JPH0416539B2

JPH0416539B2 -

Info

Publication number: JPH0416539B2
Application number: JP11729485A
Authority: JP
Inventors: Kenji Ito; Junko Ikehira; Kozo Sumyama; Akira Yasuda
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1985-05-30
Filing date: 1985-05-30
Publication date: 1992-03-24
Also published as: JPS61276958A

Description

【発明の詳細な説明】

＜産業上の利用分野＞本発明はプレス成形性、ほうろう特性とともに
溶接性に優れた、ほうろう用冷延鋼板およびその
製造方法に関するものである。＜従来技術とその問題点＞ほうろう用鋼板は、ほうろう密着性、焼成歪特
性、および耐つまとび性などのほうろう特性が優
れていること、およびほうろう製品の多くが厳し
いプレス成形を受けて、製品とされるため、プレ
ス成形性が優れていることが必要である。Ti添
加鋼、特にＣを0.02wt％以下とした極低炭素鋼に
Tiを添加した場合、優れたプレス成形性が得ら
れることは特公昭42−12348号および特公昭44−
18066号などに開示されている。Ti添加鋼の優れ
たプレス成形性を利用し、さらに、優れたほうろ
う特性を得るための技術が特公昭45−40655号、
特開昭53−131919号、あるいは特開昭56−9357号
などに開示されている。これらの技術は良好なプレス成形性とともに、
ほうろう特性の中の耐つまとび性を改善するため
の技術である。すなわちTiが鋼中で炭化物、硫
化物、窒化物を形成することを利用し、鋼板の水
素吸蔵能を高め、つまとびの発生を抑制しようと
するものである。しかし、かかる効果を十分に発揮せしめるため
には十分な量のTiを添加する必要があるが、Ti
量を増加させるとほうろう密着性が劣化するとい
う問題があつた。このため、Ti添加鋼はプレス
成形性と耐つまとび性に優れていながら、これま
でごく一部の用途にしかほうろう用鋼板として用
いられていなかつた。一方、ほうろう用鋼板は成形加工後種々の溶接
がしばしば行なわれる。しかしTi添加鋼は従来
からほうろう用として用いられていたキヤツプド
鋼にくらべて溶接時の作業性が悪く、ブローホー
ル欠陥等が発生しやすい。特に溶接部の“ひけ”
が大きく、ほうろう焼成時にスジ状に残つたり、
ブローホール部で泡欠陥が発生する等の問題があ
つた。そのため溶接用途には現在もギヤツプド鋼
が用いられ、Ti添加鋼は溶接用途には使用され
ていなかつた。＜発明の目的＞本発明は上述した実状に鑑みなされたもので、
プレス成形性、ほうろう特性とともに溶接性に優
れたほうろう用鋼板とその製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。＜発明の構成＞ Ti添加鋼のほうろう密着性が劣る原因はほう
ろう前処理の硫酸々洗で、鋼板表面に酸洗生成物
（FeSO₄・nH₂O）が多量に付着するためであり、
本発明者らは、先に鋼中にAs、SbおよびBiを添
加することにより、酸洗生成物の付着が防止でき
Ti添加鋼のほうろう密着性を改善する方法を提
案した。（特願昭59−22378号参照）さらに検討した結果、As、Sb、Bi程の効果は
ないが、Se、Teを添加することにより、同様の
効果があることと、Se、Teの添加により溶接性
が改善できることを見出し、本発明に至つたもの
である。すなわち、第１の発明は、Ｃ：0.005wt％以下、
Ｐ：0.02wt％以下、Ｓ：0.03wt％以下、Ｎ：
0.005wt％以上、0.012wt％以下、Ti：0.15wt％
以下かつTi≧〔（48／12）Ｃ＋（48／14）Ｎ＋
（48／32）Ｓ〕wt％、Cu：0.08wt％以下、Seお
よび／またはTeを0.003wt％以上、0.05wt％以
下、残部鉄および不可避的不純物よりなるほうろ
う用冷延鋼板である。第２の発明は、プレス成形性、ほうろう密着
性、耐つまとび性に優れたほうろう用冷延鋼板を
製造するに際し、Ｃ：0.005wt％以下、Ｐ：
0.02wt％以下、Ｓ：0.03wt％以下、Ｎ：0.005wt
％以上、0.012wt％以下、Ti：0.15wt％以下かつ
Ti≧〔（48／12）Ｃ＋（48／14）Ｎ＋（48／32）Ｓ〕
wt％、Cu：0.08wt％以下、Seおよび／またはTe
を0.003wt％以上、0.05wt％以下、残部鉄および
不可避的不純物よりなる溶鋼を連続鋳造し、熱間
圧延、冷間圧延後、再結晶温度以上、Ac₃点以下
の温度域で連続焼鈍することを特徴とする、ほう
ろう用冷延鋼板の製造方法である。第３の発明は、プレス成形性、ほうろう密着
性、耐つまとび性に優れたほうろう用冷延鋼板を
製造するに際し、Ｃ：0.005wt％以下、Ｐ：
0.02wt％以下、Ｓ：0.03wt％以下、Ｎ：0.005wt
％以上、0.012wt％以下、Ti：0.15wt％以下かつ
Ti≧〔（48／12）Ｃ＋（48／14）Ｎ＋（48／32）Ｓ
＋0.03〕wt％、Cu：0.08wt％以下、Seおよび／
またはTeを0.003wt％以上、0.05wt％以下、残部
鉄および不可避的不純物よりなる溶鋼を連続鋳造
し、熱間圧延、冷間圧延後、再結晶温度以上、
800℃以下の温度域で箱焼鈍することを特徴とす
るほうろう用冷延鋼板の製造方法である。本発明のほうろう用冷延鋼板の成分限定理由を
以下に述べる。Ｃ：Ｃは鋼中に固溶状態で存在すると鋼板の延
性、および値が劣化する。 Tiを十分な量、添加した鋼ではＣはTiCとして
存在し、延性、値の劣化の程度は小さくなるが
0.005wt％以上になると、特に延性が劣化する。
またTiCとしてＣを固定するために必要なTi量が
多くなり、ほうろう密着性を低下させるだけでな
く、コストアツプの原因となる。したがつてＣ量
の上限を0.005wt％とする。Ｐ：Ｐは鋼中に不可避的不純物として存在す
る。Ｐ量が増加すると鋼板の延性が劣化するだけ
でなく、著しい二次加工脆性を示す。二次加工脆
性とは鋼板をプレス成形した後、プレス成形品
が、僅かな応力で脆性破壊する現象で、これを避
けるためには後に述べる如く、焼鈍を連続焼鈍と
する。又は、十分なTiを添加するなどの他に鋼
中のＰ量を0.02wt％以下に低くすることが、有効
である。したがつてＰの上限を、0.02wt％とす
る。Ｓ：ＳもＰと同様鋼中に不可避的不純物として
存在し、一般的には鋼の熱間脆性を起し、熱延時
に表面欠陥を生ずる原因となるばかりでなく、冷
延製品とした後にも鋼の延性を低下させる有害な
元素である。しかし、十分な量のTiを添加した
場合、Ｓはチタン硫化物となるため上述のような
害は小さくなる。しかし、Ｓ量が多くなると必要
なTi添加量が多くなるためコスト上昇の要因と
なる。そこでＳ量の上限を0.03wt％とする。Ｎ：Ｎは本発明鋼板においてはほうろう特性の
中で耐つまとび性を良好たらしめるのに必要な元
素である。Tiを添加した鋼の中で、ＮはTiNと
して存在し、その量が増加するとともに鋼板の耐
つまとび性は向上する。すなわち、TiNが存在することにより冷間圧
延時に鋼中に空〓が形成され、つまとび発生の原
因となる水素を鋼中に吸蔵し、つまとびの発生を
抑制する。完全につまとびを抑制するめには
0.005wt％以上のＮが必要である。しかし、Ｎ量
が多くなりこれをTiNとして固定するのに十分
な量のTiを添加すると鋼板の表面にヘゲ状欠陥
を発生することがある。Ｎ量が0.012wt％以下で
はこのようなヘゲ状欠陥が発生することはきわめ
て稀れである。Ｎの範囲は0.005wt％以上、
0.012wt％以下とする必要がある。 Ti：Tiを鋼中に添加することによりＣ、Ｎ、
ＳをそれぞれTiC、TiN、TiSとして固定し、こ
れら元素が鋼板の材質に及ぼす悪影響を低減する
だけでなく、つまとびの発生を防止する効果を有
する。かかる効果が十分に発揮されるためには
Ｃ、Ｎ、Ｓを固定するに十分なTi量、すなわち〔（48／12）Ｃ＋（48／14）Ｎ＋（48／21）Ｓ〕
wt％以上必要である。さらにTiは鋼中でTiFePなるリン化物を形成
する。冷延鋼板を連続焼鈍する場合には冷却速度
が大きいために二次加工脆性は起きないが、箱焼
鈍する場合冷却速度が小さいため、冷却時に粒界
にＰが偏析し、二次加工脆性をひき起す。したが
つて箱焼鈍する場合には炭化物、窒化物、および
硫化物となるTiの他にリン化物を形成するため
に十分なTiを添加し、Ｐをリン化物として固定
し、粒界偏析を防ぎ、二次加工脆性を抑制する必
要がある。このために必要なTi量は〔（48／12）
Ｃ＋（48／14）Ｎ＋（48／32）Ｓ＋0.03〕wt％以上
である。しかし、Ti量が過剰になるとコスト上
昇を招くだけでなく、連鋳ノズルがつまり易くな
つたりヘゲ状欠陥の原因となり、更にはほうろう
密着性や溶接性の劣化が起る。このような問題を
避けるためにはTi量を0.15wt％以下とする必要
がある。 Cu：Cuは鋼中に不可避的不純物として0.01wt
％以上含まれ、ほうろう前処理として行われる硫
酸々洗において、鋼板の酸洗性に著しい影響を及
ぼす。すなわち鋼中のCu量が増加するとともに
酸洗速度は著しく低下する。しかし、Cu量が増
加すると酸洗生成物の付着が容易に起り、ほうろ
う密着性低下の原因となる。特にCuは長時間酸
洗した場合酸洗速度が次第に大きくなる傾向を助
長し、酸洗生成物の付着を増大せしめる。Cuに
よる酸洗生成物付着を助長する影響はAs、Sb、
BiやSe、Teなどを添加することにより、低減さ
れるが、これら元素の添加によるコストアツプを
最小限に抑えるためにはCuを0.08wt％以下とす
ることが必要である。 Se、Te：As、Sb、Bi、の周期律表上5A属に
分類される元素を添加することにより酸洗生成物
の表面への付着を抑制できることはすでに本出願
人によつて開示されている。これらの元素が酸洗
生成物の付着を防止するメカニズムは明らかでは
ないが、鋼板表面における酸洗生成物（FeSO₄・
nH₂O）の吸着サイトを不活性化するものと考え
られる。 SeとTeの元素を添加することにより、As、
Sb、Bi添加程の効果はないが、酸洗生成物の表
面への付着を抑制することが出来る。これら元素
が酸洗生成物の付着を防止するメカニズムは明ら
かではないが、鋼板表面における酸洗生成物
（FeSO₄・nH₂O）の吸着サイトを不活性化する
ものと考えられる。さらに、溶接時の作業性が改
善され、ブローホール欠陥の発生が抑制される。
これらの元素が溶接性を改善する理由については
明らかではないが、これらの元素が溶融時の鉄の
表面張力を下げ、溶接スピードを上げても融着し
やすくするためと考えられる。溶接性改善効果を
期待しかつ酸洗生成物の鋼表面への付着を抑制さ
せるためにはSeまたはTeを0.003wt％以上添加す
る必要があるが、0.05wt％以上添加するとコスト
上昇を招くだけでなく連鋳ノズルづまりや材質が
劣化する。コストアツプを避けかつ十分な効果を
持たせるためには0.005wt％以上0.05wt％以下の
範囲で添加することが望ましい。本発明のほうろう用冷延鋼板を製造するには、
上記の各成分を、上記量比に厳密に調整した溶鋼
を連続鋳造し、熱間圧延、冷間圧延後、連続焼鈍
または箱焼鈍することが好ましい。冷延鋼板を連続焼鈍する場合には二次加工脆性
が起ることはないため、再結晶温度以上、Ac₃点
以下の温度で焼鈍することが可能であるが、箱焼
鈍する場合、TiFePを有効に形成せしめるために
再結晶温度以上、800℃以下の温度域で焼鈍する
必要がある。すなわち、焼鈍温度が800℃をこえ
ると、TiとＰの溶解度が大きくなり、TiFePが
析出しにくくなる。なお、コストおよび密着防止
の観点から焼鈍温度を750℃以下とすることが好
ましい。＜実施例＞以下に、実施例につき本発明をさらに具体的に
説明する。実施例１表１に示す組成の鋼を溶製し、連続鋳造により
スラブとした後、熱間圧延、冷間圧延を施し、
800℃、20secで連続焼鈍し、0.8ｍ／ｍの冷延鋼
板を得た。さらに0.8％の調質圧延を施して機械
的性質、ほうろう特性および溶接性を調べた。表２にこれらの機械的性質を示す。Ｃ量が
0.005wt％を越えるNo.21を除いて他の鋼板はいず
れもElが50％以上、値が1.8以上の良好なプレ
ス成形性を示す。また表２にこれらの鋼板のつまとび試験結果と
ほうろうの密着試験の結果を併せて示す。つまと
び試験は20秒の酸洗後市販の釉薬（日本フエロー
(株)製Ｌタイプ）を施釉し、露点30℃の焼成炉で
820℃で、ほうろう焼成した後、つまとび発生の
有無を調べた。各鋼板につき20枚の試片を焼成
し、その中でつまとびが発生した試片の割合で示
した。Ｎ量が低いNo.17、No.19、No.20を除き、つま
とびの発生は皆無であつた。酸洗生成物量は10％硫酸（70℃）で15分酸洗し
た後測定した。 10％H₂SO₄（70℃）で15分酸洗した後、２％
NiSO₄浴（65℃）浸漬10分の前処理を施した後、
市販のTi白釉を施釉し、820℃でほうろう焼成し
た後のほうろう密着性を同じく表２に示す。ほう
ろう密着性の指標としてP.E.I.（米国ほうろう協
会）により定められた密着試験で測定されるP.E.
I.ほうろう密着指数を用いた。 Se、Teを含有しない鋼板ではP.E.I.指数で60以
下の密着性しか得られなかつた。一方、各鋼板について、プラズマアーク溶接機
を用いて溶接電流65A、溶接スピード：１ｍ／
minで溶接した後、溶接部の外観形状と透過Ｘ線
観察を行なつた。それらの結果を表２に併せて示
す。 Se、Teを含まないNo.１〜No.６、No.17〜No.21は
いずれも溶接後“ひけ”やブローホール欠陥が発
生した。すなわち本発明鋼範囲であればプレス加
工性、耐つまとび性が優れ、良好なほうろう密着
性と溶接性を得ることができる。実施例２表３に示す組成の鋼を溶製し連続鋳造によりス
ラブとした後熱間圧延、冷間圧延を施し、720℃、
10hrの箱焼鈍を施した。次いで0.8％の調質圧延
を行ない0.8mmの冷延鋼板を得た。これらの鋼板
の機械的性質、種々のほうろう特性、耐二次加工
脆性および溶接性を調べた結果を表４に示す。な
お、ほうろう試験および溶接試験は前述の条件で
行なつた。耐二次加工脆性は絞り比２：１で円筒
カツプに成形した後、常温より−60℃までの種々
の温度に保持し、５Kg重の錘りを１ｍ高さより落
重し、縦割れが発生する温度を割れ発生限界温度
として評価した。すなわちこの限界温度が低い
程、耐二次加工脆性は優れている。いずれの鋼板も値が1.9以上、Elが53以上の
すぐれたプレス成形性を示し、Se、Teを含まな
い比較鋼はいずれも溶接後ひけ、ブローホール欠
陥が発生した。一方、Ti量の少ないNo.31、No.33は０℃でも縦
割れが発生し著しい二次加工脆性が現われた。し
かしTiを十分含有する他の鋼は−60℃でも縦割
れは発生せず、耐二次加工脆性が良好であること
がわかる。

【表】

【表】＜発明の効果＞本発明の第１の発明Seおよび／またはTeを
0.003wt％〜0.05wt％含むほうろう用冷延鋼板は、
表２および表４に示す試験結果から明らかなよう
に、プレス成形性、ほうろう密着性、耐つまとび
性等のほうろう特性が改善され、さらに溶接性に
優れ、箱焼鈍した場合でも耐二次加工脆性が良
い。第２第３の発明のSeおよび／またはTeを
0.003wt％〜0.05wt％含むほうろう用冷延鋼板の
製造方法は、所定温度域で連続焼鈍し、あるいは
所定温度域で箱焼鈍するので、プレス成形性、ほ
うろう密着性、耐つまとび性等のほうろう特性が
改善され、さらに溶接性に優れ、箱焼鈍した場合
でも耐二次加工脆性の良いほうろう用冷延鋼板が
得られる。

Claims

【特許請求の範囲】１Ｃ：0.005wt％以下、Ｐ：0.02wt％以下、
Ｓ：0.03wt％以下、Ｎ：0.005wt％以上、0.012wt
％以下、Ti：0.15wt％以下かつTi≧〔（48／12）
Ｃ＋（48／14）Ｎ＋（48／32）Ｓ〕wt％、Cu：
0.08wt％以下、Seおよび／またはTeを0.003wt％
以上、0.05wt％以下、残部鉄および不可避的不純
物よりなるほうろう用冷延鋼板。２プレス成形性、ほうろう密着性、耐つまとび
性に優れたほうろう用冷延鋼板を製造するに際
し、Ｃ：0.005wt％以下、Ｐ：0.02wt％以下、
Ｓ：0.03wt％以下、Ｎ：0.005wt％以上、0.012wt
％以下、Ti：0.15wt％以下かつTi≧〔（48／12）
Ｃ＋（48／14）Ｎ＋（48／32）Ｓ〕wt％、Cu：
0.08wt％以下、Seおよび／またはTeを0.003wt％
以上、0.05wt％以下、残部鉄および不可避的不純
物よりなる溶鋼を連続鋳造し、熱間圧延、冷間圧
延後、再結晶温度以上、Ac₃点以下の温度域で連
続焼鈍することを特徴とする、ほうろう用冷延鋼
板の製造方法。３プレス成形性、ほうろう密着性、耐つまとび
性に優れたほうろう用冷延鋼板を製造するに際
し、Ｃ：0.005wt％以下、Ｐ：0.02wt％以下、
Ｓ：0.03wt％以下、Ｎ：0.005wt％以上、0.012wt
％以下、Ti：0.15wt％以下かつTi≧〔（48／12）
Ｃ＋（48／14）Ｎ＋（48／32）Ｓ＋0.03〕wt％、
Cu：0.08wt％以下、Seおよび／またはTeを
0.003wt％以上、0.05wt％以下、残部鉄および不
可避的不純物よりなる溶鋼を連続鋳造し、熱間圧
延、冷間圧延後、再結晶温度以上、800℃以下の
温度域で箱焼鈍することを特徴とするほうろう用
冷延鋼板の製造方法。