JPH0649596A - 曲げ加工性に優れた表層低降伏強度鋼板及びその製造方法 - Google Patents

曲げ加工性に優れた表層低降伏強度鋼板及びその製造方法

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JPH0649596A
JPH0649596A JP4203953A JP20395392A JPH0649596A JP H0649596 A JPH0649596 A JP H0649596A JP 4203953 A JP4203953 A JP 4203953A JP 20395392 A JP20395392 A JP 20395392A JP H0649596 A JPH0649596 A JP H0649596A
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裕治 野見山
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 曲げ加工性に優れた表層低降伏強度鋼板を提
供する。 【構成】 Ac3 点以上の温度の鋼片もしくは鋼板を、
圧延中途中水冷時の板厚をt0 、製品板厚をtとした
時、表層から少なくとも板厚方向に1×t0 /t(mm)
以上、0.3×t0 の領域を2℃/sec以上の冷速でAr
1 点以下まで急冷して、その後、当該表層部がAr3
下の温度から圧延を開始もしくは再開し、(Ac3 −5
0)℃からAc3 ℃の範囲で圧延を終了し、その後Ac
3 点以上に復熱させることなく少なくともAr1 点まで
を当該表層部を1℃/sec以上の冷速で冷却し、更に(A
1 −100)℃から(Ac1 )℃の範囲で3分以上滞
留させ、板厚の1mm以上30%以下の範囲にわたる鋼板
の表裏層部の降伏強度が板厚内部の降伏強度より5kg/
mm2 以上低く、かつ表裏層と内部の界面に連続性のある
曲げ加工性に優れた表層低降伏強度鋼板の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は曲げ加工性に優れた表層
低降伏強度鋼板及びその製造方法である。
【0002】
【従来の技術】従来は溶接により構造物を建造していた
が、溶接技術者の減少、環境対策等により溶接に代わ
り、プレスによる成形加工の要求が一層高くなった。プ
レス成形では素板が破断せずに成形されること以外に、
製品形状の寸法精度が要求される。また製品形状が大き
いほどこの要求は強い。この寸法精度の得られやすさが
形状性である。一般に形状性良好な鋼板は降伏点の低
い、いわゆる低降伏点鋼板が要求される。更に曲げ加工
時に、必要なプレス等の能力が低くてすみ、かつ板厚全
体では所定の強度を満足できる鋼板が望まれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は鋼板の表裏層
の低降伏強度化によりプレス成形時の必要プレス能力を
低減する鋼板及びその製造方法を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は板厚の1mm以
上、30%以下の範囲にわたって、鋼板の表裏層部の組
織が板厚内部のフェライト粒径の3倍以上の粒径を有
し、かつ表裏層と内部の界面に連続性のあることを特徴
とする曲げ加工性に優れた表層低降伏強度鋼板である。
【0005】更に本発明は板厚の1mm以上、30%以下
の範囲にわたる鋼板の表裏層部の降伏強度が板厚内部の
降伏強度より5kg/mm2 以上低く、かつ表裏層と内部の
界面に連続性のあることを特徴とする曲げ加工性に優れ
た表層低降伏強度鋼板である。
【0006】更に本発明はAc3 点以上の温度の鋼片も
しくは鋼板を、圧延中途中水冷時の板厚をt0 、製品板
厚をtとした時、表層から少なくとも板厚方向に1×t
0 /t(mm)以上、0.3×t0 の領域を2℃/sec以上
の冷速でAr1 点以下まで急冷して、その後、当該表層
部がAr3 以下の温度から圧延を開始もしくは再開し、
(Ac3 −50)℃からAc3 ℃の範囲で圧延を終了
し、その後Ac3 点以上に復熱させることなく少なくと
もAr1 点までを当該表層部を1℃/sec以上の冷速で冷
却し、更に(Ac1 −100)℃から(Ac1 )℃の範
囲で3分以上滞留させ、板厚の1mm以上、30%以下の
範囲にわたる鋼板の表裏層部の降伏強度が板厚内部の降
伏強度より5kg/mm2 以上低く、かつ表裏層と内部の界
面に連続性のある曲げ加工性に優れた表層低降伏強度鋼
板の製造方法である。
【0007】以下本発明について説明する。本発明にお
いて、対象とする構造用鋼は、通常の構造用鋼が所要の
材質を得るために添加される元素の種類と量を含む鋼で
ある。
【0008】これ等の各成分元素とその添加理由と量を
以下に示す。Cは、鋼の強度を向上する有効な成分とし
て添加するものであるが、0.20%を超える過剰な含
有量では、Ac1 −100〜Ac1 ℃範囲での保持にお
いてフェライトの粒成長が期待できず、溶接部に島状マ
ルテンサイトを析出し、鋼の靭性を著しく劣化させるの
で、0.20%以下に規制する。
【0009】Siは溶鋼の脱酸元素として必要であり、
また強度増加元素として有用であるが、1.0%を超え
て過剰に添加すると、鋼の加工性を低下させ、溶接部の
靭性を劣化させる。また、0.01%未満では脱酸効果
が不十分なため、添加量を0.01〜1.0%に規制す
る。
【0010】Mnも脱酸成分元素として必要であり、
0.3%未満では鋼の清浄度を低下し、加工性を害す
る。また鋼材の強度を向上する成分として0.3%以上
の添加が必要である。しかし、Mnは変態温度を下げる
ので、過剰の添加により2相域圧延温度が下がりすぎ、
変形抵抗の上昇をきたすので、2.0%を上限とする。
【0011】Al及びNは、Al窒化物による鋼の微細
化の他、圧延過程での固溶、析出により、鋼の結晶方位
の整合及び再結晶に有効な働きをさせるために添加す
る。しかし、添加量が少ない時にはその効果がなく、過
剰の場合には鋼の靭性を劣化させるので、Al:0.0
01〜0.20%、N:0.020%以下に限定する。
以上が、本発明が対象とする鋼の基本成分であるが、母
材強度の上昇あるいは、継手靭性の向上の目的のため、
要求される性質に応じて、合金元素を添加する場合は、
変態温度を下げすぎると2相域での変形抵抗が増し、圧
延が困難になるので、合金の添加量としては、Ni,C
r,Mo,Cu,W,Co,V,Nb,Ti,Zr,T
a,Hf,希土類元素,Y,Ca,Mg,Te,Se,
Bを1種類以上添加してよいが、合計で4.5%以内に
規制する。
【0012】本発明では板厚の1mm以上、30%以下の
範囲にわたって、鋼板の表裏層部の組織が板厚内部のフ
ェライト粒径の3倍以上の粒径を有するものとする。ま
た鋼板の表裏層部の降伏強度が板厚内部の降伏強度より
5kg/mm2 以上低く、かつ表裏層と内部の界面に連続性
があるものとする。
【0013】即ち本発明の鋼板表面の降伏強度が重要で
あるが、腐食代を考慮すると通常環境でも1mm以上は必
要である。また板中央部の板厚30%以上を低降伏強度
にすると、鋼板の強度が維持できなくなる。
【0014】従って板厚の1mm以上、30%以下の範囲
を表裏層部としている。一般にクラッド鋼では、内部と
表層部を異強度にすることは、従来から行われている。
しかし、曲げ加工時や脆性破壊時に界面に剥離すること
があり、その界面の特性の維持、保証が難しい。本発明
では、後述のように異質界面が存在しないので、上記の
ような問題は無い。
【0015】鋼板表層部に本発明の組織を形成せしめる
ためには、圧延中に鋼板表面を水冷し、Ar1 点以下と
することで一旦フェライト変態させてしまい、急速冷却
によっても殆ど温度の低下しない板厚中心部の顕熱を利
用して、表層部のフェライト組織を昇温させながら更に
圧延を行い、表層部に残留転位密度の高い改質組織を形
成する。
【0016】更に(Ac1 −100)℃から(Ac1
℃の範囲で3分以上滞留させることにより板厚の1mm以
上、30%以下の範囲にわたる鋼板の表裏層部の降伏強
度が板厚内部の降伏強度より5kg/mm2 以上低く、かつ
表裏層と内部の界面に連続性のある曲げ加工性に優れた
表層低降伏強度鋼板を得ることができる。
【0017】即ち、(Ac1 −100)℃から(A
1 )℃の範囲に3分以上の滞留により表層の加工フェ
ライトを粒成長させて、粗大かつ純度の高いフェライト
を確保する。フェライトの粒径により、降伏強度が決ま
るが、本発明では表層フェライト粒を内部の3倍とし
た。従って本発明では鋼板表裏層と内部間に異質界面は
存在せず、組織的に連続している。また高温でのテンパ
ー処理により、加工性を確保するために必要なフェライ
ト内の固溶炭素濃度減少を実現させたので、伸びが向上
した。
【0018】図1はフェライト粒径と降伏強度、伸びと
の関係、図2はフェライト粒径とAc1 −50〜Ac1
温度での滞留時間との関係である。
【0019】
【実施例】供試鋼の成分を表1に、製造条件及び得られ
た材質を表2に示す。
【0020】
【表1】
【0021】
【表2】
【0022】
【表3】
【0023】
【表4】
【0024】
【表5】
【0025】表2の試験番号1〜12は本発明例、試験
番号13〜24は比較例を示している。
【0026】本発明例によるものは各部位の平均降伏強
さが表層部と内部とで50kgf/mm2以上の差を有し、加
工性に優れ、また成分に応じて継手靭性を確保できる。
【0027】一方比較例13は所定の圧延中途中水冷、
昇温圧延を実施しているものの、圧延後の冷速が遅かっ
たので、残留転位密度が緩冷中に減少してしまい、その
後所定の熱処理を適用しても表層部のフェライト粒径は
あまり粗大化せず、鋼板全体の伸び、90°曲げ時の必
要荷重が本発明例より劣化した。
【0028】比較例14は所定の昇温圧延、その後の冷
却まで適用したが、熱処理の温度が高すぎたので板内部
までオーステナイト化し、その後の徐冷によりフェライ
ト変態したものの、内部もフェライト粒径が大きくなっ
たため、鋼板全体としての強度が下がり、加工時の必要
荷重化もそのメリットは小さかった。
【0029】比較例15は所定の昇温圧延において圧延
終了温度が高かったので、残留転位密度を表層部に高め
ることができず、その後の熱処理でも表層部のフェライ
トを粗大化できず、板内部との強度差を確保できなかっ
た。
【0030】比較例16は所定の昇温圧延、途中冷却、
熱処理を適用したが、Ar1 に冷却された厚みが30%
以上だったため、鋼板全体の強度が維持できず、加工性
のメリットも小さかった。
【0031】又比較例17,18,21〜24は熱処理
を適用していないため表層部と内部の降伏強度に差はほ
とんどなく、加工性のメリットは当然のことながら得ら
れていない。
【0032】更に比較例19は熱処理温度をAc3 以上
としたため板表面から9mmにわたってフェライト粒の粗
大化を達成できたが、板厚の30%以上となり、鋼板の
強度は低下した。
【0033】
【発明の効果】本発明によると、鋼板表層に加工フェラ
イトを生成させて、これを熱処理により粒成長させ、粗
大かつ純度の高いフェライトを確保するので、内層と表
裏層との間に異質界面が存在しない。従って、曲げ加工
性や脆性破壊時に界面剥離を生ずることがなく、低降伏
強度鋼材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】フェライト粒径と降伏強度、伸びとの関係を示
す図表である。
【図2】フェライト粒径とAc1 −50〜Ac1 温度で
の滞留時間との関係を示す図表である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 板厚の1mm以上、30%以下の範囲にわ
    たって、鋼板の表裏層部の組織が板厚内部のフェライト
    粒径の3倍以上の粒径を有し、かつ表裏層と内部の界面
    に連続性のあることを特徴とする曲げ加工性に優れた表
    層低降伏強度鋼板。
  2. 【請求項2】 板厚の1mm以上、30%以下の範囲にわ
    たる鋼板の表裏層部の降伏強度が板厚内部の降伏強度よ
    り5kg/mm2 以上低く、かつ表裏層と内部の界面に連続
    性のあることを特徴とする請求項1記載の曲げ加工性に
    優れた表層低降伏強度鋼板。
  3. 【請求項3】 Ac3 点以上の温度の鋼片もしくは鋼板
    を、圧延中途中水冷時の板厚をt0 、製品板厚をtとし
    た時、表層から少なくとも板厚方向に1×t0 /t(m
    m)以上、0.3×t0 の領域を2℃/sec以上の冷速で
    Ar1 点以下まで急冷して、その後、当該表層部がAr
    3 以下の温度から圧延を開始もしくは再開し、(Ac3
    −50)℃からAc3 ℃の範囲で圧延を終了し、その後
    Ac3 点以上に復熱させることなく少なくともAr1
    までを当該表層部を1℃/sec以上の冷速で冷却し、更に
    (Ac1 −100)℃から(Ac1 )℃の範囲で3分以
    上滞留させ板厚の1mm以上、30%以下の範囲にわたる
    鋼板の表裏層部の降伏強度が板厚内部の降伏強度より5
    kg/mm2 以上低く、かつ表裏層と内部の界面に連続性の
    あることを特徴とする曲げ加工性に優れた表層低降伏強
    度鋼板の製造方法。
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JP2015193917A (ja) * 2014-03-28 2015-11-05 Jfeスチール株式会社 調質高張力厚鋼板及びその製造方法

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