钢板及其制造方法技术

本发明专利技术提供软质，具有优良的加工性，并具有优良的淬透性的钢板及其制造方法。一种钢板，其特征在于，具有以质量％计含有Ｃ：０．３～０．７％、Ｓｉ：０．１％以下、Ｍｎ：０．２０％以下、Ｐ：０．０１％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ａｌ：０．０５％以下、Ｎ：０．００５０％以下、且余量由Ｆｅ及不可避免的杂质构成的组成，具有包含铁素体、石墨和渗碳体的组织，并且，铁素体、石墨和渗碳体在整个组织中所占的体积率的总和为９５％以上，石墨在石墨和渗碳体总体中所占的体积率、即石墨率为５％以上，而且石墨和渗碳体的平均粒径为５μｍ以下；或者，一种钢板，其特征在于，铁素体晶粒内存在的石墨和渗碳体在石墨和渗碳体总体中所占的体积率的总和为１５％以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适合汽车部件等用途的钢板，特别是加工性及淬透性优良的钢板及其制造方法。
技术介绍
工具或汽车部件(齿轮、变速器)等所使用的钢板多在加工成预定的形状后，实施回火等热处理再进行使用。这种钢板要求具有优良的加工性，以加工成各种复杂的形状。近年来，强烈要求降低这种部件的制造成本，因此开发出以省略加工工序或改变加工方法为目的的加工技术，例如可通过使用了高碳钢板的汽车驱动类部件的厚壁加工，来实现大幅缩短工序的反复加工技术，并且部分技术已实用化。对上述汽车部件等所使用的钢板而言，随着对加工性要求的日趋严格，需要更软且具有高延展性的钢板。例如在通过冷锻进行加工的情况下，需要更低的屈服应力。而且，在冲裁加工后进行扩孔加工(burring)的情况下，需要优良的延伸凸缘性。为了满足上述要求，而研究出使钢中的C石墨化来实现加工性的提高的技术。例如，专利文献1公开了加工性、韧性、淬透性良好的适合用于耕耘机爪的钢板及其制造方法，该钢板具有以质量计含有C：0.40～0.80％、Si：0.20％～2.00％、Mn：0.20～1.50％、Al：0.001～0.150％、P：0.018％以下、S：0.010％以下、N：0.0050％以下、余量由Fe及不可避免的杂质构成的组成，具有以铁素体相和石墨相为主体的组织，并具有TS≤60kgf/mm2的软质材质。此外，专利文献2公开了加工性优良的中碳钢板的制造方法，其特征在于，将热轧钢板在Ac1～Ac3点的温度范围内保持0.1～10小时后，以20～100℃/小时的冷却速度冷却至常温，接着在650℃～750℃的温度范围内进行封闭退火，由此使钢中的渗碳体的50面积％以上石墨化，上述钢板以质量％计含有C：0.10～0.45％、Si：0.05％～1.00％、Mn：0.05～0.50％、Nb：0.005～0.1％、Al：0.01～1.00％、N：0.002～0.010％、B：3～50ppm、Ca：0.001～0.01％及Ni：0～2.00％，余量由Fe及不可避免的杂质构成，杂质中的P：0.012％以下、S：0.008％以下。而且，专利文献3公开了加工性良好的高碳薄钢板及其制造方法，具有如下的化学组成和包含铁素体、石墨及渗碳体的组织，上述化学组成为：以质量％计含有C：0.20～1.00％、Si：大于0.20％且在1.20％以下、Mn：0.05～0.50％、N：0.005～0.015％、B：0.2×N％～0.8×N％及Al：小于0.05％，并且满足1.0×(N-B)％～5.0×(N-B)％的量，余量由Fe及不可避免的杂质构成，作为杂质的P：0.020％以下、S：0.010％以下。专利文献1：日本特开平1-025946号公报专利文献2：日本特开平7-258743号公报专利文献3：日本特开平4-202744号公报
技术实现思路
一直以来，为了使钢中的C石墨化来提高加工性，如专利文献1、3等记载的那样，-->需要添加大量的Si。但是，由于添加Si，因此铁素体本身硬质化，变得难以得到良好的加工性。此外，如专利文献2那样，开发出通过形成添加了B及Nb的成分系，并在预定的条件下进行2次退火，即使未必大量添加Si，也可实现石墨化和高延展性的技术，但进行2次退火会导致成本上升。这里，专利文献2是使钢中的渗碳体的50％以上石墨化的技术，作为专利文献2的实施例所公开的钢的成分组成，Si含量多，达到超过0.20％的量。此外，专利文献1～3中记载的钢板为软质，虽然弯曲加工性和拉伸试验中的延展特性优良，但在钢板的淬火处理时，根据不同的加热条件有时会出现石墨、渗碳体没有充分熔解，发生淬火不良的情况。此外，专利文献1～3中记载的钢板虽然为软质，但却存在作为冲裁加工后的扩孔加工性指标的延伸凸缘性未必优良的问题。本专利技术的目的在于，提供软质，具优良的加工性，并且具有优良的淬透性、具有优良的延伸凸缘性的加工性优良的钢板及其制造方法。本专利技术人对上述现有技术的问题进行了专心研究，其结果发现，高碳钢中，即使在Si含量非常低，具体而言使其为0.1％以下的情况下，通过控制石墨及渗碳体的分布，虽然未必使石墨化比率提高，但仍能够得到良好的加工性，进而能够确保良好的淬透性和延伸凸缘性。即，对组织带给含有C：0.3～0.7质量％的钢板的强度、淬透性和延伸凸缘性的影响进行了专心研究，其结果是得出以下见解。(1)为了软质化，形成包含铁素体、石墨和渗碳体的组织，并使铁素体、石墨和渗碳体在整个组织中所占的体积率的总和为95％以上，且石墨在石墨和渗碳体总体中所占的体积为5％以上的方法是有效的。(2)为了提高淬透性，还需要使石墨和渗碳体的平均粒径为5μm以下。(3)为了控制石墨和渗碳体的粒径，热轧后的冷却条件极为重要。(4)为了提高延伸凸缘性，还需要使铁素体晶粒内存在的石墨和渗碳体在石墨和渗碳体总体中所占的体积率的总和为15％以下。(5)为了控制铁素体晶粒内存在的石墨和渗碳体的体积率，热轧后的冷却条件极为重要。本专利技术基于上述见解而完成，提供一种钢板，其特征在于，具有以质量％计含有C：0.3～0.7％、Si：0.1％以下、Mn：0.20％以下、P：0.01％以下、S：0.01％以下、Al：0.05％以下、N：0.0050％以下、且余量由Fe及不可避免的杂质构成的组成，具有包含铁素体、石墨和渗碳体的组织，并且，铁素体、石墨和渗碳体在整个组织中所占的体积率的总和为95％以上，石墨在石墨和渗碳体总体中所占的体积率、即石墨率为5％以上，石墨和渗碳体的平均粒径为5μm以下。本专利技术的钢板，以质量％计，还含有选自Ni：3.0％以下、B：0.005％以下、Cu：0.1％以下中的至少1种。本专利技术的钢板能够通过下述方法进行制造，将具有上述组成的钢在800～950℃的终轧温度下热轧而制成热轧板，以50℃/s以上的平均冷却速度将所述热轧后的热轧板冷却至500℃以下的冷却停止温度后，在450℃以下的卷取温度下卷取，并使所述卷取后的热轧板在720℃以下的退火温度下退火。本专利技术提供一种钢板，其特征在于，具有以质量％计含有C：0.3～0.7％、Si：0.1％以下、Mn：小于0.15％、P：0.01％以下、S：0.01％以下、Al：0.05％以下、N：0.0050％-->以下、且余量由Fe及不可避免的杂质构成的组成，具有包含铁素体、石墨和渗碳体的组织，并且，铁素体、石墨和渗碳体在整个组织中所占的体积率的总和为95％以上，石墨在石墨和渗碳体总体中所占的体积率、即石墨率为5％以上，铁素体晶粒内存在的石墨和渗碳体在石墨和渗碳体总体中所占的体积率的总和为15％以下。本专利技术的钢板，优选以质量％计，还含有选自Ni：3.0％以下、B：0.005％以下、Cu：0.1％以下中的至少1种。本专利技术的钢板能够通过下述方法进行制造，将具有上述组成的钢在800～950℃的终轧温度下热轧而制成热轧板，以50℃/s以上的平均冷却速度将所述热轧后的热轧板冷却至600℃以下的冷却停止温度后，在550℃以下的卷取温度下卷取，并使所述卷取后的热轧板在720℃以下的退火温度下退火。根据本专利技术，能够制造软质，具有优良的加工性，并且具有优良的淬透性的钢板。特别是，由于只需对成分和热轧后的冷却条件进行控制即可，因此本专利技术的钢板能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢板，其特征在于，具有以质量％计含有Ｃ：０．３～０．７％、Ｓｉ：０．１％以下、Ｍｎ：０．２０％以下、Ｐ：０．０１％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ａｌ：０．０５％以下、Ｎ：０．００５０％以下、且余量由Ｆｅ及不可避免的杂质构成的组成，具有包含铁素体、石墨和渗碳体的组织，并且，铁素体、石墨和渗碳体在整个组织中所占的体积率的总和为９５％以上，石墨在石墨和渗碳体总体中所占的体积率、即石墨率为５％以上，石墨和渗碳体的平均粒径为５μｍ以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2007-12-19 2007-326869;JP 2007-12-19 2007-326861.一种钢板，其特征在于，具有以质量％计含有C：0.3～0.7％、Si：0.1％以下、Mn：0.20％以下、P：0.01％以下、S：0.01％以下、Al：0.05％以下、N：0.0050％以下、且余量由Fe及不可避免的杂质构成的组成，具有包含铁素体、石墨和渗碳体的组织，并且，铁素体、石墨和渗碳体在整个组织中所占的体积率的总和为95％以上，石墨在石墨和渗碳体总体中所占的体积率、即石墨率为5％以上，石墨和渗碳体的平均粒径为5μm以下。2.如权利要求1所述的钢板，其特征在于，在所具有的组成中，以质量％计，还含有选自Ni：3.0％以下、B：0.005％以下、Cu：0.1％以下中的至少1种。3.一种钢板的制造方法，其特征在于，将具有权利要求1或2所述的组成的钢在800～950℃的终轧温度下热轧而制成热轧板，以50℃/s以上的平均冷却速度将所述热轧后的热轧板冷却至500℃以下的冷却停止温度后，在450...

【专利技术属性】
技术研发人员：仮屋房亮，濑户一洋，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP