高强度冷轧薄钢板及其制造方法技术

本发明专利技术提供具有980MPa以上的拉伸强度且兼具高延展性和高扩孔性的电阻焊接性优异的高强度冷轧薄钢板及其制造方法。高强度冷轧薄钢板具有特定的成分组成和如下钢组织：以体积率计包含35％以下的铁素体、1％～10％的残留奥氏体、2％～12％的淬火原样的马氏体以及合计为25～70％的贝氏体和回火马氏体，并且，铁素体的平均晶体粒径为5.0μm以下，残留奥氏体的平均晶体粒径为2.0μm以下，淬火原样的马氏体的平均晶体粒径为3.0μm以下，贝氏体和回火马氏体相的平均晶体粒径为4.0μm以下，淬火原样的马氏体的平均粒子间距离满足1.0μm以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高强度冷轧薄钢板及其制造方法
本专利技术涉及具有980MPa以上的拉伸强度(TS)、适合作为汽车部件用途的高强度冷轧薄钢板及其制造方法。
技术介绍
在汽车领域中，出于通过车体轻量化来提高油耗效率的目的，已促使通过对汽车部件应用高强度钢板来薄壁化，拉伸强度(TS)为980MPa以上的高强度钢板的应用得到了发展。汽车的结构部件、增强部件用钢板要求成型性优异，在具有复杂形状的部件的成型中，还要求兼具高延展性、拉伸凸缘性(扩孔性)。另外，由于汽车部件主要利用电阻焊接(点焊)进行接合，因此还要求电阻焊接性(焊接性)优异。作为成型性优异的高强度冷轧薄钢板，已知有由将软质的铁素体和硬质的马氏体进行复合的组织构成的DP钢板。例如，在专利文献1中公开了一种高强度钢板，具有如下成分组成：以质量％计含有C：0.07～0.25％、Si：0.3～2.50％、Mn：1.5～3.0％、Ti：0.005～0.09％、B：0.0001～0.01％、P：0.001～0.03％、S：0.0001～0.01％、Al：2.5％以下、N：0.0005～0.0100％、O：0.0005～0.007％，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，其钢组织为以体积率计为50％以上的铁素体和块尺寸为1μm以下的马氏体，马氏体中的C浓度为0.3～0.9％，其具有延展性良好的最大拉伸强度900MPa以上。但是，DP钢板由于在钢板组织中存在具有高硬度的马氏体，因此在冲裁加工时会在其与软质的铁素体的界面产生空洞，存在扩孔性差的缺点。另外，作为兼具高延展性和高强度的钢板，已知有含有残留奥氏体的TRIP钢板。残留奥氏体由于在变形中加工诱发相变为马氏体，因此能够兼具高强度和高延展性。但是，TRIP钢板也因在冲裁加工时残留奥氏体相变为马氏体而容易在其与软质的铁素体的界面产生空洞，存在扩孔性差的缺点。因此，在专利文献2中公开了一种高强度薄钢板，具有如下成分组成：以质量％计满足C：0.05～0.35％、Si：0.05～2.0％、Mn：0.8～3.0％、P：0.0010～0.1％、S：0.0005～0.05％、N：0.0010～0.010％、Al：0.01～2.0％，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，其钢组织以铁素体或贝氏体或回火马氏体为主体，含有3％～30％的残留奥氏体相，通过使在上述残留奥氏体相的中心浓度Cgc和残留奥氏体晶粒的晶界的浓度Cgb满足Cgb/Cgc＞1.3的范围的残留奥氏体晶粒含有50％以上，从而提高残留奥氏体相界面的稳定性，使伸长率和扩孔性优异。此外，高强度冷轧薄钢板除了要求钢板的成型性以外，还为了在电阻焊接时得到优异的接头强度，要求在焊接时不产生裂纹。但是，随着钢板的高强度化，尤其在镀锌钢板中，由于在电阻焊接时钢板表面的锌熔化，进而在焊接部附近产生拉伸应力，因此有时发生液体金属脆化而在钢板中产生裂纹。因此，在专利文献3中公开了一种对具有如下成分的拉伸强度为450MPa以上的钢板实施镀锌而得的、电阻焊接时的耐表面裂纹性优异的高张力镀锌钢板，上述成分以质量％计满足C：0.015～0.072％、Si：1.2％以下、Mn：0.5～3.0％以下、P：0.020％以下、S：0.030％以下、sol.Al：0.002～1.20％、Si+sol.Al+0.4×Mn≤1.4％，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第4925611号公报专利文献2：日本特开2011-195956号公报专利文献3：日本专利第3758515号公报
技术实现思路
在高强度冷轧薄钢板中，为了兼具高延展性和扩孔性，需要添加C、Si、Mn等，但如果它们的含量增加，则存在电阻焊接性降低的问题。专利文献1的钢板为了得到50％以上的铁素体和C浓度为0.3～0.9％的马氏体而积极利用了Si，但并未考虑扩孔性、焊接性。另外，专利文献2的高强度薄钢板中也为了得到残留奥氏体而大量添加C、Si，但并未考虑焊接性。在电阻焊接(点焊)中，通常，钢板与电极垂直接触，但在组装汽车部件时，根据焊接位置而钢板或电极倾斜，会产生钢板和电极的角度与垂直方向的偏离(打角)。该情况下，在焊接时赋予钢板的应力负荷变得不均匀，容易在负荷大的位置产生裂纹。但是，专利文献3的钢板并未考虑产生打角时的焊接裂纹，也未考虑扩孔性。本专利技术有利地解决上述的现有技术问题，目的在于提供具有980MPa以上的拉伸强度且兼具高延展性和高扩孔性的电阻焊接性优异的高强度冷轧薄钢板及其制造方法。本专利技术人等为了得到具有980MPa以上的拉伸强度(TS)的、不仅延展性优异且扩孔性也优异，而且焊接性也优异的高强度冷轧薄钢板及其制造方法而反复进行了深入研究。其结果，本专利技术人等发现通过制造出微细的铁素体、残留奥氏体、马氏体(淬火原样的马氏体)、贝氏体、回火马氏体，并且，进一步控制马氏体(淬火原样的马氏体)的粒子间距离，从而能够在抑制C、Si的含量的同时兼具优异的延展性和扩孔性，而且焊接性也优异的高强度冷轧薄钢板。应予说明，本说明书中，仅称为“马氏体”时表示“淬火原样的马氏体”。在扩孔试验中，在软质相和硬质相的界面产生的空洞经生长、连接而变为龟裂。因此，为了得到高扩孔性，除了抑制空洞的产生以外，还需要抑制空洞的生长和连接。因此，本专利技术人等进行了用于满足该要求的研究。该研究的结果，明确了通过调整软质相和硬质相的体积分率和平均晶体粒径，并且，进一步控制作为硬质相的马氏体的粒子间距离，从而能使扩孔性为良好的范围。为了得到适当形态的钢组织，通过对添加了规定量的Ti和Nb的钢，控制其热轧后的冷却停止温度，进一步在适当的条件范围实施冷轧，进而还适当控制退火的条件，从而能够在最终的钢组织中使铁素体、残留奥氏体、马氏体、贝氏体和回火马氏体的晶粒变得微小。进一步发现通过控制马氏体的粒子间距离，从而能够在抑制C、Si的添加量的同时可得到具有980MPa以上的拉伸强度的、不仅延展性和扩孔性优异且焊接性也优异的高强度冷轧薄钢板。本专利技术是基于以上见解而进行的，具备以下特征。[1]一种高强度冷轧薄钢板，具有如下成分组成和钢组织，所述成分组成以质量％计含有C：0.04％～0.12％、Si：0.15％～0.95％、Mn：2.00％～3.50％、P：0.050％以下、S：0.0050％以下、N：0.0100％以下、Al：0.010％～2.0％、Ti：0.005％～0.075％、Nb：0.005％～0.075％、B：0.0002％～0.0040％，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，所述钢组织以体积率计含有35％以下的铁素体、1％～10％的残留奥氏体、2％～12％的淬火原样的马氏体、以及合计为25～70％的贝氏体和回火马氏体，并且，上述铁素体的平均晶体粒径为5.0μm以下，上述残留奥氏体的平均晶体粒径为2.0μm以下，上述淬火原样的马氏体的平均晶体粒径为3.0μm以下，上述贝氏体和回火马氏体相的平均晶体粒径为4.0μm以下，上述淬火原样的马氏体的平均粒子间距离满足1.0μm以上。[2]根据[1]所述的高强度冷轧薄钢板，其中，上述成分组成以质量％计，进一步含有选自V：0.005％～0.200％、Cr：0.05％～0.20％、Mo：0.01％～0.20％、Cu：0.05％～0.2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度冷轧薄钢板，具有如下成分组成和钢组织，所述成分组成以质量％计含有C：0.04％～0.12％、Si：0.15％～0.95％、Mn：2.00％～3.50％、P：0.050％以下、S：0.0050％以下、N：0.0100％以下、Al：0.010％～2.0％、Ti：0.005％～0.075％、Nb：0.005％～0.075％、B：0.0002％～0.0040％，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，所述钢组织以体积率计含有35％以下的铁素体、1％～10％的残留奥氏体、2％～12％的淬火原样的马氏体、以及合计为25～70％的贝氏体和回火马氏体，所述铁素体的平均晶体粒径为5.0μm以下，所述残留奥氏体的平均晶体粒径为2.0μm以下，所述淬火原样的马氏体的平均晶体粒径为3.0μm以下，所述贝氏体和回火马氏体相的平均晶体粒径为4.0μm以下，所述淬火原样的马氏体的平均粒子间距离满足1.0μm以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.31 JP 2016-1689051.一种高强度冷轧薄钢板，具有如下成分组成和钢组织，所述成分组成以质量％计含有C：0.04％～0.12％、Si：0.15％～0.95％、Mn：2.00％～3.50％、P：0.050％以下、S：0.0050％以下、N：0.0100％以下、Al：0.010％～2.0％、Ti：0.005％～0.075％、Nb：0.005％～0.075％、B：0.0002％～0.0040％，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，所述钢组织以体积率计含有35％以下的铁素体、1％～10％的残留奥氏体、2％～12％的淬火原样的马氏体、以及合计为25～70％的贝氏体和回火马氏体，所述铁素体的平均晶体粒径为5.0μm以下，所述残留奥氏体的平均晶体粒径为2.0μm以下，所述淬火原样的马氏体的平均晶体粒径为3.0μm以下，所述贝氏体和回火马氏体相的平均晶体粒径为4.0μm以下，所述淬火原样的马氏体的平均粒子间距离满足1.0μm以上。2.根据权利要求1所述的高强度冷轧薄钢板，其中，所述成分组成以质量％计进一步含有选自V：0.005％～0.200％、Cr：0.05％～0.20％、Mo：0.01％～0.20％、Cu：0.05％～0.20％、Ni：0.01％～0.20％、Sb：0.002...

【专利技术属性】
技术研发人员：小幡美绘，高岛克利，小林崇，松田广志，
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