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6. 发明专利

TWI317761B 超軟質高碳熱軋鋼板及其製造方法 ULTRA SOFT HIGH CARBON HOT ROLLED STEEL SHEET AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME 有权
简体标题：超软质高碳热轧钢板及其制造方法 ULTRA SOFT HIGH CARBON HOT ROLLED STEEL SHEET AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
公开(公告)号：TWI317761B
公开(公告)日：2009-12-01
申请号：TW096108524
申请日：2007-03-13
申请人：杰富意鋼鐵股份有限公司
发明人：木村英之 , 藤田毅 , 中村展之 , 青木直也 , 佐佐木成人 , 上岡悟史 , 飯塚俊治
IPC分类号： C21D , C22C
CPC分类号： B21B3/00 , C21D9/46 , C22C38/02 , C22C38/04
摘要：本發明之目的在於提供加工性優良之超軟質高碳熱軋鋼板。該超軟質高碳熱軋鋼板係C：0.2~0.7%之高碳熱軋鋼板，係具有如下之組織：肥粒鐵平均粒徑為20 μm以上，粒徑為10 μm以下之肥粒鐵粒的體積率為20%以下，碳化物平均粒徑為0.10 μm以上且未滿2.0 μm，縱橫比為5以上之碳化物比例為15%以下，碳化物彼此接觸之比例為20%以下。並且，該超軟質高碳熱軋鋼板係如下製造：於粗軋後進行精軋，精軋入口側溫度為1100℃以下，使最終道次之軋縮率為12%以上，且使精軋溫度為(Ar3－10)℃以上；接著，精軋後於1.8秒以內以超過120℃/秒之冷卻速度進行1次冷卻，直至600℃以下之冷卻停止溫度；接著，藉由2次冷卻而保持在600℃以下之溫度後，於580℃以下之溫度進行捲取，酸洗後，藉由箱型退火法，於680℃以上且Ac1變態點以下之溫度進行球狀化退火。【創作特點】最近，為降低驅動系統零件之製造成本，而實用化利用壓製之一體成形方法。隨之，不僅對素材鋼板實施沖緣(burring)加工，亦實施將拉伸、彎曲等成形模式複雜組合之成形，而逐漸要求拉伸凸緣性與延展性兩特性優良。考慮到該方面，上述專利文獻4之技術中並未涉及延展性。
本發明之目的係有鑑於該狀況而提供下述超軟質高碳熱軋鋼板及其製造方法，該超軟質高碳熱軋鋼板不需要長時間之多階段退火便可製造，不易產生沖壓端面之龜裂，而且，不易產生由於壓製成形或冷鍛所引起之龜裂，即，擴孔率λ具有70%以上、延展性之評估指標之一的總延伸率具有35%以上之加工性優良。
本發明係於就影響高碳鋼板之延展性、拉伸凸緣性及硬度之組成或顯微組織及製造條件的影響進行深入研究之過程中所實現。並且，其結果發現，對鋼板硬度有較大影響之因素不僅為組成及碳化物之形狀及量，碳化物平均粒徑、形態、分散狀態及肥粒鐵平均粒徑、微細肥粒鐵粒體積率(特定值以下之粒徑即肥粒鐵粒之體積率)亦有較大影響。並且，瞭解到藉由將碳化物平均粒徑、形態、分散狀態、肥粒鐵平均粒徑及微細肥粒鐵粒體積率分別控制在適當範圍內，可大幅度降低高碳鋼板之硬度，並且可大幅度提高延展性及拉伸凸緣性。
進而，於本發明中，根據上述認識，研究用以控制上述組織之製造方法，而確定加工性優良之超軟質高碳熱軋鋼板之製造方法。
本發明係根據以上認識而成者，其要旨如下所述。
[1]本發明之超軟質高碳熱軋鋼板，其特徵在於具有下述組織：以質量%計，含有C：0.2~0.7%、Si：0.01~1.0%、Mn：0.1~1.0%、P：0.03%以下、S：0.035%以下、Al：0.08%以下、N：0.01%以下，餘量包含鐵及不可避免之雜質，肥粒鐵平均粒徑為20 μm以上，粒徑為10 μm以下之肥粒鐵粒之體積率為20%以下，碳化物平均粒徑為0.10 μm以上未滿2.0 μm，縱橫比為5以上之碳化物之比例為15%以下，碳化物彼此接觸之比例為20%以下。
[2]一種超軟質高碳熱軋鋼板，其特徵在於具有下述組織：以質量%計，含有C：0.2~0.7%、Si：0.01~1.0%、Mn：0.1~1.0%、P：0.03%以下、S：0.035%以下、Al：0.08%以下、N：0.01%以下，餘量包含鐵及不可避免之雜質，肥粒鐵平均粒徑為35 μm以上，粒徑為20 μm以下之肥粒鐵粒之體積率為20%以下，碳化物平均粒徑為0.10 μm以上未滿2.0 μm，縱橫比為5以上之碳化物之比例為15%以下，碳化物彼此接觸之比例為20%以下。
[3]如上述[1]或[2]之超軟質高碳熱軋鋼板，其中以質量%計，更進一步含有B：0.0010~0.0050%、Cr：0.005~0.30%之一種或兩種。
[4]如上述[1]或[2]之超軟質高碳熱軋鋼板，其中以質量%計，更進一步含有B：0.0010~0.0050%及Cr：0.05~0.30%。
[5]如上述[1]至[4]中任一項之超軟質高碳熱軋鋼板，其中以質量%計，更進一步含有Mo：0.005~0.5%、Ti：0.005~0.05%、Nb：0.005~0.1%之一種或兩種以上。
[6]本發明之超軟質高碳熱軋鋼板之製造方法，其特徵在於，將具有如上述[1]、[3]、[4]、[5]中任一項之組成之鋼進行粗軋後，進行精軋入口側溫度為1100℃以下、使最終道次之軋縮率為12%以上、且使精軋溫度為(Ar3－10)℃以上之精軋；接著，精軋後於1.8秒以內以超過120℃/秒之冷卻速度進行1次冷卻直至600℃以下之冷卻停止溫度；接著，藉由2次冷卻而保持在600℃以下之溫度後，於580℃以下之溫度下進行捲取，酸洗後，藉由箱型退火法，於680℃以上Ac1變態點以下之溫度下進行球狀化退火。
[7]本發明之超軟質高碳熱軋鋼板之製造方法，其特徵在於，將具有如上述[2]至[5]中任一項之組成之鋼進行粗軋後，以如下條件進行精軋，即，精軋入口側溫度為1100℃以下，使最終2道次之軋縮率分別為12%以上，且溫度域為(Ar3－10)℃以上(Ar3＋90℃)以下；接著，精軋後於1.8秒以內以超過120℃/秒之冷卻速度進行1次冷卻直至600℃以下之冷卻停止溫度；接著，藉由2次冷卻而保持在600℃以下之溫度後，於580℃以下之溫度下進行捲取，酸洗後，藉由箱型退火法，於680℃以上Ac1變態點以下之溫度下且以20小時以上之均熱時間進行球狀化退火。
[8]如上述[7]之超軟質高碳熱軋鋼板之製造方法，其中於精軋入口側溫度為1050℃以下、使最終2次道次之軋縮率分別為15%以上之條件下進行精軋。
再者，本說明書中，表示鋼成分之%全部為質量%。
藉由本發明可獲得極其軟質、且延展性及拉伸凸緣性優良之高碳熱軋鋼板。
並且，於本發明中，不僅控制熱軋後之球狀化退火條件，亦控制退火前之熱軋鋼板組織、即熱軋條件，藉此退火後碳化物等軸且均勻分散，進而，實現肥粒鐵粒之均勻粗大化。即，可無需高溫退火，而且並不使用多階段退火而進行製造。其結果為，可獲得極其軟質、且延展性及拉伸凸緣性優良之高碳熱軋鋼板，可實現加工步驟之簡單化及低成本化。
简体摘要：本发明之目的在于提供加工性优良之超软质高碳热轧钢板。该超软质高碳热轧钢板系C：0.2~0.7%之高碳热轧钢板，系具有如下之组织：肥粒铁平均粒径为20 μm以上，粒径为10 μm以下之肥粒铁粒的体积率为20%以下，碳化物平均粒径为0.10 μm以上且未满2.0 μm，纵横比为5以上之碳化物比例为15%以下，碳化物彼此接触之比例为20%以下。并且，该超软质高碳热轧钢板系如下制造：于粗轧后进行精轧，精轧入口侧温度为1100℃以下，使最终道次之轧缩率为12%以上，且使精轧温度为(Ar3－10)℃以上；接着，精轧后于1.8秒以内以超过120℃/秒之冷却速度进行1次冷却，直至600℃以下之冷却停止温度；接着，借由2次冷却而保持在600℃以下之温度后，于580℃以下之温度进行卷取，酸洗后，借由箱型退火法，于680℃以上且Ac1变态点以下之温度进行球状化退火。【创作特点】最近，为降低驱动系统零件之制造成本，而实用化利用压制之一体成形方法。随之，不仅对素材钢板实施冲缘(burring)加工，亦实施将拉伸、弯曲等成形模式复杂组合之成形，而逐渐要求拉伸凸缘性与延展性两特性优良。考虑到该方面，上述专利文献4之技术中并未涉及延展性。本发明之目的系有鉴于该状况而提供下述超软质高碳热轧钢板及其制造方法，该超软质高碳热轧钢板不需要长时间之多阶段退火便可制造，不易产生冲压端面之龟裂，而且，不易产生由于压制成形或冷锻所引起之龟裂，即，扩孔率λ具有70%以上、延展性之评估指针之一的总延伸率具有35%以上之加工性优良。本发明系于就影响高碳钢板之延展性、拉伸凸缘性及硬度之组成或显微组织及制造条件的影响进行深入研究之过程中所实现。并且，其结果发现，对钢板硬度有较大影响之因素不仅为组成及碳化物之形状及量，碳化物平均粒径、形态、分散状态及肥粒铁平均粒径、微细肥粒铁粒体积率(特定值以下之粒径即肥粒铁粒之体积率)亦有较大影响。并且，了解到借由将碳化物平均粒径、形态、分散状态、肥粒铁平均粒径及微细肥粒铁粒体积率分别控制在适当范围内，可大幅度降低高碳钢板之硬度，并且可大幅度提高延展性及拉伸凸缘性。进而，于本发明中，根据上述认识，研究用以控制上述组织之制造方法，而确定加工性优良之超软质高碳热轧钢板之制造方法。本发明系根据以上认识而成者，其要旨如下所述。 [1]本发明之超软质高碳热轧钢板，其特征在于具有下述组织：以质量%计，含有C：0.2~0.7%、Si：0.01~1.0%、Mn：0.1~1.0%、P：0.03%以下、S：0.035%以下、Al：0.08%以下、N：0.01%以下，余量包含铁及不可避免之杂质，肥粒铁平均粒径为20 μm以上，粒径为10 μm以下之肥粒铁粒之体积率为20%以下，碳化物平均粒径为0.10 μm以上未满2.0 μm，纵横比为5以上之碳化物之比例为15%以下，碳化物彼此接触之比例为20%以下。 [2]一种超软质高碳热轧钢板，其特征在于具有下述组织：以质量%计，含有C：0.2~0.7%、Si：0.01~1.0%、Mn：0.1~1.0%、P：0.03%以下、S：0.035%以下、Al：0.08%以下、N：0.01%以下，余量包含铁及不可避免之杂质，肥粒铁平均粒径为35 μm以上，粒径为20 μm以下之肥粒铁粒之体积率为20%以下，碳化物平均粒径为0.10 μm以上未满2.0 μm，纵横比为5以上之碳化物之比例为15%以下，碳化物彼此接触之比例为20%以下。 [3]如上述[1]或[2]之超软质高碳热轧钢板，其中以质量%计，更进一步含有B：0.0010~0.0050%、Cr：0.005~0.30%之一种或两种。 [4]如上述[1]或[2]之超软质高碳热轧钢板，其中以质量%计，更进一步含有B：0.0010~0.0050%及Cr：0.05~0.30%。 [5]如上述[1]至[4]中任一项之超软质高碳热轧钢板，其中以质量%计，更进一步含有Mo：0.005~0.5%、Ti：0.005~0.05%、Nb：0.005~0.1%之一种或两种以上。 [6]本发明之超软质高碳热轧钢板之制造方法，其特征在于，将具有如上述[1]、[3]、[4]、[5]中任一项之组成之钢进行粗轧后，进行精轧入口侧温度为1100℃以下、使最终道次之轧缩率为12%以上、且使精轧温度为(Ar3－10)℃以上之精轧；接着，精轧后于1.8秒以内以超过120℃/秒之冷却速度进行1次冷却直至600℃以下之冷却停止温度；接着，借由2次冷却而保持在600℃以下之温度后，于580℃以下之温度下进行卷取，酸洗后，借由箱型退火法，于680℃以上Ac1变态点以下之温度下进行球状化退火。 [7]本发明之超软质高碳热轧钢板之制造方法，其特征在于，将具有如上述[2]至[5]中任一项之组成之钢进行粗轧后，以如下条件进行精轧，即，精轧入口侧温度为1100℃以下，使最终2道次之轧缩率分别为12%以上，且温度域为(Ar3－10)℃以上(Ar3＋90℃)以下；接着，精轧后于1.8秒以内以超过120℃/秒之冷却速度进行1次冷却直至600℃以下之冷却停止温度；接着，借由2次冷却而保持在600℃以下之温度后，于580℃以下之温度下进行卷取，酸洗后，借由箱型退火法，于680℃以上Ac1变态点以下之温度下且以20小时以上之均热时间进行球状化退火。 [8]如上述[7]之超软质高碳热轧钢板之制造方法，其中于精轧入口侧温度为1050℃以下、使最终2次道次之轧缩率分别为15%以上之条件下进行精轧。再者，本说明书中，表示钢成分之%全部为质量%。借由本发明可获得极其软质、且延展性及拉伸凸缘性优良之高碳热轧钢板。并且，于本发明中，不仅控制热轧后之球状化退火条件，亦控制退火前之热轧钢板组织、即热轧条件，借此退火后碳化物等轴且均匀分散，进而，实现肥粒铁粒之均匀粗大化。即，可无需高温退火，而且并不使用多阶段退火而进行制造。其结果为，可获得极其软质、且延展性及拉伸凸缘性优良之高碳热轧钢板，可实现加工步骤之简单化及低成本化。

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