[发明专利]焊接性优异的高强度钢材及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及加工性、焊接性、和强度特性优异的钢材，特别是涉及作为汽车的车身的原材被优选使用的钢材。

背景技术

在汽车业界，在使车身的安全性提高的另一方面，还要求通过轻量化实现低燃费，作为其原材，高强度钢板的需要增大。

历来，钢板的强度是通过使钢中的碳化物析出带来的析出强化、和添加Si和Mn带来的固溶强化、或使低温相变生成物生成带来的强化来得到提高。

可是，在借助碳化物的析出强化中，若碳含量增大，则焊接性劣化。另一方面，若大量添加Si和Mn等的合金成分，则使化成处理性劣化，从而提高制造成本。另外，若大量添加合金成分，则热轧和冷轧时钢板的强度变得过高，因此引起轧制载荷的增大，制造期望尺寸(板厚和板宽)的钢板困难。

因此在专利文献1中提出一种技术，其通过减少坯料钢板中所含的合金成分，以使热轧和冷轧时强度低，能够不增大轧制负荷而进行轧制，接着在轧制后退火时进行氮化，从而使钢中所含的Ti作为氮化物析出以提高强度。但是，控制氮化处理时的气氛很难，若N在钢中过剩地固溶，则在焊接时会发生气孔而使焊接强度劣化，焊接性变差。特别是在所述专利文献1中，是将氮化得到的氮化钢卷直接冷却至常温，因此N会在钢中过剩地固溶。因此，该N在焊接时发生气孔，所以焊接性差。

专利文献1：特表2001-507080号公报

发明内容

本发明鉴于这样的情况而做，其目的在于，提供一种高强度钢材，其即使通过氮化而强化，也能够抑制在焊接时发生气孔。另外，本发明的另一目的在于，提供一种既能够减轻轧制负荷，又能够制造这种焊接性优异的高强度钢材的方法。

本发明者们为了提供不会使钢材的焊接性劣化，既可减轻轧制负荷，同时又可制造强度有所提高的钢材的方法，而反复锐意研究。其结果发现，如果对热轧或冷轧而得到的坯料钢材进行氮化，接着按脱氮处理和Ti氮化物析出处理的顺序进行处理，则能够使钢中析出Ti氮化物，并能够实现高强度化，这时在轧制时Ti氮化物不会析出，因此能够减轻轧制负荷并进行制造，另外，如此得到的高强度钢材，是在钢在所含的N量为0.020％以下的钢材，其中整合析出有最大直径为20nm以下的微细的Ti氮化物，因此不会使焊接性劣化，并能够提高钢材的强度，从而完成了本发明。

即，能够解决上述课题的本发明的高强度钢材，含有

C：0.05％以下(质量％的意思。以下，涉及化学成分均相同。)、

Si：1％以下、

Mn：1.5％以下、

P：0.05％以下、

S：0.05％以下、

Al：0.05％以下、

Ti：0.02～0.3％和

N：0.020％以下，

金属组织为铁素体单相，且最大直径为20nm以下的Ti氮化物每1μm²整合析出250个以上。

该高强度钢材，最大直径为6nm以下的Ti氮化物的个数，相对于最大直径为20nm以下的Ti氮化物的个数达80％以上。

所述钢材，由下式(1)计算的有效Ti^*量为0.02～0.08％。

Ti^*＝[Ti]-48×([C]/12+[S]/32)        …(1)

式中，[]表示钢材中所含的各元素的含量(％)。

本发明的高强度钢材，能够通过使用退火炉，按以下顺序对热轧或冷轧而得到的坯料钢材进行氮化处理、脱氮处理和Ti氮化物析出处理而进行制造。具体来说，在热轧或冷轧后，按以下顺序进行如下工序即可：

(a)氮化工序，是在含有氮化气体的气氛下，将含有Ti：0.02～0.3％和N：0.005％以下(不含0％)的坯料钢材加热至温度500～610℃的工序；

(b)脱氮工序，是在不含氮化气体的气氛下，以500～610℃的温度放置进行了氮化的钢材的工序；

(c)将进行了脱氮的钢材加热至温度640～750℃的Ti氮化物析出工序。

所述氮化工序的气氛气体，优选为含有氢、氮和氨的混合气体。所述脱氮工序的气氛气体，优选为非氧化性气体。所述Ti氮化物析出工序的气氛气体，优选为非氧化性气体。

在所述氮化处理或所述氮化工序之前，也可以对所述坯料钢材进行成形加工。

所述坯料钢材的形态未特别限定，例如可以是钢板，也可以是成形品。在本发明中，按顺序对坯料钢板进行氮化处理、脱氮处理和Ti氮化物析出处理而得到的称为“高强度钢板”，对于成形加工坯料钢板而得到的成形品按顺序进行氮化处理、脱氮处理和Ti氮化物析出处理而得到的称为“高强度构件”。