JPH0259845B2

JPH0259845B2 -

Info

Publication number: JPH0259845B2
Application number: JP4398585A
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: 1990-12-13
Also published as: JPS61204334A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）耐リジング性と化成処理性と加工性に優れる薄
鋼板の製造に関しこの明細書で述べるところは、
圧延条件の規制により冷間圧延工程を含まない省
工程が可能となることの実験的知見に基づく開発
研究の発展的成果に関連している。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およそ２mm以
下の薄鋼板では、その機械的特性として良好な曲
げ加工性、張り出し成形性、および絞り加工性を
得るために、高い延性と高いランクフオード値
（ｒ値）が要求される。さらにこれら材料は最終
加工製品の最外側に使用されることが主なので、
加工後の表面状況がとくに重要になつてきてい
る。また自動車用鋼板には塗装前処理、すなわち化
成処理が必要である。そのため鋼板の特性として
化成処理性が要素になつてくる。この化成処理性
が良好でないと、その後の焼付塗装もうまくいか
ないからである。これら加工用薄鋼板の一般的な製造手順は以下
のとおりである。まず鋼素材としてはおもに、低炭素鋼を用い、
連続鋳造法もしくは造塊−分塊圧延法により約
200mm板厚の鋼片となしそれを熱間圧延工程によ
り板厚がおよそ３mmの熱延鋼帯とし、ひき続き酸
洗後冷間圧延にて所定板厚の鋼帯とし、その後箱
焼鈍法又は連続焼鈍法により再結晶処理を行つて
最終製品とする。この慣行は、工程が長いことに最大の欠点があ
り、製品にするまでに要するエネルギー、要員、
時間がぼう大であるのみならずこれら長い工程中
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。上記のように、加工用薄鋼板の製造手順には、
冷間圧延工程（圧延温度300℃未満）を含むこと
が必須であつた。この冷間圧延工程は単に所望の減厚を意図する
だけに止まらず、冷間加工によつて導入される塑
性ひずみを利用することにより最終焼鈍工程にお
いて、深絞り性に有利な（111）方位の結晶粒の
成長を促進させるのに役立つ。ところが、冷間での加工は熱間での加工に比べ
て鋼帯の変形抵抗が著しく高いために圧延に要す
るエネルギーも莫大なほか、圧延ロールの摩耗が
ひどく、加えてスリツプなどの圧延トラブルも生
じ易い。これに対し、300℃以上800℃以下の比較的高温
域（いわゆる温間域）にて、圧延できしかも特に
良好な加工性が得られれば、上記問題点は一掃で
き、製造上のメリツトは大きいといえよう。ところが温間圧延による製造には大きな問題が
ある。それはリジングである。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粒群（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、一般に温間圧
延のようにフエライト（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温間域での圧下
率が高い場合（すなわち薄鋼板の製造のような場
合）には顕著である。また最近はこれら加工用鋼板が、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
多くなり、優れた耐リジング性が要求される。ところで近年鉄鋼材料の製造工程は著しく変化
し、加工用薄鋼板の場合も例外ではない。すなわち溶鋼を造塊−分塊圧延にて250mm板厚
程度の鋼片とし後加熱炉にて加熱均熱処理し、粗
熱延工程により約30mm板厚のシートバーとし、さ
らに仕上熱延工程により所定板厚の熱延鋼帯とし
ていた在来の慣例に対し、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
もしくはそれ以下への低下傾向にある。一方溶鋼から直ちに板厚50mm以下の鋼帯を溶製
することにより熱間圧延の加熱処理と粗圧延工程
を省略できる新しいプロセスも実用化しつつあ
る。しかしながら、これら新製造工程はいずれも溶
鋼から凝固してできる組織（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リジングが起こ
りやすくなり、とくに温間圧延法はそれを助長す
る。（従来の技術）温間圧延による深絞り用鋼板の製造方法はいく
つか開示され、たとえば特公昭47−30809号、特
開昭49−86214号、特開昭59−93835号、特開昭59
−133325号、特開昭59−135425号、特開昭59−
185729号、そして特開昭59−226149号各公報など
がその例である。いずれも温間域の圧延後ただち
に再結晶処理することを特徴とし、冷間圧延工程
が省略可能な革新的技術である。しかしながら、これら公知技術は前述の耐リジ
ング性を向上させることについては何らの考慮も
払われてなく、この点一般的に薄鋼板の耐リジン
グ性に関しては温間圧延の方が冷間圧延を加える
場合よりも不利である。（発明が解決しようとする問題点）冷間圧延工程を含まない省工程によつて、耐リ
ジング性と化成処理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温間圧延す
る工程において、少なくとも１パスを、800〜300
℃の温度範囲、ひずみ速度300s^-1以上で圧延し、
かつ400℃以下に巻取り、ひき続き再結晶焼鈍す
ることを特徴とする耐リジング性と化成処理性に
優れる加工用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。

【表】供試材は表１に示す２種類の低炭素アルミキル
ド鋼の熱延鋼板である。供試材は(A)、(B)とも600
℃に加熱−均熱し１パス、30％圧下率で圧延し
た。このときのひずみ速度（ε〓）と焼鈍後（均熱温
度800℃）のｒ値およびリジング指数との関係を
第１図に示す。ｒ値および耐リジング性はひずみ速度に強く依
存し、600℃の圧延温度にて300s^-1以上の高ひず
み速度とすることにより、ｒ値および耐リジング
性は著しく向上した。

【表】次に表２で示した組成の鋼を連続鋳造−粗熱延
により25mm板厚のシートバーとし、６列よりなる
仕上圧延機の６スタンド目で高ひずみ速度
（573s^-1）圧延を行つた。仕上温度は652℃で、板
厚は1.2mmである。この鋼帯を種々の巻取温度で巻取り、焼鈍後の
化成処理性を調べた。巻取温度と化成処理性の関係を第２図に示す。
巻取温度が400℃以下では化成処理性が著しく向
上した。なお、化成処理性は鋼板を脱脂、水洗、りん酸
塩処理を施し、以下に述べるピンホールテストを
行つた時のピンホール面積率で評価した。なお、りん酸処理は日本パーカライジング(株)製
BT3112を用い、55℃で全酸度14.3、遊離酸度0.5
に調整し、スプレーで120秒間吹付けた。すなわちピンホールテストは、試験面に鉄イオ
ンと反応して発色する試薬を浸したろ紙を密着さ
せて、鋼板表面に残留するりん酸結晶未付着部分
を検知し、それを画像解析してピンホール面積率
として数値化した。化成処理性の評価基準は、ピ
ンホール面積率が0.5％以下が１、0.5〜２％が
２、２〜９％が３、９〜15％以上が５として求め
た。１と２は実用上問題のないピンホール面積率
を示す。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、加工性と耐リジング性と化成処理性
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温間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の
Ｃ、Ｎはそれぞれ0.10％、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、例えばTi、Nb、Zr、Ｂ等の添加も有効で
ある。また高強度を得るためにＰ、Si、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が当然に適用で
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）法ももちろん適用可能である。一方、溶鋼から直接50mm程度以下の圧延素材
を鋳造する方法（シートバーキヤスター法およ
びス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効果が大きいので圧延
素材を製造方法としてとくに有利である。 (3) 温間圧延この工程がもつとも重要であり、低炭素鋼を
所定板厚に温間圧延する工程において、少なく
とも１パスを、800〜300℃の温度範囲ひずみ速
度300s^-1以上で圧延し、かつ400℃以下で巻取
ことが必須である。圧延温度については、800℃をこえる高温域
の圧延ではひずみ速度の制御によつて加工性と
耐リジング性を得るのが困難な一方300℃未満
では変形抵抗の著しい増大をもたらすため冷間
圧延法で特有な上述したと同様の諸問題を伴う
ので800〜300℃、なかでも700〜400℃がとくに
好適である。ひずみ速度については300s^-1以上としないと
目標材質が確保できない。このひずみ速度の範囲はとくに500〜2500s^-1
が好適である。圧延パス数、圧下率の配分は上記条件が満た
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。なおひずみ速度（ε〓）の計算は次式に従う。ここでｎ：ロールの回転数（rpm）ｒ：圧下率（％）／100 Ｒ：ロール半径（mm） H₀：圧延前の板厚この高ひずみ速度の圧延を経たのちの巻取り
温度が化成処理性を左右すること、そしてこの
温度を400℃以上とすることにより、すぐれた
化成処理性が得られることについてもすでに述
べたとおりである。 (4) 焼鈍圧延を経た鋼帯は再結晶焼鈍する必要があ
る。焼鈍方法は箱型焼鈍法、連続型焼鈍法のい
ずれでもよいが、均質性、生産性の観点から後
者が有利である。加熱温度は再結晶温度から950℃の範囲が適
する。炭素含有量が0.01wt％以上の鋼板について
は、均熱後、過時効処理を施すことが材質の向
上に有利である。何れにしても鋼帯表面のスケールは圧延温度
が従来の熱間圧延よりはるかに低温域でかつ低
温発生で、あるので薄くかつ除去されやすい。
したがつて、脱スケールは従来の酸による除去
のほかに、機械的にもしくは焼鈍雰囲気の制御
などでも可能である。焼鈍後の鋼帯には形状矯正、表面粗度等の調
整のために10％以下の調質圧延を加えることが
できる。上記のようにして得られる鋼板は、加工用表
面処理鋼板の原板として適用できる。表面処理
としては亜鉛めつき（合金系含む）、錫めつき、
ほうろうなどがある。（作用）この発明に従う高ひずみ速度温間圧延の挙動に
ついて、耐リジング性、加工性をもたらす機構な
らびに高ひずみ速度、圧延を経たあとの巻取り温
度を400℃以下としてすぐれた化成処理性が得ら
れる挙動の原因については必ずしも明確でない
が、何れも圧延材の集合組織および加工歪の変化
と密接な関係をもつと考えられる。（実施例）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、以下の如く考えられている。圧延
−焼鈍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｝方位粒の加工ひず
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｛222｝
方位粒が多く、そのため再結晶集合組織には
｛222｝方位が集積し、かくして低い値しか得ら
れないのが現状であつた。しかしながら高ひずみ
速度圧延とすることにより、｛222｝方位粒導入さ
れる加工ひずみ量が増大し、そのため｛222｝方
位を主方位とする再結晶集合組織が形成され、ｒ
個が格段に向上することを見出した。さらに、
｛222｝方位粒への加工ひずみにより、｛222｝方位
粒が優先的に再結晶が進行するため、リジング発
生の主原因である｛222｝方位粒を浸食し、耐リ
ジング性も向上する。表３に示す化学組成の鋼片を転炉−連続鋳造法
及び転炉−シートバーキヤリター法により製造し
た。転炉−連続鋳造法では1100〜950℃に加熱均
熱後粗圧延により20〜30mm板厚のシートバーとし
た。

【表】これらシートバーを連続的に６列からなる仕上
圧延機を用いて0.2〜0.8mm板厚の薄鋼帯とし、こ
のとき最後列の圧延機を用いて高ひずみ速度圧延
を行つた。圧延条件および連続焼鈍（均熱温度
750〜810℃）後の材料特性を表４に示す。鋼(D)に
ついては、連続焼鈍条件として、均熱後400℃で
２分間の過時効処理を施した。

【表】引張特性はJIS5号試験片として求めた。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、表面凹
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性を示
す。（発明の効果）この発明によれば高ひずみ速度温間圧延にて高
い延性とｒ値を示すとともに優れた化成処理性と
耐リジング性をもつ薄鋼板が得られ、従来の冷延
工程を省略できるばかりでなく、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
ター法などの活用に適合するなど、加工用薄鋼板
の製造工程のの簡略化が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はｒ値、リジング性に及ぼす圧延ひずみ
速度の影響を示すグラフである。第２図は化成処
理性に及ぼす巻取温度の影響を示すグラフであ
る。

Claims

【特許請求の範囲】１低炭素鋼を所定板厚に温間圧延する工程にお
いて、少なくとも１パスを、800〜300℃の温度範囲、
ひずみ速度（ε〓）300s^-1以上で圧延し、かつ400℃
以下で巻取り、ひき続き再結晶焼鈍することを特徴とする、耐リジング性と化成処理性に優れ
る加工用薄鋼板の製造方法。