JPH0765116B2 - 成形性と耐縦割れ性の優れた冷延鋼板の製造方法 - Google Patents

成形性と耐縦割れ性の優れた冷延鋼板の製造方法

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JPH0765116B2
JPH0765116B2 JP63192062A JP19206288A JPH0765116B2 JP H0765116 B2 JPH0765116 B2 JP H0765116B2 JP 63192062 A JP63192062 A JP 63192062A JP 19206288 A JP19206288 A JP 19206288A JP H0765116 B2 JPH0765116 B2 JP H0765116B2
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昭彦 西本
極 栗原
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日本鋼管株式会社
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【発明の詳細な説明】 「発明の目的」 (産業上の利用分野) 本発明は、成形性と加工後の耐縦割れ性の優れた冷延鋼
板の製造法に関するものである。
(従来の技術) 極低炭素鋼にTiもしくはNbを添加して、成形性に優れ、
且つ加工後の縦割れの生じにくい冷延鋼板の製造法とし
ては下記のような技術が知られている。
先ず、TiとNbの何れか1種もしくは双方が添加される
が、特殊な成分系とする必要のあるものに、P+5Nを
0.0175%以下に制御する低P低Nを要件とする特公昭58
−48633号、TiをNの化学当量以下に制限する特公昭6
1−45689号があり、操業方法により規制するものに、
熱延の仕上温度を500〜780℃とする特公昭61−10007
号、800〜1000℃で均熱後熱延を行う特公昭60−45689
号、連続鋳造の際薄鋳片とすることが要件とされるも
にに特公昭60−34804号、熱延開始温度を600〜900℃
とする方法として特公昭60−45692号、鋳造組織に占
める等軸晶の比率を30%以上とすることの要求される特
公昭61−10535号、等があげられる。又、TiとNbの双
方を添加し、Tiを4C+3.43N以下に制御するものとし
て、特公昭61−32375号がある。
(発明が解決しようとする課題) 然しながら、これ等公知の技術については下記のような
欠陥がある。
a)溶鋼を低P低Nとすることは経済的には困難であ
る: 通常の溶銑処理ではPは0.02%前後であり0.01%以下は
殆んど得られないから、の如くP+5Nを0.0175%以下
とするには、例えPを0.01%まで低減できたとしても、
5Nを0.0075%以下即ちNを0.0015%以下にまで低下させ
なければならず、リムド鋼ならばともかく連続鋳造では
通常このようなことは困難である。逆にNの許容量を0.
0020%まで緩めると、Pは0.0075%以下とする必要があ
り、特殊な溶銑処理が必要とされる処理コストも増大し
実用的ではない。
b)Ti添加量をNの当量とすることは好ましくない: Tiの添加量がのようにNの当量以下の場合には、TiN
として固定されないNが残留する。通常、当量添加して
も固定されないNが残留する程であり、やや過剰のTiの
添加量が必要とされる。Ti添加量をCとNの当量以下と
する場合には、特に極低炭素領域ではNに対してTiの過
剰量が低く抑えられるため、通常の熱延工程ではNが充
分に固定されない。例えば0.0025%Cの場合は、Nに対
するTiの過剰量は0.01以下となり、後述する過剰Tiの必
要量とする0.015%には足りない。Tiで固定されずに残
ったNは、低温巻取の場合は固溶Nのまま残留し、再結
晶時に微細なAlNとして析出するため粒成長を阻害して
伸びと深絞り性を低下せしめ、一方高温巻取の場合には
巻取の段階で微細なAlNが析出し延性を損う原因とな
る。
c)特殊な鋳造条件を必要とすることは経済的に好まし
くない: 例えばのように薄鋳片を得るためには、現有の鋳造設
備を大幅に改造する必要があり、好ましくない。又、
のような鋳造組織の制御も、通常の連続鋳造では極低炭
素鋼は殆んど柱状晶となっており、又、低炭素鋼で行わ
れている鋳造温度の低下もしくは通常の電磁撹拌程度で
は等軸晶の比率を上昇せしめることは困難である。
d)低温圧延は圧延荷重が増加し、熱延板の組織上も好
ましくない。
のように熱延を1000℃もしくは900℃以下で行うこと
は圧延荷重と圧延トルクが増加するため、通常の圧延設
備では実施困難であり、仕上圧延の温度も変態点(880
℃前後)以下の場合には、熱延板に(100)結晶方位を
主成分とする強い集合組織が生じ、これが冷延板の集合
組織にも残り深絞り損う原因となる。
本発明は、このような従来方法の欠陥を克服するために
創案されたものであって、溶銑処理、鋳造条件、熱延条
件等については特殊な処理方法、処理設備を一際使用す
ることなく、特定の化学組成範囲の溶鋼を用いて、成形
性と加工後の耐縦割れ性に優れた冷延鋼板の製造方法を
提供することを目的とするものである。
「発明の構成」 (課題を解決するための手段) 前述の目的を達成するために本発明者等は、重量%で、 C:0.001〜0.0035%,P:0.012〜0.030%, S:0.010〜0.030%,N:0.0012〜0.0040%, Ti:(48/14)N+0.015〜(48/14)N+0.030%, Nb:(93/12)(C−0.0010)〜(93/12)C+0.015% を含有し残部実質的にFeからなる溶鋼を、連続鋳造し、
直接又は若干の保熱、加熱或いは一旦冷却後加熱して熱
間圧延を行い、Ar3変態点以上の温度で最終仕上を行
い、Tiの略全量をTiN+TiSの析出物となし、その後、通
常の冷間圧延および連続焼鈍を行うことを特徴とする成
形性と耐縦割れ性の優れた冷延鋼板の製造方法を茲に提
案する。
この方法を採用することにより、成形性と耐縦割れ性に
優れた冷延鋼板を、容易に且つ経済的に製造することが
できる。
(作用) 本発明の方法により得られた鋼が優れた成形性と耐縦割
れ性を有している理由について、特にTiとNbの作用を、
製造工程における鋼中のC、S、Nとの冶金的反応につ
いて述べる。先ず、連続鋳造後、TiNの析出が始まる
が、この析出物は高温で生成するため比較的粗大であり
延性への悪影響は殆んどないと考えられる。
本発明では、Nに対してTiが化学当量よりかなり過剰
(0.015%以上)に添加されるため、高温もTiNの析出が
促進されることになる。次いで、TiNの析出と並行してT
iSの析出が始まり、特に低Sを要件としていないため、
Tiの略全量は、これらの析出物即ちTiN+TiSとなり、固
溶Tiは殆んどなくなると考えられる。熱延の仕上圧延で
は、NbCの析出が始まるが、これは巻取後も進行するこ
とになる。
従って熱延終了後の状態では、鋼中のNは略全量がTi
N、TiSとして固定され、固溶Nは実質的に0であり、C
はTiが残っていないので、TiCではなくNbCとしてその全
量もしくは大部分が固定され、固溶Cは0もしくは0.00
10%以下となる。
その後の通常の冷延、連続焼鈍工程により、優れた成形
性と成形後特に深絞り加工後の耐縦割れ性が発現される
が、その理由としては次のように考えられる。
先ず、熱延中にNが全て比較的粗大なTiNとなり、微細
なAlNが析出しないため延性が向上する。このため冷延
後の焼鈍においては、再結晶に際して固溶Nが存在け
ず、固溶Cも0もしくは0.0010%以下のため、深絞り性
に対し好ましい集合組成が形成される。焼鈍後は焼鈍前
から存在している固溶C、もしくは焼鈍中にNbCが一部
溶解して生じた固溶Cが、再結晶粒界に偏析するため粒
界が強化され深絞り加工後も縦割れを起しにくくしてい
る。
次に本発明における化学的組成とその添加量の限定理由
について述べる。
C:0.001〜0.0035% この下限未満では成形後の縦割れを防止することが困難
であり、上限を超えて存在せしめると延性が低下し、
又、Nbの添加量が増し製鋼コストが上昇することになり
好ましくない。
P:0.012〜0.030% この下限未満とするには、製鋼前に特殊な脱P処理工程
を必要とし、製造コストが増大することになり、上限を
超えると鋼板は硬化し低延性となる。
S:0.010〜0.030% 下限はNをTiNとして固定した残りのTiをTiSとして固定
するための最低限の必要量であり、上限を超えると熱間
割れを生じ易くする。
N:0.0012〜0.0040% 下限未満にまで低下させるのは、通常の製鋼条件では困
難であり、上限を超えると延性が低下し、又、TiNとし
て固定するのに必要なTiの添加量を増加せしめることに
なり、製鋼コストの上昇を招き好ましくない。
Ti:(48/14)N+0.015〜(48/14)N+0.030% Nを充分に固定するために必要なTi添加量は、化学当量
では不足であり後述するように少なくとも0.015%は当
量以上に必要である。しかし、0.030%を超えて添加す
ることは、TiNとして析出した残りのTiが通常のS量でT
iSとして固定される量を超えることになり、TiCとして
析出し粒界のCがなくなり粒界の結合力が弱くなり、深
絞り加工後に縦割れを生じ易くする。
Nb:(93/12)(C−0.0010)〜(93/12)C+0.015% 下限はC過剰量を0.001%以下にするために必要であ
り、上限を超えて添加すると、Nb過剰量が高くなるため
高温焼鈍を行ってもNbCが溶解しにくくなり、深絞り加
工後に縦割れが生じ易くなる。
第1図はP:0.012〜0.030%, C:0.0023〜0.0032%、Nn:0.14〜0.19%、S:0.013〜0.01
9%, N:0.0026〜0.0047%、Nb:0.017〜0.024%の組成の鋼
で、Ti含有量を変化させた冷延鋼板を800℃で連続焼鈍
した場合のTi過剰量と伸び(El)の関係を示す図表であ
る。Ti過剰量(Ti−48/14N)が0.015%以上且つNが0.0
040%以下で50%以上の高い伸びが得られている。
第2図はp:0.012〜0.030%, C:0.0023〜0.0032%、Mn:0.14〜0.19%、S:0.013〜0.01
9%、 N:0.0026〜0.0034%、Ti:0.027〜0.034%の組成の鋼
で、Nb含有量を変化させた冷延鋼を800℃で連続焼鈍し
た場合のNb過剰量(Nb−93/12C)もしくはC過剰量(C
−12/93Nb)と時効指数および縦割発生の有無の関係に
ついて示す図表である。時効指数は歪量8%、100℃1h
時効の条件で測定し、縦割れ発生の有無は絞り比2.1で5
0mmφのカップに成型後−30℃で円錐ポンチを押込み脆
性割れ発生の有無により判定した。Nb過剰量が0.015%
を超えると縦割れを発生しており、一方C過剰量が0.00
1%を超えると時効指数(A.I)が3kg/mm2を超え時効性
の点で問題を生ずる。熱延の最終仕上をAr3変態点以上
としたのは、前述したような低温圧延の弊害を防止する
ためである。
(実施例) 第1表に示す供試鋼を連続鋳造し、スラブを1150〜1250
℃に加熱して熱延を行った。熱延条件は粗圧延で30mm厚
とした後、仕上圧延は入側温度1020〜1080℃とし最終仕
上温度890〜920℃で板厚3.2mmに圧延し、620〜660℃で
巻取った。次いで、0.8mmに冷延し、780〜820℃で連続
焼鈍を行ない、第2表に示す結果を得た。
鋼No.1〜5は、本発明鋼でありEl:50%以上値:2.0以
上で何れも縦割れはみられない。No.6〜10は比較鋼であ
ってNo.6はNが高く伸びが悪い。No.7はTiが低く伸びが
悪く、No.8はTiが高過ぎて縦割れを起している。No.9は
Cが高いために伸びが悪く、No.10はSが低いために添
加したTiが残り、CがTiCとして固定されるために縦割
れを生じている。
尚、第3表は、No.3〜5の鋼について連続鋳造後冷却せ
ずに直接圧延を行い、熱延に際しては、スラブエッジの
温度降下部については加熱を行い最終仕上温度を890℃
が確保できるようにしたが、それ以外は全て前述の再加
熱処理の条件と同一にして冷延板を製造した結果を示す
ものである。この直接圧延の結果も通常の熱延条件によ
るものと略同等の材質の冷延板が得られていることが判
る。然し本発明方法で規定する範囲の化学組成であって
も、熱延を低温仕上げとする場合には通常のAr3変態点
以上で仕上圧延を行う場合に比して伸び(El)、深絞り
性(値)とも大きく低下しており、単に組成のみが満
足されていても希望する物理的特性は得られないことを
示している。
なお本発明者等は上記以外に前記したような成分組成の
鋼においてMnの量を0.05〜0.50%の範囲内で変え、又上
記以外にMo、Ni、Zn、B、Snなどの成分の何れか1つ又
は2つ以上を少許含有させたものについても検討した
が、上記したところと同様の結果を得ることができた。
「発明の効果」 以上詳述したように、本発明においては、従来知られて
いなかったTiとNbのC、N、S、に対する冶金的反応の
メカニズムを解明し、その得られた知見を基にして、夫
々の成分の添加量に関し、従来と異なる比率を持つ組成
の鋼を使用することにしたものであり、そのため、公知
の成型性に優れた冷延鋼板の製造方法とは全く異なり、
特殊な溶銑処理を必要とせず、特殊な鋳造設備を使用す
ることもなく、低温圧延も必要とせず、通常の熱延設
備、熱延条件で、容易に且つ経済的に、成型性と耐縦割
れ性に優れた冷延鋼板を製造することに成功したもので
あり、本発明は実用的な価値の極めて高い発明であると
云うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はP:0.012〜0.030%, C:0.0023〜0.0032%、Mn:0.14〜0.19%、S:0.013〜0.01
9%, N:0.0026〜0.0047%、Nb:0.017〜0.024%の組成の鋼
で、Ti含有量を変化させた冷延鋼板を800℃で連続焼鈍
した場合のTi過剰量と伸び(El)の関係を示す図表。 第2図はP:0.012〜0.030%, C:0.0023〜0.0032%、Mn:0.14〜0.19%、S:0.013〜0.01
9%、 N:0.0026〜0.0034%、Ti:0.027〜0.034%の組成の鋼
で、Nb含有量を変化させた冷延鋼を800℃で連続焼鈍し
た場合のNb過剰量(Nb−93/12C)もしくはC過剰量(C
−12/93Nb)と時効指数および縦割発生の有無の関係に
ついて示す図表である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重量%で、 C:0.001〜0.0035%,P:0.012〜0.030%, S:0.010〜0.030%,N:0.0012〜0.0040%, Ti:(48/14)N+0.015〜(48/14)N+0.030%, Nb:(93/12)(C−0.0010)〜(93/12)C+0.015% を含有し残部実質的にFeからなる溶鋼を、連続鋳造し、
    直接又は若干の保熱、加熱或いは一旦冷却後加熱して熱
    間圧延を行い、Ar3変態点以上の温度で最終仕上を行
    い、Tiの略全量をTiN+TiSの析出物となし、その後、通
    常の冷間圧延および連続焼鈍を行うことを特徴とする成
    形性と耐縦割れ性の優れた冷延鋼板の製造方法。
JP63192062A 1988-08-02 1988-08-02 成形性と耐縦割れ性の優れた冷延鋼板の製造方法 Expired - Fee Related JPH0765116B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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