冷軋鋼板及冷軋鋼板的制造方法
【專利摘要】本發明提供一種冷軋鋼板，在將C含量、Si含量及Mn含量以單位質量％計分別表示為[C]、[Si]及[Mn]時，(5×[Si]+[Mn])/[C]>11的關系成立，熱鍛壓前的金屬組織含有以面積率計為40％以上且90％以下的鐵素體和10％以上且60％以下的馬氏體，且鐵素體的面積率與馬氏體的面積率的和滿足60％以上，通過納米壓痕儀測定的馬氏體的硬度在熱鍛壓前滿足H2/H1<1.10及σHM<20，抗拉強度TS與擴孔率λ的乘積即TS×λ滿足50000MPa·％以上。
【專利說明】冷軋鋼板及冷軋鋼板的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及熱鍛壓前及/或熱鍛壓后的成形性優異的冷軋鋼板、及它們的制造方法。
[0002]本申請基于2012年I月13日在日本提出申請的特愿2012-004549號和2012年I月13日在日本提出申請的特愿2012-004864號并主張優先權，在此引用其內容。
【背景技術】
[0003]現在，對于汽車用鋼板 要求提高沖撞安全性與輕量化。在這樣的情況下，作為可獲得高強度的方法最近受到注目的是熱鍛壓(也稱為熱壓、熱鍛壓、模壓淬火、加壓淬火等)。所謂熱鍛壓，是指將鋼板在高溫、例如700°C以上的溫度下加熱后通過熱成形，由此提高鋼板的成形性，并通過成形后的冷卻進行淬火，得到所期望的材質的成形方法。如此，對使用于汽車車體構造的鋼板要求高的壓力加工性和強度。作為兼具壓力加工性與高強度的鋼板，已知由鐵素體-馬氏體組織所構成的鋼板、由鐵素體-貝氏體組織所構成的鋼板、或在組織中含有殘留奧氏體的鋼板等。其中，鐵素體基質中分散有馬氏體的復合組織鋼板是低屈服強度、抗拉強度高，而且拉伸特性優異。但是，該復合組織因應力集中于鐵素體與馬氏體的界面，且容易從該界面產生裂紋，因此有擴孔性差的缺點。
[0004]作為這樣的復合組織鋼板，有例如專利文獻I~3所公開的鋼板。另外，專利文獻4~6中有關于鋼板的硬度與成形性的關系的記載。
[0005]然而，即使通過這些現有技術，仍難以應對如今汽車的更輕量化、部件形狀的復雜化的要求。
[0006]現有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本特開平6-128688號公報
[0009]專利文獻2:日本特開2000-319756號公報
[0010]專利文獻3:日本特開2005-120436號公報
[0011]專利文獻4:日本特開2005-256141號公報
[0012]專利文獻5:日本特開2001-355044號公報
[0013]專利文獻6:日本特開平11-189842號公報
【發明內容】
[0014]發明所要解決的問題
[0015]本發明的目的是:提供可確保熱鍛壓前后的強度并可獲得良好的擴孔性的冷軋鋼板、熱浸鍍鋅冷軋鋼板、合金化熱浸鍍鋅冷軋鋼板、電鍍鋅冷軋鋼板或鍍鋁冷軋鋼板及它們的制造方法。
[0016]用于解決問題的手段
[0017]本發明人等對可確保熱鍛壓前(在熱鍛壓工序中用于進行淬火的加熱的更前)及/或熱鍛壓后(熱鍛壓工序中的淬火后)的強度并且成形性(擴孔性)優異的冷軋鋼板、熱浸鍍鋅冷軋鋼板、合金化熱浸鍍鋅冷軋鋼板、電鍍鋅冷軋鋼板或鍍鋁冷軋鋼板進行了深入研究。結果發現，關于鋼成分，通過適當地設置S1、Mn及C的含量的關系，將鋼板的鐵素體及馬氏體的分率設為規定分率，且將鋼板的板厚表層部及板厚中心部的馬氏體的硬度比(硬度的差)與板厚中心部的馬氏體的硬度分布分別設定在特定范圍內，能夠在工業上制造可確保鋼板具有目前以上的成形性、即抗拉強度TS與擴孔率λ的積即TSX λ≥50000MPa.%的特性的冷軋鋼板。進而發現，如果將其用于熱鍛壓，在熱鍛壓后也可得到成形性優異的鋼板。另外還判明，抑制冷軋鋼板的板厚中心部的MnS偏析對于提高熱鍛壓前及/或熱鍛壓后的鋼板的成形性(擴孔性)也是有效的。另外還發現，為了控制馬氏體的硬度，將冷軋中從最上游的軋臺起至從最上游數第3段的軋臺為止的冷軋率相對于總冷軋率(累積軋制率)的比例設定在特定范圍內是有效的。而且，本發明人等還得知以下所示發明的各形態。另外，得知即使對該冷軋鋼板進行熱浸鍍鋅、合金化熱浸鍍鋅、電鍍鋅及鍍鋁，也不會損害其效果。
[0018](I) 即，本發明的一形態的冷軋鋼板，以質量％計，含有:C:0.030%以上、0.150%以下、S1:0.010 % 以上、1.000 % 以下、Mn:1.50 % 以上、2.70 % 以下、P:0.001 % 以上、0.060% 以下、S:0.001% 以上、0.010% 以下、N:0.0005% 以上、0.0100% 以下、Al:0.010%以上、0.050%以下，有時選擇性地含有:B:0.0005%以上、0.0020%以下、Mo:0.01%以上、0.50% 以下、Cr:0.01% 以上、0.50% 以下、V:0.001% 以上、0.100% 以下、T1:0.001% 以上、0.100% 以下、Nb:0.001% 以上、0.050% 以下、N1:0.01% 以上、1.00% 以下、Cu:0.01%以上、1.00% 以下、Ca:0.0005% 以上、0.0050% 以下、REM:0.0005% 以上、0.0050% 以下中的I種以上，剩余部分包含Fe及不可避免的雜質；在將所述C含量、所述Si含量及所述Mn含量以單位質量％計分別表示為[C]、[Si]及[Mn]時，下述式(A)的關系成立，熱鍛壓前的金屬組織含有以面積率計為40%以上且90%以下的鐵素體和10%以上且60%以下的馬氏體，且所述鐵素體的面積率與所述馬氏體的面積率的和滿足60 %以上，而且所述金屬組織有時含有以面積率計 為10%以下的珠光體、以體積率計為5%以下的殘留奧氏體、及以面積率計小于40%的殘留貝氏體中的I種以上，通過納米壓痕儀測定的所述馬氏體的硬度在所述熱鍛壓前滿足下述式(B)及式(C)，抗拉強度TS與擴孔率λ的乘積即TSX λ滿足50000MPa.% 以上。
[0019](5X [Si] + [Mn])/[C]>ll (A)
[0020]H2/HK1.10 (B)
[0021]σ HM<20 (C)
[0022]其中，Hl是所述熱鍛壓前的板厚表層部的所述馬氏體的平均硬度，H2是所述熱鍛壓前的板厚中心部即板厚中心的板厚方向上200 μ m范圍的所述馬氏體的平均硬度，σ HM是所述熱鍛壓前的所述板厚中心部的所述馬氏體的所述硬度的分散值。
[0023](2)上述⑴記載的冷軋鋼板，所述冷軋鋼板中存在的當量圓直徑可以為0.Ιμπι以上且1ym以下的MnS的面積率為0.01%以下，且下述式⑶可以成立。
[0024]n2/nl〈l.5 (D)
[0025]其中，nl是所述熱鍛壓前的板厚1/4部分中所述當量圓直徑為0.1 μ m以上且10 μ m以下的所述MnS每10000 μ m2的平均個數密度，n2是所述熱鍛壓前的所述板厚中心部中所述當量圓直徑為0.ΙμL?以上且10 μ m以下的所述MnS每10000 μ HI2的平均個數密度。
[0026](3)本發明的一形態的鍍鋅冷軋鋼板，可以在上述⑴或⑵所述的冷軋鋼板的表
面實施有鍍鋅。
[0027](4)本發明的一形態的冷軋鋼板的制造方法，其具有下述工序:鑄造工序，其將具有(I)記載的化學成分的鋼水進行鑄造來制成鋼材；加熱工序，其加熱所述鋼材；熱軋工序，其使用具有多個軋臺的熱軋設備對所述鋼材實施熱軋；卷取工序，其在所述熱軋工序后卷取所述鋼材；酸洗工序，其在所述卷取工序后對所述鋼材進行酸洗；冷軋工序，其在所述酸洗工序后通過具有多個軋臺的冷軋機在下述式(E)成立的條件下對所述鋼材實施冷軋；退火工序，其在所述冷軋工序后在700°C以上且850°C以下對所述鋼材進行退火并冷卻；以及調質軋制工序，其在所述退火工序后對所述鋼材進行調質軋制。
[0028]1.5Xrl/r+l.2Xr2/r+r3/r>l.0 (E)
[0029]其中，ri (i = 1,2,3)是在所述冷軋工序中的所述多個軋臺中從最上游數第i (i =
1,2,3)段的軋臺中以單位％表示的單獨的目標冷軋率，r是所述冷軋工序中以單位％表示的總冷軋率。 [0030](5)上述(4)記載的冷軋鋼板的制造方法，其在所述退火工序與所述調質軋制工序之間，可以具有對所述鋼材實施鍍鋅的鍍鋅工序。
[0031](6)上述(4)記載的冷軋鋼板的制造方法，在將所述卷取工序的卷取溫度以單位。C計表示為CT ;將所述鋼材的所述C含量、所述Mn含量、所述Si含量及所述Mo含量以單位質量％計分別表示為[C]、[Mn]、[Si]及[Mo]時；下述式(F)可以成立。
[0032]560-474X[C]-90X[Mn]-20X [Cr]-20X[Mo]〈CT〈830_270 X [C]-90X[Mn]-70X[Cr] -80 X [Mo] (F)
[0033](7)上述(6)記載的冷軋鋼板的制造方法，在將所述加熱工序的加熱溫度以單位。C計設為T，且將在爐時間以單位分鐘計設為t ;將所述鋼材的所述Mn含量及所述S含量以單位質量％計分別設為[Mn]、[S]時，下述式(G)可以成立。
[0034]T X In (t)/(1.7 X [Mn]+ [S]) >1500 (G)
[0035](8)本發明的一形態的冷軋鋼板，以質量％計，含有:C:0.030%以上、0.150%以下、S1:0.010% 以上、1.000% 以下、Mn:1.50% 以上、2.70% 以下、P:0.001% 以上、0.060%以下、S:0.001 % 以上、0.010 % 以下、N:0.0005 % 以上、0.0100 % 以下、Al:0.010 % 以上、0.050%以下，有時選擇性地含有:B:0.0005%以上、0.0020%以下、Mo:0.01%以上、0.50% 以下、Cr:0.01% 以上、0.50% 以下、V:0.001% 以上、0.100% 以下、T1:0.001% 以上、0.100% 以下、Nb:0.001% 以上、0.050% 以下、N1:0.01% 以上、1.00% 以下、Cu:0.01%以上、1.00% 以下、Ca:0.0005% 以上、0.0050% 以下、REM:0.0005% 以上、0.0050% 以下中的I種以上，剩余部分包含Fe及不可避免的雜質；在將所述C含量、所述Si含量及所述Mn含量以單位質量％計分別表示為[C]、[Si]及[Mn]時，下述式(H)的關系成立，熱鍛壓后的金屬組織含有以面積率計為40%以上且90%以下的鐵素體和10%以上且60%以下的馬氏體，且所述鐵素體的面積率與所述馬氏體的面積率的和滿足60 %以上，而且所述金屬組織有時含有以面積率計為10%以下的珠光體、以體積率計為5%以下的殘留奧氏體、及以面積率計小于40%的殘留貝氏體中的I種以上，通過納米壓痕儀測定的所述馬氏體的硬度在所述熱鍛壓后滿足下述式(I)及式(J)，抗拉強度TS與擴孔率λ的乘積即TSX λ滿足50000MPa.% 以上。
[0036](5X [Si] + [Mn])/[C]>ll (H)
[0037]H21/H1K1.10 (I)
[0038]σ HM1<20 (J)
[0039]其中，Hll是所述熱鍛壓后的板厚表層部的所述馬氏體的平均硬度，Η21是所述熱鍛壓后的板厚中心部即板厚中心的板厚方向上200 μ m范圍的所述馬氏體的平均硬度，σ HMl是所述熱鍛壓后的所述板厚中心部的所述馬氏體的所述硬度的分散值。
[0040](9)上述⑶記載的熱鍛壓用冷軋鋼板，所述冷軋鋼板中存在的當量圓直徑為0.1 μL?以上且10 μ m以下的MnS的面積率可以為0.01%以下，且下述式⑷可以成立。
[0041]n21/nll<l.5 (K)
[0042]其中，nil是所述熱鍛壓后的板厚1/4部分中所述當量圓直徑為0.1 μ m以上且10 μ m以下的所述MnS每10000 μ HI2的平均個數密度，n21是所述熱鍛壓后的所述板厚中心部中所述當量圓直徑為0.Ιμπι以上且10 μ m以下的所述MnS每10000 μ m2的平均個數密度。
[0043](10)上述(8)或(9)記載的所述熱鍛壓用冷軋鋼板，可以在表面實施有熱浸鍍鋅。
[0044](11)上述(10)記載的所述熱鍛壓用冷軋鋼板，可以在表面實施有合金化熱浸鍍鋅。
[0045](12)上述⑶或(9)記載的所述熱鍛壓用冷軋鋼板，可以在表面實施有電鍍鋅。
[0046](13)上述⑶或(9)記載的所述熱鍛壓用冷軋鋼板，可以在表面實施有鍍鋁。
[0047](14)本發明的一形態的冷軋鋼板的制造方法，其具有下述工序:鑄造工序，其將具有上述(8)記載的化學成分的鋼水進行鑄造來制成鋼材；加熱工序，其加熱所述鋼材；熱軋工序，其使用具有多個軋臺的熱軋設備對所述鋼材實施熱軋；卷取工序，其在所述熱軋工序后卷取所述鋼材；酸洗工序，其在所述卷取工序后對所述鋼材進行酸洗；冷軋工序，其在所述酸洗工序后通過具有多個軋臺的冷軋機在下述式(L)成立的條件下對所述鋼材實施冷軋；退火工序，其在所述冷軋工序后在700°C以上且850°C以下對所述鋼材進行退火并冷卻；以及調質軋制工序，其在所述退火工序后對所述鋼材進行調質軋制。
[0048]1.5Xrl/r+l.2Xr2/r+r3/r>l (L)
[0049]其中，ri (i = 1,2,3)是在所述冷軋工序中的所述多個軋臺中從最上游數第i (i =
1,2,3)段的軋臺中以單位％表示的單獨的目標冷軋率，r是所述冷軋工序中以單位％表示的總冷軋率。
[0050](15)上述(14)記載的熱鍛壓用冷軋鋼板的制造方法，在將所述卷取工序的卷取溫度以單位。C計表示為CT ;將所述鋼材的所述C含量、所述Mn含量、所述Si含量及所述Mo含量以單位質量％計分別表示為[C]、[Mn]、[Si]及[Mo]時；下述式(M)可以成立，
[0051 ] 560-474X[C]-90X[Mn]-20X [Cr]-20X[Mo]〈CT〈830_270 X [C]-90X[Mn]-70X[Cr] -80 X [Mo] (M)。
[0052](16)上述(15)記載的熱鍛壓用冷軋鋼板的制造方法，在將所述加熱工序的加熱溫度以單位。C計設為T，且將在爐時間以單位分鐘計設為t ;將所述鋼材的所述Mn含量及所述S含量以單位質量％計分別設為[Mn]、[S]時；下述式(N)可以成立。
[0053]T X In (t)/(1.7 X [Mn]+ [S]) >1500 (N)[0054](17)上述(14)~(16)中任一項記載的制造方法中，在所述退火工序與所述調質軋制工序之間可以具有實施熱浸鍍鋅的熱浸鍍鋅工序。
[0055](18)上述(17)記載的制造方法中，在所述熱浸鍍鋅工序與所述調質軋制工序之間可以具有實施合金化處理的合金化處理工序。
[0056](19)上述(14)~(16)中任一項記載的制造方法中，在所述調質軋制工序之后可以具有實施電鍍鋅的電鍍鋅工序。
[0057](20)上述(14)~(16)中任一項記載的制造方法中，在所述退火工序與所述調質軋制工序之間可以具有實施鍍鋁的工序。
[0058]此外，使用⑴~(20)的鋼板制造的熱鍛壓成形體的成形性優異。
[0059]發明效果
[0060]根據本發明，適當設定C含量、Mn含量、及Si含量的關系，并且適當設定通過納米壓痕儀測定的馬氏體的硬度，因此能夠在熱鍛壓前及/或熱鍛壓后獲得更良好的擴孔性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0061]圖1是表示熱鍛壓前、及熱鍛壓后的(5X [Si] + [Mn])/[C]與TSX λ的關系的圖。
[0062]圖2Α是表示式⑶的根據的圖，是表示熱鍛壓前的Η2/Η1與σ HM的關系、及熱鍛壓后的Η21/Η11與σ HMl的關系的圖。
[0063]圖2Β是表示式(C)的根據的圖，是表示熱鍛壓前的σ HM與TSX λ的關系、及熱鍛壓后的σ HMl與TSX λ的關系的圖。
[0064]圖3表示熱鍛壓前的n2/nl與TSX λ的關系、及熱鍛壓后的n21/nll與TSX λ的關系，是表示式(D)的根據的圖。
[0065]圖4表示熱鍛壓前的1.5Xrl/r+l.2Xr2/r+r3/r與H2/H1的關系、及熱鍛壓后的
的關系，是表示式(E)的根據的圖。
[0066]圖5A是表示式(F)與馬氏體分率的關系的圖。
[0067]圖5B是表示式(F)與珠光體分率的關系的圖。
[0068]圖6表示TXIn (t)/(1.7 X [Mn]+ [S])與TSX λ的關系，是表示式(G)的根據的圖。
[0069]圖7是實施例中使用的熱鍛壓成形體的立體圖。
[0070]圖8Α是表示本發明的一實施方式的冷軋鋼板的制造方法的流程圖。
[0071]圖SB是表示本發明的另一實施方式的熱鍛壓后的冷軋鋼板的制造方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0072]如前所述，為了提高成形性(擴孔性)，適當地設定S1、Mn、及C的含量的關系與鋼板的規定部位的馬氏體的硬度是重要的。迄今為止，對于熱鍛壓前的鋼板及熱鍛壓后的鋼板的任一者，均未進行著眼于成形性與馬氏體的硬度的關系的研究。
[0073]此處，說明本發明的一實施方式的熱鍛壓前的冷軋鋼板(有時也稱為本實施方式的熱鍛壓前的冷軋鋼板)、本發明的另一實施方式的熱鍛壓后的冷軋鋼板(有時也稱為本實施方式的熱鍛壓后的冷軋鋼板)及它們的制造中所使用的鋼的化學成分的限定理由。以下，作為各成分的含量單位的“ ％ ”是指“質量％ ”。
[0074]C:0.030% 以上、0.150% 以下
[0075]C對于強化馬氏體相、提高鋼的強度是重要的元素。C的含量小于0.030%時，不能充分地提高鋼的強度。另一方面，C的含量超過0.150%時，鋼的延展性(伸長率)大幅地下降。因此，將C的含量的范圍設為0.030%以上、0.150%以下。此外，在擴孔性的要求高時，C的含量優選設為0.100%以下。
[0076]S1:0.010% 以上、1.000% 以下
[0077]Si對于抑制有害的碳化物的生成，得到以鐵素體組織作為主體、剩余部分是馬氏體的復合組織是重要的元素。但是，Si含量超過1.000%時，除了鋼的伸長率或擴孔性下降以外，化學轉化處理性也下降。因此，將Si的含量設為1.000%以下。另外，Si是用以脫氧而添加，但Si的含量小于0.010%時脫氧效果并不充分。因此，將Si的含量設為0.010%以上。
[0078]Al:0.010% 以上、0.050% 以下
[0079]Al是作為脫氧劑的重要元素。為了獲得脫氧的效果，將Al的含量設為0.010%以上。另一方面，即使過度地添加Al，因上述效果已飽和，反而使鋼脆化。因此，將Al的含量設為0.010%以上、0.050%以下。
[0080]Mn:1.50% 以上、2.70% 以下
[0081]Mn對于提高鋼的淬透性而強化鋼是重要的元素。然而，Mn的含量小于1.50%時，不能充分地提高鋼的強度。另一方面，Mn的含量超過2.70%時，淬透性高到所需以上，因此導致鋼的強度提高，由此鋼的伸長率或擴孔性下降。因此，將Mn的含量設為1.50%以上、
2.70%以下 。伸長率的要求高時，Mn的含量優選設為2.00%以下。
[0082]P:0.001% 以上、0.060% 以下
[0083]P的含量多時，向晶界偏析，使鋼的局部延展性與焊接性劣化。因此，將P的含量設為0.060%以下。另一方面，徒然地減少P會造成精煉時的成本增加，因此P的含量優選設為0.001%以上。
[0084]S:0.001% 以上、0.010% 以下
[0085]S是形成MnS、使鋼的局部延展性及焊接性顯著地劣化的元素。因此，將S的含量的上限設為0.010%。另外，從精煉成本的問題出發，優選將S含量的下限設為0.001 %。
[0086]N:0.0005% 以上、0.0100% 以下
[0087]N對于析出AlN等而使晶粒微細化是重要的元素。但是，N的含量超過0.0100%時，殘留固溶N(固溶氮)，鋼的延展性下降。因此，將N的含量設為0.0100%以下。此外，從精煉時的成本的問題出發，優選將N含量的下限設為0.0005%。
[0088]本實施方式的冷軋鋼板是以包含以上元素和剩余部分的鐵及不可避免的雜質的組成作為基本，進而，為了提高強度、控制硫化物或氧化物的形狀等，作為以往一直使用的元素，也可以后述的上限以下的含量含有Nb、T1、V、Mo、Cr、Ca、REM(Rare Earth Metal:稀土類元素)、Cu、N1、B中的任I種或2種以上。這些化學元素不需要必須添加到鋼板中，因此其含量的下限是O。
[0089]Nb、Ti及V是使微細的碳氮化物析出而強化鋼的元素。另外，Mo及Cr是提高淬透性而強化鋼的元素。為得到上述效果，優選鋼含有Nb:0.001%以上、T1:0.001%以上、V:0.001%以上、Mo:0.01%以上、Cr:0.01%以上。但是，即使含有Nb:大于0.050%, Ti --大于0.100%,V:大于0.100%,Mo:大于0.50%,Cr:大于0.50%，不僅強度提高的效果飽和，也有可能帶來伸長率或擴孔性的下降。
[0090]鋼進一步含有0.0005%以上、0.0050%以下的Ca。Ca可控制硫化物或氧化物的形狀，提高局部延展性或擴孔性。為了通過Ca得到該效果，優選添加0.0005%以上的Ca。但是，過度的添加有可能使加工性劣化，因此將Ca含量的上限設為0.0050%。基于相同的理由，對于REM (稀土類元素)，也優選將含量的下限設為0.0005%、上限設為0.0050%。
[0091]鋼也可以進一步含有Cu:0.01%以上、1.00%以下、N1:0.01 %以上、1.00%以下、B:0.0005%以上、0.0020%以下。這些元素也可提高淬透性，提高鋼的強度。然而，為取得該效果，優選含有Cu:0.01%以上、N1:0.01%以上、B:0.0005%以上。為這些以下的含量時，強化鋼的效果小。另一方面，即使添加Cu:大于1.00%、N1:大于1.00%、Β:大于0.0020%,強度提高的效果已飽和，有可能延展性下降。
[0092]在鋼含有B、Mo、Cr、V、T1、Nb、N1、Cu、Ca、REM時，含有I種以上。鋼的剩余部分包含Fe及不可避免的雜質。作為不可避免的雜質，只要是不損害特性的范圍內，則可以進一步含有上述以外的元素(例如Sn、As等)。此外，含有B、Mo、Cr、V、T1、Nb、N1、Cu、Ca、REM小于前述下限時，將這些元素作為不可避免的雜質處理。
[0093]另外，如圖1所示，本實施方式的冷軋鋼板中，在將C含量(質量％ )、Si含量(質量％)及Mn含量(質量％)分別表示為[C]、[Si]及[Mn]時，下述式㈧((H)也同樣)的關系成立是重要的。
[0094](5X [Si] + [Mn])/[C]>ll (A)
[0095]如果上述式㈧的關系成立，則熱鍛壓前及/或熱鍛壓后能夠滿足TSX λ ^ 50000MPa.%的條件。(5X [Si] + [Mn])/[C]的值為11以下時，不能得到充分的擴孔性。這是因為，C量高時硬質相的硬度變得過高，與軟質相的硬度差(硬度的比)變大，λ值差，及Si量或Mn量少時TS變低。
[0096]一般而言，DP鋼(雙相鋼)中支配成形性(擴孔性)的與其說是鐵素體不如說是馬氏體。本發明人等著眼于馬氏體的硬度進行了深入研究，結果判明:如圖2Α及圖2Β所示，如果板厚表層部與板厚中心部之間的馬氏體的硬度差(硬度的比)、及板厚中心部的馬氏體的硬度分布在熱鍛壓前的階段為規定的狀態，則即使在熱軋印的淬火后仍可大致維持該狀態，伸長率或擴孔性等成形性變得良好。這是因為，熱鍛壓前產生的馬氏體的硬度分布在熱鍛壓后仍大幅地產生影響，在板厚中心部濃化的合金元素在熱鍛壓后仍保持在板厚中心部濃化的狀態。即，對于熱鍛壓前的鋼板，板厚表層部的馬氏體與板厚中心部的馬氏體的硬度比大時、或馬氏體的硬度的分散值大時，在熱鍛壓后也顯示相同的傾向。如圖2Α和圖2Β所示，熱鍛壓前的本實施方式的冷軋鋼板的板厚表層部及板厚中心部的硬度比、與對本實施方式的冷軋鋼板進行熱鍛壓后的鋼板的板厚表層部及板厚中心部的硬度比大致相同。另外，同樣地，熱鍛壓前的本實施方式的冷軋鋼板的板厚中心部的馬氏體硬度的分散值、與對本實施方式的冷軋鋼板進行熱鍛壓后的鋼板的板厚中心部的馬氏體硬度的分散值大致相同。因此，對本實施方式的冷軋鋼板進行熱鍛壓后的鋼板的成形性與熱鍛壓前的本實施方式的冷軋鋼板的成形性同樣地優異。
[0097]而且，本發明中，關于用HYSITR0N公司的納米壓痕儀以1000倍的倍率測定的馬氏體的硬度，得知在熱鍛壓前及/或熱鍛壓后下述式(B)及式(C) ((I)、(J)也同樣)成立時，對鋼板的成形性有利。此處，“H1”是熱鍛壓前的距鋼板板厚方向最表層的板厚方向200 μ m的范圍內的板厚表層部中存在的馬氏體的平均硬度，“H2”是熱鍛壓前的板厚中心部中距板厚中心部在板厚方向上±100 μ m的范圍內存在的馬氏體的平均硬度，“ σ HM”是熱鍛壓前的距板厚中心部在板厚方向上±100 μ m的范圍內存在的馬氏體的硬度的分散值。另外，“H11”是熱鍛壓后板厚表層部的馬氏體的硬度，“H21”是熱鍛壓后的板厚中心部即板厚中心的板厚方向上200 μ m的范圍的馬氏體的硬度，“ σ HM1”是熱鍛壓后板厚中心部的馬氏體的硬度的分散值。Η1、Η11、Η2、Η21、σ HM及σ HMl分別測量300點來求得。此外，距板厚中心部在板厚方向上±100μπι的范圍，是指以板厚中心作為中心的板厚方向的尺寸是200μπι的范圍。
[0098]Η2/ΗΚ1.10 (B)
[0099]σ HM<20 (C)
[0100]Η21/Η1Κ1.10 (I)
[0101]σ ΗΜΚ20 (J)
[0102]另外，此處，分散值是通過下式(O)求得，是表示馬氏體的硬度分布的值。
【權利要求】
1.一種冷軋鋼板，其特征在于，以質量％計，含有:
C:0.030% 以上、0.150% 以下、
S1:0.010% 以上、1.000% 以下、
Mn:1.50% 以上、2.70% 以下、
P:0.001% 以上、0.060% 以下、
S:0.001% 以上、0.010% 以下、
N:0.0005% 以上、0.0100% 以下、
Al:0.010% 以上、0.050% 以下， 有時選擇性地含有:
B:0.0005% 以上、0.0020% 以下、
Mo:0.01% 以上、0.50% 以下、
Cr:0.01% 以上、0.50% 以下、
V:0.001% 以上、0.100% 以下、
T1:0.001% 以上、0.100% 以下、
Nb:0.001% 以上、0.050% 以下、
N1:0.01% 以上、1.00% 以下、
Cu:0.01% 以上、1.00% 以下、
Ca:0.0005% 以上、0.0050% 以下、 REM:0.0005%以上、0.0050%以下中的I種以上， 剩余部分包含Fe及不可避免的雜質； 在將所述C含量、所述Si含量及所述Mn含量以單位質量％計分別表示為[C]、[Si]及[Mn]時，下述式㈧的關系成立， 熱鍛壓前的金屬組織含有以面積率計為40%以上且90%以下的鐵素體和10%以上且60 %以下的馬氏體，且所述鐵素體的面積率與所述馬氏體的面積率的和滿足60%以上，而且所述金屬組織有時含有以面積率計為10%以下的珠光體、以體積率計為5%以下的殘留奧氏體、及以面積率計小于40%的殘留貝氏體中的I種以上， 通過納米壓痕儀測定的所述馬氏體的硬度在所述熱鍛壓前滿足下述式(B)及式(C)， 抗拉強度TS與擴孔率λ的乘積即TSX λ滿足50000MPa.%以上，
(5X [Si] + [Mn])/[C]>ll (A) H2/HK1.10 (B) σ HM<20 (C) 其中，Hl是所述熱鍛壓前的板厚表層部的所述馬氏體的平均硬度，H2是所述熱鍛壓前的板厚中心部即板厚中心的板厚方向上200 μ m范圍的所述馬氏體的平均硬度，σ HM是所述熱鍛壓前的所述板厚中心部的所述馬氏體的所述硬度的分散值。
2.根據權利要求1所述的冷軋鋼板，其特征在于，所述冷軋鋼板中存在的當量圓直徑為0.1 μ m以上且10 μ m以下的MnS的面積率為0.01 %以下,且下述式⑶成立，
n2/nl〈l.5 (D) 其中，nl是所述熱鍛壓前的板厚1/4部分中所述當量圓直徑為0.1 μ m以上且10 μ m以下的所述MnS每10000 μ m2的平均個數密度，n2是所述熱鍛壓前的所述板厚中心部中所述當量圓直徑為0.ΙμL?以上且10 μ m以下的所述MnS每10000 μ m2的平均個數密度。
3.根據權利要求1或2所述的冷軋鋼板，其特征在于，在表面實施有鍍鋅。
4.一種冷軋鋼板的制造方法，其特征在于，其具有下述工序: 鑄造工序，其將具有權利要求1所述的化學成分的鋼水進行鑄造來制成鋼材， 加熱工序，其加熱所述鋼材， 熱軋工序，其使用具有多個軋臺的熱軋設備對所述鋼材實施熱軋， 卷取工序，其在所述熱軋工序后卷取所述鋼材， 酸洗工序，其在所述卷取工序后對所述鋼材進行酸洗， 冷軋工序，其在所述酸洗工序后通過具有多個軋臺的冷軋機在下述式(E)成立的條件下對所述鋼材實施冷軋， 退火工序，其在所述冷軋工序后在700°C以上且850°C以下對所述鋼材進行退火并冷卻，以及 調質軋制工序，其在所述退火工序后對所述鋼材進行調質軋制；
1.5Xrl/r+l.2Xr2/ r+r3/r>l.0 (E) 其中，ri(i = 1,2,3)是在所述冷軋工序中的所述多個軋臺中從最上游數第i(i = I,2,3)段的軋臺中以單位％表示的單獨的目標冷軋率，r是所述冷軋工序中以單位％表示的總冷軋率。
5.根據權利要求4所述的冷軋鋼板的制造方法，其特征在于，其在所述退火工序與所述調質軋制工序之間，進一步包含對所述鋼材實施鍍鋅的鍍鋅工序。
6.根據權利要求4所述的冷軋鋼板的制造方法，其特征在于，在將所述卷取工序的卷取溫度以單位1:計表示為CT， 將所述鋼材的所述C含量、所述Mn含量、所述Si含量及所述Mo含量以單位質量％計分別表示為[C]、[Mn]、[Si]及[Mo]時，下述式(F)成立，
560-474 X [C] -90 X [Mn] -20 X [Cr]-20 X [Mo] <CT<830-270 X [C] -90 X [Mn] -70 X [Cr]-80 X [Mo] (F)。
7.根據權利要求6所述的冷軋鋼板的制造方法，其特征在于，在將所述加熱工序的加熱溫度以單位。C計設為T，且將在爐時間以單位分鐘計設為t， 將所述鋼材的所述Mn含量及所述S含量以單位質量％計分別設為[Mn]、[S]時，下述式(G)成立，
T X In (t)/(1.7 X [Mn]+ [S]) >1500 (G)。
8.一種熱鍛壓用冷軋鋼板，其特征在于，以質量％計，含有:
C:0.030% 以上、0.150% 以下、
S1:0.010% 以上、1.000% 以下、
Mn:1.50% 以上、2.70% 以下、
P:0.001% 以上、0.060% 以下、
S:0.001% 以上、0.010% 以下、
N:0.0005% 以上、0.0100% 以下、
Al:0.010% 以上、0.050% 以下， 有時選擇性地含有:B:0.0005% 以上、0.0020% 以下、
Mo:0.01% 以上、0.50% 以下、
Cr:0.01% 以上、0.50% 以下、
V:0.001% 以上、0.100% 以下、
T1:0.001% 以上、0.100% 以下、
Nb:0.001% 以上、0.050% 以下、
N1:0.01% 以上、1.00% 以下、
Cu:0.01% 以上、1.00% 以下、
Ca:0.0005% 以上、0.0050% 以下、 REM:0.0005%以上、0.0050%以下中的I種以上， 剩余部分包含Fe及不可避免的雜質； 在將所述C含量、所述Si含量及所述Mn含量以單位質量％計分別表示為[C]、[Si]及[Mn]時，下述式⑶的關系成立， 熱鍛壓后的金屬組織含有以面積率計為40%以上且90%以下的鐵素體和10%以上且.60 %以下的馬氏體，且所述鐵素體的面積率與所述馬氏體的面積率的和滿足60%以上，而且所述金屬組織有時含有以面積率計為10%以下的珠光體、以體積率計為5%以下的殘留奧氏體、及以面積率計小于40%的殘留貝氏體中的I種以上， 通過納米壓痕儀測定的所述馬氏體的硬度在所述熱鍛壓后滿足下述式(I)及式(J)， 抗拉強度TS與擴孔率λ的乘積即TSX λ滿足50000MPa.%以上，
(5X [Si] + [Mn])/[C]>ll (H)
H21/H1K1.10 (I)
σ HM1<20 (J) 其中，Hll是所述熱鍛壓后的板厚表層部的所述馬氏體的平均硬度，H21是所述熱鍛壓后的板厚中心部即板厚中心的板厚方向上200 μ m范圍的所述馬氏體的平均硬度，σΗΜΙ是所述熱鍛壓后的所述板厚中心部的所述馬氏體的所述硬度的分散值。
9.根據權利要求8所述的熱鍛壓用冷軋鋼板，其特征在于，所述冷軋鋼板中存在的當量圓直徑為0.1 μ m以上且10 μ m以下的MnS的面積率為0.01 %以下，且下述式⑷成立，
n21/nll<l.5 (K) 其中，nil是所述熱鍛壓后的板厚1/4部分中所述當量圓直徑為0.1 μ m以上且10 μ m以下的所述MnS每10000 μ m2的平均個數密度，n21是所述熱鍛壓后的所述板厚中心部中所述當量圓直徑為0.Ιμπι以上且10 μ m以下的所述MnS每10000 μ m2的平均個數密度。
10.根據權利要求8或9所述的熱鍛壓用冷軋鋼板，其特征在于，在表面實施有熱浸鍍鋅。
11.根據權利要求10所述的熱鍛壓用冷軋鋼板，其特征在于，在所述表面實施有所述熱浸鍍鋅的所述熱鍛壓用冷軋鋼板的表面，實施有合金化熱浸鍍鋅。
12.根據權利要求8或9所述的熱鍛壓用冷軋鋼板，其特征在于，在表面實施有電鍍鋅。
13.根據權利要求8或9所述的熱鍛壓用冷軋鋼板，其特征在于，在表面實施有鍍鋁。
14.一種熱鍛壓用冷軋鋼板的制造方法，其特征在于，其具有下述工序: 鑄造工序，其將具有權利要求8所述的化學成分的鋼水進行鑄造來制成鋼材，加熱工序，其加熱所述鋼材， 熱軋工序，其使用具有多個軋臺的熱軋設備對所述鋼材實施熱軋， 卷取工序，其在所述熱軋工序后卷取所述鋼材， 酸洗工序，其在所述卷取工序后對所述鋼材進行酸洗， 冷軋工序，其在所述酸洗工序后通過具有多個軋臺的冷軋機在下述式(L)成立的條件下對所述鋼材實施冷軋， 退火工序，其在所述冷軋工序后在700°C以上且850°C以下對所述鋼材進行退火并冷卻，以及 調質軋制工序，其在所述退火工序后對所述鋼材進行調質軋制；
.1.5Xrl/r+l.2Xr2/r+r3/r>l (L) 其中，ri(i = 1,2,3)是在所述冷軋工序中的所述多個軋臺中從最上游數第i(i = I,.2,3)段的軋臺中以單位％表示的單獨的目標冷軋率，r是所述冷軋工序中以單位％表示的總冷軋率。
15.根據權利要求14所述的熱鍛壓用冷軋鋼板的制造方法，其特征在于，在將所述卷取工序的卷取溫度以單位。C計表示為CT， 將所述鋼材的所述C含量、所述Mn含量、所述Si含量及所述Mo含量以單位質量％計分別表示為[C]、[Mn]、[Si]及[Mo]時，下述式(M)成立，
560-474 X [CJ-90X [Mn] -20 X [Cr]-20 X [Mo] <CT<830-270 X [C]-90X [Mn] -70 X [Cr]-80 X [Mo] (M)。
16.根據權利要求15所述的熱鍛壓用冷軋鋼板的制造方法，其特征在于，在將所述加熱工序的加熱溫度以單位。C計設為T，且將在爐時間以單位分鐘計設為t， 將所述鋼材的所述Mn含量及所述S含量以單位質量％計分別設為[Mn]、[S]時，下述式(N)成立，
T X In (t)/(1.7 X [Mn]+ [S]) >1500 (N)。
17.根據權利要求14~16中任一項所述的熱鍛壓用冷軋鋼板的制造方法，其特征在于，在所述退火工序與所述調質軋制工序之間具有實施熱浸鍍鋅的熱浸鍍鋅工序。
18.根據權利要求17所述的熱鍛壓用冷軋鋼板的制造方法，其特征在于，在所述熱浸鍍鋅工序與所述調質軋制工序之間具有實施合金化處理的合金化處理工序。
19.根據權利要求14~16中任一項所述的熱鍛壓用冷軋鋼板的制造方法，其特征在于，在所述調質軋制工序之后具有實施電鍍鋅的電鍍鋅工序。
20.根據權利要求14~16中任一項所述的熱鍛壓用冷軋鋼板的制造方法，其特征在于，在所述退火工序與所述調質軋制工序之間具有實施鍍鋁的鍍鋁工序。
【文檔編號】C21D9/00GK104040010SQ201380005130
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2013年1月11日 優先權日:2012年1月13日
【發明者】野中俊樹, 加藤敏, 川崎薰, 友清壽雅 申請人:新日鐵住金株式會社