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JP2005314767A - High strength hot rolled steel sheet - Google Patents

High strength hot rolled steel sheet Download PDF

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JP2005314767A
JP2005314767A JP2004135721A JP2004135721A JP2005314767A JP 2005314767 A JP2005314767 A JP 2005314767A JP 2004135721 A JP2004135721 A JP 2004135721A JP 2004135721 A JP2004135721 A JP 2004135721A JP 2005314767 A JP2005314767 A JP 2005314767A
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JP
Japan
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steel sheet
less
rolled steel
strength hot
hot
Prior art date
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Pending
Application number
JP2004135721A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoichi Mukai
陽一 向井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hot rolled steel sheet having high strength, further combining satisfactory stretch flange formability and elongation properties, and, if required, capable of exhibiting excellent fatigue properties as well. <P>SOLUTION: The high strength hot rolled steel sheet has a composition comprising 0.015 to 0.08% C, 0.5 to 2.0% Si, 0.8 to 2.0% Mn and 0.08 to 0.20% Ti, and the balance Fe with inevitable impurities, and has a metallic structure composed essentially of a granular bainitic ferrite structure. If required, the maximum height Ry of the surface in the steel sheet is controlled to ≤15 μm. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、加工性(伸びフランジ性や伸び)が優れるとともに、疲労特性にも優れた高強度熱延鋼板に関するものであり、特にその優れた加工性および疲労特性を活かして自動車部品、例えばメンバー類やアーム類等の足回り品やシャーシ等の部品の素材として有効に活用できるものである。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a high-strength hot-rolled steel sheet having excellent workability (stretch flangeability and elongation) and excellent fatigue characteristics, and in particular, automobile parts such as members by taking advantage of the excellent workability and fatigue characteristics. It can be effectively used as a material for parts such as undercarriage such as arms and arms and chassis.

近年、燃費向上のために自動車車体の軽量化を目指す取り組みが推進されており、より高強度の鋼板の適用拡大が進められている。こうしたことから、素材として用いられる鋼板の高強度化のための技術が多数開発されている。   In recent years, efforts to reduce the weight of automobile bodies have been promoted in order to improve fuel efficiency, and the application of higher-strength steel sheets has been expanded. For these reasons, many techniques for increasing the strength of steel sheets used as raw materials have been developed.

高強度鋼板における高強度化技術としては、Si,Mn等の固溶元素を添加することによる固溶強化方法、低温変態生成物を組織に含む複合組織強化方法等がある。その具体的な例としては、フェライト組織中にマルテンサイト組織が導入された複合組織鋼板(Dual-phase steel)、ベイナイト組織が導入されたフェライト−ベイナイト鋼板が良く知られている。また、こうした組織中に残留オーステナイト相を導入することによって、伸びを高める方法も採用されている。   As a technique for increasing the strength of a high-strength steel sheet, there are a solid solution strengthening method by adding a solid solution element such as Si and Mn, and a composite structure strengthening method including a low temperature transformation product in the structure. As specific examples, a dual-phase steel having a martensite structure introduced in a ferrite structure and a ferritic-bainite steel sheet having a bainite structure are well known. In addition, a method of increasing elongation by introducing a retained austenite phase into such a structure is also employed.

ところで、自動車用の足回り部品等として使用される鋼板には、高強度であることは勿論のこと、複雑な形状に加工できるような高い加工性、特に良好な伸びフランジ性を備えている必要がある。こうした伸びフランジ性を高めるためには、加工中のボイド発生の起点となる介在物や、強度の異なる2相(ベイナイト、マルテンサイト)を含まないようにすることが必要である。しかしながら、従来の如くフェライト−ベイナイト複合組織で高強度を達成する場合には、強度の低いポリゴナルフェライト相と共存するベイナイト相の強度を高くする必要があり、このベイナイト中に介在物が存在する場合には、これが亀裂発生の起点となる。   By the way, steel sheets used as undercarriage parts for automobiles need to have high workability, particularly good stretch flangeability so that they can be processed into complex shapes as well as high strength. There is. In order to enhance such stretch flangeability, it is necessary to avoid inclusions that are the starting points of void generation during processing and two phases (bainite and martensite) having different strengths. However, when high strength is achieved with a ferrite-bainite composite structure as in the prior art, it is necessary to increase the strength of the bainite phase coexisting with the low-strength polygonal ferrite phase, and inclusions exist in this bainite. In some cases, this is the starting point for crack initiation.

これに対して、ベイニテックフェライト組織は、ベイナイト組織が転位密度の高いラス状組織を持った下部組織を有しており、その中に含まれる介在物は、強度が同程度のフェライト−ベイナイト鋼のベイナイト相中に存在する介在物よりもボイドの起点となり難く、その結果伸びフランジ性が高くなる。しかしながら、伸び特性は引張り強さが800MPa級の高強度鋼で高々18%程度であり、総合的な成形性満足できるだけの十分な伸び特性を持っていないのが実情である。   In contrast, the bainiteitic structure has a substructure with a lath-like structure having a high dislocation density in the bainite structure, and the inclusions contained therein are ferrite-bainite having the same strength. It is less likely to be a starting point for voids than inclusions present in the bainite phase of steel, and as a result, stretch flangeability is enhanced. However, the elongation characteristic is about 18% at most for a high strength steel having a tensile strength of 800 MPa class, and the actual situation is that it does not have sufficient elongation characteristics to satisfy the comprehensive formability.

一方、Siを含有した熱延鋼板では、Siスケールと呼ばれるスケールが鋼材の表面に生成することが知られている。このSiスケールは、熱間圧延後の鋼板表面に赤褐色の島状模様となって現れ、鋼板の外観品質を著しく損ねることになる。また、Siスケールは、鋼板表面に凹凸を形成しているため、酸洗後も島状模様が残存し、これが原因で疲労割れが発生し、部品としての寿命を短くすることがある。Si添加鋼の表面に発生する凹凸は、Siの酸化物と鉄の酸化物が反応し、化合物として生成する2FeSiO2が原因であると考えられる。 On the other hand, in a hot-rolled steel sheet containing Si, it is known that a scale called Si scale is generated on the surface of the steel material. This Si scale appears as a reddish brown island pattern on the surface of the steel sheet after hot rolling, and the appearance quality of the steel sheet is significantly impaired. Moreover, since the Si scale has unevenness on the surface of the steel plate, an island-like pattern remains after pickling, which may cause fatigue cracking and shorten the life of the part. It is considered that the unevenness generated on the surface of the Si-added steel is caused by 2FeSiO 2 produced as a compound by the reaction between the Si oxide and the iron oxide.

こうしたことから、この島状模様の原因であるSiスケールを低減、防止するために、Si含有量を0.25%以下に制限する方法が提案されている(例えば、特許文献1)。また、特許文献2、3には、スラブ熱延温度や圧延条件を規定することによってSiスケールを低減する方法が提案されている。更に、特許文献4〜6には、圧延条件やスケール除去条件を適切に規定することによって島状模様の発生を低減する技術が提案されている。   For this reason, a method for limiting the Si content to 0.25% or less has been proposed in order to reduce or prevent the Si scale that is the cause of this island pattern (for example, Patent Document 1). Patent Documents 2 and 3 propose methods for reducing Si scale by defining the slab hot rolling temperature and rolling conditions. Furthermore, Patent Documents 4 to 6 propose techniques for reducing the occurrence of island patterns by appropriately defining rolling conditions and scale removal conditions.

一方、鋼板表面の性状を均一化する方法として、スラブの加熱段階で加熱温度と加熱時間を制御することによってSiスケールをスラブ表面に均一に発生させ、このスケールを熱間圧延工程にてまとめて除去することによって島状模様の発生を抑制する技術も提案されている(例えば、特許文献7、8)。また、特許文献9には、NiとCuを適量含有させることによって、熱間圧延段階でSiスケールを鋼板の全表面に均一に生成させる技術が、特許文献10にはスラブの加熱段階での加熱温度と加熱時間を制御し、混在スケールを熱間圧延時のデスケーリングによって完全に剥離させることができる技術が、特許文献11にはSi,Niの量を制限することによって熱間圧延工程におけるデスケーリング性が良好な鋼板を製造する方法が提案されている。   On the other hand, as a method for uniformizing the properties of the steel sheet surface, by controlling the heating temperature and heating time in the slab heating stage, Si scale is uniformly generated on the slab surface, and this scale is put together in the hot rolling process. Techniques for suppressing the occurrence of island-like patterns by removing them have also been proposed (for example, Patent Documents 7 and 8). Patent Document 9 discloses a technique for uniformly generating Si scales on the entire surface of a steel sheet in a hot rolling stage by containing appropriate amounts of Ni and Cu, and Patent Document 10 discloses heating in a slab heating stage. A technique capable of controlling the temperature and heating time and completely detaching the mixed scale by descaling during hot rolling is disclosed in Patent Document 11 by limiting the amounts of Si and Ni in the hot rolling process. A method for manufacturing a steel sheet with good scaling properties has been proposed.

しかしながら、これまで提案されている上記各種技術をもってしても、デスケーリング時にSiスケールが完全に剥離できるとは限らず、鋼板表面の島状模様が発生してしまうのが実情である。
特開昭5−6937号公報、特許請求の範囲等 特開昭60−15684号公報、特許請求の範囲等 特開平4−247829号公報、特許請求の範囲等 特公昭60−1865号公報、特許請求の範囲等 特開昭63−68214号公報、特許請求の範囲等 特開平4−238620号公報、特許請求の範囲等 特開平3−72031号公報、特許請求の範囲等 特開平3−79718号公報、特許請求の範囲等 特開平6−346145号公報、特許請求の範囲等 特開平5−279734号公報、特許請求の範囲等 特開平6−279923号公報、特許請求の範囲等
However, even with the various techniques proposed so far, the Si scale cannot be completely peeled off at the time of descaling, and the actual situation is that an island pattern on the surface of the steel sheet is generated.
JP-A-5-6937, claims, etc. Japanese Patent Laid-Open No. 60-15684, claims, etc. Japanese Patent Laid-Open No. 4-247829, claims, etc. Japanese Patent Publication No. 60-1865, claims, etc. Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-68214, claims, etc. JP-A-4-238620, claims, etc. Japanese Patent Laid-Open No. 3-72031, claims, etc. JP-A-3-79718, claims, etc. JP-A-6-346145, claims, etc. JP-A-5-279734, claims, etc. JP-A-6-279923, claims, etc.

本発明はこうした状況の下でなされたものであって、その目的は、高強度を有すると共に、良好な伸びフランジ性と伸び特性を兼ね備え、必要によって疲労特性をも優れた特性を発揮することのできる熱延鋼板を提供することにある。   The present invention has been made under such circumstances, and its purpose is to have a high strength, a good stretch flangeability and an elongation characteristic, and to exhibit an excellent fatigue characteristic if necessary. An object of the present invention is to provide a hot-rolled steel sheet.

上記目的を達成し得た本発明の熱延鋼板とは、C:0.015〜0.08%(質量%の意味、以下同じ)、Si:0.5〜2.0%、Mn:0.8〜2.0%、Ti:0.08〜0.20%を夫々含有し、残部がFeおよび不可避不純物からなり、金属組織がグラニュラーベイニテックフェライト組織を主体とするものである点に要旨を有するものである。   The hot-rolled steel sheet of the present invention that has achieved the above-mentioned object is: C: 0.015-0.08% (meaning of mass%, the same applies hereinafter), Si: 0.5-2.0%, Mn: 0 .8 to 2.0%, Ti: 0.08 to 0.20%, respectively, the balance is made of Fe and inevitable impurities, and the metal structure is mainly composed of a granular bainite ferrite structure. It has a gist.

本発明の熱延鋼板においては、必要によって更に(a)Nb:0.10%以下(0%を含まない)、(b)Cu:0.30%以下(0%を含まない)およびNi:0.30%以下(0%を含まない)、(c)B:0.0030%以下(0%を含まない)、(d)Ca:0.0030%以下(0%を含まない)および希土類元素:0.005%以下(0%を含まない)、等を含有することができ、含有する元素の種類によって熱延鋼板の特性が更に改善される。   In the hot-rolled steel sheet of the present invention, if necessary, (a) Nb: 0.10% or less (not including 0%), (b) Cu: 0.30% or less (not including 0%), and Ni: 0.30% or less (not including 0%), (c) B: 0.0030% or less (not including 0%), (d) Ca: 0.0030% or less (not including 0%), and rare earth Element: 0.005% or less (not including 0%) and the like can be contained, and the properties of the hot-rolled steel sheet are further improved depending on the type of the element contained.

また本発明の熱延鋼板においては、鋼板表面の表面粗度を最大高さRyで15μm以下とすることが好ましく、こうした表面性状とすることにいよって鋼板における疲労特性が優れたものとなる。   In the hot-rolled steel sheet of the present invention, the surface roughness of the steel sheet surface is preferably 15 μm or less in terms of the maximum height Ry, and the fatigue characteristics of the steel sheet are excellent by adopting such surface properties.

本発明の熱延鋼板では、化学成分組成を適切に調整すると共に、その組織をグラニュラーベイニテックフェライト組織主体とすることによって加工性(伸びフランジ性および伸び特性)の良好な熱延鋼板が実現できると共に、必要によって鋼板の表面粗度を最大高さRyで15μm以下とすることによって、疲労特性に優れた熱延鋼板が実現できたのである。   In the hot-rolled steel sheet of the present invention, a hot-rolled steel sheet with good workability (stretch flangeability and stretch characteristics) is realized by adjusting the chemical composition appropriately and making the structure mainly a granular bainitec ferrite structure. In addition, if necessary, the surface roughness of the steel sheet is adjusted to a maximum height Ry of 15 μm or less, thereby realizing a hot-rolled steel sheet having excellent fatigue characteristics.

本発明者らは、加工性に優れた熱延鋼板を実現するべく、様々な角度から検討した。その結果、ベイニテックフェライト組織に比べて転位密度の低いグラニュラーベイニテックフェライト組織(以下、「GBF組織」と略記することがある)を主体とすれば、成形加工性が格段と向上し得ることを見出した。   The present inventors studied from various angles in order to realize a hot-rolled steel sheet having excellent workability. As a result, if the granular bainite ferrite structure (hereinafter sometimes abbreviated as “GBF structure”) having a lower dislocation density than the bainitec ferrite structure is mainly used, the moldability can be remarkably improved. I found out.

上記GBF組織は、光学顕微鏡や走査型顕微鏡(SEM)の観察ではアシキュラー状(針状)を呈しており、明確な違いを判定するには、透過型電子顕微鏡(TEM)観察による下部組織の同定が必要になる。GBF組織はラス状組織を有しておらず、ベイニテックフェライト組織と比較して転位密度がやや低い下部組織を有している。このGBF組織はその内部に炭化物を有していない点でベイナイト組織と明らかに異なり、また転位密度が殆どないか或いは極めて少ない下部組織を持つポリゴナルフェライト、或いは細かいサブグレイン等の下部組織を持った準ポリゴナフェライト組織とも異なっている(例えば、「鋼のベイナイト写真集―1」、日本鉄鋼協会 基礎研究会 平成4年6月発行)。   The GBF structure has an acicular shape (needle shape) in observation with an optical microscope or a scanning microscope (SEM). To determine a clear difference, identification of a substructure by observation with a transmission electron microscope (TEM) Is required. The GBF structure does not have a lath structure, and has a substructure whose dislocation density is slightly lower than that of the bainiteitic structure. This GBF structure is clearly different from the bainite structure in that it does not have carbide inside, and has a substructure such as polygonal ferrite having a substructure with little or very little dislocation density, or fine subgrains. This is also different from the quasi-polygona ferrite structure (for example, “Stay Bainite Photobook-1”, Japan Iron and Steel Institute Basic Research Group issued in June 1992).

こうしたGBF組織とすることによって加工性が向上する理由については、その全てを解明し得た訳ではないが、おそらくGBF組織とすることで伸びフランジ性が向上し、転位密度を低くすることで伸びが向上したものと考えられる。尚、「GBF組織主体」とは、GBF組織が全体に占める割合が90面積%以上であることを意味し、ベイナイトやベイニテックフェライト等の等の組織が10面積%未満含んでいても良い。   The reason why the workability is improved by using such a GBF structure has not been fully clarified, but the GBF structure probably improves stretch flangeability and lowers the dislocation density to increase elongation. Is considered to have improved. The “GBF structure main body” means that the ratio of the GBF structure to the whole is 90 area% or more, and a structure such as bainite or bainite ferrite may be included in less than 10 area%. .

上記のようなGBF組織を得るためには、圧延最終パス終了温度が900℃以上で最終パス圧延率が11%以上となるような熱間圧延を行い、圧延してから一次冷却開始までの時間を2秒以内として冷却速度50℃/秒以上で冷却(一次冷却)を施せばよい。このときの圧延最終パス終了温度が900℃未満であると表層に粗大粒が発生し易くなり、最終パス圧延率が11%未満となると、結晶粒が粗大化しやすくなる。また一次冷却までの時間が2秒を超えると結晶粒径が粗大化しやすくなり、冷却速度が50℃未満となると変位密度が小さくなり、いずれにしても本発明で目的とするGBF組織を得ることはできない。尚、析出物の量をできるだけ低減して伸びフランジ性を良好に維持するという観点からして、熱間圧延後の巻取り温度は、350〜550℃程度とすることが好ましい。   In order to obtain the GBF structure as described above, the time from rolling to the start of primary cooling after hot rolling is performed such that the final pass end temperature is 900 ° C. or higher and the final pass rolling rate is 11% or higher. May be performed at a cooling rate of 50 ° C./second or more (primary cooling) within 2 seconds. When the final rolling pass end temperature is less than 900 ° C., coarse grains are likely to be generated on the surface layer, and when the final pass rolling ratio is less than 11%, the crystal grains are likely to become coarse. Further, when the time to primary cooling exceeds 2 seconds, the crystal grain size tends to be coarsened, and when the cooling rate is less than 50 ° C., the displacement density decreases, and in any case, the target GBF structure is obtained in the present invention. I can't. In addition, it is preferable that the coiling temperature after hot rolling shall be about 350-550 degreeC from a viewpoint of reducing the quantity of a precipitate as much as possible and maintaining stretch flangeability favorable.

一方、上記のような組織を有する熱延鋼板では、その表面粗さを最大高さRy(JIS B0601)で15μm以下とすれば、疲労特性が格段に向上し得ることも判明した。鋼板の表面粗さを最大高さRyで15μm以下とすることによって疲労特性が向上し得る理由については、おそらく繰り返し荷重が付与される際の応力集中の程度が低減されたためであると思われる。   On the other hand, in the hot rolled steel sheet having the above-described structure, it has been found that if the surface roughness is 15 μm or less at the maximum height Ry (JIS B0601), the fatigue characteristics can be remarkably improved. The reason why the fatigue characteristics can be improved by setting the surface roughness of the steel sheet to 15 μm or less at the maximum height Ry is probably because the degree of stress concentration when a repeated load is applied is reduced.

熱延鋼板の表面粗さを上記のように調整するには、熱間圧延後に表面粗さを調整したロールを用い、圧延率0.5〜3%程度のスキンパス圧延(SKP圧延)を施せばよいが、鋼板の表面粗さを15μm以下にするという観点からしてSKP圧延時の荷重は250トン以上とすることが望ましい。また、過度のSKP圧延は不必要な歪を鋼板に与えるため降伏点を上昇させ、伸びを低下させるためその上限は600トン、好ましくは500トンとするのが望ましい。   In order to adjust the surface roughness of the hot-rolled steel sheet as described above, a roll whose surface roughness is adjusted after hot rolling is used, and skin pass rolling (SKP rolling) with a rolling rate of about 0.5 to 3% is performed. However, from the viewpoint of making the surface roughness of the steel sheet 15 μm or less, the load during SKP rolling is desirably 250 tons or more. Further, excessive SKP rolling raises the yield point to impart unnecessary strain to the steel sheet, and lowers the elongation, so the upper limit is 600 tons, preferably 500 tons.

本発明の熱延鋼板では、その基本的な機械的特性(降伏点YP、引張強さTS、伸びEL等)を具備させるためには、その化学成分組成も適切に調整する必要があるが、本発明で規定する化学成分組成の範囲限定理由は次の通りである。   In the hot-rolled steel sheet of the present invention, in order to provide the basic mechanical properties (yield point YP, tensile strength TS, elongation EL, etc.), it is necessary to appropriately adjust the chemical composition, The reasons for limiting the range of the chemical composition defined in the present invention are as follows.

C:0.015〜0.08%
Cは強度向上元素として基本的な成分であり、またGBF組織の生成にも寄与するものである。こうした効果を発揮させるためには、0.015%以上含有させる必要がある。しかしながら、C含有量が過剰になると、マルテンサイト組織が生成し易くなって、また伸びフランジ性が低下するので、0.08%以下とする必要がある。尚、C含有量の好ましい下限は0.03%であり、好ましい上限は0.05%である。
C: 0.015-0.08%
C is a basic component as a strength improving element and also contributes to the generation of a GBF structure. In order to exhibit such an effect, it is necessary to contain 0.015% or more. However, when the C content is excessive, a martensite structure is easily generated, and stretch flangeability is deteriorated. Therefore, the C content needs to be 0.08% or less. In addition, the preferable minimum of C content is 0.03%, and a preferable upper limit is 0.05%.

Si:0.5〜2.0%
SiはGBF組織の強度を高め、且つ伸びフランジ性を良好にするのに有効に作用する。こうした効果を発揮させるためには、0.5%以上含有させる必要があるが、過剰に含有させるとポリゴナルフェライトが生成しやすくなり、また表面性状に多大な影響(例えば、島状スケール模様の発生)を与えるので2.0%以下とする必要がある。尚、Si含有量の好ましい下限は0.8%であり、好ましい上限は1.5%である。
Si: 0.5 to 2.0%
Si effectively works to increase the strength of the GBF structure and to improve the stretch flangeability. In order to exert such an effect, it is necessary to contain 0.5% or more. However, if it is contained excessively, polygonal ferrite is likely to be generated, and the surface property is greatly affected (for example, an island-like scale pattern). Generation), it is necessary to make it 2.0% or less. In addition, the preferable minimum of Si content is 0.8%, and a preferable upper limit is 1.5%.

Mn:0.8〜2.0%
Mnは固溶強化元素として有用な元素であり、また変態を促進してGBF組織の生成を促進する作用を有する。こうした効果を発揮させるためには、Mn含有量は0.8%以上とする必要がある。しかしながら、過剰になると焼き入れ性が高くなり過ぎて変態生成物が多量に生成して伸びフランジ性が劣化するので、2.0%以下とすべきである。尚、Mn含有量の好ましい下限は1.0%であり、好ましい上限は1.8%である。
Mn: 0.8 to 2.0%
Mn is an element useful as a solid solution strengthening element, and has an action of promoting transformation and promoting the formation of a GBF structure. In order to exert such effects, the Mn content needs to be 0.8% or more. However, if it is excessive, the hardenability becomes too high and a large amount of transformation product is formed, and the stretch flangeability deteriorates. Therefore, it should be 2.0% or less. In addition, the minimum with preferable Mn content is 1.0%, and a preferable upper limit is 1.8%.

Ti:0.08〜0.20%
Tiは熱間終了後の急冷時にポリゴナルフェライトの生成を抑制し、GBF組織の生成を促進すると共に、鋼板鋼板強度を向上するのに有効に作用する。こうした効果を発揮させるためには、Ti含有量は0.08%以上とする必要がある。しかしながら、Ti含有量が過剰になると熱間加工組織が残存し易くなり、また析出物が過剰に生成して伸びフランジ性が劣化するので0.20%以下とする必要がある。尚、Ti含有量の好ましい下限は0.10%であり、好ましい上限は0.18%である。
Ti: 0.08 to 0.20%
Ti suppresses the formation of polygonal ferrite during rapid cooling after the hot end, promotes the formation of the GBF structure, and effectively acts to improve the strength of the steel sheet. In order to exert such effects, the Ti content needs to be 0.08% or more. However, if the Ti content is excessive, the hot-worked structure is likely to remain, and excessive precipitates are generated to deteriorate the stretch flangeability. Therefore, the content must be 0.20% or less. In addition, the minimum with preferable Ti content is 0.10%, and a preferable upper limit is 0.18%.

本発明の熱延鋼板においては、上記成分の他はFeおよび不可避不純物(例えば、PやS)からなるものであるが、必要によってNb,Cu,Ni,B,Ca,希土類元素等を含有させることも有効である。これらの元素を含有させるときの範囲規定理由は次の通りである。   In the hot-rolled steel sheet of the present invention, in addition to the above components, it is composed of Fe and inevitable impurities (for example, P and S), but if necessary, Nb, Cu, Ni, B, Ca, rare earth elements, etc. are contained. It is also effective. The reason for defining the range when these elements are contained is as follows.

Nb:0.10%以下(0%を含まない)
Nbは、熱間終了後の急冷時にポリゴナルフェライトの生成を抑制し、微細組織の生成を得るのに有効に作用する。こうした効果はその含有量が増加するにつれて大きくなるが、過剰に含有しても効果が飽和し、コスト高となるので0.10%以下とすることが好ましい。
Nb: 0.10% or less (excluding 0%)
Nb effectively acts to suppress the formation of polygonal ferrite during rapid cooling after the hot end and to obtain a fine structure. Such an effect increases as the content increases, but even if it is contained excessively, the effect is saturated and the cost is increased.

Cu:0.30%以下(0%を含まない)およびNi:0.30%以下(0%を含まない)
Cuは固溶強化元素として作用する他、疲労特性向上にも有効に作用する。こうした効果はその含有量が増加するにつれて大きくなるが、過剰になるとへゲ疵が発生し易くなるので、0.30%以下とすることが好ましい。尚、Cu含有量のより好ましい下限は0.1%であり、より好ましい上限は0.2%である。
Cu: 0.30% or less (not including 0%) and Ni: 0.30% or less (not including 0%)
Cu acts effectively as a solid solution strengthening element and also effectively improves fatigue characteristics. Such an effect increases as the content thereof increases. However, when the content is excessive, it becomes easy to generate haze. Therefore, the content is preferably 0.30% or less. In addition, the more preferable minimum of Cu content is 0.1%, and a more preferable upper limit is 0.2%.

一方、Niは、Cuを含有させたときにおける表面欠陥(へゲ疵)の発生を防止するのに有効に作用する。こうした効果はその含有量が増加するにつれて大きくなるが、過剰になるとコスト高となるので、0.30%以下とすることが好ましい。尚、Ni含有量のより好ましい下限は0.1%であり、より好ましい上限は0.2%である。   On the other hand, Ni effectively acts to prevent the occurrence of surface defects (hegging) when Cu is contained. Such an effect increases as the content increases, but if it is excessive, the cost increases, so 0.30% or less is preferable. In addition, the more preferable minimum of Ni content is 0.1%, and a more preferable upper limit is 0.2%.

B:0.0030%以下(0%を含まない)
Bは鋼板の焼入れ性を向上させるのに有効に作用する。こうした効果はその含有量が増加するにつれて大きくなるが、過剰になると伸び特性が劣化することになるので、0.0030%以下とすることが好ましい。尚、B含有量の好ましい下限は0.0005%であり、より好ましい上限は0.0020%である。
B: 0.0030% or less (excluding 0%)
B effectively acts to improve the hardenability of the steel sheet. Such an effect increases as the content increases. However, if the content is excessive, the elongation characteristics deteriorate, so 0.0030% or less is preferable. In addition, the minimum with preferable B content is 0.0005%, and a more preferable upper limit is 0.0020%.

Ca:0.0030以下(0%を含まない)および希土類元素:0.005%以下(0%を含まない)
これらの元素は、鋼板中の硫化物を球状化して伸びフランジ性を向上させるのに有効に作用する。こうした効果をその含有量が増加するにつれて大きくなるが、過剰に含有させてもその効果が飽和するので、Caで0.0030%以下、希土類元素で0.05%以下とすることが好ましい。尚、これらの元素のより好ましい下限はCaで0.0010%、希土類元素で0.0020%であり、より好ましい上限はCaで0.0020%、希土類元素で0.0040%である。また、本発明で用いる希土類元素は、LaやCe等のランタノイド系列希土類元素の他、ScやYを含むものであり、これらの1種以上を適宜選んで含有させれば良い。
Ca: 0.0030 or less (not including 0%) and rare earth elements: 0.005% or less (not including 0%)
These elements effectively act to spheroidize sulfides in the steel sheet and improve stretch flangeability. These effects increase as the content increases, but even if they are contained excessively, the effects are saturated. Therefore, it is preferable that the content is 0.0030% or less for Ca and 0.05% or less for rare earth elements. More preferable lower limits of these elements are 0.0010% for Ca and 0.0020% for rare earth elements, and more preferable upper limits are 0.0020% for Ca and 0.0040% for rare earth elements. The rare earth elements used in the present invention include Sc and Y in addition to lanthanoid series rare earth elements such as La and Ce, and one or more of these may be appropriately selected and contained.

以下、本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することはいずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. However, the following examples are not intended to limit the present invention, and any design changes in accordance with the gist of the preceding and following descriptions are technical aspects of the present invention. It is included in the range.

実施例1
下記表1に示す化学成分組成の各種鋼スラブを、下記表2に示す熱延条件で熱間圧延を行い、厚さ3.2mmの熱延鋼板を得た。
Example 1
Various steel slabs having the chemical composition shown in Table 1 below were hot-rolled under the hot rolling conditions shown in Table 2 to obtain a hot-rolled steel sheet having a thickness of 3.2 mm.

Figure 2005314767
Figure 2005314767

Figure 2005314767
Figure 2005314767

得られた各鋼板について、JIS5号試験片を作成して機械的特性(降伏点YP、引張強さTS、伸びEL等)を調査すると共に、伸びフランジ性を下記の方法によって測定した穴拡げ率λで評価した。また、各鋼板のミクロ組織は、板厚tのt/4部を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察した。   For each steel plate obtained, a JIS No. 5 test piece was created to investigate the mechanical properties (yield point YP, tensile strength TS, elongation EL, etc.), and the expansion ratio was measured by the following method. Evaluation was performed using λ. The microstructure of each steel plate was observed with a scanning electron microscope (SEM) at t / 4 part of the plate thickness t.

[穴拡げ率λ測定法]
直径:10mm(d0)の打ち抜き穴を60°円錐ポンチで打ち抜き側から押し広げ、割れが板厚方向に貫通した時点での穴径d(mm)を測定し、次式によって穴拡げ率を測定した。
λ=[(d−d0)/10]×100(%)
[Method for measuring hole expansion rate λ]
A punched hole with a diameter of 10 mm (d 0 ) is expanded from the punched side with a 60 ° conical punch, and the hole diameter d (mm) is measured when the crack penetrates in the plate thickness direction. It was measured.
λ = [(d−d 0 ) / 10] × 100 (%)

これらの結果を下記表3に示すが、この結果から次のように考察できる。まず、試験No.1〜11は、本発明で規定する要件の全てを満足するものであり、機械的特性および穴拡げ率ともに良好であり、高強度でしかも加工性の良好な熱間圧延鋼板が実現できていることが分かる。   These results are shown in Table 3 below, and can be considered as follows from this result. First, test no. Nos. 1 to 11 satisfy all of the requirements defined in the present invention, and both a mechanical property and a hole expansion rate are good, and a hot-rolled steel plate having high strength and good workability can be realized. I understand that.

これに対して、試験No.12〜20のものでは、本発明で規定するいずれかの要件を欠いており、強度、伸び、伸びフランジ性の少なくともいずれかの特性が劣化している。   In contrast, test no. Those of 12 to 20 lack any of the requirements defined in the present invention, and at least any of the properties of strength, elongation and stretch flangeability is deteriorated.

まず、試験No.12のものでは、C含有量が本発明で規定する範囲を超えており、ミクロ組織が(フェライト+マルテンサイト)の二相組織であり、穴拡げ率λが低い値となっている。また試験No.13のものでは、Ti含有量が本発明で規定する範囲よりも少なくなっており、ミクロ組織が(フェライト+マルテンサイト)の二相組織であり、強度が低く、伸びも低い値を示している。   First, test no. In No. 12, the C content exceeds the range specified in the present invention, the microstructure is a two-phase structure of (ferrite + martensite), and the hole expansion ratio λ is low. In addition, Test No. In No. 13, the Ti content is less than the range defined in the present invention, the microstructure is a two-phase structure of (ferrite + martensite), the strength is low, and the elongation is low. .

試験No.14のものでは、Si含有量が本発明で規定する範囲よりも少なくなっており、強度が低くなっている。試験No.15のものでは、Mn含有量が本発明で規定する範囲よりも少なくなっており、強度が低くなっている。   Test No. In No. 14, the Si content is less than the range defined in the present invention, and the strength is low. Test No. In No. 15, the Mn content is less than the range defined in the present invention, and the strength is low.

試験No.16、17のものでは、巻取り温度が高くなっており、析出物が非常に多くなっているために穴拡げ率λが低い値となっている。試験No.18のものでは、ミクロ組織が(フェライト+マルテンサイト)の二相組織であり、伸び、穴拡げ率λが低い値となっている。   Test No. In the samples 16 and 17, the coiling temperature is high and the amount of precipitates is so large that the hole expansion ratio λ is low. Test No. In No. 18, the microstructure is a two-phase structure of (ferrite + martensite), and the elongation and the hole expansion ratio λ are low.

試験No.19、20のものでは、ミクロ組織が(フェライト+マルテンサイト)の二相組織となっており、また析出物も多くなっており、伸びが低い値を示している。   Test No. In Nos. 19 and 20, the microstructure is a two-phase structure of (ferrite + martensite), and there are many precipitates, indicating a low elongation value.

Figure 2005314767
Figure 2005314767

実施例2
前記表2に示した試験No.1、2、4によって得られた各鋼板について、コイルの一部にSKP圧延(ロール径:585mm、荷重:200〜400トン)を行い、SKP圧延の有り部と無し部で、鋼板表面の粗さ(JIS B0601による最大高さRy)を測定すると共に、下記の方法によって疲労試験を行った。SKP圧延に際しては、No.1のコイルについてはSKP荷重を200、250、300トンと変化させて通板し、またNo.4のコイルについては荷重を400、500、600トンと変化させて通板し、各々のコイルとも各荷重で安定した部位から調査用サンプルを採取した。
Example 2
Test No. shown in Table 2 above. About each steel plate obtained by 1, 2, and 4, SKP rolling (roll diameter: 585 mm, load: 200 to 400 tons) is performed on a part of the coil, and the surface of the steel plate is roughened with and without SKP rolling. In addition to measuring the height (maximum height Ry according to JIS B0601), a fatigue test was performed by the following method. For SKP rolling, no. For the coil No. 1, the SKP load was changed to 200, 250 and 300 tons, and the No. 1 coil was passed. With respect to the coil No. 4, the load was changed to 400, 500, and 600 tons, and a sample for investigation was collected from a site where each coil was stable at each load.

[疲労試験]
疲労試験に用いた試験片の形状を図1に示す。本形状の試験片をコイルから切り出したサンプルから採取、加工して完全両振り平面曲げ疲労試験を実施した。
[Fatigue test]
The shape of the test piece used for the fatigue test is shown in FIG. A test piece of this shape was taken from a sample cut out from the coil, processed, and subjected to a full swing plane bending fatigue test.

その結果を下記表4に示すが、SKP圧延を施したものでは、SKP圧延を施さないものに比べて表面粗さが小さくなっており、疲労特性(最大応力)がいずれも向上(50MPa以上)していることが分かる。   The results are shown in Table 4 below. In the case where the SKP rolling was performed, the surface roughness was smaller than that in the case where the SKP rolling was not performed, and the fatigue characteristics (maximum stress) were all improved (50 MPa or more). You can see that

Figure 2005314767
Figure 2005314767

疲労試験で用いた試験片の形状を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows the shape of the test piece used by the fatigue test.

Claims (6)

C:0.015〜0.08%(質量%の意味、以下同じ)、Si:0.5〜2.0%、Mn:0.8〜2.0%、Ti:0.08〜0.20%を夫々含有し、残部がFeおよび不可避不純物からなり、金属組織がグラニュラーベイニテックフェライト組織を主体とするものであることを特徴とする加工性と疲労特性に優れた高強度熱延鋼板。   C: 0.015-0.08% (meaning of mass%, the same applies hereinafter), Si: 0.5-2.0%, Mn: 0.8-2.0%, Ti: 0.08-0. High-strength hot-rolled steel sheet excellent in workability and fatigue characteristics, characterized by containing 20% each, the balance being Fe and inevitable impurities, and the metal structure being mainly composed of a granular bainitec ferrite structure . 更に、Nb:0.10%以下(0%を含まない)含有するものである請求項1に記載の高強度熱延鋼板。   The high strength hot rolled steel sheet according to claim 1, further comprising Nb: 0.10% or less (not including 0%). 更に、Cu:0.30%以下(0%を含まない)およびNi:0.30%以下(0%を含まない)を含有するものである請求項1または2に記載の高強度熱延鋼板。   The high-strength hot-rolled steel sheet according to claim 1 or 2, further comprising Cu: 0.30% or less (not including 0%) and Ni: 0.30% or less (not including 0%). . 更に、B:0.0030%以下(0%を含まない)を含有するものである請求項1〜3のいずれかに記載の高強度熱延鋼板。   The high-strength hot-rolled steel sheet according to any one of claims 1 to 3, further comprising B: 0.0030% or less (not including 0%). 更に、Ca:0.0030%以下(0%を含まない)および希土類元素:0.005%以下(0%を含まない)よりなる群から選ばれる1種以上を含有する請求項1〜4のいずれかに記載の高強度熱延鋼板。   Furthermore, one or more selected from the group consisting of Ca: 0.0030% or less (not including 0%) and rare earth elements: 0.005% or less (not including 0%) is contained. A high-strength hot-rolled steel sheet according to any one of the above. 鋼板表面が最大高さRyで15μm以下である請求項1〜5のいずれかに記載の高強度熱延鋼板。
The high-strength hot-rolled steel sheet according to any one of claims 1 to 5, wherein the steel sheet surface has a maximum height Ry of 15 µm or less.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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