JPH025812B2

JPH025812B2 -

Info

Publication number: JPH025812B2
Application number: JP1053981A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Sudo; Hiroshi Hori; Zenichi Shibata; Ichiro Tsukatani
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1981-01-26
Filing date: 1981-01-26
Publication date: 1990-02-06
Also published as: JPS57123956A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は引張強さ35Kg／mm²以上の高強度を有
し、且つ極めて優れた成形性と焼付き硬化能を有
する自動車の外板，内板用に好適な高強度冷延鋼
板及びその製造法に関するものである。自動車の燃費節減及び安全対策のために、自動
車内外板への高強度冷延鋼板の適用が数年前から
試みられてきたが、成形時の破断、しわ等の面不
良発生、スプリングバツクが大きいことによる形
状不良あるいは点溶接がしにくい等の欠点がある
ため本格的採用には至らなかつた。最近になつて
Ｐ添加Alキルド鋼、フエライト＋マルテンサイ
ト鋼〔いわゆるデユアルフエイズ（Dual Phase）
鋼〕のように成形性の優れた鋼板が開発され、一
部実用化されるようになつてきたがデユアルフエ
イズ鋼についてみると、低降伏比でB.H性がある
という利点があるにもかかわらず値が低いた
め、成形用鋼板としてはほとんど実用化されてい
ない。そのためデユアルフエイズ鋼について深絞
り性（値）を改良すべくいくつかの試みがなさ
れているが、 (1) フエライト中にマルテンサイトを導入する
と、値の大幅な低下が認められ、1.5以上の
高いｒ値は得にくい。 (2) 高強度すぎて35〜40Kg／mm²級の鋼を安定して
得ることが困難であるが、という問題が解決されていない。そこで本発明者はフエライト＋マルテンサイト
組織鋼にこだわることなく広範な複合組織鋼につ
いて基礎的研究と詳細な実験を積み重ねてきた結
果、第２相をベイナイトとすることが値の改良
には必須であり、またこれは伸びフランジ性、
B.H性等にも優れていることを見い出し、本発明
を完成するに至つた。本発明に係る高強度冷延鋼板とは、Ｃ：0.02〜
0.1重量％，Mn：0.02〜0.55重量％を含み、更に
Si：0.02〜0.5重量％，Ｐ：0.02〜0.09重量％の１
種又は２種と、更にAl：0.01〜0.1重量％，Ｂ：
0.0002〜0.005重量％の１種又は２種を含み、
Ｓ：0.01重量％以下に規制し残部鉄及び不純物か
らなり、連続焼鈍後の組織がベイナイトを面積率
で５〜50％含むフエライト組織である点に要旨を
有するものであつて、深絞り性，伸びフランジ性
及び焼付硬化性のすぐれたものである。又この様
な高強度冷延鋼板を製造するに際しては、上記成
分組成を満足する鋼を冷間圧延し、次いでAc₁変
態点〜Ac₃変態点間の保持温度まで加熱し、この
後平均冷却速度50〜500℃／秒で500℃以下まで急
冷することを要点の第１とする。そしてこの過程
において若干の変形態様を付加するものとし、そ
の１つは加熱速度を５℃／秒以上とし、且つ保持
温度での保持時間を５分以下とする。その２は加
熱過程において再結晶温度以上で保持温度未満の
温度域までは10℃／秒以下で徐熱し、最後に５以
下保熱する。その３は特に冷却過程において、保
持温度からAr₁変態点までを５〜40℃／秒で冷却
するものである。本発明の高強度冷延鋼板においては、第２相と
して適正量のベイナイトを導入することが重要な
点となる。すなわち、第１図は第２相としてマル
テンサイトを導入した鋼とベイナイト（一部マル
テンサイトを含むことあり）を導入した異なるタ
イプの複合組織鋼について、第２相面積率と値
との関係を調べた結果を示す図である。この第１
図から分かるように、第２相としてマルテンサイ
トを導入した従来のデユアルフエイズ鋼（●印）
はマルテンサイト量の増加と共に値が著しく劣
化していくのに対し、第２相としてベイナイトを
導入したフエライト＋ベイナイト鋼（Γ印）では
第２相導入によつてもｒ値は劣化せず、通常のフ
エライト（又はフエライト＋パーライト）鋼の
700℃焼鈍材に匹肩し得る値を示しており、≧
1.5をはかるに上回る優れた成形性を示すことが
分かる。また第２図は第１図に示した２種の複合
組織鋼についての深絞り成形（絞り比２）後の衝
撃遷移温度と第２相面積率との関係を示す図であ
り、第２図からも分かるように、フエライト＋ベ
イナイト鋼（Γ印）の成形後の遷移温度は、フエ
ライト＋マルテンサイト鋼（●印）に比べて、第
２相面積率が増加しても良好な値を保持してい
る。本発明の高強度冷延鋼板においては、ベイナ
イトの面積率は５％以上が必要であり、これ未満
では高強度、低降伏比、耐焼付き硬化性等の優れ
た特性を有する複合組織鋼として本来の特徴が失
なわれる。またベイナイト面積率が50％超えると
ｒ値の劣化及び衝撃遷移温度の上昇が著しくなる
ので、上限を50％とする。なお望ましいベイナイ
ト面積率は８〜20％である。一方本発明の高強度
冷延鋼板では、ベイナイト以外に少量のマルテン
サイトが含まれることも許容され、低降伏比及び
伸びの改善という点で望ましい点もあるが、多量
に導入されると前述の通り値の劣化等を招くの
で15％以下、望ましくはベイナイト量よりも少な
い量、即ち８％以下に制限することが推奨され
る。マルテンサイトの存在状態としては、マルテ
ンサイトが微細に分散し、またベイナイトの周辺
に点在してフエライト地に直接接していることが
望ましい。なお本発明にいうフエライトとは望ま
しくはポリゴナルフエライトであり、またベイナ
イトはベイナイテイツクフエライト及び炭化物を
内包するベイナイトを包含する。次に本発明に係る高強度冷延鋼板の化学成分に
ついて述べる。Ｃは強化及び焼入性向上効果を発揮させベイナ
イト等を形成させるため、更には点溶接部の組織
を健全にするために0.02重量％以上を必要とす
る。しかしながらあまり多いと値を低下させ、
冷間加工性を著しく低下させしかも点溶接部の硬
化を著しくするので、上限を0.1重量％とする。
なお特に優れた冷間加工性が要求される場合には
0.07重量％以下とするのが望ましい。 MnはＳによる赤熱脆性を防止するのに必要で
あり、かつ焼入性を増して所望の組織を得るため
に必要な元素なので、0.02重量％以上必要であ
る。しかしMnは値をかなり低下させるので、
上限を0.55重量％とする。なお特に高いを要求
する場合には、0.4重量％以下とするのが望まし
い。Ｓは伸びフランジ性を悪くし、かつ連続焼鈍時
の粒成長を阻害し、値を低下させるので、上限
を0.01重量％、望ましくは0.008重量％とする。 Si，Ｐはオーステナイト中へのＣの濃縮を促進
し、オーステナイトを安定させ、熱処理工程でベ
イナイト等の生成を容易にし、高強度・高延性を
与えるのに好適な元素であり、単独又は複合して
含有されるが、Siが0.02重量％未満，Ｐが0.02重
量％未満ではその効果が十分でなく、またSiが
0.5重量％超，Ｐが0.09重量％超では上記の効果
が飽和に達するばかりでなく、多量のSiは表面性
状を悪化し、また多量のＰは鋼を脆化するので、
それぞれSiが0.02〜0.5重量％，Ｐ：0.02〜0.09重
量％とする。尚本発明においては、従来より不可
避不純物と考えられていたSiおよび／またはＰを
上記の範囲で積極的に含有させるところに大きな
特徴を有するものであるが、SiおよびＰの一方を
上記範囲内で含有させておけば、他方の成分につ
いては不純物量であつても本発明の効果や十分発
揮される。 Al，Ｂは共にＮを固定して時効の防止に役立
つがAlが0.01重量％未満，Ｂが0.002重量％未満
ではこの効果が十分でなく、一方Alが0.1重量％
を超え、或はＢが0.005重量％を超えると介在物
が増え延・靭性を劣化せしめる。したがつてAl
は0.01〜0.1重量％，Ｂは0.0002〜0.005重量％と
する。また酸素は酸化物を形成して粒成長を妨げ
るので0.05重量％とするのがよい。次に本発明の高強度冷延鋼板の製造条件につい
て第３図の模式図にしたがつて説明する。第３図において、まず所定成分の冷延鋼板を加
熱速度h₁にてAc₁〜Ac₃変態点の（α＋γ）２相
域の温度T₂まで急速加熱し、温度T₂でｔ時間保
持する。この加熱過程は再結晶集合組織を形成し
てｒ値の向上を図ることを目的としており、本発
明の加熱速度h₁を５℃／秒以上と定めたのは加熱
速度があまり遅いとセメンタイトの固溶が起こ
り、固溶炭素が｛111｝再結晶集合組織の形成を
妨げるからである。またT₂をAc₁〜Ac₃変態点と
し、ｔを５分以下と定めたのは、この階段でオー
ステナイトを出現せしめて複合組織鋼とする準備
をするためである。なおT₂は（α＋γ）２組域
の高温側の方が望ましい。また温度T₂までの昇温過程で、再結晶温度以
上保持温度（T₂）以下の温度T₁までは前記の如
くh₁＝５℃／秒以上で急速加熱し、次いでT₁〜
T₂間を加熱速度h₂＝10℃／秒以下で緩速加熱す
ることは、より好適な再結晶集合組織を得るため
の加熱制御手段として推奨されるところである。
この理由は緩速加熱することにより｛111｝再結
晶の選択的成長がより可能となるからである。温度T₂に所定時間ｔ保持した後、T₂以下Ar₁
変態点の範囲の温度T₃まで平均冷却速度c₁で徐
冷する。この過程はフエライト中の固溶炭素を残
りのオーステナイト中へ濃縮させ、オーステナイ
トの安定化を図ると共に、固溶炭素の少なくなつ
たフエライトはこれによつて清浄化されることと
なり延性の改善が進められる。又この徐冷は所望
割合の第２相を得るための準備段階でもあり、c₁
は５〜40℃／秒とする。尚この徐冷過程の代りに
T₂＝T₃、すなわち保持温度での保持時間を長め
にしておいてもよい。またT₂まで昇温後T₃まで
徐冷してもよい。温度T₃（又はT₂）からT₄までは急冷過程であ
る。これは上記の如く炭素の濃縮した未変態オー
ステナイトをベイナイト（又はベイナイト＋マル
テンサイト）に変態させるための過程であり、c₁
より速く冷却速度を必要とするが、あまり速いと
マルテンサイトが多量に生成されるので、ここで
の平均冷却速度c₂は50〜500℃／秒とする。また
T₄はベイナイト変態に必要な500℃以下とする。なおこの急冷過程の後必要に応じて過時効処理
がなされる。また急冷過程では、ガスジエツト冷
却方式、水冷ロール方式、沸騰水噴射（又は浸
漬）方式、ヒートパイプ方式等の任意の方式が採
用される。実施例第１表に示す供試材を真空溶解炉で溶製し粗圧
延した30mm^tスラブを、３バスにて2.8mm^tの熱延板
とした。この熱延板を冷間圧延して0.8mm^tの冷延
板とした。この冷延板について第２表に示す条件
で連続焼鈍を行ない、種々の組織を有する鋼板を
得た。この鋼板の組織観察結果及び機械的性質の
測定結果を第３表に示す。

【表】

【表】第３表から分かるように本発明鋼である供試材
１，２はいずれも値が1.5以上であり、しかも
伸びフランジ性（穴拡げ率）に優れ、かつ焼付き
硬化性（△σyBH）も５Kg／mm²以上の値を示して
いる。またこのような本発明鋼は点溶接性，疲労
強度，靭性も良好であることが確認されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は低炭素アルミキルド鋼板を種々の熱処
理パターンで連続焼鈍して得たフエライト＋マル
テンサイト鋼及びフエライト＋ベイナイト（＋マ
ルテンサイト）鋼についての第二相面積率と値
との関係を示す図，第２図は第１図の鋼について
の第二相面積率と深絞り成形（絞り比２）後の衝
撃遷移温度との関係を示す図である。また第３図
は本発明で採用される熱処理条件を示す模式図で
ある。

Claims

【特許請求の範囲】１Ｃ：0.02〜0.1重量％，Mn：0.02〜0.55重量
％を含み、更にSi：0.02〜0.5重量％，Ｐ：0.02〜
0.09重量％から選ばれる１種又は２種と、更に
Al：0.01〜0.1重量％，Ｂ：0.0002〜0.005重量％
から選ばれる１種又は２種を含み、Ｓ：0.01重量
％以下に規制し残部鉄及び不純物からなり、連続
焼鈍後の組織がベイナイトを面積率で５〜50％含
むフエライト組織であることを特徴とする深絞り
性，伸びフランジ性及び焼付き硬化性に優れた高
強度冷延鋼板。２Ｃ：0.02〜0.1重量％，Mn：0.02〜0.55重量
％を含み、更にSi：0.02〜0.5重量％，Ｐ：0.02〜
0.09重量％から選ばれる１種又は２種と、更に
Al：0.01〜0.1重量％，Ｂ：0.0002〜0.005重量％
から選ばれる１種又は２種を含みＳ：0.01重量％
以下に規制し残部鉄及び不純物からなる鋼を冷間
圧延した後連続焼鈍を行なうに際し、Ac₁変態点
〜Ac₃変態点の温度範囲まで平均加熱速度５℃／
秒以上で急速加熱し、この温度範囲で５分以下保
持し、その後平均冷却速度50〜500℃／秒で500℃
以下まで急冷することにより、面積率で５〜50％
のベイナイトを含むフエライト組織とすることを
特徴とする深絞り性，伸びフランジ性及び焼付き
硬化性に優れた高強度冷延鋼板の製造法。３Ｃ：0.02〜0.1重量％，Mn：0.02〜0.55重量
％を含み、更にSi：0.02〜0.5重量％，Ｐ：0.02〜
0.09重量％から選ばれる１種又は２種と、更に
Al：0.01〜0.1重量％，Ｂ：0.0002〜0.005重量％
から選ばれる１種又は２種を含み、Ｓ：0.01重量
％以下に規制し残部鉄及び不純物からなる鋼を冷
間圧延した後連続焼鈍を行なうに際し、Ac₁変態
点〜Ac₃変態点間の保持温度まで加熱するに際し
て再結晶温度以上保持温度未満の温度域まで平均
加熱速度５℃／秒以上で急速加熱し、つづいて保
持温度まで平均加熱速度10℃／秒以下で徐熱し、
保持温度にて５分以下保持し、その後平均冷速度
50〜500℃／秒で500℃以下まで急冷することによ
り、面積率で５〜50％のベイナイトを含むフエラ
イト組織とすることを特徴とする深絞り性，伸び
フランジ性及び焼付き硬化性に優れた高強度冷延
鋼板の製造法。４Ｃ：0.02〜0.1重量％，Mn：0.02〜0.55重量
％を含み、更にSi：0.02〜0.5重量％，Ｐ：0.02〜
0.09重量％から選ばれる１種又は２種と、更に
Al：0.01〜0.1重量％，Ｂ：0.0002〜0.005重量％
から選ばれる１種又は２種を含み、Ｓ：0.01重量
％以下に規制し残部鉄及び不純物からなる鋼を冷
間圧延した後連続焼鈍を行なうに際し、Ac₁〜
Ac₃変態点の温度範囲まで平均加熱速度５℃／秒
以上で急速加熱し、この温度範囲で５分以下保持
し、その後Ac₁変態点〜Ac₃変態点の保持温度か
ら冷却するに際して、保持温度以下でAr₁変態点
以上の温度に５〜40℃／秒の平均冷却速度で徐冷
した後平均冷却速度50〜500℃／秒で500℃以下ま
で急冷することにより、面積率で５〜50％のベイ
ナイトを含むフエライト組織とすることを特徴と
する深絞り性，伸びフランジ性及び焼付き硬化性
に優れた高強度冷延鋼板の製造法。５Ｃ：0.02〜0.1重量％，Mn：0.02〜0.55重量
％を含み、更にSi：0.02〜0.5重量％，Ｐ：0.02〜
0.09重量％から選ばれる１種又は２種と、更に
Al：0.01〜0.1重量％，Ｂ：0.0002〜0.005重量％
から選ばれる１種又は２種を含み、且つＳ：0.01
重量％以下に規制し残部鉄及び不純物からなる鋼
を冷間圧延した後連続焼鈍を行なうに際し、Ac₁
〜Ac₃変態点間の保持温度まで加熱するに際して
再結晶温度以上保持温度未満の温度域まで平均加
熱速度５℃／秒以上で急速加熱し、つづいて保持
温度まで平均加熱速度10℃／秒以下で徐熱し、こ
の温度範囲で５分以下保持し、その後Ac₁変態点
〜Ac₃変態点の保持温度から冷却するに際して、
保持温度以下でAr₁変態点以上の温度に５〜40
℃／秒の平均冷却速度で徐冷した後平均冷却速度
50〜500℃／秒で500℃以下まで急冷することによ
り、面積率で５〜50％のベイナイトを含むフエラ
イト組織とすることを特徴とする深絞り性，伸び
フランジ性及び焼付き硬化性に優れた高強度冷延
鋼板の製造法。