JPH02225644A - 連続焼鈍によって製造された局部延性に優れた非時効焼付硬化性冷延鋼板 - Google Patents

連続焼鈍によって製造された局部延性に優れた非時効焼付硬化性冷延鋼板

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JPH02225644A
JPH02225644A JP4620989A JP4620989A JPH02225644A JP H02225644 A JPH02225644 A JP H02225644A JP 4620989 A JP4620989 A JP 4620989A JP 4620989 A JP4620989 A JP 4620989A JP H02225644 A JPH02225644 A JP H02225644A
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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IF鋼(Interstjtlal Atom
s FreeSteel  ・以下IF鋼と称する)(
製鋼で炭素を極く低いレベルである数pI)Iまで低下
させ、さらに炭素と親和力の強いT1やNbを添加して
鋼中の固溶炭素及び窒素を完全になくした鋼)によらず
に、通常の炭素レベルの低次1キルド鋼を用いて、箱焼
鈍材なみの非時効性と局部延性を兼ね備え、さらに焼付
硬化性(以下BH性と称する)を有する、連続焼鈍によ
るJIS −G3141第3F!深絞り用冷延鋼板「記
号5PCEJに係わる。
(従来の技術) 連続焼鈍による5PCE級の製造はもっばらIF鋼によ
っていた。このIFj%は特公昭44111086号公
報記載の発明を基本とし、最近では多くの改善・改良発
明がなされている。しかし、IF鋼は製鋼での真空脱ガ
ス処理に長時間を要し経済的には従来法である箱焼鈍A
flギルド鋼より劣るという状況であり、製鋼設備にも
大きな制約が必要となる。またBH性の付与がきわめて
困難となる。IF鋼によらず通常のへΩギルド鋼で連続
焼鈍5PCE級を製造することも試みられたが、耐歪時
効性と局部延性に劣るという二つの基本的な聞届があり
、使用されるに到っていない。
(発明が解決しようとする課題) 歪時効に対しては近年、連続焼鈍の冷却・過時効処理を
適正化することで固溶炭素を低減させ時効を抑制するこ
とを目的とした多くの発明がなされている。そして、プ
レス成形品の外観品質を損なうストレッチャーストレイ
ンを防ぐには、時効指数(以下AIと称する)を3)c
gf/−以下とする必要があることは一般に良く知られ
ている。
一方、連続焼鈍のような短時間の過時効処理により歪時
効の原因となる固溶炭素を十分析出させるには、析出サ
イトとなる炭化物を粒内に多く分布させた方が有利にな
る。しかし高橋等(TheMeLallurglcal
 5ociety or^IME、 1982. p5
1)、細谷等(The Metallurglcal 
5oclety of AIME。
1984、 p81)及び特公昭59−59832号に
よれば粒内炭化物密度の増加は降伏強度(YP)を増加
させ、延性を低下させることを明らかにしている。従っ
て、非時効でかつ加工性に優れた冷延鋼板は現実的には
適度の固溶炭素量と粒内炭化物密度を有する必要がある
歪時効の原因となる固溶炭素は、プレス成形後の焼付塗
装により材料を硬化させ、パネルの耐プント性を向上さ
せる利点も持っているので、適量の固溶炭素量を残存さ
せることによりストレッチャーストレインが発生せずか
つ高いBH性が確保されることが最も望ましい。しかし
従来のIF鋼もしくは箱焼鈍によるANギルド鋼は残存
固溶炭素が殆どゼロであるので完全非時効であるものの
BH性の付与がきわめて困難であった。
局部延性に外しては従来その評疵指標が明確でなく、通
常の引張試験における延性では評価することができず、
また局部延性に影響を及ぼす材料因子も明確でなかった
しかしながら本発明者らの研究の結果から、従来不明瞭
であった局部延性の評価法としてA、 K。
G71OSHの提案によるLCHo(Met、 Eng
、 Quart、。
15 (1975) 53)が、後述するように有効で
あることが判明した(試験法はほぼ^、 K、 Cll
08IIの提案にそっているが、具体的には実施例1を
参照。)。
また非時効性と加工性を両立させ、かつBH性を確保す
るには、粒内炭化物密度と固溶炭素量のバランスを最適
化することが最も基本となる技術であることも明らかと
なった。従って、本発明は粒内炭化物密度と固溶炭素量
の制御により、非時効性とBH性を兼ねそなえ、かつ従
来の連続焼鈍によるADキルド鋼板の局部延性に劣ると
いう欠点を克服した深絞り用冷延鋼板を提供するもので
ある。
(課題を解決するための手段) 本発明の要旨は、重量%でC:0.008〜0.025
%、Mn:0.05〜0.20%、S :0.004〜
0.015%、酸可溶Al:0.03〜0.15%を含
有し、不純物としてPを0.012%以下、Nを0.0
030%以下とし、残部Fe及び不可避的不純物からな
る鋼を、通常の熱間圧延を行い続いて冷延一連続焼鈍−
調質圧延を行って得た鋼板(帯)であって、固溶炭素量
を5 pp1以下、2 ppm以上とし、粒内炭化物密
度(ρ。
コ/−)を時効指数(A I 、 kg f /sj)
の関数である次式の範囲とし、 o ≦(−0,1941XA I +3.81t31)
 x105. カッρ≦(−0,B4L5X A l 
+4.80411) X 105時効処理後(100℃
×1h)の降伏強度(YP)が19)cg f /−以
下、局部延性の指標であるLD!−1゜が30.9mm
以上で、2〜5kgf/mm2の焼付硬化能を有する冷
延鋼板にある。
(作  用) まず本発明のC,Mn、P、S、Al、Nの各成分につ
いて数値限定をした理由について述べる。
Cの下限は時効性の観点から制限される。すなわち過時
効析出にあたっては析出の駆動力を増すためCの過飽和
度を増す必要があるがC含有量が少ないといくら焼鈍後
急冷を施してもCの過飽和度は増大しない。この意味で
はCは0.01)II%以上とする必要がある。またC
の上限は加工性により制限され0.025%以上とする
と目的とする加工性が得られない。Mnの下限及びSの
上限はFeS生成防止の観点から制限される。すなわち
Mn/Sの比が小さいとSはFeSとなって析出しこれ
が熱間脆性をもたらす。そのためMnは0.05%以上
、Sは0.015%以下とする必要がある。一方、Sの
下限は適当なMnS確保のため制限される。
すなわちMnSは粒内に析出するセメンタイトの析出サ
イトであり、MnSを適当に分散させることにより、セ
メンタイトの核発生密度を適度に高め炭素の拡散距離を
短くし拡散に要する時間を短くして非時効化を促進する
。このためSは0.004%以上とする。またMnの上
限は加工性の観点から0.15%以下とする必要がある
。AllはAIN析出を促進するために0.03%以上
とする必要があるがあまり多すぎると鋼を硬化にし、ま
たr値を劣化させるので0,15%以下とする必要があ
る。
P及びNは加工性の観点からそれぞれ0.012%。
0.0020%以下とする必要がある。
次に、固溶炭素量とBH性の関係を調べるために種々の
固溶炭素量を有する材料のBH性を調べた。その結果を
第1図に示す。ストレッチャーストレインの観点からA
I≦3kgf/−とする必要があるが、このためには残
存固溶炭素量を5 ppm以下にする必要がある。一方
下限はBHにより制限され、2)cgf/−以上のBH
を付与するには残存固溶炭素量を2 ppm以上とする
必要がある。
以上の条件を満足させながら、最大5 kg f /m
m2のBHを付与することが可能であることが第1図か
られかる。
従来不明瞭であった低炭素Alキルド鋼の連続焼鈍材に
おける局部延性問題とは種々の観点から詳細に検討した
結果、実際のプレス現場で生じる平面歪破断であり、こ
れが破断の多くを占めることが判明した。従って、局部
延性とは、平面歪状態における延性を意味し、平面歪状
態では拡散くびれと局部くびれがほぼ同時に発生し、こ
れは材料にとって最も厳しい変形状態である。しかし、
平面歪変形下の延性は、通常の引張試験では平面歪状態
が得られないので評価できない。
このような平面歪変形下の延性の評価法として、A、 
K、 GHO8HI7)提案によるLDHoに注目して
、これが最も簡便でかつ有効であることがわかった。そ
こで本発明では局部延性の評価指標としてLDHを採用
した。次にLDHoの支配因子を調べた。その結果を第
2,3図に示す。第2図はAI及び固溶炭素量とLDH
oの関係を時効処理(100℃×1h)前後について調
べたものである。
第3図は固溶炭素IをOppmとし炭化物密度を連続的
に変化させた材料について、LDHoと炭化物密度の関
係を調べたものである。尚、固溶炭素量は内部摩擦法に
より、炭化物密度は10000倍の抽出レプリカ電子顕
微鏡写真により決定した。これらの結果より、LD)i
oは歪時効と粒内炭化物密度により著しく劣化すること
が判明した。
一方、連続焼鈍のような短時間の過時効処理により固溶
炭素を十分析出させるには、析出サイトとなる炭化物を
粒内に多く分布させた方が有利になる。しかし粒内炭化
物密度が過度に存在すると、降伏点(Y P)が上昇し
LDHoが低下する。また固溶炭素の析出が不十分だと
歪時効によりYPが上昇しLDHoが低下する。従って
固溶炭素量と粒内炭化物密度を適度に制御する必要があ
る。
そこでこの条件を明らかにするために、第4図に示すよ
うな熱処理により種々の固溶炭素量、粒内炭化物密度を
有する材料を調整した。第4図の熱処理(A)では、急
冷終点温度(TE)を低下させるに従い粒内炭化物密度
が増加し、過時効時間(tOA)を長くするほど固溶炭
素量が減少する。
また第4図の(B)では、TEを低下させるに従い粒内
炭化物密度が増加し、tOAを長くするほど固溶炭素量
が減少する。このようにして得られた試料について、調
質圧延直後及び時効処理後(100℃×1h)にLDH
o試験及び引張試験を行い、第5図に示すような結果を
得た。第5図は、供試材の固溶炭素量、粒内炭化物密度
に対し時効処理後(100℃X1h)のLDHo及びy
pを示したものである。その結果、次の条件を満足すれ
ば時効処理後もYP≦19kgE/sJ(箱焼鈍による
A、9ギルド鋼の上限)、LDHo≧30.9■嘗(箱
焼鈍によるlギルド鋼の平均)を満足することが判明し
た。
ストレッチャーストレインの観点から時効指数(AI)
を3 kg f / d以下とし、形状凍結性(Y P
、 kg f /mJ)と局部延性(L D HO、I
菖)の観点から粒内炭化物密度(ρ、コ/−)をρ≦(
−0,1941XA I +3.8831) Xl05
(1)ρ≦(−0,8415XA I +4.8041
1) Xl05(2)に制御する。
従来の連続焼鈍によるAj7キルド鋼においては、この
ような固溶炭素量及び粒内炭化物密度のバランスの最適
化がなされていないため、上記のようなρの範囲は使用
されるに到ってない。従って本発明は、固溶炭素量及び
粒内炭化物密度のバランスを最適化した、従来製造が不
可能とされていた連続焼鈍によるAjlギルド深絞り用
冷延鋼板であり、さらにIF鋼もしくは箱焼鈍A1ギル
ド鋼ではその付与が困難であるBH性を有する冷延鋼板
である。
次に本発明が箱焼鈍A1ギルド鋼、IF鋼と比較してい
かに有用であるかを実施例にて説明する。
(実施例−1〕 第1表に示す化学成分を有する鋼を出鋼し、連続鋳造法
によってスラブを製造した後、このスラブを1030〜
1050℃に加熱し、仕上終了温度が860〜880℃
、板厚4.0mmとなるように熱延を行い、続いてラン
ナウトテーブルで平均冷却速度が15℃/Sとなるよう
に冷却を行い、その後690℃でコイルに巻き取った。
この熱延鋼帯を酸洗後0.8論膳まで冷延を行って冷延
鋼帯とし、続いてこの冷延綱帯に連続焼鈍を施した。連
続焼鈍の条件は、焼鈍温度二820℃、均熱時間:1m
In、最初の徐冷:690℃まで5.5℃/Sで冷却、
それ以降の急冷:250℃まで120℃/Sで冷却、適
冷条件=250℃で2S保定、再加熱条件−340℃ま
で30℃/Sで加熱、過時効条件:終了温度を270℃
で過時効時間を200s、とした。その後約1.0%の
伸び率でスキンバス圧延を行い試験に供した。
試験として、スキンバス圧延直後及び100℃×1hの
人工時効処理後に引張及びLDHo試験を行った。引張
試験は、JI322201 、 5号試験片を用い同z
2241記載の方法に従って行った。またAI、BH性
及び固溶炭素量、粒内炭化物密度も求めた。AIは10
?6予歪後100℃X 6(1mInの人工促進時効を
行いこの時効前後での降伏強度の上昇分で示す。BHは
2%予歪後170℃X20mInの人工促進時効を行い
この時効前後での降伏強度の上昇分で示す。固溶炭素量
は内部摩擦法により、粒内炭化物密度は10000倍の
抽出レプリカ電子顕微鏡写真により決定した。LDHo
試験は、1001−φの球頭ポンチ及び、IHmmφの
ダイを用い、ポンチ速度を40!I11/1111 s
材料流入がないことを確認ししわ押さえ圧力(BHF)
を30ton s実際のプレス条件を考慮し防錆油潤滑
により行った。
試験結果を第2表に示す。この表から明らかなように本
発明に従った鋼A、  B、  Cは、箱焼鈍材なみの
成形性を示し、かつ2〜5 )cg f / aJのB
Hを有する。これに対し、ff4DはA I −4,5
k[f /mm2のためストレッチャーストレインの観
点から不適で、さらに歪時効により時効処理後YPが著
しく上昇し、LDHoも著しく低下する。鋼Eは、粒内
炭化物密度が高いためスキンバス直後ですでにYPが高
<LDHoが低い。また、屑FはAI、粒内炭化物密度
ともに高く、すべての面で不適である。
(実施例−2) 第1表の鋼Bを用いて、実施例−1と同様の製造条件で
連続鋳造−熱延一酸洗一冷延を行い、第3表に示す条件
で連続焼鈍を行った。その後約1.(1%の伸び率でス
キンバス圧延を行い試験に供した。試験方法については
実施例−1と同じである。
試験結果を第4表に示す。第4表の熱処理符号は第3表
のそれに対応している。第4表中のf!j4a 。
bは、Al−4,5kgf/mm2のためストレッチャ
ーストレインの観点から不適で、さらに歪時効により時
効処理後YPが著しく上昇し、LD)ioも著しく低下
する。鋼c、dはAl−1,0,5kg f /■1と
低く歪時効により成形性が低下したり、ストレッチャー
ストレインが発生するという問題はないが、粒内炭化物
密度が高いためスキンノく入直後ですでにYPが高< 
LDHが低い。さらに、焼付硬化能も殆どない。これら
の鋼に対し、本発明である鋼e+’+gは箱焼鈍材なみ
の成形性を示し、かつ2〜5 kg f / mJのB
H性を有する。
/ (発明の効果) 冷延鋼板は自動車、電気製品や建材に大量に消費され、
また表面処理鋼板の素材でもある。本発明はこのような
用途に使用される冷延鋼板に関するものであり、従来に
ない良好な成形性とBH性をHする連続焼鈍による5p
cB級の低炭素Alギルド冷延鋼板である。従って、産
業上極めて大きな効果が期待される。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の技術内容を示すものであり、第1図はA
IとBH及びYP−Elの関係を示す図表。第2図はL
DHoに及ぼす固溶炭素量の影響を示す図表。第3図は
LDHoに及ぼす粒内炭化物密度の影響を示す図表。第
4図(A) 、 (B)は供試材の熱処理サイクルを示
す図。第5図はAI。 粒内炭化物密度と時効処理(100℃×1h)後のLD
Ho、YP及びBHの関係を示す図表である。 第2図 1DHσぺ及Ij゛す回転数の影響 S AI (ky//、vIKす 3   S   8   /3 60 固各亙ムt(pp渭) 第3図 LDHar’JA°t’h−R4化物nhq第i区 AIとBHの腐い系 1套友東t (trn) 第4図 手 小売 補 正 書 (自発) 平成1年9月2 日

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 重量%で、C:0.008〜0.025%、Mn:0.
    05〜0.20%、S:0.004〜0.015%、酸
    可溶Al:0.03〜0.15%を含有し、不純物とし
    てPを0.012%以下、Nを0.0030%以下とし
    、残部Fe及び不可避的不純物からなる鋼を、通常の熱
    間圧延を行い続いて冷延−連続焼鈍−調質圧延して得た
    鋼板であって、該鋼板の、固溶炭素量が5ppm以下2
    ppm以上、粒内炭化物密度(ρ、コ/mm^2)が時
    効指数(AI、kgf/mm^2)の関数である次式の
    範囲にあり、ρ≦(−0.1941×AI+3.883
    1)×10^5、かつρ≦(−0.8415×AI+4
    .8048)×10^5時効処理後(100℃×1h)
    の降伏強度(YP)が19kgf/mm^2以下、局部
    延性の指標であるLDH_0が30.9mm以上で、2
    〜5kgf/mm^2の焼付硬化能を有することを特徴
    とする連続焼鈍によって製造された局部延性に優れた非
    時効焼付硬化性冷延鋼板。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60165321A (ja) * 1984-02-07 1985-08-28 Nippon Steel Corp 連続焼鈍による非時効性冷延鋼板の製造方法
JPS619366A (ja) * 1984-06-19 1986-01-16 ルーカス・インダストリーズ・パブリツク・リミテツド・カンパニー 車両の液圧ブレーキ装置に用いる圧力調節器

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