[發明專利]成形性和耐沖擊性優良的高強度熱鍍鋅鋼板及其制造方法

有效

• 申請號: 201180074046.2
• 申請日: 2011-10-07
• 公開（公告）號: CN103857820A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 長谷川寬;中垣內達也;金子真次郎;長瀧康伸;鈴木善繼
• 申請（專利權）人: 杰富意鋼鐵株式會社
• 主分類號: C22C38/14
• 分類號: C22C38/14;C22C38/58;C21D8/02;C21D9/46;C23C2/06;C23C2/28
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 金龍河;穆德駿

技術領域

本發明涉及適合于汽車用構件等的原材料的兼具優良的成形性和耐沖擊性的高強度熱鍍鋅鋼板及其制造方法。

背景技術

從地球環境保護的觀點出發，為了降低CO₂排放量，在維持汽車車體強度的同時實現其輕量化并改善汽車的燃油效率已經成為汽車業界非常重要的課題。在維持汽車車體強度的同時實現其輕量化方面，有效的是利用作為汽車構件用原材料的鋼板的高強度化來使鋼板薄壁化。

另一方面，以鋼板為原材料的汽車構件大多利用壓制加工、沖緣（burring）加工等來成形。因此，對于作為汽車構件用原材料使用的高強度鋼板而言，不僅要求其具有所期望的強度，而且還要求其具有優良的成形性、即延伸性和拉伸凸緣性。

而且，作為在汽車構件用原材料中最應受到重視的特性之一，可列舉耐沖擊性。在汽車碰撞時，由鋼板形成的汽車的各部位受到的應變速度達到10³/s左右。因此，需要在例如車柱（pillar）、車梁（member）、保險杠（bumper）等汽車構件中應用具有在汽車行駛過程中一旦發生碰撞時能夠確保乘客安全的充分的耐沖擊性、即在碰撞時即便在受到如上述那樣的高應變速度的情況下也能夠發揮優良的碰撞能量吸收能力的耐沖擊性的高強度鋼板，以確保汽車的碰撞安全性。

基于以上的理由，特別是在汽車業界，迫切需要開發不僅具有強度而且還兼具延伸性和拉伸凸緣性等成形性、以及耐沖擊性的高強度鋼板，迄今為止進行了大量的研究開發，并提案了各種技術。

例如，在專利文獻1中提案了如下技術：通過對由鐵素體和馬氏體構成的DP（Dual?Phase）鋼板調整鐵素體和馬氏體各自的平均粒徑和體積率，提高在應變速度：10³/s下的屈服應力，從而使耐沖擊性提高。但是，原本屈服強度低的DP鋼板顯示出高的沖擊吸收能力的原因在于：通過壓制加工等而引入較大的加工應變，在緊接其后的涂裝燒結工序中產生應變時效而使屈服應力大幅上升。因此，存在如下問題：在彎曲加工等加工量小的部位（構件），所引入的加工應變小，因此并不能過于期待涂裝燒結工序后屈服應力的上升效果，未必發揮出充分的碰撞能量吸收能力。

此外，DP鋼板的特征為在10～30%的高應變范圍顯示出優良的碰撞能量吸收能力，其在低應變范圍不發揮充分的碰撞能量吸收能力。因此，DP鋼板雖然適合用于整面碰撞的部位（構件）等通過發生某種程度的變形而吸收碰撞能量的部位（構件），但是在應用于側面碰撞的部位（構件）等、即從保護乘客的觀點出發在不伴隨較大變形的小的應變區域需要高碰撞能量吸收能力的部位（構件）時，耐沖擊性不充分。

此外，在專利文獻2中提案了如下技術：通過對利用了殘余奧氏體的相變誘發塑性的TRIP（Transformation?Induced?Plasticity）鋼板調整貝氏體量，使燒結硬化量增大，從而使碰撞能量吸收能力提高。但是，與DP鋼板同樣，TRIP鋼板也存在如下問題：在彎曲加工等加工量小的部位（構件）未必發揮出充分的碰撞能量吸收能力，并且不適合用于在小的應變區域需要高碰撞能量吸收能力的部位（構件）。

相對于這些現有技術，專利文獻3中提案了如下技術：對于冷軋鋼板，通過使鋼板組織以鐵素體為主體且調整包含馬氏體、貝氏體及殘余奧氏體中的1種或2種以上的低溫相變相的體積率、平均結晶粒徑、以及該低溫相變相間的平均距離，使鋼板的耐沖擊性提高。

但是，在專利文獻3所提案的技術中，除耐沖擊性以外的鋼板特性不充分。在該技術中，采用以鐵素體為主體的鋼板組織，因此鋼板的拉伸強度（TS）小于1200MPa，無法得到充分的強度。此外，在該技術中并未對鋼板的拉伸凸緣性進行研究，稱不上具有充分的成形性。

此外，由于汽車構件在嚴酷的腐蝕環境下使用的情況居多，因此近來高強度且耐蝕性優良的高強度熱鍍鋅鋼板被廣泛用作汽車構件用原材料。而且，現在，在汽車構件用原材料中已經推進更進一步的高強度化，正在對拉伸強度：1200MPa以上的鋼板的應用進行研究。

為了應對這樣的要求，例如專利文獻4中提案了如下技術：通過使鋼板組織以回火馬氏體為主體、且調整馬氏體、貝氏體及殘余奧氏體的面積率，在高強度化的同時提高延伸性和拉伸凸緣性。而且，根據該技術，可以得到拉伸強度（TS）：1200MPa以上的高強度且加工性優良的熱鍍鋅鋼板。

但是，在專利文獻4所提案的技術中，并未對鋼板的耐沖擊性進行研究。因此，根據該技術，雖然得到高強度且具有優良的加工性的熱鍍鋅鋼板，但是其耐沖擊性稱不上充分，特別是對于在小的應變區域的碰撞能量吸收能力尚有改善的余地。