二相のミクロ組織を有する鋼ストリップの製造方法
本発明は、二相のミクロ組織および５００〜１０００ＭＰａの引張強度を有する半完成製品、特に鋼ストリップの製造方法を対象とする。本発明は、侵入溶解した元素を実質的に含まない（ＩＦ特徴）フェライト系マトリックス中の残留オーステナイト率が低いマルテンサイト、ベイナイト、炭化物のような硬質成分のミクロ組織を調節するために、フェライト系マトリックス中に侵入溶解した炭素および窒素のような元素を、Ａｌ、Ｍｏ、Ｎｂ、ＴｉおよびＶのような合金化元素によって結合させ、炭化物、窒化物または炭窒化物を形成させることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＰ鋼ストリップと略される二相のミクロ組織と、５００〜１０００ＭＰａの引張強度とを有する半完成製品、特に鋼ストリップの製造方法を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
良好な成形性、ミクロ組織の安定性およびおよそ６００℃までの機械的特性を有する高強度の鋼シートは、多くの分野において必要とされている。
【０００３】
このような分野の１つは自動車産業であり、この分野では、例えば、重量を低減することによって燃料の消費を低減できるので、構造上のシャーシ部品の重量を低減することによってエミッションを低減する努力がなされている。一方で、使用されるシートの強度をより強くするための要求もある。
【０００４】
最後に、シートはまた、溶融亜鉛めっき（ｈｏｔ−ｄｉｐ ｇａｌｖａｎｉｚａｔｉｏｎ）に好適でなければならない。
【０００５】
しかし、既に調節された二相のミクロ組織を有する鋼は、溶融亜鉛めっきの間または溶融亜鉛めっきと関連して行われるように２００℃を超えて加熱される場合、一般に所望でない顕著な降伏強度が生じるという不利益を有する。
【０００６】
およそ２００℃を超える材料では温度安定性がないため、ＤＰ鋼を含む半完成（ｓｅｍｉ−ｆｉｎｉｓｈｅｄ）製品、例えばストリップ、シート、パイプおよびその他の構造上のコンポーネントまたはワークピースは、溶融亜鉛めっきに好適ではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
故に、本発明の目的は、経済的な半完成製品、特にＤＰ鋼ストリップの製造方法を提供することであり、それによりＤＰ鋼ストリップは、最適な成形特性を有するだけなく、６００℃までの温度安定性を有し、故に溶融亜鉛めっきに好適なストリップを製造できる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、二相のミクロ組織および５００〜１０００ＭＰａの引張強度を有する半完成製品、特に鋼ストリップの製造方法により、本発明に従って達成され、この方法は、侵入溶解した元素を実質的に含まない（ＩＦ特徴）フェライト系マトリックス中の残留オーステナイト率が低いマルテンサイト、ベイナイト、炭化物のような硬質成分のミクロ組織を調節するために、フェライト系マトリックス中に侵入溶解した炭素および窒素のような元素を、Ａｌ、Ｍｏ、Ｎｂ、ＴｉおよびＶのような合金化元素によって結合させ、炭化物、窒化物または炭窒化物を形成させることを特徴とする。
【０００９】
合金化元素の合金含有量は、フェライト含有量に対して、およびＤＰミクロ組織の後続の加熱もしくは熱処理温度における炭素ならびに窒素の溶解度に対して、化学量論的に適合される。
【００１０】
このようにして、半完成製品またはそれらから製造された構造上のコンポーネント部品は、後続の熱処理または加熱後、特に溶融亜鉛めっきおよび可能性として後続のドレッシング（ｄｒｅｓｓｉｎｇ）後においても、ミクロ組織、強度、最小伸長、降伏強度比、および歪み硬化指数に関してＤＰ鋼に特徴的な特性を得る。
【００１１】
ＤＰミクロ組織を有する熱ストリップの製造に関して、熱ストリップは、好適量の残留オーステナイトを調節するために、仕上げミルトレインを出た後に二相領域で冷却され、マルテンサイトの開始温度および終了温度未満の温度に加速された様式で続いて冷却される。
【００１２】
逆に言えば、ＤＰミクロ組織を有する冷ストリップの製造に関して、冷ストリップは、好適量の残留オーステナイトを調節するために二相領域で加熱され、マルテンサイトの開始温度および終了温度未満の温度に加速された様式で続いて冷却される。この熱処理は、好ましくは連続焼鈍設備にて行われる。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１３】
経年挙動に対する溶解したＮの影響を排除するために、Ｎ含有量は、Ａｌおよび可能性としてＴｉを添加することによって、可能な限り低く固定すべきである。それに応じて増大したＶ含有量も、窒素固定のために使用できる。表１は一部の可能な化学組成を含む：
【００１４】
【表１】
表１：質量％での化学組成コンセプトＩＦ−ＤＰ
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】例として、二相のミクロ組織を調節するための熱間圧延後の鋼シートの冷却曲線を示す。
【図２】低い降伏強度比（７５％以下）を有し、顕著な降伏強度を有していないＤＰ鋼に関する典型的な応力−歪図を示す。
【００１６】
図１において、オーステナイト率は、左側の時間軸にわたってプロットされ、コア温度は、右側の時間軸にわたってプロットされる。
【００１７】
二相のミクロ組織を調節するための熱間圧延後の鋼シートの冷却曲線を例として示す。
【００１８】
その際に、フェライト領域は最初に冷却され、オーステナイトの大部分は、非常に短時間内にフェライトに転換する。この第１の冷却段階の後には、保持期間が続き、またはさらにマルテンサイトの開始温度未満の温度への冷却が直接行われる。その際に、いずれかの残っている残留オーステナイトはマルテンサイトに転換し、第２の硬質相を生じる。約２００℃の冷却温度を対象とする。
【００１９】
実線は、冷却時間の増大に伴うオーステナイトの解離を示す。破線の曲線は、同じく冷却時間にわたるコア温度の低下を示す。冷却は約６００℃から２００℃の保持温度の間で加速されることがわかる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＰ鋼ストリップと略される二相のミクロ組織と、５００〜１０００ＭＰａの引張強度とを有する半完成製品、特に鋼ストリップの製造方法を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
良好な成形性、ミクロ組織の安定性およびおよそ６００℃までの機械的特性を有する高強度の鋼シートは、多くの分野において必要とされている。
【０００３】
このような分野の１つは自動車産業であり、この分野では、例えば、重量を低減することによって燃料の消費を低減できるので、構造上のシャーシ部品の重量を低減することによってエミッションを低減する努力がなされている。一方で、使用されるシートの強度をより強くするための要求もある。
【０００４】
最後に、シートはまた、溶融亜鉛めっき（ｈｏｔ−ｄｉｐ ｇａｌｖａｎｉｚａｔｉｏｎ）に好適でなければならない。
【０００５】
しかし、既に調節された二相のミクロ組織を有する鋼は、溶融亜鉛めっきの間または溶融亜鉛めっきと関連して行われるように２００℃を超えて加熱される場合、一般に所望でない顕著な降伏強度が生じるという不利益を有する。
【０００６】
およそ２００℃を超える材料では温度安定性がないため、ＤＰ鋼を含む半完成（ｓｅｍｉ−ｆｉｎｉｓｈｅｄ）製品、例えばストリップ、シート、パイプおよびその他の構造上のコンポーネントまたはワークピースは、溶融亜鉛めっきに好適ではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
故に、本発明の目的は、経済的な半完成製品、特にＤＰ鋼ストリップの製造方法を提供することであり、それによりＤＰ鋼ストリップは、最適な成形特性を有するだけなく、６００℃までの温度安定性を有し、故に溶融亜鉛めっきに好適なストリップを製造できる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、二相のミクロ組織および５００〜１０００ＭＰａの引張強度を有する半完成製品、特に鋼ストリップの製造方法により、本発明に従って達成され、この方法は、侵入溶解した元素を実質的に含まない（ＩＦ特徴）フェライト系マトリックス中の残留オーステナイト率が低いマルテンサイト、ベイナイト、炭化物のような硬質成分のミクロ組織を調節するために、フェライト系マトリックス中に侵入溶解した炭素および窒素のような元素を、Ａｌ、Ｍｏ、Ｎｂ、ＴｉおよびＶのような合金化元素によって結合させ、炭化物、窒化物または炭窒化物を形成させることを特徴とする。
【０００９】
合金化元素の合金含有量は、フェライト含有量に対して、およびＤＰミクロ組織の後続の加熱もしくは熱処理温度における炭素ならびに窒素の溶解度に対して、化学量論的に適合される。
【００１０】
このようにして、半完成製品またはそれらから製造された構造上のコンポーネント部品は、後続の熱処理または加熱後、特に溶融亜鉛めっきおよび可能性として後続のドレッシング（ｄｒｅｓｓｉｎｇ）後においても、ミクロ組織、強度、最小伸長、降伏強度比、および歪み硬化指数に関してＤＰ鋼に特徴的な特性を得る。
【００１１】
ＤＰミクロ組織を有する熱ストリップの製造に関して、熱ストリップは、好適量の残留オーステナイトを調節するために、仕上げミルトレインを出た後に二相領域で冷却され、マルテンサイトの開始温度および終了温度未満の温度に加速された様式で続いて冷却される。
【００１２】
逆に言えば、ＤＰミクロ組織を有する冷ストリップの製造に関して、冷ストリップは、好適量の残留オーステナイトを調節するために二相領域で加熱され、マルテンサイトの開始温度および終了温度未満の温度に加速された様式で続いて冷却される。この熱処理は、好ましくは連続焼鈍設備にて行われる。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１３】
経年挙動に対する溶解したＮの影響を排除するために、Ｎ含有量は、Ａｌおよび可能性としてＴｉを添加することによって、可能な限り低く固定すべきである。それに応じて増大したＶ含有量も、窒素固定のために使用できる。表１は一部の可能な化学組成を含む：
【００１４】
【表１】
表１：質量％での化学組成コンセプトＩＦ−ＤＰ
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】例として、二相のミクロ組織を調節するための熱間圧延後の鋼シートの冷却曲線を示す。
【図２】低い降伏強度比（７５％以下）を有し、顕著な降伏強度を有していないＤＰ鋼に関する典型的な応力−歪図を示す。
【００１６】
図１において、オーステナイト率は、左側の時間軸にわたってプロットされ、コア温度は、右側の時間軸にわたってプロットされる。
【００１７】
二相のミクロ組織を調節するための熱間圧延後の鋼シートの冷却曲線を例として示す。
【００１８】
その際に、フェライト領域は最初に冷却され、オーステナイトの大部分は、非常に短時間内にフェライトに転換する。この第１の冷却段階の後には、保持期間が続き、またはさらにマルテンサイトの開始温度未満の温度への冷却が直接行われる。その際に、いずれかの残っている残留オーステナイトはマルテンサイトに転換し、第２の硬質相を生じる。約２００℃の冷却温度を対象とする。
【００１９】
実線は、冷却時間の増大に伴うオーステナイトの解離を示す。破線の曲線は、同じく冷却時間にわたるコア温度の低下を示す。冷却は約６００℃から２００℃の保持温度の間で加速されることがわかる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二相のミクロ組織および５００〜１０００ＭＰａの引張強度を有する半完成製品、特に鋼ストリップの製造方法であって、侵入溶解した元素を実質的に含まない（ＩＦ特徴）フェライト系マトリックス中の残留オーステナイト率が低いマルテンサイト、ベイナイト、炭化物のような硬質成分のミクロ組織を調節するために、前記フェライト系マトリックス中に侵入溶解した炭素および窒素のような元素を、Ａｌ、Ｍｏ、Ｎｂ、ＴｉおよびＶのような合金化元素によって結合させ、炭化物、窒化物または炭窒化物を形成させることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記合金化元素の合金含有量が、前記フェライト含有量に対して、および後続の熱処理もしくは加熱、特に溶融亜鉛めっきの温度における前記フェライト中の炭素ならびに窒素の溶解度に対して、化学量論的に適合されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ＤＰミクロ組織を有する熱ストリップの前記製造に関して、前記熱ストリップが、所望の強度クラスを達成するための好適量の残留オーステナイトを調節するために、圧延ミルの仕上げミルトレインを出た後に二相領域で冷却され、マルテンサイトの開始温度および終了温度未満の温度に加速された様式で続いて冷却されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
ＤＰミクロ組織を有する冷ストリップの前記製造に関して、前記冷ストリップが、好適量の残留オーステナイトを調節するために二相領域で加熱され、マルテンサイトの開始温度および終了温度未満の温度に加速された様式で続いて冷却されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
冷ストリップ中の前記ＤＰミクロ組織を調節するための前記熱処理が、好ましくは連続焼鈍設備にて行われることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記熱処理が、４００℃〜Ａ３の間で行われることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項１】
二相のミクロ組織および５００〜１０００ＭＰａの引張強度を有する半完成製品、特に鋼ストリップの製造方法であって、侵入溶解した元素を実質的に含まない（ＩＦ特徴）フェライト系マトリックス中の残留オーステナイト率が低いマルテンサイト、ベイナイト、炭化物のような硬質成分のミクロ組織を調節するために、前記フェライト系マトリックス中に侵入溶解した炭素および窒素のような元素を、Ａｌ、Ｍｏ、Ｎｂ、ＴｉおよびＶのような合金化元素によって結合させ、炭化物、窒化物または炭窒化物を形成させることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記合金化元素の合金含有量が、前記フェライト含有量に対して、および後続の熱処理もしくは加熱、特に溶融亜鉛めっきの温度における前記フェライト中の炭素ならびに窒素の溶解度に対して、化学量論的に適合されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ＤＰミクロ組織を有する熱ストリップの前記製造に関して、前記熱ストリップが、所望の強度クラスを達成するための好適量の残留オーステナイトを調節するために、圧延ミルの仕上げミルトレインを出た後に二相領域で冷却され、マルテンサイトの開始温度および終了温度未満の温度に加速された様式で続いて冷却されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
ＤＰミクロ組織を有する冷ストリップの前記製造に関して、前記冷ストリップが、好適量の残留オーステナイトを調節するために二相領域で加熱され、マルテンサイトの開始温度および終了温度未満の温度に加速された様式で続いて冷却されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
冷ストリップ中の前記ＤＰミクロ組織を調節するための前記熱処理が、好ましくは連続焼鈍設備にて行われることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記熱処理が、４００℃〜Ａ３の間で行われることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公表番号】特表２０１１−５３０６４９（Ｐ２０１１−５３０６４９Ａ）
【公表日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５２１４３７（Ｐ２０１１−５２１４３７）
【出願日】平成２１年８月７日（２００９．８．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＤＥ２００９／００１１３６
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０１５２５１
【国際公開日】平成２２年２月１１日（２０１０．２．１１）
【出願人】（５０００３１０５４）エスエムエス・ジーマーク・アクチエンゲゼルシャフト (31)
【氏名又は名称原語表記】ＳＭＳ Ｓｉｅｍａｇ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】Ｅｄｕａｒｄ−Ｓｃｈｌｏｅｍａｎｎ−Ｓｔｒａｓｓｅ ４， Ｄ−４０２３７ Ｄｕｅｓｓｅｌｄｏｆ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月７日（２００９．８．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＤＥ２００９／００１１３６
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０１５２５１
【国際公開日】平成２２年２月１１日（２０１０．２．１１）
【出願人】（５０００３１０５４）エスエムエス・ジーマーク・アクチエンゲゼルシャフト (31)
【氏名又は名称原語表記】ＳＭＳ Ｓｉｅｍａｇ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】Ｅｄｕａｒｄ−Ｓｃｈｌｏｅｍａｎｎ−Ｓｔｒａｓｓｅ ４， Ｄ−４０２３７ Ｄｕｅｓｓｅｌｄｏｆ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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