JPH09310165A - 疲労特性に優れた加工用薄鋼板およびその製造方法 - Google Patents
疲労特性に優れた加工用薄鋼板およびその製造方法Info
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- JPH09310165A JPH09310165A JP12376396A JP12376396A JPH09310165A JP H09310165 A JPH09310165 A JP H09310165A JP 12376396 A JP12376396 A JP 12376396A JP 12376396 A JP12376396 A JP 12376396A JP H09310165 A JPH09310165 A JP H09310165A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 表層に疲労特性に優れた層を有し、内層は加
工性に優れた成分系を備える疲労特性に優れた深絞り用
鋼板を提供する。 【解決手段】 本発明は、鋼板の表面に加工性を損なわ
ない範囲で、硬質なＣ，Ｎ濃化層を有し、鋼板内部は加
工性に優れた低炭素鋼板である疲労特性に優れた、加工
用複層鋼板である。また、該鋼板の製造方法は、再結晶
焼鈍時に浸炭、窒化により表層元素を添加し、表層のみ
をオーステナイト域で加熱し焼鈍後の冷却により表層に
硬質層を存在させる方法であり、疲労特性に優れた加工
用複層鋼板を製造することができる。
工性に優れた成分系を備える疲労特性に優れた深絞り用
鋼板を提供する。 【解決手段】 本発明は、鋼板の表面に加工性を損なわ
ない範囲で、硬質なＣ，Ｎ濃化層を有し、鋼板内部は加
工性に優れた低炭素鋼板である疲労特性に優れた、加工
用複層鋼板である。また、該鋼板の製造方法は、再結晶
焼鈍時に浸炭、窒化により表層元素を添加し、表層のみ
をオーステナイト域で加熱し焼鈍後の冷却により表層に
硬質層を存在させる方法であり、疲労特性に優れた加工
用複層鋼板を製造することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車や機械など
の部品等に用いられる疲労特性に優れた加工用鋼板およ
びその製造方法に関するものである。
の部品等に用いられる疲労特性に優れた加工用鋼板およ
びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車や機械構造体などの部品は
複雑化し、さまざまな形状を少工程で成形できる鋼板へ
の要求が高まっている。一方、自動車や機械構造体など
の部品として品質要求水準は年々向上する方向であり、
その耐久性もまた求められるところである。部品として
の耐久性は、部品形状や使用環境によるところが大きい
が、部品としての材料特性にも依存しており、耐久性に
優れた鋼材が求められている。しかしながら、加工性向
上と疲労特性の向上は相反する技術課題であり、加工性
を備えつつ疲労特性を改善するのは容易ではない。鋼材
の加工性を備えつつ疲労強度を向上させる技術として
は、疲労亀裂の発生を押えるという立場と疲労亀裂の伝
播を防ぐという両者の立場からさまざまな技術が提案さ
れている。
複雑化し、さまざまな形状を少工程で成形できる鋼板へ
の要求が高まっている。一方、自動車や機械構造体など
の部品として品質要求水準は年々向上する方向であり、
その耐久性もまた求められるところである。部品として
の耐久性は、部品形状や使用環境によるところが大きい
が、部品としての材料特性にも依存しており、耐久性に
優れた鋼材が求められている。しかしながら、加工性向
上と疲労特性の向上は相反する技術課題であり、加工性
を備えつつ疲労特性を改善するのは容易ではない。鋼材
の加工性を備えつつ疲労強度を向上させる技術として
は、疲労亀裂の発生を押えるという立場と疲労亀裂の伝
播を防ぐという両者の立場からさまざまな技術が提案さ
れている。
【０００３】疲労亀裂の発生を押さえるという立場から
では、ショットピーニングなどの手法で表面に残留応力
をあたえたり、鋼板を複層化し表面に硬質層を存在させ
る方法がある。例えば、特開平３−１４７８４０号公
報、特開平７−６０４０８号公報はスラブの鋳込みの段
階で表層と内層の合金組成を変え、表層のみ硬質層を存
在させている。しかしながら、この方法は膨大な設備投
資を必要とし、製造コストを上昇させて経済性に見合う
ものではなく、また、疲労特性に優れた表層厚みの制御
も容易ではなかった。また、疲労亀裂の伝播を防ぐとい
う立場からは、例えば、特開平７−９０４７９号公報が
ある。これは鋼板表層を軟質にして、亀裂伝播を防ぐも
のである。この方法は、高強度で疲労破壊しやすいもの
に対しては有効であるが、加工性の良い軟質な鋼板の疲
労強度を上昇させるものではない。
では、ショットピーニングなどの手法で表面に残留応力
をあたえたり、鋼板を複層化し表面に硬質層を存在させ
る方法がある。例えば、特開平３−１４７８４０号公
報、特開平７−６０４０８号公報はスラブの鋳込みの段
階で表層と内層の合金組成を変え、表層のみ硬質層を存
在させている。しかしながら、この方法は膨大な設備投
資を必要とし、製造コストを上昇させて経済性に見合う
ものではなく、また、疲労特性に優れた表層厚みの制御
も容易ではなかった。また、疲労亀裂の伝播を防ぐとい
う立場からは、例えば、特開平７−９０４７９号公報が
ある。これは鋼板表層を軟質にして、亀裂伝播を防ぐも
のである。この方法は、高強度で疲労破壊しやすいもの
に対しては有効であるが、加工性の良い軟質な鋼板の疲
労強度を上昇させるものではない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記の
ような問題点を解決するべく、機械部品等としての加工
性を損なわず、かつ部品としての耐久性に優れる鋼板お
よびその製造方法について鋭意研究を行った。
ような問題点を解決するべく、機械部品等としての加工
性を損なわず、かつ部品としての耐久性に優れる鋼板お
よびその製造方法について鋭意研究を行った。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本研究者らは、薄鋼板の
疲労破壊のメカニズムについて鋭意研究を行った結果、
薄鋼板の多くの疲労破壊は、鋼板に繰り返し与えられる
曲げ応力により表面に歪みが蓄積され、亀裂が発生し、
その進展により生じることが明らかになった。さらに、
表面亀裂の発生防止について検討を重ねた結果、鋼板の
表層を内層の極低炭素鋼よりも硬質化させた複層鋼板
は、曲げ歪みが生じにくく、疲労による破壊が生じにく
いことを見いだした。さらに、表層が内層より硬質化し
た複層鋼板の製造方法として、創意工夫を重ねて検討し
た結果、鋼板の連続焼鈍中の熱履歴を利用して、浸炭、
窒化を行えば、加工性を劣化させない疲労特性に優れる
複層鋼板を製造できることを見出した。またさらに、連
続焼鈍後の冷却履歴を制御して焼鈍を行えば、より疲労
特性に優れる複層鋼板を製造できることを見出した。ま
た、この方法は、従来の焼鈍設備を利用して製造できる
ので、多額の設備投資もいらず経済性にも優れている。
疲労破壊のメカニズムについて鋭意研究を行った結果、
薄鋼板の多くの疲労破壊は、鋼板に繰り返し与えられる
曲げ応力により表面に歪みが蓄積され、亀裂が発生し、
その進展により生じることが明らかになった。さらに、
表面亀裂の発生防止について検討を重ねた結果、鋼板の
表層を内層の極低炭素鋼よりも硬質化させた複層鋼板
は、曲げ歪みが生じにくく、疲労による破壊が生じにく
いことを見いだした。さらに、表層が内層より硬質化し
た複層鋼板の製造方法として、創意工夫を重ねて検討し
た結果、鋼板の連続焼鈍中の熱履歴を利用して、浸炭、
窒化を行えば、加工性を劣化させない疲労特性に優れる
複層鋼板を製造できることを見出した。またさらに、連
続焼鈍後の冷却履歴を制御して焼鈍を行えば、より疲労
特性に優れる複層鋼板を製造できることを見出した。ま
た、この方法は、従来の焼鈍設備を利用して製造できる
ので、多額の設備投資もいらず経済性にも優れている。
【０００６】本願発明の要旨は、 （１）表層と内層において成分の異なる複層鋼板におい
て、重量％で内層成分として、 Ｃ ：０．０００２〜０．０６０％、 Ｓｉ：０．００１〜０．５０％、 Ｍｎ：０．０１〜０．５０％、 Ｐ ：０．００１〜０．１００％、 Ｓ ：０．００１〜０．０５０％、 Ａｌ：０．００１〜０．１００％、 Ｎ ：０．０００２〜０．００５０％、 を含有し、 残部：Ｆｅ及び不可避的不純物 を含有し、複層鋼板の表裏面から片面あたり０．０１０
〜０．２０ｍｍの部分の表層成分が、内層成分のＣ量を
Ｃ＊、Ｎ量をＮ＊とすると、内層成分に加えて、 Ｃ ：（Ｃ＊＋０．０１０）〜０．８０％ Ｎ ：（Ｎ＊＋０．０１０）〜２．４％ の１種または２種を含有せしめた、疲労特性に優れた加
工用薄鋼板。
て、重量％で内層成分として、 Ｃ ：０．０００２〜０．０６０％、 Ｓｉ：０．００１〜０．５０％、 Ｍｎ：０．０１〜０．５０％、 Ｐ ：０．００１〜０．１００％、 Ｓ ：０．００１〜０．０５０％、 Ａｌ：０．００１〜０．１００％、 Ｎ ：０．０００２〜０．００５０％、 を含有し、 残部：Ｆｅ及び不可避的不純物 を含有し、複層鋼板の表裏面から片面あたり０．０１０
〜０．２０ｍｍの部分の表層成分が、内層成分のＣ量を
Ｃ＊、Ｎ量をＮ＊とすると、内層成分に加えて、 Ｃ ：（Ｃ＊＋０．０１０）〜０．８０％ Ｎ ：（Ｎ＊＋０．０１０）〜２．４％ の１種または２種を含有せしめた、疲労特性に優れた加
工用薄鋼板。
【０００７】（２）表層と内層において成分の異なる複
層鋼板において、重量％で内層成分として、 Ｃ ：０．０００２〜０．００７０％、 Ｓｉ：０．００１〜０．５０％、 Ｍｎ：０．０１〜０．５０％、 Ｐ ：０．００１〜０．１００％、 Ｓ ：０．００１〜０．０５０％、 Ａｌ：０．００１〜０．１００％、 Ｎ ：０．０００２〜０．００５０％、 を含有し、さらに Ｔｉ：０．００５〜０．１００％、 Ｎｂ：０．００５〜０．０５０％、 Ｂ ：０．０００３〜０．００５０％ の１種または２種以上を含有し 残部：Ｆｅ及び不可避的不純物 を含有し、複層鋼板の表裏面から片面あたり０．０１０
〜０．２０ｍｍの部分の表層成分が、内層成分のＣ量を
Ｃ＊、Ｎ量をＮ＊とすると、内層成分に加えて、 Ｃ ：（Ｃ＊＋０．０１０）〜０．８０％ Ｎ ：（Ｎ＊＋０．０１０）〜２．４％ の１種または２種を含有せしめた、疲労特性に優れた加
工用薄鋼板。
層鋼板において、重量％で内層成分として、 Ｃ ：０．０００２〜０．００７０％、 Ｓｉ：０．００１〜０．５０％、 Ｍｎ：０．０１〜０．５０％、 Ｐ ：０．００１〜０．１００％、 Ｓ ：０．００１〜０．０５０％、 Ａｌ：０．００１〜０．１００％、 Ｎ ：０．０００２〜０．００５０％、 を含有し、さらに Ｔｉ：０．００５〜０．１００％、 Ｎｂ：０．００５〜０．０５０％、 Ｂ ：０．０００３〜０．００５０％ の１種または２種以上を含有し 残部：Ｆｅ及び不可避的不純物 を含有し、複層鋼板の表裏面から片面あたり０．０１０
〜０．２０ｍｍの部分の表層成分が、内層成分のＣ量を
Ｃ＊、Ｎ量をＮ＊とすると、内層成分に加えて、 Ｃ ：（Ｃ＊＋０．０１０）〜０．８０％ Ｎ ：（Ｎ＊＋０．０１０）〜２．４％ の１種または２種を含有せしめた、疲労特性に優れた加
工用薄鋼板。
【０００８】（３）前記（１）または（２）記載の内層
成分を有する鋼に、熱延、脱スケール処理、冷延を施
し、ついで焼鈍を施すに際し、浸炭及び／又は窒化を行
い、鋼板の表裏面から片面あたり０．０１０〜０．２０
ｍｍの部分の表層成分が、（１）または（２）に記載の
表層成分を含有せしめることを特徴とする疲労特性に優
れた加工用薄鋼板の製造方法。 （４）前記（１）または（２）記載の内層成分を有する
鋼に、熱延、脱スケール処理、冷延を施し、ついで焼鈍
を施すに際し、再結晶温度以上のフェライト域で浸炭及
び／又は窒化を開始し、鋼板の表裏面から片面あたり
０．０１０〜０．２０ｍｍの部分の表層に、（１）また
は（２）に記載の表層成分を含有せしめて表層のみをオ
ーステナイトとなし、その後の浸炭及び／又は窒化終了
後に５０℃／ｓｅｃ以上で冷却し、冷延鋼板となすこと
を特徴とする疲労特性に優れた加工用薄鋼板の製造方法
である。本発明の特徴は、連続焼鈍中に浸炭または窒化
を行い、鋼板の表層がＣ，Ｎの濃化した複層鋼板とし、
焼鈍中に表層のみを、オーステナイトとし、焼鈍後の冷
却中に表層のみ組織強化して疲労特性を向上させて内層
は軟質な加工性の良い組織とし、鋼板全体の加工性を確
保することにある。
成分を有する鋼に、熱延、脱スケール処理、冷延を施
し、ついで焼鈍を施すに際し、浸炭及び／又は窒化を行
い、鋼板の表裏面から片面あたり０．０１０〜０．２０
ｍｍの部分の表層成分が、（１）または（２）に記載の
表層成分を含有せしめることを特徴とする疲労特性に優
れた加工用薄鋼板の製造方法。 （４）前記（１）または（２）記載の内層成分を有する
鋼に、熱延、脱スケール処理、冷延を施し、ついで焼鈍
を施すに際し、再結晶温度以上のフェライト域で浸炭及
び／又は窒化を開始し、鋼板の表裏面から片面あたり
０．０１０〜０．２０ｍｍの部分の表層に、（１）また
は（２）に記載の表層成分を含有せしめて表層のみをオ
ーステナイトとなし、その後の浸炭及び／又は窒化終了
後に５０℃／ｓｅｃ以上で冷却し、冷延鋼板となすこと
を特徴とする疲労特性に優れた加工用薄鋼板の製造方法
である。本発明の特徴は、連続焼鈍中に浸炭または窒化
を行い、鋼板の表層がＣ，Ｎの濃化した複層鋼板とし、
焼鈍中に表層のみを、オーステナイトとし、焼鈍後の冷
却中に表層のみ組織強化して疲労特性を向上させて内層
は軟質な加工性の良い組織とし、鋼板全体の加工性を確
保することにある。
【０００９】以下、内層成分を限定する理由を述べる。
Ｃは、０．０００２％未満では、脱炭するためのコスト
が高くなり経済的でなくなるので、０．０００２％を下
限とする。また、０．０６０％を越えると加工性が劣化
するので、０．０６０％を上限とする。さらに厳しい加
工性を要求される場合には、０．００７０％を超えると
炭化物形成元素を加えても、炭化物量が多くなり加工性
が劣化するので、０．００７０％を上限とする。
Ｃは、０．０００２％未満では、脱炭するためのコスト
が高くなり経済的でなくなるので、０．０００２％を下
限とする。また、０．０６０％を越えると加工性が劣化
するので、０．０６０％を上限とする。さらに厳しい加
工性を要求される場合には、０．００７０％を超えると
炭化物形成元素を加えても、炭化物量が多くなり加工性
が劣化するので、０．００７０％を上限とする。
【００１０】Ｓｉは、０．００１％未満に低減すること
は製造コストを上昇させ経済性を損なうので、０．００
１％を下限とし、０．５０％を越えると加工性が劣化す
るので０．５０％を上限とする。Ｍｎは、０．０１％未
満に低減することは製造コストを上昇させ経済性を損な
うので、０．０１％を下限とし、０．５０％を越えると
加工性が劣化するので０．５０％を上限とする。Ｐは、
０．００１％未満に低減することは製造コストを上昇さ
せ経済性を損なうので、０．００１％を下限とし、０．
０３０％を越えると加工性が劣化するので０．０３０％
を上限とする。
は製造コストを上昇させ経済性を損なうので、０．００
１％を下限とし、０．５０％を越えると加工性が劣化す
るので０．５０％を上限とする。Ｍｎは、０．０１％未
満に低減することは製造コストを上昇させ経済性を損な
うので、０．０１％を下限とし、０．５０％を越えると
加工性が劣化するので０．５０％を上限とする。Ｐは、
０．００１％未満に低減することは製造コストを上昇さ
せ経済性を損なうので、０．００１％を下限とし、０．
０３０％を越えると加工性が劣化するので０．０３０％
を上限とする。
【００１１】Ｓは、０．００１％未満に低減することは
製造コストを上昇させ経済性を損なうので、０．００１
％を下限とし、０．０５０％を越えると加工性が劣化す
るので０．０５０％を上限とする。Ａｌは、０．００１
％未満では、脱酸が不足し鋼中にブローホールが生じる
ようになり、鋼板としての清浄性を損ない、プレス時の
割れ、表面疵の原因になるので０．００１％を下限と
し、また、０．１００％を越えると加工性が劣化するよ
うになるので、０．１００％を上限とする。Ｎは、極力
少ない方が好ましいが、０．０００２％未満にすること
は、製造コストの上昇を伴うので、０．０００２％を下
限とし、０．００５０％を越えると、加工性が劣化する
ので、０．００５０％を上限とする。
製造コストを上昇させ経済性を損なうので、０．００１
％を下限とし、０．０５０％を越えると加工性が劣化す
るので０．０５０％を上限とする。Ａｌは、０．００１
％未満では、脱酸が不足し鋼中にブローホールが生じる
ようになり、鋼板としての清浄性を損ない、プレス時の
割れ、表面疵の原因になるので０．００１％を下限と
し、また、０．１００％を越えると加工性が劣化するよ
うになるので、０．１００％を上限とする。Ｎは、極力
少ない方が好ましいが、０．０００２％未満にすること
は、製造コストの上昇を伴うので、０．０００２％を下
限とし、０．００５０％を越えると、加工性が劣化する
ので、０．００５０％を上限とする。
【００１２】また、深絞り性向上元素として、Ｔｉ：
０．００５％以上０．１００％以下、Ｎｂ：０．００５
％以上０．０５０％以下、Ｂ：０．０００３％以上０．
００５０％以下の１種または２種以上を含有する成分系
を選択できる。この成分系は、鋼中で微細な炭窒化物を
生成し、固溶Ｃ，Ｎの存在による深絞り性の劣化を防ぐ
ために、添加するものである。Ｔｉは、０．００５％未
満では、Ｃ，Ｎを析出固定する効果が少ないため、０．
００５％を下限とし、０．１００％を超えると深絞り性
が劣化してくるので、０．１００％を上限とする。Ｎｂ
は、０．００５％未満では、Ｃ，Ｎを析出固定する効果
が少ないため、０．００５％を下限とし、０．０５０％
を超えると深絞り性が劣化してくるので、０．０５０％
を上限とする。
０．００５％以上０．１００％以下、Ｎｂ：０．００５
％以上０．０５０％以下、Ｂ：０．０００３％以上０．
００５０％以下の１種または２種以上を含有する成分系
を選択できる。この成分系は、鋼中で微細な炭窒化物を
生成し、固溶Ｃ，Ｎの存在による深絞り性の劣化を防ぐ
ために、添加するものである。Ｔｉは、０．００５％未
満では、Ｃ，Ｎを析出固定する効果が少ないため、０．
００５％を下限とし、０．１００％を超えると深絞り性
が劣化してくるので、０．１００％を上限とする。Ｎｂ
は、０．００５％未満では、Ｃ，Ｎを析出固定する効果
が少ないため、０．００５％を下限とし、０．０５０％
を超えると深絞り性が劣化してくるので、０．０５０％
を上限とする。
【００１３】Ｂは、０．０００２％未満では、Ｎを析出
固定する効果が少ないため、０．００５％を下限とし、
０．００５０％を超えると深絞り性が劣化してくるの
で、０．００５０％を上限とする。以上のように成分を
調整するが、厳しい深絞り性を要求される場合には、Ｃ
とＮを析出固定して深絞り性を向上するために、Ｔｉま
たはＮｂの１種又は２種以上をＴｉ＊＝Ｔｉ−１．５Ｓ
としたとき、４Ｃ＋３．４２Ｎ≦Ｔｉ＊＋０．５２Ｎｂ
≦２０Ｃ＋１７．１Ｎの範囲で添加する事が望ましい。
固定する効果が少ないため、０．００５％を下限とし、
０．００５０％を超えると深絞り性が劣化してくるの
で、０．００５０％を上限とする。以上のように成分を
調整するが、厳しい深絞り性を要求される場合には、Ｃ
とＮを析出固定して深絞り性を向上するために、Ｔｉま
たはＮｂの１種又は２種以上をＴｉ＊＝Ｔｉ−１．５Ｓ
としたとき、４Ｃ＋３．４２Ｎ≦Ｔｉ＊＋０．５２Ｎｂ
≦２０Ｃ＋１７．１Ｎの範囲で添加する事が望ましい。
【００１４】次に、内層成分に疲労特性向上元素として
加えた、表層成分のＣ，Ｎの含有量限定理由を述べる。
Ｃは、鋼を変態強化させるのに有効な元素であるが、焼
鈍中に変態強化するためにはオーステナイトにしなけれ
ばならない。内層のＣ量をＣ＊とすると、Ｃは（Ｃ＊＋
０．０１０）％未満では、内層をフェライトとし表層の
みをオーステナイトにする温度制御が難しく、変態強化
効果が小さいので、（Ｃ＊＋０．０１０）％以上を下限
とし、０．８０％を超えても変態強化効果は飽和し鋼板
全体の加工性が劣化してくるので、０．８０％を上限と
する。
加えた、表層成分のＣ，Ｎの含有量限定理由を述べる。
Ｃは、鋼を変態強化させるのに有効な元素であるが、焼
鈍中に変態強化するためにはオーステナイトにしなけれ
ばならない。内層のＣ量をＣ＊とすると、Ｃは（Ｃ＊＋
０．０１０）％未満では、内層をフェライトとし表層の
みをオーステナイトにする温度制御が難しく、変態強化
効果が小さいので、（Ｃ＊＋０．０１０）％以上を下限
とし、０．８０％を超えても変態強化効果は飽和し鋼板
全体の加工性が劣化してくるので、０．８０％を上限と
する。
【００１５】Ｎは、Ｃと同様、鋼を変態強化させるのに
有効な元素であるが、焼鈍中に変態強化するためにはオ
ーステナイトにしなければならない。内層のＮ量をＮ＊
とすると、Ｎは（Ｎ＊＋０．０１０）％未満では、内層
をフェライトとし表層のみをオーステナイトにする温度
制御が難しく、変態強化効果が小さいので、（Ｎ＊＋
０．０１０）％以上を下限とし、２．４０％を超えても
変態強化効果は飽和し鋼板全体の加工性が劣化してくる
ので、２．４０％を上限とする。
有効な元素であるが、焼鈍中に変態強化するためにはオ
ーステナイトにしなければならない。内層のＮ量をＮ＊
とすると、Ｎは（Ｎ＊＋０．０１０）％未満では、内層
をフェライトとし表層のみをオーステナイトにする温度
制御が難しく、変態強化効果が小さいので、（Ｎ＊＋
０．０１０）％以上を下限とし、２．４０％を超えても
変態強化効果は飽和し鋼板全体の加工性が劣化してくる
ので、２．４０％を上限とする。
【００１６】次に製造方法について述べる。本発明で
は、上記表層成分になるように、連続焼鈍段階で表層成
分を調整することが好ましい。前記の内層の化学組成か
らなる鋼を溶製し、スラブとなす。まず、該スラブを鋳
造後直接または一度適当な温度まで冷却したのち加熱炉
で加熱する。加熱は、熱間圧延が可能な１０００℃から
１３００℃程度とすることが好ましい。鋼板の用途によ
っては、加熱を省略することもできる。その後、Ａ3 変
態点以上の温度で熱延を行う。Ａ3 変態点を下回って熱
延してもよいが、十分な加工性が得られないため好まし
くはＡ3 変態点以上とする。熱延後、適当な温度で巻き
取って熱延鋼板とする。
は、上記表層成分になるように、連続焼鈍段階で表層成
分を調整することが好ましい。前記の内層の化学組成か
らなる鋼を溶製し、スラブとなす。まず、該スラブを鋳
造後直接または一度適当な温度まで冷却したのち加熱炉
で加熱する。加熱は、熱間圧延が可能な１０００℃から
１３００℃程度とすることが好ましい。鋼板の用途によ
っては、加熱を省略することもできる。その後、Ａ3 変
態点以上の温度で熱延を行う。Ａ3 変態点を下回って熱
延してもよいが、十分な加工性が得られないため好まし
くはＡ3 変態点以上とする。熱延後、適当な温度で巻き
取って熱延鋼板とする。
【００１７】また、深絞り性を厳しく要求される場合に
は、ＣとＮを析出固定し加工性に良好な析出形態にする
ために、６００℃以上の巻取を行うことが望ましい。ま
た、８００℃より高温で巻き取ると鋼板が軟質化し疵が
発生し易くなり鋼板表面の品位が劣化するので、８００
℃以下の巻取を行うことが望ましい。その後、酸洗など
の脱スケール処理を施した後、好ましくは５０％以上の
冷間圧延を示す。５０％以上の冷間圧延は、高い深絞り
性をもたらすのに有効であるが、更に望ましくは７０％
以上である。
は、ＣとＮを析出固定し加工性に良好な析出形態にする
ために、６００℃以上の巻取を行うことが望ましい。ま
た、８００℃より高温で巻き取ると鋼板が軟質化し疵が
発生し易くなり鋼板表面の品位が劣化するので、８００
℃以下の巻取を行うことが望ましい。その後、酸洗など
の脱スケール処理を施した後、好ましくは５０％以上の
冷間圧延を示す。５０％以上の冷間圧延は、高い深絞り
性をもたらすのに有効であるが、更に望ましくは７０％
以上である。
【００１８】ついで再結晶温度以上の温度で焼鈍を施
し、焼鈍中もしくは焼鈍後、鋼板の表裏面から片面あた
り０．０１０〜０．２０ｍｍの部分の表層成分が上記表
層成分になるように、浸炭、及び／又は窒化処理を行
い、疲労特性に優れた複層冷延鋼板となす。焼鈍前に浸
炭、窒化処理を行っても構わないが、焼鈍加熱時、焼鈍
時にＣ，Ｎが拡散し表層のＣ，Ｎ濃化層の厚み制御が困
難になるので、焼鈍中もしくは焼鈍後に浸炭、窒化する
ことが望ましい。焼鈍時に浸炭量または窒化量および温
度を制御し、内層はフェライト域で再結晶焼鈍し、表層
はオーステナイト域で再結晶焼鈍を行う。
し、焼鈍中もしくは焼鈍後、鋼板の表裏面から片面あた
り０．０１０〜０．２０ｍｍの部分の表層成分が上記表
層成分になるように、浸炭、及び／又は窒化処理を行
い、疲労特性に優れた複層冷延鋼板となす。焼鈍前に浸
炭、窒化処理を行っても構わないが、焼鈍加熱時、焼鈍
時にＣ，Ｎが拡散し表層のＣ，Ｎ濃化層の厚み制御が困
難になるので、焼鈍中もしくは焼鈍後に浸炭、窒化する
ことが望ましい。焼鈍時に浸炭量または窒化量および温
度を制御し、内層はフェライト域で再結晶焼鈍し、表層
はオーステナイト域で再結晶焼鈍を行う。
【００１９】このとき、内層をオーステナイト域で焼鈍
すると、深絞り性に有利な組織が失われ易いので、フェ
ライト域で焼鈍する事が望ましい。また、浸炭、窒化処
理の方法については、特に規定するものではなく、固
体、液体、ガス浸炭、窒化処理のいずれでも構わない。
Ａ3 変態開始温度（オーステナイト生成温度）は例えば
Ｆｅ−Ｃ、Ｆｅ−Ｎ、Ｆｅ−Ｃ−Ｎ状態図に基いて求め
ればよい。
すると、深絞り性に有利な組織が失われ易いので、フェ
ライト域で焼鈍する事が望ましい。また、浸炭、窒化処
理の方法については、特に規定するものではなく、固
体、液体、ガス浸炭、窒化処理のいずれでも構わない。
Ａ3 変態開始温度（オーステナイト生成温度）は例えば
Ｆｅ−Ｃ、Ｆｅ−Ｎ、Ｆｅ−Ｃ−Ｎ状態図に基いて求め
ればよい。
【００２０】また、焼鈍後の冷却履歴を利用し、さらに
効果的に表層を変態強化させることもできる。浸炭、窒
化終了後５０℃／ｓｅｃ以上で冷却を行い表層を変態強
化する。特に、浸炭量、窒化量が少ない場合より効果的
に硬質組織に変態させることができる。バッチ焼鈍で
は、変態に有利な冷却速度が得られにくいので、連続焼
鈍中で焼鈍、冷却することが望ましい。
効果的に表層を変態強化させることもできる。浸炭、窒
化終了後５０℃／ｓｅｃ以上で冷却を行い表層を変態強
化する。特に、浸炭量、窒化量が少ない場合より効果的
に硬質組織に変態させることができる。バッチ焼鈍で
は、変態に有利な冷却速度が得られにくいので、連続焼
鈍中で焼鈍、冷却することが望ましい。
【００２１】浸炭、窒化後スキンパス圧延を施すなどし
て製品となすか、また本発明の方法で得られた冷延鋼板
上に、耐食性、塗装性、溶接性を改善する目的で、片面
または両面に溶融めっき及び／又は電気めっきを施すこ
とも可能であり、本発明を逸脱するものではない。ま
た、本発明の鋼板に各種の処理を付加して施すことも勿
論可能であり、例えばクロメート処理、燐酸塩処理、燐
酸塩処理性を向上させるための処理、潤滑性向上処理、
溶接性向上処理、樹脂皮膜処理等を施したとしても本発
明の範囲を逸脱するものではなく、付加的に必要な特性
に応じて各種の処理を行うことができる。
て製品となすか、また本発明の方法で得られた冷延鋼板
上に、耐食性、塗装性、溶接性を改善する目的で、片面
または両面に溶融めっき及び／又は電気めっきを施すこ
とも可能であり、本発明を逸脱するものではない。ま
た、本発明の鋼板に各種の処理を付加して施すことも勿
論可能であり、例えばクロメート処理、燐酸塩処理、燐
酸塩処理性を向上させるための処理、潤滑性向上処理、
溶接性向上処理、樹脂皮膜処理等を施したとしても本発
明の範囲を逸脱するものではなく、付加的に必要な特性
に応じて各種の処理を行うことができる。
【００２２】
（実施例１）以下に、本発明を実施例に基づいて具体的
に説明する。表１に示す成分の鋼を溶製し、常法に従い
連続鋳造でスラブとした。そして、加熱炉中で１２００
℃まで加熱し、９１０℃以上の仕上げ温度で、熱間圧延
を行い、６５０℃で巻取り、ついで、酸洗を施し熱延鋼
板とした。８０％の圧下率で冷間圧延を行った後、８８
０℃×６０秒の再結晶焼鈍を行い、表２に示す浸炭、窒
化処理を行い冷延鋼板となした。浸炭、窒化処理時の温
度は内層をフェライト域、表層をオーステナイト域とす
るため｛９１０−（９１０−５９０）×表層Ｎ濃度／
２．３５−（９１０−７２７）×表層Ｃ濃度／０．８｝
℃以上｛９１０−（９１０−５９０）×内層Ｎ濃度／
２．３５−（９１０−７２７）×内層Ｃ濃度／０．８｝
℃以下の温度で行った。得られた冷延鋼板から８０Φの
円盤をうちぬき、絞り比２．０、２．２で円筒状のカッ
プを成形し、その時の成形可否で深絞り性の目安とし
た。又、別途試験片を作製し、両振りシェンク型疲労試
験機にて回転数１８００回／分で繰り返し曲げを負荷し
曲げ疲労試験を行った。曲げ回数が１０7 回でも破断し
ない負荷応力を疲労限とし、耐疲労特性の指標とした。
以上の結果を表２に併記する。表２から明らかなよう
に、比較例と本発明例を比較すると、本発明例の方が、
深絞り性および疲労特性に優れていることがわかる。
に説明する。表１に示す成分の鋼を溶製し、常法に従い
連続鋳造でスラブとした。そして、加熱炉中で１２００
℃まで加熱し、９１０℃以上の仕上げ温度で、熱間圧延
を行い、６５０℃で巻取り、ついで、酸洗を施し熱延鋼
板とした。８０％の圧下率で冷間圧延を行った後、８８
０℃×６０秒の再結晶焼鈍を行い、表２に示す浸炭、窒
化処理を行い冷延鋼板となした。浸炭、窒化処理時の温
度は内層をフェライト域、表層をオーステナイト域とす
るため｛９１０−（９１０−５９０）×表層Ｎ濃度／
２．３５−（９１０−７２７）×表層Ｃ濃度／０．８｝
℃以上｛９１０−（９１０−５９０）×内層Ｎ濃度／
２．３５−（９１０−７２７）×内層Ｃ濃度／０．８｝
℃以下の温度で行った。得られた冷延鋼板から８０Φの
円盤をうちぬき、絞り比２．０、２．２で円筒状のカッ
プを成形し、その時の成形可否で深絞り性の目安とし
た。又、別途試験片を作製し、両振りシェンク型疲労試
験機にて回転数１８００回／分で繰り返し曲げを負荷し
曲げ疲労試験を行った。曲げ回数が１０7 回でも破断し
ない負荷応力を疲労限とし、耐疲労特性の指標とした。
以上の結果を表２に併記する。表２から明らかなよう
に、比較例と本発明例を比較すると、本発明例の方が、
深絞り性および疲労特性に優れていることがわかる。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【表２】
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、深絞り性を損なわず
に、耐疲労特性に優れた鋼板を得ることができる。本発
明によれば、鋼板の表層に粒界亀裂を防止し疲労特性を
向上させるＣ，Ｎを多く含有し、鋼板内部は深絞り性の
特に良い極低炭素鋼であるため、深絞り性と疲労特性に
優れた鋼板を提供することができる。また、本発明法に
よれば、深絞り性の良い金属組織を失うことなく、疲労
特性に優れた表層を付与できるので、深絞り性および疲
労特性に優れた複層鋼板を製造することができる。
に、耐疲労特性に優れた鋼板を得ることができる。本発
明によれば、鋼板の表層に粒界亀裂を防止し疲労特性を
向上させるＣ，Ｎを多く含有し、鋼板内部は深絞り性の
特に良い極低炭素鋼であるため、深絞り性と疲労特性に
優れた鋼板を提供することができる。また、本発明法に
よれば、深絞り性の良い金属組織を失うことなく、疲労
特性に優れた表層を付与できるので、深絞り性および疲
労特性に優れた複層鋼板を製造することができる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 38/14 Ｃ２２Ｃ 38/14
Claims (4)
- 【請求項１】 表層と内層において成分の異なる複層鋼
板において、重量％で内層成分として、 Ｃ ：０．０００２〜０．０６０％、 Ｓｉ：０．００１〜０．５０％、 Ｍｎ：０．０１〜０．５０％、 Ｐ ：０．００１〜０．１００％、 Ｓ ：０．００１〜０．０５０％、 Ａｌ：０．００１〜０．１００％、 Ｎ ：０．０００２〜０．００５０％、 を含有し、 残部：Ｆｅ及び不可避的不純物 を含有し、複層鋼板の表裏面から片面あたり０．０１０
〜０．２０ｍｍの部分の表層成分が、内層成分のＣ量を
Ｃ＊、Ｎ量をＮ＊とすると、内層成分に加えて、 Ｃ ：（Ｃ＊＋０．０１０）〜０．８０％ Ｎ ：（Ｎ＊＋０．０１０）〜２．４％ の１種または２種を含有せしめた、疲労特性に優れた加
工用薄鋼板。 - 【請求項２】 表層と内層において成分の異なる複層鋼
板において、重量％で内層成分として、 Ｃ ：０．０００２〜０．００７０％、 Ｓｉ：０．００１〜０．５０％、 Ｍｎ：０．０１〜０．５０％、 Ｐ ：０．００１〜０．１００％、 Ｓ ：０．００１〜０．０５０％、 Ａｌ：０．００１〜０．１００％、 Ｎ ：０．０００２〜０．００５０％、 を含有し、さらに Ｔｉ：０．００５〜０．１００％、 Ｎｂ：０．００５〜０．０５０％、 Ｂ ：０．０００３〜０．００５０％ の１種または２種以上を含有し 残部：Ｆｅ及び不可避的不純物 を含有し、複層鋼板の表裏面から片面あたり０．０１０
〜０．２０ｍｍの部分の表層成分が、内層成分のＣ量を
Ｃ＊、Ｎ量をＮ＊とすると、内層成分に加えて、 Ｃ ：（Ｃ＊＋０．０１０）〜０．８０％ Ｎ ：（Ｎ＊＋０．０１０）〜２．４％ の１種または２種を含有せしめた、疲労特性に優れた加
工用薄鋼板。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の内層成分を有す
る鋼に、熱延、脱スケール処理、冷延を施し、ついで焼
鈍を施すに際し、浸炭及び／又は窒化を行い、鋼板の表
裏面から片面あたり０．０１０〜０．２０ｍｍの部分の
表層成分が、請求項１又は２に記載の表層成分を含有せ
しめることを特徴とする疲労特性に優れた加工用薄鋼板
の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１または２記載の内層成分を有す
る鋼に、熱延、脱スケール処理、冷延を施し、ついで焼
鈍を施すに際し、再結晶温度以上のフェライト域で浸炭
及び／又は窒化を開始し、鋼板の表裏面から片面あたり
０．０１０〜０．２０ｍｍの部分の表層に、請求項１又
は２に記載の表層成分を含有せしめて表層のみをオース
テナイトとなし、さらに浸炭又は窒化終了後に５０℃／
ｓｅｃ以上で冷却することを特徴とする疲労特性に優れ
た加工用薄鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12376396A JPH09310165A (ja) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | 疲労特性に優れた加工用薄鋼板およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12376396A JPH09310165A (ja) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | 疲労特性に優れた加工用薄鋼板およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09310165A true JPH09310165A (ja) | 1997-12-02 |
Family
ID=14868682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12376396A Withdrawn JPH09310165A (ja) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | 疲労特性に優れた加工用薄鋼板およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09310165A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006009069A (ja) * | 2004-06-24 | 2006-01-12 | Nippon Steel Corp | 加工後表面被覆膜損傷の少ない高剛性鋼板及びその製造方法 |
| KR100544611B1 (ko) * | 2001-12-22 | 2006-01-24 | 주식회사 포스코 | 피로특성이 우수한 가공용 고강도 박강판 및 그 제조방법 |
| JP2006328443A (ja) * | 2005-05-23 | 2006-12-07 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高張力冷延鋼板およびその製造方法 |
| KR100920617B1 (ko) * | 2002-12-28 | 2009-10-08 | 주식회사 포스코 | 피로특성 및 내취성파괴 특성이 우수한 인장강도45㎏/㎟급 고강도 박강판의 제조방법 |
| JP2012077384A (ja) * | 2011-11-24 | 2012-04-19 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高張力冷延鋼板およびその製造方法 |
| JP2012197485A (ja) * | 2011-03-22 | 2012-10-18 | Nippon Steel Corp | 結晶配向性を有する鋼板の製造方法 |
-
1996
- 1996-05-17 JP JP12376396A patent/JPH09310165A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100544611B1 (ko) * | 2001-12-22 | 2006-01-24 | 주식회사 포스코 | 피로특성이 우수한 가공용 고강도 박강판 및 그 제조방법 |
| KR100920617B1 (ko) * | 2002-12-28 | 2009-10-08 | 주식회사 포스코 | 피로특성 및 내취성파괴 특성이 우수한 인장강도45㎏/㎟급 고강도 박강판의 제조방법 |
| JP2006009069A (ja) * | 2004-06-24 | 2006-01-12 | Nippon Steel Corp | 加工後表面被覆膜損傷の少ない高剛性鋼板及びその製造方法 |
| JP2006328443A (ja) * | 2005-05-23 | 2006-12-07 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高張力冷延鋼板およびその製造方法 |
| JP2012197485A (ja) * | 2011-03-22 | 2012-10-18 | Nippon Steel Corp | 結晶配向性を有する鋼板の製造方法 |
| JP2012077384A (ja) * | 2011-11-24 | 2012-04-19 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高張力冷延鋼板およびその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030805 |