高强度高杨氏模量钢板及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及主要适合提供给汽车车身的构造部件的、高强度高杨氏模量钢板及其 制造方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，受到对地球环境问题的关心的高涨，汽车的排气限制受到要求等，汽车中 的车身轻量化成为极其重要的课题。为了车身轻量化，利用钢板的高强度化而使钢板的板 厚减小（薄壁化)是有效的方法。最近，钢板的高强度化显著地推进的结果是，存在如下动 向：积极地应用拉伸强度TS为780MPa以上且板厚低于2.0mm这样的薄钢板。但是，因薄壁化 而导致的车身刚性的下降逐渐成为问题，提高汽车的构造部件的刚性变得必要。若截面形 状相同的话，则构造部件的刚性是由钢板的板厚和杨氏模量决定的，因此在兼顾轻量化和 构造部件的刚性方面，提高钢板的杨氏模量是有效的。
[0003] 对于杨氏模量，公知的是，其较大地受到钢板的织构的左右，在体心立方晶格的铁 的情况下，杨氏模量在作为原子的密排方向的〈111>方向上高，反过来说在原子密度小的〈 1〇〇>方向上低。公知在晶体取向上没有异向性的、通常的铁的杨氏模量为大约206GPa。另 外，通过使晶体取向具有异向性，提高特定方向的原子密度，能够提高该方向的杨氏模量。 但是，在考虑汽车车身的刚性的情况下，由于从各个方向施加载荷，因此寻求不是仅在特定 方向具有高的杨氏模量，而是在各方向具有高的杨氏模量的钢板。
[0004] 针对这样的要求，例如，在专利文献1中，提出有如下刚性优异的高强度薄钢板的 制造方法，其特征在于，通过对以质量％计含有C: 0.02~0.15%、Si :0.3%以下、Μη: 1.0~ 3.5%、？:0.05%以下、5:0.01%以下、六1:1.0%以下川:0.01%以下及11 :0.1~1.0%，余量 为Fe及不可避免的杂质的板坯进行热乳，以20~85%的压下率进行冷乳，之后，进行再结晶 退火，从而具有铁素体单相的显微组织，TS为590MPa以上，且相对于乳制方向呈90°方向的 杨氏模量为230GPa以上，相对于乳制方向呈0°、45°、90°方向的平均杨氏模量为215GPa以 上。
[0005 ]在专利文献2中，提出有如下加工性优异的尚刚性尚强度钢板的制造方法，其特征 在于:通过对以质量％计含有C:0.02~0.15%、Si :1.5%以下、Μη: 1.5~4.0%、P:0.05%以 下、S:0.01%以下、Al:1.5%以下、N:0.01%以下及Nb:0.02~0.40%，余量为？6及不可避免 的杂质的板坯进行热乳，以50%以上的压下率进行冷乳，之后，进行再结晶退火，从而具有 铁素体和马氏体的混合组织，TS为590MPa以上，且相对于乳制方向呈直角方向的杨氏模量 为225GPa以上。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1:日本特开2007-092130号公报 [0009] 专利文献2:日本特开2006-183131号公报
【发明内容】
[0010] 然而，在专利文献1记载的技术中，为了使拉伸强度达到780MPa以上，例如参照其 实施例，需要添加 V: 0.4质量％及1:0.5质量％。另外，为了谋求进一步高强度化，有效地使 用Cr、Mo等昂贵的元素是必不可少的，因此存在合金成本增加这样的问题。在专利文献2记 载的技术中，在仅提高钢板的一个方向的杨氏模量的方面是有效的。然而，无法应用于提高 要求钢板在各个方向具有高杨氏模量的汽车的构造部件的刚性。
[0011] 本发明的目的在于提供一种高强度高杨氏模量钢板及其制造方法，该高强度高杨 氏模量钢板的拉伸强度为780MPa以上，在乳制方向及相对于乳制方向呈45°方向的杨氏模 量为205GPa以上，且相对于乳制方向呈直角方向的杨氏模量为220GPa以上，此外，还具备良 好的深拉性能(deep drawabi 1 ity)。需要说明的是，本发明的高强度高杨氏模量钢板包括： 作为冷乳钢板的所谓的高强度高杨氏模量冷乳钢板，作为在表面具有镀膜的镀敷钢板的、 所谓的高强度高杨氏模量镀敷钢板，作为在表面具有热镀锌膜的热镀锌钢板的、所谓的高 强度高杨氏模量热镀锌钢板，作为在表面具有合金化热镀锌膜的合金化热镀锌钢板的、所 谓的高强度高杨氏模量合金化热镀锌钢板等。
[0012] 本申请发明人针对拉伸强度为780MPa以上的高强度钢板的高杨氏模量化及深拉 性能的提高反复进行了潜心的研究，结果发现了以下情况。
[0013] 使用添加了 Nb及V且恰当地控制其他合金元素的成分组成而成的钢，热乳后在高 温下进行卷绕而留下固溶C，并使Nb及V作为碳化物析出，由此能够在之后的冷乳过程中，使 α_铁(α-fiber)及γ -铁（γ -fiber)的织构生长。此外，在退火时，控制析出物和退火温度来 使铁及γ-铁的织构生长，从而提高所有方向的杨氏模量，并且利用固溶C生成一定比例 以上的铁素体及马氏体，从而能够确保期望的强度。进而，发现了还具备良好的深拉性能 的、尚强度尚杨氏t旲量钢板的制造成为可能。
[0014] 本发明是基于以上见解而完成的，以下是其主要内容。
[0015] [1]-种高强度高杨氏模量钢板，其特征在于，该高强度高杨氏模量钢板具有如下 成分组成：以质量％计，含有C:0.060%以上0.150%以下、Si :0.50%以上2.20%以下、Μη: 1.00% 以上3.00% 以下、Ρ:0.100% 以下、S:0.0100% 以下、A1:0.010% 以上2.500% 以下、 10.0100%以下、他：0.001%以上0.200%以下及￥:0.001%以上0.200%以下，(：、恥及￥的 含量满足下述(1)式，余量为Fe及不可避免的杂质;该高强度高杨氏模量钢板具有如下显微 组织:铁素体的面积率为20%以上，马氏体的面积率为5%以上，所述铁素体的平均晶粒直 径为20.0μπι以下，所述铁素体及所述马氏体中γ-铁相对于a-铁的逆强度比（i nverse intensity ratio)均为1.00以上；
[0016] 500 < Ο < 1300 (1)
[0017] 其中，0=(C-( 12.0/92.9) XNb-( 12.0/50.9) XV) X 10000,式中各元素符号表示 各元素的含量(质量％ )，C*的单位为质量ppm。
[0018] [2]根据上述技术方案[1]所述的高强度高杨氏模量钢板，其特征在于，此外，平均 r值为1.05以上，且极限拉伸比（LDR)为2.03以上。
[0019] [3]根据上述技术方案[1]或[2]所述的高强度高杨氏模量钢板，其特征在于，以质 量％计，还含有从Cr:0.05%以上1.00%以下、]?〇 :0.05%以上1.00%以下、附：0.05%以上 1.00%以下及Cu:0.05%以上1.00%以下中选择的至少1种元素。
[0020] [4]根据上述技术方案[1]~[3]中任一项所述的高强度高杨氏模量钢板，其特征 在于，以质量％计，还含有B:0.0003%以上0.0050%以下。
[0021] [5]根据上述技术方案[1]~[4]中任一项所述的高强度高杨氏模量钢板，其特征 在于，以质量％计，还含有从Ca:0.0010%以上0.0050%以下、Mg:0.0005%以上0.0100%以 下及REM:0.0003%以上0.0050%以下中选择的至少1种元素。
[0022] [6]根据上述技术方案[1]~[5]中任一项所述的高强度高杨氏模量钢板，其特征 在于，以质量％计，还含有Ta:0.0010%以上0.1000%以下，C、Nb、V及Ta的含量满足下述(2) 式，以替代满足上述(1)式；
[0023] 500 <C*< 1300 (2)
[0024] 其中，〇=(0(12.0/92.9)\恥-(12.0/50.9)\￥-(12.0/180.9)\丁&)\10000， 式中各元素符号表示各元素的含量(质量％ )，C*的单位为质量ppm。
[0025] [7]根据上述技术方案[1]~[6]中任一项所述的高强度高杨氏模量钢板，其特征 在于，以质量％计，还含有从Sn:0.0020%以上0.2000%以下及Sb:0.0020%以上0.2000% 以下中选择的至少1种元素。
[0026] [8]根据上述技术方案[1]~[7]中任一项所述的高强度高杨氏模量钢板，其特征 在于，所述高强度高杨氏模量钢板为冷乳钢板。
[0027] [9]根据上述技术方案[1]~[7]中任一项所述的高强度高杨氏模量钢板，其特征 在于，所述高强度高杨氏模量钢板为在表面具有镀膜的镀敷钢板。
[0028] [10]根据上述技术方案[9]所述的高强度高杨氏模量钢板，其特征在于，所述镀膜 为热镀锌膜，所述镀敷钢板为热镀锌钢板。
[0029] [11]根据上述技术方案[9]所述的高强度高杨氏模量钢板，其特征在于，所述镀膜 为合金化热镀锌膜，所述镀敷钢板为合金化热镀锌钢板。
[0030] [12]-种高强度高杨氏模量钢板的制造方法，其特征在于，将具有上述技术方案 [1]~[7]中任一项所述的成分组成的钢板坯加热到1150°C以上1300°C以下的温度区域，接 着以850°C以上1000°C以下的温度区域的终乳温度进行热乳，在500°C以上800°C以下的温 度区域进行卷绕，之后，将经过以40%以上的冷乳压下率进行冷乳的工序而得到的冷乳板 加热到450°C以上800°C以下的温度区域，在该温度区域中保持300s以上，接着加热到750°C 以上950°C以下，之后在300°C以上700°C以下的温度区域中以平均冷却速度3°C/s以上进行 冷却从而制成冷乳钢板。
[0031] [13]-种高强度高杨氏模量钢板的制造方法，其特征在于，将具有上述技术方案 [1~[7]中任一项所述的成分组成的钢板坯加热到1150°C以上1300°C以下的温度区域，接 着以850°C以上1000°C以下的温度区域的终乳温度进行热乳，在500°C以上800°C以下的温 度区域进行卷绕，之后，将经过以40%以上的冷乳压下率进行冷乳的工序而得到的冷乳板 加热到450°C以上800°C以下的温度区域，在该温度区域中保持300s以上，接着加热到750°C 以上950°C以下，接着在550°C以上700°C以下的温度区域中以平均冷却速度3°C/s以上进行 冷却，之后，实施热镀锌从而制成热镀锌钢板。
[0032] [14]-种高强度高杨氏模量钢板的制造方法，其特征在于，将具有上述技术方案 [1]~[7]中任一项所述的成分组成的钢板坯加热到1150°C以上1300°C以下的温度区域，接 着以850°C以上1000°C以下的温度区域的终乳温度进行热乳，在500°C以上800°C以下的温 度区域进行卷绕，之后，将经过以40%以上的冷乳压下