JPH0670267B2 - 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

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JPH0670267B2
JPH0670267B2 JP3153980A JP15398091A JPH0670267B2 JP H0670267 B2 JPH0670267 B2 JP H0670267B2 JP 3153980 A JP3153980 A JP 3153980A JP 15398091 A JP15398091 A JP 15398091A JP H0670267 B2 JPH0670267 B2 JP H0670267B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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58
−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。
【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。
【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。
【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Al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)/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】
【作用】
【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。
【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。
【0012】N:本発明においては、NをTiN、B
N、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。
【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}×100≧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、T
i、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。
【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。
【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。
【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。
【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≦0.100%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。
【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。
【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)
【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。
【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:0.0
035%、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
【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。
【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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−317647(JP,A) 特開 昭63−310939(JP,A) 特開 昭63−317649(JP,A) 特開 平2−197528(JP,A) 特開 昭63−76848(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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:0.005
    %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)/Total
    N}×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。
JP3153980A 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 Expired - Fee Related JPH0670267B2 (ja)

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