强冷加工性和加工后的硬度优异的热轧钢板制造技术

本发明专利技术的热轧钢板的板厚为3～20mm，含有特定量的C、Si、Mn、P、S、Al和N，余量由铁和不可避免的杂质构成，固溶N及C与N的含量为特定范围，并且在组织中特定平均晶粒直径的贝氏体铁素体及珠光体占据特定面积，余量为多边形铁素体，该热轧钢板具有特定的板厚方向的硬度分布。

Hot rolled steel plate with excellent cold workability and excellent hardness after processing

The invention of the hot rolled steel plate thickness is 3 ~ 20mm, with specific amount of C, Si, Mn, P, S, Al and N, the remainder comprising iron and unavoidable impurities content, solution N and C and N for a specific range, and in the bainite iron tissue specific average grain the diameter of the ferrite and pearlite occupy a specific area, amount of polygonal ferrite, the hardness distribution of the hot rolled steel plate with the thickness direction of the specific.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及既在冷加工中的像局部产生极高变形应变那样的加工中显示良好的冷加工性(强冷加工性)又在加工后显示既定硬度的热轧钢板。
技术介绍
近年来，从环境保护的观点出发，以提高汽车的燃耗为目的，对于汽车用的各种部件例如用于齿轮等传动部件和外壳等的钢材的轻量化、即高强度化的要求日益高涨。为了顺应这样的轻量化、高强度化的要求，作为一般所用的钢材，使用的是对于棒钢进行热锻的钢材(热锻材)。另外，为了削减部件制造工序中的CO2的排放量，迄今，对于通过热锻而加工的齿轮等部件的冷锻化的要求也在高涨。但是，冷加工(冷锻)与热加工和温加工相比存在生产率高且尺寸精度和钢材的成品率均良好的优点。但是，在利用这样的冷加工来制造部件时成为问题的是：为了将冷加工的部件的强度确保在预期的规定值以上，必然需要使用强度、即变形阻力高的钢材。但是，使用的钢材的变形阻力越高，会招致冷加工用模具的寿命越缩短。另外，在传动部件的领域中，从棒钢的锻造品(热锻、冷锻等)出发，也正在进行以部件的轻量化、低成本化为目标而利用钢板制造部件的研究。然而，在钢板的冷加工(冲压成形、锻造加工等)中，传动部件形成复杂的形状，因此存在局部的产生极高变形应变(真应变量为大致2以上)的部位，从而存在容易产生局部裂纹的难点。因此，以往就已经实施了以下方法：将钢材冷锻成规定形状后，进行淬火回火等热处理，由此来制造确保了规定强度(硬度)的高强度部件。然而，冷锻后的热处理必然会使部件尺寸发生变化，因此需要利用二次切削等机械加工进行修正，期望能够省略热处理及其后的加工的解决办法。为了解决上述课题，例如公开了以下内容：在低碳钢中利用固溶C抑制常温时效的进行，确保由应变时效带来的既定的时效硬化量，从而得到应变时效特性优异的冷锻用线材、棒钢(参照专利文献1)。然而，这一技术只利用固溶C量控制应变时效，难以得到兼顾充分的冷加工性和加工后所需的表面品质及硬度、强度的钢材。为此，本申请人着眼于钢材中所含的固溶C和固溶N对变形阻力和静态应变时效产生的影响的差别进行了各种研究，其结果发现，通过适当控制这些固溶元素的量，能够得到既在加工中发挥良好的冷加工性又在冷加工(冷锻)后显示出既定硬度(强度)的机械结构用钢材，并已经进行了专利申请(参照专利文献2)。该钢材实现了冷加工性与加工后的高硬度化(高强度化)的兼顾，但与上述专利文献1记载的线材、棒钢同样是热锻材，存在制造成本高的难点。为此，为了使制造成本进一步低成本化，还对于替代以往的热锻材而用热轧钢板通过冷加工制作汽车用部件进行了研究。例如，提出一种在氮化处理后能够得到高表面硬度和充分的硬化深度的氮化处理用的热轧钢板(参照专利文献3)。然而，该技术存在冷加工后还需要进行氮化处理、不能实现充分的低成本化的问题。另外，提出一种热轧钢板，其组成为含有C：0.10％以下、Si：不足0.01％、Mn：1.5％以下和Al：0.20％以下，并且含有(Ti+Nb)/2：0.05～0.50％的范围，含有S：0.005％以下、N：0.005％以下、O：0.004％以下且S、N和O的合计为0.0100％以下，并且使微观组织为95％以上的实质的铁素体单相组织，该热轧钢板的精密冲压加工面的尺寸精度优异，并且加工后的冲压面的表面硬度极高，此外耐红氧化皮缺陷性也优异(参照专利文献4)。然而，该热轧钢板中，N作为有害元素被限制在极低的含量，与积极地利用N的本申请专利技术的热轧钢板在技术思想上全然不同。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平10－306345号公报专利文献2：日本特开2009－228125号公报专利文献3：日本特开2007－162138号公报专利文献4：日本特开2004－137607号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术着眼于上述情况而烷成，其目的在于提供既在冷加工中的像局部产生极高变形应变那样的加工中显示良好的冷加工性(强冷加工性)又在加工后显示既定硬度的热轧钢板。用于解决课题的手段本专利技术的第1专利技术：一种强冷加工性和加工后的硬度优异的热轧钢板，其特征在于，板厚为3～20mm，成分组成以质量％计为C：超过0％且0.3％以下、Si：超过0％且0.5％以下Mn：0.2～1％、P：超过0％且0.05％以下S：超过0％且0.05％以下Al：0.01～0.1％、N：0.008～0.025％、余量由铁及不可避免的杂质构成，固溶N：0.007％以上、且C和N的含量满足10C+N≤3.0的关系，组织以相对于全部组织的面积率计，贝氏体铁素体：5％以上、珠光体：不足20％、余量：多边形铁素体，上述贝氏体铁素体的平均晶粒直径为3～50μm的范围，关于板厚方向的硬度分布，若将在表面部、将板厚设为t时的t/4部和中心部3个部位的维氏硬度中的最大值设为Hvmax、最小值设为Hvmin，则(Hvmax－Hvmin)/Hvmin为0.3以下。本专利技术的第2专利技术：根据上述第1专利技术所述的强冷加工性和加工后的硬度优异的热轧钢板，其特征在于，成分组成还包含选自以质量％计Cr：超过0％且2％以下及Mo：超过0％且2％以下中的至少1种。本专利技术的第3专利技术：根据上述第1或第2专利技术所述的强冷加工性和加工后的硬度优异的热轧钢板，其特征在于，成分组成还包含选自Ti：超过0％且0.2％以下、Nb：超过0％且0.2％以下及V：超过0％且0.2％以下中的至少1种。本专利技术的第4专利技术：根据上述第1～第3专利技术中任一项专利技术所述的强冷加工性和加工后的硬度优异的热轧钢板，其特征在于，成分组成还包含以质量％计B：超过0％且0.005％以下。本专利技术的第5专利技术：根据上述第1～第4专利技术中的任一项专利技术所述的强冷加工性和加工后的硬度优异的热轧钢板，其特征在于，成分组成还包含选自以质量％计Cu：超过0％且5％以下、Ni：超过0％且5％以下及Co：超过0％且5％以下中的至少1种。本专利技术的第6专利技术：根据上述第1～第5专利技术中任一项专利技术所述的强冷加工性和加工后的硬度优异的热轧钢板，其特征在于，成分组成还包含以质量％计选自Ca：超过0％且0.05％以下、REM：超过0％且0.05％以下、Mg：超过0％且0.02％以下、Li：超过0％且0.02％以下、Pb：超过0％且0.5％以下及Bi：超过0％且0.5％以下中的至少1种。专利技术效果根据本专利技术，能够提供以下的热轧钢板，即，在具有既定的平均粒径的贝氏体铁素体+多边形铁素体主体的组织中，通过确保固溶N量，并且使C的含量和N的含量满足既定的关系，从而使冷加工中的变形阻力得以降低，模具的寿命得到延长，并且通过将板厚方向的硬度分布限制在规定范围内，从而即使在局部会产生极高变形应变这样的冷加工中，也不易产生局部裂纹，加工后所得的部件能够确保既定的加工后硬度。附图说明图1表示在实施例中为了评价强冷加工性而使用的楔形压缩试验装置的概略构成的图。具体实施方式以下，对于本专利技术的热轧钢板(以下，也称为“本专利技术钢板”或简称“钢板”。)进行更详细地说明。本专利技术钢板与上述专利文献2中记载的热锻材在确保N固溶量、并且使C含量和N含量满足既定关系的方面通用，但是，在允许C含量达到更高范围、使组织成为铁素体－珠光体贝氏体铁素体－多边形铁素体－珠光体复相组织、并且使贝氏体铁素体粒微细化的方面以及将板厚方向的硬度分布限定在规定范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种强冷加工性和加工后的表面硬度优异的热轧钢板，其特征在于，板厚为3～20mm，成分组成以质量％计为C：超过0％且0.3％以下、Si：超过0％且0.5％以下、Mn：0.2～1％、P：超过0％且0.05％以下、S：超过0％且0.05％以下、Al：0.01～0.1％、N：0.008～0.025％，余量由铁及不可避免的杂质构成，固溶N：0.007％以上，且C和N的含量满足10C+N≤3.0的关系，组织以相对于全部组织的面积率计，贝氏体铁素体：5％以上、珠光体：不足20％、余量：多边形铁素体，所述贝氏体铁素体的平均晶粒直径为3～50μm的范围，关于板厚方向的硬度分布，若将在表面部、将板厚设为t时的t/4部和中心部3个部位的维氏硬度中的最大值设为Hvmax、最小值设为Hvmin，则(Hvmax－Hvmin)/Hvmin为0.3以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.18 JP 2014-0867471.一种强冷加工性和加工后的表面硬度优异的热轧钢板，其特征在于，板厚为3～20mm，成分组成以质量％计为C：超过0％且0.3％以下、Si：超过0％且0.5％以下、Mn：0.2～1％、P：超过0％且0.05％以下、S：超过0％且0.05％以下、Al：0.01～0.1％、N：0.008～0.025％，余量由铁及不可避免的杂质构成，固溶N：0.007％以上，且C和N的含量满足10C+N≤3.0的关系，组织以相对于全部组织的面积率计，贝氏体铁素体：5％以上、珠光体：不足20％、余量：多边形铁素体，所述贝氏体铁素体的平均晶粒直径为3～50μm的范围，关于板厚方向的硬度分布，若将在表面部、将板厚设为t时的t/4部和中心部3个部位的维氏硬度中的最大值设为Hvma...

【专利技术属性】
技术研发人员：梶原桂，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：日本;JP