具有780MPa以上的拉伸强度的高强度热轧钢板的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种可以用于水轮发电机（hydraulic generator)的转子（rotor) 的旋转机械轮缘材料（rim material for rotary machine)的具有780MPa以上的拉伸强 度、磁特性（magnetic property)优良的高加工性高强度热乳钢板（high strength hot rolled steel sheet with good formability)〇
【背景技术】
[0002] 近年来，对于用于电气设备用结构部件（structural member for electric equipment)的钢板，以电器设备的高性能化为目的，除了要求机械特性（mechanical property)以外，还要求磁特性、即高磁导率（magnetic permeability)和磁通密度 (magnetic flux density)。特别是水力发电（hydraulic power generation)这样的大 型发电机（large generator)的转子等的旋转机械轮缘用钢板等发电机用轮缘材料（rim material for generator)，由于承受大的离心力（centrifugal force)，因此要求为高 强度，并且具有高磁通密度。而且，由于发电机用轮缘材料大多被赋予了非常多的冲孔 (punched holes)来使用，因此大多要求高冲裁加工性（punchability)。
[0003] 在上述磁特性中，钢中粗大碳化物的量越少，则磁导率越高，钢中非磁性元素 (nonmagnetic element)的量越少，则磁通密度越高。一直以来，磁性特性优良的钢板使用 极低碳钢。然而，其无法实现需求不断提高的高强度。
[0004] 专利文献1中公开了利用添加了 Ti、B的Si - Mn钢的具有高磁通密度的高强度 热乳钢板的制造方法。在该技术中，为了改善淬透性而添加B。然而，B在晶界偏析，抑制 了铁素体相变（ferrite transformation)，进而在更低温度下引起贝氏体相变（bainite transformation)，因此容易形成贝氏体板条（bainite-lath)中分散有碳化物的下贝氏体 组织（lower bainite microstructure)。由于碳化物在冲裁加工时起到作为微小裂纹起点 的作用，因此如果在贝氏体板条中分散有碳化物，则因贝氏体板条中的碳化物产生的裂纹 从贝氏体板条中发展至贝氏体板条的边界。进而，该裂纹越过贝氏体板条边界继续发展，容 易形成大裂纹。因此，在冲裁端面（punched surface)容易产生裂纹。因此，无法实现作为 本发明目标的冲裁加工性。
[0005] 专利文献2中公开了使体积分数为95%以上的铁素体组织中分散有小于10nm的 碳化物的拉伸强度为590MPa以上的热乳钢板及其制造方法。在铁素体组织的情况下，材料 的局部延展性高，冲裁加工性差。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本特开昭63 - 166931号公报
[0009] 专利文献2 :日本专利第4273768号公报
【发明内容】
[0010] 发明所要解决的问题
[0011] 如上所述，在专利文献1和2的任一现有技术中，均未实现作为发电机用轮缘材料 的充分兼顾磁特性和冲裁加工性的高强度热乳钢板。
[0012] 本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于提供一种磁特性良好并且冲裁加工性优 良的、具有780MPa以上的拉伸强度的高加工性高强度热乳钢板。
[0013] 用于解决问题的方法
[0014] 本发明人们反复进行了潜心研究，结果得出如下见解：通过以贝氏体组织为基础 (base)可以提高强度，通过使碳化物的粒径微细化可以提高磁特性，进而，通过使适当大小 的碳化物分散于晶界可以提高冲裁加工性。本发明基于以上见解而完成，其要旨如下所述。
[0015] [1] -种具有780MPa以上的拉伸强度的磁特性优良的高加工性高强度热乳钢 板，其特征在于，具有如下成分组成：以质量％计，含有C :0. 070~0. 140%、Si :0. 10~ 1. 00 %、Mn :1. 00 ~1. 80 %、P :0? 050 % 以下、S :0? 0050 % 以下、N :0? 0080 % 以下、A1 : 0. 010~0. 100%以及Ti :0. 050~0. 150%，且余量由Fe和不可避免的杂质构成，并且具有 体积分数为95%以上的贝氏体组织，总析出碳化物的80%以上的碳化物分散于构成所述 贝氏体组织的贝氏体铁素体的晶界，该总析出碳化物的80%以上具有20~300nm的粒径。
[0016] [2]根据[1]所述的具有780MPa以上的拉伸强度的磁特性优良的高加工性高强度 热乳钢板，其特征在于，所述贝氏体铁素体的平均结晶粒径为1. 5~5. 0 y m。
[0017] [3]根据[1]或[2]所述的具有780MPa以上的拉伸强度的磁特性优良的高加工 性高强度热乳钢板，其特征在于，以质量％计，进一步含有选自V :0. 005~0. 100%、Nb : 0? 005~0? 100 %中的至少1种以上。
[0018] [4]根据[1]~[3]中任一项所述的具有780MPa以上的拉伸强度的磁特性优良的 高加工性高强度热乳钢板，其特征在于，以质量％计，进一步含有Cu :0. 005~0. 100%、Ni : 0? 005 ~0? 100%、Cr :0? 002 ~0? 100%、M〇 :0? 002 ~0? 100% 中的至少 1 种以上。
[0019] [5]根据[1]~[4]中任一项所述的具有780MPa以上的拉伸强度的磁特性优良的 高加工性高强度热乳钢板，其特征在于，以质量％计，进一步含有Ca :0. 0005~0. 0050%、 REM :0? 0005~0? 0300%中的至少1种以上。
[0020] 发明效果
[0021] 根据本发明，可以得到磁特性优良并且冲裁加工性也优良的、具有780MPa以上的 拉伸强度的高加工性高强度热乳钢板。本发明的高加工性高强度热乳钢板适合于大型发电 机的轮缘材料等。
【具体实施方式】
[0022] 以下，具体说明本发明。需要说明的是，涉及成分组成的" ％ "的表示，只要没有特 别说明，则是指"质量％ "。
[0023] 1)成分组成
[0024] C :0? 070 ~0? 140%
[0025] C不仅是确保必要的强度的元素，而且还是形成贝氏体组织的有效元素。为了得 到780MPa以上的拉伸强度（以下，有时也称为TS)和所希望的组织，必须将C量设定为 0.070%以上。另一方面，如果C量超过0. 140%，则碳化物粗大化，冲裁加工性下降。因此， 将C量设定为0? 070~0? 140 %。优选为0? 080~0? 120 %。
[0026] Si :0? 10 ~1. 00%
[0027] 0. 10%以上的Si的添加，由于使碳化物微细化，因此对于冲裁加工性的提高是有 效的。另一方面，如果Si量超过1. 00%，则不仅导致表面性状的显著下降，而且难以得到所 希望的组织。因此，将Si量设定为0.10~1.00%。优选为0.60~0.85%。
[0028] Mn :1. 00 ~1. 80%
[0029] Mn是通过固溶强化（solute strengthening)而确保强度和形成贝氏体组织的有 效元素。为了得到780MPa以上的TS和所希望的组织，必须将Mn量设定为1. 00%以上。另 一方面，如果Mn量超过1. 80%，则由于强度过度提高，因此冲裁加工性显著下降。此外，由 于相变温度过于变低而生成下贝氏体，因而导致磁特性下降。因此，将Mn量设定为1. 00~ 1.80%。优选为 1.20 ~1.70%。
[0030] P:0.050% 以下
[0031] 如果P量超过0. 050%，则由于偏析而导致冲裁加工性的下降。因此，将P设定为 0.050%以下。优选为0.030%以下。
[0032] S:0.0050% 以下
[0033] S由于形成硫化物而导致冲裁加工性下降，因此将其设定为0. 0050%以下。优选 为0.0030%以下。
[0034] N:0.0080% 以下
[0035] 如果N量超过0. 0080%而大量含有，贝lj在制造工序中生成大量的氮化物，导致热 延性（hot ductility)变差，因