JP2010209428A - Hot dip galvanized steel sheet or hot dip galvannealed steel sheet having excellent bending workability and fatigue strength - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、曲げ加工性および疲労強度に優れた引張強さが780MPa以上の溶融亜鉛めっき鋼板または合金化溶融亜鉛めっき鋼板に関するものである。本発明のめっき鋼板は、例えば、自動車用構造部材(例えば、ピラー、メンバー、リインフォース類などのボディ骨格部材;バンパー、ドアガードバー、シート部品、足回り部品などの強度部材)などに好適に用いられる。 The present invention relates to a hot-dip galvanized steel sheet or an alloyed hot-dip galvanized steel sheet having an excellent bending workability and fatigue strength and a tensile strength of 780 MPa or more. The plated steel sheet of the present invention is suitably used for, for example, automobile structural members (for example, body skeleton members such as pillars, members, and reinforcements; strength members such as bumpers, door guard bars, seat parts, and suspension parts). .
近年、自動車などの車体重量の軽量化による燃費の軽減や、衝突時の安全性確保などを目的として、溶融亜鉛めっきや合金化溶融亜鉛めっきが施された高強度めっき鋼板の需要はますます増大している。それに伴って、鋼板の引張強度に対する要望も増大しており、590MPa級の低強度めっき鋼板から780MPa級以上の高強度めっき鋼板が求められる様になっている。しかし、引張強度が780MPa級以上になると成形性の低下が避けられず、特に、曲げ加工性の低下が問題になる。曲げ加工は、曲げ方向により、圧延方向(L方向)曲げ[曲げ軸が圧延方向に直角な方向である曲げ]および板幅方向(C方向)曲げ[曲げ軸が圧延方向に平行である曲げ]に大別される。590MPa級の低強度鋼板では、いずれの曲げ加工も比較的容易に実施できるが、引張強度が高くなるにつれ、C方向の曲げ加工は困難になり、C方向に比べて曲げ加工を実施し易いといわれているL方向の曲げ加工も困難になる傾向がある。 In recent years, the demand for high-strength galvanized steel sheets that have been hot-dip galvanized or alloyed hot-dip galvanized for the purpose of reducing fuel consumption by reducing the body weight of automobiles and ensuring safety in the event of a collision is increasing. is doing. Accordingly, demands for the tensile strength of steel sheets are increasing, and high strength plated steel sheets of 780 MPa class or higher are required from low strength plated steel sheets of 590 MPa class. However, when the tensile strength is 780 MPa or higher, a decrease in formability is unavoidable, and in particular, a decrease in bending workability becomes a problem. Bending is performed in a rolling direction (L direction) [bending in which the bending axis is perpendicular to the rolling direction] and sheet width direction (C direction) bending [bending in which the bending axis is parallel to the rolling direction]. It is divided roughly into. With a low-strength steel plate of 590 MPa class, any of the bending processes can be performed relatively easily, but as the tensile strength increases, the bending process in the C direction becomes difficult, and it is easier to perform the bending process than in the C direction. The so-called bending in the L direction tends to be difficult.
また、高強度鋼板では、せん断加工によって素地鋼板が露出したせん断端面(せん断加工縁)の曲げ加工性に劣るという問題もある。せん断加工縁が曲げ加工を受けると、せん断加工を受けない未加工部が曲げ加工される場合に比べ、せん断加工時のボイドや加工硬化等の影響により、曲げ半径が同じであっても亀裂が発生し易くなるからである。 In addition, a high-strength steel sheet has a problem that it is inferior in bending workability of a shear end face (shearing edge) where the base steel sheet is exposed by shearing. When the shearing edge is subjected to bending, cracks occur even if the bending radius is the same due to the influence of voids and work hardening during shearing, compared to the case where the unmachined part that is not subjected to shearing is bent. It is because it becomes easy to generate | occur | produce.
曲げ加工性に優れた高強度鋼板として、フェライト相と、マルテンサイトやベイナイトなどの低温変態相とを共存させた複合組織鋼板が用いられている。複合組織鋼板は、軟質なフェライト地に硬質な低温変態相を分散させることによって強度と加工性の向上を同時に図るものであり、例えば、特許文献1〜特許文献5の方法が提案されている。 As a high-strength steel sheet excellent in bending workability, a steel sheet having a composite structure in which a ferrite phase and a low-temperature transformation phase such as martensite and bainite coexist is used. A composite steel sheet is intended to simultaneously improve strength and workability by dispersing a hard low-temperature transformation phase in soft ferrite ground. For example, methods of Patent Documents 1 to 5 have been proposed.
特許文献1は本願出願人によって提案されたものであり、破面に存在する酸化物系介在物の個数を制御することによって曲げ加工性の改善を図る方法が記載されている。特許文献2は、炭化物を含むベイナイト及び/又は炭化物を含むマルテンサイトを生成させることによって曲げ加工時の割れを防止する方法が記載されている。特許文献3には、フェライト粒径、低温変態生成相の分率および硬さを最適化することによって伸びおよび伸びフランジ性のほか、圧延方向(L方向)に曲げた場合の曲げ加工性が改善される旨記載されている。特許文献4には、ベイナイトまたはマルテンサイト主体の高強度鋼板において、表層の硬度を内部より低くし、内部のビッカース硬さのばらつきを抑制することによって曲げ加工性を確保する方法が記載されている。特許文献5には、特定の化学組成を有する鋼を加熱し、熱延条件(特に熱間仕上圧延温度、その後の冷却速度、および巻取温度)および焼鈍条件(焼鈍温度およびその後の冷却速度)を適切に制御することによって、圧延方向曲げ、幅方向曲げ、および45°方向曲げ(曲げ軸が圧延方向に対して45°傾斜した方向である曲げ)のいずれの方向にも曲げ加工性に優れた高張力鋼板が開示されている。 Patent Document 1 is proposed by the applicant of the present application, and describes a method for improving bending workability by controlling the number of oxide inclusions present on the fracture surface. Patent Document 2 describes a method of preventing cracking during bending by generating bainite containing carbide and / or martensite containing carbide. In Patent Document 3, by optimizing the ferrite grain size, the fraction of the low-temperature transformation generation phase and the hardness, in addition to elongation and stretch flangeability, bending workability when bent in the rolling direction (L direction) is improved. It is stated that it will be. Patent Document 4 describes a method of securing bending workability by reducing the hardness of the surface layer from the inside and suppressing the variation in the internal Vickers hardness in the high-strength steel sheet mainly composed of bainite or martensite. . In Patent Document 5, steel having a specific chemical composition is heated, hot rolling conditions (especially hot finish rolling temperature, subsequent cooling rate, and winding temperature) and annealing conditions (annealing temperature and subsequent cooling rate). By appropriately controlling, bending workability is excellent in any direction of bending in the rolling direction, bending in the width direction, and bending at 45 ° (bending in which the bending axis is inclined at 45 ° with respect to the rolling direction). A high strength steel sheet is disclosed.
一方、上記の高強度鋼板を自動車用部品などに適用して薄肉化するためには、疲労強度に優れていることが必要である。薄肉化によって自動車走行時の応力は増加するため、疲労強度が低いと疲労破壊を起こす危険が高くなるからである。しかしながら、上記の特許文献では、疲労強度について考慮されていない。 On the other hand, in order to apply the above-described high-strength steel sheet to automotive parts and the like to make it thinner, it is necessary to have excellent fatigue strength. This is because the stress during running of an automobile increases due to the thinning of the wall, and the risk of fatigue failure increases when the fatigue strength is low. However, in the above-mentioned patent documents, fatigue strength is not considered.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、曲げ加工性と疲労強度の両方に優れた引張強さ780MPa級の高強度めっき鋼板を提供することにある。詳細には本発明の目的は、せん断加工を受けない未加工部のL方向曲げおよびC方向曲げの曲げ加工性に優れると共に、せん断加工を受けたせん断加工縁の曲げ加工性にも優れており、且つ、疲労強度に優れた引張強さ780MPa級の高強度めっき鋼板を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a high-strength plated steel sheet having a tensile strength of 780 MPa which is excellent in both bending workability and fatigue strength. Specifically, the object of the present invention is excellent in the bending workability of the L-direction bending and the C-direction bending of the unprocessed portion that is not subjected to the shearing process, and the bending workability of the shearing edge subjected to the shearing process. Another object of the present invention is to provide a high-strength plated steel sheet having a tensile strength of 780 MPa that is excellent in fatigue strength.
上記課題を解決することのできた本発明に係る引張強さ780MPa以上の高強度溶融亜鉛めっき鋼板は、
(1)鋼中成分は、
C :0.05〜0.20%(化学成分の場合は質量%を表す、以下同じ)、
Si:0.01〜0.6%未満、
Mn:1.6〜3.5%、
P :0.05%以下、
S :0.01%以下、
sol.Al:1.5%以下、
N :0.01%以下
を含有し、残部が鉄および不可避不純物からなる鋼板であって、
(2)組織は、ポリゴナルフェライト組織および低温変態生成組織を有し、前記低温変態生成組織は少なくともベイナイトを含み、マルテンサイトを更に含んでいても良く、
鋼板の表面から0.1mm深さの板面について、板幅方向位置を変えて合計20視野を顕微鏡で観察し、各視野における50μm×50μmの領域について画像解析を行ったとき、下記(a)〜(d)の要件をすべて満足するところに要旨を有するものである。
(a)ポリゴナルフェライト面積率の最大値(Fmax)≦80%
(b)ポリゴナルフェライト面積率の最小値(Fmin)≧10%
(c)Fmax−Fmin≦40%
(d)低温変態生成組織中に占めるマルテンサイト面積率の最大値(Mmax)≦50%
A high-strength hot-dip galvanized steel sheet having a tensile strength of 780 MPa or more according to the present invention, which has been able to solve the above problems,
(1) Components in steel are
C: 0.05 to 0.20% (in the case of a chemical component, it represents mass%, the same applies hereinafter),
Si: 0.01 to less than 0.6%,
Mn: 1.6 to 3.5%
P: 0.05% or less,
S: 0.01% or less,
sol. Al: 1.5% or less,
N: a steel plate containing 0.01% or less, the balance being iron and inevitable impurities,
(2) The structure has a polygonal ferrite structure and a low temperature transformation generation structure, the low temperature transformation generation structure includes at least bainite, and may further include martensite,
When a plate surface having a depth of 0.1 mm from the surface of the steel plate was changed in the plate width direction, a total of 20 fields of view were observed with a microscope, and image analysis was performed on a 50 μm × 50 μm region in each field of view (a) It has a gist in the place where all the requirements of (d) are satisfied.
(A) Maximum value of polygonal ferrite area ratio (Fmax) ≦ 80%
(B) Minimum value of polygonal ferrite area ratio (Fmin) ≧ 10%
(C) Fmax−Fmin ≦ 40%
(D) Maximum value of martensite area ratio in the low temperature transformation formation structure (Mmax) ≦ 50%
好ましい実施形態において、上記の溶融亜鉛めっき鋼板は、更に下記(e)の要件を満足するものである。
(e)低温変態生成組織中に占めるマルテンサイト面積率の最小値(Mmin)≧5%
In a preferred embodiment, the hot dip galvanized steel sheet further satisfies the following requirement (e).
(E) Minimum value of martensite area ratio in the low temperature transformation formation structure (Mmin) ≧ 5%
好ましい実施形態において、上記めっき鋼板の鋼中成分は、更にCr:1.0%以下、Mo:0.5%以下、およびB:0.005%以下よりなる群から選択される少なくとも一種を含有する。 In a preferred embodiment, the steel component of the plated steel sheet further contains at least one selected from the group consisting of Cr: 1.0% or less, Mo: 0.5% or less, and B: 0.005% or less. To do.
好ましい実施形態において、上記めっき鋼板の鋼中成分は、更にNb:0.1%以下、Ti:0.2%以下、およびV:0.2%以下よりなる群から選択される少なくとも一種を含有する。 In a preferred embodiment, the steel component of the plated steel sheet further contains at least one selected from the group consisting of Nb: 0.1% or less, Ti: 0.2% or less, and V: 0.2% or less. To do.
好ましい実施形態において、上記めっき鋼板の鋼中成分は、更にCa:0.003%以下、および/またはREM:0.003%以下を含有する。 In a preferred embodiment, the steel component of the plated steel sheet further contains Ca: 0.003% or less and / or REM: 0.003% or less.
好ましい実施形態において、上記めっき鋼板は更に合金化処理が施されたものである。すなわち、本発明には、溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板の両方が包含される。 In a preferred embodiment, the plated steel sheet is further subjected to an alloying treatment. That is, the present invention includes both hot-dip galvanized steel sheets and alloyed hot-dip galvanized steel sheets.
本発明によれば、せん断加工を受けない未加工部のL方向曲げおよびC方向曲げの曲げ加工性に優れているだけでなく、せん断加工端面(せん断加工縁)の曲げ加工性にも優れており、且つ、疲労強度も高い780MPa級の溶融亜鉛めっき鋼板または合金化溶融亜鉛めっき鋼板を提供することができた。 According to the present invention, not only the unprocessed portion that is not subjected to the shearing process is excellent in the bending workability of the L direction bending and the C direction bending, but also the bending workability of the shearing end face (shearing edge) is excellent. In addition, a 780 MPa grade hot-dip galvanized steel sheet or alloyed hot-dip galvanized steel sheet having high fatigue strength could be provided.
本発明者は、特に、自動車構造部品として好適に用いられる引張強さ780MPa級の高強度めっき鋼板において、曲げ加工性と疲労強度が共に優れためっき鋼板を提供するため、検討を行なった。詳細には、せん断加工を受けない未加工部は勿論のこと、せん断加工縁の曲げ加工性(L方向およびC方向の両方を含む)にも優れており、且つ、疲労強度も良好な高強度めっき鋼板を提供するため、検討を重ねてきた。その結果、(ア)ポリゴナルフェライトと低温変態生成組織を有する複合組織鋼板において、特に、板面の所定領域に観察されるポリゴナルフェライト面積率の最大値および最小値、並びに最大値と最小値の差(バラツキ)と、低温変態生成組織中に占めるマルテンサイト面積率の最大値(好ましくは更に最小値)とを適切に制御すれば、所期の目的が達成されること、(イ)このような高強度めっき鋼板を製造するためには、特に、熱間圧延後の焼鈍工程を冷却速度の異なる所定の三段冷却法(急冷→徐冷→急冷)で行うことが有効であること、を見出し、本発明を完成した。 In particular, the present inventor has studied in order to provide a plated steel sheet excellent in both bending workability and fatigue strength in a high strength plated steel sheet having a tensile strength of 780 MPa which is suitably used as an automobile structural component. Specifically, not only unprocessed parts that are not subjected to shearing, but also excellent bending workability (including both L direction and C direction) of the shearing edge, and high fatigue strength. In order to provide plated steel sheets, studies have been repeated. As a result, (a) in the composite structure steel plate having polygonal ferrite and a low-temperature transformation structure, in particular, the maximum and minimum values of the polygonal ferrite area ratio observed in a predetermined region of the plate surface, and the maximum and minimum values. If the difference (variation) between the two and the maximum value (preferably the minimum value) of the martensite area ratio in the low-temperature transformation formation structure is appropriately controlled, the intended purpose can be achieved. In order to produce such a high-strength plated steel sheet, it is particularly effective to perform the annealing process after hot rolling by a predetermined three-stage cooling method (rapid cooling → slow cooling → rapid cooling) with different cooling rates, The present invention has been completed.
すなわち、本発明の特徴部分は、板面におけるミクロ組織の面積率を細かく制御して、曲げ加工性と疲労強度の両立を図ったところにある。従来は、例えば、前述した特許文献に代表されるように、板厚方向断面に存在するミクロ組織の面積率などを規定して曲げ加工性などの特性向上を図っており、本発明のように板面に存在するミクロ組織については全く着目していなかった。しかしながら、本発明者の検討結果によれば、板面におけるミクロ組織は板幅方向に大きくばらついており、当該ミクロ組織の面積率が曲げ加工性や疲労強度の向上に大きな影響を及ぼしていることが明らかになったため、上記要件を特定した次第である。 That is, the feature of the present invention is that the area ratio of the microstructure on the plate surface is finely controlled to achieve both bending workability and fatigue strength. Conventionally, for example, as represented by the above-mentioned patent document, the area ratio of the microstructure existing in the cross section in the plate thickness direction is defined to improve the properties such as bending workability, and the present invention No attention was paid to the microstructure present on the plate surface. However, according to the study results of the present inventors, the microstructure on the plate surface varies widely in the plate width direction, and the area ratio of the microstructure has a great influence on the improvement of bending workability and fatigue strength. Since it became clear, it is as soon as the above requirements are specified.
この点について、もう少し詳しく説明する。 This point will be explained in a little more detail.
本発明者は、まず、ポリゴナルフェライトと低温変態生成組織(硬質相)からなる780MPa級以上の複合組織鋼板において、曲げ加工時の亀裂(割れ)や疲労亀裂が発生するメカニズムを明らかにするため、板面の表層付近(鋼板の最表層面から深さ方向に約0.1mm研磨を行った板面、板厚方向に垂直な面)に着目し、ミクロ組織を詳細に観察した。 The present inventor first clarifies the mechanism of occurrence of cracks (cracks) and fatigue cracks during bending in a composite structure steel plate of 780 MPa class or higher composed of polygonal ferrite and a low temperature transformation formation structure (hard phase). Focusing on the vicinity of the surface layer of the plate surface (a plate surface polished about 0.1 mm in the depth direction from the outermost layer surface of the steel plate, a surface perpendicular to the plate thickness direction), the microstructure was observed in detail.
図1は、板面表層付近におけるミクロ組織の分布状態を示す模式図である。この模式図によれば、ポリゴナルフェライトは白色、ベイナイトやマルテンサイトなどの低温変態生成組織は黒色(グレー)で表される。ポリゴナルフェライトおよび低温変態生成組織の大きさは、おおむね、10μm以下である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a microstructure distribution state in the vicinity of the surface layer of the plate. According to this schematic diagram, polygonal ferrite is expressed in white, and low temperature transformation formation structures such as bainite and martensite are expressed in black (gray). The size of the polygonal ferrite and the low temperature transformation formation structure is generally 10 μm or less.
図1(a)より、板面には、全体に灰色っぽく見える領域Aと、全体に白っぽく見える領域Bとが、おおむね、数10μm〜数100μm間隔で板幅方向に交互に並んでいることが分かる。このうち領域Aを拡大したのが図1(b)であり、領域Aは、マルテンサイトなどの低温変態生成相が多く分布し、ポリゴナルフェライトは少ない。一方、領域Bを拡大したのが図1(c)であり、領域Bは、ポリゴナルフェライトが多く分布し、マルテンサイトなどの低温変態生成相は少ない。このように、板面表層付近のミクロ組織は板幅方向に大きくばらついており、ポリゴナルフェライトおよび低温変態生成相の面積率が異なる領域が板面内に広く存在していることが分かる。 As shown in FIG. 1A, the plate surface has regions A that appear gray overall and regions B that appear white overall, which are alternately arranged in the plate width direction at intervals of several tens of μm to several hundreds of μm. I understand. Of these, the region A is enlarged as shown in FIG. 1 (b). In the region A, many low-temperature transformation generation phases such as martensite are distributed, and there is little polygonal ferrite. On the other hand, FIG. 1C is an enlarged view of the region B. In the region B, a large amount of polygonal ferrite is distributed, and there are few low-temperature transformation generation phases such as martensite. Thus, it can be seen that the microstructure near the surface of the plate surface varies greatly in the plate width direction, and there are wide regions in the plate surface where the area ratios of polygonal ferrite and low-temperature transformation generation phase are different.
また、図には示していないが、低温変態生成組織としてマルテンサイトおよびベイナイトを含む場合は、上記のようにポリゴナルフェライトの面積率が板幅方向に大きくばらついているだけでなく、マルテンサイトとベイナイトの比率も板幅方向に大きくばらついていることも判明した。 Although not shown in the figure, when martensite and bainite are included as the low-temperature transformation formation structure, not only the area ratio of polygonal ferrite largely varies in the plate width direction as described above, but also martensite and It was also found that the ratio of bainite greatly varies in the plate width direction.
このような板面ミクロ組織を有する複合組織鋼板に対し、L方向曲げやC方向曲げなどの曲げ加工を施すと、ひずみは、表層付近のポリゴナルフェライトが多い部分に集中し、低温変態生成相主体の領域の変形は非常に少なくなる。その結果、ポリゴナルフェライトと低温変態生成相の境界付近やポリゴナルフェライトの内部では、ひずみ差が大きくなり、亀裂の発生が起こり易くなる。 When bending such as L-direction bending or C-direction bending is performed on a composite structure steel plate having such a plate surface microstructure, the strain concentrates on a portion where there is a large amount of polygonal ferrite in the vicinity of the surface layer, resulting in a low-temperature transformation generation phase. The deformation of the main area is very small. As a result, near the boundary between the polygonal ferrite and the low-temperature transformation generation phase and inside the polygonal ferrite, the strain difference becomes large and cracks are likely to occur.
また、上記の複合組織鋼板に対し、せん断加工縁の曲げ加工を施すと、せん断加工時に発生するボイドにより、その後の曲げ加工における亀裂の発生が促進される。そのため、この場合は、せん断加工時および曲げ加工時のボイド発生だけでなく、その後の曲げ加工時の亀裂の進展も同時に抑制する必要があるが、これらの抑制には、特に低温変態生成組織を構成するベイナイトやマルテンサイトの面積率が大きく影響することが判明した。 In addition, when the above-mentioned composite structure steel plate is subjected to bending of the shearing edge, generation of cracks in the subsequent bending is promoted by voids generated during the shearing. Therefore, in this case, it is necessary to suppress not only the generation of voids during shearing and bending, but also the development of cracks during subsequent bending. It was found that the area ratio of bainite and martensite constituting the material greatly affected.
また、繰り返し荷重による疲労亀裂は、フェライトの多い領域で発生するが、共存する硬質の低温変態生成相によって初期亀裂の伝播を抑えることができる。しかし、硬質相が少ないと上記作用は不十分になり、疲労強度にも悪影響を及ぼすようになる。 In addition, fatigue cracks due to repeated loads occur in a ferrite-rich region, but the propagation of initial cracks can be suppressed by the coexisting hard low-temperature transformation generation phase. However, when there are few hard phases, the said effect | action will become inadequate and it will also have a bad influence also on fatigue strength.
以上の結果から、以下のことが導き出される。 From the above results, the following can be derived.
第一に、板面表層部におけるポリゴナルフェライトの面積率(最大面積率および最小面積率)を一定範囲内に制御しないと、曲げ加工性と疲労強度の向上を両立できないことが分かった。また、ポリゴナルフェライト面積率の差(最大値と最小値の差)はできるだけ小さい方が良く、これにより、ポリゴナルフェライトと低温変態生成相の境界付近に生じるひずみを抑えられ、特にC方向曲げ加工性が向上することも明らかになった。 First, it has been found that unless the area ratio (maximum area ratio and minimum area ratio) of polygonal ferrite in the surface layer portion of the plate is controlled within a certain range, it is impossible to achieve both improvement in bending workability and fatigue strength. Also, the difference in polygonal ferrite area ratio (difference between the maximum and minimum values) should be as small as possible. This suppresses the strain that occurs near the boundary between the polygonal ferrite and the low-temperature transformation generation phase. It also became clear that processability was improved.
第二に、曲げ加工性と疲労強度の両方の向上には、母相であるポリゴナルフェライト以外に、第2相の低温変態生成組織の構成も深く関与していることが明らかになった。詳細には、低温変態生成組織を構成するベイナイトおよびマルテンサイトの比率によって、せん断加工縁を含めた曲げ加工性や疲労強度が大きく変化することが判明した。例えば、せん断加工縁を含む曲げ加工性の向上にはベイナイトが有効に作用しており、低温変態生成組織中に占めるマルテンサイトの比率を小さくしてベイナイト主体の組織(マルテンサイトは含まれていなくても良い)に制御すると、特にせん断加工縁の曲げ加工性が向上する傾向にあることが分かった。一方、疲労強度の向上には、ベイナイトよりもマルテンサイトが有用であり、低温変態生成組織中に占めるマルテンサイトの比率を大きくしてベイナイトとマルテンサイトの混合組織にすれば疲労強度が一層高められることが判明した。 Secondly, it has been clarified that, in addition to the polygonal ferrite as the parent phase, the structure of the low-temperature transformation formation structure of the second phase is deeply involved in improving both the bending workability and the fatigue strength. Specifically, it was found that the bending workability and fatigue strength including the shearing edge vary greatly depending on the ratio of bainite and martensite constituting the low temperature transformation formation structure. For example, bainite is effective in improving the bending workability including the shearing edge, and the ratio of martensite in the low-temperature transformation formation structure is reduced to reduce the bainite-based structure (martensite is not included). It is found that the bending workability of the shearing edge tends to be improved. On the other hand, martensite is more useful than bainite for improving fatigue strength, and if the ratio of martensite in the low temperature transformation structure is increased to a mixed structure of bainite and martensite, the fatigue strength can be further enhanced. It has been found.
これらの結果に基づき、本発明では上記要件を特定した次第である。 Based on these results, in the present invention, the above requirements are specified.
本明細書において「曲げ加工性に優れる」とは、せん断加工を受けない未加工部におけるL方向(圧延方向=試験片長手方向)およびC方向(圧延方向と垂直な方向)の90°曲げ加工性に優れると共に、せん断加工を受けた破断端面(せん断加工縁)をC方向に曲げ加工したときのせん断加工縁の曲げ加工性にも優れることを意味する。 In this specification, “excellent bending workability” means 90 ° bending in the L direction (rolling direction = longitudinal direction of the test piece) and C direction (direction perpendicular to the rolling direction) in an unprocessed part that is not subjected to shearing. This means that the fracture end face (shearing edge) subjected to shearing is also excellent in bending workability of the shearing edge when bent in the C direction.
これらの曲げ加工性の評価は、L方向およびC方向の90°曲げ加工を行なって得られた最小曲げ半径(Rmin)を鋼板の板厚(t)で除した値(Rmin/t)を指標とし、鋼板の強度クラスに応じて「Rmin/t」の合格基準を設定して行なった。曲げ加工性は、鋼板の板厚や強度クラスによって変化するためである。詳細は、後記する実施例の欄に記載したとおりである。 These bendability evaluations are based on the value (Rmin / t) obtained by dividing the minimum bending radius (Rmin) obtained by 90 ° bending in the L and C directions by the thickness (t) of the steel sheet. And an acceptance criterion of “Rmin / t” was set according to the strength class of the steel sheet. This is because the bending workability changes depending on the plate thickness and strength class of the steel plate. Details are as described in the column of Examples described later.
本明細書において、「疲労強度に優れた」とは、後記する実施例の欄に記載の方法で平面曲げ疲労試験を行ったとき、疲労限度比(疲労強度/引張強度の比)が、おおむね、0.40以上(好ましくは0.45超)のものを意味する。 In this specification, “excellent fatigue strength” means that the fatigue limit ratio (ratio of fatigue strength / tensile strength) is approximately when a plane bending fatigue test is performed by the method described in the column of Examples described later. , 0.40 or more (preferably more than 0.45).
本明細書において、「板面」とは、鋼板の表面(最表面)ではなく、表面から約0.1mm深さの板面(板厚方向に垂直な面)を意味する。最表層部板面のミクロ組織の面積率は変化し易いのに対し、最表面から約0.1mmの深さ位置の板面であれば、当該板面に存在するミクロ組織の面積率は、殆ど変化しないためである。なお、「0.1mm深さ」は厳密に規定されるものではなく、本発明のように厚さがおおむね、0.8〜2.3mm程度の薄鋼板の場合、板厚に対して約1/20〜1/8位置の板面も許容可能である。上記範囲内であれば、板面のミクロ組織の面積率は、殆ど変化しないためである。 In the present specification, the “plate surface” means not a surface (outermost surface) of a steel plate but a plate surface (surface perpendicular to the plate thickness direction) having a depth of about 0.1 mm from the surface. Whereas the area ratio of the microstructure of the outermost layer plate surface is easy to change, the area ratio of the microstructure existing on the plate surface is about 0.1 mm deep from the outermost surface. This is because it hardly changes. Note that “0.1 mm depth” is not strictly defined, and in the case of a thin steel plate having a thickness of about 0.8 to 2.3 mm as in the present invention, about 1 to the plate thickness. A plate surface at the position of / 20 to 1/8 is also acceptable. This is because within the above range, the area ratio of the microstructure of the plate surface hardly changes.
本発明には、溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板の両方が含まれる。これらのめっき鋼板はいずれも、ポリゴナルフェライト(母相)と低温変態生成組織(第2相)を有することから、これらをまとめて「複合組織鋼板」と呼ぶ場合があり、単に「めっき鋼板」または「鋼板」と略記する場合がある。 The present invention includes both hot-dip galvanized steel sheets and galvannealed steel sheets. Since all of these plated steel sheets have polygonal ferrite (matrix) and low-temperature transformation formation structure (second phase), they may be collectively referred to as “composite structure steel sheets”. Alternatively, it may be abbreviated as “steel plate”.
本発明の鋼板は、実質的に、軟質のポリゴナルフェライトと硬質の低温変態生成組織からなる。ポリゴナルフェライトは、伸びや曲げ加工性の確保に有用な組織であり、低温変態生成組織との共存によって強度と伸びを両方高めることができる。一方、低温変態生成組織は強度の確保に有用な組織であり、且つ、せん断加工縁を含む曲げ加工性や疲労特性の向上にも寄与している(詳細は後述する。)。 The steel sheet of the present invention is substantially composed of soft polygonal ferrite and a hard low-temperature transformation structure. Polygonal ferrite is a structure useful for securing elongation and bending workability, and both strength and elongation can be increased by coexistence with a low temperature transformation generation structure. On the other hand, the low temperature transformation generation structure is a structure useful for ensuring the strength, and also contributes to improvement of bending workability and fatigue characteristics including a shearing edge (details will be described later).
ここで「実質的に」とは、全組織中に占める、ポリゴナルフェライトと低温変態生成組織の比率が合計で95%(面積%の意味、以下、組織について「%」は「面積%」を意味する。)以上のものを意味し、残部は、鋼板の製造過程で不可避的に生成する組織(パーライト、残留オーステナイトなど)である。ポリゴナルフェライトと低温変態生成組織の合計面積は多いほど良く、ポリゴナルフェライトおよび低温変態生成組織のみ(合計で100%)から構成されていることが最も好ましい。 Here, “substantially” means that the ratio of polygonal ferrite and low-temperature transformation formation structure in the entire structure is 95% in total (meaning area%, hereinafter “%” means “area%” for the structure) This means the above, and the balance is a structure (pearlite, retained austenite, etc.) that is inevitably generated during the manufacturing process of the steel sheet. The larger the total area of the polygonal ferrite and the low-temperature transformation formation structure, the better, and it is most preferable that it is composed of only the polygonal ferrite and the low-temperature transformation formation structure (100% in total).
上記「低温変態生成組織」には、ベイナイト、マルテンサイト(焼戻しマルテンサイトを含む)、ベイニティックフェライトなどが挙げられる。本発明では、低温変態生成組織としてベイナイトを少なくとも含んでおり、マルテンサイトを更に含んでいてもよい。「マルテンサイトを含む」の意味は、後に詳述する。本発明者らの検討結果によれば、ベイナイトは、せん断加工縁などの曲げ加工性向上に有用な組織であり、マルテンサイトを含まず実質的にベイナイトからなる低温変態生成組織であっても、ポリゴナルフェライトが適切に制御された複合組織とすれば、曲げ加工性と疲労強度が共に優れためっき鋼板が得られることが判明した(後記する実施例の表3のNo.1を参照)。一方、マルテンサイトは疲労特性の向上に極めて有用な組織であり、低温変態生成組織をベイナイトとマルテンサイトの混合組織とすれば、低温変態生成組織が実質的にベイナイトからなる鋼板に比べ、疲労強度が一層向上することが判明した(後記する実施例の表3のNo.2〜12を参照)。 Examples of the “low temperature transformation formation structure” include bainite, martensite (including tempered martensite), bainitic ferrite, and the like. In the present invention, at least bainite is included as the low temperature transformation formation structure, and martensite may further be included. The meaning of “including martensite” will be described in detail later. According to the study results of the present inventors, bainite is a structure useful for improving bending workability such as a shearing edge, and even if it is a low-temperature transformation generation structure consisting essentially of bainite without containing martensite, It was found that a plated steel sheet having excellent bending workability and fatigue strength can be obtained if the polygonal ferrite has a properly controlled composite structure (see No. 1 in Table 3 of Examples described later). On the other hand, martensite is a very useful structure for improving fatigue properties. If the low temperature transformation formation structure is a mixed structure of bainite and martensite, the fatigue strength is lower than that of a steel sheet whose low temperature transformation formation structure is substantially composed of bainite. (See Nos. 2 to 12 in Table 3 of Examples described later).
本明細書において、「低温変態生成相組織はベイナイトを含む」または「低温変態生成相組織はマルテンサイトを含む」とは、低温変態生成相組織中に占めるベイナイトまたはマルテンサイトの比率が、それぞれ、ベイナイト≧5%以上、またはマルテンサイト≧5%以上を意味する。裏返せば、低温変態生成相組織中に占めるベイナイトの比率が5%未満(0を含む)のものは「低温変態生成組織はベイナイトを含まない」と判断される。同様に、低温変態生成組織中に占めるマルテンサイトの比率が5%未満(0を含む)のものは「低温変態生成組織はマルテンサイトを含まない」と判断される。 In the present specification, “the low temperature transformation formation phase structure contains bainite” or “the low temperature transformation formation phase structure contains martensite” means that the ratio of bainite or martensite in the low temperature transformation formation phase structure is, It means bainite ≧ 5% or more, or martensite ≧ 5% or more. In other words, those having a bainite ratio of less than 5% (including 0) in the low-temperature transformation formation phase structure are judged as “the low-temperature transformation formation structure does not contain bainite”. Similarly, when the ratio of martensite in the low-temperature transformation formation structure is less than 5% (including 0), it is determined that “low-temperature transformation formation structure does not contain martensite”.
本発明のめっき鋼板は、所定の鋼中成分を含有し、ポリゴナルフェライト組織および低温変態生成組織を有する複合組織鋼板であって、特に、鋼板の表面から0.1mm深さの板面(以下では、単に「板面」と呼ぶ場合がある。)について、板幅方向位置を変えて合計20視野(1視野:約60μm×約80μm)を顕微鏡(SEMまたは光学顕微鏡)を用いて倍率1000〜2000倍で観察し、各視野における50μm×50μmの領域について画像解析を行ったとき、下記(a)〜(d)の要件をすべて満足することを特徴とするものである。
(a)ポリゴナルフェライト面積率の最大値(Fmax)≦80%
(b)ポリゴナルフェライト面積率の最小値(Fmin)≧10%
(c)Fmax−Fmin≦40%
(d)低温変態生成組織中に占めるマルテンサイト面積率の最大値(Mmax)≦50%
The plated steel sheet of the present invention is a composite structure steel sheet containing a predetermined steel component and having a polygonal ferrite structure and a low temperature transformation structure, and in particular, a plate surface (hereinafter referred to as 0.1 mm depth from the surface of the steel sheet). Then, it may be simply referred to as “plate surface”.) With respect to a total of 20 fields (1 field: about 60 μm × about 80 μm) by changing the position in the plate width direction, a magnification of 1000 to 1000 using a microscope (SEM or optical microscope). It is characterized by satisfying all the following requirements (a) to (d) when image analysis is performed on a 50 μm × 50 μm region in each visual field when observed at 2000 times.
(A) Maximum value of polygonal ferrite area ratio (Fmax) ≦ 80%
(B) Minimum value of polygonal ferrite area ratio (Fmin) ≧ 10%
(C) Fmax−Fmin ≦ 40%
(D) Maximum value of martensite area ratio in the low temperature transformation formation structure (Mmax) ≦ 50%
好ましくは、本発明の鋼板は、上記の画像解析を行ったとき、更に下記(e)の要件を満足するものである。
(e)低温変態生成組織中に占めるマルテンサイト面積率の最小値(Mmin)≧5%
Preferably, the steel sheet of the present invention further satisfies the following requirement (e) when the above image analysis is performed.
(E) Minimum value of martensite area ratio in the low temperature transformation formation structure (Mmin) ≧ 5%
以下、上記(a)〜(e)の各要件について詳しく説明する。本明細書において、Fmax、Fmin、(Fmax−Fmin)、Mmax、Mminの単位はすべて面積%であり、以下では「%」と略記する。 Hereinafter, the requirements (a) to (e) will be described in detail. In this specification, the units of Fmax, Fmin, (Fmax−Fmin), Mmax, and Mmin are all area%, and are abbreviated as “%” below.
まず、ポリゴナルフェライトに関する要件(a)〜(c)について説明する。 First, requirements (a) to (c) relating to polygonal ferrite will be described.
(a)ポリゴナルフェライト面積率の最小値Fmin≧10%
ポリゴナルフェライト面積率の最小値(Fmin)は、良好な曲げ加工性を確保し、更に優れた伸び特性を得るのに重要な要件である。後記する実施例に示すように、Fminが10%を下回ると、曲げ加工性が低下し、伸びも低下する傾向が見られた(表3のNo.13、19、21を参照)。Fminは、15%以上であることが好ましく、20%以上であることがより好ましい。
(A) Minimum value of polygonal ferrite area ratio Fmin ≧ 10%
The minimum value (Fmin) of the polygonal ferrite area ratio is an important requirement for ensuring good bending workability and obtaining excellent elongation characteristics. As shown in Examples to be described later, when Fmin was less than 10%, bending workability and elongation also tended to decrease (see Nos. 13, 19, and 21 in Table 3). Fmin is preferably 15% or more, and more preferably 20% or more.
(b)ポリゴナルフェライト面積率の最大値Fmax≦80%
ポリゴナルフェライト面積率の最大値(Fmax)は、引張強さ780MPa以上の高強度を確保し、且つ、表層の疲労亀裂の伝播を抑制する硬質相を所定量確保して優れた疲労強度を確保するのに重要なパラメータである。後記する実施例に示すように、Fmaxが80%を超えると、引張強さおよび疲労強度が低下する(表3のNo.15、16、19を参照)。Fmaxは、75%以下であることが好ましく、70%以下であることがより好ましい。
(B) Maximum value of polygonal ferrite area ratio Fmax ≦ 80%
The maximum value (Fmax) of the polygonal ferrite area ratio ensures high strength with a tensile strength of 780 MPa or more, and secures a predetermined amount of hard phase that suppresses the propagation of fatigue cracks on the surface layer to ensure excellent fatigue strength. It is an important parameter to do. As shown in the examples described later, when Fmax exceeds 80%, the tensile strength and the fatigue strength decrease (see Nos. 15, 16, and 19 in Table 3). Fmax is preferably 75% or less, and more preferably 70% or less.
(c)ポリゴナルフェライト面積率の最大値(Fmax)と最小値(Fmin)の差≦40%
ポリゴナルフェライト面積率の最大値(Fmax)と最小値(Fmin)の差(バラツキ)は、所望の曲げ加工性を確保するのに重要なパラメータであり、上記のバラツキが40%を超えると、曲げ成形時にフェライト面積率が大きい領域に変形が集中し、曲げ加工性(特に、C方向の曲げ加工性)が低下する(後記する実施例の表3のNo.18、19、21を参照)。上記のバラツキは少ない程良く、例えば、30%以下であることが好ましく、0%であることが最も好ましい。
(C) Difference between maximum value (Fmax) and minimum value (Fmin) of polygonal ferrite area ratio ≦ 40%
The difference (variation) between the maximum value (Fmax) and the minimum value (Fmin) of the polygonal ferrite area ratio is an important parameter for ensuring the desired bending workability, and when the above variation exceeds 40%, Deformation concentrates in a region where the ferrite area ratio is large at the time of bending, and bending workability (particularly, bending workability in the C direction) is reduced (see Nos. 18, 19, and 21 in Table 3 of Examples described later). . The smaller the variation, the better. For example, it is preferably 30% or less, and most preferably 0%.
次に、低温変態生成組織の構成比率に関する要件(d)、更に(e)について説明する。 Next, the requirements (d) and (e) regarding the composition ratio of the low-temperature transformation formation structure will be described.
(d)低温変態生成組織中に占めるマルテンサイト面積率の最大値(Mmax)≦50%
これは、低温変態生成組織中に占めるマルテンサイトの比率が多くなってベイナイトの比率が少なくなると、曲げ加工性(特にせん断加工縁の曲げ加工性)が低下するという本発明者らの実験結果に基づき、設定されたものである。本発明には、マルテンサイトを含むもの(低温変態生成組織中に占めるマルテンサイトの比率が5%以上)と、マルテンサイトを含まないもの(低温変態生成組織中に占めるマルテンサイトの面積率が5%未満であり、0を含む)の両方が包含されるが、いずれの場合であっても、以下に詳述する画像解析を行ってMmaxを算出したとき、少なくともMmaxを50%以下にして、良好な曲げ加工性を確保するというものである。後記する実施例に示すように、Mmaxが50%を超えるものは、曲げ加工性に劣っている(表3のNo.14、17〜19を参照)。
(D) Maximum value of martensite area ratio in the low temperature transformation formation structure (Mmax) ≦ 50%
This is based on the results of experiments by the inventors that bending workability (especially bending workability of the shearing edge) decreases when the martensite ratio in the low-temperature transformation formation structure increases and the bainite ratio decreases. Based on this. In the present invention, those containing martensite (the ratio of martensite in the low-temperature transformation formation structure is 5% or more) and those not containing martensite (martensite area ratio in the low-temperature transformation formation structure is 5). In any case, when Mmax is calculated by performing image analysis described in detail below, at least Mmax is set to 50% or less. This ensures good bending workability. As shown in Examples described later, those having Mmax exceeding 50% are inferior in bending workability (see Nos. 14 and 17 to 19 in Table 3).
その理由は詳細には不明であるが、以下のように推察される。すなわち、硬質の低温変態生成組織(本発明では主にベイナイトおよびマルテンサイト)中に占めるマルテンサイトの比率が多いと、強加工時にマルテンサイトとフェライトとの境界からボイドが発生し易くなる。引き続き、曲げ加工を更に行うと、曲げ外側表層近くのボイドが、表層のひずみ集中部まで、主にマルテンサイトとマルテンサイト以外の硬質相を伝播して亀裂を発生させる。その結果、せん断加工端面の曲げ加工性が顕著に低下するようになる。これに対し、低温変態生成組織がベイナイト主体の領域では、ボイドの発生が少なく、ボイドが存在していても表層のひずみ集中部との亀裂の連結も生じ難い。このように本発明では、マルテンサイトが多い領域では、ボイドが多く発生して容易に伝播するとの観点から、低温変態生成組織中に占めるマルテンサイトの最大面積率Mmaxを特に抑制し、良好な曲げ加工性を確保した次第である。 The reason is unknown in detail, but it is assumed as follows. That is, if the ratio of martensite in the hard low-temperature transformation structure (mainly bainite and martensite in the present invention) is large, voids are likely to be generated from the boundary between martensite and ferrite during strong processing. Subsequently, when bending is further performed, the voids near the outer surface of the bending propagate mainly hard martensite and a hard phase other than martensite to the strain concentrated portion of the surface, thereby generating cracks. As a result, the bending workability of the shearing end face is significantly reduced. On the other hand, in the region where the low-temperature transformation formation structure is mainly bainite, the generation of voids is small, and even if voids are present, it is difficult for cracks to be connected to the strain-concentrated portion of the surface layer. As described above, in the present invention, in the region where there are many martensites, the maximum area ratio Mmax of martensite in the low-temperature transformation-generated structure is particularly suppressed from the viewpoint that many voids are generated and easily propagated. It depends on ensuring workability.
曲げ加工性(特にせん断加工縁の曲げ加工性)の向上という観点からすれば、Mmaxはできるだけ少ない方が良い。好ましいMmaxは約45%以下であり、より好ましくは約40%以下である。本発明にはMmaxが0の場合も含まれる。 From the viewpoint of improving the bending workability (particularly the bending workability of the shearing edge), Mmax should be as small as possible. The preferred Mmax is about 45% or less, more preferably about 40% or less. The present invention includes a case where Mmax is zero.
(e)低温変態生成組織中に占めるマルテンサイト面積率の最小値(Mmin)≧5%
これは、マルテンサイトによる疲労特性向上作用を有効に発揮させるための要件を規定したものであり、これにより、めっき鋼板の疲労強度が一層高められる(後記する実施例の表3のNo.2〜12を参照)。本発明者らの検討結果によれば、フェライトに発生した疲労亀裂の伝播を停止させて疲労特性を向上させる効果は、ベイナイトよりもマルテンサイトの方が高いことが判明した。このようなマルテンサイトの作用を有効に発揮させるには、Mminは多いほど良く、より好ましいMminは10%以上であり、更に好ましくは15%以上である。
(E) Minimum value of martensite area ratio in the low temperature transformation formation structure (Mmin) ≧ 5%
This stipulates the requirements for effectively exerting the fatigue property improving action by martensite, thereby further increasing the fatigue strength of the plated steel sheet (No. 2 in Table 3 of Examples described later). 12). According to the examination results of the present inventors, it has been found that the effect of stopping the propagation of fatigue cracks generated in ferrite and improving the fatigue characteristics is higher in martensite than in bainite. In order to effectively exhibit the action of such martensite, the larger the Mmin, the better. The more preferable Mmin is 10% or more, and further preferably 15% or more.
前述したポリゴナルフェライト面積率の最大値および最小値、並びに低温変態生成組織中に占めるマルテンサイト面積率の最大値および最小値の測定方法は、以下のとおりである。 The method for measuring the maximum and minimum values of the above-mentioned polygonal ferrite area ratio and the maximum and minimum values of the martensite area ratio in the low-temperature transformation formation structure is as follows.
まず、ミクロ組織測定用の鋼板(サイズは、おおむね、縦20mm×横20mm×厚さ1.6mm)を用意し、鋼板の表面から板厚方向に約0.1mm深さまで研磨する。次いで、上記位置の板面(板幅方向)に存在するポリゴナルフェライト、ベイナイト、およびマルテンサイトを、走査型電子顕微鏡(SEM)または光学顕微鏡を用いて倍率1000〜2000倍で観察し、これらを判別する。詳細には、板幅方向に0.1mmピッチで合計20視野(1視野:約60μm×約80μm)のミクロ組織を観察し、倍率1000倍〜2000倍で写真撮影する。 First, a steel sheet for microstructure measurement (size is approximately 20 mm long × 20 mm wide × 1.6 mm thick) is prepared and polished from the surface of the steel sheet to a depth of about 0.1 mm in the plate thickness direction. Next, polygonal ferrite, bainite, and martensite present on the plate surface (in the plate width direction) at the above positions were observed at a magnification of 1000 to 2000 times using a scanning electron microscope (SEM) or an optical microscope. Determine. Specifically, a microstructure of a total of 20 fields (1 field: about 60 μm × about 80 μm) is observed at a pitch of 0.1 mm in the plate width direction, and a photograph is taken at a magnification of 1000 to 2000 times.
ここで、顕微鏡観察は、上記のようにSEM観察または光学顕微鏡観察のいずれであっても良い。鋼板によっては、ベイナイトとマルテンサイトの判別が困難なものがあるが、その場合であっても、SEMおよび光学顕微鏡のいずれか一方または両方で観察を行なえばこれらを判別することができ、後記するMminおよびMmaxを算出できるからである。後記する実施例では、SEM観察によりフェライトを判別し、ベイナイトとマルテンサイトは光学顕微鏡観察により判別した。なお、光学顕微鏡観察を行なうときは、レペラー腐食を行った試験片を光学顕微鏡で観察することが好ましい。レペラー腐食後に光学顕微鏡観察を行なうと、ベイナイトは黒、マルテンサイトは白、ポリゴナルフェライトは灰色と、各組織が色分けして観察されるため、ベイナイトとマルテンサイトの判別を容易に行うことができるからである。 Here, the microscope observation may be either SEM observation or optical microscope observation as described above. Depending on the steel sheet, it is difficult to distinguish between bainite and martensite, but even in that case, these can be determined by observation with one or both of the SEM and optical microscope, which will be described later. This is because Mmin and Mmax can be calculated. In Examples described later, ferrite was determined by SEM observation, and bainite and martensite were determined by optical microscope observation. In addition, when observing with an optical microscope, it is preferable to observe the test piece which carried out the repeller corrosion with an optical microscope. When optical microscope observation is performed after repeller corrosion, bainite is black, martensite is white, polygonal ferrite is gray, and each structure is observed in different colors, making it easy to distinguish between bainite and martensite. Because.
次に、写真内に50μm×50μmの領域を指定し、ニレコ製「LUZEX F」の画像解析装置を用いて画像解析を行い、ポリゴナルフェライト、ベイナイト、およびマルテンサイトの面積率を求める。合計20箇所の視野について、上記と同様に画像解析を行ってポリゴナルフェライト面積率を測定し、これらの最小値をFmin、最大値をFmaxとした。同様に、合計20箇所の視野について、上記と同様に画像解析を行ってマルテンサイト面積率を測定し、これらの最小値をMmin、最大値をMmaxとした。 Next, an area of 50 μm × 50 μm is designated in the photograph, and image analysis is performed using an image analysis apparatus of “LUZEX F” manufactured by Nireco to obtain the area ratios of polygonal ferrite, bainite, and martensite. Image analysis was performed in the same manner as described above for the total 20 visual fields, and the polygonal ferrite area ratio was measured. These minimum values were Fmin and the maximum values were Fmax. Similarly, for a total of 20 visual fields, image analysis was performed in the same manner as described above to measure the martensite area ratio, and the minimum value was Mmin and the maximum value was Mmax.
上記では、曲げ加工性や疲労強度に大きな及ぼすポリゴナルフェライト面積率の最大値と最小値、および低温変態生成組織中に占めるマルテンサイト面積率の最大値と最小値を詳しく説明したが、本発明鋼板では、これらの要件を満足する限り、全組織中に含まれるポリゴナルフェライトと低温変態生成組織の比率(全組織中の平均値)は特に限定されない。好ましい比率は、ポリゴナルフェライト:約20〜70%、低温変態生成組織:約30〜80%であり、より好ましい比率は、ポリゴナルフェライト:約35〜75%、低温変態生成組織:約25〜75%である。 In the above, the maximum and minimum values of the polygonal ferrite area ratio that greatly affect the bending workability and fatigue strength, and the maximum and minimum values of the martensite area ratio in the low-temperature transformation structure are explained in detail. In the steel sheet, as long as these requirements are satisfied, the ratio of the polygonal ferrite and the low temperature transformation formation structure contained in the entire structure (average value in the entire structure) is not particularly limited. Preferred ratios are polygonal ferrite: about 20-70%, low temperature transformation formation structure: about 30-80%, more preferred ratios are polygonal ferrite: about 35-75%, low temperature transformation formation structure: about 25- 75%.
以上、本発明を最も特徴付ける組織について説明した。 The organization that most characterizes the present invention has been described above.
次に、本発明の鋼中成分を説明する。 Next, the components in steel of the present invention will be described.
C:0.05〜0.20%
Cは、所定量の低温変態生成相を確保し、780MPa以上の高強度を得るのに必要な元素であり、そのために、C量を0.05%以上とする。ただし、過剰に添加すると、ポリゴナルフェライトの生成が不足してポリゴナルフェライト面積率の最小値が小さくなる。また、マルテンサイト面積率の最大値が大きくなって、せん断加工縁を含む曲げ加工性や延性が低下する(後記する実施例を参照)ほか、スポット溶接性が低下するため、C量の上限を0.20%とする。C量は、0.07%以上0.17%以下であることが好ましい。
C: 0.05-0.20%
C is an element necessary for securing a predetermined amount of low-temperature transformation generation phase and obtaining a high strength of 780 MPa or more. For this reason, the amount of C is set to 0.05% or more. However, if added excessively, the formation of polygonal ferrite is insufficient and the minimum value of the polygonal ferrite area ratio becomes small. In addition, the maximum value of the martensite area ratio is increased, bending workability including duct edges and ductility are reduced (see the examples described later), and spot weldability is reduced. 0.20%. The C content is preferably 0.07% or more and 0.17% or less.
Si:0.01〜0.6%未満
Siは、フェライトを固溶強化し、疲労亀裂の発生を抑制するため、疲労強度向上に有効な元素である。また、ベイナイト中の炭化物を微細にして伸びフランジ性を向上させる効果もある。このような効果を有効に発揮させるためには、Siを0.01%以上含有する。好ましいSi量は0.05%以上である。ただし、Si量が多くなるとフェライト変態が促進され、未変態γへのC濃縮が進み、低温変態生成組織に占めるマルテンサイト面積率の最大値が大きくなり、特にせん断加工縁の曲げ成形性が低下する。また、溶融亜鉛めっき用途に用いるためには、酸化還元炉、プレFeめっき等の専用の設備が必要になり、コストの増加を招く。よって、本発明ではSi量を0.6%未満とする。好ましいSi量は0.5%以下であり、より好ましくは0.3%以下である。
Si: 0.01 to less than 0.6% Si is an element effective for improving fatigue strength because it solidifies and strengthens ferrite and suppresses the occurrence of fatigue cracks. Moreover, it has the effect of making the carbides in bainite fine and improving stretch flangeability. In order to exhibit such an effect effectively, Si is contained 0.01% or more. A preferable Si amount is 0.05% or more. However, when the amount of Si increases, ferrite transformation is promoted, C concentration to untransformed γ progresses, the maximum value of the martensite area ratio in the low-temperature transformation formation structure increases, and especially the bending formability of the shearing edge decreases. To do. In addition, in order to use it for hot dip galvanizing, dedicated equipment such as a redox furnace and pre-Fe plating is required, which increases costs. Therefore, in the present invention, the Si content is less than 0.6%. A preferable Si amount is 0.5% or less, and more preferably 0.3% or less.
Mn:1.6〜3.5%
Mnは、ポリゴナルフェライトの過剰生成を抑制して所定の低温変態生成相を確保し、且つ、780MPa以上の高強度を確保するのに必要な元素である。また、Mnは、Siと同様、フェライトを固溶強化して疲労亀裂の発生を抑制し、疲労強度の向上にも寄与する元素である。これらの作用を有効に発揮させるため、Mn量の下限を1.6%とする。ただし、過剰に添加すると、所定のフェライト量を確保するのが困難となり、加工性が低下するほか、スポット溶接性や耐遅れ破壊性も低下するため、Mn量の上限を3.5%とした。好ましいMn量は1.8%以上3.0%以下であり、より好ましくは2.0%以上3.0%以下である。
Mn: 1.6 to 3.5%
Mn is an element necessary for suppressing the excessive formation of polygonal ferrite to ensure a predetermined low-temperature transformation generation phase and to ensure a high strength of 780 MPa or more. Mn, like Si, is an element that solidifies and strengthens ferrite to suppress the occurrence of fatigue cracks and contributes to the improvement of fatigue strength. In order to effectively exhibit these actions, the lower limit of the Mn amount is set to 1.6%. However, if added excessively, it becomes difficult to secure a predetermined amount of ferrite, workability is lowered, and spot weldability and delayed fracture resistance are also lowered. Therefore, the upper limit of Mn amount is set to 3.5%. . A preferable amount of Mn is 1.8% or more and 3.0% or less, and more preferably 2.0% or more and 3.0% or less.
P:0.05%以下
Pは、加工性やスポット溶接性を劣化させる元素であるため、上限を0.05%とする。P量は少ない程好ましい。
P: 0.05% or less P is an element that deteriorates workability and spot weldability, so the upper limit is made 0.05%. The smaller the amount of P, the better.
S:0.01%以下
Sは、伸びフランジ性や曲げ成形性を低下させる元素であるため、上限を0.01%とする。S量は少ない程好ましい。
S: 0.01% or less Since S is an element that reduces stretch flangeability and bending formability, the upper limit is made 0.01%. The smaller the amount of S, the better.
sol.Al:1.5%以下
sol.Al(可溶性Al)は、脱酸作用のほか、フェライトの生成作用も有している。このような作用を有効に発揮させるため、sol.Alを0.005%以上添加することが好ましい。ただし、sol.Alを過剰に添加すると介在物が増加し、伸びフランジ性や曲げ加工性が低下するため、上限を1.5%とする。好ましいsol.Al量の上限は0.8%である。
sol. Al: 1.5% or less sol. Al (soluble Al) has a function of generating ferrite in addition to a deoxidizing action. In order to effectively exhibit such an action, sol. It is preferable to add 0.005% or more of Al. However, sol. When Al is added excessively, inclusions increase and stretch flangeability and bending workability deteriorate, so the upper limit is made 1.5%. Preferred sol. The upper limit of the amount of Al is 0.8%.
N:0.01%以下
Nが過剰に存在すると、延性の劣化を引き起こす恐れがあるため、上限を0.01%とする。N量は少ない方が良く、0.006%以下であることが好ましい。N量の下限は、実操業レベルでコストとのバランスを考慮すれば、おおむね、0.001%程度である。
N: 0.01% or less If N is excessively present, ductility may be deteriorated, so the upper limit is made 0.01%. The N content is preferably as small as possible and is preferably 0.006% or less. The lower limit of the N amount is about 0.001% when considering the balance with cost at the actual operation level.
本発明の鋼中成分は、上記元素を含み、残部:鉄および不可避不純物である。ただし、本発明の作用を損なわない範囲で、他の特性付与を目的として、下記元素を積極的に添加することもできる。 The components in steel of the present invention contain the above elements, and the balance is iron: unavoidable impurities. However, the following elements can also be positively added for the purpose of imparting other characteristics within the range not impairing the action of the present invention.
Cr:1.0%以下、Mo:0.5%以下、およびB:0.005%以下よりなる群から選択される少なくとも一種
これらは、強度の向上に有効な元素であるが、過剰になると、所定量のポリゴナルフェライトを確保することが困難になるほか、耐遅れ破壊性やスポット溶接性が低下するため、上限をそれぞれ、Cr:1.0%、Mo:0.5%、B:0.005%とすることが好ましい。より好ましくは、Cr:0.05%以上0.8%以下、Mo:0.01%以上0.4%以下、B:0.0005%以上0.003%以下ある。これらの元素は単独で添加しても良いし、2種以上を併用しても構わない。
At least one selected from the group consisting of Cr: 1.0% or less, Mo: 0.5% or less, and B: 0.005% or less. These elements are effective elements for improving the strength. In addition to difficulty in securing a predetermined amount of polygonal ferrite, delayed fracture resistance and spot weldability are reduced, so the upper limits are Cr: 1.0%, Mo: 0.5%, and B: It is preferable to set it as 0.005%. More preferably, Cr: 0.05% or more and 0.8% or less, Mo: 0.01% or more and 0.4% or less, and B: 0.0005% or more and 0.003% or less. These elements may be added alone or in combination of two or more.
Nb:0.1%以下、Ti:0.2%以下、およびV:0.2%以下よりなる群から選択される少なくとも一種
これらは、析出または組織の微細化を通じて強度の上昇に有用な元素である。ただし、過剰に添加すると、伸びや伸びフランジ性が低下するため、その上限をNb:0.1%、Ti:0.2%、V:0.2%とすることが好ましい。より好ましくは、Nb:0.005%以上0.08%以下、Ti:0.005%以上0.16%以下、V:0.005%以上0.15%以下である。これらの元素は単独で添加しても良いし、2種以上を併用しても構わない。
At least one selected from the group consisting of Nb: 0.1% or less, Ti: 0.2% or less, and V: 0.2% or less. These elements are useful for increasing strength through precipitation or refinement of the structure. It is. However, if added in excess, the elongation and stretch flangeability deteriorate, so the upper limit is preferably Nb: 0.1%, Ti: 0.2%, and V: 0.2%. More preferably, Nb: 0.005% to 0.08%, Ti: 0.005% to 0.16%, and V: 0.005% to 0.15%. These elements may be added alone or in combination of two or more.
Ca:0.003%以下、及び/又はREM:0.003%以下
これらの元素は、伸びフランジ性の向上に寄与する元素であるが、過剰に添加しても効果が飽和するだけで経済的に無駄であるため、上限をそれぞれ、Ca:0.003%、REM:0.003%とすることが好ましい。より好ましくは、Ca:0.0005%以上0.0025%以下、REM:0.0005%以上0.0025%以下である。これらの元素は単独で添加しても良いし、2種以上を併用しても構わない。
Ca: 0.003% or less, and / or REM: 0.003% or less These elements contribute to the improvement of stretch flangeability, but even if added in excess, the effect is saturated and economical. Therefore, it is preferable to set the upper limit to Ca: 0.003% and REM: 0.003%, respectively. More preferably, Ca: 0.0005% to 0.0025%, REM: 0.0005% to 0.0025%. These elements may be added alone or in combination of two or more.
本明細書において、REMは、ランタノイド元素(周期表において、LaからLuまでの合計15元素)を意味する。これらの元素のなかでも、Laおよび/またはCeを含有することが好ましい。また、溶鋼へ添加するREMの形態は特に限定されず、例えば、REMとして、純Laや純Ceなど、或いはFe−Si−La合金,Fe−Si−Ce合金,Fe−Si−La−Ce合金などを添加すればよい。また、溶鋼へミッシュメタルを添加してもよい。ミッシュメタルとは、セリウム族希土類元素の混合物であり、具体的には、Ceを40〜50%程度,Laを20〜40%程度含有している。 In this specification, REM means a lanthanoid element (a total of 15 elements from La to Lu in the periodic table). Among these elements, it is preferable to contain La and / or Ce. Moreover, the form of REM added to molten steel is not specifically limited, For example, as REM, pure La, pure Ce, or the like, or Fe-Si-La alloy, Fe-Si-Ce alloy, Fe-Si-La-Ce alloy Etc. may be added. Moreover, you may add misch metal to molten steel. Misch metal is a mixture of cerium group rare earth elements, and specifically contains about 40 to 50% of Ce and about 20 to 40% of La.
上記元素のほか、例えば、耐遅れ破壊性の向上を目的として、Cu、Ni、Mgを添加しても良い。これらの元素の上限は、おおむね、Cu:1.0%、Ni:1.0%、Mg:0.001%とすることが好ましく、これにより、本発明の作用を損なうことなしに上記作用を向上させることができる。また、耐食性や耐遅れ破壊性の向上を目的として、Sn、Zn、Zr、W、As、Pb、Biを添加しても良い。これらの元素の合計量は、おおむね、0.01%以下であることが好ましく、これにより、本発明の作用を損なうことなしに上記作用を向上させることができる。 In addition to the above elements, for example, Cu, Ni, and Mg may be added for the purpose of improving delayed fracture resistance. The upper limit of these elements is preferably approximately Cu: 1.0%, Ni: 1.0%, and Mg: 0.001%, so that the above-described action can be achieved without impairing the action of the present invention. Can be improved. Further, Sn, Zn, Zr, W, As, Pb, and Bi may be added for the purpose of improving corrosion resistance and delayed fracture resistance. The total amount of these elements is preferably about 0.01% or less, whereby the above-described action can be improved without impairing the action of the present invention.
次に、本発明鋼板を製造する方法について説明する。 Next, a method for producing the steel sheet of the present invention will be described.
板面に存在するポリゴナルフェライトの面積率(Fmax、Fmin、バラツキ)および低温変態生成組織中に占めるマルテンサイトの面積率(Mmax、更にはMmin)が上記の要件をすべて満足する本発明鋼板を得るためには、特に、熱延・冷延後の焼鈍工程(溶融亜鉛めっきラインを用いる場合は溶融亜鉛めっき工程)における焼鈍後の冷却条件を厳しく制御する必要があり、本発明では、図2に示すような急冷(図中、CR1)→徐冷(図中、CR2)→急冷(図中、CR3)の三段冷却パターンを採用している。上記の三段冷却を行なわないものは、板面のミクロ組織が本発明の要件を満足しないため、曲げ加工性(せん断縁の曲げ加工性を含む)および疲労強度の少なくとも一方が低下する(後記する実施例を参照)。 The steel sheet of the present invention in which the area ratio of polygonal ferrite (Fmax, Fmin, variation) existing on the plate surface and the area ratio of martensite in the low-temperature transformation formation structure (Mmax, further Mmin) satisfy all the above requirements. In order to obtain, it is necessary to strictly control the cooling conditions after annealing in the annealing process after hot rolling / cold rolling (in the case of using a hot dip galvanizing line), in the present invention, FIG. The three-stage cooling pattern of rapid cooling (CR1 in the figure) → slow cooling (CR2 in the figure) → rapid cooling (CR3 in the figure) as shown in FIG. In the case where the above three-stage cooling is not performed, since the microstructure of the plate surface does not satisfy the requirements of the present invention, at least one of bending workability (including bending workability of the shear edge) and fatigue strength is reduced (described later). See examples).
また、前述した特許文献を参酌しても、本発明のような三段冷却法は開示されていない。例えば、特許文献2の実施例では、焼鈍工程を、「720〜900℃の温度範囲で5秒以上保持→4〜7℃/sの平均冷却速度(第1段冷却速度)で550〜760℃まで冷却→60〜90℃/sの平均冷却速度(第2段冷却速度)で200〜420℃まで冷却」するという、徐冷→急冷の冷却方法が開示されているが、実際に、当該方法を模擬した冷却パターンを行なっても本発明鋼板は得られず、特に、C方向の曲げ加工性が低下した(後記する実施例を参照)。また、特許文献3の実施例では、650〜450℃までの温度を60℃/秒の平均冷却速度で冷却した後、200〜450℃の冷却停止温度域まで冷却することは記載されているが、当該冷却停止温度域までの平均冷却速度は、具体的に記載されていない。 Further, even if the above-mentioned patent documents are referred to, the three-stage cooling method as in the present invention is not disclosed. For example, in the example of Patent Document 2, the annealing process is performed as follows: “Hold for 5 seconds or more in a temperature range of 720 to 900 ° C. → 550 to 760 ° C. at an average cooling rate (first stage cooling rate) of 4 to 7 ° C./s. Cooling to quenching → quenching to 200 to 420 ° C. at an average cooling rate (second stage cooling rate) of 60 to 90 ° C./s ”is disclosed. The steel sheet of the present invention was not obtained even when a cooling pattern simulating the above was obtained, and in particular, the bending workability in the C direction was lowered (see Examples described later). Moreover, in the Example of patent document 3, after cooling the temperature to 650-450 degreeC with the average cooling rate of 60 degreeC / sec, it describes cooling to the cooling stop temperature range of 200-450 degreeC. The average cooling rate up to the cooling stop temperature range is not specifically described.
本発明に係る高強度めっき鋼板の製造方法は、上記のように、焼鈍工程の冷却条件を適切に制御したところに特徴があり、上記以外の工程は、本発明で対象とする複合組織鋼板を製造するための一般的な方法を採用することができる。本発明のめっき鋼板は、例えば、連続鋳造→熱間圧延→酸洗→冷間圧延→溶融亜鉛めっきラインによって製造され、溶融亜鉛めっきラインにて上記の焼鈍工程が行なわれる。溶融亜鉛めっきラインでは、上記のように焼鈍後の冷却条件を厳しく制御する必要はあるが、それ以外の、溶融亜鉛めっきの各工程や焼鈍工程における冷却条件以外の条件(例えば昇温速度や焼鈍温度など)も特に制限されない。また、本発明には、合金化溶融亜鉛めっき鋼板も含まれるが、合金化条件も特に限定されず、上記の溶融亜鉛めっきラインにて、通常用いられる方法を適宜適切に選択して合金化を行なうことができる。 As described above, the method for producing a high-strength plated steel sheet according to the present invention is characterized in that the cooling conditions in the annealing process are appropriately controlled. General methods for manufacturing can be employed. The plated steel sheet of the present invention is manufactured, for example, by continuous casting → hot rolling → pickling → cold rolling → hot dip galvanizing line, and the annealing step is performed in the hot dip galvanizing line. In the hot dip galvanizing line, it is necessary to strictly control the cooling conditions after annealing as described above, but other conditions other than the cooling conditions in each hot dip galvanizing process and annealing process (for example, the heating rate and annealing). The temperature is not particularly limited. Further, the present invention includes an alloyed hot dip galvanized steel sheet, but the alloying conditions are not particularly limited. In the above hot dip galvanizing line, a method usually used is appropriately selected and alloyed. Can be done.
以下、図2に示す連続焼鈍の熱処理パターンを参照しながら、本発明の好ましい製造条件を詳しく説明する。 Hereinafter, preferred manufacturing conditions of the present invention will be described in detail with reference to the heat treatment pattern of continuous annealing shown in FIG.
まず、本発明の組成を満足する溶鋼を転炉や電気炉などの公知の溶製方法で溶製し、連続鋳造や鋳造−分塊圧延によってスラブなどの鋼片とする。 First, molten steel satisfying the composition of the present invention is melted by a known melting method such as a converter or an electric furnace, and is formed into a steel slab such as a slab by continuous casting or casting-slab rolling.
次に、上記の鋼片を熱間圧延する。詳細には、連続鋳造後に直接、熱間圧延を行なってもよいし、あるいは、連続鋳造や鋳造−分塊圧延によって製造する場合には、適当な温度まで一旦冷却した後に加熱炉で加熱した後、熱間圧延を行なってもよい。 Next, the steel slab is hot rolled. In detail, hot rolling may be performed directly after continuous casting, or, in the case of manufacturing by continuous casting or casting-bulk rolling, after cooling to a suitable temperature and then heating in a heating furnace Hot rolling may be performed.
熱間圧延工程では、約1200℃以上の温度に加熱した後、約Ac3点以上の温度で熱間圧延を終了し、650℃以下(より好ましくは600℃以下)で巻き取ることが好ましい。上記のように熱間圧延を行うことにより、特に、板面のポリゴナルフェライト面積率のバラツキが抑えられる。 In the hot rolling step, it is preferable that after heating to a temperature of about 1200 ° C. or higher, the hot rolling is finished at a temperature of about Ac 3 points or higher and wound at 650 ° C. or lower (more preferably 600 ° C. or lower). By performing hot rolling as described above, in particular, variations in the polygonal ferrite area ratio of the plate surface can be suppressed.
次いで、常法に従い、冷間圧延および酸洗を行った後、連続溶融亜鉛めっきラインで、焼鈍→冷却→めっき(→必要に応じて合金化)を行う。 Subsequently, after performing cold rolling and pickling according to a conventional method, annealing → cooling → plating (→ alloying if necessary) is performed in a continuous hot dip galvanizing line.
焼鈍工程では、まず、焼鈍温度(均熱温度、図中T1)をAc3点以上とし、当該温度で約5秒以上保持(焼鈍)することが好ましい。T1がAc3点を下回ったり、焼鈍時間が5秒未満になると、特に、板面のポリゴナルフェライト面積率のバラツキが大きくなる。好ましい焼鈍条件は、T1:Ac3点+20℃以上、焼鈍時間:10秒以上である。なお、これらの上限は特に限定されないが、設備の負荷を考慮すると、T1≦950℃、焼鈍時間≦5分とすることが好ましい。 In the annealing step, first, it is preferable to set the annealing temperature (soaking temperature, T1 in the figure) to Ac 3 point or higher and hold (anneal) at that temperature for about 5 seconds or longer. When T1 is less than Ac 3 point or the annealing time is less than 5 seconds, the variation of the polygonal ferrite area ratio on the plate surface is particularly large. Preferable annealing conditions are T1: Ac 3 points + 20 ° C. or more, and annealing time: 10 seconds or more. In addition, although these upper limits are not specifically limited, When the load of an installation is considered, it is preferable to set it as T1 <= 950 degreeC and annealing time <= 5 minutes.
本明細書において、Ac3点は下記式に基づいて算出される。
Ac3点(℃)
=910−203√[C]−15.2[Ni]+44.7[Si]
+104[V]+31.5[Mo]−30[Mn]−11[Cr]
−20[Cu]+700[P]+400[Al]+400[Ti]
[式中、[ ]は各元素の含有量(%)を意味する]。
In this specification, Ac 3 points are calculated based on the following equation.
Ac 3 points (℃)
= 910−203√ [C] −15.2 [Ni] +44.7 [Si]
+104 [V] +31.5 [Mo] -30 [Mn] -11 [Cr]
−20 [Cu] +700 [P] +400 [Al] +400 [Ti]
[In the formula, [] means the content (%) of each element].
焼鈍後冷却する。本発明では、図2に示すように、焼鈍(図中、T1)の後約460℃以上約700℃以下の温度(図中、T3)の範囲(T1〜T3)について、T2の温度を境にして、急冷(CR1)→徐冷(CR2)→急冷(CR3)の三段冷却を行う、すなわち、CR1>CR2、CR3>CR2の関係を満足するように冷却することが極めて重要である。ここで、T2およびT3は、いずれも冷却速度変更温度と位置づけられる。具体的には、焼鈍(T1)の後、T1からT2までの温度範囲を約10℃/s以上の平均冷却速度(CR1)で急冷した後、T2からT3までの温度範囲を約10℃/s以下の平均冷却速度(CR2)で徐冷する。このように焼鈍後T1からT2までの温度域を、フェライト変態抑制可能な冷却速度で急冷し、次いで、T2からT3までの温度域(フェライトノーズ付近の温度範囲)を、約2〜30秒間かけて徐冷することにより、板面のポリゴナルフェライト面積率をすべて適切に制御することができ、均一なミクロ組織が得られる。また、低温変態生成組織中のマルテンサイト面積率(特にMmax)を適切に制御することができる。T2は、T1とT3の温度範囲内で、おおむね、500〜700℃の範囲とすることが好ましい。 Cool after annealing. In the present invention, as shown in FIG. 2, after annealing (T1 in the figure), the temperature (T1 to T3) ranges from about 460 ° C. to about 700 ° C. (T3 in the figure), and the temperature of T2 is the boundary. Thus, it is very important to perform three-stage cooling of rapid cooling (CR1) → slow cooling (CR2) → rapid cooling (CR3), that is, cooling so as to satisfy the relationship of CR1> CR2 and CR3> CR2. Here, both T2 and T3 are positioned as the cooling rate change temperature. Specifically, after annealing (T1), the temperature range from T1 to T2 is rapidly cooled at an average cooling rate (CR1) of about 10 ° C./s or more, and then the temperature range from T2 to T3 is about 10 ° C. / Slowly cool at an average cooling rate (CR2) of s or less. Thus, after annealing, the temperature range from T1 to T2 is rapidly cooled at a cooling rate capable of suppressing ferrite transformation, and then the temperature range from T2 to T3 (temperature range near the ferrite nose) is applied for about 2 to 30 seconds. By gradually cooling, all the polygonal ferrite area ratios of the plate surface can be appropriately controlled, and a uniform microstructure can be obtained. Moreover, the martensite area ratio (especially Mmax) in a low-temperature transformation production | generation structure | tissue can be controlled appropriately. T2 is preferably in the range of approximately 500 to 700 ° C. within the temperature range of T1 and T3.
後記する実施例に示すように、CR1が小さいとポリゴナルフェライト面積率の最大値(Fmax)およびバラツキが大きくなって、疲労強度および曲げ加工性が低下し、CR2が大きいとポリゴナルフェライト面積率の最小値が小さくなって、曲げ加工性および伸び(EL)が低下するようになる。 As shown in the examples described later, when CR1 is small, the maximum value (Fmax) and variation of the polygonal ferrite area ratio increase, fatigue strength and bending workability decrease, and when CR2 is large, the polygonal ferrite area ratio As the minimum value of becomes smaller, bending workability and elongation (EL) are lowered.
曲げ加工性および疲労強度に優れた高強度めっき鋼板を得るためには、CR1は大きい程良く、例えば、約10℃/s以上であることが好ましく、約15℃/s以上であることがより好ましく、約20℃/s以上であることが更に好ましい。一方、CR2は小さい程良く、「CR2<CR1」の関係を満足する範囲において、例えば、約10℃/s以下であることが好ましく、約5℃/s以下であることがより好ましい。CR1の上限は特に限定されないが、実操業レベルの設備の冷却能力などを考慮すると、おおむね、100℃/sであることが好ましい。また、CR2の下限も特に限定されないが、CR2が極端に低くなると保温設備などが別途必要になることなどを考慮すると、おおむね、1℃/sであることが好ましい。 In order to obtain a high-strength plated steel sheet having excellent bending workability and fatigue strength, CR1 is preferably as large as possible. For example, it is preferably about 10 ° C./s or more, more preferably about 15 ° C./s or more. Preferably, it is about 20 ° C./s or more. On the other hand, CR2 is preferably as small as possible, and is, for example, preferably about 10 ° C./s or less, more preferably about 5 ° C./s or less, within a range satisfying the relationship of “CR2 <CR1”. The upper limit of CR1 is not particularly limited, but is preferably about 100 ° C./s in view of the cooling capacity of facilities at the actual operation level. Also, the lower limit of CR2 is not particularly limited, but it is preferably about 1 ° C./s in view of the fact that when CR2 becomes extremely low, a heat insulation facility is separately required.
また、本発明ではT3の温度も重要であり、後記する実施例に示すように、T3が低くなり過ぎるとポリゴナルフェライト面積率の最大値(Fmax)が大きくなって疲労強度は低下する。好ましいT3は、成分によっても相違するが、おおむね、480〜680℃である。 In the present invention, the temperature of T3 is also important. As shown in the examples described later, when T3 becomes too low, the maximum value (Fmax) of the polygonal ferrite area ratio increases and the fatigue strength decreases. Preferable T3 is generally 480 to 680 ° C., although it varies depending on the components.
上記のように冷却を行なった後、冷却速度CR3でT4まで冷却する。CR3が小さいと、フェライト変態が過度に進行し、Fmaxが大きくなる。また、ベイナイト変態温度域に到達するまでに長時間要するため、製造設備を長くする必要がある。そうしないと、硬質相に占めるベイナイト面積率が不足し、マルテンサイト最大値が上限を超えるからである。CR3は大きい程良く、「CR2<CR3」の関係を満足する範囲において、例えば、約10℃/s以上が好ましく、約15℃/s以上がより好ましく、約20℃/s以上が更に好ましい。 After cooling as described above, it is cooled to T4 at the cooling rate CR3. When CR3 is small, ferrite transformation proceeds excessively and Fmax increases. Moreover, since it takes a long time to reach the bainite transformation temperature range, it is necessary to lengthen the production equipment. Otherwise, the bainite area ratio in the hard phase is insufficient, and the martensite maximum exceeds the upper limit. The larger CR3 is, the better, and within a range satisfying the relationship of “CR2 <CR3”, for example, preferably about 10 ° C./s or more, more preferably about 15 ° C./s or more, and further preferably about 20 ° C./s or more.
次いで、ベイナイト変態を進行させるため、保持温度(図中、T4)で一定時間(t)以上保持する。T4は、ベイナイト変態ノーズに相当する温度域である。具体的な保持条件は、鋼中成分の種類などによって相違するが、概ね、T4を約350〜500℃の範囲内で、tを30秒以上に制御することが好ましい。保持温度T4が約500℃を超えるとMmaxが大きくなり、約350℃を下回るとMminが小さくなる。また、保持時間tが30秒未満では、Mmaxが大きくなる。なお、保持時間tの間、T4は一定温度(等温)であっても良いし、上記温度範囲内において、約5℃/s以下の範囲で徐々に変化しても構わない。具体的には、例えばベイナイト主体の硬質相を得るためには、概ね、350〜450℃の保持温度で約30秒以上保持することが好ましい。一方、例えばベイナイトとマルテンサイトの混合組織の硬質相を得るためには、概ね、450〜550℃の保持温度で約20秒以上保持することが好ましい。このようにして溶融亜鉛めっき鋼板が得られる。 Subsequently, in order to advance a bainite transformation, it hold | maintains more than fixed time (t) with holding temperature (T4 in the figure). T4 is a temperature range corresponding to a bainite transformation nose. Although specific holding conditions differ depending on the types of components in the steel, etc., it is generally preferable to control T4 within a range of about 350 to 500 ° C. and t to 30 seconds or more. When the holding temperature T4 exceeds about 500 ° C., Mmax increases, and when it is below about 350 ° C., Mmin decreases. Further, when the holding time t is less than 30 seconds, Mmax increases. During the holding time t, T4 may be a constant temperature (isothermal) or may gradually change within a range of about 5 ° C./s or less within the above temperature range. Specifically, for example, in order to obtain a bainite-based hard phase, it is generally preferable to hold at a holding temperature of 350 to 450 ° C. for about 30 seconds or more. On the other hand, for example, in order to obtain a hard phase having a mixed structure of bainite and martensite, it is generally preferable to hold at a holding temperature of 450 to 550 ° C. for about 20 seconds or longer. In this way, a hot dip galvanized steel sheet is obtained.
なお、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する場合は、例えば、上記条件で焼鈍処理および冷却を行なった後、めっき浴に浸漬をし、400〜750℃(好ましくは500〜600℃程度)の温度域に加熱して合金化を行えばよい。後記する実施例では、図2に示すように550℃の温度で合金化を行なった。 In addition, when manufacturing an alloyed hot dip galvanized steel sheet, for example, after annealing and cooling under the above-described conditions, the steel sheet is immersed in a plating bath and a temperature of 400 to 750 ° C. (preferably about 500 to 600 ° C.). The region may be heated and alloyed. In the examples described later, alloying was performed at a temperature of 550 ° C. as shown in FIG.
本発明のめっき鋼板は、更にフィルムラミネートなどの有機皮膜や、リン酸塩処理などの化成処理や、塗装処理を施しても良い。特に塗装前の下地処理として、化成処理が施されためっき鋼板が好適に用いられる。 The plated steel sheet of the present invention may be further subjected to an organic film such as a film laminate, a chemical conversion treatment such as a phosphate treatment, or a coating treatment. In particular, a plated steel sheet that has been subjected to a chemical conversion treatment is suitably used as a base treatment before painting.
上記塗装処理に用いられる塗料には、公知の樹脂、例えばエポキシ樹脂、フッ素樹脂、シリコンアクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、メラミン樹脂などを使用できる。耐食性の観点から、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、シリコンアクリル樹脂が好ましい。前記樹脂とともに、硬化剤を使用しても良い。また塗料は、公知の添加剤、例えば着色用顔料、カップリング剤、レベリング剤、増感剤、酸化防止剤、紫外線安定剤、難燃剤などを含有していても良い。 As the paint used for the coating treatment, known resins such as epoxy resin, fluororesin, silicon acrylic resin, polyurethane resin, acrylic resin, polyester resin, phenol resin, alkyd resin, melamine resin and the like can be used. From the viewpoint of corrosion resistance, an epoxy resin, a fluororesin, and a silicon acrylic resin are preferable. A curing agent may be used together with the resin. The paint may contain known additives such as coloring pigments, coupling agents, leveling agents, sensitizers, antioxidants, ultraviolet stabilizers, flame retardants and the like.
本発明において塗料形態に特に限定はなく、あらゆる形態の塗料、例えば溶剤系塗料、水系塗料、水分散型塗料、粉体塗料、電着塗料などを使用できる。また塗装方法にも特に限定にはなく、ディッピング法、ロールコーター法、スプレー法、カーテンフローコーター法、電着塗装法などを使用できる。被覆層(めっき層、有機皮膜、化成処理皮膜、塗膜など)の厚みは、用途に応じて適宜設定すれば良い。 In the present invention, the form of the paint is not particularly limited, and any form of paint such as solvent-based paint, water-based paint, water-dispersed paint, powder paint, and electrodeposition paint can be used. The coating method is not particularly limited, and a dipping method, a roll coater method, a spray method, a curtain flow coater method, an electrodeposition coating method, and the like can be used. What is necessary is just to set the thickness of a coating layer (a plating layer, an organic membrane | film | coat, a chemical conversion treatment film, a coating film etc.) suitably according to a use.
本発明のめっき鋼板は、自動車用強度部品、例えばフロントやリア部のサイドメンバやクラッシュボックスなどの衝突部品をはじめ、センターピラーレインフォースなどのピラー類、ルーフレールレインフォース、サイドシル、フロアメンバー、キック部などの車体構成部品に使用できる。本発明の高強度めっき鋼板を形成加工して得られるこれらの部品は、充分な材質特性(強度等)を有し、且つ優れた疲労特性を発揮する。 The plated steel sheet of the present invention includes automotive strength parts, for example, collision parts such as front and rear side members and crash boxes, pillars such as center pillar reinforcements, roof rail reinforcements, side sills, floor members, and kick parts. It can be used for car body components such as. These parts obtained by forming and processing the high-strength plated steel sheet of the present invention have sufficient material characteristics (such as strength) and exhibit excellent fatigue characteristics.
以下、実験例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実験例によって制限を受けず、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適切に変更を加えて実施することも可能であり、それらは何れも本発明の技術的範囲に含まれる。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to experimental examples.However, the present invention is not limited by the following experimental examples, and should be implemented with appropriate modifications within a range that can meet the purpose described above and below. These are all included in the technical scope of the present invention.
実施例1
(めっき鋼板の製造方法)
表1に示す種々の成分組成の鋼(単位は質量%、残部:鉄および不可避不純物)を溶製し、連続鋳造を行なってから、以下の条件で熱間圧延を行なった(仕上げ厚2.6mm)後、酸洗し、板厚1.2mmまで冷間圧延を行なった。
加熱温度:1250℃で30分、仕上温度:880℃、巻取温度:550℃
Example 1
(Production method of plated steel sheet)
Steels having various composition shown in Table 1 (unit: mass%, balance: iron and inevitable impurities) were melted and continuously cast, and then hot-rolled under the following conditions (finished thickness: 2. 6 mm), then pickling and cold rolling to a thickness of 1.2 mm.
Heating temperature: 1250 ° C for 30 minutes, finishing temperature: 880 ° C, winding temperature: 550 ° C
次に、表2に示す熱処理条件で焼鈍を行なった後、図2に示すように550℃の温度に再加熱して合金化を行い、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を得た。詳細には、所定の温度(図2中、T1)に加熱して180秒間保持した後、表2に示す種々の冷却パターンでガス冷却を行なった。 Next, after annealing was performed under the heat treatment conditions shown in Table 2, alloying was performed by reheating to a temperature of 550 ° C. as shown in FIG. 2 to obtain an alloyed hot-dip galvanized steel sheet. Specifically, after heating to a predetermined temperature (T1 in FIG. 2) and holding for 180 seconds, gas cooling was performed with various cooling patterns shown in Table 2.
(ミクロ組織の観察)
このようにして得られた鋼板のミクロ組織を前述した方法に基づいて観察し、ポリゴナルフェライト面積率の最大値(Fmax)および最小値(Fmin)を測定すると共に、最大値と最小値の差(バラツキ)を算出し、且つ、低温変態生成組織中に占めるマルテンサイトの最大面積率(Mmax)およびマルテンサイトの最小面積率(Mmin)を測定した。ここでは、フェライトをSEMで観察し、ベイナイトとマルテンサイトは光学顕微鏡で観察した。また、全組織中のポリゴナルフェライトおよび低温変態生成組織の比率(平均値)は、上記のようにして画像解析を行い、合計20箇所の視野の平均値を算出することによって求めた。
(Observation of microstructure)
The microstructure of the steel sheet thus obtained is observed based on the method described above, and the maximum value (Fmax) and minimum value (Fmin) of the polygonal ferrite area ratio are measured, and the difference between the maximum value and the minimum value is measured. (Dispersion) was calculated, and the maximum area ratio (Mmax) of martensite and the minimum area ratio (Mmin) of martensite in the low-temperature transformation generation structure were measured. Here, ferrite was observed with an SEM, and bainite and martensite were observed with an optical microscope. Further, the ratio (average value) of polygonal ferrite and low-temperature transformation formation structure in the entire structure was obtained by performing image analysis as described above and calculating the average value of the visual field at a total of 20 locations.
(特性の評価)
上記鋼板の引張強さ、曲げ加工性、および疲労強度を以下のようにして測定した。
(Characteristic evaluation)
The tensile strength, bending workability, and fatigue strength of the steel sheet were measured as follows.
(引張強さの測定)
引張強さ(TS)は、鋼板の圧延方向に垂直な方向からJIS5号引張試験片を採取し、JIS Z 2241に従って測定した。本実施例では、引張強度が780MPa以上のものを○(合格)とした。参考のため、伸び(El)および降伏応力(YP)も測定した。
(Measurement of tensile strength)
Tensile strength (TS) was measured in accordance with JIS Z 2241 by collecting JIS No. 5 tensile test pieces from the direction perpendicular to the rolling direction of the steel sheet. In this example, those having a tensile strength of 780 MPa or more were evaluated as ◯ (passed). For reference, elongation (El) and yield stress (YP) were also measured.
(曲げ加工性の評価)
(1)未加工部の曲げ加工性
未加工部の曲げ加工性は、図3に示すとおり、亀裂が発生しないように端面を機械研削してから、L方向(圧延方向=試験片長手方向)およびC方向(圧延方向と垂直な方向)の90°曲げ加工を行なって最小曲げ半径を算出し、得られた最小曲げ半径(Rmin)を鋼板の板厚(t)で除した値(Rmin/t)で評価した。
(Evaluation of bending workability)
(1) Bending workability of the unprocessed part As shown in FIG. 3, the bending processability of the unprocessed part is obtained by mechanically grinding the end face so as not to generate cracks, and then in the L direction (rolling direction = longitudinal direction of the specimen). And 90 ° bending in the C direction (direction perpendicular to the rolling direction) to calculate the minimum bending radius, and the value obtained by dividing the obtained minimum bending radius (Rmin) by the thickness (t) of the steel sheet (Rmin / t).
具体的には、JIS Z 2204に規定の1号試験片(板厚1.2mm)および図5に示す工具を用い、ダイ肩半径Dpを0.5mm単位で変えてL方向およびC方向の90°曲げ加工を行なった。詳細には、図5に示すように、ダイ1で試験片2を固定した後、パンチ3を下方(図5中、Aの方向)へ動かすことによって試験片2をダイ1の肩になじませた。図5中、クリアランス4はダイ1とパンチ3との間の距離(隙間)であり、試験片の板厚+0.1mmとした。本実施例では、板厚1.2mmの試験片を用いているため、クリアランス4は1.3mmとなる。上記のようにして90°曲げ加工を行なった後、亀裂が発生せずに曲げることができる最小曲げ半径(ダイ肩半径Dpの最小値、mm)を求めた。なお、亀裂の有無はルーペを用いて観察し、ヘアークラック発生なしを基準として判定した。 Specifically, using the No. 1 test piece (thickness 1.2 mm) defined in JIS Z 2204 and the tool shown in FIG. 5 and changing the die shoulder radius Dp in units of 0.5 mm, 90 in the L and C directions. ° Bending was performed. Specifically, as shown in FIG. 5, after fixing the test piece 2 with the die 1, the test piece 2 is adjusted to the shoulder of the die 1 by moving the punch 3 downward (direction A in FIG. 5). It was. In FIG. 5, the clearance 4 is the distance (gap) between the die 1 and the punch 3 and is set to the thickness of the test piece +0.1 mm. In this embodiment, since a test piece having a plate thickness of 1.2 mm is used, the clearance 4 is 1.3 mm. After performing the 90 ° bending process as described above, the minimum bending radius (minimum value of the die shoulder radius Dp, mm) that can be bent without generating a crack was determined. In addition, the presence or absence of the crack was observed using a loupe, and the determination was made based on the absence of occurrence of hair cracks.
前述したように、曲げ加工性は、鋼板の強度や板厚によって相違する。そのため、本実施例では、L方向およびC方向の両方について、最小曲げ半径Rmin(mm)/鋼板の板厚t(mm)(本実施例では板厚t=1.2mm)を算出し、鋼板の強度レベルに応じ、下記基準に従って曲げ加工性を評価した。
780MPaレベル:Rmin/t≦0.3を合格
(780MPa以上980MPa未満)
980MPaレベル:Rmin/t≦0.5を合格
(980MPa以上1180MPa未満)
As described above, the bending workability varies depending on the strength and thickness of the steel plate. Therefore, in this embodiment, the minimum bending radius Rmin (mm) / the plate thickness t (mm) of the steel plate (in this embodiment, the plate thickness t = 1.2 mm) is calculated for both the L direction and the C direction. According to the strength level, bending workability was evaluated according to the following criteria.
780 MPa level: Pass Rmin / t ≦ 0.3 (more than 780 MPa and less than 980 MPa)
980 MPa level: Pass Rmin / t ≦ 0.5 (980 MPa or more and less than 1180 MPa)
(2)せん断加工縁の曲げ加工性
せん断加工縁の曲げ加工性は、以下のようにして評価した。まず、C方向を試験片長手方向とした曲げ試験片の端面にせん断加工(クリアランス10%)を施した後、図4に示すように、せん断加工ままの状態で、バリの有る面を曲げの外側として90°曲げ加工を行い、バリ部での亀裂が発生しない最小曲げ半径(Rmin)を求めた。このようにして得られた最小曲げ半径(Rmin)を鋼板の板厚(本実施例では板厚t=1.2mm)で除した値(Rmin/t)を算出し、鋼板の強度レベルに応じ、下記基準に従ってせん断加工縁の曲げ加工性を評価した。
(2) Bending workability of shearing edge The bending workability of the shearing edge was evaluated as follows. First, the end face of the bending test piece with the C direction as the longitudinal direction of the test piece was subjected to shearing (clearance 10%), and then the burred surface was bent in the state of shearing as shown in FIG. 90 ° bending was performed as the outside, and the minimum bending radius (Rmin) at which no cracks occurred at the burr portion was obtained. A value (Rmin / t) obtained by dividing the minimum bending radius (Rmin) obtained in this way by the plate thickness of the steel plate (in this embodiment, plate thickness t = 1.2 mm) is calculated, and according to the strength level of the steel plate. The bending workability of the shearing edge was evaluated according to the following criteria.
780MPaレベル:Rmin/t≦0.5を合格
(780MPa以上980MPa未満)
980MPaレベル:Rmin/t≦1.5を合格
(980MPa以上1180MPa未満)
780 MPa level: Pass Rmin / t ≦ 0.5 (more than 780 MPa and less than 980 MPa)
980 MPa level: Pass Rmin / t ≦ 1.5 (980 MPa or more and less than 1180 MPa)
本実施例では、未加工部の曲げ加工性(L方向およびC方向)、並びにせん断加工縁の曲げ加工性(C方向)のすべてが合格のものを「曲げ加工性に優れる」と評価し、いずれか一方が不合格のものを「曲げ加工性に劣る」と評価した。 In this example, the bending workability of the unprocessed part (L direction and C direction) and the bending workability of the shearing edge (C direction) are all evaluated as being “excellent in bending workability” Those in which either one failed were evaluated as “inferior in bending workability”.
(疲労強度の測定)
疲労強度は、図6に示す平面曲げ試験片を用い、JIS Z 2275に記載の方法で平面曲げ試験を行って算出した。ここで、繰返し速度は1500回/分(周波数25Hz)、応力比(R)は−1とした。このようにして得られた疲労強度と、引張強度との比を疲労限度比として求め、下記基準に従って疲労強度を評価した。
疲労限度比0.45超:○
疲労限度比0.40超0.45以下:△
疲労限度比0.40以下:×
(Measurement of fatigue strength)
The fatigue strength was calculated by conducting a plane bending test by the method described in JIS Z 2275 using the plane bending test piece shown in FIG. Here, the repetition rate was 1500 times / minute (frequency 25 Hz), and the stress ratio (R) was -1. A ratio between the fatigue strength and the tensile strength thus obtained was determined as a fatigue limit ratio, and the fatigue strength was evaluated according to the following criteria.
Fatigue limit ratio> 0.45: ○
Fatigue limit ratio> 0.40 to <0.45: △
Fatigue limit ratio 0.40 or less: ×
本実施例では、疲労限度比が○または△を合格とし、×を不合格とした。 In this example, the fatigue limit ratio was “good” or “bad”, and “x” was rejected.
これらの結果を表3に記載する。表3中、「曲げ加工性」の欄には「総合評価」の欄を設け、すべての曲げ加工性が合格のものに「○」を、いずれかが不合格のものに「×」を付けた。なお、「−」は、TSが本発明の合格基準(780MPa以上を)に達しないために曲げ加工性の評価を行なわなかったものである。表3中、PFはポリゴナルフェライトを、Mはマルテンサイトを意味する。 These results are listed in Table 3. In Table 3, the "Bending workability" column has a "Comprehensive evaluation" column, and all bending workability passes "○", and one of them fails "X". It was. Note that “−” indicates that the bending workability was not evaluated because TS did not reach the acceptance standard of the present invention (above 780 MPa or more). In Table 3, PF means polygonal ferrite and M means martensite.
これらの表より、以下のように考察することができる。 From these tables, it can be considered as follows.
表3のNo.1は、本発明の組成を満足する表1の鋼種Aを用い、表2のNo.1に示す本発明の要件を満足する方法で製造した本発明例であり、本発明で規定する(a)〜(d)の要件をすべて満足している。また、表3のNo.2〜12は、本発明の組成を満足する表1の鋼種B〜Lを用い、表2のNo.2〜12に示す本発明の要件を満足する方法で製造した本発明例であり、本発明で規定する(a)〜(e)の要件をすべて満足している。これらは、表3に示すようにすべての曲げ加工性に優れていると共に、疲労強度も良好な高強度めっき鋼板が得られた。また、疲労強度を比較すると、低温変態生成組織中に占めるマルテンサイト面積率の最小値Mmin[本発明で規定する(e)]が本発明の好ましい範囲を満足する表3のNo.2〜12は、上記要件(e)を満足しない表3のNo.1に比べて、疲労強度が向上した。 No. in Table 3 No. 1 in Table 2 uses the steel type A in Table 1 that satisfies the composition of the present invention. 1 is an example of the present invention manufactured by a method satisfying the requirements of the present invention shown in No. 1, and satisfies all the requirements (a) to (d) defined in the present invention. In Table 3, No. Nos. 2 to 12 use steel types B to L in Table 1 that satisfy the composition of the present invention. It is the example of this invention manufactured by the method of satisfying the requirements of this invention shown to 2-12, and satisfies all the requirements of (a)-(e) prescribed | regulated by this invention. As shown in Table 3, high strength plated steel sheets having excellent bending workability and good fatigue strength were obtained. Further, when comparing the fatigue strength, the minimum value Mmin of the martensite area ratio occupied in the low-temperature transformation formation structure [No. defined in the present invention (e)] satisfies the preferable range of the present invention. Nos. 2 to 12 are Nos. In Table 3 that do not satisfy the requirement (e). Compared with 1, fatigue strength was improved.
これに対し、本発明のいずれかの要件を満足しない下記の例は、以下の不具合を有している。 On the other hand, the following examples that do not satisfy any of the requirements of the present invention have the following problems.
表3のNo.13はC量が多い表1の鋼種Mを用いた例であり、ポリゴナルフェライトの生成が不足してポリゴナルフェライト面積率の最小値(Fmin)が小さくなり、すべての曲げ加工性が低下した。 No. in Table 3 13 is an example using the steel type M in Table 1 with a large amount of C. Polygonal ferrite is not sufficiently formed, and the minimum value (Fmin) of the polygonal ferrite area ratio is reduced, and all bending workability is lowered. .
表3のNo.14は、C量およびSi量が多い表1の鋼種Nを用いた例であり、低温変態生成組織中に占めるマルテンサイト面積率の最小値(Mmin)が大きくなって疲労強度は良好であるが、マルテンサイト面積率の最大値(Mmax)も大きくなるため、せん断加工縁の曲げ加工性が低下した。 No. in Table 3 No. 14 is an example using the steel type N in Table 1 with a large amount of C and Si, and the minimum value (Mmin) of the martensite area ratio in the low-temperature transformation structure is increased and the fatigue strength is good. Further, since the maximum value (Mmax) of the martensite area ratio is increased, the bending workability of the shearing edge is lowered.
表3のNo.15は、Si量が多くMn量が少ない表1の鋼種Oを用いた例であり、表3のNo.16は、C量およびMn量が少ない表1の鋼種Pを用いた例である。これらはいずれも、ポリゴナルフェライトの最大値Fmaxが大きくなり、且つ、マルテンサイトが生成しない(MminおよびMmaxがいずれも0)ため、強度が不足するほか、疲労強度も低下した。 No. in Table 3 No. 15 is an example using the steel type O of Table 1 with a large amount of Si and a small amount of Mn. 16 is an example using the steel type P of Table 1 with a small amount of C and Mn. In either case, the maximum value Fmax of polygonal ferrite was increased, and martensite was not generated (Mmin and Mmax were both 0), so that the strength was insufficient and the fatigue strength was also reduced.
表3のNo.17は、Si量が多い表1の鋼種Qを用いた例であり、低温変態生成組織中に占めるマルテンサイト面積率の最大値(Mmax)が大きくなり、疲労強度は良好であるが、せん断加工縁の曲げ加工性が低下した。 No. in Table 3 17 is an example using the steel type Q in Table 1 with a large amount of Si, and the maximum martensite area ratio (Mmax) in the low-temperature transformation structure is increased, and the fatigue strength is good. Edge bendability was reduced.
表3のNo.18〜21は、いずれも本発明の成分組成を満足する鋼種を用いた例である。 No. in Table 3 Nos. 18 to 21 are examples using steel types satisfying the component composition of the present invention.
このうち表3のNo.18は、表1の鋼種Aを用い、CR1をCR2と同じ速度で冷却し、保持温度T4の保持時間を短くした例である。その結果、ポリゴナルフェライト面積率のバラツキだけでなく、低温変態生成組織を構成するマルテンサイト面積率の最大値Mmaxも大きくなり、疲労強度に優れるものの、未加工部のC方向曲げ加工性およびせん断加工縁の曲げ加工性が低下した。 Of these, No. 3 in Table 3. No. 18 is an example in which the steel type A in Table 1 was used, CR1 was cooled at the same rate as CR2, and the holding time of the holding temperature T4 was shortened. As a result, not only the variation in the area ratio of polygonal ferrite but also the maximum value Mmax of the martensite area ratio constituting the low-temperature transformation formation structure is increased, and the fatigue strength is excellent. The bending workability of the processing edge was lowered.
表3のNo.19およびNo.21は、前述した特許文献2に記載の焼鈍工程(徐冷→急冷の二段冷却)を模擬した例である。 No. in Table 3 19 and no. 21 is an example simulating the annealing process (slow cooling → rapid cooling two-stage cooling) described in Patent Document 2 described above.
詳細には、表3のNo.19は、表1の鋼種Lを用い、焼鈍温度T1が750℃と、鋼種LのAc3点(796℃、表1を参照)よりも低くし、且つ、保持時間tを短くした例である。その結果、ポリゴナルフェライト面積率の要件が全て本発明の範囲を外れ、且つ、低温変態生成組織を構成するマルテンサイト面積率の最大値Mmaxも大きくなり、未加工部のC方向曲げ加工性およびせん断加工縁曲げ加工性が低下すると共に、疲労強度も低下した。 For details, see No. 3 in Table 3. No. 19 is an example in which the steel type L in Table 1 is used, the annealing temperature T1 is 750 ° C., which is lower than the Ac 3 point of the steel type L (796 ° C., see Table 1), and the holding time t is shortened. . As a result, all the requirements of the polygonal ferrite area ratio are outside the scope of the present invention, and the maximum value Mmax of the martensite area ratio constituting the low-temperature transformation formation structure is increased, and the C-direction bending workability of the unprocessed portion and Shearing edge bending workability decreased and fatigue strength also decreased.
一方、表3のNo.20は、表1の鋼種Bを用い、保持温度T4を高く保持時間tを短くしたため、低温変態生成組織を構成するマルテンサイト面積率の最大値Mmaxが大きくなり、疲労強度は良好であるが、せん断加工縁の曲げ加工性が低下した。 On the other hand, no. No. 20 uses the steel type B in Table 1, and the holding temperature T4 is increased and the holding time t is shortened, so that the maximum value Mmax of the martensite area ratio constituting the low-temperature transformation structure is increased, and the fatigue strength is good. The bending workability of the shearing edge decreased.
表3のNo.21は、表1の鋼種Iを用い、焼鈍工程におけるT2を高くした例であり、ポリゴナルフェライト面積率の最小値およびバラツキが本発明の範囲を外れ、すべての曲げ加工性が低下した。 No. in Table 3 No. 21 is an example in which the steel type I in Table 1 was used and T2 in the annealing process was increased. The minimum value and variation of the polygonal ferrite area ratio were outside the scope of the present invention, and all bending workability was lowered.
なお、本実施例では合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造したが、合金化を行なわない溶融亜鉛めっき鋼板においても、上記と同様の傾向が認められ、本発明の要件を満足するものは、曲げ加工性と疲労強度の両方に優れていることを確認している。 In addition, although the alloyed hot dip galvanized steel sheet was manufactured in this example, the same tendency as described above was observed even in the hot dip galvanized steel sheet not subjected to alloying, and the one satisfying the requirements of the present invention was bent. It has been confirmed that it is excellent in both strength and fatigue strength.
1 ダイ
2 試験片
3 パンチ
4 クリアランス
A 試験力の方向
1 Die 2 Specimen 3 Punch 4 Clearance
A Direction of test force
Claims (6)
C :0.05〜0.20%(化学成分の場合は質量%を表す、以下同じ)、
Si:0.01〜0.6%未満、
Mn:1.6〜3.5%、
P :0.05%以下、
S :0.01%以下、
sol.Al:1.5%以下、
N :0.01%以下
を含有し、残部が鉄および不可避不純物からなる鋼板であって、
(2)組織は、ポリゴナルフェライト組織および低温変態生成組織を有し、前記低温変態生成組織は少なくともベイナイトを含み、マルテンサイトを更に含んでいても良く、
鋼板の表面から0.1mm深さの板面について、板幅方向位置を変えて合計20視野を顕微鏡で観察し、各視野における50μm×50μmの領域について画像解析を行ったとき、下記(a)〜(d)の要件をすべて満足することを特徴とする曲げ加工性および疲労強度に優れた引張強さ780MPa以上の溶融亜鉛めっき鋼板。
(a)ポリゴナルフェライト面積率の最大値(Fmax)≦80%
(b)ポリゴナルフェライト面積率の最小値(Fmin)≧10%
(c)Fmax−Fmin≦40%
(d)低温変態生成組織中に占めるマルテンサイト面積率の最大値(Mmax)≦50% (1) Components in steel are
C: 0.05 to 0.20% (in the case of a chemical component, it represents mass%, the same applies hereinafter),
Si: 0.01 to less than 0.6%,
Mn: 1.6 to 3.5%
P: 0.05% or less,
S: 0.01% or less,
sol. Al: 1.5% or less,
N: a steel plate containing 0.01% or less, the balance being iron and inevitable impurities,
(2) The structure has a polygonal ferrite structure and a low-temperature transformation generation structure, the low-temperature transformation generation structure includes at least bainite, and may further include martensite,
When a plate surface having a depth of 0.1 mm from the surface of the steel plate was changed in the plate width direction position, a total of 20 fields of view were observed with a microscope, and image analysis was performed on a 50 μm × 50 μm region in each field of view (a) A hot-dip galvanized steel sheet having a tensile strength of 780 MPa or more, excellent in bending workability and fatigue strength, characterized by satisfying all the requirements of (d).
(A) Maximum value of polygonal ferrite area ratio (Fmax) ≦ 80%
(B) Minimum value of polygonal ferrite area ratio (Fmin) ≧ 10%
(C) Fmax−Fmin ≦ 40%
(D) Maximum value of martensite area ratio in the low temperature transformation formation structure (Mmax) ≦ 50%
(e)低温変態生成組織中に占めるマルテンサイト面積率の最小値(Mmin)≧5% Furthermore, the hot-dip galvanized steel sheet according to claim 1, which satisfies the following requirement (e).
(E) Minimum value of martensite area ratio in the low temperature transformation formation structure (Mmin) ≧ 5%
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