ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ГАЛЬВАНИЗИРОВАННЫЙ ПОГРУЖЕНИЕМ СТАЛЬНОЙ ЛИСТ С ПРЕВОСХОДНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ УДАРУ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ВЫСОКОПРОЧНЫЙ, ПОДВЕРГНУТЫЙ ЛЕГИРОВАНИЮ, ГАЛЬВАНИЗИРОВАННЫЙ ПОГРУЖЕНИЕМ СТАЛЬНОЙ ЛИСТ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2015 года по МПК C22C38/04 C22C38/58 C23C2/02 C23C2/06 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изобретение относится к высокопрочному, гальванизированному погружением стальному листу с превосходной характеристикой сопротивления удару и к способу его изготовления, и к высокопрочному, подвергнутому легированию, гальванизированному погружением стальному листу и к способу его изготовления, и настоящее изобретение, в частности, относится к высокопрочному, гальванизированному погружением стальному листу, высокопрочному, подвергнутому легированию, гальванизированному погружением стальному листу, с превосходной характеристикой сопротивления удару при низкой температуре, и к способу их изготовления.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] В недавние годы возросла потребность в дальнейшем улучшении характеристики сопротивления удару высокопрочного плакированного стального листа, используемого для автомобиля и тому подобного. В качестве способов в отношении высокопрочного плакированного стального листа с превосходной характеристикой сопротивления удару были предложены способы, описанные, например, в литературе от Патентного Документа 1 до Патентного Документа 11.

[0003] Патентный Документ 1 описывает высокопрочный горячекатаный стальной лист с превосходными обрабатываемостью при изгибании и анизотропией ударной вязкости, который содержит, в % по массе, С: от 0,08 до 0,15%, Si: от 0,3 до 1,5%, Mn: от 1,5 до 2,5%, Р: ≤0,01%, S: ≤0,01%, Al: от 0,01 до 0,05%, Ti: от 0,03 до 0,15%, N: ≤0,004, В: от 0,0003 до 0,001%, О: ≤0,005, и остальное количество, составленное из Fe и неизбежных загрязняющих примесей, и имеет соотношение между величиной энергопоглощения Eab-L в испытании ударной вязкости по Шарпи, которая регламентирована Японским промышленным стандартом JISZ2242 (величина энергопоглощения в испытании ударной вязкости по Шарпи (проводимом при температуре -40°С) испытательного образца, продольное направление которого представляет собой L-направление) и Eab-С (Eab-L/Eab-С (величина энергопоглощения в испытании ударной вязкости по Шарпи (проводимом при температуре -40°С) испытательного образца, продольное направление которого представляет собой С-направление)) не менее 0,9 и не более 1,3.

[0004] Кроме того, Патентный Документ 2 описывает способ изготовления высокопрочного горячекатаного стального листа с уровнем предела прочности на разрыв 980 МПа или более, имеющего состав стали, содержащий С: от 0,08 до 0,20%, Si: менее 0,2%, Mn: количество более 1,0% и равное или меньшее, чем 3,0%, N: 0,01% или менее, V: количество более 0,1% и равное или меньшее, чем 0,5%, Ti: 0,05% или более, и менее 0,25%, и Nb: от 0,005 до 0,10%, имеющего структуру стали, в которой доля площади феррита составляет 60% или более, и доля площади мартенсита составляет 5% или менее, имеющего средний диаметр зерна феррита 5 мкм или менее, имеющего чистоту «d» 0,05% или менее, и имеющего общую величину плотности включений и выделившихся фаз, каждые из которых имеют средний диаметр зерна 5 мкм или более, на уровне 300 частиц/мм² или менее.

[0005] Кроме того, Патентный Документ 3 описывает стальной продукт с высокой механической характеристикой при растяжении, имеющий превосходную низкотемпературную ударную вязкость и с низкой анизотропией прочности, имеющий отношение произвольных интенсивностей рентгеновского излучения от кристаллографической плоскости {110} в положении на 1/4 толщины по толщине листа от поверхности стального листа от 1,2 до 4,0, и имеющий отношение произвольных интенсивностей рентгеновского излучения от кристаллографической плоскости {211} в положении на 1/2 толщины по толщине листа от поверхности стального листа от 1,2 до 4,0.

[0006] Патентный Документ 4 описывает высокопрочный горячекатаный стальной лист, имеющий состав, в котором, в % по массе, С ограничен диапазоном 0,05% или более, и менее 0,20%, Mn ограничен диапазоном 0,5% или более, и менее 1,5%, растворимый Al ограничен диапазоном 0,002% или более, и менее 0,05%, Si ограничен до менее 0,1%, Cr ограничен до менее 0,1%, Ti ограничен до 0,01% или менее, Nb ограничен до менее 0,005%, V ограничен до 0,01% или менее, N ограничен до менее 0,005%, и остальное количество составлено из Fe и загрязняющих примесей, имеющий структуру, которая в положении на глубине от поверхности стального листа на 1/4 толщины по толщине листа от поверхности содержит ферритную фазу в качестве основной фазы и мартенситную фазу с объемной долей от 10 до 30%, в которой средний диаметр кристаллического зерна ферритной фазы составляет от 1,1 до 3,0 мкм, и средний диаметр зерна мартенситной фазы составляет 3,0 мкм или менее.

[0007] Кроме того, Патентный Документ 5 описывает способ изготовления горячекатаного стального листа с высокой механической характеристикой при растяжении, имеющего микроструктуру, в которой объемная доля феррита составляет 80% или более, и средний диаметр ферритного зерна составляет менее 10 мкм, в котором сталь, содержащую С: от 0,05 до 0,30% по весу, Si: 2,0% по весу или менее, Mn: от 1,0 до 2,5% по весу, и Al: 0,05% по весу или менее, содержащую один или два из Ti: от 0,05 до 0,3% по весу, и Nb: 0,10% по весу или менее, и содержащую остальное количество, состоящее из Fe и неизбежных загрязняющих примесей, нагревают до температуры от 950 до 1100°С, затем по меньшей мере два раза или более выполняют прокатку, в которой степень обжатия при прокатке за один проход становится 20% или более, выполняют горячую прокатку так, чтобы температура завершения составляла температуру точки Ar₃ превращения или более, выполняют охлаждение в температурном диапазоне от точки Ar₃ превращения до 750°С со скоростью охлаждения 20°С/сек или более, затем проводят выдерживание в температурном диапазоне от менее 750°С до 600°С в течение периода времени от 5 до 20 сек, затем опять выполняют охлаждение со скоростью 20°С/сек или более, пока температура не достигнет 550°С или менее, и полученный материал наматывают в рулон пори температуре 550°С или менее.

[0008] Кроме того, Патентный Документ 6 описывает высокопрочный горячекатаный тонкий стальной лист с превосходной обрабатываемостью, усталостной характеристикой и низкотемпературной ударной вязкостью, содержащий, в качестве основных компонентов, С = от 0,04 до 0,15% по массе, Si≥1,0% по массе, Mn≥1,0% по массе, Nb≥0,005% по массе, Al = от 0,005 до 0,10% по массе, S≤0,01% по массе, и Fe, имеющий микроструктуру, главным образом сформированную из феррита и мартенсита, в которой коэффициент заполнения феррита (V_F) составляет свыше 50%, средний диаметр ферритного зерна (dF) является равным или меньшим 5 мкм, и средний диаметр мартенситного зерна (d_M) является равным или меньшим 5 мкм, и имеющий, в ряду свойств, предел прочности на разрыв (TS) свыше 590 МПа, отношение предела текучести к пределу прочности (YR), равное или меньшее 70%, баланс «прочность-пластичность (предел прочности на разрыв×общее относительное удлинение), равный или больший 18000 (МПа·%), степень раздачи отверстия (d/d₀), равную или превышающую 1,2, коэффициент усталости, равный или больший 0,40, и температуру перехода в хрупкое состояние, равную или меньшую -40°С.

[0009] Однако каждый из способов, описанных в литературных источниках от Патентного Документа 1 до Патентного Документа 6, представляет собой способ, который касается горячекатаного стального листа, и это не может быть применено к способу изготовления стального листа, включающему стадию холодной прокатки и стадию отжига. В качестве способа изготовления стального листа с превосходной характеристикой сопротивления удару, включающего стадию холодной прокатки и стадию отжига, были предложены способы, описанные в источниках от Патентного Документа 7 до Патентного Документа 11.

[0010] Кроме того, Патентный Документ 7 описывает высокопрочный, подвергнутый легированию, гальванизированный погружением стальной лист с превосходной характеристикой поглощения энергии удара, в котором в качестве базового материала используют стальной лист, имеющий состав компонентов, содержащий С: от 0,05 до 0,20% по массе, Si: от 0,3 до 1,5% по массе, Mn: от 1,0 до 2,5% по массе, Р: 0,1% по массе или менее, и остальное количество, состоящее из Fe и неизбежных загрязняющих примесей, и имеющий микроструктуру, содержащую один или два из мартенсита и остаточного аустенита в количестве от 25 до 50% по объему в целом, и остальное количество, состоящее из феррита и бейнита, и на обеих поверхностях стального листа выполняют горячее погружное цинкование с легированием.

[0011] Кроме того, Патентный Документ 8 описывает гальванизированный погружением стальной лист с высокой механической характеристикой при растяжении, имеющий химический состав, содержащий, в % по массе, С: от 0,035 до 0,150%, Si: от 0,05 до 0,60%, Mn: от 2,0 до 4,0%, Р: 0,015% или менее, S: менее 0,0015%, растворимый Al: 0,8% или менее, N: от 0,0031 до 0,015%, О: 0,0030% или менее, Ti: от 0,005 до 0,130%, Nb: от 0 до 0,130%, в котором общее количество Ti и Nb составляет 0,055% или более, и остальное количество состоит из Fe и загрязняющих примесей, и имеющий металлографическую структуру, в которой средний диаметр кристаллического зерна феррита составляет 5,0 мкм или менее, и средний диаметр зерна твердой второй фазы составляет 5,0 мкм или менее.

[0012] Кроме того, Патентный Документ 9 описывает способ изготовления высокопрочного холоднокатаного стального листа с превосходной характеристикой ударостойкости и способностью сохранять форму, в котором сляб, имеющий состав из С: от 0,08 до 0,18% по массе, Si: от 1,00 до 2,0% по массе, Mn: от 1,5 до 3,0% по массе, Р: 0,03% по массе или менее, S: 0,005% по массе или менее, и T.Al: от 0,01 до 0,1% по массе, и имеющий степень ликвации Mn (= (концентрация Mn в центральной части сляба - концентрация Mn в базовом материале)/(концентрация Mn в базовом материале)) от 1,05 до 1,10, подвергают горячей прокатке, полученный материал дополнительно подвергают холодной прокатке, затем полученный прокат нагревают в течение времени выдерживания 60 секунд или более в двухфазной области или однофазной области при температуре от 750 до 870°С в технологической линии непрерывного отжига, затем выполняют охлаждение в температурном диапазоне от 720 до 600°С со средней скоростью охлаждения 10°С/сек или менее, затем выполняют охлаждение, пока температура не достигнет интервала от 350 до 460°С, со средней скоростью охлаждения 10°С/сек, проводят выдерживание в течение времени от 30 секунд до 20 минут, и затем выполняют охлаждение, пока температура не достигнет комнатной температуры, для получения пятифазной структуры из полигонального феррита, игольчатого феррита, бейнита, остаточного аустенита и мартенсита.

[0013] Патентный Документ 10 описывает холоднокатаный стальной лист с превосходной характеристикой энергопоглощения, имеющий сверхтонкую зернистую структуру, содержащий С, Si, Mn, Ni, Ti, Nb, Al, Р, S и N, имеющий ферритную фазу, объемная доля которой составляет 75% или более, в которой средний диаметр кристаллического зерна феррита составляет 3,5 мкм или менее, и имеющий структуру остального количества, иную, нежели ферритная фаза, которая практически представляет собой структуру стали из мартенсита отпуска.

[0014] Патентный Документ 11 описывает холоднокатаный стальной лист высокопластичного типа с высокой механической характеристикой при растяжении, с превосходными качеством поверхности и способностью поглощать энергию, содержащий, в % по массе, С: от 0,06 до 0,25%, Si: 2,5% или менее, Mn: от 0,5 до 3,0%, Р: 0,1% или менее, S: 0,03% или менее, Al: от 0,1 до 2,5%, Ti: от 0,003 до 0,08%, N: 0,01% или менее, и остальное количество, состоящее из Fe и неизбежных загрязняющих примесей, в котором содержание Ti удовлетворяет отношению (48/14)N≤Ti≤(48/14)N+(48/32)S+0,01, и имеющий структуру после холодной прокатки-рекристаллизационного отжига, которая представляет собой структуру, содержащую остаточный аустенит с объемной долей 5% или более.

СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА

[0015] Патентный Документ 1: Японская выложенная патентная публикация № 2010-156016

Патентный Документ 2: Японская выложенная патентная публикация № 2008-285741

Патентный Документ 3: Японская выложенная патентная публикация № 2008-266758

Патентный Документ 4: Японская выложенная патентная публикация № 2006-342387

Патентный Документ 5: Японская выложенная патентная публикация № 09-143570

Патентный Документ 6: Японская выложенная патентная публикация № 07-150294

Патентный Документ 7: Японская выложенная патентная публикация № 2009-68039

Патентный Документ 8: Японская выложенная патентная публикация № 2008-255441

Патентный Документ 9: Японская выложенная патентная публикация № 2004-300452

Патентный Документ 10: Японская выложенная патентная публикация № 2004-277858

Патентный Документ 11: Японская выложенная патентная публикация № 10-130776

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА

[0016] Однако в традиционном высокопрочном, гальванизированном стальном листе, предел прочности на разрыв «TS» которого составляет 900 МПа или более, невозможно в достаточной мере получить характеристику сопротивления удару при низкой температуре, и тем самым существовала потребность в дополнительном улучшении характеристики сопротивления удару при низкой температуре.

Ввиду реальной ситуации, как описанной выше, настоящее изобретение представляет высокопрочный, гальванизированный погружением стальной лист, и высокопрочный, подвергнутый легированию, гальванизированный погружением стальной лист, с превосходной характеристикой сопротивления удару при низкой температуре и с пределом прочности на разрыв 900 МПа или более, и способ его изготовления.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ

[0017] Авторы настоящего изобретения многократно провели обстоятельные исследования для получения высокопрочного, гальванизированного погружением, стального листа с превосходной характеристикой сопротивления удару при низкой температуре и с пределом прочности на разрыв 900 МПа или более. В результате этого авторы настоящего изобретения обнаружили, что для изготовления высокопрочного, гальванизированного стального листа необходимо, чтобы базовый стальной лист, имеющий образованный гальванизацией погружением слой, сформированный на его поверхности, имел предварительно заданные химические компоненты, посредством которых может быть достигнут предел прочности на разрыв 900 МПа или более, структура стального листа в диапазоне от 1/8 толщины до 3/8 толщины с центром около 1/4 толщины по толщине листа от поверхности имела фазу остаточного аустенита с объемной долей 5% или менее, и фазу бейнита, фазу бейнитного феррита, фазу свежего мартенсита и фазу мартенсита отпуска с совокупной объемной долей 40% или более, средний диаметр кристаллического зерна составлял 5,0 мкм или менее, максимальный эффективный диаметр кристаллического зерна составлял 20 мкм или менее, и на части поверхностного слоя был сформирован обезуглероженный слой с толщиной от 0,01 мкм до 10,0 мкм, в котором плотность оксидов, диспергированных в обезуглероженном слое, составляла от 1,0×10¹² до 1,0×10¹⁶ оксидов/м², и средний диаметр зерна оксидов составлял 500 нм или менее.

[0018] Более конкретно, в таком высокопрочном, гальванизированном стальном листе объемная доля фазы остаточного аустенита базового стального листа, будучи исходной точкой трещины, является низкой на уровне 5% или менее. Кроме того, средний эффективный диаметр кристаллического зерна и максимальный эффективный диаметр кристаллического зерна базового стального листа в диапазоне от 1/8 толщины до 3/8 толщины с центром около 1/4 толщины по толщине листа от поверхности составляют 5,0 мкм или менее и 20 мкм или менее, соответственно, и тем самым оба из среднего эффективного диаметра кристаллического зерна и максимального эффективного диаметра кристаллического зерна являются малыми, приводя к тому, что высокопрочный, гальванизированный стальной лист становится листом с превосходной низкотемпературной ударной вязкостью и с превосходной характеристикой сопротивления удару при низкой температуре.

[0019] Кроме того, в таком высокопрочном, гальванизированном стальном листе на части поверхностного слоя базового стального листа формируют обезуглероженный слой с толщиной от 0,01 мкм до 10,0 мкм и с небольшим количеством твердых структур, причем плотность оксидов, диспергированных в обезуглероженном слое, составляет от 1,0×10¹² до 1,0×10¹⁶ оксидов/м², и средний диаметр зерна оксидов составляет 500 нм или менее, что затрудняет появление исходной точки для трещины, так что разница величин предела текучести между обезуглероженным слоем и центральной частью базового стального листа оказывается малой. Соответственно этому, в высокопрочном, гальванизированном стальном листе можно предотвратить возникновение трещины от части поверхностного слоя базового стального листа, и подавляется концентрация напряжений на поверхности раздела между обезуглероженным слоем и слоем под обезуглероженным слоем, которая проявляется во время приложения ударной нагрузки, так что высокопрочный, гальванизированный стальной лист становится листом, в котором затрудняется возникновение хрупкого излома, и имеющим превосходную характеристику сопротивления удару.

Настоящее изобретение выполнено на основе таких обнаруженных фактов, и его сущность заключается в следующем.

[0020] (1) Высокопрочный, гальванизированный погружением стальной лист с превосходной характеристикой сопротивления удару отличается тем, что он имеет образованный гальванизацией погружением слой, сформированный на поверхности базового стального листа, содержащего, в % по массе:

С: от 0,075 до 0,400%,

Si: от 0,01 до 2,00%,

Mn: от 0,80 до 3,50%,

Р: от 0,0001 до 0,100%,

S: от 0,0001 до 0,0100%,

Al: от 0,001 до 2,00%,

О: от 0,0001 до 0,0100%,

N: от 0,0001 до 0,0100%, и

остальное количество, состоящее из Fe и неизбежных загрязняющих примесей, в котором базовый стальной лист имеет структуру стального листа в диапазоне от 1/8 толщины до 3/8 толщины с центром около 1/4 толщины по толщине листа от поверхности, в которой объемная доля фазы остаточного аустенита составляет 5% или менее, и совокупная объемная доля фазы бейнита, фазы бейнитного феррита, фазы свежего мартенсита и фазы мартенсита отпуска составляет 40% или более, средний эффективный диаметр кристаллического зерна и максимальный эффективный диаметр кристаллического зерна в диапазоне от 1/8 толщины до 3/8 толщины с центром около 1/4 толщины по толщине листа от поверхности составляют 5,0 мкм или менее и 20 мкм или менее, соответственно, и на части поверхностного слоя сформирован обезуглероженный слой с толщиной от 0,01 до 10,0 мкм, в котором плотность оксидов, диспергированных в обезуглероженном слое, составляет от 1,0×10¹² до 1,0×10¹⁶ оксидов/м², и средний диаметр зерна оксидов составляет 500 нм или менее.

[0021] (2) Он отличается тем, что в высокопрочном, гальванизированном горячим погружением стальном листе с превосходной характеристикой сопротивления удару согласно пункту (1) базовый стальной лист дополнительно содержит, в % по массе, один или два, или более элементов, выбранных из

Ti: от 0,001 до 0,150%,

Nb: от 0,001 до 0,100%, и

V: от 0,001 до 0,300%.

(3) Он отличается тем, что в высокопрочном, гальванизированном горячим погружением стальном листе с превосходной характеристикой сопротивления удару согласно пункту (1) или (2) базовый стальной лист дополнительно содержит, в % по массе, один или два, или более элементов, выбранных из

Cr: от 0,01 до 2,00%,

Ni: от 0,01 до 2,00%,

Cu: от 0,01 до 2,00%,

Mo: от 0,01 до 2,00%,

В: от 0,0001 до 0,0100%, и

W: от 0,01 до 2,00%.

(4) Он отличается тем, что в высокопрочном, гальванизированном горячим погружением стальном листе с превосходной характеристикой сопротивления удару согласно любому из пунктов (1)-(3) базовый стальной лист дополнительно содержит от 0,0001 до 0,0100% в совокупности одного или двух, или более элементов, выбранных из Са, Се, Mg, Zr, La и REM (редкоземельного металла).

[0022] (5) Высокопрочный, подвергнутый легированию, гальванизированный погружением стальной лист с превосходной характеристикой сопротивления удару отличается тем, что он имеет образованный гальванизацией погружением слой на высокопрочном, гальванизированном горячим погружением стальном листе согласно любому из пунктов (1)-(4), причем образованный гальванизацией погружением слой подвергнут легированию.

[0023] [6] Способ изготовления высокопрочного, гальванизированного погружением стального листа с превосходной характеристикой сопротивления удару отличается тем, что включает:

стадию, в которой получают базовый стальной лист, причем стадия включает:

стадию горячей прокатки, в которой выполняют горячую прокатку с нагревом сляба, содержащего, в % по массе,

С: от 0,075 до 0,400%,

Si: от 0,01 до 2,00%,

Mn: от 0,80 до 3,50%,

Р: от 0,0001 до 0,100%,

S: от 0,0001 до 0,0100%,

Al: от 0,001 до 2,00%,

О: от 0,0001 до 0,0100%,

N: от 0,0001 до 0,0100%, и

с остальным количеством, состоящим из Fe и неизбежных загрязняющих примесей, до температуры 1080°С или более, завершают горячую прокатку при температуре от 850°С до 950°С, и степень обжатия при прокатке в температурном диапазоне от 1050°С до температуры завершения горячей прокатки удовлетворяет нижеследующему (выражению 1), для получения горячекатаного стального листа;

стадию холодной прокатки, в которой выполняют холодную прокатку со степенью обжатия от 30% до 75% на горячекатаном стальном листе для получения холоднокатаного стального листа; и

стадию отжига, в которой выполняют отжиг, в котором холоднокатаный стальной лист пропускают через зону предварительного нагрева, в которой выполняют нагрев с использованием газовой смеси, воздушное отношение которой, представляющее собой соотношение между объемом воздуха, содержащегося в единице объема газовой смеси, и объемом воздуха, который теоретически необходим для обеспечения полного сгорания газообразного топлива, содержащегося в единице объема газовой смеси воздуха и газообразного топлива, используемой для предварительного нагрева, составляет от 0,7 до 1,2, для образования оксидной покровной пленки на части поверхностного слоя, причем стальной лист пропускают через зону восстановления в атмосфере, в которой отношение парциальных давлений между Н₂О и Н₂ (Р(Н₂О)/Р(Н₂)) составляет от 0,0001 до 2,00, при максимальной температуре нагрева при точке Ас3-50°С или более, для восстановления оксидной покровной пленки с образованием обезуглероженного слоя, и выполняют изгибание с радиусом изгиба 800 мм или менее один раз или более, в то же время с приложением растягивающей нагрузки от 3 до 100 МПа, вместе с тем выполняя охлаждение в температурном диапазоне от 740°С до 500°С со средней скоростью охлаждения 1,0°С/сек или более; и

стадию плакирования, в которой базовый стальной лист погружают в ванну покрытия, в которой эффективное количество Al составляет от 0,01 до 0,18% по массе, с формированием образованного гальванизацией погружением слоя на поверхности базового стального листа, для получения гальванизированного погружением стального листа.

[0024] [Математическое выражение 1]

[0025] В (выражении 1) «N» обозначает общее число проходов от начала горячей прокатки до завершения горячей прокатки, «i» обозначает порядок проходов, «T_i» обозначает температуру (°С) прокатки при i-том проходе, «h_i» обозначает толщину (мм) листа после обработки в i-том проходе, и «t_i» обозначает время, истекшее от i-того прохода до следующего прохода. Следует отметить, что когда i равно 1, h0 равно толщине сляба. Кроме того, время, истекшее от конечного прохода до следующего прохода, должно представлять собой время, истекшее от конечного прохода до момента времени, в который начинают охлаждение после завершения горячей прокатки.

[0026] (7) Он отличается тем, что в способе изготовления высокопрочного, гальванизированного погружением, стального листа с превосходной характеристикой сопротивления удару согласно пункту (6) сляб дополнительно содержит, в % по массе, один, или два, или более элементов, выбранных из

Ti: от 0,001 до 0,150%,

Nb: от 0,001 до 0,100%, и

V: от 0,001 до 0,300%.

(8) Он отличается тем, что в способе изготовления высокопрочного, гальванизированного погружением стального листа с превосходной характеристикой сопротивления удару согласно пункту (6) или (7) сляб дополнительно содержит, в % по массе, один или два, или более элементов, выбранных из

Cr: от 0,01 до 2,00%,

Ni: от 0,01 до 2,00%,

Cu: от 0,01 до 2,00%,

Mo: от 0,01 до 2,00%,

В: от 0,0001 до 0,0100%, и

W: от 0,01 до 2,00%.

(9) Он отличается тем, что в способе изготовления высокопрочного, гальванизированного погружением стального листа с превосходной характеристикой сопротивления удару согласно любому из пунктов (6)-(8) сляб дополнительно содержит от 0,0001 до 0,0100% в совокупности одного или двух, или более элементов, выбранных из Са, Се, Mg, Zr, La и REM.

[0027] (10) Он отличается тем, что в способе изготовления высокопрочного, гальванизированного погружением стального листа с превосходной характеристикой сопротивления удару согласно любому из пунктов (6)-(9) стадия плакирования представляет собой стадию, в которой в ванну покрытия с температурой от 450 до 470°С погружают базовый стальной лист, который поступает имеющим температуру от 430 до 490°С.

(11) Он отличается тем, что в способе изготовления высокопрочного, гальванизированного погружением стального листа с превосходной характеристикой сопротивления удару согласно любому из пунктов (6)-(10) выполняют процесс бейнитного превращения путем выдерживания базового стального листа, до и/или после погружения базового стального листа в ванну покрытия, в температурном диапазоне от 300 до 470°С в течение времени от 10 до 1000 секунд.

[0028] (12) Способ изготовления высокопрочного, подвергнутого легированию, гальванизированного погружением стального листа с превосходной характеристикой сопротивления удару отличается тем, что он включает стадию, в которой выполняют обработку для легирования выдерживанием высокопрочного, гальванизированного погружением стального листа согласно любому из пунктов (6)-(11) в температурном диапазоне от 470 до 620°С в течение времени от 2 секунд до 200 секунд.

ПРЕИМУЩЕСТВЕННЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0029] Согласно настоящему изобретению, возможно создание высокопрочного, гальванизированного погружением стального листа и высокопрочного, подвергнутого легированию, гальванизированного погружением стального листа с превосходной характеристикой сопротивления удару при низкой температуре, и способного достигать предела прочности на разрыв 900 МПа или более, и способа его изготовления.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0030] Высокопрочный, гальванизированный стальной лист согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения получают в стадии, в которой формируют образованный гальванизацией погружением слой на поверхности базового стального листа, содержащего, в % по массе, С: от 0,075 до 0,400%, Si: от 0,01 до 2,00%, Mn: от 0,80 до 3,50%, Р: от 0,0001 до 0,100%, S: от 0,0001 до 0,0100%, Al: от 0,001 до 2,00%, О: от 0,0001 до 0,0100%, N: от 0,0001 до 0,0100%, и остальное количество, состоящее из Fe и неизбежных загрязняющих примесей.

Следует отметить, что толщина листа в базовом стальном листе надлежащим образом должна составлять 0,6 мм или более, и менее 5,0 мм. Если толщина листа в базовом стальном листе составляет менее 0,6 мм, становится затруднительным поддерживать форму базового стального листа плоской, что недопустимо. Кроме того, если толщина листа в базовом стальном листе составляет 5,0 мм или более, становится затруднительным регулирование охлаждения. Кроме того, если толщина листа составляет 5,0 мм или более, деформация соответственно изгибанию является недостаточной, и становится затруднительным тонкое диспергирование бейнита, приводя к тому, что становится затруднительным получение предварительно заданной микроструктуры.

[0031] Прежде всего, будут описаны химические компоненты (состав) базового стального листа, который образует высокопрочный, гальванизированный стальной лист согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Следует отметить, что [%] в настоящем изобретении обозначает [% по массе], если не оговорено иное.

[0032] [С: от 0,075 до 0,400%]

Углерод (С) содержится для повышения прочности высокопрочного стального листа. Однако, если содержание С превышает 0,400%, становятся недостаточными ударная вязкость и свариваемость. По соображениям ударной вязкости и свариваемости, содержание С предпочтительно составляет 0,300% или менее, и более предпочтительно 0,250% или менее. С другой стороны, если содержание С составляет менее 0,075%, снижается прочность, и становится затруднительным обеспечение максимального предела прочности на разрыв. Для дополнительного повышения прочности содержание С предпочтительно составляет 0,085% или более, и более предпочтительно 0,100% или более.

[0033] [Si: от 0,01 до 2,00%]

Кремний (Si) представляет собой элемент, который подавляет образование карбида на основе железа в стальном листе и повышает прочность и формуемость. Однако, если содержание Si превышает 2,00%, слишком сильно возрастает плотность оксидов, диспергированных в обезуглероженном слое, приводя к тому, что обезуглероженный слой легко растрескивается и снижается характеристика сопротивления удару. Кроме того, если содержание Si превышает 2,00%, стальной лист охрупчивается и ухудшается пластичность, приводя к тому, что становится затруднительным выполнение холодной прокатки. Из соображений характеристики сопротивления удару, содержание Si предпочтительно составляет 1,80% или менее, и более предпочтительно 1,50% или менее. С другой стороны, если содержание Si составляет менее 0,01%, плотность оксидов, диспергированных в обезуглероженном слое, становится недостаточной, и прочность обезуглероженного слоя становится недостаточной, приводя к тому, что снижается характеристика сопротивления удару. Кроме того, если содержание Si составляет менее 0,01%, когда высокопрочный, гальванизированный погружением стальной лист подвергают легированию, вследствие легирования образуется большое количество карбидов на основе железа, приводя к тому, что ухудшаются прочность и формуемость. С точки зрения характеристики сопротивления удару, значение нижнего предела содержания Si предпочтительно составляет 0,20% или более, и более предпочтительно 0,50% или более.

[0034] [Mn: от 0,80 до 3,50%]

Марганец (Mn) добавляют для повышения прочности стального листа. Однако, если содержание Mn превышает 3,50%, слишком сильно возрастает плотность оксидов, диспергированных в обезуглероженном слое, приводя к тому, что обезуглероженный слой легко растрескивается и снижается характеристика сопротивления удару. Кроме того, если содержание Mn превышает 3,50%, в центральной части стального листа по толщине листа образуется участок, насыщенный крупнозернистым Mn, легко происходит охрупчивание, и легко возникает такая проблема, что растрескивается отлитый сляб. Кроме того, если содержание Mn превышает 3,50%, также ухудшается свариваемость. Соответственно вышеизложенному, содержание Mn необходимо регулировать на 3,50% или менее. С позиции характеристики сопротивления удару, содержание Mn предпочтительно составляет 3,00% или менее, и более предпочтительно 2,70% или менее.

[0035] С другой стороны, если содержание Mn составляет менее 0,80%, плотность оксидов, диспергированных в обезуглероженном слое, становится недостаточной, и прочность обезуглероженного слоя становится недостаточной, приводя к тому, что снижается характеристика сопротивления удару. Кроме того, если содержание Mn составляет менее 0,80%, во время охлаждения после отжига образуется большое количество мягких структур, что делает затруднительным обеспечение достаточно высокого максимального предела прочности на разрыв. Поэтому необходимо регулировать содержание Mn на 0,80% или более. Для дополнительного повышения прочности содержание Mn предпочтительно составляет 1,00% или более, и более предпочтительно 1,30% или более.

[0036] [Р: от 0,0001 до 0,100%]

Фосфор (Р) склонен к ликвации в центральной части стального листа по толщине листа и вызывает охрупчивание зоны сварки. Если содержание Р превышает 0,100%, происходит значительное охрупчивание зоны сварки, так что верхний предел содержания Р регулируют на 0,100%. С другой стороны, значение нижнего предела устанавливают на 0,0001%, поскольку стоимость изготовления резко возрастает, когда содержание Р регулируют на величину менее 0,0001%, и содержание Р предпочтительно устанавливают на 0,0010% или более.

[0037] [S: от 0,0001 до 0,0100%]

Сера (S) оказывает вредное влияние на свариваемость и технологичность во время литья и горячей прокатки. По этой причине значение верхнего предела содержания S регулируют на 0,0100% или менее. Кроме того, S связывается с Mn с образованием крупнозернистого MnS и снижает пластичность и пригодность к отбортовке с вытяжкой, так что содержание S предпочтительно регулируют на 0,0050% или менее, и более предпочтительно устанавливают на 0,0030% или менее. С другой стороны, значение нижнего предела устанавливают на 0,0001%, поскольку стоимость изготовления значительно возрастает, когда содержание S регулируют на величину менее 0,0001%, и содержание S предпочтительно устанавливают на 0,0005% или более, и более предпочтительно на 0,0010% или более.

[0038] [Al: от 0,001 до 2,00%]

Алюминий (Al) подавляет образование карбида на основе железа и повышает прочность и формуемость стального листа. Однако, если содержание Al превышает 2,00%, ухудшается свариваемость, так что верхний предел содержания Al устанавливают на 2,00%. Кроме того, с этой точки зрения, содержание Al более предпочтительно регулируют на 1,50% или менее, и еще более предпочтительно устанавливают на 1,20% или менее. С другой стороны, хотя эффект настоящего изобретения проявляется без конкретного ограничения нижнего предела содержания Al, нижний предел регулируют на 0,001% или более, поскольку Al является неизбежной загрязняющей примесью, присутствующей в очень малом количестве в сырьевом материале, и стоимость изготовления резко возрастает, когда содержание Al задают меньшим, чем 0,001%. Кроме того, Al также является эффективным элементом в качестве раскисляющего материала, и чтобы к тому же в достаточной мере получить эффект раскисления, содержание Al более предпочтительно регулируют на 0,010% или более.

[0039] [N: от 0,0001 до 0,0100%]

Азот (N) образует крупнозернистый нитрид и ухудшает пластичность и пригодность к отбортовке с вытяжкой, так что добавляемое количество его необходимо сокращать. Если содержание N превышает 0,0100%, эта тенденция становится очевидной, так что верхний предел содержания N регулируют на 0,0100%. Кроме того, поскольку N вызывает образование газового пузыря во время сварки, содержание N предпочтительно является низким. Содержание N предпочтительно составляет 0,0070% или менее, и более предпочтительно 0,0050% или менее. Хотя эффект настоящего изобретения проявляется без конкретного ограничения нижнего предела содержания N, стоимость изготовления значительно возрастает, когда содержание N задают на величину менее 0,0001%. По этой причине нижний предел содержания N регулируют на 0,0001% или более. Содержание N предпочтительно составляет 0,0003% или более, и более предпочтительно 0,0005% или более.

[0040] [О: от 0,0001 до 0,0100%]

Кислород (О) образует оксид и ухудшает пластичность и пригодность к отбортовке с вытяжкой, так что его содержание необходимо сокращать. Если содержание О превышает 0,0100%, становится явным ухудшение пригодности к отбортовке с вытяжкой, так что верхний предел содержания О регулируют на 0,0100%. Кроме того, содержание О предпочтительно составляет 0,0070% или менее, и более предпочтительно 0,0050% или менее. Хотя эффект настоящего изобретения проявляется без конкретного ограничения нижнего предела содержания О, нижний предел регулируют на 0,0001%, поскольку стоимость изготовления резко возрастает, когда содержание О задают величиной менее 0,0001%. Содержание О предпочтительно составляет 0,0003% или более, и более предпочтительно 0,0005% или более.

[0041] Иные, нежели вышеуказанные, следующие элементы также могут быть добавлены, сообразно необходимости, в базовый стальной лист гальванизированного погружением стального листа согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

[0042] [Ti: от 0,001 до 0,150%]

Титан (Ti) представляет собой элемент, который содействует повышению прочности стального листа в результате дисперсионного упрочнения, упрочнения измельчением структуры благодаря подавлению роста ферритных кристаллических зерен и дислокационного упрочнения благодаря подавлению рекристаллизации. Однако, если содержание Ti превышает 0,150%, возрастает количество выделившихся фаз карбонитридов и ухудшается формуемость, так что содержание Ti более предпочтительно составляет 0,150% или менее. Из соображений формуемости, содержание Ti более предпочтительно составляет 0,080% или менее. Хотя эффект настоящего изобретения проявляется без конкретного задания нижнего предела содержания Ti, для получения в достаточной мере эффекта повышения прочности от добавления Ti, содержание Ti предпочтительно составляет 0,001% или более. Чтобы дополнительно повысить прочность стального листа, содержание Ti более предпочтительно составляет 0,010% или более.

[0043] [Nb: от 0,001 до 0,100%]

Ниобий (Nb) представляет собой элемент, который содействует повышению прочности стального листа в результате дисперсионного упрочнения, упрочнения измельчением структуры благодаря подавлению роста ферритных кристаллических зерен и дислокационного упрочнения благодаря подавлению рекристаллизации. Однако, если содержание Nb превышает 0,100%, возрастает количество выделившихся фаз карбонитридов и ухудшается формуемость, и поэтому содержание Nb предпочтительно составляет 0,100% или менее. Из соображений формуемости, содержание Nb более предпочтительно составляет 0,050% или менее. Хотя эффект настоящего изобретения проявляется без конкретного определения нижнего предела содержания Nb, для получения в достаточной мере эффекта повышения прочности от добавления Nb, содержание Nb предпочтительно составляет 0,001% или более. Для дополнительного повышения прочности стального листа, содержание Nb более предпочтительно составляет 0,010% или более.

[0044] [V: от 0,001 до 0,300%]

Ванадий (V) представляет собой элемент, который содействует повышению прочности стального листа в результате дисперсионного упрочнения, упрочнения измельчением структуры благодаря подавлению роста ферритных кристаллических зерен и дислокационного упрочнения благодаря подавлению рекристаллизации. Однако, если содержание V превышает 0,300%, возрастает количество выделившихся фаз карбонитридов и ухудшается формуемость, так что содержание V более предпочтительно составляет 0,300% или менее, еще более предпочтительно 0,200% или менее. Хотя эффект настоящего изобретения проявляется без конкретного задания нижнего предела содержания V, для получения в достаточной мере эффекта повышения прочности от добавления V, содержание V предпочтительно составляет 0,001% или более, и более предпочтительно 0,010% или более.

[0045] [Cr: от 0,01 до 2,00%]

Хром (Cr) представляет собой элемент, эффективно действующий для повышения прочности в результате подавления фазового превращения при высокой температуре, и может быть добавлен вместо части С и/или Mn. Если содержание Cr превышает 2,00%, ухудшается обрабатываемость при горячей обработке и снижается производительность, так что содержание Cr предпочтительно регулируют на 2,00% или менее, и более предпочтительно на 1,40% или менее. Хотя эффект настоящего изобретения проявляется без конкретного определения нижнего предела содержания Cr, для получения в достаточной мере эффекта повышения прочности от добавления Cr, содержание Cr предпочтительно составляет 0,01% или более, и более предпочтительно 0,10% или более.

[0046] [Ni: от 0,01 до 2,00%]

Никель (Ni) представляет собой элемент, эффективно действующий для повышения прочности подавлением фазового превращения при высокой температуре, и может быть добавлен вместо части С и/или Mn. Если содержание Ni превышает 2,00%, ухудшается свариваемость, так что содержание Ni предпочтительно регулируют на 2,00% или менее, и более предпочтительно на 1,40% или менее. Хотя эффект настоящего изобретения проявляется без конкретного задания нижнего предела содержания Ni, для получения в достаточной мере эффекта повышения прочности в результате добавления Ni, содержание Ni предпочтительно составляет 0,01% или более, и более предпочтительно 0,10% или более.

[0047] [Cu: от 0,01 до 2,00%]

Медь (Cu) представляет собой элемент, который присутствует в стали в виде тонкодисперсных частиц для повышения прочности, и может быть добавлена вместо части С и/или Mn. Если содержание Cu превышает 2,00%, ухудшается свариваемость, так что содержание Cu предпочтительно регулируют на 2,00% или менее, и более предпочтительно на 1,40% или менее. Хотя эффект настоящего изобретения проявляется без конкретного определения нижнего предела содержания Cu, для получения в достаточной мере эффекта повышения прочности в результате добавления Cu, содержание Cu предпочтительно составляет 0,01% или более, и более предпочтительно 0,10% или более.

[0048] [Mo: от 0,01 до 2,00%]

Молибден (Mo) представляет собой элемент, эффективно повышающий прочность подавлением фазового превращения при высокой температуре, и может быть добавлен вместо части С и/или Mn. Если содержание Mo превышает 2,00%, ухудшается обрабатываемость при горячей обработке и снижается производительность, так что содержание Mo предпочтительно регулируют на 2,00% или менее, и более предпочтительно на 1,40% или менее. Хотя эффект настоящего изобретения проявляется без конкретного задания нижнего предела содержания Mo, для получения в достаточной мере высокой прочности от добавления Mo, содержание Mo предпочтительно составляет 0,01% или более, и более предпочтительно 0,10% или более.

[0049] [В: от 0,0001 до 0,0100%]

Бор (В) представляет собой элемент, эффективный для повышения прочности в результате подавления фазового превращения при высокой температуре, и может быть добавлен вместо части С и/или Mn. Если содержание В превышает 0,0100%, ухудшается обрабатываемость во время горячей обработки и снижается производительность, так что содержание В предпочтительно регулируют на 0,0100% или менее. Из соображений производительности, содержание В более предпочтительно составляет 0,0060% или менее. Хотя эффект настоящего изобретения проявляется без конкретного определения нижнего предела содержания В, для получения в достаточной мере эффекта повышения прочности в результате добавления В, содержание В предпочтительно устанавливают на 0,0001% или более. Для дополнительного повышения прочности содержание В более предпочтительно составляет 0,0005% или более.

[0050] [W: от 0,01 до 2,00%]

Вольфрам (W) представляет собой элемент, эффективный для повышения прочности в результате подавления фазового превращения при высокой температуре, и может быть добавлен вместо части С и/или Mn. Если содержание W превышает 2,00%, ухудшается обрабатываемость во время горячей обработки и снижается производительность, так что содержание W предпочтительно составляет 2,00% или менее, и более предпочтительно 1,40% или менее. Хотя эффект настоящего изобретения проявляется без конкретного задания нижнего предела содержания W, для получения в достаточной мере эффекта повышения прочности от применения W, содержание W предпочтительно составляет 0,01% или более, и более предпочтительно 0,10% или более.

[0051] Базовый стальной лист в гальванизированном погружением стальном листе согласно варианту осуществления настоящего изобретения может дополнительно содержать, в качестве иных элементов, нежели указанные выше, от 0,0001 до 0,0100% в совокупности одного или двух, или более элементов из Са, Се, Mg, Zr, La и REM. Обоснование добавления этих элементов является следующим.

Следует отметить, что «REM» означает редкоземельный металл, и представляет элемент, принадлежащий к лантаноидному ряду. В варианте осуществления настоящего изобретения REM и Се часто добавляют в виде мишметалла, и имеет место ситуация, в которой элементы лантаноидного ряда содержатся в комплексной форме, в дополнение к La и Се. Эффект настоящего изобретения проявляется, даже если эти элементы лантаноидного ряда, иные, нежели La и Се, содержатся как неизбежные загрязняющие примеси. Кроме того, эффект настоящего изобретения проявляется, даже если добавляют металлы La и Се.

[0052] Кальций (Са), церий (Се), магний (Mg), цирконий (Zr), лантан (La) и REM представляют собой элементы, эффективно улучшающие формуемость, и могут быть добавлены один или два, или более из них. Однако, если совокупное содержание одного или двух, или более из элементов Са, Се, Mg, Zr, La и REM превышает 0,0100%, может ухудшаться пластичность, так что совокупное содержание соответствующих элементов предпочтительно составляет 0,0100% или менее, и более предпочтительно 0,0070% или менее. Хотя эффект настоящего изобретения проявляется без конкретного определения нижнего предела совокупного содержания одного или двух, или более из элементов Са, Се, Mg, Zr, La и REM, чтобы в достаточной степени достигнуть эффекта улучшения формуемости стального листа, совокупное содержание соответствующих элементов предпочтительно составляет 0,0001% или более. Из соображений формуемости, совокупное содержание одного или двух, или более из элементов Са, Се, Mg, Zr, La и REM более предпочтительно составляет 0,0010% или более.

[0053] Остальное количество, кроме вышеописанных соответствующих элементов, составлено Fe и неизбежными загрязняющими примесями. Следует отметить, что является допустимым, когда каждый из вышеупомянутых элементов Ti, Nb, V, Cr, Ni, Cu, Mo, В и W содержится в очень малом количестве, которое составляет меньше, чем вышеописанное значение нижнего предела, в качестве загрязняющей примеси. Кроме того, также допустимо, что Са, Се, Mg, Zr, La и REM содержатся в исключительно малом количестве в качестве загрязняющей примеси, когда оно является меньшим, чем значение нижнего предела совокупного количества их.

[0054] Обоснование того, почему задана структура базового стального листа высокопрочного, гальванизированного стального листа согласно варианту осуществления настоящего изобретения, является следующим.

(Микроструктура)

Базовый стальной лист в высокопрочном, гальванизированном стальном листе согласно варианту осуществления настоящего изобретения имеет структуру стального листа в диапазоне от 1/8 толщины до 3/8 толщины с центром около 1/4 толщины по толщине листа от поверхности, в которой фаза остаточного аустенита (далее называемая остаточным аустенитом) имеет объемную долю 5% или менее, и совокупное количество фазы бейнита (далее называемой бейнитом), фазы бейнитного феррита (далее называемой бейнитным ферритом), фазы свежего мартенсита (далее называемой свежим мартенситом) и фазы мартенсита отпуска (далее называемой мартенситом отпуска) присутствует с объемной долей 40% или более.

[0055] «Остаточный аустенит»

Остаточный аустенит представляет собой структуру, которая повышает баланс «прочность-пластичность» и увеличивает способность поглощения энергии удара при комнатной температуре. С другой стороны, в испытании на ударную вязкость при температуре ниже комнатной температуры остаточный аустенит легко превращается в мартенсит в результате ударной нагрузки. Мартенсит является очень твердым и проявляет выраженное действие как исходная точка хрупкого излома, так что остаточный аустенит значительно ухудшает ударную вязкость при низкой температуре. Когда объемная доля остаточного аустенита превышает 5%, существует возможность того, что хрупкое разрушение происходит уже при температуре -40°С. По этой причине объемную долю остаточного аустенита регулируют на 5% или менее. Для дополнительного повышения ударной вязкости объемную долю остаточного аустенита предпочтительно регулируют на 3% или менее, и предпочтительно устанавливают на 2% или менее. Чем меньше объемная доля остаточного аустенита, тем это более предпочтительно, и не возникает никаких проблем, даже если объемная доля остаточного аустенита составляет 0%.

[0056] «Феррит»

Феррит представляет собой структуру, имеющую превосходную пластичность. Однако, поскольку феррит имеет низкую прочность, когда объемная доля феррита чрезмерно возрастает, существует необходимость в значительном повышении прочности еще одной твердой структурой, чтобы обеспечить прочность. В этом случае поверхность раздела между твердой структурой и ферритом легко становится исходной точкой растрескивания во время испытания на ударную вязкость при низкой температуре, приводя к тому, что ухудшается низкотемпературная ударная вязкость. С вышеописанной точки зрения, объемную долю феррита предпочтительно устанавливают на 50% или менее. Чтобы дополнительно повысить ударную вязкость, объемную долю феррита предпочтительно регулируют на 45% или менее, и более предпочтительно устанавливают на 40% или менее. Нижний предел объемной доли феррита не является конкретно заданным, и не возникает никаких проблем, даже если она составляет 0%, но, из соображений пластичности, объемную долю феррита регулируют на 5% или более, и более предпочтительно на 10% или более.

[0057] «Бейнитный феррит и/или бейнит»

Бейнитный феррит и/или бейнит представляют(ет) собой структуру(ры) с превосходной прочностью, пластичностью и ударной вязкостью и предпочтительно содержатся в структуре стального листа в количестве от 10 до 50% по объемной доле. Кроме того, бейнитный феррит и/или бейнит представляют(ет) собой микроструктуру(ры), имеющие прочность, которая является промежуточной между прочностью мягкого феррита и твердого мартенсита, мартенсита отпуска и остаточного аустенита, и бейнитный феррит и/или бейнит более предпочтительно содержатся(ится) в количестве 15% или более, и еще более предпочтительно содержатся(ится) в количестве 20% или более, по соображениям способности к отбортовке с вытяжкой. С другой стороны, не является предпочтительным, чтобы объемная доля бейнитного феррита и/или бейнита превышала 50%, поскольку возникает проблема того, что чрезмерно повышается предел текучести и ухудшается способность сохранять форму.

[0058] «Мартенсит отпуска»

Мартенсит отпуска представляет собой структуру, которая значительно повышает предел прочности на разрыв, и он может содержаться в структуре стального листа в количестве 50% или менее по объемной доле. С позиции предела прочности на разрыв, объемную долю мартенсита отпуска предпочтительно регулируют на 10% или более. С другой стороны, не является предпочтительным, чтобы объемная доля мартенсита отпуска, содержащегося в структуре стального листа, превышала 50%, поскольку возникает проблема того, что чрезмерно повышается предел текучести и ухудшается способность сохранять форму.

[0059] «Свежий мартенсит»

Свежий мартенсит значительно повышает предел прочности на разрыв, но, с другой стороны, он становится исходной точкой растрескивания, ухудшая низкотемпературную ударную вязкость, так что он предпочтительно содержится в структуре стального листа в количестве 20% или менее по объемной доле. Для повышения низкотемпературной ударной вязкости объемную долю свежего мартенсита более предпочтительно регулируют на 15% или менее, и еще более предпочтительно устанавливают на 10% или менее.

[0060] «Прочие микроструктуры»

Также возможно, что структура стального листа высокопрочного, гальванизированного стального листа согласно варианту осуществления настоящего изобретения содержит иную структуру, нежели вышеуказанные, такую как перлит и/или крупнозернистый цементит. Однако, когда количество перлита и/или крупнозернистого цементита увеличивается в структуре стального листа в высокопрочном стальном листе, ухудшается пластичность. По этой причине объемная доля перлита и/или крупнозернистого цементита в структуре стального листа предпочтительно составляет 10% или менее в целом, и более предпочтительно 5% или менее в целом.

[0061] Объемная доля каждой структуры, содержащейся в базовом стальном листе высокопрочного, гальванизированного стального листа согласно варианту осуществления настоящего изобретения, может быть измерена, например, описываемым ниже методом.

В отношении объемной доли остаточного аустенита, проводят рентгеноструктурный анализ выбором поверхности, параллельной поверхности базового стального листа и находящейся на 1/4 толщины от поверхности листа, в качестве обследуемой поверхности, для расчета доли площади, и результат расчета может рассматриваться как объемная доля.

[0062] Что касается объемных долей феррита, перлита, бейнитного феррита, бейнита, мартенсита отпуска и свежего мартенсита, содержащихся в структуре базового стального листа в высокопрочном, гальванизированном стальном листе согласно варианту осуществления настоящего изобретения, отбирают образец таким образом, что сечение по направлению толщины параллельно направлению прокатки базового стального листа представляет собой обследуемую поверхность, обследуемую поверхность отполировывают и подвергают травлению реагентом «Nital», и диапазон от 1/8 толщины до 3/8 толщины с центром около 1/4 толщины по толщине листа от поверхности наблюдают с использованием FE-SEM (сканирующего электронного микроскопа с полевой эмиссией) для измерения долей площади, и результаты измерения могут рассматриваться как объемные доли.

[0063] Высокопрочный, гальванизированный стальной лист согласно варианту осуществления настоящего изобретения представляет собой лист, в котором средний эффективный диаметр кристаллического зерна и максимальный эффективный диаметр кристаллического зерна базового стального листа в диапазоне от 1/8 толщины до 3/8 толщины с центром около 1/4 толщины по толщине листа от поверхности составляют 5,0 мкм или менее и 20 мкм или менее, соответственно.

Для повышения низкотемпературной ударной вязкости и для улучшения характеристики сопротивления удару при низкой температуре, важно сделать мелким эффективный размер кристаллического зерна базового стального листа. Для получения достаточной низкотемпературной ударной вязкости необходимо регулировать средний эффективный диаметр кристаллического зерна базового стального листа в диапазоне от 1/8 толщины до 3/8 толщины с центром около 1/4 толщины по толщине листа от поверхности, а именно, в диапазоне, где не присутствует обезуглероженный слой, на величину 5,0 мкм или менее. Для дополнительного повышения низкотемпературной ударной вязкости средний эффективный диаметр кристаллического зерна базового стального листа предпочтительно регулируют на 4,0 мкм или менее, и более предпочтительно устанавливают на 3,0 мкм или менее.

[0064] Кроме того, когда локально присутствует кристаллическое зерно с крупным эффективным диаметром, ухудшается низкотемпературная ударная вязкость, так что максимальный эффективный диаметр кристаллического зерна регулируют на 20 мкм или менее. Для дополнительного повышения низкотемпературной ударной вязкости и для улучшения характеристики сопротивления удару при низкой температуре максимальный эффективный диаметр кристаллического зерна предпочтительно регулируют на 15 мкм или менее, и более предпочтительно устанавливают на 12 мкм или менее.

[0065] Эффективный размер кристаллического зерна оценивают выполнением анализа кристаллографической ориентации с высоким разрешением на основе метода EBSD (анализ картин дифракции обратно рассеянных электронов) с использованием FE-SEM (сканирующей электронной микроскопии с полевой эмиссией). Следует отметить, что поперечное сечение по направлению толщины параллельно направлению прокатки отделывают до состояния зеркальной поверхности, кристаллографическую ориентацию железа с BCC (объемно-центрированной кубической структурой) на участках 50000 мкм² в целом измеряют в диапазоне от 1/8 толщины до 3/8 толщины с центром около 1/4 толщины по толщине листа от поверхности, с настройкой шага измерения 0,5 мкм или менее, и границу, на которой разориентация кристаллографической плоскости (100) становится равной как минимум 10° или более между соседними точками измерения, определяют как границу эффективного размера кристаллического зерна. Следует отметить, что к структурам, кристаллографическая структура которых представляет собой BCC, относятся феррит, мартенсит, мартенсит отпуска, бейнит, бейнитный феррит, перлит и сложные структуры, сформированные из двух или более из вышеуказанных.

[0066] Средний эффективный диаметр кристаллического зерна определяют методом отрезков, описываемым ниже. Более конкретно, создают карту границ зерен с использованием границы эффективного размера кристаллического зерна, на карте границ зерен прочерчивают линии, длины которых составляют 300 мкм или более в целом, параллельно направлению прокатки, и значение, полученное делением общих длин линий на число точек пересечения линий и границы эффективного размера кристаллического зерна, принимают как средний эффективный диаметр кристаллического зерна. Кроме того, диаметр зерна в положении, в котором расстояние между соседними точками пересечения является наибольшим, принимают как максимальный эффективный диаметр кристаллического зерна.

[0067] Высокопрочный, гальванизированный стальной лист согласно варианту осуществления настоящего изобретения представляет собой лист, в котором на части поверхностного слоя базового стального листа сформирован обезуглероженный слой с толщиной от 0,01 мкм до 10,0 мкм, плотность оксидов, диспергированных в обезуглероженном слое, составляет от 1,0×10¹² до 1,0×10¹⁶ оксидов/м², и средний диаметр зерна оксидов составляет 500 нм или менее.

В варианте осуществления настоящего изобретения, для предотвращения растрескивания, происходящего от поверхностного слоя стального листа, в испытании на удар в условиях низкой температуры, часть поверхностного слоя должна быть сформирована обезуглероженным слоем с небольшим количеством твердых структур. Следует отметить, что предусматривается то, что обезуглероженный слой означает участок, протяженный от самой верхней поверхности базового стального листа, и участок, на котором объемная доля твердых структур составляет половину или меньше объемной доли твердых структур на 1/4 толщины. Следует отметить, что твердые структуры означают бейнит, бейнитный феррит, свежий мартенсит и мартенсит отпуска.

[0068] Толщина обезуглероженного слоя базового стального листа может быть измерена способом, в котором отделывают сечение по направлению толщины параллельно направлению прокатки до состояния зеркальной поверхности, и проводят обследование с использованием FE-SEM. В варианте осуществления настоящего изобретения толщины обезуглероженного слоя измеряют в трех местах или более на одном стальном листе, и усредненное значение толщины рассматривают как толщину обезуглероженного слоя.

Если толщина обезуглероженного слоя составляет менее 0,01 мкм, растрескивание части поверхностного слоя не может быть в достаточной степени предотвращено, так что толщину обезуглероженного слоя регулируют на 0,01 мкм или более. Для дополнительного повышения низкотемпературной ударной вязкости толщину обезуглероженного слоя предпочтительно регулируют на 0,10 мкм или более, и более предпочтительно на 0,30 мкм или более. С другой стороны, чрезмерно толстый обезуглероженный слой снижает предел прочности на разрыв и усталостную прочность высокопрочного, гальванизированного стального листа. С этой точки зрения, толщину обезуглероженного слоя регулируют на 10,0 мкм или менее. Из соображений усталостной прочности, толщина обезуглероженного слоя предпочтительно составляет 9,0 мкм или менее, и более предпочтительно 8,0 мкм или менее.

[0069] Обезуглероженный слой имеет низкую прочность, так что трещина, исходной точкой которой является обезуглероженный слой, с трудом возникает на части поверхностного слоя базового стального листа. Однако разница в прочности между срединным участком (центральной частью) базового стального листа и обезуглероженным слоем велика, так что поверхность раздела между срединным участком и обезуглероженным слоем может становиться новой исходной точкой растрескивания. Во избежание этого действенной мерой является диспергирование оксидов, содержащих Si и/или Mn, в кристаллическом зерне и/или на границе кристаллического зерна обезуглероженного слоя, чтобы повысить прочность обезуглероженного слоя, тем самым сокращая разницу в прочности между центральной частью базового стального листа и обезуглероженным слоем. В варианте осуществления настоящего изобретения характеристику сопротивления удару при низкой температуре улучшают регулированием среднего эффективного диаметра кристаллического зерна до 5 мкм или менее, регулированием максимального эффективного диаметра кристаллического зерна до 20 мкм или менее и формированием обезуглероженного слоя на поверхности, повышают низкотемпературную ударную вязкость базового материала стального листа и улучшают низкотемпературную ударную вязкость поверхностного слоя тем, что обеспечивают образование в обезуглероженном слое выделившейся фазы оксидов с плотностью от 1,0×10¹² до 1,0×10¹⁶ оксидов/м², и характеристику сопротивления удару при низкой температуре улучшают сокращением разницы в прочности между обезуглероженным слоем и срединным участком базового материала стального листа.

[0070] Чтобы получить обезуглероженный слой с достаточной прочностью, плотность содержащих Si и/или Mn оксидов, диспергированных в обезуглероженном слое, регулируют на величину 1,0×10¹² оксидов/м² или более. Для дополнительного улучшения низкотемпературной ударной вязкости плотность оксидов, диспергированных в обезуглероженном слое, предпочтительно устанавливают на 3,0×10¹² оксидов/м² или более, и более предпочтительно на 5,0×10¹² оксидов/м² или более. С другой стороны, если плотность диспергированных в обезуглероженном слое оксидов превышает 1,0×10¹⁶ оксидов/м², расстояние между оксидами становится чрезмерно малым, и растрескивание части поверхностного слоя вызывается при низком уровне обработки, что только снижает прочность обезуглероженного слоя и, соответственно этому, ухудшает низкотемпературную ударную вязкость. Кроме того, растрескивание части поверхностного слоя вызывается при низком уровне обработки, так что повреждается образованный гальванизацией погружением слой на части поверхностного слоя. По этой причине плотность диспергированных в обезуглероженном слое оксидов регулируют на 1,0×10¹⁶ оксидов/м² или менее. Чтобы придать поверхностному слою стального листа достаточную формуемость, плотность диспергированных в обезуглероженном слое оксидов предпочтительно устанавливают на 5,0×10¹⁵ оксидов/м² или менее, и более предпочтительно регулируют на 1,0×10¹⁵ оксидов/м² или менее.

[0071] Когда размер оксида, диспергированного в обезуглероженном слое, является большим, оксид сам действует как исходная точка растрескивания, так что чем мельче оксид, тем больше повышается низкотемпературная ударная вязкость. По этой причине средний диаметр зерна оксида регулируют на 500 нм или менее. Для дополнительного повышения низкотемпературной ударной вязкости средний диаметр зерна оксидов предпочтительно регулируют на 300 нм или менее, и более предпочтительно регулируют на 100 нм или менее. Хотя нижний предел среднего диаметра зерна оксидов не является конкретно заданным, средний диаметр зерна оксидов предпочтительно устанавливают на 30 нм или более, поскольку существует необходимость строго контролировать атмосферу и температуру в описываемой позже стадии отжига, чтобы сделать диаметр менее 30 нм, что на практике является затруднительным.

[0072] Оксиды, диспергированные в обезуглероженном слое, можно наблюдать с использованием FE-SEM после того, как сечение по направлению толщины параллельно направлению прокатки отделывают до состояния зеркальной поверхности. Плотность оксидов может быть определена при наблюдении обезуглероженного слоя на участке 7 мкм² с использованием FE-SEM для подсчета числа оксидов или с использованием области наблюдения, требуемой для подсчета до 1000 частиц оксидов. Кроме того, средний диаметр зерна оксидов рассчитывают усреднением значений эквивалентного диаметра круга произвольно выбранных оксидов числом от 100 до 1000. Следует отметить, что в качестве эквивалентного диаметра круга используют квадратный корень из произведения длины малой оси и длины большой оси зерна.

[0073] Высокопрочный, гальванизированный погружением стальной лист согласно варианту осуществления настоящего изобретения получают формированием образованного гальванизацией погружением слоя на поверхности базового стального листа.

Образованный гальванизацией погружением слой также может быть подвергнут легированию.

В варианте осуществления настоящего изобретения образованный гальванизацией погружением слой или подвергнутый легированию образованный гальванизацией погружением слой может содержать один или два, или более элементов из Pb, Sb, Si, Sn, Mg, Mn, Ni, Cr, Co, Ca, Cu, Li, Ti, Be, Bi, Sr, I, Cs и REM, или же один или два, или более из этих элементов могут быть примешаны в образованный гальванизацией погружением слой или подвергнутый легированию образованный гальванизацией погружением слой. Даже если образованный гальванизацией погружением слой или подвергнутый легированию, образованный гальванизацией погружением слой содержит один или два, или более из вышеописанных элементов, или один или два, или более элементов примешаны в образованный гальванизацией погружением слой или подвергнутый легированию, образованный гальванизацией погружением слой, эффект настоящего изобретения не нарушается, и иногда имеет место предпочтительная ситуация, где коррозионная стойкость и обрабатываемость улучшаются в зависимости от содержания элемента.

Удельный вес на единицу площади образованного гальванизацией погружением слоя или подвергнутого легированию, образованного гальванизацией погружением слоя не является конкретно ограниченным, но желательно составляет 20 г/м² или более, из соображений коррозионной стойкости, и желательно составляет 150 г/м² или менее с позиции экономической целесообразности.

[0074] «Способ изготовления высокопрочного, гальванизированного погружением, стального листа»

Далее будет подробно описан способ изготовления высокопрочного, гальванизированного стального листа согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Способ изготовления высокопрочного, гальванизированного стального листа согласно варианту осуществления настоящего изобретения применяют для получения стального листа, в котором толщина листа базового стального листа составляет 0,6 мм или более, и менее 5,0 мм. Если толщина листа базового стального листа составляет менее 0,6 мм, становится затруднительным сохранение плоской формы базового стального листа, что недопустимо. Кроме того, если толщина листа базового стального листа составляет 5,0 мм или более, становится затруднительным выполнять регулирование охлаждения. Кроме того, если толщина листа составляет 5,0 мм или более, деформация соответственно изгибанию является недостаточной, и становится затруднительным тонкое диспергирование бейнита, приводя к тому, что становится затруднительным получение предварительно заданной микроструктуры.

Для изготовления высокопрочного, гальванизированного погружением стального листа согласно варианту осуществления настоящего изобретения сначала изготавливают стальной лист в качестве базового стального листа. Для изготовления стального листа прежде всего отливают сляб, содержащий вышеописанные химические компоненты (состав). Когда сляб подвергают горячей прокатке, можно использовать сляб, полученный методом непрерывного литья сляба, или сляб, изготовленный на установке для литья тонкого сляба, или тому подобный. Способ изготовления высокопрочного, гальванизированного стального листа согласно варианту осуществления настоящего изобретения совместим с процессом типа «непрерывная разливка-прямая прокатка» (CC-DR), в котором горячую прокатку выполняют непосредственно после литья.

[0075] «Стадия горячей прокатки»

В стадии горячей прокатки температуру нагрева сляба регулируют на 1080°С или более, чтобы подавить анизотропию кристаллографической ориентации, обусловленную литьем. Температуру нагрева сляба более предпочтительно регулируют на 1180°С или более. Хотя верхний предел температуры нагрева сляба не является конкретно определенным, его предпочтительно устанавливают на 1300°С или менее, поскольку для выполнения нагрева при температуре, превышающей 1300°С, нужно подводить большое количество энергии.

[0076] После нагрева сляба проводят горячую прокатку. В варианте осуществления настоящего изобретения для получения горячекатаного стального листа проводят горячую прокатку, в которой температура завершения горячей прокатки составляет от 850°С до 950°С, и степень обжатия при прокатке в температурном диапазоне от 1050°С до температуры завершения горячей прокатки должна находится в пределах диапазона, удовлетворяющего следующему (выражению 1).

[0077] [Математическое выражение 2]

[0078] В (выражении 1) «N» обозначает общее число проходов от начала горячей прокатки до завершения горячей прокатки, «i» обозначает порядок проходов, «T_i» обозначает температуру (°С) прокатки при i-том проходе, «h_i» обозначает толщину (мм) листа после обработки в i-том проходе, и «t_i» обозначает время, истекшее от i-того прохода до следующего прохода. Следует отметить, что когда i равно 1, h0 равно толщине сляба. Кроме того, время, истекшее от конечного прохода до следующего прохода, должно представлять собой время, истекшее от конечного прохода до момента времени, в который начинают охлаждение после завершения горячей прокатки.

[0079] Если значение вышеописанного (выражения 1) превышает 1,00, диаметр кристаллического зерна горячекатаного стального листа становится укрупненным, и диаметр кристаллического зерна после холодной прокатки и отжиг становится более крупным, приводя к тому, что эффективный диаметр кристаллического зерна высокопрочного, гальванизированного стального листа делается увеличенным. По этой причине значение (выражения 1) регулируют на 1,00 или менее. Чтобы сделать эффективный диаметр кристаллического зерна высокопрочного, гальванизированного стального листа мелким для улучшения низкотемпературной ударной вязкости, значение (выражения 1) предпочтительно регулируют на 0,90 или менее, и более предпочтительно устанавливают на 0,80 или менее.

[0080] С другой стороны, если значение (выражения 1) составляет менее 0,10, рекристаллизация аустенита в стальном листе в стадии горячей прокатки происходит в недостаточной степени, образуется структура, которая растянута по направлению прокатки, и структура остается в микроструктуре после холодной прокатки и отжига, приводя к тому, что эффективный диаметр кристаллического зерна базового стального листа по направлению прокатки становится более крупным. По этой причине значение (выражения 1) регулируют на 0,10 или более. Чтобы сделать эффективный диаметр кристаллического зерна высокопрочного, гальванизированного стального листа более мелким для дополнительного улучшения низкотемпературной ударной вязкости, значение (выражения 1) предпочтительно регулируют на 0,20 или более, и более предпочтительно устанавливают на 0,30 или более. Соответственно этому, можно повысить низкотемпературную ударную вязкость, которая является одним из факторов улучшения характеристики сопротивления удару при низкой температуре.

[0081] Среднюю скорость охлаждения вплоть до момента, когда горячекатаный стальной лист после подвергания горячей прокатке наматывают в рулон, предпочтительно регулируют на 10°С/секунду или более. Это делается, чтобы обеспечить протекание превращения при более низкой температуре для уменьшения диаметра зерна горячекатаного стального листа и тем самым для сокращения эффективного диаметра кристаллического зерна в базовом стальном листе после холодной прокатки и отжига.

[0082] Температура намотки горячекатаного стального листа в рулон предпочтительно составляет не менее 500°С и не более 650°С. Это обусловлено стремлением уменьшить эффективный диаметр кристаллического зерна в базовом стальном листе после отжига путем диспергирования перлита и/или цементита, имеющего главную ось 1 мкм или более, в микроструктуре горячекатаного стального листа, локализовать деформацию, созданную холодной прокаткой, и вызвать обратное превращение в аустенит с различными кристаллографическими ориентациями в стадии отжига. Если температура намотки составляет менее 500°С, имеет место ситуация, где перлит и/или цементит не образуются(ется), что является неблагоприятным. С другой стороны, если температура намотки превышает 650°С, каждый из перлита и феррита образуется в форме длинной полосы по направлению прокатки, и эффективный размер кристаллического зерна базового стального листа, образованного из ферритной части после холодной прокатки и отжига, проявляет тенденцию к укрупнению, причем он растягивается по направлению прокатки, что оказывается неблагоприятным.

[0083] Затем является предпочтительным выполнение декапирования (травления) горячекатаного стального листа, изготовленного, как описано выше. Декапированием удаляют оксид на поверхности горячекатаного стального листа, так что декапирование является важным для улучшения способности базового стального листа к плакированию. Декапирование может быть выполнено один раз, или многократно по отдельности.

[0084] «Стадия холодной прокатки»

Затем на горячекатаном стальном листе после подвергания его декапированию выполняют холодную прокатку, для получения тем самым холоднокатаного стального листа. Холодную прокатку проводят таким образом, чтобы общая степень обжатия при прокатке становилась не менее 30% и не более 75%. Если степень обжатия при прокатке составляет менее 30%, имеет место ситуация, где достаточная деформация не накапливается в стальном листе, рекристаллизация в стадии отжига после холодной прокатки происходит недостаточно, структура остается в состоянии, как после обработки, и образуется кристаллическое зерно с крупным эффективным размером, которое растягивается по направлению прокатки. Чтобы обеспечить эффективное накопление деформации в результате холодной прокатки, общую степень обжатия предпочтительно регулируют на 33% или более, и более предпочтительно регулируют на 36% или более. С другой стороны, если общая степень обжатия превышает 75%, становится высокой опасность разрушения стального листа во время холодной прокатки, так что общую степень обжатия устанавливают на 75% или менее. С этой точки зрения, общая степень обжатия предпочтительно составляет 70% или менее, и более предпочтительно составляет 65% или менее. Следует отметить, что холодную прокатку предпочтительно выполняют в многочисленных проходах, причем число проходов холодной прокатки и распределение степени обжатия в каждом проходе не являются конкретно ограниченными.

[0085] «Стадия отжига»

В варианте осуществления настоящего изобретения отжиг выполняют на холоднокатаном стальном листе. В варианте осуществления настоящего изобретения предпочтительно, чтобы применяли технологическую линию непрерывного отжига с плакированием, имеющую зону предварительного нагрева, зону восстановления и зону плакирования, причем стальной лист пропускают через зону предварительного нагрева и зону восстановления в ходе проведения стадии отжига, и стадию отжига завершают к моменту, когда стальной лист достигает зоны плакирования, и стадию плакирования проводят в зоне плакирования.

[0086] В стадии отжига выполняют отжиг, при котором холоднокатаный стальной лист пропускают через зону предварительного нагрева, в которой выполняют нагрев с использованием газовой смеси, где воздушное отношение, которое представляет собой соотношение между «объемом воздуха, содержащегося в единице объема газовой смеси» и «объемом воздуха, который теоретически необходим для обеспечения полного сгорания газообразного топлива, содержащегося в единице объема газовой смеси» в газовой смеси из воздуха и газообразного топлива, используемой для горелки предварительного нагрева, составляет от 0,7 до 1,2, для образования оксидной покровной пленки на части поверхностного слоя, причем стальной лист пропускают через зону восстановления в атмосфере, в которой отношение парциальных давлений между Н₂О и Н₂ (Р(Н₂О)/Р(Н₂)) составляет от 0,0001 до 2,00, при максимальной температуре нагрева при точке Ас3-50°С или более, для восстановления оксидной покровной пленки с образованием обезуглероженного слоя, и выполняют изгибание с радиусом изгиба 800 мм или менее один раз или более, в то же время с приложением растягивающей нагрузки от 3 до 100 МПа, вместе с тем выполняя охлаждение в температурном диапазоне от 740°С до 500°С со средней скоростью охлаждения 1,0°С/сек или более.

[0087] Для атмосферы в зоне предварительного нагрева требуется только то, чтобы воздушное отношение, представляющее собой соотношение между «объемом воздуха, содержащегося в единице объема газовой смеси» и «объемом воздуха, который теоретически необходим для обеспечения полного сгорания газообразного топлива, содержащегося в единице объема газовой смеси» в газовой смеси из воздуха и газообразного топлива, используемой для горелки предварительного нагрева, составляло от 0,7 до 1,2, и атмосфера может быть любой из окислительной атмосферы, неокислительной атмосферы и атмосферы прямого восстановления.

Когда холоднокатаный стальной лист пропускают через зону предварительного нагрева, на части поверхностного слоя холоднокатаного стального листа образуется покровная пленка из оксида железа (Fe) с предварительно заданной толщиной. Регулированием воздушного отношения, которое представляет собой соотношение между «объемом воздуха, содержащегося в единице объема газовой смеси» и «объемом воздуха, который теоретически необходим для обеспечения полного сгорания газообразного топлива, содержащегося в единице объема газовой смеси» в газовой смеси из воздуха и газообразного топлива, используемой для горелки предварительного нагрева, на величину от 0,7 до 1,2, на поверхностном слое холоднокатаного стального листа формируют покровную пленку из оксида Fe с толщиной от 0,01 до 20 мкм. Покровная пленка из оксида Fe действует как источник поступления кислорода в ходе восстановления в зоне восстановления для формирования оксидов Si и/или Mn.

[0088] Если объемное соотношение между воздухом и газообразным топливом в газовой смеси, используемой для нагревания зоны предварительного нагрева, превышает 1,2, покровная пленка из оксида Fe чрезмерно нарастает на части поверхностного слоя холоднокатаного стального листа, приводя к тому, что толщина обезуглероженного слоя на базовом стальном листе, полученного после отжига, становится чрезмерно большой. Кроме того, если объемное соотношение между воздухом и газообразным топливом превышает 1,2, плотность оксидов, диспергированных в обезуглероженном слое, иногда становится слишком высокой. Кроме того, если объемное соотношение между воздухом и газообразным топливом превышает 1,2, возникает ситуация, где чрезмерно выросшая покровная пленка из оксида Fe не восстанавливается в зоне восстановления и остается как есть, а именно, в виде оксидной покровной пленки с большой толщиной пленки, что ухудшает способность базового стального листа к плакированию.

[0089] Кроме того, если воздушное отношение, представляющее собой соотношение между «объемом воздуха, содержащегося в единице объема газовой смеси» и «объемом воздуха, который теоретически необходим для обеспечения полного сгорания газообразного топлива, содержащегося в единице объема газовой смеси» в газовой смеси из воздуха и газообразного топлива, используемой для горелки предварительного нагрева в зоне предварительного нагрева, составляет менее 0,7, покровная пленка из оксида Fe нарастает на части поверхностного слоя холоднокатаного стального листа недостаточно, и существует возможность того, что обезуглероженный слой с достаточной толщиной не формируется на базовом стальном листе. Кроме того, если воздушное отношение составляет менее 0,7, имеет место ситуация, где плотность диспергированных в обезуглероженном слое оксидов становится недостаточной.

[0090] Скорость нагрева в стадии отжига оказывает влияние на параметры рекристаллизации в стальном листе. Когда рекристаллизация протекает в достаточной мере, можно получить тонкодисперсный аустенит обратного превращения с малым диаметром кристаллического зерна, приводя к тому, что эффективный диаметр кристаллического зерна базового стального листа, полученного после отжига, становится малым. Кроме того, когда рекристаллизация протекает, можно сделать малым диаметр кристаллического зерна феррита, который остается не подвергнутым обратному превращению. Для обеспечения возможности протекания рекристаллизации особенно важна скорость нагрева в диапазоне от 600 до 750°С, и предпочтительно регулировать среднюю скорость нагрева в этом температурном диапазоне на 20°С/секунду или менее.

[0091] В зоне восстановления покровная пленка из оксида Fe, сформированная в зоне предварительного нагрева, восстанавливается с образованием обезуглероженного слоя, и оксиды Si и/или Mn с умеренным средним диаметром зерна диспергируются в обезуглероженном слое с умеренной плотностью. По этой причине отношение Р(Н₂О)/Р(Н₂) между парциальным давлением Р(Н₂О) водяного пара и парциальным давлением Р(Н₂) водорода в атмосфере зоны восстановления регулируют на величину от 0,0001 до 2,00. Отношение Р(Н₂О)/Р(Н₂) предпочтительно регулируют на величину, находящуюся в пределах диапазона от 0,001 до 1,50, и более предпочтительно регулируют на величину, находящуюся в пределах диапазона от 0,002 до 1,20.

[0092] Кроме того, если значение Р(Н₂О)/Р(Н₂) в атмосфере зоны восстановления составляет менее 0,0001, возникает ситуация, где на поверхности стального листа образуются оксиды и становится затруднительным диспергирование предварительно заданных оксидов внутри обезуглероженного слоя. Кроме того, если значение Р(Н₂О)/Р(Н₂) превышает 2,00, имеет место ситуация, где происходит чрезмерное обезуглероживание и толщину обезуглероженного слоя невозможно регулировать до величины в пределах предварительно заданного диапазона.

[0093] Температура достигает максимальной температуры нагрева в стадии отжига, в зоне восстановления. Если максимальная температура нагрева низка, обратное превращение в аустенит происходит недостаточно, и объемная доля феррита становится чрезмерно высокой. Для снижения количества остаточного аустенита и для обеспечения достаточной объемной доли твердых структур, максимальную температуру нагрева регулируют на величину (точка Ас3-50)°С или более, и предпочтительно устанавливают на значение (точка Ас3-35)°С или более. Хотя верхний предел максимальной температуры нагрева не является конкретно заданным, нагрев при температуре, превышающей 1000°С, значительно снижает качество внешнего вида поверхности и ухудшает смачивающую способность плакирующего покрытия базового стального листа, так что максимальную температуру нагрева предпочтительно регулируют на 1000°С или менее, и более предпочтительно устанавливают на 950°С или менее.

[0094] После этого, для сокращения эффективного диаметра кристаллического зерна базового стального листа, полученного после отжига, проводят охлаждение со средней скоростью охлаждения 1,0°С/секунду или более, в температурном диапазоне от 740°С до 500°С, чтобы подавить ферритное превращение и сделать температуру превращения настолько низкой, насколько возможно. Для достаточного подавления ферритного превращения средняя скорость охлаждения в температурном диапазоне от 740°С до 500°С предпочтительно составляет 2,5°С/секунду или более, и более предпочтительно составляет 4,0°С/секунду или более. Хотя верхний предел средней скорости охлаждения в температурном диапазоне от 740°С до 500°С не является конкретно заданным, чрезмерно высокая средняя скорость охлаждения не является предпочтительной, поскольку для достижения чрезмерно высокой скорости охлаждения потребуется специальное охлаждающее оборудование и хладагент, который не мешал бы в стадии плакирования. Из этих соображений среднюю скорость охлаждения в вышеописанном температурном диапазоне предпочтительно регулируют на 150°С/секунду или менее,

и более предпочтительно устанавливают на 100°С/секунду или менее.

[0095] Кроме того, в температурном диапазоне от 740°С до 500°С выполняют изгибание с радиусом изгиба 800 мм или менее, один раз или более, в то же время с приложением растягивающей нагрузки от 3 до 100 МПа. Соответственно этому, облегчается зародышеобразование кристаллических зерен с различными кристаллографическими ориентациями в холоднокатаном стальном листе, представляющем собой базовый стальной лист, так что эффективный диаметр кристаллического зерна базового стального листа, полученного после отжига, становится более мелким.

[0096] При выполнении изгибания прилагают растягивающую нагрузку (растягивающее напряжение) не менее 3 МПа и не более 100 МПа, причем ось растяжения регулируют по направлению прокатки. Если растягивающая нагрузка составляет менее 3 МПа, эффект облегчения нуклеации не может проявиться, так что 3 МПа рассматривают как нижний предел. Чтобы дополнительно облегчить зародышеобразование для сокращения эффективного диаметра кристаллического зерна, растягивающую нагрузку предпочтительно регулируют на 5 МПа или более, и более предпочтительно устанавливают на 7 МПа или более. С другой стороны, если растягивающая нагрузка превышает 100 МПа, возникает ситуация, где стальной лист сильно деформируется при выполнении изгибания, так что растягивающую нагрузку регулируют на 100 МПа или менее. Для дополнительного уменьшения деформации стального листа растягивающую нагрузку предпочтительно регулируют на 70 МПа или менее, и более предпочтительно регулируют на 50 МПа или менее. В результате этого изгибания можно сделать кристаллическое зерно более мелким, а именно, можно реализовать средний эффективный диаметр кристаллического зерна на уровне 5 мкм или менее, и максимальный эффективный диаметр кристаллического зерна с величиной 20 мкм или менее, и получить выделившиеся фазы оксидов в обезуглероженном слое с количеством от 1,0×10¹² до 1,0×10¹⁶ оксидов/м², чтобы могла быть сокращена разница между прочностью обезуглероженного слоя и прочностью срединного участка базового материала стального листа.

[0097] При изгибании, например, обработку с радиусом изгиба 800 мм или менее проводят с использованием валка с радиусом 800 мм или менее. Чем интенсивнее степень обработки, тем более облегчается зародышеобразование, так что радиус предпочтительно регулируют на 650 мм или менее. С другой стороны, хотя нижний предел радиуса изгиба не является конкретно заданным, затруднительно провести равномерное изгибание по всей площади стального листа при чрезмерно малом радиусе, так что радиус изгиба предпочтительно составляет 50 мм или более, более предпочтительно 100 мм или более.

[0098] Число циклов изгибания составляет один раз или более, и предпочтительно проводят два раза или более, поскольку чем интенсивнее степень обработки, тем более облегчается зародышеобразование. Хотя верхний предел числа циклов изгибания не является конкретно определенным, предпочтительно проводят 20 раз или более, так как затруднительно выполнять изгибание 20 раз или более в пределах продолжительности выдерживания в вышеописанном температурном диапазоне.

[0099] «Стадия плакирования»

Затем базовый стальной лист, полученный, как описано выше, погружают в ванну покрытия. Ванна покрытия имеет состав, главным образом содержащий цинк, и причем эффективное количество Al, которое представляет собой значение как результат вычитания общего количества Fe из общего количества Al в ванне покрытия, составляет от 0,01 до 0,18% по массе. В частности, когда после стадии плакирования выполняют обработку для легирования, эффективное количество Al в ванне покрытия предпочтительно регулируют на величину от 0,07 до 0,12% по массе, для регулирования хода легирования образованного гальванизацией погружением слоя.

Кроме того, когда слой покрытия не подвергают легированию, проблем не возникает, даже если эффективное количество Al в ванне варьирует в диапазоне от 0,18 до 0,30% по массе.

[0100] Ванна покрытия также может представлять собой ванну, в которую примешаны один или два, или более элементов из Pb, Sb, Si, Sn, Mg, Mn, Ni, Cr, Co, Ca, Cu, Li, Ti, Be, Bi, Sr, I, Cs, и REM, и иногда имеет место предпочтительная ситуация, где в зависимости от уровней содержания соответствующих элементов улучшаются коррозионная стойкость и обрабатываемость образованного гальванизацией погружением слоя.

Кроме того, температуру ванны покрытия предпочтительно регулируют на величину от 450°С до 470°С. Если температура ванны покрытия составляет менее 450°С, слишком сильно возрастает вязкость ванны покрытия, приводя к тому, что становится затруднительным регулирование толщины слоя покрытия, и ухудшается внешний вид стального листа. С другой стороны, если температура ванны покрытия превышает 470°С, образуется большое количество паров, и становится затруднительным безопасное выполнение изготовления, так что температура ванны покрытия предпочтительно составляет 470°С или менее.

Кроме того, если температура стального листа, когда стальной лист поступает в ванну покрытия, составляет менее 430°С, становится необходимым подведение большого количества теплоты к ванне покрытия, чтобы стабилизировать температуру ванны покрытия на уровне 450°С или более, что является практически неприемлемым. С другой стороны, если температура стального листа, когда стальной лист поступает в ванну покрытия, составляет свыше 490°С, требуется применение устройства для отведения большого количества теплоты от ванны покрытия, чтобы стабилизировать температуру ванны покрытия на уровне 470°С или менее, что является неприемлемым с позиции стоимости изготовления. Соответственно этому, чтобы стабилизировать температуру ванны в ванне покрытия, температура базового стального листа, когда базовый стальной лист поступает в ванну покрытия, предпочтительно составляет от 430°С до 490°С.

[0101] Кроме того, в настоящем варианте исполнения, предпочтительно выполнять процесс бейнитного превращения путем выдерживания, до и/или после погружения в ванну покрытия, базового стального листа в температурном диапазоне от 300 до 470°С в течение времени от 10 до 1000 секунд, с целью проведения бейнитного превращения. Когда после стадии плакирования проводят обработку для легирования, процесс бейнитного превращения может быть выполнен до или после обработки для легирования.

[0102] Следует отметить, что когда температура в процессе бейнитного превращения составляет 430°С или менее, имеет место ситуация, где большое количество углерода концентрируется в не подвергнутом превращению аустените в соответствии с развитием бейнитного превращения, и возрастает объемная доля остаточного аустенита, остающегося в стальном листе после охлаждения стального листа до комнатной температуры. Количество твердого раствора углерода в аустените сокращается при выполнении повторного нагрева при температуре, более высокой, чем температура, при которой происходит бейнитное превращение. По этой причине, когда температура в процессе бейнитного превращения составляет 430°С или менее, предпочтительно, чтобы процесс бейнитного превращения ограничивался выполнением перед погружением базового стального листа в ванну покрытия, и с использованием повторного нагрева базового стального листа до температуры ванны покрытия количество твердого раствора углерода в не подвергнутом превращению аустените сокращается, и уменьшается количество остаточного аустенита, сохраняющегося в стальном листе после охлаждения стального листа до комнатной температуры.

[0103] Не возникает никакой проблемы, даже если после погружения стального листа в ванну покрытия проводят обработку для легирования образованного гальванизацией погружением слоя. Легирование проходит недостаточно при температуре ниже 470°С, так что температуру обработки для легирования регулируют на 470°С или более. Кроме того, если температура обработки для легирования превышает 620°С, образуется крупнозернистый цементит, и значительно снижается прочность, так что температуру обработки для легирования регулируют на 620°С или менее. Температура обработки для легирования предпочтительно составляет от 480 до 600°С, и более предпочтительно составляет от 490 до 580°С.

[0104] Для обеспечения протекания легирования образованного гальванизацией погружением слоя в достаточной мере, продолжительность обработки для легирования регулируют на 2 секунды или более, и предпочтительно регулируют на 5 секунд или более. С другой стороны, если продолжительность обработки для легирования превышает 200 секунд, возникает проблема в том, что происходит чрезмерное легирование слоя покрытия и свойства ухудшаются. По этой причине продолжительность обработки для легирования регулируют на 200 секунд или менее, и более предпочтительно на 100 секунд или менее.

[0105] Следует отметить, что обработку для легирования предпочтительно выполняют сразу после того, как базовый стальной лист погружен в ванну покрытия, но не возникает никакой проблемы, даже если базовый стальной лист погружают в ванну покрытия, и затем, после того как температура полученного гальванизированного погружением стального листа снижается до 150°С или менее, стальной лист повторно нагревают до температуры обработки для легирования, чтобы провести обработку для легирования.

[0106] Кроме того, предпочтительно, чтобы среднюю скорость охлаждения до того, как температура гальванизированного погружением стального листа или подвергнутого легированию гальванизированного погружением стального листа, полученного после обработки для легирования, достигнет 150°С или менее, регулировали на 0,5°С/секунду или более. Это обусловливается тем, что если скорость охлаждения составляет менее 0,5°С/секунду, то когда не подвергнутый превращению аустенит остается в гальванизированном погружением стальном листе или подвергнутом легированию, гальванизированном погружением стальном листе, в не подвергнутом превращению аустените происходит бейнитное превращение, и происходит концентрирование углерода в аустените, так что возникает ситуация, где объемная доля остаточного аустенита, полученного после того, как было выполнено охлаждение до комнатной температуры, превышает 5%. С этой точки зрения вышеописанная средняя скорость охлаждения более предпочтительно составляет 1,0°С/секунду или более.

[0107] Следует отметить, что никакая проблема не возникает, даже если в середине охлаждения или после охлаждения гальванизированного погружением стального листа или подвергнутого легированию, гальванизированного погружением стального листа, полученного после стадии плакирования или после обработки для легирования, проводят обработку для повторного нагрева с целью отпуска мартенсита. Если температура нагрева, когда выполняют повторный нагрев, составляет менее 200°С, отпуск происходит в недостаточной степени, так что температуру нагрева предпочтительно регулируют на 200°С или более. Кроме того, если температура при обработке для повторного нагрева превышает 620°С, значительно ухудшается прочность, так что температуру предпочтительно регулируют на 620°С или менее, и более предпочтительно регулируют на 550°С или менее.

[0108] Следует отметить, что настоящее изобретение не ограничивается вышеописанными вариантами осуществления.

Например, в вариантах осуществления настоящего изобретения не возникает проблема, даже если на поверхности цинкового слоя оцинкованного стального листа, полученного вышеупомянутым способом, создают покровную пленку, выполненную из сложного оксида, содержащего оксид фосфора (Р) и/или фосфор (Р).

Покровная пленка, выполненная из сложного оксида, содержащего оксид фосфора и/или фосфор, может действовать как смазочный материал, когда выполняют обработку стального листа, приводя к тому, что цинковый слой, сформированный на поверхности базового стального листа, может быть защищен.

[0109] Кроме того, в настоящем варианте исполнения проблема не возникает, даже если на высокопрочном, гальванизированном стальном листе, охлажденном до комнатной температуры, выполняют холодную прокатку со степенью обжатия 3,00% или менее с целью корректирования формы.

ПРИМЕРЫ

[0110] Будут описаны примеры настоящего изобретения.

[0111] Были отлиты слябы, содержащие химические компоненты (состав) от А до АС, представленные в таблицах от Таблицы 1 до Таблицы 3, горячую прокатку выполняли в условиях (температура нагрева сляба, температура завершения горячей прокатки, степень обжатия при прокатке в температурном диапазоне от 1050°С до температуры завершения горячей прокатки), представленных в таблицах от Таблицы 4 до Таблицы 8, и намотку в рулон выполняли при температурах, представленных в таблицах от Таблицы 4 до Таблицы 8, с получением тем самым горячекатаных стальных листов.

После этого выполняли декапирование горячекатаных стальных листов, и проводили холодную прокатку в условиях (степень обжатия), представленных в таблицах от Таблицы 4 до Таблицы 8, с получением тем самым холоднокатаных стальных листов.

[0112]

[0113]

[0114]

[0115]

[0116]

[0117]

[0118]

[0119]

[0120] Затем проводят отжиг в условиях, представленных в таблицах от Таблицы 9 до Таблицы 13 (объемное соотношение между воздухом и газообразным топливом в газовой смеси, используемой для нагревания зоны предварительного нагрева (объем воздуха/объем газообразного топлива), скорость нагрева при температуре от 600 до 750°С, отношение парциальных давлений между Н₂О и Н₂ в атмосфере зоны восстановления (Р(Н₂О)/Р(Н₂)), максимальная температура нагрева, средняя скорость охлаждения в температурном диапазоне от 740°С до 500°С, условия изгибания (растягивающая нагрузка (напряжение под нагрузкой), радиус изгиба, число циклов изгибания)), тем самым с получением базовых стальных листов экспериментальных примеров 1-133 (следует отметить, что эксперимент был прекращен в части экспериментальных примеров).

[0121]

[0122]

[0123]

[0124]

[0125]

[0126] Экспериментальный пример 124 представляет собой пример, в котором содержание Si было высоким, и в стадии холодной прокатки происходило разрушение стального листа, приводя к тому, что испытание было прекращено.

Экспериментальный пример 126 представляет собой пример, в котором содержание Mn было высоким, и сляб растрескивался, когда его подвергали обработке в стадии горячей прокатки, вследствие чего испытание было прекращено.

Экспериментальный пример 127 представляет собой пример, в котором содержание Al было высоким, и происходило растрескивание зоны сварки между стальными листами спереди и сзади стального листа в стадии отжига, приводя к тому, что испытание было прекращено.

[0127] Затем выполняли процесс бейнитного превращения, в котором некоторые базовые стальные листы из базовых стальных листов экспериментальных примеров 1-133 нагревали до температур в температурном диапазоне, представленном в таблицах от Таблицы 14 до Таблицы 18, и выдерживали в течение периода времени, представленного в таблицах от Таблицы 14 до Таблицы 18.

Затем базовые стальные листы при температурах поступления, представленных в таблицах от Таблицы 14 до Таблицы 18, подводили и погружали в плакирующие ванны, имеющие эффективные количества Al и температуры, представленные в таблицах от Таблицы 14 до Таблицы 18, с получением тем самым гальванизированных погружением стальных листов экспериментальных примеров 1-133.

Кроме того, некоторые гальванизированные погружением стальные листы из гальванизированных погружением стальных листов экспериментальных примеров 1-133 подвергали обработке для легирования, в которой их нагревали до температур в температурном диапазоне, представленном в таблицах от Таблицы 14 до Таблицы 18, и выдерживали в течение продолжительностей выдерживания, представленных в таблицах от Таблицы 14 до Таблицы 18, с получением тем самым подвергнутых легированию гальванизированных погружением стальных листов (GA) экспериментальных примеров 1-133. Стальные листы, иные, нежели вышеуказанные, были сформированы как гальванизированные погружением стальные листы (GI), в которых плакирующие слои не были подвергнуты легированию, без выполнения обработки для легирования или при регулировании температуры обработки на величину менее 470°С.

[0128]

[0129]

[0130]

[0131]

[0132]

[0133] Гальванизированные погружением стальные листы (или подвергнутые легированию гальванизированные погружением стальные листы после обработки для легирования) экспериментальных примеров 1-133 после стадии плакирования охлаждали со средними скоростями охлаждения, представленными в таблицах от Таблицы 14 до Таблицы 18, пока их температуры не достигали 150°С или менее.

Следует отметить, что некоторые из гальванизированных погружением стальных листов (или подвергнутых легированию гальванизированных погружением стальных листов после обработки для легирования) после стадии плакирования экспериментальных примеров 1-133 подвергали обработке для повторного нагрева при температурах повторного нагрева, представленных в таблицах от Таблицы 14 до Таблицы 18, в середине охлаждения стальных листов со средними скоростями охлаждения, представленными в таблицах от Таблицы 14 до Таблицы 18, пока их температуры не достигали 150°С или менее.

[0134] Кроме того, некоторые из гальванизированных погружением стальных листов (или подвергнутых легированию гальванизированных погружением стальных листов после обработки для легирования) экспериментальных примеров 1-133, охлажденные до комнатной температуры, подвергали холодной прокатке со степенями обжатия, представленными в таблицах от Таблицы 14 до Таблицы 18.

[0135] В каждом из гальванизированных погружением стальных листов (или подвергнутых легированию гальванизированных погружением стальных листов) экспериментальных примеров 1-133, полученных, как описано выше, микроструктуры в диапазоне от 1/8 толщины до 3/8 толщины с центром около 1/4 толщины по толщине листа от поверхности обследовали для измерения объемных долей. Результаты этого представлены в таблицах от Таблицы 19 до Таблицы 23.

[0136] Из объемных долей микроструктур, количество остаточного аустенита измеряли на основе рентгеноструктурного анализа, и объемные доли других микроструктур обследовали способом, в котором отрезали поперечное сечение по направлению толщины параллельно направлению прокатки стального листа, выполняли травление реагентом «Nital» поперечного сечения, отполированного до состояния зеркальной поверхности, и наблюдали поперечное сечение с использованием FE-SEM (сканирующего электронного микроскопа с полевой эмиссией).

Кроме того, содержание железа на 1/2 толщины каждого из подвергнутых легированию цинковых слоев измеряли с использованием EDX (энергорассеивающей рентгеновской спектроскопии). Результаты этого представлены в таблицах от Таблицы 19 до Таблицы 23.

[0137]

[0138]

[0139]

[0140]

[0141]

[0142] Кроме того, средний эффективный диаметр кристаллического зерна, максимальный эффективный диаметр кристаллического зерна и обезуглероженный слой (толщина, плотность оксидов, средний диаметр зерна оксидов) каждого из экспериментальных примеров 1-133 были измерены описываемым ниже методом. Результаты этого представлены в таблицах от Таблицы 19 до Таблицы 23.

«Средний эффективный диаметр кристаллического зерна, максимальный эффективный диаметр кристаллического зерна»

Поперечное сечение по направлению толщины параллельно направлению прокатки каждого из гальванизированных погружением стальных листов (или подвергнутых легированию, гальванизированных погружением стальных листов) экспериментальных примеров 1-133 отделали до состояния зеркальной поверхности, и измерили кристаллографическую ориентацию BBC-железа (объемно-центрированной кубической структуры) выполнением анализа кристаллографической ориентации с высоким разрешением на основе метода EBSD (дифракции обратно рассеянных электронов) с использованием FE-SEM на участках 50000 мкм² в целом в диапазоне от 1/8 толщины до 3/8 толщины с центром около 1/4 толщины по толщине листа от поверхности, с настройкой шага измерения 0,5 мкм или менее.

[0143] Кроме того, границу, на которой разориентация кристаллографической плоскости (100) становилась равной как минимум 10° или более между соседними точками измерения, определяли как границу эффективного размера кристаллического зерна. Создали карту границ зерен с использованием границы эффективного размера кристаллического зерна, на карте границ зерен прочертили линии, длины которых составляли 300 мкм или более в целом, параллельно направлению прокатки, и значение, полученное делением общих длин линий на число точек пересечения линий и границы эффективного размера кристаллического зерна, принимали за средний эффективный диаметр кристаллического зерна. Кроме того, диаметр зерна в положении, в котором расстояние между соседними точками пересечения было наибольшим, принимали за максимальный эффективный диаметр кристаллического зерна.

[0144] «Толщина обезуглероженного слоя»

Поперечное сечение по направлению толщины параллельно направлению прокатки каждого из гальванизированных погружением стальных листов (или подвергнутых легированию, гальванизированных погружением стальных листов) экспериментальных примеров 1-133 отделали до состояния зеркальной поверхности и обследовали с использованием FE-SEM для измерения толщины обезуглероженного слоя. Следует отметить, что толщину обезуглероженного слоя измеряли в трех положениях или более одного стального листа, и усредненное значение толщины принимали за толщину обезуглероженного слоя.

[0145] «Плотность оксидов», «Средний диаметр зерна оксидов»

Поперечное сечение по направлению толщины параллельно направлению прокатки каждого из гальванизированных погружением стальных листов (или подвергнутых легированию, гальванизированных погружением стальных листов) экспериментальных примеров 1-133 отделали до состояния зеркальной поверхности, и рассчитывали плотность оксидов при наблюдении поперечного сечения на участке 7 мкм² с использованием FE-SEM для подсчета числа оксидов или с использованием области наблюдения, требуемой для подсчета до 1000 частиц оксидов. Кроме того, средний диаметр зерна оксидов рассчитывали усреднением значений эквивалентного диаметра круга произвольно выбранных оксидов числом от 100 до 1000.

[0146] Кроме того, ударную вязкость каждого из экспериментальных примеров 1-133 измерили описываемым ниже методом. Результаты этого представлены в таблицах от Таблицы 24 до Таблицы 28.

«Ударная вязкость (поглощение энергии удара (-40°С), степень хрупкого излома)»

Поскольку толщина листа каждого из гальванизированных погружением стальных листов (или подвергнутых легированию, гальванизированных погружением стальных листов) экспериментальных примеров 1-133 является малой, составляя от 0,5 до 3,5 мм, затруднительно провести точное испытание с использованием одного образца стального листа. Соответственно этому, стальные листы наложили один на другой с перекрыванием, скрепили болтом и обработали с приданием предварительно заданной формы после подтверждения того, что между стальными листами нет зазоров, с получением тем самым пакетного образца для испытания по Шарпи. Число N перекрывающихся листов регулировали так, чтобы величина «[толщина листа]×N» приближалась к 10 мм. Например, когда толщина листа составляла 1,8 мм, N регулировали на 6, и общая толщина листа становилась равной 10,8 мм.

[0147] Пакетный образец для испытания по Шарпи имеет поперечное сечение по направлению толщины параллельно направлению прокатки, которое представляет собой поверхность излома, так что он был отобран по направлению ширины листа в продольном направлении. Значение способности стального листа поглощать энергию удара получили делением общей величины поглощения энергии в испытании на удар на площадь поверхности излома 0,8×[толщина листа]×N, оценивали как величину поглощения энергии на единицу площади (при температуре -40°C).

Поверхность излома стального листа имеет тонкодисперсные кристаллические зерна с маленьким диаметром, так что невозможно различить поверхность хрупкого излома и поверхность вязкого разрушения с использованием оптического микроскопа или лупы. Соответственно этому, поверхность излома обследовали с использованием SEM (сканирующего электронного микроскопа), чтобы тем самым определить степень хрупкого излома.

Измерение проводили на основе иных условий, нежели вышеуказанные, соответственно стандарту JIS Z 2242.

[0148]

[0149]

[0150]

[0151]

[0152]

[0153] Таблицы от Таблицы 24 до Таблицы 28 представляют результаты, полученные при оценке характеристик гальванизированных погружением стальных листов (или подвергнутых легированию, гальванизированных погружением стальных листов) экспериментальных примеров 1-133 с помощью описываемых ниже методов.

Образец для испытания на растяжение согласно стандарту JIS Z 2201 отобрали из каждого из гальванизированных погружением стальных листов (или подвергнутых легированию, гальванизированных погружением стальных листов) экспериментальных примеров 1-133, испытание на растяжение проводили согласно стандарту JIS Z 2241 для измерения предела текучести «YS», предела прочности на разрыв «TS» и общего относительного удлинения «EL».

[0154] Внешний вид поверхности стального листа оценивали визуальным определением состояния по возникновению непокрытия. Символ «×» обозначает стальной лист, в котором наблюдается непокрытие с диаметром 0,5 мм или более, и тем самым стальной лист был вне пределов допустимого диапазона в отношении внешнего вида, и символ «О» обозначает иной стальной лист, нежели вышеуказанный, имеющий внешний вид, который является практически допустимым.

Кроме того, для оценки адгезионной способности плакирующего покрытия во время обработки, в которой прилагают сжимающее напряжение, выполняли испытание на V-образный изгиб под углом 60°, и после этого наклеивали липкую ленту на внутреннюю часть изогнутого участка, и отрывали ленту. Адгезионную способность оценивали по состоянию отслаивания слоя покрытия, отделяющегося вместе с лентой. Символ «×» означает стальной лист, который является практически неприемлемым, поскольку ширина отслаивания составляет 7,0 мм или более, и символ «О» означает стальной лист, в отличие от вышеупомянутого имеющий практически допустимую адгезионную способность плакирующего покрытия.

[0155] Как представлено в таблицах от Таблицы 24 до Таблицы 28, все экспериментальные примеры, будучи примерами согласно настоящему изобретению из экспериментальных примеров 1-133, имели хороший внешний вид без проявления непокрытия, имели предел прочности на разрыв «TS» 900 МПа или более и не имели поверхности хрупкого излома. Кроме того, во всех экспериментальных примерах, представляющих примеры согласно настоящему изобретению, где оценка в отношении отслаивания плакирующего покрытия была «О», адгезионная способность плакирующего покрытия была превосходной, и были получены достаточные предел текучести и общее относительное удлинение.

[0156] Напротив, в экспериментальных примерах, которые являются сравнительными примерами среди экспериментальных примеров 1-133, не было примера, в котором не имели бы места отслаивание плакирующего покрытия и непокрытие, предел прочности на разрыв «TS» составлял 900 МПа или более, и не наблюдалась поверхность хрупкого излома.

[0157] В экспериментальном примере 121 добавленное количество углерода (С) было малым, и твердые структуры получить не удалось, так что прочность была плохой.

В экспериментальном примере 122 добавленное количество С было большим, ударная вязкость была недостаточной, и степень хрупкого излома составляла 100%.

В экспериментальном примере 123 добавленное количество Mn было малым, и во время охлаждения после отжига образовывалось большое количество мягких структур, так что прочность была недостаточной.

[0158] Экспериментальный пример 32 представляет собой пример, в котором степень обжатия при холодной прокатке была низкой, в котором максимальный эффективный диаметр кристаллического зерна был большим, ударная вязкость была недостаточной, и наблюдалась поверхность хрупкого излома.

Экспериментальный пример 44 представляет собой пример, в котором температура нагрева сляба при горячей прокатке была низкой, в котором максимальный эффективный диаметр кристаллического зерна был большим, ударная вязкость была недостаточной, и наблюдалась поверхность хрупкого излома.

Экспериментальный пример 56 представляет собой пример, в котором степень обжатия при холодной прокатке была высокой, в котором максимальный эффективный диаметр кристаллического зерна был большим, ударная вязкость была недостаточной, и наблюдалась поверхность хрупкого излома.

[0159] Экспериментальный пример 96 представляет собой пример, в котором степень обжатия при горячей прокатке была высокой, в котором средний эффективный диаметр кристаллического зерна и максимальный эффективный диаметр кристаллического зерна были большими, ударная вязкость была недостаточной, и наблюдалась поверхность хрупкого излома.

Экспериментальный пример 116 представляет собой пример, в котором степень обжатия при горячей прокатке была низкой, в котором максимальный эффективный диаметр кристаллического зерна был большим, ударная вязкость была недостаточной, и наблюдалась поверхность хрупкого излома.

[0160] Экспериментальный пример 8 представляет собой пример, в котором не прилагали растягивающую нагрузку в стадии отжига, в котором средний эффективный диаметр кристаллического зерна был большим, ударная вязкость была недостаточной, и наблюдалась поверхность хрупкого излома.

Экспериментальный пример 20 представляет собой пример, в котором эффективное количество Al в ванне покрытия в стадии плакирования было чрезмерным, в котором имело место непокрытие, и внешний вид не был хорошим.

Экспериментальный пример 24 представляет собой пример, в котором радиус изгиба при изгибании в стадии отжига был большим, в котором средний эффективный диаметр кристаллического зерна был большим, ударная вязкость была недостаточной, и наблюдалась поверхность хрупкого излома.

[0161] Экспериментальный пример 28 представляет собой пример, в котором процесс бейнитного превращения проводили после погружения стального листа в ванну покрытия, так что стальной лист охлаждали до комнатной температуры в состоянии, где углерод концентрировался в не подвергнутом превращению аустените, в котором количество остаточного аустенита было большим, ударная вязкость была недостаточной, и наблюдалась поверхность хрупкого излома. По этой причине, хотя продолжительность выдерживания в процессе бейнитного превращения находится в пределах диапазона согласно настоящему изобретению, экспериментальный пример 28 не является примером, но представляет собой сравнительный пример (обозначенный символом «*» в Таблице).

Экспериментальный пример 52 представляет собой пример, в котором объемное соотношение между газообразным топливом и воздухом было большим, в котором толщина обезуглероженного слоя была увеличенной, происходило непокрытие, и прочность была недостаточной.

Экспериментальный пример 60 представляет собой пример, в котором продолжительность обработки для легирования была кратковременной, в котором возникало отслаивание плакирующего покрытия.

[0162] Экспериментальный пример 68 представляет собой пример, в котором изгибание не проводили, в котором средний эффективный диаметр кристаллического зерна и максимальный эффективный диаметр кристаллического зерна были большими, ударная вязкость была недостаточной, и наблюдалась поверхность хрупкого излома.

Экспериментальный пример 76 представляет собой пример, в котором соотношение парциальных давлений между Н₂О и Н₂ было высоким, в котором толщина обезуглероженного слоя была большой, и прочность была недостаточной.

Экспериментальный пример 80 представляет собой пример, в котором объемное соотношение между газообразным топливом и воздухом было малым, в котором обезуглероженный слой не образовывался, ударная вязкость была недостаточной, и наблюдалась поверхность хрупкого излома.

[0163] Экспериментальный пример 84 представляет собой пример, в котором максимальная температура нагрева в стадии отжига была низкой, в котором количество твердых структур было малым, ударная вязкость была недостаточной, и наблюдалась поверхность хрупкого излома.

Экспериментальный пример 88 представляет собой пример, в котором средняя скорость охлаждения от температуры 740°С до 500°С в стадии отжига была низкой, в котором количество твердых структур было малым, средний эффективный диаметр кристаллического зерна был большим, ударная вязкость была недостаточной, и наблюдалась поверхность хрупкого излома.

[0164] Экспериментальный пример 92 представляет собой пример, в котором соотношение парциальных давлений между Н₂О и Н₂ было низким, в котором обезуглероженный слой не образовывался, ударная вязкость была недостаточной, и наблюдалась поверхность хрупкого излома. Кроме того, в экспериментальном примере 92 имели место отслаивание плакирующего покрытия и непокрытие.

Экспериментальный пример 100 представляет собой пример, в котором продолжительность обработки для легирования была длительной, в котором происходило отслаивание плакирующего покрытия.

[0165] Экспериментальный пример 108 представляет собой пример, в котором эффективное количество Al в ванне покрытия было малым в стадии плакирования, в котором происходило отслаивание плакирующего покрытия.

Экспериментальный пример 112 представляет собой пример, в котором температура обработки для легирования была высокой, в котором имели место отслаивание плакирующего покрытия и непокрытие, и прочность была недостаточной.

[0166] В подвергнутом легированию гальванизированном погружением стальном листе экспериментального примера 125 содержание Si было низким, плотность диспергированных в обезуглероженном слое оксидов становилась недостаточной, и большое количество карбидов на основе железа образовывалось при обработке для легирования, так что стальной лист был плохим в плане ударной вязкости и прочности.

В подвергнутом легированию гальванизированном погружением стальном листе экспериментального примера 128 плотность оксидов в обезуглероженном слое была значительно более высокой, и тем самым ударная вязкость и адгезионная способность плакирующего покрытия стального листа были плохими.

В подвергнутом легированию гальванизированном погружением стальном листе экспериментального примера 129 размер оксида в обезуглероженном слое был значительно более высоким, и тем самым ударная вязкость стального листа была плохой.

Экспериментальный пример 130 представляет собой пример, в котором температура завершения горячей прокатки была низкой, плоскостность стального листа была значительно ухудшенной, и выполнение холодной прокатки было затруднено, приводя к тому, что испытание было прекращено.

Подвергнутый легированию гальванизированный погружением стальной лист экспериментального примера 131 представляет собой пример, в котором температура завершения горячей прокатки была высокой, и значение выражения 1 было за пределами заданного диапазона, приводя к тому, что диаметр зерна становился крупным, и ухудшалась ударная вязкость.

Гальванизированный погружением стальной лист экспериментального примера 132 представляет собой пример, в котором средняя скорость охлаждения от температуры 740 до 500°С была низкой, и слишком сильно возросла доля феррита, приводя к тому, что ухудшилась ударная вязкость.

Подвергнутый легированию гальванизированный погружением стальной лист экспериментального примера 133 представляет собой пример, в котором температура процесса бейнитного превращения была низкой, в процессе бейнитного превращения образовывался мартенсит, и затем отпуск выполняли при высокой температуре в ходе легирования, так что прочность значительно снизилась.

[0167] Хотя соответствующие варианты осуществления настоящего изобретения были описаны подробно, вышеописанные варианты осуществления только иллюстрируют конкретные примеры реализации настоящего изобретения. Техническая область настоящего изобретения не должна рассматриваться как ограниченная этими вариантами исполнения. То есть, настоящее изобретение может быть исполнено в разнообразных формах без выхода за пределы технического смысла или основных признаков его.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

[0168] Настоящее изобретение представляет эффективную технологию для высокопрочного, гальванизированного погружением стального листа с превосходной характеристикой сопротивления удару и способа его изготовления, и высокопрочного, подвергнутого легированию, гальванизированного погружением стального листа и способа его изготовления. Кроме того, согласно настоящему изобретению, возможно создание высокопрочного, гальванизированного погружением стального листа и высокопрочного, подвергнутого легированию, гальванизированного погружением стального листа с превосходной характеристикой сопротивления удару при низкой температуре, и способного достигать предела прочности на разрыв 900 МПа или более, и способа его изготовления.

Изобретение относится к металлургии. Стальной лист содержит образованный гальванизацией погружением слой, сформированный на поверхности базового стального листа, содержащего, в мас.%: С от 0,075 до 0,400, Si от 0,01 до 2,00, Mn от 0,80 до 3,50, Р от 0,0001 до 0,100, S от 0,0001 до 0,0100, Al от 0,001 до 2,00, О от 0,0001 до 0,0100, N от 0,0001 до 0,0100, и остальное количество, состоящее из Fe и неизбежных загрязняющих примесей. Базовый стальной лист имеет структуру стального листа в диапазоне от 1/8 толщины до 3/8 толщины с центром около 1/4 толщины по толщине листа от поверхности. Объемная доля фазы остаточного аустенита составляет 5% или менее, и совокупная объемная доля фазы бейнита, фазы бейнитного феррита, фазы свежего мартенсита и фазы мартенсита отпуска составляет 40% или более. Обеспечивается получение стального листа с повышенной характеристикой сопротивления удару при низкой температуре и с пределом прочности на разрыв 900 МПа или более. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 28 табл.

1. Высокопрочный, гальванизированный погружением стальной лист с повышенной характеристикой сопротивления удару, включающий образованный гальванизацией погружением слой, сформированный на поверхности базового стального листа, содержащего, в мас.%:
С от 0,075 до 0,400
Si от 0,01 до 2,00
Mn от 0,80 до 3,50
Р от 0,0001 до 0,100
S от 0,0001 до 0,0100
Al от 0,001 до 2,00
О от 0,0001 до 0,0100
N от 0,0001 до 0,0100, и
остальное количество, состоящее из Fe и неизбежных загрязняющих примесей, в котором:
базовый стальной лист имеет структуру стального листа в диапазоне от 1/8 толщины до 3/8 толщины с центром около 1/4 толщины по толщине листа от поверхности, в которой объемная доля фазы остаточного аустенита составляет 5% или менее, и совокупная объемная доля фазы бейнита, фазы бейнитного феррита, фазы мартенсита и фазы мартенсита отпуска составляет 40% или более,
средний эффективный диаметр кристаллического зерна и максимальный эффективный диаметр кристаллического зерна в
диапазоне от 1/8 толщины до 3/8 толщины с центром около 1/4 толщины по толщине листа от поверхности составляют 5,0 мкм или менее и 20 мкм или менее соответственно, и на части поверхностного слоя сформирован обезуглероженный слой с толщиной от 0,01 до 10,0 мкм, в котором плотность оксидов, диспергированных в обезуглероженном слое, составляет от 1,0×10¹² до 1,0×10¹⁶ оксидов/м², и средний диаметр зерна оксидов составляет 500 нм или менее.

2. Стальной лист по п. 1, в котором
базовый стальной лист дополнительно содержит, в мас.%, один или два, или более элементов, выбранных из
Ti от 0,001 до 0,150
Nb от 0,001 до 0,100
V от 0,001 до 0,300

3. Стальной лист по п. 1, в котором
базовый стальной лист дополнительно содержит, в мас.%, один или два, или более элементов, выбранных из
Cr от 0,01 до 2,00
Ni от 0,01 до 2,00
Cu от 0,01 до 2,00
Mo от 0,01 до 2,00
В от 0,0001 до 0,0100
W от 0,01 до 2,00

4. Стальной лист по п. 1, в котором
базовый стальной лист дополнительно содержит от 0,0001 до 0,0100% в совокупности одного, или двух, или более элементов, выбранных из Са, Се, Mg, Zr, La и REM.

5. Высокопрочный, гальванизированный погружением стальной лист с повышенной характеристикой сопротивления удару, подвергнутый легированию, включающий
образованный гальванизацией погружением слой на высокопрочном стальном листе по п. 1, причем образованный гальванизацией погружением слой подвергнут легированию.

6. Способ изготовления высокопрочного гальванизированного погружением стального листа с повышенной характеристикой сопротивления удару, включающий получение базового стального листа путем горячей прокатки с нагревом сляба, содержащего, в мас.%:
С от 0,075 до 0,400
Si от 0,01 до 2,00
Mn от 0,80 до 3,50
Р от 0,0001 до 0,100
S от 0,0001 до 0,0100
Al от 0,001 до 2,00
О от 0,0001 до 0,0100
N от 0,0001 до 0,0100, и
с остальным количеством, состоящим из Fe и неизбежных загрязняющих примесей, до температуры 1080°С или более, причем завершают горячую прокатку при температуре от 850 до 950°С, и степени обжатия при прокатке в температурном диапазоне от 1050°С до температуры завершения горячей прокатки, удовлетворяющей выражению:
где N - общее число проходов от начала горячей прокатки до завершения горячей прокатки, i - порядок проходов, "T_i" обозначает температуру (°С) прокатки при i-том проходе, h_i - толщина листа после обработки в i-том проходе, мм, t_i - время, истекшее от i-того прохода до следующего прохода, причем при i равном 1 h₀ равно толщине сляба, а время, истекшее от конечного прохода до следующего прохода, представляет собой время, истекшее от конечного прохода до момента времени, в который начинают охлаждение после завершения горячей прокатки,
холодной прокатки со степенью обжатия от 30 до 75% горячекатаного стального листа для получения холоднокатаного стального листа,
отжига путем пропускания холоднокатаного стального листа через зону предварительного нагрева с использованием газовой смеси воздуха и газообразного топлива, воздушное отношение которой, представляющее собой соотношение между объемом воздуха, содержащегося в единице объема газовой смеси, и объемом воздуха, теоретически необходимом для обеспечения полного сгорания газообразного топлива, содержащегося в единице объема газовой смеси, составляет от 0,7 до 1,2, для образования оксидной покровной пленки на части поверхностного слоя, причем стальной лист пропускают через зону восстановления в атмосфере, в которой соотношение парциальных давлений между Н₂О и Н₂ (Р(Н₂О)/Р(Н₂)) составляет от 0,0001 до 2,00, при максимальной температуре нагрева при точке Ас3-50°С или более, для восстановления оксидной покровной пленки с образованием обезуглероженного слоя, и выполняют изгибание с радиусом изгиба 800 мм по меньшей мере один раз с приложением растягивающей нагрузки от 3 до 100 МПа и охлаждением в температурном диапазоне от 740 до 500°С со средней скоростью охлаждения 1,0°С/с или более, и
плакирование путем погружения базового стального листа в ванну покрытия, в которой эффективное количество Al составляет от 0,01 до 0,18% по массе, с формированием образованного гальванизацией погружением слоя на поверхности базового стального листа, для получения гальванизированного погружением стального листа.

7. Способ по п. 6, в котором
сляб дополнительно содержит, в мас.%, один или два, или более элементов, выбранных из:
Ti от 0,001 до 0,150
Nb от 0,001 до 0,100
V от 0,001 до 0,300

8. Способ по п. 6, в котором
сляб дополнительно содержит, в мас.%, один или два, или более элементов, выбранных из
Cr от 0,01 до 2,00
Ni от 0,01 до 2,00
Cu от 0,01 до 2,00
Mo от 0,01 до 2,00
В от 0,0001 до 0,0100
W от 0,01 до 2,00

9. Способ по п. 6, в котором
сляб дополнительно содержит от 0,0001 до 0,0100% в совокупности одного или двух, или более элементов, выбранных из Са, Се, Mg, Zr, La и REM.

10. Способ по п. 6, в котором плакирование осуществляют путем погружения базового стального листа с температурой от 430 до 490°С в ванну покрытия с температурой от 450 до 470°С.

11. Способ по п. 6, в котором осуществляют процесс бейнитного превращения путем выдерживания базового стального листа до и/или после погружения базового стального листа в ванну покрытия в температурном диапазоне от 300 до 470°С в течение времени от 10 до 1000 с.

12. Способ изготовления высокопрочного, гальванизированного погружением стального листа с повышенной характеристикой сопротивления удару, подвергнутого легированию, включающий обработку для легирования высокопрочного гальванизированного погружением стального листа, полученного способом по п. 6, выдерживанием в температурном диапазоне от 470 до 620°С в течение времени от 2 до 200 с.