高强度冷轧钢板及其制造方法技术

本发明专利技术提供伸长率和延伸凸缘性优良且具有高屈服比的拉伸强度为1180MPa以上的高强度冷轧钢板及其制造方法。一种高强度冷轧钢板，其具有以质量％计含有C：0.15～0.30％、Si：0.8～2.4％、Mn：2.4～3.5％、P：0.08％以下、S：0.005％以下、Al：0.01～0.08％、N：0.010％以下、Ti：0.002～0.05％、B：0.0002～0.0050％且余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成，具有铁素体为平均结晶粒径3μm以下且体积百分率5％以下(包含0％)、残余奥氏体为体积百分率10～20％、马氏体为平均结晶粒径4μm以下且体积百分率20％以下(包含0％)并且余量包含贝氏体和/或回火马氏体的显微组织，与钢板的轧制方向平行的板厚截面内每100μm2中的粒径0.1μm以上的渗碳体粒子的平均粒子数为30个以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有高屈服比的高强度冷轧钢板及其制造方法，特别是涉及适合作为汽车等结构部件的构件的高强度冷轧钢板。
技术介绍
近年来，由于环境问题的增多，CO2排放限制变得严格，在汽车领域，用于提高燃料效率的车身的轻量化成为课题。因此，通过将高强度钢板应用于汽车部件来推进薄壁化，特别是推进拉伸强度(TS)为1180MPa以上的高强度冷轧钢板的应用。汽车的结构用构件、增强用构件中使用的高强度钢板要求成形性优良。特别是对于具有复杂形状的部件中使用的高强度钢板，不是要求仅伸长率或延伸凸缘性(也称为扩孔性)这样的特性优良，而是要求伸长率和延伸凸缘性这两者都优良。此外，结构用构件、增强用构件等的汽车用部件要求优良的碰撞吸收能特性。为了提高汽车用部件的碰撞吸收能特性，提高作为原材的钢板的屈服比是有效的。使用屈服比高的钢板的汽车用部件即使在低变形量下也能够高效地吸收碰撞能。需要说明的是，在此，屈服比(YR)是表示屈服应力(YS)相对于拉伸强度(TS)之比的值，由YR＝YS/TS表示。以往，作为兼具高强度和成形性的高强度薄钢板，已知铁素体-马氏体组织的双相钢(DP钢)(专利文献1)。作为使主相为铁素体并分散有马氏体的复合组织钢的DP钢为低屈服比，TS也高，伸长率也优良。另外，作为兼具高强度和优良的延展性的钢板，可以列举利用残余奥氏体的相变诱发塑性(TRansformation Induced Plasticity)的TRIP钢板(专利文献2)。该TRIP钢板具有含有残余奥氏体的钢板组织，在马氏体相变开始温度以上的温度下加工变形时，利用应力使残余奥氏体诱发相变为马氏体，从而得到大的伸长率。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-052295号公报专利文献2：日本特开2005-240178号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题但是，一般而言，DP钢在马氏体相变时在铁素体中导入可动位错，因此变成低屈服比，碰撞吸收能特性降低。另外，对于活用残余奥氏体的钢板而言，也不是在1180MPa以上的高强度范围内提高了伸长率和延伸凸缘性的钢板。如上所述，对于1180MPa以上的高强度钢板而言，难以在保持优良的碰撞吸收能特性的同时确保冲压成形性优良的伸长率和延伸凸缘性。而且。实际情况是还没有开发出兼具这些特性(屈服比、强度、伸长率、延伸凸缘性)的钢板。本专利技术是鉴于这样的情况而完成的。本专利技术的目的在于解决上述现有技术的问题，提供伸长率和延伸凸缘性优良且具有高屈服比的高强度冷轧钢板及其制造方法。用于解决问题的方法本专利技术人反复进行了深入研究，结果发现，通过以特定的比率控制钢板的显微组织中的铁素体、残余奥氏体、马氏体的体积百分率并且控制铁素体和马氏体的平均结晶粒径、以及析出的渗碳体粒子的分布状态，能够在确保高屈服比的同时一并得到高伸长率特性以及优良的延伸凸缘性。本专利技术立足于上述的见解。首先，本专利技术人对钢板的显微组织与如上所述的拉伸强度、屈服比、伸长率、延伸凸缘性之类的特性的关系进行了研究，如下进行了考察。a)在钢板组织中存在有具有高硬度的马氏体或残余奥氏体的情况下，在扩孔试验中，在冲裁加工时在铁素体与马氏体或残余奥氏体的界面、特别是与软质的铁素体的界面产生空隙，在之后的扩孔过程中空隙彼此连接、发展，由此发生龟裂。因此，难以确保良好的延伸凸缘性。另一方面，通过在钢板组织中含有残余奥氏体、软质的铁素体，伸长率提高。因此，从确保1180MPa以上的强度、并且使伸长率和延伸凸缘性良好的观点考虑，优选形成含有残余奥氏体、使铁素体的体积百分率减少的显微组织，减少显微组织中的各相的硬度差。b)通过在钢板组织内含有位错密度高的贝氏体、回火马氏体，屈服比增高，但对伸长率的影响小。因此，本专利技术人反复进行了深入研究。结果得到了如下见解：对作为空隙产生源的软质相和硬质相的体积百分率进行调节，控制作为硬质中间相的回火马氏体中或贝氏体中析出的渗碳体粒子的分布状态，使其与硬质相的硬度差降低，由此，能够在确保强度和延伸凸缘性的同时得到伸长率的提高和高屈服比。另外得到了如下见解：为此，适量添加B并且使热轧钢板的显微组织成为贝氏体均质组织(在板厚方向1/4位置，贝氏体的体积百分率为100％)后，实施热处理(第一热处理)，控制热轧钢板中的元素、碳化物的分布状态，接着，对这样的热轧钢板进行冷轧后，控制连续退火(第二热处理)中的冷却条件、冷却后的保持条件等条件，由此，能够控制贝氏体相变、残余奥氏体生成、主要在贝氏体和回火马氏体中析出的渗碳体的分布状态，能够制造形成有期望的显微组织的钢板。在此，使用B作为淬火元素是重要的。即，过量添加例如Mn等作为淬火元素时，不仅回火马氏体和马氏体的硬度增高，而且马氏体相变开始点降低。因此，在作为用于得到回火马氏体的前段的使马氏体相变时的冷却中，必须降低冷却停止温度，需要过度的冷却能力，成本增大。B能够在不使马氏体相变开始点降低的情况下确保淬透性，因此，能够降低冷却所需的成本。此时，在热轧时的精轧后的冷却中，B也能够抑制铁素体、珠光体的生成，在使热轧钢板的钢板组织成为贝氏体均质组织的方面是有效的。而且，在使热轧钢板的组织成为贝氏体均质组织后，通过之后实施的第一热处理使C、Mn的浓度分配变得均匀，进而在之后实施的第二热处理时，将加热速度设定为预定范围，由此，能够控制铁素体、马氏体的晶粒的微细化和渗碳体粒子的分布状态，能够形成期望的钢板组织。本专利技术人发现，通过将Mn量设定为2.4～3.5％、以0.0002～0.0050％的范围添加B并且控制热轧、冷轧后的退火条件，能够在使铁素体和马氏体的结晶粒径微细化的同时使残余奥氏体的体积百分率为足以确保伸长率的体积百分率，并且能够控制析出的渗碳体粒子的分布状态。并且，本专利技术人发现，通过将铁素体、贝氏体、回火马氏体、马氏体的体积百分率控制为预定的范围，能够在确保高屈服比的同时提高伸长率和延伸凸缘性。本专利技术基于上述见解，其主旨如下所述。需要说明的是，本专利技术以拉伸强度为1180MPa以上的高强度冷轧钢板作为对象。[1]一种高强度冷轧钢板，其具有以质量％计含有C：0.15～0.30％、Si：0.8～2.4％、Mn：2.4～3.5％、P：0.08％以下、S：0.005％以下、Al：0.01～0.08％、N：0.010％以下、Ti：0.002～0.05％、B：0.0002～0.0050％且余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成，具有铁素体为平均结晶粒径3μm以下且体积百分率5％以下(包含0％)、残余奥氏体为体积百分率10～20％、马氏体为平均结晶粒径4μm以下且体积百分率20％以下(包含0％)并且余量包含贝氏体和/或回火马氏体的显微组织，与钢板的轧制方向平行的板厚截面内每100μm2中的粒径0.1μm以上的渗碳体粒子的平均粒子数为30个以上。[2]如上述[1]所述的高强度冷轧钢板，其中，作为成分组成，以质量％计还含有选自V：0.10％以下、Nb：0.10％以下中的一种以上。[3]如上述[1]或[2]所述的高强度冷轧钢板，其中，作为成分组成，以质量％计还含有选自Cr：0.50％以下、Mo：0.50％以下、Cu：0.50％以下、Ni：0.50％以下中的一种以上。[4]如上述[1]～[3]中任一项所述的高强度冷轧钢本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度冷轧钢板，其具有以质量％计含有C：0.15～0.30％、Si：0.8～2.4％、Mn：2.4～3.5％、P：0.08％以下、S：0.005％以下、Al：0.01～0.08％、N：0.010％以下、Ti：0.002～0.05％、B：0.0002～0.0050％且余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成，具有铁素体为平均结晶粒径3μm以下且体积百分率5％以下(包含0％)、残余奥氏体为体积百分率10～20％、马氏体为平均结晶粒径4μm以下且体积百分率20％以下(包含0％)并且余量包含贝氏体和/或回火马氏体的显微组织，与钢板的轧制方向平行的板厚截面内每100μm2中的粒径0.1μm以上的渗碳体粒子的平均粒子数为30个以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.29 JP 2014-0141971.一种高强度冷轧钢板，其具有以质量％计含有C：0.15～0.30％、Si：0.8～2.4％、Mn：2.4～3.5％、P：0.08％以下、S：0.005％以下、Al：0.01～0.08％、N：0.010％以下、Ti：0.002～0.05％、B：0.0002～0.0050％且余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成，具有铁素体为平均结晶粒径3μm以下且体积百分率5％以下(包含0％)、残余奥氏体为体积百分率10～20％、马氏体为平均结晶粒径4μm以下且体积百分率20％以下(包含0％)并且余量包含贝氏体和/或回火马氏体的显微组织，与钢板的轧制方向平行的板厚截面内每100μm2中的粒径0.1μm以上的渗碳体粒子的平均粒子数为30个以上。2.如权利要求1所述的高强度冷轧钢板，其中，作为成分组成，以质量％计还含有选自V：0.10％以下、Nb：0.10％以下中的一种以上。3.如权利要求1或2所述的高强度冷轧钢板，其中，作为成分组成，以质量％计还含有选自Cr：0.50％以下、Mo：0.50％以下、Cu：0.50％以下、Ni：0.50％以下中的一种以上。4.如权利要求1～3中任一项所述的高强度冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：高岛克利，田路勇树，长谷川浩平，
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