成形性和耐冲击性优良的高强度热镀锌钢板及其制造方法技术

本发明专利技术提供兼具成形性和耐冲击性的高强度热镀锌钢板及其制造方法。该热镀锌钢板具有：如下组成，以质量%计，含有C：0.05%以上且0.5%以下、Si：0.01%以上且2.5%以下、Mn：0.5%以上且3.5%以下、P：0.003%以上且0.100%以下、S：0.02%以下、Al：0.010%以上且0.5%以下、B：0.0002%以上且0.005%以下、Ti：0.05%以下，并且满足Ti>4N，余量由Fe和不可避免的杂质构成；以及如下组织，含有以面积率计为60%以上且95%以下的回火马氏体和以面积率计为5%以上且20%以下的残余奥氏体，或者还含有以面积率计为10%以下（包括0%）的铁素体和/或以面积率计为10%以下（包括0%）的马氏体，并且上述回火马氏体的平均粒径为5μm以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】成形性和耐冲击性优良的高强度热镀锌钢板及其制造方法
本专利技术涉及适合于汽车用构件等的原材料的兼具优良的成形性和耐冲击性的高强度热镀锌钢板及其制造方法。
技术介绍
从地球环境保护的观点出发，为了降低CO2排放量，在维持汽车车体强度的同时实现其轻量化并改善汽车的燃油效率已经成为汽车业界非常重要的课题。在维持汽车车体强度的同时实现其轻量化方面，有效的是利用作为汽车构件用原材料的钢板的高强度化来使钢板薄壁化。另一方面，以钢板为原材料的汽车构件大多利用压制加工、冲缘（burring）加工等来成形。因此，对于作为汽车构件用原材料使用的高强度钢板而言，不仅要求其具有所期望的强度，而且还要求其具有优良的成形性、即延伸性和拉伸凸缘性。而且，作为在汽车构件用原材料中最应受到重视的特性之一，可列举耐冲击性。在汽车碰撞时，由钢板形成的汽车的各部位受到的应变速度达到103/s左右。因此，需要在例如车柱（pillar）、车梁（member）、保险杠（bumper）等汽车构件中应用具有在汽车行驶过程中一旦发生碰撞时能够确保乘客安全的充分的耐冲击性、即在碰撞时即便在受到如上述那样的高应变速度的情况下也能够发挥优良的碰撞能量吸收能力的耐冲击性的高强度钢板，以确保汽车的碰撞安全性。基于以上的理由，特别是在汽车业界，迫切需要开发不仅具有强度而且还兼具延伸性和拉伸凸缘性等成形性、以及耐冲击性的高强度钢板，迄今为止进行了大量的研究开发，并提案了各种技术。例如，在专利文献1中提案了如下技术：通过对由铁素体和马氏体构成的DP（DualPhase）钢板调整铁素体和马氏体各自的平均粒径和体积率，提高在应变速度：103/s下的屈服应力，从而使耐冲击性提高。但是，原本屈服强度低的DP钢板显示出高的冲击吸收能力的原因在于：通过压制加工等而引入较大的加工应变，在紧接其后的涂装烧结工序中产生应变时效而使屈服应力大幅上升。因此，存在如下问题：在弯曲加工等加工量小的部位（构件），所引入的加工应变小，因此并不能过于期待涂装烧结工序后屈服应力的上升效果，未必发挥出充分的碰撞能量吸收能力。此外，DP钢板的特征为在10～30%的高应变范围显示出优良的碰撞能量吸收能力，其在低应变范围不发挥充分的碰撞能量吸收能力。因此，DP钢板虽然适合用于整面碰撞的部位（构件）等通过发生某种程度的变形而吸收碰撞能量的部位（构件），但是在应用于侧面碰撞的部位（构件）等、即从保护乘客的观点出发在不伴随较大变形的小的应变区域需要高碰撞能量吸收能力的部位（构件）时，耐冲击性不充分。此外，在专利文献2中提案了如下技术：通过对利用了残余奥氏体的相变诱发塑性的TRIP（TransformationInducedPlasticity）钢板调整贝氏体量，使烧结硬化量增大，从而使碰撞能量吸收能力提高。但是，与DP钢板同样，TRIP钢板也存在如下问题：在弯曲加工等加工量小的部位（构件）未必发挥出充分的碰撞能量吸收能力，并且不适合用于在小的应变区域需要高碰撞能量吸收能力的部位（构件）。相对于这些现有技术，专利文献3中提案了如下技术：对于冷轧钢板，通过使钢板组织以铁素体为主体且调整包含马氏体、贝氏体及残余奥氏体中的1种或2种以上的低温相变相的体积率、平均结晶粒径、以及该低温相变相间的平均距离，使钢板的耐冲击性提高。但是，在专利文献3所提案的技术中，除耐冲击性以外的钢板特性不充分。在该技术中，采用以铁素体为主体的钢板组织，因此钢板的拉伸强度（TS）小于1200MPa，无法得到充分的强度。此外，在该技术中并未对钢板的拉伸凸缘性进行研究，称不上具有充分的成形性。此外，由于汽车构件在严酷的腐蚀环境下使用的情况居多，因此近来高强度且耐蚀性优良的高强度热镀锌钢板被广泛用作汽车构件用原材料。而且，现在，在汽车构件用原材料中已经推进更进一步的高强度化，正在对拉伸强度：1200MPa以上的钢板的应用进行研究。为了应对这样的要求，例如专利文献4中提案了如下技术：通过使钢板组织以回火马氏体为主体、且调整马氏体、贝氏体及残余奥氏体的面积率，在高强度化的同时提高延伸性和拉伸凸缘性。而且，根据该技术，可以得到拉伸强度（TS）：1200MPa以上的高强度且加工性优良的热镀锌钢板。但是，在专利文献4所提案的技术中，并未对钢板的耐冲击性进行研究。因此，根据该技术，虽然得到高强度且具有优良的加工性的热镀锌钢板，但是其耐冲击性称不上充分，特别是对于在小的应变区域的碰撞能量吸收能力尚有改善的余地。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开平9-111396号公报专利文献2:日本特开2001-011565号公报专利文献3:日本特开2008-231480号公报专利文献4:日本特开2009-209450号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题如上所述，关于高强度热镀锌钢板，在现有技术中存在如下问题：无法得到在具有拉伸强度（TS）：1200MPa以上的强度的同时成形性（延伸性和拉伸凸缘性）和耐冲击性也均优良的钢板，特别是未对耐冲击性进行充分的研究。从在汽车业界最应受到重视的事项即确保乘客的安全的观点出发，在要求碰撞能量吸收能力的汽车构件中应用上述拉伸强度：1200MPa以上的钢板的基础上改善耐碰撞性是不可或缺的。本专利技术的目的在于，有利地解决上述现有技术所存在的问题，提供适合作为汽车构件用原材料的、在拉伸强度（TS）：1200MPa以上且具有扩孔率（λ）：50%以上的成形性（延伸性和拉伸凸缘性）的同时还兼具耐冲击性的高强度热镀锌钢板及其制造方法。用于解决课题的手段为了解决上述问题，本专利技术人在研究高强度热镀锌钢板的强度和成形性（延伸性和拉伸凸缘性）的基础上还对影响耐冲击性的各种因素进行了深入研究。结果得到以下见解。1）通过在使钢组成含有特别是B且对Ti含量与N含量的比率进行适当调整的基础上，使钢组织以回火马氏体为主体且使残余奥氏体或进一步含有的铁素体和马氏体为所期望的面积率，能够兼顾高强度化和成形性（延伸性和拉伸凸缘性）的提高，进而通过使上述回火马氏体微细化（平均粒径：5μm以下），钢板的耐冲击性显著地提高。2）在由具有上述1）的钢组成的钢原材制造高强度热镀锌钢板时，实施精轧温度为A3相变点以上的热轧后，以30℃/s以上的平均冷却速度冷却至卷取温度，并在300℃以上且550℃以下的卷取温度下卷取，制成热轧板，对该热轧板或者对该热轧板实施冷轧而得到的冷轧板实施如下热处理：以使500℃以上且A1相变点以下的温度范围的平均加热速度为5℃/s以上的方式加热至（A3相变点-20℃）以上且（A3相变点＋80℃）以下的退火温度，进行均热保持，冷却后，再加热并进行均热保持，之后实施热镀锌处理，由此得到具有上述1）的钢组织的高强度热镀锌钢板。需要说明的是，本专利技术中，利用回火马氏体的微细化来提高耐冲击性的理由未必明确，但推测为：由于回火马氏体的粒径变小，使汽车碰撞时等产生的钢板的动态变形中龟裂的传播路径增大，碰撞能量被分散，由此能够吸收更大的碰撞能量。此外，利用上述的制造条件使回火马氏体微细化的理由也未必明确，但是可以推测如下。即，通过在300℃以上且550℃以下的卷取温度下卷取并制成热轧板，退火处理前的钢组织成为位错密度高的贝氏体或马氏体，奥氏体的核生成位点增加。进而，通过以使50本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成形性和耐冲击性优良的高强度热镀锌钢板，其是在基板表面具有热镀锌层的热镀锌钢板，其特征在于，所述基板具有：如下组成，以质量%计，含有C：0.05%以上且0.5%以下、Si：0.01%以上且2.5%以下、Mn：0.5%以上且3.5%以下、P：0.003%以上且0.100%以下、S：0.02%以下、Al：0.010%以上且0.5%以下、B：0.0002%以上且0.005%以下、Ti：0.05%以下，并且满足Ti＞4N，余量由Fe和不可避免的杂质构成；以及如下组织，含有以面积率计为60%以上且95%以下的回火马氏体和以面积率计为5%以上且20%以下的残余奥氏体，并且所述回火马氏体的平均粒径为5μm以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种成形性和耐冲击性优良的高强度热镀锌钢板，其是在基板表面具有热镀锌层的热镀锌钢板，其特征在于，所述基板具有：如下组成，以质量％计，含有C：0.05％以上且0.5％以下、Si：0.01％以上且2.5％以下、Mn：0.5％以上且3.5％以下、P：0.003％以上且0.100％以下、S：0.02％以下、Al：0.010％以上且0.5％以下、B：0.0002％以上且0.005％以下、Ti：0.05％以下，并且满足Ti＞4N，余量由Fe和不可避免的杂质构成；以及如下组织，含有以面积率计为70％以上且90％以下的回火马氏体和以面积率计为5％以上且20％以下的残余奥氏体，并且所述回火马氏体的平均粒径为5μm以下，所述组织还含有以面积率计为10％以下且包括0％的铁素体和/或以面积率计为10％以下且包括0％的马氏体。2.如权利要求1所述的高强度热镀锌钢板，其特征在于，在所述组成的基础上，以质量％计，还含有如下三组中的至少一组，选自Cr：0.005％以上且2.00％以下、Mo：0.005％以上且2.00％以下、V：0.005％以上且2.00％以下、Ni：0.005％以上且2.00％以下、Cu：0.005％以上且2.00％以下中的1种或2种以上；Nb：0.01％以上且0.20％以下；选自Ca：0.001％以上且0.005％以下、REM：0.001％以上且0.005％以下中的1种或2种。3.如权利要求1或2所述的高强度热镀锌钢板，其特征在于，所述热镀锌层为合金化热镀锌层。4.一种成形性和耐冲击性优良的高强度热镀锌钢板的制造方法，其特征在于，对钢坯实施精轧温度为A3相变点以上的热轧，精轧结束后，接着，以30℃/s以上的平均冷却速度冷却至卷取温度，并在300℃以上且550℃以下的卷取温度下卷取，制成热轧板，然后，对该热轧板实施如下热处理：以使500℃以上且A1相变点以下的温度范围的平均加热速度为5℃/s以上的方式加热至(A3相变点-20℃)以上且(A3相变点+80℃)以下的退火温度，在该退火温度保持10秒以上后，以30℃/s以上的平均冷却速度从750℃冷却至100℃以上且350℃以下的温度范围，接着，再加热至300℃以上且600℃以下的温度，并在该温度保持10秒以上且600秒以下，之后实施热镀锌处理，或者进一步实施...

【专利技术属性】
技术研发人员：长谷川宽，中垣内达也，金子真次郎，长泷康伸，铃木善继，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP