JP3039862B1

JP3039862B1 - 超微細粒を有する加工用熱延鋼板

Info

Publication number: JP3039862B1
Application number: JP10319262A
Authority: JP
Inventors: 英子安原; 章男登坂; 古君　　修
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1998-11-10
Filing date: 1998-11-10
Publication date: 2000-05-08
Anticipated expiration: 2018-11-10
Also published as: AU759827B2; ATE278812T1; US6290784B1; US20010004910A1; EP1001041B1; CN1257933A; CN1104506C; JP2000144316A; CA2288426A1; AU5933199A; BR9905318A; KR20000035297A; TW473549B; DE69920847T2; DE69920847D1; CA2288426C; EP1001041A1; KR100543828B1

Abstract

【要約】【課題】一般のホットストリップミルで容易に製造可
能であり、超微細粒を有し、機械的特性に優れ、かつ機
械的特性の異方性を小さくした、加工性に優れた熱延鋼
板を提案する。【解決手段】主な組成が重量％でC：0.01超〜0.3％、
Si：2.0％以下、Mn：3.0％以下、P：0.5％以、Ti：0.03
〜0.3％、残部Feからなる鋼でフェライトを主相とし、
主相とフェライト以外の第２相粒子とからなる組織を有
し、フェライトの平均粒径が２μm 以上４μm 未満、第
２相粒子の平均粒径が８μm 以下、アスペクト比が2.0
以下で、かつ最隣接第２相粒子間の間隔が、第２相粒子
の粒径以上となる割合が80％以上とする。第２相粒子
は、パーライト、ベイナイト、マルテンサイト、残留オ
ーステナイトから選ばれた１種または２種以上とするの
が好ましい。Ti：0.03〜0.3 ％を含む圧延素材を動的再
結晶温度低温域で少なくとも３パス以上の繰り返し圧下
を施すのが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用、家電
用、機械構造用、建築用等の使途に適用して有利な熱延
鋼板に係り、とくに熱延のままで超微細粒を有し、延
性、靱性、強度−延性バランスに優れ、さらにこれらの
特性の異方性が小さい熱延鋼板に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用、家電用、機械構造用、建築用
等に用いられる鋼材には、強度、加工性、靱性といった
機械的性質が優れていることが要求される。これらの機
械的性質を総合的に向上させる手段として組織を微細化
することが有効であることから、微細な組織を得るため
の製造方法が数多く提案されてきた。また、高張力鋼に
おいては、近年、低コストと高機能特性を両立できる高
張力鋼板の開発に目標が移行しつつある。また、さら
に、自動車用鋼板においては、衝突時に乗員を保護する
ために、高強度化に加えて耐衝撃性にも優れていること
が要求されている。このようなことから、高張力化に伴
う延性、靱性、耐久比などの劣化を抑える目的で高張力
鋼における組織の微細化が重要な課題となっている。

【０００３】組織の微細化手段としては、大圧下圧延
法、制御圧延法、制御冷却法などが知られている。大圧
下圧延法については、例えば、特開昭53-123823 号公
報、特公平5-65564号公報に代表される提案がある。こ
れらの提案における組織微細化機構の要点は、オーステ
ナイト粒に大圧下を加え、γ→α歪誘起変態を促進させ
ることにある。しかし、これらの方法は、ある程度の微
細化は達成できるが、１パスあたりの圧下量を40％以上
にするなど、一般的なホットストリップミルでは実現し
がたいという問題に加えて、大圧下圧延により結晶粒が
偏平となるため、機械的性質に異方性が生じたり、セパ
レーションにより破壊吸収エネルギーが低下するという
問題もあった。

【０００４】一方、制御圧延法、制御冷却法を適用した
例として、NbもしくはTiを含む析出強化型鋼板がある。
これらの鋼板は、Nb、Tiの析出強化作用を利用して高張
力化を図るとともに、Nb、Tiがそなえるオーステナイト
粒の再結晶抑制作用を利用して低温仕上圧延を施し、未
再結晶変形オーステナイト粒からのγ→α歪誘起変態に
よってフェライト結晶粒を微細化するものである。しか
し、これらの鋼板では、機械的性質の異方性が大きいと
いう問題がある。例えば、プレス成形を施す自動車用鋼
板などでは、成形限界は最も延性の劣る方向の特性水準
によって決まるため、異方性の大きい鋼板では、組織を
微細化した効果が特性として全く現れない場合がある。
また、構造材等に用いた場合も同様で、構造用材等で重
要な靱性、疲労強度などの異方性が大きくなり、組織を
微細化した効果が特性として全く現れない場合がある。

【０００５】また、特開平2-301540号公報には、素材鋼
を少なくとも１部がフェライトからなる組織状態として
おき、これを塑性加工を加えつつ変態点（Ａc₁点）以上
の温度域に昇温するか、この昇温に続いてＡc₁点以上の
温度域に一定時間保持して、組織の１部または全部を一
旦オーステナイトに逆変態させたのち、超微細オーステ
ナイト粒を出現させ、その後冷却し平均結晶粒径が５μ
m 以下の等方的フェライト結晶粒を主体とする組織とす
ることが記載されている。しかしながら、この方法によ
っても、完全には異方性を無くすことはできていない。

【０００６】また、最近では、熱間圧延前のオーステナ
イト粒を極度に微細化して圧延し動的再結晶とさらに制
御冷却を利用し、組織を微細化する方法が、例えば、特
開平9-87798 号公報、特開平9-143570号公報、特開平10
-8138 号公報に記載されている。特開平9-87798 号公報
には、Mn：1.0 〜2.5 wt％、Ti：0.05〜0.30wt％、ある
いはTi：0.05〜0.30wt％およびNb：0.30wt％以下を含有
するスラブを950 〜1100℃の温度に加熱し、１パス当た
りの圧下率が20％以上となる圧延を少なくとも２回以上
行い、仕上圧延温度がＡr₃変態点以上となる熱間圧延を
行った後、20℃／s 以上の冷却速度で冷却し、350 〜55
0 ℃で巻き取り、平均結晶粒径10μm 未満のポリゴナル
フェライト75体積％以上と、残留オーステナイト５〜20
体積％の組織とする高張力熱延鋼板の製造方法が開示さ
れている。

【０００７】特開平9-143570号公報には、Ti：0.05〜0.
3 wt％、Nb：0.10wt％以下のうちの１種または２種を含
有する鋼を950 〜1100℃の温度に加熱し、１パス当たり
の圧下率が20％以上となる圧延を少なくとも２回以上行
い、仕上圧延温度がＡr₃変態点以上となるように熱間圧
延し、Ａr₃変態点〜750 ℃を20℃／s 以上の冷却速度で
冷却し、750 ℃未満〜600 ℃の温度範囲で5 〜20sec 間
滞留させたのち、再び20℃／s 以上の冷却速度で550 ℃
以下の温度まで冷却し、550 ℃以下の温度で巻き取り、
フェライト80体積％以上で平均フェライト粒径10μm 未
満の極微細組織を有する高張力熱延鋼板の製造方法が開
示されている。

【０００８】特開平10-8138 号公報には、Mn：1.0 wt％
以下、Ti：0.05〜0.30wt％、あるいはTiの全部または１
部に代え、その２倍量のNbを含有する鋼スラブを950 〜
1100℃の温度に加熱し、１パス当たりの圧下率が20％以
上となる圧延を少なくとも２回以上行い、仕上圧延温度
がＡr₃変態点以上となる熱間圧延を施した後、20℃／s
以上の冷却速度で冷却し、350 〜550 ℃で巻き取り、フ
ェライトと残留オーステナイトからなる超微細粒組織を
有する高張力熱延鋼板の製造方法が開示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
9-87798 号公報、特開平9-143570号公報、特開平10-813
8 号公報に記載された技術は結晶粒の微細化に主眼をお
いたものであるが、粒径は3.6 μm 程度までは得られる
ものの、これらの技術を用いて製造された鋼板では、強
度および延性は向上するが、機械的特性の異方性は、と
くに自動車用鋼板の加工性という観点から、許容できる
ほど小さくなっているとは言い難く、さらに異方性を小
さくする必要があった。このようなことから、超微細組
織を有し、かつ異方性が小さく、加工性に優れた熱延鋼
板が要望されていた。

【００１０】本発明は、上記した従来技術の問題を有利
に解決し、一般のホットストリップミルで容易に製造可
能であり、超微細粒を有し、かつ機械的特性の異方性を
小さくした、加工性に優れた熱延鋼板を提案することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記した
課題を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、従来の組織微
細化手段では、主相であるフェライトの微細化のみを考
えていたため、第２相の分布形態については何の考慮も
払われていないことに想到した。従来の組織微細化手段
により製造された鋼板では、第２相は帯状、あるいはク
ラスター状に分布しており、本発明者らは、このような
第２相の分布が、例えば延性の異方性を大きくし、プレ
ス性等の加工性を劣化させ、またバーリング加工時に割
れを発生しやすくしていたものと考え、第２相を微細に
しかも島状に分散させるのがよいことに想到した。

【００１２】主相を微細化することに加えて、第２相を
微細にしかも島状に分散させる方法についてさらに検討
した結果、本発明者らは、熱間圧延時、オーステナイト
（γ）域の動的再結晶温度域で繰り返し圧下、しかも従
来の細粒化技術に比べて、比較的軽圧下することによ
り、フェライト粒に加えて第２相粒子も微細化し、しか
も第２相粒子を島状に分散して形成させることができる
ことを知見した。γ域の動的再結晶温度域で繰り返し軽
圧下することにより、γ粒の回復、再結晶が圧延後直ち
に起こり、γ粒が微細化され、そのγ粒からγ→α変態
で形成されるフェライト粒が粒径：２μm 以上４μm 未
満まで微細化され、しかも同時に第２相粒子も微細にか
つ島状に分散して形成される。これにより強度と加工性
という相反する特性をバランスよく向上できる。

【００１３】本発明は、上記した知見に基づきさらに検
討を加え完成されたものである。すなわち、本発明は、
体積率で50％以上のフェライトと、パーライト、ベイナ
イト、マルテンサイト、残留オーステナイトから選ばれ
た１種または２種以上からなる第２相粒子とからなる組
織を有する熱延鋼板であって、前記フェライトの平均粒
径が２μm 以上４μm 未満であり、前記第２相粒子の平
均粒径が８μm 以下、アスペクト比が2.0 以下で、かつ
最隣接第２相粒子間の間隔が、該第２相粒子の粒径以上
となる割合が80％以上であることを特徴とする加工用熱
延鋼板である。また、本発明では、前記熱延鋼板が、重
量％で、Ｃ：0.01超〜0.3 ％、Si：2.0 ％以下、Mn：3.
0 ％以下、Ｐ：0.5 ％以下、Ti：0.03〜0.3 ％を含み残
部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有するのが好
ましい。

【００１４】また、本発明では、前記熱延鋼板は、重量
％で、Ｃ：0.01超〜0.3 ％、Si：2.0 ％以下、Mn：3.0
％以下、Ｐ：0.5 ％以下、Ti：0.03〜0.3 ％を含み、さ
らに、Nb：0.3 ％以下、Ｖ：0.3 ％以下から選ばれた１
種または２種を含有し、残部Feおよび不可避的不純物か
らなる組成を有するのが好ましい。また、本発明では、
前記熱延鋼板は、重量％で、Ｃ：0.01超〜0.3 ％、Si：
2.0 ％以下、Mn：3.0 ％以下、Ｐ：0.5 ％以下、Ti：0.
03〜0.3 ％を含み、さらに、Cu：1.0 ％以下、Mo：1.0
％以下、Ni：1.0 ％以下、Cr：1.0 ％以下から選ばれた
１種または２種以上を含有し、残部Feおよび不可避的不
純物からなる組成を有するのが好ましい。

【００１５】また、本発明では、前記熱延鋼板は、重量
％で、Ｃ：0.01超〜0.3 ％、Si：2.0 ％以下、Mn：3.0
％以下、Ｐ：0.5 ％以下、Ti：0.03〜0.3 ％を含み、さ
らに、Ca、REM 、Ｂのうちの１種または２種以上を合計
で0.005 ％以下含有し残部Feおよび不可避的不純物から
なる組成を有するのが好ましい。また、本発明では、前
記熱延鋼板は、重量％で、Ｃ：0.01超〜0.3 ％、Si：2.
0 ％以下、Mn：3.0 ％以下、Ｐ：0.5 ％以下、Ti：0.03
〜0.3 ％を含み、さらに、Nb：0.3 ％以下、Ｖ：0.3 ％
以下から選ばれた１種または２種、およびCu：1.0 ％以
下、Mo：1.0 ％以下、Ni：1.0 ％以下、Cr：1.0 ％以下
から選ばれた１種または２種以上を含有し、残部Feおよ
び不可避的不純物からなる組成を有するのが好ましい。

【００１６】また、本発明では、前記熱延鋼板は、重量
％で、Ｃ：0.01超〜0.3 ％、Si：2.0 ％以下、Mn：3.0
％以下、Ｐ：0.5 ％以下、Ti：0.03〜0.3 ％を含み、さ
らに、Nb：0.3 ％以下、Ｖ：0.3 ％以下から選ばれた１
種または２種、およびCa、REM 、Ｂのうちの１種または
２種以上を合計で0.005 ％以下含有し残部Feおよび不可
避的不純物からなる組成を有するのが好ましい。

【００１７】また、本発明では、前記熱延鋼板は、重量
％で、Ｃ：0.01超〜0.3 ％、Si：2.0 ％以下、Mn：3.0
％以下、Ｐ：0.5 ％以下、Ti：0.03〜0.3 ％を含み、さ
らに、Cu：1.0 ％以下、Mo：1.0 ％以下、Ni：1.0 ％以
下、Cr：1.0 ％以下から選ばれた１種または２種以上、
およびCa、REM 、Ｂのうちの１種または２種以上を合計
で0.005 ％以下含有し残部Feおよび不可避的不純物から
なる組成を有するのが好ましい。

【００１８】また、本発明では、前記熱延鋼板は、重量
％で、Ｃ：0.01超〜0.3 ％、Si：2.0 ％以下、Mn：3.0
％以下、Ｐ：0.5 ％以下、Ti：0.03〜0.3 ％を含み、さ
らに、Nb：0.3 ％以下、Ｖ：0.3 ％以下から選ばれた１
種または２種、Cu：1.0 ％以下、Mo：1.0 ％以下、Ni：
1.0 ％以下、Cr：1.0 ％以下から選ばれた１種または２
種以上、およびCa、REM 、Ｂのうちの１種または２種以
上を合計で0.005 ％以下含有し残部Feおよび不可避的不
純物からなる組成を有するのが好ましい。

【００１９】なお、本発明の鋼板を得るためには、所定
の化学組成を有する圧延素材を、1150℃以下に再加熱す
るか、あるいは1150℃以下となってから熱間圧延を施
し、熱延鋼板とするにあたり、前記熱間圧延を、動的再
結晶温度低温域で好ましくは１パス当たり４〜20％の圧
下を少なくとも３パス以上で、かつ該動的再結晶温度低
温域での最終圧延パスの圧下率を13〜30％とする（ここ
で、該動的再結晶温度低温域とは、動的再結晶温度の下
限から、80℃以内、好ましくは60℃以内とする。）とと
もに、圧延仕上げ温度をＡr₃変態点以上とする圧延と
し、熱間圧延後２sec 以内、好ましくは１sec 以内に冷
却を開始し、30℃／sec 以上の冷却速度で、好ましくは
350 〜600 ℃の温度域まで冷却し、巻き取ることが好ま
しい。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明に従う加工用熱延鋼板は、
軟鋼板から、自動車構造用鋼板、加工用自動車高張力鋼
板、家電用鋼板、構造用鋼板など幅広い分野、用途の鋼
板として適用することが可能である。本発明の熱延鋼板
は、フェライトを主相とし、主相とフェライト以外の第
２相粒子とからなる組織を有する鋼板である。主相であ
るフェライトは、体積率で少なくとも50％以上、好まし
くは70％以上とする。

【００２１】主相であるフェライトは、平均粒径が２μ
m 以上４μm 未満の平均粒径を有する。フェライト粒が
微細化すれば、従来の高張力鋼に比べ少ない合金元素添
加量で目標とする強度を確保することができ、強度以外
の特性の劣化が少なく、しかもその後のめっき性も良好
となる。しかし、フェライトの平均粒径が２μm 未満で
は、降伏強度が高くなりすぎ、プレス成形時のスプリン
グバックが発生しやすくなる。一方、フェライトの平均
粒径が４μm 以上では、加工性が全般的に著しく低下
し、また結晶粒微細化による強度増加分が少ないため、
合金添加量の増加が必要となる。このため、フェライト
の平均粒径を２μm 以上４μm 未満に限定した。

【００２２】第２相粒子は、平均粒径が８μm 以下、ア
スペクト比が2.0 以下の粒子とする。第２相粒子の平均
粒径が８μm を超えて大きくなると、靱性、延性の向上
が少なくなるため、第２相粒子の平均粒径を８μm 以下
に限定した。また、第２相粒子のアスペクト比が2.0 を
超えて大きくなると、機械的特性の異方性が大きくな
る。とくに、圧延方向の45°、90°方向の特性への影響
が大きい。このため、第２相粒子のアスペクト比は2.0
以下に限定した。

【００２３】本発明においては、フェライト、第２相粒
子の平均粒径は、常法に従い、圧延方向断面における平
均粒径とする。また、第２相粒子のアスペクト比は、第
２相粒子の長径と短径の比をいう。なお、長径は概ね圧
延方向、短径は概ね板厚方向となる。また、本発明で
は、最隣接第２相粒子間の間隔を、第２相粒子の粒径以
上となる割合が80％以上とする。これは、第２相粒子
が、帯状あるいはクラスター状でなく、島状に分布して
いることを意味する。最隣接第２相粒子間の間隔が、第
２相粒子の粒径以上（結晶粒半径の２倍以上）となる割
合が80％未満では、機械的特性の異方性が大きくなるた
め、加工時に均一に変形が起こらず、ネッキングやしわ
が発生し表面性状不良となる。

【００２４】なお、本発明では、第２相粒子は、パーラ
イト、ベイナイト、マルテンサイト、残留オーステナイ
トから選ばれた１種または２種以上とする。第２相粒子
の体積率は３〜30％の範囲とするのが好ましい。第２相
粒子の体積率が増加すると、要求される強度を達成しや
すいが、30％を超えると、機械的特性、とくに延性が劣
化する。

【００２５】つぎに、本発明の熱延鋼板の好適な化学組
成について説明する。Ｃ：0.01超〜0.3 ％Ｃは、安価な強化成分であり、所望の鋼板強度に応じ必
要量を含有させる。Ｃ含有量が0.01％以下では、結晶粒
が粗大化し、本発明で目的とするフェライトの平均粒径
４μm 未満を達成できなくなる。また、Ｃ含有量が0.3
％を超えると、加工性が劣化するとともに溶接性も劣化
する。このため、Ｃは0.01超〜0.3 ％の範囲とするのが
好ましい。より好ましくは、0.05〜0.2 ％の範囲であ
る。

【００２６】Si：2.0 ％以下 Siは、固溶強化成分として強度−伸びバランスを改善し
つつ強度上昇に有効に寄与する。また、フェライトの生
成を抑制し所望の第２相体積率を有する組織を得るうえ
で有効に作用するが、過剰な添加は、延性や表面性状を
劣化させる。このため、Siは2.0 ％以下とするのが望ま
しい。なお、好ましくは0.01〜1.0 ％、より好ましくは
0.03〜1.0 ％である。

【００２７】Mn：3.0 ％以下 Mnは、Ａr₃変態点を低下させる作用を通じ結晶粒の微細
化に寄与し、また、第２相のマルテンサイト化および残
留オーステナイト化を進展させる作用を通じ、強度−延
性バランス、強度−疲労強度バランスを高める作用を有
する。さらに、Mnは有害な固溶ＳをMnS として無害化す
る作用を有する。しかし、多量の添加は鋼を硬質化し、
却って強度−延性バランスを劣化させる。このようなこ
とから、Mnは3.0 ％以下とするのが望ましい。なお、よ
り好ましくは0.05％以上、さらに好ましくは0.5 〜2.0
％である。

【００２８】Ｐ：0.5 ％以下Ｐは、強化成分として有用であり、所望の鋼板強度に応
じ添加することができるが、過剰の添加は、粒界に偏析
し脆化の原因となる。このため、Ｐは0.5 ％以下とする
のが望ましい。なお、好ましくは0.001 〜0.2 ％であ
る。 Ti：0.03〜0.3 ％ Tiは、TiC として存在して、熱間圧延加熱段階での初期
オーステナイト粒を微細化し、それ以降の熱間圧延過程
での動的再結晶を誘起させるために有効に作用する。こ
のような作用を発揮させるためには、少なくとも0.03％
以上の含有が必要であるが、0.3 ％を超えて含有して
も、効果が飽和し含有量に見合う効果が期待できない。
このため、Tiは0.03〜0.3 ％の範囲とするのが望まし
い。なお、より好ましくは、0.05〜0.20％である。

【００２９】Nb：0.3 ％以下、Ｖ：0.3 ％以下から選ば
れた１種または２種 Nb、Ｖは、いずれも炭窒化物を形成し、熱間圧延加熱段
階での初期オーステナイト粒を微細化する作用を有して
おり、必要に応じ、Tiと重畳して含有することにより、
さらに動的再結晶の発生に有効に作用する。しかし、0.
3 ％を超えて多量に含有しても効果が飽和し含有量に見
合う効果が期待できない。このため、Nb、Ｖとも0.3 ％
以下とするのが望ましい。なお、Nb、Ｖとも0.001 ％以
上の添加が望ましい。

【００３０】Cu：1.0 ％以下、Mo：1.0 ％以下、Ni：1.
0 ％以下、Cr：1.0 ％以下から選ばれた１種または２種
以上 Cu、Mo、Ni、Crは、いずれも強化成分として、必要に応
じ、含有することができるが、多量の含有はかえって強
度−延性バランスを劣化させる。このため、Cu、Mo、N
i、Crは、いずれも1.0 ％以下とするのが望ましい。な
お、上記した作用効果を十分に発揮するためには、少な
くとも0.01％以上含有させるのが好ましい。

【００３１】Ca、REM 、Ｂのうちの１種または２種以上
を合計で0.005 ％以下 Ca、REM 、Ｂは、いずれも硫化物の形状制御や粒界強度
の上昇を通じ加工性を改善する効果を有しており、必要
に応じ含有させることができる。しかし、過剰な含有
は、清浄度や再結晶性に悪影響を及ぼす恐れがあるた
め、合計で0.005 ％以下とするのが望ましい。

【００３２】なおAlは、脱酸等の必要に応じ添加しても
よい。添加量は、0.2 ％以下が好ましく、より好ましく
は0.05％以下である。本発明の熱延鋼板では、上記した
組成以外は、残部Feおよび不可避的不純物からなる。つ
ぎに、本発明の熱延鋼板の製造方法について説明する。

【００３３】上記した成分組成範囲に調整した溶鋼を、
連続鋳造または造塊−分塊圧延により圧延素材とし、こ
の圧延素材に熱間圧延を施し熱延鋼板とする。熱間圧延
は、圧延素材を、一旦冷却したのち再加熱する再加熱圧
延としても、直送圧延やホットチャージローリングとし
てもよい。また、薄スラブ連続鋳造法のような、連続鋳
造されたスラブを直接熱間圧延してもよい。再加熱する
場合には、初期オーステナイト粒を微細化するために、
1150℃以下に加熱するのが望ましい。また、直送圧延す
る場合も、1150℃以下まで冷却したのち圧延を開始する
のが動的再結晶を促進するために好ましい。なお、仕上
げ圧延温度をオーステナイト域とするため、再加熱温
度、または直送圧延開始温度を800 ℃以上とするのが好
ましい。

【００３４】上記した温度の圧延素材に熱間圧延を施す
際に、本発明では、動的再結晶温度低温域で少なくとも
３パス以上の繰り返し圧下を施すのが好ましい。動的再
結晶温度低温域で繰り返し圧下を施すことにより、オー
ステナイト粒が微細化される。動的再結晶を起こさせる
回数が多くなるほどオーステナイト粒の微細化が進行す
るため、少なくとも３パス以上で、しかも連続する３パ
ス以上で圧下するのが好ましい。３パス未満では、オー
ステナイト粒の微細化の程度が小さく、平均フェライト
粒径４μm 未満の微細粒を達成しにくい。なお、パス数
を増加しすぎると、細粒化が過度に進行し、粒径２μm
未満となる可能性があるため、好ましいパス数は３〜４
パスである。

【００３５】また、動的再結晶温度低温域での圧下率
は、動的再結晶が生ずる範囲であれば特に限定されるも
のではないが、動的再結晶温度低温域での最終圧延パス
を除き、１パス当たり４〜20％、とするのが望ましい。
１パス当たりの圧下率が４％未満では、動的再結晶が生
じない。一方、１パス当たりの圧下率が20％を超える
と、機械的特性の異方性が高くなる。なお、動的再結晶
温度低温域での最終圧延パスは、第２相の微細化を図る
ため、圧下率13〜30％とするのが好ましい。圧下率が13
％未満では、微細化が不十分であり、一方、30％を超え
てもそれ以上大きな効果が望めず、また圧延機への負荷
が大きくなるとともに、機械的特性の異方性が大きくな
る。なお、好ましくは20〜30％である。

【００３６】本発明でいう動的再結晶温度は、温度、歪
が独立して制御できる測定装置（例えば、富士電波工機
製「加工フォーマスター」）により、圧延条件をシミュ
レーションすることにより得られる歪−応力の関係から
予め測定した値を用いるものとする。動的再結晶温度
は、鋼組成、加熱温度、圧下率、圧下配分等で変化する
が、850 〜1100℃の温度範囲内で、通常250 〜100 ℃の
幅で存在するといわれている。なお、動的再結晶温度域
の温度幅は、１パス当たりの圧下率が高いほど、あるい
は加熱温度が低いほど、拡大する。なお、動的再結晶域
の圧延は多かれ少なかれ結晶粒の微細化に寄与するた
め、動的再結晶温度高温域での圧延を規制するものでは
ない。しかし、組織微細化の点からは、動的再結晶温度
域の低い温度域での圧延が、γ→α変態の変態サイトの
増加が著しく、有利である。

【００３７】したがって、本発明では、動的再結晶温度
域での圧延に際し、とくに動的再結晶温度低温域におけ
る、圧延条件を前記のように規定した。すなわち、オー
ステナイト粒の微細化を促進するうえでは、（動的再結
晶の下限温度）＋80℃、好ましくは（動的再結晶の下限
温度）＋60℃、から動的再結晶の下限温度までの温度範
囲で前記３パス以上の圧下を加えるのが好ましい。

【００３８】動的再結晶温度低温域における圧延回数を
確保するため、圧延中の被圧延材の温度低下を抑制すべ
く、圧延スタンド間に加熱手段を設置し、被圧延材また
はロールを加熱するのが好ましい。とくに、温度低下の
著しい位置に加熱手段を設置するのが有効である。加熱
手段の１例を図１に示す。図１（ａ）に示す加熱手段
は、高周波加熱装置であり、被圧延材に交番磁場を印加
することにより、誘導電流を生起し被圧延材を加熱する
ものである。また、高周波加熱装置に代えて、図１
（ｂ）に示すように、電熱ヒータを用い、ロールを加熱
してもよく、また直接通電加熱により加熱しても良い。

【００３９】なお、熱間圧延時においては、潤滑を施し
つつ圧下を行ってもよいことは、いうまでもない。本発
明では、動的再結晶温度低温域での圧延以外の圧延条件
はとくに限定されないが、圧延仕上げ温度はＡr₃変態点
以上とする。圧延仕上げ温度がＡr₃変態点未満では、鋼
板の延性、靱性が劣化し、機械的特性の異方性が大きく
なるためである。

【００４０】上記した条件で熱間圧延を終了した熱延鋼
板においては、この時点でのオーステナイト粒はほぼ等
軸の結晶粒となっており、熱間圧延終了後直ちに冷却す
る直近急冷を行えば、γ→α変態の変態核が多く、フェ
ライト粒の粒成長が抑制され組織が微細化される。この
ため、圧延終了後２sec 以内、好ましくは１sec 以内に
冷却を開始するのが好ましい。冷却開始が圧延終了後２
sec を超えると、粒成長が著しくなる。

【００４１】また、冷却速度は30℃／sec 以上とするの
が好ましい。冷却速度が30℃／sec未満では、フェライ
ト粒の粒成長が生じ、微細化が達成できないうえ、第２
相を微細にしかも島状に分布させることが難しくなる。
30℃／sec 以上の冷却速度で、好ましくは350 〜600 ℃
の温度域まで冷却された熱延鋼板は、直ちにコイルに巻
き取るのが好適である。巻き取り温度や、巻き取り後の
冷却速度はとくに限定するものではない。製造しようと
する鋼板に応じて適宜定める。しかし、巻き取り温度が
高いと、第２相がパーライト主体の組織となりフェライ
ト粒の粒成長が起こりやすくなる。一方、巻き取り温度
が低すぎると、第２相がマルテンサイト主体の組織とな
る。このようなことから、巻き取り温度は350 〜600 ℃
の範囲内とするのが望ましい。

【００４２】

【実施例】表１に示す組成を有する溶鋼を、連続鋳造法
によりスラブ（圧延素材）とした。これらスラブを表２
に示す種々の条件で加熱、熱間圧延、圧延後冷却を行っ
て熱延鋼板（板厚1.8 〜3.5 mm）とした。なお、鋼板N
o.3は、潤滑圧延を実施した。また、鋼板No.9は、圧延
途中で一旦600 ℃まで放冷し、ついで850 ℃まで再度加
熱したのち圧延を施す、逆変態を利用し組織を微細化す
る方法の従来例である。また、鋼板No. 21は、オーステ
ナイト未再結晶域での圧下を強化した制御圧延を施こし
た。

【００４３】ついで、これらの鋼板について、組織、機
械的特性を調査し、表３に示す。組織は、鋼板の圧延方
向断面について、光学顕微鏡あるいは電子顕微鏡を用い
て、フェライトの体積率、粒径および第２相粒子の粒
径、第２相粒子のアスペクト比、および第２相粒子の分
布状態を測定した。また、最隣接第２相粒子間の間隔を
測定し、その間隔が第２相粒子の粒径以上となる割合を
求め、第２相の分布状態とした。

【００４４】また、機械的特性は、鋼板の圧延方向、圧
延方向に直角方向、圧延方向に45°方向について、JIS
５号試験片により引張特性（降伏点ＹＳ、引張強さＴ
Ｓ、伸びＥｌ）を測定した。伸びの測定値から、ΔＥｌ
＝1/2 ・（El₀＋El₉₀）−El₄₅で定義される各鋼板の伸
びの異方性ΔＥｌを計算した。ここで、El₀は圧延方向
の伸び値、El₉₀は圧延方向に直角方向の伸び値、El₄₅は
圧延方向に45°方向の伸び値を表す。

【００４５】また、原厚のままの２mmＶノッチシャルピ
ー試験片を用いて、延性−脆性遷移温度vTrs（℃）を調
査した。これらの結果を表３に示す。

【００４６】

【表１】

【００４７】

【表２】

【００４８】

【表３】

【００４９】

【表４】

【００５０】

【表５】

【００５１】本発明例の鋼板は、いずれもフェライトの
平均粒径が２μm 以上４μm 未満で、かつ第２相粒子の
平均粒径が８μm 以下、アスペクト比が2.0 以下、かつ
最隣接第２相粒子間隔が第２相粒子の平均粒径以上とな
る割合が80％以上となり、28％以上の伸び値と、400MPa
以上の降伏点を有し、ＴＳ×Ｅｌも20000MPa・% 以上
で、しかも伸びの異方性も小さく、加工性に優れた熱延
鋼板となっている。

【００５２】これに対し、スラブ加熱温度が高く、動的
再結晶の生起がなく、フェライト平均粒径が大きくなり
本発明の範囲を外れる鋼板No. 2 は、ＴＳ×Ｅｌ値が低
く、異方性も大きくなっている。また、本発明の範囲を
外れる鋼板No. 3 は、動的再結晶域での圧下パス数が少
なく、第２相粒子が粗大化し、アスペクト比も3.5 と大
きく、伸びの異方性が大きくなっている。直近急冷のみ
により細粒化した鋼板No.5および未再結晶域強圧下によ
る鋼板No.21 は、第２相粒子が帯状に分布し、しかも第
２相粒子のアスペクト比が大きくなり、ＴＳ×Ｅｌ値が
低く、異方性も大きくなっている。また、逆変態を利用
した鋼板No.9は、第２相粒子が帯状に分布し、しかも第
２相粒子のアスペクト比が大きくなり、ＴＳ×Ｅｌ値が
低く、異方性も大きくなっている。また、組成範囲が本
発明の範囲を外れる鋼板No.12 は動的再結晶が起きず第
２相粒子の粒径、アスペクト比が大きくなっている。T
i、あるいはMn含有量が本発明の範囲を外れる鋼板No.13
、No.14 は、材質の劣化が著しい。これらの比較例の
鋼板はいずれも延性−脆性遷移温度が高く、靱性が劣化
している。また、動的再結晶温度低温域での圧下におい
て、全て20% を超えて圧下した鋼板No.20 は、第２相の
アスペクト比が大きくなり、動的再結晶温度低温域にお
ける最終パスを13％未満とした鋼板No.18 は第２相が微
細化されていない。これらの鋼板はいずれも伸びの異方
性が大となっている。さらに動的再結晶温度低温域で多
数のパスを施した鋼板No.19 は結晶粒径が2.0 μm 未満
となり、材質は全般的に優れるか、ＹＳおよびＹＲが高
い。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、超微細粒を有し、良好
な機械的特性を具備し、かつ機械的特性の異方性の小さ
い、加工性に優れた熱延鋼板が、通常の圧延設備で容易
に製造でき、産業上格段の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施に好適な加熱手段の１例を示す模
式図である。

【符合の説明】

１ロールスタンド２ワークロール３バックアップロール４被圧延材５高周波誘導加熱装置６ヒーター加熱装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C22C 38/00 301 C22C 38/14 C22C 38/58

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】体積率で50％以上のフェライトと、パー
ライト、ベイナイト、マルテンサイト、残留オーステナ
イトから選ばれた１種または２種以上からなる第２相粒
子とからなる組織を有する熱延鋼板であって、前記フェ
ライトの平均粒径が２μm 以上４μm 未満であり、前記
第２相粒子の平均粒径が８μm 以下、アスペクト比が2.
0 以下で、かつ最隣接第２相粒子間の間隔が、該第２相
粒子の粒径以上となる割合が80％以上であることを特徴
とする加工用熱延鋼板。
【請求項２】前記熱延鋼板が、重量％で、Ｃ：0.01超〜0.3 ％、 Si：2.0 ％以下、 Mn：3.0 ％以下、Ｐ：0.5 ％以下、 Ti：0.03〜0.3 ％を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有
することを特徴とする請求項１に記載の加工用熱延鋼
板。
【請求項３】前記熱延鋼板が、重量％で、Ｃ：0.01超〜0.3 ％、 Si：2.0 ％以下、 Mn：3.0 ％以下、Ｐ：0.5 ％以下、 Ti：0.03〜0.3 ％を含み、さらに、 Nb：0.3 ％以下、Ｖ：0.3 ％以下から選ばれた１種また
は２種、および／またはCu：1.0 ％以下、Mo：1.0 ％以
下、Ni：1.0 ％以下、Cr：1.0 ％以下から選ばれた１種
または２種以上、および/ またはCa、REM 、Ｂのうちの
１種または２種以上を合計で0.005 ％以下含有し残部Fe
および不可避的不純物からなる組成を有することを特徴
とする請求項１に記載の加工用熱延鋼板。