弯曲性优异的高强度冷轧钢板的制作方法

文档序号:9354568阅读:372来源:国知局
弯曲性优异的高强度冷轧钢板的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于汽车部件等的加工性优异的高强度冷乳钢板,详细而言,涉及具 有1180MPa以上的屈服强度和1470MPa以上的抗拉强度、且在加工性当中弯曲性尤为优异 的高强度冷乳钢板。
【背景技术】
[0002] 通常对于在汽车的骨架部件等中使用的钢板,出于碰撞安全性、基于车体轻量化 的燃耗减轻等目的而要求高强度,并且为了对形状复杂的骨架部件进行加工而要求优异的 冲压成形性。进而,以往进行了仅以抗拉强度(TS)为基准的材料设计,但是在考虑碰撞安 全性时需要以屈服强度(YP)为基准的材料设计,因此要求在抗拉强度(TS)优异的基础上 屈服强度(YP)也优异、并且加工性优异的高强度钢板。
[0003] 为此,迫切期望提供一种高强度钢板,例如为屈服强度(YP)为llSOMPa以上、抗拉 强度(TS)为1470MPa以上的高强度钢板,弯曲性(极限弯曲半径/板厚:R/t)为2. 4以下 (优选为2. 1以下、更优选为1. 5以下)。
[0004] 应对如上所述的要求而基于各种成分设计、组织控制的想法提出了多种改善了弯 曲性的高强度钢板,但是现状是具备屈服强度、抗拉强度及弯曲性均满足上述期望水准的 特性的高强度钢板还很少。
[0005]例如在专利文献1中公开了实质上由马氏体的单相组织构成的高张力冷乳钢板, 就抗拉强度1470MPa以上的钢板而言,在基于3点弯曲法的弯曲试验中得到1. 5以下的弯 曲性(极限弯曲半径/板厚:R/t)。而且,抗拉强度为1470MPa以上、屈服强度为llSOMPa 以上且上述弯曲性为0.75的实施例(参照表3、No. 8)也只存在一例。但是,在这些实施例 中为了提高强度、尤其是屈服强度,均添加了 Ti、Nb,在上述实施例No. 8中还添加了 B。因 此,在该文献的记载中,实质上Ti、Nb是必须的,并且认为因这些元素的添加而产生的碳化 物必然使弯曲性劣化。因此,很难想到在更严格的评价法即V型块(block)法中得到满足 上述要求的弯曲性。
[0006] 在专利文献2中公开了铁素体以面积率计为25~75%、余量由回火马氏体的二 相组织构成的高张力钢板,在依据JIS Z 2248的试验法中得到2.4以下的弯曲性(极限弯 曲半径/板厚:R/t)。但是,由于含有25%以上的作为软质相的铁素体,因此推定:如该实 施例所示,不满足抗拉强度1470MPa以上,就该抗拉强度的水平来说,当然屈服强度也不足 1180MPa。
[0007] 在专利文献3中也部分公开了以抗拉强度980MPa以上为对象、且在其实施例中满 足抗拉强度为1470MPa以上且基于U弯曲法的弯曲试验中弯曲性(极限弯曲半径/板厚: R/t)为2. 4以下的高张力钢板。但是,这些钢板很难想到在更严格的评价法即V型块法中 得到满足上述要求的弯曲性,而且通过使碳化物大量析出来提高加工性,C固溶量少,并且 软质的铁素体的面积率大,因此屈服强度(YP:在该文献中表示为YS)高,即便如此,也不过 是llOOMPa以下的水平,不满足1180MPa以上。
[0008] 现有技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1 :日本特开2010-215958号公报
[0011] 专利文献2 :日本特开2011-219784号公报
[0012] 专利文献3 :日本特开2009-287102号公报

【发明内容】

[0013] 发明要解决的课题
[0014] 为此,本发明的目的(课题)在于提供弯曲性优异的高强度冷乳钢板及其制造方 法,就该弯曲性优异的高强度冷乳钢板而言,在不含强度提高元素即Ti、Nb、V的钢材成分 的马氏体单相钢中屈服强度(YP)为1180MPa以上、抗拉强度(TS)为1470MPa以上且采用 V型块法弯曲试验得到的最小弯曲半径(极限弯曲半径)/板厚为2. 4以下。
[0015] 用于解决课题的手段
[0016] 方案1所述的发明为:一种弯曲性优异的高强度冷乳钢板,其屈服强度为llSOMPa 以上,抗拉强度为1470MPa以上,其特征在于,具有以下成分组成,即
[0017] 以质量%计含有
[0018] C :0? 15 ~0? 30%、
[0019] Si:1.0 ~3.0%、
[0020] Mn:0.1 ~5.0%、
[0021] P :0? 1% 以下(不包括 0% )、
[0022] S :0? 010% 以下(不包括 0% )、
[0023] N:0.01% 以下(不包括 0% )、
[0024] A1 :0? 001 ~0? 10%
[0025] 余量由铁及不可避免的杂质构成,
[0026] 在该高强度冷乳钢板中,含有以面积率计为95%以上的马氏体,另一方面,残留奥 氏体、铁素体以面积率的总和计为5%以下(包括0% ),
[0027] 进而碳化物的平均尺寸以当量圆直径计为60nm以下,并且以当量圆直径计为 25nm以上的碳化物的数密度每1mm 2为5. 0X 10 5个以下。
[0028] 方案2所述的发明为:根据方案1所述的弯曲性优异的高强度冷乳钢板,其中,在 所述马氏体中,旧奥氏体的平均晶粒直径为6 y m以下。
[0029] 方案3所述的发明为:根据方案1或2所述的弯曲性优异的高强度冷乳钢板,其 中,成分组成还含有
[0030] Cu :0? 05 ~1. 0%、
[0031] Ni :0? 05 ~1. 0%、
[0032] B :0? 0002~0? 0050%中的1种或2种以上。
[0033] 方案4所述的发明为:一种弯曲性优异的高强度冷乳钢板的制造方法,其特征在 于,是制造所述方案1~3中任一项所述的高强度冷乳钢板的方法,其中,对满足所述成分 组成的要件的钢板坯实施热乳、冷乳后,对所得的钢板进行以下的热处理,即在加热到Ac3 点以上且930°C以下后保持30s以上且1200s以下,接着,以100°C /s以上的速度急冷至室 温,再在240°C以下保持300s以下。
[0034] 方案5所述的发明为:根据方案4所述的高强度冷乳钢板的制造方法,其特征在 于,对实施了所述冷乳的钢板,在所述热处理前在Ac3点以上且930°C以下保持30s以上且 1200s以下,之后以100°C /s以上的速度急冷至室温。
[0035] 发明效果
[0036] 根据本发明,可以提供一种弯曲性优异的高强度冷乳钢板,其通过在不添加Ti、 Nb等特殊元素的前提下适当控制马氏体单相钢中的碳化物的析出状态,从而得到屈服强度 (YP)为1180MPa以上且抗拉强度(TS)为1470MPa以上的高强度,并且其弯曲性极高,采用 V型块法弯曲试验得到的最小弯曲半径(极限弯曲半径)/板厚为2. 4以下。
【具体实施方式】
[0037] 本发明是为了在不含Ti、Nb、V的钢材成分的马氏体单相钢中得到弯曲性优异的 高强度冷乳钢板而进行深入研究所开发出的高强度冷乳钢板。即,发现通过控制碳化物的 析出状态,可以进彳丁破裂的起点的减少、进展的抑制,并且可以提尚弯曲性,基于该见解完 成了本发明。予以说明,本发明中"弯曲性优异"是指:在以钢板的乳制方向成为弯曲棱线 的方式利用V型块法进行90°弯曲加工时,能够进行弯曲加工而不会使材料断裂的最小弯 曲半径(极限弯曲半径)/板厚为2. 4以下。
[0038] 以下,首先,对本发明钢板的特征组织进行说明。
[0039]〈马氏体:以面积率计为95 %以上〉
[0040] 本发明中,重要的要件是组织为马氏体单相。通过使组织为马氏体单相,从而可以 实现高强度,并且组织比复相组织更均匀,因此在变形时不易产生裂纹,可以提高加工性。 但是,若残留奥氏体、铁素体的面积率为5%以下,则不会对强度、加工性造成影响,因此马 氏体的面积率为95%以上。
[0041]〈碳化物的平均尺寸以当量圆直径计为60nm以下,并且以当量圆直径计为25nm以 上的碳化物的数密度每1mm 2为5. 0X 10 5个以下〉
[0042] 以当量圆直径计为60nm以上的粗大的碳化物在变形时作为破裂的起点发挥作 用,并且会促进破裂的传播,使加工性降低。因此,碳化物的平均尺寸以当量圆直径计为 60nm以下。另外,即使碳化物的平均尺寸以当量圆直径计为60nm以下,在以当量圆直径计 为25nm以上的碳化物的数密度过多时,也会因在变形时微小的裂纹的产生频率增加而成 为加工性变差的要因。予以说明,以当量圆直径计为不足25nm的微细的碳化物在变形时不 会成为破裂的起点,不会对弯曲性造成大影响。另外,因碳化物析出而使固溶C降低,固溶 强化量降低,另一方面,若碳化物为微细的碳化物,则析出强化量变大,因此对强度也不会 造成大影响。因此,以当量圆直径计为25nm以上的碳化物的数密度每1mm 2为应5. 0X
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