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1、(10)申请公布号 CN 102822371 A(43)申请公布日 2012.12.12CN102822371A*CN102822371A*(21)申请号 201180016733.9(22)申请日 2011.02.252010-077305 2010.03.30 JPC22C 38/00(2006.01)B21B 3/00(2006.01)C21D 9/46(2006.01)C22C 38/12(2006.01)(71)申请人杰富意钢铁株式会社地址日本东京(72)发明人小林崇 船川义正 妻鹿哲也(74)专利代理机构中原信达知识产权代理有限责任公司 11219代理人金龙河 穆德骏(54) 发明。
2、名称延展性优良的高张力钢板及其制造方法(57) 摘要本发明提供能够避免冲压成形时的突发断裂、具有700900MPa的TS的延展性优良的高张力钢板及其制造方法。一种延展性优良的高张力钢板，其特征在于，具有如下成分组成，以质量%计，含有C：0.51.5%、Si：0.1%以下，Mn：1025%、P：0.1%以下，S：0.05%以下，Al：0.1%以下，Ni：3.08.0%、Mo：0.1%以下，N：0.01%以下，余量由Fe及不可避免的杂质构成，并且具有如下显微组织，由平均粒径为530m的再结晶奥氏体晶粒或者进一步的以面积率计1%以下的其他组织构成。(30)优先权数据(85)PCT申请进入国家阶段日2。
3、012.09.28(86)PCT申请的申请数据PCT/JP2011/055007 2011.02.25(87)PCT申请的公布数据WO2011/122237 JA 2011.10.06(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书8页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 8 页1/1页21.一种延展性优良的高张力钢板，其特征在于，具有如下成分组成，以质量%计，含有C：0.51.5%、Si：0.1%以下、Mn：1025%、P：0.1%以下、S：0.05%以下、Al：0.1%以下、Ni：3.08.0%、Mo：0.1%以下、N：0.01%以下，余量由Fe及。
4、不可避免的杂质构成，并且具有如下显微组织，由平均粒径为530m的再结晶奥氏体晶粒或者进一步的以面积率计为1%以下的其他组织构成。2.一种延展性优良的高张力钢板的制造方法，其特征在于，将具有权利要求1所述的成分组成的钢坯再加热至11001300的加热温度后，以800以上的终轧温度进行热轧，在800以下的温度范围以20/秒以上的冷却速度冷却至至少600，以600以下的卷取温度进行卷取。3.如权利要求2所述的延展性优良的高张力钢板的制造方法，其特征在于，在卷取后，进一步进行去氧化皮，以7501050的退火温度进行退火，在从退火温度直到至少450的温度范围以10/秒以上的冷却速度进行冷却。4.如权利要。
5、求2所述的延展性优良的高张力钢板的制造方法，其特征在于，在卷取后，进一步进行去氧化皮、冷轧，然后，以7501050的退火温度进行退火，在从退火温度直到至少450的温度范围以10/秒以上的冷却速度进行冷却。权 利 要 求 书CN 102822371 A1/8页3延展性优良的高张力钢板及其制造方法技术领域0001 本发明涉及以汽车为代表的运输机械等产业领域中使用的高张力钢板、特别是拉伸强度(TS)为700900MPa的延展性优良的高张力钢板及其制造方法。背景技术0002 近年来，从抑制地球暖化的观点出发，降低二氧化碳的排出量成为紧迫的课题，比以往更强烈地要求提高汽车的燃料效率。因此，正积极研究通过。
6、作为车身材料的钢板的高张力化来实现构成部件的薄型化、从而使车身轻量化的对策。但是，钢板的高张力化将不可避免地导致冲压成形性的降低，因此推进了同时具有高张力和良好的冲压成形性的钢板的开发，目前为止在汽车部件中采用由铁素体和马氏体构成的双相组织钢板或具有相变诱发塑性的残留奥氏体钢板等各种复合组织钢板，起到了一定的效果。0003 最近，确定不久二氧化碳的排出规定将更加严格，车身的轻量化目标极其高度化。因此，对于以往使用TS为540MPa以下的钢板的成形难度高的部件而言，也需要薄型化，强烈要求具有与现有的钢板同等的冲压成形性的TS为700900MPa的高张力钢板。0004 从这样的状况出发，研究了至今。
7、在金属板原材料中的应用较少的高Mn奥氏体钢在高张力钢板中的应用。高Mn奥氏体钢即使在室温下也以奥氏体作为主相，以往作为非磁性钢或低温用钢被利用，但由于奥氏体的孪生诱发塑性显示出显著的加工硬化和极高的延展性，因此，提出了有效利用该效果的新型的高延展性高张力钢板。0005 例如，专利文献1中公开了一种加工性优良的汽车部件用高张力热轧钢板的制造方法，其中，将具有如下钢组成的钢片加热至1100以上后，以粗轧和终轧的总轧制率90%以上、并且终轧温度800以上、最终板厚达到1.15.0mm的方式，结束连续热终轧，接着，以10100/秒的冷却速度冷却至650以下，然后进行卷取，其中，所述钢片的钢组成为：以重。
8、量%计，含有C：1.0%以下、Si：0.012.50%、Mn：1030%、sol.Al：0.0010.10%、P：0.05%以下、S：0.05%以下，余量由铁以及不可避免的杂质构成。0006 另外，专利文献2中公开了一种冷成形性优良的高强度轻钢带或钢板，其中，以质量%计，具有C：1.00%以下、Mn：7.0030.00%、Al：1.0010.00%、Si：超过2.50%且8.00%以下、Al+Si：超过3.50%且12.00%以下、B：超过0.00%且小于0.01%、以及作为任意成分的Ni：小于8.00%、Cu：小于3.00%、N：小于0.60%、Nb：小于0.30%、Ti：小于0.30%、V。
9、：小于0.30%、P：小于0.01%。0007 另外，专利文献3中公开了TS超过900MPa、TSEl(El：断裂伸长率)超过45000MPa%的Fe-C-Mn系奥氏体热轧钢板和TS超过950MPa、TSEl超过45000MPa%的Fe-C-Mn系奥氏体冷轧钢板，具有如下组成：以重量%计，含有C：0.50.7%、Mn：1724%、Si：3%以下、Al：0.050%以下、S：0.030%以下、P：0.08%以下、N：0.1%以下，以及作为任意选择的Cr：1%以下、Mo：0.40%以下、Ni：1%以下、Cu：5%以下、Ti：0.50%以下、Nb：0.50%以下、V：0.50%以下的元素中的一种或多。
10、种，余量由Fe及不可避免的杂质构成，再结晶率超过75%，碳化物的面积率小于1.5%，平均奥氏体晶粒径小于18m。说 明 书CN 102822371 A2/8页40008 另外，专利文献4中公开了一种局部变形能力优良的高Mn非磁性钢的制造方法，其中，将钢锭或钢片加热至10501250后，使终轧温度为900来进行热轧，所述钢锭或钢片含有C：0.150.70重量%、Si：0.103.00重量%、Mn：1230重量%、Ti：0.010.10重量%，余量由Fe及不可避免的杂质构成，同时关于C以及Mn的含量，满足60C重量%+Mn重量%36重量%，并且关于非金属夹杂物的量，洁净度为0.03%以下。0009。
11、 现有技术文献0010 专利文献0011 专利文献1：日本特开平4-259325号公报0012 专利文献2：日本特表2004-521192号公报0013 专利文献3：日本特表2006-528278号公报0014 专利文献4：日本特开平5-171273号公报发明内容0015 发明所要解决的问题0016 但是，对于专利文献14中记载的高Mn奥氏体钢板而言，在高应变区容易发生加工硬化特性不稳定化的所谓的塑性不稳定现象，因此，存在在冲压成形时容易突发地断裂而并不发生缩颈的问题。0017 本发明的目的在于，提供能够避免冲压成形时的突发断裂、具有700900MPa的TS的延展性优良的高张力钢板及其制造方法。
12、。0018 用于解决问题的方法0019 本发明人为了实现上述目的，反复进行了深入研究，结果发现如下见解。0020 i)为了避免冲压成形时的突发断裂，需要使使用JIS Z2201中规定的13B号试验片测定的局部伸长率(l-El：local elongation)为5%以上。0021 ii)为了使l-El为5%以上，添加3质量%以上的Ni和形成由平均粒径为5m以上的再结晶奥氏体晶粒构成的显微组织是有效的。0022 本发明是基于这样的见解而完成的，提供一种延展性优良的高张力钢板，其特征在于，具有如下成分组成，以质量%计，含有C：0.51.5%、Si：0.1%以下、Mn：1025%、P：0.1%以下、。
13、S：0.05%以下、Al：0.1%以下、Ni：3.08.0%、Mo：0.1%以下、N：0.01%以下，余量由Fe及不可避免的杂质构成，并且具有如下显微组织，由平均粒径为530m的再结晶奥氏体晶粒或者进一步的以面积率计为1%以下的其他组织构成。0023 本发明的高张力钢板例如可以通过如下步骤制造，将具有上述成分组成的钢坯再加热至11001300的加热温度后，以800以上的终轧温度进行热轧，在800以下的温度范围以20/秒以上的冷却速度冷却至至少600，以600以下的卷取温度进行卷取。0024 在卷取后，进一步进行去氧化皮，以7501050的退火温度进行退火，在从退火温度直到至少450的温度范围内。
14、以10/秒以上的冷却速度进行冷却，或者，进行去氧化皮、冷轧，然后，以7501050的退火温度退火，在从退火温度到至少450的温度范围以10/秒以上的冷却速度进行冷却。0025 即，本发明的高张力钢板为热轧后的钢板、将热轧后的钢板退火后的钢板、将热轧后的钢板冷轧后并退火后的钢板中的任意一种钢板。说 明 书CN 102822371 A3/8页50026 发明效果0027 根据本发明，可以制造能够避免冲压成形时的突发断裂、具有700900MPa的TS的延展性优良的高张力钢板。本发明的高张力钢板具有优良的强度-延展性平衡，因此，也能够在成形难度高的部件中应用，非常适合于汽车车身的轻量化。具体实施方式0。
15、028 关于本发明的延展性优良的高张力钢板及其制造方法，以下详细地进行说明。需要说明的是，表示成分的量的“%”只要没有特别说明，则是指“质量%”。0029 1)成分组成0030 C：0.51.5%0031 C是对奥氏体相的稳定化必须的元素，对于钢的高张力化也发挥较大作用。但是，C量小于0.5%时，奥氏体相的稳定化变得不充分，得不到优良的延展性。另一方面，C量超过1.5%时，由于碳化物的析出，延展性降低。因此，使C量为0.51.5%，优选使其为0.51.0%。0032 Si：0.1%以下0033 Si是能够添加来用于钢的脱氧元素。但是，作为钢中的Si含量，添加超过0.1%会导致脱氧效果的饱和、由。
16、夹杂物的增加而引起的内部缺陷和表面缺陷的增加。因此，使Si量为0.1%以下。需要说明的是，为了充分地得到脱氧效果，优选使Si量为0.010.1%。0034 Mn：1025%0035 Mn与C同样是对奥氏体相的稳定化必须的元素。但是，Mn量小于10%时，奥氏体相的稳定化不充分，得不到优良的延展性。另一方面，Mn量超过25%时，钢的热加工性降低，损害钢板的制造性。因此，使Mn量为1025%、优选使其为1525%。进而，为了稳定地实现由孪生诱发塑性带来的延展性提高效果，优选以满足下述的(1)式的方式控制C量和Mn量。0036 3220C+Mn36(1)0037 其中，C、Mn分别表示C、Mn的含量。。
17、0038 如上所述，C和Mn影响奥氏体相的稳定化。发明人对奥氏体相的稳定化与材料特性、特别是TSEl平衡的关系进行了研究，发现C量、Mn量在本申请的范围，并且C量和Mn量满足(1)式时，特别是TSEl平衡良好。可以认为这是由于，20C+Mn低于(1)式、即小于32时，奥氏体相不稳定，容易发生马氏体相变，另一方面，20C+Mn高于(1)式、即超过36时，层错能变得过高，孪生诱发塑性难以出现。0039 P：0.1%以下0040 P量超过0.1%时，钢的靱性降低。因此，使P量为0.1%以下，优选使其为0.05%以下。0041 S：0.05%以下0042 S量超过0.05%时，钢的热加工性降低。因此，。
18、使S量为0.05%以下，优选使其为0.02%以下。更优选为0.01%以下。0043 Al：0.1%以下0044 Al是能够添加来用于钢的脱氧的元素。但是，作为钢中的Al含量，添加超过0.1%会导致脱氧效果的饱和、由夹杂物的增加引起的内部缺陷以及表面缺陷的增加。因此，使Al量为0.1%以下。需要说明的是，为了充分地得到脱氧效果，优选使Al量为0.010.1%。说 明 书CN 102822371 A4/8页60045 Ni：3.08.0%0046 Ni是在本发明中最重要的元素，具有使钢的层错能增加、使孪生诱发塑性的显现稳定化从而提高延展性的作用。特别而言，对高应变区的塑性不稳定化的抑制有效，对高M。
19、n奥氏体钢板的l-El的提高有效。为了充分得到这样的效果，需要使Ni量为3.0%以上。但是，Ni量超过8.0%时，该效果饱和，同时导致制造成本的增加。因此，使Ni量为3.08.0%、优选使其为3.06.0%。0047 Mo：0.1%以下0048 Mo是使钢的再结晶延迟、通过奥氏体晶粒的微小化而有助于钢的高张力化的元素。为了得到这样的效果，Mo量优选为0.01%以上。但是，Mo量超过0.1%时，TS超过900MPa、过度地高张力化而使延展性显著降低。因此，使Mo量为0.1%以下，优选使其为0.05%以下。0049 N：0.01%以下0050 N量超过0.01%时，钢的延展性降低。因此，使N量为0。
20、.01%以下，优选使其为0.005%以下。0051 余量为Fe及不可避免的杂质。0052 2)显微组织0053 本发明的高张力钢板具有由平均粒径为530m的再结晶奥氏体晶粒或进一步的以面积率计1%以下的其他组织构成的显微组织。为了利用奥氏体相的孪生诱发塑性而实现高延展性化，需要显微组织为奥氏体单相。此外，为了使甚至是高应变区也稳定地显现出孪生诱发塑性，奥氏体晶粒需要为充分释放了内部应变能的再结晶晶粒。而且，奥氏体晶粒的平均粒径小于5m时，在高应变区难以生成形变孪晶，从而导致塑性不稳定现象的发生。因此，对于本发明的高张力钢板而言，使再结晶奥氏体晶粒的平均粒径为5m以上、优选使其为10m以上。另一。
21、方面，平均粒径超过30m时，难以得到期望的TS。因此，使再结晶奥氏体晶粒的平均粒径为30m以下。0054 需要说明的是，对于本发明这样的高Mn奥氏体钢板而言，有时根据热轧后的冷却速度和退火后的冷却速度，生成渗碳体或马氏体相等再结晶奥氏体晶粒以外的其他组织。为了稳定地得到高张力和优良的延展性，优选尽量抑制其他组织的生成，但只要其他组织占组织总体的面积率为约1%以下，则不会损害本发明的目的。即，本发明的高张力钢板具有由平均粒径为530m的再结晶奥氏体晶粒构成的显微组织、或者进一步的以面积率计1%以下的渗碳体或马氏体相等其他组织。本发明的高张力钢板具有如下显微组织，再结晶奥氏体晶粒的平均粒径为530。
22、m、且该再结晶奥氏体晶粒占钢板组织总体的面积率为99%以上。0055 其中，对于再结晶奥氏体晶粒的平均粒径而言，以1000倍至5000倍的倍率，对钢板的轧制方向平行断面的板厚1/4位置的组织进行多个视野的SEM观察，并用通过EBSD分析的相鉴定，通过图像分析而求得。另外，通过基于晶粒形状的长径比是否小于2，来判断是否为再结晶晶粒，或进一步并用通过EBSD分析的晶粒内的应变量推定进行确认。0056 3)制造条件0057 以下，示出本发明钢板的优选的制造条件。需要说明的是，本发明的高张力钢板的制造方法并不限定于下述方法。0058 钢坯的加热温度：11001300说 明 书CN 102822371 。
23、A5/8页70059 钢坯的加热温度超过1300时，热加工性降低，而且加热所需要的能量增大。另一方面，加热温度小于1100时，导致热轧时的负荷的增大。因此，使钢坯的加热温度为11001300、优选使其为11501250。需要说明的是，钢坯的加热中，可以对冷却至常温后的钢坯进行再加热，也可以对铸造后的冷却过程中的温度高的钢坯辅助地进行加热或保温。0060 热轧时的终轧温度：800以上0061 热轧时的终轧温度低于800时，再结晶和晶粒生长不能充分地进行，容易得到残存未再结晶晶粒的热轧钢板，而且之后进行冷轧的情况下导致轧制负荷的增大。因此，使热轧时的终轧温度为800以上、优选使其为850以上。另一。
24、方面，终轧温度超过1050时，晶粒容易变得过度粗大，有时强度和延展性降低。因此，优选使终轧温度为1050以下。需要说明的是，为了确保终轧温度，也可以利用边部加热器或板带加热器等加热装置，辅助地加热轧制中的钢板。0062 热轧后的冷却速度：在800以下的温度范围内为20/秒以上0063 热轧后，在800以下的温度范围内以小于20/秒的冷却速度进行冷却时，在冷却中渗碳体析出，延展性降低。因此，热轧后，需要在800以下的温度范围内以20/秒以上的冷却速度冷却至至少600。需要说明的是，热轧后的冷却速度超过100/秒时，有时再结晶没有完成，因此，优选使热轧后的冷却速度为100/秒以下。0064 需要说。
25、明的是，终轧温度超过800的情况下，为了促进再结晶，也可以在直至800的温度范围内进行110秒自然冷却(空气冷却)。需要说明的是，该情况下，在800以下的温度范围内以20/秒以上的冷却速度冷却至至少600。0065 卷取温度：600以下0066 卷取温度超过600时，在卷取后的缓慢冷却过程中生成渗碳体，导致延展性的降低。因此，使卷取温度为600以下，优选使其为550以下。0067 这样制造的热轧后的钢板，可以直接作为本发明的高张力钢板，但也可以将热轧后的钢板去氧化皮后、或将热轧后的钢板去氧化皮后并且冷轧后，在以下的退火条件下进行退火。需要说明的是，去氧化皮可以通过酸洗等常规方法进行。0068 。
26、退火条件：退火温度：7501050、从退火温度直到至少450的温度范围的冷却速度：10/秒以上0069 为了促进热轧后的钢板的晶粒生长，可以在7501050的退火温度下进行退火。更优选在8001000的退火温度下进行退火。0070 另外，为了得到期望的板厚，在对热轧后的钢板实施冷轧后的钢板进行退火的情况下，需要在7501050的退火温度下进行退火。这是为了使钢板的组织形成为由平均粒径为530m的再结晶奥氏体晶粒构成的显微组织。退火温度低于750时，再结晶没有完成，得不到充分的延展性。另一方面，退火温度超过1050时，晶粒变得过度粗大，有时强度和延展性降低。更优选在8001000的退火温度下进行。
27、退火。需要说明的是，冷轧的轧制率只要是能够得到期望的板厚的轧制率即可，没有特别限定，但从生产效率的观点出发，优选使其为约50%约70%。0071 不论有无冷轧，从退火温度直到至少450的冷却速度小于10/秒时，生成渗碳体，延展性降低。因此，从退火温度直到至少450的温度范围需要以10/秒以上的冷却说 明 书CN 102822371 A6/8页8速度进行冷却。0072 为了熔炼本发明的钢，可以使用转炉、电炉中的任意一种。这样熔炼的钢，通过铸锭-开坯轧制或连铸得到钢坯。根据需要，优选实施各种预处理、二次精炼或钢坯的表面修整等。另外，关于退火，从生产率的观点出发，优选通过连续退火设备实施。即使对热轧。
28、后的钢板或退火后的钢板实施各种镀覆也不会损害本发明的效果。还可以对热轧后的钢板、退火后的钢板或镀覆处理后的钢板实施用于形状矫正或调节表面粗糙度的表面光轧。另外，还可以对本发明的钢板实施涂装、包覆等各种表面处理。0073 实施例0074 对表1所示的成分组成的钢AK的钢坯在表2所示的热轧条件下进行热轧，得到板厚3mm的热轧钢板，通过酸洗除去氧化皮后，对于一部分钢板进一步在表2所示的退火条件下进行退火，或在表2所示的冷轧轧制率和退火条件下进行冷轧后退火，制作热轧后、热轧+退火、冷轧+退火的钢板120。0075 对于制作的钢板，通过上述方法考察显微组织，求出相构成、再结晶奥氏体晶粒的平均粒径。需要说。
29、明的是，表3中，关于相构成，在再结晶奥氏体晶粒以外的组织以面积率计观察到超过1%的情况下，表示其他组织的种类，在其他组织以面积率计为1%以下的情况下，表示再结晶奥氏体。另外，沿轧制方向选取JIS Z 2201中规定的13B号试验片，根据JIS Z 2241中规定的方法，实施拉伸试验，求出TS、El、l-El、TSEl。需要说明的是，TSEl为60GPa%以上的情况下，判定为延展性优良的高张力钢板。0076 将结果示于表3。本发明例的钢板均具有由平均粒径为5m以上的再结晶奥氏体晶粒构成的显微组织，TS为700900MPa，l-El为5%以上，TSEl为60GPa%以上，可知是能够避免冲压成形时的突发断裂的延展性优良的高张力钢板。另外，满足上述(1)式的情况下，可知TSEl特别优良。0077 表10078 （质量%）0079 0080 表20081 说 明 书CN 102822371 A7/8页90082 *冷却速度1：800以下直到卷取温度的冷却速度0083 *冷却速度2：从退火温度直到450的冷却速度0084 表30085 说 明 书CN 102822371 A8/8页100086 Y：奥氏体、M：马氏体说 明 书CN 102822371 A10。