本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度熔融鍍鋅鋼板及其制造方法,尤其是涉及適于作為汽車用鋼板的用途、延展性及面內(nèi)材質(zhì)均勻性優(yōu)異的高強(qiáng)度熔融鍍鋅鋼板及其制造方法。
背景技術(shù):
從地球環(huán)境保護(hù)的觀點考慮,為了減少CO2排放量,在維持汽車車體的強(qiáng)度的同時,謀求其輕質(zhì)化、改善汽車的燃料效率成為汽車行業(yè)中非常重要的課題。在維持汽車車體的強(qiáng)度并謀求其輕質(zhì)化的方面,通過成為汽車部件用原材料的鋼板的高強(qiáng)度化而將鋼板薄壁化是有效的。另一方面,以鋼板作為原材料的汽車部件大多利用沖壓加工、翻邊加工等進(jìn)行成型。因此,對于用作汽車部件用原材料的高強(qiáng)度鋼板,要求除了具有希望的強(qiáng)度以外,還要求優(yōu)異的加工性。特別是在拉伸強(qiáng)度(TS)為1300MPa以上這樣的超高強(qiáng)度鋼板中,作為延展性,要求優(yōu)異的拉伸特性(均勻伸長率、局部伸長率)。進(jìn)而,作為耐腐蝕性優(yōu)異的鋼板,期望高強(qiáng)度熔融鍍鋅鋼板。在這樣的背景下,持續(xù)開發(fā)了加工性優(yōu)異的各種高強(qiáng)度鋼板。
但是,另一方面,伴隨鋼板的高強(qiáng)度化,存在向鋼中的合金元素的添加量增多,從而阻礙制造性,導(dǎo)致形狀缺陷、面內(nèi)材質(zhì)偏差等品質(zhì)降低,結(jié)果無法提供充分的材料性能這樣的問題。因此,綜合性地解決上述課題是極其重要的。
作為涉及成型性優(yōu)異的高強(qiáng)度鋼板的技術(shù),專利文獻(xiàn)1中公開了涉及提高了拉伸特性、延伸凸緣性及彎曲加工性等加工性的、具有TS為1180MPa以上這樣的高強(qiáng)度的高強(qiáng)度冷軋鋼板的技術(shù)。另外,專利文獻(xiàn)2中公開了涉及鋼帶內(nèi)的強(qiáng)度的偏差小、成型性優(yōu)異、具有TS為780MPa以上這樣的高強(qiáng)度的高強(qiáng)度熔融鍍鋅鋼板的技術(shù)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2012-237042號公報
專利文獻(xiàn)2:日本特開2011-032549號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
然而,專利文獻(xiàn)1中記載的技術(shù)中,Si含量為1.2~2.2%,其鋼成分中添加有大量的Si,因此,由軋制載荷增大導(dǎo)致的板形狀缺陷等成為問題。另外,沒有對材質(zhì)不均進(jìn)行研究,也沒有提及其具有充分的材料均勻性。
專利文獻(xiàn)2中記載的技術(shù)中,Si含量為0.5~2.5%,尤其在作為其實施例中公開的發(fā)明例的高強(qiáng)度熔融鍍鋅鋼板中,Si含量為1.09%以上,含有大量的Si,因此,鍍層品質(zhì)穩(wěn)定性、由軋制載荷增大導(dǎo)致的板形狀缺陷等成為問題。但是,對于這些課題沒有任何考慮。另外,對于強(qiáng)度以外的偏差也沒有任何考慮。
本發(fā)明目的在于,提高一種有利地解決上述現(xiàn)有技術(shù)中具有的問題、拉伸強(qiáng)度(TS)為1300MPa以上、并且延展性及面內(nèi)材質(zhì)均勻性優(yōu)異的高強(qiáng)度熔融鍍鋅鋼板及其制造方法。
本發(fā)明人為了達(dá)成上述課題,制造在確保1300MPa以上的TS的同時,延展性及面內(nèi)材質(zhì)均勻性優(yōu)異的高強(qiáng)度鋼板,從鋼板的成分組成、組織及制造方法的觀點考慮并反復(fù)進(jìn)行了深入研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)了以下內(nèi)容。
通過使C量為0.13~0.25%、馬氏體的面積率為60~90%、多邊形鐵素體的面積率大于5%且為40%以下、殘余奧氏體的面積率小于3%(包括0%),并且,馬氏體的平均晶體粒徑為10μm以下、且馬氏體的平均硬度按維氏硬度計為450以上600以下、且馬氏體的晶體粒徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.0μm以下,由此能夠得到TS為1300MPa以上、且具有優(yōu)異的延展性及面內(nèi)材質(zhì)均勻性的高強(qiáng)度熔融鍍鋅鋼板。需要說明的是,對于面內(nèi)材質(zhì)均勻性而言,在本發(fā)明中,通過偏差敏感性高的開孔率的偏差進(jìn)行評價。本發(fā)明是基于上述的見解而完成的,其主要內(nèi)容如下。
[1]一種高強(qiáng)度熔融鍍鋅鋼板,其具有:
成分組成,其按質(zhì)量%計,含有C:0.13~0.25%、Si:0.01~1.00%、Mn:1.5~4.0%、P:0.100%以下、S:0.02%以下、Al:0.01~1.50%、N:0.001~0.010%、Ti:0.005~0.100%、B:0.0005~0.0050%,且Ti與N的含量滿足下式(1),余量由Fe及不可避免的雜質(zhì)組成,和
顯微組織,其包含按面積率計為60%以上且90%以下的馬氏體、按面積率計大于5%且為40%以下的多邊形鐵素體、及按面積率計小于3%(包括0%)的殘余奧氏體,其中,所述馬氏體的平均硬度按維氏硬度為450以上且600以下,所述馬氏體的平均晶體粒徑為10μm以下,所述馬氏體的晶體粒徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.0μm以下;
[Ti]>4[N]......(1)
其中,式中的[Ti]表示Ti含量,單位為質(zhì)量%,[N]表示N含量,單位為質(zhì)量%。
[2]如上述[1]所述的高強(qiáng)度熔融鍍鋅鋼板,其中,按質(zhì)量%計,還含有選自Cr:0.005~2.000%、Mo:0.005~2.000%、V:0.005~2.000%、Ni:0.005~2.000%、Cu:0.005~2.000%、Nb:0.005~2.000%中的至少一種元素。
[3]如上述[1]或[2]所述的高強(qiáng)度熔融鍍鋅鋼板,其中,按質(zhì)量%計,還含有選自Ca:0.001~0.005%、REM:0.001~0.005%中的至少一種元素。
[4]高強(qiáng)度熔融鍍鋅鋼板的制造方法,其具有:熱軋工序,對上述[1]至[3]的中任一項所述的成分組成的鋼板坯實施熱軋,所述熱軋的終軋結(jié)束后,以使于600~700℃的滯留時間的總和為10秒以下的方式進(jìn)行冷卻,以使平均卷繞溫度為400℃以上且小于600℃、且鋼板的板寬度中央位置的板寬為100mm的區(qū)域中的卷繞溫度的平均值與鋼板的板寬端部位置的板寬為100mm的區(qū)域中的卷繞溫度的平均值之差為70℃以下的方式卷繞;冷軋工序,將所述熱軋板以大于20%的壓下率進(jìn)行冷軋;退火工序,將所述冷軋板以5℃/s以上的平均加熱速度加熱至700℃以下,然后以1℃/s以下的平均加熱速度加熱至720℃以上且850℃以下,于720℃以上且850℃以下保持30秒以上且1000秒以下;冷卻工序,將所述退火工序后的冷軋板以3℃/s以上的平均冷卻速度冷卻;熔融鍍鋅工序,對所述冷卻工序后的冷軋板實施熔融鍍鋅處理,制成熔融鍍鋅板;鍍后冷卻工序,對所述熔融鍍鋅板實施在(Ms點-50℃)~Ms點的溫度范圍中的滯留時間為2秒以上的冷卻。
[5]如上述[4]所述的高強(qiáng)度熔融鍍鋅鋼板的制造方法,其中,在所述熔融鍍鋅工序之后、所述鍍后冷卻工序之前,具有對所述熔融鍍鋅鋼板實施鍍層的合金化處理的鍍層合金化工序。
[6]如[4]或[5]所述的高強(qiáng)度熔融鍍鋅鋼板的制造方法,其中,在所述鍍后冷卻工序后,還具有于350℃以下的溫度實施回火處理的回火工序。
根據(jù)本發(fā)明,可以得到適合作為汽車部件用原材料的、拉伸強(qiáng)度(TS)為1300MPa以上、且延展性及面內(nèi)材質(zhì)均勻性優(yōu)異的高強(qiáng)度熔融鍍鋅鋼板。
具體實施方式
以下對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是,表示成分元素的含量的“%”,只要不特別聲明即為“質(zhì)量%”。
1)成分組成
C:0.13~0.25%
C是為了使馬氏體生成、使TS上升所必需的元素。C量小于0.13%時,馬氏體的強(qiáng)度低、無法使TS為1300MPa以上。另一方面,若C量大于0.25%,則局部伸長率等局部延展性降低。因此,C量為0.13%以上且0.25%以下。C量優(yōu)選為0.14%以上且0.23%以下。
Si:0.01~1.00%
Si是對于將鋼固溶強(qiáng)化、使TS上升而言有效的元素。為了得到這樣的效果,必須使Si量為0.01%以上。另一方面,若Si的含量變得過多,則會導(dǎo)致鍍敷性、焊接性的劣化,尤其會使軋制載荷增大,從而阻礙制造性。本發(fā)明中,主要從軋制載荷的觀點考慮,可允許1.00%以下,因此,Si量為1.00%以下。因此,Si量為0.01%以上且1.00%以下。Si量優(yōu)選為0.01%以上且0.60%以下,更優(yōu)選為0.01%以上且0.40%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為0.01%以上且0.20%以下。
Mn:1.5~4.0%
Mn將鋼固溶強(qiáng)化并使TS上升、并且抑制鐵素體相變、貝氏體相變而使馬氏體生成從而使TS上升的元素。為了充分地得到這樣的效果,必須使Mn量為1.5%以上。另一方面若Mn量大于4.0%,則夾雜物的增加變得顯著,成為鋼的清潔度、局部延展性降低的原因。因此,Mn量為1.5%以上且4.0%以下。Mn量優(yōu)選為1.5%以上且3.8%以下,更優(yōu)選為1.8%以上且3.5%以下。
P:0.100%以下
對于P而言,其通過晶界偏析而使彎曲加工性、焊接性劣化,因此,優(yōu)選盡可能地降低P的量,但允許為0.100%以下,從制造成本方面等考慮,P量為0.100%以下。P量優(yōu)選為0.03%以下。下限沒有特別規(guī)定,但P量小于0.001%時,會導(dǎo)致生產(chǎn)效率的降低,因此,P量優(yōu)選為0.001%以上。
S:0.02%以下
S作為MnS等夾雜物而存在,從而使焊接性劣化,因此,優(yōu)選盡可能地降低S的量,但允許為0.02%以下,從制造成本方面等考慮,S量為0.02%以下。S量優(yōu)選為0.005%以下。下限沒有特別規(guī)定,但S量小于0.0005%時,會導(dǎo)致生產(chǎn)效率的降低,因此,S量優(yōu)選為0.0005%以上。
Al:0.01~1.50%
Al為鐵素體穩(wěn)定化元素,通過與適當(dāng)?shù)腗n量的組合能夠穩(wěn)定的地得到鐵素體與馬氏體的合適的相分率,并具有軋制載荷小、面內(nèi)材質(zhì)偏差變小這樣的優(yōu)點。為了得到這樣的效果,必須使Al量為0.01%以上。另一方面,若Al量大于1.50%,則連續(xù)鑄造時的板坯開裂的危險性、焊接缺陷變得顯著。因此,Al量為0.01%以上且1.50%以下。Al量優(yōu)選為0.05%以上且1.10%以下,更優(yōu)選為0.15%以上且0.80%以下。
N:0.001~0.010%
N被Ti所固定,為了發(fā)揮B的效果,必須為[Ti]>4[N]的范圍,但若大于0.010%,則TiN變得過量,無法得到本發(fā)明的顯微組織。另一方面,N量小于0.001%時,會導(dǎo)致生產(chǎn)效率的降低。因此,N量為0.001~0.010%。
Ti:0.005~0.100%
Ti是對于在退火時抑制鐵素體的重結(jié)晶、將晶體粒子微細(xì)化而言有效的元素。為了得到這樣的效果,必須使Ti量為0.005%以上。另一方面,若Ti量大于0.100%,則其效果飽和,導(dǎo)致成本上升。因此,Ti量為0.005%以上且0.100%以下。Ti量優(yōu)選為0.010%以上且0.080%以下,更優(yōu)選為0.010%以上且0.060%以下。
B:0.0005~0.0050%
B是抑制來自晶界的鐵素體及貝氏體的核生成、對于得到馬氏體而言有效的元素。為了充分地得到這樣的效果,必須使B量為0.0005%以上。另一方面,若B量大于0.0050%,則其效果飽和,導(dǎo)致成本上升。因此,B量為0.0005%以上且0.0050%以下。B量優(yōu)選為0.0005%以上且0.0030%以下,更優(yōu)選為0.0005%以上且0.0020%以下。
[Ti]>4[N]......(1)
Ti將N固定,其抑制BN的生成,是對于發(fā)揮B的效果而言有效的元素。為了得到這樣的效果,Ti的含量[Ti]和N的含量[N]必須滿足上述(1)式,即[Ti]>4[N]。需要說明的是,此處,式中的[Ti]為Ti含量(質(zhì)量%),[N]為N含量(質(zhì)量%)。
余量為Fe及不可避免的雜質(zhì),根據(jù)需要,可適當(dāng)含有以下的元素。
選自Cr:0.005~2.000%、Mo:0.005~2.000%、V:0.005~2.000%、Ni:0.005~2.000%、Cu:0.005~2.000%、Nb:0.005~2.000%中的至少一種元素
Cr、Mo、V、Ni、Cu、Nb是使馬氏體等低溫相變相生成,對于高強(qiáng)度化而言有效的元素,為了得到這樣的效果,可含有選自這些元素中的至少1種元素。對于Cr、Mo、V、Ni、Cu、Nb而言,分別能夠以0.005%以上得到這樣的效果,因此,含有Cr、Mo、V、Ni、Cu、Nb時,Cr量、Mo量、V量、Ni量、Cu量、Nb量分別為0.005%以上。另一方面,若Cr、Mo、V、Ni、Cu、Nb各自的含量大于2.000%大于,則其效果飽和,導(dǎo)致成本上升。因此,含有Cr、Mo、V、Ni、Cu、Nb時,Cr量、Mo量、V量、Ni量、Cu量、Nb量分別為2.000%以下。由此,Cr量、Mo量、V量、Ni量、Cu量、Nb量分別為0.005~2.000%。
選自Ca:0.001~0.005%、REM:0.001~0.005%中的至少一種
Ca、REM均是通過控制硫化物的形態(tài)而對于改善加工性有效的元素。為了得到這樣的效果,因此,可含有選自Ca、REM中的至少1種元素。對于Ca、REM而言,分別能夠以0.001%以上得到這樣的效果,因此,含有Ca、REM時,Ca量、REM量分別為0.001%以上。另一方面,若Ca、REM各自的含量大于0.005%,則對于鋼的清潔度造成不利影響,有特性降低的可能性。因此,含有Ca、REM時,Ca量、REM量分別為0.005%以下。由此,Ca量、REM量分別為0.001~0.005%。
2)顯微組織
馬氏體的面積率:60%以上且90%以下
馬氏體的面積率小于60%時,難以確保1300MPa以上的TS,也難以同時實現(xiàn)1300MPa以上的TS和優(yōu)異的延展性(拉伸特性)。另一方面,若馬氏體的面積率大于90%,則均勻伸長率等均勻延展性的降低變得顯著。因此,馬氏體的面積率為60~90%,優(yōu)選為65~90%。需要說明的是,本發(fā)明中,所謂馬氏體是自回火馬氏體及回火馬氏體這二者或其中任一者,且為包含碳化物的馬氏體。另外,含有的回火馬氏體越多,則局部延展性上升。
多邊形鐵素體的面積率:大于5%且為40%以下
多邊形鐵素體的面積率為5%以下時,均勻伸長率低、整體伸長率也降低,無法實現(xiàn)優(yōu)異的延展性。另一方面,若多邊形鐵素體的面積率大于40%,則難以確保1300MPa以上的TS,也難以同時實現(xiàn)1300MPa以上的TS和優(yōu)異的延展性(拉伸特性)。因此,多邊形鐵素體的面積率大于5%且為40%以下。優(yōu)選的是,多邊形鐵素體的面積率大于5%且為30%以下。
殘余奧氏體的面積率:小于3%(包括0%)
殘余奧氏體對于強(qiáng)度和局部伸長率而言不利,因此,優(yōu)選盡可能地不含有,但本發(fā)明中可允許按面積率計為小于3%。優(yōu)選的是,殘余奧氏體的面積率小于2%。
馬氏體的平均硬度:按維氏硬度計450以上且600以下
馬氏體的平均硬度按維氏硬度計為小于450時,難以實現(xiàn)TS為1300MPa以上。另一方面,若馬氏體的平均硬度按維氏硬度計大于600,則局部伸長率的降低變得顯著。因此,馬氏體的平均硬度按維氏硬度計450以上且600以下。
馬氏體的平均晶體粒徑:10μm以下
若馬氏體的平均晶體粒徑大于10μm,則局部延展性的劣化變得顯著。因此,馬氏體的平均晶體粒徑為10μm以下,優(yōu)選為8μm以下。需要說明的是,馬氏體的平均晶體粒徑若過度地減小,則均勻伸長率降低,因此,優(yōu)選1μm以上。
馬氏體的晶體粒徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差:4.0μm以下
本發(fā)明中,作為主相的馬氏體的晶體粒徑的偏差是面內(nèi)材質(zhì)均勻性的重要因素。若馬氏體的晶體粒徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差大于4.0μm,則面內(nèi)的材質(zhì)偏差顯著地增大。因此,馬氏體的晶體粒徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.0μm以下,優(yōu)選為3.0μm以下,更優(yōu)選為2.0μm以下。
需要說明的是,存在作為馬氏體、多邊形鐵素體、殘余奧氏體以外的相而含有貝氏體鐵素體、珠光體、新馬氏體等的情況,但這些相有時不利于強(qiáng)度和局部伸長率的同時實現(xiàn)而言,因此,優(yōu)選上述相按其總和計小于20%,上述的馬氏體、多邊形鐵素體及殘余奧氏體的面積率的總和優(yōu)選大于80%。更優(yōu)選的是,上述的馬氏體、多邊形鐵素體及殘余奧氏體以外的組織的總和小于10%,即,上述的馬氏體、多邊形鐵素體及殘余奧氏體的面積率的總和大于90%。
此處,所謂馬氏體、多邊形鐵素體的面積率,是各相在觀察面積中占據(jù)的面積的比例。馬氏體、多邊形鐵素體的面積率通過下述方法求出:從鋼板的板寬度中央部切出試樣,研磨板厚斷面后,用3%硝酸乙醇腐蝕,將板厚1/4位置用SEM(掃描電子顯微鏡)以1500倍的倍率分別拍攝3個視野,使用Media Cybernetics公司制的Image-Pro由得到的圖像數(shù)據(jù)求出各相的面積率,將視野的平均面積率作為各相的面積率。上述圖像數(shù)據(jù)中,可根據(jù)多邊形鐵素體為黑色,馬氏體為包含碳化物的白色進(jìn)行區(qū)別。另外,對于這些多邊形鐵素體及馬氏體以外的相而言,為在黑或灰色的底上包含碳化物、島狀馬氏體等的組織或不包含碳化物的白色,因此,可與多邊形鐵素體及馬氏體進(jìn)行區(qū)別。需要說明的是,島狀馬氏體不包含于上述馬氏體相。另外,對于馬氏體的平均晶體粒徑而言,對于求出了面積率求出的上述圖像數(shù)據(jù),將視野的馬氏體的面積的總和除以馬氏體的個數(shù)求出平均面積,將其平方根作為馬氏體的平均粒徑。另外,對于馬氏體的晶體粒徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差而言,針對上述的圖像數(shù)據(jù)的各個馬氏體的晶粒求出面積,將其平方根作為各晶粒的粒徑,對于得到的全部馬氏體粒徑求出標(biāo)準(zhǔn)偏差,將其作為馬氏體的晶體粒徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
另外,殘余奧氏體的面積率通過下述方法求出:將鋼板研削至板厚的1/4位置后,利用化學(xué)研磨進(jìn)一步研磨了0.1mm,對于經(jīng)過研磨的面,在X射線衍射裝置中使用Mo的Kα射線,測定fcc鐵(奧氏體)的(200)面、(220)面、(311)面、和bcc鐵(鐵素體)的(200面)、(211)面、(220)面的積分反射強(qiáng)度,由fcc鐵(奧氏體)各面的積分反射強(qiáng)度相對于來自bcc鐵(鐵素體)的各面的積分反射強(qiáng)度的強(qiáng)度比求出體積率,將其作為殘余奧氏體的面積率。
需要說明的是,本發(fā)明的高強(qiáng)度熔融鍍鋅鋼板在表面具備熔融鍍鋅層,熔融鍍鋅層的附著量等沒有特別限定,另外,也可具備合金化熔融鍍鋅層。需要說明的是,優(yōu)選的是,鍍層附著量為35~45g/m2。
3)制造條件
對于本發(fā)明的高強(qiáng)度熔融鍍鋅鋼板而言,例如,可利用具有下述工序的制造方法進(jìn)行制造:熱軋工序,對具有上述的成分組成的鋼板坯實施熱軋,所述熱軋的終軋結(jié)束后,以使于600~700℃的滯留時間的總和為10秒以下的方式進(jìn)行冷卻,以使平均卷繞溫度為400℃以上且小于600℃、且鋼板的板寬度中央位置的板寬為100mm的區(qū)域中的卷繞溫度的平均值與鋼板的板寬端部位置的板寬為100mm的區(qū)域中的卷繞溫度的平均值之差為70℃以下的方式卷繞;冷軋工序,將所述熱軋板以大于20%的壓下率進(jìn)行冷軋,制成冷軋板;退火工序,將所述冷軋板以5℃/s以上的平均加熱速度加熱至700℃以下,然后以1℃/s以下的平均加熱速度加熱至720℃以上且850℃以下,于720℃以上且850℃以下保持30秒以上且1000秒以下;冷卻工序,將所述退火工序后的冷軋板以3℃/s以上的平均冷卻速度冷卻;熔融鍍鋅工序,對所述冷卻工序后的冷軋板實施熔融鍍鋅處理,制成熔融鍍鋅板;鍍后冷卻工序,對所述熔融鍍鋅板實施在(Ms點-50℃)~Ms點的溫度范圍中的滯留時間為2秒以上的冷卻。另外,在所述熔融鍍鋅工序之后、所述鍍后冷卻工序之前,還可具有對所述熔融鍍鋅鋼板實施鍍層的合金化處理的鍍層合金化工序。另外,在所述鍍后冷卻工序后,還具有于350℃以下的溫度實施回火處理的回火工序。
以下,對于上述的高強(qiáng)度熔融鍍鋅鋼板的制造條件進(jìn)行詳細(xì)說明。
(熱軋工序)
熱軋的終軋結(jié)束后,于600~700℃的滯留時間的總和為10秒以下
將具有上述的成分組成的鋼板坯在熱軋工序中實施熱軋、冷卻、卷繞,制成熱軋板。在熱軋后實施冷卻時、在熱軋的終軋結(jié)束后,若于600~700℃的滯留時間大于10秒,則生成B碳化物等含有B的化合物,鋼中的固溶B減少,由于鐵素體混合存在于熱軋板中而導(dǎo)致退火后的組織不均勻,同時,退火時的B的效果減弱,從而無法得到本發(fā)明的鋼板的組織。因此,熱軋的終軋結(jié)束后,于600~700℃中的滯留時間的總和為10秒以下,優(yōu)選為8秒以下。
平均卷繞溫度:400℃以上且小于600℃
若平均卷繞溫度為600℃以上,則生成B碳化物等含有B的化合物,鋼中的固溶B減少,由于鐵素體混合存在于熱軋板中而導(dǎo)致退火后的組織不均勻,同時,退火時的B的效果減弱,從而無法得到本發(fā)明的鋼板的組織。另一方面,平均卷繞溫度小于400℃時,鋼板的形狀惡化。因此,平均卷繞溫度為400℃以上且小于600℃。需要說明的是,此處,所謂平均卷繞溫度,是板寬度中央部的總長度的卷繞溫度的平均值,即將板寬度中央部的卷繞溫度在鋼板的總長度中平均化而得到的溫度。
鋼板的板寬度中央位置的板寬為100mm的區(qū)域中的卷繞溫度的平均值與鋼板的板寬端部位置的板寬為100mm的區(qū)域中的卷繞溫度的平均值之差:70℃以下
熱軋后的鋼板的板寬度方向的端部一般而言容易冷卻,因此與板寬度中央部相比溫度較低。本發(fā)明中,若即將卷繞之前的鋼板的板寬度端部位置的板寬度為100mm的區(qū)域中的卷繞溫度的平均值、與鋼板的板寬度中央位置的板寬度為100mm的區(qū)域中的卷繞溫度的平均值之差大于70℃,則板寬度端部附件的熱軋板組織中包含的馬氏體的增加變得顯著,退火后的組織的粒徑偏差變大,無法得到本發(fā)明的顯微組織。需要說明的是,此處,所謂鋼板的板寬度端位置的板寬度為100mm的區(qū)域,是指自鋼板的板寬度方向的最外端部開始朝向板寬度的中央部方向直到100mm為止的區(qū)域,所謂鋼板的板寬度中央位置的板寬度為100mm的區(qū)域,是指以鋼板的板寬度方向中央作為中心的板寬度方向100mm的區(qū)域。因此,鋼板的板寬度中央位置的板寬度為100mm的區(qū)域中的卷繞溫度的平均值與鋼板的板寬度端位置的板寬度為100mm的區(qū)域中的卷繞溫度的平均值之差為70℃以下。優(yōu)選的是,鋼板的板寬度中央位置的板寬度為100mm的區(qū)域中的卷繞溫度的平均值與鋼板的板寬度端位置的板寬度為100mm的區(qū)域中的卷繞溫度的平均值之差為50℃以下。溫度的均勻化的方法沒有特別限制,可通過例如在冷卻時的卷材兩端部的遮蔽(masking)等實現(xiàn)。需要說明的是,此處,所謂卷繞溫度的平均值是指卷材總長度的卷繞溫度的平均值,所謂寬度中央位置的100mm的區(qū)域是指距離寬度中央位置為±50mm的區(qū)域,板寬度端部位置的板寬度為100mm的區(qū)域的平均卷繞溫度是指板距兩端部100mm中的平均卷繞溫度更低的一方。另外,對于上述的卷繞溫度而言,例如,可使用放射溫度計等進(jìn)行測定。
(冷軋工序)
冷軋的壓下率:大于20%
將熱軋工序中得到的熱軋板在冷軋工序中實施冷軋,制成冷軋板。冷軋的壓下率為20%以下時,在退火時表層與內(nèi)部的應(yīng)變?nèi)菀桩a(chǎn)生差異,導(dǎo)致晶體粒徑的不均勻,因此無法得到本發(fā)明的組織,另外,局部延展性也劣化。因此,使冷軋的壓下率大于20%。優(yōu)選的是,冷軋的壓下率為30%以上。需要說明的是,上限沒有特別規(guī)定,從形狀的穩(wěn)定性等的觀點考慮,冷軋的壓下率優(yōu)選為90%以下。
(退火工序)
以5℃/s以上的平均加熱速度加熱至700℃以下
對于冷軋工序中得到的冷軋板實施退火工序。退火工序中加熱至700℃以下時的平均加熱速度小于5℃/s時,碳化物粗大化,在退火后不能熔融而殘留,導(dǎo)致馬氏體的硬度降低、生成過量的鐵素體及貝氏體。因此,該平均加熱速度為5℃/s以上。上限沒有特別規(guī)定,從生產(chǎn)穩(wěn)定性的觀點考慮,優(yōu)選500℃/s以下。另外,若以這樣的加熱速度進(jìn)行加熱時的到達(dá)溫度(加熱到達(dá)溫度)大于700℃,則奧氏體的生成急劇且不均勻地發(fā)生,無法得到本發(fā)明的組織。因此,以5℃/s以上作為平均加熱速度,加熱至700℃以下。加熱到達(dá)溫度的下限沒有特別規(guī)定,小于550℃時會阻礙生產(chǎn)率,因此優(yōu)選550℃以上。需要說明的是,此處,平均加熱速度是從加熱開始溫度直到加熱結(jié)束溫度為止的平均加熱速度。
以1℃/s以下的平均加熱速度加熱至720℃以上且850℃以下
加熱至上述加熱到達(dá)溫度后,以1℃/s以下作為平均加熱速度,加熱至720℃以上且850℃以下的退火溫度。若從上述加熱到達(dá)溫度開始的平均加熱速度大于1℃/s,則奧氏體粒徑變得不均勻,無法得到本發(fā)明的顯微組織。因此,加熱至上述加熱到達(dá)溫度后,加熱至720℃以上且850℃以下的平均加熱速度為1℃/s以下。需要說明的是,此處,平均加熱速度是從上述加熱到達(dá)溫度開始直到退火溫度為止的平均加熱速度。
于720℃以上且850℃以下保持30秒以上且1000秒以下
退火溫度小于720℃時,奧氏體的生成變得不充分,鐵素體過量地生成,無法得到本發(fā)明的顯微組織。另一方面,若退火溫度大于850℃,則奧氏體粒變得粗大、或鐵素體消失,無法得到本發(fā)明的顯微組織。因此,退火溫度為720℃以上且850℃以下。優(yōu)選的是,退火溫度為750℃以上且830℃以下。另外,于720℃以上且850℃以下的退火溫度的保持時間(退火保持時間)小于30秒時,奧氏體的生成變得不充分,無法得到本發(fā)明的顯微組織。另一方面,若該保持時間大于1000秒,則奧氏體粒變得粗大,無法得到本發(fā)明的顯微組織。因此,于720℃以上且850℃以下的保持時間為30秒以上且1000秒以下。優(yōu)選的是,該保持時間為30秒以上為500秒以下。
(冷卻工序)
以3℃/s以上的平均冷卻速度冷卻
對于上述退火工序后的冷軋板實施以3℃/s以上的平均冷卻速度冷卻的冷卻工序,實施然后熔融鍍鋅。該平均冷卻速度小于3℃/s時,在冷卻中、保持中過量地生成鐵素體、貝氏體,無法得到本發(fā)明的顯微組織。因此,該平均冷卻速度為3℃/s以上。優(yōu)選為5℃/s以上。需要說明的是,對于該平均冷卻速度的上限而言,從抑制冷卻不均導(dǎo)致的形狀缺陷等的觀點考慮,優(yōu)選100℃/s以下。另外,此處,平均冷卻速度為從退火溫度開始直到冷卻停止溫度(鋼板浸入鍍鋅浴時的板溫)為止的平均冷卻速度。
(熔融鍍鋅工序)·(鍍層合金金化工序)
對上述冷卻工序后的冷軋板通過熔融鍍鋅工序?qū)嵤┤廴阱冧\處理,在鋼板表面形成熔融鍍鋅層,制成熔融鍍鋅板。熔融鍍鋅處理可按照通常的方法進(jìn)行。需要說明的是,對于熔融鍍鋅處理而言,優(yōu)選將經(jīng)過上述而得到的鋼板浸漬在440℃以上且500℃以下的鍍鋅浴中,然后,利用氣刀吹掃(gas wiping)等調(diào)節(jié)鍍層附著量。進(jìn)而,在熔融鍍鋅處理之后,作為鍍層合金金化工序?qū)嵤⑷廴阱冧\層合金化的鍍層的合金化處理時,優(yōu)選在460℃以上且580℃以下的溫度范圍保持1秒以上且40秒以下而進(jìn)行合金化。熔融鍍鋅優(yōu)選使用Al量為0.08~0.25%的鍍鋅浴。
(鍍后冷卻工序)
在(Ms點-50℃)~Ms點的溫度范圍中的滯留時間為2秒以上的冷卻
對于上述熔融鍍鋅工序中得到的熔融鍍鋅板、或進(jìn)而實施鍍層合金化工序而得到的合金化熔融鍍鋅板,實施在(Ms點-50℃)~Ms點的溫度范圍中的滯留時間為2秒以上的冷卻。即,在實施上述熔融鍍鋅處理或進(jìn)一步實施鍍層的合金化處理,繼續(xù)實施在(Ms點-50℃)~Ms點的溫度范圍中的滯留時間為2秒以上的冷卻。在(Ms點-50℃)以上Ms點以下的溫度范圍中的滯留時間小于2秒時,鋼板中的馬氏體的自回火變得不充分,局部延展性劣化。因此,(Ms點-50℃)以上且Ms點以下的溫度范圍中的滯留時間為2秒以上。優(yōu)選的是,(Ms點-50℃)以上且Ms點以下的溫度范圍中的滯留時間為5秒以上。需要說明的是,此處,所謂Ms點是指馬氏體相變開始的溫度。另外,所謂自回火是指生成的馬氏體在冷卻中回火的現(xiàn)象。本發(fā)明中,Ms點通過冷卻中的試樣的膨脹測定而求出。
(回火工序)
在上述的鍍后冷卻工序之后,可實施回火工序。在鍍后冷卻工序之后,通過再加熱至350℃以下的回火溫度,可進(jìn)一步提高局部延展性。若回火溫度大于350℃,則鍍層品質(zhì)劣化,因此,回火溫度必須為350℃以下?;鼗鹛幚砜墒褂眠B續(xù)退火爐、箱型退火爐等任意的方法,但在像將鋼板卷繞成卷材形狀的狀態(tài)下進(jìn)行回火處理時等這樣、存在鋼板彼此的接觸的情況下,從粘附抑制等的觀點考慮,回火時間優(yōu)選為24小時以下。需要說明的是,回火時間優(yōu)選1秒以上。
另外,對于實施了熔融鍍鋅處理或進(jìn)一步實施了鍍層的合金化處理之后的鋼板,可出于形狀矯直、表面粗糙度的調(diào)節(jié)等目的而實施調(diào)質(zhì)軋制。另外,也可實施樹脂、油脂涂布等各種涂布處理。
需要說明的是,上述以外的制造條件沒有特別限定,但優(yōu)選在以下的條件下進(jìn)行。
對于板坯而言,為了防止宏觀偏析,優(yōu)選用連續(xù)鑄造法制造,但也可利用鑄錠法、薄板坯鑄造法而制造。為了將鋼板坯熱軋,鋼板坯暫時冷卻至室溫、然后再加熱進(jìn)行熱軋,也可不將鋼板坯冷卻至室溫地裝入加熱爐來進(jìn)行熱軋?;蛘撸部蓱?yīng)用實施短期的保熱后立即進(jìn)行熱軋的節(jié)能工藝。將鋼板坯加熱時,為了防止使碳化物を溶解、或增加軋制載荷增大,優(yōu)選加熱至1100℃以上。另外,為了防止氧化皮損耗的增大,鋼板坯的加熱溫度優(yōu)選為1300℃以下。
將鋼板坯熱軋時,可將鋼板坯的加熱溫度降低,也可從防止軋制時的故障的觀點考慮,加熱粗軋后的粗棒材(rough bar)。另外,也可應(yīng)用將粗棒材之間接合、連續(xù)地進(jìn)行熱軋終軋的所謂連續(xù)軋制工藝。對于熱軋的終軋而言,有時會使各向異性增大、降低冷軋·退火后的加工性,因此,優(yōu)選于Ar3相變點以上的終軋溫度進(jìn)行。另外,為了實現(xiàn)軋制載荷的降低、形狀·材質(zhì)的均勻化,優(yōu)選在終軋的整個軋道或部分的軋道實施摩擦系數(shù)為0.10~0.25的潤滑軋制。
另外對于,卷繞后的鋼板而言,優(yōu)選按照常規(guī)方法、利用酸洗等除去氧化皮后,在上述的條件下實施冷軋。
實施例1
將表1所示的成分組成的鋼利用真空熔融爐熔煉,通過連續(xù)鑄造法制成鋼板坯。需要說明的是,表1中,鋼J的[Ti]/4[N]為1.0,但更詳細(xì)而言,表示大于1.00且小于1.05。對于所述鋼板坯實施加熱至1200℃后進(jìn)行粗軋、終軋的熱軋,以表2所示的條件冷卻并卷繞,制成熱軋鋼帶(熱軋板)。接下來,將得到的熱軋板以表2所示的冷軋壓下率冷軋至1.4mm,制造冷軋鋼帶(冷軋板),供于退火。以表2所示的條件在連續(xù)熔融鍍鋅生產(chǎn)線上實施退火,制作熔融鍍鋅鋼板及合金化熔融鍍鋅鋼板No.1~29。通過浸漬在460℃的鍍鋅浴中、形成附著量為35~45g/m2的鍍層,制作熔融鍍鋅鋼板,通過在鍍層形成后于460~580℃實施合金化處理而制作合金化熔融鍍鋅鋼板。接下來,在對于得到的鍍鋅鋼板實施0.2%的表皮光軋(skin pass)后,按照以下的試驗方法,進(jìn)行顯微組織觀察,另外,求出拉伸特性、面內(nèi)材質(zhì)均勻性及硬度。另外,以目視觀察表面外觀,基于5階段(1:多處未鍍上、2:局部未鍍上、3:沒有未鍍上的現(xiàn)象但清楚地確認(rèn)到氧化皮痕跡、4:沒有未鍍上的現(xiàn)象但存在少許氧化皮痕跡、5:沒有確認(rèn)到未鍍上、氧化皮痕跡)評價鍍鋅性,3以上為良好,優(yōu)選為4以上,更優(yōu)選為5。另外,成為形狀缺陷的原因的軋制載荷根據(jù)熱軋的線載荷與冷軋的線載荷的乘積進(jìn)行評價,小于4000000kgf2/mm2為良好。優(yōu)選為3000000kgf2/mm2以下。
<顯微組織觀察>
從鋼板的板寬度中央部切出試樣,研磨板厚斷面后,用3%硝酸乙醇腐蝕,將板厚1/4位置用SEM(掃描電子顯微鏡)以1500倍的倍率拍攝3個視野,使用Media Cybernetics公司制的Image-Pro由得到的圖像數(shù)據(jù)求出各相的面積率,將視野的平均面積率作為各相的面積率。上述圖像數(shù)據(jù)中,可根據(jù)多邊形鐵素體為黑色,馬氏體為包含碳化物的白色進(jìn)行區(qū)別。另外,對于這些多邊形鐵素體及馬氏體以外的相而言,為在黑或灰色的底上包含碳化物、島狀馬氏體等的組織或不包含碳化物的白色,因此,可與多邊形鐵素體及馬氏體進(jìn)行區(qū)別。需要說明的是,島狀馬氏體不包含于上述馬氏體相。另外,對于馬氏體的平均晶體粒徑而言,對于求出了面積率求出的上述圖像數(shù)據(jù),將視野的馬氏體的面積的總和除以馬氏體的個數(shù)求出平均面積,將其平方根作為馬氏體的平均粒徑。另外,對于馬氏體的晶體粒徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差而言,針對上述的圖像數(shù)據(jù)的各個馬氏體的晶粒求出面積,將其平方根作為各晶粒的粒徑,對于得到的全部馬氏體粒徑求出標(biāo)準(zhǔn)偏差,將其作為馬氏體的晶體粒徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
另外,殘余奧氏體的面積率通過下述方法求出:將鋼板研削至板厚的1/4位置后,利用化學(xué)研磨進(jìn)一步研磨了0.1mm,對于經(jīng)過研磨的面,在X射線衍射裝置中使用Mo的Kα射線,測定fcc鐵(奧氏體)的(200)面、(220)面、(311)面、和bcc鐵(鐵素體)的(200面)、(211)面、(220)面的積分反射強(qiáng)度,由fcc鐵(奧氏體)各面的積分反射強(qiáng)度相對于來自bcc鐵(鐵素體)的各面的積分反射強(qiáng)度的強(qiáng)度比求出體積率,將其作為殘余奧氏體的面積率。
<拉伸試驗>
從鋼板的板寬度中央部與軋制方向平行地采集JIS5號拉伸試驗片(JISZ2201),按照J(rèn)IS Z 2241的規(guī)定實施應(yīng)變速率為10-3/s的拉伸試驗,求出TS、均勻伸長率及局部伸長率。需要說明的是,均勻延展性以均勻伸長率進(jìn)行評價,局部延展性以局部伸長率進(jìn)行評價。
<面內(nèi)材質(zhì)均勻性>
從鋼板的板寬度的兩端部、板寬度1/4部、板寬度3/4部及板寬度中央部分別采集3片150mm×150mm的試驗片,按照J(rèn)FST 1001(鐵聯(lián)規(guī)格)實施3次開孔試驗,計算得到的總計15個開孔率λ(%)的標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ(λ)),將該值為4%以上的鋼板評價為面內(nèi)材質(zhì)均勻性差。
<硬度試驗>
以相對于軋制方向平行的方向作為斷面,采集寬度為10mm、長度為15mm的試驗片,在距離表面朝向深度方向(板厚方向)為200μm的位置測定馬氏體的維氏硬度。以載荷為100g測定5處,將除去最大值和最小值后的3處的維氏硬度(Hv)的平均值作為硬度Hv。
結(jié)果如表3所示??梢源_認(rèn),本發(fā)明中具有TS為1300MPa以上的高強(qiáng)度、均勻伸長率為5.5%以上、均勻延展性優(yōu)異,并且,局部伸長率為3%以上、局部延展性優(yōu)異,并且,具有優(yōu)異的延展性,且開孔率λ(%)的標(biāo)準(zhǔn)偏差小于4%,并且,具有優(yōu)異的面內(nèi)材質(zhì)均勻性。另外,熱軋線載荷×冷軋線載荷小于4000000kgf2/mm2,為不會引起形狀缺陷。
<鍍層品質(zhì)>
鍍層品質(zhì)基于以下5階段進(jìn)行評價,3以上為合格。
1:存在多處未鍍上的現(xiàn)象
2:局部存在未鍍上的現(xiàn)象
3:沒有未鍍上的現(xiàn)象,但存在多處清楚的氧化皮痕跡
4:沒有未鍍上的現(xiàn)象,存在少許氧化皮痕跡
5:沒有未鍍上的現(xiàn)象,也沒有氧化皮痕跡
因此,可以確認(rèn),根據(jù)本發(fā)明的例子,可得到延展性及面內(nèi)材質(zhì)均勻性優(yōu)異的高強(qiáng)度熔融鍍鋅鋼板,能夠發(fā)揮有助于汽車的輕質(zhì)化、極大地有助于汽車車體的高性能化這樣的優(yōu)異效果。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
根據(jù)本發(fā)明,可以得到TS為1300MPa以上、均勻伸長率為5.5%以上、且局部伸長率為3%以上、且λ的標(biāo)準(zhǔn)偏差小于4%的延展性及面內(nèi)材質(zhì)均勻性優(yōu)異的高強(qiáng)度熔融鍍鋅鋼板。將本發(fā)明的高強(qiáng)度熔融鍍鋅鋼板用于汽車用部件用途中,可有助于汽車的輕質(zhì)化,并極大地有助于汽車車體的高性能化。