JPH0227416B2

JPH0227416B2 - Tairijinguseitotaijikoseinisugurerukakoyoazuroorudosukohannoseizohoho

Info

Publication number: JPH0227416B2
Application number: JP4398085A
Authority: JP
Inventors: Susumu Sato; Saiji Matsuoka; Takashi Obara; Kozo Sumyama; Toshio Irie
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1985-03-06
Filing date: 1985-03-06
Publication date: 1990-06-18
Anticipated expiration: 2005-03-06
Also published as: JPS61204329A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）耐リジング性と加工性さらには耐時効性に優れ
た薄鋼板の製造に関してこの明細書で述べる技術
内容は、圧延条件の規制により冷間圧延および再
結晶焼鈍工程を省略し得る新プロセスについての
開発成果を開示するところにある。建材、自動車車体材、缶材ないしは各種表面処
理原板などの用途に使用される板厚がおよそ２mm
以下の加工用薄鋼板には以下のような特性が要求
される。 (1) 機械的特性良好な曲げ加工性、張り出し加工性および絞り
加工性を得るために、主として高い延性と高いラ
ンクフオード値（ｒ値）が必要である。また加工用鋼板を長時間室温に保持しておく
と、時効劣化を起こして加工性の低下をまねき、
そのため、プレス成形時に割れが生じたりするの
で、耐時効性も重要である。ここにA1（時効指数）≦４（Kg／mm²）であること
が耐時効性に優れることの目安になる。 (2) 表面特性これら材料は主として最終製品の最外側に使用
されるため、素材としての形状および表面美麗さ
はもちろんのこと、成形加工後の表面性状が重要
である。これら薄鋼板の一般的な製造手段は、次のとお
りである。まず鋼素材としては主に低炭素鋼を用い、造塊
―分塊圧延にて板厚200mm程度の鋼片とした後、
加熱炉にて加熱―均熱処理し、ついで粗熱延工程
により板厚約30mmのシートバーとしてから、仕上
温度がAr₃変態点以上の範囲における仕上熱延工
程にて所定板厚の熱延鋼帯とし、しかるのちそれ
を酸洗後、冷間圧延により所定板厚（2.0mm以下）
の冷延鋼帯とし、さらに再結晶焼鈍を施して最終
製品とする。かかる慣行の最大の欠点は最終製品に至るまで
の工程がきわめて長いことにある。その結果、製
品にするまでに要するエネルギー、要員および時
間が莫大になるだけでなく、これら長い工程中
に、製品の品質とくに表面特性上種々の問題を生
じさせる不利も加わる。例えば冷間圧延工程にお
ける表面欠陥の発生、あるいは再結晶焼鈍工程に
おける不純物元素の表面濃化および表面酸化に起
因する表面美麗さの劣化、さらには表面処理性の
劣化などか不可避的トラブルである。ところで加工用薄鋼板の製造法としては、熱間
圧延工程にて最終製品とするものも考えられてい
る。この方法によれば、冷間圧延および再結晶焼
鈍工程が省略でき、そのメリツトは大きい。しかしながら、熱間圧延のままで得られる薄鋼
板の機械的特性は、冷延―焼鈍工程を経たものに
比べるとはるかに劣る。とくに自動車の車体など
に使用されるプレス加工材には優れた深絞り性が
要求されるのに対し、熱延鋼板のｒ値は1.0前後
と低く、そのためその加工用途はきわめて限られ
たものになる。これは従来の熱延方法において
は、その仕上温度がAr₃変態的以上であるため、
γ→α変態時に集合組織がランダム化するためで
ある。加えて2.0mm以下の板厚の薄鋼板を熱延工
程のみで製造することはきわめて困難である。し
かも寸法精度の問題の他に、薄くなることによる
鋼板温度の低下は、低炭素鋼のAr₃変態点以下の
圧延を余儀なくし、材質（延性、絞り性）の著し
い劣化をもたらす。またたとえAr₃変態点以下の
圧延によつて材質が確保できたとしても、フエラ
イト域で圧延された鋼板にはリジングが発生しや
すくなるという新たな問題が生じる。ここにリジングとは製品の加工時に生じる表面
の凹凸の欠陥であつて、加工製品の最外側に使用
されることが主であるこの種の鋼板にとつては致
命的な欠陥である。リジングは、金属学的には加工―再結晶過程を
経ても容易には分割されない結晶方位群（例えば
｛100｝方位粒群）が圧延方向に伸ばされたまま残
留することに起因するものであり、一般にフエラ
イト（α）域の比較的高温で加工された状況で生
じやすく、とくにフエライト域での圧下率が高い
場合すなわち薄鋼板の製造のような場合にはその
傾向が強い。最近では、これら加工用薄鋼板は、加工製品の
複雑化、高級化に伴い厳しい加工を受けることが
多くなつたこともあり、優れた耐リジング性が要
求されるようになつてきた。ところで近年鉄鋼材料の製造工程は著しく変化
しており、加工用薄鋼板の場合も例外ではない。すなわち、近年まず連続鋳造プロセスの導入に
よつて分塊圧延工程が省略可能となり、また材質
向上と省エネルギーを目的として鋼片の加熱温度
は従来の1200℃近傍から1100℃近傍もしくはそれ
以下に低下される傾向にある。さらに溶鋼から直
ちに板厚50mm以下の鋼帯を溶製することにより、
熱延の加熱処理と粗圧延工程を省略できるプロセ
スも実用化されつつある。しかしながらこれらの新製造工程は、いずれも
溶鋼が凝固する際にできる組織（鋳造組織）を破
壊するという点では不利である。とくに凝固時に
形成された｛100｝＜uvw＞を主方位とする強い鋳
造集合組織を破壊することはきわめて困難であ
る。その結果として、最終薄鋼板には、前述したリ
ジングが起こりやすかつたのである。（従来の技術） Ar₃変態点以下の比較的低温域で所定板厚の薄
鋼板とし、その後は冷間圧延および再結晶焼鈍工
程を施さない加工用薄鋼板の製造方法もいくつか
提示されている。例えば特開昭48−4329号公報に
は、低炭素リムド鋼をAr₃変態点以下の温度で90
％の圧延にて４mm板厚の鋼帯とすることによる降
伏点26.1Kg／mm²、引張強さ37.3Kg／mm²、伸び49.7
％、＝1.29の特性を有する製造例が示されてい
る。また特開昭52−44718号公報には同じく低炭
素リムド鋼を熱延仕上温度800〜860℃（Ar₃変態
点以下）で2.0mm板厚とし、巻取温度600〜730℃
とすることによる、降伏点20Kg／mm²以下の低降伏
点鋼板の製造法が示されている。しかしながら絞
り性の指標であるコニカルカツプ値は得られる製
品で60.60〜62.18mm程度であり、この点従来例の
60.58〜60.61に比べると絞り性は同等かそれ以下
である。さらに特開昭53−22850号公報には同じ
く低炭素リムド鋼を熱延仕上温度710〜750℃で
1.8〜2.3mm板厚とし、巻取温度530〜600℃とする
ことによる低炭素熱延鋼板の製造法が示されい
る。しかしながらこの方法によつて得られる製品
のコニカルカツプ値も上掲の特開昭52−44718号
公報の場合と同様に従来例よりも高く、絞り性は
劣つている。またさらに特開昭54−109022号公報
には、低炭素アルミキルド鋼を熱延仕上温度760
〜820℃で1.6mm板厚とし、巻取温度650〜690℃と
することによる降伏点14.9〜18.8Kg／mm²、引張強
さ27.7〜29.8Kg／mm²、伸び39.0〜44.8％の特性を
有する低強度軟鋼板の製造例が開示されている。
その他特開昭59−226149号公報にはＣ／0.002，
Si／0.02，Mn0.23，Ｐ／0.009，Ｓ／0.008，Al／
0.025，Ｎ／0.0021，Ti／0.10の低炭素Alキルド
鋼を500〜900℃で潤滑油を施しつつ76％の圧延に
て1.6mm板厚の鋼帯とすることにより、＝1.21
の特性を有する薄鋼板の製造例が示されている。しかしながら上記した公知技術にはいずれも、
前述した耐リジング性を向上させることについて
は勿論、耐時効性の向上を図ることにつき何らの
考慮も払われていない。（発明が解決しようとする問題点）冷間圧延のみならず再結晶焼鈍をも含まない新
プロセスによつて、耐リジング性と加工性さらに
は耐時効性に優れる薄鋼板の製造方法を与えるこ
とが、この発明の目的である。（問題点を解決するための手段）この発明は、低炭素鋼を所定板厚に圧延する工
程において、少なくとも１パスを、 Ar₃変態点以下、500℃以上の温度範囲で、圧
下率：35％以上、ひずみ速度：300s^-1以上で圧延
し、ついでコイルに巻取つたのち200〜500℃の温度
に少なくとも１分間保持することを特徴とする耐
リジング性と耐時効性に優れる加工用アズロール
ド薄鋼板の製造方法である。この発明の基礎となつた研究結果からまず説明
する。供試材は表１に示す２種類の低炭アルミキルド
鋼の熱延鋼板であり、これらの供試材Ａ，Ｂを
700℃に加熱、均熱後、１パスで20％、40％およ
び60％の各圧下率でそれぞれ圧延した。

【表】このときのひずみ速度ε〓と圧延後の鋼板の値
およびリジング指数との関係を第１図に示す。値およびリジング指数はひずみ速度を圧下率
とに強く依存し、圧下率35％以上でかつ300s^-1以
上の高ひずみ速度にすることにより、値および
耐リジング性は著しく向上した。なおひずみ速度（ε〓）の計算は以下の式に従つ
た。ｎ：圧延ロールの回転数（rpm）ｒ：圧下率（％）／100 Ｒ：圧延ロールの半径（mm） H₀：圧延前の板厚（mm）また表２に示した供試鋼Ｃを用い６列から成る
圧延機を使用し、最終スタンドで高速、大圧下圧
延を行つたときの圧延後の鋼板の巻取り保持時間
と時効指数Alとの関係について調べた結果を第
２図に示す。なお最終スタンドでは、仕上圧延温
度700℃、ひずみ速度400s^-1で圧延し、その後巻
取り温度430℃で巻取つた。

【表】巻取り後１分以内に巻戻した試料に巻戻した比
べ、１分以上巻取り保持した試料の時効指数は著
しく減少した。なお、Alは引張予ひずみ7.5％付
加後、100℃、30分の熱処理を加えた時の降伏強
度増加量で評価した。発明者らはこれらの基礎的データに基づき研究
を重ねた結果、以下のように製造条件を規制する
ことにより耐リジング性と加工性ならびに耐時効
性に優れる薄鋼板が製造できることを確認した。 (1) 鋼組成高ひずみ速度圧延の効果は本質的には鋼組成に
依存しない。ただし、一定レベル以上の加工性を
確保するためには、侵入型固溶元素であるＣ，Ｎ
はそれぞれ0.10％以下、0.01％以下であることが
望ましい。また鋼中ＯをAlの添加により低減す
ることは、材質とくに延性の向上に有利である。 (2) 圧延素材の製造法従来方式、すなわち造塊―分塊圧延もしくは連
続鋳造法により得られた鋼片は当然に適用でき
る。鋼片の加熱温度は800〜1250℃が適当であり、
省エネルギーの観点から1100℃未満が好適であ
る。連続鋳造から鋼片を再加熱することなく圧延
を開始するいわゆるCC―DR（連続鋳造―直接圧
延）法も勿論適用可能である。一方溶鋼から直ちに50mm以下の圧延素材を鋳造
する方法（シートバーキヤスター法およびトリツ
プキヤスター法）も省エネルギー、省工程の観点
から経済的メリツトが大きいので、圧延素材の製
造法としてはとりわけ有利である。 (3) 圧延工程この工程が最も重要であり、低炭素鋼を所定の
板厚に圧延するに当り、仕上圧延において、少な
くとも１パスを、Ar₃変態点以下、500℃以上の
温度範囲で、圧下率35％以上でかつひずみ速度
300s^-1以上で圧延し、ついでコイルに巻取つたの
ち200〜500℃の温度に少なくとも１分間保持する
ことが必須である。仕上圧延温度がAr₃変態点を超える高温域で
は、たとえ圧下率35％以上、ひずみ速度300s^-1以
上で圧延を施したとしても、加工性、耐リジング
性とも劣るものしか得られず、一方500℃未満で
は、変形抵抗の著しい増大をもたらし、冷間圧延
法で特有な問題が生じるため仕上圧延温度はAr₃
変態点〜500℃の範囲に限定した。またひずみ速度については、300s^-1に満たない
と目標とする材質が確保できないので、300s^-1以
上とりわけ500〜2500s^-1が好適である。圧延パス数、圧下率の配分は、上記の条件が満
たされれば任意でよい。圧延機の配列、構造、ロール径や、張力、潤滑
の有無などは本質的な影響力を持たない。さらに巻取り温度が500℃を超えるかあるいは
200℃未満では、耐時効性に有利なFe₃Cの析出に
不利であり、また保持時間が１分に満たないA1
の低減効果に乏しいので、圧延後の巻取り保持
は、200〜500℃の温度で１分間以上行う必要があ
る。なお再結晶焼鈍処理については、原則として不
要であるが、材質上の要請から、圧延後のランア
ウトテーブル上および巻とり工程で保熱、均熱処
理を施すこと、また必要に応じて多少の加熱処理
を施すことを禁ずるものではない。 (4) 酸洗、調質圧延上述の手順で得られた鋼帯は、従来よりも低温
域での圧延であるため酸化層は薄く、酸洗性は極
めて良好であるので、酸洗せずに使用できる用途
も広い。また脱スケールは、従来の酸による除去
の他に機械的除去も可能である。さらに形状矯
正、表面粗度調整などを目的として、10％以下の
調質圧延を加えることができる。 (5) 表面処理かくして得られる鋼帯は、亜鉛めつき（合金系
を含む）、錫めつきおよびほうろう性など表面処
理性に優れるので、各種表面処理原板として適用
できる。（作用）耐リジング性さらには値が格段に向上する理
由については、次のとおりと考えられる。圧延後の再結晶集合組織の形成は、圧延時に導
入される加工ひずみ量に大きく依存することが知
られている。すなわち、｛222｝方位粒に対する加
工ひずみ量が多いと、｛222｝方位を主方位とする
再結晶集合組織が形成される。従来行われてきた
圧延速度では、圧延時に導入される加工ひずみは
｛200｝方位粒が多く、そのため再結晶集合組織に
は｛200｝方位が集積しその結果低い値しか得
られなかつた。しかしながらこの発明に従う高ひずみ速度圧延
では、｛222｝方位粒に導入される加工ひずみ量が
増大し、その結果｛222｝方位を主方位とする再
結晶集合組織が形成されるので、値が格段に向
上する。さらに、｛222｝方位粒への加工ひずみにより、
｛222｝方位粒の再結晶が優先的に進行するため、
リジング発生の主原因である｛200｝方位粒を侵
食し、耐リジング性も向上する。（実施例）表３に示す組成鋼をそれぞれ、表４に示す方法
で板厚20〜40mmのシートバーにした後、６列から
成る圧延機を用いて板厚0.8〜1.2mmの薄鋼板とし
た。このとき最後列のスタンドにおいて高ひずみ
速度高圧下圧延を行なつた。ついで460〜390℃で
巻取り、460〜200℃温度範囲での保持時間を0.5
〜60分とした。かくして得られた薄鋼板につき、酸洗、調室圧
延（圧下率0.5〜１％）後の材料特性を表４に示
す。なお引張特性JIS5号試験片として求めた。ま
たリジング性は、圧延方向から切り出したJIS5号
試験片を用い、15％の引張予ひずみを付加したも
のについて、表面の凹凸を目視法にて１（良）〜
５（劣）の評価をした。この評価は、在来の低炭
素冷延鋼板の製造法によるとき、リジングが事実
上現れなかつたので評価基準が確立していない。
従つて、本発明では従来ステンレス鋼についての
目視法による指数評価基準をそのまま準用した。
評価１，２は実用上問題のないリジングを示す。

【表】

【表】注 ☆：比較例、無印：適合例
この発明に従つて製造された鋼板は比較例より
も優れた値と耐リジング性さらには耐時効性を
示している。（発明の効果）かくしてこの発明によれば、Ar₃変態点〜500
℃の温度範囲における高圧下率、高ひずみ速度圧
延さらにはその後に200〜500℃での巻取り保持処
理により、従来の冷間圧延のみならず再結晶焼鈍
をも省略したアズロールドのままで、良好な加工
性と共に優れた耐リジング性および耐時効性をも
つ薄鋼板を得ることができ、しかも圧延素材につ
いてもシートバーキヤスター法、ストリツプキヤ
スター法などに適合するなど、加工用薄鋼板の製造工程の大幅な簡略化が実現
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、値およびリジング指数に及ぼすひ
ずみ速度の影響を、圧下率をパラメータとして示
したグラフ、第２図は、A1に及ぼす巻取り保持
時間の影響を示したグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】１低炭素鋼を所定板厚に圧延する工程におい
て、少なくとも１パスを、 Ar₃変態点以下、500℃以上の温度範囲で、ひ
ずみ速度：300s^-1以上、圧下率：35％以上で圧延
し、ついでコイルに巻取つたのち200〜500℃の温度
に少なくとも１分間保持することを特徴とする耐
リジング性と耐時効性に優れる加工用アズロール
ド薄鋼板の製造方法。