JPS60159120A - 曲げ加工性の優れた低降伏比複合組織鋼板およびその製造法 - 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】 本発明は１曲げ加工性の優れた低降伏比複合組ＮＪｉ　
（熱延）鋼板およびその製造法に関する。

最近１例えば自動車の軽量化等を目的とした場合のよう
に、かっては普通鋼の熱延鋼板が使用されていた分野に
おいて、高張力熱延鋼板の採用がさかんに進められてい
る。採用が検討されているρｉ張力熱延綱板のうらで注
目されているものに。

低降伏比複合組織熱延鋼板がある。これは、フェライト
相と低温変態相との混合組織をもつ熱延鋼板であり、ｉ
ａ＋強度と共に良好な延性と低降伏比という成形加工に
都合のよい特性を有する点でとくに注目されている。

この低降伏比複合組織鋼板は、軟質なフエラ・Ｃ１−相
の素地に、硬質なマルテンサイト相を主体とした低温変
態相が分散した金属組織を呈しており。

固溶強化や析出強化を利用した高張力鋼板に比べると、
一般に、加工硬化係数が大きく、また引張試験において
大きな伸びを示す。一般的には、伸びが向」ニすれば１
曲げ加工性も向上する伸開にあるのが通常であるが、従
来の低降伏比複合組！１ｌｌｉ鋼板の場合には、伸びが
大であるにもかかわらず。

その曲げ加工性は、固溶強化や析出強化型の高張力鋼板
に比べて、特に優れているとは言い難かった。これは、
低降伏比複合組織鋼板では、ネッキング開始までの均−
伸びは、大きな加工硬化係数によって大であるものの、
ネッキング後の局部伸びはあまり人きくないことに関係
しているものと思われる。

ところで、この低降伏比複合組織鋼板の用途である自動
車部材などでは、張出し加工や曲げ加工などを含む複合
的な成形加工がなされるのが通常であるから、その曲げ
加工性が改善されるならば当該鋼板の成形加工性は一層
向上すると言える。

本発明は、この低降伏比複合組織鋼板の曲げ加工性を改
善することを目的としてなされたものである。本発明者
らはこの低降伏比複合組織鋼板の曲げ加工性を改善すべ
（種々の試験研究を行った結果、この鋼板の表面から深
さ２０μ〜１００μに至る表層部に低温変態相が実質上
存在しないフェライト単相の組織の刷を形成さ・店でお
くならば、この低降伏比複合組織鋼板の曲げ加工性を非
常に向−ヒさせることができることがわかった。

そして５曲げ加工性のよい複合組織の熱延鋼板を製造す
る場合には、熱延鋼板の表面に２０〜１００μの表面脱
炭層を形成させておいてから、この熱延鋼板をフェライ
ト相とオーステナイト相の２相共存域の温度に加熱した
あと冷却してフェライト相の素地に低温変態相が分散し
た金属組織を得る熱処理を施すことによって有利に製造
できる。この複合組織を得るための熱処理の前の熱延鋼
板の表面に、２０〜１００μの表面脱炭層を形成させる
方法としては、（１）脱スケール処理された熱延鋼板の
オーブンコイルを、Ｎ２．Ｎ２０およびＮ２からなる混
合ガスの存在下で箱焼鈍して形成させる方法、（２１，
脱スケールしないままの熱延鋼板のタイ１−コイルを箱
焼鈍することにより表面スケールとの反応によって形成
させる方法、または（３）、熱延巻取温度を６００〜８
００℃とし１巻取後の徐冷間に表面スゲールとの反応に
よって形成さ→ｌる方法によるのがよい。

以上に本発明を試験例に基づいて詳述する。

第１表に示す化学成分の鋼を９０トン転炉で熔製後、連
続鋳造したスラブを通常条件で熱間圧延して、板厚３．
６町ｎの熱延鋼板とし、この鋼板の表面状態を一定にす
るために１表裏の面を０．３ｍｍづつ研削して板厚３．
　Ｏｍｍの鋼板試ネ、１とした。この試料の一部は１表
面脱炭処理を施した。表面脱炭処理は、　Ｈ２／　Ｎ　
２の体積比が３／１９混合ガス、露点５０℃の雰囲気中
で７００℃に加熱して行った。そのさい、この７００℃
に試料を保持する時間を変化させて表面脱炭層の深さを
２０〜２５０μの範囲に調節した。

以上の研削ままの試料と２表面脱炭をした試料を８複合
組織化のだめの熱処理を施した。この熱処理は、試料を
フェライトとオーステナイトの２相共存域である８００
℃に加熱後、約１０℃／ｓ、ｅｃの平均冷却速度で空冷
し、約５００℃まで降温したときに水冷し、て２　フェ
ライト相とマルテンサイト相の複合組織とする処理であ
る。得られた複合組織鋼板の引張試験と曲げ試験を行い
、第２表に示す結果を得た。

また、第２表のｌｋｌの試料（研削ままで複合組織化の
熱処理を施したもの）と、Ｎ０３の試料（８０μの表面
脱炭層を施してから複合組織化の熱処理を施したもの）
の表層部…ｒ面な金属組織写真を第１図および第２図に
示した。この写真にみられるように、Ｎ０１の試料では
表層にフルテンサイ１−相が存在するが、ＮＯ，３の試
料では鋼板表層はマルチンサイト相を含まない軟質なフ
ェライト相で覆われている。

第２表の結果から明らかなように２表面脱炭のないもの
に比べ１表面脱炭したものは、引張試験の伸びが向上し
かつ曲げ試験における限界曲げ半径が減少して曲げ加工
性が向上している。しかし表面脱炭層が２４０μの試料
Ｎｏ、４では、引張強さが表面脱炭なしのものに比べて
明らかな低下が見られ、あまり表面脱炭層を深くすると
強度の面で問題が生じることがわかる。

以上の試験結果に示されるように、フェライト＋オース
テナイトの２相共存域に加熱後冷却する熱処理を施して
フェライト素地に低温変態相が分１ｉｋ　した複合組織
の鋼板を製造するさいに、この複合組織化の熱処理前の
熱延鋼板に適度の表面脱炭層を形成させておけば１強度
の低下を招くごとなく曲げ加工性の改善を図ることがで
きろ。より具体的には、２０μ未満の表面脱炭層では曲
り加工性改善効果が小さく、１００μを越える表面脱炭
層では強度の低下を招くので、Ｊ度の表面脱炭層の深さ
は２０〜１００　μの範囲であると言える。

このように、適度の表面脱炭層を形成させてから複合組
織化の熱処理を実施して表層部には低温変態相の実質上
存在しないフェライト単層の組織とすることによって、
複合組織鋼の特質である強度と低降伏比の性質を損ねる
ことなく複合組織鋼の欠点である曲げ加工性を向上させ
ることができることが明らかとなったが、この曲げ加工
性が向」二する理由については１次のように考えること
ができる。

すなわち１本発明者らが行った低降伏比複合組織鋼板の
曲げ加工試験によると、従来の複合組織鋼板の曲げ加工
時のクランクの状況を観察したところ、引張試験で発生
ずるクランクと同様に、フェライト相と低温変態相との
界面に発生したボイドが連結してクラックとなっていた
。一方１曲げ加工では曲げの外側の表層にもっとも大き
な歪が加えられる。したがって、この表層に硬質な低温
変態相が分散していると、上に述べたようなりシックの
発生が起こりやずく、ごれが切欠きとなって曲げ加工性
の劣化を招くことになる。しかし。

鋼板表面に低温変態相が存在しない本発明鋼板の場合に
は、フェライト相だげで鋼板表面が覆われるので、前記
の切欠きとなる表面のクラック発生が抑制されることに
なり、その結果９曲げ加工性が向上することになるので
あろう。通学は２表面脱炭層の形成はできるだけ防止さ
れるべきものとされているが２本発明の場合には、引張
強さや疲れ強さに大きな影響を及ぼさない範囲で適度に
表面脱炭して複合組織化の熱処理を施し、これによって
表層部をフェライト単層で覆うので３複合組織鋼の特質
を失うことなく曲げ加工性の向上という利点が得られる
のである。

なお、熱延鋼板に対して表面脱炭層を形成させるには、
先に述べた（１１．　ｆ２１および（３）の方法による
のが実操業上有利であるが、（１）のオープンコイルの
脱炭焼鈍による方法では、脱スケールした熱延鋼板表面
で雰囲気ガスにまり脱炭反応を進行さセるものであり、
ガスの流入時間や箱焼鈍温度を制御することによって表
面脱炭層の深さを２０〜１００μの範囲に調整すること
ができる。また（２）の方法は、鋼板表面に付着したス
ケールを酸化剤とすることにより脱炭反応を生じさせる
ものであり１箱焼鈍塩度の制御によって表面脱炭層の深
さを２０〜１００μの範囲に調整することができる。（
３）の熱延工程での巻取温度の制御の方法では、（２〕
の方法と同様に、スケールを酸化剤とすることによりコ
イルに巻き取った後の徐冷の間に脱炭反応を進行させる
ものであり、この場合には脱炭のための焼鈍は特に必要
としない。この巻取後の徐冷の間に脱炭反応を促進させ
るには２巻取塩度を比較的高くする必要があり、２０〜
１００μの表面脱炭層を得るには、６００℃以上の巻取
温度が必要である。しかし、８００℃を越える巻取温度
ではスケールの生成が厚くなっ゛ζ脱スケール性が悪く
なるので８００℃以下とするのがよい。

実施例 第３表に示す化学成分の鋼を９０トン転炉で溶製後、連
続鋳造にて厚さ２５０■のスラブとし、　１．２５０℃
に加熱後通常の条件で板厚３　、０ｍｍに熱間圧延した
。熱延後の巻取温度は第４表に示すように５２０〜７３
０℃の範囲で変化させな−得られた熱延コイルに対し８
箱４表に示す表面脱炭処理を行った。

その後、７８０℃に加熱後空冷する熱処理を施して低降
伏比複合組織熱延綱板とした。

この熱処理後の各鋼板の機械的性質を第５表に示した。

第５表の結果から明らかなように、　２０〜１００μの
表面脱炭を施して表層部２０〜１００μに低温変態相を
形成さセながった本発明鋼板は、複合組織鋼板の強度と
低降伏比の特性を失−）ことなく曲げ特性が向上してい
る。

（この頁以下余白）

【図面の簡単な説明】

第１図は表面脱炭処理しないで複合組織化の熱処理した
複合組織鋼板の表層部の金属組織を示す顕微鏡写真、第
２図は表面脱炭処理したあとで複合組織化の熱処理した
複合組織鋼板の表層部の金属組織を示す顕微鏡写真であ
る。 出願人　日新製鋼株式会社 第１閃 竿２図 （Ｘ２．、、ｌ（）、）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）、フェライト相の素地に低温変態相が分散した金
   属組織をもつ低降伏比複合組織鋼板において。 この１し７板の表面から深さ２０μ〜１００μに至る表
   層部に低温変態相が実質上存在しないフェライト単相の
   組織の層を形成させてなる曲げ加工性の優れた低降伏比
   複合組織鋼板。
2. （２）、熱延鋼板をフェライト相とオーステナイト相の
   ２相共存域の温度に加熱したあと冷却してフェライト相
   の素地に低温変態相が分散し、た金属組織を得る低降伏
   比複合組織の熱延鋼板の製造法にＡ３い乙　この加熱冷
   却を実施する前の熱延網板の表面に２０〜１００μの表
   面脱炭層を形成させておくことを特徴とする曲げ加工性
   の優れた低降伏比複合組１１１ｉ熱延鋼板の製造法。
3. （３）８表面脱炭層ば、脱スケール処理された熱延鋼板
   のオーブンコイルを、Ｎ２．Ｎ２０およびＮ２からなる
   混合ガスの存在下で箱焼鈍して形成させる特許請求の範
   囲第２項記載の製造法。
4. （４）９表面脱炭層は１ｍスケールしないままの熱延ｍ
   板のタイトコイルを箱焼鈍することにより表面スケール
   との反応によって形成させる特許請求の範囲第２項記載
   の製造法。 （４）６表面ｊ挽炭層は、熱延巻取温度を６００〜８０
   ０　℃とし、Ｓ取後の徐冷間に表面スケールとの反応に
   よ、って形成させる特許請求の範囲第２項記載の製造法
   。