JPH05339640A

JPH05339640A - 塑性異方性の小さい冷間圧延鋼板の製造方法

Info

Publication number: JPH05339640A
Application number: JP40974790A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Kameno; 野克巳亀; Shinichi Harita; 田進一播
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1990-12-10
Filing date: 1990-12-10
Publication date: 1993-12-21

Abstract

(57)【要約】［構成］Ｃ０.０１〜０.０７ｗｔ％、Ｓｉ０.５ｗ
ｔ％以下、Ｍｎ０.１０〜０.５０ｗｔ％、Ｐ０.０
０２〜０.０４ｗｔ％、Ｓ０.０４ｗｔ％以下、Ａｌ
０.０８ｗｔ％以下を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不
純物からなる鋼を溶製後スラブとし、このスラブを１０
００〜１５００℃の温度において均熱を行い、次いで、
仕上げ温度を７８０〜Ａｒ₃点以上および巻取り温度６
５０℃以下、或いは、６５０℃以上の熱間圧延を行い、
６５〜８５％の冷間圧延を行った後、６３０℃以上、
或いは、６８０℃以上の温度において箱焼鈍、或いは、
連続焼鈍を行う方法である。［効果］得られた鋼板は絞り成形時に耳発生を小さく抑
制すると共に他部品との接合部分の外観品質が改善さ
れ、さらに、加工性の良好な特殊元素を含有させた極低
炭素鋼の問題点である耐縦割れ性、疲労特性を大幅に改
善することができるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は塑性異方性の小さい冷間
圧延鋼板の製造方法に関し、さらに詳しくは、面内異方
性が小さく、絞り成形した時の耳の発生が小さく、か
つ、耐縦割れ性に優れた塑性異方性の小さい冷間圧延鋼
板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術】一般に、冷間圧延鋼板は加工性が良好であ
るばかりでなく、表面が美麗であり、かつ、寸法精度が
良好であることから、産業界においては極めて広い範囲
において使用されている。

【０００３】この冷間圧延鋼板は、連続焼鈍技術が発展
し、拡大すると共に、特殊な含有元素を微量含む極低炭
素鋼、所謂、ＩＦ鋼が主として使用されるようになって
きてはいるが、従来において広く使用されていたアルミ
ニウムキルド鋼も上記ＩＦ鋼の欠点を補う鋼として、さ
らに、アルミニウムキルド鋼でなければならない用途も
多数あることから、依然として冷間圧延鋼板としての主
流であることには変わりがない。

【０００４】また、上記に説明したＩＦ鋼、アルミニウ
ムキルド鋼等の代表的な冷間圧延鋼板は、広く各産業界
において使用されており、同時に部品の種類およびその
形状も種々雑多で極めて多岐にわたっている。

【０００５】特に、絞り加工を行う部品形状、とりわ
け、円筒絞り形状の部品はその数が極めて多いのであ
る。この円筒絞り部品の場合には、成形後の部品に発生
する塑性異方性(△γ)に起因する成形部品端部の凹凸、
所謂、耳が問題となる場合が多い。

【０００６】そして、この耳の発生は、その部品を単品
使用する場合には、耳揃え工程、即ち、切削工程を必要
とするので、歩留り低下、工程数増加、さらには切削工
程中に二次加工割れの危険を有している。さらに、切削
工程を付加することなく、他部品と組立てて使用する場
合には、接合部の外観品質の点で劣ること等も指摘され
ているのが現状である。

【０００７】このような現状において、通常の製造工程
においてはアルミニウムキルド鋼よりも、塑性異方性の
小さいことが確認されているＩＦ鋼、もしくは、ＩＦ類
似鋼で種々の含有成分、製造工程等を変えて、より塑性
異方性を小さくすることが行われて来ているが、これら
の方法によれば確かに塑性異方性の改善は行われるもの
の、耐縦割れ性、耐疲労性を含む総合特性を改善するに
は至っていない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に説明し
たように、従来の冷間圧延鋼板を使用する成形時に発生
する塑性異方性に起因する耳の発生に対する問題点に鑑
み、本発明者が鋭意研究を行い、検討を重ねた結果、鋼
の含有成分および成分割合、熱間圧延工程、冷間圧延工
程をそれぞれ特定の条件とすることにより、耳の発生を
最小限に抑制すると共に、耐縦割れ性、耐疲労性におい
て優れた塑性異方性の小さい冷間圧延鋼板の製造方法を
開発したのである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る塑性異方性
の小さい冷間圧延鋼板の製造方法は、Ｃ０.０１〜０.
０７ｗｔ％、Ｓｉ０.５ｗｔ％以下、Ｍｎ０.１０〜
０.５０ｗｔ％、Ｐ０.００２〜０.０４ｗｔ％、Ｓ
０.０４ｗｔ％以下、Ａｌ０.０８ｗｔ％以下を含有
し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる鋼を溶製後ス
ラブとし、このスラブを１０００〜１１５０℃の温度に
おいて均熱を行い、次いで、仕上げ温度を７８０〜Ａｒ
₃点以上および巻取り温度６５０℃以下の熱間圧延を行
い、６５〜８５％の冷間圧延を行った後、６３０℃以上
の温度において箱焼鈍を行うことを特徴とする塑性異方
性の小さい冷間圧延鋼板の製造方法を第１の発明とし、
Ｃ０.０１〜０.０７ｗｔ％、Ｓｉ０.５ｗｔ％以
下、Ｍｎ０.１０〜０.５０ｗｔ％、Ｐ０.００２〜
０.０４ｗｔ％、Ｓ０.０４ｗｔ％以下、Ａｌ０.０
８ｗｔ％以下を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物か
らなる鋼を溶製後スラブとし、このスラブを１０００〜
１１５０℃の温度において均熱を行い、次いで、仕上げ
温度を７８０〜Ａｒ₃点以上および巻取り温度６５０℃
以上の熱間圧延を行い、６５〜８５％の冷間圧延を行っ
た後、６８０℃以上の温度において連続焼鈍を行うこと
を特徴とする塑性異方性の小さい冷間圧延鋼板の製造方
法を第２の発明とする２つの発明よりなるものである。

【００１０】本発明に係る塑性異方性の小さい冷間圧延
鋼板の製造方法について、以下詳細に説明する。

【００１１】先ず、本発明に係る塑性異方性の小さい冷
間圧延鋼板の製造方法において使用する鋼の含有成分お
よび成分割合について説明する。

【００１２】Ｃは鋼に普通に含有されている元素であ
り、加工性を向上させるためには低い程好ましいことは
よく知られていることであるが、塑性異方性を小さくす
ると共に耐縦割れ性を改善するためアルミニウムキルド
鋼では、Ｃ含有量が０.０１ｗｔ％未満では目的を達成
することができない。これは、Ｃ含有量が０.０１ｗｔ
％未満では熱間圧延鋼板で結晶粒が大きくなり易く、こ
のことに追従して塑性異方性の低下に有効な｛１１１｝
が減少し、悪影響をおよぼす｛１００｝が増加するから
である。同時に大きくなった熱間圧延鋼板の粒度は冷間
圧延・焼鈍後の粒度にも影響をおよぼし、耐縦割れ性を
劣化させるからである。そして、ＩＦ鋼、即ち、Ｃ含有
量が０.０１ｗｔ％以下の材料では、塑性異方性は種々
検討されており、ある製造条件のもとでは異方性の小さ
くなることが実証されているが、耐縦割れ性に有効な鋼
種であるアルミニウムキルド鋼で異方性を小さくする条
件を見出した。また、Ｃ含有量が０.０７ｗｔ％を越え
ると対象とする鋼の強度が軟鋼の範囲を逸脱してしま
い、さらに、対象となる部品が浅絞り、深絞りの何れで
も円筒絞り品を主な対象としており、円筒絞りの場合に
はそれほど高いγ値を必要としないとしても、ある程度
のγ値を得るためにはＣ含有量は０.０７ｗｔ％以下に
抑制する必要がある。よって、Ｃ含有量は０.０１〜０.
０７ｗｔ％とする。

【００１３】Ｓｉは軟鋼板においては略痕跡に近く、固
溶強化機能が大きい元素であり、Ｓｉ含有量が増加する
と共に強度が上昇するものであるが、対象とする製品の
強度が軟鋼であることを考慮しなければならない。よっ
て、Ｓｉ含有量は０.５ｗｔ％以下とする。

【００１４】ＭｎはＳを含有する鋼の熱間脆性を抑制す
るのに有効な元素であり、Ｓ含有量との兼ね合いから、
Ｍｎ含有量は０.１０ｗｔ％未満では効果は少なく、ま
た、軟鋼に通常含有される量が０.５０ｗｔ％以下であ
ることから、上限は０.５０ｗｔ％とする。よって、Ｍ
ｎ含有量は０.１０〜０.５０ｗｔ％とするのである。

【００１５】Ｐは強度を上昇させるけれども、加工性に
対する悪影響の少ない元素であり、塑性異方性が小さ
く、かつ、耐縦割れ性の優れた冷間圧延鋼板を得るため
には、結晶粒界に偏析し易く、粒界結合エネルギーを低
下させるＰは耐縦割れ性向上のために低いほど良いので
あり、製鋼上の技術からＰは０.００２ｗｔ％未満の含
有量とすることはできず、また、耐縦割れ性および軟鋼
の強度の観点からＰ含有量は０.０４ｗｔ％を上限と
する。よって、Ｐ含有量は０.００２〜０.０４ｗｔ％と
する。

【００１６】Ｓは加工性、特に、局部延性を著しく阻害
すると共に、強度に対する寄与は小さいので低いほど好
ましい。よって、Ｓ含有量は０.０４ｗｔ％以下とす
る。

【００１７】Ａｌは本発明に係る塑性異方性の小さい冷
間圧延鋼板の製造方法における基本的思想はアルミニウ
ムキルド鋼にあることから、Ａｌ含有量は０.０１ｗｔ
％以上含有することが望ましく、上限は溶製を行い易く
すること、表面性状を劣化させない含有量として０.０
８ｗｔ％を越えて含有させる必要はない。よって、Ａｌ
含有量は０.０８ｗｔ％以下とする。

【００１８】さらに、通常は加工性を向上させるため
に、Ｔｉ、Ｎｂ等の炭・窒化物形成元素を含有させるこ
とが広く行われてきているが、アルミニウムキルド鋼を
基本思想とすると共に、Ｃ含有量を０.０１〜０.０７ｗ
ｔ％の領域を対象としているために、強度を上昇させる
これらの炭・窒化物形成元素を含有させることは本質的
に行わないのである。

【００１９】次に、本発明に係る塑性異方性の小さい冷
間圧延鋼板の製造方法の製造条件について説明する。

【００２０】上記に説明した含有成分および成分割合の
鋼を溶製し、スラブを製作し、このスラブを熱間圧延前
に１０００〜１１５０℃の温度に均熱するのである。こ
の温度に均熱するのは、析出物を大きくし、さらに、そ
の量を少なくすることにより、冷間圧延後の焼鈍工程に
おける粒成長性を促進して、加工性を向上させることに
ある。

【００２１】従来から行われているスラブの高温均熱で
は冷間圧延後の焼鈍工程において、微細なアルミニウム
窒化物(ＡｌＮ)が再結晶前に多量に析出する結果、粒成
長が阻害され、従って、所望の機械的性質が得られない
という問題があった。即ち、図１にスラブ均熱温度と冷
間圧延・焼鈍後の結晶粒度との関係を示しており、粒成
長性はスラブ均熱温度が１０５０℃前後において最大の
方向に向かうことを示している。

【００２２】この均熱後に熱間圧延を行うのであるが、
熱間圧延の仕上温度は７８０℃〜Ａｒ₃点以上とするが
よく、加工用鋼板を製造する場合には、Ａｒ₃点以上に
おいて熱間圧延を完了させれば組織が整細粒となり、冷
間圧延・焼鈍後に加工性を向上させることができる。

【００２３】従って、スラブ均熱温度を上記範囲に規定
することと、仕上温度を７８０℃以上の温度と組み合わ
せることにより、即ち、フェライトとオーステナイトの
混在する領域の仕上温度であっても、円筒絞り成形に充
分耐える加工性が付与されると共に塑性異方性の小さい
鋼板が製造できるものである。図２にこの結果を示す。
（この図２において、均熱温度は１０７０℃であ
る。）。

【００２４】巻取温度は箱焼鈍の場合には６５０℃以下
の温度、連続焼鈍の場合には６５０℃以上の温度とする
のがよく、スラブの均熱条件においても説明したが、熱
間圧延時、仕上温度の高い、低いの如何を問わずスラブ
低温均熱過程で粒成長性を阻害しないある程度大きな析
出物が析出しており、アルミニウムキルド鋼としての前
析出の効果は得られるものの、箱焼鈍の場合には、焼鈍
途中析出の効果、連続焼鈍の場合には、焼鈍前析出の効
果を一層有効に利用するために、それぞれ焼鈍方法の違
いにより巻取温度を規制するものである。従って、この
巻取温度の限定により円筒絞り成形に充分耐える加工性
が得られると共に、塑性異方性の小さい鋼板を製造する
ことができるものである。

【００２５】熱間圧延鋼板を巻取った後、冷間圧延を行
うのであるが、冷間圧延率は６５〜８５％とするもので
あり、通常、この冷間圧延率は製品板厚と幅、要求され
る製品特性値により種々選択して行われるものであり、
普通は６０〜８０％の冷間圧延率で行われることが多
い。この冷間圧延率の上昇と共に加工性を向上させる
｛１１１｝は増加するが、ある冷間圧延率以上では加工
性を悪くする｛２００｝が急激に増加するので加工性か
ら見て好ましい冷間圧延率の範囲が存在しており、通常
は、６０〜８０％で行われたのである。

【００２６】しかして、本発明に係る塑性異方性の小さ
い冷間圧延鋼板の製造方法においては、スラブの低温均
熱、７８０℃〜Ａｒ₃点以上の熱間圧延仕上温度とする
ことを規制しているため、熱間圧延鋼板における析出物
の状態、結晶粒度の挙動が変化し、加工性が良くなり、
さらに、塑性異方性が小さくなるという最適の冷間圧延
率が高冷間圧延率側に移行して、６５〜８５％に最適値
がある。

【００２７】そして、冷間圧延後の再結晶焼鈍は、箱焼
鈍においては６３０℃以上、連続焼鈍においては６８０
℃以上の温度とする。この温度はそれぞれ各焼鈍方法の
場合における再結晶温度以上ということであり、焼鈍サ
イクルには特に規制するものではない。

【００２８】

【実施例】本発明に係る塑性異方性の小さい冷間圧
延鋼板の製造方法について、実施例を説明する。

【００２９】

【実施例】表１に示す含有成分および成分割合の鋼を
常法に従って溶解、鋳造を行って、スラブを製作した。

【００３０】このスラブを表２に示すように、均熱条
件、熱間圧延条件、冷間圧延率、焼鈍条件を種々変化さ
せて、０.８ｍｍ厚の冷間圧延鋼板を製造した。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【表２】

【００３３】これらの材料について、引張試験、γ値に
よる塑性異方性の測定、１００φブランクから３段絞り
で３３φに成形したカップを用いて縦割れ遷移温度の測
定、平面曲げの耐疲労試験を行った。表３にその結果を
示す。

【００３４】

【表３】

【００３５】表３から明らかなように、本発明に係る塑
性異方性の小さい冷間圧延鋼板の製造方法の範囲内にお
いて実施することにより、塑性異方性(△γ)が０.２以
下の鋼板が得られ、アルミニウムキルド鋼を使用するこ
とにより縦割れの遷移温度も大幅に低下していることが
わかる。図３に冷間圧延率とγと△γとの関係を示す。

【００３６】また、表３において、特殊元素のＴｉを含
む極低炭素鋼は低いＹＰと高いγ値が得られるが、通常
の製法では△γはそれ程低下せず、さらに、成形時に耳
発生が問題となる円筒絞り時には縦割れの遷移温度がア
ルミニウムキルド鋼に比して、著しく高いために縦割れ
の危険性が顕著に増大するという問題がある。図４に遷
移温度と縦割れ発生率の関係を示す。

【００３７】図５に本発明に係る塑性異方性の小さい冷
間圧延鋼板の製造方法により製造された鋼板の疲労試験
結果を示してあり、アルミニウムキルド鋼を基本とする
鋼は耐疲労特性に優れていることがわかる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る塑性
異方性の小さい冷間圧延鋼板の製造方法は上記の構成を
有しているから、製造された鋼板は絞り成形時に耳発生
を小さく抑制すると共に他部品との接合部分の外観品質
を改善し、さらに、加工性の良好な特殊元素含有極低炭
素鋼の問題点である耐縦割れ性、疲労特性を大幅に改善
するという優れた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】スラブ均熱温度と焼鈍板粒度との関係を示す図
である。

【図２】圧延の仕上温度とγおよび△γとの関係を示す
図である。

【図３】冷間圧延率とγと△γとの関係を示す図であ
る。

【図４】遷移温度と縦割れ発生率との関係を示す図であ
る。

【図５】疲労試験結果を示す図である。

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【手続補正書】

【提出日】平成５年７月２２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｃ０.０１〜０.０７ｗｔ％、Ｓｉ０.
５ｗｔ％以下、Ｍｎ０.１０〜０.５０ｗｔ％、Ｐ０.００２〜０.０
４ｗｔ％、Ｓ０.０４ｗｔ％以下、Ａｌ０.０８ｗｔ％以下を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる鋼を溶
製後スラブとし、このスラブを１０００〜１１５０℃の
温度において均熱を行い、次いで、仕上げ温度を７８０
〜Ａｒ₃点以上および巻取り温度６５０℃以下の熱間圧
延を行い、６５〜８５％の冷間圧延を行った後、６３０
℃以上の温度において箱焼鈍を行うことを特徴とする塑
性異方性の小さい冷間圧延鋼板の製造方法。
【請求項２】Ｃ０.０１〜０.０７ｗｔ％、Ｓｉ０.
５ｗｔ％以下、Ｍｎ０.１０〜０.５０ｗｔ％、Ｐ０.００２〜０.０
４ｗｔ％、Ｓ０.０４ｗｔ％以下、Ａｌ０.０８ｗｔ％以下を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる鋼を溶
製後スラブとし、このスラブを１０００〜１１５０℃の
温度において均熱を行い、次いで、仕上げ温度を７８０
〜Ａｒ₃点以上および巻取り温度６５０℃以上の熱間圧
延を行い、６５〜８５％の冷間圧延を行った後、６８０
℃以上の温度において連続焼鈍を行うことを特徴とする
塑性異方性の小さい冷間圧延鋼板の製造方法。