高强度热轧镀覆钢板

文档序号:863087 发布日期:2021-03-16 浏览:1次 >En<

阅读说明:本技术 高强度热轧镀覆钢板 (High-strength hot-rolled plated steel sheet ) 是由 后藤聪太 山崎和彦 段蒂玄 小野义彦 于 2019-06-10 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种TS为980MPa以上、具有优异的胀形成型性和拉伸凸缘成型性、具有优异的镀覆性的高强度热轧镀覆钢板。所述高强度热轧镀覆钢板具备钢板和在钢板表面的镀层或合金化镀层,所述钢板具有如下成分组成和如下钢组织,所述成分组成以质量%计含有C:0.03~0.09%、Si:0.01~1.60%、Mn:2.20~3.60%、P:0.100%以下、S:0.0100%以下、Ti:0.05~0.18%、B:0.0005~0.0050%、Al:0.005~0.40%和N:0.010%以下,剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成,33.8[%C][%Mn]+12.4[%Si]/[%Mn]表示的CSM值满足3.3~12.0,所述钢组织含有面积率为85%以上的贝氏体和面积率为2.0%~15.0%的马氏体。(The present invention provides a high-strength hot-rolled plated steel sheet having a TS of 980MPa or more, excellent bulging formability and stretch flange formability, and excellent plating properties. The high-strength hot-rolled plated steel sheet is provided with a steel sheet and a plating layer or an alloyed plating layer on the surface of the steel sheet, and the steel sheet has a composition of components containing, in mass%, C: 0.03-0.09%, Si: 0.01-1.60%, Mn: 2.20-3.60%, P: 0.100% or less, S: 0.0100% or less, Ti: 0.05-0.18%, B: 0.0005 to 0.0050%, Al: 0.005-0.40% and N: less than 0.010%, the remainder being Fe and unavoidable impurities, a CSM value represented by 33.8 [% C ] [% Mn ] &#43;12.4 [% Si ]/[% Mn ] satisfying 3.3 to 12.0, and the steel structure containing bainite having an area ratio of 85% or more and martensite having an area ratio of 2.0% to 15.0%.)

高强度热轧镀覆钢板

技术领域

本发明涉及一种适合用作汽车、运输设备、建筑设备等结构部件的材料的冲压成型性优异的具有拉伸强度980MPa以上的高强度且具有50%以上的扩孔率的高强度热轧镀覆钢板。

背景技术

随着世界范围内不断要求减少CO2排放量,在汽车业界总是要求在不降低车体强度的情况下实现轻量化,提高燃油效率。为了在不使车体强度降低的情况下实现车体轻量化,提高作为部件的材料的钢板的强度而进行薄壁化是有效的方法之一。特别期待拉伸强度为980MPa以上的钢板成为通过轻量化使汽车燃油效率大幅提高的材料。

然而,对汽车的底盘部件的成型特别重要的胀形成型性、拉伸凸缘成型性一般随着钢板的高强度化而恶化。此外,特别是底盘部件等在实用中腐蚀进行而产生部件板厚减少的部分时,疲劳断裂的危险性增加。因此,对钢板表面实施镀覆来提高耐腐蚀性、减小腐蚀减厚是有效的手段。但是,为了如果高强度化而添加的合金元素增加,则有时会产生在钢板表面不形成镀层的部分(不镀覆部)。

作为适于拉伸凸缘加工的镀覆钢板,专利文献1中公开了一种拉伸强度400MPa以上的高强度热浸Zn-Al-Mg系镀覆钢板,以质量%计含有C:0.005~0.08%、Si:0.8%以下、Mn:0.1~1.8%、P:0.05%以下、S:0.02%以下、N:0.001~0.005%、Ti:0.02~0.2%、B:0.0005~0.01%、Al:0.1%以下,剩余部分为Fe和不可避免的杂质,以满足Ti/C当量比=(Ti/48)/(C/12)的方式含有Ti和C,微观组织由包含贝氏体铁素体单相或贝氏体铁素体相和铁素体相的主相、3%以下的硬质第2相以及渗碳体构成,且晶体取向不同的2~15°的小角度晶界的比例为30%~75%,平均粒径20nm以下的含有Ti的碳化物分散析出。

专利文献2中公开了一种拉伸强度(MPa)和扩孔率(%)的积为35000的高强度热轧钢板,以质量%计含有C:0.03~0.2%、Mn:0.1~3.0%、P:0.10%以下、S:0.03%以下、Al+Si:0.2~3.0%、N:超过0且为0.01%以下、O:超过0且为0.01%以下,剩余部分为Fe和杂质,微观组织以贝氏体为主体,以面积率计由马氏体和/或奥氏体构成的硬质相为3%以上且小于20%,存在于板厚中央部的硬质相中的长宽比为3以上的部分占60%以上,存在于板厚中央部的硬质相的轧制方向的长度小于20μm,从轧制方向观察到的<011>取向和<111>取向的X射线随机强度比的和为3.5以上,且从轧制方向观察到的<001>取向的X射线随机强度比为1.0以下。

另外,专利文献3中公开了一种高强度热轧钢板,作为成分组成,使C、Mn、P、S、Al、N、Ti、Cr、B为特定量,具有如下组织:以面积率为85%以上的贝氏体相为主相,以面积率为15%以下的马氏体相或马氏体-奥氏体混合相为第2相,剩余部分由铁素体相构成,第2相的平均粒径为3.0μm以下,以及原始奥氏体晶粒的平均长宽比为1.3~5.0,相对于未重结晶原始奥氏体晶粒的重结晶原始奥氏体晶粒的面积率为15%以下,直径小于20nm的析出物以质量%计为0.10%以下,从而具有980MPa以上的拉伸强度,显示扩孔率60%以上的优异的拉伸凸缘特性。

专利文献4中公开了一种拉伸强度780MPa以上的合金化熔融锌镀覆钢板,将以质量%计含有C:0.03~0.30%、Si:0.005~2.5%、Mn:1.9~3.5%、P:0.1%以下、S:0.01%以下、sol.Al:0.001~1.5%和N:0.02%以下的热轧钢板加热到720℃以上,以2~200℃/秒的速度冷却至450~600℃,从热浸镀锌后的合金化处理温度以5℃/秒以上冷却到200℃以下,进而在200~600℃的温度区域进行1秒~10分钟以下的回火处理,从而具有以体积%计含有3%以上的回火马氏体和1%以上的残余奥氏体的微观组织。

专利文献5中公开了一种拉伸强度900MPa以上的热轧钢板,化学成分以质量%计含有C:超过0.050%且为0.10%以下、Si:0.1~2.0%、Mn:1.0~3.0%、P:0.1%以下、S:0.01%以下、Al:0.005~0.05%、N:0.01%以下、Ti:0.10~0.20%、Nb:0~0.06%、B:0~0.03%、Ca:0~0.005%,剩余部分为Fe和杂质,平均晶体粒径为7.0μm以下,与轧制面平行且与轧制方向平行的{211}<011>取向的X射线随机强度比为2.5以下。专利文献5中公开了一种制造镀覆钢板的制造方法,通过将热轧钢板卷取后,在还原气氛中加热到500℃~650℃使表面活化,从而在表面形成镀层。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:WO2015/093596号

专利文献2:WO2016/010004号

专利文献3:WO2017/017933号

专利文献4:日本特开2013-144830号公报

专利文献5:WO2014/097430号

发明内容

然而,专利文献1得不到980MPa以上的拉伸强度。

专利文献2中得不到高强度与扩孔率的平衡。另外,专利文献2中没有讨论镀覆性。

专利文献3中得到了具有980MPa以上的高强度和优异的扩孔特性的热轧钢板。但是,专利文献3中没有对镀覆性进行充分的研究。

专利文献4中在对热轧钢板实施热浸镀锌后,需要进一步的回火处理,在经济性方面存在课题。

专利文献5中,为了得到所期望的微观组织,需要使热轧结束温度为960℃以上。但是,升高热轧结束温度高时钢板表面的氧化皮过度生长,成为咬模痕的原因,或者在酸洗后残留氧化皮,有时使镀覆性变差。

综上,在以往技术中,并未确立具有拉伸强度980MPa以上的高强度同时具备优异的冲压成型性和镀覆性的高强度热轧钢板的技术。

本发明的目的在于解决上述课题,提供一种维持980MPa以上的拉伸强度、且具有优异的胀形成型性和拉伸凸缘成型性、具有优异的镀覆性的高强度热轧镀覆钢板。

发明人等为了实现上述目的、为了确保拉伸强度980MPa以上同时提高热轧镀覆钢板的胀形成型性和拉伸凸缘成型性而进行了深入研究。其结果,得到了如下见解:通过使主相为贝氏体组织,使第2相为马氏体组织,将第2相的面积率控制在2.0~15.0%,从而得到980MPa以上的高强度、优异的胀形成型性和拉伸凸缘成型性。

应予说明,这里所说的贝氏体组织为在由扩散相变生成的多边形铁素体组织和由非扩散相变生成的马氏体组织的中间温度区域生成的组织,是指平均位错密度为5×1014~5×1015m-2的组织。贝氏体组织呈现板条状的组织形态。因此,贝氏体组织例如可以通过使用扫描电子显微镜(SEM)而与多边形铁素体组织明确地区分。马氏体组织也可以通过使用SEM详细观察其下部组织而与贝氏体组织区分开。另外,马氏体组织和贝氏体组织也可以利用SEM中安装的电子背散射衍射(EBSD)解析装置进行区分。即,利用马氏体组织因具有比贝氏体组织更高的位错密度而使EBSD的Image Quality(图像质量值,IQ值)低于贝氏体组织的IQ值。以加速电压15kV、焦距19mm的条件采取EBSD图谱时,马氏体组织的IQ值为80000以下。

关于胀形成型性,屈服比(屈服强度与拉伸强度之比)高的钢板的应变分散能力低,在应变集中的位置容易产生缩颈、裂纹,导致胀形成型不良。另外,单相组织和复相组织具有相同的强度和延展性时,与复相组织相比单相组织的屈服比更高。因此,本发明中,为了确保胀形成型性,通过使钢板中存在具有与主相不同的强度和延展性的第2相组织,使屈服比降低来提高胀形成型性。另外,在扩孔试验时成为空隙产生起点的第2相少时,拉伸凸缘成型性提高。本发明通过将第2相的面积率控制在适当范围而在不使拉伸凸缘成型性降低的情况下确保胀形成型性。

本发明基于以上见解,进一步仔细研究了合金添加量对镀覆性和钢组织的影响,结果,要旨如下。

[1]一种高强度热轧镀覆钢板,具备钢板和在上述钢板表面的镀层或合金化镀层,所述钢板具有如下成分组成和如下钢组织,以质量%计含有C:0.03~0.09%、Si:0.01~1.60%、Mn:2.20~3.60%、P:0.100%以下、S:0.0100%以下、Ti:0.05~0.18%、B:0.0005~0.0050%、Al:0.005~0.40%和N:0.010%以下,剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成,式(1)表示的CSM值满足3.3~12.0,所述钢组织包含面积率为85%以上的贝氏体和面积率为2.0%~15.0%的马氏体。

CSM值=33.8[%C][%Mn]+12.4[%Si]/[%Mn](1)

式(1)中的[%C]、[%Mn]和[%Si]表示各元素的含量(质量%)。

[2]根据[1]所述的高强度热轧镀覆钢板,其中,上述成分组成以质量%计,进一步含有Nb:0.005~0.060%和V:0.005~0.080%中的1种以上。

[3]根据[1]或[2]所述的高强度热轧镀覆钢板,其中,上述成分组成以质量%计,进一步含有Cr:0.02~0.15%、Mo:0.02~0.5%、Cu:0.05~0.5%和Ni:0.05~1.0%中的1种以上。

[4]根据[1]~[3]中任一项所述的高强度热轧镀覆钢板,其中,上述成分组成以质量%计,进一步含有Sb:0.0002~0.0200%。

[5]根据[1]~[4]中任一项所述的高强度热轧镀覆钢板,其中,上述成分组成以质量%计,进一步含有Ca:0.0002~0.0100%、Mg:0.0002~0.0100%和REM:0.0002~0.0100%中的1种以上。

根据本发明,得到一种拉伸强度为980MPa以上且冲压成型性优异的高强度热轧镀覆钢板。而且,该高强度热轧镀覆钢板由于具有优异的镀覆性,能够经济、没有不镀覆部且稳定地制造。

将本发明的高强度热轧镀覆钢板用于汽车底盘部件、结构部件、骨架部件、卡车框架部件时,能够确保汽车的可靠性并减轻车体重量,因此在产业上起到显著效果。

另外,本发明中,冲压成型性优异是指作为胀形成型性的屈服比为0.93以下、作为拉伸凸缘成型性的扩孔率λ为50%以上。应予说明,如果考虑到与拉伸强度等其它特性的平衡,则屈服比优选为0.70以上,更优选为0.75以上。另外,从同样与其它特性的平衡的观点考虑,扩孔率优选为95%以下,更优选为90%以下。

具体实施方式

以下,对本发明的实施方式进行说明。应予说明,本发明不限定于以下的实施方式。

本发明的高强度热轧镀覆钢板具有钢板和镀层或合金化镀层。首先,对钢板进行说明。

钢板具有以下的成分组成。以下的说明中,成分组成中的元素的含量的单位、即“%”表示“质量%”。

C:0.03~0.09%

C是通过提高钢的强度并提高淬透性来促进贝氏体组织和第2相组织的生成的元素。本发明中,需要含有0.03%以上。优选为0.04%以上。另一方面,超过0.09%地含有时第2相的强度变得过高,即便使第2相的面积率为15.0%以下时也会使拉伸凸缘成型性变差。因此,C含量为0.09%以下。优选为0.08%以下。

Si:0.01~1.60%

Si是对促进第2相生成有效的元素。因此,Si含量为0.01%以上。优选为0.10%以上。另一方面,在镀覆钢板中,Si含量超过1.60%时,阻碍镀层的附着,钢板的耐腐蚀性变差。因此,Si含量限定为1.60%以下。优选为1.20%以下,更优选为1.00%以下,进一步优选为0.70%以下。

Mn:2.20~3.60%

Mn是固溶而有助于钢的强度增加、且提高淬透性而促进贝氏体组织和第2相组织的生成的元素。因此,Mn含量为2.20%以上。优选为2.40%以上,更优选为2.60%以上。另一方面,如果Mn含量超过3.60%,则阻碍镀层的附着,钢板的耐腐蚀性变差。因此,Mn含量为3.60%以下。优选为3.40%以下,更优选为3.20%以下。

P:0.100%以下

P是作为杂质而含有的元素。P偏析于原始奥氏体晶界而使韧性降低。因此,板坯加热时,热轧时产生断裂。因此,优选尽量减少P含量。可以允许含有0.100%以下。优选为0.050%以下,更优选为0.020%以下。应予说明,P含量为零也没有问题。

S:0.0100%以下

S是与Ti、Mn形成粗大的硫化物并使高强度热轧镀覆钢板的胀形成型性、拉伸凸缘成型性变差的元素。因此优选尽量减少S含量。可以允许含有0.0100%以下。优选为0.0050%以下,更优选为0.0035%以下。

Ti:0.05~0.18%

Ti是具有通过析出强化或固溶强化使钢板的强度提高的作用的元素。另外,具有在铸造阶段形成氮化物而将N固定的作用。由此,能够抑制BN的析出,B以固溶状态存在于钢中,得到贝氏体组织生成所需的淬透性。为了得到这些效果,需要使Ti含量为0.05%以上。优选为0.07%以上,更优选为0.09%以上。另一方面,如果Ti含量超过0.18%,则析出强化量变大,屈服比提高,胀形成型性变差。因此,Ti含量限定为0.18%以下。优选为0.16%以下。

B:0.0005~0.0050%

B是在原始奥氏体晶界偏析、抑制铁素体的生成而促进贝氏体组织生成,有助于提高钢板强度的元素。为了体现这些效果,使B含量为0.0005%以上。另一方面,如果B含量超过0.0050%,则淬透性过度提高,形成过量的马氏体组织,使拉伸凸缘成型性变差。因此,B含量限定为0.0050%以下。优选为0.0040%以下,更优选为0.0030%以下。

Al:0.005~0.40%

Al是作为脱氧剂而发挥作用、对提高钢的清洁度有效的元素。为了得到该效果,需要使Al的含量为0.005%以上。优选为0.010%以上。另一方面,如果Al的含量超过0.40%,则导致Al氧化物系夹杂物的增加,使拉伸凸缘成型性变差。因此,Al含量限定为0.40%以下。优选为0.10%以下,更优选为0.06%以下。

N:0.010%以下

N在高温下与Ti结合而容易形成粗大的氮化物,使拉伸凸缘成型性变差。因此,N含量限定为0.010%以下。优选为0.008%以下。更优选为0.006%以下。应予说明,N含量为零也没有问题,但优选为0.0005%以上。

CSM值:3.3~12.0

本发明中,为了确保胀形成型性、拉伸凸缘成型性和镀覆性,以下述式(1)表示的CSM值为3.3~12.0的方式调整C、Si、Mn的含量。如果CSM值小于3.3,则第2相组织的生成不足而使胀形成型性变差。因此,CSM值限定为3.3以上。优选为3.5以上,更优选为4.0以上。另一方面,如果CSM值超过12.0,则第2相组织过度生成,拉伸凸缘成型性变差,进而镀覆性也变差。因此,CSM值限定为12.0以下。优选为10.8以下,更优选为10.0以下。

CSM值=33.8[%C][%Mn]+12.4[%Si]/[%Mn](1)

式(1)中的[%C]、[%Mn]和[%Si]表示各元素的含量(质量%)。

本发明中利用以上的必需含有元素而得到目标特性,但为了高强度化、冲压成型性的进一步提高,可以根据需要含有下述的任意元素。应予说明,以小于下限值含有下述的任意元素时,以小于下限值含有的任意元素作为不可避免的杂质而含有。

Nb:0.005~0.060%和V:0.005~0.080%中的1种以上

除了上述成分以外,可以以质量%计进一步含有Nb:0.005~0.060%、V:0.005~0.080%中的1种以上。Nb是通过析出强化而使钢板的强度提高的元素,在含有0.005%以上时表现出该效果。优选为0.010%以上。Nb含量超过0.060%时,第2相面积率增大而使拉伸凸缘成型性变差。因此,含有Nb时,Nb含量限定为0.060%以下。优选为0.050%以下。

V也是通过析出强化而有助于钢板的高强度化的元素。在含有0.005%以上时表现出该效果。优选为0.010%以上。V含量超过0.080%时第2相面积率增大,拉伸凸缘成型性变差。因此,含有V时,V含量限定为0.080%以下。优选为0.060%以下。

Cr:0.02~0.15%、Mo:0.02~0.5%、Cu:0.05~0.5%和Ni:0.05~1.0%中的1种以上

本发明中,可以以质量%计进一步含有Cr:0.02~0.15%、Mo:0.02~0.5%、Cu:0.05~0.5%、Ni:0.05~1.0%中的1种以上。Cr、Mo、Cu、Ni均是以提高钢的淬透性而得到贝氏体组织为目的进行添加。含有Cr:0.02%以上、Mo:0.02%以上、Cu:0.05%以上、Ni:0.05%以上时表现出该效果。另一方面,如果Cr含量超过0.15%,镀覆性明显降低,因此含有Cr时,Cr含量限定为0.02~0.15%。为Mo:超过0.5%、Cu:超过0.5%、Ni:超过1.0%的含量时淬透性过度提高,第2相组织增加,拉伸凸缘成型性变差。因此,含有Mo时的含量限定为0.02~0.5%,含有Cu时的含量限定为0.05~0.5%,含有Ni时的含量限定为0.05~1.0%。

Sb:0.0002~0.0200%

Sb具有在板坯加热阶段抑制板坯表面的氮化的效果,抑制板坯表层部的BN的析出。另外,通过存在固溶B,在热轧钢板表层部也能够得到生成贝氏体所需的淬透性,使热轧钢板的强度提高。为了表现出这样的效果,需要使Sb含量为0.0002%以上。优选为0.0005%以上,更优选为0.0010%以上。另一方面,如果Sb含量超过0.0200%,则会导致轧制负载的增大,有时使生产率降低。因此,含有Sb时,使Sb含量为0.0200%以下。优选Sb含量为0.0180%以下,进一步优选Sb含量为0.0150%以下。

Ca:0.0002~0.0100%、Mg:0.0002~0.0100%、REM:0.0002~0.0100%中的1种以上

Ca对氧化物、硫化物系夹杂物的形状控制、热轧镀覆钢板的拉伸凸缘成型性提高有效。为了体现这些效果,使Ca含量为0.0002%以上。优选为0.0004%以上。其中,如果Ca含量超过0.0100%,则有时会导致钢板的表面缺陷。因此,含有Ca时,Ca含量限定为0.0100%以下。优选为0.0050%以下。

另外,Mg与Ca同样地对氧化物、硫化物系夹杂物的形状控制、热轧镀覆钢板的拉伸凸缘成型性提高有效。为了体现这些效果,使Mg含量为0.0002%以上。优选为0.0004%以上。其中,Mg含量超过0.0100%时,相反会使钢的清洁度变差,拉伸凸缘成型性变差。因此,含有Mg时,使Mg含量为0.0100%以下。优选为0.0050%以下。

REM与Ca、Mg同样对氧化物、硫化物系的夹杂物的形状控制、热轧镀覆钢板的低温韧性提高有效。为了体现这些效果,使REM含量为0.0002%以上。优选为0.0004%以上。其中,REM含量超过0.0100%时,相反地使钢的清洁度变差,低温韧性变差。因此,含有REM时,使REM含量为0.0100%以下。优选为0.0050%以下。

本发明中,上述以外的剩余部分为Fe和不可避免的杂质。作为不可避免的杂质,可举出Zr、Co、Sn、Zn、W等,它们的含量只要合计为0.5%以下,就可以允许。

接下来,对本发明钢板的钢组织的限定理由进行说明。

本发明的高强度热轧镀覆钢板具有钢组织如下:作为主相的贝氏体组织的面积率合计为85%以上,作为第2相的马氏体组织的面积率为2.0%~15.0%。另外,这里所说的钢组织是指样品的板厚中央部的钢组织。样品以高强度热轧镀覆钢板的板厚1/4位置成为样品板厚中央的方式采取。

为了提高980MPa以上的高强度和拉伸凸缘成型性,本发明的高强度热轧镀覆钢板以贝氏体组织为主相。贝氏体组织的面积率为85%以上。优选为87%以上,更优选为90%以上。应予说明,这里所说的贝氏体组织为在由扩散相变而生成的多边形铁素体组织和由非扩散相变而生成的马氏体组织的中间温度区域所生成的组织,是指平均位错密度为5×1014~5×1015m-2的组织。本发明中,由自奥氏体相的冷却而生成的贝氏体组织与通过将贝氏体组织在Ac1点以下退火而得到的回火贝氏体组织不进行特别区分。平均位错密度通过使用安装于日立高新技术公司制场发射型扫描电子显微镜(FE-SEM SU5000)的EDAX公司制EBSD检测装置,在加速电压15kV、焦距19mm、测定间隔0.25μm的条件下获得的EBSD图谱而求出。具体而言,由取得的EBSD图谱,使用数据解析软件(OIM Analyasis ver.7.3)求出Kernel Average Misorientation(Kernel平均取向差,KAM值)的平均值,使用所求出的平均KAM值而求出平均位错密度。求出平均KAM值时,将Image Quality(图像质量,IQ值)为80000以下的测定点的集合体视为第2相,除去该集合体而进行计算。位错密度ρ(m-2)通过使用平均KAM值θ(rad)、位错成分常量α(=1.5)、柏氏矢量b(=2.48×10-10m)和测定间隔d(=2.5×10-7m)由式(2)而进行计算。

ρ=2αθ/bd (2)

本发明中,为了提高胀形成型性,第2相为含有2.0%~15.0%的马氏体组织的组织。为了提高胀形成型性与扩孔成型性的平衡,第2相的面积率优选为2.0%~10.0%。为了确保胀形成型性,通过在钢板中存在具有与主相不同的强度和延展性的第2相组织,降低屈服比而使胀形成型性提高。为了得到该效果,需要第2相的面积率为2.0%以上。优选为3.0%以上,更优选为5.0%以上。另一方面,如果第2相的面积率超过15.0%,则扩孔试验中在主相贝氏体组织与第2相组织的界面产生的微小空隙的连接变得容易,拉伸凸缘成型性变差。因此,第2相的面积率为15.0%以下。优选为13.0%以下,更优选为10.0%以下。马氏体组织可以通过使用SEM对下部组织进行详细观察而与贝氏体组织区分,也可以进一步利用EBSD的Image Quality(图像质量,IQ值)变低而进行辨别。具体而言,利用FE-SEMSU5000以加速电压15kV、焦距19mm的条件采取EBSD图谱时,马氏体组织的IQ值为80000以下。第2相面积率通过利用OIMAnalysis的高亮(Highlighting)功能抽出Image Quality(IQ值)为80000以下的测定点的集合体,作为相对于测定面积的IQ值80000以下的测定点的合计面积的比例而算出。如上所述,本发明中的第2相组织本质上是IQ值低且位错密度高的组织,并非规定第2相组织的名称。即,如果IQ值为80000以下,则第2相可以为回火马氏体组织或下贝氏体组织。

应予说明,本发明中,作为钢板中含有的组织,除了上述组织以外,还可举出残余奥氏体相、珠光体组织、铁素体组织等。含有残余奥氏体相、珠光体组织、铁素体组织时,如果剩余部分的面积率合计为0~3%,则也可充分得到本发明的效果。

为了制成优选作为暴露于严酷的腐蚀环境的汽车部件的材料的热轧钢板,本发明的钢板为了提高耐腐蚀性而在表面具有镀层或合金化镀层。该镀层的种类没有特别限定,可以为电镀层或热浸镀层,如果为热浸镀层,则作为适当的例子,可举出热浸镀锌层。镀层可以为实施了合金化处理的合金化镀层。

接下来,对用于得到本发明的热轧镀覆钢板的制造方法进行说明。应予说明,说明中,关于温度的“℃”表示钢板表面的温度。

首先,对上述成分组成的钢材料实施由粗轧和精轧构成的热轧,精轧结束后,进行冷却、卷取,制成热轧钢板。接着,对热轧钢板进行退火。其后,附着镀层。

本发明中,钢坯材的熔炼方法没有特别限定,可以采用转炉、电炉等公知的熔炼方法。另外,熔炼后,由于偏析等问题,优选利用连续铸造法而制成板坯(钢坯材)。但是,也可以利用铸锭-开坯轧制法、薄板坯连续铸造法等公知的铸造方法而制成板坯。应予说明,当对铸造后的板坯进行热轧时,可以用加热炉将板坯再加热后进行轧制,板坯保持规定温度以上的温度时,也可以不进行再加热而进行直送轧制。

对上述得到的板坯实施加热、粗轧和精轧。本发明中,需要在粗轧前将板坯的碳化物溶解。含有Ti的本发明中,优选使板坯的加热温度为1150℃以上。但是,如果加热温度过高,则会因表面过度氧化生成TiO2而消耗Ti,制成钢板时,表层的强度容易降低。因此,上述加热温度优选为1350℃以下。

另外,如前所述,粗轧前的板坯保持规定温度以上的温度,板坯中的碳化物充分溶解的情况下,将粗轧前的钢坯材加热的工序可以省略。应予说明,粗轧条件无需特别限定。

接下来,进行精轧、精轧后的加速冷却、卷取,制成热轧钢板。

精轧优选在840℃以上的温度区域进行。如果精轧温度小于840℃,则轧制中容易进行铁素体相变,得不到所期望的贝氏体组织面积率。另外,如果精轧结束温度超过950℃,则会成为咬模痕的原因,或者在酸洗后残留氧化皮,有时使镀覆性变差。因此,优选精轧结束温度设定为950℃以下。

精轧后的冷却中,从精轧结束后以平均冷却速度50℃/s以上的冷却速度冷却至冷却停止温度(卷取温度)。如果平均冷却速度小于50℃/s,则在冷却中进行铁素体相变,得不到所期望的贝氏体组织面积率。这里的平均冷却速度的上限没有特别规定,如果平均冷却速度过大,则冷却停止温度的管理变得困难,难以以所期望的卷取温度进行卷取。因此,优选使平均冷却速度为300℃/s以下。另外,精轧后的冷却优选在精轧结束后2.0s以内开始。

冷却停止温度(卷取温度)优选为350℃~600℃。卷取温度小于350℃时,金属组织中位错密度极高的马氏体组织成为主相。另外,卷取温度小于350℃时,无法确保所期望的第2相的面积率,胀形成型性变差。另一方面,如果卷取温度超过600℃,则会生成铁素体相、珠光体相,无法确保980MPa以上的拉伸强度。

可以对由上述热轧工序制造的热轧钢板按照常规方法实施调质轧制,另外,还可以实施酸洗而除去表面所形成的氧化皮。

接下来,对上述热轧钢板实施退火处理。

退火温度优选为800℃以下。如果退火温度超过800℃,则存在于热轧钢板中的第2相会分解或者逆相变为奥氏体,得不到所期望的第2相分率。为了确保980MPa以上的拉伸强度、胀形成型性和拉伸凸缘成型性,退火温度越低越好。但是,退火处理后进行热浸镀锌处理时,为了使钢板表面活化,优选使退火温度为650℃以上。应予说明,实施退火时的保持时间优选为5s~300s。

对经过上述退火的热轧钢板实施镀覆处理。镀覆处理可以为电镀、热浸镀中的任一种。例如,作为镀覆处理,可以实施热浸镀锌处理,或者在热浸镀锌处理后,进一步实施合金化处理。此时,镀浴温度和合金化处理温度优选为不超过上述退火温度的温度。

可以对如上所述得到的热轧镀覆钢板按照常规方法实施调质轧制。

实施例

利用转炉对表1所示的成分组成的钢水进行熔炼,由连续铸造法而制成板厚250mm的板坯。将这些板坯(钢坯材)以表2所示的条件加热后,实施表2所示的条件的热轧、冷却、卷取,制作为板厚2.0~2.6mm、板宽1000mm的热轧钢板。接着,进行酸洗和调质轧制率0.8%的调质轧制。其后,实施表2所示的条件的退火。接下来,浸渍于450℃的熔融锌浴而在钢板表面形成镀锌层。进而在一部分钢板中以500℃×100s的条件进行镀层的合金化处理。

从得到的热轧镀覆钢板中采取试验片,进行组织观察、拉伸试验、扩孔试验、确认镀覆性的试验。试验方法如下。

(1)组织观察

对与得到的高强度热轧镀覆钢板的轧制方向平行的板厚截面进行研磨后,用3质量%硝酸酒精溶液使钢组织露出,在板厚1/4位置进行SEM观察。以3000倍的倍率取得10个视野的SEM图像,利用图像处理对各相(贝氏体组织、马氏体组织或回火马氏体组织、珠光体组织、铁素体组织)进行解析而求出面积率。另外,对SEM观察中使用的试样,使用胶体二氧化硅溶液进行镜面精加工研磨,利用安装于扫描式电子显微镜的EBSD检测器(EDAX公司制),获得电子束背散射衍射(Electron backscatter diffraction pattern:EBSD)图谱。使用EBSD检测器的测定从各试样中在距板厚1/4位置300μm2以上的区域选取任意2个视野,以电子束的照射间隔(测定间隔)0.25μm的条件进行。使用TSL公司制的解析软件OIMAnalysis对所测定的EBSD图谱进行解析,抽出IQ值为80000以下的测定点,对其进行图像处理,由此算出第2相(马氏体)的面积率(%)。另外,将通过EBSD图谱的解析而鉴定为奥氏体相的部分定义为残余奥氏体,求出残余奥氏体的面积率(%)。

作为主相的贝氏体的平均位错密度通过使用由获得的EBSD图谱所求出的KAM值的平均值而求出。

(2)拉伸试验

从得到的高强度热轧镀覆钢板中以拉伸方向与轧制方向成直角的方式采取JIS 5号拉伸试验片,依据JIS Z 2241的规定进行拉伸试验,求出屈服强度(YS)、拉伸强度(TS)、总伸长率(El)。试验进行2次,将各自的平均值作为该钢板的拉伸特性值。另外,由YS和TS算出利用式(3)计算的屈服比(YR)。

YR=YS/TS (3)

本发明中,拉伸试验中得到的YR为0.93以下时,评价为胀形成型性良好。

(3)扩孔试验

从得到的热轧镀覆钢板中采取100mm见方的试验片。对该试验片的中央部以冲头为的平底型、冲裁间隙为12±1%的条件进行冲裁加工,自冲头侧推起顶角60°的圆锥冲头来扩孔。出现贯通板厚的清晰的龟裂的时,停止圆锥冲头,测定此时的孔直径。将扩孔后的孔径与扩孔前的孔径之差除以扩孔前的孔径再乘以100所得的数字作为扩孔率(λ),作为拉伸凸缘成型性的指标。本发明中,将扩孔试验中得到的λ为50%以上的情况评价为拉伸凸缘成型性良好。

(4)镀覆性

得到的高强度热轧镀覆钢板的镀覆性通过外观检查进行目视评价。表3中,将在热轧镀覆钢板的整个长度、整个宽度上形成了镀层的情况记载为○,将观察到部分不镀覆部的情况记载为×。

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