JPS637335A - 高強度高ｒ値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、表面疵のない高強度高ｒ値冷延鋼板を製造す
る方法に関するもので、特に付加工程を含まない通常の
工程で経済的に製造することのできるものである。

（従来の技術） 近年、安全対策や省エネルギーの観点から自動車用鋼板
の高強度化が進み、各種高強度鋼板の研究開発が行なわ
れ現在に至るもまだ活発である。

自動車用鋼板にとっての生命は高度の成形性と表面美麗
度である。しかし、合金化等によって高強度化されると
、これら特性、特に成形性は劣化するのが普通であり、
自動車用鋼板の高強度化にあたってはこれら特性の維持
が大きな課題となる。

薄鋼板の成形性には、伸びで代表される延性とＦ値で代
表される深絞り性とがある。（注、Ｆ値は塑性異方性を
表わす指標で、ある方向に引っ張った時にｒ＝（幅対数
ひずみ〕／〔板厚対数ひずみ〕で定義され、Ｆ＝　（ｒ
　（圧延方向）＋「（圧延方向と直角）＋２ｒ（圧延方
向に４５度）〕÷４である。Ｆ値と深絞り性とは良く対
応すると言われている。） このうち、伸び〜強度関係については研究開発が進み、
相当に強度が高い場合でも伸びの大きいいわゆるＴＳ−
Ｅβバランスの優れた鋼板が開発されている。（注、Ｔ
Ｓ：引張強度、Ｅｌ：伸−び）しかし、１値〜強度関係
については、それほど高強度側にまで開発されていない
。すなわち？≧１．５を有する深絞り用と言えるもので
はせいぜい引張強度４０　ｋｇｆ／＊ｍ”級までが現状
実用化されているに過ぎない。

しかし、高強度〜高を値の達成手段としてＣｕ添加は知
られている。すなわち特開昭５９−７６８２４号公報、
特開昭５９−７６８２５号公報および特公昭５８−４２
２４８号公報記載の技術がそれである。これらの技術に
より、引張強度が５０に＋ｒｆ／鶴２級でＦ　＝　１．
５以上のものが得られる。

しかしながら、これらの技術においてはＣｕを有効に作
用させるために、熱延板の焼鈍および／または熱延板の
析出処理を必須としており、これは鋼板の生産性を著し
く損ない、そのため、鋼板のコスト上昇をもたらし、実
用化を困難なものにしていた。

すなわち、特開昭５９−７６８２４号公報では、その特
許請求の範囲（２）、　（３）にはＣｕ添加鋼が記載さ
れているが、熱延板を８５０〜９５０℃という極めて高
温度で溶体化処理した後さらに５００℃以上の温度で焼
鈍し、しかる後に冷延・焼鈍することが要件となってい
る。特開昭５９−７６８２５号公報ではやはり、その特
許請求の範囲（２）〜（４）にはＣｕ添加鋼が記載され
ているが、５００℃以上の温度で熱延板を焼鈍した後、
冷延・焼鈍することが要件となっている。さらにまた、
特公昭５８−４２２４８号公報では特許請求の範囲には
付加工程に関する記載はないが、高ｒ値を示す実施例で
は熱延板の付加熱処理を行なっている。このように従来
技術では大量生産素材としてはまず避けるべき工程付加
を必須要件としている。

冷延鋼板としてもう一つの重要な要件である表面美麗度
にとってＣｕ添加はこれまで必ずしも好適ではなく、こ
れもまたＣｕ添加鋼の実用化阻害要因と言える。Ｃｕ添
加鋼ではＣｕへげと呼ばれる表面疵が生じる。このため
、Ｃｕ添加量の制限やＮｉ複合添加により防止が計られ
ている。そうすると強度やｆ値が不十分になったり、コ
ストアンプになるというような欠点が重畳される。特に
、自動車外板や準外板には不向きであった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明はこの様な状況に鑑み、５０　ｋｇｆ／＊ｍ”以
上の引張強度と１．５以上のｔ値を有し、かつ自動車外
板にも耐える表面美麗度を兼ね備える高強度冷延鋼板を
、特別な付加工程のない通常の工程においてその工程条
件を特定し、かつ特定の添加成分との組合わせによって
供給しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明の要旨とするところは、Ｃ：　０．０３〜０．１
０％、Ｓｉ：０．２％以下、Ｍｎ：０．９〜２．０％、
Ｐ　：　０．１％以下、Ｃｕ：０．６〜１．５％、Ａｌ
：　０．０１〜０．１％、Ｎ　：　０．００７０％以下
を含み、残部不可避的不純物元素からなる鋼を連続鋳造
してスラブとし、これを直接、もしくは１０００〜１０
８０℃に加熱後熱間圧延を行ない、８６０〜９３０°Ｃ
で圧延を終了し、６２０〜７５０℃に巻取り、続いて、
６５〜８５％の圧下率で冷間圧延を行った後昇温速度１
０〜１００℃／時、焼鈍温度６５０〜８００°Ｃ１焼鈍
保定時間２〜２０時間で箱焼鈍を行うことを特徴とする
高強度高を値冷延鋼板の製造方法にある。

すなわち、本発明は、比較的多量のＣｕを添加した鋼を
出発材としこれを連続鋳造し、かつ熱延条件を特定する
ことでＣｕの溶体化状態を確保しつつＣｕへげの防止を
達成し、続いて、熱延後コイルを高’／Ｌ巻取すること
で適正なＣｕ析出状態を得ることに成功したものである
。

次に、本発明構成要件の数値限定理由について述べる。

まず、Ｃは０．０３〜０．１０％必要である。０．０３
％未満では強度が得られず、０．１％を越えるとｔ値、
伸びが低くなる。

Ｓｉは？値を劣化させずに鋼を強化するが、焼鈍時に板
表層にテンパーカラーを生じ易く、表面美麗度を重んじ
る本発明では０．２％以下に限定した。

厳しい自動車外板に適用する場合には０．０３％以下と
することが好ましい。

Ｍｎは強度を確保するために必要であるが、それ以外に
Ｃとあいまって鋼の変態点を調整し、Ｃｕの溶体・析出
挙動を補助する効果をもたらす。０．９％未満ではこれ
らの効果が少なく、２．０％超ではかえってｔ値を低下
させる。

Ｐは、ｆ値を損なうことなしに鋼を強化する。

しかし、Ｐは鋼を脆化させ、加工後の粒界破壊を発生さ
せる可能性があるので上限を０．１％とする。

この加工脆化が問題となる場合には０．０１％以内の高
純度にすることが好ましい。

Ａｌは脱酸およびＮの固定のために０．０１〜Ｏ９１％
必要である。下限値未満ではこれらの作用が不十分であ
り、上限を越えると不純物が増し、鋼の延性を劣化させ
る。

Ｎば低炭素アルミキルド鋼はどではないが、ＡＩＮ析出
時に補助的にｒ値を高める作用がある。

このため、０．００７０％以内添加する。これを越える
とＡＩＮ析出量が増し延性を劣化させる。

次にＣｕは本発明において基本をなす元素である。

すなわち、Ｃｕは鋼の強度を高め、を値を高めるために
必要な反面、Ｃｕ添加鋼の害であるＣｕへげの原因とも
なる。本発明では付加工程をなくすためにＣｕは比較的
多量に添加する。０．６％未満では付加工程省略は困難
である。好ましくは０．９％以上とすべきである。−方
、１．５％超程度で強度、を値に必要なＣｕ析出物量と
しては飽和し、また鋼の経済性を損なうので、上限は１
．５％とした。

なお、硫化物系介在物は圧延により展伸しその切欠効果
のために鋼板の曲げ成形性などの成形性を劣化させる。

そのため、Ｓを０．０１０％以下とすることは望ましい
。さらに、Ｃａ、　ＲＥＭ、　Ｍｇの１種以上を添加し
て硫化物の組成を変え、圧延による展伸を抑−えること
が好ましい。その場合、之等の各元素は０．００１０〜
０．０１００％の添加が必要である。

いずれも下限値未満では効果がなく、上限値を越すとか
えって全介在物量が増し材質を劣化させる。

次に製造工程であるが、まず、鋳造は連続鋳造でなけれ
ばならない。連続鋳造ではスラブ厚が小さく比較的速や
かに冷却されるのでＣｕへげに繋がるＣｕ表面濃化が少
ない。そしてこのスラブはそのままか、あるいは加熱炉
に入れる場合は１０００〜１０８０℃に加熱してから熱
延を行う。１０００℃未満の加熱では熱延がしがたく、
また、１０８０℃を越えるとＣｕへげが生ずる。熱延は
比較的高温で行ない、８６０〜９３０℃で終了する。８
６０℃未満ではＣｕ析出が生じ、付加工程なしでは高を
値・高強度とはならない。また、９３０℃を越えると、
フェライト結晶粒が粗大化しｔ値、伸びが劣化する。熱
延後ランアウトテーブル上で冷却を行ない、６２０〜７
５０℃の温度範囲で巻取る。６２０℃未満ではＣｕ析出
が十分でなく、７５０℃超ではＣｕ析出物が粗大化して
しまい、いずれも高を値・高強度とならない。ランアウ
トテーブルでの冷却は通常で良いが、巻取での析出促進
の意味で２０〜ｂ 延コイルは冷延・焼鈍されるが、冷延圧下率は十分なｒ
値を確保するには６５％以上必要である。

圧下率は通常の範囲では高いほど良いが、上限値は工業
的に圧下可能な値である８５％とした。焼鈍昇温速度は
１００℃／時以下としなければならない。これより大き
くなると良好なＦ値が得られない。下限値は１０℃／時
とした。この値で十分に特性が得られるが、いたずらに
時間をかけて昇温することは経済性を損なうからである
。焼鈍温度は６５０〜８００℃、焼鈍保定時間は２〜２
０時間でなければならない。いずれも下限値未満ではフ
ェライト結晶の再結晶・成長が十分でなく低を値・低延
性となる。それぞれの上限値付近で特性は飽和し、 また、高温長時間はどコストアップとなるので８００℃
および２０時間を上限値と定めた。焼鈍はタイトコイル
、オープンコイルを問わないが、生産性の高いタイトコ
イル焼鈍が好ましい。その場合、焼鈍温度の上限は７５
０℃程度である。

（実施例−１） 第１表に示す成分の鋼を溶製し、連続鋳造−熱延を行な
った。鋼Ａ、Ｂは直送、泪Ｃ−Ｆはスラブを１０５０℃
に再加熱して熱延した。鋼Ａ、Ｃ，Ｅは本発明にしたが
った鋼成分であるが、鋼ＢはＣｕが、鋼りはＣ，Ｍｎが
、綱ＦはＣ，Ｓｔがそれぞれ本発明範囲と異なる。これ
らの綱をＦＴ（仕上温度）＝８８０〜９１０℃で熱延し
た後、直ちに約３０’ｃ　／　ｓの平均冷却速度で冷却
し、６６０〜６８０℃で巻取った。この綱を酸洗後８０
％の冷延を行ない、続いて、昇温速度３０℃／時、保定
７２０℃、１２時間の焼鈍をおこない最後に１．０％の
スキンバス圧延を行なった。結果の機械的性質および表
面検定評点を第２表に示す。機械試験はＪＩＳ２２２０
１５号試験片を用い、ＪＩＳ　Ｚ　２２４１記載の方法
にしたがって実施した。表面検定は出荷時検査に準じて
行なった。評点は１から５まであり、数値が大きくなる
ほどへげ、すり疵、介在物露出等の表面欠陥が著しい。

評点１は欠陥を認め得なかったことを示し、通常評点２
以下が出荷可能である。

第２表より明らかなように、本発明にしたがった綱Ａ、
Ｃ，Ｅは５０　ｋＫｆ／ｘ＊”以上の引張強度と１．５
を越えるｔ値を有し、延性も良好である。表面状態も全
く問題がない。これに対し、鋼Ｂでは強度、ｒ値が足り
ず、ＭＤでは強度が大幅に低下している。鋼Ｆはｔ値が
低い上に、テンパーカラーのために評点が落ちている。

これより本発明の成分条件の必要性が明らかである。

（実施例−２） 第１表に示す鋼の内符号Ａ−ＣおよびＥの鋼を用い、第
３表に示す熱延条件で熱延を行なった。

隘１〜４では直送熱延を、！！ｈ５〜１１では再加熱後
熱延を行なった。魚１２ではインゴット法で鋳込み、再
加熱後熱延を行なった。なお、患７では　。

熱延後、９００℃、２時間のＣυ溶体化処理と６５０℃
、１２時間の析出処理を行なった。すなわち、これは従
来の典型的なＣｕ添加鋼における付加工程である。熱延
板はその後７８．６％ないし８０％の冷延が施され、続
いて昇温速度＝３０″Ｃ／時、焼鈍温度ニア２０℃／時
、焼鈍時間：１２時間の焼鈍が施された。１．０％スキ
ンパス圧延後の材質・表面状態を同じく第３表に示す、
この実施例では主としてＣＣ−熱延の条件の影響を見て
いるが、１１ｈ１．３，４．８の例が本発明にしたがっ
ており、その他はいずれかの条件において本発明と異な
る。

そして本発明と異なったものは強度、延性、ｒ値、表面
状態のいずれかひとつ以上において劣化している。ただ
し、丸７の鋼のように特別の付加処理を施したものは良
好な特性を示す。言い替えれば、本発明で付加工程省略
が実現されたことを示している。

この実施例より、ＣＣ１熱延、巻取条件の影響は明らか
である。

（実施例−３） 次に、冷延・焼鈍条件の影響を示す実施例について述べ
る。

冷延・焼鈍条件と結果を第４表に示す。用いた鋼は第１
表＠Ａである。徹２〜４の鋼は本発明条件に従っており
本発明が目的とする良好な特性を有する。それに対して
、患１の鋼では冷延率が、Ｎａ３の鋼では昇温速度が、
阻６の鋼では焼鈍温度が、Ｎ１１７の綱では焼鈍時間が
それぞれ本発明と相違しており、その結果、低を値ある
いは低強度となっている。この実施例より、本発明にお
ける冷延・焼鈍条件の効果は明らかである。

（発明の効果） 自動車を中心とする材料の高強度化は、素材の有効利用
の観点から当然進展するものでなければならない。しか
しながら、薄鋼板においては成形性劣化がネックとなり
その進展が阻まれていた。

本発明によって、この制限が引張強度６０　ｋｇｆ／ｍ
ｍ”級まで緩和され、これによって、−種の飽和状態に
あった鋼板の高強度化に新展開が開けたのであって、そ
の経済的な効果は大きい。

また、鋼中Ｃｕは、鋼の耐食性を高めると推定され、高
強度化に伴う薄手化によって生ずる耐食寿命を補うこと
が期待される。すなわち、高強度化、高耐食性化という
三大課題の両立という展開が可能でこの意味からも本発
明の効果は極めて大きい。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｃ：０．０３〜０．１０％、Ｓｉ：０．２％以下、Ｍｎ
   ：０．９〜２．０％、Ｐ：０．１％以下、Ｃｕ：０．６
   〜１．５％、Ａｌ：０．０１〜０．１％、Ｎ：０．００
   ７０％以下を含み、残部不可避的不純物元素からなる鋼
   を連続鋳造してスラブとし、これを直接、もしくは１０
   ００〜１０８０℃に加熱後熱間圧延を行ない、８６０〜
   ９３０℃で圧延を終了し、６２０〜７５０℃に巻取り、
   続いて、６５〜８５％の圧下率で冷間圧延を行った後昇
   温速度１０〜１００℃／時、焼鈍温度６５０〜８００℃
   、焼鈍保定時間２〜２０時間で箱焼鈍を行うことを特徴
   とする高強度高＠ｒ＠値冷延綱板の製造方法。