JPH0379718A - 表面性状と加工性に優れた複合組織熱延高張力鋼板の製造方法 - Google Patents

表面性状と加工性に優れた複合組織熱延高張力鋼板の製造方法

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JPH0379718A
JPH0379718A JP1213014A JP21301489A JPH0379718A JP H0379718 A JPH0379718 A JP H0379718A JP 1213014 A JP1213014 A JP 1213014A JP 21301489 A JP21301489 A JP 21301489A JP H0379718 A JPH0379718 A JP H0379718A
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松津 伸彦
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淳 伊丹
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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〕 本発明は主に自動車の足班り部品等に使用される高張力
熱延鋼板で、特に表面性状と加工性に優れ、かつ引張強
さが50kgf/mm2以上の、複合組織熱延鋼板の製
造方法に関する。
〔従来の技術及びその問題点〕
近年、自動車産業界等においては、省エネルギー、省資
源といった観点から、部材の板厚を薄くして軽量化をは
かることが検討されており、このための鋼板の高張力化
が要望されている。一方鋼板の高張力化はプレス等の加
工を困難にすることから、プレス底形が比較的容易な低
降伏比型複合組織(Dual Phase)高張力鋼板
が注目されている。
一般にこの複合組織高張力鋼板は特開昭58−6937
号公報、特開昭56−16624号公報等に示されるよ
うにPやSiを添加することにより、熱間圧延終了後に
充分なフェライトを生威し、未変態のオーステナイトを
その後の急冷・低温巻取によってマルテンサイトにする
方法で製造されている。
しかし、P添加系ではPが偏析し易く、しかも焼入れ性
を高めるため、最適な量と形態のマルテンサイトが得ら
れず、その結果として材質バラツキが大きくなったり、
中心偏析による加工割れが生じ易いといった欠点があっ
た。
これに対しSt添加系ではP添加系に比べ材質バラツキ
は比較的少ないが、Siスケールと呼ばれるスケールが
鋼板表面に生じ、このSiスケールは熱延ままの鋼板表
面に赤褐色の雲形模様を呈して外観を損ねるという問題
点があった。更に、このSiスケールは鋼板の地鉄に凹
凸を作っているため、酸洗後塗装しても雲形模様が観察
され外観不良となることがある。特に近年は塗装の厚み
を低減する方向にあるとともに、塗装色として白色系も
多用されるため、鋼板地鉄の模様が従来以上に浮き出や
すくなってきたことから、雲形模様の低減が強く要望さ
れている。そこで、この雲形模様の原因たるSiスケー
ル低減のため、従来より鋼中のStをできるだけ下げ、
加熱温度を下げる方法がとられていた0例えば、特開昭
58−6937号公報記載の発明ではSiの含有量が0
.25wt%より多いと鋼板の表面性状が劣化すること
から、Siの上限を0.25−t%に規制している。し
かし、通常の熱延においてSiスケールを安定して皆無
にするにはStを0.04%以下程度にせざるをえない
のが実状であり、このような低Si威勢で複合組織高張
力鋼板を製造するにはTi、 Nb等の元素の添加を必
要とし、良好な材質を安定して得ることが困難であった
。又、低温加熱はSiスケール低減に有効ではあるが、
Si添加鋼においてSiスケールを皆無にするにはかな
り低い温度に管理する必要があり、仕上圧延温度の確保
が困難となり、材質劣化あるいは形状劣化を招くととも
に熱延の作業性を損ねる。このため、仕上圧延温度の確
保と低温加熱は両立しがたく、操業上Siスケールの散
発が免れなかったのが実状である。
更に、複合組織を安定して得るにはできるだけ巻取温度
を低くすることが有効であるが、スラブに中心偏析があ
る場合は、低温巻取材ではプレス時に2枚板状の割れを
起こすことがあるといった欠点があった。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、上記のような欠点を解消し、加工性に優れ、
しかも雲形模様のない表面性状に優れた複合組織高張力
熱延鋼板を安定して製造し得る方法を提供することを目
的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは上記の課題を解決するため種々検討を重ね
た結果、以下の知見を得た。
■ 低温巻取にて製造された複合組織高張力熱延鋼板は
通常のフェライト・パーライト組織鋼板に比べて中心偏
析の影響を強く受け、プレス時の2枚板状の割れはこの
中心偏析部にトラップされた水素による割れであること
を見出した。これは、通常の500〜600℃巻取では
コイルの状態で高温に保たれるため、この間に鋼中の水
素が鋼板外に十分放出され得るのに対し、低温巻取では
鋼中水素の放出が起こりにくいためであり、このような
割れを防止するには、偏析の原因になり得るP添加を避
けたSi添加成分系とし、製鋼段階で水素量を低減する
と同時に連続鋳造時も偏析しにくいように鋳造温度を制
限することが必要である。
■ 雲形模様に対しては、Siスケールの低減ではなく
、むしろSiスケールを鋼板全面に均一に発生させれば
雲形模様をなくすことが可能であり、この方法によれば
St添加が可能になるとともに極端な低温加熱が不要に
なり仕上圧延温度の確保が容易になり、熱延の作業性も
改善される。
本発明は以上のような知見に基づくものであり、その要
旨は以下のとおりである。
(1)  C: 0.03〜0.15wL%、Si:1
.1〜2.0wt%、Mn : 0.5〜2.0wt%
、P:0.025wt%以下、S:0.01wt%以下
、H: 0.0005wt%以下、A!:0.005〜
0゜1wt%を含有し、残部がFe及び不可避的元素か
らなる鋼を溶製し、鋳造温度TD(℃)を 1542  (55×C(wtX)+80×C(wt%
)2+13×Si(wtX)+4.8 ×Mn(wtX
) }≦TD(℃)≦1592  (55×C(wtX
)十80×C(wt%)2+13×Si(wtX)+4
.8×Mn(wtX))−・−・・−・−■ 0式で規定する範囲内で連続鋳造してスラブとした後、
加熱炉にてスラブ表面温度1100℃以上に加とした後
、加熱炉にてスラブ最高表面温度をT(℃)としT−6
0(℃)以上の温度となる在炉時間をt(分)とすると
T≦−2,75t+1420となるようにし、その後の
熱間圧延において1回以上のデスケーリングを行なった
後、800〜900℃で圧延を終了し、250℃以下で
巻取ることを特徴とする表面性状と加工性に優れ、かっ
引張強さが50kgf/mm2以上の、複合組織熱延鋼
板の製造方法。
、(2)  C: 0.03〜0.15wt%、Si:
1.1=2.0wt%、Mn : 0.5〜2.0wt
%、P:0.025wt%以下、s : o、 o i
特t%以下、H: 0.0005ut%以下、Aj :
 0.005〜0.1eyt%を含有し、更にCr :
 0.05〜0.5wt%、Ca : 0.0005〜
0.0100wt%の1種以上を含有し、残部がFe及
び不可避的元素からなる鋼を溶製し、鋳造温度TD(℃
)を 1542− (55×C(wtX)+80×C(wtX
) ”+13 X St (wtX) +4.8 ×M
n(wtl) }≦TD(℃)≦1592− (55×
C(wtX)+80×C(wtX) ”+13×Si 
(wtX) +4.8×Mn(wtり )−・−−−−
−−一・−・・■ ■弐で規定する範囲内で連続鋳造してスラブとした後、
加熱炉にてスラブ表面温度1100℃以上に加とした後
、加熱炉にてスラブ最高表面温度をT(℃)としT−6
0(℃)以上の温度となる在炉時間をt(分)とすると
T≦−2,75t+1420となるようにし、その後の
熱間圧延において1回以上のデスケーリングを行なった
後、800〜900℃で圧延を終了し、250℃以下で
巻取ることを特徴とする表面性状と加工性に優れ、かっ
引張強さが50kgf/mm2以上の、複合組織熱延鋼
板の製造方法。
〔作 用〕
本発明における成分及び熱延条件の限定によりもたらさ
れる作用を以下に述べる。
Cは複合組織中のマルテンサイトの体積率を増加させ、
強度を高める作用があり、このため少なくとも0.03
wt%を必要とし、一方0゜15wt%を超えると加工
性及び溶接性の劣化が大きいので0.03〜0.15i
1t%の範囲に限定される。
Stはその量が多いほどフェライト変態を促進させ、未
変態オーステナイト中のC濃度を上げ複合組織を生成し
やすくなると共に、本発明のもう一つの目的であるSi
スケールの鋼板全面への均−発生化に最も重要な元素で
ある。即ち、Siが1.1wt%未満では熱延中にSi
スケールの一部が剥離し、熱延後雲形状のSiスケール
が残る。Siが1.1wt%以上で、かつ後に述べる加
熱温度条件で製造すれば熱延後も鋼板全面にSiスケー
ルが均一に残り、酸洗後も雲形模様は見られなくなる。
このためSiの下限は1.1wt%に限定する必要があ
るが、好ましくは1.25wt%以上とする。上限の設
定は、Siスケールの均一化の点では必要ないが、Si
の増加はスケールオフ量を増加させ歩留りの低下を招く
と共にコスト増となるので上限を2.0tst%とした
尚、複合組織を安定して得るにはSt含有量が1.1〜
2.0wt%であれば、十分である。
更にSiと雲形模様との関係について詳述する。
先ず、加熱時に鋼中のSiがスラブ表面に濃化し、地鉄
との密着性が良いファイアライト(Fe、Sign)が
生成する。このファイアライトは熱延及び熱間デスケー
リングによっても剥離が完全になし得ないため、剥離部
と未剥離部(Siスケール)が生じる。この未剥離部は
熱延時に地鉄と共に圧延方向に展伸され、剥離部(黒色
)と異なる赤褐色を呈するため、熱延ままでは赤褐色の
雲形模様となる。
更に、ファイアライト未剥離部(Siスケール部)は剥
離部よりスケール厚みが厚い状態で熱延されるため、熱
延後の鋼板の地鉄断面は、ファイアライト未剥離部は凹
に、剥離部は凸になっている。
二〇地鉄の凹凸は酸洗後でも残るため、鋼板表面の段差
として雲形模様は残ることになる。このように雲形模様
はファイアライト未剥離部と剥離部とが生じることに起
因する。本発明はファイアライトの密着性を上げること
で熱間でのファイアライトの剥離を防止し、仕上圧延後
も鋼板全面に均一なファイアライトを残すことを基本技
術としている。
第1図にSi量・スラブ加熱温度と表面性状との関係を
示す。Si以外の化学成分は本発明範囲内であり、加熱
条件はT≦−2,75t+1420の範囲内とし、粗圧
延時及び仕上圧延直前にデスケーリングを行った。鋳造
温度(TD)は■式の範囲内であり、仕上終了温度は8
00〜900℃1巻取は250℃以下で行った。第1図
より、加熱温度が1100℃以上で、かつS11.1 
wt%以上の場合に全面均−Siスケールとなり雲形模
様がなくなることがわかる。これは、Siが1.1wt
%未満の場合は加熱時のスラブ表面へのSi濃化が十分
でないために、ファイアライトの地鉄との密着性が十分
でなく、熱延又は熱間デスケーリング時にファイアライ
トの一部が剥離され雲形模様が残り、一方Siが1.1
wt%以上になるとスラブ表面へのSi濃化が十分に行
なえるようになり、ファイアライトの地鉄との密着性が
上がり、仕上圧延後も鋼板全面に均一なファイアライト
を残すことが可能となるためである。
尚、表面性状は熱間圧延・巻取終了後、酸洗前に幅端部
の10mm及び長手方向端部より500mを除いたコイ
ルの全幅・全長の表裏面を目視観察し、赤褐色のSiス
ケールに全面が覆われ黒色スケールのないもの(全面均
−Siスケール)を合格とし、赤褐色と黒色のスケール
がまだら状(雲形模様)になっているものは不合格とし
た。ここで全面均−Siスケールとなったものは酸洗後
も雲形模様は皆無である。尚、加熱温度が低い場合は大
部分は黒色のスケールとなるが、Siスケールが散発し
く面積率5〜15%)酸洗後もこれが雲形模様として残
ったため不合格とした。
Mnは0.5wt%未満ではマルテンサイトが得られな
いので0.5wt%以上必要である。しかしMnが多す
ぎるとフェライト変態を抑制しベイナイト変態を助長す
るとともにコスト高となるので上限を2.0wt%とし
た。
P、Sは加工性・溶接性等を劣化させるとともに、偏析
を助長する。従ってこれらの量は低い方が良く、Pは0
.025賀t%以下、Sは0.01吋%以下とした。好
ましくはPは0.02wt%以下、Sは0.005wt
%以下とする。
Mは脱酸材として有効であるが、0.005wt%以上
でその効果が発揮される。しかし、0.1wt%を超え
て使用することは介在物の増加をもたらし好ましくない
ため0.1wt%以下とした。
Hは中心偏析部にトラップされ、割れの原因となること
から上限を0.0005Ht%とした。
なお、第2項の発明においては、前記成分元素の他にさ
らにCaおよびCrが添加される。
Caは介在物の形状を調整し、冷間加工性を改善する作
用があるが、0 、0005w t%未満ではその効果
を得ることができず、一方0.0100wt%を超える
と介在物の量を増やし、かえって冷間加工性を損なうこ
とから0.0005〜0.0100wt%に限定した。
Crはオーステナイトの安定化に寄与し、複合組織化に
有効であり、0.05wt%以上でその効果が発揮され
るため下限を0.05smt%とした。0.5wt%を
超える添加は経済的でないため上限を0.5wt%とし
た。
連続鋳造時の鋳造温度(TO)は中心偏析を軽減するた
めに下記■式で規定される範囲にする必要がある。
1542  (55×C(wtX)+80×C(wt%
)2+13×Si(wtX)+4.8  ×Mn(wt
X))  21口(℃)≦1592−  (55×C(
wtX)+80×C(wtχ戸+13×Si(+mtχ
)+4.8×Mn(wtX))・−・・−・−一−−−
−−−■ 鋳造温度(TD)が0式の上限を越えると中心偏析が急
増しプレス時の割れが多発するようになる。−方下限未
満では凝固温度にあまりにも近すぎるため鋳造作業が困
難になる。
次に熱延条件について述べる。
先ず、スラブ加熱温度は1100″C(スラブ表面温度
)以上とし、その際のスラブ最高表面温度をT(℃)と
しT−60(℃)以上の温度となる在炉時間をt(分)
とするとT≦−2,75t +1420となるようにす
る必要がある。先に述べたように、本発明の目的のため
にはファイアライトを鋼板全面に均一に発生させ、かつ
熱延時に剥離しないよう地鉄との密着性を上げる必要が
ある。そのためにスラブ加熱の温度と時間の制限が必要
となる。
第2図にスラブ加熱温度・在炉時間と熱延後の表面性状
との関係を示す。ここで用いた鋼は化学成分0.06w
t%C−1゜35wt%Si  1.18wt×Mn 
−0,015wt%P  0.002wt%S  0.
12wt%Cr0.036eyt%A l −0,00
23wt%Ca −0,0002wt%H1鋳造温度(
TD)は0式の範囲内であり、仕上圧延温度800〜9
00″C5巻取温度250℃以下にて製造した。又、表
面性状の評価方法は第1図と同様とした。第2図よりわ
かるように、加熱温度1100℃未満及びT>−2,7
5t+1420では鋼の表面はSiスケールによる雲形
模様を呈しているのに対し、加熱温度1100℃以上か
つT≦−2,75t+1420では雲形模様はなく鋼板
全面に均一なスケール外観となっている。これは、加熱
温度1100℃未満ではファイアライトの生成量が十分
でなく剥離しやすいためであり、一方T>−2,75t
+1420ではガス放出の増加等によるスケール層の割
れ及び剥離が進むためにスケールの密着性が劣化したた
めである。尚、加熱温度の上限は−2,75t + 1
420で規定されるが、経済性を考慮すると1350℃
以上は避ける方が望ましい。
又、加熱条件はT−T−60(℃)間の温度と時間を規
制すればよい。これは上述したスケールの特性は最高温
度付近の温度と時間に律速されるためである。
次に熱間圧延中に1回以上のデスケーリングを行う必要
がある。これはスケール傷の発生防止とスケール面の均
一化のためである。このデスケーリングは高圧水や縦ロ
ールによる応力付加等の通常の方法でよい。
熱間圧延は通常の方法で良いが、複合組織化し、材質を
確保するため圧延終了温度は800〜900℃とする。
圧延終了温度が900″Cを越えるとオーステナイト結
晶粒が十分細粒とならず、粗大なベイナイトが増加し、
低降伏比が得られなくなる。
−前圧延終了温度が800℃未満になると加工組織が増
加し、伸びが劣化する。
巻取温度は250℃以下とする。これは250℃を越え
るとマルテンサイトが十分得られなくなり、降伏比が上
昇するためである。巻取温度の下限は特に規制の必要は
ないが、コイルが長時間水濡れ状態にあると錆による外
観不良が懸念されるため、50℃以上が望ましい。
(実施例) 第1表に示す化学成分組成の鋼を溶製後■式の範囲内で
連続鋳造してスラブとし、加熱炉に挿入し、熱間圧延を
行い3.5圓厚に仕上げた。デスケーリングは、粗圧延
時及び仕上圧延直前に行った。
熱延条件と機械的性質・表面性状を第2表に示す。
引張試験はJI95号試験片で圧延方向に直角な方向で
行った。鋼A−Dは本発明成分の鋼であり、ME、Fは
いずれもStが本発明の範囲外である。
第2表のうちNα1〜4は本発明の範囲内であり、いず
れも強度50kgf/mm2以上の複合組織であり、低
降伏比と良好な伸びを有すると同時に、表面性状も良好
である。Nα5,6は加熱条件・熱延条件とも本発明範
囲内であり、いずれも複合組織にはなっているが、5i
iiが低すぎるため表面性状が悪い。随7は加熱条件が
本発明の範囲外であるために表面性状が悪い。Nα8は
巻取温度が高すぎるために複合組織にならず、降伏比が
高くなっている。
No、9は加熱温度が低すぎるために表面性状が悪く、
また仕上終了温度が低すぎるために加工フェライト組織
となり降伏比が高く伸びが低い。尚、表面性状の評価方
法は第1図の方法と同じである。
次に、第3表にH含有量及び鋳造温度が本発明の範囲外
の場合の実施例を示す。仕上板厚は3,5鵬、引張試験
は第2表と同じ(JIS5号試験片で圧延方向に直角な
方向で行った。
P鋼は本発明の範囲内で製造したものであり、組織は複
合Mi織となり良好な加工性を有する。−方、Q鋼は複
合組織にはなっているが、Hが高く鋳造温度が高いため
に中心偏析が強く、中心偏析部にHがトラップされたた
め、プレス不良率が高い。尚、プレス不良率は13イン
チのホイールディスクに実プレスした際の割れ及びネッ
キングの合計発生率であり、表面性状についてはP、Q
両鋼とも全面均−Siスケールにて雲形模様はなかった
〔発明の効果〕
本発明の製造方法によれば、雲形模様のない加工性に優
れた引張強さ50kgf/mm2以上の複合組織熱延鋼
板を得ることができる。このため雲形模様発生部の切り
捨てや表面手入れが不必要となり、加工時の割れ等も低
減され、歩留りの向上・作業の効率化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図はSt量・加熱温度と表面性状との関係を示す図
、第2図はスラブ加熱温度・時間と熱延後の表面性状と
の関係を示す図である。 0 合格(全面切−Stスケールにて雲形模様な・シ)
Δ 不合絡むLスケール散発し、わず゛力Xに1形Is
s有)X 不合絡(全面雲形櫻様薯) Sb8有量(wt%) 0 合格(全面埒=Sムスケール1;で笠形横縁なし)
Δ 7F冶中ESCスケール散茫し、わずかt;雪形模
様有)X /F合格性面賞形摸様膚) 最高加v!、星度帯庄炉時間(分) 手続補正書(自発) 1、事件の表示 平成1年特許願第213014号 2、発明の名称 表面性状と加工性に優れた複合組織熱延高張力鋼板の製
造方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 東京都千代田区大手町二丁目6番3号 (665)新日本製鐵株式會社 代表者 齋  藤    裕 4、代理人〒100 東京都千代田区丸の内二丁目4番1号 6゜ 補正の対象 明細書22頁第2表 A3(C鋼)の−2,75t + 1420 (℃)の値「1335 J を 1337J に 補正する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)C:0.03〜0.15wt%、Si:1.1〜
    2.0wt%、Mn:0.5〜2.0wt%、P:0.
    025wt%以下、S:0.01wt%以下、H:0.
    0005wt%以下、Al:0.005〜0.1wt%
    を含有し、残部がFe及び不可避的元素からなる鋼を溶
    製し、鋳造温度TD(℃)を 1542−{55×C(wt%)+80×C(wt%)
    ^2+13×Si(wt%)+4.8×Mn(wt%)
    }≦TD(℃)≦1592−{55×C(wt%)+8
    0×C(wt%)^2+13×Si(wt%)+4.8
    ×Mn(wt%)}・・・(1) (1)式で規定する範囲内で連続鋳造してスラブとした
    後、加熱炉にてスラブ表面温度1100℃以上に加熱し
    、その際のスラブ最高表面温度をT(℃)としT−60
    (℃)以上の温度となる在炉時間をt(分)とするとT
    ≦−2.75t+1420となるようにし、その後の熱
    間圧延において1回以上のデスケーリングを行なった後
    、800〜900℃で圧延を終了し、250℃以下で巻
    取ることを特徴とする表面性状と加工性に優れ、かつ引
    張強さが50kgf/mm^2以上の、複合組織熱電鋼
    板の製造方法。 (2)C:0.03〜0.15wt%、Si:1.1〜
    2.0wt%、Mn:0.5〜2.0wt%、P:0.
    025wt%以下、S:0.01wt%以下、H:0.
    0005wt%以下、Al:0.005〜0.1wt%
    を含有し、更にCr:0.05〜0.5wt%、Ca:
    0.0005〜0.0100wt%の1種以上を含有し
    、残部がFe及び不可避的元素からなる鋼を溶製し、鋳
    造温度TD(℃)を 1542−{55×C(wt%)+80×C(wt%)
    ^2+13×Si(wt%)+4.8×Mn(wt%)
    }≦TD(℃)≦1592−{55×C(wt%)+8
    0×C(wt%)^2+13×Si(wt%)+4.8
    ×Mn(wt%)}・・・(1) (1)式で規定する範囲内で連続鋳造してスラブとした
    後、加熱炉にてスラブ表面温度1100℃以上に加熱し
    、その際のスラブ最高表面温度をT(℃)としT−60
    (℃)以上の温度となる在炉時間をt(分)とするとT
    ≦−2.75t+1420となるようにし、その後の熱
    間圧延において1回以上のデスケーリングを行なった後
    、800〜900℃で圧延を終了し、250℃以下で巻
    取ることを特徴とする表面性状と加工性に優れ、かつ引
    張強さが50kgf/mm^2以上の、複合組織熱延鋼
    板の製造方法。
JP1213014A 1989-08-21 1989-08-21 表面性状と加工性に優れた複合組織熱延高張力鋼板の製造方法 Expired - Lifetime JPH0692617B2 (ja)

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