鍍鋅鋼板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及汽車部件等中使用的鍛鋒性及擴(kuò)孔性優(yōu)異的高強(qiáng)度低比重鍛鋒鋼板 及其制造方法。
[0002] 本申請基于2013年5月1日在日本申請的日本特愿2013-96427號主張優(yōu)先權(quán)， 將其內(nèi)容援引于此。
【背景技術(shù)】
[0003] 近年來，為了應(yīng)對環(huán)境問題，W降低二氧化碳排出、降低燃料消耗為目的，期望汽 車的輕量化。為了汽車的輕量化，鋼材的高強(qiáng)度化為有效的手段。然而，在由于構(gòu)件所需的 剛性的關(guān)系而板厚的下限受到限制的情況下，即使將鋼材高強(qiáng)度化也無法降低板厚，汽車 的輕量化是困難的。
[0004] 因此，本發(fā)明人們的一部分例如提出了如專利文獻(xiàn)1~5中的那樣在鋼中大量添 加Al而降低了比重的高Al含量鋼板。它們解決了W往的高Al含量鋼板的在社制時產(chǎn)生 裂紋等制造性差之類的問題及延展性低之類的問題。進(jìn)而，本發(fā)明人們?yōu)榱颂岣吒逜l含量 鋼板的延展性、熱加工性及冷加工性，例如提出了如專利文獻(xiàn)6中的那樣將鑄造后的凝固 組織制成微細(xì)的等軸晶組織的方法。進(jìn)而，本發(fā)明人們例如提出了如專利文獻(xiàn)7中的那樣 通過將成分優(yōu)化來改善高Al含量鋼板的初性的方法。 陽(K)日]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2005-15909號公報
[0008] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2005-29889號公報
[0009] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2005-273004號公報
[0010] 專利文獻(xiàn)4 :日本特開2006-176843號公報
[0011] 專利文獻(xiàn)5 :日本特開2006-176844號公報
[0012] 專利文獻(xiàn)6 :日本特開2008-261023號公報
[0013] 專利文獻(xiàn)7 :日本特開2010-270377號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 發(fā)明所要解決的課題
[0015] 最近，W工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)延展性、加工性及初性優(yōu)異的高Al含量鋼板正成為可能。 但是，高Al含量鋼板存在鍛鋒性差之類的問題。此外，高Al含量鋼板與相同強(qiáng)度的一般的 汽車用鋼板相比擴(kuò)孔性低，其用途存在限制。因此，為了擴(kuò)大高Al含量鋼板在汽車部件中 的適用范圍，鍛鋒性及擴(kuò)孔性的改善是重要的課題。此外，高Al含量鋼板具有良好的電弧 焊接性等。然而，由于高Al含量鋼板的點(diǎn)焊性與相同強(qiáng)度的一般的汽車用鋼板相比較低， 所W其用途存在限制。另外，鍛鋒性差是指在鋼板中產(chǎn)生鍛不上的區(qū)域、或者鍛覆的密合性 降低、或者運(yùn)兩方面都發(fā)生。
[0016] 本發(fā)明鑒于運(yùn)樣的實(shí)際情況，提供改善添加了Al的低比重的高Al含量鋼板的鍛 鋒性及擴(kuò)孔性、鍛鋒性及擴(kuò)孔性優(yōu)異的高強(qiáng)度低比重鍛鋒鋼板及其制造方法。
[0017] 用于解決課題的手段
[0018] 本發(fā)明人們?yōu)榱颂岣吒逜l含量鋼板的鍛鋒性及擴(kuò)孔性，本發(fā)明人們基于上述專 利文獻(xiàn)7中提出的延展性、加工性及初性優(yōu)異的高強(qiáng)度低比重高Al含量鋼板的化學(xué)成分， 進(jìn)行了熱浸鍛鋒的條件的研究。其結(jié)果是，本發(fā)明人們發(fā)現(xiàn)，通過根據(jù)需要對進(jìn)行了退火或 機(jī)械去氧化皮、酸洗等處理的熱社鋼板或冷社鋼板進(jìn)行預(yù)鍛Ni,之后在適當(dāng)?shù)臈l件下進(jìn)行 熱浸鍛鋒，能夠改善高Al含量鋼板的鍛鋒性及擴(kuò)孔性。進(jìn)而，在熱浸鍛鋒后，通過在適當(dāng)?shù)?條件下進(jìn)行合金化加熱處理，能夠改善成形性、涂裝耐蝕性、焊接性等。另外，W下，有時將 高Al含量鋼板簡稱為鋼板。
[0019] 進(jìn)而，本發(fā)明人們?yōu)榱颂岣邔Ω逜l含量鋼板進(jìn)行了熱浸鍛鋒處理和根據(jù)需要的 合金化處理而成的鍛鋒鋼板的點(diǎn)焊性，對使點(diǎn)焊性降低的元素進(jìn)行了研究。其結(jié)果是，本發(fā) 明人們發(fā)現(xiàn)，鍛鋒鋼板的點(diǎn)焊性受到鍛鋒鋼板的Mn含量的影響較大，并且，通過降低鍛鋒 鋼板的Mn含量，能夠大幅改善鍛鋒鋼板的點(diǎn)焊性。
[0020] 本發(fā)明的主旨如下。
[0021] (1)本發(fā)明的一方式所述的鍛鋒鋼板具備鋼板和形成于所述鋼板的表面的鍛鋒 層，所述鋼板中，作為化學(xué)成分，W質(zhì)量％計(jì)含有C:超過0. 100%且為0. 500%W下、Si: 0.0001%W上且低于 0.20%、Mn:超過 0.20%且為 3. 00%W下、Al:3.0%W上且 10. 0%W 下、N:0.0030%W上且 0.0100%W下、Ti:超過 0. 100%且為 1.000%W下、P:0.00001% W上且0. 0200%W下、S:0. 00001%W上且0. 0100%W下，W質(zhì)量％計(jì)所述C及所述Ti的 含量的和滿足0. 200 <C+Ti《1. 500,所述Al及所述Si的含量的積滿足AlXSi《0. 8， 剩余部分包含化及雜質(zhì)，所述鍛鋒層中，作為化學(xué)成分，W質(zhì)量％計(jì)含有化：〇.Ol%W上且 15%W下、Ni:0.05%W上且1.0%W下、Al:0. 15%W上且2.0%W下，剩余部分包含化及 雜質(zhì)，所述鍛鋒鋼板的比重為5. 5W上且低于7. 5。 陽0巧 似根據(jù)上述（1)所述的鍛鋒鋼板，其中，所述鍛鋒層也可W是作為所述化學(xué)成分 W質(zhì)量％計(jì)含有化：0.01%W上且低于7%的熱浸鍛鋒層。
[002引 做根據(jù)上述（1)所述的鍛鋒鋼板，其中，所述鍛鋒層也可W是作為所述化學(xué)成分 W質(zhì)量％計(jì)含有化：7%W上且15%W下的合金化熱浸鍛鋒層。
[0024] (4)根據(jù)上述（1)~做中任一項(xiàng)所述的鍛鋒鋼板，其中，所述鋼板中，作為所述化 學(xué)成分，也可WW質(zhì)量％計(jì)進(jìn)一步含有選自由Nb:0. 300%W下、V:0. 50%W下、Cr:3. 00%W下、Mo:3.00%? 下、Ni:5.00%? 下、Cu:3.00%? 下、B:0.0100%? 下、Ca:0.0100%? 下、Mg:0. 0100%W下、Zr:0. 0500%W下、REM:0. 0500%W下組成的組中的1種或2種W上 的元素。
[00巧](5)根據(jù)上述（1)~（4)中任一項(xiàng)所述的鍛鋒鋼板，其中，所述鋼板的Mn含量W質(zhì) 量％計(jì)也可W超過0. 20%且為0. 50%W下。
[00%] (6)根據(jù)本發(fā)明的其他方式所述的鍛鋒鋼板的制造方法，其中，對下述鋼板進(jìn)行將 每一面的鍛Ni附著量設(shè)為0. 2~2g/m2的預(yù)鍛Ni處理，所述鋼板的化學(xué)成分W質(zhì)量％計(jì) 含有(：：超過0.100%且為 0.500%^下、51:0.0001%^上且低于0.20%、]\111:超過0.20% 且為 3. 00%W下、Al:3.0%W上且 10. 0 %W下、N:0.0030 %W上且 0.0100 %W下、Ti: 超過 0. 100%且為 1.000%?下、P :0. 00001%?上且 0.0200%?下、S :0. 00001%?上且 0.0100% W下，W質(zhì)量％計(jì)所述C及所述Ti的含量的和滿足0.200 < C+Ti《1.500,所述 Al及Si的含量的積滿足Al X Si《0. 8,剩余部分包含化及雜質(zhì)；對于進(jìn)行了所述預(yù)鍛Ni 處理的所述鋼板，進(jìn)行W 20°C /秒W上的升溫速度加熱至430°C~480°C的溫度為止的加熱 處理；進(jìn)一步在浴溫度為440°C~470°C、Al為0. 1 % W上且0. 4% W下、剩余部分包含化 及雜質(zhì)的鍛鋒浴中浸潰所述鋼板，進(jìn)行熱浸鍛鋒處理。
[0027] (7)根據(jù)上述（6)所述的鍛鋒鋼板的制造方法，其中，進(jìn)行所述熱浸鍛鋒處理后， 可W進(jìn)一步W470°C~560°C的加熱溫度、且10秒~40秒的加熱時間進(jìn)行合金化加熱處 理。
[00測發(fā)明效果
[0029] 根據(jù)上述（1)~（7)的各方式，能夠提供制造性良好、且鍛鋒性及擴(kuò)孔性優(yōu)異的高 強(qiáng)度低比重鍛鋒鋼板。此外，根據(jù)上述巧）的方式，能夠提供不僅鍛鋒性及擴(kuò)孔性優(yōu)異、而 且通過控制鍛鋒鋼板中的Mn量從而點(diǎn)焊性也優(yōu)異的高強(qiáng)度低比重鍛鋒鋼板，產(chǎn)業(yè)上的貢 獻(xiàn)極其顯著。
【附圖說明】
[0030] 圖1是合金化熱浸鍛鋒鋼板中的Mn含量與電阻點(diǎn)焊接頭的十字抗拉強(qiáng)度（CTS) 的關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 本發(fā)明人們進(jìn)行了用于提高對高Al含量鋼板進(jìn)行了熱浸鍛鋒處理和根據(jù)需要的 合金化熱浸鍛鋒處理的鍛鋒鋼板的鍛鋒性及擴(kuò)孔性的研究。具體而言，制造在本發(fā)明人們 在上述專利文獻(xiàn)7中提出的延展性、加工性及初性優(yōu)異的高強(qiáng)度低比重高Al含量鋼板的化 學(xué)成分中改變了合金元素的含量的各種鋼，對所制造的鋼實(shí)施社制、退火等，在實(shí)驗(yàn)室中制 造了熱社鋼板及冷社鋼板。進(jìn)而，對所制造的熱社鋼板及冷社鋼板，在包含預(yù)鍛Ni處理的 有無等的各種條件下進(jìn)行熱浸鍛鋒，對鍛鋒性及熱浸鍛鋒前后的擴(kuò)孔性進(jìn)行了評價。另外， 對高Al含量鋼板進(jìn)行了熱浸鍛鋒處理和根據(jù)需要的合金化熱浸鍛鋒處理而得到的本實(shí)施 方式所述的鍛鋒鋼板為高強(qiáng)度且低比重的鍛鋒鋼板。
[0032] 對于高Al含量鋼板，在將鋼板加熱至高溫后的冷卻工序中進(jìn)行熱浸鍛鋒的通常 的熱浸鍛鋒方法中，產(chǎn)生沒有形成鍛層的部位（鍛不上）、或者鍛覆密合性低等得不到良好 的鍛鋒性。然而，本發(fā)明人們首次發(fā)現(xiàn)，通過對根據(jù)需要進(jìn)行了退火或機(jī)械去氧化皮、酸洗 等處理的熱社鋼板或冷社鋼板，進(jìn)行預(yù)鍛Ni,之后，將鋼板進(jìn)行再加熱，并進(jìn)行熱浸鍛鋒，可 W大幅改善鋼板的鍛鋒性。此外，就通常的熱浸鍛鋒方法而言，在鍛鋒鋼板中，得不到良好 的擴(kuò)孔性。然而，本發(fā)明人們首次發(fā)現(xiàn)，通過對熱社鋼板或冷社鋼板進(jìn)行預(yù)鍛Ni,之后，將 鋼板W20°C/秒W上的升溫速度加熱至430°C~480°C后，在鍛鋒浴中浸潰鋼板而進(jìn)行熱 浸鍛鋒，所得到的鍛鋒鋼板的擴(kuò)孔性發(fā)生改善。首次發(fā)現(xiàn)，優(yōu)選通過在熱浸鍛鋒后進(jìn)一步W 470°C~570°C的加熱溫度、且10秒~40秒的加熱時間進(jìn)行合金化加熱處理，鍛鋒鋼板的擴(kuò) 孔性發(fā)生大幅改善。
[0033] 進(jìn)而，本發(fā)明人們?yōu)榱颂岣咤戜h鋼板的點(diǎn)焊性，進(jìn)行了研究。具體而言，由在本發(fā) 明人們在上述專利文獻(xiàn)7中提出的延展性、加工性及初性優(yōu)異的高強(qiáng)度低比重高Al含量鋼 板的化學(xué)成分中改變了合金元素的含量的各種鋼，在實(shí)驗(yàn)室中制造熱社鋼板及冷社鋼板， 對所制造的鋼板進(jìn)行預(yù)鍛Ni,之后，在鍛鋒浴中浸潰鋼板，進(jìn)行熱浸鍛鋒。然后，評價所得到 的鍛鋒鋼板的點(diǎn)焊性。另外，所得到的鍛鋒鋼板的抗拉強(qiáng)度約為500MPa，板厚在鍛覆前的鋼 板為熱社鋼板時為2. 3mm，為冷社鋼板時為1. 2mm。另外，鍛鋒鋼板的點(diǎn)焊性利用通過依據(jù) JISZ3137的拉伸試驗(yàn)得到的電阻點(diǎn)焊接頭的十字抗拉強(qiáng)度（化OSSTensionStrength) 進(jìn)行評價。此外，點(diǎn)焊使用通常的點(diǎn)焊機(jī)，按照設(shè)t為鍛鋒鋼板的板厚時，烙核直徑達(dá)到 5X(mm)的方式調(diào)整焊接條件來進(jìn)行。圖1是整理鍛鋒鋼板中的Mn含量給對熱社 鋼板進(jìn)行了合金化熱浸鍛鋒處理的鍛鋒鋼板的十字抗拉強(qiáng)度（CT巧造成的影響的圖。如圖 1中所示的那樣，獲知通過W質(zhì)量％計(jì)將鍛鋒鋼板中的Mn含量設(shè)為0.5%W下，CTS大幅提 高。獲知即使是對冷社鋼板進(jìn)行鍛