JP4430511B2 - 穴拡げ性に優れた高強度冷延薄鋼板の製造方法 - Google Patents
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Description
CAMP-ISIJ vol.13 (2000) p.395 CAMP-ISIJ, vol.13(2000),p.391
C :0.08〜0.22%
Si:0.001〜0.8%
Mn:2.0〜3.0%
P:0.001〜0.1%
S:0.0001〜0.01%
Al:0.001〜0.2%
B:0.0001〜0.01%
Ti:0.005〜0.3%
を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋳造スラブを、直接または一旦1000℃以下まで冷却した後に再度加熱し、熱延後、巻取った鋼板を酸洗後冷延し、その後最高到達温度をAc 3 −20(℃)以上860℃以下とする熱処理をした後に、0.1〜20℃/sの冷却速度で680℃〜780℃の温度域に冷却し、引き続いて40℃/s〜70℃/sの冷却速度で、250℃〜350℃の温度まで冷却し、引き続いてその温度で10秒〜500秒保持することを特徴とする、引張強度が1100MPa以上であり、且つ穴拡げ率が40%以上である穴拡げ性に優れた高強度冷延薄鋼板の製造方法。
さらに、質量%で、
Mo:0.11〜1.0%
Nb:0.003〜0.3%
の1種または2種を含有することを特徴とする(1)記載の穴拡げ性に優れた高強度冷延薄鋼板の製造方法。
さらに、質量%で、
Co:0.01〜1.0%
W :0.01〜0.3%
の1種または2種を含有することを特徴とする(1)又は(2)記載の穴拡げ性に優れた高強度冷延薄鋼板の製造方法。
さらに、質量%で、
Zr、Hf、Ta、Vの1種または2種以上を合計で0.001〜1.0%含有することを特徴とする(1)〜(3)のいずれか1項に記載の穴拡げ性に優れた高強度冷延薄鋼板の製造方法。
さらに、質量%で、
Ca、Mg、Remの1種または2種以上を合計で0.0001〜0.5%含有することを特徴とする(1)〜(4)のいずれか1項に記載の穴拡げ性に優れた高強度冷延薄鋼板の製造方法。
本発明の方法により製造された鋼板は、溶接熱影響部の軟化を抑制して溶接部の疲労耐久性にも優れる。
先ず、本発明における鋼板成分の好適な範囲の限定理由について述べる。
Cは、マルテンサイト相の分率を制御して、良好な強度−穴拡げ性バランスを確保する目的で添加する元素であり、素地の微細均一化についても影響を与える元素である。Cの含有量は、強度を確保するために0.08質量%以上を必要とする。C含有量が0.22質量%を越えると、穴拡げ性が低下したり、溶接部の強度が劣化しやすくなる虞があるので、これを上限とする。好ましくは、Cの含有量は、0.1〜0.16質量%である。
Siは、強度延性バランスを劣化させる比較的粗大な炭化物の生成を抑制する目的で添加する元素である。Siの過剰添加はめっき性を著しく低下させたり、溶接性に悪影響を及ぼしたりするので、Si含有量の上限を0.8質量%とする。表面性状の観点から0.6質量%を上限とするのが好ましい。一方で、極低Si化は製造コストの高騰を招くことから、0.001質量%以上の添加とする。
Mnは、フェライト変態を抑制して、面積率最大の相である主相をマルテンサイトとすることで均一組織を得る目的で添加される。さらに、強度低下と穴拡げ性劣化の1つの原因である炭化物の析出や、パーライトの生成を抑制するため2.0質量%以上、好ましくは2.3%質量以上とする。更に好ましくは、2.4質量%以上を下限とする。一方、過剰添加は、偏析などによって延性や穴拡げ性の著しい低下を招くので、3.0質量%を上限とする。
Pは、強化元素である。また、低P化は穴拡げ性を向上させるが、極低P化は経済的にも不利であることから0.001質量%を下限とする。また、過剰添加は、溶接性や鋳造時や熱延時の製造性、さらには穴拡げ性にも悪影響を及ぼすため、0.1質量%を上限とする。
低S化は穴拡げ性向上に有効であるが、極低S化は経済的に不利であることから、0.0001質量%を下限とする。上限を0.01質量%とするのは、これを超えるSの添加は、鋼板の穴拡げ性に悪影響を及ぼすためである。より好ましくは、0.003質量%を上限とする。
Alは、脱酸元素として有効である。このため、0.001質量%を下限とする。一方過剰添加は穴拡げ性、溶接性およびめっき濡れ性を損なうため0.2質量%を上限とする。好ましくは、0.005〜0.08質量%の範囲である。
Ti:0.005〜0.3質量%
B、Tiは、本発明にとって極めて重要である。即ち、BとTiとを複合添加し、かつMn量を上述のように2.0質量%以上とすることで初めて良好な穴拡げ性が得られる。
Nb:0.003〜0.3質量%
さらに、本発明が対象とする鋼は、強度−穴拡げ性バランスのさらなる向上を目的として、Mo,Nbを添加してもよい。Moの含有量は、0.11質量%以上にてその効果が得られる。しかしながら、1.0質量%を越えるとコストの上昇が問題となるため、上限は、1.0質量%とする。Moは、その他に、焼入れ性を向上させ、かつ、溶接時の熱影響部において軟化を防止する効果も有する。
W :0.01〜0.3質量%
また、本発明に係る鋼板は、さらにCo、Wの1種または2種を含有してもよい。
Coは、ベイナイト変態制御による強度−穴拡げ性の良好なバランスを得るため、0.01質量%以上の添加とする。一方、添加の上限は特に設けないが、高価な元素であるため多量添加は経済性を損なうので、1.0質量%以下にすることが望ましい。
Wは、0.01質量%以上で強化効果が現れる。Wの含有量が0.3質量%を超えると加工性に悪影響を及ぼすため、0.3質量%を上限とする。
さらに、本発明が対象とする鋼は、強度と穴拡げ性とのバランスのさらなる向上を目的として強炭化物形成元素であるZr、Hf、Ta、Vの1種または2種以上を合計で0.001質量%以上添加してもよい。一方で、延性や熱間加工性の劣化を招くことから、1種または2種以上の合計含有量の上限を1.0質量%とする。
Ca、Mg、Remは、適量添加により介在物制御、特に微細分散化に寄与することから、1種又は2種以上の合計で0.0001質量%以上添加することが好ましい。一方で過剰添加は鋳造性や熱間加工性などの製造性および鋼板製品の延性を低下させるため0.5質量%を上限として添加することが好ましい。
熱延後、冷延・熱処理して本発明の鋼板を製造する場合には、所定の成分に調整されたスラブを直接もしくは一旦1000℃以下に冷却した後再加熱して熱延を行う。鋳造ままの鋼片をそのまま加熱して熱延すれば、加熱原単位を減少させることができる。また鋼片を1000℃以下まで冷却すれば、最終製品の延性を向上させることができる。
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
Claims (5)
- 質量%で、
C :0.08〜0.22%
Si:0.001〜0.8%
Mn:2.0〜3.0%
P:0.001〜0.1%
S:0.0001〜0.01%
Al:0.001〜0.2%
B:0.0001〜0.01%
Ti:0.005〜0.3%
を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋳造スラブを、直接または一旦1000℃以下まで冷却した後に再度加熱し、熱延後、巻取った鋼板を酸洗後冷延し、その後最高到達温度をAc 3 −20(℃)以上860℃以下とする熱処理をした後に、0.1〜20℃/sの冷却速度で680℃〜780℃の温度域に冷却し、引き続いて40℃/s〜70℃/sの冷却速度で、250℃〜350℃の温度まで冷却し、引き続いてその温度で10秒〜500秒保持することを特徴とする、引張強度が1100MPa以上であり、且つ穴拡げ率が40%以上である穴拡げ性に優れた高強度冷延薄鋼板の製造方法。 - 前記鋳造スラブが、
さらに、質量%で、
Mo:0.11〜1.0%
Nb:0.003〜0.3%
の1種または2種を含有することを特徴とする請求項1記載の穴拡げ性に優れた高強度冷延薄鋼板の製造方法。 - 前記鋳造スラブが、
さらに、質量%で、
Co:0.01〜1.0%
W :0.01〜0.3%
の1種または2種を含有することを特徴とする請求項1又は2記載の穴拡げ性に優れた高強度冷延薄鋼板の製造方法。 - 前記鋳造スラブが、
さらに、質量%で、
Zr、Hf、Ta、Vの1種または2種以上を合計で0.001〜1.0%含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の穴拡げ性に優れた高強度冷延薄鋼板の製造方法。 - 前記鋳造スラブが、
さらに、質量%で、
Ca、Mg、Remの1種または2種以上を合計で0.0001〜0.5%含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の穴拡げ性に優れた高強度冷延薄鋼板の製造方法。
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