JPS61204328A - 耐リジング性と耐食性に優れる加工用アズロ−ルド薄鋼板の製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 耐リジング性と耐食性に優れた薄鋼板の製造に関してこ
の明細書で述べる技術内容は、圧延条件の規制により冷
間圧延および再結晶焼鈍工程を省略し得る新プロセスに
ついての開発成果を開示するところにある。

建材、自動車車体材、缶材ないしは各種表面処理原板な
どの用途に使用される板厚がおよそ２ｎｍ以下の加工用
薄鋼板には以下のような特性が要求される。

（１）機械的特性 良好な曲げ加工性、張り出し加工性および絞り加工性を
得るために、主として高い延性と高いランクフォード値
（ｒ値）が必要である。

（２）表面特性 これら材料は主として最終製品の最外側に使用されるた
め、素材としての形状および表面美麗さはもちろんのこ
と、成形加工後の表面性状が重要である。

（３）耐食性 同じく製品の最外側になる理由から、鋼板素材そのもの
の耐食性とくに耐大あき性も重要である。

これら薄鋼板の一般的な製造手段は、次のとおりである
。

まず鋼素材としては主に低炭素鋼を用い、造塊−分塊圧
延にて板厚２００ｍｍ程度の鋼片とした後、加熱炉にて
加熱−均熱処理し、ついで粗熱延工程により板厚約３０
ｍｍのシートバーとしてから、仕上温度がＡｒ、変態点
以上の範囲における仕上熱延工程にて所定板厚の熱延鋼
帯とし、しかるのちそれを酸洗後、冷間圧延により所定
板厚（２，Ｏｎ＋ｍ以下）の冷延鋼帯とし、さらに再結
晶焼鈍を施して最終製品とする。

かかる慣行の最大の欠点は最終製品に至るまでの工程が
きわめて長いことにある。その結果、製品にするまでに
要するエネルギー、要員および時間が真人になるだけで
なく、これら長い工程中に、製品の品質とくに表面特性
上程々の問題を生じさせる不利も加わる。例えば冷間圧
延工程における表面欠陥の発生、あるいは再結晶焼鈍工
程における不純物元素の表面濃化および表面酸化に起因
する表面美麗さの劣化、さらには表面処理性の劣化など
か不可避的トラブルである。

ところで加工用薄鋼板の製造法としては、熱間圧延工程
にて最終製品とするものも考えられている。この方法に
よれば、冷間圧延および再結晶焼鈍工程が省略でき、そ
のメリットは大きい。

しかしながら、熱間圧延のままで得られる薄鋼板の機械
的特性は、冷延−焼鈍工程を経たものに比べるとはるか
に劣る。とくに自動車の車体などに使用されるプレス加
工材には優れた深絞り性が要求されるのに対し、熱延鋼
板のｒ値は１．０前後と低く、そのためその加工用途は
きわめて限られたものになる。これは従来の熱延方法に
おいては、その仕上温度がＡｒ＝変態的以上であるため
、γ−α変態時に集合組織がランダム化するためである
。

加えて２．０１以下の板厚の薄鋼板を熱延工程のみで製
造することはきわめて困難である。しかも寸法精度の問
題の他に、薄くなることによる鋼板温度の低下は、低炭
素鋼のＡｒ３変態点以下の圧延を余儀なくし、材質（延
性、絞り性）の著しい劣化をもたらす。またたとえＡｒ
＝変態点以下の圧延によって材質が確保できたとしても
、フェライト域で圧延された鋼板にはりジングが発生し
やすくなるという新たな問題が生じる。

ここにリジングとは製品の加工時に生じる表面の凹凸の
欠陥であって、加工製品の最外側に使用されることが主
であるこの種の綱板にとっては致命的な欠陥である。

リジングは、金属学的には加ニー再結晶過程を経ても容
易には分割されない結晶方位群（例えば（１００）方位
粒群）が圧延方向に伸ばされたまま残留することに起因
するものであり、一般にフェライト（α）域の比較的高
温で加工された状況で生じやすく、とくにフェライト域
での圧下率が高い場合すなわち薄鋼板の製造のような場
合にはその傾向が強い。

最近では、これら加工用薄鋼板は、加工製品の複雑化、
高級化に伴い厳しい加工を受けることが多くなったこと
もあり、優れた耐リジング性が要求されるようになって
きた。

ところで近年鉄鋼材料の製造工程は著しく変化しており
、加工用薄鋼板の場合も例外ではない。

すなわち、近年まず連続鋳造プロセスの導入によって分
塊圧延工程が省略可能となり、また材質向上と省エネル
ギーを目的として鋼片の加熱温度は従来の１２００℃近
傍から１１００℃近傍もしくはそれ以下に低下される傾
向にある。さらに溶鋼から直ちに板厚５０ｍｍ以下の綱
帯を溶製することにより、熱延の加熱処理と粗圧延工程
を省略できるプロセスも実用化されつつある。

しかしながらこれらの新製造工程は、いずれも溶鋼が凝
固する際にできる組織（鋳造組ｍ）を破壊するという点
では不利である。とくに凝固時に形成された（１００）
　＜ｕｖｗ＞を主方位とする強い鋳造集合組織を破壊す
ることはきわめて困難である。

その結果として、最終薄鋼板には、前述したりジングが
起こりやすかったのである。

（従来の技術） Ａｒ３変態点以下の比較的低温域で所定板厚の薄鋼板と
し、その後は冷間圧延および再結晶焼鈍工程を施さない
加工用薄鋼板の製造方法もいくつか提示されている。例
えば特開昭４８−４３２９号公報には、低炭素リムド鋼
をＡｒ３変態点以下の温度で９０％の圧延にて４ｍｍ板
厚の銅帯とすることによる降伏点２６．１ｋｇ／ｍｍ”
、引張強さ３７．３ｋｇ／ｍｍ”、伸び４９．７％。

ｒ’＝１．２９の特性を有する製造例が示されている。

また特開昭５２−４４７１８号公報には同じく低炭素リ
ムド鋼を熱延仕上温度８００〜８６０　’ｃ　（Ａ　ｒ
ｌ変態点以下）　Ｔ：　２．０ｍｍ板厚とし、巻取温度
６ｏｏ〜７３０℃とすることによる、降伏点２０ｋｇ／
ｍｍ”以下の低降伏点鋼板の製造法が示されている。し
かしながら絞り性の指標であるコニカルカップ値は得ら
れる製品で６０．６０〜６２．１８ｍｍ程度であり、こ
の点従来例の６０．５８〜６０．６１に比べると絞り性
は同等がそれ以下である。さらに特開昭５３−２２８５
０号公報には同じく低炭素リムド鋼を熱延仕上温度７１
０〜７５０”ｃで１．８〜２．３ｍｍ板厚とし、巻取温
度５３０〜６ｏｏ℃とすることによる低炭素熱延鋼板の
製造法が示されいる。しかしながらこの方法によって得
られる製品のコニカルカップ値も玉揚の特開昭５２−４
４７１８号公報の場合と同様に従来例よりも高く、絞り
性は劣っている。またさらに特開昭５４−１０９０２２
号公報には、低炭素アルミキルド綱を熱延仕上温度７６
０〜８２０℃Ｔ：　１．６＋＋ｖ＋板厚とし、巻取温度
６５０〜６９０℃とすることによる降伏点１４．９〜１
８．８ｋｇ／ｍｍ”。

引張強さ２７．７〜２９．８ｋｇ／ｍｍ２．伸び３９．
０〜４４．８％の特性を有する低強度軟鋼板の製造例が
開示されている。その他特開昭５９−２２６１４９号公
報にはＣ１０，００２゜５ｉ１０．０２．　Ｍｎ’０．
２３．　Ｐｌｏ、００９．　Ｓ１０．００８．　Ａ　１
１０．０２５゜Ｎ１０．００２１．Ｔｉ１０．１０の低
炭素へ！ギルド鋼を５００〜９００℃で潤滑油を施しつ
つ７６％の圧延にて１　、６ｍｍ板厚の綱帯とすること
により、ｒ＝１．２１の特性を有する薄鋼板の製造例が
示されている。

しかしながら上記した公知技術にはいずれも、前述した
耐リジング性を向上させることについては何らの考慮も
払われていない。

（発明が解決しようとする問題点） 冷間圧延のみならず再結晶焼鈍をも含まない新プロセス
によって、耐リジング性と耐食性に優れる薄鋼板の製造
方法を与えることが、この発明の目的である。

（問題点を解決するための手段） この発明は、Ｆｅ　９９．５０ｗｔ％以上の鋼材を所定
板厚に圧延する工程において、少なくとも１パスを、Ａ
ｒ＋変態点以下、５００℃以上の温度範囲で、圧下率：
３５％以上、ひずみ速度：３００（ｓ−１）玉取上で仕
上げることを特徴とする耐リジング性と耐食性に優れる
加工用アズロールド薄鋼板の製造方法である。

この発明の基礎となった研究結果からまず説明する。

供試材は表１に示す２種類の低臭アルミキルド鋼の熱延
鋼板であり、これらの供試材Ａ、　Ｂを７００℃に過熱
、均熱後、１パスで２０％、　４０％および６０％の各
圧下率でそれぞれ圧延した。

表　　１ このときのひずみ速度（ε）と圧延後の鋼板の下値およ
びリジング指数との関係を第１図に示す。

下値およびリジング指数はひずみ速度と圧下率とに強く
依存し、圧下率３５％以上でがっ３００ｓ−’以上の高
ひずみ速度にすることにより、下値および耐リジング性
は著しく向上した。

なおひずみ速度（ε）の計算は以下の式に従った。

ｎ：　圧延ロールの回転数（ｒｐｍ） ｒ：　圧下率（χ）／１００ Ｒ：　圧延ロールの半径（ｍｍ） １１゜：　圧延前の板厚（ｍｍ） 次に発明者らは、種々の組成鋼を高ひずみ速度。

高圧下率で圧延して得た鋼板の耐食性について調べた。

耐食性の良否は、０．８ｍｍ厚の供試鋼板を脱脂処理し
たのち、２２５０時間の塩水噴霧試験を行ったときの腐
食減量および穴あき個数で評価した。

得られた結果を、Ｆｅ純度との関係で第２図に示す。な
お比較のため市販されている冷延鋼板（ＳＰＣＣ１従来
製造法による）の耐食性レベルも併せて示した。

同図より明らかなように、Ｆｅ純度が９９．５％以上で
、しかも高ひずみ速度、高圧下率圧延を施した場合に、
とりわけ良好な耐食性が得られた。

発明者らはこれらの基礎的データに基づき研究を重ねた
結果、以下のように製造条件を規制することにより耐リ
ジング性と耐食性に優れる薄鋼板が製造できることを確
認した。

（１１鋼組成 優れた加工性および耐食性を得るためには、Ｆｅの純度
９９．５０％以上が必要であり、とりわけ９９．７０％
以上が好適である。Ｆｅ純度が上記の範囲にあれば、不
純物の種類および量は本質的な問題ではなく、脱酸のた
めのＡＡ添加や炭窒化物形成元素であるＮｂ、　Ｔｉな
どのｍｌ添加は特性向上に有利である。

（２）圧延素材の製造法 従来方式、すなわち造塊−分塊圧延もしくは連続鋳造法
により得られた綱片は当然に適用できる。

鋼片の加熱温度は８００〜１２５０℃が適当であり、省
エネルギーの観点から１１００℃未満が好適である。連
続鋳造から鋼片を再加熱することなく圧延を開始するい
わゆるＣＧ−ＯＲ（連続鋳造−直接圧延）法も勿論適用
可能である。

一方溶鋼から直ちに５０ｍｍ以下の圧延素材を鋳造する
方法（シートバーキャスター法およびトリップキャスタ
ー法）も省エネルギー、省工程の観点から経済的メリッ
トが大きいので、圧延素材の製造法としてはとりわけ有
利である。

（３）圧延工程 この工程は重要であり、鋼材を所定の板厚に圧延するに
当り、仕上圧延において１．少なくとも１パスを、Ａｒ
ｚ変態点以下、５００℃以上の温度範囲で、圧下率３５
％以上でかつひずみ速度３００ｓ　−以上の条件下に圧
延することが必須である。

仕上圧延温度がＡｒ３変態点を超える高温域では、たと
え圧下率３５％以上、ひずみ速度３００ｓ−’以上で圧
延を施したとしても、加工性、耐リジング性とも劣るも
のしか得られず、一方５００℃未満では、変形抵抗の著
しい増大をもたらし、冷間圧延法で特有な問題が生じる
ため仕上圧延温度はＡｒｌ変態点〜５００℃の範囲に限
定した。

またひずみ速度については、３００ｓ−’に満たないと
目標とする材質が確保できないので、３００ｓ−’以上
とりわけ５００〜２５００ｓ−’が好適である。

圧延パス数、圧下率の配分は、上記の条件が満たされれ
ば任意でよい。

圧延機の配列、構造、ロール径や、張力、潤滑の有無な
どは本質的な影響力を持たない。

なお再結晶焼鈍処理については、原則として不要である
が、材質上の要請から、圧延後のランアウトテーブル上
および巻とり工程で保熱７均熱処理を施すこと、また必
要に応じて圧延後皿　に多少の加熱処理を施すことを禁
するものではない。

（４）酸洗、調質圧延 上述の手順で得られた鋼帯は、従来よりも低温域での圧
延であるため酸化層は薄く、酸洗性は極めて良好である
ので、酸洗せずに使用できる用途も広い。また脱スケー
ルは、従来の酸による除去の他に機械的除去も可能であ
る。さらに形状矯正、表面粗度調整などを目的として、
１０％以下の調質圧延を加えることができる。

（５）表面処理　　　　゛ かくして得られる銅帯は、亜鉛めっき（合金系を含む）
、錫めっきおよびほうろう性など表面処理性に優れるの
で、各種表面処理原板として適用できる。

（作　用） この発明に従い、高圧下率、高ひずみ速度で圧延を行う
ことによって、耐リジング性、下値さらには耐食性が格
段に向上する理由については、まだ明確には解明されて
いないが、圧延材の集合組織および加工ひずみの変化と
密接な関係にあるものと考えられる。

そしてとくに耐穴あき性に優れる鋼板が得られる理由は
、高純度鋼と高ひずみ速度、高圧下率低温圧延との組合
わせが、結晶集合組織の均一化をもたらすためと考えら
れる。

（実施例） 表２に示す組成鋼をそれぞれ、表３に示す方法で板厚２
５〜４０ｍｍのシートバーにした後、６列から成る圧延
機を用いて１．０ｍｍ板厚の薄鋼板とした。

このとき最後列のスタンドにおいて高ひずみ高圧下率圧
延を行なった。

かくして得られた薄鋼板につき、酸洗、副室圧延（圧下
率０．５〜１％）後の材料特性を表３に示す。なお引張
特性ＪＩＳＳ号試験片として求めた。またリジング性は
、圧延方向から切り出したＪＩＳＳ号試験片を用い、１
５％の引張子ひずみを付加したものについて、表面の凹
凸を目視法にて１　（良）〜５（劣）の評価をした。こ
の評価は、在来の低炭素、冷延鋼板の製造法によるとき
、リジングが事実上現れなかったので評価基準が確立し
ていない。従って、本発明では従来ステンレス鋼につい
ての目視法による指数評価基準をそのまま準用した。評
価１．２は実用上問題の　ないリジング性を示す。耐食
性（耐穴あき性）の試験方向は前述したとおりである。

（試験枚数３）。

この発明に従って製造された鋼板は比較例よりも優れた
下値と耐リジング性および耐食性を示していた。

（発明の効果） かくしてこの発明によれば、Ｆｅ　：　９９．５％以上
の鋼材を、Ａｒ、変態点〜５００℃の温度範囲における
高圧下率、高ひずみ速度圧延することにより、従来の冷
間圧延のみならず再結晶焼鈍をも省略したアズロールド
のままで、良好な加工性と共に優れた耐リジング性をも
つ薄鋼板を得ることができ、しかも圧延素材についても
シートバーキャスター法、ストリップキャスター法など
に適合するなど、き薄鋼板の製造工程の大幅な簡略化が
実現できる。

加工用薄鋼板の製造工程の大幅な簡略化が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、下値およびリジング指数に及ぼすひずみ速度
の影響を、圧下率をパラメータとして示したグラフ、 第２図は、鋼材のＦｅ含有量と耐食性との関係を示した
グラフである。 第１図 たず°み速度　合（Ｓ−リ Ｆｔ、含Ｉｆｆ　（ｕｔｔ　Ｓ） 手　　続　　補　　正　　書 昭和６１年　３月　１日 特許庁長官　　宇　　賀　　道　　部　　殿１、事件の
表示 昭和６０年特許願第　４３９７９号 ２、発明の名称 耐リジング性と耐食性に優れる加工用アズロールド薄鋼
板の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 （１２５）川崎製鉄株式会社 ４、代理人 ５、補正の対象 １、明細書第１８頁の「表３」を別紙のとおりに訂正す
る。（機械的性質の７の欄中第１番目のｒＯ，９０Ｊを
ｒｌ、１２Ｊに訂正する）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｆｅ：９９．５０ｗｔ％以上の鋼材を所定板厚に圧
   延する工程において、少なくとも１パスを、 Ａｒ＿３変態点以下、５００℃以上の温度範囲で、圧下
   率：３５％以上、ひずみ速度：３００（ｓ＾−＾１）以
   上で仕上げることを特徴とする耐リジング性と耐食性に
   優れる加工用アズロールド薄鋼板の製造方法。