JPS5821010B2 - 加工性にすぐれた非調質高張力熱延鋼板の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、穴拡げ性すなわち伸びフランジ性および曲
げ加工性のごときプレス成形性のすぐれた非調質高張力
熱延鋼板の製造方法に関するもので、自動車用とくにト
ラックのフレームなどやこれに類した溶接構造部材とし
て熱延のま５で用いることができ、降伏比すなわち降伏
点／引張り強さ０．８５以上、引張り強さ８０ ｋｇ／
ｍｒｒｔ２以上であって上記プレス成形性のほか、衝撃
特性、溶接性ならびに表面性状でも良好な高張力鋼板を
、熱間圧延のま＼何らの熱処理を径ることなしに、従っ
て廉価に製造することを可能ならしめようとするもので
ある。

従来加工用非調質８０ ｋｙ／ｍｒｒｔ２級熱延鋼板は
、通常鋼の化学成分として、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｖ、Ｍｏなど
の強化元素を多種、多量に添加して、それらの固溶、析
出強化を利用していたので、炭素当量が高く、溶接性に
問題を残すばかりでなく製造上のコストも高い上に、非
調質と呼ばれているにしても、実際には熱間圧延後にテ
ンパー処理して所期の強度を得る場合も多く、それによ
って熱処理費用がかさむほか、熱処理炉による鋼板寸法
上の制限や、熱処理に基く歪を伴うなど欠点が多い。

この発明は従来上記のようにして製造された８０ｋｙ／
ｍｒｎ２級熱延鋼板における上述諸欠点を克服して、添
加元素の種類および量の減少を図り、そしてそれにも拘
らず、上述用途に適合すべく、熱延のま５で降伏比０．
８５以上、引張り強さ８０ｋｇ／ｍｍ以上でプレス成形
性とくに穴拡げ性にすぐれ、衝撃特性、溶接性ならびに
表面性状が良好な加工用非調質８０ ｋｇ／ｍｕ２級熱
延鋼板の製造に成功したものである。

まずこの発明における鋼中化学成分の限定理由は次のと
おりである。

Ｃの下限は鋼板の強度確保のために０．０５％以上が必
要であるが、０１１５％をこえると冷間加工性、低温靭
性および溶接性を共に劣化させるので上限を０．１５％
とするが好ましくは０．１２％以下とすることが望まし
い。

Ｓｉは強度を上昇させるに好ましい元素であつて、０．
１０％以上が必要であるが、０．６０％をこえると溶接
性、低温靭性を劣化させかつ熱延鋼板の表面に赤スケー
ルが形成されやすくなるため０．６０％を上限とした。

Ｍｎはこの発明の目的である引張強さ８０ｋｇ／ｍｕ確
保のため最低１．６０％は必要であるが２．５％超過で
は靭性が劣化するので１．６０〜２．５％の範囲とする
必要がある。

Ａｌは脱酸剤として用いられるがＴｉの有効性を増加さ
せるため最低０．０３％は必要であるが、０．１５％以
上ではその効果は飽和する。

Ｎｂは鋼の細粒化と析出硬化を利用して強度を付与せし
める元素であるが、０．０２％未満ではその効果がな（
０，０５％をこえるとその効果は飽和する。

Ｔｊは析出硬化によって安価に鋼の強度を増加させかつ
非金属介在物の形態を変えて冷間加工性を著しく向上さ
せる。

Ｔｉ量０．０５未満ではこの発明の目的である引張強さ
８０ｋｇ／ｍ７ＩＬ２以上を得ることができず、一方０
．２５％をこえるとその効果が飽和するばかりかＴｉの
析出物による靭性の劣化が見られるのでＴｉ量を０．０
５〜０．２５％の範囲とした。

上記Ｔｉ添加による冷間加工性の向上は、さらにＲＥＭ
を複合添加することによってその効果が一層増大する。

この関係を第１図に穴拡がり率について示した。

すなわちＣ−８ｉ −Ｍｎ−Ｎｂ鋼にＲＥＭを単独添加
した場合Ａにはその効果はほとんど見られないのに対し
、Ｔｉを０．０５〜０．２５％添加するとＢのように穴
拡がり率は著しく向上し、この鋼にさらにＲＥＭを複合
添加すればＣのようにＲＥＭの効果が顕著にあられれる
。

ここにＲＥＭが介在物の形態を変化させるため靭性を向
上させることは公知の事実ではあるが、単独添加では穴
拡がり率を増加させず、Ｔｉとの共存によってはじめて
その効果が期待できるのである。

上述の効果を与えるために必要なＲＥＭの量はＲＥＭ／
Ｓ≧２．８であり、かつＲＥＭとＳとの積が４×１０
以上である。

なおＲＥＭとＳとの積が２．５Ｘ１０ を超えると偏
析が増加するため好ましくない。

Ｐは不純物として避けられないが、できるだけ少ない方
が望ましく経済性を考慮してその上限を０．０２０％と
した。

Ｓは硫化物系介在物となり、冷間加工性、低温靭性を劣
化させるので、０．０１％以下に限定する。

この発明で鋼の基本成分は上記の通りに規定されるが、
冷間加工性を向上させるには上記組成を満足させるのみ
ならず鋼板表面ないしその近傍の介在物を低減させるこ
とも肝要であり、そのため溶製時に以下の注意がのぞま
れる。

すなわち表面近傍の介在物は硫化物系介在物と異なりＡ
ｌ、Ｔｉの酸化物系介在物であるからその生成を防止す
るため、溶鋼注入流と鋳型もしくは連続鋳造タンディシ
ュ間での溶鋼酸化をさけることで、こ＼に大気と遮断し
、あるいは不活性ガスを用いていわゆるシール鋳造を行
なうことによりスラブ表面の酸化物クラスターを減少さ
せることがこのましく、またこれによりＴｉの歩止りの
向上と安定にも寄与することとなる。

このように溶製された鋼を以下に述べる熱延条件と組み
合わせることによって始めて所期の特性を有する非調質
８０ ｋｇ／ｍｒｎ２級鋼を得ることができるのである
。

すなわち加工性、溶接性を考慮して組成の炭素当量を低
く抑えているため、ＴｉやＮｂの析出硬化や、フェライ
ト粒の微細化によって強度を確保する必要がある。

このような析出硬化を大きくするにはスラブ加熱時にオ
ーステナイト中のＴｉ、Ｎｂの固溶量を大きくする必要
があり、そのためスラブ加熱温度の下限を１２００℃と
しなければならない。

また１２００℃以上に加熱されたスラブを熱間圧延する
に際し、圧延仕上げ温度が高い場合にはオーステナイト
結晶粒が太きいため最終製品で上部ベイナイト組織にな
り加工性、靭性が悪くなる。

このように上部ベイナイト組織にすることなく、フェラ
イト＋パーライト組織にするためには熱延仕上げ温度を
８２０℃以下にする必要がある。

第２図にこの発明に従う０．１２％Ｃ−０，２０％５ｉ
−２，０％Ｍｎ−０，０４％Ａｌ−０，０４％Ｎｂ−〇
、１４％Ｔｉ−０，０２％ＲＥＭ鋼の板厚４．５ｍｍの
熱延鋼板につき、強度におよぼす巻取り温度の影響を示
した。

巻取温度が５００℃より低くなると、Ｔｉ、Ｎｂの析出
が不十分なため引張強さ８０ｋｇ／ｍｒｒｔが得られず
、また６００°Ｃを超えると粗大結晶粒となるため強度
を確保できない。

従って巻取温度は５００〜６００’Ｃの範囲に限定され
る。

以上のべた鋼成分および熱延条件の組合せで始めて加工
性の良好な８０ ｋｇ／ｍｒｎ２級の鋼を熱延のままで
得ることができる。

１ つぎにこの発明の実施例を示す。

第１表に示す化学成分を有するスラブを熱間圧延し板厚
４．５ ｍｍとした。

その各鋼種の熱間圧延条件を第２表に示し得られた熱間
圧延板の熱延のま５の引張特性、衝撃特性およびプレス
加工性として穴拡がり率を同表に示した。

なお穴拡がりの初期穴径は１０ｍｍでドリルで孔あけし
た。

この発明により引張強さ８０ｋｇ／ｍｒＩＬ２以上し有
し降伏比が８５％以上でかつ穴拡がり率、衝撃特性とも
に優れた熱延鋼板が多種多量の合金成分を用いる要なく
、また従って溶接性の劣化をもたらす炭素当量の増加を
伴わず、溶接性の劣化の心配なく、しかも廉価に得られ
る。

熱延８０ｋｇ／ｍｕ２鋼板は従来熱延後、７００℃以下
のテンパー処理を行なって強度を出していたのに対しこ
の発明は熱延のままで従来鋼と同等の性質を呈し熱処理
に係わる費用の大幅低減ができ、また従来鋼の化学組成
はＣ−Ｓ ｉ−Ｍｎに加えてＣｒ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔ
ｉを添加していたが、この発ではＣｒ、Ｍｏ、Ｖの添加
を必要とせず、安価なＭｎ、Ｔｉの増量で十分量等の性
質を得られ、溶製費も安くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるＴｉ−ＲＥＭの複合添加効果を
示すグラフ、第２図は巻取り温度の強度に及ぼす影響を
示したグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 重量％でＣ；０．０５〜０．１５％、Ｓｉ〜０．１
   ０〜０．６０％、 Ｍｎ ： １．６０〜２５０％、Ａ
   ｌ；０．０３〜０．１５％、Ｎｂ；０．０２〜０．０５
   ％、 Ｔ ｉ ：０．０５〜０．２５％、Ｐ；０．０２
   ０％以下、Ｓ；０．０１０．□以下を含みさらにＲＥＭ
   （希土類元素）をＳの２．８倍以上でかつＲＥＭとＳと
   の積が４×１０ 以上、２．５Ｘ１０ 以下の範囲に
   含有し残部実質的にＦｅよりなる鋼を熱間圧延するに際
   して、１２００℃以上で加熱し、圧延を８２０℃以下で
   仕上げかつ巻。 取温度を５００〜６００とすることを特徴とする、熱延
   のままで降伏比０．８５以上、引張強さ８０ｋｇＡｔＷ
   以上の加工性にすぐれた非調質高張力熱延鋼板の製造法
   。