专利名称：延展性和拉伸凸缘性优异的高强度钢板、高强度镀锌钢板以及它们的制造方法
技术领域：
本发明涉及延展性和拉伸凸缘性优异的高强度钢板、高强度镀锌钢板以及它们的制造方法。本申请基于2010年9月16日在日本提出申请的日本特愿2010-208329号及日本特愿2010-208330号主张优先权，并将其内容援引于此。
背景技术：
近年来，对汽车等中使用的钢板的高强度化的要求越来越高，最大拉伸应力为900MPa以上的高强度冷轧钢板也已被采用。通常，使钢板的强度提高时，延展性、拉伸凸缘性降低，加工性劣化。然而，近年来对高强度钢板也要求具有充分的加工性。作为以往的提高高强度钢板的延展性、拉伸凸缘性的技术，可举出下述延展性及拉伸凸缘性优异的高张力热浸镀锌钢板:具有以质量％计含有C:0.05 0.20%,Si:0.3 1.8%、Mn:1.0 3.0%、S:0.005%以下且余量由Fe及不可避免的杂质构成的组成、以及由铁素体、回火马氏体、残留奥氏体及低温相变相构成的复合组织，且含有以体积率计为30%以上的上述铁素体、以体积率计为20%以上的上述回火马氏体、以体积率计为2%以上的上述残留奥氏体，并且，上述铁素体及回火马氏体的平均晶体粒径为IOym以下(例如参照专利文献I)。另外，作为以往的提闻闻强度钢板的加工性的技术，有下述显不780MPa以上的抗拉强度的高张力冷轧钢板:作为对C、S1、Mn、P、S、Al及N量进行调整、根据需要进一步还含有T1、Nb、V、B、Cr、Mo、Cu、N1、Ca中的I种以上的钢板的金属组织，具有以下组织，S卩:含有3%以上的铁素体、合计为40%以上的包含碳化物的贝氏体及包含碳化物的马氏体，且上述铁素体和贝氏体及马氏体的合计量为60%以上，并且粒内具有渗碳体或马氏体或残留奥氏体的铁素体粒的数量是总铁素体的数量的30%以上(例如参照专利文献2)。另外，作为以往的提高高强度钢板的拉伸凸缘性的技术，可举出减小了钢板内的硬质部位与软质部位的硬度差的钢板。例如，专利文献3中，减小钢板内部的硬度的标准偏差，从而使钢板整个区域具有同等的硬度。专利文献4中，通过热处理使硬质部位的硬度降低，从而减小了与软质部的硬度差。专利文献5中，通过将硬质部位制成比较软质的贝氏体从而减小了与软质部的硬度差。另外，作为以往的提高高强度钢板的拉伸凸缘性的技术，可举出下述钢板:对于具有以面积率计为40 70%的回火马氏体和余量由铁素体构成的组织的钢板，减小了钢板的厚度方向剖面中的Mn浓度的上限值与下限值之比(例如参照专利文献6)。现有技术文献专利文献 专利文献1:日本特开2001-192768号公报
专利文献2:日本特开2004-68050号公报专利文献3:日本特开2008-266779号公报专利文献4:日本特开2007-302918号公报专利文献5:日本特开2004-263270号公报专利文献6:日本特开2010-65307号公报
发明内容
发明要解决的技术问题但是，在以往的技术中，最大抗拉强度为900MPa以上的高强度钢板的加工性不充分，希望进一步提高延展性和拉伸凸缘性从而进一步提高加工性。本发明是鉴于这种情况而完成的发明，其技术问题在于提供确保最大抗拉强度为900MPa以上的高强度的同时、可得到优异的延展性和拉伸凸缘性的加工性优异的高强度钢板及其制造方法。用于解决技术问题的手段本发明人为了解决上述技术问题进行了潜心研究。其结果发现:通过增大钢板内部的显微的Mn分布，制成硬度差大、限制硬度分布不均、平均晶体粒径十分小的钢板，从而可以在确保最大抗拉强度为900MPa以上的高强度的同时大大提高延展性和拉伸凸缘性(扩孔性)。[I] 一种延展性和拉伸凸缘性优异的高强度钢板，其特征在于，
其是以质量％计含有C:0.05 0.4%、Si:0.1 2.5%、Mn: 1.0 3.5%、P:0.001 0.03%、S:0.0001 0.01%、Al:0.001 2.5%、N:0.0001 0.01%、O:0.0001 0.008%、且余量为铁及不可避免的杂质的钢，钢板组织由以体积分率计为10 50%的铁素体相、10 50%的回火马氏体相和余量硬质相构成，在钢板的1/8厚 3/8厚的范围内，设定多个直径为I μπι以下的测定区域，将上述多个测定区域中的硬度的测定值按从小到大的顺序排列得到硬度分布，并且求出下述整数N0.02，所述整数N0.02是将硬度的测定值的总数乘以0.02得到的数且在该数包含小数时将该小数进位而得到，将从最小硬度的测定值起第N0.02大的测定值的硬度设为2%硬度，另外，求出下述整数N0.98，所述整数N0.98是将硬度的测定值的总数乘以0.98得到的数且在该数包含小数时将该小数进位而得到，将从最小硬度的测定值起第N0.98大的测定值的硬度设为98%硬度，此时，上述98%硬度为上述2%硬度的1.5倍以上，上述2%硬度与上述98%硬度之间的上述硬度分布的峰度K*为一 1.2以上且一 0.4以下，上述钢板组织中的平均晶体粒径为10 μπι以下。
[2]根据[I]所述的延展性和拉伸凸缘性优异的高强度钢板，其特征在于，钢板的1/8厚 3/8厚处的基底金属中的Mn浓度的最大值与最小值之差换算成质量％为0.4%以上且3.5%以下。[3]根据[I]或[2]所述的延展性和拉伸凸缘性优异的高强度钢板，其特征在于，将从上述2%硬度至98%硬度为止的区间进行10等分而设定10个1/10区间时，各1/10区间中的硬度的测定值的个数在全部测定值的个数的2 30%的范围内。[4]根据[I]至[3]中任一项所述的延展性和拉伸凸缘性优异的高强度钢板，其特征在于，上述硬质相是以体积分率计为10 45%的贝氏体铁素体相或贝氏体相中的任一者或两者、和10%以下的初生马氏体(fresh martensite)相。[5]根据[I]至[4]中任一项所述的延展性和拉伸凸缘性优异的高强度钢板，其特征在于，作为钢板组织，进一步含有2 25%的残留奥氏体相。[6]根据[I]至[5]中任一项所述的延展性和拉伸凸缘性优异的高强度钢板，其特征在于，进一步以质量％计含有Ti:0.005 0.09%、Nb:0.005 0.09%中的I种或2种以上。[7]根据[I]至[6]中任一项所述的延展性和拉伸凸缘性优异的高强度钢板，其特征在于，进一步以质量％计含有B:0.0001 0.01%、Cr:0.01 2.0%、Ni:0.01 2.0%、Cu:0.01 2.0%,Mo:0.01 0.8%中的I种或2种以上。[8]根据[I]至[7]中任一项所述的延展性和拉伸凸缘性优异的高强度钢板，其特征在于，进一步以质量％计含有V:0.005 0.09%O[9]根据[I]至[8]中任一项所述的延展性和拉伸凸缘性优异的高强度钢板，其特征在于，进一步以质量％计 合计含有0.0001 0.5%的Ca、Ce、Mg、REM中的I种或2种以上。[10] 一种延展性和拉伸凸缘性优异的高强度镀锌钢板，其特征在于，其是通过在[I]至[9]中任一项所述的高强度钢板的表面形成镀锌层而成的高强度镀锌钢板。[11] 一种延展性和拉伸凸缘性优异的高强度钢板的制造方法，其特征在于，具备下述工序:热轧工序，其将具有[I]或[6] [9]中任一项记载的化学成分的板坯直接或暂时冷却后加热至1050°C以上，在800°C或Ar3相变点中任一较高的温度以上的温度下进行热轧，以轧制后的轧制材的组织中的奥氏体相达到50体积％以上的方式在750°C以下的温度区域进行卷取；冷却工序，其将上述热轧后的钢板在满足下述式(I)的同时从卷取温度至(卷取温度一 100) °C为止以20°C /小时以下的速度进行冷却；以及将上述冷却后的钢板进行连续退火的工序，上述连续退火工序是下述工序:将上述钢板在最高加热温度750 1000°C下进行退火，接着，进行从上述最高加热温度冷却至铁素体相变温度区域以下并在铁素体相变温度区域中停留20 1000秒的第I次冷却，接着，进行第2次冷却，所述第2次冷却将贝氏体相变温度区域中的冷却速度设为平均10°C /秒以上进行冷却，在马氏体相变开始温度以下且马氏体相变开始温度-120°c以上的范围中停止，接着，将第2次冷却后的钢板在马氏体相变开始温度以下且第2次冷却停止温度以上的范围中停留2秒 1000秒；接着，将贝氏体相变温度区域中的升温速度设为平均10°C /秒以上，再加热至贝氏体相变开始温度一 100°c以上的再加热停止温度，接着，进行第3次冷却，所述第3次冷却将上述再加热后的钢板从上述再加热停止温度冷却至低于贝氏体相变温度区域并使其在贝氏体相变温度区域中停留30秒以上。
权利要求
1.种延展性和拉伸凸缘性优异的高强度钢板，其特征在于， 其是以质量％计含有C:0.05 0.4%、Si:0.1 2.5%、Mn:1.0 3.5%、P:0.001 0.03%、S:0.0001 0.01%、Al:0.001 2.5 %、N:0.0001 0.01%、 O:0.0001 0.008%、且余量为铁及不可避免的杂质的钢， 钢板组织由以体积分率计为10 50%的铁素体相、10 50%的回火马氏体相和余量硬质相构成， 在钢板的1/8厚 3/8厚的范围内，设定多个直径为I μπι以下的测定区域，将所述多个测定区域中的硬度的测定值按从小到大的顺序排列得到硬度分布，并且求出下述整数N0.02，所述整数N0.02是将硬度的测定值的总数乘以0.02得到的数且在该数包含小数时将该小数进位而得到，将从最小硬度的测定值起第N0.02大的测定值的硬度设为2%硬度，另外，求出下述整数N0.98，所述整数N0.98是将硬度的测定值的总数乘以0.98得到的数且在该数包含小数时将该小数进位而得到，将从最小硬度的测定值起第N0.98大的测定值的硬度设为98%硬度，此时，所述98%硬度是所述2%硬度的1.5倍以上，所述2%硬度与所述98%硬度之间的所述硬度分布的峰度K*为一 1.2以上且一 0.4以下，所述钢板组织中的平均晶体粒径为10 μ m以下。
2.据权利要求1所述的延展性和拉伸凸缘性优异的高强度钢板，其特征在于，钢板的1/8厚 3/8厚处的基底金属中的Mn浓度的最大值与最小值之差换算成质量％为0.4%以上且3.5%以下。
3.据权利要求1或权利要求2所述的延展性和拉伸凸缘性优异的高强度钢板，其特征在于，将从所述2%硬度至98%硬度为止的区间进行10等分而设定10个1/10区间时，各1/10区间中的硬度的测定值的个数在全部测定值的个数的2 30%的范围内。
4.据权利要求1至权利要求3中任一项所述的延展性和拉伸凸缘性优异的高强度钢板，其特征在于，所述硬质相是以体积分率计为10 45%的贝氏体铁素体相或贝氏体相中的任一者或两者、和10%以下的初生马氏体相。
5.据权利要求1至权利要求4中任一项所述的延展性和拉伸凸缘性优异的高强度钢板，其特征在于，作为钢板组织，进一步含有2 25%的残留奥氏体相。
6.据权利要求1至权利要求5中任一项所述的延展性和拉伸凸缘性优异的高强度钢板，其特征在于，进一步以质量％计含有Ti:0.005 0.09%、Nb:0.005 0.09%中的I种或2种以上。
7.据权利要求1至权利要求6中任一项所述的延展性和拉伸凸缘性优异的高强度钢板，其特征在于，进一步以质量％计含有B:0.0001 0.01%、Cr:0.01 2.0%、Ni:0.01 2.0%, Cu:0.01 2.0%, Mo:0.01 0.8% 中的 I 种或 2 种以上。
8.据权利要求1至权利要求7中任一项所述的延展性和拉伸凸缘性优异的高强度钢板，其特征在于，进一步以质量％计含有V:0.005 0.09%。
9.据权利要求1至权利要求8中任一项所述的延展性和拉伸凸缘性优异的高强度钢板，其特征在于，进一步以质量％计合计含有0.0001 0.5%的Ca、Ce、Mg、REM中的I种或2种以上。
10.种延展性和拉伸凸缘性优异的高强度镀锌钢板，其特征在于，其是通过在权利要求I至权利要求9中任一项所述的高强度钢板的表面形成镀锌层而成的高强度镀锌钢板。
11.种延展性和拉伸凸缘性优异的高强度钢板的制造方法，其特征在于，具备下述工序: 热轧工序，其将具有权利要求1或权利要求6 9中任一项记载的化学成分的板还直接或暂时冷却后加热至1050°C以上，在800°C或Ar3相变点中任一较高的温度以上的温度下进行热轧，以轧制后的轧制材的组织中的奥氏体相达到50体积％以上的方式在750°C以下的温度区域进行卷取； 冷却工序，其将所述热轧后的钢板在满足下述式(I)的同时从卷取温度至卷取温度一100°C为止以20°C /小时以下的速度进行冷却；以及将所述冷却后的钢板进行连续退火的工序； 所述连续退火工序是下述工序: 将所述钢板在最高加热温度750 1000°C下进行退火， 接着，进行从所述最高加热温度冷却至铁素体相变温度区域以下并在铁素体相变温度区域中停留20 1000秒的第I次冷却，接着，进行第2次冷却，所述第2次冷却将贝氏体相变温度区域中的冷却速度设为平均10°C /秒以上进行冷却，在马氏体相变开始温度以下且马氏体相变开始温度一 120°C以上的范围中停止， 接着，将第2次冷却后的钢板在马氏体相变开始温度以下且第2次冷却停止温度以上的范围中停留2秒 1000秒； 接着，将贝氏体相变温度区域中的升温速度设为平均10°C /秒以上，再加热至贝氏体相变开始温度一 100°C以上的再加热停止温度， 接着，进行第3次冷却，所述第3次冷却将所述再加热后的钢板从所述再加热停止温度冷却至低于贝氏体相变温度区域并使其在贝氏体相变温度区域中停留30秒以上，
12.据权利要求11所述的延展性和拉伸凸缘性优异的高强度钢板的制造方法，其特征在于，将所述热轧后的卷取温度设为Bs点以上且750°C以下。
13.据权利要求11或权利要求12所述的延展性和拉伸凸缘性优异的高强度钢板的制造方法，其特征在于，在所述冷却工序与所述连续退火工序之间，具备酸洗后以35 80%的压下率进行冷轧的冷轧工序。
14.据权利要求11至权利要求13中任一项所述的延展性和拉伸凸缘性优异的高强度钢板的制造方法，其特征在于，所述第2次冷却中在贝氏体相变温度区域中停留的时间与所述再加热中在贝氏体相变区域中停留的时间合计为25秒以下。
15.种延展性和拉伸凸缘性优异的高强度镀锌钢板的制造方法，其特征在于，在用权利要求11至权利要求14中任一项所述的制造方法制造高强度钢板时的所述再加热中，将所述钢板浸溃于镀锌液中。
16.种延展性和拉伸凸缘性优异的高强度镀锌钢板的制造方法，其特征在于，在用权利要求11至权利要求14中任一项所述的制造方法制造高强度钢板时的所述第3次冷却的贝氏体相变温度区域中，将所述钢板浸溃于镀锌液中。
17.种高强度镀锌钢板的制造方法，其特征在于，用权利要求11至权利要求14中任一项所述的制造方法制造高强度钢板后，实施电镀锌。
18.种高强度镀锌钢板的制造方法，其特征在于，用权利要求11至权利要求14中任一项所述的制造方法制造高强度钢板后，实施热浸镀锌。
全文摘要
本发明的高强度钢板是以质量%计含有C0.05～0.4%、Si0.1～2.5%、Mn1.0～3.5%、P0.001～0.03%、S0.0001～0.01%、Al0.001～2.5%、N0.0001～0.01%、O0.0001～0.008%、且余量为铁及不可避免的杂质的钢，钢板组织由以体积分率计为10～50%的铁素体相、10～50%的回火马氏体相和余量硬质相构成，在钢板的1/8厚～3/8厚的范围内，98%硬度是2%硬度的1.5倍以上，2%硬度与98%硬度之间的硬度分布的峰度K*为－1.2以上且－0.4以下，钢板组织中的平均晶体粒径为10μm以下。
文档编号C23C2/16GK103097566SQ20118004433
公开日2013年5月8日 申请日期2011年9月16日 优先权日2010年9月16日
发明者川田裕之, 丸山直纪, 村里映信, 吉永直树, 若林千智, 铃木规之 申请人:新日铁住金株式会社