JPH02205657A - 超深絞り用冷延鋼板の製造方法 - Google Patents

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、深絞り性に極めて優れた冷延鋼板の製造方法
に関する。

〔従来の技術〕

従来、冷延綱板の製造工程においては、Ａ、変態点以上
の仕上温度で熱間圧延した素材を酸洗し、７５％程度の
冷延率で冷間圧延した後、焼純するのが一般的である。

このような従来方法において、上記冷延鋼板のランクフ
ォード（！！（以下ｒ値と記す）を向上させるためには
、上記冷延率を７５％程度から９０％程度に上げてやれ
ばよいことがわかっているが、この場合、冷延機の能力
の都合からこのような高圧下の冷延率を採用することは
困難であった。また、仮にレバース圧延機などを採用す
ることにより上記高冷延率での圧延が可能となったとし
ても、現実には熱延仕上板厚が酸洗ライン通過可能な最
大厚さ６鴎程度に制限されるので、これから例えばＱ、
Ｅｌｍｔの冷延鋼板を製造する場合、８７％の冷延率し
か取れず、結局上記高冷低率は実現困難であり、十分な
冷延集合組織の発達が望めない、その結果、再結晶焼純
後に深絞り性に有効な集合組織が発達せず、ｒ値が２．
０前後となっていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上のように、従来の冷延鋼板の製造方法では、理想的
な冷延率が取れずに十分な冷延集合組織が得られないた
め、得られる深絞り性、つまりｒ値に限度があるという
問題点があった。

本発明の目的は、上記従来の状況に鑑みてなされたもの
で、深絞り性の極めて良好な冷延鋼板の製造方法を提供
することにある。

本件発明者は、上記従来の問題点を解決するために鋭意
研究し、冷間圧延の集合組織の一部を熱延段階で作り、
続く冷間圧延でそれを完全なものとし、又冷延鋼板に要
求される形状、精度、表面品質については冷延段階で作
り上げればよいことを見出した。モして熱延段階で圧延
集合組織を形成するための条件は、フェライト域でかつ
未再結晶粒が得られることである点に想到して本発明を
成したものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本願第１項の発明は、Ｃ：　０．０１重量％以下
、Ｓｉ　　：０．１重量％以下、Ｍｎ：０．３重量％以
下、Ｐ：０．０２重量％以下、Ｓ　：　０．０１５重量
％以下、Ｎ　：　０．０１重量％以下を含存し、Ｎｂ：
０．２重！９４以下で、かつ（Ｃ／１２）　＜　（０，
６×Ｎｂ　／９３）となる量のＮｂを添加した綱に対し
、９００℃〜１２００℃で粗圧延を施すとともに、Ｎｂ
の炭化物を析出させて固溶Ｃを２０ｐｐｍ以下とし、６
５０℃以上で仕上板厚１．に対してロール径Ｄ１がＤｔ
　＞１００　ｔｌとなる圧延ロールを用いてＴ　（’Ｃ
）　−８８０−５５００Ｘ（Ｃ％）以下での圧下率Ｒ１
の仕上圧延を行い、６００℃以下で巻取り、酸洗後、仕
上板厚ｔ８に対してロール径Ｄ８がＤｔ　＞１００　ｔ
、となる圧延ロールを用いて圧下率Ｒｚ＞５０％（但し
、Ｒ。

とＲ２との合計圧下率Ｒは９５％＞Ｒ＞７５％）の冷間
圧延を施した後、焼純するようにした製造方法である。

また、本願第２項の発明は、上記第１項の発明における
化学成分の鋼にＢ　：　０．０００５〜０．００５重量
％を含有させ、これを上記製造方法に通用したものであ
る。なお、ここで合計圧下率Ｒは下記式で求められる。

Ｒ−１−（１−Ｒ＋　）ｘ　（１−Ｒｇ　）また、粗圧
延については従来の再加熱圧延でも、鋳造後ただちに圧
延を行う直接圧延であっても良い。

ここで本願発明の成分限定理由及び製造条件について説
明する。

まず特定発明における成分限定理由について説明する。

Ｃ，Ｎは、それぞれ０．０１％を越えて添加すると、Ｎ
ｂＣ，ＴｉＮ、ＡｊＮなどの析出物が多くなるため製品
の加工性が悪（なり、又これを固着するためのＮｂ、Ａ
ｊの量が多くなって高価になることから、−Ｃ１，０１
％、Ｎ≦０．０１％とした。

Ｓ　ｉ、　Ｍｎ、　Ｐはそれぞれ固溶強化元素として作
用し、ｒ値や伸びを低下させ、本発明の目的である超深
絞り性が達成できないため、それぞれの上限値以下に規
制しなければならない、Ｓは伸長した介在物の原因とな
り局部延性を低下させるため０゜０１５％以下にしなけ
ればならない。

Ｎｂは、これを添加することで、その炭、窒化物を形成
させて鋼中の固溶Ｃを減じ、さらにフェライト再結晶温
度を大幅に上げることができ、加工中の回復も遅らせる
ことが可能になる。これによって冶金的にみた場合、冷
間で圧延したのと同様な状態を高温域まで延長すること
ができ、冷間集合組織の一部分を熱間圧延時に作ること
が可能となる。この効果は同量のＴｉや■では達成でき
ずＮｂ特有の現象である。そしてこのＮｂの添加量は炭
、窒化物を形成して鋼中の固溶Ｃを固定するに必要な量
、即ち（Ｃ／１２）　＜（０，６×Ｎｂ　／９３）を満
足する量とし、かつ経済性をも考慮してＮｂ１．２重量
％以下とした。

Ｂは、これを添加することで耐たて割れ性を改善できる
。即ち、Ｎｂを添加することにより、固溶Ｃを低減する
ことができるが、この固溶Ｃの低減は結晶粒界の結合力
を弱め、２次加工時の耐たて割れ性を劣化させる。そこ
でＢを添加することで、このＢを結晶粒界に偏析させて
結晶粒界の結合力を強めることができる。ここで、Ｂの
添加量についてはｏ、ｏｏｏｓ％未満では上述の効果が
得られず、０．００５％を越える添加は経済的に不利な
上、過剰なりの添加は製品の深絞り性に悪影響を及ぼす
ことから、ｏ、　ｏｏｏｓ％〜ｏ、ｏｏｓ％とした。

次に製造条件について説明する。

Ｎｂの炭化物析出処理を行う点：固溶Ｃが２０ｐｐ麟以
上含まれている状態で未再結晶フェライト域圧延を施し
ても、再結晶焼純時に板面に平行な（１１１）集合組織
は発達せず、深絞り性に悪影響を及ぼす（２００）集合
組織が発達する。冷間圧延で高い深絞り性を得ようとす
る場合には、熱間圧延終了後に高温で巻取って炭、窒化
物を析出させておくことが必要であるが、これと同様に
６５０℃以上の温度範囲での、未再結晶圧延前に、Ｎｂ
の炭化物を析出させて、鋼中の固溶Ｃを減じておくこと
が必要である。

ここで熱延仕上前に、ＮｂＣを充分に析出させる方法と
しては次の３つが考えられる。

■　再加熱圧延の場合、スラブ加熱温度を９００℃〜１
１００℃と低温にして、スラブ加熱段階で析出物をあま
り固溶させない方法。

、■　粗圧延温度を９００〜１０００℃と低くして、Ｔ
Ｉ。

Ｎｂの炭化物を圧延誘起析出させる方法。

■　粗圧延の終了から熱延仕上までに時間をおいて、こ
の間に炭化物を析出させる方法（この場合、待ち時間は
析出物生成温度域で４分以上が望ましい）。

熱間圧延温度を６５０℃以上とした点、及びＴ（ｔ）　
−８８０−５５００ｘ　（Ｃ％）以下での熱延と冷間圧
延との合計圧下率を７５％以上９５％以下とした点：　
Ｔ　（℃）　−８８０−５５００ｘ　（Ｃ％）を越える
温度での圧延では、フェライト＋オーステナイトあるい
はオーステナイト域となり、圧延集合組織が残らない、
　Ｔ　（℃）　−８８０−５５００ｘ　（Ｃ％）と６５
０℃の間の熱延は未再結晶フェライト域での圧下であり
、その圧下率が次工程の冷間圧延とともに圧延集合＆［
ｌ織を形成する上で重要であり、従ってトータルで７５
〜９５％になるようこの温度域での圧下量を制御する。

一方、６５０℃未満の温度での圧延では材料の変形抵抗
が大きすぎるので、実際的ではない。

また、再結晶焼純で深絞り性に有効な集合組織を得るた
めには、冷延集合組織を十分に発達させておかなければ
ならない、そのためには、先のフェライト未再結晶域で
の圧延率と冷間圧延率との合計が７５〜９５％必要であ
る。即ち、熱間圧延での圧下率Ｒ１は、それに続く冷間
圧延の圧下率Ｒ□との合計圧下率Ｒ（＝１　　　（ｌ　
　Ｒ＋）Ｘ（１−Ｒ２）〕が７５％以上９５％以下とな
るようにする。

また巻取り温度は巻取り段階で再結晶しない条件、つま
り６００℃以下にする必要がある。それ以上になると冷
延との積算効果が期待で、きなくなるからである。

この場合、冷間圧延については、上記熱間圧延で作られ
た集合組織を完全なものとし、かつ表面形状を整えるた
めに、５０％以上の圧下率を必要とする。

熱間圧延における潤滑：熱延時の潤滑については、この
潤滑が優れている程冷延と同等の特性がもたらされ好ま
しいが、潤滑条件が悪くとも冷延との合計圧下率が本発
明範囲であれば、それ以下の圧下率の冷延鋼板よりも高
いｒ値を得ることができるので、特に規定する必要はな
い。

ロール径を規定した点：ロール径が仕上板厚に比べてあ
まり小さいと、冷延率を高くしても板の中心部まで板圧
方向の歪が入らず、十分な冷延集合組織が得られない、
そのため、仕上板厚ｔに対してロール径りをＤ＞１００
’ｔとなるようにする。

なお、このことは冷延ロールについても同様である。

〔作用〕

本発明に係る冷延鋼板の製造方法においては、Ｎｂの炭
化物を析出させて鋼中の固溶Ｃを低減するとともに、所
定ロール径の圧延ロールによって所定温度範囲、圧下率
の熱間圧延及び冷間圧延を行うようにしたので、冶金的
に見て冷間のみで圧延したのと略同様な状態を、高温域
まで延長することができ、深絞り性に影響する冷延集合
組織をこの両圧延で発達させることが可能となり、高い
深絞り性が得られる。

従って上記条件を満たす熱間圧延が行われるならば仕上
げ熱延の入り側温度がＴ　（ｔ）　−８８０−５５００
Ｘ　（Ｃ％）を越えても差しつかえない。

また、本願の関連発明においては、Ｂを添加するように
したことから、上述の効果に加えて鋼中の固溶Ｃの低減
に起因する耐たて割れ性の劣化が防止できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

まず、本願第１項の発明の実施例について説明する。

第１表は本発明の鋼（表中、Ｃ，Ｄ）及び比較鋼（表中
、Ａ、　Ｂ）の化学成分を示す。

本実施例では第１表に示す４鋼種を転炉で溶製し、通常
の工程でスラブを製造した後、第２表に示す条件で熱間
圧延を行い、これをコイルに巻取り、酸洗した後、これ
も第２表に示す条件で冷間圧延を行い、８５０℃×１．
５分の連続焼純（ＣＡＬ）もしくは７５０℃×３時間の
バッチ焼純（ＢＯＸ）を行い、材料のｒ値を測定した。

その結果を第２表に示す。

第２表からも明らかなように、本願発明の鋼（第３．４
．６，７．１０欄）では、いずれにおいてもｒ値が２．
０以上と高く、良好な深絞り性が得られていることがわ
かる。

また本件発明者は、圧延率と深絞り性（ｒ値）との関係
について実験を行った。

図は、上記実験結果を示す特性図である。この実験は、
０．００２５％Ｃ−０，０２％Ｓｉ　−０，１５％Ｍｎ
　−０，００１％Ｓ−０，０２５％Ｎｂ−０，００３％
Ｎの熱延板を、圧下率を変化させて冷間圧延し、８５０
℃×２分の再結晶焼純した後、ｒ値を測定した（図中、
・印で示す）、また、上記鋼を全圧下率の半分を８６０
℃以下の熱延で行い、残り半分を冷延で行って、同様に
８５０℃×２分の再結晶焼純をした後、ｒ値を測定した
（図中、○印で示す）。

同図からも明らかなように、合計圧下率７５〜９５％の
範囲では、いずれも（○、・印）２．０以上のｒ値が得
られていることがわかる。

次に、本願第２項の発明の実施例について説明する。

第３表は本発明の綱（表中のＥ、Ｆ）の化学成分を示す
０本実施例では第３表に示す２ｆｌ４種を溶製し、通常
の工程でスラブを製造した後、１１００℃に再加熱して
Ｔ域で３０ｆｉ厚さに粗圧延し、２分間経過後９２０℃
になったところで仕上圧延を行い、８５５℃以下の圧下
率を６０％にして２．９ｆｌの厚さに仕上げ、仕上温度
は画調（Ｅ、　Ｃ）とも７７０℃程度とした０次に、こ
れを５００℃で巻取った後、酸洗して冷間圧延した。こ
の冷間圧延の仕上板厚は０．８　ｆｉであるから、８５
５℃以下の温度範囲での圧下率は合針８９％である。ま
た熱間圧延のロール径はφ８００、冷間圧延のロール径
はφ５８０である。

そして、上記製造方法により得られた鋼板を８５０℃×
１．５分の連続焼純した後、ｒ値の測定及び２次加工時
の耐たて割れ性の試験を行った。この耐たて割れ性の試
験はカップ縦割れ試験を採用し、鋼板をφ１４５でブラ
ンクした後、絞り比α：２．０で試験用カップを作製し
、これを液体窒素温度から常温までの温度範囲で、円錐
ポンチにかぶせてカップ底面から荷重をかけて破壊し、
その時の脆性破壊率から遷移温度を測定した。

その実験結果を第４表に示す。

同表によれば、１１１ＥではＣが残存しているため、！
［ＦではＢを添加することによって脆性遷移温度が低下
し、両者とも良好な耐たて割れ性を示していることがわ
かる。

〔発明の効果〕

以上のように、本願第１．第２項の発明に係る超深絞り
用冷延鋼板の製造方法によれば、Ｎｂの炭化物を析出さ
せて鋼中の固溶Ｃを低減するとともに、熱延段階で冷間
圧延集合組織の一部又はそのほとんどを作り、冷延段階
でこの集合ｍ織を完全なものとするとともに表面性状を
整えるようにしたので、表面性状に優れ、かつ深絞り性
に極めて優れた冷延鋼板が得られる効果がある。

また本願第２項の発明によれば、さらにＢを添加するよ
うにしたので、Ｃの原子当量以上にＮｂを添加した鋼に
おいて、上記効果に加えて耐たて割れ性を確保できる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の詳細な説明するための圧下率とｒ値との
関係を示す特性図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｃ：０．０１重量％以下、Ｓｉ：０．１重量％以
   下、Ｍｎ：０．３重量％以下、Ｐ：０．０２重量％以下
   、Ｓ：０．０１５重量％以下、Ｎ：０．０１重量％以下
   を含有し、Ｎｂ：０．２重量％以下で、かつ（Ｃ／１２
   ）く（０．６×Ｎｂ／９３）となるような量のＮｂを添
   加した残部Ｆｅ及び不可避的不純物よりなる鋼に対し、
   ９００℃〜１２００℃の温度範囲にて粗圧延を施すとと
   もに、Ｎｂの炭化物を析出させて鋼中の固溶Ｃ総量を２
   ０ｐｐｍ以下とし、６５０℃以上の温度範囲で、仕上板
   厚ｔ＿１に対してロール径Ｄ＿１がＤ＿１＞１００ｔ＿
   １となる圧延ロールを用いてＴ（℃）＝８８０−５５０
   ０×（Ｃ％）以下での圧下率Ｒ＿１の仕上圧延を施した
   後６００℃以下で巻取り、酸洗を行い、さらに仕上板厚
   ｔ＿２に対してロール径Ｄ＿２がＤ＿２＞１００ｔ＿２
   となる圧延ロールを用いて圧下率Ｒ＿２＞５０％（但し
   、Ｒ＿１とＲ＿２の合計圧下率Ｒは９５％＞Ｒ＞７５％
   ）の冷間圧延を施した後、焼純を行うようにしたことを
   特徴とする超深絞り用冷延鋼板の製造方法。
2. （２）Ｃ：０．０１重量％以下、Ｓｉ：０．１重量％以
   下、Ｍｎ：０．３重量％以下、Ｐ：０．０２重量％以下
   、Ｓ：０．０１５重量％以下、Ｎ：０．０１重量％以下
   、Ｂ：０．０００５〜０．００５重量％を含有し、Ｎｂ
   ：０．２重量％以下で、かつ（Ｃ／１２）＜（０．６×
   Ｎｂ／９３）となるような量のＮｂを添加した残部Ｆｅ
   及び不可避的不純物よりなる鋼に対し、９００℃〜１２
   ００℃の温度範囲にて粗圧延を施すとともに、Ｎｂの炭
   化物を析出させて鋼中の固溶ｃ総量を２０ｐｐｍ以下と
   し、６５０℃以上の温度範囲で、仕上板厚ｔ＿１に対し
   てロール径Ｄ＿１がＤ＿１＞１００ｔ＿１となる圧延ロ
   ールを用いてＴ（℃）−８８０−５５００×（Ｃ％）以
   下での圧下率Ｒ＿１の仕上げ圧延を施した後、６００℃
   以下で巻取り、酸洗いを行い、さらに仕上板厚ｔ＿２に
   対してロール径Ｄ＿２がＤ＿２＞１００ｔ＿２となる圧
   延ロールを用いて圧下率Ｒ＿２＞５０％（但し、Ｒ＿１
   とＲ＿２の合計圧下率Ｒは９５％＞Ｒ＞７５％）の冷間
   圧延を施した後、焼純を行うようにしたことを特徴とす
   る超深絞り用冷延鋼板の製造方法。