JP4266343B2 - High-strength hot-rolled steel sheet with excellent formability - Google Patents
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Description
本発明は、成形性に優れた高強度熱延鋼板に関するものであり、詳細には、引張強度[TS(MPa)]×全伸び[El(%)]×加工硬化指数[n値]が5000以上と、強度、延性および加工硬化特性(n値)のバランスに優れた高強度複合組織鋼板に関するものである。 The present invention relates to a high-strength hot-rolled steel sheet having excellent formability. Specifically, the tensile strength [TS (MPa)] × total elongation [El (%)] × work hardening index [n value] is 5000. The present invention relates to a high-strength composite steel sheet having an excellent balance of strength, ductility, and work hardening characteristics (n value).
自動車鋼板の軽量化に伴う燃費の軽減を図り、衝突時の安全性を確保することを主な背景として高強度鋼板の需要は増大しており、最近では、地球環境保全の観点からも益々その需要が高まっている。 The demand for high-strength steel sheets is increasing mainly due to the reduction of fuel consumption associated with weight reduction of automobile steel sheets and ensuring safety in the event of a collision. Recently, the demand for high-strength steel sheets has been increasing. Demand is increasing.
しかしながら、高強度鋼板といえども成形性に対する要求は強く、部品形状に応じて良好に成形できることが望まれている。特に自動車部品の製造においては、複雑形状のプレス加工が施される場合が多く、様々な加工特性に優れた高強度鋼板の実現が切望されている。 However, even for a high-strength steel sheet, there is a strong demand for formability, and it is desired that the steel sheet can be formed satisfactorily according to the part shape. In particular, in the manufacture of automobile parts, there are many cases where complicated shape pressing is performed, and realization of a high-strength steel sheet excellent in various processing characteristics is eagerly desired.
この様なニーズを受けて開発された高強度鋼板として、組織中に残留オーステナイト(γR)を生成させ、加工変形中にγRが誘起変態(歪み誘起変態:TRIP)して延性を向上させる鋼板(所謂TRIP鋼板)が知られている。例えば特許文献1には、フェライト、ベイナイト、γRの3相で構成され、且つ、フェライト占有率とフェライト粒径の比、及びγRの占有率を所定範囲に制御することで、上記作用効果を効率良く発揮できた旨開示されている。 As a high-strength steel sheet developed in response to such needs, retained austenite (γ R ) is generated in the structure, and γ R is induced to undergo transformation (strain-induced transformation: TRIP) during work deformation to improve ductility. Steel plates (so-called TRIP steel plates) are known. For example, Patent Document 1, the ferrite, bainite, is composed of three phases of gamma R, and, by controlling the ferrite occupancy and the ratio of the ferrite grain size, and gamma occupancy of R in a predetermined range, the working effect It has been disclosed that it has been possible to efficiently demonstrate.
本発明者らも、鋼板の金属組織を、残留オーステナイト:体積率で10%以上20%未満、焼き戻しマルテンサイトおよび焼き戻しベイナイト:体積率で30%以上とすることによって、局部延性と強度のバランスに優れたTRIP鋼板を実現している(例えば特許文献2)。また特許文献3では、鋼板の金属組織として、焼戻ベイナイトを占積率で15%以上とフェライトを含有し、第2相組織として残留オーステナイトを占積率で3〜30%とし、かつ残留オーステナイト中のC濃度を規定することで、伸びフランジ性および全伸びの両特性に優れた高強度鋼板を実現している。 The inventors of the present invention have also achieved a local ductility and strength by setting the metal structure of the steel sheet to a retained austenite: 10% or more and less than 20% by volume, tempered martensite and tempered bainite: 30% or more by volume. A TRIP steel sheet having an excellent balance is realized (for example, Patent Document 2). In Patent Document 3, the tempered bainite contains 15% or more space factor and ferrite as the metal structure of the steel sheet, and the retained austenite is 3 to 30% as the second phase structure and the retained austenite. By defining the C concentration therein, a high-strength steel sheet excellent in both stretch flangeability and total elongation properties is realized.
しかし近年では、強度−延性バランスに優れるとともに、加工特性として張り出し成形性にも優れた高強度鋼板が切望されている。この張り出し成形性は、一般に鋼板の加工硬化指数(n値)が高いほど優れる傾向にあることから(以下、この様に「加工硬化指数が高く良好な張り出し成形性を期待できる」ことを「加工硬化特性に優れる」ということがある)、優れた張り出し成形性を付与するには、鋼板のn値向上を図ればよい。 However, in recent years, a high-strength steel sheet that is excellent in strength-ductility balance and excellent in stretchability as processing characteristics has been desired. This stretch formability generally tends to be better as the work hardening index (n value) of the steel sheet is higher (hereinafter, “the work hardenability index is higher and better overhang formability can be expected”). In order to impart excellent stretch formability, the n value of the steel sheet may be improved.
これまでに、強度−延性バランスに優れたTRIP鋼において、n値の向上を図ったものとして、鋼板の加工硬化指数が0.13以上で該加工硬化指数×降伏強さが70以上の耐衝突安全性を高めた自動車用鋼板が、特許文献4に提案されている。しかし、加工硬化指数が安定して高く、確実に優れた張り出し成形性を発揮する鋼板を得るには更なる検討を要すると考えられる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、強度、延性および加工硬化特性のバランスに優れた高強度熱延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 hot-rolled steel sheet having an excellent balance of strength, ductility and work-hardening characteristics.
上記課題を解決し得た本発明の高強度熱延鋼板とは、質量%で(成分について以下同じ)、C:0.06〜0.23%、Si:0.5〜2.5%、Mn:0.5〜2.5%を満たすとともに、Nb:0.03〜0.10%および/またはMo:0.1〜1.0%を含み、残部鉄および不可避不純物であり、金属組織において面積率で(金属組織について以下同じ)、残留オーステナイトが5〜20%、ポリゴナルフェライトが20%以上(好ましくは60%以下)、ベイニティック・フェライトが30%以上(好ましくは60%以下)であり、かつ該ポリゴナルフェライトとベイニティック・フェライトの合計面積率が60%以上(好ましくは90%以下)であるところに特徴がある。また、本発明の高強度複合組織鋼板は、倍率10000倍以上で観察した場合に、前記ポリゴナルフェライト中または前記ポリゴナルフェライトとベイニティック・フェライト中に、Nbおよび/またはMoの化合物が析出していることを確認できるものでもある。 The high-strength hot-rolled steel sheet of the present invention that has solved the above problems is in mass% (the same applies to the following components), C: 0.06 to 0.23%, Si: 0.5 to 2.5%, Mn: satisfying 0.5 to 2.5%, Nb: 0.03 to 0.10% and / or Mo: 0.1 to 1.0%, balance iron and inevitable impurities, metal structure Area ratio (the same applies to the metal structure below), retained austenite 5 to 20%, polygonal ferrite 20% or more (preferably 60% or less), bainitic ferrite 30% or more (preferably 60% or less And the total area ratio of the polygonal ferrite and bainitic ferrite is 60% or more (preferably 90% or less). The high strength composite steel sheet according to the present invention has Nb and / or Mo compounds precipitated in the polygonal ferrite or the polygonal ferrite and bainitic ferrite when observed at a magnification of 10,000 times or more. You can also confirm that you are doing.
本発明の鋼板は、強度−伸びバランスに優れるとともに加工硬化特性にも優れているので、高強度を有する自動車部品、その他の産業機械部品等を製造する際に、張り出し成形等を含む成形加工を良好に行うことができる。 The steel sheet of the present invention has excellent strength-elongation balance and excellent work hardening characteristics. Therefore, when manufacturing automotive parts having high strength, other industrial machine parts, etc., forming processes including overhang forming are performed. It can be done well.
本発明者らは、高い伸びを達成できるとともに加工硬化特性にも優れた高強度鋼板を提供すべく鋭意検討してきた。その結果、鋼板の金属組織を、ポリゴナルフェライト、ベイニティック・フェライトおよび残留オーステナイト(以下、「γR」と表すことがある)の3相を主体とし、これらの面積率を規定すると共に、特にNbおよび/またはMoを含有させればよいことを見出し本発明に想到した。 The present inventors have intensively studied to provide a high-strength steel sheet that can achieve high elongation and is excellent in work hardening characteristics. As a result, the metallographic structure of the steel sheet is mainly composed of three phases of polygonal ferrite, bainitic ferrite and retained austenite (hereinafter sometimes referred to as “γ R ”). In particular, the inventors have found that Nb and / or Mo may be contained and have arrived at the present invention.
この様な構成とすることで、強度、延性および加工硬化特性の全てをバランス良く高めることができた理由について未だ明らかではないが次の様に推定される。従来のポリゴナルフェライト、ベイニティック・フェライトおよび残留オーステナイトからなる鋼板の場合、各組織の強度は、ポリゴナルフェライト、ベイニティック・フェライト、γRの順に高く、この様な鋼板に応力を加えると、微視的に最も軟質なフェライトから変形し始め、ポリゴナルフェライトよりも硬質のベイニティック・フェライトや該ベイニティック・フェライトに包囲されたγRも、変態初期にポリゴナルフェライトの変形に伴い変態(TRIP)し易い。 The reason why all the strength, ductility and work-hardening properties can be improved in a well-balanced manner by using such a configuration is not yet clear, but is estimated as follows. In the case of a steel plate made of conventional polygonal ferrite, bainitic ferrite and retained austenite, the strength of each structure is higher in the order of polygonal ferrite, bainitic ferrite and γ R , and stress is applied to such a steel plate. Then, microscopically the softest ferrite starts to deform, bainitic ferrite harder than polygonal ferrite, and γ R surrounded by bainitic ferrite also deform polygonal ferrite in the early stage of transformation. As a result, transformation (TRIP) is likely to occur.
これに対し本発明鋼板は、各組織の強度が、ベイニティック・フェライト、ポリゴナルフェライト、γRの順に高くなっていると思われる。この様にベイニティック・フェライトよりポリゴナルフェライトの方が高強度であると判断したのは、次の様な根拠による。即ち、後述する図1(顕微鏡写真)で確認できる通り、ポリゴナルフェライト中にはNbC等の化合物が多く析出しているが、ベイニティック・フェライトには該化合物がほとんど析出していないことから、熱間圧延後の冷却過程で、初期に生成したポリゴナルフェライト中にNbC等の化合物が多く析出し、後から析出したベイニティック・フェライトには該化合物がほとんど析出せず、析出強化が少ないためと考えられる。 The present invention steel to which the intensity of each organization, bainitic ferrite appears to be higher in the order of polygonal ferrite, gamma R. The reason why polygonal ferrite is higher in strength than bainitic ferrite is as follows. That is, as can be confirmed in FIG. 1 (micrograph) described later, many compounds such as NbC are precipitated in the polygonal ferrite, but almost no such compound is precipitated in the bainitic ferrite. In the cooling process after hot rolling, a large amount of a compound such as NbC precipitates in the initially formed polygonal ferrite, and the bainitic ferrite deposited later does not substantially precipitate the compound, resulting in precipitation strengthening. This is probably because there are few.
この様な金属組織の鋼板に応力を加えると、塑性変形が段階的に進行するため、均一伸びが大きくなりn値が高まると推定される。即ち、本発明鋼板に応力を加えると、ベイニティック・フェライトの降伏から始まり、続けてポリゴナルフェライトの降伏が起こり、均一変形の後半に軟質のベイニティック・フェライトに包囲されたγRが誘起変態するため、均一伸びが大きくなりn値が高まると考えられる。 When stress is applied to a steel sheet having such a metal structure, plastic deformation progresses in stages, so that uniform elongation increases and n value increases. That is, when stress is applied to the steel sheet of the present invention, it begins with the yield of bainitic ferrite, followed by the yield of polygonal ferrite, and γ R surrounded by soft bainitic ferrite in the second half of the uniform deformation The induced transformation is considered to increase the uniform elongation and increase the n value.
本発明者らは、この様な作用効果を有効に発現させるべく、ベイニティック・フェライト、ポリゴナルフェライトおよび残留オーステナイトの各組織量についても検討した。以下、金属組織の面積率等を規定した理由について詳述する。 The present inventors also examined the amount of each structure of bainitic ferrite, polygonal ferrite, and retained austenite in order to effectively express such effects. Hereinafter, the reason why the area ratio of the metal structure is defined will be described in detail.
γ R (残留オーステナイト):5〜20%
γRは全伸びの向上に有用であり、この様な作用を有効に発揮させるには、全組織に対して面積率で5%以上(好ましくは8%以上)存在することが必要である。一方、多量に存在すると局部変形能や伸びフランジ性が劣化するので、上限を20%に定めた。より好ましくは17%以下である。
γ R (residual austenite): 5 to 20%
γ R is useful for improving the total elongation, and in order to exert such an effect effectively, it is necessary that the area ratio is 5% or more (preferably 8% or more) with respect to the whole structure. On the other hand, since the local deformability and stretch flangeability deteriorate when a large amount exists, the upper limit was set to 20%. More preferably, it is 17% or less.
更に上記γR中のC濃度(CγR)は0.8%以上であることが推奨される。このCγRは、TRIP(歪誘起変態加工)の特性に大きく影響し、0.8%以上に制御すると、特に、伸び等の向上に有効である。好ましくは1%以上、より好ましくは1.2%以上である。尚、上記CγRの含有量は多い程好ましいが、実操業上、調整可能な上限は概ね1.6%と考えられる。 Furthermore C concentration in the γ R (Cγ R) is recommended to be 0.8% or more. This C gamma R is largely affects the characteristics of the TRIP (strain-induced transformation process), controlling over 0.8%, in particular, is effective in improving the elongation and the like. Preferably it is 1% or more, More preferably, it is 1.2% or more. The content of the C gamma R is preferably as large, but the actual operation, the adjustable upper limit is generally considered to 1.6%.
ポリゴナルフェライト+ベイニティック・フェライト:合計で60%以上
本発明では、上記作用効果を十分に発揮させるべくポリゴナルフェライトとベイニティック・フェライトを合計で60%以上とする。好ましくは70%以上であるが、該面積率は、所望の特性を発揮し得るよう90%以下の範囲内で、γRとのバランスにより(γRを15%以上とする場合には85%以下とするなど)適切に制御することが推奨される。
Polygonal ferrite + bainitic ferrite: 60% or more in total In the present invention, polygonal ferrite and bainitic ferrite are made 60% or more in total in order to sufficiently exhibit the above-described effects. Preferably but less than 70%, the area ratio is within the range of 90% or less as capable of exhibiting desired characteristics, gamma due to a balance between the R (gamma R 85% in the case of 15% or more Appropriate control is recommended.
ポリゴナルフェライト:20%以上
本発明では、上述の通りポリゴナルフェライト中にNbおよび/またはMoの化合物を析出させることによって、ベイニティック・フェライトよりも高強度のフェライトを形成することができ、上記作用効果に寄与すると考えられる。尚、上記化合物は、結晶粒内と粒界のどちらにも析出し得るが、強度向上に寄与するのは結晶粒内への析出である。また上記化合物としては、Nbおよび/またはMoの炭化物が析出していればよい。図1は、ポリゴナルフェライト中に上記化合物が析出していることを示すTEM観察写真であり、(a)ではNb炭化物が析出し、(b)ではNbとMoの炭化物が析出している。
Polygonal ferrite: 20% or more In the present invention, a ferrite having higher strength than bainitic ferrite can be formed by precipitating a compound of Nb and / or Mo in polygonal ferrite as described above. It is thought that it contributes to the said effect. The above compound can be precipitated both in the crystal grains and in the grain boundaries, but it is the precipitation in the crystal grains that contributes to the strength improvement. Moreover, as said compound, the carbide | carbonized_material of Nb and / or Mo should just precipitate. FIG. 1 is a TEM observation photograph showing that the above compound is precipitated in polygonal ferrite. In (a), Nb carbide is precipitated, and in (b), Nb and Mo carbides are precipitated.
この様な効果を十分に発現させるには、ポリゴナルフェライトを20%以上存在させる必要がある。好ましくは30%以上である。但し、全組織に占めるポリゴナルフェライトが多過ぎると、相対的にベイニティック・フェライトが減少し、高い加工硬化特性が得られ難くなるので、その上限を60%とすることが推奨される。より好ましくは50%以下である。 In order to sufficiently exhibit such an effect, it is necessary that 20% or more of polygonal ferrite is present. Preferably it is 30% or more. However, if too much polygonal ferrite occupies the entire structure, bainitic ferrite is relatively reduced, and it becomes difficult to obtain high work-hardening properties, so it is recommended that the upper limit be 60%. More preferably, it is 50% or less.
ベイニティック・フェライト:30%以上
本発明では、γRが、ポリゴナルフェライトより後に析出するベイニティック・フェライトで包含された組織とすることで、均一変形の後半に誘起変態を生じさせることができ、n値の向上を達成できると考えられる。この様な効果を十分に発揮させるには、ベイニティック・フェライトを全組織に対して30%以上、好ましくは35%以上存在させるのがよい。但し、ベイニティック・フェライトの面積率が過剰となっても相対的にポリゴナルフェライトが減少し、高い加工硬化特性が得られ難くなるので、60%以下(より好ましくは55%以下)に抑えるのが好ましい。
Bainitic ferrite: 30% or more In the present invention, γ R has a structure included in bainitic ferrite that precipitates after polygonal ferrite, thereby causing induced transformation in the second half of uniform deformation. It is considered that the n value can be improved. In order to sufficiently exhibit such an effect, bainitic ferrite should be present at 30% or more, preferably 35% or more with respect to the entire structure. However, even if the area ratio of bainitic ferrite is excessive, polygonal ferrite is relatively reduced and it becomes difficult to obtain high work-hardening characteristics, so it is suppressed to 60% or less (more preferably 55% or less). Is preferred.
Nb:0.03〜0.10%および/またはMo:0.1〜1.0%
上述の通りフェライト中にNbおよび/またはMoの化合物を析出させて、硬質のフェライトを実現させるべく、本発明ではこれらの元素を適量存在させる必要がある。詳細にはNbを0.03%以上、好ましくは0.04%以上含有させるのがよい。しかしNb含有量が過剰になると、必要以上に硬度が増し、延性等の劣化を招くため、0.10%以下に抑える必要があり、好ましくは0.08%以下である。またMoを添加させる場合には0.1%以上、好ましくは0.15%以上含有させればよいが、Mo含有量が過剰の場合も、硬度が上昇して意図するレベルの延性を確保できなくなるので、Moを含有させる場合には1.0%以下に抑えるのがよく、好ましくは0.8%以下である。
Nb: 0.03-0.10% and / or Mo: 0.1-1.0%
As described above, in order to precipitate a Nb and / or Mo compound in the ferrite to realize a hard ferrite, it is necessary to make these elements exist in appropriate amounts in the present invention. Specifically, Nb is contained in an amount of 0.03% or more, preferably 0.04% or more. However, if the Nb content is excessive, the hardness increases more than necessary, leading to deterioration of ductility and the like, so it is necessary to keep it to 0.10% or less, and preferably 0.08% or less. In addition, when Mo is added, the content may be 0.1% or more, preferably 0.15% or more. However, when the Mo content is excessive, the hardness increases and the intended level of ductility can be secured. Therefore, when Mo is contained, the content should be suppressed to 1.0% or less, and preferably 0.8% or less.
以下、その他の成分を規定した理由を述べる。 The reason why other components are specified will be described below.
C:0.06〜0.23%
Cは、鋼板の強度及びγRを確保するのに必須の元素である。0.06%未満では、熱延鋼板を巻取りした後、各鋼板中に存在するγRが極めて少なくなり、γRによる所望のTRIP効果が充分得られない。好ましくは0.08%以上、より好ましくは0.10%以上である。但し、C含有量が過剰になると、溶接性などの特性が劣化するため0.23%以下、好ましくは0.20%以下、より好ましくは0.15%以下に抑える。
C: 0.06-0.23%
C is an element essential for securing the strength and γ R of the steel sheet. If it is less than 0.06%, after winding the hot-rolled steel sheet, γ R present in each steel sheet becomes extremely small, and the desired TRIP effect by γ R cannot be sufficiently obtained. Preferably it is 0.08% or more, More preferably, it is 0.10% or more. However, if the C content is excessive, characteristics such as weldability deteriorate, so the content is suppressed to 0.23% or less, preferably 0.20% or less, more preferably 0.15% or less.
Si:0.5〜2.5%
Siは、γRの生成に寄与する元素である。0.5%未満では所定のγRが得られず、γRによるTRIP効果が充分得られない。好ましくは1.0%以上、より好ましくは1.2%以上である。但し、2.5%を超えて添加すると、割れが生じる恐れがあり加工性が劣化する。好ましくは2%以下、より好ましくは1.8%以下である。
Si: 0.5 to 2.5%
Si is an element that contributes to the generation of γ R. If it is less than 0.5%, the predetermined γ R cannot be obtained, and the TRIP effect by γ R cannot be sufficiently obtained. Preferably it is 1.0% or more, More preferably, it is 1.2% or more. However, if added over 2.5%, cracks may occur and workability deteriorates. Preferably it is 2% or less, More preferably, it is 1.8% or less.
Mn:0.5〜2.5%
MnはSiと同様、γRの生成に寄与する元素である。この様な作用を有効に発揮させるには、0.5%以上含有させるのがよい。好ましくは1.0%以上、より好ましくは1.5%以上である。但し、Mnを過剰に含有させると、熱間圧延時の荷重が高くなり、生産性が著しく悪くなるため、2.5%以下に抑える。好ましくは2.2%以下である。
Mn: 0.5 to 2.5%
Mn, like Si, is an element that contributes to the generation of γ R. In order to exhibit such an action effectively, it is preferable to contain 0.5% or more. Preferably it is 1.0% or more, More preferably, it is 1.5% or more. However, if Mn is contained excessively, the load during hot rolling becomes high and the productivity is remarkably deteriorated. Preferably it is 2.2% or less.
本発明で規定する含有元素は上記の通りであり、残部鉄および不可避不純物であるが、鋼中に、原料、資材、製造設備等の状況によって持ち込まれる不可避不純物として、P(りん)が0.02%以下、S(硫黄)が0.01%以下、Alが0.05%以下、N(窒素)が0.008%以下等の範囲で含まれることが許容されるのは勿論のこと、前記本発明の作用に悪影響を与えない範囲で、下記の如く、更に他の元素を積極的に含有させることも可能である。 The contained elements defined in the present invention are as described above, and the balance is iron and unavoidable impurities, but P (phosphorus) is 0.0 as an unavoidable impurity brought into the steel depending on the situation of raw materials, materials, manufacturing equipment, and the like. Of course, it is allowed to be contained within a range of 02% or less, S (sulfur) 0.01% or less, Al 0.05% or less, N (nitrogen) 0.008% or less, As long as the effects of the present invention are not adversely affected, other elements can be actively incorporated as follows.
Ni:2%以下(0%を含まない)及び/又はCu:2%以下(0%を含まない)
これらの元素は共にオーステナイト安定化元素であり、γRの生成に寄与する。この様な作用を有効に発揮させるには、Ni:0.1%以上(より好ましくは0.3%以上)、Cu:0.1%以上(より好ましくは0.3%以上)添加することが好ましい。但し、過剰に添加すると割れが発生する恐れがある為、その上限を、Ni:2%(より好ましくは1%)、Cu:2%(より好ましくは1%)とすることが推奨される。上記元素は単独で添加しても良いし、併用しても構わない。
Ni: 2% or less (not including 0%) and / or Cu: 2% or less (not including 0%)
These elements are both austenite stabilizing elements and contribute to the generation of gamma R. In order to effectively exert such actions, Ni: 0.1% or more (more preferably 0.3% or more), Cu: 0.1% or more (more preferably 0.3% or more) should be added. Is preferred. However, since there is a risk of cracking if added excessively, it is recommended that the upper limit be Ni: 2% (more preferably 1%), Cu: 2% (more preferably 1%). The above elements may be added alone or in combination.
Cr:1.0%以下(0%を含まない)
Crは強度向上に寄与する元素であり、この様な作用を有効に発揮させるには、Crを0.1%以上(より好ましくは0.2%以上)添加することが好ましい。但し、Crを過剰に添加すると炭化物を生成し、γRの生成が低下するので、Cr含有量は1.0%以下(より好ましくは0.5%以下)とするのがよい。
Cr: 1.0% or less (excluding 0%)
Cr is an element that contributes to strength improvement. In order to effectively exhibit such an action, it is preferable to add Cr by 0.1% or more (more preferably by 0.2% or more). However, if Cr is added excessively, carbides are generated and the production of γ R decreases, so the Cr content is preferably 1.0% or less (more preferably 0.5% or less).
Tiおよび/またはV:合計で0.1%以下
TiやVは析出強化作用を発揮する元素である。この様な作用を有効に発揮させるには、上記元素の少なくとも一種を、合計で0.01%以上(より好ましくは0.05%以上)添加することが推奨される。但し、上記元素の合計量が0.1%を超えると炭化物が生成して所望のγR量が得られない。より好ましくは合計で0.08%以下である。
Ti and / or V: 0.1% or less in total Ti and V are elements that exhibit precipitation strengthening action. In order to effectively exhibit such an action, it is recommended to add at least 0.01% or more (more preferably 0.05% or more) of at least one of the above elements in total. However, if the total amount of the above elements exceeds 0.1%, carbides are generated and the desired γ R amount cannot be obtained. More preferably, it is 0.08% or less in total.
本発明は、上記鋼板の製造方法まで限定するものでもなく、通常行われている通り、溶製後に鋳造し、後述する実施例に例示する通り、1050℃以上1250℃以下の温度で10〜60分間加熱した後、熱間圧延を行えばよいが、上記金属組織を実現させて、本発明で意図する強度、延性(全伸び)および加工硬化特性のバランスに優れた鋼板を効率良く得るには、特に、熱間圧延後の冷却と巻き取りを下記条件で行えばよい。 The present invention is not limited to the above-described method for producing a steel sheet, and is cast after melting as usual, and as exemplified in the examples described later, at a temperature of 1050 ° C. to 1250 ° C. After heating for a minute, it may be hot-rolled, but to achieve the above metal structure, to efficiently obtain a steel sheet excellent in the balance of strength, ductility (total elongation) and work-hardening characteristics intended in the present invention. In particular, cooling and winding after hot rolling may be performed under the following conditions.
即ち、熱間圧延時に800℃以上で仕上圧延を行った後、50℃/s以上で700〜750℃の温度域まで急冷(例えば水冷)し、その後、該温度域で5秒間以上(好ましくは10秒間以上)放置(空冷)する。該温度域で放置することによって、規定量のフェライトを確保することができ、かつNbおよび/またはMoの化合物の該フェライト中への析出を促進させることができる。 That is, after finish rolling at 800 ° C. or higher during hot rolling, it is rapidly cooled to a temperature range of 700 to 750 ° C. at 50 ° C./s or more (for example, water cooling), and then for 5 seconds or more in this temperature range (preferably Leave it for 10 seconds or more. By leaving it in the temperature range, a specified amount of ferrite can be secured, and precipitation of Nb and / or Mo compounds into the ferrite can be promoted.
上記放置時間は長すぎるとポリゴナルフェライトが過剰となるため、45秒以下(好ましくは30秒以下)とする。 If the standing time is too long, polygonal ferrite becomes excessive, so it is 45 seconds or less (preferably 30 seconds or less).
その後、巻取温度域まで再度50℃/s以上で冷却してから巻き取るのがよい。 Then, it is good to wind up, after cooling again to 50 degree-C / s or more to a winding temperature range.
巻き取りは、300〜550℃で行えばよく、引張強度、延性および加工硬化特性の各特性を高めるには、下記図2〜6に示す検討結果に基づいて巻取温度を調整すればよい。 The winding may be performed at 300 to 550 ° C., and the winding temperature may be adjusted based on the examination results shown in FIGS. 2 to 6 below in order to enhance the tensile strength, ductility and work hardening characteristics.
図2は、巻取温度とTS(引張強度)の関係を鋼種別に示したものであるが、この図2から、780MPa以上の強度を確保するには、規定量のNbおよび/またはMoを含む鋼材を550℃以下で巻き取ればよいことがわかる。 FIG. 2 shows the relationship between the coiling temperature and TS (tensile strength) for each steel type. From FIG. 2, in order to secure a strength of 780 MPa or more, a specified amount of Nb and / or Mo is used. It turns out that the steel materials to be included may be wound at 550 ° C. or lower.
図3は、巻取温度とEl(全伸び)の関係を鋼種別に示したものである。20%以上の優れた伸び(全伸び)を確保するには、規定量のNbおよび/またはMoを含む鋼材を350℃以上で巻き取るのが好ましいことがわかる。図4は、巻取温度と均一伸び(U−El)の関係を示したグラフであるが、優れた均一伸びを確保する観点からは、350℃以上450℃以下で巻き取るのがよいことがわかる。 FIG. 3 shows the relationship between the coiling temperature and El (total elongation) for each steel type. It can be seen that in order to ensure an excellent elongation (total elongation) of 20% or more, it is preferable to wind a steel material containing a specified amount of Nb and / or Mo at 350 ° C. or higher. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the coiling temperature and the uniform elongation (U-El). From the viewpoint of ensuring excellent uniform elongation, it is preferable that the coiling is performed at 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower. Recognize.
図5は、巻取温度と[TS(引張強度)×El(全伸び)]との関係を示したグラフであるが、この図5から、TS×Elが16000以上と強度−延性バランスに優れた鋼材を得るには、規定量のNbおよび/またはMoを含む鋼材を300℃以上550℃以下の範囲で巻き取るのがよいことがわかる。TS×Elの値が20000以上と強度−延性バランスのより優れた鋼材を得るには、Nbを規定量含む鋼材を、350℃以上450℃以下で巻き取ることが好ましく、最も好ましくは約400℃で巻き取ればよい。 FIG. 5 is a graph showing the relationship between the coiling temperature and [TS (tensile strength) × El (total elongation)]. From FIG. 5, TS × El is 16000 or more, and the strength-ductility balance is excellent. It can be seen that a steel material containing a specified amount of Nb and / or Mo is preferably wound in a range of 300 ° C. or higher and 550 ° C. or lower in order to obtain a steel material. In order to obtain a steel material having a TS × El value of 20000 or more and a more excellent balance between strength and ductility, it is preferable to wind up a steel material containing a specified amount of Nb at 350 ° C. or more and 450 ° C. or less, and most preferably about 400 ° C. You can wind up with.
図6は、巻取温度とn値の関係を示したグラフであるが、このグラフからn値:0.15以上を達成するには、規定量のNbを含む鋼材を300℃以上550℃以下の範囲で巻き取るか、規定量のMoを含む鋼材を約400〜500℃で巻き取ればよいことがわかる。特にn値が0.2以上と加工硬化特性の非常に優れた鋼板を得るには、規定量のNbを含む鋼材を約400〜450℃で巻き取ればよいことがわかる。巻取は、成分組成に応じて10分間〜1時間で行えばよく、巻取後の冷却方法も特に限定されないが、通常は空冷等の徐冷が行われる。 FIG. 6 is a graph showing the relationship between the coiling temperature and the n value. From this graph, in order to achieve an n value of 0.15 or more, a steel material containing a specified amount of Nb is 300 ° C. or more and 550 ° C. or less. It can be seen that it is sufficient to wind the steel material in a range of about 400 to 500 ° C. or a steel material containing a specified amount of Mo. In particular, it is understood that a steel material containing a specified amount of Nb may be wound at about 400 to 450 ° C. in order to obtain a steel sheet having an n value of 0.2 or more and excellent work hardening characteristics. The winding may be performed for 10 minutes to 1 hour depending on the component composition, and the cooling method after winding is not particularly limited, but usually slow cooling such as air cooling is performed.
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合しうる範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, but may be implemented with appropriate modifications within a range that can meet the purpose described above and below. Any of these may be included in the technical scope of the present invention.
実施例
表1に記載の成分組成からなる供試鋼(表中の単位は質量%)を真空溶製し、実験用スラブとした後に、熱間圧延を行い、その後に冷却して巻き取った。
Example A test steel having the composition shown in Table 1 (the unit in the table is mass%) was vacuum-melted to obtain a slab for experiment, followed by hot rolling, followed by cooling and winding. .
具体的には、図7に示す通り、各スラブを1200℃で30分間加熱した後、熱延時の仕上温度(FDT):850℃の条件で熱間圧延した。熱間圧延後は、約750℃まで水冷した後、水冷を停止して10秒間放置(空冷)し、その後に再度400℃まで水冷を行い、約400℃にて10分間で巻き取った後、空冷して板厚約3.0mmの鋼板を得た。そして、この3.0mmの鋼板の表裏面を各々0.5mm研削して2.0mmの鋼板を供試板とした。 Specifically, as shown in FIG. 7, each slab was heated at 1200 ° C. for 30 minutes and then hot-rolled under a finishing temperature (FDT) at hot rolling: 850 ° C. After hot rolling, after water cooling to about 750 ° C., water cooling is stopped and allowed to stand for 10 seconds (air cooling), then water cooled again to 400 ° C. and wound up at about 400 ° C. for 10 minutes, Air cooling was performed to obtain a steel plate having a thickness of about 3.0 mm. Then, the front and back surfaces of the 3.0 mm steel plate were each ground by 0.5 mm, and a 2.0 mm steel plate was used as a test plate.
この様にして得られた各鋼板につき、引張強度(TS)、伸び[全伸びのこと(EI)]、及び加工硬化指数(n)の測定と、金属組織の観察を下記要領で行った。 Each steel plate thus obtained was measured for tensile strength (TS), elongation [total elongation (EI)], work hardening index (n), and observation of the metal structure in the following manner.
まず、JIS5号試験片を用いて引張試験を行い、引張強度(TS)、伸び(EI)及び加工硬化指数(n)を測定した。尚、引張試験の歪速度は10mm/secとし、加工硬化指数としては、ひずみ量が5〜10%のときのn値を求めた。本発明では、強度[TS(MPa)]×伸び[El(%)]×加工硬化特性[n値]が5000以上である鋼板を「本発明例」と評価した。 First, a tensile test was performed using a JIS No. 5 test piece, and tensile strength (TS), elongation (EI), and work hardening index (n) were measured. In addition, the strain rate of the tensile test was 10 mm / sec, and the n value when the strain amount was 5 to 10% was obtained as the work hardening index. In the present invention, a steel sheet having a strength [TS (MPa)] × elongation [El (%)] × work hardening characteristic [n value] of 5000 or more was evaluated as “Example of the present invention”.
鋼板の金属組織については、鋼板をナイタールで腐食し、SEM(倍率:1000倍または2000倍)観察によりポリゴナルフェライト、ベイニティック・フェライトおよび残留オーステナイトを下記の通り区別して面積率を求めた。 Regarding the metal structure of the steel sheet, the steel sheet was corroded with nital, and the area ratio was determined by distinguishing polygonal ferrite, bainitic ferrite and retained austenite as follows by SEM (magnification: 1000 times or 2000 times) observation.
・ポリゴナルフェライト(PF):SEM写真において黒色であり、多角形の形状で、内部に第2相(残留γやマルテンサイト)を含まない。 Polygonal ferrite (PF): Black in SEM photograph, polygonal shape, and does not contain second phase (residual γ or martensite) inside.
・ベイニティック・フェライト(BF):SEM写真において、第2相(残留γやマルテンサイト)を含むベイナイト組織から該第2相を差し引いて求めた。SEM写真では濃灰色を示し、ベイニティック・フェライトと上記第2相を分離区別できない場合も多い。この様な場合には、ベイナイト組織(ベイニティック・フェライト+残留γと仮定)から、後述する飽和磁化法による残留γを差し引いた値を、ベイニティック・フェライトの面積率とした。 Bainitic ferrite (BF): obtained by subtracting the second phase from the bainite structure containing the second phase (residual γ and martensite) in the SEM photograph. The SEM photograph shows a dark gray color and often cannot separate and distinguish bainitic ferrite and the second phase. In such a case, the area ratio of bainitic ferrite was obtained by subtracting residual γ by the saturation magnetization method described later from the bainite structure (assuming bainitic ferrite + residual γ).
・残留γ(γR):飽和磁化測定(R&D 神戸製鋼技報 Vol.52,No.3を参照)で面積率を測定した。 -Residual γ (γ R ): The area ratio was measured by saturation magnetization measurement (see R & D Kobe Steel Engineering Reports Vol. 52, No. 3).
これらの結果を表2に示す。尚、表2において、実施例で金属組織の合計%が100とならないのは、マルテンサイトが存在するためである(上記第2相から、上記飽和磁化法による残留γ量を差し引いた値がマルテンサイト量に相当する)。 These results are shown in Table 2. In Table 2, the total percentage of the metal structure in the examples does not become 100 because martensite exists (the value obtained by subtracting the residual γ amount by the saturation magnetization method from the second phase is the martensite). Equivalent to site volume).
表1および表2より、以下の様に考察することができる。表2におけるNo.2,5,6,8,9(実施例No.を示す。以下同じ)は、本発明の要件を満たすものであり、強度、延性および加工硬化特性(n値)のバランスに優れた高強度鋼板が得られていることがわかる。即ち、いずれも強度が780MPa以上であり、かつ(TS×El×n)の値が5000以上を達成している。 From Tables 1 and 2, it can be considered as follows. No. in Table 2 Nos. 2, 5, 6, 8, and 9 (showing Example Nos., The same applies hereinafter) satisfy the requirements of the present invention, and have high strength excellent in balance of strength, ductility, and work hardening characteristics (n value). It turns out that the steel plate is obtained. That is, in all cases, the strength is 780 MPa or more, and the value of (TS × E1 × n) is 5000 or more.
これに対し、No.1,3,4,7,10〜13は、本発明で規定する要件のいずれかを欠くものであり、上記3特性のバランスが好ましくない。No.1は、ベイニティック・フェライトと残留オーステナイトがどちらも不足しているため上記バランスの悪いものとなった。No.3は、Nb、Moを添加していないため、またNo.4は、Nb、Moを含んでいるが、その含有量が不足しているため上記特性バランスの悪いものとなった。No.7は、残留オーステナイトが不足しているため、全伸びが小さく上記3特性のバランスが好ましくないものとなった。No.10は、C量が過剰であるため、残留γ量が上限を外れており、伸び特性に優れないものとなった。 In contrast, no. 1, 3, 4, 7, and 10 to 13 lack any of the requirements defined in the present invention, and the balance of the above three characteristics is not preferable. No. No. 1 was poor in balance because both bainitic ferrite and retained austenite were insufficient. No. No. 3 does not contain Nb and Mo, so No. 4 contains Nb and Mo, but the content balance is insufficient, so that the property balance is poor. No. In No. 7, since the retained austenite was insufficient, the total elongation was small and the balance of the above three characteristics was not preferable. No. No. 10 had an excessive amount of C, so the amount of residual γ deviated from the upper limit, and the elongation characteristics were not excellent.
No.11〜13は、好ましい条件で製造しなかったため、意図する組織が得られず、優れた特性が得られなかった。即ち、No.11は、700℃で放置(空冷)しなかったため、ポリゴナルフェライトが少なく、上記3特性のバランスが好ましくないものとなった。No.12は、700℃での空冷を長時間(60秒間)行ったため、ポリゴナルフェライトが過剰となり十分なベイニティック・フェライトが得られず、上記3特性のバランスの好ましくないものとなった。 No. Since 11 to 13 were not manufactured under preferable conditions, the intended structure was not obtained, and excellent characteristics were not obtained. That is, no. No. 11 was not allowed to stand (air-cooled) at 700 ° C., so that there was little polygonal ferrite and the balance of the above three characteristics was not preferable. No. In No. 12, since air cooling at 700 ° C. was performed for a long time (60 seconds), polygonal ferrite was excessive and sufficient bainitic ferrite could not be obtained, which resulted in an unfavorable balance of the above three characteristics.
No.13は、巻取温度が高すぎたため、ベイニティック・フェライトや残留γを確保できず、上記3特性の著しく劣るものとなった。 No. In No. 13, since the coiling temperature was too high, bainitic ferrite and residual γ could not be secured, and the above three characteristics were markedly inferior.
尚、上記No.3〜6の鋼板のSEM写真をそれぞれ図8〜11に示す。これらの顕微鏡写真から、No.3(図8)とNo.4(図9)では、黒色部分と白色部分が明確に分かれており、濃灰色のベイニティック・フェライトがあまり存在していないことがわかる。これに対し、No.5(図10)とNo.6(図11)は、濃灰色部分が多く、規定量のベイニティック・フェライトが確保されていることがわかる。 In addition, said No. SEM photographs of 3-6 steel plates are shown in FIGS. From these micrographs, no. 3 (FIG. 8) and no. In FIG. 4 (FIG. 9), the black portion and the white portion are clearly separated, and it can be seen that dark gray bainitic ferrite does not exist so much. In contrast, no. 5 (FIG. 10) and No. 6 (FIG. 11) has many dark gray portions, and it can be seen that a prescribed amount of bainitic ferrite is secured.
Claims (1)
C :0.06〜0.23%、
Si:0.5〜2.5%、
Mn:0.5〜2.5%
を満たすとともに、
Nb:0.03〜0.10%、および/または
Mo:0.1〜1.0%
を含み、残部鉄および不可避不純物であり、
金属組織において面積率で(金属組織について以下同じ)、
残留オーステナイトが5〜20%、
ポリゴナルフェライトが20%以上60%以下、
ベイニティック・フェライトが30%以上60%以下であり、かつ
該ポリゴナルフェライトとベイニティック・フェライトの合計面積率が60%以上90%以下
であって、前記ポリゴナルフェライト中または前記ポリゴナルフェライトとベイニティック・フェライト中に、Nbおよび/またはMoの化合物が析出していることを特徴とする成形性に優れた高強度熱延鋼板。
In mass% (the same applies to the ingredients below)
C: 0.06 to 0.23%,
Si: 0.5 to 2.5%
Mn: 0.5 to 2.5%
While satisfying
Nb: 0.03-0.10% and / or Mo: 0.1-1.0%
The balance is iron and inevitable impurities,
In area ratio in metal structure (the same applies to metal structure below),
5-20% residual austenite,
Polygonal ferrite is 20% to 60% ,
Bainitic ferrite is 60% or less than 30% and I the polygonal ferrite and bainitic total area of 60% or more and 90% or less <br/> der ferrite, the polygonal ferrite in A high-strength hot-rolled steel sheet having excellent formability, wherein a compound of Nb and / or Mo is precipitated in the polygonal ferrite and bainitic ferrite .
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