热冲压成型体及其制造方法技术

本发明专利技术的热冲压成型体的特征在于，当将C含量(质量％)、Si含量(质量％)及Mn含量(质量％)分别表示为[C]、[Si]及[Mn]时，成立5×[Si]+[Mn])/[C]＞10的关系，金属组织含有以面积率计为80％以上的马氏体，有时还含有以面积率计为10％以下的珠光体、以体积率计为5％以下的残留奥氏体、以面积率计为20％以下的铁素体和以面积率计小于20％的贝氏体中的一种以上，抗拉强度TS与扩孔率λ之积即TS×λ为50000MPa·％以上，以纳米压痕仪测得的马氏体的硬度满足H2/H1＜1.10及σHM＜20。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用了热冲压用冷轧钢板的成型性优异的。本专利技术的冷轧钢板包括冷轧钢板、热浸镀锌冷轧钢板、合金化热浸镀锌冷轧钢板、电镀锌冷轧钢板及镀铝冷轧钢板。本申请基于2012年I月13日在日本提出的日本特愿2012-004552号主张优先权，在此引用其内容。
技术介绍
现在，对于汽车用钢板，要求提高其冲撞安全性和使其轻量化。现在，不仅需要以抗拉强度计为980MPa级(980MPa以上)、1180MPa级(1180MPa以上)的钢板，而且还需要更加高强度的钢板。例如，需要超过1.5GPa的钢板。在这样的状况下，作为获得高强度的方法最近备受注目是热冲压(也被称为热压、压模淬火、压住淬火等)。热冲压是指如下的成型方法:将钢板加热到7 50°C以上的温度后通过热轧进行成型(加工)，由此使高强度钢板的成型性提高，成型后通过冷却进行淬火，从而得到所希望的材质。作为兼具有压制加工性和高强度的钢板，已知有包含铁素体-马氏体组织的钢板、包含铁素体-贝氏体组织的钢板或者组织中含有残留奥氏体的钢板等。其中，使马氏体分散在铁素体基底中而成的复合组织钢板(包含铁素体-马氏体的钢板，所谓的DP钢板)的屈服比低，抗拉强度高，而且拉伸特性优异。但是，上述复合组织钢板由于应力集中在铁素体与马氏体的界面，容易由此产生裂纹，所以存在扩孔性差这样的缺点。另外，具有这样的复合组织的钢板不能发挥1.5GPa级的抗拉强度。例如，专利文献I~3中公开有如上所述的复合组织钢板。另外，专利文献4~6中有关于高强度钢板的硬度与成型性之间的关系的记载。然而，即使利用这些现有技术，也难以应对当今的要求汽车进一步轻量化、进一步高强度化、部件形状复杂化、热冲压后的扩孔性等加工性能的要求。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开平6-128688号公报专利文献2:日本特开2000-319756号公报专利文献3:日本特开2005-120436号公报专利文献4:日本特开2005-256141号公报专利文献5:日本特开2001-355044号公报专利文献6:日本特开平11-189842号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题本专利技术是鉴于上述问题而进行的。即，本专利技术的目的在于:提供确保1.5GPa以上、优选为1.SGPa以上、更优选为2.0GPa以上的强度并且具有更加良好的扩孔性的使用了热冲压用冷轧钢板(如后所述包括锌镀或镀铝而成的钢板)的。这里，热冲压成型体是指将上述热冲压用冷轧钢板作为原材料通过热冲压而成型加工而成的成型体。用于解决问题的手段本专利技术的【专利技术者】们首先对于强度确保1.5GPa以上、优选为1.SGPa以上、更优选为2.0GPa以上并且成型性(扩孔性)优异的热冲压成型体中所使用的热冲压用冷轧钢板及热冲压条件进行了深入研究。其结果是，发现:通过(i)对于钢成分，将S1、Mn及C含量的关系设定为适当的关系；(ii)将铁素体、马氏体的分率(面积率)设定为规定的分率；和(iii)调整冷轧的压下率，从而使钢板的板厚表层部(表层部)及板厚中心部(中心部)的马氏体的硬度比(硬度之差)以及中心部的马氏体的硬度分布为特定的范围内，由此能够在热冲压用冷轧钢板(热冲压前的冷轧钢板)中确保比以往更高的成型性，即，抗拉强度TS与扩孔率λ之积TSX λ能够确保为50000MPa.%以上。热冲压前的冷轧钢板是指进行加热到750V~1000°C并且进行加工、冷却的热冲压工序中的加热之前的状态的冷轧钢板。另外，发现:如果将该热冲压用冷轧钢板以后述的热冲压条件进行热冲压，则即使在热冲压后，钢板的板厚表层部及中心部的马氏体的硬度比及中心部的马氏体的硬度分布也大致得以维持，可以得到TSX λ为50000MPa.%以上的高强度及成型性优异的热冲压成型体。另外，还发现:抑制热冲压用冷轧钢板的板厚中心部处的MnS的偏析对于提高热冲压成型体的成型性(扩孔性)也是有效的。另外，还发现:将冷轧中从最上游的机架到由最上游数第三段的各机架的冷轧率与总冷轧率(累积轧制率)的比例设定在特定的范围内对于控制马氏体的硬度是有效的。基于上述发现，本专利技术的【专利技术者】们发现了以下所示的专利技术的各个方案。另外，还发现了即使对热冲压用冷轧钢板进行热浸镀锌、合金化热浸镀锌、电镀锌及镀铝冷轧钢板也不会损害其效果。(I) 即，本专利技术的一个方案的热冲压成型体的特征在于，其以质量％计含有C:超过 0.150%且为 0.300% 以下、Si:0.010%~1.000%,Mn:1.50%~2.70%, P:0.001%~0.060%, S:0.001%~0.010%, N:0.0005%~0.0100%和 Al:0.010%~0.050%，有时选择性地含有 B:0.0005 % ~0.0020 %、Mo:0.01 % ~0.50 %、Cr:0.01 % ~0.50 %、V:0.001%~0.100%,Ti:0.001%~0.100%,Nb:0.001%~0.050%,Ni:0.01%~1.00%,Cu:0.01% ~1.00%、Ca:0.0005% ~0.0050%和 REM:0.0005% ~0.0050% 中的一种以上，剩余部分包含Fe及不可避免的杂质，当将C含量、Si含量及Mn含量以单位为质量％分别表示为[C]、[Si]及[Mn]时，成立下述式a的关系，金属组织含有以面积率计为80%以上的马氏体，有时还含有以面积率计为10%以下的珠光体、以体积率计为5%以下的残留奥氏体、以面积率计为O~20%的铁素体和以面积率计小于20%的贝氏体中的一种以上，抗拉强度TS与扩孔率λ之积即TSX λ为50000MPa.%以上，以纳米压痕仪测得的上述马氏体的硬度满足下述式b及式C。5 X [Si] + [Mn])/[C] > 10 (a)H2/H1 < 1.10 (b)σ HM < 20 (c)式中，Hl为表层部的上述马氏体的平均硬度，H2为从板厚中心沿板厚方向± 100 μ m的范围即板厚中心部的上述马氏体的平均硬度，O HM为存在于上述板厚中心部的上述马氏体的硬度的分散值。(2)根据上述(I)所述的热冲压成型体，其中，存在于上述金属组织中的当量圆直径为0.1 μ m~10 μ m的MnS的面积率可以为0.01 %以下，成立下述式d。n2/nl < 1.5 (d)式中，nl为板厚1/4部的每10000 μ m2的上述MnS的平均个数密度，n2为上述板厚中心部的每10000 μ m2的上述MnS的平均个数密度。(3)根据上述⑴或(2)所述的热冲压成型体，其中，表面上可以进一步实施了热浸镀锌。(4)根据上述(3)所述的热冲压成型体，其中，上述热浸镀锌层可以为合金化熔融锌。(5)根据上述⑴或(2)所述的热冲压成型体，其中，表面上可以进一步实施了电镀锌。(6)根据上述⑴或(2)所述的热冲压成型体，其中，表面上可以进一步实施了镀招。(7)本专利技术的一个方案的冲压成型体的制造方法，其特征在于，其包括下述工序:对具有上述(I)所述的化学成分的钢水进行铸造来制成钢材的铸造工序；对上述钢材进行加热的加热工序；使用具有多个机架的热轧设备对上述钢材实施热轧的热轧工序；在上述热轧工序后对上述钢材进行卷取的卷取工序；在上述卷取工序后对上述钢材进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热冲压成型体，其特征在于，其以质量％计含有C：超过0.150％且为0.300％以下、Si：0.010％～1.000％、Mn：1.50％～2.70％、P：0.001％～0.060％、S：0.001％～0.010％、N：0.0005％～0.0100％和Al：0.010％～0.050％，有时选择性地含有B：0.0005％～0.0020％、Mo：0.01％～0.50％、Cr：0.01％～0.50％、V：0.001％～0.100％、Ti：0.001％～0.100％、Nb：0.001％～0.050％、Ni：0.01％～1.00％、Cu：0.01％～1.00％、Ca：0.0005％～0.0050％和REM：0.0005％～0.0050％中的一种以上，剩余部分包含Fe及不可避免的杂质，当将C含量、Si含量及Mn含量以单位为质量％分别表示为[C]、[Si]及[Mn]时，成立下述式a的关系，金属组织含有以面积率计为80％以上的马氏体，有时还含有以面积率计为10％以下的珠光体、以体积率计为5％以下的残留奥氏体、以面积率计为20％以下的铁素体和以面积率计小于20％的贝氏体中的一种以上，抗拉强度TS与扩孔率λ之积即TS×λ为50000MPa·％以上，以纳米压痕仪测得的所述马氏体的硬度满足下述式b及式c，5×[Si]+[Mn])/[C]＞10 (a)H2/H1＜1.10 (b)σHM＜20 (c)式中，H1为表层部的所述马氏体的平均硬度，H2为从板厚中心沿板厚方向±100μm的范围即板厚中心部的所述马氏体的平均硬度，σHM为存在于所述板厚中心部的所述马氏体的硬度的分散值。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.13 JP 2012-0045521.一种热冲压成型体，其特征在于，其以质量％计含有C:超过0.150%且为0.300%以下、Si:0.010%~1.000%, Mn:1.50%~2.70%, P:0.001%~0.060%, S:0.001%~0.010%, N:0.0005%~0.0100%和 Al:0.010%~0.050%, 有时选择性地含有 B:0.0005 % ~0.0020 Mo:0.01 % ~0.50 %、Cr:0.01 % ~0.50 V:0.001 % ~0.100 %、Ti:0.001 % ~0.100 %、Nb:0.001 % ~0.050 %、N1:0.01 % ~1.00 %、Cu:0.01 % ~1.00 %、Ca:0.0005 % ~0.0050 % 和 REM:0.0005 % ~0.0050%中的一种以上，剩余部分包含Fe及不可避免的杂质， 当将C含量、Si含量及Mn含量以单位为质量％分别表示为[C]、[Si]及[Mn]时,成立下述式a的关系， 金属组织含有以 面积率计为80%以上的马氏体，有时还含有以面积率计为10%以下的珠光体、以体积率计为5%以下的残留奥氏体、以面积率计为20%以下的铁素体和以面积率计小于20%的贝氏体中的一种以上， 抗拉强度TS与扩孔率λ之积即TSX λ为50000MPa.%以上， 以纳米压痕仪测得的所述马氏体的硬度满足下述式b及式C，5 X [Si] + [Mn])/[C] > 10 (a)H2/H1 < 1.10 (b)σ HM < 20 (c) 式中，Hl为表层部的所述马氏体的平均硬度，Η2为从板厚中心沿板厚方向± 100 μ m的范围即板厚中心部的所述马氏体的平均硬度，σ HM为存在于所述板厚中心部的所述马氏体的硬度的分散值。2.根据权利要求1所述的热冲压成型体，其特征在于，存在于所述金属组织中的当量圆直径为0.1 μ m~10 μ m的MnS的面积率为0.01 %以下，成立下述式d,n2/nl < 1.5 (d) 式中，nl为板厚1/4部的每10000 μ m2的所述MnS的平均个数密度，n2为所述板厚中心部的每10000 μ m2的所述MnS的平均个数密度。3.根据权利要求1或2所述的热冲压成型体，其特征在于，表面上进一步实施了热浸镀锌。4.根据权利要求3所述的热冲压成型体，其特征在于，所述热浸镀锌层包含合金化熔融锌。5.根据权利要求1或2所述的热冲压成型体，其特征在于，表面上进一步实施了电镀锌。6.根据权利要求1或2所述的热冲压成型体，其特征在于，表面上进一步实施了镀铝。7.一种热冲压成型体的制造方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：野中俊树，加藤敏，川崎薰，友清寿雅，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP