JPH03187738A - 疲労強度のすぐれた複合鋼板及びその製造方法 - Google Patents

疲労強度のすぐれた複合鋼板及びその製造方法

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JPH03187738A
JPH03187738A JP32783389A JP32783389A JPH03187738A JP H03187738 A JPH03187738 A JP H03187738A JP 32783389 A JP32783389 A JP 32783389A JP 32783389 A JP32783389 A JP 32783389A JP H03187738 A JPH03187738 A JP H03187738A
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Takaharu Takahashi
隆治 高橋
Yoshio Hashimoto
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Tomohisa Katayama
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は板厚の25%以内までの表層部の平均硬度がH
v −140−200であり、かつその内部硬度がHv
=50−130であることにより疲労強度の極めて優れ
た複合鋼板及びその製造方法に関するものである。
(従来の技術) 従来法は特開昭62−13332号公報に開示されてい
る。しかし、この方法はRIM、 Zr、 Ca等の特
殊元素が添加された成形性のすぐれた高疲労限度クラツ
ド鋼板で高価な複合鋼板であり、本発明の様な特殊元素
の添加のないか、又、必要に応じてC「をいれた低廉な
疲労強度の優れた複合鋼板の製造方法に関するものでは
ない。
熱延鋼板の多くのものは冷間加工が施される。特に、プ
レス加工が広く採用されている。
プレス用鋼板に要求されてる特性として、プレス後の疲
労強度が重要な特性である。一般に、自動車用の車体を
製造する際には、先ず鋼板を所定の部品に成形するため
に「絞り」、「せん断」、「曲げ」からなる数工程のプ
レス加工が行われる。得られた成形品は、その後「接合
」及び「塗装」の各工程を経て車体に組み付けられる。
そこで、ホイールディスク、ホイールハウスの様な足回
り部品は保安部品であり、走行中に引張−圧縮の繰り返
し荷重による疲労強度が重要な特性である。この部分の
疲労強度が自動車の安全上大きな課題となっている。従
来は材料強度を上げることか、板厚を厚くする方法等に
ついてのものが大部分である。これは車体の重量up、
材料の強度upによるコスト高となっている。
特に自動車は軽量化が進められており車体の重量upは
避けねばならない。
(発明が解決しようとする課題) そこで、発明者等は疲労強度の優れた複合鋼板について
研究を重ね、疲労強度と鋼板硬度との関係に着目して最
適な硬度分布を有する複合鋼板が良好であることを見い
だした。
(課題を解決するための手段) 本発明の要旨とするところは下記の通りである。
1 表層部は重量%で G   0.01−0,15% Mn  0.10−2.0% P   0.03%以下 S   0.03%以下 All0.01−0.07% N   0.008%以下 C+ Si/ 24+ Mn/ 4 > 0.3を含み
、残部がFe及び不可避的不純物よりなり、内部は重量
%で c   o、to以下 51 0.5%以下 Mn  0.1−1.0% P   0.03%以下 S   0.03%以下 ^1  0.01−0.07% N   0.008%以下 C+Si/24+Mn/4 <0.3 を含み、残部Fe及び不可避的不純物よりなり、板厚の
25%以内までの表層部の平均硬度がHv −140−
200であり、かつその内部平均硬度がHv−50−1
30であることを特徴とする疲労強度の優れた複合鋼板
2 表層部及び内部の片方または双方にCr 1.0%
以下含むことを特徴とする前記1項記載の疲労強度の優
れた複合鋼板。
3 連続鋳造で表層部は重量%で G   0.01−0,15% st  0.05%未満 Mn  0.1−2,5% p   0.03%以下 S   0.03%以下 ^1 0.01−0.07% N   0.008%以下 C+SI/24+Mn/4 >0.3 を含み、残部がFe及び不可避的不純物よりなり、内部
は重量%で C0.10以下 Si  0.5%以下 Mn  0.1−1.0% P   0.03%以下 5  0.03%以下 Al 0.01−0.07% N   0.008%以下 c+ Sl/ 24+ Mn/ 4 < 0.3を含み
、残部Fe及び不可避的不純物よりなる鋼片を製造し、
該鋼片を仕上温度800℃以上、巻取温度400℃以下
で直接または、再加熱後熱間圧延を行い、板厚の25%
以内まで表層部の平均硬度Hv −140−200とし
、かつその内部平均硬度をHv15G−130とするこ
とを特徴とする疲労強度の優れた複合鋼板の製造方法。
4 表層部及び内部の片方または双方にCr 1.0%
以下含むことを特徴とする前記3項記載の疲労強度のす
ぐれた複合鋼板の製造方法。
用) 本発明の複合鋼板は鋼板の表層硬化により疲労強度が優
れ、内部は軟らかい硬度分布を持つことにより、プレス
加工性をそこなわないことを特徴とする鋼板である表層
硬化の影響は表層硬化により内部の軟質材は二次元また
は三次元的に拘束されているのでクラックが発生しにく
くなる。しかし、表層硬化のないものは容易に表層から
クラックが発生するためである。
本発明では第1図に示す様に板厚の25%以内までの表
層部平均硬度をHv −140−200とし、その内部
平均硬度をHv−50−130に限定する。
以下その限定理由について述べる。 この発明において
板厚の25%以内までの表層部平均硬度をHv= 14
0以上にしたのは、これ以下では表層、内部の硬度差が
なくなり表面硬質化の硬化を損なう恐れがある。他方、
表層部平均硬度の上限をHv−200としたのは表面を
これより硬質化すると成形性を損なう恐れがあるからで
あ(作 る。
内部平均硬度をHvm5G以上にしたのはこれ未満での
硬度では所定の疲労強度が得られない。
他方、内部平均硬度の上限を)lv■130にしたのは
、これより硬質化すると成形性を損なう恐れがある。
本発明の鋼板を製造するにあたっては、鋼板に疲労強度
を付与するために、本発明製造方法における鋼の成分限
定理由は下記の通りである。以下の説明に用いた%はす
べてwt%である。
表層部はハイテンで、その構成元素を述べる。
C量は表層硬化に重要な元素であるが0.01%以下で
は表面硬化が難しい、しかし、0.15%超えるとスポ
ット溶接性を損なうので0.15%以下にとどめる。 
51量は含有し過ぎると化学処理性を阻害する元素であ
り、不可避的に入る場合でも0.05%未満とする。
11n量は多すぎると溶接性を劣化させるので2.5%
以下にする。下限はS脆化防止のため0.1%以下が望
ましい。
S量、P量は多量に含まれるとプレス成形が損なわれる
ので少ない程良い、その上限値を0.03%以下とした
A2量は非時効化に必要な元素であるが0.01%以下
では非時効化が難しい、しかし、多量に含まれると介在
物原因となるので0.07%以下にすべきである。N量
は八INの析出を促進しr値を向上させるが、o、oo
a%越えて添加するとr値を低下させるので0.008
%1以下にとどめる。
Cr量は二相組織鋼には重要な元素であるが、1.0%
を超えると二相組織鋼が得られないので1.0%以下に
とどめる。
C+Si/24+Mn/4 >0.3に限定した。0.
3%以下ではHv −140−200が得られない、 
内部は ^交−に鋼で、その構成元素を以下に述べる。
C量0.10%を超えると、硬質化しプレス成形が損な
われるため0.10%以下に限定した。
St量は不純物として含まれる程度でも良く、上限は多
くなると硬化して加工性が劣化するので0.5%以下と
する必要がある。
un量はr値を劣化させるので1.0%以下にする必要
がある。下限はSによる熱間脆性を防止するために0.
05%以上とする。
へ皇量は非時効化には必要な元素であるが、0.01%
以下では非時効化が難しい、しかし、多量に含まれると
硬質化しプレス成形性が損なわれるので、0.07%以
下にすべきである。
P量、S量については含有量が少ない程軟買化するので
各々の上限値を0.03%以下とした。
N量は^交と結合して、AiNを形成しプレス成形性を
向上させるが0.008%以上になるとAINが増えす
ぎてプレス成形性が劣化することからN量をo、ooa
%以下とする。
Cr量は伸びフランジ性を向上させるが、いれすぎると
延性の低下をもたらす、上限値を1.0%以下とする。
C+ Si/ 24+ Mn/ 4 < OJに限定し
た。0.3を超えるとHv−50−130が得られない
以上の様な成分組成の綱は連続鋳造法によって製造され
熱間圧延工程に送られるが、本発明では熱間圧延の仕上
温度はaoot:以上(好ましくは850−910℃)
で巻取温度400を以下(好ましくは250℃以下)で
巻き取られ製品として供される。
(実 施 例) 表1に示す様な成分を連続鋳造で溶製し、熱間圧延工程
に送られ仕上温度aoot以上、巻取温度400℃以下
で圧延した。得られた鋼板の疲労強度の結果を表2に示
す、疲労試験はシェンク式疲労試験機により両振り平面
曲げ、繰り返し速度3000cpsで実施した。第2図
は繰り返し応力と繰り返し回数線図を示す。試験片は鋼
板を幅40X長さ250 amの長方形とし、試験は一
定の荷重を加え破断した時の繰り返し回数と繰り返し応
力によって評価した。
疲労限度とは繰り返し回数10000000回を超えた
時の繰り返し応力を言う0本発明品(供試鋼No1−3
)は表面を硬質化して内部は軟らかい複合鋼板であって
強度は40キロ級でありながら、疲労限度29−31.
5 kgf/■鳳2と比較例(供試鋼No4)の表層と
内層の硬度差のない均質な強度60キロ級熱廻鋼板(S
APH60) ノ疲労限度30.Okgf/am’と同
等かそれ以上と高い水準にあり、耐久寿命を大幅に向上
させる。
表 ま た複合鋼板が得られ、かつ均買な広幅材製品を安価につ
くることができる。
また、本発明に従い最適な硬度分布を持たせた鋼板とし
た後、これにメツキ処理を施しても使用可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は硬度差が板厚内で分布を持つ模式図、第2図は
繰り返し応力と繰り返し回数線図を示す。 (発明の効果) 本発明に従い、板厚の25%以内までの表層部平均硬度
をHv −140−200とし、その内部平均硬度をH
v=50−130とすることにより疲労強度の極めて優
れた複合鋼板を提供できる。 本発明によれば自動車のホイールディスクの疲労耐久性
が改善され自動車の寿命を大幅に向上することができる
。 また、本発明によれば簡単に最適な硬度分布= !11:illシ槽々≧

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 表層部は重量%で C 0.01−0.15% Mn0.10−2.0% P 0.03%以下 S 0.03%以下 Al0.01−0.07% N 0.008%以下 C+Si/24+Mn/4>0.3 を含み、残部がFe及び不可避的不純物よりなり、内部
    は重量%で C 0.10%以下 Si0.5%以下 Mn0.1−1.0% P 0.03%以下 S 0.03%以下 Al0.01−0.07% N 0.008%以下 C+Si/24+Mn/4<0.3 を含み、残部Fe及び不可避的不純物よりなり、板厚の
    25%以内までの表層部の平均硬度がHv=140−2
    00であり、かつその内部平均硬度がHv=50−13
    0であることを特徴とする疲労強度の優れた複合鋼板。 2 表層部及び内部の片方または双方にCr1.0%以
    下含むことを特徴とする請求項1記載の疲労強度の優れ
    た複合鋼板。 3 連続鋳造で表層部は重量%で C 0.01−0.15% Si0.05%未満 Mn0.1−2.5% P 0.03%以下 S 0.03%以下 Al0.01−0.07% N 0.008%以下 C+Si/24+Mn/4>0.3 を含み、残部がFe及び不可避的不純物よりなり、内部
    は重量%で C 0.10以下 Si0.5%以下 Mn0.1−1.0% P 0.03%以下 S 0.03%以下 Al0.01−0.07% N 0.008%以下 C+Si/24+Mn/4<0.3 を含み、残部Fe及び不可避的不純物よりなる鋼片を製
    造し、該鋼片を仕上温度800℃以上、巻取温度400
    ℃以下で直接または、再加熱後熱間圧延を行い、板厚の
    25%以内まで表層部の平均硬度Hv=140−200
    とし、かつその内部平均硬度をHv=50−130とす
    ることを特徴とする疲労強度の優れた複合鋼板の製造方
    法。 4 表層部及び内部の片方または双方にCr1.0%以
    下含むことを特徴とする請求項3記載の疲労強度のすぐ
    れた複合鋼板の製造方法。
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JPH03147840A (ja) * 1989-11-02 1991-06-24 Nippon Steel Corp 疲労強度の優れた複合鋼板及びその製造方法

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