JPS61276928A - 焼付硬化性を有する深絞り用冷延鋼板の製造方法 - 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） 自動車外板など深絞り加工に供され、しかも車体の剛性
をアップさせるように焼付塗装後に降伏点応力が上昇す
る特性（焼付硬化性：ＢＨ性）を具備する冷延鋼板の製
造に関連してこの明細書には、連続焼鈍法の有利な適用
の下に、高延性でかつ材質の異方性が少なくて深絞り性
にすぐれ、かつ歪時効劣化なくしかもＢＨ性に冨む冷延
鋼板の適切な製法についての開発研究の成果を述べる。

ここにＢ　Ｈ性は、２％予歪を与えて１７０°Ｃｌ２Ｏ
分間の保持を行ったときの処理前後での降伏点応力上昇
量であられし、ＢＨ鋼板としては、Ｂ）１２３ｋｇ７ｍ
ｍ２を必要とし、一方正時効劣化は、歪時効指数ＡＩ値
で評価し、Ａ　Ｉ　＞　３　ｋｇ／ｍｍ２のとき、劣化
と評定される。

（従来の技術） プレス加工用鋼板は、従来、低炭素（Ｃ：０．０２〜０
．０７ｗｔ％；以下単に％であられず）Ａβキルド鋼を
素材として、一般に箱焼鈍法で製造されていたが、最近
はプレス性の一層の向−ヒと高生産性を得るためＣ＜０
．０１％の極低炭素鋼を素材として連続焼鈍法で製造さ
れるようになっている。

極低炭素鋼では、歪時効劣化を防止するためＮｂ、Ｔｉ
などの炭窒化物形成元素が添加される。

従来これらの元素は高価なこともあって単独で添加され
ることが多く、最もポピユラーに使用されているＴｉと
Ｎｂの性質を比較すると、次のとおりである。

Ｔｉ添加鋼は酸洗などの脱スケール性の点で有利な低ｌ
Ａ巻取りを行っても材質が良好である利点がある反面、
面内異方性の大きい欠点があり、一方Ｎｂ添加鋼は逆に
面内異方性は小さい長所に対して低温巻取りで材質の劣
化を来す短所をもつ。

これらＴｉ、Ｎｂ両者の利点を同時に発揮させる折衷策
が特開昭５８−１．０７４１４号公報に開示されている
。この場合Ｔｉの含有量の上限を、の大部分が優先的に
ＴｉＮとして消費され、固溶Ｃについては残りの有効Ｔ
　ｉ　（ｔｏｔａｌＴ　ｉ　−Ｔ　ｉ　ａｓＴ　ｉ　Ｎ
）とＮｂで固定することにより深絞り性と非時効性とを
確保するところにあるが実際に上記開示に従う有効Ｔｉ
の範囲で実験すると、鋼中ＣがＴｉで有効に結合され得
すして、絞り性の著しい劣化や固溶Ｃ残留による歪時効
劣化を引起すうれいがある。

Ｔｉ、Ｎｂ複合添加牝１のＢ　Ｈ性付与に関しＢの添加
について特開昭５９−３１８２７号公報、またＴｉ低減
が特開昭５９−３８８３７号公報に開示されているが、
前者は再結晶温度上昇（約５０°Ｃ）による相対的な材
質劣化とコストアンプに、また後者にあってはＴｉが鋼
中Ｓとイ矛先結合するため、鋼中固溶ＮをＴｉにより固
定することができず、むしろＡ！による固定を来して、
微細なＡｐＮが材質とくに、深絞り性の劣化に、それぞ
れ離点がある。

（発明が解決しようとする問題点） Ｔｉ、Ｎｂの複合添加の効果をより一層十分に発揮させ
て、材質劣化を伴うことなく　Ｂ　Ｈ性を確保するよう
にした深絞り用冷延鋼板の製造方法を確立することがこ
の発明の目的である。

（問題点を解決するための手段） 発明者らは、この実状に鑑み、前述の極低炭素Ｔｉ、Ｎ
ｂ複合添加鋼の有利な点を損うことなくプレス加工性と
りわけ良深絞り性、高延性でなおかつ材質の異方性が少
ない利点を活用しながら、Ｂ　Ｈ性を確保する方法を検
討した。

発明者らは、ＴｉとＮｂの複合添加効果についてより詳
細に調査した結果、スラブ加熱の段階又は、熱間仕上圧
延の前段階である、粗圧延時にて、Ｔ　ｉ　ＳとＴｉＮ
が優先的に析出し、固溶Ｃについては残りの有効Ｔｉと
Ｎｂで固定されることが判明した。つまり有効Ｔｉとし
ては（ｔｏｔａｌ　Ｔ　ｉ　−Ｔ　１ａｓＴ　ｉ　Ｎ−
Ｔ　１ａｓＴ　ｉ　Ｓ）を用いるべきであることがわか
った。

かくして極低Ｃ鋼のＣ，Ｎ、Ｓ、ＴｉおよびＮｂｌを限
定するとともに、さらに熱間圧延での巻取り条件および
冷間圧延後の連続焼鈍での加熱冷却条件を厳密に限定す
ることにより、はじめてＢ　Ｈ性にずくれる深絞り用冷
延鋼板として十分満足できるものが得られたのである。

この発明は　Ｃ：　０．００５０％以下、Ｓｉ：１．５
％以下、Ｍｎ：１．５％以下。

Ａβ：　０．００５〜０．１０％、Ｐ：０．２０％以下
。

Ｎ　：　０．００５０％以下、　　　Ｓ：０．０１５％
以下。

を含有する組成になる鋼を熱間圧延したのち、４９０℃
以下の温度で巻取り、その後圧下率５０％以上の冷間圧
延を施した上で、均熱条件７００°Ｃ〜８５０°Ｃ点の
温度域で１秒間以上保持し、その後５００°Ｃ以下まで
５℃／Ｓ以上の冷却速度で冷却するヒートサイクルでｉ
！１！続焼鈍全焼鈍ことを特徴とする焼イ（１硬化性を
有する深絞り冷延鋼板の製造方法である。

ここに熱間圧延後の巻取り温度を従来の５００°Ｃ以」
二に比しより低い、いわば極低巻取り温度において、Ｔ
ｉ、Ｎｂにより固定されるＣ系析出物のザイスを１２質
劣化が起らない程度に細かくしておくので、連続焼鈍を
低温で行っても焼イ」硬化性が適切にあられれその一方
で、歪時効劣化を来すことなく適量の固定Ｃを残留さ一
１得ることの知見が、−の発明の発端である。

すでに明らかなようにこの発明では、Ｔｉ。

Ｎｂの有効性の解明が、出発＋Ａの成分を限定する重要
事項であり、この解明に至る経緯から順次にこの発明の
作用につき、説明を進める。

（作　用） さて発明者らが行ったラボ実験の結果について先ず説明
する。

化学成分としてＳ　ｉ　：　ｔｒ〜０．０２％、　Ｍｎ
　：０．１０〜０．１２％、　　Ｐ　：　０．００７〜
０．０１０％、Ａｆｆ：０．０２〜０．０４％は同一レ
ベルにし、さらに、Ｎ　：　０．００２７％。

Ｃ：　０．００２０％において、Ｓ　：　０．００６％
、　０．０１３％およびＯ，［）１Ｂ％の３水準、また
Ｔ　＋　：　０．０１５％。

０．０２５％および０．０３４％の３水準そしてＮｂ：
０．００８％、０．０２０％の２水準の都合ＩＢｆｉＡ
種を実験室的に熔製し、分塊圧延で３０ｍｍ厚のシート
バーとし、次いで１２３０°Ｃに加熱した後熱間圧延に
おいて７バスで２．８　ｍｍ厚とし、９００　±５℃で
仕上げた。

この鋼板を圧延終了後２秒後に水スプレーを用いて３５
°Ｃ／　ｓで４７０°Ｃまで冷却した。

次いでただちに４７０°Ｃの炉中に装入し、５ｈｒ保持
した後炉冷処理を行った。この処理により巻取り温度４
７０°Ｃのシミュレーションを行った。

次いで圧下率７５％の冷間圧延を行った。続いて連続焼
鈍処理として抵抗力■熱装置により７００°Ｃまで１２
℃／Ｓで加熱し以後３°Ｃ／　ｓの加熱速度て７８０°
Ｃまでｊ３ｎ熱し、７８０°Ｃに２５秒間保持した後室
温まで５℃／Ｓで冷却した。

次いで該鋼板に０．７５％の調質圧延を施した後引張試
験に供した。

試験項目として深絞り性の尺度にｒ値（ランクフォード
値）を用いた。

第１図にその結果を示すように各実験鋼の材質ば、Ｔｉ
、Ｓ、Ｎｂ量に対して大きく変化している。

プレス加工用鋼板として要求される材質として丁≧１．
６を目安とすると、これを満足するのは（但しＮ　＝０
．００２７％）の領域であり、なおかつＮ　ｈ　＝０．
００８％の場合であることが分る。

すなわち同−Ｃ量、同−ＮｂｉでもＳの増加により絞り
性が劣化しＳの増加に見合うだけのＴｉの増量が必要で
あることがわかる。

Ｃ：　加工用鋼板として最も重要な、全伸び（Ｅｌおよ
びランクフォード値（ｒ）を向上させるためＣは少ない
ほどよくＣ５０，００５０％より好しくはＣ５０，００
３５％がよい。Ｃが増加すると、固溶Ｃの残留によるＢ
Ｈ性の増強には有利な反面歪時効劣化も起り易くなるの
で０．００５０％をこえてはならいない。

Ｓｉ：　深絞り用高強度鋼板の強度上昇のために添加し
てもよいが、１．５％をこえる過度の添加は溶接性の劣
化を起すため好ましくなくその上ト艮を１．５％とする
。

Ｍｎ：　　ＭｎもＳｉと全く同様の理由により上限を１
．５％とする。

Ｎ：　Ｎは、次にのべるＳと同様に熱延前にＴｉで固定
されるためＮ単独でば有害でばない。

しかし多量の添加により形成されたＴｉＮは、全伸び、
ｒ値を低下させるためその上限を０゜００５０％とする
が、より好ましい範囲は、０．００３５％以下である。

またＮを固定しえないほどＴｉが少量の場合、ＮはＡＩ
Ｎとして固定される。この場合熱延巻取温度が７１０°
Ｃよりはるかに低くＡｊ！Ｈの凝集も進行しないため、
連続焼鈍処理質なものとなりプレス加工性が劣ることと
なる。

Ｓ：　Ｓはこの発明においてはＴｉ量との関係において
重要な元素である。Ｓは熱間圧延前のたとえばスラブと
して加熱中にＴｉＳとして無害化されるが、過剰のＳは
それを固定するためのＴｉ量が増加し、材質劣化の原因
となるため上限を０．０１５％とする。

Ｔｉ：　　Ｔｉはこの発明の化学成分の中で、最も重要
な元素である。ＴｉはＡｐやＮｂに先立って熱間圧延前
にＳやＮを固定する。Ｔｉの下限はＳとＮを固定する量
ずなわち れるがとくにＣをＴｉとＮｂにより熱間圧延段階で固定
し、連続焼鈍中に適量を再固溶させてＢＨ性を付与する
わけであるから、固溶Ｃを適量固溶させなおかつ材質向
」二を図るため、 が上限である。この限度を超える過剰のＴｉはＢ　Ｈ性
付与性が失われるばかりか再結晶温度上昇のために材質
劣化を来す。

Ｎｂ：　　Ｎｂば熱間圧延段階でＣを固定し、絞り性向
上、鋼板の面内異方性向」二に役立つためには、 必要である。

しかし、 の上限をこえると延性の劣化、再結晶温度の上昇による
材質劣化のみならず連続焼鈍中に固溶Ｃの再溶解を妨げ
ＢＨ性の確保を困難にする。

Ａｊ！：　　Ａｐは溶鋼中のＯを固定しＴｉ、Ｎｂの歩
留りを向上させるため最低０．００５％必要である。一
方溶鋼中Ｎにつき上述のようにＴｉで大部分が固定され
るため、Ａｆｆの多量の添加はコストアンプとなり、こ
のため上限を０．１０％とする。

Ｐ：　ＰはＴ値を低下させることなく強度」二昇に最も
有効な元素であるが、過度の添加は溶接性をＩ員うので
その上限を０．２０％とする。

次に熱間圧延条件に関して、熱間圧延前のスラブ加熱温
度はとくに限定しないが、Ｓ、ＮをＴｉで固定するため
１２８０℃以下好しくは１２３０°Ｃ以下さらに好しく
は１１５０℃以下が望ましい。

なお、いわゆるスラブ直送圧延や、３０ｍｍ厚程度０シ
ー）・バーとして鋳込んでそのまま熱間圧延を行っても
同様の効果が３ｔＪ］待できる。

熱間圧延の仕上げ温度は通常のＡｒ３点以」二が好しい
が、α域である７００°Ｃ程度まで低下させてもその時
の材質劣化は小さい。

ところでこの仕上圧延後の巻取温度はこの発明の特徴と
して、比較的低温の焼鈍でＢ　Ｈ性を確保するために重
要である。

巻取り温度を４９０℃以下にすると、鋼中で形成される
炭化物のサイズが小さくなり、連続焼鈍を低温で行って
も固溶Ｃが残留し易くなる。一般に熱間圧延終了時に形
成される炭化物が小さいと材質劣化を来し勝ちであるが
この発明で規定した成分系においては材質劣化はなく、
しかも残留している固溶Ｃが適量であるため、歪時効も
殆ど生じない。

加えて極低温巻取りでは、デスケーリング性が著しく良
好になる。

次に冷間圧延の条件については常法に従うだけで足り、
絞り性を向上させるには冷間圧延圧下率を５０％以上よ
り好ましくは７０％〜９０％にとればよい。連続焼鈍条
件としては７００〜８５０°Ｃの範囲つまり比較的低温
での均熱により、固溶Ｃが適量溶解し、これによって十
分にＢＨ性が確保される。

７００　’Ｃの下限は、鋼の再結晶が完了するために不
可欠であり、上限はこれをこえてもＢ　Ｈはより得られ
易くはなっても、コストアンプを伴うことから限定した
。均熱温度に１秒以上、実質的には該温度に到達しさえ
すれば固溶Ｃの溶解は完了する。

そして均熱湯度で１秒間以上保持のあとの冷却は、５０
０°Ｃ以下までの間の冷却速度が５°Ｃ／　ｓ未満のよ
うに遅すぎると固溶Ｃが再析出してＢＨ性を害すること
が限定理由である。

（実施例） 表１に組成を示した鋼（八）〜（Ｐ）を転炉出鋼し、Ｒ
Ｈ脱ガス後連続鋳造でスラブとした。

次いでスラブを１１９０°Ｃに再加熱した後、８９０°
Ｃで２．８　ｍｍｆｆみに仕上げ次いで表１に示した種
々な温度で巻取った。酸洗後７５％の圧下率で冷間圧延
を行い０．７　ｍｍ厚みの冷延板を得た。

次いで表１に示ず均熱温度Ｔまで３°Ｃ／　ｓの加熱速
度で昇温しで３０秒間保持する連続焼鈍を行い、ついで
５００°Ｃ以下まで、この例では常温まで２０°Ｃ／Ｓ
の冷却速度で降温させた。

０．５％調質圧延後の結果を表２に示す。この発明によ
り？値や延性を劣化させることなく　Ｂ　Ｔ−１性が向
」ニしている。

鋼（Ｃ）　、　（Ｄ）および（Ｅ）ばＣ，Ｎ、Ｓが外れ
た例また（１’）　、　（Ｇ）　、　（Ｉ＋）および（
＋）はＣ，Ｎ、Ｓの関係において、Ｔｉ、Ｎｂが外れた
例でいずれも材質が劣る。またｍ　（０）は巻取り温度
が外れ、ｗＩ（Ｐ）は、冷却速度が外れた例でいずれも
Ｂ　Ｈが出ない。

この発明に従う鋼（八）、　（ｒｌ）　、　（Ｊ）　、
　（Ｋ）　、　（Ｌ）　、　（Ｍ）および（Ｎ）につい
ては本発明例であり、ＢＨ性が良好であるとともに材質
も優れる。

（発明の効果） この発明により自動車外板などプレス加工に供されて、
Ｂ　Ｈ性を必要とする場合に適合する鋼板が製造でき、
その効果は絶大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、鋼板の７値に及ぼすＴｉ、Ｓ、Ｎｂ量の効果
を示す図表である。 特許出願人　　川崎製鉄株式会社 代理人弁理士　　杉　　利　　暁　　秀同　　　弁理士
　　　　杉　　　村　　　興　　　作第１図 五賃（％）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｃ：０．００５０ｗｔ％以下、Ｓｉ：１．５ｗｔ％
   以下、Ｍｎ：１．５ｗｔ％以下、 Ｔｉ：［（４８／１４）Ｎ（％）＋（４８／３２）Ｓ（
   ％）］−［２・（４８／１２）Ｃ（％）＋（４８／１４
   ）Ｎ（％）＋（４８／３２）Ｓ（％）］ｗｔ％Ｎｂ：［
   ０．２・（９３／１２）Ｃ（％）］〜［（９３／１２）
   Ｃ（％）］ｗｔ％Ａｌ：０．００５〜０．１０ｗｔ％、
   Ｐ：０．２０ｗｔ％以下、Ｎ：０．００５０ｗｔ％以下
   、Ｓ：０．０１５ｗｔ％以下、を含有する組成になる鋼
   を熱間圧延したのち、４９０℃以下の温度で巻取り、そ
   の後圧下率５０％以上の冷間圧延を施した上で、均熱条
   件７００℃〜８５０℃の温度域で１秒間以上保持し、そ
   の後５００℃以下まで５℃／ｓ以上の冷却速度で冷却す
   るヒートサイクルで連続焼鈍を行うことを特徴とする、
   焼付硬化性を有する深絞り用冷延鋼板の製造方法。