JPS5976825A - 高強度冷延鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高強度冷延鋼板の製造方法に関し、特に、表面
性状及び冷間加工性にずくれた高強度冷延鋼板の製造方
法に関する。

近年、高強度冷延鋼板は、車体の重量軽減による燃費改
善を主目的として、自動車産業を主体にその使用量が急
激に増大している。このような冷延鋼板は、自動車車体
の薄肉化に対応し得る十分な強度が要求されると共に、
深絞り加工等に代表される種々の過酷な成形条件に耐え
得る成形性も要求される。このような要求書こ応えるべ
く、従来より高強度冷延鋼板の種々の製造方法が提案さ
れているが、加工性、強度、延性等のすべての特性を満
足するような方法は未だ見出されていない。

本発明者らは、上記した問題を解決するために鋭意研究
した結果、冷延参ＶＩ板のＮ造において、材料中に含有
さ−Ｕる元素の種１及び慴を規定すると共に、従来ＩＩ
、加工性のずくれた鋼板を製造する観点からはａ・須で
あって、これを変更すれば、加工性の低下をもたらすと
されてきた条件を変更することに３１、す、予期しない
ことに、表面性状及び冷間加工性が著しく改善された高
強度冷延鋼板を得ることができることを見出して、本発
明に至ったものである。

本発明による高強度冷延＃目板の製造方法は、ＣＯ，１
５％以下、Ｓｉ３％以下及びＭｎ２％以下を含有し、且
つ、ＳｉとＭｎがその合８１量で０．５〜４％であって
、残部鉄及び不可避的不純物よりなる泪を、＾ｒ　変態
点以上の仕上げ温度で熱間圧延し、３０℃／秒以上の速
度で冷却しつつ巻き取り、次いで、５００℃以上の温度
で保定する熱処理を行なった後、酸洗し、更に冷間圧延
した後、６５０〜８００℃の温度で箱焼鈍することを特
徴とする。

本発明で用いる鋼材料において、Ｃは得られる冷延鋼板
に高い強度を付与するが、その含有量が過剰になると、
鋼板の伸び、塑性歪比ｒ値及び伸びフランジ性等を低下
させ、成形性やスポット溶接性等の緒特性を劣化さ−Ｕ
るので、０．１５％以下とされる。尚、本発明において
、鋼の化学成分組成を示す％は重量％を意味する。一方
、Ｃ含有量が少なすぎるときは、鋼板に十分な強度を付
与することができないと共に、鋼板組織の粗大化や、点
溶接したときの溶接部の強度低下等の有害な影響が現わ
れてくることがある。従って、Ｃ含有量は、少なくとも
０．００１％、好ましくは０．００５％以上とされる。

尚、焼鈍を連続して行なう場合には、比較的低いＣ含有
量において、良好な結果が得られる。

Ｓｉは、得られる鋼板に高い強度を与える主要成分であ
ると共に、成形性を高める効果を有する。

しかし、含有量が過剰のときは、成形性が却って低下す
ると共に、製鋼操業面で弊害が生じ、更には、点溶接し
た場合に、溶接部のナケット組織が粗大化し、この部分
において強度が劣化する。従って、本発明におい′Ｃは
、Ｓｉの含有量は３９４以−「とされる。

Ｍｎは、溶槽中に不純元素として混入することの多い微
量のＳを固定すると共に、１料強度を向上せる効果を有
し、更に、Ｓｔの添加に伴う変態点の上昇を抑制する効
果を有する。これらの効果を有効に発現さ・Ｕるには、
０．２％以」二を含有さセる必要があるが、２％を越え
て多量に含有さセる必要はない。

上記したように、ＭｎによってＳｉの添加による変態点
の上昇を抑えつつ、両者によって得られる冷延鋼板に最
大限の強度を与えるには、ＳｉとＭｎの合８１量を０．
５〜４％の範囲にするのが好適である。この範囲を越え
て過剰に含有させるときは、却って加工性を低下させる
ので好ましくない。

本発明によれば、上記した諸元素に加えてＣｕを１％以
下及び／又はＰを０．０３〜０．１３％の範囲で含有さ
ゼることによって、より高強度の冷延鋼板を得ることが
できる。

即ち、ＣＯ，ｌ　５　！’６以下、Ｓ１３！１（１以下
及びＭ　ｎ２％以下に加えて、Ｃｌ１１％以下及び／又
はＰＯ１０３〜０．１３％を含有し、且つ、ＳｔとＭｎ
がその合＠１量で０．５〜４９＜てあつ°Ｃ１残部鉄及
び不可避的不純物よりなる柑を用いるのである。

従来、Ｃｕの添加による集合組織を初めとする各種材料
特性に対するり］果は、主として軟鋼板において種々検
削されているが、その効果については尚、基本的に明確
でない部分も多く、特に、Ｃ含有量が０．０２％以下の
低炭素領域におけるＣｕの添加効果はないとみられてい
た。特に、ＳｉやＭｎを比較的多量に含有する本発明に
おけるような高強度冷延鋼板に夕１するＣｕの添加は従
来、検討された例がない。しかし、本発明の方法に従っ
て、Ｃｕを含有させた鋼を処理するときは、Ｃが０．０
１％以下の極低炭素領域においても、極めて高いｒ値が
得られるのであり、ここに、本発明の方法におりる一つ
の重要な特徴がある。

即ち、本発明の方法によれば、Ｃｕは固１８効果によっ
て強度を高める効果があると共に、加工硬化率を高める
効果を有し、更に、変態点を低下させ、靭性を高めると
同特に、耐候１１をも顕著に向上さ−Ｕる。かかる効果
を有効に発現さ−Ｕるためには、含有…は少なくとも０
．２％がリシ・要である。一方、相中への過剰のＣｕの
添加は、洞割れと称される表面欠陥を生じ、表面性状を
１ｎなうことがあると共に、熱間圧延状態におりるスケ
ール性状や挙動等に）える影響を考慮して１％とされる
。

また、Ｐは、本発明において、鋼板の強度を向上さゼる
ための主要強化元素であるＳｉ及びＭｎと組合わさって
、一層強度を高める効果を有し、また、イ１随的に加工
性をも改善する。かかる効果を有効に発現させるために
は、０．０３％以」二の含有量であることを要し、含有
量が増大するにつれて、強度、加工性、更には１Ｉｉｉ
ｔ峡性も顕著に向上する。しかし、過剰量の存在は、却
って衝撃二次加工性の劣化、スポット熔接部の靭性低下
に伴う十字引張強度、剪断引張強度の低下をもたらすの
で、０．１３％以下とされる。

本発明によれば、」１記したＣＩＪ及び／又はＰ＆こ代
えて、又はＣｕ及び／又はＰと共に、更番こＮｂ、■、
Ｔ＋及びＺｒから選ばれる少なくとも１種の元素を所定
量含有さ・しることにより、一層高強度の冷延鋼板を得
ることができる。

即ち、Ｃ０１１５％以下、Ｓｔ３％以下及びＭｎ２％以
下に加えて、Ｃｕ１％以下及び／又はＰＯ１０３〜０．
１３％を含有し、又は含有せず、且つ、３ｔとＭｎがそ
の合Ｍ量で０．５〜４％であると共に、Ｔ　ｔ　０．３
％以下、Ｎ　ｂ　０．２％以下、■０．２％以下及びＺ
　ｒ　０．３％以下の範囲で少なくとも１種を含有し、
残部鉄及び不可避的不純物よりなる柑を用いるのである
。

上記した付加的な元素であるＴ１、Ｎｂ、■及びＺｒの
含有量の下限は、いずれも０．０１％であり、一方、上
記上限を越えて多量に含有さ−Ｖても、添加に見合う効
果の増大は緩慢にしか認められず、経済的に不利である
。

本発明においては、必要に応じて、脱酸元素として７ｉ
、ｘを添加することができる。八〇はその脱酸効果によ
り、本発明において主要強化元素である３ｉ及びＭｎの
添加歩留りを向上させるほか、材料中にＰが含有される
ごとによる衝撃二次加工性の低下１頃向を抑制乃至防止
する効果を有し、特に、Δｐを（１，０１％以上含有さ
−ｌることによって、冷間圧延鋼の諸品質を一層高める
ことができる。

し゛かし、その含有量が多量にすぎイ］と、アルミナの
生成量が増大して、スリノ＼−疵等の表面欠陥が現われ
ることがあるので、（ｌ　ｌ　５　％以Ｔとすべきであ
り、特に維しい表面性状が要求される場合には、０．０
８％以下とされる。

尚、ｍ中の酸素は、その殆どが非金属介在物として存在
し、その量が多くなると、ｆ＃ｊ撃二次加工性が低下す
るほか、Ｃ，Ｓ　ｔ、Ｍｎ、Ｐ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ
、Ｚｒ等の添加効果が減しられるので、酸素量は０．０
１５％以下とするのがよい。

このほか、不可避的に混入するＳ等の不純物は、伸びフ
ランジ性に代表される）、（料１キ性値を低下させるの
で、可及的に少なくするのがよく、例えば、Ｓは０．０
３％以下とすることが望ましい。

本発明の方法は、以」二のように、含有元素の種類及び
量の特定された柑を用いると共に、以下に説明するよう
に、所定の条件下に処理することにより初めて、表面性
状及び冷間加工性にずくれた高強度冷延鋼板を得ること
かで７きるのである。

即ら、本発明の方法においては、上記した諸元素を含む
溶鋼をｊｆｆｌ常の方法にて鋼片とした後、これを先ず
Ａｒ　　変態点以」二の温度で仕上げ熱間圧延を行なう
と、熱延組織が混粒となり、冷延、焼師後の諸特性値が
低下するからである。尚、この熱延工程には、熱鋼片を
熱間溶削後に直らに熱間圧延する工程（ホットダイレク
トローリング）や、温片装入熱間圧延工程等も含まれ、
ホットダイレクトローリングはＣｕ含有網の表面疵の発
生を防止するため、表面性状にすぐれた製品を得ること
ができる。

このように熱間圧延した熱延鋼板を次いで３０’Ｃ／秒
以上の速度で冷却するうこの冷却速度が３０℃／秒より
遅いときは、冷延、焼＃１１！後に優れた諸特性を有す
る鋼板を得るために好ましい熱延板組織が得られないか
らである。巻取りの際の温度は５００℃ツ」−１好まし
く　ｌ；Ｉ：　Ｃｉ　００　′ｃ以上である。

このようにして巻取ったＵシ延コイルは次いで、５００
　’ｃ以上の高度で保持Ｊ−る再加熱処理を行なう。後
述する以下の効果を有効に発現さゼるためには、保持時
間は１時間以上を要４−るが、ｊｍ當、３〜１０時間程
度が奸）うである。この再加熱処理において、ＣＩＪが
析出し、そのりＪ果により強度及び冷間加工性が改善さ
れ、特に、板厚の厚い！！）延綱板の曲げ加」１性が改
善され　熱延状態の鋼板を使用することもできる。尚、
この前処理］１稈である巻取り工程においても、巻取り
温度を高めることにより、巻取り後のコイル冷却過稈で
Ｃｕの析出が促進されるので、巻取り温度は高い方が好
ましい。更に、本発明によれば、Ｓ［１２り後、一旦、
室温まで冷却し、次いで、上記の再加熱処理を行なって
もよく、或いはそのまま直ち乙こ再加熱処理を行なって
もよい。

上記のようにして再加熱処理した鋼板は、次いで、冷間
圧延し、６５０〜８００℃の温度で箱焼鈍する。一般に
、箱焼鈍は連続焼鈍に比べて長時間焼鈍であるので、結
晶粒の成長性にずくれた加工性のよい製品をりえるが、
特に、本発明の方法においては、前記したように高温巻
取り及び／又は再加熱処理によりＣＩＪを析出さ・ｌて
加工性を改善するものであり、この箱焼鈍によってＣｕ
の析出を尚促進して、強度、加工性等の諸特性に一層す
ぐれた製品を得ることができるのである。

以上のように、本発明によれば、含有させる元素の種類
及び量を規定したｍｌ料を用いて、熱延条件、熱延後の
コイルの処理条件、焼鈍条件等を選ぶことにより、従来
になく、表面性状及び冷間加工性にすぐれた高強度冷延
鋼板を得ることができ、このような鋼板は、例えば、自
動車車体における薄肉化に適合し得る強度を有すると共
に、東越した成形性を有する。

以下に本発明の実施例を挙げるが、本発明はこれら実施
例により何ら限定されるものではない。

実施例１ 第１表に示す化学成う′Ｊ絹成の供試用から常法に従っ
て鋼片を得た１ぎ、８９０〜９０５　’Ｃの仕上げ温度
で熱間圧延し、４０〜４５°（：７秒の速度で冷却した
後、６４０〜６６０°Ｃの温度で巻取り、２゜７闘厚の
熱延コイルを得た。これを直ちに６５０°Ｃの温度に保
持した炉中−・装入し、１０時間均熱保定した後、冷却
した。次いで、酸洗し、冷間圧延して、０．８開厚の冷
延鋼板を（ｑた。

この冷延鋼板を加熱速度５５“Ｃ／時間で昇温し、７０
０℃で３時間箱焼栓した後、約１９６の開型圧延を行な
って、本発明による冷延製品を得た。これら製品のｒ値
を第１表に併−Ｕて示す。

第１表から明らかなように、本発明の方法により潜られ
る冷延摺板は、高強度鋼てありながら、極めて高いｒ値
を有してい乙。尚、本実施例で用いた材料の強度クラス
はいずれも５０：＋口級多面に相当する。

実施例２ 第２表に示す化学成分組成の供試…から常法に従って鋼
片を１また後、８９０〜９００°Ｃの仕上げ温度で熱間
圧延し、４３〜ｂ 却した後、５６０〜５８０℃の温度で巻取り、一旦、室
温まで冷却して、２．８１厚の熱延コイルを得た。次い
で、この鋼板を６５０℃の温度に保持した炉中へ装入し
、１０時間均熱保定した後、冷却した。これを酸洗し、
冷間圧延して、０．８鰭厚の冷延鋼板を得た。

この冷延鋼板を加熱速度２５℃／時間で昇温し、７００
℃で３時間箱焼鈍した後、約１％の調質圧延を行なって
、本発明による冷延製品を得た。これら製品の重・値を
第２表に併セ゛ζ示ず。また、比較のために、巻取った
熱延コイルを室温まで冷却した後、再加熱することなく
、酸洗し、冷間圧延し、箱焼鈍して得られた冷延製品の
ｒ値をも第２表に示す。

これらの結果から明らかなように、本発明の方法により
得られる冷延鋼板は、高Ｓｉ系、ｉＦＩｉＭｎ系の材料
を問わず、熱延後に再加熱処理を施すことによって、そ
のｒ値が飛躍的に増大し、かくして、高強度鋼でありな
がら、極めて高いｒ値を有いずれも５０キロ級に相当す
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１Ｃ０，１５％以下、Ｓｉ３％以下及びＭ　ｒ＋　
   ２％以下を含有し、且つ、ＳｌとＭｎがその合計量で０
   ．５〜４％であって、残部鉄及び不可避的不純物よりな
   る鋼を、静　変態点以上の仕上げ温度で熱間圧延し、３
   ０℃／秒以上の速度で冷却しつつ巻き取り、次いで、５
   ００°Ｃ以」二の温度で保持する熱処理を行なった後、
   酸洗し、更に冷間圧延した後、６５０〜８００　’ｃの
   温度で箱焼鈍することを特徴とする高強度冷延Ｗｌ仮の
   製造方法。 ＋２１Ｃ０，１５％以下、Ｓ１３％以下及びＭｎ２％以
   下に加えて、Ｃｕ１％以下及び／又はＰｏ、０３〜０．
   １３％を含有し、且つ、ＳｉとＭｎがその合計量で０．
   ５〜４％であって、残部鉄及び不可避的不純物よりなる
   鋼を、＾ｒ　変態点以上の仕上げ温度で熱間圧延し、３
   ０℃／秒以」二の速度で冷却しつつ巻き取り、次いで、
   ５００℃以上の温度で保持する熱処理を行なった後、酸
   洗し、更に冷間圧延した後、６５０〜８００℃の温度で
   箱焼鈍することを特徴とする高強度冷延鋼板の製造方法
   。 （３１Ｃ０，１５％以ｒ’、Ｓ１３％以下及びＭｎ２％
   以下を含有し、且つ、ＳｉとＭｎがその合計量で０．５
   〜４％であると共に、Ｔｉ０．３％以下、ＮｂＯ２２％
   以下、■０．２％以下及びＺ　ｒ　０．３％以下の範囲
   で少なくとも１ｆ！を含有し、残９１（鉄及び不可避的
   不純物よりなる泪を、計、３変態点以」二の仕上げ温度
   で熱間圧延し、３０°Ｃ／秒以上の速度で冷却しつつ巻
   き取り、次いで、５００　’Ｃ以上の温度で保持する熱
   処理を行なった後、酸洗し、更に冷間圧延した後、６５
   ０〜ｅ　ｏ　ｏ　’ｃの温度で箱焼鈍することを特徴と
   する高強度冷延鋼板の製造方法。 ＋４１ｃ０．１５％以下、３１３％以下及びＭｎ２％以
   下に加えて、Ｃｕ１％以下及び／又はＰｏ、０３〜０．
   １３％を含有し、且つ、ＳｉとＭｎがその合計票で０．
   ５〜４％であると共に、ｉ’　ｉ　０．３シロ以−「、
   Ｎ　ｂ　０．２％以下、Ｖ　０．２％以下及びＺ　ｒ　
   Ｏ，３％以下の範囲で少なくともｌ　ｆｆｆｉを含有し
   、残部鉄及び仕上げ温度で熱間圧延し、３０℃／秒以−
   ヒの速度で冷却しつ一つ巻き取り、次いで、５００℃以
   」二の温度で保持する熱処理を行なった後、酸洗し、更
   に冷間圧延した後、６５０〜８００°Ｃの温度で箱焼鈍
   することを特徴とする高強度冷延鋼板の製造方法。