JPH01184226A

JPH01184226A - 高延性高強度複合組織鋼板の製造法

Info

Publication number: JPH01184226A
Application number: JP606688A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Tsukatani; 一郎塚谷; Tadashi Kamei; 亀井　忠; Tadamichi Sakai; 酒井　忠迪
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1988-01-14
Filing date: 1988-01-14
Publication date: 1989-07-21
Anticipated expiration: 2010-04-19
Also published as: JPH0735536B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明に係る高延性高強度複合組織鋼板の製造法に関し
、さらに詳しくは、引張強さが９０ｋｇｆ／ｍｍ”以上
の高強度を有し、さらに、優れた延性と点溶接性を有す
る高延性高強度複合組織鋼板の製造法に関するものであ
る。

［従来技術］一般に、自動車用の薄鋼板に要求される特性としては、
加工性、溶接性、化成処理性を始め、多くの特性が挙げ
られるが、近年、省エネルギーや乗員の安全確保の観点
から、薄鋼板の高強度化が強く要求されている。このよ
うに加工性の高い高強度銅板としては、フェライト」−
マルテンサイトの２相、もしくは、ベーナイト」−マル
テンサイトの２相からなる８　０〜１４０　ｋｇｆ／ｍ
ｍ２の複合組織鋼板が開発されている。

しかし、これらの鋼板は現在の多様化する社会的な要求
、特に、高延性や高加工性等を必ずしも満足するもので
はなかった。そのため、強度−延性バランス、加工性、
溶接性およびその他の諸性質を充分に考慮した自動車用
の鋼板の開発が期待されている。

この観点から、最近になって、残留オーステナイトの加
工中の変態誘起塑性を利用した、フェライト＋残留オー
ステナイト＋マルテンザイト（−部ベーナイトを含む）
からなる高強度複合組織鋼板か開発されているか（特開
昭６０−０４．３４３０号公報、特開昭５５−１４５１
２１号公報）、強度−延性バランスの向」二に必要なオ
ーステナイトの安定化のために、多量のＣ（０３〜０．
４ｗｔ％）を含有している。そのため、点溶接性が劣化
し、自動車用鋼板として使用するには問題がある。

［発明が解決しようとする課題］本発明は上記に説明したような、従来の自動車用鋼板の
種々の問題点に鑑み、本発明者が鋭意研究を行い、検討
を重ねた結果、成分組成、熱間圧延条件および連続焼鈍
条件を特定して行なうことにより、引張強さが９０　ｋ
ｇｆ／ｍｍ’以上の高強度を有し、さらに、優れた強度
−延性バランスと優れた点溶接性を有する高延性高強度
複合組織鋼板の製造法を開発したのである。

［課題を解決するための手段］本発明に係る高延性高強度複合組織鋼板の製造法は、（１）　　Ｃ０．１２〜０．３０ｗｔ％、Ｓ　ｉ　１．
５−３．０ｗ１％、Ｍｎ　１．１〜２．４ｗｔ％を含有し、かつ、３．７−８ｉ≦Ｍｎ≦３．０−０．４Ｓｉであり、さら
に、Ｓ＜　０．００５ｗｔ％、ｓｏｌＡｌ　０．０１〜０．０６ｗｔ％を含有し、残部
Ｆｃおよび不可避不純物からなる鋼スラブを、Ａｒ、変
態温度以上Ａ＋、＋変態温度以下で熱間圧延を終了し、
６００°Ｃ以下の温度で巻取り、次いで、その後の連続
焼鈍において、Ａｃ、＋３０℃〜Ａｃ３のオーステナイ
ト＋フェライトの２相域に４分以下保持した後、５℃〜
３０℃／ｓｅｅの冷却速度で上記保持温度から５００〜
８００℃の温度まで徐冷し、次いて、７０℃／ｓｅｃ以
上の冷却速度で３５０〜４５０℃の温度まで急冷し、こ
の温度において１〜５分保持し、その後、室温まで２℃
／ｓｅｅ以上の冷却速度で冷却して、マルテンサイト、
ベーナイト、フェライトおよび残留オーステナイトから
なる複合組織とすることを特徴とする高延性高強度複合
組織鋼板の製造法を第１の発明とし、（２）　　Ｃ０．１２〜０．３０ｗｔ％、Ｓｉ１．５〜
３，０ｗ１％、Ｍｎ　１．１〜２．４ｔｖｔ％を含有し、かつ、３．７−８ｉ≦Ｍｎ≦３．０−０．４９　ｉてあり、さ
らに、Ｐ　０．０２〜０．２０ｗｔ％、Ｓ　＜　０．００５ｗｔ％、５ｏｌＡＩ　　（１，０１〜０．０６ｗｔ％を含有し、
残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる鋼スラブを、Ａｒ
変態温度以上Ａｒ３変態点温度以下で熱間圧延を終了し
、６００°Ｃ以下の温度で巻取り、次いで、その後の連
続焼鈍において、Ａｃ。

＋３０℃〜Ａｃ３のオーステナイト＋フェライトの２相
域に４分間保持した後、５℃〜３０℃／ｓｅｃの冷却速
度で上記保持温度から５００〜８００°Ｃの温度まで徐
冷し、次いで、７０℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で３５０
〜４５０℃の温度まで急冷し、この温度において１〜５
分保持し、その後、室温まで２℃／ｓｅｃ以上の冷却速
度で冷却して、マルテンサイト、ベーナイト、フェライ
トおよび残留オーステナイトからなる複合組織とするこ
とを特徴とする高延性高強度複合組織鋼板の製造法を第
２の発明とする２つの発明よりなるものである。

本発明に係る高延性高強度複合組織鋼板の製造法につい
て、以下詳細に説明する。

本発明にかかる高延性高強度複合組織鋼板の製造法は、
高強度で、かつ、従来鋼以上の高延性を有する複合組織
鋼板を製造するため、残留オーステナイトを１０％以上
含有させ、変態誘起塑性に伴う高ｎ値化を利用する方法
である。

そして、オーステナイト安定化元素としては、Ｃ，Ｍｎ
、Ｎｉ等が知られているが、最も有効であると言われて
いる元素はＣてあり、このＣの増加によって焼鈍後に適
正な熱履歴を付与すれば、多産の残留オーステナイトを
得られ、極めて高延性で、強度＝延性バランスの良好な
高強度鋼板が製造できる。

しかし、高炭素化は上記のように自動車用の鋼板として
必須な特性である、点溶接性を悪化させることになる。

この点溶接性を悪化を避けるためには、Ｃ含有量を０．
３０ｗｔ％以下に規制する必要があるか、このことは安
定な残留オーステナイトを充分に得ることを困難にし、
良好な強度−延性バランスが得られないということかあ
る。

しかして、本発明はＣ含有量を０．３０ｗｔ％以下に規
制することを始めとし、鋼の含有成分および含有割合お
よび製造条件の検討を重ねた結果、Ｓｉ、Ｍｎの同時規
制、熱間圧延を低温で終了することによる組織の微細化
および適正な連続焼鈍条件の選定によって、問題を解決
した。

即ち、含有成分および含有割合は、Ｃ含有量を０．３０
ｗＬ％以下とすると共に、Ｓ　ｉ　１．５〜３．０ｗ１
％、Ｍｎ　１．１〜２．４ｗｔ％とし、３．７−８ｔ　
　≦Ｍｎ　≦３．０−０．４Ｓｉの範囲とし、安定な残
留オーステナイトが充分に得られ、強度−延性バランス
が大幅に向上するのである。

本発明に係る高延性高強度複合組織鋼板の製造法におい
て、使用する鋼の含有成分および含有割合について説明
する。

Ｃは焼鈍後多量のオーステナイトを残留させるためには
、不可欠な元素であり、熱処理条件および焼鈍条件を制
御することによりオーステナイトを安定化させ、熱処理
後、オーステナイトを体積率で１０％以上残留させるた
めには、Ｃ含有量は０．１２ｗｔ％以上必要であり、ま
た、Ｃ含有量が増加すると、残留オーステナイト体積率
が増大して強度−延性バランスを向」ニさせるが、０．
３０ｗｔ％を越えると点溶接性が劣化する。よって、Ｃ
含有量は０．１２’〜０．３０ｗｔ％とする。

Ｓｔはフェライト形成元素であり、それ自体にはオース
テナイトを安定化する作用はないが、フェライト十オー
ステナイトの２相域保持中、もしくは、オーステナイト
域やフェライト十オーステナイトの２相域から冷却中に
生成するフェライ）・を純化するため、必然的に未変態
オーステナイトへのＣの濃縮を促進する効果を通してオ
ーステナイトの安定化に寄与するもので、このＳｉは強
度および延性の両特性の向上に対して非常に有効であり
、Ｓ１含有争は］、５ｗｔ％以」二は必要であり、また
、含有量が増加すると溶製時のスラブ割れ、化成処理性
の劣化等の問題があるので３．０ｗｔ％を越えては含有
させる必要はない。よって、Ｓｉ含有量は１５〜３．０
ｗｔ％とする。

Ｍｎはオーステナイト形成元素として重要であり、良好
な強度−延性バランスを得る観点から１０％以上の体積
率で残留オーステナイトを含ませるためには、Ｍｎ含有
量は１．１ｗｔ％以」二とする必要があり、また、Ｍｎ
含有量が増加すると、連続焼鈍後の冷却過程においてマ
ルテンサイト変態が起こり易くなり、最終的にマルテン
サイトの体積率が増加して、強度の著しい増加と延性の
著しい劣化をもたらし、強度−延性バランスの向上に対
して障害となるので、Ｍｎ含有量は２．４ｗｔ％を越え
て含有させてはならない。よって、Ｍｎ含有量は１．１
〜２．４ｗｔ％とする。

Ｓｔ含有量とＭｎ含有量のバランスは重要であり、この
ＳｉおよびＭｎは上記の規制に、さらに、３７−３ｉ≦
Ｍｎ≦３．０−０．４Ｓｉの関係式を満たず必要があり
、これは強度−延性バランスの改善の改善から規制する
ものであり、即ち、Ｓｉ含有によるオーステナイト安定
化と、Ｍｎ含有による強度の上昇の効果を適正に制御す
るならば、良好な強度−延性バランスが得られる。この
Ｓｉ、Ｍｎの規制範囲を示すと第１図の通りである。

Ｓは加工性を劣化させるので、可及的に少ない方が望ま
しく、Ｓ含有量は０．００５ｗｔ％以下とする。

ｓｏｌ　Ａ　ｌは鋼の脱酸剤として有効な元素であり、
含有量が０．０１ｗｔ５未満では脱酸剤の効果が期待で
きず、また、０．０６ｗｔ％を越えて含有されると脱酸
の効果が飽和してしまい、それ以上の効果は期待できな
い。よって、Ｓ○１Δ１含有里は０．０１〜０．０６ｗ
ｔ％とする。

ＰけＳｉと同様にフェライト形成元素であり、さらに、
強度−延性バランスを向上させるものであり、未変態オ
ーステナイトへのＣの濃縮を促進する効果を通してオー
ステナイトをさらに安定化させることができ、Ｐ含有量
は通常の含有量であっても強度〜延性バランスの特性上
旬等問題はないが、含有■は０．０２ｗｔ％以−Ｊ二の
含有量とすることにより、さらに、良好な強度−延性バ
ランスが得られ、また、０．２０ｗｔ％を越えて含有さ
れると効果は飽和し、かつ、粒界偏析ににり脆化させろ
。よって、Ｐ含有量は００２〜０．２０ｗｔ％とする。

次に、本発明に高延性高強度複合組織鋼板の製造法につ
いて説明する。

上記に説明した特定の含有成分および含有割合の鋼を使
用して、熱間圧延の終了温度を低温（Ａｒ。

変態温度以上Ａｃ３変態温度以下）に設定することによ
り、結晶粒か微細化し、組織が強靭化されてより一層、
強度〜延性バランスが向上し、さらに、熱間圧延後の条
件としては、６００℃以下の温度で巻取り、その後の連
続焼鈍に際して最高加熱温度から５〜３０℃／ｓｅｃの
冷却速度で５００〜８００℃の温度まで冷却し、次いで
、７０°Ｃ／ｓｅｅ以上の冷却速度で３５０〜４５０°
Ｃの温度まで急冷し、その温度で１〜５分の保持を行な
うことにより諸機械的性質の向上効果が得られるのであ
る。

さらに、本発明に係る高延性高強度複合組織鋼板の製造
法の特色は、 ■Ｓ１、Ｍｎのバランスを、Ｓ　ｉ　１．５〜３．Ｏｗ
ｔ％、Ｍｎ　１．１〜２．４ｗｔ％とし、かっ、３．７
−９ｉ　≦Ｍｎ≦３．０−０．４３ｉとしたこと。

■熱間圧延を低温（Ａｒ、変態温度以上Ａｒ３変態温度
以下）で終了すること。

■熱間圧延後に６００℃以下の温度で巻取ること。

■連続焼鈍およびその後の冷却に際し、特定の条件によ
り処理すること。にある。

そして、これらの条件の選定による強度−延性バランス
の向上する理由は、必ずしも明らかでないが、 ■は、適正な連続焼鈍の過程において、Ｃが優先的にオ
ーステナイト中に集中し、残留オーステナイトを安定に
していること。

■は、結晶粒の微細化により、組織の強靭化が行なわれ
ること。

■は、炭化物のラメラ−間隔が細かくなり、これをＡｃ
、＋３０°Ｃ−Ａ　ｒ　！］のオーステナイト士フェラ
イトの２相域に加熱した際に、パーライト全体としてオ
ーステナイト化し、マルテンサイトおよび残留オーステ
ナイトの形態に変化をもたらしていること。

■は、Ａｃ、＋３０℃〜Ａｃ３のオーステナイト士フェ
ライトの２相域に加熱後の一次冷却において、フェライ
ト変態の進行と共にオーステナイトにＣが集中して、続
く二次冷却において、パーライト変態を避け、３５０〜
４５０℃における保持において、ベーナイト変態か進行
し、さらに、オーステナイト中へのＣの集中が進むこと
。

にあると考えられる。

「実　施　例］本発明に係る高延性高強度複合組織鋼板の製造法の実施
例を説明する。

実施例１第１表に示す含有成分および含有割合の鋼の１４種類を
溶製し、連続鋳造により鋳片を製作した。

供試鋼Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｐ、ＪおよびＩ（は本発明に係る高
延性高強度複合組織鋼板の製造法に使用するものであり
、他は比較鋼であり、なお、通常の造塊法に上り鋼塊を
製作してもよい。

次いで、これらの名調を仕上温度７５０°Ｃの温度で熱
間圧延を行ない、巻取温度を４５０℃で巻取りを行ない
、さらに、冷間圧延により板厚０．８５ｍｍの供試鋼と
した。

次に、第２表に示すＣ６のプロセス条件（本発明に係る
高延性高強度複合組織銅板の製造法の範囲内）で連続焼
鈍した後、ゲーン長さ５０ｍｍのＪＩＳ５号引張試験片
を準備して引張試験を行なつまた、組織の適否を判定す
るため、組織観察およびオーステナイトの体積分率を測
定した。

点溶接は、十字引張強度および剪断引張強度を測定する
ことにより評価した。

第１表にこれらの結果を示す。

この第１表より、本発明に係る高延性高強度複合組織鋼
板の製造法による鋼Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆ、ＪおよびＫは、９
５　ｋｇｆ／ｍｍ’以上と高強度であり、さらに、ＴＳ
ＸＥＩも２５００以」二で優れた強度−延性バランスを
有している。その上、点溶接後の十字引張強度および剪
断引張強度が比較鋼に比べて優れていることがわかる。

これに対して、比較鋼Ｂは強度−延性バランスが良好で
あるが、点溶接性が悪く、他の比較鋼も強度−延性バラ
ンスと点溶接性を同時に満足するものはない。

実施例２第１表に示す供試鋼Ｃを使用し、第２表に示すような１
３種類の条件のもとで、熱間圧延および連続焼鈍を行な
った。なお、供試鋼Ｃ２、Ｃ４〜Ｃ６、Ｃ９は本発明に
係る高延性高強度複合組織鋼板の製造法の範囲内のプロ
セス条件で処理し、他は本発明製造法の範囲外のプロセ
ス条件で処理したのである。

なお、第２表において、Ｔ１、Ｃ１、ＴＱ、Ｃ２、Ｔ３
、ｔおよびＣ３はそれぞれ第１図に示す連続焼鈍サイク
ルの条件を示しており、Ｔ１は焼鈍温度、ＴＱはＣ２の
冷却開始温度、Ｔ２は中間保持温度、ｔは中間保持時間
、Ｃ１はＴＩ−Ｔｑの冷却速度、Ｃ７はＴｑ−＋Ｔ、の
冷却速度（但し、ＴＩ＞ＴＱ＞Ｔ、）、Ｃ３はＴ２から
ｎ温までの冷却速度である。

各供試鋼にって、実施例１と同様に引張強試験、組織観
察を実施すると共にオーステナイトの体積分率を測定し
た。

第２表にこれらの結果を示す。

この第２表から、本発明に係る高延性高強度複合組織鋼
板の製造法のＣ２、Ｃ４〜Ｃ６、Ｃ９は、何れも、組織
に体積分率で１５％以」二のオーステナイトを含有し、
ＴＳかｌ　００　ｋｇｆ／ｍｍ’以」二と高強度で、Ｔ
ＳＸＥＩも２５００以」−と優れた強度−延性バランス
を有していることがわかる。

これに対して、比較例の供試鋼ＣＩ、Ｃ３、Ｃ７、Ｃ８
、ＣＩＯ〜Ｃ１３のように、本発明製造法の範囲外の条
件で処理したものは、残留オーステナイト量が少なく、
良好な機械的性質は得られていない。

［発明の効果］以上説明したように、本発明に係る高延性高強度複合組
織鋼板の製造法は」１記の構成であるから、優れた点溶
接性を有し、９０　ｋｇｆ／ｍｍ２以上の高強度および
高延性を有し、さらに、優れた強度−延性バランスを有
する複合組織の優れた鋼板か製造できるという効果を有
するしのであり、特に、自動車用鋼板として好適な鋼板
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る高延性高強度複合組織銅板の製造
法において使用する鋼のＳｉ含有量とＭｎ含有量の範囲
を示す図、第２図は本発明の高延性高強度複合組織鋼板
の製造法にお（づる実施例の連続焼鈍のヒートザイクル
を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】（１）Ｃ０．１２〜０．３０ｗｔ％、Ｓｉ１．５〜３．
０ｗｔ％、Ｍｎ１．１〜２．４ｗｔ％を含有し、かつ、３．７−Ｓｉ≦Ｍｎ≦３．０−０．４Ｓｉであり、さらに、Ｓ＜０．００５ｗｔ％、ｓｏｌＡｌ０．０１〜０．０６ｗｔ％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる鋼スラ
ブを、Ａｒ＿１変態温度以上Ａｒ＿３変態温度以下で熱
間圧延を終了し、６００℃以下の温度で巻取り、次いで
、その後の連続焼鈍において、Ａｃ＿１＋３０℃〜Ａｃ
＿３のオーステナイト＋フェライトの２相域に４分以下
保持した後、５℃〜３０℃／ｓｅｃの冷却速度で上記保
持温度から５００〜８００℃の温度まで徐冷し、次いで
、７０℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で３５０〜４５０℃の
温度まで急冷し、この温度において１〜５分保持し、そ
の後、室温まで２℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で冷却して
、マルテンサイト、ベーナイト、フェライトおよび残留
オーステナイトからなる複合組織とすることを特徴とす
る高延性高強度複合組織鋼板の製造法。（２）Ｃ０．１２〜０．３０ｗｔ％、Ｓｉ１．５〜３．
０ｗｔ％、Ｍｎ１．１〜２．４ｗｔ％を含有し、かつ、３．７−Ｓｉ≦Ｍｎ≦３．０−０．４Ｓｉであり、さらに、Ｐ０．０２〜０．２０ｗｔ％、Ｓ＜０．００５ｗｔ％、ｓｏｌＡｌ０．０１〜０．０６ｗｔ％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる鋼スラ
ブを、Ａｒ＿１変態温度以上Ａｒ＿３変態温度以下で熱
間圧延を終了し、６００℃以下の温度で巻取り、次いで
、その後の連続焼鈍において、Ａｃ＿１＋３０℃〜Ａｃ
＿３のオーステナイト＋フェライトの２相域に４分以下
保持した後、５℃〜３０℃／ｓｅｃの冷却速度で上記保
持温度から５００〜８００℃の温度まで徐冷し、次いで
、７０℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で３５０〜４５０℃の
温度まで急冷し、この温度において１〜５分保持し、そ
の後、室温まで２℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で冷却して
、マルテンサイト、ベーナイト、フェライトおよび残留
オーステナイトからなる複合組織とすることを特徴とす
る高延性高強度複合組織鋼板の製造法。