热轧钢板及其制造方法
【专利摘要】本发明提供一种热轧钢板，其以质量%计含有C：0.02%以上且0.5%以下，Si量和Al量的合计为1.0%以上且4.0%以下，｛100｝＜011＞～｛223｝＜110＞取向组的平均极密度为1.0以上且6.5以下，且｛332｝＜113＞的晶体取向的极密度为1.0以上且5.0以下，显微组织以面积率计含有2%以上且30%以下的残留奥氏体、20%以上且50%以下的铁素体、10%以上且60%以下的贝氏体，与轧制方向成直角的方向的兰克福特值rC为0.70以上且1.10以下，且与所述轧制方向成30°角的方向的兰克福特值r30为0.70以上且1.10以下。
【专利说明】热轧钢板及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及弯曲性、拉伸凸缘加工性、扩孔弯边加工性、扩孔性等局部变形能力优良、且成形性的方向依赖性小、并且延展性优良的热轧钢板及其制造方法。特别是，本发明涉及利用TRIP (Transformation Induced Plasticity:相变致塑性)现象的钢板。
[0002]本申请基于2011年3月28日提出的日本专利申请第2011-070725号公报主张优先权，在此引用其内容。
【背景技术】
[0003]为了抑制来自汽车的二氧化碳的排放量，一直在推进使用了高强度钢板的汽车车体的轻质化。此外，为了确保搭乘者的安全性，作为汽车车体除软钢板以外大量使用高强度钢板。为了今后进一步进行汽车车体的轻质化，必须将高强度钢板的使用强度水平提高到以往以上。所以，例如为了在汽车的行走部件使用高强度钢板，必须改善用于扩孔弯边加工的局部变形能力。
[0004]但是，一般来说，如果提高钢板的强度，则成形性下降，对于深冲成形或胀形成形重要的均匀拉伸率下降。对此，非专利文献I中公开了使奥氏体残留在钢板中来确保均匀拉伸率的方法。
[0005]而且，在该非专利文献I中，还公开了改善弯曲成形、扩孔加工或扩孔弯边加工所要求的局部延展性的钢板的金属组织控制方法。此外，非专利文献2中还公开了如果控制夹杂物，将显微组织控 制在单一组织，减低显微组织间的硬度差，则对于弯曲性及扩孔加工是有效果的。
[0006]非专利文献3中公开了下述的技术:为了使延展性和强度得以兼顾，通过利用热轧后的冷却控制来进行金属组织控制，控制析出物及相变组织，从而得到铁素体和贝氏体的适当的分率。可是，哪种方法都是依赖于组织控制(分类上的显微组织的控制)的局部变形能力的改善方法，因此基础组织对局部变形能力的影响较大。
[0007]另一方面，非专利文献4中公开了通过使连续热轧工序中的压下量增加来改善热轧钢板的材质的技术。这样的技术是所谓晶粒微细化的技术，在非专利文献4中，通过在奥氏体区内的极低温下进行大压下，使其从未再结晶奥氏体相变为铁素体，从而使制品的主相即铁素体的晶粒微细化，提高强度及韧性。可是，在非专利文献4所公开的制造方法中，对于局部变形能力及延展性的改善完全没有考虑。
[0008]如上所述，为了改善高强度钢板的局部变形能力，主要进行包含夹杂物的组织控制。
[0009]此外，为了使用高强度钢板作为汽车用部件，强度和延展性的平衡是必要的。对于这样的要求，迄今为止提出了利用了残留奥氏体的相变致塑性的所谓TRIP钢板(例如参照专利文献I及2)。
[0010]但是，TRIP钢尽管强度、延展性优良，但一般具有扩孔性等局部变形能力低的特点。所以，为了将该TRIP钢用作例如行走部件的高强度钢板，必须改善扩孔性等局部变形能力。
[0011]现有技术文献
[0012]专利文献
[0013]专利文献1:日本特开昭61-217529号公报
[0014]专利文献2:日本特开平5-59429号公报
[0015]非专利文献
[0016]非专利文献1:高桥，新日铁技报(2003) N0.378，p.7
[0017]非专利文献2:加藤等，制铁研究(1984) vol.312，p.41
[0018]非专利文献3:K.Sugimotoetal.、ISIJ International (2000) Vol.40, p.920
[0019]非专利文献4:中山制钢所 NFG 制品介绍 http://www.nakayama — steel, c0.jp/menu/product/nfg.html
【发明内容】
[0020]发明要解决的问题
[0021]本发明的一个课题是提供TRIP钢中局部变形能力优良、成形性的方向依赖性小的延展性优良的高强度热轧钢板及其制造方法。此外，本发明的另一个课题是提供通过热轧控制织构、改善热轧钢板的各向异性的高强度热轧钢板的制造方法。
[0022]用于解决课题的手段
[0023]本
【发明者】们发现:如果适当地控制TRIP钢中的规定的晶体取向的极密度，则局部变形能力提高。此外，本
【发明者】们通过使TRIP钢的化学成分及制造条件最佳化，控制钢板的显微组织，由此成功地制造了局部变形能力及其它机械特性优良的钢板。
[0024]本发明的要点如下。
[0025]( I)本发明的一个方案的热轧钢板是:钢板的化学组成以质量％计含有C:0.02%以上且0.5%以下、S1:0.001%以上且4.0%以下、Mn:0.001%以上且4.0%以下、Al:0.001%以上且4.0%以下，将P限制为0.15%以下、S限制为0.03%以下、N限制为0.01%以下、O限制为0.01%以下，剩余部分包含铁及不可避免的杂质；在所述钢板的化学组成中，Si量和Al量的合计为1.0%以上且4.0%以下；在5/8-3/8的板厚范围的板厚中央部，用{ 100 }< 011>>{116} < 110 >,{114} < 110 >,{112} < 110 >,{223} < 110 >的各晶体取向的极密度的算术平均值表示的极密度即{100} < 011 >-{223}< 110 >取向组的平均极密度为1.0以上且6.5以下，且{332}< 113 >的晶体取向的极密度为1.0以上且5.0以下；在所述钢板的显微组织中存在多个晶粒，该显微组织以面积率计含有2%以上且30%以下的残留奥氏体、20%以上且50%以下的铁素体、10%以上且60%以下的贝氏体，在所述显微组织中以面积率计将珠光体限制为20%以下，将马氏体限制为20%以下；与轧制方向成直角的方向的兰克福特值rC为0.70以上且1.10以下，且与所述轧制方向成30°角的方向的兰克福特值r30为0.70以上且1.10以下。
[0026](2)根据上述(I)所述的热轧钢板，其中，所述钢板的化学组成以质量％计也可以进一步含有选自T1:0.001%以上且0.2%以下、Nb:0.001%以上且0.2%以下、V:0.001%以上且1.0%以下、W:0.001%以上且1.0%以下、Cu:0.001%以上且2.0%以下、B:0.0001%以上且 0.005% 以下、Mo:0.001% 以上且 1.0% 以下、Cr:0.001% 以上且 2.0% 以下、As:0.0001%以上且0.50%以下、Mg:0.0001%以上且0.010%以下、REM:0.0001%以上且0.1%以下、Ca:0.0001%以上且0.010%以下、N1:0.001%以上且2.0%以下、Co:0.0001%以上且1.0%以下、Sn:0.0001%以上且0.2%以下、Zr:0.0001%以上且0.2%以下中的I种以上。
[0027](3)根据上述(I)或(2)所述的热轧钢板，其中，所述晶粒的体积平均径也可以为Iym以上且4 μ m以下。
[0028](4)根据上述(I)或(2)所述的热轧钢板，其中，所述{100}< Oil >~{223}< 110>取向组的平均极密度也可以为1.0以上且5.0以下，所述{332} < 113 >的晶体取向的极密度也可以为1.0以上且4.0以下。
[0029](5)根据上述(I)~(4)中任一项所述的热轧钢板，其中，所述多个晶粒中的超过20 μ m的晶粒的面积比例也可以被限制为10%以下。
[0030](6)根据上述(I)~(5)中任一项所述的热轧钢板，其中，对于所述残留奥氏体及所述马氏体中的至少100个晶粒的相互最接近的晶粒间的距离LMA的标准偏差也可以为5 μ m以下。
[0031](7)本发明的一个方案的热轧钢板的制造方法是:对具有下述化学组成的钢在IOOO0C以上且1200°C以下的温度范围内进行至少包含I次以上的40%以上的压下率的道次的第I热轧，使所述钢的平均奥氏体粒径为200 μ m以下，所述化学组成中以质量％计含有C:0.02%以上且0.5%以下、S1:0.001%以上且4.0%以下、Mn:0.001%以上且4.0%以下、Al:0.001%以上且4.0%以下，将P限制为0.15%以下、S限制为0.03%以下、N限制为0.01%以下、O限制为0.01%以下，剩余部分包含铁及不可避免的杂质，Si量和Al量的合计为1.0%以上且4.0%以下；对所述钢进行第2热轧，在所述第2热轧中在将由下述式I算出的温度规定为T1°C的情况下，在Tl + 30°C以上且Tl + 200°C以下的温度范围包含压下率为30%以上的大压下道次，Tl + 30°C以上且Tl + 200°C以下的温度范围内的累积压下率为50%以上，将Ar3°C以上且低于Tl + 30°C的温度范围内的累积压下率限制为30%以下，轧制结束温度为Ar3°C以上；以从所述大压下道次中的最终道次的结束到冷却开始的等待时间t秒满足式2的方式，对所述钢进行一次冷却；以10~100°C /秒的平均冷却速度将所述钢冷却到630°C以上且800°C以下的范围的温度T3 ;在630°C以上且800°C以下的温度范围内保持所述钢I秒以上且20秒以下，或者从所述温度T3以20°C /秒以下的平均冷却速度将所述钢缓慢冷却到低于所述温度T3且550°C以上的范围内的温度；在350~500°C的温度范围卷取所述钢；在进行了在350~500°C的温度范围内将所述钢保持30~300分钟的温度范围控制后，对所述钢进行空气冷却。
[0032]
【权利要求】
1.一种热轧钢板，其特征在于，钢板的化学组成以质量％计含有c:0.02%以上且0.5%以下、S1:0.001%以上且4.0%以下、Mn:0.001%以上且4.0%以下、Al:0.001%以上且4.0%以下，将P限制为0.15%以下、S限制为0.03%以下、N限制为0.01%以下、O限制为0.01%以下，剩余部分包含铁及不可避免的杂质； 在所述钢板的化学组成中，Si量和Al量的合计为1.0%以上且4.0%以下； 在5/8-3/8的板厚范围的板厚中央部，用{100} < 011 >>{116} < 110 >>{114}<110 >,{112} < 110 >,{223} < 110 >的各晶体取向的极密度的算术平均值表示的极密度即{100} <011 >-{223}< 110 >取向组的平均极密度为1.0以上且6.5以下，且{332} < 113 >的晶体取向的极密度为1.0以上且5.0以下； 在所述钢板的显微组织中存在多个晶粒，该显微组织以面积率计含有2%以上且30%以下的残留奥氏体、20%以上且50%以下的铁素体、10%以上且60%以下的贝氏体，在所述显微组织中以面积率计将珠光体限制为20%以下，将马氏体限制为20%以下； 与轧制方向成直角的方向的兰克福特值rC为0.70以上且1.10以下，且与所述轧制方向成30°角的方向的兰克福特值r30为0.70以上且1.10以下。
2.根据权利要求1所述的热轧钢板，其特征在于，所述钢板的化学组成以质量％计进一步含有选自以下元素中的 I种以上: T1:0.001%以上且0.2%以下、 Nb:0.001%以上且0.2%以下、 V:0.001%以上且1.0%以下、 W:0.001%以上且1.0%以下、 Cu:0.001%以上且2.0%以下、 B:0.0001% 以上且 0.005% 以下、 Mo:0.001%以上且1.0%以下、 Cr:0.001%以上且2.0%以下、 As:0.0001% 以上且 0.50% 以下、 Mg:0.0001% 以上且 0.010% 以下、 REM:0.0001% 以上且 0.1% 以下、 Ca:0.0001% 以上且 0.010% 以下、 N1:0.001%以上且2.0%以下、 Co:0.0001%以上且1.0%以下、 Sn:0.0001%以上且0.2%以下、 Zr:0.0001%以上且0.2%以下。
3.根据权利要求1或2所述的热轧钢板，其特征在于，所述晶粒的体积平均径为Iμ m以上且4 μ m以下。
4.根据权利要求1或2所述的热轧钢板，其特征在于，所述{100}< 011 >-{223}<110 >取向组的平均极密度为1.0以上且5.0以下，所述{332} < 113 >的晶体取向的极密度为1.0以上且4.0以下。
5.根据权利要求1或2所述的热轧钢板，其特征在于，所述多个晶粒中的超过20μ m的晶粒的面积比例被限制为10%以下。
6.根据权利要求1或2所述的热轧钢板，其特征在于，对于所述残留奥氏体及所述马氏体中的至少100个晶粒的相互最接近的晶粒间的距离LMA的标准偏差为5 μ m以下。
7.一种热轧钢板的制造方法，其特征在于，对具有下述化学组成的钢在1000°C以上且1200°C以下的温度范围内进行至少包含I次以上的40%以上的压下率的道次的第I热轧，使所述钢的平均奥氏体粒径为200 μ m以下，所述化学组成中以质量％计含有C:0.02%以上且0.5%以下、S1:0.001%以上且4.0%以下、Mn:0.001%以上且4.0%以下、Al:0.001%以上且4.0%以下，将P限制为0.15%以下、S限制为0.03%以下、N限制为0.01%以下、O限制为0.01%以下，剩余部分包含铁及不可避免的杂质，Si量和Al量的合计为1.0%以上且4.0%以下； 对所述钢进行第2热轧，在所述第2热轧中在将由下述式I算出的温度规定为TrC的情况下，在Tl + 30°C以上且Tl + 200°C以下的温度范围包含压下率为30%以上的大压下道次，Tl + 30°C以上且Tl + 200°C以下的温度范围内的累积压下率为50%以上，将Ar3°C以上且低于Tl + 30°C的温度范围内的累积压下率限制为30%以下，轧制结束温度为Ar3°C以上； 以从所述大压下道次中的最终道次的结束到冷却开始的等待时间t秒满足式2的方式，对所述钢进行一次冷却； 以10~100°C /秒的平均冷却速度将所述钢冷却到630°C以上且800°C以下的范围的温度T3 ； 在630°C以上且800°C以下的温度范围内保持所述钢I秒以上且20秒以下，或者从所述温度T3以20°C /秒以下的平均冷却速度将所述钢缓慢冷却到低于所述温度T3且550°C以上的范围内的温度； 在350~500°C的温度范围卷取所述钢； 在进行了将所述钢在350~500°C的温度范围内保持30~300分钟的温度范围控制后，对所述钢进行空气冷却， Tl = 850 + IOX ([C] + [N]) X [Mn] (式 I) 这里，[C]、[N]及[Mn]分别为所述钢中的C、N及Mn量的质量百分率， t≤ 2.5Xtl (式 2) 这里，tl用下述式3表示，
tl =0.001Χ ((Tf - Tl) XP1/100)2 - 0.109X ((Tf - Tl) XP1/100) + 3.1 (式3) 这里，Tf为所述最终道次结束时的所述钢的摄氏温度，Pl为所述最终道次中的压下率的百分率。
8.根据权利要求7所述的热轧钢板的制造方法，其特征在于，所述钢在所述化学组成中以质量％计进一步含有选自以下元素中I种以上: T1:0.001%以上且0.2%以下、 Nb:0.001%以上且0.2%以下、 V:0.001%以上且1.0%以下、 W:0.001%以上且1.0%以下、 Cu:0.001%以上且2.0%以下、B:0.0001% 以上且 0.005% 以下、 Mo:0.001%以上且1.0%以下、 Cr:0.001%以上且2.0%以下、
As:0.0001% 以上且 0.50% 以下、
Mg:0.0001% 以上且 0.010% 以下、
REM:0.0001% 以上且 0.1% 以下、
Ca:0.0001% 以上且 0.010% 以下、 N1:0.001%以上且2.0%以下、 Co:0.0001%以上且1.0%以下、 Sn:0.0001%以上且0.2%以下、 Zr:0.0001%以上且0.2%以下， 将由下述式4算出的温度代替由所述式I算出的温度来作为所述TI， Tl = 850 + IOX ([C] +[N]) X [Mn] + 350X [Nb] + 250X [Ti] + 40X [B] +IOX [Cr] + 100X [Mo] + 100X [V] (式 4) 这里，[C]、[N]、[Mn]、[Nb]、[Ti]、[B]、[Cr]、[Mo]及[V]分别为所述钢中的 C、N, Mn,Nb、T1、B、Cr、Mo及V 量的质量百分率。
9.根据权利要求7或8所述的热轧钢板的制造方法，其特征在于，所述等待时间t秒还满足采用了所述tl的下述式5， t < tl (式 5)。
10.根据权利要求7或8所述的热轧钢板的制造方法，其特征在于，所述等待时间t秒还满足采用了所述tl的下述式6， tl≤ t ≤ tlX2.5 (式 6)。
11.根据权利要求7或8所述的热轧钢板的制造方法，其特征在于，在所述一次冷却中，平均冷却速度为50°C /秒以上，冷却开始时的钢温度与冷却结束时的钢温度的差即冷却温度变化为40°C以上且140°C以下，所述冷却结束时的钢温度为Tl + 100°C以下。
12.根据权利要求7或8所述的热轧钢板的制造方法，其特征在于，Tl+ 30°C以上且Tl + 200°C以下的温度范围内的轧制的最终道次为所述大压下道次。
13.根据权利要求7或8所述的热轧钢板的制造方法，其特征在于，在所述温度范围控制中，温度变化速度为一 40°C /小时以上且40°C /小时以下。
14.根据权利要求7或8所述的热轧钢板的制造方法，其特征在于，在轧制机架间进行所述一次冷却。
【文档编号】C21D8/02GK103459647SQ201280015115
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年3月28日 优先权日:2011年3月28日
【发明者】野崎贵行, 高桥学, 藤田展弘, 吉田博司, 渡边真一郎, 山本武史, 若林千智, 冈本力, 佐野幸一 申请人:新日铁住金株式会社