專利名稱：高強(qiáng)度鋼板及高強(qiáng)度鋼板用鋼液的熔煉方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合用于運(yùn)輸機(jī)器的行走部件等的高強(qiáng)度鋼板，涉及拉伸凸緣性和疲 勞特性優(yōu)異的高強(qiáng)度鋼板和高強(qiáng)度鋼板用鋼液的熔煉方法。
本申請(qǐng)要求2008年6月13日在日本申請(qǐng)的日本特愿2008-155655號(hào)的優(yōu)先權(quán)， 并將其內(nèi)容援引于此。
背景技術(shù)：
從汽車的安全性提高和涉及環(huán)境保護(hù)的燃料燃燒效率提高的觀點(diǎn)來看，對(duì)汽車用 熱軋鋼板的高強(qiáng)度輕量化的要求越來越高。汽車用部件中特別是被稱為行走系統(tǒng)的車架類 和臂類等的質(zhì)量在車體整體的質(zhì)量中所占的比例高，因此通過提高這些部位所使用的原材 料的強(qiáng)度來減少厚度，能夠?qū)崿F(xiàn)其輕量化。另外，從對(duì)行駛中的振動(dòng)的耐久性的觀點(diǎn)來看， 該行走系統(tǒng)所使用的材料要求具有高的疲勞特性，從而廣泛使用高強(qiáng)度鋼板。其中，由于價(jià) 格的優(yōu)勢(shì)性等，主要使用熱軋鋼板。
其中，作為兼具高強(qiáng)度和良好的加工性·良好的成形性的鋼板，已知有使鐵素體相 和馬氏體相復(fù)合而成的低屈服比DP鋼板、使鐵素體相和(殘留)奧氏體相復(fù)合而成的TRIP 鋼板。但是，這些鋼板雖然在高強(qiáng)度和加工性 延性方面優(yōu)異，但并不能說擴(kuò)孔性即拉伸凸 緣性優(yōu)異，在行走部件等那樣的要求拉伸凸緣成形性的構(gòu)造用部件中，通常使用延性稍差 的貝氏體系的鋼板。
作為鐵素體相與馬氏體相的復(fù)合組織鋼板(以下，有時(shí)記載為“DP鋼板”)等復(fù)合 組織鋼板的拉伸凸緣性差的原因之一，被認(rèn)為是如下原因由于是軟質(zhì)的鐵素體相與硬質(zhì) 的馬氏體相的復(fù)合體，因此在擴(kuò)孔加工時(shí)應(yīng)力集中于兩相的邊界部，無法追隨變形而容易 成為斷裂的起點(diǎn)。
為了克服上述問題，已提出多種以DP鋼板為基礎(chǔ)、并以兼顧機(jī)械強(qiáng)度特性和疲勞 特性及擴(kuò)孔性(加工性)為目的的鋼板。例如作為指向利用微細(xì)分散粒子來緩和應(yīng)力的技 術(shù)，專利文獻(xiàn)1中公開了在鐵素體相和馬氏體相的復(fù)合組織鋼板(DP鋼板)中使微細(xì)的Cu 的析出物或固溶體分散而得到的鋼板。該專利文獻(xiàn)1所示的技術(shù)中，發(fā)現(xiàn)固溶的Cu或由Cu 單獨(dú)構(gòu)成的粒子尺寸為2nm以下的Cu析出物對(duì)提高疲勞特性非常有效，且不會(huì)損害加工 性，由此對(duì)各種成分的組成比進(jìn)行了限定。
另外，作為指向通過減小復(fù)合相的強(qiáng)度差來緩和應(yīng)力的技術(shù)，例如專利文獻(xiàn)2中 公開了如下技術(shù)通過盡可能低C化使主相成為貝氏體組織，同時(shí)以適當(dāng)?shù)捏w積比率含有 固溶強(qiáng)化或析出強(qiáng)化的鐵素體組織，減小上述鐵素體與貝氏體的硬度差，進(jìn)而避免生成粗 大的碳化物。
專利文獻(xiàn)1 日本特開平11-199973號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2 日本特開2001-200331號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容
然而，上述專利文獻(xiàn)1中公開的在DP鋼板中使微細(xì)的Cu的析出物或固溶體分散 而得到的鋼板確實(shí)顯示出高的疲勞強(qiáng)度，但沒有確認(rèn)到顯著的拉伸凸緣性的提高。另外，上 述專利文獻(xiàn)2中公開的使鋼板組織以貝氏體相為主體并抑制了粗大的碳化物的生成的高 強(qiáng)度熱軋鋼板確實(shí)顯示出優(yōu)異的拉伸凸緣性，但其疲勞特性可以說未必優(yōu)于含有Cu的DP 鋼板。另外，若僅通過抑制粗大碳化物的生成，則在進(jìn)行苛刻的擴(kuò)孔加工時(shí)無法防止龜裂的 發(fā)生。根據(jù)本發(fā)明者們的研究可知，其原因在于鋼板中存在以MnS為主體的延伸的硫化物 系夾雜物。
即，若受到反復(fù)變形，則在存在于表層或其附近的延伸的粗大MnS系夾雜物的周 邊發(fā)生內(nèi)部缺陷，以龜裂的形式傳播而使疲勞特性變差，并且在擴(kuò)孔加工時(shí)容易成為發(fā)生 裂紋的起點(diǎn)，因此成為使拉伸凸緣性降低的主要原因。
然而，Mn與C和Si同樣是有助于材料的高強(qiáng)度化的元素，因此在高強(qiáng)度鋼板中， 為了確保強(qiáng)度，通常將Mn的濃度設(shè)定得較高，進(jìn)而，在通常的制鋼工序的處理中S濃度也含 有50ppm左右。因此，在鑄片中通常存在MnS。另外，若同時(shí)逐漸提高可溶性Ti，則與粗大 的TiS、MnS部分化合，逐漸析出(Mn，Ti)S。若鑄片被熱軋及冷軋，則這樣的MnS系夾雜物 由于容易變形而成為延伸的MnS系夾雜物，這是使疲勞特性和拉伸凸緣性(擴(kuò)孔加工性) 下降的原因。但是，至今未提出從控制這樣的MnS系夾雜物的析出 變形的角度出發(fā)的拉 伸凸緣性和疲勞特性優(yōu)異的高強(qiáng)度鋼板及其鋼液的熔煉方法的例子。
為此，本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供一種拉伸凸緣性和疲勞 特性優(yōu)異的高強(qiáng)度鋼板及高強(qiáng)度鋼板用鋼液的熔煉方法，該高強(qiáng)度鋼板通過使鑄片中析出 微細(xì)的MnS、TiS、(Mn, Ti) S，進(jìn)而作為在軋制時(shí)不會(huì)變形、不易成為裂紋發(fā)生的起點(diǎn)的微細(xì) 球狀?yuàn)A雜物分散于鋼板中，從而提高拉伸凸緣性和疲勞特性。
為了解決上述問題，本發(fā)明者以使鑄片中析出微細(xì)的MnS、TiS、(Mn，Ti)S(本發(fā)明 中，為方便起見，將MnS、TiS、(Mn, Ti) S這三種夾雜物稱為MnS系夾雜物)，進(jìn)而使它們作為 在軋制時(shí)不會(huì)變形、不易成為裂紋發(fā)生的起點(diǎn)的微細(xì)球狀?yuàn)A雜物分散于鋼板中從而使拉伸 凸緣性提高的方法、以及不使疲勞特性變差的添加元素的闡明為中心進(jìn)行了深入研究。
其結(jié)果闡明，在因添加Ce、La進(jìn)行脫氧而生成的微細(xì)且硬質(zhì)的Ce氧化物、La氧化 物、硫氧化鈰、硫氧化鑭上析出MnS、TiS、(Mn，Ti) S，即使在軋制時(shí)該析出的MnS、TiS、(Mn， Ti) S也難以發(fā)生變形，因此在鋼板中延伸的粗大MnS顯著減少，在反復(fù)變形時(shí)和擴(kuò)孔加工 時(shí)，這些MnS系夾雜物不易成為裂紋發(fā)生的起點(diǎn)和龜裂傳播的路徑，如上所述，這與耐疲勞 性等的提高相關(guān)。另外，闡明了為了形成微細(xì)的氧化物、MnS系夾雜物，進(jìn)行下述3個(gè)階段 的逐級(jí)脫氧對(duì)于將各階段生成的氧化物微細(xì)化是有效的，該3個(gè)階段的逐級(jí)脫氧為首先 用Si進(jìn)行脫氧，接著用Al進(jìn)行脫氧，接著添加Ti，最后通過添加Ce、La進(jìn)行脫氧。
另外，還觀察到TiN在微細(xì)且硬質(zhì)的Ce氧化物、La氧化物、硫氧化鈰、硫氧化鑭上 與MnS系夾雜物一起復(fù)合析出的例子，但由于確認(rèn)其對(duì)拉伸凸緣性和疲勞特性基本沒有影 響，因此TiN不作為MnS系夾雜物的對(duì)象。
另外可知，也可以通過添加Ti來提高鋼中的酸可溶Ti，利用固溶Ti或Ti的碳氮 化物的釘扎的效果將晶粒微細(xì)化。因此可知，能夠盡量使鋼中的MnS系夾雜物不延伸而微 細(xì)球狀化，同時(shí)晶粒也能微細(xì)化，因此能夠兼具高疲勞特性和優(yōu)異的拉伸凸緣性。
本發(fā)明涉及的拉伸凸緣性和疲勞特性優(yōu)異的高強(qiáng)度鋼板的主旨如下所述。
(1) 一種高強(qiáng)度鋼板，該鋼板以質(zhì)量％計(jì)包含C :0. 03 0.20%、Si :0. 08 1.5%、Mn 0. 5 3. 0%、P :0. 05% 以下、S :0. 0005% 以上、酸可溶 Ti :0. 008 0. 20%, N 0. 0005 0. 01%、酸可溶Al 超過0. 01%、Ce或La中的1種或2種的總計(jì)0. 001 0. 04%、以及余量的鐵及不可避免的雜質(zhì)，進(jìn)而，以質(zhì)量基準(zhǔn)計(jì)，(Ce+La)/酸可溶Al >0. 1， 且(Ce+La) /S為0. 4 50，在該鋼板中存在的當(dāng)量圓直徑為2 μ m以下的夾雜物的個(gè)數(shù)密度 為15個(gè)/mm2以上。
(2) 一種高強(qiáng)度鋼板，該鋼板以質(zhì)量％計(jì)包含C :0. 03 0.20%、Si :0. 08 1.5%、Mn 0. 5 3. 0%、P :0. 05% 以下、S :0. 0005% 以上、酸可溶 Ti :0. 008 0. 20%, N 0. 0005 0. 01%、酸可溶Al 超過0. 01%、Ce或La中的1種或2種的總計(jì)0. 001 0. 04%、以及余量的鐵及不可避免的雜質(zhì)，進(jìn)而，以質(zhì)量基準(zhǔn)計(jì)，(Ce+La)/酸可溶Al >0. 1、 且(Ce+La)/S為0. 4 50，下述延伸夾雜物的個(gè)數(shù)比例為20 %以下，所述延伸夾雜物是該 鋼板中存在的當(dāng)量圓直徑為1 μ m以上的夾雜物，且長(zhǎng)徑/短徑為5以上。
(3) 一種高強(qiáng)度鋼板，該鋼板以質(zhì)量％計(jì)包含C :0. 03 0.20%、Si :0. 08 1.5%、Mn 0. 5 3. 0%、P :0. 05% 以下、S :0. 0005% 以上、酸可溶 Ti :0. 008 0. 20%, N 0. 0005 0. 01%、酸可溶Al 超過0. 01%、Ce或La中的1種或2種的總計(jì)0. 001 0. 04%、以及余量的鐵及不可避免的雜質(zhì)，進(jìn)而，以質(zhì)量基準(zhǔn)計(jì)，(Ce+La)/酸可溶Al >0. 1、 且(Ce+La)/S為0. 4 50，該鋼板中以個(gè)數(shù)比例計(jì)含有10%以上的下述夾雜物，所述夾雜 物是在由Ce、La中的1種或2種形成的氧化物、或其中含有Si、Ti中的1種或2種的氧化 物或硫氧化物上復(fù)合析出有MnS、TiS或(Mn，Ti) S中的1種或2種以上的夾雜物。
(4) 一種高強(qiáng)度鋼板，該鋼板以質(zhì)量％計(jì)包含C :0. 03 0.20%、Si :0. 08 1.5%、Mn 0. 5 3. 0%、P :0. 05% 以下、S :0. 0005% 以上、酸可溶 Ti :0. 008 0. 20%, N 0. 0005 0. 01%、酸可溶Al 超過0. 01%、Ce或La中的1種或2種的總計(jì)0. 001 0. 04%、以及余量的鐵及不可避免的雜質(zhì)，進(jìn)而，以質(zhì)量基準(zhǔn)計(jì)，(Ce+La)/酸可溶Al >0. 1， 且(Ce+La)/S為0. 4 50，下述延伸夾雜物的體積個(gè)數(shù)密度為1. OX IO4個(gè)/mm3以下，所述 延伸夾雜物是該鋼板中存在的當(dāng)量圓直徑為1 μ m以上的夾雜物，且長(zhǎng)徑/短徑為5以上。
(5) 一種高強(qiáng)度鋼板，該鋼板以質(zhì)量％計(jì)包含C :0. 03 0.20%、Si :0. 08 1.5%、Mn 0. 5 3. 0%、P :0. 05% 以下、S :0. 0005% 以上、酸可溶 Ti :0. 008 0. 20%, N 0. 0005 0. 01%、酸可溶Al 超過0. 01%、Ce或La中的1種或2種的總計(jì)0. 001 0. 04%、以及余量的鐵及不可避免的雜質(zhì)，進(jìn)而，以質(zhì)量基準(zhǔn)計(jì)，(Ce+La)/酸可溶Al >0. 1， 且(Ce+La)/S為0. 4 50，該鋼板中下述夾雜物的體積個(gè)數(shù)密度為1. OX IO3個(gè)/mm3以上， 所述夾雜物是在由Ce、La中的1種或2種形成的氧化物或其中含有Si、Ti中的1種或2種 的氧化物或硫氧化物上復(fù)合析出有MnS、TiS或(Mn，Ti)S中的1種或2種以上的夾雜物。
(6) 一種高強(qiáng)度鋼板，該鋼板以質(zhì)量％計(jì)包含C :0. 03 0.20%、Si :0. 08 1.5%、Mn 0. 5 3. 0%、P :0. 05% 以下、S :0. 0005% 以上、酸可溶 Ti :0. 008 0. 20%, N 0. 0005 0. 01%、酸可溶Al 超過0. 01%、Ce或La中的1種或2種的總計(jì)0. 001 0. 04%、以及余量的鐵及不可避免的雜質(zhì)，進(jìn)而，以質(zhì)量基準(zhǔn)計(jì)，(Ce+La)/酸可溶Al >0. 1， 且(Ce+La) /S為0. 4 50，下述延伸夾雜物的平均當(dāng)量圓直徑為10 μ m以下，所述延伸夾雜 物是該鋼板中存在的當(dāng)量圓直徑為1 μ m以上的夾雜物，且長(zhǎng)徑/短徑為5以上。
(7) 一種高強(qiáng)度鋼板，該鋼板以質(zhì)量％計(jì)包含C :0. 03 0.20%、Si :0. 08 1.5%、Mn 0. 5 3. 0%、P :0. 05% 以下、S :0. 0005% 以上、酸可溶 Ti :0. 008 0. 20%, N 0. 0005 0. 01%、酸可溶Al 超過0. 01%、Ce或La中的1種或2種的總計(jì)0. 001 0. 04%、以及余量的鐵及不可避免的雜質(zhì)，進(jìn)而，以質(zhì)量基準(zhǔn)計(jì)，(Ce+La)/酸可溶Al >0. 1、 且(Ce+La)/S為0. 4 50，該鋼板中存在下述夾雜物，所述夾雜物是在由Ce、La中的1種 或2種形成的氧化物、或其中含有Si、Ti中的1種或2種的氧化物或硫氧化物上復(fù)合析出 有MnS、TiS或(Mn，Ti) S中的1種或2種以上的夾雜物，該夾雜物中以平均組成計(jì)Ce或La 中的1種或2種的總計(jì)含有0. 5 95質(zhì)量％。
(8) 一種高強(qiáng)度鋼板，該鋼板以質(zhì)量％計(jì)包含C :0. 03 0.20%、Si :0. 08 1.5%、Mn 0. 5 3. 0%、P :0. 05% 以下、S :0. 0005% 以上、酸可溶 Ti :0. 008 0. 20%, N 0. 0005 0. 01%、酸可溶Al 超過0. 01%、Ce或La中的1種或2種的總計(jì)0. 001 0. 04%、以及余量的鐵及不可避免的雜質(zhì)，進(jìn)而，以質(zhì)量基準(zhǔn)計(jì)，(Ce+La)/酸可溶Al >0. 1、 且(Ce+La)/S為0.4 50，該鋼板的組織中的晶體的平均粒徑為IOym以下。
(9)根據(jù)(1) (8)中任一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度鋼板，以質(zhì)量％計(jì)，還含有Nb 0. 01 0. 10%, V 0. 01 0. 05%中的任1種或2種。
(10)根據(jù)⑴ (9)中任一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度鋼板，以質(zhì)量％計(jì)，還含有Cr :0. 01 0. 6%,Mo 0. 01 0. 4%, B :0. 0003 0. 003%中的任 1 種或 2 種以上。
(11)根據(jù)(1) (10)中任一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度鋼板，以質(zhì)量％計(jì)，還含有Ca: 0. 0001 0. 004%, Zr :0. 001 0. 01%中的任 1 種或 2 種。
(12) 一種高強(qiáng)度鋼板用鋼液的熔煉方法，該方法是熔煉(1) (11)中任一項(xiàng)所 述的高強(qiáng)度鋼板用鋼液的方法，在制鋼的精煉工序中，以質(zhì)量％計(jì)，向經(jīng)處理使P為0. 05% 以下、S為0. 0005%以上的鋼液中，按照C為0. 03 0. 20%, Si為0. 08 1.5%、Mn為 0. 5 3. 0 %、N為0. 0005 0. 01 %的方式進(jìn)行添加或調(diào)整，然后，按照以酸可溶Al計(jì)超 過0. 01 %的方式添加Al，再然后，添加Ti，然后添加Ce或La中的1種或2種，使酸可溶Ti 為0. 008 0. 20%,Ce或La中的1種或2種的總計(jì)為0. 001 0. 04%，以質(zhì)量基準(zhǔn)計(jì)，使 (Ce+La) / 酸可溶 Al 彡 0. 1、且(Ce+La) /S 為 0. 4 50。
(13)根據(jù)(1 所述的高強(qiáng)度鋼板用鋼液的熔煉方法，在上述精煉工序中，在添加 Ce或La中的1種或2種之前，以質(zhì)量％計(jì)，還添加0. 01 0. 10%的Nb、0. 01 0. 05%的 V中的任1種或2種。
(14)根據(jù)(1 或(1 所述的高強(qiáng)度鋼板用鋼液的熔煉方法，在上述精煉工序 中，在添加Ce或La中的1種或2種之前，以質(zhì)量％計(jì)，還添加0. 01 0. 6%的Cr、0. 01 0. 4%的Mo、0. 0003 0. 003%的B中的任1種或2種以上。
(15)根據(jù)(1 (14)中任一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度鋼板用鋼液的熔煉方法，在上述精 煉工序中，在添加Ce或La中的1種或2種之前，以質(zhì)量％計(jì)，還添加0. 0001 0. 004%的 Ca、0. 001 0. 01%的Zr中的任1種或2種。
順便提一下，本發(fā)明的高強(qiáng)度鋼板包括以通常的熱軋·冷軋鋼板直接使用的情況 和實(shí)施鍍覆、涂裝等表面處理后使用的情況。
上述本發(fā)明的高強(qiáng)度鋼板通過Al脫氧來謀求鋼液的成分調(diào)整的穩(wěn)定化，可以抑 制粗大氧化鋁夾雜物的生成，通過使鑄片中析出微細(xì)的MnS系夾雜物，從而能夠作為在軋制時(shí)不會(huì)變形、不易成為裂紋發(fā)生的起點(diǎn)的微細(xì)球狀?yuàn)A雜物分散于鋼板中。另外，能夠使組 織的晶體粒徑變微細(xì)，能夠提高拉伸凸緣性和疲勞特性。
另外，上述本發(fā)明的高強(qiáng)度鋼板用鋼液的熔煉方法中，通過Al脫氧來謀求鋼液的 成分調(diào)整的穩(wěn)定化，并且可以抑制粗大氧化鋁夾雜物的生成，通過使鑄片中析出微細(xì)的MnS 系夾雜物，從而能夠作為在軋制時(shí)不會(huì)變形、不易成為裂紋發(fā)生的起點(diǎn)的微細(xì)球狀?yuàn)A雜物 分散于鋼板中，另外，能夠使組織的晶體粒徑變微細(xì)，能夠得到拉伸凸緣性和疲勞特性優(yōu)異 的高強(qiáng)度熱軋鋼板。
具體實(shí)施方式
以下，作為用于實(shí)施本發(fā)明的最佳方式，對(duì)拉伸凸緣性和疲勞特性優(yōu)異的高強(qiáng)度 鋼板進(jìn)行詳細(xì)說明。以下，組成中的質(zhì)量％簡(jiǎn)單記載為％。
首先，對(duì)完成本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行說明。
本發(fā)明者對(duì)含有C 0. 06%, Si 0. 7%, Mn :1. 4%, P :0. 01% 以下、S :0. 005%, N 0. 003%且余量為Fe的鋼液使用各種元素進(jìn)行脫氧，制造鋼塊。將得到的鋼塊熱軋成3mm 厚的熱軋鋼板。將這些制造的熱軋鋼板供于拉伸試驗(yàn)、擴(kuò)孔試驗(yàn)及疲勞試驗(yàn)，并調(diào)查了鋼板 中的夾雜物個(gè)數(shù)密度、形態(tài)及平均組成。
首先，對(duì)添加Si、然后幾乎不用Al進(jìn)行脫氧、添加Ti約攪拌2分鐘左右后、再然后 添加Ce、La中的1種或2種進(jìn)行脫氧而得到的鋼板調(diào)查了拉伸凸緣性及疲勞特性。其結(jié)果 可以確認(rèn)，在這樣的通過Si、接著Ti、以及Ce、La中的1種或2種這3個(gè)階段進(jìn)行逐級(jí)脫氧 而得到的鋼板中，能夠進(jìn)一步提高拉伸凸緣性和疲勞特性。其原因在于，在因添加Ce、La進(jìn) 行脫氧而生成的微細(xì)且硬質(zhì)的Ce氧化物、La氧化物、硫氧化鈰、硫氧化鑭上析出MnS、TiS、 (Mn, Ti) S的MnS系夾雜物，在軋制時(shí)也能夠抑制該析出的MnS系夾雜物的變形，因此能夠 顯著減少鋼板中延伸的粗大的MnS系夾雜物。另外，由于添加了 Ti，因此也一并生成TiN粒 子，但其在軋制前的加熱時(shí)有助于發(fā)揮抑制鋼板組織的晶粒生長(zhǎng)的、所謂的釘扎的功能，由 此鋼板組織的晶體粒徑也變微細(xì)。其結(jié)果是，在反復(fù)變形時(shí)和擴(kuò)孔加工時(shí)，這些MnS系夾雜 物不易成為裂紋發(fā)生的起點(diǎn)和龜裂傳播的路徑，能夠極力抑制在鋼板中產(chǎn)生以往導(dǎo)致疲勞 特性等變差的粗大MnS系夾雜物。另外，認(rèn)為是由于鋼板組織的晶體粒徑也微細(xì)，這使得上 述耐疲勞性等提高。
另外，Ce氧化物、La氧化物、硫氧化鈰及硫氧化鑭微細(xì)化的原因在于，最初因M脫 氧而生成的SiO2系夾雜物被之后添加的Ti還原分解而生成微細(xì)的Ti氧化物，之后進(jìn)一步被 Ce、La還原分解而形成微細(xì)的Ce氧化物、La氧化物、硫氧化鈰及硫氧化鑭，而且生成的Ce氧 化物、La氧化物、硫氧化鈰及硫氧化鑭自身與鋼液的表面能低，也能抑制生成后的凝聚體。
這樣，幾乎不用Al進(jìn)行脫氧時(shí)，可獲得非常良好的材質(zhì)特性，但代替其用Ti、Ce、 La進(jìn)行脫氧時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)所期望的脫氧，必須增加它們的投入量。但是，用Ti、Ce、La進(jìn)行 脫氧時(shí)，與用Al脫氧時(shí)相比氧勢(shì)增高，因此在鋼液中的成分調(diào)整中，產(chǎn)生相對(duì)于目標(biāo)組成 的不均增大，難以獲得所期望的化學(xué)成分的問題。
因此，本發(fā)明者們接下來一邊進(jìn)行Al脫氧、一邊改變Ti、Ce、La的組成并進(jìn)行脫 氧，制造了鋼塊。將所得到的鋼塊熱軋而制成3mm的熱軋鋼板。將這些制造的熱軋鋼板供 于擴(kuò)孔試驗(yàn)及疲勞試驗(yàn)，并且調(diào)查了鋼板中的夾雜物個(gè)數(shù)密度、形態(tài)及平均組成。
通過這樣的實(shí)驗(yàn)可知，在添加Si后用Al進(jìn)行脫氧、然后添加Ti、再添加Ce、La中 的1種或2種進(jìn)行脫氧而得到的鋼液中，在得到以質(zhì)量基準(zhǔn)計(jì)的規(guī)定的(Ce+La)/酸可溶Al 比、且(Ce+La)/S比的情況下，可獲得鋼液中的氧勢(shì)急劇下降的結(jié)果。即，利用Al、Si、Ti、 Ce、La的復(fù)合脫氧的效果，獲得了迄今為止用各種脫氧元素進(jìn)行脫氧的體系中最能夠降低 氧勢(shì)的效果。利用它們的復(fù)合脫氧的效果，對(duì)于生成的氧化物也能夠極力降低Al2O3濃度， 因此可知，可以獲得與幾乎不用Al進(jìn)行脫氧而制造的鋼板同樣地拉伸凸緣性和疲勞特性 優(yōu)異的鋼板。
認(rèn)為其理由如下所述。
S卩，添加Si時(shí)生成SW2夾雜物，但通過此后添加Al將SW2夾雜物還原成Si。另 外，Al將SiO2夾雜物還原的同時(shí)，鋼液中的溶解氧也被脫氧，生成Al2O3系夾雜物，一部分 Al2O3系夾雜物被浮上除去，剩余的Al2O3系夾雜物殘留在鋼液中。然后，添加Ti，但此時(shí)由 于鋼液中的氧已經(jīng)被Al完全脫氧，因此是Ti引起的脫氧很少發(fā)生的程度。進(jìn)而，通過此后 添加的Ce、La，Al2O3系夾雜物被還原分解，形成微細(xì)的Ce氧化物、La氧化物、硫氧化鈰及硫 氧化鑭。這樣，利用添加Al、Si、Ti、Ce、La進(jìn)行的復(fù)合脫氧，雖然殘留少量Al2O3，但可以認(rèn) 為大部分生成了微細(xì)且硬質(zhì)的Ce氧化物、La氧化物、硫氧化鈰、硫氧化鑭、Ti氧化物。
因此，新發(fā)現(xiàn)了如下內(nèi)容在利用Al、Si、Ti、Ce、La的添加而進(jìn)行的復(fù)合脫氧中， 通過按照上述的脫氧方法適當(dāng)進(jìn)行Al脫氧，從而與幾乎不用Al脫氧時(shí)同樣地，能夠在微細(xì) 且硬質(zhì)的Ce氧化物、La氧化物、硫氧化鈰、硫氧化鑭、Ti氧化物上析出MnS、TiS或(Mn，Ti) S，在軋制時(shí)也能夠抑制該析出的MnS系夾雜物(MnS、TiS、(Mn, Ti) S夾雜物)的變形，因而 可獲得通過顯著減少鋼板中延伸的粗大的MnS系夾雜物從而能提高疲勞特性等的效果，并 且通過Al脫氧能使鋼液的氧勢(shì)降低，從而能夠減小成分組成的不均。
根據(jù)由這些實(shí)驗(yàn)性研究得到的認(rèn)識(shí)，如下所述，本發(fā)明者對(duì)鋼板的化學(xué)成分條件 進(jìn)行了研究，從而完成了本發(fā)明。
以下，對(duì)本發(fā)明中限定化學(xué)成分的原因進(jìn)行說明。
C :0.03 0.20%
C是控制鋼的淬火性和強(qiáng)度的最基本的元素，有助于提高淬火硬化層的硬度及深 度并對(duì)于疲勞強(qiáng)度的提高有效。即，該C是確保鋼板的強(qiáng)度所必須的元素，為了得到高強(qiáng)度 鋼板，必須至少為0. 03 %。但是，若過量地含有該C，超過0. 20 %，則加工性以及焊接性變 差。為了達(dá)到必要的強(qiáng)度，確保加工性·焊接性，本發(fā)明中，將C的濃度設(shè)為0. 20%以下。
Si :0.08 1.5%
Si是主要的脫氧元素之一，使淬火加熱時(shí)奧氏體的核生成位點(diǎn)數(shù)增加，抑制奧氏 體的粒生長(zhǎng)，并且擔(dān)負(fù)使淬火硬化層的粒徑微細(xì)化的功能。該Si抑制碳化物生成，抑制因 碳化物引起的晶界強(qiáng)度的降低，并且對(duì)貝氏體組織的生成也有效，因此是用于不大幅度地 損害拉伸性而提高強(qiáng)度、以低屈服強(qiáng)度比改善擴(kuò)孔性的重要的元素。為了降低鋼液中的溶 解氧濃度，暫時(shí)生成S^2系夾雜物(為了該SiA系夾雜物被之后添加的Al還原而生成氧 化鋁系夾雜物，之后進(jìn)一步被Ce、La還原，從而使氧化鋁系夾雜物還原)，必須添加0. 08% 以上的Si。因此，本發(fā)明中，將Si的下限設(shè)為0.08%。相對(duì)于此，若Si的濃度過高，則夾 雜物中的SiO2濃度變高而容易生成大型夾雜物，不易被Al還原。另外，韌延性變得極差， 并且由于表面脫碳和表面瑕疵增加，因此反而導(dǎo)致疲勞特性變差。此外，若過量添加Si，則對(duì)焊接性和延性造成不良影響。因此，本發(fā)明中，將Si的上限設(shè)為1. 5%。
Mn :0.5 3.0%
Mn是對(duì)制鋼階段的脫氧有用的元素，是與C、Si 一起對(duì)鋼板的高強(qiáng)度化有效的元 素。為了獲得這種效果，必須含有0.5%以上的該Mn。然而，若含有超過3.0%的Mn，則由 于Mn的偏析和固溶強(qiáng)化的增大而使延性降低。另外，由于焊接性和母材韌性也變差，因此 將該Mn的上限設(shè)為3.0%。
P :0.05% 以下
P在作為比狗原子小的置換型固溶強(qiáng)化元素而起作用的方面是有效的。但是，若 該P(yáng)濃度超過0. 05%，則在奧氏體的晶界偏析，使晶界強(qiáng)度下降，從而導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度下 降，還可能引起加工性變差，因此將上限設(shè)為0.05%。另外，若無需固溶強(qiáng)化，則不必添加 P，因此P的下限值包括0%。
S :0.0005% 以上
S作為雜質(zhì)而偏析，S由于形成MnS系的粗大的延伸夾雜物而使拉伸凸緣性變差， 因此希望為盡量低的濃度。以往，為了確保拉伸凸緣性，必須使S的濃度極度低硫化。但 是，若為了提高鋼板的材質(zhì)而使S濃度小于0. 0005%，則二次精煉中的脫硫負(fù)荷過大，脫硫 成本變高，得不到與其相稱的材質(zhì)。因此，將以二次精煉中的脫硫?yàn)榍疤釙r(shí)的S濃度的下限 設(shè)為 0. 0005% O
另外，本發(fā)明中通過使微細(xì)且硬質(zhì)的Ce氧化物、La氧化物、硫氧化鈰、硫氧化鑭等 夾雜物上析出MnS系夾雜物，并對(duì)MnS系夾雜物進(jìn)行形態(tài)控制，從而在軋制時(shí)也不易引起變 形，可以防止夾雜物的延伸，因此S的濃度的上限值如后所述，根據(jù)與Ce或La中的1種或 2種的總計(jì)量的關(guān)系進(jìn)行規(guī)定。
S卩，本發(fā)明中如上所述，由于用Ce氧化物、La氧化物、硫氧化鈰、硫氧化鑭等夾雜 物對(duì)MnS進(jìn)行形態(tài)控制，因此即使S的濃度高，通過添加與其相應(yīng)量的Ce或La中的1種或 2種，也能夠防止S對(duì)材質(zhì)造成不良影響。S卩，即使S的濃度高到一定程度，通過調(diào)整與其 相應(yīng)的Ce或La的添加量，可獲得實(shí)質(zhì)上的脫硫效果，可獲得與極低硫鋼同樣的材質(zhì)。換而 言之，通過在該S濃度與Ce、La的總計(jì)量之間進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，能夠提高S濃度上限的自由 度。因此，本發(fā)明中，沒有必要進(jìn)行用于得到極低硫鋼的二次精煉中的鋼液脫硫，也可以省 略，能夠?qū)崿F(xiàn)制造工藝的簡(jiǎn)略化、以及伴隨于此的脫硫處理成本的降低。
酸可溶Ti 0. 008 0. 20%
Ti是主要的脫氧元素之一，并且擔(dān)負(fù)著下述功能形成碳化物、氮化物、碳氮化 物，通過在熱軋前進(jìn)行充分的加熱，從而使奧氏體的核生成位點(diǎn)數(shù)增加，抑制奧氏體的粒生 長(zhǎng)，因此有助于微細(xì)化·高強(qiáng)度化，有效地對(duì)熱軋時(shí)的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶起作用，顯著提高拉伸凸 緣性。通過實(shí)驗(yàn)得知，為此必須添加0.008%以上的酸可溶Ti。因此，本發(fā)明中，將酸可溶 Ti的下限設(shè)為0. 008% ο
順便提一下，為了將鑄造時(shí)生成的碳化物、氮化物、碳氮化物暫時(shí)固溶，熱軋前的 充分的加熱溫度要求為充分的溫度，必須超過1200°C。另一方面，從成本、氧化皮生成的觀 點(diǎn)來看，超過1250°C達(dá)到很高的溫度是不優(yōu)選的。因此，1250°C左右是合適的。
另一方面，如果含有超過0.2%，則不僅脫氧的效果飽和，而且即使在熱軋前進(jìn)行 充分的加熱，也會(huì)形成粗大的碳化物、氮化物、碳氮化物，反而導(dǎo)致材質(zhì)變差，無法期待與含量相符的效果。因此，本發(fā)明中，將酸可溶Ti的濃度的上限設(shè)為0.2%。
順便提一下，酸可溶Ti濃度是指測(cè)定酸中溶解的Ti的濃度而得到的濃度，是利用 了溶存Ti溶解于酸中而Ti氧化物不溶于酸中的現(xiàn)象的分析方法。這里，酸可以列舉出例 如以鹽酸1、硝酸1、水2的比例(質(zhì)量比)混合而成的混酸。使用這樣的酸，能夠區(qū)分可溶 于酸的Ti和不溶于酸的Ti氧化物，能夠測(cè)定酸可溶Ti濃度。
N :0· 0005 0. 01%
N是由于在鋼液處理中攝入空氣中的氮而不可避免地混入鋼中的元素。N與Al、 Ti等形成氮化物而促進(jìn)母材組織的細(xì)?；Ｈ欢?，若含有超過0.01%的N，則與Al、Ti等 生成粗大的析出物，使拉伸凸緣性變差。因此，本發(fā)明中，將N的濃度的上限設(shè)為0.01%。 另一方面，使N的濃度小于0. 0005%，則成本變高，因此，從工業(yè)上能夠?qū)崿F(xiàn)的觀點(diǎn)來看，將 0. 0005%作為下限。
酸可溶Al 超過0. 01 %
酸可溶Al由于通常其氧化物易簇化而變粗大，致使拉伸凸緣性和疲勞特性變差， 因此期望極力抑制。然而，本發(fā)明中，新發(fā)現(xiàn)了如下的領(lǐng)域盡管進(jìn)行Al脫氧，但通過Si、 Ti、Ce、La的復(fù)合脫氧效果、和設(shè)成與酸可溶Al濃度相應(yīng)的Ce、La濃度，從而如上所述，對(duì)于 由Al脫氧而生成的Al2O3系夾雜物，部分Al2O3系夾雜物被浮上除去，鋼液中的剩余的Al2O3 系夾雜物被之后添加的Ce、La還原分解而形成微細(xì)的夾雜物，氧化鋁系氧化物不會(huì)簇化而 變粗大。
因此，本發(fā)明中，也沒有必要像以往那樣設(shè)定實(shí)質(zhì)上不添加Al的限制，特別是關(guān) 于該酸可溶Al的濃度，可以提高自由度。通過使酸可溶Al超過0. 01 %，能夠組合利用Al 脫氧和添加Ce、La進(jìn)行的脫氧，也不會(huì)像以往那樣使脫氧所必須的Ce、La的添加量多至必 要以上，能夠消除因Ce、La脫氧導(dǎo)致的鋼中的氧勢(shì)上升的問題，還能夠得到可抑制各成分 元素的組成不均的效果。
酸可溶Al的濃度的上限值如后所述，根據(jù)與Ce或La中的1種或2種的總計(jì)量的 關(guān)系來進(jìn)行規(guī)定。
另外，這里所謂的酸可溶Al濃度是指測(cè)定酸中溶解的Al的濃度而得到的濃度，是 利用了溶存Al溶解于酸中而Al2O3不溶于酸的現(xiàn)象的分析方法。這里，酸例如可以列舉出 按鹽酸1、硝酸1、水2的比例(質(zhì)量比)混合而成的混酸。使用這樣的酸，可以區(qū)分可溶于 酸的Al和不溶于酸的Al2O3，能夠測(cè)定酸可溶Al濃度。
Ce或La中的1種或2種的總計(jì)0. 001 0. 04%
Ce、La將通過Si脫氧而生成的SiO2、逐級(jí)通過Al脫氧而生成的Al2O3還原，易成 為MnS系夾雜物的析出位點(diǎn)，且具有形成硬質(zhì)、微細(xì)且軋制時(shí)不易變形的Ce氧化物(例如 Ce2O3^CeO2)、硫氧化鈰(例如Ce2O2S)、La氧化物(例如La203、La02)、硫氧化鑭(例如La2O2S)、 Ce氧化物-La氧化物、或硫氧化鈰-硫氧化鑭為主相(以50%以上為標(biāo)準(zhǔn))的夾雜物的效果。
這里，在上述夾雜物中，因脫氧條件的不同，有時(shí)也會(huì)含有一部分MnO、SiO2, TiO2, Ti2O3或Al2O3，但只要主相為上述氧化物，則即可充分發(fā)揮作為MnS系夾雜物的析出位點(diǎn)的 功能，且不會(huì)損害夾雜物的微細(xì)、硬質(zhì)化的效果。
通過實(shí)驗(yàn)獲知，為了得到這樣的夾雜物，必須使Ce或La中的1種或2種的總計(jì)濃度為0. 0005%以上且0. 04%以下。
Ce或La中的1種或2種的總計(jì)濃度小于0. 0005%時(shí)，無法將Si02、Al2O3夾雜物 還原，超過0. 04%時(shí)，大量生成硫氧化鈰、硫氧化鑭，形成粗大的夾雜物而使拉伸凸緣性和 疲勞特性變差。
另外，作為上述本發(fā)明的鋼板中的在由Ce或La中的1種或2種形成的氧化物或硫 氧化物上析出有MnS的形態(tài)的夾雜物的存在條件，著眼于能夠用S的濃度來對(duì)“MnS怎樣被 由Ce或La中的1種或2種形成的氧化物或硫氧化物改性”進(jìn)行規(guī)定這一點(diǎn)，想到用鋼板的 化學(xué)成分(Ce+La)/S質(zhì)量比來規(guī)定、整理。具體而言，該質(zhì)量比小時(shí)，由Ce或La中的1種 或2種形成的氧化物或硫氧化物少，使得單獨(dú)大量析出MnS。如果該質(zhì)量比逐漸變大，則相 比MnS，由Ce或La中的1種或2種形成的氧化物或硫氧化物逐漸變多，這些在由Ce或La 中的1種或2種形成的氧化物或硫氧化物上析出有MnS的形態(tài)的夾雜物逐漸變多。即，MnS 逐漸被由Ce或La中的1種或2種形成的氧化物或硫氧化物改性。這樣，為了提高拉伸凸 緣性和疲勞特性，涉及在由Ce或La中的1種或2種形成的氧化物或硫氧化物上析出MnS， 防止MnS的延伸。因此，上述質(zhì)量比能夠作為用于識(shí)別是否發(fā)揮這些效果的參數(shù)來進(jìn)行整 理。
因此，為了明確能有效抑制MnS系夾雜物的延伸的化學(xué)成分比，通過改變鋼板的 (Ce+La)/S質(zhì)量比，來評(píng)價(jià)夾雜物的形態(tài)、拉伸凸緣性和疲勞特性。其結(jié)果表明，(Ce+La)/S 質(zhì)量比為0. 4 50時(shí)，拉伸凸緣性和疲勞特性均得到飛躍性提高。
若(Ce+La)/S質(zhì)量比小于0.4，則由Ce或La中的1種或2種形成的氧化物或硫氧 化物上析出有MnS的形態(tài)的夾雜物個(gè)數(shù)比例過少，因此與其相應(yīng)地易成為裂紋發(fā)生的起點(diǎn) 的MnS系延伸夾雜物的個(gè)數(shù)比例過多，拉伸凸緣性和疲勞特性下降。
另一方面，若(Ce+La) /S質(zhì)量比超過50，則所謂使硫氧化鈰、硫氧化鑭上析出MnS 從而改善拉伸凸緣性和疲勞特性的效果達(dá)到飽和，成本上不劃算。根據(jù)以上的結(jié)果，將 (Ce+La)/S質(zhì)量比限定為0.4 50。順便提一下，若(Ce+La)/S質(zhì)量比變得過大，例如超過 70，則大量生成硫氧化鈰、硫氧化鑭，形成粗大的夾雜物，反而使拉伸凸緣性和疲勞特性變 差，從這一點(diǎn)來看，也將(Ce+La)/S質(zhì)量比的上限設(shè)為50。
以下，對(duì)于本發(fā)明中的選擇元素，說明限定化學(xué)成分的原因。這些元素是選擇元 素，因此是否添加是任意的，可以僅添加1種，也可以添加2種以上。
關(guān)于Nb、V，Nb、V與C或N形成碳化物、氮化物、碳氮化物而促進(jìn)母材組織的細(xì)粒 化，有助于提高韌性。
Nb :0. 01 0. 10%
為了獲得上述復(fù)合碳化物、復(fù)合氮化物等，優(yōu)選使該Nb濃度為0. 01 %以上。但是， 即使該Nb濃度超過0. 10%而大量含有，所述母材組織的細(xì)粒化的效果也已飽和，制造成本 增加。因此，將Nb濃度的上限設(shè)為0. 10%。
V :0.01 0.05%
為了獲得上述的復(fù)合碳化物、復(fù)合氮化物等，優(yōu)選使該V濃度為0. 01 %以上。但 是，即使該V濃度超過0. 05%而大量含有，效果也已飽和，制造成本增加。因此，將V濃度的 上限設(shè)為0.05%。
Cr、Mo、B用于提高鋼的淬火性。
Cr :0.01 0.6%
為了進(jìn)一步確保鋼板的強(qiáng)度，可以根據(jù)需要含有Cr，為了得到該效果，優(yōu)選添加 0.01%以上。但是，大量含有該Cr反而會(huì)使強(qiáng)度-延性的平衡變差。因此，將0.6%作為上 限。
Mo 0. 01 ~ 0. 4%
為了進(jìn)一步確保鋼板的強(qiáng)度，可以根據(jù)需要含有Mo，為了得到它們的效果，優(yōu)選添 加0.01%以上。但是，大量含有該Mo反而會(huì)使強(qiáng)度-延性的平衡變差。因此，將0.4%作 為上限。
B :0· 0003 0. 003%
為了進(jìn)一步強(qiáng)化晶界、提高加工性，可以根據(jù)需要含有B，為了得到它們的效果，優(yōu) 選添加0. 0003%以上。但是，即使該B超過0. 003%而大量含有，其效果也已飽和，反而有 損鋼的洗滌性，使延性變差。因此，將0. 003%作為上限。
關(guān)于 Ca、Zr
為了通過硫化物的形態(tài)控制，而強(qiáng)化晶界、提高加工性，可以根據(jù)需要含有Ca、Zr。
Ca :0. 0001 0. 004%
Ca通過使硫化物球狀化等控制脫硫的形態(tài)，從而能夠強(qiáng)化晶界、提高鋼的加工性， 為了獲得這些效果，Ca的添加量?jī)?yōu)選為0.0001%以上。但是，即使大量含有該Ca，效果也 已飽和，反而有損鋼的洗滌性，使延性變差。因此，將0.004%作為上限。
Zr :0. 001 0. 01%
為了獲得上述使硫化物球狀化而改善母材的韌性的效果，優(yōu)選添加0.001%以上 的&。但是，大量含有該^ 反而有損鋼的洗滌性，使延性變差。因此，將0.01%作為上限。
接下來，對(duì)本發(fā)明的鋼板中的夾雜物的存在條件進(jìn)行說明。這里所謂的鋼板是指 經(jīng)熱軋或進(jìn)一步經(jīng)冷軋而得到的軋制后的板。另外，從各種觀點(diǎn)出發(fā)規(guī)定了本發(fā)明的鋼板 中的夾雜物的存在條件。
為了得到拉伸凸緣性和疲勞特性優(yōu)異的鋼板，重要的是盡量減少鋼板中易成為裂 紋發(fā)生的起點(diǎn)和裂紋傳播的路徑的延伸的粗大的MnS系夾雜物。
因此，本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，如上所述，即使在添加Si后用Al進(jìn)行脫氧的情況下，在其后 添加Ti、以及添加Ce、La中的1種或2種進(jìn)行脫氧而得到的鋼板中，在得到以質(zhì)量基準(zhǔn)計(jì) 的上述的(Ce+La)/酸可溶Al比、且(Ce+La)/S比的情況下，通過復(fù)合脫氧使得鋼液中的氧 勢(shì)急劇下降，并且生成的夾雜物的Al2O3濃度變低，因此與幾乎不用Al進(jìn)行脫氧制造得到的 鋼板同樣，拉伸凸緣性和疲勞特性優(yōu)異。
另外，還一并發(fā)現(xiàn)，通過添加Ce、La進(jìn)行脫氧，雖然含有少量Al2O3，但在占大部分 的所生成的微細(xì)且硬質(zhì)的Ce氧化物、La氧化物、硫氧化鈰、硫氧化鑭上析出MnS，即使在軋 制時(shí)也不易引起該析出的MnS變形，因此鋼板中延伸的粗大的MnS顯著減少。
因此可知，獲得以質(zhì)量基準(zhǔn)計(jì)的上述的(Ce+La)/酸可溶Al比、且(Ce+La)/S比 時(shí)，當(dāng)量圓直徑為2 μ m以下的微細(xì)的夾雜物個(gè)數(shù)密度急劇增加，該微細(xì)的夾雜物分散于鋼 中。
由于該微細(xì)的夾雜物不易凝集，因此其形狀大部分為球狀或紡錘狀。另外，以長(zhǎng)徑 /短徑(以下，有時(shí)記載為“延伸比例”)表示的話，為3以下，優(yōu)選為2以下。
在實(shí)驗(yàn)中，著眼于利用掃描型電子顯微鏡(SEM)等進(jìn)行觀察就能容易地鑒定、且 當(dāng)量圓直徑為2μπι以下的夾雜物的個(gè)數(shù)密度。順便提一下，對(duì)當(dāng)量圓直徑的下限值沒有特 別規(guī)定，但作為能以數(shù)字計(jì)數(shù)的大小，以0.5 μ m左右以上的夾雜物為對(duì)象是合適的。這里， 當(dāng)量圓直徑定義為根據(jù)截面觀察到的夾雜物的長(zhǎng)徑和短徑按(長(zhǎng)徑X短徑)°_5求得的值。
機(jī)理的詳細(xì)內(nèi)容并不清楚，但可以認(rèn)為，這些2μπι以下的微細(xì)的夾雜物以15個(gè)/ mm2以上分散的情況，是利用Al脫氧使得鋼液的氧勢(shì)的下降和MnS系夾雜物的微細(xì)化的協(xié) 同效果造成的。由此，使拉伸凸緣成形時(shí)等產(chǎn)生的應(yīng)力集中得到緩解的機(jī)制發(fā)揮作用，推測(cè) 具有急劇提高擴(kuò)孔性的效果。其結(jié)果是，在反復(fù)變形時(shí)和擴(kuò)孔加工時(shí)，這些MnS系夾雜物不 易成為裂紋發(fā)生的起點(diǎn)和龜裂傳播的路徑，反而微細(xì)，因此有助于緩解應(yīng)力集中，認(rèn)為與提 高拉伸凸緣性、耐疲勞特性等相關(guān)。
另一方面，本發(fā)明者調(diào)查了是否能夠減少鋼板中易成為裂紋發(fā)生的起點(diǎn)和裂紋傳 播的路徑的延伸的粗大的MnS系夾雜物(MnS、TiS、(Mn, Ti) S夾雜物)。
本發(fā)明者通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，只要當(dāng)量圓直徑小于1 μ m，則即使是延伸的MnS作為裂 紋發(fā)生起點(diǎn)也無害，不會(huì)使拉伸凸緣性和疲勞特性變差，另外，當(dāng)量圓直徑為1 μ m以上的 夾雜物也可以容易地利用掃描型電子顯微鏡(SEM)等來觀察，因此以鋼板中的當(dāng)量圓直徑 為Iym以上的夾雜物作為對(duì)象，調(diào)查其形態(tài)及組成，評(píng)價(jià)延伸的MnS的分布狀態(tài)。
另外，對(duì)MnS的當(dāng)量圓直徑的上限未作特別規(guī)定，但實(shí)際上有時(shí)能觀察到Imm左右 的 MnS。
關(guān)于延伸夾雜物的個(gè)數(shù)比例，通過使用SEM對(duì)隨機(jī)選擇的當(dāng)量圓直徑為1 μ m以上 的多個(gè)(例如50個(gè)左右)夾雜物進(jìn)行組成分析，并從SEM圖像測(cè)定夾雜物的長(zhǎng)徑和短徑。 這里，將延伸夾雜物定義為長(zhǎng)徑/短徑(延伸比例)為5以上的夾雜物，通過將檢測(cè)到的上 述延伸夾雜物的個(gè)數(shù)除以調(diào)查的總夾雜物個(gè)數(shù)(以上述的例子來說為50個(gè)左右)，可以求 出上述延伸夾雜物的個(gè)數(shù)比例。
將該延伸比例設(shè)為5以上的原因在于，不添加Ce、La的比較鋼板中的延伸比例為 5以上的夾雜物大部分為MnS。另外，對(duì)MnS的延伸比例的上限未作特別規(guī)定，但實(shí)際上有 時(shí)能觀察到延伸比例為50左右的MnS。
其結(jié)果表明，經(jīng)形態(tài)控制使延伸比例為5以上的延伸夾雜物的個(gè)數(shù)比例為20%以 下的鋼板，拉伸凸緣性和疲勞特性提高。即，若延伸比例為5以上的延伸夾雜物的個(gè)數(shù)比例 超過20%，則易成為裂紋發(fā)生的起點(diǎn)的MnS系延伸夾雜物的個(gè)數(shù)比例過多，拉伸凸緣性和 疲勞特性下降。因此，本發(fā)明中將延伸比例為5以上的延伸夾雜物的個(gè)數(shù)比例設(shè)為20%以 下。
另外，由于延伸的MnS系夾雜物越少則拉伸凸緣性和疲勞特性越良好，因此該延 伸比例為5以上的延伸夾雜物的個(gè)數(shù)比例的下限值包含0%。這里，當(dāng)量圓直徑為Iym以 上的夾雜物且延伸比例為5以上的延伸夾雜物的個(gè)數(shù)比例的下限值為0%的意思是指，雖 然是當(dāng)量圓直徑為1 μ m以上的夾雜物但不存在延伸比例為5以上的夾雜物的情況、或即使 是延伸比例為5以上的延伸夾雜物但當(dāng)量圓直徑均小于1 μ m的情況。
另外確認(rèn)到，延伸夾雜物的最大當(dāng)量圓直徑也比組織的晶體的平均粒徑小，可以 認(rèn)為這是能夠飛躍性地提高拉伸凸緣性和疲勞特性的主要原因。
另外，在經(jīng)形態(tài)控制使(Ce+La)/S質(zhì)量比為0.4 50且延伸比例為5以上的延伸夾雜物的個(gè)數(shù)比例為20%以下的鋼板中，與此相對(duì)應(yīng)，成為在由Ce、La中的1種或2種形 成的氧化物或其中含有Si、Ti中的1種或2種的氧化物或硫氧化物上析出有MnS系夾雜物 的形態(tài)。作為該夾雜物的形態(tài)，只要在由Ce、La中的1種或2種形成的氧化物或其中含有 Si、Ti中的1種或2種的氧化物或硫氧化物上析出MnS系夾雜物即可，沒有特別規(guī)定，但多 數(shù)情況下是以由Ce、La中的1種或2種形成的氧化物或其中含有Si、Ti中的1種或2種的 氧化物或硫氧化物為核在其周圍析出有MnS系夾雜物。
另外，有時(shí)TiN在微細(xì)且硬質(zhì)的Ce氧化物、La氧化物、硫氧化鈰、硫氧化鑭上與 MnS系夾雜物一起逐漸復(fù)合析出。但是，如前所述，確認(rèn)TiN對(duì)拉伸凸緣性和疲勞特性基本 沒有影響，因此TiN不作為本發(fā)明的MnS系夾雜物的對(duì)象。
另外，在由Ce、La中的1種或2種形成的氧化物或其中含有Si、Ti中的1種或2 種的氧化物或硫氧化物上析出有MnS系夾雜物的夾雜物即使在軋制時(shí)也不易引起變形，因 此在鋼板中也成為不延伸的形狀、即球狀或紡錘狀的夾雜物。
這里，被判斷為不延伸的球狀?yuàn)A雜物沒有特別規(guī)定，是鋼板中的延伸比例為3以 下的夾雜物，優(yōu)選延伸比例為2以下的夾雜物。這是由于，在軋制前的鑄片階段，在由Ce、 La中的1種或2種形成的氧化物或其中含有Si、Ti中的1種或2種的氧化物或硫氧化物 上析出有MnS系夾雜物的形態(tài)的夾雜物的延伸比例為3以下。另外，被判斷為未延伸的球 狀?yuàn)A雜物若完全為球狀，則延伸比例變?yōu)?，因此延伸比例的下限為1。
通過與延伸夾雜物的個(gè)數(shù)比例調(diào)查同樣的方法實(shí)施了該夾雜物的個(gè)數(shù)比例的調(diào) 查。其結(jié)果表明，在經(jīng)析出控制使在由Ce或La中的1種或2種形成的氧化物或硫氧化物 上析出有MnS系夾雜物的形態(tài)的夾雜物的個(gè)數(shù)比例為10%以上的鋼板中，拉伸凸緣性和疲 勞特性提高。若在由Ce或La中的1種或2種形成的氧化物或硫氧化物上析出有MnS系夾 雜物的形態(tài)的夾雜物的個(gè)數(shù)比例小于10%，則與其相對(duì)應(yīng)，MnS的延伸夾雜物的個(gè)數(shù)比例 過多，拉伸凸緣性和疲勞特性下降。因此，將在由Ce或La中的1種或2種形成的氧化物或 硫氧化物上析出有MnS系夾雜物的形態(tài)的夾雜物的個(gè)數(shù)比例設(shè)為10%以上。另外，在由Ce 或La中的1種或2種形成的氧化物或硫氧化物上析出的MnS系夾雜物越多，則拉伸凸緣性 和疲勞特性越良好，因此該個(gè)數(shù)比例的上限值包含100%。
另外，在由Ce、La中的1種或2種形成的氧化物或其中含有Si、Ti中的1種或2 種的氧化物或硫氧化物上析出有MnS系夾雜物的形態(tài)的夾雜物即使在軋制時(shí)也不易引起 變形，因此其當(dāng)量圓直徑?jīng)]有特別規(guī)定，可以為Iym以上。但是，若該當(dāng)量圓直徑過大，則 有可能成為裂紋發(fā)生起點(diǎn)，因此上限優(yōu)選為50 μ m左右。
另一方面，該夾雜物即使在軋制時(shí)也不易引起變形，并且當(dāng)量圓直徑小于Iym 時(shí)，不會(huì)成為裂紋發(fā)生起點(diǎn)，因此對(duì)當(dāng)量圓直徑的下限沒有特別規(guī)定。
接著，作為上述本發(fā)明的鋼板中的夾雜物的存在條件，用夾雜物的每單位體積的 個(gè)數(shù)密度來規(guī)定。
關(guān)于夾雜物的粒徑分布，通過利用速度法的電解面的SEM評(píng)價(jià)來實(shí)施。利用速度 法的電解面的SEM評(píng)價(jià)是指，將試樣片的表面研磨后，利用速度法進(jìn)行電解，直接對(duì)試樣面 進(jìn)行SEM觀察來評(píng)價(jià)夾雜物的大小和個(gè)數(shù)密度。另外，速度法是指，使用10%乙酰丙酮-1 % 四甲基氯化銨-甲醇將試樣表面電解來提取夾雜物的方法，但是，作為電解量，相對(duì)于試樣 表面的面積Icm2以IC進(jìn)行電解。對(duì)這樣電解得到的表面的SEM圖像進(jìn)行圖像處理，求出相對(duì)于當(dāng)量圓直徑的頻率(個(gè)數(shù))分布。由該粒徑的頻率分布算出平均當(dāng)量圓直徑，并將 頻率除以觀察到的視野的面積和由電解量求出的深度，從而算出夾雜物的單位體積的個(gè)數(shù)也/又。
對(duì)成為裂紋發(fā)生的起點(diǎn)并使拉伸凸緣性和疲勞特性變差的當(dāng)量圓直徑為IymW 上且延伸比例為5以上的夾雜物的體積個(gè)數(shù)密度進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，若體積個(gè)數(shù)密度為 1.0X104個(gè)/mm3以下，則拉伸凸緣性和疲勞特性提高。若當(dāng)量圓直徑為1 μ m以上且延伸 比例為5以上的延伸夾雜物的體積個(gè)數(shù)密度超過1. 0 X IO4個(gè)/mm3，則易成為裂紋發(fā)生的起 點(diǎn)的MnS系延伸夾雜物的個(gè)數(shù)密度過多，拉伸凸緣性和疲勞特性下降，因此將當(dāng)量圓直徑 為Iym以上且延伸比例為5以上的延伸夾雜物的體積個(gè)數(shù)密度設(shè)為1.0Χ IO4個(gè)/mm3以 下。另外，由于延伸的MnS系夾雜物越少則拉伸凸緣性和疲勞特性越良好，因此當(dāng)量圓直徑 Slym以上且延伸比例為5以上的延伸夾雜物的體積個(gè)數(shù)密度的下限值包含0%。
這里，當(dāng)量圓直徑為1 μ m以上且延伸比例為5以上的延伸夾雜物的體積個(gè)數(shù)密度 的下限值為0%的意思與上述同樣。
另外，在經(jīng)形態(tài)控制使直徑為1 μ m以上且延伸率為5以上的延伸夾雜物的體積個(gè) 數(shù)密度為1. 0 X IO4個(gè)/mm3以下的鋼板中，與其相對(duì)應(yīng)，未延伸的MnS系夾雜物成為在由Ce、 La中的1種或2種形成的氧化物或其中含有Si、Ti中的1種或2種的氧化物或硫氧化物 上析出有MnS系夾雜物的形態(tài)，成為其形狀基本為球狀或紡錘狀的夾雜物。
作為該夾雜物的形態(tài)，與上述同樣，只要是在由Ce、La中的1種或2種形成的氧化 物或其中含有Si、Ti中的1種或2種的氧化物或硫氧化物上析出MnS系夾雜物即可，沒有 特別規(guī)定，多數(shù)情況下是以由Ce、La中的1種或2種形成的氧化物或其中含有Si、Ti中的 1種或2種的氧化物或硫氧化物為核并在其周圍析出有MnS系夾雜物。
另外，紡錘狀的夾雜物沒有特別規(guī)定，是指鋼板中的延伸比例為3以下的夾雜物， 優(yōu)選延伸比例為2以下的夾雜物。這里，如果完全為球狀，則延伸比例變?yōu)?，因此延伸比例 的下限為1。
調(diào)查了這樣的夾雜物的體積個(gè)數(shù)密度，結(jié)果表明，在經(jīng)析出控制使以由Ce、La中 的1種或2種形成的氧化物或其中含有Si、Ti中的1種或2種的氧化物或硫氧化物為核并 在其周圍析出有MnS系夾雜物的形態(tài)的夾雜物的體積個(gè)數(shù)密度為1.0X IO3個(gè)/mm3以上的 鋼板中，拉伸凸緣性和疲勞特性提高。若在由Ce、La中的1種或2種形成的氧化物或其中 含有Si、Ti中的1種或2種的氧化物或硫氧化物上析出有MnS系夾雜物的形態(tài)的夾雜物的 體積個(gè)數(shù)密度小于1. OX IO3個(gè)/mm3，則與其相對(duì)應(yīng)，MnS系的延伸夾雜物的個(gè)數(shù)比例過多， 拉伸凸緣性和疲勞特性下降，因此將在由Ce、La中的1種或2種形成的氧化物或其中含有 Si、Ti中的1種或2種的氧化物或硫氧化物上析出有MnS系夾雜物的形態(tài)的夾雜物的體積 個(gè)數(shù)密度規(guī)定為1. OX IO3個(gè)/mm3以上。另外，以由Ce、La中的1種或2種形成的氧化物或 其中含有Si、Ti中的1種或2種的氧化物或硫氧化物為核而析出的MnS系夾雜物越多，則 拉伸凸緣性和疲勞強(qiáng)度越良好，因此，該體積個(gè)數(shù)密度的上限值沒有特別規(guī)定。
另外，在由Ce、La中的1種或2種形成的氧化物或其中含有Si、Ti中的1種或2 種的氧化物或硫氧化物上析出有MnS系夾雜物的形態(tài)的夾雜物的當(dāng)量圓直徑，與上述同樣 沒有特別規(guī)定。但是，若該當(dāng)量圓直徑過大，則有可能成為裂紋發(fā)生起點(diǎn)，因此上限優(yōu)選為 50 μ m左右。17
另一方面，該夾雜物的當(dāng)量圓直徑小于1 μ m時(shí)，完全沒有問題，因此下限沒有特 別規(guī)定。
接下來，作為上述本發(fā)明的鋼板中的延伸夾雜物的存在條件，用當(dāng)量圓直徑的上 限值來規(guī)定。具體而言，對(duì)成為裂紋發(fā)生的起點(diǎn)而使拉伸凸緣性和疲勞特性變差的當(dāng)量圓 直徑為1 μ m以上、且延伸比例為5以上的夾雜物的平均當(dāng)量圓直徑進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果可知，若 該延伸夾雜物的平均當(dāng)量圓直徑為IOym以下，則拉伸凸緣性和疲勞特性提高。其著眼于 隨著當(dāng)量圓直徑為1 μ m以上且延伸比例為5以上的延伸夾雜物的個(gè)數(shù)比例的增加，該延伸 夾雜物的平均當(dāng)量圓直徑增大這一點(diǎn)，以延伸夾雜物的平均當(dāng)量圓直徑為指標(biāo)來規(guī)定的。 可推測(cè)隨著鋼液中的Mn和S的量的增加，生成的MnS系夾雜物的個(gè)數(shù)增加，并且生成的MnS 系夾雜物的尺寸也變粗大。
因此，若當(dāng)量圓直徑為1 μ m以上且延伸比例為5以上的延伸夾雜物增大至平均當(dāng) 量圓直徑超過10 μ m，則與其相對(duì)應(yīng)地該延伸夾雜物的個(gè)數(shù)比例超過20%，因此易成為裂 紋發(fā)生的起點(diǎn)的粗大的MnS系延伸夾雜物的個(gè)數(shù)比例過多，拉伸凸緣性和疲勞特性下降， 因此將當(dāng)量圓直徑為Iym以上且延伸比例為5以上的延伸夾雜物的平均當(dāng)量圓直徑設(shè)為 10 μ m以下。
另外，將當(dāng)量圓直徑為Iym以上且延伸比例為5以上的延伸夾雜物的平均當(dāng)量圓 直徑設(shè)為10 μ m以下的規(guī)定，意味著在鋼板中存在當(dāng)量圓直徑為1 μ m以上的夾雜物的情 況，因此當(dāng)量圓直徑的下限值為1 μ m。
另一方面，作為上述本發(fā)明的鋼板中的在由Ce、La中的1種或2種形成的氧化物 或其中含有Si、Ti中的1種或2種的氧化物或硫氧化物上析出有MnS系夾雜物的形態(tài)的夾 雜物的存在條件，用析出有MnS系夾雜物的夾雜物中的Ce或La的平均組成的含量來規(guī)定。
具體而言，如上所述，在提高拉伸凸緣性和疲勞特性的方面，使在由Ce、La中的1 種或2種形成的氧化物或其中含有Si、Ti中的1種或2種的氧化物或硫氧化物上析出MnS 系夾雜物從而防止MnS系夾雜物的延伸很重要。
作為該夾雜物的形態(tài)，與上述同樣地，只要在由Ce、La中的1種或2種形成的氧化 物或其中含有Si、Ti中的1種或2種的氧化物或硫氧化物上析出MnS系夾雜物即可，通常 以由Ce、La中的1種或2種形成的氧化物或其中含有Si、Ti中的1種或2種的氧化物或硫 氧化物為核并在其周圍析出MnS系夾雜物，形成球狀或紡錘狀的夾雜物。
另外，紡錘狀的夾雜物沒有特別規(guī)定，是指鋼板中的延伸比例為3以下的夾雜物， 優(yōu)選延伸比例為2以下的夾雜物。這里，若完全為球狀，則延伸比例為1，因此延伸比例的下 限為1。
因此，為了明確能有效抑制MnS系夾雜物的延伸的組成，對(duì)在由Ce、La中的1種或 2種形成的氧化物或其中含有Si、Ti中的1種或2種的氧化物或硫氧化物上析出有MnS系 夾雜物的形態(tài)的夾雜物實(shí)施組成分析。
但是，若該夾雜物的當(dāng)量圓直徑為Iym以上，則易于觀察，因此為方便起見，以當(dāng) 量圓直徑為Iym以上作為對(duì)象。但是，如果能夠觀察，也可以包含當(dāng)量圓直徑小于Ιμπι的 夾雜物。
另外，在由Ce、La中的1種或2種形成的氧化物或其中含有Si、Ti中的1種或2 種的氧化物或硫氧化物上析出有MnS系夾雜物的形態(tài)的夾雜物由于未延伸，因此確認(rèn)形成了延伸比例均為3以下的夾雜物。因此，以當(dāng)量圓直徑為1 μ m以上且延伸比例為3以下的 夾雜物作為對(duì)象實(shí)施了組成分析。
其結(jié)果表明，若當(dāng)量圓直徑為1 μ m以上且延伸比例為3以下的夾雜物中按平均組 成計(jì)Ce或La中的1種或2種的總計(jì)含有0. 5 95%，則拉伸凸緣性和疲勞特性提高。若 當(dāng)量圓直徑為1 μ m以上且延伸比例為3以下的夾雜物中的Ce或La中的1種或2種的總 計(jì)的平均含有率小于0. 5質(zhì)量％，則在由Ce、La中的1種或2種形成的氧化物或其中含有 Si、Ti中的1種或2種的氧化物或硫氧化物上析出有MnS系夾雜物的形態(tài)的夾雜物個(gè)數(shù) 比例大大減少，因此與其相應(yīng)地易成為裂紋發(fā)生的起點(diǎn)的MnS系延伸夾雜物的個(gè)數(shù)比例過 多，拉伸凸緣性和疲勞特性下降。
另一方面，若當(dāng)量圓直徑為Iym以上且延伸比例為3以下的夾雜物中的Ce或La 中的1種或2種的總計(jì)的平均含有率超過95%，則大量生成硫氧化鈰、硫氧化鑭，形成當(dāng)量 圓直徑為50 μ m左右以上的粗大的夾雜物，從而使拉伸凸緣性和疲勞特性變差。
下面，對(duì)鋼板的組織進(jìn)行說明。
本發(fā)明中，通過使鑄片中析出微細(xì)的MnS系夾雜物，進(jìn)而以在軋制時(shí)不會(huì)受到變 形、不易成為裂紋發(fā)生的起點(diǎn)的微細(xì)球狀?yuàn)A雜物的形式分散在鋼板中，由此來提高拉伸凸 緣性和疲勞特性，鋼板的顯微組織沒有特別限定。
鋼板的顯微組織沒有特別限定，可以是形成了以貝氏體·鐵素體為主相的組織的 鋼板、以鐵素體相為主相且以馬氏體相、貝氏體相為第2相的復(fù)合組織鋼板、以及由鐵素 體、殘留奧氏體及低溫相變相(馬氏體或貝氏體)構(gòu)成的復(fù)合組織鋼板中的任一組織。
另外，本發(fā)明中，由于必須添加Ti，因此通過在熱軋前進(jìn)行1250°C左右的充分的 加熱，從而暫時(shí)將鑄造時(shí)生成的碳化物、氮化物、碳氮化物固溶而提高鋼中的酸可溶Ti，然 后，可以利用固溶Ti或Ti的碳氮化物的效果將晶粒微細(xì)化，由此能夠?qū)摪宓慕M織中的晶 體粒徑微細(xì)化至10 μ m以下。
因此，不管是哪一種組織，都能夠?qū)⒕w粒徑微細(xì)化至10 μ m以下，所以能夠提高 擴(kuò)孔性和疲勞特性，因而優(yōu)選。若平均粒徑超過10 μ m，則延性 疲勞特性的提高變小。為 了提高擴(kuò)孔性和疲勞特性，更優(yōu)選為8μπι以下。但是，通常，為了得到行走部件等那樣的優(yōu) 異的拉伸凸緣性，雖然延性方面稍差，但是還是優(yōu)選鐵素體或貝氏體相以面積比計(jì)為最大 的相。
接下來說明制造條件。
本發(fā)明中，在用轉(zhuǎn)爐進(jìn)行吹煉并脫碳、或進(jìn)一步使用真空脫氣裝置進(jìn)行脫碳而得 的鋼液中，添加C、Si, Mn等合金并攪拌，進(jìn)行脫氧和成分調(diào)整。
另外，關(guān)于S，如上所述，精煉工序中也可以不進(jìn)行脫硫，因此可以省略脫硫工序。 但是，在為了熔煉S <20ppm左右的極低硫鋼而需要在二次精煉中進(jìn)行鋼液脫硫的情況下， 也可以進(jìn)行脫硫，并實(shí)施成分調(diào)整。
在上述添加Si后，過3分鐘左右后，添加Al進(jìn)行Al脫氧，為了將Al2O3浮上分離， 優(yōu)選確保約3分鐘左右的浮上時(shí)間。
然后添加Ti并設(shè)置約2 3分鐘左右的攪拌時(shí)間后，添加Ce或La中的1種或2 種，按照以質(zhì)量基準(zhǔn)計(jì)(Ce+La)/酸可溶Al >0. 1、且(Ce+La)/S達(dá)到0. 4 50的方式進(jìn)行 成分調(diào)整。
順便提一下，在添加選擇元素的情況下，添加Ce或La中的1種或2種之前進(jìn)行， 充分?jǐn)嚢?，并根?jù)需要進(jìn)行選擇元素的成分調(diào)整后，添加Ce或La中的1種或2種。將這樣 熔煉得到的鋼液連續(xù)鑄造，制造鑄片。
關(guān)于連續(xù)鑄造，不僅適用于通常的250mm厚左右的板坯連續(xù)鑄造，也能充分適用 于鋼錠或鋼坯以及板坯連續(xù)鑄造機(jī)的鑄型厚度比通常薄的例如150mm以下的薄板坯連續(xù)鑄造。
對(duì)用于制造高強(qiáng)度熱軋鋼板的熱軋條件進(jìn)行敘述。
關(guān)于熱軋前的板坯的加熱溫度，必須使鋼中的碳氮化物等暫時(shí)固溶，因此超過 1200°C是很重要的。
通過預(yù)先使這些碳氮化物固溶，由此在軋制后的冷卻過程中可以獲得對(duì)于延性的 提高而言優(yōu)選的鐵素體相。另一方面，若熱軋前的板坯的加熱溫度超過1250°C，則板坯表面 的氧化變顯著，特別是由晶界被選擇性氧化而引起的楔形的表面缺陷在除氧化皮后殘留， 它會(huì)損害軋制后的表面品質(zhì)，因此優(yōu)選將上限設(shè)為1250°C。
加熱至上述的溫度范圍后，進(jìn)行通常的熱軋，但在此工序中精軋結(jié)束溫度在進(jìn)行 鋼板的組織控制的情況下很重要。精軋結(jié)束溫度低于Ar3點(diǎn)+30°C時(shí)，表層部的晶體粒徑容 易變粗大，在疲勞特性方面不優(yōu)選。另一方面，超過Ar3點(diǎn)+200°C時(shí)，軋制結(jié)束后的奧氏體 粒徑變粗大，難以控制冷卻中生成的相的構(gòu)成及分率，因此優(yōu)選將上限設(shè)為Ar3點(diǎn)+200°C。
另外，使精軋后的鋼板的平均的冷卻速度為10 100°C /秒、并使卷取溫度在 450 650°C的范圍內(nèi)的情況，和精軋后至680°C以約5°C /秒保持空冷、然后以30°C /秒以 上的冷卻速度冷卻、并使卷取溫度在400°C以下的情況，可以根據(jù)目標(biāo)組織構(gòu)成進(jìn)行選擇。 通過控制軋制后的冷卻速度和卷取溫度，在前者的軋制條件下，能夠得到具有多邊形鐵素 體、貝氏體鐵素體及貝氏體相中的一種或兩種以上的組織和其分率的鋼板，在后者的軋制 條件下，能夠得到延性優(yōu)異的具有大量的多邊形鐵素體相和馬氏體相的復(fù)合組織的DP鋼 板。
上述平均冷卻速度小于10°C /秒時(shí)，容易生成對(duì)拉伸凸緣性不優(yōu)選的珠光體，不 優(yōu)選。另一方面，雖然在組織控制上無需對(duì)冷卻速度設(shè)置上限，但認(rèn)為過快的冷卻速度有可 能使鋼板的冷卻不均一，且制造能進(jìn)行這種冷卻的設(shè)備需要高額的費(fèi)用，從而導(dǎo)致鋼板的 價(jià)格上升。從這樣的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選將冷卻速度的上限設(shè)為100°c/秒。
本發(fā)明的高強(qiáng)度冷軋鋼板通過對(duì)經(jīng)由熱軋、卷取后酸洗、表皮光軋(skin pass)等 工序的鋼板進(jìn)行冷軋、退火來制造。通過間歇退火、連續(xù)退火等退火工序進(jìn)行退火，制成最 終的冷軋鋼板。
另外，不用說，本發(fā)明的高強(qiáng)度鋼板作為電鍍用鋼板也適用。即使實(shí)施電鍍，本發(fā) 明高強(qiáng)度鋼板的機(jī)械特性也不會(huì)有任何變化。
實(shí)施例
以下，將本發(fā)明的實(shí)施例與比較例一起進(jìn)行說明。
將表1所示化學(xué)成分的板坯在表2所示的條件下熱軋，得到厚度為3. 2mm的熱軋 板。
權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)度鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)包含C :0. 03 0.20%、Si :0. 08 1. 5%, Mn 0. 5 3. 0%、P :0. 05% 以下、S :0. 0005% 以上、酸可溶 Ti :0. 008 0. 20%, N 0. 0005 0. 01%、酸可溶Al 超過0. 01%、Ce或La中的1種或2種的總計(jì)0. 001 0.04%、以及余量的鐵及不可避免的雜質(zhì)，進(jìn)而，以質(zhì)量基準(zhǔn)計(jì)，(Ce+La)/酸可溶Al彡0. 1、且(Ce+La)/S為0. 4 50， 該鋼板中存在的當(dāng)量圓直徑為2 μ m以下的夾雜物的個(gè)數(shù)密度為15個(gè)/mm2以上。
2.一種高強(qiáng)度鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)包含C :0. 03 0.20%、Si :0. 081.5%, Mn 0. 5 3. 0%、P :0. 05% 以下、S :0. 0005% 以上、酸可溶 Ti :0. 008 0. 20%, N 0. 0005 0. 01%、酸可溶Al 超過0. 01%、Ce或La中的1種或2種的總計(jì)0. 001 0. 04%、以及余量的鐵及不可避免的雜質(zhì)，進(jìn)而，以質(zhì)量基準(zhǔn)計(jì)，(Ce+La) /酸可溶Al彡0. 1、且(Ce+La)/S為0. 4 50， 下述延伸夾雜物的個(gè)數(shù)比例為20%以下，所述延伸夾雜物是該鋼板中存在的當(dāng)量圓直 徑為1 μ m以上的夾雜物，且長(zhǎng)徑/短徑為5以上。
3.一種高強(qiáng)度鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)包含C :0. 03 0.20%、Si :0. 08 1.5%、Mn 0. 5 3. 0%、P :0. 05% 以下、S :0. 0005% 以上、酸可溶 Ti :0. 008 0. 20%, N 0. 0005 0. 01%、酸可溶Al 超過0. 01%、Ce或La中的1種或2種的總計(jì)0. 001 0.04%、以及余量的鐵及不可避免的雜質(zhì)，進(jìn)而，以質(zhì)量基準(zhǔn)計(jì)，(Ce+La) /酸可溶Al彡0. 1、且(Ce+La)/S為0. 4 50， 該鋼板中以個(gè)數(shù)比例計(jì)含有10%以上的下述夾雜物，所述夾雜物是在由Ce、La中的1 種或2種形成的氧化物、或其中含有Si、Ti中的1種或2種的氧化物或硫氧化物上復(fù)合析 出有MnS、TiS或(Mn，Ti) S中的1種或2種以上的夾雜物。
4.一種高強(qiáng)度鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)包含C :0. 03 0.20%、Si :0. 08 1.5%, Mn 0. 5 3. 0%、P :0. 05% 以下、S :0. 0005% 以上、酸可溶 Ti :0. 008 0. 20%, N 0. 0005 0. 01%、酸可溶Al 超過0. 01%、Ce或La中的1種或2種的總計(jì)0. 001 0. 04%、以及余量的鐵及不可避免的雜質(zhì)，進(jìn)而，以質(zhì)量基準(zhǔn)計(jì)，(Ce+La)/酸可溶Al彡0. 1、且(Ce+La)/S為0. 4 50， 下述延伸夾雜物的體積個(gè)數(shù)密度為1. OX IO4個(gè)/mm3以下，所述延伸夾雜物是該鋼板中 存在的當(dāng)量圓直徑為1 μ m以上的夾雜物，且長(zhǎng)徑/短徑為5以上。
5.一種高強(qiáng)度鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)包含C :0. 03 0.20%、Si :0. 08 1.5%、Mn 0. 5 3. 0%、P :0. 05% 以下、S :0. 0005% 以上、酸可溶 Ti :0. 008 0. 20%, N 0. 0005 0. 01%、酸可溶Al 超過0. 01%、Ce或La中的1種或2種的總計(jì)0. 001 0.04%、以及余量的鐵及不可避免的雜質(zhì)，進(jìn)而，以質(zhì)量基準(zhǔn)計(jì)，(Ce+La) /酸可溶Al彡0. 1、且(Ce+La)/S為0. 4 50， 該鋼板中下述夾雜物的體積個(gè)數(shù)密度為1. OX IO3個(gè)/mm3以上，所述夾雜物是在由Ce、 La中的1種或2種形成的氧化物、或其中含有Si、Ti中的1種或2種的氧化物或硫氧化物 上復(fù)合析出有MnS、TiS或(Mn，Ti) S中的1種或2種以上的夾雜物。
6.一種高強(qiáng)度鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)包含C :0. 03 0.20%、Si :0. 08 1.5%, Mn 0. 5 3. 0%、P :0. 05% 以下、S :0. 0005% 以上、酸可溶 Ti :0. 008 0. 20%, N 0. 0005 0. 01%、酸可溶Al 超過0. 01%、Ce或La中的1種或2種的總計(jì)0. 001 0. 04%、以及余量的鐵及不可避免的雜質(zhì)，進(jìn)而，以質(zhì)量基準(zhǔn)計(jì)，(Ce+La)/酸可溶Al彡0. 1、且(Ce+La)/S為0. 4 50， 下述延伸夾雜物的平均當(dāng)量圓直徑為IOym以下，所述延伸夾雜物是該鋼板中存在的 當(dāng)量圓直徑為1 μ m以上的夾雜物，且長(zhǎng)徑/短徑為5以上。
7.一種高強(qiáng)度鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)包含C :0. 03 0.20%、Si 0. 08 1.5%、Mn 0. 5 3. 0%、P :0. 05% 以下、S :0. 0005% 以上、酸可溶 Ti :0. 008 0. 20%, N 0. 0005 0. 01%、酸可溶Al 超過0.01%、Ce或La中的1種或2種的總計(jì)0. 001 0.04%、以及余量的鐵及不可避免的雜質(zhì)，進(jìn)而，以質(zhì)量基準(zhǔn)計(jì)，(Ce+La)/酸可溶Al彡0. 1、且(Ce+La)/S為0. 4 50， 該鋼板中存在下述夾雜物，所述夾雜物是在由Ce、La中的1種或2種形成的氧化物、或 其中含有Si、Ti中的1種或2種的氧化物或硫氧化物上復(fù)合析出有MnS、TiS或(Mn，Ti) S 中的1種或2種以上的夾雜物，該夾雜物中以平均組成計(jì)Ce或La中的1種或2種的總計(jì) 含有0.5 95質(zhì)量％。
8.一種高強(qiáng)度鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)包含C :0. 03 0.20%、Si :0. 08 1.5%, Mn 0. 5 3. 0%、P :0. 05% 以下、S :0. 0005% 以上、酸可溶 Ti :0. 008 0. 20%, N 0. 0005 0. 01%、酸可溶Al 超過0. 01%、Ce或La中的1種或2種的總計(jì)0. 001 0. 04%、以及余量的鐵及不可避免的雜質(zhì)，進(jìn)而，以質(zhì)量基準(zhǔn)計(jì)，(Ce+La) /酸可溶Al彡0. 1、且(Ce+La)/S為0. 4 50， 該鋼板的組織中的晶體的平均粒徑為10 μ m以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8中任一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)，還含有 Nb 0. 01 0. 10%, V 0. 01 0. 05%中的任 1 種或 2 種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 9中任一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)，還含有 Cr 0. 01 0. 6%,Mo :0. 01 0. 4%,B :0. 0003 0. 003%中的任 1 種或 2 種以上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1 10中任一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)，還含 有 Ca 0. 0001 0. 004%, Zr :0. 001 0. 01%中的任 1 種或 2 種。
12.權(quán)利要求1 11中任一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度鋼板用鋼液的熔煉方法，其特征在于，該方 法是熔煉權(quán)利要求1 11中任一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度鋼板用鋼液的方法，在制鋼的精煉工序中，以質(zhì)量％計(jì)，向經(jīng)處理使P為0. 05%以下、S為0. 0005%以上的鋼液中，按照C為 0. 03 0. 20%, Si 為 0. 08 1. 5%、Mn 為 0. 5 3. 0%、N 為 0. 0005 0. 01%的方式進(jìn) 行添加或調(diào)整，然后，按照以酸可溶Al計(jì)超過0.01%的方式添加Al， 再然后，添加Ti，然后，添加Ce或La的1種或2種，使酸可溶Ti為0. 008 0. 20%、Ce或La中的1種 或2種的總計(jì)為0. 001 0. 04%,以質(zhì)量基準(zhǔn)計(jì)，(Ce+La) /酸可溶Al彡0. 1、且(Ce+La) /S為0. 4 50。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的高強(qiáng)度鋼板用鋼液的熔煉方法，其特征在于，在上述精煉 工序中，在添加Ce或La中的1種或2種之前，以質(zhì)量％計(jì)，還添加0. 01 0. 10%的Nb、 0.01 0. 05%的V中的任1種或2種。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的高強(qiáng)度鋼板用鋼液的熔煉方法，其特征在于，在上述 精煉工序中，在添加Ce或La中的1種或2種之前，以質(zhì)量％計(jì)，還添加0. 01 0. 6 %的Cr、 0. 01 0. 4%的Mo、0. 0003 0. 003%的B中的任1種或2種以上。
15.根據(jù)權(quán)利要求12 14中任一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度鋼板用鋼液的熔煉方法，其特征在 于，在上述精煉工序中，在添加Ce或La中的1種或2種之前，以質(zhì)量％計(jì)，還添加0. 0001 0. 004%的Ca、0. 001 0. 01%的Zr中的任1種或2種。
全文摘要
該高強(qiáng)度鋼板以質(zhì)量％計(jì)包含C0.03～0.20％、Si0.08～1.5％、Mn0.5～3.0％、P0.05％以下、S0.0005％以上、酸可溶Ti0.008～0.20％、N0.0005～0.01％、酸可溶Al超過0.01％、Ce或La中的1種或2種的總計(jì)0.001～0.04％、以及余量的鐵及不可避免的雜質(zhì)，進(jìn)而，以質(zhì)量基準(zhǔn)計(jì)，(Ce+La)/酸可溶Al≥0.1、且(Ce+La)/S為0.4～50，在該鋼板中存在的當(dāng)量圓直徑為2μm以下的夾雜物的個(gè)數(shù)密度為15個(gè)/mm2以上。
文檔編號(hào)C22C38/38GK102037148SQ20098011854
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月13日
發(fā)明者原田寬, 山本研一, 山村英明, 川崎薰, 笹井勝浩 申請(qǐng)人:新日本制鐵株式會(huì)社