Стальной лист для горячей штамповки, способ его производства и горячештампованный стальной материал

Стальной лист для горячей штамповки, способ его производства и горячештампованный стальной материал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изобретение относится к стальному листу для горячей штамповки, к способу его производства, а также к материалу стали горячей штамповки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] В области транспортного оборудования, такого как автомобили, предпринимаются масштабные попытки уменьшить массу путем использования высокопрочных материалов. Например, использование листов высокопрочной стали в автомобилях стабильно увеличивалось с намерением повысить уровень безопасности при столкновениях и улучшить функциональность без увеличения массы кузова автомобиля, а также улучшить топливную эффективность с тем, чтобы уменьшить выбросы двуоксидов углерода.

[0003] В этом движении за расширение использования листов высокопрочной стали самой большой проблемой является проявление феномена, называемого «деградация фиксируемости формы», вероятность возникновения которого возрастает по мере того, как прочность стального листа увеличивается. Вероятность образования этого явления возрастает, поскольку величина упругого последействия после формовки увеличивается с повышением прочности, и этот феномен конкретно для листов высокопрочной стали создает такую дополнительную проблему, что становится затруднительным получить желаемую форму.

[0004] Для того чтобы решить эту проблему, в обычном способе формовки листа высокопрочной стали необходимо дополнительно выполнить стадию обработки (например, правку), ненужную для материала низкой прочности, лишенного проблемы деградации фиксируемости формы, или изменить форму изделия.

[0005] В качестве одного способа для разрешения такой ситуации внимание привлек способ горячего формования, называемый способом горячей штамповки. Способ горячей штамповки является способом, в котором стальной лист (обрабатываемый материал) нагревается до заданной температуры (обычно до температуры, которая благоприятствует аустенитной фазе) и штампуется штампом, имеющим температуру ниже чем температура обрабатываемого материала (например, комнатную температуру) при пониженной прочности обрабатываемого материала для того, чтобы облегчить формование, посредством чего желаемая форма может быть легко обеспечена, а также выполняется термическая обработка в виде быстрого охлаждения (закалки), использующая различие в температуре между обрабатываемым материалом и прессовой оснасткой для того, чтобы увеличить прочность изделия после формования.

[0006] В последние годы способ горячей штамповки был признан практичным, и применялся к широкому диапазону различных стальных материалов. Примеры этого включают в себя стальные материалы, которые используются в коррозионно-агрессивной окружающей среде, такие как компоненты автомобильных шасси, а также стальные материалы, имеющие перфорированные части для соединения с другими компонентами. Таким образом, от стальных материалов, полученных способом горячей штамповки, требовалось не только иметь устойчивость к водородному охрупчиванию, но также и прочность.

[0007] Причина этого заключается в том, что в то время как общеизвестно, что устойчивость к водородному охрупчиванию уменьшается с повышением прочности стальных материалов, стальной материал, полученный способом горячей штамповки, обычно имеет высокую прочность, и поэтому при применении способа горячей штамповки к стальному материалу, стальной материал подвергается воздействию коррозионно-агрессивной окружающей среды, что ускоряет попадание водорода в сталь, а также массивное остаточное напряжение образуется в ходе выполнения обработки, такой как перфорация, что увеличивает вероятность возникновения водородного охрупчивания.

[0008] С такой точки зрения для стальных материалов, прочность которых увеличивается способом горячей штамповки, была также предложена методика, предназначенная для обеспечения устойчивости к водородному охрупчиванию. Например, Патентная литература 1 раскрывает методику обеспечения устойчивости стального листа к замедленному разрушению (то же самое значение, что и устойчивость к водородному охрупчиванию) за счет включения с заданной плотностью одного или более оксидов, сульфидов, сложных кристаллизованных продуктов и сложных продуктов осаждения магния, имеющих среднюю величину частиц в предопределенном диапазоне. Патентная литература 2 раскрывает методику, в которой перфорационные характеристики улучшаются путем выполнения перфорации в высокотемпературном состоянии (в горячем состоянии) после нагревания для горячей штамповки, но перед прессованием, так что устойчивость к замедленному разрушению улучшается.

ЛИТЕРАТУРА ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

ПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА

[0009]

[Патентная литература 1] JP2006-9116A

[Патентная литература 2] JP2010-174291A

[Патентная литература 3] JP2006-29977A

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ПРОБЛЕМЫ, КОТОРЫЕ РЕШАЮТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕМ

[0010] Хотя методика, раскрытая в патентной литературе 1, является превосходной методикой, но она требует добавления в сталь магния, что в большинстве случаев сделать непросто, и при этом продукт, содержащий магний, должен строго контролироваться. Поэтому желательно иметь более легко реализуемую методику.

[0011] Методика, раскрытая в патентной литературе 2, является методикой, основанной на горячей перфорации, в которой перфорация (пробивание отверстий) выполняется в высокотемпературном состоянии (в горячем состоянии) после нагревания для горячей штамповки, но перед прессованием. Соответственно, высокая размерная точность не может быть обеспечена в стальном материале после горячей штамповки. Далее, форма, которую можно сформировать в соответствии с этой методикой, ограничивается. Следовательно, с помощью методики, раскрытой в патентной литературе 2, трудно расширить диапазон применений (компоненты) способа горячей штамповки.

[0012] Таким образом, не была предложена методика, которая была бы легко реализуема и обеспечивала бы хорошую устойчивость к водородному охрупчиванию даже в том случае, когда после горячей штамповки выполняется обработка, приводящая к остаточным напряжениям, такая как перфорация.

[0013] Соответственно, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить стальной лист для горячей штамповки, который обеспечивал бы хорошую устойчивость к водородному охрупчиванию даже в том случае, когда стальной материал после горячей штамповки подвергается обработке, приводящей к остаточным напряжениям, такой как перфорация; легко выполнимый способ для производства такого листа; а также горячештампованный стальной материал.

СРЕДСТВА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ

[0014] Для того чтобы решить задачу, описанную выше, авторы настоящего изобретения провели обширные исследования, описанные ниже. Авторы настоящего изобретения обратили внимание на содержащие марганец включения и оксиды марганца, которые относительно легко образуются в стали, и предложили новую идею обеспечения хорошей устойчивости к водородному охрупчиванию путем использования этих веществ в качестве ловушек для диффундирующего водорода и недиффундирующего водорода.

[0015] Затем стальные листы для горячей штамповки были подготовлены при различных условиях и подвергнуты способу горячей штамповки, и для полученных стальных материалов были исследованы прочность и пластичность в качестве фундаментальных характеристик, а также устойчивость к водородному охрупчиванию и ударная вязкость. В результате было найдено, что хорошая устойчивость к водородному охрупчиванию может быть обеспечена в стальном материале после горячей штамповки путем увеличения концентрации содержащих марганец включений и численного отношения оксида марганца к содержащим марганец включениям, имеющим заданный размер.

[0016] С другой стороны, была обнаружена новая проблема, заключающаяся в том, что когда концентрация содержащих марганец включений увеличивается чрезмерно, в стальном материале после горячей штамповки становится очевидным уменьшение ударной вязкости. Таким образом, было вновь обнаружено, что когда концентрация содержащих марганец включений находится в предопределенном диапазоне и численное отношение оксида марганца к содержащим марганец включениям, имеющим заданный размер, равно или больше предопределенного значения, могут быть обеспечены хорошая устойчивость к водородному охрупчиванию и хорошая ударная вязкость, даже когда стальной материал после горячей штамповки подвергается обработке, приводящей к остаточным напряжениям, такой как перфорация.

[0017] Затем было также установлено, что путем увеличения температуры сматывания полосы в рулон на стадии горячей прокатки по сравнению с обычными методиками и выполнения холодной прокатки в условиях для производства стального листа для горячей штамповки, концентрацию содержащих марганец включений можно удерживать в предопределенном диапазоне, и численное отношение оксида марганца к содержащим марганец включениям, имеющим заданный размер, может быть сделано равным или больше предопределенного значения.

[0018] Настоящее изобретение было разработано на основе вышеописанных новых открытий, и его суть заключается в следующем.

(1) Стальной лист для горячей штамповки, который имеет химический состав: C: от 0,18 масс.% до 0,26 масс.%; Si: больше чем 0,02 масс.% и не больше чем 0,05 масс.%; Mn: от 1,0 масс.% до 1,5 масс.%; P: 0,03 масс.% или меньше; S: 0,02 масс.% или меньше; Al: от 0,001 масс.% до 0,5 масс.%; N: 0,1 масс.% или меньше; O: от 0,0010 масс.% до 0,020 масс.%; Cr: от 0 масс.% до 2,0 масс.%; Mo: от 0 масс.% до 1,0 масс.%; V: от 0 масс.% до 0,5 масс.%; W: от 0 масс.% до 0,5 масс.%; Ni: от 0 масс.% до 5,0 масс.%; B: от 0 масс.% до 0,01 масс.%; Ti: от 0 масс.% до 0,5 масс.%; Nb: от 0 масс.% до 0,5 масс.%; Cu: от 0 масс.% до 1,0 масс.%; и остаток, состоящий из железа и примесей, причем концентрация содержащих марганец включений составляет не меньше чем 0,010 масс.% и меньше чем 0,25 масс.%, а численное отношение оксида марганца к включениям, имеющим максимальную длину от 1,0 мкм до 4,0 мкм, составляет 10,0% или больше.

[0019] (2) Стальной лист для горячей штамповки в соответствии с пунктом (1), в котором химический состав включает в себя один или более элементов, выбранных из группы, состоящей из Cr: от 0,01 масс.% до 2,0 масс.%; Mo: от 0,01 масс.% до 1,0 масс.%; V: от 0,01 масс.% до 0,5 масс.%; W: от 0,01 масс.% до 0,5 масс.%; Ni: от 0,01 масс.% до 5,0 масс.%; и B: от 0,0005 масс.% до 0,01 масс.%

[0020] (3) Стальной лист для горячей штамповки в соответствии с пунктом (1) или (2), в котором химический состав включает в себя один или более элементов, выбранных из группы, состоящей из Ti: от 0,001 масс.% до 0,5 масс.%; Nb: от 0,001 масс.% до 0,5 масс.%; и Cu: от 0,01 масс.% до 1,0 масс.%

[0021] (4) Стальной лист для горячей штамповки в соответствии с любым из пунктов (1)-(3), который имеет на своей поверхности алюминиевый слой, сформированный путем погружения в горячий расплав, имеющий толщину 50 мкм или меньше.

[0022] (5) Стальной лист для горячей штамповки в соответствии с любым из пунктов (1)-(3), который имеет на своей поверхности слой цинкового покрытия, сформированный путем погружения в горячий расплав, имеющий толщину 30 мкм или меньше.

[0023] (6) Стальной лист для горячей штамповки в соответствии с любым из пунктов (1)-(3), который имеет на своей поверхности легированный слой цинкового покрытия, сформированный путем погружения в горячий расплав, имеющий толщину 45 мкм или меньше.

[0024] (7) Способ производства стального листа для горячей штамповки, включающий в себя: стадию горячей прокатки стальной заготовки, имеющей химический состав: C: от 0,18 масс.% до 0,26 масс.%; Si: больше чем 0,02 масс.% и не больше чем 0,05 масс.%; Mn: от 1,0 масс.% до 1,5 масс.%; P: 0,03 масс.% или меньше; S: 0,02 масс.% или меньше; Al: от 0,001 масс.% до 0,5 масс.%; N: 0,1 масс.% или меньше; O: от 0,0010 масс.% до 0,020 масс.%; Cr: от 0 масс.% до 2,0 масс.%; Mo: от 0 масс.% до 1,0 масс.%; V: от 0 масс.% до 0,5 масс.%; W: от 0 масс.% до 0,5 масс.%; Ni: от 0 масс.% до 5,0 масс.%; B: от 0 масс.% до 0,01 масс.%; Ti: от 0 масс.% до 0,5 масс.%; Nb: от 0 масс.% до 0,5 масс.%; Cu: от 0 масс.% до 1,0 масс.%; и остаток, состоящий из железа и примесей, с последующей намоткой стальной заготовки при температуре 690°C или выше для формирования горячекатаного стального листа; и стадию холодной прокатки горячекатаного стального листа со степенью обжатия 10-90% с тем, чтобы сформировать холоднокатаный стальной лист.

[0025] (8) Способ производства стального листа для горячей штамповки в соответствии с пунктом (7), в котором химический состав включает в себя один или более элементов, выбранных из группы, состоящей из Cr: от 0,01 масс.% до 2,0 масс.%; Mo: от 0,01 масс.% до 1,0 масс.%; V: от 0,01 масс.% до 0,5 масс.%; W: от 0,01 масс.% до 0,5 масс.%; Ni: от 0,01 масс.% до 5,0 масс.%; и B: от 0,0005 масс.% до 0,01 масс.%.

[0026] (9) Способ производства стального листа для горячей штамповки в соответствии с пунктом (7) или (8), в котором химический состав включает в себя один или более элементов, выбранных из группы, состоящей из Ti: от 0,001 масс.% до 0,5 масс.%; Nb: от 0,001 масс.% до 0,5 масс.%; и Cu: от 0,01 масс.% до 1,0 масс.%.

[0027] (10) Способ производства стального листа для горячей штамповки, в котором стальной лист для горячей штамповки, полученный способом производства в соответствии с любым из пунктов (7)-(9), погружается в ванну с горячим расплавом алюминия для того, чтобы сформировать на поверхности стального листа алюминиевый слой.

[0028] (11) Способ производства стального листа для горячей штамповки, в котором стальной лист для горячей штамповки, полученный способом производства в соответствии с любым из пунктов (7)-(9), погружается в ванну для горячего цинкования для того, чтобы сформировать на поверхности стального листа слой цинкового покрытия.

[0029] (12) Способ производства стального листа для горячей штамповки, в котором стальной лист для горячей штамповки, полученный способом производства в соответствии с любым из пунктов (7)-(9), погружается в ванну горячего цинкования, а затем нагревается при температуре 600°C или ниже для того, чтобы сформировать на поверхности стального листа легированный слой цинкового покрытия.

[0030] (13) Горячештампованный стальной материал, имеющий следующий химический состав: C: от 0,18 масс.% до 0,26 масс.%; Si: больше чем 0,02 масс.% и не больше чем 0,05 масс.%; Mn: от 1,0 масс.% до 1,5 масс.%; P: 0,03 масс.% или меньше; S: 0,02 масс.% или меньше; Al: от 0,001 масс.% до 0,5 масс.%; N: 0,1 масс.% или меньше; O: от 0,0010 масс.% до 0,020 масс.%; Cr: от 0 масс.% до 2,0 масс.%; Mo: от 0 масс.% до 1,0 масс.%; V: от 0 масс.% до 0,5 масс.%; W: от 0 масс.% до 0,5 масс.%; Ni: от 0 масс.% до 5,0 масс.%; B: от 0 масс.% до 0,01 масс.%; Ti: от 0 масс.% до 0,5 масс.%; Nb: от 0 масс.% до 0,5 масс.%; Cu: от 0 масс.% до 1,0 масс.%; и остаток, состоящий из железа и примесей, причем концентрация содержащих марганец включений составляет не меньше чем 0,010 масс.% и меньше чем 0,25 масс.%, а численное отношение оксида марганца к включениям, имеющим максимальную длину от 1,0 мкм до 4,0 мкм, составляет 10,0% или больше.

[0031] (14) Горячештампованный стальной материал в соответствии с вышеупомянутым пунктом (13), в котором химический состав включает в себя один или более химических элементов, выбранных из группы, состоящей из Cr: от 0,01 масс.% до 2,0 масс.%; Mo: от 0,01 масс.% до 1,0 масс.%; V: от 0,01 масс.% до 0,5 масс.%; W: от 0,01 масс.% до 0,5 масс.%; Ni: от 0,01 масс.% до 5,0 масс.%; и B: от 0,0005 масс.% до 0,01 масс.%.

[0032] (15) Горячештампованный стальной материал в соответствии с пунктом (13) или (14), в котором химический состав включает в себя один или более химических элементов, выбранных из группы, состоящей из Ti: от 0,001 масс.% до 0,5 масс.%; Nb: от 0,001 масс.% до 0,5 масс.%; и Cu: от 0,01 масс.% до 1,0 масс.%.

ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0033] В соответствии с настоящим изобретением может быть обеспечена хорошая устойчивость к водородному охрупчиванию даже в том случае, когда после горячей штамповки выполняется обработка, приводящая к остаточным напряжениям, такая как перфорация, и его реализация является легкой, так что диапазон применений (компонентов) способа горячей штамповки может быть расширен.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0034] Фиг. 1 иллюстрирует соотношение между количеством диффундирующего водорода и временем до разрушения.

Фиг. 2 показывает способ горячей штамповки и штамп, используемый в примерах.

Фиг. 3 показывает один вид образца для испытаний с постоянной нагрузкой, используемого в примерах.

Фиг. 4 показывает один вид стального листа (детали), отштампованного в форме шляпы.

ВАРИАНТЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0035] (1) Химический состав

Далее будет описана причина определения химических составов стального листа для горячей штамповки (в дальнейшем также называемого «стальным листом по настоящему изобретению») и горячештампованного стального материала (в дальнейшем также называемого «материалом стали по настоящему изобретению») в соответствии с настоящим изобретением. Обозначение «масс.%» в следующих описаниях означает массовые проценты.

[0036] <C: от 0,18 масс.% до 0,26 масс.%>

Углерод является элементом, который является самым важным для увеличения прочности стального листа способом горячей штамповки. Когда содержание углерода составляет меньше чем 0,18 масс.%, трудно обеспечить прочность 1500 МПа или больше после горячей штамповки. Поэтому содержание углерода составляет 0,18 масс.% или больше.

С другой стороны, когда содержание углерода составляет больше чем 0,26 масс.%, пластичность после горячей штамповки становится недостаточной, и трудно обеспечить полное удлинение 10% или больше. Поэтому содержание углерода составляет 0,26 масс.% или меньше.

[0037] <Si: больше чем 0,02 масс.% и не больше чем 0,05 масс.%>

Кремний является элементом, который важен для управления концентрацией содержащих марганец включений и численного отношения оксида марганца к включениям, имеющим максимальную длину от 1,0 мкм до 4,0 мкм. Когда содержание кремния составляет 0,02 масс.% или меньше, образование оксида марганца чрезмерно ускоряется, и концентрация содержащих марганец включений достигает 0,25 масс.% или больше, так что ударная вязкость может быть значительно уменьшена. Поэтому содержание кремния составляет больше чем 0,02 масс.%. С другой стороны, когда содержание кремния составляет больше чем 0,05 масс.%, образование оксида марганца чрезмерно подавляется, и численное отношение оксида марганца к содержащим марганец включениям, имеющим максимальную длину от 1,0 мкм до 4,0 мкм, составляет меньше чем 10,0%, так что становится трудно получить стабильно хорошую устойчивость к водородному охрупчиванию. Поэтому содержание кремния составляет 0,05 масс.% или меньше.

[0038] <Mn: 1,0 масс.% до 1,5 масс.%>

Марганец является элементом, который является самым важным в настоящем изобретении. Марганец усиливает устойчивость к водородному охрупчиванию, формируя в стали содержащие марганец включения. Оставшийся марганец, который не сформировал включения, усиливает прокаливаемость. Когда содержание марганца составляет меньше чем 1,0 масс.%, трудно гарантировать, что концентрация содержащих марганец включений составит 0,010 масс.% или больше. Поэтому содержание марганца составляет 1,0 масс.% или больше. С другой стороны, когда содержание марганца составляет больше чем 1,5 масс.%, эффект вышеупомянутого действия насыщается, становясь таким образом экономически невыгодным, и механические свойства могут быть ухудшены из-за сегрегации марганца. Поэтому содержание марганца составляет 1,5 масс.% или меньше.

[0039] <P: от 0,03 масс.% или меньше>

Фосфор является элементом, который обычно содержится в качестве примеси. Когда содержание фосфора составляет больше чем 0,03 масс.%, способность к горячей обработке значительно ухудшается. Поэтому содержание фосфора составляет 0,03 масс.% или меньше. Нижний предел содержания фосфора особенно не определяется, но предпочтительно составляет 0,001 масс.% или больше, потому что чрезмерное уменьшение содержания фосфора создает значительные накладные расходы в процессе производства стали.

[0040] <S: от 0,02 масс.% или меньше>

Сера является элементом, который обычно содержится в качестве примеси. Когда содержание серы составляет больше чем 0,02 масс.%, способность к горячей обработке значительно ухудшается. Поэтому содержание серы составляет 0,02 масс.% или меньше. Нижний предел содержания серы особенно не определяется, но предпочтительно составляет 0,0005 масс.% или больше, потому что чрезмерное уменьшение содержания серы создает значительные накладные расходы в процессе производства стали.

[0041] <Al: от 0,001 масс.% до 0,5 масс.%>

Алюминий является элементом, который образует сталь путем раскисления. Когда содержание алюминия составляет меньше чем 0,001 масс.%, трудно выполнить достаточное раскисление. Поэтому содержание алюминия составляет 0,001 масс.% или больше. С другой стороны, когда содержание алюминия составляет больше чем 0,5 масс.%, формирование оксида марганца чрезмерно подавляется, и становится трудно обеспечить описываемое далее соотношение оксида марганца, так что становится трудно обеспечить хорошую устойчивость к водородному охрупчиванию. Поэтому содержание алюминия составляет 0,5 масс.% или меньше.

[0042] <N: от 0,1 масс.% или меньше>

Азот является элементом, который обычно содержится в качестве примеси. Когда содержание азота составляет больше чем 0,1 масс.%, азот легко связывается с титаном и бором, которые являются описанными далее дополнительными элементами, и тем самым расходует эти элементы, так что эффекты этих элементов уменьшаются. Поэтому содержание азота составляет 0,1 масс.% или меньше, предпочтительно 0,01 масс.% или меньше. Нижний предел содержания азота особенно не определяется, но предпочтительно составляет 0,001 масс.% или больше, потому что чрезмерное сокращение содержания азота создает значительные накладные расходы в процессе производства стали.

[0043] <O: от 0,0010 масс.% до 0,020 масс.%>

Кислород формирует в стали оксид марганца, который усиливает устойчивость к водородному охрупчиванию, выступая в качестве ловушки для диффундирующего водорода и недиффундирующего водорода. Когда содержание кислорода составляет меньше чем 0,0010 масс.%, образование оксида марганца ускоряется недостаточно, и численное отношение оксида марганца к содержащим марганец включениям составляет меньше чем 10,0%, так что хорошая устойчивость к водородному охрупчиванию не может быть стабильно получена. Поэтому содержание кислорода составляет 0,0010 масс.% или больше. С другой стороны, когда содержание кислорода составляет больше чем 0,020 масс.%, в стали формируется крупнозернистые оксиды, которые ухудшают механические свойства стального материала. Поэтому содержание кислорода составляет 0,020 масс.% или меньше.

[0044] Стальной лист по настоящему изобретению и материал стали по настоящему изобретению содержат вышеописанные компоненты в качестве существенного компонентного состава, и по мере необходимости могут дополнительно содержать один или более элементов из хрома, молибдена, ванадия, вольфрама, никеля, бора, титана, ниобия и меди.

[0045] <Cr: от 0 масс.% до 2,0 масс.%>, <B: от 0 масс.% до 0,01 масс.%>, <Mo: от 0 масс.% до 1,0 масс.%>, <W: от 0 масс.% до 0,5 масс.%>, <V: от 0 масс.% до 0,5 масс.%> и <Ni: от 0 масс.% до 5,0 масс.%>

Все эти элементы усиливают прокаливаемость. Поэтому сталь может содержать один или более из этих элементов. Однако, когда бор содержится в количестве, превышающем вышеупомянутый верхний предел, способность к горячей обработке ухудшается, а пластичность уменьшается. Когда хром, молибден, вольфрам, ванадий и никель содержатся в количествах, превышающих вышеупомянутые верхние пределы, эффект от вышеупомянутого действия насыщается, и таким образом становится экономически невыгодным. Поэтому верхние пределы содержания бора, хрома, молибдена, вольфрама, ванадия и никеля являются такими, как описывается выше. Для более надежного получения эффекта вышеописанного действия предпочтительно, чтобы содержание бора составляло 0,0005 масс.% или больше, или чтобы содержание любого элемента из хрома, молибдена, вольфрама, ванадия и никеля составляло 0,01 масс.% или больше. Никель подавляет ухудшение поверхностных свойств горячекатаного стального листа, вызываемое медью, и поэтому предпочтительно, чтобы никель также содержался в стали, когда она содержит описываемую далее медь.

[0046] <Ti: от 0 масс.% до 0,5 масс.%>, <Nb: от 0 масс.% до 0,5 масс.%> и <Cu: от 0 масс.% до 1,0 масс.%>

Титан, ниобий и медь увеличивают прочность. Поэтому сталь может содержать один или более из этих элементов. Однако, когда содержание титана составляет больше чем 0,5 масс.%, образование оксида марганца чрезмерно подавляется, и становится трудно обеспечить описываемую далее долю оксида марганца, так что становится трудно обеспечить хорошую устойчивость к водородному охрупчиванию. Поэтому содержание титана составляет 0,5 масс.%. Когда содержание ниобия составляет больше чем 0,5 масс.%, возможность управления горячей прокаткой может быть ослаблена. Поэтому содержание ниобия составляет 0,5 масс.% или меньше. Когда содержание меди составляет больше чем 1,0 масс.%, поверхностные свойства горячекатаного стального листа могут быть ослаблены. Поэтому содержание меди составляет 1,0 масс.% или меньше. Для того, чтобы более надежно получить эффект вышеописанного действия, предпочтительно, чтобы в стали содержался любой элемент из титана (0,001 масс.% или больше), ниобия (0,001 масс.% или больше) и меди (0,01 масс.% или больше). Поскольку титан в стали предпочтительно связывается с азотом, образуя нитрид титана, и тем самым предотвращает бесполезное расходование бора на образование нитрида бора, позволяя дополнительно увеличить эффект присутствия бора, предпочтительно, чтобы титан также содержался в стали, когда в ней содержится вышеупомянутый бор.

[0047] Остаток включает в себя железо и примеси.

[0048] (2) Включение

Далее будет описана причина задания концентрации содержащих марганец включений и численного отношения оксида марганца к содержащим марганец включениям, имеющим максимальную длину от 1,0 мкм до 4,0 мкм, в стальном листе настоящего изобретения и в материале стали по настоящему изобретению.

[0049] <Концентрация содержащих марганец включений: не меньше чем 0,010 масс.% и меньше чем 0,25 масс.%>

Содержащие марганец включения играют важную роль в подавлении водородного охрупчивания вместе с численным отношением оксида марганца к описанным далее содержащим марганец включениям, имеющим максимальную длину от 1,0 мкм до 4,0 мкм. Когда концентрация содержащих марганец включений составляет меньше чем 0,010 масс.%, трудно получить хорошую устойчивость к водородному охрупчиванию. Поэтому концентрация содержащих марганец включений составляет 0,010 масс.% или больше. С другой стороны, когда концентрация содержащих марганец включений составляет 0,25 масс.% или больше, ударная вязкость может быть уменьшена. Поэтому концентрация содержащих марганец включений составляет меньше чем 0,25 масс.%

[0050] Концентрация содержащих марганец включений определяется в соответствии со следующей процедурой. Стальной лист подвергается электролизу постоянным током в растворе электролита, представляющего собой раствор ацетилацетона и тетраметиламмония в метаноле, осадок собирается на фильтре, имеющем диаметр пор 0,2 мкм, масса осадка делится на электролизованную массу (массу, которую стальной лист теряет в ходе электролиза), и полученное значение умножается на 100, чтобы быть выраженным в процентах. То, что включения, извлеченные способом электролиза, содержат марганец, подтверждается методом EDS (энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия) с использованием сканирующего электронного микроскопа.

[0051] <Численное отношение оксида марганца к числу содержащих марганец включений, имеющих максимальную длину от 1,0 мкм до 4,0 мкм: 10,0 масс.% или больше>

Численное отношение оксида марганца к содержащим марганец включениям, имеющим максимальную длину от 1,0 мкм до 4,0 мкм, играет важную роль в подавлении водородного охрупчивания вместе с содержащими марганец включениями, описанными выше. Когда численное отношение оксида марганца к содержащим марганец включениям, имеющим максимальную длину от 1,0 мкм до 4,0 мкм (отношение количества частиц оксида марганца к количеству содержащих марганец включений), составляет меньше чем 10,0%, трудно получить хорошую устойчивость к водородному охрупчиванию. Поэтому численное отношение оксида марганца к содержащим марганец включениям, имеющим максимальную длину от 1,0 мкм до 4,0 мкм, составляет 10,0% или больше.

[0052] Численное отношение оксида марганца к содержащим марганец включениям, имеющим максимальную длину от 1,0 мкм до 4,0 мкм, определяется в соответствии со следующей процедурой. Поперечное сечение стального листа наблюдается с использованием сканирующего электронного микроскопа, отбираются включения, имеющие максимальную длину (например, длина более длинной стороны, когда включение является прямоугольным, и длина главной оси, когда включение является эллиптическим) от 1,0 мкм до 4,0 мкм, и эти включения определяются как объекты экспертизы. Эти включения подвергаются анализу методом энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии, и те из них, для которых одновременно обнаруживается характеристическое рентгеновское излучение марганца и характеристическое рентгеновское излучение кислорода, считаются состоящими из оксида марганца. Наблюдение/анализ выполняется в нескольких областях до тех пор, пока общее количество исследованных объектов не превысит 500, и отношение количества частиц оксида марганца к общему количеству исследованных объектов определяется как численное отношение оксида марганца.

[0053] Причина, по которой максимальная длина исследуемых включений должна составлять 1,0 мкм или больше, заключается в том, что для включений меньшего размера, точность анализа составляющих элементов методом энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии становится недостаточной. Причина, по которой максимальная длина исследуемых включений должна составлять 4,0 мкм или меньше, заключается в том, что более крупные включения являются объединением множества различных включений, так что составляющие элементы (их комбинации) не определяются уникально путем анализа методом энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии.

[0054] (3) Плакирующий металлический слой

Стальной лист по настоящему изобретению и материал стали по настоящему изобретению могут быть поверхностно обработанным стальным листом или поверхностно обработанным стальным материалом с плакирующим металлическим слоем, сформированным на его поверхности с целью улучшения коррозионной стойкости и подобного. Плакирующий металлический слой может быть слоем, сформированным путем погружения в горячий расплав, или может быть слоем, сформированным путем электролитического осаждения. Примеры слоя, сформированного путем погружения в горячий расплав, включают в себя слои цинка, сформированные путем погружения в горячий расплав, слои цинкового сплава, сформированные путем погружения в горячий расплав, слои алюминия, сформированные путем погружения в горячий расплав, слои сплава Zn-Al, сформированные путем погружения в горячий расплав, слои сплава Zn-Al-Mg, сформированные путем погружения в горячий расплав, и слои сплава Zn-Al-Mg-Si, сформированные путем погружения в горячий расплав. Примеры слоя, сформированного путем электролитического осаждения, включают в себя слои цинка, сформированные путем электролитического осаждения, и слои сплава Zn-Ni, сформированные путем электролитического осаждения.

[0055] Толщина плакирующего металлического слоя с точки зрения устойчивости к водородному охрупчиванию и ударной вязкости особенно не ограничивается. Для стального листа по настоящему изобретению, однако, с точки зрения способности к прессованию предпочтительно, чтобы верхний предел толщины плакирующего металлического слоя был ограничен. Например, толщина плакирующего металлического слоя предпочтительно составляет 50 мкм или меньше с точки зрения устойчивости к фрикционной коррозии в случае погружения в горячий расплав алюминия, толщина плакирующего металлического слоя предпочтительно составляет 30 мкм или меньше с точки зрения подавления прилипания цинка к штампу в случае горячего цинкования, и толщина плакирующего металлического слоя предпочтительно составляет 45 мкм или меньше с точки зрения подавления растрескивания легированного слоя в случае горячего цинкования с легированием. С другой стороны, с точки зрения коррозионной стойкости предпочтительным является ограничить нижний предел толщины плакирующего металлического слоя. Например, в случае погружения в горячий расплав алюминия и в случае горячего цинкования толщина плакирующего металлического слоя предпочтительно составляет 5 мкм или больше, более предпочтительно 10 мкм или больше. В случае горячего цинкования с легированием толщина плакирующего металлического слоя предпочтительно составляет 10 мкм или больше, более предпочтительно 15 мкм или больше.

[0056] (4) Способ производства стального листа по настоящему изобретению

Далее будет описан способ производства стального листа по настоящему изобретению.

Стальной лист по настоящему изобретению может быть произведен способом, включающим в себя: стадию горячей прокатки стальной заготовки, имеющей вышеописанный химический состав, с последующей намоткой стальной заготовки при температуре 690°C или выше для того, чтобы сформировать горячекатаный стальной лист; и стадию холодной прокатки горячекатаного стального листа со степенью обжатия 10-90% с тем, чтобы сформировать холоднокатаный стальной лист. Здесь условия выплавки стали и разливки стали при производстве стальной заготовки и условия холодной прокатки, применяемой к горячекатаному стальному листу, могут соответствовать обычному способу. Травление, выполняемое перед холодной прокаткой горячекатаного стального листа, может соответствовать обычному способу.

[0057] Форма включения, описанная выше, получается горячей прокаткой стальной заготовки, имеющей вышеописанный химический состав, с последующей намоткой стальной заготовки при температуре 690°C или выше для того, чтобы сформировать горячекатаный стальной лист, и холодной прокаткой горячекатаного стального листа со степенью обжатия 10-90%. Следовательно, рекристаллизационный отжиг после холодной прокатки не является необходимым с точки зрения устойчивости к водородному охрупчиванию и с точки зрения ударной вязкости после горячей штамповки. Однако с точки зрения обрабатываемости при заготовительных операциях и предварительном формовании и подобном, которые выполняются до того, как стальной лист подвергнется горячей штамповке, предпочтительно, чтобы после холодной прокатки выполнялся рекристаллизационный отжиг для того, чтобы сделать стальной лист более мягким. Плакирующий металлический слой может быть создан после рекристаллизационного отжига с целью усовершенствования коррозионной стойкости, и подобного. Когда после рекристаллизационного отжига выполняется погружение в горячий расплав, предпочтительно выполнять обработку погружением в горячий расплав с использованием оборудования для непрерывной обработки погружением в горячий расплав.

[0058] Причина, по которой стальной лист для горячей штамповки, который способен обеспечить горячештампованный стальной материал, имеющий хорошую устойчивость к водородному охрупчиванию и ударную вязкость, получается вышеописанным методом производства, не является очевидной, но предполагается, что она связана с состоянием образования цементита и микроструктуры в горячекатаном стальном листе до того, как он будет подвергнут холодной прокатке. А именно цементит раздрабливается вместе с другими включениями на стадии холодной прокатки после стадии горячей прокатки, но по-разному в зависимости от его первоначального размера, размера и дисперсионного состояния после дробления и состояния формирования промежутков между цементитом и сталью. В зависимости от прочности (твердости) микроструктуры, разность в твердости между микроструктурой и включением изменяется, и это также воздействует на состояние включений и промежутков. Кроме того, как цементит, так и микроструктура воздействуют на состояние включений, которые не дробятся, а только деформируются.

[0059] Авторы настоящего изобретения предполагают, что посредством горячей прокатки стальной заготовки, имеющей вышеописанный химический состав, с последующей намоткой стальной заготовки при темп