JPH045743B2

JPH045743B2 -

Info

Publication number: JPH045743B2
Application number: JP59252242A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Kokubo; Masatoshi Sudo; Kazuhiko Gunda; Shunichi Hashimoto; Kazuhiro Mimura
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1984-11-28
Filing date: 1984-11-28
Publication date: 1992-02-03
Also published as: JPS61130454A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、伸びフランジ性のすぐれたフエライ
ト・ベイナイト組織高強度熱延鋼板の製造方法に
関する。近年、自動車、建築等の多くの産業分野におけ
る部材の軽量化傾向の高まりを背景として、より
高強度の熱延鋼板が用いられるに至つているが、
熱延鋼板が用いられる用途においては、すぐれた
伸びフランジ性が要求されることが多い。従来、かかる加工用高強度熱延鋼板としては、
フエライト・マルテンサイト組織からなる混合組
織鋼が広く知られている。しかし、このようなフ
エライト・マルテンサイト組織鋼は、変形の初期
からマルテンサイトの周囲にミクロ・ボイドが発
生して割れを生じるため、伸びフランジ性に劣る
問題がある。このような問題を解決するために、本発明者ら
は、冷間加工性にすぐれたフエライト・ベイナイ
ト混合組織鋼を既に提案しているが（特開昭57−
101649号公報）、その後、更に鋭意研究した結果、
合金元素量を所定の範囲とすると共に、熱間圧延
後の冷却条件を制御することにより、製造費用が
低廉で、しかも伸びフランジ性が一層改善された
熱延鋼板を得ることができることを見出して、本
発明に至つたものである。本発明による伸びフランジ性のすぐれたフエラ
イト・ベイナイト組織高強度熱延鋼板の製造方法
は、重量％でＣ 0.03〜0.30％、 Si 1.2％以下、 Mn 0.7〜1.7％、Ｐ 0.03％以下、Ｓ 0.015％以下、Ａ 0.01〜0.06％、残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼を熱間圧
延した後、300℃以下の温度で巻取つて、フエラ
イトと面積率５〜60％のベイナイトとの混合組織
を形成させることを特徴とする。先ず、本発明の方法において、鋼の化学成分の
限定理由について説明する。Ｃは、鋼の強化及び焼入れ性を高めるために添
加され、かかる効果を有効に発揮させるために、
少なくとも0.03％を添加することが必要である。
しかし、過多に添加するときは、伸びフランジ性
が劣化するので、添加量の上限を0.30％とする。
特に、溶接部の特性においてすぐれるためには、
Ｃの添加量は0.15％以下とすることが望ましい。 Siは、ポリゴナルフエライトの生成を促し、本
発明による混合組織を得るために添加することが
望ましい元素であり、更に、強度及び延性を高め
るのに効果があるので、必要に応じて添加される
が、過多に添加すれば、溶接部の脆化を招くのみ
ならず、表面性状を劣化させるので、本発明鋼に
おいては、Siの添加量は1.2％以下とする。 Mnは、鋼の焼入れ性を高め、未変態のオース
テナイトをベイナイトに変態させるのに必要であ
り、少なくとも0.7％の添加を必要とする。しか
し、1.7％を越えて多量に添加することは、帯状
組織を生成させ、圧延直角方向の延性を劣化させ
る。従つて、本発明においては、Mnは0.7〜1.7
％の範囲で添加される。Ｐは、これを0.03％を越えて多量に含有させる
ときは、絞り加工後の遷移温度を上昇させるの
で、0.03％以下の範囲とする。Ｓは、これを0.015％を越えて多量に含有させ
るときは、伸びフランジ性が劣化させるので、
0.015％以下の範囲とする。Ａは、鋼の溶製時の脱酸剤として添加され、
その範囲は、0.01〜0.06％である。本発明においては、上記した元素に加えて、Ｂ
を添加することができる。Ｂは鋼の焼入れ性を高
め、所要の組織を得るために有効であり、かかる
効果を有効に発現させるためには、少なくとも
0.0005％の添加が必要である。しかし、過多に添
加しても、焼入れ性向上効果が飽和するのみなら
ず、延性を劣化させるので、添加量の上限を
0.005％とする。また、本発明においては、Nb及びTiよりなる
群から選ばれる少なくとも１種の元素を添加する
ことができる。これらの元素は、熱間圧延後の鋼
組織の変態挙動に影響を与え、ベイナイト組織を
生成させるのに有効である。更に、析出強化の作
用も有し、鋼を高強度化するのに有効である。か
かる効果を有効に発現させるためには、Nbにつ
いては少なくとも0.01％、Tiについては0.02％を
添加することが必要である。しかし、これら元素
を過多に添加するときは、析出強化が過度となる
結果、延性が劣化し、或いは上記効果が飽和して
経済的にも不利であるので、添加量の上限は、
Nbについては0.08％、Tiについては0.12％とす
る。これら元素は単独で添加してもよく、また、
複合して添加してもよいが、複合添加することに
より、相乗的な効果を得ることができるので有利
である。更に、本発明によれば、REM及びCaよりなる
群から選ばれる少なくとも１種の元素を添加する
ことができる。これら元素は、硫化物の形態を制
御し、介在物を無害化して、成形性を高める効果
がある。このような効果を有効に発揮させるため
には、REMについては少なくとも0.005％、Caに
ついては少なくとも0.0005％を添加することが必
要である。添加量の上限は、通常、REMについ
ては0.1％、Caについては0.01％である。本発明の方法によれば、上記のような化学成分
組成を有する鋼を通常の方法に従つて熱間圧延し
た後、300℃以下、好ましくは100℃以下の温度で
巻取つて、フエライトと面積率５〜60％のベイナ
イトとの混合組織を形成させることによつて、伸
びフランジ性のすぐれた高強度熱延鋼板を得るも
のである。巻取温度は、得られる熱延鋼板の伸びフランジ
性と引張強さとに重要な影響を与える。巻取温度
が550℃以下のときに、ほぼベイナイト組織を得
ることができ、後述する穴拡げ率が急激に改善さ
れる、更に、300℃以下の温度において、ベイナ
イト相による硬質化を主たる原因として、強度が
著しく上昇する反面、穴拡げ率の低下がなく、か
くして、本発明に従つて、巻取温度を300℃以下
とすることによつて、高強度ですぐれた伸びフラ
ンジ性を有する熱延鋼板を得ることができる。
550℃を越える巻取によつては、伸びフランジ性
が著しく低下する。特に、巻取温度を極低温
（100℃以下、通常、室温までの範囲の温度）とす
ることにより、強度−延性バランスにすぐれ、伸
びフランジ性及び強度に格段にすぐれる熱延鋼板
を得ることができる。熱間圧延後の冷却においては、所定の温度まで
連続して冷却し、ベイナイト面積率を多くするこ
とができ、或いは冷却途中で徐冷を行なつて、フ
エライト面積率を増加させると共に、その純化を
図ることもできる。前述したように、加工用高強度熱延鋼板として
は、フエライト・マルテンサイト組織からなる混
合組織鋼が広く知られているが、このようなフエ
ライト・マルテンサイト組織鋼と異なつて、フエ
ライト・ベイナイト鋼においては、ベイナイト自
体が容易に変形し、高変形に至るまでボイドの発
生が抑えられるため、すぐれた伸びフランジ性を
得ることができる。次に、本発明においては、鋼組織はフエライト
と面積率５〜60のベイナイトの混合組織であるこ
とが必要である。即ち、一般に、伸びフランジ性
が要求されるような場合には、通常は、併せて全
伸びも要求され、ここに、この全伸びはフエライ
ト面積率と共に向上するので、本発明鋼において
は、すぐれた全伸びを確保するために、フエライ
ト面積率を40％以上とする。しかし、フエライト
面積率を95％より大きくするときは、実質的にベ
イナイトを含有させる意義がないほか、粒界セメ
ンタイトが増加し、全伸び及び伸びフランジ性の
低下を招く。このように、本発明においては、鋼組織は、基
本的にはフエライト・ベイナイト組織とすること
が好ましいが、高Ｃ鋼の場合にはパーライト変態
が早くなり、一部パーライトが混入することがあ
る。この場合、機械的性質の若干の低下は免れな
いが、パーライト面積率がベイナイト面積率の20
％以下であれば、パーライトの混入は許容され
る。以上のように、本発明によれば、鋼の化学成分
を規定すると共に、この鋼の熱間圧延後の巻取を
極低温にて行なうことによつて、鋼組織を所定の
フエライト・ベイナイト混合組織とし、かくし
て、加工性、特に伸びフランジ性及び全伸びにす
ぐれた熱延鋼板を得ることができる。以下に実施例を挙げて本発明による方法を説明
する。実施例第１表に示す化学成分組成を有する鋼を1150〜
1250℃の温度に加熱し、通常の熱間圧延工程によ
つて仕上温度850℃で厚さ2.9mmに仕上げた。この
後、平均冷却速度20〜60℃／秒にて連続的に極低
温まで冷却し、ベイナイト面積率を多くすること
を意図した方法と、連続冷却の途中、700℃前後
にて徐冷を施し、フエライト面積率を多くするこ
とを意図した所謂制御冷却方法の２種類の方法に
よつて冷却し、巻取つた。巻取温度は100℃以下
のほか、一部、150℃、200℃又は250℃を採用し
た。このようにして得られた熱延鋼板について、
JIS5号によるＬ方向引張試験、穴拡げ試験及び組
織観察を行なつた。尚、穴拡げ試験は、径10mmの
打抜き穴を60°円錐ポンチにて押し拡げ、割れが
鋼板を貫通した時点での穴径ｄを測定し、穴拡げ
率λを次式にて計算した。 λ＝〔（ｄ−10）／10〕×100（％）組織は、ナイタール腐食後、走査型電子顕微鏡
にてフエライト、ベイナイト及びパーライトを同
定し、それぞれの面積率を画像解析装置によつて
測定した。結果を第１表に示す。本発明鋼１〜13は強度−伸びバランスにすぐ
れ、伸びフランジ性がすぐれている。これに対し
て、比較鋼１４は極低Ｃ鋼であるので強度に劣
り、他方、比較鋼１５は高炭素鋼であるため、強
度はすぐれるものの、加工性に劣る。比較鋼１６
はMn量が過少であるので、Ｂ添加によつて焼入
れ性を補償した鋼であるが、極低温での巻取によ
つてベイナイト組織が過剰に生成し、強度−伸び
バランスに劣る。また、比較鋼１７及び１８はそ
れぞれ本発明で規定する範囲を越えてNb及びTi
を多量に添加した鋼であつて、伸びの劣化が著し
い。次に、第１表に示す組成を有する鋼９及び１１
を用いて、巻取温度のみを650℃から100℃以下ま
で変動させた以外は、上記と同様にして鋼板を
得、強度、伸び及び穴拡げ性を調べた。結果を第
２表及び図面に示す。前述したように、巻取温度
が550℃以下において穴拡げ率が急激に改善され
ており、300℃以下の温度において、強

【表】

【表】度上昇が著しい。

【図面の簡単な説明】

図面は巻取温度と引張強さ及び穴拡げ率との関
係を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】１重量％でＣ 0.03〜0.30％、 Si 1.2％以下、 Mn 0.7〜1.7％、Ｐ 0.03％以下、Ｓ 0.015％以下、Ａ 0.01〜0.06％、残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼を熱間圧
延した後、300℃以下の温度で巻取つて、フエラ
イトと面積率５〜60％のベイナイトとの混合組織
を形成させることを特徴とする伸びフランジ性の
すぐれたフエライト・ベイナイト組織高強度熱延
鋼板の製造方法。２重量％でＣ 0.03〜0.30％、 Si 1.2％以下、 Mn 0.7〜1.7％、Ｐ 0.03％以下、Ｓ 0.015％以下、Ａ 0.01〜0.06％、Ｂ 0.0005〜0.005％、残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼を熱間圧
延した後、300℃以下の温度で巻取つて、フエラ
イトと面積率５〜60％のベイナイトとの混合組織
を形成させることを特徴とする伸びフランジ性の
すぐれたフエライト・ベイナイト組織高強度熱延
鋼板の製造方法。３重量％で (a) Ｃ 0.03〜0.30％、 Si 1.2％以下、 Mn 0.7〜1.7％、Ｐ 0.03％以下、Ｓ 0.015％以下及びＡ 0.01〜0.06％に加えて、 (b) Nb 0.01〜0.08％及び Ti 0.02〜0.12％よりなる群から選ばれる少なくとも１種、残部
鉄及び不可避的不純物よりなる鋼を熱間圧延した
後、300℃以下の温度で巻取つて、フエライトと
面積率５〜60％のベイナイトとの混合組織を形成
させることを特徴とする伸びフランジ性のすぐれ
たフエライト・ベイナイト組織高強度熱延鋼板の
製造方法。４重量％で (a) Ｃ 0.03〜0.30％、 Si 1.2％以下、 Mn 0.7〜1.7％、Ｐ 0.03％以下、Ｓ 0.015％以下及びＡ 0.01〜0.06％に加えて、 (b) REM 0.005〜0.1％及び Ca 0.0005〜0.01％よりなる群から選ばれる少なくとも１種、残部
鉄及び不可避的不純物よりなる鋼を熱間圧延した
後、300℃以下の温度で巻取つて、フエライトと
面積率５〜60％のベイナイトとの混合組織を形成
させることを特徴とする伸びフランジ性のすぐれ
たフエライト・ベイナイト組織高強度熱延鋼板の
製造方法。