高強度熱軋鋼板及其制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及適合用作汽車的結構部件和骨架、卡車（truck)的框架（frame)等 的原料的、拉伸強度為980MPa以上的高強度熱乳鋼板，特別涉及彎曲加工性（bending workability)的提高。
【背景技術】
[0002] 近年來，從保護地球環境的觀點考慮，汽車排氣規定（automobileexhaustgas regulations)不斷加強。在這樣的情況下，卡車等汽車的燃油效率的提升（improvementof fuelefficiency)成為了重要的課題，要求所使用的材料的進一步高強度化及薄壁化。隨 之，作為汽車部件的原料，高強度熱乳鋼板被積極應用，其需求逐年增高。特別地，拉伸強度 為980MPa以上的高強度熱乳鋼板作為能夠飛躍性地提高汽車的燃油效率的原料而備受期 待。
[0003] 然而，伴隨著鋼板的高強度化，彎曲加工性通常下降。因此，為了對高強度熱乳鋼 板賦予作為汽車部件用所要求的彎曲加工性，進行了各種研究。
[0004] 例如，專利文獻1中提出了如下技術：將原料鋼（由以質量％計含有C:0. 05~ 0? 15%、Si:0? 2 ~1. 2%、Mn:1. 0 ~2. 0%、P:0? 04% 以下、S:0? 0030% 以下、A1 :0? 005 ~ 0. 10%、N:0. 005%以下及Ti:0. 03~0. 13%、余量為Fe及不可避免的雜質這樣的組成構 成）加熱至1200~1350°C，保持1200秒以上后，使粗乳的結束溫度為1050°C以上，且使精 乳的結束溫度為830~930°C，結束熱乳后，以平均冷卻速度：35°C/s以上的速度冷卻至卷 繞溫度：350~550°C，由此制成熱乳鋼板。
[0005] 根據專利文獻1所提出的技術，能夠得到下述熱乳鋼板：從鋼板的兩表面分別到 總板厚的1. 5~3. 0%深度為止的表層區域中，貝氏體（bainite)面積率（areafraction) 小于80%，且粒徑為2~15 ym的鐵素體（ferrite)相的面積率為10%以上，上述表層區 域以外的內部區域中，貝氏體相的面積率大于95%。根據專利文獻1所提出的技術，通過使 表層區域形成為上述那樣軟質的組織，能夠得到彎曲加工性優異的、拉伸強度為780MPa以 上的高強度熱乳鋼板。
[0006] 專利文獻2中提出了如下技術：將鋼板坯（以質量％計含有C:0. 05~0? 19%、 Si:0? 05 ~1. 0%、Mn:0? 3 ~2. 5%、P:0? 03% 以下、S:0? 025% 以下、Ti:0? 005 ~0? 1%、 Cr:0? 03 ~1. 0%、Sol.A1 :0? 005 ~0? 1%、N:0? 0005 ~0? 01%、B:0? 0001 ~0? 01%，且 滿足 3C彡 0? 27Mn+0. 2Cr+0. 05Cu+0.llNi+0. 25Mo彡 3C+0. 3(C、Mn、Cr、Cu、Ni、Mo的值為質 量％ )，余量為Fe及不可避免的雜質）加熱至1070°C以上1300°C以下后，實施精乳溫度為 850°C以上1070°C以下的熱乳，精乳后，以滿足1. 2/C彡Vc彡1. 8/C(C的值為質量％ )的冷 卻速度Vc(°C/秒）冷卻至300°C以下，由此制成熱乳鋼板。
[0007] 根據專利文獻2所提出的技術，能夠得到下述熱乳鋼板：在鋼的表層部，微觀組織 的面積百分率的80 %以上為貝氏體，維氏硬度（Vickershardness)Hv為210以上300以 下，貝氏體的長軸長度的平均值為5ym以下，平均晶界碳化物粒徑為0. 5ym以下。根據專 利文獻2所提出的技術，通過將鋼表層部的組織均勻微細地控制為貝氏體組織主體，制成 中等硬度，進而將晶界析出碳化物微細化，而能夠得到疲勞特性優異且彎曲成型性優異的 機械結構鋼管用熱乳鋼板。
[0008] 專利文獻1:日本特開2012-062558號公報
[0009] 專利文獻2 :日本特開2009-270142號公報
【發明內容】
[0010] 然而，就專利文獻1所提出的技術而言，并不一定能夠得到拉伸強度為980MPa以 上的高強度熱乳鋼板，有改善的余地。
[0011] 就專利文獻2所提出的技術而言，由于使冷卻停止溫度為300°C以下并主要通過 調整冷卻速度來控制鋼板組織，因此，因量產時的冷卻速度的變動導致有時難以穩定確保 所期望的鋼板組織。此外，在專利文獻2所提出的技術中，由于使冷卻停止溫度為300°C以 下，因此鋼板的表層區域存在形成硬質組織的傾向，有時無法賦予熱乳鋼板充分的彎曲加 工性。
[0012] 本發明的目的在于，解決上述現有技術存在的問題，提供具有拉伸強度為980MPa 以上這樣的高強度、進而具有良好的彎曲加工性的、尤其是板厚為3. 2mm以上14mm以下的 高強度熱乳鋼板及其制造方法。
[0013] 為了達成上述目的，本申請的發明人進行了深入研究，以在維持拉伸強度為 980MPa以上這樣的高強度的狀態下提高熱乳鋼板的彎曲加工性。結果發現在確保熱乳鋼 板的強度一彎曲加工性均衡性（strength-bendingworkabilitybalance)方面，將熱乳鋼 板的表層區域制成以鐵素體相為主體的組織、將熱乳鋼板的表層區域以外的區域（內部區 域）制成以貝氏體相為主體的組織是極其有效的。然后，進一步進行了研究，結果發現如果 使表層區域的鐵素體比例、及內部區域的貝氏體比例適當，進而對表層區域在鋼板厚度方 向上所占的比例進行優化，則在維持拉伸強度TS為980MPa以上這樣的高強度的情況下，熱 乳鋼板的彎曲加工性顯著提高。
[0014] 本申請的發明人對將熱乳鋼板的組織（microstructure)制成上述那樣的所期望 的組織的手段、即在制成以貝氏體為主體的組織的同時、在熱乳鋼板的表層區域形成規定 量的鐵素體相的手段進行了研究。研究的最終，想到了在通過對具有規定組成的原料鋼進 行加熱來實施熱乳從而制成熱乳鋼板時，將原料鋼的加熱溫度設定為1250°C以上，并且將 該加熱溫度下的原料鋼的保持時間設定為3600s以上。
[0015] 若將原料鋼在高溫區域內長時間保持，則原料鋼的表層部脫碳。另外，鋼的C濃 度越低，越容易形成鐵素體相。因此，本申請的發明人嘗試了通過有效利用該脫碳現象 (decarburizing)，在原料鋼的加熱時將原料鋼表層部脫碳，從而使熱乳結束后的冷卻及卷 繞工序中在熱乳鋼板的表層區域生成的鐵素體量高于熱乳鋼板的表層區域以外的區域。結 果，確認到了通過將原料鋼的加熱溫度設定為1250°C以上、并將該加熱溫度下的原料鋼的 保持時間設定為3600s以上，而能夠得到在熱乳結束后的冷卻及卷繞后具有所期望的組織 的熱乳鋼板。發現了通過如上所述有效利用脫碳現象，能夠在熱乳鋼板的表層區域中穩定 地確保所期望的組織。
[0016] 本發明是基于上述發現、進一步反復進行研究而最終完成的。即，本發明的重要構 成如下所述。
[0017] [1]-種彎曲加工性優異的高強度熱乳鋼板，所述高強度熱乳鋼板具有下述組成， 并且由表層區域和內部區域形成，
[0018] 上述組成為：以質量％計，含有C:大于0. 1 %且為0.2 %以下、Si:0. 5 %以上 3. 0% 以下、Mn:1. 0% 以上 3. 5% 以下、P:0? 05% 以下、S:0? 004% 以下、A1 :0? 10% 以下、N: 0. 008%以下、Ti:0. 05%以上0. 15%以下、V:大于0. 10%且為0. 30%以下，余量為Fe及不 可避免的雜質，
[0019] 上述表層區域以鐵素體相為主相，上述內部區域以貝氏體相為主相，
[0020] 上述表層區域具有如下組織：作為主相的鐵素體相的面積率為80%以上，余量為 選自貝氏體相、馬氏體相、殘余奧氏體相中的1種或2種以上，上述余量的面積率為0 %以上 20%以下，
[0021] 上述內部區域具有如下組織：作為主相的貝氏體相的面積率大于90%，余量為選 自鐵素體相、馬氏體相、殘余奧氏體相中的1種或2種以上，上述余量的面積率為0 %以上且 小于10%，
[0022] 上述表層區域在鋼板厚度方向上所占的比例從鋼板的表面和背面起分別為總板 厚的1. 0%以上5. 0%以下。
[0023] [2]如上述[1]所述的彎曲加工性優異的高強度熱乳鋼板，其中，以質量％計，除 上述組成以外還含有選自Nb:0. 003%以上0.2%以下、B:0. 0002%以上0.0015%以下、 Cu:0? 005% 以上 0? 2% 以下、Ni:0? 005% 以上 0? 2% 以下、Cr:0? 005% 以上 0? 2% 以下、Mo: 0.005%以上0.2%以下中的1種或2種以上。
[0024] [3]如上述[1]或[2]所述的彎曲加工性優異的高強度熱乳鋼板，其中，以質量％ 計，除上述組成以外還含有選自Ca:0. 0002%以上0. 01%以下、REM:0. 0002%以上0. 01% 以下中的1種或2種。
[0025] [4] -種彎曲加工性優異的高強度熱乳鋼板的制造方法，所述制造方法為，將由上 述[1]~[3]中任一項所述的組成構成的原料鋼加熱至1250°C以上的溫度區域，在該溫度 區域內保持3600s以上后，實施熱乳，熱乳結束后立即開始冷卻，以平均冷卻速度為25°C/s 以上的速度進行冷卻，在350°C以上500°C以下的卷繞溫度進行卷繞，上述熱乳包括粗乳和 精乳，上述精乳的精乳結束溫度為840°C以上940°C以下。
[0026] 根據本發明，能夠得到拉伸強度為980MPa以上