JP5374059B2 - Super high strength thin steel sheet with excellent workability and corrosion resistance - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超高強度薄鋼板に関するものであり、詳細には、加工性および耐食性に優れた超高強度薄鋼板に関する技術分野に属するものであり、特には、自動車の構造部材(センターピラーやサイドシル)や足回り部材として好適な超高強度薄鋼板に関する技術分野に属するものである。 The present invention relates to an ultra-high-strength thin steel sheet, and particularly relates to a technical field relating to an ultra-high-strength thin steel sheet excellent in workability and corrosion resistance. It belongs to a technical field related to ultra-high-strength thin steel sheets suitable as side sill and suspension members.
近年、自動車の車体軽量化の観点ならびに自動車の衝突安全性向上の観点から自動車用高強度鋼板の適用が進んでいる。自動車の衝突安全性向上の観点から、近年980MPa以上の超高強度鋼板にプレス成形や曲げ加工を施してバンパーやインパクトビーム等の補強材やシートレール等に使用される場合が急速に増えてきている。一般的に鋼板強度が向上すると伸び特性が低下することが知られており、前述の部材のような複雑なプレス成形を要する部位に高強度鋼板を適用する場合の障害となっている。 In recent years, application of high-strength steel sheets for automobiles has been progressing from the viewpoint of reducing the weight of automobile bodies and improving the collision safety of automobiles. In recent years, from the viewpoint of improving the collision safety of automobiles, the number of ultra-high-strength steel sheets of 980 MPa or higher that have been press-formed or bent to be used for reinforcing materials such as bumpers and impact beams, seat rails, etc. has increased rapidly. Yes. In general, it is known that when the steel plate strength is improved, the elongation property is lowered, which is an obstacle to the application of a high strength steel plate to a portion requiring complicated press forming such as the above-described member.
一方、従来鋼が適用されていた自動車用構造部材、足回り部材などに高強度鋼を適用することにより、必要な車体強度、剛性を維持しつつ、鋼板の薄肉化をはかり、車体の軽量化に寄与することができる。しかし、一方で鋼板の薄肉化により腐食後の残板厚が少なくなるため耐食性の観点からは不利となる。特に上記のような薄肉化された高強度自動車用鋼板が冬期に融雪塩(塩化ナトリウム、塩化カルシウム等)散布が行われる地域で適用されると、融雪塩中に含まれるCl- イオン存在下で走行中に鋼板が乾湿繰り返しを受ける厳しい腐食環境となるため、耐食性の観点ではより一層過酷な条件となる。このような状況下で使用される自動車用鋼板は、鋼板の耐食性向上の目的から通常自動車車体に組み立てられた後、電着塗装などの防錆措置が行われる。しかしながら、このような防錆処理を行っても、スポット溶接部などの鋼板合わせ部位や複雑な形状の足回り部材においては、その構造上電着塗装が十分には行えず、鋼板素地が露出してしまう。そのため、これら部位から腐食が進行し、腐食による孔あきが生じるという問題があった。 On the other hand, by applying high-strength steel to automotive structural members and underbody members, etc. to which conventional steel has been applied, the steel sheet is made thinner while maintaining the required body strength and rigidity, and the weight of the body is reduced. Can contribute. On the other hand, however, the thickness of the steel sheet is reduced, so that the remaining thickness after corrosion is reduced, which is disadvantageous from the viewpoint of corrosion resistance. In particular, when the thinned high-strength automotive steel sheet as described above is applied in areas where snowmelt salt (sodium chloride, calcium chloride, etc.) is sprayed in the winter, in the presence of Cl - ions contained in the snowmelt salt. Since the steel sheet becomes a severe corrosive environment that is repeatedly subjected to dry and wet conditions during traveling, it becomes even more severe in terms of corrosion resistance. In order to improve the corrosion resistance of the steel sheet, the automobile steel sheet used under such circumstances is usually assembled on an automobile body and then subjected to rust prevention measures such as electrodeposition coating. However, even with such a rust-proofing treatment, it is not possible to sufficiently perform electrodeposition coating on the steel plate matching part such as a spot welded part or a complicatedly shaped undercarriage member, and the steel plate substrate is exposed. End up. For this reason, there is a problem in that corrosion proceeds from these portions, and perforation due to corrosion occurs.
また、980MPa以上の超高強度鋼板においては、鋼中への水素の侵入により水素脆化(酸洗脆性、めっき脆性、遅れ破壊など)が発生することが知られている。これに対し、薄鋼板は板厚が薄いため水素が侵入しても短時間で放出されること、加工性や溶接性の観点から780MPa以上の鋼板の利用があまりなかったことなどから、いわゆる水素脆化に対して積極的な対策はされていなかったといえる。自動車用鋼板における水素脆性を考えた場合、使用中に鋼板に生じる腐食に起因した水素がその原因となると考えられる。前述のような融雪塩の散布される環境は高強度自動車用鋼板の水素脆性にとっても非常に過酷な環境であるといえる。 In addition, it is known that hydrogen embrittlement (pickling embrittlement, plating embrittlement, delayed fracture, etc.) occurs in an ultrahigh strength steel plate of 980 MPa or more due to the penetration of hydrogen into the steel. On the other hand, thin steel plates are so thin that even if hydrogen enters, they are released in a short time. From the viewpoint of workability and weldability, steel plates of 780 MPa or more were not used so much. It can be said that no aggressive measures were taken against embrittlement. When considering hydrogen embrittlement in steel plates for automobiles, it is considered that hydrogen caused by corrosion that occurs in the steel plates during use is the cause. It can be said that the environment where snow melting salt is spread as described above is a very severe environment for hydrogen embrittlement of high-strength automotive steel sheets.
従来、このような部位に適用される自動車用鋼板としては、亜鉛めっき鋼板に代表される各種表面処理鋼板や耐候性改善元素であるCu、Pを添加した防錆鋼板が知られている。例えば、特開昭56-139655 号公報(特許文献1)には、Cu:0.04〜0.40%を含むCu−P鋼にSb等を添加することにより、CuとSbの金属間化合物を形成させ、耐食性(耐孔あき性)を向上させる技術が記載されている。また、特開平2-50940 号公報(特許文献2)には、Cr添加により耐食性を高める技術が開示されている。 Conventionally, as automotive steel plates applied to such parts, various surface-treated steel plates typified by galvanized steel plates and rust-proof steel plates to which Cu and P, which are weather resistance improving elements, are added are known. For example, in JP-A-56-139655 (Patent Document 1), an intermetallic compound of Cu and Sb is formed by adding Sb or the like to Cu-P steel containing Cu: 0.04 to 0.40%, A technique for improving the corrosion resistance (perforation resistance) is described. Japanese Patent Laid-Open No. 2-50940 (Patent Document 2) discloses a technique for improving corrosion resistance by adding Cr.
しかしながら、特開昭56-139655 号公報記載の技術は、給排水管やタンク底板などに適用されるものであり、自動車用鋼板に必要な加工性(プレス成形性)については何ら考慮されていない。また、特開平2-50940 号公報記載の技術は、Cr添加ではCl- イオンの存在環境下で腐食しやすく (耐孔あき性に劣り) 、また、表面が電気化学的に安定化されているために化成処理性に劣り、さらに鋼板強度が30kg/mm2程度であるため、自動車の構造部材として適用した場合、車体の軽量化に寄与しない。 However, the technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 56-139655 is applied to a water supply / drain pipe, a tank bottom plate, and the like, and no consideration is given to workability (press formability) required for a steel plate for automobiles. In addition, the technology described in Japanese Patent Laid-Open No. 2-50940 is prone to corrode in the presence of Cl 2 − ions when Cr is added (poor perforation resistance), and the surface is electrochemically stabilized. Therefore, since it is inferior in chemical conversion treatment and further has a steel plate strength of about 30 kg / mm 2 , it does not contribute to weight reduction of the vehicle body when applied as a structural member of an automobile.
このような高強度および高加工性ならびに耐食性を満足する鋼板の母材組織として、TRIP(TRansformation Induced Plasticity ;変態誘起塑性)鋼板が好ましい。 A TRIP (TRansformation Induced Plasticity) steel sheet is preferred as the base metal structure of the steel sheet satisfying such high strength, high workability and corrosion resistance.
TRIP鋼板は、オーステナイト組織が残留しており、マルテンサイト変態開始温度(Ms点)以上の温度で加工変形させると、応力によって残留オーステナイト(残留γ)がマルテンサイトに誘起変態して大きな伸びが得られる鋼板である。その種類として幾つか挙げられ、例えば、ポリゴナルフェライトを母相とし、残留オーステナイトを含むTRIP型複合組織鋼(TPF 鋼)、焼戻マルテンサイトを母相とし、残留オーステナイトを含むTRIP型焼戻マルテンサイト鋼(TAM 鋼)、ベイニティックフェライトを母相とし、残留オーステナイトを含むTRIP型ベイナイト鋼(TBF 鋼)等が知られている。このうちTBF 鋼は古くから知られており〔例えば、NISSHIN STEEL TECHNICAL REPORT(日新製鋼技報)、No.43 、Dec.1980、p.1-10(非特許文献1)等〕、硬質のベイニティックフェライトによって高強度が得られ易く、また、当該組織中には、ラス状のベイニティクフェライトの境界に微細な残留オーステナイトが生成し易く、このような組織形態が非常に優れた伸びをもたらすといった特徴を有している。更に、TBF 鋼は1回の熱処理(連続焼鈍工程またはめっき工程)によって容易に製造できるという製造上のメリットもある。 The TRIP steel sheet has a retained austenite structure, and when deformed at a temperature equal to or higher than the martensite transformation start temperature (Ms point), the retained austenite (residual γ) is transformed into martensite by stress, resulting in large elongation. Steel plate. There are several types, for example, TRIP type tempered martensite containing polygonal ferrite as a parent phase and containing retained austenite (TPF steel) and tempered martensite as a parent phase and containing retained austenite. Site steel (TAM steel), TRIP-type bainitic steel (TBF steel) containing bainitic ferrite and containing retained austenite are known. Among these, TBF steel has been known for a long time (for example, NISSHIN STEEL TECHNICAL REPORT (Nisshin Steel Technical Report), No.43, Dec.1980, p.1-10 (Non-Patent Document 1), etc.) High strength can be easily obtained by bainitic ferrite, and fine retained austenite is easily generated at the boundary of lath-like bainitic ferrite in the structure. It has the feature of bringing about. Furthermore, TBF steel has a manufacturing advantage that it can be easily manufactured by a single heat treatment (continuous annealing process or plating process).
特開2006-233326 号公報(特許文献3)には、TBF 鋼を用いた高強度ボルト用鋼に関する技術が記載されている。特開2007-100209 号公報(特許文献4)には、TBF 鋼を用いた高強度ばね用鋼に関する技術が開示されている。これらの鋼は高強度かつ高強度で問題となる遅れ破壊(水素脆性)に対して優れた鋼であるが、いずれの場合もC量が0.2 〜0.6 質量%と非常に高いため、本技術を自動車用鋼板に適用しようとすれば、自動車用鋼板に要求されるスポット溶接性や加工性を確保できなくなる。 Japanese Patent Laid-Open No. 2006-233326 (Patent Document 3) describes a technique related to steel for high-strength bolts using TBF steel. Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-100209 (Patent Document 4) discloses a technique related to high strength spring steel using TBF steel. These steels are excellent in high strength and high strength against delayed fracture (hydrogen embrittlement), which is a problem, but in each case, the amount of C is very high at 0.2 to 0.6 mass%. If it is going to be applied to a steel sheet for automobiles, the spot weldability and workability required for the steel sheet for automobiles cannot be secured.
これまでTRIP鋼の強度向上、加工性向上および耐食性向上を図るため種々の元素添加が行われているが、Pの添加は考慮されていなかった。一般的に鋼板中に不可避成分以上のPが添加されていると、粒界偏析による粒界破壊が助長され、また、少量のP添加では耐食性を劣化させると考えられていたため、一般的に脱P処理を行い、添加量を減らしている。脱P処理を簡略化した工程によって鋼板を製造した場合でも鋼中P量は0.02質量%程度である。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、加工性および耐食性に優れた引張強度:980MPa以上の超高強度薄鋼板を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an ultra-high-strength thin steel sheet having a tensile strength of 980 MPa or more that is excellent in workability and corrosion resistance.
本発明者らは、上記目的を達成するため、鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。本発明によれば上記目的を達成することができる。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have completed the present invention. According to the present invention, the above object can be achieved.
このようにして完成され上記目的を達成することができた本発明は、超高強度薄鋼板に係わり、請求項1〜7記載の超高強度薄鋼板(第1〜7発明に係る超高強度薄鋼板)であり、それは次のような構成としたものである。 The present invention thus completed and capable of achieving the above object relates to an ultra-high-strength steel sheet, and includes the ultra-high-strength steel sheet according to claims 1 to 7 (the ultra-high strength according to the first to seventh inventions). Thin steel sheet), which has the following configuration.
即ち、請求項1記載の超高強度薄鋼板は、C:0.10〜0.18質量%、Si:1.0 〜3.0 質量%、Mn:1.0 〜3.5 質量%、P:0.05〜0.2 質量%、S:0.02質量%以下(0%を含まず)、Al:0.5 質量%以下(0%を含まず)、Cu:0.05 〜0.5 質量%を含有し、残部が鉄及び不可避不純物からなり、ベイニティックフェライト及びマルテンサイトの面積率:合計で80%以上、残留オーステナイトの面積率:1%以上の複合組織を有すると共に、残留オーステナイト結晶粒の平均軸比(長軸/短軸):5以上、残留オーステナイト結晶粒の平均短軸長さ:1μm 以下であることを特徴とする引張強度:980MPa以上の加工性および耐食性に優れた超高強度薄鋼板である〔第1発明〕。 That is, the ultra-high-strength thin steel sheet according to claim 1 has C: 0.10 to 0.18 mass%, Si: 1.0 to 3.0 mass%, Mn: 1.0 to 3.5 mass%, P: 0.05 to 0.2 mass%, and S: 0.02 mass. % Or less (excluding 0%), Al: 0.5% by mass or less (not including 0%), Cu: 0.05 to 0.5% by mass , the balance consisting of iron and inevitable impurities, bainitic ferrite and martens Site area ratio: 80% or more in total, area ratio of residual austenite: 1% or more and a composite structure of residual austenite crystal grains (major axis / minor axis): 5 or more, residual austenite crystal grains The average minor axis length is 1 μm or less. The tensile strength is a super high strength thin steel sheet excellent in workability and corrosion resistance of 980 MPa or more [first invention].
請求項2記載の超高強度薄鋼板は、更に、Ni:0.003 〜1.0質量%、Ti:0.003 〜1.0 質量%の1種以上を含有する請求項1記載の超高強度薄鋼板である〔第2発明〕。 The ultra-high-strength thin steel sheet according to claim 2 is the ultra-high-strength thin steel sheet according to claim 1, further comprising at least one of Ni: 0.003 to 1.0 mass% and Ti: 0.003 to 1.0 mass%. 2 invention].
請求項3記載の超高強度薄鋼板は、更に、B:0.0002〜0.01質量%を含有する請求項1または2記載の超高強度薄鋼板である〔第3発明〕。 The ultra-high-strength thin steel sheet according to claim 3 is the ultra-high-strength thin steel sheet according to claim 1 or 2, further containing B: 0.0002 to 0.01% by mass [third invention].
請求項4記載の超高強度薄鋼板は、更に、Mo:1.0 質量%以下(0%を含まず)及び/又はNb:0.1 質量%以下(0%を含まず)を含有する請求項1〜3のいずれかに記載の超高強度薄鋼板である〔第4発明〕。 The ultra-high strength thin steel sheet according to claim 4 further contains Mo: 1.0% by mass or less (not including 0%) and / or Nb: 0.1% by mass or less (not including 0%). 3. The ultra-high strength thin steel sheet according to any one of 3 [fourth invention].
請求項5記載の超高強度薄鋼板は、更に、V:0.003 〜1.0 質量%を含有する請求項1〜4のいずれかに記載の超高強度薄鋼板である〔第5発明〕。 The ultra-high-strength thin steel sheet according to claim 5 is the ultra-high-strength thin steel sheet according to any one of claims 1 to 4, further containing V: 0.003 to 1.0% by mass [fifth invention].
請求項6記載の超高強度薄鋼板は、更に、Ca:0.0005〜0.005 質量%及び/又はMg:0.0005〜0.01質量%を含有する請求項1〜5のいずれかに記載の超高強度薄鋼板である〔第6発明〕。 The ultra-high strength thin steel sheet according to claim 6 further contains Ca: 0.0005 to 0.005 mass% and / or Mg: 0.0005 to 0.01 mass%. [Sixth Invention]
請求項7記載の超高強度薄鋼板は、更に、Ni:0.003 〜1.0質量%、Ti:0.003 〜1.0 質量%、Nb:0.1 質量%以下(0%を含まず)を含有すると共に、Mo:1.0 質量%以下(0%を含まず)及び/又はB:0.0002〜0.01質量%を含有する請求項1記載の超高強度薄鋼板である〔第7発明〕。 The ultra-high strength thin steel sheet according to claim 7 further contains Ni: 0.003 to 1.0 mass%, Ti: 0.003 to 1.0 mass%, Nb: 0.1 mass% or less (excluding 0%), and Mo: The ultra-high-strength thin steel sheet according to claim 1, which contains 1.0% by mass or less (excluding 0%) and / or B: 0.0002 to 0.01% by mass [Seventh Invention].
本発明に係る超高強度薄鋼板は、引張強度:980MPa以上と強度が高く、加工性および耐食性に優れており、強度、加工性および耐食性が必要な部材として好適に用いることができ、この部材の強度、加工性および耐食性の向上がはかれる。 The ultra-high-strength thin steel sheet according to the present invention has a high tensile strength of 980 MPa or more, is excellent in workability and corrosion resistance, and can be suitably used as a member that requires strength, workability and corrosion resistance. The strength, workability and corrosion resistance are improved.
一般的にPは鋼板の伸びを低下させずに強度を向上させる効果があるが、従来は鋼板中のPの影響により粒界偏析による割れの発生や耐食性の低下が懸念されているため、一般的にその添加量はおおよそ0.02質量%程度に抑えられていた。 In general, P has the effect of improving strength without reducing the elongation of the steel sheet, but conventionally, there is a concern about the occurrence of cracking due to segregation at the grain boundaries and the decrease in corrosion resistance due to the influence of P in the steel sheet. In particular, the amount added was limited to about 0.02% by mass.
本発明者らは前述の従来技術の問題点を解決するために種々の成分組成および熱処理などの検討を行った結果、これまで粒界偏析による粒界破壊を抑制する観点から適用がなされなかったPの添加範囲において、製造条件等により適切な組織に制御すればP添加を行っても従来技術のような粒界偏析を発生しないこと、および、ある一定量以上のPを含有させることにより、飛躍的に耐食性(特に塩耐食性)を向上させ得ることを見出した。即ち、本発明者らは前述の目的を達成すべく鋭意検討した結果、鋼板の基本成分(C,Si,Mn)に対して特定範囲量のPを添加し、さらに鋼板組織の主相をベイニティックフェライトとし、第二相として残留オーステナイトを導入することにより、980MPa以上の鋼板強度を有し、かつ、高い加工性(プレス成形性)に優れたTRIP型鋼板が得られることを見出した。更に、この鋼板に添加した適量のPにより耐食性(特に塩耐食性)に優れたものとなることを見出し、また、そこに更に適量のCuおよび/またはNiを共存させることにより、塩環境下における鋼板の耐孔あき性が飛躍的に向上することも見出した。本発明は、かかる知見に基づき完成されたものである。この詳細を以下説明する。 As a result of studying various component compositions and heat treatments in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the present inventors have not been applied from the viewpoint of suppressing grain boundary fracture due to grain boundary segregation. In the addition range of P, if it is controlled to an appropriate structure according to production conditions and the like, even if P addition is performed, grain boundary segregation as in the prior art does not occur, and by containing more than a certain amount of P, It has been found that the corrosion resistance (particularly salt corrosion resistance) can be dramatically improved. That is, the present inventors have intensively studied to achieve the above-mentioned object, and as a result, added a specific range amount of P to the basic components (C, Si, Mn) of the steel sheet, and the main phase of the steel sheet structure is bayed. It was found that a TRIP type steel sheet having a steel sheet strength of 980 MPa or more and excellent in workability (press formability) can be obtained by introducing nitrite ferrite and introducing retained austenite as the second phase. Furthermore, it has been found that an appropriate amount of P added to this steel sheet provides excellent corrosion resistance (especially salt corrosion resistance), and by further coexisting an appropriate amount of Cu and / or Ni therewith, a steel sheet in a salt environment. It has also been found that the perforation resistance of the steel is dramatically improved. The present invention has been completed based on such findings. Details will be described below.
Pの粒界偏析による粒界割れを抑制するためには、粒界偏析物に変形等による応力が集中しないようにすること、及び、隣り合った結晶粒同士の硬さの差を少なくすることが重要である。これらを可能にするためには、従来より980MPaを超える超高強度鋼板に多く用いられていたDP組織(フェライト−マルテンサイト組織)では不適当である。DP組織中のフェライトとマルテンサイトは硬度差が大きく、プレス成形などによる変形や、プレス成形後に部品としての形状を維持する際に生じる残留応力などにより割れが発生しやすい。これらを抑制するためには組織形態を工夫し、鋼中に粗大介在物が無い方が応力集中しないために好ましい。また、組織形態もDP組織でない方が好ましい。これらの特性を向上させる具体的な方法として、マルテンサイトではなく、ベイニティックフェライト相に着目した。マルテンサイトでは、粒界に炭化物、例えばフィルム状セメンタイトなどが析出し、粒界破壊しやすい。一方、ベイニティックフェライト相は一般のフェライト(ポリゴナルフェライト)と異なり、板状のフェライトで転位密度が高く、組織全体の強度が高く、かつ、粒界破壊の起点となる炭化物がないため高強度鋼板の母相として最適である。 In order to suppress grain boundary cracking due to P grain boundary segregation, stress caused by deformation or the like should not be concentrated on the grain boundary segregated material, and the difference in hardness between adjacent crystal grains should be reduced. is important. In order to make these possible, the DP structure (ferrite-martensite structure), which has been widely used for ultra-high strength steel plates exceeding 980 MPa, is not suitable. The difference in hardness between ferrite and martensite in the DP structure is large, and cracking is likely to occur due to deformation caused by press molding or the residual stress generated when maintaining the shape of the part after press molding. In order to suppress these, it is preferable that the form of the structure is devised and there is no coarse inclusion in the steel because stress is not concentrated. Moreover, it is preferable that the organization form is not a DP organization. As a specific method for improving these characteristics, attention was focused on bainitic ferrite phase, not martensite. In martensite, carbides such as film-like cementite precipitate at the grain boundaries, and the grain boundaries are liable to break. On the other hand, the bainitic ferrite phase, unlike ordinary ferrite (polygonal ferrite), is a plate-like ferrite with a high dislocation density, high overall structure strength, and no carbides that can cause grain boundary fracture. It is optimal as a matrix for high strength steel sheets.
残留オーステナイトを鋼中に分散させて存在させることにより、高強度であっても優れた加工性を有させることが可能になった。しかし、図7に示す従来のTRIP鋼のように鋼中に粗大な塊状の残留オーステナイトが存在していると、この残留オーステナイトが応力負荷によってボイドを形成しやすくなり、また、粗大な塊状の残留オーステナイトは安定性が低いため、加えられたプレス加工によって容易にマルテンサイトに変態してしまい、かえって破壊の起点となってしまう。残留オーステナイトを破壊の起点にしないためには、微細なラス状に形態を制御しなければいけない。一般的なTRIP鋼内の残留オーステナイトはミクロンオーダーの塊状であるが、本発明では図8に示すように、残留オーステナイトがサブミクロンオーダーで、微細ラス状であることに特徴がある。水素吸蔵および伸びの確保の観点から、残留オーステナイト量は全組織に対する面積率で1%以上であることが必要であり、望ましくは2%以上、より望ましくは3%以上である。残留オーステナイトの面積率が15%以上になると強度の確保が困難になるなどの問題が生じるため、上限を15%とすることが望ましく、より望ましくは14%以下、更に望ましくは13%以下である。 By allowing residual austenite to be dispersed in the steel, it becomes possible to have excellent workability even at high strength. However, when the coarse agglomerated residual austenite exists in the steel as in the conventional TRIP steel shown in FIG. 7, the residual austenite easily forms voids due to the stress load, and the coarse agglomerate residual Since austenite is low in stability, it is easily transformed into martensite by the applied press work, and instead becomes a starting point of fracture. In order not to use retained austenite as a starting point of destruction, the form must be controlled in a fine lath form. Residual austenite in general TRIP steel is in the order of microns, but the present invention is characterized in that the retained austenite is in the sub-micron order and in the form of fine lath as shown in FIG. From the viewpoint of ensuring hydrogen storage and elongation, the amount of retained austenite is required to be 1% or more in terms of the area ratio with respect to the entire structure, desirably 2% or more, and more desirably 3% or more. When the area ratio of retained austenite is 15% or more, problems such as difficulty in securing the strength occur, so the upper limit is desirably 15%, more desirably 14% or less, and even more desirably 13% or less. .
また、残留オーステナイト結晶粒の平均軸比(長軸/短軸)が5以上であることが必要である。上記平均軸比の上限は特に規定されないが、TRIP効果(即ち、加工変形の際に応力によって残留オーステナイトがマルテンサイトに誘起変態して大きな伸びが得られるという効果)を有効に発揮させるためには残留オーステナイトの厚さがある程度必要となる。そのため、残留オーステナイト結晶粒の平均軸比(長軸/短軸)はその上限を30とするのが望ましく、より望ましくは20以下である。更に、上記ラス状残留オーステナイト結晶粒として短軸長さが短い(平均短軸長さ:1μm 以下)のものを分散させることによって鋼板強度が高強度であるにもかかわらず優れた加工性を有することを見出した。これは、平均短軸長さの短い微細な残留オーステナイト結晶粒が多数分散している方が残留オーステナイトの変態に対する安定度が高くなり(オーステナイトの変態が起り難くなり)、粗大な塊状の残留オーステナイトよりもプレス成形後もその変態量が少なく(オーステナイトが多く残存しており)、その結果、破壊の起点となるマルテンサイトへの変態を抑制することができるからである。従って、残留オーステナイト結晶粒の平均短軸長さは1μm 以下であることが必要であり、望ましくは0.5 μm 以下、より望ましくは0.25μm 以下である。なお、図6に残留オーステナイト結晶粒の模式図を示す。図6に示す残留オーステナイト結晶粒において、その軸比は図6に示す長軸長さと短軸長さとの比(長軸長さ/短軸長さ)である。残留オーステナイト結晶粒の軸比(長軸/短軸)とは、このような軸比のことである。残留オーステナイト結晶粒の平均軸比(長軸/短軸)とは、それぞれの残留オーステナイト結晶粒の軸比(長軸/短軸)の平均値のことである。残留オーステナイト結晶粒の平均短軸長さとは、それぞれの残留オーステナイト結晶粒の短軸長さの平均値のことである。 Further, the average axial ratio (major axis / minor axis) of the retained austenite crystal grains needs to be 5 or more. The upper limit of the average axial ratio is not particularly specified, but in order to effectively exhibit the TRIP effect (that is, the effect that residual austenite is induced and transformed into martensite by stress during work deformation). Some thickness of retained austenite is required. For this reason, the upper limit of the average axial ratio (major axis / minor axis) of the retained austenite crystal grains is desirably 30, and more desirably 20 or less. Further, by dispersing the lath-like retained austenite crystal grains having a short minor axis length (average minor axis length: 1 μm or less), the steel sheet has excellent workability despite its high strength. I found out. This is because a larger amount of fine retained austenite grains with a short average minor axis length is more stable against the transformation of retained austenite (the austenite transformation is less likely to occur), and the coarse agglomerated retained austenite This is because the amount of transformation is smaller after press molding (a lot of austenite remains), and as a result, transformation to martensite, which is the starting point of fracture, can be suppressed. Accordingly, the average minor axis length of the residual austenite crystal grains needs to be 1 μm or less, desirably 0.5 μm or less, and more desirably 0.25 μm or less. In addition, the schematic diagram of a retained austenite crystal grain is shown in FIG. In the retained austenite crystal grains shown in FIG. 6, the axial ratio is the ratio of the major axis length to the minor axis length (major axis length / minor axis length) shown in FIG. The axial ratio (long axis / short axis) of residual austenite crystal grains is such an axial ratio. The average axial ratio (major axis / minor axis) of the retained austenite crystal grains is the average value of the axial ratios (major axis / minor axis) of the respective retained austenite crystal grains. The average minor axis length of the retained austenite crystal grains is the average value of the minor axis lengths of the respective retained austenite crystal grains.
上記のような作用効果を有効に発揮させるには、全組織に対する面積率で、ベイニティックフェライトとマルテンサイトを合計で80%以上とする必要があり、85%以上とすることが好ましい。なお、この面積率の上限は他の組織(残留オーステナイト)とのバランスによって決定され、フェライト組織等を含有しない場合には、その上限が99%に制御される。 In order to effectively exhibit the above-described effects, the total area ratio of bainitic ferrite and martensite needs to be 80% or more, preferably 85% or more. The upper limit of the area ratio is determined by the balance with other structures (residual austenite), and when the ferrite structure or the like is not contained, the upper limit is controlled to 99%.
Pは鋼の加工性を低下させずに強度を向上させる作用を有し、かつ、鋼板の耐食性を向上させる効果もあるため、所望の強度に応じて必要量添加するとよい。しかし、Pの添加量が0.05質量%未満では鋼板強度の向上に対する効果、および、耐食性に対する効果が少ない。Pの添加量が0.2 質量%を超えると溶接性が劣化する。 P has the effect of improving the strength without deteriorating the workability of the steel, and also has the effect of improving the corrosion resistance of the steel plate. Therefore, it is preferable to add the necessary amount according to the desired strength. However, if the addition amount of P is less than 0.05% by mass, the effect on improving the strength of the steel sheet and the effect on the corrosion resistance are small. When the amount of P exceeds 0.2% by mass, weldability deteriorates.
PはCuと共存することにより、耐孔あき腐食性の改善に有効な元素であり、錆を非晶質化し緻密な保護膜を作る効果がある。しかし、一方では多量に添加すると加工脆化の点で問題があるため、その添加量を適切に制御しなければならない。 Coexisting with Cu is an element effective for improving perforated corrosion resistance, and has the effect of making rust amorphous and forming a dense protective film. However, on the other hand, if added in a large amount, there is a problem in terms of work embrittlement, so the added amount must be appropriately controlled.
スポット溶接性や加工性に関し、従来技術においてはC量が0.2 〜0.6 質量%と非常に高かったため、これら特性が十分でなかったが、C量を低く抑えることによって、これら特性を向上できることも見出した。 With regard to spot weldability and workability, the C amount in the prior art was very high at 0.2 to 0.6% by mass, so these properties were not sufficient, but it was also found that these properties can be improved by keeping the C amount low. It was.
本発明は、以上の知見に基づき完成されたものであり、超高強度薄鋼板に係わる。このようにして完成された本発明に係る超高強度薄鋼板は、前述のように、C:0.10〜0.18質量%、Si:1.0 〜3.0 質量%、Mn:1.0 〜3.5 質量%、P:0.05〜0.2 質量%、S:0.02質量%以下(0%を含まず)、Al:0.5 質量%以下(0%を含まず)、Cu:0.05 〜0.5 質量%を含有し、残部が鉄及び不可避不純物からなり、ベイニティックフェライト及びマルテンサイトの面積率:合計で80%以上、残留オーステナイトの面積率:1%以上の複合組織を有すると共に、残留オーステナイト結晶粒の平均軸比(長軸/短軸):5以上、残留オーステナイト結晶粒の平均短軸長さ:1μm 以下であることを特徴とする引張強度:980MPa以上の加工性および耐食性に優れた超高強度薄鋼板である〔第1発明〕。本発明に係る超高強度薄鋼板は、以上の知見等からわかるように、引張強度:980MPa以上と強度が高く、溶接性、加工性および耐食性に優れている。従って、本発明に係る超高強度薄鋼板は、強度、溶接性、加工性および耐食性が必要な部材として好適に用いることができ、この部材の強度、溶接性、加工性および耐食性の向上がはかれる。例えば、自動車の構造部材(センターピラーやサイドシル)や足回り部材に好適に用いることができる。特に、融雪塩(塩化ナトリウム、塩化カルシウム等)散布が行われる地域で融雪塩に起因する腐食が問題となる自動車のサイドシル、アンダーパネル、足回り部材として好適に用いることができる。本発明に係る超高強度薄鋼板を用いる場合、めっきをしなくても優れた耐食性を有するので、めっき付着性に難があり、めっき適用が困難な場合の部材に好適に用いることができる。特に、PとCuの共存により塩環境下における鋼板の耐孔あき性が飛躍的に向上する。 The present invention has been completed based on the above knowledge and relates to an ultra-high strength thin steel sheet. As described above, the ultra-high strength thin steel sheet according to the present invention thus completed has C: 0.10 to 0.18 mass%, Si: 1.0 to 3.0 mass%, Mn: 1.0 to 3.5 mass%, P: 0.05. -0.2% by mass, S: 0.02% by mass or less (excluding 0%), Al: 0.5% by mass or less (excluding 0%), Cu: 0.05-0.5% by mass , the balance being iron and inevitable impurities The area ratio of bainitic ferrite and martensite: 80% or more in total, and the area ratio of retained austenite: 1% or more, and the average axial ratio (major axis / minor axis) of the retained austenite crystal grains ): 5 or more, average minor axis length of residual austenite crystal grains: 1 μm or less Tensile strength: Super high strength thin steel sheet excellent in workability and corrosion resistance of 980 MPa or more [first invention] . As can be seen from the above knowledge and the like, the ultra-high strength thin steel sheet according to the present invention has a high tensile strength of 980 MPa or more, and is excellent in weldability, workability and corrosion resistance. Therefore, the ultra-high strength thin steel sheet according to the present invention can be suitably used as a member that requires strength, weldability, workability, and corrosion resistance, and the strength, weldability, workability, and corrosion resistance of this member can be improved. . For example, it can be suitably used for structural members (center pillars and side sills) and underbody members of automobiles. In particular, it can be suitably used as a side sill, under panel, or underbody member for automobiles where corrosion due to snow melting salt is a problem in areas where snow melting salt (sodium chloride, calcium chloride, etc.) is sprayed. When the ultra-high strength thin steel sheet according to the present invention is used, it has excellent corrosion resistance without being plated, so that it can be suitably used as a member when plating adhesion is difficult and plating application is difficult. In particular, the coexistence of P and Cu dramatically improves the perforation resistance of the steel sheet in a salt environment.
本発明に係る超高強度薄鋼板に対し、更に、Ni:0.003 〜1.0 質量%、Ti:0.003 〜1.0 質量%の1種以上を含有するようにすると、耐食性、耐孔あき性が向上する〔第2発明〕。特に、PとNiの共存により塩環境下における鋼板の耐孔あき性が飛躍的に向上する。 If the ultra high strength steel sheet according to the present invention further contains at least one of Ni: 0.003 to 1.0 mass% and Ti: 0.003 to 1.0 mass%, corrosion resistance and perforation resistance are improved. Second invention]. In particular, the coexistence of P and Ni dramatically improves the perforation resistance of the steel sheet in a salt environment.
本発明に係る超高強度薄鋼板に対し、更に、B:0.0002〜0.01質量%を含有するようにすると、焼き入れ性が向上する。CuとBを共存させた場合、耐孔あき性が向上する〔第3発明〕。 When the ultra high strength thin steel sheet according to the present invention further contains B: 0.0002 to 0.01% by mass, the hardenability is improved. When Cu and B coexist, the perforation resistance is improved [third invention].
本発明に係る超高強度薄鋼板に対し、更に、Mo:1.0 質量%以下(0%を含まず)を含有するようにすると、強度向上、固溶強化、焼き入れ性向上がはかれる。本発明に係る超高強度薄鋼板に対し、更に、Nb:0.1 質量%以下(0%を含まず)を含有するようにすると、組織微細化がはかれる〔第4発明〕。 If the ultra high strength thin steel sheet according to the present invention further contains Mo: 1.0% by mass or less (not including 0%), strength improvement, solid solution strengthening, and hardenability improvement can be achieved. When the ultra high strength steel sheet according to the present invention further contains Nb: 0.1% by mass or less (not including 0%), the structure is refined [fourth invention].
本発明に係る超高強度薄鋼板に対し、更に、V:0.003 〜1.0 質量%を含有するようにすると、鋼中にVの炭窒化物が形成され、これが有効な水素トラップサイトとなるため、耐水素脆化性の向上がはかれる〔第5発明〕。 If the ultra high strength steel sheet according to the present invention further contains V: 0.003 to 1.0% by mass, V carbonitride is formed in the steel, and this becomes an effective hydrogen trap site. The hydrogen embrittlement resistance is improved [fifth invention].
本発明に係る超高強度薄鋼板に対し、更に、Ca:0.0005〜0.005 質量%及び/又はMg:0.0005〜0.01質量%を含有するようにすると、耐食性および耐局部腐食性が向上する〔第6発明〕。 When the ultra-high-strength thin steel sheet according to the present invention further contains Ca: 0.0005 to 0.005 mass% and / or Mg: 0.0005 to 0.01 mass%, the corrosion resistance and the local corrosion resistance are improved [No. 6 invention〕.
本発明に係る超高強度薄鋼板に対し、更に、Ni:0.003 〜1.0 質量%、Ti:0.003 〜1.0 質量%、Nb:0.1 質量%以下(0%を含まず)を含有すると共に、Mo:1.0 質量%以下(0%を含まず)及び/又はB:0.0002〜0.01質量%を含有するようにすると、強度向上、組織微細化および耐食性向上がはかれると共に、塩環境下における耐孔あき性の飛躍的な向上がはかれる〔第7発明〕。 To ultra-high strength thin steel sheet according to the present invention, further, Ni: 0.003 to 1.0 wt%, Ti: 0.003 to 1.0 wt%, Nb: with containing 0.1 mass% or below (not inclusive of 0%), Mo: 1.0% by mass or less (excluding 0%) and / or B: 0.0002 to 0.01% by mass improves strength, refines the structure and improves corrosion resistance, and improves the resistance to porosity in a salt environment. A dramatic improvement is achieved [seventh invention].
超高強度薄鋼板のベイニティックフェライトの確認方法、残留オーステナイトの面積率の測定方法等について、以下説明する。 A method for confirming bainitic ferrite of an ultra high strength thin steel sheet, a method for measuring the area ratio of retained austenite, and the like will be described below.
ベイニティックフェライトは板状のフェライトであり、転位密度が高い下部組織を意味し、「転位がないか、あるいは極めて少ない下部組織を有するポリゴナルフェライト(本明細書では、このポリゴナルフェライトをフェライトとよぶ)」とは SEM観察によって明瞭に区別される。ベイニティックフェライトは SEM写真では濃灰色を示すが、ポリゴナルフェライトは SEM写真において黒色であり、多角形の形状で、内部に残留オーステナイトやマルテンサイトを含まない。 Bainitic ferrite is a plate-like ferrite, meaning a substructure with a high dislocation density. “Polygonal ferrite with no or few dislocations. Is clearly distinguished by SEM observation. Bainitic ferrite is dark gray in the SEM photograph, while polygonal ferrite is black in the SEM photograph and has a polygonal shape and does not contain retained austenite or martensite.
残留オーステナイトは、「EBSP(Electron Back Scatter diffraction Pattern )検出器を備えたFE−SEM 」等により、 FCC(面心立方格子)として観察される領域を意味する。EBSPは試料表面に電子線を入射させてこのときに発生する反射電子から得られた菊池パターンを解析することにより電子線入射位置の結晶方位を決定するものであり、電子線を試料表面に2次元で走査させ、所定のピッチごとに結晶方位を測定すれば、試料表面での方位分布を測定できる。測定の一例を挙げる。板厚1/4 の位置で圧延面と平行な面における任意の測定面積(約50×50μm 、測定間隔は 0.1μm )を測定対象とする。なお、当該測定面まで研磨する際には、残留オーステナイトの変態を防ぐため、電解研磨する。次に、上記「EBSP検出器を備えたFE−SEM 」を用い、EBSP画像を高感度カメラで撮影しコンピューターに画像として取り込む。画像解析を行い、既知の結晶系(残留オーステナイトの場合は FCC(面心立方格子))を用いたシミュレーションによるパターンとの比較によって決定した FCC相をカラーマップする。このようにして、マッピングされた領域の面積率を求め、これを残留オーステナイト組織の面積率とする。 Residual austenite means a region observed as FCC (face-centered cubic lattice) by “FE-SEM equipped with EBSP (Electron Back Scatter Diffraction Pattern) detector”. In EBSP, an electron beam is incident on the sample surface and the crystal orientation at the electron beam incident position is determined by analyzing the Kikuchi pattern obtained from the reflected electrons generated at this time. The orientation distribution on the sample surface can be measured by scanning in a dimension and measuring the crystal orientation for each predetermined pitch. An example of measurement is given. The measurement target is an arbitrary measurement area (about 50 x 50 µm, measurement interval is 0.1 µm) on a plane parallel to the rolling surface at a thickness of 1/4. In addition, when polishing up to the measurement surface, electrolytic polishing is performed in order to prevent transformation of retained austenite. Next, using the “FE-SEM equipped with an EBSP detector”, an EBSP image is taken with a high-sensitivity camera and captured as an image on a computer. Image analysis is performed, and the FCC phase determined by comparison with a simulated pattern using a known crystal system (in the case of retained austenite, FCC (face-centered cubic lattice)) is color-mapped. Thus, the area ratio of the mapped area | region is calculated | required and this is made into the area ratio of a retained austenite structure | tissue.
本発明に係る超高強度薄鋼板の成分上の数値限定理由(各成分の含有量限定の理由)、および、好ましい含有量等について、以下説明する。 The reason for limiting the numerical values on the components of the ultra-high strength thin steel sheet according to the present invention (the reason for limiting the content of each component), the preferable content, etc. will be described below.
Cは、鋼板の強度を上昇できる元素である。特に残留オーステナイトを確保するためには必須の元素であり、980MPa以上の強度を得るために0.10質量%(以下、質量%を%ともいう)以上が必要である。好ましくは0.11%以上、より好ましくは0.12%以上である。強度確保の観点からはC量は多い方が良いが、耐食性やスポット溶接性、加工性を確保する観点から、C量を0.18%以下に抑える。 C is an element that can increase the strength of the steel sheet. In particular, it is an essential element for securing retained austenite, and in order to obtain a strength of 980 MPa or more, 0.10% by mass (hereinafter also referred to as%) is required. Preferably it is 0.11% or more, more preferably 0.12% or more. From the viewpoint of securing strength, it is better that the amount of C is large, but from the viewpoint of securing corrosion resistance, spot weldability, and workability, the C amount is suppressed to 0.18% or less.
Siは、残留オーステナイトが分解して炭化物が生成するのを有効に抑える重要な元素であり、かつ、材質を大きく硬質化する置換型固溶体強化元素である。このような作用効果を有効に発現させるには1.0 %以上含有することが必要である。好ましくは1.2 %以上、より好ましくは1.5 %以上である。一方、3.0 %を超えると熱間圧延でのスケール形成が顕著になることと、キズの除去にコストがかかり経済的に不利なため、3.0 %を上限とする。好ましくは2.5 %以下、より好ましくは2.0 %以下である。 Si is an important element that effectively suppresses the generation of carbides by decomposition of retained austenite, and is a substitutional solid solution strengthening element that greatly hardens the material. It is necessary to contain 1.0% or more in order to effectively exhibit such effects. Preferably it is 1.2% or more, More preferably, it is 1.5% or more. On the other hand, if it exceeds 3.0%, scale formation by hot rolling becomes prominent, and scratch removal is costly and economically disadvantageous, so 3.0% is made the upper limit. Preferably it is 2.5% or less, More preferably, it is 2.0% or less.
Mnは、オーステナイトの安定化、所望の残留オーステナイトを得るために必要であり、1.0 %以上含有することが必要である。好ましくは1.2 %以上、より好ましくは1.5 %以上である。逆に多すぎると偏析が顕著となり、加工性が劣化する場合があるため、3.5 %を上限値とする。好ましくは3.0 %以下である。 Mn is necessary for stabilizing austenite and obtaining desired retained austenite, and it is necessary to contain 1.0% or more. Preferably it is 1.2% or more, More preferably, it is 1.5% or more. Conversely, if the amount is too large, segregation becomes prominent and the workability may deteriorate, so 3.5% is made the upper limit. Preferably it is 3.0% or less.
Pは、鋼の加工性を低下させずに固溶強化の作用により容易に鋼の強度を向上させ、かつ、鋼板の耐食性を向上させる元素であり、0.05%以上添加する必要がある。好ましくは0.06%以上である。しかし、多量に含有させすぎると溶接性が劣化し、また、粒界に偏析して粒界破壊を助長し、鋼の加工性を劣化させるため、P含有量の上限を0.2 %とする。また、Pは孔食が発生する際に孔食内部に濃縮しインヒビターとして作用し、耐孔あき腐食性を向上させる元素である。さらにPはCuと共存することにより、錆を非晶質化し緻密な保護膜を作る効果がある。 P is an element that easily improves the strength of the steel by the effect of solid solution strengthening without reducing the workability of the steel, and improves the corrosion resistance of the steel plate, and it is necessary to add 0.05% or more. Preferably it is 0.06% or more. However, if the content is too large, the weldability deteriorates, segregates at the grain boundaries, promotes grain boundary fracture, and deteriorates the workability of the steel, so the upper limit of the P content is 0.2%. Further, P is an element that concentrates inside the pitting corrosion and acts as an inhibitor when pitting corrosion occurs, thereby improving the perforated corrosion resistance. Further, P coexists with Cu, and has the effect of making rust amorphous and forming a dense protective film.
Sは、腐食環境下での水素吸収を助長する元素であり、その含有量は低い方が望ましいため、上限を0.02%とする。 S is an element that promotes hydrogen absorption in a corrosive environment, and its lower content is desirable, so the upper limit is made 0.02%.
Alは、脱酸のために添加する。しかし、添加量が増加するとアルミナ等の介在物が増加し、加工性が劣化するため、0.5 %を上限とする。好ましくは0.3 %以下、より好ましくは0.1 %以下である。通常、0.01%以上添加する。 Al is added for deoxidation. However, if the addition amount increases, inclusions such as alumina increase and workability deteriorates, so 0.5% is made the upper limit. Preferably it is 0.3% or less, More preferably, it is 0.1% or less. Usually, 0.01% or more is added.
本発明の超高強度薄鋼板は、更に、Cu:0.05〜0.5%、第2発明に係る超高強度薄鋼板の場合は、更に、Ni:0.003 〜1.0 %、Ti:0.003 〜1.0 %の1種以上を含有する。このように含有させることは大変有効である。詳細には、Cu、Niの存在により、鋼材自体の耐食性が向上するため、鋼板の腐食による水素発生を十分に抑制することができる。また、これらの元素は、大気中で生成するさびの中でも熱力学的に安定で保護性があるといわれている酸化鉄(:α-FeOOH)の生成を促進させる効果も有しており、該さびの生成促進を図ることで、発生した水素の鋼板への侵入を抑制でき、過酷な腐食環境下において水素による助長割れを十分に抑制することができる。Tiは、上記Cu、Niと同様に保護性さびの生成促進効果を有し、ひいては発生水素の鋼板への侵入を抑制する作用効果がある。該保護性さびは、特に塩化物環境下で生成して耐食性に悪影響を及ぼすβ-FeOOHの生成を抑制するといった非常に有益な作用を有している。また、Tiは、非常に優れた耐食性を付与する元素でもあり、鋼を清浄化する利点も併せ持つ。 The ultra-high-strength steel sheet of the present invention is further Cu: 0.05 to 0.5% , and in the case of the ultra-high-strength steel sheet according to the second invention, Ni: 0.003-1.0%, Ti: 0.003-1.0% 1 Contains more than seeds. Such inclusion is very effective. Specifically, since the corrosion resistance of the steel material itself is improved by the presence of Cu and Ni, hydrogen generation due to corrosion of the steel sheet can be sufficiently suppressed. These elements also have the effect of promoting the production of iron oxide (: α-FeOOH), which is said to be thermodynamically stable and protective among rust produced in the atmosphere. By promoting the generation of rust, it is possible to suppress the penetration of the generated hydrogen into the steel sheet, and it is possible to sufficiently suppress the assisted cracking caused by hydrogen in a severe corrosive environment. Ti, like Cu and Ni, has the effect of promoting the formation of protective rust, and thus has the effect of suppressing the penetration of the generated hydrogen into the steel sheet. The protective rust has a very beneficial effect of suppressing the production of β-FeOOH, which is produced particularly in a chloride environment and adversely affects the corrosion resistance. Ti is also an element that imparts very excellent corrosion resistance, and has the advantage of cleaning steel.
上記効果を発揮させるには、Cuの場合、0.003 %以上含有する必要がある。好ましくは0.05%以上、より好ましくは0.1 %以上である。しかし、Cuを過剰に含有させると加工性が劣化するためCu含有量の上限を0.5 %とする。Niの場合、0.003 %以上含有する必要がある。好ましくは0.05%以上、より好ましくは0.1 %以上である。しかし、Niを過剰に含有させると加工性が劣化するため上限を1.0 %とする。Tiの場合、0.003 %以上含有する必要がある。好ましくは0.01%以上、より好ましくは0.03%以上である。しかし、Tiを過剰に含有させると加工性が劣化するため上限を1.0 %とする。また、前述のようにCuはPと共存することにより耐孔あき腐食改善に有効な元素であり、錆を非晶質化し緻密な保護膜を作る効果がある。 In order to exert the above effect, in the case of Cu, it is necessary to contain 0.003% or more. Preferably it is 0.05% or more, More preferably, it is 0.1% or more. However, if Cu is excessively contained, workability deteriorates, so the upper limit of Cu content is set to 0.5%. In the case of Ni, it is necessary to contain 0.003% or more. Preferably it is 0.05% or more, More preferably, it is 0.1% or more. However, if Ni is contained excessively, the workability deteriorates, so the upper limit is made 1.0%. In the case of Ti, it is necessary to contain 0.003% or more. Preferably it is 0.01% or more, More preferably, it is 0.03% or more. However, if Ti is excessively contained, the workability deteriorates, so the upper limit is made 1.0%. Further, as described above, Cu coexists with P and is an element effective in improving perforated corrosion resistance, and has an effect of making rust amorphous to form a dense protective film.
第3発明に係る超高強度薄鋼板は、更に、B:0.0002〜0.01%を含有する。Bは、鋼板の強度上昇に有効な元素である。この効果を発揮させるには0.0002%以上含有する必要があり、0.0005%以上含有することが望ましい。0.0002%未満では、この効果が得られない。一方、Bを0.01%超含有すると熱間加工性が劣化するため、上限値を0.01%とする。望ましくは0.005 %以下である。 The ultra-high-strength thin steel sheet according to the third invention further contains B: 0.0002 to 0.01%. B is an element effective for increasing the strength of the steel sheet. In order to exhibit this effect, it is necessary to contain 0.0002% or more, and it is desirable to contain 0.0005% or more. If it is less than 0.0002%, this effect cannot be obtained. On the other hand, if the B content exceeds 0.01%, the hot workability deteriorates, so the upper limit is set to 0.01%. Desirably, it is 0.005% or less.
第4発明に係る超高強度薄鋼板は、更に、Mo:1.0 %以下(0%を含まず)及び/又はNb:0.1 %以下(0%を含まず)を含有する。Moは、Niとの共存により塩分の多い環境における耐食性向上作用を有する。また、Moは、オーステナイトの安定化、所望の残留オーステナイトを得るために必要であり、水素侵入を抑制し遅れ破壊特性を向上させる効果があり、鋼板の焼入れ性を高めるためにも有効な元素であるだけでなく、粒界を強化して水素脆性の発生を抑制する効果がある。しかし、過剰に含有させても、その効果が飽和するばかりでなく、コスト的に不利になるので、Mo量の上限を1.0 %とする。下限は設定しないが、0.005 %以上添加するのが望ましい。Nbは、鋼板の強度上昇及び細粒化に非常に有効な元素である。特にMoとの複合効果で効果を発揮する。しかし、0.1 %超では、これらの効果が飽和するため、Nb量の上限を0.1 %とする。下限は設定しないが、0.005 %以上添加するのが望ましい。 The ultra high strength thin steel sheet according to the fourth invention further contains Mo: 1.0% or less (not including 0%) and / or Nb: 0.1% or less (not including 0%). Mo coexists with Ni and has an effect of improving corrosion resistance in a salty environment. Mo is necessary to stabilize austenite and obtain the desired retained austenite. It has the effect of suppressing hydrogen intrusion and improving delayed fracture characteristics. It is also an effective element for enhancing the hardenability of steel sheets. In addition, it has the effect of strengthening grain boundaries and suppressing the occurrence of hydrogen embrittlement. However, even if contained excessively, the effect is not only saturated but also disadvantageous in terms of cost, so the upper limit of the Mo amount is set to 1.0%. Although the lower limit is not set, it is desirable to add 0.005% or more. Nb is a very effective element for increasing the strength and refining of the steel sheet. It is particularly effective in combination with Mo. However, if it exceeds 0.1%, these effects are saturated, so the upper limit of the Nb content is set to 0.1%. Although the lower limit is not set, it is desirable to add 0.005% or more.
第5発明に係る超高強度薄鋼板は、更に、V:0.003 〜1.0 %を含有する。前述の保護性さびの形成は、特にTiとVとを複合添加することで促進される。Vは鋼板の強度上昇、細粒化にも有効な元素である。また、これらの元素と鋼中のCやNとの間で生成する微細な炭窒化物の形成により、これら炭窒化物が980MPaを超える高強度鋼板で問題となる水素脆化に対し、水素脆化の原因となる水素のトラップサイトとして有効な機能を果たす。ひいては水素脆化を起り難くさせる。上記のような効果を十分に発揮させるには、Vを0.003 %以上含有させる必要があり、0.01%以上含有させることが好ましい。一方、Vを過剰に添加すると、炭窒化物の析出が多くなり、加工性の低下を招くので、V量の上限を1.0 %とする。好ましくは0.5 %以下である。 The ultra high strength thin steel sheet according to the fifth invention further contains V: 0.003 to 1.0%. The formation of the above-mentioned protective rust is promoted particularly by adding Ti and V in combination. V is an element effective for increasing the strength and refining of the steel sheet. In addition, the formation of fine carbonitrides formed between these elements and C or N in the steel prevents hydrogen embrittlement, which is a problem in high strength steel plates exceeding 980 MPa. It functions effectively as a hydrogen trapping site that causes hydrogenation. As a result, hydrogen embrittlement hardly occurs. In order to fully exhibit the above effects, it is necessary to contain 0.003% or more of V, and preferably 0.01% or more. On the other hand, if V is added excessively, precipitation of carbonitrides increases and the workability is lowered, so the upper limit of V content is 1.0%. Preferably it is 0.5% or less.
第6発明に係る超高強度薄鋼板は、更に、Ca:0.0005〜0.005 %及び/又はMg:0.0005〜0.01%を含有する。Ca、Mgは、いずれも、鋼板表面の腐食に伴う界面雰囲気の水素イオン濃度の上昇の抑制、即ち、pH低下の抑制に有効な元素である。また、鋼中硫化物の形態を制御し、加工性向上に有効である。上記効果を発揮させるには、Caの場合、0.0005%以上含有する必要がある。しかし、過剰に含まれていると加工性が劣化するため、Ca量の上限値を0.005 %とする。Mgの場合、上記効果を発揮させるには、0.0005%以上含有する必要がある。しかし、過剰に含まれていると加工性が劣化するため、Mg量の上限値を0.01%とする。 The ultra high strength thin steel sheet according to the sixth invention further contains Ca: 0.0005 to 0.005% and / or Mg: 0.0005 to 0.01%. Both Ca and Mg are effective elements for suppressing the increase in the hydrogen ion concentration in the interface atmosphere accompanying the corrosion of the steel sheet surface, that is, for suppressing the decrease in pH. In addition, it is effective for improving the workability by controlling the form of sulfide in steel. In order to exert the above effect, in the case of Ca, it is necessary to contain 0.0005% or more. However, if it is excessively contained, the workability deteriorates, so the upper limit of Ca content is set to 0.005%. In the case of Mg, it is necessary to contain 0.0005% or more in order to exhibit the above effect. However, if it is excessively contained, the workability deteriorates, so the upper limit of the Mg amount is set to 0.01%.
本発明に係る超高強度薄鋼板の組織上の数値限定理由について、以下説明する。 The reason for limiting the numerical values on the structure of the ultra high strength thin steel sheet according to the present invention will be described below.
ベイニティックフェライト及びマルテンサイトの面積率を合計で80%以上としているのは、この面積率を合計で80%未満にすると、鋼板強度が低下して不充分となり、また、加工性が低下して不充分となるからである。 The total area ratio of bainitic ferrite and martensite is 80% or more. If the total area ratio is less than 80%, the strength of the steel sheet decreases and becomes insufficient, and the workability also decreases. This is because it becomes insufficient.
残留オーステナイトの面積率を1%以上としているのは、この面積率を1%未満にすると、本発明の強度レベルにおいて十分な加工性が得られず、また、腐食反応によって生じる水素が鋼板中に侵入した際の有効なトラップサイトとならないからである。 The reason why the area ratio of retained austenite is 1% or more is that when the area ratio is less than 1%, sufficient workability cannot be obtained at the strength level of the present invention, and hydrogen generated by the corrosion reaction is contained in the steel sheet. This is because it does not become an effective trap site when invading.
残留オーステナイト結晶粒の平均軸比(長軸/短軸)を5以上としているのは、この平均軸比(長軸/短軸)が5未満の場合、残留オーステナイト結晶粒の形態が充分微細なラス状の形態にならず、充分な加工性が得られないからである。 The reason why the average axial ratio (major axis / minor axis) of the retained austenite crystal grains is 5 or more is that when the average axis ratio (major axis / minor axis) is less than 5, the morphology of the retained austenite crystal grains is sufficiently fine. This is because a lath-like shape is not obtained and sufficient processability cannot be obtained.
残留オーステナイト結晶粒の平均短軸長さを1μm 以下としているのは、この平均短軸長さが1μm 超の場合、残留オーステナイトの安定性が低下するため、成形加工の際のオーステナイトの変態が起りやすくなり、成形加工後のオーステナイトの残存量が少なくなってしまうからである。 The average minor axis length of the retained austenite crystal grains is set to 1 μm or less. When the average minor axis length exceeds 1 μm, the stability of the retained austenite is lowered, and the transformation of austenite occurs during the forming process. This is because the remaining amount of austenite after forming is reduced.
本発明に係る超高強度薄鋼板を得るための製造方法について、以下説明する。 The manufacturing method for obtaining the ultra high strength thin steel sheet according to the present invention will be described below.
本発明に係る超高強度薄鋼板を得るためには、本発明に係る超高強度薄鋼板での成分組成にするだけでなく、本発明に係る超高強度薄鋼板での組織にすることが必要である(上記成分組成にするだけで上記組織を得ることはできない)。このためには、熱間圧延における仕上げ温度を、フェライトの生成しない過冷却オーステナイト域温度であって極力低い温度とすることが堆奨される。該温度で仕上げ圧延を行うことによって、熱延鋼板のオーステナイトを微細化することができ、結果として最終製品の組織が微細となるからである。 In order to obtain the ultra high strength thin steel sheet according to the present invention, not only the composition of the ultra high strength thin steel sheet according to the present invention but also the structure of the ultra high strength thin steel sheet according to the present invention is required. Necessary (The above-mentioned structure cannot be obtained only by the above-mentioned component composition). For this purpose, it is recommended that the finishing temperature in the hot rolling is a supercooled austenite region temperature at which ferrite is not generated and is as low as possible. This is because the austenite of the hot-rolled steel sheet can be refined by performing finish rolling at the temperature, and as a result, the structure of the final product becomes fine.
また、熱間圧延後またはその後に行う冷間圧延の後に、下記要領で熱処理を行うことが堆奨される。即ち、本発明に係る超高強度薄鋼板での成分組成を満足する鋼を、A3点(フェライト−オーステナイト変態温度)〜〔A3点+70℃〕の加熱保持温度(T1)で30〜1200秒間(t1)加熱保持後、5℃/s以上の平均冷却速度で〔Ms点(マルテンサイト変態開始温度)−200 ℃〕〜Bs点(ベイナイト変態開始温度)の加熱保持温度(To)まで冷却し、該温度(To)で90〜3600秒間(t2)加熱保持することが堆奨される。 In addition, it is recommended to perform heat treatment in the following manner after hot rolling or after cold rolling performed thereafter. That is, a steel satisfying the component composition in the ultra-high strength thin steel sheet according to the present invention is obtained at a heating and holding temperature (T1) of A3 point (ferrite-austenite transformation temperature) to [A3 point + 70 ° C.] for 30 to 1200 seconds ( t1) After heating and holding, cool at an average cooling rate of 5 ° C / s or more to the heating holding temperature (To) from [Ms point (martensitic transformation start temperature)-200 ° C] to Bs point (bainite transformation start temperature), It is recommended to heat and hold at the temperature (To) for 90 to 3600 seconds (t2).
加熱保持温度(T1)が〔A3点+70℃〕を超えるか、加熱保持時間(t1)が1200秒を超えると、オーステナイトの粒成長を招き、加工性(伸びフランジ性)が劣化するので好ましくない。また、加熱保持温度(T1)が高温下、加熱保持時間(t1)が長時間化すると生産性の面でも不利である。一方、加熱保持温度(T1)がA3点の温度より低くなると、所定のベイニティックフェライト組織が得られないため、所望の強度レベル、および加工性が得られない。また、加熱保持時間(t1)が10秒未満の場合には、鋼板組織のオーステナイト化が充分行われず、セメンタイトやその他の合金炭化物が残存してしまうので好ましくない。加熱保持時間(t1)は、好ましくは60秒以上600 秒以下、より好ましくは90秒以上360 秒以下である。 If the heating and holding temperature (T1) exceeds [A3 point + 70 ° C] or the heating and holding time (t1) exceeds 1200 seconds, austenite grains grow and workability (stretch flangeability) deteriorates. . Further, when the heating and holding temperature (T1) is high and the heating and holding time (t1) is long, it is disadvantageous in terms of productivity. On the other hand, when the heating holding temperature (T1) is lower than the temperature at the point A3, a predetermined bainitic ferrite structure cannot be obtained, so that a desired strength level and workability cannot be obtained. Further, when the heating and holding time (t1) is less than 10 seconds, the steel sheet structure is not sufficiently austenitized, and cementite and other alloy carbides remain, which is not preferable. The heating and holding time (t1) is preferably 60 seconds or longer and 600 seconds or shorter, more preferably 90 seconds or longer and 360 seconds or shorter.
上記加熱保持温度(T1)で30〜1200秒間(t1)の加熱保持の後、鋼板を加熱保持温度(To)まで冷却するが、この際に5℃/s以上の平均冷却速度で冷却するのは、パーライト変態領域を避けてパーライト組織の生成を防止するためである。この平均冷却速度は大きい程よく、好ましくは7℃/s以上、より好ましくは10℃/s以上とすることが堆奨される。 After heating and holding at the above heating and holding temperature (T1) for 30 to 1200 seconds (t1), the steel sheet is cooled to the heating and holding temperature (To), but at this time, it is cooled at an average cooling rate of 5 ° C./s or more. This is because the formation of a pearlite structure is prevented by avoiding the pearlite transformation region. It is recommended that the average cooling rate be as high as possible, preferably 7 ° C./s or higher, more preferably 10 ° C./s or higher.
上記平均冷却速度で加熱保持温度(To)まで冷却した後、この加熱保持温度(To)で90〜3600秒間(t2)加熱保持する。これにより、組織変態させることによって所定の組織を導入することができる。 After cooling to the heating holding temperature (To) at the above average cooling rate, the heating holding temperature (To) is held for 90 to 3600 seconds (t2). Thereby, a predetermined organization can be introduced by carrying out organization transformation.
ここで、加熱保持温度(To)がBs点を超えると、本発明にとって好ましくないパーライトが多量に生成し、ベイニティックフェライト組織を十分に確保することができない。一方、加熱保持温度(To)が〔Ms点−200 ℃〕を下回ると残留オーステナイトが減少するので好ましくない。 Here, when the heating holding temperature (To) exceeds the Bs point, a large amount of pearlite which is not preferable for the present invention is generated, and a bainitic ferrite structure cannot be sufficiently secured. On the other hand, when the heating holding temperature (To) is lower than [Ms point−200 ° C.], the retained austenite is decreased, which is not preferable.
また、加熱保持時間(t2)が3600秒を超えるとベイニティックフェライトの転位密度が小さくなり、更には所定の残留オーステナイトが得られない。その上、生産性の観点からも不利である。一方、加熱保持時間(t2)が90秒未満では鋼板組織の変態が十分に行われず、所定のベイニティックフェライト組織が得られない。加熱保持時間(t2)は、好ましくは120 秒以上2400秒以下、より好ましくは150 秒以上1200秒以下である。なお、加熱保持温度(To)での加熱保持後の冷却方法については、特には限定されず、いずれの方法でもよく、例えば、空冷、急冷、気水冷却等により行うことができる。 On the other hand, when the heat holding time (t2) exceeds 3600 seconds, the dislocation density of the bainitic ferrite becomes small, and further, a predetermined retained austenite cannot be obtained. In addition, it is disadvantageous from the viewpoint of productivity. On the other hand, if the heating and holding time (t2) is less than 90 seconds, the steel sheet structure is not sufficiently transformed, and a predetermined bainitic ferrite structure cannot be obtained. The heating and holding time (t2) is preferably 120 seconds or longer and 2400 seconds or shorter, more preferably 150 seconds or longer and 1200 seconds or shorter. In addition, the cooling method after heating and holding at the heating and holding temperature (To) is not particularly limited, and any method may be used, for example, air cooling, rapid cooling, air-water cooling, or the like.
本発明に係る超高強度薄鋼板は、本発明に係る超高強度薄鋼板での成分組成および組織を満たしていれば、熱間圧延した鋼板、冷間圧延した鋼板、熱延あるいは冷延を行った後に焼鈍を施した鋼板等のいずれの状態のものでもよい。これらの熱間圧延した鋼板、冷間圧延した鋼板、熱延あるいは冷延を行った後に焼鈍を施した鋼板等に、化成処理、溶融めっき、電気めっき、蒸着などのめっきや各種塗装、塗装下地処理、有機皮膜処理などを行うことも可能である。 As long as the ultra high strength steel sheet according to the present invention satisfies the composition and structure of the ultra high strength steel sheet according to the present invention, the hot rolled steel sheet, the cold rolled steel sheet, hot rolled or cold rolled It may be in any state such as a steel plate that has been annealed after being performed. These hot-rolled steel sheets, cold-rolled steel sheets, steel sheets that have been hot-rolled or cold-rolled and then annealed, etc., such as chemical conversion treatment, hot dipping, electroplating, vapor deposition, etc. It is also possible to perform treatment, organic film treatment, and the like.
めっきをする場合、通常の亜鉛めっき、アルミめっき等のいずれでもかまわない。めっきは、溶融めっき及び電気めっきのいずれでもよく、更にめっき後に合金化熱処理を施してもかまわないし、複層めっきでもかまわない。また、めっきを施さない鋼板上やめっき鋼板上にフィルムラミネート処理をしてもよい。 When plating, any of normal zinc plating and aluminum plating may be used. Plating may be either hot dipping or electroplating, and may be further subjected to alloying heat treatment after plating, or may be multilayer plating. Moreover, you may film-laminate on the steel plate which does not give plating, or a plated steel plate.
塗装をする場合、各種用途に応じてリン酸塩処理などの化成処理を施したり、電着塗装を施してもよい。塗料は公知の樹脂が使用可能であり、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、シリコンアクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、メラミン樹脂などを公知の硬化剤とともに使用可能である。特に耐食性の観点からすればエポキシ、フッ素、シリコンアクリル樹脂の使用が推奨される。その他、塗料に添加される公知の添加剤、たとえば着色用顔料、カップリング剤、レベリング剤、増感剤、酸化防止剤、紫外線安定剤、難燃剤などを添加してもよい。 In the case of coating, chemical conversion treatment such as phosphate treatment or electrodeposition coating may be performed according to various applications. A known resin can be used as the paint, and an epoxy resin, a fluororesin, a silicon acrylic resin, a polyurethane resin, an acrylic resin, a polyester resin, a phenol resin, an alkyd resin, a melamine resin, and the like can be used together with a known curing agent. In particular, from the viewpoint of corrosion resistance, it is recommended to use epoxy, fluorine, or silicon acrylic resin. In addition, known additives added to the paint, such as coloring pigments, coupling agents, leveling agents, sensitizers, antioxidants, ultraviolet stabilizers, flame retardants, and the like may be added.
また、塗料形態も特に限定されず、溶剤系塗料、粉体塗料、水系塗料、水分散型塗料、電着塗料など、用途に応じて適宜選択することができる。 Also, the form of the paint is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the use such as solvent-based paint, powder paint, water-based paint, water-dispersed paint, and electrodeposition paint.
上記塗料を用い、所望の被服層を鋼材に形成させるには、ディッピング法、ロールコータ法、スプレー法、カーテンフローコーター法などの公知の方法を用いればよい。被服層の厚みは用途に応じて適切な厚みとすればよい。 A known method such as a dipping method, a roll coater method, a spray method, or a curtain flow coater method may be used to form a desired coating layer on a steel material using the coating material. What is necessary is just to let the thickness of a clothing layer be an appropriate thickness according to a use.
本発明に係る超高強度薄鋼板を形成加工した自動車用強度部品(例えばバンパーやドアインパクトビーム等の補強部材)は、十分な材質特性(強度、剛性等)を示し、衝撃吸収性や耐遅れ破壊性も良好であった。 Strength parts for automobiles (for example, reinforcing members such as bumpers and door impact beams) formed and processed the ultra high strength thin steel sheet according to the present invention exhibit sufficient material properties (strength, rigidity, etc.), impact absorption and delay resistance Destructibility was also good.
本発明の実施例および比較例を以下説明する。なお、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。 Examples of the present invention and comparative examples will be described below. The present invention is not limited to this embodiment, and can be implemented with appropriate modifications within a range that can be adapted to the gist of the present invention, all of which are within the technical scope of the present invention. include.
〔例1群〕
表1に示す成分の鋼を真空溶製し、スラブとしてから、熱延して板厚3.2mm の熱延鋼板とし、次に、酸洗により表面スケールを除去した後、1.2 mmまで冷間圧延し、しかる後、連続焼鈍した。このとき、熱延、冷間圧延、連続焼鈍は、下記の方法ないしは条件により行った。
[Example 1 group]
Steels with the components shown in Table 1 are melted in a vacuum and made into a slab, then hot rolled into a hot rolled steel sheet with a thickness of 3.2 mm. Next, the surface scale is removed by pickling and then cold rolled to 1.2 mm. Then, after that, continuous annealing was performed. At this time, hot rolling, cold rolling, and continuous annealing were performed according to the following methods or conditions.
<熱延>
・開始温度:1150〜1250℃で30分間保持
・仕上温度:850 ℃
・冷却速度:40℃/s
・巻取温度:550 ℃
<冷延>
・冷延率:50%
<連続焼鈍>
・A3点〜A3点+70℃(T1)の温度で180 秒間(t1)保持した後、平均冷却速度20℃/s にて加熱保持温度(To)まで冷却し、この加熱保持温度(To)で600 秒保持し、その後室温まで気水冷却した。なお、加熱保持温度(To)は変化させた。
<Hot rolling>
・ Starting temperature: Hold at 1150-1250 ℃ for 30 minutes ・ Finish temperature: 850 ℃
・ Cooling rate: 40 ℃ / s
-Winding temperature: 550 ℃
<Cold rolled>
・ Cold rolling rate: 50%
<Continuous annealing>
・ After holding for 180 seconds (t1) at a temperature between A3 and A3 + 70 ° C (T1), cool down to the heating holding temperature (To) at an average cooling rate of 20 ° C / s. At this heating holding temperature (To) The system was held for 600 seconds, and then cooled to room temperature. The heating holding temperature (To) was changed.
このようにして得られた鋼板(前記連続焼鈍後の鋼板)について金属組織、引張強度(TS)、伸び[全伸び(El)]、耐食性、耐水素脆化特性(水素脆化危険度指数)等を下記試験方法ないしは測定方法により調べた。 The steel sheet thus obtained (the steel sheet after continuous annealing) has a metal structure, tensile strength (TS), elongation [total elongation (El)], corrosion resistance, hydrogen embrittlement resistance (hydrogen embrittlement risk index). Etc. were examined by the following test methods or measurement methods.
一方、従来の高強度鋼であるマルテンサイト鋼(W鋼)を作製するために、上記と同様の方法により熱延、酸洗、冷間圧延し、しかる後、上記連続焼鈍に代えて、焼入れ焼き戻し処理を行った。即ち、上記冷間圧延後の鋼板を880 ℃180 秒間保持後に水焼入れし、300 ℃で600 秒間焼き戻した。このようにして得られた鋼板(前記焼き戻し後の鋼板)について上記と同様の調査を行った。 On the other hand, in order to produce martensitic steel (W steel), which is a conventional high-strength steel, hot rolling, pickling, and cold rolling are performed in the same manner as described above, and then quenched in place of the continuous annealing. A tempering treatment was performed. That is, the cold-rolled steel sheet was water quenched after being kept at 880 ° C. for 180 seconds and tempered at 300 ° C. for 600 seconds. The same investigation as described above was performed on the steel plate thus obtained (the steel plate after tempering).
<試験方法ないしは測定方法>
製品板厚1/4 の位置で圧延面と平行な面における任意の測定領域(約50μm×50μm、測定間隔は0.1 μm)を対象に観察・撮影し、ベイニティックフェライト(BF)及びマルテンサイト(M)の面積率、残留オーステナイト(残留γ)の面積率を前述した方法に従って測定した。この測定を任意に選択した2視野について行い、平均値を求めた。また、その他の組織(フェライトやパーライト等)を、全組織(100 %)から上記組織の占める面積率を差し引いて求めた。更に、残留オーステナイト結晶粒の平均短軸長さ及び平均軸比(長軸/短軸)を測定した。平均短軸長さが1μm 以下、かつ、平均軸比が5以上のものは本発明での平均短軸長さ及び平均軸比を満たすものであり、○と表示し、平均短軸長さが1μm 以上、または、平均軸比が5未満のものは本発明での平均短軸長さ、または、平均軸比を満たさないものであり、×と表示した。
<Test method or measurement method>
Observe and photograph an arbitrary measurement area (about 50 μm x 50 μm, measurement interval is 0.1 μm) on the plane parallel to the rolling surface at the thickness of the product sheet 1/4, bainitic ferrite (BF) and martensite The area ratio of (M) and the area ratio of retained austenite (residual γ) were measured according to the methods described above. This measurement was performed for two arbitrarily selected visual fields, and an average value was obtained. Further, other structures (ferrite, pearlite, etc.) were determined by subtracting the area ratio occupied by the above structure from the total structure (100%). Furthermore, the average minor axis length and average axis ratio (major axis / minor axis) of the retained austenite crystal grains were measured. Those having an average minor axis length of 1 μm or less and having an average axis ratio of 5 or more satisfy the average minor axis length and the average axis ratio in the present invention, and are indicated as “◯”. Those having an average axial ratio of 1 μm or more or less than 5 do not satisfy the average minor axis length or the average axial ratio in the present invention, and are indicated by x.
引張試験はJIS 13号B 試験片を用いて行い、引張強度(TS)と伸び(El)を測定した。なお、引張試験の歪速度は1mm/sec とした。引張強度が980MPa以上の鋼板を対象に、伸びが8%以上のものを合格とし、○と表示した。 The tensile test was performed using a JIS No. 13 B test piece, and the tensile strength (TS) and elongation (El) were measured. The strain rate in the tensile test was 1 mm / sec. Targeting steel sheets with a tensile strength of 980 MPa or more, those with an elongation of 8% or more were accepted and indicated as ◯.
板厚1.2mm の平板試験片を用いて下記の複合サイクル腐食試験を1週間行い、鋼板の腐食減量(腐食による鋼板の単位面積あたりの重量減量)と最大孔あき深さ(元板厚と腐食試験後の孔食部の孔深さの差)を調査した。ここで、腐食減量:1000g/m2以下、最大孔あき深さ:300 μm 以下の両方を満たすものを特に耐食性に優れるものとし、◎と表示し、どちらかを満たすものを耐食性に優れるものとし、○と表示した。 The following combined cycle corrosion test was conducted for 1 week using a flat plate test piece with a thickness of 1.2 mm. The corrosion weight loss of the steel sheet (weight loss per unit area of the steel sheet due to corrosion) and the maximum perforation depth (original thickness and corrosion) The difference in the hole depth of the pitting portion after the test was investigated. Here, corrosion weight loss: 1000 g / m 2 or less, maximum perforation depth: 300 μm or less satisfying both are particularly excellent in corrosion resistance, and ◎ is indicated, and those satisfying either are excellent in corrosion resistance. , ○ is displayed.
複合サイクル腐食試験 ---- 塩水噴霧(5wt%NaCl、35℃×2hr)→乾燥(RH:20〜30%、60℃×4hr)→湿潤(RH:95%以上、50℃×2hr)を1サイクル(1サイクルは8時間)とし、一日に3サイクル行う。これを1週間もしくは2週間行い、耐食性、割れ発生の有無について調査を行う。 Combined cycle corrosion test ---- Salt spray (5 wt% NaCl, 35 ° C x 2 hr) → Drying (RH: 20-30%, 60 ° C x 4 hr) → Wet (RH: 95% or more, 50 ° C x 2 hr) One cycle (one cycle is 8 hours) is performed three times a day. This is done for one week or two weeks, and the corrosion resistance and crack occurrence are investigated.
板厚1.2mm の鋼板を、曲げ半径10mmで、曲げ部にTS×70%相当の応力に相当する歪みを付与したU曲げ試験片に加工し、前述の複合サイクル腐食試験に2週間供し、割れ発生の有無について調査した。複合サイクル腐食試験に2週間供した後に割れの発生していなかったものを合格とし、○と表示した。 A steel plate with a thickness of 1.2 mm was processed into a U-bend specimen with a bending radius of 10 mm and a bending part with a strain equivalent to a stress equivalent to TS x 70%, and subjected to the above-mentioned combined cycle corrosion test for 2 weeks. The presence or absence of occurrence was investigated. Those subjected to the combined cycle corrosion test for 2 weeks and not cracked were accepted and indicated as ◯.
また、鋼板の溶接性を下記方法により調べた。即ち、板厚1.2mm 厚さの供試材を用いてJIS Z 3136、JIS Z 3137に従って試験片を作製し、下記スポット溶接条件条件でスポット溶接を行った後、せん断引張試験(引張速度:20mm/minで最大荷重を測定)を行い、せん断引張強度(TSS )と十字引張強度(CTS )とを求めた。そして、前記せん断引張強度(TSS )と十字引張強度(CTS )との比で表される延性比(CTS/TSS )が0.2 以上である場合を溶接性に優れるとし、○と表示した。 Further, the weldability of the steel plate was examined by the following method. Specifically, test pieces were prepared according to JIS Z 3136 and JIS Z 3137 using a specimen thickness of 1.2 mm, and after spot welding under the following spot welding conditions, a shear tensile test (tensile speed: 20 mm The maximum load was measured at / min), and the shear tensile strength (TSS) and cross tensile strength (CTS) were determined. A case where the ductility ratio (CTS / TSS) represented by the ratio of the shear tensile strength (TSS) and the cross tensile strength (CTS) is 0.2 or more is considered to be excellent in weldability, and is indicated as “◯”.
<スポット溶接条件>
・初期加圧時間:60サイクル/60Hz、加圧力:450kgf(4.4kN )
・通電時間:1サイクル/60Hz
・溶接電流:8.5kA
<Spot welding conditions>
・ Initial pressurization time: 60 cycles / 60Hz, pressure: 450kgf (4.4kN)
・ Energization time: 1 cycle / 60Hz
・ Welding current: 8.5kA
上記調査(試験)の結果を表2に示す。表1〜2からわかるように、No.4,10,13〜20のものは本発明の要件を満たすものであり、980MPa以上の超高強度鋼板でありながら、優れた加工性を有しており、また、TRIP鋼板としての性質である伸びも良好である。また、塩腐食環境下においても優れた耐食性も備えている。従って、スポット溶接部等の鋼板合わせ部位や複雑な形状の足回り部材においてはその構造上電着塗装が十分には行えず、鋼板素地が露出してしまうような部位における自動車の補強部材等として、上記の超高強度鋼板は好適に用いることができる。また、C量も適切な範囲内であるため、スポット溶接性に優れている。 The results of the above investigation (test) are shown in Table 2. As can be seen from Tables 1 and 2, Nos. 4 , 10, 13 to 20 satisfy the requirements of the present invention and have excellent workability while being super high strength steel plates of 980 MPa or higher. In addition, the elongation, which is a property as a TRIP steel sheet, is also good. In addition, it has excellent corrosion resistance even in a salt corrosion environment. Therefore, for steel plate matching parts such as spot welds and suspension members with complicated shapes, electrodeposition coating cannot be performed sufficiently due to its structure, and as a reinforcing member for automobiles in parts where the steel plate substrate is exposed The above ultra-high strength steel sheet can be suitably used. Moreover, since the C amount is within an appropriate range, the spot weldability is excellent.
これに対し、No.21 〜28のものは本発明の要件を満たしていないものであり、以下の不具合を有している。No.21 のものは、C量が過剰であるため、スポット溶接などの溶接性が不十分である。また、Pも不足しているため、伸びが不十分であり加工性に難があり、耐食性も劣っている。No.22 のものは、鋼板組織は満足しているものの、Pが不足しているため、耐食性が不十分であり、塩腐食環境下での自動車の補強部材としては不適当である。No.23 のものは、Si量が本発明でのSi量を満たさない鋼種を用いてマルテンサイト鋼を得た例であるが、残留オーステナイトがほとんど存在していないため、伸びが不足しており、加工性に難がある。No.24 のものは、C量が不足しているため、十分な強度が得られていない。No.25 のものは、Mn量が過剰であるため、高強度であるが、伸びが不十分であり、加工性に難がある。また、Pも不足しているため、耐食性に難がある。No.26 のものは、Pが過剰であるため、粒界偏析を起こしており、加工時に割れが生じるなど加工性に難がある。 On the other hand, Nos. 21 to 28 do not satisfy the requirements of the present invention and have the following problems. No.21 has insufficient weldability such as spot welding because the amount of C is excessive. Moreover, since P is also insufficient, elongation is insufficient, workability is difficult, and corrosion resistance is inferior. No. 22 is satisfactory as a steel plate structure, but lacks P, so it has insufficient corrosion resistance and is not suitable as a reinforcing member for automobiles in a salt corrosion environment. No. 23 is an example of martensitic steel obtained using a steel grade whose Si content does not meet the Si content in the present invention. However, since there is almost no retained austenite, the elongation is insufficient. There is difficulty in workability. No.24 has insufficient strength because of insufficient C content. No. 25 has high strength due to the excessive amount of Mn, but has insufficient elongation and has difficulty in workability. Moreover, since P is also insufficient, corrosion resistance is difficult. In No. 26, since P is excessive, grain boundary segregation occurs, and there are difficulties in workability such as cracking during processing.
No.27 のものは、鋼の符号がAであって本発明で規定する成分範囲を満たすが、鋼板の製造条件(前述の推奨条件を満たさない)に起因してTRIP鋼板とならず、本発明で規定する組織を満たさなかった。No.28 のものは、鋼の符号がFであって本発明で規定する成分範囲を満たすが、鋼板の製造条件に起因してTRIP鋼板とならず、本発明で規定する組織を満たさなかった。このため、加工性に難があった。 For No.27, the steel code is A and satisfies the component range specified in the present invention. However, due to the manufacturing conditions of the steel sheet (not satisfying the recommended conditions described above), it is not a TRIP steel sheet. The organization specified in the invention was not satisfied. In No. 28, the steel sign is F and the composition range specified in the present invention is satisfied, but it does not become a TRIP steel sheet due to the manufacturing conditions of the steel sheet, and does not satisfy the structure specified in the present invention. . For this reason, there was difficulty in workability.
〔例2群〕
表1の符号B、Sの鋼より製造された鋼板であって本発明の組織的要件を満たす鋼板(即ち、符号B、Sの鋼より製造された本発明例の鋼板)、及び、比較鋼板(従来品である590MPa級の高張力鋼板、即ち、フェライトおよびマルテンサイト組織からなるDP鋼板)を用いて、部品を成型し、下記の耐圧壊性試験および耐衝撃特性試験を行い、成型品としての性能を調査した。
[Example 2 group]
Steel plates manufactured from steels of symbols B and S in Table 1 and satisfying the organizational requirements of the present invention (that is, steel plates of examples of the present invention manufactured from steels of symbols B and S) and comparative steel plates (Conventional 590MPa class high-tensile steel plate, ie DP steel plate with ferrite and martensite structure), parts are molded, and the following puncture resistance test and impact resistance test are performed. The performance of was investigated.
<耐圧壊性試験>
上記鋼板を用いて、図1に示すような部品(試験体、ハットチャンネル部品)1を作成し、圧壊性試験を行った。図1に示す部品のスポット溶接位置2に、先端径6mmの電極からチリ発生電流よりも0.5kA 低い電流を流して、図1に示すとおり35mmピッチでスポット溶接を行った。次に、図2に示すように、部品1の長手方向中央部の上部から金型3を押しつけて最大荷重を求めた。また、荷重−変位線図の面積から吸収エネルギーを求めた。
<Pressure resistance test>
Using the steel sheet, a part (test body, hat channel part) 1 as shown in FIG. 1 was prepared, and a crushability test was performed. A current 0.5 kA lower than the dust generation current was passed from an electrode having a tip diameter of 6 mm to the spot welding position 2 of the component shown in FIG. 1, and spot welding was performed at a pitch of 35 mm as shown in FIG. Next, as shown in FIG. 2, the maximum load was obtained by pressing the mold 3 from the upper part of the central portion in the longitudinal direction of the component 1. Moreover, the absorbed energy was calculated | required from the area of the load-displacement diagram.
<耐衝撃特性試験>
上記鋼板を用いて、図3に示すような部品(試験体、ハットチャンネル部品)4を作成し、耐衝撃特性試験を行った。図4に前記図3における部品4のA-A 断面図を示す。耐衝撃特性試験は次のようにして行った。上記耐圧壊性試験の場合と同様に部品4のスポット溶接位置5にスポット溶接を行った後、図5に示すように部品4を土台7にセットし、部品4の上から落錘(110kg )6を高さ11mから落下させて部品4が40mm変形(高さ方向に収縮)するまでの吸収エネルギーを求めた。
<Impact resistance test>
Using the steel sheet, a part (test body, hat channel part) 4 as shown in FIG. 3 was prepared and subjected to an impact resistance test. FIG. 4 shows a cross-sectional view of the part 4 in FIG. The impact resistance test was conducted as follows. After spot welding is performed at the spot welding position 5 of the part 4 as in the case of the above-mentioned fracture resistance test, the part 4 is set on the base 7 as shown in FIG. 6 was dropped from a height of 11 m, and the energy absorbed until the part 4 deformed 40 mm (shrinkage in the height direction) was determined.
上記耐圧壊性試験の結果を表3に示す。表3からわかるように、符号B、Sの鋼より製造された本発明例の鋼板を用いて作成した部品(試験体)は、強度の低い(590MPa級)従来鋼板を用いた場合よりも、高い荷重を示し、また、吸収エネルギーも高くなっており、優れた耐圧壊性を有している。 Table 3 shows the results of the above-mentioned puncture resistance test. As can be seen from Table 3, the parts (test specimens) prepared using the steel sheets of the present invention examples manufactured from the steels of symbols B and S are lower in strength than the case of using conventional steel sheets with low strength (590 MPa class), A high load is exhibited, the absorbed energy is high, and it has excellent pressure resistance.
上記耐衝撃特性試験の結果を表4に示す。表4からわかるように、符号B、Sの鋼より製造された本発明例の鋼板を用いて作成した部品(試験体)は、強度の低い(590MPa級)従来の鋼板を用いた場合よりも、吸収エネルギーが高くて、優れた耐衝撃特性を有している。 Table 4 shows the results of the impact resistance test. As can be seen from Table 4, the parts (test specimens) prepared using the steel sheets of the present invention examples manufactured from the steels of symbols B and S are lower in strength (590 MPa class) than when using conventional steel sheets. It has high energy absorption and excellent impact resistance.
本発明に係る超高強度薄鋼板は、引張強度:980MPa以上と強度が高く、溶接性、加工性および耐食性に優れているので、強度、溶接性、加工性および耐食性が必要な部材として好適に用いることができ、この部材の強度、溶接性、加工性および耐食性の向上がはかれて有用である。例えば、自動車の構造部材(センターピラーやサイドシル)や足回り部材に好適に用いることができる。特に、融雪塩(塩化ナトリウム、塩化カルシウム等)散布が行われる地域で融雪塩に起因する腐食が問題となる自動車のサイドシル、アンダーパネル、足回り部材として好適に用いることができる。本発明に係る超高強度薄鋼板を用いる場合、めっきをしなくても優れた耐食性を有するので、めっき付着性に難があり、めっき適用が困難な場合の部材に好適に用いることができる。 The ultra-high-strength thin steel sheet according to the present invention has a high tensile strength of 980 MPa or more and is excellent in weldability, workability and corrosion resistance. Therefore, it is suitable as a member requiring strength, weldability, workability and corrosion resistance. The strength, weldability, workability and corrosion resistance of this member can be improved and useful. For example, it can be suitably used for structural members (center pillars and side sills) and underbody members of automobiles. In particular, it can be suitably used as a side sill, under panel, or underbody member for automobiles where corrosion due to snow melting salt is a problem in areas where snow melting salt (sodium chloride, calcium chloride, etc.) is sprayed. When the ultra-high strength thin steel sheet according to the present invention is used, it has excellent corrosion resistance without being plated, so that it can be suitably used as a member when plating adhesion is difficult and plating application is difficult.
1--部品(試験体)、2--スポット溶接位置、3--金型、4--部品(試験体)、5--スポット溶接位置、6--落錘、7--土台。 1--part (test body), 2--spot welding position, 3--mold, 4--part (test body), 5--spot welding position, 6--falling weight, 7--base.
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