JPH0756054B2 - スポット溶接継手の耐疲労特性に優れる加工用冷延鋼板の製造方法 - Google Patents
スポット溶接継手の耐疲労特性に優れる加工用冷延鋼板の製造方法Info
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- JPH0756054B2 JPH0756054B2 JP31840488A JP31840488A JPH0756054B2 JP H0756054 B2 JPH0756054 B2 JP H0756054B2 JP 31840488 A JP31840488 A JP 31840488A JP 31840488 A JP31840488 A JP 31840488A JP H0756054 B2 JPH0756054 B2 JP H0756054B2
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Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、曲げ加工、プレス成形加工、絞り成形加
工、深絞り加工および超深絞加工などの用途に用いて好
適な加工用冷延鋼板の製造方法に関し、とくにスポット
溶接継手の耐疲労特性の有利な改善を図ったものであ
る。
工、深絞り加工および超深絞加工などの用途に用いて好
適な加工用冷延鋼板の製造方法に関し、とくにスポット
溶接継手の耐疲労特性の有利な改善を図ったものであ
る。
（従来の技術） 冷却鋼板は、その優れた加工性ゆえに、プレス成形や深
絞り加工など加工用鋼板として広く用いられている。し
かしながらその有用性ゆえに、加工性の他にも幾多の特
性について良好な材質を有することが要求されている。
冷延鋼板はスポット溶接されることが極めて多く、自動
車の組み立て工程がそのよい例である。一台の乗用車の
スポット溶接の打点数は数千点にも及ぶ。溶接継手部分
は外部から荷重が加わった時に応力が集中し多く、自動
車走行時の繰り返し応力による疲労破壊は重大事故を招
きかねない。したがって、加工用冷延鋼板においてスポ
ット溶接継手の疲労強度はきわめて重要な特性である。
絞り加工など加工用鋼板として広く用いられている。し
かしながらその有用性ゆえに、加工性の他にも幾多の特
性について良好な材質を有することが要求されている。
冷延鋼板はスポット溶接されることが極めて多く、自動
車の組み立て工程がそのよい例である。一台の乗用車の
スポット溶接の打点数は数千点にも及ぶ。溶接継手部分
は外部から荷重が加わった時に応力が集中し多く、自動
車走行時の繰り返し応力による疲労破壊は重大事故を招
きかねない。したがって、加工用冷延鋼板においてスポ
ット溶接継手の疲労強度はきわめて重要な特性である。
一方、冷延鋼板の製造工程が従来の箱焼鈍から連続焼鈍
に変化するにつれて、極低炭素鋼が多用されるようにな
った。極低炭素鋼は条件によってスポット溶接継手の疲
労強度が低いことがある。
に変化するにつれて、極低炭素鋼が多用されるようにな
った。極低炭素鋼は条件によってスポット溶接継手の疲
労強度が低いことがある。
ここに自動車などの安全性を向上させることは今や世界
的なテーマであり、従来の鋼板よりもスポット溶接継手
の疲労強度を一層向上させることが重要な課題となって
いる。
的なテーマであり、従来の鋼板よりもスポット溶接継手
の疲労強度を一層向上させることが重要な課題となって
いる。
この発明の加工用鋼板に近い技術としては、たとえば特
開昭54-135616号公報、特開昭53-52222号公報、特開昭6
1-246344号公報、特開昭58-25436号公報、特開昭53-137
021号公報、特開昭58-110659号公報および特開昭57-454
55号公報などがあるが、いずれも冷延鋼板の機械的特性
の改善をその特徴としていて、スポット溶接継手の疲労
強度に関する記載はない。
開昭54-135616号公報、特開昭53-52222号公報、特開昭6
1-246344号公報、特開昭58-25436号公報、特開昭53-137
021号公報、特開昭58-110659号公報および特開昭57-454
55号公報などがあるが、いずれも冷延鋼板の機械的特性
の改善をその特徴としていて、スポット溶接継手の疲労
強度に関する記載はない。
（発明が解決しようとする課題） プレス成形等の加工性に優れるのは勿論のこと、とくに
スポット溶接継手の耐疲労特性に優れる鋼板を得ること
が、この発明の目的である。
スポット溶接継手の耐疲労特性に優れる鋼板を得ること
が、この発明の目的である。
（課題を解決するための手段） さて発明者らは、鋼板のスポット溶接継手の耐疲労特性
の向上を図るべく鋭意研究を重ねた結果、とくにO,Alお
よびＮの成分組成を適正範囲に規制することが所期した
目的の達成に関し、極めて有効であることを突き止め、
この発明を完成させるに至ったのである。
の向上を図るべく鋭意研究を重ねた結果、とくにO,Alお
よびＮの成分組成を適正範囲に規制することが所期した
目的の達成に関し、極めて有効であることを突き止め、
この発明を完成させるに至ったのである。
すなわちこの発明は、 C:0.0028wt％（以下単に％で示す）以下、 Si:1.0％以下、 Mn:1.0％以下、 P:0.15％以下、 S:0.0200％以下、 O:0.0045％以下、 N:0.0020％以下および Al:（30×％Ｎ）〜0.15％ を含み、ときにはさらに Nb:0.001〜0.025％および B:0.0002〜0.0020％ のうちから選んだ少なくとも一種 を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなる鋼片
を、600℃以上の仕上げ温度で熱間圧延し、ついで圧下
率:60％以上で冷間圧延したのち、Ac3変態点以下の温度
で再結晶焼鈍を施すことからなるスポット溶接継手の耐
疲労特性に優れる加工用冷延鋼板の製造方法である。
を、600℃以上の仕上げ温度で熱間圧延し、ついで圧下
率:60％以上で冷間圧延したのち、Ac3変態点以下の温度
で再結晶焼鈍を施すことからなるスポット溶接継手の耐
疲労特性に優れる加工用冷延鋼板の製造方法である。
（作用） 冷延鋼板のスポット溶接継手の疲労特性は、鋼板を素材
とする製品において極めて重要な特性であるにもかかわ
らが、従来、鋼成分の影響に関しての研究は少ない。
とする製品において極めて重要な特性であるにもかかわ
らが、従来、鋼成分の影響に関しての研究は少ない。
発明者らは、冷延鋼板のスポット溶接継手の疲労特性に
及ぼす鋼成分の影響について研究を重ね、以下のような
知見を得た。
及ぼす鋼成分の影響について研究を重ね、以下のような
知見を得た。
第１図に、0.8mm厚の冷延鋼板の剪断引張りにおける疲
労限界値（１千万回）と０量及びAl/N比との関係につい
て調べた結果を示す。他の鋼成分および製造条件は表１
に示すとおりである。表２にはスポット溶接条件を示
す。なおナゲット径は約5mmとなるように溶接電流を調
整した。
労限界値（１千万回）と０量及びAl/N比との関係につい
て調べた結果を示す。他の鋼成分および製造条件は表１
に示すとおりである。表２にはスポット溶接条件を示
す。なおナゲット径は約5mmとなるように溶接電流を調
整した。
第１図には、従来の低炭素Alキルド箱焼鈍材より高い疲
労限界値を有する領域をハッチングにより示したが、０
が0.0045％以下及びAl/Nが30以上がその領域に対応す
る。
労限界値を有する領域をハッチングにより示したが、０
が0.0045％以下及びAl/Nが30以上がその領域に対応す
る。
この理由を解明すべく、疲労限界値の高い試料の溶接部
の断面について硬度分布を調査したところ、溶融部から
熱影響部にいたる硬度差が従来鋼板より小さく、しかも
滑らかな分布をしていることが判明した。このことが応
力負荷時に、継手部分の応力集中による疲労クラックの
発生及び伝播に対して有利に作用するものと考えられ
る。
の断面について硬度分布を調査したところ、溶融部から
熱影響部にいたる硬度差が従来鋼板より小さく、しかも
滑らかな分布をしていることが判明した。このことが応
力負荷時に、継手部分の応力集中による疲労クラックの
発生及び伝播に対して有利に作用するものと考えられ
る。
さらにNbおよび／またはＢを適正量添加した場合には疲
労限界値が一層高くなることも併せて見いだされた。
労限界値が一層高くなることも併せて見いだされた。
以下、この発明において素材の成分組成を前記範囲に限
定した理由について述べる。
定した理由について述べる。
C:Cは、良好な伸び、ｒ値を有する鋼板を得るためには
従来の低炭材より低い極低炭素系でなければならない。
また、Ｃ量が低いほうが耐疲労特性に有利である。した
がって、Ｃは極力低減することが好ましいが、0.0028％
以下で許容できる。とくに好ましい範囲は0.0015％以下
である。
従来の低炭材より低い極低炭素系でなければならない。
また、Ｃ量が低いほうが耐疲労特性に有利である。した
がって、Ｃは極力低減することが好ましいが、0.0028％
以下で許容できる。とくに好ましい範囲は0.0015％以下
である。
Si:Siは1.0％より多く存在すると鋼板の伸びおよび絞り
性を劣化させるので、1.0％以下とする。
性を劣化させるので、1.0％以下とする。
Mn:MnもSiと同様、過剰な添加は鋼板の伸びおよび絞り
性を劣化させるので、1.0％以下とする。
性を劣化させるので、1.0％以下とする。
P:Pは0.15％を超えて多量に含有されると粒界への偏析
量が増し脆化するので0.15％以下に制限した。
量が増し脆化するので0.15％以下に制限した。
S:Sは0.0200％を超えて多量に添加されると耐腐食性の
急激な劣化を招くので0.0200％以下に制限する。とはい
えあまりに低すぎると脱スケール性が劣化し表面性状が
悪化するので0.0035％以上とするのが好ましい。
急激な劣化を招くので0.0200％以下に制限する。とはい
えあまりに低すぎると脱スケール性が劣化し表面性状が
悪化するので0.0035％以上とするのが好ましい。
O:Oの範囲はこの発明においてとくに重要であり、Ｏ量
を0.0045％以下まで抑制しないと従来鋼板以上の耐疲労
特性が得られない。これは固溶状態のＯもしくは酸化物
状態のＯ量が疲労クラックの発生及び伝播に対して影響
するためと考えられる。とくに好ましい範囲は0.0035％
以下である。
を0.0045％以下まで抑制しないと従来鋼板以上の耐疲労
特性が得られない。これは固溶状態のＯもしくは酸化物
状態のＯ量が疲労クラックの発生及び伝播に対して影響
するためと考えられる。とくに好ましい範囲は0.0035％
以下である。
N:Nが多くなると材質が劣化するだけでなく後述するよ
うに必要とするAl量が過剰となり表面性状を劣化させる
ので、0.0020％以下とする。とくに好ましくは0.0017％
以下である。
うに必要とするAl量が過剰となり表面性状を劣化させる
ので、0.0020％以下とする。とくに好ましくは0.0017％
以下である。
Al:Alの範囲もこの発明においてとくに重要であり、Ｎ
量との関係においてAl/Nを30以上、とくに好ましくは35
以上とする必要がある。
量との関係においてAl/Nを30以上、とくに好ましくは35
以上とする必要がある。
ここに固溶状態のAlもしくはAlNの析出物としての分布
状態が溶接熱影響部の組織に影響して耐疲労特性を向上
させていると考えられる。
状態が溶接熱影響部の組織に影響して耐疲労特性を向上
させていると考えられる。
しかしながらあまりに多量の添加は、上述したとおり表
面性状の劣化を招くので0.15％以下とする必要がある。
面性状の劣化を招くので0.15％以下とする必要がある。
以上述べたところのほか、この発明においては、耐疲労
特性のより一層の向上を目的として、Nb:0.001〜0.025
％、B:0.0002〜0.0020％の１種もしくは２種を添加する
ことができる。
特性のより一層の向上を目的として、Nb:0.001〜0.025
％、B:0.0002〜0.0020％の１種もしくは２種を添加する
ことができる。
次にこの発明に従う製造法について説明する。
先ず製鋼法については、常法に従って行えば良く、この
発明ではそれらの条件はとくに限定しない。熱間圧延に
おいては、仕上げ温度が600℃に満たないと深絞り性が
劣化するので、600℃以上とする。冷間圧延においては
少くとも60％の圧下率でないと十分な加工性が得られな
い。冷間圧延後の連続焼鈍時における焼鈍温度は、通常
のごとく再結晶温度以上であればよいが、望ましくは
（１次再結晶温度＋30℃）以上で焼鈍するのがよい。ま
た焼鈍温度がAc3を超えると粗大な結晶粒となるので、A
c3以下の温度で焼鈍する必要がある。ここの焼鈍法とし
ては箱焼鈍を用いてもよい。
発明ではそれらの条件はとくに限定しない。熱間圧延に
おいては、仕上げ温度が600℃に満たないと深絞り性が
劣化するので、600℃以上とする。冷間圧延においては
少くとも60％の圧下率でないと十分な加工性が得られな
い。冷間圧延後の連続焼鈍時における焼鈍温度は、通常
のごとく再結晶温度以上であればよいが、望ましくは
（１次再結晶温度＋30℃）以上で焼鈍するのがよい。ま
た焼鈍温度がAc3を超えると粗大な結晶粒となるので、A
c3以下の温度で焼鈍する必要がある。ここの焼鈍法とし
ては箱焼鈍を用いてもよい。
なお焼鈍後の調質圧延は、板形状矯正などの目的で通常
範囲（板厚（mm）％程度）で行って構わない。
範囲（板厚（mm）％程度）で行って構わない。
（実施例） 表３に示す種々の組成（No.1〜18）になる鋼スラブを、
仕上げ温度:850〜900℃で熱間圧延したのち、圧下率:71
〜78％で0.8mm厚まで冷間圧延し、ついで790〜830℃の
温度範囲で連続焼鈍を施した。なおNo.18は、従来の低
炭素Alキルド鋼であり、箱焼鈍によって製造したもので
ある。
仕上げ温度:850〜900℃で熱間圧延したのち、圧下率:71
〜78％で0.8mm厚まで冷間圧延し、ついで790〜830℃の
温度範囲で連続焼鈍を施した。なおNo.18は、従来の低
炭素Alキルド鋼であり、箱焼鈍によって製造したもので
ある。
かくして得られた冷延板の機械的諸性質および引張りせ
ん断時の疲労限（１千万回）について調べた結果を表４
に示す。なお引張り試験はJIS No.5試験片を用いて行っ
た。また溶接条件は前掲表２に示したとおりである。
ん断時の疲労限（１千万回）について調べた結果を表４
に示す。なお引張り試験はJIS No.5試験片を用いて行っ
た。また溶接条件は前掲表２に示したとおりである。
表４より明らかなように、この発明に従い得られた冷延
鋼板はいずれも、比較例や従来例に比べて機械的性質は
勿論のこと、耐疲労特性が格段に優れている。
鋼板はいずれも、比較例や従来例に比べて機械的性質は
勿論のこと、耐疲労特性が格段に優れている。
（発明の効果） かくしてこの発明によれば、成形加工性はいうまでもな
く、とくにスポット溶接継手の耐疲労特性に優れた加工
用冷延鋼板を得ることができる。
く、とくにスポット溶接継手の耐疲労特性に優れた加工
用冷延鋼板を得ることができる。
第１図は、スポット溶接継手の引張りせん断疲労限に及
ぼすＯ量およびAl/N比の影響を示したグラフである。
ぼすＯ量およびAl/N比の影響を示したグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 英夫 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (72)発明者 西村 恵次 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社千葉製鉄所内
Claims (2)
- 【請求項１】C:0.0028wt％以下、 Si:1.0wt％以下、 Mn:1.0wt％以下、 P:0.15wt％以下、 S:0.0200wt％以下、 O:0.0045wt％以下、 N:0.0020wt％以下および Al:（30×％Ｎ）〜0.15wt％ を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなる鋼片
を、600℃以上の仕上げ温度で熱間圧延し、ついで圧下
率:60％以上で冷間圧延したのち、Ac3変態点以下の温度
で再結晶焼鈍を施すことを特徴とするスポット溶接継手
の耐疲労特性に優れる加工用冷延鋼板の製造方法。 - 【請求項２】C:0.0028wt％以下、 Si:1.0wt％以下、 Mn:1.0wt％以下、 P:0.15wt％以下、 S:0.0200wt％以下、 O:0.0045wt％以下、 N:0.0020wt％以下および Al:（30×％Ｎ）〜0.15wt％ を含み、かつ Nb:0.001〜0.025wt％および B:0.0002〜0.0020wt％ のうちから選んだ少なくとも一種 を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなる鋼片
を、600℃以上の仕上げ温度で熱間圧延し、ついで圧下
率:60％以上で冷間圧延したのち、Ac3変態点以下の温度
で再結晶焼鈍を施すことを特徴とするスポット溶接継手
の耐疲労特性に優れる加工用冷延鋼板の製造方法。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31840488A JPH0756054B2 (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | スポット溶接継手の耐疲労特性に優れる加工用冷延鋼板の製造方法 |
| US07/449,724 US5053194A (en) | 1988-12-19 | 1989-12-12 | Formable thin steel sheets |
| EP89313064A EP0375273B1 (en) | 1988-12-19 | 1989-12-14 | Formable thin steel sheets and method of producing the same |
| DE68922200T DE68922200T2 (de) | 1988-12-19 | 1989-12-14 | Formbare dünne Stahlbleche und Verfahren zum Herstellen derselben. |
| CA002005676A CA2005676C (en) | 1988-12-19 | 1989-12-15 | Formable thin steel sheets and method of producing the same |
| AU46912/89A AU608183B2 (en) | 1988-12-19 | 1989-12-18 | Formable thin steel sheets and method of producing the same |
| KR1019890019000A KR970001408B1 (ko) | 1988-12-19 | 1989-12-19 | 성형 박강판 및 그 제조방법 |
| US07/696,683 US5156694A (en) | 1988-12-19 | 1991-05-07 | Method of producing formable thin steel sheets |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31840488A JPH0756054B2 (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | スポット溶接継手の耐疲労特性に優れる加工用冷延鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02163323A JPH02163323A (ja) | 1990-06-22 |
| JPH0756054B2 true JPH0756054B2 (ja) | 1995-06-14 |
Family
ID=18098774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31840488A Expired - Fee Related JPH0756054B2 (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | スポット溶接継手の耐疲労特性に優れる加工用冷延鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0756054B2 (ja) |
-
1988
- 1988-12-19 JP JP31840488A patent/JPH0756054B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02163323A (ja) | 1990-06-22 |
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