Холоднокатаный стальной лист и способ изготовления холоднокатаного стального листа

Холоднокатаный стальной лист и способ изготовления холоднокатаного стального листа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к холоднокатаному стальному листу, имеющему превосходную пригодность к формованию перед горячей штамповкой и/или после горячей штамповки, и к способу ее изготовления.

Испрашивается приоритет в соответствии с японской патентной заявкой № 2012-004549, поданной 13 января 2012 г., и японской патентной заявкой № 2012-004864, поданной 13 января 2012 г., содержание которых включается в настоящий документ посредством ссылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В настоящее время требуется, чтобы листовая сталь для транспортных средств была улучшена в целях безопасности при столкновении и имела меньшую массу. В такой ситуации горячая штамповка (также называется терминами «горячее прессование», штамповка при нагревании, «закалка в штампе», «закалка под прессом» и подобное) привлекает внимание в качестве способа получения высокой прочности. Горячая штамповка представляет собой способ формования, в котором листовая сталь нагревается при высокой температуре, составляющей, например, 700°C или более, а затем осуществляется горячее формование таким образом, чтобы улучшить пригодность к формованию листовой стали, и закалка посредством охлаждения после формования, и в результате этого получается материал, имеющий желательные свойства. Как описано выше, листовая сталь, используемая для конструкции корпуса транспортного средства, должна иметь высокую пригодность к обработке давлением и высокую прочность. Листовая сталь, имеющая содержащую феррит и мартенсит структуру, листовая сталь, имеющая содержащую феррит и бейнит структуру, листовая сталь, содержащая остаточный аустенит в структуре и подобное, является известной в качестве листовой стали, одновременно имеющей пригодность к обработке давлением и высокую прочность. Среди этих типов листовой стали многофазная листовая сталь, содержащая мартенсит, диспергированный в ферритной основе, имеет низкий предел текучести и высокий предел прочности при растяжении и, кроме того, имеет превосходные характеристики при растяжении. Однако многофазная листовая сталь имеет неудовлетворительный коэффициент раздачи отверстия, поскольку напряжение концентрируется на межфазной границе между ферритом и мартенситом, и вероятным становится растрескивание, которое начинается от межфазной границы.

Например, патентные документы 1-3 описывают многофазную листовую сталь. Кроме того, патентные документы 4-6 описывают соотношения между твердостью и пригодностью к формованию листовой стали.

Однако даже при наличии этих достижений предшествующего уровня техники оказывается затруднительным получение листовой стали, которая удовлетворяет существующим в настоящее время требованиям к транспортным средствам, таким как дополнительное уменьшение массы и более сложные формы деталей.

ДОКУМЕНТЫ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

Патентные документы

Патентный документ 1 - японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № H6-128688

Патентный документ 2 - японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № 2000-319756

Патентный документ 3 - японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № 2005-120436

Патентный документ 4 - японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № 2005-256141

Патентный документ 5 - японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № 2001-355044

Патентный документ 6 - японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № H11-189842

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМ

Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить холоднокатаный стальной лист, гальванизированный погружением холоднокатаный стальной лист, отожженный и гальванизированный холоднокатаный стальной лист, электролитически гальванизированный холоднокатаный стальной лист и алюминированный холоднокатаный стальной лист, которые отличаются способностью обеспечивать прочность до и после горячей штамповки и иметь более благоприятный коэффициент раздачи отверстия, а также способ их изготовления.

СРЕДСТВА РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ

Авторы настоящего изобретения выполнили всесторонние исследования, предметом которых были холоднокатаный стальной лист, гальванизированный погружением холоднокатаный стальной лист, отожженный и гальванизированный холоднокатаный стальной лист, электролитически гальванизирвоанный холоднокатаный стальной лист и алюминированный холоднокатаный стальной лист, которые обеспечивали прочность перед горячей штамповкой (перед нагреванием для осуществления закалки в процессе горячей штамповки) и/или после горячей штамповки (после закалки в процессе горячей штамповки) и имеющий превосходную пригодность к формованию (коэффициент раздачи отверстия). В результате было обнаружено, что, в отношении состава стали, когда устанавливается надлежащее соотношение содержания Si, содержания Mn и содержания C, относительное содержание феррита и относительное содержание мартенсита в листовой стали устанавливаются на заданных уровнях, и соотношение твердости (разность твердости) мартенсита между поверхностной частью толщины листа и центральной частью толщины листа листовой стали и распределение твердости мартенсита в центральной части толщины листа устанавливаются в определенных интервалах, оказывается возможным промышленное производство холоднокатаного стального листа, способное обеспечивать у листовой стали более высокую пригодность к формованию, чем когда-либо, и, таким образом, характеристику TS×λ, которая представляет собой произведение предела прочности при растяжении TS и коэффициента раздачи отверстия λ и составляет более чем 50000 МПа•%. Кроме того, было обнаружено, что, когда данный холоднокатаный стальной лист используется для горячей штамповки, получается листовая сталь, имеющая превосходную пригодность к формованию даже после горячей штамповки. Кроме того, было также подтверждено, что подавление сегрегации MnS в центральной части толщины холоднокатаного стального листа также оказывается эффективным, чтобы улучшать пригодность к формованию (коэффициент раздачи отверстия) листовой стали перед горячей штамповкой и/или после горячей штамповки. Кроме того, было также обнаружено, что в процессе холодной прокатки регулирование доли обжатия при холодной прокатке к суммарному обжатию при холодной прокатке (общему обжатию при прокатке) от наиболее ранней клети до третьей клети, считая от наиболее ранней клети, в пределах конкретного интервала оказывается эффективным для регулирования твердости мартенсита. Кроме того, авторы настоящего изобретения обнаружили разнообразные аспекты настоящего изобретения, которые описаны ниже. Кроме того, было обнаружено, что данные эффекты не ухудшаются даже в том случае, когда нанесенный горячим погружением цинковый слой, отожженный цинковый слой, электролитически нанесенный цинковый слой и алюминиевый слой образуются на холоднокатаном стальном листе.

(1) Таким образом, согласно первому аспекту настоящего изобретения холоднокатаный стальной лист содержит, мас. %: C: от 0,030% до 0,150%, Si: от 0,010% до 1,000%, Mn: от 1,50% до 2,70%, P: от 0,001% до 0,060%, S: от 0,001% до 0,010%, N: от 0,0005% до 0,0100%, Al: от 0,010% до 0,050% и необязательно один или несколько из следующих элементов: B: от 0,0005% до 0,0020%, Mo: от 0,01% до 0,50%, Cr: от 0,01% до 0,50%, V: от 0,001% до 0,100%, Ti: от 0,001% до 0,100%, Nb: от 0,001% до 0,050%, Ni: от 0,01% до 1,00%, Cu: от 0,01% до 1,00%, Ca: от 0,0005% до 0,0050%, РЗМ: от 0,0005% до 0,0050%, и остальная масса представляет собой Fe и неизбежные примеси, причем, когда [C] представляет собой содержание C, выраженное в массовых процентах, [Si] представляет собой содержание Si, выраженное в массовых процентах, и [Mn] представляет собой содержание Mn, выраженное в массовых процентах, выполняется следующее соотношение (A), металлографическая структура перед горячей штамповкой содержит от 40% до 90% феррита и от 10% до 60% мартенсита по относительной площади, сумма относительной площади феррита и относительной площади мартенсита составляет 60% или более, металлографическая структура можно необязательно содержать дополнительно одну или несколько из следующих фаз: 10% или менее перлита по относительной площади, 5% или менее остаточного аустенита по относительному объему и менее чем 40% бейнита, составляющего оставшуюся относительную площадь, твердость мартенсита, которая измеряется наноиндентором, удовлетворяет следующему соотношению (B) и следующему соотношению (C) перед горячей штамповкой, произведение TS×λ предела прочности при растяжении TS и коэффициента раздачи отверстия λ составляет 50000 МПа•% или более,

H1 представляет собой среднюю твердость мартенсита в поверхностной части толщины листа перед горячей штамповкой, H2 представляет собой среднюю твердость мартенсита в центральной части толщины листа, которая представляет собой область, у которой ширина составляет 200 мкм в направлении толщины в середине толщины листа перед горячей штамповкой, и σHM представляет собой изменение твердости мартенсита в центральной части толщины листа перед горячей штамповкой.

(2) У холоднокатаного стального листа согласно представленному выше, п. (1), относительная площадь MnS, который присутствует в холоднокатаном стальном листе и имеет диаметр эквивалентного по площади круга от 0,1 мкм до 10 мкм, может составлять 0,01% или менее, и может выполняться следующее соотношение (D)

n1 представляет собой среднечисленную плотность на 10000 мкм² MnS, у которого диаметр эквивалентного по площади круга составляет 0,1 мкм до 10 мкм, на четверти толщины листа перед горячей штамповкой, и n2 представляет собой среднечисленную плотность на 10000 мкм² MnS, у которого диаметр эквивалентного по площади круга составляет 0,1 мкм до 10 мкм, в центральной части толщины листа перед горячей штамповкой.

(3) У горячештампованной стали согласно представленному выше п. (1) или (2) поверхность может быть подвергнута гальванизации.

(4) Согласно следующему аспекту настоящего изобретения предлагается способ изготовления холоднокатаного стального листа, включающий литье расплавленной стали, имеющей химический состав согласно представленному выше п. (1) и получение стали, нагревание стали, горячую прокатку стали на стане горячей прокатки, включающем множество клетей, сматывание стали после горячей прокатки, травление стали после сматывания, холодную прокатку стали на стане холодной прокатки, включающем множество клетей, после травления в условиях, удовлетворяющих следующему соотношению (E), отжиг, в котором сталь отжигается при температуре от 700°C до 850°C и охлаждается после холодной прокатки, дрессировка стали после отжига,

ri (i=1, 2, 3) представляет собой индивидуальное целевое обжатие при холодной прокатке в клети № i (i=1, 2, 3), считая от наиболее ранней клети во множестве клетей для холодной прокатки, выраженную в процентах, и r представляет собой суммарное обжатие при холодной прокатке, выраженное в процентах.

(5) Способ изготовления холоднокатаного стального листа согласно представленному выше п. (4) может дополнительно включать гальванизацию стали между отжигом и дрессировкой.

(6) В способе изготовления холоднокатаного стального листа согласно представленному выше п. (4), когда CT представляет собой температуру сматывания, выраженную в °C, [C] представляет собой содержание C, выраженное в массовых процентах, [Mn] представляет собой содержание Mn, выраженное в массовых процентах, [Si] представляет собой содержание Si, выраженное в массовых процентах, и [Mo] представляет собой содержание Mo, выраженное в массовых процентах, в листовой стали, может выполняться следующее соотношение (F):

(7) В способе изготовления холоднокатаного стального листа согласно представленному выше п. (6), когда T представляет собой температуру нагревания, выраженную в °C, t представляет собой продолжительность нагревания в печи, выраженную в минутах, [Mn] представляет собой содержание Mn, выраженное в массовых процентах, и [S] представляет собой содержание S, выраженное в массовых процентах, в листовой стали, может выполняться следующее соотношение (G):

(8) Таким образом, согласно первому аспекту настоящего изобретения предлагается холоднокатаный стальной лист для горячей штамповки, содержащий, мас. %: C: от 0,030% до 0,150%, Si: от 0,010% до 1,000%, Mn: от 1,50% до 2,70%, P: от 0,001% до 0,060%, S: от 0,001% до 0,010%, N: от 0,0005% до 0,0100%, Al: от 0,010% до 0,050%, и необязательно один или несколько из следующих элементов: B: от 0,0005% до 0,0020%, Mo: от 0,01% до 0,50%, Cr: от 0,01% до 0,50%, V: от 0,001% до 0,100%, Ti: от 0,001% до 0,100%, Nb: от 0,001% до 0,050%, Ni: от 0,01% до 1,00%, Cu: от 0,01% до 1,00%, Ca: от 0,0005% до 0,0050%, РЗМ: от 0,0005% до 0,0050%, и остальная масса представляет собой Fe и неизбежные примеси, причем, когда [C] представляет собой содержание C, выраженное в массовых процентах, [Si] представляет собой содержание Si, выраженное в массовых процентах, и [Mn] представляет собой содержание Mn, выраженное в массовых процентах, выполняется следующее соотношение (H), металлографическая структура после горячей штамповки содержит от 40% до 90% феррита и от 10% до 60% мартенсита по относительной площади, сумма относительной площади феррита и относительной площади мартенсита составляет 60% или более, металлографическая структура можно необязательно содержать дополнительно одну или несколько из следующих фаз: 10% или менее перлита по относительной площади, 5% или менее остаточного аустенита по относительному объему, и менее чем 40% бейнита, составляющего оставшуюся относительную площадь, твердость мартенсита, которая измеряется наноиндентором, удовлетворяет следующему соотношению (I) и следующему соотношению (J) после горячей штамповки, произведение TS×λ предела прочности при растяжении TS и коэффициента раздачи отверстия λ составляет 50000 МПа•% или более

H11 представляет собой среднюю твердость мартенсита в поверхностной части толщины листа после горячей штамповки, H21 представляет собой среднюю твердость мартенсита в центральной части толщины листа, которая представляет собой область, у которой ширина составляет 200 мкм в направлении толщины в середине толщины листа после горячей штамповки, и σHM1 представляет собой изменение средней твердости мартенсита в центральной части толщины листа после горячей штамповки.

(9) У холоднокатаного стального листа для горячей штамповки согласно представленному выше п. (8) относительная площадь MnS, который присутствует в холоднокатаном стальном листе и имеет диаметр эквивалентного по площади круга от 0,1 мкм до 10 мкм, может составлять 0,01% или менее, и может выполняться следующее соотношение (K):

n11 представляет собой среднечисленную плотность на 10000 мкм² MnS, у которого диаметр эквивалентного по площади круга составляет 0,1 мкм до 10 мкм, на четверти толщины листа после горячей штамповки, и n21 представляет собой среднечисленную плотность на 10000 мкм² MnS, у которого диаметр эквивалентного по площади круга составляет 0,1 мкм до 10 мкм, в центральной части толщины листа после горячей штамповки.

(10) У холоднокатаного стального листа для горячей штамповки согласно представленному выше п. (8) или (9) поверхность может быть подвергнута гальванизации погружением.

(11) У холоднокатаного стального листа для горячей штамповки согласно представленному выше п. (10) можно осуществлять гальванизацию и отжиг на поверхности, подвергнутой гальванизации погружением.

(12) У холоднокатаного стального листа для горячей штамповки согласно представленному выше п. (8) или (9) поверхность может подвергаться электролитической гальванизации.

(13) У холоднокатаного стального листа для горячей штамповки согласно представленному выше п. (8) или (9) поверхность может подвергаться алюминированию.

(14) Согласно следующему аспекту настоящего изобретения предлагается способ изготовления холоднокатаного стального листа для горячей штамповки, включающий литье расплавленной стали, имеющей химический состав согласно представленному выше п. (8) и получение стали, нагревание стали, горячую прокатку стали на стане горячей прокатки, включающем множество клетей, сматывание стали после горячей прокатки, травление стали после сматывания, холодную прокатку стали на стане холодной прокатки, включающем множество клетей, после травления в условиях, удовлетворяющих следующему соотношению (L), отжиг, в котором сталь отжигается при температуре от 700°C до 850°C и охлаждается после холодной прокатки, и дрессировку стали после отжига:

ri (i=1, 2, 3) представляет собой индивидуальную целевое обжатие при холодной прокатке в клети № i (i=1, 2, 3), считая от наиболее ранней клети во множестве клетей для холодной прокатки, выраженную в процентах, и r представляет собой суммарное обжатие при холодной прокатке, выраженное в процентах.

(15) В способе изготовления холоднокатаного стального листа для горячей штамповки согласно представленному выше п. (14), когда CT представляет собой температуру сматывания, выраженную в °C, [C] представляет собой содержание C, выраженное в массовых процентах, [Mn] представляет собой содержание Mn, выраженное в массовых процентах, [Si] представляет собой содержание Si, выраженное в массовых процентах, и [Mo] представляет собой содержание Mo, выраженное в массовых процентах, в листовой стали, может выполняться следующее соотношение (M):

(16) В способе изготовления холоднокатаного стального листа для горячей штамповки согласно представленному выше п. (15), когда T представляет собой температуру нагревания, выраженную в °C, t представляет собой продолжительность нагревания в печи, выраженную в минутах, [Mn] представляет собой содержание Mn, выраженное в массовых процентах, и [S] представляет собой содержание S, выраженное в массовых процентах, в листовой стали, может выполняться следующее соотношение (N):

(17) Способ изготовления согласно любому из представленных выше пп. (14)-(16) может дополнительно включать гальванизацию стали между отжигом и дрессировкой.

(18) Способ изготовления согласно представленному выше п. (17) может дополнительно включать легирование стали между цинкованием и дрессировкой.

(19) Способ изготовления согласно любому из представленных выше пп. (14)-(16) может дополнительно включать электролитическую гальванизацию стали после дрессировки.

(20) Способ изготовления согласно любому из представленных выше пп. (14)-(16) может дополнительно включать алюминирование стали между отжигом и дрессировкой.

Горячештампованная сталь, получаемая посредством использования листовой стали согласно любому из пп. (1)-(20), имеет превосходную пригодность к формованию.

ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно настоящему изобретению, поскольку устанавливается надлежащее соотношение между содержанием C, содержанием Mn и содержанием Si, и твердость мартенсита, измеряемая наноиндентором, устанавливается на надлежащем уровне, оказывается возможным получение более благоприятного коэффициента раздачи отверстия перед горячей штамповкой и/или после горячей штамповки у горячештампованной стали.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

ФИГ. 1 представляет график, иллюстрирующий соотношение между (5×[Si]+[Mn])/[C] и TS×λ перед горячей штамповкой и после горячей штамповки.

Фиг. 2A представляет график, иллюстрирующий обоснование для соотношения (B), причем данный график иллюстрирует соотношение между H2/H1 и σHM перед горячей штамповкой и соотношение между H21/H11 и σHM1 после горячей штамповки.

Фиг. 2B представляет график, иллюстрирующий обоснование для соотношения (C), причем данный график иллюстрирует соотношение между σHM и TS×λ перед горячей штамповкой и соотношение между σHM1 и TS•λ после горячей штамповки.

Фиг. 3 представляет график, иллюстрирующий соотношение между n2/n1 и TS×λ. перед горячей штамповкой и соотношение между n21/n11 и TS×λ после горячей штамповки, а также иллюстрирующий обоснование для соотношения (D).

Фиг. 4 представляет график, иллюстрирующий соотношение между 1,5×r1/r+1,2×r2/r+r3/r и H2/H1 перед горячей штамповкой и соотношение между 1,5×r1/r+1,2×r2/r+r3/r и H21/H11 после горячей штамповки, а также иллюстрирующий обоснование для соотношения (E).

Фиг. 5A представляет график, иллюстрирующий взаимосвязь между соотношением (F) и относительным содержанием мартенсита.

Фиг. 5B представляет график, иллюстрирующий взаимосвязь между соотношением (F) и относительным содержанием перлита.

Фиг. 6 представляет график, иллюстрирующий соотношение между T×ln(t)/(1,7×[Mn]+[S]) и TS×λ, а также иллюстрирующий обоснование для соотношения (G).

Фиг. 7 представляет перспективное изображение горячештампованной стали, используемой в примере.

Фиг. 8A представляет технологическую схему, иллюстрирующую способ изготовления холоднокатаного стального листа согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 8B представляет технологическую схему, иллюстрирующую способ изготовления холоднокатаного стального листа после горячей штамповки согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.

ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как описано выше, важно установить надлежащее соотношение содержания Si, содержания Mn и содержания C и придать надлежащую твердость мартенситу в заданном положении в листовой стали, чтобы улучшить пригодность к формованию (коэффициент раздачи отверстия). Таким образом, до настоящего времени не были проведены исследования в связи с соотношением между пригодностью к формованию и твердостью мартенсита в листовой стали перед горячей штамповкой или после горячей штамповки.

В настоящем документе будут описаны причины ограничения химического состава, которым должны соответствовать холоднокатаный стальной лист перед горячей штамповкой согласно варианту осуществления настоящего изобретения (в некоторых случаях также называется термином «холоднокатаный стальной лист перед горячей штамповкой согласно варианту осуществления настоящего изобретения»), холоднокатаный стальной лист после горячей штамповки согласно варианту осуществления настоящего изобретения (в некоторых случаях также называется термином «холоднокатаный стальной лист после горячей штамповки согласно варианту осуществления настоящего изобретения»), и сталь, используемая для их изготовления. Далее проценты при описании содержания индивидуального компонента означают массовые проценты.

C: от 0,030% до 0,150%.

Углерод представляет собой важный элемент, который упрочняет мартенсит и увеличивает прочность стали. Когда содержание C составляет менее чем 0,030%, оказывается невозможным достаточное увеличение прочности стали. С другой стороны, когда содержание C превышает 0,150%, становится значительным ухудшение ковкости (растяжимости) стали. Таким образом, интервал содержания C устанавливается в пределах от 0,030% до 0,150%. В том случае, когда существует необходимость высокого коэффициента раздачи отверстия, содержание C желательно устанавливается на уровне, составляющем 0,100% или менее.

Si: от 0,010% до 1,000%.

Кремний представляет собой важный элемент, который подавляет образование вредного карбида и производит многофазную структуру, представляющую собой, главным образом, ферритную структуру, а остальная структура состоит из мартенсита. Однако в том случае, когда содержание Si превышает 1,000%, растяжимость или коэффициент раздачи отверстия стали ухудшается и способность к химической конверсии также ухудшается. Таким образом, содержание Si устанавливается на уровне, составляющем 1,000% или менее. Кроме того, хотя Si добавляется для раскисления, эффект раскисления не является достаточным, когда содержание Si составляет менее чем 0,010%. Таким образом, содержание Si устанавливается на уровне, составляющем 0,010% или более.

Al: от 0,010% до 0,050%.

Алюминий представляет собой важный элемент, который используется как раскислитель. Для получения эффекта раскисления количество Al устанавливается на уровне, составляющем 0,010% или более. С другой стороны, даже в том случае, когда Al добавляется в чрезмерном количестве, вышеописанный эффект насыщается, и, наоборот, сталь становится хрупкой. Таким образом, количество Al устанавливается в интервале от 0,010% до 0,050%.

Mn: от 1,50% до 2,70%.

Марганец представляет собой важный элемент, который увеличивает закаливаемость стали и упрочняет сталь. Однако, когда содержание Mn составляет менее чем 1,50%, оказывается невозможным достаточное увеличение прочности стали. С другой стороны, когда содержание Mn превышает 2,70%, поскольку закаливаемость увеличивается более чем необходимо, это вызывает увеличение прочности стали и, следовательно, растяжимость или коэффициент раздачи отверстия стали ухудшается. Таким образом, содержание Mn устанавливается в интервале от 1,50% до 2,70%. В том случае, когда существует требование высокой растяжимости, содержание Mn желательно устанавливается на уровне, составляющем 2,00% или менее.

P: от 0,001% до 0,060%.

В том случае, когда фосфор присутствует в большом количестве, он сегрегируется на границах зерен и ухудшается локальная ковкость и свариваемость стали. Таким образом, содержание P устанавливается на уровне, составляющем 0,060% или менее. С другой стороны, поскольку необязательное уменьшение P приводит к увеличению стоимости рафинирования, содержание P желательно устанавливается на уровне, составляющем 0,001% или более.

S: от 0,001% до 0,010%.

Сера представляет собой элемент, который образует MnS и в значительной степени ухудшает локальную ковкость или свариваемость стали. Таким образом, верхний предел содержания S устанавливается на уровне, составляющем 0,010%. Кроме того, чтобы снизить стоимость рафинирования, нижний предел содержания S желательно устанавливается на уровне, составляющем 0,001%.

N: от 0,0005% до 0,0100%.

Азот представляет собой важный элемент, который осаждается в форме AlN и подобного и уменьшает размер кристаллических зерен. Однако, когда содержание N превышает 0,0100%, остается твердый раствор азота и ковкость стали ухудшается. Таким образом, содержание N устанавливается на уровне, составляющем 0,0100% или менее. Вследствие проблемы стоимости рафинирования нижний предел содержания N желательно устанавливается на уровне, составляющем 0,0005%.

Холоднокатаный стальной лист согласно варианту осуществления имеет основной состав, включающий вышеописанные компоненты, остальное составляют железо и неизбежные примеси, но могут дополнительно содержатся один или несколько элементов, таких как Nb, Ti, V, Mo, Cr, Ca, РЗМ (редкоземельные металлы), Cu, Ni и B в качестве элементов, которые до настоящего времени использовались в количествах, которые равняются или составляют менее чем описанные далее верхние пределы, чтобы улучшать прочность, регулировать форму сульфида или оксида, и подобного. Поскольку эти химические элементы не обязательно добавляются в листовую сталь, соответствующие нижние пределы составляют 0%.

Ниобий, титан и ванадий представляют собой элементы, которые осаждаются в форме тонкодисперсных карбонитридов и упрочняют сталь. Кроме того, молибден и хром представляют собой элементы, которые увеличивают закаливаемость и упрочняют сталь. Для получения данных эффектов оказывается желательным содержание Nb от 0,001% или более, Ti от 0,001% или более, V от 0,001% или более, Mo от 0,01% или более и Cr от 0,01% или более.

Однако даже в том случае, когда сталь содержит более чем 0,050% Nb, более чем 0,100% Ti, более чем 0,100% V, более чем 0,50% Mo и более чем 0,50% Cr, эффект увеличения прочности насыщается и существует проблема того, что может быть вызвано ухудшение растяжимости или коэффициента раздачи отверстия.

В стали может дополнительно содержаться Ca, составляющий от 0,0005% до 0,0050%. Кальций регулирует форму сульфида или оксида и улучшает локальную ковкость или коэффициент раздачи отверстия. Чтобы получать данный эффект с использованием Ca, оказывается предпочтительным добавление 0,0005% или более Ca. Однако поскольку существует проблема того, что избыточное добавление может ухудшать пригодность к обработке, верхний предел содержания Ca устанавливается на уровне, составляющем 0,0050%. По такой же причине для редкоземельных металлов (РЗМ) также оказывается предпочтительным установление нижнего предела на уровне 0,0005% и верхнего предела на уровне 0,0050%.

В стали может дополнительно содержаться от 0,01% до 1,00% Cu, от 0,01% до 1,00% Ni и от 0,0005% до 0,0020% B. Эти элементы также могут улучшать закаливаемость и увеличивать прочность стали. Однако для получения данного эффекта оказывается предпочтительным содержание 0,01% или более Cu, 0,01% или более Ni и 0,0005% или более B. В том случае, когда их содержание равняется или составляет менее чем вышеописанные значения, является малым эффект упрочнения стали. С другой стороны, даже в том случае, когда добавляется более чем 1,00% Cu, более чем 1,00% Ni и более чем 0,0020% B, эффект увеличения прочности насыщается и существует проблема того, что пластичность может ухудшаться.

В том случае, когда сталь содержит B, Mo, Cr, V, Ti, Nb, Ni, Cu, Ca и РЗМ, она содержит один или несколько данных элементов. Остальное составляют железо и неизбежные примеси. Элементы, которые не представляют собой вышеописанные элементы (например, Sn, As и т.п.), могут дополнительно содержаться в качестве неизбежных примесей при том условии, что данные элементы не ухудшают характеристики. Кроме того, когда B, Mo, Cr, V, Ti, Nb, Ni, Cu, Ca и РЗМ содержатся в количествах, которые составляют менее чем вышеописанные нижние пределы, данные элементы рассматриваются в качестве неизбежных примесей.

Кроме того, у холоднокатаного стального листа согласно варианту осуществления, как проиллюстрировано на Фиг. 1, когда содержание C (мас. %), содержание Si (мас. %) и содержание Mn (мас. %) представляют собой [C], [Si] и [Mn] соответственно, оказывается важным выполнение следующего соотношения (A) (также (H)).

Когда выше соотношение (A) выполняется перед горячей штамповкой и/или после горячей штамповки, оказывается возможным выполнение условия TS×λ≥50000 МПа•%. Когда значение (5×[Si]+[Mn])/[C] составляет 11 или менее, оказывается невозможным получение достаточного коэффициента раздачи отверстия. Это объясняется тем, что, когда содержание C является большим, твердость твердой фазы становится чрезмерно высокой, разность твердости (соотношение твердости) между твердой фазой и мягкой фазой становится большой и, таким образом, уменьшается значение λ, а когда содержание Si или содержание Mn является малым, TS становится низким.

Как правило, именно мартенсит, а не феррит определяет пригодность к формованию (коэффициент раздачи отверстия) в двухфазной стали (DP). В результате всесторонних исследований, проведенных авторами настоящего изобретения в отношении твердости мартенсита, было выяснено, что, когда разность твердости (соотношение твердости) мартенсита между поверхностной частью толщины листа и центральной частью толщины листа и распределение твердости мартенсита в центральной части толщины листа находятся в заданном состоянии на этапе перед горячей штамповкой, данное состояние почти сохраняется даже после закалки в процессе горячей штамповки, как проиллюстрировано на Фиг. 2 и 2B, и становится благоприятной пригодность к формованию, то есть растяжимость или коэффициент раздачи отверстия. Как считается, это обусловлено тем, что распределение твердости мартенсита, образующегося перед горячей штамповкой, по-прежнему имеет значительный эффект даже после горячей штамповки, и легирующие элементы, сконцентрированные в центральной части толщины листа, по-прежнему сохраняют состояние концентрации в центральной части толщины листа даже после горячей штамповки. Таким образом, в листовой стали перед горячей штамповкой, в том случае, когда соотношение твердости между мартенситом в поверхностной части толщины листа и мартенситом в центральной части толщины листа является большим или изменение твердости мартенсита является большим, такая же тенденция проявляется даже после горячей штамповки. Как проиллюстрировано на Фиг. 2A и 2B, соотношение твердости между поверхностной частью толщины листа и центральной частью толщины листа у холоднокатаного стального листа согласно варианту осуществления перед горячей штамповкой и соотношение твердости между поверхностной частью толщины листа и центральной частью толщины листа в листовой стали, получаемой посредством горячей штамповки холоднокатаного стального листа согласно варианту осуществления, являются почти одинаковыми. Кроме того, аналогичным образом, изменение твердости мартенсита в центральной части толщины листа у холоднокатаного стального листа согласно варианту осуществления перед горячей штамповкой и изменение твердости мартенсита в центральной части толщины листа в листовой стали, получаемой посредством горячей штамповки холоднокатаного стального листа согласно варианту осуществления, являются почти одинаковыми. Таким образом, пригодность к формованию листовой стали, получаемой посредством горячей штамповки холоднокатаного стального листа согласно варианту осуществления, является превосходной, так же как и пригодность к формованию холоднокатаного стального листа согласно варианту осуществления перед горячей штамповкой.

Кроме того, в отношении твердости мартенсита, которая измеряется наноиндентором, изготовленным компанией Hysitron Corporation, при увеличении в 1000 раз, согласно настоящему изобретению, обнаружено, что следующее соотношение (B) и следующее соотношение (C) (также (I) и (J)) выполняются перед горячей штамповкой и/или после горячей штамповки, что является предпочтительным для пригодности к формованию листовой стали. Здесь H1 представляет собой среднюю твердость мартенсита в поверхностной части толщины листа, которая представляет собой область, имеющую ширину 200 мкм в направлении толщины от наиболее внешнего слоя листовой стали в направлении толщины листовой стали перед горячей штамповкой, H2 представляет собой среднюю твердость мартенсита в области, имеющей ширину ±100 мкм в направлении толщины от центральной части толщины листа в центральной части толщины листа в листовой стали перед горячей штамповкой, и σHM представляет собой изменение твердости мартенсита в области, имеющей ширину ±100 мкм в направлении толщины от центральной части толщины листа перед горячей штамповкой. Кроме того, H11 представляет собой твердость мартенсита в поверхностной части толщины листа у холоднокатаного стального листа для горячей штамповки после горячей штамповки, H21 представляет собой твердость мартенсита в центральной части толщины листа, то есть в области, имеющей ширину 200 мкм в направлении толщины в центральной части толщины листа после горячей штамповки, и σHM1 представляет собой изменение твердости мартенсита в центральной части толщины листа после горячей штамповки. Каждое из значений H1, H11, H2, H21, σHM и σHM1 получается, соответственно, по результатам измерений в 300 точках. Область, имеющая ширину ±100 мкм в направлении толщины от центральной части толщины листа, представляет собой область, имеющую центр в середине толщины листа и имеющую размер, составляющий 200 мкм в направлении толщины.

Кроме того, здесь «изменение» представляет собой значение, получаемое с использованием следующего соотношения (O) и показывающее распределение твердости мартенсита.

Соотношение 1

Величина x_ave представляет собой среднее значение твердости, и x_i представляет собой твердость материала № i.

Значение H2/H1, составляющее 1,10 или более, представляет, что твердость мартенсита в центральной части толщины листа превышает в 1,1 или большее число раз твердость мартенсита в поверхностной части толщины листа, и в данном случае σHM становится равным 20 или более, как проиллюстрировано на Фиг. 2A. Когда значение H2/H1 составляет 1,10 или бол