JPH03243757A - 表層部高強度良加工性冷延鋼板の製造法 - Google Patents

表層部高強度良加工性冷延鋼板の製造法

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JPH03243757A
JPH03243757A JP3817590A JP3817590A JPH03243757A JP H03243757 A JPH03243757 A JP H03243757A JP 3817590 A JP3817590 A JP 3817590A JP 3817590 A JP3817590 A JP 3817590A JP H03243757 A JPH03243757 A JP H03243757A
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JP
Japan
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cold
rolled steel
surface layer
steel sheet
strength
Prior art date
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JP3817590A
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Masaaki Shibata
政明 柴田
Takeshi Kono
河野 彪
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

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、板厚表層部を高強度化した良加工性冷延鋼板
の製造法に関するものである。
(従来の技術) 冷延鋼板は自動車の内外板や電気器具等に広く用いられ
ている。冷延鋼板に要求される特性は、機械的性質の面
からは、適度の強度と加工性を有することである。加工
性は大別して張り出し性と絞り性に区分される。張り出
し性は引張試験で得られる伸びが大きい程良好であり、
絞り性は同じく引張試験で得られるf値が大きいほど良
好である。強度と伸びは一般に相反する特性であり、強
度が高くなるほど伸びは劣化する。同様に、強度が高く
なると大きなf値が得にくくなる傾向がある。
この10年来、数多くの高強度冷延鋼板が開発され、例
えば特公昭55−31812号公報では低次アルミキル
ド鋼Mn、Pを添加し箱焼鈍することにより、引張強さ
最大50kg/−1級の良加工性冷延鋼板を製造する方
法が提案されている。また、特公昭57−57945号
公報では極低次Ti添加鋼にSl。
Mn、Pを添加し主に連続焼鈍することにより同じく引
張強さ最大50kg/mJ級の良加工性冷延鋼板を製造
する方法が提案されている。
このような高強度冷延鋼板の開発により板厚低減による
自動車等の軽量化が図られている。
しかしながら、高強度化に伴う加工性の劣化は完全には
防ぎ得ないため、高強度化の上限は加工性の点から制約
を受け、十分な軽量化が達成されていないというのが実
情である。
本発明者らは、自動車の内外板等への高強度冷延鋼板の
適用状況を詳細に調査した結果、高強度冷延鋼板の使用
目的の大部分を占める、デンソと呼ばれる鋼板の小さな
凹みや張り剛性の改善に対しては、鋼板の板厚全体を高
強度化する必要はなく、表層部のみを高強度化すればよ
いとの知見を得、以下述べる発明を行った。
(発明が解決しようとする課題) 本発明は、前述の高強度冷延鋼板の問題点を解決するた
め、板厚表層部のみを高強度化し、且つ、鋼板自体の張
り出し性(伸び)と絞り性(i値)は優れた表層部高強
度良加工性冷延鋼板を得ることを目的とする。
(課題を解決するための手段) 本発明者らは、前記目的を達成すべく検討を重ねた結果
、極低炭TI添加冷延鋼板を焼鈍過程でアンモニア含有
雰囲気中に保持して表層部のみ窒化することにより、板
厚表層部のみが高強度化され、且つ、張り出し性(伸び
)と絞り性(7値)の優れた表層部高強度良加工性冷延
鋼板が得られることを知見し、本発明を完成したもので
ある。
すなわち、本発明の要旨とするところは、重量%で、C
: 0.0050%以下、Si:0.1%以下、Mn:
0.8%以下、P : 0.04%以下、S : 0.
04%以下、N : 0.0060%以下、l!:0.
01〜0.1%、Ti  :o、oos〜0.15%を
含み、さらに必要に応じテB : 0.0001−0.
0015%、v : o、ot 〜(1,0596、N
b   二 0.001 〜0.05%、 W  : 
 0.005 〜0.1 %、Mo : 0.005〜
0.1%の1種または2種以上を含有し、残部鉄および
不可避的不純物からなる冷延鋼板を焼鈍過程で、アンモ
ニア含有雰囲気中に保持して、板厚表層部を窒化高強度
化することを特徴とする表層部高強度良加工性冷延鋼板
の製造法にある。
(作  用) 以下本発明について詳細に説明する。
窒化前の酸分の限定理由は次の通りである。
Cは、TIと結びついてTiCを形成し、後述するT1
の高強度化作用を失わせるので、上限を0.0050%
とする。0.0035%以下が好ましい。
Slは、伸びを劣化させるので、少ない方が好ましく、
上限を0.1%とする。
Mnは、伸びと7値を劣化させるので、少ない方が好ま
しく、上限を0.8%とする。
PとSは、伸びを劣化させるので、少ない方が好ましく
、いずれも上限を0.04%とする。
Nは、TIと結びついて粗大なTiNを形成し、後述す
るTIの高強度化作用を失わせるので、上限を0.00
60%とする。0.0035%以下が好ましい。
Alは、脱酸に必要な元素であり、下限を0.01%と
する。しかしながら、過度に存在すると後述する表層窒
化時に、強度に殆ど効果のない粗大なAgNを形成して
窒化の効果を失わせるので、上限を0.1%とする。
TIは、本発明で特に重要な元素であり、CとNを固定
してf値を顕著に向上させまた後述する表層窒化時に電
子顕微鏡では捕らえられないくらいの極めて微細なTi
Nを形成し、析出硬化により著しく強度を上昇させる。
しかしながら、微量ではその効果が小さくなるので、下
限を0.005%とする。また、あまり多量に添加する
と合金コストが上昇するので、上限を0.15%とする
0.020〜0.10%の範囲が好ましい。
Bは、二次加工割れと呼ばれる鋼板の脆性破壊を防止す
る効果があり、その効果を奏するには0.0001%以
上の添加が必要である。しかしながら、過度に添加する
と伸びとf値が劣化するので、上限を0.0015%と
する。
Nbは、熱間圧延後の鋼板の結晶粒を細かくし、これを
通じて冷延鋼板のi値を向上させる効果がある。これを
奏するには0.001%以上の添加が必要である。しか
しながら、あまり多量に添加すると合金コストが上昇す
るので、上限を0.05%とする。
WとMoは、f値を向上させる効果があり、これを奏す
るにはともに0.005%以上の添加が必要である。し
かしながら、あまり多量に添加すると合金コストが上昇
するので、上限をともに0.1%とする。
■は、後述する表層窒化時に微細なVNを形成して析出
強化により強度を上昇させる。その効果を奏するには0
.01%以上の添加が必要である。しかしながら、あま
り多量に添加すると合金コストが上昇するので、上限を
0.05%とする。
これらB、Nb 、W、Mo、Vは選択的に含有される
前記成分を含有し残部が鉄および不可避的不純物からな
る冷延された鋼板は焼鈍される。
次に、焼鈍方法および焼鈍過程での板厚表層部の窒化方
法について述べる。
焼鈍方法は、オーブンコイル焼鈍や連続焼#IiI等鋼
板の表面が雰囲気ガスに充分に曝されるものであればい
ずれでもよい。
板厚表層部の窒化は焼鈍雰囲気ガス(通常水素と窒素か
らなる)にアンモニアを添加して行う。
アンモニアの添加時期は特に限定しないが、オーブンコ
イル焼鈍の場合、焼鈍後の冷却過程で鋼板の温度を一定
として添加するのが好ましい。
また、連続焼鈍の場合、焼鈍保定中にアンモニアを添加
するのが好ましい。アンモニアの添加濃度、添加温度お
よび添加時間も特に限定しないが、アンモニアの添加濃
度が高くなるほど、添加温度が高くなるほどおよび添加
時間が長くなるほど鋼板の中心部まで窒化される傾向が
あり、必要な窒化深さが得られるように制御する必要が
ある。
また、同時に、アンモニアの添加濃度が高くなるほど、
添加温度が高くなるほどおよび添加時間が長くなるほど
、さらには、鋼板のTI量が多くなるほど鋼板表面部の
強度が高くなるので、目的とする鋼板表面部の強度が得
られるように制御する必要がある。
これらの成分および表層窒化条件の冷延鋼板は連続鋳造
−熱間圧延一酸洗一冷間圧延一焼鈍(表層窒化を含む)
−調質圧延、の工程に従って製造される。
また、表面処理用鋼板とする場合は、冷間圧延−焼鈍(
表層窒化を含む)−調質圧延−めっき、あるいは、冷間
圧延−焼鈍(表層窒化を含む)めっき−調質圧延、の工
程に従って製造される。
適用される表面処理用鋼板の種類は如何なるものでもよ
く、例えば電気亜鉛めっき鋼板、ターン・シート、連続
溶融亜鉛めっき鋼板、連続溶融アルミニウムめっき鋼板
などである。
(実 施 例) 実施例 1 第1表に示す成分の溶鋼を、連続鋳造によりスラブとし
、1150℃に加熱したスラブを仕上温度890℃で3
.0mmに熱間圧延し、630℃で捲取り、酸洗後0.
8mmまで冷間圧延した。
冷延された鋼板を20%H+80%N2の雰囲気のオー
プンコイル焼鈍法により800℃2hの焼ittを行い
、その冷却途中で500℃2hの保定を行い、その際、
25%NH+15%H+60%N2のアン2 モニア含有雰囲気中で窒化を行った。窒化を行った冷延
鋼板は0.8%の調質圧延を行ったのち、引張試験、二
次加工性の調査、N分析およびビッカース硬度計による
板厚方向硬度分布の測定に供した。
得られた結果を第2表に示す。
鋼符号B、  C,E、  F、 Hが本発明方法によ
る冷延鋼板であり、鋼符号A、D、Gは本発明方法を逸
脱した比較冷延鋼板である。本発明方法による冷延鋼板
は表面層の引張強さが45kg/+e!以上と高くかつ
f値も2.0を超えて、優れた表層部高強度良加工性冷
延鋼板が得られた。
これに対し、比較冷延鋼板は表面層の引張強さが低いか
あるいはi値が低い。
これに対し、比較冷延鋼板は表面層の引張強さが低いか
あるいはi値が低い。
参考のため、本発明方法による冷延鋼板Eと比較冷延鋼
板Aの板厚内硬変分布を第1図に示す。
なお、本発明鋼Eの冷延鋼板を使用して、電気亜鉛めっ
き鋼板とターン・シートを製造したが、表面層の引張強
さやf値その他の機械的性質に大きな変化はなく、また
、めっき密着性や耐食性にも問題なく、優れた表層部品
強度良加工性電気亜鉛めっき鋼板および表層部高強度良
加工性ターン・シートが得られた。
実施例 2 第1表に示す成分の溶鋼を、連続鋳造によりスラブとし
、1100℃に加熱したスラブを仕上温度890℃テ2
.7mm1.:熱間圧延し、600”Cテ捲取り、酸洗
後0.7mmまで冷間圧延した。
冷延された鋼板を冷延鋼板用連続焼鈍ライン、連続溶融
亜鉛めっきラインおよび連続溶融アルミニウムめっきラ
インをおのおの連続焼鈍条件775’C1,5m1nの
条件で通板した。その際、1.5g+inの連続焼鈍の
うち、最初の1.Og+inは3%NH3千4%H2+
 93%N2のアンモニア含有雰囲気中で窒化を行った
。そして、残る0、5sinは5%H2+95%N2の
雰囲気中で通常の連続焼鈍を行った。窒化を行ったこれ
ら各種鋼板は1.2%の調質圧延を行ったのち、引張試
験、二次加工性の調査、N分析およびビッカース硬度計
による板厚方向硬度分布の測定に供した。
冷延鋼板につき得られた結果を第3表に示す。
綱符号B、  C,E、  F、 Hが本発明方法によ
る冷延鋼板であり、鋼符号A、D、Gは本発明方法を逸
脱した比較冷延鋼板である。
本発明方法による冷延鋼板は表面層の引張強さが50k
g/−以上と高くかつi値も1.8を越えて優れた表層
部高強度良加工性冷延鋼板が得られた。
これに対し、比較冷延鋼板は表面層の引張強さが低いか
あるいはF値が低い。
参考のため、本発明方法による冷延鋼板Eと比較冷延鋼
板Aの板厚的硬度分布を12図に示す。
なお、連続溶融亜鉛めっき鋼板と連続溶融アルミニウム
めっき鋼板の機械的性質は冷延鋼板と大差なく、また、
めっき密着性や耐食性にも問題なく、優れた表層部高強
度良加工性溶融亜鉛めっき鋼板と表層部高強度良加工性
溶融アルミニウムめっき鋼板が得られた。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明方法に従えば表面層の強度
が高くかつf値や伸びの優れた表層部高強度良加工性冷
延鋼板(表面処理用鋼板としても使用可)が安定して且
つ安価にて得られ、自動車等の軽量化や剛性の向上に寄
与すること大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例1において板厚方向における硬
度分布を示す図表、第2図は本発明の実施例2において
板厚方向における硬度分布を示す図表である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.重量%で、 C:0.0050%以下、 Si:0.1%以下、 Mn:0.8%以下、 P:0.04%以下、 S:0.04%以下、 N:0.0060%以下、 Al:0.01〜0.1%、 Ti:0.005〜0.15% 残部鉄および不可避的不純物からなる冷延鋼板を焼鈍過
    程で、アンモニア含有雰囲気中に保持して、板厚表層部
    を窒化高強度化することを特徴とする表層部高強度良加
    工性冷延鋼板の製造法。
  2. 2.重量%で、 B:0.0001〜0.0015%、 Nb:0.001〜0.05%、 W:0.005〜0.1%、 Mo:0.005〜0.1% の1種または2種以上を含有する請求項1記載の表層部
    高強度良加工性冷延鋼板の製造法。
  3. 3.重量%で、 V:0.01〜0.05%を含有する請求項1記載の表
    層部高強度良加工性冷延鋼板の製造法。
  4. 4.重量%で、 C:0.0050%以下、 Si:0.1%以下、 Mn:0.8%以下、 P:0.04%以下、 S:0.04%以下、 N:0.0060%以下、 Al:0.01〜0.1%、 Ti:0.005〜0.15% を含み、さらに B:0.0001〜0.0015%、 Nb:0.001〜0.05%、 W:0.005〜0.1%、 Mo:0.005〜0.1% の1種または2種以上 V:0.01〜0.05% を含有する請求項1記載の表層部高強度良加工性冷延鋼
    板の製造法。
JP3817590A 1990-02-21 1990-02-21 表層部高強度良加工性冷延鋼板の製造法 Pending JPH03243757A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006009069A (ja) * 2004-06-24 2006-01-12 Nippon Steel Corp 加工後表面被覆膜損傷の少ない高剛性鋼板及びその製造方法
KR100821273B1 (ko) * 2000-06-29 2008-04-10 니폰 스틸 코포레이션 가공성 및 도금 밀착성이 뛰어난 고강도 강판 및 그제조방법
JP2013151738A (ja) * 2011-12-28 2013-08-08 Jfe Steel Corp 耐デント性に優れた高強度薄鋼板およびその製造方法
JP2023524109A (ja) * 2020-05-08 2023-06-08 ティッセンクルップ ラッセルシュタイン ゲー エム ベー ハー 鋼板及び容器用の鋼板の製造方法

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