JPH10273752A - 耐衝突安全性及び成形性に優れた自動車用高強度鋼板とその製造方法 - Google Patents

耐衝突安全性及び成形性に優れた自動車用高強度鋼板とその製造方法

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JPH10273752A
JPH10273752A JP3038198A JP3038198A JPH10273752A JP H10273752 A JPH10273752 A JP H10273752A JP 3038198 A JP3038198 A JP 3038198A JP 3038198 A JP3038198 A JP 3038198A JP H10273752 A JPH10273752 A JP H10273752A
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JP
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steel sheet
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automobiles
less
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JP3038198A
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Inventor
Osamu Kono
治 河野
Yuzo Takahashi
雄三 高橋
Junichi Wakita
淳一 脇田
Hidesato Mabuchi
秀里 間渕
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐衝突安全性及び成形性に優れた自動車用高
強度鋼板を低コストかつ安定的に供給する。 【解決手段】 鋼板の5%成形加工後のミクロ組織にお
いて、残留オーステナイト占積率が3%以上であり、鋼
板特性として加工硬化指数が0.130以上であること
を特徴とする耐衝突性及び成形性に優れた自動車用高強
度鋼板。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は主に自動車の構造部
材や補強材に使用することを企図した優れた耐衝突安全
性と成形性を兼備した自動車用高強度鋼板及びその製造
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車の燃費規制を背景とした車体軽量
化を目的に、高強度鋼板の適用が拡大してきたが、直近
では自動車事故を想定した耐衝突安全性に関する法規制
が急速に拡大・強化されつつあり、高強度鋼板への期待
がますます高まっている。しかし、従来の高強度鋼板は
成形性の向上を主眼として開発されたものであり、耐衝
突安全性の観点では適用が疑問視されている。耐衝撃性
に優れた自動車用鋼板及びその製造方法に係わる従来技
術としては、特開平7−18372で耐衝突安全性の指
標として鋼板の高歪速度下において降伏強度を高めるこ
とが提案されているが、鋼板を自動車用部材に成形加工
する際又は、自動車用部材が衝突変形する際に受ける歪
による加工硬化分が降伏強度に加味されてなく、実用的
な耐衝撃性の指標としては不十分である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、優れた耐衝
突安全性と成形性を兼備した自動車用高強度鋼板及びそ
の製造方法を提供することを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を達成
するためになされたものであり、本発明者らは、実験に
より種々の高強度鋼板について、試験片の衝撃圧壊特性
と静的引張特性値の関連を検討した結果、耐衝突安全性
の向上のためには、鋼板の加工硬化指数を高めること
(0.130以上、好ましくは0.160以上)、降伏
強さ×加工硬化指数を高めること(≧70、好ましくは
≧80)が必要であること、耐衝突安全用部材の成形性
としては、降伏比の低下(≦85(%)、好ましくは≦
75(%))と引張強さ×全伸び(≧20000(MP
a・%))の向上が必要であることの知見を得て、さら
に鋼板のミクロ組織の制御によりこれらの特性を同時に
兼ね備える鋼板を得ることができ、本発明に到ったので
ある。
【0005】その手段は以下の通りである。
【0006】(1) 鋼板の5%成形加工後のミクロ組
織において、残留オ−ステナイトの占積率が3%以上で
あり、鋼板特性として加工硬化指数が0.130以上で
あることを特徴とする耐衝突安全性及び成形性に優れた
自動車用高強度鋼板。
【0007】(2) 化学成分としてC:0.05〜
0.20重量%、Mn:0.5〜2.0重量%、Si、
Alの内の1種もしくは2種の合計量が0.5重量%〜
4.0重量%、を含み、残部がFeを主成分とし、鋼板
の5%成形加工後のミクロ組織において、残留オ−ステ
ナイトの占積率が3%以上であり、鋼板特性として加工
硬化指数が0.130以上であることを特徴とする耐衝
突安全性及び成形性に優れた自動車用高強度鋼板。
【0008】(3) 化学成分としてC:0.05〜
0.20重量%、Mn:0.5〜2.0重量%、Si、
Alの内の1種もしくは2種の合計量が0.5重量%〜
4.0重量%、を含み、残部がFeを主成分とし、鋼板
の成形加工前のミクロ組織において、Cを1.0重量%
以上含有し、かつ平均円相当径が5μm以下である残留
オ−ステナイトの占積率が5%以上であり、鋼板の5%
成形加工後のミクロ組織において、残留オ−ステナイト
の占積率が3%以上であり、鋼板特性として加工硬化指
数が0.130以上であることを特徴とする耐衝突安全
性及び成形性に優れた自動車用高強度鋼板。
【0009】(4) 化学成分としてC:0.05〜
0.20重量%、Mn:0.5〜2.0重量%、Si、
Alの内の1種もしくは2種の合計量が0.5重量%〜
4.0重量%、を含み、残部がFeを主成分とし、鋼板
の成形加工前のミクロ組織において、Cを1.0重量%
以上含有し、かつ平均円相当径が5μm以下である残留
オ−ステナイトの占積率が5%以上であり、平均円相当
径が10μm以下であるフェライトの占積率が50%以
上、残部組織の平均円相当径が10μm以下であり、鋼
板の5%成形加工後のミクロ組織において、残留オ−ス
テナイトの占積率が3%以上であり、鋼板特性として加
工硬化指数が0.130以上、降伏強さ×加工硬化指数
が70以上であることを特徴とする耐衝突安全性及び成
形性に優れた自動車用高強度鋼板。
【0010】(5) 化学成分としてC:0.05〜
0.20重量%、Mn:0.5〜2.0重量%、Si、
Alの内の1種もしくは2種の合計量が0.5重量%〜
4.0重量%、を含み、残部がFeを主成分とし、鋼板
の成形加工前のミクロ組織において、Cを1.0重量%
以上含有し、かつ平均円相当径が5μm以下である残留
オ−ステナイトの占積率が5%以上であり、平均円相当
径が10μm以下であるフェライトの占積率が50%以
上、残部組織の平均円相当径が10μm以下であり、鋼
板の5%成形加工後のミクロ組織において、残留オ−ス
テナイトの占積率が3%以上であり、鋼板特性として加
工硬化指数が0.130以上、降伏強さ×加工硬化指数
が70以上、降伏比が85%以下であることを特徴とす
る耐衝突安全性及び成形性に優れた自動車用高強度鋼
板。
【0011】(6) 化学成分としてC:0.05〜
0.20重量%、Mn:0.5〜2.0重量%、Si、
Alの内の1種もしくは2種の合計量が0.5重量%〜
4.0重量%、を含み、残部がFeを主成分とし、かつ
平均円相当径が5μm以下である残留オ−ステナイトの
占積率が5%以上であり、平均円相当径が10μm以下
であるフェライトの占積率が50%以上、平均円相当径
が10μm以下であるマルテンサイトの占積率が3%以
上、残部組織の平均円相当径が10μm以下であり、鋼
板の5%成形加工後のミクロ組織において残留オーステ
ナイトの占積率が3%以上であり、鋼板特性として加工
硬化指数が0.160以上、降伏強さ×加工硬化指数が
80以上、降伏比が75(%)以下であることを特徴と
する耐衝突安全性及び成形性に優れた自動車用高強度鋼
板。
【0012】(7) さらに、Ca:0.0005〜
0.01重量%及び/又はREM:0.005〜0.0
5重量%を含むことを特徴とする前記(1)〜(5)の
内のいずれか1つに記載の耐衝突安全性及び成形性に優
れた自動車用高強度鋼板。
【0013】(8) さらに、Ca:0.0005〜
0.01重量%及び/又はREM:0.005〜0.0
5重量%を含むことを特徴とする前記(6)に記載の耐
衝突安全性及び成形性に優れた自動車用高強度鋼板。
【0014】(9) さらに、Cr:≦2.0重量%、
V:≦2.0重量%、Mo:≦2.0重量%、Cu:≦
2.0重量%、Ni:≦2.0重量%のうちの1種また
は2種以上を含有することを特徴とする前記(1)〜
(5)及び(7)の内のいずれかに記載の耐衝突安全性
及び成形性に優れた自動車用高強度鋼板。
【0015】(10) さらに、Cr:≦2.0重量
%、V:≦2.0重量%、Mo:≦2.0重量%、C
u:≦2.0重量%、Ni:≦2.0重量%のうちの1
種または2種以上を含有することを特徴とする前記
(6)及び(8)の内のいずれかに記載の耐衝突安全性
及び成形性に優れた自動車用高強度鋼板。
【0016】(11) さらに、Nb:≦0.2重量
%、Ti:≦0.2重量%、B:≦0.02重量%のう
ちの1種または2種以上を含有することを特徴とする前
記(1)〜(5)、(7)、及び(9)の内のいずれか
に記載の耐衝突安全性及び成形性に優れた自動車用高強
度鋼板。
【0017】(12) さらに、Nb:≦0.2重量
%、Ti:≦0.2重量%、B:≦0.02重量%のう
ちの1種または2種以上を含有することを特徴とする前
記(6)、(8)、及び(10)の内のいずれかに記載
の耐衝突安全性及び成形性に優れた自動車用高強度鋼
板。
【0018】(13) 鋼片を初期鋼片厚が25mm以
上、仕上温度が760℃〜920℃、最終パス圧延速度
が500mpm以上で熱間圧延を行い、その後、ランア
ウトテーブルにおける700℃以下の平均冷却速度を2
5℃/秒以上とする冷却を行い、さらに、500℃以下
で巻取を行うことを特徴とする前記(1)〜(5)、
(7)、(9)及び(11)の内のいずれか1つに記載
の耐衝突安全性及び成形性に優れた自動車用高強度鋼板
の製造方法。
【0019】(14) 鋼片を初期鋼片厚が25mm以
上、仕上温度が760℃〜920℃、最終パス圧延速度
が500mpm以上で熱間圧延を行い、その後、ランア
ウトテーブルにおける700℃以下の平均冷却速度を2
5℃/秒以上とする冷却を行い、さらに、350℃以下
で巻取を行うことを特徴とする前記(6)、(8)、
(10)及び(12)の内のいずれかに記載の耐衝突安
全性及び成形性に優れた自動車用高強度鋼板の製造方
法。
【0020】(15) 鋼片を熱間圧延、酸洗、冷間圧
延し、その後、連続焼鈍する際において、Ac1〜Ac3
の温度で10秒以上保持し、700℃〜500℃の平均
冷却速度が10℃/秒以上の冷却を行い、500℃以下
の温度で30秒以上保持することを特徴とする前記
(1)〜(5)、(7)、(9)及び(11)の内のい
ずれか1つに記載の耐衝突安全性及び成形性に優れた自
動車用高強度鋼板の製造方法。
【0021】(16) 鋼片を熱間圧延、酸洗、冷間圧
延し、その後、連続焼鈍する際において、Ac1〜Ac3
の温度で10秒以上保持し、700℃〜500℃の平均
冷却速度が10℃/秒以上の冷却を行い、350℃以下
の温度で30秒以上保持することを特徴とする前記
(6)、(8)、(10)及び(12)の内のいずれか
に記載の耐衝突安全性及び成形性に優れた自動車用高強
度鋼板の製造方法。
【0022】
【発明の実施の形態】図1及び図2は自動車用部材の耐
衝突安全性の指標となる動的エネルギー吸収量と、鋼板
の加工硬化指数及び降伏強さ×加工硬化指数の関係を示
すものである。鋼板の加工硬化指数、降伏強さ×加工硬
化指数の増大により自動車用部材の耐衝突安全性(動的
エネルギー吸収量)が向上しており、自動車用部材の耐
衝突安全性の指標として、同一降伏強度クラスであれば
鋼板の加工硬化指数、降伏強度クラスが異なれば鋼板の
降伏強さ×加工硬化指数が妥当であることを示してい
る。
【0023】なお、部材が成形加工時に平均的に5%程
度の歪を受けることを考慮して、加工硬化指数は歪5%
〜10%のn値で表現したが、本質的には成形加工後の
加工硬化指数が高いことに最大の特徴を有するものであ
る。また、プレスの設備能力から成形荷重の増大を抑
え、成形しやすくすることが望まれる場合、変形抵抗を
低く抑えるべく、歪0%〜5%のn値を低くすることが
有効である。逆にプレス設備能力が充分にある場合には
歪0%〜5%のn値も高めることが耐衝突安全性の観点
から有効である。図3にその実例として、三例示す。
【0024】一方、加工硬化指数が増加することによ
り、鋼板のくびれが抑制され、引張強さ×全伸びで表現
される成形性が向上する。その一例を図4に示す。
【0025】用いた鋼板は板厚1.2mmの熱延材であ
り、C:0.05〜0.20重量%、Si、Alの内の
1種もしくは2種の合計量が0.5重量%〜4.0重量
%、Mn:0.5〜2.0重量%を含み、残部はFeを
主成分とするものである。
【0026】自動車用部材の動的エネルギー吸収量は、
衝撃圧壊試験法により次のようにして求めた。すなわ
ち、鋼板を図6に示すような試験片形状(コーナーR=
5mm)に成形し、先端径5.5mmの電極によりチリ
発生電流の0.9倍の電流で35mmピッチでスポット
溶接3をし、図5に示す2つの天板1間に試験片2を配
設した部品(ハット型モデル)とし、さらに170℃×
20分の焼付塗装処理を行った後、図7に示すように約
150kgの落錘4を約10mの高さから落下させ、シ
ョック・アブソーバー6を設けた架台を上の部品を長手
方向に圧壊し、その際の荷重変位線図の面積から変位=
0〜150mmの変形仕事を算出して、動的エネルギー
吸収量とした。
【0027】鋼板の加工硬化指数、降伏強さ×加工硬化
指数は次のようにして求めた。すなわち、鋼板をJIS
−5号試験片(標点距離50mm、平行部幅25mm)
に加工し、引張速度10mm/分で引張試験し、降伏強
さと加工硬化指数(歪5%〜10%のn値)を求めた。
【0028】次に、本発明の鋼板のミクロ組織について
詳述する。
【0029】残留オ−ステナイトは5%成形加工後にお
けるその占積率を3%以上とすることが必須要件であ
る。残留γは変形時に歪を受けることにより非常に硬い
マルテンサイトへ変態するため、加工硬化指数を高める
作用を有しているが、5%成形加工後の占積率が3%未
満では成形後の部材が衝突変形を受けた際に優れた加工
硬化能(加工硬化指数≧0.130)を発揮することが
できず、変形荷重が低いレベルに留まり変形仕事量が小
さくなるため、動的エネルギー吸収量が低く、耐衝突安
全性の向上が達成できない。
【0030】好ましくは成形加工前の残留オ−ステナイ
ト占積率を5%以上、そのC濃度を1%以上、その平均
円相当径を5μm以下(好ましくは3μm以下)とす
る。上記制限を満足することにより、変形に対する残留
オ−ステナイトの安定性が向上し、変形歪5%以下の成
形加工ではマルテンサイトへ変態し難くなり、5%成形
加工後の残留オ−ステナイト占積率を高めることに対し
有効となるとともに、マルテンサイトへ変態した際の加
工硬化指数向上作用と引張強さ×全伸び向上作用が局所
的な影響に留まらず薄鋼板全体に及ぶ様、有効に作用す
る。
【0031】なお、C濃度が1.8%超では、極度にマ
ルテンサイト変態し難くなるため、一様伸び低下に起因
した成形性の悪化や成形後に部材が衝突変形を受けた際
の加工硬化能の低下が懸念されるので、C濃度上限を
1.8%とすることが好ましい。
【0032】また、残留オ−ステナイトの存在位置に関
しては、軟質なフェライトが主に変形時の歪を受けるた
め、フェライトに隣接していない残留γは歪を受け難
く、その結果5〜10%程度の変形ではマルテンサイト
へ変態し難くなり、その効果が薄れるため、残留γはフ
ェライトに隣接することが好ましい。
【0033】フェライトはその占積率が50%以上でか
つその平均円相当径が10μm以下とする。
【0034】フェライトは構成組織の中で最も軟質な組
織であるため、降伏強さ×加工硬化指数及び降伏比を決
定する重要な因子である。上記規制値を外れるとフェラ
イト以外の硬質相の悪影響が強まることに主に起因し
て、降伏強さ×加工硬化指数≧70かつ降伏比≦85%
を達成することができず、耐衝突安全性及び成形性の点
から不適となる。さらにフェライトの占積率増と細粒化
により、未変態オ−ステナイトのC濃度が増加し微細分
散化するため、未変態オ−ステナイトから生成するマル
テンサイト及び残部組織の微細化と残留γの占積率増・
微細化に有効に作用し、耐衝突安全性及び成形性の向上
に寄与する。好ましくはフェライト占積率が70%以上
でかつその円相当径が6μm以下が望ましい。
【0035】マルテンサイトはその占積率が3%以上で
かつその平均円相当径が10μm以下(好ましくは6μ
m以下)とする。マルテンサイトは主に周囲のフェライ
トに可動転位を発生させることにより降伏比の低減、加
工硬化指数の向上に寄与するため、上記規制を満たすこ
とにより、耐衝突安全性及び成形性をより一層向上さ
せ、より好ましい特性レベルである降伏強さ×加工硬化
指数≧80かつ降伏比≦75(%)を確実に達成するこ
とができる。
【0036】マルテンサイトの占積率と平均円相当径は
占積率が少なくても平均円相当径が大きくてもその作用
が局所的な影響に留まり、上記特性を満たすことができ
なくなる。その存在位置に関しては、マルテンサイトが
フェライトに隣接していない場合、マルテンサイトの可
動転位等の影響はフェライトに及び難いため、その効果
が薄れる。従って、マルテンサイトはフェライトに隣接
することが好ましい。残部組織はその平均円相当径が1
0μm超となると上記残留γやマルテンサイトによる特
性向上効果を阻害するため、10μm以下(好ましくは
6μm以下)とする。残部組織の種類はパーライト、ベ
イナイト等の1種あるいは2種以上の組合せでよいが、
穴拡げ特性が要求される場合はベイナイトのみとするこ
とが望ましい。
【0037】次に、化学成分の規制値とその制限理由を
説明する。
【0038】Cは残留γの確保のために、0.05重量
%以上添加するが、スポット溶接性不良による耐衝突安
全性劣化を防止する観点から、その添加上限を0.20
重量%以下とする。すなわち、耐衝突安全用の部材にお
いてはスポット溶接が使用されることが多いが、0.2
0重量%を越えるCを含有している場合、衝突時に接合
部が容易に剥離を起こし、耐衝突安全用部材として用を
なさなくなるためである。
【0039】Si、Alはオ−ステナイトを残留させる
ための必須元素であり、フェライトの生成を促進し、炭
化物の生成を抑制することにより、残留γを確保する作
用があると同時に脱酸元素・強化元素としても作用す
る。上記観点から、Si+Alの添加下限量は0.5重
量%以上とする必要がある。ただし、Si、Alを過度
に添加しても上記効果は飽和し、かえって鋼を脆化させ
るため、Si+Alの添加上限量は4.0重量%以下と
する。また、特に優れた表面性状が要求される場合は、
Si<0.1重量%とすることにより、Siスケ−ルを
回避するか、逆にSi≧1.0重量%とすることによ
り、Siスケ−ルを全面に発生させ目立たなくすること
が望ましい。
【0040】Mnはオーステナイトを安定化して残留γ
を確保する作用があるとともに強化元素である。上記観
点から、Mnの添加下限量は0.5重量%以上とする必
要がある。ただし、Mnを過度に添加しても上記効果は
飽和し、かえってフェライト変態抑制等の悪影響を生ず
るため、Mnの添加上限量は2.0重量%以下とする。
【0041】Caは硫化物系介在物の形状制御(球状
化)により、成形性(特に穴拡げ比)をより向上させる
ために0.0005重量%以上添加するが、効果の飽和
さらには介在物の増加による逆効果(穴拡げ比の劣化)
の点からその上限を0.01重量%とする。また、RE
Mも同様の理由からその添加量を0.005〜0.05
重量%とする。
【0042】以上が本発明における主たる成分の添加理
由であるが、オーステナイトの安定化、セメンタイト生
成の抑制、固溶強化、析出強化、組織微細化等の観点か
ら、Cr、V、Mo、Cu、Ni、Nb、Ti、Bを1
種または2種以上添加してもよい。その効果とコストと
の兼ね合いから、Cr、V、Mo、Cu、Niについて
はその上限を2%、Nb、Tiについてはその上限を
0.2%、Bについてはその上限を0.02%とするこ
とが好ましい。またフェライト占積率を50%以上とす
るためには、Cr、V、Mo、Cu、Niの添加量をM
nとの合計量で3%以下とすることが好ましい。
【0043】なお、その他成分としてPは残留γの確保
に効果があり、0.1%程度添加してもよいが、2次加
工性、靭性、スポット溶接性、リサイクル性の劣化防止
の観点から、Sは硫化物系介在物による成形性(特に穴
拡げ比)、スポット溶接性の劣化防止の観点から忌避す
べき元素であり、その含有量はP≦0.02%(好まし
くは≦0.01%)、S≦0.01%(好ましくは≦
0.003%)が好ましい。
【0044】次に、熱延条件の規制値とその制限理由を
説明する。
【0045】第1に、熱間圧延における仕上温度は76
0℃〜920℃とする。760℃未満では加工フェライ
トが生成し、加工硬化能や成形性を劣化させる。920
℃超ではフェライト占積率の低下や鋼板ミクロ組織の平
均円相当径の粗大化が起こる。図8は耐衝突安全性の指
標である加工硬化指数に及ぼす仕上温度の影響を示した
ものである。仕上温度の低下により加工硬化指数が向上
しており、760℃〜920℃の範囲ではより低い温度
が好ましい。
【0046】第2に、熱間圧延における初期鋼片厚は2
5mm以上とする。なお、鋼片の製造に際しては一般的
な連続鋳造のみならず、いわゆる薄肉連続鋳造の適用も
可能である。また、熱延連続化技術(いわゆるエンドレ
ス圧延)の適用も可能である。25mm未満ではフェラ
イト占積率の低下や薄鋼板ミクロ組織の平均円相当径の
粗大化が起こる。
【0047】第3に、熱間圧延における最終パス圧延速
度は500mpm以上(好ましくは600mpm以上)
とする。500mpm未満ではフェライト占積率の低下
や薄鋼板ミクロ組織の平均円相当径の粗大化が起こる。
【0048】第4に、ホットランテーブルにおける冷却
は700℃以下の平均冷却速度を25℃/秒以上とす
る。25℃/秒未満では残留γ占積率の低下が起こる。
700℃超の冷却については特に規定しないが、鋼板ミ
クロ組織の微細化やフェライト占積率の増大を狙って、
「仕上温度〜750℃の平均冷却速度を25℃/秒以
上とする」、「750℃〜700℃の平均冷却速度を
25℃/秒未満とする」を単独ないしは複合して行うこ
とが好ましい。
【0049】第5に、巻取温度は500℃以下とする。
500℃超では残留γ占積率の低下が起こる。マルテン
サイトを得たい場合は350℃以下とする。図9は耐衝
突安全性の指標である加工硬化指数に及ぼす巻取温度の
影響を示したものである。巻取温度の低下により加工硬
化指数が向上しており、500℃以下ではより低い温度
が好ましい。
【0050】次に、冷延条件の規制値とその制限理由を
説明する。
【0051】冷延鋼板を製造するに際しては、連続焼鈍
条件が重要であり、特に熱間圧延、熱間圧延後の酸洗、
冷間圧延の各条件を規制する必要はない。ただし、ミク
ロ組織の微細分散化の観点から熱間圧延における最終パ
スの圧延速度は500mpm以上(さらに好ましくは6
00mpm以上)とすることが好ましい。
【0052】また、連続焼鈍後に必要に応じて、調質圧
延、電気めっき等を施しても良い。
【0053】連続焼鈍条件の規制値とその制限理由を以
下に示す。
【0054】第1に、Ac1〜Ac3の温度において10
秒以上保持することが必要である。保持温度がAc1
満ではオ−ステナイトが生成しないため、その後、残留
γを得る事ができず、保持温度がAc3超では粗大なオ
−ステナイトの単相組織となるため、その後、所望の残
留γを得る事ができない。また、保持時間が10秒未満
ではオ−ステナイトの生成量が不足するため、その後、
所望の残留γを得る事ができない。保持時間の上限は特
に規定する必要はないが、連続焼鈍設備の長大化及び鋼
板のミクロ組織の粗大化を避ける観点から200秒以下
が好ましい。
【0055】第2に、700℃〜500℃の平均冷却速
度を10℃/秒以上とすることが必要である。平均冷却
速度が10℃/秒未満では残留γ占積率の低下が起こ
る。その上限は特に規定する必要はないが、冷却温度の
制御性から300℃/秒以下とすることが好ましい。
【0056】第3に、500℃以下の温度において、3
0秒以上保持することが必要である。保持温度が500
℃超であったり、保持時間が30秒未満では所望の残留
γを得る事ができない。また、マルテンサイトを得たい
場合は保持温度を350℃以下とする。保持時間の上限
は特に規定する必要はないが、連続焼鈍設備の長大化、
及び低温変態生成物の過度の生成による残留γの低減を
回避する観点から600秒以下が好ましい。
【0057】
【実施例】表1に示す化学成分の鋼を鋳造して得た鋼片
を用い、鋼番1〜15及び鋼番23〜33については、
表2に示す製造条件で熱延鋼板を製造し、鋼番16〜2
2については、表2に示す製造条件で得られた熱延鋼板
をさらに表3に示す製造条件により冷延鋼板を製造し
た。得られた鋼板の板厚は鋼番1〜4が=1.8mm、
鋼番5〜6及び鋼番23〜33が=1.4mm、鋼番7
〜10が=2.2mm、鋼番11〜15が=1.2m
m、鋼番16〜22が=1.0mmである。また、得ら
れた鋼板のミクロ組織を表4に、鋼板の耐衝突安全性及
び成形性を表5に示す。なお、表1〜表5において、本
発明例が鋼番1〜7、鋼番11〜12、鋼番15〜17
及び鋼番23〜33であり、比較例が鋼番8〜10、鋼
番13〜14及び鋼番18〜22である。
【0058】本発明例では比較例を格段に越える優れた
耐衝突安全性(加工硬化指数≧0.130、降伏強さ×
加工硬化指数≧70)及び成形性(降伏比≦85
(%)、引張強さ×全伸び≧20000(MPa・
%)、穴拡げ比≧1.25)を兼備した自動車用高強度
鋼板が得られている。なお、本発明例はスポット溶接性
もたがね試験において剥離破断がなく、良好であった。
【0059】ミクロ組織は以下の方法で評価した。
【0060】フェライト、マルテンサイト及び残部組織
の同定、存在位置の観察、及び平均円相当径と占積率の
測定はナイタ−ル試薬及び特開昭59−219473に
開示された試薬により薄鋼板圧延方向断面を腐食した倍
率1000倍の光学顕微鏡写真により行った。
【0061】残留γの平均円相当径は特願平3−351
209で開示された試薬により圧延方向断面を腐食し、
倍率1000倍の光学顕微鏡写真より求めた。また、同
写真によりその存在位置を観察した。
【0062】残留γ占積率(Vγ:単位は%)はMo−
Kα線によるX線解析で次式に従い、算出した。
【0063】Vγ=(2/3){100/(0.7×α
(211)/γ(220)+1)}+(1/3){10
0/(0.78×α(211)/γ(311)+1)} 但し、α(211)、γ(220)、α(211)、γ
(311)は面強度を示す。
【0064】残留γのC濃度(Cγ:単位は%)はCu
−Kα線によるX線解析でオ−ステナイトの(200)
面、(220)面、(311)面の反射角から格子定数
(単位はオングストロ−ム)を求め、次式に従い、算出
した。
【0065】Cγ=(格子定数−3.572)/0.0
33 特性評価は以下の方法で実施した。
【0066】引張試験はJIS5号(標点距離50m
m、平行部幅25mm)を用い引張速度10mm/分で
実施し、引張強さ(TS)、降伏強さ(YS)、全伸び
(T.El)、一様伸び(U.El)、局部伸び(L.
El)、加工硬化指数(歪5%〜10%のn値)を求
め、YS×加工硬化指数、降伏比(YR=YS/TS×
100)、TS×T.Elを計算した。
【0067】伸びフランジ性は20mmの打ち抜き穴を
バリのない面から30度円錐ポンチで押し拡げ、クラッ
クが板厚を貫通した時点での穴径(d)と初期穴径(d
o、20mm)との穴拡げ比(d/do)を求めた。
【0068】スポット溶接性は鋼板板厚の平方根の5倍
の先端径を有する電極によりチリ発生電流の0.9倍の
電流で接合したスポット溶接試験片をたがねで破断させ
た時にいわゆる剥離破断を生じたら不適とした。
【0069】
【表1】
【0070】
【表2】
【0071】
【表3】
【0072】
【表4】
【0073】
【表5】
【0074】
【発明の効果】本発明により従来にない優れた耐衝突安
全性及び成形性を兼備した自動車用高強度鋼板を低コス
トかつ安定的に提供することが可能となったため、高強
度鋼板の使用用途・使用条件が格段に広がり、工業上、
経済上の効果は非常に大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 鋼板の加工硬化指数と動的エネルギー吸収量
との関係を示す図である。
【図2】 鋼板の降伏強さ×加工硬化指数と動的エネル
ギー吸収量(J)との関係を示す図である。
【図3】 降伏強さが500MPaである鋼板の変形歪
み(%)とn値との関係を示す図である。
【図4】 加工硬化指数と引張強さ(TS)×全伸び
(T.El)(MPa・%)との関係を示す図である。
【図5】 衝撃圧壊試験方法に用いられる部品(ハット
モデル)の概観図である。
【図6】 試験片形状の断面図である。
【図7】 衝撃圧壊試験方法の模式図である。
【図8】 巻取温度:450(℃)の時の仕上温度
(℃)と加工硬化指数との関係を示す図である。
【図9】 仕上温度:880(℃)の時の巻取温度
(℃)と加工硬化指数との関係を示す図である。
【符号の説明】
1 天板 2 試験片 3 スポット溶接 4 落錘 5 架台 6 ショック・アブソーバー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C22C 38/58 C22C 38/58 (72)発明者 間渕 秀里 大分市大字西ノ洲1番地 新日本製鐵株式 会社大分製鐵所内

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼板の5%成形加工後のミクロ組織にお
    いて、残留オ−ステナイトの占積率が3%以上であり、
    鋼板特性として加工硬化指数が0.130以上であるこ
    とを特徴とする耐衝突安全性及び成形性に優れた自動車
    用高強度鋼板。
  2. 【請求項2】 化学成分としてC:0.05〜0.20
    重量%、Mn:0.5〜2.0重量%、Si、Alの内
    の1種もしくは2種の合計量が0.5重量%〜4.0重
    量%、を含み、残部がFeを主成分とし、鋼板の5%成
    形加工後のミクロ組織において、残留オ−ステナイトの
    占積率が3%以上であり、鋼板特性として加工硬化指数
    が0.130以上であることを特徴とする耐衝突安全性
    及び成形性に優れた自動車用高強度鋼板。
  3. 【請求項3】 化学成分としてC:0.05〜0.20
    重量%、Mn:0.5〜2.0重量%、Si、Alの内
    の1種もしくは2種の合計量が0.5重量%〜4.0重
    量%、を含み、残部がFeを主成分とし、鋼板の成形加
    工前のミクロ組織において、Cを1.0重量%以上含有
    し、かつ平均円相当径が5μm以下である残留オ−ステ
    ナイトの占積率が5%以上であり、鋼板の5%成形加工
    後のミクロ組織において、残留オ−ステナイトの占積率
    が3%以上であり、鋼板特性として加工硬化指数が0.
    130以上であることを特徴とする耐衝突安全性及び成
    形性に優れた自動車用高強度鋼板。
  4. 【請求項4】 化学成分としてC:0.05〜0.20
    重量%、Mn:0.5〜2.0重量%、Si、Alの内
    の1種もしくは2種の合計量が0.5重量%〜4.0重
    量%、を含み、残部がFeを主成分とし、鋼板の成形加
    工前のミクロ組織において、Cを1.0重量%以上含有
    し、かつ平均円相当径が5μm以下である残留オ−ステ
    ナイトの占積率が5%以上であり、平均円相当径が10
    μm以下であるフェライトの占積率が50%以上、残部
    組織の平均円相当径が10μm以下であり、鋼板の5%
    成形加工後のミクロ組織において、残留オ−ステナイト
    の占積率が3%以上であり、鋼板特性として加工硬化指
    数が0.130以上、降伏強さ×加工硬化指数が70以
    上であることを特徴とする耐衝突安全性及び成形性に優
    れた自動車用高強度鋼板。
  5. 【請求項5】 化学成分としてC:0.05〜0.20
    重量%、Mn:0.5〜2.0重量%、Si、Alの内
    の1種もしくは2種の合計量が0.5重量%〜4.0重
    量%、を含み、残部がFeを主成分とし、鋼板の成形加
    工前のミクロ組織において、Cを1.0重量%以上含有
    し、かつ平均円相当径が5μm以下である残留オ−ステ
    ナイトの占積率が5%以上であり、平均円相当径が10
    μm以下であるフェライトの占積率が50%以上、残部
    組織の平均円相当径が10μm以下であり、鋼板の5%
    成形加工後のミクロ組織において、残留オ−ステナイト
    の占積率が3%以上であり、鋼板特性として加工硬化指
    数が0.130以上、降伏強さ×加工硬化指数が70以
    上、降伏比が85%以下であることを特徴とする耐衝突
    安全性及び成形性に優れた自動車用高強度鋼板。
  6. 【請求項6】 化学成分としてC:0.05〜0.20
    重量%、Mn:0.5〜2.0重量%、Si、Alの内
    の1種もしくは2種の合計量が0.5重量%〜4.0重
    量%、を含み、残部がFeを主成分とし、かつ平均円相
    当径が5μm以下である残留オ−ステナイトの占積率が
    5%以上であり、平均円相当径が10μm以下であるフ
    ェライトの占積率が50%以上、平均円相当径が10μ
    m以下であるマルテンサイトの占積率が3%以上、残部
    組織の平均円相当径が10μm以下であり、鋼板の5%
    成形加工後のミクロ組織において残留オーステナイトの
    占積率が3%以上であり、鋼板特性として加工硬化指数
    が0.160以上、降伏強さ×加工硬化指数が80以
    上、降伏比が75(%)以下であることを特徴とする耐
    衝突安全性及び成形性に優れた自動車用高強度鋼板。
  7. 【請求項7】 さらに、Ca:0.0005〜0.01
    重量%及び/又はREM:0.005〜0.05重量%
    を含むことを特徴とする請求項1〜5の内のいずれか1
    つに記載の耐衝突安全性及び成形性に優れた自動車用高
    強度鋼板。
  8. 【請求項8】 さらに、Ca:0.0005〜0.01
    重量%及び/又はREM:0.005〜0.05重量%
    を含むことを特徴とする請求項6に記載の耐衝突安全性
    及び成形性に優れた自動車用高強度鋼板。
  9. 【請求項9】 さらに、Cr:≦2.0重量%、V:≦
    2.0重量%、Mo:≦2.0重量%、Cu:≦2.0
    重量%、Ni:≦2.0重量%のうちの1種または2種
    以上を含有することを特徴とする請求項1〜5及び7の
    内のいずれかに記載の耐衝突安全性及び成形性に優れた
    自動車用高強度鋼板。
  10. 【請求項10】 さらに、Cr:≦2.0重量%、V:
    ≦2.0重量%、Mo:≦2.0重量%、Cu:≦2.
    0重量%、Ni:≦2.0重量%のうちの1種または2
    種以上を含有することを特徴とする請求項6及び8の内
    のいずれかに記載の耐衝突安全性及び成形性に優れた自
    動車用高強度鋼板。
  11. 【請求項11】 さらに、Nb:≦0.2重量%、T
    i:≦0.2重量%、B:≦0.02重量%のうちの1
    種または2種以上を含有することを特徴とする請求項1
    〜5、7、及び9の内のいずれかに記載の耐衝突安全性
    及び成形性に優れた自動車用高強度鋼板。
  12. 【請求項12】 さらに、Nb:≦0.2重量%、T
    i:≦0.2重量%、B:≦0.02重量%のうちの1
    種または2種以上を含有することを特徴とする請求項
    6、8、及び10の内のいずれかに記載の耐衝突安全性
    及び成形性に優れた自動車用高強度鋼板。
  13. 【請求項13】 鋼片を初期鋼片厚が25mm以上、仕
    上温度が760℃〜920℃、最終パス圧延速度が50
    0mpm以上で熱間圧延を行い、その後、ランアウトテ
    ーブルにおける700℃以下の平均冷却速度を25℃/
    秒以上とする冷却を行い、さらに、500℃以下で巻取
    を行うことを特徴とする請求項1〜5、7、9及び11
    の内のいずれか1つに記載の耐衝突安全性及び成形性に
    優れた自動車用高強度鋼板の製造方法。
  14. 【請求項14】 鋼片を初期鋼片厚が25mm以上、仕
    上温度が760℃〜920℃、最終パス圧延速度が50
    0mpm以上で熱間圧延を行い、その後、ランアウトテ
    ーブルにおける700℃以下の平均冷却速度を25℃/
    秒以上とする冷却を行い、さらに、350℃以下で巻取
    を行うことを特徴とする請求項6、8、10及び12の
    内のいずれかに記載の耐衝突安全性及び成形性に優れた
    自動車用高強度鋼板の製造方法。
  15. 【請求項15】 鋼片を熱間圧延、酸洗、冷間圧延し、
    その後、連続焼鈍する際において、Ac1〜Ac3の温度
    で10秒以上保持し、700℃〜500℃の平均冷却速
    度が10℃/秒以上の冷却を行い、500℃以下の温度
    で30秒以上保持することを特徴とする請求項1〜5、
    7、9及び11の内のいずれか1つに記載の耐衝突安全
    性及び成形性に優れた自動車用高強度鋼板の製造方法。
  16. 【請求項16】 鋼片を熱間圧延、酸洗、冷間圧延し、
    その後、連続焼鈍する際において、Ac1〜Ac3の温度
    で10秒以上保持し、700℃〜500℃の平均冷却速
    度が10℃/秒以上の冷却を行い、350℃以下の温度
    で30秒以上保持することを特徴とする請求項6、8、
    10及び12の内のいずれかに記載の耐衝突安全性及び
    成形性に優れた自動車用高強度鋼板の製造方法。
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