本發(fā)明涉及拉伸強(qiáng)度1180mpa以上的彎曲加工性?xún)?yōu)異的高強(qiáng)度鋼板及其制造方法。本發(fā)明的高強(qiáng)度鋼板可以適合用作汽車(chē)部件等的材料。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，從保護(hù)地球環(huán)境的觀點(diǎn)考慮，正在進(jìn)行減少co2等廢氣排放的嘗試。在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中考慮通過(guò)使車(chē)體輕量化、提高油耗效率而降低廢氣排放量的對(duì)策。

作為車(chē)體輕量化的方法之一，可舉出通過(guò)使在汽車(chē)中使用的鋼板高強(qiáng)度化來(lái)將板厚薄壁化的方法。作為該方法的問(wèn)題點(diǎn)，已知在鋼板高強(qiáng)度化的同時(shí)彎曲加工性降低。因此，正在尋求兼得高強(qiáng)度和彎曲加工性的鋼板。

在高強(qiáng)度鋼板的強(qiáng)度等級(jí)上升的同時(shí)存在產(chǎn)品內(nèi)的機(jī)械性質(zhì)的偏差變大的趨勢(shì)，如果機(jī)械性質(zhì)的偏差變大，則產(chǎn)品內(nèi)的彎曲加工性的偏差也變大。重要的是產(chǎn)品內(nèi)的彎曲加工性的偏差不變大，例如，在利用有許多彎曲加工部位的發(fā)泡成型制作部件時(shí)，從提高部件成品率的觀點(diǎn)考慮，要求產(chǎn)品內(nèi)的彎曲加工性的穩(wěn)定性。這里，“產(chǎn)品”表示高強(qiáng)度鋼板。因此，“在產(chǎn)品內(nèi)的機(jī)械性質(zhì)的偏差”表示在彎曲加工性的測(cè)定位置不同時(shí)測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生偏差。然后，這里成為問(wèn)題是指作為產(chǎn)品的鋼板的寬度方向的偏差。

對(duì)于這樣的要求，例如，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了彎曲加工性?xún)?yōu)異的高比例極限鋼板及其制造方法。具體而言，公開(kāi)了如下方法：對(duì)特定成分組成的鋼板實(shí)施冷軋，進(jìn)一步在再結(jié)晶溫度以下的特定溫度范圍進(jìn)行退火，從而抑制過(guò)度的恢復(fù)，并且發(fā)生錯(cuò)位的重排，在比例極限的提高的同時(shí)提高彎曲加工性。在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，彎曲加工性通過(guò)90°v型彎曲試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。但是，專(zhuān)利文獻(xiàn)1中關(guān)于評(píng)價(jià)位置沒(méi)有做任何考慮，因此可以說(shuō)彎曲加工性的穩(wěn)定性在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中未得到改善。此外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1所記載的方法中，需要在冷軋后利用間歇式退火爐進(jìn)行的長(zhǎng)時(shí)間退火，存在生產(chǎn)率比連續(xù)退火差的問(wèn)題。

在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了一種彎曲加工性和耐孔蝕性?xún)?yōu)異的鋼板。具體而言，公開(kāi)了如下方法：利用將鋼板軋制后進(jìn)行驟冷或者在軋制結(jié)束后進(jìn)行再加熱、驟冷等方法，制成馬氏體主體組織或馬氏體和下部貝氏體的混合組織，在c含量范圍使mn/c的值為恒定值，由此提高彎曲加工性。在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，彎曲加工性通過(guò)壓彎法進(jìn)行評(píng)價(jià)。但是，專(zhuān)利文獻(xiàn)2中關(guān)于評(píng)價(jià)位置沒(méi)有做任何考慮，因此可以說(shuō)在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中彎曲加工性的穩(wěn)定性都未得到改善。此外，專(zhuān)利文獻(xiàn)2中雖然有布氏硬度的規(guī)定，但沒(méi)有公開(kāi)拉伸強(qiáng)度。

在專(zhuān)利文獻(xiàn)3中公開(kāi)了彎曲性?xún)?yōu)異的高張力鋼板及其制造方法。具體而言，公開(kāi)了如下方法：加熱具有特定成分組成的鋼，進(jìn)行粗軋后，實(shí)施在1050℃以下開(kāi)始并在ar3點(diǎn)～ar3+100℃結(jié)束的熱精軋后，以20℃/秒以下的冷卻速度進(jìn)行冷卻，在600℃以上進(jìn)行卷取，進(jìn)行酸洗、50～70％的壓下率的冷軋，在(α+γ)雙相區(qū)退火30～90秒，以5℃/秒以上冷卻至550℃，由此得到對(duì)于軋制方向彎曲、寬度方向彎曲和45°方向彎曲都是密合彎曲良好的鋼板。在專(zhuān)利文獻(xiàn)3中通過(guò)密合彎曲來(lái)評(píng)價(jià)彎曲加工性。但是，專(zhuān)利文獻(xiàn)3中關(guān)于評(píng)價(jià)位置沒(méi)有做任何考慮，因此可以說(shuō)彎曲加工性的穩(wěn)定性在專(zhuān)利文獻(xiàn)3中未得到改善。另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)3中通過(guò)拉伸試驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)拉伸特性，但為小于1180mpa的強(qiáng)度，作為在汽車(chē)用途中使用的高強(qiáng)度鋼板不能說(shuō)強(qiáng)度足夠。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2010-138444號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2007-231395號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)3：日本特開(kāi)2001-335890號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于上述情況而進(jìn)行的，目的在于提供拉伸強(qiáng)度1180mpa以上的、產(chǎn)品內(nèi)的彎曲加工性穩(wěn)定且優(yōu)異的高強(qiáng)度鋼板及其制造方法。

本發(fā)明人等為了解決上述課題，從鋼板的成分組成和組織(金屬組織)的觀點(diǎn)考慮進(jìn)行了深入研究。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)在解決上述課題方面將成分組成調(diào)整在適當(dāng)范圍并適當(dāng)控制金屬組織是極其重要的。

作為用于得到良好的彎曲加工性的金屬組織，需要成為以馬氏體相和/或貝氏體相為主相、含有鐵素體相的復(fù)合組織。該復(fù)合組織通過(guò)退火后將鋼板冷卻至規(guī)定溫度而得到。然而，由于用于得到上述復(fù)合組織的退火中或冷卻中的氣氛，所以鋼板表層的b(硼)含量降低，表層的淬透性降低而表層的鐵素體相的面積率增加。由于該鐵素體相的面積率增加，因而c在奧氏體中稠化，有時(shí)在表層生成硬質(zhì)的馬氏體相和/或貝氏體相。如果表層的組織成為鐵素體和硬質(zhì)的馬氏體相和/或貝氏體相的復(fù)合組織，則鐵素體與馬氏體相或貝氏體相的硬度差大，因而在產(chǎn)品內(nèi)不能穩(wěn)定地得到較高的彎曲加工性。應(yīng)予說(shuō)明，表層(也有時(shí)記載為鋼板表層、板厚表層)表示從表面沿板厚方向到50μm為止的區(qū)域。

與此相對(duì)，本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)通過(guò)像上述那樣規(guī)定鋼板的成分組成(sb添加量特別重要)和組織而成為拉伸強(qiáng)度為1180mpa以上且在產(chǎn)品內(nèi)穩(wěn)定地具有良好的彎曲加工性的鋼板。即，通過(guò)規(guī)定作為組織的貝氏體相和/或馬氏體相的面積率來(lái)確保強(qiáng)度，通過(guò)適當(dāng)控制鐵素體相和滲碳體的面積率來(lái)確保彎曲性和延展性。此外，能夠通過(guò)適當(dāng)控制表層的鐵素體相的面積率而在產(chǎn)品內(nèi)穩(wěn)定地得到高的彎曲加工性。

本發(fā)明基于上述見(jiàn)解，特征如下。

[1]一種高強(qiáng)度鋼板，具有如下成分組成：以質(zhì)量％計(jì)含有c：0.100～0.150％、si：0.30～0.70％、mn：2.20～2.80％、p：0.025％以下、s：0.0020％以下、al：0.020～0.060％、n：0.0050％以下、nb：0.010～0.060％、ti：0.010～0.030％、b：0.0005～0.0030％、sb：0.005～0.015％、ca：0.0015％以下，剩余部分由fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，具有如下組織：以面積率計(jì)含有25％以下的鐵素體相、75％以上的貝氏體相和/或馬氏體相、5％以下的滲碳體，在從表面沿厚度方向到50μm為止的區(qū)域的表層以面積率計(jì)含有5～20％的鐵素體相，拉伸強(qiáng)度為1180mpa以上。

[2]根據(jù)[1]所述的高強(qiáng)度鋼板，其中，是上述成分組成以質(zhì)量％計(jì)進(jìn)一步含有選自cr：0.30％以下、v：0.10％以下、mo：0.20％以下、cu：0.10％以下、ni：0.10％以下中的1種以上的元素的成分組成。

[3]根據(jù)[1]或[2]所述的高強(qiáng)度鋼板，其中，是上述成分組成以質(zhì)量％計(jì)進(jìn)一步含有rem：0.0010～0.0050％的成分組成。

[4]根據(jù)[1]～[3]中任一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度鋼板，其中，yr≤0.85。

[5]一種高強(qiáng)度鋼板的制造方法，其特征在于，是拉伸強(qiáng)度為1180mpa以上的彎曲加工性?xún)?yōu)異的高強(qiáng)度鋼板的制造方法，具有如下工序：熱軋工序，將具有[1]～[3]中任一項(xiàng)所述的成分組成的鋼坯材在ar3點(diǎn)以上的溫度進(jìn)行精軋，在600℃以下的溫度進(jìn)行卷??；酸洗工序，在上述熱軋后對(duì)熱軋鋼板進(jìn)行酸洗；連續(xù)退火工序，將在上述酸洗工序中酸洗過(guò)的鋼板，以2℃/秒以上的平均加熱速度加熱到570℃以上的溫度區(qū)域，使鋼板在ac3以上的溫度區(qū)域的保持時(shí)間為60秒以上，以0.1～8℃/秒的平均冷卻速度冷卻至620～740℃的溫度區(qū)域，使鋼板在該溫度區(qū)域的保持時(shí)間為10～50秒，以5～50℃/秒的平均冷卻速度冷卻至400℃以下的溫度區(qū)域，該冷卻中使在150℃～400℃的溫度區(qū)域的保持時(shí)間為200～800秒。

[6]根據(jù)[5]所述的高強(qiáng)度鋼板的制造方法，其中，具有在上述酸洗工序后、上述連續(xù)退火工序前對(duì)酸洗過(guò)的鋼板進(jìn)行冷軋的冷軋工序。

根據(jù)本發(fā)明，得到拉伸強(qiáng)度1180mpa以上的彎曲加工性?xún)?yōu)異的高強(qiáng)度鋼板。本發(fā)明的高強(qiáng)度鋼板在產(chǎn)品內(nèi)的彎曲加工性穩(wěn)定且優(yōu)異。因此，例如將本發(fā)明的高強(qiáng)度鋼板用于汽車(chē)結(jié)構(gòu)部件，則有助于車(chē)體輕量化。由于車(chē)體輕量化，則汽車(chē)的油耗效率改善，而且部件的成品率也提高，因此本發(fā)明在產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值格外大。

具體實(shí)施方式

以下，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行具體說(shuō)明。應(yīng)予說(shuō)明，本發(fā)明不限于以下的實(shí)施方式。

＜高強(qiáng)度鋼板＞

本發(fā)明的高強(qiáng)度鋼板的成分組成為以質(zhì)量％計(jì)含有c：0.100～0.150％、si：0.30～0.70％、mn：2.20～2.80％、p：0.025％以下、s：0.0020％以下、al：0.020～0.060％、n：0.0050％以下、nb：0.010～0.060％、ti：0.010～0.030％、b：0.0005～0.0030％、sb：0.005～0.015％、ca：0.0015％以下的成分組成。

首先，對(duì)上述的成分進(jìn)行說(shuō)明。應(yīng)予說(shuō)明，在本說(shuō)明書(shū)中表示成分含量的“％”表示“質(zhì)量％”。

c：0.100～0.150％

c是確保所希望的強(qiáng)度所必需的元素。為了得到該效果，需要使c含量為0.100％以上。另一方面，如果c含量超過(guò)0.150％，則強(qiáng)度上升明顯，得不到所希望的彎曲加工性。因此，c含量為0.100～0.150％的范圍內(nèi)。

si：0.30～0.70％

si是對(duì)不顯著降低鋼的延展性而使鋼強(qiáng)化有效的元素。另外，si是控制表層中的鐵素體相的面積率的重要元素。為了得到上述效果，需要使si含量為0.30％以上。但是，如果si含量超過(guò)0.70％，則強(qiáng)度顯著上升，得不到所希望的彎曲加工性。因此，si含量為0.30～0.70％。優(yōu)選為0.45～0.70％。

mn：2.20～2.80％

mn與c同樣是確保所希望的強(qiáng)度所必需的元素。另外，mn是使奧氏體相穩(wěn)定化、在連續(xù)退火的冷卻中抑制鐵素體生成的重要元素。為了得到上述效果，需要使mn含量為2.20％以上。但是，如果mn含量超過(guò)2.80％，則硬質(zhì)的組織的面積率變得過(guò)大，彎曲加工性降低。因此，mn含量為2.80％以下。優(yōu)選為2.40～2.80％，更優(yōu)選為2.50～2.80％。

p：0.025％以下

p是對(duì)鋼的強(qiáng)化有效的元素，可以根據(jù)鋼板的強(qiáng)度等級(jí)進(jìn)行添加。為了得到這樣的效果，優(yōu)選使p含量為0.005％以上。另一方面，如果p含量超過(guò)0.025％，焊接性劣化。因此，p含量為0.025％以下。另外，要求更優(yōu)異的焊接性時(shí)，優(yōu)選使p含量為0.020％以下。

s：0.0020％以下

s成為mns等非金屬夾雜物。在彎曲試驗(yàn)中非金屬夾雜物與金屬組織的界面容易開(kāi)裂。因此，含有s使彎曲加工性降低。因此，s含量?jī)?yōu)選盡量低，本發(fā)明中使s含量為0.0020％以下。另外，要求更優(yōu)異的彎曲加工性時(shí)s含量?jī)?yōu)選0.0015％以下。

al：0.020～0.060％

al是為了鋼的脫氧而添加的元素。在本發(fā)明中需要使al含量為0.020％以上。另一方面，如果al含量超過(guò)0.060％，則表面性狀劣化。因此，al含量為0.020～0.060％的范圍內(nèi)。

n：0.0050％以下

如果n與b形成b氮化物，則在連續(xù)退火的冷卻中提高淬透性的b含量降低，表層的鐵素體相的面積率過(guò)度增加，彎曲加工性劣化。因此，在本發(fā)明中，優(yōu)選n含量盡量少。因此，n含量為0.0050％以下，優(yōu)選為0.0040％以下。

nb：0.010～0.060％

nb是在鋼中形成碳氮化物、對(duì)鋼的高強(qiáng)度化和組織微細(xì)化有效的元素。為了得到這樣的效果，使nb含量為0.010％以上。另一方面，如果nb含量超過(guò)0.060％，則強(qiáng)度上升明顯，得不到所希望的彎曲加工性。因此，nb含量為0.010～0.060％的范圍內(nèi)。優(yōu)選為0.020～0.050％。

ti：0.010～0.030％

ti與nb同樣是在鋼中形成碳氮化物、對(duì)鋼的高強(qiáng)度化和組織微細(xì)化有效的元素。另外，ti抑制成為淬透性降低的原因的b氮化物的形成。為了得到這樣的效果，使ti含量為0.010％以上。另一方面，如果ti含量超過(guò)0.030％，則強(qiáng)度上升明顯，得不到所希望的彎曲加工性。因此，ti含量為0.010～0.030％的范圍內(nèi)。優(yōu)選為0.010～0.025％。

b：0.0005～0.0030％

b是提高鋼的淬透性、在連續(xù)退火的冷卻中抑制鐵素體生成的重要元素。另外，b是對(duì)控制表層的鐵素體相的面積率有效的元素。為了得到這樣的效果，使b含量為0.0005％以上。另一方面，如果b含量超過(guò)0.0030％，則不僅其效果飽和，還導(dǎo)致熱軋、冷軋的軋制負(fù)載增大。因此，b含量為0.0005～0.0030％的范圍內(nèi)。優(yōu)選為0.0005～0.0025％。

sb：0.005～0.015％

sb是在本發(fā)明中最重要的元素。即，在連續(xù)退火的退火過(guò)程中，sb由于在鋼表層稠化而抑制存在于鋼表層的b含量的減少。因此，可以根據(jù)sb將表層的鐵素體相的面積率控制在所希望的范圍。為了得到這樣的效果，使sb含量為0.005％以上。另一方面，如果sb含量超過(guò)0.015％，則不僅其效果飽和，還因sb的晶界偏析而使韌性降低。因此，sb為0.005～0.015％的范圍內(nèi)。優(yōu)選為0.008～0.012％。

ca：0.0015％以下

ca成為沿軋制方向伸展的氧化物。在彎曲試驗(yàn)中氧化物與金屬組織的界面容易開(kāi)裂。因此，含有ca使彎曲加工性降低。因此，ca含量?jī)?yōu)選盡量低，在本發(fā)明中使ca含量為0.0015％以下。另外，要求更優(yōu)異的彎曲加工性時(shí)ca含量?jī)?yōu)選0.0007％以下。進(jìn)一步優(yōu)選為0.0003％以下。

本發(fā)明的成分組成可以為除上述成分以外含有選自cr、v、mo、cu、ni中的1種以上的元素作為任意成分的成分組成。

cr、v可以出于提高鋼的淬透性、進(jìn)一步高強(qiáng)度化的目的而添加。mo是對(duì)鋼的淬透性強(qiáng)化有效的元素，可以出于高強(qiáng)度化的目的而添加。cu、ni是有助于強(qiáng)度的元素，可以出于鋼強(qiáng)化的目的而添加。各元素的上限是效果飽和的量。根據(jù)以上，為了添加這些元素而得到上述效果，使含量如下：cr為0.30％以下，v為0.10％以下，mo為0.20％以下，cu為0.10％以下，ni為0.10％以下。優(yōu)選cr為0.04～0.30％，v為0.04～0.10％，mo為0.04～0.20％，cu為0.05～0.10％，ni為0.05～0.10％。

另外，本發(fā)明的成分組成也可以進(jìn)一步含有rem作為任意成分。rem是出于使硫化物形狀球狀化、改善彎曲加工性的目的而添加的。rem含量的下限為得到所希望的效果的最低限度的量，另外，上限為效果飽和的量。因此，為了添加rem而得到上述效果，使含量為0.0010～0.0050％。

上述成分和任意成分以外的剩余部分為fe和不可避免的雜質(zhì)。

接下來(lái)，對(duì)本發(fā)明的高強(qiáng)度鋼板的組織的限定理由進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明的高強(qiáng)度鋼板的組織是以面積率計(jì)含有25％以下的鐵素體相、75％以上的貝氏體相和/或馬氏體相、5％以下的滲碳體的組織。另外，表層以面積率計(jì)含有5～20％的鐵素體相。以下對(duì)它們進(jìn)行說(shuō)明。

鐵素體相的面積率：25％以下

為了確保良好的彎曲性和強(qiáng)度，以面積率計(jì)含有25％以下的鐵素體相。優(yōu)選為15％以下。

貝氏體相和/或馬氏體相的面積率：75％以上

為了確保強(qiáng)度，使貝氏體相和/或馬氏體相的面積率為75％以上。貝氏體相和/或馬氏體相的面積率的優(yōu)選范圍為85％以上。另外，本發(fā)明中所說(shuō)的貝氏體相包含板狀的滲碳體沿板條狀鐵素體的界面析出的所謂上部貝氏體、和滲碳體在板條狀鐵素體內(nèi)微細(xì)分散的所謂下部貝氏體這兩者。應(yīng)予說(shuō)明，貝氏體相和/或馬氏體相利用掃描式電子顯微鏡(sem)能夠容易地區(qū)分。另外，包含馬氏體相和貝氏體相這兩者時(shí)合計(jì)的面積率為75％以上，優(yōu)選合計(jì)的面積率為85％以上。

滲碳體的面積率：5％以下

為了確保良好的彎曲加工性，需要使?jié)B碳體的面積率為5％以下。如果滲碳體的面積率超過(guò)5％，則彎曲加工性劣化。另外，本發(fā)明中所說(shuō)的滲碳體是指不包含于任一金屬組織而單獨(dú)存在于晶界的滲碳體。

應(yīng)予說(shuō)明，作為除鐵素體相、貝氏體相、馬氏體相、滲碳體以外的組織，可以包含殘余奧氏體相。此時(shí)，殘余奧氏體相的面積率優(yōu)選為5％以下。應(yīng)予說(shuō)明，因?yàn)槠渌嗟拿娣e率優(yōu)選為5％以下，所以鐵素體相、貝氏體相、馬氏體相、滲碳體的合計(jì)量以面積率計(jì)優(yōu)選為95％以上。

對(duì)于鐵素體相、貝氏體相、馬氏體相、滲碳體，可以將與鋼板軋制方向平行的板厚截面研磨后，用3％硝酸酒精腐蝕，以2000倍的倍率在10個(gè)視野用掃描式電子顯微鏡(sem)觀察板厚1/4位置(上述截面的距表面沿板厚方向1/4的位置)，將其圖像通過(guò)使用mediacybernetics公司制的圖像解析軟件“imageproplusver.4.0”的圖像解析處理進(jìn)行解析，求出各相的面積率。使用由sem拍攝的組織照片通過(guò)目視判定來(lái)確定鐵素體相和滲碳體，利用圖像解析求出鐵素體相和滲碳體各自的面積率，將其除以圖像解析過(guò)的面積作為各自的面積率。本發(fā)明的金屬組織除鐵素體相、殘余奧氏體、滲碳體以外的剩余部分為貝氏體相和/或馬氏體相，因此貝氏體相和/或馬氏體相的面積率為除鐵素體相、殘余奧氏體、滲碳體以外的面積率。本發(fā)明中所說(shuō)的貝氏體包含板狀的滲碳體沿板條狀鐵素體的界面析出的所謂上部貝氏體、和滲碳體在板條狀鐵素體內(nèi)微細(xì)分散的所謂下部貝氏體。對(duì)于殘余奧氏體相，將鋼板從表面沿板厚方向磨削后，以距鋼板表面沿鋼板板厚方向1/4位置露出的方式利用化學(xué)研磨進(jìn)一步研磨0.1mm，利用x射線(xiàn)衍射裝置使用mo的kα射線(xiàn)對(duì)上述研磨而成的面測(cè)定fcc鐵的(200)面、(220)面、(311面)和bcc鐵的(200)面、(211)面、(220)面的積分強(qiáng)度，由各自的測(cè)定值求出殘余奧氏體的量，記為殘余奧氏體相的面積率。對(duì)于鐵素體相、貝氏體相、馬氏體相、滲碳體的金屬組織，對(duì)每個(gè)測(cè)定視野求出各相的面積率，將這些值平均(10個(gè)視野)作為各相的面積率。

從表面沿厚度方向到50μm為止的區(qū)域的表層中的鐵素體相

本發(fā)明中，在從表面沿厚度方向到50μm為止的區(qū)域的表層以面積率計(jì)含有5～20％的鐵素體相。

表層的鐵素體轉(zhuǎn)變成什么樣成為本發(fā)明的高強(qiáng)度鋼板優(yōu)劣的重要指標(biāo)。具體而言，表層的鐵素體相起到將因彎曲加工而賦予鋼板的應(yīng)變分散的作用。為了有效地分散應(yīng)變而確保良好的彎曲加工性，需要使表層的鐵素體相的面積率為5％以上。另一方面，如果表層的鐵素體相的面積率超過(guò)20％，則在第2相(貝氏體相和/或馬氏體相)中c過(guò)度稠化而硬質(zhì)化使鐵素體與第2相的硬度差變大，彎曲加工性劣化。因此，使表層的鐵素體相的面積率為20％以下。上述鐵素體相的面積率優(yōu)選為5～15％。

除鐵素體相以外為上述第2相(貝氏體相和/或馬氏體相)，其含量以面積率計(jì)為80～95％。

上述鐵素體相的面積率可以通過(guò)以下方法求出：將與鋼板軋制方向平行的板厚截面研磨后，用3％硝酸酒精腐蝕，以2000倍的倍率將腐蝕后的研磨面中的從鋼板表面沿鋼板厚度方向到50μm的區(qū)域分成10個(gè)視野用掃描式電子顯微鏡(sem)進(jìn)行觀察，將其圖像通過(guò)使用mediacybernetics公司制的圖像解析軟件“imageproplusver.4.0”的圖像解析處理進(jìn)行解析。即，可以利用圖像解析在數(shù)字圖像上區(qū)分鐵素體相，進(jìn)行圖像處理，對(duì)每個(gè)測(cè)定視野求出鐵素體相的面積率。將這些值平均(10個(gè)視野)作為表層的鐵素體相的面積率。

本發(fā)明鋼的yr為0.85以下

yr過(guò)高時(shí)，存在因局部塑性變形而局部存在應(yīng)變使彎曲性劣化的情況，因此優(yōu)選為0.85以下。另外下限沒(méi)有特別設(shè)定，但如果考慮沖壓加工后作為汽車(chē)部件的碰撞特性，則優(yōu)選0.72以上。

＜高強(qiáng)度鋼板的制造方法＞

高強(qiáng)度鋼板的制造方法具有熱軋工序、酸洗工序和連續(xù)退火工序。另外，本發(fā)明的制造方法優(yōu)選在酸洗工序與連續(xù)退火工序之間具有冷軋工序。以下，對(duì)于具有冷軋工序的情況，對(duì)各工序進(jìn)行說(shuō)明。應(yīng)予說(shuō)明，在以下說(shuō)明中，溫度是鋼板等的表面溫度。另外，平均加熱速度和平均冷卻速度是基于表面溫度進(jìn)行計(jì)算而得到的值。平均加熱速度由((加熱到達(dá)溫度-加熱開(kāi)始溫度)/加熱時(shí)間)表示。作為酸洗后的鋼板的溫度的加熱開(kāi)始溫度為室溫。平均冷卻速度由((冷卻開(kāi)始溫度-冷卻停止溫度)/冷卻時(shí)間)表示。

熱軋工序

熱軋工序是指將具有成分組成的鋼坯材在ar3點(diǎn)以上的溫度精軋、在600℃以下的溫度進(jìn)行卷取的工序。上述鋼坯材可以通過(guò)將具有上述成分組成的鋼水以使用轉(zhuǎn)爐等的熔煉方法進(jìn)行熔煉，以連續(xù)鑄造法等鑄造方法進(jìn)行鑄造來(lái)制造。

精軋的結(jié)束溫度：ar3點(diǎn)以上

如果精軋的結(jié)束溫度小于ar3點(diǎn)，則由于在鋼板表層的鐵素體相的粗大化等使板厚方向的組織變得不均勻。如果該不均勻產(chǎn)生，則無(wú)法在連續(xù)退火后的組織中將表層的鐵素體相的面積率控制為20％以下。因此，精軋的結(jié)束溫度為ar3點(diǎn)以上。上限沒(méi)有特別限定，但如果以過(guò)高的溫度進(jìn)行軋制，則成為氧化皮缺陷等的原因，因此優(yōu)選為1000℃以下。應(yīng)予說(shuō)明，ar3點(diǎn)采用由下式(1)算出的值。

ar3＝910-310×[c]-80×[mn]+0.35×(t-8)…(1)

這里[m]表示元素m的含量(質(zhì)量％)，t表示板厚(mm)。應(yīng)予說(shuō)明，可以對(duì)應(yīng)含有元素而導(dǎo)入修正項(xiàng)，例如，含有cu、cr、ni、mo時(shí)，可以在式(1)的右邊加入-20×[cu]、-15×[cr]、-55×[ni]、-80×[mo]之類(lèi)的修正項(xiàng)。

卷取溫度：600℃以下

如果卷取溫度超過(guò)600℃，則在熱軋后的鋼板中金屬組織變?yōu)殍F素體和珠光體，因此在連續(xù)退火后的鋼板或冷軋后的連續(xù)退火后的鋼板中成為滲碳體的面積率超過(guò)5％的組織。如果滲碳體的面積率超過(guò)5％，則彎曲加工性劣化。因此，卷取溫度為600℃以下。應(yīng)予說(shuō)明，由于熱軋板的形狀劣化，因而卷取溫度優(yōu)選為200℃以上。

酸洗工序

酸洗工序是指將在熱軋工序中得到的熱軋鋼板進(jìn)行酸洗的工序。酸洗工序是為了除去在表面生成的黑色氧化皮而進(jìn)行的。應(yīng)予說(shuō)明，酸洗條件沒(méi)有特別限定。

冷軋工序

冷軋工序是指對(duì)酸洗過(guò)的熱軋鋼板進(jìn)行冷軋的工序。在本發(fā)明中，優(yōu)選在酸洗工序后連續(xù)退火工序前進(jìn)行冷軋工序。如果冷軋的壓下率小于40％，則鐵素體相的再結(jié)晶變得難以進(jìn)行，在連續(xù)退火后的組織中殘留未再結(jié)晶鐵素體相，存在彎曲加工性降低的情況。因此，冷軋的壓下率優(yōu)選40％以上。另外，如果冷軋的壓下率過(guò)高，則軋輥的負(fù)荷增大，會(huì)引起震顫或板斷裂等軋制故障，因此優(yōu)選為70％以下。

連續(xù)退火工序

在連續(xù)退火工序中，將冷軋鋼板以2℃/秒以上的平均加熱速度加熱到570℃以上的溫度區(qū)域，使冷軋鋼板在ac3以上的溫度區(qū)域的保持時(shí)間為60秒以上，以0.1～8℃/秒的平均冷卻速度冷卻至620～740℃的溫度區(qū)域，使冷軋鋼板在該溫度區(qū)域的保持時(shí)間為10～50秒，以5～50℃/秒的平均冷卻速度冷卻至400℃以下的溫度區(qū)域，在該冷卻中使在150℃～400℃的溫度區(qū)域的保持時(shí)間為200～800秒。

以2℃/秒以上的平均加熱速度加熱到570℃以上的溫度區(qū)域

加熱到達(dá)溫度小于570℃時(shí)，因?yàn)樵阼F素體的再結(jié)晶溫度區(qū)域的加熱速度變小，所以再結(jié)晶進(jìn)行而連續(xù)退火后的鋼板表層的組織粗大化，存在彎曲加工性劣化的情況。平均加熱速度小于2℃/秒時(shí)，需要比通常長(zhǎng)的爐，能耗變大而導(dǎo)致成本增加和生產(chǎn)效率的惡化。應(yīng)予說(shuō)明，從控制表層的鐵素體相面積率的觀點(diǎn)考慮，平均加熱速度的上限優(yōu)選10℃/秒以下。

在ac3以上的溫度區(qū)域保持60秒以上

在上述“加熱到570℃以上的溫度”之后進(jìn)行的該保持在“加熱到570℃以上的溫度”的加熱到達(dá)溫度小于ac3時(shí)，需要在該加熱后進(jìn)一步加熱到ac3以上。另外，即便“加熱到570℃以上的溫度”的加熱到達(dá)溫度為ac3以上，也可以進(jìn)一步加熱到所希望的溫度進(jìn)行上述保持。該進(jìn)一步的加熱的條件沒(méi)有特別限定。重要的是冷軋鋼板在ac3以上的溫度區(qū)域滯留的時(shí)間(保持時(shí)間)，保持時(shí)間不限于在恒溫下保持的時(shí)間。

退火溫度(保持溫度)小于ac3時(shí)或退火時(shí)間(保持時(shí)間)小于60秒時(shí)，退火時(shí)在熱軋過(guò)程中生成的滲碳體未充分溶解，奧氏體相的生成變得不充分，在退火冷卻時(shí)無(wú)法生成足夠量的貝氏體相和/或馬氏體相，變得強(qiáng)度不足。另外，退火溫度小于ac3時(shí)或退火時(shí)間小于60秒時(shí)，滲碳體的面積率超過(guò)5％，彎曲加工性降低。另外，退火溫度的上限沒(méi)有特別規(guī)定，但超過(guò)900℃時(shí)，能耗變大而導(dǎo)致成本增加。因此退火溫度的上限優(yōu)選為900℃。退火時(shí)間的上限沒(méi)有特別規(guī)定，但超過(guò)200秒的保持不僅效果飽和，而且成本增加，因此退火時(shí)間優(yōu)選200秒以下。應(yīng)予說(shuō)明，ac3點(diǎn)采用由下式(2)進(jìn)行計(jì)算而得到的值。

ac3＝910-203×([c])^1/2-15.2×[ni]+44.7×[si]+104×[v]+31.5×[mo]-30×[mn]-11×[cr]-20×[cu]+700×[p]+400×[al]+400×[ti]…(2)

這里[m]表示元素m的含量(質(zhì)量％)。

以0.1～8℃/秒的平均冷卻速度冷卻至620～740℃的溫度區(qū)域

該冷卻是在從上述保持溫度(ac3以上的范圍的溫度)到620～740℃的溫度區(qū)域以0.1～8℃/秒的平均冷卻速度進(jìn)行的冷卻。

平均冷卻速度小于0.1℃/秒時(shí)，冷卻中鐵素體在鋼板表層過(guò)量析出，表層的鐵素體相的面積率超過(guò)20％，彎曲加工性劣化。另一方面，如果平均冷卻速度超過(guò)8℃/秒，則表層的鐵素體相的面積率小于5％，彎曲加工性劣化。平均冷卻速度優(yōu)選為0.5～5℃/秒。冷卻停止溫度小于620℃時(shí)，冷卻中鐵素體在鋼板表層過(guò)量析出，表層的鐵素體相的面積率超過(guò)20％，彎曲加工性劣化。另一方面，如果冷卻停止溫度超過(guò)740℃，則表層的鐵素體相的面積率小于5％，彎曲加工性劣化。優(yōu)選的冷卻停止溫度的溫度區(qū)域?yàn)?40～720℃。

在冷卻停止溫度的溫度區(qū)域保持10～50秒

在上述冷卻停止溫度的溫度區(qū)域的保持是在本發(fā)明的制造方法中重要的要件之一。保持時(shí)間小于10秒時(shí)，表層的鐵素體轉(zhuǎn)變無(wú)法在鋼板的寬度方向均勻進(jìn)行，得不到連續(xù)退火后的鋼板的表層的鐵素體相的面積率存在5％以上的組織，彎曲加工性劣化。保持時(shí)間超過(guò)50秒時(shí)，由于表層的鐵素體相的面積率過(guò)量，因而鐵素體相與貝氏體相或馬氏體相的硬度差變大，彎曲加工性降低。優(yōu)選的上述保持時(shí)間為15～40秒。應(yīng)予說(shuō)明，保持時(shí)間表示冷軋鋼板在冷卻停止溫度的溫度區(qū)域滯留的時(shí)間(保持時(shí)間)，不限于在恒溫下保持的時(shí)間。

以5～50℃/秒的平均冷卻速度冷卻至400℃以下的溫度區(qū)域

該冷卻是在“在冷卻停止溫度的溫度區(qū)域保持10～50秒”之后以5～50℃/秒的平均冷卻速度進(jìn)行直到400℃以下的溫度區(qū)域的冷卻停止溫度的冷卻。

該平均冷卻速度條件是在本發(fā)明中重要的要件之一。能夠通過(guò)以規(guī)定的平均冷卻速度驟冷到至少400℃來(lái)控制鐵素體相和貝氏體相和/或馬氏體相的面積率。平均冷卻速度小于5℃/秒時(shí)，由于鐵素體相在冷卻中過(guò)量析出，因而貝氏體相和/或馬氏體相的面積率小于75％，強(qiáng)度降低。平均冷卻速度超過(guò)50℃/秒時(shí)，表層的鐵素體相小于5％，彎曲加工性劣化。另外，平均冷卻速度超過(guò)50℃/秒時(shí)，造成鋼板形狀的惡化。因此，該冷卻的平均冷卻速度為50℃/秒以下。優(yōu)選為以10～40℃/秒的平均冷卻速度直到330℃以下的溫度區(qū)域的冷卻停止溫度的冷卻。

在150℃～400℃的溫度區(qū)域保持200～800秒

該保持在“以5～50℃/秒的平均冷卻速度冷卻直到400℃以下的溫度區(qū)域”之后在保持時(shí)間200～800秒的條件下進(jìn)行。另外，可以在“以5～50℃/秒的平均冷卻速度冷卻直到400℃以下的溫度區(qū)域”之后進(jìn)一步冷卻，然后進(jìn)行上述保持。

保持時(shí)間小于200秒時(shí)，在第2相中存在貝氏體相的情況下，不進(jìn)行貝氏體轉(zhuǎn)變，連續(xù)退火后的鋼板的貝氏體相和/馬氏體相的面積率不會(huì)成為75％以上，難以確保強(qiáng)度。保持溫度超過(guò)400℃時(shí)，滲碳體的面積率超過(guò)5％，彎曲加工性降低。保持時(shí)間超過(guò)800秒時(shí)，由于馬氏體相的回火過(guò)度進(jìn)行，因而強(qiáng)度降低。優(yōu)選的條件為在150℃～330℃的溫度區(qū)域保持300～650秒。應(yīng)予說(shuō)明，保持時(shí)間表示冷軋鋼板在上述溫度區(qū)域滯留的時(shí)間(保持時(shí)間)，不限于在恒溫下保持的時(shí)間。應(yīng)予說(shuō)明，在小于150℃的溫度區(qū)域的保持時(shí)間幾乎不對(duì)機(jī)械特性造成影響，因而沒(méi)有特別規(guī)定。

由此，得到本發(fā)明的拉伸強(qiáng)度1180mpa以上的彎曲加工性?xún)?yōu)異的高強(qiáng)度鋼板。

應(yīng)予說(shuō)明，本發(fā)明的制造方法中的加熱處理、冷卻處理只要是上述溫度范圍內(nèi)，則保持溫度不必恒定，另外即便冷卻速度、加熱速度在冷卻中、加熱中變化時(shí)，只要是規(guī)定的冷卻速度、加熱速度的范圍內(nèi)就沒(méi)有問(wèn)題。另外，只要在熱處理中滿(mǎn)足所希望的熱歷程，則使用任意設(shè)備實(shí)施熱處理都不損害本發(fā)明的主旨。此外，為了形狀矯正而實(shí)施調(diào)質(zhì)軋制也包含于本發(fā)明范圍。在調(diào)質(zhì)軋制中優(yōu)選伸長(zhǎng)率為0.3％以下。本發(fā)明中，假定經(jīng)過(guò)通常的煉鋼、鑄造、熱軋的各工序制造鋼坯材，但例如通過(guò)薄板坯鑄造等省略熱軋工序的一部分或全部進(jìn)行制造的情況也包含于本發(fā)明的范圍。

此外，在本發(fā)明中，對(duì)得到的高強(qiáng)度鋼板實(shí)施化學(xué)轉(zhuǎn)化處理等各種表面處理也不損害本發(fā)明的效果。

實(shí)施例

以下，基于實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說(shuō)明。

將具有表1所示的成分組成的鋼坯材(板坯)作為起始材料。將這些鋼坯材加熱到表2(表2-1、表2-2一起作為表2)、表3(表3-1、表3-2一起作為表3)中示出的加熱溫度后，按表2、表3所示的條件進(jìn)行熱軋、酸洗后，接著進(jìn)行冷軋，實(shí)施連續(xù)退火。一部分鋼板(鋼板no.5)未實(shí)施冷軋。

對(duì)以上得到的冷軋鋼板(no.5的情況為鋼板)評(píng)價(jià)組織觀察、拉伸特性、彎曲加工性。下述示出測(cè)定方法。

(1)組織觀察

對(duì)于鐵素體相、貝氏體相、馬氏體相、滲碳體的組織，可以將與鋼板軋制方向平行的板厚截面研磨后，用3％硝酸酒精腐蝕，以2000倍的倍率在10個(gè)視野用掃描式電子顯微鏡(sem)觀察板厚1/4位置，將其圖像通過(guò)使用mediacybernetics公司制的圖像解析軟件“imageproplusver.4.0”的圖像解析處理進(jìn)行解析，求出各相的面積率。使用由sem拍攝的組織照片通過(guò)目視判定來(lái)確定鐵素體相和滲碳體，利用圖像解析求出鐵素體相和滲碳體各自的面積率，將其除以圖像解析過(guò)的面積作為各自的面積率。本發(fā)明的金屬組織除鐵素體相、殘余奧氏體、滲碳體以外的剩余部分為貝氏體相和/或馬氏體相，因此貝氏體相和/或馬氏體相的面積率為除鐵素體相、殘余奧氏體、滲碳體以外的面積率。本發(fā)明中所說(shuō)的貝氏體包含板狀的滲碳體沿板條狀鐵素體的界面析出的所謂上部貝氏體、和滲碳體在板條狀鐵素體內(nèi)微細(xì)分散的所謂下部貝氏體。對(duì)于殘余奧氏體相，將鋼板從表面沿板厚方向磨削后，以距表面板厚1/4位置露出的方式利用化學(xué)研磨進(jìn)一步研磨0.1mm，利用x射線(xiàn)衍射裝置使用mo的kα射線(xiàn)對(duì)上述研磨而成的面測(cè)定fcc鐵的(200)面、(220)面、(311)面和bcc鐵的(200)面、(211)面、(220)面的積分強(qiáng)度，由各自的測(cè)定值求出殘余奧氏體的量，作為殘余奧氏體相的面積率。對(duì)于鐵素體相、貝氏體相、馬氏體相、滲碳體的金屬組織，對(duì)每個(gè)測(cè)定視野求出各相的面積率，將這些值平均(10個(gè)視野)作為各相的面積率。

表層的鐵素體相的面積率

對(duì)于上述組織，將與鋼板軋制方向平行的板厚截面研磨后，用3％硝酸酒精腐蝕，以2000倍的倍率將距表面50μm的區(qū)域的視野在10個(gè)視野用掃描式電子顯微鏡(sem)進(jìn)行觀察，將其圖像通過(guò)使用mediacybernetics公司制的圖像解析軟件“imageproplusver.4.0”的圖像解析處理進(jìn)行解析，求出鐵素體相的面積率。即，利用圖像解析在數(shù)字圖像上區(qū)分鐵素體相，進(jìn)行圖像處理，對(duì)每個(gè)測(cè)定視野求出鐵素體相的面積率。將這些值平均(10個(gè)視野)作為距表面沿厚度方向50μm的區(qū)域的鐵素體相的面積率。

(2)拉伸特性

從相對(duì)于得到的鋼板的軋制方向?yàn)橹苯欠较虿扇is5號(hào)拉伸試驗(yàn)片，實(shí)施拉伸試驗(yàn)(jisz2241(2011))。拉伸試驗(yàn)實(shí)施直到斷裂為止，求出拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率(延展性)。本發(fā)明中，強(qiáng)度為1180mpa以上。另外，本發(fā)明中彎曲加工性和拉伸強(qiáng)度與延展性的平衡均優(yōu)異，以拉伸強(qiáng)度(ts)與延展性(el)的積計(jì)得到11500mpa·％以上，該情況判斷為延展性良好。優(yōu)選為12000mpa·％以上。

(3)彎曲加工性

彎曲加工性的評(píng)價(jià)基于jisz2248中規(guī)定的v形塊法實(shí)施。這里，彎曲試驗(yàn)在軋制方向成為彎曲棱線(xiàn)的方向?qū)嵤?。評(píng)價(jià)用樣品在鋼板的寬度方向的板寬度(w)為1/8w、1/4w、1/2w、3/4w、7/8w這5個(gè)位置采取。彎曲試驗(yàn)中通過(guò)目視確認(rèn)彎曲部的外側(cè)有無(wú)龜裂，將不產(chǎn)生龜裂的最小的彎曲半徑記為極限彎曲半徑。本發(fā)明中將5個(gè)位置的極限彎曲半徑平均而作為鋼板的極限彎曲半徑。在表2、表3中記載了極限彎曲半徑/板厚(r/t)。本發(fā)明中將r/t為3.0以下判斷為良好。應(yīng)予說(shuō)明，如果鋼板的寬度方向的彎曲加工性的偏差大，則在寬度方向的規(guī)定位置極限彎曲半徑變大，極限彎曲半徑/板厚(r/t)也變大，因此可以用極限彎曲半徑/板厚(r/t)評(píng)價(jià)鋼板的寬度方向的彎曲加工性的偏差。

將以上得到的結(jié)果和條件一并示于表2、表3。

[表1]

[表2-1]

[表2-2]

[表3-1]

[表3-2]

根據(jù)表2和表3，作為組織具有面積率為25％以下的鐵素體相、面積率為75％以上的貝氏體相和/或馬氏體相、和面積率為5％以下的滲碳體、且表層的鐵素體相的面積率為5～20％的本發(fā)明例中彎曲加工性良好。

另一方面，在比較例中，強(qiáng)度、彎曲加工性中的任一項(xiàng)以上低?？芍貏e是成分組成不適當(dāng)?shù)谋容^例，即便使鐵素體相的面積率、貝氏體相和/或馬氏體相的面積率、滲碳體的面積率、表層的鐵素體相的面積率合理化，強(qiáng)度或彎曲加工性也得不到改善。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本發(fā)明的高強(qiáng)度鋼板的彎曲加工性?xún)?yōu)異，能夠作為用于使汽車(chē)的車(chē)體本身輕量化且高強(qiáng)度化的鋼板應(yīng)用。