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JP3290019B2 - Manufacturing method of high strength hot rolled steel sheet with excellent fatigue properties and stretch flangeability - Google Patents

Manufacturing method of high strength hot rolled steel sheet with excellent fatigue properties and stretch flangeability

Info

Publication number
JP3290019B2
JP3290019B2 JP34151993A JP34151993A JP3290019B2 JP 3290019 B2 JP3290019 B2 JP 3290019B2 JP 34151993 A JP34151993 A JP 34151993A JP 34151993 A JP34151993 A JP 34151993A JP 3290019 B2 JP3290019 B2 JP 3290019B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steel sheet
cooling
less
bainite
stretch flangeability
Prior art date
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Expired - Fee Related
Application number
JP34151993A
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Japanese (ja)
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Inventor
三好鉄二
白沢秀則
横井利雄
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
Priority to JP34151993A priority Critical patent/JP3290019B2/en
Publication of JPH07166236A publication Critical patent/JPH07166236A/en
Application granted granted Critical
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  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、疲労特性が優れ、強度
−伸びバランス及び伸びフランジ性に優れる高強度熱延
鋼板の製造方法に関し、特に、自動車の足まわり部材や
ホィールディスク等の素材として好適に用いることがで
きる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a high-strength hot-rolled steel sheet having excellent fatigue properties and excellent strength-elongation balance and stretch flangeability. It can be suitably used.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
自動車の安全性向上及び燃費向上が検討されており、自
動車用鋼板の高強度薄肉化の試みが多くなされている。
これらの中でも、バネ下部材となるホィールや足まわり
部材の軽量化は、自動車の燃費向上に極めて有効な手段
であるので、ホィールや足まわり部材への高強度鋼板の
適用が検討されている。
2. Description of the Related Art In recent years,
Improvements in vehicle safety and fuel efficiency have been studied, and many attempts have been made to reduce the strength and thickness of automotive steel sheets.
Among these, reduction of the weight of the wheel or the undercarriage member serving as the unsprung member is an extremely effective means for improving the fuel efficiency of automobiles. Therefore, application of a high-strength steel plate to the wheel or the underbody member has been studied.

【0003】かゝる高強度鋼板としては、フェライト・
マルテンサイト複合組織鋼板、所謂デュアル・フェイズ
鋼板(DP鋼板)が既に知られている。この鋼板は、降伏
比が低く、強度に比べ伸びが大きく、成形性及び形状凍
結性に優れており、また、疲労特性も良好である。しか
しながら、この高強度DP鋼板は伸びフランジ性の面で
劣っており、そのためにホィールディスク等への適用に
際して、ディスク成形時の穴拡げ部からの割れの発生
や、疲労試験時又は走行試験中の穴拡げ部からの割れの
発生の問題を有し、これらの問題は未だ解決されていな
い。
[0003] Such high-strength steel sheets include ferrite and steel.
A martensite composite structure steel sheet, a so-called dual phase steel sheet (DP steel sheet) is already known. This steel sheet has a low yield ratio, a large elongation compared to the strength, is excellent in formability and shape-freezing properties, and has good fatigue properties. However, this high-strength DP steel sheet is inferior in terms of stretch flangeability. Therefore, when applied to a wheel disk or the like, cracks are generated from a hole expanding portion during disk forming, or during a fatigue test or a running test. There is a problem of the occurrence of cracks from the hole expanding portion, and these problems have not been solved yet.

【0004】最近では、DP鋼板の欠点である伸びフラ
ンジ性を向上させるために、フェライト・ベーナイト・
マルテンサイトの3相の組織を最適合に調整した鋼板、
所謂トライフェイズ鋼板(特開昭57−70257号公
報、特開昭57−145965号公報)が提案されてい
る。これらは、強度−伸びバランス及び伸びフランジ性
に優れているが、疲労特性の要求の厳しい足まわり部材
やホィールに要求されている疲労強度の向上の点で満足
し得るものではない。
[0004] Recently, in order to improve stretch flangeability, which is a drawback of DP steel sheets, ferrite bainite,
Steel plate with the optimally adjusted martensite three-phase structure,
So-called tri-phase steel sheets (JP-A-57-70257, JP-A-57-145965) have been proposed. Although these are excellent in strength-elongation balance and stretch flangeability, they are not satisfactory in terms of improvement in fatigue strength required for underbody members and wheels that require strict fatigue characteristics.

【0005】本発明は、かゝる事情のもとで、トライフ
ェイズ鋼板の欠点を解消して、強度−伸びバランス及び
伸びフランジ性を損なうことなく、疲労強度を向上した
高強度熱延鋼板の製造方法を提供することを目的として
いる。
[0005] Under such circumstances, the present invention is to provide a high-strength hot-rolled steel sheet which has improved fatigue strength by eliminating the drawbacks of the tri-phase steel sheet and without impairing the strength-elongation balance and stretch flangeability. It is intended to provide a manufacturing method.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
前記課題を解決するために鋭意研究した結果、トライフ
ェイズ鋼板であっても、殊にベーナイト面積率とマルテ
ンサイト面積率の分率を制御することによって、強度−
伸びバランス及び伸びフランジ性をさほど損なうことな
く、疲労強度を向上できることを見い出し、ここに本発
明に至ったものである。
Means for Solving the Problems Accordingly, the present inventors have:
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, even in the case of a tri-phase steel sheet, in particular, by controlling the fraction of the bainite area ratio and the martensite area ratio, the strength-
It has been found that the fatigue strength can be improved without significantly impairing the elongation balance and the stretch flangeability, and the present invention has been made here.

【0007】すなわち、本発明は、C:0.05〜0.2
0%、Si:0.20〜2.0%、Mn:0.60〜2.5
%、S:0.005%以下、P:0.1%以下、Al:0.
1%以下、Ca:0.005%以下を含有し、必要に応じ
て、更にCu:0.1〜2.0%、V:0.01〜0.50
%、Ti:0.01〜0.30%、Nb:0.01〜0.30
%よりなる群の1種或いは2種以上、及び/又は、N
i:0.1〜2.0%、Cr:0.05〜2.0%、Mo:0.
05〜1.0%、B:0.0005〜0.01%よりなる
群の1種或いは2種以上を含有し、残部がFe及び不可
避的不純物元素からなる鋼を熱間圧延するに際して、仕
上温度をAr3+50℃〜Ar3−20℃で圧延し、次に3
段階の冷却を行うに際して、1次冷却は冷却速度を15
℃/秒以上で行い、続いて2次冷却は600℃以上75
0℃以下の温度範囲内で冷却速度を15℃/秒未満で3
秒以上15秒以下の徐冷を行い、続いて3次冷却は冷却
速度を15℃/秒以上で行った後、Ms点以上500℃
以下で巻取ることによって、その組織がポリゴナルフェ
ライト、ベーナイト及びマルテンサイトの3相からな
り、ベーナイト面積率(VfB)1〜15%、マルテンサ
イト面積率(VfM)2〜30%で、かつ、VfM/VfB
が2以上20以下を得ることを特徴とする疲労特性と伸
びフランジ性に優れた高強度熱延鋼板の製造方法を要旨
としている。
That is, according to the present invention, C: 0.05 to 0.2
0%, Si: 0.20 to 2.0%, Mn: 0.60 to 2.5
%, S: 0.005% or less, P: 0.1% or less, Al: 0.00%
1% or less, Ca: 0.005% or less, if necessary, further Cu: 0.1 to 2.0%, V: 0.01 to 0.50
%, Ti: 0.01 to 0.30%, Nb: 0.01 to 0.30
% Or more of the group consisting of
i: 0.1 to 2.0%, Cr: 0.05 to 2.0%, Mo: 0.1%
When hot-rolling a steel containing one or more members of the group consisting of 0.05 to 1.0% and B: 0.0005 to 0.01%, with the balance being Fe and unavoidable impurity elements, The temperature is rolled between Ar 3 + 50 ° C. and Ar 3 -20 ° C.
The primary cooling is performed at a cooling rate of 15
C./sec or more, followed by secondary cooling at 600 ° C. or more
A cooling rate of less than 15 ° C / sec within a temperature range of 0 ° C or less
Slow cooling for at least 15 seconds but not more than 15 seconds, followed by tertiary cooling at a cooling rate of 15 ° C./second or more, followed by Ms point or more and 500 ° C.
By winding below, the structure is composed of three phases of polygonal ferrite, bainite and martensite, bainite area ratio (VfB) 1 to 15%, martensite area ratio (VfM) 2 to 30%, and VfM / VfB
The gist of the present invention is to provide a method for producing a high-strength hot-rolled steel sheet having excellent fatigue characteristics and stretch flangeability, characterized in that the steel sheet has a tensile strength of 2 to 20.

【0008】[0008]

【作用】以下に本発明を更に詳細に説明する。The present invention will be described below in more detail.

【0009】本発明においては、熱延鋼板の組織をポリ
ゴナルフェライト、ベーナイト及びマルテンサイトの3
相にし、かつVfM/VfBを制御することが本質的に重
要である。
In the present invention, the microstructure of the hot-rolled steel sheet is selected from polygonal ferrite, bainite and martensite.
It is essentially important to phase and control VfM / VfB.

【0010】すなわち、実施例で実証されているが、図
1に示すように、強度−伸びフランジバランスはベーナ
イト鋼板が最も良好で、次いでトライフェイズ鋼板、D
P鋼板の順である。本発明で得られる鋼板は、ポリゴナ
ルフェライト、ベーナイト及びマルテンサイトの3相か
らなるトライフェイズ鋼板であるので、従来のトライフ
ェイズ鋼板とほぼ同等の強度−伸びフランジバランスを
示している。
That is, as shown in FIG. 1, the bainite steel sheet has the best strength-stretch flange balance as shown in FIG.
It is the order of P steel plate. Since the steel sheet obtained in the present invention is a tri-phase steel sheet composed of three phases of polygonal ferrite, bainite and martensite, it shows almost the same strength-stretch flange balance as a conventional tri-phase steel sheet.

【0011】また、図2に示すように、強度−疲労強度
比はDP鋼板が最も良好で、次いでトライフェイズ鋼
板、ベーナイト鋼板の順である。本発明で得られる鋼板
は、ベーナイト及びマルテンサイトの面積率及びVfM
/VfBを制御することにより、DP鋼板と同等の強度
−疲労強度比が得られている。
As shown in FIG. 2, the strength-fatigue strength ratio of the DP steel sheet is the best, followed by the tri-phase steel sheet and the bainite steel sheet. The steel sheet obtained in the present invention has an area ratio of bainite and martensite and VfM
By controlling / VfB, a strength-fatigue strength ratio equivalent to that of the DP steel sheet is obtained.

【0012】したがって、本発明により得られる鋼板
は、トライフェイズ鋼板なみの優れた加工性を有し、か
つ、DP鋼板と同等の疲労強度を有し、すべてに優れて
いる。
Therefore, the steel sheet obtained by the present invention has excellent workability comparable to that of a tri-phase steel sheet, has the same fatigue strength as a DP steel sheet, and is excellent in all.

【0013】そのためには、上記したようにポリゴナル
フェライト、ベーナイト及びマルテンサイトの3相から
なる組織とするが、特に、そのベーナイト面積率が1〜
15%の範囲にあることが必要である。ベーナイト面積
率が15%を超えるときは、前記したマルテンサイトを
導入しても強度−疲労強度比が低下する。また、1%未
満では、DP鋼板なみの伸びフランジ性しか得ることが
できず、厳しい穴拡げ加工などに対しての加工性が不十
分となる。特に好ましいベーナイト面積率は1.5〜5
%の範囲である。
For this purpose, as described above, a structure composed of polygonal ferrite, bainite, and martensite is used.
It must be in the range of 15%. When the bainite area ratio exceeds 15%, the strength-fatigue strength ratio decreases even when the above-described martensite is introduced. On the other hand, if it is less than 1%, only the stretch flangeability comparable to that of the DP steel sheet can be obtained, and the workability for severe hole expanding and the like becomes insufficient. Particularly preferred bainite area ratio is 1.5 to 5
% Range.

【0014】更に、マルテンサイト面積率は2〜30%
の範囲にあることが必要である。マルテンサイト面積率
が30%を超えるときは、伸びフランジ性が低下し、厳
しい穴拡げ加工などに対しての加工性が不十分となる。
また、2%未満では、強度−疲労強度比が低くなる。特
に好ましいマルテンサイト面積率は5〜20%の範囲で
ある。なお、ベーナイト及びマルテンサイトの平均粒径
を10μm以下にすることで、より良好な強度−疲労強
度比及び伸びフランジ性を得ることができる。
Further, the martensite area ratio is 2 to 30%.
Must be in the range of When the martensite area ratio exceeds 30%, the stretch flangeability decreases, and the workability for severe hole expanding and the like becomes insufficient.
If it is less than 2%, the strength-fatigue strength ratio becomes low. A particularly preferred martensite area ratio is in the range of 5 to 20%. By setting the average particle size of bainite and martensite to 10 μm or less, a better strength-fatigue strength ratio and stretch flangeability can be obtained.

【0015】なお、本発明において規定するマルテンサ
イトには、一部、残留オーステナイトを包含するものと
する。
The martensite specified in the present invention partially contains retained austenite.

【0016】上記のような鋼板組織の調整は、以下に説
明する鋼板の化学成分を考慮したうえで、鋼板の熱間圧
延及び圧延後の冷却条件を調整することによって得るこ
とができる。
The adjustment of the steel sheet structure as described above can be obtained by adjusting the hot rolling of the steel sheet and the cooling conditions after the rolling in consideration of the chemical composition of the steel sheet described below.

【0017】次に、本発明における鋼の化学成分の限定
理由について説明する。
Next, the reasons for limiting the chemical components of steel in the present invention will be described.

【0018】C: Cは鋼の強化に効果を有し、特にベーナイト及びマルテ
ンサイト等の低温変態生成物を形成するために必要な元
素であり、このためには少なくとも0.05%を添加す
る必要がある。しかし、過多に添加すると延性の劣化が
著しく、溶接性も低下するので、その上限を0.20%
とする。
C: C has an effect on strengthening the steel, and is an element necessary for forming low-temperature transformation products such as bainite and martensite, for which at least 0.05% is added. There is a need. However, if added excessively, the ductility is remarkably deteriorated and the weldability is also reduced, so the upper limit is 0.20%.
And

【0019】Si: Siは溶鋼の脱酸元素としての役割を有するほか、置換
型固溶強化元素としても有効な元素であり、高延性を与
える働きをする。また、本発明のような複合組織鋼板に
おいては、熱延後のγ−α変態においてαへの変態を促
進すると共にα中の固溶炭素をγ中へ排出する作用があ
り、その結果、α相の清浄性を高め、しかもγ中への炭
素の濃縮によりγの安定化を図り、硬質相の生成が容易
になるため、機械的性質が向上する。このためには、少
なくとも0.20%の添加を必要とする。しかし、過多
に添加すると溶接部の脆化を招くだけでなく、酸化スケ
ールの生成により表面性状が悪化するので、2.00%
を上限とする。
Si: Si has a role as a deoxidizing element of molten steel and is also an effective element as a substitutional solid solution strengthening element, and has a function of giving high ductility. Further, in the composite structure steel sheet as in the present invention, in the γ-α transformation after hot rolling, it has the effect of promoting the transformation to α and discharging the solute carbon in α into γ. The cleanliness of the phase is enhanced, and the concentration of carbon in γ stabilizes γ, facilitating the formation of a hard phase, thereby improving the mechanical properties. This requires an addition of at least 0.20%. However, excessive addition not only causes embrittlement of the welded portion but also deteriorates the surface properties due to the formation of oxide scale.
Is the upper limit.

【0020】Mn: Mnは焼入れ性を向上させ、所望の組織を得るために必
要な元素である。この効果を有効に発揮させるには少な
くとも0.60%を添加する必要があるが、過多に添加
すると、延性を低下させるだけでなく溶接性を害するの
で、その上限を2.5%とする。
Mn: Mn is an element necessary for improving hardenability and obtaining a desired structure. To effectively exhibit this effect, it is necessary to add at least 0.60%. However, if added excessively, not only decreases ductility but also impairs weldability, so the upper limit is made 2.5%.

【0021】S: Sは通常0.008%程度は含まれているが、成形性、
特に、伸びフランジ性の改善のために、本発明において
は、特に0.005%以下の範囲に規制する。
S: S is usually contained in an amount of about 0.008%.
In particular, in order to improve the stretch flangeability, in the present invention, the content is particularly restricted to the range of 0.005% or less.

【0022】P: Pは置換型固溶強化元素として有効な元素であり、高延
性を与える効果があるが、過多に添加すると粒界に偏析
し、脆化を招くので、0.1%以下とする。
P: P is an element effective as a substitutional solid solution strengthening element and has an effect of giving high ductility. However, if added excessively, it segregates at grain boundaries and causes embrittlement, so that 0.1% or less. And

【0023】Al: Alは脱酸剤として添加するが、過多に添加してもその
効果が飽和するだけでなく、コストアップを招くので、
0.1%以下とする。
Al: Al is added as a deoxidizing agent, but an excessive addition not only saturates the effect but also increases the cost.
0.1% or less.

【0024】Ca: Caは硫化物形態制御を通じて延性、特に伸びフランジ
性を改善する効果がある。しかし、過多に添加してもそ
の効果が飽和するだけでなく、逆に鋼の清浄度を低下さ
せるので、0.005%以下とする。
Ca: Ca has the effect of improving ductility, especially stretch flangeability, through sulfide morphology control. However, excessive addition not only saturates the effect but also lowers the cleanliness of the steel, so the content is 0.005% or less.

【0025】本発明では、必要に応じて、Cu、V、T
i、Nbよりなる群の1種或いは2種以上、及び/又は、
Ni、Cr、Mo、Bよりなる群の1種或いは2種以上を
適量にて含有せしめることができる。
In the present invention, if necessary, Cu, V, T
one or more of the group consisting of i, Nb, and / or
One or more of the group consisting of Ni, Cr, Mo, and B can be contained in an appropriate amount.

【0026】Cu: Cuは固溶強化及び析出強化に有効な元素であり、伸び
フランジ性を損なうことなく鋼板を強化する働きがあ
る。また、疲労強度を向上させる効果もある。これらの
効果を発揮するためには少なくとも0.1%を添加する
必要がある。しかし、過多に添加するとその効果が飽和
するだけでなく、コストアップを招くので、2.0%を
上限とする。
Cu: Cu is an element effective for solid solution strengthening and precipitation strengthening, and has a function of strengthening a steel sheet without impairing stretch flangeability. It also has the effect of improving fatigue strength. In order to exhibit these effects, it is necessary to add at least 0.1%. However, an excessive addition not only saturates the effect but also increases the cost, so the upper limit is 2.0%.

【0027】V、Ti及びNb: V、Ti及びNbは析出強化元素であり、強度上昇に有効
であるのみならず、Mn等と共存して低温変態生成物を
得やすくする効果がある。これらの効果を発揮するため
には、V:0.01〜0.50%、Ti:0.01〜0.3
0%、Nb:0.01〜0.30%の範囲で添加する必要
がある。
V, Ti, and Nb: V, Ti, and Nb are precipitation strengthening elements and are effective not only in increasing the strength but also in coexisting with Mn and the like to have an effect of easily obtaining a low-temperature transformation product. In order to exhibit these effects, V: 0.01 to 0.50%, Ti: 0.01 to 0.3.
0%, Nb: 0.01 to 0.30%.

【0028】Ni: Niは溶接性を阻害せずに焼入れ性及び靭性を向上する
効果があり、この効果を発揮するには少なくとも0.1
%を添加する必要がある。しかし、過多に添加するとコ
ストアップを招くので、2.0%を上限とする。
Ni: Ni has the effect of improving the hardenability and toughness without impairing the weldability, and at least 0.1 is required to exhibit this effect.
% Must be added. However, adding too much increases the cost, so the upper limit is 2.0%.

【0029】Cr: Crは焼入れ性を向上させて所望の組織を有利に与える
元素である。この効果を発揮するためには少なくとも
0.05%を添加する必要がある。しかし、過多に添加
しても効果が飽和し、また、コストアップになるので、
その上限を2.0%とする。
Cr: Cr is an element that improves hardenability and advantageously gives a desired structure. In order to exert this effect, it is necessary to add at least 0.05%. However, even if it is added excessively, the effect is saturated and the cost increases,
The upper limit is set to 2.0%.

【0030】Mo: Moは焼入れ性を向上させて所望の組織を有利に与える
元素である。この効果を発揮するためには少なくとも
0.05%を添加する必要がある。しかし、過多に添加
しても効果が飽和し、また、コストアップになるので、
その上限を1.0%とする。
Mo: Mo is an element that improves the hardenability and advantageously gives a desired structure. In order to exert this effect, it is necessary to add at least 0.05%. However, even if it is added excessively, the effect is saturated and the cost increases,
The upper limit is set to 1.0%.

【0031】B: Bは焼入れ性を向上させるのに有効な元素である。この
効果を発揮するためには少なくとも0.0005%を添
加する必要がある。しかし、過多に添加するとその効果
が飽和するだけでなく、延性が低下するので、その上限
を0.01%とする。
B: B is an element effective for improving hardenability. In order to exhibit this effect, it is necessary to add at least 0.0005%. However, an excessive addition not only saturates the effect but also reduces ductility, so the upper limit is made 0.01%.

【0032】本発明では、上記化学成分を有する熱延鋼
板の組織をポリゴナルフェライト、ベーナイト及びマル
テンサイトの3相にし、かつ、ベーナイト面積率及びマ
ルテンサイト面積率と両者の比率を制御するために、熱
間圧延及び圧延後の冷却条件を以下のように規制する。
In the present invention, the structure of the hot-rolled steel sheet having the above-described chemical components is made into three phases of polygonal ferrite, bainite and martensite, and the bainite area ratio and the martensite area ratio and the ratio of both are controlled. The hot rolling and cooling conditions after rolling are regulated as follows.

【0033】すなわち、上記鋼は常法により溶製、鋳造
し、熱間圧延を行うが、熱間圧延における仕上温度は、
熱延鋼板の全伸び、伸びフランジ性及び疲労特性に重要
な影響を与える条件である。仕上温度をAr3+50℃〜
Ar3−20℃の範囲に規定するのは、Ar3変態における
フェライトの生成核を増大するためであり、延性に必要
なフェライトを短時間にかつ微細に生成させるためであ
る。仕上温度がAr3+50℃を超えると、圧延後の冷却
過程で十分なフェライトと微細なベーナイト及びマルテ
ンサイトを得るのが困難である。また仕上温度がAr3
20℃より低いと、仕上圧延時にフェライトに歪みが多
量に入り面内方向性及び延性を阻害し、加工性が劣化す
る。
That is, the above steel is melted and cast by a conventional method, and hot-rolled.
This is a condition that has an important effect on the total elongation, stretch flangeability, and fatigue properties of a hot-rolled steel sheet. Finishing temperature is Ar 3 + 50 ° C ~
The reason for defining the range of Ar 3 −20 ° C. is to increase the number of ferrite nuclei formed in the Ar 3 transformation, and to form fine ferrite required for ductility in a short time. If the finishing temperature exceeds Ar 3 + 50 ° C., it is difficult to obtain sufficient ferrite, fine bainite and martensite in the cooling process after rolling. The finishing temperature is Ar 3
If the temperature is lower than 20 ° C., a large amount of strain will enter ferrite during finish rolling, impairing in-plane directionality and ductility and deteriorating workability.

【0034】本発明では仕上圧延後の冷却過程が重要で
あり、3段階の冷却を行う。まず1次冷却は、2次冷却
の温度域まで冷却速度15℃/s以上で急冷する必要が
ある。これは組織を微細化し、かつベーナイト及びマル
テンサイトを得るためであり、冷却速度が15℃/s未
満ではパーライトが生成すると共に目的のベーナイト及
びマルテンサイトを得るのが困難となり、十分な加工性
及び疲労特性が得られない。
In the present invention, the cooling process after finish rolling is important, and three stages of cooling are performed. First, the primary cooling needs to be rapidly cooled to a secondary cooling temperature range at a cooling rate of 15 ° C./s or more. This is for refining the structure and obtaining bainite and martensite. If the cooling rate is less than 15 ° C./s, pearlite is generated, and it becomes difficult to obtain the intended bainite and martensite. Fatigue properties cannot be obtained.

【0035】次に、2次冷却は、750℃以下600℃
以上の温度範囲内で冷却速度15℃未満でかつ3秒以上
15秒以下の徐冷をする必要がある。これは、この間の
徐冷で十分なフェライトと適量かつ微細なベーナイトを
生成するためであり、3秒未満では十分なフェライトを
得ることができず、加工性が劣化する。また15秒を超
えるとベーナイトの面積率が増大し、目的とするマルテ
ンサイトとの比率を確保することが困難となり、良好な
疲労特性が得られなくなる。また、徐冷開始温度が75
0℃を超えるとフェライト、ベーナイト及びマルテンサ
イトが粗大になり、また、延性に必要なフェライトを十
分に得るのが困難である。一方、徐冷温度が600℃未
満のときはパーライト或いはベーナイトが多量に生成
し、目的とするマルテンサイトとの比率を確保するのが
困難となり、良好な疲労特性が得られなくなる。
Next, the secondary cooling is performed at 750 ° C. or less and 600 ° C.
In the above temperature range, it is necessary to perform slow cooling at a cooling rate of less than 15 ° C. and for 3 seconds to 15 seconds. The reason for this is to generate sufficient ferrite and an appropriate amount of fine bainite by slow cooling during this time. If less than 3 seconds, sufficient ferrite cannot be obtained, and workability deteriorates. On the other hand, when the time exceeds 15 seconds, the area ratio of bainite increases, and it becomes difficult to secure the ratio to the desired martensite, and good fatigue characteristics cannot be obtained. Also, the slow cooling start temperature is 75
If the temperature exceeds 0 ° C., ferrite, bainite and martensite become coarse, and it is difficult to sufficiently obtain ferrite required for ductility. On the other hand, when the annealing temperature is lower than 600 ° C., a large amount of pearlite or bainite is generated, and it becomes difficult to maintain a desired ratio to martensite, and good fatigue characteristics cannot be obtained.

【0036】続く3次冷却は、500℃以下の巻取温度
まで冷却速度15℃/s以上で冷却する必要がある。こ
れは、巻取温度までの冷却過程でパーライト或いはベー
ナイトが多量に生成しないようにするためである。
In the subsequent tertiary cooling, it is necessary to cool at a cooling rate of 15 ° C./s or more to a winding temperature of 500 ° C. or less. This is to prevent a large amount of pearlite or bainite from being generated during the cooling process to the winding temperature.

【0037】巻取温度は、500℃を超えるとパーライ
ト或いはベイナイトの生成量が多くなり、十分なマルテ
ンサイトが得られず、良好な疲労特性を得ることができ
ない。また、巻取温度がMs点より低いと延性と伸びフ
ランジ性に重要な役割を果たす、低温で生成するベーナ
イトを得るのが困難である。したがって、巻取温度の範
囲はMs点以上500℃以下とする。
If the winding temperature exceeds 500 ° C., the amount of pearlite or bainite increases, and sufficient martensite cannot be obtained, and good fatigue characteristics cannot be obtained. On the other hand, when the winding temperature is lower than the Ms point, it is difficult to obtain bainite produced at a low temperature, which plays an important role in ductility and stretch flangeability. Therefore, the range of the winding temperature is set to be equal to or higher than the Ms point and equal to or lower than 500 ° C.

【0038】以上の熱間圧延及び圧延後の冷却条件の規
制によって所定の鋼板組織が得られる。なお、圧延後の
冷却は通常はオンラインで行うが、場合によってはオフ
ラインの熱処理によっても行うことができる。
By controlling the hot rolling and the cooling conditions after the rolling, a predetermined steel sheet structure can be obtained. The cooling after rolling is usually performed on-line, but may be performed by off-line heat treatment in some cases.

【0039】次に本発明の実施例を示す。Next, examples of the present invention will be described.

【0040】[0040]

【実施例】表1に示す化学成分を有する鋼を真空溶製
し、粗圧延した30mmの厚さのスラブを3〜4パスにて
厚さ3.5mmの熱延板とし、続けて表2に示す条件で冷
却して供試材を得た。供試材の機械的性質及び顕微鏡組
織観察結果を表2に示す。図1及び図2は特性と組織を
整理したものである。
EXAMPLE A steel having the chemical composition shown in Table 1 was vacuum-melted and rough-rolled, and a slab having a thickness of 30 mm was formed into a hot-rolled sheet having a thickness of 3.5 mm by three to four passes. Specimens were obtained by cooling under the following conditions. Table 2 shows the mechanical properties and the results of observation of the microstructure of the test material. FIG. 1 and FIG. 2 summarize the characteristics and organization.

【0041】なお、機械的性質に関しては、引張試験は
JIS5号引張試験片を用いて試験し、伸びフランジ性
は、鋼板にポンチ打ち抜きで10mmφの穴をあけ、先端
角60°の円錐ポンチで試験した穴拡げ率(λ)で評価し
た。疲労強度は、両振り平面曲げ疲労試験で107サイ
クル以上で破断しなかった応力とした。
As for the mechanical properties, the tensile test was performed using a JIS No. 5 tensile test piece, and the stretch flangeability was tested using a conical punch having a tip angle of 60 ° by punching a steel plate with a 10 mmφ hole. The evaluation was based on the hole expansion rate (λ). Fatigue strength was the stress that was not broken in both swing plane bending fatigue test 107 cycles or more.

【0042】表1の鋼No.1〜No.9は本発明範囲の化
学成分を有する鋼であり、鋼No.10〜No.12は比較
鋼である。表2においてNo.1、No.5〜No.7、No.
12〜No.18は本発明例で、他のものは比較例であ
る。
The steels No. 1 to No. 9 in Table 1 are steels having the chemical components within the scope of the present invention, and the steels No. 10 to No. 12 are comparative steels. In Table 2, No. 1, No. 5 to No. 7, and No.
12 to No. 18 are examples of the present invention, and others are comparative examples.

【0043】表2において、本発明例の試験No.1、N
o.5〜No.7、No.12〜No.18は、590N/mm2
以上の高強度でσw/TSが0.5以上の優れた疲労特
性と良好な伸びフランジ性を示している。
In Table 2, the test Nos.
No. 5 to No. 7 and No. 12 to No. 18 are 590 N / mm 2
At the above high strength, σw / TS shows excellent fatigue properties of 0.5 or more and good stretch flangeability.

【0044】これに対し、比較例の試験No.2〜No.
4、No.8〜No.10は、本発明範囲内の化学成分を有
する鋼であっても、熱延条件が本発明範囲外であるの
で、ベーナイトなどが多量に生成し、十分なマルテンサ
イトが得られず、VfM/VfBが2未満となり、σW/
TSは0.5未満と、優れた疲労特性が得られていな
い。また、VfM/VfBが20を超える比較例No.11
はλが低く、良好な伸びフランジ性を得ることができな
い。比較例No.19〜No.20は化学成分が本発明範囲
外であり、本発明の組織が得られておらず、疲労特性が
劣っている。また比較例No.21のように、本発明範囲
内の組織が得られていてもS量が多く、本発明範囲外の
化学成分では良好な伸びフランジ性を得ることができな
い。
On the other hand, the tests No. 2 to No.
4, No. 8 to No. 10, even if the steel has a chemical composition within the range of the present invention, since the hot rolling conditions are out of the range of the present invention, a large amount of bainite and the like are generated, and sufficient martensite is formed. Is not obtained, VfM / VfB becomes less than 2, and σW /
When the TS is less than 0.5, excellent fatigue properties are not obtained. Comparative Example No. 11 in which VfM / VfB exceeds 20
Is low in λ, and good stretch flangeability cannot be obtained. In Comparative Examples Nos. 19 to 20, the chemical components were outside the range of the present invention, the structure of the present invention was not obtained, and the fatigue properties were poor. Further, as in Comparative Example No. 21, even if a structure within the range of the present invention is obtained, the amount of S is large, and good stretch flangeability cannot be obtained with a chemical component outside the range of the present invention.

【0045】[0045]

【表1】 [Table 1]

【0046】[0046]

【表2】 [Table 2]

【0047】[0047]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
トライフェイズ鋼板であって、疲労特性が優れ、強度−
伸びバランス及び伸びフランジ性に優れる高強度熱延鋼
板を提供でき、特に、自動車の足まわり部材やホィ−ル
ディスク等の素材として好適である。
As described in detail above, according to the present invention,
Tri-phase steel sheet with excellent fatigue properties and strength
A high-strength hot-rolled steel sheet having excellent stretch balance and stretch flangeability can be provided, and is particularly suitable as a material for automobile underbody members and wheel discs.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】各種材料の強度と伸びフランジ性の関係を示す
図である。
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the strength of various materials and stretch flangeability.

【図2】各種材料の強度と疲労強度の関係を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between strength of various materials and fatigue strength.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−126813(JP,A) 特開 昭57−126813(JP,A) 特許2640065(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21D 8/02 - 8/04 C21D 9/46 - 9/48 C22C 38/00 - 38/60 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-126813 (JP, A) JP-A-57-126813 (JP, A) Patent 2640065 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C21D 8/02-8/04 C21D 9/46-9/48 C22C 38/00-38/60

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 重量%で(以下同じ)、 C:0.05〜0.20%、 Si:0.20〜2.0%、 Mn:0.60〜2.5%、 S:0.005%以下、 P:0.1%以下、 Al:0.1%以下、Ca:0.005%以下 を含有し、残部がFe及び不可避的不純物元素からなる
鋼を熱間圧延するに際して、仕上温度をAr3+50℃〜
Ar3−20℃で圧延し、次に3段階の冷却を行うに際し
て、1次冷却は冷却速度を15℃/秒以上で行い、続い
て2次冷却は600℃以上750℃以下の温度範囲内で
冷却速度を15℃/秒未満で3秒以上15秒以下の徐冷
を行い、続いて3次冷却は冷却速度を15℃/秒以上で
行った後、Ms点以上500℃以下で巻取ることによっ
て、その組織がポリゴナルフェライト、ベーナイト及び
マルテンサイトの3相からなり、ベーナイト面積率(Vf
B)1〜15%、マルテンサイト面積率(VfM)2〜30
%で、かつ、VfM/VfBが2以上20以下を得ること
を特徴とする疲労特性と伸びフランジ性に優れた高強度
熱延鋼板の製造方法。
C .: 0.05 to 0.20%, Si: 0.20 to 2.0%, Mn: 0.60 to 2.5%, S: 0. 005% or less, P: 0.1% or less, Al: 0.1% or less, Ca: 0.005% or less , the balance being the finish when hot rolling steel consisting of Fe and unavoidable impurity elements Temperature is Ar 3 + 50 ° C ~
When rolling at Ar 3 −20 ° C. and then performing three-stage cooling, primary cooling is performed at a cooling rate of 15 ° C./sec or more, and then secondary cooling is performed within a temperature range of 600 ° C. to 750 ° C. The cooling is performed at a cooling rate of less than 15 ° C./sec and the cooling is performed for 3 seconds to 15 seconds, and then the third cooling is performed at a cooling rate of 15 ° C./sec. Thereby, the structure is composed of three phases of polygonal ferrite, bainite and martensite, and the bainite area ratio (Vf
B) 1 to 15%, martensite area ratio (VfM) 2 to 30
%, And a method for producing a high-strength hot-rolled steel sheet having excellent fatigue properties and stretch flangeability, wherein VfM / VfB is 2 or more and 20 or less.
【請求項2】 前記鋼が、更にCu:0.1〜2.0%、
V:0.01〜0.50%、Ti:0.01〜0.30%、
Nb:0.01〜0.30%よりなる群の1種或いは2種
以上を含有する請求項1に記載の方法。
2. The steel according to claim 1, further comprising : Cu: 0.1 to 2.0%;
V: 0.01 to 0.50%, Ti: 0.01 to 0.30%,
2. The method according to claim 1, comprising one or more of the group consisting of Nb: 0.01 to 0.30% .
【請求項3】 前記鋼が、更にNi:0.1〜2.0%、3. The steel according to claim 1, further comprising: Ni: 0.1 to 2.0%;
Cr:0.05〜2.0%、Mo:0.05〜1.0%、B:Cr: 0.05 to 2.0%, Mo: 0.05 to 1.0%, B:
0.0005〜0.01%よりなる群の1種或いは2種以One or more of the group consisting of 0.0005 to 0.01%
上を含有する請求項1または2に記載の方法。3. A method according to claim 1 or claim 2 containing:
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