加工性优异的高强度冷轧钢板及其制造方法_2

文档序号:8313724阅读:来源:国知局
旧Y晶内混合生成高温区域生成贝氏体和低温区域生成贝氏体 等的双方的情况,图2(b)表示每个旧Y晶粒分别混合生成高温区域生成贝氏体和低温区 域生成贝氏体等的情况。图2中所示的黑圆表示M混合相。关于M混合相后述。
[0049] 在本发明中,设金属组织整体中所占的高温区域生成贝氏体的面积率为a,金属组 织整体中所占的低温区域生成贝氏体和回火马氏体的合计面积率为b时,需要a和b均满 足20~80%。
[0050] 若高温区域生成贝氏体的面积率a或低温区域生成贝氏体等的合计面积率b低于 20%或超过80%,则高温区域生成贝氏体和低温区域生成贝氏体等的生成量的平衡变差, 高温区域生成贝氏体和低温区域生成贝氏体等的复合化带来的效果无法发挥。因此,延伸 率、延伸凸缘性或弯曲性任意一种特性劣化,不能全面改善加工性。因此上述面积率a为 20~80 %,优选为25~75 %,更优选为30~70 %。另外,上述合计面积率b为20~80 %, 优选为25~75 %,更优选为30~70 %。
[0051] 如果上述a和上述b的关系各自的范围满足上述范围,则没有特别限定,也包括a > b、a < b、a = b的任意一种形态。
[0052] 在此,没有规定低温区域生成贝氏体的面积率,而规定低温区域生成贝氏体和回 火马氏体的合计面积率的理由在于,在T2温度区域保持规定时间W上而生成的各个组织, 带给特性的影响处于同程度。
[0053] 高温区域生成贝氏体和低温区域生成贝氏体等的混合比率,根据冷社钢板所要求 的特性决定即可。具体来说,冷社钢板的加工性之中为了提高延伸凸缘性(A),减小高温区 域生成贝氏体的比率,加大低温区域生成贝氏体等的比率即可。另一方面,社钢板的加工性 之中为了提高延伸率巧U,加大高温区域生成贝氏体的比率,减小低温区域生成贝氏体等 的比率即可。另外,为了提高冷社钢板的强度,加大低温区域生成贝氏体等的比率,减小高 温区域生成贝氏体的比率即可。
[0054] 此外在本发明中,上述面积率a和上述合计面积率b相对于金属组织整体的合 计(a+b)需要满足70%。若(a+b)低于70%,则不能确保980MPa W上的抗拉强度。因此 (a+b)为70% W上,优选为75% W上,更优选为80% W上。(a+b)的上限没有特别限定,例 如为95%。
[0055] 本发明的冷社钢板,除了高温区域生成贝氏体、低温区域生成贝氏体和回火马氏 体W外,还含有残留Y。
[0056] 残留Y在钢板受到应变而变形时相变为马氏体,从而发挥良好的延伸率,并且促 进变形部的硬化,是发挥着防止应变的集中的效率的组织。该样的效果一般被称为TRIP效 应。为了发挥该样的效果,W饱和磁化法测量残留Y相对于金属组织整体的分率时,该残 留Y需要含有3体积% ^上。优选为5体积% ^上,更优选为7体积% ^上。但是若残留 Y的分率过高,则后述的M混合相生成,该M混合相容易粗大化,因此使延伸凸缘性和弯 曲性降低。因此残留Y的上限为20体积%左右。
[0057] 残留Y主要在金属组织的板条间生成,但在板条状的组织的集合体(例如板条块 或板条束)和旧Y的晶界上,也有后述的MA混合相的一部分W块状存在。
[005引本发明的冷社钢板的金属组织,如上述,包含贝氏体、残留Y和回火马氏体,其余 的金属组织没有特别限定。例如也可W存在浑火马氏体和残留Y复合的M混合相,W及 软质的多边铁素体或珠光体等。该些余量组织进行SEM观察时,相对于总的金属组织的比 率,优选抑制在20面积% W下。
[0059] 在此,若对于M混合相进行说明,则一般已知M混合相为浑火马氏体和残留Y 的复合相,是通过如下方式生成的组织:即,至最终冷却前作为未相变的奧氏体存在的组织 的一部分,在最终冷却时相变为马氏体,其他W奧氏体的状态残留。如此生成的M混合相 在热处理(特别是奧氏体回火处理)的过程中,碳高浓度稠化,而且一部分变成马氏体组 织,因此是非常硬的组织。因此,由贝氏体构成的母相和MA混合相的硬度差大,在变形时容 易成为应力集中而发生孔穴的起点,因此若M混合相过剩地生成,则局部相变能力降低, 延伸凸缘性和弯曲性降低。
[0060] 本发明的冷社钢板,如后述因为含有比较高浓度的Si,所W容易生成M混合相。 有MA混合相存在时,其面积率进行光学显微镜观察时,优选相对于金属组织整体而在30% W下。
[0061] 另外,上述MA混合相之中,观察截面中满足当量圆直径d超过3 y m的MA混合相 的个数比例,优选相对于全部M混合相的个数低于15% (包括0%)。M混合相的粒径越 大,孔穴越容易发生,该一倾向已经实验确认,因此优选M混合相尽可能地小。观察截面中 的当量圆直径d超过3 y m的M混合相的个数比例,更优选低于10 %,进一步优选低于5 %。 还有,当量圆直径d超过3 y m的M混合相的个数比例,W光学显微镜观察与社制方向平行 的截面表面并计算即可。
[0062] 有软质的多边铁素体和珠光体存在时,该些组织的面积率的合计,优选相对于金 属组织总体而在20% W下。
[0063] 上述的金属组织W如下顺序测量。
[0064] 高温区域生成贝氏体、低温区域生成贝氏体等、M混合相、多边铁素体和珠光体, 在与钢板的社制方向平行的截面中,如果通过SEM W 3000倍左右的倍率观察板厚1/4的位 置则能够识别。根据SEM观察,高温区域生成贝氏体和低温区域生成贝氏体等主要观察到 灰色,观察到的是晶粒之中分散有白色或灰色的残留Y等的组织。多边铁素体观察到的是 在晶粒的内部不含上述的白色或灰色的残留Y等的晶粒。珠光体观察到的是碳化物和铁 素体成为层状的组织。另一方面,M混合相通过对于实施了 LePra( k ^ 3-)腐蚀的试 料进行光学显微镜观察,观察到的是白色组织。
[0065] 在此,高温区域生成贝氏体和低温区域生成贝氏体等,如果对于与钢板的社制方 向平行的截面进行硝酸己醇腐蚀液腐蚀,通过沈M W 3000倍左右的倍率观察板厚1/4的位 置则能够确认。若对钢板的截面进行硝酸己醇腐蚀液腐蚀,则碳化物和残留Y均观察到白 色或灰色的组织,对两者进行区别困难。其中,碳化物(例如渗碳体)越是在低温区域生 成,与板条间相比越有向板条内析出的倾向,因此碳化物彼此的间隔宽时,可W认为是在高 温区域生成的,碳化物彼此的间隔窄时,可W认为是在低温区域生成的。另外,残留Y通常 在板条间生成,板条的大小随着组织的生成温度降低而变小,因此,残留Y彼此的间隔宽 时,可W认为是在高温区域生成的,残留Y彼此的间隔窄时,可W认为是在低温区域生成 的。因此,本发明中对于经过硝酸己醇腐蚀液腐蚀的截面进行沈M观察,着眼于在观察视野 内被观察到的白色或灰色的组织,测量邻接的组织间的中也位置间距离时,该平均值(平 均间隔)为1 y m W上的组织为高温区域生成贝氏体,平均间隔低于1 y m的组织为低温区 域生成贝氏体等。还有,上述组织的中也位置间距离,对于最邻近的组织进行测量即可。
[0066] 根据上述的SEM观察,高温区域生成贝氏体和低温区域生成贝氏体等中也含有残 留Y和碳化物,因此作为也包括残留奧氏体在内的面积率进行计算。
[0067] 另一方面,在残留Y中,因为不能通过SEM观察进行组织的鉴定,因此通过饱和磁 化法测量体积率。该体积率的值可W直接理解为面积率。基于饱和磁化法的详细的测量原 理,参照"R&D神户制钢技报,vol. 52, No. 3, 2002年,P. 43~46"即可。
[006引如此,残留Y的体积率(面积率)由饱和磁化法测量,相对于此,高温区域生成贝 氏体和低温区域生成贝氏体等的面积率通过SEM观察,包含残留Y在内进行测量,因此其 合计有超过100 %的情况。
[0069] 在M混合相中,如果对于与钢板的社制方向平行的截面了 LePra腐蚀,用光学显 微镜W 1000倍左右的倍率观察板厚的1/4位置,则能够观察到白色的组织,可与其他组织 区别。如果对其照片进行图像分析,则能够测量M混合相的面积率。
[0070] 本发明的冷社钢板,优选旧Y晶粒的平均当量圆直径D在20ymW下(不含 Oum)。通过减小旧Y晶粒的平均当量圆直径D,能够进一步提高延伸率、延伸凸缘性、弯曲 性全部。目P,本发明的冷社钢板的金属组织由贝氏体、残留奧氏体和回火马氏体的混合组织 构成,因此若相变前的奧氏体粒径大,则贝氏体组织的复合单位的量值变大,而且组织的大 小发生偏差,产生不均匀的变形,应变局部性地集中,难W改善加工性。因此,将旧Y晶粒 的平均当量圆直径D控制在20ymW下,对降低数十ym级的微小的不均匀性有效。旧Y 晶粒的平均当量圆直径D更优选为15 y m W下,更优选为10 y m W下。
[0071] 旧Y晶粒的平均当量圆直径D能够通过使沈M和电子背散射衍射巧BS巧加W组 合的沈M-EBSP法进行测量。具体来说,通过沈M-EBSP法,在观察视野100 y mX 100 y m左右 的范围,W 0. lum梯级测量晶体取向后,分析相邻测量点的晶体取向的关系,由此能够特 定旧Y晶界。基于特定的旧Y晶界,通过比较法计算旧Y晶粒的平均当量圆直径D即可。 关于沈M-EBSP法的详细的测量原理中,可参照"Acta Materialia,54,2006年,P. 1279~ 1288"。
[0072] 《关于成分组成》
[0073] 接下来,对于本发明的冷社钢板的成分组成进行说明。
[0074] 本发明的冷社钢板,W质量%计,含有C ;0. 10~0. 3%、Si ;1.0~3. 0%、Mn : 1.5 ~3%、A1;0.005 ~0.2%,并且满足 P;0.1%W 下(不含 〇%)、S;0.05%W 下(不含 0%)。规定该一范围的理由如下。
[0075] C是用于提高钢板的强度,并且使残留Y生成所需要的元素。因此C量为0. 10% W上,优选为0.11% W上,更优选为0.13% W上。但是,若过剩含有,则焊接性降低。因此 C量为0. 3% W下,优选为0. 25% W下,更优选为0. 20% W下。
[0076] Si除了作为固溶强化元素而有助于钢板的高强度化W外,还在后述的T1温度区 域和T2温度区域的保持中(奧氏体回火处理中)抑制碳化物析出,在有效地使残留Y生 成上是非常重要的元素。因此Si量为1. 0% W上,优选为1. 2% W上,更优选为1. 4% W上。 但是若过剩地含有,则在退火的加热、均热时不能确保Y单相,有铁素体残留,因此高温区 域生成贝氏体和低温区域生成贝氏体的生成受到抑制。另外,强度变得过高,社制负荷增 大,此外在热社时钢板表面发生Si氧化皮,使钢板的表面性状恶化。因此,Si含量为3. 0% W下,优选为2. 5% W下,更优选为2. 0%W下。
[0077] Mn提高浑火性,抑制冷却中铁素体生成,是用于获得贝氏体和回火马氏体所需要 的元素。另外,Mn使y稳定化,是在生成残留y上也有效发挥作用的元素。为了发挥该样 的作化Mn含量为1.5% W上,优选为1.8% W上,更优选为2.0% W上。但是,若过剩地含 有,则高温区域生成贝氏体的生成显著受到抑制。另外,过剩添加还招致焊接性的劣化和偏 析带来的加工性的劣化。因此Mn量为3 % W下,优选为2. 8 % W下,更优选为2. 6 % W下。 [007引 A1与Si同样,在后述的T1温度区域和T2温度区域的保持中(奧氏体回火处理 中)抑制碳化物析出,是有助于残留Y生成的元素。另外A1是作为脱氧剂发挥作用的元 素。因此A1量为0.005% W上,优选为0.01 % W上,更优选为0.03% W上。但是若过剩地 含有A1,钢板的焊接性显著劣化,因此A1的含量需要预先截止在W脱氧为目的最低限度的 添加。因此,A1含量为0.2% W下,优选为0. 15% W下,更优选为0. 1 % W下。
[007引 P是使钢板的焊接性劣化的元素。因此P量为0. 1 % W下,优选在0. 08% W下,更 优选在0.05% W下。P量尽可能少为宜,但达到0%在工业上有困难。
[0080] S与P -样,是使钢板的焊接性劣化的元素。另外,S在钢板中形成硫化物系夹杂 物,若其增大则加工性降低。因此S量为0.05% W下,优选在0.01 % W下,更优选在0.005% W下。S量尽可能少为宜,但达到0%在工业上有困难。
[0081] 本发明的冷社钢板,满足上述成分组成,余量成分实质上是铁和不可避免的杂质。 作为不可避免的杂质,例如包括N、0和夹入元素(tramp elements)(例如Pb、Bi、Sb
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