冷轧钢板及其制造方法_3

文档序号:9239683阅读:来源:国知局
5~(λ 5%的Mo以及(λ 0002~(λ 002%的B中的至少一种。需 要说明的是,(3)式中的C%为C的含量(%)、Si %为Si的含量(%)、Μη%为Mn的含量 (% )、Cr%为Cr的含量)、Ni%为Ni的含量)、A1%为Al的含量(% )。
[0088] 在此,对冷轧钢板中的各元素以及各元素的含量进行说明。
[0089] C(碳)的含量小于0. 03%时,难以形成有助于耐磨损性的硬质碳化物颗粒。另一 方面,C的含量越增多,α - γ相变点越降低,同时在摩擦热所引起的加热部形成有马氏体 组织时的硬度和膨胀变形量越增大,并且热导率越降低。另外,C的含量越多,在晶粒内分 散有珠光体组织、贝氏体组织、渗碳体相(Fe 3C)以及微细渗碳体的铁素体组织等硬质组织 越多,冲裁性越变差。因此,在满足(1)式或(3)式的关系的范围内,考虑到与其他特性的 平衡,将C的含量的上限设定为0. 08%。因此,C的含量设定为0. 03%以上且0. 08%以下。
[0090] Si (硅)在出于通常的脱氧目的而含有的情况下,即使含量小于0. 4%也足够。但 是,Si发挥使α - γ相变点升高的作用,因此可以含有超过0.4%。另一方面,超过1.0% 过量而含有Si时,在钢板的轧制时等容易发生脆性破坏。因此,Si的含量设定为0% (包 括无添加)以上且1.0%以下。
[0091] Mn(锰)是为了提高原材钢板的强度所需要的元素,为了提高强度,需要含有 0.2 %以上。另一方面,Mn发挥使α - γ相变点降低的作用,因此含有超过0.8 %时, α - γ相变点降低。因此,Mn的含量设定为0.2%以上且0.8%以下。需要说明的是,Mn 的含量越多,则热轧钢板越容易形成为带状组织,冲裁加工所产生的冲裁截面的性状越容 易变差,因此Mn的含量更优选为0.6%以下。
[0092] P(磷)含有超过0. 03%时,会招致冲裁性及韧性的降低。因此,P的含量设定为 0· 03%以下(不包括无添加)。
[0093] S(硫)会形成MnS。并且,含有超过0.01%的S时,因轧制而伸展的软质的MnS会 导致在截面组织容易产生断裂面。因此,S的含量设定为0. 01 %以下(不包括无添加)。
[0094] Al (铝)是发挥脱氧效果的元素。在仅出于脱氧目的的情况下,含量即使小于 0.01 %也足够。但是,Al发挥使α - γ相变点升高的作用,因此可以含有超过0.01%。 另外,如果是以规定的浓度含有Nb、V、Ti的钢,则即使超过0.05%而大量含有Α1,也无益于 相变点升高效果。因此,Al的含量设定为0. 05%以下(不包括无添加)。
[0095] Cr (铬)、Ni (镍)、Mo (钼)以及B (硼)发挥使耐磨损性及强韧性提高的作用。因 此,在分离片的花键部所卡合的对象花键通过例如渗碳、氮化等表面硬化处理而硬质化的 情况下,优选添加这些元素。
[0096] 含有Cr的情况下,考虑到耐磨损性提高作用及副作用,将Cr的含量设定为0. 10% 以上且2. 0%以下。
[0097] 含有Ni的情况下,考虑到强韧性提高作用及副作用,将Ni的含量设定为0. 05%以 上且0. 5%以下。
[0098] 含有Mo的情况下,考虑到强韧性提高作用及副作用,将Mo的含量设定为0. 05%以 上且0. 5%以下。
[0099] 含有B的情况下,考虑到强韧性提高作用及副作用,将B的含量设定为0.0002%以 上且0.002%以下。
[0100] 另外,在含有Cr、Ni的情况下,冷轧钢板的α - γ相变点以及淬透性也会 因 Cr、Ni的作用而受到影响。因此,为了使α - γ相变点升高并且使淬透性降低,需 要综合考虑C、Si、Mn及Al、Cr及Ni的含量,需要满足5XC% -Si% +Mn% +1.6XCr% +0· 8XNi% -I. 5A1%< 1的(3)式所示的关系。
[0101] Nb (铌)、V(钒)以及Ti (钛)与钢中的C结合而形成硬质碳化物,有助于提高耐 磨损性。另外,Nb、V以及Ti发挥如下作用:将钢中碳以溶解度低的NbC、VC以及TiC的方 式固定,从而抑制摩擦热所引起的加热部的α - γ相变。此外,Nb、V以及Ti有效地抑制 摩擦所引起的温度升高部的铁素体晶体粒径的粗大化以及软质化。即,通过含有Nb、V、Ti, 能够提高耐过热点性及耐磨损性。
[0102] 另外,在含有Nb、V以及Ti中的至少一种的情况下,为了发挥上述关于耐过热点性 及耐磨损性的作用,需要含有0. 03%以上的Nb、0. 01 %以上的V、0. 01 %以上的Ti。另一方 面,含有超过〇. 4%的Nb、含有超过0. 3%的V、含有超过0. 3%的Ti时,热轧钢板的硬度升 高,无法制造目标产品板厚及硬度的片用钢。因此,Nb的含量设定为0. 03%以上且0. 4%以 下、V的含量设定为0. 01%以上且0. 3%以下、Ti的含量设定为0. 01%以上且0. 3%以下。
[0103] 需要说明的是,耐过热点性、耐磨损性及其他副作用会因所添加的Nb、V以及Ti中 的元素各自的作用而受到影响。因此,这些各元素的含量需要综合考虑,需要在上述Nb、V 以及Ti的含量的范围内以满足⑵式0.04 < (Nb% +1.4) +(V% +1. I)+Ti % <0.3所示 的关系的方式含有Nb、V以及Ti中的至少一种。
[0104] 用于提高耐过热点性及耐磨损性的非常重要的因素是Nb系碳化物、V系碳化物以 及Ti系碳化物。即,为了提高耐过热点性和花键部的与对象花键摩擦的摩擦面的耐磨损 性,钢板表面的Nb系碳化物、V系碳化物以及Ti系碳化物发挥效果。因此,Nb系碳化物、V 系碳化物以及Ti系碳化物需要微细均匀分散。
[0105] 具体而言,钢板中的析出物、即含有Nb、V以及Ti中的任一种元素的碳化物的平均 粒径需要为20nm以上且IOOnm以下的范围内。
[0106] 特别是存在于钢板的表面以及作为表面附近的表层部的Nb系碳化物、V系碳化物 以及Ti系碳化物对耐过热点性及耐磨损性的影响大。因此,优选在自钢板的表面起至少 200 μm以内的层、即表层部存在的含有Nb、V以及Ti中的任一种元素的碳化物的平均粒径 为20nm以上且IOOnm以下。
[0107] 另一方面,在钢板的截面方向的中央部等比表层部深的位置存在的Nb系碳化物、 V系碳化物以及Ti系碳化物不太有助于耐过热点性,并且,耐磨损性优异时,反而有可能会 损伤对象材料。因此,钢板的截面方向中央部的Nb系碳化物、V系碳化物以及Ti系碳化物 的平均粒径与表层部为同等程度即可。相反,如果相对于表层部,Nb系碳化物、V系碳化物 以及Ti系碳化物过量存在于截面方向中央部,则在将冷轧钢板用作离合器片时不优选。因 此,优选钢板的截面方向中央部、自钢板表面起深度大于200 ym的层的含有Nb、V以及Ti 中的任一种元素的碳化物的平均粒径与表层部同样地为20nm以上且IOOnm以下。
[0108] 需要说明的是,作为形成硬质碳化物的元素,除Nb、V以及Ti以外,可以进一步添 加 W(钨)、Ta(钽)、Zr (锆)以及Hf (铪)。
[0109] 在此,截面组织中,以铁素体相作为母相,存在有比铁素体相硬质的第二相组织, 即珠光体组织、贝氏体组织、渗碳体组织以及微细分散于铁素体组织中的渗碳体以外的第 二相组织。并且,截面组织中,在作为这些硬质组织的第二相组织与比第二相组织软质的 铁素体基体之间产生硬度差。另外,在由于分散于截面组织中的第二相组织的量、大小、硬 度而使得铁素体基体与第二相组织的硬度差大的情况下,在因冲裁加工而受到变形时,由 于变形能的差异,容易在第二相组织与铁素体组织的界面处产生裂纹。结果,容易形成断裂 面,因此一次剪切面率减小。
[0110] 因此,为了提高冲裁性,优选钢板的截面组织基本为铁素体单相组织、第二相均匀 且少量,截面组织中的第二相组织的面积率很重要。
[0111] 并且,截面组织中,大小为长径5 μ m以上的第二相组织的面积率超过5 %时,这些 第二相组织所带来的影响变得显著,冲裁性降低。因此,钢板的截面组织中,使长径为5 μ m 以上的大小的第二相组织的体积率为5%以下。这样的截面组织中的第二相组织的大小、 量、硬度可以通过钢板中的C的含量、热轧后的卷取温度等来调节。需要说明的是,通常,第 二相组织的大小以生长方向的长度即长径作为大小的基准。
[0112] 接着,对本发明的制造方法进行说明。
[0113] 首先,熔炼如下化学成分的钢坯:以满足(1)式的方式含有0.03~0.08%的C、 0~1. 0%的Si (包括无添加)、0. 2~0. 8%的Μη、0. 03%以下的P(不包括无添加)、0. 01% 以下的S(不包括无添加)以及0.05%以下的Al(不包括无添加),并且以满足(2)式的方 式含有0. 03~0. 4%的Nb、0. 01~0. 3%的V以及0. 01~0. 3%的Ti中的至少一种,余量 由Fe和不可避免的杂质构成。
[0114] 需要说明的是,在含有Cr、Ni、Mo以及B中的至少一种的情况下,熔炼如下化学 成分的钢坯:在上述各化学成分的基础上,以满足(3)式的方式含有0. 10~2. 0%的Cr、 0· 05~(λ 5%的Ni、0. 05~(λ 5%的Mo以及(λ 0002~(λ 002%的B中的至少一种。
[0115] 将该钢坯加热至1200°C以上
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