JP5644703B2 - Cold rolled steel sheet manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、冷延鋼板の製造方法に関する。より詳しくは、プレス加工等により様々な形状に成形して利用される冷延鋼板、特に、延性、加工硬化性および伸びフランジ性に優れた高張力冷延鋼板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a cold-rolled steel sheet. More specifically, the present invention relates to a method for producing a cold-rolled steel sheet that is formed and used in various shapes by press working or the like, and in particular, a high-tensile cold-rolled steel sheet that is excellent in ductility, work-hardening property, and stretch flangeability.
産業技術分野が高度に細分化した今日、各技術分野において用いられる材料には、特殊かつ高度な性能が要求されている。例えば、プレス成形して使用される冷延鋼板についても、プレス形状の多様化に伴い、より優れた成形性が必要とされている。また、高い強度が要求されるようになり、高張力冷延鋼板の適用が検討されている。特に、自動車用鋼板に関しては、地球環境への配慮から、車体を軽量化して燃費を向上させるために、薄肉高成形性の高張力冷延鋼板の需要が著しく高まってきている。プレス成形においては、使用される鋼板の厚さが薄いほど、割れやしわが発生しやすくなるため、より延性や伸びフランジ性に優れた鋼板が必要とされる。しかし、これらのプレス成形性と鋼板の高強度化とは、背反する特性であり、これらの特性を同時に満足させることは困難である。 Now that the industrial technology field is highly fragmented, special and advanced performance is required for materials used in each technical field. For example, even cold-rolled steel sheets used by press forming are required to have better formability with the diversification of press shapes. In addition, high strength is required, and application of high-tensile cold-rolled steel sheets is being studied. In particular, regarding automotive steel sheets, in consideration of the global environment, the demand for thin-walled, high-formability, high-tensile cold-rolled steel sheets has been significantly increased in order to reduce the weight of the vehicle body and improve fuel efficiency. In press molding, since the thinner the steel sheet used, the easier it is to crack and wrinkle, a steel sheet with better ductility and stretch flangeability is required. However, these press formability and high strength of the steel sheet are contradictory characteristics, and it is difficult to satisfy these characteristics at the same time.
これまでに、高張力冷延鋼板のプレス成形性を改善する方法として、ミクロ組織の微細粒化に関する技術が多く提案されている。例えば特許文献1には、熱間圧延工程においてAr3点近傍の温度域で合計圧下率80%以上の圧延を行う、極微細粒高強度熱延鋼板の製造方法が開示されており、特許文献2には、熱間圧延工程において、圧下率40%以上の圧延を連続して行う、超細粒フェライト鋼の製造方法が開示されている。 Until now, as a method for improving the press formability of a high-tensile cold-rolled steel sheet, many techniques relating to micronization of the microstructure have been proposed. For example, Patent Document 1 discloses a method for producing an ultrafine-grained high-strength hot-rolled steel sheet that performs rolling with a total rolling reduction of 80% or more in a temperature range near the Ar 3 point in a hot rolling process. No. 2 discloses a method for producing ultrafine-grained ferritic steel in which rolling at a rolling reduction of 40% or more is continuously performed in the hot rolling step.
これらの技術により、熱延鋼板の強度と延性のバランスが向上するが、冷延鋼板を微細粒化し、プレス成形性を改善する方法については上記特許文献に何ら記載されていない。本発明者らの検討によると、大圧下圧延によって得られた細粒熱延鋼板を母材として冷間圧延および焼鈍を行うと、結晶粒が粗大化し易く、プレス成形性に優れた冷延鋼板を得ることは困難である。特に、Ac1点以上の高温域で焼鈍することが必要な、金属組織に低温変態生成相や残留オーステナイトを含む複合組織冷延鋼板の製造においては、焼鈍時の結晶粒の粗大化が顕著であり、延性に優れるという複合組織冷延鋼板の利点を享受することができない。 Although these techniques improve the balance between the strength and ductility of the hot-rolled steel sheet, there is no description in the above-mentioned patent document regarding a method for making the cold-rolled steel sheet finer and improving the press formability. According to the study by the present inventors, when cold rolling and annealing are performed using a fine-grained hot-rolled steel sheet obtained by rolling under large rolling as a base material, the crystal grains are likely to be coarsened and have excellent press formability. It is difficult to get. In particular, in the manufacture of a cold-rolled steel sheet having a microstructure that includes a low-temperature transformation generation phase and residual austenite that needs to be annealed in a high temperature range of Ac 1 point or higher, coarsening of crystal grains during annealing is remarkable. In addition, the advantage of the cold-rolled steel sheet having excellent ductility cannot be enjoyed.
特許文献3には、熱間圧延工程において、動的再結晶域での圧下を5スタンド以上の圧下パスで行う、超微細粒を有する熱延鋼板の製造方法が開示されている。しかし、熱間圧延時の温度低下を極度に低減させる必要があり、通常の熱間圧延設備で実施することは困難である。また、熱間圧延後、冷間圧延および焼鈍を行った例が示されているが、引張強度と穴拡げ性のバランスが悪く、プレス成形性が不十分である。 Patent Document 3 discloses a method for producing a hot-rolled steel sheet having ultrafine grains, in which a reduction in a dynamic recrystallization region is performed by a reduction pass of 5 stands or more in a hot rolling process. However, it is necessary to extremely reduce the temperature drop during hot rolling, and it is difficult to carry out with normal hot rolling equipment. Moreover, although the example which performed cold rolling and annealing after hot rolling is shown, the balance of tensile strength and hole expansibility is bad, and press formability is inadequate.
微細組織を有する冷延鋼板に関しては、特許文献4に平均結晶粒径が10μm以下であるフェライト中に平均結晶粒径が5μm以下である残留オーステナイトを分散させた、耐衝突安全性および成形性に優れた自動車用高強度冷延鋼板が開示されている。金属組織に残留オーステナイトを含む鋼板では、加工中にオーステナイトがマルテンサイト化することで生ずる変態誘起塑性(TRIP)により大きな伸びを示すが、硬質なマルテンサイトの生成により穴拡げ性が損なわれる。特許文献4において開示される冷延鋼板では、フェライトおよび残留オーステナイトを微細化することにより、延性および穴拡げ性が向上するとされているが、穴拡げ比は高々1.5であり、十分なプレス成形性を備えるとは言い難い。また、加工硬化指数を高めて耐衝突安全性を改善するために、主相を軟質なフェライト相とする必要があり、高い引張強度を得ることが困難である。 Regarding cold-rolled steel sheets having a microstructure, in Patent Document 4, residual austenite having an average crystal grain size of 5 μm or less is dispersed in ferrite having an average crystal grain size of 10 μm or less. An excellent high strength cold rolled steel sheet for automobiles is disclosed. A steel sheet containing retained austenite in the metal structure exhibits a large elongation due to transformation-induced plasticity (TRIP) generated by austenite becoming martensite during processing, but the hole expandability is impaired by the formation of hard martensite. In the cold-rolled steel sheet disclosed in Patent Document 4, ductility and hole expandability are improved by refining ferrite and retained austenite, but the hole expansion ratio is 1.5 at most, and sufficient press It is hard to say that it has moldability. Further, in order to improve the work hardening index and improve the collision resistance safety, the main phase needs to be a soft ferrite phase, and it is difficult to obtain a high tensile strength.
特許文献5には、結晶粒内に残留オーステナイトおよび/またはマルテンサイトからなる第二相を微細に分散させた、伸びおよび伸びフランジ性に優れた高強度鋼板が開示されている。しかし、第二相をナノサイズにまで微細化し結晶粒内に分散させるために、CuやNi等の高価な元素を多量に含有させ、高温で長時間の溶体化処理を行う必要があり、製造コストの上昇や生産性の低下が著しい。 Patent Document 5 discloses a high-strength steel sheet excellent in elongation and stretch flangeability in which a second phase composed of retained austenite and / or martensite is finely dispersed in crystal grains. However, in order to refine the second phase to the nano size and disperse it in the crystal grains, it is necessary to contain a large amount of expensive elements such as Cu and Ni and to perform a solution treatment for a long time at a high temperature. There is a marked increase in cost and productivity.
特許文献6には、平均結晶粒径が10μm以下であるフェライトおよび焼戻マルテンサイト中に残留オーステナイトおよび低温変態生成相を分散させた、延性、伸びフランジ性および耐疲労特性に優れた高張力溶融亜鉛めっき鋼板が開示されている。焼戻マルテンサイトは伸びフランジ性および耐疲労特性の向上に有効な相であり、焼戻マルテンサイトを細粒化するとこれらの特性が一層向上するとされている。しかし、焼戻マルテンサイトと残留オーステナイト含む金属組織を得るためには、マルテンサイトを生成させるための一次焼鈍と、マルテンサイトを焼戻し、さらに残留オーステナイトを得るための二次焼鈍とが必要となり、生産性が大幅に損なわれる。 Patent Document 6 discloses a high-tensile melt excellent in ductility, stretch flangeability, and fatigue resistance, in which retained austenite and low-temperature transformation product phase are dispersed in ferrite and tempered martensite having an average crystal grain size of 10 μm or less. A galvanized steel sheet is disclosed. Tempered martensite is an effective phase for improving stretch flangeability and fatigue resistance, and it is said that these properties will be further improved if tempered martensite is refined. However, in order to obtain a metal structure containing tempered martensite and retained austenite, primary annealing for generating martensite and secondary annealing for tempering martensite and further obtaining retained austenite are required. The characteristics are greatly impaired.
特許文献7には、熱間圧延直後に720℃以下まで急冷し600〜720℃の温度域に2秒間以上保持し、得られた熱延鋼板に冷間圧延および焼鈍を施す、微細フェライト中に残留オーステナイトが分散した冷延鋼板の製造方法が開示されている。 In Patent Document 7, immediately after hot rolling, it is rapidly cooled to 720 ° C. or lower and held in a temperature range of 600 to 720 ° C. for 2 seconds or more, and the obtained hot-rolled steel sheet is subjected to cold rolling and annealing in fine ferrite. A method for producing a cold-rolled steel sheet in which retained austenite is dispersed is disclosed.
上述の特許文献7において開示される技術は、熱間圧延終了後、オーステナイトに蓄積された加工歪みを解放させず、加工歪みを駆動力としてフェライト変態させることにより、微細粒組織が形成され加工性および熱的安定性が向上した冷延鋼板が得られる点において優れている。 The technique disclosed in the above-mentioned Patent Document 7 does not release the processing strain accumulated in the austenite after the hot rolling is completed, and transforms the ferrite using the processing strain as a driving force, thereby forming a fine grain structure. And it is excellent in that a cold-rolled steel sheet with improved thermal stability can be obtained.
しかし、近年のさらなる高性能化のニーズにより、高い強度と良好な延性と良好な加工硬化性と良好な伸びフランジ性とを同時に具備する冷延鋼板が求められている。
本発明は、そのような要請に応えるためになされたものである。具体的には、本発明の課題は、優れた延性、加工硬化性および伸びフランジ性を有する引張強度が780MPa以上の高張力冷延鋼板の製造方法を提供することである。
However, in recent years, there has been a demand for cold-rolled steel sheets that simultaneously have high strength, good ductility, good work hardenability, and good stretch flangeability due to the need for higher performance.
The present invention has been made to meet such a demand. Specifically, an object of the present invention is to provide a method for producing a high-tensile cold-rolled steel sheet having a tensile strength of 780 MPa or more having excellent ductility, work-hardening properties, and stretch flangeability.
本発明者らは、高張力冷延鋼板の機械特性に及ぼす化学組成および製造条件の影響について詳細な調査を行った。なお、本明細書において、化学組成における各元素の含有量を示す「%」とはすべて質量%を意味する。 The present inventors conducted a detailed investigation on the influence of chemical composition and production conditions on the mechanical properties of high-tensile cold-rolled steel sheets. In this specification, “%” indicating the content of each element in the chemical composition means mass%.
一連の供試鋼は、質量%で、C:0.020%超0.30%未満、Si:0.10%超3.00%以下、Mn:1.00%超3.50%以下、P:0.10%以下、S:0.010%以下、sol.Al:2.00%以下、N:0.010%以下を含有する化学組成を有するものであった。 A series of test steels are in mass%, C: more than 0.020% and less than 0.30%, Si: more than 0.10% and less than 3.00%, Mn: more than 1.00% and less than 3.50%, P: 0.10% or less, S: 0.010% or less, sol. It had a chemical composition containing Al: 2.00% or less and N: 0.010% or less.
このような化学組成を有するスラブを、1200℃に加熱した後、Ar3点以上の温度範囲で種々の圧下パターンで板厚2.0mmまで熱間圧延し、熱間圧延後、種々の冷却条件で720℃以下の温度域まで冷却し、5〜10秒間空冷した後、90℃/s以下の冷却速度で種々の温度まで冷却し、この温度を巻取温度とし、同温度に保持された電気加熱炉中に装入して30分間保持した後、20℃/hの冷却速度で炉冷却して巻取後の徐冷をシミュレートした。得られた熱延鋼板を酸洗し、50%の圧延率で板厚1.0mmまで冷間圧延した。連続焼鈍シミュレーターを用いて、得られた冷延鋼板を種々の温度に加熱し、95秒間保持した後、冷却し、焼鈍鋼板を得た。 A slab having such a chemical composition is heated to 1200 ° C., then hot-rolled to a thickness of 2.0 mm in various reduction patterns in a temperature range of Ar 3 or higher, and after hot rolling, various cooling conditions are applied. After cooling to a temperature range of 720 ° C. or less, air-cooled for 5 to 10 seconds, and then cooled to various temperatures at a cooling rate of 90 ° C./s or less, and this temperature is taken as the coiling temperature. After charging in a heating furnace and holding for 30 minutes, the furnace was cooled at a cooling rate of 20 ° C./h to simulate slow cooling after winding. The obtained hot-rolled steel sheet was pickled and cold-rolled to a thickness of 1.0 mm at a rolling rate of 50%. The obtained cold-rolled steel sheet was heated to various temperatures using a continuous annealing simulator, held for 95 seconds, and then cooled to obtain an annealed steel sheet.
熱延鋼板および焼鈍鋼板から組織観察用試験片を採取し、光学顕微鏡および電子線後方散乱パターン解析装置(EBSP)を備えた走査電子顕微鏡(SEM)用いて、鋼板表面から板厚の1/4深さ位置において金属組織を観察すると共に、X線回折装置(XRD)を用いて、焼鈍鋼板の鋼板表面から1/4深さ位置において残留オーステナイトの体積率を測定した。また、焼鈍鋼板から圧延方向と直交する方向に沿って引張試験片を採取し、引張試験を行い、延性を全伸びにより評価し、加工硬化性を歪み範囲が5〜10%の加工硬化指数(n値)により評価した。さらに、焼鈍鋼板から100mm角の穴拡げ試験片を採取し、穴拡げ試験を行い、伸びフランジ性を評価した。穴拡げ試験では、クリアランス12.5%で直径10mmの打ち抜き穴を開け、先端角60°の円錐ポンチで打ち抜き穴を押し拡げ、板厚を貫通する割れが発生したときの穴の拡大率(穴拡げ率)を測定した。 Samples for structure observation were collected from hot-rolled steel sheets and annealed steel sheets, and ¼ of the plate thickness from the steel sheet surface using a scanning electron microscope (SEM) equipped with an optical microscope and an electron beam backscattering pattern analyzer (EBSP). While observing the metal structure at the depth position, the volume fraction of retained austenite was measured at the 1/4 depth position from the steel sheet surface of the annealed steel sheet using an X-ray diffractometer (XRD). In addition, a tensile test piece is taken from the annealed steel sheet along a direction orthogonal to the rolling direction, a tensile test is performed, ductility is evaluated by total elongation, and work hardening index is a work hardening index having a strain range of 5 to 10% ( n value). Furthermore, a 100 mm square hole expansion test piece was sampled from the annealed steel sheet, a hole expansion test was performed, and stretch flangeability was evaluated. In the hole expansion test, a punching hole having a diameter of 10 mm with a clearance of 12.5% is formed, and the punching hole is expanded with a conical punch having a tip angle of 60 °. (Expansion rate) was measured.
これらの予備試験の結果、次の(A)ないし(F)の知見を得た。
(A)熱間圧延直後に水冷により急冷するいわゆる直後急冷プロセスを経て製造された熱延鋼板、具体的には、熱間圧延完了から0.40秒間以内に780℃以下の温度域まで急冷して製造された熱延鋼板を、冷間圧延し焼鈍すると、焼鈍温度の上昇に伴い、冷延鋼板の延性および伸びフランジ性が向上するが、焼鈍温度が高すぎると、オーステナイト粒が粗大化し、焼鈍鋼板の延性および伸びフランジ性が急激に劣化する場合がある。
As a result of these preliminary tests, the following findings (A) to (F) were obtained.
(A) A hot-rolled steel sheet manufactured through a so-called immediate quenching process in which water quenching is performed immediately after hot rolling, specifically, quenching to a temperature range of 780 ° C. or less within 0.40 seconds after completion of hot rolling. When the hot-rolled steel sheet manufactured by cold-rolling is annealed by cold rolling, the ductility and stretch flangeability of the cold-rolled steel sheet improve as the annealing temperature rises, but if the annealing temperature is too high, the austenite grains become coarse, The ductility and stretch flangeability of an annealed steel sheet may deteriorate rapidly.
(B)熱延条件を制御して、熱延鋼板におけるbcc(体心立方)構造を有する粒およびbct(体心正方)構造を有する粒(以下、これらを総称して「bcc粒」ともいう)の粒径を微細化することで、冷間圧延後、高温で焼鈍した際に起こりうるオーステナイト粒の粗大化が抑制される。この理由は明らかではないが、bcc粒の結晶粒界は焼鈍時に変態によるオーステナイトの核生成サイトとして機能するため、bcc粒を微細にすることで核生成頻度が上昇し、焼鈍温度が高温であってもオーステナイト粒の粗大化が抑制されることに起因すると推定される。 (B) By controlling the hot rolling conditions, grains having a bcc (body-centered cubic) structure and grains having a bct (body-centered tetragonal) structure in the hot-rolled steel sheet (hereinafter collectively referred to as “bcc grains”) ), The austenite grain coarsening that may occur when annealing at a high temperature after cold rolling is suppressed. The reason for this is not clear, but the grain boundaries of the bcc grains function as nucleation sites for austenite due to transformation during annealing. Therefore, by making the bcc grains fine, the nucleation frequency increases and the annealing temperature is high. Even so, it is presumed that the coarsening of the austenite grains is suppressed.
(C)熱間圧延の最終圧下量を上昇させると、熱延鋼板中のbcc粒が微細化し、冷間圧延後、高温で焼鈍した際に起こりうるオーステナイト粒の粗大化が抑制される。
(D)鋼中のSi含有量が多いほど、オーステナイト粒の粗大化防止効果が強くなる。この理由は明らかではないが、(a)Si含有量の増加に伴い、熱延鋼板中のbcc粒が微細化すること、(b)Si含有量の増加に伴い、熱延鋼板中の鉄炭化物が微細化し、その数密度が増加すること、(c)鉄炭化物はオーステナイトへの変態における核生成サイトとして機能するため、オーステナイトへの変態における核生成頻度がさらに上昇すること、(d)未固溶の鉄炭化物の増加により、オーステナイトの粒成長が抑制され、オーステナイトがさらに細粒化すること、に起因すると推定される。
(C) When the final reduction amount of hot rolling is increased, bcc grains in the hot-rolled steel sheet are refined, and coarsening of austenite grains that can occur when annealing is performed at a high temperature after cold rolling is suppressed.
(D) As the Si content in the steel increases, the effect of preventing coarsening of austenite grains becomes stronger. The reason for this is not clear, but (a) bcc grains in the hot-rolled steel sheet become finer as the Si content increases, and (b) iron carbide in the hot-rolled steel sheet as the Si content increases. (C) Since iron carbide functions as a nucleation site in the transformation to austenite, the frequency of nucleation in the transformation to austenite further increases, and (d) unsolidified It is presumed that due to the increase in dissolved iron carbide, austenite grain growth is suppressed and austenite is further refined.
(E)オーステナイト粒の粗大化を抑制しながら高温で均熱して冷却すると、微細な低温変態生成相を主相とし、第二相に微細な残留オーステナイトを含んだ金属組織が得られる。 (E) When cooling by soaking at a high temperature while suppressing the coarsening of austenite grains, a metal structure containing a fine low-temperature transformation generation phase as a main phase and fine residual austenite in the second phase is obtained.
図1は、最終圧下量を板厚減少率で42%、圧延完了温度を900℃、急冷停止温度を660℃、圧延完了から急冷停止までの時間を0.16秒として熱間圧延し、巻取温度を520℃とし、熱延鋼板を冷間圧延し、均熱温度850℃で焼鈍して得られた焼鈍鋼板において、残留オーステナイトの粒径分布を調査した結果を示すグラフである。図2は、同一の化学組成を有するスラブを、直後急冷を行わず常法によって熱間圧延し、冷間圧延し焼鈍して得られた焼鈍鋼板において、残留オーステナイトの粒径分布を調査した結果を示すグラフである。図1と図2との比較から、適切な直後急冷プロセスを経て製造された焼鈍鋼板(図1)では、粗大な残留オーステナイト粒の生成が抑制され、残留オーステナイトが微細に分散することが分かる。 FIG. 1 shows that the final reduction amount is 42% in terms of sheet thickness reduction rate, the rolling completion temperature is 900 ° C., the quenching stop temperature is 660 ° C., and the time from the completion of rolling to the quenching stop is 0.16 seconds. It is a graph which shows the result of having investigated the particle size distribution of the retained austenite in the annealed steel plate obtained by cold rolling a hot-rolled steel plate at 520 degreeC and annealing at a soaking temperature of 850 degreeC. FIG. 2 shows the result of investigating the grain size distribution of retained austenite in an annealed steel sheet obtained by hot rolling a slab having the same chemical composition by a conventional method without immediately quenching, cold rolling and annealing. It is a graph which shows. From the comparison between FIG. 1 and FIG. 2, it can be seen that in the annealed steel sheet (FIG. 1) manufactured through an appropriate immediate quenching process, the formation of coarse retained austenite grains is suppressed and the retained austenite is finely dispersed.
(F)このような金属組織を有する冷延鋼板は、高強度でありながら良好な延性、良好な加工硬化性および良好な伸びフランジ性を示す。
以上の結果から、Siを一定量以上含有させた鋼を熱間圧延した後、直後急冷することで得られた、bcc粒が微細粒化した熱延鋼板を冷間圧延し、高温で焼鈍した後、冷却することにより、主相が低温変態生成相で第二相に微細な残留オーステナイトを含み、粗大なオーステナイト粒が少ない金属組織を有する、延性、加工硬化性および伸びフランジ性に優れた冷延鋼板を製造することができることが判明した。
(F) A cold-rolled steel sheet having such a metal structure exhibits good ductility, good work hardenability and good stretch flangeability while having high strength.
From the above results, after hot-rolling steel containing a certain amount or more of Si, the hot-rolled steel sheet with bcc grains refined was cold-rolled and then annealed at a high temperature. Thereafter, by cooling, the main phase is a low-temperature transformation generation phase, the second phase contains fine retained austenite, and has a metal structure with few coarse austenite grains, and is excellent in ductility, work hardenability and stretch flangeability. It has been found that rolled steel sheets can be produced.
以上の知見に基づき完成された本発明は次のとおりである。
(1)下記工程(A)および(B)を有することを特徴とする、主相が低温変態生成相で第二相に残留オーステナイトを含む金属組織を備える冷延鋼板の製造方法:
(A)質量%で、C:0.020%超0.30%未満、Si:0.10%超3.00%以下、Mn:1.00%超3.50%以下、P:0.10%以下、S:0.010%以下、sol.Al:2.00%以下およびN:0.010%以下を含有し、残部がFeおよび不純物からなる化学組成を有するとともに、方位差15゜以上の粒界で囲まれたbcc構造を有する粒およびbct構造を有する粒の平均粒径が6.0μm以下である熱延鋼板に、冷間圧延を施して冷延鋼板とする冷間圧延工程;および
(C)前記冷延鋼板に(Ac3点−40℃)以上(Ac 3 点+100℃)未満の温度域で15秒間超150秒間未満保持する均熱処理を施した後、500℃以下300℃以上の温度域まで冷却し、該温度域で30秒間以上保持する焼鈍工程。
The present invention completed based on the above knowledge is as follows.
(1) A method for producing a cold-rolled steel sheet comprising the following steps (A) and (B), wherein the main phase is a low-temperature transformation generation phase and the second phase includes a metal structure containing retained austenite:
(A) By mass%, C: more than 0.020% and less than 0.30%, Si: more than 0.10% and 3.00% or less, Mn: more than 1.00% and 3.50% or less, P: 0.0. 10% or less, S: 0.010% or less, sol. Grains having a bcc structure containing Al: 2.00% or less and N: 0.010% or less, the balance having a chemical composition composed of Fe and impurities, and surrounded by grain boundaries with an orientation difference of 15 ° or more, and a cold rolling step in which a hot rolled steel sheet having an average grain size of grains having a bct structure is 6.0 μm or less is subjected to cold rolling to obtain a cold rolled steel sheet; and (C) the cold rolled steel sheet (Ac 3 points) −40 ° C.) or higher (Ac 3 points + 100 ° C.) , and after soaking for 15 seconds to less than 150 seconds , cooling to 500 ° C. or lower and 300 ° C. or higher is performed. An annealing process for holding for at least 2 seconds.
(2)前記化学組成が、Feの一部に代えて、質量%で、Ti:0.050%未満、Nb:0.050%未満およびV:0.50%以下からなる群から選択される1種または2種以上を含有するものであることを特徴とする上記(1)に記載の冷延鋼板の製造方法。 (2) The chemical composition is selected from the group consisting of Ti: less than 0.050%, Nb: less than 0.050%, and V: 0.50% or less, in mass%, instead of part of Fe. The method for producing a cold-rolled steel sheet according to (1) above, which contains one or more kinds.
(3)前記化学組成が、Feの一部に代えて、質量%で、Cr:1.0%以下、Mo:0.50%以下およびB:0.010%以下からなる群から選択される1種または2種以上を含有するものであることを特徴とする上記(1)または上記(2)に記載の冷延鋼板の製造方法。 (3) The chemical composition is selected from the group consisting of Cr: 1.0% or less, Mo: 0.50% or less, and B: 0.010% or less in mass% instead of a part of Fe. The method for producing a cold-rolled steel sheet according to (1) or (2) above, which contains one or more kinds.
(4)前記化学組成が、Feの一部に代えて、質量%で、Ca:0.010%以下、Mg:0.010%以下、REM:0.050%以下およびBi:0.050%以下からなる群から選択される1種または2種以上を含有するものであることを特徴とする上記(1)から上記(3)のいずれかに記載の冷延鋼板の製造方法。 (4) The chemical composition is mass% instead of part of Fe, Ca: 0.010% or less, Mg: 0.010% or less, REM: 0.050% or less, and Bi: 0.050% The method for producing a cold-rolled steel sheet according to any one of (1) to (3) above, which comprises one or more selected from the group consisting of:
本発明によれば、プレス成形などの加工に適用できる十分な延性、加工硬化性および伸びフランジ性を有する高張力冷延鋼板が製造できる。従って、本発明は自動車の車体軽量化を通じて地球環境問題の解決に寄与できるなど、産業の発展に寄与するところが大である。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the high-tensile cold-rolled steel plate which has sufficient ductility applicable to processes, such as press molding, work-hardening property, and stretch flangeability can be manufactured. Therefore, the present invention greatly contributes to the development of industry, such as being able to contribute to solving global environmental problems through weight reduction of automobile bodies.
本発明に係る方法により製造される高張力冷延鋼板における金属組織および化学組成、ならびにその鋼板を効率的、安定的かつ経済的に製造しうる本発明に係る冷延鋼板の製造方法における圧延、焼鈍条件等について以下に詳述する。 Rolling in the manufacturing method of the cold-rolled steel sheet according to the present invention, which can produce the metal structure and chemical composition in the high-tensile cold-rolled steel sheet manufactured by the method according to the present invention, and the steel sheet efficiently, stably and economically, The annealing conditions and the like will be described in detail below.
1.金属組織
本発明により製造される冷延鋼板は、主相が低温変態生成相で第二相に残留オーステナイトを含む金属組織を有する。これは、引張強度を保ちながら、延性、加工硬化性および伸びフランジ性を向上させるのに好適であるからである。主相が、低温変態生成相ではないポリゴナルフェライトであると、引張強度および伸びフランジ性の確保が困難となる。
1. Metal structure The cold-rolled steel sheet produced according to the present invention has a metal structure in which the main phase is a low-temperature transformation generation phase and the second phase contains residual austenite. This is because it is suitable for improving ductility, work hardenability and stretch flangeability while maintaining tensile strength. When the main phase is polygonal ferrite that is not a low-temperature transformation generation phase, it is difficult to ensure tensile strength and stretch flangeability.
主相とは体積率が最大である相または組織を意味し、第二相とは主相以外の相および組織を意味する。
低温変態生成相とは、マルテンサイトやベイナイトといった低温変態により生成される相および組織をいう。これら以外の低温変態生成相としては、ベイニティックフェライトや焼戻しマルテンサイトが例示される。ベイニティックフェライトは、ラス状または板状の形態を呈する点および転位密度が高い点からポリゴナルフェライトと区別され、内部および界面に鉄炭化物が存在しない点からベイナイトと区別される。この低温変態生成相は、2種以上の相および組織、例えば、マルテンサイトとベイニティックフェライトを含んでいてもよい。低温変態生成相が2種以上の相および組織を含む場合は、これらの相および組織の体積率の合計を低温変態生成相の体積率とする。
The main phase means a phase or structure having the largest volume fraction, and the second phase means a phase and structure other than the main phase.
The low temperature transformation generation phase refers to a phase and structure generated by low temperature transformation such as martensite and bainite. Examples of the low temperature transformation generation phase other than these include bainitic ferrite and tempered martensite. Bainitic ferrite is distinguished from polygonal ferrite in that it has a lath or plate-like form and a high dislocation density, and is distinguished from bainite in that there is no iron carbide inside and at the interface. This low temperature transformation product phase may contain two or more phases and structures, such as martensite and bainitic ferrite. When the low temperature transformation product phase includes two or more phases and structures, the sum of the volume fractions of these phases and tissues is defined as the volume fraction of the low temperature transformation product phase.
延性を向上させるために、残留オーステナイトの全組織に対する体積率は4.0%超であることが好ましい。さらに好ましくは6.0%超、特に好ましくは9.0%超、最も好ましくは12.0%超である。一方、残留オーステナイトの体積率が過剰であると伸びフランジ性が劣化する。したがって、残留オーステナイトの体積率は25.0%未満とすることが好ましい。さらに好ましくは18.0%未満、特に好ましくは16.0%未満、最も好ましくは14.0%未満である。 In order to improve the ductility, the volume ratio of the retained austenite with respect to the entire structure is preferably more than 4.0%. More preferably, it is more than 6.0%, particularly preferably more than 9.0%, and most preferably more than 12.0%. On the other hand, if the volume ratio of retained austenite is excessive, stretch flangeability deteriorates. Accordingly, the volume ratio of retained austenite is preferably less than 25.0%. More preferably it is less than 18.0%, particularly preferably less than 16.0%, and most preferably less than 14.0%.
低温変態生成相を主相とし、第二相に残留オーステナイトを含む金属組織をもつ冷延鋼板では、残留オーステナイトを細粒化すると、延性、加工硬化性および伸びフランジ性が著しく向上するので、残留オーステナイトの平均粒径を0.80μm未満とすることが好ましい。0.70μm未満とすることはさらに好ましく、0.60μm未満とすることは特に好ましい。残留オーステナイトの平均粒径の下限は特に限定しないが、0.15μm以下に微細化するためには、熱間圧延の最終圧下量を非常に高くする必要があり、製造負荷が著しく高まる。したがって、残留オーステナイトの平均粒径の下限は0.15μm超とすることが好ましい。 In cold-rolled steel sheets with a low-temperature transformation generation phase as the main phase and a metal structure containing residual austenite in the second phase, reducing the residual austenite will significantly improve ductility, work hardening and stretch flangeability. The average particle size of austenite is preferably less than 0.80 μm. It is more preferable that the thickness be less than 0.70 μm, and it is particularly preferable that the thickness be less than 0.60 μm. The lower limit of the average particle size of the retained austenite is not particularly limited, but in order to make it finer to 0.15 μm or less, it is necessary to make the final reduction amount of hot rolling very high, and the production load is remarkably increased. Therefore, the lower limit of the average particle size of retained austenite is preferably more than 0.15 μm.
低温変態生成相を主相とし第二相に残留オーステナイトを含む金属組織をもつ冷延鋼板では、残留オーステナイトの平均粒径が小さくても、粗大な残留オーステナイト粒が多く存在すると、加工硬化性および伸びフランジ性が損なわれ易い。そのため、粒径が1.2μm以上の残留オーステナイト粒の数密度は、3.0×10−2個/μm2以下とすることが好ましい。この数密度は2.0×10−2個/μm2以下であればさらに好ましく、1.5×10−2個/μm2以下であれば特に好ましく、1.0×10−2個/μm2以下であれば最も好ましい。 In a cold-rolled steel sheet having a metal structure containing a low-temperature transformation-forming phase as a main phase and a residual austenite in the second phase, even if the average grain size of residual austenite is small, if there are many coarse residual austenite grains, work hardening and Stretch flangeability is easily impaired. Therefore, it is preferable that the number density of residual austenite grains having a grain size of 1.2 μm or more is 3.0 × 10 −2 particles / μm 2 or less. The number density is more preferably 2.0 × 10 −2 pieces / μm 2 or less, particularly preferably 1.5 × 10 −2 pieces / μm 2 or less, and 1.0 × 10 −2 pieces / μm 2. Most preferred is 2 or less.
延性および加工硬化性をさらに向上させるために、第二相に残留オーステナイト以外にポリゴナルフェライトを含むことが好ましい。ポリゴナルフェライトの全組織に対する体積率は2.0%超とすることが好ましい。さらに好ましくは8.0%超、特に好ましくは13.0%超である。一方、ポリゴナルフェライトの体積率が過剰になると、伸びフランジ性が劣化する。したがって、ポリゴナルフェライトの体積率は27.0%未満とすることが好ましい。さらに好ましくは24.0%未満、特に好ましくは18.0%未満である。 In order to further improve the ductility and work hardenability, it is preferable that the second phase contains polygonal ferrite in addition to retained austenite. The volume ratio of the polygonal ferrite to the entire structure is preferably more than 2.0%. More preferably, it is more than 8.0%, particularly preferably more than 13.0%. On the other hand, when the volume fraction of polygonal ferrite becomes excessive, stretch flangeability deteriorates. Therefore, the volume fraction of polygonal ferrite is preferably less than 27.0%. More preferably, it is less than 24.0%, particularly preferably less than 18.0%.
また、ポリゴナルフェライトは、細粒であるほど延性および加工硬化性を向上させる効果が増すので、ポリゴナルフェライトの平均結晶粒径は5.0μm未満とすることが好ましい。さらに好ましくは4.0μm未満、特に好ましくは3.0μm未満である。 Further, since the effect of improving ductility and work hardening increases as the granular ferrite becomes finer, the average crystal grain size of the polygonal ferrite is preferably less than 5.0 μm. More preferably, it is less than 4.0 micrometers, Most preferably, it is less than 3.0 micrometers.
伸びフランジ性をさらに向上させるために、低温変態生成相に含まれる焼戻しマルテンサイトの体積率は、全組織に対し50.0%未満とすることが好ましい。さらに好ましくは35.0%未満、特に好ましくは10.0%未満である。 In order to further improve stretch flangeability, the volume ratio of tempered martensite contained in the low-temperature transformation generation phase is preferably less than 50.0% with respect to the entire structure. More preferably, it is less than 35.0%, particularly preferably less than 10.0%.
引張強度を高めるために、低温変態生成相はマルテンサイトを含むことが好ましい。この場合、マルテンサイトの全組織に対する体積率は4.0%超とすることが好ましい。さらに好ましくは6.0%超、特に好ましくは10.0%超である。一方、マルテンサイトの体積率が過剰になると伸びフランジ性が劣化する。このため、組織全体に占めるマルテンサイトの体積率は15.0%未満とすることが好ましい。 In order to increase the tensile strength, the low temperature transformation generation phase preferably contains martensite. In this case, the volume ratio of the martensite to the entire structure is preferably more than 4.0%. More preferably, it is more than 6.0%, particularly preferably more than 10.0%. On the other hand, when the volume ratio of martensite becomes excessive, stretch flangeability deteriorates. For this reason, it is preferable that the volume ratio of martensite in the whole structure is less than 15.0%.
本発明に係る冷延鋼板の金属組織は、次のようにして測定する。すなわち、低温変態生成相およびポリゴナルフェライトの体積率は、鋼板から試験片を採取し、圧延方向に平行な縦断面を研磨し、ナイタールまたはピクリン酸で腐食処理した後、鋼板表面から板厚の1/4深さ位置においてSEMを用いて金属組織を観察し、画像処理により、低温変態生成相とポリゴナルフェライトの面積率を測定し、面積率は体積率と等しいとしてそれぞれの体積率を求める。ポリゴナルフェライトの平均粒径は、視野中でポリゴナルフェライト全体が占める面積をポリゴナルフェライトの結晶粒数で除し、円相当直径を求め、それを平均粒径とする。 The metal structure of the cold rolled steel sheet according to the present invention is measured as follows. That is, the volume ratio of the low-temperature transformation generation phase and polygonal ferrite is determined by taking a specimen from a steel plate, polishing a longitudinal section parallel to the rolling direction, and subjecting it to corrosion treatment with nital or picric acid, The metal structure is observed using a SEM at a 1/4 depth position, and the area ratios of the low-temperature transformation generation phase and polygonal ferrite are measured by image processing, and the respective volume ratios are obtained assuming that the area ratio is equal to the volume ratio. . The average particle diameter of polygonal ferrite is obtained by dividing the area occupied by the entire polygonal ferrite in the field of view by the number of crystal grains of polygonal ferrite to obtain the equivalent circle diameter, which is taken as the average particle diameter.
残留オーステナイトの体積率は、鋼板から試験片を採取し、鋼板表面から板厚の1/4深さ位置まで圧延面を化学研磨し、XRD用いてX線回折強度を測定して求める。
残留オーステナイト粒の粒径および残留オーステナイトの平均粒径は、次のようにして測定する。すなわち、鋼板から試験片を採取し、圧延方向に平行な縦断面を電解研磨し、鋼板表面から板厚の1/4深さ位置において、EBSPを備えたSEMを用いて金属組織を観察する。面心立方晶型の結晶構造からなる相(fcc相)として観察され、母相に囲まれた領域を一つの残留オーステナイト粒とし、画像処理により、残留オーステナイト粒の数密度(単位面積あたりの粒数)および個々の残留オーステナイト粒の面積率を測定する。視野中で個々の残留オーステナイト粒が占める面積から個々のオーステナイト粒の円相当直径を求め、それらの平均値を残留オーステナイトの平均粒径とする。
The volume fraction of retained austenite is obtained by taking a test piece from a steel plate, chemically polishing the rolled surface from the steel plate surface to a 1/4 depth position of the plate thickness, and measuring the X-ray diffraction intensity using XRD.
The particle size of retained austenite grains and the average particle size of retained austenite are measured as follows. That is, a test piece is taken from a steel plate, a longitudinal section parallel to the rolling direction is electrolytically polished, and the metal structure is observed using an SEM equipped with EBSP at a position of a quarter depth of the plate thickness from the steel plate surface. Observed as a phase consisting of a face-centered cubic crystal structure (fcc phase), and the region surrounded by the parent phase is defined as one retained austenite grain, and by image processing, the number density of retained austenite grains (grains per unit area) Number) and the area ratio of individual retained austenite grains. The circle equivalent diameter of each austenite grain is determined from the area occupied by each retained austenite grain in the field of view, and the average value thereof is taken as the average grain size of the retained austenite.
なお、EBSPによる組織観察では、板厚方向に50μm以上で圧延方向に100μm以上の大きさの領域において、0.1μm刻みで電子ビームを照射して相の判定を行う。得られた測定データの内、信頼性指数(Confidence Index)が0.1以上のものを有効なデータとして粒径測定に用いる。また、測定ノイズにより残留オーステナイトの粒径が過小に評価されることを防ぐため、円相当直径が0.15μm以上の残留オーステナイト粒のみを有効な粒として、平均粒径の算出を行う。 In the structure observation by EBSP, the phase is determined by irradiating an electron beam in increments of 0.1 μm in a region having a size of 50 μm or more in the plate thickness direction and 100 μm or more in the rolling direction. Among the obtained measurement data, those having a reliability index (Confidence Index) of 0.1 or more are used as effective data for the particle size measurement. In order to prevent the residual austenite grain size from being excessively evaluated due to measurement noise, the average grain size is calculated using only the retained austenite grains having an equivalent circle diameter of 0.15 μm or more as effective grains.
本発明では、冷延鋼板の場合は鋼板表面から板厚の1/4深さ位置、めっき鋼板の場合は基材である鋼板とめっき層との境界から基材である鋼板の板厚の1/4深さ位置において、上述の金属組織を規定する。 In the present invention, in the case of a cold-rolled steel sheet, the thickness of the steel sheet is ¼ depth position from the surface of the steel sheet. In the case of a plated steel sheet, the thickness of the steel sheet as the base material is 1 In the / 4 depth position, the above-mentioned metal structure is defined.
以上の金属組織上の特徴に基づいて実現されうる機械特性として、本発明の冷延鋼板は、衝撃吸収性を確保するために、圧延方向と直交する方向において780MPa以上の引張強度(TS)を有していることが好ましく、950MPa以上であればさらに好ましい。一方で、延性を確保するために、TSは1180MPa未満であることが好ましい。 As a mechanical property that can be realized based on the above characteristics on the metal structure, the cold-rolled steel sheet of the present invention has a tensile strength (TS) of 780 MPa or more in a direction orthogonal to the rolling direction in order to ensure shock absorption. It is preferable to have 950 MPa or more. On the other hand, in order to ensure ductility, it is preferable that TS is less than 1180 MPa.
また、プレス成形性の観点からは、圧延方向と直交する方向の全伸び(El0)を下記式(1)に基づいて板厚1.2mm相当の全伸びに換算した値をEl、日本工業規格JIS Z2253に準拠し歪み範囲を5〜10%とし、5%と10%の2点の公称歪みおよびこれらに対応する試験力を用いて算出される加工硬化指数をn値、日本鉄鋼連盟規格JFST1001に準拠して測定される穴拡げ率をλとしたとき、TS×Elの値が15000MPa%以上、TS×n値の値が150MPa以上、およびTS1.7×λの値が4500000MPa1.7%以上であることが好ましい。 Further, from the viewpoint of press formability, the value obtained by converting the total elongation (El 0 ) in the direction orthogonal to the rolling direction to the total elongation equivalent to a plate thickness of 1.2 mm based on the following formula (1) is El, Nippon Kogyo. According to the standard JIS Z2253, the strain range is 5 to 10%, and the work hardening index calculated by using the nominal strain of 2 points of 5% and 10% and the test force corresponding to these is n value, Japan Iron and Steel Federation Standard When the hole expansion rate measured according to JFST1001 is λ, the value of TS × El is 15000 MPa% or more, the value of TS × n value is 150 MPa or more, and the value of TS 1.7 × λ is 4500000 MPa 1.7 % or more. Preferably there is.
El=El0×(1.2/t0)0.2 ・・・ (1)
ここで、式中のEl0はJIS5号引張試験片を用いて測定された全伸びの実測値を、t0は測定に供したJIS5号引張試験片の板厚を表し、Elは板厚が1.2mmである場合に相当する全伸びの換算値である。
El = El 0 × (1.2 / t 0 ) 0.2 (1)
Here, El 0 in the formula represents an actual measurement value of total elongation measured using a JIS No. 5 tensile test piece, t 0 represents a plate thickness of a JIS No. 5 tensile test piece subjected to measurement, and El represents a plate thickness. It is a converted value of total elongation corresponding to the case of 1.2 mm.
TS×Elは強度と全伸びのバランスから延性を評価するための指標であり、TS×n値は強度と加工硬化指数のバランスから加工硬化性を評価するための指標であり、TS1.7×λは強度と穴拡げ率のバランスから穴拡げ性を評価するための指標である。TS×Elの値が19000MPa%以上、TS×n値の値が160MPa以上、TS1.7×λの値が5500000MPa1.7%以上であることがさらに好ましい。 TS × El is an index for evaluating ductility from the balance between strength and total elongation, and TS × n value is an index for evaluating work curability from the balance between strength and work hardening index. TS 1.7 × λ Is an index for evaluating hole expandability from the balance between strength and hole expansion rate. More preferably, the value of TS × El is 19000 MPa% or more, the value of TS × n value is 160 MPa or more, and the value of TS 1.7 × λ is 5500000 MPa 1.7 % or more.
加工硬化指数は、自動車部品をプレス成形する際に生じる歪みが5〜10%程度であることから、引張試験における歪み範囲5〜10%に対するn値で表した。鋼板の全伸びが高くても、n値が低い場合には自動車部品のプレス成形において歪み伝播性が不十分となり、局所的な板厚減少等の成形不良が発生しやすい。また、形状凍結性の観点からは、降伏比が80%未満であることが好ましく、75%未満であることはさらに好ましく、70%未満であれば特に好ましい。 The work hardening index is expressed as an n value with respect to a strain range of 5 to 10% in a tensile test because a strain generated when press molding an automobile part is about 5 to 10%. Even if the total elongation of the steel sheet is high, if the n value is low, the strain propagation property becomes insufficient in press forming of automobile parts, and forming defects such as local reduction of the plate thickness are likely to occur. Further, from the viewpoint of shape freezing property, the yield ratio is preferably less than 80%, more preferably less than 75%, and particularly preferably less than 70%.
2.鋼の化学組成
C:0.020%超0.30%未満
C含有量が0.020%以下では上記の金属組織を得ることが困難となる。したがって、C含有量は0.020%超とする。好ましくは0.070%超、さらに好ましくは0.10%超、特に好ましくは0.14%超である。一方、C含有量が0.30%以上では鋼板の伸びフランジ性が損なわれるばかりか溶接性が劣化する。したがって、C含有量は0.30%未満とする。好ましくは0.25%未満、さらに好ましくは0.20%未満、特に好ましくは0.17%未満である。
2. Chemical composition of steel C: more than 0.020% and less than 0.30% When the C content is 0.020% or less, it is difficult to obtain the above metal structure. Therefore, the C content is more than 0.020%. Preferably it is more than 0.070%, more preferably more than 0.10%, particularly preferably more than 0.14%. On the other hand, if the C content is 0.30% or more, not only the stretch flangeability of the steel sheet is impaired, but also the weldability deteriorates. Therefore, the C content is less than 0.30%. Preferably it is less than 0.25%, more preferably less than 0.20%, particularly preferably less than 0.17%.
Si:0.10%超3.00%以下
Siは、焼鈍中のオーステナイト粒成長抑制を通じ、延性、加工硬化性および伸びフランジ性を改善する作用を有する。また、オーステナイトの安定性を高める作用を有し、上記の金属組織を得るのに有効な元素である。Si含有量が0.10%以下では上記作用による効果を得ることが困難となる。したがって、Si含有量は0.10%超とする。好ましくは0.60%超、さらに好ましくは0.90%超、特に好ましくは1.20%超である。一方、Si含有量が3.00%超では鋼板の表面性状が劣化する。さらに、化成処理性およびめっき性が著しく劣化する。したがって、Si含有量は3.00%以下とする。好ましくは2.00%未満、さらに好ましくは1.80%未満、特に好ましくは1.60%未満である。
Si: more than 0.10% and not more than 3.00% Si has an effect of improving ductility, work hardenability and stretch flangeability through suppression of austenite grain growth during annealing. Moreover, it is an element which has the effect | action which improves the stability of austenite and is effective in obtaining said metal structure. When the Si content is 0.10% or less, it is difficult to obtain the effect by the above action. Therefore, the Si content is more than 0.10%. It is preferably more than 0.60%, more preferably more than 0.90%, particularly preferably more than 1.20%. On the other hand, if the Si content exceeds 3.00%, the surface properties of the steel sheet deteriorate. Furthermore, chemical conversion property and plating property are remarkably deteriorated. Therefore, the Si content is 3.00% or less. Preferably it is less than 2.00%, more preferably less than 1.80%, and particularly preferably less than 1.60%.
後述するAlを含有する場合は、Si含有量とsol.Al含有量が下記式(2)を満足することが好ましく、下記式(3)を満足するとさらに好ましく、下記式(4)を満足すると特に好ましい。 In the case of containing Al described later, the Si content and sol. The Al content preferably satisfies the following formula (2), more preferably satisfies the following formula (3), and particularly preferably satisfies the following formula (4).
Si+sol.Al>0.60 ・・・ (2)
Si+sol.Al>0.90 ・・・ (3)
Si+sol.Al>1.20 ・・・ (4)
ここで、式中のSiは鋼中でのSi含有量を、sol.Alは酸可溶性のAl含有量を質量%にて表したものである。
Si + sol. Al> 0.60 (2)
Si + sol. Al> 0.90 (3)
Si + sol. Al> 1.20 (4)
Here, Si in the formula represents the Si content in steel, sol. Al represents the acid-soluble Al content in mass%.
Mn:1.00%超3.50%以下
Mnは、鋼の焼入性を向上させる作用を有し、上記の金属組織を得るのに有効な元素である。Mn含有量が1.00%以下では上記の金属組織を得ることが困難となる。したがって、Mn含有量は1.00%超とする。好ましくは1.50%超、さらに好ましくは1.80%超、特に好ましくは2.10%超である。Mn含有量が過剰となると、熱延鋼板の金属組織において、圧延方向に展伸した粗大な低温変態生成相が生じ、冷間圧延および焼鈍後の金属組織において粗大な残留オーステナイト粒が増加し、加工硬化性および伸びフランジ性が劣化する。したがって、Mn含有量は3.50%以下とする。好ましくは3.00%未満、さらに好ましくは2.80%未満、特に好ましくは2.60%未満である。
Mn: more than 1.00% and not more than 3.50% Mn has an effect of improving the hardenability of steel and is an effective element for obtaining the above metal structure. If the Mn content is 1.00% or less, it is difficult to obtain the above metal structure. Therefore, the Mn content is more than 1.00%. Preferably it is more than 1.50%, more preferably more than 1.80%, particularly preferably more than 2.10%. When the Mn content is excessive, in the metal structure of the hot-rolled steel sheet, a coarse low-temperature transformation generation phase stretched in the rolling direction occurs, and coarse residual austenite grains increase in the metal structure after cold rolling and annealing, Work hardenability and stretch flangeability deteriorate. Therefore, the Mn content is 3.50% or less. Preferably it is less than 3.00%, more preferably less than 2.80%, particularly preferably less than 2.60%.
P:0.10%以下
Pは、不純物として鋼中に含有される元素であり、粒界に偏析して鋼を脆化させる。このため、P含有量は少ないほど好ましい。したがって、P含有量は0.10%以下とする。好ましくは0.050%未満、さらに好ましくは0.020%未満、特に好ましくは0.015%未満である。
P: 0.10% or less P is an element contained in the steel as an impurity, and segregates at the grain boundaries to embrittle the steel. For this reason, the smaller the P content, the better. Therefore, the P content is 0.10% or less. Preferably it is less than 0.050%, more preferably less than 0.020%, particularly preferably less than 0.015%.
S:0.010%以下
Sは、不純物として鋼中に含有される元素であり、硫化物系介在物を形成して伸びフランジ性を劣化させる。このため、S含有量は少ないほど好ましい。したがって、S含有量は0.010%以下とする。好ましくは0.005%未満、さらに好ましくは0.003%未満、特に好ましくは0.002%未満である。
S: 0.010% or less S is an element contained in steel as an impurity, and forms sulfide inclusions to deteriorate stretch flangeability. For this reason, the smaller the S content, the better. Therefore, the S content is set to 0.010% or less. Preferably it is less than 0.005%, more preferably less than 0.003%, particularly preferably less than 0.002%.
sol.Al:2.00%以下
Alは、溶鋼を脱酸する作用を有する。本発明においては、Alと同様に脱酸作用を有するSiを含有させるため、Alは必ずしも含有させる必要はない。すなわち、不純物レベルであってもよい。脱酸の促進を目的として含有させる場合には、sol.Alとして0.0050%以上含有させることが好ましい。さらに好ましいsol.Al含有量は0.020%超である。また、Alは、Siと同様にオーステナイトの安定性を高める作用を有し、上記の金属組織を得るのに有効な元素であるので、この目的でAlを含有させることもできる。この場合、sol.Al含有量は好ましくは0.040%超、さらに好ましくは0.050%超、特に好ましくは0.060%超である。一方、sol.Al含有量が高すぎると、アルミナに起因する表面疵が発生しやすくなるばかりか、変態点が大きく上昇し低温変態生成相を主相とする金属組織を得ることが困難となる。したがって、sol.Al含有量は2.00%以下とする。好ましくは0.60%未満、さらに好ましくは0.20%未満、特に好ましくは0.10%未満である。
sol. Al: 2.00% or less Al has an action of deoxidizing molten steel. In the present invention, since Si having a deoxidizing action is contained in the same manner as Al, Al is not necessarily contained. That is, it may be at the impurity level. When it is contained for the purpose of promoting deoxidation, sol. It is preferable to contain 0.0050% or more as Al. Further preferred sol. The Al content is more than 0.020%. Al, like Si, has the effect of increasing the stability of austenite and is an effective element for obtaining the above metal structure. Therefore, Al can be contained for this purpose. In this case, sol. The Al content is preferably more than 0.040%, more preferably more than 0.050%, particularly preferably more than 0.060%. On the other hand, sol. If the Al content is too high, not only surface flaws are likely to occur due to alumina, but the transformation point is greatly increased, making it difficult to obtain a metal structure having a low-temperature transformation generation phase as a main phase. Therefore, sol. Al content shall be 2.00% or less. Preferably it is less than 0.60%, more preferably less than 0.20%, particularly preferably less than 0.10%.
N:0.010%以下
Nは、不純物として鋼中に含有される元素であり、延性を劣化させる。このため、N含有量は少ないほど好ましい。したがって、N含有量は0.010%以下とする。好ましくは0.006%以下であり、さらに好ましくは0.005%以下である。
N: 0.010% or less N is an element contained in steel as an impurity, and deteriorates ductility. For this reason, the smaller the N content, the better. Therefore, the N content is set to 0.010% or less. Preferably it is 0.006% or less, More preferably, it is 0.005% or less.
本発明に係る鋼板は、以下に列記する元素を任意元素として含有してもよい。
Ti:0.050%未満、Nb:0.050%未満およびV:0.50%以下からなる群から選択される1種または2種以上
Ti、NbおよびVは、熱間圧延工程で再結晶を抑制することにより加工歪みを増大させ、熱延鋼板の金属組織を微細化する作用を有する。また、炭化物または窒化物として析出し、焼鈍中のオーステナイトの粗大化を抑制する作用を有する。したがって、これらの元素の1種または2種以上を含有させてもよい。しかしながら、これらの元素はいずれも過剰に含有させても上記作用による効果が飽和して不経済となる。そればかりか、焼鈍時の再結晶温度が上昇し、焼鈍後の金属組織が不均一となり、伸びフランジ性も損なわれる。さらには、炭化物または窒化物の析出量が増し、降伏比が上昇し、形状凍結性も劣化する。したがって、Ti含有量は0.050%未満、Nb含有量は0.050%未満、V含有量は0.50%以下とする。Ti含有量は好ましくは0.040%未満、さらに好ましくは0.030%未満であり、Nb含有量は好ましくは0.040%未満、さらに好ましくは0.030%未満であり、V含有量は好ましくは0.30%以下であり、さらに好ましくは0.050%未満である。上記作用による効果をより確実に得るには、Ti:0.005%以上、Nb:0.005%以上およびV:0.010%以上のいずれかを満足させることが好ましい。Tiを含有させる場合にはTi含有量を0.010%以上とすることがさらに好ましく、Nbを含有させる場合にはNb含有量を0.010%以上とすることがさらに好ましく、Vを含有させる場合にはV含有量を0.020%以上とすることがさらに好ましい。
The steel plate according to the present invention may contain the elements listed below as optional elements.
One or more selected from the group consisting of Ti: less than 0.050%, Nb: less than 0.050% and V: 0.50% or less Ti, Nb and V are recrystallized in the hot rolling process By suppressing the above, there is an effect of increasing the working strain and refining the metal structure of the hot-rolled steel sheet. Moreover, it precipitates as a carbide | carbonized_material or nitride, and has the effect | action which suppresses the coarsening of the austenite during annealing. Therefore, you may contain 1 type, or 2 or more types of these elements. However, even if any of these elements is contained in excess, the effect of the above action is saturated and uneconomical. In addition, the recrystallization temperature during annealing increases, the metal structure after annealing becomes non-uniform, and stretch flangeability is also impaired. Furthermore, the precipitation amount of carbide or nitride increases, the yield ratio increases, and the shape freezing property also deteriorates. Therefore, the Ti content is less than 0.050%, the Nb content is less than 0.050%, and the V content is 0.50% or less. The Ti content is preferably less than 0.040%, more preferably less than 0.030%, the Nb content is preferably less than 0.040%, more preferably less than 0.030%, and the V content is Preferably it is 0.30% or less, More preferably, it is less than 0.050%. In order to more reliably obtain the effect of the above action, it is preferable to satisfy any of Ti: 0.005% or more, Nb: 0.005% or more, and V: 0.010% or more. When Ti is contained, the Ti content is more preferably 0.010% or more. When Nb is contained, the Nb content is more preferably 0.010% or more, and V is contained. In some cases, the V content is more preferably 0.020% or more.
Cr:1.0%以下、Mo:0.50%以下およびB:0.010%以下からなる群から選択された1種または2種以上
Cr、MoおよびBは、鋼の焼入性を向上させる作用を有し、上記の金属組織を得るのに有効な元素である。したがって、これらの元素の1種または2種以上を含有させてもよい。しかしながら、これらの元素を過剰に含有させても上記作用による効果が飽和して不経済となる。したがって、Cr含有量は1.0%以下、Mo含有量は0.50%以下、B含有量は0.010%以下とする。Cr含有量は好ましくは0.50%以下であり、Mo含有量は好ましくは0.20%以下であり、B含有量は好ましくは0.0030%以下である。上記作用による効果をより確実に得るには、Cr:0.20%以上、Mo:0.05%以上およびB:0.0010%以上のいずれかを満足させることが好ましい。
One or more selected from the group consisting of Cr: 1.0% or less, Mo: 0.50% or less and B: 0.010% or less Cr, Mo and B improve the hardenability of steel. It is an element effective in obtaining the above metal structure. Therefore, you may contain 1 type, or 2 or more types of these elements. However, even if these elements are contained excessively, the effect of the above action is saturated and uneconomical. Therefore, the Cr content is 1.0% or less, the Mo content is 0.50% or less, and the B content is 0.010% or less. The Cr content is preferably 0.50% or less, the Mo content is preferably 0.20% or less, and the B content is preferably 0.0003% or less. In order to more reliably obtain the effect of the above action, it is preferable to satisfy any of Cr: 0.20% or more, Mo: 0.05% or more, and B: 0.0010% or more.
Ca:0.010%以下、Mg:0.010%以下、REM:0.050%以下およびBi:0.050%以下からなる群から選択された1種または2種以上
Ca、MgおよびREMは介在物の形状を調整することにより、Biは凝固組織を微細化することにより、ともに伸びフランジ性を改善する作用を有する。したがって、これらの元素の1種または2種以上を含有させてもよい。しかしながら、過剰に含有させても上記作用による効果が飽和して不経済となる。したがって、Ca含有量は0.010%以下、Mg含有量は0.010%以下、REM含有量は0.050%以下、Bi含有量は0.050%以下とする。好ましくは、Ca含有量は0.0020%以下、Mg含有量は0.0020%以下、REM含有量は0.0020%以下、Bi含有量は0.010%以下である。上記作用をより確実に得るには、Ca:0.0005%以上、Mg:0.0005%以上、REM:0.0005%以上およびBi:0.0010%以上のいずれかを満足させることが好ましい。なお、REMとは希土類元素を意味し、Sc、Yおよびランタノイドの合計17元素の総称であり、REM含有量はこれらの元素の合計含有量である。
Ca, Mg and REM are selected from the group consisting of Ca: 0.010% or less, Mg: 0.010% or less, REM: 0.050% or less, and Bi: 0.050% or less. By adjusting the shape of the inclusions, Bi has the effect of improving stretch flangeability by refining the solidified structure. Therefore, you may contain 1 type, or 2 or more types of these elements. However, even if it contains excessively, the effect by the said effect | action will be saturated and it will become uneconomical. Therefore, the Ca content is 0.010% or less, the Mg content is 0.010% or less, the REM content is 0.050% or less, and the Bi content is 0.050% or less. Preferably, the Ca content is 0.0001% or less, the Mg content is 0.000020% or less, the REM content is 0.000020% or less, and the Bi content is 0.010% or less. In order to obtain the above action more reliably, it is preferable to satisfy any of Ca: 0.0005% or more, Mg: 0.0005% or more, REM: 0.0005% or more, and Bi: 0.0010% or more. . Note that REM means a rare earth element and is a generic name for a total of 17 elements of Sc, Y and lanthanoid, and the REM content is the total content of these elements.
3.製造条件
(冷間圧延工程)
冷間圧延工程では、上述した化学組成を有するとともに、方位差15゜以上の粒界で囲まれたbcc構造を有する粒およびbct構造を有する粒(前述したように、これらの粒をbcc粒と総称する)の平均粒径が6.0μm以下である熱延鋼板に、冷間圧延を施して冷延鋼板とする。
3. Manufacturing conditions (cold rolling process)
In the cold rolling process, grains having the above-described chemical composition and having a bcc structure surrounded by grain boundaries having an orientation difference of 15 ° or more and grains having a bct structure (as described above, these grains are referred to as bcc grains). A hot-rolled steel sheet having a mean particle diameter of 6.0 μm or less is cold-rolled to obtain a cold-rolled steel sheet.
ここで、bcc粒の平均粒径は以下の方法で算出する。すなわち、鋼板から試験片を採取し、圧延方向に平行な縦断面を電解研磨し、鋼板表面から板厚の1/4深さ位置においてEBSPを備えたSEMを用いて金属組織を観察する。bcc構造またはbct構造を有する粒として観察された方位差15゜以上の境界で囲まれた領域を一つの粒とし、下記式(5)にしたがって算出される値を平均粒径とする。ここでNは、平均粒径評価領域に含まれる結晶粒の数、Aiはi番目(i=1,2,・・,N)の結晶粒の面積、diはi番目の結晶粒の円相当直径をそれぞれ示す。 Here, the average particle diameter of the bcc grains is calculated by the following method. That is, a test piece is taken from a steel plate, a longitudinal section parallel to the rolling direction is electropolished, and the metal structure is observed using an SEM equipped with EBSP at a position of a depth of the plate thickness from the steel plate surface. A region surrounded by a boundary having an orientation difference of 15 ° or more observed as a grain having a bcc structure or a bct structure is defined as one grain, and a value calculated according to the following formula (5) is defined as an average grain diameter. Here, N is the number of crystal grains included in the average grain size evaluation region, Ai is the area of the i-th (i = 1, 2,..., N) crystal grain, and di is equivalent to the circle of the i-th crystal grain. Each diameter is shown.
ここで、bcc構造を有する粒とbct構造を有する粒とを一体として扱うのは、EBSPによる金属組織評価では格子定数を考慮しないため、bcc構造を有する粒(例えば、ポリゴナルフェライト、ベイニティックフェライト、ベイナイト、焼戻しマルテンサイト)とbct構造を有する粒(例えば、マルテンサイト)とを峻別することが困難であるためである。 Here, the reason why the grains having the bcc structure and the grains having the bct structure are treated as one is because the lattice constant is not taken into account in the metal structure evaluation by EBSP, and thus the grains having the bcc structure (for example, polygonal ferrite, bainitic). This is because it is difficult to distinguish between ferrite (bainite, tempered martensite) and grains having a bct structure (for example, martensite).
ここでのEBSPによる組織評価では、板厚方向に50μm、圧延方向(板厚方向に垂直な方向)に100μmの大きさの領域について、0.1μm刻みで電子ビームを制御して相の判定を行う。得られた測定データの内、信頼性指数が0.1以上のものを有効なデータとして粒径測定に用いる。さらに、測定ノイズによる粒径の過小評価を防ぐため、bcc相の評価では、先述した残留オーステナイトの場合とは異なり、粒径が0.47μm以上のbcc粒のみを有効な粒として上記の粒径算出を行う。 In the structure evaluation by EBSP here, the phase is determined by controlling the electron beam in increments of 0.1 μm in a region having a size of 50 μm in the plate thickness direction and 100 μm in the rolling direction (direction perpendicular to the plate thickness direction). Do. Among the obtained measurement data, those having a reliability index of 0.1 or more are used as effective data for the particle size measurement. Further, in order to prevent underestimation of the particle size due to measurement noise, in the evaluation of the bcc phase, unlike the above-described case of retained austenite, only the bcc particles having a particle size of 0.47 μm or more are used as effective particles. Perform the calculation.
15゜以上の方位差を有する粒界を有効な粒界として結晶粒径を定義するのは、方位差15゜以上の粒界が、逆変態オーステナイト粒の有効な核生成サイトとなって、焼鈍時のオーステナイト粒の粗大化を抑制し、冷延鋼板の加工性向上に大きく寄与するからである。また、熱延鋼板の組織が微細な粒と粗大な粒とが混在した混粒組織の場合、粗大な粒の部分は冷間圧延および焼鈍後に粗大化しやすく、延性や伸びフランジ性が低下する。このような混粒組織の粒径を金属組織の結晶粒径評価として一般的に用いられる切断法で評価した場合、粗大な粒の影響が過小に評価される場合がある。これを避けるために、本発明では粗大な粒の影響を考慮した結晶粒径の算出法として、結晶粒個々の面積を重みとして掛けた上述の(5)式を用いる。 The crystal grain size is defined with the grain boundary having an orientation difference of 15 ° or more as an effective grain boundary. The grain boundary having an orientation difference of 15 ° or more becomes an effective nucleation site of reverse transformed austenite grains and is annealed. This is because the coarsening of the austenite grains at the time is suppressed and the workability of the cold-rolled steel sheet is greatly improved. Moreover, when the structure of the hot-rolled steel sheet is a mixed grain structure in which fine grains and coarse grains are mixed, the coarse grain portion is easily coarsened after cold rolling and annealing, and ductility and stretch flangeability are lowered. When the grain size of such a mixed grain structure is evaluated by a cutting method generally used for evaluating the crystal grain diameter of a metal structure, the influence of coarse grains may be underestimated. In order to avoid this, in the present invention, the above-described equation (5) obtained by multiplying the area of each crystal grain as a weight is used as a method for calculating the crystal grain size in consideration of the influence of coarse grains.
冷間圧延に供する熱延鋼板について上記方法によって算出されるbcc粒の平均粒径が6.0μmを越える場合、冷間圧延および焼鈍後の金属組織が粗大化し、延性、加工硬化性および伸びフランジ性が損なわれる。よって、熱延鋼板のbcc粒の平均粒径は6.0μm以下とする。好ましくは4.0μm以下であり、さらに好ましくは3.5μm以下である。 When the average particle diameter of bcc grains calculated by the above method for hot-rolled steel sheets to be subjected to cold rolling exceeds 6.0 μm, the metal structure after cold rolling and annealing becomes coarse, resulting in ductility, work hardenability and stretch flange. Sexuality is impaired. Therefore, the average particle diameter of the bcc grains of the hot rolled steel sheet is 6.0 μm or less. Preferably it is 4.0 micrometers or less, More preferably, it is 3.5 micrometers or less.
熱延鋼板を構成する相および組織の種類とその体積率は特に規定せず、ポリゴナルフェライト、アシキュラーフェライト、ベイニティックフェライト、ベイナイト、パーライト、残留オーステナイト、マルテンサイトからなる群から選択される1種または2種以上が混在していてもよい。ただし、熱延鋼板が軟質である方が、冷間圧延の負荷が軽減されると共に、より冷間圧延率を高めて焼鈍組織を微細にすることが可能になる点で好ましい。 The types and volume ratios of the phases and structures constituting the hot-rolled steel sheet are not particularly specified, and are selected from the group consisting of polygonal ferrite, acicular ferrite, bainitic ferrite, bainite, pearlite, retained austenite, and martensite. 1 type or 2 types or more may be mixed. However, it is preferable that the hot-rolled steel sheet is soft in that the cold rolling load is reduced and the annealing structure can be made finer by further increasing the cold rolling rate.
上述したbcc粒の平均粒径を有する熱延鋼板は、以下のように製造することが好ましい。
すなわち、上述した化学組成を有する鋼を、公知の手段により溶製した後に、連続鋳造法により鋼塊とするか、または、任意の鋳造法により鋼塊とした後に分塊圧延する方法等により鋼片とする。連続鋳造工程では、介在物に起因する表面欠陥の発生を抑制するために、鋳型内にて電磁攪拌等の外部付加的な流動を溶鋼に生じさせることが好ましい。鋼塊または鋼片は、一旦冷却されたものを再加熱して熱間圧延に供してもよく、連続鋳造後の高温状態にある鋼塊または分塊圧延後の高温状態にある鋼片をそのまま、あるいは保温して、あるいは補助的な加熱を行って熱間圧延に供してもよい。本明細書では、このような鋼塊および鋼片を、熱間圧延の素材として「スラブ」と総称する。
The hot-rolled steel sheet having the above-described average particle diameter of bcc grains is preferably produced as follows.
That is, after melting the steel having the above-described chemical composition by a known means, it is made into a steel ingot by a continuous casting method, or it is made into a steel ingot by an arbitrary casting method and then rolled by a method such as a method of carrying out a block rolling. A piece. In the continuous casting process, in order to suppress the occurrence of surface defects due to inclusions, it is preferable to cause an external additional flow such as electromagnetic stirring in the molten steel in the mold. The steel ingot or steel slab may be reheated once it has been cooled and subjected to hot rolling. The steel ingot in the high temperature state after continuous casting or the steel slab in the high temperature state after partial rolling is used as it is. Alternatively, it may be kept hot or subjected to auxiliary heating for hot rolling. In the present specification, such steel ingots and steel slabs are collectively referred to as “slabs” as materials for hot rolling.
熱間圧延に供するスラブの温度は、オーステナイトの粗大化を防止するため、1250℃未満とすることが好ましく、1200℃以下とすればさらに好ましい。熱間圧延に供するスラブの温度の下限は特に限定する必要はなく、後述するように熱間圧延をAr3点以上で完了することが可能な温度であればよい。 The temperature of the slab subjected to hot rolling is preferably less than 1250 ° C. and more preferably 1200 ° C. or less in order to prevent coarsening of austenite. The lower limit of the temperature of the slab to be subjected to hot rolling is not particularly limited as long as it is a temperature at which hot rolling can be completed at an Ar 3 point or higher as described later.
熱間圧延は、圧延完了後にオーステナイトを変態させることにより熱延鋼板の金属組織を微細化するために、Ar3点以上の温度域で完了させる。圧延完了の温度が低すぎると、熱延鋼板の金属組織において、圧延方向に展伸した粗大な低温変態生成相が生じ、冷間圧延および焼鈍後の金属組織が粗大化し、延性、加工硬化性および伸びフランジ性が劣化し易くなる。このため、熱間圧延の完了温度はAr3点以上かつ820℃超とすることが好ましい。さらに好ましくはAr3点以上かつ850℃超であり、特に好ましくはAr3点以上かつ880℃超である。一方、圧延完了の温度が高すぎると、加工歪みの蓄積が不十分となり、熱延鋼板の金属組織を微細化することが困難となる。このため、熱間圧延の完了温度は950℃未満であることが好ましく、920℃未満であるとさらに好ましい。また、製造負荷を軽減するためには、熱間圧延の完了温度を高めて圧延荷重を低下させることが好ましい。この観点からは、熱間圧延の完了温度をAr3点以上かつ780℃超とすることが好ましく、Ar3点以上かつ800℃超とするとさらに好ましい。 Hot rolling is completed in a temperature range of Ar 3 or higher in order to refine the metal structure of the hot-rolled steel sheet by transforming austenite after completion of rolling. If the temperature at the completion of rolling is too low, a coarse low-temperature transformation generation phase that extends in the rolling direction occurs in the metal structure of the hot-rolled steel sheet, and the metal structure after cold rolling and annealing becomes coarse, resulting in ductility and work hardening. And stretch flangeability tends to deteriorate. Therefore, completion temperature of the hot rolling is preferably at least the Ar 3 point and 820 ° C. greater. More preferably, it is Ar 3 point or higher and higher than 850 ° C., and particularly preferably Ar 3 point or higher and higher than 880 ° C. On the other hand, if the temperature at the completion of rolling is too high, accumulation of processing strain becomes insufficient, and it becomes difficult to refine the metal structure of the hot-rolled steel sheet. For this reason, it is preferable that the completion temperature of hot rolling is less than 950 degreeC, and it is further more preferable in it being less than 920 degreeC. Moreover, in order to reduce manufacturing load, it is preferable to raise the completion temperature of hot rolling and to reduce rolling load. From this point of view, it is preferable that the hot rolling completion temperature is not less than Ar 3 point and more than 780 ° C., more preferably not less than Ar 3 point and more than 800 ° C.
なお、熱間圧延が粗圧延と仕上圧延とからなる場合には、仕上圧延を上記温度で完了するために、粗圧延と仕上圧延との間で粗圧延材を加熱してもよい。この際、粗圧延材の後端が先端よりも高温となるように加熱することにより、仕上圧延の開始時における粗圧延材の全長にわたる温度の変動を140℃以下に抑制することが望ましい。これにより、コイル内の製品特性の均一性が向上する。 In addition, when hot rolling consists of rough rolling and finish rolling, in order to complete finish rolling at the said temperature, you may heat a rough rolling material between rough rolling and finish rolling. At this time, it is desirable to suppress the fluctuation of the temperature over the entire length of the rough rolled material at the start of finish rolling to 140 ° C. or less by heating so that the rear end of the rough rolled material is higher than the tip. Thereby, the uniformity of the product characteristic in a coil improves.
粗圧延材の加熱方法は公知の手段を用いて行えばよい。例えば、粗圧延機と仕上圧延機との間にソレノイド式誘導加熱装置を設けておき、この誘導加熱装置の上流側における粗圧延材長手方向の温度分布等に基づいて加熱昇温量を制御してもよい。 The heating method of the rough rolled material may be performed using a known means. For example, a solenoid induction heating device is provided between the rough rolling mill and the finish rolling mill, and the heating temperature rise is controlled based on the temperature distribution in the longitudinal direction of the rough rolled material on the upstream side of the induction heating device. May be.
熱間圧延の圧下量は、最終1パスの圧下量を板厚減少率で15%超とすることが好ましい。これは、オーステナイトに導入される加工歪み量を増し、熱延鋼板の金属組織を微細化し、冷間圧延および焼鈍後の金属組織を微細化し、延性、加工硬化性および伸びフランジ性を向上させるためである。最終1パスの圧下量は25%超とすることがさらに好ましく、30%超とすれば特に好ましく、40%超とすれば最も好ましい。圧下量が高くなりすぎると、圧延荷重が上昇して圧延が困難となる。したがって、最終1パスの圧下量は55%未満とすることが好ましく、50%未満とすればさらに好ましい。圧延荷重を低下させるために、圧延ロールと鋼板の間に圧延油を供給し摩擦係数を低下させて圧延する、いわゆる潤滑圧延を行ってもよい。 The amount of reduction in hot rolling is preferably such that the amount of reduction in the final pass is more than 15% in terms of sheet thickness reduction rate. This increases the amount of work strain introduced into austenite, refines the metal structure of hot-rolled steel sheets, refines the metal structure after cold rolling and annealing, and improves ductility, work hardenability and stretch flangeability. It is. The rolling amount in the final pass is more preferably more than 25%, particularly preferably more than 30%, and most preferably more than 40%. If the amount of reduction is too high, the rolling load increases and rolling becomes difficult. Therefore, the amount of reduction in the final one pass is preferably less than 55%, and more preferably less than 50%. In order to reduce the rolling load, so-called lubricated rolling may be performed in which rolling oil is supplied between a rolling roll and a steel sheet to reduce the friction coefficient and perform rolling.
熱間圧延後は、圧延完了後0.4秒間以内に780℃以下の温度域まで急冷する。これは、圧延によりオーステナイトに導入された加工歪みの解放を抑制し、加工歪みを駆動力としてオーステナイトを変態させ、熱延鋼板の金属組織を微細化し、冷間圧延および焼鈍後の金属組織を微細化し、延性、加工硬化性および伸びフランジ性を向上させるためである。加工歪みの解放は、急冷を停止するまでの時間が短いほど抑制されるので、圧延完了後急冷を停止するまでの時間は、0.30秒間以内であることが好ましく、0.20秒間以内であればさらに好ましい。熱延鋼板の金属組織は、急冷を停止する温度が低いほど細粒化するので、圧延完了後760℃以下の温度域まで急冷することが好ましく、圧延完了後740℃以下の温度域まで急冷することがさらに好ましく、圧延完了後720℃以下の温度域まで急冷することが特に好ましい。また、加工歪みの解放は、急冷中の平均冷却速度が速いほど抑制されるので、急冷中の平均冷却速度を300℃/s以上とすることが好ましく、これにより、熱延鋼板の金属組織を一層微細化することができる。急冷中の平均冷却速度を400℃/s以上とすればさらに好ましく、600℃/s以上とすれば特に好ましい。なお、圧延完了から急冷を開始するまでの時間および、その間の冷却速度は、特に規定する必要がない。 After hot rolling, it is rapidly cooled to a temperature range of 780 ° C. or less within 0.4 seconds after completion of rolling. This suppresses the release of processing strain introduced into austenite by rolling, transforms austenite using processing strain as a driving force, refines the metal structure of hot-rolled steel sheets, and refines the metal structure after cold rolling and annealing. This is to improve ductility, work hardening and stretch flangeability. Since the release of processing strain is suppressed as the time until the rapid cooling is stopped is shorter, the time until the rapid cooling is stopped after the completion of rolling is preferably within 0.30 seconds, and within 0.20 seconds. More preferably. Since the metallographic structure of the hot-rolled steel sheet becomes finer as the temperature at which quenching is stopped is lower, it is preferably quenched to a temperature range of 760 ° C. or less after completion of rolling, and is rapidly cooled to a temperature range of 740 ° C. or less after completion of rolling. More preferably, it is particularly preferable to rapidly cool to a temperature range of 720 ° C. or lower after completion of rolling. In addition, since the release of processing strain is suppressed as the average cooling rate during rapid cooling is increased, the average cooling rate during rapid cooling is preferably set to 300 ° C./s or more. Further miniaturization can be achieved. The average cooling rate during the rapid cooling is more preferably 400 ° C./s or more, and particularly preferably 600 ° C./s or more. Note that the time from the completion of rolling to the start of rapid cooling and the cooling rate during that time do not need to be specified.
急冷を行う設備は特に規定されないが、工業的には水量密度の高い水スプレー装置を用いることが好適であり、圧延板搬送ローラーの間に水スプレーヘッダーを配置し、圧延板の上下から十分な水量密度の高圧水を噴射する方法が例示される。 The equipment for rapid cooling is not particularly defined, but industrially, it is preferable to use a water spray device with a high water density, and a water spray header is disposed between the rolling plate conveyance rollers, and sufficient from above and below the rolling plate. A method of injecting high-pressure water having a water density is exemplified.
急冷停止後は、鋼板を400℃超の温度域で巻取ることが好ましい。巻取温度が400℃超であると、熱延鋼板において鉄炭化物が充分に析出し、この鉄炭化物が冷間圧延および焼鈍後の金属組織の粗大化抑制効果を有するからである。巻取温度は500℃超であることがさらに好ましい。550℃超であると特に好ましく、580℃超であると最も好ましい。一方、巻取温度が高すぎると、熱延鋼板においてフェライトが粗大となり、冷間圧延および焼鈍後の金属組織が粗大化する。このため、巻取温度は650℃未満とすることが好ましく、620℃未満とするとさらに好ましい。急冷停止から巻取りまでの条件は特に規定しないが、急冷停止後、720〜600℃の温度域で1秒間以上保持することが好ましい。これにより、微細なフェライトの生成が促進される。一方、保持時間が長くなりすぎると生産性が損なわれるので、720〜600℃の温度域における保持時間の上限を10秒間以内とすることが好ましい。720〜600℃の温度域で保持した後は、生成したフェライトの粗大化を防止するために、巻取温度までを20℃/s以上の冷却速度で冷却することが好ましい。 After the rapid cooling stop, it is preferable to wind the steel sheet in a temperature range exceeding 400 ° C. This is because if the coiling temperature exceeds 400 ° C., iron carbide is sufficiently precipitated in the hot-rolled steel sheet, and this iron carbide has an effect of suppressing the coarsening of the metal structure after cold rolling and annealing. The winding temperature is more preferably more than 500 ° C. It is particularly preferably higher than 550 ° C, and most preferably higher than 580 ° C. On the other hand, if the coiling temperature is too high, ferrite becomes coarse in the hot rolled steel sheet, and the metal structure after cold rolling and annealing becomes coarse. For this reason, the coiling temperature is preferably less than 650 ° C, and more preferably less than 620 ° C. The conditions from the rapid cooling stop to the winding are not particularly defined, but after the rapid cooling stop, it is preferable to hold at a temperature range of 720 to 600 ° C. for 1 second or more. Thereby, the production | generation of a fine ferrite is accelerated | stimulated. On the other hand, if the holding time becomes too long, the productivity is impaired. Therefore, the upper limit of the holding time in the temperature range of 720 to 600 ° C. is preferably within 10 seconds. After holding in the temperature range of 720 to 600 ° C., it is preferable to cool to the coiling temperature at a cooling rate of 20 ° C./s or more in order to prevent the generated ferrite from becoming coarse.
冷間圧延工程では、例えば上述した熱間圧延により得ることができる、bcc粒の平均粒径が6.0μm以下という金属組織を有する熱延鋼板を、必要であれば酸洗等により脱スケールした後、常法に従って冷間圧延する。冷間圧延は、再結晶を促進して冷延圧延および焼鈍後の金属組織を均一化し、伸びフランジ性をさらに向上させるために、冷圧率(冷間圧延における圧下率)を40%以上とすることが好ましい。冷圧率が高すぎると、圧延荷重が増大して圧延が困難となるため、冷圧率の上限を70%未満とすることが好ましく、60%未満とすることはさらに好ましい。
(焼鈍工程)
冷間圧延後の鋼板は、必要に応じて公知の方法に従って脱脂等の処理を施した後、焼鈍する。焼鈍における均熱温度の下限は、(Ac3点−40℃)以上とする。これは、主相が低温変態生成相で第二相に残留オーステナイトを含む金属組織を得るためである。低温変態生成相の体積率を増加させ、伸びフランジ性を向上させるために、均熱温度は(Ac3点−20℃)超とすることが好ましく、Ac3点超とするとさらに好ましい。しかしながら、均熱温度が高くなり過ぎると、オーステナイトが過度に粗大化して延性、加工硬化性および伸びフランジ性が劣化し易くなる。このため、均熱温度の上限は、(Ac3点+100℃)未満とすることが好ましい。(Ac3点+50℃)未満とするとさらに好ましく、(Ac3点+20℃)未満とすると特に好ましい。
In the cold rolling process, for example, a hot rolled steel sheet having a metal structure with an average particle diameter of bcc grains of 6.0 μm or less, which can be obtained by the above-described hot rolling, is descaled by pickling or the like if necessary. Then, it cold-rolls according to a conventional method. In cold rolling, in order to promote recrystallization, uniformize the metal structure after cold rolling and annealing, and further improve stretch flangeability, the cold pressure ratio (rolling ratio in cold rolling) is 40% or more. It is preferable to do. If the cold pressure ratio is too high, the rolling load increases and rolling becomes difficult, so the upper limit of the cold pressure ratio is preferably less than 70%, and more preferably less than 60%.
(Annealing process)
The steel sheet after cold rolling is annealed after performing a treatment such as degreasing according to a known method as necessary. The lower limit of the soaking temperature in the annealing is (Ac 3 points−40 ° C.) or more. This is to obtain a metal structure in which the main phase is a low-temperature transformation generation phase and the second phase contains residual austenite. In order to increase the volume ratio of the low-temperature transformation generation phase and improve stretch flangeability, the soaking temperature is preferably more than (Ac 3 point−20 ° C.), more preferably more than Ac 3 point. However, if the soaking temperature becomes too high, the austenite becomes excessively coarse and the ductility, work hardenability and stretch flangeability tend to deteriorate. For this reason, the upper limit of the soaking temperature is preferably less than (Ac 3 points + 100 ° C.). It is more preferable to be less than (Ac 3 point + 50 ° C.), and it is particularly preferable to be less than (Ac 3 point + 20 ° C.).
均熱温度での保持時間(均熱時間)は特に限定する必要はないが、安定した機械特性を得るために、15秒間超とすることが好ましく、60秒間超とするとさらに好ましい。一方、保持時間が長くなりすぎると、オーステナイトが過度に粗大化して、延性、加工硬化性および伸びフランジ性が劣化し易くなる。このため、保持時間は、150秒間未満とすることが好ましく、120秒間未満とするとさらに好ましい。 The holding time at the soaking temperature (soaking time) is not particularly limited, but in order to obtain stable mechanical properties, it is preferably more than 15 seconds, and more preferably more than 60 seconds. On the other hand, if the holding time is too long, the austenite becomes excessively coarse, and ductility, work hardenability and stretch flangeability tend to deteriorate. For this reason, the holding time is preferably less than 150 seconds, and more preferably less than 120 seconds.
焼鈍における加熱過程では、再結晶を促進して焼鈍後の金属組織を均一化し、伸びフランジ性を向上させるために、700℃から均熱温度までの加熱速度を10.0℃/s未満とすることが好ましい。8.0℃/s未満とするとさらに好ましく、5.0℃/s未満とすると特に好ましい。 In the heating process in annealing, the heating rate from 700 ° C. to the soaking temperature is set to less than 10.0 ° C./s in order to promote recrystallization, homogenize the metal structure after annealing, and improve stretch flangeability. It is preferable. More preferably, it is less than 8.0 ° C./s, and particularly preferably less than 5.0 ° C./s.
焼鈍における均熱後の冷却過程では、微細なポリゴナルフェライトの生成を促進し、延性および加工硬化性を向上させるために、10.0℃/s未満の冷却速度で均熱温度から50℃以上冷却しても良い。均熱後の冷却速度は5.0℃/s未満であることが好ましい。さらに好ましくは3.0℃/s未満、特に好ましくは2.0℃/s未満である。ポリゴナルフェライトの体積率をさらに増加させるためには、10.0℃/s未満の冷却速度で均熱温度から80℃以上冷却することが好ましい。100℃以上冷却することはさらに好ましく、120℃以上冷却することは特に好ましい。 In the cooling process after soaking in annealing, in order to promote the formation of fine polygonal ferrite and improve ductility and work hardenability, the soaking temperature is 50 ° C. or more at a cooling rate of less than 10.0 ° C./s. It may be cooled. The cooling rate after soaking is preferably less than 5.0 ° C./s. More preferably, it is less than 3.0 degreeC / s, Most preferably, it is less than 2.0 degreeC / s. In order to further increase the volume fraction of polygonal ferrite, it is preferable to cool at 80 ° C. or higher from the soaking temperature at a cooling rate of less than 10.0 ° C./s. Cooling at 100 ° C. or higher is more preferable, and cooling at 120 ° C. or higher is particularly preferable.
低温変態生成相を主相とする金属組織を得るため、650〜500℃の温度範囲を15℃/s以上の冷却速度で冷却することが好ましい。650〜450℃の温度範囲を15℃/s以上の冷却速度で冷却することはさらに好ましい。冷却速度が速いほど低温変態生成相の体積率が高まるので、冷却速度を30℃/s超とするとさらに好ましく、50℃/s超とすると特に好ましい。一方、冷却速度が速すぎると鋼板の形状が損なわれるので、650〜500℃の温度範囲における冷却速度を200℃/s以下とすることが好ましい。150℃/s未満であるとさらに好ましく、130℃/s未満であれば特に好ましい。 In order to obtain a metal structure whose main phase is a low temperature transformation generation phase, it is preferable to cool a temperature range of 650 to 500 ° C. at a cooling rate of 15 ° C./s or more. It is more preferable to cool the temperature range of 650 to 450 ° C. at a cooling rate of 15 ° C./s or more. The higher the cooling rate, the higher the volume ratio of the low temperature transformation product phase. Therefore, the cooling rate is more preferably 30 ° C./s, and particularly preferably 50 ° C./s. On the other hand, if the cooling rate is too high, the shape of the steel sheet is impaired, so the cooling rate in the temperature range of 650 to 500 ° C. is preferably 200 ° C./s or less. More preferably, it is less than 150 ° C./s, and particularly preferably less than 130 ° C./s.
残留オーステナイトを得るために、500〜300℃の温度域で30秒間以上保持する。残留オーステナイトの安定性を高めて、延性、加工硬化性および伸びフランジ性を向上させるためには、保持温度域を475〜320℃とすることが好ましい。450〜340℃とすることはさらに好ましく、430〜360℃とすることは特に好ましい。また、保持時間を長くするほど残留オーステナイトの安定性が高まるので、保持時間を60秒間以上とすることが好ましい。120秒間以上とすることはさらに好ましく、300秒間超とすることは特に好ましい。 In order to obtain retained austenite, the temperature is maintained at 500 to 300 ° C. for 30 seconds or more. In order to improve the stability of retained austenite and improve ductility, work hardening and stretch flangeability, the holding temperature range is preferably 475 to 320 ° C. It is more preferable to set it as 450-340 degreeC, and it is especially preferable to set it as 430-360 degreeC. Moreover, since the stability of retained austenite increases as the holding time is lengthened, the holding time is preferably 60 seconds or longer. It is more preferable to set it for 120 seconds or more, and it is especially preferable to set it for more than 300 seconds.
電気めっき鋼板を製造する場合には、上述した方法で製造された冷延鋼板に、必要に応じて表面の清浄化および調整のための周知の前処理を施した後、常法に従って電気めっきを行えばよく、めっき被膜の化学組成および付着量は限定されない。電気めっきの種類として、電気亜鉛めっき、電気Zn−Ni合金めっき等が例示される。 In the case of producing an electroplated steel sheet, the cold-rolled steel sheet produced by the above-described method is subjected to a known pretreatment for surface cleaning and adjustment as necessary, and then electroplated according to a conventional method. The chemical composition and adhesion amount of the plating film are not limited. Examples of types of electroplating include electrogalvanizing and electro-Zn-Ni alloy plating.
溶融めっき鋼板を製造する場合には、上述した方法で焼鈍工程まで行い、500〜300℃の温度域で30秒間以上保持した後、必要に応じて鋼板を加熱してから、めっき浴に浸漬し溶融めっきを施す。残留オーステナイトの安定性を高めて延性、加工硬化性および伸びフランジ性を向上させるためには、保持温度域を475〜320℃とすることが好ましい。450〜340℃とすることはさらに好ましく、430〜360℃とすることは特に好ましい。また、保持時間を長くするほど残留オーステナイトの安定性が高まるので、保持時間を60秒間以上とすることが好ましい。120秒間以上とすることはさらに好ましく、300秒間超とすることは特に好ましい。溶融めっき後再加熱して合金化処理を行ってもよい。めっき被膜の化学組成および付着量は限定されない。溶融めっきの種類として、溶融亜鉛めっき、合金化溶融亜鉛めっき、溶融アルミニウムめっき、溶融Zn−Al合金めっき、溶融Zn−Al−Mg合金めっき、溶融Zn−Al−Mg−Si合金めっき等が例示される。 When manufacturing a hot-dip plated steel sheet, the annealing process is performed by the above-described method, and after holding at a temperature range of 500 to 300 ° C. for 30 seconds or more, the steel sheet is heated as necessary and then immersed in a plating bath. Apply hot dip plating. In order to improve the stability of retained austenite and improve ductility, work hardening and stretch flangeability, the holding temperature range is preferably 475 to 320 ° C. It is more preferable to set it as 450-340 degreeC, and it is especially preferable to set it as 430-360 degreeC. Moreover, since the stability of retained austenite increases as the holding time is lengthened, the holding time is preferably 60 seconds or longer. It is more preferable to set it for 120 seconds or more, and it is especially preferable to set it for more than 300 seconds. The alloying treatment may be performed by reheating after hot dipping. The chemical composition and the amount of adhesion of the plating film are not limited. Examples of hot dip plating include hot dip galvanizing, alloyed hot dip galvanizing, hot dip aluminum plating, hot dip Zn-Al alloy plating, hot dip Zn-Al-Mg alloy plating, hot dip Zn-Al-Mg-Si alloy plating, etc. The
めっき鋼板は、その耐食性をさらに高めるために、めっき後に適当な化成処理を施してもよい。化成処理は、従来のクロメート処理に代わって、ノンクロム型の化成処理液(例えば、シリケート系、リン酸塩系など)を用いて実施することが好ましい。 In order to further improve the corrosion resistance, the plated steel sheet may be subjected to an appropriate chemical conversion treatment after plating. The chemical conversion treatment is preferably carried out using a non-chromium chemical conversion treatment solution (for example, silicate-based, phosphate-based, etc.) instead of the conventional chromate treatment.
このようにして得られた冷延鋼板およびめっき鋼板には、常法にしたがって調質圧延を行ってもよい。しかし、調質圧延の伸び率が高いと延性の劣化を招くので、調質圧延の伸び率は1.0%以下とすることが好ましい。さらに好ましい伸び率は0.5%以下である。 The cold-rolled steel sheet and the plated steel sheet thus obtained may be subjected to temper rolling according to a conventional method. However, when the elongation rate of temper rolling is high, ductility is deteriorated, and therefore, the elongation rate of temper rolling is preferably 1.0% or less. A more preferable elongation is 0.5% or less.
本発明を、施例を参照しながらより具体的に説明する。
実験用真空溶解炉を用いて、表1に示される化学組成を有する鋼を溶解し鋳造した。これらの鋼塊を、熱間鍛造により厚さ30mmの鋼片とした。鋼片を、電気加熱炉を用いて1200℃に加熱し60分間保持した後、表2に示される条件で熱間圧延を行った。
The present invention will be described more specifically with reference to examples.
Steel having the chemical composition shown in Table 1 was melted and cast using a laboratory vacuum melting furnace. These steel ingots were made into steel pieces having a thickness of 30 mm by hot forging. The steel slab was heated to 1200 ° C. using an electric heating furnace and held for 60 minutes, and then hot rolled under the conditions shown in Table 2.
具体的には、実験用熱間圧延機を用いて、Ar3点以上の温度域で6パスの圧延を行い、厚さ2〜3mmに仕上げた。最終1パスの圧下率は、板厚減少率で12〜42%とした。熱間圧延後、水スプレーを使用して種々の冷却条件で650〜720℃まで冷却し、続いて5〜10秒間放冷した後、60℃/sの冷却速度で種々の温度まで冷却して、その温度を巻取温度とし、同温度に保持された電気加熱炉中に装入して30分間保持した後、20℃/hの冷却速度で室温まで炉冷却して巻取後の徐冷をシミュレートすることにより、熱延鋼板を得た。 Specifically, using an experimental hot rolling mill, 6-pass rolling was performed in a temperature range of 3 or more points of Ar, and finished to a thickness of 2 to 3 mm. The rolling reduction rate in the final pass was 12 to 42% in terms of sheet thickness reduction rate. After hot rolling, it is cooled to 650 to 720 ° C. under various cooling conditions using a water spray, then allowed to cool for 5 to 10 seconds, and then cooled to various temperatures at a cooling rate of 60 ° C./s. The temperature is taken up as a coiling temperature, charged in an electric heating furnace maintained at the same temperature and held for 30 minutes, and then cooled to room temperature at a cooling rate of 20 ° C./h and gradually cooled after winding. The hot rolled steel sheet was obtained by simulating.
得られた熱延鋼板からEBSP測定用試験片を採取し、圧延方向に平行な縦断面を電解研磨した後、鋼板表面から板厚の1/4深さ位置において金属組織を観察し、画像解析により、bcc粒の平均粒径を測定した。具体的には、EBSP測定装置にTSL製OIMTM5を使用し、板厚方向に50μm、圧延方向に100μmの大きさの領域において0.1μmピッチで電子ビームを照射し、得られた測定データの内、信頼性指数が0.1以上のものを有効なデータとしてbcc粒の判定を行った。bcc粒として観察された、方位差15゜以上の粒界で囲まれた領域を一つのbcc粒として、個々のbcc粒の円相当直径および面積を求め、前述した(5)式にしたがって平均粒径を算出した。なお、平均粒径算出に際して、円相当直径が0.47μm以上であるbcc粒を有効なbcc粒とした。前述したように、EBSPによる金属組織評価では格子定数を考慮しないため、マルテンサイトのようなbct(体心正方格子)構造の粒も一緒に測定される。従って、bcc粒とは、bcc構造の粒とbct構造の粒の両者を包含するものである。 EBSP measurement specimens were collected from the obtained hot-rolled steel sheet, and after electropolishing the longitudinal section parallel to the rolling direction, the metal structure was observed from the steel sheet surface at a 1/4 depth position, and image analysis was performed. Was used to measure the average particle size of the bcc particles. Specifically, OSL TM 5 manufactured by TSL is used for the EBSP measuring device, and the measurement data obtained by irradiating with an electron beam at a pitch of 0.1 μm in an area of 50 μm in the thickness direction and 100 μm in the rolling direction. Of these, bcc grains were determined by using data having a reliability index of 0.1 or more as valid data. The area surrounded by the grain boundaries with an orientation difference of 15 ° or more, observed as bcc grains, is taken as one bcc grain, the circle equivalent diameter and area of each bcc grain are obtained, and the average grain is determined according to the equation (5) described above. The diameter was calculated. In calculating the average particle diameter, bcc grains having an equivalent circle diameter of 0.47 μm or more were determined as effective bcc grains. As described above, since the lattice constant is not considered in the metal structure evaluation by EBSP, grains having a bct (body-centered tetragonal lattice) structure such as martensite are also measured. Therefore, the bcc grains include both bcc structure grains and bct structure grains.
得られた熱延鋼板を酸洗して冷間圧延母材とし、圧下率50〜60%で冷間圧延を施し、厚さ1.0〜1.2mmの冷延鋼板を得た。連続焼鈍シミュレーターを用いて、得られた冷延鋼板を、10℃/sの加熱速度で550℃まで加熱した後、2℃/sの加熱速度で表2に示される種々の温度まで加熱し95秒間均熱した。その後、700℃からの平均冷却速度を60℃/sとして表2に示される種々の冷却停止温度まで冷却し、その温度に330秒間保持した後、室温まで冷却して焼鈍鋼板を得た。 The obtained hot-rolled steel sheet was pickled to form a cold-rolled base metal, and cold-rolled at a reduction rate of 50 to 60% to obtain a cold-rolled steel sheet having a thickness of 1.0 to 1.2 mm. The obtained cold-rolled steel sheet was heated to 550 ° C. at a heating rate of 10 ° C./s using a continuous annealing simulator, and then heated to various temperatures shown in Table 2 at a heating rate of 2 ° C./s. Soaked for 2 seconds. Then, it cooled to the various cooling stop temperature shown by Table 2 by making the average cooling rate from 700 degreeC into 60 degreeC / s, and hold | maintained to the temperature for 330 second, Then, it cooled to room temperature and obtained the annealed steel plate.
焼鈍鋼板から、SEM観察用試験片を採取し、圧延方向に平行な縦断面を研磨した後、鋼板表面から板厚の1/4深さ位置における金属組織を観察し、画像処理により、低温変態生成相およびポリゴナルフェライトの体積分率を測定した。またポリゴナルフェライト全体が占める面積をポリゴナルフェライトの結晶粒数で除し、ポリゴナルフェライトの平均粒径(円相当直径)を求めた。 A specimen for SEM observation was collected from the annealed steel sheet, and after polishing the longitudinal section parallel to the rolling direction, the metal structure at the 1/4 depth position of the sheet thickness was observed from the steel sheet surface, and low-temperature transformation was performed by image processing. The volume fraction of the product phase and polygonal ferrite was measured. Further, the area occupied by the entire polygonal ferrite was divided by the number of crystal grains of the polygonal ferrite, and the average particle diameter (equivalent circle diameter) of the polygonal ferrite was determined.
また、焼鈍鋼板から、XRD測定用試験片を採取し、鋼板表面から板厚の1/4深さ位置まで圧延面を化学研磨した後、X線回折試験を行い、残留オーステナイトの体積分率を測定した。具体的には、X線回折装置にリガク製RINT2500を使用し、Co−Kα線を入射してα相(110)、(200)、(211)回折ピークおよびγ相(111)、(200)、(220)回折ピークの積分強度を測定し、残留オーステナイトの体積分率を求めた。 In addition, a specimen for XRD measurement was collected from the annealed steel sheet, and the rolled surface was chemically polished from the steel sheet surface to a 1/4 depth position of the sheet thickness, and then an X-ray diffraction test was performed to determine the volume fraction of retained austenite. It was measured. Specifically, RINT 2500 made by Rigaku is used for the X-ray diffractometer, Co-Kα rays are incident, and α phase (110), (200), (211) diffraction peaks and γ phase (111), (200) The integrated intensity of the (220) diffraction peak was measured to determine the volume fraction of retained austenite.
さらに、焼鈍鋼板から、EBSP測定用試験片を採取し、圧延方向に平行な縦断面を電解研磨した後、鋼板表面から板厚の1/4深さ位置において金属組織を観察し、画像解析により、残留オーステナイト粒の粒径分布および残留オーステナイトの平均粒径を測定した。具体的には、EBSP測定装置にTSL製OIMTM5を使用し、板厚方向に50μmであり圧延方向に100μmである領域において0.1μmピッチで電子ビームを照射し、得られた測定データの内、信頼性指数が0.1以上のものを有効なデータとしてfcc相の判定を行った。fcc相として観察され母相に囲まれた領域を一つの残留オーステナイト粒とし、個々の残留オーステナイト粒の円相当直径を求めた。残留オーステナイトの平均粒径は、円相当直径が0.15μm以上である残留オーステナイト粒を有効な残留オーステナイト粒とし、個々の有効な残留オーステナイト粒の円相当直径の平均値として算出した。また、粒径が1.2μm以上の残留オーステナイト粒の単位面積あたりの数密度(NR)を求めた。 Further, a specimen for EBSP measurement was collected from the annealed steel sheet, and after electropolishing the longitudinal section parallel to the rolling direction, the metal structure was observed at a 1/4 depth position from the steel sheet surface, and image analysis was performed. The particle size distribution of retained austenite grains and the average particle size of retained austenite were measured. Specifically, OSL TM 5 manufactured by TSL was used for the EBSP measuring device, and an electron beam was irradiated at a pitch of 0.1 μm in a region of 50 μm in the plate thickness direction and 100 μm in the rolling direction. Of these, the fcc phase was determined with valid data having a reliability index of 0.1 or more as valid data. The region observed as the fcc phase and surrounded by the parent phase was defined as one retained austenite grain, and the equivalent circle diameter of each retained austenite grain was determined. The average grain size of the retained austenite was calculated as the average value of the equivalent circle diameters of the individual effective retained austenite grains, with the retained austenite grains having an equivalent circle diameter of 0.15 μm or more as effective retained austenite grains. In addition, the number density (N R ) per unit area of residual austenite grains having a grain size of 1.2 μm or more was determined.
降伏応力(YS)および引張強度(TS)は、焼鈍鋼板から、圧延方向と直行する方向に沿ってJIS5号引張試験片を採取し、引張速度10mm/minで引張試験を行うことにより求めた。全伸び(El)は、圧延方向と直行する方向に沿って採取したJIS5号引張試験片に引張試験を行い、得られた実測値(El0)を用いて、上記式(1)に基づき、板厚が1.2mmである場合に相当する換算値を求めた。加工硬化指数(n値)は、圧延方向と直行する方向に沿って採取したJIS5号引張試験片に引張試験を行い、歪み範囲を5〜10%として求めた。具体的には、公称歪み5%および10%に対する試験力を用いて2点法により算出した。 Yield stress (YS) and tensile strength (TS) were determined by collecting JIS No. 5 tensile specimens from an annealed steel sheet along the direction perpendicular to the rolling direction and conducting a tensile test at a tensile speed of 10 mm / min. The total elongation (El) is obtained by conducting a tensile test on a JIS No. 5 tensile test specimen taken along the direction orthogonal to the rolling direction, and using the obtained actual measurement value (El 0 ), based on the above formula (1), A conversion value corresponding to the case where the plate thickness was 1.2 mm was obtained. The work hardening index (n value) was obtained by conducting a tensile test on a JIS No. 5 tensile specimen taken along the direction perpendicular to the rolling direction and setting the strain range to 5 to 10%. Specifically, it was calculated by a two-point method using test forces for nominal strains of 5% and 10%.
伸びフランジ性は、以下の方法で穴拡げ率(λ)を測定することにより評価した。焼鈍鋼板から100mm角の正方形素板を採取し、クリアランス12.5%で直径10mmの打ち抜き穴を開け、先端角60°の円錐ポンチでダレ側から打ち抜き穴を押し拡げ、板厚を貫通する割れが発生したときの穴の拡大率を測定し、これを穴拡げ率とした。 Stretch flangeability was evaluated by measuring the hole expansion rate (λ) by the following method. A 100 mm square plate is taken from the annealed steel sheet, a punched hole with a diameter of 10 mm is formed with a clearance of 12.5%, and the punched hole is expanded from the sag side with a conical punch with a tip angle of 60 °. The hole enlargement ratio was measured when this occurred, and this was defined as the hole expansion ratio.
表3に焼鈍後の冷延鋼板の金属組織観察結果および性能評価結果を示す。なお、表1〜表3において、*を付した数値は本発明の範囲外であることを意味する。 Table 3 shows the results of the metal structure observation and performance evaluation of the cold-rolled steel sheet after annealing. In Tables 1 to 3, a numerical value marked with * means outside the scope of the present invention.
本発明で規定する条件に従って製造された冷延鋼板の試験結果(試験番号5〜9、11、12、14、16〜28)は、いずれも、TS×Elの値が17000MPa%以上、TS×n値の値が150以上、TS1.7×λの値が4700000MPa1.7%以上であって、良好な延性、加工硬化性および伸びフランジ性を示した。特に、熱間圧延の最終1パスの圧下量が25%超であり、巻取温度が500℃超であり、焼鈍後の二次冷却停止温度が340℃以上である試験結果(試験番号5〜9、11、12、18〜28)は、いずれも、TS×Elの値が19000MPa%以上、TS×n値の値が160以上、TS1.7×λの値が6000000MPa1.7%以上であって、特に良好な延性、加工硬化性および伸びフランジ性を示した。 The test results (test numbers 5-9, 11, 12, 14, 16-28) of the cold-rolled steel sheets manufactured according to the conditions specified in the present invention all have a TS × El value of 17000 MPa% or more, TS × The value of n value was 150 or more, and the value of TS 1.7 × λ was 4700000 MPa 1.7 % or more, and good ductility, work hardenability and stretch flangeability were exhibited. In particular, the test results (test number 5 to 5), the rolling reduction of the final pass of hot rolling is over 25%, the coiling temperature is over 500 ° C., and the secondary cooling stop temperature after annealing is 340 ° C. or more. 9, 11, 12, 18-28), TS × El value is 19000 MPa% or more, TS × n value is 160 or more, TS 1.7 × λ value is 6000000 MPa 1.7 % or more, Particularly good ductility, work hardenability and stretch flangeability were exhibited.
鋼組成または製造方法が本発明の規定する範囲から外れる鋼板についての試験結果(試験番号1〜4、10、13、15)は、延性、加工硬化性および伸びフランジ性のいずれかもしくは全てが劣っていた。 The test results (test numbers 1 to 4, 10, 13, and 15) for steel sheets whose steel composition or manufacturing method deviates from the range defined by the present invention are inferior in any or all of ductility, work hardenability and stretch flangeability. It was.
具体的には、鋼Aを用いた試験(試験番号1)は、鋼中のSi含有量が少ないために熱延鋼板のbcc粒の平均粒径が大きく、残留オーステナイトの平均粒径が大きく、また、残留オーステナイトの体積率が低く、加工硬化性および伸びフランジ性が悪い。鋼Bを用いた試験(試験番号2)、鋼Cを用いた試験(試験番号4)および鋼Hを用いた試験(試験番号10)は、熱間圧延完了から急冷停止までの時間が長く、熱延鋼板のbcc粒の平均粒径が大きいため、NRが大きく、加工硬化性および伸びフランジ性が悪い。鋼Bを用いた試験(試験番号3)および鋼Kを用いた試験(試験番号15)は、焼鈍中の均熱温度が低すぎるために低温変態生成相を主相とする金属組織が得られておらず、伸びフランジ性が悪い。鋼Kを用いた試験(試験番号13)は、熱延鋼板のbcc粒の平均粒径が大きいため、NRが大きく、加工硬化性および伸びフランジ性が悪い。 Specifically, in the test using steel A (test number 1), since the Si content in the steel is small, the average particle size of bcc grains of the hot-rolled steel sheet is large, and the average particle size of retained austenite is large. Further, the volume ratio of retained austenite is low, and the work hardenability and stretch flangeability are poor. The test using Steel B (Test No. 2), the test using Steel C (Test No. 4) and the test using Steel H (Test No. 10) have a long time from completion of hot rolling to quenching stop, Since the average particle diameter of the bcc grains of the hot-rolled steel sheet is large, N R is large, and work hardenability and stretch flangeability are poor. In the test using Steel B (Test No. 3) and the test using Steel K (Test No. 15), since the soaking temperature during annealing is too low, a metal structure whose main phase is a low-temperature transformation phase is obtained. It is not stretched and the flangeability is poor. In the test using steel K (test number 13), since the average particle diameter of bcc grains of the hot-rolled steel sheet is large, N R is large, and work hardenability and stretch flangeability are poor.
Claims (4)
(A)質量%で、C:0.020%超0.30%未満、Si:0.10%超3.00%以下、Mn:1.00%超3.50%以下、P:0.10%以下、S:0.010%以下、sol.Al:2.00%以下およびN:0.010%以下を含有し、残部がFeおよび不純物からなる化学組成を有するとともに、方位差15゜以上の粒界で囲まれたbcc構造を有する粒およびbct構造を有する粒の平均粒径が6.0μm以下である熱延鋼板に、冷間圧延を施して冷延鋼板とする冷間圧延工程;および
(B)前記冷延鋼板に(Ac3点−40℃)以上(Ac 3 点+100℃)未満の温度域で15秒間超150秒間未満保持する均熱処理を施した後、500℃以下300℃以上の温度域まで冷却し、該温度域で30秒間以上保持する焼鈍工程。 A method for producing a cold-rolled steel sheet, comprising the following steps (A) and (B), wherein the main phase is a low-temperature transformation generation phase and has a metal structure containing residual austenite in the second phase:
(A) By mass%, C: more than 0.020% and less than 0.30%, Si: more than 0.10% and 3.00% or less, Mn: more than 1.00% and 3.50% or less, P: 0.0. 10% or less, S: 0.010% or less, sol. Grains having a bcc structure containing Al: 2.00% or less and N: 0.010% or less, the balance having a chemical composition composed of Fe and impurities, and surrounded by grain boundaries with an orientation difference of 15 ° or more, and a cold rolling step of cold rolling a hot rolled steel sheet having an average grain size of bct structure of 6.0 μm or less to form a cold rolled steel sheet; and (B) the cold rolled steel sheet (Ac 3 points) −40 ° C.) or higher (Ac 3 points + 100 ° C.) , and after soaking for 15 seconds to less than 150 seconds , cooling to 500 ° C. or lower and 300 ° C. or higher is performed. An annealing process for holding for at least 2 seconds.
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