JP3311457B2 - 耐デント性ならびに耐面ひずみ性に優れた深絞り用bh鋼板の製造方法 - Google Patents
耐デント性ならびに耐面ひずみ性に優れた深絞り用bh鋼板の製造方法Info
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Description
ひずみ性に優れた深絞り用BH鋼板の製造方法に関する
ものである。
C,Nを炭窒化物の形で固定したIF鋼板(Interstitia
l atom free steel sheet)は優れた深絞り性を有する冷
延鋼板として広く使用されている。しかし、この鋼板の
弱点は軟質のため、耐面ひずみ性には優れているが、耐
デント性が劣り、自動車用の外板等に適用すると成形後
外力を加えると形状が容易に崩れる欠点がある。一方、
耐デント性を向上させるには降伏点を高めることが有効
であることが知られているが、この場合形状凍結性が悪
くなり面ひずみが生じやすくなる。
鋼板の製造方法として、最近表層をハイテン化した複層
鋼板による製造方法を開示した特開平4−143227
号公報がある。しかし、複層鋼板による製造法は大幅な
コスト増となる。
法として、浸炭処理あるいは窒化処理がよく知られてお
り、特開平3−243753号公報に浸炭・窒化処理に
より表面近傍で強度の高い冷延鋼板ならびにその製造方
法が開示されている。しかし、この方法においては、表
層をハイテン化することにより、耐デント性が向上する
という現象が述べられているのみで、耐デント性を向上
させるための具体的条件は定量的には、一切述べられて
いない。またBH性については全く検討されておらず、
耐デント性と耐面ひずみ性を同時に満足し、かつBH性
を付与する製造方法については全く開示されていないだ
けでなく、示唆する結果も提示されていない。
幅なコスト高を伴う複層鋼板でだけで可能であった耐デ
ント性と耐面ひずみ性を同時に満足する冷延鋼板を安価
に製造する方法を提供するものである。
と耐面ひずみ性を同時に満足する冷延鋼板の製造方法を
検討し、鋼の成分と窒化条件を最適化することにより連
続焼鈍でこの種の鋼を製造できることを見いだした。ま
た、窒化冷却条件を限定することにより適正なBH性を
付与できることが明らかになった。
り、その要旨とするところは、重量比で C :0.005%以下、 N :0.01%以下、 Mn:1.5%以下、 Si:1.0%以下、 P :0.1%以下、 Al:0.005%以上、0.2%以下、 S :0.02%以下、 総量が0.02%以上のTiおよびNbのいずれか一方
または双方、 かつ55{Ti/48+Nb/93−C/12−N/14}−0.01>0 なる条件を満足し、必要に応じB:0.0002%以
上、0.002%以下を含有し、残部Feおよび不可避
的不純物からなる鋼を、冷延後、連続焼鈍炉内で再結晶
焼鈍をした後、600℃以上、800℃以下の窒化雰囲
気でNH3 の濃度(%)とこの温度域での滞在時間
(秒)の積が50以上、500以下の条件で窒化処理
し、その後500℃までの平均冷速を50℃/sec以上、
100℃/sec以下で冷却することを特徴とする耐デント
性ならびに耐面ひずみ性に優れた深絞り用BH鋼板の製
造方法にある。
本発明の成分の限定理由は次の通りである。Tiおよび
Nbのいずれか一方または双方を55{Ti/48+N
b/93−C/12−N/14}−0.01>0なる関
係を満足し、かつTiおよびNbのいずれか一方または
双方の添加量の和を0.02%以上と限定したのは、鋼
中のCおよびNを析出物の形で固定し、固溶のC,Nを
冷延時にほとんど存在させずにスムースな結晶回転を可
能にすることにより、その後の再結晶焼鈍で製品の深絞
り性を良好ならしめるに有利な方位である(111)
〈112〉,(554)〈225〉等の集積度の高い集
合組織を有する鋼板を得ることができること、それに、
窒化時に必要な強度の上昇が得られるためである。
1%以下、S:0.02%以下としたのはこれらの量を
超えて、C,N,Sを添加すると製品の加工性を損なう
のみならず上記条件式を満足せしめるに必要なTiある
いはNbの量が多くなり、不必要に製造コストを高くす
るためである。
常含まれる成分、即ちSi,Mn,Pの上限をそれぞれ
Si:1.0%以下、Mn:1.5%以下、P:0.1
%以下としたのは、これ以上の添加は加工性を劣化する
ためである。
で、必要に応じ0.0002%以上のBを添加すること
は効果的であるが、0.0020%超になると加工性の
劣化が著しくなるので、上限は0.0020%とする。
Alは溶鋼での確実な脱酸を可能にするために少なくと
も0.005%の添加が必要であるが、過度の添加は加
工性を劣化するので上限を0.2%とした。
る。本発明鋼の特性は加熱条件、熱延条件に大きく依存
しないので、特に限定する必要はない。即ち、スラブを
再加熱した後熱延しても、直接鋳造後熱延しても差し支
えない。また、熱延を省略した薄鋳片でも構わない。冷
延条件も強いて限定する必要はないが、深絞り性の好ま
しい集合組織を発達させるには70%以上の冷延率が好
ましい。再結晶焼鈍条件については、鋼板が再結晶する
前に窒化雰囲気にさらされると、再結晶が顕著に抑制さ
れるので、窒化雰囲気となる前に再結晶する必要があ
る。
件で、本発明鋼を600℃以上、800℃以下の窒化雰
囲気でNH3 の濃度(%)とこの温度域での滞在時間
(秒)の積が50以上、500以下の条件で窒化処理す
ることにより耐デント性と耐面ひずみ性を同時に満足す
る冷延鋼板を製造することができる。窒化温度が600
℃以下で耐デント性と耐面ひずみ性を同時に満足する冷
延鋼板を製造することができないのは、窒化が表面近傍
だけに限られるため、必要な特性を得る窒化が実現でき
ないためと考えられる。また、800℃以上になると雰
囲気中のアンモニアが分解し、鋼板表面で有効に作用す
る活性な窒素濃度が下がることが原因で必要な特性を得
られないものと思われる。NH3 の濃度(%)とこの温
度域での滞在時間(秒)の積が50以下で耐デント性と
耐面ひずみ性を同時に満足する冷延鋼板を製造すること
ができない理由は明確ではないが、必ずしも窒化が十分
に進行しないのではなく、耐デント性を高める板厚方向
の窒化分布が達成されないのが原因と思われる。一方、
NH3 の濃度(%)とこの温度域での滞在時間(秒)の
積が500以上で耐デント性と耐面ひずみ性を同時に満
足する冷延鋼板を製造することができないのは、鋼板の
降伏強度が高くなり過ぎ、形状凍結性が劣化し、面ひず
みが生じるためと考えられる。
材料を500℃まで冷却する際の冷速を50℃/sec未満
とするとBH性は20MPa 以下となり、高いBHが得ら
れない。これは冷却速度が遅いと、固溶N量が低くなり
過ぎるためと考えられる。また、冷速が100℃/sec超
になると成形時にストレッチャーストレインが発生し、
表面品位の劣化を招く。これは、上記と逆に固溶N量が
高くなり過ぎるためと考えられる。
る。表1に示した成分組成を有する鋼を種々の条件で窒
化処理をした。これらの条件と製品特性を表2に示す。
ここでの材料は、連続鋳造スラブを1200℃に加熱
し、約930℃で仕上圧延した4mm厚の熱延板を80%
冷延し、連続焼鈍の前半で800℃で30秒の再結晶焼
鈍をし、その後窒化処理をしたものである。実験番号1
〜13,15,16は同じ材料を用いてプロセス条件の
影響を明確にした。また、実験番号17から24までは
鋼種の影響を明らかにした。
面ひずみが生じやすいという従来の知見に基づきYP<
250MPa ならば面ひずみが発生しないとした。また、
デント性の指標は図1に示す実験装置により鋼板に負荷
を与えた後、残った永久凹み量が試料の中心部で50μ
mになる荷重でもって表した。BHは引張試験で2%の
ひずみを与え、その後170℃で20分の時効処理をし
た後、再び引張試験をし、このときの降伏応力から最初
の引張試験の2%のひずみ時の応力を引いた値で示す。
7,8,11,15,17,18,19,20,21,
22は面ひずみ指数、デント性指数ともに良好で、BH
性にも優れている。
ため、耐デント性が劣る。実験番号2は窒化が十分行な
われず、十分な耐デント性が得られなかった。実験番号
9は窒化過剰のため耐面ひずみ性に支障をきたしただけ
でなく、表層が硬化し過ぎて脆くなり低いデント荷重で
表層に割れが生じ、耐デント性も著しく劣化した。実験
番号10は窒化温度が高過ぎ、アンモニアが鋼板表面で
活性な窒素と水素に分解する前に、雰囲気中で分解を起
こし、不活性な窒素になる量が多くなるため窒化が十分
に行なわれず、十分な耐デント性が得られなかった。実
験番号12は窒化温度が低く、窒化が十分行なわれず、
十分な耐デント性が得られなかった。実験番号13は窒
化温度から500℃までの平均冷速が5℃/secと小さい
ため冷却中に固溶の窒素が析出し、BH量が低くなっ
た。一方、冷速が120℃/secと大きかった実験番号1
6では窒化時の残存した固溶の窒素が析出する時間がほ
とんどなく多くの固溶窒素が残存したためBH量は高い
がストレッチャーストレインが発生した。55{Ti/
48+Nb/93−C/12−N/14}−0.01>
0の条件を満足しなかった材料を用いた実験番号23,
24では窒化時に析出物を形成する窒化前の固溶のT
i,Nbの量が不足あるいは欠乏していたため、窒化の
効果が十分に出ず、十分な耐デント性が得られなかっ
た。
うな大幅なコスト増なしには不可能であった耐面ひずみ
性と耐デント性を同時に満足する鋼板を、安価に製造で
き工業的に価値の高い発明である。また、BH性も付与
され、成形後の塗装処理によりさらに耐デント性が向上
する。
図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 重量比で C :0.005%以下、 N :0.01%以下、 Mn:1.5%以下、 Si:1.0%以下、 P :0.1%以下、 Al:0.005%以上、0.2%以下、 S :0.02%以下、 TiおよびNbのいずれか一方または双方を総量で0.02
%以上、かつ 55{Ti/48+Nb/93−C/12−N/14]-0.01>0なる
条件を満足し、 残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼を、冷延後、
連続焼鈍炉内で再結晶焼鈍をした後、600℃以上、8
00℃以下の窒化雰囲気でNH3 の濃度(%)とこの温
度域での滞在時間(秒)の積が50以上、500以下の
条件で窒化処理をし、その後500℃までの平均冷速を
50℃/sec以上、100℃/sec以下で冷却することを特
徴とする耐デント性ならびに耐面ひずみ性に優れた深絞
り用BH鋼板の製造方法。 - 【請求項2】 重量比で C :0.005%以下、 N :0.01%以下、 Mn:1.5%以下、 Si:1.0%以下、 P :0.1%以下、 B :0.0002%以上、0.002%以下、 Al:0.005%以上、0.2%以下、 S :0.02%以下、 TiおよびNbのいずれか一方または双方を総量で0.02
%以上、かつ 55{Ti/48+Nb/93−C/12−N/14]-0.01>0なる
条件を満足し、 残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼を、冷延後、
連続焼鈍炉内で再結晶焼鈍をした後、600℃以上、8
00℃以下の窒化雰囲気でNH3 の濃度(%)とこの温
度域での滞在時間(秒)の積が50以上、500以下の
条件で窒化処理をし、その後500℃までの平均冷速を
50℃/sec以上、100℃/sec以下で冷却することを特
徴とする耐デント性ならびに耐面ひずみ性に優れた深絞
り用BH鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00063194A JP3311457B2 (ja) | 1994-01-07 | 1994-01-07 | 耐デント性ならびに耐面ひずみ性に優れた深絞り用bh鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00063194A JP3311457B2 (ja) | 1994-01-07 | 1994-01-07 | 耐デント性ならびに耐面ひずみ性に優れた深絞り用bh鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07197233A JPH07197233A (ja) | 1995-08-01 |
| JP3311457B2 true JP3311457B2 (ja) | 2002-08-05 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00063194A Expired - Fee Related JP3311457B2 (ja) | 1994-01-07 | 1994-01-07 | 耐デント性ならびに耐面ひずみ性に優れた深絞り用bh鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3311457B2 (ja) |
-
1994
- 1994-01-07 JP JP00063194A patent/JP3311457B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH07197233A (ja) | 1995-08-01 |
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