冲压成形性优良的 薄钢板及其制造方法 本发明是关于适合作为汽车用钢板、镀层钢板等使用的具有优良深冲性的薄钢板及其制造方法。
最近，由于环境问题等突出，所以议论限制汽车的排气气体，尤其因为在抑制其排气量上起有效作用的燃费提高，所以注视汽车的轻量化。
在汽车车体的轻量化方向，使车体外板用钢板的厚度薄是有效的。作为适应这样的要求，抗拉强度是400-550MPa，而且具有优良冲压成形性的高强度钢板是有效的。但是，关于这样的高强度钢板，由于添加强化元素，既降低成形性，又导致电镀性恶化，而且，随板厚减小，也存在延性降低的各种问题。
此外，作为谋求轻量化的方法，到目前为止，也研究了关于将由多个构成部分组成的部件整体成形的方法。但是，迄今的实情是，以往的薄钢板的冲压成形性不够，不能充分适应这样地要求。
其中，为了适应上述要求，有想要制造冲压成形性优于现今的深冲用冷轧钢板的尝试。例如，像在特开平4-116124号公报中揭示的是其中一个。这种已有技术是尽量降低C、N、S、P，而且利用0.5×Si+P＜0.012％，使制造具有总延伸率为54％以上、r值为2.4以上的冷轧钢成为可能。但是，该方法虽然是高r值，可是由实施例可知，顶多最高是2.7。通常冷轧钢板大多数施行熔融镀等等而使用，因此，由于这种镀锌，r值通常比冷轧钢板低0.2-0.3左右。因而，冷轧钢板的r值必须是更高的r值。
另外，在特开平6-172868号公报中揭示了得到更高的r值的制造方法。然而，这种方法，在再结晶退火中，控制露点、气氛是必要的，由于是装箱退火，所以有效率低等问题。
因此，本发明的目的在于，通过对钢的成分组成、制造过程动脑筋，得到总延伸率和r值同时高的深冲性优良的薄钢板。
另外，本发明的其他目的在于建议关于有利地制造这样的薄钢板的方法。
为了实现上述目的，本发明人反复进行精心研究的结果，己查明按照像下述那样设计钢的成分组成，能够制造具有比以往更优良的深冲性的薄钢板。
即本发明，
(1)由含有C0.001％(重量)以下、Si0.1％(重量)以下、
Mn 0.3％(重量)以下、 P 0.05％(重量)以下、
S 0.003(重量)以下、 Al 0.1％(重量)以下、
N 0.002％(重量)以下、 Ti 0.005-0.02％(重量)、
Nb 0.001-0.01％(重量)，而且C、S和N满足C+S+N≤0.004％(重量)关系的含有，而Ti在与C、S和N的关系中要满足下式4x(C％)≤(Ti％)-48/14(N％)-48/32(S％)≤12×(C％)的含有，余量Fe和不可避的杂质组成的冲压成形性优良的薄钢板。
(2)另外，本发明也可以是含有作为合金元素在上述成分中再添加B0.0001-0.0010％(重量)的薄钢板。
(3)通过下述过程制造上述薄钢板，将由(1)或(2)中记载的成分组成的钢扁坯在900-1300℃温度范围而且在满足T(K)×(C％+S％)≤4.0条件的温度T(K)均热保持，然后进行热轧温度为Ac3相变点以上的热轧，在650℃以下的温度卷取，酸洗后进行压下率为65-90％的冷轧，然后在700-950℃温度范围进行再结晶退火。
首先，说明关于达到开发有关本发明薄钢板的背景，根据图示的实验结果，特别说明成为数值限定根据的研究结果。
在实验中通过以下过程制成试样(薄钢板)，即，将由Si0.01％(重量)、Mn0.1％(重量)、P0.01％(重量)、Al0.04％(重量)、Nb0.005％(重量)、C+S+N＝0.0015-0.009％(重量)、Ti0.005-0.04％(重量)成分组成的薄板坯在900-1300℃、在满足T×(C％+S％)≤4.0(T-加热温度(K))的温度加热-均热后，进行热轧，然后以550℃-1小时的条件进行卷取。接着酸洗后进行压下率85％的冷轧，然后在880℃的连续退火温度均热保持20秒。
该实验首先调查关于C、S、N相乘效果对深冲性的影响。
图1表示(C+S+N)％(重量)与r值和E1值(延伸率)的关系。这里，所谓r值是使用JIS5号拉伸试样，给予15％预应变后，用3点法进行测定，从作为L方向(轧制方向，rL)、D方向(与轧制方向成45°的方向，rD)和C方向(与轧制方向成90 °的方向，rC)的平均值
r＝(rL+2×rD+rC)/4求出的。
如该图所表明的那样，r值的E1值强烈地依存于(C+S+N)％(重量)，在(C+S+N)％(重量)≤0.004％(重量)时，显著提高。而且在4≤Ti*/C≤12的情况下，r值和E1显著提高。虽然没有查明其详细原因，但认为由于C、S、N量减少，热轧板中的析出物分布发生变化，有利于r值的再结晶织构发展，延伸率提高。
下面，为了改善薄钢板的深冲性，本发明人特别研究了关于Ti与C、S和N的关系对深冲性的影响。
在该实验中通过以下过程制成试样，即，将由Si0.01％(重量)、Mn0.1％(重量)、P0.01％(重量)、Al0.04％(重量)、Nb0.005％(重量)、B0.0003％(重量)、Ti0.005-0.04％(重量)、C+S+N＝0.004％(重量)成分组成的薄板坯在900-1300℃加热-均热后，进行热轧，以550℃-1小时的条件进行卷取。接着酸洗，进行冷轧压下率为85％的冷轧后，在880℃的连续退火温度均热保持20秒。
图2是在该实验中调查T(K)×(C+S+N)％(重量)与r值和E1值的关系的结果。如该图表明的那样，T(K)×(C+S)％(重量)极大影响r值和E1值，在T(K)×(C+S)％(重量)≤4.0时，显示最高的r值和E1值。
因此，本发明人根据图2所示的实验结果，进一步进行种种探讨，结果查明，以像下述那样的成分组成是有效的。下面，说明关于各成分组成的限定理由。
C0.001％(重量)以下、S0.00 3％(重量)以下、N0.002％(重量)以下
C、S、N在本发明中是重要成分，利用它们的相乘作用对热轧板的析出举动产生影响，因为对材料性能，特别是总延伸率和r值产生极大影响，所以必须限制其合计量。
再者，关于各个成分，因为C降低延性、深冲性、抗时效性和再结晶温度，所以作为上限含有0.001％(重量)，S也和C一样，若多量添加，就对深冲性等产生恶劣影响，所以作为上限含有0.003％(重量)，而N也因为和C、S同样的理由，作为上限含有0.002％(重量)。另外，关于它们的合计量，像从上述实验结果清楚的那样，考虑加工性(r值、E1值)，限定(C+S+N)≤0.04％(重量)。
Si0.1％(重量)以下
Si有强化钢的作用，根据强度添加需要的量，但其添加量超过0.1％(重量)，加工性恶化，所以限定在0.1％(重量)以下。最好是0.05％(重量)。
Mn0.3％(重量)以下
Mn在钢的制造上，作为脱氧元素是必要成分，但过量添加，会使钢脆化，强度高到需要以上。因此，限定在0.3％(重量)以下。
P0.05％(重量)以下
P有强化钢的作用，根据要求的强度水平，调整其量，但若其量超过0.05％(重量)，则加工性恶化，所以限定在0.05％(重量)以下。
Al0.1％(重量)以下
Al为钢水脱氧而使用，但因为提高碳氮化物形成元素的利用率，所以也根据需要添加。可是，即使添加超过0.1％(重量)，脱氧效果也饱和，所以限定在0.1％(重量)以下。
Ti0.005-0.02％(重量)
Ti由于与C、N、S有关，在本发明中是担任重要任务的成分，为了使C、N、S作为各自的TiC、TiN、TiS析出固定而添加Ti。其量在0.005％(重量)以下，没有添加效果，另一方面，0.02％(重量)以上的添加，恶化加工性，所以为了得到良好的加工性，其含量限定在0.02％(重量)以下是必要的。
另外，关于Ti，还由于与C有关，必须满足(Ti*％)/(C％)＝4-12关系的含有。
但是，上述Ti*是
(Ti*％)＝(Ti％)-48/14(N％)-48/32(S％)
Ti*/C的比在4以上，薄钢板得到高r值。然而，若该值超过12，Ti的比例就过大，反而降低r值，也不利于钢板的表面性状和钢板成本。
因而，Ti的添加量，还要考虑与C和N、S的关系，像下式
4×(C％)≤(Ti％)-48/14(N％)-48/32(S％)≤12×C那样进行控制是必要的。
Nb0.001-0.01％(重量)
Nb和Ti复合添加时，有提高加工性的效果，但是不到0.001％(重量)的添加，无添加效果另一方面，过剩添加合恶化加工性，为了得到良好的加工性，其含量限定在0.001-0.01％(重量)。
B 0.0001-0.0010％(重量)
为了提高抗二次加工脆性和面内各向异性添加B，但不到0.0001％(重量)的添加，没有添加效果，另一方面，若添加超过0.0010％(重量)，则恶化加工性，所以限定在0.0001-0.0010％(重量)。
下面，说明关于本发明的制造方法。
所用的钢扁坯是照上述那样的成分组成，该钢扁坯以下述那样的热轧条件进行。
扁坯加热温度是900-1300℃温度范围，如上述实验结果表明的那样，在加热温度T是T(K)×(C％+S％)≤4.0时，加工性显著提高。然后在Ac3相变点以上的温度进行热轧。
另外，这种热轧时的精轧温度，从提高加工性出发，希望在Ar3相变点以上。
接着，可以在600℃以下的温度进行热轧后的热轧卷取，为了促进析出和由粗大化而引起的加工性改善，500-600℃的卷取温度是合适的。
如此得到的热轧板接着进行下述条件的冷轧。
在本发明的冷轧中，冷轧压下率越大得到r值越高的钢板，尤其以65％以上的冷轧压下率进行冷轧，能够得到良好的性能。但是，冷轧压下降超过90％，加工性反而恶化，所以应是90％以下。最好是70-85％。
然后，如此得到的冷轧板进行再结晶退火。
冷轧后的这种再结晶退火，可以在700-950℃温度范围内，但希望在800℃以上进行退火。作为退火方法，连续退火法、装箱退火法中的哪一种都可以。
再有，本发明在退火工序中，也可以使用连续退火生产线或者连续熔融镀锌生产线。而且，作为熔融镀锌方法，镀合金化熔融锌、镀非合金化熔融锌的一层镀或者二层镀是很适用的。
实施例
表1所示成分组成的钢扁坯在加热-均热后，进行热粗轧，然后再进行热精轧。卷取所得到的该热轧板后进行酸洗，然后进行80％压下率的冷轧，轧成0.8mm厚的冷轧板，接着进行连续退火。如此得到的薄钢板的材料性能和热轧条件、退火条件一起示于表2中。
这里，所谓r值是像前述那样使用JIS5号拉伸试样，给予15％预应变后，用3点法进行测定，从作为L方向(轧制方向)、D方向(与轧制方向成45°方向)和C方向(与轧制方向成90°方向)的平均值
r(rL+2×rD+rC)/4 求出的。
如表2所示结果表明的那样，具有符合本发明成分组成且在符合本发明制造条件下制造的薄钢板，E1值、r值均高，具有优良的加工性。与此相反，比较例的加工性都低劣。
另外，使用以表3所示制造条件制造的冷轧钢板，在连续熔融镀锌生产线和电镀锌生产线进行镀锌，在表3中同时示出这些材料的性能。如表3所示结果表明的那样，以符合本发明条件制造的镀锌薄钢板具有优良的加工性。
[表1]钢 C Si Mn P S Al N Ti Rb B C+N+S(Ti-48/14×N-48/32×S)/C备注1 0.0008 0.010 0.05 0.015 0.0010 0.025 0.00110.0090 0.005 0 0.0029 4.6607实施例2 0.0005 0.005 0.10 0.042 0.0018 0.040 0.00170.0108 0.009 0.0006 0.0040 4.5429实施例3 0.0006 0.020 0.03 0.0087 0.0020 0.032 0.00130.0140 0.008 0.0005 0.0039 10.9048实施例4 0.0009 0.015 0.08 0.020 0.0015 0.050 0.00100.0160 0.006 0.0004 0.0034 11.4683实施例5 0.0005 0.020 0.15 0.012 0.0025 0.060 0.00050.0110 0.008 0.0001 0.0035 11.0714实施例6 0.0007 0.013 0.07 0.100 0.0020 0.063 0.00300.0240 0.065 0.0007 0.0057 15.3061比较例7 0.0008 0.040 0.15 0.022 0.0060 0.055 0.00050.0120 0.012 0.0001 0.0073 1.6071比较例8 0.0015 0.028 0.52 0.074 0.0040 0.049 0.00150.0080 0.005 0.0004 0.0070 -2.0952比较例
[表2]钢 热轧条件退火温度 (℃)材料性能 备注 扁坯加 热温度T(K) ×(C+S)热轧终轧温度(℃)板卷卷取温度(℃)TS(MPa)EI(％) r值1 1200 (1473) 2.8514 880 550 820 285 56 3.10 实施例2 970 (1246) 2.8589 880 600 880 274 57 2.85 实施例3 1000 (1273) 3.3098 880 600 850 301 55 3.05 实施例4 1050 (1323) 3.1752 880 650 880 282 57 3.30 实施例5 1050 (1323) 3.969 880 640 850 305 55 3.25 实施例6 1000 (1273) 3.4371 880 540 830 320 48 2.40 比较例7 1250 (1473) 10.3564 880 650 800 309 43 2.45 比较例8 900 (1173) 6.4515 880 620 880 324 45 2.56 比较例
()内是扁坯加热温度T(K)
表3钢 热轧条件镀种类 材料性能 备注加热温度 T1(℃) T(K) ×(C+S)热轧终轧温度(℃)板卷卷取温度(℃) Ts(MPa) E1 (％) r值 1 1200 (1473) 2.6514 880 550镀合金化熔融锌286 54 2.95 实施例 2 970 (1246) 2.8589 880 600镀合金化熔融锌280 55 2.76 实施例 3 1000 (1273) 3.3098 880 650电镀锌(Zn)300 53 2.95 实施例 4 1050 (1323) 3.1752 880 600电镀锌(Zn-Ni)280 54 3.15 实施例 5 1050 (1323) 3.969 880 620电镀锌(Zn) 295 55 3.16 实施例 6 1000 (1273) 3.4371 880 680电镀锌(Zn-Fe) 310 43 2.24 比较例 7 1250 (1473) 10.3564 880 600镀合金化熔融锌 300 40 2.31 比较例 8 900 (1173) 6.4515 880 580电镀锌(Zn) 315 42 2.42 比较例
()内是扁坯加热温度T(k)
发明的效果
如以上说明的那样，按照本发明，在得到具有比以往优良的加工性的薄钢板的同时，也能够容易制造这样的薄钢板。
附图的简单说明
图1表示(C％+N％+S％)和Ti*/C对r值和E1值的影响。
图2表示T(K)×[(C％)+(S％)]对r值和E1值的影响。