專(zhuān)利名稱(chēng)：高強(qiáng)度熱軋鋼板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在汽車(chē)用鋼板等用途中有用的、拉伸強(qiáng)度(TS)為540 780MPa、且卷 間及卷內(nèi)的強(qiáng)度偏差小的強(qiáng)度均勻性?xún)?yōu)良的高強(qiáng)度熱軋鋼板及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，從保護(hù)地球環(huán)境的觀點(diǎn)出發(fā)，為了限制CO2的排出量，要求改善汽車(chē)的燃 料效率。另外，為了在碰撞時(shí)確保乘客的安全，還要求提高以汽車(chē)車(chē)體的碰撞特性為中心的 安全性。因此，正在同時(shí)推進(jìn)汽車(chē)車(chē)體的輕量化和強(qiáng)化。為了同時(shí)滿(mǎn)足汽車(chē)車(chē)體的輕量化 和強(qiáng)化，在剛性不成為問(wèn)題的范圍內(nèi)使部件原材料高強(qiáng)度化、并通過(guò)減薄板厚來(lái)實(shí)現(xiàn)輕量 化是有效的，最近正積極地將高強(qiáng)度鋼板用于汽車(chē)部件。所使用的鋼板強(qiáng)度越高則輕量化 效果越大，因此在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)界，存在例如使用拉伸強(qiáng)度(TS)為540MPa以上的鋼板作為結(jié)構(gòu) 用材料的傾向。另一方面，以鋼板作為原材料的汽車(chē)部件多通過(guò)沖壓成形來(lái)制造。對(duì)高強(qiáng)度鋼板 的成形性而言，除裂紋、褶皺之外尺寸精度是重要的，特別是回彈的控制已成為重要的課 題。最近，利用CAE(計(jì)算機(jī)輔助工序，Computer Assisted Engineering)的新車(chē)的開(kāi)發(fā)變 得非常高效，不需要多次制造模具。而且，輸入鋼板的特性，則能夠更加精度良好地預(yù)測(cè)回 彈量。若回彈量存在偏差，則在接合各部件時(shí)產(chǎn)生問(wèn)題，因此需要使偏差進(jìn)一步減小，為此， 特別需要強(qiáng)度偏差小的強(qiáng)度均勻性?xún)?yōu)良的高強(qiáng)度鋼板。作為減小卷內(nèi)的強(qiáng)度偏差的方法，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1(日本特開(kāi)平4-289125號(hào)公報(bào)) 中，公開(kāi)了通過(guò)在熱軋含有Nb的低Mn鋼(Mn 0. 5%以下)時(shí)將粗軋后的薄板坯暫時(shí)卷取 為卷狀、然后邊打開(kāi)卷邊與之前通過(guò)的薄板坯接合而連續(xù)地進(jìn)行精軋，從而實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度熱 軋鋼板的卷內(nèi)的強(qiáng)度均勻化的方法。另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2(日本特開(kāi)2002-322541號(hào)公報(bào)) 中提出了復(fù)合添加Ti和Mo并使微細(xì)的析出物非常均勻地分散的、強(qiáng)度偏差小的強(qiáng)度均勻 性?xún)?yōu)良的高強(qiáng)度熱軋鋼板。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)平4-289125號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)2002-322541號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
但是，上述的現(xiàn)有技術(shù)中存在如下問(wèn)題。在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中記載的方法中，存在卷取時(shí)將卷再次分割等問(wèn)題。而且，由于添加 Nb導(dǎo)致成本增加，因而在經(jīng)濟(jì)上不利。另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)2中記載的鋼板，雖然為T(mén)i系，但需 要添加昂貴的Mo，從而導(dǎo)致成本上升。而且，在上述兩專(zhuān)利文獻(xiàn)中，均沒(méi)有考慮包含卷的寬 度方向和長(zhǎng)度方向兩個(gè)方向的、卷表面內(nèi)的二維強(qiáng)度的均勻性。由于這種卷表面內(nèi)的強(qiáng)度 偏差，無(wú)論怎樣將卷取溫度控制均勻，都不可避免地產(chǎn)生卷取后的卷的冷卻史在各個(gè)位置 不同的問(wèn)題。本發(fā)明鑒于上述情況，順利地解決了上述問(wèn)題，目的在于，提供使用廉價(jià)的Ti系廣泛使用的鋼板的、拉伸強(qiáng)度(TS)為540 780MPa、且強(qiáng)度偏差小的強(qiáng)度均勻性?xún)?yōu)良的高 強(qiáng)度熱軋鋼板。發(fā)明人為了解決上述問(wèn)題而進(jìn)行了專(zhuān)心研究，通過(guò)對(duì)鋼板的化學(xué)組成、金屬組織 及有助于析出強(qiáng)化的Ti的析出狀態(tài)進(jìn)行控制，成功地得到熱軋鋼板整個(gè)表面的強(qiáng)度偏差 小的強(qiáng)度均勻性?xún)?yōu)良的高強(qiáng)度熱軋鋼板，從而完成了本發(fā)明。利用本發(fā)明的、面內(nèi)強(qiáng)度的偏差小的強(qiáng)度均勻性?xún)?yōu)良的高強(qiáng)度熱軋鋼板及其制造 方法的主旨如下所示。[1] 一種高強(qiáng)度熱軋鋼板，其特征在于，成分組成為，以質(zhì)量％計(jì)，含有C :0. 05 0. 12%, Si 0. 5% 以下、Mn 0. 8%~ 1. 8%, P 0. 030% 以下、S 0. 01% 以下、Al 0. 005 0. 1%,N:0.01%以下、Ti 0. 030 0. 080%，余量由Fe及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成；具有以 70%以上的比例含有多邊形鐵素體的組織，并且尺寸小于20nm的析出物中存在的Ti量為 通過(guò)下式(1)計(jì)算的Ti*值的50%以上，Ti* = [Ti]_48 + 14X [N] ... (1)這里，[Ti]和[N]分別表示鋼板的以質(zhì)量％計(jì)的Ti和N的成分組成。[2] 一種高強(qiáng)度熱軋鋼板的制造方法，其特征在于，將鋼坯加熱至1150 1300°C 的加熱溫度后，在800 950°C的終軋溫度下進(jìn)行熱終軋，在所述熱終軋后2秒以?xún)?nèi)以 200C /s以上的冷卻速度開(kāi)始冷卻，在650°C 750°C的溫度下停止冷卻，接著經(jīng)過(guò)2秒 15 秒的放冷工序之后，以小于100°C /s的冷卻速度再次實(shí)施冷卻，并在550 650°C的溫度范 圍內(nèi)卷取成卷狀，所述鋼坯的成分組成為，以質(zhì)量％計(jì)，含有C :0. 05 0. 12%, Si 0.5% 以下、Mn :0. 8% 1. 8%、P :0. 030% 以下、S 0. 01% 以下、Al 0. 005 0. 1 %、N :0. 01 % 以 下、Ti 0. 030 0. 080%，余量由Fe及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明，拉伸強(qiáng)度(TS)為540 780MPa的高強(qiáng)度熱軋鋼板能夠減小卷內(nèi)的 強(qiáng)度偏差，由此，實(shí)現(xiàn)使本鋼板的沖壓成形時(shí)的形狀固定性或部件強(qiáng)度、耐久性的穩(wěn)定化， 并可提高汽車(chē)部件的生產(chǎn)·使用時(shí)的可靠性。而且，本發(fā)明中，雖然沒(méi)有使用Nb等昂貴的 原料但仍得到了上述效果，因此可以降低成本。


圖1是表示研究多邊形鐵素體的比例(％ )與拉伸強(qiáng)度TS(MPa)的相關(guān)性而得到 的結(jié)果的圖。圖2是表示研究相對(duì)于Ti*的尺寸小于20nm的析出物中含有的Ti量的比例(％)、 與拉伸強(qiáng)度TS(MPa)的相關(guān)性而得到的結(jié)果的圖。
具體實(shí)施例方式下面，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。1)首先，對(duì)本發(fā)明的強(qiáng)度偏差小的、即強(qiáng)度均勻性的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行說(shuō)明。作為對(duì)象鋼板的一個(gè)例子，可以列舉卷取為卷狀的鋼板，其重量為5t以上，鋼板 的寬度為500mm以上的鋼板。在這種情況下，處于熱軋狀態(tài)下的、長(zhǎng)度方向的前端部和后 端部的最內(nèi)周和最外周的各一卷以及寬度方向兩端的IOmm不作為評(píng)價(jià)對(duì)象。對(duì)長(zhǎng)度方向 上至少分割為10部分、寬度方向上至少分割為5部分的對(duì)象進(jìn)行二維測(cè)定，并根據(jù)測(cè)定的拉伸強(qiáng)度的分布來(lái)評(píng)價(jià)強(qiáng)度偏差。而且，本發(fā)明將鋼板的拉伸強(qiáng)度(TS)為540MPa以上且 780MPa以下的范圍作為對(duì)象。2)然后，對(duì)本發(fā)明鋼的化學(xué)成分(成分組成)的限定理由進(jìn)行說(shuō)明。并且，元素含量的單位均為“質(zhì)量％ ”，以下，若沒(méi)有特殊說(shuō)明則只用“ ％ ”表示。C :0· 05 0.12%C和后述的Ti是本發(fā)明中的重要的元素。C與Ti 一起形成碳化物，并通過(guò)析出強(qiáng) 化而對(duì)提高鋼板強(qiáng)度有效。本發(fā)明中，從析出強(qiáng)化的觀點(diǎn)出發(fā)優(yōu)選含有C為0. 05%以上，進(jìn) 一步優(yōu)選為0.06%以上。另一方面，若含有超過(guò)0. 12%的C則容易給良好的伸長(zhǎng)性及擴(kuò)孔 性帶來(lái)不良影響，因而使C含量的上限為0. 12%，優(yōu)選為0. 10%以下。Si:0. 5% 以下Si具有固溶強(qiáng)化的效果和使延展性提高的效果。為了得到上述效果，Si含有
0.01%以上是有效的。另一方面，若含有Si超過(guò)0.5 %，則在熱軋時(shí)容易產(chǎn)生被稱(chēng)為紅銹的 表面缺陷，可能使制成鋼板時(shí)的表面外觀變差，因此優(yōu)選使Si含量為0. 5%以下，進(jìn)一步優(yōu) 選0. 3%以下。Mn :0· 8 1.8%Mn在高強(qiáng)度化方面有效，并且使相變點(diǎn)降低，具有使鐵素體粒徑微細(xì)化的作用，Mn 需要含有0.8%以上，優(yōu)選為1.0%以上。另一方面，若含有過(guò)量的Mn而超過(guò)1.8%，則熱 軋后生成低溫想變相，延展性降低、或TiC的析出容易變得不穩(wěn)定，因此使Mn含量的上限為
1.8%。P :0· 030% 以下P是具有固溶強(qiáng)化的效果的元素，而且，具有減輕由Si引起的銹皮缺陷的效果。但 是，若含有過(guò)量的P而超過(guò)0. 030%，則P容易在晶界析出，容易使韌性及焊接性變差。因 此，使P含量的上限為0. 030%。S:0.01% 以下S是雜質(zhì)，除了成為熱斷裂的原因之外，其在鋼中作為夾雜物而存在，使鋼板的各 特性變差，因此需要盡可能減少。具體而言，可以允許S含量至0. 01 %，因此使其為0. 01% 以下。Al :0· 005 0.Al除了作為鋼的脫氧元素而發(fā)揮作用之外，還具有將作為雜質(zhì)存在的固溶N固 定、使常溫時(shí)效性提高的作用。為了發(fā)揮上述作用，需要使Al含量為0.005%以上。另一方 面，若含有Al超過(guò)0. 5%，則導(dǎo)致高合金消耗，而且容易誘發(fā)表面缺陷，因此使Al含量的上 限為0. 1%。Ν:0·01% 以下N是使耐常溫時(shí)效性變差的元素，是優(yōu)選盡可能降低的元素。若N含量增多則耐常 溫時(shí)效性變差，為了固定固溶N而需要添加大量的Al、Ti，因此優(yōu)選盡可能降低，使N含量 的上限為0.01%。Ti :0· 030 0. 080%Ti通過(guò)析出強(qiáng)化使鋼強(qiáng)化，因此是重要的元素。在本發(fā)明的情況下，其通過(guò)與C一 起形成碳化物而有助于析出強(qiáng)化。
總而言之，為了得到拉伸強(qiáng)度TS為540MPa以上、780MPa以下的高強(qiáng)度鋼板，優(yōu)選 使析出物微細(xì)化，以使析出物尺寸小于20nm。而且，重要的是提高該微小的析出物(析出 物尺寸小于20nm)的比例。作為其中的一個(gè)理由，認(rèn)為是若析出物的尺寸為20nm以上，則 難以得到抑制位錯(cuò)遷移的效果，而且由于不能使多邊形鐵素體充分地硬質(zhì)化，因此可能存 在強(qiáng)度降低的情況。因此，優(yōu)選使析出物的尺寸小于20nm。而且，在本發(fā)明中，含有該小于 20nm的微小的Ti的析出物，是通過(guò)在上述范圍內(nèi)同時(shí)添加Ti和C而形成的。在本說(shuō)明書(shū) 中，將這些含有Ti和C的析出物總稱(chēng)成為T(mén)i系碳化物。作為T(mén)i系碳化物，可以列舉例如 TiC、Ti4C2S2等。而且，上述碳化物中可以含有N成分，也可以與MnS等復(fù)合析出。在本發(fā)明的高強(qiáng)度鋼板中，可以確認(rèn)，Ti系碳化物主要在多邊形鐵素體中析出。 這認(rèn)為是由于多邊形鐵素體中的C的固溶度極限小，因此過(guò)飽和的C容易作為碳化物在多 邊形鐵素體中析出。因此，由于這種析出物，軟質(zhì)的多邊形鐵素體硬質(zhì)化，從而能夠得到 540MPa以上、780MPa以下的拉伸強(qiáng)度(TS)。同時(shí)由于Ti容易與固溶N結(jié)合，因此還是用于 固定固溶N的優(yōu)選的元素。出于上述原因，使Ti含量為0030%以上。但是，若添加過(guò)量的 Ti則在加熱階段僅生成無(wú)助于強(qiáng)度的粗大的Ti的未溶解碳化物TiC，因此不優(yōu)選，且不經(jīng) 濟(jì)。從該觀點(diǎn)出發(fā)，使Ti的上限為0.080%。而且，本發(fā)明中，優(yōu)選上述成分之外的余量實(shí)質(zhì)上為鐵及不可避免的雜質(zhì)的組成。3)對(duì)限定本發(fā)明的鋼板的鋼組織的理由進(jìn)行說(shuō)明。具有以70%以上的比例含有貝氏體鐵素土的組織，并且尺寸小于20nm的析出物 中的Ti量為式(1)所示的Ti*的50%以上本發(fā)明的高強(qiáng)度熱軋鋼板的強(qiáng)度，基于鋼本身具有的強(qiáng)度，通過(guò)將取決于固溶強(qiáng) 化、組織強(qiáng)化或析出強(qiáng)化3種強(qiáng)化機(jī)制的各強(qiáng)化量疊加來(lái)確定。其中，基本強(qiáng)度是鐵本來(lái)的 強(qiáng)度，固溶強(qiáng)化量只要化學(xué)組成確定則幾乎唯一地被確定，因此這兩種強(qiáng)化機(jī)制幾乎與卷 內(nèi)的強(qiáng)度偏差無(wú)關(guān)。與強(qiáng)度偏差關(guān)系最密切的是析出強(qiáng)化，其次是組織強(qiáng)化?；谖龀鰪?qiáng)化的強(qiáng)化量，通過(guò)析出物的尺寸和分散(具體而言是析出物間隔)來(lái) 確定。析出物的分散能夠通過(guò)析出物的量和尺寸來(lái)表現(xiàn)，因此只要確定析出物的尺寸和量 就能確定基于析出強(qiáng)化的強(qiáng)化量。組織強(qiáng)化根據(jù)鋼組織的種類(lèi)來(lái)確定。鋼組織通過(guò)由奧氏 開(kāi)始相變的溫度來(lái)確定其種類(lèi)，只要確定化學(xué)組成和鋼組織，就能確定強(qiáng)化量。4)下面，對(duì)本發(fā)明所依據(jù)的實(shí)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行敘述。對(duì)以化學(xué)組成為0. 08C-0. ISi-L 5Mn_0. 011P-0. 002S-0. 017A1-0. 005N 作為基本 組成、Ti添加量為0. 04%的鋼A和Ti添加量為0. 06%的鋼B，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室熔煉而制成鋼坯。 通過(guò)開(kāi)坯軋制將這些鋼坯制成25mm厚的薄板坯。在1230°C下加熱薄板坯，在5道次內(nèi)進(jìn)行 終軋溫度為880°C的熱軋，從終軋起1. 7秒后以25°C /s的冷卻速度實(shí)施水冷。此時(shí)，使冷 卻停止溫度在720 520°C之間進(jìn)行各種變化。水冷后放冷10秒，然后插入500 700°C 的電爐中進(jìn)行卷取處理，在爐中的保持時(shí)間在1 300分鐘之間變化。此時(shí)，當(dāng)冷卻停止溫 度與爐溫之差在30°C以上時(shí)，在放冷后繼續(xù)以25°C /s的冷卻速度實(shí)施水冷卻，直至與爐溫 之差達(dá)到30°C。通過(guò)以上的方法，制造使Ti的析出狀態(tài)和鋼組織發(fā)生各種變化的熱軋鋼 板。將這些熱軋鋼帶酸洗后，實(shí)施伸長(zhǎng)率為0. 5%的表面光軋，然后裁取拉伸試驗(yàn)片和析出 物分析樣品。從如上制造的熱軋鋼板組中，抽取尺寸小于20nm的析出物中含有的Ti量為下式(1)所示的Ti*的50%以上的鋼板，對(duì)多邊形鐵素體的比例(％)和拉伸強(qiáng)度TS (MPa)的相 關(guān)性進(jìn)行了研究，并將結(jié)果示于圖1。由該圖可知，隨著多邊形鐵素體比例的增加，拉伸強(qiáng)度 TS顯示出減少的傾向，但在多邊形鐵素體比例為70%以上的情況下，TS的變化變小而穩(wěn)定 化。并且，多邊形鐵素體的比例例如可以如下計(jì)算。通過(guò)硝酸乙醇腐蝕液對(duì)除鋼板的 L截面(與軋制方向平行的截面)的板厚的表層10%之外的部分進(jìn)行腐蝕，并通過(guò)掃描電 子顯微鏡(SEM)將顯現(xiàn)出的組織放大1000倍來(lái)進(jìn)行拍攝。將晶界的凹凸小于0. 1 μ m的光 滑的、以及晶粒內(nèi)不殘留腐蝕痕跡而平滑的鐵素體晶粒定義為多邊形鐵素體，從而與其他 形態(tài)的鐵素體相、珠光體或貝氏體等不同的的相變相進(jìn)行區(qū)別。通過(guò)圖像分析軟件將照片 彩色編碼，基于其面積率，得到多邊形鐵素體比例。同樣地，從如上制造的熱軋鋼板組中，抽取多邊形鐵素體的比例為70%以上的鋼 板，對(duì)與下式⑴所示的Ti*相對(duì)的尺寸小于20nm的析出物中含有的Ti量的比例(％ )與 拉伸強(qiáng)度TS(MPa)的相關(guān)性進(jìn)行了研究，并將結(jié)果示于圖2。如上述所示，有助于析出強(qiáng)化 的尺寸小于20的析出物通過(guò)添加Ti而形成，因此只要把握尺寸小于20nm的析出物中的Ti 量，就能夠知道Ti是否高效地作為微細(xì)析出物而析出。由該圖可知，隨著尺寸小于20nm的 析出物中含有的Ti量增加，TS顯示出增加的傾向，但在析出物中含有的Ti量為T(mén)i*的50% 以上的情況下，TS的變化變小而穩(wěn)定化。由以上的結(jié)果可知，只要將鋼組織控制在多邊形鐵素體為70%以上的比例范圍 內(nèi)，并且將尺寸小于20nm的析出物中含有的Ti量控制在下式(1)所示的Ti*的50%以上 的范圍，則即使卷取后的卷的冷卻史在每個(gè)位置不同而不可避免地產(chǎn)生強(qiáng)度偏差，其產(chǎn)生 的強(qiáng)度偏差仍顯著減小達(dá)到使用上不存在問(wèn)題的水平。Ti* = [Ti]-48 + 14X [N]... (1)這里，[Ti]及[N]分別表示鋼板的Ti及N的成分組成(質(zhì)量％計(jì))。因此，若在鋼板的任一位置實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的必要條件，則即使卷的冷卻史在各個(gè)位 置不同，其各位置的鋼板的強(qiáng)化量仍大致相同，結(jié)果是該鋼板的強(qiáng)度偏差小且強(qiáng)度均勻性 優(yōu)良，其中，上述必要條件為具有以70%以上的比例含有多邊形鐵素體的組織，并且尺寸小 于20nm的析出物中含有的Ti量為上式(1)所示的Ti*的50%以上。5)而且，尺寸小于20nm的析出物中含有的Ti的量能夠通過(guò)以下的方法進(jìn)行測(cè)定。在電解液中電解預(yù)定量的試樣后，從電解液中取出試樣片并浸漬在具有分散性的 溶液中。接著，使用孔徑20nm的過(guò)濾器過(guò)濾該溶液中含有的析出物。與濾液一同通過(guò)該孔 徑20nm的過(guò)濾器的析出物的尺寸小于20nm。接著，從電感耦合等離子體發(fā)射光譜法、ICP質(zhì) 譜法及原子吸收光譜法等中選擇適當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)過(guò)濾后的濾液進(jìn)行分析，計(jì)算尺寸小于20nm 的析出物的Ti量。6)下面，對(duì)本發(fā)明的高強(qiáng)度熱軋鋼板的優(yōu)選的制造方法的一例進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明的制造方法中使用的鋼坯的組成與上述鋼板的組成相同，而且其限定理由 也相同。本發(fā)明的高強(qiáng)度熱軋鋼板，以具有上述范圍內(nèi)的組成的鋼坯為原材料，能夠通過(guò)對(duì) 該原材料實(shí)施粗軋而制成熱軋鋼板的熱軋工序來(lái)進(jìn)行制造。i)加熱溫度1150°C 1300°C對(duì)鋼坯加熱溫度而言，加熱階段為了使TiC這樣的Ti系碳化物固溶，優(yōu)選將熱軋鋼板加熱至1150°C以上。這是因?yàn)槿鬞i系碳化物未固溶則給熱軋鋼板的拉伸強(qiáng)度帶來(lái)不 良影響，因此優(yōu)選避免。但是，利用過(guò)高的溫度進(jìn)行加熱，會(huì)引起伴隨氧化損失增加的鐵損 增大等問(wèn)題，因此優(yōu)選使鋼坯加熱溫度的上限為1300°C。對(duì)在上述條件下加熱后的鋼坯，實(shí)施進(jìn)行粗軋及終軋的熱軋。這里，鋼坯通過(guò)粗軋 而被制成薄板坯。并且，粗軋的條件不需要特殊限定，可以按照通常的方法來(lái)進(jìn)行。而且， 從降低鋼坯加熱溫度、并防止熱軋時(shí)的故障等觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選活用加熱薄板坯的、所謂的薄 板坯加熱器。接著，對(duì)薄板坯進(jìn)行終軋而制成熱軋鋼板。ii)終軋溫度(FDT) 800 950°C若終軋溫度高則晶粒變得粗大，成形性降低、或容易產(chǎn)生銹皮缺陷，因此使其為 950°C以下。而且，若低于800°C則軋制載荷增大，軋制負(fù)荷增大，奧氏體未再結(jié)晶狀態(tài)下的 軋制率增高，異常的集合組織增多，因而從強(qiáng)度均勻性的觀點(diǎn)出發(fā)不優(yōu)選。這表示使終軋溫 度為800°C以上且950°C以下。優(yōu)選為840°C 920°C。而且，為了降低熱軋時(shí)的軋制載荷，可以在終軋的一部分或全部的道次之間進(jìn)行 潤(rùn)滑軋制。從鋼板形狀的均勻化或強(qiáng)度的均勻化的觀點(diǎn)出發(fā)，進(jìn)行潤(rùn)滑軋制是有效的。優(yōu) 選使?jié)櫥堉茣r(shí)的摩擦系數(shù)在0. 10 0. 25的范圍內(nèi)。而且，優(yōu)選進(jìn)行使彼此相鄰的薄板 坯之間接合、并連續(xù)終軋的連續(xù)軋制工藝。從熱軋的操作穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使用連續(xù) 軋制工藝。iii)熱終軋后2秒內(nèi)以20°C /s以上的冷卻速度(一次冷卻)進(jìn)行冷卻終軋后至冷卻開(kāi)始所經(jīng)過(guò)的時(shí)間若超過(guò)2秒，則終軋時(shí)蓄積的變形被釋放，即使 實(shí)施后述的冷卻控制也不會(huì)有效地生成鐵素體，TiC的穩(wěn)定析出不會(huì)進(jìn)行。而且，在冷卻速 度低于20°C /s時(shí)，也容易發(fā)生同樣的現(xiàn)象。iv) 650°C 750°C的溫度范圍內(nèi)的冷卻停止、和2 15秒的放冷工序?yàn)榱嗽谕ㄟ^(guò)輸出輥道的短時(shí)間內(nèi)使如TiC這樣的Ti系碳化物有效地析出，放冷的 溫度必須在最多鐵素體相變發(fā)生的溫度范圍內(nèi)保持一定時(shí)間。當(dāng)放冷(保持)溫度低于 650°C時(shí)，Ti系碳化物的析出的生長(zhǎng)速度小，因此不能確保所期望的強(qiáng)化量所需要的Ti系 碳化物的量。另一方面，當(dāng)放冷溫度高于750°C時(shí)，析出的核生長(zhǎng)不充分且生長(zhǎng)速度快，因而 Ti系碳化物疏松且粗大地分布，因此強(qiáng)化能力變小。因此，放冷溫度設(shè)為650°C 750°C。當(dāng)放冷時(shí)間少于2秒時(shí)，Ti系碳化物的析出量不充分，難以確保必要的強(qiáng)化量。另 一方面，當(dāng)放冷時(shí)間長(zhǎng)于15秒時(shí)，Ti系碳化物疏松且粗大地分布，因此強(qiáng)化能力變小。因 此，放冷時(shí)間設(shè)為2秒 15秒。ν)以小于100°C /s的冷卻速度(二次冷卻)再次進(jìn)行冷卻放冷處理之后的冷卻速度在100°C /s以上時(shí)，卷取溫度的控制性變差，強(qiáng)度的穩(wěn) 定化變得困難。因此，冷卻速度設(shè)為小于100°C/S。雖然冷卻速度的下限沒(méi)有特殊的限定， 但從抑制析出物的粗大化的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選設(shè)為5°c /s以上。vi)在550 650°C的溫度范圍內(nèi)卷取成卷狀在卷取溫度低于550°C的情況下，輸出輥道上未相變的部分生成低溫相變相，成為 導(dǎo)致強(qiáng)度偏差的原因，并且延展性降低。在卷取溫度高于650°C的情況下，TiC這樣的Ti系 碳化物的生長(zhǎng)在卷取后仍然進(jìn)行，因而強(qiáng)化能力變小，而且容易產(chǎn)生與卷取后的冷卻史對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度偏差。因此，卷取溫度設(shè)為550 650°C。在考慮了卷內(nèi)的強(qiáng)度偏差的情況下，例如TiC這樣的Ti系碳化物的析出主要在卷 取后的冷卻階段發(fā)生，因此優(yōu)選考慮卷取后的鋼板的冷卻史。特別是，由于在卷的前端部和 后端部的冷卻速度快，因此有時(shí)Ti系碳化物的析出不能充分地進(jìn)行。因此，對(duì)于卷前端部 和后端部而言，提高溫度而相對(duì)于除該前端部和后端部之外的卷內(nèi)側(cè)形成溫度差時(shí)，能夠 更進(jìn)一步地改善強(qiáng)度偏差。實(shí)施例1下面，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。通過(guò)轉(zhuǎn)爐熔煉表1所示組成的鋼水，通過(guò)連鑄法制成鋼坯。將這些鋼坯加熱至 1250°C、粗軋、制成薄板坯，接著，通過(guò)實(shí)施表2所示條件的終軋的熱軋工序制成熱軋鋼板。接著，將這些熱軋鋼板酸洗后，實(shí)施伸長(zhǎng)率為0. 5%的表面光軋，然后將寬度方向 的IOmm的端部切邊除去，并對(duì)各種特性進(jìn)行評(píng)價(jià)。在卷的長(zhǎng)度方向的前端部和后端部，將 最內(nèi)周和最外周的各一卷切除，并在切除的位置處和在長(zhǎng)度方向上將卷內(nèi)側(cè)分割為20等 分的分割點(diǎn)裁取鋼板。從這些熱軋鋼板的寬度方向邊緣及在寬度方向上分割8分的分割點(diǎn) 裁取拉伸試驗(yàn)片和析出物分析樣品。拉伸試驗(yàn)的試驗(yàn)片是在與軋制方向平行的方向(L方向)上裁取，并加工為JIS 5 號(hào)拉伸試驗(yàn)片。根據(jù)Jis Z 2241的規(guī)定以IOmm/分鐘的十字頭速度進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，計(jì)算拉 伸強(qiáng)度(TS)。將調(diào)查所得的各熱軋鋼板的拉伸特性的結(jié)果示于表2。顯微組織，通過(guò)硝酸乙醇腐蝕液對(duì)除L截面(與軋制方向平行的截面)的板厚的 表層10%之外的部分進(jìn)行腐蝕，并通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)將顯現(xiàn)出的組織放大至5000 倍來(lái)進(jìn)行測(cè)定，多邊形鐵素體的比例通過(guò)上述的方法、使用圖像處理軟件來(lái)進(jìn)行測(cè)定。尺寸小于20nm的析出物中的Ti的定量通過(guò)以下的定量法來(lái)實(shí)施。將由上述得到 的熱軋鋼板切割至適當(dāng)?shù)某叽纾?0% AA類(lèi)電解液(10vol%乙酰丙酮-1質(zhì)量％四甲基氯 化銨-甲醇)中，以20mA/cm2的電流密度恒電流電解約0. 2g。將電解后的、表面上附著有析出物的試樣片從電解液中取出，浸漬在六偏磷酸鈉 水溶液(500mg/L)(以下，成為SHMP水溶液)中，施加超聲波振動(dòng)，從試樣片剝離析出物并 提取至SHMP水溶液中。接著，使用孔徑20nm的過(guò)濾器過(guò)濾含有析出物的SHMP水溶液，使 用ICP發(fā)射分光光度計(jì)對(duì)過(guò)濾后的濾液進(jìn)行分析，測(cè)定濾液中的Ti的絕對(duì)量。接著，用Ti 的絕對(duì)量除以電解重量，得到尺寸小于20nm的析出物中含有的Ti的量(質(zhì)量％)。并且， 對(duì)析出物剝離后的試樣重量進(jìn)行測(cè)定，并將所得結(jié)果從電解前的試樣重量中減除，從而求 出電解重量。然后，通過(guò)使用由上述得到的尺寸小于20nm的析出物中含有的Ti的量(質(zhì) 量％ )，除以將表1所示的Ti和N的含量代入式(1)而算出Ti*，得到尺寸小于20nm的析 出物中含有的Ti的量的比例。表 權(quán)利要求
一種高強(qiáng)度熱軋鋼板，其特征在于，成分組成為，以質(zhì)量％計(jì)，含有C0.05～0.12％、Si0.5％以下、Mn0.8％～1.8％、P0.030％以下、S0.01％以下、Al0.005～0.1％、N0.01％以下、Ti0.030～0.080％，余量由Fe及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成；具有以70％以上的比例含有多邊形鐵素體的組織，并且尺寸小于20nm的析出物中存在的Ti量為通過(guò)下式(1)計(jì)算的Ti*值的50％以上，Ti*＝[Ti] 48÷14×[N]…(1)這里，[Ti]和[N]分別表示鋼板的以質(zhì)量％計(jì)的Ti和N的成分組成。
2.一種高強(qiáng)度熱軋鋼板的制造方法，其特征在于，將鋼坯加熱至1150 1300°C的加熱 溫度后，在800 950°C的終軋溫度下進(jìn)行熱終軋，在所述熱終軋后2秒以?xún)?nèi)以20°C /s以 上的冷卻速度開(kāi)始冷卻，在650°C 750°C的溫度下停止冷卻，接著經(jīng)過(guò)2秒 15秒的放冷 工序之后，以小于100°C /s的冷卻速度再次實(shí)施冷卻，并在550 650°C的溫度范圍內(nèi)卷取 成卷狀，所述鋼坯的成分組成為，以質(zhì)量％計(jì)，含有C 0. 05 0. 12%, Si 0. 5%以下、Mn 0. 8% 1. 8%、P :0. 030% 以下、S 0. 01% 以下、Al 0. 005 0. 1%、N 0. 01% 以下、Ti 0. 030 0. 080%，余量由Fe及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
全文摘要
提供使用廉價(jià)的Ti系廣泛使用的鋼板的、拉伸強(qiáng)度(TS)為540～780MPa、且強(qiáng)度偏差小的強(qiáng)度均勻性?xún)?yōu)良的高強(qiáng)度熱軋鋼板。成分組成為，以質(zhì)量％計(jì)，含有C0.05～0.12％、Si0.5％以下、Mn0.8～1.8％、P0.030％以下、S0.01％以下、Al0.005～0.1％、N0.01％以下、Ti0.030～0.080％，余量由Fe及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。而且，組織為多邊形鐵素體以70％以上的比例存在，并且尺寸小于20nm的析出物中存在的Ti量為通過(guò)下式(1)計(jì)算的Ti*值的50％以上。Ti*＝[Ti]-48÷14×[N]…(1)這里，[Ti]和[N]分別表示鋼板的以質(zhì)量％計(jì)的Ti和N的成分組成。
文檔編號(hào)C22C38/00GK101939459SQ200980104588
公開(kāi)日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2009年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月8日
發(fā)明者奧田金晴, 森安永明, 清水哲雄, 渡部真英, 金子真次郎 申請(qǐng)人:杰富意鋼鐵株式會(huì)社