耐時(shí)效性和燒結(jié)硬化性優(yōu)良的高強(qiáng)度冷軋鋼板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供兼具耐時(shí)效性和燒結(jié)硬化性的高強(qiáng)度冷軋鋼板。設(shè)定為如下組成：以質(zhì)量％計(jì)含有C：0.0010～0.0080％、Si：1.0％以下、Mn：0.1～1.8％、P：0.100％以下、sol.Al：0.01～0.5％、N：0.0050％以下，并且以滿足C*＝C-(12/92.9)Nb＞0的方式含有Nb：0.005～0.050％，且以滿足Cr＞60C*-0.03的方式含有Cr：0.010～0.10％或以滿足Cu＞42.8C*+0.018的方式含有Cu：0.010～0.050％。由此，得到如下的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其具有拉伸強(qiáng)度為340～440MPa級的高強(qiáng)度，并且具有在賦予2％的預(yù)應(yīng)變后、170℃×20分鐘的涂裝燒結(jié)硬化處理后的燒結(jié)硬化量為30MPa以上的優(yōu)良的燒結(jié)硬化性和在70℃×60天的常溫時(shí)效后的拉伸試驗(yàn)中屈服伸長率為0.5％以下的優(yōu)良的耐時(shí)效性。
【專利說明】耐時(shí)效性和燒結(jié)硬化性優(yōu)良的高強(qiáng)度冷軋鋼板
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及適合用于汽車面板部件的冷軋鋼板，特別涉及具有拉伸強(qiáng)度TS達(dá)到340~440MPa級的高強(qiáng)度并且兼具優(yōu)良的耐時(shí)效性(ant1-aging property)和優(yōu)良的燒結(jié)硬化性(bake-hardening property)(以下也稱為BH性(BH property))的高強(qiáng)度冷軋鋼板。需要說明的是，此處的“鋼板(steel sheet) ”包括鋼板(steel sheet)、鋼帶(steelstrip)ο
[0002]另外，“冷軋鋼板”也包括冷軋鋼板和對該冷軋鋼板實(shí)施電鍍等表面處理后的冷軋鋼板。作為鍍覆處理，包括純鋅鍍覆處理、以鋅作為主成分添加了合金元素的鋅系合金鍍覆處理或者Al或以Al作為主成分添加了合金元素的Al系合金鍍覆處理等。 【背景技術(shù)】
[0003]近年來，從保護(hù)地球環(huán)境的觀點(diǎn)出發(fā)，為了降低二氧化碳CO2的排放量，強(qiáng)烈要求提高汽車的燃料效率。另外，最近，為了確保車輛撞擊時(shí)乘客的安全，要求以提高汽車車身的撞擊特性為中心來提高安全性。
[0004]為了應(yīng)對這樣的要求，正在積極進(jìn)行汽車車身的輕量化以及強(qiáng)化。為了同時(shí)滿足汽車車身的輕量化和強(qiáng)化，據(jù)稱對所使用的原材進(jìn)行高強(qiáng)度化并在剛性不成為問題的范圍內(nèi)進(jìn)行薄壁化是有效的，最近，作為汽車部件用，正在積極使用高張力鋼板。
[0005]針對這樣的汽車車身的輕量化的要求，例如作為內(nèi)板和外板的面板用材料，傾向于使用具有拉伸強(qiáng)度TS為390MPa以上的強(qiáng)度的鋼板。另一方面，作為門和車蓋等面板部件用，要求抗凹性(dent resistance strength)優(yōu)良，因此,使用在涂裝燒結(jié)后屈服強(qiáng)度升高的、所謂的燒結(jié)硬化型鋼板(bake-hardened steel sheet) (BH鋼板(BH steel sheet))。
[0006]作為BH鋼板，通常為極低碳系、含有碳和以原子比計(jì)等量或其以下的量的Nb并利用Mn、P進(jìn)行固溶強(qiáng)化后的鋼板，通過在退火處理后存在少量的固溶C，在涂裝燒結(jié)處理過程中固定通過加壓等加工引入的位錯(cuò)，增高屈服強(qiáng)度，使抗凹性提高。
[0007]作為這樣的燒結(jié)硬化型鋼板(BH鋼板)，例如專利文獻(xiàn)I中記載了一種成形性優(yōu)良的高張力冷軋鋼板，其含有C:0.002~0.015%, Si:1.2%以下、Mn:0.04~0.8%, P:0.03 ~0.10%, Al:0.02% 以上且為 N% X4 以上、Nb:C% X3 ~{C% X8+0.020% }，余量實(shí)質(zhì)上由Fe構(gòu)成。專利文獻(xiàn)I中記載的高張力冷軋鋼板通過如下步驟得到:對上述組成的鋼坯進(jìn)行總壓下率為90%以上、軋制速度為40m/分鐘以上的熱軋，在600°C以上的溫度下卷取，接著，進(jìn)行冷軋，進(jìn)一步實(shí)施在700~900°C下保持10秒~5分鐘的連續(xù)退火，直到500°C為止，以60°C /分鐘以上的冷卻速度進(jìn)行冷卻。該冷軋鋼板是拉伸強(qiáng)度TS為340~440MPa級、抗時(shí)效性(ant1-aging property)且成形性(formability)優(yōu)良的鋼板。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)1:日本專利公開公報(bào)JP56-139654號公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 發(fā)明所要解決的問題
[0012]但是，專利文獻(xiàn)I中記載的技術(shù)中，為了提高燒結(jié)硬化性，存在降低Nb量或如果提高常溫時(shí)效溫度則出現(xiàn)屈服伸長的問題。即，以往一直研究的制造方法中，存在不能兼具耐時(shí)效性和燒結(jié)硬化性的問題。
[0013]本發(fā)明中，其目的在于，解決這樣的現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供拉伸強(qiáng)度TS為340~440MPa級、兼具優(yōu)良的耐時(shí)效性和優(yōu)良的燒結(jié)硬化性(BH性)的高強(qiáng)度冷軋鋼板。
[0014]需要說明的是，此處的“優(yōu)良的耐時(shí)效性”是指在常溫下的時(shí)效的促進(jìn)處理(700C X60天的時(shí)效處理)后屈服伸長率低至0.5%以下的情況。另外，此處的“優(yōu)良的燒結(jié)硬化性(BH性)”是指在賦予2%的預(yù)應(yīng)變、實(shí)施170°C X 20分鐘的熱處理(涂裝燒結(jié)處理)后、屈服應(yīng)力相對于預(yù)應(yīng)變下的到達(dá)應(yīng)力的增加量(BH量)為30MPa以上的情況。
[0015]用于解決問題的方法
[0016]本發(fā)明人為了實(shí)現(xiàn)上述目的，對各種因素給BH性、耐時(shí)效性帶來的影響進(jìn)行了詳細(xì)的研究。其結(jié)果得到如下見解:為了兼具優(yōu)良的耐時(shí)效性和優(yōu)良的燒結(jié)硬化性，控制固溶C量是重要的。而且想到，通過含有與C的親和力不同的2種合金元素，只要控制固溶C量就能夠兼具優(yōu)良的耐時(shí)效性和優(yōu)良的燒結(jié)硬化性。另外想到，進(jìn)行了進(jìn)一步的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，作為與C的親和力不同的2種合金元素，除了與C的親和力強(qiáng)的Nb之外，使用與C的親和力比Nb弱的Cr或Cu。
[0017]另外發(fā)現(xiàn)，為了適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行固溶C的控制，適當(dāng)調(diào)節(jié)其含量是重要的，由此，能夠得到常溫時(shí)效后的屈服伸長率小、燒結(jié)硬化量(BH量)增高的、兼具優(yōu)良的耐時(shí)效性和優(yōu)良的燒結(jié)硬化性的高強(qiáng)度冷軋鋼板。
[0018]本發(fā)明是基于這樣的見解進(jìn)一步進(jìn)行研究而完成的。即，本發(fā)明的主旨如下所述。
[0019][I] 一種耐時(shí)效性和燒結(jié)硬化性優(yōu)良的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其具有如下組成:以質(zhì)量％計(jì)含有 c:0.0010 ~0.0080%, Si:1.0% 以下、Mn:0.1 ~1.8%, P:0.100% 以下、S:0.03% 以下、sol.Al:0.01 ~0.50%,N:0.0050% 以下、Nb:0.005 ~0.050%,Cr:0.010 ~0.10%，C、Nb、Cr滿足下述(I)式和下述⑵式，余量包含F(xiàn)e和不可避免的雜質(zhì)，
[0020]C* > 0...(I)
[0021]Cr > 600-0.03...(2)
[0022]其中，C*= C-(12/92.9)Nb
[0023]Cr、Nb、C:各元素的質(zhì)量％含量。
[0024][2] 一種耐時(shí)效性和燒結(jié)硬化性優(yōu)良的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其特征在于，具有如下組成:以質(zhì)量％計(jì)含有 C:0.0010 ~0.0080%, S1:L 0% 以下、Mn:0.1 ~L 8%, P:0.100%以下、S:0.03% 以下、sol.Al:0.01 ~0.50%,N:0.0050% 以下、Nb:0.005 ~0.050%,Cu:0.010~0.050%，C、Nb、Cu滿足下述(I)式和下述(3)式，余量包含F(xiàn)e和不可避免的雜質(zhì)，
[0025]C* > 0...(I)
[0026]Cu > 42.80+0.018...(3)
[0027]其中，C*= C-(12/92.9)Nb
[0028]Cu、Nb、C:各元素的質(zhì)量％含量。[0029][3]如[I]或[2]所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中，在上述組成的基礎(chǔ)上，以質(zhì)量％計(jì)進(jìn)一步含有B:0.0050%以下。
[0030][4]如[I]~[3]所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中，上述C的含量以質(zhì)量％計(jì)為0.0010%以上且小于0.0060% O
[0031][5]如[I]~[4]所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中，上述C的含量以質(zhì)量％計(jì)為0.0010%以上且0.0040%以下。
[0032][6]如[I]~[5]所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中，上述Si的含量以質(zhì)量％計(jì)為0.5%以下。
[0033][7]如[I]~[6]所述的高強(qiáng)度 冷軋鋼板，其中，上述Mn的含量以質(zhì)量％計(jì)為0.1 ~1.2%。
[0034][8]如[I]~[7]所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中，上述P的含量以質(zhì)量％計(jì)為0.080% 以下。
[0035][9]如[I]~[8]所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中，上述S的含量以質(zhì)量％計(jì)為0.01%以下。
[0036][10]如[I]~[9]所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中，上述sol.Al的含量以質(zhì)量％計(jì)為 0.01 ~0.30%。
[0037][11]如[I]~[10]所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中，上述Nb的含量以質(zhì)量％計(jì)為0.006 ~0.050%。
[0038][12]如[I]~[11]所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中，上述B的含量以質(zhì)量％計(jì)為0.0030% 以下。
[0039][13]如[I]~[12]所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中，上述冷軋鋼板為具有鐵素體單相組織的冷軋鋼板。
[0040][14]如[I]~[13]所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中，上述冷軋鋼板為具有以體積率計(jì)含有95%以上的鐵素體相的組織的冷軋鋼板。
[0041][15]如[I]~[14]所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中，上述冷軋鋼板為具有以體積率計(jì)含有98%以上的鐵素體相的組織的冷軋鋼板。
[0042][16]如[I]~[15]所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中，上述冷軋鋼板是常溫下的時(shí)效后的屈服伸長率為0.5%以下的冷軋鋼板。
[0043][17]如[I]~[16]所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中，上述冷軋鋼板是燒結(jié)硬化后的屈服應(yīng)力增加量為30MPa以上的冷軋鋼板。
[0044][18]如[I]~[17]所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中，上述冷軋鋼板是拉伸強(qiáng)度為340~440MPa的冷軋鋼板。
[0045]發(fā)明效果
[0046]根據(jù)本發(fā)明，能夠容易并且廉價(jià)地制造適合用于汽車車身的面板部件、具有拉伸強(qiáng)度TS為340MPa以上、約340MPa級~約440MPa級的高強(qiáng)度、而且屈服比低、伸長率也高、成形性優(yōu)良并且兼具優(yōu)良的耐時(shí)效性和優(yōu)良的燒結(jié)硬化性的高強(qiáng)度冷軋鋼板，在產(chǎn)業(yè)上發(fā)揮特殊的效果。另外，本發(fā)明的高強(qiáng)度冷軋鋼板也可以作為汽車車身的內(nèi)外板用途應(yīng)用，還具有能夠?qū)ζ囓嚿淼妮p量化、撞擊安全性的提高充分作出貢獻(xiàn)的效果。另外，本發(fā)明的高強(qiáng)度冷軋鋼板也可以作為家電制品或管道用原材應(yīng)用?！揪唧w實(shí)施方式】
[0047]首先，對本發(fā)明冷軋鋼板的組成限定理由進(jìn)行說明。以下，只要沒有特別說明，則質(zhì)量％僅用％表示。
[0048]C:0.0010 ~0.0080%
[0049]C是用于兼具優(yōu)良的耐時(shí)效性和優(yōu)良的BH性而在本發(fā)明中重要的元素，為了確保期望的優(yōu)良的BH性，需要含有0.0010%以上。另一方面，超過0.0080%而大量含有時(shí)，從確保期望的優(yōu)良的耐時(shí)效性的觀點(diǎn)出發(fā)，需要使Nb的含量保持得較高，導(dǎo)致材料成本的高漲。另外，在Nb的含量少的情況下，如上所述的C的大量含有有時(shí)會(huì)在常溫下發(fā)生時(shí)效，使耐時(shí)效性降低。因此，C限定為0.0010%~0.0080%的范圍。另外，優(yōu)選小于0.0060%，更優(yōu)選為0.0040%以下。
[0050]S1:1.0% 以下
[0051]Si是具有通過固溶強(qiáng)化而使鋼板的強(qiáng)度增加并且提高加工固化能力的作用的元素。為了得到這樣的效果，優(yōu)選含有0.1%以上。另一方面，超過1.0%而大量含有時(shí)，在熱軋時(shí)產(chǎn)生紅氧化皮，容易降低鋼板的表面外觀，并且在鍍鋅時(shí)助長鍍不上的發(fā)生。另外，在如上所述的Si的大量含有也會(huì)使化學(xué)轉(zhuǎn)化處理性降低。因此，Si限定為1.0%以下。另外，優(yōu)選為0.5%以下。
[0052]Mn:0.1 ~1.8%
[0053]Mn具有發(fā)生固溶而使鋼板的強(qiáng)度增加并且將S以MnS的形式固定從而防止由S引起的熱裂紋的作用。為了得到這樣的效果，需要含有0.1%以上。另一方面，超過1.8%而過量含有時(shí)，使延展性、r值降低。因此，Mn限定為0.1~1.8%的范圍。另外，優(yōu)選為1.2%以下。
[0054]P:0.100% 以下
[0055]P具有發(fā)生固溶而使鋼板強(qiáng)化的作用，但在晶界發(fā)生偏析，使耐二次加工脆化、焊接性降低。這樣的P的不良影響在超過0.100%的過量含有時(shí)變得顯著。因此，P限定為
0.100%以下。另外，優(yōu)選為0.080%以下。
[0056]S:0.03% 以下
[0057]S會(huì)產(chǎn)生熱裂紋，并且在鋼中作為硫化物類夾雜物存在，使鋼板的延展性等降低。因此，本發(fā)明中，優(yōu)選盡可能降低，但可以允許至0.03%。基于上述理由，S限定為0.03%以下。另外，優(yōu)選為0.01%以下。
[0058]sol.Al:0.01%~0.50%
[0059]Al作為脫氧劑發(fā)揮作用，并且形成氮化物而將固溶N固定，使耐時(shí)效性提高。為了得到這樣的效果，需要含有0.01%以上。另一方面，超過0.50%的大量含有會(huì)使材料成本(合金成本)高漲，并且導(dǎo)致表面缺陷的多發(fā)。因此，sol.Al限定為0.01~0.50%的范圍。另外，優(yōu)選為0.30%以下。
[0060]N:0.0050% 以下
[0061]N是發(fā)生固溶而使鋼的強(qiáng)度增加的元素，但超過0.0050%的含有會(huì)使耐時(shí)效性降低。因此，本發(fā)明中，N限定為0.0050%以下。
[0062]Nb:0.005 ~0.050%[0063]Nb的碳化物形成能力高,具有與C鍵合而形成碳化物來固定C、并且使熱軋組織微細(xì)化從而提高r值的作用，有助于提高成形性。為了得到這樣的效果，需要含有0.005%以上。另一方面，超過0.050%的過量含有會(huì)使熱變形阻力增加，使熱軋時(shí)的軋制負(fù)荷增大。因此，Nb限定為0.005~0.050%的范圍。另外，優(yōu)選為0.006%以上。
[0064]需要說明的是，Nb在上述范圍內(nèi)并且出于固定C的含義以滿足下述(I)式的方式調(diào)節(jié)來含有。
[0065]C* > 0...(I)
[0066](其中，C*= C-(12/92.9) Nb.C*:未被Nb固定的C量的最大值(質(zhì)量％ )、Nb、C:
各元素的含量(質(zhì)量％))
[0067]C*為未被Nb固定的C量(理論值)(質(zhì)量％ )，是指全部Nb以NbC的形式析出時(shí)固溶C量的最大值。在C*不滿足(I)式的情況下，C*為O以下時(shí)，不能確保期望的BH性。因此，以C*超過O的方式，與C的含量相關(guān)地調(diào)節(jié)Nb的含量。
[0068]Cr:0.010 ~0.10%
[0069]Cr雖然不像Nb那么強(qiáng)，但是是與C具有相互作用的元素。Cr在常溫下捕獲C，延遲其擴(kuò)散，另一方面，在涂裝燒結(jié)處理時(shí)，與C分離，有助于提高BH性。為了得到這樣的效果，Cr需要含有0.010%以上。另一方面，超過0.10%的含有會(huì)將C過度固定，使BH性降低。因此，Cr限定為0.010~0.10%的范圍。
[0070]需要說明的是，本發(fā)明中，Cr在上述含量的范圍內(nèi)并且以滿足下述(2)式的方式根據(jù)未被Nb固定的C量、即根據(jù)C*進(jìn)行調(diào)節(jié)而含有。
[0071]Cr > 600-0.03...(2)
[0072](其中，C*:未被Nb固定的C量(理論值)，全部Nb以NbC的形式析出時(shí)固溶C量的最大值(質(zhì)量％)、Cr、C:各元素的含量(質(zhì)量％))
[0073]在Cr含量不滿足(2)式的情況下，即Cr為(600-0.03)以下時(shí)，無法充分捕獲C(固溶C)，在部件的成形時(shí)容易發(fā)生拉伸變形，部件的表面品質(zhì)容易降低。因此，以Cr超過(600-0.03)的方式調(diào)節(jié)而含有。需要說明的是，(2)式為本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)式。
[0074]上述成分為基本的成分，但本發(fā)明中，可以含有Cu來代替Cr。
[0075]Cu:0.010 ~0.050%
[0076]Cu與Cr同樣，雖然不像Nb那么強(qiáng)，但是是與C具有相互作用的元素。Cu與Cr同樣地在常溫下捕獲C，延遲其擴(kuò)散，另一方面，在涂裝燒結(jié)處理時(shí)，與C分離，有助于提高BH性。為了得到這樣的效果，Cu需要含有0.010%以上。另一方面，超過0.050%的含有會(huì)將C過度固定，使BH性降低。因此，Cu限定為0.010~0.050%的范圍。
[0077]需要說明的是，本發(fā)明中，Cu在上述范圍內(nèi)并且以滿足下述(3)式的方式根據(jù)C*調(diào)節(jié)而含有。
[0078]Cu > 42.80+0.018...(3)
[0079](其中，C*= C-(12/92.9) Nb、C*:未被 Nb 固定的 C 量(理論值)(質(zhì)量％ )、Cu、
Nb、C:各元素的含量(質(zhì)量％ )
[0080]Cu含量不滿足(3)式的情況下，即Cu為(42.8C*+0.018)以下時(shí)，無法充分捕獲C(固溶C)，在部件的 成形時(shí)容易發(fā)生拉伸變形，部件的表面品質(zhì)容易降低。因此，Cu以超過(42.8C*+0.018)的方式調(diào)節(jié)而含有。需要說明的是，(3)式為本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)式。[0081]除了上述成分之外，還可以含有B:0.0050%以下。
[0082]B:0.0050% 以下
[0083]B是在晶界發(fā)生偏析而使耐二次加工脆化性提高的元素。為了確保這樣的效果，優(yōu)選含有0.0003%以上，但即使超過0.0050%而含有，效果也飽和，無法期待與含量相稱的效果，在經(jīng)濟(jì)上變得不利。因此，在含有的情況下，B優(yōu)選限定為0.0050%以下。另外，更優(yōu)選為0.0030%以下。
[0084]上述成分以外的余量包含F(xiàn)e和不可避免的雜質(zhì)。作為不可避免的雜質(zhì)，可以允許Ca:0.01% 以下、REM:0.01% 以下、Sb:0.01% 以下、Sn:0.1 % 以下、Zn:0.01% 以下。
[0085]需要說明的是，本發(fā)明的冷軋鋼板具有鐵素體單相組織。此處的“鐵素體單相組織”是指以體積率計(jì)含有95%以上的鐵素體相的情況。另外，優(yōu)選為98%以上。鐵素體相以外的第二相可以例示馬氏體、貝氏體、珠光體。
[0086]接著，對本發(fā)明的冷軋鋼板的優(yōu)選制造方法進(jìn)行說明。
[0087]本發(fā)明中，以上述組成的鋼原材作為起始原材，依次實(shí)施對該鋼原材進(jìn)行加熱并實(shí)施熱軋而制成熱軋板的熱軋工序、對該熱軋板實(shí)施冷軋而制成冷軋板的冷軋工序、對該冷軋板實(shí)施退火處理而制成冷軋退火板的退火工序和對該冷軋退火板實(shí)施表面光軋的表面光軋工序，制成高強(qiáng)度冷軋鋼板。
[0088]需要說明的是，鋼原材的制造方法無需特別限定，但優(yōu)選通過轉(zhuǎn)爐法、電爐法等常用的熔煉方法將上述組成的鋼水進(jìn)行熔煉，通過連鑄法等常用的鑄造方法制成鋼坯等鋼原材。對于鋼原材(鋼坯)的鑄造方法，優(yōu)選為了防止成分的宏觀偏析而設(shè)定為連鑄法，但通過鑄錠法、薄板坯鑄造法也沒有任何問題。
[0089]對所得到的鋼原材(鋼坯)接著實(shí)施熱軋工序。用于熱軋的加熱優(yōu)選設(shè)定為將鋼原材(鋼坯)暫時(shí)冷卻至室溫、然后再加熱的方法，也可以毫無問題地采用不冷卻至室溫而在溫片的狀態(tài)下裝入到加熱爐中或者在進(jìn)行略微保熱后立刻進(jìn)行軋制的直送軋制/直接軋制等節(jié)能工藝。
[0090]熱軋工序優(yōu)選設(shè)定為對鋼原材加熱至預(yù)定溫度、實(shí)施由粗軋和精軋構(gòu)成的熱軋而制成熱軋板、接著進(jìn)行卷取的工序。鋼原材的加熱溫度優(yōu)選設(shè)定為1000~1300°C。加熱溫度低于1000°c時(shí),變形阻力高,軋制載荷增大,熱軋時(shí)發(fā)生故障的危險(xiǎn)度增大。另一方面,在超過1300°c的高溫下，隨著氧化重量的增加，氧化皮損耗增大。因此，鋼原材的加熱溫度優(yōu)選限定為1000~1300°C的范圍。
[0091]加熱后的鋼原材通過粗軋而制成薄板坯。粗軋的條件無需特別限定，可以根據(jù)常規(guī)方法進(jìn)行。需要說明的是，從降低鋼原材加熱溫度并且防止熱軋時(shí)的故障的觀點(diǎn)出發(fā)，組合使用對薄板坯進(jìn)行加熱的所謂薄板坯加熱器是有效的方法。
[0092] 接著，對薄板坯進(jìn)行精軋而制成熱軋板。此時(shí)，精軋結(jié)束溫度設(shè)定為860°C以上。需要說明的是，該溫度設(shè)定為鋼板的表面溫度。這是為了得到微細(xì)的熱軋板組織以在冷軋和再結(jié)晶退火后確保優(yōu)良的深拉深性。精軋結(jié)束溫度低于860°C時(shí)，表層部達(dá)到相變點(diǎn)以下而形成粗大粒子，或從未再結(jié)晶奧氏體(Y)相變來的相變織構(gòu)充分發(fā)達(dá)，在冷軋退火后織構(gòu)不發(fā)達(dá)，進(jìn)而熱軋時(shí)的軋制負(fù)荷增高。另一方面，精軋結(jié)束溫度超過980°C而達(dá)到高溫時(shí)，組織變粗大，妨礙冷軋退火后的再結(jié)晶織構(gòu)的形成及發(fā)達(dá)，有時(shí)無法確保高r值。基于上述理由，精軋結(jié)束溫度優(yōu)選限定為860°C以上且980°C以下。另外，更優(yōu)選為880~940°C。[0093]需要說明的是，為了降低熱軋時(shí)的軋制載荷，可以在精軋的一部分或全部的道次之間設(shè)定潤滑軋制。進(jìn)行潤滑軋制從鋼板形狀的均勻化和材質(zhì)的均質(zhì)化的觀點(diǎn)出發(fā)也是有效的。需要說明的是，潤滑軋制時(shí)的摩擦系數(shù)優(yōu)選設(shè)定為0.10~0.25的范圍。另外，還優(yōu)選設(shè)定將前后緊挨著的薄板坯彼此接合并連續(xù)進(jìn)行精軋的連續(xù)軋制工藝。從熱軋的作業(yè)穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選連續(xù)軋制工藝。
[0094]在精軋結(jié)束后，對熱軋板進(jìn)行卷取。卷取溫度優(yōu)選設(shè)定為550~720°C范圍的溫度。需要說明的是，該溫度設(shè)定為鋼板的表面溫度。卷取溫度低于550°C時(shí)，NbC的析出變得不充分。另一方面，在超過720°C的高溫下，晶粒變粗大，導(dǎo)致鋼板強(qiáng)度的降低。另外，如果將卷取溫度設(shè)定為超過720°C的高溫，則有時(shí)會(huì)妨礙冷軋退火后的高r值化。因此，卷取溫度優(yōu)選限定為550~720°C的范圍。另外，更優(yōu)選為660°C以下。
[0095]接著，對結(jié)束熱軋工序后的熱軋板實(shí)施冷軋工序。
[0096]需要說明的是，在冷軋工序前，優(yōu)選適當(dāng)實(shí)施酸洗。酸洗方法可以采用任意的常用方法。
[0097]冷軋工序中，只要能夠制成期望尺寸的冷軋板即可，其條件無需特別限定，冷軋的壓下率優(yōu)選設(shè)定為50%以上。為了得到r值高的鋼板，設(shè)定為高冷軋壓下率是有效的，壓下率小于50%時(shí)，{111}再結(jié)晶織構(gòu)不會(huì)發(fā)達(dá)，深拉深性有時(shí)會(huì)降低。另一方面，越是提高冷軋壓下率，r值越升高，但冷軋壓下率超過85%時(shí)，其效果飽和，另外，對輥的軋制負(fù)荷增加。因此，冷軋壓下率優(yōu)選設(shè)定為50%以上且85%以下。
[0098]對結(jié)束冷軋工序后的冷軋板實(shí)施進(jìn)行退火處理而制成冷軋退火板的退火工序。本發(fā)明中，退火處理優(yōu) 選設(shè)定為如下處理:在連續(xù)退火生產(chǎn)線中，將冷軋板在退火溫度760~900°C范圍的溫度下均熱后，將直到300°C為止的平均冷卻速度設(shè)定為10°C /秒以上進(jìn)行冷卻。
[0099]退火溫度低于760°C時(shí)，未再結(jié)晶組織殘留，延展性降低。另一方面，在超過900°C的高溫下，在退火時(shí)生成奧氏體相，生成冷卻后的低溫相變相或者使固溶C量增加，使耐時(shí)效性降低。因此，退火溫度優(yōu)選限定為760~900°C范圍的溫度。另外，更優(yōu)選為800°C以上。
[0100]另外，均熱后的冷卻速度以直到300°C為止的平均冷卻速度計(jì)小于10°C /秒時(shí)，冷卻過慢，固溶C再析出，BH性降低。因此，均熱后的冷卻速度以直到300°C為止的平均冷卻速度計(jì)優(yōu)選限定為10°C /秒以上。另外，更優(yōu)選為40°C /秒以下。
[0101]需要說明的是，結(jié)束退火工序后的冷軋退火板的組織成為鐵素體單相組織。在存在鐵素體相以外的、例如馬氏體相等第二相時(shí)，耐時(shí)效性發(fā)生變化，因此，之后的表面光軋和低溫?zé)崽幚淼闹圃鞐l件偏離本發(fā)明中的最佳條件。
[0102]可以對結(jié)束退火工序后的冷軋退火板實(shí)施電鍍等鍍覆處理。作為鍍覆處理，可以列舉:純鋅鍍覆處理、以鋅作為主成分添加了合金元素的鋅系合金鍍覆處理、或者Al或以Al作為主成分添加了合金元素的Al系合金鍍覆處理等。
[0103]接著，對結(jié)束退火工序后的冷軋退火板或進(jìn)一步實(shí)施了鍍覆處理的冷軋退火板(鍍覆板)實(shí)施表面光軋工序。
[0104]在表面光軋工序中，對冷軋退火板或鍍覆板實(shí)施以形狀矯正、表面粗糙度調(diào)節(jié)等為目的的表面光軋。表面光軋中的伸長率優(yōu)選設(shè)定為0.5~2.0 %的范圍。伸長率小于0.5%時(shí)，無法實(shí)現(xiàn)形狀矯正、表面粗糙度調(diào)節(jié)這樣的期望的目的。另一方面，伸長率增大而超過2.0%時(shí)，屈服點(diǎn)增加，在成形為例如外板面板時(shí)面變形等表面品質(zhì)降低。因此，表面光軋中的伸長率優(yōu)選設(shè)定為0.5~2.0%。另外，更優(yōu)選為1.0%以下。
[0105]以下，基于實(shí)施例進(jìn)一步對本發(fā)明具體進(jìn)行說明。
[0106]實(shí)施例
[0107]將表1所示的組成的鋼水利用常用的熔煉爐即轉(zhuǎn)爐進(jìn)行熔煉，通過常用的連鑄法制成鋼坯(鋼原材:壁厚250mm)。將這些鋼坯加熱至1250°C，進(jìn)行粗軋而制成薄板坯。接著，對這些薄板坯在表2所示的條件下實(shí)施精軋而制成熱軋板，卷取成卷狀。接著，對卷取成卷狀的熱軋板實(shí)施酸洗處理，除去表面氧化皮后，進(jìn)一步實(shí)施進(jìn)行冷壓下率為70%的冷軋的冷軋工序而制成冷軋板。
[0108]對這些冷軋板進(jìn)一步在表2所示的條件下實(shí)施進(jìn)行利用連續(xù)退火生產(chǎn)線的退火處理而制成冷軋退火板的退火工序。然后，對這些冷軋退火板在表2所示的條件下實(shí)施進(jìn)行表面光軋的表面光軋工序。
[0109]從所得到的冷軋退火板上裁取試驗(yàn)片，實(shí)施組織觀察、拉伸試驗(yàn)、燒結(jié)硬化試驗(yàn)、時(shí)效試驗(yàn)，考察微觀組織、拉伸特性、燒結(jié)硬化性、耐時(shí)效性。試驗(yàn)方法如下所述。
[0110](I)組織觀察
[0111]從所得到的冷軋退火板上裁取組織觀察用試驗(yàn)片，對與軋制方向平行的斷面(L斷面)進(jìn)行研磨，進(jìn)行 硝酸乙醇溶液腐蝕，用光學(xué)顯微鏡(倍率:400倍)觀察組織，拍攝，通過圖像分析，求出鐵素體相的面積率，將其作為體積率。光學(xué)顯微鏡組織照片中，鐵素體相的粒內(nèi)未被腐蝕而呈現(xiàn)白色。除了鐵素體相以外存在腐蝕變黑的第二相的情況下，用掃描電子顯微鏡(倍率:3000倍)觀察組織，拍攝，通過圖像分析，求出第二相的體積率。掃描電子顯微鏡組織照片中，鐵素體相呈現(xiàn)稍黑色的反差，第二相即馬氏體相作為呈現(xiàn)白色的反差的粒子被觀察。另外，將碳化物生成為層狀或點(diǎn)列狀的區(qū)域作為珠光體和貝氏體相。但是，不包括直徑0.2μπι以下的細(xì)小的第二相。
[0112](2)拉伸試驗(yàn)
[0113]從所得到的冷軋退火板上以使試驗(yàn)片的拉伸方向相對于軋制方向?yàn)?0°的方向(C方向)的方式裁取JIS5號試驗(yàn)片(GL:50mm)，基于JISZ2241的規(guī)定，以IOmm/分鐘的十字頭速度實(shí)施拉伸試驗(yàn)，求出拉伸特性(屈服強(qiáng)度YS、拉伸強(qiáng)度TS、伸長率El)。
[0114](3)燒結(jié)硬化試驗(yàn)
[0115]從所得到的冷軋退火板上以使試驗(yàn)片的拉伸方向相對于軋制方向?yàn)?0°的方向(C方向)的方式裁取JIS5號試驗(yàn)片(GL:50mm)，對該試驗(yàn)片賦予2%的預(yù)應(yīng)變后，實(shí)施1700C X20分鐘的相當(dāng)于涂裝燒結(jié)的處理。然后，進(jìn)行再拉伸，求出熱處理后的上屈服點(diǎn)(屈服應(yīng)力)。求出所得到的熱處理后的上屈服點(diǎn)與預(yù)應(yīng)變下的到達(dá)應(yīng)力之差，作為燒結(jié)硬化量(BH量)。
[0116](4)時(shí)效試驗(yàn)
[0117]從所得到的冷軋退火板上以使試驗(yàn)片的拉伸方向相對于軋制方向?yàn)?0°的方向(C方向)的方式裁取JIS5號試驗(yàn)片(GL:50mm)，在時(shí)效溫度(70°C )下保持60天。保持后，與(2)拉伸試驗(yàn)同樣地實(shí)施拉伸試驗(yàn)，求出屈服伸長率。將屈服伸長率為0.5%以下的情況作為耐時(shí)效性優(yōu)良而評價(jià)為〇。將除此以外的情況記為X。
【權(quán)利要求】
1.一種耐時(shí)效性和燒結(jié)硬化性優(yōu)良的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其具有如下組成:以質(zhì)量％計(jì)含有 C:0.0OlO ~0.0080%,S1:1.0% 以下、Mn:0.1 ~1.8%、Ρ:0.100% 以下、S:0.03% 以下、sol.Al:0.01 ~0.50%,N:0.0050% 以下、Nb:0.005 ~0.050%,Cr:0.010 ~0.10%,C、Nb、Cr滿足下述(I)式和下述(2)式，余量包含F(xiàn)e和不可避免的雜質(zhì)，
C* > 0...(I)
Cr > 600-0.03…(2)
其中，C* = C-(12/92.9)Nb
Cr、Nb、C:各元素的質(zhì)量％含量。
2.一種耐時(shí)效性和燒結(jié)硬化性優(yōu)良的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其特征在于，具有如下組成:以質(zhì)量％計(jì)含有 C:0.0010 ~0.0080%, S1:L 0% 以下、Mn:0.1 ~L 8%、P:0.100% 以下、S:0.03% 以下、sol.Al:0.01 ~0.50%, N:0.0050% 以下、Nb:0.005 ~0.050%, Cu:0.010~0.050%，C、Nb、Cu滿足下述(I)式和下述(3)式，余量包含F(xiàn)e和不可避免的雜質(zhì)，
C* > 0...(I)
Cu > 42.80+0.018…(3)
其中，C* = C -(12/92.9)Nb
Cu、Nb、C:各元素的質(zhì)量％含量。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中，在所述組成的基礎(chǔ)上，以質(zhì)量％計(jì)進(jìn)一步含有B:0.0050%以下。
4.如權(quán)利要求1~3所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中，所述C的含量以質(zhì)量％計(jì)為0.0010%以上且小于0.0060% O
5.如權(quán)利要求1~4所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中，所述C的含量以質(zhì)量％計(jì)為0.0010%以上且0.0040%以下。
6.如權(quán)利要求1~5所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中，所述Si的含量以質(zhì)量％計(jì)為0.5%以下。
7.如權(quán)利要求1~6所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中，所述Mn的含量以質(zhì)量％計(jì)為0.1~1.2%。
8.如權(quán)利要求1~7所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中，所述P的含量以質(zhì)量％計(jì)為0.080% 以下。
9.如權(quán)利要求1~8所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中，所述S的含量以質(zhì)量％計(jì)為0.01%以下。
10.如權(quán)利要求1~9所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中，所述sol.Al的含量以質(zhì)量％計(jì)為0.01 ~0.30%。
11.如權(quán)利要求1~10所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中，所述Nb的含量以質(zhì)量％計(jì)為0.006 ~0.050%。
12.如權(quán)利要求1~11所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中，所述B的含量以質(zhì)量％計(jì)為0.0030% 以下。
13.如權(quán)利要求1~12所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中，所述冷軋鋼板為具有鐵素體單相組織的冷軋鋼板。
14.如權(quán)利要求1~13所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中，所述冷軋鋼板為具有以體積率計(jì)含有95%以上的鐵素體相的組織的冷軋鋼板。
15.如權(quán)利要求1~14所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中，所述冷軋鋼板為具有以體積率計(jì)含有98%以上的鐵素體相的組織的冷軋鋼板。
16.如權(quán)利要求1~15所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中，所述冷軋鋼板是常溫下的時(shí)效后的屈服伸長率為0.5%以下的冷軋鋼板。
17.如權(quán)利要求1~16所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中，所述冷軋鋼板是燒結(jié)硬化后的屈服應(yīng)力增加量為30MPa以上的冷軋鋼板。
18.如權(quán)利要求1~17所述的高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中，所述冷軋鋼板是拉伸強(qiáng)度為340~440MPa的冷軋鋼板。
【文檔編號】C22C38/38GK103975087SQ201280060601
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月8日
【發(fā)明者】奧田金晴, 木村英之 申請人:杰富意鋼鐵株式會(huì)社