而會降低鋼板的延展性和凸緣加工性。又,Ρ在於鋼中 偏析出來的傾向很強,因此將會導致焊接部的脆化。所以 乃將ρ限定爲低於〇 · 〇 4 %。此外’如果是特別重視鋼 板的凸緣加工性和焊接部的韌性的情況,最好將ρ限定爲 低於0 · 0 2 %。又,若是基於考慮到焊接部的韌性的話 ,係以將Ρ限定爲低於0 . 0 2 %爲佳。 S i 、Μ η、Ρ :的含量符合下列(1 )式的範圍 S i+Mn/5 + l〇P<〇. 44 ......... (1)式 此處,S i 、Mn、P :各元素之含量(以質量%換 算)。 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 500809 A7 __ . B7 __ 五、發明説明(11 ) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) S i 、Μ η、P都具有因固融強化而可增加強度的作 用,本發明中,係將金相組織限定爲由肥粒鐵相和波來鐵 相所組成的金相組織、以及將拉伸強度限定爲未達4 4 0 Μ P a,所以將S i、Μ η、Ρ的含量分別限定在前述的 範圍內,且又符合(1 )式的範圍。(1 )式的左邊(A =Si+Mn/5+10P)若超過0.44以上的話, 強度會增加過多而變得無法確保所期的延性,而且也會降 低鋼的焊接性、鋼板表面的美觀性。 此外,雖然尙無法得知詳紐的機制,但是A値若超過 0 . 4 4以上的話,時效硬化特性也會降低,爲了要確保 良好的變形時效硬化性,乃將A値設定爲未達0 . 4 4。 S : 〇 · 〇 2 % 以下 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 S在鋼板中係以中介物質的形態存在,這種元素係對 於鋼板的延性以及耐腐鈾性有不良的影響,本發明係將S 限定在低於0 · 0 2 %以下。此外,在於特別需要良好的 加工性的用途時,係以S含量低於0 . 0 1 5 %以下爲宜 ,如果又進一步要求高水準的延伸凸緣性的情況,係以S 含量低於0 · 0 0 8 %以下爲宜。爲了將變形時效硬化特 性維持在穩定的高水準,最好是將S含量降低到 0 · 0 0 8 %以下爲宜(雖然其詳細的作用機制尙未明瞭 )0 A 1 : 0 . 0 2 % 以下 A 1係當作脫氧劑來作用,以提高鋼的淸淨度,並且 對於鋼板的金相組織的細微化很有效的元素,在本發明中 本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -14- 500809 A7 B7 五、發明説明(12 ) 係以含A1超過0·001%以上爲宜。另一方面,如果 含A 1太多的話,將會導致鋼板表面的淸淨性的惡化,進 而將會減少本發明的重要的構成要件也就是固融狀態的N ,因而使得對於變形時效硬化現象有所幫助的固融N變得 不夠,將會使得本發明的特徵也就是變形時效硬化特性不 穩定。所以在本發明中,乃將A 1限定爲低於0 · 0 2 % 以下。此外,基於材質穩定性的觀點來考慮,最好將A 1 限定爲低於0 . 0 1 5 %爲宜。_ N:0. 0050 〜0.0 2 50% N是利用固融強化作用以及變形時效硬化性來增大綱 板的強度之元素,也是在於本發明中的最重要的元素。又 ,N也具有降低鋼的變態點的作用,含有N的話,對於忌 諱大幅地擠進變態點之薄鋼板的輥軋作業的狀況下,可有 效地提高作業穩定性。本發明係藉由含有適量的N並且控 制製造條件,以確保在於冷軋製品所必須而且是充分的量 的固融狀態的N。藉此,可充分地發揮因爲固融強化和變 形時效硬化所產生的強度(Y S、T S )上升的效果,可 以穩定地符合本發明的鋼板的機械性質要件,也就是塗裝 烘烤硬化量(B Η量)提高8 0 Μ P a以上、以及變形時 效處理前後的拉伸強度的增加量(△ T S )超過4 0 Μ P a以上。如此一來,完成品(零件)的耐衝擊性、耐 疲勞性均可提高。 N如果未滿〇 . 〇 〇 5 0 %的話,上述的強度上升效 果難以穩定地顯現出來。另一方面,N若超過 本紙張尺度逍用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) Γ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500809 A7 B7 五、發明説明(13 ) 0 · 0 2 5 0 %的話,鋼板的內部缺陷發生率會變高,並 且連續鑄造時容易產生鋼板裂縫等。因此,在本發明中, 乃將N限定爲0·0050〜0·0250%的範圍。此 外,如果是基於考慮到整個製造過程中的材質穩定性、提 高良品率的觀點的話,最好將N限定爲〇 . 〇 〇 7 0〜 0 . 0 2 0 %的範圍更佳。此外,如果是本發明所界定的 範圍內的N含量的話,對於點焊、電弧焊等的焊接性完全 不會有不良影響。 固融狀態的N : 0 · 0 0 1 0 %以上 爲了讓冷軋製品能夠因爲固融強化而確保充分的強度 ,並且充分地發揮因N所產生的變形時效硬化現象,鋼中 的固融狀態的N (也稱爲固融N )必須是以超過 0 · 0010%以上的量(濃度)存在。 此處,固融N量是從鋼中的總N量減掉晶析N量而求 得的。關於晶析N量的分析法,本發明人等對於各種的分 析法進行比較檢討之結果’認爲是以根據使用定電位電解 法的電解抽出分析法來求得的最爲有效。此外’關於抽出 分析時所採用的溶解基質鐵的方法’係有酸分解法、鹵素 法以及電解法。其中’電解法不會讓碳化物、氮化物等的 極不穩定的晶析物也分解,而能夠穩定地只讓基質鐵溶解 ,因此最爲適宜。至於電解液則採用乙 丙酮系電解液, 以定電位進行電解。本發明中顯示出使用定電位電解法所 測定出的晶析N量的結果係與實際的零件強度最爲對應。 基於上述事由’本發明中係將利用定電位電解法所抽 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ................... -..................... I...........I II 1.....-........... IΞ= ................ .....-...............- .......I— I -ί (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500809 A7 B7 五、發明説明(14 ) 出的殘渣化學分解之後,求出殘渣中的N量,將這個結果 當作晶析N量。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 此外,爲了獲得更高的BH量、ATS,固融N量是 以超過0 _ 0 0 2 0%以上爲宜,而想要更進一步的高値 的話,固融N量係以超過0 · 0 0 3 0 %以上爲佳。 N / A 1 (含N量與含A1量的比):超過〇.3以 上 想要在製品狀態下讓固融N量穩定地殘留超過 0 . 0 0 1 0 %以上的話,必須限制用來強力地固定N的 元素也就是A 1的量。本發明人等針對於本發明的成分範 圍內的含N量和含A 1量的組合進行大範圍的改變後的鋼 板加以檢討之結果,得知若想要讓冷軋製品以及電鍍製品 中的固融N量超過0 . 0 0 1 0 %以上,以便穩定地獲得 高時效變形硬化特性,如果將含A 1量限定爲低於 0 · 0 2 %的情況下,必須將N / A 1設定爲超過〇 · 3 以上。也就是含A 1量限定爲低於(含N量)/ 〇 · 3。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明中,除了上述的成分之外,最好是因應必要又 含有下列a群〜c群之中所選出的1群或2群以上爲宜’ a群係:C u、N i 、C r.、Μ 〇之中的種或兩種 以上,合計1 · 0 %以下;b群係:N b、T i 、V之中 的一種或兩種以上,合計0 . 1 %以下; c群係:C a、REM之中的一種或兩種合計 0 · 0 0 1 0 〜0 · 0 1 0 %。 a群的元素:Cu、Ni 、Cr、M〇都是不會大幅 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) _ 500809 A7 B7 五、發明説明(15) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 地降低鋼板的延性又可提升強度的元素,N i超過 〇 · 0 1 %以上,C r超過〇 · 〇 1 %以上,μ 〇超過 0 · 0 1 %以上,才會獲得這種效果,可因應必要選擇性 地含有其中一種或兩種以上。但是,含量過多的話,不僅 將會增加熱軋變形阻力,或導致化成處理特性、廣義的表 面處理特性惡化,也會導致焊接部硬化而使得焊接部的成 型性惡化。因此,a群的元素係合計低於1 . 〇 %以下爲 宜。 b群的元素:N b、T i 、V都是具有可使結晶粒子 細微化、均勻化的元素,但是必須是N b超過〇 . 〇 〇 2 %以上、Ti超過0.002%以上、V超過0.002 %以上,才會呈現該效果,可因應必要選擇性地含有其中 一種或兩種以上。但是,含量過多的話,將會增加熱軋變 形阻力,或導致化成處理特性、廣義的表面處理特性惡化 。因此,b群的元素係合計低於〇 . 1 %以下爲宜。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 c群的元素:C a、R E Μ都是屬於對控制中介物質 的形態有所幫助的元素,特別是在於要求延伸凸緣成型性 的情況,最好是單獨或混合地含有c群的元素。這種情況 ,如果c群元素的合計含量未達〇 . 〇 〇 1 0 %的話,則 用來控制中介物質的形態之效果不足,相反地,如果含量 超過0 . 0 1 0 %的話,則容易產生表面缺陷。因此’ c 群的元素的含量最好是限定於合計0 . 0 0 1 0〜 0 . 0 1 0 %的範圍爲宜。 其次,說明本發明的鋼板的金相組織。 I紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -18- 500809 A7 B7 五、發明説明(16 ) 肥粒鐵相的面積率:超過9 0 % 本發明的冷軋鋼板之目的係在於:供要求高度加工性 的汽車用鋼板等的用途使用,爲了確保其延性,乃採用肥 粒鐵相的面積率佔超過9 0 %以上的金相組織。如果肥粒 鐵相的面積率未滿9 0 %的話,當成需要具有高度的加工 性的汽車用鋼板使用時’難以確保其延性。又,雖然其作 用機制尙未明瞭,但是如果肥粒鐵相的面積率未滿9 0 % 的話,難以穩定地達成高變形時效硬化性。又,肥粒鐵相 以外的金相組織是波來鐵相。 肥粒鐵相的平均結晶粒徑:小於1 5 // m。 本發明中的結晶粒徑係從:以A S T Μ所規定的面積 計算法從斷面組織照片計算出來的數値;以及以A S Τ Μ 所規定的切斷法從斷面組織照片求得的公稱粒徑(請參考 •:梅本先生等所著作的vv熱處理學〃 2 4 ( 1 9 8 4 ), P334)的兩者之中較大的一方。 本發明的冷軋鋼板,其製品中雖然確保有預定量的固 融N,但是根據本發明人等的實驗和檢討之結果,得知: 即使將固融N量保持一定,在於肥粒鐵+波來鐵的金相組 織中,如果肥粒鐵相的平均結晶粒徑超過1 5 // m的話, 在於變形時效硬化性會產生很大的偏差分布。而且,在於 室溫下保管時的機械特性的惡化也趨於顯著。其作用機制 ,目前雖然尙未明暸,但是可以推定出:變形時效硬化性 產生很大的偏差分布的原因之一係在於結晶粒徑,而且是 與合金元素偏結晶或晶析於結晶粒子的邊界處、加工、熱 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) —.------------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500809 A7 B7 五、發明説明(17) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 處理的影響都有關係。因此,爲了謀求變形時效硬化性的 穩定,必須將肥粒鐵相的平均結晶粒徑製作成小於1 5 // m。此外,爲了穩定地獲得更高的B Η量、△ T S,最 好是將肥粒鐵相的平均結晶粒徑製作成小於1 2 // m。 具有上述的成分以及金相組織的本發明的冷軋鋼板, 係拉伸強度(T S )不超過4 4 0 Μ P a的具有優異的變 形時效硬化性之冷軋鋼板。 在於制定變形時效硬化性的時候,預變形量是重要的 因子。本發明人等,先想定出應用於汽車用鋼板的變形樣 式,再針對於預變形量對於變形時效硬化性的影響進行調 查,結果發現了 : 前述變形樣式的變形應力,除了變形量極大的加工的 情況除外,大部分都是以相當於單軸變形量(拉伸變形量 )就可以整理出來。 在於實際的零件身上,係較之這個相當於單軸變形量 (拉伸變形量)再高出5%左右。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 零件強度係與預變形5 %的變形時效處理後所獲得的 強度(Y S和T S )非常地對應。 基於以上的這些創見,本發明係將變形時效處理的預 變形制定爲拉伸變形的5 %。 傳統的塗裝烘烤處理條件是採用:1 7 〇 °C X 2 0 m i η作爲標準。又,對於含有多量的固融n的本發明的 鋼板施加超過5 %以上的變形量的情況下,即使實施更爲 緩慢(更低溫)的處理,亦可達成硬化,換言之,可將時 本紙張尺度適用中周國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公董) ~ 500809 Α7 Β7 五、發明説明(18) 效處理的條件放得更廣。一般而言,爲了獲得硬化量,只 要是在於不會因過度的時效而導致其軟化的前提下,以更 高溫的條件下,保持更長的時間係較爲有利。 具體而言,本發明的鋼板,在於預變形後,其硬化趨 於明顯的加熱溫度的下限係大約爲1 0 0 °c。另外,如果 加熱溫度超過3 0 0 t的話,硬化將會變成最高程度,加 熱溫度超過4 0 0 °C的話,則反而呈現出軟化的傾向,熱 變形、發生變色的現象會趨於明顯。又,至於保持時間, 虽加熱溫度爲2 0 0 C程度的時候,大約保持超過3 〇秒 以上的程度即可達成近乎充分的硬化。如果想要獲得更大 更穩定的硬化,最好是保持超過6 0秒以上。但是,如果 保持超過2 0分鐘以上的話,不僅無法獲得更進一步的硬 化,反而會明顯地降低生產效率而不實用。 基於以上的情事,本發明係將時效處理條件制定成: 參考傳統的塗裝烘烤處理條件:1 7 0 °C X 2 0 m i η來 進行評估。即使在於對傳統的塗裝烘烤型的鋼板尙未能達 成充分的硬化之程度的低溫加熱和較短的保持時間之時效 處理條件之下,本發明的鋼板係亦穩定地可達成較大的硬 化。此外,至於加熱的方法,並未特別地加以限制,不僅 可利用一般的塗裝烘烤處理所採用的以加熱爐的氣相環境 加熱的方式,也可以採用例如:電磁感應加熱、或者利用 不會氧化的火焰、雷射、電漿等來進行加熱。 汽車用的零件強度必須能夠負荷來自於外部的複雜的 應力,因此,素材鋼板不僅是在於較小變形範圍時的強度 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) I---·1"I—Μ--ί (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500809 Α7 Β7 五、發明説明(19) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 特性很重要,在於較大變形範圍時的強度特性也很重要。 本發明人等有鑑於這一點,乃將用來充當汽車零件素材的 本發明的鋼板的Β Η量制定爲超過8 0 Μ P a以上,並且 將ΔΤ S量制定成超過5 OMP a以上。而且係以bh量 制定爲超過1 0 OMP a以上,ATS量超過5 OMP a 以上更佳。想要讓BH量與ΔΤ S量更大時,只要將進行 時效處理時的加熱溫度設定在更高溫側,及/或將保持的 時間設定爲更長即可。 又,本發明的鋼板係具備有“在尙未進行成型加工的 狀態下,即使在室溫下放置1年左右的較長時間,也不會 發生時效惡化(Y S增加,且E 1 (伸長)減少的現象) ”之傳統的鋼板所不具備的優點。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外,雖然本發明的效果,即使在於製品鋼板的厚度 較厚的情況下,亦可發揮出來,但是,製品鋼板的厚度若 超過3 . 2 m m的時候,在於冷軋鋼板退火過程中就無法 確保所需的充分的冷卻速度,因而進行連續退火時會產生 變形時效,而難以獲得製品所設定的目標之變形時效硬化 性。因此,本發明的鋼板的厚度最好是設定在3 · 2 m m 以下爲宜。 又,本發明亦可在上述的本發明的冷軋鋼板的表面實 施電鍍或熔融浸鍍。這種電鍍或浸鍍鋼板也顯示出與電鍍 或浸鍍前相同程度的T S、Β Η量、△ T S量。至於電鍍 或浸鍍的種類係可適用:鋅的電鍍;熔融鋅的浸鍍;合金 化熔融鋅的浸鍍;錫的電鍍;鉻的電鍍;鎳的電鍍等。 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) 500809 A7 ___ B7 _ 五、發明説明(20) 其次,說明本發明的鋼板的製造方法。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明的薄鋼板基本上係利用:將具有上述的成分的 鋼胚料加熱後,利用粗輥軋以製作成薄板用鋼片,針對於 該薄板用鋼片依序實施:精製輥軋;進行捲取以做成熱軋 鋼板的熱軋過程;及對於該熱軋鋼板進行酸洗以及進行冷 軋以做成冷軋鋼板的冷軋過程;及對於該冷軋鋼板實施連 續退火處理及實施過時效處理之冷軋鋼板退火過程而製造 出來的。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明的製造方法中所使甩的鋼胚料,爲了防止成分 的巨大偏晶產生,最好是以連續鑄造法來製造,但是也可 採用:造塊法、薄鋼胚料連續鑄造法來製造。此外,除了 可以採用:將鋼胚料製造後,一旦予以冷卻至室溫之後, 又再度予以加熱之一般的製程之外,也可毫無問題地適用 :不經冷卻,直接將熱鋼板***加熱爐或稍微地進行保持 熱度之後,隨即進行輥軋之“直接移送輥軋法”之類的省 能源的製程。特別是,爲了要有效地確保固融狀態的N, 能夠讓N延緩晶析出來的“直接移送輥軋法”係很有用的 技術之一^。 首先,說明限制熱壓過程的條件之理由如下: 鋼胚料的加熱溫度:超過1 0 0 0 t以上 鋼胚料的加熱溫度,爲了要在於初期狀態中確保必要 且充分的固融N量,且當變成製品時又能夠符合固融N量 的目標値(0 · 0 0 1 0 %以上),最好是超過1 〇 〇 〇 °C以上。又,基於避免因氧化重量的增加而導致的損失量 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ~ ' ~ 一 500809 A7 B7 ___ 五、發明説明(21 ) 的增大之觀點,鋼胚料的加熱溫度係以低於1 2 8 0 °C爲 宜。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 以上述的條件加熱後的鋼胚料經過粗輥軋就變成薄板 用鋼片。此外,粗輥軋的條件並沒有特別的規定之必要, 只要是一般公知的條件即可。但是,基於確保固融N量的 觀點考量,僅可能地以較短的時間來處理爲佳。 接下來,對於薄板用鋼片進行精製輥軋以製作成熱軋 鋼板。 又,本發明係在粗輥軋和精製輥軋之間,將位於前後 的薄板用鋼片彼此接合在一起,以便於連續地進行精製輥 軋爲宜。至於接合手段係以採用:壓接法、雷射焊接法、 電子束焊接法等的方法爲宜。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如此一來,在於精製輥軋以及其後的冷卻過程中,容 易產生形狀錯亂的非定常部(被處理材的前端部以及後端 部)的存在比例會減少,可以延長穩定的輥軋長度(可在 同一條件下進行輥軋的連續長度)以及穩定的冷卻長度( 可在施與張力的情況下進行冷卻的連續長度),進而提高 製品的形狀、尺寸精度以及良率。又,利用傳統之針對個 別的薄板用鋼片所進行的單發輥軋的話,會因爲鋼板通過 性或咬入性等的問題而難以實施的薄型物、寬度較大的潤 滑輥軋也變得可以容易實施,因爲輥軋荷重以及軋輥面壓 力都降低,所以軋輥的壽命得以延長。 又,本發明中,最好是在粗輥軋和精製輥軋之間,使 用可加熱薄板用鋼片的寬度方向端部的薄板用鋼片邊緣加 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐了 500809 A7 ___ B7 ___ 五、發明説明(22) 熱器、以及可加熱薄板用鋼片的長度方向的端部的薄板用 鋼片加熱器的其中一種或兩種,以便於將薄板用鋼片的寬 度方向以及長度方向上的溫度分布予以均勻化爲宜。如此 一來,可更爲降低鋼板內的材質差異。基於作業上的穩定 性的考量’薄板用鋼片邊緣加熱器和薄板用鋼片加熱器係 採用電磁感應加熱方式者爲宜。 使用上的步驟,最好是先利用薄板用鋼片邊緣加熱器 來補償鋼板寬度方向上的溫度差爲宜。此時的加熱量,雖 然係因鋼的成分而異,但是,最好是設定成:在精製輥軋 出口側的寬度方向上的溫度分布範圍係大約低於2 0 °C以 下。接下來,利用薄板用鋼片加熱器來補償長度方向上的 溫度差。此時的加熱量係設定成:使得長度方向的端部的 溫度較之中央部的溫度高出2 0〜4 0 °C的程度爲宜。 在精製輥軋出口側的溫度:超過8 0 0 t以上 精製輥軋出口側的溫度F D T,爲了使得鋼板的金相 組織趨於均勻且細微,乃設定爲··超過8 0 0 °C以上。如 果F D T低於8 0 0 °C的話,將會產生波來鐵區域而導致 金相組織不一,其中一部份會殘留下加工組織。這種加工 組織的殘留現象,可利用將捲取溫度設定成高溫來避免。 但是,若將捲取溫度提高的話,結晶粒子會變粗,而且固 融N會降低,或者機械性質之一的面內異方性的增加等現 象趨於顯著,並不太好。又,若想更進一步地改善機械性 質,最好是將F D T設定爲:超過8 2 0 °C以上。 精製輥軋後的冷卻:精製輥軋結束後,以3 0 °C /秒 ----------- -0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -25 - 500809 A7 _ B7 _ 五、發明説明(23) 以上的冷卻速度來進行急速冷卻 精製輥軋後,雖然也可以利用空氣冷卻’但是,最好 還是在精製輥軋後,進行急速冷卻’以平均3 0 °C /秒以 上的冷卻速度來進行冷卻爲佳。藉由以這種條件來進行急 速冷卻,可將會晶析出A 1 N的高溫域予以急冷,而有效 地確保固融狀態的N。 捲取溫度:低於6 5 0 °C以下 隨著捲取溫度C T的降低,鋼板強度會增加,固融N 也會穩定而殘留下來。爲了穩定地提高變形時效硬化性, 係以將C T設定爲··低於6 5 0 °C以下爲宜。又,C T若 低於2 ο 〇 r,進行捲取中的鋼板形狀容易錯亂,材質的 均質性降低,所以在實際的作業上並不好。因此,係以將 C T設定爲:高於2 0 0 °C以上爲宜。又,如果想要求更 佳的材質均勻性的時候,係將C T設定爲:高於3 0 0 t 以上爲佳。最好是將C T設定爲:高於4 0 0 °C以上。 又,本發明在於精製輥軋中,爲了減低熱軋荷重,而 且爲了穩定最終的變形時效硬化性,亦可進行潤滑輥軋。 藉由進行潤滑輥軋,可獲得:熱軋鋼板的形狀、材質更趨 均勻的效果。又,進行潤滑輥軋時的摩擦係數是設定在: 0 . 2 5〜0 · 1 〇的範圍爲宜。又,藉由將潤滑輥軋和 連續輥軋組合在一起實施,可讓熱軋的作業更爲穩定。 實施過上述的熱軋過程後的熱軋鋼板,接下來,再利 用冷軋過程,進行酸洗以及冷軋而變成冷軋鋼板。 酸洗的條件係只要一般公知的條件即可,並不必特別 本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) I---:---:---- ** (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -26- 500809 A7 B7 五、發明説明(24 ) 予以限定。又,熱軋鋼板的銹皮極薄的時候,不必實施酸 洗即可直接進行冷軋。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 又,冷軋的條件,係只要一般公知的條件即可,並不 必特別予以限定。此外’基於確保組織的一致性的觀點的 考慮,係將冷軋的輥軋率設定爲:超過4 0 %以上爲宜。 接下來,冷軋鋼板又再實施:由連續退火、和均勻加熱後 冷卻、及/或過時效處理所組成的冷軋鋼板退火過程。 連續退火溫度:高於再結晶溫度以上且低於於9 5 0 °C以下 將連續退火過程的退火溫度設定爲:高於再結晶溫度 以上。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 連續退火的溫度如果未高於再結晶溫度的話,再結晶 不會結束,雖然可以讓強度符合目標値,但是延性卻降低 ,所以成型性也降低而不適用於當成汽車用鋼板。此外, 爲了更進一步地提高成型性,係將連續退火溫度設定爲: 高於7 0 0°C以上爲宜。另一方面,連續退火溫度若超過 9 5 0 °C的話,鋼板的形狀的錯亂則趨於明顯。因此,係 將連續退火溫度設定爲:高於再結晶溫度以上且低於於 9 5 0 °C以下爲佳。 連續退火溫度的保持(維持)時間:1 0〜1 2 0秒 基於確保金相組織的細微化、確保所期的固融N量的 觀點考慮,連續退火溫度的保持(維持)時間愈短愈好, 但是基於作業上的穩定性來考慮,是以設定爲1 0秒以上 爲宜。保持(維持)時間超過1 2 0秒的話,就難以確保 -27- 本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) 500809 A7 B7 五、發明説明(25 ) .-..............1 == ----- ....................... 三- I---1- —I— ...... I r 錢 JK • ,·· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 金相組織的細微化、所期的固融N量。因此’連續退火溫 度的保持(維持)時間的範圍係設定於:1 〇〜1 2 0秒 爲佳。 均勻加熱後冷卻:以1 〇〜3 0 0 °C /秒的冷卻速度 來進行冷卻直到低於5 0 0 t的溫度範圍爲止 f 基於確保金相組織的細微化、確保所期的固融N量的 觀點考慮,連續退火過程中的均勻加熱後冷卻係非常重要 ,本發明中的“均勻加熱後冷卻處理”係以1 0〜3 0 0 t /秒的冷卻速度來進行連續冷卻直到低於5 0 0 °C的溫 度範圍爲止。如果冷卻速度低於1 0 t /秒的話,則難以 確保均勻且細微的金相組織和確保所期的量以上的固融N 量。另一方面,若冷卻速度超過3 0 0 t /秒的話,則固 融C的量將會大量殘留,會增加降伏強度Y s,卻明顯地 降低伸展率E 1 ,並且在於鋼板的寬度方向上的材質一致 性會趨於不足。以1 0〜3 0 0 °C /秒的冷卻速度來進行 冷卻時的冷卻終止溫度若是高於5 0 0 t的溫度的話,則 無法達成金相組織的細微化。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在於V均勻加熱後冷卻處理〃之後,亦可實施過時效 處理。★過時效處理〃雖然不一定需要,但是卻可以調整 固融C量,藉以調整相關連的材質(γ s、e 1 )。因此 ,亦可因應穩定材質的需求來實施、、過時效處理〃。 過時效處理:在3 5 0〜5 0 〇 °c的溫度範圍內的滯 留時間超過2 0秒以上 藉由實施過時效處理,既可維持原來的固融N量,又 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -28- 500809 A7 B7 五、發明説明(26 ) ——:—;—— ·* (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 可降低固融C量。爲了獲得極大的變形時效硬化性,雖然 無論是利用固融N量或是固融C量,都可以達成,但是, 固融C大量存在的話,在於室溫下的時效特性趨於顯著, 延性、加工性等的特性的惡化也趨於顯著。本發明主要是 利用固融N來提高變形時效硬化性,而發現了優異的機械 特性。如果過時效處理的溫度未達3 5 0 °C,固融C減少 的效果很小,另一方面,如果過時效處理的溫度超過 5 0 0 °C的話,則無法達成金相組織的細微化。過時效處 理的時間未達2 0秒的話,其效果很小。因此,過時效處 理係設定成:在3 5 0〜5 0 0 °C的溫度範圍內的滯留時 間超過2 0秒以上爲佳。此外,受到連續退火設備的生產 線長度或其他條件上的制約,過時效處理的時間係設定在 Θ 0 0秒以內爲宜。 f 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此外,本發明在於冷軋鋼板退火過程之後,也可以又 實施伸展率爲1 . 5〜1 5 %的調質輥軋或者平滑化加工 。在於冷軋鋼板退火過程之後,藉由實施調質輥軋或者平 滑化加工,可重新導入自由轉位,可穩定B Η量、△ T S 量等的變形時效硬化性且予以提高。調質輥軋或者平滑化 加工時的伸展率合計爲超過1 . 5 %以上爲宜。伸展率若 未達1 . 5 %以上的話,變形時效硬化性的提昇量很少, 另一方面,伸展率若超過1 5 %的話,鋼板的Y S會增加 ,延性降低。又,調質輥軋加工與平滑化加工,雖然兩者 的加工形式不同,但是,本發明人等則已經確認出兩者對 於鋼板的變形時效硬化性並無太大的差異。 -29- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) 500809 A7 B7 五、發明説明(27 ) 又,本發明的冷軋鋼板亦可適用於當作:更進一步實 施鍍覆處理或合金化處理的鍍覆鋼板。合金化處理的熱週 期係與前述的過時效處理相當,不會讓室溫時效特性惡化 ,可顯著地提高變形時效硬化性。 〔實施例〕 利用轉爐熔製出表1所示的成分的熔鋼,以連續鑄造 法製作成鋼胚料。將這種鋼胚料以表2所示的條件加熱後 ,進行粗輥軋,以做成表2所示的厚度的薄板用鋼片,接 下來,利用以表2所示的條件實施精製輥軋的熱軋過程而 製作出熱軋鋼板。此外,針對於其中的一部份,在於精製 輥軋時進行潤滑輥軋。又,針對於其中的一部份,在於粗 輥軋後,進入精製輥軋的入口側前,將位於前後位置的薄 板用鋼片利用熔融壓接法予以接合之後,才進行連續輥軋 。又,針對於其中的一部份,使用電磁感應加熱方式的薄 板用鋼片邊緣加熱器、薄板用鋼片加熱器來對於薄板用鋼 片的寬度方向上的端部和長度方向上的端部進行加熱以調 整薄板用鋼片的溫度。 將這些熱軋鋼板進行酸洗以及以表2所示的條件利用 連續退火爐進行連續退火處理。又,緊接於冷軋鋼板退火 過程之後,又實施了調質輥軋。此外,將連續退火的退火 溫度設定爲超過再結晶溫度以上。 針對於所製得的鋼板,調查其中的固融N量、微視組 織、拉伸特性、變形時效硬化性。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) I ·*1 ............. ................*I…·*-*……--i --------_ -===1— n -Λ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 Φ! 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500809 A7 B7 _ 五、發明説明(28 ) 固融N量的調查 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 固融N量係從利用化學分析所求得的鋼中的總N量減 掉晶析N量而計算出來。晶析N量係利用上述之採用定電 位電解法之分析法所求得者。 微視組織 從各冷軋退火鋼板採取試驗片,針對於與輥軋方向垂 直相交的斷面(C斷面)使用光學顯微鏡或掃描型電子顯 微鏡攝取微視組織,使用畫像解析裝置來求出金相組織的 分布率以及種類。 至於肥粒鐵的結晶粒徑,係從:以A S T Μ所規定的 面積計算法從與輥軋方向垂直相交的斷面(C斷面)的組 織照片計算出來的數値;以及以A S Τ Μ所規定的切斷法 從斷面組織照片求得的公稱粒徑的兩者之中採用較大的一 方。 拉伸特性 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 從各冷軋退火鋼板採取輥軋方向上的J I S 5號試 驗片,依據J I S Ζ 2 2 4 1號的規定,實施變形速 度爲3x 1 0~3/秒(交叉頭速度爲1 〇mm/分鐘) 的拉伸試驗,求出降伏強度Y S、拉伸強度T S、伸展率 E 1 〇 變形時效硬化性 本紙張尺度適用ίί國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ~~........................................... 500809 A7 B7 五、發明説明(29 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 從各冷軋退火鋼板採取輥軋方向上的J I S 5號試 驗片,先施予5 %的拉伸變形來作爲預變形,接下來,實 施相當於1 7 0 °C X 2 0 m i η的塗裝烘烤處理的熱處理 之後,實施變形速度爲3 X 1 0 — 3 /秒的拉伸試驗,以 求出預變形/塗裝烘烤處理之後的拉伸特性(降伏應力 YSbh、拉伸強度TS),並計算出BH量=YSbh— Y S 5 % △ T S = T S Β η — T S。又,Y S 5 % 是將製品 鋼板實施5 %的預變形時的變形應力,Y S Β Η、T S Β Η 係預變形/塗裝烘烤處理之後的降伏應力和拉伸強度; T S係製品鋼板的拉伸強度。 這些結果均顯示於表3 本發明的實施例均顯示出具有優異的延性和優異的變 形時效硬化性,且具有很高的B Η量、△ T S。’ 【產業上之可利用性】 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 根據本發明,係可達成:以低價格且不會使形狀變差 地製造出可同時增加:依據預變形-塗裝烘烤處理所產生 的降伏應力提高超過8 0 Μ P a以上;以及拉伸強度提高 超過5 0 Μ P a以上的高變形時效硬化性和高成型性的泛 用型高張力冷乳鋼板之產業上的特殊效果。此外,將本發 明的高張力冷軋鋼板應用在汽車零件的話,既可獲得因塗 裝烘烤處理等所增加的降伏應力,又可增加拉伸強度之具 有穩定的高零件特性。此外,所使用的鋼板的厚度可從例 如:2 · 0 m m程度降低到1 . 6 m m程度,較傳統的鋼 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -32- 500809 A7 B7_ _ 五、發明説明(30 ) 板厚度更低,具有可促進汽車車體的輕量化之效果。此外 ,本發明係添加熱間變形阻力的增加量較小之N以謀求改 善變形時效硬化性,因此,當對於薄型物進行熱軋時,不 會增加變形阻力,而具有可容易進行熱軋之工業上的顯著 效果。 i. ml HI ............. ί ·-…--............... .............I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) f 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -33- 本紙張尺度適用中國國家榡準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 500809 A7 B7 五、發明説明㈠丨 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 m * m < t£> CO O ca 寸 o O o . CO CO o CO CO o c— CO o CO 寸 o IO CO o L〇 CO O CO o CSI oo o •Η tn \ c 28 <N LD cn tn 卜 <M tn r-H 't*^4 卜 CO 婪 κ 1 I i I o r—4 o o 次 tn CO o o o 03 υ tn o o *r-l 〇> o o o XI 52: o 卜 o o o 23 cxa Cs5 卜 o o •f-l 12: CO o •r~i JZ: ΙΛ 〇 o 1 1 r-H \ 之 in cn o o oo o 0¾ r^4 oo cn σ% r^i o CM — CO r—« <M cn O oo o 〇 oo o o in 〇> O 2 in <n o O o o 03 1—« o o oo 〇 〇 〇 oo s d LO cn o O o o ! t—t o o σ» o o o o 〇 o oo cn o o o to <£> 〇 〇 O in CM o o o id o o o r-H o ( o o io r-l 〇 o cn o o o g o o 00 o o o o o o c^- o o o CSI »—1 o o t—4 o o 051 〇 〇 — oo o o o o o cn ΙΛ — 〇 〇 〇 o <N o o o io o o o in r^4 o o LA o o o in o o o 〇 〇 〇 00 o o o C4 r^i o o o CM 〇 〇 〇 o o o IO r—1 o o o ft, ca o o o 〇 〇 〇 o o o 03 〇 〇 τΉ o o o 〇 〇 O CO o o c> 卜 CQ o o CO o o o CO o 0 01 o o o o CO o o G 〇 r—4 00 o 0¾ o in ca 1 CM r-^ t£> o 1—I r-H r—4 r—< r-4 o r—4 o o C4 o o CM o o ι»·4 d Oi o o 卜 o o o o 寸 o o o o O o o o o CO o u in o O CO o o e<j o s c> ια o O tn o o o tn r-i o o oo o in o o m o O in o o in o o 1逢 <; ca o P m ίΐ4 o ffi ►-H ·—i W B!W¥(I)
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I釐 公 7 9 2 X 500809 A7 B7 五、發明説明(?2 11¾ »_#:
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•X 一 IWKi 蠢蠢i* 7 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) 500809 A7 B7 五、發明説明(衫) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本発明例 1本発明例1 比較例 |本発明例| 比較例 1本発明例| 本発明例 本発明例 本発明例 本発明例 本発明例 本発明例 比較例 本発明例 本発明例 比較例 比較例* 變形時效硬化性 CO ΛΤ s < 2 <Μ QD Οί LO S 5 oo <Ιί in ΙΩ tn σ> tn cn LO <〇 to ca s ID in o _ X CQ MPa m α> in cn L〇 to oo σ% L〇 s 宕 t-H 102 S in oo 100 5 s s m 卜塗裝-哩後特性 T S MPa 455 452 410 450 400 482 CO in 4 7 9 410 489 497 45 7 400 455 460 - 390 490 預變疋 烘烤處: 410 415 355 415 345 450丨 in 445 377 458 455 421 365 1 421 12 5 - 335 : 130 ‘ 製品板特性 輕 Μ 〇 鏞 鬱 B Μ r-< ca r-H r-S f-M ο r—4 o 1—4 τ—1 CO CO r—4 O r-< — 〇 〇 〇 r^4 〇 r-H 拉伸特性 <〇 <〇 in to to <〇 in <〇 in <O S to ΙΟ s to to oo <〇 ΟΪ to C〇 to 5 5 CO 5 <〇 CO cr> CO 00 CO 5 oo CO oo CO oo CO cn CO σ% CO to oo in C4 395 390 385 395 380 425 | to CO 420 355 430 438 395 375 405 415 375 480 Y s MPa 260 254 255 257 247 285 | 00 «Μ 281 231 288 290 270 260 270 275 251 ; 346 - 銅板組織 •波來鐵 面積率 % <Μ CO t-H C4 V V — V OO CM to 肥粒鐵 ' 粒径 μ m 卜 卜 卜 oo 卜 <〇 <〇 Ν 00 卜 卜 in in to to 卜 o 面積率 % 00 Ο OO S; cn cn 00 CO cn 00 cn >99 >99 >99 00 cn oo 〇> 00 Oi oo cn oo σ> ΙΛ CTi 銅板 固溶Ν 量 質量% 0.0059 0.0050 0.0007 0.0055 I |〇. 0007 0.0090 0. 0146 0. 0079 0. 0065 0. 0059 0. 0065 0.0055 D.0008 0.0045 D.0048 3. 000 1 3. 0009 羅邊 < PQ o Q ω 〇 1 K ^丨 r ] 銅板 Να τΗ CO 1 in to CO o r—1 rH tH 05 rH CO iH 寸 r-4 in rH CO rH i—l (* (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐)
Claims (1)
- 500809 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 公告本 六、申請專利範圍 1 · 一種具優異的變形時效硬化性之拉伸強度低於 4 4 0 Μ P a且降伏比Y R低於7 0 %的冷軋鋼板,其特 徵爲· 具有:以質量%換算時,由包含: C : 〇 . 1 5 % 以下; S i : 〇 · 4 % 以下; Μ η : 2 . 0 % 以下; Ρ : 0 . 0 4 % 以下; S : 〇 · 〇 2 % 以下; ' A 1 : 〇 · 〇 2 % 以下; N:〇. 005 0 〜0.025%; S i 、Μ η、P的含量係符合下列(1 )式所界定的 範圍, 且N / A 1超過0 · 3以上,固融狀態的Ν超過 0 · 0010%以上,其餘爲Fe以及不可避免的雜質所 構成的組成分;及 具有:由肥粒鐵相與波來鐵相所構成的金相組織; 前述肥粒鐵相佔面積率超過9 0 %,且平均結晶粒徑 小於1 5 // m ; S i + Μ η / 5 + 1 0 P < 0 . 4 4 ......... ( 1 )式 此處,S i 、Μ η、Ρ :各元素之含量(以質量%換 算)。 2 ·如申請專利範圍第1項之冷軋鋼板,其中係在上 述組成分之外,以質量%換算時,又包含有下列的a群〜 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1T 500809 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 C群的其中一群或兩群以上, a群係:Cu、Ni 、Cr、Mo之中的一種或兩種 以上,合計1 ·〇%以下;b群係:Nb、Ti.、V之中 的一種或兩種以上,合計〇 · 1 %以下; c群係:c a、REM之中的一種或兩種合計 0.0010 〜0.010%。 3 . —種具優異的變形時效硬化性之拉伸強度低於 4 4 OMP a且降伏比YR低於7 0%的冷軋鋼板之製造 方法,其特徵爲: ‘ 係將具有:以質量%換算時,由包含: C : 0 . 1 5 % 以下; S i : 0 . 4 % 以下; Μ η : 2 · 0 % 以下; Ρ : 0 · 0 4 %以下; S : 0 · 0 2 % 以下; Α1:0·02%以下; Ν:0·0050 〜0.025%; S i 、Μ η、Ρ的含量係符合下列(1 )式所界定的 範圍, 且N / A 1超過〇 · 3以上的組成分的鋼胚料,進行 加熱直到鋼胚料的加熱溫度高於1 0 0 〇它以上·,並實施 粗輥軋以做成薄板用鋼片; 針對於該薄板用鋼片依序實施: 在精製輥軋出口側的溫度超過8 〇 〇它的精製輥軋; 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -% - (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 、^Τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 500809 A8 B8 C8 D8 _ 六、申請專利範圍 及 以低於6 5 0 °C的捲取溫度進行捲取以做成熱軋鋼板 的熱軋過程;及 對於該熱軋鋼板進行酸洗以及進行冷軋以做成冷軋鋼 板的冷軋過程;及 對於該冷軋鋼板實施在高於再結晶溫度且低於9 5 0 °C以下的溫度維持1 0秒至1 2 0秒的退火處理;及 接下來,實施:以1 0〜3 0 0 °C /秒的冷卻速度來 進行冷卻直到低於5 0 0 °C的溫度範圍爲止的退火後冷卻 處理、以及在3 5 0〜5 0 0 °C的溫度範圍內的滯留時間 超過2 0秒以上的過時效處理之冷軋鋼板退火過程, S i + Μ η / 5 + 1 0 P < 0 · 4 4 ......... ( 1 )式 此處,S i 、Mn、P :各元素之含量(以質量%換 算)。 · 4 ·如申請專利範圍第3項之冷軋鋼板之製造方法, 其中係在上述精製輥軋之後,以超過3 0 °C /秒的冷卻速 度來進行急速冷卻,並進行上述捲取工作。 5 ·如申請專利範圍第3或4項之冷軋鋼板之製造方 法,其中係在上述冷軋鋼板退火過程之後,又實施伸展率 爲1 . 0〜1 5 %的調質輥軋加工或者平滑化加工。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -巧 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) # UT
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