[发明专利]加工性及抗时效性优异的热轧钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种加工性及抗时效性优异的热轧钢板及其制造方 法。

背景技术

用作家电及汽车等材料的钢，需要具有耐蚀性、抗时效性及成型 性等特性。

其中，成型性(Formability)在本文中用来表示没有产生断裂(破 裂(fracture)、剥除(tear-off)、颈缩(neck))或形状不良(起皱(wrinkle)、 回弹(spring-back)、刮伤(scratch)、磨损(galling)等)而按照预 期的形状成型的程度。在工业上，这种成型性可以根据变形方式而进 行分类，所述变形方式大体上可以分为拉拔(drawing)成型、拉伸 (Stretching)成型、弯曲(Bending)成型及拉伸翻边(Stretch-Flanging) 成型等四种加工方式。

在上述加工方式中，对于拉伸成型，已知由于模具-材料接触面 上几乎没有材料的引入，因此与深拉成型(deepdrawing)相比，其 成型工序简单，并且作为一种主要与材料的延展性能力(伸长率)具 有密切关系的加工方式，与拉拔成型不同的是几乎不受模具条件的影 响。

另一方面，与深拉性相关的拉延模(Drawingdie)成型是一种将 材料放在拉延模上，并在防皱压板(blankholder)的加压状态下，将 冲头推入冲模槽内，从而进行成型的方法，其具有板材外径缩小的特 点。对此，已知与材质特性中由宽度方向上的变形率与厚度方向上的 变形率的比值来表示的兰克福德值(Lankford值，以下，r值)具有 较大关系。

尤其是通过下述式(1)所测定的平均塑性应变比值(以下，称 为r-bar值)及通过下述式(2)所测定的塑性各向异性值(以下，称 为Δr值)是能够体现拉拔性的具代表性的材质特性值，所述平均塑 性应变比值与所述塑性各向异性值是通过在轧制方向上测定的各个 方向上的r值来求得的。

r-bar值＝(r₀+r₉₀+2r₄₅)/4(1)

△r值＝(r₀+r₉₀-2r₄₅)/2(2)

(其中，r_i表示从轧制方向的i°角度上采集的试片所测定的r值)。

在上述式中，r-bar值越高，在拉拔加工时就能够增加杯形件的深 度，从而可以判定为深拉成型性优异的钢材。

另外，作为杯加工时的重要品质特性之一的平面各向异性(Planar Anisotropy)是用于表示材料的物理性能/机械性能所具有的方向性的 程度。平面各向异性从根本上来说是由于受到塑性变形等的各晶粒显 示出强的方向性而引起的，因此，如果经过加工等处理的晶粒随机存 在，则这些结晶就不会具有方向性，从而可以不具有大的平面各向异 性。

然而，在一般情况下，钢板内的晶粒会表现出强的方向性，因此， 如果进行加工，则会表现出塑性特征(plasticbehavior)的各向异性。 在进行杯加工时，因成型后的杯的各向异性而会在杯形件加工部上根 据各个部位的不同而出现显示高度不同的制耳(Earing)，如果平面 各向异性增加，则这种制耳也会增加，从而会使加工不良及材料损失 增加。作为平面各向异性的标准来使用的Δr值越接近0，则表明所 有方向上具有一定的变形率，从而会显示出各向同性(Isotropic)的 性质，因此，在拉拔加工时，适当地控制Δr值非常重要。

另外，作为用于确保钢的抗时效性及加工性的方案，在现有技术 中，在利用中低碳铝镇静(Al-killed)钢来进行热轧及冷轧后，通过 分批退火方法来有效地控制钢中的固溶碳及氮，以确保加工性。

然而，在这种情况下，由于需要长时间的热处理操作时间，因此 不仅会降低生产率，而且因不均匀的加热及冷却模式而会使钢卷内的 材质偏差增加。

为了解决上述问题，提出了在因连续退火法而具有抗时效性的加 工用材料的情况下，通过在超低碳钢中添加用于析出固溶元素且作为 碳氮化物形成元素的钛(Ti)或铌(Nb)等的元素来获得预期特性的 方案。

然而，在这种情况下，产生了由添加高价元素所带来的生产成本 增加的问题，同时还引起了钢的表面特性劣化。此外，即使在制钢时 添加了这些元素，但是随着在热轧步骤中形成无序的织构，从而难以 确保深拉(Cupping)性等的加工性。