JP6303782B2 - Hot-rolled steel sheet and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、打抜き疲労特性と加工性とに優れた熱延鋼板およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a hot-rolled steel sheet excellent in punching fatigue characteristics and workability and a method for producing the same.
従来、自動車の軽量化を目的として、足回り部品および車体部品に高強度鋼板が多く使われている。このような自動車に使用される高強度鋼板には、優れた疲労特性が要求される。特に足回り部品に使用される高強度鋼板においては、打抜き疲労特性(打抜き後の疲労特性)のさらなる向上が求められている。しかし、従来の高強度鋼板では、打抜き後の疲労特性を十分に向上させることができず、優れた耐疲労き裂進展特性が得られない。 Conventionally, high-strength steel plates are often used for undercarriage parts and body parts for the purpose of reducing the weight of automobiles. A high strength steel sheet used for such an automobile is required to have excellent fatigue characteristics. Particularly for high-strength steel sheets used for undercarriage parts, further improvement in punching fatigue characteristics (fatigue characteristics after punching) is required. However, the conventional high-strength steel sheet cannot sufficiently improve the fatigue characteristics after punching, and an excellent fatigue crack propagation characteristic cannot be obtained.
切り欠きの無い鋼材において疲労特性を向上させるには、ミクロ組織を微細化させることが有効である。例えば特許文献1および2には、フェライトの平均粒径を2μm未満とした、強度−延性バランスおよび疲労限度比(疲労限度/引張強さ)の良好な熱延鋼板が記載されている。例えば特許文献3には、表層部の平均結晶粒を小さくすることによって耐疲労特性を向上させた鋼板が記載されている。例えば特許文献4には、マルテンサイト組織を微細化することによって疲労特性を向上させた鋼管が記載されている。しかし、ミクロ組織を微細化しても、き裂の伝播速度を低減する効果は無いので、鋼材の打抜き後の疲労特性を向上させるのは難しい。
In order to improve the fatigue characteristics of a steel material without a notch, it is effective to refine the microstructure. For example,
これに対し、ミクロ組織を複合組織化することによって、き裂伝播速度を低減できることが報告されている。例えば特許文献5には、微細なフェライトを主相とした組織中に硬質なベイナイトまたはマルテンサイトを分散させることによって、疲労限度比が高くかつ疲労き裂伝播特性に優れた熱延鋼板が得られることが記載されている。特許文献5には、上記の熱延鋼板が、平滑部材のみならず、切欠き部を有する部材にも利用できることが記載されている。特許文献6および7には、複合組織中のマルテンサイトのアスペクト比を大きくすることによって、き裂伝播速度を低減できることが記載されている。 On the other hand, it has been reported that the crack propagation speed can be reduced by forming a microstructure into a composite structure. For example, in Patent Document 5, a hot rolled steel sheet having a high fatigue limit ratio and excellent fatigue crack propagation characteristics can be obtained by dispersing hard bainite or martensite in a structure having fine ferrite as a main phase. It is described. Patent Document 5 describes that the above hot-rolled steel sheet can be used not only for a smooth member but also for a member having a notch. Patent Documents 6 and 7 describe that the crack propagation speed can be reduced by increasing the aspect ratio of martensite in the composite structure.
ところで、自動車に用いられる鋼板は薄板であり、加工時にはプレス成型が行われる。しかしながら、特許文献5には、鋼板のプレス成型性を向上させるための手法が記載されておらず、ベイナイトおよびマルテンサイトの硬度および形状に格別の注意を払っていない。このため、特許文献5に記載された鋼板は良好なプレス成型性を備えていないと考えられ、自動車用鋼板に適していないと考えられる。特許文献6および7に記載された鋼板は厚板に関するものであり、プレス成型を行う際に必要となる延性および穴広げ性等の加工性を備えていない。そのため、特許文献6および7に記載された鋼板を自動車用鋼板として用いることは困難である。 By the way, the steel plate used for a motor vehicle is a thin plate, and press molding is performed at the time of processing. However, Patent Document 5 does not describe a technique for improving the press formability of a steel sheet, and does not pay special attention to the hardness and shape of bainite and martensite. For this reason, it is thought that the steel plate described in Patent Document 5 does not have good press formability and is not suitable for a steel plate for automobiles. The steel plates described in Patent Documents 6 and 7 relate to thick plates and do not have workability such as ductility and hole expansibility required when performing press molding. For this reason, it is difficult to use the steel sheets described in Patent Documents 6 and 7 as automobile steel sheets.
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、打抜き疲労特性と加工性とに優れた熱延鋼板およびその製造方法を提供することことを目的としている。 The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a hot-rolled steel sheet excellent in punching fatigue characteristics and workability and a method for producing the same.
本発明者らは、熱延鋼板の打抜き疲労特性および加工性を向上させるために鋭意研究を行った。その結果、熱延鋼板が下記の(a)〜(e)の要件を満たすことが重要であることが分かった。
(a)フェライトを主相としたミクロ組織中に、マルテンサイトが体積分率で3%以上20%未満存在する。
(b)板厚中央部のマルテンサイト粒のうち60%以上がアスペクト比3以上である。
(c)板厚中央部のマルテンサイト粒の圧延方向における平均長さが20μm未満である。
(d)板厚中央部のマルテンサイト粒のビッカース硬度のばらつきが小さい。具体的には、板厚中央部のマルテンサイトが下記式(i)を満たす。
σ(Hv)/E(Hv)<0.16 ・・・ (i)
式(i)において、E(Hv)は、板厚中央部のマルテンサイト粒のビッカース硬度の平均値であり、σ(Hv)は、板厚中央部のマルテンサイト粒のビッカース硬度の標準偏差である。
(e)フェライト粒の平均アスペクト比が5未満である。
The inventors of the present invention have intensively studied to improve the punching fatigue characteristics and workability of hot-rolled steel sheets. As a result, it was found that it is important for the hot-rolled steel sheet to satisfy the following requirements (a) to (e).
(A) Martensite is present in a volume fraction of 3% or more and less than 20% in a microstructure having ferrite as a main phase.
(B) 60% or more of the martensite grains in the center of the plate thickness have an aspect ratio of 3 or more.
(C) The average length in the rolling direction of the martensite grains at the center of the plate thickness is less than 20 μm.
(D) The variation in Vickers hardness of the martensite grains at the center of the plate thickness is small. Specifically, the martensite at the center of the plate thickness satisfies the following formula (i).
σ (Hv) / E (Hv) <0.16 (i)
In the formula (i), E (Hv) is an average value of Vickers hardness of the martensite grains at the center of the plate thickness, and σ (Hv) is a standard deviation of Vickers hardness of the martensite grains at the center of the plate thickness. is there.
(E) The average aspect ratio of the ferrite grains is less than 5.
本発明は、上記の知見に基づいて完成したものであって、その要旨は下記の熱延鋼板および熱延鋼板の製造方法である。 This invention is completed based on said knowledge, The summary is the manufacturing method of the following hot-rolled steel plate and a hot-rolled steel plate.
(1)化学組成が、質量%で
C:0.04〜0.2%、
Mn:0.1〜3.0%、
Al:0.001〜2.0%、
N:0.0001〜0.01%、
Si:0〜3.0%、
Ti:0〜0.3%、
Nb:0〜0.30%、
Cu:0〜2.0%、
Ni:0〜2.0%、
Mo:0〜1.0%、
V:0〜0.3%、
Cr:0〜2.0%、
Mg:0〜0.01%、
Ca:0〜0.01%、
REM:0〜0.1%、
B:0〜0.01%、
残部:Feおよび不純物であり、
不純物としてのP、SおよびOがそれぞれ、P:0.10%以下、S:0.03%以下、O:0.01%以下であり、
フェライトを主相とするミクロ組織中に、マルテンサイトが体積分率で3%以上20%未満存在し、板厚中央部のマルテンサイト粒のうち60%以上がアスペクト比3以上であり、板厚中央部のマルテンサイト粒の圧延方向における平均長さが20μm未満であり、板厚中央部のマルテンサイト粒のビッカース硬度が下記式(i)を満たし、フェライト粒の平均アスペクト比が5未満である、熱延鋼板。
σ(Hv)/E(Hv)<0.16 ・・・ (i)
但し、
E(Hv)は、板厚中央部のマルテンサイト粒のビッカース硬度の平均値を意味し、
σ(Hv)は、板厚中央部のマルテンサイト粒のビッカース硬度の標準偏差を意味する。
(1) Chemical composition in mass% C: 0.04 to 0.2%,
Mn: 0.1 to 3.0%
Al: 0.001 to 2.0%,
N: 0.0001 to 0.01%
Si: 0 to 3.0%,
Ti: 0 to 0.3%,
Nb: 0 to 0.30%,
Cu: 0 to 2.0%,
Ni: 0 to 2.0%,
Mo: 0 to 1.0%,
V: 0 to 0.3%
Cr: 0 to 2.0%,
Mg: 0 to 0.01%,
Ca: 0 to 0.01%,
REM: 0-0.1%
B: 0 to 0.01%
Balance: Fe and impurities,
P, S and O as impurities are respectively P: 0.10% or less, S: 0.03% or less, O: 0.01% or less,
In the microstructure with ferrite as the main phase, martensite is present in a volume fraction of 3% to less than 20%, and 60% or more of the martensite grains in the center of the plate thickness have an aspect ratio of 3 or more. The average length in the rolling direction of the martensite grains in the center is less than 20 μm, the Vickers hardness of the martensite grains in the center of the plate thickness satisfies the following formula (i), and the average aspect ratio of the ferrite grains is less than 5 , Hot rolled steel sheet.
σ (Hv) / E (Hv) <0.16 (i)
However,
E (Hv) means the average value of the Vickers hardness of the martensite grains at the center of the plate thickness,
σ (Hv) means the standard deviation of the Vickers hardness of the martensite grains at the center of the plate thickness.
(2)前記化学組成が、質量%で、
Ti:下記式(ii)を満たす範囲、および
Nb:0.01〜0.1%
から選択される1種以上を含有する、上記(1)の熱延鋼板。
0.005+48(N/14+S/32)≦Ti≦0.3 ・・・ (ii)
但し、式(ii)中の各元素記号は、鋼板中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表す。
(2) The chemical composition is mass%,
Ti: a range satisfying the following formula (ii), and Nb: 0.01 to 0.1%
The hot rolled steel sheet according to (1) above, which contains one or more selected from the above.
0.005 + 48 (N / 14 + S / 32) ≦ Ti ≦ 0.3 (ii)
However, each element symbol in the formula (ii) represents the content (% by mass) of each element contained in the steel plate.
(3)前記化学組成が、質量%で、
Mg:0.0005〜0.01%、
Ca:0.0005〜0.01%、および
REM:0.0005〜0.1%
から選択される1種以上を含有する、上記(1)または(2)の熱延鋼板。
(3) The chemical composition is mass%,
Mg: 0.0005 to 0.01%,
Ca: 0.0005 to 0.01%, and REM: 0.0005 to 0.1%
The hot rolled steel sheet according to the above (1) or (2), which contains one or more selected from the above.
(4)前記化学組成が、質量%で、
B:0.0002〜0.0020%
を含有する、上記(1)から(3)までのいずれかの熱延鋼板。
(4) The chemical composition is mass%,
B: 0.0002 to 0.0020%
The hot-rolled steel sheet according to any one of (1) to (3) above.
(5)前記化学組成が、質量%で、
Cu:0.02〜1.2%、
Ni:0.01〜0.6%、
Mo:0.01〜1.0%、
V:0.01〜0.2%、および
Cr:0.01〜2.0%
から選択される1種以上を含有する、上記(1)から(4)までのいずれかの熱延鋼板。
(5) The chemical composition is mass%,
Cu: 0.02 to 1.2%,
Ni: 0.01 to 0.6%,
Mo: 0.01 to 1.0%,
V: 0.01 to 0.2%, and Cr: 0.01 to 2.0%
The hot-rolled steel sheet according to any one of (1) to (4) above, which contains one or more selected from the above.
(6)上記(1)から(5)までのいずれかの化学組成を有する溶鋼をスラブに鋳造する鋳造工程、
前記スラブを、冷却した後または前記鋳造に引き続いて、下記式(iii)を満たすように加熱する加熱工程、
仕上圧延の最終圧下時の鋼板温度(℃)および圧下率(%)が下記式(iv)および(v)を満たすように前記加熱後のスラブを圧延する熱間圧延工程、
前記圧延によって得られた鋼板を、750℃までの冷却速度が60℃/s以上になるように750℃未満まで冷却する第1冷却工程、
前記750℃未満まで冷却した鋼板を、温度変化が50℃未満となるように600℃以上750℃未満の温度域で5秒以上保持する保持工程、
前記5秒以上保持した鋼板を、下記式(vi)で規定されるTc℃以下まで、Tc℃以上600℃未満の温度域における冷却速度が50℃/s以上となるように冷却する第2冷却工程、および
前記Tc℃以下まで冷却した鋼板をTc℃以下の温度で巻き取る巻取工程を備える、熱延鋼板の製造方法。
t≧1.4×10−6×exp{3.2×104/(Tf+273)} ・・・ (iii)
(Tr−100)≦鋼板温度<Tr ・・・ (iv)
3≦圧下率<40 ・・・ (v)
Tc=561−474×C−33×Mn−17×Ni−17×Cr−21×Mo ・・・ (vi)
但し、
t(s)は、均熱帯におけるスラブの加熱時間、
Tf(℃)は、前記均熱帯におけるスラブの平均温度、
Trは、870+10×(C+N)×Mn+350×Nb+250×Ti+40×B+10×Cr+100×Mo+100×Vの計算値、
各式中の各元素記号は、各元素の含有量(質量%)を、それぞれ意味する。
(6) A casting process in which molten steel having any chemical composition of (1) to (5) is cast into a slab,
A heating step of heating the slab after cooling or following the casting so as to satisfy the following formula (iii):
A hot rolling step of rolling the slab after the heating so that the steel plate temperature (° C.) and the reduction rate (%) at the time of final rolling of finish rolling satisfy the following formulas (iv) and (v):
A first cooling step for cooling the steel sheet obtained by the rolling to less than 750 ° C. so that the cooling rate to 750 ° C. is 60 ° C./s or more;
Holding the steel sheet cooled to less than 750 ° C. for 5 seconds or more in a temperature range of 600 ° C. or more and less than 750 ° C. so that the temperature change is less than 50 ° C .;
Second cooling for cooling the steel plate held for 5 seconds or more to a cooling rate of 50 ° C./s or more in a temperature range of Tc ° C. or more and less than 600 ° C. to Tc ° C. or less defined by the following formula (vi). The manufacturing method of a hot-rolled steel sheet provided with the winding process which winds the process and the steel plate cooled to the said Tc degrees C or less at the temperature of Tc degrees C or less.
t ≧ 1.4 × 10 −6 × exp {3.2 × 10 4 / (Tf + 273)} (iii)
(Tr-100) ≦ steel plate temperature <Tr (iv)
3 ≦ rolling rate <40 (v)
Tc = 561-474 × C-33 × Mn-17 × Ni-17 × Cr-21 × Mo (vi)
However,
t (s) is the heating time of the slab in the soaking zone,
Tf (° C.) is the average temperature of the slab in the soaking zone,
Tr is a calculated value of 870 + 10 × (C + N) × Mn + 350 × Nb + 250 × Ti + 40 × B + 10 × Cr + 100 × Mo + 100 × V,
Each element symbol in each formula means the content (% by mass) of each element.
(7)前記巻取工程の後、当該熱延鋼板に溶融亜鉛めっき処理または合金化溶融亜鉛めっき処理を施す、上記(6)の熱延鋼板の製造方法。 (7) The method for producing a hot-rolled steel sheet according to (6), wherein the hot-rolled steel sheet is subjected to a hot-dip galvanizing process or an alloyed hot-dip galvanizing process after the winding step.
本発明によれば、優れた打抜き疲労特性および加工性を備えた熱延鋼板が得られ、例えば、自動車の足回り部品に用いられる熱延鋼板の疲労寿命を延ばすことができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the hot-rolled steel plate provided with the outstanding punch fatigue characteristic and workability is obtained, and the fatigue life of the hot-rolled steel plate used for the undercarriage part of a motor vehicle can be extended, for example.
以下、本発明について詳しく説明する。なお、本発明は、板厚8mm以下の鋼板に好適に利用できる。 The present invention will be described in detail below. In addition, this invention can be utilized suitably for the steel plate of plate thickness 8mm or less.
1.ミクロ組織について
本発明の熱延鋼板のミクロ組織は、主相をフェライトとし、マルテンサイト(島状マルテンサイト)が体積分率で3%以上20%未満存在する複合組織であることを特徴とする。高強度鋼板では、その強度を高めるため、フェライト中に強度の高い第二相を分散させた複合組織がよく用いられている。特にフェライト・マルテンサイト鋼はフェライトが延性を向上させ、マルテンサイトが強度を向上させるため、強度と延性のバランスが良好である。さらに、マルテンサイトはフェライト中の疲労き裂伝播の障害となる。具体的には、フェライト中を伝播するき裂の多くは、マルテンサイトに進入せずに、マルテンサイトを避けるように迂回または分岐する。このように、マルテンサイトは疲労き裂伝播速度を低減する効果がある。このため、フェライト・マルテンサイト鋼は打抜き疲労特性に優れる。これらのことから、本発明の熱延鋼板のミクロ組織では、主相をフェライトとし、第二相としてマルテンサイト(島状マルテンサイト)を分散させる。
1. Microstructure The microstructure of the hot-rolled steel sheet of the present invention is characterized in that it is a composite structure in which the main phase is ferrite and martensite (island martensite) is present in a volume fraction of 3% to less than 20%. . In high-strength steel sheets, a composite structure in which a high-strength second phase is dispersed in ferrite is often used in order to increase the strength. In particular, ferrite-martensite steel has a good balance between strength and ductility because ferrite improves ductility and martensite improves strength. Furthermore, martensite becomes an obstacle to fatigue crack propagation in ferrite. Specifically, many cracks propagating in the ferrite do not enter the martensite but bypass or branch so as to avoid the martensite. Thus, martensite has the effect of reducing the fatigue crack propagation rate. For this reason, ferritic and martensitic steels are excellent in punching fatigue characteristics. For these reasons, in the microstructure of the hot rolled steel sheet of the present invention, the main phase is ferrite, and martensite (island martensite) is dispersed as the second phase.
本発明者らの検討によれば、マルテンサイトによる疲労き裂伝播抑制効果は、ミクロ組織におけるマルテンサイトの体積分率が3%以上で発現する。ミクロ組織におけるマルテンサイトの体積分率は5%以上であることが好ましく、7%以上であることがより好ましい。一方、ミクロ組織におけるマルテンサイトの体積分率が20%以上の場合、マルテンサイトがボイドと呼ばれる欠陥の起点となって穴広げ率が低下する。これにより、自動車の足廻り部品に必要とされる、(引張強さ)×(穴広げ率)≧35000の要件を満たさなくなる。以上のことから、マルテンサイトの体積分率は3%以上20%未満とした。 According to the study by the present inventors, the fatigue crack propagation suppressing effect by martensite is manifested when the volume fraction of martensite in the microstructure is 3% or more. The volume fraction of martensite in the microstructure is preferably 5% or more, more preferably 7% or more. On the other hand, when the volume fraction of martensite in the microstructure is 20% or more, martensite becomes a starting point of defects called voids, and the hole expansion rate decreases. As a result, the requirement of (tensile strength) × (hole expansion ratio) ≧ 35000, which is required for automobile undercarriage parts, is not satisfied. From the above, the volume fraction of martensite was set to 3% or more and less than 20%.
次に、フェライト粒の平均アスペクト比について説明する。フェライト粒のアスペクト比は、(フェライト粒の長軸の長さ)/(フェライト粒の短軸の長さ)で決定される。オーステナイト域で仕上圧延を終了した場合には、フェライト粒の平均アスペクト比は5未満となる。一方、仕上圧延の最終段の圧延温度が低く、オーステナイトおよびフェライトの二相域で仕上圧延を終了した場合には、フェライト粒が圧延方向に延伸する。これにより、フェライト粒の平均アスペクト比が5以上になる。このような場合、フェライト粒が加工硬化するため鋼板の延性が低下し、(引張強さ)×(全伸び)≧18000を満たすことができない。 Next, the average aspect ratio of ferrite grains will be described. The aspect ratio of the ferrite grain is determined by (length of major axis of ferrite grain) / (length of minor axis of ferrite grain). When finish rolling is finished in the austenite region, the average aspect ratio of the ferrite grains is less than 5. On the other hand, when the rolling temperature in the final stage of finish rolling is low and finish rolling is finished in the two-phase region of austenite and ferrite, the ferrite grains are stretched in the rolling direction. Thereby, the average aspect ratio of the ferrite grains becomes 5 or more. In such a case, since the ferrite grains are work-hardened, the ductility of the steel sheet is lowered and (tensile strength) × (total elongation) ≧ 18000 cannot be satisfied.
次に、板厚中央部のマルテンサイト粒のアスペクト比およびビッカース硬度について説明する。なお、本発明では、島状に分散して生成するマルテンサイトのそれぞれをマルテンサイト粒と呼ぶ。マルテンサイト粒のアスペクト比は、(マルテンサイト粒の長軸の長さ)/(マルテンサイト粒の短軸の長さ)で決定される。マルテンサイト粒のアスペクト比が大きいほど、疲労き裂の伝播方向にき裂伝播の障害になるマルテンサイト粒が存在する確率が大きくなり、き裂の迂回距離および分岐頻度が増大する。これにより、疲労き裂が一方向に高速で伝播することを防止できるのに加え、き裂の閉口が促進されるので、疲労き裂伝播速度を効果的に低減できる。 Next, the aspect ratio and Vickers hardness of the martensite grains at the center of the plate thickness will be described. In the present invention, each martensite dispersed and generated in an island shape is called a martensite grain. The aspect ratio of the martensite grain is determined by (the length of the major axis of the martensite grain) / (the length of the minor axis of the martensite grain). The larger the aspect ratio of the martensite grains, the greater the probability that there will be martensite grains that obstruct crack propagation in the direction of fatigue crack propagation, and the crack detour distance and branching frequency will increase. Thereby, in addition to preventing a fatigue crack from propagating at a high speed in one direction, the closing of the crack is promoted, so that the fatigue crack propagation speed can be effectively reduced.
熱延鋼板の打抜き疲労試験を軸疲労試験で行うと、一般に、板厚中央部から疲労き裂が発生し、き裂が板厚方向に伝播することで破断に至る。このようなき裂の発生および初期のき裂伝播を抑制するには、板厚中央部のマルテンサイト粒の形態が特に重要である。具体的には、板厚中央部において、アスペクト比が3未満のマルテンサイト粒の比率(マルテンサイト粒の総数に対する割合)が高いと、き裂がマルテンサイトを迂回する際の距離が短くなる。さらに、き裂がマルテンサイト粒を避けるように分岐した場合には、分岐したき裂がマルテンサイト粒を迂回する際の距離が短くなる。このため、アスペクト比が3未満のマルテンサイト粒の比率が高いと、き裂伝播を抑制する効果は小さい。したがって、本発明の熱延鋼板では、板厚中央部において、アスペクト比が3以上のマルテンサイト粒の比率を60%以上にし、好ましくは80%以上にする。 When a punching fatigue test of a hot-rolled steel sheet is performed by an axial fatigue test, generally, a fatigue crack is generated from the center part of the sheet thickness, and the crack propagates in the sheet thickness direction, leading to a fracture. In order to suppress the occurrence of such cracks and the initial crack propagation, the form of martensite grains at the center of the plate thickness is particularly important. Specifically, when the ratio of martensite grains having an aspect ratio of less than 3 (ratio to the total number of martensite grains) is high in the center portion of the plate thickness, the distance at which the crack bypasses martensite is shortened. Further, when the crack is branched so as to avoid the martensite grains, the distance at which the branched crack bypasses the martensite grains is shortened. For this reason, if the ratio of martensite grains having an aspect ratio of less than 3 is high, the effect of suppressing crack propagation is small. Therefore, in the hot-rolled steel sheet of the present invention, the ratio of martensite grains having an aspect ratio of 3 or more is set to 60% or more, preferably 80% or more, in the central portion of the plate thickness.
次に、板厚中央部のマルテンサイト粒のビッカース硬度について説明する。先に述べたマルテンサイトによるき裂伝播抑制効果は、マルテンサイト粒の硬度が高いほど顕著である。しかし、板厚中央部においてマルテンサイト粒の硬度ばらつきが大きい場合、き裂は比較的軟質なマルテンサイト粒を選択的に破壊しつつ伝播するため、き裂伝播抑制効果が小さい。そこで、本発明者らは、マルテンサイト粒の硬度ばらつきとき裂伝播抑制効果との関係について検討した。その結果、マルテンサイト粒の硬度ばらつきが下記式(i)を満たす場合には、上述の選択的なマルテンサイト粒の破壊が起こり難く、優れた打抜き疲労特性が得られることが分かった。そこで、本発明の熱延鋼板では、板厚中央部のマルテンサイト粒のビッカース硬度が下記式(i)を満たすこととした。
σ(Hv)/E(Hv)<0.16 ・・・ (i)
式(i)において、E(Hv)は、板厚中央部のマルテンサイト粒のビッカース硬度の平均値であり、σ(Hv)は、板厚中央部のマルテンサイト粒のビッカース硬度の標準偏差である。
Next, the Vickers hardness of the martensite grains at the center of the plate thickness will be described. The above-described crack propagation suppression effect by martensite is more remarkable as the hardness of the martensite grains is higher. However, when the hardness variation of the martensite grains is large in the central portion of the plate thickness, the crack propagates while selectively destroying the relatively soft martensite grains, so that the crack propagation suppressing effect is small. Therefore, the present inventors examined the relationship between the hardness variation of martensite grains and the crack propagation suppressing effect. As a result, it was found that when the hardness variation of the martensite grains satisfies the following formula (i), the selective martensite grains are hardly broken and excellent punching fatigue characteristics can be obtained. Therefore, in the hot-rolled steel sheet of the present invention, the Vickers hardness of the martensite grains at the center of the sheet thickness satisfies the following formula (i).
σ (Hv) / E (Hv) <0.16 (i)
In the formula (i), E (Hv) is an average value of Vickers hardness of the martensite grains at the center of the plate thickness, and σ (Hv) is a standard deviation of Vickers hardness of the martensite grains at the center of the plate thickness. is there.
次に、板厚中央部のマルテンサイト粒の圧延方向における長さについて説明する。フェライト・マルテンサイト鋼が変形する際には、軟質なフェライトが優先的に塑性変形する。このため、フェライト・マルテンサイト鋼の変形に伴ってマルテンサイトが担う応力が増大し、フェライトとの界面近傍においてマルテンサイトに大きなひずみが生じる。マルテンサイトが担う応力、または上記界面近傍のひずみが一定以上になると、マルテンサイトが割れて、複数のボイドと呼ばれる欠陥が鋼中に生じる。この複数のボイドが連結することによって、鋼板が破断する。そのため、ボイドが発生し易い鋼板は、局部変形に弱く、穴広げ性が劣る。 Next, the length in the rolling direction of the martensite grains at the center of the plate thickness will be described. When ferritic / martensitic steel is deformed, soft ferrite preferentially undergoes plastic deformation. For this reason, the stress which a martensite bears increases with deformation of ferrite martensite steel, and a big distortion arises in a martensite near the interface with a ferrite. When the stress which martensite bears or the strain near the interface becomes a certain level or more, the martensite breaks and a plurality of defects called voids are generated in the steel. The steel plate is broken by connecting the plurality of voids. Therefore, a steel plate in which voids are likely to occur is weak against local deformation and has poor hole expandability.
マルテンサイトが圧延方向に延びるように形成されている場合、鋼板変形時の応力およびひずみがそのマルテンサイトに集中する。それにより、早期にボイドが発生するので、穴広げ性が低下し易い。また、表層部と比較して板厚中央部は塑性拘束が強いため、ボイドが発生し易い。そのため、板厚中央部のマルテンサイト粒の長さは特に重要である。本発明者らの検討によれば、板厚中央部のマルテンサイト粒の圧延方向における平均長さを20μm未満にすることによって、ボイドの発生を十分に抑制できる。それにより、自動車の足廻り部品に必要とされる上述の要件(引張強さ)×(穴広げ率)≧35000を満たすことができる。板厚中央部のマルテンサイト粒の圧延方向における平均長さは、18μm未満であることがより好ましい。 When martensite is formed so as to extend in the rolling direction, stress and strain at the time of deformation of the steel sheet are concentrated on the martensite. Thereby, since voids are generated at an early stage, the hole expandability tends to be lowered. Further, since the plastic thickness restraint is strong in the central part of the plate thickness as compared with the surface layer part, voids are easily generated. Therefore, the length of the martensite grain at the center of the plate thickness is particularly important. According to the study by the present inventors, the occurrence of voids can be sufficiently suppressed by setting the average length in the rolling direction of the martensite grains at the center of the plate thickness to less than 20 μm. Thereby, the above-mentioned requirement (tensile strength) × (hole expansion rate) ≧ 35000 required for the undercarriage parts of the automobile can be satisfied. The average length in the rolling direction of the martensite grains at the center of the plate thickness is more preferably less than 18 μm.
本発明の熱延鋼板のミクロ組織におけるフェライトおよびマルテンサイトの体積分率は、下記のようにして求めることができる。まず、鋼板の圧延方向に平行な板厚断面が観察面となるように、鋼板から試料を採取する。上記観察面を研磨した後、ナイタールエッチングする。そして、上記観察面のうち、板厚の1/4厚、3/8厚、および1/2厚の位置をFE−SEMで観察する。具体的には、1000倍の倍率で、上述の各位置について10視野ずつ観察し、フェライト相およびマルテンサイト相の面積率を測定する。その測定結果(30視野の測定結果)から各相の面積率の平均値を求め、求めた各相の面積率の平均値を各相の体積分率とする。 The volume fraction of ferrite and martensite in the microstructure of the hot-rolled steel sheet of the present invention can be determined as follows. First, a sample is taken from a steel sheet so that a plate thickness section parallel to the rolling direction of the steel sheet becomes an observation surface. After the observation surface is polished, nital etching is performed. And the position of 1/4 thickness, 3/8 thickness, and 1/2 thickness of plate | board thickness is observed by FE-SEM among the said observation surfaces. Specifically, 10 fields of view are observed for each position described above at a magnification of 1000, and the area ratios of the ferrite phase and the martensite phase are measured. The average value of the area ratio of each phase is obtained from the measurement result (measurement result of 30 visual fields), and the obtained average value of the area ratio of each phase is defined as the volume fraction of each phase.
フェライト粒の平均アスペクト比は、上記観察面において、板厚の1/4厚の位置から1/2厚の位置までのフェライト粒をFE−SEMで50個以上観察することによって求めることができる。 The average aspect ratio of the ferrite grains can be obtained by observing 50 or more ferrite grains from the position of 1/4 thickness to the position of 1/2 thickness with the FE-SEM on the observation surface.
板厚中央部のマルテンサイト粒のアスペクト比は、上記観察面において、板厚の1/2厚の位置のマルテンサイト粒をFE−SEMで50個以上観察することによって求めることができる。 The aspect ratio of the martensite grains in the central portion of the plate thickness can be obtained by observing 50 or more martensite grains at a position of 1/2 the plate thickness on the observation surface with an FE-SEM.
板厚中央部のマルテンサイト粒の圧延方向の平均長さは、下記のようにして求めることができる。まず、上記観察面において、板厚の1/2厚の位置のマルテンサイト粒をFE−SEMで50個以上観察し、各マルテンサイト粒の圧延方向の長さを測定する。そして、その測定結果の平均値を求めることにより、板厚中央部のマルテンサイト粒の圧延方向の平均長さが得られる。 The average length in the rolling direction of the martensite grains at the center of the plate thickness can be determined as follows. First, on the observation surface, 50 or more martensite grains at a position of 1/2 the plate thickness are observed with an FE-SEM, and the length of each martensite grain in the rolling direction is measured. And the average length of the rolling direction of the martensite grain of a plate | board thickness center part is obtained by calculating | requiring the average value of the measurement result.
板厚中央部のマルテンサイト粒のビッカース硬度の平均値および標準偏差は、上記観察面において、板厚の1/2厚の位置の50個以上のマルテンサイト粒のビッカース硬度を測定することによって求めることができる。試験荷重は、例えば10gf(98.1g・m/s2)とする。 The average value and the standard deviation of the Vickers hardness of the martensite grains at the center of the plate thickness are obtained by measuring the Vickers hardness of 50 or more martensite grains at the position of 1/2 thickness of the plate thickness on the observation surface. be able to. The test load is, for example, 10 gf (98.1 g · m / s 2 ).
2.化学組成について
本発明において熱延鋼板の化学組成を規定する理由を以下に説明する。なお、熱延鋼板の化学組成の説明において、各元素の含有量の「%」表示は「質量%」を意味する。
2. About a chemical composition The reason which prescribes | regulates the chemical composition of a hot-rolled steel plate in this invention is demonstrated below. In the description of the chemical composition of the hot-rolled steel sheet, “%” display of the content of each element means “mass%”.
C:0.04〜0.2%
Cは本発明において重要な元素の一つである。Cは、マルテンサイトを生成させ、組織強化による熱延鋼板の強度向上に寄与する。さらに、Cは、マルテンサイトの硬度を向上させ、き裂伝播を抑制する効果を有する。ただし、C含有量が0.04%未満では、マルテンサイトのビッカース硬度および体積分率を十分に確保できないため、熱延鋼板の打抜き疲労特性を十分に向上できない。一方、C含有量が0.2%を超えると、硬質の第二相であるマルテンサイトの体積分率が大きくなり、熱延鋼板の穴広げ性が低下する。したがって、C含有量は0.04〜0.2%とする。
C: 0.04 to 0.2%
C is one of the important elements in the present invention. C generates martensite and contributes to improving the strength of the hot-rolled steel sheet by strengthening the structure. Furthermore, C has the effect of improving the hardness of martensite and suppressing crack propagation. However, if the C content is less than 0.04%, the Vickers hardness and volume fraction of martensite cannot be sufficiently ensured, so that the punching fatigue characteristics of the hot-rolled steel sheet cannot be sufficiently improved. On the other hand, when the C content exceeds 0.2%, the volume fraction of martensite, which is the hard second phase, increases, and the hole expandability of the hot-rolled steel sheet decreases. Therefore, the C content is 0.04 to 0.2%.
Mn:0.1〜3.0%
Mnは、固溶強化および焼入れ強化(マルテンサイトの生成)のために含有させる。しかし、Mn含有量が3%を超えると、これらの効果は飽和する。一方、Mn含有量が0.1%未満では、焼入れ時(より具体的には、冷却時)にパーライトおよびベイナイトの生成を十分に抑制できない。すなわち、マルテンサイトの体積分率を十分に確保できない。したがって、Mn含有量は、0.1〜3.0%とする。Mn含有量は、0.3%以上とすることが好ましい。また、Mn含有量は、2.5%以下とすることが好ましい。
Mn: 0.1 to 3.0%
Mn is contained for solid solution strengthening and quenching strengthening (generation of martensite). However, when the Mn content exceeds 3%, these effects are saturated. On the other hand, if the Mn content is less than 0.1%, the formation of pearlite and bainite cannot be sufficiently suppressed during quenching (more specifically, during cooling). That is, a sufficient volume fraction of martensite cannot be secured. Therefore, the Mn content is 0.1 to 3.0%. The Mn content is preferably 0.3% or more. The Mn content is preferably 2.5% or less.
Al:0.001〜2.0%
Alは、粗大なセメンタイトの生成を抑制し、熱延鋼板の低温靭性を向上させる。また、Alは、脱酸材としても利用できる。これらの効果を得るためには、Alを0.001%以上含有させる必要がある。しかしながら、Alを過剰に含有させると、Al系の粗大介在物の個数を増大させ、熱延鋼板の穴広げ性の低下および表面疵の原因になる。このことから、Al含有量の上限値を2.0%とした。Al含有量の好ましい上限値は1.5%であり、好ましい下限値は0.01%である。
Al: 0.001 to 2.0%
Al suppresses the formation of coarse cementite and improves the low temperature toughness of the hot-rolled steel sheet. Al can also be used as a deoxidizing material. In order to obtain these effects, it is necessary to contain 0.001% or more of Al. However, when Al is excessively contained, the number of Al-based coarse inclusions is increased, which causes a decrease in hole expansibility of hot-rolled steel sheets and surface flaws. From this, the upper limit of the Al content was set to 2.0%. A preferable upper limit value of the Al content is 1.5%, and a preferable lower limit value is 0.01%.
N:0.0001〜0.01%
Nは、TiNとして存在し、スラブ加熱時に結晶粒の粗大化を抑制することによって熱延鋼板の低温靭性を向上させる。この効果を得るためには、Nを0.0001%以上含有させる必要がある。ただし、Nは、熱延鋼板を溶接する際にブローホール形成の要因となり、溶接部の継ぎ手強度を低下させる懸念がある。したがって、N含有量は、0.01%以下にする必要がある。N含有量の好ましい上限値は0.006%であり、好ましい下限値は0.0005%である。
N: 0.0001 to 0.01%
N exists as TiN and improves the low temperature toughness of the hot-rolled steel sheet by suppressing the coarsening of crystal grains during slab heating. In order to acquire this effect, it is necessary to contain N 0.0001% or more. However, N becomes a factor of blowhole formation when welding a hot-rolled steel sheet, and there is a concern that the joint strength of the welded portion is lowered. Therefore, the N content needs to be 0.01% or less. A preferable upper limit of N content is 0.006%, and a preferable lower limit is 0.0005%.
本発明に係る熱延鋼板には、上記の成分のほか、必要に応じて、下記に示す元素のうちから選んだ1種以上の成分を含有させることができる。 In addition to the above-described components, the hot-rolled steel sheet according to the present invention can contain one or more components selected from the following elements as necessary.
Si:0〜3.0%
Siは、熱延鋼板の強度向上に寄与する元素であり、溶鋼の脱酸材としても利用できる。この効果を得るためには、Siを0.001%以上含有させることが好ましい。特にSi含有量が0.1%以上の場合には、ミクロ組織中におけるセメンタイト等の鉄系炭化物の析出を抑制でき、熱延鋼板の強度および穴広げ性を向上できる。したがって、Si含有量は、0.1%以上とすることがより好ましい。一方、Si含有量が3.0%を超えても、熱延鋼板の強度向上の効果が飽和してしまう。したがって、Si含有量は3.0%以下とする。また、Si含有量が2.5%を超えると、鉄系炭化物の析出抑制の効果は飽和してしまう。したがって、Si含有量は、2.5%以下とすることが好ましい。
Si: 0 to 3.0%
Si is an element that contributes to improving the strength of the hot-rolled steel sheet, and can also be used as a deoxidizer for molten steel. In order to acquire this effect, it is preferable to contain Si 0.001% or more. In particular, when the Si content is 0.1% or more, precipitation of iron-based carbides such as cementite in the microstructure can be suppressed, and the strength and hole expandability of the hot-rolled steel sheet can be improved. Therefore, the Si content is more preferably 0.1% or more. On the other hand, even if the Si content exceeds 3.0%, the effect of improving the strength of the hot-rolled steel sheet is saturated. Therefore, the Si content is 3.0% or less. Moreover, when Si content exceeds 2.5%, the effect of precipitation suppression of an iron-type carbide will be saturated. Therefore, the Si content is preferably 2.5% or less.
Ti:0〜0.3%
Tiは、析出強化によって熱延鋼板の強度を向上させる。さらに、Tiは、熱延鋼板の低温靭性を向上させる。具体的には、Tiの炭窒化物または固溶Tiが熱間圧延時の結晶粒成長を遅延することによって、熱延鋼板の結晶粒を微細化できる。これにより、熱延鋼板の低温靱性が向上する。しかし、Ti含有量が0.3%を超えると、上記の効果が飽和して経済性が低下する。したがって、含有させる場合のTi含有量は0.3%以下とする。なお、上記の効果を得るためには、Tiを、「0.005+48(N/14+S/32)」%以上含有させることが好ましい(「N」および「S」は、NおよびSの含有量(質量%)をそれぞれ意味する)。すなわち、Tiを含有させる場合には、下記式(ii)を満たすことが好ましい。なお、Ti含有量が0.15%を超えると、鋳造時にタンディッシュノズルが詰まり易くなる恐れがある。このため、Ti含有量は0.15%以下とすることがより好ましい。
0.005+48(N/14+S/32)≦Ti≦0.3 ・・・ (ii)
式(ii)中の各元素記号は、各元素の含有量(質量%)を意味する。
Ti: 0 to 0.3%
Ti improves the strength of the hot-rolled steel sheet by precipitation strengthening. Further, Ti improves the low temperature toughness of the hot rolled steel sheet. Specifically, Ti carbonitride or solute Ti delays crystal grain growth during hot rolling, whereby crystal grains of the hot-rolled steel sheet can be refined. Thereby, the low temperature toughness of a hot-rolled steel sheet is improved. However, if the Ti content exceeds 0.3%, the above effects are saturated and the economic efficiency is lowered. Therefore, when Ti is contained, the Ti content is 0.3% or less. In order to obtain the above effect, Ti is preferably contained in an amount of “0.005 + 48 (N / 14 + S / 32)” or more (“N” and “S” are the contents of N and S ( Mass%) respectively)). That is, when Ti is contained, it is preferable to satisfy the following formula (ii). If the Ti content exceeds 0.15%, the tundish nozzle may be easily clogged during casting. For this reason, the Ti content is more preferably 0.15% or less.
0.005 + 48 (N / 14 + S / 32) ≦ Ti ≦ 0.3 (ii)
Each element symbol in formula (ii) means the content (% by mass) of each element.
Nb:0〜0.30%
Nbは、熱延鋼板の低温靭性を向上させる。具体的には、Nbの炭窒化物または固溶Nbが熱間圧延時の結晶粒成長を遅延することによって、熱延鋼板の結晶粒を微細化できる。これにより、熱延鋼板の低温靱性が向上する。しかし、Nb含有量が0.30%を超えると、上記の効果は飽和して経済性が低下する。したがって、含有させる場合のNb含有量は0.30%以下とする。Nb含有量が0.1%を超えると、完全未再結晶のオーステナイトからマルテンサイトへの変態が起き、板厚中央部のマルテンサイト粒の平均長さが長くなるおそれがある。したがって、Nb含有量の好ましい上限値は、0.1%である。上記の効果を得るためには、Nbを0.01%以上含有させることが好ましい。
Nb: 0 to 0.30%
Nb improves the low temperature toughness of the hot rolled steel sheet. Specifically, Nb carbonitride or solute Nb delays crystal grain growth during hot rolling, whereby crystal grains of the hot-rolled steel sheet can be refined. Thereby, the low temperature toughness of a hot-rolled steel sheet is improved. However, when the Nb content exceeds 0.30%, the above effect is saturated and the economic efficiency is lowered. Therefore, the Nb content in the case of inclusion is 0.30% or less. If the Nb content exceeds 0.1%, transformation from completely non-recrystallized austenite to martensite may occur, and the average length of martensite grains in the center of the plate thickness may be increased. Therefore, the preferable upper limit of Nb content is 0.1%. In order to acquire said effect, it is preferable to contain 0.01% or more of Nb.
Cu:0〜2.0%
Cuは、析出強化および固溶強化によって熱延鋼板の強度を向上させる。しかし、Cu含有量が2.0%を超えると、上記の効果が飽和して経済性が低下する。したがって、含有させる場合のCu含有量は2.0%以下とする。また、Cu含有量が1.2%を超えると、スケール中においてCuが濃縮後に溶融し、圧延時の疵の要因となるおそれがある。したがって、Cu含有量の好ましい上限値は、1.2%である。上記の効果を得るためには、Cuを0.01%以上含有させることが好ましく、0.02%以上含有させることがより好ましい。
Cu: 0 to 2.0%
Cu improves the strength of the hot-rolled steel sheet by precipitation strengthening and solid solution strengthening. However, if the Cu content exceeds 2.0%, the above effects are saturated and the economic efficiency is lowered. Therefore, the Cu content in the case of inclusion is 2.0% or less. On the other hand, if the Cu content exceeds 1.2%, Cu is melted after concentration in the scale, which may cause defects during rolling. Therefore, the preferable upper limit of Cu content is 1.2%. In order to acquire said effect, it is preferable to contain Cu 0.01% or more, and it is more preferable to contain 0.02% or more.
Ni:0〜2.0%
Niは、固溶強化によって熱延鋼板の強度を向上させる。しかし、Ni含有量が2.0%を超えると、上記の効果が飽和して経済性が低下する。したがって、含有させる場合のNi含有量は2.0%以下とする。Ni含有量が0.6%を超えると、熱間圧延時に疵が入りやすくなる。したがって、Ni含有量の好ましい上限値は、0.6%である。上記の効果を得るためには、Niを0.01%以上含有させることが好ましい。
Ni: 0 to 2.0%
Ni improves the strength of the hot-rolled steel sheet by solid solution strengthening. However, if the Ni content exceeds 2.0%, the above effect is saturated and the economy is lowered. Therefore, the Ni content in the case of inclusion is 2.0% or less. If the Ni content exceeds 0.6%, wrinkles easily occur during hot rolling. Therefore, the preferable upper limit of Ni content is 0.6%. In order to acquire said effect, it is preferable to contain 0.01% or more of Ni.
Mo:0〜1.0%
Moは、析出強化および固溶強化によって熱延鋼板の強度を向上させる。しかし、Mo含有量が1.0%を超えると、上記の効果が飽和して経済性が低下する。したがって、含有させる場合のMo含有量は、1.0%以下とする。Mo含有量の好ましい上限値は、0.7%である。上記の効果を得るためには、Moを0.01%以上含有させることが好ましい。
Mo: 0 to 1.0%
Mo improves the strength of the hot-rolled steel sheet by precipitation strengthening and solid solution strengthening. However, if the Mo content exceeds 1.0%, the above effects are saturated and the economic efficiency is lowered. Therefore, the Mo content in the case of inclusion is 1.0% or less. A preferable upper limit of the Mo content is 0.7%. In order to acquire said effect, it is preferable to contain 0.01% or more of Mo.
V:0〜0.3%
Vは、析出強化および固溶強化によって熱延鋼板の強度を向上させる。しかし、V含有量が0.3%を超えると、上記の効果が飽和して経済性が低下する。したがって、含有させる場合のV含有量は0.3%以下とする。V含有量の好ましい上限値は、0.2%である。上記の効果を得るためには、Vを0.01%以上含有させることが好ましい。
V: 0 to 0.3%
V improves the strength of the hot-rolled steel sheet by precipitation strengthening and solid solution strengthening. However, if the V content exceeds 0.3%, the above effect is saturated and the economic efficiency is lowered. Therefore, the V content when contained is 0.3% or less. A preferable upper limit of the V content is 0.2%. In order to acquire said effect, it is preferable to contain V 0.01% or more.
Cr:0〜2.0%
Crは、固溶強化によって熱延鋼板の強度を向上させる。しかし、Cr含有量が2.0%を超えると、上記の効果が飽和して経済性が低下する。したがって、含有させる場合のCr含有量は、2.0%以下とする。Cr含有量の好ましい上限値は、1.2%である。上記の効果を得るためには、Crを0.01%以上含有させることが好ましい。
Cr: 0 to 2.0%
Cr improves the strength of the hot-rolled steel sheet by solid solution strengthening. However, if the Cr content exceeds 2.0%, the above effect is saturated and the economic efficiency is lowered. Therefore, the Cr content when contained is 2.0% or less. A preferable upper limit of the Cr content is 1.2%. In order to acquire said effect, it is preferable to contain Cr 0.01% or more.
Mg:0〜0.01%
熱延鋼板中の非金属介在物は、破壊の起点となり、熱延鋼板の加工性を低下させる原因となる。Mgは、この非金属介在物の形態を制御し、熱延鋼板の加工性を向上させる。しかし、Mg含有量が0.01%を超えると、上記の効果が飽和して経済性が低下する。したがって、含有させる場合のMg含有量は0.01%以下とする。Mg含有量の好ましい上限値は、0.007%である。上記の効果は、Mgを0.0005%以上含有させることによって顕著に現れる。
Mg: 0 to 0.01%
Non-metallic inclusions in the hot-rolled steel sheet serve as a starting point for destruction and cause the workability of the hot-rolled steel sheet to deteriorate. Mg controls the form of this nonmetallic inclusion and improves the workability of the hot-rolled steel sheet. However, if the Mg content exceeds 0.01%, the above effect is saturated and the economy is lowered. Therefore, the Mg content when contained is 0.01% or less. A preferable upper limit of the Mg content is 0.007%. The above-described effect is remarkably exhibited by containing Mg in an amount of 0.0005% or more.
Ca:0〜0.01%
Caは、Mgと同様に、非金属介在物の形態を制御し、熱延鋼板の加工性を向上させる。しかし、Ca含有量が0.01%を超えると、上記の効果が飽和して経済性が低下する。したがって、含有させる場合のCa含有量は0.01%以下とする。Ca含有量の好ましい上限値は、0.007%である。上記の効果は、Caを0.0005%以上含有させることによって顕著に現れる。
Ca: 0 to 0.01%
Ca, like Mg, controls the form of non-metallic inclusions and improves the workability of the hot-rolled steel sheet. However, when the Ca content exceeds 0.01%, the above effect is saturated and the economic efficiency is lowered. Therefore, when Ca is contained, the Ca content is 0.01% or less. A preferable upper limit of the Ca content is 0.007%. The above-mentioned effect is remarkably exhibited by containing Ca of 0.0005% or more.
REM:0〜0.1%
REM(希土類元素)は、MgおよびCaと同様に、非金属介在物の形態を制御し、熱延鋼板の加工性を向上させる。しかし、REM含有量が0.1%を超えると、上記の効果が飽和して経済性が低下する。したがって、含有させる場合のREM含有量は0.01%以下とする。REM含有量の好ましい上限値は、0.06%である。上記の効果は、REMを0.0005%以上含有させることによって顕著に現れる。なお、REMとは、ランタノイドの15元素にYおよびScを合わせた17元素の総称である。本発明では、これらの17元素のうちの1種以上を鋼材に含有させることができる。REM含有量は、これらの元素の合計含有量を意味する。
REM: 0 to 0.1%
Similar to Mg and Ca, REM (rare earth element) controls the form of non-metallic inclusions and improves the workability of the hot-rolled steel sheet. However, if the REM content exceeds 0.1%, the above effect is saturated and the economic efficiency is lowered. Therefore, the REM content when contained is 0.01% or less. A preferable upper limit of the REM content is 0.06%. The above-mentioned effect is remarkably exhibited by containing REM 0.0005% or more. Note that REM is a general term for 17 elements including Y and Sc combined with 15 lanthanoid elements. In the present invention, one or more of these 17 elements can be contained in the steel material. The REM content means the total content of these elements.
B:0〜0.01%
Bは、結晶粒界に偏析して粒界強度を高めることによって、熱延鋼板の低温靭性を向上させる。しかし、B含有量が0.01%を超えると、上記の効果が飽和して経済性が低下する。したがって、含有させる場合のB含有量は0.01%以下とする。上記の効果を得るためには、Bを0.0002%以上含有させることが好ましく、0.0005%以上含有させることがより好ましく、0.0007%以上含有させることがさらに好ましい。また、B含有量は、0.0050%以下であることが好ましく、0.0030%以下であることがより好ましく、0.0020%以下であることがさらに好ましい。
B: 0 to 0.01%
B segregates at the crystal grain boundaries to increase the grain boundary strength, thereby improving the low temperature toughness of the hot-rolled steel sheet. However, if the B content exceeds 0.01%, the above effect is saturated and the economic efficiency is lowered. Therefore, the B content when contained is 0.01% or less. In order to acquire said effect, it is preferable to contain B 0.0002% or more, It is more preferable to contain 0.0005% or more, It is further more preferable to contain 0.0007% or more. Further, the B content is preferably 0.0050% or less, more preferably 0.0030% or less, and further preferably 0.0020% or less.
本発明に係る熱延鋼板は、上記の元素を含有し、残部はFeおよび不純物からなるものである。「不純物」とは、鋼材を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップ等の原料その他の要因により混入する成分を意味する。下記の不純物のうち、P、SおよびOについては、その含有量を厳密に制限する必要がある。 The hot-rolled steel sheet according to the present invention contains the above elements, and the balance is made of Fe and impurities. “Impurity” means a component that is mixed due to raw materials such as ore and scrap and other factors when industrially producing steel materials. Among the following impurities, it is necessary to strictly limit the content of P, S and O.
P:0.10%以下
Pは、溶銑に含まれている不純物である。Pは結晶粒界に偏析し、その含有量の増加に伴い熱延鋼板の低温靭性を低下させる。このため、P含有量は低いほど望ましい。P含有量が0.10%を超えると、熱延鋼板の加工性および溶接性に悪影響を及ぼす。したがって、P含有量は0.10%以下とする。特に、溶接性を考慮すると、P含有量は、0.03%以下であることが望ましい。
P: 0.10% or less P is an impurity contained in the hot metal. P segregates at the grain boundaries and lowers the low temperature toughness of the hot-rolled steel sheet as its content increases. For this reason, the lower the P content, the better. If the P content exceeds 0.10%, the workability and weldability of the hot-rolled steel sheet will be adversely affected. Therefore, the P content is 0.10% or less. In particular, considering the weldability, the P content is preferably 0.03% or less.
S:0.03%以下
Sは、溶銑に含まれている不純物である。Sは、その含有量が多すぎると、熱間圧延時の割れを引き起こすだけでなく、穴広げ性を低下させるMnSなどの介在物を生成させる。このため、S含有量は極力低減させるべきであるが、0.03%以下ならば許容できる範囲である。したがって、S含有量は0.03%以下とする。ただし、ある程度の穴広げ性を必要とする場合には、S含有量を0.01%以下とすることが好ましく、0.005%以下とすることがより好ましい。
S: 0.03% or less S is an impurity contained in the hot metal. If the content of S is too large, it not only causes cracking during hot rolling, but also generates inclusions such as MnS that reduce hole expandability. For this reason, the S content should be reduced as much as possible, but it is acceptable if it is 0.03% or less. Therefore, the S content is 0.03% or less. However, when a certain degree of hole expandability is required, the S content is preferably 0.01% or less, and more preferably 0.005% or less.
O(酸素):0.01%以下
Oは、酸化物を形成し、熱延鋼板の成形性を低下させる傾向があるので、その含有量を抑える必要がある。特に、O含有量が0.01%を超えると、上記の傾向が顕著となるので、O含有量は0.01%以下にする。一方、O含有量を0.0001%未満とすることは経済的に好ましくないので、O含有量は0.0001%以上とすることが望ましい。
O (oxygen): 0.01% or less O has a tendency to form an oxide and reduce the formability of the hot-rolled steel sheet, so the content thereof needs to be suppressed. In particular, when the O content exceeds 0.01%, the above tendency becomes remarkable, so the O content is set to 0.01% or less. On the other hand, since it is not economically preferable that the O content is less than 0.0001%, the O content is preferably 0.0001% or more.
Zr、Sn、Co、ZnおよびW:合計で0〜1%
Zr、Sn、Co、ZnおよびWを合計で1%以下含有しても、本発明の効果は損なわれない。なお、Snは、熱間圧延時に疵を発生させる原因となる恐れがある。したがって、Sn含有量は0.05%以下が望ましい。
Zr, Sn, Co, Zn and W: 0 to 1% in total
Even if the total content of Zr, Sn, Co, Zn and W is 1% or less, the effect of the present invention is not impaired. Note that Sn may cause wrinkles during hot rolling. Therefore, the Sn content is desirably 0.05% or less.
上述のミクロ組織および化学組成を有する本発明の熱延鋼板は、表面に溶融亜鉛めっき処理を施して溶融亜鉛めっき層を形成することによって、耐食性を向上させることができる。上記溶融亜鉛めっき処理の後、さらに合金化処理を施して合金化亜鉛めっき層を形成してもよい。めっき層は、純亜鉛に限るものでない。例えば、Si、Mg、Al、Fe、Mn、CaまたはZrなどの元素をめっき層に添加し、更なる耐食性の向上を図ってもよい。このようなめっき層を形成しても、本発明の熱延鋼板が有する優れた打抜き疲労特性および加工性は損なわれない。本発明の熱延鋼板が有するこれらの特性は、熱延鋼板が、有機皮膜形成、ラミネートフィルム加工、有機塩類処理、無機塩類処理、またはノンクロメート処理等によって形成される表面処理層を有していても損なわれない。 The hot-rolled steel sheet of the present invention having the above-described microstructure and chemical composition can improve the corrosion resistance by subjecting the surface to a hot-dip galvanizing treatment to form a hot-dip galvanized layer. After the hot dip galvanizing treatment, an alloying treatment may be further performed to form an alloyed galvanized layer. The plating layer is not limited to pure zinc. For example, an element such as Si, Mg, Al, Fe, Mn, Ca, or Zr may be added to the plating layer to further improve the corrosion resistance. Even if such a plating layer is formed, the excellent punching fatigue characteristics and workability of the hot-rolled steel sheet of the present invention are not impaired. These characteristics of the hot-rolled steel sheet of the present invention include that the hot-rolled steel sheet has a surface treatment layer formed by organic film formation, laminate film processing, organic salt treatment, inorganic salt treatment, non-chromate treatment, or the like. It will not be damaged.
3.熱延鋼板の製造方法
熱延鋼板の優れた打抜き疲労特性および加工性を実現するためには、上述したように、熱延鋼板が下記の(a)〜(d)の要件を満たすことが重要である。
(a)フェライトを主相とするミクロ組織中に、マルテンサイトが体積分率で3%以上20%未満存在する。
(b)板厚中央部のマルテンサイト粒のうち60%以上がアスペクト比3以上である。
(c)板厚中央部のマルテンサイト粒の圧延方向における平均長さが20μm未満である。
(d)板厚中央部のマルテンサイト粒のビッカース硬度のばらつきが小さい。具体的には、板厚中央部のマルテンサイトが上述した式(i)を満たす。
(e)フェライト粒の平均アスペクト比が5未満である。
3. Manufacturing method of hot-rolled steel sheet In order to realize the excellent punching fatigue characteristics and workability of the hot-rolled steel sheet, as described above, it is important that the hot-rolled steel sheet satisfies the following requirements (a) to (d) It is.
(A) Martensite is present in a volume fraction of 3% or more and less than 20% in a microstructure having ferrite as a main phase.
(B) 60% or more of the martensite grains in the center of the plate thickness have an aspect ratio of 3 or more.
(C) The average length in the rolling direction of the martensite grains at the center of the plate thickness is less than 20 μm.
(D) The variation in Vickers hardness of the martensite grains at the center of the plate thickness is small. Specifically, the martensite at the center of the plate thickness satisfies the above-described formula (i).
(E) The average aspect ratio of the ferrite grains is less than 5.
以下、上記(a)〜(e)の要件を満たす熱延鋼板の製造方法の一例について説明する。 Hereinafter, an example of a method for producing a hot-rolled steel sheet that satisfies the requirements (a) to (e) will be described.
本発明に係る熱延鋼板の製造方法は、例えば、鋳造工程、加熱工程、熱間圧延工程、第1冷却工程、保持工程、第2冷却工程、および巻き取り工程を含む。なお、鋳造工程よりも前の工程は、特に限定されない。例えば、高炉または電炉等による溶製に引き続いて各種の2次製錬を行い、本発明に規定される化学組成を有する溶鋼を得る。鋳造工程では、上記溶鋼を、通常の連続鋳造または薄スラブ鋳造などの方法で鋳造し、スラブを得る。なお、溶鋼の化学組成を本発明の範囲内に制御できるのであれば、原料にはスクラップを使用しても構わない。 The manufacturing method of the hot rolled steel sheet according to the present invention includes, for example, a casting process, a heating process, a hot rolling process, a first cooling process, a holding process, a second cooling process, and a winding process. In addition, the process before a casting process is not specifically limited. For example, various secondary smelting is performed subsequent to smelting in a blast furnace or an electric furnace to obtain molten steel having a chemical composition defined in the present invention. In the casting process, the molten steel is cast by a method such as normal continuous casting or thin slab casting to obtain a slab. In addition, as long as the chemical composition of molten steel can be controlled within the scope of the present invention, scrap may be used as a raw material.
加熱工程では、鋳造によって得られたスラブを所定の温度に加熱する。例えばスラブを連続鋳造によって得る場合には、鋳造後に一度低温(例えば、室温)まで冷却した後に加熱しても良く、特に冷却することなく鋳造に引き続いて加熱しても良い。 In the heating step, the slab obtained by casting is heated to a predetermined temperature. For example, when the slab is obtained by continuous casting, it may be heated after being cooled to a low temperature (for example, room temperature) after casting, or may be heated subsequent to casting without being cooled.
鋳造後のスラブの板厚中央部のミクロ組織では、Mnが偏析する。このため、熱間圧延時にスラブの加熱が十分でない場合、圧延後に、鋼板の板厚中央部においてMnが偏析した状態が維持される。Mnはオーステナイトを安定化させるので、圧延後の鋼板を冷却する際に、偏析したMnに沿ってオーステナイトが残留し易い領域ができる。これにより、低温でオーステナイトから変態したマルテンサイトが、偏析したMnに沿って存在し易くなり、板厚中央部のマルテンサイト粒の圧延方向における長さを増大させる。本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、加熱工程において下記式(iii)を満たすようにスラブを加熱することによって、マルテンサイト粒の圧延方向における平均長さを20μm以下にできることが分かった。そこで、本発明に係る熱延鋼板の製造方法では、加熱工程において、式(iii)を満たすようにスラブを加熱する。
t≧1.4×10−6×exp{3.2×104/(Tf+273)} ・・・ (iii)
t(s):均熱帯におけるスラブの加熱時間
Tf(℃):均熱帯におけるスラブの平均温度
なお、スラブの平均温度は、例えば、スラブの表面温度に基づいて算出する。
Mn is segregated in the microstructure of the central portion of the slab after casting. For this reason, when the heating of the slab is not sufficient at the time of hot rolling, the state in which Mn is segregated in the central part of the plate thickness of the steel sheet is maintained after rolling. Since Mn stabilizes austenite, a region where austenite tends to remain is formed along the segregated Mn when the rolled steel sheet is cooled. Thereby, martensite transformed from austenite at low temperature is likely to exist along the segregated Mn, and the length in the rolling direction of the martensite grains at the center of the plate thickness is increased. As a result of extensive studies by the present inventors, it was found that the average length in the rolling direction of the martensite grains can be reduced to 20 μm or less by heating the slab so as to satisfy the following formula (iii) in the heating step. Therefore, in the method for producing a hot-rolled steel sheet according to the present invention, the slab is heated so as to satisfy the formula (iii) in the heating step.
t ≧ 1.4 × 10 −6 × exp {3.2 × 10 4 / (Tf + 273)} (iii)
t (s): Slab heating time in the soaking zone Tf (° C.): Average temperature of the slab in soaking zone The average temperature of the slab is calculated based on, for example, the surface temperature of the slab.
加熱工程において、式(iii)を満たすようにスラブを加熱することによって、スラブを十分に加熱でき、Mnの拡散を促進できる。これにより、マルテンサイト粒の圧延方向における長さを低減できると考えられる。スラブ加熱温度の上限は特に定めなくても本発明の効果は発揮されるが、加熱温度を過度に高温にすることは、経済上好ましくない。このことから、スラブ加熱温度の上限は1300℃未満とすることが望ましい。 In the heating step, by heating the slab so as to satisfy the formula (iii), the slab can be sufficiently heated and the diffusion of Mn can be promoted. Thereby, it is thought that the length in the rolling direction of a martensite grain can be reduced. Although the effect of the present invention is exhibited even if the upper limit of the slab heating temperature is not particularly defined, it is economically undesirable to make the heating temperature excessively high. For this reason, the upper limit of the slab heating temperature is preferably less than 1300 ° C.
加熱工程の後、スラブを熱間圧延する(熱間圧延工程)。熱間圧延工程は、例えば、粗圧延工程および仕上圧延工程を含む。具体的には、熱間圧延工程では、加熱炉から取り出したスラブを、特に時間を空けることなく粗圧延し、粗バーを得る。粗圧延工程に続く仕上圧延工程では、最終圧下時の鋼板温度(℃)および圧下率(%)が下記式(iv)および(v)を満たすようにスラブ(粗バー)を圧延する。
(Tr−100)≦鋼板温度<Tr ・・・ (iv)
3≦圧下率<40 ・・・ (v)
但し、Tr(℃)=870+10×(C+N)×Mn+350×Nb+250×Ti+40×B+10×Cr+100×Mo+100×Vである。式中の各元素記号は、その元素の含有量(質量%)を意味する。
After the heating process, the slab is hot rolled (hot rolling process). The hot rolling process includes, for example, a rough rolling process and a finish rolling process. Specifically, in the hot rolling step, the slab taken out from the heating furnace is roughly rolled without particularly taking time to obtain a rough bar. In the finish rolling step subsequent to the rough rolling step, the slab (rough bar) is rolled so that the steel sheet temperature (° C.) and the reduction rate (%) at the time of final reduction satisfy the following formulas (iv) and (v).
(Tr-100) ≦ steel plate temperature <Tr (iv)
3 ≦ rolling rate <40 (v)
However, Tr (° C.) = 870 + 10 × (C + N) × Mn + 350 × Nb + 250 × Ti + 40 × B + 10 × Cr + 100 × Mo + 100 × V. Each element symbol in the formula means the content (% by mass) of the element.
上述の最終圧下条件は、鋼板の板厚中央部のマルテンサイト粒のアスペクト比を制御するために極めて重要である。具体的には、Tr℃未満の温度域で圧延を行うことで、板厚中央部のマルテンサイト粒のアスペクト比が増大する。この原因は以下のように考えられる。すなわち、上記の温度域で圧延を行う場合には、オーステナイト粒の再結晶が抑制され、オーステナイト粒のアスペクト比の低下が抑制される。そして、アスペクト比が増大したオーステナイト粒の形状が、オーステナイト粒から変態したマルテンサイト粒にも受け継がれるからだと考えられる。本発明者らの鋭意研究により、このアスペクト比を増大させる効果は、最終圧下の圧下率が3%以上である場合に特に発揮されることが分かった。一方、最終圧下の圧下率が40%以上の場合、圧延機に大きな負担がかかる。したがって、最終圧延の圧下率は、3%以上40%未満とした。最終圧下の圧下率は、10%以上であることが好ましい。 The above-mentioned final reduction condition is extremely important for controlling the aspect ratio of the martensite grains at the center of the plate thickness of the steel sheet. Specifically, the aspect ratio of the martensite grains in the center portion of the plate thickness is increased by rolling in a temperature range below Tr ° C. The cause is considered as follows. That is, when rolling in the above temperature range, recrystallization of austenite grains is suppressed, and a decrease in the aspect ratio of austenite grains is suppressed. The shape of the austenite grains having an increased aspect ratio is considered to be inherited by the martensite grains transformed from the austenite grains. As a result of diligent research by the present inventors, it has been found that the effect of increasing the aspect ratio is particularly exerted when the rolling reduction ratio of the final rolling is 3% or more. On the other hand, when the reduction ratio of the final reduction is 40% or more, a great burden is imposed on the rolling mill. Therefore, the rolling reduction of the final rolling is 3% or more and less than 40%. The reduction ratio of the final reduction is preferably 10% or more.
なお、(Tr−100)℃未満の温度域で圧延した場合、フェライトおよびオーステナイトの二相域での圧延となり、フェライト粒の平均アスペクト比が5以上になる。このような二相域での圧延によってフェライトが加工硬化するため、鋼板の延性が低下する。そこで、上述のように、最終圧下時の鋼板温度を(Tr−100)℃以上とした。最終圧下時の鋼板温度は、(Tr−50)℃未満であることが好ましい。また、Tr℃以上で圧延した場合、オーステナイトの再結晶が促進され、オーステナイト粒のアスペクト比が低下する。この影響が、オーステナイトから変態したマルテンサイトにも及び、板厚中央部のマルテンサイト粒のアスペクト比が小さくなると考えられる。そこで、上述のように、最終圧下温度をTr℃未満とした。 In addition, when it rolls in the temperature range below (Tr-100) degreeC, it becomes rolling in the two-phase area | region of a ferrite and austenite, and the average aspect-ratio of a ferrite grain will be 5 or more. Since ferrite is work-hardened by rolling in such a two-phase region, the ductility of the steel sheet is lowered. Therefore, as described above, the steel plate temperature at the time of final reduction was set to (Tr-100) ° C. or higher. The steel plate temperature at the time of final reduction is preferably less than (Tr-50) ° C. Moreover, when it rolls above Tr degreeC, the recrystallization of austenite is accelerated | stimulated and the aspect-ratio of an austenite grain falls. This effect is considered to extend to martensite transformed from austenite, and the aspect ratio of the martensite grains in the central portion of the plate thickness is considered to be small. Therefore, as described above, the final reduction temperature is set to less than Tr ° C.
第1冷却工程では、仕上圧延後の鋼板を、最終圧下温度から750℃までの冷却速度が60℃/s以上になるように、750℃未満まで冷却する。原因は定かではないが、冷却速度が60℃/s未満の場合、板厚中央部のマルテンサイト粒の圧延方向の平均長さが20μm以上となる。しかし、冷却速度を60℃/s以上にすることによってマルテンサイト粒の圧延方向の長さが短くなる理由は、以下のように考えられる。すなわち、冷却速度が60℃/s以上の場合には、仕上圧延の最終圧下で導入された転位が回復しにくく、その転位がフェライト変態の核として働く。このため、板厚中央部の未変態オーステナイト粒がフェライト粒により分断される。その結果、そのオーステナイト粒から変態したマルテンサイト粒の圧延方向の長さが短くなると考えられる。 In the first cooling step, the steel sheet after finish rolling is cooled to less than 750 ° C. so that the cooling rate from the final reduction temperature to 750 ° C. is 60 ° C./s or more. The cause is not clear, but when the cooling rate is less than 60 ° C./s, the average length in the rolling direction of the martensite grains at the center of the plate thickness is 20 μm or more. However, the reason why the length of the martensite grains in the rolling direction is shortened by setting the cooling rate to 60 ° C./s or more is considered as follows. That is, when the cooling rate is 60 ° C./s or more, the dislocations introduced under the final reduction of the finish rolling are difficult to recover, and the dislocations act as ferrite transformation nuclei. For this reason, the untransformed austenite grains at the center of the plate thickness are divided by the ferrite grains. As a result, the length in the rolling direction of the martensite grains transformed from the austenite grains is considered to be shortened.
なお、厚板分野においては、従来、疲労き裂伝播の抑制を目的としてマルテンサイト粒のアスペクト比を制御した例があるものの、穴広げ性などの加工性と疲労き裂伝播の抑制との両立を報告した文献は無い。厚板においては、板厚中央部まで圧延ひずみが届きにくく、仕上圧延において転位を導入しにくい。また、厚板では、板厚が厚いために板厚中央部の冷却速度が大きくなりにくいので、仕上圧延において転位が導入されても、その転位の回復が進むと考えられる。これらの結果、厚板においては、フェライト変態の核として働く転位を十分に確保できず、マルテンサイト粒の長さを低減できないと推察される。 In the field of thick plates, there have been examples of controlling the aspect ratio of martensite grains for the purpose of suppressing fatigue crack propagation, but both workability such as hole expandability and suppression of fatigue crack propagation are compatible. There is no literature which reported. In a thick plate, rolling strain does not easily reach the center of the plate thickness, and dislocations are difficult to introduce in finish rolling. Further, in the case of a thick plate, since the plate thickness is thick, the cooling rate at the central portion of the plate thickness is difficult to increase. Therefore, even if dislocations are introduced in finish rolling, the recovery of the dislocations is considered to proceed. As a result, in the thick plate, it is presumed that dislocations acting as nuclei for ferrite transformation cannot be sufficiently secured, and the length of martensite grains cannot be reduced.
保持工程では、上記750℃未満まで冷却した鋼板を、600℃以上750℃未満の温度域で5秒以上保持する。この保持工程は、鋼板のミクロ組織の主相をフェライトにするため、またはマルテンサイトの体積分率を20%未満にするために実施される。上記温度域での保持時間が5秒以下では、フェライトが主相にならず、またはマルテンサイトの体積分率が20%以上となり、延性または穴広げ率が低下する。 In the holding step, the steel sheet cooled to less than 750 ° C. is held for 5 seconds or more in a temperature range of 600 ° C. or more and less than 750 ° C. This holding step is performed in order to make the main phase of the microstructure of the steel sheet into ferrite, or to make the martensite volume fraction less than 20%. When the holding time in the above temperature range is 5 seconds or less, ferrite does not become the main phase, or the volume fraction of martensite becomes 20% or more, and the ductility or hole expansion rate decreases.
保持工程における鋼板の温度変化は、50℃未満とする。保持工程において鋼板の温度変化が50℃以上になると、マルテンサイト粒の硬度ばらつきが大きくなり、上述の(i)式を満たすことが難しくなる。この原因は定かではないが、生成温度が大きく異なるフェライト粒がミクロ組織中に存在すると、粗大なフェライト粒と微細なフェライト粒とが混在した混粒状態になる。これにより、フェライト粒の周囲に存在するマルテンサイト粒の炭素濃度のばらつきに影響を与え、マルテンサイト粒の硬度ばらつきを増大させる可能性がある。 The temperature change of the steel sheet in the holding step is less than 50 ° C. When the temperature change of the steel sheet is 50 ° C. or higher in the holding step, the hardness variation of the martensite grains becomes large, and it becomes difficult to satisfy the above-described formula (i). The cause of this is not clear, but when ferrite grains having greatly different generation temperatures are present in the microstructure, a mixed grain state in which coarse ferrite grains and fine ferrite grains are mixed is formed. This may affect the variation in the carbon concentration of the martensite grains present around the ferrite grains, and may increase the hardness variation of the martensite grains.
第2冷却工程では、上記5秒以上保持した鋼板を、下記式(vi)で規定されるTc℃以下まで冷却する。なお、第2冷却工程において、600℃からTc℃までの冷却速度が50℃/s未満である場合には、ミクロ組織中にベイナイトまたはパーライトが生成する。これにより、マルテンサイトの体積分率または硬度が、上述した本発明の要件を満たすことが難しくなり、鋼板の打抜き疲労特性が低下する。このため、本発明に係る熱延鋼板の製造方法では、Tc℃以上600℃未満の温度域における冷却速度を、50℃/s以上とする。
Tc=561−474×C−33×Mn−17×Ni−17×Cr−21×Mo ・・・ (vi)
式(vi)中の各元素記号は、各元素の含有量(質量%)を意味する。
In the second cooling step, the steel plate held for 5 seconds or more is cooled to Tc ° C. or less defined by the following formula (vi). In the second cooling step, when the cooling rate from 600 ° C. to Tc ° C. is less than 50 ° C./s, bainite or pearlite is generated in the microstructure. Thereby, it becomes difficult for the volume fraction or hardness of martensite to satisfy the above-described requirements of the present invention, and the punching fatigue characteristics of the steel sheet are lowered. For this reason, in the manufacturing method of the hot rolled steel sheet according to the present invention, the cooling rate in the temperature range of Tc ° C. or higher and lower than 600 ° C. is set to 50 ° C./s or higher.
Tc = 561-474 × C-33 × Mn-17 × Ni-17 × Cr-21 × Mo (vi)
Each element symbol in the formula (vi) means the content (% by mass) of each element.
巻取工程では、上記Tc℃以下まで冷却した鋼板を、Tc℃以下の温度で巻き取る。これにより、本発明に係る熱延鋼板が得られる。なお、巻き取り時の鋼板の温度がTc℃を超える場合には、ミクロ組織中にベイナイトまたはパーライトが生成する。これにより、マルテンサイトの体積分率または硬度が、上述した本発明の要件を満たすことが難しくなり、鋼板の打抜き疲労特性の低下が生じる。 In the winding process, the steel sheet cooled to Tc ° C. or lower is wound at a temperature of Tc ° C. or lower. Thereby, the hot-rolled steel sheet according to the present invention is obtained. In addition, when the temperature of the steel plate at the time of winding exceeds Tc ° C., bainite or pearlite is generated in the microstructure. Thereby, it becomes difficult for the volume fraction or hardness of martensite to satisfy the above-described requirements of the present invention, and the punching fatigue characteristics of the steel sheet are lowered.
なお、上述の全工程終了後(すなわち、巻取工程終了後)に、熱延鋼板の形状矯正および可動転位導入による延性向上を目的として、圧下率0.1%以上2%以下のスキンパス圧延を熱延鋼板に施すことが望ましい。また、全工程終了後に、熱延鋼板の表面に付着しているスケールの除去を目的として、必要に応じて熱延鋼板を酸洗しても良い。さらに、酸洗後、インラインまたはオフラインで圧下率10%以下のスキンパス圧延または冷間圧延を熱延鋼板に施しても良い。また、全工程終了後に、溶融亜鉛めっき処理または合金化溶融亜鉛めっき処理を施しても良い。 In addition, after completion of all the above steps (that is, after the winding step), skin pass rolling with a rolling reduction of 0.1% to 2% is performed for the purpose of improving the ductility by correcting the shape of the hot-rolled steel sheet and introducing movable dislocations. It is desirable to apply to hot rolled steel sheets. Moreover, after completion | finish of all the processes, you may pickle a hot-rolled steel plate as needed for the purpose of the removal of the scale adhering to the surface of a hot-rolled steel plate. Furthermore, after pickling, the hot-rolled steel sheet may be subjected to skin pass rolling or cold rolling with a reduction rate of 10% or less inline or offline. Further, after all the steps are completed, a hot dip galvanizing treatment or an alloying hot dip galvanizing treatment may be performed.
本発明に係る熱延鋼板は、上述のように、通常の熱延鋼板の製造工程に含まれる連続鋳造工程、粗圧延工程、および必要な場合には酸洗工程を経て製造できる。しかしながら、これらの工程の一部を省略して熱延鋼板を製造しても、本発明の効果である優れた打抜き疲労特性および加工性を確保できる。 As described above, the hot-rolled steel sheet according to the present invention can be manufactured through a continuous casting process, a rough rolling process, and, if necessary, a pickling process, which are included in a normal hot-rolled steel sheet manufacturing process. However, even if some of these steps are omitted to produce a hot-rolled steel sheet, the excellent punching fatigue characteristics and workability that are the effects of the present invention can be ensured.
上述の製造方法によって熱延鋼板を製造した後に、熱延鋼板の延性向上を目的に、オンラインまたはオフラインで、100〜600℃の温度範囲で熱処理を行っても良い。この場合でも、本発明の効果である優れた打抜き疲労特性および延性を確保できる。 After manufacturing a hot-rolled steel sheet by the above-described manufacturing method, heat treatment may be performed in a temperature range of 100 to 600 ° C. online or offline for the purpose of improving the ductility of the hot-rolled steel sheet. Even in this case, excellent punching fatigue characteristics and ductility which are the effects of the present invention can be ensured.
以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention more concretely, this invention is not limited to these Examples.
まず、所定の工程(溶製、2次製錬および鋳造等)を経て、表1に示す化学組成を有するスラブ(鋼A〜Mおよび鋼a〜eとする。)を作製した。鋼A〜Mは、本発明に規定される化学組成の要件を満たし、鋼a〜eは、本発明に規定される化学組成の要件を満たしていない。 First, slabs (steel A to M and steel a to e) having chemical compositions shown in Table 1 were prepared through predetermined steps (melting, secondary smelting, casting, and the like). Steels A to M satisfy the chemical composition requirements defined in the present invention, and steels a to e do not satisfy the chemical composition requirements defined in the present invention.
上述の鋼A〜Mおよびa〜eから、表2に示す条件で複数の熱延鋼板(鋼板No.1〜81)を作製した。なお、表2において、最終圧下温度は仕上圧延の最終圧下時の鋼板温度を意味し、最終圧下率は最終圧下の圧下率を意味し、第1冷却速度は、第1冷却工程において鋼板を最終圧下温度から750℃まで冷却する際の冷却速度を意味する。また、保持時間は、保持工程における鋼板の保持時間を意味し、温度変化は、保持工程における鋼板の温度変化を意味し、第2冷却速度は、第2冷却工程において鋼板を600℃からTc℃まで冷却する際の冷却速度を意味する。 A plurality of hot-rolled steel plates (steel plates Nos. 1 to 81) were produced from the steels A to M and a to e described above under the conditions shown in Table 2. In Table 2, the final reduction temperature means the steel plate temperature at the final reduction of the finish rolling, the final reduction rate means the reduction rate of the final reduction, and the first cooling rate is the final reduction of the steel plate in the first cooling step. It means the cooling rate when cooling from the reduction temperature to 750 ° C. The holding time means the holding time of the steel plate in the holding step, the temperature change means the temperature change of the steel plate in the holding step, and the second cooling rate is from 600 ° C. to Tc ° C. in the second cooling step. It means the cooling rate when cooling to.
熱延鋼板(鋼板No.1〜81)の製造方法についてより具体的に説明すると、まず、鋳造後のスラブ(鋼A〜Mおよびa〜e)を、そのまま、あるいは一旦室温まで冷却した後に、表2に示す加熱条件で加熱炉において加熱した。次に、圧延工程、第1冷却工程、保持工程、第2冷却工程、および巻取工程を表2に示す条件で実施し、板厚3mmの熱延鋼板を得た。その後、その熱延鋼板を酸洗し、圧下率0.5%のスキンパス圧延を行った。鋼板No.4,6,15,34,43,62には、所定のめっき処理を施した。具体的には、鋼材No.4,15,34,62は合金化溶融亜鉛めっき鋼板(GA)とし、鋼材No.6,43は溶融亜鉛めっき鋼板(GI)とした。 More specifically, the manufacturing method of the hot-rolled steel sheet (steel Nos. 1 to 81) will be described. First, the slabs (steel A to M and a to e) after casting are directly or after being cooled to room temperature, It heated in the heating furnace on the heating conditions shown in Table 2. Next, the rolling process, the first cooling process, the holding process, the second cooling process, and the winding process were performed under the conditions shown in Table 2 to obtain a hot-rolled steel sheet having a thickness of 3 mm. Thereafter, the hot-rolled steel sheet was pickled and subjected to skin pass rolling with a rolling reduction of 0.5%. Steel plate No. 4, 6, 15, 34, 43 and 62 were subjected to predetermined plating treatment. Specifically, steel material No. Nos. 4, 15, 34 and 62 are alloyed hot-dip galvanized steel sheets (GA). 6 and 43 were hot-dip galvanized steel sheets (GI).
得られた熱延鋼板から各種試験片を切り出し、組織観察および種々の試験を実施した。その結果を表3に示す。なお、マルテンサイトの体積分率、フェライト粒の平均アスペクト比、板厚中央部におけるアスペクト比が3以上のマルテンサイト粒の割合、板厚中央部のマルテンサイト粒の圧延方向平均長さ、板厚中央部のマルテンサイト粒のビッカース硬度の平均値、および板厚中央部のマルテンサイト粒のビッカース硬度の標準偏差は、先に説明した方法によって求めた。フェライトおよび他の組織の体積分率は、マルテンサイトの体積分率と同様の方法で求めた。引張強度特性(引張強さおよび全伸び)は、板幅の1/4幅または3/4幅の位置から板幅方向(圧延方向に垂直な方向)に採取したJIS Z 2241 2011の5号試験片を用いて、JIS Z 2241 2011に準拠して評価した。穴広げ率は、穴広げ試験により評価した。穴広げ試験では、上述の5号試験片を採取した位置と同様の位置から試験片を採取し、日本鉄鋼連盟規格JFS T 1001−1996記載の試験方法に準拠して穴広げ率を評価した。打抜き疲労強度は、疲労試験により評価した。疲労試験では、図1に示す形状の疲労試験片を用いた。この疲労試験片は、圧延方向が長辺になるように、上述の試験片を採取した位置と同様の位置から採取した。疲労試験では、疲労試験片の疲労特性を自動車部品の実使用での疲労特性に近付けるために、穴広げ試験と同様に円筒パンチで試験片中央部を打抜いた。打抜きのクリアランス(円筒パンチとダイとのクリアランスの板厚に対する割合)は、10%とした。疲労試験片には最表層より0.05mm程度の深さまで三山仕上げの研削を施した。この疲労試験片を用いて、応力比0.1、周波数15〜25Hzの条件で、応力制御の引張疲労試験を行った。表3には、疲労試験の結果(打抜き疲労強度)として、1000万回時間強度を示している。 Various test pieces were cut out from the obtained hot-rolled steel sheet and subjected to structure observation and various tests. The results are shown in Table 3. In addition, the volume fraction of martensite, the average aspect ratio of ferrite grains, the ratio of martensite grains having an aspect ratio of 3 or more at the center of the plate thickness, the average length in the rolling direction of the martensite grains at the center of the plate thickness, and the plate thickness The average value of the Vickers hardness of the martensite grains in the center and the standard deviation of the Vickers hardness of the martensite grains in the center of the plate thickness were determined by the method described above. The volume fraction of ferrite and other structures was determined in the same manner as the volume fraction of martensite. Tensile strength characteristics (tensile strength and total elongation) were measured in the JIS Z 2241 2011 No. 5 test taken in the sheet width direction (direction perpendicular to the rolling direction) from the 1/4 width or 3/4 width position of the sheet width. It evaluated based on JISZ22412011 using the piece. The hole expansion rate was evaluated by a hole expansion test. In the hole expansion test, a test piece was sampled from the same position as the position where the No. 5 test piece was sampled, and the hole expansion rate was evaluated according to the test method described in the Japan Iron and Steel Federation Standard JFS T 1001-1996. The punching fatigue strength was evaluated by a fatigue test. In the fatigue test, a fatigue test piece having the shape shown in FIG. 1 was used. The fatigue test piece was collected from the same position as the position where the test piece was taken so that the rolling direction was long. In the fatigue test, in order to bring the fatigue characteristics of the fatigue test piece closer to the fatigue characteristics in actual use of automobile parts, the center part of the test piece was punched with a cylindrical punch as in the hole expansion test. The punching clearance (ratio of the clearance between the cylindrical punch and the die with respect to the plate thickness) was 10%. The fatigue test piece was subjected to three-sided grinding to a depth of about 0.05 mm from the outermost layer. Using this fatigue test piece, a stress-controlled tensile fatigue test was performed under the conditions of a stress ratio of 0.1 and a frequency of 15 to 25 Hz. Table 3 shows the strength for 10 million times as a result of the fatigue test (punching fatigue strength).
なお、本発明において加工性に優れた熱延鋼板とは、(引張強さ)×(全伸び)≧18000、かつ(引張強さ)×(穴広げ率)≧35000を満たす熱延鋼板を意味する。また、本発明において打抜き疲労特性に優れた熱延鋼板とは、上述の疲労試験で得られた打抜き疲労強度(1000万回時間強度)を、引張試験で得られた引張強さで除した値(打抜き疲労限度比)が0.30以上の熱延鋼板を意味する。 In the present invention, the hot-rolled steel sheet having excellent workability means a hot-rolled steel sheet satisfying (tensile strength) × (total elongation) ≧ 18000 and (tensile strength) × (hole expansion ratio) ≧ 35000. To do. Further, in the present invention, the hot-rolled steel sheet having excellent punching fatigue characteristics is a value obtained by dividing the punching fatigue strength (10 million times strength) obtained in the above fatigue test by the tensile strength obtained in the tensile test. It means a hot-rolled steel sheet having a (punch fatigue limit ratio) of 0.30 or more.
表3に示すように、本発明例に係る熱延鋼板は、加工性および打抜き疲労特性に優れていた。また、鋼板No.4,6,15,34,43,62の試験結果から、本発明に係る熱延鋼板に溶融亜鉛めっき処理または合金化溶融亜鉛めっき処理を施した場合でも、優れた加工性および打抜き疲労特性が維持されることが分かった。 As shown in Table 3, the hot-rolled steel sheets according to the examples of the present invention were excellent in workability and punching fatigue characteristics. Steel plate No. From the test results of 4, 6, 15, 34, 43, and 62, even when the hot-rolled steel sheet according to the present invention is subjected to hot dip galvanizing treatment or alloying hot dip galvanizing treatment, excellent workability and punching fatigue characteristics are obtained. It was found that it was maintained.
一方、鋼板No.7,39,63は、スラブ加熱時間tが上述の式(iii)を満たしていなかった。すなわち、スラブ加熱時間が十分ではなかった。このため、板厚中央部においてMnが十分に拡散せず、板厚中央部のマルテンサイト粒の圧延方向の平均長さが20μm以上となってしまった。その結果、穴広げ率が低くなり、(引張強さ)×(穴広げ率)≧35000を満たすことができなかった。すなわち、優れた加工性を得ることができなかった。 On the other hand, steel plate No. 7, 39, 63, the slab heating time t did not satisfy the above-mentioned formula (iii). That is, the slab heating time was not sufficient. For this reason, Mn was not sufficiently diffused in the central portion of the plate thickness, and the average length in the rolling direction of the martensite grains in the central portion of the plate thickness was 20 μm or more. As a result, the hole expansion rate was low, and (tensile strength) × (hole expansion rate) ≧ 35000 could not be satisfied. That is, excellent workability could not be obtained.
鋼板No.8,40,64は、仕上圧延の最終圧下温度がTr℃以上であったため、オーステナイトの再結晶が促進され、板厚中央部において、アスペクト比3以上のマルテンサイト粒の割合を60%以上とすることができなかった。このため、打抜き疲労強度が低くなり、打抜き疲労限度比が0.30未満となった。すなわち、優れた打抜き疲労特性を得ることができなかった。 Steel plate No. In 8, 40, 64, the final rolling temperature of finish rolling was Tr ° C. or higher, so that recrystallization of austenite was promoted, and the ratio of martensite grains having an aspect ratio of 3 or more was 60% or more in the central portion of the plate thickness. I couldn't. For this reason, the punching fatigue strength was lowered, and the punching fatigue limit ratio was less than 0.30. That is, excellent punching fatigue characteristics could not be obtained.
鋼板No.9,41,65は、仕上圧延の最終圧下温度が(Tr―100)℃未満であったため、フェライト粒の平均アスペクト比が5以上となり、フェライトの加工硬化が進み、延性が低下した。これにより、全伸びの値が低くなり、(引張強さ)×(全伸び)≧18000を満たすことができなかった。すなわち、優れた加工性を得ることができなかった。 Steel plate No. In 9,41,65, since the final rolling temperature of finish rolling was less than (Tr-100) ° C., the average aspect ratio of the ferrite grains became 5 or more, the work hardening of the ferrite progressed, and the ductility decreased. As a result, the value of total elongation was low, and (tensile strength) × (total elongation) ≧ 18000 could not be satisfied. That is, excellent workability could not be obtained.
鋼板No.10,42,55,66は、仕上圧延の最終圧下率が3%未満であったため、板厚中央部に圧延ひずみを十分に導入できなかった。これにより、板厚中央部のマルテンサイト粒の圧延方向の平均長さが20μm以上となってしまった。このため、穴広げ率が低くなり、(引張強さ)×(穴広げ率)≧35000を満たすことができなかった。すなわち、優れた加工性を得ることができなかった。 Steel plate No. Nos. 10, 42, 55, and 66 had a final rolling reduction ratio of less than 3%, so that sufficient rolling strain could not be introduced into the center portion of the plate thickness. As a result, the average length in the rolling direction of the martensite grains at the center of the plate thickness was 20 μm or more. For this reason, the hole expansion rate was lowered, and (tensile strength) × (hole expansion rate) ≧ 35000 could not be satisfied. That is, excellent workability could not be obtained.
鋼板No.18,48,72は、仕上圧延の最終圧下温度から750℃までの冷却速度(第1冷却速度)が60℃/s未満であった。そのため、板厚中央部に導入した圧延ひずみが回復してしまい、板厚中央部のマルテンサイトの圧延方向の平均長さが20μm以上となってしまった。その結果、穴広げ率が低くなり、(引張強さ)×(穴広げ率)≧35000を満たすことができなかった。すなわち、優れた加工性を得ることができなかった。 Steel plate No. In 18, 48, 72, the cooling rate (first cooling rate) from the final rolling temperature of finish rolling to 750 ° C. was less than 60 ° C./s. For this reason, the rolling strain introduced into the central portion of the plate thickness is recovered, and the average length in the rolling direction of the martensite at the central portion of the plate thickness is 20 μm or more. As a result, the hole expansion rate was low, and (tensile strength) × (hole expansion rate) ≧ 35000 could not be satisfied. That is, excellent workability could not be obtained.
鋼板No.19,49,73は、600℃以上750℃未満での保持時間が5秒未満であった。このため、鋼板No.19,49ではフェライトが主相とならず、十分な延性が得られなかった。その結果、(引張強さ)×(全伸び)≧18000を満たすことができなかった。また、鋼板No.73ではマルテンサイトの体積分率が20%以上となり、穴広げ率が低くなった。(引張強さ)×(穴広げ率)≧35000を満たすことができなかった。このように、鋼板No.19,49,73では、優れた加工性を得ることができなかった。 Steel plate No. Nos. 19, 49, and 73 had a holding time at 600 ° C. or higher and lower than 750 ° C. of less than 5 seconds. For this reason, the steel plate No. In 19 and 49, ferrite was not the main phase, and sufficient ductility was not obtained. As a result, (tensile strength) × (total elongation) ≧ 18000 could not be satisfied. Steel plate No. In 73, the volume fraction of martensite was 20% or more, and the hole expansion rate was low. (Tensile strength) × (hole expansion ratio) ≧ 35000 could not be satisfied. Thus, the steel plate No. In 19, 49, 73, excellent workability could not be obtained.
鋼板No.20,50,74は、600℃以上750℃未満で保持する際の温度変化が50℃以上であった。このため、板厚中央部におけるマルテンサイト粒の硬度ばらつきが大きくなり、打抜き疲労限度比が0.30未満となった。すなわち、優れた打抜き疲労特性を得ることができなかった。 Steel plate No. 20, 50, 74 had a temperature change of 50 ° C. or more when held at 600 ° C. or more and less than 750 ° C. For this reason, the hardness variation of the martensite grains in the central portion of the plate thickness was increased, and the punching fatigue limit ratio was less than 0.30. That is, excellent punching fatigue characteristics could not be obtained.
鋼板No.21,51,75は、600℃からTc℃までの冷却速度(第2冷却速度)が50℃/s未満であったため、ミクロ組織中にパーライトまたはベイナイトが生成した。このため、マルテンサイトの体積分率が3%以上にならず、打抜き疲労限度比が0.30未満となった。すなわち、優れた打抜き疲労特性を得ることができなかった。 Steel plate No. In 21, 51, and 75, the cooling rate from 600 ° C. to Tc ° C. (second cooling rate) was less than 50 ° C./s, and thus pearlite or bainite was generated in the microstructure. For this reason, the volume fraction of martensite was not 3% or more, and the punching fatigue limit ratio was less than 0.30. That is, excellent punching fatigue characteristics could not be obtained.
鋼板No.22,52,76は、巻き取り温度がTc℃以上であったため、ミクロ組織中にパーライトまたはベイナイトが生成した。このため、マルテンサイトの体積分率が3%以上にならず、打抜き疲労限度比が0.30未満となった。すなわち、優れた打抜き疲労特性を得ることができなかった。 Steel plate No. In 22, 52, and 76, the winding temperature was Tc ° C. or higher, so that pearlite or bainite was generated in the microstructure. For this reason, the volume fraction of martensite was not 3% or more, and the punching fatigue limit ratio was less than 0.30. That is, excellent punching fatigue characteristics could not be obtained.
鋼板No.77〜81は、化学組成が本発明で規定される要件を満たしていない。このため、鋼板No.77では、打抜き疲労強度が低くなり、打抜き疲労限度比が0.30未満となった。すなわち、優れた打抜き疲労特性を得ることができなかった。鋼板No.78〜81では、(引張強さ)×(穴広げ率)≧35000を満たすことができなかった。すなわち、優れた加工性を得ることができなかった。 Steel plate No. 77-81 does not satisfy the requirements defined in the present invention for chemical composition. For this reason, the steel plate No. In No. 77, the punching fatigue strength was low, and the punching fatigue limit ratio was less than 0.30. That is, excellent punching fatigue characteristics could not be obtained. Steel plate No. In 78 to 81, (tensile strength) × (hole expanding ratio) ≧ 35000 could not be satisfied. That is, excellent workability could not be obtained.
本発明によれば、薄板の熱延鋼板においても、優れた打抜き疲労特性および加工性が得られる。したがって、本発明に係る熱延鋼板は、自動車用鋼板として好適に利用できる。 According to the present invention, excellent punching fatigue characteristics and workability can be obtained even in a thin hot-rolled steel sheet. Therefore, the hot-rolled steel sheet according to the present invention can be suitably used as an automobile steel sheet.
Claims (7)
C:0.04〜0.2%、
Mn:0.1〜3.0%、
Al:0.001〜2.0%、
N:0.0001〜0.01%、
Si:0〜3.0%、
Ti:0〜0.3%、
Nb:0〜0.30%、
Cu:0〜2.0%、
Ni:0〜2.0%、
Mo:0〜1.0%、
V:0〜0.3%、
Cr:0〜2.0%、
Mg:0〜0.01%、
Ca:0〜0.01%、
REM:0〜0.1%、
B:0〜0.01%、
残部:Feおよび不純物であり、
不純物としてのP、SおよびOがそれぞれ、P:0.10%以下、S:0.03%以下、O:0.01%以下であり、
フェライトを主相とするミクロ組織中に、マルテンサイトが体積分率で3%以上20%未満存在し、板厚中央部のマルテンサイト粒のうち60%以上がアスペクト比3以上であり、板厚中央部のマルテンサイト粒の圧延方向における平均長さが20μm未満であり、板厚中央部のマルテンサイト粒のビッカース硬度が下記式(i)を満たし、フェライト粒の平均アスペクト比が5未満である、熱延鋼板。
σ(Hv)/E(Hv)<0.16 ・・・ (i)
但し、
E(Hv)は、板厚中央部のマルテンサイト粒のビッカース硬度の平均値を意味し、
σ(Hv)は、板厚中央部のマルテンサイト粒のビッカース硬度の標準偏差を意味する。 Chemical composition is mass%,
C: 0.04 to 0.2%,
Mn: 0.1 to 3.0%
Al: 0.001 to 2.0%,
N: 0.0001 to 0.01%
Si: 0 to 3.0%,
Ti: 0 to 0.3%,
Nb: 0 to 0.30%,
Cu: 0 to 2.0%,
Ni: 0 to 2.0%,
Mo: 0 to 1.0%,
V: 0 to 0.3%
Cr: 0 to 2.0%,
Mg: 0 to 0.01%,
Ca: 0 to 0.01%,
REM: 0-0.1%
B: 0 to 0.01%
Balance: Fe and impurities,
P, S and O as impurities are respectively P: 0.10% or less, S: 0.03% or less, O: 0.01% or less,
In the microstructure with ferrite as the main phase, martensite is present in a volume fraction of 3% to less than 20%, and 60% or more of the martensite grains in the center of the plate thickness have an aspect ratio of 3 or more. The average length in the rolling direction of the martensite grains in the center is less than 20 μm, the Vickers hardness of the martensite grains in the center of the plate thickness satisfies the following formula (i), and the average aspect ratio of the ferrite grains is less than 5 , Hot rolled steel sheet.
σ (Hv) / E (Hv) <0.16 (i)
However,
E (Hv) means the average value of the Vickers hardness of the martensite grains at the center of the plate thickness,
σ (Hv) means the standard deviation of the Vickers hardness of the martensite grains at the center of the plate thickness.
Ti:下記式(ii)を満たす範囲、および
Nb:0.01〜0.1%
から選択される1種以上を含有する、請求項1に記載の熱延鋼板。
0.005+48(N/14+S/32)≦Ti≦0.3 ・・・ (ii)
但し、式(ii)中の各元素記号は、鋼板中に含まれる各元素の含有量(質量%)を表す。 The chemical composition is mass%,
Ti: a range satisfying the following formula (ii), and Nb: 0.01 to 0.1%
The hot-rolled steel sheet according to claim 1, comprising at least one selected from
0.005 + 48 (N / 14 + S / 32) ≦ Ti ≦ 0.3 (ii)
However, each element symbol in the formula (ii) represents the content (% by mass) of each element contained in the steel plate.
Mg:0.0005〜0.01%、
Ca:0.0005〜0.01%、および
REM:0.0005〜0.1%
から選択される1種以上を含有する、請求項1または2に記載の熱延鋼板。 The chemical composition is mass%,
Mg: 0.0005 to 0.01%,
Ca: 0.0005 to 0.01%, and REM: 0.0005 to 0.1%
The hot-rolled steel sheet according to claim 1 or 2, which contains one or more selected from.
B:0.0002〜0.0020%
を含有する、請求項1から3までのいずれかに記載の熱延鋼板。 The chemical composition is mass%,
B: 0.0002 to 0.0020%
The hot-rolled steel sheet according to any one of claims 1 to 3, comprising:
Cu:0.02〜1.2%、
Ni:0.01〜0.6%、
Mo:0.01〜1.0%、
V:0.01〜0.2%、および
Cr:0.01〜2.0%
から選択される1種以上を含有する、請求項1から4までのいずれかに記載の熱延鋼板。 The chemical composition is mass%,
Cu: 0.02 to 1.2%,
Ni: 0.01 to 0.6%,
Mo: 0.01 to 1.0%,
V: 0.01 to 0.2%, and Cr: 0.01 to 2.0%
The hot-rolled steel sheet according to any one of claims 1 to 4, wherein the hot-rolled steel sheet contains at least one selected from the group consisting of:
請求項1から5までのいずれかに記載の化学組成を有する溶鋼をスラブに鋳造する鋳造工程、
前記スラブを、冷却した後または前記鋳造に引き続いて、下記式(iii)を満たすように加熱する加熱工程、
前記加熱後のスラブを、仕上圧延の最終圧下時の鋼板温度(℃)および圧下率(%)が下記式(iv)および(v)を満たすように熱間圧延する熱間圧延工程、
前記圧延によって得られた鋼板を、750℃までの冷却速度が60℃/s以上になるように750℃未満まで冷却する第1冷却工程、
前記750℃未満まで冷却した鋼板を、温度変化が50℃未満となるように600℃以上750℃未満の温度域で5秒以上保持する保持工程、
前記5秒以上保持した鋼板を、下記式(vi)で規定されるTc℃以下まで、Tc℃以上600℃未満の温度域における冷却速度が50℃/s以上となるように冷却する第2冷却工程、および
前記Tc℃以下まで冷却した鋼板をTc℃以下の温度で巻き取る巻取工程を備える、熱延鋼板の製造方法。
t≧1.4×10−6×exp{3.2×104/(Tf+273)} ・・・ (iii)
(Tr−100)≦鋼板温度<Tr ・・・ (iv)
3≦圧下率<40 ・・・ (v)
Tc=561−474×C−33×Mn−17×Ni−17×Cr−21×Mo ・・・ (vi)
但し、
t(s)は、均熱帯におけるスラブの加熱時間、
Tf(℃)は、前記均熱帯におけるスラブの平均温度、
Trは、870+10×(C+N)×Mn+350×Nb+250×Ti+40×B+10×Cr+100×Mo+100×Vの計算値、
各式中の各元素記号は、各元素の含有量(質量%)を、それぞれ意味する。 A method for producing a hot-rolled steel sheet according to any one of claims 1 to 5,
A casting process for casting a molten steel having the chemical composition according to any one of claims 1 to 5 on a slab,
A heating step of heating the slab after cooling or following the casting so as to satisfy the following formula (iii):
A hot rolling step in which the heated slab is hot-rolled so that the steel plate temperature (° C.) and the reduction ratio (%) during final rolling of the finish rolling satisfy the following formulas (iv) and (v):
A first cooling step for cooling the steel sheet obtained by the rolling to less than 750 ° C. so that the cooling rate to 750 ° C. is 60 ° C./s or more;
Holding the steel sheet cooled to less than 750 ° C. for 5 seconds or more in a temperature range of 600 ° C. or more and less than 750 ° C. so that the temperature change is less than 50 ° C .;
Second cooling for cooling the steel plate held for 5 seconds or more to a cooling rate of 50 ° C./s or more in a temperature range of Tc ° C. or more and less than 600 ° C. to Tc ° C. or less defined by the following formula (vi). The manufacturing method of a hot-rolled steel sheet provided with the winding process which winds the process and the steel plate cooled to the said Tc degrees C or less at the temperature of Tc degrees C or less.
t ≧ 1.4 × 10 −6 × exp {3.2 × 10 4 / (Tf + 273)} (iii)
(Tr-100) ≦ steel plate temperature <Tr (iv)
3 ≦ rolling rate <40 (v)
Tc = 561-474 × C-33 × Mn-17 × Ni-17 × Cr-21 × Mo (vi)
However,
t (s) is the heating time of the slab in the soaking zone,
Tf (° C.) is the average temperature of the slab in the soaking zone,
Tr is a calculated value of 870 + 10 × (C + N) × Mn + 350 × Nb + 250 × Ti + 40 × B + 10 × Cr + 100 × Mo + 100 × V,
Each element symbol in each formula means the content (% by mass) of each element.
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