延性和低温韧性优异的高强度钢板及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种具有780MPa以上的抗拉强度并且延性和低温韧性优异的高强度 钢板及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 在汽车业界，C02排放限制等针对地球环境问题的对策成为当务之急。另一方面， 从确保乘客安全性的观点考虑，正在强化汽车的碰撞安全标准，并且正在进行能够充分确 保乘车空间内安全性的结构设计。为了同时达到这些要求，有效的是，作为汽车的结构构件 而采用抗拉强度为780MPa以上的高强度钢板，进而将其薄壁化而使车体轻型化。但是一般 来说，若提高钢板的强度则加工性劣化，因此将上述高强度钢板应用于汽车构件时，加工性 的改善是不可避免的课题。
[0003] 作为兼具强度和加工性的钢板，已知TRIP ( Tran sf orma t i on I nduc ed Plasticity:相变诱发塑性)钢板。作为TRIP钢板之一，已知例如专利文献1~4所示，以母相 作为贝氏体铁素体，含有残余奥氏体（以下有时表述为"残余丫"。）的TBF钢板(TRIP aided banitic ferrite) JBF钢板中，通过硬质的贝氏体铁素体可获得高强度，并通过存在于贝 氏体铁素体边界的微细的残余γ可获得良好的延伸率(EL)和延伸凸缘性(λ)。
[0004] 除了上述特性以外，还要求提高高强度钢板的低温韧性，以便提高在低温下的碰 撞安全性，但是已知TRIP钢板的低温韧性差，实际上完全没有考虑到低温韧性。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:日本专利公开公报特开2005-240178号 [0008] 专利文献2:日本专利公开公报特开2006-274417号 [0009] 专利文献3:日本专利公开公报特开2007-321236号 [0010] 专利文献4:日本专利公开公报特开2007-321237号
【发明内容】
[0011] 发明要解决的问题
[0012] 本发明是着眼于如上述的情况而完成的发明，其目的在于，提供一种抗拉强度为 780MPa以上、具有良好的延性且具有低温韧性优异的特性的高强度钢板及其制造方法。
[0013] 用于解决问题的方案
[0014] 能够解决上述问题的本发明所涉及的延性以及低温韧性优异的高强度钢板，是以 质量 ％ 计满足 c:0.10~0.5%、51:1.0~3.0%、]?11:1.5~3%、厶1:0.005~1.0%、？ :超过0% 且0.1%以下、和S:超过0%且0.05%以下，余量由铁和不可避免的杂质构成的钢板，其要点 在于，该钢板的金属组织包含多边形铁素体、贝氏体、回火马氏体和残余奥氏体，
[0015] (1)以扫描型电子显微镜观察金属组织时，
[0016] (la)所述多边形铁素体的面积率a相对于金属组织整体为10~50%，
[0017] (lb)所述贝氏体由高温区域生成贝氏体和低温区域生成贝氏体的复合组织构成，
[0018] 所述高温区域生成贝氏体中，邻接的残余奥氏体之间、邻接的碳化物之间、以及邻 接的残余奥氏体与碳化物之间的中心位置间距离的平均间隔为Ιμπι以上，
[0019] 所述低温区域生成贝氏体中，邻接的残余奥氏体之间、邻接的碳化物之间、以及邻 接的残余奥氏体与碳化物之间的中心位置间距离的平均间隔小于Ιμπι，
[0020] 所述高温区域生成贝氏体的面积率b相对于金属组织整体满足超过0%且80%以 下，
[0021] 所述低温区域生成贝氏体和所述回火马氏体的合计面积率c相对于金属组织整体 满足超过〇 %且80 %以下，
[0022] (2)以饱和磁化法测量的残余奥氏体的体积率相对于金属组织整体为5%以上，
[0023] (3)将由电子背散射衍射法(EBSD)测量的取向差3°以上的边界所包围的区域定义 为晶粒时，由基于对该晶粒中的体心立方品格(包含体心正方品格)各晶粒进彳丁解析的EBSD 图像的清晰度获得的各平均IQ(Image Quality，花样质量)表示的分布满足下述式（1)、 ⑵，
[0024] (IQave-IQmin)/(IQmax-IQmin) >0.40 (1)
[0025] 〇IQ/(IQmax-IQmin) <0.25 (2)
[0026] (式中，
[0027] IQave表示各晶粒的平均IQ全部数据的平均值，
[0028] IQmin表示各晶粒的平均IQ全部数据的最小值，
[0029 ] I Qmax表示各晶粒的平均IQ全部数据的最大值，
[0030] 〇IQ表示各晶粒的平均IQ全部数据的标准偏差）。
[0031] 本发明中，优选的形态是，所述高温区域生成贝氏体的面积率b相对于金属组织整 体满足10~80%，所述低温区域生成贝氏体和所述回火马氏体的合计面积率c相对于金属 组织整体满足10~80 %。
[0032] 此外，本发明中，优选的形态是，以光学显微镜观察所述金属组织时，在淬火马氏 体和残余奥氏体复合而成的MA混合相存在的情况下，相对于所述MA混合相的总个数，当量 圆直径d超过7μπι的MA混合相的个数比例为0%以上且小于15%。
[0033] 另一种优选的形态是，所述多边形铁素体粒的平均当量圆直径D为超过Ομπι且ΙΟμπι 以下。
[0034] 此外，本发明的所述钢板优选还含有以下(a)~(e)的至少其中之一：
[0035] (a)从由Cr:超过0%且1%以下和Mo:超过0%且1%以下所构成的组中选择的一种 以上的元素；
[0036] (13)从由1^:超过0%且0.15%以下、仙：超过0%且0.15%以下和￥:超过0%且 0.15%以下所构成的组中选择的一种以上的元素；
[0037] (c)从由Cu:超过0%且1%以下和Ni:超过0%且1%以下所构成的组中选择的一种 以上的元素；
[0038] (d)B:超过0%且0.005% 以下；
[0039] (e)从由Ca:超过0%且0.01 %以下、Mg:超过0%且0.01 %以下和稀土类元素:超过 0%且0.01 %以下所构成的组中选择的一种以上的元素。
[0040]另外优选所述钢板的表面具有电镀锌层、热浸镀锌层、或合金化热浸镀锌层。
[0041 ]此外，本发明还包含制造上述高强度钢板的方法，即：
[0042]将满足所述成分组成的钢材加热至800°C以上且Ac3点-10°C以下的温度区域，在 该温度区域保持50秒以上以便进行均热后，
[0043] 以10°C/秒以上的平均冷却速度冷却至任意的温度T，所述温度T是满足150°C以上 且400°C以下的温度，其中，当下式所示的Ms点为400°C以下时，所述温度T是满足150 °C以上 且Ms点以下的温度，并且在满足下述式(3)的T1温度区域保持10~200秒，
[0044] 接着，加热至满足下述式(4)的T2温度区域，在该温度区域保持50秒以上后进行冷 却，
[0045] 150°C <T1(°C) < 400°C (3)
[0046] 400〇C<T2(〇C) < 540〇C (4)
[0047] Ms点（Γ) =561-474X [C]/a_Vf/100)-33 X [Mn]-17 X [Ni]-17 X [Cr]-21 X [Mo]
[0048] 式中，Vf是指另外制作重现从加热、均热到冷却的退火曲线的样品时该样品中的 铁素体分率测量值，□表示各元素以质量％计的含量，并且将钢板不含有的元素的含量设 为〇质量％来计算。
[0049] 另外，在本发明的上述制造方法中，可以包括:在满足上述式(4)的温度区域进行 保持后，进行冷却，接着进行电镀锌、热浸镀锌、或合金化热浸镀锌，或者，也可以包括:在满 足上述式(4)的温度区域进行热浸镀锌或合金化热浸镀锌。
[0050] 发明的效果
[0051] 根据本发明，通过以相对于金属组织整体的面积率为10~50%的方式生成多边形 铁素体，进而生成"在低温区域生成的贝氏体和回火马氏体（以下有时表述为"低温区域生 成贝氏体等"）"、以及"在高温区域生成的贝氏体（以下有时表述为"高温区域生成贝氏 体"）"这两者，并且进行控制，以使由电子背散射衍射法(EBSD:Electron Backscatter Diffraction)测量的体心立方品格(BCC:Body Centered Cubic)结晶（包含体心正方品格 (BCT:Body Centered Tetragonal)结晶，以下相同）的各晶粒的IQ(Image Quality，花样质 量)分布满足式(1)、式(2)，来能够实现即使属于780MPa以上的高强度区域也兼具优异的延 性和低温韧性的高强度钢板。此外，根据本发明，能够提供该高强度钢板的制造方法。
【附图说明】
[0052] 图1是表示邻接的残余奥氏体和/或碳化物之间的平均间隔的一例的示意图。
[0053]图2A是表示在旧γ粒内混合生成有高温区域生成贝氏体和低温区域生成贝氏体 等这两者的情况的示意图。
[0054]图2Β是表示在各旧γ粒分别生成有高温区域生成贝氏体和低温区域生成贝氏体 等的情况的不意图。
[0055]图3是表示Τ1温度区域和Τ2温度区域的加热曲线的一例的示意图。
[0056] 图4是式（1)小于0.40且式(2)为0.25以下的IQ分布图。
[0057] 图5是式（1)为0.40以上且式(2)超过0.25的IQ分布图。
[0058] 图6是式（1)为0.40以上且式(2)为0.25以下的IQ分布图。
【具体实施方式】
[0059] 本发明人为了改善抗拉强度为780MPa以上的高强度钢板的延性以及低温韧性而 进行了反复研究。其结果发现以下内容，从而完成了本发明。即：
[0060] (1)如果使钢板的金属组织为包含指定比例的多边形铁素体、贝氏体、回火马氏体 和残余奥氏体的混合组织，尤其使贝氏体生成为如下两种贝氏体，则能够提供具有优异的 延伸率的高强度钢板，
[0061] (la)高温区域生成贝氏体，其中，邻接的残余γ之间、邻接的碳化物之间、或者邻 接的残余γ与邻接的碳化物之间（以下有时将它们一并表述为"残余γ等"）的中心位置间 距离的平均间隔为Ιμπι以上，
[0062] (lb)低温区域生成贝氏体，其中，残余γ等的中心位置间距离的平均间隔小于1μ m；
[0063] (2)进而通过进行控制，以使体心立方品格(包含体心正方品格）的各晶粒的IQ分 布满足式（l)[(IQave-IQmin)/(IQmax_IQmin) 2 0.40]和式（2)[(0IQ)/(IQmax_IQmin) < 0. 25]的关系，来能够提供低温韧性优异的高强度钢板；
[0064] (3)为了生成指定量的上述多边形铁素体、贝氏体、回火马氏体和残余奥氏体，并 且为了实现满足上述式（1)、式(2)的指定的IQ分布，将满足指定成分组成的钢板加热至800 °C以上且Ac 3点-10°C以下的二相温度区域，在该温度区域内保持50秒以上以便进行均热之 后，以10°C/秒以上的平均冷却速度冷却至满足150°C以上且400°C以下（其中，当Ms点为400 °C以下时，则Ms点以下）的任意的温度T，并且在满足式(3) [ 150°C < T1 (°C Η 400 °C ]的T1温 度区域内保持10~200秒之后，加热至满足式(4) [400°C <T2( °C H 540°C ]的T2温度区域， 在该温度区域内保持50秒以上就可以实现。
[0065] 下面，说明本发明所涉及的高强度钢板。首先，说明本发明所涉及的高强度钢板的 IQ(Image Quality)分布。
[0066] [IQ 分布]
[0067] 本发明中，将由EBSD得到的测量点之间的结晶取向差为3°以上的边界所包围的区 域定义为"晶粒"，作为IQ，采用基于对体心立方品格(包含体心正方品格)的各晶粒进行解 析的EBSD图像清晰度获得的各平均IQ。以下有时将上述各平均IQ简称为"IQ"。将上述结晶 取向差设为3°以上是将板条边界除外的意思。应予说明，体心正方品格是通过将C原子固溶 于体心立方品格内特定的侵入型位置，从而品格朝一个方向伸长的品格，结构本身与体心 立方品格同等，因此对低温韧性产生的效果也同等。此外，即使采用EBSD也无法区别这些品 格。因此，本发明中体心立方品格的测量中包含体心正方品格。
[0068] IQ是EBSD图像的清晰度。已知IQ对结晶中的形变量产生影响，具体地说，IQ越小则 具有结晶中存在越多形变的趋势。本发明人着眼于晶粒的形变与低温韧性的关系进行了深 入研究。首先，由利用EBSD得到的各测量点的IQ，即：由形变多的面积与形变少的面积的关 系来研究了对于低温韧性产生的影响，但没有发现各测量点的IQ与低温韧性的相关性。另 一方面，由各晶粒的平均IQ，即：由形变多的晶粒数与形变少的晶粒数的关系来研究了对于 低温韧性产生的影响，结果得到:如果进行控制，以使形变少的晶粒相对于形变多的晶粒而 言变得相对更多，则可以提高低温韧性之事。因而发现:即使在金属组织中包含有铁素体和 残余γ，只要对于钢板的具有体心立方品格(包含体心正方品格)的各晶粒的IQ分布进行恰 当的控制，以使其满足下述式(1)、式(2)，就可以获得良好的低温韧性。
[0069] (IQave-IQmin)/(IQmax-IQmin) >0.40 (1)
[0070] 〇IQ/(IQmax-IQmin) <0.25 (2)
[0071] 式中，
[0072] IQave表示各晶粒的平均IQ全部数据的平均值，
[0073] IQmin表示各晶粒的平均IQ全部数据的最小值，
[0074 ] I Qmax表示各晶粒的平均IQ全部数据的