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CN120858192A - 热轧钢板及其制造方法 - Google Patents

热轧钢板及其制造方法

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CN120858192A
CN120858192A CN202480020076.2A CN202480020076A CN120858192A CN 120858192 A CN120858192 A CN 120858192A CN 202480020076 A CN202480020076 A CN 202480020076A CN 120858192 A CN120858192 A CN 120858192A
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CN
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less
scale
temperature
steel sheet
hot
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CN202480020076.2A
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松井洋一郎
住田英介
木村英之
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JFE Steel Corp
Original Assignee
JFE Steel Corp
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Publication date
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Abstract

本发明的目的在于提供即使在更大的板厚的热轧钢板中，氧化皮密合性、特别是耐片状剥离性也优异的热轧钢板及其制造方法。一种热轧钢板，具有规定的成分组成，在钢板表面具有氧化皮，上述氧化皮的平均厚度为25μm以下，上述氧化皮具有如下组织：以面积率计包含磁铁矿：20%以上，铁与磁铁矿的共析相变组织：30%以上，维氏体：15%以下，磁铁矿、维氏体、铁与磁铁矿的共析相变组织的合计为90%以上（包含100%），上述氧化皮与基体铁的界面的算术平均粗糙度为0.3μm以上。

Description

热轧钢板及其制造方法
技术领域
本发明涉及用于汽车、家电、建材等的氧化皮密合性优异的热轧钢板及其制造方法。本发明涉及特别适合作为实施调质轧制、弯曲成型、压制成型、激光切割等加工的建筑产业机械的部件的坯材的氧化皮密合性优异的热轧钢板及其制造方法。
背景技术
热轧钢板通常在高温、氧化气氛下热轧，因此在表面不可避免地生成氧化皮（铁氧化物）。如果对附着有该氧化皮的黑皮热轧钢板实施调质轧制、弯曲成型、压制成型、激光切割等加工，则氧化皮的一部分剥离。其结果，成为加工不良、加工线的污染、加工后的产品的表面缺陷等的原因。为了避免这样的情况，要求钢板表面的氧化皮的密合性优异的热轧钢板，且该要求越来越强。特别是，薄片状的氧化皮剥离成为加工线污染、表面质量劣化、甚至激光切割性劣化的主要原因。因此，为了提高氧化皮的密合性，要求抑制薄片状的氧化皮剥离。
另外，热轧钢板的氧化皮有热轧钢板的板厚越大，变形时在氧化皮中产生的应变越大，越容易剥离的趋势倾向。此外，在弯曲成型、压制成型等加工度大的成型中更容易剥离。另一方面，板厚大的黑皮热轧钢板的需求近年来越来越大，例如对于具有超过5.0mm的板厚的热轧钢板，也强烈要求提高氧化皮的密合性。
以往，对于提高氧化皮的密合性，提出了各种方案。例如，专利文献1中提出了一种氧化皮密合性优异的热轧钢板，其特征在于，将具有以质量%计含有C：0.01～0.3%、Si：0.20%以下、Mn：0.01～2.0%、P：0.10%以下、S：0.10%以下、Al：0.10%以下、Cr：0.01～2.0%且剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成的组成的钢坯材进行粗轧，进行除氧化皮，在精轧出口侧温度：800～950℃进行满足下述式（1）的精轧，以从精轧后到卷取开始的平均冷却速度：3℃／s～80℃／s进行冷却后，在卷取温度：430～580℃进行卷取，由此从基体铁侧具有磁铁矿层以及在上述磁铁矿层的上层的磁铁矿颗粒和／或铁与磁铁矿的共析相变组织，上述磁铁矿颗粒的平均粒径和／或上述共析相变组织的平均块尺寸为3μm～8μm，上述氧化皮层中包含的维氏体的质量分率为10%以下。
｜T2－T1｜≤50℃且｜T3－T2｜≤50℃・・・（1）
其中，在上述式（1）中，
T1：精轧后的钢板的距长度方向前端30m且宽度方向中央部的温度（℃）
T2：精轧后的钢板的长度方向中央且宽度方向中央部的温度（℃）
T3：精轧后的钢板的距长度方向尾端30m且宽度方向中央部的温度（℃）。
另外，专利文献2中提出了一种致密氧化皮性优异的热轧钢板，其特征在于，将以质量%计含有C：0.02～0.20%、Mn：0.1～2.0%、Si：0.3%以下、P：0.03%以下、S：0.03%以下、Ni：0.03～0.3%、Cu：0.04～0.5%、Cr：0.03～0.3%且剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成的板坯在1100℃以上加热后，在800℃～950℃的温度范围结束热轧，在400℃～650℃进行卷取，由此作为钢板表面氧化皮与钢板基体铁界面的表面粗糙度，每英寸长度的0.5μm以上的凹凸高度的次数为300以上。
另外，专利文献3中提出了一种黑色性优异的黑皮热轧钢板，其特征在于，在包含C：0.001～0.20mass%、Si：0.001～0.50mass%、Mn：0.05～2.0mass%、P：0.05mass%以下、S：0.05mass%以下和sol.Al：0.01～0.10mass%且剩余部分为Fe和不可避免的杂质的成分组成的热轧钢板的表面具有厚度超过4μm的氧化皮，该氧化皮为以体积比计包含50%以上的Fe3O4的组成，并且在厚度方向上从氧化皮表面到至少2μm深度的区域不含有析出Fe。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第6760425号公报
专利文献2：日本专利第4153734号公报
专利文献3：日本专利第4061996号公报
发明内容
专利文献1记载的技术中，使用具有规定的成分组成的钢坯材，调整热轧时的精轧出口侧温度、轧制后的冷却速度、卷取温度。由此，优化氧化皮层中的基体铁侧的磁铁矿层的上层的磁铁矿颗粒的平均粒径和／或铁与磁铁矿的共析相变组织的平均块尺寸。此外，通过控制刚精轧后的钢板的长度方向的温度，提高在长度方向上均匀的氧化皮的密合性。但是，没有提及抑制薄片状的氧化皮剥离的方法。
专利文献2所记载的技术中，提出了通过对添加了规定量的Ni、Cu、Cr的钢进行热轧，并将钢板表面氧化皮与钢板基体铁界面的表面粗糙度控制在规定的范围而得到紧密氧化皮性优异的热轧钢板。然而，虽然氧化皮层与基体铁的界面的密合性提高，但是担心在氧化皮表层或氧化皮内部发生氧化皮剥离，密合性降低。另外，在热轧钢板的板厚变得更大的情况下，担心氧化皮的密合性降低。此外，没有提及抑制薄片状的氧化皮剥离的方法。
专利文献3记载的技术中，将具有规定的成分组成的钢坯加热后，实施精轧出口侧温度为800℃以上的热轧，然后以50℃／s以上的冷却速度冷却至650℃以下，在600℃以上进行卷取。由此，在维持氧化皮的密合性的同时有利地实现氧化皮的黑化。但是，担心不能充分抑制薄片状的氧化皮剥离。另外，在热轧钢板的板厚变得更大的情况下，担心氧化皮的密合性降低。
本发明解决上述课题，其目的在于提供即使在更大的板厚的热轧钢板、进行严酷条件下的加工、特别是矫直机加工的情况下，氧化皮密合性、特别是耐片状剥离性也优异的热轧钢板及其制造方法。应予说明，本发明中的热轧钢板的板厚超过2.0mm且为25mm以下，优选超过5.0mm且为25mm以下。
本发明人等首先调查了以往的热轧钢板的薄片状的氧化皮剥离的原因。结果发现薄片状地剥离的氧化皮从氧化皮与基体铁的界面剥离。即，为了抑制薄片状剥离，重要的是适当地控制氧化皮与基体铁的界面性状，增加氧化皮与基体铁的接触面积。另外，由于基体铁的成分组成也对该氧化皮与基体铁的接触面积产生影响，所以也需要控制基体铁的成分组成。
热轧时生成的氧化皮大致分为板坯加热炉、粗轧过程中生成的一次氧化皮和精轧过程中生成的二次氧化皮。在薄钢板的现有技术中，一次氧化皮大多通过精轧前的除氧化皮而完全除去，因此二次氧化皮的性状对最终产品的氧化皮密合性有很大影响。本发明人等基于这些见解，对用于即使在更大的板厚的热轧钢板中也得到优异的氧化皮密合性、特别是耐片状剥离性的手段进行了深入研究，得到以下见解。
（i）对具有规定的成分组成的钢坯材在1150℃以上的加热温度进行加热，通过除氧化皮暂时除去氧化皮后，进行热粗轧和在30MPa以下的压力的水喷射下进行除氧化皮。由此，在不从与基体铁的界面完全除去粗轧时生成的一次氧化皮的情况下得到适于提高最终产品中耐片状剥离性的凹凸状的氧化皮／基体铁界面。
（ii）热粗轧后，在精轧出口侧温度：800～950℃进行精轧，从而在具有一次氧化皮与基体铁的凹凸状的界面的状态下适当地控制氧化皮厚度，并且抑制成为耐片状剥离性降低的原因的氧化皮中的裂纹的产生。
（iii）在从精轧出口侧温度到750℃的温度范围以平均冷却速度：5℃／s以上进行冷却后，在从750℃到卷取开始的温度范围以平均冷却速度：1℃／s～30℃／s进行冷却。由此，抑制高温下的氧化皮的过度生长所引起的耐片状剥离性的降低。
（iv）在卷取温度：500～630℃进行卷取，在卷取温度－50℃以上且卷取温度以下的温度范围保持100分钟以上。此时，在卷取后，在卷取温度－50℃以上且卷取温度以下的温度范围保持100分钟以上，由此充分进行维氏体的共析相变，由此氧化皮的耐片状剥离性提高。
本发明是基于以上的见解而完成的，具体提供以下内容。
［1］一种热轧钢板，具有如下成分组成：以质量%计含有C：0.01～0.30%、Si：0.50%以下、Mn：0.01～2.0%、P：0.10%以下、S：0.10%以下、sol.Al：0.10%以下、N：0.015%以下且剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，在钢板表面具有氧化皮，上述氧化皮的平均厚度为25μm以下，上述氧化皮具有如下组织以面积率计包含磁铁矿：20%以上，铁与磁铁矿的共析相变组织：30%以上，维氏体：15%以下，磁铁矿、维氏体、铁与磁铁矿的共析相变组织的合计为90%以上（包含100%），上述氧化皮与基体铁的界面的算术平均粗糙度为0.3μm以上。
［2］根据［1］所述的热轧钢板，其中，上述成分组成以质量%计进一步含有Cu：1.0%以下、Ni：0.50%以下、Cr：2.0%以下中的1种以上。
［3］根据［1］或［2］所述的热轧钢板，其中，上述成分组成以质量%计进一步含有Mo：1.0%以下、Nb：0.1%以下、V：0.1%以下、Ti：0.03%以下、B：0.01%以下、Sb：0.03%以下中的1种以上。
［4］一种热轧钢板的制造方法，对具有［1］或［2］所述的成分组成的钢坯材在1150℃以上的加热温度进行加热，进行除氧化皮后，通过热粗轧和压力：30MPa以下的水喷射下的除氧化皮，在精轧出口侧温度：800～950℃进行精轧，在从上述精轧出口侧温度到750℃的温度范围以平均冷却速度：5℃／s以上进行冷却后，在从750℃到卷取开始的温度范围以平均冷却速度：1℃／s～30℃／s进行冷却，在卷取温度：500～630℃进行卷取，在卷取温度－50℃以上且卷取温度以下的温度范围保持100分钟以上。
［5］一种热轧钢板的制造方法，对具有［3］所述的成分组成的钢坯材在1150℃以上的加热温度进行加热，进行除氧化皮后，进行热粗轧和压力：30MPa以下的水喷射下的除氧化皮，在精轧出口侧温度：800～950℃进行精轧，在从上述精轧出口侧温度到750℃的温度范围以平均冷却速度：5℃／s以上进行冷却后，在从750℃到卷取开始的温度范围以平均冷却速度：1℃／s～30℃／s进行冷却，在卷取温度：500～630℃进行卷取，在卷取温度－50℃以上且卷取温度以下的温度范围保持100分钟以上。
根据本发明，能够容易且便宜地制造氧化皮的耐片状剥离性优异的热轧钢板，起到工业上特别的效果。另外，根据本发明，还具有能够防止氧化皮的薄片状剥离，对提高产品的表面质量、防止产品的加工不良、提高作业环境有很大贡献的效果。此外，还能够解决伴随热轧钢板的板厚的增加、严酷条件下的加工、特别是矫直机加工的氧化皮的耐片状剥离性降低的课题。
具体实施方式
以下，对本发明的热轧钢板及其制造方法进行详细说明。应予说明，本发明不限于以下实施方式。以下实施方式包括本领域技术人员可以容易替换的实施方式或实质上相同的实施方式。
本发明的热轧钢板包含下述成分组成。应予说明，只要没有特别说明，作为成分组成的含量单位的“%”表示“质量%”。
C：0.01～0.30%
C是用于确保强度的有用元素。其量小于0.01%时，确保强度的效果小，因此C量为0.01%以上。含有超过0.30%的C时，在氧化皮与基体铁的界面产生CO气体，减少氧化皮与基体铁的接触面积，导致在轧制中途发生氧化皮的剥离，成为氧化皮缺陷的原因，因此C量为0.30%以下。从氧化皮的耐片状剥离性的观点出发，优选为0.20%以下。
Si：0.50%以下
Si是作为脱氧剂起作用的元素，为了得到这样的效果，优选含有0.01%以上。但是，含有超过0.50%的Si时，Si在氧化皮与基体铁的界面处富集，产生Si氧化层。在该Si氧化层与其上形成的氧化皮层的界面处容易发生氧化皮的剥离。因此，Si量为0.50%以下。优选为0.20%以下。
Mn：0.01～2.0%
Mn是除了使成为热加工时脆化原因的固溶S为MnS而无害化以外，对强度的提高也有效果的元素。其量小于0.01%时，效果小，另一方面，含有超过2.0%时，导致韧性降低，并且在氧化皮与基体铁的界面处形成Mn系氧化物，成为氧化皮的耐片状剥离性降低的原因。因此，Mn量为0.01～2.0%。优选的下限为0.05%以上。优选的上限为1.5%以下。
P：0.10%以下
P对晶界脆化产生不良影响，因此是希望尽可能减少的元素。另外，P在氧化皮与基体铁的界面处形成非常脆的氧化层，降低氧化皮的耐片状剥离性。P量超过0.10%时，这些不良影响变大，因此为0.10%以下。优选为0.05%以下。应予说明，可以不含P，但从制造成本的观点出发，P含量优选为0.001%以上。
S：0.10%以下
S是使热加工性、韧性显著劣化的元素。另外，S在氧化皮与基体铁的界面处富集，降低氧化皮的耐片状剥离性。S量超过0.10%时，这些不良影响变大，因此为0.10%以下。优选为0.05%以下。应予说明，可以不含S，但从制造成本的观点出发，S含量优选为0.0001%以上。
sol.Al：0.10%以下
sol.Al是作为脱氧剂起作用的元素。sol.Al量可以为0.00%，但为了得到这样的效果，优选含有0.01%以上。另一方面，含有超过0.10%时，氧化物系夹杂物增加，洁净度降低。因此，sol.Al量为0.10%以下。优选为0.06%以下。
N：0.015%以下
N是在钢中形成BN、AlN、TiN等氮化物的元素，是降低钢的热延展性、降低表面质量的元素。另外，N含量超过0.015%时，表面质量显著劣化。因此，N含量为0.015%以下。N含量优选为0.010%以下。应予说明，可以不含N，但从制造成本的观点出发，N含量优选为0.0001%以上。更优选N含量为0.001%以上。
上述化学成分是本发明的热轧钢板的必需成分。应予说明，本发明的热轧钢板除了上述化学成分以外，为了提高各种特性，根据需要可以含有Cu：1.0%以下、Ni：0.50%以下、Cr：2.0%以下中的1种以上。
Cu：1.0%以下
Cu是在氧化皮与基体铁的界面处富集而促进晶界氧化，并且促进氧化皮与基体铁的界面的凹凸化，提高氧化皮与基体铁的界面的密合性的元素。为了得到这样的效果，优选含有0.01%以上的Cu。但是，含有超过1.0%时，加热时熔融Cu会侵入到基体铁的奥氏体晶界，可能因热脆化而引起的表面性状的恶化。因此，含有Cu时为1.0%以下。优选为0.8%以下。
Ni：0.50%以下
Ni也与Cu同样，是在氧化皮与基体铁的界面处富集而促进晶界氧化，并且促进氧化皮与基体铁的界面的凹凸化，提高氧化皮与基体铁的界面的密合性的元素。为了得到这样的效果，优选含有0.01%以上的Ni。但是，Ni量超过0.50%时，上述效果饱和，担心成本的增加。因此，含有Ni时为0.50%以下。优选为0.40%以下。
Cr：2.0%以下
Cr具有提高强度、淬透性、耐腐蚀性的效果。另外，Cr在氧化皮与基体铁的界面处富集，因界面的凹凸化而使氧化皮咬入到基体铁，还具有提高氧化皮与基体铁的界面的密合性的效果。为了得到这样的效果，优选含有0.01%以上的Cr。另一方面，含有超过2.0%时，上述效果饱和，因此含有Cr时为2.0%以下。更优选的下限为0.07%以上。更优选的上限为1.0%以下。最优选的下限为0.12%以上。最优选的上限为0.8%以下。
在本发明中，根据需要，可以进一步含有Mo：1.0%以下、Nb：0.1%以下、V：0.1%以下、Ti：0.03%以下、B：0.01%以下、Sb：0.03%以下中的1种以上。
Mo：1.0%以下
Mo具有提高强度、淬透性，抑制伴随回火的软化的效果。为了得到这样的效果，优选含有0.1%以上的Mo。另一方面，含有超过1.0%时，强度过度提高，韧性、成型性劣化，因此含有Mo时，使其量为1.0%以下。
Nb：0.1%以下
Nb是提高母材的强度和韧性的元素，为了得到这样的效果，优选含有0.003%以上。另一方面，含有超过0.1%时，反而有导致韧性降低的风险。因此，含有Nb时，使其量为0.1%以下。
V：0.1%以下
V是提高母材的强度和韧性的元素，为了得到这样的效果，优选含有0.003%以上。另一方面，含有超过0.1%时，反而有导致韧性降低的风险。因此，含有V时，使其量为0.1%以下。
Ti：0.03%以下
Ti是提高母材的强度和韧性的元素，另外对确保焊接热影响部的韧性有效果。为了得到这些效果，优选含有0.001%以上的Ti。另一方面，含有超过0.03%时，反而有导致韧性降低的风险。因此，含有Ti时，使其量为0.03%以下。
B：0.01%以下
B是提高钢的淬透性的元素，通过该效果可以提高强度。为了得到这样的效果，优选含有0.0005%以上的B。另一方面，含有超过0.01%时，该效果饱和，因此含有B时，使其量为0.01%以下。
Sb：0.03%以下
Sb在加热坯材时在表层富集，具有抑制加热时表层的C量减少的作用。为了得到这样的效果，优选含有0.001%以上的Sb。另一方面，含有超过0.03%时，坯材加热时成为液体金属，侵蚀到原奥氏体晶界，降低氧化皮与基体铁的界面的密合性。因此，含有Sb时，为0.03%以下。
上述化学成分以外的剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成。作为不可避免的杂质，可以允许O：0.005%以下、Mg：0.003%以下、Sn：0.1%以下、Ca：0.01%以下。
当以小于优选下限值包含上述任意成分时，以小于下限值包含的任意元素不损害本发明的效果。因此，当以小于优选下限值包含上述任意元素时，上述任意元素作为不可避免的杂质包含。
接下来，对本发明的热轧钢板的氧化皮组织进行说明。
氧化皮的平均厚度为25μm以下
氧化皮的平均厚度超过25μm时，对钢板进行加工时施加于氧化皮最表层的应变变大，氧化皮产生裂纹，由此氧化皮与基体铁界面的密合性降低。因此，氧化皮的平均厚度为25μm以下。优选为20μm以下，更优选为18μm以下。另外，氧化皮的平均厚度的下限没有特别规定，但从确保激光切割等加工时的切割面质量的稳定性的观点出发，优选为3μm以上。更优选为5μm以上。
磁铁矿：20%以上
磁铁矿与基体铁的匹配性高，有助于提高氧化皮的耐片状剥离性。小于20%时无法充分得到该效果，因此磁铁矿的面积率为20%以上。优选为30%以上。上限没有特别规定，但磁铁矿的面积率超过70%时，有助于提高氧化皮的耐片状剥离性的铁与磁铁矿的共析相变组织的比例减少，有时损害耐片状剥离性。因此，磁铁矿的面积率优选为70%以下。更优选为60%以下。应予说明，该磁铁矿可以区别于铁与磁铁矿的共析相变组织中包含的磁铁矿。
铁与磁铁矿的共析相变组织：30%以上
铁与磁铁矿的共析相变组织由于磁铁矿和析出Fe与基体铁的匹配性高，所以有助于提高氧化皮与基体铁的界面的密合性。小于30%时无法充分得到该效果，因此铁与磁铁矿的共析相变组织的面积率为30%以上。优选为40%以上，更优选为45%以上。
维氏体：15%以下
除了磁铁矿、铁与磁铁矿的共析相变组织以外，有时维氏体以未相变状态在室温下残留。维氏体除了在室温下比磁铁矿脆以外，与基体铁的匹配性比磁铁矿、铁与磁铁矿的共析相变组织低，成为损害氧化皮与基体铁的界面的密合性的原因。因此，维氏体的面积率为15%以下。优选为10%以下，更优选为7%以下。应予说明，维氏体的面积率可以为0%。
另外，除了维氏体以外，有时在热轧钢板的最表层部生成赤铁矿层，但赤铁矿层的生成不损害本发明的效果，因此可以含有。应予说明，赤铁矿层会导致红氧化皮等表面缺陷，因此赤铁矿的质量分率优选为10%以下。应予说明，赤铁矿的质量分率可以视为面积率。
磁铁矿、维氏体、铁与磁铁矿的共析相变组织的合计：90%以上（包含100%）
包含大量赤铁矿等除磁铁矿、维氏体、铁与磁铁矿的共析相变组织以外的相，且磁铁矿、维氏体、铁与磁铁矿的共析相变组织的合计分率小于90%时，成为表面缺陷的原因，并且耐片状剥离性降低。从确保表面质量和规定的耐片状剥离性的观点出发，磁铁矿、维氏体、铁与磁铁矿的共析相变组织的合计分率为90%以上。
应予说明，作为除磁铁矿、维氏体、铁与磁铁矿的共析相变组织以外的剩余部分组织，除了赤铁矿之外，还包含非铁系氧化物、例如Si系氧化物、Cr系氧化物等，如果它们以面积率计合计为10%以下，则不损害本发明的效果。另外，这些剩余部分组织可以与后述的赤铁矿的测定方法同样地通过X射线衍射分析来测定。
氧化皮与基体铁的界面的算术平均粗糙度为0.3μm以上
通过使氧化皮与基体铁的界面的算术平均粗糙度为0.3μm以上，可以抑制认为由界面处的剥离引起的薄片状剥离。氧化皮与基体铁的界面的算术平均粗糙度小于0.3μm时，该效果不充分，耐片状剥离性变差，因此氧化皮与基体铁的界面的算术平均粗糙度为0.3μm以上。优选为0.4μm以上。另外，上限没有特别规定，但从确保激光切割等加工时的切割面质量的稳定性的观点出发，氧化皮与基体铁的界面的算术平均粗糙度优选为5μm以下。
接下来，对本发明的热轧钢板的氧化皮组织的测定方法进行说明。
磁铁矿、铁与磁铁矿的共析相变组织、维氏体、析出Fe的面积率是切出与钢板表面垂直且与轧制方向平行的板厚截面，进行镜面研磨。然后，可以通过使用扫描式电子显微镜（SEM）以观察倍率：3000倍观察氧化皮的截面的反射电子图像来测定。在SEM的反射电子图像中，磁铁矿最暗，基体铁和析出Fe最亮，维氏体为呈现中间对比度的区域。另外，氧化皮的平均厚度通过利用SEM测定3处任意位置的氧化皮厚度并进行平均来求出。另外，磁铁矿、维氏体、铁与磁铁矿的共析相变组织的各面积率是指将氧化皮整体的面积设为100%时的值，在氧化皮内有空隙时从面积率的计算中排除。
对于赤铁矿的质量分率，使用X射线衍射装置，使用CoKα射线源测定氧化皮中的各相的衍射峰的积分强度。根据标准试样（将Fe、FeO（维氏体）、Fe2O3（赤铁矿）、Fe3O4（磁铁矿）进行等重量混合的试样）和被检试样中的各相的积分强度之比，可以使用下式（2）求出。
相A的质量分率＝（IA／RA）×100／（（IFe／RFe）＋（IFeO／RFeO）＋（IFe2O3／RFe2O3）＋（IFe3O4／RFe3O4）） ・・・（2）
其中，在上述（2）式中，
IA：被检试样中的相A的积分强度
RA：标准试样中的相A的积分强度
A：Fe、FeO、Fe2O3或Fe3O4。
应予说明，将使用X射线衍射装置检测出的赤铁矿的质量分率视为面积率，从上述氧化皮整体的面积100%中减去，由剩余的面积分别算出磁铁矿、共析相变组织、维氏体的面积率。
对于氧化皮与基体铁的界面的算术平均粗糙度，通过酸洗除去钢板表面的氧化皮后，使用激光显微镜测定基体铁表面的三维形状，以长度100μm的基准长度提取5条与轧制方向平行的粗糙度曲线。然后，可以通过对依据JIS B 0633：2001求出的这些区间的算术平均粗糙度进行平均来求出。
接下来，对本发明的热轧钢板的制造方法进行说明。
应予说明，本发明中各工序中确定的温度是指板坯（钢坯）或钢板的表面温度，可以利用辐射温度计等测定。另外，只要没有特别说明，平均冷却速度为（（冷却开始温度－冷却停止温度）／冷却时间）。
本发明中，由上述成分组成构成的钢坯材的制造方法不需要特别限定，可以应用任何常用的方法。例如，优选将具有上述成分组成的钢水在转炉、电炉等中熔炼，通过连续铸造法等铸造方法制成板坯等钢坯材。应予说明，使用铸锭－开坯轧制方法也没有任何问题。
加热温度：1150℃以上
将上述钢坯材在1150℃以上的加热温度进行加热。该加热是为了进行钢母材的充分的固溶化，并使一次氧化皮与基体铁的界面凹凸化而进行的。加热温度小于1150℃时，无法充分进行界面的凹凸化，因此加热温度为1150℃以上。优选为1180℃以上。另外优选为1300℃以下。应予说明，在通过连续铸造法制造的板坯的情况下，可以应用直送轧制，即直接轧制或以抑制温度降低的目的保持并轧制。
热轧工序由粗轧和精轧构成。在粗轧中，只要能够制成规定尺寸的薄板坯即可，粗轧的条件不需要特别限定。将钢坯材的加热时生成的氧化皮在粗轧前通过水喷射来进行除氧化皮。这是因为加热时生成的氧化皮非常厚，最终产品的氧化皮的耐片状剥离性降低，并且成为表面缺陷的原因。此时的除氧化皮只要能够除去该较厚地生成的氧化皮即可，可以是以往公知的方法。另外，为了在规定的温度下进行精轧，可以在中途利用薄板坯加热器等加热手段进行被轧制材料的加热。
压力：30MPa以下的水喷射下的除氧化皮
在精轧前在精轧机的入口侧，通过压力：30MPa以下的水喷射来进行除氧化皮。由此，在不从与基体铁的界面完全除去粗轧时生成的一次氧化皮的情况下得到适于提高最终产品的耐片状剥离性的凹凸状的氧化皮与基体铁的界面。水喷射的压力超过30MPa时，有时氧化皮从界面完全除去，导致氧化皮与基体铁的界面的粗糙度不充分，氧化皮与基体铁的界面的密合性降低。因此，水喷射的压力为30MPa以下。优选为25MPa以下。另外，从防止氧化皮厚度过度增加的观点出发，水喷射的压力优选为5MPa以上。更优选为10MPa以上。
接下来，进行精轧。精轧入口侧温度超过1100℃时，有时氧化皮的厚度增加，氧化皮与基体铁的界面的密合性降低。另一方面，精轧入口侧温度为950℃以下时，有时导致轧制负荷显著增加，生产率降低。另外，随着产品板厚的增加，精轧入口侧厚度变厚，因此例如产品板厚超过5.0mm时，到精轧开始为止的时间需要较长的时间，因此有时导致生产率降低。因此，精轧入口侧温度优选为1100℃以下，更优选为1050℃以下。另外，精轧入口侧温度的下限优选为950℃以上。
精轧出口侧温度：800～950℃
精轧出口侧温度小于800℃时，氧化皮的延展性降低，导致裂纹产生，由此成为氧化皮的耐片状剥离性降低的原因。另外，氧化皮组织微细化，由于氧化皮本身的硬度提高而氧化皮与基体铁的界面的密合性降低。另一方面，精轧出口侧温度超过950℃时，由于氧化皮的过度生长而氧化皮的厚度增加，氧化皮与基体铁的界面的密合性降低。因此，精轧出口侧温度为800～950℃。优选的下限为820℃以上。优选的上限为930℃以下。
在从精轧出口侧温度到750℃的温度范围以平均冷却速度：5℃／s以上进行冷却
由于氧化皮在高温区域生长得更快，所以为了抑制氧化皮的过度生长所引起的氧化皮的耐片状剥离性的降低，需要快速冷却刚精轧后的高温区域。从精轧出口侧温度到750℃的温度范围的平均冷却速度小于5℃／s时，氧化皮过度生长，成为氧化皮与基体铁的界面的密合性降低的原因。因此，从精轧出口侧温度到750℃的温度范围的平均冷却速度为5℃／s以上。优选为7℃／s以上。另一方面，从精轧出口侧温度到750℃的温度范围的平均冷却速度超过80℃／s时，有时氧化皮组织微细化，由此氧化皮与基体铁的界面的密合性降低。另外，有时由于氧化皮的延展性降低而产生裂纹，成为氧化皮与基体铁的界面的密合性降低的原因。因此，从精轧出口侧温度到750℃的温度范围的平均冷却速度优选为80℃／s以下。更优选为50℃／s以下。
在从750℃到卷取开始的温度范围以平均冷却速度：1℃／s～30℃／s进行冷却
从750℃到卷取开始的温度范围，氧化皮的生长与刚精轧后的高温区域相比较慢，但需要抑制氧化皮的过度生长所引起的氧化皮与基体铁的界面密合性的降低。从750℃到卷取开始的温度范围的平均冷却速度小于1℃／s时，氧化皮过度生长，成为氧化皮与基体铁的界面的密合性降低的原因。因此，从750℃到卷取开始的温度范围的平均冷却速度为1℃／s以上。优选为3℃／s以上。另一方面，从750℃到卷取开始的温度范围的平均冷却速度超过30℃／s时，氧化皮组织变得微细化，与基体铁的应力差变大。由此，有时在氧化皮中产生裂纹，氧化皮与基体铁的界面的密合性降低。因此，从精轧出口侧温度到750℃的温度范围的平均冷却速度为30℃／s以下。优选为20℃／s以下。
卷取温度：500～630℃
上述冷却后，在卷取温度：500～630℃卷取钢板。卷取温度小于500℃时，维氏体的共析相变不会充分发生，在室温下残留过多的维氏体。其结果，由于维氏体具有在室温下脆的特征，导致氧化皮的耐片状剥离性降低。卷取温度超过630℃时，氧化皮过度生长，导致氧化皮与基体铁的界面的密合性降低。因此，卷取温度为500℃～630℃，优选的下限为530℃以上。另外，优选的上限为620℃以下。
在卷取温度－50℃以上且卷取温度以下的温度范围保持100分钟以上
卷取后，在卷取温度－50℃以上且卷取温度以下的温度范围保持100分钟以上，由此充分进行维氏体的共析相变。卷取温度－50℃以上且卷取温度以下的温度范围的保持时间小于100分钟或者在小于卷取温度－50℃保持时，维氏体的共析相变不会充分发生，在室温下残留过多的维氏体。其结果，由于维氏体具有在室温下脆的特征，导致氧化皮的耐片状剥离性降低。因此，卷取温度－50℃以上且卷取温度以下的温度范围的保持时间为100分钟以上。优选为120分钟以上。另外，保持时间长时，有事氧化皮／基体铁界面处的内部氧化过度进行，成为氧化皮的耐片状剥离性降低的原因，因此卷取温度－50℃以上且卷取温度以下的温度范围的保持时间优选为300分钟以下。
应予说明，卷取后的卷材优选通过装入到卷材箱中或对卷材实施覆盖来抑制最外周、边缘部的氧化。
此外，在卷取成卷状的热轧钢板中，可以利用辊式矫直机、张力矫直机等对钢板施加变形来实施形状矫正处理。例如，在板厚12mm的热轧钢板中配置2根φ250mm的上辊、3根下辊，在压入量2mm的条件下进行形状矫正处理。
实施例
以下，说明本发明的实施例。
将表1所示的组成的钢熔炼、铸造而制成钢坯材。对这些钢坯材在表2所示的条件下进行热轧，制成板厚6～18mm的热轧卷材。将得到的热轧卷材通过矫直机加工进行形状矫正处理后，以规定的长度切割，制成热轧片。从得到的热轧片的各部分采取试验片，通过下述方法评价氧化皮组织和密合性。
对于磁铁矿、铁与磁铁矿的共析相变组织、维氏体、析出Fe的面积率，切出与钢板表面垂直且与轧制方向平行的板厚截面，进行镜面研磨。然后，可以通过使用扫描式电子显微镜（SEM）以观察倍率：3000倍观察氧化皮的截面的反射电子图像来测定。在SEM的反射电子图像中，磁铁矿最暗，基体铁和析出Fe最亮，维氏体为呈现中间对比度的区域。另外，氧化皮的平均厚度通过利用SEM测定3处任意位置的氧化皮厚度并进行平均来求出。
对于赤铁矿的质量分率，使用X射线衍射装置，使用CoKα射线源测定氧化皮中的各相的衍射峰的积分强度，根据标准试样（将Fe、FeO（维氏体）、Fe2O3（赤铁矿）、Fe3O4（磁铁矿）进行等重量混合的试样）和被检试样中的各相的积分强度之比，使用下式（2）求出。
相A的质量分率＝（IA／RA）×100／（（IFe／RFe）＋（IFeO／RFeO）＋（IFe2O3／RFe2O3）＋（IFe3O4／RFe3O4）） ・・・（2）
其中，在上述（2）式中，
IA：被检试样中的相A的积分强度
RA：标准试样中的相A的积分强度
A：Fe、FeO、Fe2O3或Fe3O4。
对于氧化皮与基体铁的界面的算术平均粗糙度，通过酸洗除去钢板表面的氧化皮后，使用激光显微镜测定基体铁表面的三维形状，以长度100μm的基准长度提取5条与轧制方向平行的粗糙度曲线。然后，通过对这些区间的算术平均粗糙度进行平均来求出。
本发明中的氧化皮的密合性评价耐片状剥离性。即，从矫直机加工后的热轧片中以长度方向与轧制方向平行的方式采取30mm×100mm的试验片后，通过依据JIS Z 2248的压弯法进行弯曲加工，对弯曲外侧的钢板表面粘贴胶带并剥离氧化皮。弯曲加工的条件为使按压工具前端半径r与试验片板厚t之比r／t为4、弯曲角度为180°。利用照相机拍摄剥离胶带的部分的钢板表面的图像，由得到的图像测定基体铁露出部的面积率、即基体铁露出的部分的面积在剥离胶带的部分的面积中所占的比例。基体铁露出部的面积率小于10%时，评为耐片状剥离性优异，在表2中记载为〇。另一方面，基体铁露出部的面积率为10%以上时，评为耐片状剥离性差，在表2中记载为×。
表2所示的本发明例的氧化皮的耐片状剥离性优异，而比较例的氧化皮的耐片状剥离性差。

Claims (5)

1.一种热轧钢板，具有如下成分组成：以质量%计含有C：0.01～0.30%、Si：0.50%以下、Mn：0.01～2.0%、P：0.10%以下、S：0.10%以下、sol.Al：0.10%以下、N：0.015%以下，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，
在钢板表面具有氧化皮，
所述氧化皮的平均厚度为25μm以下，
所述氧化皮具有如下组织：以面积率计包含磁铁矿：20%以上，铁与磁铁矿的共析相变组织：30%以上，维氏体：15%以下，磁铁矿、维氏体、铁与磁铁矿的共析相变组织的合计为90%以上（包含100%），
所述氧化皮与基体铁的界面的算术平均粗糙度为0.3μm以上。
2.根据权利要求1所述的热轧钢板，其中，所述成分组成以质量%计进一步含有Cu：1.0%以下、Ni：0.50%以下、Cr：2.0%以下中的1种以上。
3.根据权利要求1或2所述的热轧钢板，其中，所述成分组成以质量%计进一步含有Mo：1.0%以下、Nb：0.1%以下、V：0.1%以下、Ti：0.03%以下、B：0.01%以下、Sb：0.03%以下中的1种以上。
4.一种热轧钢板的制造方法，对具有权利要求1或2所述的成分组成的钢坯材，在1150℃以上的加热温度进行加热，进行除氧化皮后，
进行热粗轧和压力为30MPa以下的水喷射下的除氧化皮，
在精轧出口侧温度为800～950℃下进行精轧，
在从所述精轧出口侧温度到750℃的温度范围以平均冷却速度：5℃／s以上进行冷却后，
在从750℃到卷取开始的温度范围以平均冷却速度：1℃／s～30℃／s进行冷却，
在卷取温度为500～630℃下进行卷取，
在卷取温度－50℃以上且卷取温度以下的温度范围保持100分钟以上。
5.一种热轧钢板的制造方法，对权利要求3所述的成分组成的钢坯材，在1150℃以上的加热温度进行加热，进行除氧化皮后，
进行热粗轧和压力为30MPa以下的水喷射下的除氧化皮，
在精轧出口侧温度为800～950℃下进行精轧，
在从所述精轧出口侧温度到750℃的温度范围以平均冷却速度：5℃／s以上进行冷却后，
在从750℃到卷取开始的温度范围以平均冷却速度：1℃／s～30℃／s进行冷却，
在卷取温度：500～630℃进行卷取，
在卷取温度－50℃以上且卷取温度以下的温度范围保持100分钟以上。
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