[go: up one dir, main page]

WO2014181728A1 - 引張強度が1180MPa以上の強度-曲げ性バランスに優れた溶融亜鉛めっき鋼板もしくは合金化溶融亜鉛めっき鋼板 - Google Patents

引張強度が1180MPa以上の強度-曲げ性バランスに優れた溶融亜鉛めっき鋼板もしくは合金化溶融亜鉛めっき鋼板 Download PDF

Info

Publication number
WO2014181728A1
WO2014181728A1 PCT/JP2014/061850 JP2014061850W WO2014181728A1 WO 2014181728 A1 WO2014181728 A1 WO 2014181728A1 JP 2014061850 W JP2014061850 W JP 2014061850W WO 2014181728 A1 WO2014181728 A1 WO 2014181728A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
steel sheet
hot
dip galvanized
steel plate
less
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2014/061850
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
航佑 柴田
村上 俊夫
梶原 桂
宗朗 池田
道治 中屋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to CN201480025031.0A priority Critical patent/CN105164299B/zh
Priority to EP14794831.9A priority patent/EP2995698A4/en
Priority to KR1020157031487A priority patent/KR101720451B1/ko
Publication of WO2014181728A1 publication Critical patent/WO2014181728A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B32B15/013Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of a metal other than iron or aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C21D1/19Hardening; Quenching with or without subsequent tempering by interrupted quenching
    • C21D1/20Isothermal quenching, e.g. bainitic hardening
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C21D1/19Hardening; Quenching with or without subsequent tempering by interrupted quenching
    • C21D1/22Martempering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/08Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/12Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/14Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/16Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/28Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/32Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with boron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/38Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/06Zinc or cadmium or alloys based thereon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/26After-treatment
    • C23C2/28Thermal after-treatment, e.g. treatment in oil bath
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/26After-treatment
    • C23C2/28Thermal after-treatment, e.g. treatment in oil bath
    • C23C2/29Cooling or quenching
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/34Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the shape of the material to be treated
    • C23C2/36Elongated material
    • C23C2/40Plates; Strips
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/002Bainite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/008Martensite

Definitions

  • the present invention relates to a hot dip galvanized steel sheet or an alloyed hot dip galvanized steel sheet that has the characteristics of being excellent in workability while being high strength used for automobile parts and the like. Further, the present invention relates to a hot-dip galvanized steel sheet or an alloyed hot-dip galvanized steel sheet having a tensile strength of 1180 MPa or more and an excellent balance between strength and bendability.
  • hot-dip galvanized steel sheets and alloyed hot-dip galvanized steel sheets used for automobile parts and the like have been developed mainly for the purpose of reducing fuel consumption by reducing vehicle weight. Excellent press formability for processing into parts is also required.
  • the tensile strength (TS) is 1180 MPa or more
  • the bendability (limit bending radius / plate thickness: R / t) is 1.5 or less
  • the bendability is 1.0 or less.
  • Patent Document 1 has proposed a high-strength hot-dip galvanized steel sheet that has been softened as a structure containing a ferrite phase with a volume fraction of more than 70% from the surface of the steel sheet to a depth of 10 ⁇ m,
  • a bendability limit bending radius / plate thickness: R / t
  • R / t limit bending radius / plate thickness
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, has a tensile strength of 1180 MPa or more, and has a bendability (limit bending radius / plate thickness: R / t) in a bending test by the V-block method of 1. It is an object of the present invention to provide a hot-dip galvanized steel sheet or an alloyed hot-dip galvanized steel sheet having an excellent strength-bending balance of .5 or less.
  • the hot-dip galvanized steel sheet or alloyed hot-dip galvanized steel sheet having a tensile strength of 1180 MPa or more and an excellent strength-bending balance is mass%, C: 0.05 to 0.30%, Si: 0.05. -3.0%, Mn: 0.1-5.0%, and contains a solid solution Zn from the plating layer, with the balance being composed of iron and inevitable impurities, 0.2% by mass or more
  • the area where Zn in the solid solution exists is 5 ⁇ m or more in the base depth direction from the interface between the plating layer and the steel plate, and the Vickers of the steel plate surface layer portion is 15 ⁇ m in the base depth direction from the interface between the plating layer and the steel plate.
  • the hardness is 80% or less of the Vickers hardness at the center of the steel sheet, and the structure excluding martensite and bainite in the metal structure constituting the steel sheet is 5% or less in area ratio. .
  • the hot-dip galvanized steel sheet or alloyed hot-dip galvanized steel sheet of the present invention is further in terms of mass%, Mo: 0.05 to 1.0%, Cr: 0.05 to 1.0%, Cu: 0.00. It is preferable to contain one or more of 05 to 1.0%, Ni: 0.05 to 1.0%, and B: 0.0002 to 0.0050%.
  • hot dip galvanized steel sheet or alloyed hot dip galvanized steel sheet of the present invention is further in terms of mass%, Nb: 0.01 to 0.3%, Ti: 0.01 to 0.3%, V: 0.00. It is preferable to contain one or more of 01 to 0.3%.
  • the hot dip galvanized steel sheet or alloyed hot dip galvanized steel sheet of the present invention is further, in mass%, Ca: 0.0005 to 0.01%, Mg: 0.0005 to 0.01%, REM: 0.00. It is preferable to contain one or more of 0005 to 0.01%.
  • the hot dip galvanized steel sheet or the alloyed hot dip galvanized steel sheet of the present invention has an average crystal grain size of martensite of 3 ⁇ m in the steel sheet surface layer portion from the interface between the plating layer and the steel sheet to 15 ⁇ m in the base metal depth direction. The following is preferable.
  • Zn is dissolved in the steel plate surface layer portion, the steel plate surface layer portion is softened, and the metal structure constituting the steel plate is made mainly of martensite and bainite, so that the tensile strength is 1180 MPa.
  • a plated steel sheet can be obtained.
  • the present inventors have a mechanical property that the bendability (limit bending radius / plate thickness: R / t) in a bending test by the V-block method is 1.5 or less regardless of the tensile strength (TS) being 1180 MPa or more.
  • TS tensile strength
  • the present inventors have completed the present invention based on the knowledge described above.
  • the requirements of the present invention include, by mass, C: 0.05 to 0.30%, Si: 0.05 to 3.0%, Mn: 0.1 to 5.0%, with the balance being iron and While having a component composition consisting of unavoidable impurities and having a thickness of 5 ⁇ m or more in the matrix depth direction from the interface between the plating layer and the steel sheet, 0.2 mass% or more of Zn is in solid solution,
  • the Vickers hardness of the steel plate surface layer portion at a position of 15 ⁇ m in the matrix depth direction from the interface between the plating layer and the steel plate is 80% or less of the Vickers hardness of the steel plate center portion, and the metal structure constituting the steel plate Among them, the structure excluding martensite and bainite has an area ratio of 5% or less, and the reasons for defining these constituent requirements are as follows.
  • the surface layer portion of the steel plate is a portion where deformation concentrates and easily breaks during bending deformation, and the bendability can be greatly improved by improving the formability of this portion.
  • the inventors of the present invention have found that the work hardening ability can be improved and the formability of the steel sheet can be improved by dissolving Zn in the steel sheet. This increase in work hardening ability is manifested by solid solution of 0.2% by mass or more of Zn.
  • the thickness of less than 5 ⁇ m is the region where 0.2% by mass or more of Zn is dissolved and the work hardening ability is increased, it is not sufficient to improve the bendability of the steel sheet.
  • Zn having a mass of 4.5% or more is dissolved in the steel sheet surface layer portion, a compound with Fe is formed and the bendability is deteriorated. Therefore, the solid solution amount of Zn is preferably 4.5% by mass or less.
  • a steel plate surface layer portion of 5 ⁇ m or more from the interface between the plating layer and the steel plate is formed in the matrix depth direction, and this requirement does not define a specific thickness of the steel plate surface layer portion, but it is 0.2 mass% or more from the actual plating layer.
  • the upper limit of Zn dissolution is about 200 ⁇ m in the direction of the depth of the matrix.
  • the Vickers hardness of the steel sheet surface layer at 15 ⁇ m from the interface between the plating layer and the steel sheet to the base material depth direction is 80% or less of the Vickers hardness of the base material center part.
  • the Vickers hardness of the steel plate surface layer portion at 15 ⁇ m from the interface between the plating layer and the steel plate is set to 80% or less of the Vickers hardness of the steel plate center portion. The effect can be achieved.
  • the structure excluding martensite and bainite among the metal structures constituting the steel sheet is 5% or less in area ratio
  • TS tensile strength
  • the balance is a soft phase other than bainite, the hardness difference from martensite is large and breakage occurs at the phase interface during the bending test, so that sufficient bendability cannot be obtained.
  • the tensile strength may be insufficient. Therefore, it is required that the structure excluding martensite and bainite is 5% or less in terms of area ratio.
  • the steel sheet of the present invention preferably further satisfies the following requirements.
  • the average grain size of martensite existing in the steel sheet surface layer part from the interface between the plating layer and the steel sheet to 15 ⁇ m in the depth direction of the base material is 3 ⁇ m or less. If coarse martensite is present in the steel sheet surface layer portion, minute cracks are generated around coarse martensite during bending deformation, and as a result, bendability may be deteriorated. Therefore, it is preferable to reduce the average crystal grain size of martensite. The bendability can be improved by setting the average crystal grain size of the martensite to 3 ⁇ m or less.
  • C 0.05 to 0.30% C is an important element that greatly affects the strength of the steel sheet. If the content is less than 0.05%, it becomes impossible to ensure a tensile strength of 1180 MPa or more. Moreover, since the hardenability improves as the C content increases and the untransformed austenite fraction during plating bath immersion increases, a large amount of Zn can be dissolved in the surface layer portion of the steel sheet. As a result, the formability of the steel sheet can be improved and the bendability can be improved. A preferable C content is 0.1% or more. On the other hand, if the C content exceeds 0.30%, weldability cannot be secured, so the upper limit for the C content is 0.30%.
  • Si 0.05-3.0%
  • Si is a useful element that has the effect of suppressing the coarsening of carbide particles produced in the steel plate manufacturing process, contributes to the improvement of bendability, and also contributes to the increase in yield strength of the steel plate as a solid solution strengthening element. is there.
  • the Si content is made 0.05 to 3.0%. Preferably it is 2.5% or less.
  • Mn 0.1 to 5.0%
  • Mn like Si, has the effect of suppressing cementite coarsening during tempering, contributes to improvement of bendability, and contributes to the increase in yield strength of steel sheets as a solid solution strengthening element. It is. Further, by increasing the hardenability, a soft layer can be formed on the surface in the same manner as C, and the bendability can be improved. If the Mn content is less than 0.1%, these effects are not sufficiently exhibited. On the other hand, if the Mn content exceeds 5.0%, the castability deteriorates. Therefore, the Mn content is 0.1 to 5.0%. Preferably it is 0.5 to 3.5%, more preferably 1.2 to 2.2%.
  • Nb 0.01 to 0.3%
  • Ti 0.01 to 0.3%
  • V 0.01 to 0.3%
  • One or more of Ca: 0.0005 to 0.01%, Mg: 0.0005 to 0.01%, REM: 0.0005 to 0.01% refine inclusions, It is an element useful for improving formability by reducing the starting point of fracture. When each element is added less than 0.0005%, the above-mentioned effects cannot be exhibited effectively. On the other hand, when each element exceeds 0.01%, inclusions are coarsened and formability is lowered. To do.
  • the feature when producing the steel sheet of the present invention is in the heat treatment after hot rolling and cold rolling of the slab. Therefore, a conventionally well-known manufacturing method can be employ
  • annealing heating temperature shall be Ac3 point +50 degreeC or more.
  • Ac 3 points are based on the chemical composition of the steel sheet, by Lesley, “Steel Material Science”, translated by Kouta Shigeaki, Maruzen Co., Ltd., 1985, p.
  • the following formula (1) described in H.273: Ac3 (° C.) 910 ⁇ 203 ⁇ [C] ⁇ 15.2 [Ni] +44.7 [Si] +104 [V] +31.5 [Mo] ⁇ (30 [Mn] +11 [Cr] +20 [Cu] ⁇ 700 [P] -400 [Al] -400 [Ti]) (1)
  • [element symbol] in the above formula (1) represents the content (% by mass) of each element.
  • the range of annealing heating temperature shall be Ac3 point +50 degreeC or more and 930 degrees C or less.
  • the austenite transformation does not proceed sufficiently when the holding time at Ac3 point + 50 ° C. or more and 930 ° C. or less is less than 30 s, the untransformed austenite fraction cannot be obtained sufficiently, and ferrite remains in the final structure. Therefore, the tensile strength is insufficient.
  • the holding time is 30 s or more and 1200 s or less.
  • -Rapid cooling from 450 ° C to 550 ° C at an average cooling rate of 15 ° C / s or higher
  • the cooling stop temperature is 450 ° C. or higher, martensitic transformation can be suppressed.
  • cooling stop temperature exceeds 550 degreeC, the surface property after a plating process deteriorates.
  • cooling rate is less than 15 ° C./s
  • ferrite transformation or bainite transformation progresses during cooling, so that not only the tensile strength is lowered, but also untransformed austenite is remarkably reduced.
  • a preferable cooling rate is 30 ° C./s or more.
  • alloying treatment is not necessarily required, but the bendability can be further improved by performing the alloying treatment under the above-described conditions.
  • the bainite transformation of the steel plate surface layer portion is promoted by making Zn dissolve in the steel plate surface layer portion, and the bendability is enhanced.
  • the alloying treatment is performed at a temperature of 450 ° C. or higher and 600 ° C. or lower for a time of 60 seconds or shorter, and in particular, by holding for 10 seconds or longer at 530 ° C. or higher and 570 ° C.
  • the bainite transformation is performed on the surface layer portion of the steel sheet in which Zn is dissolved.
  • the martensite can be made finer.
  • the alloying treatment temperature is less than 530 ° C.
  • the diffusion rate is not sufficient.
  • it exceeds 570 ° C. the driving force for transformation is insufficient. It does not progress sufficiently and the martensite is not refined. If the treatment time is less than 10 s, the bainite transformation at the surface layer of the steel sheet is not sufficient for refining martensite, and if it exceeds 60 s, the bainite transformation proceeds excessively inside the steel sheet and the tensile strength decreases.
  • Cooling to room temperature at an average cooling rate of 10 ° C / s to 30 ° C / s When the average cooling rate is less than 10 ° C./s, soft bainite or ferrite is excessively generated, and the tensile strength of 1180 MPa or more cannot be satisfied. Moreover, when an average cooling rate exceeds 30 degrees C / s, a martensite will generate
  • a steel having the composition of each of A to K shown in Table 1 was melted to prepare an ingot having a thickness of 120 mm, and hot rolling was performed using the ingot to obtain a thickness of 2.8 mm. After pickling, this was cold-rolled to a thickness of 1.4 mm to obtain a test material, and the test material was subjected to heat treatment and plating treatment under the conditions shown in Table 2.
  • the solid solution amount of Zn (the solid solution amount of Zn in the steel plate) in the steel plate surface layer portion of 5 ⁇ m or more from the interface between the plating layer and the steel plate to the base metal depth direction, plating The surface area of the steel plate at 15 ⁇ m in the depth direction from the interface between the layer and the steel plate, the respective Vickers hardness (Vickers hardness) in the central portion of the steel plate, the martensite + bainite, and the area ratios of the other phases ( The area ratio of each phase), the average crystal grain size of martensite existing in the steel sheet surface layer part from the interface between the plating layer and the steel sheet to 15 ⁇ m in the matrix depth direction (average crystal grain size of martensite in the steel sheet surface layer part) Obtained by measurement. Further, the tensile strength (TS) and the critical bending radius (R) were also measured. These measurement methods are shown below.
  • each steel plate used as a test material was mirror-polished. Subsequently, by EPMA (electron beam microanalyzer), the solid solution amount of Zn in the steel plate surface layer portion of 5 ⁇ m from the interface between the plating layer and the steel plate to the base metal depth direction, and the solid solution of Zn in the steel plate central portion (plate thickness central portion). The amount of solution was measured every 10 points, and the average value was obtained. Note that pure Zn was used as reference data.
  • each steel plate used as a test material is mirror-polished, and a steel plate surface layer portion at 15 ⁇ m in the base material depth direction from the interface between the plating layer and the steel plate using a Vickers tester with a load of 25 g (test force: 0.245 N)
  • the average value was calculated by measuring five points at each part in the central part of the steel plate (1/2 part of the plate thickness), and the Vickers hardness at each part was obtained.
  • each steel plate as a test material was mirror-polished, the surface was corroded with 3% nital solution to reveal the metal structure, and then the plate thickness was 1/2 using an optical microscope.
  • the structure of the part was observed, and among the regions observed white, the lath-like portion was defined as martensite or bainite, the polygonal portion as ferrite, and the region appearing brown as martensite.
  • Residual austenite may also exist as a hybrid structure with martensite, but the amount of retained austenite that is considered to be generated in the present invention is extremely small, and it is considered that it does not affect the characteristics, so it is distinguished from martensite. Not. From these results, the area ratio of martensite + bainite and the area ratio of other phases were determined.
  • each steel sheet used as the test material is mirror-polished and the surface is coated with a nital solution.
  • the surface layer of the steel sheet from the interface between the plating layer and the steel sheet to 15 ⁇ m in the depth direction of the base metal is scanned with a scanning electron microscope (magnification 2000 times) for one field of view of approximately 40 ⁇ m ⁇ 15 ⁇ m. SEM) image was observed, the portion observed in gray was defined as martensite, the grain size of martensite was measured by the method described in JIS G 0551, and the average grain size was calculated from the grain size number.
  • Table 3 shows the measurement results.
  • the tensile strength (TS) is 1180 MPa or more and the R / t obtained from the limit bending radius (R) and the plate thickness (t) of the steel sheet is 1.5 or less, it is passed with ⁇ .
  • the tensile strength (TS) is 1180 MPa or more and the R / t obtained from the limit bending radius (R) and the thickness (t) of the steel sheet is 1.0 or less
  • the ⁇ It was determined that it was a hot-dip galvanized steel sheet or an alloyed hot-dip galvanized steel sheet having an excellent bendability balance.
  • the tensile strength (TS) is 1180 MPa or more, and is obtained from the limit bending radius (R) and the plate thickness (t) of the steel sheet.
  • the R / t is 1.5 or less, or the tensile strength (TS) is 1180 MPa or more, and the R / t obtained from the limit bending radius (R) and the plate thickness (t) is 1.0.
  • the following results were obtained. It can be said that all of these are hot-dip galvanized steel sheets or alloyed hot-dip galvanized steel sheets having an excellent balance between strength and bendability.
  • No. 3, 15, 19, and 21 satisfy the requirement that the average crystal grain size of martensite existing in the steel sheet surface layer part from the interface between the plating layer and the steel sheet to 15 ⁇ m in the depth direction of the base metal is 3 ⁇ m or less.
  • a particularly excellent result of ⁇ was obtained when the strength (TS) was 1180 MPa or more and the R / t obtained from the limit bending radius (R) and the plate thickness (t) of the steel sheet was 1.0 or less.
  • No. 4 to 11 are comparative examples that do not satisfy any of the requirements of the present invention, the tensile strength (TS) is less than 1180 MPa, and / or the critical bending radius (R) and the plate thickness (t) of the steel plate. R / t calculated from the above was over 1.5, indicating a result of x.
  • the hot-dip galvanized steel sheet or alloyed hot-dip galvanized steel sheet of the present invention has an excellent strength-bending balance and is useful for automobile parts and the like.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Abstract

 本発明の溶融亜鉛めっき鋼板は、所定の化学成分組成を満足し、0.2質量%以上のZnが固溶している領域が、めっき層と鋼板の界面から母地深さ方向に5μm以上存在し、めっき層と鋼板の界面から母地深さ方向に15μmでの鋼板表層部のビッカース硬さが、母地中央部の80%以下であり、且つ、鋼板のマルテンサイトおよびベイナイトを除く組織が面積率で5%以下である。

Description

引張強度が1180MPa以上の強度-曲げ性バランスに優れた溶融亜鉛めっき鋼板もしくは合金化溶融亜鉛めっき鋼板
 本発明は、自動車部品等に用いられる高強度でありながら加工性に優れるという特性を備えた溶融亜鉛めっき鋼板もしくは合金化溶融亜鉛めっき鋼板に関し、より詳しくは、加工性の中でも特に曲げ性に優れた、引張強度が1180MPa以上の強度-曲げ性バランスに優れた溶融亜鉛めっき鋼板もしくは合金化溶融亜鉛めっき鋼板に関するものである。
 近年、自動車部品などに用いられる溶融亜鉛めっき鋼板や合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、主に車両軽量化による燃費軽減などを目的として開発されているが、併せて、高い強度、形状の複雑な骨格部品に加工するための優れたプレス成形性も要求されている。
 このため、引張強度(TS)が1180MPa以上であって、且つ、曲げ性(限界曲げ半径/板厚:R/t)が1.5以下、更には、曲げ性が1.0以下であるという強度-曲げ性バランスに優れた溶融亜鉛めっき鋼板もしくは合金化溶融亜鉛めっき鋼板の提供が切望されている。
 このような状況を受け、種々の成分設計や組織制御の考え方に基づき、曲げ性を改善した溶融亜鉛めっき鋼板もしくは合金化溶融亜鉛めっき鋼板が多数提案されているものの、引張強度に加えて曲げ性が上記要望レベルを共に満足する特性を備えた鋼板は、確実には実現できていないのが現状である。
 例えば、特許文献1として、鋼板の表面から10μmの深さまでの鋼板表層部を体積分率で70%超のフェライト相を含有する組織として軟質化した高強度溶融亜鉛めっき鋼板が提案されており、引張強度980MPa以上の鋼板において、Vブロック法による曲げ試験で、曲げ性(限界曲げ半径/板厚:R/t)0.3以下を確保することができている。しかし、内部組織に軟質なフェライトを多く含むために、引張強度は1100MPaにすら達することができず、優れた曲げ性を確保することはできているものの、引張強度1180MPa以上を達成することができていない。また、特許文献1記載の発明には、Znを鋼板表層部に固溶させて成形性を高めるという技術思想は存在していない。
日本国特開2012-12703号公報
 本発明は、上記従来の問題を解消せんとしてなされたもので、引張強度が1180MPa以上であり、且つ、Vブロック法による曲げ試験における曲げ性(限界曲げ半径/板厚:R/t)が1.5以下という強度-曲げ性バランスに優れた溶融亜鉛めっき鋼板もしくは合金化溶融亜鉛めっき鋼板を提供することを課題とするものである。
 本発明の引張強度が1180MPa以上の強度-曲げ性バランスに優れた溶融亜鉛めっき鋼板もしくは合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、質量%で、C:0.05~0.30%、Si:0.05~3.0%、Mn:0.1~5.0%、並びにめっき層からの固溶Znを含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなる成分組成を有し、0.2質量%以上のZnが固溶している領域が、めっき層と鋼板の界面から母地深さ方向に5μm以上存在し、めっき層と鋼板の界面から母地深さ方向に15μmでの鋼板表層部のビッカース硬さが、鋼板中央部のビッカース硬さの80%以下であり、且つ、前記鋼板を構成する金属組織のうちマルテンサイトおよびベイナイトを除く組織が面積率で5%以下であることを特徴とする。
 また、本発明の溶融亜鉛めっき鋼板もしくは合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、更に、質量%で、Mo:0.05~1.0%、Cr:0.05~1.0%、Cu:0.05~1.0%、Ni:0.05~1.0%、B:0.0002~0.0050%の1種または2種以上を含有することが好ましい。
 また、本発明の溶融亜鉛めっき鋼板もしくは合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、更に、質量%で、Nb:0.01~0.3%、Ti:0.01~0.3%、V:0.01~0.3%の1種または2種以上を含有することが好ましい。
 また、本発明の溶融亜鉛めっき鋼板もしくは合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、更に、質量%で、Ca:0.0005~0.01%、Mg:0.0005~0.01%、REM:0.0005~0.01%の1種または2種以上を含有することが好ましい。
 また、本発明の溶融亜鉛めっき鋼板もしくは合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、めっき層と鋼板の界面から母地深さ方向に15μmまでの鋼板表層部に存在するマルテンサイトの平均結晶粒径が、3μm以下であることが好ましい。
 本発明によると、鋼板表層部にZnを固溶させると共に、鋼板表層部を軟質化させ、更に鋼板を構成する金属組織をマルテンサイトおよびベイナイトを主とした組織とすることで、引張強度が1180MPa以上であり、且つ、Vブロック法による曲げ試験における曲げ性(限界曲げ半径/板厚:R/t)が1.5以下という強度-曲げ性バランスに優れた溶融亜鉛めっき鋼板もしくは合金化溶融亜鉛めっき鋼板を得ることができる。
 本発明者らは、引張強度(TS)が1180MPa以上であるにかかわらず、Vブロック法による曲げ試験における曲げ性(限界曲げ半径/板厚:R/t)が1.5以下という機械的特性を備えた、強度-曲げ性バランスに優れた溶融亜鉛めっき鋼板もしくは合金化溶融亜鉛めっき鋼板を得るために鋭意検討を行った。
 その結果、(1)鋼板表層部に溶融亜鉛めっき層の成分であるZnを固溶させることで、変形が集中する鋼板表層部の成形性を高め、曲げ性を向上できる。(2)母地が未変態オーステナイトである場合、母地がそれ以外の相である場合と比較して、溶融亜鉛めっき層から母地へのZnの固溶速度が顕著に大きい。(3)鋼板表層部のビッカース硬さを、鋼板中央部のビッカース硬さの80%以下とすることで、曲げ性を改善することができる。という知見を得ることができた。
 本発明者らは、以上説明したような知見を基に本発明を完成した。本発明の要件は、質量%で、C:0.05~0.30%、Si:0.05~3.0%、Mn:0.1~5.0%を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなる成分組成を有し、めっき層と鋼板の界面から母地深さ方向に5μm以上の厚みを有する鋼板表層部において0.2質量%以上のZnが固溶していると共に、めっき層と鋼板の界面から母地深さ方向に15μmの位置における鋼板表層部のビッカース硬さが、鋼板中央部のビッカース硬さの80%以下であり、且つ、前記鋼板を構成する金属組織のうちマルテンサイトおよびベイナイトを除く組織が面積率で5%以下であるが、これら各構成要件を規定した理由は下記に示す通りである。
(めっき層と鋼板の界面から母地深さ方向に5μm以上の鋼板表層部において0.2質量%以上のZnが固溶している)
 鋼板の表層部は曲げ変形時に変形が集中し破壊が生じやすい部位であり、この部位の成形性を高めることで曲げ性を大幅に向上させることができる。本発明者らは、Znを鋼鈑に固溶させることで加工硬化能を高め、鋼鈑の成形性を高めることができることを見出した。この加工硬化能の上昇は、0.2質量%以上のZnが固溶することで発現する。この0.2質量%以上のZnが固溶して加工硬化能が上昇した領域が、5μm未満の厚さでは鋼板の曲げ性を向上させるのに十分ではない。尚、前記鋼板表層部に質量4.5%以上のZnが固溶した場合、Feとの化合物が生成し曲げ性が劣化するため、Znの固溶量は、好ましくは4.5質量%以下とする。また、めっき層と鋼板の界面から母地深さ方向に5μm以上の鋼板表層部としており、この要件では鋼板表層部の具体的厚みは規定しないが、実際めっき層から0.2質量%以上のZnが固溶するのは、母地深さ方向に200μm程度が上限である。 
(めっき層と鋼板の界面から母地深さ方向に15μmでの鋼板表層部のビッカース硬さが、母地中央部のビッカース硬さの80%以下)
 未変態オーステナイトにZnが固溶するとベイナイト変態が促進されるため、溶融亜鉛めっき層からのZnが固溶した鋼板表層部のみに、鋼板中央部と比べると軟質な相を生成させることができる。この鋼板表層部に形成された軟質相は成形性に富むため、鋼材の曲げ性を向上させることができる。具体的には、めっき層と鋼板の界面から母地深さ方向に15μmでの鋼板表層部のビッカース硬さを、鋼板中央部のビッカース硬さの80%以下とすることで、前記したような効果を達成することができる。
(鋼板を構成する金属組織のうちマルテンサイトおよびベイナイトを除く組織が面積率で5%以下)
 鋼板が、引張強度(TS)が1180MPa以上という特性を備えるためには、その鋼板を構成する金属組織にマルテンサイトを含む必要がある。一方で、残部がベイナイト以外の軟質な相である場合、マルテンサイトとの硬度差が大きく曲げ試験時に相界面で破壊が生じるため、十分な曲げ性を得ることができない。また、引張強度が不足する場合がある。そのため、マルテンサイトおよびベイナイトを除く組織が、面積率で5%以下であることを要件とする。
 本発明の鋼板は、更に以下の要件を満足することが好ましい。
(めっき層と鋼板の界面から母地深さ方向に15μmまでの鋼板表層部に存在するマルテンサイトの平均結晶粒径が3μm以下)
 鋼板表層部に、粗大なマルテンサイトが存在すると曲げ変形時に粗大なマルテンサイトの周辺で微小な亀裂が発生し、その結果、曲げ性を劣化させることがある。そのため、マルテンサイトの平均結晶粒径は小さくすることが好ましい。このマルテンサイトの平均結晶粒径は3μm以下とすることで曲げ性を高めることができる。
(化学成分組成)
 次に、本発明の鋼板における化学成分組成について説明する。本発明の鋼板は、先に説明した金属組織等に関する要件が適切であっても、化学成分(元素)の含有量が適正範囲内になければ、前記した作用効果を奏することができない。従って、本発明の鋼板では、夫々の化学成分の含有量が、以下に説明する範囲内にあることも併せて要件とする。尚、下記の化学成分の含有量(%)は全て質量%を示す。
C:0.05~0.30% 
 Cは、鋼板の強度に大きく影響する重要な元素である。その含有量が0.05%未満では、引張強度:1180MPa以上を確保することができなくなる。また、Cの含有量が多いほど焼入れ性が向上し、めっき浴浸漬時の未変態オーステナイト分率が増加するため、鋼板表層部に多くのZnを固溶させることができる。その結果、鋼板の成形性が向上し、曲げ性を高めることができる。好ましいCの含有量は0.1%以上である。一方、Cの含有量が0.30%を超えると、溶接性が確保できなくなることから、Cの含有量は0.30%を上限とする。
Si:0.05~3.0%
 Siは、鋼板製造過程で生成する炭化物粒子の粗大化を抑制する作用を有し、曲げ性の向上に寄与すると共に、固溶強化元素として鋼板の降伏強度の上昇にも寄与する有用な元素である。また、3.0%を超えると鋼板の溶接性が著しく低下するため、Siの含有量は0.05~3.0%とする。好ましくは2.5%以下である。
Mn:0.1~5.0%
 Mnは、Siと同様に、焼戻し時におけるセメンタイトの粗大化を抑制する作用を有し、曲げ性の向上に寄与すると共に、固溶強化元素として鋼板の降伏強度の上昇にも寄与する有用な元素である。また、焼入れ性を高めることで、Cと同様に表面に軟質な層を形成させることができ、曲げ性を高めることができる。Mnの含有量が0.1%未満ではそれらの作用が十分に発揮されない。一方、Mnの含有量が5.0%を超えると鋳造性の劣化を引き起こす。従って、Mn含有量は0.1~5.0%とする。好ましくは0.5~3.5%、より好ましくは1.2~2.2%である。
 以上が本発明で規定する必須の含有元素であって、残部は鉄および不可避的不純物である。不可避不純物としてはP、S、N、Al等を例示することができる。また、本発明の作用を損なわない範囲で、以下の許容成分を添加することができる。
Mo:0.05~1.0%、Cr:0.05~1.0%、Cu:0.05~1.0%、Ni:0.05~1.0%、B:0.0002~0.0050%の1種または2種以上 
 これらの元素は、焼入れ性を高め、めっき浴浸漬時の未変態オーステナイト分率を高めることで、鋼板表層部に多くのZnを固溶させ、鋼材の成形性を高めることができる。各元素とも、上記した各下限値未満の含有量ではそれらの作用を有効に発揮することができず、一方、各上限値を超えると、それらの作用が飽和してしまう。
Nb:0.01~0.3%、Ti:0.01~0.3%、V:0.01~0.3%の1種または2種以上
 これらの元素は、成形性を劣化させずに強度を改善するのに有用な元素である。各元素とも、0.01%未満の添加では上記のような作用を有効に発揮しえず、一方、添加量が多すぎると粗大な炭化物生成により成形性が劣化する。
Ca:0.0005~0.01%、Mg:0.0005~0.01%、REM:0.0005~0.01%の1種または2種以上
 これらの元素は、介在物を微細化し、破壊の起点を減少させることによって成形性を向上させるのに有用な元素である。各元素とも、0.0005%未満の添加では上記のような作用を有効に発揮しえず、一方、各元素とも0.01%を超える添加では逆に介在物が粗大化し、成形性が低下する。
(製造条件) 
 上記した要件を満足する本発明の鋼板を製造するためには、以下の製造要件を満足するようにして、鋼板を製造することが好ましい。
 本発明の鋼板を製造する際の特徴は、スラブの熱間圧延、冷間圧延後の熱処理にある。そのため、熱間圧延、冷間圧延までの製造方法に関しては、従来公知の製造方法を採用することができる。以下、製造上の特徴について説明する。
・鋼板をAc3点+50℃以上930℃以下に加熱後に30s以上1200s以下保持
 めっき浴浸漬時における鋼板の未変態オーステナイト分率を高めることは、本発明の表層部にZnを固溶させた鋼板を製造するために重要な要件である。未変態オーステナイト分率を高めるためには、焼鈍時にオーステナイトを生成させる必要がある。また、めっき浴浸漬時の組織を未変態オーステナイトとするためには、オーステナイト粒径を粗大化させ、冷却時の変態を抑制することが有効である。更に、鋼板の強度を高めるためには最終組織をマルテンサイトおよびベイナイトとする必要があり、焼鈍によりオーステナイト単相とする必要がある。そのため焼鈍加熱温度はAc3点+50℃以上とする。
 尚、Ac3点は、鋼板の化学成分から、レスリー著、「鉄鋼材料科学」、幸田成靖訳、丸善株式会社、1985年、p.273に記載の下記式(1):
 Ac3(℃)=910-203√[C]-15.2[Ni]+44.7[Si]+104[V]+31.5[Mo]-(30[Mn]+11[Cr]+20[Cu]-700[P]-400[Al]-400[Ti])・・・(1)
を用いて求めることができる。
 ここで、上記式(1)中の[元素記号]は、各元素の含有量(質量%)を表す。
 また、焼鈍加熱温度が930℃を超える場合、オーステナイト粒径が過度に粗大化し、曲げ性が劣化することがある。そのため焼鈍加熱温度の範囲は、Ac3点+50℃以上930℃以下とする。尚、Ac3点+50℃以上930℃以下で保持する時間が、30s未満の場合はオーステナイト変態が十分に進行しないために、未変態オーステナイト分率が十分に得られず、またフェライトが最終組織に残存するために引張強度が不足する。1200sを超える場合は熱処理コストが増大し、生産性が著しく悪化する。そのため、保持時間は30s以上1200s以下とする。
・450℃以上550℃以下まで15℃/s以上の平均冷却速度で急冷 
 冷却の工程では、焼鈍時に生成したオーステナイトを、冷却中にフェライトやベイナイト、マルテンサイトに変態させることなく、未変態オーステナイトとすることが重要である。冷却停止温度を450℃以上とすれば、マルテンサイト変態を抑制することができる。また、冷却停止温度が550℃を超える場合、めっき処理後の表面性状が悪化する。一方、冷却速度が15℃/s未満の場合、冷却中にフェライト変態またはベイナイト変態が進行するために引張強度の低下を招くばかりでなく、未変態オーステナイトが著しく減少する。また、フェライトが生成した場合、曲げ変形時にマルテンサイト/フェライト界面で破壊が生じ、曲げ性が劣化する。好ましい冷却速度は30℃/s以上である。
・急冷終了から30s以内に溶融亜鉛めっき浴へ浸漬 
 冷却停止後、長時間保持すると、ベイナイト変態またはマルテンサイト変態が進行するために、めっき浴浸漬時の未変態オーステナイトが減少する。そのため、急冷終了から30s以内に溶融亜鉛めっき浴へ浸漬することが必要となる。好ましくは15s以内、より好ましくは10s以内である。
・530℃以上570℃以下で10s以上60s以下の合金化処理 
 本発明の鋼板を製造するにあたり、合金化処理は必ずしも必要ではないが、上記した条件で合金化処理を行うことで、更に曲げ性を高めることができる。本発明では、鋼鈑表層部にZnを固溶させることで鋼板表層部のベイナイト変態を促進し、曲げ性を高めている。一般に合金化処理は、450℃以上600℃以下で60s以下の時間で行われるが、特に530℃以上570℃以下で10s以上の保持を行うことで、Znが固溶した鋼板表層部においてベイナイト変態を大きく進行させることができ、結果としてマルテンサイトの微細化を達成することができる。合金化処理温度が530℃未満では拡散速度が十分でなく、一方、570℃を超えると変態の駆動力が不足するため、前記温度範囲外ではZnが固溶した鋼板表層部においてもベイナイト変態は十分に進行せず、マルテンサイトが微細化しない。処理時間が、10s未満では鋼板表層部でのベイナイト変態がマルテンサイトの微細化に十分ではなく、60sを超えると鋼板内部でも過度にベイナイト変態が進行し引張強度が低下する。
・室温まで10℃/s以上30℃/s以下の平均冷却速度で冷却 
 平均冷却速度が10℃/s未満であると、軟質なベイナイトまたはフェライトが過度に生成し、引張強度1180MPa以上を満足できない。また、平均冷却速度が30℃/sを超えると、Znが固溶した鋼板表層部においても過度にマルテンサイトが生成し、鋼板表層部を十分に軟質化することができない。
 以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で適宜変更を加えて実施することも可能であり、それらは何れも本発明の技術的範囲に含まれる。
 表1に示すA~Kの各成分組成を有する鋼を溶製し、厚さ120mmのインゴットを作製し、このインゴットを用いて熱間圧延を行い、厚さ2.8mmとした。これを酸洗した後、厚さ1.4mmになるまで冷間圧延して供試材とし、表2に示す各条件で供試材に熱処理およびめっき処理を施した。
 得られた各鋼板(供試材)を用いて、めっき層と鋼板の界面から母地深さ方向に5μm以上の鋼板表層部におけるZnの固溶量(鋼板のZnの固溶量)、めっき層と鋼板の界面から母地深さ方向に15μmでの鋼板表層部と、鋼板中央部における夫々のビッカース硬さ(ビッカース硬さ)、マルテンサイト+ベイナイトと、その他の相の夫々の面積率(各相の面積率)、めっき層と鋼板の界面から母地深さ方向に15μmまでの鋼板表層部に存在するマルテンサイトの平均結晶粒径(鋼板表層部のマルテンサイトの平均結晶粒径)を測定により求めた。また、引張強度(TS)、限界曲げ半径(R)についても測定した。これらの測定方法については以下に示す。
(鋼板のZnの固溶量)
 まず、供試材となる各鋼板を鏡面研磨した。続いて、EPMA(電子線マイクロアナライザ)により、めっき層と鋼板の界面から母地深さ方向に5μmの鋼板表層部におけるZnの固溶量、鋼板中央部(板厚中央部)におけるZnの固溶量を、夫々10点毎に測定し平均値を求めた。尚、参照データとしては純Znを用いた。めっき層と鋼板の界面から母地深さ方向に5μmの鋼板表層部におけるZnの固溶量の平均値から、母地中央部(板厚中央部)におけるZnの固溶量の平均値を差し引いた値が、めっき層と鋼板の界面から母地深さ方向に5μm以上の鋼板表層部におけるZnの固溶量であると判断した。
(ビッカース硬さ)
 まず、供試材となる各鋼板を鏡面研磨し、荷重25g(試験力:0.245N)のビッカース試験機により、めっき層と鋼板の界面から母地深さ方向に15μmでの鋼板表層部と、鋼板中央部(板厚1/2部)における夫々の部位において、5点測定を行って平均値を算出し、前記夫々の部位でのビッカース硬さを求めた。
(各相の面積率)
 各相の面積率については、供試材となる各鋼板を鏡面研磨し、その表面を3%ナイタール液で腐食して金属組織を顕出させた後、光学顕微鏡を用いて板厚1/2部の組織を観察し、白く観察される領域の内、ラス状部分をマルテンサイトまたはベイナイト、ポリゴナルな部分をフェライトとし、茶褐色にみえる領域をマルテンサイトとして定義した。尚、残留オーステナイトもマルテンサイトとの混成組織として存在する可能性があるが、本発明において生成すると考えられる残留オーステナイトは極少量であり、特性に影響しないと考えられることから、マルテンサイトと区別していない。これらの結果から、マルテンサイト+ベイナイトの面積率、その他の相の面積率を求めた。
(鋼板表層部のマルテンサイトの平均結晶粒径)
 めっき層と鋼板の界面から母地深さ方向に15μmまでの鋼板表層部に存在するマルテンサイトの平均結晶粒径については、供試材となる各鋼板を鏡面研磨し、その表面をナイタール液で腐食して金属組織を顕出させた後、めっき層と鋼板の界面から母地深さ方向に15μmまでの鋼板表層部を、概略40μm×15μm領域1視野について倍率2000倍の走査型電子顕微鏡(SEM)像を観察し、灰色に観察される部分をマルテンサイトと定義して、JIS G 0551に記載の方法で、マルテンサイトの結晶粒度を測定し、粒度番号から平均結晶粒径を算出した。
(引張強度)
 供試材となる各鋼板を用い、圧延方向と直角方向に長軸をとってJIS Z 2201に記載の5号試験片を作製し、JIS Z 2241に従って測定を行うことで引張強度(TS)を求めた。
(限界曲げ半径)
 供試材となる各鋼板を用い、圧延方向と直角方向に長軸をとって幅30mm×長さ35mmの試験片を作成し、JIS Z 2248に準拠したVブロック法で曲げ試験を行い、その時の曲げ半径を0~5mmまで種々変化させ、材料が破断せずに曲げ加工ができる最小の曲げ半径を求め、これを限界曲げ半径(R)とした。本実施例では、得られた限界曲げ半径(R)と鋼板の板厚(t)からR/tを算出した。
 測定結果を表3に示す。本実施例では、引張強度(TS)が1180MPa以上であり、且つ、限界曲げ半径(R)と鋼板の板厚(t)から求めたR/tが1.5以下のものを、○で合格、引張強度(TS)が1180MPa以上であり、且つ、限界曲げ半径(R)と鋼板の板厚(t)から求めたR/tが1.0以下のものを、◎で合格とし、強度-曲げ性バランスに優れた溶融亜鉛めっき鋼板もしくは合金化溶融亜鉛めっき鋼板であると判定した。一方、引張強度(TS)が1180MPa未満、および/または、限界曲げ半径(R)と鋼板の板厚(t)から求めたR/tが1.5超のものを、×で不合格と判定した。尚、表1~3の各項目に下線を付したものは、本発明の要件、推奨する製造条件、特性等を満足していないことを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 No.1~3,12~21は、全て本発明の要件を満足する発明例であり、引張強度(TS)が1180MPa以上であり、且つ限界曲げ半径(R)と鋼板の板厚(t)から求めたR/tが1.5以下で○、或いは、引張強度(TS)が1180MPa以上であり、且つ限界曲げ半径(R)と鋼板の板厚(t)から求めたR/tが1.0以下で◎、という結果を得ることができた。これらは全て強度-曲げ性バランスに優れた溶融亜鉛めっき鋼板もしくは合金化溶融亜鉛めっき鋼板であるということができる。
 これらの中でも、No.3、15、19、21は、めっき層と鋼板の界面から母地深さ方向に15μmまでの鋼板表層部に存在するマルテンサイトの平均結晶粒径が3μm以下という要件も満足しており、引張強度(TS)が1180MPa以上であり、且つ限界曲げ半径(R)と鋼板の板厚(t)から求めたR/tが1.0以下で◎という特に優れた結果を得ることができた。
 これに対し、No.4~11は、本発明の要件のうちいずれかの要件を満足しない比較例であり、引張強度(TS)が1180MPa未満、および/または、限界曲げ半径(R)と鋼板の板厚(t)から求めたR/tが1.5超であり×という結果であった。
 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
 本出願は、2013年5月8日出願の日本特許出願(特願2013-098500)、2014年3月5日出願の日本特許出願(特願2014-043020)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
 本発明の溶融亜鉛めっき鋼板もしくは合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、強度-曲げ性バランスに優れ、自動車部品等に有用である。

Claims (3)

  1.  鋼板の表面に、亜鉛または亜鉛合金からなるめっき層を形成した溶融亜鉛めっき鋼板もしくは合金化溶融亜鉛めっき鋼板において、
     質量%で、C:0.05~0.30%、Si:0.05~3.0%、Mn:0.1~5.0%、並びにめっき層からの固溶Znを含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなる成分組成を有し、 
     0.2質量%以上のZnが固溶している領域が、めっき層と鋼板の界面から母地深さ方向に5μm以上存在し、 
     めっき層と鋼板の界面から母地深さ方向に15μmでの鋼板表層部のビッカース硬さが、鋼板中央部のビッカース硬さの80%以下であり、
     且つ、前記鋼板を構成する金属組織のうちマルテンサイトおよびベイナイトを除く組織が面積率で5%以下であることを特徴とする引張強度が1180MPa以上の強度-曲げ性バランスに優れた溶融亜鉛めっき鋼板もしくは合金化溶融亜鉛めっき鋼板。
  2.  更に、下記(a)~(c)の少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1記載の強度-曲げ性バランスに優れた溶融亜鉛めっき鋼板もしくは合金化溶融亜鉛めっき鋼板。
    (a)質量%で、Mo:0.05~1.0%、Cr:0.05~1.0%、Cu:0.05~1.0%、Ni:0.05~1.0%、B:0.0002~0.0050%の1種または2種以上
    (b)質量%で、Nb:0.01~0.3%、Ti:0.01~0.3%、V:0.01~0.3%の1種または2種以上
    (c)質量%で、Ca:0.0005~0.01%、Mg:0.0005~0.01%、REM:0.0005~0.01%の1種または2種以上
  3.  めっき層と鋼板の界面から母地深さ方向に15μmまでの鋼板表層部に存在するマルテンサイトの平均結晶粒径が、3μm以下である請求項1または2記載の強度-曲げ性バランスに優れた溶融亜鉛めっき鋼板もしくは合金化溶融亜鉛めっき鋼板。
PCT/JP2014/061850 2013-05-08 2014-04-28 引張強度が1180MPa以上の強度-曲げ性バランスに優れた溶融亜鉛めっき鋼板もしくは合金化溶融亜鉛めっき鋼板 Ceased WO2014181728A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201480025031.0A CN105164299B (zh) 2013-05-08 2014-04-28 抗拉强度为1180MPa以上的强度‑弯曲性平衡优异的熔融镀锌钢板或合金化熔融镀锌钢板
EP14794831.9A EP2995698A4 (en) 2013-05-08 2014-04-28 HOT-DIP ZINC-COATED STEEL SHEET OR ALLOYED HOT-DIP ZINC-COATED STEEL SHEET HAVING SUPERIOR STRENGTH-BENDABILITY BALANCE WITH TENSILE STRENGTH OF 1180 MPa OR MORE
KR1020157031487A KR101720451B1 (ko) 2013-05-08 2014-04-28 인장 강도가 1180MPa 이상의 강도-굽힘성 밸런스가 우수한 용융 아연도금 강판 또는 합금화 용융 아연도금 강판

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013098500 2013-05-08
JP2013-098500 2013-05-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014181728A1 true WO2014181728A1 (ja) 2014-11-13

Family

ID=51867209

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/061850 Ceased WO2014181728A1 (ja) 2013-05-08 2014-04-28 引張強度が1180MPa以上の強度-曲げ性バランスに優れた溶融亜鉛めっき鋼板もしくは合金化溶融亜鉛めっき鋼板

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2995698A4 (ja)
JP (1) JP6246621B2 (ja)
KR (1) KR101720451B1 (ja)
CN (1) CN105164299B (ja)
WO (1) WO2014181728A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015133550A1 (ja) * 2014-03-06 2015-09-11 株式会社神戸製鋼所 焼付け硬化性と曲げ性に優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板
WO2018151331A1 (ja) * 2017-02-20 2018-08-23 新日鐵住金株式会社 高強度鋼板
WO2018151322A1 (ja) * 2017-02-20 2018-08-23 新日鐵住金株式会社 高強度鋼板
WO2018199328A1 (ja) * 2017-04-28 2018-11-01 新日鐵住金株式会社 高強度鋼板およびその製造方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2017016794A (es) 2015-06-30 2018-03-15 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp Hoja de acero laminada en frio de alta resistencia, hoja de acero de alta resistencia galvanizada por imersion en caliente y hoja de acero galvanizada y recocida de alta resistencia.
EP3421633B1 (en) * 2016-03-31 2020-05-13 JFE Steel Corporation Thin steel sheet, plated steel sheet, method for producing hot-rolled steel sheet, method for producing cold-rolled full-hard steel sheet, method for producing thin steel sheet, and method for producing plated steel sheet
RU2718021C1 (ru) * 2017-02-20 2020-03-30 Ниппон Стил Корпорейшн Горячештампованное изделие
TW201938816A (zh) * 2018-03-19 2019-10-01 日商新日鐵住金股份有限公司 高強度冷軋鋼板及其製造方法
EP4355920A1 (en) * 2021-06-16 2024-04-24 ArcelorMittal Method for producing a steel part and steel part

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06306533A (ja) * 1993-04-20 1994-11-01 Nippon Steel Corp 成形性と溶接性に優れた高強度合金化溶融亜鉛メッキ熱延鋼板及びその製造方法
JP2008024972A (ja) * 2006-07-19 2008-02-07 Nippon Steel Corp 耐チッピング性に優れた高強度合金化溶融めっき鋼板
JP2011157583A (ja) * 2010-01-29 2011-08-18 Kobe Steel Ltd 加工性に優れた高強度冷延鋼板およびその製造方法
JP2011214101A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Kobe Steel Ltd 加工性に優れた高降伏比高強度の溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板
JP2011246746A (ja) * 2010-05-24 2011-12-08 Kobe Steel Ltd 曲げ加工性に優れた高強度冷延鋼板
JP2012012703A (ja) 2010-05-31 2012-01-19 Jfe Steel Corp 曲げ性および溶接性に優れる高強度溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003268518A (ja) * 2002-03-18 2003-09-25 Nisshin Steel Co Ltd 加工性に優れた塗装原板
JP3889767B2 (ja) * 2005-03-31 2007-03-07 株式会社神戸製鋼所 溶融亜鉛めっき用高強度鋼板
CN101297051B (zh) * 2005-12-06 2010-12-29 株式会社神户制钢所 耐粉化性优异的高强度合金化熔融镀锌钢板及其制造方法
JP5082432B2 (ja) * 2006-12-26 2012-11-28 Jfeスチール株式会社 高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
JP5194841B2 (ja) * 2008-01-31 2013-05-08 Jfeスチール株式会社 成形性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法
JP2010018874A (ja) * 2008-07-14 2010-01-28 Kobe Steel Ltd 合金化溶融亜鉛めっき鋼板と合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
JP5192991B2 (ja) * 2008-11-12 2013-05-08 株式会社神戸製鋼所 高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法および高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板
JP5771034B2 (ja) * 2010-03-29 2015-08-26 株式会社神戸製鋼所 加工性に優れた超高強度鋼板、およびその製造方法
BR112014007500A2 (pt) * 2011-09-30 2017-04-04 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp folha de aço galvanizada por imersão a quente e método de fabricação da mesma

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06306533A (ja) * 1993-04-20 1994-11-01 Nippon Steel Corp 成形性と溶接性に優れた高強度合金化溶融亜鉛メッキ熱延鋼板及びその製造方法
JP2008024972A (ja) * 2006-07-19 2008-02-07 Nippon Steel Corp 耐チッピング性に優れた高強度合金化溶融めっき鋼板
JP2011157583A (ja) * 2010-01-29 2011-08-18 Kobe Steel Ltd 加工性に優れた高強度冷延鋼板およびその製造方法
JP2011214101A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Kobe Steel Ltd 加工性に優れた高降伏比高強度の溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板
JP2011246746A (ja) * 2010-05-24 2011-12-08 Kobe Steel Ltd 曲げ加工性に優れた高強度冷延鋼板
JP2012012703A (ja) 2010-05-31 2012-01-19 Jfe Steel Corp 曲げ性および溶接性に優れる高強度溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015133550A1 (ja) * 2014-03-06 2015-09-11 株式会社神戸製鋼所 焼付け硬化性と曲げ性に優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板
US10023934B2 (en) 2014-03-06 2018-07-17 Kobe Steel, Ltd. High-strength hot-dip galvannealed steel sheet having excellent bake hardening property and bendability
WO2018151331A1 (ja) * 2017-02-20 2018-08-23 新日鐵住金株式会社 高強度鋼板
WO2018151322A1 (ja) * 2017-02-20 2018-08-23 新日鐵住金株式会社 高強度鋼板
US11261505B2 (en) 2017-02-20 2022-03-01 Nippon Steel Corporation High strength steel sheet
US11408046B2 (en) 2017-02-20 2022-08-09 Nippon Steel Corporation High strength steel sheet
WO2018199328A1 (ja) * 2017-04-28 2018-11-01 新日鐵住金株式会社 高強度鋼板およびその製造方法
JP6477988B1 (ja) * 2017-04-28 2019-03-06 新日鐵住金株式会社 高強度鋼板およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105164299B (zh) 2017-03-08
EP2995698A1 (en) 2016-03-16
KR20150137120A (ko) 2015-12-08
JP2014237887A (ja) 2014-12-18
EP2995698A4 (en) 2017-04-05
CN105164299A (zh) 2015-12-16
JP6246621B2 (ja) 2017-12-13
KR101720451B1 (ko) 2017-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6246621B2 (ja) 引張強度が1180MPa以上の強度−曲げ性バランスに優れた溶融亜鉛めっき鋼板もしくは合金化溶融亜鉛めっき鋼板
JP4737319B2 (ja) 加工性および耐疲労特性に優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法
JP5447741B1 (ja) 鋼板、めっき鋼板、及びそれらの製造方法
CN106029928B (zh) 烘烤硬化性和弯曲性优异的高强度合金化熔融镀锌钢板
JP6503584B2 (ja) 熱延鋼板の製造方法、冷延フルハード鋼板の製造方法および熱処理板の製造方法
JP5114747B2 (ja) 穴拡げ性と延性のバランスが極めて良好な高強度鋼板の製造方法と亜鉛めっき鋼板の製造方法
JPWO2009125874A1 (ja) 穴拡げ性と延性のバランスが極めて良好で、疲労耐久性にも優れた高強度鋼板及び亜鉛めっき鋼板、並びにそれらの鋼板の製造方法
JP6201571B2 (ja) 穴拡げ性と伸びと溶接特性に優れた高強度熱延鋼板及びその製造方法
JP6443492B2 (ja) 熱延鋼板の製造方法および冷延フルハード鋼板の製造方法
WO2016067623A1 (ja) 高強度鋼板、高強度溶融亜鉛めっき鋼板、高強度溶融アルミニウムめっき鋼板および高強度電気亜鉛めっき鋼板、ならびに、それらの製造方法
JP6388056B2 (ja) 熱延鋼板の製造方法および冷延フルハード鋼板の製造方法
JP5979326B1 (ja) 高強度めっき鋼板およびその製造方法
JP6384623B2 (ja) 高強度鋼板およびその製造方法
WO2015098531A1 (ja) 高強度ばね用圧延材及びこれを用いた高強度ばね用ワイヤ
JPWO2018127984A1 (ja) 高強度冷延鋼板およびその製造方法
JP6201570B2 (ja) 加工性と溶接特性に優れた高強度熱延鋼板及びその製造方法
JP2005281854A (ja) 穴拡げ性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法
JP2013036071A (ja) 引張強度440MPa以上の加工性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法
JP5979325B1 (ja) 高強度めっき鋼板およびその製造方法
JP2013216936A (ja) 合金化溶融亜鉛めっき熱延鋼板およびその製造方法
JP2011032543A (ja) 加工性に優れた高強度鋼板及びその製造方法
JP6225599B2 (ja) 溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201480025031.0

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14794831

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2014794831

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20157031487

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE