JP7845583B2 - Steel plates, components, and methods for manufacturing them. - Google Patents
Steel plates, components, and methods for manufacturing them.Info
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Description
本発明は、引張強度、降伏比、延性、耐応力腐食割れ特性および材質安定性に優れる鋼板、部材およびそれらの製造方法に関するものである。本発明の鋼板は、自動車用部品等の構造部材として好適に用いることができる。This invention relates to steel sheets, components, and methods for manufacturing them, which are excellent in tensile strength, yield ratio, ductility, stress corrosion cracking resistance, and material stability. The steel sheets of this invention can be suitably used as structural components for automobile parts and the like.
車輛の軽量化によるCO2排出量削減と車体の軽量化による耐衝突性能向上の両立を目的に、自動車用薄鋼板の高強度化が進行しており、新たな法規制の導入も相次いでいる。そのため、車体強度の増加を目的として、自動車を形成する主要な構造部品では、引張強度TSで1180MPa級以上の高強度鋼板の適用事例が増加している。 With the aim of simultaneously reducing CO2 emissions through vehicle weight reduction and improving collision resistance through vehicle weight reduction, the strengthening of thin steel sheets for automobiles is progressing, and new legal regulations are being introduced one after another. As a result, in order to increase the strength of the vehicle body, the application of high-strength steel sheets with a tensile strength (TS) of 1180 MPa or higher is increasing in major structural components that make up automobiles.
自動車に用いられる高強度鋼板には、優れた降伏比、優れた延性および優れた耐応力腐食割れ特性を有することが求められる。例えば、自動車のフロアクロスメンバ等の骨格部品では、成形性の観点から延性に優れた鋼板を用いることが好適である。また、部品のパフォーマンスの観点から、優れた降伏比および優れた耐応力腐食割れ特性が求められる。さらに、高強度鋼板を部材に使用する際の課題として、鋼板の高強度化により鋼板のスプリングバックが大きくなることに起因するプレス成形時の形状凍結性の著しい低下がある。そのため、プレス技術の分野では、形状凍結性を確保するために、プレス成形時に、離型後の形状変化量を予め予測し、形状変化量を見込んでプレス金型形状を設計することが広く行われている。しかしながら、プレス素材である鋼板のTS変動が多くなると、スプリングバックの変動も多くなり、同じ金型でプレス成形しても同じ形状の部品を得ることが困難となり、プレス成形後に一個一個形状を板金加工する等の手直しが不可欠となり、量産効率を著しく低下させる。従って、TSの変動量を限りなく小さくすること、すなわち材質安定性の向上が要求されている。High-strength steel sheets used in automobiles are required to have excellent yield ratio, excellent ductility, and excellent stress corrosion cracking resistance. For example, in structural components such as floor cross members of automobiles, it is preferable to use steel sheets with excellent ductility from the viewpoint of formability. Furthermore, from the viewpoint of component performance, excellent yield ratio and excellent stress corrosion cracking resistance are required. In addition, a challenge when using high-strength steel sheets as components is the significant decrease in shape retention during press forming due to the increased springback of the steel sheet as its strength increases. Therefore, in the field of press technology, in order to ensure shape retention, it is common practice to predict the amount of shape change after demolding during press forming and design the press die shape in anticipation of this change. However, when the TS fluctuation of the steel sheet, which is the press material, increases, the springback fluctuation also increases, making it difficult to obtain parts of the same shape even when press forming with the same die. This necessitates rework such as sheet metal processing of each part after press forming, which significantly reduces mass production efficiency. Therefore, it is required to minimize the amount of TS fluctuation, that is, to improve material stability.
特許文献1では、降伏比、板幅方向の平坦度および耐加工脆化特性に優れた1180MPa以上の高強度鋼板およびその製造方法が開示されている。しかしながら、特許文献1に記載の技術では、延性、耐応力腐食割れ特性および材質安定性に優れる高強度鋼板については考慮していない。Patent Document 1 discloses a high-strength steel sheet with a yield ratio of 1180 MPa or higher, excellent in flatness in the width direction and resistance to work-induced embrittlement, and a method for manufacturing the same. However, the technology described in Patent Document 1 does not consider high-strength steel sheets with excellent ductility, stress corrosion cracking resistance, and material stability.
特許文献2では、延性およびせん断端面の耐曲げ割れ特性に優れ、高降伏比を有する1180MPa以上の高強度鋼板およびその製造方法が開示されている。しかしながら、特許文献2に記載の技術では、耐応力腐食割れ特性および材質安定性に優れる高強度鋼板については考慮していない。Patent Document 2 discloses a high-strength steel sheet with a strength of 1180 MPa or higher, which has excellent ductility and resistance to bending cracks at the shear end face, and a high yield ratio, as well as a method for manufacturing the same. However, the technology described in Patent Document 2 does not consider high-strength steel sheets that have excellent stress corrosion cracking resistance and material stability.
特許文献3では、延性、伸びフランジ性および機械的特性の安定性に優れた980MPa以上の高強度鋼板の製造方法が開示されている。しかしながら、特許文献3に記載の技術では、降伏比および耐応力腐食割れ特性に優れる高強度鋼板については考慮していない。Patent Document 3 discloses a method for manufacturing high-strength steel sheets with a strength of 980 MPa or higher, which exhibits excellent ductility, elongation flangeability, and mechanical stability. However, the technology described in Patent Document 3 does not consider high-strength steel sheets with excellent yield ratio and stress corrosion cracking resistance.
本発明は、かかる事情に鑑み開発されたもので、引張強度TSが1180MPa以上であり、降伏比YRが65%以上であり、かつ、延性、耐応力腐食割れ特性および材質安定性に優れる鋼板、部材およびそれらの製造方法を提供することを目的とする。The present invention was developed in view of these circumstances, and aims to provide steel plates, components, and methods for manufacturing them, which have a tensile strength TS of 1180 MPa or more, a yield ratio YR of 65% or more, and excellent ductility, stress corrosion cracking resistance, and material stability.
ここで、引張強度TS(以下、単にTSとも記す)および降伏比YR(以下、単にYRとも記す)は、JIS Z 2241(2022)に従って測定できる。
延性に優れるとは、JIS Z 2241(2022)に従った測定方法により求められるTS×Elが14000MPa・%以上であることを指す。
耐応力腐食割れ特性に優れるとは、鋼板から得られる試験片に対して、ASTM(G39-99)に従い4点曲げを行い、試験片の曲げ頂点部にYSおよびTS相当の応力を負荷し、応力が負荷された状態の試験片を25℃、1質量%硫酸中に100時間浸漬し、YS相当の応力を負荷した試験片で割れが無いことを指す。
材質安定性に優れるとは、板幅方向で50mm以上離れた位置におけるTSを10ヵ所以上調査し、調査したTSの中で最大TSと最小TSの差をTS変動(ΔTS=最大TS-最小TS)として求め、ΔTSが60MPa未満であることを指す。
Here, the tensile strength TS (hereinafter also simply referred to as TS) and the yield ratio YR (hereinafter also simply referred to as YR) can be measured according to JIS Z 2241 (2022).
Excellent ductility means that the TS × El value, determined by the measurement method according to JIS Z 2241 (2022), is 14,000 MPa・% or higher.
Excellent stress corrosion cracking resistance means that, when a test specimen obtained from a steel plate is subjected to four-point bending according to ASTM (G39-99), stresses equivalent to YS and TS are applied to the bending apex of the test specimen, and the stressed test specimen is immersed in 1% sulfuric acid at 25°C for 100 hours, and no cracks are observed in the test specimen subjected to stress equivalent to YS.
Excellent material stability means that the total stress point (TS) is measured at 10 or more locations at a distance of 50 mm or more in the width direction of the plate, and the difference between the maximum TS and the minimum TS among the measured TS is calculated as TS fluctuation (ΔTS = maximum TS - minimum TS), and ΔTS is less than 60 MPa.
本発明者らは、上記した課題を達成するために、鋭意検討を重ねた結果、以下のことを見出した。
(1)焼戻マルテンサイト量を83%以上とすることで、1180MPa以上のTSを実現できる。
(2)フェライト量およびベイニティックフェライト量の合計を5%以上とすることで、優れた延性を実現できる。
(3)残留オーステナイト量を3%未満、かつ、フェライト量およびベイニティックフェライト量の合計を15%未満とすることで、65%以上のYRを実現できる。
(4)焼戻マルテンサイトのうち、15°以上の粒界に囲まれた粒内において、粒径0.1μm以上1.0μm以下の炭化物を5個以上含むマルテンサイトが5%以上50%以下とすることで、優れた耐応力腐食割れ特性および材質安定性を実現できる。
In order to achieve the above-mentioned objectives, the inventors conducted extensive research and, as a result, discovered the following:
(1) By setting the tempered martensite content to 83% or more, a total pressure (TS) of 1180 MPa or higher can be achieved.
(2) By making the total amount of ferrite and bainitic ferrite 5% or more, excellent ductility can be achieved.
(3) By keeping the amount of retained austenite to less than 3% and the total amount of ferrite and bainitic ferrite to less than 15%, a YR of 65% or more can be achieved.
(4) In tempered martensite, within grains surrounded by grain boundaries of 15° or more, 5% to 50% of the martensite contains 5 or more carbides with a particle size of 0.1 μm to 1.0 μm. This allows for the realization of excellent stress corrosion cracking resistance and material stability.
本発明は、上記知見に基づいてなされたものである。すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
[1]質量%で、
C:0.030%以上0.450%以下、
Si:0.010%以上2.500%以下、
Mn:0.10%以上5.00%以下、
P:0.100%以下、
S:0.0200%以下、
Al:1.000%以下、
N:0.0100%以下、および、
O:0.0100%以下
を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、
板厚1/4位置において、
焼戻マルテンサイトの面積分率:83%以上であり、
残留オーステナイトの体積分率:3%未満であり、
フェライトおよびベイニティックフェライトの合計の面積分率:5%以上15%未満であり、
前記焼戻マルテンサイトのうち、15°以上の粒界に囲まれた粒内において、粒径0.1μm以上1.0μm以下の炭化物を5個以上含む焼戻マルテンサイトの面積分率が5%以上50%以下であることを満足する組織を有する、鋼板。
[2]前記成分組成が、さらに、質量%で、
Ti:0.200%以下、
Nb:0.200%以下、
V:0.200%以下、
Ta:0.10%以下、
W:0.10%以下、
B:0.0100%以下、
Cr:1.00%以下、
Mo:1.00%以下、
Ni:1.00%以下、
Co:0.010%以下、
Cu:1.00%以下、
Sn:0.200%以下、
Sb:0.200%以下、
Ca:0.0100%以下、
Mg:0.0100%以下、
REM:0.0100%以下、
Zr:0.100%以下、
Te:0.100%以下、
Hf:0.10%以下、
Bi:0.200%以下、
のうちから選ばれる少なくとも1種の元素を含有する、前記[1]に記載の鋼板。
[3]鋼板表面にめっき層を有する、前記[1]又は[2]に記載の鋼板。
[4]前記[1]~[3]のいずれかに記載の鋼板を用いてなる部材。
[5]前記[1]又は[2]に記載の成分組成を有する鋼に、熱間圧延、酸洗および冷間圧延を施し作製した冷延板を、
焼鈍温度T1:750℃以上850℃以下、
焼鈍温度T1での保持時間t1:10秒以上1000秒以下の条件で加熱し、
700~500℃の平均冷却速度CR1:5℃/s未満とする冷却と、
(Ms-80℃)以上Ms以下である急冷開始温度T2から80℃までの平均冷却速度CR2:300℃/s以上とする水焼入での冷却とを含む冷却処理を行い、
焼戻温度T3:100℃以上250℃未満、
焼戻温度T3での保持時間t3:10秒以上10000秒以下の条件で加熱する焼鈍工程を含み、
前記焼鈍工程における前記冷却処理において、250℃以上Ms以下の温度域に鋼板が保持される時間t2を1.0秒以上10.0秒以下とし、
前記焼鈍工程における前記水焼入の冷却中において、鋼板を挟んで設置された2つのロールで鋼板の表面および裏面から加圧し、該加圧を、前記2つのロールの鋼板搬送方向のロール間距離:20mm以上250mm以下、加圧力:196N以上の条件で行う、鋼板の製造方法。
[6]めっき処理を施す、前記[5]に記載の鋼板の製造方法。
[7]前記[1]~[3]のいずれかに記載の鋼板に、成形加工、接合加工の少なくとも一方を施して部材とする工程を含む、部材の製造方法。
This invention is based on the above findings. Specifically, the gist of this invention is as follows:
[1] In mass%,
C: 0.030% or more and 0.450% or less,
Si: 0.010% or more and 2.500% or less,
Mn: 0.10% or more and 5.00% or less,
P: 0.100% or less,
S: 0.0200% or less,
Al: 1.000% or less,
N: 0.0100% or less, and,
The composition has the following characteristics: O: contains 0.0100% or less, with the remainder being Fe and unavoidable impurities.
At the point where the plate thickness is 1/4,
Area fraction of tempered martensite: 83% or more,
Volume fraction of retained austenite: less than 3%,
The total area fraction of ferrite and bainitic ferrite is 5% or more and less than 15%.
A steel sheet having a structure in which, among the tempered martensite, the area fraction of tempered martensite containing five or more carbides with a particle size of 0.1 μm or more and 1.0 μm or less within grains surrounded by grain boundaries of 15° or more is 5% or more and 50% or less.
[2] The above component composition is further, in mass%,
Ti: 0.200% or less,
Nb: 0.200% or less,
V: 0.200% or less,
Ta: 0.10% or less,
W: 0.10% or less,
B: 0.0100% or less,
Cr: 1.00% or less,
Mo: 1.00% or less
Ni: 1.00% or less,
Co: 0.010% or less,
Cu: 1.00% or less,
Sn: 0.200% or less,
Sb: 0.200% or less,
Ca: 0.0100% or less,
Mg: 0.0100% or less,
REM: 0.0100% or less,
Zr: 0.100% or less,
Te: 0.100% or less,
Hf: 0.10% or less,
Bi: 0.200% or less,
The steel sheet according to [1], which contains at least one element selected from among the following.
[3] The steel sheet according to [1] or [2], wherein the steel sheet surface has a plating layer.
[4] A member made of a steel plate as described in any of [1] to [3] above.
[5] A cold-rolled sheet made by hot-rolling, pickling and cold-rolling a steel having the component composition described in [1] or [2] above,
Annealing temperature T1: 750°C or higher and 850°C or lower.
The material is heated under the condition that the holding time t1 at the annealing temperature T1 is between 10 seconds and 1000 seconds.
Cooling with an average cooling rate CR1 of less than 5°C/s between 700°C and 500°C,
A cooling process is performed that includes water quenching, where the average cooling rate CR2 from the rapid cooling start temperature T2 (Ms - 80°C) to 80°C is 300°C/s or more.
Tempering temperature T3: 100°C or higher and less than 250°C.
The process includes an annealing step in which the heating is performed under the condition that the holding time t3 at the tempering temperature T3 is between 10 seconds and 10,000 seconds.
In the cooling process in the annealing step, the time t2 during which the steel plate is held in a temperature range of 250°C or higher and Ms or lower is set to 1.0 seconds or more and 10.0 seconds or less.
A method for manufacturing a steel sheet, wherein, during the cooling of the water quenching in the annealing process, pressure is applied to the front and back surfaces of the steel sheet using two rolls placed on either side of the steel sheet, and this pressure is applied under the conditions that the distance between the two rolls in the steel sheet conveying direction is 20 mm or more and 250 mm or less, and the applied pressure is 196 N or more.
[6] A method for manufacturing a steel sheet as described in [5], wherein the sheet is plated.
[7] A method for manufacturing a member, comprising the step of forming and joining a steel plate according to any one of [1] to [3] above to make a member.
本発明によれば、TSが1180MPa以上であり、YRが65%以上であり、かつ、延性、耐応力腐食割れ特性および材質安定性に優れる鋼板を得ることができる。また、本発明の鋼板を、例えば、自動車構造部材に適用することによって車体軽量化による燃費向上を図ることができる。したがって、産業上の利用価値は極めて大きい。According to the present invention, a steel sheet can be obtained that has a TS of 1180 MPa or higher, a YR of 65% or higher, and excellent ductility, stress corrosion cracking resistance, and material stability. Furthermore, by applying the steel sheet of the present invention to, for example, automotive structural members, it is possible to improve fuel efficiency by reducing the weight of the vehicle body. Therefore, its industrial utility is extremely large.
[鋼板]
以下、本発明の実施形態について説明する。
本発明の鋼板は、質量%で、C:0.030%以上0.450%以下、Si:0.010%以上2.500%以下、Mn:0.10%以上5.00%以下、P:0.100%以下、S:0.0200%以下、Al:1.000%以下、N:0.0100%以下、および、O:0.0100%以下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、
板厚1/4位置において、焼戻マルテンサイトの面積分率:83%以上であり、残留オーステナイトの体積分率:3%未満であり、フェライトおよびベイニティックフェライトの合計の面積分率:5%以上15%未満であり、焼戻マルテンサイトのうち、15°以上の粒界に囲まれた粒内において、粒径0.1μm以上1.0μm以下の炭化物を5個以上含む焼戻マルテンサイトの面積分率が5%以上50%以下であることを満足する組織を有する、鋼板である。
[Steel plate]
Embodiments of the present invention will be described below.
The steel sheet of the present invention has a composition in mass% of C: 0.030% to 0.450%, Si: 0.010% to 2.500%, Mn: 0.10% to 5.00%, P: 0.100% or less, S: 0.0200% or less, Al: 1.000% or less, N: 0.0100% or less, and O: 0.0100% or less, with the remainder being Fe and unavoidable impurities.
This steel sheet has a structure that satisfies the following conditions: at the 1/4 thickness position, the area fraction of tempered martensite is 83% or more, the volume fraction of retained austenite is less than 3%, the total area fraction of ferrite and bainitic ferrite is 5% or more and less than 15%, and within the tempered martensite, within grains surrounded by grain boundaries of 15° or more, the area fraction of tempered martensite containing 5 or more carbides with a particle size of 0.1 μm or more and 1.0 μm or less is 5% or more and 50% or less.
先ず、鋼板の成分組成の適正範囲およびその限定理由について説明する。なお、以下の説明において、鋼の成分元素の含有量を表す「%」は、特に明記しない限り「質量%」を意味する。First, we will explain the appropriate range of the steel sheet's composition and the reasons for its limitations. In the following explanation, the "%" representing the content of the steel's constituent elements refers to "mass percent" unless otherwise specified.
C:0.030%以上0.450%以下
Cは、鋼の重要な基本成分の1つであり、特に本発明では、焼戻マルテンサイトの面積分率(以下、分率とも記す)および耐応力腐食割れ特性に影響する重要な元素である。Cの含有量が0.030%未満では、焼戻マルテンサイトの分率が減少し、1180MPa以上のTSを実現することが困難になる場合がある。
一方、Cの含有量が0.450%を超えると、焼戻マルテンサイトが脆化し、優れた耐応力腐食割れ特性が困難になる。したがって、Cの含有量は、0.030%以上0.450%以下とする。Cの含有量は、好ましくは0.050%以上とする。Cの含有量は、より好ましくは0.100%以上とする。Cの含有量は、好ましくは0.400%以下とする。Cの含有量は、より好ましくは0.350%以下とする。
C: 0.030% or more and 0.450% or less. Carbon (C) is one of the important basic components of steel, and in particular in this invention, it is an important element that affects the area fraction (hereinafter also referred to as fraction) and stress corrosion cracking resistance properties of tempered martensite. If the C content is less than 0.030%, the fraction of tempered martensite decreases, and it may become difficult to achieve a TS of 1180 MPa or more.
On the other hand, if the C content exceeds 0.450%, the tempered martensite becomes brittle, making it difficult to achieve excellent stress corrosion cracking resistance. Therefore, the C content should be between 0.030% and 0.450%. Preferably, the C content should be 0.050% or more. More preferably, the C content should be 0.100% or more. Preferably, the C content should be 0.400% or less. More preferably, the C content should be 0.350% or less.
Si:0.010%以上2.500%以下
Siは、鋼の重要な基本成分の1つであり、特に本発明では、連続焼鈍中の炭化物生成を抑制し、残留オーステナイトの生成を促進することから、TSおよび残留オーステナイト量に影響する重要な元素である。Siの含有量が0.010%未満では、1180MPa以上のTSを実現することが困難になる。
一方、Siの含有量が2.500%を超えると、残留オーステナイトが過度に増加し、YR≧65%を実現することが困難になる。したがって、Siの含有量は、0.010%以上2.500%以下とする。Siの含有量は、好ましくは0.050%以上とする。Siの含有量は、より好ましくは0.100%以上とする。Siの含有量は、好ましくは2.000%以下とする。Siの含有量は、より好ましくは1.200%以下とする。Siの含有量は、より好ましくは0.500%以下であり、さらに好ましくは0.300%以下である。
Si: 0.010% to 2.500% Si is one of the important basic components of steel, and in this invention in particular, it is an important element that affects TS and retained austenite content because it suppresses carbide formation during continuous annealing and promotes the formation of retained austenite. If the Si content is less than 0.010%, it becomes difficult to achieve a TS of 1180 MPa or higher.
On the other hand, if the Si content exceeds 2,500%, the amount of retained austenite increases excessively, making it difficult to achieve YR ≥ 65%. Therefore, the Si content should be between 0.010% and 2,500%. Preferably, the Si content should be 0.050% or more. More preferably, the Si content should be 0.100% or more. Preferably, the Si content should be 2,000% or less. More preferably, the Si content should be 1,200% or less. More preferably, the Si content should be 0.500% or less, and even more preferably 0.300% or less.
Mn:0.10%以上5.00%以下
Mnは、鋼の重要な基本成分の1つであり、特に本発明では、焼戻マルテンサイトの分率および耐応力腐食割れ特性に影響する重要な元素である。Mnの含有量が0.10%未満では、焼戻マルテンサイトの分率が減少し、1180MPa以上のTSを実現することが困難になる。
一方、Mnの含有量が5.00%を超えると、鋼板の粒界の腐食が促進されるため、優れた耐応力腐食割れ特性を実現することが困難になる。したがって、Mnの含有量は、0.10%以上5.00%以下とする。Mnの含有量は、好ましくは0.50%以上とする。Mnの含有量は、より好ましくは0.80%以上とする。Mnの含有量は、好ましくは4.50%以下とする。Mnの含有量は、より好ましくは4.00%以下とする。
Mn: 0.10% to 5.00%. Mn is one of the important basic components of steel, and in this invention in particular, it is an important element that affects the fraction of tempered martensite and the stress corrosion cracking resistance properties. If the Mn content is less than 0.10%, the fraction of tempered martensite decreases, making it difficult to achieve a TS of 1180 MPa or higher.
On the other hand, if the Mn content exceeds 5.00%, corrosion at the grain boundaries of the steel plate is promoted, making it difficult to achieve excellent stress corrosion cracking resistance. Therefore, the Mn content should be between 0.10% and 5.00%. Preferably, the Mn content should be 0.50% or more. More preferably, the Mn content should be 0.80% or more. Preferably, the Mn content should be 4.50% or less. More preferably, the Mn content should be 4.00% or less.
P:0.100%以下
Pは、旧オーステナイト粒界に偏析して粒界を脆化させるため、0.100%を超えて含有すると、優れた耐応力腐食割れ特性を実現することが困難になる。そのため、Pの含有量は0.100%以下にする必要がある。Pの含有量は、好ましくは0.070%以下とする。Pの含有量は、より好ましくは0.050%以下であり、さらに好ましくは0.020%以下である。
なお、Pの含有量の下限は特に規定しないが、Pは固溶強化元素であり、鋼板の強度を上昇させることができることから、0.001%以上とすることが好ましい。Pの含有量は、より好ましくは0.003%以上であり、さらに好ましくは0.005%以上である。
P: 0.100% or less. Since P segregates at the prior austenite grain boundaries and embrittles them, it becomes difficult to achieve excellent stress corrosion cracking resistance if the P content exceeds 0.100%. Therefore, the P content must be 0.100% or less. Preferably, the P content is 0.070% or less. More preferably, the P content is 0.050% or less, and even more preferably 0.020% or less.
Although there is no specific lower limit for the P content, since P is a solid solution strengthening element and can increase the strength of the steel sheet, it is preferable that the P content be 0.001% or more. More preferably, the P content is 0.003% or more, and even more preferably 0.005% or more.
S:0.0200%以下
Sは、硫化物として存在し、応力腐食割れの起点となることから、0.0200%を超えて含有すると、優れた耐応力腐食割れ特性を実現することが困難になる。そのため、Sの含有量は0.0200%以下にする必要がある。Sの含有量は、好ましくは0.0050%以下とする。Sの含有量は、より好ましくは0.0030%以下であり、さらに好ましくは0.0020%以下である。
なお、Sの含有量の下限は特に規定しないが、生産技術上の制約から、0.0001%以上とすることが好ましい。Sの含有量は、より好ましくは0.0002%以上とする。
S: 0.0200% or less. Since sulfur exists as a sulfide and acts as an initiation point for stress corrosion cracking, it becomes difficult to achieve excellent stress corrosion cracking resistance if the content exceeds 0.0200%. Therefore, the sulfur content must be 0.0200% or less. Preferably, the sulfur content is 0.0050% or less. More preferably, the sulfur content is 0.0030% or less, and even more preferably 0.0020% or less.
Although there is no specific lower limit for the sulfur content, it is preferable to have a content of 0.0001% or more due to production technology constraints. More preferably, the sulfur content should be 0.0002% or more.
Al:1.000%以下
Alは、酸化物として存在し、応力腐食割れの起点となることから、1.000%を超えて含有すると、優れた耐応力腐食割れ特性を実現することが困難になる。そのため、Alの含有量は1.000%以下にする必要がある。Alの含有量は、好ましくは0.500%以下とする。Alの含有量は、より好ましくは0.200%以下であり、さらに好ましくは0.100%以下である。
なお、Alの含有量の下限は特に規定しないが、生産技術上の制約から、0.001%以上とすることが好ましい。Alの含有量は、より好ましくは0.002%以上とする。Alの含有量は、より好ましくは0.005%以上であり、さらに好ましくは0.010%以上である。
Al: 1.000% or less. Since Al exists as an oxide and acts as an initiation point for stress corrosion cracking, it becomes difficult to achieve excellent stress corrosion cracking resistance if the content exceeds 1.000%. Therefore, the Al content must be 1.000% or less. Preferably, the Al content is 0.500% or less. More preferably, the Al content is 0.200% or less, and even more preferably, 0.100% or less.
Although there is no specific lower limit for the Al content, it is preferable to have an Al content of 0.001% or more due to production technology constraints. More preferably, the Al content is 0.002% or more. More preferably, the Al content is 0.005% or more, and even more preferably 0.010% or more.
N:0.0100%以下
Nは、窒化物として存在し、応力腐食割れの起点となることから、0.0100%を超えて含有すると、優れた耐応力腐食割れ特性を実現することが困難になる。そのため、Nの含有量は0.0100%以下にする必要がある。Nの含有量は、好ましくは0.0050%以下とする。
なお、Nの含有量の下限は特に規定しないが、生産技術上の制約から、Nの含有量は0.0001%以上とすることが好ましい。Nの含有量は、より好ましくは0.0002%以上とする。Nの含有量は、より好ましくは0.0010%以上であり、さらに好ましくは0.0020%以上である。
N: 0.0100% or less. Since N exists as a nitride and acts as an initiation point for stress corrosion cracking, it becomes difficult to achieve excellent stress corrosion cracking resistance if the content exceeds 0.0100%. Therefore, the N content must be 0.0100% or less. Preferably, the N content is 0.0050% or less.
Although there is no specific lower limit for the N content, due to production technology constraints, it is preferable that the N content be 0.0001% or more. More preferably, the N content is 0.0002% or more. More preferably, the N content is 0.0010% or more, and even more preferably, 0.0020% or more.
O:0.0100%以下
Oは、酸化物として存在し、応力腐食割れの起点となることから、0.0100%を超えて含有すると、優れた耐応力腐食割れ特性を実現することが困難になる。そのため、Oの含有量は0.0100%以下にする必要がある。Oの含有量は、好ましくは0.0050%以下とする。
なお、Oの含有量の下限は特に規定しないが、生産技術上の制約から、Oの含有量は0.0001%以上とすることが好ましい。
O: 0.0100% or less. Since oxygen exists as an oxide and acts as an initiation point for stress corrosion cracking, it becomes difficult to achieve excellent stress corrosion cracking resistance if the content exceeds 0.0100%. Therefore, the oxygen content must be 0.0100% or less. Preferably, the oxygen content is 0.0050% or less.
Although there is no specific lower limit for the O content, due to production technology constraints, it is preferable that the O content be 0.0001% or higher.
本発明の一実施形態に従う鋼板は、上記の成分を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物を含む成分組成を有する。本発明の鋼板において、残部はFeおよび不可避的不純物からなる成分組成を有することが好ましい。ここで不可避的不純物として、一例で、Zn、Pb、As、Ge、SrおよびCsが挙げられる。これら不純物は合計で0.100%以下含有されることは許容される。A steel sheet according to one embodiment of the present invention has a component composition containing the above-mentioned components, with the remainder being Fe and unavoidable impurities. In the steel sheet of the present invention, it is preferable that the component composition consists of Fe and unavoidable impurities. Examples of unavoidable impurities include Zn, Pb, As, Ge, Sr, and Cs. The total amount of these impurities is acceptable to be 0.100% or less.
本発明の鋼板は、上記の成分組成に加えて、さらに、質量%で、Ti:0.200%以下、Nb:0.200%以下、V:0.200%以下、Ta:0.10%以下、W:0.10%以下、B:0.0100%以下、Cr:1.00%以下、Mo:1.00%以下、Ni:1.00%以下、Co:0.010%以下、Cu:1.00%以下、Sn:0.200%以下、Sb:0.200%以下、Ca:0.0100%以下、Mg:0.0100%以下、REM:0.0100%以下、Zr:0.100%以下、Te:0.100%以下、Hf:0.10%以下、およびBi:0.200%以下から選ばれる少なくとも1種の元素を、単独で、あるいは組み合わせて含有してもよい。In addition to the above component composition, the steel sheet of the present invention further comprises, by mass%, Ti: 0.200% or less, Nb: 0.200% or less, V: 0.200% or less, Ta: 0.10% or less, W: 0.10% or less, B: 0.0100% or less, Cr: 1.00% or less, Mo: 1.00% or less, Ni: 1.00% or less, Co: 0.010% or less, Cu: 1.00% or less. The material may contain at least one element selected from Sn: 0.200% or less, Sb: 0.200% or less, Ca: 0.0100% or less, Mg: 0.0100% or less, REM: 0.0100% or less, Zr: 0.100% or less, Te: 0.100% or less, Hf: 0.10% or less, and Bi: 0.200% or less, either alone or in combination.
Ti:0.200%以下、Nb:0.200%以下、V:0.200%以下
Ti、NbおよびVは、それぞれ0.200%以下であれば粗大な析出物や介在物が多量に生成せず、応力腐食割れの起点とならないことから、耐応力腐食割れ特性が低下しない。そのため、Ti、NbおよびVの少なくともいずれかを含有する場合、Ti、NbおよびVの含有量はそれぞれ0.200%以下にする。好ましくは、これらの含有量はそれぞれ0.100%以下とする。
なお、Ti、NbおよびVの含有量の下限は特に規定しないが、熱間圧延時あるいは連続焼鈍時に、微細な炭化物、窒化物もしくは炭窒化物を形成することによって、鋼板の強度を上昇させることから、Ti、NbおよびVの含有量はそれぞれ0.001%以上とすることが好ましい。これらの含有量はそれぞれ、より好ましくは0.002%以上とし、さらに好ましくは0.003%以上とする。
Ti: 0.200% or less, Nb: 0.200% or less, V: 0.200% or less. If Ti, Nb, and V are each at 0.200% or less, large amounts of coarse precipitates and inclusions will not be generated, and they will not become the starting points for stress corrosion cracking, thus the stress corrosion cracking resistance will not decrease. For this reason, when at least one of Ti, Nb, and V is included, the content of Ti, Nb, and V should each be 0.200% or less. Preferably, the content of each should be 0.100% or less.
While there is no specific lower limit for the content of Ti, Nb, and V, it is preferable that the content of Ti, Nb, and V be 0.001% or more, since the strength of the steel sheet is increased by forming fine carbides, nitrides, or carbonitrides during hot rolling or continuous annealing. More preferably, the content of each is 0.002% or more, and even more preferably 0.003% or more.
Ta:0.10%以下、W:0.10%以下
TaおよびWは、それぞれ0.10%以下であれば粗大な析出物や介在物が多量に生成せず、応力腐食割れの起点とならないことから、耐応力腐食割れ特性が低下しない。そのため、TaおよびWの少なくともいずれかを含有する場合、TaおよびWの含有量はそれぞれ0.10%以下にする。好ましくは、これらの含有量はそれぞれ0.08%以下とする。
なお、TaおよびWの含有量の下限は特に規定しないが、熱間圧延時あるいは連続焼鈍時に、微細な炭化物、窒化物もしくは炭窒化物を形成することによって、鋼板の強度を上昇させることから、TaおよびWの含有量はそれぞれ0.01%以上とすることが好ましい。これらの含有量はそれぞれ、より好ましくは0.02%以上とし、さらに好ましくは0.03%以上とする。
Ta: 0.10% or less, W: 0.10% or less. If Ta and W are each present in amounts of 0.10% or less, large amounts of coarse precipitates and inclusions will not be generated, and they will not become the starting points for stress corrosion cracking, thus the stress corrosion cracking resistance will not decrease. For this reason, when at least one of Ta and W is included, the content of Ta and W should be 0.10% or less each. Preferably, the content of each should be 0.08% or less.
Although there is no specific lower limit for the content of Ta and W, it is preferable that the content of Ta and W be 0.01% or more, since the strength of the steel sheet is increased by forming fine carbides, nitrides, or carbonitrides during hot rolling or continuous annealing. More preferably, the content of each is 0.02% or more, and even more preferably 0.03% or more.
B:0.0100%以下
Bは、0.0100%以下であれば鋳造時あるいは熱間圧延時において鋼板内部に割れを生成せず、耐応力腐食割れ特性が低下しない。そのため、Bを含有する場合、Bの含有量は0.0100%以下にする。Bの含有量は、好ましくは0.0080%以下とする。
なお、Bの含有量の下限は特に規定しないが、焼鈍中にオーステナイト粒界に偏析し、焼入れ性を向上させる元素であることから、Bの含有量は0.0003%以上とすることが好ましい。
B: 0.0100% or less. If B is present at 0.0100% or less, it will not cause cracks to form inside the steel sheet during casting or hot rolling, and the stress corrosion cracking resistance will not decrease. Therefore, when B is included, the B content should be 0.0100% or less. Preferably, the B content should be 0.0080% or less.
Although there is no specific lower limit for the content of B, it is preferable that the content of B be 0.0003% or more, as it is an element that segregates at austenite grain boundaries during annealing and improves hardenability.
Cr:1.00%以下、Mo:1.00%以下、Ni:1.00%以下
Cr、MoおよびNiは、それぞれ1.00%以下であれば粗大な析出物や介在物が増加せず、応力腐食割れの起点とならないことから、耐応力腐食割れ特性が低下しない。そのため、Cr、Mo、Niの少なくともいずれかを含有する場合、Cr、MoおよびNiの含有量はそれぞれ1.00%以下にする。好ましくは、これらの含有量はそれぞれ0.90%以下とする。これらの含有量はそれぞれ、好ましくは0.80%以下とする。
なお、Cr、MoおよびNiの含有量の下限は特に規定しないが、焼入れ性を向上させる元素であることから、Cr、MoおよびNiの含有量はそれぞれ0.01%以上とすることがより好ましい。これらの含有量はそれぞれ、より好ましくは0.02%以上とし、さらに好ましくは0.03%以上とする。
Cr: 1.00% or less, Mo: 1.00% or less, Ni: 1.00% or less. If Cr, Mo, and Ni are each at 1.00% or less, the amount of coarse precipitates and inclusions will not increase, and they will not become the starting point for stress corrosion cracking, thus the stress corrosion cracking resistance will not decrease. For this reason, when at least one of Cr, Mo, and Ni is included, the content of Cr, Mo, and Ni should each be 1.00% or less. Preferably, the content of each should be 0.90% or less. Preferably, the content of each should be 0.80% or less.
While there is no specific lower limit for the content of Cr, Mo, and Ni, it is more preferable that the content of each of these elements be 0.01% or more, as they are elements that improve hardenability. More preferably, the content of each of these elements is 0.02% or more, and even more preferably 0.03% or more.
Co:0.010%以下
Coは、0.010%以下であれば粗大な析出物や介在物が増加せず、応力腐食割れの起点とならないことから、耐応力腐食割れ特性が低下しない。そのため、Coを含有する場合、Coの含有量は0.010%以下にすることが好ましい。Coの含有量は、好ましくは0.008%以下とする。
なお、Coの含有量の下限は特に規定しないが、焼入れ性を向上させる元素であることから、Coの含有量は0.001%以上とすることがより好ましい。Coの含有量は、より好ましくは0.002%以上とする。
Co: 0.010% or less. If the Co content is 0.010% or less, the amount of coarse precipitates and inclusions will not increase, and it will not become the starting point for stress corrosion cracking, thus the stress corrosion cracking resistance will not decrease. For this reason, when Co is included, it is preferable to keep the Co content at 0.010% or less. Preferably, the Co content should be 0.008% or less.
Although there is no specific lower limit for the Co content, it is more preferable that the Co content be 0.001% or more, as it is an element that improves hardenability. More preferably, the Co content should be 0.002% or more.
Cu:1.00%以下
Cuは、1.00%以下であれば粗大な析出物や介在物が増加せず、応力腐食割れの起点とならないことから、耐応力腐食割れ特性が低下しない。そのため、Cuを含有する場合、Cuの含有量は1.00%以下にする。Cuの含有量は、好ましくは0.80%以下とする。
なお、Cuの含有量の下限は特に規定しないが、焼入れ性を向上させる元素であることから、Cuの含有量は0.01%以上とすることが好ましい。
Cu: 1.00% or less. If the Cu content is 1.00% or less, the amount of coarse precipitates and inclusions will not increase, and it will not become the starting point for stress corrosion cracking, thus the stress corrosion cracking resistance will not decrease. For this reason, when Cu is included, the Cu content should be 1.00% or less. Preferably, the Cu content should be 0.80% or less.
Although there is no specific lower limit for the Cu content, it is preferable that the Cu content be 0.01% or more, as Cu is an element that improves hardenability.
Sn:0.200%以下
Snは、0.200%以下であれば鋳造時あるいは熱間圧延時において鋼板内部に割れを生成せず、応力腐食割れの起点とならないことから、耐応力腐食割れ特性が低下しない。そのため、Snを含有する場合、Snの含有量は0.200%以下にする。Snの含有量は、好ましくは0.190%以下とする。
なお、Snの含有量の下限は特に規定しないが、Snは焼入れ性を向上させる元素(一般的には耐食性を向上させる元素)であることから、Snの含有量は0.001%以上とすることがより好ましい。Snの含有量は、より好ましくは0.002%以上とし、さらに好ましくは0.003%以上とする。
Sn: 0.200% or less. If Sn is present at a concentration of 0.200% or less, it will not cause cracks to form inside the steel sheet during casting or hot rolling, and will not become the starting point for stress corrosion cracking, thus preventing a decrease in stress corrosion cracking resistance. Therefore, when Sn is included, the Sn content should be 0.200% or less. Preferably, the Sn content should be 0.190% or less.
Although there is no specific lower limit for the Sn content, since Sn is an element that improves hardenability (generally an element that improves corrosion resistance), it is more preferable that the Sn content be 0.001% or more. More preferably, the Sn content is 0.002% or more, and even more preferably 0.003% or more.
Sb:0.200%以下
Sbは、0.200%以下であれば粗大な析出物や介在物が増加せず、応力腐食割れの起点とならないことから、耐応力腐食割れ特性が低下しない。そのため、Sbを含有する場合、Sbの含有量は0.200%以下にする。Sbの含有量は、好ましくは0.190%以下とする。
なお、Sbの含有量の下限は特に規定しないが、表層軟化厚みを制御し、強度調整を可能にする元素であることから、Sbの含有量は0.001%以上とすることがより好ましい。これらの含有量はそれぞれ、より好ましくは0.002%以上とし、さらに好ましくは0.003%以上とする。
Sb: 0.200% or less. If the Sb content is 0.200% or less, the amount of coarse precipitates and inclusions will not increase, and it will not become the starting point for stress corrosion cracking, thus the stress corrosion cracking resistance will not decrease. For this reason, when Sb is included, the Sb content should be 0.200% or less. Preferably, the Sb content should be 0.190% or less.
Although there is no specific lower limit for the Sb content, it is more preferable that the Sb content be 0.001% or more, as it is an element that allows control of the surface softening thickness and strength adjustment. More preferably, each of these content levels is 0.002% or more, and even more preferably 0.003% or more.
Ca:0.0100%以下、Mg:0.0100%以下、REM:0.0100%以下
Ca、MgおよびREMは、それぞれ0.0100%以下であれば粗大な析出物や介在物が増加せず、応力腐食割れの起点とならないことから、耐応力腐食割れ特性が低下しない。そのため、Ca、Mg、REMの少なくともいずれかを含有する場合、Ca、MgおよびREMの含有量は0.0100%以下にする。好ましくは、これらの含有量はそれぞれ0.0070%以下とする。より好ましくは、これらの含有量はそれぞれ0.0050%以下とする。
なお、Ca、MgおよびREMの含有量の下限は特に規定しないが、窒化物や硫化物の形状を球状化し、応力腐食割れの起点となる箇所を低減する元素であることから、Ca、MgおよびREMの含有量はそれぞれ0.0005%以上とすることが好ましい。これらの含有量はそれぞれ、より好ましくは0.0006%以上とし、さらに好ましくは0.0007%以上とする。
Ca: 0.0100% or less, Mg: 0.0100% or less, REM: 0.0100% or less. If Ca, Mg, and REM are each at 0.0100% or less, the amount of coarse precipitates and inclusions will not increase, and they will not become the starting point for stress corrosion cracking, thus the stress corrosion cracking resistance will not decrease. For this reason, when at least one of Ca, Mg, and REM is included, the content of Ca, Mg, and REM should be 0.0100% or less. Preferably, the content of each is 0.0070% or less. More preferably, the content of each is 0.0050% or less.
While there is no specific lower limit for the content of Ca, Mg, and REM, it is preferable that the content of Ca, Mg, and REM be 0.0005% or more, since these elements spheroidize the shape of nitrides and sulfides and reduce the number of locations that can initiate stress corrosion cracking. More preferably, the content of each is 0.0006% or more, and even more preferably 0.0007% or more.
Zr:0.100%以下、Te:0.100%以下
ZrおよびTeは、それぞれ0.100%以下であれば粗大な析出物や介在物が増加せず、応力腐食割れの起点とならないことから、耐応力腐食割れ特性が低下しない。そのため、ZrおよびTeの少なくともいずれかを含有する場合、ZrおよびTeの含有量は0.100%以下にすることが好ましい。好ましくは、これらの含有量はそれぞれ0.080%以下とする。
なお、ZrおよびTeの含有量の下限は特に規定しないが、窒化物や硫化物の形状を球状化し、応力腐食割れの起点となる箇所を低減する元素であることから、ZrおよびTeの含有量はそれぞれ0.001%以上とすることがより好ましい。これらの含有量はそれぞれ、より好ましくは0.002%以上とし、さらに好ましくは0.003%以上とする。
Zr: 0.100% or less, Te: 0.100% or less. If the content of Zr and Te is 0.100% or less, the amount of coarse precipitates and inclusions will not increase, and they will not become the starting point for stress corrosion cracking, so the stress corrosion cracking resistance will not decrease. For this reason, when at least one of Zr and Te is included, it is preferable that the content of Zr and Te be 0.100% or less. Preferably, the content of each is 0.080% or less.
While there is no specific lower limit for the content of Zr and Te, it is more preferable that the content of Zr and Te be 0.001% or more, since these elements spheroidize the shape of nitrides and sulfides and reduce the number of locations that can initiate stress corrosion cracking. More preferably, the content of each is 0.002% or more, and even more preferably 0.003% or more.
Hf:0.10%以下
Hfは、0.10%以下であれば粗大な析出物や介在物が増加せず、応力腐食割れの起点とならないことから、耐応力腐食割れ特性が低下しない。そのため、Hfを含有する場合、Hfの含有量は0.10%以下にする。Hfの含有量は、好ましくは0.08%以下とする。
なお、Hfの含有量の下限は特に規定しないが、窒化物や硫化物の形状を球状化し、応力腐食割れの起点となる箇所を低減する元素であることから、Hfの含有量は0.001%以上とすることが好ましく、0.010%以上とすることがより好ましい。
Hf: 0.10% or less. If Hf is 0.10% or less, the amount of coarse precipitates and inclusions does not increase, and it does not become the starting point for stress corrosion cracking, so the stress corrosion cracking resistance does not decrease. For this reason, when Hf is included, the Hf content should be 0.10% or less. Preferably, the Hf content should be 0.08% or less.
Although there is no specific lower limit for the Hf content, it is preferable that the Hf content be 0.001% or more, and more preferably 0.010% or more, since Hf is an element that spheroidizes the shape of nitrides and sulfides and reduces the number of sites that can become the starting point for stress corrosion cracking.
Bi:0.200%以下
Biは、0.200%以下であれば粗大な析出物や介在物が増加せず、応力腐食割れの起点とならないことから、耐応力腐食割れ特性が低下しない。そのため、Biを含有する場合、Biの含有量は0.200%以下にする。Biの含有量は、好ましくは0.100%以下とする。
なお、Biの含有量の下限は特に規定しないが、偏析を軽減する元素であることから、Biの含有量は0.001%以上とすることがより好ましい。Biの含有量はそれぞれ、より好ましくは0.002%以上とし、さらに好ましくは0.003%以上とする。
Bi: 0.200% or less. If Bi is present at 0.200% or less, the amount of coarse precipitates and inclusions does not increase, and it does not become an initiation point for stress corrosion cracking, thus the stress corrosion cracking resistance does not decrease. For this reason, when Bi is included, the Bi content should be 0.200% or less. Preferably, the Bi content should be 0.100% or less.
Although there is no specific lower limit for the Bi content, it is more preferable that the Bi content be 0.001% or more, as Bi is an element that reduces segregation. More preferably, the Bi content is 0.002% or more, and even more preferably 0.003% or more.
なお、上記したTi、Nb、V、Ta、W、B、Cr、Mo、Ni、Co、Cu、Sn、Sb、Ca、Mg、REM、Zr、Te、HfおよびBiについて、各含有量が好ましい下限値未満の場合には本発明の効果を害することがないため、不可避的不純物として含むものとする。Furthermore, regarding the above-mentioned Ti, Nb, V, Ta, W, B, Cr, Mo, Ni, Co, Cu, Sn, Sb, Ca, Mg, REM, Zr, Te, Hf, and Bi, if their respective contents are below the preferred lower limit, they will not impair the effects of the present invention and will therefore be included as unavoidable impurities.
次に、本発明の鋼板の鋼組織について説明する。
焼戻マルテンサイト:面積分率で83%以上
本発明において、重要な発明構成要件の1つである。焼戻マルテンサイトを主相とすることで、1180MPa以上のTSを実現することが可能となる。こうした効果を得るためには、焼戻マルテンサイトを面積分率で83%以上とする必要がある。したがって、焼戻マルテンサイトは面積分率で83%以上とする。焼戻マルテンサイトの面積分率は、好ましくは84%以上である。焼戻マルテンサイトの面積分率の上限は特に限定されないが、焼戻マルテンサイトの面積分率は、好ましくは95%以下である。
Next, the structural framework of the steel sheet of the present invention will be described.
Tempered martensite: Area fraction of 83% or more. This is one of the important constituent elements of the present invention. By using tempered martensite as the main phase, it is possible to achieve a TS of 1180 MPa or more. In order to obtain this effect, it is necessary for the area fraction of tempered martensite to be 83% or more. Therefore, the area fraction of tempered martensite is set to be 83% or more. The area fraction of tempered martensite is preferably 84% or more. There is no particular upper limit to the area fraction of tempered martensite, but the area fraction of tempered martensite is preferably 95% or less.
ここで、焼戻マルテンサイトの面積分率の測定方法は、以下の通りである。鋼板のL断面を研磨後、1vol.%ナイタールで腐食し、板厚1/4部(鋼板表面から深さ方向で板厚の1/4に相当する位置)を、SEMを用いて2000倍の倍率で視野範囲:30μm×30μmとして、10視野観察する。
なお、上記の組織画像において、焼戻マルテンサイトは組織内部が微細な凹凸を有した組織であり、かつ、内部に炭化物を有する組織である。それらの値の平均値から、焼戻マルテンサイトの面積分率を求めることができる。
The method for measuring the area fraction of tempered martensite is as follows: After polishing the L-section of the steel plate, it is etched with 1 vol. % nital, and 1/4 of the plate thickness (a position corresponding to 1/4 of the plate thickness in the depth direction from the surface of the steel plate) is observed using a SEM at a magnification of 2000x with a field of view of 30 μm × 30 μm for 10 fields.
In the above microstructure image, tempered martensite is a structure with fine irregularities within its interior and contains carbides. The area fraction of tempered martensite can be determined from the average of these values.
残留オーステナイト:体積分率で3%未満
本発明において、重要な発明構成要件の1つである。残留オーステナイトが体積分率で3%以上である場合、YR≧65%を実現することが困難になる。YR≧65%を実現することが困難になる原因は、引張試験中におけて残留オーステナイトがマルテンサイトに変態することに起因して、YSが低下するためである。したがって、残留オーステナイトは3%未満とする。好ましくは、残留オーステナイトの体積分率は1%以下とする。なお、残留オーステナイトの下限は特に限定しない。残留オーステナイトの体積分率は0%であってもよい。
Retained austenite: less than 3% by volume fraction. This is one of the important constituent elements of the present invention. If the retained austenite is 3% or more by volume fraction, it becomes difficult to achieve YR ≥ 65%. The reason why it becomes difficult to achieve YR ≥ 65% is that the retained austenite transforms into martensite during the tensile test, causing a decrease in YS. Therefore, the retained austenite should be less than 3%. Preferably, the volume fraction of retained austenite should be 1% or less. There is no particular lower limit to the retained austenite. The volume fraction of retained austenite may be 0%.
ここで、残留オーステナイトの体積分率の測定方法は、以下の通りである。残留オーステナイトは、鋼板を板厚1/4部の面まで研磨後、化学研磨によりさらに0.1mm研磨した面について、X線回折装置でCoKα線を用いて、fcc鉄の{200}、{220}、{311}面および、bcc鉄の{200}、{211}、{220}面の回折ピークの各々の積分強度比を測定し、得られた9つの積分強度比を平均化して求めた。The method for measuring the volume fraction of retained austenite is as follows: After polishing the steel plate to a surface that is 1/4 of its thickness, the surface was further polished by chemical polishing to a depth of 0.1 mm. Using an X-ray diffractometer with CoKα rays, the integral intensity ratios of the diffraction peaks of the {200}, {220}, and {311} planes of fcc iron and the {200}, {211}, and {220} planes of bcc iron were measured, and the nine resulting integral intensity ratios were averaged to determine the volume fraction of retained austenite.
フェライトおよびベイニティックフェライトの合計:面積分率で5%以上15%未満
本発明において、重要な発明構成要件の1つである。フェライトおよびベイニティックフェライトの合計の面積分率が15%以上の場合、YR≧65%を実現することが困難になる。
一方、フェライトおよびベイニティックフェライトの合計の面積分率が5%未満になると、優れた延性を実現することが困難となる。したがって、フェライトおよびベイニティックフェライトの合計の面積分率は5%以上15%未満とする。これらの合計の面積分率は、好ましくは6%以上とする。これらの合計の面積分率は、好ましくは13%以下とする。
The total area fraction of ferrite and bainitic ferrite is 5% or more and less than 15%. This is one of the important constituent elements of the present invention. If the total area fraction of ferrite and bainitic ferrite is 15% or more, it becomes difficult to achieve YR ≥ 65%.
On the other hand, if the total area fraction of ferrite and bainitic ferrite falls below 5%, it becomes difficult to achieve excellent ductility. Therefore, the total area fraction of ferrite and bainitic ferrite should be 5% or more and less than 15%. Preferably, the total area fraction of these materials should be 6% or more. Preferably, the total area fraction of these materials should be 13% or less.
ここで、フェライトおよびベイニティックフェライトの合計の面積分率の測定方法は、以下の通りである。鋼板のL断面を研磨後、1vol.%ナイタールで腐食し、板厚1/4部(鋼板表面から深さ方向で板厚の1/4に相当する位置)を、SEMを用いて2000倍の倍率で視野範囲:30μm×30μmとして、10視野観察する。なお、上記の組織画像において、フェライトおよびベイニティックフェライトは凹部で組織内部が平坦な組織であり、かつ、内部に炭化物を有さない組織である。それらの値の平均値から、フェライトおよびベイニティックフェライトの合計を求めることができる。The method for measuring the total area fraction of ferrite and bainitic ferrite is as follows: After polishing the L-section of the steel plate, it is etched with 1 vol. % nital, and 1/4 of the plate thickness (a position corresponding to 1/4 of the plate thickness in the depth direction from the surface of the steel plate) is observed using a SEM at 2000x magnification with a field of view of 30 μm × 30 μm for 10 fields. In the above microstructure image, ferrite and bainitic ferrite are structures with a flat interior in the recesses and do not contain carbides. The total of ferrite and bainitic ferrite can be determined from the average value of these values.
上記全組織以外の残部組織として、パーライトやフレッシュマルテンサイト等が考えられる。これらの残部組織は、面積分率で5%以下の範囲であれば特性に影響を与えないため、含まれていても構わない。Other tissues besides those listed above may include perlite, fresh martensite, etc. These remaining tissues do not affect the properties as long as their area fraction is 5% or less, so their inclusion is acceptable.
焼戻マルテンサイトのうち、15°以上の粒界に囲まれた粒内において、粒径0.1μm以上1.0μm以下の炭化物を5個以上含む焼戻マルテンサイトの面積分率:5%以上50%以下
本発明において、重要な発明構成要件の1つである。焼戻マルテンサイトのうち、15°以上の粒界に囲まれた粒内において、粒径0.1μm以上1.0μm以下の炭化物を5個以上含む焼戻マルテンサイトの面積分率は、耐応力腐食割れ特性および材質安定性に影響する。焼戻マルテンサイトのうち、15°以上の粒界に囲まれた粒内において、粒径0.1μm以上1.0μm以下の炭化物を5個以上含む焼戻マルテンサイトの面積分率が50%超えの場合、応力腐食割れの起点となる。そのため、優れた耐応力腐食割れ特性を実現することが困難になる。
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、焼戻マルテンサイトのうち粒径0.1μm以上1.0μm以下の炭化物を5個以上含む焼戻マルテンサイトの面積分率を増加させることで、焼戻マルテンサイトの面積分率の増加に伴う過度なTSの上昇を抑制できるため、板幅方向で焼戻マルテンサイトの分率が変化した際のTSの変化を抑制することができ、材質安定性が向上することを知見した。したがって、焼戻マルテンサイトのうち、15°以上の粒界に囲まれた粒内において、粒径0.1μm以上1.0μm以下の炭化物を5個以上含む焼戻マルテンサイトの面積分率は5%以上50%以下とする。この面積分率は好ましくは7%以上とする。また、この面積分率は好ましくは30%以下とする。
In the present invention, the area fraction of tempered martensite containing five or more carbides with a particle size of 0.1 μm to 1.0 μm within grain boundaries of 15° or more is 5% to 50%. This is one of the important constituent elements of the present invention. The area fraction of tempered martensite containing five or more carbides with a particle size of 0.1 μm to 1.0 μm within grain boundaries of 15° or more affects stress corrosion cracking resistance and material stability. If the area fraction of tempered martensite containing five or more carbides with a particle size of 0.1 μm to 1.0 μm within grain boundaries of 15° or more exceeds 50%, it becomes the starting point for stress corrosion cracking. Therefore, it becomes difficult to achieve excellent stress corrosion cracking resistance.
As a result of diligent research, the inventors have found that by increasing the area fraction of tempered martensite containing five or more carbides with a particle size of 0.1 μm to 1.0 μm, it is possible to suppress the excessive rise in TS that accompanies the increase in the area fraction of tempered martensite. Therefore, it is possible to suppress the change in TS when the fraction of tempered martensite changes in the plate width direction, thereby improving material stability. Accordingly, the area fraction of tempered martensite containing five or more carbides with a particle size of 0.1 μm to 1.0 μm within grains surrounded by grain boundaries of 15° or more is set to 5% to 50%. This area fraction is preferably 7% or more. Furthermore, this area fraction is preferably 30% or less.
ここで、焼戻マルテンサイトのうち粒径0.1μm以上1.0μm以下の炭化物を5個以上含む焼戻マルテンサイトの分率の測定方法は、以下の通りである。TEM(透過型電子顕微鏡)を用いて、鋼板表面から板厚1/4の位置において、鋼板組織を20000倍で視野範囲:4μm×4μmとして観察し、視野中の全焼戻マルテンサイト粒内に存在する炭化物の粒径および数を算出する。炭化物の粒径は、予め炭化物を識別しておいたデータを、MediaCybernetics社のImage-Proに取り込み、円相当直径を算出することで求める。15°以上の粒界に囲まれた粒内において、粒径0.1μm以上1.0μm以下の炭化物を粒内に5個以上含む焼戻マルテンサイトの合計の面積分率を算出する。また、全焼戻マルテンサイトの合計の面積分率も算出する。粒径0.1μm以上1.0μm以下の炭化物を粒内に5個以上含む焼戻マルテンサイトの合計の面積分率を、全焼戻マルテンサイトの合計の面積分率で除して、焼戻マルテンサイトのうち粒径0.1μm以上1.0μm以下の炭化物を5個以上含む焼戻マルテンサイトの面積分率を算出する。
なお、焼戻マルテンサイトのうち15°以上の粒界に囲まれた粒は、例えば、以下のようにして求める。TEM観察を行った試験片を用いて、透過電子線後方散乱回折(透過EBSD)測定を実施し、局所結晶方位データを得る。ついで、解析ソフト:OIM Analysis7を用いて、得られた局所結晶方位データの解析を行う。また、局所結晶方位データの解析に先立ち、解析ソフトのGrain Dilation機能(Grain Tolerance Angle:5、Minimum Grain Size:2、Single Iteration:ON)によるクリーンアップ処理を1回ずつ施す。ついで、焼戻マルテンサイトにおける15°以上の粒界を表示することで、焼戻マルテンサイトのうち15°以上の粒界に囲まれた粒を求める。
また、1個の炭化物については、顕微鏡画像において、外周が炭化物以外に囲まれて、途切れることなく一体形成された領域を1個として測定する。
The method for measuring the fraction of tempered martensite containing five or more carbides with a particle size of 0.1 μm to 1.0 μm is as follows: Using a TEM (transmission electron microscope), the steel sheet structure is observed at a position 1/4 of the sheet thickness from the surface of the steel sheet at 20,000x magnification with a field of view of 4 μm × 4 μm, and the particle size and number of carbides present in all tempered martensite grains within the field of view are calculated. The particle size of the carbides is determined by importing data, in which the carbides have been previously identified, into MediaCybernetics' Image-Pro and calculating the equivalent diameter of the circle. Within grains surrounded by grain boundaries of 15° or more, the total area fraction of tempered martensite containing five or more carbides with a particle size of 0.1 μm to 1.0 μm is calculated. The total area fraction of all tempered martensite is also calculated. The area fraction of tempered martensite containing five or more carbides with a particle size of 0.1 μm to 1.0 μm is divided by the total area fraction of all tempered martensite to calculate the area fraction of tempered martensite containing five or more carbides with a particle size of 0.1 μm to 1.0 μm.
Furthermore, grains in tempered martensite surrounded by grain boundaries of 15° or greater can be identified, for example, as follows: Using specimens that have undergone TEM observation, transmission electron backscatter diffraction (transmission EBSD) measurements are performed to obtain local crystal orientation data. Then, the obtained local crystal orientation data is analyzed using the analysis software: OIM Analysis 7. Prior to the analysis of the local crystal orientation data, a cleanup process is performed once using the Grain Dilation function of the analysis software (Grain Tolerance Angle: 5, Minimum Grain Size: 2, Single Iteration: ON). Then, by displaying the grain boundaries of 15° or greater in the tempered martensite, grains in tempered martensite surrounded by grain boundaries of 15° or greater can be identified.
Furthermore, for each carbide, a single region is measured as a whole in the microscope image, where the outer edge is surrounded by material other than the carbide and the region is formed as a continuous whole without interruption.
本発明の鋼板は、表面にめっき層を有していてもよい。めっき層としては、溶融亜鉛めっき層、合金化溶融亜鉛めっき層、電気亜鉛めっき層などの亜鉛めっき層が挙げられる。亜鉛めっき層以外のめっき層としては、アルミニウムめっき層や合金めっき層を例示できる。合金めっき層としては、例えば、溶融亜鉛-アルミニウム-マグネシウム合金めっき層やZn-Ni電気合金めっき層を例示できる。The steel sheet of the present invention may have a plating layer on its surface. Examples of plating layers include zinc plating layers such as a hot-dip galvanized layer, an alloyed hot-dip galvanized layer, and an electroplated zinc layer. Examples of plating layers other than zinc plating layers include aluminum plating layers and alloy plating layers. Examples of alloy plating layers include a hot-dip zinc-aluminum-magnesium alloy plating layer and a Zn-Ni electroalloy plating layer.
本発明の鋼板の板厚は0.5mm以上とすることが好ましい。また、板厚は3.0mm以下とすることが好ましい。
板幅は600mm以上とすることが好ましい。また、板幅は1500mm以下とすることが好ましい。
The thickness of the steel plate of the present invention is preferably 0.5 mm or more. Furthermore, the thickness is preferably 3.0 mm or less.
The board width is preferably 600 mm or more. Furthermore, the board width is preferably 1500 mm or less.
[鋼板の製造方法]
次に、本発明の鋼板の製造方法について説明する。
本発明の鋼板の製造方法は、成分組成を有する鋼に、熱間圧延、酸洗および冷間圧延を施し作製した冷延板を、焼鈍温度T1:750℃以上850℃以下、焼鈍温度T1での保持時間t1:10秒以上1000秒以下の条件で加熱し、
700~500℃の平均冷却速度CR1:5℃/s未満とする冷却と、(Ms-80℃)以上Ms以下である急冷開始温度T2から80℃までの平均冷却速度CR2:300℃/s以上とする水焼入での冷却とを含む冷却処理を行い、
焼戻温度T3:100℃以上250℃未満、焼戻温度T3での保持時間t3:10秒以上10000秒以下の条件で加熱する焼鈍工程を含み、
焼鈍工程における冷却処理において、250℃以上Ms以下の温度域に鋼板が保持される時間t2を1.0秒以上10.0秒以下とし、
焼鈍工程における水焼入の冷却中において、鋼板を挟んで設置された2つのロールで鋼板の表面および裏面から加圧し、該加圧を、2つのロールの鋼板搬送方向のロール間距離:20mm以上250mm以下、加圧力:196N以上の条件で行う。
[Method of manufacturing steel plates]
Next, the method for manufacturing steel sheets according to the present invention will be described.
The present invention provides a method for manufacturing steel sheets, in which a cold-rolled sheet is produced by hot-rolling, pickling, and cold-rolling a steel having a specific composition, and the sheet is heated under the conditions of an annealing temperature T1 of 750°C to 850°C and a holding time t1 at the annealing temperature T1 of 10 seconds to 1000 seconds.
The cooling process includes cooling with an average cooling rate CR1 of less than 5°C/s from 700 to 500°C, and water quenching with an average cooling rate CR2 of 300°C/s or more from a rapid cooling start temperature T2 (Ms - 80°C) to 80°C.
The process includes an annealing step in which the heating is performed under the conditions of tempering temperature T3: 100°C or higher and less than 250°C, and holding time t3 at tempering temperature T3: 10 seconds or higher and 10,000 seconds or lower.
In the cooling process during the annealing stage, the time t2 during which the steel plate is held in a temperature range of 250°C or higher and Ms or lower is set to 1.0 seconds or more and 10.0 seconds or less.
During the cooling process of water quenching in the annealing process, pressure is applied to the front and back surfaces of the steel plate using two rolls placed on either side of the steel plate. This pressure is applied under the following conditions: the distance between the two rolls in the steel plate conveying direction is 20 mm to 250 mm, and the applied pressure is 196 N or more.
本発明において、鋼素材(鋼スラブ)の溶製方法は特に限定されず、転炉や電気炉等、公知の溶製方法いずれもが適合する。鋼スラブ(スラブ)は、マクロ偏析を防止するため、連続鋳造法で製造するのが好ましい。In this invention, the method for melting the steel material (steel slab) is not particularly limited, and any known melting method, such as a converter or electric furnace, is suitable. The steel slab (slab) is preferably manufactured by a continuous casting method to prevent macrosegregation.
本発明において、熱間圧延におけるスラブ加熱温度、スラブ均熱保持時間および巻取温度は特に限定されない。鋼スラブを熱間圧延する方法としては、スラブを加熱後圧延する方法、連続鋳造後のスラブを加熱することなく直接圧延する方法、連続鋳造後のスラブに短時間加熱処理を施して圧延する方法などが挙げられる。
熱間圧延におけるスラブ加熱温度、スラブ均熱保持時間、仕上げ圧延温度および巻取温度は特に限定されないが、スラブ加熱温度は1100℃以上が好ましい。スラブ加熱温度は1300℃以下が好ましい。
スラブ均熱保持時間は30min以上が好ましい。スラブ均熱保持時間は250min以下が好ましい。
仕上げ圧延温度はAr3変態点以上が好ましい。
また、巻取温度は350℃以上が好ましい。また、巻取温度は650℃以下が好ましい。
In the present invention, the slab heating temperature, slab soaking time, and coiling temperature in hot rolling are not particularly limited. Methods for hot rolling a steel slab include a method of heating the slab before rolling, a method of directly rolling a slab after continuous casting without heating it, and a method of subjecting a slab after continuous casting to a short-time heat treatment before rolling.
The slab heating temperature, slab soaking time, finish rolling temperature, and coiling temperature in hot rolling are not particularly limited, but the slab heating temperature is preferably 1100°C or higher. The slab heating temperature is preferably 1300°C or lower.
A slab heating and holding time of 30 minutes or more is preferable. A slab heating and holding time of 250 minutes or less is preferable.
The finishing rolling temperature is preferably above the Ar 3 transformation point.
Furthermore, a winding temperature of 350°C or higher is preferable. Also, a winding temperature of 650°C or lower is preferable.
このようにして製造した熱延鋼板に、酸洗を行う。酸洗は鋼板表面の酸化物の除去が可能であることから、最終製品の高強度鋼板における良好な化成処理性やめっき品質の確保のために重要である。また、酸洗は、一回でも良いし、複数回に分けても良い。また、熱延後酸洗処理板のままで冷間圧延を施してもよいし、熱処理を施したのちに冷間圧延を施してもよい。The hot-rolled steel sheet manufactured in this manner is then pickled. Pickling is important for ensuring good chemical conversion treatment properties and plating quality in the final high-strength steel sheet, as it removes oxides from the surface of the steel sheet. Pickling may be performed once or in multiple stages. Furthermore, the sheet may be cold-rolled immediately after hot-rolling and pickling, or it may be cold-rolled after heat treatment.
冷間圧延における圧下率(累積圧下率)および圧延後の板厚は特に限定しないが、圧下率は30%以上が好ましい。また、圧下率は80%以下とすることが好ましい。なお、圧延パスの回数、各パスの圧下率については、特に限定されることなく本発明の効果を得ることができる。The reduction ratio (cumulative reduction ratio) in cold rolling and the thickness of the sheet after rolling are not particularly limited, but a reduction ratio of 30% or more is preferred. Furthermore, a reduction ratio of 80% or less is preferred. The effects of the present invention can be obtained without any particular limitations on the number of rolling passes or the reduction ratio of each pass.
上記のようにして得られた冷延板に、焼鈍を行う。焼鈍条件は以下のとおりである。The cold-rolled sheet obtained as described above is then annealed. The annealing conditions are as follows:
焼鈍温度T1:750℃以上850℃以下
焼鈍温度T1が750℃未満の場合、フェライトおよびベイニティックフェライトの合計の面積分率が15%以上となり、YR≧65%を実現することが困難になる。
一方、焼鈍温度T1が850℃を超える場合、フェライトおよびベイニティックフェライトの合計の面積分率が5%未満となり、優れた延性を実現することが困難になる。したがって、焼鈍温度T1は750℃以上850℃以下とする。
焼鈍温度T1は、好ましくは760℃以上であり、より好ましくは770℃以上である。また、焼鈍温度T1は、好ましくは840℃以下であり、より好ましくは830℃以下である。
ここでいう焼鈍温度は、焼鈍工程での保持温度である。なお、焼鈍温度は、保持中、一定であってもよい。また、焼鈍温度は、750℃以上850℃以下の温度域にあり、かつ、温度変動が設定温度±10℃以内であれば、保持中、常に一定でなくてもよい。
Annealing temperature T1: 750°C or higher and 850°C or lower. If the annealing temperature T1 is less than 750°C, the total area fraction of ferrite and bainitic ferrite will be 15% or more, making it difficult to achieve YR ≥ 65%.
On the other hand, if the annealing temperature T1 exceeds 850°C, the total area fraction of ferrite and bainitic ferrite will be less than 5%, making it difficult to achieve excellent ductility. Therefore, the annealing temperature T1 should be between 750°C and 850°C.
The annealing temperature T1 is preferably 760°C or higher, and more preferably 770°C or higher. Furthermore, the annealing temperature T1 is preferably 840°C or lower, and more preferably 830°C or lower.
The annealing temperature referred to here is the holding temperature during the annealing process. The annealing temperature may remain constant during the holding period. Furthermore, the annealing temperature does not need to be constantly constant during the holding period, as long as it is within the temperature range of 750°C to 850°C and the temperature fluctuation is within ±10°C of the set temperature.
焼鈍温度T1での保持時間t1:10秒以上1000秒以下
焼鈍温度T1での保持時間t1が10秒未満の場合、フェライトおよびベイニティックフェライトの合計の面積分率が15%以上となり、YR≧65%を実現することが困難になる。
一方、焼鈍温度T1での保持時間t1が1000秒を超える場合、フェライトおよびベイニティックフェライトの合計の面積分率が5%未満となり、優れた延性を実現することが困難になる。したがって、焼鈍温度T1での保持時間t1は10秒以上1000秒以下とする。焼鈍温度T1での保持時間t1は、好ましくは30秒以上である。焼鈍温度T1での保持時間は、好ましくは800秒以下である。
Holding time t1 at annealing temperature T1: 10 seconds or more and 1000 seconds or less. If the holding time t1 at annealing temperature T1 is less than 10 seconds, the total area fraction of ferrite and bainitic ferrite will be 15% or more, making it difficult to achieve YR ≥ 65%.
On the other hand, if the holding time t1 at annealing temperature T1 exceeds 1000 seconds, the total area fraction of ferrite and bainitic ferrite becomes less than 5%, making it difficult to achieve excellent ductility. Therefore, the holding time t1 at annealing temperature T1 should be between 10 seconds and 1000 seconds. Preferably, the holding time t1 at annealing temperature T1 is 30 seconds or more. Preferably, the holding time at annealing temperature T1 is 800 seconds or less.
700~500℃の平均冷却速度CR1:5℃/s未満
700~500℃の平均冷却速度CR1が5℃/s以上の場合、フェライトおよびベイニティックフェライトの合計が面積分率で5%未満となり、優れた延性を実現することが困難になる。したがって、700~500℃の平均冷却速度CR1は5℃/s未満とする。平均冷却速度CR1は、好ましくは3℃/s以下である。下限は特に限定する必要はないが、平均冷却速度CR1は、1℃/s以上が好ましい。
ここで、平均冷却速度CR1は、(冷却開始温度(700℃)-冷却停止温度(500℃))/冷却開始温度(700℃)から冷却停止温度までの冷却時間(s)により求められる。
平均冷却速度CR1での冷却は、具体的には水冷やミスト冷却等が挙げられる。
Average cooling rate CR1 at 700-500°C: Less than 5°C/s If the average cooling rate CR1 at 700-500°C is 5°C/s or higher, the total area fraction of ferrite and bainitic ferrite will be less than 5%, making it difficult to achieve excellent ductility. Therefore, the average cooling rate CR1 at 700-500°C should be less than 5°C/s. The average cooling rate CR1 is preferably 3°C/s or less. There is no particular need to limit the lower limit, but an average cooling rate CR1 of 1°C/s or higher is preferable.
Here, the average cooling rate CR1 is calculated as (cooling start temperature (700°C) - cooling stop temperature (500°C)) / cooling time (s) from the cooling start temperature (700°C) to the cooling stop temperature.
Cooling at an average cooling rate of CR1 can be achieved through methods such as water cooling or mist cooling.
急冷開始温度T2:(Ms-80℃)以上Ms以下
本発明において、重要な発明構成要件の1つである。急冷開始温度T2を(Ms-80℃)以上Ms以下とすることで、焼戻マルテンサイトのうち、15°以上の粒界に囲まれた粒内において、粒径0.1μm以上1.0μm以下の炭化物を5個以上含む焼戻マルテンサイトの面積分率が5%以上50%以下となる組織を得ることができる。急冷開始温度T2が(Ms-80℃)未満の場合、焼戻マルテンサイトのうち粒径0.1μm以上1.0μm以下の炭化物を5個以上含む焼戻マルテンサイトの面積分率が50%超えとなり、優れた耐応力腐食割れ特性を実現することが困難になる。
一方、急冷開始温度T2がMs超えの場合、焼戻マルテンサイトのうち粒径0.1μm以上1.0μm以下の炭化物を5個以上含む焼戻マルテンサイトの面積分率が5%未満となり、優れた材質安定性を実現することが困難になる。したがって、急冷開始温度T2は(Ms-80℃)以上Ms以下とする。急冷開始温度T2は、好ましくは(Ms-40℃)以上である。急冷開始温度T2は、好ましくは(Ms-10℃)以下である。なお、Msはマルテンサイト変態開始温度(℃)であり、マルテンサイト変態開始温度Ms(℃)は以下の(1)式にて規定する。
Ms=519-474×[%C]-30.4×[%Mn]-12.1×[%Cr]-7.5×[%Mo]-17.7×[%Ni]・・・・(1)
ここで、[%C]、[%Mn]、[%Cr]、[%Mo]、[%Ni]は、鋼(鋼板)におけるC、Mn、Cr、Mo、Niそれぞれの含有量(質量%)を表し、含まない場合は0とする。
Rapid cooling start temperature T2: (Ms-80°C) or higher and Ms or lower This is one of the important constituent elements of the present invention. By setting the rapid cooling start temperature T2 to (Ms-80°C) or higher and Ms or lower, it is possible to obtain a structure in which, within the grains surrounded by grain boundaries of 15° or higher, the area fraction of tempered martensite containing 5 or more carbides with a particle size of 0.1 μm or more and 1.0 μm or less is 5% or higher and 50% or lower. If the rapid cooling start temperature T2 is less than (Ms-80°C), the area fraction of tempered martensite containing 5 or more carbides with a particle size of 0.1 μm or more and 1.0 μm or less exceeds 50%, making it difficult to achieve excellent stress corrosion cracking resistance.
On the other hand, if the quenching start temperature T2 exceeds Ms, the area fraction of tempered martensite containing five or more carbides with a particle size of 0.1 μm to 1.0 μm becomes less than 5%, making it difficult to achieve excellent material stability. Therefore, the quenching start temperature T2 should be between (Ms - 80°C) and Ms. The quenching start temperature T2 is preferably above (Ms - 40°C). The quenching start temperature T2 is preferably below (Ms - 10°C). Hereinafter, Ms is the martensitic transformation start temperature (°C), and the martensitic transformation start temperature Ms (°C) is defined by the following equation (1).
Ms=519-474×[%C]-30.4×[%Mn]-12.1×[%Cr]-7.5×[%Mo]-17.7×[%Ni]...(1)
Here, [%C], [%Mn], [%Cr], [%Mo], and [%Ni] represent the mass percentage content of C, Mn, Cr, Mo, and Ni in steel (steel sheet), and 0 is used if none of these elements are present.
急冷開始温度T2から80℃までの平均冷却速度CR2:300℃/s以上
急冷開始温度T2から80℃までの平均冷却速度CR2が300℃/s未満の場合、残留オーステナイトが体積分率で3%以上となり、65%以上のYRを実現することが困難になる。したがって、急冷開始温度T2から80℃までの平均冷却速度CR2は、300℃/s以上とする。平均冷却速度CR2は、好ましくは800℃/s以上である。上限は特に限定する必要はないが、平均冷却速度CR2は、3000℃/s以下が好ましい。
The average cooling rate CR2 from the rapid cooling start temperature T2 to 80°C is 300°C/s or more. If the average cooling rate CR2 from the rapid cooling start temperature T2 to 80°C is less than 300°C/s, the retained austenite will be 3% or more by volume fraction, making it difficult to achieve a YR of 65% or more. Therefore, the average cooling rate CR2 from the rapid cooling start temperature T2 to 80°C should be 300°C/s or more. The average cooling rate CR2 is preferably 800°C/s or more. There is no particular upper limit, but the average cooling rate CR2 is preferably 3000°C/s or less.
冷却処理において、250℃以上Ms以下の温度域に鋼板が保持される時間t2:1.0秒以上10.0秒以下
本発明において、重要な発明構成要件の1つである。冷却処理において、250℃以上Ms以下の温度域に鋼板が保持される時間を1.0秒以上10.0秒以下とすることで、焼戻マルテンサイトのうち、15°以上の粒界に囲まれた粒内において、粒径0.1μm以上1.0μm以下の炭化物を5個以上含む焼戻マルテンサイトの面積分率が5%以上50%以下となる組織を得ることができる。冷却処理において、250℃以上Ms以下の温度域に鋼板が保持される時間が10.0秒超えの場合、焼戻マルテンサイトのうち、15°以上の粒界に囲まれた粒内において、粒径0.1μm以上1.0μm以下の炭化物を5個以上含む焼戻マルテンサイトの分率が50%超えとなり、優れた耐応力腐食割れ特性を実現することが困難になる。
一方、冷却処理において、250℃以上Ms以下の温度域に鋼板が保持される時間が1.0秒未満の場合、焼戻マルテンサイトのうち、15°以上の粒界に囲まれた粒内において、粒径0.1μm以上1.0μm以下の炭化物を5個以上含む焼戻マルテンサイトの面積分率が5%未満となり、優れた材質安定性を実現することが困難になる。したがって、冷却処理において250℃以上Ms以下の温度域に鋼板が保持される時間は1.0秒以上10.0秒以下とする。冷却処理において250℃以上Ms以下の温度域に鋼板が保持される時間は、好ましくは1.5秒以上である。冷却処理において250℃以上Ms以下の温度域に鋼板が保持される時間は、好ましくは5.0秒以下である。
In the cooling process, the time t2 for which the steel plate is held in the temperature range of 250°C or higher and Ms or lower is 1.0 seconds or more and 10.0 seconds or less. This is one of the important constituent elements of the present invention. By setting the time for which the steel plate is held in the temperature range of 250°C or higher and Ms or lower in the cooling process to 1.0 seconds or more and 10.0 seconds or less, it is possible to obtain a structure in which, within the grains surrounded by grain boundaries of 15° or higher, the area fraction of tempered martensite containing 5 or more carbides with a particle size of 0.1 μm or more and 1.0 μm or less is 5% or more and 50% or less. If the time for which the steel plate is held in the temperature range of 250°C or higher and Ms or lower in the cooling process exceeds 10.0 seconds, the fraction of tempered martensite containing 5 or more carbides with a particle size of 0.1 μm or more and 1.0 μm or less within the grains surrounded by grain boundaries of 15° or higher exceeds 50%, making it difficult to achieve excellent stress corrosion cracking resistance.
On the other hand, if the steel sheet is held in the temperature range of 250°C or higher and Ms or lower for less than 1.0 second during the cooling process, the area fraction of tempered martensite containing 5 or more carbides with a particle size of 0.1 μm or more and 1.0 μm or less within grains surrounded by grain boundaries of 15° or higher will be less than 5%, making it difficult to achieve excellent material stability. Therefore, the time the steel sheet is held in the temperature range of 250°C or higher and Ms or lower during the cooling process should be 1.0 second or more and 10.0 seconds or less. Preferably, the time the steel sheet is held in the temperature range of 250°C or higher and Ms or lower during the cooling process is 1.5 seconds or more. Preferably, the time the steel sheet is held in the temperature range of 250°C or higher and Ms or lower during the cooling process is 5.0 seconds or less.
焼戻温度T3:100℃以上250℃未満
本発明において、重要な発明構成要件の1つである。本発明において、焼戻マルテンサイトとは80℃以下のマルテンサイトが100℃以上の焼戻温度、かつ、10秒以上の保持時間の加熱処理を施された組織を示す。よって、焼戻温度T3が100℃未満の場合、マルテンサイトが十分に焼戻されず、焼入れままマルテンサイト主体の組織となり、焼入れままマルテンサイトが耐応力腐食割れ特性を劣化する。
一方、焼戻温度T3が250℃以上の場合、マルテンサイトの焼戻が過度に進行し、焼戻マルテンサイトのうち、15°以上の粒界に囲まれた粒内において、粒径0.1μm以上1.0μm以下の炭化物を5個以上含む焼戻マルテンサイトの面積分率が50%超えとなり、優れた耐応力腐食割れ特性を実現することが困難になる。したがって、焼戻温度T3は100℃以上250℃未満とする。焼戻温度T3は、好ましくは150℃以上とする。焼戻温度T3は、好ましくは220℃以下とする。
Tempering temperature T3: 100°C or higher and less than 250°C. This is one of the important constituent elements of the present invention. In the present invention, tempered martensite refers to a structure in which martensite at 80°C or lower has been subjected to a heat treatment at a tempering temperature of 100°C or higher and a holding time of 10 seconds or more. Therefore, if the tempering temperature T3 is less than 100°C, the martensite is not sufficiently tempered, resulting in a structure mainly composed of as-quenched martensite, and as-quenched martensite deteriorates in stress corrosion cracking resistance.
On the other hand, if the tempering temperature T3 is 250°C or higher, the tempering of the martensite proceeds excessively, and within the tempered martensite, the area fraction of tempered martensite containing 5 or more carbides with a particle size of 0.1 μm to 1.0 μm within grains surrounded by grain boundaries of 15° or more exceeds 50%, making it difficult to achieve excellent stress corrosion cracking resistance. Therefore, the tempering temperature T3 should be 100°C or higher and less than 250°C. Preferably, the tempering temperature T3 should be 150°C or higher. Preferably, the tempering temperature T3 should be 220°C or lower.
焼戻温度T3での保持時間t3:10秒以上10000秒以下
本発明において、焼戻マルテンサイトとは80℃以下のマルテンサイトが100℃以上の焼戻温度、かつ、10s以上の保持時間の加熱処理を施された組織を示す。よって、焼戻温度T3での保持時間t3が10秒未満の場合、マルテンサイトが十分に焼戻されず、焼入れままマルテンサイト主体の組織となり、焼入れままマルテンサイトが耐応力腐食割れ特性を劣化する。
一方、保持時間t3が10000秒超えの場合、マルテンサイトの焼戻が過度に進行し、焼戻マルテンサイトのうち、15°以上の粒界に囲まれた粒内において、粒径0.1μm以上1.0μm以下の炭化物を5個以上含む焼戻マルテンサイトの分率が50%超えとなる。そのため、優れた耐応力腐食割れ特性を実現することが困難になる。したがって、焼戻温度T3での保持時間t3は10秒以上10000秒以下とする。焼戻温度T3での保持時間t3は、好ましくは50秒以上とする。焼戻温度T3での保持時間t3は、好ましくは5000秒以下とする。
Holding time t3 at tempering temperature T3: 10 seconds or more and 10,000 seconds or less. In the present invention, tempered martensite refers to a structure in which martensite below 80°C has been subjected to a heat treatment at a tempering temperature of 100°C or higher and a holding time of 10 seconds or more. Therefore, if the holding time t3 at tempering temperature T3 is less than 10 seconds, the martensite is not sufficiently tempered, resulting in a structure mainly composed of as-quenched martensite, and as-quenched martensite deteriorates the stress corrosion cracking resistance properties.
On the other hand, if the holding time t3 exceeds 10,000 seconds, the tempering of the martensite proceeds excessively, and the fraction of tempered martensite containing 5 or more carbides with a particle size of 0.1 μm to 1.0 μm within grain boundaries of 15° or more exceeds 50%. Therefore, it becomes difficult to achieve excellent stress corrosion cracking resistance. Accordingly, the holding time t3 at tempering temperature T3 should be between 10 seconds and 10,000 seconds. Preferably, the holding time t3 at tempering temperature T3 should be 50 seconds or more. Preferably, the holding time t3 at tempering temperature T3 should be 5,000 seconds or less.
焼戻後の冷却は、特に規定する必要がなく、任意の方法により所望の温度に冷却してよい。なお、上記所望の温度は、室温程度が望ましい。Cooling after tempering does not need to be specifically defined and may be cooled to the desired temperature by any method. The desired temperature is preferably around room temperature.
また、上記の鋼板(高強度鋼板)に0.05%以上5.00%以下の相当塑性歪量となる条件で加工を施してもよい。また、加工後に再度100℃以上400℃以下となる条件で再加熱を施してもよい。Furthermore, the above-mentioned steel plate (high-strength steel plate) may be processed under conditions that result in an equivalent plastic strain of 0.05% to 5.00%. Additionally, after processing, it may be reheated again under conditions of 100°C to 400°C.
なお、高強度鋼板が取引対象となる場合には、通常、室温まで冷却された後、取引対象となる。Furthermore, when high-strength steel plates are traded, they are usually cooled to room temperature before being traded.
水焼入の冷却中において、鋼板を挟んで設置された2つのロールで鋼板の表面および裏面から加圧し、該加圧での2つのロールの鋼板搬送方向のロール間距離が20mm以上250mm以下、加圧力:196N以上
焼鈍工程における水焼入の冷却(水冷)中、鋼板を挟んで設置された2つのロールで鋼板の表裏面を加圧する。その際、2つのロールの鋼板搬送方向のロール間距離(以下、単にロール間距離ともいう。)を20mm以上250mm以下、加圧力を196N以上とする。本発明でいう「2つのロールのロール間距離」とは、図1に示すように、一方のロールと鋼板の接触点と、他方のロールと鋼板の接触点との接触点間距離のことをいう。
上記水焼入の水冷中において、加圧を行わない場合、焼戻マルテンサイトのうち、15°以上の粒界に囲まれた粒内において、粒径0.1μm以上1.0μm以下の炭化物を5個以上含む焼戻マルテンサイトの分率が5%未満となり、優れた材質安定性を実現することが困難になる。本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、水焼入の冷却(水冷)中において、加圧を施すことが、マルテンサイト変態の進行に影響することを見出した。該加圧を前記2つのロールのロール間距離:20mm以上250mm以下、加圧力:196N以上の条件で行うことで、マルテンサイト変態の核生成が促進され、250℃以上で変態するマルテンサイトの面積分率が増加し、焼戻マルテンサイトのうち粒径0.1μm以上1.0μm以下の炭化物を5個以上含む焼戻マルテンサイトの面積分率が5%以上となるため、優れた材質安定性が得られる。この効果を得るにはロール間距離(図1参照)は20mm以上離す必要がある。
一方、ロール間距離が250mmを上回ると加圧が弱まるため、ロール間距離は250mm以下とする必要がある。加圧は互いの距離が離れたロールで挟み込むことにより行うが、上記効果を得るのに必要な加圧力は196N以上である。この加圧力はロール1本分の負荷荷重に相当する。すなわち、加圧力:196N以上とは、2つのロールそれぞれが196N以上の力で加圧することを指す。
加圧条件として、好ましいロール間距離は30mm以上である。好ましいロール間距離は220mm以下である。
また、好ましい加圧力は294N以上である。好ましい加圧力は4900N以下である。
また、加圧力は鋼板強度や張力によって変化するが、加圧力は張力や押し込み量等によって調整でき、加圧力が上記範囲になることはロールに付帯する荷重計等で確認でき、押し込み量はロール径とロール位置から計算で求めればよい。
以上より、本発明では、水焼入の冷却(水冷)中において、鋼板を挟んで設置された2つのロールで鋼板の表面及び裏面から加圧し、該加圧を前記2つのロールのロール間距離が20mm以上250mm以下、加圧力が196N以上の条件で行うとする。
During the cooling process of water quenching, pressure is applied to the front and back surfaces of the steel plate by two rolls placed on either side of the steel plate. The distance between the two rolls in the steel plate transport direction during this application of pressure is 20 mm to 250 mm, and the applied pressure is 196 N or more. During the cooling (water cooling) process of water quenching in the annealing process, pressure is applied to the front and back surfaces of the steel plate by two rolls placed on either side of the steel plate. At this time, the distance between the two rolls in the steel plate transport direction (hereinafter also simply referred to as the distance between the rolls) is 20 mm to 250 mm, and the applied pressure is 196 N or more. In this invention, "distance between the two rolls" refers to the distance between the contact points between one roll and the steel plate, and between the contact points between the other roll and the steel plate, as shown in Figure 1.
If no pressure is applied during the water cooling process of the water quenching described above, the fraction of tempered martensite containing five or more carbides with a particle size of 0.1 μm to 1.0 μm within grain boundaries of 15° or more will be less than 5%, making it difficult to achieve excellent material stability. After diligent research by the inventors, it was discovered that applying pressure during the cooling process of water quenching affects the progress of martensitic transformation. By applying this pressure under the conditions of a roll-to-roll distance of 20 mm to 250 mm and a pressure of 196 N or more, nucleation of martensitic transformation is promoted, increasing the area fraction of martensite that transforms at 250°C or higher. As a result, the area fraction of tempered martensite containing five or more carbides with a particle size of 0.1 μm to 1.0 μm becomes 5% or more, thus achieving excellent material stability. To obtain this effect, the roll-to-roll distance (see Figure 1) must be 20 mm or more.
On the other hand, if the distance between the rolls exceeds 250 mm, the pressure will weaken, so the distance between the rolls must be 250 mm or less. Pressure is applied by sandwiching the material between rolls that are far apart from each other, and the pressure required to achieve the above effect is 196 N or more. This pressure corresponds to the load of one roll. In other words, a pressure of 196 N or more means that each of the two rolls applies pressure of 196 N or more.
For pressurization conditions, the preferred distance between rolls is 30 mm or more. Alternatively, the preferred distance between rolls is 220 mm or less.
Furthermore, a preferred pressing force is 294 N or higher. A preferred pressing force is 4900 N or lower.
Furthermore, while the applied pressure varies depending on the steel plate strength and tension, it can be adjusted by the tension and the amount of indentation. The pressure being within the above range can be confirmed using a load cell attached to the roll, and the amount of indentation can be calculated from the roll diameter and roll position.
Based on the above, in the present invention, during the cooling (water cooling) of water quenching, pressure is applied to the front and back surfaces of the steel plate by two rolls placed on either side of the steel plate, and this pressure is applied under conditions where the distance between the two rolls is 20 mm or more and 250 mm or less, and the pressure is 196 N or more.
また、任意に、鋼板にめっき処理を施してもよい。めっき処理は、特に限定されない。めっき処理としては、例えば、溶融亜鉛めっき処理、合金化溶融亜鉛めっき処理、電気亜鉛めっき処理などの亜鉛めっき処理を例示できる。また、亜鉛めっき処理以外のめっき処理としては、アルミニウムめっき処理や合金めっき処理を例示できる。合金めっき処理としては、例えば、溶融亜鉛-アルミニウム-マグネシウム合金めっき処理やZn-Ni電気合金めっき処理を例示できる。処理条件はいずれも、常法に従えばよい。なお、上述したように、めっき処理は、焼鈍温度T1から急冷開始温度T2への冷却の間、または、焼戻工程後に行うことが好ましい。例えば、溶融亜鉛めっき処理や合金化溶融亜鉛めっき処理は、焼鈍温度T1から急冷開始温度T2への冷却の間に行うことが好ましい。また、電気亜鉛めっき処理やZn-Ni電気合金めっき処理は、焼戻工程後に行うことが好ましい。
なお、溶融亜鉛めっき処理および合金化溶融亜鉛めっき処理の場合、生産性の観点から、上記の加熱工程や焼鈍工程、めっき処理工程などの一連の処理を、溶融亜鉛めっきラインであるCGL(Continuous Galvanizing Line)で行うのが好ましい。溶融亜鉛めっき後は、めっきの目付け量を調整するために、ワイピングが可能である。
Furthermore, the steel plate may optionally be plated. The plating treatment is not particularly limited. Examples of plating treatments include zinc plating treatments such as hot-dip galvanizing, alloyed hot-dip galvanizing, and electroplating. Examples of plating treatments other than zinc plating include aluminum plating and alloy plating. Examples of alloy plating treatments include hot-dip zinc-aluminum-magnesium alloy plating and Zn-Ni electroalloy plating. The treatment conditions in all cases should follow conventional methods. As mentioned above, the plating treatment is preferably performed during the cooling from the annealing temperature T1 to the rapid cooling start temperature T2, or after the tempering process. For example, hot-dip galvanizing and alloyed hot-dip galvanizing are preferably performed during the cooling from the annealing temperature T1 to the rapid cooling start temperature T2. Also, electroplating and Zn-Ni electroalloy plating are preferably performed after the tempering process.
Furthermore, in the case of hot-dip galvanizing and alloyed hot-dip galvanizing, from the viewpoint of productivity, it is preferable to perform the series of processes, such as the heating process, annealing process, and plating process, on a CGL (Continuous Galvanizing Line), which is a hot-dip galvanizing line. After hot-dip galvanizing, wiping is possible to adjust the plating thickness.
上記した以外の条件については特に限定されず、常法に従えばよい。以上説明した本発明の一実施形態に係る鋼板の製造方法によれば、TSが1180MPa以上であり、YRが65%以上であり、かつ、延性、耐応力腐食割れ特性および材質安定性に優れる鋼板が得られる。得られた鋼板は、例えば、自動車部品の素材として好適に用いることができる。Other than the conditions mentioned above, there are no particular limitations, and conventional methods may be followed. According to the steel sheet manufacturing method of the embodiment described above, a steel sheet can be obtained having a TS of 1180 MPa or more, a YR of 65% or more, and excellent ductility, stress corrosion cracking resistance, and material stability. The obtained steel sheet can be suitably used, for example, as a material for automobile parts.
焼鈍後のめっき処理後に再度0.05%以上5.00以下の相当塑性歪量となる条件で加工を施してもよい。また、加工後に再度100℃以上250℃未満となる条件で再加熱を施してもよい。After annealing and plating, the material may be processed again under conditions that result in an equivalent plastic strain of 0.05% to 5.00%. Alternatively, after processing, the material may be reheated again under conditions of 100°C to less than 250°C.
[部材および部材の製造方法]
次に、本発明の部材およびその製造方法について説明する。
[Components and methods for manufacturing components]
Next, the component of the present invention and its manufacturing method will be described.
本発明の部材は、本発明の鋼板に対して、成形加工、接合加工の少なくとも一方を施してなるものである。また、本発明の部材の製造方法は、本発明の鋼板に対して、成形加工、接合加工の少なくとも一方を施して部材とする工程を含む。The component of the present invention is obtained by subjecting a steel sheet of the present invention to at least one of forming and joining processes. Furthermore, the method for manufacturing the component of the present invention includes the step of subjecting a steel sheet of the present invention to at least one of forming and joining processes to form the component.
本発明の鋼板は、引張強度が1180MPa以上であり、YRが65%以上であり、かつ、延性、耐応力腐食割れ特性および材質安定性に優れる。そのため、本発明の鋼板を用いて得た部材も引張強度が1180MPa以上であり、YRが65%以上であり、かつ、延性、耐応力腐食割れ特性および材質安定性に優れる。本発明の部材を用いれば、軽量化が可能である。したがって、本発明の部材は、例えば、自動車構造部材に好適に用いることができる。The steel sheet of the present invention has a tensile strength of 1180 MPa or more, a YR of 65% or more, and excellent ductility, stress corrosion cracking resistance, and material stability. Therefore, members obtained using the steel sheet of the present invention also have a tensile strength of 1180 MPa or more, a YR of 65% or more, and excellent ductility, stress corrosion cracking resistance, and material stability. By using the members of the present invention, weight reduction is possible. Therefore, the members of the present invention can be suitably used, for example, in automotive structural members.
成形加工は、プレス加工等の一般的な加工方法を制限なく用いることができる。また、接合加工は、スポット溶接、アーク溶接等の一般的な溶接や、リベット接合、かしめ接合等を制限なく用いることができる。Forming processes can utilize general processing methods such as press working without restriction. Joining processes can utilize general welding methods such as spot welding and arc welding, as well as riveting and crimping without restriction.
表1(表1-1、表1-2)に示す成分組成(残部はFeおよび不可避的不純物)を有する鋼を転炉にて溶製し、連続鋳造法にて鋼スラブとした。ついで、鋼スラブを加熱した。ついで、鋼スラブに熱間圧延を施し、熱延鋼板とした。ついで、熱延鋼板に酸洗処理を施した。ついで熱延鋼板に冷間圧延を施し、冷延鋼板とした。このようにして素材鋼板を準備した。ついで、準備した素材鋼板に、表2(表2-1、表2-2)に示す条件で焼鈍を行い、最終製品となる鋼板(板厚:1.4mm、板幅:1000mm)を得た。
また、一部の鋼板(表2の種類の欄がGI、GAおよびEGのもの)については、めっき処理を施した。このうち、表2の種類の欄がGIおよびGAのものついては、焼鈍温度T1から急冷開始温度T2への冷却の間にめっき処理を施した。また、表2の種類の欄がEGのものについては、焼戻工程後にめっき処理を施した。明記していない条件は、常法に従うものとした。
Steel having the component composition shown in Table 1 (Table 1-1, Table 1-2) (the remainder being Fe and unavoidable impurities) was melted in a converter and formed into steel slabs by continuous casting. Next, the steel slabs were heated. Next, the steel slabs were hot-rolled to form hot-rolled steel sheets. Next, the hot-rolled steel sheets were pickled. Next, the hot-rolled steel sheets were cold-rolled to form cold-rolled steel sheets. In this way, the raw material steel sheets were prepared. Next, the prepared raw material steel sheets were annealed under the conditions shown in Table 2 (Table 2-1, Table 2-2) to obtain the final product steel sheets (thickness: 1.4 mm, width: 1000 mm).
Furthermore, some steel plates (those with the type column GI, GA, and EG in Table 2) were plated. Of these, those with the type column GI and GA in Table 2 were plated during the cooling process from the annealing temperature T1 to the rapid cooling start temperature T2. Those with the type column EG in Table 2 were plated after the tempering process. Conditions not specified were governed by conventional methods.
以上のようにして得られた鋼板(高強度冷延鋼板)を供試鋼として、以下の試験方法に従い、引張特性、延性、耐応力腐食割れ特性および材質安定性を評価した。The steel sheets (high-strength cold-rolled steel sheets) obtained as described above were used as test materials, and their tensile properties, ductility, stress corrosion cracking resistance, and material stability were evaluated according to the following test methods.
(組織観察)
前述した方法にしたがって、焼戻マルテンサイト量(面積分率)、残留オーステナイト量(体積分率)、フェライト量とベイニティックフェライト量との合計(面積分率)および上記焼戻マルテンサイトのうち、粒径0.1μm以上1.0μm以下の炭化物を5個以上含む焼戻マルテンサイトの分率(面積分率)を求めた。
(Tissue observation)
Following the method described above, the amount of tempered martensite (area fraction), the amount of retained austenite (volume fraction), the sum of the amount of ferrite and bainitic ferrite (area fraction), and the fraction (area fraction) of tempered martensite containing five or more carbides with a particle size of 0.1 μm or more and 1.0 μm or less were determined.
(引張試験)
引張試験は、圧延方向と垂直方向が試験片の長手となるように、JIS5号試験片(標点距離50mm、平行部幅25mm)を採取し、JIS Z 2241(2022)に従って試験した。クロスヘッド速度が1.67×10-1mm/秒の条件で引張試験を行い、引張強度TSを測定した。なお、本発明では、TSで1180MPa以上を合格と判断した。降伏比YRが65%以上を合格と判断した。なお、YRは次式(2)で求められる。
YR=100×YS/TS ・・・(2)
延性はTS×Elから評価を行い、TS×El=14000MPa・%以上を合格と判断した。
(Tensile test)
For the tensile test, a JIS No. 5 test specimen (gauge length 50 mm, parallel section width 25 mm) was taken so that the longitudinal direction of the specimen was perpendicular to the rolling direction, and the test was conducted according to JIS Z 2241 (2022). The tensile test was performed under the condition that the crosshead speed was 1.67 × 10⁻¹ mm/sec, and the tensile strength TS was measured. In this invention, a TS of 1180 MPa or higher was considered acceptable. A yield ratio YR of 65% or higher was also considered acceptable. YR is calculated using the following formula (2).
YR=100×YS/TS...(2)
Ductility was evaluated using TS × El, and a score of TS × El = 14000 MPa·% or higher was considered acceptable.
(耐応力腐食割れ特性)
得られた鋼板を、圧延方向と垂直な方向を長手として20mm×75mmのサイズにせん断し、その長手端面の両側を機械研削にて2mm除去し、16mm×75mmの試験片に加工した。得られた試験片に対して、ASTM(G39-99)に従い4点曲げを行い、試験片の曲げ頂点部にYSおよびTS相当の応力を負荷した。応力が負荷された状態の試験片を25℃、1質量%硫酸中に100時間浸漬した。試験後、各試験片について目視により割れの有無を確認した。そして、以下の基準により、耐応力腐食割れ特性を評価した。
◎(合格、特に優れる):YSおよびTS相当の応力を負荷したサンプルで割れ無
○(合格、優れる):YS相当の応力を負荷したサンプルで割れ無
×(不合格):YSおよびTS相当の応力を負荷したサンプルの双方で割れ有
(Stress corrosion cracking resistance properties)
The obtained steel plate was sheared to a size of 20 mm x 75 mm with the longitudinal side perpendicular to the rolling direction. 2 mm was removed from both sides of the longitudinal end face by mechanical grinding to produce 16 mm x 75 mm test specimens. Four-point bending was performed on the obtained test specimens according to ASTM (G39-99), and stresses equivalent to YS and TS were applied to the bending apex of the specimens. The stressed test specimens were immersed in 1% sulfuric acid at 25°C for 100 hours. After the test, the presence or absence of cracks was visually checked for each test specimen. The stress corrosion cracking resistance characteristics were then evaluated according to the following criteria.
◎ (Pass, Excellent): No cracks in samples subjected to stress equivalent to YS and TS ○ (Pass, Excellent): No cracks in samples subjected to stress equivalent to YS × (Fail): Cracks present in both samples subjected to stress equivalent to YS and TS
(材質安定性)
材質安定性は、コイルおよび切り板を用いて評価できる。コイル内の板幅方向で50mm以上離れた位置におけるTSを10ヵ所以上調査し、調査したTSの中で最大TSと最小TSの差をTS変動(ΔTS=最大TS-最小TS)として求めた。そして、以下の基準により、材質安定性を評価した。
◎(合格、特に優れる):ΔTSが40MPa未満
○(合格、優れる):ΔTSが60MPa未満
×(不合格):ΔTSが60MPa以上
(Material stability)
Material stability can be evaluated using coils and cut plates. The total surface temperature (TS) was measured at 10 or more locations within the coil at distances of 50 mm or more in the plate width direction. The difference between the maximum and minimum TS values among those measured was calculated as the TS variation (ΔTS = maximum TS - minimum TS). The material stability was then evaluated according to the following criteria.
◎ (Pass, Excellent): ΔTS less than 40 MPa ○ (Pass, Excellent): ΔTS less than 60 MPa × (Fail): ΔTS 60 MPa or more
表3(表3-1、表3-2)に示す本発明例は、引張強さTSが1180MPa以上であり、降伏比YRが65%以上であり、かつ、延性、耐応力腐食割れ特性および材質安定性に優れているのに対して、比較例は少なくともいずれかが劣っていた。The examples of the present invention shown in Table 3 (Tables 3-1 and 3-2) have a tensile strength TS of 1180 MPa or higher, a yield ratio YR of 65% or higher, and excellent ductility, stress corrosion cracking resistance, and material stability, whereas the comparative examples were inferior in at least one of these aspects.
また、本発明例の鋼板を用いて、成形加工を施して得た部材、接合加工を施して得た部材は、本発明例の鋼板において、引張強さTSが1180MPa以上であり、降伏比YRが65%以上であり、かつ、延性、耐応力腐食割れ特性および材質安定性に優れていることから、本発明例の鋼板と同様に、引張強さが1180MPa以上であり、降伏比YRが65%以上、かつ、延性、耐応力腐食割れ特性および材質安定性に優れていることがわかった。
Furthermore, it was found that members obtained by forming and joining using the steel plate of the present invention example exhibited the same properties as the steel plate of the present invention: a tensile strength TS of 1180 MPa or higher, a yield ratio YR of 65% or higher, and excellent ductility, stress corrosion cracking resistance, and material stability.
Claims (8)
C:0.030%以上0.450%以下、
Si:0.010%以上2.500%以下、
Mn:0.10%以上5.00%以下、
P:0.100%以下、
S:0.0200%以下、
Al:1.000%以下、
N:0.0100%以下、および、
O:0.0100%以下
を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、
板厚1/4位置において、
焼戻マルテンサイトの面積分率:83%以上であり、
残留オーステナイトの体積分率:3%未満であり、
フェライトおよびベイニティックフェライトの合計の面積分率:5%以上15%未満であり、
前記焼戻マルテンサイトのうち、15°以上の粒界に囲まれた粒内において、粒径0.1μm以上1.0μm以下の炭化物を5個以上含む焼戻マルテンサイトの面積分率が5%以上50%以下であることを満足する組織を有し、
板幅が600~1500mmである、鋼板。 In mass percent,
C: 0.030% or more and 0.450% or less,
Si: 0.010% or more and 2.500% or less,
Mn: 0.10% or more and 5.00% or less,
P: 0.100% or less,
S: 0.0200% or less,
Al: 1.000% or less,
N: 0.0100% or less, and,
The composition has the following characteristics: O: contains 0.0100% or less, with the remainder being Fe and unavoidable impurities.
At the point where the plate thickness is 1/4,
Area fraction of tempered martensite: 83% or more,
Volume fraction of retained austenite: less than 3%,
The total area fraction of ferrite and bainitic ferrite is 5% or more and less than 15%.
The tempered martensite has a structure that satisfies the condition that within grains surrounded by grain boundaries of 15° or more, the area fraction of tempered martensite containing 5 or more carbides with a particle size of 0.1 μm or more and 1.0 μm or less is 5% or more and 50% or less .
Steel plates with a width of 600 to 1500 mm .
Ti:0.200%以下、
Nb:0.200%以下、
V:0.200%以下、
Ta:0.10%以下、
W:0.10%以下、
B:0.0100%以下、
Cr:1.00%以下、
Mo:1.00%以下、
Ni:1.00%以下、
Co:0.010%以下、
Cu:1.00%以下、
Sn:0.200%以下、
Sb:0.200%以下、
Ca:0.0100%以下、
Mg:0.0100%以下、
REM:0.0100%以下、
Zr:0.100%以下、
Te:0.100%以下、
Hf:0.10%以下、
Bi:0.200%以下、
のうちから選ばれる少なくとも1種の元素を含有する、請求項1に記載の鋼板。 The aforementioned component composition is further expressed in mass%,
Ti: 0.200% or less,
Nb: 0.200% or less,
V: 0.200% or less,
Ta: 0.10% or less,
W: 0.10% or less,
B: 0.0100% or less,
Cr: 1.00% or less,
Mo: 1.00% or less
Ni: 1.00% or less,
Co: 0.010% or less,
Cu: 1.00% or less,
Sn: 0.200% or less,
Sb: 0.200% or less,
Ca: 0.0100% or less,
Mg: 0.0100% or less,
REM: 0.0100% or less,
Zr: 0.100% or less,
Te: 0.100% or less,
Hf: 0.10% or less,
Bi: 0.200% or less,
The steel sheet according to claim 1, comprising at least one element selected from among the following.
焼鈍温度T1:750℃以上850℃以下、
焼鈍温度T1での保持時間t1:10秒以上1000秒以下の条件で加熱し、
700~500℃の平均冷却速度CR1:5℃/s未満とする冷却と、
(Ms-80℃)以上Ms以下である急冷開始温度T2から80℃までの平均冷却速度CR2:300℃/s以上とする水焼入での冷却とを含む冷却処理を行い、
焼戻温度T3:100℃以上250℃未満、
焼戻温度T3での保持時間t3:10秒以上10000秒以下の条件で加熱する焼鈍工程を含み、
前記焼鈍工程における前記冷却処理において、250℃以上Ms以下の温度域に鋼板が保持される時間t2を1.0秒以上10.0秒以下とし、
前記焼鈍工程における前記水焼入の冷却中において、鋼板を挟んで設置された2つのロールで鋼板の表面および裏面から加圧し、該加圧を、前記2つのロールの鋼板搬送方向のロール間距離:20mm以上250mm以下、加圧力:196N以上の条件で行う、
板厚1/4位置において、
焼戻マルテンサイトの面積分率:83%以上であり、
残留オーステナイトの体積分率:3%未満であり、
フェライトおよびベイニティックフェライトの合計の面積分率:5%以上15%未満であり、
前記焼戻マルテンサイトのうち、15°以上の粒界に囲まれた粒内において、粒径0.1μm以上1.0μm以下の炭化物を5個以上含む焼戻マルテンサイトの面積分率が5%以上50%以下であることを満足する組織を有し、
板幅が600~1500mmである、鋼板の製造方法。 A cold-rolled sheet is made by hot-rolling, pickling, and cold-rolling a steel having the component composition described in claim 1 or 2.
Annealing temperature T1: 750°C or higher and 850°C or lower.
The material is heated under the condition that the holding time t1 at the annealing temperature T1 is between 10 seconds and 1000 seconds.
Cooling with an average cooling rate CR1 of less than 5°C/s between 700°C and 500°C,
A cooling process is performed that includes water quenching, where the average cooling rate CR2 from the rapid cooling start temperature T2 (Ms - 80°C) to 80°C is 300°C/s or more.
Tempering temperature T3: 100°C or higher and less than 250°C.
The process includes an annealing step in which the heating is performed under the condition that the holding time t3 at the tempering temperature T3 is between 10 seconds and 10,000 seconds.
In the cooling process in the annealing step, the time t2 during which the steel plate is held in a temperature range of 250°C or higher and Ms or lower is set to 1.0 seconds or more and 10.0 seconds or less.
During the cooling of the water quenching in the annealing process, pressure is applied to the front and back surfaces of the steel plate by two rolls placed on either side of the steel plate, and this pressure is applied under the following conditions: the distance between the two rolls in the steel plate conveying direction is 20 mm or more and 250 mm or less, and the applied pressure is 196 N or more.
At the point where the plate thickness is 1/4,
Area fraction of tempered martensite: 83% or more,
Volume fraction of retained austenite: less than 3%,
The total area fraction of ferrite and bainitic ferrite is 5% or more and less than 15%.
The tempered martensite has a structure that satisfies the condition that within grains surrounded by grain boundaries of 15° or more, the area fraction of tempered martensite containing 5 or more carbides with a particle size of 0.1 μm or more and 1.0 μm or less is 5% or more and 50% or less.
A method for manufacturing steel plates with a width of 600 to 1500 mm .
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