高杨氏模量钢板、使用了它的热浸镀锌钢板、合金化热浸镀锌钢板、和高杨氏模量钢管以及它们的制造方法

摘要

本发明的高杨氏模量钢板的一个形态是，以质量％计含有C：0.0005～0.30％、Si：2.5％以下、Mn：2.7～5.0％、P：0.15％以下、S：0.015％以下、Mo：0.15～1.5％、B：0.0006～0.01％、Al：0.15％以下、且余量由Fe以及不可避免的杂质构成，在板厚的1/8层的{110}与{110}的任何一方或二者的极密度为10以上，轧制方向的杨氏模量超过230GPa。该高杨氏模量钢板的另一个形态是，以质量％计含有C：0.0005～0.30％、Si：2.5％以下、Mn：0.1～5.0％、P：0.15％以下、S：0.015％以下、Al：0.15％以下、N：0.01％以下；并且还含有Mo：0.005～1.5％、Nb：0.005～0.20％、Ti：(48/14×N)％～0.2％、B：0.0001～0.01％中的1种或2种以上，合计为0.015～1.91质量％；且余量由Fe以及不可避免的杂质构成，在板厚的1/8层的{110}和/或{110}的极密度为10以上，轧制方向的杨氏模量超过230GPa。

说明书

技术领域

本发明涉及高杨氏模量钢板、使用了它的热浸镀锌钢板、合金化热浸镀锌钢板、和高杨氏模量钢管以及它们的制造方法。

本申请对2004年7月27日申请的日本专利申请2004-218132、2004年11月15日申请的日本专利申请2004-330578、2005年1月27日申请的日本专利申请2005-019942、2005年7月15日申请的日本专利申请2005-207043，主张优先权，在此引用它们的内容。

背景技术

关于提高杨氏模量的技术，目前为止曾经有很多报道。其中大部分涉及提高轧制方向(RD)、以及与轧制方向(RD)垂直的宽度方向(TD)的杨氏模量的技术。

专利文献1～9等中都公开了通过在α+γ₂相区进行轧制而提高TD方向的杨氏模量的技术。

专利文献10中公开了通过对表层施加低于Ar₃相变点温度的轧制而提高TD方向的杨氏模量的技术。

另一方面，也公开了涉及在提高TD方向的杨氏模量的同时，还提高RD方向的杨氏模量的技术。即，专利文献11中公开的是，除了在一定方向进行轧制以外、通过在与该方向相垂直的宽度方向实施轧制而提高二者的杨氏模量。但是，在薄板的连续热轧工艺，中途改变轧制方向明显地妨碍生产率，因此并不现实。

专利文献12虽然公开了涉及杨氏模量高的冷轧钢板，但这也是在TD方向的杨氏模量高、而并不是RD方向的杨氏模量高。

此外，专利文献13公开了复合添加Mo、Nb、B使杨氏模量提高的技术，但由于热轧条件完全不同，因此TD方向的杨氏模量高、而并不是RD方向的杨氏模量高。

如上所述，从前存在称为高杨氏模量的钢板，但都是与轧制方向(RD)垂直的宽度方向(TD)的杨氏模量高的钢板。然而，钢板的宽度最大为2m左右，在将杨氏模量最大的方向作为构件的长度方向的场合，其长度不能达到宽度以上。因此，对于较长的构件来说，迫切希望轧制方向的杨氏模量高的钢板。而且，就制造方法来说，也是以在轧制反作用力容易发生波动的α+γ区的热轧为前提，在生产率方面存在问题。

在将钢板加工成汽车用和建材用的部件的场合，形状冻结性成为最大的问题。例如，进行弯曲加工以后在去除载荷时，钢板恢复原来形状的回弹现象发生，因此存在不能得到所要求的形状的问题。这一现象伴随着高强度化而变得明显，成为高强度钢板适用于构件时的障碍。

专利文献1：特开昭59-83721号公报

专利文献2：特开平5-263191号公报

专利文献3：特开平8-283842号公报

专利文献4：特开平8-311541号公报

专利文献5：特开平9-53118号公报

专利文献6：特开平4-136120号公报

专利文献7：特开平4-141519号公报

专利文献8：特开平4-147916号公报

专利文献9：特开平4-293719号公报

专利文献10：特开平4-143216号公报

专利文献11：特开平4-147917号公报

专利文献12：特开平5-255804号公报

专利文献13：特开平08-1311541号公报

发明内容

本发明是鉴于上述情况提出的，其目的在于：提供轧制方向(RD)的杨氏模量优良的高杨氏模量的钢板、使用了它的热浸镀锌钢板、合金化热浸镀锌钢板、和高杨氏模量钢管以及它们的制造方法。

本发明者为了实现上述目标而进行了潜心研究，得到以下所述的从前未有的见解。

即，通过使含有规定量的C、Si、Mn、P、S、Mo、B、以及Al，或者含有C、Si、Mn、P、S、Mo、B、Al、N、Nb、以及Ti的钢的表面附近规定的织构发达，从而对轧制方向的杨氏模量高的钢板的发明获得了成功。

而且，由本发明得到的钢板在表面附近得到240GPa以上的特别高的杨氏模量，因此弯曲刚性显著提高，例如形状冻结性显著改善。伴随高强度化其回弹等的冻结性不良程度变大的要因在于：压力机变形时施加的载荷去除后的返回量很大。因此，如果提高杨氏模量，可抑制返回量，可能减低回弹。此外，在弯曲变形时，弯矩很大的表层附近的变形行为对形状冻结性产生显著的影响，因此通过只使表层的杨氏模量提高；可能显著地改善。

本发明是基于这样的思想与崭新的见解而构筑的、前所未有的全新的钢板及其制造方法，其要旨如下。

(1).一种高杨氏模量钢板，其特征在于，以质量％计含有C：0.0005～0.30％、Si：2.5％以下、Mn：2.7～5.0％、P：0.15％以下、S：0.015％以下、Mo：0.15～1.5％、B：0.0006～0.01％、Al：0.15％以下，且余量由Fe以及不可避免的杂质构成，在板厚的1/8层的{110}<223>与{110}<111>的任何一方或二者的极密度为10以上，轧制方向的杨氏模量超过230GPa。

(2).根据(1)所述的高杨氏模量钢板，其特征在于，板厚的1/2层的{112}<110>的极密度为6以上。

(3).根据(1)所述的高杨氏模量钢板，其特征在于，还含有Ti：0.001～0.20质量％、Nb：0.001～0.20质量％中的1种或2种。

(4).根据(1)所述的高杨氏模量钢板，其特征在于，由拉伸2％后于170℃实施20分钟热处理并进行再度拉伸试验时的上屈服点减去拉伸2％时的流量应力之差值所评价的BH量(MPa)为5MPa～200MPa。

(5).根据(1)所述的高杨氏模量钢板，其特征在于，还含有Ca：0.0005～0.01质量％。

(6).根据(1)所述的高杨氏模量钢板，其特征在于，还含有Sn、Co、Zn、W、Zr、V、Mg、REM中的1种或2种以上，它们的合计含量为0.001～1.0质量％。

(7).根据(1)所述的高杨氏模量钢板，其特征在于，还含有Ni、Cu、Cr中的1种或2种以上，它们的合计含量为0.001～4.0质量％。

(8).一种热浸镀锌钢板，其特征在于，具有(1)所述的高杨氏模量钢板、以及在所述高杨氏模量钢板上施加的热浸镀锌。

(9).一种合金化热浸镀锌钢板，其特征在于，具有(1)所述的高杨氏模量钢板、以及在所述高杨氏模量钢板上施加的合金化热浸镀锌。

(10).一种高杨氏模量钢管，其特征在于，具有(1)所述的高杨氏模量钢板，且所述高杨氏模量钢板向任意方向卷绕。

(11).根据(1)所述的高杨氏模量钢板的制造方法，其特征在于，具有将板坯加热到950℃以上的温度以实施热轧而制造热轧板的工序，所述板坯以质量％计含有C：0.0005～0.30％、Si：2.5％以下、Mn：2.7～5.0％、P：0.15％以下、S：0.015％以下、Mo：0.15～1.5％、B：0.0006～0.01％、Al：0.15％以下，且余量由Fe以及不可避免的杂质构成；其中所述热轧工序在下述条件下进行：于800℃以下以轧辊与钢板的摩擦系数超过0.2、且合计压下率为50％以上的方式进行轧制，并于Ar3相变点～750℃的温度下结束热轧。

(12).根据(11)所述的高杨氏模量钢板的制造方法，其特征在于，在所述热轧工序中，至少实施1个道次的异周向速率为1％以上的异周向速度轧制。

(13).根据(11)所述的高杨氏模量钢板的制造方法，其特征在于，在所述热轧工序中，至少使用1根以上的辊径为700mm以下的轧辊。

(14).根据(11)所述的高杨氏模量钢板的制造方法，其特征在于，还具有将所述热轧结束后的热轧钢板用连续退火线或装箱退火以最高到达温度为500℃～950℃的条件进行退火的工序。

(15).根据(11)所述的高杨氏模量钢板的制造方法，其特征在于，还包括将所述热轧结束后的热轧钢板以低于60％的压下率实施冷轧的工序，以及在所述冷轧工序之后进行退火的工序。

(16).根据(11)所述的高杨氏模量钢板的制造方法，其特征在于，还具有：将所述热轧钢板以低于60％的压下率实施冷轧的工序；在所述冷轧工序后以最高到达温度为500℃～950℃的条件进行退火的工序；以及在所述退火工序后冷却到550℃以下、接着于150～550℃进行热处理的工序。

(17).一种热浸镀锌钢板的制造方法，其特征在于，具有：通过(14)所述的高杨氏模量钢板的制造方法制造退火了的高杨氏模量钢板的工序；以及对所述高杨氏模量钢板实施热浸镀锌的工序。

(18).一种合金化热浸镀锌钢板的制造方法，其特征在于，具有：通过(17)所述的热浸镀锌钢板的制造方法制造热浸镀锌钢板的工序；以及对所述热浸镀锌钢板在450～600℃为止的温度范围进行10秒钟以上的热处理的工序。

(19).一种热浸镀锌钢板的制造方法，其特征在于，具有：通过(15)所述的高杨氏模量钢板的制造方法制造退火了的高杨氏模量钢板的工序；以及对所述高杨氏模量钢板实施热浸镀锌的工序。

(20).一种合金化热浸镀锌钢板的制造方法，其特征在于，具有：通过(19)所述的热浸镀锌钢板的制造方法制造热浸镀锌钢板的工序；以及对所述热浸镀锌钢板在450～600℃为止的温度范围进行10秒钟以上的热处理的工序。

(21).一种高杨氏模量钢管的制造方法，其特征在于，具有：通过(11)所述的高杨氏模量钢板的制造方法制造高杨氏模量钢板的工序；和将所述高杨氏模量钢板向任意方向卷绕而制成钢管。

(22).一种高杨氏模量钢板，其特征在于，以质量％计含有C：0.0005～0.30％、Si：2.5％以下、Mn：0.1～5.0％、P：0.15％以下、S：0.015％以下、Al：0.15％以下、N：0.01％以下；并且还含有Mo：0.005～1.5％、Nb：0.005～0.20％、Ti：48/14×N(质量％)～0.2％、B：0.0001～0.01％中的1种或2种以上，合计为0.015～1.91质量％；且余量由Fe以及不可避免的杂质构成；其中，在板厚的1/8层的{110}<223>和/或{110}<111>的极密度为10以上，轧制方向的杨氏模量超过230GPa。

(23).根据(22)所述的高杨氏模量钢板，其特征在于，含有全部所述的Mo、Nb、Ti、B，它们的含量分别为Mo：0.15～1.5％、Nb：0.01～0.20％、Ti：48/14×N(质量％)～0.2％、B：0.0006～0.01％，而且板厚的1/8层的{110}<001>的极密度为3以下。

(24).根据(22)所述的高杨氏模量钢板，其特征在于，所述板厚的1/8层的{110}<001>的极密度为6以下。

(25).根据(22)所述的高杨氏模量钢板，其特征在于，在至少距离板厚的表层为1/8层的轧制方向的杨氏模量为240GPa以上。

(26).根据(22)所述的高杨氏模量钢板，其特征在于，板厚的1/2层的{211}<011>的极密度为6以上。

(27).根据(22)所述的高杨氏模量钢板，其特征在于，板厚的1/2层的{332}<113>的极密度为6以上。

(28).根据(22)所述的高杨氏模量钢板，其特征在于，板厚的1/2层的{100}<011>的极密度为6以下。

(29).根据(22)所述的高杨氏模量钢板，其特征在于，由拉伸2％后于170℃实施20分钟热处理并进行再度拉伸试验时的上屈服点减去拉伸2％时的流量应力之差值所评价的BH量为5MPa～200MPa。

(30).根据(22)所述的高杨氏模量钢板，其特征在于，还含有Ca：0.0005～0.01质量％。

(31).根据(22)所述的高杨氏模量钢板，其特征在于，还含有Sn、Co、Zn、W、Zr、V、Mg、REM中的1种或2种以上，它们的合计含量为0.001～1.0质量％。

(32).根据(22)所述的高杨氏模量钢板，其特征在于，还含有Ni、Cu、Cr中的1种或2种以上，它们的合计含量为0.001～4.0质量％。

(33).一种热浸镀锌钢板，其特征在于，具有(22)所述的高杨氏模量钢板，以及在所述高杨氏模量钢板上施加的热浸镀锌。

(34).一种合金化热浸镀锌钢板，其特征在于，具有(22)所述的高杨氏模量钢板，以及在所述高杨氏模量钢板上施加的合金化热浸镀锌。

(35).一种高杨氏模量钢管，其特征在于，具有(22)所述的高杨氏模量钢板，且所述高杨氏模量钢板向任意方向卷绕。

(36).根据(22)所述的高杨氏模量钢板的制造方法，其特征在于，具有将板坯加热到1000℃以上的温度以实施热轧而制造热轧板的工序，所述板坯以质量％计含有C：0.0005～0.30％、Si：2.5％以下、Mn：0.1～5.0％、P：0.15％以下、S：0.015％以下、Al：0.15％以下、N：0.01％以下；并且还含有Mo：0.005～1.5％、Nb：0.005～0.20％、Ti：48/14×N(质量％)～0.2％、B：0.0001～0.01％中的1种或2种以上，合计为0.015～1.91质量％；且余量由Fe以及不可避免的杂质构成；其中所述热轧工序在下述条件下进行：以轧辊与钢板的摩擦系数超过0.2、由下式[1]计算的有效应变量ε^*为0.4以上且合计压下率为50％以上的方式进行轧制，并于Ar₃相变点～900℃的温度下结束热轧，

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