局部變形能力優(yōu)異的高強(qiáng)度熱軋鋼板及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種局部變形能力優(yōu)異的高強(qiáng)度熱軋鋼板，其以質(zhì)量%計(jì)含有C：0.07%～0.20%、Si：0.001%～2.5%、Mn：0.01%～4.0%、P：0.001%～0.15%、S：0.0005%～0.03%、Al：0.001%～2.0%、N：0.0005%～0.01%、O：0.0005%～0.01%，剩余部分由鐵和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成；金屬組織中的貝氏體的面積率為95%以上，距離鋼板表面5/8～3/8板厚范圍的板厚中央部的用｛100｝＜011>～｛223｝＜110>取向組的極密度的平均值為4.0以下、且｛332｝＜113>晶體取向的極密度為5.0以下，所述金屬組織的晶粒的體積平均直徑為10μm以下。
【專利說明】局部變形能力優(yōu)異的高強(qiáng)度熱軋鋼板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及彎曲、拉伸凸緣、擴(kuò)孔彎邊加工等局部變形能力優(yōu)異的高強(qiáng)度熱軋鋼板及其制造方法。
[0002]本申請基于2011年4月13日在日本申請的日本特愿2011-089250號主張優(yōu)先權(quán)， 在此引用其內(nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0003]為了抑制由汽車排放的二氧化碳?xì)怏w的排放量，使用高強(qiáng)度鋼板使汽車車體輕量化不斷進(jìn)展。另外，為了確保搭乘者的安全性，在汽車車體中除了軟鋼板之外，還逐漸大量使用高強(qiáng)度鋼板。
[0004]為了今后促進(jìn)汽車車體的輕量化，必須超過以往地提高高強(qiáng)度鋼板的使用強(qiáng)度水平。例如，為了在行走部分(車軸、輪胎、輪輞、車身底盤及彈簧等的總稱)的部件中使用高強(qiáng)度鋼板，必須改善用于擴(kuò)孔彎邊加工的局部變形能力。
[0005]但是，一般來說，當(dāng)對鋼板進(jìn)行高強(qiáng)度化時，成形性降低，如非專利文獻(xiàn)I那樣，對于拉深成形或鼓凸成形(bulging)來說重要的均勻伸長率降低。對此，如非專利文獻(xiàn)2那樣，公開了對鋼板的金屬組織進(jìn)行復(fù)合化，即使是相同強(qiáng)度也確保均勻伸長率的方法。
[0006]另一方面，還公開了對彎曲成形、擴(kuò)孔加工或擴(kuò)孔彎邊加工所代表的局部延展性進(jìn)行改善的鋼板的金屬組織控制法。非專利文獻(xiàn)3公開了控制夾雜物或使組織單一化、以及降低組織間的硬度差對彎曲性或擴(kuò)孔性的提高有效。其利用組織控制使組織形成單組織，從而改善擴(kuò)孔性。
[0007]非專利文獻(xiàn)4中公開了為了兼顧強(qiáng)度和延展性，通過熱軋后的冷卻控制來進(jìn)行金屬組織控制(析出物的控制及相變組織的控制)，從而以適當(dāng)?shù)姆致诗@得作為軟質(zhì)相的先共析鐵素體和貝氏體的技術(shù)。
[0008]另一方面，專利文獻(xiàn)I中公開了通過控制熱軋的精加工溫度、精軋的壓下率及溫度范圍，促進(jìn)奧氏體的重結(jié)晶，抑制軋制織構(gòu)的發(fā)展、使晶體取向(結(jié)晶方位)隨機(jī)化，從而提高強(qiáng)度、延展性、擴(kuò)孔性的手法。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)1:日本特開2009-263718號公報
[0012]非專利文獻(xiàn)
[0013]非專利文獻(xiàn)1:岸田、新日鉄技報(1999)N0.371, p.13
[0014]非專利文獻(xiàn)2:0.Matsumura et al> Trans.1SIJ (1987) vol.27, p.570
[0015]非專利文獻(xiàn)3:加藤6、製鉄研究(1984) vol.312, p.41
[0016]非專利文獻(xiàn)4:K.Sugimoto et al、ISIJ International (2000) Vol.40, p.920
【發(fā)明內(nèi)容】
[0017]發(fā)明預(yù)解決的技術(shù)問題
[0018]使局部變形能力劣化的主要因素為組織間的硬度差、非金屬夾雜物、發(fā)展的軋制織構(gòu)等“不均勻性”。其中，影響最大的主要因素是非專利文獻(xiàn)3所公開的“組織間的硬度差”。其他有力的支配因子是專利文獻(xiàn)I中公開的“發(fā)展的軋制織構(gòu)”。
[0019]這些要素復(fù)合地交織在一起，決定了鋼板的局部變形能力。為了使通過控制織構(gòu)所帶來的局部變形能力的上升程度最大化，需要一并進(jìn)行組織控制，盡力排除因“組織間的硬度差”所導(dǎo)致的“不均勻性”。
[0020]本發(fā)明提供通過與織構(gòu)控制一起、使鋼組織形成貝氏體的面積率為95%以上的金屬組織，來改善高強(qiáng)度鋼板的局部延展性，同時對鋼板內(nèi)的各向異性也可進(jìn)行改善的局部變形能力優(yōu)異的高強(qiáng)度熱軋鋼板及其制造方法。
[0021]用于解決技術(shù)問題的方法
[0022]根據(jù)以往的見解，擴(kuò)孔性或彎曲性等的改善通過控制夾雜物、使析出物微細(xì)化、使組織均質(zhì)化/單相化及降低組織間的硬度差等來進(jìn)行。但是，僅這樣的話，在添加了 Nb或 Ti等的高強(qiáng)度鋼板中有對各向異性產(chǎn)生影響的顧慮。這會犧牲其他的成形性因子，產(chǎn)生對成形前的原材料所取方向進(jìn)行限定等的問題，高強(qiáng)度鋼板的用途也會受限。
[0023]因此，本
【發(fā)明者】們?yōu)榱颂岣吒邚?qiáng)度鋼板的擴(kuò)孔性、彎曲加工性，著眼于鋼板的織構(gòu)的影響，對其影響詳細(xì)地進(jìn)行調(diào)查、研究。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)控制特定晶體取向群的取向強(qiáng)度時，在不大大降低伸長率或強(qiáng)度的情況下，局部變形能力飛躍性地提高。
[0024]應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，本
【發(fā)明者】們已經(jīng)清楚地知道:該織構(gòu)控制所帶來的局部變形能力的提高程度大大依賴于鋼組織，通過使鋼組織形成貝氏體的面積率為95%以上的金屬組織，能夠在保證鋼的強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，使局部變形能力的提高程度最大化。
[0025]而且本
【發(fā)明者】們發(fā)現(xiàn)，在控制了特定晶體取向群的取向強(qiáng)度的組織中，晶粒的尺寸會嚴(yán)重影響局部延展性。一般來說，在混存有低溫生成相(貝氏體、馬氏體等)的組織中， 晶粒的定義極為模糊，定量化困難。
[0026]對此，本
【發(fā)明者】們發(fā)現(xiàn)，若如下對晶粒的“單位顆?！边M(jìn)行定義，則可以解決晶粒的定量化的問題。
[0027]本發(fā)明中定義的晶粒的“單位顆?！痹诶肊BSP (Electron Back Scattering Pattern:電子背散射衍射圖像)進(jìn)行鋼板取向的分析中如下定義。即，在利用EBSP進(jìn)行鋼板取向的分析中，例如用1500倍的倍率，以0.5 以下的測定級距進(jìn)行取向測定，將相鄰測定點(diǎn)的取向差(方位差)超過15°的位置作為晶粒的邊界。然后，將被該邊界包圍的區(qū)域定義為晶粒的“單位顆粒”。
[0028]計(jì)算如此定義的單位顆粒的晶粒的當(dāng)量圓直徑d，通過4/3 d3計(jì)算各個單位顆粒的晶粒的體積。然后，算出體積的加權(quán)平均，計(jì)算體積平均直徑(Mean Volume Diameter)。
[0029]本發(fā)明基于上述見解而構(gòu)成，其主旨如下所述。
[0030][I] 一種局部變形能力優(yōu)異的高強(qiáng)度熱軋鋼板，其以質(zhì)量％計(jì)含有:
[0031]C:0.07% -0.20%、
[0032]S1:0.001% -2.5%、
[0033]Mn:0.01% -4.0%、
[0034]P:0.001% -0.15%、[0035]S:0.0005% -0.03%、
[0036]Al:0.001% -2.0%、
[0037]N:0.0005% -0.01%、
[0038]0:0.0005% -0.01%，
[0039]剩余部分由鐵和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成；
[0040]金屬組織中的貝氏體的面積率為95%以上，
[0041]距離鋼板表面5/8-3/8板厚范圍的板厚中央部的用{100} < 011>、{116}
<110〉、{114} < 110〉、{113} < 110〉、{112} < 110〉、{335} < 110〉及{223} < 110> 各晶體取向表示的{100} < 011〉-{223} < 110〉取向組的極密度的平均值為4.0以下、且 {332} < 113>晶體取向的極密度為5.0以下，
[0042]所述金屬組織的晶粒的體積平均直徑為10 y m以下。
[0043][2]根據(jù)[I]所述的局部變形能力優(yōu)異的高強(qiáng)度熱軋鋼板，其中，所述貝氏體的晶粒中，軋制方向的長度dL與板厚方向的長度dt之比dL/dt為3.0以下的晶粒的比例為50% 以上。
[0044][3]根據(jù)[I]所述的局部變形能力優(yōu)異的高強(qiáng)度熱軋鋼板，其進(jìn)一步以質(zhì)量％計(jì)含有:
[0045]T1:0.001% -0.20%、
[0046]Nb:0.001% -0.20%、
[0047]V:0.001% -1.0%、
[0048]W:0.001%-1.0%中的I種或2種以上。
[0049][4]根據(jù)[I]所述的局部變形能力優(yōu)異的高強(qiáng)度熱軋鋼板，其進(jìn)一步以質(zhì)量％計(jì)含有:
[0050]B:0.0001% -0.0050%、
[0051]Mo:0.001% -1.0%、
[0052]Cr:0.001% -2.0%、
[0053]Cu:0.001% -2.0%、
[0054]N1:0.001% -2.0%、
[0055]Co:0.0001% -1.0%、
[0056]Sn:0.0001% -0.2%、
[0057]Zr:0.0001% -0.2%、
[0058]As:0.0001%-0.50%中的I種或2種以上。
[0059][5]根據(jù)[I]所述的局部變形能力優(yōu)異的高強(qiáng)度熱軋鋼板，其進(jìn)一步以質(zhì)量％計(jì)含有:
[0060]Mg:0.0001% -0.010%、
[0061]REM:0.0001% -0.1%、
[0062]Ca:0.0001% -0.010% 中的 I 種或 2 種以上。
[0063][6] 一種局部變形能力優(yōu)異的高強(qiáng)度熱軋鋼板的制造方法，其進(jìn)行在1000°C- 1200°C的溫度范圍內(nèi)對下述鋼坯進(jìn)行I次以上壓下率為40%以上的軋制的第I熱軋，所述鋼坯以質(zhì)量％計(jì)含有:
【權(quán)利要求】
1.一種局部變形能力優(yōu)異的高強(qiáng)度熱軋鋼板，其以質(zhì)量％計(jì)含有:C:0.07% -0.20%、S1:0.001% -2.5%、Mn:0.01% -4.0%、P:0.001% -0.15%、S:0.0005% -0.03%、Al:0.001% -2.0%、N:0.0005% -0.01%、O:0.0005% -0.01%,剩余部分由鐵和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成；金屬組織中的貝氏體的面積率為95%以上， 距離鋼板表面5/8-3/8板厚范圍的板厚中央部的用{100} < 011〉、{116} < 110〉、 {114}< 110>、{113}< 110>、{112}< 110>、{335}< 110〉及{223}< 110〉各晶體取向表示的{ 100}< 011〉-{223}< 110〉取向組的極密度的平均值為4.0以下、且{332}< 113〉 晶體取向的極密度為5.0以下，所述金屬組織的晶粒的體積平均直徑為IOym以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局部變形能力優(yōu)異的高強(qiáng)度熱軋鋼板，其中，所述貝氏體的晶粒中，軋制方向的長度dL與板厚方向的長度dt之比dL/dt為3.0以下的晶粒的比例為 50%以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局部變形能力優(yōu)異的高強(qiáng)度熱軋鋼板，其進(jìn)一步以質(zhì)量％計(jì)含有:T1:0.001% -0.20%、Nb:0.001% -0.20%、V:0.001% -1.0%、W:0.001%-1.0%中的I種或2種以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局部變形能力優(yōu)異的高強(qiáng)度熱軋鋼板，其進(jìn)一步以質(zhì)量％計(jì)含有:B:0.0001% -0.0050%、Mo:0.001% -1.0%、Cr:0.001% -2.0%、Cu:0.001% -2.0%、N1:0.001% -2.0%、Co:0.0001% -1.0%、Sn:0.0001% -0.2%、Zr:0.0001% -0.2%、As:0.0001%-0.50%中的I種或2種以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局部變形能力優(yōu)異的高強(qiáng)度熱軋鋼板，其進(jìn)一步以質(zhì)量％計(jì)含有:Mg:0.0001% -0.010%、REM:0.0001% -0.1%、Ca:0.0001%-0.010%中的I種或2種以上。
6.一種局部變形能力優(yōu)異的高強(qiáng)度熱軋鋼板的制造方法，其進(jìn)行在1000°C-1200°C 的溫度范圍內(nèi)對下述鋼坯進(jìn)行I次以上壓下率為40%以上的軋制的第I熱軋，所述鋼坯以質(zhì)量％計(jì)含有:C:0.07% -0.20%、S1:0.001% -2.5%、Mn:0.01% -4.0%、P:0.001% -0.15%、S:0.0005% -0.03%、Al:0.001% -2.0%、N:0.0005% -0.01%、O:0.0005% -0.01%,剩余部分由鐵和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成；在所述第I熱軋中，使奧氏體粒徑為200 以下，進(jìn)行在由下述式(I)定義的溫度Tl + 30°C-Tl + 200°C的溫度范圍內(nèi)、進(jìn)行至少I次 I道次的壓下率為30%以上的軋制的第2熱軋，使所述第2熱軋中的總壓下率為50%以上，在所述第2熱軋中，在進(jìn)行壓下率為30%以上的最終壓下后，按照等待時間t秒滿足下述式(2)的方式開始I次冷卻，使所述I次冷卻的平均冷卻速度為50°C /秒以上、且在溫度變化為40°C-140°C的范圍內(nèi)進(jìn)行所述I次冷卻，所述I次冷卻結(jié)束后，開始2次冷卻，在所述2次冷卻中，使平均冷卻速度為15°C /秒以上、且冷卻至Ae3 — 50°C-700°C的溫度范圍，在超過350°C-650°C下進(jìn)行卷取，Tl ( 0C) = 850 + IOX (C + N) XMn + 350XNb + 250XTi + 40XB + IOXCr + IOOXMo + 100XV (I) t ≤2.5Xtl (2)這里，tl通過下述式(3)求得，tl = 0.0OlX ((Tf — TDXP1/100)2 — 0.109X ((Tf — T1)XP1/100)+ 3.1 (3) 這里，上述式(3)中，Tf是壓下率為30%以上的最終壓下后的鋼坯溫度、Pl是30%以上的最終壓下的壓下率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的局部變形能力優(yōu)異的高強(qiáng)度熱軋鋼板的制造方法，其中，在小于Tl + 30°C的溫度范圍內(nèi)的總壓下率為30%以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的局部變形能力優(yōu)異的高強(qiáng)度熱軋鋼板的制造方法，所述等待時間t秒進(jìn)一步滿足下述式(2a)，t < tl (2a)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的局部變形能力優(yōu)異的高強(qiáng)度熱軋鋼板的制造方法，其中，所述等待時間t秒進(jìn)一步滿足下述式(2b)， tl ≤ t ≤ tlX2.5 (2b)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的局部變形能力優(yōu)異的高強(qiáng)度熱軋鋼板的制造方法，其中，在軋制機(jī)架之間開始所述一次冷卻。
【文檔編號】C22C38/58GK103459645SQ201280017715
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月13日
【發(fā)明者】諏訪嘉宏, 中野和昭, 林邦夫, 岡本力, 藤田展弘, 佐野幸一 申請人:新日鐵住金株式會社