应变时效硬化特性优良的冷轧钢板及其制造方法技术

本发明专利技术提供适合作为汽车车体用的应变时效硬化特性优良的冷轧钢板及其制造方法。具体的手段为：以质量％表示，将含有Ｃ：≤０．１５％、Ａｌ：≤０．０２％、Ｎ：０．００５０～０．０２５０％、且将Ｓｉ＋Ｍｎ／５＋１０Ｐ调整至不到０．４４、Ｎ／Ａｌ调整至≥０．３的组成的板坯进行ＦＤＴ：≥８００℃的热轧后，在≤６５０℃下进行卷绕，接着在冷轧后，进行≥再结晶温度～≤９５０℃的温度的连续退火和急冷到≤５００℃的温度区的一次冷却、以及在３５０～４５０℃的温度区的停留时间为≤３０秒的过时效处理，据此得到具有晶粒粒径≤１５μｍ的铁素体相≥９０％、其余为珠光体相的组织、含有≥０．００１０％的固溶Ｎ、抗拉强度不到４４０ＭＰａ、屈服比不到７０％的应变时效硬化特性优良的钢板。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要是关于适合作为汽车车体的冷轧钢板，特别是关于抗拉强度(TS)不到440MPa、。作为汽车车体用钢板，有从所谓的轻加工用至超深冲加工用的各种等级的钢板，但本专利技术的冷轧钢板是适合于较低等级、要求合适的加工性的用途。另外，本专利技术的冷轧钢板从用于通过轻度的弯曲加工或轧制成形成形成管子之类的较轻加工到用于较苛刻的深冲成形，适于广泛的用途。再者，所谓本专利技术中的钢板包括钢带。在本专利技术中，所谓“应变时效硬化特性优良”，是指拉伸应变5％的预变形后，在170℃的温度、保持20分钟的条件下进行时效处理时，该时效处理前后的变形应力增加量(记为BH量，BH量＝时效处理后的屈服应力-时效处理前的预变形应力)是80MPa以上，而且应变时效处理(上述预变形+上述时效处理)前后的抗拉强度增加量(记为ΔTS，ΔTS＝时效处理后的抗拉强度-预变形前的抗拉强度)是40MPa以上。
技术介绍
与最近的源自地球环境问题的排出气体规定相关，减轻汽车中的车体重量，正成为极重要的课题。为了减轻汽车的车体重量，增加正在大量使用的钢板的强度，即使用高强度钢板，使钢板变薄是有效的。但是，如果钢板的强度过高，则在制造汽车部件的过程中，在进行冲压成形的场合，会产生以下的问题①形状冻结性降低；②由于延性降低，所以在成形时产生裂纹或缩颈等不良情况。作为用于解决该问题的措施，例如在外板板材用的冷轧钢板中，已知的有以极低碳钢作为原材料，将最终以固溶状态残留的C量控制在适当范围的钢板。这种钢板在冲压成形时保持成软质，而确保形状冻结性、延性，利用在冲压成形后进行的170℃×20分钟左右的喷漆烘烤工序中引起的应变时效硬化现象得到屈服应力的上升，确保耐压痕性。对于这种钢板，C固溶于钢中，在冲压成形时是软质的，另一方面，在冲压成形后，在喷漆烘烤工序中，固溶C将冲压成形时引入的位错固定，而使屈服应力上升。但是，这种钢板，从防止成为表面缺陷的、冲压成形时的拉伸应变的发生的观点看，由应变时效硬化产生的屈服应力上升量被控制得较低。因此，实际上有助于部件的轻量化的作用小。即，为了部件的轻量化，不是仅利用应变时效使屈服应力上升，还需要进行变形时的强度特性的上升。换言之，希望应变时效后的抗拉强度上升。另一方面，对于外观不怎么成问题的用途来说，已提出使用固溶N进一步增加烘烤硬化量的钢板，和通过使组织为由铁素体和马氏体构成的复合组织来更进一步提高烘烤硬化性的钢板。例如，在特开昭60-52528号公报中，公开了在550℃以下的温度将含有C0.02～0.15％、Mn0.8～3.5％、P0.02～0.15％、Al0.10％以下、N0.005～0.025％的钢进行卷绕的使热轧和冷轧后的退火为控制冷却热处理的延性和点焊性都良好的高强度薄钢板的制造方法。采用特开昭60-52528号公报中记载的技术制成的钢板具有由以铁素体和马氏体为主体的低温相变生成物相组成的混合组织，在延性优良的同时，利用由积极地添加的N而产生的喷漆烘烤时的应变时效，得到高强度。但是，对于特开昭60-52528号公报中记载的技术，由应变时效硬化产生的屈服应力YS的增加量大，而抗拉强度TS的增加量少，另外，屈服应力YS的增加量也很离散等机械性能的波动也大，因此在现状上不能将钢板减薄到所要求的有助于汽车部件的轻量化的程度。另外，在特公平5-24979号公报中，公开了具有含C0.08～0.20％、Mn1.5～3.5％，余量为Fe和不可避免的杂质构成的成分组成，组织由含有5％以下的铁素体的均匀贝氏体或者含有一部分马氏体的贝氏体构成的烘烤硬化性高强度冷轧薄钢板。在特公平5-24979号公报中记载的冷轧钢板在连续退火后的冷却过程中，通过将400～200℃的温度范围进行冷却，然后进行缓冷，使组织成为贝氏体主体的组织，得到以往没有的高的烘烤硬化量。但是，在特公平5-24979号公报中记载的钢板，虽然在喷漆烘烤后屈服强度上升，得到以往没有的高的烘烤硬化量，但至于抗拉强度不能使其上升，在用于强度构件时，不能期待成形后的耐疲劳性、耐冲击性的提高。因此，存在不能适用于强烈要求耐疲劳特性、耐冲击特性等的用途的问题。进而，上述的现有钢板，在按照单纯的拉伸试验进行的喷漆烘烤处理后的强度评价中是优良的，但按照实际的冲压条件，塑性变形时的强度存在很大的离散，还不能说充分适用于要求可靠性的部件。本专利技术的目的在于，打破上述的现有技术的界限，提供具有成形性、稳定的品质特性，在成形成汽车部件后，作为汽车部件可得到足够的强度，能够充分有助于汽车车体的轻量化，应变时效硬化特性优良的冷却钢板，以及能够工业上廉价地制造这些钢板的制造方法。本专利技术中的应变时效硬化特性，以在拉伸应变5％的预变形后，在170℃的温度、保持20分钟的时效条件下，BH量是80MPa以上、ΔTS是40MPa以上为目标。专利技术的公开本专利技术人为了完成上述课题，将组成和制造条件进行各种变化，来制造钢板，进行了许多项材质评价实验。其结果发现，将在要求高加工性的领域过去不怎么积极利用的N作为强化元素，通过有效地利用由该强化元素的作用所显现的大的应变时效硬化现象，能够容易地同时获得成形性的提高和成形后的高强度化。本专利技术人还发现，为了有效地利用由N产生的应变时效硬化现象，必须使由N产生的应变时效硬化现象和汽车的喷漆烘烤条件、或者更积极地成形后的热处理条件有利地结合，为此，使热轧条件和冷轧、冷轧退火条件适当化，将钢板的微观组织和固溶N量控制在某个范围是有效的。另外，本专利技术人还发现，为了稳定地显现由N产生的应变时效硬化现象，在组成方面，特别是根据N含量控制Al含量是重要的。本专利技术人发现，通过使钢板的微观组织为以铁素体为主相，使平均晶粒粒径为15μm以下，从而在也没有作为以往问题的室温时效劣化的问题的情况下，能够充分地利用N。即，本专利技术人以N作为强化元素使用，根据N含量将Al含量控制在适当的范围，与此同时通过使热轧条件和冷轧、冷轧退火条件适当化，使微观组织和固溶N最佳化，从而获得与以往的固溶强化型的C-Mn系钢板、析出强化型钢板相比，具有格外优良的成形性和上述的以往钢板所没有的应变时效硬化特性的钢板。另外，本专利技术的钢板，利用单纯的拉伸试验所得的喷漆烘烤处理后的强度比以往的钢板高，而且根据实际冲压条件发生塑性变形时的强度的离散小，可得到稳定的部件强度特性。例如，施加大应变而板厚减少的部分，称为比其他部分硬化量大，如果以(板厚)×(强度)这一载荷能力进行评价，则是发生均匀化的方向，作为部件的强度是稳定的。本专利技术是基于上述的认识，进行进一步研究而完成的。即，第1本专利技术是抗拉强度不到440MPa、屈服比YR不到70％、应变时效硬化特性优良的、最佳板厚为3.2mm以下的冷轧钢板，其特征在于按质量％，具有含有C0.15％以下、Si0.4％以下、Mn2.0％以下、P0.04％以下、S0.02％以下、Al0.02％以下、N0.0050～0.025％，且在满足下述(1)式Si+Mn/5+10P＜0.44.........(1)(式中，Si、Mn、P各元素含量(质量％))的范围内含有Si、Mn、P，而且具有N/Al是0.3以上、含有0.0010％以上的固溶状态的N、余量由Fe和不可避免的杂质构成的组成及由铁素体相和珠光体相构成的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗拉强度不到４４０ＭＰａ、屈服比ＹＲ不到７０％、应变时效硬化特性优良的冷轧钢板，其特征在于：组成用质量％表示，含有Ｃ：≤０．１５％、Ｓｉ：≤０．４％、Ｍｎ：≤２．０％、Ｐ：≤０．０４％、Ｓ：≤０．０２％、Ａｌ：≤０．０２％、Ｎ：０．００５０～０．０２５％，其中含有的Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ范围满足下述（１）式， Ｓｉ＋Ｍｎ／５＋１０Ｐ＜０．４４ ………（１） 式中，Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ：表示各元素含量（质量％） 又，Ｎ／Ａｌ≥０．３，含有≥０．００１０％的固溶态的Ｎ，余量由Ｆｅ及不可避免的杂质构成；组织由铁素体相和珠光体相构成，用面积率表示，上述铁素体相≥９０％、且平均晶粒粒径≤１５μｍ。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：上力，登坂章男，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]