JPH0213013B2 - - Google Patents

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JPH0213013B2
JPH0213013B2 JP57020764A JP2076482A JPH0213013B2 JP H0213013 B2 JPH0213013 B2 JP H0213013B2 JP 57020764 A JP57020764 A JP 57020764A JP 2076482 A JP2076482 A JP 2076482A JP H0213013 B2 JPH0213013 B2 JP H0213013B2
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JP
Japan
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less
hot
steel
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strength
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JP57020764A
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JPS58141334A (ja
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Hiroshi Kato
Kazuo Koyama
Nobuhiko Matsuzu
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は主として自動車用途を対象とし、板厚
1.6〜4.0mm程度で60Kgf/mm2以上の引張強さを有し、
加工性、溶接性の優れた高強度熱延鋼板の製造法
に係る。 従来、引張強さ60Kgf/mm2以上の高強度熱延鋼板
はSi−MnにNb,V,Tiを添加しこれらの炭窒
化物の析出強度によつて強度をもたせる析出強化
系によつて製造されていた。しかしこの方法は高
価なNb,V,Ti等を用いるため経済的に問題が
あり、また析出強化特有の伸びの低さもありその
使用用途が限られていた。 こういう状況を打ち破るものとして期待された
材料がフエライトとマルテンサイトからなるいわ
ゆる複合組織鋼(Dual Phase鋼)である。低降
伏点、高加工硬化、高伸びというような加工性の
点からは実に好ましい性質を有する。この鋼のも
ともとの製造法はα/γ2相域に加熱後急冷する
という方法で連続焼鈍設備がこれに適していた。
しかし一般的には熱延鋼板の連続焼鈍設備はない
ため熱延ままでの製造、すなわち非調質化の開発
研究が行なわれ、いくつかの方法が提案されてい
るが工程条件に過度の負荷が加わつたり、多くの
合金元素を必要とするというような問題が生じ、
経済性、特性上の観点から実用化されるに至つて
いない。 以上のようなことを背景に開発、実用化された
のが本発明である。本発明の要旨とするところは
下記のとおりである。 (1) C:0.15超〜0.25%、Si:1.5%以下、Mn:
0.7〜1.5%、P:0.01%以下、S:0.005%以
下、Al:0.01〜0.10%を含み残部Feおよび不可
避的不純物元素からなる鋼をスラブとした後、
1200℃以下に加熱し、熱間圧延してAr3変態点
〜930℃で仕上圧延を終了し、その後平均冷却
速度15℃/S以上で冷却し350〜560℃で巻取る
ことを特徴とする60Kgf/mm2以上の引張強さを有
し加工性、溶接性の優れた高強度熱延鋼板の製
造法。 (2) C:0.15超〜0.25%、Si:1.5%以下、Mn:
0.7〜1.5%、P:0.01%以下、S:0.005%以
下、Al:0.01〜0.10%、さらにCa:0.0005〜
0.0050%、REM:0.005〜0.015%、Mg:
0.0005〜0.010%のうち1種または2種以上を
含み残部Feおよび不可避的不純物元素からな
る鋼をスラブとした後、1200℃以下に加熱し、
熱間圧延してAr3変態点〜930℃で仕上圧延を
終了し、その後平均冷却速度15℃/S以上で冷
却し350〜560℃で巻取ることを特徴とする60Kg
f/mm2以上の引張強さを有し加工性、溶接性の優
れた高強度熱延鋼板の製造法。 すなわち、C、Si、Mnを中心とする成分規制
と特定熱延条件との組合せにより微細なフエライ
トと緻密なパーライトからなる組織を得て強度と
伸びを確保する。このときの伸びは複合組織鋼に
は劣るものの析出強化鋼よりは良く、自動車メン
バー等の用途には十分成形上耐えられる。自動車
用熱延鋼板における加工性は伸びばかりでなく、
伸びフランジ性も重要な要素となる。そのため硫
化物系介在物を徹底的に減少させ、さらに場合に
よつてはその形状を球状化させるためCa、
REM、Mgの1種以上を添加する。自動車用熱延
鋼板にとつて次に重要な特性として点溶接性があ
げられる。点溶接性としては溶接部を垂直に引き
はがしたときはく離状況から簡便に判断する方法
があるがより厳密には十字引張強度(JIS.Z3137)
との接合面からはく離しないことや、疲労強度が
問題となる。このような点溶接性を向上させるに
は鋼中のC量の限定、P,Sの大幅な低減が有効
であることが判明した。 以上の点より成分および熱延条件を特定し、絶
妙の組合せとすることで加工性、点溶接性、経済
性をバランスさせた高強度熱延鋼板を製造するに
至つた。 次に本願発明の各構成要件の数値を限定した理
由について述べる。 Cはフエライト・パーライト鋼として60Kgf/mm2
以上の強度を確保するために必要であり、そのた
めには最小限0.15%超必要である。しかし0.25%
を越えるとパーライト部分が増えすぎ60Kgf/mm2
上の引張強さを考慮しても延性の劣化が大きくま
た、点溶接性も劣化する。そのためCは0.15超〜
0.25%とした。 Siはフエライト相に置換型固溶し強度を高める
のに有効である。さらにフエライトの加工硬化程
度を高め靭性を増す作用も有する。しかし1.5%
を越えるとこれらの効果は飽和する方向になり、
またSiスケールにより酸洗性も悪くなりさらにま
た経済性も損なわれるのでSi添加量は1.5%以下
とした。 Mnは緻密なフエライトパーライト組織を作り
出し、鋼の強度とともに延性をも向上させるので
0.7%は必要である。しかしMn添加量が多すぎる
と層状組織を呈し延性を劣化させるとともにコス
ト高となるので上限を1.5%とした。 次にPは点溶接性の観点から徹底的に下げる必
要があり0.01%以下とした。また、Sは点溶接性
および伸びフランジ性の観点によりこれまた徹底
的に下げる必要があり、0.005%以下とした。 伸びフランジ性改善のためには硫化物系介在物
を減らすことが必要で、そのために上述のように
S量を減らす必要があるが、もつと厳しい伸びフ
ランジ用途のためには硫化物系介在物を減らす上
に、これを球状化することが好ましい。そのため
にCa,REM,Mgの1種以上を添加して可塑性
の少ない硫化物とすることが好ましい。それぞれ
0.0005%、0.005%、0.0005%未満では球状化の効
果は少なく、一方それぞれ0.0050%、0.015%、
0.010%超では球状化の効果は飽和する上にかえ
つて酸化物系介在物を増加させ延性を劣化させる
のでCa,REM,Mgの1種以上添加する場合は
それぞれ0.0005〜0.0050%、0.005〜0.015%、
0.0005〜0.010%とする必要がある。 Alは脱酸剤として必要である。0.01%未満では
その効果が少なく0.10%を超えるとアルミナ系介
在物が増し、鋼の延性を劣化させる。 次に熱延条件であるが熱延条件は本発明にあつ
ては成分との組合せにおいて非常に重要な構成要
件である。 まず、加熱温度は1200℃以下とする必要があ
る。本発明鋼にあつては延性の点よりTi,Nb,
Vを添加していない。従つてオーステナイトは熱
延中細粒にはなりにくいし、また未再結晶である
温度域も少ない。そこで圧延前の状態におけるオ
ーステナイト粒を小さくしておかないと微細な最
終組織は得られない。そのため低温加熱する必要
がある。また、このことから省エネルギーという
利点も生ずる。さらに徹底して微細組織を得るに
は加熱温度を1150℃以下とすることが好ましい。
加熱温度の下限値は熱延ができる範囲で低い方が
よいが通常1050℃程度である。 次に仕上圧延終了温度はAr3変態点〜930℃と
する必要がある。930℃を超えると変態前オース
テナイトが粗大化し粗大ベイナイト状組織を呈し
延性を劣化させる。またAr3変態点未満で圧延を
行なうとフエライト変態を起しかつそのフエライ
トが加工を受け延性を劣化させる。 次に仕上圧延終了から巻取までの冷却はこの間
の変態により組織を作り込むという点で重要であ
り、そのためには平均速度で15℃/S以上とする
必要がある。15℃/S未満では粗大なフエライ
ト・パーライト組織となり強度が得られないばか
りか帯状組織となりやすく伸びフランジ性をも劣
化させる。より安定して強度を確保するには25
℃/S以上とすることが好ましい。 巻取温度は成分、加熱温度と関連して本発明特
有の性質を得る上で重要な構成要件である。560
℃を越える巻取温度では微細なフエライト・パー
ライト組織が得られず強度が確保できない。一
方、350℃未満の巻取温度では圧延スピードが限
定され、生産性が落ちることや、形状がくずれる
ため矯正工程が必要となるなどのため経済性が損
なわれる。そのため巻取温度は350〜560℃とし
た。しかしながら400℃以下の巻取温度の場合通
常の巻取温度からすると多少生産性が落ちるため
より経済性をさらに追求するならば巻取温度は
400℃超とするのが好ましい。一方、安定して微
細な組織を得るには480℃以下の巻取温度とする
ことが好ましい。 なお、ここでいう微細なフエライト・パーライ
ト組織とは5〜10μm程度の径をもつポリゴナル
フエライトとその粒界に存在する微細パーライト
からなる組織でパーライトは完全な層状組織は示
していない。また一部島状マルテンサイトやベイ
ナイトが存在する場合もある。 以上で構成要件の数値限定理由につき述べた
が、ここで用いる鋼スラブは分塊−造塊法あるい
は連続鋳造法いずれによつてもよいが経済性を考
えると連続鋳造法によるのが好ましい。また、省
エネルギーのためスラブの加熱炉への温間装入も
好ましい。 次に本発明を実施例にて説明する。 第1表に示す成分を有する鋼を転炉にて溶製
し、連続鋳造にてスラブとしたのち熱延を行なつ
た。
【表】 符号中○印は本発明に従つた成分であ
る。
熱延条件を第2表に示す。第1表の鋼のうち符
号A〜Dは本発明鋼である。符号E,Fの鋼はC
量が、符号Gの鋼はP量が、符号Hの鋼はS量が
本発明とは異なるものである。また熱延条件では
No.1〜3,8,11,13〜17が本発明に基づく条件
で、No.4は仕上終了温度が、No.5は加熱温度が、
No.6,10は巻取温度が、No.7,9,12は仕上、巻
取間の平均冷却速度が本発明と異なるものであ
る。
【表】 ○印をつけたNo.の熱延条件は本発明に従つた
方法である。
こうして製造した鋼帯を酸洗後切板ラインで切
板とした。その際1%の調質圧延を施した。その
後材質試験に供した。 引張試験はJIS2201,5号試験片を用いた。点
溶接継手の十字引張はJIS Z3137に従つた。溶接
は単点とし、その条件は電極8.0mmφ、通電時間
28サイクル、保持時間28サイクル、加圧力500Kg
とし電流は十字引張強さ的にみて最適値付近とし
た。板厚2.3mmの場合約1300Aであつた。 また穴拡げ試験は直径20mmの剪断穴を円錐ポン
チで押し広げる方法を用い、クラツクが板厚を貫
通する時点での穴径をもとの穴径(20mm)で割つ
た値でもつて穴拡げ比とした。 材質試験の結果を第3表に示す。なお、第3表
には代表的な複合組織鋼(Dual Phase鋼)と析
出強化鋼の材質試験結果も合わせて示す(いずれ
も板厚2.3mm)。
【表】
【表】 第3表より本発明に成分、熱延条件ともに従つ
たNo.1〜3,8,11,13の鋼は60Kgf/mm2以上の引
張強さと析出強化鋼より優れた伸びを有する。ま
たこれらのNo.の鋼は点溶接の十字引張強度におい
ても良好な値を示している。ただし低C材である
No.14に比べると若干低いが、強度を増す目的でC
量を0.15%超としていることを考慮すれば良好な
値である。なお破断形態としては若干のナゲツト
内破断を示すものも見られた。また穴拡げ比もい
ずれも1.4以上の良好な値である。 これに対して比較例のNo.4、5の鋼では引張強
さは若干高いものの伸びが極めて悪く、また穴拡
げ比も小さい。No.6、7、9、10、12の条件では
引張強さ60Kgf/mm2級が得られず、またC量の少な
いNo.14の鋼でも引張強さ60Kgf/mm2級が得られな
い。また成分的に本発明と異なるNo.15〜17の鋼で
は十字引張強度が極端に低いとか伸びや穴拡げ比
が低いという欠陥がある。 また、上述のごとく本発明による熱延条件は生
産性阻害要因がなく、形状等の歩留り落ちも少な
いため経済的にも良好である。 最後に本発明による鋼帯はそのまま黒皮にて用
いてもよく、また酸洗して用いてもよい。あるい
は剪断ラインにて切板としてもよい。その際、レ
ベラーまたは調質圧延により形状を整えたり、巻
きぐせを矯正してもよい。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 C:0.15超〜0.25%、Si:1.5%以下、Mn:
    0.7〜1.5%、P:0.01%以下、S:0.005%以下、
    Al:0.01〜0.10%を含み残部Feおよび不可避的不
    純物元素からなる鋼をスラブとした後、1200℃以
    下に加熱し、熱間圧延してAr3変態点〜930℃で
    仕上圧延を終了し、その後平均冷却速度15℃/S
    以上で冷却し350〜560℃で巻取ることを特徴とす
    る60Kgf/mm2以上の引張強さを有し加工性、溶接性
    の優れた熱延鋼板の製造法。 2 C:0.15超〜0.25%、Si:1.5%以下、Mn:
    0.7〜1.5%、P:0.01%以下、S:0.005%以下、
    Al:0.01〜0.10%、さらにCa:0.0005〜0.0050%、
    REM:0.005〜0.015%、Mg:0.005〜0.010%の
    うち1種または2種以上を含み残部Feおよび不
    可避的不純物元素からなる鋼をスラブとした後、
    1200℃以下に加熱し、熱間圧延してAr3変態点〜
    930℃で仕上圧延を終了し、その後平均冷却速度
    15℃/S以上で冷却し350〜560℃で巻取ることを
    特徴とする60Kgf/mm2以上の引張強さを有し加工
    性、溶接性の優れた熱延鋼板の製造法。
JP57020764A 1982-02-12 1982-02-12 60Kgf/mm↑2以上の引張強さを有し加工性、溶接性の優れた熱延鋼板の製造法 Granted JPS58141334A (ja)

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