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JP7682128B2 - Steel sheet manufacturing method - Google Patents
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JP7682128B2 JP2022089874A JP2022089874A JP7682128B2 JP 7682128 B2 JP7682128 B2 JP 7682128B2 JP 2022089874 A JP2022089874 A JP 2022089874A JP 2022089874 A JP2022089874 A JP 2022089874A JP 7682128 B2 JP7682128 B2 JP 7682128B2
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Description

本開示は、鋼板の製造方法に関し、とりわけ、自動車用部品をはじめとする各種の用途に使用可能な鋼板の製造方法に関する。 This disclosure relates to a method for manufacturing steel sheets, and in particular to a method for manufacturing steel sheets that can be used for a variety of applications, including automotive parts.

自動車用部品の製造に用いられる鋼板には、軽量化による燃費改善を実現するために薄肉化が求められており、薄肉化と部品強度の確保とを両立するために、高強度化が要求されている。また、自動車用部品の製造に用いられる鋼板には、衝突安全性を考慮して、衝突時における高いエネルギー吸収能が要求されており、高延性化が求められている。一般的に、強度を向上させると延性が低下するため、衝突時のエネルギー吸収を担保することが難しくなる。そのため、高強度及び高延性を実現するために、引張強度(TS)の向上による高強度化に加えて、TS×EL(伸び)の向上による高延性化が必要である。 Steel plates used in the manufacture of automotive parts are required to be thin in order to improve fuel efficiency through weight reduction, and high strength is required to achieve both thinning and ensuring part strength. In addition, steel plates used in the manufacture of automotive parts are required to have high energy absorption capacity during a collision in consideration of collision safety, and high ductility is required. Generally, improving strength reduces ductility, making it difficult to ensure energy absorption during a collision. Therefore, in order to achieve high strength and high ductility, in addition to increasing strength by improving tensile strength (TS), high ductility is required by improving TS x EL (elongation).

更に、自動車用部品の製造に用いられる鋼板には、形状の複雑な部品に加工するために優れた成形加工性も要求され、とりわけ、局部変形能の指標である穴広げ率(λ)に優れること、すなわち伸びフランジ性に優れることが求められる。 Furthermore, steel sheets used in the manufacture of automotive parts are required to have excellent formability so that they can be processed into parts with complex shapes, and in particular, they are required to have an excellent hole expansion ratio (λ), which is an index of local deformability, i.e., excellent stretch flangeability.

例えば、特許文献1には、熱間圧延において、1000℃以上、1200℃以下の温度範囲で40%以上の圧下パスを1回以上含む第一熱間圧延を行い、T1+30℃以上且つT1+200℃以下の温度で大圧下を行い、Ar℃以上且つT1+30℃未満の温度域の圧下率を制限することで、5/8~3/8の板厚範囲の特定の結晶方位の極密度を所定の範囲に制御した鋼板が開示されている。当該鋼板は、TS×EL>14000であることが示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a steel sheet in which a pole density of a specific crystal orientation in a thickness range of 5/8 to 3/8 is controlled to a predetermined range by performing a first hot rolling including one or more reduction passes of 40 % or more in a temperature range of 1000° C. to 1200° C., performing a large reduction at a temperature of T1+30° C. or more and T1+200° C. or less, and restricting the reduction rate in a temperature range of Ar 3° C. or more and less than T1+30° C. The steel sheet is shown to have TS×EL>14000.

特許文献2には、焼戻しマルテンサイト、ベイナイト、オーステナイトを含み、フェライトを10%以下に制限したうえで、ベイナイトのうち、80%以上のベイナイト粒において粒界が焼戻しマルテンサイト及びオーステナイトのいずれもが接触する状態とした鋼板が開示されている。当該鋼板は、1300MPa以上の強度を有し、成形性に優れていることが示されている。 Patent Document 2 discloses a steel plate that contains tempered martensite, bainite, and austenite, with ferrite limited to 10% or less, and in which 80% or more of the bainite grains have grain boundaries in which both tempered martensite and austenite are in contact. The steel plate has a strength of 1300 MPa or more and is shown to have excellent formability.

特許文献3には、熱間圧延後に300℃~Ac点の温度域で30分以上保持する第一焼鈍と、冷間圧延後に、Ac点~950℃に加熱後、150~600℃に冷却した後、溶融亜鉛めっきを施し、その後、300℃以下まで冷却した後、100~600℃の温度域で焼戻しを施すことにより、残留オーステナイトを10%以上、残留オーステナイト中の炭素量を0.85%以上、残留オーステナイト中のMn量と平均のMn量との比を1.1以上に制御した鋼板が開示されている。当該鋼板は、1470MPa以上の強度を有し、変形性に優れていることが示されている。 Patent Document 3 discloses a steel sheet in which the retained austenite is controlled to 10% or more, the carbon content in the retained austenite is 0.85 % or more, and the ratio of the Mn content in the retained austenite to the average Mn content is controlled to 1.1 or more by performing a first annealing in which the steel sheet is held for 30 minutes or more in a temperature range of 300° C. to Ac 3 point after hot rolling, heating to Ac 1 point to 950° C. after cold rolling, cooling to 150 to 600° C., hot-dip galvanizing, and then cooling to 300° C. or less, followed by tempering in a temperature range of 100 to 600° C. The steel sheet has a strength of 1470 MPa or more and is shown to have excellent deformability.

特許文献4には、炭素量を0.35~0.60質量%以上、Si量を2.1~2.8質量%、Mn量を1.2~1.8質量%含み、ベイナイトと米にティックフェライトとマルテンサイト、残留オーステナイトとマルテンサイト・オーステナイト混合組織を主相としつつ、セメンタイトの存在しないフェライト・米にティックフェライト・マルテンサイトが3~5%含むことで、引張強度1470MPa以上、EL14%以上、λ:25%以上を確保できることが示されている。 Patent Document 4 shows that by including 0.35-0.60 mass% or more of carbon, 2.1-2.8 mass% of Si, 1.2-1.8 mass% of Mn, and with bainite and rice ferrite and martensite, and retained austenite and a mixed structure of martensite and austenite as the main phases, and with ferrite and rice containing 3-5% ferrite and martensite in the absence of cementite, it is possible to ensure a tensile strength of 1470 MPa or more, EL of 14% or more, and λ: 25% or more.

国際公開第2012/133563号パンフレットInternational Publication No. 2012/133563 特開2015-151576号公報JP 2015-151576 A 特開2017-053001号公報JP 2017-053001 A 特開2020-132929号公報JP 2020-132929 A

鋼板の特性向上を目的に、上述の技術を始めとした広範な検討がなされているが、高強度及び高延性を達成し、且つ、伸びフランジ性に優れた鋼板の製造は難しいのが現状である。なお、延性の指標として通常、全伸びを用いられるが、伸びは試験片の板厚等の幾何学的な影響を受けるため、材料のより本質的な延性を示す「均一伸び」で評価することが好ましい。 A wide range of research has been conducted, including the above-mentioned technologies, with the aim of improving the properties of steel sheets, but it is currently difficult to manufacture steel sheets that have high strength and high ductility as well as excellent stretch flangeability. Total elongation is usually used as an index of ductility, but since elongation is affected geometrically by the thickness of the test piece, etc., it is preferable to evaluate it using "uniform elongation," which indicates the more fundamental ductility of the material.

本開示は、このような状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、高強度であって、延性を均一伸びで評価したときに、優れた強度-延性バランスを示し、かつ伸びフランジ性に優れた鋼板の製造方法を提供することにある。 This disclosure has been made in light of these circumstances, and its purpose is to provide a manufacturing method for a steel sheet that is high in strength, exhibits an excellent balance of strength and ductility when ductility is evaluated by uniform elongation, and has excellent stretch flangeability.

本発明の態様1は、
化学組成が、
C :0.32質量%以上、0.48質量%以下、
Si:2.1質量%以上、3.0質量%以下、
Mn:1.6質量%以上、3.0質量%以下、
Ti:0.010質量%以上、0.15質量%以下、
P :0質量%超、0.05質量%以下、
S :0質量%超、0.01質量%以下、
Al:0.01質量%以上、0.1質量%以下、および
N :0質量%超、0.010質量%以下を満たし、
残部がFeおよび不可避不純物である圧延材に、
下記の(a)~(d)の工程を含む熱処理を施すことを含む、鋼板の製造方法である。
(a)前記圧延材を、下記式(1)から求められるAc3点以上の加熱温度で、10秒以上加熱する工程
(b)前記加熱後に、
前記加熱温度以下、(前記加熱温度-300℃)以上の冷却開始温度から、150℃以上、230℃以下の冷却停止温度1まで冷却するか、または、
前記加熱温度以下、(前記加熱温度-300℃)以上の冷却開始温度から、350℃以上、440℃以下の滞在温度域まで冷却し、該滞在温度域で10秒以上、200秒以下滞在させた後、該滞在温度域から、150℃以上、250℃以下の冷却停止温度2まで冷却する工程であって、
いずれの場合であっても、前記冷却開始温度から440℃までの冷却の平均冷却速度を10℃/s以上とすること
(c)前記冷却停止温度1または冷却停止温度2から、380℃以上、480℃以下の再加熱温度域まで再加熱し、該再加熱温度域で5秒以上、1800秒以下滞在させる工程
(d)前記(c)の再加熱後、室温まで冷却する工程
Ac3点(℃)=910-203√(C)+44.7Si-30Mn-11Cr+31.5Mo-20Cu-15.2Ni+700P ・・・(1)
式(1)において、元素記号は、圧延材に含まれる元素の含有量(質量%)を示し、含まれない元素はゼロとする。
Aspect 1 of the present invention is
The chemical composition is
C: 0.32% by mass or more, 0.48% by mass or less,
Si: 2.1% by mass or more, 3.0% by mass or less,
Mn: 1.6% by mass or more, 3.0% by mass or less,
Ti: 0.010% by mass or more and 0.15% by mass or less,
P: more than 0 mass%, 0.05 mass% or less,
S: more than 0% by mass, 0.01% by mass or less,
Al: 0.01 mass% or more and 0.1 mass% or less; and N: more than 0 mass% and 0.010 mass% or less;
The balance being Fe and unavoidable impurities,
The method for producing a steel sheet includes carrying out a heat treatment including the following steps (a) to (d).
(a) heating the rolled material for 10 seconds or more at a heating temperature equal to or higher than the Ac3 point calculated from the following formula (1); (b) after the heating,
Cooling from a cooling start temperature equal to or lower than the heating temperature and equal to or higher than (the heating temperature - 300 ° C) to a cooling stop temperature 1 of 150 ° C or higher and 230 ° C or lower, or
a step of cooling from a cooling start temperature equal to or lower than the heating temperature and equal to or higher than (the heating temperature - 300°C) to a residence temperature range of 350°C to 440°C, allowing the temperature range to remain for 10 seconds to 200 seconds, and then cooling from the residence temperature range to a cooling stop temperature 2 of 150°C to 250°C,
In either case, the average cooling rate from the cooling start temperature to 440°C is 10°C/s or more. (c) A process of reheating from the cooling stop temperature 1 or the cooling stop temperature 2 to a reheating temperature range of 380°C to 480°C and allowing the reheating temperature range to remain for 5 seconds to 1800 seconds. (d) A process of cooling to room temperature after the reheating in (c). Ac3 point (°C) = 910 - 203√(C) + 44.7Si-30Mn-11Cr + 31.5Mo-20Cu-15.2Ni + 700P ... (1)
In formula (1), the element symbols indicate the contents (mass%) of the elements contained in the rolled material, and elements that are not contained are represented as zero.

本開示によれば、高強度であって、延性を均一伸びで評価したときに優れた強度-延性バランスを示し、かつ伸びフランジ性に優れた鋼板が提供される。 The present disclosure provides a steel sheet that is high in strength, exhibits an excellent strength-ductility balance when ductility is evaluated by uniform elongation, and has excellent stretch flangeability.

本発明者らは鋭意検討した結果、特定の化学組成の圧延材に対し、所定の条件で熱処理を施すことによって、高強度であって、強度と均一伸びのバランスが高く、かつ伸びフランジ性に優れる鋼板が得られることを見いだした。 After extensive research, the inventors discovered that by subjecting rolled material of a specific chemical composition to heat treatment under specified conditions, it is possible to obtain a steel sheet that is high in strength, has a good balance between strength and uniform elongation, and has excellent stretch flangeability.

鋼板の強度-延性バランスを確保するには、ベイナイト、ベイニティックフェライト、マルテンサイト、および、それらの焼き戻し組織のうち、1種または2種以上を主体の組織としつつ、延性を確保するため、残留オーステナイト、マルテンサイト/オーステナイト混合組織を、一定量以上含む組織とすることが有効である。 To ensure the strength-ductility balance of steel plate, it is effective to use a structure that is primarily made up of one or more of bainite, bainitic ferrite, martensite, or tempered versions of these structures, while also containing a certain amount or more of retained austenite and a mixed structure of martensite/austenite to ensure ductility.

これらを実現する手段として、化学組成の観点からは、残留オーステナイトを確保するため、オーステナイト安定化元素であるC、Mn等の含有量を増加させつつ、Cがセメンタイトとして消費されることを避けるため、セメンタイトの形成を抑制するSi、Al等の元素を含むことが有効である。 From the standpoint of chemical composition, one effective way to achieve this is to increase the content of austenite stabilizing elements such as C and Mn to ensure retained austenite, while including elements such as Si and Al that inhibit the formation of cementite to prevent C from being consumed as cementite.

また、製造方法の観点からは、フェライトやパーライトの形成を避けて、前記組織を確保するため、熱延板または冷延板(以下、これらを「圧延板」ということがある)を、一旦、オーステナイト単相域に加熱してから、フェライトやパーライト変態を避けるために特定の温度域を急冷し、ベイナイト、ベイニティックフェライト、マルテンサイトを形成させつつ、一部を微細な未変態のオーステナイトとするためにMs点以下、Mf点以上まで冷却し、それから、再加熱して未変態オーステナイトの変態と未変態オーステナイト中へのC濃化を促進させて、微細な残留オーステナイトを確保することが有効である。 From the viewpoint of manufacturing method, in order to avoid the formation of ferrite or pearlite and secure the above-mentioned structure, it is effective to first heat a hot-rolled sheet or cold-rolled sheet (hereinafter, these may be referred to as "rolled sheet") to the austenite single-phase region, then rapidly cool a specific temperature range to avoid ferrite or pearlite transformation, form bainite, bainitic ferrite, and martensite, and cool a portion to below the Ms point and above the Mf point to turn it into fine untransformed austenite, and then reheat it to promote the transformation of the untransformed austenite and the enrichment of C in the untransformed austenite, thereby securing fine retained austenite.

そして本実施形態の製造方法では、前記化学組成において、更に所定量のTiを含有させることによって、旧オーステナイト粒径の微細化を実現でき、その結果、残留オーステナイトの確保および残留オーステナイトの微細化を十分に図ることができ、残留オーステナイト量の確保による伸びの向上と、残留オーステナイトの微細化による優れた伸びフランジ性の確保を両立することができた。 In the manufacturing method of this embodiment, by further including a specified amount of Ti in the above chemical composition, it is possible to realize refinement of the prior austenite grain size, and as a result, it is possible to sufficiently secure the amount of retained austenite and refine the retained austenite, thereby achieving both improved elongation by securing the amount of retained austenite and excellent stretch flangeability by refining the retained austenite.

以下、本実施形態の高強度鋼板の製造方法について順に説明する。以下では、熱処理に供する圧延材の化学組成から説明する。なお、下記の化学組成は、最終的に得られる鋼板の化学組成でもある。 The manufacturing method of the high-strength steel plate of this embodiment will be described below. The chemical composition of the rolled material to be subjected to heat treatment will be described below. Note that the chemical composition below is also the chemical composition of the steel plate finally obtained.

[化学組成]
[C:0.32質量%以上、0.48質量%以下]
Cは、オーステナイト安定化元素として、残留オーステナイト量の確保のために必須の元素であり、引張強度を含む所望の特性を確保するため、C量を0.32質量%以上とする。C量は、好ましくは0.35質量%以上、より好ましくは0.37質量%以上、更に好ましくは0.38質量%以上である。一方、C量を高めすぎると、残留オーステナイトのサイズが粗大になり、優れた伸びフランジ性を確保できなくなる。よってC量は、0.48質量%以下、好ましくは0.45質量%以下、より好ましくは0.43質量%以下、更に好ましくは0.42質量%以下とする。
[Chemical composition]
[C: 0.32 mass% or more, 0.48 mass% or less]
C is an austenite stabilizing element and is an essential element for ensuring the amount of retained austenite. In order to ensure the desired properties including tensile strength, the C content is set to 0.32 mass% or more. The C content is preferably 0.35 mass% or more, more preferably 0.37 mass% or more, and even more preferably 0.38 mass% or more. On the other hand, if the C content is too high, the size of the retained austenite becomes coarse, and excellent stretch flangeability cannot be ensured. Therefore, the C content is set to 0.48 mass% or less, preferably 0.45 mass% or less, more preferably 0.43 mass% or less, and even more preferably 0.42 mass% or less.

[Si:2.1質量%以上、3.0質量%以下]
Siは、固溶強化により強度を高めると共に、Ms点以下、Mf点以上まで冷却した後、加熱する工程において、セメンタイトの形成を抑制して、未変態オーステナイトが分解するのを抑制しつつ、未変態オーステナイトへのC濃化を促進させ、熱処理で残留オーステナイトを十分確保するのに必要な元素である。よってSi量は、2.1質量%以上、好ましくは2.2質量%以上、より好ましくは2.3質量%以上、更に好ましくは2.4質量%以上とする。一方、Siが過剰に含まれていると、固溶強化の効果が過剰となり母相が脆化することで、伸びや穴広げ率が低下する。よってSi量は、3.0質量%以下、好ましくは2.9質量%以下、より好ましくは2.8質量%以下、更に好ましくは2.7質量%以下とする。
[Si: 2.1% by mass or more, 3.0% by mass or less]
Si is an element necessary for increasing strength by solid solution strengthening, suppressing the formation of cementite in the process of cooling to the Ms point or less and the Mf point or more, and then heating, suppressing the decomposition of untransformed austenite, promoting C concentration in untransformed austenite, and ensuring sufficient residual austenite by heat treatment. Therefore, the amount of Si is 2.1 mass% or more, preferably 2.2 mass% or more, more preferably 2.3 mass% or more, and even more preferably 2.4 mass% or more. On the other hand, if Si is contained in excess, the effect of solid solution strengthening becomes excessive and the parent phase becomes embrittled, resulting in a decrease in elongation and hole expansion ratio. Therefore, the amount of Si is 3.0 mass% or less, preferably 2.9 mass% or less, more preferably 2.8 mass% or less, and even more preferably 2.7 mass% or less.

[Mn:1.6質量%以上、3.0質量%以下]
Mnは、フェライトやパーライトの形成を抑制し、残留オーステナイトの量を確保するための、オーステナイト安定化元素として有効な元素である。よってMn量は、1.6質量%以上とする。Mn量は、好ましくは1.7質量%以上、より好ましくは1.8質量%以上である。一方、Mnの含有量が多くなりすぎると、残留オーステナイトのサイズが粗大になりすぎて、優れた伸びフランジ性を確保できなくなる。よってMn量は、3.0質量%以下、好ましくは2.8質量%以下、より好ましくは2.6質量%以下、さらに好ましくは2.4質量%以下、より更に好ましくは2.2質量%以下とする。
[Mn: 1.6% by mass or more, 3.0% by mass or less]
Mn is an effective element for stabilizing austenite, suppressing the formation of ferrite and pearlite and ensuring the amount of retained austenite. Therefore, the Mn content is set to 1.6 mass% or more. The Mn content is preferably 1.7 mass% or more, more preferably 1.8 mass% or more. On the other hand, if the Mn content is too high, the size of the retained austenite becomes too coarse, and excellent stretch flangeability cannot be ensured. Therefore, the Mn content is set to 3.0 mass% or less, preferably 2.8 mass% or less, more preferably 2.6 mass% or less, even more preferably 2.4 mass% or less, and even more preferably 2.2 mass% or less.

[Ti:0.010質量%以上、0.15質量%以下]
Tiは、Cと結びついて微細な析出物であるTiCを形成する。微細なTiCが存在することで、熱処理でオーステナイト単相域に加熱した際に、微細なTiCによるピンニング効果により、オーステナイト粒の成長が抑制され、その後に形成される組織を微細化できる。残留オーステナイトが微細化することで伸びフランジ性が向上する。また、組織サイズが微細になることで、残留オーステナイトへのC濃化が生じやすく、その結果、残留オーステナイト量を担保できて伸び向上に寄与する。これらの効果を発現させるため、Ti量を0.010質量%以上とする。Ti量は、好ましくは0.012質量%以上、より好ましくは0.015質量%以上、更に好ましくは0.020質量%以上、より更に好ましくは0.025質量%以上であり、より更には0.030質量%以上、より更には0.040質量%以上であってもよい。一方、Tiが過剰に含まれていると、Nとの化合物である硬質なTiNが粗大化して破壊の起点となり、伸びフランジ性が劣化する。よってTi量は、0.15質量%以下とする。Ti量は、好ましくは0.13質量%以下、より好ましくは0.12質量%以下である。
[Ti: 0.010% by mass or more, 0.15% by mass or less]
Ti combines with C to form TiC, which is a fine precipitate. When fine TiC is present, the growth of austenite grains is suppressed by the pinning effect of fine TiC when the steel is heated to the austenite single phase region by heat treatment, and the structure formed thereafter can be refined. The refinement of the retained austenite improves the stretch flangeability. In addition, the refinement of the structure size makes it easier for C to concentrate in the retained austenite, and as a result, the amount of retained austenite can be secured, which contributes to improving elongation. In order to achieve these effects, the Ti amount is set to 0.010 mass% or more. The Ti amount is preferably 0.012 mass% or more, more preferably 0.015 mass% or more, even more preferably 0.020 mass% or more, even more preferably 0.025 mass% or more, and may be even more 0.030 mass% or more, and even more preferably 0.040 mass% or more. On the other hand, if Ti is contained in excess, the hard TiN, which is a compound with N, becomes coarse and becomes the starting point of fracture, and the stretch flangeability deteriorates. Therefore, the Ti content is set to 0.15 mass% or less. The Ti content is preferably 0.13 mass% or less, and more preferably 0.12 mass% or less.

なお、炭化物形成元素として、Ti以外にNb、Vが挙げられるが、NbはTiに比べてCとの結合力が強く、本実施形態の圧延材のC量レベルでは、熱間圧延の加熱段階でNbの多くが合金炭化物として粗大に残存、すなわち微細な合金炭化物が少なく、熱処理時のオーステナイト単相域への加熱で、ピンニング効果が得られにくい。またVは、Tiと比べてCとの結合力が弱く、熱処理時のオーステナイト単相域への加熱で一部が固溶するため、ピンニング効果が得られ難い。また、オーステナイト単相域への加熱段階で固溶したVが、その後の冷却・再加熱の工程で微細に析出する場合があり、その場合、母相が析出強化して延性が低下する懸念があるため好ましくない。 In addition to Ti, Nb and V can be mentioned as carbide forming elements. However, Nb has a stronger bond with C than Ti, and at the C content level of the rolled material of this embodiment, most of the Nb remains as coarse alloy carbides at the heating stage of hot rolling, i.e., there are few fine alloy carbides, and it is difficult to obtain a pinning effect by heating to the austenite single phase region during heat treatment. In addition, V has a weaker bond with C than Ti, and some of it is dissolved in solid solution when heated to the austenite single phase region during heat treatment, making it difficult to obtain a pinning effect. In addition, V that is dissolved in solid solution at the heating stage to the austenite single phase region may precipitate finely in the subsequent cooling and reheating process, which is not preferable because there is a concern that the parent phase will be precipitation strengthened and the ductility will decrease.

[P:0質量%超、0.05質量%以下]
Pは、不純物元素として不可避的に存在する。P含有量が0.05質量%を超えると、伸び(EL)及び穴広げ率が低下する。そのため、P含有量は0.05質量%以下とする。P含有量は、好ましくは0.03質量%以下である。P含有量は少なければ少ない程好ましく、0質量%であることが最も好ましいが、製造工程上の制約などにより0質量%超、例えば、0.001質量%程度残存してしまう場合もある。
[P: more than 0 mass%, 0.05 mass% or less]
P is inevitably present as an impurity element. If the P content exceeds 0.05% by mass, the elongation (EL) and hole expansion ratio decrease. Therefore, the P content is set to 0.05% by mass or less. The P content is preferably 0.03% by mass or less. The lower the P content, the more preferable it is, and 0% by mass is the most preferable, but due to constraints in the manufacturing process, it may remain at more than 0% by mass, for example, about 0.001% by mass.

[S:0質量%超、0.01質量%以下]
Sは、不純物元素として不可避的に存在する。S含有量が0.01質量%を超えると、MnS等の硫化物系介在物が形成され、当該介在物が割れの起点となるため、穴広げ率が低下する。そのため、S含有量は0.01質量%以下とする。S含有量は、好ましくは0.005質量%以下である。S含有量は少なければ少ない程好ましく、0質量%であることが最も好ましいが、製造工程上の制約などにより0質量%超、例えば、0.001質量%程度残存してしまう場合もある。
[S: more than 0 mass%, 0.01 mass% or less]
S is inevitably present as an impurity element. If the S content exceeds 0.01% by mass, sulfide-based inclusions such as MnS are formed, and the inclusions become the starting points of cracks, resulting in a decrease in the hole expansion ratio. Therefore, the S content is set to 0.01% by mass or less. The S content is preferably 0.005% by mass or less. The lower the S content, the more preferable it is, and 0% by mass is the most preferable, but due to constraints in the manufacturing process, there are cases where more than 0% by mass, for example, about 0.001% by mass, remains.

[Al:0.01質量%以上、0.1質量%以下]
Alは、脱酸元素として機能し、溶鋼中の酸素量を低減することで、介在物の数密度を低減させ、鋼材の基本品質を向上させる。このような作用を有効に発揮させるためには、Al含有量は0.01質量%以上とする。Al含有量は、好ましくは0.015質量%以上、より好ましくは0.020質量%以上である。一方、Al含有量が過剰であると、フェライトの形成が促進され、所望の組織を得ることができなくなる。そのため、Al含有量は0.1質量%以下とする。Al含有量は、好ましくは0.08質量%以下、より好ましくは0.06質量%以下である。
[Al: 0.01% by mass or more, 0.1% by mass or less]
Al functions as a deoxidizing element and reduces the amount of oxygen in molten steel, thereby reducing the number density of inclusions and improving the basic quality of the steel. In order to effectively exert such an effect, the Al content is set to 0.01 mass% or more. The Al content is preferably 0.015 mass% or more, more preferably 0.020 mass% or more. On the other hand, if the Al content is excessive, the formation of ferrite is promoted, and the desired structure cannot be obtained. Therefore, the Al content is set to 0.1 mass% or less. The Al content is preferably 0.08 mass% or less, more preferably 0.06 mass% or less.

[N:0質量%超、0.010質量%以下]
Nは、不純物元素として不可避的に存在する。本実施形態に係る化学組成のようにTiが含まれる場合、NはTiと結合し、硬質なTiNを形成し、変形時の破壊の起点となり、特に穴広げ率を低下させる。そのため、N含有量は0質量%であることが最も好ましいが、製造工程上不可避的に残存してしまう。N含有量は上記観点から低減することが好ましく、N含有量は0.010質量%以下、好ましくは0.008質量%以下、より好ましくは0.006質量%以下である。
[N: more than 0 mass%, 0.010 mass% or less]
N is inevitably present as an impurity element. When Ti is included as in the chemical composition according to this embodiment, N bonds with Ti to form hard TiN, which becomes the starting point of fracture during deformation, and in particular reduces the hole expansion ratio. Therefore, it is most preferable that the N content is 0% by mass, but it inevitably remains in the manufacturing process. From the above viewpoint, it is preferable to reduce the N content, and the N content is 0.010% by mass or less, preferably 0.008% by mass or less, and more preferably 0.006% by mass or less.

[残部がFeおよび不可避不純物]
残部はFeおよび不可避不純物(例えば、As、Sb、Sn等)である。不可避不純物は、原料、資材、製造設備等の状況によって持ち込まれる元素である。また、Oのような元素も不可避的に混入しうる。それぞれ、例えば100ppm以下ならば不純物元素としての混入が許容され得る。なお、例えば、P、S及びNのように、通常、含有量が少ないほど好ましく、従って不可避不純物であるが、その組成範囲について上記のように別途規定している元素がある。このため、本明細書において、残部を構成する「不可避不純物」という場合は、別途その組成範囲が規定されている元素を除いた概念である。
[The balance is Fe and unavoidable impurities]
The balance is Fe and inevitable impurities (e.g., As, Sb, Sn, etc.). Inevitable impurities are elements that are brought in due to the conditions of raw materials, materials, manufacturing equipment, etc. Elements such as O can also be inevitably mixed in. For example, each of these elements can be allowed to be mixed in as an impurity element if it is 100 ppm or less. Note that, for example, P, S, and N, which are usually preferable to have a lower content and therefore are inevitable impurities, have their composition ranges separately specified as above. For this reason, in this specification, when referring to the "unavoidable impurities" that constitute the balance, it is a concept that excludes elements whose composition ranges are separately specified.

本実施形態に係る鋼板の製造方法は、前記化学組成を満たす圧延材に、
下記の(a)~(d)の工程を含む熱処理を施すことを含む。
(a)前記圧延材を、下記式(1)から求められるAc3点以上の加熱温度で、10秒以上加熱する工程
(b)前記加熱後に、
前記加熱温度以下、(前記加熱温度-300℃)以上の冷却開始温度から、150℃以上、230℃以下の冷却停止温度1まで冷却するか、または、
前記加熱温度以下、(前記加熱温度-300℃)以上の冷却開始温度から、350℃以上、440℃以下の滞在温度域まで冷却し、該滞在温度域で10秒以上、200秒以下滞在させた後、該滞在温度域から、150℃以上、250℃以下の冷却停止温度2まで冷却する工程であって、
いずれの場合であっても、前記冷却開始温度から440℃までの冷却の平均冷却速度を10℃/s以上とすること
(c)前記冷却停止温度1または冷却停止温度2から、380℃以上、480℃以下の再加熱温度域まで再加熱し、該再加熱温度域で5秒以上、1800秒以下滞在させる工程
(d)前記(c)の再加熱後、室温まで冷却する工程
Ac3点(℃)=910-203√(C)+44.7Si-30Mn-11Cr+31.5Mo-20Cu-15.2Ni+700P ・・・(1)
式(1)において、元素記号は、圧延材に含まれる元素の含有量(質量%)を示し、含まれない元素はゼロとする。
In the method for producing a steel sheet according to the present embodiment, a rolled material satisfying the above-mentioned chemical composition is
The method includes carrying out a heat treatment including the following steps (a) to (d).
(a) heating the rolled material for 10 seconds or more at a heating temperature equal to or higher than the Ac3 point calculated from the following formula (1); (b) after the heating,
Cooling from a cooling start temperature equal to or lower than the heating temperature and equal to or higher than (the heating temperature - 300 ° C) to a cooling stop temperature 1 of 150 ° C or higher and 230 ° C or lower, or
a step of cooling from a cooling start temperature equal to or lower than the heating temperature and equal to or higher than (the heating temperature - 300°C) to a residence temperature range of 350°C to 440°C, allowing the temperature range to remain for 10 seconds to 200 seconds, and then cooling from the residence temperature range to a cooling stop temperature 2 of 150°C to 250°C,
In either case, the average cooling rate from the cooling start temperature to 440°C is 10°C/s or more. (c) A process of reheating from the cooling stop temperature 1 or the cooling stop temperature 2 to a reheating temperature range of 380°C to 480°C and allowing the reheating temperature range to remain for 5 seconds to 1800 seconds. (d) A process of cooling to room temperature after the reheating in (c). Ac3 point (°C) = 910 - 203√(C) + 44.7Si-30Mn-11Cr + 31.5Mo-20Cu-15.2Ni + 700P ... (1)
In formula (1), the element symbols indicate the contents (mass%) of the elements contained in the rolled material, and elements that are not contained are represented as zero.

以下、熱処理における各工程について説明する。 Each step in the heat treatment is explained below.

[(a)前記圧延材を、下記式(1)から求められるAc3点以上の加熱温度で、10秒(s)以上加熱する工程
Ac3点(℃)=910-203√(C)+44.7Si-30Mn-11Cr+31.5Mo-20Cu-15.2Ni+700P ・・・(1)
式(1)において、元素記号は、圧延材に含まれる元素の含有量(質量%)を示し、含まれない元素はゼロとする。]
[(a) A step of heating the rolled material for 10 seconds (s) or more at a heating temperature equal to or higher than the Ac3 point calculated from the following formula (1): Ac3 point (°C) = 910 - 203√(C) + 44.7Si - 30Mn - 11Cr + 31.5Mo - 20Cu - 15.2Ni + 700P ... (1)
In formula (1), the element symbol indicates the content (mass%) of the element contained in the rolled material, and the element that is not contained is set to zero.

圧延材の組織に含まれるフェライトやセメンタイトを一旦、固溶させるため、圧延材をAc3点以上に加熱する。加熱温度がAc3点よりも低いと、軟質なフェライトが残存し、変形時に破壊の起点となるため、強度や伸びフランジ性が確保できなくなる。加熱温度の上限は特に定めないが、950℃を超えると、Tiが含まれていてもオーステナイト粒が粗大化し、伸びフランジ性の確保が難しくなるため、加熱温度は950℃を上限とすることが好ましい。加熱時間は、十分に固溶させるため、10秒以上とする。加熱時間は、好ましくは20秒以上、より好ましくは30秒以上、さらに好ましくは100秒以上であり、製造性の観点から例えば1800秒以下、更には1000秒以下とすることができる。 In order to dissolve the ferrite and cementite contained in the structure of the rolled material, the rolled material is heated to the Ac3 point or higher. If the heating temperature is lower than the Ac3 point, soft ferrite remains and becomes the starting point of fracture during deformation, making it impossible to ensure strength and stretch flangeability. There is no particular upper limit for the heating temperature, but if it exceeds 950°C, austenite grains become coarse even if Ti is contained, making it difficult to ensure stretch flangeability, so it is preferable to set the heating temperature at an upper limit of 950°C. The heating time is 10 seconds or more to sufficiently dissolve the ferrite and cementite. The heating time is preferably 20 seconds or more, more preferably 30 seconds or more, and even more preferably 100 seconds or more, and can be, for example, 1800 seconds or less, or even 1000 seconds or less from the viewpoint of manufacturability.

[(b)前記加熱後に、
前記加熱温度以下、(前記加熱温度-300℃)以上の冷却開始温度から、150℃以上、230℃以下の冷却停止温度1まで冷却するか、または、
前記加熱温度以下、(前記加熱温度-300℃)以上の冷却開始温度から、350℃以上、440℃以下の滞在温度域まで冷却し、該滞在温度域で10秒以上、200秒以下滞在させた後、該滞在温度域から、150℃以上、250℃以下の冷却停止温度2まで冷却する工程であって、
いずれの場合であっても、前記冷却開始温度から440℃までの冷却の平均冷却速度を10℃/s以上とする]
[(b) after the heating,
Cooling from a cooling start temperature equal to or lower than the heating temperature and equal to or higher than (the heating temperature - 300 ° C) to a cooling stop temperature 1 of 150 ° C or higher and 230 ° C or lower, or
a step of cooling from a cooling start temperature equal to or lower than the heating temperature and equal to or higher than (the heating temperature - 300°C) to a residence temperature range of 350°C to 440°C, allowing the temperature range to remain for 10 seconds to 200 seconds, and then cooling from the residence temperature range to a cooling stop temperature 2 of 150°C to 250°C,
In either case, the average cooling rate from the cooling start temperature to 440° C. is 10° C./s or more.

前記(a)の加熱後、ベイナイト、ベイニティックフェライト、およびマルテンサイトのうちの1以上が形成され、かつ、一部が未変態オーステナイトとして残存する温度域まで冷却する。この時に形成されたベイナイト、ベイニティックフェライト、およびマルテンサイトのうちの1以上が母相となり、強度を確保でき、更に、これらの組織の間に未変態オーステナイトを残存させることができる。この未変態オーステナイトは、下記(c)の工程での加熱で、C濃化により安定化され、最終組織を構成する残留オーステナイトとなる。 After the heating in step (a), the material is cooled to a temperature range where one or more of bainite, bainitic ferrite, and martensite are formed, and some of the material remains as untransformed austenite. One or more of the bainite, bainitic ferrite, and martensite formed at this time become the parent phase, ensuring strength, and allowing untransformed austenite to remain between these structures. This untransformed austenite is stabilized by C enrichment during heating in the step (c) below, and becomes the retained austenite that constitutes the final structure.

(b)の工程では、加熱温度以下、(前記加熱温度-300℃)以上の冷却開始温度から、440℃までの冷却の、平均冷却速度を10℃/s以上とする。前記冷却開始温度から冷却中に、フェライト、粗大なベイナイト、または、粗大なベイニティックフェライトが形成されることを抑制するため、これらフェライト等が形成する温度域を急速で冷却する。前記平均冷却速度は、好ましくは15℃/s以上、より好ましくは20℃/s以上である。なお、設備等の性能を考慮すれば、前記平均冷却速度の上限は500℃/s程度である。 In step (b), the average cooling rate from the cooling start temperature, which is equal to or lower than the heating temperature (the heating temperature - 300°C) or higher, to 440°C is set to 10°C/s or higher. In order to suppress the formation of ferrite, coarse bainite, or coarse bainitic ferrite during cooling from the cooling start temperature, the temperature range in which these ferrites are formed is cooled rapidly. The average cooling rate is preferably 15°C/s or higher, and more preferably 20°C/s or higher. Taking into consideration the performance of the equipment, etc., the upper limit of the average cooling rate is about 500°C/s.

(b)の工程での平均冷却速度は、前記冷却開始温度から440℃までの冷却の平均冷却速度が10℃/s以上であればよく、440℃から例えば冷却停止温度1または冷却停止温度2までの冷却の平均冷却速度は問わない。 The average cooling rate in step (b) from the cooling start temperature to 440°C may be 10°C/s or more, and the average cooling rate from 440°C to, for example, cooling stop temperature 1 or cooling stop temperature 2 is not important.

(b)の工程で、前記冷却開始温度から440℃まで前記平均冷却速度で冷却することを含む第1の態様として、前記冷却開始温度から、150℃以上、230℃以下の冷却停止温度1までの冷却において、前記冷却開始温度から440℃までの冷却の平均冷却速度を10℃/s以上とすることが挙げられる。 In the first embodiment including cooling from the cooling start temperature to 440°C at the average cooling rate in step (b), the average cooling rate from the cooling start temperature to 440°C is set to 10°C/s or more in cooling from the cooling start temperature to a cooling stop temperature 1 that is 150°C or more and 230°C or less.

第1の態様において、冷却停止温度1が低すぎると、十分な量の残留オーステナイトを確保できず、優れた強度-延性バランスを確保できない。よって冷却停止温度1は150℃以上とする。冷却停止温度1は、好ましくは160℃以上、より好ましくは170℃以上である。一方、冷却段階でマルテンサイトを十分形成し、その後の加熱段階でベイナイトまたはベイニティックフェライトが形成されることを抑制し、強度を確保する観点から、冷却停止温度1は230℃以下とする。冷却停止温度1は好ましくは220℃以下である。 In the first embodiment, if the cooling stop temperature 1 is too low, a sufficient amount of retained austenite cannot be secured, and an excellent balance between strength and ductility cannot be secured. Therefore, the cooling stop temperature 1 is set to 150°C or higher. The cooling stop temperature 1 is preferably set to 160°C or higher, and more preferably set to 170°C or higher. On the other hand, from the viewpoint of forming sufficient martensite in the cooling stage and suppressing the formation of bainite or bainitic ferrite in the subsequent heating stage, thereby securing strength, the cooling stop temperature 1 is set to 230°C or lower. The cooling stop temperature 1 is preferably set to 220°C or lower.

(b)の工程で、前記冷却開始温度から440℃まで前記平均冷却速度で冷却することを含む第2の態様として、前記冷却開始温度から、350℃以上、440℃以下の滞在温度域まで冷却し、該滞在温度域で10秒以上、200秒以下滞在させた後、該滞在温度域から、150℃以上、250℃以下の冷却停止温度2まで冷却する、との工程において、前記冷却開始温度から440℃までの冷却の平均冷却速度を10℃/s以上とすることが挙げられる。 In the second embodiment, which includes cooling from the cooling start temperature to 440°C at the average cooling rate in step (b), the average cooling rate from the cooling start temperature to 440°C is set to 10°C/s or more in the steps of cooling from the cooling start temperature to a residence temperature range of 350°C to 440°C, staying in the residence temperature range for 10 seconds to 200 seconds, and then cooling from the residence temperature range to a cooling stop temperature 2 of 150°C to 250°C.

この第2の態様では、前記冷却開始温度から冷却停止温度2までの冷却中に、ベイナイト変態が進行する350℃以上、440℃以下の滞在温度域で滞在させることによって、ベイナイトもしくはベイニティックフェライトが形成される。ベイナイトもしくはベイニティックフェライトを、積極的に、少なくとも部分的に形成させることによって、オーステナイトが分割され、その後のマルテンサイト変態時にマルテンサイトの組織を微細化できる。その結果、高強度であって、優れた強度-延性バランスと優れた伸びフランジ性を示す鋼板が得られる。更には、衝撃変形時の破壊の起点となるMAを微細化することができ、それにより、-40℃でのぜい性破面率を低減でき、優れた低温靱性も兼備させることができる。 In this second embodiment, during cooling from the cooling start temperature to the cooling stop temperature 2, bainite or bainitic ferrite is formed by staying in the temperature range of 350°C or more and 440°C or less where bainite transformation progresses. By actively forming bainite or bainitic ferrite at least partially, austenite is split, and the martensite structure can be refined during the subsequent martensite transformation. As a result, a steel sheet is obtained that has high strength, an excellent strength-ductility balance, and excellent stretch flangeability. Furthermore, it is possible to refine the MA, which is the starting point of fracture during impact deformation, and thereby reduce the brittle fracture rate at -40°C and also provide excellent low-temperature toughness.

上述の通り、ベイナイトもしくはベイニティックフェライトを形成する観点から、前記滞在温度域を350℃以上とする。前記滞在温度域は、好ましくは355℃以上、より好ましくは360℃以上である。一方、前記滞在温度域の温度が高すぎると、粗大なベイナイトまたはベイニティックフェライトが形成されやすい。よって、これらの粗大な組織の形成を抑制して、優れた伸びフランジ性と低温靱性を達成する観点から、前記滞在温度域は、440℃以下、好ましくは435℃以下、より好ましくは430℃以下とする。 As described above, from the viewpoint of forming bainite or bainitic ferrite, the residence temperature range is set to 350°C or higher. The residence temperature range is preferably 355°C or higher, more preferably 360°C or higher. On the other hand, if the temperature of the residence temperature range is too high, coarse bainite or bainitic ferrite is likely to form. Therefore, from the viewpoint of suppressing the formation of these coarse structures and achieving excellent stretch flangeability and low-temperature toughness, the residence temperature range is set to 440°C or lower, preferably 435°C or lower, more preferably 430°C or lower.

前記滞在温度域での滞在時間は、上記組織を形成する観点から、10秒以上、好ましくは15秒以上、より好ましくは20秒以上である。一方、前記滞在温度域での滞在時間が長すぎると、ベイナイトやベイニティックフェライトが過剰に形成されて、強度が確保できなくなるため、前記滞在時間は、200秒以下、好ましくは170秒以下、より好ましくは160秒以下である。 The residence time in the above-mentioned temperature range is 10 seconds or more, preferably 15 seconds or more, and more preferably 20 seconds or more, from the viewpoint of forming the above-mentioned structure. On the other hand, if the residence time in the above-mentioned temperature range is too long, bainite and bainitic ferrite are formed in excess, making it impossible to ensure strength, so the residence time is 200 seconds or less, preferably 170 seconds or less, and more preferably 160 seconds or less.

前記滞在温度域に滞在後、150℃以上、250℃以下の冷却停止温度2まで冷却する。冷却停止温度2の下限値の設定理由は、上述した冷却停止温度1と同じであり、冷却停止温度2が低すぎると、十分な量の残留オーステナイトを確保できず、優れた強度-延性バランスを確保できない。よって冷却停止温度2は150℃以上とする。冷却停止温度2は、好ましくは160℃以上、より好ましくは170℃以上である。一方、冷却停止温度2が高すぎると強度確保が困難になる。なお第2の態様の通り、前記滞在温度域での滞在を設ける場合、該滞在により、既にベイナイト変態が部分的に進んでいるため、冷却停止温度2の上限は250℃まで許容できる。冷却停止温度2は、更に230℃以下、更には220℃以下であってもよい。本明細書において「滞在」とは、一定温度範囲内において、温度が一定である他、温度が変動することを含む。以下、再加熱温度域での滞在についても同じである。 After staying in the stay temperature range, the steel is cooled to a cooling stop temperature 2 of 150°C or more and 250°C or less. The reason for setting the lower limit of the cooling stop temperature 2 is the same as that of the cooling stop temperature 1 described above. If the cooling stop temperature 2 is too low, a sufficient amount of retained austenite cannot be secured, and an excellent strength-ductility balance cannot be secured. Therefore, the cooling stop temperature 2 is set to 150°C or more. The cooling stop temperature 2 is preferably 160°C or more, more preferably 170°C or more. On the other hand, if the cooling stop temperature 2 is too high, it becomes difficult to ensure strength. As in the second embodiment, when a stay is provided in the stay temperature range, the bainite transformation has already progressed partially due to the stay, so the upper limit of the cooling stop temperature 2 can be up to 250°C. The cooling stop temperature 2 may further be 230°C or less, or even 220°C or less. In this specification, "stay" includes not only a constant temperature within a certain temperature range, but also a fluctuating temperature. The same applies to a stay in the reheating temperature range below.

[(c)前記冷却停止温度1または冷却停止温度2から、380℃以上、480℃以下の再加熱温度域まで再加熱し、該再加熱温度域で5秒以上、1800秒以下滞在させる工程] [(c) Reheating from the cooling stop temperature 1 or cooling stop temperature 2 to a reheating temperature range of 380°C or more and 480°C or less, and allowing the material to remain in the reheating temperature range for 5 seconds or more and 1,800 seconds or less]

前記(b)の工程で冷却停止温度1または冷却停止温度2まで冷却後、該冷却停止温度1または冷却停止温度2から、380℃以上、480℃以下の再加熱温度域まで再加熱し、該再加熱温度域で5秒以上、1800秒以下滞在させる。 After cooling to Cooling Stop Temperature 1 or Cooling Stop Temperature 2 in step (b), reheat from Cooling Stop Temperature 1 or Cooling Stop Temperature 2 to a reheating temperature range of 380°C or more and 480°C or less, and allow to remain in the reheating temperature range for 5 seconds or more and 1800 seconds or less.

前記(b)の工程で形成されたベイナイト、ベイニティックフェライト、およびマルテンサイトのうちの1以上を、この工程で焼戻しすることにより、母相の延性を改善することができる。更には、この工程で、これらの組織から未変態オーステナイトへのCの分配を進行させ、未変態オーステナイト中のC濃度を高めることによって、最終的に室温まで冷却しても残留オーステナイトとして残存させることができ、その結果、強度-延性バランスを向上させることができる。これらを達成させるため、前記再加熱温度域は、380℃以上、480℃以下とする。再加熱温度域は、好ましくは385℃以上、より好ましくは390℃以上であって、好ましくは470℃以下、より好ましくは460℃以下である。再加熱温度域での加熱時間は、十分に焼戻しを行うため、5秒以上とする。加熱時間は、好ましくは10秒以上であり、より好ましくは100秒以上であり、さらに好ましくは300秒以上であり、製造性の観点から1800秒以下、好ましくは1000秒以下である。 By tempering one or more of the bainite, bainitic ferrite, and martensite formed in the step (b) in this step, the ductility of the parent phase can be improved. Furthermore, by promoting the distribution of C from these structures to the untransformed austenite in this step and increasing the C concentration in the untransformed austenite, it is possible to make it remain as retained austenite even when finally cooled to room temperature, and as a result, the strength-ductility balance can be improved. In order to achieve this, the reheating temperature range is 380°C or more and 480°C or less. The reheating temperature range is preferably 385°C or more, more preferably 390°C or more, and preferably 470°C or less, more preferably 460°C or less. The heating time in the reheating temperature range is 5 seconds or more to perform sufficient tempering. The heating time is preferably 10 seconds or more, more preferably 100 seconds or more, and even more preferably 300 seconds or more, and from the viewpoint of manufacturability, it is 1800 seconds or less, preferably 1000 seconds or less.

[(d)前記(c)の再加熱後、室温まで冷却する工程]
前記(c)の再加熱後は、室温まで冷却すればよいが、その冷却方法は問わず、例えば水冷、空冷、放冷等が挙げられる。
[(d) Step of cooling to room temperature after the reheating of (c)]
After the reheating in (c), the mixture may be cooled to room temperature by any method, including water cooling, air cooling, and natural cooling.

本実施形態に係る鋼板の製造方法において、熱処理における前記(a)~(d)以外の工程については特に限定されない。熱処理後に、例えば形状矯正や電気メッキなどを施すこと等が含まれうる。 In the method for manufacturing steel sheet according to this embodiment, the steps in the heat treatment other than (a) to (d) are not particularly limited. After the heat treatment, steps such as shape correction and electroplating may be included.

また、本実施形態に係る鋼板の製造方法に用いる圧延材の製造方法も限定されない。圧延材は、熱間圧延によって得られた熱延板の他、熱延板に、必要に応じて酸洗等を適宜施した後、冷間圧延を施して得られた冷延板であってもよい。前記熱間圧延では、最終の熱間圧延の加熱温度が1150℃以上であることが好ましい。また、熱延板の厚さは特に限定されないが、最終製品として冷延板を得る場合、冷延板の厚さに応じて、冷間圧延率を30~70%とできるように熱延板の厚さを選定すればよい。 The manufacturing method of the rolled material used in the manufacturing method of the steel plate according to this embodiment is not limited. The rolled material may be a hot-rolled plate obtained by hot rolling, or a cold-rolled plate obtained by cold rolling after subjecting the hot-rolled plate to an appropriate pickling or other treatment as necessary. In the hot rolling, the heating temperature of the final hot rolling is preferably 1150°C or higher. In addition, the thickness of the hot-rolled plate is not particularly limited, but when a cold-rolled plate is obtained as the final product, the thickness of the hot-rolled plate may be selected so that the cold rolling reduction ratio is 30 to 70% depending on the thickness of the cold-rolled plate.

前記製造方法により得られた鋼板は、高強度かつ強度-延性バランスに優れ、伸びフランジ性にも優れている。前記鋼板は、引張強度(TS)が1470MPa以上であって、引張強度と均一伸び(uEL)のバランスを示すTS×uELが17500MPa%以上であり、更に、穴広げ率(λ)が20%以上の優れた伸びフランジ性を示す。また、本実施形態の製造方法によれば、-40℃でシャルピー試験を実施したときのぜい性破面率が好ましくは50%以下に抑えられた、優れた低温靱性も兼備させることが可能である。 The steel sheet obtained by the above manufacturing method has high strength and an excellent balance of strength and ductility, and also has excellent stretch flangeability. The above steel sheet has a tensile strength (TS) of 1,470 MPa or more, a TS x uEL, which indicates the balance between tensile strength and uniform elongation (uEL), of 17,500 MPa% or more, and further exhibits excellent stretch flangeability with a hole expansion ratio (λ) of 20% or more. Furthermore, according to the manufacturing method of this embodiment, it is possible to obtain excellent low-temperature toughness, with the brittle fracture rate suppressed to preferably 50% or less when a Charpy test is performed at -40°C.

以下、実施例を挙げて本実施形態をより具体的に説明する。本開示は以下の実施例によって制限を受けるものではなく、前述および後述する趣旨に合致し得る範囲で、適宜変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本開示の技術的範囲に包含される。 The present embodiment will be described in more detail below with reference to examples. The present disclosure is not limited to the following examples, and may be modified as appropriate within the scope of the above and below-described aims, and all such modifications are within the technical scope of the present disclosure.

1.サンプル作製
表1に示す化学組成の鋼(インゴット)を真空溶製により溶解した。表1において、線(-)を記載した元素は、その成分が検出されなかったことを意味する。また、表1~表3において、下線を付した数値は、本実施形態の範囲から外れているか、一定レベル以上の特性が得られていないことを示している。ただし「-」については、本実施形態の範囲から外れていても下線を付していないことに留意されたい。
1. Sample Preparation Steel (ingot) having the chemical composition shown in Table 1 was melted by vacuum melting. In Table 1, an element marked with a line (-) means that the component was not detected. In Tables 1 to 3, underlined values indicate that the value is outside the range of this embodiment or that characteristics above a certain level were not obtained. However, please note that "-" is not underlined even if the value is outside the range of this embodiment.

得られたインゴットに対し、熱間圧延を2回施し、最終の熱間圧延では加熱温度を1200℃で300秒保持した後、多パスで熱間圧延を施して、3.2mmの熱延板を作製した。この時、最終圧延時の狙い温度は900℃とした。また、熱間圧延の巻取りを模擬するため、600℃の保持炉で30分以上保持後、炉冷して熱延板を得た。 The obtained ingot was hot rolled twice, and in the final hot rolling, the heating temperature was held at 1200°C for 300 seconds, after which multiple passes of hot rolling were performed to produce a 3.2 mm hot-rolled sheet. The target temperature for the final rolling was 900°C. To simulate the coiling process of hot rolling, the ingot was held in a 600°C holding furnace for 30 minutes or more, and then cooled in the furnace to obtain a hot-rolled sheet.

熱延板に酸洗を施して、表面のスケールを除去した後、1.6mmまで冷間圧延を施して圧延板を得た。これをソルトバスにて、表2に示す条件で熱処理を施した。表2において、No.1~9は、Ac3点以上に加熱後、表2の冷却停止温度まで冷却し、No.10~14は、Ac3点以上に加熱後、表2に示す温度で滞在させてから、表2の冷却停止温度まで冷却した。その後、いずれも表2に示す温度・時間で再加熱を行った。 The hot-rolled sheets were pickled to remove surface scale, and then cold-rolled to 1.6 mm to obtain rolled sheets. These were then heat-treated in a salt bath under the conditions shown in Table 2. In Table 2, Nos. 1 to 9 were heated to Ac3 or higher and then cooled to the cooling stop temperature in Table 2, while Nos. 10 to 14 were heated to Ac3 or higher, allowed to remain at the temperature shown in Table 2, and then cooled to the cooling stop temperature in Table 2. All were then reheated at the temperature and time shown in Table 2.

なお、平均冷却速度については、ソルトバスではサンプル自体の冷却速度を測定することが困難なため、ダミー材を用いて、加熱温度、滞在、冷却温度が、同等の条件で平均冷却速度を測定して適用した。上記ダミー材を用いた場合と合致する条件がないものについては、他の実験結果から平均冷却速度を類推した。 As it is difficult to measure the cooling rate of the sample itself in a salt bath, dummy material was used to measure the average cooling rate under the same heating temperature, duration, and cooling temperature conditions, and this was then applied. For cases where there were no conditions that matched those when using the dummy material, the average cooling rate was inferred from the results of other experiments.

2.特性の評価
(引張強度、均一伸び)
上記得られた鋼板を用い、JIS5号試験片に加工後、JIS Z2241の金属材料引張試験方法に準じて引張試験を行い、引張強さ(TS)、均一伸び(最大試験力時塑性伸び)を求めた。そして、引張強さ(TS)が1470MPa以上であって、かつ引張強度と均一伸び(uEL)のバランスを示すTS×uELが17500MPa%以上である場合を、高強度であって強度-延性バランスに優れると評価した。
2. Evaluation of properties (tensile strength, uniform elongation)
The steel plate thus obtained was processed into a JIS No. 5 test piece, and a tensile test was carried out in accordance with the JIS Z2241 metallic material tensile test method to determine the tensile strength (TS) and uniform elongation (plastic elongation at maximum test force). A steel having a tensile strength (TS) of 1470 MPa or more and a TS×uEL value indicating the balance between tensile strength and uniform elongation (uEL) of 17500 MPa% or more was evaluated as having high strength and excellent strength-ductility balance.

(穴広げ率)
上記得られた鋼板を用い、JIS Z2256の金属材料の穴広げ試験方法に準じて、穴広げ率(λ)を測定した。そして穴広げ率(λ)が20%以上の場合を、伸びフランジ性に優れていると評価した。なお、表1~3のNo.14については、引張強度が1470MPa未満であったため、穴広げ率は評価しなかった。
(Hole expansion ratio)
The hole expansion ratio (λ) was measured using the steel sheet obtained above according to the hole expansion test method for metal materials of JIS Z2256. The hole expansion ratio (λ) of 20% or more was evaluated as excellent in stretch flangeability. Note that for No. 14 in Tables 1 to 3, the tensile strength was less than 1470 MPa, so the hole expansion ratio was not evaluated.

(ぜい性破面率)
一部の鋼板については、上記得られた鋼板から、JIS Z2242を参考にして、長さ55mm、断面が10mm×1.6mm(板厚)の長方形断面を有する形状に切り出してから、Vノッチを付与したシャルピー衝撃試験片を用意した。そして該シャルピー衝撃試験片を用い、-40℃でシャルピー衝撃試験を実施してぜい性破面率を測定した。これらの評価結果を表3に示す。
(Brittle fracture rate)
For some of the steel plates, a rectangular shape having a length of 55 mm and a cross section of 10 mm x 1.6 mm (plate thickness) was cut out from the obtained steel plates with reference to JIS Z2242, and a V-notch was provided to prepare a Charpy impact test specimen. The Charpy impact test specimen was then subjected to a Charpy impact test at -40°C to measure the brittle fracture ratio. The evaluation results are shown in Table 3.

Figure 0007682128000001
Figure 0007682128000001

Figure 0007682128000002
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Figure 0007682128000003
Figure 0007682128000003

表1~表3から次のことがわかる。No.3、4、6~8、およびNo.11~13はいずれも、本実施形態に係る製造方法で鋼板を製造したため、高強度かつ強度-延性バランスに優れ、更に伸びフランジ性にも優れた鋼板が得られた。また、No.8とNo.11~13を比較すると、鋼板の製造方法において、Ac3点以上の温度で加熱後、冷却開始温度から冷却停止温度までの間に、350℃以上、440℃以下の滞在温度域で滞在させることによって、優れた低温靱性も兼備できることがわかる。 From Tables 1 to 3, the following can be seen. Nos. 3, 4, 6 to 8, and 11 to 13 were all produced using the manufacturing method according to this embodiment, and as a result, the steel sheets obtained had high strength, an excellent balance of strength and ductility, and also had excellent stretch flangeability. In addition, when comparing No. 8 with Nos. 11 to 13, it can be seen that in the manufacturing method of the steel sheets, after heating to a temperature of the Ac3 point or higher, the steel sheets are allowed to remain in a temperature range of 350°C or higher and 440°C or lower between the cooling start temperature and the cooling stop temperature, and thus excellent low-temperature toughness can also be obtained.

これに対して、No.1はSi量が不足したため、強度-延性バランスに劣る結果となった。また、No.2はTiを含んでいないため、伸びフランジ性に劣った。 In contrast, No. 1 had a poor balance of strength and ductility due to an insufficient amount of Si. Also, No. 2 did not contain Ti, so it had poor stretch flangeability.

No.5は、再加熱温度が低いため、強度-延性バランスに劣る結果となった。 No. 5 had a poor balance of strength and ductility due to the low reheating temperature.

No.9は、冷却停止温度が高いため、高強度が得られなかった。 No. 9 did not achieve high strength due to the high cooling stop temperature.

No.10は、Ac3点以上の温度で加熱後の冷却時の平均冷却速度が遅く、また、150~250℃の温度域までの冷却において、滞在させる温度が高かったため、伸びフランジ性に劣った。 No. 10 had poor stretch flangeability because the average cooling rate was slow when cooling after heating to a temperature above the Ac3 point, and the temperature at which it remained was high when cooling to the 150-250°C temperature range.

No.14は、C量が不足したため、高強度が得られなかった。 No. 14 did not achieve high strength due to an insufficient amount of C.

Claims (1)

化学組成が、
C :0.32質量%以上、0.48質量%以下、
Si:2.1質量%以上、3.0質量%以下、
Mn:1.6質量%以上、3.0質量%以下、
Ti:0.010質量%以上、0.15質量%以下、
P :0質量%超、0.05質量%以下、
S :0質量%超、0.01質量%以下、
Al:0.01質量%以上、0.1質量%以下、および
N :0質量%超、0.010質量%以下を満たし、
残部がFeおよび不可避不純物である圧延材に、
下記の(a)~(d)の工程を含む熱処理を施すことを含む、鋼板の製造方法。
(a)前記圧延材を、下記式(1)から求められるAc3点以上の加熱温度で、10秒以上加熱する工程
(b)前記加熱後に、
前記加熱温度以下、(前記加熱温度-300℃)以上の冷却開始温度から、150℃以上、230℃以下の冷却停止温度1まで冷却するか、または、
前記加熱温度以下、(前記加熱温度-300℃)以上の冷却開始温度から、350℃以上、440℃以下の滞在温度域まで冷却し、該滞在温度域で10秒以上、200秒以下滞在させた後、該滞在温度域から、150℃以上、250℃以下の冷却停止温度2まで冷却する工程であって、
いずれの場合であっても、前記冷却開始温度から440℃までの冷却の平均冷却速度を10℃/s以上とすること
(c)前記冷却停止温度1または冷却停止温度2から、380℃以上、480℃以下の再加熱温度域まで再加熱し、該再加熱温度域で5秒以上、1800秒以下滞在させる工程
(d)前記(c)の再加熱後、室温まで冷却する工程
Ac3点(℃)=910-203√(C)+44.7Si-30Mn-11Cr+31.5Mo-20Cu-15.2Ni+700P ・・・(1)
式(1)において、元素記号は、圧延材に含まれる元素の含有量(質量%)を示し、含まれない元素はゼロとする。
The chemical composition is
C: 0.32% by mass or more, 0.48% by mass or less,
Si: 2.1% by mass or more, 3.0% by mass or less,
Mn: 1.6% by mass or more, 3.0% by mass or less,
Ti: 0.010% by mass or more and 0.15% by mass or less,
P: more than 0 mass%, 0.05 mass% or less,
S: more than 0% by mass, 0.01% by mass or less,
Al: 0.01 mass% or more and 0.1 mass% or less; and N: more than 0 mass% and 0.010 mass% or less;
The balance being Fe and unavoidable impurities,
A method for producing a steel sheet, comprising carrying out a heat treatment including the following steps (a) to (d).
(a) heating the rolled material for 10 seconds or more at a heating temperature equal to or higher than the Ac3 point calculated from the following formula (1); (b) after the heating,
Cooling from a cooling start temperature equal to or lower than the heating temperature and equal to or higher than (the heating temperature - 300 ° C) to a cooling stop temperature 1 of 150 ° C or higher and 230 ° C or lower, or
a step of cooling from a cooling start temperature equal to or lower than the heating temperature and equal to or higher than (the heating temperature - 300°C) to a residence temperature range of 350°C to 440°C, allowing the temperature range to remain for 10 seconds to 200 seconds, and then cooling from the residence temperature range to a cooling stop temperature 2 of 150°C to 250°C,
In either case, the average cooling rate from the cooling start temperature to 440°C is 10°C/s or more. (c) A process of reheating from the cooling stop temperature 1 or the cooling stop temperature 2 to a reheating temperature range of 380°C to 480°C and allowing the reheating temperature range to remain for 5 seconds to 1800 seconds. (d) A process of cooling to room temperature after the reheating in (c). Ac3 point (°C) = 910 - 203√(C) + 44.7Si-30Mn-11Cr + 31.5Mo-20Cu-15.2Ni + 700P ... (1)
In formula (1), the element symbols indicate the contents (mass%) of the elements contained in the rolled material, and elements that are not contained are represented as zero.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017141953A1 (en) 2016-02-18 2017-08-24 Jfeスチール株式会社 High-strength cold-rolled steel sheet
JP2018197380A (en) 2017-05-24 2018-12-13 株式会社神戸製鋼所 High strength steel plate and method for producing the same
JP2019178428A (en) 2014-07-03 2019-10-17 アルセロールミタル Method for producing ultra high strength coated or not coated steel sheet and obtained sheet
WO2020221889A1 (en) 2019-04-30 2020-11-05 Tata Steel Nederland Technology B.V. A high strength steel product and a process to produce a high strength steel product
JP2021143361A (en) 2020-03-10 2021-09-24 日本製鉄株式会社 Steel plate for pressure welding, composite member, and automotive member

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019178428A (en) 2014-07-03 2019-10-17 アルセロールミタル Method for producing ultra high strength coated or not coated steel sheet and obtained sheet
WO2017141953A1 (en) 2016-02-18 2017-08-24 Jfeスチール株式会社 High-strength cold-rolled steel sheet
JP2018197380A (en) 2017-05-24 2018-12-13 株式会社神戸製鋼所 High strength steel plate and method for producing the same
WO2020221889A1 (en) 2019-04-30 2020-11-05 Tata Steel Nederland Technology B.V. A high strength steel product and a process to produce a high strength steel product
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