WO2023181642A1 - 高強度鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a high-strength steel plate that is excellent in tensile strength, bendability, flatness in the width direction, and resistance to work embrittlement, and a method for manufacturing the same.
- the high-strength steel sheet of the present invention can be suitably used as a structural member for automobile parts and the like.
- High-strength steel sheets used in automobiles are required to have excellent bendability.
- a part such as a bumper that has a portion bent by roll forming
- high-strength steel sheets used in automobiles are required to have excellent resistance to mechanical embrittlement from the viewpoint of component performance.
- frame parts such as automobile bumpers
- high-strength steel plates that have excellent resistance to mechanical embrittlement and do not become embrittled during press forming.
- Patent Document 1 describes that warpage of a steel plate adversely affects operational troubles in a forming line and dimensional accuracy of products.
- the present inventors found that the dimensional accuracy of a product is affected not only by the warpage of the steel plate but also by the flatness in the width direction of the plate, which is evaluated using steepness.
- the steepness in the width direction is preferably 0.02 or less.
- Patent Document 2 provides a high-strength steel plate having a tensile strength of 1100 MPa or more and excellent YR, surface texture, and weldability, and a method for manufacturing the same.
- the technique described in Patent Document 2 does not take into account flatness in the width direction of the plate and resistance to work embrittlement.
- Patent Document 3 provides a hot-dip galvanized steel sheet with excellent press formability and low-temperature toughness and a tensile strength of 980 MPa or more, and a method for manufacturing the same.
- the technique described in Patent Document 3 can improve the embrittlement of the steel plate due to a temperature drop, it does not take into account the embrittlement of the steel plate due to processing. Flexibility and flatness in the width direction of the plate are not considered either.
- Patent Document 4 provides a high-strength steel plate having a tensile strength of 1320 MPa or more and excellent workability and bendability, and a method for manufacturing the same. However, the technique described in Patent Document 4 does not take into consideration flatness in the width direction of the plate and resistance to work embrittlement.
- the present invention was developed in view of the above circumstances, and aims to provide a high-strength steel plate having a TS of 1180 MPa or more and excellent bendability, flatness in the width direction, and resistance to work embrittlement, and a method for manufacturing the same. purpose.
- a TS of 1180 MPa or more can be achieved by setting the amount of martensite to 80% or more in terms of area fraction and the total amount of ferrite and bainitic ferrite to 10% or less in terms of area fraction.
- Excellent bendability can be achieved by setting the amount of retained austenite to 3% or more in volume fraction.
- the amount of retained austenite is 15% or less in terms of volume fraction
- the average value of the occupancy of the packet with the maximum occupancy in the prior austenite grains is 70% or less in terms of area fraction
- the average grain size of prior austenite is By setting the thickness to 20 ⁇ m or less, excellent resistance to work embrittlement can be achieved.
- the present invention has been made based on the above findings. That is, the gist of the present invention is as follows. [1] In mass%, C: 0.030% or more and 0.500% or less, Si: 0.50% or more and 2.50% or less, Mn: 1.50% or more and 5.00% or less, P: 0. Contains 100% or less, S: 0.0200% or less, Al: 1.000% or less, N: 0.0100% or less, and O: 0.0100% or less, with the remainder consisting of Fe and inevitable impurities.
- the amount of martensite is 80% or more in area fraction
- the amount of retained austenite is 3% or more and 15% or less in volume fraction
- the amount of ferrite and bainitic ferrite is The total area fraction is 10% or less
- the average prior austenite grain size is 20 ⁇ m or less
- the average value of the occupancy of the packets having the maximum occupancy in the prior austenite grains is 70% or less in area fraction.
- the component composition further includes, in mass %, Ti: 0.200% or less, Nb: 0.200% or less, V: 0.200% or less, Ta: 0.10% or less, W: 0.
- the above processing is carried out 15 times or less, and the average cooling rate in the temperature range of 700 ° C to 600 ° C is 20 ° C / s or more, Cool at an average cooling rate of 20°C/s or more in the temperature range of 499°C to Ms, and bend and unbend a total of 1 to 15 times in the temperature range of 499°C to Ms using a roll with a radius of 800 mm or less.
- the steel plate is processed and cooled at an average cooling rate of 150°C/s or less in the temperature range from Ms to cooling stop temperature Ta, and the tension applied to the steel plate in the temperature range from Ms to cooling stop temperature Ta is 5 MPa or more and 100 MPa.
- the cooling stop temperature Ta is 100°C or more (Ms - 80°C) or less
- Ms is the martensitic transformation start temperature (°C) defined by formula (1)
- the tempering temperature is Ta A method for producing a high-strength steel sheet, comprising tempering at a temperature of at least 450° C. and a holding time at the tempering temperature of at least 10 seconds and at most 1,000 seconds.
- Ms 519-474 ⁇ [%C]-30.4 ⁇ [%Mn]-12.1 ⁇ [%Cr]-7.5 ⁇ [%Mo]-17.7 ⁇ [%Ni]...
- [%C], [%Mn], [%Cr], [%Mo], and [%Ni] represent the respective contents (mass%) of C, Mn, Cr, Mo, and Ni, and do not include In that case, it is set to 0.
- [5] The method for producing a high-strength steel plate according to [4], which comprises performing a plating treatment.
- a high-strength steel plate having a TS of 1180 MPa or more and excellent bendability, flatness in the width direction, and resistance to work embrittlement can be obtained. Furthermore, by applying the high-strength steel plate of the present invention to, for example, automobile structural members, it is possible to improve fuel efficiency by reducing the weight of the vehicle body. Therefore, the industrial value is extremely large.
- FIG. 1 is a diagram showing the structure of a packet having the maximum occupancy in prior austenite grains and a method for calculating the occupancy of the packet according to the present invention.
- FIG. 2 is a diagram illustrating the concept of the steepness ⁇ in the width direction of a steel plate and the calculation method thereof according to the present invention.
- C is one of the important basic components of steel, and particularly in the present invention, it is an important element that affects the total amount of martensite, ferrite, and bainitic ferrite.
- the C content is less than 0.030%, the amount of martensite decreases and the total amount of ferrite and bainitic ferrite increases, making it difficult to achieve a TS of 1180 MPa or more.
- the C content exceeds 0.500%, martensite becomes brittle and the work embrittlement resistance deteriorates. Therefore, the content of C is 0.030% or more and 0.500% or less.
- the lower limit of the C content is preferably 0.050% or more.
- the upper limit of the C content is preferably 0.400% or less.
- the lower limit of the C content is more preferably 0.100% or more.
- the upper limit of the C content is more preferably 0.350% or less.
- Si 0.50% or more and 2.50% or less
- Si is one of the important basic components of steel and is an important element that affects TS and the amount of retained austenite. If the Si content is less than 0.50%, the strength of martensite decreases, making it difficult to achieve a TS of 1180 MPa or more. On the other hand, when the Si content exceeds 2.50%, retained austenite increases excessively and the work embrittlement resistance deteriorates. Therefore, the Si content is set to 0.50% or more and 2.50% or less.
- the lower limit of the Si content is preferably 0.55% or more.
- the upper limit of the Si content is preferably 2.00% or less.
- the lower limit of the Si content is more preferably 0.60% or more.
- the upper limit of the Si content is more preferably 1.80% or less.
- Mn is one of the important basic components of steel, and is an important element that affects the total amount of martensite, ferrite, and bainitic ferrite.
- Mn content is set to 1.50% or more and 5.00% or less.
- the lower limit of the Mn content is preferably 2.00% or more.
- the upper limit of the Mn content is preferably 4.50% or less.
- the lower limit of the Mn content is more preferably 2.20% or more.
- the upper limit of the Mn content is more preferably 4.00% or less.
- the content of P needs to be 0.100% or less.
- the lower limit of the P content is not particularly defined, it is preferably 0.001% or more since P is a solid solution strengthening element and can increase the strength of the steel sheet. Therefore, the content of P is 0.100% or less.
- the lower limit of the P content is preferably 0.001% or more.
- the upper limit of the P content is preferably 0.070% or less.
- the lower limit of the S content is not particularly specified, it is preferably 0.0001% or more due to production technology constraints. Therefore, the S content is set to 0.0200% or less.
- the lower limit of the S content is preferably 0.0001% or more.
- the upper limit of the S content is preferably 0.0050% or less.
- Al 1.000% or less
- Al exists as an oxide and reduces the ultimate deformability of the steel sheet, thereby reducing the work embrittlement resistance. Therefore, the Al content needs to be 1.000% or less.
- the lower limit of the Al content is not particularly defined, the Al content is preferably 0.001% or more because it suppresses the formation of carbides during continuous annealing and promotes the formation of retained austenite. Therefore, the Al content is set to 1.000% or less.
- the lower limit of the Al content is preferably 0.001% or more.
- the upper limit of the Al content is preferably 0.500% or less.
- N 0.0100% or less
- N exists as a nitride and reduces the ultimate deformability of the steel sheet, thereby reducing the work embrittlement resistance. Therefore, the N content needs to be 0.0100% or less.
- the lower limit of the N content is not particularly specified, it is preferable that the N content is 0.0001% or more due to constraints on production technology. Therefore, the N content is set to 0.0100% or less.
- the lower limit of the N content is preferably 0.0001% or more.
- the upper limit of the N content is preferably 0.0050% or less.
- O exists as an oxide and reduces the ultimate deformability of the steel sheet, thereby reducing the work embrittlement resistance. Therefore, the content of O needs to be 0.0100% or less.
- the lower limit of the O content is not particularly defined, it is preferable that the O content is 0.0001% or more due to production technology constraints. Therefore, the O content is set to 0.0100% or less.
- the lower limit of the O content is preferably 0.0001% or more.
- the upper limit of the O content is preferably 0.0050% or less.
- a high-strength steel plate according to an embodiment of the present invention has a composition containing the above-mentioned components, with the remainder containing Fe and inevitable impurities.
- unavoidable impurities include Zn, Pb, As, Ge, Sr, and Cs. A total content of these impurities of 0.100% or less is allowed.
- the high-strength steel plate of the present invention further includes, in mass%, Ti: 0.200% or less, Nb: 0.200% or less, V: 0.200% or less, Ta: 0.10% or less, W: 0.10% or less, B: 0.0100% or less, Cr: 1.00% or less, Mo: 1.00% or less, Ni: 1.00% or less, Co: 0.010% or less, Cu: 1.00% or less, Sn: 0.200% or less, Sb: 0.
- At least one element selected from the following and Bi: 0.200% or less may be contained alone or in combination.
- the contents of Ti, Nb, and V are each 0.200% or less.
- the lower limits of the content of Ti, Nb, and V are not particularly specified, but the strength of the steel sheet can be increased by forming fine carbides, nitrides, or carbonitrides during hot rolling or continuous annealing. Therefore, it is more preferable that the contents of Ti, Nb, and V are each 0.001% or more. Therefore, when Ti, Nb, and V are contained, their contents are each 0.200% or less.
- the lower limit in the case of containing Ti, Nb and V is more preferably 0.001% or more.
- the upper limit is more preferably 0.100% or less.
- the contents of Ta and W are each 0.10% or less. Note that there is no particular lower limit to the content of Ta and W, but the strength of the steel sheet is increased by forming fine carbides, nitrides, or carbonitrides during hot rolling or continuous annealing. It is more preferable that the contents of Ta and W are each 0.01% or more. Therefore, when Ta and W are contained, their contents are each 0.10% or less.
- the lower limit in the case of containing Ta and W is more preferably 0.01% or more.
- the upper limit when Ta and W are contained is more preferably 0.08% or less.
- the content of B is preferably 0.0100% or less.
- the lower limit of the B content is not particularly specified, but since it is an element that segregates at austenite grain boundaries during annealing and improves hardenability, it is preferable that the B content is 0.0003% or more. preferable. Therefore, when B is contained, its content should be 0.0100% or less.
- the lower limit in the case of containing B is more preferably 0.0003% or more.
- the upper limit when B is contained is more preferably 0.0080% or less.
- each of Cr, Mo, and Ni is 1.00% or less, coarse precipitates and inclusions do not increase and the ultimate deformability of the steel sheet does not decrease, so the work embrittlement resistance does not deteriorate. Therefore, it is preferable that the contents of Cr, Mo, and Ni are each 1.00% or less.
- the lower limit of the content of Cr, Mo, and Ni is not particularly specified, but since they are elements that improve hardenability, it is more preferable that the content of Cr, Mo, and Ni is each 0.01% or more. . Therefore, when Cr, Mo, and Ni are contained, their contents are each 1.00% or less.
- the lower limit in the case of containing Cr, Mo and Ni is more preferably 0.01% or more.
- the upper limit when Cr, Mo and Ni are contained is more preferably 0.80% or less.
- the Co content is preferably 0.010% or less.
- the lower limit of the Co content is not particularly specified, since it is an element that improves hardenability, the Co content is more preferably 0.001% or more. Therefore, when Co is contained, the content should be 0.010% or less.
- the lower limit in the case of containing Co is more preferably 0.001% or more.
- the upper limit when Co is contained is more preferably 0.008% or less.
- the Cu content is preferably 1.00% or less.
- the lower limit of the Cu content is not particularly specified, since it is an element that improves hardenability, the Cu content is preferably 0.01% or more. Therefore, if Cu is contained, the content should be 1.00% or less.
- the lower limit in the case of containing Cu is more preferably 0.01% or more.
- the upper limit when Cu is contained is more preferably 0.80% or less.
- the content of Sn is preferably 0.200% or less.
- the lower limit of the Sn content is not particularly specified, but since Sn is an element that improves hardenability (generally an element that improves corrosion resistance), the Sn content should be 0.001% or more. It is more preferable. Therefore, if Sn is contained, the content should be 0.200% or less.
- the lower limit in the case of containing Sn is more preferably 0.001% or more.
- the upper limit when Sn is contained is more preferably 0.100% or less.
- the content of Sb is preferably 0.200% or less.
- the lower limit of the Sb content is not particularly defined, it is more preferable that the Sb content is 0.001% or more since it is an element that controls the softening thickness of the surface layer and enables strength adjustment. Therefore, if Sb is contained, the content should be 0.200% or less.
- the lower limit in the case of containing Sb is more preferably 0.001% or more.
- the upper limit when Sb is contained is more preferably 0.100% or less.
- the content of Ca, Mg and REM is preferably 0.0100% or less.
- the lower limits of the contents of Ca, Mg, and REM are not particularly stipulated, but since they are elements that spheroidize the shape of nitrides and sulfides and improve the ultimate deformability of steel sheets, the contents of Ca, Mg, and REM are More preferably, each amount is 0.0005% or more. Therefore, when Ca, Mg and REM are contained, their contents are each 0.0100% or less.
- the lower limit in the case of containing Ca, Mg and REM is more preferably 0.0005% or more.
- the upper limit when Ca, Mg and REM are contained is more preferably 0.0050% or less.
- the contents of Zr and Te are preferably 0.100% or less.
- the lower limits of the contents of Zr and Te are not particularly specified, but since they are elements that spheroidize the shape of nitrides and sulfides and improve the ultimate deformability of the steel sheet, the contents of Zr and Te are respectively 0. More preferably, the content is .001% or more. Therefore, when Zr and Te are contained, their contents are each 0.100% or less.
- the lower limit in the case of containing Zr and Te is more preferably 0.001% or more.
- the upper limit when Zr and Te are contained is more preferably 0.080% or less.
- the Hf content is preferably 0.10% or less.
- the Hf content should be 0.01% or more. It is more preferable to do so. Therefore, if Hf is contained, the content should be 0.10% or less.
- the lower limit in the case of containing Hf is more preferably 0.01% or more.
- the upper limit when containing Hf is more preferably 0.08% or less.
- the Bi content is preferably 0.200% or less.
- the lower limit of the Bi content is not particularly defined, since it is an element that reduces segregation, the Bi content is more preferably 0.001% or more. Therefore, when Bi is contained, the content should be 0.200% or less.
- the lower limit in the case of containing Bi is more preferably 0.001% or more.
- the upper limit in the case of containing Bi is more preferably 0.100% or less.
- each content of Ti, Nb, V, Ta, W, B, Cr, Mo, Ni, Co, Cu, Sn, Sb, Ca, Mg, REM, Zr, Te, Hf and Bi is preferable. If it is less than the lower limit, the effect of the present invention will not be impaired, and therefore it is included as an unavoidable impurity.
- the area fraction of martensite is 80% or more.
- the area fraction of martensite is 80% or more.
- it is 82% or more. More preferably, it is 84% or more.
- the amount of retained austenite is set to 3% or more and 15% or less.
- the lower limit of the amount of retained austenite is preferably 5% or more.
- the upper limit of the amount of retained austenite is preferably 14% or less.
- the lower limit of the amount of retained austenite is more preferably 7% or more.
- the upper limit of the amount of retained austenite is more preferably 13% or less.
- the method for measuring retained austenite is as follows. Retained austenite was determined by polishing the steel plate from 1/4 part of the plate thickness to a surface of 0.1 mm, and then chemically polishing the surface to a further 0.1 mm using an X-ray diffractometer using CoK ⁇ rays. ⁇ , ⁇ 220 ⁇ , ⁇ 311 ⁇ planes and the diffraction peaks of ⁇ 200 ⁇ , ⁇ 211 ⁇ , ⁇ 220 ⁇ planes of BCC iron were measured, and the nine integrated intensity ratios obtained were averaged. Convert and seek.
- the total amount of ferrite and bainitic ferrite is 10% or less in terms of area fraction] This is an extremely important feature of the invention. If the total amount of ferrite and bainitic ferrite exceeds 10%, it becomes difficult to achieve a TS of 1180 MPa or more. Therefore, the total amount of ferrite and bainitic ferrite is 10% or less. Preferably it is 8% or less. More preferably, it is 5% or less. Note that the lower limit of the total amount of ferrite and bainitic ferrite is not particularly limited. It may be 0%.
- the method for measuring the total amount of ferrite and bainitic ferrite is as follows. After polishing the L cross section of the steel plate, 3vol. % nital, and 1/4 part of the plate thickness (a position corresponding to 1/4 of the plate thickness in the depth direction from the steel plate surface) is observed in 10 fields at a magnification of 2000 times using an SEM.
- ferrite and bainitic ferrite have concave portions and a flat structure inside, and have no carbide inside. From the average value of those values, the total amount of ferrite and bainitic ferrite can be determined.
- the method for measuring the amount of martensite is as follows.
- the amount of martensite can be determined by measuring the amount of retained austenite, the amount of ferrite, and the amount of bainitic ferrite based on the method described above, and subtracting the total from 100%. Therefore, the amount of martensite in the present invention is an amount that includes both quenched martensite and tempered martensite.
- the volume ratio of the retained austenite amount is approximately the area ratio, it is subtracted from 100% together with the ferrite amount and the bainitic ferrite amount expressed by the area ratio.
- Prior austenite average grain size is 20 ⁇ m or less
- the lower limit of the prior austenite average grain size is not particularly defined, it is preferably 2 ⁇ m or more due to production technology constraints. Therefore, the average crystal grain size of prior austenite is set to 20 ⁇ m or less. Preferably it is 2 ⁇ m or more. Preferably it is 15 ⁇ m or less. More preferably, the thickness is 3 ⁇ m or more. More preferably, the thickness is 10 ⁇ m or less.
- the method for measuring the average grain size of prior austenite is as follows. After polishing the L cross section of the steel plate, etching it with a mixed solution of picric acid and ferric chloride to expose the prior austenite grain boundaries, 3 to 10 fields of view are photographed using an optical microscope at a magnification of 400x. A total of 20 straight lines (10 vertically x 10 horizontally) are drawn at equal intervals on the obtained image data and determined by a cutting method.
- the average value of the occupancy of the packets with the maximum occupancy in the prior austenite grains is 70% or less in terms of area fraction] This is an extremely important feature of the invention.
- the occupancy of the packets having the maximum occupancy within the prior austenite grains influences the flatness in the width direction and the resistance to work embrittlement.
- the packet with the maximum occupancy rate in the prior austenite grains means that, as shown in Figure 1, there are up to four regions in the prior austenite grains, called packets, that have the same crystal habit plane during transformation. indicates the packet with the largest occupancy rate.
- the occupancy of one packet within the prior austenite grains is determined by dividing the area of the specified packet by the entire area within the prior austenite grains.
- the present inventors found that by reducing the occupancy of the packets with the maximum occupancy within the prior austenite grains, the strain between the packets was alleviated and the flatness in the sheet width direction was improved. I discovered that. They also found that by reducing the occupancy of packets, which have the highest occupancy within prior austenite grains, the structure becomes finer and crack propagation can be suppressed, thereby improving the work embrittlement resistance of the steel sheet. . Therefore, the average value of the occupancy of the packets having the maximum occupancy in the prior austenite grains is set to be 70% or less. Preferably it is 60% or less. Note that the lower limit of the average value of the occupancy of packets having the maximum occupancy in prior austenite grains is not particularly limited.
- the occupancy rate of the packet having the maximum occupancy rate in the prior austenite grains is 25%. Therefore, although the lower limit of the average value of the occupancy of packets having the maximum occupancy in prior austenite grains is preferably 25% or more, it is not necessary to be limited to this.
- the method for measuring the average value of the occupancy of the packets having the maximum occupancy in the prior austenite grains is as follows. First, a test piece for microstructural observation is taken from a cold-rolled steel sheet. Next, the sampled test piece is polished by colloidal silica vibration polishing so that the cross section in the rolling direction (L cross section) becomes the observation surface. The observation surface shall be a mirror surface. Next, electron beam backscatter diffraction (EBSD) measurement is performed on a 1/4 part of the plate thickness (a position corresponding to 1/4 of the plate thickness in the depth direction from the steel plate surface) to obtain local crystal orientation data.
- EBSD electron beam backscatter diffraction
- the SEM magnification is 1000 times, the step size is 0.2 ⁇ m, the measurement area is 80 ⁇ m square, and the WD is 15 mm.
- the obtained local orientation data is analyzed using OIM Analysis 7 (OIM), and a color-coded diagram (CP map) for each Close-packed Plane group (CP group) is created using the method described in Non-Patent Document 1.
- packets are defined as areas to which the same CP group belongs. The area of the packet with the largest occupancy is determined from the obtained CP map and divided by the total area within the prior austenite grains, thereby obtaining the occupancy of the packet with the maximum occupancy within the prior austenite grains. This analysis is performed on ten or more adjacent prior austenite grains, and the average value is taken as the average value of the occupancy of the packets having the maximum occupancy within the prior austenite grain.
- the method of melting the steel material is not particularly limited, and any known melting method such as a converter or an electric furnace is suitable.
- the steel slab (slab) is preferably manufactured by a continuous casting method in order to prevent macro segregation.
- the slab heating temperature, slab soaking time and coiling temperature in hot rolling are not particularly limited.
- Methods for hot rolling steel slabs include rolling the slab after heating, directly rolling the slab after continuous casting without heating it, and rolling after subjecting the slab after continuous casting to a short heat treatment. Examples include.
- the slab heating temperature, slab soaking time, finish rolling temperature, and coiling temperature in hot rolling are not particularly limited, the lower limit of the slab heating temperature is preferably 1100° C. or higher.
- the upper limit of the slab heating temperature is preferably 1300°C or less.
- the lower limit of the slab soaking time is preferably 30 min or more.
- the upper limit of the slab soaking time is preferably 250 min or less.
- the lower limit of the finish rolling temperature is preferably equal to or higher than the Ar 3 transformation point.
- the lower limit of the winding temperature is preferably 350°C or higher.
- the upper limit of the winding temperature is preferably 650° C. or less.
- the hot-rolled steel sheet produced in this way is pickled. Since pickling can remove oxides on the surface of the steel sheet, it is important for ensuring good chemical conversion treatability and plating quality in the final high-strength steel sheet. Further, the pickling may be carried out once or may be carried out in multiple steps. Moreover, cold rolling may be performed on the pickled plate after hot rolling, or cold rolling may be performed after heat treatment.
- the rolling reduction in cold rolling and the plate thickness after rolling are not particularly limited, but the lower limit of the rolling reduction is preferably 30% or more. Further, the upper limit of the rolling reduction ratio is preferably 80% or less. Note that the effects of the present invention can be obtained without any particular limitations on the number of rolling passes and the rolling reduction rate of each pass.
- the cold rolled steel sheet obtained as described above is annealed.
- the annealing conditions are as follows.
- the annealing temperature is 750°C or higher and 950°C or lower.
- the annealing temperature is set to 750°C or more and 950°C or less.
- the lower limit of the annealing temperature is preferably 800°C or higher.
- the upper limit of the annealing temperature is preferably 900°C or less.
- the holding time at the annealing temperature is 10 seconds or more and 1000 seconds or less.
- the lower limit of the holding time at the annealing temperature is preferably 50 seconds or more.
- the upper limit of the holding time at the annealing temperature is preferably 500 seconds or less.
- the radius of the roll diameter is 600 mm or less.
- the lower limit of the number of times of bending and unbending is 3 or more times in total.
- the upper limit of the number of times of bending and unbending is 10 times or less in total.
- the lower limit of the radius of the roll diameter does not need to be particularly limited, it is preferably 50 mm or more.
- bending and unbending refers to a process of bending a material in one direction with rolls and then bending it back by the amount of bending in the opposite direction using a known method. The number of times of bending and unbending is counted as one bending and one unbending, rather than one bending and unbending.
- the average value of the occupancy of the packets having the maximum occupancy in the prior austenite grains exceeds 70%, the flatness in the sheet width direction deteriorates, and the work embrittlement resistance deteriorates. Therefore, the average cooling rate from 750°C to 600°C is set to 20°C/s or more. Preferably it is 30°C/s or more. The upper limit does not need to be particularly limited, but is preferably 100° C./s or less.
- the average cooling rate in the temperature range of 499° C. to Ms affects the total area fraction of the amount of ferrite and bainitic ferrite.
- the average cooling rate in the temperature range of 499°C to Ms is set to 20°C/s or more. Preferably it is 25°C/s or more.
- the upper limit does not need to be particularly limited, but is preferably 100° C./s or less.
- Ms (° C.) is defined by the following equation (1).
- Ms 519-474 ⁇ [%C]-30.4 ⁇ [%Mn]-12.1 ⁇ [%Cr]-7.5 ⁇ [%Mo]-17.7 ⁇ [%Ni]...
- [%C], [%Mn], [%Cr], [%Mo], and [%Ni] represent the respective contents (mass%) of C, Mn, Cr, Mo, and Ni, and do not include In that case, it is set to 0.
- the average value of the occupancy of the packets having the maximum occupancy in the prior austenite grains exceeds 70%, the flatness in the sheet width direction deteriorates, and the work embrittlement resistance deteriorates.
- the average value of the occupancy of the packets having the maximum occupancy in the prior austenite grains exceeds 70%, the flatness in the sheet width direction deteriorates, and the work embrittlement resistance deteriorates.
- the ultimate deformability of the steel sheet decreases and the work embrittlement resistance decreases. Therefore, bending and unbending is performed a total of 1 to 15 times in a temperature range of 499° C. to Ms with a roll having a radius of 800 mm or less.
- the radius of the roll diameter is 600 mm or less.
- the lower limit of the number of times of bending and unbending is 3 or more times in total.
- the lower limit of the number of times of bending and unbending is 10 times or less in total.
- the lower limit of the radius of the roll diameter does not need to be particularly limited, it is preferably 50 mm or more.
- the average cooling rate in the temperature range from Ms to the cooling stop temperature Ta is set to 150° C./s or less. Preferably it is 120°C/s or less.
- the lower limit does not need to be particularly limited, but is preferably 5° C./s or more.
- the tension applied to the steel plate in the temperature range from Ms to the cooling stop temperature Ta exceeds 100 MPa, the ultimate deformability of the steel plate is reduced and the work embrittlement resistance is reduced. Therefore, the tension applied to the steel plate in the temperature range from Ms to the cooling stop temperature Ta is set to be 5 MPa or more and 100 MPa or less.
- the lower limit of the tension applied to the steel plate in the temperature range from Ms to the cooling stop temperature Ta is preferably 6 MPa or more.
- the upper limit of the tension applied to the steel plate in the temperature range from Ms to the cooling stop temperature Ta is preferably 50 MPa or less.
- the tension is applied by a known method. As an example, tension may be applied by controlling the speed of the rolls in the furnace.
- [Cooling stop temperature Ta is 100°C or higher (Ms-80°C) or lower]
- the cooling stop temperature Ta is set to 100°C or more (Ms-80°C) or less.
- the lower limit of the cooling stop temperature Ta is preferably 120°C or higher.
- the upper limit of the cooling stop temperature Ta is preferably (Ms-100°C) or less.
- Tempeering temperature is Ta or higher and 450°C or lower
- the remaining austenite is stabilized by holding at that temperature or by reheating and holding at a temperature of 450° C. or lower.
- the tempering temperature is lower than Ta, the desired retained austenite cannot be obtained, resulting in a decrease in bendability. If the tempering temperature exceeds 450° C., the martensite will be excessively tempered, making it difficult to achieve a TS of 1180 MPa or more. Therefore, the tempering temperature is set to be higher than Ta and lower than 450°C.
- the lower limit of the tempering temperature is preferably (Ta+10°C) or higher.
- the upper limit of the tempering temperature is preferably 420°C or less.
- the holding time at tempering temperature is 10 seconds or more and 1000 seconds or less. If the holding time at the tempering temperature is less than 10 seconds, the austenite will not be sufficiently stabilized and the desired retained austenite will not be obtained, resulting in a decrease in bendability. If the holding time at the tempering temperature exceeds 1000 seconds, the martensite will be excessively tempered, making it difficult to achieve a TS of 1180 MPa or more. Therefore, the holding time at the tempering temperature is 10 seconds or more and 1000 seconds or less.
- the lower limit of the holding time at the tempering temperature is preferably 50 seconds or more.
- the upper limit of the holding time at the tempering temperature is preferably 800 seconds or less.
- Cooling after tempering does not need to be particularly specified, and may be cooled to a desired temperature by any method.
- the desired temperature is preferably about room temperature.
- the above-mentioned high-strength steel plate may be processed under conditions that result in an equivalent plastic strain amount of 0.10% or more and 5.00% or less. Further, after processing, reheating may be performed again under the conditions of 100° C. or more and 400° C. or less.
- the high-strength steel plate may be subjected to plating treatment during or after annealing.
- Examples of plating treatment during annealing include hot-dip galvanizing treatment during or after cooling at a temperature of 700°C to 600°C after annealing at an average cooling rate of 20°C/s or more, and alloying after hot-dip galvanizing. can.
- the plating treatment after annealing for example, Zn-Ni electroplating treatment or pure Zn electroplating treatment can be exemplified after tempering.
- the plating layer may be formed by electroplating, or hot-dip zinc-aluminum-magnesium alloy plating may be applied.
- the type of plating metal such as Zn plating and Al plating is not particularly limited.
- Conditions for other manufacturing methods are not particularly limited, but from the viewpoint of productivity, a series of treatments such as annealing, hot-dip galvanizing, and galvanizing alloying are performed on a continuous galvanizing line (CGL), which is a hot-dip galvanizing line. It is preferable to carry out the process using Line). After hot-dip galvanizing, wiping can be performed to adjust the coating weight. Note that the conditions for plating and the like other than the above-mentioned conditions can be based on a conventional method for hot-dip galvanizing.
- processing may be performed again under conditions that result in an equivalent plastic strain amount of 0.10% or more and 5.00 or less. Further, after processing, reheating may be performed again under the conditions of 100° C. or more and 400° C. or less.
- Test test For the tensile test, a JIS No. 5 test piece (gauge length 50 mm, parallel part width 25 mm) was taken so that the longitudinal direction of the test piece was perpendicular to the rolling direction, and tested in accordance with JIS Z 2241. A tensile test was conducted at a crosshead speed of 1.67 ⁇ 10 ⁇ 1 mm/sec, and TS was measured. In addition, in this invention, TS of 1180 MPa or more was judged to be a pass.
- the flatness of the various cold-rolled steel sheets obtained as described above in the sheet width direction was measured by the method shown in FIG. 2. Specifically, a plate with a length of 500 mm in the rolling direction (coil width x 500 mm L x plate thickness) is cut out from the coil, placed on a surface plate so that the warp of the end face faces upward, and the stylus moves over the object to be measured. The height of the steel plate was continuously measured over the entire width direction using a moving contact displacement meter. Based on the results, the steepness, which is an index indicating the flatness of the steel plate shape, was measured according to the method shown in FIG.
- the resistance to work embrittlement was evaluated by Charpy test.
- Charpy test piece a plurality of steel plates were stacked together and fastened together with bolts, and after confirming that there were no gaps between the steel plates, a test piece with a V-notch having a depth of 2 mm was prepared.
- the number of steel plates to be stacked was set so that the thickness of the test piece after stacking was closest to 10 mm. For example, if the plate thickness is 1.2 mm, 8 plates are laminated, resulting in a test piece thickness of 9.6 mm.
- the laminated Charpy test piece was taken with the width direction of the plate as the longitudinal direction.
- Tables 5 to 7 The results are summarized in Tables 5 to 7. As shown in Tables 5 to 7, the examples of the present invention have a TS of 1180 MPa or more, and are excellent in bendability, flatness in the width direction, and resistance to work embrittlement. On the other hand, the comparative examples are inferior in any one or more of TS, bendability, flatness in the width direction, or resistance to work embrittlement.
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Abstract
Description
(1)マルテンサイト量を面積分率で80%以上、かつ、フェライト量およびベイニティックフェライト量の合計を面積分率で10%以下とすることで、1180MPa以上のTSを実現できる。
(2)残留オーステナイト量を体積分率で3%以上とすることで、優れた曲げ性を実現できる。
(3)旧オーステナイト粒内の最大占有率を有するパケットの占有率の平均値を面積分率で70%以下とすることで、優れた板幅方向の平坦度を実現できる。
(4)残留オーステナイト量を体積分率で15%以下、旧オーステナイト粒内の最大占有率を有するパケットの占有率の平均値を面積分率で70%以下、かつ、旧オーステナイト平均結晶粒径を20μm以下とすることで、優れた耐加工脆化特性を実現できる。
[1]質量%で、C:0.030%以上0.500%以下、Si:0.50%以上2.50%以下、Mn:1.50%以上5.00%以下、P:0.100%以下、S:0.0200%以下、Al:1.000%以下、N:0.0100%以下、および、O:0.0100%以下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成と、板厚1/4位置において、マルテンサイト量が面積分率で80%以上、残留オーステナイト量が体積分率で3%以上15%以下であり、フェライト量およびベイニティックフェライト量の合計が面積分率で10%以下であり、旧オーステナイト平均結晶粒径が20μm以下であり、旧オーステナイト粒内の最大占有率を有するパケットの占有率の平均値が面積分率で70%以下である、高強度鋼板。
[2]前記成分組成は、さらに、質量%で、Ti:0.200%以下、Nb:0.200%以下、V:0.200%以下、Ta:0.10%以下、W:0.10%以下、B:0.0100%以下、Cr:1.00%以下、Mo:1.00%以下、Co:0.010%以下、Ni:1.00%以下、Cu:1.00%以下、Sn:0.200%以下、Sb:0.200%以下、Ca:0.0100%以下、Mg:0.0100%以下、REM:0.0100%以下、Zr:0.100%以下、Te:0.100%以下、Hf:0.10%以下、Bi:0.200%以下、のうちから選ばれる少なくとも1種の元素を含有する、[1]に記載の高強度鋼板。
[3]鋼板表面にめっき層を有する、[1]又は[2]に記載の高強度鋼板。
[4][1]又は[2]に記載の高強度鋼板の製造方法であって、前記成分組成を有する鋼に、熱間圧延、酸洗および冷間圧延を施し作製した冷延板を、焼鈍温度が750℃以上950℃以下、前記焼鈍温度での保持時間が10秒以上1000秒以下の条件で加熱して焼鈍し、前記焼鈍中に半径800mm以下のロールで曲げ曲げ戻しを合計1回以上15回以下となる加工を施し、700℃~600℃の温度範囲での平均冷却速度が20℃/s以上、
499℃~Msの温度範囲での平均冷却速度が20℃/s以上で冷却し、前記499℃~Msの温度範囲に半径800mm以下のロールで曲げ曲げ戻しを合計1回以上15回以下となる加工を施し、Ms~冷却停止温度Taの温度範囲での平均冷却速度が150℃/s以下で冷却し、前記Ms~冷却停止温度Taの温度範囲での鋼板に付与される張力を5MPa以上100MPa以下とし、前記冷却停止温度Taが100℃以上(Ms-80℃)以下であり、なお、Msは式(1)にて規定するマルテンサイト変態開始温度(℃)であり、焼戻温度がTa以上450℃以下、前記焼戻温度での保持時間が10秒以上1000秒以下で焼き戻す、高強度鋼板の製造方法。
Ms=519-474×[%C]-30.4×[%Mn]-12.1×[%Cr]-7.5×[%Mo]-17.7×[%Ni]・・・・(1)
ここで、[%C]、[%Mn]、[%Cr]、[%Mo]、[%Ni]はC、Mn、Cr、Mo、Niそれぞれの含有量(質量%)を表し、含まない場合は0とする。
[5]めっき処理を施す、[4]に記載の高強度鋼板の製造方法。
Cは、鋼の重要な基本成分の1つであり、特に本発明では、マルテンサイト量、フェライト量およびベイニティックフェライト量の合計に影響する重要な元素である。Cの含有量が0.030%未満では、マルテンサイト量が減少し、フェライト量およびベイニティックフェライト量の合計が増加し、1180MPa以上のTSを実現することが困難になる。一方、Cの含有量が0.500%を超えると、マルテンサイトが脆化し、耐加工脆化特性が低下する。したがって、Cの含有量は、0.030%以上0.500%以下とする。Cの含有量の下限は、好ましくは0.050%以上とする。Cの含有量の上限は、好ましくは0.400%以下とする。Cの含有量の下限は、より好ましくは0.100%以上とする。Cの含有量の上限は、より好ましくは0.350%以下とする。
Siは、鋼の重要な基本成分の1つであり、TSおよび残留オーステナイト量に影響する重要な元素である。Siの含有量が0.50%未満では、マルテンサイトの強度が減少するため、1180MPa以上のTSを実現することが困難になる。一方、Siの含有量が2.50%を超えると、残留オーステナイトが過度に増加し、耐加工脆化特性が低下する。したがって、Siの含有量は、0.50%以上2.50%以下とする。Siの含有量の下限は、好ましくは0.55%以上とする。Siの含有量の上限は、好ましくは2.00%以下とする。Siの含有量の下限は、より好ましくは0.60%以上とする。Siの含有量の上限は、より好ましくは1.80%以下とする。
Mnは、鋼の重要な基本成分の1つであり、マルテンサイト量、フェライト量およびベイニティックフェライト量の合計に影響する重要な元素である。Mnの含有量が1.50%未満では、マルテンサイト量が減少し、フェライト量およびベイニティックフェライト量の合計が増加し、1180MPa以上のTSを実現することが困難になる。一方、Mnの含有量が5.00%を超えると、マルテンサイトが脆化し、耐加工脆化特性が低下する。したがって、Mnの含有量は、1.50%以上5.00%以下とする。Mnの含有量の下限は、好ましくは2.00%以上とする。Mnの含有量の上限は、好ましくは4.50%以下とする。Mnの含有量の下限は、より好ましくは2.20%以上とする。Mnの含有量の上限は、より好ましくは4.00%以下とする。
Pは、旧オーステナイト粒界に偏析して粒界を脆化させるため、鋼板の極限変形能を低下させることから、耐加工脆化特性が低下する。そのため、Pの含有量は0.100%以下にする必要がある。なお、Pの含有量の下限は特に規定しないが、Pは固溶強化元素であり、鋼板の強度を上昇させることができることから、0.001%以上とすることが好ましい。したがって、Pの含有量は、0.100%以下とする。Pの含有量の下限は、好ましくは0.001%以上とする。Pの含有量の上限は、好ましくは0.070%以下とする。
Sは、硫化物として存在し、鋼板の極限変形能を低下させることから、耐加工脆化特性が低下する。そのため、Sの含有量は0.0200%以下にする必要がある。なお、Sの含有量の下限は特に規定しないが、生産技術上の制約から、0.0001%以上とすることが好ましい。したがって、Sの含有量は0.0200%以下とする。Sの含有量の下限は、好ましくは0.0001%以上とする。Sの含有量の上限は、好ましくは0.0050%以下とする。
Alは、酸化物として存在し、鋼板の極限変形能を低下させることから、耐加工脆化特性が低下する。そのため、Alの含有量は1.000%以下にする必要がある。なお、Alの含有量の下限は特に規定しないが、連続焼鈍中の炭化物生成を抑制し、残留オーステナイトの生成を促進することから、Alの含有量は0.001%以上とすることが好ましい。したがって、Alの含有量は1.000%以下とする。Alの含有量の下限は、好ましくは0.001%以上とする。Alの含有量の上限は、好ましくは0.500%以下とする。
Nは、窒化物として存在し、鋼板の極限変形能を低下させることから、耐加工脆化特性が低下する。そのため、Nの含有量は0.0100%以下にする必要がある。なお、Nの含有量の下限は特に規定しないが、生産技術上の制約から、Nの含有量は0.0001%以上とすることが好ましい。したがって、Nの含有量は0.0100%以下とする。Nの含有量の下限は、好ましくは0.0001%以上とする。Nの含有量の上限は、好ましくは0.0050%以下とする。
Oは、酸化物として存在し、鋼板の極限変形能を低下させることから、耐加工脆化特性が低下する。そのため、Oの含有量は0.0100%以下にする必要がある。なお、Oの含有量の下限は特に規定しないが、生産技術上の制約から、Oの含有量は0.0001%以上とすることが好ましい。したがって、Oの含有量は0.0100%以下とする。Oの含有量の下限は、好ましくは0.0001%以上とする。Oの含有量の上限は、好ましくは0.0050%以下とする。
Ti:0.200%以下、Nb:0.200%以下、V:0.200%以下、Ta:0.10%以下、W:0.10%以下、B:0.0100%以下、Cr:1.00%以下、Mo:1.00%以下、Ni:1.00%以下、Co:0.010%以下、Cu:1.00%以下、Sn:0.200%以下、Sb:0.200%以下、Ca:0.0100%以下、Mg:0.0100%以下、REM:0.0100%以下、Zr:0.100%以下、Te:0.100%以下、Hf:0.10%以下、およびBi:0.200%以下から選ばれる少なくとも1種の元素を、単独で、あるいは組み合わせて含有しても良い。
本発明において、極めて重要な発明構成要件である。マルテンサイト量を面積分率で80%以上とすることで、1180MPa以上のTSを実現することが可能となる。したがって、マルテンサイトが面積分率で80%以上とする。好ましくは82%以上である。より好ましくは84%以上である。
本発明において、極めて重要な発明構成要件である。残留オーステナイト量が体積分率で3%未満の場合、残留オーステナイトによる曲げ加工時のき裂抑制効果が得られず、優れた曲げ性を実現することが困難になる。また、残留オーステナイト量が15%超えの場合、加工付与時により残留オーステナイトが硬質なマルテンサイトに過度に変態するため、鋼板の極限変形能が低下し、優れた耐加工脆化特性を得ることが困難になる。したがって、残留オーステナイト量は3%以上15%以下とする。残留オーステナイト量の下限は、好ましくは5%以上とする。残留オーステナイト量の上限は、好ましくは14%以下とする。残留オーステナイト量の下限は、より好ましくは7%以上とする。残留オーステナイト量の上限は、より好ましくは13%以下とする。
本発明において、極めて重要な発明構成要件である。フェライト量およびベイニティックフェライト量の合計が10%超えの場合、1180MPa以上のTSを実現することが困難になる。したがって、フェライト量およびベイニティックフェライト量の合計は10%以下とする。好ましくは8%以下とする。より好ましくは5%以下とする。なお、フェライト量およびベイニティックフェライト量の合計の下限は特に限定しない。0%であっても良い。
本発明において、極めて重要な発明構成要件である。旧オーステナイト平均結晶粒径を減少させることで、き裂の伝播を抑制できるため、鋼板の耐加工脆化特性を向上する。こうした効果を得るためには、旧オーステナイト平均結晶粒径を20μm以下にする必要がある。なお、旧オーステナイト平均結晶粒径の下限は特に規定しないが、生産技術上の制約から、2μm以上であることが好ましい。したがって、旧オーステナイト平均結晶粒径を20μm以下とする。好ましくは2μm以上とする。好ましくは15μm以下とする。より好ましくは3μm以上とする。より好ましくは10μm以下とする。
本発明において、極めて重要な発明構成要件である。旧オーステナイト粒内の最大占有率を有するパケットの占有率は、板幅方向の平坦度および耐加工脆化特性に影響する。旧オーステナイト粒内の最大占有率を有するパケットとは、図1に示すように、旧オーステナイト粒内にはパケットと呼ばれる変態時の晶癖面が同じ領域が最大4つ存在しており、その中の最も大きい占有率を有するパケットのことを示す。
焼鈍温度が750℃未満の場合、マルテンサイト量が減少し、フェライト量およびベイニティックフェライト量の合計が増加し、1180MPa以上のTSを実現することが困難になる。一方、焼鈍温度が950℃超えの場合、旧オーステナイト粒径が過剰に増大し、旧オーステナイト粒径が20μm超えとなり、耐加工脆化特性が低下する。したがって、焼鈍温度は750℃以上950℃以下とする。焼鈍温度の下限は、好ましくは800℃以上である。焼鈍温度の上限は、好ましくは900℃以下である。
焼鈍温度での保持時間が10秒未満の場合、マルテンサイト量が減少し、フェライト量およびベイニティックフェライト量の合計が増加し、1180MPa以上のTSを実現することが困難になる。一方、焼鈍温度での保持時間が1000秒超えの場合、旧オーステナイト粒径が過剰に増大し、耐加工脆化特性が低下する。したがって、焼鈍温度での保持時間は10秒以上1000秒以下とする。焼鈍温度での保持時間の下限は、好ましくは50秒以上である。焼鈍温度での保持時間の上限は、好ましくは500秒以下である。
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、焼鈍中での鋼板への曲げ曲げ戻しの付与が旧オーステナイト粒内の最大占有率を有するパケットの占有率に影響することを見出した。焼鈍中に半径800mm以下のロールで曲げ曲げ戻しを行わない場合、マルテンサイト変態の核生成サイトが低減する。そのため、旧オーステナイト粒内の最大占有率を有するパケットの占有率の平均値が70%を超え、板幅方向の平坦度が悪化し、かつ、耐加工脆化特性が低下する。一方、焼鈍中に半径800mm以下のロールで曲げ曲げ戻しを16回以上行った場合、鋼板の極限変形能が低下し、耐加工脆化特性が低下する。したがって、焼鈍中に半径800mm以下のロールで曲げ曲げ戻しを合計1回以上15回以下行うこととする。好ましくはロール径の半径は600mm以下である。好ましくは曲げ曲げ戻しの回数の下限は、合計3回以上である。好ましくは曲げ曲げ戻しの回数の上限は、合計10回以下である。ロール径の半径の下限は特に限定する必要はないが、50mm以上が好ましい。
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、700℃~600℃の温度範囲での平均冷却速度が旧オーステナイト粒内の最大占有率を有するパケットの占有率に影響することを見出した。700℃~600℃の温度範囲での平均冷却速度が20℃/s未満の場合、焼鈍中の鋼板への曲げ曲げ戻しの付与の影響が減少し、マルテンサイト変態の核生成サイトが低減する。そのため、旧オーステナイト粒内の最大占有率を有するパケットの占有率の平均値が70%を超え、板幅方向の平坦度が悪化し、かつ、耐加工脆化特性が低下する。したがって、750℃~600℃の平均冷却速度は20℃/s以上とする。好ましくは30℃/s以上である。上限は特に限定する必要はないが、100℃/s以下が好ましい。
499℃~Msの温度範囲での平均冷却速度は、フェライト量およびベイニティックフェライト量の合計面積分率に影響する。499℃~Msの温度範囲での平均冷却速度が20℃/s未満の場合、フェライト量およびベイニティックフェライト量の合計が増加し、1180MPa以上のTSを実現することが困難になる。したがって、499℃~Msの温度範囲での平均冷却速度は20℃/s以上とする。好ましくは25℃/s以上である。上限は特に限定する必要はないが、100℃/s以下が好ましい。
Ms=519-474×[%C]-30.4×[%Mn]-12.1×[%Cr]-7.5×[%Mo]-17.7×[%Ni]・・・・(1)
ここで、[%C]、[%Mn]、[%Cr]、[%Mo]、[%Ni]はC、Mn、Cr、Mo、Niそれぞれの含有量(質量%)を表し、含まない場合は0とする。
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、499℃~Msの温度範囲での鋼板への曲げ曲げ戻しの付与が旧オーステナイト粒内の最大占有率を有するパケットの占有率に影響することを見出した。499℃~Msの温度範囲に半径800mm以下のロールで曲げ曲げ戻しを行わない場合、マルテンサイトの核生成サイトが低減する。そのため、旧オーステナイト粒内の最大占有率を有するパケットの占有率の平均値が70%を超え、板幅方向の平坦度が悪化し、かつ、耐加工脆化特性が低下する。一方、499℃~Msの温度範囲に半径800mm以下のロールで曲げ曲げ戻しを16回以上行った場合、鋼板の極限変形能を低下し、耐加工脆化特性が低下する。したがって、499℃~Msの温度範囲に半径800mm以下のロールで曲げ曲げ戻しを合計1回以上15回以下行うこととする。好ましくはロール径の半径は600mm以下である。好ましくは曲げ曲げ戻しの回数の下限は、合計3回以上である。好ましくは曲げ曲げ戻しの回数の下限は、合計10回以下である。ロール径の半径の下限は特に限定する必要はないが、50mm以上が好ましい。
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、Ms~冷却停止温度Taの温度範囲での平均冷却速度が旧オーステナイト粒内の最大占有率を有するパケットの占有率に影響することを見出した。Ms~冷却停止温度Taの温度範囲での平均冷却速度が150℃/s超えの場合、マルテンサイト変態速度が速いことに起因して1つのパケットが成長しやすいため、旧オーステナイト粒内の最大占有率を有するパケットの占有率の平均値が70%を超え、板幅方向の平坦度が悪化し、かつ、耐加工脆化特性が低下する。したがって、Ms~冷却停止温度Taの温度範囲での平均冷却速度は150℃/s以下とする。好ましくは120℃/s以下である。下限は特に限定する必要はないが、5℃/s以上が好ましい。
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、Ms~冷却停止温度Ta温度範囲での鋼板への張力の付与が旧オーステナイト粒内の最大占有率を有するパケットの占有率に影響することを見出した。Ms~冷却停止温度Ta温度範囲での鋼板に付与される張力が5MPa未満の場合、マルテンサイトの核生成サイトが低減する。そのため、旧オーステナイト粒内の最大占有率を有するパケットの占有率の平均値が70%を超え、板幅方向の平坦度が悪化し、かつ、耐加工脆化特性が低下する。一方、Ms~冷却停止温度Ta温度範囲での鋼板に付与される張力が100MPa超えの場合、鋼板の極限変形能を低下し、耐加工脆化特性が低下する。したがって、Ms~冷却停止温度Ta温度範囲での鋼板に付与される張力は5MPa以上100MPa以下とする。Ms~冷却停止温度Ta温度範囲での鋼板に付与される張力の下限は、好ましくは6MPa以上である。Ms~冷却停止温度Ta温度範囲での鋼板に付与される張力の上限は、好ましくは50MPa以下である。なお、張力の付与は公知の方法で行う。一例として、炉内のロールのロール速度を制御することによって張力を付与する方式を行っても良い。
冷却停止温度Taが100℃未満の場合、残留オーステナイト量が減少し、曲げ性が低下する。一方、冷却停止温度Taが(Ms-80℃)超えの場合、残留オーステナイト量が過度に増加し、旧オーステナイト粒径が過剰に増大し、耐加工脆化特性が低下する。したがって、冷却停止温度Taは100℃以上(Ms-80℃)以下とする。冷却停止温度Taの下限は、好ましくは120℃以上である。冷却停止温度Taの上限は、好ましくは(Ms-100℃)以下である。
上記冷却停止温度Taにて冷却停止後、そのままの温度で保持を行うか、再加熱し450℃以下の温度で保持を行い、残留オーステナイトを安定化する。焼戻温度がTa未満の場合、所定の残留オーステナイトが得られないため、曲げ性が低下する。焼戻温度が450℃超の場合、マルテンサイトの焼戻が過度に進行し、1180MPa以上のTSを実現することが困難になる。したがって、焼戻温度はTa以上450℃以下とする。焼戻温度の下限は、好ましくは(Ta+10℃)以上である。焼戻温度の上限は、好ましくは420℃以下である。
焼戻温度での保持時間が10秒未満の場合、オーステナイトの安定化が不十分となり、所定の残留オーステナイトが得られないため、曲げ性が低下する。焼戻温度での保持時間が1000秒超の場合、マルテンサイトの焼戻が過度に進行し、1180MPa以上のTSを実現することが困難になる。したがって、焼戻温度での保持時間は10秒以上1000秒以下とする。焼戻温度での保持時間の下限は、好ましくは50秒以上である。焼戻温度での保持時間の上限は、好ましくは800秒以下である。
前述した方法にしたがって、マルテンサイト量、残留オーステナイト量、フェライト量、ベイニティックフェライト量の合計および旧オーステナイト平均結晶粒径を求めた。
前述した方法にしたがって、旧オーステナイト粒内の最大占有率を有するパケットの占有率の平均値を求めた。
引張試験は、圧延方向と垂直方向が試験片の長手となるように、JIS5号試験片(標点距離50mm、平行部幅25mm)を採取し、JIS Z 2241に従って試験した。クロスヘッド速度が1.67×10-1mm/秒の条件で引張試験を行い、TSを測定した。なお、本発明では、TSが1180MPa以上を合格と判断した。
曲げ性は、30mm×100mmの試験片を採取し、JIS Z 2248のVブロック法に従って試験を行い、曲げ稜線部に亀裂が発生しない最小曲げ半径Rを測定した。なお、曲げ方向は試験片長手方向である。最小曲げ半径(R)を板厚(t)で除した値をR/tとした。R/tが6.0以下となる場合を曲げ性に優れると判断した。ここで、亀裂発生有無は、曲げ頂点の稜線部をデジタルマイクロスコープ(RH-2000:株式会社ハイロックス製)を用いて、40倍の倍率で測定することにより評価した。
上記のようにして得た各種冷延鋼板について、板幅方向の平坦度を図2に記載の方法で測定した。具体的には、コイルから圧延方向に500mm長さとなる板(コイル幅×500mmL×板厚)を切り出し、端面の反りが上向きになるように定盤上に設置し、触針が測定物上を移動する接触式変位計を用いて鋼板の高さを連続的に幅方向の全体に亘って測定した。その結果をもとに図2に示す方法に沿って、鋼板の形状の平坦さを示す指標である急峻度を測定した。急峻度が0.02超えのものを「×」、急峻度が0.01超え0.02以下のものを「○」、急峻度が0.01以下のものを「◎」と評価し、急峻度が0.02以下のものを「板幅方向の平坦度に優れる」と判断した。
耐加工脆化特性はシャルピー試験により評価した。シャルピー試験片は、鋼板を複数枚重ね合わせてボルトで締結し、鋼板間に隙間が無いことを確認した上で、深さ2mmのVノッチ付き試験片を作製した。重ね合わせる鋼板の枚数は、積層後の試験片厚さが10mmに最も近づくように設定した。例えば、板厚が1.2mmの場合は8枚積層し、試験片厚さが9.6mmとなる。積層シャルピー試験片は、板幅方向を長手として採取した。耐加工脆化特性を示す指標として、製造まま(未加工)の鋼板と10%圧延を施した鋼板における室温での衝撃吸収エネルギーの比vE0%/vE10%を測定した。vE0%/vE10%が0.6未満のものを「×」、vE0%/vE10%が0.6以上0.7未満のものを「○」、vE0%/vE10%が0.7以上のものを「◎」と評価し、vE0%/vE10%が0.6以上のものを「耐加工脆化特性に優れる」と判断した。なお、上記以外の条件は、JIS Z 2242:2018に従った。
Claims (5)
- 質量%で、
C:0.030%以上0.500%以下、
Si:0.50%以上2.50%以下、
Mn:1.50%以上5.00%以下、
P:0.100%以下、
S:0.0200%以下、
Al:1.000%以下、
N:0.0100%以下、および、
O:0.0100%以下
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と、
板厚1/4位置において、
マルテンサイト量が面積分率で80%以上、
残留オーステナイト量が体積分率で3%以上15%以下であり、
フェライト量およびベイニティックフェライト量の合計が面積分率で10%以下であり、
旧オーステナイト平均結晶粒径が20μm以下であり、
旧オーステナイト粒内の最大占有率を有するパケットの占有率の平均値が面積分率で70%以下である、高強度鋼板。 - 前記成分組成は、さらに、質量%で、
Ti:0.200%以下、Nb:0.200%以下、
V:0.200%以下、Ta:0.10%以下、
W:0.10%以下、B:0.0100%以下、
Cr:1.00%以下、Mo:1.00%以下、
Co:0.010%以下、Ni:1.00%以下、
Cu:1.00%以下、Sn:0.200%以下、
Sb:0.200%以下、Ca:0.0100%以下、
Mg:0.0100%以下、REM:0.0100%以下、
Zr:0.100%以下、Te:0.100%以下、
Hf:0.10%以下、Bi:0.200%以下、
のうちから選ばれる少なくとも1種の元素を含有する、請求項1に記載の高強度鋼板。 - 鋼板表面にめっき層を有する、請求項1又は2に記載の高強度鋼板。
- 請求項1又は2に記載の高強度鋼板の製造方法であって、
前記成分組成を有する鋼に、熱間圧延、酸洗および冷間圧延を施し作製した冷延板を、
焼鈍温度が750℃以上950℃以下、
前記焼鈍温度での保持時間が10秒以上1000秒以下の条件で加熱して焼鈍し、
前記焼鈍中に半径800mm以下のロールで曲げ曲げ戻しを合計1回以上15回以下となる加工を施し、
700℃~600℃の温度範囲での平均冷却速度が20℃/s以上、
499℃~Msの温度範囲での平均冷却速度が20℃/s以上で冷却し、
前記499℃~Msの温度範囲に半径800mm以下のロールで曲げ曲げ戻しを合計1回以上15回以下となる加工を施し、
Ms~冷却停止温度Taの温度範囲での平均冷却速度が150℃/s以下で冷却し、
前記Ms~冷却停止温度Taの温度範囲での鋼板に付与される張力を5MPa以上100MPa以下とし、
前記冷却停止温度Taが100℃以上(Ms-80℃)以下であり、なお、Msは式(1)にて規定するマルテンサイト変態開始温度(℃)であり、
焼戻温度がTa以上450℃以下、
前記焼戻温度での保持時間が10秒以上1000秒以下で焼き戻す、高強度鋼板の製造方法。
Ms=519-474×[%C]-30.4×[%Mn]-12.1×[%Cr]-7.5×[%Mo]-17.7×[%Ni]・・・・(1)
ここで、[%C]、[%Mn]、[%Cr]、[%Mo]、[%Ni]はC、Mn、Cr、Mo、Niそれぞれの含有量(質量%)を表し、含まない場合は0とする。 - めっき処理を施す、請求項4に記載の高強度鋼板の製造方法。
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