拉伸凸缘性和疲劳特性优异的高强度钢板的制作方法

专利名称：：拉伸凸缘性和疲劳特性优异的高强度钢板的制作方法
技术领域：
：本发明涉及适合作为汽车用行走部件的原材料的拉伸凸缘性和疲劳特性优异的高强度热轧钢板。
背景技术：
：从汽车的安全性提高和涉及环保的燃料费提高的观点出发，对汽车用热轧钢板的高强度轻量化的要求越来越高。汽车用部件中特别是被称为行走系统的车架类和手臂类等的重量在车身总重量中所占的比例高，因此通过提高这些部位所使用的原材料的强度来减少厚度，能实现其轻量化。此外，从对行驶中的振动的耐久性的观点出发，要求该行走系统所使用的材料具有高度疲劳特性。但是，伴随着高强度化、耐疲劳性的提高，扩孔性与延展性均存在下降的倾向，当高强度钢板用于形状复杂的汽车行走系统等中时，其扩孔性成为重要的研究课题。因此，已提出多种以兼顾机械强度特性和疲劳特性及扩孔性(加工性)为目的的钢板。例如，在日本专利特开平11-199973号公报中提出了在铁素体相和马氏体相的复合组织钢板中析出微细的Cu或分散固溶体而得到的钢板(一般称为DP钢板)。在该日本专利特开平11-199973号公报所示的公开技术中发现固溶的Cu或由Cu单独构成的粒子大小为2nm以下的Cu析出物对提高疲劳特性非常有效，而且不会影响加工性，因此对各种成分的组成比进行限定。已知这种DP钢板虽然在强度和延展性的平衡以及疲劳特性上优异，但经扩孔试验评价得到的拉伸凸缘性依旧不佳。可认为其原因之一是因为DP钢板是软质铁素体相与硬质马氏体相的复合体，因此在扩孔加工时两相的边界部无法适应变形而容易成为断裂的起点。对此已经提出了不仅满足疲劳特性还满足最近的车轮及行走部件的材4料所要求的苛刻的拉伸凸缘性的要求的高强度热轧钢板(例如参照日本专利特开2001-200331号公报)。该日本专利特开2001-200331号公报的公开技术的主要技术内容为通过尽可能低C化使主相为贝氏体组织，同时以合适的体积比率含有固溶强化或析出强化后的铁素体组织，从而减小上述铁素体与贝氏体的硬度差，并且避免产生粗大的碳化物等。
发明内容上述日本专利特开2001-200331号公报中公开的使钢板组织以贝氏体相为主体并抑制粗大碳化物生成的高强度热轧钢板确实具有出色的拉伸凸缘性，但其疲劳特性不一定优于含有Cu的DP钢板。而且，若只抑制粗大碳化物的生成，则在进行苛刻的扩孔加工时无法防止龟裂的产生。根据本发明者的研究可知，其原因在于钢板中存在以MnS为主体的延伸的硫化物类夹杂物。若受到反复变形，则在位于表层或其附近的延伸的粗大MnS类夹杂物的周边产生内部缺陷，以龟裂的形式传播而使疲劳特性下降，而且延伸的粗大MnS类夹杂物容易成为扩孔加工时产生破裂的起点。为此，希望尽量不使钢中的MnS类夹杂物延伸而使其形成微细球状。但是，Mn与C和Si同样是有助于有效提高材料强度的元素，因此在高强度钢板中为了确保强度通常将Mn的浓度设定得较高，此外，若在二次精炼工序中不实施脱S的重处理，则S浓度也会在50ppm以上。因此，在铸片中通常存在MnS。若铸片被热轧和冷轧，则MnS由于容易变形而成为延伸的MnS类夹杂物，这是使疲劳特性和拉伸凸缘性(扩孔加工性)下降的原因。但未见提出从控制MnS的析出和变形的角度出发的在拉伸凸缘性和疲劳特性上优异的热轧钢板的例子。为此，本发明是鉴于上述问题而提出的发明，其目的在于提供一种拉伸凸缘性和疲劳特性优异的高强度钢板，其通过使铸片中析出微细的MnS，而且使该MnS以在轧制时不易变形且不易成为破裂发生的起点的微细球状夹杂物的形式分散于钢板中，从而提高拉伸凸缘性和疲劳特性。为了解决上述问题，本发明者以使铸片中析出微细的MnS并且使其以在轧制时不易变形且不易成为破裂发生的起点的微细球状夹杂物的形式分散于钢板中的方法以及不使疲劳特性下降的添加元素的阐明为中心进行了潜心研究。结果发现在因添加Ce、La进行脱氧而产生的微细且硬质的Ce氧化物、La氧化物、硫氧化铈、硫氧化镧上析出MnS，在轧制时该析出的MnS不易变形，因此在钢板中延伸的粗大MnS显著减少，在反复变形时和扩孔加工时，这些MnS类夹杂物不易成为破裂发生的起点和龟裂传播的路径，解释了上述耐疲劳性等提高的原因。本发明涉及的拉伸凸缘性和疲劳特性优异的高强度钢板的主要内容如下所述。(1)本发明的钢板的特征在于，以质量％计含有<::0.030.20%、Si:0.081.5%、Mn:1.03.0%、P:0,05%以下、S:0.0005%以上、N:0細50.01%、酸可溶A1:0.01%以下、酸可溶Ti:低于0.008%、Ce或La中的l种或2种的总计0.00050.04%，剩余部分由铁及不可避免的杂质构成；延伸夹杂物的个数比例为20%以下，所述延伸夹杂物是在该钢板中存在的当量圆直径为lpm以上的夹杂物，且长径/短径为5以上。(2)本发明的钢板的特征在于，以质量％计含有<::0.030.20%、Si:0,081.5%、Mn:1.03.0%、P:0.05%以下、S:0.0005%以上、N:0細50.01%、酸可溶A1:0.01%以下、酸可溶Ti:低于0.008%、Ce或La中的l种或2种的总计0.00050.04%，剩余部分由铁及不可避免的杂质构成；在该钢板中以个数比例计含有10%以上的在由Ce或La中的1种或2种形成的氧化物或硫氧化物上析出有MnS的夹杂物。(3)本发明的钢板的特征在于，以质量。/。计含有C:0.030.20%、Si:0.081.5%、Mn:1.03.0%、P:0.05%以下、S:0.0005。/。以上、N:0細50.01%、酸可溶A1:0.01%以下、酸可溶Ti:低于0.008%、Ce或La中的l种或2种的总计0.00050.04%，剩余部分由铁及不可避免的杂质构成；延伸夹杂物的体积个数密度为1.0Xl(^个/mmS以下，所述延伸夹杂物是在该钢板中存在的当量圆直径为lpm以上的夹杂物，且长径/短径为5以上。(4)本发明的钢板的特征在于，以质量％计含有。0.030.20%、Sh0.081.5%、Mn:1.03.0%、P:0.05%以下、S:0.0005%以上、N:0細50.01%、酸可溶Ah0.01%以下、酸可溶Ti:低于0.008°/0、Ce或La中的l种或2种的总计0.00050.04%，剩余部分由铁及不可避免的杂质构成；在该钢板中在由Ce或La中的1种或2种形成的氧化物或硫氧化物上析出6有MnS的夹杂物的体积个数密度为1.0Xl(^个/mmS以上。(5)本发明的拉伸凸缘性和疲劳特性优异的钢板的特征在于，以质量。/o计含有C:0,030.20%、Si:0.081.5%、Mn:1.03.0%、P:0.05%以下、S:0.0005%以上、N:0.00050.01%、酸可溶Al:0.01%以下、酸可溶Ti:低于0.008%、Ce或La中的1种或2种的总计:0.00050.04%，剩余部分由铁及不可避免的杂质构成；延伸夹杂物的平均当量圆直径为10pm以下，所述延伸夹杂物是在该钢板中存在的当量圆直径为lpin以上的夹杂物，且长径/短径为5以上。(6)本发明的拉伸凸缘性和疲劳特性优异的钢板的特征在于，以质量0/o计含有C:0.030.20%、Si:0.081.5%、Mn:1.03.0%、P:0.05%以下、S:0.0005°/。以上、N:0.00050.01%、酸可溶Al:0.01%以下、酸可溶Ti:低于0.008%、Ce或La中的l种或2种的总计:0細50.04%，剩余部分由铁及不可避免的杂质构成；在该钢板中存在在由Ce或La中的1种或2种形成的氧化物或硫氧化物上析出有MnS的夹杂物，在该夹杂物中以平均组成计含有0.550质量％的Ce或La中的1种或2种的总计。(7)本发明的拉伸凸缘性和疲劳特性优异的钢板的特征在于，以质量Q/o计含有C:0.030.20%、Si:0.081.5%、Mml.03.0%、P:0.05%以下、S:0.0005%以上、N:0.00050.01%、酸可溶Al:0.01%以下、酸可溶Ti:低于0.008%、Ce或La中的l种或2种的总计0.00050.04%,剩余部分由铁及不可避免的杂质构成；(Ce+La)/S比为0.170。(8)根据(1)(7)中任一项所述的拉伸凸缘性和疲劳特性优异的高强度钢板，其特征在于，以质量％计含有Nb:0.010.10%、V:0.010.05%、Cr:0.010.6%、Mo:0.010.4%、B:0.00030.03%中的任一禾中或2种以上，剩余部分由铁及不可避免的杂质构成。图l是表示Ce+La(%)和S(%)的关系的图。具体实施例方式以下，作为实施本发明的最佳方式，对拉伸凸缘性和疲劳特性优异的7高强度钢板迸行详细说明。下述组成中的质量％简单表述为％。首先，对完成本发明的实验进行说明。本发明者对含有C:0.07%、Si:0.2%、Mn:1.2%、P:0.01%以下、S:0.005%、N:0.003%且剩余部分为Fe的钢液使用各种元素进行脱氧，制造钢块。将得到的钢块热轧成3mm的热轧钢板。将这些制造的热轧钢板供扩孔试验和疲劳试验，并对钢板中的夹杂物个数密度、形态和平均组成进行分析。从其结果可知几乎不使用AI脱氧、添加Si后至少添加Ce、La而脱氧的钢板在拉伸凸缘性和疲劳特性方面最佳。其原因在于，在因添加Ce、La进行脱氧而产生的微细且硬质的Ce氧化物、La氧化物、硫氧化铈、硫氧化镧上析出MnS，在轧制时该析出的MnS也不易变形，因此钢板中延伸的粗大MnS显著减少。其结果是，在重复变形时和扩孔加工时，这些MnS类夹杂物不易成为破裂发生的起点和龟裂传播的路径，这使上述耐疲劳性等提高。另外，Ce氧化物、La氧化物、硫氧化铈和硫氧化镧微细化的原因在于，最初因Si脱氧而生成的Si02类夹杂物被之后添加的Ce、La还原分解而形成微细的Ce氧化物、La氧化物、硫氧化铈和硫氧化镧，而且生成的Ce氧化物、La氧化物、硫氧化钸和硫氧化镧自身与钢液之间的界面能低，因而也能抑制生成后的凝集体。根据从这些实验性研究得到的发现，本发明者如下所述对钢板的化学成分条件进行研究，从而完成了本发明。以下，对在本发明中限定化学成分的原因进行说明。C:0.030.20%c是控制钢的淬火性和强度的最基本的元素，有助于有效地提高淬火硬化层的硬度和深度而提高疲劳强度。即，该c是确保钢板强度的必须元素，为了得到高强度钢板，必须至少为0.03%。但是，若含有过多该C，则会如以往那样因生成Ti碳化物而将C固定，即使施加冷却条件，依然会生成渗碳体相。该渗碳体相诱发钢板的加工硬化，不利于拉伸凸缘特性的提高。因此，本发明从提高加工性的观点出发将<:的浓度定为0.20%以下。Si:0.081.5%Si是本发明这样尽量不添加Al和Ti的钢液中的主要脱氧元素，因此在本发明中非常重要。而且，Si使淬火加热时奥氏体的核生成位点数增加，抑制奥氏体的粒子生长，并担负使淬火硬化层的粒径微细化的作用。该Si抑制碳化物生成，抑制碳化物引起的晶界强度的下降。此外，该Si对于贝氏体组织的生成也很有效，从确保材料整体的强度的观点出发，担负着重要的作用。为了降低钢液中的溶解氧浓度、暂时生成Si02类夹杂物(该Si02类夹杂物通过被之后添加的Ce、La还原而使夹杂物微细化)，必须添加0.08%以上的Si。因此，本发明将Si的下限定为0.08%。与此相对，若Si的浓度过高，则夹杂物中的Si02浓度提高而容易生成大型夹杂物，且韧延性极差，因表面脱碳和表面瑕疵增加反而导致疲劳特性下降。此外，若过多添加Si，还会对可焊性和延展性产生不良影响。因此，本发明将Si的上限定为1.5%。Mn:1.03.0%Mn是对制钢阶段的脱氧有用的元素，是与C、Si—起对钢板的高强度化有效的元素。为了获得这种效果，必须含有1.0。/。以上的该Mn。但是，若含有超过3.0%的Mn，则由于Mn的偏析和固溶强化的增加而使延展性下降。另外，由于可焊性和基材韧性也会下降，因此将该Mn的上限定为3.0%。P:0.05%以下P能有效地作为比Fe原子小的置换型固溶强化元素而起作用，但由于在奥氏体的晶界偏析，使得晶界强度下降，致使扭转疲劳强度下降，有可能使加工性下降，因此定为0.05%以下。另外，若无需固溶强化，则不必添加P，因此P的下限值包括0M。S:0.0005%以上S作为杂质而偏析，由于形成MnS的粗大延伸夹杂物而使拉伸凸缘性下降，因此希望为尽量低的浓度。以往，为了确保拉伸凸缘性，必须进行极度低硫化而使S的浓度低于0.0005%。但在本发明中，由于在Ce氧化物、La氧化物、硫氧化铈、硫氧化镧上析出MnS,轧制时也不易变形，防止了夹杂物的延伸，因此对S的浓度的上限值未作特殊规定。另外，为了使S浓度下降至与以往同等的低于0.0005%的水平，就必9须在二次精炼中相当程度地强化脱硫处理，由于为实现该浓度的脱硫处理成本过高，而且不易呈现对MnS进行形态控制的效果，因此将S浓度的下限值定为0.0005%。N:0細50,010/0N是由于在钢液处理中摄入空气中的氮而不可避免地混入钢中的元素。N与A1、Ti等形成氮化物而促进基材组织的细粒化。但是，若添加过多的该N，则即使是微量Al和微量Ti也会生成粗大的析出物，致使拉伸凸缘性下降。因此，本发明将N的浓度的上限定为0.0in/。。另一方面，若N的浓度低于0.0005%，则成本增加，因此将0.0005%作为下限。酸可溶A1:0.01%以下酸可溶Al因其氧化物易簇化而变粗大，致使拉伸凸缘性和疲劳特性下降，因此最好极力控制。但是，作为预备的脱氧材料允许使用0.01%以下。这是因为，若酸可溶Al浓度超过0.01%，则夹杂物中的八1203含量超过50%，引起夹杂物的簇化。从防止簇化的观点出发，酸可溶A1浓度越低越好，下限值包含0%。另外，酸可溶Al浓度是指测定酸中溶解的Al浓度得到的浓度，是利用溶存A1在酸中溶解而八1203在酸中不溶的现象的分析方法。这里，作为酸，可以例示例如按盐酸l、硝酸l、水2的比例(质量比)混合而成的混酸。使用这种酸可以区分在酸中可溶的Al和在酸中不溶的A1203，能测定酸可溶A1浓度。酸可溶Ti:低于0.008%酸可溶Ti也因其氧化物易簇化而变粗大，且易与钢中的N结合生成粗大的TiN夹杂物，因此使酸可溶Ti为低于0.008%，下限值包含0%。另外，酸可溶Ti浓度是指测定酸中溶解的Ti的浓度得到的浓度，是利用溶存Ti在酸中溶解而Ti氧化物在酸中不溶的现象的分析方法。这里，作为酸，可以例示例如按盐酸l、硝酸l、水2的比例(质量比)混合而成的混酸。使用这种酸可以区分在酸中可溶的Ti和在酸中不溶的Ti氧化物，能测定酸可溶Ti浓度。Ce或La中的1种或2种的总计0細50.04%Ce、La将通过Si脱氧生成的Si02还原，易成为MnS的析出位点，且具有形成以硬质、微细且轧制时不易变形的Ce氧化物(例如Ce203、Ce02)、10硫氧化铈(例如Ce202S)、La氧化物(例如1^203、La02)、硫氧化镧(例如La2CbS)、Ce氧化物-La氧化物或硫氧化铈-硫氧化镧为主相(以50%以上为标准)的夹杂物的效果。这里，在上述夹杂物中，因脱氧条件的不同，有时含有一部分MnO、Si02或Al203，但只要主相为上述氧化物，即可充分发挥作为MnS的析出位点的作用，并且不会损害夹杂物的微细、硬质化的效果。为了得到上述夹杂物，必须使Ce或La中的1种或2种的总浓度为0.0005%以上且0.04%以下。若Ce或La中的1种或2种的总浓度低于0.0005%，则无法将Si02夹杂物还原，若超过0.04%，则会大量生成硫氧化铈、硫氧化镧，形成粗大的夹杂物，致使拉伸凸缘性和疲劳特性下降。Nb:0.010.10%Nb与C或N形成碳化物、氮化物、碳氮化物而促进基材组织的细粒化。为了得到该效果，必须至少为0.01%。但是，即使超过0.10%而大量含有，效果也已饱和，且成本增加，因此将0.10%作为上限。V:0.010.05%V与C或N形成碳化物、氮化物、碳氮化物而促进基材组织的细粒化。为了得到该效果，必须至少为0.01%。但是，即使超过0.05°/。而大量含有，效果也已饱和，且成本增加，因此将0.05%作为上限。Cr:0.010.6o/oCr可以根据需要含有以提高钢的淬火性、确保钢板的强度，为了得到该效果，必须至少为0.01%。但是，大量含有反而会使强度-延展性的平衡下降。因此，将0.6%作为上限。Mo:0,010.4%Mo可以根据需要含有以提高钢的淬火性、确保钢板的强度，为了得到该效果，必须至少为0.01%。但是，大量含有反而会使强度-延展性的平衡下降。因此，将0.4%作为上限。B:0.00030.003o/oB可以根据需要含有以提高钢的淬火性、强化晶界、提高加工性，为了得到该效果，必须至少为0.0003%。但是，大量含有反而有损钢的洗涤性，使延展性下降。因此，将0.003%作为上限。接着，对本发明的钢板中的夹杂物的存在条件进行说明。另外，钢板是指经热轧或进一步经冷轧得到的轧制后的板。为了得到拉伸凸缘性和疲劳特性优异的钢板，重要的是尽量减少钢板中易成为破裂发生起点和破裂传播路径的延伸的粗大MnS类夹杂物。本发明者通过实验发现当量圆直径低于lpm的MnS类夹杂物作为破裂发生起点并无害处，不会使拉伸凸缘性和疲劳特性的下降，而且当量圆直径为lpm以上的夹杂物可以容易地利用扫描型电子显微镜(SEM)等来观察，因此以钢板中当量圆直径为lpm以上的夹杂物为对象，分析其形态和组成，评价MnS类夹杂物的分布状态。这里，当量圆直径定义为根据截面观察得到的夹杂物的长径和短径按(长径X短径)^求得的值。另外，对MnS类夹杂物的当量圆直径的上限未作特殊规定，实际上有时能观察到lmm左右的MnS类夹杂物。关于延伸夹杂物的个数比例，通过对使用SEM随机选择的当量圆直径为lpm以上的多个(例如50个左右)夹杂物进行组成分析并从SEM图测定夹杂物的长径和短径。这里，当延伸夹杂物为长径/短径(延伸比例)为5以上的夹杂物时，将检测得到的上述延伸夹杂物的个数除以分析得到的总夹杂物个数(以上述例子为例为50个左右)，即可求出上述延伸夹杂物的个数比例。另外，之所以将夹杂物的延伸比例定为5以上，是因为在不添加Ce、La的比较钢板中延伸比例为5以上的夹杂物全部为MnS类夹杂物。另夕卜，对MnS类夹杂物的延伸比例的上限未作特殊规定，实际上有时能观察到延伸比例为50左右的MnS类夹杂物。其结果表明经形态控制使延伸比例为5以上的延伸夹杂物的个数比例为20%以下的钢板，其拉伸凸缘性和疲劳特性提高。即，若延伸比例为5以上的延伸夹杂物的个数比例超过20%，则易成为破裂发生起点的MnS类延伸夹杂物的个数比例过多，拉伸凸缘性和疲劳特性下降，因此在本发明中将延伸比例为5以上的延伸夹杂物的个数比例定为20%以下。由于延伸的MnS类夹杂物越少则拉伸凸缘性和疲劳特性越好，因此该延伸比例为5以上的延伸夹杂物的个数比例的下限值包含0%。这里，当量圆直径为l(im以上且延伸比例为5以上的延伸夹杂物的个12数比例的下限值为0%，是指虽然是当量圆直径为lfim以上的夹杂物但不存在延伸比例为5以上的夹杂物的情况、或即使是延伸比例为5以上的延伸夹杂物但当量圆直径均低于lpm的情况。此外，经形态控制使延伸比例为5以上的延伸夹杂物的个数比例为20%以下的钢板相应地形成在由Ce或La中的1种或2种形成的氧化物或硫氧化物上析出有MnS的形态。作为该夹杂物的形态，只要在由Ce或La中的l种或2种形成的氧化物或硫氧化物上析出MnS即可，没有特殊规定，多数情况下是以由Ce或La中的1种或2种形成的氧化物或硫氧化物为核心而在其周围析出MnS。此外，在由Ce或La中的1种或2种形成的氧化物或硫氧化物上析出有MnS的夹杂物由于在轧制时也不易变形，因此在钢板中为未延伸的形状即近似球状的夹杂物。这里，对判断成未延伸的球状夹杂物没有特殊规定，指钢板中的延伸比例为3以下的夹杂物，优选延伸比例为2以下的夹杂物。这是因为在轧制前的铸片阶段，在由Ce或La中的1种或2种形成的氧化物或硫氧化物上析出有MnS的形态的夹杂物的延伸比例为3以下。另夕卜，判断为未延伸的球状夹杂物若完全是球状，则延伸比例为l，因此延伸比例的下限为l。用与延伸夹杂物的个数比例分析同样的方法对上述夹杂物的个数比例进行分析。其结果表明经析出控制使在由Ce或La中的l种或2种形成的氧化物或硫氧化物上析出有MnS的形态的夹杂物的个数比例为10%以上的钢板，其拉伸凸缘性和疲劳特性提高。若在由Ce或La中的l种或2种形成的氧化物或硫氧化物上析出有MnS的形态的夹杂物的个数比例低于10%，则与此相应地MnS类延伸夹杂物的个数比例过多，拉伸凸缘性和疲劳特性下降。因此，将在由Ce或La中的l种或2种形成的氧化物或硫氧化物上析出有MnS的形态的夹杂物的个数比例定为10%以上。另外，在由Ce或La中的1种或2种形成的氧化物或硫氧化物析出越多MnS则拉伸凸缘性和疲劳特性越好，因此该个数比例的上限值包含100%。另外，在由Ce或La中的1种或2种形成的氧化物或硫氧化物上析出有MnS的形态的夹杂物由于在轧制时不易变形，因此其当量圆直径没有特殊规定，可以为lpm以上。但若过大，则有可能成为破裂发生起点，因此上限优选为5(Him左右。另一方面，该夹杂物不仅在轧制时不易变形，而且当当量圆直径低于lpm时，不会成为破裂发生起点，因此对当量圆直径的下限未作特殊规定。然后，作为上述本发明的钢板中的夹杂物的存在条件，用夹杂物的单位体积的个数密度来规定。关于夹杂物的粒径分布，通过采用速度法的电解面的SEM评价来实施。采用速度法的电解面的SEM评价是指，将样片的表面研磨后，利用速度法进行电解，直接对样品表面进行SEM观察来评价夹杂物的大小和个数密度。另外，速度法是指，使用10%乙酰丙酮4%四甲基氯化铵-甲醇将样品表面电解来提取夹杂物的方法，作为电解量，相对于样品表面的面积lcm2以1C进行电解。将如此电解得到的表面的SEM图进行图像处理，求出相对于当量圆直径的频率(个数)分布。由该粒径的频率分布算出平均当量圆直径，并将频率除以观察视野的面积与由电解量求得的深度，从而算出夹杂物的单位体积的个数密度。成为破裂发生起点并使拉伸凸缘性和疲劳特性下降的当量圆直径为lpm以上、延伸比例为5以上的夹杂物的体积个数密度的评价结果表明若为1.0Xl(^个/mmn乂下，则拉伸凸缘性和疲劳特性提高。若当量圆直径为lnm以上且延伸比例为5以上的延伸夹杂物的体积个数密度超过1.0X104个/,3，则易成为破裂发生起点的MnS类延伸夹杂物的个数密度过多，拉伸凸缘性和疲劳特性下降，因此将当量圆直径为lpm以上且延伸比例为5以上的延伸夹杂物的体积个数密度定为1.0Xl()A个/mm3以下。此外，由于延伸的MnS类夹杂物越少则拉伸凸缘性和疲劳特性越好，因此当量圆直径为lpm以上且延伸比例为5以上的延伸夹杂物的体积个数密度的下限值包含0%。这里，当量圆直径为lpm以上且延伸比例为5以上的延伸夹杂物的体积个数密度的下限值为0%的意思同上。此外，在经形态控制使直径为lpm以上且延伸率为5以上的延伸夹杂物的体积个数密度为1.0Xl(^个/mm3以下的钢板中，与此相应，未延伸的MnS类夹杂物为在由Ce或La中的1种或2种形成的氧化物或硫氧化物上析出有MnS的形态，其形状为近似球状夹杂物。14作为该夹杂物的形态，与上述同样，只要在由Ce或La中的l种或2种形成的氧化物或硫氧化物上析出MnS即可，没有特殊规定，多数情况下是以由Ce或La中的1种或2种形成的氧化物或硫氧化物为核心而在其周围析出MnS。作为球状夹杂物，没有特殊规定，指钢板中的延伸比例为3以下的夹杂物，优选延伸比例为2以下的夹杂物。这里，若完全为球状，则延伸比例为1，因此延伸比例的下限为1。上述夹杂物的体积个数密度的分析结果表明经析出控制使以由Ce或La中的1种或2种形成的氧化物或硫氧化物为核心而在其周围析出有MnS的形态的夹杂物的体积个数密度为1.0Xl(^个/mmS以上的钢板，其拉伸凸缘性和疲劳特性提高。若在由Ce或La中的1种或2种形成的氧化物或硫氧化物上析出有MnS的形态的夹杂物的体积个数密度低于1.0X1()S个/mm3，贝l」相应地MnS的延伸夹杂物的个数比例过多，拉伸凸缘性和疲劳特性下降，因此将在由Ce或La中的1种或2种形成的氧化物或硫氧化物上析出有MnS的形态的夹杂物的体积个数密度规定为1.0X103+/mm3以上。而且，以由Ce或La中的1种或2种形成的氧化物或硫氧化物为核心析出的MnS越多则拉伸凸缘性和疲劳强度越好，因此对该体积个数密度的上限值未作特殊规定。另外，在由Ce或La中的1种或2种形成的氧化物或硫氧化物上析出有MnS的形态的夹杂物的当量圆直径与上述同样，没有特殊规定，可以为lpm以上。但是，若该当量圆直径过大，则有可能成为破裂发生起点，因此上限优选为50pm左右。另一方面，当该夹杂物的当量圆直径低于lpm时，没有任何问题，因此对下限没有特殊规定。接着，作为上述本发明的钢板中的延伸夹杂物的存在条件，用当量圆直径的上限值来规定。具体而言，对成为破裂发生起点并使拉伸凸缘性和疲劳特性下降的当量圆直径为lpm以上且延伸比例为5以上的夹杂物的平均当量圆直径进行评价，结果表明当该延伸夹杂物的平均当量圆直径为10nm以下时，拉伸凸缘性和疲劳特性提高。这是着眼于随着当量圆直径为l(am以上且延伸比例为5以上的延伸夹杂物的个数比例的增加，该延伸夹15杂物的平均当量圆直径增大，而以延伸夹杂物的平均当量圆直径为指标来规定的。这可推测为随着钢液中的Mn和S的量的增加，生成的MnS的个数增加，并且生成的MnS的尺寸变粗大。因此，若当量圆直径为lpm以上且延伸比例为5以上的延伸夹杂物大于10pm，则相应地该延伸夹杂物的个数比例超过20%,因此易成为破裂发生起点的粗大MnS类延伸夹杂物的个数比例过多，拉伸凸缘性和疲劳特性下降，因此将当量圆直径为lpm以上且延伸比例为5以上的延伸夹杂物的平均当量圆直径设定为lOpm以下。另夕卜，将当量圆直径为lpm以上且延伸比例为5以上的延伸夹杂物的平均当量圆直径设定为10pm以下的规定，意味着在钢板中存在当量圆直径为lpni以上的夹杂物，因此当量圆直径的下限值为l,。另一方面，作为上述本发明的钢板中的在由Ce或La中的l种或2种形成的氧化物或硫氧化物上析出有MnS的形态的夹杂物的存在条件，用析出有MnS的夹杂物中的Ce或La的平均组成的含量来规定。具体而言，如上所述，在提高拉伸凸缘性和疲劳特性的方面，使在由Ce或La中的1种或2种形成的氧化物或硫氧化物上析出MnS，防止MnS的延伸，这很重要。作为该夹杂物的形态，如上所述，只要在由Ce或La中的l种或2种形成的氧化物或硫氧化物上析出MnS即可，没有特殊规定，多数情况下是以由Ce或La中的1种或2种形成的氧化物或硫氧化物为核心而在其周围析出MnS。此外，作为球状夹杂物，没有特殊规定，指钢板中的延伸比例为3以下的夹杂物，优选延伸比例为2以下的夹杂物。这里，若完全为球状，则延伸比例为l，因此延伸比例的下限为l。因此，为了明确能有效抑制MnS类夹杂物延伸的组成，对在由Ce或La中的1种或2种形成的氧化物或硫氧化物上析出有MnS的形态的夹杂物进行组成分析。但是，若该夹杂物的当量圆直径为lpm以上，则易于观察，因此为方便起见，以当量圆直径为ljim以上为对象。但是，如果能够观察的话，优选还包含当量圆直径低于lpim的夹杂物。2种形成的氧化物或硫氧化物上析出有MnS的形态的夹杂物由于未延伸，因而证实是延伸比例均在3以下的夹杂物。因此，以当量圆直径为lpm以上且延伸比例为3以下的夹杂物为对象进行组成分析。其结果表明当在当量圆直径为lpm以上且延伸比例为3以下的夹杂物中按平均组成计Ce或La中的1种或2种总计含有0.550%时，拉伸凸缘性和疲劳特性提高。当在当量圆直径为lpm以上且延伸比例为3以下的夹杂物中的Ce或La中的1种或2种的总计的平均含量低于0.5质量％时，在由Ce或La中的1种或2种形成的氧化物或硫氧化物上析出有MnS的形态的夹杂物个数比例大大减少，因此与之相应地易成为破裂发生起点的MnS类延伸夹杂物的个数比例过多，拉伸凸缘性和疲劳特性下降。另一方面，若在当量圆直径为lpm以上且延伸比例为3以下的夹杂物中的Ce或La中的1种或2种的总计的平均含量超过50%时，则会生成大量硫氧化铈、硫氧化镧，形成当量圆直径为5(^m左右以上的粗大夹杂物，导致拉伸凸缘性和疲劳特性下降。作为本发明的钢板中的在由Ce或La中的1种或2种形成的氧化物或硫氧化物上析出有MnS的形态的夹杂物的存在条件，用钢板的化学成分(Ce+La)/S比来规定。具体而言，如上所述，在提高拉伸凸缘特性和疲劳特性的方面，是使在由Ce或La中的1种或2种形成的氧化物或硫氧化物上析出MnS而防止MnS延伸的化学成分比。因此，为了明确能有效地抑制MnS类夹杂物延伸的化学成分比，通过改变钢板的(Ce+La)/S比来对夹杂物的形态、拉伸凸缘性和疲劳特性进行评价(图1)。其结果表明当(Ce+La)/S比为0.170时，拉伸凸缘性和疲劳特性提高。若(Ce+La)/S比低于O.l，则在由Ce或La中的l种或2种形成的氧化物或硫氧化物上析出有MnS的形态的夹杂物个数比例大大减少，因此与之相应地易成为破裂发生起点的MnS类延伸夹杂物的个数比例过多，拉伸凸缘性和疲劳特性下降。另一方面，若(Ce+La)/S比超过70，则会大量生成硫氧化铈、硫氧化镧，形成当量圆直径为50nm左右以上的粗大夹杂物，导致拉伸凸缘性和疲劳特性下降。下面，对钢板的组织进行说明。本发明通过控制MnS类夹杂物来提高拉伸凸缘性和疲劳特性，对钢板的显微组织没有特殊限定。在具有以贝氏体铁素体为主相的组织的钢板、以铁素体相为主相而以马氏体相、贝氏体相为第2相的复合组织钢板、由铁素体、残留奥氏体以及低温相变相(马氏体或贝氏体)构成的复合组织钢板中的任一钢板中均可获得本发明的效果，但为了得到优异的拉伸凸缘性，优选形成以贝氏体铁素体为主相的组织。优选贝氏体铁素体或贝氏体相以面积比计必须为最大的相。钢板中的贝氏体铁素体相的面积率优选为50%以上，更优选为80%以上，进一步优选为100%。此夕卜，剩余部分可以含有20%以上贝氏体相或多边形铁素体相。接着说明制造条件。在本发明中，在转炉进行吹炼并脱碳，或进一步使用真空脱气装置进行脱碳，在C浓度为0.030.1%的钢液中添加Si、Mn、P等合金，进行脱氧和成分调节，并且不添加Al和Ti或在需要进行氧调节时以微量残留酸可溶Al和酸可溶Ti的程度添加少量Ai和Ti，然后添加Ce或La中的1种或2种进行成分调节。将如此熔炼制成的钢液连续铸造，制造铸片。关于连续铸造，不仅适用于通常的250mm厚左右的板坯连续铸造，也能充分适用于钢块或钢坯以及板坯连续铸造机的铸型厚度比通常薄的例如150mm以下的薄板坯连续铸造。对用于制造高强度热轧钢板的热轧条件进行说明。关于热轧前的板坯的加热温度，为了使钢中的碳氮化物等固溶，优选为115(TC以上。通过使它们固溶，抑制在轧制后的冷却过程中生成多边形铁素体，得到以拉伸凸缘性好的贝氏体铁素体相为主体的组织。另一方面，若热轧前的板坯的加热温度超过125(TC，则板坯表面的氧化显著，特别是由晶界被选择性氧化引起的楔形表面缺陷在除鳞后残留，它会影响轧制后的表面品质，因此优选将上限定为1250°C。加热至上述温度范围后，进行通常的热轧，但在此工序中的精轧完成温度在进行钢板的组织控制的情况下很重要。若精轧完成温度低于Ar3点+30°C，则表层部的晶体粒径容易变粗大，不利于疲劳特性。另一方面，若200超过Ar3点+20(TC，则容易生成不利于拉伸凸缘性的多边形铁素体相，因此优选将上限定为Ar3点+200。C。此外，使精轧后的钢板的平均冷却速度为4(TC/秒以上并冷却至30050(TC的范围的过程能有效地抑制多边形铁素体相的生成，得到以贝氏体铁素体相为主体的组织。若上述平均冷却速度低于4(TC/秒，则容易生成多边形铁素体，不优选。另一方面，虽然在组织控制上无需对冷却速度设置上限，但过快的冷却速度有可能使钢板冷却不均一，且制造能进行这种冷却的设备所需费用大，从而导致钢板的价格上升。基于此种观点，冷却速度的上限优选为100°C/秒。此外，若停止冷却温度低于30(TC，则会生成不利于拉伸凸缘性的马氏体相，因而将下限定为30(TC。因此，为了抑制使拉伸凸缘性极度恶化的马氏体相的生成，热轧巻材的巻取温度优选为30(TC以上。另一方面，若超过50(TC，则无法抑制多边形铁素体相的生成，且在含有Cu的钢中，在铁素体相中局部析出Cu而有可能使疲劳特性提高效果下降，因而优选将巻取温度定为50(TC以下。因此，通过在50(TC以下进行巻取，在之后的冷却过程中析出碳氮化物，使铁素体相中的固溶C、N量减少，使拉伸凸缘性提高。实施例下面，将本发明的实施例与比较例一起进行说明。将表1所示化学成分的板坯在表2所示的条件下热轧，得到厚度为3.2mm的热轧板。19<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>在该表l中，钢编号(以下称为钢号)1、3、5、7、9、11、13以本发明的高强度钢板的范围内的组成来构成，钢号2、4、6、8、10、12、14作为脱离本发明的高强度钢板的范围的比较钢来构成。钢号2、4、6以含有超过0.0P/。的酸可溶A1的板坯来构成，此外，钢号8、10、12、14以使Ce或La中的1种或2种的总计量降低至低于0.0005%为止的板坯来构成。艮P,在该表l中，为了使钢号1和钢号2、钢号3和钢号4、钢号5和钢号6、钢号7和钢号8之间分别可以进行比较，以相互几乎相同的组成来构成，并使酸可溶Al等互不相同。另外，为使钢号9和钢号10、钢号ll和钢号12、钢号13和钢号14之间分别可以进行比较，以相互几乎相同的组成来构成，并使Ce+La等互不相同。在表2中，作为条件A，使加热温度为1250°C、精轧完成温度为845°C、精轧后的冷却速度为75。C/秒、巻取温度为45(TC,作为条件B，使加热温度为120(TC、精轧完成温度为825°C、精轧后的冷却速度为45t:/秒、巻取温度为45CTC。钢号1和钢号2采用条件A，钢号3和钢号4采用条件B，钢号5和钢号6采用条件A，钢号7和钢号8、钢号9和钢号10、钢号11和钢号12、钢号13和钢号14采用条件B，由此能够在相同制造条件下比较化学组成的影响。对如此得到的钢板的基本特性即强度、延展性、拉伸凸缘性、疲劳限度比进行了分析。此外，作为钢板中的延伸夹杂物的存在状态，以均为l^m以上的夹杂物为对象，对延伸比例为5以上的夹杂物的个数比例、体积个数密度、平均当量圆直径进行了分析。另外，作为钢板中未延伸的夹杂物的存在状态，以均为l^m以上的夹杂物为对象，对在由Ce或La中的1种或2种形成的氧化物或硫氧化物上析出有MnS的夹杂物的个数比例和体积个数密度以及在延伸比例为3以下的夹杂物中的Ce或La中的1种或2种的总含量的平均值进行了分析。另外，以lpm以上的夹杂物为对象，不仅是因为容易观察，还因为低于1pm的夹杂物不会对拉伸凸缘性和疲劳特性的下降有影响。将其结果分别按钢与轧制条件的组合示于表3。<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>强度和轧制通过与轧制方向平行地取得的JIS5号试验片的拉伸试验来求得。拉伸凸缘性用？t来评价，该X通过使用60。的圆锥冲头将在150mmX150mm的钢板的中央开口的直径为10mm的冲孔扩张，测定出现板厚贯穿龟裂时的孔径D(mm)，按扩孔值X二(D—IO)/10求得。此外，用作表示疲劳特性的指标的疲劳限度比用将按照JISZ2275的方法求得的2>c106次时间强度(oW)除以钢板的强度(crB)得到的值(cjW/cjB)来评价。另外，试验片是同规格中规定的1号试验片，采用平行部为25mm、曲率半径R为100mm、原板(热轧板)的两面经同等磨削后的厚3.0mm的试验片。此外，对夹杂物进行SEM观察，测定50个随机选择的当量圆直径为lpm以上的夹杂物的长径和短径。此外，用SEM的定量分析功能，对50个随机选择的当量圆直径为lpm以上的夹杂物进行组成分析。用这些结果，求出延伸比例为5以上的夹杂物的个数比例、延伸比例为5以上的夹杂物的平均当量圆直径、在由Ce或La中的1种或2种形成的氧化物或硫氧化物上析出有MnS的夹杂物的个数比例以及在延伸比例为3以下的夹杂物中的Ce或La中的l种或2种的总计的平均值。此外，用速度法进行电解面的SEM评价，算出夹杂物各形态的体积个数密度。如表3所示，使用本发明的方法的钢号1、3、5、7、9、11、13通过在由Ce或La中的1种或2种形成的氧化物或硫氧化物上析出MnS，能降低钢板中延伸的MnS类夹杂物。即，通过使钢板中的在由Ce或La中的1种或2种形成的氧化物或硫氧化物上析出有MnS的夹杂物的个数比例为10%以上、该夹杂物的体积个数密度为1.0Xl()S个/mm3以上、钢板中存在的延伸比例为3以下的夹杂物中的Ce或La中的1种或2种的总计的平均含量为0.5%50%，可以使当量圆直径为lpm以上且延伸比例为5以上的延伸夹杂物的个数比例为20%以下、该夹杂物的体积个数密度为1.0X104个/mm3以下、该夹杂物的平均当量圆直径为10pm以下。其结果表明与比较钢相比，作为本发明钢的钢号1、3、5、7、9、11、13可以得到拉伸凸缘性和疲劳特性优异的钢板。但是，比较钢(钢号2、4、6、8、10、12、14)由于延伸的MnS类夹杂物和在由Ce或La中的1种或2种形成的氧化物或氧硫化物上析出有MnS的夹杂物的分布状态与本发明中规定的分布状态不同，因此在钢板加工时延伸的MnS类夹杂物成为破裂发生的起点，拉伸凸缘性和疲劳特性下降。根据本发明，通过使铸片中析出微细的MnS，并且使其作为在轧制时不变形、不易成为破裂发生起点的微细球状夹杂物分散于钢板中，能得到拉伸凸缘性和疲劳特性优异的高强度热轧钢板。权利要求1、一种拉伸凸缘性和疲劳特性优异的高强度钢板，其特征在于，该钢板以质量％计含有C0.03～0.20％、Si0.08～1.5％、Mn1.0～3.0％、P0.05％以下、S0.0005％以上、N0.0005～0.01％、酸可溶A10.01％以下、酸可溶Ti低于0.008％、Ce或La中的1种或2种的总计0.0005～0.04％，剩余部分由铁及不可避免的杂质构成；延伸夹杂物的个数比例为20％以下，所述延伸夹杂物是在该钢板中存在的当量圆直径为1μm以上的夹杂物，且长径/短径为5以上。2、一种拉伸凸缘性和疲劳特性优异的高强度钢板，其特征在于，该钢板以质量o/o计含有C:0.030.20%、Si:0.081.5%、Mn:1.03.0%、P:0.05%以下、S:0.0005%以上、N:0細50.01%、酸可溶A1:0.01%以下、酸可溶Ti:低于0.008%、Ce或La中的1种或2种的总计0.00050.04%，剩余部分由铁及不可避免的杂质构成；在该钢板中以个数比例计含有10%以上的在由Ce或La中的1种或2种形成的氧化物或硫氧化物上析出有MnS的夹杂物。3、一种拉伸凸缘性和疲劳特性优异的高强度钢板，其特征在于，该钢板以质量o/。计含有C:0.030.20%、Si:0.081.5%、Mn:1.03.0%、P:0.05%以下、S:0.0005°/。以上、N:0.00050.01%、酸可溶Al:0.01%以下、酸可溶Ti:低于0.008%、Ce或La中的1种或2种的总计0.00050.04%，剩余部分由铁及不可避免的杂质构成；延伸夹杂物的体积个数密度为1.0X104个/1111113以下，所述延伸夹杂物是在该钢板中存在的当量圆直径为lpm以上的夹杂物，且长径/短径为5以上。4、一种拉伸凸缘性和疲劳特性优异的高强度钢板，其特征在于，该钢板以质量。/。计含有C:0.030,20%、Si:0.081.5%、Mn:1.03.0%、P:0.05%以下、S:0.0005%以上、N:0.00050.01%、酸可溶A1:0.01%以下、酸可溶Ti:低于0.008%、Ce或La中的1种或2种的总计0細50.04%，剩余部分由铁及不可避免的杂质构成；在该钢板中，在由Ce或La中的1种或2种形成的氧化物或硫氧化物上析出有MnS的夹杂物的体积个数密度为1.0Xl()3个/mm3以上。5、一种拉伸凸缘性和疲劳特性优异的高强度钢板，其特征在于，该钢板以质量。/o计含有C:0.030.20%、Si:0.081.5%、Mn:1.03.0%、P:0.05%以下、S:0.0005%以上、N:0.00050.01%、酸可溶Al:0.01%以下、酸可溶Ti:低于0.008%、Ce或La中的1种或2种的总计0.00050.04%，剩余部分由铁及不可避免的杂质构成；延伸夹杂物的平均当量圆直径为10pm以下，所述延伸夹杂物是在该钢板中存在的当量圆直径为]pm以上的夹杂物，且长径/短径为5以上。6、一种拉伸凸缘性和疲劳特性优异的高强度钢板，其特征在于，该钢板以质量。/o计含有C:0.030.20%、Si:0.081.5%、Mn:1.03.0%、P:0.05%以下、S:0.0005%以上、N:0.00050.01%、酸可溶Al:0.01%以下、酸可溶Ti:低于0.008°/。、Ce或La中的1种或2种的总计0扁50.04%，剩余部分由铁及不可避免的杂质构成；在该钢板中存在在由Ce或La中的1种或2种形成的氧化物或硫氧化物上析出有MnS的夹杂物，在该夹杂物中以平均组成计含有0.550质量％的Ce或La中的1种或2种的总计。7、一种拉伸凸缘性和疲劳特性优异的高强度钢板，其特征在于，该钢板以质量。/。计含有C:0.030.20%、Si:0.081.5%、Mm1.03.0%、P:0.05%以下、S:0.0005°/。以上、N:0細50.01%、酸可溶A1:0.01%以下、酸可溶Ti:低于0.008%、Ce或La中的1种或2种的总计0扁50.04%，剩余部分由铁及不可避免的杂质构成；(Ce+La)/S比为0.170。8、根据权利要求17中任一项所述的拉伸凸缘性和疲劳特性优异的高强度钢板，其特征在于，以质量％计含有Nb:0.010.10%、V:0.010.05%、Cr:0.010.6o/o、Mo:0.010.4%、B:0.00030.03°/0中的任一种全文摘要本发明提供拉伸凸缘性和疲劳特性优异的高强度热轧钢板，该钢板含有C0.03～0.20％、Si0.08～1.5％、Mn1.0～3.0％、P0.05％以下、S0.0005％以上、N0.0005～0.01％、酸可溶Al0.01％以下、酸可溶Ti低于0.008％、Ce或La中的1种或2种的总计0.0005～0.04％，剩余部分由铁及不可避免的杂质构成；延伸夹杂物的个数比例为20％以上，所述延伸夹杂物是在该钢板中存在的当量圆直径为1μm以上的夹杂物，且长径/短径为5以上。文档编号C22C38/00GK101490295SQ20078002682公开日2009年7月22日申请日期2007年3月2日优先权日2006年7月14日发明者原田宽,大桥渡,山本研一,川崎薰,笹井胜浩申请人:新日本制铁株式会社