СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ФОРМОВАННОГО ПРОДУКТА И ФОРМОВАННЫЙ ПРОДУКТ
MOLDED PRODUCT AND METHOD OF ITS MANUFACTURE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001]
Настоящее изобретение относится к способу производства формованного продукта, а также к формованному продукту.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002]
В последние годы, в областях производства автомобилей, воздушных судов, морских судов, строительных материалов, домашних электрических приборов и т.п. дизайн приобретает все большее значение, чтобы отвечать запросам пользователей. Это, в частности, выражается в тенденции к усложнению формы внешних деталей. Для того, чтобы сформовать металлический лист в формованный продукт, имеющий усложненную форму, необходимо произвести деформацию в металлическом листе. Однако по мере того, как количество механической обработки увеличивается, увеличивается и вероятность образования мелких выступов и углублений на поверхности формованного продукта, приводящих к аномальному росту зерна. Это является проблематичным, потому что внешний вид может быть ухудшен.
[0003]
Например, Патентный документ 1 раскрывает, что выступы и углубления образуют рисунок из полос (вмятин), параллельных направлению прокатки. В частности, Патентный документ 1 раскрывает следующее. Возможно получить листовой прокат из алюминиевого сплава для формовки, который имеет превосходную стойкость к образованию вмятин за счет управления средним коэффициентом Тэйлора, определяемым с учетом того, что формовка вызывает деформацию плоского растяжения в направлении ширины прокатки, которое является главным направлением деформации. Средний коэффициент Тэйлора, который вычисляется на основе всех кристаллических ориентаций, существующих в кристаллической текстуре, сильно связан со стойкостью к образованию вмятин. Стойкость к образованию вмятин может быть устойчиво улучшена путем управления кристаллической текстурой таким образом, чтобы среднее значение коэффициента Тэйлора удовлетворяло конкретным условиям.
[0004]
Патентный документ 1: Японский патент № 5683193
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМ
[0005]
Однако Патентный документ 1 просто раскрывает, что образование вмятин может быть предотвращено при формовке металлического листа, в которой одноосная деформация растяжения происходит в направлении ширины прокатки в качестве главного направления деформации. В дополнение к этому, такая формовка, как формовка глубокой вытяжкой или консольная формовка металлического листа, которая может вызывать деформацию плоского растяжения и двухосную деформацию растяжения, не рассматривается.
[0006]
В то же время в последние годы существует потребность в производстве формованного продукта, имеющего усложненную форму, даже в случае такой формовки, как формовка глубокой вытяжкой или консольная формовка, которая может вызывать деформацию плоского растяжения и двухосную деформацию растяжения металлического листа. Однако фактически, когда формовка проводится для металлического листа с большим количеством механической обработки (которое соответствует коэффициенту уменьшения толщины металлического листа 10% или больше), выступы и углубления формируются на поверхности формованного продукта, что приводит к аномальному росту зерна и ухудшению внешнего вида. Аналогичные проблемы отмечаются также в случае формовки металлического листа, при которой происходит исключительно деформация плоского растяжения.
По вышеупомянутым причинам, например, обычные внешние автомобильные листовые продукты производятся так, чтобы количество механической обработки находилось внутри ограниченной области, в которой величина искажения поверхности продукта соответствует коэффициенту уменьшения толщины листа менее чем 10% для металлического листа. Другими словами, условия обработки ограничиваются для того, чтобы избежать аномального роста зерна. Однако существует потребность в дополнительно усложненных формах внешних автомобильных листовых продуктов. Соответственно, существует потребность в способе, который достигал бы коэффициента уменьшения толщины листа 10% или больше для металлического листа и предотвращал бы аномальный рост зерна при формовке сбалансированным образом.
[0007]
С учетом вышесказанного задачей одного аспекта настоящего изобретения является предложить способ производства формованного продукта, с помощью которого можно было бы получать формованный продукт, обладающий превосходными характеристиками в части  дизайном, благодаря предотвращению аномального роста зерна, даже при обработке металлического листа, имеющего объемноцентрированную кубическую структуру, а также при формовке металлического листа, вызывающей деформацию плоского растяжения и/или двухосную деформацию растяжения и позволяя по меньшей мере части металлического листа иметь коэффициент уменьшения толщины листа от 10% до 30%.
В дополнение к этому, задачей другого аспекта настоящего изобретения является предложить формованный продукт, обладающий превосходными характеристиками в части дизайна, благодаря предотвращению аномального роста зерна, даже когда формованный продукт является формованным продуктом из металлического листа, включающего объемноцентрированную кубическую структуру, в котором форма формованного продукта получается в результате деформации плоского растяжения, или деформации плоского растяжения и двухосной деформации растяжения, и максимальная толщина D1 листа и минимальная толщина D2 листа формованного продукта удовлетворяют формуле 10≤(D1-D2)/D1×100≤30, или максимальная твердость H1 и минимальная твердость H2 формованного продукта удовлетворяют формуле 15≤(H1-H2)/H1×100≤40.
СРЕДСТВА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ
[0008]
Авторы настоящего изобретения исследовали текстуру поверхности для формовки металлического листа при большом количестве механической обработки (количестве механической обработки, соответствующем коэффициенту уменьшения толщины листа 10% или больше для металлического листа) для того, чтобы производить формованный продукт, имеющий усложненную форму в соответствии с современными тенденциями. В итоге авторы настоящего изобретения получили следующие результаты. Когда происходят деформация плоского растяжения и двухосная деформация растяжения, кристаллические зерна, имеющие кристаллическую ориентацию 15° или меньше относительно плоскости (001), параллельной к поверхности металлического листа, имеющего объемноцентрированную кубическую структуру, деформируются приоритетным образом, и таким образом формируются выступы и углубления. Поэтому авторы настоящего изобретения сфокусировались на доле площади и среднем размере кристаллических зерен, имеющих кристаллическую ориентацию 15° или меньше относительно плоскости (001), параллельной к поверхности металлического листа. В результате авторы настоящего изобретения обнаружили, что возможно получить формованный продукт, обладающий превосходным дизайном, путем управления долей площади и средним размером таких кристаллических зерен так, чтобы подавить формирование выступов и углублений, предотвращая тем самым аномальный рост зерен.
[0009]
Авторы настоящего изобретения дополнительно получили следующие результаты. Когда происходят деформация плоского растяжения, или деформация плоского растяжения и двухосная деформация растяжения, кристаллические зерна, отличающиеся от кристаллических зерен, имеющих кристаллическую ориентацию 15° или меньше относительно плоскости (111), параллельной к поверхности металлического листа, имеющего объемноцентрированную кубическую структуру, деформируются приоритетным  образом, и таким образом формируются выступы и углубления. Поэтому авторы настоящего изобретения сфокусировались на доле площади и среднем размере кристаллических зерен, отличающихся от кристаллических зерен, имеющих кристаллическую ориентацию 15° или меньше относительно плоскости (111), параллельной к поверхности металлического листа. В результате авторы настоящего изобретения обнаружили, что возможно получить формованный продукт, обладающий превосходными характеристиками в части дизайна, путем управления долей площади таких кристаллических зерен так, чтобы подавить формирование выступов и углублений, предотвращая тем самым аномальный рост зерен.
[0010]
Суть настоящего изобретения заключается в следующем.
[0011]
<1>
Способ производства формованного продукта, включающий в себя:
обработку металлического листа, имеющего объемноцентрированную кубическую структуру и поверхность, которая удовлетворяет любому из следующих условий (a) или (b); и
формовку этого металлического листа, вызывающую деформацию плоского растяжения и двухосную деформацию растяжения и позволяя по меньшей мере части этого металлического листа иметь коэффициент уменьшения толщины листа от 10% до 30%:
(a) доля площади кристаллических зерен, имеющих кристаллическую ориентацию 15° или меньше относительно плоскости (001), параллельной к поверхности металлического листа, составляет от 0,20 до 0,35;
(b) доля площади кристаллических зерен, имеющих кристаллическую ориентацию 15° или меньше относительно плоскости (001), параллельной к поверхности металлического листа, составляет 0,45 или меньше, а средний размер кристаллического зерна составляет 15 мкм или меньше.
<2>
Способ производства формованного продукта, включающий в себя:
обработку металлического листа, имеющего объемноцентрированную кубическую структуру и поверхность, которая удовлетворяет любому из следующих условий (A) или (B); и
формовку этого металлического листа, вызывающую деформацию плоского растяжения, или деформацию плоского растяжения и двухосную деформацию растяжения и позволяя по меньшей мере части этого металлического листа иметь коэффициент уменьшения толщины листа от 10% до 30%:
(A) доля площади кристаллических зерен, отличающихся от кристаллических зерен, имеющих кристаллическую ориентацию 15° или меньше относительно плоскости (111), параллельной к поверхности металлического листа, составляет от 0,25 до 0,55;
(B) доля площади кристаллических зерен, отличающихся от кристаллических зерен, имеющих кристаллическую ориентацию 15° или меньше относительно плоскости (111), параллельной к поверхности металлического листа, составляет 0,55 или меньше, а средний размер его кристаллического зерна составляет 15 мкм или меньше.
<3>
Способ производства формованного продукта в соответствии с пунктом <1> или <2>, в котором металлический лист является стальным листом.
<4>
Способ производства формованного продукта в соответствии с любым из пунктов <1> - <3>, в котором металлический лист является стальным листом на основе феррита, имеющим долю феррита в металлической структуре 50% или больше.
<5>
Формованный продукт из металлического листа, содержащего объемноцентрированную кубическую структуру, в котором:
форма формованного продукта получается в результате деформации плоского растяжения и двухосной деформации растяжения;
максимальная толщина D1 листа и минимальная толщина D2 листа формованного продукта удовлетворяют формуле 10≤(D1-D2)/D1×100≤30; и
поверхность формованного продукта удовлетворяет любому из следующих условий (c) или (d):
(с) доля площади кристаллических зерен, имеющих кристаллическую ориентацию 15° или меньше относительно плоскости (001), параллельной к поверхности формованного продукта, составляет от 0,20 до 0,35;
(d) доля площади кристаллических зерен, имеющих кристаллическую ориентацию 15° или меньше относительно плоскости (001), параллельной к поверхности формованного продукта, составляет 0,45 или меньше, а средний размер его кристаллического зерна составляет 15 мкм или меньше.
<6>
Формованный продукт из металлического листа, содержащего объемноцентрированную кубическую структуру, в котором:
форма формованного продукта получается в результате деформации плоского растяжения, или деформации плоского растяжения и двухосной деформации растяжения;
максимальная толщина D1 листа и минимальная толщина D2 листа формованного продукта удовлетворяют формуле 10≤(D1-D2)/D1×100≤30; и
поверхность формованного продукта удовлетворяет любому из следующих условий (C) или (D):
(С) доля площади кристаллических зерен, отличающихся от кристаллических зерен, имеющих кристаллическую ориентацию 15° или меньше относительно плоскости (111), параллельной к поверхности формованного продукта, составляет от 0,25 до 0,55;
(D) доля площади кристаллических зерен, отличающихся от кристаллических зерен, имеющих кристаллическую ориентацию 15° или меньше относительно плоскости (111), параллельной к поверхности формованного продукта, составляет 0,55 или меньше, а средний размер кристаллического зерна составляет 15 мкм или меньше.
<7>
Формованный продукт в соответствии с пунктом <5> или <6>, в котором металлический лист является стальным листом.
<8>
Формованный продукт в соответствии с любым из пунктов <5> - <7>, в котором металлический лист является стальным листом на основе феррита, имеющим долю феррита в металлической структуре 50% или больше.
<9>
Формованный продукт из металлического листа, содержащего объемноцентрированную кубическую структуру, в котором:
форма формованного продукта получается в результате деформации плоского растяжения и двухосной деформации растяжения;
максимальная твердость H1 и минимальная твердость H2 формованного продукта удовлетворяют формуле 15≤(H1-H2)/H1×100≤40; и
поверхность формованного продукта удовлетворяет любому из следующих условий (c) или (d):
(с) доля площади кристаллических зерен, имеющих кристаллическую ориентацию 15° или меньше относительно плоскости (001), параллельной к поверхности формованного продукта, составляет от 0,20 до 0,35;
(d) доля площади кристаллических зерен, имеющих кристаллическую ориентацию 15° или меньше относительно плоскости (001), параллельной к поверхности формованного продукта, составляет 0,45 или меньше, а средний размер его кристаллического зерна составляет 15 мкм или меньше.
<10>
Формованный продукт из металлического листа, содержащего объемноцентрированную кубическую структуру, в котором:
форма формованного продукта получается в результате деформации плоского растяжения, или деформации плоского растяжения и двухосной деформации растяжения;
максимальная твердость H1 и минимальная твердость H2 формованного продукта удовлетворяют формуле 15≤(H1-H2)/H1×100≤40; и
поверхность формованного продукта удовлетворяет любому из следующих условий (C) или (D):
(С) доля площади кристаллических зерен, отличающихся от кристаллических зерен, имеющих кристаллическую ориентацию 15° или меньше относительно плоскости (111), параллельной к поверхности формованного продукта, составляет от 0,25 до 0,55;
(D) доля площади кристаллических зерен, отличающихся от кристаллических зерен, имеющих кристаллическую ориентацию 15° или меньше относительно плоскости (111), параллельной к поверхности формованного продукта, составляет 0,55 или меньше, а средний размер его кристаллического зерна составляет 15 мкм или меньше.
<11>
Формованный продукт в соответствии с пунктом <9> или <10>, в котором металлический лист является стальным листом.
<12>
Формованный продукт в соответствии с любым из пунктов <9> - <11>, в котором металлический лист является стальным листом, имеющим долю феррита в металлической структуре 50% или больше.
ЭФФЕКТ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0012]
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения возможно обеспечить способ производства формованного продукта, с помощью которого формованный продукт, обладающий превосходными характеристиками в части дизайна, благодаря предотвращению аномального роста зерна, может быть получен даже при обработке металлического листа, имеющего объемноцентрированную кубическую структуру, а также при формовке металлического листа, создающей деформацию плоского растяжения, или деформацию плоского растяжения и двухосную деформацию растяжения и позволяя по меньшей мере части металлического листа иметь коэффициент уменьшения толщины листа от 10% до 30%.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения возможно обеспечить формованный продукт, обладающий превосходными характеристиками в части дизайна благодаря предотвращению аномального роста зерна, даже когда формованный продукт является формованным продуктом из металлического листа, включающего объемноцентрированную кубическую структуру, в котором форма формованного продукта получается в результате деформации плоского растяжения, или деформации плоского растяжения и двухосной деформации растяжения, в котором максимальная толщина D1 листа и минимальная толщина D2 листа формованного продукта удовлетворяют формуле 10≤(D1-D2)/D1×100≤30, или максимальная твердость H1 и минимальная твердость H2 формованного продукта удовлетворяют формуле 15≤(H1-H2)/H1×100≤40.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0013]
Фиг. 1 представляет собой полученное с помощью SEM изображение поверхности металлического листа, проверенного тестом рельефной формовки.
Фиг. 2 представляет собой полученное с помощью SEM изображение поверхности металлического листа после дополнительной электрополировки после теста рельефной формовки.
Фиг. 3A схематично иллюстрирует анализ поверхности металлического листа, в котором формирование выступов и углублений менее очевидно после теста рельефной формовки способом EBSD.
Фиг. 3B схематично иллюстрирует выступы и углубления на поверхности металлического листа в поперечном сечении A1-A2, показанном на Фиг. 3A.
Фиг. 4A схематично иллюстрирует анализ поверхности металлического листа, в котором формирование выступов и углублений более очевидно после теста рельефной формовки способом EBSD.
Фиг. 4B схематично иллюстрирует выступы и углубления на поверхности металлического листа в поперечном сечении B1-B2, показанном на Фиг. 4A.
Фиг. 5A схематично иллюстрирует анализ поверхности металлического листа, в котором формирование выступов и углублений более очевидно после теста рельефной формовки способом EBSD.
Фиг. 5B схематично иллюстрирует выступы и углубления на поверхности металлического листа в сечении C1-C2, показанном на Фиг. 5A.
Фиг. 6 схематично объясняет определение выражения «кристаллические зерна, имеющие кристаллическую ориентацию 15° или меньше относительно плоскости (001), параллельной к поверхности металлического листа».
Фиг. 7A схематично иллюстрирует один пример консольной формовки.
Фиг. 7B схематично иллюстрирует один пример формованного продукта, полученного с помощью консольной формовки, проиллюстрированной на Фиг. 7A.
Фиг. 8A схематично иллюстрирует один пример вытягивающей консольной формовки.
Фиг. 8B схематично иллюстрирует один пример формованного продукта, полученного с помощью вытягивающей консольной формовки, проиллюстрированной на Фиг. 8A.
Фиг. 9 схематично объясняет деформацию плоского растяжения, двухосную деформацию растяжения и одноосную деформацию растяжения.
Фиг. 10 схематично иллюстрирует способ вычисления среднего размера кристаллических зерен (001) на основе результатов анализа по способу EBSD.
Фиг. 11 представляет собой график, показывающий соотношение между коэффициентом уменьшения толщины листа и твердостью в нагартованном состоянии для формовки.
Фиг. 12 схематично объясняет формованный продукт, произведенный в Примерах.
Фиг. 13 схематично иллюстрирует вид стального листа сверху.
Фиг. 14 схематично иллюстрирует микротекстуру в сечении формованного продукта №2 соответствующего Примера и его поверхностные выступы и углубления.
Фиг. 15 схематично иллюстрирует микротекстуру в сечении формованного продукта №3 соответствующего Примера и его поверхностные выступы и углубления.
Фиг. 16 схематично иллюстрирует микротекстуру в сечении формованного продукта №1 соответствующего Сравнительного примера и его поверхностные выступы и углубления.
Фиг. 17 иллюстрирует результаты визуальной оценки и соотношение между средним размером кристаллических зерен и долей поверхности кристаллических зерен (001) для формованного продукта, полученного в первом Примере.
Фиг. 18 схематично иллюстрирует микротекстуру в сечении формованного продукта №102 соответствующего Примера и его поверхностные выступы и углубления.
Фиг. 19 схематично иллюстрирует микротекстуру в сечении формованного продукта №103 соответствующего Примера и его поверхностные выступы и углубления.
Фиг. 20 схематично иллюстрирует микротекстуру в сечении формованного продукта №101 соответствующего Сравнительного примера и его поверхностные выступы и углубления.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0014]
Далее подробно описываются некоторые аспекты настоящего изобретения со ссылкой на чертежи. Одинаковые ссылочные цифры обозначают одинаковые или соответствующие части, и их описание не будет повторяться.
[0015]
(Способ производства формованного продукта)
Авторы настоящего изобретения выполнили различные исследования металлической структуры металлических листов, подвергаемых формовке. В результате были получены следующие закономерности.
[0016]
(1) В металлическом листе, имеющем объемноцентрированную кубическую структуру, плоскость (001) является более восприимчивой к напряжению благодаря равноосной двухосевой деформации растяжения и неравноосной двухосевой деформации растяжения, подобно равноосной двухосевой деформации растяжения, чем плоскость (111).
В дополнение к этому, плоскость (101) является более восприимчивой к напряжению благодаря равноосной двухосевой деформации растяжения и неравноосной двухосевой деформации растяжения, подобной равноосной деформации растяжения, чем плоскость (111). Следовательно, в том случае, когда формовка металлического листа, такая как формовка с глубокой вытяжкой или консольная формовка, которая вызывает деформацию плоского растяжения и двухосную деформацию растяжения, проводится с большим количеством механической обработки (таким количеством механической обработки, которое приводит к коэффициенту уменьшения толщины листа от 10% до 30% по меньшей мере для части металлического листа), деформация концентрируется в кристаллических зернах, имеющих кристаллическую ориентацию 15° относительно плоскости (001), параллельной к поверхности металлического листа.
[0017]
(2) Деформация, сконцентрированная в кристаллических зернах, имеющих кристаллическую ориентацию 15° относительно плоскости (001), параллельной к поверхности металлического листа, вызывает модификацию поверхности металлического листа, которая приводит к ухудшению текстуры поверхности (то есть к аномальному росту зерна).
[0018]
(3) Когда выступы и углубления, образующиеся на поверхности металлического листа, соединяются, это дополнительно ускоряет ухудшение текстуры поверхности (то есть очевидный аномальный рост зерна).
[0019]
(4) Даже в том случае, когда имеется слишком мало кристаллических зерен, имеющих кристаллическую ориентацию 15° относительно плоскости (001), параллельной к поверхности металлического листа, локализованная деформация происходит распределенным образом в кристаллических зернах, имеющих кристаллическую ориентацию приблизительно 15° относительно плоскости (001), параллельной к поверхности металлического листа (например, в кристаллических зернах, имеющих кристаллическую ориентацию от более чем 15° до 30° относительно плоскости (001)).
Это вызывает образование выступов и углублений на поверхности металлического листа.
[0020]
Фиг. 1 представляет собой полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM) изображение поверхности металлического листа, проверенного тестом рельефной формовки. Фиг. 2 представляет собой полученное с помощью SEM изображение поверхности металлического листа после дополнительной электрополировки после теста рельефной формовки. Как на Фиг. 1, так и на Фиг. 2 точка наблюдения является вершиной металлического листа, который раздается для того, чтобы сформировать форму горки в результате теста рельефной формовки. Когда металлический лист был исследован с помощью теста рельефной формовки со ссылкой на Фиг. 1 и 2, наблюдались углубления 1 и 2, имеющие размер от приблизительно 10 до 20 мкм.
[0021]
Другими словами, консольная формовка металлического листа заставляет напряжение концентрироваться в некоторой точке металлического листа. В месте концентрации напряжения на поверхности металлического листа формируются выступы и углубления. В дополнение к этому, образовавшиеся выступы и углубления соединяются, тем самым дополнительно увеличивая образующиеся выступы и углубления. Таким образом, выступы и углубления вызывают аномальный рост зерна.
[0022]
Каждая из Фиг. 3A-5A схематично иллюстрирует анализ поверхности металлического листа после теста рельефной формовки с помощью способа дифракции обратно-рассеянных электронов (EBSD). Фиг. 3A схематично иллюстрирует металлический лист, на поверхности которого очевидного формирования выступов и углублений не произошло в том случае, когда высота вылета была установлена равной 40 мм для рельефной формовки (соответствующей формовке, которая позволяет по меньшей мере части металлического листа иметь коэффициент уменьшения толщины листа 25%). Каждая из Фиг. 4А и 5A схематично иллюстрирует металлический лист, на поверхности которого произошло очевидное формирование выступов и углублений в том случае, когда высота вылета была установлена равной 40 мм для рельефной формовки (соответствующей формовке, которая позволяет по меньшей мере части металлического листа иметь коэффициент уменьшения толщины листа 25%).
[0023]
Фиг. 3B-5B схематично иллюстрируют выступы и углубления поверхности металлического листа в поперечном сечении для каждой из Фиг. 3A-5A.
Другими словами, Фиг. 3B схематично иллюстрирует поперечное сечение выступов и углублений на поверхности металлического листа, на которой не произошло очевидного формирования выступов и углублений. Каждая из Фиг. 4B и 5B схематично иллюстрирует металлический лист, на поверхности которого произошло очевидное формирование выступов и углублений.
[0024]
Среди кристаллических зерен на Фиг. 3A-5A каждое темно-серое кристаллическое зерно 3 является кристаллическим зерном, имеющим кристаллическую ориентацию 15° или меньше относительно плоскости (001), параллельной к поверхности металлического листа. Такое кристаллическое зерно в дальнейшем также упоминается как «кристаллическое зерно (001)». Среди кристаллических зерен на Фиг. 3A-5A каждое светло-серое кристаллическое зерно 4 является кристаллическим зерном, имеющим кристаллическую ориентацию приблизительно 15° относительно плоскости (001), параллельной к поверхности металлического листа (например, кристаллическим зерном, имеющим кристаллическую ориентацию от более чем 15° до 20° относительно плоскости (001)). Такое кристаллическое зерно в дальнейшем также упоминается как «кристаллическое зерно, смежное с зерном (001)». Ссылочная цифра 31 на Фиг. 3B-5B обозначает поверхность металлического листа, на котором существуют кристаллические зерна (001) 3. В дополнение к этому, ссылочная цифра 41 обозначает поверхность металлического листа, на котором существуют кристаллические зерна 4, смежные с зерном (001).
[0025]
Было найдено, что доля площади кристаллических зерен (001) 3 составляет от 0,20 до 0,35 на поверхности металлического листа, на котором не произошло очевидного формирования выступов и углублений (см. Фиг. 3A и 3B).
[0026]
Было найдено, что доля площади кристаллических зерен (001) 3 составляет меньше чем 0,20 или больше чем 0,35 на поверхности металлического листа, на котором произошло очевидное формирование выступов и углублений (см. Фиг. 4A и 5A и Фиг. 4B и Фиг. 5B).
[0027]
Причина этого заключается в том, что деформация концентрируется в кристаллических зернах (001) 3 при консольной формовке. Деформация, сконцентрированная в кристаллических зернах (001) 3, вызывает формирование выступов и углублений на поверхности металлического листа. Кроме того, когда доля площади кристаллических зерен (001) 3 является высокой, вероятность того, что кристаллические зерна (001) 3 находятся в контакте друг с другом, увеличивается, что облегчает соединение сформированных выступов и углублений друг с другом. В то же время, когда доля площади кристаллических зерен (001) 3 является чрезмерно низкой, локализованная деформация кристаллических зерен 4, смежных с зерном (001), происходит распределенным образом, что позволяет выступам и углублениям формироваться на поверхности металлического листа.
[0028]
В частности, в том случае, когда доля площади кристаллических зерен (001) 3 находится в подходящем диапазоне, локализованная деформация кристаллических зерен 4, смежных с зерном (001), не происходит распределенным образом на поверхности металлического листа. Это приводит к локализованной деформации одних только кристаллических зерен (001) 3. Соответственно, глубокие углубления формируются в той области, где существуют кристаллические зерна (001) 3, в то время как формирование плоских частей обеспечивается в той области, где существуют другие кристаллические зерна (например, кристаллические зерна 4, смежные с зерном (001)) (см. Фиг. 3B). Это означает, что даже в том случае, когда формируются высокие выступы и глубокие углубления, формирование плоских частей может быть обеспечено при условии, что формируются глубокие и узкие углубления.
В то же время в том случае, когда доля площади кристаллических зерен (001) 3 является чрезмерно низкой, локализованная деформация кристаллических зерен 4, смежных с зерном (001), происходит распределенным образом на поверхности металлического листа. Это вызывает локализованную деформацию кристаллических зерен 4, смежных с зерном (001), а также кристаллических зерен (001) 3. Соответственно, область, в которой формируются поверхностные углубления, увеличивается, что приводит к относительному уменьшению плоских частей (см. Фиг. 4B).
В дополнение к этому, в том случае, когда доля площади кристаллических зерен (001) 3 является чрезмерно высокой, локализованная деформация кристаллических зерен (001) 3 происходит на поверхности металлического листа, и область, в которой формируются поверхностные углубления, увеличивается, что приводит к уменьшению плоских частей (Фиг. 5B).
[0029]
Это означает, что чрезмерно высокая или чрезмерно низкая доля площади кристаллических зерен (001) 3 вызывает формирование выступов и углублений на поверхности стального листа и облегчает соединение сформированных выступов и углублений друг с другом, и такое соединение вызывает дальнейшее формирование выступов и углублений.
[0030]
Поэтому авторы настоящего изобретения предположили, что в том случае, когда выполняется формовка, которая вызывает деформацию плоского растяжения и двухосную деформацию растяжения, возможно предотвратить формирование выступов и углублений на поверхности металлического листа путем задания доли кристаллических зерен (001) 3 внутри данного диапазона. Другими словами, возможно предотвратить аномальный рост зерна, который ухудшает внешний вид формованного продукта, путем предотвращения формирования выступов и углублений.
[0031]
В то же время, авторы настоящего изобретения предположили, что в том случае, когда доля кристаллических зерен (001) 3 является низкой, даже когда формирование выступов и углублений на поверхности металлического листа происходит во время обработки, выступы и углубления, сформировавшиеся на поверхности металлического листа, будут менее очевидными, и таким образом их формирование вряд ли будет распознано как аномальный рост зерна, который ухудшает внешний вид формованного продукта, при условии, что размеры кристаллических зерен (001) 3 будут в достаточной степени малыми.
[0032]
Первый способ производства формованного продукта по настоящему изобретению, который был завершен на основе вышеописанных закономерностей, является способом производства формованного продукта, который включает в себя обработку металлического листа, имеющего объемноцентрированную кубическую структуру и поверхность, которая удовлетворяет любому из следующих условий (a) или (b), а также формовку металлического листа, вызывающую деформацию плоского растяжения и двухосную деформацию растяжения и позволяя по меньшей мере части металлического листа иметь коэффициент уменьшения толщины листа от 10% до 30%:
(a) доля площади кристаллических зерен, имеющих кристаллическую ориентацию 15° или меньше относительно плоскости (001), параллельной к поверхности металлического листа, составляет от 0,20 до 0,35;
(b) доля площади кристаллических зерен, имеющих кристаллическую ориентацию 15° или меньше относительно плоскости (001), параллельной к поверхности металлического листа, составляет 0,45 или меньше, а средний размер его кристаллического зерна составляет 15 мкм или меньше.
[0033]
В соответствии с первым способом производства формованного продукта по настоящему изобретению формованный продукт, обладающий превосходными характеристиками в части дизайна, благодаря предотвращению аномального роста зерна, может быть получен даже при обработке металлического листа, имеющего объемноцентрированную кубическую структуру, путем формовки металлического листа, создающей деформацию плоского растяжения и двухосную деформацию растяжения и позволяющей по меньшей мере части металлического листа иметь коэффициент уменьшения толщины листа от 10% до 30%.
[0034]
Используемое в настоящем документе выражение «кристаллические зерна, имеющие кристаллическую ориентацию 15° или меньше относительно плоскости (001), параллельной к поверхности металлического листа», означает кристаллические зерна, имеющие кристаллическую ориентацию внутри диапазона от кристаллической ориентации 3B, которая образует острый угол 15° с плоскостью (001) 3A на одной поверхности металлического листа, до кристаллической ориентации 3C, которая образует острый угол 15° с плоскостью (001) 3A на другой поверхности металлического листа, как проиллюстрировано на Фиг. 6. Другими словами, такие кристаллические зерна являются кристаллическими зернами, имеющими кристаллическую ориентацию внутри диапазона угла θ между кристаллической ориентацией 3B и кристаллической ориентацией 3C.
[0035]
В то же время авторы настоящего изобретения дополнительно исследовали металлическую структуру металлического листа, подвергаемого формовке на основе вышеописанных наблюдений. Затем авторы настоящего изобретения исследовали соотношение между ориентацией кристаллических зерен и аномальным ростом зерна в формованном продукте в области деформации плоского растяжения и в области неравноосной двухосной деформации растяжения, аналогично области деформации плоского растяжения. В итоге авторы настоящего изобретения получили следующие результаты. В области равноосной двухосной деформации растяжения и в области неравноосной двухосной деформации растяжения, подобной области равноосной двухосной деформации растяжения, деформация концентрируется в кристаллических зернах (001) 3, что приводит к приоритетной  деформации. В то же время в области деформации плоского растяжения и в области неравноосной двухосной деформации растяжения, подобной области деформации плоского растяжения, деформация концентрируется не только в кристаллических зернах (001) 3, но также и в кристаллических зернах, отличающихся от кристаллических зерен, имеющих кристаллическую ориентацию 15° или меньше относительно плоскости (111), параллельной к поверхности металлического листа (в дальнейшем также называемых «кристаллические зерна (111)»), что приводит к приоритетной деформации.
[0036]
Другими словами, авторы настоящего изобретения рассмотрели следующее. В том случае, когда выполняется формовка, которая вызывает деформацию плоского растяжения, или деформацию плоского растяжения и двухосную деформацию растяжения, возможно предотвратить формирование выступов и углублений на поверхности металлического листа путем задания доли кристаллических зерен, отличающихся от кристаллических зерен (111), внутри данного диапазона. Другими словами, возможно предотвратить аномальный рост зерна, который ухудшает внешний вид формованного продукта, путем предотвращения формирования выступов и углублений.
[0037]
Кроме того, авторы настоящего изобретения рассмотрели следующее. В том случае, когда доля кристаллических зерен, отличающихся от кристаллических зерен (111), является низкой, даже когда формирование выступов и углублений на поверхности металлического листа происходит во время обработки, выступы и углубления, сформированные на поверхности металлического листа, будут менее очевидными, и таким образом их формирование вряд ли будет распознано как аномальный рост зерна, который ухудшает внешний вид формованного продукта, при условии, что размеры кристаллических зерен, отличающихся от кристаллических зерен (001) 3, будут в достаточной степени малыми.
[0038]
Второй способ производства формованного продукта по настоящему изобретению, который был завершен на основе вышеописанных закономерностей, является способом производства формованного продукта, который включает в себя обработку металлического листа, имеющего объемноцентрированную кубическую структуру и поверхность, которая удовлетворяет любому из следующих условий (A) или (B), а также формовку металлического листа, вызывающую деформацию плоского растяжения или деформацию плоского растяжения и двухосную деформацию растяжения и позволяя по меньшей мере части металлического листа иметь коэффициент уменьшения толщины листа от 10% до 30%:
(A) доля площади кристаллических зерен, отличающихся от кристаллических зерен, имеющих кристаллическую ориентацию 15° или меньше относительно плоскости (111), параллельной к поверхности металлического листа, составляет от 0,25 до 0,55;
(B) доля площади кристаллических зерен, отличающихся от кристаллических зерен, имеющих кристаллическую ориентацию 15° или меньше относительно плоскости (111), параллельной к поверхности металлического листа, составляет 0,55 или меньше, а средний размер кристаллического зерна составляет 15 мкм или меньше.
[0039]
В соответствии со вторым способом производства формованного продукта по настоящему изобретению формованный продукт, обладающий превосходными характеристиками в части дизайна благодаря предотвращению аномального роста зерна, может быть получен даже при обработке металлического листа, имеющего объемноцентрированную кубическую структуру, путем формовки металлического листа, создающей деформацию плоского растяжения или деформацию плоского растяжения и двухосную деформацию растяжения и позволяя по меньшей мере части металлического листа иметь коэффициент уменьшения толщины листа от 10% до 30%.
[0040]
Используемое в настоящем документе выражение «кристаллические зерна, имеющие кристаллическую ориентацию 15° или меньше относительно плоскости (111), параллельной к поверхности металлического листа», означает кристаллические зерна, имеющие кристаллическую ориентацию внутри диапазона от кристаллической ориентации, которая образует острый угол 15° с плоскостью (111) на одной поверхности металлического листа, до кристаллической ориентации, которая образует острый угол 15° с плоскостью (001) на другой поверхности металлического листа.
Другими словами, такие кристаллические зерна являются кристаллическими зернами, имеющими кристаллическую ориентацию внутри диапазона угла θ между этими двумя кристаллическими ориентациями.
[0041]
(Формовка)
Металлический лист обрабатывается формовкой, которая вызывает деформацию плоского растяжения, или деформацию плоского растяжения и двухосную деформацию растяжения. Примеры формовки включают в себя формовку глубокой вытяжкой, консольную формовку, вытягивающую консольную формовку и формовку изгибом. В частности, формовка является, например, способом обработки металлического листа 10 с помощью консольной формовки, как проиллюстрировано на Фиг. 7A. При такой формовке краевая часть металлического листа 10 зажимается между матрицей 11 и держателем 12, снабженным вытяжным буртиком 12A. Таким образом, вытяжной буртик 12A зацепляется за поверхность краевой части металлического листа 10 таким образом, чтобы металлический лист 10 находился в зафиксированном состоянии. Металлический лист 10 в таком состоянии прессуется пуансоном 13, имеющим плоскую верхнюю поверхность, и тем самым металлический лист 10 подвергается консольной формовке. Фиг. 7B иллюстрирует один пример формованного продукта, полученного с помощью консольной формовки, проиллюстрированной на Фиг. 7A. В случае консольной формовки, проиллюстрированной на Фиг. 7A, деформация плоского растяжения происходит, например, на металлическом листе 10, расположенном на боковой стороне пуансона 13 (соответствующей части боковой стороны формованного продукта). В то же время равноосная двухосная деформация или неравноосная двухосная деформация растяжения, относительно близкая к равноосной двухосной деформации, происходит на металлическом листе 10, расположенном на верхней поверхности пуансона 13 (соответствующей верхней поверхности формованного продукта).
[0042]
В дополнение к этому, одним примерным способом формовки является способ обработки металлического листа 10 консольной формовкой, проиллюстрированной на Фиг. 8A. При такой формовке краевая часть металлического листа 10 зажимается между матрицей 11 и держателем 12, снабженным вытяжным буртиком 12A. Таким образом, вытяжной буртик 12A зацепляется за поверхность краевой части металлического листа 10 таким образом, чтобы металлический лист 10 находился в зафиксированном состоянии. Затем металлический лист 10 в таком состоянии прессуется пуансоном 13, имеющим верхнюю поверхность, которая имеет выступающую V-образную форму, и тем самым металлический лист 10 подвергается вытягивающей консольной формовке. Фиг. 8B иллюстрирует один пример формованного продукта, полученного с помощью вытягивающей консольной формовки, проиллюстрированной на Фиг. 8A. В случае вытягивающей консольной формовки, проиллюстрированной на Фиг. 8A, деформация плоского растяжения происходит, например, на металлическом листе 10, расположенном на боковой стороне пуансона 13 (соответствующей части боковой стороны формованного продукта). В то же время неравноосная двухосная деформация растяжения, относительно похожая на равноосную двухосную деформацию, происходит на металлическом листе 10, расположенном на верхней поверхности пуансона 13 (соответствующей верхней поверхности формованного продукта).
[0043]
Как проиллюстрировано на Фиг. 9, деформация плоского растяжения является таким режимом деформации, который вызывает растяжение в направлении ε1, но не в направлении ε2. В дополнение к этому, двухосная деформация растяжения является таким режимом деформации, который вызывает растяжение как в направлении ε1, так и в направлении ε2. В частности, деформация плоского растяжения является такой разновидностью двухосной деформации растяжения, в которой максимальное главное напряжение равно ε1, минимальное главное напряжение равно ε2, и отношение деформации β (= ε2/ε1) равно нулю. Двухосная деформация растяжения является режимом деформации, при котором отношение деформации β (= ε2/ε1) составляет 0<β≤1. В дополнение к этому, неравноосная двухосная деформация характеризуется условием 0<β<1, а равноосная двухосная деформация характеризуется условием β=1. Следует отметить, что одноосная деформация растяжения является таким режимом деформации, который вызывает растяжение в направлении ε1 при одновременном сжатии в направлении ε2, так что отношение деформации β (= ε2/ε1) составляет -0,5≤β<0.
[0044]
Следует отметить, что вышеописанное отношение деформации β находится внутри диапазона теоретических значений. Например, диапазон отношения деформации β для каждого режима деформации, которое вычисляется на основе максимальной главной деформации и минимальной главной деформации, определяемых по изменениям формы кругов, нарисованных на поверхности стального листа, до и после формовки стального листа (до и после деформации стального листа), описывается ниже.
- Одноосная деформация растяжения: -0,5<β≤-0,1
- Деформация плоского растяжения: -0,1<β≤0,1
- Неравноосная двухосная деформация растяжения: 0,1<β ≤0,8
- Равноосная двухосная деформация растяжения: 0,8<β≤1,0
[0045]
В то же время формовка выполняется при таком количестве механической обработки, которое заставляет по меньшей мере часть металлического листа иметь коэффициент уменьшения толщины листа от 10% до 30%. При таком количестве механической обработки, которое приводит к коэффициенту уменьшения толщины листа менее чем 10%, существует тенденция того, что деформация будет с меньшей вероятностью сконцентрирована в кристаллических зернах (особенно в кристаллических зернах (001)), отличающихся от кристаллических зерен (111), что препятствует формированию выступов и углублений при формовке. Следовательно, даже когда металлический лист не удовлетворяет условиям (a) и (b) или условиям (A) и (B), описанным выше, аномальный рост зерна в самом формованном продукте навряд ли будет происходить. В то же время, когда коэффициент уменьшения толщины листа превышает 30%, существует увеличенная тенденция того, что формовка будет вызывать разрушение металлического листа (формованного продукта). Следовательно, количество механической обработки при формовке должно соответствовать вышеописанному диапазону.
[0046]
Формовка выполняется при таком количестве механической обработки, которое заставляет по меньшей мере часть металлического листа иметь коэффициент уменьшения толщины листа от 10% до 30%. Однако формовка может выполняться при таком количестве механической обработки, которое заставляет весь металлический лист, исключая краевую часть (часть, зажатую между штампом и держателем), иметь коэффициент уменьшения толщины листа от 10% до 30%. Особенно предпочтительно выполнять формовку при таком количестве механической обработки, которое заставляет ту часть металлического листа, которая располагается на верхней поверхности пуансона (ту часть металлического листа, которая будет подвергаться двухосной деформация растяжения), иметь коэффициент уменьшения толщины листа от 10% до 30%, хотя это зависит от формы формованного продукта, получаемого в результате формовки. Та часть металлического листа, которая располагается на верхней поверхности пуансона, вероятно, будет видна в случае, когда формованный продукт используется в качестве внешнего элемента. По этой причине, когда эта часть металлического листа обрабатывается путем формовки при большом количестве механической обработки, соответствующем коэффициенту уменьшения толщины листа от 10% до 30%, значительные эффекты ингибирования аномального роста зерна могут быть получены путем ингибирования формирования выступов и углублений.
[0047]
Учитывая, что толщина металлического листа перед формовкой обозначается как Ti, а толщина металлического листа после формовки (формованного продукта) обозначается как Ta, коэффициент уменьшения толщины листа выражается следующей формулой: коэффициент уменьшения толщины листа =(Ti-Ta)/Ti.
[0048]
(Металлический лист)
[Тип]
Металлический лист, используемый в настоящем документе, является металлическим листом, имеющим объемноцентрированную кубическую структуру (структуру объемноцентрированной кубической решетки). Металлический лист, имеющий объемноцентрированную кубическую структуру, предпочтительно является металлическим листом из α-Fe, Li, Na, K, β-Ti, V, Cr, Ta, W и т.п. Из них, принимая во внимание максимальную легкость материально-технического снабжения производства структурированных объектов, предпочтительными являются стальные листы (например, стальные листы на основе феррита, стальные листы с однофазной бейнитной текстурой и стальные листы с однофазной мартенситной текстурой), и стальные листы на основе феррита являются более предпочтительными. Ферритные стальные листы также включают в себя стальные листы, содержащие мартенсит и бейнит (стальные листы DP), а также стальные листы, имеющие долю феррита в металлической структуре 100%.
[0049]
Доля феррита в металлической структуре стального листа на основе феррита предпочтительно составляет 50%, и более предпочтительно 80% или больше. В том случае, когда доля феррита в металлической структуре составляет менее 80%, влияние твердой фазы увеличивается. Кроме того, в том случае, когда эта доля составляет менее 50%, твердая фаза становится доминирующей, и влияние кристаллической ориентации феррита (кристаллических зерен (особенно кристаллических зерен (001)), отличающихся от кристаллических зерен (111)) уменьшается. Следовательно, формирование выступов и углублений после формовки происходит с меньшей вероятностью, что затрудняет аномальный рост зерна в самом формованном продукте. Соответственно, значительные эффекты ингибирования аномального роста зерна могут быть получены с использованием стального листа на основе феррита, в котором доля феррита находится внутри вышеупомянутого диапазона.
Доля феррита может быть определена с помощью описанного ниже способа. Поверхность стального листа полируется, а затем погружается в раствор ниталя для проявления ферритной структуры. Эта структура фотографируется с использованием оптического микроскопа. Затем вычисляется площадь структуры феррита относительно всей площади фотографии структуры.
[0050]
Толщина металлического листа особенно не ограничивается. Однако предпочтительно она составляет 3 мм или меньше с учетом формуемости.
[0051]
[Кристаллическое зерно (001)]
В том случае, когда выполняется формовка, которая вызывает деформацию плоского растяжения и двухосную деформацию растяжения, кристаллические зерна, имеющие кристаллическую ориентацию 15° или меньше относительно плоскости (001), параллельной к поверхности металлического листа (кристаллические зерна (001)), удовлетворяют любому из следующих условий (a) или (b) на поверхности металлического листа:
(a) доля площади кристаллических зерен (001) составляет от 0,20 до 0,35; и
(b) доля площади кристаллических зерен (001) составляет 0,45 или меньше, и их средний размер составляет 15 мкм или меньше.
[0052]
Как указано выше, в случае металлического листа, имеющего объемноцентрированную кубическую структуру, кристаллические зерна (001) являются наиболее восприимчивыми к напряжению благодаря равноосной двухосной деформации растяжения и неравноосной двухосной деформации растяжения, подобной равноосной двухосной деформации растяжения. Следовательно в том случае, когда формовка металлического листа, такая как формовка глубокой вытяжкой или консольная формовка, которая вызывает деформацию плоского растяжения и двухосную деформацию растяжения, выполняется с большим количеством механической обработки (таким количеством механической обработки, которое приводит к коэффициенту уменьшения толщины листа от 10% до 30% по меньшей мере для части металлического листа), деформация скорее всего будет концентрироваться на кристаллических зернах (001), что облегчает формирование выступов и углублений на кристаллических зернах (001). В дополнение к этому, в том случае, когда доля кристаллических зерен (001) является большой, деформация, вероятно, будет концентрироваться, что облегчает формирование выступов и углублений. В то же время в том случае, когда доля кристаллических зерен (001) является малой, существует немного частей, на которых концентрируется деформация, и локализованная деформация происходит распределенным образом также в кристаллических зернах, смежных с кристаллическими зернами (001), что, в свою очередь, облегчает формирование выступов и углублений. Следует отметить также, что в том случае, когда доля кристаллических зерен (001) является малой, когда размер кристаллических зерен (001) является в достаточной степени малым, область локализованной деформации кристаллических зерен, смежных с кристаллическими зернами (001), также становятся малой. Это приводит к формированию мелких выступов и углублений, что вряд ли должно рассматриваться как аномальный рост зерна в формованном продукте.
[0053]
Следовательно, в том случае, когда металлический лист удовлетворяет описанному выше условию (a), достигается адекватная концентрация деформации благодаря формовке. Соответственно, формирование выступов и углублений ингибируется, ингибируя тем самым аномальный рост зерна в формованном продукте. В то же время в том случае, когда металлический лист удовлетворяет описанному выше условию (b), адекватная концентрация деформации благодаря формовке достигается с долей площади кристаллических зерен (001) внутри диапазона от 0,20 до 0,45. В том случае, когда доля площади кристаллических зерен (001) составляет менее 0,20, формирование выступов и углублений вряд ли должно рассматриваться как аномальный рост зерна в формованном продукте. Соответственно, аномальный рост зерна в формованном продукте ингибируется.
[0054]
В дополнение к этому, средний размер кристаллических зерен (001) составляет 15 мкм или меньше по условию (b). Однако принимая во внимание ингибирование аномального роста зерна, он предпочтительно составляет 10 мкм или меньше. Хотя более малый средний размер кристаллических зерен (001) является более предпочтительным с точки зрения ингибирования аномального роста зерна, средний размер кристаллических зерен предпочтительно составляет 1 мкм или больше. Причина этого заключается в том, что поскольку ориентацией управляет рекристаллизация, трудно достичь одновременно резкого уменьшения размера кристаллических зерен и управления ориентацией сбалансированным образом.
[0055]
Средний размер кристаллических зерен (001) измеряется с помощью следующего способа. Поверхность металлического листа наблюдается с использованием SEM, и области измерения выбираются произвольным образом. Кристаллические зерна (001) выбираются для каждой области измерения с использованием способа EBSD. Две тестовые линии прочерчиваются на каждом из выбранных кристаллических зерен (001).
Среднее арифметическое этих двух тестовых линий вычисляется для того, чтобы получить средний размер кристаллических зерен (001). В частности, этот способ является следующим. Фиг. 10 схематично иллюстрирует способ вычисления среднего размера кристаллических зерен на основе результатов анализа по способу EBSD. Тестовая линия 5, которая проходит через центр каждого кристаллического зерна (001) 3, прочерчивается таким образом, чтобы тестовые линии 5 были выровнены в том же самом направлении для всех кристаллических зерен (001) 3 (см. Фиг. 10). Далее тестовая линия 6, которая проходит через центр каждого кристаллического зерна (001) 3, прочерчивается таким образом, чтобы каждая тестовая линия 6 была ортогональной к соответствующей тестовой линии 5. Среднее арифметическое длин двух тестовых линий 5 и 6 принимается за размер соответствующего кристаллического зерна. Среднее арифметическое размеров всех кристаллических зерен (001) 3 в произвольной области измерения принимается за средний размер кристаллического зерна.
[0056]
Доля площади кристаллических зерен (001) определяется следующим способом. Сечение металлического листа (сечение вдоль направления толщины листа) наблюдается с использованием SEM, и выбирается произвольная область измерения, включая область (область в форме линии), соответствующую поверхности металлического листа (поверхности, которая противоположна направлению толщины листа). Кристаллические зерна (001) 3 выбираются с помощью способа EBSD. Затем вычисляется доля площади кристаллических зерен (001) 3 в области, соответствующей поверхности металлического листа (поверхности, которая противоположна направлению толщины листа) в каждом поле зрения, и тем самым получается доля площади кристаллических зерен (001) 3. Среднее значение долей площади кристаллических зерен (001) 3 в произвольной области измерения принимается за долю площади кристаллических зерен (001).
В том случае, когда на поверхности металлического листа формируется слой металлизации и т.п., доля площади кристаллических зерен (001) 3 измеряется для области (области в форме линии), соответствующей поверхности металлического листа, которая находится в контакте со слоем металлизации и т.п.
[0057]
[Кристаллические зерна, отличающиеся от кристаллических зерен (111)]
В том случае, когда выполняется формовка, которая вызывает деформацию плоского растяжения, или деформацию плоского растяжения и двухосную деформацию растяжения, кристаллические зерна (то есть кристаллические зерна, имеющие кристаллическую ориентацию больше чем 15° относительно плоскости (111), параллельной к поверхности металлического листа), отличающиеся от кристаллических зерен, имеющих кристаллическую ориентацию 15° или меньше относительно плоскости (111), параллельной к поверхности металлического листа (кристаллические зерна (111)), удовлетворяют любому из следующих условий (A) или (B) на поверхности металлического листа:
(A) доля площади кристаллических зерен, отличающихся от кристаллических зерен (111), составляет от 0,25 до 0,55; или
(B) доля площади кристаллических зерен, отличающихся от кристаллических зерен (111), составляет 0,55 или меньше, и средний кристаллический размер этих зерен составляет 15 мкм или меньше.
[0058]
Как было указано выше, в случае металлического листа, имеющего объемноцентрированную кубическую структуру, кристаллические зерна, отличающиеся от кристаллических зерен (111), являются восприимчивыми к деформации плоского растяжения и неравноосной двухосной деформации растяжения, подобной деформации плоского растяжения (что означает, что кристаллические зерна (111) являются наиболее стойкими к напряжению). Следовательно в том случае, когда в дополнение к формовке глубокой вытяжкой или консольной формовке, формовка металлического листа, формовка изгибом, которая вызывает деформацию плоского растяжения, или деформацию плоского растяжения и двухосную деформацию растяжения, выполняется с большим количеством механической обработки (таким количеством механической обработки, которое приводит к коэффициенту уменьшения толщины листа от 10% до 30% по меньшей мере для части металлического листа), деформация скорее всего будет концентрироваться на кристаллических зернах, отличающихся от кристаллических зерен (111), что облегчает формирование выступов и углублений на кристаллических зернах, отличающихся от кристаллических зерен (111). В дополнение к этому, в том случае, когда доля кристаллических зерен, отличающихся от кристаллических зерен (111), является большой, деформация, вероятно, будет концентрироваться, что облегчает формирование выступов и углублений. В то же время в том случае, когда доля кристаллических зерен, отличающихся от кристаллических зерен (111), является малой, существует немного частей, на которых концентрируется деформация, и локализованная деформация происходит распределенным образом также в кристаллических зернах (111), что, в свою очередь, облегчает формирование выступов и углублений. Следует отметить также, что в том случае, когда доля кристаллических зерен, отличающихся от кристаллических зерен (111), является малой, когда размер кристаллических зерен, отличающихся от кристаллических зерен (111), является в достаточной степени малым, область локализованной деформации кристаллических зерен (111) также становятся малой. Это приводит к формированию мелких выступов и углублений, что вряд ли должно рассматриваться как аномальный рост зерна в формованном продукте.
[0059]
Следовательно, в том случае, когда металлический лист удовлетворяет описанному выше условию (A), достигается адекватная концентрация деформации благодаря формовке. Соответственно, формирование выступов и углублений ингибируется, ингибируя тем самым аномальный рост зерна в формованном продукте. В то же время в том случае, когда металлический лист удовлетворяет описанному выше условию (B), адекватная концентрация деформации благодаря формовке достигается с долей площади кристаллических зерен, отличающихся от кристаллических зерен (111), находящейся внутри диапазона от 0,25 до 0,55. В том случае, когда доля площади кристаллических зерен, отличающихся от кристаллических зерен (111), составляет менее 0,25, формирование выступов и углублений вряд ли должно рассматриваться как аномальный рост зерна в формованном продукте. Соответственно, аномальный рост зерна в формованном продукте ингибируется.
[0060]
В дополнение к этому, средний размер кристаллических зерен, отличающихся от кристаллических зерен (111), составляет 15 мкм или меньше по условию (B). Однако принимая во внимание ингибирование аномального роста зерна, он предпочтительно составляет 10 мкм или меньше. Хотя более малый средний размер кристаллических зерен, отличающихся от кристаллических зерен (111), является более предпочтительным с точки зрения ингибирования аномального роста зерна, средний размер кристаллических зерен предпочтительно составляет 1 мкм или больше. Причина этого заключается в том, что поскольку ориентацией управляет рекристаллизация, трудно достичь одновременно резкого уменьшения размера кристаллических зерен и управления ориентацией сбалансированным образом.
[0061]
Средний размер кристаллических зерен, отличающихся от кристаллических зерен (111), измеряется так же, как и в случае среднего размера кристаллических зерен (001), за исключением того, что измеряемые кристаллические зерна отличаются.
В то же время доля площади кристаллических зерен, отличающихся от кристаллических зерен (111), определяется так же, как и в случае кристаллических зерен (001), за исключением того, что измеряемые кристаллические зерна отличаются.
[0062]
[Химический состав]
Стальной лист на основе феррита, который является подходящим в качестве металлического листа, предпочтительно имеет химический состав, например, 0,0060 мас. % или меньше C, 1,0 мас. % или меньше Si, 1,50 мас. % или меньше Mn, 0,100 мас. % или меньше P, 0,010 мас. % или меньше S, от 0,00050 мас. % до 0,10 мас. % Al, 0,0040 мас. % или меньше N, от 0,0010 мас. % до 0,10 мас. % Ti, от 0,0010 мас. % до 0,10 мас. % Nb, и от 0 мас. % до 0,0030 мас. % B, с остатком из Fe и примесей, и значение F1, определяемое нижеприведенной Формулой (1), составляет от более чем 0,7 до 1,2.
Формула (1): F1=(C/12+N/14+S/32)/(Ti/48+Nb/93)
В Формуле (1) обозначения элементов означают содержание (в мас. %) каждого соответствующего элемента в стали.
[0063]
Далее описывается химический состав основанного на феррите стального листа, который является подходящим в качестве металлического листа. Символ «%» в химическом составе означает массовый процент.
[0064]
C: 0,0060 мас. % или меньше
Углерод (C) рассматривается в настоящем документе как примесь. Известно, что C вызывает уменьшение пластичности и формуемости при глубокой вытяжке стального листа в обычных типах стали IF. С учетом этого меньшее содержание C является более предпочтительным. Следовательно, желательно, чтобы содержание C составляло 0,0060 мас. % или меньше. Нижний предел содержания C может быть установлен с учетом стоимости очистки при ее необходимости. Нижний предел содержания C составляет, например, 0,00050 мас. %. Верхний предел содержания C предпочтительно составляет 0,0040 мас. %, и более предпочтительно 0,0030 мас. %.
[0065]
Si: 1,0 мас. % или меньше
Кремний (Si) рассматривается в настоящем документе как примесь. Однако Si увеличивает прочность стального листа посредством упрочнения твердого раствора при одновременном ингибировании уменьшения пластичности стального листа. По этой причине Si может содержаться в случае необходимости. Нижний предел содержания Si составляет, например, 0,005 мас. %. В том случае, когда планируется усилить твердость стального листа, нижний предел содержания Si составляет, например, 0,10 мас. %. В то же время, когда содержание Si является чрезмерно высоким, текстура поверхности стального листа ухудшается. Следовательно, желательно, чтобы содержание Si составляло 1,0 мас. % или меньше. Верхний предел содержания Si предпочтительно составляет 0,5 мас. %. В том случае, когда прочность стального листа не требуется, верхний предел содержания Si более предпочтительно составляет 0,05 мас. %.
[0066]
Mn: 1,50 мас. % или меньше
Марганец (Mn) рассматривается в настоящем документе как примесь. Однако Mn увеличивает прочность стального листа посредством упрочнения твердого раствора. Кроме того, Mn связывает серу (S) в форме MnS. Следовательно, красноломкость стали в результате образования FeS предотвращается. Кроме того, Mn вызывает уменьшение температуры превращения из аустенита в феррит. Соответственно он способствует формированию мелких кристаллических зерен в горячекатаном стальном листе. По этой причине Mn может содержаться в случае необходимости. Нижний предел содержания Mn составляет, например, 0,05 мас. %. В то же время, если содержание Mn является чрезмерно большим, формуемость глубокой вытяжкой и пластичность стального листа ухудшаются. Следовательно, желательно, чтобы содержание Mn составляло 1,50 мас. % или меньше. Верхний предел содержания Mn предпочтительно составляет 0,50 мас. %, и более предпочтительно 0,20 мас. %.
[0067]
P: 0,100 мас. % или меньше
Фосфор (P) рассматривается в настоящем документе как примесь. Однако P предотвращает уменьшение значения r стального листа за счет упрочнения твердого раствора и увеличивает прочность стального листа. По этой причине Р может содержаться в случае необходимости. Нижний предел содержания Р может быть установлен с учетом стоимости очистки при ее необходимости. Нижний предел содержания Р составляет, например, 0,0010 мас. %. В то же время, если содержание P является чрезмерно большим, пластичность стального листа уменьшается. Следовательно, содержание Р предпочтительно составляет 0,100 мас. % или меньше. Верхний предел содержания P предпочтительно составляет 0,060 мас. %.
[0068]
S: 0,010 мас. % или меньше
Сера (S) рассматривается в настоящем документе как примесь. Сера вызывает уменьшение формуемости и пластичности стального листа. Следовательно, содержание серы предпочтительно составляет 0,010 мас. % или меньше. Нижний предел содержания серы может быть установлен с учетом стоимости очистки при ее необходимости. Нижний предел содержания серы составляет, например, 0,00030 мас. %. Верхний предел содержания серы предпочтительно составляет 0,006 мас. %, и более предпочтительно 0,005 мас. %. Предпочтительно, чтобы содержание серы минимизировалось в максимально возможной степени.
[0069]
Al: от 0,00050 мас. % до 0,10 мас. %
Алюминий (Al) раскисляет жидкую сталь. Для того, чтобы достичь такого эффекта, предпочтительно устанавливать содержание Al равным 0,00050 мас. % или меньше. Однако когда содержание Al является чрезмерно большим, пластичность стального листа уменьшается. Следовательно, содержание Al во многих случаях составляет от 0,00050 мас. % до 0,10 мас. %. Верхний предел содержания Al предпочтительно составляет 0,080 мас. %, и более предпочтительно 0,060 мас. %. Нижний предел содержания Al предпочтительно составляет 0,005 мас. %. Термин «содержание Al», используемый в настоящем документе, относится к содержанию так называемого кислоторастворимого Al (растворимого Al).
[0070]
N: 0,0040 мас. % или меньше
Азот (N) рассматривается в настоящем документе как примесь. Азот вызывает уменьшение формуемости и пластичности стального листа. Следовательно, содержание N предпочтительно составляет 0,0040 мас. % или меньше. Нижний предел содержания азота может быть установлен с учетом стоимости очистки при ее необходимости. Нижний предел содержания азота составляет, например, 0,00030 мас. %.
[0071]
Ti: от 0,0010 мас. % до 0,10 мас. %
Титан (Ti) связывается с C, N и S, формируя тем самым карбид, нитрид и сульфид. В том случае, когда содержание Ti является избыточным относительно содержания C, содержания N и содержания S, твердый раствор C и твердый раствор N ухудшаются. В случае обыкновенной стали IF желательно, чтобы Ti содержался в таком количестве, чтобы значение F1, определяемое описанной ниже Формулой (1), равнялось 0,7 или меньше. Однако избыток Ti, который не связывается с C, N и S, остается в стали в форме твердого раствора. Чрезмерное увеличение твердого раствора Ti вызывает увеличение температуры рекристаллизации стали, что заставляет увеличивать температуру нагрева при отжиге. В этом случае, как описано ниже, формирование кристаллических зерен (особенно кристаллических зерен (001)), отличающихся от кристаллических зерен (111), облегчается после отжига. Кроме того, когда твердый раствор Ti чрезмерно увеличивается, стальной материал становится более твердым, что вызывает ухудшение обрабатываемости. Соответственно, формуемость стального листа ухудшается. Следовательно для того, чтобы уменьшить температуру рекристаллизации стали, желательно, чтобы верхний предел содержания Ti составлял 0,10 мас. %. Верхний предел содержания Ti предпочтительно составляет 0,08 мас. %, и более предпочтительно 0,06 мас. %.
[0072]
В то же время, как указано выше, Ti образует карбонитрид, улучшая тем самым формуемость и пластичность. Для того, чтобы получить этот эффект, желательно, чтобы верхний предел содержания Ti составлял 0,0010 мас. %. Нижний предел содержания Ti предпочтительно составляет 0,005 мас. %, и более предпочтительно 0,01 мас. %.
[0073]
Nb: от 0,0010 мас. % до 0,10 мас. %
Ниобий (Nb), как и Ti, связывается с C, N и S, формируя тем самым карбид, нитрид и сульфид. В том случае, когда содержание Nb является избыточным относительно содержания C, содержания N и содержания S, твердый раствор C и твердый раствор N ухудшаются. Однако избыток Nb, который не связывается с C, N и S, остается в стали в форме твердого раствора. В том случае, когда твердый раствор Nb чрезмерно увеличиваются, необходимо увеличивать температуру нагрева при отжиге. В этом случае формирование кристаллических зерен (особенно кристаллических зерен (001)), отличающихся от кристаллических зерен (111), облегчается после отжига. Следовательно для того, чтобы уменьшить температуру рекристаллизации стали, желательно, чтобы верхний предел содержания Nb составлял 0,10 мас. %. Верхний предел содержания Nb предпочтительно составляет 0,050 мас. % и более предпочтительно 0,030 мас. %.
[0074]
В то же время, как указано выше, Nb образует карбонитрид, улучшая тем самым формуемость и пластичность. Кроме того, Nb предотвращает рекристаллизацию аустенита, вызывая тем самым формирование мелких кристаллических зерен в горячекатаном листе. Для того, чтобы получить этот эффект, желательно, чтобы верхний предел содержания Nb составлял 0,0010 мас. %. Нижний предел содержания ниобия предпочтительно составляет 0,0012 мас. %, и более предпочтительно 0,0014 мас. %.
[0075]
B: от 0 мас. % до 0,0030 мас. %
Бор (B) является необязательным элементом. Обычно стальной лист с ультранизким содержанием углерода, в котором были уменьшены твердый раствор N или твердый раствор C, низкую зернограничную прочность. Следовательно, в том случае, когда проводится формовка, которая вызывает деформацию плоского растяжения и двухосную деформацию растяжения, такая как формовка глубокой вытяжкой или консольная формовка, образуются выступы и углубления, которые имеют тенденцию вызывать аномальный рост зерна в формованном продукте. Бор увеличивает зернограничную прочность, улучшая тем самым стойкость к аномальному росту зерна. Следовательно, B может содержаться в случае необходимости. В то же время, когда содержание B превышает 0,0030 мас. %, значение r уменьшается. Следовательно, если В содержится, то верхний предел содержания B предпочтительно составляет 0,0030 мас. %, и более предпочтительно 0,0010 мас. %. Для того, чтобы надежно получить эффект увеличения зернограничной прочности, предпочтительно устанавливать содержание B равным 0,0003 мас. % или больше.
[0076]
Остаток
Остаток состоит из Fe и примесей. Примесь в настоящем документе означает вещество, которое непредумышленно попадает в состав из руды или лома или из производственной среды и т.д. при промышленном производстве стального материала, и которое является приемлемым, если оно не влияет негативным образом на стальной лист.
[0077]
[Относительно Формулы (1)]
В вышеописанном химическом составе значение F1, определяемое Формулой (1), составляет от более чем 0,7 до 1,2.
Формула (1): F1=(C/12+N/14+S/32)/(Ti/48+Nb/93)
В Формуле (1) обозначения элементов означают содержание (в мас. %) каждого соответствующего элемента в стали.
[0078]
F1 является параметром, указывающим соотношение между C, N и S, которые вызывают ухудшение формуемости, и Ti и Nb. Более низкое значение F1 означает избыточные содержания Ti и Nb. В этом случае, поскольку Ti и Nb имеют тенденцию образовывать карбонитрид с C и N, твердый раствор C и твердый раствор N могут уменьшиться. Соответственно, формуемость при этом улучшается. Следует отметить, что чрезмерно низкое значение F1, конкретно 0,7 или меньше, означает значительный избыток содержания Ti и Nb. В этом случае твердый раствор Ti и твердый раствор Nb увеличиваются. В том случае, когда твердый раствор Ti и твердый раствор Nb увеличиваются, температура рекристаллизации стали увеличивается. Следовательно, необходимо увеличивать температуру нагрева при отжиге. В том случае, когда температура нагрева при отжиге является высокой, проявляется тенденция к росту кристаллических зерен, отличающихся от кристаллических зерен (111) (особенно кристаллических зерен (001)). В этом случае при формовке образуются выступы и углубления, которые способствуют аномальному росту зерна в формованном продукте. Следовательно, нижний предел F1 составляет более чем 0,7.
[0079]
В то же время чрезмерно высокое значение F1 заставляет увеличиваться твердый раствор C и твердый раствор N. В этом случае формуемость стального листа уменьшается благодаря дисперсионному твердению. Кроме того, температура рекристаллизации стали увеличивается. Следовательно, необходимо увеличивать температуру нагрева при отжиге. В том случае, когда температура нагрева при отжиге является высокой, проявляется тенденция к росту кристаллических зерен, отличающихся от кристаллических зерен (111) (особенно кристаллических зерен (001)). В этом случае при формовке образуются выступы и углубления, которые способствуют аномальному росту зерна в формованном продукте.
[0080]
Следовательно, значение F1 должно составлять от более чем 0,7 до 1,2. Нижний предел значения F1 составляет 0,8, и более предпочтительно 0,9. Верхний предел значения F1 предпочтительно составляет 1,1.
[0081]
[Способ производства металлического листа]
Один пример способа производства стального листа на основе феррита, который является предпочтительным в качестве металлического листа, описывается ниже.
[0082]
Вышеупомянутый пример способа включает в себя стадию создания поверхностной деформации, стадию нагревания, стадию горячей прокатки, стадию охлаждения, стадию сматывания, стадию холодной прокатки и стадию отжига. Обжатие для последних двух проходов на стадии горячей прокатки и финишная температура на стадии горячей прокатки являются важными для достижения металлической структуры стального листа на основе феррита. Полное обжатие 50% достигается на стадии горячей прокатки, и финишная температура устанавливается равной Ar3+30°C или выше для сляба, имеющего вышеописанный химический состав. Таким образом может быть получен стальной лист на основе феррита.
[0083]
[Стадия создания поверхностной деформации]
Сначала производится стальной лист на основе феррита. Например, производится сляб, имеющий вышеописанный химический состав. На стадии создания поверхностной деформации деформация создается в поверхностном слое сляба перед стадией горячей прокатки или во время черновой прокатки. Способ создания деформации включает в себя, например, обдувку дробью, обработку резанием или прокатку с дифференциальной скоростью во время черновой прокатки. Создание деформации перед горячей прокаткой заставляет уменьшаться средний размер кристаллических зерен в поверхностном слое стального листа после горячей прокатки. Кроме того, при рекристаллизации кристаллических зерен предпочтительно формируются кристаллические зерна (111). Соответственно, формирование кристаллических зерен (особенно кристаллических зерен (001)), отличающихся от кристаллических зерен (111), может быть предотвращено. На стадии создания поверхностной деформации предпочтительно устанавливать количество эквивалентной пластической деформации поверхности равным 25% или больше, и более предпочтительно 30% или больше.
[0084]
[Стадия нагревания]
3
3
3
3
Вышеописанный сляб нагревается на стадии нагревания. Для нагревания предпочтительно устанавливать финишную температуру для финишной прокатки на стадии горячей прокатки (температуру поверхности горячекатаного стального листа после последней клети) внутри диапазона от Ar+30°C до Ar+50°C, если это уместно. В том случае, когда температура нагрева составляет 1000°C или больше, финишная температура имеет тенденцию находиться внутри диапазона от Ar+30°C до Ar+50°C. Поэтому предпочтительно, чтобы нижний предел температуры нагрева составлял 1000°C. В том случае, когда температура нагрева превышает 1280°C, это приводит к образованию окалины в большом количестве, что уменьшает выход. Поэтому предпочтительно, чтобы верхний предел температуры нагрева составлял 1280°C. В том случае, когда температура нагрева соответствует вышеописанному диапазону, пластичность и формуемость стального листа улучшаются при более низкой температуре нагрева. Поэтому предпочтительно, чтобы верхний предел температуры нагрева составлял 1200°C.
[0085]
[Стадия горячей прокатки]
Стадия горячей прокатки включает черновую прокатку и финишную прокатку. Черновая прокатка должна обеспечить прокатку сляб до определенной толщины, производя тем самым горячекатаный стальной лист. Окалина, образующаяся на поверхности, может быть удалена во время черновой прокатки. В том случае, когда стадия создания поверхностной деформации не выполняется перед стадией горячей прокатки, стадия создания поверхностной деформации выполняется во время черновой прокатки, создавая тем самым деформацию на поверхностном слое сляба.
[0086]
3
3
3
3
3
3
Температура во время горячей прокатки поддерживается таким образом, чтобы сталь находилась внутри аустенитного диапазона. При горячей прокатке в аустенитных кристаллических зернах накапливаются искажения. Металлическая структура преобразуется из аустенита в феррит при охлаждении после горячей прокатки. Высвобождение искажения, накопленного в кристаллических зернах аустенита, ингибируется во время горячей прокатки, потому что температура находится внутри аустенитного диапазона. Охлаждение после горячей прокатки заставляет кристаллические зерна аустенита, в которых было накоплено искажение, сразу преобразовываться в феррит за счет накопленного искажения, когда температура достигает данного диапазона температур. Это позволяет формировать мелкие кристаллические зерна эффективным образом. В том случае, когда финишная температура после горячей прокатки равна Ar+30°C или больше, превращение из аустенита в феррит может быть предотвращено во время прокатки. Следовательно нижний предел финишной температуры составляет Ar+30°C. В том случае, когда финишная температура составляет Ar+100°C или больше, искажение, накопленное в кристаллических зернах аустенита, легко высвобождается горячей прокаткой. Это делает невозможным формирование мелких кристаллических зерен эффективным образом. Поэтому предпочтительно, чтобы верхний предел финишной температуры составлял Ar+100°C. В том случае, когда финишная температура равна Ar+50°C или меньше, деформация может быть устойчиво накоплена в кристаллических зернах аустенита. Следовательно, могут быть сформированы мелкие кристаллические зерна (особенно кристаллические зерна (001)), отличающиеся от кристаллических зерен (111). Кроме того, при рекристаллизации кристаллических зерен кристаллические зерна (111) предпочтительно формируются из границы кристаллического зерна. Соответственно, кристаллические зерна (особенно кристаллические зерна (001)), отличающиеся от кристаллических зерен (111), могут быть уменьшены. В этом случае образование выступов и углублений ингибируется при формовке, что облегчает ингибирование аномального роста зерна в формованном продукте. Следовательно верхний предел финишной температуры составляет Ar+50°C.
[0087]
Финишная прокатка дополнительно прокатывает горячекатаный стальной лист, имеющий определенную толщину в результате черновой прокатки. При финишной прокатке непрерывная прокатка проводится с помощью множества проходов с использованием множества последовательных клетей. Большее обжатие за проход означает большее количество деформации, накопленной в зернах кристалла аустенита. В частности, суммарное обжатие для последних двух проходов (то есть обжатие для последней и предпоследней клетей) устанавливается равным 50% или больше. В этом случае в горячекатаном стальном листе могут быть сформированы мелкие кристаллические зерна.
[0088]
[Стадия охлаждения]
После горячей прокатки горячекатаный стальной лист охлаждается. Условия охлаждения могут задаваться, если это уместно. Максимальная скорость охлаждения до завершения охлаждения предпочтительно составляет 100°C/с или больше. В этом случае деформация, накопленная в кристаллических зернах аустенита в результате горячей прокатки, высвобождается, что облегчает формирование мелких кристаллических зерен. Более высокая скорость охлаждения является более предпочтительной. Период времени от завершения прокатки до охлаждения до 680°C предпочтительно составляет от 0,2 до 6,0 с. В том случае, когда интервал времени от завершения прокатки до охлаждения до 680°C составляет 6,0 с или меньше, мелкие кристаллические зерна могут быть легко сформированы после горячей прокатки. В том случае, когда интервал времени от завершения прокатки до охлаждения до 680°C составляет 2,0 с или меньше, еще более мелкие кристаллические зерна могут быть легко сформированы после горячей прокатки. Кроме того, при рекристаллизации кристаллических зерен кристаллические зерна (111) предпочтительно формируются из границы кристаллического зерна. Соответственно, кристаллические зерна (особенно кристаллические зерна (001)), отличающиеся от кристаллических зерен (111), вероятно, будут уменьшены.
[0089]
[Стадия сматывания]
Предпочтительно выполнять стадию сматывания в рулон при температуре от 400°C до 690°C. В том случае, когда температура сматывания составляет 400°C или больше, возможно предотвратить образование остатка твердого раствора C или твердого раствора N благодаря недостаточному выделению карбонитрида. В этом случае формуемость листа холоднокатаной стали улучшается. В том случае, когда температура сматывания составляет 690°C или меньше, возможно предотвратить образование грубых кристаллических зерен во время медленного охлаждения после сматывания. В этом случае формуемость листа холоднокатаной стали улучшается.
[0090]
[Стадия холодной прокатки]
После стадии сматывания горячекатаный стальной лист обрабатывается холодной прокаткой для получения листа холоднокатаной стали. Большее обжатие на стадии холодной прокатки является предпочтительным. В том случае, когда основанный на феррите тонкий стальной лист является ультранизкоуглеродистой сталью, если обжатие увеличивается до определенного уровня, оно облегчает формирование кристаллических зерен (111). Это имеет тенденцию вызывать увеличение значения r после отжига. Следовательно, обжатие на стадии холодной прокатки предпочтительно составляет 40% или больше, более предпочтительно 50% или больше, и еще более предпочтительно 60% или больше. Практический верхний предел обжатия на стадии холодной прокатки составляет 95% с учетом использования при прокатке листа отожженной стали.
[0091]
[Стадия отжига]
Стадия отжига проводится для листа холоднокатаной стали после стадии холодной прокатки. Способ отжига может включать в себя непрерывный отжиг или отжиг в контейнерах. Температура нагрева при отжиге предпочтительно является более высокой, чем температура рекристаллизации. В этом случае рекристаллизация поддерживается, и пластичность и формуемость листа холоднокатаной стали улучшаются. В то же время температура нагрева при отжиге предпочтительно составляет 830°C или меньше. В том случае, когда температура нагрева при отжиге составляет 830°C или меньше, возможно предотвратить образование грубых кристаллических зерен. В этом случае образование выступов и углублений ингибируется при формовке, что облегчает ингибирование аномального роста зерна в формованном продукте.
Следует отметить, что традиционно используемый индекс формуемости прессованием является значением r. Обычно значение r увеличивается, когда есть много кристаллических зерен (111) и мало кристаллических зерен (001) на поверхности стального листа, имеющего объемноцентрированную кубическую структуру. Считается, что более высокое значение r означает более высокий уровень формуемости. В дополнение к этому была выбрана оптимальная температура нагрева при отжиге для того, чтобы достичь высокого значения r.
Однако значение r не может использоваться в качестве индекса для ингибирования аномального роста зерна. Причина этого заключается в том, что независимо от того, насколько высоко или низко значение r, тенденция к аномальному росту зерна сохраняется. В дополнение к этому, нет никакой корреляции между графиками значения r и графиками частоты встречаемости аномального роста зерна. Здесь кристаллические зерна (особенно кристаллические зерна (001)), отличающиеся от кристаллических зерен (111) на поверхности стального листа, используются в качестве индекса ингибирования аномального роста зерна вместо значения r.
Желательно управлять долей площади кристаллических зерен (особенно кристаллических зерен (001)), отличающихся от кристаллических зерен (111) на поверхности стального листа, на основе комбинации температуры нагрева при отжиге и условий термической обработки перед отжигом (например, количества механической обработки, температуры горячей прокатки и коэффициента обжатия холодной прокатки перед горячей прокаткой). В частности, желательно выбирать условия температуры выдержки от 750°C до 830°C на стадии отжига.
[0092]
Предпочтительно, чтобы температура нагрева при отжиге для стального листа на основе феррита была ниже, чем температуры нагрева при отжиге в предшествующем уровне техники. Причина этого заключается в том, что легче предотвратить образование грубых кристаллических зерен при более низкой температуре нагрева при отжиге. Для того, чтобы установить температуру нагрева при отжиге на низком уровне, необходимо установить температуру рекристаллизации листа холоднокатаной стали на низком уровне. Следовательно, предпочтительно устанавливать содержания C, Ti и Nb в химическом составе основанного на феррите тонкого стального листа на более низких уровня, чем в предшествующем уровне техники. Таким образом, рекристаллизация может быть ускорена даже при температуре нагрева при отжиге 830°C или меньше.
[0093]
Основанный на феррите стальной лист, который является предпочтительным металлическим листом, может быть произведен с помощью вышеописанных стадий. В том случае, когда имеется мало кристаллических зерен (особенно кристаллических зерен (001)), отличающихся от кристаллических зерен (111), обжатие в значительной степени увеличивается, вызывая тем самым увеличение сдвиговых полос в стальном листе. Соответственно, кристаллические зерна (особенно кристаллические зерна (001)), отличающиеся от кристаллических зерен (111), могут быть увеличены после отжига.
[0094]
(Формованный продукт)
Первый формованный продукт по настоящему изобретению является формованным продуктом из металлического листа, включающего объемноцентрированную кубическую структуру, в котором форма формованного продукта является результатом деформации плоского растяжения и двухосной деформации растяжения. В дополнение к этому, для первого формованного продукта по настоящему изобретению, учитывая, что максимальная толщина листа и минимальная толщина листа формованного продукта обозначаются как D1 и D2, соответственно, удовлетворяется условие 10≤(D1-D2)/D1×100≤3. Либо, учитывая, что максимальная твердость и минимальная твердость формованного продукта обозначаются как H1 и H2, соответственно, удовлетворяется условие 15≤(H1-H2)/H1×100≤40. В дополнение к этому, любое из следующих условий (c) или (d) удовлетворяется на поверхности формованного продукта:
(c) доля площади кристаллических зерен (кристаллических зерен (001)), имеющих кристаллическую ориентацию 15° или меньше относительно плоскости (001), параллельной к поверхности формованного продукта, составляет от 0,20 до 0,35;
(d) доля площади кристаллических зерен (кристаллических зерен (001)), имеющих кристаллическую ориентацию 15° или меньше относительно плоскости (001), параллельной к поверхности формованного продукта, составляет 0,45 или меньше, а средний размер его кристаллического зерна составляет 15 мкм или меньше.
[0095]
Второй формованный продукт по настоящему изобретению является формованным продуктом из металлического листа, включающего объемноцентрированную кубическую структуру, в котором форма формованного продукта является результатом деформации плоского растяжения или деформации плоского растяжения и двухосной деформации растяжения. В дополнение к этому, для второго формованного продукта по настоящему изобретению, учитывая, что максимальная толщина листа и минимальная толщина листа формованного продукта обозначаются как D1 и D2, соответственно, удовлетворяется неравенство 10≤(D1-D2)/D1×100≤30. Либо, учитывая, что максимальная твердость и минимальная твердость формованного продукта обозначаются как H1 и H2, соответственно, удовлетворяется неравенство 15≤(H1-H2)/H1×100≤40. В дополнение к этому, любое из следующих условий (C) или (D) удовлетворяется на поверхности формованного продукта:
(С) доля площади кристаллических зерен, отличающихся от кристаллических зерен (кристаллических зерен (111)), имеющих кристаллическую ориентацию 15° или меньше относительно плоскости (111), параллельной к поверхности формованного продукта, составляет от 0,25 до 0,55;
(D) доля площади кристаллических зерен, отличающихся от кристаллических зерен (кристаллических зерен (111)), имеющих кристаллическую ориентацию 15° или меньше относительно плоскости (111), параллельной к поверхности формованного продукта, составляет 0,55 или меньше, а средний размер его кристаллического зерна составляет 15 мкм или меньше.
[0096]
Используемый в настоящем документе термин «металлический лист, имеющий объемноцентрированную кубическую структуру» имеет то же самое значение, что и «металлический лист», используемый в способе производства первого и второго формованных продуктов по настоящему изобретению.
Формованный продукт из металлического листа обрабатывается путем формовки, которая вызывает деформацию плоского растяжения, или деформацию плоского растяжения и двухосную деформацию растяжения. Подвергается ли формованный продукт формовке, которая вызывает деформацию плоского растяжения, или формовке, которая вызывает деформацию плоского растяжения и двухосную деформацию растяжения, подтверждаются следующим образом.
Измеряется трехмерная форма формованного продукта, и проводится генерирование сетки для численного анализа. Процесс формовки листового материала в трехмерную форму моделируется обратным анализом с использованием компьютера. Затем вычисляется отношение между максимальной главной деформацией и минимальной главной деформацией для каждой ячейки сетки (вышеописанное значение β). Подвергается ли формованный продукт формовке, которая вызывает деформацию плоского растяжения, или формовке, которая вызывает деформацию плоского растяжения и двухосную деформацию растяжения, может быть подтверждено на основе вычислений.
Например, трехмерная форма формованного продукта измеряется с помощью трехмерного измерительного прибора Comet L3D (производства компании Tokyo Boeki Techno-System Ltd.) и т.п. Данные о форме ячеек сетки формованного продукта получаются на основе полученных данных измерения. Затем полученные данные о форме ячеек сетки используются для моделирования формы сетки на плоском листе на основе исходной формы формованного продукта с помощью численного анализа в соответствии с одношаговым методом (с использованием инструмента вычисления механического упрочения HYCRASH (производства компании JSOL Corporation) и т.п.). Изменение толщины листа, остаточная деформация и другие факторы вычисляются для формованного продукта на основе информации о форме, полученной в результате анализа, включая состояние растяжения и изгиба формованного продукта. Подвергается ли формованный продукт формовке, которая вызывает деформацию плоского растяжения, или формовке, которая вызывает деформацию плоского растяжения и двухосную деформацию растяжения, также может быть подтверждено на основе вышеописанных вычислений.
[0097]
В дополнение к этому, в том случае, когда удовлетворяется условие 10≤(D1-D2)/D1×100≤30, можно считать, что формованный продукт был получен путем формовки, которая позволяет по меньшей мере части металлического листа иметь коэффициент уменьшения толщины листа от 10% до 30%.
Другими словами, максимальная толщина листа D1 формованного продукта может рассматриваться как толщина металлического листа перед формовкой, а минимальная толщина листа D2 формованного продукта может рассматриваться как толщина части металлического листа (формованного продукта), имеющей самый большой коэффициент уменьшения толщины листа после формовки.
[0098]
В то же время в том случае, когда удовлетворяется условие 15≤(H1-H2)/H1×100≤40, можно считать, что формованный продукт был получен путем формовки, которая позволяет по меньшей мере части металлического листа иметь коэффициент уменьшения толщины листа от 10% до 30%. Это основано на том факте, что по мере того, как количество механической обработки (коэффициент уменьшения толщины листа: уменьшение толщины) при формовке увеличивается, степень нагартовки (то есть твердость в нагартованном состоянии: твердость по Виккерсу) также увеличивается (см. Фиг. 11).
Другими словами, часть формованного продукта, имеющая максимальную твердость H1, может рассматриваться как часть металлического листа (формованного продукта), имеющая самый большой коэффициент уменьшения толщины листа после формовки, а минимальная твердость H2 формованного продукта может рассматриваться как твердость металлического листа перед формовкой.
[0099]
Здесь твердость измеряется способом измерения твердости по Виккерсу, описанным в японских промышленных стандартах (JIS) (JISZ2244). Следует отметить, что измерение твердости не ограничивается этим способом, и также возможно использовать способ, в котором твердость измеряется другим способом, а затем преобразуется в твердость по Виккерсу на основе таблицы пересчета твердости.
[0100]
В дополнение к этому, при вышеописанных условиях (c) или (d) и условиях (C) или (D) доля площади и средний размер кристаллических зерен (001) на поверхности формованного продукта, а также доля площади и средний размер кристаллических зерен, отличающихся от кристаллических зерен (111), на поверхности формованного продукта измеряются для той части формованного продукта, которая имеет максимальную толщину листа D1 или минимальную твердость H2.
Условие (c) или (d) имеет то же самое значение, что и вышеописанное условие (a) или (b) для первого способа производства формованного продукта по настоящему изобретению, за исключением того, что используются доля площади и средний размер кристаллических зерен (001) на поверхности формованного продукта, а не металлического листа перед формовкой.
Аналогичным образом условие (C) или (D) имеет то же самое значение, что и вышеописанное условие (A) или (B) для второго способа производства формованного продукта по настоящему изобретению, за исключением того, что используются доля площади и средний размер кристаллических зерен, отличающихся от кристаллических зерен (111), на поверхности формованного продукта, а не металлического листа перед формовкой.
[0101]
Как было объяснено выше, первый и второй формованные продукты по настоящему изобретению могут рассматриваться как формованные продукты, сформированные с помощью первого и второго способов производства формованного продукта по настоящему изобретению, при условии, что они удовлетворяют каждому из вышеописанных требований. В дополнение к этому, каждый из первого и второго формованных продуктов по настоящему изобретению является формованным продуктом с превосходным дизайном из-за предотвращения аномального роста зерна, даже когда этот формованный продукт является формованным продуктом из металлического листа, включающего объемноцентрированную кубическую структуру, в котором форма формованного продукта получается в результате деформации плоского растяжения, или деформации плоского растяжения и двухосной деформации растяжения, и удовлетворяется любое из следующих условий: Формула: 10≤(D1-D2)/D1×100≤30; или Формула: 10≤(H1-H2)/H1×100≤30.
Примеры
[0102]
<Первый пример>
[Формирование формованного продукта]
Стальные образцы, каждый из которых имел любой из химических составов, перечисленных в Таблице 1, были обработаны при соответствующих условиях, перечисленных в Таблице 2, для того, чтобы получить стальные листы. В частности, сначала, образцы стали типов A и B, перечисленных в Таблице 1, были обработаны при соответствующих условиях, перечисленных в Таблице 2, с помощью стадии создания поверхностной деформации, стадии нагрева, стадии горячей прокатки и стадии охлаждения. Для обработки использовался экспериментальный прокатный стан. Затем каждый лист холоднокатаной стали, охлажденный до температуры сматывания, был помещен в электропечь, поддерживаемую при температуре, соответствующей температуре сматывания. Эта температура поддерживалась в течение 30 мин, а затем охлаждение проводилось со скоростью 20°C/час, с последующим моделированием стадии сматывания. Кроме того, стадия холодной прокатки проводилась с соответствующей степенью обжатия, приведенной в Таблице 2, чтобы тем самым получить лист холоднокатаной стали, имеющий соответствующую толщину листа, показанную в Таблице 2. Каждый лист полученной таким образом холоднокатаной стали был отожжен при соответствующей температуре. Соответственно были получены стальные листы 1-8. Доля феррита в стальных листах 1-8 составила 100%.
[0103]
После этого полученные стальные листы были подвергнуты консольной обработке, формируя тем самым тарелкообразные формованные продукты №1-5 и 8, каждый из которых был получен как формованный продукт 20, имеющий диаметр R верхней панели 20A, равный 150 мм, высоту H 18 мм, и угол θ продольной стенки 20B, равный 90°C, как проиллюстрировано на Фиг. 12. В дополнение к этому, формованные продукты №6-7 и 9 были сформированы так же, как и формованные продукты №1-5 и 8, за исключением того, что высота H формованного продукта 20 была изменена на 15 мм.
Эта формовка проводилась с таким количеством механической обработки, которое позволяло достичь коэффициента уменьшения толщины стального листа, служащего верхней панелью 20A (то есть, коэффициента уменьшения толщины листа для оценочной части верхней панели 20A (центральной части верхней панели 20A) на Фиг. 12), показанного в Таблице 3.
[0104]
[Способ оценки]
Следующий тест измерения и оценка путем визуального наблюдения выполнялись для полученных стальных листов и формованных продуктов. Таблицы 3 и 4 показывают результаты. Фиг. 17 иллюстрирует результаты визуальной оценки и соотношение между средним размером кристаллических зерен и размерами кристаллических зерен (001) для формованных продуктов, полученных в этих Примерах.
[0105]
[Тест измерения среднего размера кристаллических зерен]
Тест измерения среднего размера кристаллических зерен (001) проводился для стальных листов. Для этого теста измерения использовался способ EBSD. Фиг. 13 схематично иллюстрирует вид стального листа сверху. Квадратная область измерения 4 размером 1 мм была произвольно выбрана в трех местах в центральной области, исключая область в одну четвертую шириной от каждого края в направлении ширины стального листа (см. Фиг. 13). В каждой области измерения 4, были выбраны кристаллические зерна, имеющие кристаллическую ориентацию 15° или меньше относительно плоскости (001), параллельной к поверхности стального листа (кристаллические зерна (001) 3) на поверхности стального листа.
[0106]
Средний размер кристаллических зерен (001) 3 был вычислен вышеописанным образом. Измерение проводилось с использованием всех кристаллических зерен (001) 3 в областях измерения 4 в этих трех местах. Среднее арифметическое размеров полученных кристаллических зерен (001) 3 было принято за средний размер кристаллического зерна. Здесь средний размер кристаллических зерен (001) 3 на поверхности формованного продукта подобен среднему размеру кристаллических зерен (001) 3 стального листа.
[0107]
[Тест измерения доли площади]
Тест измерения доли площади кристаллических зерен (001) проводился для каждого стального листа. Области измерения 4 были выбраны для каждого стального листа, и кристаллические зерна (001) 3 были выбраны с использованием вышеописанного способа EBSD. Доля площади кристаллических зерен (001) 3 была вычислена для каждого поля зрения, и было определено ее среднее значение. Здесь доля площади кристаллических зерен (001) 3 формованного продукта подобна доле площади кристаллических зерен (001) 3 стального листа.
[0108]
[Тест измерения среднего значения r]
Тест измерения среднего значения r проводился для каждого стального листа. В частности, тестовые образцы №5 в форме листа были взяты вдоль направлений, образующих углы 0°, 45° и 90° с направлением прокатки каждого стального листа (в соответствии со стандартом JISZ2241 (2011)). 10%-ая деформация была создана в каждом взятом тестовом образце. Значение r (значение Ланкфорда) было вычислено для каждого тестового образца на основе ширины тестового образца и толщины листа до и после создания деформации. Среднее арифметическое значений r, полученных в трех направлениях тестового образца, было принято за среднее значение r.
[0109]
[Тест измерения толщины листа]
Тест измерения толщины листа проводился для каждого формованного продукта. В частности, моделирование формовки каждого формованного продукта проводилось с использованием компьютера для идентификации части, имеющей максимальную толщину листа, и части, имеющей минимальную толщину листа. После этого измерение толщины листа проводилось для каждого формованного продукта в части, имеющей максимальную толщину листа, и в части, имеющей минимальную толщину листа, с использованием толщиномера для тонколистового проката. Таким образом были получены максимальная толщина листа D1 и минимальная толщина листа D2. Следует отметить, что максимальная толщина листа формованного продукта (всего формованного продукта) получалась как максимальная толщина листа D1, а минимальная толщина листа оценочной части формованного продукта получалась как минимальная толщина листа D2.
[0110]
[Тест измерения твердости]
Тест измерения твердости проводился для каждого формованного продукта. В частности, моделирование формовки каждого формованного продукта проводилось с использованием компьютера для идентификации части, имеющей максимальную эквивалентную пластическую деформацию, и части, имеющей минимальную эквивалентную пластическую деформацию. После этого измерение твердости проводилось для каждого формованного продукта в части, имеющей максимальную толщину листа, и в части, имеющей минимальную толщину листа, в соответствии с со стандартом JIS (JISZ2244). Таким образом были получены максимальная твердость H1 и минимальная твердость H2. Следует отметить, что максимальная твердость формованного продукта (всего формованного продукта) получалась как максимальная твердость H1, а минимальная твердость оценочной части формованного продукта получалась как минимальная твердость H2.
[0111]
[Тест измерения высоты выступа и глубины углубления]
Тест измерения высоты выступа и глубины углубления проводился для каждого формованного продукта. В частности, оценочная часть каждого формованного продукта была вырезана, и выступы и углубления, сформированные в продольном направлении, были измерены с использованием профилометра контактного типа. Для того, чтобы подтвердить кристаллическую ориентацию, та часть, которая включала в себя самые заметные выступы и углубления, была вырезана и срез был отполирован, и было проанализировано соотношение между кристаллической ориентацией и выступами и углублениями поверхностного слоя.
[0112]
[Оценка при визуальном наблюдении]
В исходном варианте покрытие путем электролитического осаждения проводится после химической конверсионной обработки. Однако в качестве упрощенной методики оценки лака был равномерно нанесен распылением на поверхность формованного продукта с последующим визуальным наблюдением. Затем степень аномального роста зерна и степень резкости оценочной поверхности были исследованы в соответствии со следующими критериями.
Кроме того, в качестве другого параметра, указывающего степень качества поверхностной текстуры, среднее арифметическое значение волны Wa определялось с использованием лазерного микроскопа производства компании Keyence Corporation. Условиями измерения были оценочная длина 1,25 мм и длина волны отсечения λc 0,25 мм. Затем были оценены профили на стороне длинной длины волны для длины волны отсечения λc.
Критерии оценки являются следующими.
A: Никакого рисунка не обнаруживается при визуальном наблюдении поверхности оценочной части верхней панели формованного продукта, и эта поверхность является блестящей (Wa≤0,5 мкм). Такой формованный продукт является более желательным внешней листовой автомобильной детали и может также использоваться в качестве внешней детали люксовых автомобилей.
B: Хотя никакого рисунка не обнаруживается при визуальном наблюдении поверхности оценочной части верхней панели формованного продукта, блестящий внешний вид поверхности отсутствует (0,5 мкм < Wa ≤ 1,0 мкм). Этот формованный продукт может использоваться в качестве детали автомобиля.
C: Хотя рисунок и обнаруживается при визуальном наблюдении поверхности оценочной части верхней панели формованного продукта, эта поверхность является блестящей (1,0 мкм < Wa ≤ 1,5 мкм). Этот формованный продукт не может использоваться в качестве внешней листовой автомобильной детали.
D: Рисунок обнаруживается при визуальном наблюдении поверхности оценочной части верхней панели формованного продукта, и эта поверхность не является блестящей (1,5 мкм < Wa). Этот формованный продукт не может использоваться в качестве детали автомобиля.
[0113]
[Таблица 1]
Тип стали
Химический состав (мас. %, с остатком из железа и примесей)
Значение F1
Точка Ar<sub>3</sub> (°C)
C
Si
Mn
P
S
Al
N
Ti
Nb
B
A
0,0029
0,012
0,09
0,020
0,003
0,041
0,003
0,013
0,023
0,0007
1,07
900
B
0,038
0,012
0,19
0,020
0,003
0,041
0,003
0,001
0,001
0,0001
110
850
[0114]
[Таблица 2]
Стальной лист
Тип стали
Стадия создания поверхностной деформации
Стадия обработки
Стадия горячей прокатки
Стадия охлаждения
Стадия сматывания
Стадия холодной прокатки
Стадия отжига
Поверхностный слой эквивалентной пластической деформации (создание деформации путем срезания поверхностного слоя перед горячей обработкой)
Температура обработки (°C)
Полное обжатие для последних двух проходов
Финишная температура (°C)
Максимальная скорость охлаждения (°C/с)
Период времени от завершения прокатки до охлаждения до 680°C (с)
Температура сматывания(°C)
Обжатие
Толщина листа холоднокатаной стали
Температура отжига (°C)
1
B
30%
1100
50%
750
150
5,0
630
70%
1,2
750
2
A
30%
1100
50%
750
200
3,0
680
70%
0,75
800
3
A
30%
1100
50%
750
150
4,0
660
85%
0,75
790
4
A
30%
1100
50%
750
130
5,0
670
75%
1,2
825
5
A
30%
1100
50%
750
150
4,0
640
85%
0,75
790
6
A
30%
1100
50%
750
150
4,0
660
75%
0,75
830
7
A
30%
1100
50%
750
150
4,0
640
70%
0,75
860
8
A
30%
1100
50%
750
150
2,0
650
75%
0,75
820
[0115]
[Таблица 3]
Формованный продукт№
Условия формовки
Стальной лист
Примечания
Стальной лист
Коэффициент уменьшения толщины листа оценочной части [%]
Начальная толщина листа [мм]
Средний размер кристаллического зерна {001} [мкм]
Доля площади кристаллического зерна {001}
Среднее значение r
1
1
25
1,2
20
0,38
1,1
Сравнительный пример
2
2
25
0,75
14
0,19
1,9
Пример
3
3
25
0,75
10
0,30
1,7
Пример
4
4
25
1,2
23
0,20
1,8
Пример
5
5
25
0,75
15
0,35
1,5
Пример
6
1
10
1,2
20
0,38
1,1
Сравнительный пример
7
3
10
0,75
10
0,19
1,9
Пример
8
6
25
0,75
18
0,24
1,8
Пример
9
7
10
0,75
27
0,11
2,1
Сравнительный пример
10
8
25
0,75
14
0,45
2,0
Пример
[0116]
[Таблица 4]
Формованный продукт№
Формованный продукт
Примечания
Максимальная толщина листа D1 [мм]
Минимальная толщина листа D2 [мм]
Значение (D1-D2)/D1 ×100
Максимальная твердость H1 [мм]
Минимальная твердость H2 [мм]
(Значение H1-H2)/H1 ×100
Глубина углубления/высота Выступа [мкм]
W<sub>a </sub>[мкм]
Оценка при визуальном наблюдении
1
1,2
0,90
25
150
100
33
3,4
1,6
D
Сравнительный пример
2
0,75
0,56
25
154
106
31
1,2
0,6
B
Пример
3
0,75
0,56
25
163
109
33
1,4
0,4
A
Пример
4
1,2
0,9
25
148
97
34
2,8
1,1
C
Пример
5
1,6
1,2
25
150
105
30
1,8
0,4
A
Пример
6
1,2
1,08
10
122
100
18
1,2
1,6
D
Сравнительный пример
7
0,75
0,68
10
133
109
24
1,2
0,3
A
Пример
8
0,75
0,56
25
163
110
32
1,4
0,7
B
Пример
9
0,75
0,68
10
124
102
18
2,5
1,6
D
Сравнительный пример
10
0,75
0,56
25
165
111
33
1,8
0,4
A
Пример
[0117]
Из вышеприведенных результатов понятно, что формованные продукты №2-5, 7, 8 и 10 соответствующих Примеров обладают превосходным дизайном из-за ингибирования аномального роста зерна по сравнению с формованными продуктами №1, 6 и 9 соответствующих Сравнительных примеров.
Здесь каждая из Фиг. 14-16 схематично иллюстрирует микротекстуру поперечного сечения и поверхностные выступы и углубления для формованных продуктов №2 и 3 соответствующих Примеров и формованного продукта №1 соответствующего Сравнительного примера. Каждая из Фиг. 14-16 схематично иллюстрирует поперечное сечение формованного продукта, проанализированное способом EBSD. Следует отметить, что на Фиг. 14-16 ND означает направление толщины листа, а TD означает направление ширины листа.
Сравнение Фиг. 14-16 показывает, что формованные продукты №2 и 3 соответствующих Примеров обладают превосходным дизайном, потому что высоты выступов и глубины углублений на поверхности формованного продукта являются малыми, и поэтому аномальный рост зерна ингибируется по сравнению с формованным продуктом №1 соответствующего Сравнительного примера. Следует отметить, что сравнение Фиг. 14 и 15 показывает, что формованный продукт №3 обладает превосходным дизайном, потому что, хотя высоты выступов и глубины углублений на поверхности формованного продукта больше, чем у формованного продукта №2, аномальный рост зерна ингибируется. Причина этого заключается в том, что даже тогда, когда высоты выступов и глубины углублений на поверхности формованного продукта больше или эквивалентны аналогичным параметрам формованного продукта №2, если углубления являются глубокими и узкими, это навряд ли может рассматриваться как аномальный рост зерна (см. также сравнение формованного продукта №6 и формованного продукта №7).
Сравнение формованного продукта №7 соответствующего Примера и формованного продукта №9 соответствующего Сравнительного примера показывает, что даже тогда, когда доля площади кристаллических зерен (001) является низкой и составляет меньше чем 0,20, если средний размер кристаллических зерен (001) составляет менее 15 мкм, аномальный рост зерна ингибируется, что приводит к превосходному дизайну.
Формованный продукт №10 соответствующего Примера показывает, что даже тогда, когда доля площади кристаллических зерен (001) является высокой, например 0,45, когда средний размер кристаллических зерен (001) составляет менее 15 мкм, аномальный рост зерна ингибируется, что приводит к превосходному дизайну.
[0118]
<Второй пример>
[Формирование формованного продукта]
Далее стальные листы, перечисленные в Таблице 5, были подвергнуты консольной обработке, формируя тем самым тарелкообразные формованные продукты №101-105 и 108, каждый из которых был получен как формованный продукт 20, имеющий диаметр R верхней панели 20A, равный 150 мм, высоту H 18 мм, и угол θ продольной стенки 20B, равный 90°C, как проиллюстрировано на Фиг. 12. В дополнение к этому, формованные продукты №106-107, 109 и 128 были сформированы так же, как и формованные продукты №101-105 и 108, за исключением того, что высота H формованного продукта 20 была изменена на 15 мм.
Эта формовка проводилась с таким количеством механической обработки, которое позволяло достичь коэффициента уменьшения толщины стального листа, служащего верхней панелью 20A (то есть, коэффициента уменьшения толщины листа для оценочной части верхней панели 20A (центральной части верхней панели 20A) на Фиг. 12), показанного в Таблице 5.
[0119]
Кроме того, формованные продукты №110-118 и 129 были сформированы так же, как и формованные продукты №101-109 и 128, за исключением того, что высота H формованного продукта 20 была отрегулирована таким образом, что коэффициент уменьшения толщины листа оценочной части B верхней панели 20A формованного продукта 20 (центральной части между центром и краем верхней панели 20A) на Фиг. 12 был сопоставим с коэффициентом уменьшения толщины листа (коэффициентом уменьшения толщины листа оценочной части А верхней панели 20A на Фиг. 12) каждого из формованных продуктов №101-109 и 128.
[0120]
Кроме того, формованные продукты №119-127 и 130 были сформированы так же, как и формованные продукты №101-109 и 128, за исключением того, что высота H формованного продукта 20 была отрегулирована таким образом, что коэффициент уменьшения толщины листа оценочной части С верхней панели 20A формованного продукта 20 (краевой части верхней панели 20A) на Фиг. 12 был сопоставим с коэффициентом уменьшения толщины листа (коэффициентом уменьшения толщины листа оценочной части А верхней панели 20A на Фиг. 12) каждого из формованных продуктов №101-109 и 128.
[0121]
При формовке для вышеописанного формованного продукта на поверхность стального листа наносились окружности, соответствующие оценочной части формованного продукта, и изменения в формах этих окружностей определялись до и после формовки (до и после деформации), измеряя тем самым максимальную главную деформацию и минимальную главную деформацию. Отношение деформации β для оценочной части формованной продукции вычислялось на основе полученных значений.
[0122]
[Способ оценки]
Каждый стальной лист, используемый в настоящем документе, и каждый полученный формованный продукт были исследованы с помощью следующих тестов измерения и оценки в соответствии с первым Примером: 1) средний размер и доля площади кристаллических зерен, отличающихся от кристаллических зерен (111); 2) среднее значение r; 3) толщина листа; 4) твердость; 5) высота выступа и глубина углубления; и 6) оценка при визуальном наблюдении. Таблицы 5 и 6 показывают результаты.
[0123]
[Таблица 5]
Формованный продукт№
Условия формовки
Стальной лист
Примечания
Стальной лист
Оценочная частьКоэффициент уменьшения толщины листа[%]
Отношение деформации β
Начальная толщина листаТолщина листа(мм)
Средний размер кристаллических зерен, отличающихся от кристаллических зерен (111) [мкм]
Доля площади кристаллических зерен, отличающихся от кристаллических зерен (111)
Среднее значение r
101
1
25
0,96
1,2
20
0,62
1,1
Сравнительный пример
102
2
25
1,00
0,75
14
0,24
1,9
Пример
103
3
25
0,96
0,75
10
0,30
1,7
Пример
104
4
25
0,93
1,2
23
0,39
1,8
Пример
105
5
25
0,97
0,75
15
0,25
1,5
Пример
106
1
10
0,93
1,2
20
0,62
1,1
Сравнительный пример
107
3
10
0,97
0,75
10
0,28
1,9
Пример
108
6
25
0,98
0,75
18
0,34
1,8
Пример
109
7
10
0,98
0,75
27
0,18
2,1
Сравнительный пример
110
1
25
0,64
1,2
20
0,64
1,1
Сравнительный пример
111
2
25
0,60
0,75
14
0,24
1,9
Пример
112
3
25
0,44
0,75
10
0,32
1,7
Пример
113
4
25
0,27
1,2
23
0,45
1,8
Пример
114
5
25
0,51
0,75
15
0,28
1,5
Пример
115
1
10
0,45
1,2
20
0,63
1,1
Сравнительный пример
116
3
10
0,44
0,75
10
0,30
1,9
Пример
117
6
25
0,58
0,75
18
0,38
1,8
Пример
118
7
10
0,50
0,75
27
0,19
2,1
Сравнительный пример
119
1
25
0,03
1,2
20
0,68
1,1
Сравнительный пример
120
2
25
0,04
0,75
14
0,24
1,9
Пример
121
3
25
0,05
0,75
10
0,32
1,7
Пример
122
4
25
0,01
1,2
23
0,49
1,8
Пример
123
5
25
0,07
0,75
15
0,30
1,5
Пример
124
1
10
-0,07
1,2
20
0,64
1,1
Сравнительный пример
125
3
10
-0,05
0,75
10
0,28
1,9
Пример
126
6
25
-0,02
0,75
18
0,44
1,8
Пример
127
7
10
0,07
0,75
27
0,20
2,1
Сравнительный пример
128
8
25
0,97
0,75
14
0,55
2,0
Пример
129
8
25
0,51
0,75
14
0,55
2,0
Пример
130
8
25
0,02
0,75
14
0,55
2,0
Пример
[0124]
[Таблица 6]
Формованный продукт №
Формованный продукт
Примечания
Максимальнаятолщина листа D1 (мм)
Минимальная толщина листа D2 (мм)
Значение (D1-D2)/D1×100
Максимальнаятвердость H1(мм)
Минимальнаятвердость H2(мм)
Значение (H1-H2)/H1×100
Глубина углубления/высота выступа [мкм]
W<sub>a</sub>[мкм]
Оценка при визуальном наблюдении
101
1,2
0,90
25
150
100
33
3,4
1,6
D
Сравнительный пример
102
0,75
0,56
25
154
106
31
1,2
0,6
B
Пример
103
0,75
0,56
25
163
109
33
1,4
0,4
A
Пример
104
1,2
0,9
25
148
97
34
2,8
1,1
C
Пример
105
1,6
1,2
25
150
105
30
1,8
0,4
A
Пример
106
1,2
1,08
10
122
100
18
1,2
1,6
D
Сравнительный пример
107
0,75
0,68
10
133
109
24
1,2
0,3
A
Пример
108
0,75
0,56
25
163
110
32
1,4
0,7
B
Пример
109
0,75
0,68
10
124
102
18
2,5
1,6
D
Сравнительный пример
110
1,2
0,90
25
150
102
32
3,0
1,8
D
Сравнительный пример
111
0,75
0,56
25
154
103
33
1,0
0,7
B
Пример
112
0,75
0,56
25
163
109
33
1,3
0,4
A
Пример
113
1,2
0,9
25
148
97
34
2,5
1,2
C
Пример
114
1,6
1,2
25
150
105
30
1,6
0,4
A
Пример
115
1,2
1,08
10
122
100
18
1,2
1,7
D
Сравнительный пример
116
0,75
0,68
10
133
109
24
1,1
0,4
A
Пример
117
0,75
0,56
25
163
110
32
1,3
0,8
B
Пример
118
0,75
0,68
10
124
102
18
2,4
1,7
D
Сравнительный пример
119
1,2
0,90
25
150
103
31
2,9
2,0
D
Сравнительный пример
120
0,75
0,56
25
154
109
29
1,1
0,9
B
Пример
121
0,75
0,56
25
163
112
31
1,3
0,5
A
Пример
122
1,2
0,9
25
148
97
34
2,4
1,4
C
Пример
123
1,6
1,2
25
150
103
31
1,5
0,5
A
Пример
124
1,2
1,08
10
122
100
18
1,2
1,8
D
Сравнительный пример
125
0,75
0,68
10
133
109
24
1,1
0,5
A
Пример
126
0,75
0,56
25
163
113
30
1,1
1,0
B
Пример
127
0,75
0,68
10
124
103
17
2,1
1,7
D
Сравнительный пример
128
0,75
0,56
25
163
109
33
2,0
0,3
A
Пример
129
0,75
0,56
25
163
109
33
2,3
0,4
A
Пример
130
0,75
0,56
25
163
112
31
2,9
0,5
A
Пример
[0125]
Вышеописанные результаты показывают, что формованные продукты №102-105, 107-108, 111-114, 116-117, 120-123, 125-126 и 128-130 соответствующих Примеров обладают превосходным дизайном из-за ингибирования аномального роста зерна по сравнению с формованными продуктами №101, 106, 109-110, 115, 118-119, 124 и 127 соответствующих Сравнительных примеров.
Здесь каждая из Фиг. 18-20 схематично иллюстрирует микротекстуру поперечного сечения и поверхностные выступы и углубления для формованных продуктов №102 и 103 соответствующих Примеров и формованного продукта №101 соответствующего Сравнительного примера.
Каждая из Фиг. 18-20 схематично иллюстрирует поперечное сечение формованного продукта, проанализированное способом EBSD. Следует отметить, что на Фиг. 18-20 ND означает направление толщины листа, а TD означает направление ширины листа.
Сравнение Фиг. 18-20 показывает, что формованные продукты № 102 и 103 соответствующих Примеров обладают превосходным дизайном, потому что высоты выступов и глубины углублений на поверхности формованного продукта являются малыми, указывая на ингибирование аномального роста зерна по сравнению с формованным продуктом №101 соответствующего Сравнительного примера. Следует отметить, что сравнение Фиг. 18 и 19 показывает, что формованный продукт №103 обладает превосходным дизайном, потому что, хотя высоты выступов и глубины углублений на поверхности формованного продукта больше, чем у формованного продукта №102, аномальный рост зерна ингибируется. Причина этого заключается в том, что даже тогда, когда высоты выступов и глубины углублений на поверхности формованного продукта больше или эквивалентны аналогичным параметрам формованного продукта №102, если углубления являются глубокими и узкими, это навряд ли может рассматриваться как аномальный рост зерна (см. также сравнение формованного продукта №106 и формованного продукта №107).
В дополнение к этому, на основе вышеописанных результатов становится понятно, что аномальный рост зерна формованного продукта ингибировался для формованных продуктов соответствующих Примеров в широком диапазоне полей деформации, включая поле равноосной деформации растяжения, поле неравноосной деформации растяжения, подобное полю равноосной деформации растяжения, поле деформации плоского растяжения, а также поле неравноосной деформации растяжения, подобное полю деформации плоского растяжения.
[0126]
Варианты осуществления и Примеры настоящего изобретения объяснены выше. Однако, вышеупомянутые варианты осуществления и Примеры являются всего лишь иллюстрациями для реализации настоящего изобретения. Следовательно, настоящее изобретение не ограничивается вышеописанными вариантами осуществления и Примерами, и при реализации настоящего изобретения в них по мере необходимости могут быть сделаны модификации внутри области охвата эффектов настоящего изобретения.
[0127]
Раскрытия японских патентных заявок №№2015-242460 и 2016-180635, процитированных в настоящем описании, включены в настоящий документ посредством ссылки во всей их полноте.
Все публикации, патентные заявки и технические стандарты, упомянутые в данном описании, включены в настоящий документ посредством ссылки в той же самой степени, как если бы отдельная публикация, патентная заявка или технический стандарт были конкретно и индивидуально указаны, как включенные в настоящий документ посредством ссылки.