JPH0257129B2

JPH0257129B2 -

Info

Publication number: JPH0257129B2
Application number: JP60043973A
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: 1990-12-04
Also published as: JPS61204322A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）面内異方性が小さく耐リジング性と加工性に優
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
再結晶焼純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。またたとえ特定方向の加工性が良好でも、実
際の加工は平面的なものであるため、面内異方
性が大きいと加工後にしわが生じたりする。こ
の点異方性が小さいと成形後の耳切りの量が少
なくブランク面積を低減できるため、鋼板歩留
りは大幅に向上する。かかる機械的性質の異方
性はΔEl（伸びの異方性パラメータ）およびΔr
（ｒ値の異方性パラメータ）で評価でき、ΔEl
≦５％、Δr≦0.5が異方性に優れる鋼板として
要求される。 (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、各種表面処理性も重要
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、さらに再結晶焼純を施して最終
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、あるいは再結晶焼純工程に
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
劣化などが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、面内異方性が小さく耐リジン
グ性と加工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：300（s^-1）以上で
かつ、ひずみ速度（ε〓）とまさつ係数（μ）とが
次式、 ε〓／μ≧1000 の関係を満足する条件下に圧延することを特徴と
する面内異方性が小さく耐リジング性に優れる加
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
ｒ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と圧下率
とに強く依存し、圧下率35％以上でかつ300s^-1以
上の高い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。ここで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１に示した供試鋼Ｂを用い、圧延後の試
料の伸びおよびｒ値の異方性と、ε〓／μとの関係
について調べた結果を第２図に示す。なおまさつ係数は潤滑条件を変えることにより
0.6〜0.06の範囲で変化させた。また異方性は Δr＝（r_L＋r_C−2r_D）／２、 ΔEl＝（El_L＋El_C−2El_D）／２として求めた。同図より明らかなように、ΔrおよびΔElとも、
ひずみ速度（ε〓）とまさつ係数（μ）との比ε〓／μ
が1000以上になると急激に低下し、面内異方性は
著しく軽減した。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
ることにより面内異方性が小さく耐リジング性と
加工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
ることが好ましい。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。さらにより優れた加工性を得るた
めに、Ｃ、Ｎを安定な炭窒化物として析出固定
可能な特殊元素たとえばTi、Nb、ZrおよびＢ
等の添加も有効である。また高強度を得るためにＰ、SiおよびMn等
を強度に応じて添加することもできる。 (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、ひずみ速
度300（s^-1）以上でかつ、ひずみ速度（ε〓）とま
さつ係数（μ）とが次式 ε〓／μ≧1000 の関係を満足する条件下に圧延することが必須
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
以上でかつ、上掲式の関係を満足する条件下に
圧延を施したとしても、面内異方性が大きく、
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。なお従来の１パス当たりの圧延条件は、通
常、圧下率：35％未満、ひずみ速度：300（s^-1）
未満であり、少なくともこの発明のように圧下
率：35％以上、ひずみ速度：300（s^-1）以上の
両者を満足する条件下で圧延が実施されたため
しはない。さらに面内異方性を小さくするためには、前
掲第２図に示した結果からも明らかなように、
ひずみ速度（ε〓）とまさつ係数（μ）につき、
上掲式の関係を満足させることが肝要である。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、張力など
は本質的な影響力を持たない。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、また必要に応じて圧延後
に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）この発明に従い、高圧下率、高ひずみ速度で圧
延を行うことによつて、値および耐リジング性
さらには値およびEl値の面内異方性が格段に向
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強く依存することが知ら
れている。すなわち｛222｝方位粒に蓄積される
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、その結果値が向
上する。この点、従来のような圧下率が35％未満、ひず
み速度が300s^-1未満（いずれも１パス当たり）の
低圧下率・低ひずみ速度圧延では、加工ひずみは
｛200｝方位粒に導入され易く、そのため再結晶後
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圧下率・高ひず
み速度圧延では、｛222｝方位粒に蓄積される加工
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。またこのように｛222｝方位
粒の再結晶が優先的に進行することから、リジン
グ発生の主原因である｛200｝方位粒の生成は極
めて少なく、従つて耐リジング性も向上する。さらにとくにひずみ速度（ε〓）とまさつ係数
（μ）とにつき、次式 ε〓／μ≧1000 の関係を満足させることによつて、鋼板表面に形
成され易い｛110｝方位の形成が軽減され、その
結果値およびEl値の面内異方性が大幅に改善さ
れるのである。（実施例）表２に示す組成鋼をそれぞれ、表３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
速度圧延を行つた。かくして得られた薄鋼板につき、酸洗、調質圧
延（圧下率0.5〜１％）後の材料特性を表３に示
す。なお引張特性は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方法によるとき、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性を
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
も面内異方性が小さく、しかも優れた値と耐リ
ジング性とを示している。（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
性と共に面内異方性が小さく優れた耐リジング性
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、ｒ値と伸びの面内異方性
に及ぼすひずみ速度とまさつ係数との関係を、圧
下率をパラメータとして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、圧
下率：35％以上、ひずみ速度：300（s^-1）以上で
かつひずみ速度（ε〓）とまさつ係数（μ）とが次
式 ε〓／μ≧1000 の関係を満足する条件下に圧延することを特徴と
する面内異方性が小さく耐リジング性に優れる加
工用アズロールド薄鋼板の製造方法。