高强度热镀锌钢板及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及适合用于汽车零件等的高强度钢板及其制造方法，并且涉及在不积极 添加高价的11、他、￥、(：11、附、0^ 〇等元素的情况下，实现了拉伸强度〇'5):90010^以上， 具有优良的伸长率和延伸凸缘性的高强度热镀锌钢板及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 汽车用部件大多形状复杂，需要作为加工性指标之一的伸长率（E1)、延伸凸缘性 (也称为扩孔性）优良的材料。此外，在高强度化至TS900MPa级以上时，从确保强度的观点 考虑，有时积极地添加Ti、Nb、V、Cu、Ni、Cr、Mo等极高价的稀有元素。
[0003] 此处提出几种涉及伸长率和延伸凸缘性这两者均优良的热镀锌钢板的技术。例 如，专利文献1中公开了一种拉伸强度为980MPa以上的加工性优良的高屈服比高强度的热 镀锌钢板，其特征在于，以质量％计，满足C:0. 12~0. 3%、Si :0. 1%以下（不包括0% )、 Mn :2. 0 ~3. 5%、P :0? 05% 以下（不包括 0% )、S :0? 05% 以下（不包括 0% )、A1 :0? 005 ~ 0. 1 %和N :0. 015%以下（不包括0% )，余量为铁和不可避免的杂质，其金属组织以贝氏体 作为母相组织，并且以相对于全部组织的比例计，满足铁素体的面积率：3~20%、和马氏 体的面积率：1〇~35%。专利文献2中公开了一种扩孔性和延展性优良的热镀锌高强度 钢板，其特征在于，以质量％计，含有C :0. 03~0. 20%、Si :1. 0%以下、Mn :0. 01~3%、P : 0? 0010 ~0? 1%、S :0? 0010 ~0? 05%、A1 :0? 3 ~2. 0%、M〇 :0? 01 ~5. 0%，并进一步含有 Ti :0? 001 ~0? 5%、Nb :0? 001 ~0? 5%、B :0? 0001 ~0? 0050%、Cr :0? 01 ~5% 中的 1 种 或2种以上，余量由Fe和不可避免的杂质构成，显微组织以面积率计含有30%以上的铁素 体，拉伸强度为850MPa以上。而且，在专利文献3中公开了一种延展性和耐腐蚀性优良的 合金化热镀锌钢板，其特征在于，以质量％计，含有C :0. 10~0. 50%、Mn :1. 0~3. 0%、Si : 0? 005 ~2. 5%、A1 :0? 005 ~2. 5%，并且限制为 P :0? 05% 以下、S :0? 02% 以下、N :0? 006% 以下，使上述Si和A1的总和为Si+Al彡0.8%，显微组织以面积率计含有10~75%的铁 素体、2~30%的残余奥氏体，该残余奥氏体中的C量为0. 8~1. 0%。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本特开2011 - 214101号公报
[0007] 专利文献2 :日本特开2010 - 43360号公报
[0008] 专利文献3:日本特开2011 - 168816号公报
【发明内容】
[0009] 发明所要解决的问题
[0010] 对于专利文献1中公开的钢板而言，其组织含有铁素体相和马氏体相，且以贝氏 体相为母相，并不能说伸长率充分。对于专利文献2中公开的钢板而言，含有Mo等高价元 素，而且组织以面积率计含有30%以上的铁素体，并不能说伸长率充分。
[0011] 与此相对，对于专利文献3中公开的钢板而言，着眼于残余奥氏体的相变诱发塑 性（transformation induced plasticity)，通过控制残余奥氏体相的面积率和残余奥氏 体中的C量而实现了高伸长率。然而，如果参照其实施例，则仅仅公开了得到C :0. 25~ 0. 28%、TS :778. 2~1043. 7MPa的钢板，对于专利文献3的技术而言，C量低于0. 25%时， 是否可以稳定地得到TS :900MPa以上的钢板并不明确。另外，含有C量：0. 25%以上的钢板 在进行点焊的情况下有可能无法获得充分的接头强度。
[0012] 本发明目的在于提供一种在不积极含有作为高价合金元素的Ti、Nb、V、Cu、Ni、Cr、 Mo等的成分体系的情况下解决上述问题，具有优良的伸长率和延伸凸缘性也优良的加工性 优良的拉伸强度（TS)为900MPa以上的高强度热镀锌钢板及其制造方法。
[0013] 用于解决问题的方法
[0014] 本发明人们为了解决上述问题而进行了潜心研究。结果发现，通过下述a)和b)， 即使上述那样的高价稀有元素的含量少，也可以得到伸长率极其优良、并且延伸凸缘性也 优良的拉伸强度为900MPa以上的热镀锌钢板。
[0015] a)从焊接性、成型性的观点考虑，将C含量设定为0. 24%以下。
[0016] b)使金属组织为铁素体相和贝氏体相、回火马氏体相、残余奥氏体相以及马氏体 相，并将这些相的面积比率控制在规定的范围内。
[0017] 本发明基于这样的见解而完成，其要点如下所述。
[0018] (1)提供一种高强度热镀锌钢板，其特征在于，具有如下成分组成：以质量％计， 含有 C :0? 16 ~0? 24%、Si :0? 8 ~1. 8%、Mn :1. 0 ~3. 0%、P :0? 020% 以下、S :0? 0040% 以下、A1 :0? 01~0? 1%、N :0? 01%以下、Ca :0? 0001~0? 0020%，且余量由Fe和不可避免 的杂质构成，铁素体相和贝氏体相的合计相对于组织整体的面积比率为30~70%，回火马 氏体相相对于组织整体的面积比率为20~40%，残余奥氏体相相对于组织整体的面积比 率为10~20%，马氏体相相对于组织整体的面积比率为2~20%。
[0019] (2)本发明的高强度热镀锌钢板，例如可以通过下述方法制造，对由上述成分组成 构成的钢坯进行热乳、酸洗后，进行冷乳，接着进行加热至800~950°C的温度范围后再冷 却的热处理，随后进行如下热处理：加热至700~850°C的温度范围，以5~50°C /秒的冷 却速度冷却至100~300°C的温度范围，停止该冷却后，接着加热至350~600°C的温度范 围，保持10~500秒，随后，实施热镀锌。
[0020] (3)在本发明的方法中，优选在所述酸洗后、所述冷乳前，进一步实施加热至 400~750°C的温度范围的热处理。
[0021] 发明效果
[0022] 根据本发明，不积极添加上述那样的高价元素，也可以得到伸长率优良，并且延伸 凸缘性也优良的拉伸强度为900MPa以上的高强度热镀锌钢板。而且，通过本发明得到的高 强度热镀锌钢板，适合作为冲压成型为严格形状的汽车零件。
【具体实施方式】
[0023] 本发明人们对于高强度热镀锌钢板的伸长率的提高进行了潜心研究。结果发现， 即使是不含有Ti、Nb、V、Cu、Ni、Cr、Mo等高价元素的成分组成，通过形成规定的组织，伸长 率的提高也变得显著。即，在本发明中，形成了铁素体相和贝氏体相的合计相对于组织整体 的面积比率为30~70%，回火马氏体相相对于组织整体的面积比率为20~40%，残余奥 氏体相相对于组织整体的面积比率为10~20%，马氏体相相对于组织整体的面积比率为 2~20%的组织。以下，对本发明的详细情况进行说明。
[0024] 首先，对本发明的成分组成进行说明。需要说明的是，各元素的含量单位均为质 量％，以下，只要没有特别说明，则仅由％表示。
[0025] C:0.16 ~0.24%
[0026] C是奥氏体稳定化元素，影响残余奥氏体相的生成，有助于均匀伸长率的提高， 并且影响回火马氏体相、马氏体相的面积比率、硬度，是有助于强度的元素。当C量小于 0. 16%时，会过度生成铁素体相，难以确保拉伸强度，并且无法得到所希望的残余奥氏体 量，难以确保优良的伸长率。由此，将C量设定为0. 16%以上。优选C量为0. 18%以上。另 一方面，如果C量超过0. 24%，则焊接性显著变差，并且马氏体相过度硬质化，拉伸强度变 得过高，难以确保优良的伸长率。由此，将C量设定为0.24%以下。优选C量为0.23%以 下，更优选为0.22%以下。因此，将C量设定为0.16%以上且0.24%以下的范围。从焊接 性的观点考虑，优选为〇. 18%以上且0. 23%以下的范围。更优选的范围为0. 18%以上且 0. 22%以下的范围。
[0027] Si:0.8 ~1.8%
[0028] Si通过固溶强化对钢的强化有效，并且影响残余奥氏体相的生成，有助于均匀伸 长率的提高，是提高强度和伸长率的平衡（TS - E1平衡）的元素。当Si量小于0. 8%时， 无法得到这样的效果。由此，将Si量设定为0.8%以上。优选Si量为1.2%以上。另一方 面，如果Si量超过1. 8%，则富集在表面的Si量增加，产生镀不上的情况。由此，将Si量设 定为1.8%以下。优选Si量为1.6%以下。因此，将Si量设定为0.8%以上且1.8%以下 的范围。优选为1.2%以上且1.8%以下，更优选为1.2%以上且1.6%以下的范围。
[0029] Mn: 1.0 ~3.0%
[0030] Mn是奥氏体稳定化元素，并且是使最终得到的回火马氏体相和马氏体相以所希望 的量生成从而有助于强度的元素。为了得到上述作用，需要将Mn量