專利名稱：烘烤硬化性優(yōu)良的冷軋鋼板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于鋼板，特別是關(guān)于烘烤硬化性優(yōu)良的冷軋鋼板。
背景技術(shù)：
作為提高冷軋鋼板的烘烤硬化性的方法，例如，特開(kāi)昭55-141526號(hào)公報(bào)、特開(kāi)昭55-141555號(hào)公報(bào)所提出的方法。即，這些眾所周知的方法是，對(duì)于添加Nb的鋼，是根據(jù)鋼中C、N、Al的含量添加Nb，將用at％表示的Nb/(固溶C+固溶N)限制在某個(gè)范圍內(nèi)，籍此調(diào)整鋼板中固溶C、固溶N、再控制退火后的冷卻速度。另外，象特開(kāi)昭61-45689號(hào)公報(bào)所公開(kāi)的那樣，采用復(fù)合添加Ti和Nb生產(chǎn)烘烤硬化性優(yōu)良的鋼板技術(shù)也是眾所周知的。但是，這樣僅控制固溶C在某個(gè)范圍內(nèi)，烘烤硬化性最多只能期待提高30MPa左右，為使烘烤硬化性在該值以上而殘存固溶C時(shí)，相反時(shí)效硬化性惡化，因此，在長(zhǎng)時(shí)間保存后進(jìn)行沖壓成形時(shí)，將發(fā)生滑移線和條紋的問(wèn)題。這樣，要同時(shí)滿足良好的烘烤硬化性和時(shí)效硬化性的兩個(gè)方面，被認(rèn)為是困難的，因此，這是長(zhǎng)期以來(lái)的課題。
對(duì)于這些問(wèn)題，有特開(kāi)昭62-109927號(hào)，特開(kāi)平4-120217號(hào)所揭示那樣，提出了采用Mo使烘烤硬化性和時(shí)效硬化性兩者都好的技術(shù)。但是，據(jù)本發(fā)明人所知，這些方法僅規(guī)定了單獨(dú)Mo的成分范圍，實(shí)際上，根據(jù)C的含量或Ti、Nb的含量，有時(shí)有效果，有時(shí)沒(méi)有效果，技術(shù)很不穩(wěn)定。例如，添加Mo時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)中，該范圍有單獨(dú)取0.001～3.0％的，而又有僅為0.02～0.16％的，因此僅看出單獨(dú)的作用。可是，象這樣僅控制Mo的添加量時(shí)，其作用不穩(wěn)定，烘烤效果有時(shí)達(dá)50MPa，又有時(shí)僅為10MPa。
另一方面，在市場(chǎng)中，對(duì)應(yīng)于汽車的輕量化，目前的現(xiàn)狀是要求更加提高烘烤硬化性，更加要求烘烤硬化性和延遲時(shí)效性同時(shí)都提高。
發(fā)明的公開(kāi)本發(fā)明的目的是，提供一種謀求烘烤硬化性和延遲時(shí)效性兩者都提高，同時(shí)確保穩(wěn)定的烘烤硬化量，并且具有比歷來(lái)的產(chǎn)品烘烤硬化性大的冷軋鋼板。
本發(fā)明涉及的、烘烤硬化性優(yōu)良的冷軋鋼板是以重量％計(jì)含有以下成分的鋼板C0.0013～0.007％，Si0.001～0.08％，Mn0.01～0.9％，P0.001～0.10％，S0.030％以下，Al0.001～0.1％及N0.01％以下，其特征在于，含Ti和Nb的范圍如下Ti0.001～0.025％，Nb0.001～0.040％，而且，這些范圍滿足用下式定義的K值k＝C％-12/93×Nb％-12/48×(Ti％-48/14×N％)≥0.0008(其中，Ti％-48/14×N％≤0時(shí)，k＝0)，而且，Mo的添加水平滿足下式0.005≤Mo％≤0.25和

(其中，k是用前式定義的值)。在本發(fā)明的優(yōu)選方式中，B以滿足以下兩式的水平進(jìn)行添加0.005×k≤B%≤0.08×k]]>和Mo％/300≤B％≤Mo％/4。
此外，在本發(fā)明的優(yōu)選方式中，其位錯(cuò)密度是在每1μm2的平面視野里有50～3000根位錯(cuò)線。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1表示本發(fā)明的Mo含量與k值的關(guān)系的說(shuō)明圖。
圖2表示本發(fā)明的B含量與k值的關(guān)系的說(shuō)明圖。
實(shí)施本發(fā)明的最佳方式作為本發(fā)明對(duì)象的冷軋鋼板是冷軋鋼板、熱鍍鋅或電鍍鋅鋼板等，作為煉鋼的方法，轉(zhuǎn)爐、電爐、平爐等哪種方法都行，不論用鑄模鑄造后開(kāi)坯的板坯或連續(xù)鑄造的板坯等其制造方法均可。
本發(fā)明者為了提高冷軋鋼板的烘烤硬化性，反復(fù)進(jìn)行種種研究，結(jié)果得到了下述預(yù)料外的見(jiàn)識(shí)，從而完成了本發(fā)明。
在歷來(lái)的冷軋鋼板中，如前所述，即使有烘烤硬化性、但其量也小，或時(shí)效性不良，或，單獨(dú)添加通常的碳化物形成元素Mo、Cr、V、W的1種或2種以上，其效果也不穩(wěn)定，因而，烘烤硬化性良好，而且超過(guò)60天的時(shí)效性也同時(shí)好的情況就比較難以達(dá)到。
本發(fā)明者關(guān)于Mo的添加量發(fā)現(xiàn)，C與其有相互關(guān)系，而且還與B的含量有相互作用。即，本發(fā)明者進(jìn)行了各種試驗(yàn)和分析發(fā)現(xiàn)，Mo、C、B的各含量范圍只要滿足下式，就能夠同時(shí)而且充分滿足烘烤硬化性和時(shí)效硬化性兩方面特性。
即Mo滿足下式0.005≤Mo％≤0.250.1×k≤Mo%≤5×k]]>和k＝C％-12/93×Nb％-12/48×(Ti％-48/14×N％)，而且還判明，此時(shí)的C的水平范圍只要不在k≥0.0008的范圍內(nèi)，就不呈現(xiàn)效果。
從而可知，當(dāng)C％-12/93×Nb％-12/48(Ti％-48/14×N％)的值小時(shí)，Mo值即使是0.01％左右的小值，也兼?zhèn)溲舆t時(shí)效性和烘烤硬化性的這兩個(gè)特性。另外，而當(dāng)Mo多，當(dāng)C％-12/93×Nb％-12/48×(Ti％-48/14×N％)的值大時(shí)，延遲時(shí)效性也將惡化。因此，Mo的含量范圍僅在滿足上述關(guān)系式范圍時(shí)是有效的。
運(yùn)其中的原因也不一定清楚，另外，本發(fā)明也沒(méi)有被任何理論所限制，但是根據(jù)上述條件，可以推斷Mo和C形成偶極子(雙極子)，可以推斷，由此預(yù)防C在位錯(cuò)上固著。而且，還可以推斷，Mo對(duì)于C滿足某種關(guān)系時(shí)能夠穩(wěn)定地呈現(xiàn)優(yōu)良的烘烤硬化性和時(shí)效性兩種特性。另外，重要的是，該C不單單是鋼中的含量問(wèn)題，而且還是以k＝C％-12/93×Nb％-12/48×(Ti％-48/14×N％)表示的固溶C。
另外，盡管在延遲時(shí)效性良好的情況下，烘烤硬化性也沒(méi)有惡化，這被認(rèn)為是由于在烘烤時(shí)的170℃左右的溫度下，該偶極子分解，C再一次固溶，將位錯(cuò)固著的緣故。
在使用Cr、V、W或Mn的情況下，在該溫度下進(jìn)行烘烤硬化，看不出有這種效果，運(yùn)說(shuō)明只有使用Mo才有效。
在圖1中，區(qū)域A(其中，包含邊界線)是本發(fā)明的范圍，其烘烤硬化性和延遲時(shí)效性優(yōu)良。區(qū)域B烘烤硬化性和延遲時(shí)效性優(yōu)良，但是由于Mo含量多，強(qiáng)度變高，相反延伸率降低，沖壓成形時(shí)易發(fā)生裂紋。另外，在區(qū)域C中，烘烤硬化性不足。此外，在區(qū)域D，延遲時(shí)效性惡化，沖壓成形時(shí)發(fā)生滑移線。
另外，本發(fā)明者同時(shí)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)與B復(fù)合添加，烘烤硬化性更加提高，即，B的濃度滿足下式0.005×k≤B%≤0.08k]]>K＝C％-12/93×Nb％-12/48×(Ti％-48/14×N％)，而且通過(guò)滿足Mo％/300≤B％≤Mo％/4，則呈現(xiàn)出更加提高的效果。
其原因可以認(rèn)為，不一定明確是B與Mo的偶極子造成的，或者是B進(jìn)而與Mo和C的偶極子有關(guān)，但不論是與Mo起作用的是哪一個(gè)，都有使烘烤硬化性提高的效果。
在圖2中，區(qū)域A(其中包括邊界線)是本發(fā)明范圍，其烘烤硬化性和延遲時(shí)效性優(yōu)良。區(qū)域B烘烤硬化性和延遲時(shí)效性優(yōu)良，但是由于B(硼)多，延伸率降低，沖壓成形時(shí)易發(fā)生裂紋。另外，在區(qū)域C中，烘烤硬化性不足。另外，在區(qū)域D中，延遲時(shí)效性惡化，沖壓成形時(shí)發(fā)生滑移線。
其中，要根據(jù)Mo的范圍進(jìn)而限定其區(qū)域范圍。
其中，添加B時(shí)，用Ti固定N是重要的。
另外，許多電子顯微鏡觀察結(jié)果也表明，由于位錯(cuò)分布其特性也有很大變化。本發(fā)明者在電子顯微鏡下觀察延遲時(shí)效性良好的試樣，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其位錯(cuò)密度，在每1μm2平面視野里有50～3000根時(shí)，延遲時(shí)效性和烘烤硬化性進(jìn)一步得到改善的現(xiàn)象。位錯(cuò)密度不足50根時(shí)，本發(fā)明并不能沒(méi)有效果，但是50根以上能更明顯改善烘烤硬化性。位錯(cuò)密度在每1μm2超過(guò)3000根的情況下，鋼材的延伸率反而下降，沖壓時(shí)有發(fā)生裂紋的傾向。其原因不一定清楚，但是可以認(rèn)為是由于位錯(cuò)形成應(yīng)變場(chǎng)，并引起Mo和B、M0和C的偶極子相互作用所致。
限定本發(fā)明鋼的各成分范圍的理由如下。
首先，C取為0.0013％以上是由于，若降低C的水平到不足該值時(shí)，則涉及到煉鋼成本的增加，另外也得不到高的烘烤硬化性。另一方面，C取為0.007％以下是由于，超過(guò)該水平時(shí)，因C是引起鋼強(qiáng)化的元素，使強(qiáng)度變高，損害加工性。而且由于添加的Ti、Nb元素量多，由于其析出物造成的強(qiáng)度上升不可避免結(jié)果使加工性惡化，同時(shí)對(duì)經(jīng)濟(jì)也不利。另外，延遲時(shí)效性也惡化。
Si取為0.001％以上是因?yàn)椋艚档蚐i的水平到不足該值時(shí)，則涉及到煉鋼成本的增加，另外，也得不到高的烘烤硬化性。Si取為0.08％以下是由于，若超過(guò)這一水平時(shí)，強(qiáng)度變得過(guò)高，損害加工性。另外，還因?yàn)樵趯?shí)施鍍鋅時(shí)，鋅難以附著，損害密著性。
Mn取為0.01％以上是由于，不滿該下限值時(shí)，則得不到高的烘烤硬化性。另一方面，Mn取為0.9％以下是由于，若超過(guò)該值時(shí)，由于Mn是鋼的強(qiáng)化元素而使強(qiáng)度變高，損害了加工性。
P取為0.001％以上是由于，P的水平取不足該值時(shí)，則涉及到煉鋼成本的較大幅度增加，另外，也得不到高的烘烤硬化性。另外，P的含量取為0.10％以下是因?yàn)?，P作為鋼的強(qiáng)化元素，即使少量的P也使強(qiáng)度變高，因而損害加工性。而且，P是在結(jié)晶晶界富集，是容易引起晶界脆化的元素，由于損害加工性，最好添加量不超過(guò)0.10％。
S取為0.030％以下，本來(lái)S存在于鋼中是無(wú)意義的元素，另外，由于形成TiS，減少了有效的Ti，因此，希望少量使用。另外，因?yàn)槿鬝超過(guò)0.030％時(shí)，在熱軋時(shí)引起熱脆性，引起表面裂紋的所謂熱脆性，因而不佳。
Al取為0.001％以上，是用于脫氧必要的成分，不足0.001％時(shí)，則產(chǎn)生氣泡，這會(huì)構(gòu)成缺陷，因此，必須要有0.001％以上的濃度。另外，將其上限取為0.1％是由于，若添加超過(guò)該值對(duì)成本不利。而且強(qiáng)度變高，損害加工性。
N取為0.01％以下，添加量超過(guò)該值時(shí)，若不多添加Ti，就不能確保必要的時(shí)效性，而且強(qiáng)度變高，損害加工性。
Ti和Nb是所謂Nb-Ti-IF鋼的加工性(或進(jìn)而鍍覆性)良好的鋼所必要的元素，該范圍是滿足其特性的范圍。它的含量下限取為0.001％是由于，未達(dá)此值時(shí)，則將C、N等固溶元素固定、確保必要的時(shí)效性困難。另外，將Ti的添加量上限取作0.025％是因?yàn)?，即使超量添加延遲時(shí)效性也飽和，再結(jié)晶溫度反而上升，另外，引起加工性惡化。另外，Nb的上限取為0.040％是因?yàn)?，即使超過(guò)此值添加，時(shí)效性也飽和，再結(jié)晶溫度反而上升，另外，引起加工性惡化。
本發(fā)明中，特別是關(guān)于C量，滿足下式是重要的。
即，Ti、Nb在上述范圍內(nèi)，特別是將其范圍設(shè)定成為滿足下列關(guān)系式是重要的k＝C％-12/93×Nb％-12/48×(Ti％-48/14×N％)≥0.0008在該條件以外時(shí)，不能確保時(shí)效硬化性，在170℃×20min的熱處理溫度下，幾乎看不出強(qiáng)度提高。
另外，上式中，在Ti％-48/14×N％≤0的情況下，k也取為0，但是，通常最好取Ti％-48/14×N％＞0。
Mo取為0.005％以上是因?yàn)?，在其以下時(shí)，得不到烘烤硬化性提高的效果。另外，Mo水平的上限取為0.25％是因?yàn)?，若超過(guò)該值時(shí)，由于Mo是鋼的強(qiáng)化元素，使強(qiáng)度變得過(guò)高，損害了加工性。另外，若超過(guò)該上限時(shí)，烘烤硬化性也飽和，由于高價(jià)對(duì)經(jīng)濟(jì)也不利，因而不佳。
另外，進(jìn)而在該范圍中使Mo的濃度設(shè)定為滿足下式，烘烤硬化性和延遲時(shí)效性都被改善0.1×k≤Mo%≤5×k]]>和k＝C％-12/93×Nb％-12/48×(Ti％-48/14×N％)。
滿足上述條件的范圍，如前所述，被認(rèn)為是形成Mo和C的偶極子的最合適的范圍。即使對(duì)于C而言提高M(jìn)o濃度到必要以上，效果也飽和，成本也變高，另外，由于存在鋼材延伸率降低的情況，所以最好上限取0.25％。另外，若超過(guò)0.25％，由于難以發(fā)生再結(jié)晶，延伸率也有可能降低，因而不佳。但是，作為本發(fā)明目的效果自身不是沒(méi)有。
另一方面，未滿0.005％的Mo水平時(shí)，不能改善時(shí)效硬化性，發(fā)生YP伸長(zhǎng)。
關(guān)于B，將其濃度設(shè)定為滿足下式0.005×k≤B%≤0.08×k]]>和k＝C％-12/93×Nb％-12/48×(Ti％-48/14×N％)而且最好是設(shè)定成滿足下式Mo％/300≤B％≤Mo％/4當(dāng)B未滿

和/或未滿Mo％/300時(shí)，不能改善時(shí)效硬化性，和發(fā)生YP伸長(zhǎng)。另外，單獨(dú)加B效果小，而與Mo一起復(fù)合添加時(shí)效果特別好。另外，即使添加超過(guò)上述條件的B，其效果也飽和，對(duì)成本不利，另外總延伸率下降，鋼材性能惡化等，因而不佳。
實(shí)施例下述表1、表2同時(shí)示出了本發(fā)明實(shí)施例和比較例。
用轉(zhuǎn)爐冶煉表1、表2所示成分的鋼，然后連續(xù)鑄造成板坯。冷軋?jiān)摪迮?，而后進(jìn)行退火，制成冷軋鋼板。常溫時(shí)效性是在40℃的氣氛中保持70天，而后進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，測(cè)定這時(shí)的YP伸長(zhǎng)，以0.02％以下為良好。另外，烘烤硬化性的測(cè)定是將冷軋鋼板延伸2％，而后在170℃下保持20分鐘，測(cè)定保持后的YP伸長(zhǎng)，并測(cè)定與進(jìn)行延伸2％之前時(shí)的強(qiáng)度差。在本發(fā)明中，延遲時(shí)效性都在0.01％以下，烘烤硬化性都超過(guò)50MPa。在比較例中，Mo少的鋼，延遲時(shí)效性差，超過(guò)0.2％，另外，烘烤硬化性也變差。另外，Mo多的鋼，雖然延遲時(shí)效性和烘烤硬化性都好，但在沖壓時(shí)發(fā)生裂紋。
另外，表3、表4可以看到，在顯示出位錯(cuò)密度效果的當(dāng)中，與比較例相比，烘烤硬化性改善了約20MPa。表3、表4的位錯(cuò)密度是從冷軋鋼板上取薄膜試片，用透射電子顯微鏡，各取3個(gè)薄膜試片，用常規(guī)觀察方法求得位錯(cuò)，換算成1μm2的根數(shù)，并取其平均值得到的。在本發(fā)明中，常溫時(shí)效性都在0.02％以下，是良好的。另外，烘烤硬化性都顯示出50MPa以上，顯示了滿意的值。
根據(jù)本發(fā)明，可得到烘烤硬化性和延遲時(shí)效性都優(yōu)良的鋼板。
表1

表1(續(xù))

表2

表2(續(xù))

表3

表3(續(xù))

表4

表4(續(xù))

權(quán)利要求
1.烘烤硬化性優(yōu)良的冷軋鋼板，該鋼板是含有以下成分(重量％)的鋼板C0.0013～0.007％，Si0.001～0.08％，Mn0.01～0.9％，P0.001～0.10％，S0.030％以下，Al0.001～0.1％和N0.01％以下，其特征在于，Ti和Nb的含量范圍為Ti0.001～0.025％，Nb0.001～0.040％，而且，這些范圍滿足下式定義的k值k＝C％-12/93×Nb％-12/48×(Ti％-48/14×N％)≥0.0008(其中，Ti％-48/14×N％≤0時(shí)，k＝0)，而且用滿足下式的水平添加Mo0.005≤Mo％≤0.25和
(其中，用前述式定義k的值)。
2.權(quán)利要求1所述冷軋鋼板，其特征在于，還以滿足下式的水平添加B
(其中，k是用前述式定義的值)，和Mo％/300≤B％≤Mo％/4。
3.權(quán)利要求1或2所述的冷軋鋼板，其特征在于，在每1μm2平面視野中有50～3000根的位錯(cuò)密度。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種烘烤硬化性優(yōu)良的冷軋鋼板,是關(guān)于在含Ti和/或Nb的極低碳鋼中,將固溶C和Mo含量的關(guān)系控制在特定范圍內(nèi)而構(gòu)成的烘烤硬化性優(yōu)良的冷軋鋼板,以及在其中還含特定量B的烘烤硬化性優(yōu)良的冷軋鋼板。
文檔編號(hào)C25C3/34GK1277639SQ9980151
公開(kāi)日2000年12月20日 申請(qǐng)日期1999年4月5日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月30日
發(fā)明者谷口裕一, 山崎一正, 后藤貢一 申請(qǐng)人:新日本制鐵株式會(huì)社