JPH0826433B2 - 伸びフランジ性に優れた高強度熱延鋼板 - Google Patents

伸びフランジ性に優れた高強度熱延鋼板

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JPH0826433B2
JPH0826433B2 JP36034792A JP36034792A JPH0826433B2 JP H0826433 B2 JPH0826433 B2 JP H0826433B2 JP 36034792 A JP36034792 A JP 36034792A JP 36034792 A JP36034792 A JP 36034792A JP H0826433 B2 JPH0826433 B2 JP H0826433B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は伸びフランジ加工性に優
れた高強度熱延鋼板に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
自動車、建築等の多くの産業分野における部材の軽量化
の傾向が高まり、それに伴い高強度の熱延鋼板が用いら
れているが、熱延鋼板が用いられる用途においては、優
れた伸びフランジ性が要求されることが多い。
【0003】従来、かゝる加工用高強度熱延鋼板として
は、フェライト・マルテンサイト組織或いはフェライト
・ベイナイト組織からなる混合組織のものが広く知られ
ている。
【0004】しかし、フェライト・マルテンサイト組織
は、変形の初期からマルテンサイトの周囲にミクロ・ボ
イドが発生して割れを生じるため、伸びフランジ性に劣
る問題がある。
【0005】また、フェライト・ベイナイト組織は、伸
びフランジ性は優れており、これまでに特開昭57−1
01649号公報及び特開昭61−130454号公報
で、伸びフランジ性が優れたフェライト・ベイナイト組
織高強度熱延鋼板が既に提案されている。しかし、この
組織を用いて伸びフランジ性を確保しながら70kgf/m
m2以上の強度を得るのは困難である。
【0006】一方、特開平2−8349号公報では、冷
間加工性及び溶接性に優れた55kgf/mm2以上の高張力
熱延鋼帯が既に提案されているが、70kgf/mm2以上の
強度では第2相体積率が高く、厳しい曲げ加工及び伸び
フランジ加工を行うのは困難である。また、これまでの
析出強化による高強度熱延鋼板は、パーライト等のセメ
ンタイトが多量に存在したために、優れた伸びフランジ
性を得ることができなかった。
【0007】本発明は、上記従来技術の問題点を解決し
て、引張強度が70kgf/mm2以上の高強度で優れた伸び
フランジ性を有する熱延鋼板を提供することを目的とす
るものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点を解決するために鋭意研究した結果、ベイナイト、マ
ルテンサイト及びパーライト等のセメンタイトを最小限
にし、かつ、組織の大部分を固溶Cの少ないポリゴナル
フェライトにし、TiCを中心とした析出強化と固溶強
化によって引張強度が70kgf/mm2以上で優れた伸びフ
ランジ性が得られることを見い出して、ここに本発明に
至ったものである。
【0009】すなわち、本発明は、C:0.02〜0.1
0%、Si≦2.0%、Mn:0.5〜2.0%、P≦0.0
8%、S≦0.006%、N≦0.005%、Al:0.0
1〜0.1%を含有し、Ti:0.06〜0.3%で、か
つ、0.50<(Ti−3.43N−1.5S)/4Cとなる
量のTiを含有し、残部がFe及び他の不可避的不純物よ
りなる鋼であって、低温変態生成物及びパーライトの面
積比率が15%以下で、かつ、ポリゴナルフェライト中
にTiCが分散した組織を有することを特徴とする伸び
フランジ性に優れた高強度熱延鋼板を要旨とするもので
ある。
【0010】また、他の本発明は、C:0.02〜0.1
0%、Si≦2.0%、Mn:0.5〜2.0%、P≦0.0
8%、S≦0.006%、N≦0.005%、Al:0.0
1〜0.1%を含有し、Ti:0.06〜0.3%、Nb:
0.005〜0.2%で、かつ、0.50<〔(Ti−3.4
3N−1.5S)/4+Nb/7.75〕/Cとなる量のT
i及びNbを含有し、残部がFe及び他の不可避的不純物
よりなる鋼であって、低温変態生成物及びパーライトの
面積比率が15%以下で、かつ、ポリゴナルフェライト
中にTiC及びNbCが分散した組織を有することを特徴
とする伸びフランジ性に優れた高強度熱延鋼板を要旨と
するものである。
【0011】また、他の本発明は、上記の各発明におい
て、更にMo:0.05〜0.5%、V:0.01〜0.2
%、Zr:0.01〜0.2%、Cr:0.1〜2.0%、N
i:0.1〜2.0%、Ca:0.01%以下よりなる群か
ら選ばれる少なくとも1種を含有することを特徴とする
ものである。
【0012】
【作用】
【0013】以下に本発明を更に詳細に説明する。ま
ず、本発明における鋼の化学成分の限定理由について説
明する。
【0014】C:Cは鋼の強化を高めるために添加さ
れ、かゝる効果を有効に発揮させるためには少なくとも
0.02%を添加する必要がある。しかし、過多に添加
すると、炭化物を形成するのに必要なTi或いはNbの添
加量が増加し、コストアップとなるばかりか、伸びフラ
ンジ性が劣化するので、添加量の上限を0.10%とす
る。
【0015】Si:Siはポリゴナルフェライトの生成を
促し、フェライトの固溶C量を低減させ、更に伸びフラ
ンジ性を余り劣化させずに強度を上げるのに有効な元素
である。しかし、過多に添加すれば、溶接部の脆化を招
くのみならず、表面性状が劣化させるので、本発明鋼に
おいては、2.0%以下とする。
【0016】Mn:Mnは鋼の固溶強化に有効な元素であ
るが、その効果を得るには少なくとも0.5%の添加を
必要とする。しかし、過多に添加すれば、焼入れ性が高
くなり、変態生成物を多量に生成し、高い伸びフランジ
性を得ることが困難となるので、その上限を2.0%と
する。
【0017】P:Pは延性を劣化させずに固溶強化する
有効な元素であるが、過多に添加すると加工後、遷移温
度を上昇させるので、0.08%以下とする。
【0018】S:Sは0.006%を超えて多量に含有
させると、伸びフランジ性を劣化させるので、0.00
6%以下とする。
【0019】Al:Alは鋼の溶製時の脱酸剤として添加
され、そのために0.01〜0.1%の範囲とする。
【0020】N:Nは過度に添加すると、粗大なAlN
やTiNなどが生成し、これが介在物として鋼の加工性
を劣化させるため、その量を0.005%以下とする。
【0021】Ti:Tiは鋼中のC及びNを析出物にして
析出強化し、フェライト中の固溶C量及びセメンタイト
を低減させ、伸びフランジ性を向上させる効果がある。
その効果を発揮させるには少なくとも0.06%以上の
量で、かつ、0.50<(Ti−3.43N−1.5S)/4
Cとなる量のTiの添加が必要である。この式を満たす
必要があるのは、(Ti−3.43N−1.5S)/4Cが
0.50未満になると鋼中のセメンタイトが増加しかつ
粗大になり、伸びフランジ性を低下させるためである。
しかし、過多に添加すると延性が劣化し、或いは上記効
果が飽和して経済的にも不利であるので、Ti添加量の
上限を0.3%とする。
【0022】また、本発明においては、Nbを添加する
ことによりTiと同様の効果を得ることができるので、
適量のNbを必要に応じて添加できる。Nbの析出の効果
を得るには、少なくとも0.005%以上の量で、か
つ、Ti添加量との関係で0.50<〔(Ti−3.43N
−1.5S)/4+Nb/7.75〕/Cとなる量のTi及
びNbを添加する必要がある。この式を満たす必要があ
るのは、〔(Ti−3.43N−1.5S)/4+Nb/7.
75〕/Cが0.50未満になると鋼中のセメンタイト
が増加しかつ粗大になり、伸びフランジ性を低下させる
ためである。しかし、過多に添加すると延性が劣化し、
或いは上記効果が飽和して経済的にも不利であるので、
Nb添加量の上限を0.2%とする。
【0023】更に、本発明においては、Mo、V、Zr、
Cr、Ni及びCaよりなる群から選ばれる少なくとも1
種の元素を必要に応じて添加することができる。これら
元素は単独で添加してもよく、また、複合添加してもよ
いが、複合添加することにより相乗的な効果を得ること
ができるので有利である。
【0024】V及びZrは炭化物を形成し、フェライト
中の固溶C量を低減し、伸びフランジ性を向上させ強化
する効果がある。これらの効果を発揮するにはそれぞれ
少なくとも0.01%の添加が必要である。しかし、過
多に添加すると上記効果が飽和して経済的にも不利であ
るので、それぞれの上限を0.2%とする。
【0024】Mo、Cr及びNiは固溶強化元素として有
効であるが、その効果を発揮するにはMoは少なくとも
0.05%の添加が必要であり、Cr及びNiは少なくと
も0.1%の添加が必要である。しかし、過多に添加す
ると低温変態生成物を多量に生成するので、Moの上限
を0.5%、Cr及びNiの上限を2.0%とする。
【0025】Caは硫化物を球状化し、伸びフランジ性
を向上させるが、0.01%を超えるとその効果が飽和
し、コストアップとなるので、これを上限とする。
【0026】本発明では、上記化学成分の鋼について通
常の熱間圧延を行い、低温変態生成物及びパーライトの
面積比率が15%以下で、かつ、85%以上のポリゴナ
ルフェライト中にTiCが分散した組織にすることによ
って、伸びフランジ性に優れた高強度熱延鋼板を得るこ
とができる。低温変態生成物及びパーライトの面積比率
が15%を超えると優れた伸びフランジ性が得られな
い。
【0027】次に本発明の実施例を示す。
【0028】
【実施例】
【0029】表1に示す化学成分を有する鋼片を120
0℃に加熱し、通常の熱間圧延工程によって仕上温度8
50〜920℃で、2.0mm厚に仕上げた。この後、冷
却速度と巻取温度を変化させて、種々の組織の鋼板を製
造した。
【0030】このようにして得られた熱延鋼板につい
て、JIS5号による圧延方向の引張試験、穴広げ試験
及び組織観察を行った。その結果を表2に示す。
【0031】なお、穴広げ試験は、径10mmの打ち抜き
穴を60°円錐ポンチにて押し広げ、割れが鋼板を貫通
した時点での穴径dを測定し、穴広げ率λを次式にて計
算した。 λ=〔(d−10)/10〕×100(%)
【0032】組織は、ナイタール腐食後、走査電子顕微
鏡にてフェライト、ベイナイト、マルテンサイト及びパ
ーライトを同定し、それぞれの面積率を画像解析装置に
よって測定した。
【0033】表2より明らかなように、本発明鋼No.1
〜No.10はいずれも85%以上のポリゴナルフェライ
トからなる組織で、析出及び固溶強化等により引張強度
が70kgf/mm2以上で高いλを有し、優れた伸びフラン
ジ性がある。
【0034】これに対し、比較鋼No.12は、C量が低
いために目的とする高強度が得られない。比較鋼No.1
1、No.13及びNo.19は、C量に対しTi添加量が
少ないため、式0.5<〔(Ti−3.43N−1.5S)/
4+Nb/7.75〕/Cを満足することができず、低温
変態生成物及びパーライトの面積率が高く、優れた伸び
フランジ性が得られない。
【0035】比較鋼No.14は、Ti添加量が少なく、
低温変態生成物及びパーライトの面積率が高いため、優
れた伸びフランジ性が得られない。比較鋼No.15は、
Mn添加量が多いため、延性が低い。比較鋼No.16
は、Mo添加量が多いため、低温変態生成物が多く、ポ
リゴナルフェライトの面積率が低下するので優れた伸び
フランジ性が得られない。比較鋼No.17は、S量が多
いためλが低い。比較鋼No.18は、Nb添加量が多
く、延性が低い。
【0036】次に、表1に示す鋼No.3及びNo.6を用
いて、冷却速度及び巻取温度を変えて、組織を変化さ
せ、その都度、伸び及び穴広げ性を調べた。その結果を
図1に示す。ポリゴナルフェライトの面積率が85%以
上で、穴広げ率が急激に改善されることがわかる。
【0037】また図2に、Ti及びNb量を変化させた以
外は本発明範囲内にある鋼について、〔(Ti−3.43
N−1.5S)/4+Nb/7.75〕/Cと穴広げ率との
関係を示す。この式の値が0.50を超えると穴広げ率
が改善されることがわかる。
【0038】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
引張強度が70kgf/mm2以上の高強度で優れた伸びフラ
ンジ性を有する熱延鋼板を提供することができるので、
加工用高強度熱延鋼板として好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例における鋼No.3とNo.6のポリゴナル
フェライト面積率と引張強度及び穴広げ率との関係を示
す図である。
【図2】〔(Ti−3.43N−1.5S)/4+Nb/7.
75〕/Cの値と穴広げ率との関係を示す図である。
【表1】
【表2】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鹿島高弘 兵庫県加古川市金沢町1番地株式会社神戸 製鋼所加古川製鉄所内 審査官 小柳 健悟

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%(以下、同じ)で、C:0.02〜
    0.10%、Si≦2.0%、Mn:0.5〜2.0%、P≦
    0.08%、S≦0.006%、N≦0.005%、Al:
    0.01〜0.1%を含有し、Ti:0.06〜0.3%
    で、かつ、0.50<(Ti−3.43N−1.5S)/4C
    となる量のTiを含有し、残部がFe及び他の不可避的不
    純物よりなる鋼であって、低温変態生成物及びパーライ
    トの面積比率が15%以下で、かつ、ポリゴナルフェラ
    イト中にTiCが分散した組織を有することを特徴とす
    る伸びフランジ性に優れた高強度熱延鋼板。
  2. 【請求項2】 C:0.02〜0.10%、Si≦2.0
    %、Mn:0.5〜2.0%、P≦0.08%、S≦0.0
    06%、N≦0.005%、Al:0.01〜0.1%を含
    有し、Ti:0.06〜0.3%、Nb:0.005〜0.2
    %で、かつ、0.50<〔(Ti−3.43N−1.5S)/
    4+Nb/7.75〕/Cとなる量のTi及びNbを含有
    し、残部がFe及び他の不可避的不純物よりなる鋼であ
    って、低温変態生成物及びパーライトの面積比率が15
    %以下で、かつ、ポリゴナルフェライト中にTiC及び
    NbCが分散した組織を有することを特徴とする伸びフ
    ランジ性に優れた高強度熱延鋼板。
  3. 【請求項3】 C:0.02〜0.10%、Si≦2.0
    %、Mn:0.5〜2.0%、P≦0.08%、S≦0.0
    06%、N≦0.005%、Al:0.01〜0.1%を含
    有し、Ti:0.06〜0.3%で、かつ、0.50<(Ti
    −3.43N−1.5S)/4Cとなる量のTiを含有し、
    更に、Mo:0.05〜0.5%、V:0.01〜0.2
    %、Zr:0.01〜0.2%、Cr:0.1〜2.0%、N
    i:0.1〜2.0%、Ca:0.01%以下よりなる群か
    ら選ばれる少なくとも1種を含有し、残部がFe及び他
    の不可避的不純物よりなる鋼であって、低温変態生成物
    及びパーライトの面積比率が15%以下で、かつ、ポリ
    ゴナルフェライト中にTiC及び他の炭化物が分散した
    組織であることを特徴とする伸びフランジ性に優れた高
    強度熱延鋼板。
  4. 【請求項4】 C:0.02〜0.10%、Si≦2.0
    %、Mn:0.5〜2.0%、P≦0.08%、S≦0.0
    06%、N≦0.005%、Al:0.01〜0.1%を含
    有し、Ti:0.06〜0.3%、Nb:0.005〜0.2
    %で、かつ、0.50<〔(Ti−3.43N−1.5S)/
    4+Nb/7.75〕/Cとなる量のTi及びNbを含有
    し、更に、Mo:0.05〜0.5%、V:0.01〜0.
    2%、Zr:0.01〜0.2%、Cr:0.1〜2.0%、
    Ni:0.1〜2.0%、Ca:0.01%以下よりなる群
    から選ばれる少なくとも1種を含有し、残部がFe及び
    他の不可避的不純物よりなる鋼であって、低温変態生成
    物及びパーライトの面積比率が15%以下で、かつ、ポ
    リゴナルフェライト中にTiC及び他の炭化物が分散し
    た組織であることを特徴とする伸びフランジ性に優れた
    高強度熱延鋼板。
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