WO2007129676A1 - 熱間プレス成形鋼板部材およびその製造方法 - Google Patents

熱間プレス成形鋼板部材およびその製造方法 Download PDF

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WO2007129676A1
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hot
mass
steel sheet
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PCT/JP2007/059415
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Toshinobu Nishibata
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Sumitomo Metal Industries, Ltd.
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
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    • C22C38/50Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium

Definitions

  • the present invention relates to a high-strength steel plate member produced by hot press forming, having excellent toughness and having a tensile strength of 1.8 GPa or more, and a method for producing the same.
  • This steel plate member is suitable as a machine structural part such as an automobile body structural part and underbody part.
  • the present invention also relates to a hot press forming steel plate used for manufacturing the steel plate member and a manufacturing method thereof.
  • roll forming is used instead of press forming, high-strength steel sheets can be easily processed.
  • roll forming can only be applied to the manufacture of parts having a uniform cross section in the longitudinal direction, so it cannot be used to manufacture members with complex shapes.
  • the above-described hot press forming method or pre-formed press turn method can simultaneously achieve press forming of a steel plate and high strength of a press-formed product.
  • the present invention provides a technique that makes it possible to produce a hot-pressed product that is excellent in toughness and has a tensile strength of 1.8 GPa or more without performing tempering after quenching. .
  • the chemical composition of the steel sheet is appropriately selected, and the heat rolling conditions such as cold rolling, annealing, and galvannealing after the hot rolling conditions at the time of steel sheet production, and further,
  • the above objective can be achieved by appropriately controlling the quenching conditions after hot press forming.
  • the present invention is a mass 0/0, C: 0.26 ⁇ 0.45% , Mn + Cr: 0.5 ⁇ 3.0%, Nb: 0.02 ⁇ 1.0%, of the amount satisfying the following formula (1) Ti , Si: 0-0.5%, Ni: 0-2%, Cu: 0-1%, V: 0-1%, A1: 0-1%, B: 0-0.01%, Mo: 0-1.0%, Ca: 0 to 0.005%, chemical composition consisting essentially of the balance Fe and impurities, a prior austenite average grain size of 10 m or less, a microstructure containing self-tempered martensite, and tensile strength A hot-pressed steel sheet member that is greater than 1.8 GPa: 3.42N + 0.001 ⁇ Ti ⁇ 3.42N + 0.5... (1)
  • ⁇ and ⁇ in the formula means the content (mass%) of the element in steel, and ⁇ is included as an impurity in the steel.
  • the hot press forming is performed in addition to the hot press forming method in a narrow sense in which the steel sheet is preheated to a temperature in the austenite region (Ac point or higher) and then press forming is performed. It also includes a pre-formed press quench method in which after the press molding at a lower temperature (eg, room temperature), the molded product is heated to the temperature of the austenite region and quenched in the mold used for press molding.
  • a lower temperature eg, room temperature
  • One or two or more selected from 5% may be contained.
  • one or more of P, S, and N contained as impurities in the steel are P: 0.005% or less, S: 0.005% or less, and N: 0.002% by mass%.
  • the content should satisfy the following requirements! /.
  • the present invention is a hot press-formed steel plate that can produce a hot press-formed steel plate member having the above chemical composition and having a tensile strength of 1.8 GPa or more.
  • the present invention also holds a steel plate having the above chemical composition in a temperature range of Ac point or higher and (Ac point + 100 ° C) or lower for 5 minutes or less, and then hot press-molded the steel plate, Hot press Molded high-temperature molded product is cooled so that the cooling rate to the Ms point is higher than the upper critical cooling rate and the average cooling rate from the Ms point to 150 ° C is 10 to 500 ° C / sec.
  • the manufacturing method of the hot press-formed steel plate member is also provided.
  • the hot-pressed steel plate member can be manufactured by the above-described pre-forming press quench method.
  • a method for producing a steel plate member according to this aspect is the method of press-forming a steel plate having the above chemical composition using a mold at a temperature lower than the Ac point, and keeping the press-formed steel plate in the mold, the Ac point or higher, Hold for 5 minutes or less in the temperature range below (Ac point + 100 ° C), then the cooling rate to the Ms point is higher than the upper critical cooling rate, and the average cooling rate from the Ms point to 150 ° C is 10 Including cooling to ⁇ 500 ° C / sec.
  • the press molding temperature in this embodiment is typically room temperature.
  • the present invention further provides a method for producing a steel sheet for hot press forming excellent in press formability, which is particularly suitable for use in a pre-formed press taenti method.
  • This hot press forming steel sheet is produced by subjecting the steel ingot or steel slab having the above-described chemical yarn formation to a temperature of 1050 to 1300 ° C, followed by hot rolling, and a temperature of 800 to 950 ° C. The hot rolling is completed, and the steel strip obtained by hot rolling is wound at a temperature of 500 to 700 ° C.
  • the method for producing a hot press-formed steel sheet may further include the following steps:
  • the temperature is 500 ° C or less at an average cooling rate of 1 to 60 ° C / sec. Cooling to this region and subjecting this steel strip to molten zinc plating, followed by alloying heat treatment in the temperature range of 500 ° C to Ac point; or
  • the hot press-formed steel sheet of the present invention is a hot-rolled steel sheet, a cold-rolled steel sheet, a heat-treated cold-rolled steel sheet, and a hot-rolled steel sheet or a cold-rolled steel sheet as a base material. Including alloyed hot-dip galvanized steel sheets.
  • a high-strength hot press-formed steel plate member having excellent toughness and tensile strength of 1.8 GPa or more is obtained by hot press forming and quenching at that time without performing tempering. Manufacturing It becomes possible to do. As a result, the manufacturing cost of the high-strength steel plate member using hot press forming can be significantly reduced.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of the shape of a test piece for measuring a critical cooling rate.
  • FIG. 2 is a TEM photograph showing the microstructure of the hot pressed steel sheet member of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic explanatory view of a hat forming method.
  • the chemical composition of the steel sheet is as follows.
  • C is a very important element that enhances the hardenability of the steel sheet and mainly determines the post-quenching strength.
  • the C content is at least 0.26%.
  • the desirable C content is 0.28 to 0.33%.
  • Mn and Cr are elements that are very effective in improving the hardenability of the steel sheet and stably obtaining high strength after quenching. If the total content of Mn and Cr (hereinafter referred to as “(Mn + Cr) content”) is less than 0.5%, the effect is not sufficient. On the other hand, when the (Mn + Cr) content exceeds 3.0%, the effect is saturated, and on the contrary, it is difficult to secure a stable strength.
  • the desirable (Mn + 0>) content is 0.8-2.0%.
  • Nb is a fine carbide that suppresses recrystallization when the steel sheet is heated above the Ac point.
  • the Ti content (%) is set to (3.42N + 0.001) or more.
  • N is contained as an impurity in the steel. N may be substantially 0%.
  • the Ti content exceeds (3.42N + 0.5), the above effect of Ti will be saturated, leading to cost increase.
  • the desired Ti content is 3.42N + 0.02 ⁇ Ti ⁇ 3.42N + 0.08.
  • Si 0 to 0.5%
  • Ni 0 to 2%
  • Cu 0 to 1%
  • V 0 to 1%
  • A1 0 to 1%
  • any of these elements which are optional additive elements, are effective in enhancing the hardenability of the steel sheet and stably achieving high post-quenching strength. Therefore, one or more of these elements should be contained. It is preferable. This effect of these elements becomes significant when Si: 0.01% or more, Ni: 0.01% or more, Cu: 0.01% or more, V: 0.01% or more, A1: 0.01% or more. However, even if each element is contained in the upper limit value or more, the above effect is small and the cost is unnecessarily increased. Therefore, the content of each element is within the above range.
  • the preferred contents when adding one or more of these elements are: Si: 0.02 to 0.4%, Ni: 0.02 to l%, Cu: 0.02 to 0.8%, V: 0.02 to 0.5%, Al : 0.01 to 0.1%.
  • B is an optional additive element, and is effective in improving the hardenability of the steel sheet and stably obtaining high strength after quenching.
  • B segregates at the grain boundaries to increase the grain boundary strength and improve the toughness of the steel sheet after quenching, and also has a high effect of suppressing austenite grain growth during heating. These effects become significant when the B content is 0.001% or more. However, if the B content exceeds 0.01%, these effects are saturated and cost increases.
  • the B content is preferably 0.001 to 0.01%, more preferably 0.001 to 0.0030%.
  • Mo is an optional additive element, and when the steel sheet is heated to the Ac point or higher, it forms fine carbides and makes the austenite grains fine, greatly improving the toughness of the steel sheet after quenching. Has an effect. These effects become significant when the Mo content is 0.01% or more. However, when the Mo content power exceeds 1.0%, the effect is saturated and the cost is unnecessarily increased. When Mo is contained, the desirable Mo content is 0.01 to 1.0%, and more desirably 0.04 to 0.20%.
  • Ca is an optional additive element, and has the effect of reducing the inclusions in the steel and improving the toughness of the steel sheet after quenching. These effects become significant when the Ca content is 0.001% or more. However, when the Ca content exceeds 3 ⁇ 4.005%, the effect is saturated. Therefore, the desired content when Ca is contained, the Ca content is 0.001 to 0.005%, more preferably 0.002 to 0.004%.
  • the balance of the chemical composition is essentially Fe and impurity power.
  • Impurities can include non-metallic elements such as P, S, N, and other metallic elements. Of these, the contents of P, S, and N are preferably as follows.
  • P is an element that greatly deteriorates the toughness of the steel sheet after quenching, so it is preferably 0.005% or less. More desirably, it is 0.003% or less.
  • S is an element that greatly deteriorates the toughness of the steel sheet after quenching, it is preferably 0.005% or less. More desirably, it is 0.003% or less.
  • N 0.002% or less
  • N is an element that forms inclusions in the steel and deteriorates the toughness of the steel sheet after quenching, and therefore is preferably 0.002% or less. More desirably, it is 0.001% or less.
  • the content of at least one of P, S, and N is preferably as described above.
  • the content of the remaining impurity elements may exceed the above upper limit, but it is particularly preferable that all the contents of p, S, and N are less than the upper limit.
  • the hot-press formed steel sheet member of the present invention has a high strength with a tensile strength of 1.8 GPa or more. This tensile strength is achieved by quenching following press forming in the hot press forming process. Quenching is usually performed in the mold used for hot press molding, It is not limited to that.
  • the crystal grains having a prior austenite average grain size of 10 ⁇ or less are refined. It has a fine structure.
  • the prior austenite average particle diameter is desirably 8 ⁇ or less, more desirably 4 ⁇ or less.
  • the prior austenite average particle diameter changes depending on the heating conditions (holding temperature and holding time) before hot press forming, as will be described below.
  • hot press forming is performed on a steel sheet having the above chemical composition.
  • the heating conditions (holding temperature and holding time) before hot press forming at that time are as follows.
  • the steel plate to be subjected to hot press forming is not less than 5 minutes in the temperature range from Ac point to (Ac point + 100 ° C). Hold for hours.
  • the holding temperature is set to the Ac point or higher in order to obtain the desired strength by quenching once the steel structure is an austenite single phase.
  • the upper limit of holding temperature and upper limit of holding time are to suppress the prior austenite grain size after quenching to 10 ⁇ m or less, and to achieve good toughness even when the tensile strength of steel sheet is 1.8 GPa or more. . If the holding temperature exceeds (Ac point + 100 ° C) or the holding time exceeds 5 minutes, the old austenite grain size becomes 10 ⁇ m or more, and good toughness can be obtained after quenching. There are things that cannot be done. A more desirable holding temperature is not less than Ac point and not more than (Ac point + 50 ° C), and more desirable holding time is not more than 2 minutes. Since the prior austenite grain size is preferably finer, the lower limit of the holding time is not particularly specified.
  • the hot press molding in the present invention is not particularly limited per se, including the mold used.
  • the hot press forming is preferably performed in advance by heating the steel plate under the above-mentioned conditions, but it can also be performed according to the pre-formed pressing method described above. In that case, the molded article may be heated under the above conditions.
  • the cooling conditions and cooling method for quenching in the hot press forming process are as follows.
  • the microstructure after quenching of the steel sheet member obtained by hot press forming is completely composed of only martensite. It is important not to use a martensite structure, but to use a structure that includes automatic tempered martensite.
  • Automatic tempered martensite refers to tempered martensite generated during cooling during quenching without performing heat treatment for tempering.
  • Tempered martensite can be distinguished from fully martensite by the precipitation of fine cementite inside the lath.
  • the microstructure including the auto-tempered martensite has a cooling rate at the time of quenching that is equal to or higher than the upper critical cooling rate so that diffusion transformation does not occur up to the Ms point. It can be obtained by setting the average cooling rate in the temperature range from the Ms point to 150 ° C to 10 to 500 ° CZ seconds.
  • the preferred average cooling rate from the Ms point to 150 ° C is 15 to 200 ° C / sec.
  • the average cooling rate in the temperature range from the Ms point to 150 ° C is the force that makes the cooling rate slower than the cooling rate to the Ms point. If cooling below the Ms point is performed with the same cooling method as reaching the Ms point, the Ms The required cooling rate may not be achieved due to the large transformation heat generation at the point. In that case, it is necessary to perform the cooling from the Ms point to 150 ° C more strongly than the cooling to the Ms point. Specifically, it is preferable to perform the following.
  • a high-temperature steel sheet is used at room temperature or several tens.
  • C grade steel By press molding with a mold, cooling is achieved by the mold.
  • the cooling rate can be changed by changing the heat capacity of the mold by changing the mold dimensions (eg, thickness).
  • the cooling rate can also be changed by changing the mold material to a different metal (such as copper). If the dimensions and materials of the mold cannot be changed, the cooling rate can also be changed by changing the amount of cooling water using a water-cooled mold.
  • the cooling rate is changed by passing water through the groove during press molding, or the press molding machine is raised during press molding, while water is poured into the mold.
  • the cooling rate can be changed by flowing it.
  • the cooling rate can also be changed by changing the mold clearance and changing the contact area with the steel plate.
  • the cooling rate is changed by flowing water between the mold and the molded product and changing the amount of water.
  • the form of molding in the hot press molding method in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include bending, drawing, stretch forming, hole expansion molding, and flange molding.
  • the press forming method can be appropriately selected depending on the type of the target steel plate member. Typical examples of hot-pressed steel sheet members include door guard bars and bumper reinforcements, which are compelling parts for automobiles.
  • the method for producing a steel plate member of the present invention can be applied to a forming method other than press forming, for example, roll forming, as long as it has means for cooling the steel plate simultaneously with forming or immediately after forming.
  • the steel sheet member according to the present invention retains good toughness.
  • As a toughness level that can withstand practical use it is desirable that the Charpy impact value at 120 ° C is 30 Jm 2 or more.
  • Steel plates that have been hot-pressed are usually processed by shot blasting for scale removal purposes. This shot blasting has the advantage of suppressing delayed fracture and improving fatigue strength because it has the effect of introducing compressive stress on the surface. Five
  • a steel sheet is heated to an austenite temperature range and undergoes austenite transformation. Therefore, apart from the pre-formed press Taenti method, which has a low press forming temperature, the mechanical properties of the steel sheet at room temperature before heating are not important, so there are no particular restrictions on the type of steel sheet or the microstructure before heating. . That is, as the hot press forming steel plate, any of a hot rolled steel plate, a cold rolled steel plate (full hard material, annealed material), and a plated steel plate may be used. Also, its production method is not particularly limited.
  • Plated steel sheets include aluminum-based plated steel sheets (eg, hot-dip aluminum-plated steel sheets, molten 55% A1-Zn alloy-plated steel sheets), zinc-based plated steel sheets (eg, electric or hot-dip galvanized steel sheets, molten 5% A1) -Zn-plated steel sheets, steel sheets with alloyed molten steel, steel sheets with electric Ni-Zn alloy).
  • aluminum-based plated steel sheets eg, hot-dip aluminum-plated steel sheets, molten 55% A1-Zn alloy-plated steel sheets
  • zinc-based plated steel sheets eg, electric or hot-dip galvanized steel sheets, molten 5% A1
  • -Zn-plated steel sheets eg, steel sheets with alloyed molten steel, steel sheets with electric Ni-Zn alloy.
  • a hot press forming method such as a pre-formed press quench method in which press forming is performed in advance at room temperature or at a temperature lower than the austenite region
  • the steel sheet to be subjected to hot press forming is as soft as possible.
  • hot-rolled steel sheets and cold-rolled steel sheets that have been subjected to continuous annealing have a tensile strength of 780 MPa or less
  • steel sheets that have been cold-rolled have a tensile strength of 780 to 1180 MPa.
  • the tensile strength be 590 MPa or less.
  • a steel ingot or steel slab having the above-described chemical composition is heated to 1050 to 1300 ° C and then hot-rolled to form a steel strip. Hot rolling is completed at a temperature of 800-950 ° C, and the resulting steel strip is scraped at a temperature of 500-700 ° C.
  • the reason why the steel ingot or steel slab is set to 1050 to 1300 ° C is to sufficiently dissolve nonmetallic inclusions that deteriorate the workability. Such an effect is recognized by setting the temperature to 1050 ° C. or higher with respect to the steel sheet having the above composition. Even at temperatures above 1300 ° C, the scale loss increases as the effect saturates. This temperature is more desirably 1050 to 1250 ° C, and further desirably 1050 to 1200 ° C.
  • the method of setting the temperature of the steel ingot or steel slab to be subjected to hot rolling to 1050 to 1300 ° C is to heat the steel ingot or steel slab that is less than 1050 ° C to 1050 to 1300 ° C. Not only in case but continuous forging Five
  • the hot rolling completion temperature should be lower than the Ar point. When the rolling is performed at a temperature lower than the Ar point, the processed ferrite remains and the ductility deteriorates significantly. For steel plates with the chemical composition described above, these problems do not occur if the hot rolling completion temperature is 800 ° C or higher. On the other hand, if the hot rolling completion temperature is higher than 950 ° C, surface defects such as scale penetration may occur. Therefore, the hot rolling completion temperature is set to 800 to 950 ° C.
  • the brazing temperature is too low, many low-temperature transformation structures such as pearlite, bainite, and martensite are generated, and the ferrite structure is reduced, so that the steel sheet strength becomes too high. For this reason, the lower limit of the coiling temperature is set to 500 ° C. On the other hand, if the scraping temperature is too high, the oxide scale becomes thick and the descaling process becomes difficult, so the upper limit of the scraping temperature is set to 700 ° C.
  • the scissoring temperature is more preferably 550 to 650 ° C.
  • the hot-rolled steel strip produced in this way is not suitable for press forming at room temperature in the pre-formed press-taench method, and in order to obtain good formability as hot rolled, Therefore, it is preferable that the structure contains 50% or more of ferrite and the tensile strength is 780 MPa or less.
  • the remainder of the tissue can include one or more of perlite, bainite, martensite, and residual austenite.
  • Ferrite may contain Fe-based carbides such as cementite, Ti-based, Nb-based, Mo-based, Cr-based, V-based, and Mn-based carbides. From the viewpoint of formability, it is desirable that the strength of the steel strip is low, but it is desirable that the strength is 590 MPa or more, and more desirably 690 MPa or more, in terms of cost and ease of strength adjustment. It is.
  • Steel strips that have been scraped and allowed to cool after hot rolling are usually uncoiled and then formed on the surface by one or more of pickling, shot blasting, grinding, etc. Remove scale (deschedule).
  • the tensile strength is preferably 1180 MPa or less.
  • the strength of the cold-rolled steel strip is preferably low from the viewpoint of formability, but is preferably 780 MPa or more from the viewpoint of cost and strength adjustment.
  • the tensile strength of the cold-rolled steel strip is more preferably in the range of 780 to 1100 MPa, and even more preferably in the range of 780 to 1050 MPa.
  • the rolling reduction during cold rolling is preferably 30 to 80%, more preferably 40 to 70%.
  • the steel strip that has been cold-rolled as described above can be annealed by continuous annealing in an uncoiled state or box annealing by scraping it into a coil!
  • the heating temperature was lower than (Ac point + 10 ° C), and recrystallization did not proceed sufficiently.
  • the holding time after heating is shorter than 10 seconds, segregation of substitutional elements such as Mn remains and the microstructure after annealing becomes non-uniform. Since heating for a long time unnecessarily increases costs, the holding time after heating is preferably 300 seconds or less.
  • the annealing atmosphere is preferably a non-oxidizing atmosphere (for example, 98 volume% N +2 volume% H).
  • the preferred average cooling rate is 1-20 ° C / second, more preferably 1-10 ° CZ second.
  • the reason why the cooling stop temperature range is set to 300 to 500 ° C. is to suppress the generation of the low temperature transformation phase as much as possible.
  • the cooling stop temperature range is preferably 350 to 500 ° C, more preferably 400 to 450 ° C.
  • the reason for holding for 30 seconds to 10 minutes in the cooling stop temperature range is to promote the ferrite transformation of untransformed austenite. This holding time is preferably 30 seconds to 5 minutes, more preferably 30 seconds to 3 minutes.
  • the steel strip is cooled at an average cooling rate of 1-50 ° CZ seconds. Allow to cool to room temperature. If the average cooling rate at this time is faster than 50 ° C / sec, many low-temperature transformation phases are generated and the steel strip strength is increased. On the other hand, when the average cooling rate is slower than ° C / sec, the production efficiency decreases.
  • the preferred average cooling rate is 1-10 ° C / sec.
  • the tensile strength is not sufficiently reduced.
  • the holding temperature is higher than (Ac point + 30 ° C)
  • the re-solution and reversion of cementite proceeds too much, and the low temperature transformation phase is generated in the subsequent cooling process, and the tensile strength of the steel strip is reduced. Too high.
  • the holding time is less than 1 hour, the effect will be saturated even if the holding time exceeds 24 hours, where the strength of the steel strip is not sufficiently reduced, leading to wasted energy.
  • the cooling rate is high, a low-temperature transformation phase is generated. However, if it is too slow, the processing efficiency will be reduced, so the cooling rate is 1-100 ° CZ, preferably 1-50 ° C / hour.
  • the furnace atmosphere in the box annealing is preferably a gas containing 95% by volume or more of hydrogen, in which nitrogen gas is not mixed in and the dew point is as low as possible.
  • the cold-rolled steel strip that has been annealed after the cold rolling thus obtained has a volume ratio of 50% or more in order to obtain good formability in comparison with hot press forming by the pre-forming press tent method.
  • the tensile strength of the steel strip is preferably 780 MPa or less in the case of continuous annealing and 590 MPa or less in the case of box annealing.
  • the tensile strength of the steel strip is preferably low, but it is desirable that the tensile strength of the steel strip be 440 MPa or higher for any annealing method because of cost and strength adjustment.
  • Hot-dip galvanizing can be applied to any of hot-rolled steel strip, cold-rolled steel strip, and steel strip annealed after cold rolling. It is preferable to perform the hot dip galvanizing with a continuous hot dip galvanizing line from the viewpoint of manufacturing cost.
  • a normal continuous hot dip galvanizing line consists of a heating furnace, cooling zone, hot dip galvanizing bath and alloy furnace.
  • the annealing temperature is set to 700 to 900 ° C. It is preferable. At temperatures below 700 ° C, recrystallization does not proceed sufficiently and the strength of the steel strip tends to increase. On the other hand, at a temperature higher than 900 ° C, due to the austenite single phase, a low temperature transformation phase is formed during cooling, and the strength of the steel strip tends to increase immediately. It is not necessary to anneal a hot-rolled steel strip or a cold-rolled steel strip that has been annealed. However, it is difficult to make the heating temperature extremely low, so it is preferable to perform heating within the normal operating range. In that case, it is preferable to set the maximum heating temperature to 900 ° C. or less for the reason described above.
  • Annealing temperature or maximum heating temperature force The steel strip is cooled in order to apply hot-dip zinc plating.
  • the average cooling rate to the temperature range below 500 ° C during this cooling is preferably 1 to 60 ° CZ seconds. If the cooling is too fast, a lot of low-temperature transformation phase is generated, ferrite decreases, and the strength of the steel strip becomes too high. On the other hand, if the cooling is too slow, the production efficiency falls.
  • Hot-dip zinc plating can be performed by immersing the steel strip in a plating bath containing molten zinc or a zinc alloy (eg, a zinc alloy containing up to 5% A1) by a conventional method. ,.
  • the plating deposition amount is controlled by adjusting the pulling speed and the flow rate of the wiping gas blown from the nozzle.
  • the steel strip to which the hot dip galvanization has been applied is removed from the plating bath, and then sent to an alloying furnace such as a gas furnace or an induction heating furnace to be heated.
  • alloying by metal diffusion proceeds between the plating layer and the base steel strip, and the plating layer becomes a zinc-iron alloy.
  • the heating temperature (alloying temperature) is preferably 500 ° C or higher.
  • the alloying temperature is lower than 500 ° C, the alloying speed is slow, and therefore, it is necessary to take measures such as a force that hinders productivity due to a decrease in the line speed or a longer alloying furnace.
  • the higher the alloying temperature the faster the alloying speed.
  • the alloying temperature is higher than the Ac point, the steel strip becomes stronger for the same reason as the upper limit of the annealing temperature and the maximum heating temperature.
  • the preferred range of alloying temperature is 550-650 ° C
  • temper rolling may be performed on the hot press-formed steel sheets manufactured by various manufacturing methods in order to correct flatness and adjust the surface roughness.
  • the hot press forming steel plate may be other plated steel plate, for example, an aluminum-based steel plate such as a 55% A1-Zn alloy steel plate. 15
  • a cold-rolled steel plate (thickness: 1.6 mm) having the chemical composition shown in Table 1 was used as the base steel plate.
  • These steel plates are steel plates produced by hot rolling and cold rolling of slabs melted in the laboratory. '
  • A1 plating was applied to the steel sheet No. 1 (the adhesion amount per side was 120 g / m 2 ), and the hot galvanizing was applied to the No. 2 steel sheet (single side The amount of plating per unit was 60 g / m 2 ). Furthermore, the No. 2 steel plate was subjected to alloying heat treatment (Fe content in the plating film was 15% by mass). The annealing temperature in the plating simulator was 800 ° C, and the average cooling rate from 800 ° C to Ms point was 5 ° CZ seconds.
  • the obtained hot press-formed steel plate member was subjected to old austenite particle size measurement by a cutting method and a tensile test (JIS No. 5 test piece).
  • a cylindrical specimen (Fig. 1) with a diameter of 3.0 mm and a length of 10 mm was cut out from the hot-rolled steel sheet, and this specimen was heated in air to 900 a C at a heating rate of 10 ° CZ seconds. After holding for a minute, it was cooled to room temperature at various cooling rates. The Ac point and Ms point were measured by measuring the thermal expansion change of the test piece during heating and cooling. The obtained specimens were measured for Vickers hardness (load 49N, number of measurements: 3) and microstructure observation, and the upper critical cooling rate of the steel sheet was estimated from the results. [0075] These results are shown in Table 3.
  • [] 00783 Is as fine as ⁇ ⁇ ⁇ or less, has a tensile strength of 1.8 GPa or more, and has a good toughness value.
  • the prior austenite grain size exceeds 10 ⁇ and the toughness value is unsatisfactory.
  • Nos. 13 and 14 are examples in which the chemical composition of the steel is outside the scope of the present invention, and No. 15 is a force in which the chemical composition of the steel falls within the scope of the present invention. This is an example in which the average cooling rate from the Ms point to 150 ° C. is outside the scope of the present invention.
  • the steel plate members No. 1 to No. 14 had a structure containing automatically tempered martensite. It was confirmed.
  • the steel plate member No. 15 had a complete martensite structure. Even if the hot-pressed steel sheet member has a structure containing tempered martensite, good toughness cannot be obtained if the prior austenite grain size exceeds 10 ⁇ m.
  • Fig. 2 shows TEM photographs at different magnifications of the hot-pressed steel sheet member of No. 2 which is an example of the invention.
  • the upper row is 10,000 times and the lower row is 40,000 times.
  • Most of the structure is lath martensite, but in the part where the lath width is large, fine acicular cementite is precipitated inside the lath, and it is an auto-tempered martensite. It can be confirmed from the double photo.
  • the portion indicated by the arrow in the figure is fine cementite.
  • FIG. 3 is a schematic explanatory diagram of the hat forming method.
  • the hot press forming conditions were: forming height 70 mm, Rd (die shoulder R) force 3 ⁇ 4 mm, Rp (punch shoulder R) 8 mm, clearance 1.0 mm, and wrinkle holding force 12.7 kN. It was.
  • a low temperature impact test was conducted on the hat molded product. After cooling the member to 140 ° C., a weight body with a weight of 2450 N (250 kg £) from a height of 1000 mm was made to collide with the member, and the presence of cracks was investigated. As a result, it has been found that it has sufficient toughness without cracking.

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Abstract

焼入れままで靭性が良好で、引張強さが1.8GPa以上の熱間プレス成形された鋼板部材は、旧オーステナイト粒径10μm以下で、自動焼戻しマルテンサイトを含む微細組織を有する。鋼板の化学組成は、C:0.26~0.45%、Mn+Cr:0.5~3.0%、Nb:0.02~1.0%、3.42N+0.001≦Ti≦3.42N+0.5を満たす量のTi、さらにSi:0.5%以下、Ni:2%以下、Cu:1%以下、V:1%以下及びAl:1%以下の1種又は2種以上、場合によりB:0.01%以下、Nb:1.0%以下、Mo:1.0%以下、Ca:0.001~0,005%の1種又は2種以上を含有する。この鋼板をAc3点以上、(Ac3点十100℃)以下の温度で5分以下保持した後で熱間プレス成形し、次いでMs点までの冷却速度が上部臨界冷却速度以上、かつMs点から150℃までの平均冷却速度が10~500℃/秒の冷却により焼入れを行う。

Description

明 細 書
熱間プレス成形鋼板部材
技術分野
[0001] 本発明は、熱間プレス成形により作製された、靱性に優れ、力 引張強さが 1.8 GP a以上という高強度の鋼板部材とその製造方法に関する。この鋼板部材は、自動車の ボデー構造部品、足回り部品等を始めとする機械構造部品として好適である。本発 明はまた、この鋼板部材の製造に使用される熱間プレス成形用鋼板とその製造方法 にも関する。
背景技術
[0002] 近年、自動車の燃費向上のため、使用する鋼材の高強度化を図り、自動車の重量 を減ずる努力が進んでいる。その結果、自動車に広く利用されている薄鋼板のプレス 成形による部材の製造においては、鋼板強度の増加に伴うプレス成形性の低下によ り、複雑な形状の部材を製造することが困難になってきている。具体的には、鋼板の 延性低下に起因して、加工度が高い部位で破断が生じるスプリングバックや、壁反り が大きくなつて寸法精度が劣化する、といった問題が発生している。そのため、特に 7 80 MPa以上の引張強さを有する高強度の鋼板を用いたプレス成形による部品の製 造には困難性がつきまとう。
[0003] プレス成形ではなくロール成形を利用すれば、高強度鋼板でも容易に加工を行うこ とができる。しかし、ロール成形は長手方向に一様な断面を有する部品の製造にしか 適用できないので、複雑な形状の部材の製造には利用できない。
[0004] GB 1,490,535に提案されているように、加熱した鋼板をプレス成形する熱間プレス 成形と呼ばれる方法では、高温の鋼板が軟質かつ高延性になっているため、複雑な 形状を寸法精度よく成形することが可能である。その上、鋼板をオーステナイト域に 加熱して力 プレス成形し、プレス成形に用いた金型内で成形品を急冷して焼入れ することによって、鋼板の成形と同時に、マルテンサイト変態による鋼板の高強度化 を達成することができる。
[0005] 特開平 10— 96031号公報には、鋼板素材を予め室温で所定の形状にプレス成形し た後、成形に用いた金型に入れたまま成形品をォ一ステナイト域に加熱し、急冷する ことによって、鋼板の高強度化とプレス成形を同時に行う予成形プレスタエンチ法が 開示されている。
発明の開示
[0006] 上述した熱間プレス成形法ゃ予成形プレスタエンチ法は、鋼板のプレス成形とプレ ス成形品の高強度化を同時に達成することができる。
ところが、焼入れ後の成形品の引張強さが 1.8 GPa以上という高強度になると、従来 の熱間プレス成形法 (予成形プレスタエンチ法を含む)では、焼入れ後のプレス成形 品の靱性が不十分で、実用レベルに達しないことが判明した。実際、熱間プレス成形 のままで靱性が良好な、引張強さ 1.8 GPa以上の高強度プレス成形品を製造した例 はこれまで知られて!/ヽなレ、。
[0007] 従って、従来の熱間プレス成形では、引張強さが 1.8 GPa以上の実用可能なプレス 成形品を作製するためには、焼入れされたプレス成形品に焼戻し処理を施してその 靱性を高める必要がある。しかし、熱間プレス成形において焼戻し工程を追加するこ とは、作業効率や設備の点で著しいコストアップにつながり、好ましくない。
[0008] 本発明は、焼入れ後の焼戻しを行わずに、靱性に優れ、かつ引張強さが 1.8 GPa 以上の熱間プレス成形されたプレス成形品の製造を実現可能にする技術を提供す る。
本発明によれば、鋼板の化学組成を適切に選択し、かつ鋼板製造時の熱間圧延 条件や場合によりその後の冷間圧延、焼鈍、合金化溶融亜鉛めつきなどの熱処理条 件、さらには熱間プレス成形後の焼入れ条件を適切に制御することにより、上記目的 を達成することができる。
[0009] 1側面において、本発明は、質量0 /0で、 C :0.26〜0.45%、 Mn+Cr:0.5〜3.0%、 Nb : 0.02〜1.0%、下記式 (1)を満たす量の Ti、 Si: 0〜0.5%、 Ni:0〜2%、 Cu: 0〜l%、 V: 0〜1%、 A1: 0〜1%、 B : 0〜0.01%、 Mo :0〜1.0%、 Ca:0〜0.005%、並びに残部 Fe 及び不純物から本質的になる化学組成を有するとともに、旧オーステナイト平均粒径 が 10 m以下で自動焼戻しマルテンサイトを含む微細組織を有し、かつ引張強さが 1 .8 GPa以上である熱間プレス成形された鋼板部材である: 3.42N+0.001≤Ti≤3.42N+0.5…(1)
式中の Ή及ぴ Νは鋼中の該元素の含有量 (質量%)を意味し、 Νは鋼中に不純物と して含まれる。
[0010] 本発明において、熱間プレス成形は、鋼板を予めオーステナイト域(Ac点以上)の 温度に加熱してからプレス成形を行う狭義の意味での熱間プレス成形法に加えて、 オーステナイト域より低温 (例、室温)でプレス成形した後、プレス成形に使用した金 型内で成形品をオーステナイト域の温度に加熱し、焼入れを行う予成形プレスクェン チ法をも包含する。
[0011] 前記化学組成は、質量0 /0で、 Si: 0.01〜0.5%、 Ni:0.01〜2%、 Cu:0.01〜l%、 V: 0.
01〜1%、 Al : 0.01〜l%、 B : 0.001〜0.01%、 Mo :0.01〜1.0%、及び Ca: 0.001〜0.00
5%から選ばれた 1種又は 2種以上を含有していてもよい。
[0012] 前記化学組成において、鋼中に不純物として含まれる P、 S及び Nのうちの 1種又は 2 種以上は、質量%で P: 0.005%以下、 S : 0.005%以下及び N : 0.002%以下を満たす 含有量であることが好まし!/、。
[0013] 別の側面からは、本発明は、上記化学組成を有する、引張強さが 1.8 GPa以上の熱 間プレス成形された鋼板部材を製造することができる熱間プレス成形用鋼板である。 本発明はまた、上記化学組成を有する鋼板を、 Ac点以上、 (Ac点 + 100°C)以下の 温度域に 5分以下の時間保持した後、この鋼板に熱間プレス成形を施し、熱間プレス 成形された高温の成形品を Ms点までの冷却速度が上部臨界冷却速度以上、かつ M s点から 150°Cまでの平均冷却速度が 10〜500°C/秒となるように冷却することを含む 、熱間プレス成形された鋼板部材の製造方法も提供する。
[0014] 1態様において、熱間プレス成形された鋼板部材は、前述した予成形プレスクェン チ法によって製造することもできる。この態様による鋼板部材の製造方法は、上記化 学組成を有する鋼板を Ac点より低温で金型を用いてプレス成形し、プレス成形され た鋼板を該金型に入れたまま、 Ac点以上、 (Ac点 + 100°C)以下の温度域に 5分間以 下の時間保持し、次いで Ms点までの冷却速度が上部臨界冷却速度以上、かつ Ms 点から 150°Cまでの平均冷却速度が 10〜500°C/秒となるように冷却することを含む。 この態様におけるプレス成形温度は典型的には室温である。 [0015] 本発明はさらに、特に予成形プレスタエンチ法に使用するのに適した、プレス成形 性に優れた熱間プレス成形用鋼板の製造方法も提供する。この熱間プレス成形用鋼 板の製造方法は、上記化学糸且成を有する鋼塊又は鋼片を 1050〜1300°Cの温度とし たのちに熱間圧延に供し、 800〜950°Cの温度で該熱間圧延を完了し、熱間圧延で 得られた鋼帯を 500〜700°Cの温度で巻取ることを含む。
[0016] この熱間プレス成形用鋼板の製造方法は、下記工程をさらに含んでいてもよい:
(1)上記の卷き取られた鋼帯をアンコイルし、この鋼帯に脱スケール処理と冷間圧延 とを施す;
(2)上記 (1)で冷間圧延された鋼帯を、 (Ac点 + 10°C)以上、 Ac点以下の温度域に 1
1 3
0秒間以上保持した後、 1〜100°CZ秒の平均冷却速度で 300〜500°Cの温度域まで 冷却し、この鋼帯を次いで 3OO〜500°Cの温度域に 30秒間〜 10分間保持した後、 1〜 50°CZ秒の平均冷却速度で室温まで冷却する;
(3)上記 (1)で冷間圧延された鋼帯を、 (Ac点一 100°C)以上、 (Ac点 + 30°C)以下の
1 1
温度域に 1〜24時間保持したのちに 1〜100°CZ時の平均冷却速度で室温まで冷却 する;
(4)上記の巻き取られた鋼帯をアンコイルし、この鋼帯に脱スケール処理と溶融亜鉛 めっきとを施し、次いでこの鋼帯に 500°C以上、 Ac点以下の温度域で合金ィ匕熱処理
1
. を施す;
(5)上記 (1)で冷間圧延された鋼帯を、 700〜900°Cの温度域で焼鈍を施したのちに 1 〜60°C/秒の平均冷却速度で 500°C以下の温度域まで冷却し、この鋼帯に溶融亜 鉛めつきと、その後に 500°C〜Ac点の温度域で合金化熱処理とを施す;又は
(6)上記 (3)で室温まで冷却された鋼帯に、溶融亜鉛めつきと、その後に 500°C〜Ac 点の温度域で合金化熱処理を施す。
[0017] このように、本発明の熱間プレス成形用鋼板は、熱間圧延鋼板、冷間圧延鋼板、熱 処理された冷間圧延鋼板、並びに熱間圧延鋼板若しくは冷間圧延鋼板を基材とす る合金化溶融亜鉛めつき鋼板を包含する。
[0018] 本発明により、焼戻しを行わずに、熱間プレス成形とその際の焼入れのままで、靱 性に優れ、引張強さが 1.8 GPa以上の高強度熱間プレス成形された鋼板部材を製造 することが可能となる。その結果、熱間プレス成形を利用した高強度鋼板部材の製造 コストを著しく低減することができる。
図面の簡単な説明
[0019] [図 1]臨界冷却速度測定用の試験片の形状の説明図である。
[図 2]本発明の熱間プレス鋼板部材の微細組織を示す TEM写真である。
[図 3]ハット成形法の模式的説明図である。
発明を実施するための最良の形態
[0020] 以下に本発明をより詳しく説明する。以後の説明において、鋼板やめつきの組成に 関する「% Jは全て「質量%」を表す。
本発明において鋼板の化学組成は次の通りである。
[0021] C : 0.26〜0.45%
Cは、鋼板の焼入れ性を高め、かつ焼入れ後強度 (post- quenching strength)を主に 決定する非常に重要な元素である。焼入れ後に引張強さ 1.8 GPa以上の高強度を達 成するために、 C含有量を少なくとも 0.26%とする。一方、 C含有量が 0.45%を超える と、焼入れ後の鋼板の強度が高くなりすぎて、その靱性劣化が著しくなる。望ましい C 含有量は 0.28〜0.33%である。
[0022] Mn+Cr: 0.5〜3.0%
Mn及び Crは、鋼板の焼入れ性を高め、かつ高い焼入れ後の強度を安定して得る のに非常に効果のある元素である。 Mn及び Crの合計含有量(以下、「(Mn+Cr)含有 量」という)力 0.5%未満ではその効果は十分ではなレ、。一方、(Mn+Cr)含有量が 3.0 %を超えるとその効果は飽和し、逆に安定した強度確保が困難となる。望ましい (Mn + 0>)含有量は0.8〜2.0%でぁる。
[0023] Nb : 0.02〜1.0%
Nbは、鋼板を Ac点以上に加熱したときに、再結晶化を抑制し、かつ微細な炭化物
3
を形成することによってオーステナイト粒を細粒にし、それにより焼入れ後の鋼板の 靱性を大きく改善するという効果がある。この効果を確実に得るために、 0.02%以上 の Nbを含有させる。し力し、 Nb含有量力 ;1.0%超になると、 Nbの上記効果は飽和し、 いたずらにコスト増を招く。望ましい Nb含有量は 0.03〜0.5%であり、より望ましくは 0.0 4〜0.15%である。
[0024] Ti: (l)式(3.42N + 0.001≤Ti≤3.42N+0.5)を満たす量
Tiは、鋼板を Ac点以上に加熱したときに、再結晶化を抑制し、かつ微細な炭化物 を形成することによって、オーステナイト粒を細粒にし、それにより焼入れ後の鋼板の 靱性を大きく改善するとレ、う効果を有する。 Tiのこの効果を確実に発揮させるために 、 Ti含有量 (%)を (3.42N+0.001)以上とする。 Nは鋼中に不純物として含有される。 Nは実質的に 0%であってもよい。一方、 Ti含有量が(3.42N + 0.5)を超えると、 Tiの 上記効果は飽和し、いたずらにコスト増を招く。望ましい Ti含有量は、 3.42N + 0.02≤ Ti≤3.42N + 0.08を満たす量である。
[0025] Si: 0〜0.5%、 Ni: 0〜2%、 Cu:0〜l%、 V:0〜1%、 A1 : 0〜1%
これらの元素は任意添加元素である力 いずれも鋼板の焼入れ性を高め、かつ高 い焼入れ後強度を安定して達成するのに効果があるので、それらの 1種又は 2種以 上を含有させることが好ましい。これらの元素のこの効果は、 Si: 0.01%以上、 Ni: 0.01 %以上、 Cu:0.01%以上、 V: 0.01%以上、 A1: 0.01%以上で顕著となる。しかし、各元 素をその上限値以上に含有させても上記効果は小さく、かついたずらにコスト増を招 くため、各元素の含有量は上述の範囲とする。これらの 1種又は 2種以上の元素を添 加する場合の好ましい含有量は、 Si:0.02〜0.4%、 Ni: 0.02〜l%、 Cu: 0.02〜0.8%、 V: 0.02〜0.5%、 Al:0.01〜0.1%である。
[0026] Β : 0〜0·01%
Bは任意添加元素であり、鋼板の焼入れ性を高め、かつ高い焼入れ後強度を安定 して得るのに有効である。また、 Bは粒界に偏析して粒界強度を高め、焼入れ後の鋼 板の靱性を向上させる効果があり、さらに加熱時のオーステナイト粒成長抑制効果も 高レ、。これらの効果は B含有量が 0.001%以上で顕著となる。しかし、 B含有量が 0.01 %を超えるとこれらの効果は飽和し、かつコスト増を招く。 Bを含有させる場合の望ま しレ、 B含有量は 0.001〜0.01%であり、より望ましくは 0.001〜0.0030%である。
[0027] Mo : 0〜1.0%
Moは任意添加元素であり、鋼板を Ac点以上に加熱したときに、微細な炭化物を形 成してオーステナイト粒を細粒にするため、焼入れ後の鋼板の靱性を大きく改善する 効果を有する。これらの効果は Mo含有量が 0.01%以上で顕著となる。しかし Mo含有 量力 1.0%超になると、その効果は飽和し、いたずらにコスト増を招く。 Moを含有させ る場合の望ましい Mo含有量は 0.01〜1.0%であり、さらに望ましくは 0.04〜0.20%であ る。
[0028] Ca: 0〜0.005%
Caは任意添加元素であり、鋼中の介在物を微細化し、焼入れ後の鋼板の靱性を向 上させる効果を有する。これらの効果は Ca含有量が 0.001%以上で顕著となる。しか し、 Ca含有量力 ¾.005%を超えるとその効果は飽和する。したがって、 Caを含有させ る場合の望ましレ、 Ca含有量は 0.001〜0.005%であり、より望ましくは 0.002〜0.004% である。
[0029] 化学組成の残部は、 Fe及び不純物力 本質的になる。不純物は、 P、 S、 Nのような 非金属元素と、上記以外の金属元素とを包含しうる。そのうち、 P、 S、 Nの含有量は好 ましくは下記の通りである。
[0030] P : 0.005%以下
Pは、焼入れ後の鋼板の靱性を大きく劣化させる元素であるため、 0.005%以下とす ることが好ましい。より望ましくは 0.003%以下である。
[0031] S : 0.005%以下
Sは、焼入れ後の鋼板の靱性を大きく劣化させる元素であるため、 0.005%以下とす ることが好ましい。より望ましくは 0.003%以下である。
[0032] N : 0.002%以下
Nは、鋼中にて介在物を形成し、焼入れ後の鋼板の靱性を劣化させる元素であるた め、 0.002%以下とすることが好ましい。より望ましくは 0.001%以下である。
[0033] P、 S、 Nの少なくとも 1種の含有量が上記の通りであることが好ましい。残りの不純物 元素の含有量は上記の上限を超えてもょレ、が、 p、 S、 Nの全ての含有量が上記の上 限以下であることが特に好ましレ、。
[0034] 本発明の熱間プレス成形された鋼板部材は、引張強さが 1.8 GPa以上の高強度を 有する。この引張強さは、熱間プレス成形工程において、プレス成形に続く焼入れに より達成される。焼入れは、通常は熱間プレス成形に使用した金型内で行われるが、 それに限られるものではない。
[0035] 前述したように、このような高強度の熱間プレス成形された鋼板部材は、従来は靱 性が著しく劣化するため、実用に供することができな力つた。本発明の熱間プレス成 形された鋼板部材は、この 1.8 GPa以上という高強度と同時に良好な靱性を達成する ために、旧オーステナイト平均粒径が 10 μ πι以下という、結晶粒が微細化された微細 組織を有する。旧オーステナイト平均粒径は、望ましくは 8 μ ιη以下、さらに望ましくは 4 μ ιη以下である。旧オーステナイト平均粒径は、次に説明するように、熱間プレス成 形前の加熱条件(保持温度及び保持時間)に依存して変化する。
[0036] 本発明によれば、上記化学組成を有する鋼板に対して熱間プレス成形を行うが、そ のときの熱間プレス成形前の加熱条件(保持温度及び保持時間)は次の通りである 熱間プレス成形工程において焼入れにより目的とする強度と靱性を得るために、熱 間プレス成形に供する鋼板を Ac点以上、 (Ac点 + 100°C)以下の温度域で 5分間以 下の時間保持する。保持温度を Ac点以上とするのは、鋼の組織を一旦オーステナ イト単相として、焼入れにより目的とする強度を得るためである。保持温度の上限及 び保持時間の上限は、焼入れ後の旧オーステナイト粒径を 10 ^ m以下に抑制し、鋼 板の引張強さが 1.8 GPa以上の強度でも良好な靱性を達成するためである。保持温 度を(Ac点 + 100°C)超とするか、或いは保持時間を 5分超とすると、旧オーステナイ ト粒径は 10 μ m以上となって、焼入れ後に良好な靱性を得ることができないことがある 。より望ましい保持温度は、 Ac点以上、 (Ac点 + 50°C)以下で、より望ましい保持時 間は 2分以下である。なお、旧オーステナイト粒径は細粒であればあるほど好ましい ので、保持時間の下限は特に規定しない。
[0037] 本発明における熱間プレス成形は、使用金型も含めてそれ自体特に制限されない
。熱間プレス成形は、予め鋼板を上記条件で加熱して力も行うことが好ましいが、前 述した予成形プレスタエンチ法に従って実施することもできる。その場合には、于成 形された成形品の加熱を上記条件下で行えばよい。
[0038] 予成形プレスクェンチ法を採用する場合、プレス成形を Ac点より低温で行い、プレ ス成形された鋼板を金型に入れたまま、 Ac点以上、 (Ac点 + 100°C)以下の温度域 9
に 5分間以下の時間保持し、次いで Ms点までの冷却速度が上部臨界冷却速度以上 、かつ Ms点から 150°Cまでの平均冷却速度が 10〜500°C/秒となるように冷却する。 予成形プレスタエンチ法でのプレス成形は通常は室温で行われる力 s、 Ac
3点より低温 に加熱された鋼板をプレス成形することもできる。
[0039] 熱間プレス成形工程(予成形プレスクェンチ法を含む)における焼入れのための冷 却条件及び冷却方法は次の通りである。
引張強さが 1.8 GPa以上の強度を得ると同時に靱性を少しでも改善するためには、 熱間プレス成形により得られた鋼板部材の焼入れ後の微細組織を、実質的にマルテ ンサイトのみからなる完全マルテンサイト組織とするのではなく、自動焼戻しマルテン サイトを含む組織にすることが肝要である。
[0040] 自動焼戻しマルテンサイトとは、焼戻しのための熱処理を行うことなく焼入れ時の冷 却中に生成した焼戻しマルテンサイトのことであり、例えば、谷野、鈴木著「鉄鋼材料 の科学一鉄に凝縮されたテクノロジー」内田老鶴圃、東京 (2001) 100頁に解説されて いる。焼戻しマルテンサイトは、ラス内部に微細セメンタイトが析出していることで、完 全マルテンサイトと区別できる。
[0041] 上記化学組成を有する鋼板の場合、自動焼戻しマルテンサイトを含む微細組織は 、焼入れ時の冷却速度を、 Ms点までは拡散変態が起きないように上部臨界冷却速 度以上とし、その後、 Ms点から 150°Cまでの温度範囲の平均冷却速度を 10〜500°C Z秒にすることにより得ることができる。 Ms点から 150°Cまでの好ましい平均冷却速度 は 15〜200°C/秒である。
[0042] 冷却中に鋼板温度が Ms点に到達すると、マルテンサイト変態による変態発熱が起 こるが、この変態の発熱量は非常に大きい。上記のように Ms点から 150°Cまでの温度 範囲の平均冷却速度は Ms点までの冷却速度より遅くする力 Ms点以下の冷却を Ms 点に到達するまでと同じ冷却方法で実施すると、 Ms点での大きな変態発熱のために 必要な冷却速度を達成できない場合がある。その場合には、 Ms点までの冷却よりも Ms点から 150°Cまでの冷却をより強く行う必要があり、具体的には次に述べるようにす ることが好ましい。
[0043] 熱間プレス成形法では、通常は、高温の鋼板を常温又は数十。 C程度の温度の鋼 製金型でプレス成形することにより、金型によって冷却が達成される。冷却速度は、 金型寸法(例、厚み)を変えて金型の熱容量を変化させることにより変化させることが できる。また金型材質を異種金属(例えば銅など)に変えることでも、冷却速度を変化 させることができる。金型の寸法や材質を変えられない場合、水冷型の金型を用いて 冷却水量を変えることによつても、冷却速度を変えることができる。また、予め溝を数 ケ所切った金型を用い、プレス成形中にその溝に水を通すことによって冷却速度を 変えたり、プレス成形途中でプレス成形機を上げ、その間に金型内に水を流すことに よって冷却速度を変えることもできる。さらには、金型クリアランスを変え、鋼板との接 触面積を変化させることでも冷却速度を変えることもできる。
[0044] Ms点前後で冷却速度を変える手段としては、例えば、次の手段が考えられる。 .
(1) Ms点到達直後に、熱容量の異なる金型又は室温状態の金型に移動させて、冷 却速度を変える;
(2)水冷金型の場合、 Ms点到達直後に金型の冷却水量を変化させて冷却速度を 変える;
(3) Ms点到達直後に、金型と成形品との間に水を流し、その水量を変化させること で、冷却速度を変える。
[0045] 本発明における熱間プレス成形法における成形の形態は、特に制限されないが、 例示すれば、曲げ加工、絞り成形、張出し成形、穴拡げ成形、フランジ成形がある。 プレス成形法は、目的とする鋼板部材の種類によって適宜選択することができる。熱 間プレス成形された鋼板部材の代表例として、自動車用捕強部品であるドアガード バーやバンパーレインフォースメントなどを挙げることができる。本発明の鋼板部材の 製造方法は、成形と同時又は直後に鋼板を冷却する手段を備えていれば、プレス成 形以外の成形法、例えばロール成形に適用することもできる。
[0046] 本発明に係る鋼板部材は良好な靱性も保持してレ、る。実用に耐えうる靱性のレべ ルとして、一 120°Cでのシャルピー衝撃値が 30 Jん m2以上であることが望ましい。 熱間プレス成形された鋼板部材は、スケール除去の目的でショットブラストにより処 理されるのが普通である。このショットブラスト処理には、表面に圧縮応力を導入する 効果があるため、遅れ破壊が抑制され、かつ疲労強度が向上する、という利点がある 5
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[0047] 熱間プレス成形では、鋼板はオーステナイト温度域に加熱されてオーステナイト変 態を受ける。従って、プレス成形温度が低い予成形プレスタエンチ法は別にして、加 熱前の室温での鋼板の機械的特性は重要ではなレ、ので、鋼板の種類や加熱前の 微細組織については特に規定しない。つまり、熱間プレス成形用鋼板は、熱延鋼板 、冷延鋼板(フルハード材、焼鈍材)、めっき鋼板のいずれを使用してもよい。また、 その製造方法も特に限定されなレヽ。めっき鋼板としては、アルミニウム系めつき鋼板 ( 例、溶融アルミニウムめっき鋼板、溶融 55%A1— Zn合金めつき鋼板)、亜鉛系めつき 鋼板(例、電気若しくは溶融亜鉛めつき鋼板、溶融 5%A1- Znめっき鋼板、合金化溶 融亜鈴めつき鋼板、電気 Ni— Zn合金めつき鋼板)等が挙げられる。
[0048] —方、予め室温またはオーステナイト域より低温でプレス成形を行う予成形プレスク ェンチ法のような熱間プレス成形方法では、熱間プレス成形に供する鋼板はできる だけ軟質であることが望ましい。例えば、熱間圧延鋼板や連続焼鈍を施した冷間圧 延鋼板については引張強さが 780 MPa以下、冷間圧延ままの鋼板については引張 強さが 780〜 1180 MPa、箱焼鈍を施した冷間圧延鋼板については引張強さが 590 M Pa以下であることが望ましレ、。このような軟質な鋼板を得るための好適な製造方法に ついて次に述べる。
[0049] 熱間圧延
上述した化学組成を有する鋼塊又は鋼片を、 1050〜1300°Cの温度としたのちに熱 間圧延を施して鋼帯にする。熱間圧延は 800〜950°Cの温度で完了し、得られた鋼帯 を 500〜700°Cの温度で卷取る。
[0050] 鋼塊又は鋼片を 1050〜1300°Cとするのは、加工性を劣化させる非金属介在物を十 分に固溶させるためである。このような効果は、上述組成の鋼板に対して、 1050°C以 上とすることで認められる。 1300°C以上としても、効果が飽和するだけでなぐスケー ルロスが増加する。この温度は、より望ましくは 1050〜1250°C、さらに望ましくは 1050 〜1200°Cである。
[0051] 熱間圧延に供する鋼塊又は鋼片の温度を 1050〜1300°Cとする手法は、 1050°C未 満となった鋼塊又は鋼片を加熱して 1050〜1300°Cとする場合のみならず、連続铸造 5
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後の鋼塊又は分塊圧延後の鋼片を 1050°C未満に低下させることなく熱間圧延に供 する場合をも含む。
[0052] 熱間圧延完了温度は、 Ar点より低くならなレ、ようにする。 Ar点より低い温度で圧延 を施すと、加工フェライトが残存し、延性が大幅に劣化する。上述した化学組成の鋼 板では、熱間圧延完了温度が 800°C以上であれば、これらの問題は生じない。一方、 熱間圧延完了温度が 950°Cより高くなると、スケール嚙み込み等の表面欠陥を生じる 場合がある。したがって、熱間圧延完了温度を 800〜950°Cとする。
[0053] 卷取り温度は、低すぎると、パーライト、ベイナイト、マルテンサイトといった低温変態 組織が多く生成し、フェライト組織が減少するため、鋼板強度が高くなりすぎる。その ため、巻取り温度の下限を 500°Cとする。一方、卷取り温度が高すぎると、酸化スケー ルが厚くなり、脱スケール処理が困難となるため、卷取り温度の上限を 700°Cとする。 卷取り温度はより望ましくは 550〜650°Cである。
[0054] こうして製造された熱間圧延鋼帯は、予成形プレスタエンチ法における、典型的に は室温でのプレス成形にぉレ、て良好な成形性を熱間圧延ままで得るには、体積率で 50%以上のフェライトを含有する組織とし、引張強さが 780 MPa以下であることが好ま しい。組織の残部は、パーライト、ベイナイト、マルテンサイト、及び残留オーステナイ トの 1種又は 2種以上を含むことができる。フェライトは、セメンタイトといった Fe系炭化 物や Ti系、 Nb系、 Mo系、 Cr系、 V系、 Mn系炭化物を含んでいてもよレ、。成形性の観 点からは鋼帯の強度は低強度のほうが望ましいが、コスト面や強度調整のし易さとい つた点より、強度は 590 MPa以上であるのが望ましぐさらに望ましくは 690 MPa以上 である。
[0055] 熱間圧延後に卷取られて放冷された鋼帯には、普通には、アンコイルしてから、酸 洗、ショットブラスト、研削等の 1種又は 2種以上により、表面に生成したスケールの除 去 (脱スケジュール)処理を行う。
[0056] 冷間圧延
上記のように熱間圧延された鋼帯に、冷間圧延を施して冷間圧延ままの鋼帯として プレス成形に使用する場合には、予成形プレスタエンチ法による熱間プレス成形に ぉレヽて良好な成形性を得るには、体積率で 50%以上のフェライトを含有する組織とし 、引張強さが 1180 MPa以下であることが好ましい。冷延鋼帯の強度は、成形性の観 点からは低いほうが望ましいが、コスト面や強度調整のしゃすさといつた点より、 780 MPa以上であることが好ましい。冷延鋼帯の引張強さはより望ましくは 780〜1100 MP a、さらに望ましくは 780〜1050 MPaの範囲である。冷間圧延時の圧下率は 30〜80% とするのが望ましぐより望ましくは 40〜 70 %である。
[0057] 焼鈍方法
上記のように冷間圧延された鋼帯の焼鈍は、アンコイル状態で行う連続焼鈍とコィ ル状に卷取って行う箱焼鈍の!/、ずれでもよレ、。
[0058] 冷延鋼帯を連続焼鈍する場合には、 (Ac点 + 10°C)以上、 Ac点以下に加熱し、そ
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の温度域で 10秒間以上保時したのち、 1〜100°CZ秒の平均冷却速度で 300〜500 °Cの温度域まで冷却し、さらに 300〜500°Cの温度域に 30秒間から 10分間以上保持 し、その後に 1〜50°C/秒の平均冷却速度で室温まで冷却することにより焼鈍を行う
[0059] この時の加熱温度が(Ac点 + 10°C)より低レ、と、再結晶が十分に進行せず、鋼帯
1
の強度が高くなりやすい。一方、加熱温度が Ac点より高いと、オーステナイト単相化
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に起因して、冷却中に低温変態相が生成しやすぐやはり鋼帯の強度が高くなりや すい。加熱後の保持時間が 10秒間より短くなると、置換型元素である Mn等の偏析が 残り、焼鈍後の微細組織が不均一となる。長時間加熱はいたずらにコスト増を招くた め、加熱後の保持時間は 300秒間以下とするのが望ましい。焼鈍雰囲気は非酸化性 雰囲気 (例えば、 98体積 %N +2体積 %H )とすることが好ましい。
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[0060] 焼鈍時の平均冷却速度が速すぎると、低温変態相が多く生成して、フェライトが減 少し、鋼帯強度が高くなる。一方、平均冷却速度が遅すぎると、生産効率が落ちる。 望ましい平均冷却速度は 1〜20°C/秒であり、 1〜10°CZ秒がさらに望ましい。
[0061] 冷却停止温度域を 300〜500°Cとしたのは、低温変態相の生成をできるだけ抑制す るためである。冷却停止温度域は望ましくは 350〜500°C、さらに望ましくは 400〜450 °Cである。冷却停止温度域で 30秒間〜 10分間保持するのは、未変態オーステナイト のフェライト変態を促進するためである。この保持時間は望ましくは 30秒間〜 5分間、 さらに望ましくは 30秒間〜 3分間である。この後、鋼帯を 1〜50°CZ秒の平均冷却速 度で室温まで冷却する。この時の平均冷却速度が 50°C/秒より速いと、低温変態相 が多く生成し、鋼帯強度が高くなる。一方、平均冷却速度力 °c/秒より遅いと、生産 効率が低下する。望ましい平均冷却速度は 1〜10°C/秒である。
[0062] 冷延鋼帯を巻取って力 箱焼鈍する場合には、 (Ac点一 100°C)以上、(Ac点 + 30 °C)以下の温度域に 1〜24時間保持したのち、 1〜100°CZ時の平均冷却速度で室 温まで冷却することにより焼鈍を行う。保持温度が(Ac点一 100°C)より低いと、鋼帯
1
の引張強さが十分に低下しない。一方、保持温度が(Ac点 + 30°C)より高いと、セメ ンタイトの再固溶一逆変態が進行し過ぎ、その後の冷却過程で低温変態相が生成し 、鋼帯の引張強さが高くなりすぎる。保持時間が 1時間未満では鋼帯の強度低下が 十分ではなぐ保持時間が 24時間を超えても効果は飽和し、いたずらにエネルギー の浪費を招く。焼鈍後の冷却過程でほ、冷却速度が速いと低温変態相が生成するた め、できるだけ遅いほうが好ましい。しかし、遅すぎると処理効率の低下を招くので、 冷却速度は 1〜100°CZ時とし、望ましくは 1〜50°C/時である。
[0063] 箱焼鈍の炉内雰囲気は、窒素ガスの混入が少なく、露点ができるだけ低い、水素を 95容積%以上含むガスであることが好ましレ、。
こうして得られる冷間圧延後に焼鈍が施された冷間圧延鋼帯は、予成形プレスタエ ンチ法による熱間プレス成形にぉレ、て良好な成形性を得るために、体積率で 50%以 上のフェライトを含有する組織とし、鋼帯の引張強さは連続焼鈍の場合で 780 MPa以 下、箱焼鈍の場合は 590 MPa以下であることが好ましい。鋼帯の引張強さは、低いほ うが望ましいが、コスト面や強度調整のしゃすさといつた点より、いずれの焼鈍法の場 合でも 440 MPa以上とするのが望ましい。
[0064] 溶融亜鈴めつき .
溶融亜鉛めつきは、熱延鋼帯、冷延鋼帯、冷間圧延後に焼鈍された鋼帯のいずれ に施すこともできる。溶融亜鉛めつきは、製造コストの観点から連続溶融亜鉛めつきラ インにて行うことが好ましい。通常の連続溶融亜鉛めつきラインは、加熱炉、冷却ゾー ン、溶融亜鉛めつき浴、合金ィヒ炉が連続して配置されている。ここでは、鋼帯の微細 組織に影響を及ぼす、各段階での好適な製造条件にっレ、て述べる。
[0065] 冷間圧延ままの冷間圧延鋼帯に焼鈍を施す場合には焼鈍温度を 700〜900°Cとす ることが好ましい。 700°Cより低い温度では、再結晶化が十分に進行せず、鋼帯の強 度が高くなりやすレ、。一方、 900°Cより高い温度では、オーステナイト単相化に起因し て、冷却中に低温変態相が生成しやすぐやはり鋼帯の強度が高くなりやすい。熱間 圧延鋼帯や焼鈍を施した冷間圧延鋼帯については本来焼鈍を施す必要はない。し かし、連続溶融亜鉛めつきラインの操業性の観点力 加熱温度を著しく低温とするこ とは困難であるので、通常の操業範囲内の加熱を行うことが好ましい。その場合、上 記理由により最高加熱温度を 900°C以下とすることが好ましい。
[0066] 焼鈍温度又は最高加熱温度力 溶融亜鉛めつきを施すために鋼帯を冷却する。こ の冷却時の 500°C以下の温度域までの平均冷却速度は 1〜60°CZ秒とすることが好 ましレ、。冷却が速すぎると、低温変態相が多く生成し、フェライトが減少して鋼帯の強 度が高くなりすぎる。一方、冷却が遅すぎると、生産効率が落ちる。
[0067] 溶融亜鉛めつきは、常法により、溶融した亜鉛又は亜鉛合金 (例、 5%までの A1を含 有する亜鉛合金)を収容しためっき浴に鋼帯を浸漬して引き上げればよレ、。めっき付 着量の制御は引き上げ速度やノズルより吹き出すワイビングガスの流量調整により行 われる。
[0068] 溶融亜鉛めつきが施された鋼帯は、めっき浴から出た後、ガス炉、誘導加熱炉等の 合金化炉に送られて加熱される。この加熱により、めっき層と素地鋼帯との間での金 属拡散による合金化が進行し、めっき層は亜鉛一鉄合金となる。この加熱温度(合金 化温度)は 500°C以上とすることが望ましい。合金化温度が 500°Cより低いと、合金ィ匕 速度が遅いため、ライン速度の低下により生産性を阻害する力 \或いは合金化炉を 長くする等の設備的対応が必要となる。合金化温度が高いほど、合金化速度が速く なる力 合金化温度が Ac点より高くなると、焼鈍温度の上限や最高加熱温度と同じ 理由により、鋼帯が高強度化する。合金化温度の好ましい範囲は 550〜650°Cである
[0069] 以上のように、種々の製造方法で製造された熱間プレス成形用鋼板に、平坦矯正 、表面粗度の調整のために、調質圧延を行ってもよい。熱間プレス成形用鋼板は、 他のめっき鋼板、例えば 55%A1—Zn合金めつき鋼板等のアルミニウム系めつき鋼板 であってもよい。 15
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実施例
[0070] 以下の実施例は本発明を例示するものであり、本発明を制限する意図はない。
表 1に示した化学組成を有する冷延鋼板(板厚: 1.6 mm)を素地鋼板とした。これら の鋼板は、実験室にて溶製したスラブを、熱間圧延及び冷間圧延により製造した鋼 板である。 '
[0071] さらに、めっきシミュレーターを用いて、鋼種 No.1の鋼板には A1めっき(片面あたり のめつき付着量は 120 g/m2)、 No.2の鋼板には溶融亜鉛めつき(片面あたりのめっき 付着量は 60 g/m2)を施した。さらに、 No.2の鋼板には合金化熱処理(めっき皮膜中 の Fe含有量は 15質量%)を行った。めっきシミュレーターにおける焼鈍温度は、 800 °Cであり、 800°Cから Ms点までの平均冷却速度は 5°CZ秒あった。
[0072] これらの鋼板を、 1.6 t X 100 wX 200 L (mm)の寸法に切断し、大気雰囲気の加熱 炉内で、表 2の条件にて加熱して、加熱炉より取り出した直後の鋼板に、平板の鋼製 金型を用いて熱間プレス成形を行った。保持時間とは、炉に装入後に鋼板温度が Ac 点に達した時から、炉力 取り出すまでの時間をいう。鋼板には熱電対を貼付し、冷 却速度測定を行った。
[0073] 得られた熱間プレス成形された鋼板部材については、切断法による旧オーステナイ ト粒径測定、引張試験(JIS5号試験片)に供した。
また、熱間プレス成形された鋼板部材から切り出した厚み 1.6 mmの鋼片を 6枚積層 してネジ止めした後、 Vノッチ試験片を作製し、一120°Cでのシャルピー衝撃試験に 供した。靱性は、一 120°Cでの衝撃値が 30 Jん m2以上となる場合を〇 (合格)、 30 J/cm 2未満である場合を X (不合格)として、衝撃値とともに表示する。
[0074] 各鋼種の Ac点、 Ms点及び上部臨界冷却速度は、次の方法にて測定した。
熱延鋼板から直径 3.0 mm、長さ 10 mmの円柱試験片(図 1)を切り出し、この試験片 を大気中で 900aCまで 10°CZ秒の昇温速度で加熱し、その温度に 5分間保持したの ち、種々の冷却速度で室温まで冷却した。そのときの加熱、冷却中の試験片の熱膨 張変化を測定することにより、 Ac点、 Ms点を測定した。また、得られた試験片のビッ カース硬度測定(荷重 49N、測定数: 3)及び組織観察を行い、それらの結果からその 鋼板の上部臨界冷却速度を見積もった。 [0075] これらの結果は、表 3に示す。
[0076] [表 1]
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DO
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〔»〕 〔〕00783 が ΙΟ μ πι以下と微細であり、引張強さが 1.8 GPa以上で、かつ靱性値も良好である。 一方、比較例である Νο.13〜15では、旧オーステナイト粒径が 10 μ πιを超え、靱性値 が不芳である。比較例のうち、 No.13及び 14は鋼の化学組成が本発明の範囲外であ る例であり、 No.15は鋼の化学組成は本発明の範囲に入る力 熱間プレス成形にお ける Ms点から 150°Cまでの平均冷却速度が本発明の範囲外である例である。
[0080] 熱間プレスされた鋼板部材の鋼の微細組織を透過電子顕微鏡(TEM)で観察した ところ、 No. 1から No. 14までの鋼板部材は自動焼戻しマルテンサイトを含む組織であ ることを確認した。一方、 No.15の鋼板部材は完全マルテンサイト組織であった。熱間 プレス成形された鋼板部材が自動焼戻しマルテンサイトを含む組織を有していても、 旧オーステナイト粒径が 10 μ mを超えると良好な靱性は得られなレ、。
[0081] 発明例である No. 2の熱間プレス成形された鋼板部材の異なる倍率での TEM写真 を図 2に示す。上段が 10,000倍、下段は 40,000倍である。組織の大半はラス状マルテ ンサイトであるが、ラス幅が大きい部分には、そのラス内部に微細な針状セメンタイト が析出していて、自動焼戻しマルテンサイトとなっていることが、特に下段の 40,000倍 の写真から確認できる。例えば、図中矢印で示した箇所が微細セメンタイトである。 ,
[0082] また、鋼種 No.2の合金化溶融亜鉛めつき鋼板に対して、 1.0 t X 80 wX 320 L (mm) のサイズのブランクを用いて、大気雰囲気の加熱炉内で 900°Cに到達した後、この温 度に 1分間保持し、加熱炉より取り出し、直ちにハット型の熱間プレス成形を行った。 図 3は、ハット成形法の模式的説明図である。熱間プレス成形条件は、成形高さが 70 mm、 Rd (ダイス肩部 R)力 ¾ mm、 Rp (パンチ肩部 R)が 8 mm、クリアランスが 1.0 mm、し わ押さえ力は 12.7 kNであった。
[0083] このハット成形品に対して、低温衝擊試験を行った。部材を一 40°Cに冷却した後、 高さ 1000 mmより重さ 2450 N (250 kg£)の錘体を部材に衝突させ、割れの有無を調査 した。その結果、割れ発生がなぐ十分な靱性を有してレ、ることが判明した。

Claims

請求の範囲
質量0 /0で、 C:0.26〜0.45%、Mn+Cr:0.5〜3.0%、Nb:0.02〜1.0%、下記式 (1)を 満たす量の Ti、 Si:0〜0.5%、 Ni:0〜2%、 Cu:0〜l%、 V:0〜1%、 A1:0〜1%、 B:0 〜0.01%、 Mo:0〜1.0%、 Ca:0〜0.005%、並びに残部: Fe及び不純物から本質的 になる化学組成を有するとともに、旧オーステナイト平均粒径が 10 m以下で自動焼 戻しマルテンサイトを含む微細組織を有し、かつ引張強さが 1.8 GPa以上である、熱 間プレス成形された鋼板部材:
3.42N + 0.001≤Ti≤3.42N+0.5 · · · (1)
式中の Ti及び Nは鋼中の該元素の含有量 (質量%)を意味し、 Nは鋼中に不純物と して含まれる。
前記化学組成が、質量0 /0で、 Si: 0.01—0.5%, Ni:0.01〜2%、 Cu:0.01〜l%、 V:0. 0ト 1%、 Al:0.01〜l%、 B:0.001〜0.01%、 Mo:0.0ト 1.0%、及び Ca:0.001〜0.00
5%力 選ばれた 1種又は 2種以上を含有する、請求項 1に記載の熱間プレス成形さ れた鋼板部材。
前記化学組成に不純物として含まれる P、 S及び Nの 1種又は 2種以上の量力 S、質量 %で?: 0.005%以下、 S: 0.005%以下及び N: 0.002%以下を満たす、請求項 1又は 2 に記載の熱間プレス成形された鋼板部材。
質量%で、 C:0.26〜0.45%、 Mn+Cr:0.5〜3.0%、 Nb:0.02〜1.0%、下記式 (1)を 満たす量の Ti、 Si:0〜0.5%、 Ni:0〜2%、 Cu:0〜l%、 V:0〜1%、 A1:0〜1%、 B:0 〜0.01%、 Mo:0〜1.0%、 Ca:0〜0.005%、並びに残部 Fe及ぴ不純物から本質的に なる化学組成を有する、熱間プレス成形により引張強さが 1.8 GPa以上の熱間プレス 成形された鋼板部材を製造することができる熱間プレス成形用鋼板:
3.42N + 0.001≤Ti≤3.42N+0.5 ··· (1)
式中の Ti及び Nは鋼中の該元素の含有量 (質量%)を意味し、 Nは鋼中に不純物と して含まれる。
前記化学組成が、質量0 /0で、 Si:0.01〜0.5%、 M:0.01〜2%、 Cu:0.01〜l%、 V:0. 01〜1%、 Al:0.01〜l%、 Β:0.001〜0·01%、 Mo:0.01〜1.0%、及び Ca:0.001〜0.00
5%から選ばれた 1種又は 2種以上を含有する、請求項 4に記載の熱間プレス成形用 鋼板。
前記化学組成に不純物として含まれる P、 S及び Nの 1種又は 2種以上の量力、質量 %で P:0.005°/o以下、 S : 0.005%以下及び N : 0.002%以下を満たす、請求項 4又は 5 に記載の熱間プレス成形用鋼板。
質量%で、 C : 0.26—0.45%, Mn+Cr:0.5〜3.0%、 Nb : 0.02〜1.0%、下記式 (1)を 満たす量の Ti、 Si: 0〜0.5%、 M: 0〜2%、 Cu: 0〜l%、 V: 0〜1%、 A1:0〜1%、 B : 0 〜0.01%、 Mo:0〜1.0%、 Ca: 0〜0.005%、並びに残部 Fe及び不純物力 本質的に なる化学組成を有する鋼板を、 Ac点以上、 (Ac点 + 100°C)以下の温度域に 5分間以 下の時間保持した後、この鋼板に熱間プレス成形を施し、熱間プレス成形された高 温の鋼板を Ms点までの冷却速度が上部臨界冷却速度以上、かつ Ms点から 150°Cま での平均冷却速度が 10〜500°CZ秒となるように冷却することを含む、熱間プレス成 形された鋼板部材の製造方法:
3.42N+O.001≤Ti≤3.42N+0.5 · · · (1)
式中の Ti及び Nは鋼中の該元素の含有量 (質量%)を意味し、 Nは鋼中に不純物と して含まれる。
質量%で、 C :0.26〜0.45%、 Mn+Cr:0.5〜3.0%、 Nb :0.02〜1.0%、下記式 (1)を 満たす量の Ti、 Si: 0〜0.5%、 M: 0〜2%、 Cu:0〜: L%、 V:0〜1%、 A1: 0〜1%、 B :0 〜0.01%、 Mo:0〜1.0%、 Ca: 0〜0.005%、並びに残部 Fe及び不純物から本質的に なる化学組成を有する鋼板を、 Ac点より低温で金型を用いてプレス成形し、プレス 成形された鋼板を該金型に入れたまま、 Ac点以上、 (Ac点 + 100°C)以下の温度域 に 5分間以下の時間保持し、次レ、で Ms点までの冷却速度が上部臨界冷却速度以上 、かつ Ms点から 150°Cまでの平均冷却速度が 10〜500°CZ秒となるように冷却するこ とを含む、熱間プレス成形された鋼板部材の製造方法:
3.42N + 0.001≤Ti≤3.42N + 0.5 · · · (1)
式中の Ti及び Nは鋼中の該元素の含有量 (質量%)を意味し、 Nは鋼中に不純物と して含まれる。
質量%で、 C :0.26〜0.45%、 Mn+Cr: 0.5〜3.0%、 Nb :0.02〜1.0%、下記式 (1)を 満たす量の Ti、 Si: 0〜0.5%、 Ni:0〜2%、 Cu:0〜l%、 V:0〜1%、 A1:0〜1%、 B :0 〜0.01%、 Mo :0〜1.0%、 Ca: 0〜0.005%、並びに残部 Fe及ぴ不純物から本質的に なる化学組成を有する鋼塊又は鋼片を、 1050〜1300°Cの温度で熱間圧延に供し、 8 00〜950°Cの温度で該熱間圧延を完了し、熱間圧延で得られた鋼帯を 500〜700°C の温度で巻き取ることを含む、熱間プレス成形用鋼板の製造方法:
3.42N+0.001≤Ti≤3.42N+0.5 · · · (1)
式中の Ti及び Nは鋼中の該元素の含有量 (質量%)を意味し、 Nは鋼中に不純物と して含まれる。
[10] 卷き取られた鋼帯をアンコイルし、この鋼帯に脱スケール処理と冷間圧延とを施す ことをさらに含む、請求項 9に記載の方法。
[11] 冷間圧延された鋼帯を、 (Ac点 + 10°C)以上、 Ac点以下の温度域に 10秒間以上保
1 3
持した後、 1〜100°CZ秒の平均冷却速度で 300〜500°Cの温度域まで冷却し、この 鋼帯を次レ、で 300〜500°Cの温度域に 30秒間〜 10分間保持した後、 1〜50°C/秒の 平均冷却速度で室温まで冷却することをさらに含む、請求項 10に記載の方法。
[12] 冷間圧延された鋼帯を、 (Ac点一 100°C)以上、 (Ac点 + 30°C)以下の温度域に 1〜2
1 1
4時間保持した後、 1〜100°C/時の平均冷却速度で室温まで冷却することをさらに 含む、請求項 10に記載の方法。
[13] 巻き取られた鋼帯をアンコイルし、この鋼帯に脱スケール処理と溶融亜鉛めつきとを 施し、次いでこの鋼帯に 500°C以上、 Ac点以下の温度域で合金化熱処理を施すこと をさらに含む、請求項 9に記載の方法。
[14] 冷間圧延された鋼帯を、 700〜900°Cの温度域で焼鈍を施したのちに 1〜60°C/秒 の平均冷却速度で 500°C以下の温度域まで冷却し、この鋼帯に溶融亜鉛めつきと、 その後に 500°C以上、 Ac点以下の温度域で合金化熱処理とを施すことをさらに含む
1
、請求項 10に記載の方法。
[15] 室温まで冷却された鋼帯に溶融亜鉛めつきと、その後に 500°C以上、 Ac点以下の 温度域で合金化熱処理とを施すことを含む、請求項 12に記載の方法。
[16] 前記化学組成が、質量%で、 Si:0.01〜0.5%、 Ni:0.01〜2%、 Cu:0.01〜l%、 V: 0.
01〜1%、 Al: 0.01〜l%、 Β :0.001〜0.01ο/ο、 Mo : 0.01〜1.0%、及び Ca:0.001〜0.00
5%力 選ばれた 1種又は 2種以上を含有する、請求項 7〜 15のいずれかに記載の方 法。
前記化学組成に不純物として含まれる P、 S及び Nの 1種又は 2種以上の量力 S、質量 。/0で P:0.005%以下、 S:0.005%以下及び N:0.002%以下を満たす、請求項?〜 16の いずれかに記載の方法。
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