适合冲击吸收构件的钢板及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种钢板，其为适合汽车的冲击吸收构件的原材料，冲击吸收能高且即使进行挤压也难以产生裂纹，具有以质量％计的下述组成：含有C:0.08～0.30％、Mn:1.5～3.5％、Si+Al:0.50～3.0％、P:0.10％以下、S:0.010％以下以及N:0.010％以下，根据情况还含有选自由Cr:0.5％以下、Mo:0.5％以下、B:0.010％以下、Ti:低于0.04％、Nb:低于0.030％及V:低于0.5％、Ca:0.010％以下、Mg:0.010％以下、REM:0.050％以下、以及Bi:0.050％以下中的1种以上，具有以面积％计的下述显微组织：含有贝氏体：超过50％、马氏体：3～30％、及残留奥氏体：3～15％，余量由平均粒径低于5μm的铁素体；且具有均匀伸长率与扩孔率之积为300％2以上、5％有效流变应力为900MPa以上的机械特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及钢板及冲击吸收构件和该钢板的制造方法。更具体而言，本专利技术涉及适合作为有效流变应力高，且负载冲击载荷时裂纹的产生被抑制的冲击吸收构件的原材料的钢板及其制造方法，和由该钢板构成的冲击吸收构件。
技术介绍
近年来，从保护地球环境的观点出发，作为减少汽车的CO2排放量的一个方法，谋求汽车车体的轻量化。因此，追求汽车用钢板的高强度化。这是因为，增大钢板的强度时，则能够实现汽车用钢板的薄壁化，从而能够轻量化汽车车体。另一方面，对于提高汽车的冲撞安全性的社会要求也进一步变高。因此，理想的是开发不仅将钢板高强度化、而且在行进中发生冲撞时的耐冲击性也优异的钢板。汽车用构件的各部位在冲撞时以数10～103/s的高应变速度受到变形，因此用于汽车时需要动态强度特性优异的高强度钢板。作为动态强度特性优异的高强度钢板，已知有静动差(静态强度与动态强度之差)高的低合金TRIP钢板(加工诱发相变型高强度钢板)、以马氏体为主体且具有第2相的多相组织钢板之类的高强度多相组织钢板。关于低合金TRIP钢板，例如专利文献1中公开了动态变形特性优异的、用于汽车冲撞能吸收的加工诱发相变型高强度钢板。作为关于以马氏体为主体且具有第2相的高强度多相组织钢板的现有技术，可列举出下述专利文献。专利文献2中公开了一种高强度钢板及其制造方法，所述高强度钢板具有由铁素体相和在其中分散的硬质第2相组成的多相组织，前述铁素体相中的晶体粒径为1.2μm以下的纳米晶粒的平均粒径ds与晶体粒径超过1.2μm的微晶的平均晶体粒径dL满足dL/ds≥3的关系，强度与韧性平衡优异，且静动差为170MPa以上。专利文献3中公开了由平均粒径为3μm以下的马氏体与平均粒径为5μm以下的铁素体的2相组织组成的、静动比高的热轧钢板及其制造方法。专利文献4中公开了具有含有75％以上平均粒径为3.5μm以下的铁素体相、且余量由回火马氏体组成的2相组织的、冲击吸收特性优异的冷轧钢板及其制造方法。专利文献5中公开了通过加入预应变来形成由铁素体与马氏体构成的2相组织、5×102～5×103/s的应变速度下的静动差为60MPa以上的冷轧钢板及其制造方法。专利文献6中公开了具有由85％以上的贝氏体与马氏体等硬质相组成的多相组织的、耐冲击特性优异的高强度热轧钢板。现有技术文献专利文献专利文献1：特开平11-80879号公报专利文献2：特开2006-161077号公报专利文献3：特开2004-84074号公报专利文献4：特开2004-277858号公报专利文献5：特开2000-17385号公报专利文献6：特开平11-269606号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题为了提高冲击吸收构件的冲击吸收能，作为冲击吸收构件的原材料的钢板的高强度化是有效的。即，钢板的高强度化不仅能够实现薄壁化(轻量化)，而且能够提高冲击吸收能。这是因为，随着钢板原材料的高强度化，塑性变形所需要的流变应力增大。通常冲击吸收构件通过冲撞产生的塑性变形来吸收冲撞的能量，因此通过高强度化从而使冲击吸收能有增加的倾向。但是，冲击吸收构件的冲击吸收能大幅依赖于作为原材料的钢板的板厚。这由如下情况明确，例如“塑性与加工”第46卷、第534号641～645页中，关于决定钢板的冲击吸收能的平均载荷(Fave)，下述关系式成立。Fave∝(σY·t2)/4(式中，σY：有效流变应力、t：板厚)有效流变应力意味着某一应变值下的流变应力。即，平均载荷(Fave)与板厚t的平方成正比。因此，若仅高强度化钢板，则对于冲击吸收构件兼顾薄壁化与高冲击吸收性能具有极限。另一方面，冲击吸收构件的冲击吸收能还大幅依赖于其形状。这点在例如国际公开第2005/010396号小册子、国际公开第2005/010397号小册子、以及国际公开第2005/010398号小册子中有所公开。因此，以使由于冲撞而受到冲击时的塑性变形作功量增大的方式优化冲击吸收构件的形状，从而存在将冲击吸收构件的冲击吸收能飞跃性地提高至仅单纯高强度化钢板无法实现的水平的可能性。但是，即使以使塑性变形作功量增大的方式优化冲击吸收构件的形状，若钢板不具有能够承担其塑性变形作功量的变形能，则汽车发生冲撞时，在结束设想的塑性变形之前，冲击吸收构件提前产生裂纹。其结果，无法使冲击吸收构件的塑性变形作功量增大，也不能飞跃性地提高其冲击吸收能。另外，若冲击吸收构件提前产生裂纹，则可能导致损伤与该冲击吸收构件相邻配置的其他构件等不可预期事态。如上述专利文献所公开的那样，目前，基于冲击吸收构件的冲击吸收能依赖于钢板的动态强度(静动差或静动比)的技术思想，追求的是提高钢板的动态强度。但是，单纯追求提高钢板的动态强度存在导致变形能显著降低的情况。因此，即使以使塑性变形作功量增大的方式优化冲击吸收构件的形状，也不一定能够飞跃性地提高冲击吸收构件的冲击吸收能。进而，目前，以基于上述技术思想所制造的钢板的使用为前提来研究冲击吸收构件的形状，因此从最初开始便以现有钢板的变形能为前提来研究冲击吸收构件的形状的优化。因此，从以使塑性变形作功量增大的方式提高钢板的变形能、并且优化冲击吸收构件的形状的观点出发的研究未充分进行。如上所述，为了提高冲击吸收构件的冲击吸收能，在以使塑性变形作功量增大的方式高强度化钢板的基础上优化冲击吸收构件的形状是重要的。对于钢板，为了能够实现可以使塑性变形作功量增大的冲击吸收构件的形状的优化，提高有效流变应力是重要的。若提高钢板的有效流变应力，则变得能够抑制负载冲击载荷时裂纹的产生，并且使钢板的塑性变形作功量增大。本专利技术人等为了提高冲击吸收构件的冲击吸收能，对于钢板，关于能够抑制负载冲击载荷时裂纹的产生，同时提高有效流变应力的方法进行了研究，得到如下所述的新见解。(A)为了提高冲击吸收构件的冲击吸收能，对于作为原材料的钢板，提高赋予5％的真实应变时的有效流变应力(以下，记为“5％流变应力”。)是有效的。(B)为了抑制负载冲击载荷时冲击吸收构件的裂纹的产生，提高作为原材料的钢板的均匀伸长率和局部韧性是有效的。(C)为了提高钢板的5％流变应力，提高其屈服强度和低应变区域的加工硬化系数是有效的。(D)为了提高钢板的屈服强度和低应变区域的加工硬化系数，需要使钢板的钢组织形成为以贝氏体为主相、第2相中含有比贝氏体更硬质的马氏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢板，其特征在于，其具有如下的化学组成：以质量％计，C：0.08％以上且0.30％以下、Mn：1.5％以上且3.5％以下、Si+Al：0.50％以上且3.0％以下、P：0.10％以下、S：0.010％以下、N：0.010％以下、Cr：0～0.5％以下、Mo：0～0.5％以下、B:0～0.01％以下、Ti：0～低于0.04％、Nb：0～低于0.030％、V：0～低于0.5％、Ca：0～0.010％以下、Mg：0～0.010％以下、REM:0～0.050％以下以及Bi：0～0.050％以下、余量为Fe及杂质；具有如下的显微组织：以面积％计，含有贝氏体：超过50％、马氏体：3％以上且30％以下以及残留奥氏体：3％以上且15％以下，余量为平均粒径低于5μm的铁素体；并且，具有下述机械特性：均匀伸长率与扩孔率之积为300％2以上，赋予5％的真实应变时的有效流变应力为900MPa以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.10 JP 2012-088944;2012.04.10 JP 2012-088941.一种钢板，其特征在于，其具有如下的化学组成：以质量％计，C：
0.08％以上且0.30％以下、Mn：1.5％以上且3.5％以下、Si+Al：0.50％以上且
3.0％以下、P：0.10％以下、S：0.010％以下、N：0.010％以下、Cr：0～0.5％
以下、Mo：0～0.5％以下、B:0～0.01％以下、Ti：0～低于0.04％、Nb：0～低于
0.030％、V：0～低于0.5％、Ca：0～0.010％以下、...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中泰明，河野佳织，田坂诚均，中泽嘉明，西尾拓也，胁田昌幸，芳贺纯，富田俊郎，
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