钢板的制作方法

本发明涉及一种钢板。本技术基于2021年10月21日提出的日本专利申请特愿2021-172424号主张优先权，在此引用其内容。

背景技术：

1、在工业技术领域高度专业化的今天，对于各技术领域所使用的材料，要求特殊且高超的性能。特别是，关于汽车用钢板，出于对地球环境的考虑，为了通过使车体轻量化而提高燃料效率，对高强度钢板的需求显著高涨。但是，大多数金属材料伴随着高强度化而使诸特性劣化，特别是氢脆敏感性提高。在钢构件中，已知如果抗拉强度达到1200mpa以上，则尤其是氢脆敏感性提高，在汽车领域抢先开展高强度化的螺栓钢中存在氢脆开裂的事例。因此，对于抗拉强度为1500mpa以上的高强度钢板，强烈要求从根本上解决氢脆问题。

2、作为抗拉强度为1500mpa以上的高强度钢板，其显微组织大多以马氏体及回火马氏体为主体，但在这样的高强度钢板中，侵入钢中的氢向马氏体的晶界偏析，使晶界脆化(使晶界强度降低)，从而产生裂纹(产生氢脆)。由于即使在室温下也产生氢的侵入，因此不存在完美地抑制氢侵入的方法，为了从根本上解决此问题，必须对钢内部组织进行改进。

3、以往，关于改善高强度钢板的耐氢脆性(有时也称为耐氢脆特性)的技术，提出了多种提案(例如参照专利文献1～6)。

4、专利文献1中公开了一种耐氢脆特性优异的超高强度薄钢板，其特征在于：作为耐氢脆特性及加工性优异的超高强度薄钢板，以质量％计满足c：超过0.25～0.60％、si：1.0～3.0％、mn：1.0～3.5％、p：0.15％以下、s：0.02％以下、al：1.5％以下(不包含0％)、mo：1.0％以下(不包含0％)、nb：0.1％以下(不包含0％)，剩余部分包括铁及不可避免的杂质，加工率为3％的拉伸加工后的金属组织以相对于全部组织的面积率计，满足残余奥氏体组织：1％以上、贝氏体铁素体及马氏体：合计80％以上、铁素体及珠光体：合计9％以下(包含0％)，同时满足上述残余奥氏体晶粒的平均轴比(长轴/短轴)：5以上，抗拉强度为1180mpa以上。

5、专利文献2中公开了一种高强度钢板，其中，作为抗拉强度为1500mpa以上的高强度钢板，通过在钢成分中含有si+mn：1.0％以上，在主相组织中使铁素体与碳化物形成层，进而使碳化物的纵横尺寸比为10以上、且所述层的间隔为50nm以下的层状组织以相对于整个组织的体积率计为65％以上，而且将与铁素体形成层的碳化物中的纵横尺寸比为10以上且相对于轧制方向具有25°以内的角度的碳化物的分数以面积率计规定为75％以上，从而使轧制方向的弯曲性及耐延迟断裂特性优异。

6、专利文献3中公开了一种弯曲性优异的超高强度冷轧钢板，其特征在于：作为弯曲性及耐延迟断裂特性优异的薄型超高强度冷轧钢板，以质量％计含有c：0.15～0.30％、si：0.01～1.8％、mn：1.5～3.0％、p：0.05％以下、s：0.005％以下、al：0.005～0.05％、n：0.005％以下，剩余部分包括fe及不可避免的杂质，具有满足“钢板表层软质部的硬度/钢板中心部的硬度≤0.8”的关系的钢板表层软质部，钢板表层软质部在板厚中所占的比例为0.10以上且0.30以下，且所述钢板表层软质部中的回火马氏体以体积率计为90％以上，所述钢板中心部的组织为回火马氏体，抗拉强度为1270mpa以上。

7、专利文献4中公开了一种冷轧钢板，其中，作为抗拉强度为1470mpa以上、且弯曲加工性及耐延迟断裂特性优异的冷轧钢板，以质量％计含有c：0.15～0.20％、si：1.0～2.0％、mn：1.5～2.5％、p：0.020％以下、s：0.005％以下、al：0.01～0.05％、n：0.005％以下、ti：0.1％以下、nb：0.1％以下、b：5～30ppm，剩余部分包括fe及不可避免的杂质，而且设定为回火马氏体相以体积率计为97％以上、且残余奥氏体相以体积率计低于3％的金属组织。

8、专利文献5中公开了一种超高强度钢板，其中，就抗拉强度为1470mpa以上的超高强度钢板而言，作为在切断端部也可发挥优异的耐延迟断裂特性的超高强度钢板，所具有的成分组成以质量％计分别含有c：0.15～0.4％、mn：0.5～3.0％、al：0.001～0.10％，剩余部分包括铁及不可避免的杂质，在所述不可避免的杂质中，将p、s、n分别限制在p：0.1％以下、s：0.01％以下、n：0.01％以下，所具有的组织以相对于全部组织的面积率计包含马氏体：90％以上、残余奥氏体：0.5％以上，局部的mn浓度为整个钢板的mn含量的1.1倍以上的区域以面积率计为2％以上，抗拉强度为1470mpa以上。

9、专利文献6中公开了一种超高强度冷轧钢板，其中，作为耐氢脆特性优异、并具有1300mpa以上的抗拉强度的超高强度冷轧钢板，含有c：0.150～0.300％、si：0.001～2.0％、mn：2.10～4.0％、p：0.05％以下、s：0.01％以下、n：0.01％以下、al：0.001％～1.0％、ti：0.001％～0.10％、b：0.0001％～0.010％，固溶b量solb[质量％]及原奥氏体粒径dγ[μm]的值满足solb·dγ≥0.0010的关系，所具有的钢组织中多边形铁素体为10％以下、贝氏体为30％以下、残余奥氏体为6％以下、回火马氏体为60％以上，回火马氏体中的fe碳化物的个数密度为1×106/mm2以上，整个钢的平均位错密度为1.0×1015～2.0×1016/m2、结晶粒径为7.0μm以下。

10、现有技术文献

11、专利文献

12、专利文献1：日本特开2006-207019号公报

13、专利文献2：日本特开2010-138489号公报

14、专利文献3：日本特开2011-179030号公报

15、专利文献4：日本特开2010-215958号公报

16、专利文献5：日本特开2016-153524号公报

17、专利文献6：日本特开2016-050343号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、如上所述，作为提高高强度钢板的耐氢脆特性(耐氢脆性)的技术，提出了几种方案。但是，在专利文献1中，只公开了施加1000mpa的应力时的耐氢脆特性，因此对于施加更高的应力时的耐氢脆特性，丝毫没有示出技术上的解决方针。

3、此外，如前所述，氢脆是因氢聚集在晶界、使晶界的结合强度下降而产生的。因此，可以认为只要能够提高晶界的结合强度，就能够抑制由氢脆导致的裂纹。但是，在专利文献1～6中，没有基于这样的观点对提高耐氢脆特性的方法进行研究。近年来，对耐氢脆特性的要求变得更加严格，在专利文献1～6中，有时不能应对这样的严格的要求。

4、也就是说，以往，就具有以马氏体及回火马氏体为主体的显微组织的高强度钢板而言，耐氢脆特性还有改善的余地。

5、另外，在专利文献2中，钢板具有以珠光体组织为主相、剩余部分组织中的铁素体相以相对于整个组织的体积率计为20％以下、珠光体组织的片晶间隔为500nm以下的组织，通过对维氏硬度为hv200以上的钢板，按轧制率：60％以上(优选为75％以上)实施冷轧而得到。因此，能够容易推断出各向异性较强、构件的冷压成形性较低。

6、此外，在专利文献3中，为了改善延迟断裂特性，需要在露点为15℃以上的气氛中，在650℃或700℃实施20min以上的保持，还存在生产率低的问题。

7、本发明是鉴于上述课题而完成的。本发明的课题在于：在具有以马氏体及回火马氏体作为主体的显微组织的高强度钢板的前提下，提供一种耐氢脆特性优异的钢板。

8、用于解决课题的手段

9、如上所述，所谓氢脆，可以认为是因钢中的氢向晶界偏析而使晶界的结合强度下降，并以晶界为起点而发生的开裂。因此，本发明人着眼于晶界的结合强度，对提高耐氢脆特性的方法进行了多种研究。

10、其结果是，本发明人发现：通过使规定的合金元素向晶界偏析，可在提高晶界的结合强度的同时，使侵入的氢难以向晶界偏析，即使氢侵入，也可抑制由氢造成的晶界结合强度的下降。

11、本发明是鉴于上述见解而完成的。本发明的主旨如下所述。

12、[1]本发明的一个方案涉及一种钢板，其所具有的化学组成以质量％计包含c：0.150～0.400％、si：0.01～2.00％、mn：0.80～2.00％、p：0.0001～0.0200％、s：0.0001～0.0200％、al：0.001～1.000％、n：0.0001～0.0200％、o：0.0001～0.0200％、co：0～0.500％、ni：0～1.000％、mo：0～1.000％、cr：0～2.000％、ti：0～0.500％、b：0～0.0100％、nb：0～0.500％、v：0～0.500％、cu：0～0.500％、w：0～0.100％、ta：0～0.100％、mg：0～0.050％、ca：0～0.050％、y：0～0.050％、zr：0～0.050％、la：0～0.050％、ce：0～0.050％、sn：0～0.050％、sb：0～0.050％、as：0～0.050％以及剩余部分：fe及杂质，显微组织以面积率计包含铁素体：5.0％以下、马氏体及回火马氏体：合计超过90.0％、以及剩余部分：贝氏体、珠光体及残余奥氏体中的1种或2种以上，在将相邻的马氏体及回火马氏体的方位差(orientation difference)为15°以上的界面作为原奥氏体晶界时，由所述原奥氏体晶界上的各合金元素的浓度决定的结合强度能egb满足下式(1)，抗拉强度为1500mpa以上；

13、

14、egb＝1+(3×[co]+0.7×[ni]+5.5×[mo]+0.7×[cr]+2.9×[ti]+47×[b]+4.3×[nb]+4.5×[v]+5.2×[w]+3.1×[ta]+4.3×[zr]-0.25×[mn]-0.1×[p]-[cu]-1.1×[sn]-0.6×[sb]-0.9×[as])≥0.50  (1)

15、其中，式中的[化学符号]表示所述原奥氏体晶界上的以质量％计的所述各合金元素的所述浓度。

16、[2]根据上述[1]所述的钢板，其中，所述化学组成也可以含有选自co：0.01～0.500％、ni：0.01～1.000％、mo：0.01～1.000％、cr：0.001～2.000％、ti：0.001～0.500％、b：0.0001～0.0100％、nb：0.001～0.500％、v：0.001～0.500％、cu：0.001～0.500％、w：0.001～0.100％、ta：0.001～0.100％、mg：0.001～0.050％、ca：0.001～0.050％、y：0.001～0.050％、zr：0.001～0.050％、la：0.001～0.050％、ce：0.001～0.050％、sn：0.001～0.050％、sb：0.001～0.050％以及as：0.001～0.050％中的1种或2种以上。

17、[3]根据上述[1]或[2]所述的钢板，其中，也可以在表面具有包含锌、铝、镁或它们的合金的被膜层。

18、发明效果

19、根据本发明的上述方案，能够提供耐氢脆特性优异的钢板。