專利名稱：溫?zé)峒庸ば詢?yōu)異的高強(qiáng)度鋼板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溫?zé)峒庸ば詢?yōu)異的高強(qiáng)度TRIP (應(yīng)變誘導(dǎo)相變)鋼板，具體來說，涉及在840 1380MPa級(jí)的超高強(qiáng)度域中利用溫?zé)峒庸っ黠@地改善了 TRIP鋼板的伸長(zhǎng)率的高強(qiáng)度鋼板。
背景技術(shù)：
對(duì)于沖壓成形為機(jī)動(dòng)車或工業(yè)用機(jī)械等而使用的鋼板，要求兼具優(yōu)異的強(qiáng)度和延展性。作為在具備此種要求特性的同時(shí)還以機(jī)動(dòng)車的沖擊安全性及輕質(zhì)化為目的而開發(fā)出的高強(qiáng)度高延展性鋼板的一種，可以舉出TRIP鋼板。TRIP鋼板在組織中生成殘留奧氏體(YR)，有效地利用了該Y R在加工變形中產(chǎn)生誘導(dǎo)相變(應(yīng)變誘導(dǎo)相變TRIP)而提高延展性的性質(zhì)(例如參照專利文獻(xiàn)I)。 但是，TRIP鋼板具有在用于易于加工為復(fù)雜的形狀的加工性[特別是延伸凸緣性(擴(kuò)孔性)]方面差的問題。延伸凸緣性是特別針對(duì)作為機(jī)動(dòng)車的行走部分部件等使用的鋼板要求的特性，不僅迫切期望促進(jìn)在最為期待由TRIP鋼板帶來的輕質(zhì)化效果的行走部分部件等中的應(yīng)用，而且還迫切期望改善TRIP鋼板的延伸凸緣性。所以，為了提供在維持由YR帶來的優(yōu)異的強(qiáng)度·延展性的平衡的同時(shí)、在延伸凸緣性等的成形性方面也很優(yōu)異的鋼板，本申請(qǐng)人著眼于由溫?zé)峒庸に碌难由焱咕壭缘奶岣咝Ч?例如參照非專利文獻(xiàn)I 3)，反復(fù)進(jìn)行了各種研究。其結(jié)果是，發(fā)現(xiàn)如果對(duì)恰當(dāng)?shù)乜刂屏四赶嘟M織的平均硬度以及作為第二相的YR中的C濃度及YR的體積率的鋼板進(jìn)行溫?zé)峒庸?，則可以得到延伸凸緣性及延展特性雙方得到提高的高強(qiáng)度鋼板，對(duì)于基于該見解完成的發(fā)明(以下稱作“先行發(fā)明”，將該先行發(fā)明中的高強(qiáng)度鋼板稱作“先行發(fā)明鋼板”。)，已經(jīng)進(jìn)行了專利申請(qǐng)(參照專利文獻(xiàn)2)。上述先行發(fā)明鋼板是如下的高強(qiáng)度鋼板，即，以質(zhì)量％計(jì)，含有C :0.05 0.6%、Si+Al :0· 5 3%、Mn :0.5 3%、P :0· 15% 以下(不包括 0% )、S :0.02% 以下(包括 0% )， 并且母相組織相對(duì)于全部組織以占空系數(shù)計(jì)含有70 %以上的平均硬度以維氏硬度計(jì)為240Hv以上的貝氏體鐵素體和/或粒狀·貝氏體鐵素體，第二相組織相對(duì)于全部組織以占空系數(shù)計(jì)含有5 30%的殘留奧氏體，該殘留奧氏體中的C濃度(Cyk)為I. O質(zhì)量％以上，也可以還含有貝氏體和/或馬氏體。文獻(xiàn)認(rèn)為，通過將上述先行發(fā)明鋼板控制為如上所述的組織，就可以恰當(dāng)?shù)乜刂茖?duì)帶來由YR的應(yīng)變誘導(dǎo)相變所致的TRIP效應(yīng)產(chǎn)生很大影響的CYK( YR中所含的C濃度)、和對(duì)該YR的空間束縛狀態(tài)產(chǎn)生很大影響的母相組織的硬度，因此特別是在100 4000C (優(yōu)選150 250°C)的溫度區(qū)域中，YR自身的塑性穩(wěn)定性最高，可以發(fā)揮良好的特性(參照該文獻(xiàn)的
段)。特別是，從有效地發(fā)揮TRIP (應(yīng)變誘導(dǎo)相變加工)效應(yīng)的觀點(diǎn)考慮，上述先行發(fā)明鋼板必須將Y R中的C濃度(Cyk)設(shè)為I. O質(zhì)量％以上，該Cyk的含量越多越好(參照該文獻(xiàn)的
段)。但是，其后本發(fā)明人等進(jìn)行了進(jìn)一步研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過將Cyk降低為比上述先行發(fā)明的規(guī)定范圍(I.O質(zhì)量％以上)更低的、小于1.0質(zhì)量％的范圍，可以在變形時(shí)的應(yīng)力誘導(dǎo)相變的驅(qū)動(dòng)力變小的溫?zé)?100 250°C)下最大限度地發(fā)揮TRIP效應(yīng)，此外通過導(dǎo)入給定量的多邊形鐵素體，與上述先行發(fā)明鋼板相比，有可能獲得雖然略微犧牲延伸凸緣性然而可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高延展性化的鋼板。專利文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)I :日本特開昭60-43425號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本專利第4068950號(hào)公報(bào)非專利文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)I :長(zhǎng)坂明彥，杉本公一，小林光征，《由殘留奧氏體的相變誘導(dǎo)塑性造成的高強(qiáng)度鋼板的延伸凸緣性的改善》，材料與工藝(日本鋼鐵協(xié)會(huì)論文集)，CAMP-ISU《討 35》，1995 年，第 8 卷，P. 556-559非專利文獻(xiàn)2 :杉本公一，近藤剛，小林光征，橋本俊一，((TRIP型復(fù)合組織鋼的熱脹成形性(第二相形態(tài)的影響_2)》，材料與工藝(日本鋼鐵協(xié)會(huì)論文集)，CAMP-ISIJ《討518》，1994 年，第 7 卷，p. 754非專利文獻(xiàn)3 :杉本公一，十代田哲夫，《TRIP型貝氏體冷卻鋼板的沖壓成形性》，材料與工藝(日本鋼鐵協(xié)會(huì)論文集)，CAMP-ISIJ，1998年，第11卷，第4號(hào)，p. 400-40
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是著眼于上述情況而完成的，其目的在于，提供能夠在溫?zé)峒庸ぶ凶畲笙薅鹊匕l(fā)揮TRIP效應(yīng)、與上述先行發(fā)明鋼板相比進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高延展性化的高強(qiáng)度鋼板。技術(shù)方案I中所述的發(fā)明提供一種溫?zé)峒庸ば詢?yōu)異的高強(qiáng)度鋼板，其特征在于，具有如下的成分組成，即，以質(zhì)量％計(jì)(以下，針對(duì)化學(xué)成分相同。)，含有C :0. 05 0.4%、Si+Al :0· 5 3%、Mn :0.5 3%、P :0· 15% 以下(不包括 0% )、S :0.02% 以下(包括 0% )，余部由鐵及雜質(zhì)構(gòu)成，具有如下的組織，SP，相對(duì)于全部組織以面積率計(jì)合計(jì)含有45 80 %的馬氏體和/或貝氏體鐵素體，相對(duì)于全部組織以面積率計(jì)含有5 40 %的多邊形鐵素體，相對(duì)于全部組織以面積率計(jì)含有5 20%的殘留奧氏體，該殘留奧氏體中的C濃度(Cyk)為0.6質(zhì)量％以上且小于I. O質(zhì)量也可以還含有貝氏體。技術(shù)方案2中所述的發(fā)明提供如下的技術(shù)方案I中所述的溫?zé)峒庸ば詢?yōu)異的高強(qiáng)度鋼板，即，成分組成還含有Mo :1% 以下(不包括 0% )、Ni 0. 5% 以下(不包括 0% )、Cu :0· 5% 以下(不包括 0% )、Cr:l%以下(不包括0%)的I種或2種以上。技術(shù)方案3中所述的發(fā)明提供如下的技術(shù)方案I或2中所述的溫?zé)峒庸ば詢?yōu)異的高強(qiáng)度鋼板，即， 成分組成還含有Ti :0. 1% 以下(不包括 0% )、Nb :0· 1% 以下(不包括 0% )、V :0· 1% 以下(不包括 0% )、Zr :0.1%以下(不包括0%)的I種或2種以上。技術(shù)方案4中所述的發(fā)明提供如下的技術(shù)方案I 3中任一項(xiàng)所述的溫?zé)峒庸ば詢?yōu)異的高強(qiáng)度鋼板，即，成分組成還含有Ca :0· 003%以下(不包括0% )、和/或REM :0· 003% 以下(不包括 0% )。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，通過在總量上相對(duì)于全部組織以面積率計(jì)含有45 80%的馬氏體和/或貝氏體鐵素體，相對(duì)于全部組織以面積率計(jì)含有5 40%的多邊形鐵素體，相對(duì)于全部組織以面積率計(jì)含有5 20%的殘留奧氏體，將該殘留奧氏體中的C濃度(Cyk)設(shè)為O. 6質(zhì)量％以上且小于I. O質(zhì)量％，就可以最大限度地發(fā)揮由溫?zé)峒庸淼难诱剐蕴岣咦饔?，從而可以提供與上述先行發(fā)明鋼板相比可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高延展性化的高強(qiáng)度鋼板。


圖I是通過對(duì)比本發(fā)明鋼板和比較鋼板來表示改變加工溫度時(shí)的對(duì)TS造成的影響的曲線圖。圖2是通過對(duì)比本發(fā)明鋼板和比較鋼板來表示改變加工溫度時(shí)的對(duì)EL造成的影響的曲線圖。
具體實(shí)施例方式如上所述，本發(fā)明人等著眼于與上述先行發(fā)明鋼板相同的、含有具有位錯(cuò)密度高的下部組織的貝氏體鐵素體(但是，在專利文獻(xiàn)2中是貝氏體鐵素體和/或粒狀·貝氏體鐵素體)和殘留奧氏體(YR)的TRIP鋼板，為了進(jìn)一步提高由溫?zé)峒庸淼难诱剐?，又反?fù)進(jìn)行了研究。其結(jié)果是發(fā)現(xiàn)，通過將YR中的C濃度(Cyk)降低到作為比上述先行發(fā)明的規(guī)定范圍(I. O質(zhì)量％以上)低的范圍的、O. 6質(zhì)量％以上且小于I. O質(zhì)量％，并且含有給定量的多邊形鐵素體(以下有時(shí)簡(jiǎn)稱為“鐵素體”。)，就可以利用溫?zé)嶙畲笙薅鹊匕l(fā)揮TRIP作用，與上述先行發(fā)明鋼板相比，可以得到雖然略微犧牲(略微降低到上述先行發(fā)明鋼板的約30%到10 20%左右)延伸凸緣性(λ )然而可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高延展性化的高強(qiáng)度鋼板，基于該見解完成了本發(fā)明。下面，首先說明的是對(duì)本發(fā)明鋼板賦予特征的組織?！脖景l(fā)明鋼板的組織〕如上所述，本發(fā)明鋼板雖然是以與上述先行發(fā)明鋼板相同的TRIP鋼的組織作為主體的鋼板，然而特別是在含有給定量的多邊形鐵素體、并且將殘留奧氏體中的C濃度(Cye)控制為O. 6質(zhì)量％以上且小于I. O質(zhì)量％這一點(diǎn)上，與不含有多邊形鐵素體且將Cyk控制為I. O質(zhì)量％以上的上述先行發(fā)明鋼板不同。<在總量上相對(duì)于全部組織以面積率計(jì)含有45 80%的馬氏體和/或貝氏體鐵素體> 本發(fā)明中的所謂“貝氏體鐵素體”是指，貝氏體組織具有帶有位錯(cuò)密度高的板條狀組織的下部組織，在組織內(nèi)不具有碳化物，在這一點(diǎn)上與貝氏體組織明顯不同，另外，與具有沒有位錯(cuò)密度或者極少的下部組織的多邊形鐵素體組織、或者帶有細(xì)小的亞晶等的下部組織的準(zhǔn)多邊形鐵素體組織也不同(參照日本鐵鋼協(xié)會(huì)基礎(chǔ)研究會(huì)發(fā)行《鋼的貝氏體照片集-I》)。當(dāng)對(duì)該組織進(jìn)行光學(xué)顯微鏡觀察或SEM觀察時(shí)，則呈現(xiàn)出針狀，難以區(qū)別，因此要判定與貝氏體組織或多邊形鐵素體組織等的明確的差異，需要借助TEM觀察的對(duì)下部組織的鑒定。像這樣，本發(fā)明鋼板的組織通過將馬氏體和/或貝氏體鐵素體設(shè)為主要組織，就可以拘束YR的周圍而有效地發(fā)揮由YR的應(yīng)變誘導(dǎo)相變效應(yīng)帶來的延展性提高作用。本發(fā)明鋼板中，上述馬氏體和/或貝氏體鐵素體組織的總量需要相對(duì)于全部組織以面積率計(jì)為45 80% (優(yōu)選為50 80%、更優(yōu)選為53 60%)。這是因?yàn)?，由此就可以有效地發(fā)揮由上述馬氏體和/或貝氏體鐵素體組織帶來的效果。而且，上述馬氏體和/或貝氏體鐵素體組織的量是由與YR的平衡而定的，推薦以能夠發(fā)揮所需的特性的方式恰當(dāng)?shù)丶右钥刂啤?lt;相對(duì)于全部組織以面積率計(jì)含有5 40 %的多邊形鐵素體>像這樣，通過在組織中含有給定量的多邊形鐵素體，雖然略微犧牲延伸凸緣性，然而可以與后述YR的TRIP作用相互結(jié)合而進(jìn)一步提高總伸長(zhǎng)率。為了有效地發(fā)揮此種作用，需要相對(duì)于全部組織以面積率計(jì)存在5%以上(優(yōu)選為10%以上、更優(yōu)選為20%以上)。另一方面，如果大量地存在，則延伸凸緣性就會(huì)過于劣化，因此將上限定為40%。<相對(duì)于全部組織以面積率計(jì)含有5 20%的殘留奧氏體U R) >Y R對(duì)于總伸長(zhǎng)率的提高十分有用，為了有效地發(fā)揮此種作用，需要相對(duì)于全部組織以面積率計(jì)存在5%以上(優(yōu)選為10%以上、更優(yōu)選為15%以上)。然而另一方面，如果大量地存在，則延伸凸緣性就會(huì)過于劣化，因此將上限定為20%?！礆埩魥W氏體UR)中的C濃度(Cyk):0. 6質(zhì)量％以上且小于I. O質(zhì)量％ >此外，將上述Y R中的C濃度(Cyk)設(shè)為0.6質(zhì)量％以上且小于I. O質(zhì)量％。如前所述，Cyk對(duì)于TRIP (應(yīng)變誘導(dǎo)相變加工)的特性產(chǎn)生很大影響，而以往必須像上述先行發(fā)明鋼板那樣設(shè)為1.0質(zhì)量％以上，Cyk的含量越多越好。但是，在本發(fā)明鋼板中，通過設(shè)為作為比該先行發(fā)明鋼板低的范圍的、0.6質(zhì)量％以上且小于I. O質(zhì)量％的范圍，可以在變形時(shí)的應(yīng)力誘導(dǎo)相變的驅(qū)動(dòng)力變小的溫?zé)?100 250°C )下最大限度地發(fā)揮TRIP效應(yīng)而進(jìn)一步高延展性化。優(yōu)選為O. 7質(zhì)量％以上且為O. 9質(zhì)量％以下。<其他貝氏體(包括O % ) >本發(fā)明的鋼板也可以僅由上述組織(馬氏體和/或貝氏體鐵素體、多邊形鐵素體以及YR的混合組織)構(gòu)成，然而也可以在不損害本發(fā)明的作用的范圍中，作為其他的異種組織具有貝氏體。該組織是在本發(fā)明鋼板的制造過程必然殘存的組織，然而越少越好，推薦相對(duì)于全部組織以面積率計(jì)控制為5%以下，更優(yōu)選控制為3%以下。〔各相的面積率及YR中的C濃度(C Y R)的各測(cè)定方法〕這里，對(duì)各相的面積率以及YR中的C濃度(Cyk)的各測(cè)定方法進(jìn)行說明。鋼板中組織的面積率是在對(duì)鋼板進(jìn)行L印era腐蝕，利用透過型電子顯微鏡(TEM 倍率1500倍)觀察鑒定出組織后，利用光學(xué)顯微鏡觀察(倍率1000倍)測(cè)定出組織的面積率。而且，Y R的面積率及YR中的C濃度(Cyk)是在研削到鋼板的1/4的厚度后，進(jìn)行 化學(xué)研磨后利用C射線衍射法測(cè)定的(ISIJ Int. Vol. 33，(1933)，No. 7，p. 776)。下面，對(duì)構(gòu)成本發(fā)明鋼板的成分組成進(jìn)行說明。以下，化學(xué)成分的單位全都是質(zhì)量％?！脖景l(fā)明鋼板的成分組成〕C :0.05 O. 4%C是為了在確保高強(qiáng)度的同時(shí)獲得所需的主要組織(馬氏體和/或貝氏體鐵素體+ YR)而必需的元素，為了有效地發(fā)揮此種作用，需要添加O. 05%以上(優(yōu)選為O. 10%以上、更優(yōu)選為O. 15%以上)。但是，如果超過O. 4%則不適于焊接。Si+Al :0.5 3%Si和Al是對(duì)YR分解而生成碳化物加以有效地抑制的元素。特別是Si，作為固溶強(qiáng)化元素來說也十分有用。為了有效地發(fā)揮此種作用，以合計(jì)量計(jì)需要添加O. 5%以上Si和Al。優(yōu)選為O. 7%以上，更優(yōu)選為1%以上。但是，如果以合計(jì)量計(jì)超過3%地添加上述元素，則除了會(huì)阻礙馬氏體和/或貝氏體鐵素體組織的生成以外，還會(huì)使熱變形阻力升高而易于引起焊接部的脆化，甚而對(duì)于鋼板的表面性狀也造成不良影響，因此將其上限設(shè)為3%。優(yōu)選為2. 5%以下，更優(yōu)選為2%以下。而且，推薦采用Si為2.0%以下、Al為I. 5%以下的各范圍。另外，Si、Al都超過0%。Mn :0.5 3.0%Mn除了作為固溶強(qiáng)化元素有效地發(fā)揮作用以外，還會(huì)促進(jìn)相變而發(fā)揮促進(jìn)馬氏體和/或貝氏體鐵素體組織的生成的作用。此外還是為了將Y穩(wěn)定化、獲得所需的YR而必需的元素。為了有效地發(fā)揮此種作用，需要添加O. 5%以上。優(yōu)選為O. 7%以上，更優(yōu)選為1%以上。但是，如果超過3%地添加，則可以發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生扁鋼坯裂紋等不良影響。優(yōu)選為
2.5%以下，更優(yōu)選為2%以下。P :0· 15% 以下(不包括 0% )P是對(duì)于確保所需的YR來說有效的元素。為了有效地發(fā)揮此種作用，推薦添加
O.03%以上(更優(yōu)選為O. 05%以上)。但是，如果超過O. 15%地添加，則二次加工性就會(huì)劣化。更優(yōu)選為O. 1%以下。S :0.02% 以下(包括 0% )S是形成MnS等硫化物系夾雜物、成為破裂的起點(diǎn)而使加工性劣化元素。所以，設(shè)為O. 02%以下。優(yōu)選為O. 015%以下。本發(fā)明的鋼基本上含有上述成分，余部實(shí)質(zhì)上為鐵及不可避的雜質(zhì)，此外，還可以在不損害本發(fā)明的作用的范圍中，添加以下的容許成分。Mo :1% 以下(不包括 0% )、Ni 0. 5% 以下(不包括 0% )、Cu :0· 5% 以下(不包括 0% )、 Cr:l%以下(不包括0%)的I種或2種以上這些元素作為鋼的強(qiáng)化元素來說十分有用，并且是對(duì)于Y R的穩(wěn)定化、給定量的確保來說有效的元素。為了有效地發(fā)揮此種作用，推薦分別添加Mo :0. 05%以上(更優(yōu)選為O. 1%以上)、附0. 05%以上(更優(yōu)選為O. 1%以上)、&1:0· 05%以上(更優(yōu)選為O. 1%以上)、Cr :0. 05%以上(更優(yōu)選為O. 1%以上)。但是，如果Mo及Cr分別超過l%、Ni及Cu分別超過0.5%地添加，則上述效果就會(huì)飽和，在經(jīng)濟(jì)上造成浪費(fèi)。更優(yōu)選為Mo 0.8%以下、Ni :0. 4% 以下、Cu :0. 4% 以下、Cr :0. 8% 以下。Ti :0· 1% 以下(不包括 0% )、Nb :0· 1% 以下(不包括 0% )、V :0· 1% 以下(不包括 0% )、Zr :0.1%以下(不包括0%)的I種或2種以上這些元素具有析出強(qiáng)化及組織微細(xì)化效果，是對(duì)于高強(qiáng)度化來說有用的元素。為了有效地發(fā)揮此種作用，推薦分別添加Ti :0. 01 %以上(更優(yōu)選為O. 02%以上)、Nb :
O.01%以上(更優(yōu)選為0.02%以上)、丫 0.01%以上(更優(yōu)選為0.02%&i)、Zr :0.01%以上(更優(yōu)選為O. 02%以上)。但是，如果任何一種元素分別超過O. I %地添加，則上述效果就會(huì)飽和，在經(jīng)濟(jì)上造成浪費(fèi)。更優(yōu)選為Ti :0. 08%以下、Nb :0. 08%以下、V :0. 08%以下、Zr :0. 08% 以下。Ca 0. 003%以下(不包括0% )、和/或REM :0· 003% 以下(不包括 0% )Ca及REM(稀土類元素)是對(duì)于控制鋼中硫化物的形態(tài)、提高加工性來說有效的元素。這里，作為本發(fā)明中所用的稀土類元素，可以舉出Sc、Y、鑭系元素等。為了有效地發(fā)揮上述作用，推薦分別添加O. 0003%以上(更優(yōu)選為O. 0005%以上)。但是，即使超過O. 003%地添加，上述效果也會(huì)飽和，因此在經(jīng)濟(jì)上造成浪費(fèi)。更優(yōu)選為O. 0025 %以下。下面，對(duì)用于獲得本發(fā)明鋼板的優(yōu)選的制造方法說明如下?！脖景l(fā)明鋼板的優(yōu)選的制造方法〕首先，將滿足上述成分組成的鋼加熱到奧氏體+鐵素體(Y + α ) 2相域溫度，進(jìn)行均熱[具體來說是在750°C以上(優(yōu)選為780V以上)且小于850°C (優(yōu)選為840°C以下)的溫度加熱100 1000秒(優(yōu)選為300 600秒)]后，以30°C /s以上(優(yōu)選為40°C /s以上、更優(yōu)選為50°C/s以上、特別優(yōu)選為70°C/s以上)的平均冷卻速度，冷卻(過冷)至IJ150°C以上(優(yōu)選為200°C以上)且為350°C以下(優(yōu)選為300°C以下)的溫度域，在該過冷溫度下保持60秒以下(優(yōu)選為5 50秒)后，以2°C /s以上(優(yōu)選為10°C /s以上)的平均加熱速度，再加熱到比上述過冷溫度高、并且為300°C以上(優(yōu)選為350°C以上、更優(yōu)選為400°C以上)且為480°C以下(優(yōu)選為450°C以下)的溫度域，在該溫度域保持60秒以上(優(yōu)選為300秒以上)1000秒以下(優(yōu)選為600秒以下)(奧氏體等溫淬火處理)。這里，先行發(fā)明鋼板是在Y單相域溫度下利用均熱一驟冷一奧氏體等溫淬火處理的工序制造的。像這樣，由于在Y單相域中加熱，因此不會(huì)生成多邊形鐵素體，另外由于在驟冷后立即實(shí)施奧氏體等溫淬火處理，因此隨著奧氏體等溫淬火溫度的降低而強(qiáng)度升高，Cyk也升高。這是基于以下的理由。首先，隨著奧氏體等溫淬火溫度的降低，生成的貝氏體鐵素體的硬度升高，因此強(qiáng)度升高。另一方面，Cye是由伴隨著基本上不固溶C的貝氏體鐵素體的生成的、向奧氏體側(cè)的C富集的程度決定的，越是低溫則高C濃度的奧氏體就越穩(wěn)定，因此隨著奧氏體等溫淬火溫度的降低，Cyk升高。由此在先行發(fā)明鋼板中，為了得到840MPa以上的高拉伸強(qiáng)度需要在450°C以下的低溫下實(shí)施奧氏體等溫淬火處理，Cyk必然為I質(zhì)量％以上。相對(duì)于此，本發(fā)明鋼板如上所述，是在U + α ) 2相域溫度下利用均熱一過冷一再加熱一奧氏體等溫淬火處理的工序制造的。像這樣，通過在(Υ + α)2相域加熱，生成所需 的量的多邊形鐵素體，并且在奧氏體等溫淬火處理之前，暫時(shí)過冷到給定溫度域，其后通過再加熱到奧氏體等溫淬火溫度而保持給定時(shí)間，實(shí)施奧氏體等溫淬火處理，就可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)840MPa以上的高拉伸強(qiáng)度、賦予延展性的多邊形鐵素體的導(dǎo)入、和小于I. O質(zhì)量％的低Cyro雖然機(jī)理的詳情尚不清楚，然而其理由可以如下所示地推定。即，首先，在直到過冷的冷卻過程以及再加熱的過程中，以比奧氏體等溫淬火處理時(shí)生成的貝氏體鐵素體更高的位錯(cuò)密度具有高硬度，局部地生成過飽和地將碳固溶的組織。余部仍是在2相域加熱時(shí)生成的多邊形鐵素體和奧氏體。高位錯(cuò)密度的部分在奧氏體等溫淬火處理中一邊向奧氏體側(cè)噴出碳、一邊被回火而使位錯(cuò)密度降低，成為與貝氏體鐵素體相同的組織。但是，由于本來位錯(cuò)密度就很高，因此依然維持比奧氏體等溫淬火處理中生成的貝氏體鐵素體高的位錯(cuò)密度，即維持高硬度，因而即使在比沒有過冷地進(jìn)行均熱一奧氏體等溫淬火處理時(shí)更高的奧氏體等溫淬火溫度下也可以確保足夠的強(qiáng)度。此外，由于奧氏體等溫淬火溫度越高，則Cyk就越是降低，因此通過利用此種工序進(jìn)行處理，就可以兼顧高強(qiáng)度和低CYK。而且，由于過冷時(shí)生成的位錯(cuò)密度高的部分在奧氏體等溫淬火處理時(shí)變?yōu)槿缦碌慕M織，即，具有與貝氏體鐵素體相同的組織，也就是板條狀的下部組織，且在組織內(nèi)不具有碳化物，因此用普通的顯微鏡(光學(xué)顯微鏡、SEM、TEM)無法區(qū)別。所以在本發(fā)明中將兩者一并稱作貝氏體鐵素體。而且，如果上述過冷溫度過低，則會(huì)進(jìn)行馬氏體相變，再加熱后的奧氏體等溫淬火處理時(shí)無法充分地進(jìn)行向奧氏體側(cè)的碳的噴出，因此無法確保必需量的殘留奧氏體。另一方面，如果過高，則與奧氏體等溫淬火處理溫度的差變小，因此無法降低CYK。另外，如果上述過冷溫度下的保持時(shí)間過長(zhǎng)，則會(huì)進(jìn)行馬氏體相變，因此與上述相同無法確保必需量的殘留奧氏體。另外，雖然該保持時(shí)間也可以很短，然而從實(shí)際操作中的溫度控制的再現(xiàn)性的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選設(shè)定一定時(shí)間(5秒以上)的保持時(shí)間。而且，U+ α)2相域中的均熱一過冷的冷卻工序與先行發(fā)明鋼板不同，尤其是對(duì)于獲得所需的主要組織來說十分重要，通過如上所述地在(α + Υ ) 2相域中均熱后進(jìn)行驟冷，就可以在生成給定量的多邊形鐵素體的同時(shí)，生成所需的馬氏體和/或貝氏體鐵素體(主要組織)。特別是由于平均冷卻速度對(duì)Y R的形態(tài)產(chǎn)生很大影響，因此極為重要，通過控制為上述范圍，就可以在馬氏體和/或貝氏體鐵素體組織的板條間，生成給定形態(tài)的Y R0而且，平均冷卻速度的上限沒有特別限定，越大越好，然而推薦基于與實(shí)際操作水平的關(guān)系恰當(dāng)?shù)丶右钥刂?。另外，過冷一再加熱后的奧氏體等溫淬火處理如上所述，對(duì)于過冷時(shí)產(chǎn)生的高位錯(cuò)密度組織的回火、貝氏體鐵素體的生成、向奧氏體相中的C濃縮、與這些相伴地生成的YR的向碳化物的分解抑制來說極為重要。通過將奧氏體等溫淬火處理的保持時(shí)間限制為上述的范圍，就可以有效地抑制YR—碳化物的分解。另外，如果奧氏體等溫淬火處理溫度過高，則YR很容易分解為碳化物，無法獲得給定量的YR，另一方面，如果奧氏體等溫淬火處理溫度過低，或者奧氏體等溫淬火處理的保持時(shí)間過短，則無法進(jìn)行向YR的所需量的C濃縮。另外，此時(shí)雖然從Cyk低的部分中，在奧氏體等溫淬火處理后的冷卻過程中生成馬氏體，然而只要是不損害本發(fā)明的作用的范圍，就沒有關(guān)系。而且，上述工序中，也可以在不損害本發(fā)明的作用的范圍中，還生成貝氏體組織。另外，也可以不使所需的組織明顯地分解地、在不損害本發(fā)明的作用的范圍中，進(jìn)行鍍膜、甚至是合金化處理。通過對(duì)利用上述方法制造的本發(fā)明鋼板進(jìn)行溫?zé)峒庸ぃc以往的先行發(fā)明鋼板相 t匕，可以得到雖然略微犧牲延伸凸緣性然而進(jìn)一步提高了延展性的高強(qiáng)度鋼板。這里所說的上述溫?zé)峒庸な侵冈?00 250°C (優(yōu)選為120 200°C、最優(yōu)選為約150°C附近)進(jìn)行溫?zé)岢尚危灰允逛摪逭w處于該溫度域的方式恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行均熱即可。如后述的實(shí)施例中確證所示，通過對(duì)本發(fā)明鋼板進(jìn)行溫?zé)峒庸?，與對(duì)以往的先行發(fā)明鋼板進(jìn)行溫?zé)峒庸さ那闆r相比，室溫下的拉伸強(qiáng)度(TS)同等，溫?zé)嵯碌纳扉L(zhǎng)率(EL)提高約40%，因而起到使作為表示室溫下的拉伸強(qiáng)度(TS)與溫?zé)嵯碌纳扉L(zhǎng)率(EL)的平衡的指標(biāo)的、室溫下的TSX溫?zé)嵯碌腅L升高約30 40%的明顯的提高效果(比較后述表5的、鋼No. I、鋼No. 13或鋼No. 15)。另外，由于在對(duì)本發(fā)明鋼板進(jìn)行溫?zé)峒庸さ那闆r下，成形界限高，因此也可以將本發(fā)明鋼板適用于具有復(fù)雜形狀的部件，例如構(gòu)成中柱的部件或構(gòu)成前柱的部件那樣的部件的加工。此外，對(duì)本發(fā)明鋼板進(jìn)行溫?zé)峒庸ざ玫臏責(zé)岢尚尾考捎谧鳛槠浣M織含有很多貝氏體鐵素體，因此具有屈服應(yīng)力高、變形時(shí)的最大負(fù)荷大的特征，由此，有望發(fā)揮出高耐負(fù)荷特性。所以，例如可以適用于構(gòu)成側(cè)門框的部件或構(gòu)成上邊梁的部件之類的部件中。另外，由于加工溫度不是像熱加工那樣高，因此可以認(rèn)為很難產(chǎn)生鱗屑，涂裝性也比較良好，例如可以適用于構(gòu)成底板橫梁的部件或構(gòu)成頂板的部件之類的部件中。此外，如果在對(duì)本發(fā)明鋼板進(jìn)行溫?zé)峒庸ざ玫臏責(zé)岢尚尾考幸策m量地殘存有殘留奧氏體，則由于即使在加工后延展特性也很良好，并且還可以形成加工硬化系數(shù)大的狀態(tài)，因此可以期待如下的特性，即，在作為部件使用時(shí)也很難斷裂，另外吸收能大。可以認(rèn)為例如也可以適用于構(gòu)成前縱梁的部件或構(gòu)成后縱梁的部件之類的部件中。實(shí)施例(實(shí)施例I)〔成分組成的研究〕本實(shí)施例中，對(duì)改變成分組成時(shí)的機(jī)械的特性的影響進(jìn)行了調(diào)查。具體來說，真空熔煉由表I所示的成分組成構(gòu)成的測(cè)試鋼，制成實(shí)驗(yàn)用扁坯(熱軋板的板厚為2. Omm)后，對(duì)該扁坯在表2所示的制造條件下實(shí)施熱處理。
對(duì)如此得到的鋼板，利用上述[用于實(shí)施發(fā)明的方式]一項(xiàng)中說明的測(cè)定方法，測(cè)定出各相的面積率以及Y R中的C濃度(Cyr)。此外，對(duì)于上述鋼板，為了調(diào)查由加工溫度造成的對(duì)機(jī)械特性產(chǎn)生的影響，使加工溫度(拉伸溫度)從20°C到350°C進(jìn)行各種改變，利用下述要領(lǐng)，分別測(cè)定出拉伸強(qiáng)度(TS)、YS [下屈服點(diǎn)(屈服應(yīng)力)]及伸長(zhǎng)率[總伸長(zhǎng)率的意思(EL)]。拉伸試驗(yàn)使用JIS5號(hào)試驗(yàn)片，測(cè)定出TS、YS以及EL。而且，將拉伸試驗(yàn)的應(yīng)變速度設(shè)為lmm/s。將這些結(jié)果表示于表3中。[表I](單位質(zhì)量％)
權(quán)利要求
1.一種溫?zé)峒庸ば詢?yōu)異的高強(qiáng)度鋼板，其特征在于， 以質(zhì)量％計(jì)含有以下的成分組成和化學(xué)成分C 0. 05 O. 4% ;Si+Al 0. 5 3% ;Mn :0. 5 3% ; P :0. 15%以下但不包括0% ； S:0. 02%以下且包括0% ； 余部由鐵及雜質(zhì)構(gòu)成， 所述溫?zé)峒庸ば詢?yōu)異的高強(qiáng)度鋼板具有如下的組織，即， 相對(duì)于全部組織以面積率計(jì)合計(jì)含有45 80 %的馬氏體和/或貝氏體鐵素體，相對(duì)于全部組織以面積率計(jì)含有5 40%的多邊形鐵素體，相對(duì)于全部組織以面積率計(jì)含有5 20%的殘留奧氏體，該殘留奧氏體中的C濃度(Cyk)為O. 6質(zhì)量％以上且小于I. O質(zhì)量％，也可以還含有貝氏體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溫?zé)峒庸ば詢?yōu)異的高強(qiáng)度鋼板，其中， 成分組成還含有 Mo : I %以下但不包括O % ； Ni :0. 5%以下但不包括O % ； Cu :0. 5%以下但不包括O % ； Cr :1%以下但不包括0%的I種或2種以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的溫?zé)峒庸ば詢?yōu)異的高強(qiáng)度鋼板，其中， 成分組成還含有 Ti :0. I %以下但不包括O % ； Nb :0. I %以下但不包括O % ； V :0. I %以下但不包括O % ； Zr :0. 1%以下但不包括0%的I種或2種以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的溫?zé)峒庸ば詢?yōu)異的高強(qiáng)度鋼板，其中， 成分組成還含有 Ca :0. 003%以下但不包括O % ;和/或 REM :0. 003%以下但不包括0%。
全文摘要
本發(fā)明提供一種溫?zé)峒庸ば詢?yōu)異的高強(qiáng)度鋼板，其具有如下的成分組成，即，以質(zhì)量％計(jì)，含有C0.05～0.4％、Si+Al0.5～3％、Mn0.5～3％、P0.15％以下(不包括0％)、S0.02％以下(包括0％)，余部由鐵及雜質(zhì)構(gòu)成，具有如下的組織，即，相對(duì)于全部組織以面積率計(jì)合計(jì)含有45～80％的馬氏體和/或貝氏體鐵素體，相對(duì)于全部組織以面積率計(jì)含有5～40％的多邊形鐵素體，相對(duì)于全部組織以面積率計(jì)含有5～20％的殘留奧氏體，該殘留奧氏體中的C濃度(CγR)為0.6質(zhì)量％以上且小于1.0質(zhì)量％，也可以還含有貝氏體。該高強(qiáng)度鋼板在溫?zé)峒庸ぶ锌梢宰畲笙薅鹊匕l(fā)揮TRIP效應(yīng)，與以往鋼板相比可以更加可靠地實(shí)現(xiàn)高延展性化。
文檔編號(hào)C22C38/58GK102741442SQ201180007970
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月24日
發(fā)明者內(nèi)海幸博, 村上俊夫, 畠英雄 申請(qǐng)人:株式會(huì)社神戶制鋼所