JPH073429A - 耐デント性ならびに耐面ひずみ性に優れた深絞り用冷延鋼板の製造方法 - Google Patents
耐デント性ならびに耐面ひずみ性に優れた深絞り用冷延鋼板の製造方法Info
- Publication number
- JPH073429A JPH073429A JP14955793A JP14955793A JPH073429A JP H073429 A JPH073429 A JP H073429A JP 14955793 A JP14955793 A JP 14955793A JP 14955793 A JP14955793 A JP 14955793A JP H073429 A JPH073429 A JP H073429A
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- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は耐デント性ならびに耐面ひずみ性に
優れた深絞り用冷延鋼板の製造方法を提供するものであ
る。 【構成】 Ti,NbをC,N,S当量より過剰に含ん
だ極低炭素鋼の加工用冷延板を連続焼鈍する際、再結晶
処理後、600℃以上、800℃以下の温度の窒化雰囲
気でアンモニア濃度(%)と窒化温度域での滞在時間
(秒)の積が50以上、500以下の条件を満足するよ
うに窒化処理し、優れた耐デント性ならびに耐面ひずみ
性を有する深絞り用鋼板の製造方法を開示する。
優れた深絞り用冷延鋼板の製造方法を提供するものであ
る。 【構成】 Ti,NbをC,N,S当量より過剰に含ん
だ極低炭素鋼の加工用冷延板を連続焼鈍する際、再結晶
処理後、600℃以上、800℃以下の温度の窒化雰囲
気でアンモニア濃度(%)と窒化温度域での滞在時間
(秒)の積が50以上、500以下の条件を満足するよ
うに窒化処理し、優れた耐デント性ならびに耐面ひずみ
性を有する深絞り用鋼板の製造方法を開示する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は耐デント性ならびに耐面
ひずみ性に優れた深絞り用冷延鋼板の製造方法に関する
ものである。
ひずみ性に優れた深絞り用冷延鋼板の製造方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】TiやNbを極低炭素鋼に添加し、固溶
C、Nを炭窒化物の形で固定したIF鋼板(Inter
stitial atom free steel s
heet)は優れた深絞り性を有する冷延鋼板として広
く使用されている。しかし、この鋼板の弱点は軟質のた
め、耐面ひずみ性には優れているが、耐デント性が劣
り、自動車用の外板等に適用すると成形後外力を加える
と形状が容易に崩れる欠点がある。一方、耐デント性を
向上させるには降伏点を高めることが有効であることが
知られているが、この場合形状凍結性が悪くなり面ひず
みが生じやすくなる。耐デント性ならびに耐面ひずみ性
を有する鋼板の製造方法として最近表層をハイテン化し
た複層鋼板による製造方法を開示した特開平4−143
227号公報が有る。しかし、複層鋼板による製造法は
大幅なコスト増となり実用的でない。
C、Nを炭窒化物の形で固定したIF鋼板(Inter
stitial atom free steel s
heet)は優れた深絞り性を有する冷延鋼板として広
く使用されている。しかし、この鋼板の弱点は軟質のた
め、耐面ひずみ性には優れているが、耐デント性が劣
り、自動車用の外板等に適用すると成形後外力を加える
と形状が容易に崩れる欠点がある。一方、耐デント性を
向上させるには降伏点を高めることが有効であることが
知られているが、この場合形状凍結性が悪くなり面ひず
みが生じやすくなる。耐デント性ならびに耐面ひずみ性
を有する鋼板の製造方法として最近表層をハイテン化し
た複層鋼板による製造方法を開示した特開平4−143
227号公報が有る。しかし、複層鋼板による製造法は
大幅なコスト増となり実用的でない。
【0003】一方、表面近傍層だけをハイテン化する方
法として、浸炭処理あるいは窒化処理がよく知られてお
り特開平3−243757号公報に浸炭・窒化処理によ
り表面近傍で強度の高い冷延鋼板ならびにその製造方法
が開示されている。しかし、優れた強度と加工性のバラ
ンスを得ることを課題としたために、耐デント性、耐面
ひずみ性に関して全く検討されておらず、耐デント性と
耐面ひずみ性を同時に満足する窒化鋼板ならびにその製
造方法についてまったく開示されていないだけでなく、
示唆する結果も提示されていない。
法として、浸炭処理あるいは窒化処理がよく知られてお
り特開平3−243757号公報に浸炭・窒化処理によ
り表面近傍で強度の高い冷延鋼板ならびにその製造方法
が開示されている。しかし、優れた強度と加工性のバラ
ンスを得ることを課題としたために、耐デント性、耐面
ひずみ性に関して全く検討されておらず、耐デント性と
耐面ひずみ性を同時に満足する窒化鋼板ならびにその製
造方法についてまったく開示されていないだけでなく、
示唆する結果も提示されていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、今まで、大
幅なコスト高を伴う複層鋼板だけで可能であった耐デン
ト性と耐面ひずみ性を同時に満足する冷延鋼板を安価に
製造する方法を提供するものである。
幅なコスト高を伴う複層鋼板だけで可能であった耐デン
ト性と耐面ひずみ性を同時に満足する冷延鋼板を安価に
製造する方法を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは耐デント性
と耐面ひずみ性を同時に満足する冷延鋼板の製造方法を
検討し、鋼の成分と窒化条件を最適化することにより連
続焼鈍でこの種の鋼を製造できることを見いだした。本
発明の要旨とするところは、重量比でC :0.005
%以下、N :0.01%以下、Mn:1.5%以下、
Si:1.0%以下、P :0.1%以下、Al:0.
005%以上、0.2%以下、TiおよびNbのいずれ
か一方または双方をC/12+N/14+S/32<
0.9(Ti/48+Nb/93)なる条件を満足し、
かつTiおよびNbのいずれか一方または双方を合計で
0.02%以上含有し、必要に応じB:0.0002%
以上、0.002%以下を添加し、残部Feおよび不可
避的不純物からなる鋼を、冷延後、連続焼鈍炉内で再結
晶焼鈍をした後、600℃以上、800℃以下の窒化雰
囲気でNH3 の濃度(%)とこの温度域での滞在時間
(秒)の積が50以上、500以下の条件で窒化処理を
することを特徴とする耐デント性ならびに耐面ひずみ性
に優れた深絞り用鋼板の製造方法にある。
と耐面ひずみ性を同時に満足する冷延鋼板の製造方法を
検討し、鋼の成分と窒化条件を最適化することにより連
続焼鈍でこの種の鋼を製造できることを見いだした。本
発明の要旨とするところは、重量比でC :0.005
%以下、N :0.01%以下、Mn:1.5%以下、
Si:1.0%以下、P :0.1%以下、Al:0.
005%以上、0.2%以下、TiおよびNbのいずれ
か一方または双方をC/12+N/14+S/32<
0.9(Ti/48+Nb/93)なる条件を満足し、
かつTiおよびNbのいずれか一方または双方を合計で
0.02%以上含有し、必要に応じB:0.0002%
以上、0.002%以下を添加し、残部Feおよび不可
避的不純物からなる鋼を、冷延後、連続焼鈍炉内で再結
晶焼鈍をした後、600℃以上、800℃以下の窒化雰
囲気でNH3 の濃度(%)とこの温度域での滞在時間
(秒)の積が50以上、500以下の条件で窒化処理を
することを特徴とする耐デント性ならびに耐面ひずみ性
に優れた深絞り用鋼板の製造方法にある。
【0006】以下に、本発明について詳細に説明する。
本発明の成分の限定理由は次の通りである。Tiおよび
Nbのいずれか一方又は双方を0.9(Ti/48+N
b/93)>C/12+N/14+S/32なる関係を
満足し、かつTiおよびNbのいずれか一方又は双方の
添加量の和を0.02%以上と限定したのは、鋼中のC
およびNを析出物の形で固定し、固溶のC,Nを冷延時
にほとんど存在させずにスムースな結晶回転を可能にす
ることにより、その後の再結晶焼鈍で製品の深絞り性を
良好ならしめるに有利な方位である(111)<112
>,(554)<225>などの集積度の高い集合組織
を有する鋼板を得ることができること、それに、窒化時
に必要な強度の上昇が得られるためである。
本発明の成分の限定理由は次の通りである。Tiおよび
Nbのいずれか一方又は双方を0.9(Ti/48+N
b/93)>C/12+N/14+S/32なる関係を
満足し、かつTiおよびNbのいずれか一方又は双方の
添加量の和を0.02%以上と限定したのは、鋼中のC
およびNを析出物の形で固定し、固溶のC,Nを冷延時
にほとんど存在させずにスムースな結晶回転を可能にす
ることにより、その後の再結晶焼鈍で製品の深絞り性を
良好ならしめるに有利な方位である(111)<112
>,(554)<225>などの集積度の高い集合組織
を有する鋼板を得ることができること、それに、窒化時
に必要な強度の上昇が得られるためである。
【0007】一方、C:0.005%以下、N:0.0
1%以下、S:0.02%以下としたのはこれらの量を
越えて、C,N,Sを添加すると製品の加工性を損なう
のみならず上記条件式を満足せしめるに必要なTiある
いはNbの量が多くなり、不必要に製造コストを高くす
るためである。なお他の成分として、強度向上のために
通常含まれる成分即ち、Si、Mn、Pの上限をそれぞ
れSi:1.0%以下、Mn:1.5%以下、P:0.
15%としたのは、これ以上に添加は加工性を劣化する
ためである。また、Bの添加は2次加工性を高めるの
で、必要に応じ0.0002%以上のBを添加すること
は効果的であるが、0.0050%以上になると加工性
の劣化が著しくなるので、上限は0.0050%とす
る。Alは溶鋼での確実な脱酸を可能にするために少な
くとも0.005%の添加が必要であるが、過度の添加
は加工性を劣化するので上限を0.2%とした。
1%以下、S:0.02%以下としたのはこれらの量を
越えて、C,N,Sを添加すると製品の加工性を損なう
のみならず上記条件式を満足せしめるに必要なTiある
いはNbの量が多くなり、不必要に製造コストを高くす
るためである。なお他の成分として、強度向上のために
通常含まれる成分即ち、Si、Mn、Pの上限をそれぞ
れSi:1.0%以下、Mn:1.5%以下、P:0.
15%としたのは、これ以上に添加は加工性を劣化する
ためである。また、Bの添加は2次加工性を高めるの
で、必要に応じ0.0002%以上のBを添加すること
は効果的であるが、0.0050%以上になると加工性
の劣化が著しくなるので、上限は0.0050%とす
る。Alは溶鋼での確実な脱酸を可能にするために少な
くとも0.005%の添加が必要であるが、過度の添加
は加工性を劣化するので上限を0.2%とした。
【0008】次に、製造プロセスの限定について説明す
る。本発明鋼の特性は加熱条件、熱延条件に大きく依存
しないので、特に限定する必要はない。すなわち、スラ
ブを再加熱した後熱延しても、直接鋳造後熱延しても差
しつかえない。また、熱延を省略した薄鋳片でも構わな
い。冷延条件も強いて限定する必要はないが、深絞り性
の好ましい集合組織を発達させるには70%以上の冷延
率が好ましい。再結晶焼鈍条件については、鋼板が再結
晶する前に窒化雰囲気にさらされると、再結晶が顕著に
抑制されるので、窒化雰囲気となる前に再結晶する必要
がある。
る。本発明鋼の特性は加熱条件、熱延条件に大きく依存
しないので、特に限定する必要はない。すなわち、スラ
ブを再加熱した後熱延しても、直接鋳造後熱延しても差
しつかえない。また、熱延を省略した薄鋳片でも構わな
い。冷延条件も強いて限定する必要はないが、深絞り性
の好ましい集合組織を発達させるには70%以上の冷延
率が好ましい。再結晶焼鈍条件については、鋼板が再結
晶する前に窒化雰囲気にさらされると、再結晶が顕著に
抑制されるので、窒化雰囲気となる前に再結晶する必要
がある。
【0009】本発明の最も重要なプロセス条件は窒化条
件で、本発明鋼を600℃以上、800℃以下の窒化雰
囲気でNH3 の濃度(%)とこの温度域での滞在時間
(秒)の積が50以上、500以下の条件で窒化処理す
ることにより耐デント性と耐面ひずみ性を同時に満足す
る冷延鋼板を製造することができる。窒化温度が600
℃以下で耐デント性と耐面ひずみ性を同時に満足する冷
延鋼板を製造することができないのは、窒化が表面近傍
だけに限られるため、必要な特性を得る窒化が実現でき
ないためと考えられる。また、800℃以上になると逆
に拡散が速く、それが原因で必要な特性を得られないも
のと思われる。
件で、本発明鋼を600℃以上、800℃以下の窒化雰
囲気でNH3 の濃度(%)とこの温度域での滞在時間
(秒)の積が50以上、500以下の条件で窒化処理す
ることにより耐デント性と耐面ひずみ性を同時に満足す
る冷延鋼板を製造することができる。窒化温度が600
℃以下で耐デント性と耐面ひずみ性を同時に満足する冷
延鋼板を製造することができないのは、窒化が表面近傍
だけに限られるため、必要な特性を得る窒化が実現でき
ないためと考えられる。また、800℃以上になると逆
に拡散が速く、それが原因で必要な特性を得られないも
のと思われる。
【0010】NH3 の濃度(%)とこの温度域での滞在
時間(秒)の積が50以下で耐デント性と耐面ひずみ性
を同時に満足する冷延鋼板を製造することができない理
由は明確ではないが、必ずしも窒化が十分に進行しない
のではなく、耐デント性を高める板厚方向の窒化分布が
達成されないのが原因と思われる。一方、NH3 の濃度
(%)とこの温度域での滞在時間(秒)の積が500以
上で耐デント性と耐面ひずみ性を同時に満足する冷延鋼
板を製造することができないのは、鋼板の降伏強度が高
くなり過ぎ、形状凍結性が劣化し、面ひずみが生じるた
めと考えられる。
時間(秒)の積が50以下で耐デント性と耐面ひずみ性
を同時に満足する冷延鋼板を製造することができない理
由は明確ではないが、必ずしも窒化が十分に進行しない
のではなく、耐デント性を高める板厚方向の窒化分布が
達成されないのが原因と思われる。一方、NH3 の濃度
(%)とこの温度域での滞在時間(秒)の積が500以
上で耐デント性と耐面ひずみ性を同時に満足する冷延鋼
板を製造することができないのは、鋼板の降伏強度が高
くなり過ぎ、形状凍結性が劣化し、面ひずみが生じるた
めと考えられる。
【0011】
【実施例】本発明の実施例を、比較例と共に説明する。
表1に示した成分組成を有する鋼を種々の条件で窒化処
理した。これらの条件と製品特性を表2に示す。ここで
の材料は、連続鋳造スラブを1200℃に加熱し、約9
30℃で仕上圧延した4mm厚の熱延板を80%冷延
し、連続焼鈍の前半で800℃で30秒の再結晶焼鈍を
し、その後窒化処理をしたものである。実験1から10
までは同じ材料を用いてプロセス条件の影響を明確にし
た。また、実験11から23までは鋼種の影響を明らか
にした。降伏点(YP)が250MPa以上になると面
ひずみが生じやすいという従来の知見に基づきYP<2
50MPaならば面ひずみが発生しないとした。また、
デント性の指標は図1に示す実験装置により鋼板に負荷
を与えた後、残った凹み量でもって表した。
表1に示した成分組成を有する鋼を種々の条件で窒化処
理した。これらの条件と製品特性を表2に示す。ここで
の材料は、連続鋳造スラブを1200℃に加熱し、約9
30℃で仕上圧延した4mm厚の熱延板を80%冷延
し、連続焼鈍の前半で800℃で30秒の再結晶焼鈍を
し、その後窒化処理をしたものである。実験1から10
までは同じ材料を用いてプロセス条件の影響を明確にし
た。また、実験11から23までは鋼種の影響を明らか
にした。降伏点(YP)が250MPa以上になると面
ひずみが生じやすいという従来の知見に基づきYP<2
50MPaならば面ひずみが発生しないとした。また、
デント性の指標は図1に示す実験装置により鋼板に負荷
を与えた後、残った凹み量でもって表した。
【0012】
【表1】
【0013】
【表2】
【0014】本発明範囲の実験番号3,4,5,6,
8,11,12,13,14,15,22は面ひずみ指
数、デント性指数共に良好で、加工性にも優れている。
一方、実験番号1は窒化処理をしてないため、耐デント
性が劣る。実験番号2は窒化が十分行われず、十分な耐
デント性が得られなかった。実験番号7は窒化過剰のた
め耐面ひずみ性に支障をきたした。実験番号9は窒化温
度が低く、窒化が十分行なわれず、十分な耐デント性が
得られなかった。実験番号11は逆に窒化温度が高す
ぎ、アンモニアが鋼板表面で活性な窒素と水素に分解す
る前に、雰囲気中で分解を起こし、不活性な窒素になる
量が多くなるため窒化が十分行なわれず、十分な耐デン
ト性が得られなかった。
8,11,12,13,14,15,22は面ひずみ指
数、デント性指数共に良好で、加工性にも優れている。
一方、実験番号1は窒化処理をしてないため、耐デント
性が劣る。実験番号2は窒化が十分行われず、十分な耐
デント性が得られなかった。実験番号7は窒化過剰のた
め耐面ひずみ性に支障をきたした。実験番号9は窒化温
度が低く、窒化が十分行なわれず、十分な耐デント性が
得られなかった。実験番号11は逆に窒化温度が高す
ぎ、アンモニアが鋼板表面で活性な窒素と水素に分解す
る前に、雰囲気中で分解を起こし、不活性な窒素になる
量が多くなるため窒化が十分行なわれず、十分な耐デン
ト性が得られなかった。
【0015】実験番号16はC量が本発明の範囲より多
いため、板厚全域で析出物が多く生成し、YPを高める
結果となり、耐面ひずみ性を満足することができなかっ
た。実験番号17,18,19はそれぞれSi,Mn,
P本発明の範囲より過剰に添加されているため、窒化後
YPが高くなり耐面ひずみ性を満足することができなか
った。実験番号20は0.9(Ti/48+Nb/9
3)>(C/12+N/14+S/32の条件は満足し
ているが、Ti量が本発明の範囲以下であったため、窒
化により十分なTiNが析出せず、窒化の効果が十分に
出ず、十分な耐デント性が得られなかった。
いため、板厚全域で析出物が多く生成し、YPを高める
結果となり、耐面ひずみ性を満足することができなかっ
た。実験番号17,18,19はそれぞれSi,Mn,
P本発明の範囲より過剰に添加されているため、窒化後
YPが高くなり耐面ひずみ性を満足することができなか
った。実験番号20は0.9(Ti/48+Nb/9
3)>(C/12+N/14+S/32の条件は満足し
ているが、Ti量が本発明の範囲以下であったため、窒
化により十分なTiNが析出せず、窒化の効果が十分に
出ず、十分な耐デント性が得られなかった。
【0016】実験番号21は0.9(Ti/48+Nb
/93)>C/12+N/14+S/32の条件を満足
しなかったため、窒化時に析出物を形成する窒化前の固
溶のTi,Nbの量が少なく、窒化の効果が十分に出
ず、十分な耐デント性が得られなかった。また、実験番
号23ではTi,Nbが添加されていないため、窒化の
効果が十分に出ず、十分な耐デント性が得られなかっ
た。
/93)>C/12+N/14+S/32の条件を満足
しなかったため、窒化時に析出物を形成する窒化前の固
溶のTi,Nbの量が少なく、窒化の効果が十分に出
ず、十分な耐デント性が得られなかった。また、実験番
号23ではTi,Nbが添加されていないため、窒化の
効果が十分に出ず、十分な耐デント性が得られなかっ
た。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、今まで、複層鋼板のよ
うな大幅なコスト増なしには不可能であった耐面ひずみ
性と耐デント性を同時に満足する鋼板を、安価に製造で
き工業的に価値の高い発明である。
うな大幅なコスト増なしには不可能であった耐面ひずみ
性と耐デント性を同時に満足する鋼板を、安価に製造で
き工業的に価値の高い発明である。
【図1】デント性の測定の実験方法の概要を示した説明
図である。
図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 重量比でC :0.005%以下、 N :0.01%以下、 Mn:1.5%以下、 Si:1.0%以下、 P :0.1%以下、 Al:0.005%以上、0.2%以下、C/12+N
/14+S/32<0.9(Ti/48+Nb/93)
なる条件を満足するTi、Nbのいずれか一方または双
方を合計0.02%以上含有し、残部Feおよび不可避
的不純物からなる鋼を、冷延後、連続焼鈍炉内で再結晶
焼鈍をした後、600℃以上、800℃以下の温度で、
かつNH3 の濃度(%)とこの温度域での滞在時間
(秒)の積が50以上、500以下の条件で窒化処理す
ることを特徴とする耐デント性ならびに耐面ひずみ性に
優れた深絞り用鋼板の製造方法。 - 【請求項2】 重量比でC :0.005%以下、 N :0.01%以下、 Mn:1.5%以下、 Si:1.0%以下、 P :0.1%以下、 B :0.0002%以上、0.002%以下、 Al:0.005%以上、0.2%以下、をC/12+
N/14+S/32<0.9(Ti/48+Nb/9
3)なる条件を満足するTi、Nbのいずれか一方また
は双方を合計0.02%以上含有し、残部Feおよび不
可避的不純物からなる鋼を、冷延後、連続焼鈍炉内で再
結晶焼鈍をした後、600℃以上、800℃以下の窒化
雰囲気でNH3 の濃度(%)とこの温度域での滞在時間
(秒)の積が50以上、500以下の条件で窒化処理を
することを特徴とする耐デント性ならびに耐面ひずみ性
に優れた深絞り用鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05149557A JP3105380B2 (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | 耐デント性ならびに耐面ひずみ性に優れた深絞り用冷延鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05149557A JP3105380B2 (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | 耐デント性ならびに耐面ひずみ性に優れた深絞り用冷延鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH073429A true JPH073429A (ja) | 1995-01-06 |
| JP3105380B2 JP3105380B2 (ja) | 2000-10-30 |
Family
ID=15477778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05149557A Expired - Fee Related JP3105380B2 (ja) | 1993-06-21 | 1993-06-21 | 耐デント性ならびに耐面ひずみ性に優れた深絞り用冷延鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3105380B2 (ja) |
Cited By (6)
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|---|---|---|---|---|
| WO2005056841A1 (en) * | 2003-12-09 | 2005-06-23 | Nippon Steel Corporation | Steel sheet for containers, and manufacturing method therefor |
| WO2005068667A1 (en) * | 2004-01-19 | 2005-07-28 | Nippon Steel Corporation | Steel sheet for use in containers and manufacturing method therefor |
| EP1806420A4 (en) * | 2004-09-09 | 2008-04-23 | Nippon Steel Corp | STEEL PLATE FOR EXTREMELY THIN CONTAINERS AND RELATED MANUFACTURING METHOD |
| JP2013023694A (ja) * | 2011-07-15 | 2013-02-04 | Jfe Steel Corp | 形状凍結性に優れた冷延鋼板およびその製造方法 |
| JP2013151738A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-08-08 | Jfe Steel Corp | 耐デント性に優れた高強度薄鋼板およびその製造方法 |
| WO2014057519A1 (ja) * | 2012-10-11 | 2014-04-17 | Jfeスチール株式会社 | 形状凍結性に優れた冷延鋼板およびその製造方法 |
-
1993
- 1993-06-21 JP JP05149557A patent/JP3105380B2/ja not_active Expired - Fee Related
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