專利名稱：擴孔性和延展性優(yōu)良的高強度熱軋鋼板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及主要以壓制加工的汽車車輪部件等為對象，板厚為1.0-6.0mm、具有690N/mm2以上強度的、擴孔性和延展性優(yōu)良的高強度熱軋鋼板及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，作為以解決汽車環(huán)境問題為契機改善燃料費的對策，減輕車體重量和部件一體成形化帶來的降低成本的消息越來越多，壓制加工性優(yōu)良的高強度熱軋鋼板的開發(fā)也正在進行。目前，這種加工用高強度熱軋鋼板已知的有，由鐵氧體·馬氏體結(jié)構(gòu)或者鐵氧體·貝氏體結(jié)構(gòu)構(gòu)成的混合結(jié)構(gòu)的熱軋鋼板，或者基本上以貝氏體、鐵氧體為主體的單相結(jié)構(gòu)的熱軋鋼板。
但是，由于在鐵氧體·馬氏體結(jié)構(gòu)中，從變形初期開始就在馬氏體周圍產(chǎn)生細(xì)微空隙，產(chǎn)生裂紋，因此，存在擴孔性差的問題，不適合車輪部件等要求擴孔性高的用途。
對于高強度熱軋鋼板，已知具有擴孔性和延展性相對立的傾向，作為改善鐵氧體·貝氏體結(jié)構(gòu)的擴孔性的一個手段，可縮小鐵氧體和貝氏體的硬度差。但是，如果使硬度與硬的貝氏體相應(yīng)，延展性就大幅度降低，而與軟質(zhì)的鐵氧體相應(yīng)，強度就不足。為了彌補這種強度的不足，需要分散大量的析出物來強化鋼板，結(jié)果，使延展性降低。特開平4-88125號公報、特開平3-180426號公報中，公開了具有以貝氏體為主體的結(jié)構(gòu)的鋼板，雖然由于具有以貝氏體為主體的結(jié)構(gòu)，擴孔性優(yōu)良，但由于軟質(zhì)的鐵氧體相少而延展性差。特開平6-172924號公報、特開平7-11382號公報中公開了具有以鐵氧體為主體的結(jié)構(gòu)的鋼板，其擴孔性優(yōu)良，但是由于為了確保強度析出了硬質(zhì)的碳化物，延展性仍然很差。
特開平6-200351號公報中公開了具有鐵氧體·貝氏體結(jié)構(gòu)的、擴孔性和延展性均優(yōu)良的鋼板，在特開平6-293910號公報中，公開了通過采用二段冷卻來控制鐵氧體的占有率來制造兼顧擴孔性、延展性的鋼板的方法。但是，在汽車進一步輕量化、部件復(fù)雜化等背景下，要求更高的擴孔性和延展性，對于鋼板而言，還要求具有采用上述技術(shù)無法達到的高度的加工性和高強度。
發(fā)明概要本發(fā)明為了解決上述現(xiàn)有的問題，目的在于提供防止伴隨著690N/mm2以上高強度化的擴孔性和延展性劣化，即使在高強度下也具有高的擴孔性和延展性的高強度熱軋鋼板，和該鋼板的制造方法。
如上所述，大家知道，對于高強度熱軋鋼板而言，具有擴孔性和延展性相對立的傾向。本發(fā)明者們?yōu)榱私鉀Q上述課題進行了銳意研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過在鐵氧體·貝氏體鋼中盡可能地將結(jié)晶粒球狀化，就可在不使擴孔性變差的情況下改善延展性，從而完成了本發(fā)明的第一方案。即，本發(fā)明的第一方案是，通過關(guān)注鐵氧體·貝氏體鋼中提高延展性的鐵氧體和確保強度的TiC、NbC構(gòu)成的析出物，使鐵氧體晶粒形成球狀，以在不降低擴孔性的情況下改善延展性，然后生成析出物確保強度，來解決上述課題。
因此，根據(jù)本發(fā)明的第一方案，提供擴孔性和延展性優(yōu)良的高強度熱軋鋼板，該熱軋鋼板是含有以質(zhì)量％計C0.01～0.15％，Si0.30～2.00％，Mn0.50～3.00％，P≤0.03％，S≤0.005％，和Ti0.01～0.50％，Nb0.01～0.05％中的一種或者兩種，并由剩余部分為鐵和不可避免雜質(zhì)構(gòu)成的鋼構(gòu)成的高強度熱軋鋼板，整個結(jié)晶顆粒中短徑(ds)與長徑(dl)的比例(ds/dl)為0.1以上的結(jié)晶顆粒在80％以上，并且，鋼結(jié)構(gòu)由鐵氧體80％以上、剩余為貝氏體構(gòu)成，強度為690N/mm2以上。
本發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)，通過盡可能地使鐵氧體·貝氏體鋼中鐵氧體結(jié)晶顆粒的粒徑為一定值以上，能夠在不使擴孔性變差的情況下改善延展性，從而完成了本發(fā)明的第二方案。即，本發(fā)明的第二方案是，通過關(guān)注鐵氧體·貝氏體鋼中提高延展性的鐵氧體和確保強度的TiC、NbC構(gòu)成的析出物，使鐵氧體晶粒充分生長，以在不降低擴孔性的情況下改善延展性，然后生成析出物，確保強度，從而解決了上述課題。
因此，根據(jù)本發(fā)明的第二方案，提供擴孔性和延展性優(yōu)良的高強度熱軋鋼板，該熱軋鋼板是含有以質(zhì)量％計C0.01～0.15％，Si0.30～2.00％，Mn0.50～3.00％，P≤0.03％，S≤0.005％，和Ti0.01～0.50％，Nb0.01～0.05％中的一種或者兩種，并由剩余部分為鐵和不可避免雜質(zhì)構(gòu)成的鋼構(gòu)成的高強度熱軋鋼板，鋼結(jié)構(gòu)為粒徑2微米以上的鐵氧體比例為80％以上的鐵氧體·貝氏體兩相結(jié)構(gòu)，強度為690N/mm2以上。
本發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)，對于強度為770N/mm2以上的高強度熱軋鋼板，為了改善延展性，擴大鐵氧體粒徑是有效的，從而完成了本發(fā)明的第三方案。即，本發(fā)明的第三方案是，通過關(guān)注鐵氧體·貝氏體鋼中提高延展性的鐵氧體和確保強度的TiC、NbC構(gòu)成的析出物，使鐵氧體晶粒充分生長，在不降低擴孔性的情況下改善延展性，然后生成析出物，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了用于確保強度的關(guān)系式。
根據(jù)本發(fā)明的第三方案，提供擴孔性和延展性優(yōu)良的高強度熱軋鋼板，該熱軋鋼板是含有以質(zhì)量％計C0.01～0.15％，Si0.30～2.00％，Mn0.50～3.00％，P≤0.03％，S≤0.005％，和Ti0.01～0.50％，Nb0.01～0.05％中的一種或者兩種，并由剩余部分為鐵和不可避免雜質(zhì)構(gòu)成的鋼構(gòu)成，C、Si、Mn、Ti和Nb的含量滿足式115≤(917-480[C％]+100[Si％]-100[Mn％])-(790×([Ti％]+[Nb％]/2)0.05)≤235的鋼形成的高強度熱軋鋼板，鋼結(jié)構(gòu)由鐵氧體為80％以上、剩余部分為貝氏體構(gòu)成，強度為770N/mm2以上。
這些擴孔性和延展性優(yōu)良的高強度熱軋鋼板可以通過下面的制造方法制造，對上述組成的鋼使軋制結(jié)束溫度為Ar3變態(tài)點～950℃進行熱軋，然后以20℃/秒以上的冷卻速度冷卻到650～800℃，另外空冷2～15秒，再以20℃/秒以上的冷卻速度冷卻到350～600℃，然后卷繞。
附圖的簡單說明

圖1是表示本發(fā)明第一方案的鋼和比較鋼的ds/dl≥0.1的結(jié)晶顆粒的比例和延伸率的關(guān)系的分布圖。
圖2是表示本發(fā)明第二方案的鋼和比較鋼中的高強度熱軋鋼板中粒徑在2微米以上的鐵氧體比例和延伸率的關(guān)系的分布圖。
圖3是表示本發(fā)明第三方案的鋼和比較鋼中高強度熱軋鋼板的延伸率和λ值的關(guān)系的分布圖。
圖4是表示本發(fā)明第三方案的鋼和比較鋼中計算式的值和λ值的關(guān)系的分布圖。
圖5是表示本發(fā)明第三方案的鋼和比較鋼中計算式的值和延伸率的關(guān)系的分布圖。
發(fā)明的具體說明高強度熱軋鋼板的基本組成本發(fā)明中，高強度熱軋鋼板中的C為0.01～0.15％，優(yōu)選為0.01～0.08％。C是析出碳化物確保強度所必須的元素，不到0.01％時，難以確保所需的強度。另一方面，如果超過了0.15％，延展性的降低增大。特別是為了實現(xiàn)980N/mm2以上的強度，加入C是有效的，為了兼有高擴孔性和延展性，C的含量應(yīng)在0.08％以下。
Si是本發(fā)明最重要的元素之一，抑制有害碳化物的生成，對使結(jié)構(gòu)形成以鐵氧體為主體剩余為貝氏體的復(fù)合結(jié)構(gòu)是重要的，而且，通過加入Si能夠兼顧強度和延展性。為了獲得上述作用，必須添加0.3％以上。但是，如果增加添加量，化學(xué)轉(zhuǎn)換處理性降低，并且點焊性也差，因此以2.0％為上限。特別是，為了實現(xiàn)980N/mm2以上的強度，加入Si是有效的，而為了兼有高的擴孔性和延展性，應(yīng)使Si含量為1.5％以下。特別是，使Si的范圍為0.9～1.2％，能夠有效地兼顧擴孔性和延展性。
Mn是本發(fā)明重要的元素之一，是為確保強度所必須的元素，為此，加入0.50％以上是必須的。但是，如果超過3.0％大量加入，容易引起顯微偏析和宏觀偏析，使擴孔性變差。特別是，為了實現(xiàn)980N/mm2以上的強度，加入Mn是有效的，而為了兼有高擴孔性和延展性，應(yīng)使Mn的含量為2.5％以下。特別是，要有效地兼顧擴孔性和延展性，應(yīng)使Mn的范圍為1.00～1.50％。
P在鐵氧體中固溶，降低其延展性，因此其含量為0.03％以下。S形成MnS，起到破壞起點的作用，明顯降低擴孔性和延展性，因此為0.005％以下。
Ti和Nb在本發(fā)明中也是最重要的元素之一，析出TiC、NbC等細(xì)微的碳化物，是確保強度的有效元素。為了達到該目的，必須加入Ti0.05～0.50％、Nb0.01～0.05％中的一種或者兩種，Ti不足0.05％、Nb不足0.01％時，難以確保強度，這是因為如果Ti超過了0.50％，Nb超過了0.05％，會生成大量的析出物，延展性變差。特別是，為了實現(xiàn)980N/mm2以上的強度，加入Ti和Nb是有效的，為了兼顧高的擴孔性和延展性，應(yīng)使Ti的含量為0.20％以下，Nb的含量為0.04％以下。
Ca、稀土元素(REM)是控制硫化物類夾雜物形態(tài)并提高擴孔性的有效元素。為了有效控制其形態(tài)，應(yīng)加入0.0005％以上Ca、REM中的一種或者兩種。另一方面，大量加入不僅會造成硫化物類夾雜物粗大化，使純度變差，降低延展性，而且，會造成成本上升，因此使上限為0.01％。
根據(jù)第一方案的高強度熱軋鋼板結(jié)晶粒的短徑(ds)和長徑(dl)之比(ds/dl)是表示晶粒生長情況的指標(biāo)，也是本方案中最重要的指標(biāo)之一。為了兼顧擴孔性和延展性，必須使晶粒成長并且短徑/長徑比(ds/dl)為0.1以上。結(jié)晶粒的短徑/長徑比不足0.1時，結(jié)晶粒為扁平的，不形成充分恢復(fù)的結(jié)晶粒，從而造成延展性降低。因此，具有上述短徑/長徑比的晶粒占整個結(jié)晶粒的比例必須在80％以上。這是因為如果該比例不足80％，延展性降低，拉伸強度在690N/mm2以上時，無法兼顧擴孔性。在圖1中表示，在拉伸強度780～820N/mm2、λ值(擴孔值)100～115的高強度熱軋鋼板中短徑/長徑比≥0.1的晶粒所占比例和延伸率的關(guān)系，該比例不足80％時，延展性降低。因此，在本發(fā)明第一方案中，為了兼顧擴孔性和延展性，短徑/長徑比≥0.1的結(jié)晶粒占整個結(jié)晶粒的比例必須在80％以上。要獲得更明顯的效果，應(yīng)使短徑/長徑比≥0.2的結(jié)晶粒的比例在80％以上。
本發(fā)明的擴孔性和延展性優(yōu)良的高強度熱軋鋼板可以熱軋含有上述成份的板等鋼片來制造，高強度熱軋鋼板中的鋼結(jié)構(gòu)為由鐵氧體為80％以上、剩余為貝氏體構(gòu)成的兩相結(jié)構(gòu)。其原因是由于在鐵氧體不足80％時，延展性的降低增大，因此鐵氧體·貝氏體結(jié)構(gòu)中的鐵氧體的量必須為80％以上。
根據(jù)第二方案的高強度熱軋鋼板鐵氧體粒徑的大小是本方案中最重要的指標(biāo)之一。本發(fā)明者們經(jīng)過銳意研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，如果使粒徑在2微米以上的鐵氧體所占的面積率為80％以上，就可得到擴孔性和延展性都優(yōu)良的性能。即，如圖2(拉伸強度780～820N/mm2，λ值為100～115的高強度熱軋鋼板的例子)所示，如果粒徑為2微米以上的鐵氧體晶粒的比例在80％以上，鋼板具有高的延展性。粒徑不足2微米時，結(jié)晶粒不能充分恢復(fù)成長，造成延展性降低。因此，在本發(fā)明第二方案中，為了良好地兼顧擴孔性和延展性，必須使粒徑為2微米以上的鐵氧體的比例在80％以上。要獲得更顯著的效果，應(yīng)使粒徑為3微米以上的鐵氧體晶粒的比例在80％以上。粒徑可將各晶粒的面積換算成相當(dāng)于圓的直徑來求出。
高強度熱軋鋼板中的鋼結(jié)構(gòu)由鐵氧體和貝氏體構(gòu)成。由于這里的鋼結(jié)構(gòu)中含有粒徑為2微米以上的鐵氧體為80％以上，因此鋼結(jié)構(gòu)是鐵氧體80％以上的鐵氧體·貝氏體兩相結(jié)構(gòu)。例如，作為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，可以是2微米以上粒徑的鐵氧體為80％以上，剩余為2微米以下粒徑的鐵氧體和貝氏體，或者2微米以上粒徑的鐵氧體為80％以上，剩余僅為貝氏體的結(jié)構(gòu)。如上所述要使貝氏體為20％以下，這是因為如果貝氏體的量多于該量，延展性的降低增大。
根據(jù)第三方案的高強度熱軋鋼板在本發(fā)明的第三方案中，C、Si、Mn、Ti和Nb的含量必須滿足式115≤(917-480[C％]+100[Si％]-100[Mn％])-(790×([Ti％]+[Nb％]/2)0.05)≤235。式的左項(917-480[C％]+100[Si％]-100[Mn％]表示鐵氧體生成的容易程度，右項(790×([Ti％]+[Nb％]/2)0.05)表示TiC、NbC等碳化物析出的容易程度。為了優(yōu)先生成鐵氧體并使其晶粒成長，要抑制能有效抑制晶粒生長的碳化物的析出。為此，根據(jù)式計算的值必須在115以上。另一方面，如果過度抑制碳化物的析出，固溶C在貝氏體中變濃，貝氏體的硬度增加，與鐵氧體的硬度差增大，從而擴孔性變差。因此，要有效析出碳化物來提高擴孔性，由式計算的值必須在235以下。
本發(fā)明的擴孔性和延展性均優(yōu)良的高強度熱軋鋼板可以熱軋含有上述成份的板等鋼板來制造高強度熱軋鋼板，高強度熱軋鋼板的鋼結(jié)構(gòu)為鐵氧體80％以上、剩余為貝氏體的兩相結(jié)構(gòu)。鐵氧體不足80％時，延展性的降低增大，因此，鐵氧體·貝氏體結(jié)構(gòu)中鐵氧體的量必須在80％以上。貝氏體中含有少量殘留γ。
第四方案的高強度熱軋鋼板根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方案第四方案，整個結(jié)晶粒的短徑(ds)和長徑(dl)之比(ds/dl)為0.1以上的結(jié)晶粒存在80％以上，并且，強度為690N/mm2以上，進一步優(yōu)選鋼結(jié)構(gòu)為粒徑2微米以上的鐵氧體的比例為80％以上的鐵氧體·貝氏體兩相結(jié)構(gòu)。
該第四方案的鋼板兼有上述第一方案和第二方案的特性。即，在上述第一和第二方案中，可以改善延展性，通過組合這些方案，可進一步改善擴孔性。不受理論的限制，為了改善擴孔性，將結(jié)構(gòu)均一化并且減少龜裂發(fā)生起點二者均是有效的，通過將長寬比(ds/dl)和粒徑2微米以上的鐵氧體比例二者都控制在上述給定的范圍內(nèi)，可以減少鐵氧體相和貝氏體相的界面。其結(jié)果可認(rèn)為是，減少了擴孔成形時龜裂發(fā)生的起點，改善了擴孔性。該作用即使采用第一或者第二方案也可實現(xiàn)，根據(jù)兼有這兩方面的第四方案，能夠發(fā)揮最有效的作用。
第五方案的高強度熱軋鋼板根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方案第五方案，在具有上述基本組成的鋼板中，優(yōu)選整個結(jié)晶粒的短徑(ds)和長徑(dl)之比(ds/dl)為0.1以上的結(jié)晶粒存在80％以上，并且鋼結(jié)構(gòu)由鐵氧體80％、剩余為貝氏體構(gòu)成，強度為770N/mm2以上，并且C、Si、Mn、Ti和Nb的含量滿足式115≤(917-480[C％]+100[Si％]-100[Mn％])-(790×([Ti％]+[Nb％]/2)0.05)≤235。
該第五方案的鋼板兼有上述第一方案和第三方案兩方面的特性。即，上述第一方案對延展性改善有效，第三方案對擴孔性改善有效，通過組合第一和第三方案，對延展性的改善和擴孔性的改善具有疊加效果。因此，組成在上述式的范圍中時，通過控制合金碳化物的生成，具有鐵氧體的形狀容易滿足上述條件的效果。不受理論的限制，為了改善擴孔性，結(jié)構(gòu)的均一化和龜裂發(fā)生起點的降低二者均有效，分別通過上式改善前者，通過控制鐵氧體的形狀改善后者，由此，可以在擴孔性改善方面獲得疊加效果。
第六方案的高強度熱軋鋼板根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方案第六方案，在具有上述基本組成的鋼板中，優(yōu)選鋼結(jié)構(gòu)為粒徑2微米以上的鐵氧體比例為80％以上的鐵氧體·貝氏體兩相結(jié)構(gòu)，強度為770N/mm2以上，C、Si、Mn、Ti和Nb的含量滿足115≤(917-480[C％]+100[Si％]-100[Mn％])-(790×([Ti％]+[Nb％]/2)0.05)≤235。
該第六方案的鋼板兼有上述第二方案和第三方案的特性。即，上述第二方案對延展性改善有效，第三方案對擴孔性改善有效，通過組合第二和第三方案，對延展性的改善和擴孔性的改善具有疊加效果。因此，組成在上述式的范圍中時，通過控制合金碳化物的生成，具有鐵氧體粒徑容易滿足上述條件的效果。不受理論的限制，為了改善擴孔性，結(jié)構(gòu)的均一化和龜裂發(fā)生起點的降低二者均有效，分別通過上式改善前者，通過控制鐵氧體的粒徑改善后者，由此，可以在擴孔性改善方面獲得疊加效果。
第七方案的高強度熱軋鋼板根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方案第七方案，在具有上述基本組成的鋼板中，優(yōu)選整個結(jié)晶粒的短徑(ds)和長徑(dl)之比(ds/dl)為0.1以上的結(jié)晶粒存在80％以上，并且強度為770N/mm2以上，鋼結(jié)構(gòu)為粒徑2微米以上的鐵氧體比例為80％以上的鐵氧體·貝氏體兩相結(jié)構(gòu)，C、Si、Mn、Ti和Nb的含量滿足115≤(917-480[C％]+100[Si％]-100[Mn％])-(790×([Ti％]+[Nb％]/2)0.05)≤235。
該第七方案的鋼板兼有上述第一方案、第二方案和第三方案的特性。即，上述第一和第二方案對延展性改善有效，第三方案對擴孔性改善有效，通過組合這些方案，對延展性的改善和擴孔性的改善具有疊加效果。因此，組成在上述式的范圍中時，通過控制合金碳化物的生成，具有鐵氧體的形狀容易滿足上述條件的效果。不受理論的限制，為了改善擴孔性，結(jié)構(gòu)的均一化和龜裂發(fā)生起點的降低二者均有效，分別通過上式改善前者，通過控制鐵氧體的粒徑和形狀改善后者，由此，可以在擴孔性改善方面獲得疊加效果。
制造方法根據(jù)本發(fā)明的各方案，本發(fā)明擴孔性和延展性優(yōu)良的高強度熱軋鋼板可以如下任意一個所述制造。首先，根據(jù)各方案準(zhǔn)備上述基本組成的鋼片。然后，在將該鋼片熱軋時，為了抑制鐵氧體的生成并使擴孔性良好，使軋制結(jié)束溫度為Ar3變態(tài)點～950℃進行熱軋，接著以20℃/秒以上的冷卻速度冷卻到650～800℃，然后空冷2～15秒，接著，以20℃/秒以上的冷卻速度冷卻到350～600℃并進行卷繞。為了抑制鐵氧體的生成并使擴孔性良好，必須使軋制結(jié)束溫度為Ar3變態(tài)點以上。但是，如果具有相當(dāng)?shù)母邷兀Y(jié)構(gòu)的粗大化造成強度和延展性降低，因此，加工壓制結(jié)束溫度必須為950℃。
為了獲得高擴孔性，在軋制結(jié)束之后快速冷卻鋼板是重要的，其冷卻速度必須為20℃/秒以上。這是因為，不足20℃/秒時，抑制對擴孔性有害的碳化物形成是困難的。
其次，為了析出鐵氧體，增加其占有率并提高延展性，一旦停止鋼板的急冷，就實施空冷是重要的。但是，空冷開始溫度不足650℃時，對擴孔性有害的珠光體從早期開始就產(chǎn)生了。另一方面，空冷開始溫度超過800℃時，鐵氧體的生產(chǎn)緩慢，不僅難以獲得空冷的效果，而且在之后的冷卻中，還容易引起珠光體的生成。因此。使空冷開始溫度為650～800℃。而且，即使空冷時間超過15秒，不僅鐵氧體的增加飽和，對之后的冷卻速度、卷繞溫度的控制的負(fù)荷增加。因此，使空冷時間為15秒以下。空冷時間不足2秒時，無法充分析出鐵氧體。
空冷后再次快速冷卻鋼板，其冷卻速度必須仍然為20℃/秒以上。這是因為不足20℃/秒時，容易生成有害的珠光體。因此，該驟冷的停止溫度，即卷繞溫度為350～600℃。這是因為卷繞溫度不足350℃時，對擴孔性有害的硬質(zhì)馬氏體產(chǎn)生，另一方面，如果超過600℃，對擴孔性有害的珠光體、粒界滲碳體容易生成。
通過組合上述成份和熱軋條件，可以制造上述第一到第七方案的任意一種鋼板。即使對本發(fā)明鋼板的表面進行表面處理(例如鍍鋅等)，也具有本發(fā)明的效果，不超出本發(fā)明。
實施例例A將具有表A1中表示的化學(xué)成份組成的鋼進行轉(zhuǎn)爐溶制，通過連續(xù)鑄造制成板，在同表A1所示的熱軋條件下進行軋制和冷卻，制造板厚2.6～3.2mm的熱軋鋼板。
表A1

表A2

注)F鐵氧體、B貝氏體對于上述得到的熱軋鋼板，進行根據(jù)JIS5號試驗片的拉伸試驗、擴孔試驗和結(jié)構(gòu)觀察。通過30視野的光學(xué)顯微鏡照片對整個結(jié)晶粒進行掃描，求出掃描的各結(jié)晶粒的短徑和長徑之比(ds/dl)。而擴孔試驗是用60°圓錐沖孔機壓擴出初期孔徑(d010mm)的沖孔，由裂紋貫通板厚時的孔徑(d)求出擴孔值(λ值)＝(d-d0)/d0×100進行評價。這些結(jié)果在表A2表示。
No.A1～A11是化學(xué)組成、加工溫度、空冷開始溫度和卷繞溫度都在本發(fā)明的范圍內(nèi)，并且，短徑/長徑比(ds/dl)為0.1以上的結(jié)晶顆粒的比例在80％以上的本發(fā)明例，是具有高λ值和延伸率的、擴孔性和延展性均優(yōu)良的高強度熱軋鋼板。
采用No.A1所示成份的鋼，在使加工溫度為920℃、空冷開始溫度為625℃和卷繞溫度為460℃進行熱軋時，由于空冷開始溫度低于本發(fā)明的范圍，在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生珠光體，并且鐵氧體的占有率也低至76％，因此，延伸率為20％，λ值為93％，擴孔性、延展性平衡差。而且，同樣，采用No.A1所示成份的鋼，在使加工溫度為910℃、空冷開始溫度為690℃、卷繞溫度為330℃進行熱軋時，由于卷繞溫度低于本發(fā)明的范圍，在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生馬氏體，并且鐵氧體的占有率也低至64％，為此，延伸率為20％，λ值為64％，擴孔性和延展性平衡仍然很差。
例B對具有表B1所示化學(xué)成份組成的鋼進行轉(zhuǎn)爐溶制，通過連續(xù)鑄造制成板，同樣在表B1所示的熱軋條件下進行軋制和冷卻，制造板厚2.6～3.2mm的熱軋鋼板。使急冷速度為40℃/秒，空冷時間為10秒。
表B1

表B2

注)F鐵氧體、B貝氏體對于上述得到的熱軋鋼板，進行根據(jù)JIS5號試驗片的拉伸試驗、擴孔試驗和結(jié)構(gòu)觀察。對于結(jié)構(gòu)觀察，用硝酸乙醇腐蝕液腐蝕后，用掃描電子顯微鏡辨認(rèn)鐵氧體和貝氏體，通過圖象解析測定粒徑2微米以上鐵氧體的面積率。而擴孔試驗是用60°圓錐沖孔機壓擴出初期孔徑(d010mm)的沖孔，由裂紋貫通板厚時的孔徑(d)求出擴孔值(λ值)＝(d-d0)/d0×100進行評價。這些結(jié)果在表B2表示。
No.B1～B11是化學(xué)組成、加工溫度、空冷開始溫度和卷繞溫度都在本發(fā)明的范圍內(nèi)，結(jié)構(gòu)由鐵氧體·貝氏體構(gòu)成，并且，粒徑2微米以上的鐵氧體比例在80％以上的本發(fā)明例，是具有高λ值和延伸率的、擴孔性和延展性均優(yōu)良的高強度熱軋鋼板。
雖然表中沒有表示，采用No.B1所示成份的鋼，在使加工溫度為920℃、空冷開始溫度為625℃和卷繞溫度為460℃進行熱軋時，由于空冷開始溫度低于本發(fā)明的范圍，在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生珠光體，并且粒徑2微米以上的鐵氧體的占有率低至75％，因此，延伸率為19％，λ值為95％，擴孔性、延展性平衡差。而且，同樣，采用No.B1所示成份的鋼，在使加工溫度為910℃、空冷開始溫度為680℃、卷繞溫度為320℃進行熱軋時，由于卷繞溫度低于本發(fā)明的范圍，在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生馬氏體，并且粒徑2微米以上的鐵氧體的面積率低至63％，為此，延伸率為20％，λ值為63％，擴孔性和延展性平衡仍然很差。
例C對具有表C1所示化學(xué)成份組成的鋼進行轉(zhuǎn)爐溶制，通過連續(xù)鑄造制成板，同樣在表C1所示的熱軋條件下進行軋制和冷卻，制造板厚2.6～3.2mm的熱軋鋼板。使急冷速度為40℃/秒，空冷時間為10秒。
表C1

表C2

注)F鐵氧體、B貝氏體對于上述得到的熱軋鋼板，進行根據(jù)JIS5號試驗片的拉伸試驗、擴孔試驗和結(jié)構(gòu)觀察。擴孔試驗是用60°圓錐沖孔機壓擴出初期孔徑(d010mm)的沖孔，由裂紋貫通板厚時的孔徑(d)求出擴孔值(λ值)＝(d-d0)/d0×100進行評價。這些結(jié)果在表C2表示。
No.C1～C11是化學(xué)組成、加工溫度、空冷開始溫度和卷繞溫度都在本發(fā)明的范圍內(nèi)，根據(jù)式(917-480[C％]+100[Si％]-100[Mn％])-(790×([Ti％]+[Nb％]/2)0.05)計算的值為115～235的本發(fā)明例，是具有高λ值和延伸率的、擴孔性和延展性均優(yōu)良的高強度熱軋鋼板。
采用No.C1所示成份的鋼，在使加工溫度為920℃、空冷開始溫度為630℃和卷繞溫度為450℃進行熱軋時，由于空冷開始溫度低于本發(fā)明的范圍，在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生珠光體，并且鐵氧體的占有率低至75％，因此，延伸率為21％，λ值為95％，擴孔性、延展性平衡差。而且，同樣，采用No.C1所示成份的鋼，在使加工溫度為900℃、空冷開始溫度為700℃、卷繞溫度為330℃進行熱軋時，由于卷繞溫度低于本發(fā)明的范圍，因此，在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生馬氏體，并且鐵氧體的占有率也低至65％，為此，延伸率為19％，λ值為83％，擴孔性和延展性平衡仍然很差。
圖3中表示拉伸強度為770～820N/mm2的高強度熱軋鋼板的延伸率和λ值的平衡，本發(fā)明的鋼相對于比較鋼(參照例E)具有良好的延伸率和λ值。這樣，本發(fā)明鋼的優(yōu)良特性如圖4、5所示，具有根據(jù)式計算的值為115～235之間的結(jié)果。而且，圖4、5還涉及拉伸強度770～820N/mm2的高強度熱軋鋼板。
例D對具有表D1所示化學(xué)成份組成的鋼進行轉(zhuǎn)爐溶制，通過連續(xù)鑄造制成板，同樣在表D1所示的熱軋條件下進行軋制和冷卻，制造板厚2.6～3.2mm的熱軋鋼板。使急冷速度為40℃/秒，空冷時間為10秒。
表D1

表D2

注)F鐵氧體、B貝氏體對于上述得到的熱軋鋼板，進行根據(jù)JIS5號試驗片的拉伸試驗、擴孔試驗和結(jié)構(gòu)觀察。擴孔試驗是用60°圓錐沖孔機壓擴出初期孔徑(d010mm)的沖孔，由裂紋貫通板厚時的孔徑(d)求出擴孔值(λ值)＝(d-d0)/d0×100進行評價。這些結(jié)果在表D2表示。
例E(比較例)對具有表E1所示化學(xué)成份組成的鋼進行轉(zhuǎn)爐溶制，通過連續(xù)鑄造制成板，同樣在表E 1所示的熱軋條件下進行軋制和冷卻，制造板厚2.6～3.2mm的熱軋鋼板。使急冷速度為40℃/秒，空冷時間為10秒。
表E1

表E2

注)F鐵氧體、B貝氏體對于上述得到的熱軋鋼板，進行根據(jù)JIS5號試驗片的拉伸試驗、擴孔試驗和結(jié)構(gòu)觀察。擴孔試驗是用60°圓錐沖孔機壓擴出初期孔徑(d010mm)的沖孔，由裂紋貫通板厚時的孔徑(d)求出擴孔值(λ值)＝(d-d0)/d0×100進行評價。這些結(jié)果在表E2表示。
結(jié)果，No.E1～E10在本發(fā)明條件之外的比較例在強度、擴孔性和延展性的平衡方面差。
如上所述，本發(fā)明經(jīng)濟地提供了具有拉伸強度為690N/mm2以上的高強度、并且兼顧擴孔性和延展性的高強度熱軋鋼板，本發(fā)明適合作為具有高加工性的高強度熱軋鋼板。本發(fā)明的高強度熱軋鋼板使車體的輕量化、部件的一體成形化和加工工序的合理化成為可能，并且能夠達到改進的燃料消耗量，降低制造成本的目的，在工業(yè)上利用價值大。
權(quán)利要求
1.一種擴孔性和延展性優(yōu)良的高強度熱軋鋼板，該鋼板是含有以質(zhì)量％計C 0.01～0.15％，Si 0.30～2.00％，Mn 0.50～3.00％，P≤0.03％，S≤0.005％，和Ti 0.01～0.50％，Nb 0.01～0.05％中的一種或者兩種，并由剩余部分為鐵和不可避免雜質(zhì)構(gòu)成的鋼構(gòu)成的高強度熱軋鋼板，整個結(jié)晶顆粒中短徑(ds)與長徑(dl)的比例(ds/dl)為0.1以上的結(jié)晶顆粒存在80％以上，并且，鋼結(jié)構(gòu)由鐵氧體為80％以上、剩余為貝氏體構(gòu)成，強度為690N/mm2以上。
2.權(quán)利要求1記載的擴孔性和延展性優(yōu)良的高強度熱軋鋼板，其中鋼結(jié)構(gòu)是粒徑2微米以上的鐵氧體的比例為80％以上的鐵氧體·貝氏體兩相結(jié)構(gòu)。
3.權(quán)利要求1或2記載的擴孔性和延展性優(yōu)良的高強度熱軋鋼板，其中C、Si、Mn、Ti和Nb的含量滿足式115≤(917-480[C％]+100[Si％]-100[Mn％])-(790×([Ti％]+[Nb％]/2)0.05)≤235，并且上述強度為770N/mm2以上。
4.一種擴孔性和延展性優(yōu)良的高強度熱軋鋼板，該鋼板是含有以質(zhì)量％計C 0.01～0.15％，Si 0.30～2.00％，Mn 0.50～3.00％，P≤0.03％，S≤0.005％，和Ti 0.01～0.50％，Nb 0.01～0.05％中的一種或者兩種，并由剩余部分為鐵和不可避免雜質(zhì)構(gòu)成的鋼構(gòu)成的高強度熱軋鋼板，鋼結(jié)構(gòu)是粒徑2微米以上鐵氧體的比例為80％以上的鐵氧體·貝氏體兩相結(jié)構(gòu)，強度為690N/mm2以上。
5.權(quán)利要求4記載的擴孔性和延展性優(yōu)良的高強度熱軋鋼板，其中C、Si、Mn、Ti和Nb的含量滿足式115≤(917-480[C％]+100[Si％]-100[Mn％])-(790×([Ti％]+[Nb％]/2)0.05)≤235，并且上述強度為770N/mm2以上。
6.一種擴孔性和延展性優(yōu)良的高強度熱軋鋼板，該鋼板是含有以質(zhì)量％計C 0.01～0.15％，Si 0.30～2.00％，Mn 0.50～3.00％，P≤0.03％，S≤0.005％，和Ti 0.01～0.50％，Nb 0.01～0.05％中的一種或者兩種，并由剩余部分為鐵和不可避免雜質(zhì)構(gòu)成的鋼構(gòu)成的高強度熱軋鋼板，C、Si、Mn、Ti和Nb的含量滿足式115≤(917-480[C％]+100[Si％]-100[Mn％])-(790×([Ti％]+[Nb％]/2)0.05)≤235，鋼結(jié)構(gòu)由鐵氧體為80％以上、剩余為貝氏體構(gòu)成，強度為770N/mm2以上。
7.權(quán)利要求1到6任意一項記載的擴孔性和延展性優(yōu)良的高強度熱軋鋼板，其中含有0.0005～0.01％的Ca、稀土類元素(REM)的一種或者兩種。
8.權(quán)利要求1到8的任意一項記載的擴孔性和延展性優(yōu)良的高強度熱軋鋼板的制備方法，其中對上述組成的鋼使軋制結(jié)束溫度為Ar3變態(tài)點～950℃進行熱軋，然后以20℃/秒以上的冷卻速度冷卻到650～800℃，另外空冷2～15秒，再以20℃/秒以上的冷卻速度冷卻到350～600℃，然后卷繞。
全文摘要
本發(fā)明公開了防止伴隨著690N/mm
文檔編號C22C38/12GK1479797SQ01820102
公開日2004年3月3日 申請日期2001年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月7日
發(fā)明者岡田浩幸, 麻生敏光, 岡本力, 光 申請人:新日本制鐵株式會社