低屈服比高強(qiáng)度冷軋鋼板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及具有低屈服比的高強(qiáng)度冷軋鋼板及其制造方法，特別涉及適合汽車等 的結(jié)構(gòu)部件的構(gòu)件用途的高強(qiáng)度冷軋鋼板。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，由于環(huán)境問(wèn)題加劇，因此C02排放限制變得嚴(yán)格了，在汽車領(lǐng)域，由于車身 的輕質(zhì)化而導(dǎo)致的油耗提高成為了重大的課題。由此，將高強(qiáng)度鋼板應(yīng)用于汽車部件而帶 來(lái)的薄壁化得到發(fā)展，正在進(jìn)行拉伸強(qiáng)度TS為590MPa以上的鋼板的應(yīng)用。
[0003] 汽車的結(jié)構(gòu)用構(gòu)件、強(qiáng)化用構(gòu)件所使用的高強(qiáng)度鋼板要求伸長(zhǎng)率、拉伸凸緣性 (stretch-flange-formability)優(yōu)異。特別是對(duì)用于具有復(fù)雜形狀的部件的成型的高強(qiáng) 度鋼板而言，不僅要求伸長(zhǎng)率、拉伸凸緣性這樣的單個(gè)特性優(yōu)異，而且要求兩者均優(yōu)異。而 且，有時(shí)從制造高強(qiáng)度鋼板到實(shí)際將該鋼板壓制成型需要花費(fèi)時(shí)間（經(jīng)過(guò)期間），作為高強(qiáng) 度鋼板的特性，不會(huì)由于該經(jīng)過(guò)期間的時(shí)效（aging)而導(dǎo)致伸長(zhǎng)率變差也是重要的特性。
[0004] 另外，汽車的結(jié)構(gòu)用構(gòu)件、強(qiáng)化用構(gòu)件所使用的高強(qiáng)度鋼板在壓制加工后通過(guò)電 弧焊、點(diǎn)焊等裝配起來(lái)，為了使其模塊化，在裝配時(shí)要求較高的尺寸精度。因此，這樣的高 強(qiáng)度鋼板需要在加工后不容易發(fā)生回彈（spring-back)等，需要在加工前具有較低的屈服 比。需要說(shuō)明的是，屈服比（YR)是指屈服應(yīng)力（YS)與拉伸強(qiáng)度（TS)之比所表示的值，以 YR(% ) = (YS/TS)X100(% )表示。
[0005] 作為兼具成型性和高強(qiáng)度的低屈服比高強(qiáng)度鋼板，已知具有鐵素體/馬氏體的復(fù) 合組織的雙相鋼（DP鋼）。DP鋼是在作為主相的鐵素體中分散有馬氏體的復(fù)合組織鋼，TS 較高，低屈服比且拉伸特性優(yōu)異。但是，由于應(yīng)力集中于鐵素體與馬氏體的界面處，容易產(chǎn) 生裂紋，因此DP鋼存在拉伸凸緣性差的缺點(diǎn)。
[0006] 因此，作為即使是DP鋼也能具有優(yōu)異的拉伸凸緣性的技術(shù)，提出了例如專利文獻(xiàn) 1、專利文獻(xiàn)2的技術(shù)。專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了一種汽車用高強(qiáng)度鋼板，其通過(guò)控制鐵素體及 馬氏體相對(duì)于全部組織的體積占有率及平均結(jié)晶粒徑、并使微細(xì)馬氏體在鋼中分散來(lái)控制 拉伸凸緣性變差，從而兼顧耐碰撞安全性（collisionsafety)與成型性。專利文獻(xiàn)2中公 開(kāi)了一種高強(qiáng)度鋼板，其對(duì)于以鐵素體相和馬氏體相為主體的復(fù)合組織鋼板，通過(guò)控制平 均粒徑3ym以下的微細(xì)鐵素體和平均粒徑6ym以下的馬氏體相對(duì)于全部組織的體積占有 率，改善了伸長(zhǎng)率和拉伸凸緣性。
[0007] 另外，作為兼具高強(qiáng)度和優(yōu)異的延展性的鋼板，可以舉出TRIP(Transformation Induced Plasticity;相變誘導(dǎo)塑性）鋼板。TRIP鋼板在其鋼板組織中具有殘留奧氏體。 對(duì)于TRIP鋼板而言，如果在馬氏體相變開(kāi)始溫度以上的溫度使其加工變形，則應(yīng)力引起殘 留奧氏體誘發(fā)相變?yōu)轳R氏體，從而得到較大的伸長(zhǎng)率。但是，對(duì)于該TRIP鋼板而言，由于在 沖裁加工時(shí)殘留奧氏體相變?yōu)轳R氏體，因此在與鐵素體的界面處產(chǎn)生裂紋。因此，TRIP鋼 板存在拉伸凸緣性差的缺點(diǎn)。
[0008] 因此，提出了在TRIP鋼板中除了優(yōu)異的延展性（伸長(zhǎng)率）以外還得到優(yōu)異的拉伸 凸緣性的技術(shù)。例如，在專利文獻(xiàn)3中公開(kāi)了一種拉伸凸緣性得到改善，且具有由鐵素體、 殘留奧氏體及低溫相變相（aphasegeneratedatlowtemperature)形成的復(fù)合組織的 高強(qiáng)度冷軋鋼板。在專利文獻(xiàn)3中，公開(kāi)了通過(guò)添加適量的Ti使鐵素體粒徑微小化，并且 通過(guò)添加Ca和/或REM來(lái)對(duì)硫化物類夾雜物的形態(tài)進(jìn)行控制，從而改善拉伸凸緣性。另 外，在專利文獻(xiàn)4中公開(kāi)了由鐵素體、殘留奧氏體、剩余部分為貝氏體及馬氏體形成的復(fù)合 組織構(gòu)成的伸長(zhǎng)率及拉伸凸緣性優(yōu)異的復(fù)合組織冷軋鋼板。在專利文獻(xiàn)4中公開(kāi)了對(duì)馬氏 體及殘留奧氏體的長(zhǎng)寬比和平均粒徑進(jìn)行限定，而且對(duì)單位面積的馬氏體及殘留奧氏體的 數(shù)量進(jìn)行限定。
[0009] 另一方面，在使用如上所述TS為590MPa以上的高強(qiáng)度鋼板，特別是在對(duì)復(fù)雜形狀 的部件進(jìn)行壓制成型時(shí)，要求進(jìn)一步降低屈服比（YR)，同時(shí)要求優(yōu)異的伸長(zhǎng)率及拉伸凸緣 性。例如，期望拉伸強(qiáng)度（TS)為590MPa以上、屈服比（YR)為64%以下，而且能夠確保擴(kuò)孔 率（作為拉伸凸緣性的指標(biāo)）為60%以上、伸長(zhǎng)率（總伸長(zhǎng)率）為31%以上的鋼板。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011] 專利文獻(xiàn)
[0012] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利第3936440號(hào)公報(bào)
[0013] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)2008-297609號(hào)公報(bào)
[0014] 專利文獻(xiàn)3 :日本專利第3508657號(hào)公報(bào)
[0015] 專利文獻(xiàn)4 :日本專利第4288364號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 發(fā)明要解決的課題
[0017] 然而，現(xiàn)有的高強(qiáng)度鋼板無(wú)法充分滿足上述特性。例如，對(duì)于專利文獻(xiàn)1的技術(shù)而 言，雖然對(duì)鋼板的鐵素體和馬氏體的平均結(jié)晶粒徑進(jìn)行了限定，但在壓制成型中無(wú)法確保 足夠的拉伸凸緣性。對(duì)于專利文獻(xiàn)2的技術(shù)而言，得到的鋼板中的馬氏體的體積分?jǐn)?shù)明顯 較多，因此存在相對(duì)于強(qiáng)度而言伸長(zhǎng)率不足的問(wèn)題。對(duì)于專利文獻(xiàn)3、4的技術(shù)而言，得到的 鋼板的YR較高，因此存在加工后容易引起回彈等問(wèn)題。如上所述，對(duì)于現(xiàn)有的高強(qiáng)度鋼板 而言，實(shí)際情況是還沒(méi)有開(kāi)發(fā)出可實(shí)現(xiàn)上述的高強(qiáng)度及低屈服比，并且兼具優(yōu)異的伸長(zhǎng)率 及拉伸凸緣性的鋼板。
[0018] 本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的。本發(fā)明的課題在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題， 提供一種伸長(zhǎng)率及拉伸凸緣性優(yōu)異、且具有低屈服比的高強(qiáng)度鋼板及其制造方法。具體而 言，提供一種能夠確保擴(kuò)孔率（入）彡60%、總伸長(zhǎng)率（EL)彡31 %、屈服比（YR) <64%、且 拉伸強(qiáng)度（TS)彡590MPa的低屈服比高強(qiáng)度鋼板及其制造方法。
[0019] 解決課題的方法
[0020] 本發(fā)明人等反復(fù)進(jìn)行深入研宄的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，按照以下的I)和II)，能夠得到確保 低屈服比、且具有高伸長(zhǎng)特性及優(yōu)異的拉伸凸緣性的高強(qiáng)度鋼板。
[0021] I)使鐵素體、貝氏體、殘留奧氏體、馬氏體的鋼板組織的體積分?jǐn)?shù)在特定范圍內(nèi)。
[0022] II)使鐵素體及馬氏體的平均粒徑及殘留奧氏體中的C濃度在特定范圍內(nèi)。
[0023] S卩，在評(píng)價(jià)拉伸凸緣性的擴(kuò)孔試驗(yàn)中，對(duì)于DP鋼而言，沖裁加工時(shí)在鋼板組織中 的鐵素體與馬氏體的界面處產(chǎn)生孔隙（微孔（micro-void))，然后在擴(kuò)孔過(guò)程中空隙彼此 相連、發(fā)展，由此產(chǎn)生裂紋。在鋼板組織中存在殘留奧氏體的情況下，如果殘留奧氏體中的 平均C濃度較高，則能在沖裁加工時(shí)抑制馬氏體相變，使擴(kuò)孔率增高。但是，這樣的鋼板的 屈服比也增高了。另一方面，如果殘留奧氏體中的平均C濃度較低，則在沖裁加工的時(shí)候殘 留奧氏體相變?yōu)轳R氏體，因此在與鐵素體的界面處產(chǎn)生孔隙，擴(kuò)孔性（拉伸凸緣性）不良。
[0024] 因此，發(fā)明人等反復(fù)進(jìn)行了深入研宄，結(jié)果得到了以下見(jiàn)解：通過(guò)實(shí)施以下的 i)~iv)，能夠抑制沖裁加工時(shí)產(chǎn)生的孔隙的數(shù)目，即使殘留奧氏體中的平均C濃度較低， 也能夠提高拉伸凸緣性。
[0025]i)添加適量的Si，對(duì)鐵素體進(jìn)行固溶強(qiáng)化（solidsolutionstrengthening)。
[0026] ii)減少作為空隙產(chǎn)生源的硬質(zhì)相的體積分?jǐn)?shù)。
[0027]iii)使鋼板組織中含有作為硬質(zhì)中間相（aphasehavingthehardnessbetween ferriteandhardenedphase)的貝氏體。
[0028] iv)使鐵素體和馬氏體的平均結(jié)晶粒徑微細(xì)化。
[0029] 另外，發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)：通過(guò)使鋼板組織中含有一定量的馬氏體，有助于確保低YR 及提高強(qiáng)度-伸長(zhǎng)率的平衡性，能在確保高強(qiáng)度的同時(shí)確保高伸長(zhǎng)率。進(jìn)而，發(fā)明人等發(fā)現(xiàn) 能夠在殘留奧氏體中的平均C濃度為0. 30~0. 70%的范圍內(nèi)確保低YR，并且有助于提高 伸長(zhǎng)率。
[0030] 即，發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)，通過(guò)實(shí)施以下的A)~C)，能夠確保低屈服比，并且提高伸長(zhǎng)率 和拉伸凸緣性，而且可以防止時(shí)效引起的伸長(zhǎng)率變差。
[0031] A)在0.6~1.3%的范圍內(nèi)添加Si，并且在0.05~0. 10%的范圍內(nèi)添加C，然后 在適當(dāng)?shù)耐嘶饤l件下實(shí)施熱處理，由此使殘留奧氏體中的平均C濃度為0. 30~0. 70%。
[0032] B)使鐵素體和馬氏體的粒徑微細(xì)化。
[0033] C)將貝氏體、殘留奧氏體以及馬氏體的體積分?jǐn)?shù)控制在不損害強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率的范 圍內(nèi)。
[0034] 本發(fā)明立足于上述見(jiàn)解，其主旨構(gòu)成如下。
[0035] (1)-種低屈服比高強(qiáng)度冷軋鋼板，其中，