JPH10265892A

JPH10265892A - 延性に優れた鉄基合金

Info

Publication number: JPH10265892A
Application number: JP7190397A
Authority: JP
Inventors: Takako Yamashita; 孝子山下; Akihiro Matsuzaki; 明博松崎; Shigeaki Takagi; 重彰高城
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1997-03-25
Filing date: 1997-03-25
Publication date: 1998-10-06

Abstract

(57)【要約】【課題】高延性を有する加工性に優れた鉄基合金を提
供する。【解決手段】重量％で、Ｃ：0.005 ％以下、Ｎ：0.00
5 ％以下、Ｂ：0.005 〜0.500 ％を含有し、残部Feおよ
び不可避的不純物とする。また、さらにSi：２％以下、
Mn：２％以下、Cu：２％以下、Ni：２％以下のうちから
選ばれた１種または２種以上を含有してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、曲げ、絞り等の冷
間加工を施される用途に好適な延性に優れた鉄基合金に
関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼中Ｃ量を50ppm 以下まで低減した極低
炭素鋼にNb、Ti、Ｂ、Zr等を添加した、所謂ＩＦ（Inte
rstitial Free）鋼が自動車向け超深絞り用鋼板とし
て、冷間圧延・連続焼鈍工程で製造されている。Tiは強
力な炭・窒化物形成元素であると同時に鋼中Ｓも硫化物
として固定するため、Ti含有ＩＦ鋼は広い成分範囲で優
れた深絞り性と延性が安定して得られる。しかし、Ti含
有ＩＦ鋼では、Tiが酸化物になりやすく、酸化物系介在
物による表面欠陥が増加する、また、鋼中Ｃを固定する
に足る当量以上のTiを添加すると焼鈍後の鋼板の粒界強
度が低下し２次加工脆化を生じる、などの問題がある。
また、２次加工脆性の防止には、微量Ｂの添加が有効で
あることが知られているが、加工性の劣化を伴う問題が
ある。

【０００３】これに対し、Nb含有ＩＦ鋼は、優れた深絞
り性が得られるが、Ti含有ＩＦ鋼に較べて適正添加範囲
が狭いという問題がある。いずれにしろ、ＩＦ鋼では、
Nb、Ti、Ｂ、Zr等の特殊元素を添加するため、素材コス
トの上昇と、再結晶温度の上昇に伴う高温焼鈍による製
造コストの上昇をもたらす。この問題に対し、例えば、
特許番号第2519131 号公報には、従来より微量の炭・窒
化物形成元素を添加し熱間圧延条件と連続焼鈍条件を適
正制御した、低コストで成形性に優れた冷延鋼板の製造
方法が開示されている。特許番号第2519131 号公報に示
された実施例では、最も高い延性は El=55.2％でありそ
のときの引張強さはTS=28.4kgf/mm²（278MPa）であっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】最近では、加工性をさ
らに向上させるために高延性を有する鋼材が要求されて
いる。従来から、不純物をできるだけ低減すれば延性が
向上するのは知られているが、強度が低下するため、強
度を維持し、高延性を有する鋼材の開発が要望されてい
た。

【０００５】本発明は、上記した問題を解決し、引張強
さ240MPa以上の強度と高延性を有する加工性に優れた鉄
基合金を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、圧延鋼材
の加工性を向上するため鋭意検討し、まず、Ｂに着目し
た。従来から、Ｂは、鋼材の添加元素として焼入れ性を
向上させる効果を有していることは知られており、ま
た、鋼の耐歪時効性の改善や粒界強度の向上などに有効
であることも知られている。しかし、鋼中にＢを0.01wt
％以上添加すると、鋼材の加工性が低下し圧延が困難に
なると言われていた。

【０００７】本発明者らは、Ｂを含有した鉄基合金材の
加工性におよぼす第３元素の影響を検討した結果、Ｂを
多量に添加した場合でも、Ｃ、Ｎ量を適正値以下に低減
すれば圧延が可能となる上に、さらに延性が著しく向上
するという知見を得た。本発明は、上記した知見をもと
に構成されたものである。すなわち、本発明は、重量％
で、Ｃ：0.005 ％以下、Ｎ：0.005 ％以下、Ｂ：0.005
〜0.500 ％を含有し、残部Feおよび不可避的不純物から
なることを特徴とする延性に優れた鉄基合金である。

【０００８】また、本発明は、重量％で、Ｃ：0.005 ％
以下、Ｎ：0.005 ％以下、Ｂ：0.005 〜0.500 ％を含
み、さらに、Si：２％以下、Mn：２％以下、Cu：２％以
下、Ni：２％以下のうちから選ばれた１種または２種以
上を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなること
を特徴とする延性に優れた鉄基合金である。

【０００９】

【発明の実施の形態】まず、化学組成の限定理由につい
て説明する。Ｃ：0.005 ％以下Ｃは基地中に固溶あるいは微細な炭化物として析出し、
転位の動きを阻害するため延性を低下させる元素であ
り、できるだけ低減する。しかし、0.005 ％までは許容
できるため、Ｃは0.005 ％以下に限定した。なお、好ま
しくは延性向上の観点から0.0030％以下である。

【００１０】Ｎ：0.005 ％以下Ｎは、Ｃと同様に、基地中に固溶あるいは微細な窒化物
として析出し、転位の動きを阻害するため延性を低下さ
せる元素であり、できるだけ低減する。しかし、0.005
％までは許容できるため、Ｎは0.005 ％以下に限定し
た。なお、好ましくは延性向上の観点から0.0030％以下
である。

【００１１】Ｂ：0.005 〜0.500 ％Ｂは本発明で最も重要な元素である。Ｂは、鉄中では
Ｃ、Ｎ等と同様に固溶限が低く、Ｂを0.005 ％以上含有
する場合には、Fe₂Ｂとして析出あるいは晶出する。析
出あるいは晶出したFe₂Ｂの周辺の基地（フェライト
相）中には可動転位が多く存在する。このため、塑性変
形が容易となり、延性、加工性が向上するという効果を
得る。また、Fe₂Ｂは鋼中では比較的粗大に析出あるい
は晶出するため、転位の動きを阻害しにくいことも延
性、加工性向上の一因となっているものと思われる。

【００１２】このような延性、加工性の向上は、0.005
％以上の添加で認められるが、0.500 ％を超えると、強
度が高くなり延性が低下する。このため、Ｂは0.005 〜
0.500 ％の範囲に限定した。 Si：2.0 ％以下、Mn：2.0 ％以下、Cu：2.0 ％以下、N
i：2.0 ％以下のうちから選ばれた１種または２種以上 Si、Mn、Cu、Niはいずれも固溶強化により鉄基合金の強
度を増加させる元素であり、Ｂの延性向上作用を阻害し
ないため、強度増加の目的で必要に応じ添加できる。し
かし、Si、Mn、Cu、Niはいずれも添加量が2.0 ％を超え
ると逆に延性を低下させる。このため、Si、Mn、Cu、Ni
はいずれも2.0 ％以下に限定した。

【００１３】残部は、Feおよび不可避的不純物からな
る。不可避的不純物としては、Ｓ：0.020 ％以下、Ｐ：
0.020 ％以下、Ｏ：0.010％以下が許容できる。つぎ
に、本発明の鉄基合金材の好適な製造方法について説明
する。上記した組成の合金を、転炉、電気炉、真空溶解
炉等で溶製したのち、造塊法あるいは連続鋳造法で凝固
させ、圧延素材とする。また、公知の取鍋精錬、真空脱
ガス等の処理を施してもよいのは言うまでもない。

【００１４】圧延素材を、加熱し熱間圧延により熱延板
とする。熱間圧延の加熱温度は、1150℃以下とするのが
好ましい。加熱温度が1150℃を超えるとFe₂Bが溶融し、
圧延が困難となる。熱延板はそのままで使用される場合
もあるが、さらに冷間圧延、焼鈍を施され冷延板とされ
る場合もある。

【００１５】冷間圧延板はさらに焼鈍を施される。焼鈍
はバッチ焼鈍あるいは連続焼鈍いずれも好適である。焼
鈍温度は880 ℃以下とするのが好ましい。焼鈍温度が88
0 ℃を超えるとFe₂Bの固溶が促進され、延性が劣化す
る。なお、冷延板はさらに圧下率５％以下の調質圧延を
施してもよい。

【００１６】

【実施例】表１に示す組成の鋼を電気炉で溶製し、造塊
法により鋼塊とした。この鋼塊を分塊圧延により100 mm
厚のスラブとして、熱間圧延を施し５mm厚熱延板とし
た。熱間圧延加熱温度を1100℃とし、仕上圧延終了温度
を950 ℃とし圧延終了後空冷した。ついで、熱延板は冷
間圧延により0.7 mmの冷延板としたのち、830 ℃×20se
c の連続焼鈍を施し冷延焼鈍板とした。

【００１７】なお、従来鋼Ｊは成形性に優れた極低炭素
鋼の組成を有する鋼であるが、比較のため熱延、冷延、
焼鈍条件は同一とした。これら熱延板および冷延焼鈍板
について、引張特性を調査した。引張特性はJIS Z 2201
に準拠して13Ｂ号試験片を用い、JIS Z 2241に準拠して
室温で引張試験を実施し、引張強さ(TS)、降伏点(YS)、
伸び(El)を測定した。それらの結果を表２に示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【表２】

【００２０】本発明の熱延板Ａ〜Ｅは、いずれも55％以
上の伸びを示し、従来例Ｊに比較し、同等の引張強さを
有し、さらに優れた延性、加工性を有している。一方、
本発明の範囲を外れる比較例の熱延板Ｆ，Ｈ，Ｉは、伸
びは50％以下であり高延性は得られていない。比較例の
熱延板Ｇの伸びは比較的高いが、Ｂを含有していないた
め引張強さが極めて低い。

【００２１】また、強度増加の目的で合金元素を添加し
た本発明例の熱延板Ｋ〜Ｎは、いずれも55％以上の伸び
を示し優れた延性を有していることがわかる。本発明例
の冷延焼鈍板は、いずれも56％以上の伸びを示し、従来
例Ｊと同等の引張強さを有し、さらに、優れた延性を有
している。しかも従来例Ｊに比較し、Ｂ添加により引張
強さが同等であるのに較べ、降伏点の低下が著しい点か
らも延性が向上していることがわかる。また、本発明例
では、基地（フェライト）中にFe₂Bが析出した組織をと
なっている。

【００２２】このように、本発明例では、冷延焼鈍板に
ついても熱延板と同等の効果が得られている。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、Ｃ、Ｎを低減しＢを適
量添加することにより強度を維持しつつ容易に、延性に
優れた熱延板、あるいは冷延焼鈍板とすることができ、
産業上格別の効果が期待できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％で、Ｃ：0.005 ％以下、Ｎ：0.005 ％以下、Ｂ：0.005 〜0.500 ％を含有し、残部Feおよび不可避的
不純物からなることを特徴とする延性に優れた鉄基合
金。
【請求項２】重量％で、Ｃ：0.005 ％以下、Ｎ：0.005 ％以下、Ｂ：0.005 〜0.500 ％を含み、さらに、 Si：２％以下、Mn：２％以下、Cu：２％以下、Ni：２％
以下のうちから選ばれた１種または２種以上を含有し、
残部Feおよび不可避的不純物からなることを特徴とする
延性に優れた鉄基合金。