本發(fā)明涉及鋼板、將該鋼板作為原材的構(gòu)件以及它們的制造方法。

背景技術(shù)：

1、近年來，從保護地球環(huán)境的觀點出發(fā)，提高汽車的燃油效率成為重要的課題。因此，通過使作為汽車構(gòu)件的原材的鋼板高強度化、變薄來使汽車車身輕量化的動向正日漸活躍。

2、另外，對提高汽車的碰撞安全性的社會要求進一步提高。因此，希望開發(fā)出除了具有高強度以外、汽車在行駛中發(fā)生碰撞時的耐沖擊特性(以下簡稱為耐沖擊特性)也優(yōu)良的鋼板。

3、關(guān)于這樣的作為汽車構(gòu)件的原材的鋼板，例如，專利文獻1中公開了一種拉伸凸緣性和耐碰撞特性優(yōu)良的高強度鋼板，其特征在于，具有以質(zhì)量%計含有0.04～0.22%的c、1.0%以下的si、3.0%以下的mn、0.05%以下的p、0.01%以下的s、0.01～0.1%的al和0.001～0.005%的n、余量由fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的成分組成，并且由作為主相的鐵素體相和作為第二相的馬氏體相構(gòu)成，并且馬氏體相的最大粒徑為2μm以下，其面積率為5%以上。

4、另外，專利文獻2中公開了一種鍍層密合性和成形性優(yōu)良的高強度熱鍍鋅鋼板，其是在將表面層磨削除去0.1μm以上的厚度后的冷軋鋼板上預鍍0.2g/m2以上且2.0g/m2以下的ni而得到的冷軋鋼板的表面上具有熱鍍鋅層的熱鍍鋅鋼板，其特征在于，在鋼板的表面具有含有小于7%的fe、余量由zn、al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的熱鍍鋅層，將拉伸強度設為ts(mpa)、將總伸長率設為el(%)、將擴孔率設為λ(%)，ts×el為18000mpa·%以上，ts×λ為35000mpa·%以上，具有980mpa以上的拉伸強度，所述鋼板以質(zhì)量%計含有c：0.05%以上、0.4%以下、si：0.01%以上且3.0%以下、mn：0.1%以上且3.0%以下、p：0.04%以下、s：0.05%以下、n：0.01%以下、al：0.01%以上且2.0%以下、si+al＞0.5%、余量由fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，顯微組織以體積分率計含有40%以上的鐵素體作為主相、并且含有8%以上的殘余奧氏體、包含下述規(guī)定的三種馬氏體[1][2][3]中的馬氏體[3]的兩種以上、1%以上的貝氏體和0～10%的珠光體，并且所述三種馬氏體[1][2][3]各自以體積分率計為馬氏體[1]：0%以上且50%以下、馬氏體[2]：0%以上且小于20%、馬氏體[3]：1%以上且30%以下(馬氏體[1]：c濃度(cm1)小于0.8%，硬度hv1為hv1/(-982.1×cm12+1676×cm1+189)≤0.60，馬氏體[2]：c濃度(cm2)為0.8%以上，硬度hv2為hv2/(-982.1×cm22+1676×cm2+189)≤0.60，馬氏體[3]：c濃度(cm3)為0.8%以上，硬度hv3為hv3/(-982.1×cm32+1676×cm3+189)≥0.80。

5、另外，專利文獻3中公開了一種高強度熱鍍鋅鋼板，其具有以質(zhì)量%計c：0.15%以上且0.25%以下、si：0.50%以上且2.5%以下、mn：2.3%以上且4.0%以下、p：0.100%以下、s：0.02%以下、al：0.01%以上且2.5%以下、余量由fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的成分組成，并且具有以面積率計回火馬氏體相：30%以上且73%以下、鐵素體相：25%以上且68%以下、殘余奧氏體相：2%以上且20%以下、其它相：10%以下(包括0%)、并且具有馬氏體相：3%以下(包括0%)、貝氏體鐵素體相：小于5%(包括0%)作為該其它相、所述回火馬氏體相的平均結(jié)晶粒徑為8μm以下、所述殘余奧氏體相中的c量小于0.7質(zhì)量%的鋼板組織。

6、現(xiàn)有技術(shù)文獻

7、專利文獻

8、專利文獻1：日本專利第3887235號公報

9、專利文獻2：日本專利第5953693號公報

10、專利文獻3：日本專利第6052472號公報

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、發(fā)明所要解決的問題

2、然而，現(xiàn)狀是以前縱梁、后縱梁為代表的汽車的沖擊能量吸收構(gòu)件停留在應用拉伸強度(以下，也簡稱為ts)為590mpa級的鋼板。

3、即，為了提高沖擊時的吸收能量(以下也稱為沖擊吸收能量)，提高屈服應力(以下也稱為ys)是有效的。但是，提高鋼板的ts和ys時，通常沖壓成形性、特別是延展性、擴孔性、彎曲性這樣的特性會降低。因此，設想將這樣的提高了ts和ys的鋼板應用于上述汽車的沖擊能量吸收構(gòu)件時，不僅沖壓成形變得困難，而且在模擬碰撞試驗的軸壓壞試驗中該構(gòu)件破裂，換言之，實際的沖擊吸收能量不會高到根據(jù)ys的值設想的程度。因此，現(xiàn)狀是上述沖擊能量吸收構(gòu)件停留在應用ts為590mpa級的鋼板。

4、實際上，專利文獻1～3中公開的鋼板也不能說是ts為1180mpa以上并且具有高ys、優(yōu)良的沖壓成形性(延展性、擴孔性和彎曲性)和壓壞時的耐斷裂特性(彎曲斷裂特性和軸壓壞特性)的鋼板。

5、本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)狀而開發(fā)的，目的在于提供拉伸強度ts為1180mpa以上并且具有高屈服應力ys、優(yōu)良的沖壓成形性(延展性、擴孔性和彎曲性)和壓壞時的耐斷裂特性(彎曲斷裂特性和軸壓壞特性)的鋼板及其有利的制造方法。

6、另外，本發(fā)明的目的在于提供將上述鋼板作為原材的構(gòu)件及其制造方法。

7、這里所述的鋼板中還包括鍍鋅鋼板，鍍鋅鋼板是指熱鍍鋅鋼板(以下也稱為gi)或合金化熱鍍鋅鋼板(以下也稱為ga)。

8、在此，拉伸強度ts可通過依據(jù)jis?z?2241(2011)的拉伸試驗測定。

9、另外，具有高屈服應力ys、優(yōu)良的沖壓成形性(延展性、擴孔性和彎曲性)和壓壞時的耐斷裂特性(彎曲斷裂特性和軸壓壞特性)是指滿足以下條件。

10、屈服應力ys高是指，在依據(jù)jis?z?2241(2011)的拉伸試驗中測定的ys根據(jù)通過該拉伸試驗測定的ts而滿足以下的(a)或(b)式。

11、(a)在1180mpa≤ts＜1320mpa的情況下，750mpa≤ys

12、(b)在1320mpa≤ts的情況下，850mpa≤ys

13、另外，延展性優(yōu)良是指，在依據(jù)jis?z?2241(2011)的拉伸試驗中測定的總伸長率(el)根據(jù)通過該拉伸試驗測定的ts而滿足以下的(a)或(b)式。

14、(a)在1180mpa≤ts＜1320mpa的情況下，12.0%≤el

15、(b)在1320mpa≤ts的情況下，10.0%≤el

16、另外，擴孔性優(yōu)良是指，在依據(jù)jis?z?2256(2020)的擴孔試驗中測定的極限擴孔率(λ)為30%以上。

17、另外，彎曲性優(yōu)良是指，在依據(jù)由德國汽車工業(yè)協(xié)會規(guī)定的vda標準(vda238-100)的彎曲試驗中測定的載荷最大時的彎曲角度(α)為80°以上。

18、另外，彎曲斷裂特性優(yōu)良是指，在v-vda彎曲試驗中測定的載荷最大時的沖程(sfmax)為26.0mm以上。

19、另外，軸壓壞特性優(yōu)良是指，在軸壓壞試驗后斷裂(外觀裂紋)在圖5-1(b)的下部2處彎曲棱線部(參照圖5-1中區(qū)域cx)的r=5.0mm、200mm的區(qū)域內(nèi)為3處以下。

20、上述el、λ和α是表示鋼板的沖壓成形時的成形容易度的特性。另一方面，v-vda彎曲試驗是模擬碰撞試驗中的彎曲棱線部的變形和斷裂行為的試驗，在v-vda彎曲試驗中測定的載荷最大時的沖程(sfmax)是表示構(gòu)件的破裂難易度的特性。

21、用于解決問題的方法

22、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明人進行了深入研究。

23、其結(jié)果是，發(fā)現(xiàn)了：適當?shù)卣{(diào)整鋼板的基底鋼板的成分組成，并且鋼板的該基底鋼板的鋼組織中鐵素體的面積率為57.0%以下、貝氏體鐵素體與回火馬氏體的合計面積率為40.0%以上且90.0%以下、殘余奧氏體的面積率為3.0%以上且10.0%以下、新鮮馬氏體的面積率為10.0%以下、回火馬氏體的面積率除以貝氏體鐵素體與回火馬氏體的合計面積率而得到的值為0.70以上，而且，進行v-vda彎曲試驗至最高載荷點，在v彎曲棱線部和vda彎曲棱線部，全部空隙中與硬質(zhì)相接觸的空隙的數(shù)量(硬質(zhì)相與軟質(zhì)相的邊界的空隙數(shù)量和由于硬質(zhì)相的破壞而形成的空隙數(shù)量)除以總空隙數(shù)量而得到的值為0.60以下，在v彎曲平坦部和vda彎曲棱線部，全部空隙中與硬質(zhì)相接觸的空隙的數(shù)量(硬質(zhì)相與軟質(zhì)相的邊界的空隙數(shù)量和由于硬質(zhì)相的破壞而形成的空隙數(shù)量)除以總空隙數(shù)量而得到的值為0.20以下，將碳化物的重心的平均自由程設定為0.20μm以上，由此，能夠得到ts為1180mpa以上并且具有高ys、優(yōu)良的沖壓成形性(延展性、擴孔性和彎曲性)和壓壞時的耐斷裂特性(彎曲斷裂特性和軸壓壞特性)的鋼板。

24、本發(fā)明是基于上述見解進一步研究而完成的。

25、即，本發(fā)明的主旨構(gòu)成如下。

26、[1]一種鋼板，其是具有基底鋼板的鋼板，其中，

27、所述基底鋼板具有以質(zhì)量%計含有c：0.050%以上且0.400%以下、si：大于0.75%且3.00%以下、mn：2.00%以上且小于3.50%、p：0.001%以上且0.100%以下、s：0.0001%以上且0.0200%以下、al：0.010%以上且2.000%以下和n：0.0100%以下、余量由fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的成分組成，

28、所述基底鋼板具有鐵素體的面積率為57.0%以下、貝氏體鐵素體與回火馬氏體的合計面積率為40.0%以上且90.0%以下、殘余奧氏體的面積率為3.0%以上且10.0%以下、新鮮馬氏體的面積率為10.0%以下、回火馬氏體的面積率除以貝氏體鐵素體與回火馬氏體的合計面積率而得到的值為0.70以上的鋼組織，

29、而且，進行v-vda彎曲試驗至最高載荷點，

30、在v彎曲棱線部和vda彎曲棱線部的重疊區(qū)域中，全部空隙中與硬質(zhì)相接觸的空隙的數(shù)量除以總空隙數(shù)量而得到的值為0.60以下，

31、在v彎曲平坦部和vda彎曲棱線部的重疊區(qū)域中，全部空隙中與硬質(zhì)相接觸的空隙的數(shù)量除以總空隙數(shù)量而得到的值為0.20以下，

32、以下的式(1)所示的碳化物的平均自由程lm為0.20μm以上，

33、所述鋼板的拉伸強度為1180mpa以上，

34、lm=(dm/2)×(400π/3f)1/3?…式(1)

35、在此，lm為碳化物的平均自由程(μm)，dm為碳化物的平均等效圓直徑(μm)，π為圓周率，f為全部碳化物的體積分率(%)。

36、[2]根據(jù)上述[1]所述的鋼板，其中，所述基底鋼板的成分組成以質(zhì)量%計還含有選自nb：0.200%以下、ti：0.200%以下、v：0.200%以下、b：0.0100%以下、cr：1.000%以下、ni：1.000%以下、mo：1.000%以下、sb：0.200%以下、sn：0.200%以下、cu：1.000%以下、ta：0.100%以下、w：0.500%以下、mg：0.0200%以下、zn：0.0200%以下、co：0.0200%以下、zr：0.1000%以下、ca：0.0200%以下、se：0.0200%以下、te：0.0200%以下、ge：0.0200%以下、as：0.0500%以下、sr：0.0200%以下、cs：0.0200%以下、hf：0.0200%以下、pb：0.0200%以下、bi：0.0200%以下和rem：0.0200%以下中的至少一種。

37、[3]根據(jù)上述[1]或[2]所述的鋼板，其中，在所述鋼板的單面或雙面上具有鋅鍍層作為最表層。

38、[4]根據(jù)上述[1]～[3]中任一項所述的鋼板，其中，選自鋼板中的全部碳化物中的一個碳化物a與該碳化物a以外的剩余碳化物的間隔的標準偏差的平均值σc為7.50μm以下。

39、[5]根據(jù)上述[1]～[4]中任一項所述的鋼板，其中，

40、所述基底鋼板在將從基底鋼板表面起在板厚方向上為200μm以下的區(qū)域作為表層時，

41、在所述表層具有維氏硬度相對于板厚1/4位置的維氏硬度為85%以下的表層軟質(zhì)層，

42、在距所述基底鋼板表面為所述表層軟質(zhì)層的板厚方向深度的1/4位置和板厚方向深度的1/2位置各處的板面的50μm×50μm的區(qū)域中測定300個點以上的納米硬度時，

43、距所述基底鋼板表面為所述表層軟質(zhì)層的板厚方向深度的1/4位置的板面的納米硬度為7.0gpa以上的測定數(shù)量比例是相對于所述表層軟質(zhì)層的板厚方向深度的1/4位置的總測定數(shù)量為0.10以下，

44、并且，距所述基底鋼板表面為所述表層軟質(zhì)層的板厚方向深度的1/4位置的板面的納米硬度的標準偏差σ為1.8gpa以下，

45、并且，距所述基底鋼板表面為所述表層軟質(zhì)層的板厚方向深度的1/2位置的板面的納米硬度的標準偏差σ為2.2gpa以下。

46、[6]根據(jù)上述[1]～[5]中任一項所述的鋼板，其中，在所述鋼板的單面或雙面上具有形成在所述基底鋼板上的金屬鍍層。

47、[7]一種構(gòu)件，其是使用上述[1]～[6]中任一項所述的鋼板而形成的構(gòu)件。

48、[8]一種鋼板的制造方法，其包括：

49、熱軋工序，其中，對具有上述[1]或[2]中記載的成分組成的鋼坯實施熱軋而制成熱軋鋼板；

50、酸洗工序，其中，對該熱軋鋼板進行酸洗；

51、退火工序，其中，將該酸洗工序后的鋼板在退火溫度：(ac1+(ac3-ac1)×3/4)℃以上且900℃以下和退火時間：20秒以上的條件下進行退火；

52、第一冷卻工序，其中，將該退火工序后的鋼板冷卻至100℃以上且300℃以下的第一冷卻停止溫度；

53、保持工序，其中，將該第一冷卻工序后的鋼板在350℃以上且550℃以下的溫度范圍內(nèi)保持3秒以上且小于80秒；以及

54、第二冷卻工序，其中，將該保持工序后的鋼板冷卻至50℃以下的第二冷卻停止溫度，在該冷卻時，對所述鋼板在300℃以上且450℃以下的溫度范圍內(nèi)賦予一次以上2.0kgf/mm2以上的張力，然后，進行在使所述鋼板每1道次與直徑為500mm以上且1500mm以下的軋輥接觸軋輥的1/4周的同時賦予4道次以上的處理、和在使所述鋼板每1道次與直徑為500mm以上且1500mm以下的軋輥接觸軋輥的1/2周的同時賦予2道次以上的處理，

55、或者，還包括對所述酸洗工序后且所述退火工序前的鋼板進行冷軋而得到冷軋鋼板的冷軋工序。

56、[9]根據(jù)上述[8]所述的鋼板的制造方法，其中，包括對所述保持工序后且所述第二冷卻工序前的所述鋼板實施鍍鋅處理而在所述鋼板上形成鋅鍍層的鍍鋅工序。

57、[10]根據(jù)上述[8]或[9]所述的鋼板的制造方法，其中，所述退火工序中的退火在露點為-30℃以上的氣氛下進行。

58、[11]根據(jù)上述[8]～[10]中任一項所述的鋼板的制造方法，其中，包括在所述酸洗工序之后且所述退火工序之前在所述鋼板的單面或雙面上實施鍍金屬而形成金屬鍍層的鍍金屬工序。

59、[12]一種構(gòu)件的制造方法，其包括對上述[1]～[6]中任一項所述的鋼板實施成形加工、接合加工中的至少一者而制成構(gòu)件的工序。

60、發(fā)明效果

61、根據(jù)本發(fā)明，能夠得到拉伸強度ts為1180mpa以上并且具有高屈服應力ys、優(yōu)良的沖壓成形性(延展性、擴孔性和彎曲性)和壓壞時的耐斷裂特性(彎曲斷裂特性和軸壓壞特性)的鋼板。

62、另外，將本發(fā)明的鋼板作為原材的構(gòu)件由于為高強度并且具有優(yōu)良的耐沖擊特性，因此能夠極有利地應用于汽車的沖擊能量吸收構(gòu)件等。