JPS59153837A - プレス成形用高強度冷延鋼板の製造法 - 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】 この発明は、良好なプレス成形性と高強度とを備えた冷
延鋼板をコスト安く製造する方法に関するものである。

近年、乗用車等の車体重量を軽減する目的で、各種の高
張力冷延鋼板が開発され、実用に供されるようになって
きた。

ところで、乗、出車等の車体に使用して従来の軟鋼板と
同等な性能を発揮しつつ車体重量を下げ得る高張力鋼板
に要求される特性としては、■　製造コストが軟鋼板並
に安価であること、■　プレス加工性が軟鋼板並に良好
であること、■　・やネルとしての鋼板の強度が高いこ
と、の３つを特にあげることができるが、現時点で実用
に供されている高張力鋼板はいずれも、これらの特性を
十分に満足しているとは言えないものであった。　　　
・ 例えば、プレス加工性の良好な鋼板として、Ｃを極力低
減し、かつこのＣを炭９化物として析出固着するのに十
分な量の合金元素を添加含有させた、いわゆるＩＦ鋼（
Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ　Ｆｒｅｅ　５ｔｅｅｌ）が
開発され、現在、使用に供されている。このＩＦ鋼は、
例えば炭窒化物形成元素としてＴｉを添加する場合、 ２ Ｔｉ（％）≧４（Ｃ（％）＋Ｔ−ｉ−Ｎ（％））を満足
する量のＴｉを添加含有させたものであるが（なお、以
下、成分組成割合を示す優は重量係とする）、この式か
らも明らかなように、鋼が低Ｃ１低ＮであるほどＴｉ添
加量が少なくて済み、製造コストが安価になるものであ
る。しかるに、このＩＦ鋼においては、低Ｃ’になると
Ａｒ３変態温度が上昇し、冷延鋼板としての良好なプレ
ス加工性を確保するには熱間加工における仕上温度を高
くする必要を生ずるので、近年の省エネルギー化の要求
と相反する結果をもたらすことになるほか、低Ｃのため
に強度が低下し、鋼板が軟質となって、高張力鋼板とし
ての特性に不満足な結果をもたらすなどの問題点がでて
くるものであった。

以上のようなことから、ＩＦ鋼の低Ｃ化によってもたら
される強度低下の問題ｔｐやＳｌ等の固溶強化元素の添
加によって解決しようとの試みもなされているが、この
ような手段を採用すると、今度は溶接性や表面性状の劣
化がもたらされるという新たな問題が生ずるのを避ける
ことができなかったのである。

本発明者等は、上述のような観点から、高強度と良好な
プレス加工性とを兼ね備えた鋼板をコスト安く得べく、
特に、本来優れたプレス加工性を発揮する琳Ｃ鋼に着目
し、コスト高を招くようなことを自損して研究を行った
結果、低Ｃ９低Ｎの鋼に特定量のＴｉ　、　Ｚｒ　、及
びＮｂのうちの１種以上全含有させ、これらを少量の微
細な炭化物として析出させるとともに、熱間圧延時の仕
上温度を高く、かつ巻取温度を低くして細粒化を図り、
さらに冷間圧延時の圧下率を従来実施されているよりも
著しく大きクシ、加えて冷間圧延後に再結晶焼鈍を施す
と、強度が高く、シかも高いｒ値（ランクツオード値ニ
ブレス成形性の目安となる）を示す鋼板が得られるとい
う知見を得７、また前記鋼にＶ　、　Ｍｏ　、及びＢの
うちの１種以上の適量全添加すれは、得られる鋼板の強
度が一層向上することをも見出したのである。

この発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、 ｃ　：　（１，００１〜０．０１５％、Ｓｉ：１．０％
以下。

Ｍｎ：０．０１〜１．００％、　ｓｏｔ、Ａｔ：　０．
０８　％以下。

ｐ　：　Ｑ、１０％以下。

Ｎ　：　０．０００５〜０．００６０％。

全含有するとともに、 Ｔｉ　：　０．３０％以下。

Ｎｂ：０．３０％以下。

Ｚｒ：０．３０％以下。

の１種以上を含み、さらに必要に応じて、ｖ：　０．０
１〜０．１０％　。

Ｍｏ　：　０．０３〜０．２５％。

Ｂ　：　（１，０００５〜０．００５０％。

のうちの１種以上をも含有し、かつ、 （Ｃ当量）−−（Ｔｌ当量）く帆００１５←）　・・・
■。

上記０式で割算されるＴｉ　’１　ｆｔと上記０式で計
η、されるＣ当量との関係が上記０式を満足し、Ｆｅ及
び不可避不純物：残り、 から成る成分組成の鋼を連続鋳造してスラブとした後、
このスラブを１０００〜１２００℃の温度に加熱し、つ
いで仕上ｍ度：８０ｏ〜９５０℃。

巻取温度：４８０℃以下の条件で熱間圧延を施し、引き
続いて８２〜９３チの圧下率での冷間圧延と６６０℃以
上の温度での再結晶焼鈍とを施すことによって、プレス
成形性の良好な高強度冷延鋼板をコスト安く製造する点
に特徴を有するものである。

つぎに、この発明の方法において、成分組成及び製造条
件を上記の通りに数値限定した理由を説明する。

Ａ、成分組成 （ａ）　　Ｃ Ｃ成分には、微細な炭窒化物を形成して鋼板の強度を向
上させる作用があるが、その含有量が０．００１％未満
では前記作用に所望の効果が得られずに軟質化が過ぎて
しまう上、溶製も困難となる。一方、０．０１５％を越
えてＣ’に含有させると、多くの炭窒化物形成元素を必
要とするばかりでなく、炭窒化物の析出量が多くなり過
ぎてプレス加工性の劣化を招くようになることから、そ
の含有量を０．００１〜０．０１５％と定めた。

（ｂ）　　５ｔ Ｓｉ成分には、鋼板の強度を上昇させる作用があるが、
その含有量が１．０％を越えると鋼板の表面性状全劣化
するようになるので、その含有ｉｔｉ、ｏ％以下と定め
た。

（ｃ）　　　Ｍｎ 胤成分には、鋼板の靭性を改善する作用があるが、その
含有量が０．０１％未満では熱間脆性が発生するように
なり、一方１．００％を越えて含有させると鋼の溶製が
困難となる上、コストアップの原因ともなることから、
その含有量を０．０１〜１．００係と定めた。

（ｄ）　　ｓｏｔ、Ａｔ ５ｏｔ、Ａｔは、鋼の脱酸を十分に行って炭窒化物形成
元素の歩留りを向上させるために含有せしめられるが、
０．０８％を越えて含有させてもより一層の脱酸効果を
得ることができず、コスト高を招くことにもなることか
ら、その含有ｉｉ０．０８％以下と足めた。

（ｅ）　　Ｐ Ｐは、Ｓｉ成分と同様に鋼板の強度を上昇させる作用が
あるが、その含有量が０．１０％を越えると鋼板の脆化
を招くこときなるので、Ｐ含有量を０．１０％以下と定
めた。

（ｆ）　　Ｎ Ｎは、少なければ少ないほど炭窒化物形成元素の添加含
有量が少なくて済むので好ましいが、その含有量を帆０
００５％未満とすることは鋼溶製上極めて困難なことで
あり、またその含有量が０．００６０％を越えると、炭
窒化物形成元素を含有させたとしてもｒ値の低下を避け
ることができないことから、その含有量’に０．０００
５〜０．００６０％と定めた。

（ｇ）　　Ｔｉ　、　Ｎｂ　、及びＺｒこれらの成分に
は、鋼中に微細な炭窒化物を形成してプレス成形性や強
度を向上させるという均等な作用があるので１種以上を
添加するものであるが、各々の含有量がそれぞれ０．３
０％を越えても前記作用により一層の向上効果が認めら
れない上、コスト高をも招くこととなるので、それぞれ
の含有量を、Ｔｉ：０．３０％以下、　Ｎｂ　：帆３０
％以下、及びＺｒ　：　０−３０％以下と定めた。

（ｈ）Ｖ、Ｍｏ、及びＢ これらの成分には、鋼板の強度を一段と向上さメ４等的
作用があるので、より一層の強度が要求される場合に必
要に応じて含有せしめられるものであるが、その含有量
がそれぞれ、Ｖ：０．０１％未満Ｉ　ＭＯ：　０．０３
％未満、及”ＢＢ：　ｏ、ｏ　ｏ　０５％未満であると
所望の強度向上効果を得ることができず、一方、それぞ
れｖ　：　０．１０％、　Ｍｏ　：　０．２５チ、及び
Ｂ　：　０．００　ｓ　ｏ％を越えて含有させると鋼板
の溶接性が劣化するようになることから、それぞれの含
有量’ｅ、Ｖ　：　０．０１〜０．１．０％ｒ　Ｍｏ　
：０．０３〜０．２５％、及びＢ：０．０（１０５〜０
．００５０％と定めた。

（ｉ）　　Ｔｉ当当量Ｃ当量との関係 前記■乃至０式は、固溶（Ｃ十Ｎ）を０．００１５係以
下とし、残りのＣ及びＮを炭窒化物として析出させるた
めの関係を示すものであるが、式、（Ｃ当量）　　、ｉ
　（ＴＩ当量） の値を帆００１５（％）以下としたのは、この上限値金
越えると鋼中の固溶（Ｃ十Ｎ　）が多くなって鋼板のプ
レス成形性が劣化するようになるからである。

また、上記各成分は、鋼中に均一に分布させる必要があ
り、このためには偏析の少ない連続鋳造を適用するのが
最適で、連続鋳造の採用によってはじめて強度とプレス
成形性とが共に向上した冷延鋼板を得ることができるの
である。

Ｂ、製造東件 （ａ）　　スラブ加熱温度 加熱温度が１０００℃未満では炭窒化物を十分に固溶さ
せることができず、この結果、鋼板の強化を図ることが
できないので、１０００℃以上の温度に加熱することが
不可欠である。しかし、１２００℃を越えて加熱すると
細粒化が困難となって特性改善を図ることができず、ま
たコスト高をも招くことから、加熱温度を１０００〜１
２００℃と定めた。

（ｂ）　　仕上温度 熱間圧延における仕上温度は８００℃以上が必要である
。なぜなら、８００℃未満の仕上温度では、この発明の
対象鋼の場合、冷延鋼板のｒ値が低くなる上、強度不足
をも招くようにもなり、さらに、フェライト相とオース
テナイト相が共存することとなって鋼板長手方向に特性
のバラツキを生ずるからである。そして、この発明の方
法においては、冷間圧延の圧下率を従来よりも著しく高
くしているので熱間圧延板の板厚が厚くなり、従って熱
間圧延時の温度低下をも防止できて、スラブの加熱温度
が低かったとしても８００℃以上の仕上温度を容易に確
保し得るのである。

一方、仕上温度が９５０℃を越えると細粒化が困難とな
り、特性改善を図ることができない。

（ｃ）　　巻取温度 熱間圧延における巻取温度が４８０℃を越えると、析出
した炭窒化物が凝集し、粗大となることから細粒組織を
得ることができなくなり、−この結果、冷延鋼板の強度
が低下するようになるので、巻取温度を４８０℃以下と
定めた。

（ｄ）　　冷間圧延の圧下率 冷間圧延の圧下率は１．この発明の方法において極めて
重要なものである。

通常のプレス加工用冷延鋼板の製造においては、冷間圧
延の圧下率が７５％を越えると製品のプレス成形性及び
ｒ値が低下するとの理由で、該冷間圧延の圧下率は６０
〜７５％とされるのが普通であったが、この発明の方法
では、対象鋼のＣ含有量及び式 ％式％） の値を限定し、熱間圧延時の高温仕上温度から急冷し、
４８０℃以丁の低温巻取を行うことによって結晶粒を微
細化し、冷間圧延率を従来よりも高くして高強度でかつ
高ｒ値の冷延鋼板ヲ得るものである。

そして、冷間圧延の圧下率が８２％未満であると筒いｒ
値を持った鋼板を得ることができないばかりでなく、連
続焼鈍後の結晶粒が大きくなって軟質となり、所望の高
強度を得ることも不可能になる。一方、圧下率が９３％
を越えると製品のｒ値が低下するようになるので、冷間
圧延の圧下率を８２〜９３％と定めた。

（ｅ）　　再結晶焼鈍の温度 焼鈍には、急速加熱、短時間均熱、及び急速冷却が可能
な連続焼鈍を採用するのが好ましいが、徐加熱、長時間
均熱の箱焼鈍を採用しても良いことはもちろんのことで
ある。

いずれの場合にも、焼鈍温度が６６０℃未満では冷延鋼
板のｒ値が低くなって良好なプレス成形性を得ることが
できないことから、再結晶焼鈍の湛［’１６６０℃以上
と定めた。

つぎに、この発明を実施例により比較例と対比しながら
鍔兄明する。

実施例　１ ｃ　：　ｏ、ｏ　ｏ　ａ　ｏ％、ｓｔ　：　０．０１０
％、　Ｍｎ　：　０．１８％　、　ｓｏｔ、Ａｔ：０．
００１％、　ｐ　：　０．０１２％、Ｓ：０．００４％
、Ｎ：０．００１５％、ｒｉ　：　０．１０％。

Ｆｅ及び不可避不純物：残り、から成る組成の溶鋼を、
連続鋳造にてスラブとした後、これを１１８０℃に加熱
し、続いて第１表に示す仕上温度及び巻取温度にて熱間
圧延を行って６種類の熱延鋼板を製造した。なお、上記
鋼のＴｉ当当量０．１００％。

Ｃ当量は０．００４３　％であり、いずれも先に説明し
た０式を満足するものであった。また、熱延条件につい
ても、いずれも本発明方法の条件を満足するものであっ
た。

そして、引き続き前記６種の熱延板を酸洗し、同じく第
１表に示す如き圧下率にて０．８Ｂ厚に冷間圧延し、さ
らに、得られた冷延板に温度＝８３０℃、保持時間＝１
分間の連続焼鈍を施した。

このようにして製造された各種の冷延鋼板について、Ｊ
ＩＳＳ号の引張り試験片を用いた引張試験を行い、引張
強さｋ　ｆｆ１１１定するとともに、鋼板のｒ値を求め
た。

このようにして得られた測定結果を、冷間圧延の圧下率
と関連づけて第１図に示した。

第１図に示される結果からも、冷間圧延の圧下率が本発
明の範囲内にある場合には、引張強さ＝３４　ｋｇｆ　
／ｍ＋”以上の高強度を有し、かつ２．０以上の高ｒ値
をもった冷延鋼板が得られることが明らかである。

実施例　２ Ｃ含有量を、０．００２〜０．０１２％の範囲内で変化
させ、かつ、Ｓｉ　：　０．０１％＋　Ｍｎ　：　０．
１８％。

５ｏ７−Ａｔ：　０．０２１％、　ｐ　：　０．０１０
％、Ｓ：０．００６チ、　Ｎ　：　０．００２０％、Ｔ
ｉ：　０．０２２％を含廟し、残りがＦｅ及び不可避不
純物から成る各種の溶鋼を、連続鋳造にてスラブとした
後、とのスラブ゛に対して、加熱温度：１０５０℃、仕
上温度：９００℃。

巻取温２：ｔｏｏ℃の条件で熱間圧延を施し、厚さ：５
．０ｍの熱延板を製造した。

ついで、この熱延板に酸洗を施した後、圧下率：８８％
にて冷間圧延を施して０．６門厚の冷延板とし、引続い
て温度ニア２０℃に５時間保持するという条件の箱焼鈍
を施すことによって、Ｃ含有量の異った複数の冷延鋼板
を製造した。

得られた各々の冷延鋼板からｒ値を測定し、この結果を
前記冷延鋼板の固溶Ｃ量、即ち前記０式％式％ として示した（　（Ｃａ　ＩＦｒ：　）　　４　（Ｔｔ
当量）〕との関係において第２図に示した。

第２図からは、前記０式の値が０．００１５％以下の場
合に高いｒ値を得られることが明白である。

実施例　３ まず、通常の方法によって第２表に示される如き成分組
成の鋼Ａ−Ｐ’に溶製した。

つぎに、これらの名調を連続鋳造にてスラブとした後、
いずれのスラブも温度：１１９０℃に加熱し、引き続い
て第３表に示される仕上温度及び巻取温度で熱間圧延を
行って６．０　ｍ厚の熱延板とした。

ついで、これらの熱延板を酸洗し、同じく第３表に示さ
れる圧下率での冷間圧延と、温度＝８００℃に９０秒保
持の条件での連続焼鈍を施すことによって冷延鋼板を製
造した。なお、比較法１５〜２１は、いずれも鋼の成分
組成、熱間圧延条件及び冷間圧延圧下率のいずれかがこ
の発明の範囲から外れているものである。

このようにして得られた各冷延鋼板について、引張強さ
及びｒ値を測定したが、その結果も第３表に併せて示し
た。

第３表に示される結果からも明らかなように、本発明方
法１〜１４によって得られた冷延銅板はいずれも高強度
で、かつ２．０以上の高ｒ値、即ち良好なプレス成形性
を有していることがわかる。

これに対して、比較法１５Ｖｃよって得られた冷延鋼板
はＣ含有悄が本発明範囲を越えて高く、また比較法１６
によって得られた冷延鋼板は［（ＣＭｅ）　　’（Ｔｉ
’＋ｆｔ’ｔ））の値が本発明範囲を越えて高いので、
ｒ値が低く、従ってプレス成形性に劣る製品となってい
ることがわかる。そして、比較法１７によって得られた
冷延鋼板は炭窒化物形成元累ヲ含有していないために強
度及びｒ値とも低い値を示しており、比較法１８によっ
て得られた冷延鋼板は熱間圧延仕上温度が本発明範囲か
ら低い方に外れているため、同一組成の鋼を使用する本
発明方法１３及び１４にて得られた冷延鋼板に比してｒ
値の低いものとなっている。また、比較法１９によって
得られた冷延ｅＩ枡は巻取温度が本発明範囲を越えてい
るために強度及びｒ値が低くなっており、比較法２０及
び２１によって得られた冷延鋼板は、冷間圧延の圧下率
が本発明の範囲から外れているのでｒ値の低い製品とな
っている。

上述のように、この発明の方法によれは、良好なプレス
成形性及び高強度を有する冷延鋼板を、省エネルギー下
でコスト安く製造することができ、しかもこの冷延鋼板
を自動車等の車体に用いることによってその重量軽減が
容易に達成できるなど工業上有用な効果がもたらされる
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は冷間圧延における圧下率が引張強さ及びｒ値に
及ぼす影響を示した線図であり、第２図は鋼板の〔（Ｃ
当部）−！−（Ｔｉ当量）〕（ｌ！：、ｒ値との関係を
示した線図である。 出願人　　住友金属工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｉｌｌ　　Ｃ：　０．００１〜０．０１５％。 Ｓｉ：１．０％以下。 Ｍｎ　：　０．０１〜１．００％。 ｓｏｌ、Ａ７　：　０．０８％以下。 Ｐ　：　０．１０％以下。 Ｎ　：　（１，００（１５〜０．００６０％。 を含有するとともに、 Ｔｉ＊　０．３０％以下。 Ｎｂ：０．３０％以下。 Ｚｒ：０．３０％以下。 のうちの１種以上をも含み、かつ、 １　　　。 （Ｃ当部つ−４−（Ｔ１当量）＜０．００１５　　（％
   ）　・・・■。 上記０式で計算されるＴｉ当当量上記０式で計算される
   Ｃ当量との関係が上記０式を満足し、Ｆｅ及び不可避不
   純物：残り、 から成る成分組成（以上重量％）の鋼を連続鋳造してス
   ラブとした後、このスラブ’１１０００〜１２００℃の
   温度に加熱し、ついで仕上温度：８００〜９５０℃９巻
   取温度：４８０℃以下の条件で熱ｍ１圧延を施し、引き
   続いて８２〜９３％の圧下率での冷間圧延と６６０℃以
   上の温度での再結晶焼鈍とを施すことを％徴とする、プ
   レス成形性の良好な高強度冷延鋼板の製造法。 ＋２１　　Ｃ：　０．００１〜０．０１５％。 Ｓｔ：１．０％以下。 Ｍｎ：　０．０１〜１．００％。 ＳＯｔ、Ａｔ：０．０８％以下。 ｐ　：　ｏ、１ｏ％以下。 Ｎ　：　０．０００５〜０．００６０％。 を含有するととも′・　　　　　　　　　　　　　　　
   　１Ｔｉ　：　０．３　ｏ％以下。 Ｎｂ：０．３０％以下。 Ｚｒ：　０．３０％以下。 のうちの１枠以上を含み、さらに、 Ｖ　：　０．０１〜０．１０％。 Ｍｏ：　０．０３〜０．２５　％　。 Ｂ　：　０．０００５〜０．００５０％。 のうちの１種以上をも含有し、かつ、 １２　　　　　　　　・・・■。 Ｃ当量＝Ｃ（％）＋　ｉＮ　（％） （Ｃ当量）　　４　（Ｔｔ当当部く帆００１．５（＠　
   　・・・■。 上記の式で計算されるＴｉ当量と上記０式で計算される
   Ｃ当月との関係が上記Ｇ）式を満足し７、Ｆｅ及び不可
   避不純物：残り、 から成る成分組成（以上重量％）の鋼を連続鋳造してス
   ラブとした後、このスラブ１ｉｏｏｏ〜１２００℃の温
   度に加熱し、ついで仕上温度：８００〜９５０℃１巻取
   温度＝４８０℃以下の条件で熱間圧延を施し、引き続い
   て８２〜９３％の圧下率での冷間圧延と６６０℃以上の
   温度での再結晶焼鈍とを施すことを特徴とする、プレス
   成形性の良好な高強度冷延鋼板の製造法。