JPS63247338A - ２次加工性及び焼付硬化性に優れる深絞り用高張力鋼板 - 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） 近年自動車業界では燃費の向上をめざして車体の軽量化
が進められており、高強度薄鋼板の需要が高まっている
。

一方鋼板を車体形状にプレス成形する場合には、良好な
深絞り性が要求される。

この発明は上記の２つの特性をそなえ、さらにプレス成
形後の塗装焼付時に降伏強さ、引張強さが上昇する性質
、すなわち焼付硬化性を兼ねそなえる鋼板に関する。

（従来の技術） 自動車用鋼板では板厚を薄くし深絞り性を向上すること
のほか、耐プント性が問題となる。加えて車体の一体成
形化が進められていることもあり、１枚の鋼板に対して
強度、深絞り性、耐プント性等の相反する特性が要求さ
れている。

例えばプレス成形性には降伏点を低くすること、耐プン
ト性には降伏点を高くすること、が有利である。

そこで最近プレス成形後、焼付塗装時に固溶Ｃのひずみ
時効に起因して降伏点が上昇する焼付硬化性（以下ＢＨ
性と略す）が着目されている。

深絞り用鋼板にＢＨ性を付与した技術としては、特開昭
５９−３１８２７号公報に極低炭素鋼にＴｉ。

Ｎｂを添加することについての開示がある。

すなわちＴｉによりＮを完全に固定し、Ｎｂの添加量を
Ｃ含有量との関係により調整して固溶Ｃを適量残し、Ｂ
Ｈ性を確保しようとするものである。

また特開昭５９−３８３３７号公報にはＴｉ、　Ｎｂさ
らにＢを添加して固溶Ｃ及び固溶Ｂの残存によりＢＨ性
を確保しようとすることが開示されている。

しかしながらＮｂにより固溶ｃｌを調整する場合、Ｎｂ
が定量的にＣと反応してこれを固定するため、Ｃ含有量
のばらつきにＢＨ性が直接影響され、安定したＢＨ性の
確保は難しい。

又安定したＢＨ性を得る技術として特開昭６１−２６７
５７号公報にはＴｉを含む極低炭素鋼において、Ｃを固
定するＴｉの添加量のみならず、Ｓ。

Ｎ量を制限することが記載されている。ここではＳ；０
．００３％以下、Ｎ　；　０．００４％以下でかつ〔Ｓ
％〕＋〔Ｎ％］≦０．００５の範囲に限定しているが、
Ｓ、Ｎｊｌを上述範囲内として安定して生産する事は難
しく、特に強化元素を多量に添加する場合は不純物とし
てこれらの元素が混入しやすいため、コスト増につなが
り易い。

一方極低炭素化し、深絞り性を向上した鋼板では深絞り
後に２次加工を受けるとぜい性破壊する傾向を示すが、
ＢＨ性を付与した場合、固溶しているＣによって粒界が
強化されこの傾向を緩和することができる。しかしＰ、
　Ｓｔ、　Ｍｎ等の強化元素を多量に添加した場合、ぜ
い化の傾向は著しくなり、良好なりＨ性を付与する程度
の固溶ｃｌではこれを改善することは難しい。

耐２次加工ぜい性を改善するには特開昭５９−１９３２
２１号公報にて示されているように、Ｂ添加が有効であ
ることが知られている。この効果は固溶Ｂが粒界へ濃化
し、粒界の強度を高めるためである。ところがＢは窒化
物形成傾向が大きくＢＮとなりやすく、前述の技術では
固溶Ｂを残存させるためＴｉを添加して鋼中のＮをＴｉ
Ｎとして固定し、また鋼中の固溶Ｃを実質的に非時効と
なるまで低減させるのにＮｂを複合添加しているが、前
述のようにＮｂでＣを固定する場合Ｎｂが定量的にＣと
反応するため安定して固溶Ｃを残すことが難しい。

（発明が解決しようとする問題点） 耐２次加工性い性に優れ、かつＢＨ性をそなえる銅板に
おいて、ＮｂでＢＨ性をコントロールする場合はＣ含有
量を一定とできないことから安定したＢＨＩをコントロ
ールする場合はＳ、Ｎｉｌを極端に低減しなければなら
ずコストアップにつながり、さらに強化元素を多量に添
加し、高張力化すると耐２次加工性に不具合を生じる場
合があること、に問題があった。

この発明の目的は、上記の問題点を解決すべく、耐２次
加工性に優れた深絞り用高張力鋼板に、プレス成形性を
維持しつつ安定したＢＨ性を低コストで付与することに
ある。

（問題点を解決するための手段） 発明者らは耐２次加工性、強度、深絞り性、耐プント性
等の特性を満足させる鋼板を開発すべく、極低炭素化し
た鋼にＴｉ、　　Ｂを添加し、さらに強化元素としてＰ
、　Ｓｉ、　Ｍｎを添加した深絞り用高張力ｍ板につい
てその各添加量と材質との関係を研究したところ、Ｓを
低くした場合、ＢＨ性力＜Ｍｎ量とＳ量との関係に影響
されることを見出した。

この発明は上記知見に基づくものである。

すなわちこの発明は、 Ｃ：　０．０００５〜０．００５　ｗｔχＳｉ：　０．
７賀ｔ％以下 Ｂ　：　０．０００３〜０．００３鍔ｔχＡｌｌ　：　
０．００５〜０．１００　ｗｔχＰ　：　０．０４〜０
．１５ｗｔＸ及びＮ　：　０．００４　ｗｔ２以下を含
むほか、Ｍｎ：０．５ｗｔ％以下、Ｓ　：　０．００６
　ｗｔχにＴｉを の範囲で含有し、残部鉄及び不可避的不純物の組成にな
る２次加工性及び焼付硬化性に優れる深絞り用高張力鋼
板である。

この発明では極低Ｃ化して良好な深絞り性を確保した鋼
にＰ、Ｓｉを添加して強度を付与する。

この際２次加工性を確保するためにＢを含有させる必要
がある。鋼中のＢは窒化物形成傾向が強＜ＢＮを生成し
やすいが、２次加工性を改善させるためには固溶Ｂとし
て粒界に濃化させる必要がある。そこでＢよりも窒化物
形成傾向の強いＴｉを含有させてＮをＴｉＮとして固定
し、また固溶Ｃの一部をＴｉＣとして固定し遅時効でＢ
Ｈ性が良好になる範囲まで固溶Ｃ量を低減する。

従来Ｔｉの単独含有鋼においてもＴｉの含有量をＮ。

Ｓ、Ｃとの等量販上とした場合、Ｎｂ含有鋼と同様に固
溶Ｃが残らず、ＢＨ量を適正範囲に調整することは難し
いとされていた。しかしながら発明者等の実験によれば
Ｓを極端なコストアップにつながらない程度に低減し、
さらにＭｎ含有量との関係でＭｎ／Ｓ≧５０とすること
により、ＴｉがＳ、　Ｎ、　Ｃとの等量販上含有されて
いる場合でもＴｉ、　　Ｃの含有量に対してＴｉＣの析
出が後になるため、固溶Ｃが安定して残存しＢＨ性が確
保できることが判明した。

これはＴｉＣがＴｉＳを析出核として析出するため、Ｓ
Ｎを低減することによりＴｉＳが減少し、析出核密度が
低下してＴｉＣの析出に遅れが生じるためと考えられる
。さらにＢＨ性はこのようにｓｌによって影響されるの
みならずＭｎ／Ｓ量によっても大きく影響され、Ｓ量に
比してＭｎを過量に添加することによりＢＨ性を向上で
きる。この知見を得た実験について以下に具体的に示す
。

Ｃ；　０．００２５ｗｔχ　（以下単に％と示す）　、
　Ｓｉ：　０．１％、　　ｐ；　０．０８％、ＡＩｏ、
０４％、　Ｎ　：　０．００２５％。

Ｂ　：　０．００１０％、　　Ｓ　、０．００３５％を
含み、Ｍｎ、　Ｔｉ量を変化させた真空溶解鋼を実験室
にて溶製し、３．５ｍｍ厚まで熱間圧延後、さらに０．
７１厚まで冷間圧延した。

この冷延板を８５０°Ｃで４０秒均熱する連続焼鈍サイ
クルで焼鈍し、ついで圧下率的０．８％の調質圧延を施
した後、ＪＩＳＳ号試験片として引張試験を行い、その
材質を調査した。なお、ＢＨ性の評価は２％予歪を与え
た後１７０℃で２０分の焼付相当の時効処理による降伏
点の上昇量を測定することによって行った。

第１図に有効Ｔｉ量を４×〔Ｃ％〕以上、すなわちＣに
対する有効Ｔｉの原子比を１以上とした場合の［Ｍｎ％
］／（Ｓ％〕とＢＨ性との関係を示す。

同図から、［Ｍｎ％〕／〔Ｓ％〕≧５０ではＴｉがＣと
の原子当量で１以上あり、またＳ含有量が０．００３％
以上在るにもかかわらず良好なりＨ性を示していること
が判る。

この理由は必ずしも明らかではないが、ＭｎがＳに対し
て過剰に存在することよりＴｉＳの析出に遅れを生じさ
せるか、あるいはＭｎがＴｉＳと複合析出物を形成する
ことによりＴｉＳを不安定化すること等が考えられる。

（作　用） 次にこの発明における成分組成範囲の限定理由について
説明する。

Ｃ：　０．０００５〜０．００５％ Ｃは低い程材質に有利であり、Ｃ含有量が多い場合Ｃと
固定するＴｉの含有量も増さねばならず、ＴｉＣの析出
量が多くなって深絞り性を劣化させるため、Ｃは０．０
０５％以下とする。

一方ＢＨ性を得るためには０．０００５％以上のＣ量が
必要である。したがってＣ量はｏ、ｏｏｏｓ〜０．００
５％の範囲とする。

Ｓｔ：　０．７％以下 Ｓｉは強度レベルを調整するために含有させるが、０．
７％をこえると表面性状の劣化を招くので０．７％以下
とする。

Ｂ　：　０．０００３〜０．００３％ Ｂは２次加工ぜい性を改善するために必要である。この
発明では鋼板の強度を上げるためＰ、Ｓｔを強化元素と
して含有させているが、これらの元素を多量に含有させ
ると深絞り加工後に２次加工を受けた時、ぜい性破壊を
起こしやすい。Ｂは結晶粒界を強化するため２次加工ぜ
い性の改善に有効であり、その含有量が０．０００３％
以上で効果が表われ、一方０．００３％をこえた含有は
深絞り性を劣化させるため、０．０００３〜０．００３
％の範囲とする。

Ａ　１７０．００５〜０．１００％ 八βはへ酸のため０．００５　ｗｔ％以上の含有が必要
であるが、ｏ、ｉｏｏ％をこえる含有は表面性状に悪影
響を及ぼすため０．００５〜０．１００％とする。

Ｐ：０．０４〜０．１５％ Ｐは鋼板を強化するために含有する元素であり深絞り性
にも有利であり、０．０４％未満では強化作用が十分で
な（、一方０．１５％をこえる含有はスポット溶接性を
低下させるので、０．０４〜０．１５％とする。

Ｎ　：　０．００４％以下 Ｎは必然的に混入するものであり低い程材質に有利であ
る。すなわちＮ量が多いと固溶Ｎの固定のためＴｉ含有
量を増す必要があり、コストアップにつながり、また多
量のＴｉＮが生成すると深絞り性を劣化させるため好ま
しくない。しかし極端に低減することはコストアップを
伴うため、その上限を０．００４％とする。

Ｍｎ：０．５％以下 Ｍｎは０．５％を超えると深絞り性の劣化が著しいため
低い方が好ましいが、第１図で示したようにＢＨ性の点
からはＭｎ／Ｓ≧５０とする必要がある。したがってＭ
ｎ添加量の上限は０．５％とし、一方下限はＳ含有量と
の関係で［Ｍｎ％］／〔Ｓ％］≧５０とする。

Ｓ　：　０．００６％以下 Ｓ量はＢＨ性に対して大きな影響を与え、低い程ＢＨ性
には有利であるが、極端な低減はコストアップにつなが
る。この発明ではＭｎ／Ｓ≧５０とすることによりＳ量
の低減の規制を緩め、なるべく低いコストで安定してＢ
Ｈ性を得ようとする。ただしＳ含有量が０．００６％を
こえた場合はＭｎ／Ｓ≧５０としても良好なりＨ性を得
ることができない。すなわちＴｉＳの絶対量が増え、Ｔ
ｉＣ析出核が十分に存在してしまうため、Ｓ含有量の上
限は０．００６％とする。

Ｔｉ： ＴｉはＳ、Ｎ及びＣを固定するために含有させる場合、
含有しているＮを固定することができず、２次加工ぜい
性を改善するためのＢがＢＮとなって析出しその効果が
発揮されなくなる。また、Ｔｉ〔Ｃ％］をこえるとＭｎ
／Ｓ≧５０の場合でも良好なりＨ性が得られなくなる。

従ってＴｉの含有量はなおこの発明に従う綱は通常の手
段によって製造される。例えば連続鋳造によってスラブ
とした後、熱間圧延ついで冷間圧延を施し、連続焼鈍を
行い、その後調質圧延を施して製品とする。ここで連続
焼鈍は約１°Ｃ／Ｓ以上の冷却により固溶Ｃを残留させ
ＢＨ性を確保することが有利である。−力筒焼鈍法の如
き毎時数度〜数十度の緩冷却では冷却中に固溶ＣがＴｉ
Ｃとなって析出し、ＢＨ性が得られな（なる。そのため
連続焼鈍法が最適である。なお焼鈍時の温度は加工性確
保の観点から再結晶温度以上でまた深絞り性確保の観点
からＡ３変態点以下が望ましい。

（実施例） 表１に示す組成の鋼を転炉−ＲＨ脱ガス法で溶製し、連
続鋳造法にてスラブとし、ついで通常の熱間圧延を施し
、酸洗後冷間圧延を行って０．８ｍｍ厚の冷延板とした
後均熱温度８２０〜８５０°Ｃで連続焼鈍を行い、その
後圧下率０．３〜０．７％で調質圧延を施した。得られ
た鋼板をＪＩＳＳ号試験片に加工し、該試験片の機械的
性質について調べた結果を表２に示す。

なおりＨ性は前述の通り２％予歪後、１７０°Ｃで２０
分の焼付相当処理後の降伏点の上昇量で評価し、また２
次加工性は鋼板をコニカルカップ試！Ｓａ機で絞り比１
．８８でカップ成形しこれを０°Ｃにおいて５ｋｇの重
錘を落下させた場合の割れ発生の有無により良否判定を
行った。

また表２に示すＹＳ、４Ｓ、Ｅｌ、ｒ値は圧延方向（ｘ
ｏ）、圧延方向から４５°（Ｘ’Ｓ）　、圧延方向から
９０゜（Ｘ９゜）の方向にとった試験結果の平均値延方
向に平行に採取した試験片による結果である。

表２から、発明鋼ではＴＳ＝３５〜４３ｋｇｆ／ｍｍｔ
、　ＹＳ≦２５ｋｇｆ／ｍｍ”＋　Ｅｆ≧４１％、ｒ値
≧２及びＢＨ≧３．０ｋｇｆ／ｍｍ”で、また２次加工
性にも問題がないことがわかる。

しかし、Ｃ量が適合範囲外の比較鋼７、Ｍｎ量が適合範
囲外の比較鋼８及びＢ量が適合範囲外の比較鋼１０では
ｒ値、Ｅ２が劣化している。また、Ｍｎ／Ｓが５０を割
っている比較！ｉ４９、Ｔｉ”／Ｃが１２をこえる、す
なわちＴｉ％が をこえている比較鋼１１及びｓｌが適合範囲外の比較ｗ
４１３ではＢＨ量が各々０．９ｋｇｆ／ｍｍ”、　０．
５ｋｇｆ／ｍｍ”。

０．８ｋｇｆ／ｍｍ”と低い値を示し、Ｂｉｌが低い比
較鋼１２では２次加工割れが発生している。

（発明の効果） この発明によれば２次加工性に優れ、高張力でありなが
ら低い降伏応力、良好な深絞り性、ＢＨ性を示す鋼板を
得ることができ、自動車業界での車体の軽量化、一体成
形化等に幅広く対処できその工業的価値は大きい。特に
Ｃ含有量の増減に対してあまり左右されない安定したＢ
Ｈ性を低コストで付与することができ、その効果は大き
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は鋼中の（Ｍｎ％／Ｓ％）量とＢＨ性との関係を
示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｃ：０．０００５〜０．００５ｗｔ％、Ｓｉ：０．
   ７ｗｔ％以下、 Ｂ：０．０００３〜０．００３ｗｔ％ Ａｌ：０．００５〜０．１００ｗｔ％ Ｐ：０．０４〜０．１５ｗｔ％及びＮ：０．００４ｗｔ
   ％以下を含むほか、Ｍｎ：０．５ｗｔ％以下、Ｓ：０．
   ００６ｗｔ％以下でかつ〔Ｍｎｗｔ％〕／〔Ｓｗｔ％〕
   ≧５０の条件を満足し、さらにＴｉを （４８／１４）〔Ｎｗｔ％〕＋（４８／３２）〔Ｓｗｔ
   ％〕≦〔Ｔｉｗｔ％〕≦（４８／１４）〔Ｎｗｔ％〕＋
   （４８／３２）〔Ｓｗｔ％〕＋３・（４８／１２）〔Ｃ
   ｗｔ％〕の範囲で含有し、残部鉄及び不可避的不純物の
   組成になる２次加工性及び焼付硬化性に優れる深絞り用
   高張力鋼板。