JPS60258428A - 連続焼鈍による時効性の良い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】 産業上の利用分野 本発明は連続焼鈍により時効性の良好なプレス加工用冷
延鋼板の製造方法に関するものである。

従来技術および問題点 プレス加工用冷延鋼板の問題点として、時効性に関して
は従来から多くの精力的な検討がなされてきた。ここで
言う時効とは鋼板製造後の経時変化により機械的性質が
劣化し、ストレッチャー・ストレインの発生、プレス割
れの発生などプレス不具合を惹起す現象を指す。近年普
及してきたＡｔキルド系連続焼鈍材の場合、このような
時効劣化の原因は、箱焼鈍材に比し短時間に急冷するこ
とによる固溶Ｃの残留にあるとされており、従って再結
晶温度からの冷却後過時効炉を付設し、経済上もしくは
生産能率上杵される時間内で炭化物析出処理を施すのが
通例である。しかしながらこのような処理を経ても現実
ＶＣは固溶限を超える固溶Ｃの残留、すなわち時効劣化
は避は難く、これが連続焼鈍材の適用拡大を妨げる最大
の原因とされている。

連続焼鈍のように時間的制約の下で非時効化効果を上げ
るには、原理的に再結晶焼純のあと、固溶Ｃの多い状態
から１０００℃／冠以上の冷却速度で水焼入し、そして
焼戻せばよいわけであるが、この場合、焼入歪など各種
欠陥の導入ｅ凍結、場合ニよっては急冷組織の形成、こ
れらにフェライト粒内に析出した炭化物の影響も重畳し
て、極度の硬質化、ひいては加工性の大巾劣化を招くこ
とになる。一方再結晶後ガスもしくはこれと水の混気を
用いて１〜ｂ 却速度で冷却し、４００℃程度の過時効を行えば、鋼板
は軟質化するが、時効性は上側よりかなり劣るものとな
る。これを避けるため、過時効温度をより低ぐすると、
過時効処理に要する時間が長引き、生産能率低下および
コストアップを招く。

以上のように一般のＡｔキルド系鋼の連続焼鈍材の場合
、加工性と時効性を同時に満すことは不可能とされてお
り、唯一の例外として、特公昭４２−１２３４８号公報
に見られるようなＴ　ｉ　、　Ｎｂ等を添加したいわゆ
るＩ−Ｆ、（１ｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ　ｆｒｅｅ）鋼
が挙げられるが、これとて、原料および脱炭に要するコ
スト増が大きく、汎用と称するには程遠い現状にある。

このような情勢を考慮して、本発明者らは加工性を損わ
ずしかも良好な時効性を得るための連続焼鈍条件を種々
検討してきたが、その際前提とした基本曲者えを以下に
述べる。

まず再結晶焼鈍後、過時効温度に至る迄の冷却速度を極
端に急冷することによる材質硬化を避けるために冷速は
比較的緩やか（１〜ｂ 以後徐冷却と称す）でなければならない。この場合、従
来の知見からすれば、必然的に時効性は劣化するはずで
ある。つぎに時効性を向上させるには平衡固溶Ｃの小さ
い通例より低い温度（２５０ないし３５０℃：以後低温
過時効と称す）で適時とは先刻述べた通りである。

従って再結晶後、徐冷却し、低温過時効で所望の時効性
を生産上許容しうる時間内に実現するためには、過時効
開始時点で炭化物核生成に必要最小限のＣの過飽和度と
、十分な核生成サイトを確保する何らかの方策が必要と
なる。

本発明者らは、上記再結晶後の徐冷却、低温過時効を前
提に種々の検討を行なった結果、特定の成分および工程
条件の下では、このような制約にもかかわらず、比較的
簡単に非時効化が可能であることな知見した。

即ち、本発明者らの実験によれば、Ｍｎｓが過時効時の
粒内炭化物の優先析出サイトとなり、適量のＭｎおよび
Ｓを含むスラブを１ｏｓｏ℃程度の低温加熱熱延すると
ＭＩＩＳの一部は溶け、一部は溶は残るが、この内溶け
たＭｎおよびＳは他の未溶解析出物、又は介在物に再析
出し、溶は残りＭ　ｎ　Ｓと合せて、後工程での炭化物
析出サイトとして適正なサイズ、分布状態が得られるこ
とが知見された。

なおここにいう適正ＭｎＳサイズ、分布状態とは、０、
００５〜１．０μ程度のものが、平均間隔はぼ１．５〜
５μ未満で分布しているものを指す。

発明の構成 本発明は以上の新知見をもととして構成されており、連
続焼鈍材に分ける時効性と加工性の両立という技術上の
隘路を克服した全く新税な鋼板の製造方法である。すな
わち本発明は重ｆチでＣＯ，００５〜＋１．０２５チ、
Ｍｎ０．０２〜０．２５　ｔ４．８０．００１〜０．０
１５％、５ｏｌＡ１．０．０２５〜０．１０％、００．
０１チ以下含む鋼塊もしくはスラブを９８０〜１２００
℃に加熱・熱延し、６００〜７８０Ｃで捲取り、ひきつ
づき冷延を施した鋼を連続焼鈍するに際し、６８０〜８
５０℃の温度域で２０〜２００廐の再結晶焼鈍を行なっ
たのち、１．０〜１００Ｃ／□□□未満の冷却速度で２
５０〜３５０℃の＠度域に冷却し、しかる後ただちにも
しくは再加熱して、２５０〜３５０℃の温度域で１〜１
２−の過時効処理を行なうことを特徴とする連続焼鈍に
よる時効性の良い冷延鋼板の製造方法である。

以下本発明の詳細な説明する。

まず、対象とする鋼の成分範囲について述べると、Ｃは
０．０２５％を超んると再結晶焼鈍に続く冷却の過程で
ノＲ−ライトとしてもしくは結晶粒界や冷延前に存在す
るμオーダーの巨大な既存析出物、介在物界面に炭化物
として析出し、低温過時効開始時点での十分なＣ過飽和
度を確保できず、析出サイトとして適正なＭｎＳのサイ
ズ、分散状態が存在しても、効果を活かし得す、結果的
に良好な時効性は得られない。一方Ｃがｏ、ｏｏｓ％未
満であると、もともとＣ析出核生成に必要なＣ過飽和度
が不足し、良好な時効性は得られない。以上からＣの上
限を０．０２５％とし、下限を０．００５　％とするが
、最も有効かつ安定して時効性向上を狙うとすれば０．
０１０〜０．０１８％が望ましい。

Ｍｎ量については熱間脆性防止かつ炭化物析出サイトと
して有効なＭｎＳを形成する上で最低０，０２俤以上に
必要であり、多過ぎるとかえって過時効開始時点での過
飽和Ｃを減するので０，２５％を超えてはならない。し
たがって０．０２〜０．２５％と限定する１時効性に及
はす効果を最適にし、かつＭｎｆ？を増にともなうｒ値
劣化を考慮すれば０，０５〜０．２０％未満が望ましい
。

Ｓ量については、Ｍｎｔによって些少の差違はあるが、
有効ＭｎＳ形成の上で少くとも０．００１％は必要であ
り、０．０１５％を超えるとμオーダーの大き々ＭｎＳ
が多数残存し、ま几フェライト粒４小さくなるため、時
効性が劣化する。したがって０．００１〜０．０１５％
と限定する。時効性向上効果を最大限に発揮する上では
ｏ、　ｏ　ｏ　ａ〜０．０１０チ未満が望ましい。

Ｓ　ｏ　１１１量については、鋼中に常識的に存在する
０、　００７チ以下程度のＮを完全に固定するため、最
低０．０２５　％は必要とし、０．１０　％を超えると
強度上昇、伸び劣化な招くので０．０２５〜０．１０　
％と限定するが、フェライト粒を十分発達させ、時効性
を最も向上させたい場合には０，０５〜０．１０％とす
ることが望ましい。

０については、酸化物の形で鋼中に存在し、多過ぎると
Ｓ過剰の場合同様時効性に悪影響を及ぼす。この悪影響
を完全に除去するには０．０．０５％以下に抑えること
が望ましいが、０．０１％以下なら実質的な悪影響は許
容しりる程度なので０，０１％以下とする。Ｓｔ　量、
ＰｔおよびＮｔについては、特に限定するものではない
が、ｒ値、伸びの劣化の点から、それぞれ０．３％以下
、０．０８％以下および０．００７％以下が望ましい。

以上の成分を含む鋼塊もしくはスラブを熱延するに際し
てまず加熱温度については有効ＭｎＳを確保するために
は通常より低目に設定する必要がある。１２００℃を超
えて加熱するとＭｎ　Ｓは大部分溶解し、冷却過程で主
にγ粒界に再析出するが、この様な微細なＭｎ　Ｓ　ｔ
’ｌ、析出サイトとしての効果を持たない。一方、加熱
温度を９８０℃未満にすると材料は硬化し、圧延機に過
大の負担をかける。

したがって加熱温度の上限を１２００℃下限を９８０℃
とする。ただし時効性向上効果を最大限に発揮させしか
も操業し易さの点からは、１０２０℃〜１１２０℃が望
ましい。

熱延終了後の捲取温度については、ＮをＡｔＮとして十
分に固定する必要から６００℃以上とするが、スケール
酸洗性の観点から７８０℃を超えてはならない。これら
のバランスで最も望ましいのは７００〜７５０℃の間で
ある。

冷延については、通常行われるはは５０〜９０−程度の
圧下率で良くとくに圧下率の限定を行なう必要はない。

連続焼鈍を行なうに際して茨鈍加熱速［Ｈ通常通すｔｌ
ぼ１〜ｂ については再結晶を十分に行わせるため最低６８０℃は
必要である。−力士限値につｈては、フェライト粒径な
大きくするため時効性を良くする点からは或程度高温度
が望ましいとも言えるが、余り高過ぎて粗大粒化すると
、肌あれの危険性もあるので、８５０℃以下とする必要
がある。焼鈍時間は再結晶完了に要する時間として２０
ｓｅｃ以上必要であり、また長過ぎても生産性を阻害す
るので２００（６）以内とする必要がある。上記種々の
点を考慮し、バランス上置も効率良く生産するには、７
７０℃〜８３０℃で３０〜１２０ｓｅｃの焼鈍を行なう
ことが望ましい。

再結晶焼鈍後の冷却速度については、そもそも本発明の
前提とも言うべき因子であり、加工性劣化を避ける几め
１００℃／９ｅｃ以上の急冷は絶対に避けなくてはなら
ない、適正冷却速度は、既述の各成分曖や熱延加熱源１
度とも関連するが、ＩＣ／ｓｅｃ未満では過時効開始時
点での過飽和Ｃが少くなり過ぎ、折角の有効ＭｎＳを活
かせず、時効性向上につながらないので除外する。

なお冷却途中で、冷却速度を随時変更しても、冷却速度
が上記の範囲内であれば、いずれにせよ所期の効果は得
られるが、時効性と加工性の最適バランスを保証する点
では／！　６５０〜７００℃の温度域な境にしてこれ以
上を５〜ｂ れ以下を１０〜ｂ ここで限定した冷却速度の終点温度は過時効温度と一致
しても、あるいは過時効温度以下に過冷却しても構わな
いが、いずれにしても終点温度は３５０℃以下、窒まし
くは３００℃以下として十分にＣの過飽和度を確保する
必要がある。しかし２５０℃未満としても通常見出され
る０１％以外の別の炭化物（ε相）が生成し、これに対
する過飽和度が見掛上小さくなるので、２５０℃未＃は
避けねばならない。つぎに過時効温度については冷却終
点温度で説明した理由と全く同じ理由により３５０℃以
下（望ましくは３００℃以下）２５０℃以上の温度域で
行なう必要がある。冷却後ただちに該温度域で保定して
も、過冷却して再加熱・保定してもあるいは保定せず、
該温度域で最初高温、時間と共に温度な下げるいわゆる
傾斜過時効方式や階段過時効方式を採用しても良い。冷
却終点から過時効終了（最終的［２５０℃未満に下った
時点）に至るまでの所要時間が１馴未満ではＣ析出は完
了せず１２ｊＩ！Ｉ＋を超えることは生産性を著しく阻
害するので本発明の範囲から除外する。なお最も有効に
本発明の効果を得るためには、基本的に２７０〜３００
℃の温度域に該当する時間の総計を５−以上確保するこ
とが望ましく、また過時効終段におＡて２７０〜２５０
℃の温度域で３０冠以上経過する熱サイクルを設けるこ
とも有効である。

以上の工程な経た鋼板に通例にしたがって０．５〜２．
０チの調質圧延を施こすことにより所期の狙い通り、焼
鈍後の冷却速度が比較的ｉＩ（でも、時効性に優れ、か
つ加工性にも優れた鋼板が得られる。

以下本発明の効果を実施例にもとづいて、さらに具体的
に説明する。

実施例 第１表（（示すように成分量の異なる各種の鋼を転炉も
しくはイ炉で溶輿し、スラブとし、加熱温度、捲取温度
を変えて熱延ン行ない、酸洗後７８〜８０％の冷延を行
なったのち連続焼鈍な施こし、成品の時効性および機械
的性質を調べｔ６時効性は、Ａｇｉｎｇ　Ｉｎｄｅｘ　
（Ａ、１．、　ｋｆ　／　ｒｘＪ　）で評価した。

これは成品板に１０％の一軸歪を与え、１ｏｏ″”Ｃｘ
１　ｈｒ　の人工時効を施したのち、再度引張り、時効
前後の応力差＆Ａ、１．七し、これが小さいほど時効性
良しとしたものである。通常３．０〜３．５　ｋｆ／Ｉ
ｊなら時効性にかなり良（，２ｋｇ／ｗｊ以下なら実質
非時効と考えて良い。この結果より本発明により得られ
た鋼板の時効性は極めて優れていることが判る。

発明の効果 以上のように本発明によれば、連続焼鈍でも時効性、加
工性とも優れた鋼板を製造できる。

代理人　弁理士　秋　沢　政　光 外２名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％　でＣＯ，００５〜０．０２５％、Ｍｎ　
   ０．０２〜０．２５％、Ｓ　Ｏ，００１−０，０１５％
   、５ｏｔＡｔＯ，０２５〜０．１０％、００．０１％以
   下含む鋼塊もしくはスラブを９８０〜１２００℃に加熱
   ・熱延し、６ｏｏ〜７８０℃で捲取り、ひきつづき冷延
   を施した鋼を連続焼鈍するに際し、６８０〜８５０℃の
   温度域で２０〜２００（８）の再結晶焼鈍を行なったの
   ち、１．０〜ｂ ３５０℃の温度に冷却し、しかる後ただちにもしくは再
   加熱して２５０〜３５０℃の温度域で１〜１２−の過時
   効処理を行なうことを特徴とする連続焼鈍による時効性
   の良い冷延鋼板の製造方法。