具有780MPa以上的拉伸強(qiáng)度的高強(qiáng)度熱軋鋼板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種可以用于水輪發(fā)電機(jī)（hydraulic generator)的轉(zhuǎn)子（rotor) 的旋轉(zhuǎn)機(jī)械輪緣材料（rim material for rotary machine)的具有780MPa以上的拉伸強(qiáng) 度、磁特性（magnetic property)優(yōu)良的高加工性高強(qiáng)度熱乳鋼板（high strength hot rolled steel sheet with good formability)〇
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，對(duì)于用于電氣設(shè)備用結(jié)構(gòu)部件（structural member for electric equipment)的鋼板，以電器設(shè)備的高性能化為目的，除了要求機(jī)械特性（mechanical property)以外，還要求磁特性、即高磁導(dǎo)率（magnetic permeability)和磁通密度 (magnetic flux density)。特別是水力發(fā)電（hydraulic power generation)這樣的大 型發(fā)電機(jī)（large generator)的轉(zhuǎn)子等的旋轉(zhuǎn)機(jī)械輪緣用鋼板等發(fā)電機(jī)用輪緣材料（rim material for generator)，由于承受大的離心力（centrifugal force)，因此要求為高 強(qiáng)度，并且具有高磁通密度。而且，由于發(fā)電機(jī)用輪緣材料大多被賦予了非常多的沖孔 (punched holes)來(lái)使用，因此大多要求高沖裁加工性（punchability)。
[0003] 在上述磁特性中，鋼中粗大碳化物的量越少，則磁導(dǎo)率越高，鋼中非磁性元素 (nonmagnetic element)的量越少，則磁通密度越高。一直以來(lái)，磁性特性優(yōu)良的鋼板使用 極低碳鋼。然而，其無(wú)法實(shí)現(xiàn)需求不斷提高的高強(qiáng)度。
[0004] 專利文獻(xiàn)1中公開了利用添加了 Ti、B的Si - Mn鋼的具有高磁通密度的高強(qiáng)度 熱乳鋼板的制造方法。在該技術(shù)中，為了改善淬透性而添加B。然而，B在晶界偏析，抑制 了鐵素體相變（ferrite transformation)，進(jìn)而在更低溫度下引起貝氏體相變（bainite transformation)，因此容易形成貝氏體板條（bainite-lath)中分散有碳化物的下貝氏體 組織（lower bainite microstructure)。由于碳化物在沖裁加工時(shí)起到作為微小裂紋起點(diǎn) 的作用，因此如果在貝氏體板條中分散有碳化物，則因貝氏體板條中的碳化物產(chǎn)生的裂紋 從貝氏體板條中發(fā)展至貝氏體板條的邊界。進(jìn)而，該裂紋越過(guò)貝氏體板條邊界繼續(xù)發(fā)展，容 易形成大裂紋。因此，在沖裁端面（punched surface)容易產(chǎn)生裂紋。因此，無(wú)法實(shí)現(xiàn)作為 本發(fā)明目標(biāo)的沖裁加工性。
[0005] 專利文獻(xiàn)2中公開了使體積分?jǐn)?shù)為95%以上的鐵素體組織中分散有小于10nm的 碳化物的拉伸強(qiáng)度為590MPa以上的熱乳鋼板及其制造方法。在鐵素體組織的情況下，材料 的局部延展性高，沖裁加工性差。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開昭63 - 166931號(hào)公報(bào)
[0009] 專利文獻(xiàn)2 :日本專利第4273768號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 發(fā)明所要解決的問(wèn)題
[0011] 如上所述，在專利文獻(xiàn)1和2的任一現(xiàn)有技術(shù)中，均未實(shí)現(xiàn)作為發(fā)電機(jī)用輪緣材料 的充分兼顧磁特性和沖裁加工性的高強(qiáng)度熱乳鋼板。
[0012] 本發(fā)明鑒于上述情況而完成，其目的在于提供一種磁特性良好并且沖裁加工性優(yōu) 良的、具有780MPa以上的拉伸強(qiáng)度的高加工性高強(qiáng)度熱乳鋼板。
[0013] 用于解決問(wèn)題的方法
[0014] 本發(fā)明人們反復(fù)進(jìn)行了潛心研究，結(jié)果得出如下見解：通過(guò)以貝氏體組織為基礎(chǔ) (base)可以提高強(qiáng)度，通過(guò)使碳化物的粒徑微細(xì)化可以提高磁特性，進(jìn)而，通過(guò)使適當(dāng)大小 的碳化物分散于晶界可以提高沖裁加工性。本發(fā)明基于以上見解而完成，其要旨如下所述。
[0015] [1] -種具有780MPa以上的拉伸強(qiáng)度的磁特性優(yōu)良的高加工性高強(qiáng)度熱乳鋼 板，其特征在于，具有如下成分組成：以質(zhì)量％計(jì)，含有C :0. 070~0. 140%、Si :0. 10~ 1. 00 %、Mn :1. 00 ~1. 80 %、P :0? 050 % 以下、S :0? 0050 % 以下、N :0? 0080 % 以下、A1 : 0. 010~0. 100%以及Ti :0. 050~0. 150%，且余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，并且具有 體積分?jǐn)?shù)為95%以上的貝氏體組織，總析出碳化物的80%以上的碳化物分散于構(gòu)成所述 貝氏體組織的貝氏體鐵素體的晶界，該總析出碳化物的80%以上具有20~300nm的粒徑。
[0016] [2]根據(jù)[1]所述的具有780MPa以上的拉伸強(qiáng)度的磁特性優(yōu)良的高加工性高強(qiáng)度 熱乳鋼板，其特征在于，所述貝氏體鐵素體的平均結(jié)晶粒徑為1. 5~5. 0 y m。
[0017] [3]根據(jù)[1]或[2]所述的具有780MPa以上的拉伸強(qiáng)度的磁特性優(yōu)良的高加工 性高強(qiáng)度熱乳鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)，進(jìn)一步含有選自V :0. 005~0. 100%、Nb : 0? 005~0? 100 %中的至少1種以上。
[0018] [4]根據(jù)[1]~[3]中任一項(xiàng)所述的具有780MPa以上的拉伸強(qiáng)度的磁特性優(yōu)良的 高加工性高強(qiáng)度熱乳鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)，進(jìn)一步含有Cu :0. 005~0. 100%、Ni : 0? 005 ~0? 100%、Cr :0? 002 ~0? 100%、M〇 :0? 002 ~0? 100% 中的至少 1 種以上。
[0019] [5]根據(jù)[1]~[4]中任一項(xiàng)所述的具有780MPa以上的拉伸強(qiáng)度的磁特性優(yōu)良的 高加工性高強(qiáng)度熱乳鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)，進(jìn)一步含有Ca :0. 0005~0. 0050%、 REM :0? 0005~0? 0300%中的至少1種以上。
[0020] 發(fā)明效果
[0021] 根據(jù)本發(fā)明，可以得到磁特性優(yōu)良并且沖裁加工性也優(yōu)良的、具有780MPa以上的 拉伸強(qiáng)度的高加工性高強(qiáng)度熱乳鋼板。本發(fā)明的高加工性高強(qiáng)度熱乳鋼板適合于大型發(fā)電 機(jī)的輪緣材料等。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 以下，具體說(shuō)明本發(fā)明。需要說(shuō)明的是，涉及成分組成的" ％ "的表示，只要沒有特 別說(shuō)明，則是指"質(zhì)量％ "。
[0023] 1)成分組成
[0024] C :0? 070 ~0? 140%
[0025] C不僅是確保必要的強(qiáng)度的元素，而且還是形成貝氏體組織的有效元素。為了得 到780MPa以上的拉伸強(qiáng)度（以下，有時(shí)也稱為TS)和所希望的組織，必須將C量設(shè)定為 0.070%以上。另一方面，如果C量超過(guò)0. 140%，則碳化物粗大化，沖裁加工性下降。因此， 將C量設(shè)定為0? 070~0? 140 %。優(yōu)選為0? 080~0? 120 %。
[0026] Si :0? 10 ~1. 00%
[0027] 0. 10%以上的Si的添加，由于使碳化物微細(xì)化，因此對(duì)于沖裁加工性的提高是有 效的。另一方面，如果Si量超過(guò)1. 00%，則不僅導(dǎo)致表面性狀的顯著下降，而且難以得到所 希望的組織。因此，將Si量設(shè)定為0.10~1.00%。優(yōu)選為0.60~0.85%。
[0028] Mn :1. 00 ~1. 80%
[0029] Mn是通過(guò)固溶強(qiáng)化（solute strengthening)而確保強(qiáng)度和形成貝氏體組織的有 效元素。為了得到780MPa以上的TS和所希望的組織，必須將Mn量設(shè)定為1. 00%以上。另 一方面，如果Mn量超過(guò)1. 80%，則由于強(qiáng)度過(guò)度提高，因此沖裁加工性顯著下降。此外，由 于相變溫度過(guò)于變低而生成下貝氏體，因而導(dǎo)致磁特性下降。因此，將Mn量設(shè)定為1. 00~ 1.80%。優(yōu)選為 1.20 ~1.70%。
[0030] P:0.050% 以下
[0031] 如果P量超過(guò)0. 050%，則由于偏析而導(dǎo)致沖裁加工性的下降。因此，將P設(shè)定為 0.050%以下。優(yōu)選為0.030%以下。
[0032] S:0.0050% 以下
[0033] S由于形成硫化物而導(dǎo)致沖裁加工性下降，因此將其設(shè)定為0. 0050%以下。優(yōu)選 為0.0030%以下。
[0034] N:0.0080% 以下
[0035] 如果N量超過(guò)0. 0080%而大量含有，貝lj在制造工序中生成大量的氮化物，導(dǎo)致熱 延性（hot ductility)變差，因