JPS6123721A - 箱焼鈍による深絞り用冷延鋼板の製法 - 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ＪＩＳＧ３１４１第３種深絞り用冷延鋼板（記
号５ＰＯＢ）相当品の箱焼鈍法による製造方法に関する
。

（従来の技術） ＳＰＯＥは、加工性に富んだ冷延鋼板として、自動車外
板等の高級用途に大量に使用されている。

冷延鋼板における加工性とは、低降伏点強産、高伸びで
かつこれらが時効劣化しないことと、高ランクフォード
値（「値）？：有することである。従来は、８ＰＯＥは
箱焼鈍の徐加熱昇温を利用した窒化アルミニウム（Ａｔ
Ｎ）の析出により、再結晶集合組織および結晶粒をコン
トロールし、軟質で高７値特性を得ている。ここのとこ
ろの基本技術については、昭和４９年７月３１日付発行
の「鉄鋼薄板の再結晶及び集合組織＋Ｉ）、［ＤＪ（日
本鉄鋼協会鉄鋼基礎共同研究会再結晶部会報告書）に詳
しく述べられており、これらを基に通常以下のような条
件で製造される。テなわち、５ｏｉＡ！　　およびＮ＝
２それぞれ重量基準で０．０５％および０００５％程度
に調整した低炭素Ａｔキルド鋼を素材とし、ＡＩ！Ｎが
溶解したままの状態で焼鈍工程を通丁ために、それに先
立つ熱延工程では約１ｚｓｏＣＪ２を上の高温に加熱し
てＡＩ！Ｎの溶体化を計り、圧延後急冷して約６００℃
以下で巻取ることでＡ／Ｎの析出を防止する。次いで冷
延後再結晶焼鈍を行うが、その回復過程でＡＩ！Ｎの析
出または析出前のクラスター状態を利用して（／／／）
面の優先成長を促す。そのためにこの回復と析出とを同
期させるために最適な昇温速度が存在し、その管理が必
要となる。これをさらに徹底するために、この温度域を
保定する２段昇温か行われたりする。

以上のように成分調整、熱延工程、焼鈍工程にて数々の
管理項目がある。特に、熱延高温加熱、焼鈍での昇温速
度管理はその基本となるものであるが、最近の省エネル
ギー製造性の観点からは全くこれに反し、この鋼種があ
るために、スケジューリングの関係上、他の鋼種もこの
条件に従わざるを得ないという場合もあり、全体のエネ
ルギーコスｌ−Ｙ高める要因となっていた。−このよう
な状況から熱延の加熱温度や焼鈍の昇温速度に依存し゛
ない８ＰＯＥ相当品の製造方法が求められていた。この
場合、熱延の加熱温度を下げるだけでは不十分で、例え
ば薄手材の熱延の場合などのように高温加熱を行わざる
を得ない場合があるが、このようなときにもスケジュー
リングの妨げとならないように加熱温度に依存しないこ
とがより好ましい。

なお、加熱温度を下げると材質の向上が認められるとい
う知見が特開昭４９−１２９６２２号公報および特公昭
５７−３２６９６号公報に見られる。しかしながら、前
者ではコニカル・カップ値だけの知見であり、５ＰＯＲ
に必要とされる総合材質には何も触れていない。しかも
、実施例で示されているのは極低炭素鋼の場合のみであ
り、これには特殊な製鋼法を必要とし、今問題としてい
る課題には合致しないし、また参考ともならない。

また、後者は省エネの観点に立った温延時の材質向上の
ためにスラブ低温加熱と行うものであるが、得られる材
質は実施例からも明らかなように５ＰＯＥとはほど遠い
もので、こういう高級材質を狙ったものでないことは明
らかである。

さらに、特公昭５４−３０９６４号公報記載の発明、特
にその第２発明は、低Ｍｎ素材を用い　　　　　１１１
００〜１２４０℃に加熱することにより、ゾレス成形性
に優れた冷延鋼板の製造法を提供するものであるが、こ
の下限加熱温度もｈｔＮ溶体化のため（同公報第１６欄
１７−１９行）のものであり、この意味では中〜高温加
熱であり、加熱温度依存性なしとは言えない。また、こ
のような低Ｍｎ材では時効挙動が問題となるが、これに
対する顧慮は払われていない。

（発明の目的） 本発明は熱延加熱ｍＷに依らず、また箱焼鈍の昇温速度
に依らない、低炭素Ａ／キルド鋼を素材とした、５ＰＯ
Ｅ相当品の製造方法を提供するこもので、その機械試験
値としては０．８Ｗａｎ板厚の場合で降伏点強度が１７
　ＫＰ　ｆ　／ｒｒｒｄ　、引張強度３ｏすｆＺゴ、降
伏点伸びＯ１τ値１．７１時効指数１．５　Ｋｐｆ／ｒ
ｕｎ”程度を目安とする。前３者はＪ　Ｉ　Ｓ　　Ｚ２
２４１に従うものであるｔＪ　ｒ値は引張試験片の幅方
向、対数ひずみと厚み方向対数ひずみの比で、ｒはその
面内平均（圧延方向に対し０，４５．９０，１３５の値
の算術平均）である。また、時効指数は１０％引張予ひ
ずみを与え友のち１００Ｃ，６０分の時効を加え再び引
張り、この時効前後での降伏点強度の上昇代を言うが、
耐時効性の尺度である。

以上いずれもＪＩ８Ｚ２２０１　５号試験片による。

（発明の構成） 本発明によれば、００．０１％以上、Ｍｎ０．０５％以
上、Ｓ＜：０．０１５％、Ｐｉｏ、０１５％、ｓａｔ。

ｈｌ！０．　ｏ　１ｅ−０，０８％、Ｎ位Ｑ、　００２
５％含有シ、カフＭｎ（％）、＋８ＸＯ（％）＜Ｑｏ、
４７．　Ｍｎ（％）＋５ＸＯ（％〕≧０．２０を満たし
残部Ｆｅおよび不可避的不純物元素からなる鋼を、１０
００℃以下の累積圧下率を８７％以上とし、かつ仕上圧
延終了温度なｋｒＨ変態点以上となるように熱延し、続
いて７０％以上の冷延な施した後６５Ｑ〜７５０Ｃの温
度範囲で箱焼鈍することを特徴とする深絞り用冷延鋼板
の製造方法が得られる。

このように本発明にあっては成分限定と熱間圧延条件が
重要である。

以下、これらの条件の限定理由について述べる。

０．Ｍｎ　　量を変化させた鋼を溶製し、その影響を調
べた。その他の成分はＰｏ、００５〜０．００９％、Ｓ
ｏ、００７〜０．０１０％、　ｓｏｌ、　Ａ／　０．０
３〜０．０５％、　Ｎ　Ｏ，００１０〜９．００２１％
であった。製造条件は熱延加熱温度が１０５０〜１１０
０℃、仕上温度８７０〜９００ｃ、１ｏｏｏ℃以下での
熱延累積圧下率９２％。

巻取温度６００〜６５０℃、冷延圧下率８０％。

箱焼鈍条件７００℃×１０時間保定、スキンパス伸び率
１．０％、板厚０８朝であった。材質として代表的に下
値と時効指数を取りあげる。第１図には下値を、第２図
には時効指数を示す。下値はコイル最冷点付近の値を時
効指数は、コイル外巻部とコイル最冷点付近の値を上下
段にそれぞれ示した。両図から明らかなようＩＣ″ｒ値
は低Ｃ１低Ｍｎはど、時効性は高Ｃ９高Ｍｎはど優れて
いる。第３図はｒ値１時効指数を代表とし、その他の特
性を参照して決めた特許請求の範囲を示すもので式％式
％ なお、下値を安定して高める場合や、省エネで焼鈍温度
を７・２０℃以下にかつ焼鈍時間を６時間とする場合な
どにはＭｎ（％）＋Ｂｘｏ（、％）　＜　０．４０　　
とすることが好ましい。

以上の条件は、０　、　Ｍｎ以外の条件が本発明の条件
内にあったことを注意すべきである。次に、０、Ｍｎ以
外の要件について述べる。

００１３％Ｏ−０，２４％Ｍ　ｎ　−０，００５％Ｐ−
０００６％Ｓ　−０，０３６％Ａ／−０．００１２％Ｎ
鋼’￥１０５０〜１１００℃に加熱後１ｏｏｏｃ以下の
累積圧下率が対数ひずみで１．５〜Ｚ５と変化させ熱延
を行う友。熱延以降の条件は前述の範囲内であつ几。第
４図に、このひずみ量と７値との関係を示す。図から明
らかなようにひずみ２０以上で良好な７値が得られる。

よって、１０００℃以下の熱延累積圧下率を２．０以上
、すなわち８７％以上とした。

〔ε：ｌ　ｎ　　７’ｔ（７／　ｎ　（１−ｒ　）　；
ここに、ε：ひずみ、ｔｏ＝最初の板厚、ｔｆ：最終板
厚、ｒ：圧下率〕このような熱延の累積圧下の効果は熱
延板の細粒化の効果と考えられる。累積圧下の温に範囲
に関しては１００ＯＣ以外にも種々試みたがバラツキが
太きく１ｏｏｏｃが最も良好であった。おそら＜１００
０℃程度から累積の効果が生ずるためと考えられる。

このような下値および時効挙動に対する構成要件条件の
影響の機構については不明であるが、下値に関しては本
発明鋼の場合、冷間圧延粒界がら゛　のＣ／ＩＱ再結晶
核生成、成長により良好な集合組織が得られたものと推
察される。そのため熱延の累積圧下量の増大が効果的で
ある。また逆にＯ，Ｍｎの高い場合、熱延板中に安定炭
化物が生じそのため冷延板中の変形帯密度が増しここが
らの核生成が優先することや、焼鈍中に０−Ｍｎペアー
が生じ（／／ｌ）核成長を妨げるというような機構が考
えられる。さらに時効挙動については、これは固溶炭素
によるものであるが、Ｏ，Ｍｎが高い方が０−Ｍｎペア
ーのために固溶炭素が減るかあるいはＭｌがセメンタイ
トの固溶限を下げることにより固溶炭素が減るというよ
うな機構が推定される。

次にその他の構成要件の限定理由について述べる。

０の下限値は０，０１％である。これより低くするには
製鋼で真空脱ガス処理等の特殊処理を長時間要し、低炭
素鋼の範ちゅう外で′ある。また、焼鈍時に粒成長しす
ぎて肌荒れ欠陥を生ずる。Ｍｅは０，０５％以上、Ｓは
０．０１５％以下とする。この条件をはずすと熱間脆性
の危険性が増しスラブ割れ等につながる。

Ｐは０．０１５％以下とする必要がある。上述の０、Ｍ
ｎと熱延累積圧下の効果は低Ｐの場合に得られ、０．０
１５％を越えるとその効果は急速に失なわれる。これは
おそらくｃとＰの相互作用が上述のような機構を失なわ
せるからと思われる。低Ｐ化の効果は著しくさらに安定
して高材質を得るには００１０％以下とすることが好ま
しい。Ａ／は脱酸剤およびＮをＡ／Ｎとして固定するた
めにｓｏｌ、、ｋｌで０．０１　Ｑ％は必要である。本
発明ではＡＩ！Ｎを積極的に利用していないのでなるべ
く少なくする必要がある。そのためＮは０．００２５％
以下、好ましくは０．００２０％以下とする必要がある
。脱酸剤としての歩留りや経済性を考えるとｇｏｌ、Ａ
Ｉの上限は０，０８％である。

次に、熱延仕上終了温度はｋｒＨ変態点以上とする。こ
の温度より下では熱延板の表層部が異常組織となり、冷
延焼鈍後に材質、特にｒ値が劣化する。冷延圧下率は７
０％以上とする。これ未満では？値が劣化する。好まし
くは７５％以上である。

上限は９０％程度が普通であるが、冷延率が高子ぎると
再結晶粒が細かくなり細粒硬化するので８２％程！Ｙ上
限とすることが好ましい。焼鈍温度は６５０〜７５０℃
とする。６５０℃未満では再結晶が十分でなく、７５０
℃を越えると粒成長が著しくなり肌荒れの恐れが生じる
。本発明鋼は粒成長性が良いので、省エネの観点から７
２０℃を上限とする方が好ましい。また、この方が焼付
き欠陥の防止にもなる。

薄延加熱温度、焼鈍昇温速度は特に規制する必要はない
のが本発明の特徴の一つである。前者は１０００〜１３
００Ｃであるが、もちろん省エネの友め１１００℃以下
とすることは好ましい。後者は通常１０〜ｂ 焼鈍の保定時間は２〜１２時間が通常である。

最後に、ストリップは０．８〜１．５％のスキンパス圧
延を受ける。

（実施例） 第１表に示すＡ−Ｄの鋼を転炉で溶製し、これｆｒ：第
２表に示す熱冷延条件にて冷延鋼板を製造した。得られ
た材質を同じく第２表に示す。

慝１，３，５，８．１０〜１５の鋼は本発明法に従った
鋼である。低い降伏点強度と大きい伸びを示し、耐時効
性も問題なく７値も高い。

第１表　　実施例に用いた鋼の化学成分　（ｗ　ｔ　　
％）特に、／ｒ、、５の鋼のように熱延加熱温度を高め
ても、美８の鋼のように熱延巻取温度を低くしても、ま
た、瓜１３〜１５の鋼のように焼鈍の昇温速度と変化さ
せても材質は高位に安定している。これに対し従来鋼で
ある符号りの鋼は熱延高温加熱。

低温巻取、適正昇温速度であ、る瓜６．お裏び厖１６の
ときは良好な材質ヲ示すが、加熱温度がはずれたり（４
４）、昇温速度がはずれた場合（＆１７）には極端ｌＣ
月質が劣化する。また、ｆ；、２の鋼のようにＰの高い
鋼では本発明のような効果は得られない。

（発明の効果） １９６０年頃より定着した窒化アルミニウムを利用した
箱焼鈍深絞り冷延鋼板は、現在でも最も多量に使われて
いる金属の一つである。しかしながら製造工程の経済性
を求める動きは、この＃４種を最大のネックとするよう
な状況にまで進歩した。

本発明はこの最大のネックを取り去るものであり、これ
によってさらに製造工程の省エネルギー化は進むものと
考えられ、その効果は極めて大きいと言える。

【図面の簡単な説明】

第１図はＯ，Ｍｒ＋量に対する７値の変化を、第２図は
同じ（０、Ｍｎ量に対する時効指数の変化を示す。第３
図は本発明特許請求の範囲のうち、０、Ｍｎ量の範囲を
示す。第４図は熱延における１０００℃以下で累積ひず
みと７値との関係を示す。 代理人　弁理士　秋　沢　政　光 外２名 Ｃ（−／、） 弁１図 Ｃ（−７，） ｒ値 Ｍｎ　（Ａ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｃ０．０１％以上、Ｍｎ０．０５％以上、Ｓ≦０
   ．０１５％、Ｐ≦０．０１５％、ｓｏｌＡｌ０．０１０
   〜０．０８％、Ｎ≦０．０００２５％含有し、かつＭｎ
   〔％〕＋８×Ｃ〔％〕≦０．４７、Ｍｎ〔％〕＋５×Ｃ
   〔％〕≧０．２０を満たし残部Ｆｅおよび不可避的不純
   物元素からなる鋼を、１０００℃以下の累積圧下率を８
   ７％以上とし、かつ仕上圧延終了温度をＡｒ＿３変態点
   以上となるように熱延し、続いて７０％以上の冷延を施
   した後６５０〜７５０℃の温度範囲で箱焼鈍することを
   特徴とする深絞り用冷延鋼板の製法。