JP2018090877A - High strength steel sheet and production method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車部品をはじめとする各種の用途に使用可能な高強度鋼板に関する。 The present invention relates to a high-strength steel sheet that can be used for various applications including automobile parts.
自動車用部品等に供される鋼板には、衝突安全性と軽量化とを共に実現するために、強度の向上が求められており、さらには形状の複雑な骨格部品に加工するための優れた成形加工性が要求されている。 Steel sheets used for automotive parts and the like are required to have improved strength in order to achieve both collision safety and weight reduction, and are excellent for processing into complex skeleton parts. Molding processability is required.
特許文献1は、質量%でC:0.02〜0.15%、Si:0.3%以下、Mn:1.0〜3.5%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるスラブを冷間圧延後に再結晶化してフェライト単相組織にすることで、780MPa以上の引張強さと良好な深絞り性とを示す高強度薄鋼板を開示している。
しかし、自動車用部品をはじめとする各種用途において、高い引張強度と優れた深絞り性を有するだけでなく、さらに優れた強度延性バランス、優れた穴広げ率および優れた張出し成形性を有することが求められている。
引張強度、強度延性バランス、深絞り性および穴広げ率および張出し成形性のそれぞれについて、具体的には、以下のことが求められている。
However, in various applications including automotive parts, it has not only high tensile strength and excellent deep drawability but also excellent strength ductility balance, excellent hole expansion ratio and excellent stretch formability. It has been demanded.
Specifically, the following is required for each of tensile strength, strength ductility balance, deep drawability, hole expansion ratio, and stretch formability.
引張強度(TS)については、980MPa以上であることが求められている。
強度延性バランスについては、TSと全伸び(EL)との積(TS×EL)が23000MPa・%以上であることが求められている。さらに部品成形時の成形性を確保するために、深絞り性を示すLDRが2.05以上であること、穴広げ性を示す穴広げ率λが20%以上であること、および張出し成形性を示す限界張出し高さが20mm以上であることも求められている。また、自動車用鋼板の基本性能としてスポット溶接部の継手強度も求められる。具体的には、スポット溶接部の十字引張強度は6kN以上であることが求められている。
The tensile strength (TS) is required to be 980 MPa or more.
Regarding the strength ductility balance, the product of TS and total elongation (EL) (TS × EL) is required to be 23000 MPa ·% or more. Furthermore, in order to ensure the moldability at the time of component molding, the LDR indicating deep drawability is 2.05 or more, the hole expansion ratio λ indicating hole expandability is 20% or more, and the stretch formability is It is also required that the limit overhang height shown is 20 mm or more. Moreover, the joint strength of a spot welded part is also calculated | required as basic performance of the steel plate for motor vehicles. Specifically, the cross tensile strength of the spot weld is required to be 6 kN or more.
しかし、特許文献1が開示する高強度鋼板では、これらの要求全てを満足することは困難であり、これらの要求の全てを満足できる高強度鋼板が求められていた。
However, in the high-strength steel sheet disclosed in
本発明は、このような要求に応えるためになされたものであって、引張強度(TS)、引張強度(TS)と全伸び(EL)との積(TS×EL)、深絞り性(LDR)、穴広げ率(λ)、限界張出し高さおよびスポット溶接部の十字引張強度(SW十字引張)、が何れも高いレベルにある高強度鋼板およびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to meet such demands, and includes tensile strength (TS), product of tensile strength (TS) and total elongation (EL) (TS × EL), deep drawability (LDR). ), The hole expansion ratio (λ), the limit overhang height, and the cross tensile strength (SW cross tension) of the spot welds are all at high levels, and an object thereof is to provide a high-strength steel sheet and a method for producing the same.
本発明の態様1は、
C :0.15質量%〜0.35質量%、
SiとAlの合計:0.5質量%〜3.0質量%、
Mn:1.0質量%〜4.0質量%、
P :0.05質量%以下、
S :0.01質量%以下、
を含み、残部がFeおよび不可避不純物からなり、
鋼組織が、
フェライト分率が5%以下であり、
焼戻しマルテンサイトと焼戻しベイナイトの合計分率が60%以上であり、
残留オーステナイト量が10%以上であり、
残留オーステナイトの平均サイズが1.0μm以下であり、
サイズ1.5μm以上の残留オーステナイトが全残留オースナイト量の2%以上であり、
MAの平均サイズが1.0μm以下であり、
残留オーステナイト量と等しい量である炭素濃化領域におけるMnの濃度分布の半価幅が0.3質量%以上である高強度鋼板である。
C: 0.15% by mass to 0.35% by mass,
Total of Si and Al: 0.5% by mass to 3.0% by mass,
Mn: 1.0% by mass to 4.0% by mass,
P: 0.05 mass% or less,
S: 0.01% by mass or less,
And the balance consists of Fe and inevitable impurities,
Steel structure
The ferrite fraction is 5% or less,
The total fraction of tempered martensite and tempered bainite is 60% or more,
The amount of retained austenite is 10% or more,
The average size of retained austenite is 1.0 μm or less,
Residual austenite having a size of 1.5 μm or more is 2% or more of the total retained austenite amount,
The average size of MA is 1.0 μm or less,
This is a high-strength steel sheet having a half-value width of 0.3% by mass or more of the Mn concentration distribution in the carbon enriched region, which is equal to the amount of retained austenite.
本発明の態様2は、
Cu、Ni、Mo、CrおよびBの1種以上の合計:1.0質量%以下、
をさらに含む、態様1に記載の高強度鋼板である。
Total of one or more of Cu, Ni, Mo, Cr and B: 1.0% by mass or less,
The high-strength steel sheet according to
本発明の態様3は、V、Nb、Ti、ZrおよびHfの1種以上の合計:0.2質量%以下、をさらに含む、態様1または2に記載の高強度鋼板である。
本発明の態様4は、Ca、MgおよびREMの1種以上の合計:0.01%以下、をさらに含む、態様1〜3のいずれかに記載の高強度鋼板である。
本発明の態様5は、C:0.15質量%〜0.35質量%、SiとAlの合計:0.5質量%〜3.0質量%、Mn:1.0質量%〜4.0質量%、P:0.05質量%以下、S:0.01質量%以下、を含み、残部がFeおよび不可避不純物からなる圧延材を準備することと、前記圧延材をAc1点と0.2×Ac1点+0.8×Ac3点との間の温度で5秒以上保持した後、Ac3点以上950℃以下の温度まで加熱し、5〜600秒間保持してオーステナイト化することと、前記オーステナイト化後、平均冷却速度15℃/秒以上で300〜500℃の範囲内の温度まで冷却し、300〜500℃の範囲内で、10℃/秒以下の冷却速度で10秒以上250秒未満滞留することと、
前記滞留の後、300℃以上の温度から、100℃〜300℃の間の冷却停止温度まで平均冷却速度10℃/秒以上で冷却することと、
前記冷却停止温度から、300〜500℃の範囲にある再加熱温度まで加熱し、50〜1200秒保持すること、を含む、高強度鋼板の製造方法である。
In
After the residence, cooling at an average cooling rate of 10 ° C./second or more from a temperature of 300 ° C. or higher to a cooling stop temperature between 100 ° C. and 300 ° C .;
It is a manufacturing method of the high strength steel plate including heating from the said cooling stop temperature to the reheating temperature which exists in the range of 300-500 degreeC, and hold | maintaining for 50-1200 second.
本発明の態様6は、前記滞留が、300〜500℃の範囲内の一定温度で保持することを含む、態様5に記載の製造方法である。
本発明によれば、引張強度(TS)、引張強度(TS)と全伸び(EL)との積(TS×EL)、深絞り性(LDR)、穴広げ率(λ)、限界張出し高さおよびスポット溶接部の十字引張強度、が何れも高いレベルにある高強度鋼板およびその製造方法を提供することができる。 According to the present invention, tensile strength (TS), product of tensile strength (TS) and total elongation (EL) (TS × EL), deep drawability (LDR), hole expansion rate (λ), limit overhang height Further, it is possible to provide a high-strength steel plate having a high level of cross tensile strength of spot welds and a method for producing the same.
本発明者らは、鋭意検討した結果、所定の成分を有する鋼において、鋼組織(金属組織)を、フェライト分率:5%以下、焼戻しマルテンサイトと焼戻しベイナイトの合計分率:60%以上、残留オーステナイト量:10%以上、残留オーステナイトの平均サイズ:1.0μm以下、サイズ1.5μm以上の残留オーステナイト:全残留オースナイト量の2%以上、MAの平均サイズ:1.0μm以下、および残留オーステナイト量と等しい量である炭素濃化領域におけるMnの濃度分布の半価幅:0.3質量%以上とすることで、引張強度(TS)、引張強度(TS)と全伸び(EL)との積(TS×EL)、深絞り性(LDR)、穴広げ率(λ)、限界張出し高さおよびスポット溶接部の十字引張強度が何れも高いレベルにある高強度鋼板を得ることができることを見出したのである。
以下に本発明の高強度鋼板およびその製造方法の詳細を示す。
As a result of intensive studies, the present inventors have determined that the steel structure (metal structure) in the steel having a predetermined component has a ferrite fraction of 5% or less, a total fraction of tempered martensite and tempered bainite: 60% or more, Residual austenite amount: 10% or more, retained austenite average size: 1.0 μm or less, retained austenite size of 1.5 μm or more, 2% or more of total retained austenite amount, MA average size: 1.0 μm or less, and residual The half-value width of the Mn concentration distribution in the carbon enriched region, which is equal to the austenite amount: 0.3 mass% or more, so that the tensile strength (TS), tensile strength (TS) and total elongation (EL) A high strength steel sheet with high levels of product (TS x EL), deep drawability (LDR), hole expansion ratio (λ), limit overhang height, and cross tensile strength of spot welds. I found out that I could get it.
Details of the high-strength steel sheet and the manufacturing method thereof according to the present invention will be described below.
1.鋼組織
以下に本発明に係る高強度鋼板の鋼組織の詳細を説明する。
以下の鋼組織の説明では、そのような組織を有することにより各種の特性を向上できるメカニズムについて説明している場合がある。これらは本発明者らが現時点で得られている知見により考えたメカニズムであるが、本発明の技術的範囲を限定するものではないことに留意されたい。
1. Steel structure Details of the steel structure of the high-strength steel sheet according to the present invention will be described below.
In the following description of the steel structure, a mechanism that can improve various properties by having such a structure may be described. It should be noted that these are the mechanisms considered by the present inventors based on the knowledge obtained at the present time, but do not limit the technical scope of the present invention.
(1)フェライト分率:5%以下
フェライトは、一般的に加工性に優れるものの、強度が低いという問題を有する。また、フェライト量が多いと穴広げ性(伸びフランジ性)が低下する。このため、フェライト分率を5%以下(5体積%以下)とした。さらにフェライト分率を5%以下とすることにより優れた穴広げ率λを得ることができる。
フェライト分率は好ましくは3%以下、さらに好ましくは1%以下、最も好ましくは0%である。
フェライト分率は光学顕微鏡で観察し、白い領域を点算法で測定することにより求めることができる。すなわち、このような方法により、フェライト分率を面積比(面積%)で求めることができる。そして、面積比で求めた値をそのまま体積比(体積%)の値として用いてよい。
(1) Ferrite fraction: 5% or less Although ferrite is generally excellent in workability, it has a problem of low strength. Moreover, when there is much ferrite content, hole expansibility (stretch flangeability) will fall. Therefore, the ferrite fraction is set to 5% or less (5% by volume or less). Further, when the ferrite fraction is 5% or less, an excellent hole expansion ratio λ can be obtained.
The ferrite fraction is preferably 3% or less, more preferably 1% or less, and most preferably 0%.
The ferrite fraction can be obtained by observing with a light microscope and measuring a white region by a point calculation method. That is, the ferrite fraction can be obtained by an area ratio (area%) by such a method. And the value calculated | required by area ratio may be used as a value of volume ratio (volume%) as it is.
(2)焼戻しマルテンサイトと焼戻しベイナイトの合計分率:60%以上
焼戻しマルテンサイトと焼戻しベイナイトの合計分率を60%以上(60体積%以上)とすることで高強度と高い穴広げ性を両立できる。焼戻しマルテンサイトと焼戻しベイナイトの合計分率は好ましくは70%以上である。
焼戻しマルテンサイトおよび焼戻しベイナイト量(合計分率)は、レペラ腐食を行った断面のSEM観察を行い、MA(すなわち、残留オーステナイトと焼入れたままのマルテンサイトの合計)の分率を測定し、鋼組織全体から上述のフェライト分率とMA分率を引くことにより求めることができる。
(2) Total fraction of tempered martensite and tempered bainite: 60% or more Both high strength and high hole expansibility are achieved by setting the total fraction of tempered martensite and tempered bainite to 60% or more (60% by volume or more). it can. The total fraction of tempered martensite and tempered bainite is preferably 70% or more.
The amount of tempered martensite and tempered bainite (total fraction) is measured by SEM observation of the cross-section subjected to repeller corrosion, and the fraction of MA (that is, the sum of residual austenite and as-quenched martensite) is measured. It can be obtained by subtracting the above-mentioned ferrite fraction and MA fraction from the entire structure.
(3)残留オーステナイト量:10%以上
残留オーステナイトは、プレス加工等の加工中に加工誘起変態により、マルテンサイトに変態するTRIP現象を生じ、大きな伸びを得ることができる。また、形成されるマルテンサイトは高い硬度を有する。このため、優れた強度−延性バランスを得ることができる。残留オーステナイト量を10%以上(10体積%以上)とすることでTS×ELが23000MPa・%以上と優れた強度−延性バランスを実現できる。
残留オーステナイト量は、好ましくは15%以上である。
(3) Residual austenite amount: 10% or more Residual austenite causes a TRIP phenomenon that transforms into martensite by processing-induced transformation during processing such as press working, and can obtain a large elongation. Further, the formed martensite has a high hardness. For this reason, the outstanding intensity-ductility balance can be obtained. By setting the amount of retained austenite to 10% or more (10% by volume or more), it is possible to realize an excellent strength-ductility balance with TS × EL of 23000 MPa ·% or more.
The amount of retained austenite is preferably 15% or more.
本発明の高強度鋼板では、残留オーステナイトの多くは、MAの形態で存在する。MAとは、Martensite-Austenite constituentの略であり、マルテンサイトとオーステナイトの複合体(複合組織)である。
残留オーステナイト量は、X線回折によりフェライト(X線回折ではベイナイト、焼き戻しベイナイト、焼戻しマルテンサイトおよび未焼戻しのマルテンサイトを含む)とオーステナイトの回折強度比を求めて算出することにより得ることができる。X線源としてはCo−Kα線を用いることができる。
In the high-strength steel sheet of the present invention, most of retained austenite exists in the form of MA. MA is an abbreviation for Martensite-Austenite constituent, and is a composite (composite structure) of martensite and austenite.
The amount of retained austenite can be obtained by calculating the diffraction intensity ratio of ferrite (including bainite, tempered bainite, tempered martensite and untempered martensite in X-ray diffraction) and austenite by X-ray diffraction. . Co-Kα rays can be used as the X-ray source.
(4)MAの平均サイズ:1.0μm以下
MAは硬質相であり、変形時に母相/硬質相界面近傍がボイド形成サイトとして働く。MAサイズが粗大になるほど、母相/硬質相界面への歪集中が起こり、母相/硬質相界面近傍に形成されたボイドを起点とした破壊を生じ易くなる。
このため、MAサイズ、とりわけMA平均サイズを1.0μm以下と微細にし、破壊を抑制することで穴広げ率λを向上させることができる。
MAの平均サイズは好ましくは0.8μm以下である。
(4) Average size of MA: 1.0 μm or less MA is a hard phase, and the vicinity of the interface between the mother phase and the hard phase acts as a void formation site during deformation. The coarser the MA size, the more concentrated the strain on the matrix / hard phase interface, and the more likely the fracture starts from voids formed in the vicinity of the matrix / hard phase interface.
For this reason, the hole expansion ratio λ can be improved by making the MA size, particularly the MA average size as fine as 1.0 μm or less, and suppressing breakage.
The average size of MA is preferably 0.8 μm or less.
MAの平均サイズは、レペラ腐食した断面をSEMにより3000倍以上で3視野以上観察し、写真中の任意の位置に合計200μm以上の直線を引き、その直線とMAが交わる切片長を測定し、それら切片長の平均値を算出することで求めることができる。 The average size of the MA is observed by observing 3 or more fields of view with a SEM at 3000 times or more by SEM, drawing a straight line of 200 μm or more in any position in the photograph, and measuring the length of the section where the straight line and the MA intersect, It can be obtained by calculating an average value of the intercept lengths.
(5)残留オーステナイトの平均サイズ:1.0μm以下、およびサイズ1.5μm以上の残留オーステナイト:全残留オーステナイト量の2%以上
残留オーステナイトの平均サイズを1.0μmとし、かつサイズ1.5μm以上の残留オーステナイトの全残留オーステナイトに占める比率(体積比)を2%以上とすることで、優れた深絞り性が得られることを見いだした。
(5) Average size of retained austenite: 1.0 μm or less, and retained austenite having a size of 1.5 μm or more: 2% or more of the total amount of retained austenite The average size of retained austenite is 1.0 μm, and the size is 1.5 μm or more. It has been found that excellent deep drawability can be obtained when the ratio (volume ratio) of the retained austenite to the total retained austenite is 2% or more.
深絞り成形時に形成されるたて壁部の引張応力に対してフランジ部の流入応力の方が小さいと、絞り成形が容易に進行することになり、良好な深絞り性が得られる。フランジ部の変形挙動は盤面方向、円周から圧縮応力が強くかかるため、等方的な圧縮応力が付与された状態で変形することとなる。一方、マルテンサイト変態は体積膨張を伴うため、等方的な圧縮応力下ではマルテンサイト変態は起こりにくくなる。よって、フランジ部での残留オーステナイトの加工誘起マルテンサイト変態が抑制されて加工硬化が小さくなる。
この結果、深絞り性が改善される。残留オーステナイトのサイズを大きいほど、マルテンサイト変態を抑制する効果が大きく発現する。
If the inflow stress of the flange portion is smaller than the tensile stress of the vertical wall portion formed at the time of deep drawing, drawing forming will easily proceed and good deep drawing properties will be obtained. As the deformation behavior of the flange portion, compressive stress is strongly applied from the board surface direction and the circumference, and therefore, the flange portion is deformed in a state where isotropic compressive stress is applied. On the other hand, since martensitic transformation is accompanied by volume expansion, martensitic transformation is less likely to occur under isotropic compressive stress. Therefore, the work-induced martensitic transformation of the retained austenite at the flange portion is suppressed and work hardening is reduced.
As a result, the deep drawability is improved. The larger the size of retained austenite, the greater the effect of suppressing martensitic transformation.
また、深絞り成形により形成されるたて壁部の引張応力を高めるためには、変形中に高い加工硬化率を持続させることが必要である。比較的低い応力下で容易に加工誘起変態する不安定な残留オーステナイトと高い応力下でないと加工誘起変態を起こさない安定な残留オーステナイトとを混在させて、広い応力範囲に亘って加工誘起変態を起こさせることで変形中に高い加工硬化率を持続させることができる。そのために粗大で不安定な残留オーステナイトと微細で安定な残留オーステナイトとをそれぞれ所定量含むような鋼組織を得ることを検討した。そして、本発明らは、残留オーステナイトの平均サイズを1.0μmとし、かつサイズ1.5μm以上の残留オーステナイト量の全残留オーステナイト量に占める比率(体積比)を2%以上とすることで、変形中に高い加工硬化率を持続させ、優れた深絞り性(LDR)を得ることができることを見いだした。 In order to increase the tensile stress of the vertical wall formed by deep drawing, it is necessary to maintain a high work hardening rate during deformation. Unstable residual austenite that easily undergoes processing-induced transformation under relatively low stress and stable residual austenite that does not cause processing-induced transformation unless under high stress cause processing-induced transformation over a wide stress range. By doing so, a high work hardening rate can be maintained during deformation. For this purpose, we studied to obtain a steel structure containing a predetermined amount of coarse and unstable retained austenite and fine and stable retained austenite. Then, the present invention has an average size of retained austenite of 1.0 μm and a ratio (volume ratio) of the amount of retained austenite having a size of 1.5 μm or more to the total amount of retained austenite is 2% or more. It has been found that a high work hardening rate can be maintained and excellent deep drawability (LDR) can be obtained.
また、上述のように、残留オーステナイトが加工誘起変態する際にTRIP現象を生じ大きな伸びを得ることができる。一方で、加工誘起変態により形成されたマルテンサイト組織は硬く破壊の起点として作用する。より大きなマルテンサイト組織ほど破壊の起点になりやすい。残留オーステナイトの平均サイズを1.0μm以下として、加工誘起変態により形成されるマルテンサイトの大きさを小さくすることで破壊を抑制する効果も得ることができる。 Further, as described above, when the retained austenite undergoes processing-induced transformation, a TRIP phenomenon occurs and a large elongation can be obtained. On the other hand, the martensite structure formed by the process-induced transformation is hard and acts as a starting point for fracture. Larger martensite structures are more likely to be the starting point of destruction. By setting the average size of retained austenite to 1.0 μm or less and reducing the size of martensite formed by processing-induced transformation, an effect of suppressing fracture can be obtained.
残留オーステナイトの平均サイズおよびサイズ1.5μm以上の残留オーステナイト量の全オーステナイト量に占める比率は、SEMを用いた結晶解析手法であるEBSD(Electron Back Scatter Diffraction Patterns)法を用いてPhaseマップを作成することにより求めることができる。得られたPhaseマップから、個々のオーステナイト相(残留オーステナイト)の面積を求め、その面積から個々のオーステナイト相の円相当径(直径)を求め、求めた直径の平均値を残留オーステナイトの平均サイズとする。また、円相当径が1.5μm以上のオーステナイト相の面積を積算し、オーステナイト相の総面積に対する比率を求めることにより、サイズ1.5μm以上の残留オーステナイトの全オーステナイトに占める比率を得ることができる。なお、このようにして求めたサイズ1.5μm以上の残留オーステナイトの全オーステナイトに占める比率は面積比であるが、体積比と等価である。 The average size of retained austenite and the ratio of the amount of retained austenite with a size of 1.5 μm or more to the total austenite amount are prepared by using the EBSD (Electron Back Scatter Diffraction Patterns) method, which is a crystal analysis technique using SEM. Can be obtained. From the obtained Phase map, the area of each austenite phase (residual austenite) is determined, the circle equivalent diameter (diameter) of each austenite phase is determined from the area, and the average value of the determined diameters is the average size of the retained austenite. To do. Further, by integrating the area of the austenite phase having an equivalent circle diameter of 1.5 μm or more and determining the ratio to the total area of the austenite phase, the ratio of the retained austenite of size 1.5 μm or more to the total austenite can be obtained. . The ratio of the retained austenite having a size of 1.5 μm or more to the total austenite thus obtained is an area ratio, but is equivalent to a volume ratio.
(6)残留オーステナイト量と等しい量である炭素濃化領域におけるMn濃度分布の半価幅が0.3質量%以上
上述のように残留オーステナイトの多くは、MAの形態で存在しており、光学顕微鏡またはSEMにより残留オーステナイトだけを識別するのは困難である。残留オーステナイは、炭素の固溶限がフェライト等と比べて大きいため、後述する熱処理を行うことで、残留オーステナイトに炭素が濃化する。従って、EPMAを用いて、炭素の元素マッピングを行い、炭素濃度の高い測定点から順に上述のX線回折により求めた残留オーステナイト量と等しい量の測定点を炭素濃化領域とし、この炭素濃化領域を残留オーステナイトと判断することができる。すなわち、例えば、残留オーステナイト量が15体積%であった場合、元素マッピングにより炭素量を測定した測定点について炭素濃度の高い方から15%を選ぶことでこれらの炭素濃度の高い測定点(炭素濃化領域)が残留オーステナイトであると判断できる。
よって「残留オーステナイト量と等しい量である炭素濃化領域」は、残留オーステナイトに相当する(対応する)領域を意味している。
(6) The half-value width of Mn concentration distribution in the carbon-enriched region, which is equal to the amount of retained austenite, is 0.3 mass% or more. As described above, most of retained austenite exists in the form of MA. It is difficult to identify only retained austenite with a microscope or SEM. Residual austenite has a carbon solid solubility limit larger than that of ferrite or the like, so that the heat treatment described later causes carbon to concentrate in the retained austenite. Therefore, the element mapping of carbon is performed using EPMA, and the measurement points having the same amount as the amount of retained austenite obtained by the above-mentioned X-ray diffraction in order from the measurement points having the highest carbon concentration are defined as the carbon concentration region. The region can be determined as retained austenite. That is, for example, when the amount of retained austenite is 15% by volume, by selecting 15% from the higher carbon concentration of the measurement points where the carbon content was measured by element mapping, these high carbon concentration measurement points (carbon concentration It can be determined that the crystallization region is retained austenite.
Therefore, the “carbon enriched region having an amount equal to the amount of retained austenite” means a region corresponding to (corresponding to) retained austenite.
そして、この残留オーステナイト量と等しい量である炭素濃化領域におけるMnの濃度分布、特にMn濃度分布の半価幅についても、EPMAを用いて測定することができる。炭素濃化領域であるとされた測定点のMn量の分布をグラフ化し、そこから半価幅を得ることができる。 Further, the concentration distribution of Mn in the carbon enrichment region, which is equal to the amount of retained austenite, particularly the half width of the Mn concentration distribution, can also be measured using EPMA. The distribution of the Mn amount at the measurement point determined to be the carbon enrichment region is graphed, and the half width can be obtained therefrom.
このMn濃度分布の半価幅が大きいほど、残留オーステナイト中のMn濃度のばらつきが大きい(Mnの濃度分布の範囲が広い)ことを示している。本発明の高強度鋼板では、Mnの濃度分布の半価幅が0.3質量%以上であり、好ましくは0.5質量%以上であり、より好ましくは0.6質量%以上であり、さらにより好ましくは0.75質量%以上である。 The larger the half width of this Mn concentration distribution, the larger the variation in Mn concentration in the retained austenite (the wider the range of Mn concentration distribution). In the high-strength steel sheet of the present invention, the half width of the Mn concentration distribution is 0.3% by mass or more, preferably 0.5% by mass or more, more preferably 0.6% by mass or more, More preferably, it is 0.75 mass% or more.
このように、残留オーステナイト(炭素濃化領域)が含有するMn量をばらつかせることで、安定度が低い残留オーステナイトから安定度が高い残留オーステナイトまで、幅広い安定度の残留オーステナイトを形成できる。安定度の低い残留オーステナイトは、小さい歪量で加工誘起変態を起こしマルテンサイトとなる。安定度の高い残留オーステナイトは、小さい歪量では加工誘起変態を起さず、大きな歪量が付与されてはじめて加工誘起変態を起こしてマルテンサイトとなる。従って、幅広い安定度を有する残留オーステナイトが存在すると、加工を開始してすぐの歪量が小さい時から、加工が進み歪量が大きい時に亘って、加工誘起変態が継続的に起こることとなる。この結果、n値を広い歪範囲に亘って高くでき、歪分散性を高めて高い張出し加工性を実現できる。 Thus, by varying the amount of Mn contained in the retained austenite (carbon-enriched region), it is possible to form retained austenite having a wide range of stability, from low-stability residual austenite to high-stability residual austenite. Residual austenite with low stability causes a work-induced transformation with a small amount of strain and becomes martensite. Residual austenite having high stability does not cause a processing-induced transformation at a small strain amount, and does not cause a processing-induced transformation until a large strain amount is applied, and becomes martensite. Accordingly, if there is residual austenite having a wide range of stability, the machining-induced transformation will occur continuously from when the amount of strain immediately after the start of processing is small to when processing is advanced and the amount of strain is large. As a result, the n value can be increased over a wide strain range, and the strain dispersibility can be enhanced to achieve high overhang workability.
(7)その他の鋼組織:
本明細書においては、前記したフェライト、焼戻しマルテンサイト、焼戻しベイナイトおよび残留オーステナイト以外の鋼組織は特に規定していない。しかしながら、フェライト等の鋼組織以外にも、パーライト、焼き戻されていないベイナイトおよび焼き戻されていないマルテンサイトなどが存在することがある。フェライト等の鋼組織が、前述した組織条件を満たしていれば、パーライト等が存在しても、本発明の効果は発揮される。
(7) Other steel structures:
In the present specification, the steel structure other than the above-described ferrite, tempered martensite, tempered bainite and retained austenite is not particularly defined. However, in addition to steel structures such as ferrite, pearlite, untempered bainite, untempered martensite, and the like may exist. If the steel structure such as ferrite satisfies the above-described structure condition, the effect of the present invention is exhibited even if pearlite or the like is present.
2.組成
以下に本発明に係る高強度鋼板の組成について説明する。まず、基本となる元素、C、Si、Al、Mn、PおよびSについて説明し、さらに選択的に添加してよい元素について説明する。
なお、成分組成について単位の%表示は、すべて質量%を意味する。
2. Composition The composition of the high-strength steel sheet according to the present invention will be described below. First, basic elements C, Si, Al, Mn, P and S will be described, and further elements that may be selectively added will be described.
In addition, unit% display of a component composition means the mass% altogether.
(1)C:0.15〜0.35%
Cは、は所望の組織を得て、高い(TS×EL)等の特性を確保するために必須の元素である。このような作用を有効に発揮させるためには、0.15%以上添加する必要がある。ただし、0.35%超は溶接に適さない。好ましくは0.18%以上、さらに好ましくは0.20%以上である。C量が0.30%以下だとより容易に溶接することができる。
(1) C: 0.15 to 0.35%
C is an essential element for obtaining a desired structure and ensuring high characteristics (TS × EL) and the like. In order to exhibit such an action effectively, it is necessary to add 0.15% or more. However, more than 0.35% is not suitable for welding. Preferably it is 0.18% or more, More preferably, it is 0.20% or more. If the C content is 0.30% or less, welding can be performed more easily.
(2)SiとAlの合計:0.5〜3.0%
SiとAlは、それぞれ、セメンタイトの析出を抑制し、残留オーステナイトの形成を促進する働きを有する。このような作用を有効に発揮させるためには、SiおよびAlを合計で0.5%以上添加する必要がある。ただし、SiとAlの合計が3.0%を超えると、MAが粗大になる。好ましくは0.7%以上、さらに好ましくは1.0%以上である。好ましくは2.5%以下である。
なお、Alについては、脱酸元素として機能する程度の添加量、すなわち0.10質量%未満であってよく、また、例えばセメンタイトの形成を抑制し、残留オーステナイト量を増加させる目的等ために0.7質量%以上のようなより多くの量を添加してもよい。
(2) Total of Si and Al: 0.5 to 3.0%
Si and Al each have a function of suppressing the precipitation of cementite and promoting the formation of retained austenite. In order to exhibit such an action effectively, it is necessary to add 0.5% or more in total of Si and Al. However, if the total of Si and Al exceeds 3.0%, MA becomes coarse. Preferably it is 0.7% or more, More preferably, it is 1.0% or more. Preferably it is 2.5% or less.
Al may be added in an amount that functions as a deoxidizing element, that is, less than 0.10% by mass, and is 0 for the purpose of, for example, suppressing the formation of cementite and increasing the amount of retained austenite. A larger amount such as 7% by mass or more may be added.
(3)Mn:1.0〜4.0%
Mnは、フェライトの形成を抑制し、オーステナイトを安定化させるのに必要な元素である。このような作用を有効に発揮させるためには1.0%以上添加する必要がある。Mn量は、好ましくは1.3%以上、さらに好ましくは1.6%以上である。ただし、4.0%を超えると、MAが粗大になり、穴広げ性が悪化する。そのため、Mn量は4.0%以下である。Mn量は、好ましくは3.5%以下、さらに好ましくは3.0%以下である。
(3) Mn: 1.0 to 4.0%
Mn is an element necessary for suppressing the formation of ferrite and stabilizing austenite. In order to exhibit such an action effectively, it is necessary to add 1.0% or more. The amount of Mn is preferably 1.3% or more, more preferably 1.6% or more. However, if it exceeds 4.0%, MA becomes coarse and the hole expandability deteriorates. Therefore, the amount of Mn is 4.0% or less. The amount of Mn is preferably 3.5% or less, more preferably 3.0% or less.
(4)P:0.05%以下
Pは不純物元素として不可避的に存在する。0.05%を超えたPが存在するとELおよびλが劣化する。このため、Pの含有量は0.05%以下(0%を含む)とする。好ましくは、0.03%(0%を含む)以下である。
(4) P: 0.05% or less P is unavoidably present as an impurity element. If P exceeds 0.05%, EL and λ deteriorate. Therefore, the P content is 0.05% or less (including 0%). Preferably, it is 0.03% (including 0%) or less.
(5)S:0.01%以下
Sは不純物元素として不可避的に存在する。0.01%を超えたSが存在するとMnS等の硫化物系介在物を形成し、割れの起点となってλを低下させる。このため、Sの含有量は0.01%以下(0%を含む)とする。好ましくは、0.005%(0%を含む)以下である。
(5) S: 0.01% or less S is unavoidably present as an impurity element. If S exceeding 0.01% is present, sulfide inclusions such as MnS are formed, which becomes a starting point of cracking and lowers λ. Therefore, the S content is 0.01% or less (including 0%). Preferably, it is 0.005% (including 0%) or less.
(6)残部
好ましい1つの実施形態では、残部は、鉄および不可避不純物である。不可避不純物としては、原料、資材、製造設備等の状況によって持ち込まれる微量元素(例えば、As、Sb、Snなど)の混入が許容される。なお、例えば、PおよびSのように、通常、含有量が少ないほど好ましく、従って不可避不純物であるが、その組成範囲について上記のように別途規定している元素がある。このため、本明細書において、残部を構成する「不可避不純物」という場合は、別途その組成範囲が規定されている元素を除いた概念である。
(6) Balance In one preferred embodiment, the balance is iron and inevitable impurities. As inevitable impurities, mixing of trace elements (for example, As, Sb, Sn, etc.) brought in depending on the situation of raw materials, materials, manufacturing equipment, etc. is allowed. In addition, for example, like P and S, it is usually preferable that the content is small. Therefore, although it is an unavoidable impurity, there is an element that separately defines the composition range as described above. For this reason, in this specification, the term “inevitable impurities” constituting the balance is a concept that excludes elements whose composition ranges are separately defined.
しかし、この実施形態に限定されるものではない。本発明の高強度鋼板の特性を維持できる限り、任意のその他の元素を更に含んでよい。そのように選択的に含有させることができるその他の元素を以下に例示する。 However, it is not limited to this embodiment. Any other element may be further included as long as the characteristics of the high-strength steel sheet of the present invention can be maintained. Other elements that can be selectively contained as described above are exemplified below.
(7)Cu、Ni、Mo、CrおよびBの1種以上:合計で1.0%以下
これらの元素は、鋼の強化元素として有用であるとともに、残留オーステナイトの安定化や所定量の確保に有効な元素である。このような作用を有効に発揮させるためには、これらの元素は合計量で0.001%以上、さらには0.01%以上含有させることが推奨される。ただし、これらの元素を過剰に含有させても上記効果が飽和してしまい、経済的に無駄であるので、これらの元素は合計量で1.0%以下、さらには0.5%以下とするのが好ましい。
(7) One or more of Cu, Ni, Mo, Cr and B: 1.0% or less in total These elements are useful as steel strengthening elements, and also stabilize residual austenite and ensure a predetermined amount. It is an effective element. In order to effectively exhibit such an action, it is recommended that these elements are contained in a total amount of 0.001% or more, and further 0.01% or more. However, even if these elements are contained excessively, the above effect is saturated and is economically wasteful. Therefore, these elements are added in a total amount of 1.0% or less, and further 0.5% or less. Is preferred.
(8)V、Nb、Ti、ZrおよびHfの1種以上:合計で0.2%以下
これらの元素は、析出強化および組織微細化の効果があり、高強度化に有用な元素である。このような作用を有効に発揮させるためには、これらの元素を合計量で0.01%以上、さらには0.02%以上含有させることが推奨される。ただし、これらの元素を過剰に含有させても、上記効果が飽和してしまい、経済的に無駄であるので、これらの元素は合計量で0.2%以下、さらには0.1%以下とするのが好ましい。
(8) One or more of V, Nb, Ti, Zr, and Hf: 0.2% or less in total These elements have effects of precipitation strengthening and structure refinement, and are useful elements for increasing the strength. In order to effectively exhibit such an action, it is recommended that these elements are contained in a total amount of 0.01% or more, and further 0.02% or more. However, even if these elements are contained excessively, the above effects are saturated and economically useless. Therefore, these elements are 0.2% or less in total amount, and further 0.1% or less. It is preferable to do this.
(9)Ca、MgおよびREMの1種以上:合計で0.01%以下
これらの元素は、鋼中硫化物の形態を制御し、加工性向上に有効な元素である。ここで、本発明に用いられるREM(希土類元素)としては、Sc、Y、ランタノイド等が挙げられる。上記作用を有効に発揮させるためには、これらの元素を合計量で0.001%以上、さらには0.002%以上含有させることが推奨される。ただし、これらの元素を過剰に含有させても、上記効果が飽和してしまい、経済的に無駄であるので、これらの元素は合計量で0.01%以下、さらには0.005%以下とするのが好ましい。
(9) One or more of Ca, Mg and REM: 0.01% or less in total These elements are effective elements for controlling the form of sulfides in steel and improving workability. Here, examples of the REM (rare earth element) used in the present invention include Sc, Y, and lanthanoid. In order to effectively exhibit the above action, it is recommended to contain these elements in a total amount of 0.001% or more, and further 0.002% or more. However, even if these elements are contained excessively, the above effects are saturated and economically useless, so these elements are 0.01% or less in total amount, further 0.005% or less. It is preferable to do this.
3.特性
上述のように本発明の高強度鋼板は、TS、TS×EL、LDR、λ、限界張出し高さおよびスポット溶接部の十字引張強度が何れも高いレベルにある。本発明の高強度鋼板のこれらの特性について以下に詳述する。
3. Characteristics As described above, the high-strength steel sheet of the present invention has high levels of TS, TS × EL, LDR, λ, limit overhang height, and cross tensile strength of spot welds. These characteristics of the high-strength steel sheet of the present invention will be described in detail below.
(1)引張強度(TS)
980MPa以上のTSを有する。これにより十分な強度を確保できる。
(1) Tensile strength (TS)
It has a TS of 980 MPa or more. Thereby, sufficient strength can be secured.
(2)TSと全伸び(EL)との積(TS×EL)
TS×ELが23000MPa・%以上である。23000MPa・%以上のTS×ELを有することで、高い強度と高い延性とを同時に有する、高いレベルの強度延性バランスを得ることができる。好ましくは、TS×ELは25000MPa・%以上である。
(2) Product of TS and total elongation (EL) (TS x EL)
TS × EL is 23000 MPa ·% or more. By having TS × EL of 23000 MPa ·% or more, it is possible to obtain a high level of strength ductility balance having both high strength and high ductility. Preferably, TS × EL is 25000 MPa ·% or more.
(3)深絞り性(LDR)
LDRは深絞り性の評価に用いられている指標である。円筒絞り成形において、得られる円筒の直径をdとし、1回の深絞り加工で破断を生じずに円筒を得ることができる円盤状の鋼板(ブランク)の最大直径をDとし、d/DをLDR(Limiting Drawing Ratio)という。より詳細には、板厚1.4mmで各種径を有する円盤状の試料を、パンチ径50mm、パンチ角半径6mm、ダイ径55.2mm、ダイ角半径8mmの金型で円筒深絞りを行い、破断することなく絞り抜けた試料径(最大直径D)を求めることによりLDRを求めることができる。
(3) Deep drawability (LDR)
LDR is an index used for evaluation of deep drawability. In cylindrical drawing, the diameter of the obtained cylinder is d, and the maximum diameter of a disk-shaped steel plate (blank) that can be obtained without breaking by one deep drawing process is D, and d / D is It is called LDR (Limiting Drawing Ratio). More specifically, a cylindrical sample having a plate thickness of 1.4 mm and various diameters is subjected to cylindrical deep drawing with a die having a punch diameter of 50 mm, a punch angle radius of 6 mm, a die diameter of 55.2 mm, and a die angle radius of 8 mm. The LDR can be obtained by obtaining the sample diameter (maximum diameter D) that has been drawn without breaking.
本発明の高強度鋼板は、LDRが2.05以上であり、好ましくは2.10以上であり、優れた深絞り性を有している。 The high-strength steel sheet of the present invention has an LDR of 2.05 or more, preferably 2.10 or more, and has excellent deep drawability.
(4)張出し成形性(限界張出し高さ)
限界張出し高さは、張り出し成形性の評価に用いられている指標である。限界張出し高さは、荷重−ストローク線図において荷重が急激に減少する破断発生時のパンチストロークとする。
より詳細には、φ120mmの試験片を用い、φ53.4mmで肩半径8mmのダイとφ50mmの球頭パンチを用いて、ポンチと鋼板の間には潤滑用のポリシートをはさみ、ブランクホールド力1000kgfとして張出し成形を行い、破断時の高さ(パンチストローク)を測定することにより限界張出し高さ求める。
(4) Overhang formability (limit overhang height)
The limit overhang height is an index used for evaluating the overhang formability. The limit overhang height is defined as the punch stroke at the time of occurrence of breakage in which the load decreases rapidly in the load-stroke diagram.
More specifically, a φ120 mm test piece was used, a φ53.4 mm die with a shoulder radius of 8 mm and a φ50 mm ball head punch, a polysheet for lubrication was sandwiched between the punch and the steel plate, and a blank holding force of 1000 kgf The limit overhang height is obtained by measuring the height at break (punch stroke).
本発明の高強度鋼板は、限界張出し高さが20mm以上であり、好ましくは21mm以上である。 The high strength steel sheet of the present invention has a limit overhang height of 20 mm or more, preferably 21 mm or more.
(5)穴広げ率(λ)
穴広げ率λは、日本工業規格(JIS Z 2256)に従って求める。試験片に直径d0(d0=10mm)の打ち抜き穴を空け、先端角度が60°のポンチをこの打ち抜き穴に押し込み、発生した亀裂が試験片の板厚を貫通した時点の打ち抜き穴の直径dを測定し、下記の式より求める。
λ(%)={(d−d0)/d0}×100
(5) Hole expansion rate (λ)
The hole expansion ratio λ is obtained according to Japanese Industrial Standard (JIS Z 2256). A punched hole having a diameter d 0 (d 0 = 10 mm) is formed in the test piece, a punch having a tip angle of 60 ° is pushed into the punched hole, and the diameter of the punched hole when the generated crack penetrates the plate thickness of the test piece. d is measured and obtained from the following equation.
λ (%) = {(d−d 0 ) / d 0 } × 100
本発明の高強度鋼板は、穴広げ率λが20%以上、好ましくは30%以上である。これによりプレス成形性等の優れた加工性を得ることができる。
(6)スポット溶接の十字引張強度
スポット溶接の十字引張強度はJIS Z 3137に則って評価した。スポット溶接の条件は1.4mmの鋼板を2枚重ねたものを用いた。ドームラジアス型の電極で加圧力4kN、電流を6kAから12kAまでの範囲で0.5kAずつ増加してスポット溶接を行い、溶接時にちりが発生する電流値(最低電流値)を調べた。その最低電流値より0.5kA低い電流でスポット溶接した十字継ぎ手を、十字引張強度の測定用の試料とした。十字引張強度が6kN以上を「良好」とした。なお、十字引張強度は、好ましくは8kN以上、さらに好ましくは10kN以上である。
十字引張強度が6kN以上であると、鋼板から自動車用部品等を製造したとき、溶接時の接合強度の高い部品を得ることができる。
The high-strength steel sheet of the present invention has a hole expansion ratio λ of 20% or more, preferably 30% or more. Thereby, excellent workability such as press formability can be obtained.
(6) Cross tensile strength of spot welding The cross tensile strength of spot welding was evaluated in accordance with JIS Z 3137. The spot welding was performed by stacking two 1.4 mm steel plates. Spot welding was performed with a dome radius type electrode with a pressurizing force of 4 kN and a current increased by 0.5 kA in the range from 6 kA to 12 kA, and the current value (minimum current value) at which dust was generated during welding was examined. A cross joint spot-welded at a current 0.5 kA lower than the minimum current value was used as a sample for measuring the cross tensile strength. A cross tensile strength of 6 kN or more was defined as “good”. The cross tensile strength is preferably 8 kN or more, more preferably 10 kN or more.
When the cross tensile strength is 6 kN or more, when automobile parts and the like are manufactured from a steel plate, a part having high joint strength during welding can be obtained.
4.製造方法
次に本発明に係る高強度鋼板の製造方法について説明する。
本発明者らは、所定の組成を有する圧延材に、以下に説明する熱処理を行うことにより、上述の所望の鋼組織を有し、その結果、上述の所望の特性を有する高強度鋼板を得ること見いだしたのである。
以下にその詳細を説明する。
4). Manufacturing Method Next, a manufacturing method of the high strength steel plate according to the present invention will be described.
The inventors of the present invention obtain a high-strength steel sheet having the above-described desired steel structure and, as a result, the above-described desired characteristics, by performing a heat treatment described below on a rolled material having a predetermined composition. I found out.
Details will be described below.
図1は本発明に係る高強度鋼板の製造方法、とりわけ熱処理を説明するダイアグラムである。
熱処理を施す圧延材は、通常、熱間圧延後、冷間圧延を行って製造する。しかし、これに限定されるものでなく熱間圧延および冷間圧延のいずれか一方を行って製造してもよい。また、熱間圧延および冷間圧延の条件は特に限定されるものではない。
FIG. 1 is a diagram for explaining a method for producing a high-strength steel sheet according to the present invention, particularly heat treatment.
The rolled material to be heat-treated is usually produced by hot rolling followed by cold rolling. However, the present invention is not limited to this, and either one of hot rolling and cold rolling may be performed. The conditions for hot rolling and cold rolling are not particularly limited.
(1)オーステナイト化
オーステナイト化工程は、図1の[2]に示すように、Ac1点とAc3点の中間の2相共存領域、より詳細にはAc1点と0.2×Ac1点+0.8×Ac3点との間の温度T1(Ac1≦T1≦0.2×Ac1+0.8×Ac3)で5秒以上保持した後、さらに図1の[3]、[4]に示すように、Ac3点以上の温度T2(Ac3≦T2)まで加熱し、温度T2で5〜600秒保持してオーステナイト化する。
(1) Austenitization As shown in [2] in FIG. 1, the austenitization step is a two-phase coexistence region between Ac 1 point and Ac 3 point, more specifically Ac 1 point and 0.2 × Ac 1. After holding at temperature T 1 (Ac 1 ≦ T 1 ≦ 0.2 × Ac 1 + 0.8 × Ac 3 ) between the point + 0.8 × Ac 3 points for 5 seconds or more, [3] in FIG. As shown in [4], it is heated to a temperature T 2 (Ac 3 ≦ T 2 ) of Ac 3 points or higher, and held at temperature T 2 for 5 to 600 seconds to austenite.
保持温度T1は、図1の[2]のように、Ac1点と0.2×Ac1点+0.8×Ac3点との間の一定の温度で保持してもよく、例えば、Ac1点と0.2×Ac1点+0.8×Ac3点との間で徐加熱するなど、Ac1点と0.2×Ac1点+0.8×Ac3点との間で変動させてもよい。また、温度T1に加熱して5秒以上保持する。好ましくは、保持時間は900秒以下である。
このように、フェライトとオーステナイトの2相共存領域内の比較的低い温度域で十分な時間保持することにより、共存するフェライトとオーステナイトのうち、オーステナイト側にMnが配分され、これによりMn濃化領域を得ることができる。そして、このMn濃化領域に形成され熱処理後も残留オーステナイトとして残ったオーステナイトのMn濃度が高いことから炭素濃化領域におけるMnの濃度のばらつき大きくすることが可能となり、高い張出し成形性を実現できる。
The holding temperature T 1 may be held at a constant temperature between Ac 1 point and 0.2 × Ac 1 point + 0.8 × Ac 3 point as shown in [2] in FIG. such as gradually heated between Ac 1 point and 0.2 × Ac 1 point + 0.8 × Ac 3 point, varies between 1 point and 0.2 × Ac 1 point + 0.8 × Ac 3 point Ac You may let them. Further, to hold more than 5 seconds and heated to a temperature T 1. Preferably, the holding time is 900 seconds or less.
As described above, Mn is distributed to the austenite side of the coexisting ferrite and austenite by holding for a sufficient time in a relatively low temperature range in the two-phase coexisting region of ferrite and austenite. Can be obtained. And since the Mn concentration of the austenite formed in this Mn-concentrated region and remaining as austenite after heat treatment is high, it becomes possible to increase the variation in the Mn concentration in the carbon-concentrated region, and to realize high stretch formability. .
温度T1がAc1点より低いと、Mnが濃化したオーステナイトの量が少量となり、残留オーステナイト(炭素濃化領域)中のMn濃度のばらつきが小さくなり、十分な張出し成形性を得ることができない。
温度T1が0.2×Ac1点+0.8×Ac3点より高いと、オーステナイトのMn濃度が低くなり、残留オーステナイト(炭素濃化領域)中のMn濃度のばらつきが小さくなり、十分な張出し成形性を得ることができない。
温度T1での保持時間が5秒より時間が短いと、Mnが拡散する時間が不足し、オーステナイトへのMn濃化が不十分となり、残留オーステナイト(炭素濃化領域)中のMnのばらつきが小さくなり、十分な張出し成形性を得ることができない。
保持温度T1での保持時間は長い方が好ましいが、生産性の観点から900秒以下が好ましい。
When the temperature T 1 is lower than the Ac 1 point, the amount of Mn-enriched austenite becomes small, variation in Mn concentration in the retained austenite (carbon-enriched region) becomes small, and sufficient stretch formability can be obtained. Can not.
When the temperature T 1 is higher than 0.2 × Ac 1 point + 0.8 × Ac 3 points, the Mn concentration of austenite becomes low, and the variation of Mn concentration in the retained austenite (carbon enriched region) becomes small, which is sufficient. The stretch formability cannot be obtained.
The holding time at the temperature T 1 is from time shorter 5 seconds, insufficient time for Mn is diffused, Mn enrichment of the austenite is insufficient, variation in Mn in residual austenite (carbon concentrated region) It becomes small and sufficient stretch formability cannot be obtained.
The holding time at the holding temperature T 1 is preferably long, but 900 seconds or less is preferable from the viewpoint of productivity.
好ましくは、温度T1は、0.9×Ac1点+0.1×Ac3点と0.3×Ac1点+0.7×Ac3点との間であり、温度T1での保持時間は10秒以上、800秒以下である。より好ましくは、温度T1は、0.8×Ac1点+0.2×Ac3点と0.4×Ac1点+0.6×Ac3点との間であり、温度T1での保持時間は30秒以上、600秒以下である。
なお、図1に[1]として示した、温度T1までの加熱速度は、好ましくは5〜20℃/秒である。
Preferably, the temperature T 1 is between 0.9 × Ac 1 point + 0.1 × Ac 3 points and 0.3 × Ac 1 point + 0.7 × Ac 3 points, and the holding time at the temperature T 1 Is 10 seconds or more and 800 seconds or less. More preferably, the temperature T 1 is between 0.8 × Ac 1 point + 0.2 × Ac 3 points and 0.4 × Ac 1 point + 0.6 × Ac 3 points, and is maintained at the temperature T 1. The time is 30 seconds or more and 600 seconds or less.
Incidentally, it is shown as [1] in Figure 1, heating rate of up to temperatures T 1 is preferably 5 to 20 ° C. / sec.
次に図1の[3]および[4]で示すように、Ac3点以上950℃以下の温度T2まで昇温し、温度T2で保持してオーステナイト化する。温度T2での保持時間5〜600秒である。 Next, as shown in [3] and [4] in FIG. 1, the temperature was raised to a temperature T 2 of the following 950 ° C. or higher 3 points Ac, austenitizing held in temperature T 2. A holding time 5-600 seconds at the temperature T 2.
Ac3点以上950℃以下に加熱することで、温度T1に加熱した際は、フェライトであった部分もオーステナイトとなる。この新たにオーステナイトに変態した部分は、Mnが濃化していない。このため、オーステナイト中には上述のMnの濃化領域とともにMnが濃化していない領域が存在することとなり、熱処理後の高強度鋼板において、残留オーステナイト(炭素濃化領域)におけるMn濃度のばらつきを大きくすることが可能となり、高い張出し成形性を実現できる。 By heating to Ac 3 points or more and 950 ° C. or less, when heated to temperature T 1 , the portion that was ferrite also becomes austenite. In this newly transformed part to austenite, Mn is not concentrated. For this reason, in the austenite, there is a region where Mn is not concentrated together with the above-described Mn concentration region, and in the high-strength steel sheet after the heat treatment, there is a variation in Mn concentration in the retained austenite (carbon concentrated region). It becomes possible to increase the size, and high stretch formability can be realized.
温度T2がAc3点よりも低い、または温度T2での保持時間が5秒より短いと、得られた高強度後鋼板のフェライト分率が5%を超えて、穴広げ率が低下する。
温度T2が950℃を超えると、先に形成したMn濃化領域のMnが拡散し、Mn濃度のばらつきが小さくなり、張出し成形性が低下する。このため、温度T2は950℃以下である。
温度T2での保持時間が600秒より長いと、拡散によりMn濃化領域のMn濃度が低くなり、残留オーステナイト中のMn濃度のばらつきが小さくなり、張出し成形性が低下する。そのため温度T2での保持時間は600秒以下である。
温度T2での保持時間が5秒より短いと、得られた高強度鋼板のフェライト分率が5%を超えて、穴広げ率が低下する。
When the temperature T 2 is lower than the Ac 3 point or the holding time at the temperature T 2 is shorter than 5 seconds, the ferrite fraction of the obtained high-strength post-steel sheet exceeds 5%, and the hole expansion ratio decreases. .
When temperature T 2 exceeds 950 ° C., diffused Mn of Mn concentrated region formed earlier, variation in Mn concentration is reduced, bulging formability is lowered. Therefore, temperature T 2 is 950 ° C. or less.
If the holding time at the temperature T 2 is longer than 600 seconds, Mn concentration of Mn concentrated region by diffusion is low, the variation of the Mn concentration in the retained austenite is reduced, bulging formability is lowered. Holding time at that for temperature T 2 is less than 600 seconds.
If the holding time at the temperature T 2 is shorter than 5 seconds, the ferrite fraction of the obtained high strength steel sheet is more than 5%, the hole expanding ratio is lowered.
好ましくは、温度T2は、Ac3点+10℃以上であり、温度T2での保持時間は10〜450秒である。より好ましくは、温度T2は、Ac3点+20℃以上であり、温度T2での保持時間は20〜300秒である。
図1の[3]に示す、温度T1から温度T2への加熱は、0.1℃/秒以上、10℃/秒未満の加熱速度で行うことが好ましい。
Preferably, the temperature T 2 is Ac 3 point + 10 ° C. or higher, and the holding time at the temperature T 2 is 10 to 450 seconds. More preferably, temperature T 2 is the Ac 3 point + 20 ° C. or higher, holding time at temperature T 2 is 20 to 300 seconds.
Shown in [3] in FIG. 1, the heating from temperature T 1 of the temperature T 2 is, 0.1 ° C. / sec or more, is preferably carried out at a heating rate of less than 10 ° C. / sec.
なお、Ac1点およびAc3点については、測定により求めてもよいが、その組成を用いて一般的に知られている計算式により算出してよい。
例えば、下記の(1)式および2(式)を用いることにより、Ac1点およびAc3点を算出できる(例えば、「レスリー鉄鋼材料学」丸善,(1985)参照)。
Ac1点(℃)=723+29.1×[Si]−10.7×[Mn]+16.9×[Cr]−16.9×[Ni] (1)
Ac3点(℃)=910−203×[C]1/2+44.7×[Si]−30×[Mn]+700×[P]+400×[Al]+400×[Ti]+104×[V]−11×[Cr]+31.5×[Mo]−20×[Cu]−15.2×[Ni] (2)
ここで、[ ]は、その中に記載された元素の質量%で示される含有量を示す。
In addition, about Ac 1 point and Ac 3 point, although you may obtain | require by a measurement, you may calculate by the calculation formula generally known using the composition.
For example, Ac 1 point and Ac 3 point can be calculated by using the following formulas (1) and 2 (formulas) (see, for example, “Leslie Steel Material Science” Maruzen, (1985)).
Ac 1 point (° C.) = 723 + 29.1 × [Si] −10.7 × [Mn] + 16.9 × [Cr] −16.9 × [Ni] (1)
Ac 3 points (° C.) = 910−203 × [C] 1/2 + 44.7 × [Si] −30 × [Mn] + 700 × [P] + 400 × [Al] + 400 × [Ti] + 104 × [V] −11 × [Cr] + 31.5 × [Mo] −20 × [Cu] −15.2 × [Ni] (2)
Here, [] shows content shown by the mass% of the element described in it.
(2)冷却と300℃〜500℃の温度域での滞留
上記のオーステナイト化後、冷却し、図1の[6]に示すように、300〜500℃の温度範囲内で10℃/秒以下の冷却速度で10秒以上250秒未満滞留させる。
オーステナイト化後500℃までの冷却は、少なくとも平均冷却速度15℃/秒以上で冷却する。平均冷却速度を15℃/秒以上とすることで、冷却中のフェライトの形成を抑制するためである。また、平均冷却速度は200℃/秒未満とすることが好ましい。200℃/秒未満とすることで急激な冷却よる過大な熱歪みの発生を防止できるからである。
(2) Cooling and residence in a temperature range of 300 ° C. to 500 ° C. After the above austenite formation, cooling is performed and, as shown in [6] of FIG. 1, 10 ° C./second or less within a temperature range of 300 to 500 ° C. The liquid is allowed to stay at a cooling rate of 10 seconds or more and less than 250 seconds.
Cooling to 500 ° C. after austenitization is at least at an average cooling rate of 15 ° C./second or more. This is because the formation of ferrite during cooling is suppressed by setting the average cooling rate to 15 ° C./second or more. The average cooling rate is preferably less than 200 ° C./second. This is because excessive heat distortion due to rapid cooling can be prevented by setting the temperature to less than 200 ° C./second.
300〜500℃の温度範囲内で10℃/秒以下の冷却速度で10秒以上滞留させる。すなわち、300〜500℃の温度範囲内において、冷却速度が10℃/秒以下の状態に10秒以上置かれる。冷却速度が10℃/秒以下の状態は、図1の[6]のように、実質的に一定の温度T3で保持する(すなわち、冷却速度が0℃/秒)場合も含む。
この滞留により、部分的にベイナイトを形成させる。そして、ベイナイトはオーステナイトより炭素の固溶限が低いことから、固溶限を超えた炭素をはき出す。この結果、ベイナイト周囲に炭素が濃化したオーステナイトの領域が形成される。
この領域が後述する冷却、再加熱を経て、やや粗大な残留オーステナイトとなる。このやや粗大な残留オーステナイトを形成することで、上述のように深絞り性を高くすることができる。
It is allowed to stay for 10 seconds or more at a cooling rate of 10 ° C./second or less within a temperature range of 300 to 500 ° C. That is, in a temperature range of 300 to 500 ° C., the cooling rate is set to 10 ° C./second or less for 10 seconds or more. The state where the cooling rate is 10 ° C./second or less includes the case where the cooling rate is maintained at a substantially constant temperature T 3 (ie, the cooling rate is 0 ° C./second) as shown in [6] in FIG.
Due to this residence, bainite is partially formed. And since bainite has a lower carbon solid solubility limit than austenite, it expels carbon beyond the solid solubility limit. As a result, an austenite region enriched with carbon is formed around bainite.
This region becomes slightly coarse retained austenite after cooling and reheating described later. By forming this slightly coarse retained austenite, the deep drawability can be enhanced as described above.
滞留させる温度が500℃より高いと、炭素濃化領域が大きくなりすぎて、残留オーステナイトだけでなく、MAも粗大になるために、穴広げ率が低下する。一方、滞留させる温度が300℃より低いと、炭素濃化領域が小さくなり、粗大な残留オーステナイトの量が不足し、深絞り性が低下する。
また、滞留時間が10秒より短いと、炭素濃化領域の面積が小さくなり、粗大な残留オーステナイトの量が不足し、深絞り性が低下する。一方、滞留時間が250秒以上になると、炭素濃化領域が大きくなりすぎて、残留オーステナイトだけでなく、MAも粗大になるため、穴広げ率が低下する。
また、滞留中の冷却速度が10℃/秒より大きいと十分なベイナイト変態が起こらず、従って、十分な炭素濃化領域が形成されず、粗大な残留オーステナイトの量が不足する。
If the retention temperature is higher than 500 ° C., the carbon concentration region becomes too large, and not only retained austenite but also MA becomes coarse, so that the hole expansion rate decreases. On the other hand, if the retention temperature is lower than 300 ° C., the carbon enrichment region becomes small, the amount of coarse retained austenite becomes insufficient, and the deep drawability deteriorates.
On the other hand, if the residence time is shorter than 10 seconds, the area of the carbon-enriched region is reduced, the amount of coarse retained austenite is insufficient, and the deep drawability is deteriorated. On the other hand, when the residence time is 250 seconds or more, the carbon concentration region becomes too large, and not only the retained austenite but also the MA becomes coarse, so the hole expansion rate decreases.
Further, if the cooling rate during the residence is higher than 10 ° C./second, sufficient bainite transformation does not occur, and therefore a sufficient carbon enriched region is not formed, and the amount of coarse retained austenite is insufficient.
従って、300〜500℃の温度範囲内で10℃/秒以下の冷却速度で10秒以上滞留させる。好ましくは320〜480℃の温度範囲内で8℃/秒以下の冷却速度で10秒以上滞留させ、その間、一定温度で3〜80秒保持することが好ましい。
更に好ましくは340〜460℃の温度範囲内で3℃/秒以下の冷却速度で10秒以上滞留させ、その間、一定温度で5〜60秒保持する。
Therefore, it is retained for 10 seconds or more at a cooling rate of 10 ° C./second or less within a temperature range of 300 to 500 ° C. It is preferable to retain for 10 seconds or more at a cooling rate of 8 ° C./second or less in a temperature range of 320 to 480 ° C., and hold at a constant temperature for 3 to 80 seconds.
More preferably, it is retained for 10 seconds or more at a cooling rate of 3 ° C./second or less within a temperature range of 340 to 460 ° C., and during that time, it is held at a constant temperature for 5 to 60 seconds.
(3)100℃以上、300℃以下の間の冷却停止温度T4まで冷却
上述の滞留後、図1の[7]に示すように300℃以上の第2冷却開始温度から100℃以上300℃以下の間の冷却停止温度T4まで10℃/秒以上の平均冷却速度で冷却する。好ましい実施形態の1つでは、図1の[7]に示すように、上述の滞留の終了温度を第2冷却開始温度とする。
(3) Cooling to a cooling stop temperature T 4 between 100 ° C. and 300 ° C. After the above-mentioned residence, as shown in [7] of FIG. Cooling is performed at an average cooling rate of 10 ° C./second or more to a cooling stop temperature T 4 between the following. In one of the preferred embodiments, as shown in [7] of FIG. 1, the end temperature of the above-mentioned residence is set as the second cooling start temperature.
この冷却により、上述の炭素濃化領域をオーステナイトとして残したまま、マルテンサイト変態を起こさせる。冷却停止温度T4を100℃以上、300℃以下の温度範囲内で制御することで、マルテンサイトに変態せずに残存するオーステナイトの量を調整して、最終的な残留オーステナイト量を制御する。 By this cooling, the martensitic transformation is caused while leaving the above-described carbon-enriched region as austenite. Cooling stop temperature T 4 of 100 ° C. or higher, by controlling within a temperature range of 300 ° C. or less, by adjusting the amount of austenite remaining without transformation to martensite, to control the final amount of retained austenite.
冷却速度が、10℃/秒より遅いと、冷却中に炭素濃化領域が必要以上に広がり、MAが粗大になるために、穴広げ率が低下する。冷却停止温度が100℃より低いと、残留オーステナイト量が不足する。この結果、TSは高くなるものの、ELが低下し、TS×ELバランスが不足する。
冷却停止温度が300℃を超えると、粗大な未変態オーステナイトが増え、その後の冷却でも残存することで、最終的にMAサイズが粗大になり、穴広げ率λが低下する。
なお、好ましい冷却速度は15℃/秒以上であり、好ましい冷却停止温度は120℃以上、280℃以下である。更に好ましい冷却速度は20℃/秒以上であり、更に好ましい冷却停止温度は140℃以上、260℃以下である。
When the cooling rate is slower than 10 ° C./second, the carbon concentration region spreads more than necessary during cooling, and the MA becomes coarse, so the hole expansion rate decreases. When the cooling stop temperature is lower than 100 ° C., the amount of retained austenite is insufficient. As a result, although TS increases, EL decreases and TS × EL balance is insufficient.
When the cooling stop temperature exceeds 300 ° C., coarse untransformed austenite increases and remains even after cooling, so that the MA size becomes coarse and the hole expansion ratio λ decreases.
In addition, a preferable cooling rate is 15 degreeC / second or more, and a preferable cooling stop temperature is 120 degreeC or more and 280 degrees C or less. A more preferable cooling rate is 20 ° C./second or more, and a more preferable cooling stop temperature is 140 ° C. or more and 260 ° C. or less.
図1の[8]に示すように、冷却停止温度で保持してもよい。保持する場合の好ましい保持時間として、1〜600秒を挙げることができる。保持時間が長くなっても特性上の影響はほとんどないが、600秒を超える保持時間は生産性を低下させる。 As shown in [8] in FIG. 1, the cooling stop temperature may be maintained. A preferable holding time in the case of holding can be 1 to 600 seconds. Even if the holding time is increased, there is almost no influence on the characteristics, but if the holding time exceeds 600 seconds, the productivity is lowered.
(4)300〜500℃の温度範囲まで再加熱
図1の[9]に示すように、上述の冷却停止温度T4から300〜500℃の範囲にある再加熱温度T5まで加熱する。加熱速度は特に制限されない。再加熱温度T5に到達した後は、図1の[10]に示すようにその温度で50〜1200秒保持する。
(4) Reheating to a temperature range of 300 to 500 ° C. As shown in [9] in FIG. 1, heating is performed from the cooling stop temperature T 4 to a reheating temperature T 5 in the range of 300 to 500 ° C. The heating rate is not particularly limited. After reaching the reheating temperature T 5, the temperature holding 50 to 1200 seconds, as shown in [10] in FIG.
この再加熱により、マルテンサイト中の炭素をはき出させて周囲へのオーステナイトへの炭素濃度を促進させ、オーステナイトを安定化させることができる。これにより、最終的に得られる残留オーステナイト量を増大させることができる。
再加熱温度が300℃より低いと、炭素の拡散が不足して十分な残留オーステナイト量が得られずTS×ELが低下する。また、保持を行わないまたは保持時間が50秒より短いと、同様に炭素の拡散が不足する。このため、再加熱温度で50秒以上の保持を行う。
再加熱温度が500℃より高いと炭素がセメンタイトとして析出し、十分な量の残留オーステナイトが得られなくなるため、TS×ELが低下する。また保持時間が1200秒より長いと、同様に、炭素がセメンタイトとして析出する。このため、保持時間は1200秒以下である。
好ましい再加熱温度は、320〜480℃であり、この場合、保持時間の上限は900秒以下であることが好ましい。更に好ましい再加熱温度は、320〜460℃であり、この場合、保持時間の上限は600秒以下であることが好ましい。
By this reheating, the carbon in the martensite is expelled to promote the carbon concentration of the surrounding austenite, and the austenite can be stabilized. Thereby, the amount of retained austenite finally obtained can be increased.
If the reheating temperature is lower than 300 ° C., the diffusion of carbon is insufficient and a sufficient amount of retained austenite cannot be obtained, resulting in a decrease in TS × EL. Further, if the holding is not performed or the holding time is shorter than 50 seconds, the carbon diffusion is similarly insufficient. For this reason, holding for 50 seconds or more is performed at the reheating temperature.
When the reheating temperature is higher than 500 ° C., carbon is precipitated as cementite, and a sufficient amount of retained austenite cannot be obtained, so TS × EL is lowered. When the holding time is longer than 1200 seconds, carbon is similarly precipitated as cementite. For this reason, the holding time is 1200 seconds or less.
The preferable reheating temperature is 320 to 480 ° C. In this case, the upper limit of the holding time is preferably 900 seconds or less. A more preferable reheating temperature is 320 to 460 ° C. In this case, the upper limit of the holding time is preferably 600 seconds or less.
再加熱の後、図1の[11]に示すように、例えば室温のような200℃以下の温度まで冷却してよい。200℃以下までの好ましい平均冷却速度として10℃/秒を挙げることができる。
以上の熱処理により本発明の高強度鋼板を得ることができる。
After reheating, as shown in [11] of FIG. 1, it may be cooled to a temperature of 200 ° C. or lower, such as room temperature. A preferable average cooling rate up to 200 ° C. or less can be 10 ° C./second.
The high-strength steel sheet of the present invention can be obtained by the above heat treatment.
以上に説明した本発明の実施形態に係る高強度鋼板の製造方法に接した当業者であれば、試行錯誤により、上述した製造方法と異なる製造方法により本発明に係る高強度鋼板を得ることができる可能性がある。 If it is those skilled in the art who contacted the manufacturing method of the high-strength steel plate which concerns on embodiment of this invention demonstrated above, the high-strength steel plate which concerns on this invention by the manufacturing method different from the manufacturing method mentioned above by trial and error can be obtained. There is a possibility.
1.サンプル作製
表1に記載した化学組成を有する鋳造材を真空溶製で製造した後、この鋳造材を熱間鍛造で板厚30mmの鋼板にした後、熱間圧延を施した。なお、表1には組成から計算したAc3点も記載した
熱間圧延の条件は本特許の最終組織・特性に本質的な影響を施さないが、1200℃に加熱した後、多段圧延で板厚2.5mmとした。この時、熱間圧延の終了温度は880℃とした。その後、500℃まで30℃/秒で冷却し、冷却を停止し、500℃に加熱した炉に挿入後、30分保持し、その後、炉冷し、熱延鋼板とした。
この熱延鋼板に酸洗を施して表面のスケールを除去した後、1.5mmまで冷間圧延を施した。この冷間圧延板に熱処理を行い、サンプルを得た。熱処理条件を表2に示した。なお、表2中の例えば、[2]のように[ ]を内に示した番号は、図1中に[ ]内に示した同じ番号のプロセスに対応する。
表2において、サンプルNo.9は、図1の[6]に相当する工程において、300〜500℃の温度範囲内で10℃/秒以下の冷却速度で10秒以上滞留させなかったサンプルである。すなわち、サンプルNo.9は、オーステナイト化後、500℃以上の温度から急冷を開始し、200℃まで一気に冷却したサンプル(図1で[6]および[7]に相当する工程をスキップしたサンプル)である。サンプルNo.14は、図1の[2]に相当する工程において、Ac1点と0.2×Ac1点+0.8×Ac3点との間の温度で5秒以上保持しなかったサンプルである。すなわち、サンプルNo.14は、冷延鋼板に対して、オーステナイト化温度(850℃)まで一気に加熱したサンプルである(図1で[2]および[3]に相当する工程をスキップしたサンプル)である。
なお、表1〜表4において、下線を伏した数値は、本発明の範囲から外れていることを示している。
1. Sample Production After a cast material having the chemical composition shown in Table 1 was manufactured by vacuum melting, this cast material was hot forged into a steel plate having a thickness of 30 mm, and then subjected to hot rolling. Table 1 also includes three Ac values calculated from the composition. The hot rolling conditions do not substantially affect the final structure and characteristics of this patent, but after heating to 1200 ° C, the plate is subjected to multi-stage rolling. The thickness was 2.5 mm. At this time, the end temperature of the hot rolling was 880 ° C. Then, it cooled to 500 degreeC at 30 degree-C / sec, stopped cooling, and after inserting into the furnace heated at 500 degreeC, it hold | maintained for 30 minutes, and then cooled in the furnace, and it was set as the hot rolled sheet steel.
The hot-rolled steel sheet was pickled to remove the surface scale, and then cold-rolled to 1.5 mm. The cold-rolled plate was heat-treated to obtain a sample. The heat treatment conditions are shown in Table 2. In Table 2, for example, a number indicated in [] as in [2] corresponds to a process having the same number indicated in [] in FIG.
In Table 2, sample no. 9 is a sample that was not retained for 10 seconds or more at a cooling rate of 10 ° C./second or less within a temperature range of 300 to 500 ° C. in the process corresponding to [6] in FIG. That is, sample No.
In Tables 1 to 4, the underlined numerical values indicate that they are out of the scope of the present invention.
2.鋼組織
それぞれのサンプルについて上述した方法により、フェライト分率、焼戻しマルテンサイトと焼戻しベイナイトの合計分率(表3には「焼戻しM/B」記載)、残留オーステナイト量、MAの平均サイズ、残留オーステナイトの平均サイズ、サイズ1.5μm以上の残留オーステナイトの全オーステナイトに占める比率(表3には、「1.5μm以上の残留オーステナイト比率」と記載)および炭素濃化領域のMn濃度分布の半価幅を求めた。残留オーステナイト量の測定には、株式会社リガク製2次元微小部X線回折装置(RINT−RAPIDII)を用いた。得られた結果を表3に示す。
2. Steel structure According to the method described above for each sample, the ferrite fraction, the total fraction of tempered martensite and tempered bainite (described in Table 3 as “tempered M / B”), the amount of retained austenite, the average size of MA, and the retained austenite Mean size, ratio of residual austenite of size 1.5 μm or more to total austenite (described in Table 3 as “residual austenite ratio of 1.5 μm or more”), and half width of Mn concentration distribution in carbon enriched region Asked. For the measurement of the amount of retained austenite, a two-dimensional micro part X-ray diffractometer (RINT-RAPIDII) manufactured by Rigaku Corporation was used. The obtained results are shown in Table 3.
3.機械的特性
得られたサンプルについて、引張試験機を用いて、TSおよびELを測定し、TS×ELを算出した。また、上述の方法により穴拡げ率λ、LDR、限界張出し高さおよびスポット溶接部の十字引張強度(SW十字引張)を求めた。得られた結果を表4に示す。表4において、上記熱処理後の鋼板の特性が、引張強度:980MPa以上、TS×EL:23000MPa%以上、深絞り性(LDR):2.05以上、張出し成形での限界高さ:20mm以上、および穴広げ率λ:20%以上の全てを満たすサンプルを合格(○)とし、それ以外のサンプルを不合格(×)とした。
3. Mechanical characteristics About the obtained sample, TS and EL were measured using the tensile tester, and TSxEL was computed. Further, the hole expansion ratio λ, LDR, the limit overhang height, and the cross tensile strength (SW cross tension) of the spot weld were obtained by the above-described methods. Table 4 shows the obtained results. In Table 4, the properties of the steel sheet after the heat treatment are as follows: tensile strength: 980 MPa or more, TS × EL: 23000 MPa% or more, deep drawability (LDR): 2.05 or more, limit height in stretch forming: 20 mm or more, And the sample which satisfy | fills all of the hole expansion rate (lambda): 20% or more was set as the pass ((circle)), and the sample other than that was set as the disqualification (x).
4.まとめ
表4の結果を考察する。サンプルNo.2、3、5、6、12、13、15、17、27〜29および36〜55は、本発明で規定する全ての要件(組成、製造条件および鋼組織)を満たす実施例である。これらの試料はいずれも、980MPa以上の引張強度(TS)、23000MPa以上のTS×EL、2.05以上のLDR、20%以上の穴広げ率(λ)、20mm以上の限界張出し高さ、6kN以上のスポット溶接部の十字引張強度を達成している。
4). Summary Consider the results in Table 4. Sample No. 2, 3, 5, 6, 12, 13, 15, 17, 27 to 29 and 36 to 55 are examples that satisfy all the requirements (composition, production conditions, and steel structure) defined in the present invention. All of these samples have a tensile strength (TS) of 980 MPa or more, TS × EL of 23000 MPa or more, LDR of 2.05 or more, a hole expansion ratio (λ) of 20% or more, a limit overhang height of 20 mm or more, 6 kN The cross tensile strength of the spot weld is achieved.
これに対して、サンプルNo.1は、[6]一次停止温度が280℃と低いため、炭素濃化領域が小さくなり、深絞り性が低下した In contrast, sample no. No. 1 [6] Since the primary stop temperature is as low as 280 ° C., the carbon concentration region is reduced and the deep drawability is reduced.
サンプルNo.4および7は、[6]一次冷却時間が長いため、MA平均サイズが粗大になり、その結果、穴広げ率が低下した。 Sample No. 4 and 7 had [6] long primary cooling time, so the average size of MA became coarse, and as a result, the hole expansion ratio decreased.
サンプルNo.8は、[6]一次停止温度が520℃と高いため、MA平均サイズが粗大になり、その結果、穴広げ率が低下した。 Sample No. No. 8 [6] Since the primary stop temperature was as high as 520 ° C., the MA average size became coarse, and as a result, the hole expansion rate decreased.
サンプルNo.9は、オーステナイト化後の冷却で、300〜500℃の温度での10秒以上の滞留を行わなかった。そのため、粗大な残留オーステナイト量が低下し、深絞り性が低下した。 Sample No. 9 is cooling after austenitization, and it did not retain for 10 seconds or more at the temperature of 300-500 degreeC. As a result, the amount of coarse retained austenite decreased, and the deep drawability deteriorated.
サンプルNo.10は、[2]一次保持温度がAc1点より低いため、炭素濃化領域中のMn濃度のばらつきが小さくなり、張出し成形性が低下した。 Sample No. No. 10 [2] Since the primary holding temperature was lower than the Ac 1 point, variation in the Mn concentration in the carbon concentration region was reduced, and the stretch formability was lowered.
サンプルNo.11は、[2]一次保持温度が0.2×Ac1点+0.8×Ac3点より高いため、炭素濃化領域中のMn濃度のばらつきが小さくなり、張出し成形性が低下した。 Sample No. No. 11 [2] Since the primary holding temperature was higher than 0.2 × Ac 1 point + 0.8 × Ac 3 points, the variation in Mn concentration in the carbon concentration region was reduced, and the stretch formability was lowered.
サンプルNo.14は、Ac1点と0.2×Ac1点+0.8×Ac3点との間の温度での保持を行わなかった。そのため、炭素濃化領域中のMnのばらつきが小さくなり、張出し成形性が低下した。 Sample No. No. 14 did not hold at a temperature between Ac 1 point and 0.2 × Ac 1 point + 0.8 × Ac 3 point. Therefore, the variation of Mn in the carbon concentration region was reduced, and the stretch formability was lowered.
サンプルNo.16は、[8]停止温度が高いため、MA平均サイズが粗大になり、穴広げ率λが低下する。 Sample No. No. 16 [8] Since the stop temperature is high, the MA average size becomes coarse, and the hole expansion ratio λ decreases.
サンプルNo.18は、[8]停止温度が低いため、残留オーステナイト量が不足し、TSは高くなるもののELが低下し、TS×ELバランスが低下した。 Sample No. No. 18 [8] Since the stop temperature was low, the amount of retained austenite was insufficient, and although the TS increased, the EL decreased and the TS × EL balance decreased.
サンプルNo.19は、[4]加熱温度が高いため、炭素濃化領域中のMn濃度のばらつきが小さくなり、張出し成形性が低下した。 Sample No. No. 19 [4] Since the heating temperature was high, the variation in the Mn concentration in the carbon enriched region was reduced, and the stretch formability was reduced.
サンプルNo.20は、[4]加熱時間が長いため、炭素濃化領域中のMn濃度のばらつきが小さくなり、張出し成形性が低下した。 Sample No. No. 20 [4] Since the heating time was long, the variation in the Mn concentration in the carbon enriched region was reduced, and the stretch formability was reduced.
サンプルNo.21は、[4]加熱温度がAc3点より低いため、フェライト分率が5%を超え、穴広げ率が低下した。 Sample No. No. 21 [4] Since the heating temperature was lower than Ac 3 point, the ferrite fraction exceeded 5%, and the hole expansion rate decreased.
サンプルNo.22は、[10]保持時間が短いため、炭素の拡散が不足して残留オーステナイト量が不足し、TS×ELが低下した。 Sample No. No. 22 had a short [10] holding time, so that the amount of retained austenite was insufficient due to insufficient carbon diffusion, and TS × EL decreased.
サンプルNo.23は、[10]保持時間が長いため、炭素がセメンタイトとして析出し、残留オーステナイト量が不足し、TS×ELが低下した。 Sample No. Since No. 23 had a long [10] retention time, carbon precipitated as cementite, the amount of retained austenite was insufficient, and TS × EL decreased.
サンプルNo.24は、[5]1次停止温度までの冷却速度が小さかったため、フェライトが生成し、TSが低下すると共にλも低下した。 Sample No. No. 24, [5] Since the cooling rate to the primary stop temperature was small, ferrite was generated, TS decreased, and λ also decreased.
サンプルNo.25は、[10]保持温度が高いため、炭素がセメンタイトとして析出し、残留オーステナイト量が不足し、TS×ELが低下した。 Sample No. In No. 25, since the [10] holding temperature was high, carbon precipitated as cementite, the amount of retained austenite was insufficient, and TS × EL decreased.
サンプルNo.26は、[10]保持温度が低いため、炭素の拡散が不足して残留オーステナイト量が不足し、TS×ELが低下した。 Sample No. No. 26 had a low [10] holding temperature, so that the amount of retained austenite was insufficient due to insufficient carbon diffusion, and TS × EL decreased.
サンプルNo.30は、C含有量が少ないため、所望の組織が得られず、TS×ELが低下した。 Sample No. No. 30 had a low C content, so a desired structure was not obtained and TS × EL was lowered.
サンプルNo.31は、Mn含有量が多いため、MA平均サイズが大きくなり、穴広げ性が低下した。 Sample No. No. 31 had a large Mn content, so the MA average size was large and the hole expandability was reduced.
サンプルNo.32は、Mn含有量が少ないため、炭素濃化領域中のMnのばらつきが小さくなり、λが低下した。 Sample No. No. 32 has a low Mn content, so the dispersion of Mn in the carbon-concentrated region was reduced, and λ was lowered.
サンプルNo.33は、SiとAlの合計含有量が少ないため、炭素がセメンタイトとして析出し、残留オーステナイト量が不足し、その結果TS×ELが低下した。 Sample No. In No. 33, since the total content of Si and Al was small, carbon precipitated as cementite, and the amount of retained austenite was insufficient, resulting in a decrease in TS × EL.
サンプルNo.34は、C含有量が多く、その結果SW十字引張強度が低くなっている。 Sample No. No. 34 has a high C content, resulting in a low SW cross tensile strength.
サンプルNo.35は、SiとAlの合計含有量が多いため、MAが粗大となり、λが低下した。 Sample No. No. 35 had a large total content of Si and Al, so the MA became coarse and λ decreased.
このように、本発明に規定する組成と鋼組織を満たす鋼板は、引張強度(TS)、(TS)と全伸び(EL)との積(TS×EL)、LDR、穴広げ率(λ)、張出し成形性およびスポット溶接部の十字引張強度が何れも高いレベルとなることが確認できた。
また、本発明の製造方法によれば、本発明に規定する組成と鋼組織を満たす鋼板を製造することができることが確認できた。
Thus, a steel sheet satisfying the composition and steel structure defined in the present invention has a tensile strength (TS), a product of (TS) and total elongation (EL) (TS × EL), LDR, and hole expansion ratio (λ). It was confirmed that the stretch formability and the cross tensile strength of the spot welded portion were both high.
Moreover, according to the manufacturing method of this invention, it has confirmed that the steel plate which satisfy | fills the composition and steel structure prescribed | regulated to this invention can be manufactured.
Claims (6)
SiとAlの合計:0.5質量%〜3.0質量%、
Mn:1.0質量%〜4.0質量%、
P :0.05質量%以下、
S :0.01質量%以下、
を含み、残部がFeおよび不可避不純物からなり、
鋼組織が、
フェライト分率が5%以下であり、
焼戻しマルテンサイトと焼戻しベイナイトの合計分率が60%以上であり、
残留オーステナイト量が10%以上であり、
残留オーステナイトの平均サイズが1.0μm以下であり、
サイズ1.5μm以上の残留オーステナイトが全残留オースナイト量の2%以上であり、
MAの平均サイズが1.0μm以下であり、
残留オーステナイト量と等しい量である炭素濃化領域におけるMnの濃度分布の半価幅が0.3質量%以上である高強度鋼板。 C: 0.15% by mass to 0.35% by mass,
Total of Si and Al: 0.5% by mass to 3.0% by mass,
Mn: 1.0% by mass to 4.0% by mass,
P: 0.05 mass% or less,
S: 0.01% by mass or less,
And the balance consists of Fe and inevitable impurities,
Steel structure
The ferrite fraction is 5% or less,
The total fraction of tempered martensite and tempered bainite is 60% or more,
The amount of retained austenite is 10% or more,
The average size of retained austenite is 1.0 μm or less,
Residual austenite having a size of 1.5 μm or more is 2% or more of the total retained austenite amount,
The average size of MA is 1.0 μm or less,
A high-strength steel sheet having a half-value width of 0.3% by mass or more of the concentration distribution of Mn in the carbon enriched region, which is equal to the amount of retained austenite.
をさらに含む、請求項1に記載の高強度鋼板。 Total of one or more of Cu, Ni, Mo, Cr and B: 1.0% by mass or less,
The high-strength steel sheet according to claim 1, further comprising:
をさらに含む、請求項1または2に記載の高強度鋼板。 Total of one or more of V, Nb, Ti, Zr and Hf: 0.2% by mass or less,
The high-strength steel sheet according to claim 1 or 2, further comprising:
をさらに含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の高強度鋼板。 Total of one or more of Ca, Mg and REM: 0.01% or less,
The high-strength steel sheet according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
前記圧延材をAc1点と0.2×Ac1点+0.8×Ac3点との間の温度で5秒以上保持した後、Ac3点以上950℃以下の温度まで加熱し、5〜600秒間保持してオーステナイト化することと、
前記オーステナイト化後、平均冷却速度15℃/秒以上で300〜500℃の範囲内の温度まで冷却し、300〜500℃の範囲内で、10℃/秒以下の冷却速度で10秒以上250秒未満滞留することと、
前記滞留の後、300℃以上の温度から、100℃〜300℃の間の冷却停止温度まで平均冷却速度10℃/秒以上で冷却することと、
前記冷却停止温度から、300〜500℃の範囲にある再加熱温度まで加熱し、50〜1200秒保持すること、
を含む、高強度鋼板の製造方法。 C: 0.15% by mass to 0.35% by mass, Si and Al in total: 0.5% by mass to 3.0% by mass, Mn: 1.0% by mass to 4.0% by mass, P: 0.0. Preparing a rolled material comprising 05% by mass or less, S: 0.01% by mass or less, and the balance consisting of Fe and inevitable impurities;
The rolled material is held at a temperature between Ac 1 point and 0.2 × Ac 1 point + 0.8 × Ac 3 point for 5 seconds or more, and then heated to a temperature of Ac 3 point or more and 950 ° C. or less, Holding for 600 seconds to austenite,
After the austenitization, it is cooled to a temperature in the range of 300 to 500 ° C. at an average cooling rate of 15 ° C./second or more, and is 10 to 250 seconds at a cooling rate of 10 ° C./second or less in the range of 300 to 500 ° C. Staying less than,
After the residence, cooling at an average cooling rate of 10 ° C./second or more from a temperature of 300 ° C. or higher to a cooling stop temperature between 100 ° C. and 300 ° C .;
Heating from the cooling stop temperature to a reheating temperature in the range of 300-500 ° C. and holding for 50-1200 seconds;
A method for producing a high-strength steel sheet including
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