[发明专利]拉伸凸缘性和疲劳特性优异的高强度钢板

说明书

技术领域

本发明涉及适合作为汽车用行走部件的原材料的拉伸凸缘性和疲劳特 性优异的高强度热轧钢板。

背景技术

从汽车的安全性提高和涉及环保的燃料费提高的观点出发，对汽车用 热轧钢板的高强度轻量化的要求越来越高。汽车用部件中特别是被称为行 走系统的车架类和手臂类等的重量在车身总重量中所占的比例高，因此通 过提高这些部位所使用的原材料的强度来减少厚度，能实现其轻量化。此 外，从对行驶中的振动的耐久性的观点出发，要求该行走系统所使用的材 料具有高度疲劳特性。

但是，伴随着高强度化、耐疲劳性的提高，扩孔性与延展性均存在下 降的倾向，当高强度钢板用于形状复杂的汽车行走系统等中时，其扩孔性 成为重要的研究课题。

因此，已提出多种以兼顾机械强度特性和疲劳特性及扩孔性(加工性) 为目的的钢板。例如，在日本专利特开平11-199973号公报中提出了在铁 素体相和马氏体相的复合组织钢板中析出微细的Cu或分散固溶体而得到 的钢板(一般称为DP钢板)。在该日本专利特开平11-199973号公报所示 的公开技术中发现固溶的Cu或由Cu单独构成的粒子大小为2nm以下的 Cu析出物对提高疲劳特性非常有效，而且不会影响加工性，因此对各种成 分的组成比进行限定。

已知这种DP钢板虽然在强度和延展性的平衡以及疲劳特性上优异， 但经扩孔试验评价得到的拉伸凸缘性依旧不佳。可认为其原因之一是因为 DP钢板是软质铁素体相与硬质马氏体相的复合体，因此在扩孔加工时两相 的边界部无法适应变形而容易成为断裂的起点。

对此已经提出了不仅满足疲劳特性还满足最近的车轮及行走部件的材 料所要求的苛刻的拉伸凸缘性的要求的高强度热轧钢板(例如参照日本专 利特开2001-200331号公报)。该日本专利特开2001-200331号公报的公开 技术的主要技术内容为：通过尽可能低C化使主相为贝氏体组织，同时以 合适的体积比率含有固溶强化或析出强化后的铁素体组织，从而减小上述 铁素体与贝氏体的硬度差，并且避免产生粗大的碳化物等。

发明内容

上述日本专利特开2001-200331号公报中公开的使钢板组织以贝氏体 相为主体并抑制粗大碳化物生成的高强度热轧钢板确实具有出色的拉伸凸 缘性，但其疲劳特性不一定优于含有Cu的DP钢板。而且，若只抑制粗大 碳化物的生成，则在进行苛刻的扩孔加工时无法防止龟裂的产生。根据本 发明者的研究可知，其原因在于钢板中存在以MnS为主体的延伸的硫化物 类夹杂物。若受到反复变形，则在位于表层或其附近的延伸的粗大MnS类 夹杂物的周边产生内部缺陷，以龟裂的形式传播而使疲劳特性下降，而且 延伸的粗大MnS类夹杂物容易成为扩孔加工时产生破裂的起点。为此，希 望尽量不使钢中的MnS类夹杂物延伸而使其形成微细球状。

但是，Mn与C和Si同样是有助于有效提高材料强度的元素，因此在 高强度钢板中为了确保强度通常将Mn的浓度设定得较高，此外，若在二 次精炼工序中不实施脱S的重处理，则S浓度也会在50ppm以上。因此， 在铸片中通常存在MnS。若铸片被热轧和冷轧，则MnS由于容易变形而成 为延伸的MnS类夹杂物，这是使疲劳特性和拉伸凸缘性(扩孔加工性)下 降的原因。但未见提出从控制MnS的析出和变形的角度出发的在拉伸凸缘 性和疲劳特性上优异的热轧钢板的例子。

为此，本发明是鉴于上述问题而提出的发明，其目的在于提供一种拉 伸凸缘性和疲劳特性优异的高强度钢板，其通过使铸片中析出微细的MnS， 而且使该MnS以在轧制时不易变形且不易成为破裂发生的起点的微细球状 夹杂物的形式分散于钢板中，从而提高拉伸凸缘性和疲劳特性。

为了解决上述问题，本发明者以使铸片中析出微细的MnS并且使其以 在轧制时不易变形且不易成为破裂发生的起点的微细球状夹杂物的形式分 散于钢板中的方法以及不使疲劳特性下降的添加元素的阐明为中心进行了 潜心研究。结果发现：在因添加Ce、La进行脱氧而产生的微细且硬质的 Ce氧化物、La氧化物、硫氧化铈、硫氧化镧上析出MnS，在轧制时该析 出的MnS不易变形，因此在钢板中延伸的粗大MnS显著减少，在反复变 形时和扩孔加工时，这些MnS类夹杂物不易成为破裂发生的起点和龟裂传 播的路径，解释了上述耐疲劳性等提高的原因。

本发明涉及的拉伸凸缘性和疲劳特性优异的高强度钢板的主要内容如 下所述。