冷加工性和加工后的表面特性及硬度优异的热轧钢板的制作方法_3

文档序号:9731631阅读:来源:国知局
上, 更优选含有0.001%以上。但是,即使过剩地含有,其效果也饱和,不能期待与含量相符的效 果,因此推荐为0.05 %以下,更推荐为0.03 %以下,特别推荐为0.01 %以下。
[0092] 需要说明的是,在本发明中,所谓REM是含有镧系元素(从La至Lu的15种元素)以及 Sc(钪)和Y(钇)的意思。这些元素之中,优选含有从La、Ce和Y构成的组中选择的至少一种的 元素,更优选含有La和/或Ce。
[0093] Mg与Ca同样,使MnS等硫化化合物系夹杂物球状化,提高钢的变形能力,并且是有 助于切削性的提高的元素。为了使这样的作用有效地发挥,优选使Mg含有0.0002%以上,优 选含有0.0005%以上。但是,即使过剩地含有,其效果也饱和,不能期待与含量相符的效果, 因此推荐为0.02 %以下,更推荐为0.015 %以下,特别推荐为0.01 %以下。
[0094] Li与Ca同样,使MnS等硫化化合物系夹杂物球状化,能够提高钢的变形能力,另外, 使A1系氧化物低熔点化而无害化,是有助于切削性的提高的元素。为了使这样的作用有效 地发挥,优选使Li含有0.0002%以上,更优选含有0.0005%以上。但是,即使过剩地含有,其 效果也饱和,不能期待与含量相符的效果,因此推荐为0.02%以下,更推荐为0.015%以下, 特别推荐为〇. 〇 1 %以下。
[0095] Pb在用于使切削性提高上是有效的元素。为了使这样的作用有效地发挥,优选使 Pb含有0.005%以上,更优选含有0.01 %以上。但是,若过剩地含有,则产生发生乳痕等制造 上的问题,因此推荐为0.5 %以下,更推荐为0.4 %以下,特别推荐为0.3 %以下。
[0096] Bi与Pb同样,在用于使切削性提高上是有效的元素。为了使这样的作用有效地发 挥,优选使Bi含有0.005 %以上,更优选含有0.01 %以上。但是,即使过剩地含有,切削性提 高的效果也饱和,因此推荐为0.5 %以下,更推荐为0.4 %以下,特别是推荐为0.3 %以下。
[0097] 接下来,对于对本发明钢板赋予特征的组织进行说明。
[0098]〔本发明钢板的组织〕
[0099]如上所述,本发明钢板的特征在于,以贝氏体铁素体-多边形铁素体-珠光体复相 组织钢为基础,特别是将贝氏体铁素体粒的尺寸控制在特定范围。
[01 00] <贝氏体铁素体:5%以上、珠光体:低于20%、余量:多边形铁素体>
[0101] 本发明钢板的组织由贝氏体铁素体、多边形铁素体和珠光体的复相组织构成。贝 氏体铁素体具有在冷加工中提高加工性,并且在加工后提高硬度,另一方面抑制拉伸应变 痕的产生的作用,为了有效发挥这些作用,以面积率计为5%以上,优选为10%以上,进一步 优选为15%以上。另外,若珠光体过剩地存在,则使钢板的成形性劣化,因此珠光体以面积 率计低于20 %,更优选为19 %以下,进一步优选为18 %以下,特别优选为15 %以下。余量是 多边形铁素体。
[0102] 需要说明的是,在本发明钢板的组织中,除上述组织以外,还存在渗碳体相,其面 积率至多为1%左右以下而极微量,因此在本说明书中,贝氏体铁素体、多边形铁素体、珠光 体的各面积率定义为按照这三相的合计面积率成为100%的方式标准化的面积率。
[0103] <所述贝氏体铁素体的平均晶粒直径:3~50μπι的范围>
[0104] 为了使钢板的加工性提高,并且满足加工后的表面特性,构成贝氏体铁素体组织 的贝氏体铁素体的平均晶粒直径需要在3~50μπι的范围。若贝氏体铁素体粒过于细小,则变 形阻力变得过高,因此其平均晶粒直径为3μπι以上,优选为4μπι以上,更优选为5μπι以上。另一 方面,若铁素体过于粗大化,则加工后的表面特性劣化,另外韧性、疲劳特性等劣化,因此其 平均晶粒直径为50μηι以下,优选为45μηι以下,更优选为40μηι以下。
[0105] 〔各相的面积率的测定方法〕
[0106] 关于上述各相的面积率,对各供试钢板进行硝酸乙醇腐蚀液腐蚀,利用扫描型电 子显微镜(SEM;倍率1000倍)拍摄5个视野,能够以计点算法求得贝氏体铁素体、多边形铁素 体和珠光体的各比率。
[0107]在此,贝氏体铁素体定义为贝氏体(上部贝氏体和下部贝氏体的总称)组织中存在 的晶粒的形状长轴化的铁素体粒子(参照古原忠,"铁钢的贝氏体组织的定义现状的理 解_,热处理第50卷第1号,平成22年2月,ρ. 22-27),其长宽比(长轴/短轴之比)为2以上。另 外,多边形铁素体定义为晶粒的形状为等轴状的铁素体粒子,其长宽比(长轴/短轴之比)小 于2。
[0108] 〔平均晶粒直径的测定方法〕
[0109] 关于上述贝氏体铁素体的平均晶粒直径,能够以如下方式测定。即,测定分别存在 于最表层部、板厚1/4部、板厚中心部这3处的贝氏体铁素体的晶粒直径。关于1个贝氏体铁 素体粒子的粒径,是对于各测定位置的乳制方向的侧面部进行硝酸乙醇腐蚀液腐蚀,由扫 描型电子显微镜(SEM;倍率1000倍)对该部位拍摄5个视野,利用对贝氏体铁素体的晶粒进 行图像分析得出的重心直径,作为平均晶粒直径。
[0110]接着,以下说明用于得到上述本发明钢板优选的制造方法。
[cm]〔本发明钢板优选的制造方法〕
[0112]本发明钢板的制造,只要是能够将具有上述成分组成的原料钢成形为期望的板厚 的方法,依据任何的方法进行都可以。例如,能够通过如下方式进行,按以下所示的条件,用 转炉制备具有上述成分组成的钢液,通过铸锭或连续铸造使其成为板坯之后,乳制成期望 板厚的热乳钢板。
[0113][钢液的制备]
[0114] 关于钢液中的N的含量,能够通过在以转炉进行熔炼时向钢液中添加含有N化合物 的原料,和/或将转炉的气氛控制成他气氛来进行调整。
[0115] [加热]
[0116] 热乳前的加热以1100~1300°C进行。在此加热中,为了不使N化合物生成,而尽可 能使更多的N固溶,则需要高温的加热条件。加热温度的优选的下限为1100°C,更优选的下 限1150°C。另一方面,高于1300°C的温度在操作上困难。
[0117] [热乳]
[0118] 热乳以使终乳温度为880°C以上的方式进行。若将终乳温度过于低温化,则使得铁 素体相变在高温下发生,铁素体(贝氏体铁素体和多边形铁素体的总称)中的析出碳化物粗 大化,疲劳强度劣化,因此需要一定程度以上的终乳温度。为了使奥氏体粒子粗大化而在一 定程度上增大贝氏体铁素体的粒径,终乳温度更优选为900°C以上。还有,因为确保温度困 难,所以终乳温度的上限为l〇〇〇°C。
[0119] 本发明的热乳钢板的板厚为3~20_,但为了使贝氏体铁素体结晶粒微细化,将其 平均晶粒直径控制在既定的粒径范围内,不仅需要控制上述的乳制温度,还需要使终乳的 连乳的最终压下率为15%以上。通常,终乳实施5~7道次的连乳,但基于板的咬入控制的观 点设定道次计划表,最终压下率截止到12~13%左右。上述最终压下率优选为16%以上,更 优选为17%以上。上述最终压下率越是高达20%、30%,越能够得到将晶粒进一步微细化的 效果,但是从乳制控制的观点出发,上限规定为30 %左右。
[0120] [热乳后的急冷]
[0121] 上述终乳结束后,在5s以内以20°C/s以上的冷却速度(第一急冷速度)进行急冷, 以550°C以上且低于650°C的温度(急冷停止温度)停止急冷。这是为了得到既定的相分率的 贝氏体铁素体-多边形铁素体-珠光体复相组织。冷却速度(急冷速度)低于20°C/s时,珠光 体相变被促进,或者急冷停止温度低于550°C时,贝氏体相变被抑制,得到既定的相分率的 贝氏体铁素体-多边形铁素体-珠光体钢均变得困难,冷加工性、加工后的表面品质劣化。另 一方面,若急冷停止温度达到650°C以上,则铁素体中的析出碳化物粗大化,疲劳强度劣化。 急冷停止温度优选为560~640°C,更优选为580~620°C。
[0122][急冷停止后的缓冷]
[0123]上述急冷停止后,通过放冷或空冷以10°C/s以下的冷却速度(缓冷速度)缓冷5~ 20s。由此多边形铁素体的形成充分地进行,并且使铁素体中的析出碳化物适度地微细化。 冷却速度高于l〇°C/s或缓冷时间低于5s时,多边形铁素体的形成量不足。另一方面,若缓冷 时间超过20s,则析出碳化物未粗大化,疲劳强度劣化。
[0124][缓冷后的急冷、卷取]
[0125] 上述缓冷后,再次以20°C/s以上的冷却速度(第二急冷速度)急冷,以500~600°C 进行卷取。这是为了通过形成贝氏体铁素体+铁素体主体的组织,确保冷加工性。冷却速度 (第二急冷速度)低于20°C/s或卷取温度高于600°C时,珠光体大量形成而冷加工性劣化,另 一方面,低于500°C时,贝氏体铁素体的形成量不足而加工后的表面品质性劣化。
[0126]以下,通过实施例更详细地说明本发明,但下述实施例并不限定本发明的性质,在 能够符合前、后述的主旨的范围内也可以适当变更实施,这些均包含在本发明的技术范围 内。
[0127]【实施例】
[0128] 通过真空熔炼法熔炼下述表1所述的成分组成的钢,铸造成厚120mm的钢锭,对其 以下述表2所示的条件实施热乳,制作热乳钢
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