JPH0259848B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 耐リジング性と加工性と溶融金属めつき密着性
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。 また近年加工用薄鋼板の耐食性に対する要求は
厳しくなる一方であり表面処理板の使用が急激に
増加している。 とくに自動車の場合は北欧・北米で使用される
ものには融雪用の塩剤による腐食に耐えるためよ
り厳しい耐食性が要求される。 一方せつかく表面処理鋼板を使用しても加工時
に損傷を受けやすい場合には耐食性が劣化するか
ら、表面処理鋼板には素地の鋼板と表面処理層と
の密着性がきわめて重要である。 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59−136425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
ジング性と加工性と溶融金属めつき密着性に優れ
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、300〜800℃の温度範囲ひ
ずみ速度（ε〓）300s^-1以上でかつ巻取温度400℃以
下で仕上げ、ひき続きライン内の焼鈍方式の連続
溶融金属めつきラインにて再結晶およびめつき処
理する ことを特徴とする耐リジング性とめつき密着性に
優れる加工用溶融金属めつき薄鋼板の製造方法で
ある。 この発明の基礎となつた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に示す組成の鋼(C)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
（562s_- ¹）圧延を行つた。仕上温度は670℃、板厚
は1.2mmである。 この鋼帯を種々の巻取温度で巻取り、酸洗せず
に連続溶融亜鉛めつきラインにて均熱温度810℃
で焼鈍し連続的に亜鉛めつきした。この鋼板の亜
鉛めつき密着性試験結果を第２図に示す。 この曲げ試験は密着（曲げ半径OT）曲げから
板厚の２倍の曲げ半径（4T）までの曲げを加え
たものは離限界値で判定した。またエリクセン試
験機を用い振り出し加工時のはく離限界値も同時
に調べた。 第２図より巻取温度を400℃以下にすることに
よりきわめて優れた密着性およびエリクセン値を
示すことがわかる。 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、めつき密着性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以上でかつ巻取温度、400℃以下で
仕上げ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。 巻取温度は400℃以下にしないと優れためつ
き密着性を得ることができない。 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 (4) 焼鈍 圧延を経た鋼帯は再結晶焼鈍する必要があ
る。焼鈍方法はライン内焼鈍方式の連続溶融金
属めつきラインにて再結晶およびめつき処理を
行う。 焼鈍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。 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、機械的にもしくは連
続溶融金属めつきライン内の焼鈍雰囲気の制御
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。 （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。 （実施例）

【表】 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
熱後粗圧延により20〜30mm板厚のシートバーとし
た。 これらシートバーを６列からなる仕上圧延機の
６スタンド目にてを高ひずみ速度圧延を行い巻取
つた。ひき続き酸洗することなく連続溶融金属
（Zn、Al、Pb）めつきラインにて焼鈍（均熱温
度700〜850℃）し連続的に溶融浸漬めつきを施し
た。 圧延条件および0.5〜1.2％スキンパス圧延後の
材料特性とめつき密着性の試験結果を表４に示
す。

【表】

【表】 ＊ 比較例
リジング性はめつき層を化学研究により除去し
JIS5号引張試験片を圧延方向より採取し15％ひず
み変形後目視法にて判定（１（良）〜５（劣））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
価基準をそのまま基準した。 判定１、２は実用上問題のないリジング性であ
る。めつき密着性は前述した方法にもとづく、表
中無印の各実施例はいずれも優れた加工性、耐リ
ジング性およびめつき密着性を示している。 （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めつき密着性
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、加工用溶融
金属めつき薄鋼板の製造工程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図はめつき
密着性に及ぼす巻取温度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温間圧延する工程にお
   いて、 少なくとも１パスを、300〜800℃の温度範囲ひ
   ずみ速度（ε〓）300s^-1以上でかつ巻取温度400℃以
   下で仕上げ、ひき続きライン内の焼鈍方式の連続
   溶融金属めつきラインにて再結晶およびめつき処
   理する ことを特徴とする耐リジング性とめつき密着性に
   優れる加工用溶融金属めつき薄鋼板の製造方法。