伸长率的面内各向异性小的高强度钢板及其制造方法与流程

本发明涉及在汽车用、电机用等用途中有用的、伸长率的面内各向异性小的高强度钢板及其制造方法。

背景技术：
近年来，从保护地球环境的观点出发，为了抑制CO2的排放量，要求改善汽车的燃料效率。除此以外，为了确保碰撞时乘客的安全，还要求提高以汽车车身的碰撞特性为中心的安全性。因此，正在积极推进汽车车身的轻量化和强化。为了同时满足汽车车身的轻量化和强化，对部件原材料进行高强度化，以及在刚性不成为问题的范围内对板厚进行薄壁化是有效的，并且最近正在积极地将高强度钢板应用于汽车用部件。此外，在电机领域中，出于抑制产品搬运时、意外落下时的变形的目的，提高部件强度的需求较高，例如，倾向于使用屈服强度(YP)为300MPa以上的钢板。另一方面，以钢板作为原材料的汽车部件、电机用部件大多数通过冲压加工来成形，因此钢板必须具有优良的冲压成形性。然而，高强度钢板与通常的软钢板相比，冲压成形性、延展性大大劣化，因此要求进行这方面的改善。作为高强度钢板，例如，就屈服强度(YP)为440MPa级而言，有如下钢板：在成形性优良的极低碳钢板中以使固溶C、固溶N固定的量来添加Ti、Nb，并且以IF化(无间隙原子，Interstitialfree)的钢作为基础，向其中添加了Si、Mn、P等固溶强化元素。此外，在屈服强度(YP)为500MPa以上时，复合组织钢板得到实际使用，包括具有铁素体和马氏体的双相组织的DP钢板、有效利用了残余奥氏体的TRIP钢板。前者因马氏体周围的残余应变，而具有低屈服强度、并且加工硬化能高的特征。后者因塑性诱发马氏体相变而具有均匀伸长率变高的特征。一般而言，高强度钢板的机械特性是通过轧制直角方向等特定方向的拉伸特性来评价的。然而，在分析实际的冲压成形时，还明确了部件成形性，例如在拉伸成形、埃里克森杯突试验中的可成形高度，受到伸长率的面内各向异性的很大影响。因此，通过降低伸长率的面内各向异性，可以期待冲压成形性的改善。对于面内各向异性小的钢板，例如在专利文献1中，公开了一种烧结硬化性优良，并且面内各向异性小的冷轧钢板及其制造方法。该技术通过C量和冷轧时的轧制率来规定Δr，可以同时实现面内各向异性和抗凹性。此外，其需要在热轧后2秒以内开始冷却，并且经100℃以上的温度范围以70℃/秒以上的冷却速度进行冷却。然而，此处所谓的面内各向异性是Δr，与伸长率的面内各向异性未必一致。对于与伸长率的面内各向异性相关的钢板，例如在专利文献2中，公开了一种伸长率的面内各向异性小的高强度钢板及其制造方法。这种钢板的特征在于，其是以面积率计使铁素体相为85％以上且99％以下、且以面积率计含有1％以上且13％以下的马氏体的复合组织钢，并且在钢板的1/4板厚位置的板面的ODF(结晶取向分布函数)所表示的α纤维(φ1＝0°、φ2＝45°、Φ＝0°～55°)中Φ＝25～35°的范围内的平均结晶取向密度I为2.0以上且4.0以下。然而，对于含有马氏体的复合组织钢而言，由于屈服强度(YP)变低，因此存在有产品搬运时、意外落下时的变形抑制效果降低的问题。即使含有马氏体，如果通过高合金化而提高拉伸强度(TS)，则屈服强度(YP)也变高。然而，这时存在有导致制造成本上升的问题。此外，作为降低高强度钢板的各向异性的技术，例如，在专利文献3中认为：在热轧结束后，优选以400℃/秒以上的冷却速度在0.4秒以内冷却至720℃，由此可以降低r值的面内各向异性。然而，此处所谓的面内各向异性是Δr，与伸长率的面内各向异性未必一致。而且，在以400℃/秒以上的冷却速度冷却板厚为2mm以上的热轧钢板时，钢板表层与内部的温度差较大，还存在有导致组织不均匀，产生材质不均的问题。此外，为了以400℃/秒以上的冷却速度冷却板厚为2mm以上的热轧钢板，需要大规模的设备，导致成本上升。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2004－197155号公报专利文献2：日本特开2009－132981号公报专利文献3：日本特开2011－144414号公报

技术实现要素：
发明所要解决的问题本发明有利地解决了上述问题，其目的在于提供一种适合于汽车部件、电机用部件的、具有屈服强度(YP)为300MPa以上的高强度、并且降低了伸长率的面内各向异性、冲压成形性优良的高强度钢板及其制造方法。用于解决问题的方法一般而言，冷轧钢板的轧制织构中，<100>方向平行于轧制方向(RollingDirection)的α纤维和<111>方向平行于法线方向(NormalDirection)的γ纤维发达。然而，如果在退火工序中再结晶进行，α纤维变弱，γ纤维变强。由于α纤维使相对于轧制方向为45°方向的伸长率降低，因此对于以通常工序制造的冷轧钢板而言，其相对于轧制方向为45°方向的伸长率低，伸长率的各向异性变强。本发明人们为了解决上述问题而反复进行了深入研究，结果发现为了提高相对于轧制方向为45°方向的伸长率来降低各向异性，重要的是在钢板的1/4板厚位置的板面的织构中，ODF(结晶取向分布函数)所表示的α纤维(φ1＝0°、φ2＝45°、Φ＝0°～55°)中Φ＝25°～35°的范围内的平均结晶取向密度Iα为2.0以上且4.0以下，γ纤维(φ1＝0°～60°、φ2＝45°、Φ＝55°)的平均结晶取向密度Iγ为2.0以上且10以下。此外还发现，为了得到上述织构，重要的是对成分组成的控制，特别是Nb含量的控制，以及对制造条件的控制。本发明基于上述见解而完成，其要点如下所述。[1]一种伸长率的面内各向异性小的高强度钢板，以质量％计含有C：0.040～0.090％、Si：0.20％以下、Mn：0.50～0.99％、P：0.050％以下、S：0.03％以下、sol.Al：0.01～0.09％、N：0.005％以下、Nb：0.015～0.040％，余量由Fe和不可避免的杂质构成，所述钢板不含马氏体相和残余奥氏体相，在钢板的1/4板厚位置的板面的织构中，ODF(结晶取向分布函数)所表示的α纤维(φ1＝0°、φ2＝45°、Φ＝0°～55°)中Φ＝25°～35°的范围内的平均结晶取向密度Iα为2.0以上且4.0以下，γ纤维(φ1＝0°～60°、φ2＝45°、Φ＝55°)的平均结晶取向密度Iγ为2.0以上且10以下。[2]根据[1]所述的伸长率的面内各向异性小的高强度钢板，其中，由下述(1)式所表示的ΔEl为-2.0％～2.0％。ΔEl＝(El0－2El45+El90)/2……(1)其中，El0、El45和El90是在相对于钢板的轧制方向为0°、45°和90°的方向上测定的断裂伸长率的值。[3]根据[1]或[2]所述的伸长率的面内各向异性小的高强度钢板，其中，作为屈服强度YP与拉伸强度TS之比的屈服比YR(YR＝YP/TS)为0.79以上。[4]根据[1]～[3]中任一项所述的伸长率的面内各向异性小的高强度钢板，其在表面上具有镀锌系被膜。[5]一种伸长率的面内各向异性小的高强度钢板的制造方法，准备具有[1]所述的成分组成的钢坯，加热所述钢坯，在板坯加热温度1150℃以上的温度范围中保持60分钟以上后，进行粗轧，然后在精轧温度为820～920℃、精轧的最终道次轧制率为15～25％的条件下进行精轧，在精轧后2秒以内开始水冷进行冷却，制造热轧钢板后，对所述热轧钢板实施酸洗和冷轧，然后进行退火。[6]根据[5]所述的伸长率的面内各向异性小的高强度钢板的制造方法，其中，在所述粗轧后通过水冷使精轧入口侧温度为1050℃以下，然后进行所述精轧。[7]根据[5]或[6]所述的伸长率的面内各向异性小的高强度钢板的制造方法，其中，对退火后的钢板实施镀锌处理。需要说明的是，本发明中所谓的高强度是指屈服强度YP为300MPa以上。发明效果根据本发明，可以得到伸长率的面内各向异性小，冲压成形性优良的高强度钢板。此外，由于屈服强度(YP)高，因此产品搬运时、意外落下时的变形得到抑制。本发明的高强度钢板可以适用于汽车用部件、电机用部件，极其有用。附图说明图1是表示α纤维中Φ＝25°～35°时的平均结晶取向密度Iα、γ纤维中Φ＝55°时的平均结晶取向密度Iγ与ΔEl的关系的图。具体实施方式以下，具体地说明本发明。首先，对成分组成的理由进行说明。需要说明的是，各元素含量的单位只要没有特别说明则为质量％。C：0.040～0.090％C是使结晶细粒化、高强度化的必要元素。此外，其通过形成与后述Nb的析出物而特别具有提高屈服强度(YP)的效果。当C量小于0.040％时，由于细粒化所带来的强度上升效果低，因此必须含有0.040％以上。另一方面，如果C量超过0.090％，则容易形成第2相，伸长率降低。因此，将C量设定为0.040～0.090％的范围。优选为0.040～0.060％的范围。Si：0.20％以下Si具有以微量来延迟热轧中氧化皮的生成、从而改善表面品质的效果。除此以外，还具有提高铁素体相的加工硬化能的效果等。从这种观点出发，优选含有0.01％左右以上。然而，...