局部变形能力优异的高强度热轧钢板及其制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种局部变形能力优异的高强度热轧钢板，其以质量%计含有C：0.07%～0.20%、Si：0.001%～2.5%、Mn：0.01%～4.0%、P：0.001%～0.15%、S：0.0005%～0.03%、Al：0.001%～2.0%、N：0.0005%～0.01%、O：0.0005%～0.01%，剩余部分由铁和不可避免的杂质构成；金属组织中的贝氏体的面积率为95%以上，距离钢板表面5/8～3/8板厚范围的板厚中央部的用｛100｝＜011>～｛223｝＜110>取向组的极密度的平均值为4.0以下、且｛332｝＜113>晶体取向的极密度为5.0以下，所述金属组织的晶粒的体积平均直径为10μm以下。
【专利说明】局部变形能力优异的高强度热轧钢板及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及弯曲、拉伸凸缘、扩孔弯边加工等局部变形能力优异的高强度热轧钢板及其制造方法。
[0002]本申请基于2011年4月13日在日本申请的日本特愿2011-089250号主张优先权， 在此引用其内容。
【背景技术】
[0003]为了抑制由汽车排放的二氧化碳气体的排放量，使用高强度钢板使汽车车体轻量化不断进展。另外，为了确保搭乘者的安全性，在汽车车体中除了软钢板之外，还逐渐大量使用高强度钢板。
[0004]为了今后促进汽车车体的轻量化，必须超过以往地提高高强度钢板的使用强度水平。例如，为了在行走部分(车轴、轮胎、轮辋、车身底盘及弹簧等的总称)的部件中使用高强度钢板，必须改善用于扩孔弯边加工的局部变形能力。
[0005]但是，一般来说，当对钢板进行高强度化时，成形性降低，如非专利文献I那样，对于拉深成形或鼓凸成形(bulging)来说重要的均匀伸长率降低。对此，如非专利文献2那样，公开了对钢板的金属组织进行复合化，即使是相同强度也确保均匀伸长率的方法。
[0006]另一方面，还公开了对弯曲成形、扩孔加工或扩孔弯边加工所代表的局部延展性进行改善的钢板的金属组织控制法。非专利文献3公开了控制夹杂物或使组织单一化、以及降低组织间的硬度差对弯曲性或扩孔性的提高有效。其利用组织控制使组织形成单组织，从而改善扩孔性。
[0007]非专利文献4中公开了为了兼顾强度和延展性，通过热轧后的冷却控制来进行金属组织控制(析出物的控制及相变组织的控制)，从而以适当的分率获得作为软质相的先共析铁素体和贝氏体的技术。
[0008]另一方面，专利文献I中公开了通过控制热轧的精加工温度、精轧的压下率及温度范围，促进奥氏体的重结晶，抑制轧制织构的发展、使晶体取向(结晶方位)随机化，从而提高强度、延展性、扩孔性的手法。
[0009]现有技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1:日本特开2009-263718号公报
[0012]非专利文献
[0013]非专利文献1:岸田、新日鉄技報(1999)N0.371, p.13
[0014]非专利文献2:0.Matsumura et al> Trans.1SIJ (1987) vol.27, p.570
[0015]非专利文献3:加藤6、製鉄研究(1984) vol.312, p.41
[0016]非专利文献4:K.Sugimoto et al、ISIJ International (2000) Vol.40, p.920
【发明内容】
[0017]发明预解决的技术问题
[0018]使局部变形能力劣化的主要因素为组织间的硬度差、非金属夹杂物、发展的轧制织构等“不均匀性”。其中，影响最大的主要因素是非专利文献3所公开的“组织间的硬度差”。其他有力的支配因子是专利文献I中公开的“发展的轧制织构”。
[0019]这些要素复合地交织在一起，决定了钢板的局部变形能力。为了使通过控制织构所带来的局部变形能力的上升程度最大化，需要一并进行组织控制，尽力排除因“组织间的硬度差”所导致的“不均匀性”。
[0020]本发明提供通过与织构控制一起、使钢组织形成贝氏体的面积率为95%以上的金属组织，来改善高强度钢板的局部延展性，同时对钢板内的各向异性也可进行改善的局部变形能力优异的高强度热轧钢板及其制造方法。
[0021]用于解决技术问题的方法
[0022]根据以往的见解，扩孔性或弯曲性等的改善通过控制夹杂物、使析出物微细化、使组织均质化/单相化及降低组织间的硬度差等来进行。但是，仅这样的话，在添加了 Nb或 Ti等的高强度钢板中有对各向异性产生影响的顾虑。这会牺牲其他的成形性因子，产生对成形前的原材料所取方向进行限定等的问题，高强度钢板的用途也会受限。
[0023]因此，本
【发明者】们为了提高高强度钢板的扩孔性、弯曲加工性，着眼于钢板的织构的影响，对其影响详细地进行调查、研究。其结果发现，当控制特定晶体取向群的取向强度时，在不大大降低伸长率或强度的情况下，局部变形能力飞跃性地提高。
[0024]应该强调的是，本
【发明者】们已经清楚地知道:该织构控制所带来的局部变形能力的提高程度大大依赖于钢组织，通过使钢组织形成贝氏体的面积率为95%以上的金属组织，能够在保证钢的强度的基础上，使局部变形能力的提高程度最大化。
[0025]而且本
【发明者】们发现，在控制了特定晶体取向群的取向强度的组织中，晶粒的尺寸会严重影响局部延展性。一般来说，在混存有低温生成相(贝氏体、马氏体等)的组织中， 晶粒的定义极为模糊，定量化困难。
[0026]对此，本
【发明者】们发现，若如下对晶粒的“单位颗粒”进行定义，则可以解决晶粒的定量化的问题。
[0027]本发明中定义的晶粒的“单位颗粒”在利用EBSP (Electron Back Scattering Pattern:电子背散射衍射图像)进行钢板取向的分析中如下定义。即，在利用EBSP进行钢板取向的分析中，例如用1500倍的倍率，以0.5 以下的测定级距进行取向测定，将相邻测定点的取向差(方位差)超过15°的位置作为晶粒的边界。然后，将被该边界包围的区域定义为晶粒的“单位颗粒”。
[0028]计算如此定义的单位颗粒的晶粒的当量圆直径d，通过4/3 d3计算各个单位颗粒的晶粒的体积。然后，算出体积的加权平均，计算体积平均直径(Mean Volume Diameter)。
[0029]本发明基于上述见解而构成，其主旨如下所述。
[0030][I] 一种局部变形能力优异的高强度热轧钢板，其以质量％计含有:
[0031]C:0.07% -0.20%、
[0032]S1:0.001% -2.5%、
[0033]Mn:0.01% -4.0%、
[0034]P:0.001% -0.15%、[0035]S:0.0005% -0.03%、
[0036]Al:0.001% -2.0%、
[0037]N:0.0005% -0.01%、
[0038]0:0.0005% -0.01%，
[0039]剩余部分由铁和不可避免的杂质构成；
[0040]金属组织中的贝氏体的面积率为95%以上，
[0041]距离钢板表面5/8-3/8板厚范围的板厚中央部的用{100} < 011>、{116}
<110〉、{114} < 110〉、{113} < 110〉、{112} < 110〉、{335} < 110〉及{223} < 110> 各晶体取向表示的{100} < 011〉-{223} < 110〉取向组的极密度的平均值为4.0以下、且 {332} < 113>晶体取向的极密度为5.0以下，
[0042]所述金属组织的晶粒的体积平均直径为10 y m以下。
[0043][2]根据[I]所述的局部变形能力优异的高强度热轧钢板，其中，所述贝氏体的晶粒中，轧制方向的长度dL与板厚方向的长度dt之比dL/dt为3.0以下的晶粒的比例为50% 以上。
[0044][3]根据[I]所述的局部变形能力优异的高强度热轧钢板，其进一步以质量％计含有:
[0045]T1:0.001% -0.20%、
[0046]Nb:0.001% -0.20%、
[0047]V:0.001% -1.0%、
[0048]W:0.001%-1.0%中的I种或2种以上。
[0049][4]根据[I]所述的局部变形能力优异的高强度热轧钢板，其进一步以质量％计含有:
[0050]B:0.0001% -0.0050%、
[0051]Mo:0.001% -1.0%、
[0052]Cr:0.001% -2.0%、
[0053]Cu:0.001% -2.0%、
[0054]N1:0.001% -2.0%、
[0055]Co:0.0001% -1.0%、
[0056]Sn:0.0001% -0.2%、
[0057]Zr:0.0001% -0.2%、
[0058]As:0.0001%-0.50%中的I种或2种以上。
[0059][5]根据[I]所述的局部变形能力优异的高强度热轧钢板，其进一步以质量％计含有:
[0060]Mg:0.0001% -0.010%、
[0061]REM:0.0001% -0.1%、
[0062]Ca:0.0001% -0.010% 中的 I 种或 2 种以上。
[0063][6] 一种局部变形能力优异的高强度热轧钢板的制造方法，其进行在1000°C- 1200°C的温度范围内对下述钢坯进行I次以上压下率为40%以上的轧制的第I热轧，所述钢坯以质量％计含有:
【权利要求】
1.一种局部变形能力优异的高强度热轧钢板，其以质量％计含有:C:0.07% -0.20%、S1:0.001% -2.5%、Mn:0.01% -4.0%、P:0.001% -0.15%、S:0.0005% -0.03%、Al:0.001% -2.0%、N:0.0005% -0.01%、O:0.0005% -0.01%,剩余部分由铁和不可避免的杂质构成；金属组织中的贝氏体的面积率为95%以上， 距离钢板表面5/8-3/8板厚范围的板厚中央部的用{100} < 011〉、{116} < 110〉、 {114}< 110>、{113}< 110>、{112}< 110>、{335}< 110〉及{223}< 110〉各晶体取向表示的{ 100}< 011〉-{223}< 110〉取向组的极密度的平均值为4.0以下、且{332}< 113〉 晶体取向的极密度为5.0以下，所述金属组织的晶粒的体积平均直径为IOym以下。
2.根据权利要求1所述的局部变形能力优异的高强度热轧钢板，其中，所述贝氏体的晶粒中，轧制方向的长度dL与板厚方向的长度dt之比dL/dt为3.0以下的晶粒的比例为 50%以上。
3.根据权利要求1所述的局部变形能力优异的高强度热轧钢板，其进一步以质量％计含有:T1:0.001% -0.20%、Nb:0.001% -0.20%、V:0.001% -1.0%、W:0.001%-1.0%中的I种或2种以上。
4.根据权利要求1所述的局部变形能力优异的高强度热轧钢板，其进一步以质量％计含有:B:0.0001% -0.0050%、Mo:0.001% -1.0%、Cr:0.001% -2.0%、Cu:0.001% -2.0%、N1:0.001% -2.0%、Co:0.0001% -1.0%、Sn:0.0001% -0.2%、Zr:0.0001% -0.2%、As:0.0001%-0.50%中的I种或2种以上。
5.根据权利要求1所述的局部变形能力优异的高强度热轧钢板，其进一步以质量％计含有:Mg:0.0001% -0.010%、REM:0.0001% -0.1%、Ca:0.0001%-0.010%中的I种或2种以上。
6.一种局部变形能力优异的高强度热轧钢板的制造方法，其进行在1000°C-1200°C 的温度范围内对下述钢坯进行I次以上压下率为40%以上的轧制的第I热轧，所述钢坯以质量％计含有:C:0.07% -0.20%、S1:0.001% -2.5%、Mn:0.01% -4.0%、P:0.001% -0.15%、S:0.0005% -0.03%、Al:0.001% -2.0%、N:0.0005% -0.01%、O:0.0005% -0.01%,剩余部分由铁和不可避免的杂质构成；在所述第I热轧中，使奥氏体粒径为200 以下，进行在由下述式(I)定义的温度Tl + 30°C-Tl + 200°C的温度范围内、进行至少I次 I道次的压下率为30%以上的轧制的第2热轧，使所述第2热轧中的总压下率为50%以上，在所述第2热轧中，在进行压下率为30%以上的最终压下后，按照等待时间t秒满足下述式(2)的方式开始I次冷却，使所述I次冷却的平均冷却速度为50°C /秒以上、且在温度变化为40°C-140°C的范围内进行所述I次冷却，所述I次冷却结束后，开始2次冷却，在所述2次冷却中，使平均冷却速度为15°C /秒以上、且冷却至Ae3 — 50°C-700°C的温度范围，在超过350°C-650°C下进行卷取，Tl ( 0C) = 850 + IOX (C + N) XMn + 350XNb + 250XTi + 40XB + IOXCr + IOOXMo + 100XV (I) t ≤2.5Xtl (2)这里，tl通过下述式(3)求得，tl = 0.0OlX ((Tf — TDXP1/100)2 — 0.109X ((Tf — T1)XP1/100)+ 3.1 (3) 这里，上述式(3)中，Tf是压下率为30%以上的最终压下后的钢坯温度、Pl是30%以上的最终压下的压下率。
7.根据权利要求6所述的局部变形能力优异的高强度热轧钢板的制造方法，其中，在小于Tl + 30°C的温度范围内的总压下率为30%以下。
8.根据权利要求6所述的局部变形能力优异的高强度热轧钢板的制造方法，所述等待时间t秒进一步满足下述式(2a)，t < tl (2a)。
9.根据权利要求6所述的局部变形能力优异的高强度热轧钢板的制造方法，其中，所述等待时间t秒进一步满足下述式(2b)， tl ≤ t ≤ tlX2.5 (2b)。
10.根据权利要求6所述的局部变形能力优异的高强度热轧钢板的制造方法，其中，在轧制机架之间开始所述一次冷却。
【文档编号】C22C38/58GK103459645SQ201280017715
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年4月12日 优先权日:2011年4月13日
【发明者】诹访嘉宏, 中野和昭, 林邦夫, 冈本力, 藤田展弘, 佐野幸一 申请人:新日铁住金株式会社