JPH04354849A - 溶接部の強度特性に優れる加工用冷延鋼板 - Google Patents
溶接部の強度特性に優れる加工用冷延鋼板Info
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- JPH04354849A JPH04354849A JP15398091A JP15398091A JPH04354849A JP H04354849 A JPH04354849 A JP H04354849A JP 15398091 A JP15398091 A JP 15398091A JP 15398091 A JP15398091 A JP 15398091A JP H04354849 A JPH04354849 A JP H04354849A
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- 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。
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は加工用冷延鋼板に係り、
より詳細には、溶接部、特にスポット溶接部の強度特性
に優れ、かつ自動車用部品或いは電気機器用部品などの
如く非常に厳しいプレス成形にも耐え得る高加工性を有
する冷延鋼板に関する。
より詳細には、溶接部、特にスポット溶接部の強度特性
に優れ、かつ自動車用部品或いは電気機器用部品などの
如く非常に厳しいプレス成形にも耐え得る高加工性を有
する冷延鋼板に関する。
【0002】
【従来の技術】炭窒化物形成元素を添加した極低炭素冷
延鋼板は、短工期の連続焼鈍によって製造できること、
また、深絞り性、延性に優れ、複雑化している部品形状
に十分耐え得るプレス成形性を有していることなど、製
造面においても、加工面においても大きな利点があり、
その生産量は年々増加している。
延鋼板は、短工期の連続焼鈍によって製造できること、
また、深絞り性、延性に優れ、複雑化している部品形状
に十分耐え得るプレス成形性を有していることなど、製
造面においても、加工面においても大きな利点があり、
その生産量は年々増加している。
【0003】このような極低炭素鋼板としては、従来、
Ti添加鋼、Nb添加鋼が知られており、また特開昭5
8−107414号に見られるようにTi−Nb複合添
加鋼などが知られている。
Ti添加鋼、Nb添加鋼が知られており、また特開昭5
8−107414号に見られるようにTi−Nb複合添
加鋼などが知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの極低
炭素鋼板は、低炭素鋼板に比べて、加工性は優れている
ものの、部品組立ての際に行う溶接において、溶接部の
組織が容易に粗大化するという問題があり、また低炭素
鋼板に比べて溶接部及びその熱影響部における硬化が少
なく、故に溶接部の強度が低いという問題があるため、
剛性面からその改善が要望されているのが現状である。
炭素鋼板は、低炭素鋼板に比べて、加工性は優れている
ものの、部品組立ての際に行う溶接において、溶接部の
組織が容易に粗大化するという問題があり、また低炭素
鋼板に比べて溶接部及びその熱影響部における硬化が少
なく、故に溶接部の強度が低いという問題があるため、
剛性面からその改善が要望されているのが現状である。
【0005】本発明は、かゝる状況のもとでなされたも
のであって、溶接部の強度特性に優れた加工用冷延鋼板
を提供することを目的とするものである。
のであって、溶接部の強度特性に優れた加工用冷延鋼板
を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
、本発明者らは、極低炭素冷延鋼板のスポット溶接部強
度に及ぼす添加元素の影響について鋭意研究を重ねた結
果、B添加が極めて有効であり、深絞り性をも考慮した
場合、熱延鋼板中でのBの存在状態及び窒化物の構成比
が適正な場合において、加工性と溶接部強度が共に優れ
たものになることを知見し、ここに本発明を完成したも
のである。
、本発明者らは、極低炭素冷延鋼板のスポット溶接部強
度に及ぼす添加元素の影響について鋭意研究を重ねた結
果、B添加が極めて有効であり、深絞り性をも考慮した
場合、熱延鋼板中でのBの存在状態及び窒化物の構成比
が適正な場合において、加工性と溶接部強度が共に優れ
たものになることを知見し、ここに本発明を完成したも
のである。
【0007】すなわち、本発明は、熱延鋼板を冷延・焼
鈍して得られる冷延鋼板において、冷延・焼鈍前の熱延
鋼板が、C:0.005%以下、N:0.005%以下
、Nb:0.05%以下を含有し、更にTi、B及びA
lを含有し、窒化物としてTiN、BN及びAlNが析
出しており、全N量に対するTiN及びBNとして存在
するNの比率が、{(NasTiN+NasBN)/T
otalN}×100≧70%を満足し、かつ、薄鋼板
中に固溶状態で存在するBの量が0.0004%以下で
あることを特徴とする溶接部の強度特性に優れる加工用
冷延鋼板を要旨とするものである。
鈍して得られる冷延鋼板において、冷延・焼鈍前の熱延
鋼板が、C:0.005%以下、N:0.005%以下
、Nb:0.05%以下を含有し、更にTi、B及びA
lを含有し、窒化物としてTiN、BN及びAlNが析
出しており、全N量に対するTiN及びBNとして存在
するNの比率が、{(NasTiN+NasBN)/T
otalN}×100≧70%を満足し、かつ、薄鋼板
中に固溶状態で存在するBの量が0.0004%以下で
あることを特徴とする溶接部の強度特性に優れる加工用
冷延鋼板を要旨とするものである。
【0008】以下に本発明を更に詳述する。
【0009】
【0010】まず、本発明における鋼板の化学成分の限
定理由について述べる。
定理由について述べる。
【0011】C:Cは延性、深絞り性の向上のため、で
きるだけ低減することが好ましく、その上限を0.00
5%とする。
きるだけ低減することが好ましく、その上限を0.00
5%とする。
【0012】N:本発明においては、NをTiN、BN
、AlNという析出物の形で熱延板にて完全に析出させ
ることが材質、特に深絞り性の点から必要であるが、N
量が高くなると析出固定に要するTi、B、Alの添加
量の増大に伴うコストアップ及び析出物そのものの量が
増え、延性を劣化させるので、N量の上限を0.005
%とする。
、AlNという析出物の形で熱延板にて完全に析出させ
ることが材質、特に深絞り性の点から必要であるが、N
量が高くなると析出固定に要するTi、B、Alの添加
量の増大に伴うコストアップ及び析出物そのものの量が
増え、延性を劣化させるので、N量の上限を0.005
%とする。
【0013】Nb:Nbは、CをNbCの形で析出固定
し、加工性を向上させる目的で添加するが、0.05%
を超える添加は効果が飽和するだけでなくコストアップ
にもなり、また、より過剰な添加はNbC量或いは固溶
Nb量の増大により、逆に材質劣化につながる。したが
って、Nb量は0.05%以下とする。
し、加工性を向上させる目的で添加するが、0.05%
を超える添加は効果が飽和するだけでなくコストアップ
にもなり、また、より過剰な添加はNbC量或いは固溶
Nb量の増大により、逆に材質劣化につながる。したが
って、Nb量は0.05%以下とする。
【0014】Ti、B、Al:Ti、B、Alは全て窒
化物形成元素であり、Nの析出固定による材質向上を目
的に、そしてBはスポット溶接部強度の改善をも目的と
して、これらを複合添加する。特に加工性とスポット溶
接部の強度の両方を達成するために、本発明においては
、熱延鋼板におけるこれら3元素が形成する窒化物の構
成比率を、更にBについては窒化物としてだけでなく固
溶状態で存在するB量をそれぞれ、 {(NasTiN+NasBN)/TotalN}×1
00≧70%、 固溶B≦0.0004%、 を満足するように規定する。
化物形成元素であり、Nの析出固定による材質向上を目
的に、そしてBはスポット溶接部強度の改善をも目的と
して、これらを複合添加する。特に加工性とスポット溶
接部の強度の両方を達成するために、本発明においては
、熱延鋼板におけるこれら3元素が形成する窒化物の構
成比率を、更にBについては窒化物としてだけでなく固
溶状態で存在するB量をそれぞれ、 {(NasTiN+NasBN)/TotalN}×1
00≧70%、 固溶B≦0.0004%、 を満足するように規定する。
【0015】まず、窒化物の構成比率について説明する
。Nとの結合し易さはTi>B>Alの順であり、Ti
、B、Alの3元素の複合添加の場合、TiN>BN>
AlNの順に析出し易い。
。Nとの結合し易さはTi>B>Alの順であり、Ti
、B、Alの3元素の複合添加の場合、TiN>BN>
AlNの順に析出し易い。
【0016】本発明においては、TiNとBNを析出さ
せ、その比率はTiN及びBNとして析出させるN量が
鋼中の全N量の70%以上となるように規定し、残るN
をAlNの形で析出させる。すなわち、AlNはTiN
、BN、AlNの中で最も微細な析出物であり、多量に
析出させることは材質面から好ましくない。AlNとし
て析出するN量を全N量の30%以下にすることが必要
である。
せ、その比率はTiN及びBNとして析出させるN量が
鋼中の全N量の70%以上となるように規定し、残るN
をAlNの形で析出させる。すなわち、AlNはTiN
、BN、AlNの中で最も微細な析出物であり、多量に
析出させることは材質面から好ましくない。AlNとし
て析出するN量を全N量の30%以下にすることが必要
である。
【0017】次に、固溶Bについてであるが、これはB
の存在形態の材質への影響から規定されるものである。 すなわち、Bは、本発明においては溶接部強度の改善の
ために必須であるが、Bが鋼中に固溶状態で存在する場
合には、その後の冷延・焼鈍後の深絞り性が著しく劣化
する。それが故に鋼中固溶B量の上限を0.0004%
と規定し、Bは極力BNの形で析出物とすることで、固
溶B、固溶Nの影響を同時に無害化するのである。
の存在形態の材質への影響から規定されるものである。 すなわち、Bは、本発明においては溶接部強度の改善の
ために必須であるが、Bが鋼中に固溶状態で存在する場
合には、その後の冷延・焼鈍後の深絞り性が著しく劣化
する。それが故に鋼中固溶B量の上限を0.0004%
と規定し、Bは極力BNの形で析出物とすることで、固
溶B、固溶Nの影響を同時に無害化するのである。
【0018】しかし、現在の製鋼能力ではNを著しく低
減するのは非常に困難であり、特殊な処理を行わない限
り、生産材では0.002〜0.004%のNを含有す
る。上記したように、固溶N、固溶Bの両方の影響を無
害化するためには、理想的には、Nとの当量に相当する
B(=(14/11)N)を添加することが望ましいが
、通常鋼のN含有量から考えると多量のB添加が必要と
なる。Bは多量に添加すると、スラブ段階で割れが発生
し、問題となる。こうした状況から、適正量までのB添
加量の低減、すなわち、Bと結合可能なN量を低減する
ため、Bよりも窒化物を形成し易いTiを添加するので
ある。
減するのは非常に困難であり、特殊な処理を行わない限
り、生産材では0.002〜0.004%のNを含有す
る。上記したように、固溶N、固溶Bの両方の影響を無
害化するためには、理想的には、Nとの当量に相当する
B(=(14/11)N)を添加することが望ましいが
、通常鋼のN含有量から考えると多量のB添加が必要と
なる。Bは多量に添加すると、スラブ段階で割れが発生
し、問題となる。こうした状況から、適正量までのB添
加量の低減、すなわち、Bと結合可能なN量を低減する
ため、Bよりも窒化物を形成し易いTiを添加するので
ある。
【0019】また、溶接部の強度改善に要するB量は少
なくとも0.0006%が必要であり、固溶B量の上限
0.0004%と考え合わせると、Nを全量Tiで析出
固定はできず、TiN+BNの形でNを析出させること
が必要になる。
なくとも0.0006%が必要であり、固溶B量の上限
0.0004%と考え合わせると、Nを全量Tiで析出
固定はできず、TiN+BNの形でNを析出させること
が必要になる。
【0020】以上、Ti、B、Alの複合添加について
述べたが、その添加量としては、窒化物の構成比率及び
固溶B量の規定条件を満足すれば、特に規定はしないが
、化成処理性の観点からTi≦0.06%、溶接部強度
の改善に十分な量として0.0006%≦B、及びスラ
ブ割れ防止の観点からB≦0.0050%、脱酸のため
及び介在物量の低減から0.020%≦Al≦0.10
0%とするのが好ましい。
述べたが、その添加量としては、窒化物の構成比率及び
固溶B量の規定条件を満足すれば、特に規定はしないが
、化成処理性の観点からTi≦0.06%、溶接部強度
の改善に十分な量として0.0006%≦B、及びスラ
ブ割れ防止の観点からB≦0.0050%、脱酸のため
及び介在物量の低減から0.020%≦Al≦0.10
0%とするのが好ましい。
【0021】なお、その他の不純物元素であるSi、M
n、Pについては、できるだけ低減することが加工性の
面からは好ましいが、一方で高強度冷延鋼板の場合には
、それぞれSi≦0.70%、Mn≦1.0%、P≦0
.10%までの添加が可能であり、この範囲内であれば
特に本発明の目的を損なうものではない。
n、Pについては、できるだけ低減することが加工性の
面からは好ましいが、一方で高強度冷延鋼板の場合には
、それぞれSi≦0.70%、Mn≦1.0%、P≦0
.10%までの添加が可能であり、この範囲内であれば
特に本発明の目的を損なうものではない。
【0022】冷延鋼板の製造方法については、熱延板と
して上述の所定の化学成分及び析出物の構成並びに固溶
B量を満足してさえいれば、特に規制する必要はない。 鋳造方法及び熱間圧延方法も共に特別な規制を必要とは
せず、またHDR、HCRも可能である。上述の規制条
件を満足する熱延板を得て、これを冷間圧延、焼鈍する
ことによって所望の特性を有する冷延鋼板が得られる。
して上述の所定の化学成分及び析出物の構成並びに固溶
B量を満足してさえいれば、特に規制する必要はない。 鋳造方法及び熱間圧延方法も共に特別な規制を必要とは
せず、またHDR、HCRも可能である。上述の規制条
件を満足する熱延板を得て、これを冷間圧延、焼鈍する
ことによって所望の特性を有する冷延鋼板が得られる。
【0023】なお、好ましい条件としては以下のとおり
である。 スラブ加熱温度:1000〜1200℃熱延仕上温度:
Ar3点以上 巻取温度:650〜750℃ 冷延圧延率:65〜90% 焼鈍温度:再結晶温度以上Ac3点未満(箱焼鈍、連続
焼鈍共に可能)
である。 スラブ加熱温度:1000〜1200℃熱延仕上温度:
Ar3点以上 巻取温度:650〜750℃ 冷延圧延率:65〜90% 焼鈍温度:再結晶温度以上Ac3点未満(箱焼鈍、連続
焼鈍共に可能)
【0024】本発明の冷延鋼板は、冷延鋼板のままとし
ても、また溶融亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板を
はじめとする表面処理鋼板としても、従来の極低炭素鋼
と比較して優れた溶接部強度と同等以上のプレス成形性
を有している。なお、溶接方法としては各種溶接法が可
能であるが、スポット溶接の場合に効果が大きい。
ても、また溶融亜鉛めっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板を
はじめとする表面処理鋼板としても、従来の極低炭素鋼
と比較して優れた溶接部強度と同等以上のプレス成形性
を有している。なお、溶接方法としては各種溶接法が可
能であるが、スポット溶接の場合に効果が大きい。
【0025】次に本発明の実施例を示す。
【0026】
【実施例】供試鋼として、C:0.002%、N:0.
0035%、Si:0.01%、Mn:0.12%、P
:0.012%、S:0.006%、Al:0.042
%、Ti:0.008%、Nb:0.027%をベース
成分とし、これにBを0〜0.0040%の範囲で添加
した種々の鋼を1100℃に加熱し、仕上温度900〜
915℃で板厚3.6mmまで圧延した後、680℃で
巻取った。次いで酸洗後、0.8mm厚まで冷間圧延し
、830℃で40秒の連続焼鈍を行った後、0.7%の
調質圧延を施した。得られた冷延焼鈍板の材料試験結果
と、熱延鋼板中の窒化物及び固溶B量の分析結果をまと
めて
0035%、Si:0.01%、Mn:0.12%、P
:0.012%、S:0.006%、Al:0.042
%、Ti:0.008%、Nb:0.027%をベース
成分とし、これにBを0〜0.0040%の範囲で添加
した種々の鋼を1100℃に加熱し、仕上温度900〜
915℃で板厚3.6mmまで圧延した後、680℃で
巻取った。次いで酸洗後、0.8mm厚まで冷間圧延し
、830℃で40秒の連続焼鈍を行った後、0.7%の
調質圧延を施した。得られた冷延焼鈍板の材料試験結果
と、熱延鋼板中の窒化物及び固溶B量の分析結果をまと
めて
【表1】
に示す。
【0027】なお、引張特性値はJIS5号試験片によ
るL方向(圧延方向)の値、r値は短冊状試験片による
圧延方向に対して0°、45°、90°の方向での値の
平均値(r0°+2r45°+r90°/4)である。 また、溶接部の剪断強度(TSS)及び十字継手引張強
度(CTS)の試験には、各試験片とも以下のスポット
溶接条件でスポット溶接して作製した。 電極:ドーム型電極 溶接時間:12サイクル 加圧力:1960N 溶接電流:8.0KA
るL方向(圧延方向)の値、r値は短冊状試験片による
圧延方向に対して0°、45°、90°の方向での値の
平均値(r0°+2r45°+r90°/4)である。 また、溶接部の剪断強度(TSS)及び十字継手引張強
度(CTS)の試験には、各試験片とも以下のスポット
溶接条件でスポット溶接して作製した。 電極:ドーム型電極 溶接時間:12サイクル 加圧力:1960N 溶接電流:8.0KA
【0028】表1より明らかなように、本発明鋼C、D
は、伸び、r値とも良好でプレス成形性に優れているば
かりでなく、スポット溶接部の強度も十分高い値を示し
ている。一方、B添加量の低い比較鋼A、Bはスポット
溶接部の強度が低く、特にAlN量の多い鋼Aは降伏点
が高く、r値が低く、成形性の面でも本発明鋼に比べ劣
っている。B添加量の多い鋼E、Fは、スポット溶接部
の強度は十分高いものの、熱延板段階で固溶B量が多く
、そのため、冷延・焼鈍後の深絞り性が著しく劣ってい
る。
は、伸び、r値とも良好でプレス成形性に優れているば
かりでなく、スポット溶接部の強度も十分高い値を示し
ている。一方、B添加量の低い比較鋼A、Bはスポット
溶接部の強度が低く、特にAlN量の多い鋼Aは降伏点
が高く、r値が低く、成形性の面でも本発明鋼に比べ劣
っている。B添加量の多い鋼E、Fは、スポット溶接部
の強度は十分高いものの、熱延板段階で固溶B量が多く
、そのため、冷延・焼鈍後の深絞り性が著しく劣ってい
る。
【0029】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
高い溶接部強度と優れたプレス成形性を兼ね備えた極低
炭素冷延鋼板を得ることができる。
高い溶接部強度と優れたプレス成形性を兼ね備えた極低
炭素冷延鋼板を得ることができる。
Claims (1)
- 【請求項1】 熱延鋼板を冷延・焼鈍して得られる冷
延鋼板において、冷延・焼鈍前の熱延鋼板が、重量%で
(以下、同じ)、C:0.005%以下、N:0.00
5%以下、Nb:0.05%以下を含有し、更にTi、
B及びAlを含有し、窒化物としてTiN、BN及びA
lNが析出しており、全N量に対するTiN及びBNと
して存在するNの比率が、{(NasTiN+NasB
N)/TotalN}×100≧70%を満足し、かつ
、薄鋼板中に固溶状態で存在するBの量が0.0004
%以下であることを特徴とする溶接部の強度特性に優れ
る加工用冷延鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3153980A JPH0670267B2 (ja) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | 溶接部の強度特性に優れる加工用冷延鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3153980A JPH0670267B2 (ja) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | 溶接部の強度特性に優れる加工用冷延鋼板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04354849A true JPH04354849A (ja) | 1992-12-09 |
| JPH0670267B2 JPH0670267B2 (ja) | 1994-09-07 |
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ID=15574284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3153980A Expired - Fee Related JPH0670267B2 (ja) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | 溶接部の強度特性に優れる加工用冷延鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0670267B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0748649A (ja) * | 1994-07-22 | 1995-02-21 | Nkk Corp | 亜鉛めっき用鋼板およびその製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59193221A (ja) * | 1983-04-15 | 1984-11-01 | Nippon Steel Corp | 極めて優れた二次加工性を有する超深絞り用冷延鋼板の製造方法 |
| JPS63317649A (ja) * | 1987-06-19 | 1988-12-26 | Kawasaki Steel Corp | スポット溶接性に優れた極低炭素冷延鋼板の製造方法 |
-
1991
- 1991-05-29 JP JP3153980A patent/JPH0670267B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59193221A (ja) * | 1983-04-15 | 1984-11-01 | Nippon Steel Corp | 極めて優れた二次加工性を有する超深絞り用冷延鋼板の製造方法 |
| JPS63317649A (ja) * | 1987-06-19 | 1988-12-26 | Kawasaki Steel Corp | スポット溶接性に優れた極低炭素冷延鋼板の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0748649A (ja) * | 1994-07-22 | 1995-02-21 | Nkk Corp | 亜鉛めっき用鋼板およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0670267B2 (ja) | 1994-09-07 |
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