擴(kuò)孔性優(yōu)異的析出強(qiáng)化型鋼板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種擴(kuò)孔性優(yōu)異的析出強(qiáng)化型鋼板及其制造方法，該擴(kuò)孔性優(yōu)異的析 出強(qiáng)化型鋼板能夠作為汽車(chē)構(gòu)件等結(jié)構(gòu)部件來(lái)使用。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著強(qiáng)化關(guān)于汽車(chē)沖擊穩(wěn)定性的管制，為了提高車(chē)體的耐沖擊特性，在構(gòu)件 (member)、梁（beam)及支柱（pillar)等結(jié)構(gòu)部件中廣泛使用析出強(qiáng)化型鋼板。
[0003] 析出強(qiáng)化型鋼板是為了吸收汽車(chē)的沖擊能量而設(shè)計(jì)的，因此具有其屈服強(qiáng)度與抗 拉強(qiáng)度的比值即屈強(qiáng)比（YS/TS)高的特點(diǎn)。
[0004] 另外，鋼的強(qiáng)化方法通常有固溶強(qiáng)化、析出強(qiáng)化、借助晶粒微細(xì)化的強(qiáng)化及形變強(qiáng) 化等。然而，固溶強(qiáng)化法及借助晶粒微細(xì)化的強(qiáng)化法很難制造以抗拉強(qiáng)度為基準(zhǔn)時(shí)500MPa 級(jí)以上的高強(qiáng)度鋼；形變強(qiáng)化法則為了保證強(qiáng)度及形變組織的形成需要大量的合金成分， 不僅如此由于其下部組織由貝氏體或馬氏體來(lái)構(gòu)成，因此屈強(qiáng)比較低，具有不適合在要求 汽車(chē)沖撞時(shí)耐沖擊特性的部件上應(yīng)用的缺點(diǎn)。
[0005] 相反，析出強(qiáng)化型鋼板是通過(guò)主要添加 Nb、Ti及V等碳及氮化物形成元素來(lái)進(jìn)行 的析出強(qiáng)化及晶粒微細(xì)化而提高強(qiáng)度的鋼板，具有即使較低的制造成本也能夠容易實(shí)現(xiàn)高 強(qiáng)度化的優(yōu)點(diǎn)。析出強(qiáng)化法首先在高溫下對(duì)鋼進(jìn)行熔體化處理，之后在冷卻過(guò)程中形成多 個(gè)微細(xì)的析出物，并且通過(guò)析出物周邊的應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行強(qiáng)化。
[0006] 這種析出強(qiáng)化型鋼板的代表性的技術(shù)有專利文獻(xiàn)1及2。
[0007] 在專利文獻(xiàn)1中，將含有0. 15重量％以下的C的低碳鋼作為基本成分，并且含有 Ti、Nb及V等中的一種或兩種以上成分，通過(guò)控制終軋溫度及卷取溫度來(lái)制造析出強(qiáng)化型 鋼板。在該技術(shù)中，將卷取溫度控制為非常低的450°C以下來(lái)形成極微細(xì)析出物，因此對(duì)強(qiáng) 度的貢獻(xiàn)效果非常高。但是，該技術(shù)具有如下的問(wèn)題：即，不但會(huì)產(chǎn)生板形狀的扭曲現(xiàn)象，并 且由于增加析出物周邊的殘留應(yīng)力，在冷軋時(shí)產(chǎn)生超負(fù)荷現(xiàn)象。
[0008] 專利文獻(xiàn)2提出一種利用析出物形成元素 Nb或V，通過(guò)熱軋后的加速冷卻來(lái)提高 強(qiáng)度的技術(shù)。但是，該技術(shù)將卷取溫度設(shè)定為400°C以下，因此不會(huì)形成均勻的鐵氧體組織， 而會(huì)形成貝氏體或馬氏體組織，具有屈強(qiáng)比較低的問(wèn)題，并且由于需要含有大量高額的Nb 或V，因此具有制造成本增加的缺點(diǎn)。
[0009] 另外，上述以往技術(shù)共同具有如下的缺點(diǎn)：即，其擴(kuò)孔性等成形性較差，當(dāng)作為汽 車(chē)構(gòu)件等結(jié)構(gòu)部件來(lái)使用時(shí)，只能簡(jiǎn)化部件的形狀，或者采用分為多個(gè)部件而成形后再進(jìn) 行焊接的復(fù)雜及迂回的工序，因此具有大幅增加工序成本的缺點(diǎn)。
[0010] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利公開(kāi)昭56-084422號(hào)
[0011] 專利文獻(xiàn)2 :日本專利公開(kāi)平4-221015號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明提供一種擴(kuò)孔性優(yōu)異的析出強(qiáng)化型鋼板及其制造方法，該擴(kuò)孔性優(yōu)異的析 出強(qiáng)化型鋼板通過(guò)適當(dāng)?shù)乜刂坪辖鸾M成和制造方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0013] 為了達(dá)到所述目的，本發(fā)明的一方面提供一種擴(kuò)孔性優(yōu)異的鋼板，該擴(kuò)孔性優(yōu)異 的鋼板以重量％為計(jì)，包括C :0. 07~0. 15%、Mn :1. 5%以下、P :0. 02~0. 07%、S :0. 01% 以下、N :0· 005% 以下、Si :0· 3% 以下、酸溶鋁 Al :0· 02 ~(λ 05%、Ti :0· 03 ~(λ 1%、B : 0. 002%以下、殘量Fe及其他不可避免的雜質(zhì)，
[0014] 以鐵氧體（ferrite)為母體組織，具有包括2~10面積％的珠光體（pearlite) 的微細(xì)組織，并且
[0015] 由以下數(shù)學(xué)式1定義的P為70%以上，
[0016] [數(shù)學(xué)式1]
[0017] P(% ) = (PNgb/GNgb) X 100
[0018] (其中，PNgb為在鐵氧體晶粒邊界三聯(lián)點(diǎn)上存在的平均直徑為3 ym以下的微細(xì)珠 光體的數(shù)量，GNgb為鐵氧體晶粒邊界三聯(lián)點(diǎn)的數(shù)量）。
[0019] 此外，本發(fā)明的另一方面提供一種擴(kuò)孔性優(yōu)異的鋼板的制造方法，該制造方法包 括以下步驟：對(duì)鋼錠進(jìn)行再加熱后，進(jìn)行熱軋而獲得熱軋鋼板，其中，終軋溫度為Ar3以 上，所述鋼錠以重量％為計(jì)，包括C :0. 07~0. 15%、Mn :1. 5%以下、P :0. 02~0. 07%、S : 0· 01% 以下、N :0· 005% 以下、Si :0· 3% 以下、酸溶鋁Al :0· 02 ~0· 05%、Ti :0· 03 ~0· 1%、 B :0. 002%以下、殘量Fe及其他不可避免的雜質(zhì)；
[0020] 在450°C以上且700°C以下的溫度下卷取所述熱軋鋼板；
[0021] 對(duì)已卷取的熱軋鋼板以40~60%的壓下率進(jìn)行冷軋而獲得冷軋鋼板；及
[0022] 在760~840°C的溫度下，對(duì)所述冷軋鋼板進(jìn)行再結(jié)晶退火。
[0023] 補(bǔ)充說(shuō)明的是，上述課題的解決方案并非列舉了本發(fā)明的所有特征。本發(fā)明的多 種特征、其產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)以及效果可通過(guò)下述【具體實(shí)施方式】進(jìn)一步詳細(xì)理解。
[0024] 本發(fā)明能夠提供擴(kuò)孔性和屈強(qiáng)比優(yōu)異的析出強(qiáng)化型鋼板。
[0025] 此外，在鋼板的組成中排除了高額的合金元素 Nb及V的添加，因此具有經(jīng)濟(jì)效果 優(yōu)異的優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 本發(fā)明的發(fā)明人為了解決上述以往技術(shù)的問(wèn)題而進(jìn)行深入研宄的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了若 適當(dāng)?shù)乜刂其摪宓暮辖鸪煞?，并且適當(dāng)?shù)乜刂凭砣囟?、冷軋時(shí)的壓下率和退火溫度，就能 同時(shí)提高析出強(qiáng)化型鋼板的屈強(qiáng)比及擴(kuò)孔性，并且基于這一發(fā)現(xiàn)完成了本發(fā)明。
[0027] 下面，對(duì)本發(fā)明的一方面即擴(kuò)孔性優(yōu)異的析出強(qiáng)化型鋼板進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0028] 首先，對(duì)本發(fā)明的析出強(qiáng)化型鋼板的合金組成進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0029] 碳（C) :0· 07 ~0· 15 重量％
[0030] C為析出物的形成元素，有助于提高材料的強(qiáng)度。當(dāng)所述C的含量低于0.07重量％ 時(shí)，難以確保在晶粒邊界強(qiáng)化中所需的適當(dāng)水平的珠光體，因此可能會(huì)降低擴(kuò)孔性，并且不 能充分地析出具有15nm以下大小的微細(xì)Ti系碳化物，有可能降低強(qiáng)度及屈強(qiáng)比。相反， 當(dāng)超過(guò)0.15重量％時(shí)，在制鋼連鑄工序中形成夾雜物偏析帶，從而產(chǎn)生漏鋼（break out) 的可能性變大，而且未析出的大量的固溶碳與Fe結(jié)合而形成具有超過(guò)3 μπι大小的粗大的 珠光體，因此在加工時(shí)成為產(chǎn)生裂紋的始點(diǎn)的可能性變大，并且具有擴(kuò)孔性變差以及焊接 性也變差的問(wèn)題。因此，所述C的含量?jī)?yōu)選限定為0. 07~0. 15重量％，更加優(yōu)選限定為 0· 08 ~0· 13 重量％。
[0031] 錳（Mn) :1· 5重量％以下（0除外）
[0032] Mn為固溶強(qiáng)化元素，有助于提高強(qiáng)度，并且還起到將鋼中的S析出為MnS，從而遏 制在熱軋時(shí)因 S產(chǎn)生斷帶及高溫脆化的作用。但是，當(dāng)所述Mn的含量超過(guò)1. 5重量％時(shí)， 具有沿鋼板的軋制方向形成Mn帶，從而產(chǎn)生加工裂紋的可能性變大的問(wèn)題，因此，所述Mn 的含量?jī)?yōu)選限定為1. 5重量％以下。
[0033] 磷（P) :0· 02 ~0· 07 重量％
[0034] P為對(duì)成形性沒(méi)有過(guò)大的危害且能保證鋼的強(qiáng)度的最有利的元素。當(dāng)所述P的含 量低于0. 02重量％時(shí)，具有不能保證所期望的強(qiáng)度的問(wèn)題，相反，當(dāng)超過(guò)0. 07重量％時(shí)，具 有脆性破裂的可能性顯著增加，在熱軋時(shí)產(chǎn)生板坯斷帶的可能性變大，并且阻礙鋼板的鍍 覆特性的問(wèn)題。因此，所述P的含量?jī)?yōu)選限定為〇. 02~0. 07重量％。
[0035] 硫（S) :0. 01重量％以下、氮（N) :0. 005重量％以下
[0036] S及N為在鋼中存在的不可避免添加的雜質(zhì)，為了保證焊接特性，該含量?jī)?yōu)選限 定為盡可能低。在本發(fā)明中，所述S的含量?jī)?yōu)選限定為0.01重量％以下，更加優(yōu)選限定為 〇. 008重量％以下。此外，所述N的含量限定為0. 005重量％以下。
[0037] 硅（Si) :0· 3重量％以下（0除外）
[0038] Si為有助于通過(guò)強(qiáng)化固溶來(lái)提高強(qiáng)度的元素，在本發(fā)明中并不故意添加。只是，當(dāng) 所述Si的含量超過(guò)0. 3重量％時(shí)，具有引起表面氧化皮缺陷，導(dǎo)致電鍍表面特性下降的問(wèn) 題，所以在本發(fā)明中將所述Si的含量控制為0. 3重量％以下。
[0039] 酸溶鋁（Al) :0· 02 ~0· 05 重量％
[0040] 酸溶鋁Al是為了鋼的粒度微細(xì)化及脫酸而添加的元素。當(dāng)所述酸溶鋁Al低于 0.02重量％時(shí)，不能以通常的穩(wěn)定狀態(tài)制造鎮(zhèn)靜（killed)鋼，相反，當(dāng)超過(guò)0.05重量％時(shí)， 雖然因晶粒微細(xì)化的效果而有利于提高強(qiáng)度，但是具有在制鋼連鑄作業(yè)時(shí)，形成過(guò)多的夾 雜物，產(chǎn)生鍍覆鋼板表面不良的可能性變大，而且