JPH0259847B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 耐リジング性と伸び−強度バランスに優れる薄
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。 また加工される鋼板には基本的には強度−伸び
バランスに優れていることが要求される。それは
強度−伸びバランスの劣る鋼板では加工時に壁割
れなどのトラブルをひき起こすからである。 とくに板厚低減の目的で高強度化を図る場合に
は強度−伸びバランスが重要な特性になる。 ここに、TS（Kg／mm²）×El（％）≧1500 であることが強度−伸びバランスに優れる鋼板の
およその目安となる。 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。 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59−136425号公報、特開昭59
−185729号、そして特開昭59−226149号公報など
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
ジング性と強度−伸びバランスに優れる薄鋼板の
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、800〜300℃の
温度範囲、ひずみ速度300s^-1以上かつε〓／Ｒ≧2.0
（Ｒ：ロール径（mm）なる関係で圧延し、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
と強度−伸びバランス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１の(B)鋼を用い焼鈍後（800s℃均熱）の鋼板
の強度−伸びバランスにおよぼすε〓／Ｒの関係を
調べ第２図に示す。ε〓／Ｒ≧＞2.0とすることによ
り容易にTS×El≧1500となり優れた強度−伸び
バランスが得られた。 発明者らはこ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、強度−伸びバランスと耐リジング性に優
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もので圧
延素材の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以上でかつε〓／Ｒ≧2.0なる関係で圧延す
ることが必須である。 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を
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。 圧延機の配例、構造、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 (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。 焼鈍処理は圧延後の巻取りコイルの状態で保
持することでも可能である。 ここに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（合金系を含む）、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は
必ずしも明確でないが、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。
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｛200｝方位粒を浸食し、耐リ
ジング性も向上する。また圧延のひずみ速度とワ
ークロール径が伸び−強度バランスを左右する原
因についても定かでないが、事実上の相互関係に
ついては以下の実施例のように明白な確認事項で
ある。 （実施例）

【表】 表２に示す化学組成の鋼片を転炉−連続鋳造法
及び転炉−シートバーキヤス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
熱粗圧延により20〜30mm板厚のシートバーとし
た。 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0.9〜0.7mm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３に示す。鋼(C)に
ついては、連結焼鈍条件として、均熱後400℃で
２分間の過時効処理を施した。

【表】 注：＊比較例
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優
れた強度−延性バランスとｒ値を示すとともに優
れた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、第２図は強度−延性バ
ランスに及ぼすひずみ速度とワークロール径の影
響を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【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、800〜300℃の温度範囲、
   ひずみ速度（ε〓）300s^-1以上で、かつ ε〓／Ｒ≧2.0 ここにＲ：ワークロール半径（mm） なる関係の下に仕上げ、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強度−伸びバラ
   ンスに優れる加工用薄の製造方法。