高强度钢板及其制造方法以及高强度热镀锌钢板及其制造方法_3

文档序号:9308112阅读:来源:国知局
退火工序
[0093] 对冷社后的钢板或热社后的钢板进行连续退火。
[0094] 在连续退火设备的退火炉中,在前段的加热区中进行将钢板加热至规定溫度的加 热过程,在后段的均热区中进行在规定溫度保持规定时间的均热过程。
[0095] 如上所述,退火炉内溫度为550°CW上且A°CW下(A:600《A《750)的溫度区 中,气氛中的露点为-40°CW下。通常的露点高于-40°C,因此利用吸收剂吸收除去炉内的 水分等由此形成-40°CW下的露点。需要说明的是,上述将露点控制为-40°CW下的区域W 外的露点可W为高于-40°C的溫度。
[0096] 退火炉内的气体成分包含氮气、氨气W及不可避免的杂质。只要不损害本发明效 果也可W包含其它气体成分。作为其它气体成分,可W列举&0、C〇2、C0等。
[0097] 退火炉内的气体成分中的氨气浓度低于1体积%时,有时无法得到还原所带来的 活化效果,化学转化处理性变差。上限没有特别规定,但超过50体积%时,成本升高,并且 效果达到饱和。因此,氨气浓度优选为1体积上且50体积%^下。进而,更优选为5 体积%W上且30体积%W下。
[0098] 均热过程的条件没有特别限定,可W适当设定,例如可W列举在通过加热过程升 高后的溫度下保持10~100秒的条件。
[0099] 泽火、回火 阳100] 进而,从550°CW上且750°cW下的溫度区冷却后,可W根据需要进行泽火、回火。 条件没有特别限定,回火优选在150~400°C的溫度下进行。运是因为:上述溫度低于150°C时,伸长率趋于变差;超过400°C时,硬度趋于降低。 阳101] 电解酸洗工序 阳102] 在本发明中,即使不实施电解酸洗也能够确保良好的化学转化处理性。出于除去 退火时不可避免地产生的微量表面富集物而确保更良好的化学转化处理性的目的,优选在 进行退火工序后在含有硫酸的水溶液中进行电解酸洗。 阳103] 用于电解酸洗的酸洗液没有特别限定。但是,硝酸、氨氣酸对设备的腐蚀性强而操 作中需要注意,因此不优选作为酸洗液。另外,盐酸有可能会从阴极产生氯气,因此不优选。 因此,考虑到腐蚀性和环境,优选使用硫酸。硫酸浓度优选为5质量%W上且20质量%W 下。硫酸浓度低于5质量%时,有时电导率降低,因此电解时的电解浴电压升高而电源负荷 增大。另一方面,硫酸浓度超过20质量%的情况下,废酸洗液(K号ッ少六Ch)所导致 的损失大,成本上产生问题。
[0104] 电解酸洗的条件没有特别限定。在该工序中,为了高效地除去退火后形成的不可 避免地表面富集出的Si、Mn的氧化物,优选设定为电流密度为lA/dm2W上的交替电解。设 定为交替电解的原因是由于:将钢板一直保持于阴极时,酸洗效果小;相对地,将钢板一直 保持于阳极时,电解时溶出的化蓄积在酸洗液中,使酸洗液中的化浓度增大,附着于钢板 表面时,会产生干燥污垢等问题。
[01化]用于电解酸洗的酸洗液的溫度优选为40°CW上且70°CW下。因进行连续电解所 引起的发热会导致浴溫升高,因此有时难W将溫度维持于低于40°C。另外,从电解槽的衬材 的耐久性的观点出发,不优选溫度超过70°C。需要说明的是,上述溫度低于40°C的情况下, 酸洗效果减小,因此上述溫度优选40°CW上。 阳106] 通过W上所述,可W得到本发明的高强度钢板。如下所述,本发明的高强度钢板在 钢板表面的结构方面具有特征。 阳107] 高强度钢板 阳108] 自钢板表面起lOOymW内的钢板表层部中,选自化、51、111、41、口、^及8、佩、11、 化、Mo、化、Ni、Sn、Sb、Ta、W、V中的一种W上的氧化物的形成被抑制为合计在每单面低于 0. 030g/m2。
[0109] 对于钢中Si和Mn的含量多的钢板而言,要求尽可能减少钢板表层的内部氧化、抑 制化学转化处理不均和未覆盖区、进一步抑制腐蚀和高加工时的裂纹。因此,在本发明中, 首先,为了确保良好的化学转化处理性而在退火工序中使氧势降低由此使作为易氧化性元 素的Si、Mn等在钢基表层部中的活度降低。另外,在本发明中,抑制运些元素的外部氧化, 还抑制在钢基表层部形成的内部氧化。其结果是,不仅可确保良好的化学转化处理性,电沉 积涂装后的耐腐蚀性和加工性也提高。运样的效果通过将自钢板表面起100ymW内的钢 板表层部中选自化、51、]?11、41、?^及8、佩、1'1、化、]\1〇、〇1、化、511、513、1'曰、胖、¥中的至少一 种W上的氧化物的形成量抑制为合计在每单面低于0. 〇30g/m2可W确认到。氧化物形成量 的合计(W下称为内部氧化量)为〇.〇30g/m2W上时,不仅耐腐蚀性和加工性变差,而且在 化学转化处理中会产生未覆盖区、不均。另外,即使将内部氧化量抑制为低于0.OOOlg/m2, 耐腐蚀性的改善和加工性提高的效果也达到饱和,因此内部氧化量的下限优选为0.OOOlg/ 〇 m〇
[0110] 高强度热锻锋钢板的制造方法 阳111] 本发明的高强度热锻锋钢板的制造方法具有退火工序和热锻锋处理工序。首先, 对作为本发明中最重要的要素的、决定紧挨锻层之下的钢基表层部的结构的退火工序中的 退火气氛条件进行说明。
[0112] 对于钢中添加有大量Si和Mn的高强度热锻锋钢板而言,为了满足耐腐蚀性和加 工时的耐锻层剥离性,要求尽可能减少有可能成为腐蚀、加工时的裂纹等的起点的紧挨锻 层之下的钢基表层部的内部氧化。
[0113] 虽然能够通过促进Si、Mn的内部氧化来提高锻敷性,但运反而会导致耐腐蚀性、 加工性的变差。因此,需要利用除促进Si、Mn的内部氧化的方法W外的方法在维持良好的 锻敷性的同时抑制内部氧化而提高耐腐蚀性、加工性。
[0114] 在本发明中,为了确保锻敷性,在退火工序中的加热过程的退火炉内溫度为550°C W上且A°CW下(A:满足600750的规定值)的溫度区中使氧势降低。由此,作为易 氧化性元素的Si、Mn等在钢基表层部中的活度降低。另外,在本发明中,在抑制运些元素的 外部氧化的同时,通过退火工序中的再结晶使晶体的粒径粗大。目P,在抑制了Si、Mn等的外 部氧化的状态下,减少成为运些元素的扩散路径的晶界的个数。由此,超过A°C的溫度区中 的选择性表面扩散被抑制,结果锻敷性得W改善。另外,在钢基表层部形成的内部氧化也被 抑制,耐腐蚀性和加工性得W改善。
[0115] 运样的效果通过在连续式热锻锋设备等制造设备中实施退火时,将加热过程中的 退火炉内溫度为550°CW上且A°CW下(A:满足600《A《750的规定值)的溫度区控制 为气氛的露点达到-40°CW下可W得到。通过将退火炉内溫度为550°CW上且A°CW下(A: 满足600《A《750的规定值)的溫度区控制为气氛的露点达到-40°CW下,可降低钢板与 气氛的界面的氧势,在不形成内部氧化的情况下抑制Si、Mn等的选择性表面扩散、氧化(在 本说明书中,有时也称为表面富集)。同时,通过使晶体的粒径粗大,可抑制超过A°C的溫度 区中的表面富集。由此,在不存在未锻敷的情况下得到更高的耐腐蚀性和加工时良好的耐 锻层剥罔性。
[0116] 使控制露点的溫度区为550°CW上的原因如下所述。低于550°C的溫度区的情况 下,不会发生产生未锻敷、耐腐蚀性变差、耐锻层剥离性变差等成为问题运样程度的表面富 集和内部氧化。因此,将上述溫度范围的下限设定为表现出本发明效果的溫度区、即550°C 社。
[0117] 另外,使溫度区为A°CW下(A:满足600《A《 750的规定值)的原因如下所述。 对于超过A°C的溫度区而言,通过再结晶使得晶体的粒径变得粗大,由此成为Si、Mn等的选 择性表面扩散的路径的晶界的个数减少,表面富集被抑制。因此,在超过A°C的溫度区中, 不需要用于抑制表面富集的露点控制。目P,上限溫度A是晶体的粒径通过再结晶变得粗大 的溫度。通常,再结晶溫度因所含有的成分元素的种类和质量的比例而不同,因此A允许为 600《A《 750 的范围。使下限为60(rC的原因是由于在60(rCW下不会发生再结晶。另 一方面,使上限为750°C的原因是由于超过750°C时效果达到饱和。需要说明的是,适当的 A的值主要由钢中的Mn量的多少和Si量的多少来决定。晶体的粒径因再结晶而粗大化的 溫度随着Mn量的增加而升高,因此A的值在上述范围内也升高。
[0118] 使露点为-40°CW下的原因如下所述。表面富集的抑制效果开始出现是露点 为-40°CW下的区域。露点的下限没有特别设定,小于-80°C时,效果达到饱和,成本上变得 不利。因此,露点优选为-80°CW上。
[0119] 接着,对在制造本发明的高强度热锻锋钢板中使用的钢板的钢成分组成进行说 明。 阳 120] C:0. 03 ~0. 35% 阳121] C通过形成马氏体等作为钢组织来提高加工性。为此,需要含有0.03%W上的C。 另一方面,C的含量超过0. 35 %时,焊接性变差。因此,C的含量设定为0. 03 %W上且0. 35 %W下。 阳 12引 Si:0. 01 ~0. 50%
[0123] Si对于使钢强化而得到良好材质而言是有效的元素。但是,Si为易氧化性元素, 因此对锻敷性不利,是应该尽可能避免添加的元素。但是,钢中不可避免地含有约0. 01% 的Si,为了将Si的含量降低至其W下,成本会升高。因此,Si的含量的下限设定为0. 01 %。 另一方面,Si的含量超过0.50%时,难W改善加工时的耐锻层剥离性。因此,Si的含量设 定为0. 01%W上且0. 50%W下。 阳124] Mn :3. 6~8. 0%
[0125]Mn对于钢的高强度化而言是有效的元素。为了确保机械特性、强度,需要含有 3. 6%W上的Mn。另一方面,Mn的含量超过8. 0%时,难W确保焊接性和锻层密合性,难W 确保强度与延展性的平衡。因此,Mn的含量设定为3. 6 %W上且8. 0%W下。 阳126] A1 :0. 001~1. 00%
[0127]A1是出于钢水的脱氧目的而添加的。其含量低于0. 001%的情况下,无法达成其 目的。钢水的脱氧的效果在A1含量为0.001%^上时可W得到。另一方面,A1的含量超过 1.000%时,锻敷性变差。因此,A1的含量设定为0.001 %W上且1.000%W下。 阳12引P《0. 10%
[0129]P是不可避免地含有的元素之一。为了使其含量低于0. 005%,有可能会增大成 本,含量的下限优选为0.005%。另一方面,含有含量超过0.10%的P时,焊接性变差。另 夕F,P的含量超过0. 10%时,钢板的表面品质变差。另外,P的含量超过0. 10%时,在非合 金化处理时锻层密合性变差,在合金化处理时如果不升高合金化处理溫度就不能形成所期 望的合金化度。另外,P的含量超过0. 10%的情况下,为了形成所期望的合金化度而升高合 金化处理溫度时,延展性变差,同时合金化锻膜的密合性变差。因此,P的含量超过0. 10% 时,无法兼顾所期望的的合金化度和良好的延展性。因此,P的含量优选为0. 005%W上且 0. 10%W下。 阳130] S《0.010% 阳131] S是不可避免地含有的元素之一。下限没有规定,但钢板含有大量S时,耐锻层剥 离性和焊接性变差。因此,S的含量设定为0. 010%W下。
[0132]需要说明的是,为了控制强度和延展性的平衡,可W根据需要添加选自B: 0. 001~0. 005%、佩:0. 005~0. 050%、Ti :0. 005~0. 050%、化:0. 001~1. 000%、M〇: 0. 05~1. 00%、Cu :0. 05~1. 00%、Ni :0. 05~1. 00%、Sn :0. 001~0. 20%、Sb :0. 001~ 0. 20%、Ta :0. 001~0. 1%、W :0. 001~0. 1%、V :0. 001~0. 1%中的一种W上的元素。添 加运些元素的情况下的适当添加量的限定原因如下所述。 阳133]B:0. 001~0. 005%
[0134]B的含量低于0.001 %时,难W得到泽火促进效果。另一方面,B的含量超过 0. 005%时,有时锻层密合性变差。因此,含有B的情况下,B的含量设定为0. 001%W上且 0. 005%W下。 阳135]佩:0. 005~0. 050%
[0136] Nb的含量小于0. 005%时,难W得到强度调节的效果和与Mo复合添加时的锻层密 合性改善效果。另一方面,佩的含量超过0.050%时,有时会招致成本升高。因此,含有佩 的情况下,佩的含量设定为0. 005%W上且0. 050%W下。 阳137] Ti :0. 005~0. 050%
[0138] Ti的含量低于0. 005%时,难W得到强度调节的效果。另一方面,Ti的含量超过 0. 050%时,有时会招致锻层密合性变差。因此
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