JP5655475B2 - 深絞り性に優れた高強度冷延鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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Description
特許文献7には、C:0.010〜0.050%、Si:1.0%以下、Mn:1.0〜3.0%、P:0.005〜0.1%、S:0.01%以下、Al:0.005〜0.5%、N:0.01%以下、Nb:0.01〜0.3%を、(Nb/93)/(C/12):0.2〜0.7を満足するように含む鋼素材に、所定条件の熱間圧延を施して熱延板とし、該熱延板に冷間圧延を施し冷延板とし、該冷延板に、焼鈍温度:800〜950℃(フェライト−オーステナイト2相域)に加熱したのち、焼鈍温度〜500℃での平均冷却速度:5℃/s以上で冷却する冷延板焼鈍を施す、高強度鋼板の製造方法が提案されている。特許文献7に記載された技術によれば、面積率50%以上のフェライト相と面積率1%以上のマルテンサイト相を含む組織を有し、平均r値が1.2以上である高強度鋼板が製造できるとしている。
(1)質量%で、
C :0.010%以上0.06%以下、 Si:0.5%超1.5%以下、
Mn:1.0%以上3.0%以下、 P :0.005%以上0.1%以下、
S :0.01%以下、 sol.Al:0.005%以上0.5%以下、
N :0.01%以下、 Nb:0.01%以上0.1%以下、
Ti:0.015%以上0.15%以下
を含み、かつ、C、Nb、TiおよびNを下記(1)式および(2)式を満足するように含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる組成と、面積率で70%以上のフェライト相と、面積率で3%以上のマルテンサイト相とを含む組織とを有し、平均r値が1.2以上であることを特徴とする深絞り性に優れた高強度冷延鋼板。
記
(Nb/93) / (C/12) < 0.2 ・・・ (1)
0.005 ≦ C*≦ 0.030 ・・・ (2)
ここで、C*= C−(12/93)Nb−(12/48){Ti−(48/14)N}
なお、Ti−(48/14)N≦0の場合には、Ti−(48/14)N=0とする。
(C、Nb、Ti、N:各元素の含有量(質量%))
(2)(1)において、前記C、Nb、TiおよびNを前記(2)式に代えて下記(3)を満足するように含有することを特徴とする深絞り性に優れた高強度冷延鋼板。
記
0.005 ≦ C*≦ 0.025 ・・・ (3)
ここで、C*= C−(12/93)Nb−(12/48){Ti−(48/14)N}
なお、Ti−(48/14)N≦0の場合には、Ti−(48/14)N=0とする。
(C、Nb、Ti、N:各元素の含有量(質量%))
(3)(1)または(2)のいずれかにおいて、前記組成に加えてさらに、質量%でCu:0.3%以下、Ni:0.3%以下の1種または2種を含有することを特徴とする深絞り性に優れた高強度冷延鋼板。
(4)(1)ないし(3)のいずれかにおいて、前記組成に加えてさらに、質量%でSn:0.2%以下、Sb:0.2%以下の1種または2種を含有することを特徴とする深絞り性に優れた高強度冷延鋼板。
記
0.005 ≦ C*≦ 0.030 ・・・ (4)
ここで、C*= C−(12/93)Nb−(12/181)Ta−(12/48){Ti−(48/14)N}
なお、Ti−(48/14)N≦0の場合には、Ti−(48/14)N=0とする。
(C、Nb、Ta、Ti、N:各元素の含有量(質量%))
(6)(5)において、前記C、Nb、Ta、TiおよびNを前記(4)式に代えて下記(5)式を満足するように含有することを特徴とする深絞り性に優れた高強度冷延鋼板。
記
0.005 ≦ C*≦ 0.025 ・・・ (5)
ここで、C*= C−(12/93)Nb−(12/181)Ta−(12/48){Ti−(48/14)N}
なお、Ti−(48/14)N≦0の場合には、Ti−(48/14)N=0とする。
(C、Nb、Ta、Ti、N:各元素の含有量(質量%))
前記鋼素材を、質量%で、
C :0.010%以上0.06%以下、 Si:0.5%超1.5%以下、
Mn:1.0%以上3.0%以下、 P :0.005%以上0.1%以下、
S :0.01%以下、 sol.Al:0.005%以上0.5%以下、
N :0.01%以下、 Nb:0.01%以上0.1%以下、
Ti:0.015%以上0.15%以下
を含み、かつ、C、Nb、TiおよびNを下記(1)式および(2)式を満足するように含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる組成とし、
前記焼鈍工程を、前記冷延板に700℃以上800℃以下の温度範囲を3℃/s未満の平均加熱速度で、800℃以上950℃以下の焼鈍温度に加熱し、前記焼鈍温度から500℃以下の冷却停止温度Tcまでを5℃/s以上の平均冷却速度で冷却する焼鈍処理を施す工程とすることを特徴とする深絞り性に優れた高強度冷延鋼板の製造方法。
記
(Nb/93) / (C/12) < 0.2 ・・・ (1)
0.005 ≦ C*≦ 0.030 ・・・ (2)
ここで、C*= C−(12/93)Nb−(12/48){Ti−(48/14)N}
なお、Ti−(48/14)N≦0の場合には、Ti−(48/14)N=0とする。
(C、Nb、Ti、N:各元素の含有量(質量%))
(8)(7)において、前記C、Nb、TiおよびNを前記(2)式に代えて下記(3)式を満足するように含有することを特徴とする深絞り性に優れた高強度冷延鋼板の製造方法。
記
0.005 ≦ C*≦ 0.025 ・・・ (3)
ここで、C*= C−(12/93)Nb−(12/48){Ti−(48/14)N}
なお、Ti−(48/14)N≦0の場合には、Ti−(48/14)N=0とする。
(C、Nb、Ti、N:各元素の含有量(質量%))
(9)(7)または(8)のいずれかにおいて、前記組成に加えてさらに、質量%でCu:0.3%以下、Ni:0.3%以下の1種または2種を含有することを特徴とする深絞り性に優れた高強度冷延鋼板の製造方法。
(10)(7)ないし(9)のいずれかにおいて、前記組成に加えてさらに、質量%でSn:0.2%以下、Sb:0.2%以下の1種または2種を含有することを特徴とする深絞り性に優れた高強度冷延鋼板の製造方法。
記
0.005 ≦ C*≦ 0.030 ・・・ (4)
ここで、C*= C−(12/93)Nb−(12/181)Ta−(12/48){Ti−(48/14)N}
なお、Ti−(48/14)N≦0の場合には、Ti−(48/14)N=0とする。
(C、Nb、Ta、Ti、N:各元素の含有量(質量%))
(12)(11)において、前記C、Nb、Ta、TiおよびNを前記(4)式に代えて下記(5)式を満足するように含有することを特徴とする深絞り性に優れた高強度冷延鋼板の製造方法。
記
0.005 ≦ C*≦ 0.025 ・・・ (5)
ここで、C*= C−(12/93)Nb−(12/181)Ta−(12/48){Ti−(48/14)N}
なお、Ti−(48/14)N≦0の場合には、Ti−(48/14)N=0とする。
(C、Nb、Ta、Ti、N:各元素の含有量(質量%))
まず、本発明鋼板の成分組成の限定理由について説明する。なお、以下の成分組成を表す%は、特に断らない限り質量%を意味するものとする。
C :0.010%以上0.06%以下
Cは、マルテンサイトを形成し、強度上昇に寄与する元素である。C含有量が0.010%未満であると所望のマルテンサイト量(面積率:3%以上)を確保することができず、所望の440MPa以上の引張強さが得られなくなる。一方、C含有量が0.06%を超えると、マルテンサイト量が必要以上に増加し、良好なr値が得られなくなる。したがって、C含有量は0.010%以上0.06%以下とする。
Siは、固溶強化元素であり、高強度化に有効な元素である。本発明においては、440MPa以上の引張強さを確保すべく、Si含有量を0.5%超とする。一方、Si含有量が1.5%を超えると、鋼板表面にSi系酸化物が形成され、化成処理性を著しく劣化させ、鋼板の塗装密着性が著しく低下する。したがって、Si含有量は0.5%超1.5%以下とする。なお、好ましくは0.7%以上1.2%以下である。
Mnは、焼入れ性を向上させ、マルテンサイトの形成を促進する元素であり、マルテンサイトを安定して生成させるうえで有効に作用する。Mn含有量が1.0%未満では、所望量のマルテンサイトの形成が困難となり、440MPa以上の引張強さを確保することができなくなる場合がある。したがって、高強度化の観点からMn含有量は1.0%以上とする。また、さらなる高強度化を図るうえでは、1.2%以上とすることが好ましく、1.5%以上とすることがより好ましい。一方、Mn含有量が3.0%を超えると、スラブコストの高騰を招くとともに、r値および溶接性が劣化する。したがって、Mn含有量は1.0%以上3.0%以下とする。なお、好ましくは1.2%以上3.0%以下、より好ましくは1.5%以上3.0%以下である。
Pは、固溶強化により、鋼板の高強度化に有効に寄与する元素である。P含有量が0.005%未満では、かかる効果が期待できないばかりか、製鋼工程における脱燐コストの上昇を招く。したがって、P含有量は0.005%以上とし、好ましくは0.01%以上とする。一方、P含有量が0.1%を超えると、Pが粒界に偏析し、耐二次加工脆性および溶接性が劣化する。したがって、P含有量は0.005%以上0.1%以下とする。なお、好ましくは0.01%以上0.08%以下である。
Sは熱間加工性(熱間圧延性)を低下させる元素であり、スラブの熱間割れ感受性を高めるほか、鋼中にMnSとして存在して鋼板の加工性を劣化させる。そのため、本発明ではSは不純物として極力低減することが好ましいが、0.01%までは許容できる。なお、好ましくは0.008%以下である。
sol.Alは、固溶強化元素であり、高強度化に有効に作用するとともに、脱酸剤としても作用する。sol.Al含有量が0.005%未満では上記効果が安定的に得られないため、本発明においてはsol.Al含有量を0.005%以上とする。一方、sol.Al含有量が0.5%を超えると、コストの高騰を招くとともに、鋼板表面欠陥を誘発する。したがって、sol.Al含有量は0.005%以上0.5%以下とする。なお、好ましくは0.1%以下である。
Nは、本発明においては有害な元素であり、極力低減することが好ましい。特にN含有量が0.01%を超えると、鋼中に過剰な窒化物が生成することに起因して、延性、靭性および鋼板表面性状が劣化する。したがって、N含有量は0.01%以下とする。
Nbは、本発明において重要な元素のひとつである。Nbは、熱延板組織を微細化する作用を有するとともに、熱延板中にNbCとして析出することにより鋼中の一部のCを固定する作用を有し、これらの作用によって高r値化に寄与する元素である。かかる効果を発現すべく、本発明ではNb含有量を0.01%以上とする。一方、0.1%を超える過剰なNbの含有はコスト高を招くとともに、熱間圧延時の負荷を増大させ、また、冷間圧延時の変形抵抗を高くして、安定した実機製造を困難にする。また、後述のとおり、本発明においては焼鈍後の冷却工程においてマルテンサイトを形成させるための固溶Cを必要とするが、Nbを過剰に含有させると、鋼中のCを全てNbCとして固定してしまい、マルテンサイトの形成を妨げることになる。したがって、Nb含有量は0.01%以上0.1%以下とする。なお、上記した実機製造性やコストアップの制御をより安定的に達成するためには、Nb含有量は0.09%以下とすることが好ましく、0.075%以下とすることがより好ましい。
Tiは、本発明において重要な元素のひとつである。Tiは、Nbと同様、熱延板中に炭化物TiCとして析出することによりCを固定する作用を有し、これらの作用によって高r値化に寄与する元素である。かかる効果を発現すべく、本発明ではTi含有量を0.015%以上とする。一方、0.15%を超える過剰なTiはコスト高を招くとともに、Nbの場合と同様に、冷間圧延時の変形抵抗を高くするため、安定した実機製造を困難にする。また、過剰なTiの含有は、Nbと同様に、焼鈍後の冷却工程におけるマルテンサイトの形成を妨げる可能性がある。したがって、Ti含有量は0.015%以上0.15%以下とする。
0.005 ≦ C*≦ 0.030 ・・・(2)
ここで、C*= C−(12/93)Nb−(12/48){Ti−(48/14)N} である。
なお、Ti−(48/14)N≦0の場合には、Ti−(48/14)N=0とする。
(C、Nb、Ti、N:各元素の含有量(質量%))
上記(1)式および(2)式は、本発明において最も重要な指標である。Nbは、Tiに比べて非常に高価であるうえ、熱間圧延時の圧延負荷を著しく増加させ、製造安定性低下の要因となり得る。また、後述するが、本発明では、焼鈍後の冷却工程でマルテンサイトを形成させるために、NbやTiで固定されないC量C*すなわち固溶C量が必要となる。このため、本発明においては、コスト、製造安定性、鋼板組織および鋼板特性の観点から、(Nb/93) / (C/12)およびC*を適正に制御する。
また、C*が0.005%未満では、所定のマルテンサイト量(面積率:3%以上)を確保することができず、引張強さ:440MPa以上とすることが困難となる。したがって、C*( = C−(12/93)Nb−(12/48){Ti−(48/14)N})は0.005%以上とする。一方、C*が0.030%を超えると、高r値に有効なフェライト相の{111}再結晶集合組織の形成を阻害し、良好な深絞り性が得られなくなる。したがって、C*は0.005%以上0.030%以下とする。高r値を得るには、C*を0.025%以下すなわち (3)式(0.005 ≦ C*≦ 0.025 ここで、C*= C−(12/93)Nb−(12/48){Ti−(48/14)N})を満足するのが好ましく、さらに、平均r値:1.3以上を達成するうえではC*を0.020%以下とすることが好ましく、また、平均r値:1.4以上を達成するうえではC*を0.017%未満とすることが好ましい。
Cuは、スクラップ等を積極的に活用する際に混入する元素である。本発明においては、Cuの混入を許容することで、原料資源にリサイクル資源を活用して製造コストを削減することができる。なお、本発明の鋼板では、材質に及ぼすCuの影響は小さいが、過剰に混入すると鋼板表面傷の原因となるので、Cu含有量は0.3%以下とすることが好ましい。
Snは鋼板表面の窒化、酸化、あるいは酸化により生じる鋼板表層の数十ミクロン領域の脱炭を抑制する観点から添加することができる。これにより、疲労特性、耐時効性が改善される。窒化や酸化を抑制する観点から、Sn含有量は0.005%以上とすることが望ましく、0.2%を超えると靭性の劣化を招くので、Sn含有量は0.2%以下とすることが望ましい。
SbもSnと同様に鋼板表面の窒化、酸化、あるいは酸化により生じる鋼板表層の数十ミクロン領域の脱炭を抑制する観点から添加することができる。このような窒化や酸化を抑制することで鋼板表面においてマルテンサイトの生成量が減少するのを防止し、疲労特性や耐時効性を改善させる。窒化や酸化を抑制する観点から、Sb含有量は0.005%以上とすることが望ましく、0.2%を超えると靭性の劣化を招くので、Sb含有量は0.2%以下とすることが望ましい。
TaはNbやTiと同様に熱延板中に炭化物(TaC)として析出し、高r値化に寄与する元素である。このような観点からTaを0.005%以上添加してもよい。一方、0.1%を超える過剰のTa添加は、コストの増加を招くだけでなく、Nb、Tiと同様に、焼鈍後の冷却過程におけるマルテンサイトの形成を妨げる可能性があり、さらに熱延板中に析出したTaCは、冷間圧延時の変形抵抗を高くし、安定した実機製造を困難にする場合があるため、Ta含有量の上限を0.1%とすることが望ましい。
0.005 ≦ C*≦ 0.030 ・・・ (4)
ここで、C*= C−(12/93)Nb−(12/181)Ta−(12/48){Ti−(48/14)N}=0.005〜0.030%
C*(= C−(12/93)Nb−(12/181)Ta−(12/48){Ti−(48/14)N})が0.005%未満では所定のマルテンサイト量が得られず、440MPa以上の引張強さが得られない。このため、C*を0.005%以上とする。一方、C*が0.030%を超えると、高r値化に有効なフェライト相の{111}再結晶集合組織の形成を阻害し、良好なr値(平均r値:1.2以上)が得られにくくなる可能性がある。このため、C*を0.030%以下とするのが好ましい。高r値化には、C*を0.025%以下すなわち (5)式(0.005 ≦ C*≦ 0.025 ここで、C*= C−(12/93)Nb−(12/181)Ta−(12/48){Ti−(48/14)N})を満足するのが好ましく、平均r値:1.3以上を安定して得るには、C*を0.020%以下とすることが好ましい。また、平均r値:1.4以上を得るためには、C*を0.017%未満とすることがより好ましい。
本発明の冷延鋼板は、組織全体の面積率で70%以上のフェライト相と、組織全体の面積率で3%以上のマルテンサイト相とを含む組織を有する。本発明では、鋼板の強度とプレス成形性(特に深絞り性)との両立を図るうえで、フェライト相およびマルテンサイト相各々の面積率を限定する。
フェライト相は鋼板のプレス成形性、特に深絞り性を確保するための軟質相であり、本発明においては、フェライト相の{111}再結晶集合組織を発達させることによって高r値化を図っている。フェライト相の面積率が70%未満では、平均r値:1.2以上を達成することが困難となり、良好な深絞り性を確保することができず、プレス成形性が低下する。したがって、フェライト相の面積率は70%以上とする。なお、平均r値のさらなる向上を図るうえでは、フェライト相の面積率は75%以上とすることが好ましく、さらに80%以上とすることがより好ましい。一方、フェライト相の面積率が97%を超えると、鋼板強度が低下し、引張強さ:440MPa以上を確保することが困難となる場合がある。
マルテンサイト相:面積率で3%以上
マルテンサイト相は、鋼板の強度を確保するための硬質相である。マルテンサイト相の面積率が3%未満では、鋼板の強度が低下し、引張強度:440MPa以上を確保することが困難となる。したがって、マルテンサイト相の面積率は3%以上とする。鋼板のさらなる高強度化(引張強さ:500MPa以上、590MPa以上)を図るうえでは、マルテンサイト相の面積率は5%以上とすることが好ましい。一方、マルテンサイト相の面積率が30%を超えると、r値を向上させるフェライト相の面積率が低下し、良好な深絞り性を確保することが困難となり、プレス成形性の低下が懸念される。このため、マルテンサイト相の面積率は30%以下とすることが好ましく、さらに20%以下とすることがより好ましい。
本発明の冷延鋼板は、上記した組成の溶鋼を溶製して鋼素材とし、該鋼素材に、粗圧延および仕上げ圧延を施し熱延板とする熱間圧延工程と、該熱延板に冷間圧延を施し冷延板とする冷間圧延工程と、該冷延板に焼鈍処理を施す焼鈍工程とを順次施して製造される。
熱間圧延工程では、鋼素材に、粗圧延および仕上げ圧延を施す。本発明では、鋼素材の加熱条件、粗圧延条件、仕上げ圧延条件については特に限定する必要はないが、鋼素材の加熱温度は1100℃以上1300℃以下、仕上げ圧延終了温度はAr3点以上1000℃以下とすることが好ましい。
また、熱延板の結晶粒微細化によりr値向上を図るうえでは、仕上げ圧延終了後、3秒以内に冷却を開始し、40℃/s以上の平均冷却速度で650℃まで冷却し、500℃以上650℃以下の巻取り温度で巻取ることがより好ましい。
冷間圧延工程も、常法に従って行えばよく、熱延板を、酸洗後、通常の操業範囲内の圧下率、50〜90%とする冷間圧延を施すことが好ましい。一般に、高r値化を図るうえでは冷間圧延の圧下率を高めることが有効である。圧下率が50%未満ではフェライト相の{111}再結晶集合組織が十分に発達せず、優れた深絞り性が得られないおそれがある。一方、圧下率が90%を超えると冷間圧延時のロールへの負荷が増大し、これに伴い通板トラブル発生率が高まることが懸念される。したがって、冷間圧延の圧下率は50〜90%程度とすることが好ましい。
焼鈍工程では、冷延板に700℃以上800℃以下の温度範囲を3℃/s未満の平均加熱速度で、800℃以上950℃以下の焼鈍温度に加熱し、前記焼鈍温度から500℃以下の冷却停止温度Tcまでを5℃/s以上の平均冷却速度で冷却する。
700℃以上800℃以下の温度範囲の平均加熱速度:3℃/s未満
本発明においては、熱延板の段階でTiC、NbC或いは更にTaCを析出させているため、冷間圧延工程を経て得られた冷延板の再結晶温度は比較的高温となっている。このため、冷延板を焼鈍温度まで加熱するに際しては、再結晶を促進させて高r値化に有効な{111}再結晶集合組織を発達させる観点から、700℃以上800℃以下の温度範囲を3℃/s未満の平均加熱速度で加熱する。この平均加熱速度が3℃/s以上では、{111}再結晶集合組織の発達が不十分となり、高r値化が困難となる場合がある。なお、生産効率の観点から上記平均加熱速度は0.5℃/s以上とすることが好ましい。
鋼板組織を所望の面積率のフェライト相とマルテンサイト相を含む複合組織とするために、焼鈍工程ではフェライト−オーステナイト2相域に加熱する。このため、本発明においては焼鈍温度を800℃以上とする。焼鈍温度が800℃未満では、焼鈍冷却後に所望のマルテンサイト量が得られないうえ、焼鈍工程において再結晶が完了しないため、フェライト相の{111}再結晶集合組織が十分に発達せず、平均r値:1.2以上の高r値化を図れない。一方、焼鈍温度が950℃を超えると、その後の冷却条件によっては、第2相(マルテンサイト相、パーライト相、ベイナイト相)が必要以上に増加するため、所望の面積率のフェライト相が得られず良好なr値が得られなくなる場合があるうえ、生産性の低下やエネルギーコストの増加を招き、好ましくない。したがって、焼鈍温度は800℃以上950℃以下とする。好ましくは、820℃以上880℃以下である。
焼鈍温度から、5℃/s以上の平均冷却速度で、500℃以下の冷却停止温度(Tc)まで冷却する。冷却停止温度が500℃を超える場合は、鋼板組織全体の面積率で3%以上のマルテンサイト相が確保できない場合がある。 また、平均冷却速度が5℃/s未満となる場合も、鋼板組織全体の面積率で3%以上のマルテンサイト相を確保することが困難となり、所望の強度(引張強さ:440MPa以上)が得られない場合がある。したがって、冷却停止温度(Tc)は500℃以下とし、上記平均冷却速度は5℃/s以上とする。また、好ましい冷却停止温度(Tc)は400℃以上450℃以下であり、好ましい平均冷却速度は8℃/s以上、より好ましくは10℃/s以上である。
表1に示す組成の溶鋼を真空溶解にて溶製、鋳造し、分塊圧延を施して肉厚30mmの鋼スラブとした。これらの鋼スラブを、1200℃に加熱後、粗圧延し、850℃の仕上げ圧延温度で熱間圧延を施し、表2に示す条件で冷却したのち、600℃で巻取り、板厚:4.5mmの熱延板を製造した。なお、熱間圧延工程においては、仕上げ圧延終了後3秒以内に冷却を開始した。続いて熱延板を酸洗後、表2に示す条件の冷間圧延を施して板厚:1.4mmの冷延板とした。これらの冷延板に、表2に示す条件の焼鈍工程を施した。また、焼鈍後の冷延鋼板に、伸長率:0.5%の調質圧延を施した。
(i)組織観察
得られた冷延鋼板から試験片を採取し、試験片のL断面(圧延方向に平行な垂直断面)で板厚の1/4位置を機械的に研磨し、ナイタールで腐食した後、走査型電子顕微鏡(SEM)で倍率:2000倍にて撮影した組織写真(SEM写真)を用い、画像処理によりフェライト相、マルテンサイト相等の組織の種類、および、それらの面積率を求めた。
組織写真(SEM写真)において、フェライトはやや黒いコントラストの領域であり、炭化物がラメラー状に生成している領域をパーライト、炭化物が点列状に生成している領域をベイナイトとし、白いコントラストのついている粒子をマルテンサイトもしくは残留オーステナイトとした。このように組織の種類を判別することにより、観察視野内におけるフェライトの面積率を定量化することができる。また、上記の白いコントラストのついている粒子がマルテンサイトであるか残留オーステナイトであるかの判別については、冷延鋼板に対して250℃で4hrの焼戻し処理を施したのち、上記と同様に組織写真を撮影し、その組織写真において炭化物がラメラー状に生成している領域を上記の焼戻し処理前にパーライトであった領域とし、炭化物が点列状に生成している領域を上記の焼戻し処理前にベイナイト、マルテンサイトであった領域とし、白いコントラストのまま残存している粒子を残留オーステナイトとして判別することができる。よって、上記焼戻し処理後の白いコントラストのついている粒子の面積率を残留オーステナイトの面積率とすることができる。そして、上記焼戻し処理前の白いコントラストのついている粒子(マルテンサイトもしくは残留オーステナイト)の面積率と上記焼戻し処理後の白いコントラストのついている粒子の面積率の差を計算することにより、マルテンサイトの面積率を求めることができる。なお、それぞれの相の面積率は、透明のOHPシートに各相ごとを層別して色付けし、画像取り込み後、2値化を行い、画像解析ソフト(マイクロソフト社Digital Image Pro Plus)にて面積率を求めた。
得られた冷延鋼板から、圧延方向に対して90°方向(C方向)を引張方向とするJIS 5号試験片(JIS Z 2201)を採取し、JIS Z 2241の規定に準拠した引張試験を行い、引張強さ(TS)、全伸び(El)を測定した。
得られた結果を表3に示す。
表1の鋼F,K,Mに示す組成を有する鋼を真空溶解にて溶製、鋳造し、分塊圧延を施して肉厚30mmの鋼スラブとした。これらの鋼スラブを、1200℃に加熱後、850℃の仕上げ圧延温度で熱間圧延を施し、板厚:4.5mmの熱延板を製造した。なお、熱間圧延工程においては、仕上げ圧延終了後3秒以内に冷却を開始した。また、冷却開始後650℃までの平均冷却速度および巻取り温度は表4に示すとおりとした。続いて熱延板を酸洗後、表4に示す条件の冷間圧延を施して板厚:1.4mmの冷延板とした。これらの冷延板に、表4に示す条件で焼鈍工程を施した。また、焼鈍後の冷延鋼板に、伸長率:0.5%の調質圧延を施した。
得られた結果を表5に示す。
Claims (13)
- 質量%で、
C :0.010%以上0.06%以下、 Si:0.5%超1.5%以下、
Mn:1.0%以上3.0%以下、 P :0.005%以上0.1%以下、
S :0.01%以下、 sol.Al:0.005%以上0.5%以下、
N :0.01%以下、 Nb:0.01%以上0.1%以下、
Ti:0.015%以上0.15%以下
を含み、かつ、C、Nb、TiおよびNを下記(1)式および(2)式を満足するように含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる組成と、面積率で70%以上のフェライト相と、面積率で3%以上のマルテンサイト相とを含む組織とを有し、平均r値が1.2以上であることを特徴とする深絞り性に優れた高強度冷延鋼板。
記
(Nb/93) / (C/12) < 0.2 ・・・(1)
0.005 ≦ C*≦ 0.030 ・・・(2)
ここで、C*= C−(12/93)Nb−(12/48){Ti−(48/14)N}
なお、Ti−(48/14)N≦0の場合には、Ti−(48/14)N=0とする。
(C、Nb、Ti、N:各元素の含有量(質量%)) - 前記C、Nb、TiおよびNを前記(2)式に代えて下記(3)式を満足するように含有することを特徴とする請求項1に記載の深絞り性に優れた高強度冷延鋼板。
0.005 ≦ C*≦ 0.025 ・・・(3)
ここで、C*= C−(12/93)Nb−(12/48){Ti−(48/14)N}
なお、Ti−(48/14)N≦0の場合には、Ti−(48/14)N=0とする。
(C、Nb、Ti、N:各元素の含有量(質量%)) - 前記組成に加えてさらに、質量%でCu:0.3%以下、Ni:0.3%以下の1種または2種を含有することを特徴とする請求項1または2のいずれか1項に記載の深絞り性に優れた高強度冷延鋼板。
- 前記組成に加えてさらに、質量%でSn:0.2%以下、Sb:0.2%以下の1種または2種を含有することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の深絞り性に優れた高強度冷延鋼板。
- 前記組成に加えてさらに、質量%でTa:0.005%以上0.1%以下を含み、かつ、前記(2)式または(3)式に代えてC、Nb、Ta、TiおよびNを下記(4)式を満足するように含有することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の深絞り性に優れた高強度冷延鋼板。
記
0.005 ≦ C*≦ 0.030 ・・・(4)
ここで、C*= C−(12/93)Nb−(12/181)Ta−(12/48){Ti−(48/14)N}
なお、Ti−(48/14)N≦0の場合には、Ti−(48/14)N=0とする。
(C、Nb、Ta、Ti、N:各元素の含有量(質量%)) - 前記C、Nb、Ta、TiおよびNを前記(4)式に代えて下記(5)式を満足するように含有することを特徴とする請求項5に記載の深絞り性に優れた高強度冷延鋼板。
記
0.005 ≦ C*≦ 0.025 ・・・(5)
ここで、C*= C−(12/93)Nb−(12/181)Ta−(12/48){Ti−(48/14)N}
なお、Ti−(48/14)N≦0の場合には、Ti−(48/14)N=0とする。
(C、Nb、Ta、Ti、N:各元素の含有量(質量%)) - 鋼素材に、粗圧延および仕上げ圧延を施し熱延板とする熱間圧延工程と、前記熱延板に冷間圧延を施し冷延板とする冷間圧延工程と、さらに前記冷延板に焼鈍処理を施す焼鈍工程とを順次施し冷延鋼板とするにあたり、
前記鋼素材を、質量%で、
C :0.010%以上0.06%以下、 Si:0.5%超1.5%以下、
Mn:1.0%以上3.0%以下、 P :0.005%以上0.1%以下、
S :0.01%以下、 sol.Al:0.005%以上0.5%以下、
N :0.01%以下、 Nb:0.01%以上0.1%以下、
Ti:0.015%以上0.15%以下
を含み、かつ、C、Nb、TiおよびNを下記(1)式および(2)式を満足するように含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる組成とし、
前記焼鈍工程を、前記冷延板に700℃以上800℃以下の温度範囲を3℃/s未満の平均加熱速度で、800℃以上950℃以下の焼鈍温度に加熱し、前記焼鈍温度から500℃以下の冷却停止温度Tcまでを5℃/s以上の平均冷却速度で冷却する焼鈍処理を施す工程とすることを特徴とする深絞り性に優れた高強度冷延鋼板の製造方法。
記
(Nb/93) / (C/12) < 0.2 ・・・(1)
0.005 ≦ C*≦ 0.030 ・・・(2)
ここで、C*= C−(12/93)Nb−(12/48){Ti−(48/14)N}
なお、Ti−(48/14)N≦0の場合には、Ti−(48/14)N=0とする。
(C、Nb、Ti、N:各元素の含有量(質量%)) - 前記C、Nb、TiおよびNを前記(2)式に代えて下記(3)式を満足するように含有することを特徴とする請求項7に記載の深絞り性に優れた高強度冷延鋼板の製造方法。
記
0.005 ≦ C*≦ 0.025 ・・・(3)
ここで、C*= C−(12/93)Nb−(12/48){Ti−(48/14)N}
なお、Ti−(48/14)N≦0の場合には、Ti−(48/14)N=0とする。
(C、Nb、Ti、N:各元素の含有量(質量%)) - 前記組成に加えてさらに、質量%でCu:0.3%以下、Ni:0.3%以下の1種または2種を含有することを特徴とする請求項7または8に記載の深絞り性に優れた高強度冷延鋼板の製造方法。
- 前記組成に加えてさらに、質量%でSn:0.2%以下、Sb:0.2%以下の1種または2種を含有することを特徴とする請求項7ないし9のいずれか1項に記載の深絞り性に優れた高強度冷延鋼板の製造方法。
- 前記組成に加えてさらに、質量%でTa:0.005%以上0.1%以下を含み、かつ、前記(2)式または(3)式に代えてC、Nb、Ta、TiおよびNを下記(4)式を満足するように含有することを特徴とする請求項7ないし10のいずれか1項に記載の深絞り性に優れた高強度冷延鋼板の製造方法。
記
0.005 ≦ C*≦ 0.030 ・・・(4)
ここで、C*= C−(12/93)Nb−(12/181)Ta−(12/48){Ti−(48/14)N}
なお、Ti−(48/14)N≦0の場合には、Ti−(48/14)N=0とする。
(C、Nb、Ta、Ti、N:各元素の含有量(質量%)) - 前記C、Nb、Ta、TiおよびNを前記(4)式に代えて下記(5)式を満足するように含有することを特徴とする請求項11に記載の深絞り性に優れた高強度冷延鋼板の製造方法。
記
0.005 ≦ C*≦ 0.025 ・・・(5)
ここで、C*= C−(12/93)Nb−(12/181)Ta−(12/48){Ti−(48/14)N}
なお、Ti−(48/14)N≦0の場合には、Ti−(48/14)N=0とする。
(C、Nb、Ta、Ti、N:各元素の含有量(質量%)) - 前記熱間圧延の仕上げ圧延終了後、3秒以内に冷却を開始し、40℃/s以上の平均冷却速度で650℃まで冷却し、500℃以上650℃以下の巻取り温度で巻取り、且つ、前記冷間圧延の圧延率を50%以上とすることを特徴とする請求項7ないし12のいずれか1項に記載の深絞り性に優れた高強度冷延鋼板の製造方法。
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