[发明专利]成形性和耐冲击性优良的高强度热镀锌钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及适合于汽车用构件等的原材料的兼具优良的成形性和耐冲击性的高强度热镀锌钢板及其制造方法。

背景技术

从地球环境保护的观点出发，为了降低CO₂排放量，在维持汽车车体强度的同时实现其轻量化并改善汽车的燃油效率已经成为汽车业界非常重要的课题。在维持汽车车体强度的同时实现其轻量化方面，有效的是利用作为汽车构件用原材料的钢板的高强度化来使钢板薄壁化。

另一方面，以钢板为原材料的汽车构件大多利用压制加工、冲缘（burring）加工等来成形。因此，对于作为汽车构件用原材料使用的高强度钢板而言，不仅要求其具有所期望的强度，而且还要求其具有优良的成形性、即延伸性和拉伸凸缘性。

而且，作为在汽车构件用原材料中最应受到重视的特性之一，可列举耐冲击性。在汽车碰撞时，由钢板形成的汽车的各部位受到的应变速度达到10³/s左右。因此，需要在例如车柱（pillar）、车梁（member）、保险杠（bumper）等汽车构件中应用具有在汽车行驶过程中一旦发生碰撞时能够确保乘客安全的充分的耐冲击性、即在碰撞时即便在受到如上述那样的高应变速度的情况下也能够发挥优良的碰撞能量吸收能力的耐冲击性的高强度钢板，以确保汽车的碰撞安全性。

基于以上的理由，特别是在汽车业界，迫切需要开发不仅具有强度而且还兼具延伸性和拉伸凸缘性等成形性、以及耐冲击性的高强度钢板，迄今为止进行了大量的研究开发，并提案了各种技术。

例如，在专利文献1中提案了如下技术：通过对由铁素体和马氏体构成的DP（Dual Phase）钢板调整铁素体和马氏体各自的平均粒径和体积率，提高在应变速度：10³/s下的屈服应力，从而使耐冲击性提高。但是，原本屈服强度低的DP钢板显示出高的冲击吸收能力的原因在于：通过压制加工等而引入较大的加工应变，在紧接其后的涂装烧结工序中产生应变时效而使屈服应力大幅上升。因此，存在如下问题：在弯曲加工等加工量小的部位（构件），所引入的加工应变小，因此并不能过于期待涂装烧结工序后屈服应力的上升效果，未必发挥出充分的碰撞能量吸收能力。

此外，DP钢板的特征为在10～30%的高应变范围显示出优良的碰撞能量吸收能力，其在低应变范围不发挥充分的碰撞能量吸收能力。因此，DP钢板虽然适合用于整面碰撞的部位（构件）等通过发生某种程度的变形而吸收碰撞能量的部位（构件），但是在应用于侧面碰撞的部位（构件）等、即从保护乘客的观点出发在不伴随较大变形的小的应变区域需要高碰撞能量吸收能力的部位（构件）时，耐冲击性不充分。

此外，在专利文献2中提案了如下技术：通过对利用了残余奥氏体的相变诱发塑性的TRIP（Transformation Induced Plasticity）钢板调整贝氏体量，使烧结硬化量增大，从而使碰撞能量吸收能力提高。但是，与DP钢板同样，TRIP钢板也存在如下问题：在弯曲加工等加工量小的部位（构件）未必发挥出充分的碰撞能量吸收能力，并且不适合用于在小的应变区域需要高碰撞能量吸收能力的部位（构件）。

相对于这些现有技术，专利文献3中提案了如下技术：对于冷轧钢板，通过使钢板组织以铁素体为主体且调整包含马氏体、贝氏体及残余奥氏体中的1种或2种以上的低温相变相的体积率、平均结晶粒径、以及该低温相变相间的平均距离，使钢板的耐冲击性提高。

但是，在专利文献3所提案的技术中，除耐冲击性以外的钢板特性不充分。在该技术中，采用以铁素体为主体的钢板组织，因此钢板的拉伸强度（TS）小于1200MPa，无法得到充分的强度。此外，在该技术中并未对钢板的拉伸凸缘性进行研究，称不上具有充分的成形性。

此外，由于汽车构件在严酷的腐蚀环境下使用的情况居多，因此近来高强度且耐蚀性优良的高强度热镀锌钢板被广泛用作汽车构件用原材料。而且，现在，在汽车构件用原材料中已经推进更进一步的高强度化，正在对拉伸强度：1200MPa以上的钢板的应用进行研究。

为了应对这样的要求，例如专利文献4中提案了如下技术：通过使钢板组织以回火马氏体为主体、且调整马氏体、贝氏体及残余奥氏体的面积率，在高强度化的同时提高延伸性和拉伸凸缘性。而且，根据该技术，可以得到拉伸强度（TS）：1200MPa以上的高强度且加工性优良的热镀锌钢板。

但是，在专利文献4所提案的技术中，并未对钢板的耐冲击性进行研究。因此，根据该技术，虽然得到高强度且具有优良的加工性的热镀锌钢板，但是其耐冲击性称不上充分，特别是对于在小的应变区域的碰撞能量吸收能力尚有改善的余地。