JPH01312032A - 加工性に優れた高張力熱延鋼板の製造方法 - Google Patents

加工性に優れた高張力熱延鋼板の製造方法

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JPH01312032A
JPH01312032A JP14505688A JP14505688A JPH01312032A JP H01312032 A JPH01312032 A JP H01312032A JP 14505688 A JP14505688 A JP 14505688A JP 14505688 A JP14505688 A JP 14505688A JP H01312032 A JPH01312032 A JP H01312032A
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茂樹 野村
Kazutoshi Kunishige
国重 和俊
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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〉 本発明は、強度−延性バランスと加工性(特に′伸びフ
ランジ性゛)に優れた高張力熱延鋼板の製造方法に関す
るものである。
〈従来技術とその課題〉 近年、省エネルギー・省資源思想の浸透を背景に自動車
産業界等の分野においては車両等の軽量化傾向が一段と
進んでいるが、その軽量化の一環として設計強度の変更
なしに素材鋼板の薄肉化を達成することが望まれており
、そのため優れた加工性と高強度を兼備した熱延鋼板の
開発が競われるようになってきた。
そして、このような情勢下で先ず注目されたのが、C−
3t −Mnfiの〔フェライト+マルテンサイト〕複
合組織型熱延鋼板(デュアルフェイス鋼板)である。し
かし、前記デュアルフェイス鋼板は強度−延性バランス
が良好ではあるか゛伸びフランジ性°゛に劣り、従って
、例えば自動車部品であるホイール・ディスクに適用す
るような場合にはバーリング加工によるハブ穴成形で割
れが発生し易い等の問題があった。
そこで、このような問題を解決すべく、C−5i−Mn
鋼でフェライトとヘーナイトの複合組織を持つ高張力熱
延鋼板の適用が提案されている(例えば特開昭57−1
45965号公報参照)。
ところが、この〔フェライト十ヘーナイ1−〕複合組織
鋼板はバーリング加工によるハブ穴成形時の割れ抑制効
果に優れており、またコスト的にも安価で好ましいもの
であったが、デュアルフェイズ鋼板に比べて高降伏比で
あるため加工性に問題のあることが指摘されるものであ
った。
また、これとは別に微量のNbを添加したフェライト、
ヘーナイト及びマルテンサイトの複合組織を有する高張
力熱延鋼板の製造方法も提案されている(特開昭60−
184631号)6しかしながら、この鋼板には微量の
Nbが添加されているものの、その製造に際して連続熱
間仕上圧延の最初の3バス以上の各パスで高圧下とする
ためNbの持つ再結晶抑制効果か十分に働かず、フェラ
イトの微細化に対しNbは無力なものでしかなかった。
そのため、例えばバーリング加工によるハブ穴成形時の
割れを防止するためにはヘ−ナイトを混入させなくては
ならず、やはりデュアルフェイズ鋼に比べて高降伏比と
なるので加工性の面で十分に満足できるものではなかっ
た。
上述のように、高張力熱延鋼板の製造分野においては、
自動車産業界を中心とした要望に応えるため、“低降伏
比”で°゛強強度−延性ハラススと゛伸びフランジ性”
に優れた成形加工用高張力熱延鋼板の開発が急かれてい
た。
〈課題を解決するための手段〉 この発明は、前述した事情を踏まえて、十分な強度を有
することは勿論、加工性、特に″低降伏比”で“伸びフ
ランジ性”に優れた高張力熱延鋼板を安定提供すべく、
様々な観点から研究を重ねた中で完成されたものであり
、 rc:o、03〜0.20%(以降、成分割合を表わす
%は重量%とする)。
Si:2.0%以下、    Mn : 0.3〜3.
0%。
P:0.03%以下、    s:o、o1%以下。
sof、 Aj! : 0.10%以下、  Nb :
 0.Oo!5〜0.025%を含有するか、或いは更
に N : 15〜1100pp。
02種の成分、又は Ca : 0.002〜0.01%。
Zr : 0.01−0.10%。
希土類元素: 0.002〜0.10%のうちの1種以
上の成分をも含有し、残部がFe及び不可避不純物から
なる組成の熱鋼片(Nbを固溶した直送熱鋼片又は11
00℃以上に再加熱してNbを固溶させた熱鋼片)を 最終圧延パスの圧下率、30%以上。
仕上圧延温度+Ar3点以上 なる条件で連続熱間仕上圧延すると共に、圧延終了後は
’I Q ’C/sec以上の冷却速度で冷却して30
0℃以下の温度域で巻取ることにより、微細なフェライ
トとマルテンサイトとの複合組織を有する強度−延性ハ
ランスの良好な加工性に優れた高張力熱延m板を安定に
製造し得るようにした点」に特徴を有するものである。
〈作用〉 即ち、本発明は、直送又はX100℃以上に再加熱して
Nbを固溶状態とした熱鋼片を特定条件で連続熱間仕上
圧延することにより、固溶Nbが有する再結晶抑制効果
を最大限に発揮させつつ、これと最終圧延パスでの大圧
下による作用とを絡み合わせてオーステナイトを有効に
加工硬化させ、これによって微細結晶粒のフェライI・
を主体とする加工性に優れた複合組織高張力熱延鋼板を
実現することを骨子としているが、以下、本発明におい
て鋼片の化学組成、熱間圧延条件並びに冷却条件を前記
の如くに限定した理由を説明する。
八)綱片の化学組成 (a)  C C成分には、複合組織中の低温変態生成物の体積率を増
大させ、鋼板の強度を高める作用があるが、その含有量
が0.03%未満では前記作用による所望の効果が得ら
れず、一方、0.20%を超えてCを含有させると溶接
性が劣化するようになることから、C含有量を0.03
〜0.20%と定めた。
(bl   5i Si成分には、フェライト相を強化すると共に鋼の延性
を改善し、これにより “−様伸び′”をもたらす作用
があるが、2%を超えて含有させると製鋼作業が困難と
なるほか、製品の表面性状が劣化するようになることか
ら、Si含有量は2%以下と定めた。
icl  Mn Mn成分には、複合組織中の低温変態生成分の焼入性を
向上させて鋼の強度を向上させると共に、組織を微細化
して延性、特に“局部伸び°′を改善する作用があり、
この作用による所望の効果を得るためには0.3%以上
の含有量を必要とするが、3.0%を超えてMnを含有
させても更なる改善効果が認められないことから、経済
性も考慮してMn含有量を0.3〜3.0%と定めた。
(di  sof、AP 駐は脱酸剤として添加されるが、鋼の清浄度を確保する
上からその上限値をsof、IV含有量で0.10%に
抑える必要がある。
(el  P Pは溶接性に悪影響を及ぼす不純物元素であり、所望の
溶接性を確保するためにはP含有量を0.03%以下に
抑える必要がある。
(fl  S SはMnS系介在物を形成して“伸びフランジ性”を低
下させる不純物元素であるので、MnS系介在物を減少
せしめて“伸びフランジ性”の向上を図るため、S含有
量を0.01%以下と制限した。
(g)  Nb 本発明の方法においては、Nb成分は熱間圧延中に析出
して、オーステナイト再結晶粒の細粒化効果とオーステ
ナイト再結晶抑制効果とを通してフェライトを均一微細
にし、鋼の加工性を向上させる働きをするが、その含有
量が0.005%未満では添加効果が不十分であり、一
方、0.025%を超えてNbを含有させると圧延後に
フェライト中に析出して降伏強度を上昇させ、複合組織
鋼板特有の低降伏化が損なわれてしまうことから、Nb
含有量は0.005〜0.025%と定めた。
(hl  Ti、及びN Ti及びNばTiNとして析出して鋼片(スラブ)加熱
時には殆んど固溶せず、このためオーステナイトの粒成
長を抑制することでスラブ加熱時のオーステナイトを微
細化して鋼の加工性を向上させる効果があるので、必要
によりTi及びNの添加がなされる。
しかし、N含有量が15ppm未満では上記所望の効果
が得られず、一方、1ooppmを超えてNを含有させ
てもTiNが粗大化して上記所望の効果が減少するため
、N含有量は15〜I(10ppmと定めた。
Tiについても、その含有量が0.005%未満では上
記所望の効果が得られず、一方、[14/48N(χ)
+ 28/48 S (×)〕%を超えてTiを含有さ
せると圧延後フェライト中にTiCが析出し、鋼の降伏
強度を上昇させ複合組織鋼板の特徴である低降伏比が損
なわれてしまうことから、Tiの含有量は0.005〜
(Ill/48N(Z) +28/48S (り] %
と定めた。
(il  Ca、 Zr、及び希土類元素これらの成分
は何れも介在物の形状を調整して冷間加工性を改善する
作用を有しているので、鋼板の冷間加工性をより向上さ
せる必要がある場合に1種又は2種以上添加含有される
が、その含イj量が、それぞれCa : 0.002%
未満、 Zr : 0.01%未満及び希土類元素: 
0.002%未満では前記作用による所望の効果が得ら
れず、一方、それぞれCa:0.01%、 Zr : 
0.10%及び希土類元素:0.10%を超えて含有さ
せると、逆に鋼中の介在物が多くなりすぎて冷間加工性
が劣化するようになることから、それぞれの含有量を、
Ca :  0.002−0.01%、Zr:0.01
〜0.10%、希土類元素・ 0.002〜0.10%
と定めた。
B)熱間圧延条件 本発明においては、熱間圧延に供する鋼片がNbを固溶
した状態とするため、熱間圧延に際しては直送スラブを
用いるか、スラブを再加熱する時はその加熱温度を11
00℃以上とする。即ち、熱間圧延に際してNbは固溶
させておいて、熱間圧延時のNb微細析出によるオース
テナイト再結晶抑制作用を利用し、変態により生成する
フェライト粒の細粒化効果を発揮させる。
熱間圧延の仕上温度をAr、点の温度未満にすると、変
態して生成したフェライト粒に加工組織が混入してしま
い複合組織鋼板の特徴である低降伏比が損なわれてしま
うため、仕上温度はAr、意思上としなければならない
更に、本発明においては、特に最終圧延パスの圧下率を
30%以」二とすることが極めて重要であり、ごれによ
って始めてNbの持つ細粒化効果が向上し加工性が著し
く改善される。例えば、前述の特開昭60−184.6
31号に記載された方法では、最初の3パス以上の各バ
スでの圧下率こそ40%以上とされているものの、実際
には熱延最終1パスの圧下率は通常の如く10数%程度
でしかなく、これでは所望の加工性を確保することはで
きない。
C)冷却条件 熱間圧延後の冷却では、冷却速度を20℃/5ec未満
にするとマルテンザイ1−が得られなくなって所望の強
度を確保することができない。従って、該冷却速度は2
0℃/sec以」二にする必要があるが、好ましくは適
量のフェライトを得た後、フェライトとオーステナイト
の2相域からは冷却速度、40’C/sec以上で急冷
する“2段冷却”を採用することが好ましい。
また、この際、300℃を超える温度で巻取りを行うと
やはりマルテンサイ1へか得られないため、巻取り′a
Ll!ンは300℃以下にする必要がある。
続いて、本発明の効果を実施例により具体的に説明する
〈実施例〉 それぞれ第1表に示されるような化学組成の鋼(Ar3
点ニア10〜790℃)を溶製した後、これを第2表で
示した条件で熱間圧延し、直ちに第2表に示す条件で冷
却し巻取って板厚: 4 、5 ++mの熱延鋼板を製
造した。
次いで、このようにして得られた各鋼板のそれぞれにつ
いて″引張試験°°及び゛大波げ試験″を実施したが、
この試験結果を第2表に併せて示すと共に、本発明に係
る鋼板と比較@板(従来の複合組織鋼板)の゛引張強度
乙こ対する穴拡げ性″′の比較を第1図に示した。
第2表に示される結果からも明らかなように、鋼の化学
組成、熱間圧延条件並ひに冷却・巻取り条件が本発明の
規定を満足するものでは、何れも「65%以下の低降伏
比」と1引張強さに比較して高い穴拡げ率」を示すのに
対して、加熱温度か1100℃未満でNbの固溶温度に
達していない試験番号4.最終パス圧下率が30%未満
の試験番号8.及びNb無添加鋼を使用した試験番号1
6においては、引張強度に対して穴拡げ率が従来の複合
組織鋼板並に低い製品しか得られないことが分かる。
また、熱間圧延仕上温度がAr3点未満である試験番号
51巻取り温度が300℃を超える試験番号6.熱間圧
延後の冷却速度が20℃/sec未満である試験番号7
.並びに使用した鋼のNb含有量が0.025%を超え
る試験番号17においては、何れも得られた製品の降伏
比が75%以上であり、複合組ll1i鋼板の特徴であ
る低降伏比が損なわれて加工性が低下していることが明
らかである。
〈効果の総括〉 以上に説明した如く、この発明によれば、従来の複合組
織鋼板と比べ一段と優れた加工性を有する高張力熱延鋼
板を安定して製造することが可能となり、工業上等られ
る利益は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明鋼板と従来の複合組織鋼板の引張強度
に対する穴拡げ性を比較したグラフである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量割合にて C:0.03〜0.20%、Si:2.0%以下、Mn
    :0.3〜3.0%、P:0.03%以下、S:0.0
    1%以下、sol.Al:0.10%以下、Nb:0.
    005〜0.025% を含有し、残部がFe及び不可避不純物からなる組成の
    Nb固溶熱鋼片を 最終圧延1パスの圧下率:30%以上、 仕上圧延温度:Ar_3点以上 なる条件で連続熱間仕上圧延すると共に、圧延終了後は
    20℃/sec以上の冷却速度で冷却して300℃以下
    の温度域で巻取ることを特徴とする、微細なフェライト
    とマルテンサイトとの複合組織を有する強度−延性バラ
    ンスの良好な加工性に優れた高張力熱延鋼板の製造方法
  2. (2)重量割合にて C:0.03〜0.20%、Si:2.0%以下、Mn
    :0.3〜3.0%、P:0.03%以下、S:0.0
    1%以下、sol.Al:0.10%以下、Nb:0.
    005〜0.025%、N:15〜100ppm、Ti
    :0.005〜〔(14/48)N(%)+(28/4
    8)S(%)〕%を含有し、残部がFe及び不可避不純
    物からなる組成のNb固溶熱鋼片を 最終圧延1パスの圧下率:30%以上、 仕上圧延温度:Ar_3点以上 なる条件で連続熱間仕上圧延すると共に、圧延終了後は
    20℃/sec以上の冷却速度で冷却して300℃以下
    の温度域で巻取ることを特徴とする、微細なフェライト
    とマルテンサイトとの複合組織を有する強度−延性バラ
    ンスの良好な加工性に優れた高張力熱延鋼板の製造方法
  3. (3)重量割合にて C:0.03〜0.20%、Si:2.0%以下、Mn
    :0.3〜3.0%、P:0.03%以下、S:0.0
    1%以下、sol.Al:0.10%以下、Nb:0.
    005〜0.025% を含有すると共に、更に Ca:0.002〜0.01%、 Zr:0.01〜0.10%、 希土類元素:0.002〜0.10% のうちの1種以上をも含有し、残部がFe及び不可避不
    純物からなる組成のNb固溶熱鋼片を 最終圧延1パスの圧下率:30%以上、 仕上圧延温度:Ar_3点以上 なる条件で連続熱間仕上圧延すると共に、圧延終了後は
    20℃/sec以上の冷却速度で冷却して300℃以下
    の温度域で巻取ることを特徴とする、微細なフェライト
    とマルテンサイトとの複合組織を有する強度−延性バラ
    ンスの良好な加工性に優れた高張力熱延鋼板の製造方法
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017166008A (ja) * 2016-03-15 2017-09-21 新日鐵住金株式会社 熱延鋼板およびその製造方法

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