热轧钢板及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及热轧钢板及其制造方法。更详细而言，本发明涉及拉伸性和扩孔性优 异的高强度热轧钢板及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，由于世界性的环境意识的提高，在汽车领域强烈要求二氧化碳排出量的 削减、燃料效率的提高。针对这些课题，车体的轻量化是极其有效的，由高强度钢板的应用 所带来的轻量化不断发展。目前，在汽车的行走部件中大多使用抗拉强度为440MPa级的热 轧钢板，但为了应对车体轻量化，期望应用进一步高强度的钢板。
[0003] 汽车的行走构件为了确保高的刚性，大多形状复杂。因此，在压制成形中实施翻边 加工、拉伸凸缘加工、拉伸加工等多种加工，所以对于作为原材料的热轧钢板要求与它们对 应的加工性。通常，翻边加工性和拉伸凸缘加工性与扩孔试验中测定的扩孔率相关，进行了 许多用于提高扩孔率的研宄。
[0004] 由铁素体和马氏体构成的双相钢（以下，记载为DP钢。）虽然高强度且拉伸性优 异，但扩孔性低。其理由是，由于铁素体与马氏体的强度差大，所以伴随着成形在马氏体附 近的铁素体中产生大的应变、应力集中，从而产生裂纹。基于该认识，正在开发通过降低组 织间强度差而提高了扩孔率的热轧钢板。
[0005] 专利文献1中，提出了以贝氏体或贝氏体铁素体作为主相来确保强度、并大大提 高了扩孔性的钢板。其是通过制成单一组织钢从而不会产生上述那样的应变、应力集中，得 到高扩孔率的钢板。然而，由于难以通过制成贝氏体、贝氏体铁素体的单一组织钢来确保高 拉伸性，所以以高水平兼顾拉伸性和扩孔性并不容易。
[0006] 近年来，提出了作为单一组织钢的组织利用拉伸性优异的铁素体、并利用Ti、Mo 等的碳化物谋求了高强度化的钢板（例如，专利文献2、3)。但是，专利文献2中提出的钢板 含有大量的Mo,专利文献3中提出的钢板含有大量的V。
[0007] 此外，专利文献4中提出了通过将DP钢中的马氏体制成贝氏体、并减小与铁素体 的组织间强度差从而提高了扩孔性的复合组织钢板。但是，为了确保强度而提高贝氏体组 织的面积率的结果是，变得难以确保高的拉伸性，所以以高水平兼顾拉伸性和扩孔性并不 容易。此外，专利文献5中，公开了为了具备扩孔性和成形性，除了淬火和淬火后的马氏体 的回火以外，还控制淬火前的铁素体中的固溶C量，使用了具有优异的延性的铁素体和回 火马氏体的谋求了强度和扩孔性的兼顾的扩孔性和成形性优异的高强度钢板。但是，近年 来，期望进一步提高拉伸性-扩孔性平衡。
[0008] 现有技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1 :日本特开2003-193190号公报
[0011] 专利文献2 :日本特开2003-089848号公报
[0012] 专利文献3 :日本特开2007-063668号公报
[0013] 专利文献4 :日本特开2004-204326号公报
[0014] 专利文献5 :日本特开2007-302918号公报
【发明内容】
[0015] 发明所要解决的课题
[0016] 本发明的目的是提供不含有高价的元素且得到优异的拉伸性和扩孔性的高强度 热轧钢板及其制造方法。
[0017] 用于解决课题的方法
[0018] 本发明人们对为高强度且具有高拉伸性的DP钢的组织构成与拉伸性及扩孔性的 关系进行了详细的调查，针对现有钢种对使拉伸性和扩孔性同时提高的方法进行了研宄。 其结果，发现了通过控制马氏体的分散状态，从而在维持DP钢的高拉伸性的状态下提高扩 孔性的方法。弄清楚：即使是像铁素体与马氏体那样强度差大、通常被认为扩孔性低的DP 组织，通过控制马氏体的面积率、平均直径，满足后述的R/DM2多1. 00的关系，也能够在维持 高拉伸性的状态下提高扩孔性。
[0019] 本发明是基于这样的认识而完成的，其主旨如下。
[0020] (1)本发明的第一方案为一种热轧钢板，其具有下述化学组成：以质量％计含有 C:0? 030 ~0? 10%、Mn:0? 5 ~2. 5%、Si+Al:0? 100 ~2. 5%、P:0? 04% 以下、S:0? 01% 以 下、N:0? 01% 以下、Nb:0 ~0? 06%、Ti:0 ~0? 20%、V:0 ~0? 20%、W:0 ~0? 5%、Mo:0 ~ 0? 40%、Cr:0 ~I. 0%、Cu:0 ~I. 2%、Ni:0 ~0? 6%、B:0 ~0? 005%、REM:0 ~0? 01%、 Ca:0~0. 01 %，剩余部分包含Fe及杂质；且具有下述显微组织：以面积率计含有铁素体： 80%以上、马氏体：3~15. 0%、珠光体：低于3. 0%，距钢板表面为钢板的板厚的1/4的深 度位置处的当量圆直径为3ym以上的马氏体的个数密度为5. 0个/10000ym2以下，进而 满足下述式（A)。
[0021] R/DM2 彡 1.00 式（A)
[0022] 其中，R:以下述式⑶规定的平均马氏体间隔Um)、DM:马氏体平均直径（ym)
[0023] R= {12. 5X(3t/6Vm)0.5- (2/3) 0.5}XDm 式（B)
[0024] 其中，VM:马氏体面积率（％ )、DM:马氏体平均直径（ym)
[0025] (2)上述（1)中记载的热轧钢板中，所述化学组成也可以以质量％计含有Nb: 0? 005~0? 06%及Ti:0? 02~0? 20%中的至少1种。
[0026] (3)上述（1)或（2)中记载的热轧钢板中，所述化学组成也可以以质量％计含有 V:0? 02 ~0? 20%、W:0? 1 ~0? 5%及Mo:0? 05 ~0? 40% 中的至少 1 种。
[0027] (4)上述（1)~⑶中任一项中记载的热轧钢板中，所述化学组成也可以以质量％ 计含有Cr:0? 01 ~I. 0%、Cu:0? 1 ~I. 2%、Ni:0? 05 ~0? 6%及B:0? 0001 ~0? 005% 中的 至少1种。
[0028] (5)上述（1)~⑷中任一项中记载的热轧钢板中，所述化学组成也可以以质量％ 计含有REM:0. 0005~0. 01%及Ca:0. 0005~0. 01%中的至少1种。
[0029] (6)本发明的第二方案为一种热轧钢板的制造方法，其具有以下工序：将具有上 述（1)~（5)中任一项中记载的化学组成的板坯加热至1150~1300°C后供于多道次粗轧， 将最终的4道次以上以1000~1050°C的温度域且30%以上的合计压下率进行轧制而制 成粗棒的粗轧工序；对所述粗棒实施在所述粗轧完成后60秒钟以内开始轧制、并在850~ 950°C的温度域完成轧制的精轧而得到精轧钢板的精轧工序；将所述精轧钢板以50°C/s以 上的平均冷却速度冷却至600~750°C的温度域，空冷5~10秒钟后，以30°C/s以上的平 均冷却速度冷却至400°C以下的温度域后卷取，得到热轧钢板的冷却及卷取工序。
[0030] 发明效果
[0031] 根据本发明，能够得到不含有高价的元素、且拉伸性和扩孔性均优异的高强度热 轧钢板，产业上的贡献极其显著。
【附图说明】
[0032] 图1是表示马氏体平均直径（ym)Dm与马氏体面积分率VM(% )的关系的图，括弧 内的数值表示扩孔率（％ )。
[0033] 图2是表示平均马氏体间隔R除以马氏体平均直径Dm的平方而得到的R/DM2与扩 孔率（％)的关系的图。
[0034] 图3是表示距钢板表面为钢板的板厚的1/4的深度位置处的当量圆直径为3ym 以上的马氏体个数密度Nm(个/1000 Oym2)与扩孔率（％)的关系的图。
【具体实施方式】
[0035] DP钢是使硬质的马氏体分散于软质的铁素体中而得到的钢板，为高强度且实现了 高拉伸性。然而，在变形时，产生起因于铁素体与马氏体的强度差的应变、应力集中，容易生 成引起延性断裂的空隙。因此，扩孔性非常低。然而，没有进行关于空隙生成行为的详细的 调查，DP钢的显微组织与延性断裂的关系不一定清楚。
[0036] 因此，本发明人在具有各种组织构成的DP钢中，对组织与空隙生成行为的关系及 空隙生成行为与扩孔性的关系进行了详细的调查。其结果弄清楚：作为硬质第二相组织的 马氏体的分散状态对DP钢的扩孔性产生很大影响。进而发现，通过使由式（1)求出的平均 马氏体间隔除以马氏体的平均直径的平方而得到的值为1. 〇〇以上，即使是像DP钢那样组 织间强度差大的组织，也可得到高的扩孔性。
[0037] 扩孔加工中的龟裂的产生及进展是由以空隙的生成、生长、连结为基本过程的延 性断裂所引起的。在像DP钢那样强度差大的组织中，由于以硬质的马氏体为起因而产生高 的应变、应力的集中，所以容易形成空隙，扩孔性低。
[0038] 然而，对组织与空隙生成行为的关系及空隙生成行为与扩孔性的关系进行了详细 调查，结果弄清楚：根据作为硬质第二相的马氏体的分散状态的不同，有时空隙的生成、生 长、连结延迟，可得到高的扩孔性。
[0039] 具体而言，弄清楚：由于马氏体尺寸的微细化而延迟空隙生成。认为这是由于，马 氏体变小，同时其附近形成的应变、应力集中区域变窄。此外，若根据马氏体的个数密度、平 均直径而发生变化的马氏体间的间隔大，则以马氏体为起点而形成的空隙间的距离也同时 扩大，变得难以连结。
[0040] 基于上述的认识，对具有高的扩孔性的DP组织进行了研宄。其结果获知，如表示 马氏体平均直径（ym)Dm与马氏体面积分率VM(% )的关系的图1中所示的那样，通过将马 氏体的面积率和尺寸控制在一定范围内，可得到高的扩孔性。另外，图1中，括弧内的数值 表示扩孔率（％)。
[0041] 进而，示出平均马氏体间隔R除以马氏体平均直径Dm的平方而得到的R/DM2与扩 孔率（％ )的关系。如该图2中所示的那样，下述式⑴的左边即