JPH04173945A - 曲げ加工性の優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 - Google Patents

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） 本発明は曲げ加工性に優れた溶融亜鉛めっき高強度鋼板
の製造方法に関し、より詳しくは、引張強さ６０〜１２
０　ｋｇｆ／　ｍｍ”級のベイナイト或いはベイナイト
十フェライトを主体とした溶融亜鉛めっき高強度鋼板の
製造方法に関する。

（従来の技術） 近年、自動車の安全性及び軽量化対策として加工性の優
れた高強度冷延鋼板が使用されるに至っている。また、
自動車の寿命向上のために冷延鋼板に防錆力の向上が強
く望まれている。最近においては、自動車バンパー、ド
アインパクトビーム等の６０〜１２０　ｋｇｆ／ｍｍ２
級の補強部材についても、スポット溶接性と塗装性に優
れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板が要望されている。

従来、裸鋼板においては、変態組織強化法を用いること
によって高い強度−穴広げ率（λ）バランスを有する６
０ｋｇｆ／ｍｍ２級以上の高強度薄鋼板が得られること
が知られている。例えば、本発明者らの提案による特開
昭６３−２４１１１５号公報では、水焼入れタイプ連続
焼鈍法を用いて、再結晶加熱温度をＡｃ工以上とし、強
制空冷後、所定の温度から２００〜５００℃の温度で過
時効処理して、フェライトと焼戻しマルテンサイトから
なる複合組織とし、高い強度−λバランスの高強度薄鋼
板が得られることを開示した。しかし、溶融亜鉛めっき
鋼板の場合には、再結晶焼鈍加熱後、水焼入れすること
が回置であるばかりでなく、Ｍｓ点よりも高い温度でめ
っき処理又は合金化処理されるため、焼戻しマルテンサ
イトを用いた高い強度−先バランスの高強度薄鋼板が得
られないという問題がある。

一方、これまでに、例えば、特開昭５５−５０４５５号
公報には、２相域加熱を行い、７００℃から溶融めっき
温度まで及び溶融めっき温度から３００℃までの冷却速
度を制御することによって組織をフェライト＋マルテン
サイトにし、冷間加工性及び時効硬化性の優れた溶融亜
鉛めっき鋼板とすることが提案されている。しかし、こ
の方法においては、引張強さ４０〜７０ｋｇｆ／ｍｍ２
の材料を対象としており、引張強さ８０ｋｇｆ／ｍｍ２
以上ではフェライトが少なくなり、伸びの低下が大きく
なる。また、合金化処理を施すと、ベイナイト或いはパ
ーライトが生成し、目的とする材質を得ることができな
いという欠点がある。

また、特開昭５６−１４２８２１号公報には、Ａｃ、点
〜９００℃の加熱を行い、冷却速度を規制することによ
り、パーライト及びベイナイトの生成を抑制し、組織を
フェライト・マルテンサイト（一部残留オーステナイト
）の複合組織にすることで、加工性の優れた溶融亜鉛め
っき鋼板を製造する方法が提案されている。しかし、こ
の方法では、フェライトとマルテンサイトの硬さの差が
大きく、穴広げ率が低く、曲げ加工性が低い。特に引張
強さが７０ｋｇｆ／ｍｍ２以上ではマルテンサイト体積
率が大きくなり、穴広げ率は著しく低下するため、バン
パー等のチャンネル型成形で行われる厳しい曲げ加工で
は、加工性が不十分である。

以上のように、曲げ加工性の優れた溶融亜鉛めっき高強
度鋼板を製造するに際しては、高強度を得る点で有利な
複合組織強化が必要となるが、単に、化学成分、冷却速
度等に着目した方法で、曲げ加工性の優れた溶融亜鉛め
っき高強度鋼板を製造することは困難である。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決して。

複合組織化により高強度にし、且つ優れた曲げ加工性の
高強度溶融亜鉛めっき鋼板を製造す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、曲げ加工性の優れた溶融亜鉛めっき高強
度鋼板の製造における上記問題点を解決するために鋭意
研究を重ねた結果、連続溶融亜鉛めっきラインの再結晶
焼鈍加熱温度、この加熱温度からＭｓ点点上１４８０℃
以下での冷却速度とその温度での保持時間を制御し、更
には合金化温度を制御することによって、組織をベイナ
イト或いはフェライト・ベイナイトを主体とした均一微
細なベイナイト・フェライト・マルテンサイトの複合組
織にし、曲げ加工性の優れた溶融亜鉛めっき高強度鋼板
が得られることを見い出して、本発明に至ったものであ
る。

すなわち、本発明は、Ｃ：０．０６〜０．２％、Ｓｉ：
０．６％以下、Ｍｎ：０．６−３．０％、Ｐ：０゜１％
以下及びｓｏｌ．Ａｌ：０．０１〜０．１０％を含有し
、必要に応じて更にＭｏ：０．０１〜１．０％及びＣｒ
：　０　、１〜１．５％の少なくとも１種を含有し、残
部が鉄及び不可避的不純物よりなる鋼を、通常の方法で
熱間圧延、酸洗、冷間圧延した後、連続亜鉛めっきライ
ンにて再純晶焼鈍する際に、その加熱温度をＡ　ｃ　３
点−５０℃〜９ｏ○℃の温度にて１０秒以上保持し、６
００℃以上の温度からＭｓ点以上４８０’Ｃ以下温度域
に ｌｎＣＲ＝−１，１８Ｍｎｅｑ＋３．３７ここで、Ｍｎ
ｅｑ＝Ｍｎ＋１．５２Ｍｏ＋１．１０Ｃｒ＋０．１０Ｓ
ｉ＋２．１Ｐ で示される臨界冷却速度ｃＲ（℃／ｓ）以上の冷却速度
にて冷却した後、Ｍｓ点点上１４８０℃以下温度にて１
０秒以上保持した後、溶融亜鉛めっきを施すことによっ
て、ベイナイトを主体としたベイナイト・フェライト・
マルテンサイト複合組織鋼板を得ることを特徴とする曲
げ加工性の優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
を要旨とするものである。

また、他の本発明は、前記溶融亜鉛めっきを施した後、
合金化処理をＡｃ１点以下で施すことによって、ベイナ
イトを主体としたベイナイト・フェライト・マルテンサ
イト複合組織鋼板にすることを特徴とするものである。

以下に本発明を更に詳細に説明する。

（作用） まず１本発明における鋼の化学成分の限定理由について
説明する。

Ｃ： Ｃは鋼板の強化に不可欠な元素であって、目的とする強
度の鋼板を得るには、少なくともｏ、０６％添加する必
要がある。しかし、０．２％を超えると硬いマルテンサ
イトの体積率が高くなり、曲げ加工性が劣化するばかり
でなく、スポット溶接性も低下する。したがって、Ｃ量
は０．０６〜０．２％の範囲とする。

Ｓｊ： Ｓｉはフェライト中の固溶Ｃをオーステナイト中へ排出
する効果を有するため、フェライトの延性を向上させる
ことができる。しかし、過多に添加するとめっき不良を
生じるので、０゜６％以下で添加する。

Ｍｎ： Ｍｎはオーステナイト相を安定化し、冷却過程において
硬質相の生成を容易にし、高強度を得るために添加され
る。しかし、添加量が０．６％より少ないと、高強度を
達成するための十分な硬質相を得ることができない。ま
た、３．０％より過多に添加するとバンド組織が発達し
、曲げ加工性が劣化するばかりでなく、コスト高になる
。したがって、Ｍｎ量は０．６〜３．０％の範囲とする
。

Ｐ： Ｐは０．０２％以上の添加によってＳｉと同様の作用を
有し、強度と伸びとのバランスを確保するために有効で
あるが、０．１％を超えて添加するとめっき不良等が発
生するので、０．１％以下で添加する。

ｓｏｌ、　Ａ　Ｑ　： ＡＱは鋼の脱酸のために添加されるが、過多に添加して
も、効果が飽和するのみならず、めっき不良を招くので
、添加量はｓｏｌ．Ａｌで０．１％以下とする。

上記元素を必須成分とするが、必要に応して、ＭＯ及び
Ｃｒの少なくとも１種を適量で含有してもよい。

ＭＯ＝ Ｍｏはオーステナイト相を著しく安定化し、冷却過程に
おいて硬質相の生成を容易にし、高強度化する効果があ
る。しかし、０．０１％より少ないと、高強度を達成す
るための硬質相を得ることができず、また１、０％を超
えて添加するとベイナイトが抑制され、マルテンサイト
がバンド状で多量に生成するため、曲げ加工性が劣化す
る。したがって、ＭＯ量は０．０１〜１．０％の範囲と
する。

Ｃｒ： ＣｒはＭｎ及びＭＯと同様な効果を有し、オーステナイ
ト相を安定化し、硬質相の生成を容易にして、高強度を
得る効果がある。この効果を得るには少なくとも０．１
％が必要であるが、１．５％を超えて添加すると伸びを
低下させるので、Ｃｒ量は０．１〜１．５％の範囲とす
る。

次に、本発明の方法における製造条件について説明する
。なお、第１図は本発明における連続亜鉛めっきライン
の熱履歴を示したものである。

まず、上記の化学成分を有する鋼は、通常工程により製
鋼１分塊又は連続鋳造を経てスラブとした後、熱間圧延
を経て、ホットコイルにする。熱間圧延に際しては、そ
の条件は特に限定する必要はないが、均一微細なフェラ
イトとベイナイト等の複合組織の溶融亜鉛めっき高強度
鋼板を得るには、熱間圧延の巻取温度を低くし、均一な
フェライトとベイナイトの組織にした方が好ましい。

熱間圧延の後、常法に従って、酸洗し、冷間圧延を施し
て薄鋼板を得る。冷間加工率は３０％以上が望ましい。

次いで、この薄鋼板を連続溶融亜鉛めっきラインに導い
て、再結晶焼鈍及び溶融亜鉛めっきを施し、必要な場合
は更に合金化処理を処す。

再結晶焼鈍は、その加熱温度をＡｃ、点−５０〜９００
℃にし、１０秒以上保持することが必要である。加熱温
度がＡｃ３点−５０’Ｃよりも低いと、オーステナイト
の体積率が小さくなり、そのＣ濃度が高くなるために安
定化し、ベイナイトの生成が抑制され、マルテンサイト
体積率が増加する。

更に、フェライトは、再結晶粒が粗大化するので、曲げ
加工性は劣化する。

次いで、上記加熱温度から溶融亜鉛めっき処理までの冷
却として、６００℃以上の温度からＭｓ点点上１４８０
℃以下温度域に Ｑ　ｎＣＲ＝−１，１８Ｍｎｅｑ＋３．３７ここで、Ｍ
ｎｅｑ＝Ｍｎ＋１．５２Ｍｏ＋１．１０Ｃｒ＋０．１０
Ｓｉ＋２．１Ｆ’ で示される臨界冷却速度ＣＲ（”Ｃ／　ｓ）以上にて冷
却した後、Ｍｓ点点上１４８０℃以下温度にて、１０秒
以上保持した後、溶融亜鉛めっきを施す。

冷却速度がＣＲよりも遅いと、パーライト変態が起こる
ため、目的とする強度及び曲げ加工性が得られない。

また、Ｍｓ点以上４８０　’Ｃの温度で１０秒以上保持
する過程については、Ｍｓ点未満にすると多量のオース
テナイトがマルテンサイトに変態するため１曲げ加工性
は低下する６一方、４８０℃を超える温度では、曲げ加
工性に有効な微細なベイナイトが得られない。また、保
持時間が１０秒未満では、ベイナイトが十分に得られず
に、後工程でオーステナイトがマルテンサイトに変態す
るため、第２図に示すように、打抜き穴広げ率（λ）は
著しく低下し、優れた曲げ加工性が得られない。

溶融亜鉛めっきを施すことによって、ベイナイトを主体
としたベイナイト・フェライト・マルテンサイト複合組
織が得られ、曲げ加工性の優れた高強度鋼板が得られる
。

なお、溶融亜鉛めっきを施した後、Ａ　ｃ　１点以下、
好ましくは５００℃〜Ａｃｍ点の温度にて合金化処理し
、冷却することによっても、ベイナイトを主体としたベ
イナイト・フェライト・マルテンサイト複合組織を得る
ことができ１曲げ加工性の優れた高強度鋼板が得られる
。これは、合金化処理温度がＡｃ１点以下あるので、再
オーステナイト変態することなく、再結晶焼鈍後の冷却
によって得られたベイナイト主体の適正な組織が保持さ
れるためである。

次に本発明の一実施例を示す。

（実施例） 第１表に示す化学成分を有する鋼を溶製し、２０ｍｍ厚
のスラブにした。これを仕上温度８５０’Ｃ１巻取温度
５６０’Ｃで熱間圧延し、３．２ｍｍ厚の熱延鋼板とし
た。得られた鋼板を酸洗、冷間圧延して、１．２ｍｍ厚
（圧下率６２．５％）の冷延鋼板を得た。

これらの冷延鋼板について、第１図及び第２表に示す条
件にて溶融亜鉛めっき或いは更に合金化処理を行った。

得られた鋼板について引張特性及び曲げ特性を調査した
。曲げ特性は１０φｍｍ打抜き穴拡げ率で評価した。そ
の結果を第２表に併記する。

第２表より以下の如く考察される。

本発明材のＮα１〜Ｎα２は８０ｋｇｆ／ｍｍ”近い高
強度で６０％以上の高い打抜き穴広げ率（λ）を示すが
、比較材魔３及びＮα９は、４６０℃での保持時間が５
秒と短いために、ベイナイトの生成量が少なく、硬質な
マルテンサイト組織が増えるため強度は高いが、穴広げ
率は本発明材よりも劣っている。

比較材Ｎａ　４は、再結晶焼鈍加熱温度が７３０℃と低
いためにオーステナイトの体積は小さく、Ｃ濃度が高い
ためにベイナイト変態せず、硬質なマルテンサイトを生
成する。このため、フェライトとの高度差が大きくなり
、結果として穴広げ率が低く、本発明材よりも劣ってい
る。

比較材＆５は、急冷開始温度が５００　’Ｃと低いため
、フェライトの生成量が多くなり、オーステナイト中の
Ｃ濃度が高まり、安定化して、ベイナイトを生成しにく
くなる。このためにフェライトを主体とした硬質で粗い
マルテンサイトとの複合組織となるため、穴広げ率は低
い。

比較材Ｎα６は、保持温度が６００℃と低いため、パー
ライトを生成し、その結果、十分な強度及び穴広げ率が
得られていない。

比較材ＮＣＬ７は、保持温度が２００℃とＭｓ点以下の
ため、オーステナイトは殆どマルテンサイトに変態する
。したがって、高強度ではあるか、穴広げ率は本発明材
よりも劣っている。

比較材Ｎα１１〜尚１４は、冷却速度がＣＲよりも遅い
ためにパーライト変態するため、高強度での優れた曲げ
加工性が得られない。

本発明材Ｎｃｉ１５は、合金化処理しない例であるが、
高強度で優れた曲げ加工性が得られている。

【以下余白］ （発明の効果） 以上詳述したように、本発明の方法によれば。

再結晶焼鈍加熱温度からＭｓ点点上１４８０℃以下温度
域への冷却を制御し、冷却過程、Ｍｓ点点上１４８０℃
以下温度域の保持時間、Ａｃｍ以下で合金化処理を施す
ことにより、ベイナイトを主体としたベイナイト・フェ
ライト・マルテンサイト（一部残留オーステナイト）の
微細均一な組織にすることができる。しかも、低温にて
合金化処理を行うことができるので、めっきむら、パウ
ダリング性等、表面性状の向上に加えてエネルギー費用
の低減も可能である。

また、通常の溶融めっき鋼板の場合も、合金化処理鋼板
と同様であり、ベイナイトを主体とする微細均一な複合
組織を得ることができる。

したがって、本発明によれば、６０〜１２０ｋｇｆ／ａ
ｍ”級まで、曲げ加工性の優れた溶融亜鉛めっき高強度
鋼板の製造が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、合金化溶融亜鉛めっき及び溶融亜鉛めっきの
熱履歴を示す図、 第２図は実施例で得られた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の
４６０℃での保持時間（第１図参照）と打抜き穴広げ率
（λ）との関係を示す図である。 特許出願人　　株式会社神戸製鋼所 代理人弁理士　中　　村　　　尚

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で（以下、同じ）、Ｃ：０．０６〜０．２
   ％、Ｓｉ：０．６％以下、Ｍｎ：０．６〜３．０％、Ｐ
   ：０．１％以下及びｓｏｌ．Ａｌ：０．０１〜０．１０
   ％を含有し、残部が鉄及び不可避的不純物よりなる鋼を
   、通常の方法で熱間圧延、酸洗、冷間圧延した後、連続
   亜鉛めっきラインにて再純晶焼鈍する際に、その加熱温
   度をＡｃ＿３点−５０℃〜９００℃の温度にて１０秒以
   上保持し、６００℃以上の温度からＭｓ点以上４８０℃
   以下の温度域にｌｎＣＲ＝−１．１８Ｍｎｅｑ＋３．３
   ７ ここで、Ｍｎｅｑ＝Ｍｎ＋１．５２Ｍｏ＋１．１０Ｃｒ
   ＋０．１０Ｓｉ＋２．１Ｐ で示される臨界冷却速度ＣＲ（℃／ｓ）以上の冷却速度
   にて冷却した後、Ｍｓ点以上４８０℃以下の温度にて１
   ０秒以上保持した後、溶融亜鉛めっきを施すことによっ
   て、ベイナイトを主体としたベイナイト・フェライト・
   マルテンサイト複合組織鋼板を得ることを特徴とする曲
   げ加工性の優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
   。
2. （２）前記溶融亜鉛めっきを施した後、合金化処理をＡ
   ｃ＿１点以下で施すことによって、ベイナイトを主体と
   したベイナイト・フェライト・マルテンサイト複合組織
   鋼板にすることを特徴とする曲げ加工性の優れた高強度
   溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
3. （３）前記鋼が更にＭｏ：０．０１〜１．０％及びＣｒ
   ：０．１〜１．５％の少なくとも１種を含有しているも
   のである請求項１又は２に記載の方法。