焊接性优良的高强度冷轧钢板及其制造方法技术

本发明专利技术提供即使高速进行等离子体焊接也不会发生焊道隆起，并且不会导致拼焊板材的加工性变差的、ＴＳ为４４０ＭＰａ以上的焊接性优良的高强度冷轧钢板及其制造方法。一种ＴＳ为４４０ＭＰａ以上的焊接性优良的高强度冷轧钢板，其特征在于，具有如下组成，以质量％计，含有Ｃ：０．０００５～０．００５％、Ｓｉ：０．１～１．０％、Ｍｎ：１～２．５％、Ｐ：０．０１～０．２％、Ｓ：０．０１５％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０５％以下、Ｎ：０．００７％以下、Ｔｉ：０．０１～０．１％、Ｂ：０．０００５～０．００２０％、Ｃｕ：０．０５～０．５％、Ｎｉ：０．０３～０．５％，余量由Ｆｅ及不可避免的杂质构成，并且具有由铁素体单相构成的组织。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适合用于铁路车辆、汽车、船舶等构造物的兼具加工性和焊接性的高 强度冷轧钢板，特别是涉及拉伸强度TS为440MPa以上的高强度冷轧钢板及其制造方法。
技术介绍
随着炼钢工艺中的脱气技术的进步，逐步能够较廉价、大量地制造使钢中的C量 降低至0. 0030质量％以下的极低碳钢，而且，添加Ti、Nb等碳氮化物形成元素而赋予了优 良的加工性的、所谓的IF(无缝，Interstitial Free)钢类型的冷轧钢板开始广泛用于汽 车部件或电气设备部件。因此，正在开发各种IF钢类型的冷轧钢板，例如，专利文献1和专 利文献2中提出了加工性极优良的冷轧钢板，通过在添加了 Ti、Nb的IF钢中进一步添加B 来实现耐二次加工脆性的提高。另外，专利文献3公开了深拉深加工用薄钢板，其在添加了 Ti、Nb的IF钢中进一步添加M来赋予优良的钎焊焊接性。另一方面，近年来，就汽车用钢板而言，从车身的轻量化和碰撞安全性的观点出 发，要求高强度化，另外，为了缩减工序、削减模具数等，使用将板厚、特性不同的2张以上 的钢板焊接而一体化的拼焊板(tailored blank)。因此，迫切需要兼具优良的加工性和焊 接性的高强度钢板，特别是TS为440MPa以上的高强度冷轧钢板。关于加工性，期望上述这种IF钢类型的冷轧钢板，但对于使用了 IF钢类型的冷轧 钢板的拼焊板材的焊接性则几乎没有进行研究。关于拼焊板材的焊接性，专利文献4提出 了防止焊道隆起(humping bead)之类的焊接缺陷发生的方法，其通过在将板厚不同的钢板 利用等离子体焊接制造拼焊板材的方法中，使板厚较厚一侧的钢板的C量为0. 1质量％以 上、或使Si量为0. 8质量％以上来实现，其中，等离子体焊接的设备费低廉，可高速焊接，而 且不使用焊接材料。专利文献1 日本特开昭61-M6344号公报专利文献2 日本特开平1-149943号公报专利文献3 日本特开平2-232342号公报专利文献4 日本特开2003-94170号公报
技术实现思路
但是，在专利文献4所述的拼焊板材的制造方法中，需要使至少一个钢板的C量为 0. 1质量％以上或使Si量为0. 8质量％以上，因而存在拼焊板材的加工性显著变差的问题。而且，如果等离子体焊接的焊接速度变快则容易形成焊道隆起，因此存在难以进 行焊接速度的高速化、即生产率的改善的问题。对于该问题，本专利技术中以通过改善钢板来实 现焊接的高速化为课题。即，本专利技术的目的在于，提供即使高速进行等离子体焊接也不会发生焊道隆起，并 且不会导致拼焊板材的加工性变差的、TS为440MPa以上的焊接性优良的高强度冷轧钢板 及其制造方法。本专利技术人对即使进行等离子体焊接的高速化也不会发生焊道隆起，并且不会导致 拼焊板材的加工性变差的、TS为440MPa以上的高强度冷轧钢板的加工性和焊接性进行了 专心研究，结果发现以下见解。i)通过在IF钢中添加Cu来抑制高速等离子体焊接时的焊道隆起的发生，而且通 过将钢中0量规定在适当范围，能够更进一步地防止高速等离子体焊接时的焊道隆起的发 生。ii)使C量为0. 005质量％以下，添加Ti而制成IF钢，并且形成铁素体单相组织， 由此即使是拼焊板材也能获得优良的加工性。本专利技术基于以上的见解而完成，提供一种TS为440MPa以上的焊接性优良的高强 度冷轧钢板，其特征在于，具有如下组成，以质量％计，含有C :0. 0005 0. 005%,Si :0. 1 1. 0%,Μη 1 2. 5%,P 0. 01 0. 2%、S :0. 015% 以下、sol. Al :0. 05% 以下、N :0. 007% 以下、Ti :0. 01 0. 1%,B :0. 0005 0. 0020%,Cu :0. 05 0. 5%,Ni :0. 03 0. 5%，余量由 Fe 及不可避免的杂质构成，并且具有由铁素体单相构成的组织。本专利技术的高强度冷轧钢板，其以质量％计还含有0 :0. 0025 0. 0080%、或者Se 0. 0005 0. 01%和 Te :0. 0005 0. 01% 中的至少 1 种。本专利技术的高强度冷轧钢板能够通过如下方法制造将具有上述组成的钢坯热轧 后，在680°C以下的卷取温度下进行卷取，酸洗后，以40%以上的轧制率进行冷轧，然后，在 700 850°C的温度范围内实施再结晶退火。专利技术效果根据本专利技术，能够制造即使高速进行等离子体焊接也不会发生焊道隆起，并且不 会导致拼焊板材的加工性变差的、TS为440MPa以上的焊接性优良的高强度冷轧钢板。另 外，由于本专利技术的高强度冷轧钢板具备优良的加工性，因此不仅适合汽车部件而且适合电 气设备部件等。具体实施例方式以下，对本专利技术进行详细说明。另外，只要没有特别说明，则表示成分元素的量 的％表示质量％。1)组成C :0· 0005 0. 005%如果C量小于0. 0005%，则炼钢阶段的脱碳精炼的负荷增高，还导致真空脱气等 成本增加。另外，如果C量超过0.005%，则导致加工性变差。因此，使C量为0.0005 0.005%。优选使C量为0.003%以下。Si :0.1 1.0%Si是在钢的高强度化方面有效的元素。为了得到这种效果，需要使Si量为0. 1% 以上。但是，如果Si量超过1.0%，则导致铁素体的脆化，损害强度-延展性的平衡。因此， 使Si量为0. 1 1.0%。优选使Si量为0. 7%以下。Μη:1 2·5%Mn是在钢的高强度化方面有效的元素。为了得到这种效果，需要使Mn量为以 上。但是，如果Mn量超过2. 5%，则存在促进钢坯中的中心偏析，或使最终产品的加工性变 差等问题。因此，使Mn量为1 2.5%。另外，从防止由FeS生成引起的热脆性的观点出 发，为了使Mn与钢中的固溶S结合而形成MnS，优选在将Mn量设为、将S量设为 时，满足(/55)/(/32) > 100。P :0.01 0.2%P是在钢的高强度化方面有效的元素。为了得到该效果，需要使P量为0.01%以 上。但是，如果P量超过0. 2%，则不仅存在HAZ部的晶界破坏的可能或导致母材和焊接部 的低温韧性的劣化，而且晶界偏析而导致耐冲击性的劣化。因此，使P量为0. 01 0. 2%。S :0.015% 以下如果S量超过0. 015%，则与P同样地导致母材和焊接部的低温韧性的劣化。因 此，使S量为0.015%以下，优选越少越好。另外，如上所述，优选满足(/55)/(/32) > 100。sol. Al :0· 05% 以下Al通常在炼钢阶段作为脱氧元素来进行利用，在本专利技术中，为了将氧控制在特定 范围内，使sol. Al量为0.05%以下。如果sol. Al量超过0.05%则Al2O3增多，使加工性劣 化，而且夹杂物可成为焊接裂纹的起点等，因而不优选。因此使sol. Al量为0. 05%以下。N :0.007% 以下如果N量超过0. 007%则导致加工性和耐时效性的劣化。因此，使N量为0. 007% 以下，优选越少越好。Ti :0.01 0.1%Ti与C或N形成析出物而使加工性和耐时效性提高。为了得到这种效果，需要使 Ti量为0.01%以上。但是，如果Ti量超过0. 1%，则导致合金本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种拉伸强度为４４０ＭＰａ以上的焊接性优良的高强度冷轧钢板，其特征在于，具有如下组成，以质量％计，含有Ｃ：０．０００５～０．００５％、Ｓｉ：０．１～１．０％、Ｍｎ：１～２．５％、Ｐ：０．０１～０．２％、Ｓ：０．０１５％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０５％以下、Ｎ：０．００７％以下、Ｔｉ：０．０１～０．１％、Ｂ：０．０００５～０．００２０％、Ｃｕ：０．０５～０．５％、Ｎｉ：０．０３～０．５％，余量由Ｆｅ及不可避免的杂质构成，并且具有由铁素体单相构成的组织。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉田裕美，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP