高強(qiáng)度高楊氏模量鋼板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及主要適合提供給汽車車身的構(gòu)造部件的、高強(qiáng)度高楊氏模量鋼板及其 制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，受到對(duì)地球環(huán)境問(wèn)題的關(guān)心的高漲，汽車的排氣限制受到要求等，汽車中 的車身輕量化成為極其重要的課題。為了車身輕量化，利用鋼板的高強(qiáng)度化而使鋼板的板 厚減?。ū”诨?是有效的方法。最近，鋼板的高強(qiáng)度化顯著地推進(jìn)的結(jié)果是，存在如下動(dòng) 向：積極地應(yīng)用拉伸強(qiáng)度TS為780MPa以上且板厚低于2.0mm這樣的薄鋼板。但是，因薄壁化 而導(dǎo)致的車身剛性的下降逐漸成為問(wèn)題，提高汽車的構(gòu)造部件的剛性變得必要。若截面形 狀相同的話，則構(gòu)造部件的剛性是由鋼板的板厚和楊氏模量決定的，因此在兼顧輕量化和 構(gòu)造部件的剛性方面，提高鋼板的楊氏模量是有效的。
[0003] 對(duì)于楊氏模量，公知的是，其較大地受到鋼板的織構(gòu)的左右，在體心立方晶格的鐵 的情況下，楊氏模量在作為原子的密排方向的〈111>方向上高，反過(guò)來(lái)說(shuō)在原子密度小的〈 1〇〇>方向上低。公知在晶體取向上沒(méi)有異向性的、通常的鐵的楊氏模量為大約206GPa。另 外，通過(guò)使晶體取向具有異向性，提高特定方向的原子密度，能夠提高該方向的楊氏模量。 但是，在考慮汽車車身的剛性的情況下，由于從各個(gè)方向施加載荷，因此尋求不是僅在特定 方向具有高的楊氏模量，而是在各方向具有高的楊氏模量的鋼板。
[0004] 針對(duì)這樣的要求，例如，在專利文獻(xiàn)1中，提出有如下剛性優(yōu)異的高強(qiáng)度薄鋼板的 制造方法，其特征在于，通過(guò)對(duì)以質(zhì)量％計(jì)含有C: 0.02~0.15%、Si :0.3%以下、Μη: 1.0~ 3.5%、？:0.05%以下、5:0.01%以下、六1:1.0%以下川:0.01%以下及11 :0.1~1.0%，余量 為Fe及不可避免的雜質(zhì)的板坯進(jìn)行熱乳，以20~85%的壓下率進(jìn)行冷乳，之后，進(jìn)行再結(jié)晶 退火，從而具有鐵素體單相的顯微組織，TS為590MPa以上，且相對(duì)于乳制方向呈90°方向的 楊氏模量為230GPa以上，相對(duì)于乳制方向呈0°、45°、90°方向的平均楊氏模量為215GPa以 上。
[0005 ]在專利文獻(xiàn)2中，提出有如下加工性優(yōu)異的尚剛性尚強(qiáng)度鋼板的制造方法，其特征 在于:通過(guò)對(duì)以質(zhì)量％計(jì)含有C:0.02~0.15%、Si :1.5%以下、Μη: 1.5~4.0%、P:0.05%以 下、S:0.01%以下、Al:1.5%以下、N:0.01%以下及Nb:0.02~0.40%，余量為？6及不可避免 的雜質(zhì)的板坯進(jìn)行熱乳，以50%以上的壓下率進(jìn)行冷乳，之后，進(jìn)行再結(jié)晶退火，從而具有 鐵素體和馬氏體的混合組織，TS為590MPa以上，且相對(duì)于乳制方向呈直角方向的楊氏模量 為225GPa以上。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2007-092130號(hào)公報(bào) [0009] 專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2006-183131號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 然而，在專利文獻(xiàn)1記載的技術(shù)中，為了使拉伸強(qiáng)度達(dá)到780MPa以上，例如參照其 實(shí)施例，需要添加 V: 0.4質(zhì)量％及1:0.5質(zhì)量％。另外，為了謀求進(jìn)一步高強(qiáng)度化，有效地使 用Cr、Mo等昂貴的元素是必不可少的，因此存在合金成本增加這樣的問(wèn)題。在專利文獻(xiàn)2記 載的技術(shù)中，在僅提高鋼板的一個(gè)方向的楊氏模量的方面是有效的。然而，無(wú)法應(yīng)用于提高 要求鋼板在各個(gè)方向具有高楊氏模量的汽車的構(gòu)造部件的剛性。
[0011] 本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)度高楊氏模量鋼板及其制造方法，該高強(qiáng)度高楊 氏模量鋼板的拉伸強(qiáng)度為780MPa以上，在乳制方向及相對(duì)于乳制方向呈45°方向的楊氏模 量為205GPa以上，且相對(duì)于乳制方向呈直角方向的楊氏模量為220GPa以上，此外，還具備良 好的深拉性能(deep drawabi 1 ity)。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明的高強(qiáng)度高楊氏模量鋼板包括： 作為冷乳鋼板的所謂的高強(qiáng)度高楊氏模量冷乳鋼板，作為在表面具有鍍膜的鍍敷鋼板的、 所謂的高強(qiáng)度高楊氏模量鍍敷鋼板，作為在表面具有熱鍍鋅膜的熱鍍鋅鋼板的、所謂的高 強(qiáng)度高楊氏模量熱鍍鋅鋼板，作為在表面具有合金化熱鍍鋅膜的合金化熱鍍鋅鋼板的、所 謂的高強(qiáng)度高楊氏模量合金化熱鍍鋅鋼板等。
[0012] 本申請(qǐng)發(fā)明人針對(duì)拉伸強(qiáng)度為780MPa以上的高強(qiáng)度鋼板的高楊氏模量化及深拉 性能的提高反復(fù)進(jìn)行了潛心的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了以下情況。
[0013] 使用添加了 Nb及V且恰當(dāng)?shù)乜刂破渌辖鹪氐某煞纸M成而成的鋼，熱乳后在高 溫下進(jìn)行卷繞而留下固溶C，并使Nb及V作為碳化物析出，由此能夠在之后的冷乳過(guò)程中，使 α_鐵(α-fiber)及γ -鐵（γ -fiber)的織構(gòu)生長(zhǎng)。此外，在退火時(shí)，控制析出物和退火溫度來(lái) 使鐵及γ-鐵的織構(gòu)生長(zhǎng)，從而提高所有方向的楊氏模量，并且利用固溶C生成一定比例 以上的鐵素體及馬氏體，從而能夠確保期望的強(qiáng)度。進(jìn)而，發(fā)現(xiàn)了還具備良好的深拉性能 的、尚強(qiáng)度尚楊氏t旲量鋼板的制造成為可能。
[0014] 本發(fā)明是基于以上見(jiàn)解而完成的，以下是其主要內(nèi)容。
[0015] [1]-種高強(qiáng)度高楊氏模量鋼板，其特征在于，該高強(qiáng)度高楊氏模量鋼板具有如下 成分組成：以質(zhì)量％計(jì)，含有C:0.060%以上0.150%以下、Si :0.50%以上2.20%以下、Μη: 1.00% 以上3.00% 以下、Ρ:0.100% 以下、S:0.0100% 以下、A1:0.010% 以上2.500% 以下、 10.0100%以下、他：0.001%以上0.200%以下及￥:0.001%以上0.200%以下，(：、恥及￥的 含量滿足下述(1)式，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì);該高強(qiáng)度高楊氏模量鋼板具有如下顯微 組織:鐵素體的面積率為20%以上，馬氏體的面積率為5%以上，所述鐵素體的平均晶粒直 徑為20.0μπι以下，所述鐵素體及所述馬氏體中γ-鐵相對(duì)于a-鐵的逆強(qiáng)度比（i nverse intensity ratio)均為1.00以上；
[0016] 500 < Ο < 1300 (1)
[0017] 其中，0=(C-( 12.0/92.9) XNb-( 12.0/50.9) XV) X 10000,式中各元素符號(hào)表示 各元素的含量(質(zhì)量％ )，C*的單位為質(zhì)量ppm。
[0018] [2]根據(jù)上述技術(shù)方案[1]所述的高強(qiáng)度高楊氏模量鋼板，其特征在于，此外，平均 r值為1.05以上，且極限拉伸比（LDR)為2.03以上。
[0019] [3]根據(jù)上述技術(shù)方案[1]或[2]所述的高強(qiáng)度高楊氏模量鋼板，其特征在于，以質(zhì) 量％計(jì)，還含有從Cr:0.05%以上1.00%以下、]?〇 :0.05%以上1.00%以下、附：0.05%以上 1.00%以下及Cu:0.05%以上1.00%以下中選擇的至少1種元素。
[0020] [4]根據(jù)上述技術(shù)方案[1]~[3]中任一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度高楊氏模量鋼板，其特征 在于，以質(zhì)量％計(jì)，還含有B:0.0003%以上0.0050%以下。
[0021] [5]根據(jù)上述技術(shù)方案[1]~[4]中任一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度高楊氏模量鋼板，其特征 在于，以質(zhì)量％計(jì)，還含有從Ca:0.0010%以上0.0050%以下、Mg:0.0005%以上0.0100%以 下及REM:0.0003%以上0.0050%以下中選擇的至少1種元素。
[0022] [6]根據(jù)上述技術(shù)方案[1]~[5]中任一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度高楊氏模量鋼板，其特征 在于，以質(zhì)量％計(jì)，還含有Ta:0.0010%以上0.1000%以下，C、Nb、V及Ta的含量滿足下述(2) 式，以替代滿足上述(1)式；
[0023] 500 <C*< 1300 (2)
[0024] 其中，〇=(0(12.0/92.9)\恥-(12.0/50.9)\￥-(12.0/180.9)\丁&)\10000， 式中各元素符號(hào)表示各元素的含量(質(zhì)量％ )，C*的單位為質(zhì)量ppm。
[0025] [7]根據(jù)上述技術(shù)方案[1]~[6]中任一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度高楊氏模量鋼板，其特征 在于，以質(zhì)量％計(jì)，還含有從Sn:0.0020%以上0.2000%以下及Sb:0.0020%以上0.2000% 以下中選擇的至少1種元素。
[0026] [8]根據(jù)上述技術(shù)方案[1]~[7]中任一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度高楊氏模量鋼板，其特征 在于，所述高強(qiáng)度高楊氏模量鋼板為冷乳鋼板。
[0027] [9]根據(jù)上述技術(shù)方案[1]~[7]中任一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度高楊氏模量鋼板，其特征 在于，所述高強(qiáng)度高楊氏模量鋼板為在表面具有鍍膜的鍍敷鋼板。
[0028] [10]根據(jù)上述技術(shù)方案[9]所述的高強(qiáng)度高楊氏模量鋼板，其特征在于，所述鍍膜 為熱鍍鋅膜，所述鍍敷鋼板為熱鍍鋅鋼板。
[0029] [11]根據(jù)上述技術(shù)方案[9]所述的高強(qiáng)度高楊氏模量鋼板，其特征在于，所述鍍膜 為合金化熱鍍鋅膜，所述鍍敷鋼板為合金化熱鍍鋅鋼板。
[0030] [12]-種高強(qiáng)度高楊氏模量鋼板的制造方法，其特征在于，將具有上述技術(shù)方案 [1]~[7]中任一項(xiàng)所述的成分組成的鋼板坯加熱到1150°C以上1300°C以下的溫度區(qū)域，接 著以850°C以上1000°C以下的溫度區(qū)域的終乳溫度進(jìn)行熱乳，在500°C以上800°C以下的溫 度區(qū)域進(jìn)行卷繞，之后，將經(jīng)過(guò)以40%以上的冷乳壓下率進(jìn)行冷乳的工序而得到的冷乳板 加熱到450°C以上800°C以下的溫度區(qū)域，在該溫度區(qū)域中保持300s以上，接著加熱到750°C 以上950°C以下，之后在300°C以上700°C以下的溫度區(qū)域中以平均冷卻速度3°C/s以上進(jìn)行 冷卻從而制成冷乳鋼板。
[0031] [13]-種高強(qiáng)度高楊氏模量鋼板的制造方法，其特征在于，將具有上述技術(shù)方案 [1~[7]中任一項(xiàng)所述的成分組成的鋼板坯加熱到1150°C以上1300°C以下的溫度區(qū)域，接 著以850°C以上1000°C以下的溫度區(qū)域的終乳溫度進(jìn)行熱乳，在500°C以上800°C以下的溫 度區(qū)域進(jìn)行卷繞，之后，將經(jīng)過(guò)以40%以上的冷乳壓下率進(jìn)行冷乳的工序而得到的冷乳板 加熱到450°C以上800°C以下的溫度區(qū)域，在該溫度區(qū)域中保持300s以上，接著加熱到750°C 以上950°C以下，接著在550°C以上700°C以下的溫度區(qū)域中以平均冷卻速度3°C/s以上進(jìn)行 冷卻，之后，實(shí)施熱鍍鋅從而制成熱鍍鋅鋼板。
[0032] [14]-種高強(qiáng)度高楊氏模量鋼板的制造方法，其特征在于，將具有上述技術(shù)方案 [1]~[7]中任一項(xiàng)所述的成分組成的鋼板坯加熱到1150°C以上1300°C以下的溫度區(qū)域，接 著以850°C以上1000°C以下的溫度區(qū)域的終乳溫度進(jìn)行熱乳，在500°C以上800°C以下的溫 度區(qū)域進(jìn)行卷繞，之后，將經(jīng)過(guò)以40%以上的冷乳壓下