CN100554476C - 容器用的薄钢板及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种容器用的薄钢板，上述容器具有一条焊缝，可以防止由于在给薄钢板退火加工时的翘曲、在罐头盒制造过程中焊缝处产生裂纹、及使用一个罐头盒过程中在焊缝处产生裂纹等而引起的生产率下降。首先，本发明其特征在于：含有，按质量计，C：0.0050%或低于0.0050%和N：0.0060%或低于0.0060%；控制B/N比在0.4-2.0范围内；满足公式(以AlN形态存在的N)/(以BN形态存在的N)≤0.4；及在需要时，控制Al/B比到30或小于30；在热轧时板坯控制再加热温度到1100℃或高于1100℃。

Description

容器用的薄钢板及其生产方法

本申请是分案申请，所基于的原申请的申请号为02824023.5(对应于国际申请PCT/JP2002/010387)，申请日为：2002年10月4日，发明名称为：容器用的薄钢板及其生产方法。

技术领域

本发明涉及一种薄钢板和一种生产薄钢板的方法，上述薄钢板用作一种通过焊接生产的一种罐头盒材料，而上述生产方法例如为生产三片式罐头盒。也就是说，本发明提供一种在薄钢板生产和罐头盒生产领域中，供容器用的超薄材料，所述超薄材料可以高生产率生产，并且在焊缝处可成形性极好。

背景技术

在饮料罐和食品罐头等生产领域中采用一种容器，如通过焊接所形成的罐头盒圆筒，并叫做三片式罐头盒。将凸缘成形应用于一个罐头盒圆筒，供扩大上述罐头盒圆筒的开口，以便罐头盒底部和罐头盒顶部可以安装到罐头盒圆筒上，并且在这种情况下，要求焊缝具有极好的可成形性。此外，在一种大容器等的情况下，当将一个金属手柄安装到容器上时，常常采用焊接，而有时在焊缝处的强度，尤其是疲劳强度是个问题。

与此同时，从降低成本的观点来看，一种容器用的薄钢板厚度已变得更薄，并且这导致薄钢板的延性和疲劳性能变差。因此，也要求一种超薄钢板在焊缝处的良好可成形性和高强度。另外，已经冷轧到最终产品厚度的超薄钢板在连续退火期间往往会产生翘曲，所述翘曲叫做热翘曲，而上述翘曲造成很差的带材穿料性能和明显的生产率恶化。

为了解决上述问题，日本未经审查的专利公开No.H3-257123和H2-118026及其它公开中公开了一种通过所谓二次冷轧(DR)法(doublereduced method)生产的DR材料，其中在退火期间加工一种具有比最终产品厚度厚的薄钢板，并在退火之后通过二次冷轧法(secondarycold-rolling)得到最终产品的厚度。然而，在通过二次冷轧而变硬的薄钢板中，由于在焊接过程中产生热，所以通过材料的恢复(recovery)和再结晶而造成在焊缝处材料变软，并因此，在焊缝附近的应力集中增加，及可成形性及疲劳性能变差。

另外，日本未经审查的专利公开No.H10-72640公开了一种通过增加溶质N确保薄钢板强度的方法，但是，用这种方法，在焊缝处的应力集中过大，并因此焊缝处的可成形性和疲劳强度改善不足。

还有另外，日本未经审查的专利公开No.H2-118028公开了一种通过减少溶质C和N或是通过改善Lankford值改善凸缘可成形性的方法。另外，日本未经审查的专利公开No.S63-89625公开了一种通过加入Nb和B精炼颗粒尺寸改善凸缘可成形性的技术。另外，日本未经审查的专利公开No.S61-34159公开了一种通过精炼渗碳体改善凸缘可成形性的技术，及日本未经审查的专利公开No.S63-310922公开了一种通过规定过时效热处理的条件改善凸缘可成形性的技术。

在此期间，日本未经审查的专利公开No.S63-317625公开了一种通过添加Ti、Nb和B避免焊缝裂缝并因此增加焊缝强度的技术，因焊接而在受热影响区变软方面，正如当汽车用的薄钢板经受点焊时裂缝的原因一样。然而，在一种超薄材料情况下，当焊缝强度过大时，基底材料的裂缝变得很显著，并且凸缘可成形性相当差。

如上所述，凸缘可成形性改善的机制还不清楚，并因此采取了各种用于改善的措施，但这些措施未考虑一种超薄材料在退火炉中的穿料性能，并且仅仅加入Ti、Nb和B使薄钢板的再结晶温度变高，并使它必需升高退火温度，因此，在退火炉中的带材穿料性能显著变差。

发明内容

本发明鉴于上述情况而形成，本发明提供一种容器用的薄钢板。本发明使得能用一种高生产率但在退火期间带材穿料性能不变差的情况下生产供具有焊缝的容器用的超薄材料，以便在罐头盒制造期间改善焊缝可成形性，并减少焊缝处的裂缝/裂纹，上述焊缝处的裂缝当罐头盒使用时是一个问题。

本发明是一种改善在罐头盒形成期间焊缝处的凸缘可成形性和使用期间焊缝处疲劳强度的方法，所述方法通过适当地制备一种基底材料，以使在成形和使用期间往往会产生应力集中的焊缝的材料质量可以适用于本发明的目的。也就是说，本发明是一种方法，所述方法对一种加B的超低碳钢，通过将各种氮化物形式调节在一个合适范围内和加入若干很少量的元素来进一步改善性能。

更具体地说，本发明是一种在焊缝处可成形性和疲劳性能极好的容器用的薄钢板，和一种生产薄钢板的方法。本发明包括下列内容：

(1)一种在焊缝处可成形性和疲劳性能极好的容器用的薄钢板，其特征在于：含有，以质量计，

C：0.0050％或低于0.0050％，

N：0.0060％或低于0.0060％，及

B：使B/N比可以在0.40-2.00范围内；及

在钢中所具有AlN和BN满足下面的公式，

(以AlN形态存在的N)/(以BN形态存在的N)≤0.40。

(2)按照上述项(1)所述在焊缝处可成形性和疲劳性能极好的容器用的薄钢板，其特征在于：还含有，以质量计，

Al：0.040％或低于0.040％；和

Al/B比为30或小于30。

(3)按照上述项(1)或(2)所述在焊缝处可成形性和疲劳性能极好的容器用的薄钢板，其特征在于还含有，以质量计，

O(氧)：0.0010-0.0070％。

(4)按照上述项(1)-(3)中任一项所述在焊缝处可成形性和疲劳性能极好的容器用的薄钢板，其特征在于还含有，以质量计，

Si：0.015-2.00％，

Mn：0.05-2.00％，和

P：0.005-0.080％。

(5)按照上述项(1)-(4)中任一项所述在焊缝处可成形性和疲劳性能极好的容器用的薄钢板，其特征在于还含有：以质量计，

Ti：0.010％或低于0.010％和

Nb：0.010％或低于0.010％。

(6)按照上述项(1)-(5)中任一项所述容器用的薄钢板，其特征在于：钢中所包含的各硫化物满足下面公式，(以Cu硫化物形态存在的S)/(以Mn硫化物形态存在的S)≤0.10。

(7)生产在焊缝处可成形性和疲劳性能极好的容器用的薄钢板方法，其特征在于：当用含有按照上述项(1)-(6)中任一项所述成分的钢，按普通生产方法生产容器用的薄钢板时，在热轧时将板坯的再加热温度控制到1100℃或高于1100℃。

(8)生产在焊缝处可成形性和疲劳性能极好的容器用的薄钢板方法，其特征在于：当用含有按照上述项(1)-(6)中任一项所述成分的钢，按普通生产方法生产容器用的薄钢板时，在热轧时将成卷温度控制到730℃或低于730℃。

(9)生产在焊缝处可成形性和疲劳性能极好的容器用的薄钢板的方法，其特征在于：当用含有按照上述项(1)-(6)中任一项所述成分的钢，按普通生产方法生产容器用的薄钢板时，将冷轧之后的退火温度控制到700℃或低于700℃。

(10)在焊缝处可成形性和疲劳性能极好的容器用的薄钢板，其特征在于：含有，以质量计，

C：0.0005-0.040％，

Si：0.002-0.50％，

Mn：0.03-2.00％，

P：0.002-0.080％，

S：0.0100-0.0600％，

Al：0.0010-0.0700％，和

N：0.0020-0.0300％；

溶于薄钢板中的N含量为20-300ppm；及

其余部分由Fe和不可避免的杂质构成。

(11)按照上述项(10)所述在焊缝处可成形性和疲劳性能极好的容器用的薄钢板，其特征在于还含有，以质量计，下列元素的其中一种或一种以上，

Nb：0.0005-0.0050％，

Ti：0.0005-0.0050％，和

B：0.0010％或低于0.0010％。

(12)按照上述项(10)或(11)所述在焊缝处可成形性和疲劳性能极好的容器用的薄钢板，其特征在于还含有，以质量计，

O：0.0015-0.0090％。

(13)按照上述项(10)-(12)中任一项所述在焊缝处可成形性和疲劳性能极好的容器用的薄钢板，其特征在于还含有，以质量计，下列元素的其中一种或一种以上，

Cu：0.0005-0.050％，

Ni：0.0005-0.100％，和

Cr：0.0005-0.100％。

(14)按照上述项(10)-(13)中任一项所述在焊缝处可成形性和疲劳性能极好的容器用的薄钢板，其特征在于还含有，以质量计，

Sn：0.0002-0.0050％。

(15)按照上述项(1)-(14)中任一项所述在焊缝处可成形性和疲劳性能极好的容器用的薄钢板，其特征在于：钢中所含的硫化物满足下列公式，

(以Cu硫化物形态存在的S)/(以Mn硫化物形态存在的S)＜0.30。

(16)生产按照上述项(10)-(15)中任一项所述在焊缝处可成形性和疲劳性能极好的容器用的薄钢板的方法，其特征在于：在钢水连铸、热轧、酸洗、冷轧和退火等方法之后，使薄钢板在20％或低于20％的压缩比下经受一种二次冷轧。

(17)生产按照上述项(1)-(16)中任一项所述在焊缝处可成形性和疲劳性能极好的容器用的薄钢板的方法，其特征在于：在下述条件下开始热轧，即在用连铸钢水法生产板坯之后和开始热轧之间，在1000-1300℃的温度范围内的热历史(heat history)满足下面公式，

温度(℃)×时间(min)≤200,000。

(18)生产按照上述项(1)-(17)中任一项所述在焊缝处可成形性和疲劳性能极好的一种容器用的薄钢板的方法，其特征在于：在从精制热轧开始到精制热轧完成后成卷的这段时间里，通过将平均冷却速率控制到30℃/sec或低于30℃/sec来热轧薄钢板。

附图简介

图1是示出评估一条焊缝可加工性的方法的视图；

图2是示出通过一种拉力试验评估一条焊缝的方法的视图；

图3是示出评估一条焊缝的疲劳强度的方法的视图；

图4是示出(以AlN形态存在的N)/(以BN形态存在的N)和可加工性之间关系的曲线；

图5是示出(以AlN形态存在的N)/(以BN形态存在的N)和疲劳强度之间关系的曲线。

具体实施方式

实施例1

下面将详细说明按照权利要求1-9所述的本发明。

首先，下面将说明化学成分。在说明中，每种化学成分的量都用质量％表示。

C含量从可加工性观点来看一般优选的是尽可能低，因此，将C含量的上限定在0.0050％。尤其是，当要求具有低时效性能的良好延性时，通过将C含量下降到0.0015％或低于0.0015％可以显著地改善该性能。然而，由于过度降低C含量不仅使成本增加，而且还使薄钢板变软，并因此使罐头盒的强度降低，所以下限优选的是0.0030％。

N是控制各种氮化物形成的重要元素，控制氮化物形成是本发明的重要要求。由于过高的N含量造成过多的氮化物形成，并因此不能达到本发明的目的，所以把N含量的上限定在0.0060％。当加入B量比较少时，正如后面将要说明的，可能产生一个由残留溶质N所引起的时效性能的问题，并因此优选的是将N含量控制到0.0030％或低于0.0030％，以便减少时效效应。另外，如果通过充分应用真空脱气处理把N含量控制到0.0020％或更低，则抑制了各种氮化物的形成，并尤其是改善了可成形性。

加B作为本发明中的必需元素，因为当它适当加入时，B影响各种氮化物的形成，改变在一焊缝的热影响区的材料性能，降低薄钢板的再结晶温度，因此可以在较低的温度下将一种薄钢板退火，而结果，改善了在退火期间带材的穿料性能。然而，过量添加B使焊缝过度变硬，因此可加工性变差，再结晶温度升高而必需使退火温度升高，结果，热翘曲很容易产生。一个重点是B与N之比，B/N比设定在0.40-2.00，优选的是0.60-1.40。

在本发明中的一个重要要求是控制氮化物的种类和量，在加入硼的超低碳钢中，以AlN形态存在的N量与以BN形态存在的N量之比必须是0.40或低于0.40，优选的是0.20或低于0.20。

这里，以AlN形态存在的N量是通过分析当一种薄钢板溶于碘酒溶液时残渣中的Al量和然后把整个Al量看作是AlN的组成成分计算N量所得到的一个值。同样，以BN形态存在的N量是通过分析当薄钢板溶于碘酒溶液时残渣中的B量和然后把整个B量看作是NB的组成成分计算N量所得到的一个值。

如上所述，为了控制各种氮化物，加入的Al和B量、它们之间的比例、起各种氮化物沉淀核作用的氧化物，亦即钢中的O含量、及所有生产方法中自始至终的热历史等都是重要的因素。通过将Al/B控制到30或低于30，优选的是20或低于20，及将Al控制到0.040％或低于0.040％，优选的是0.020％或低于0.020％，则当氮化物沉淀时，钢中过量存在的溶质N与B结合比与Al结合更优先，并且通过这样做，可以按希望控制各氮化物的种类和量。

当O含量是在0.0010-0.0070％范围内时，O对控制各种氮化物是有效的。原因可以认为是钢中O以含有Si、Al、Mn、和Fe的氧化物存在，并且当存在的O量合适时，另一些微量元素如Ca、Mg等实际上起各种氮化物的沉淀核作用，并因此使理想的控制各种氮化物成为可能。然而，钢中过量的O使各种氧化物变粗，起着加工过程中裂纹起源的作用，并因此使产品质量显著变差。因此，将O含量的上限定在0.0070％。

为了理想地控制如上所述各种氧化物的形成，或是通过调节基底薄钢板的强度来改良可加工性和疲劳强度并因此减轻在焊缝附近的应力集中，可以加入Si、Mn、P等。加入量分别设定在：Si：0.015-2.00％，Mn：0.05-2.00％及P：0.005-0.080％。当加入量不在上述范围内时，各氧化物的形成改变，或者焊缝异常变软或变硬，并因此，不能得到所希望的性能。

规定Ti和Nb的上限在本发明中也是重要的要求，当在炼钢过程中由于加入废料等而在钢中包括或不可避免地包含拉拔成型等工序时，加入Ti和Nb用于改良可拉拔性。因此，每种元素的含量定在0.010％或低于0.010％。当每种元素含量超过上限时，薄钢板中的再结晶温度升高，在退火过程中带材穿料性能显著变差，晶体结构由于焊缝附近热的影响而格外变粗和变软，应力集中在上述部分处加速，而结果，可成形性和疲劳强度有时变差。

另外，关于钢中的各种硫化物，抑制Cu硫化物形成也是重要的。一般地，钢中S对热轧性能来说必需以硫化物形式固定，并因此在本发明中优先的是将S以MnS形态固定。

在本发明中，(以Cu硫化物形态存在的S)/(以MnS状态存在的S)比值定在0.10或低于0.10。原因是Cu硫化物的精细沉淀不仅使薄钢板的再结晶温度升高，而且还使与B和Al的氮化物的复杂沉淀物形成，并因此形成不希望有的氮化物。

这里，(以Cu硫化物形态存在的S)是通过定量测定电解提取薄钢板所得到的残渣中Cu量，和然后用公式Cu/S＝2/1将Cu量转换成S量所得到的值，而(以Mn硫化物形态存在的S)是通过定量测定电解提取薄钢板所得到的残渣中Mn量，和然后用公式Mn/S＝1/1将Mn量转换成S量所得到的值。

在本发明中的生产方法包括一般应用的热轧、成卷、酸洗、冷轧、退火和光整冷轧等。

关于生产方法中的热历史，板坯再加热温度、热轧期间的成卷温度及冷轧之后的退火温度的影响是主要的，并且通过把在热轧期间板坯再加热温度限制到1100℃或高于1100℃，把热轧期间成卷温度限制到730℃或低于730℃及把冷轧之后的退火温度限制到700℃或低于700℃，可以进一步改善焊缝的可加工性和疲劳强度。尽管原因还不清楚，但一般认为，形成氮化物或除了氮化物之外的沉淀物影响上述改善。

通过把冷轧之后的退火温度限制到700℃或低于700℃，抑制了热翘曲的发生，并因此改善了退火过程中的带材穿料性能，并因此工业意义相当大。

如上所述，尽管通过控制形成氮化物改善焊缝处的可加工性和疲劳强度的机制还没有弄清楚，但作为一种现象，适当地调节了焊缝处及其附近受热影响区处的材料硬度，并且，通过这样做，减少了对上述各部分的应力集中和能得到一种所希望的硬度。在焊缝处及其附近，各种氮化物由于在焊接过程中温度升高而溶解，并且硬度由精细氮化物决定，其中溶质N和溶质B二者仍然没有完全溶解，并且在冷却期间精细氮化物再次沉淀。因此，为了得到理想的和优选的溶质N、溶质B和氮化物形式，必须如本发明所规定的，在焊接之前事先控制钢中的各种氮化物形成。

在容器用的薄钢板生产中，有某些情况下采用一种钢板，所述钢板在退火之后经受2次冷轧(2CR)轧制用于确保容器的强度并通过加工硬化进行硬化。而且在这种薄钢板中，通过本发明也可以得到改善焊缝处可加工性和疲劳强度的效果。另外，在加入各种元素用于改善耐腐蚀性和其它性能的情况下，本发明的效果也不失去。

即使当为了改善一些在本发明说明中未涉及到的性能，如一种钢板的包括可拉拔性和二次可加工性的可加工性和耐腐蚀性、每个过程中的带材穿料性能等而含有Sn、W、Mo、Ca、Cr、Ni、V、Sb等元素时，本发明的效果一点也不失去。然而，当这些元素过量加入时，在退火期间的带材穿料性能由于再结晶温度的升高而变坏，因此优选的是把每种元素的量控制到0.10％或低于0.10％，及把各元素的总量控制到0.50％或低于0.50％。

按照本发明所述的薄钢板一般用作经过表面处理的薄钢板的基材，并且在该种情况下，本发明的效果一点也不因表面处理受到损害。当对一个罐头盒进行表面处理时，采取用锡、铬(无锡)、镍、锌、铝等处理。另外，当一种层压式薄钢板的基材用一种最近已开始使用的有机薄膜覆盖时，也可以采用按照本发明所述的薄钢板而同时不损害本发明的效果。

实施例2

下面将详细说明按照权利要求10-16所述的本发明。

首先，下面将说明化学成分。在说明中，每种化学成分的量都用质量％表示。

C，当量超过0.040％时，使各种碳化物变粗，并起在焊缝附近应力发生集中的部位处断裂起源的作用。另一方面，过分降低C含量会使成本增加，因此把下限定在0.0005％。

从耐腐蚀性观点来看，Si一般优选的是尽可能低。然而，当把一种薄钢板施加到其表面涂装一种树脂薄膜的、并且最近对其需求日益增加的所谓的层压式薄钢板上时，从抑制耐腐蚀性变差和抑制焊缝处应力集中的观点来看，Si含量优选的是高。另一方面，如后面将要说明的，过分减少Si含量使得难以理想地控制各种氧化物形成，因此把Si含量定在0.002-0.5％。

Mn具有与Si相同的作用，并且最合适的范围定为0.03-2.00％，优选的是0.05-1.00％。

从焊缝处的耐腐蚀性和应力集中的观点来看，P(含量)优选的是尽可能低。然而，P是以低成本调节薄钢板强度的一种有用元素。P含量的调节范围定在0.002-0.080％，优选的是0.002-0.030％。

S通过与钢中的Mn、Cu、Ti等结合形成硫化物。S是本发明中一种必需而重要的元素，用于通过在钢中有合适量的硫化物存在而减少焊缝处的应力集中。为了得到本发明的效果，需要S含量为至少0.0100％。然而，过量的S含量有时使各硫化物变粗并起断裂起源的作用，因此把S含量的上限定在0.0600％。

Al当与氧量相比太低时，会使炼钢过程中脱氧作用不充分，这在后面将要说明。另一方面，当Al量过高时，不仅溶质N得不到确保，而且大量形成精细AlN，并且薄钢板的再结晶温度升高，这造成在退火过程中带材穿料性能显著变差。因此，把Al含量确定在0.0010-0.0700％范围内。

N是用于控制溶质N的一种重要元素，上述控制溶质N是本发明中的重要要求之一。由于加N量太低时本发明的效果变得不充分，所以N加入0.0020％或高于0.0020％。另一方面，当大量含N时，即使Al含量低时也产生大量的Fe氮化物，并且它们起焊缝处断裂起源的作用。因此，把N的上限定在0.0300％。这里，关于加N的方法，N可以通过在熔化钢的阶段处加N，就象把它加到规整的薄钢板上那样，或者是通过在薄钢板的热处理时于含氨的气氛中加N，也就是说通过氮化来加入N。

溶质N量通过从钢中总N量减去沉淀的N量计算得到，上述沉淀的N量可以通过用一种将钢溶于溴的酯溶液(bromine ester solution)中的方法测定。当溶质N量小时，不能抑制焊缝附近的软化，而相反，当溶质N过量时，时效变大和延性变差。因此，将溶质N的量限制在20-300ppm范围内。

因为Nb、Ti和B通过与N化合形成沉淀物，和另外Ti通过与S结合形成沉淀物，所以加入微量上述各元素对控制溶质N和硫化物形成有效地起作用，并使本发明的效果更明显。另一方面，当加入量过大时，则溶质N和硫化物的形成变得不理想，并因此，不理想的是，不仅本发明的效果往往会受到损害，而且薄钢板的再结晶温度升高和退火期间带材穿料性能变差。上述各元素的理想范围如下：Nb：0.0005-0.0050％，Ti：0.0005-0.0050％和B：0.0010％或低于0.0010％。

O是用于合适地控制各种氧化物形成的一种重要元素，控制氧化物形成是本发明的重要因素之一。当O含量太少时，用于抑制由于焊接发热所引起的材料变软的各氧化物量不足，并因此不能得到足够的效果。另一方面，当O含量过高时，氧化物变成在成形期间断裂的起源。因此，当加入O时，把含量范围确定为0.0015-0.0090％，优选的是0.0030-0.0090％。

尽管为什么氧量在本发明中产生显著效果的原因还没有确定，但可以认为，精细氧化物在焊接期间的高温范围内抑制晶粒生长，精细氧化物本身在如焊缝附近得到的这种温度升高情况下并不改变它们的形式，并因此保持抑制变软的效果。实际上，对Fe、Al、Si和Mn的氧化物大小、数量和密度的规定变得很重要，并且就把Al、Si、Mn和O的含量控制在本发明所规定的范围内来说，只要采用常用的生产条件，就可以理想地控制各种氧化物的形成，并可以得到优选的效果。

Cu、Ni和Cr具有改善薄钢板耐腐蚀性及还有抑制在焊接期间材料变软的功能，因此在必要时加入这些元素。因为过量加入这些元素引起材料的延性变差，所以优选的是，当加入这些元素时，把它们控制在下列范围内：Cu：0.0005-0.050％，Ni：0.0005-0.10％，和Cr：0.0005-0.100％。

Sn是一种一般在晶界处偏析的元素。因为Sn具有抑制由于焊接期间发热所引起的异常晶粒生长并因此抑制材料软化的效果，所以在钢中可以含有这种元素。因为过量加入Sn使延性变差，所以优选的是，当加入Sn时，把该元素控制在0.0002-0.0050％范围内。

在按照本发明所述的薄钢板中，通过合适地控制各种硫化物形成，可以抑制焊缝的变软，并因此可以得到理想的性能。尽管各种硫化物的大小、数量和密度等可以规定，但在本发明中，钢中的各硫化物是通过公式(以Cu硫化物形态存在的S)/(以Mn硫化物形态存在的S)＜0.30进行调整。尽管上述效果的原因不清楚，但可以估计，因为在高温下CuS稳定性不如MnS，所以在焊接期间温度升高的情况下，CuS溶解或变粗，并且抑制材料变软的效果往往会失去。

这里，(以Cu硫化物形态存在的S)是一个通过定量测定由电解提取薄钢板所得的残渣中Cu量，和然后用原子比Cu/S＝2/1将Cu量转换成S量得到的值，而(以Mn硫化物形态存在的S)是一个通过定量测定由电解提取薄钢板所得的残渣中Mn量，和然后用原子比Mn/S＝1/1将Mn量转换成S量得到的值。

满足公式(以Cu硫化物形态存在的S)/(以Mn硫化物形态存在的S)＜0.30的方法没有特别地加以限制，并且，它可以例如通过规定各化学成分，特别是Mn和Cu之间的比例达到。另外，它可以通过控制热轧条件，尤其是进入热轧和开始成卷之间的平均冷却速率(例如，将冷却速率控制到10-50℃/sec等)，或是通过它们的一种组合得到。

按照本发明所述的钢通过下列方法生产：将钢水连铸，热轧，酸洗，冷轧，退火，并在此之后，进行二次冷轧以用于控制薄钢板的形状或材料性能。这里，在薄钢板于二次冷轧时经受高压缩比的情况下，亦即薄钢板通过加工变硬效应变硬的情况下，材料性能在焊缝附近由于焊接期间温度升高而很容易恢复，并且薄钢板往往会变软。因此，压缩比优选地为20％或低于20％。

即使当为了改善在本发明说明中未涉及的一些性能，如薄钢板的包括可拉拔性和二次可加工性的可加工性和耐腐蚀性，及每一过程中的带材穿料性能等，而包含W、Mo、Ca、V、Sb等元素时，本发明的效果一点也不会失去。

按照本发明所述的薄钢板一般用作经过表面处理的薄钢板基材，并且在这种情况下，本发明的效果一点也不会由于表面处理而受到损害。作为用于一种罐头盒的表面处理，采用通过锡，铬(无锡)、镍、锌、铝等处理。另外，作为一种最近已经使用的被有机薄膜覆盖的层压式薄钢板的基材，可以采用按照本发明所述的薄钢板，而同时不损害本发明的效果。

下面将详细说明按照权利要求17和18所述的本发明。

按照本发明所述的一种钢，其特征在于将第二相分散在一个基相中，上述第二相由氧化物、氮化物、硫化物等构成，而上述基相主要由Fe构成，并且，为了得到本发明的效果，它们的形成必须适当地控制。为此，特别有效的是在热轧过程之前控制热历史。作为一个例子，优选的是通过下述方法进行热轧：在下述条件下开始热轧，即在用连铸钢水生产板坯之后和开始热轧之前，在1000-1300℃温度范围内的热历史满足公式温度(℃)×时间(min)≤200000，及从开始精制热轧到完成精制热轧之后成卷的这段时间里将平均冷却速率控制到30℃/sec或低于30℃/sec。尽管原因不清楚，但可以认为，当薄钢板在高温下保持长时间时，各种硫化物和氮化物变粗，并作为第二相以极大的尺寸分散，尤其是，使氧化物起它们的沉淀核的作用，并且通过这样做，减少了抑制在焊接期间由于热影响而引起的薄钢板变软的效果。一般，在精制热轧之后于约1000℃或低于1000℃的温度范围内，冷却速率过高不是优选的。可以认为，这是由于当在上述温度范围内冷却速率高时，当以前溶解的N和S以氮化物和硫化物形态沉淀时，氮化物和硫化物的大小变得很细，它们甚至由于焊接一个产品薄板期间的热而溶解，并且抑制材料变软的效果往往消失。尤其是，当在这一阶段冷却速率高时，S往往形成Cu硫化物，并因此在焊接期间抗热稳定性进一步减少。考虑到上述情况，作为一种控制各种硫化物和氮化物成为合适形状的方法，推荐在通过在下述条件下开始热轧实施热轧的方法：在通过连铸钢水生产板坯之后和在开始热轧之前，于1000-1300℃的温度范围内的热历史满足公式：温度(℃)×时间(min)≤200000，并在从精制热轧开始到完成精制热轧之后成卷的这段时间里将平均冷却速率控制到30℃/sec或低于30℃/sec。这里，控制在用连铸钢水生产板坯之后和开始热轧之前在1000-1300℃温度范围内的热历史以便满足公式：温度(℃)×时间(min)≤200000的方法，包括所谓的直接轧制(CC-CR)，其中热轧是在铸造之后不在再加热炉等中均热板坯的情况下开始，和所谓的薄坯连铸，其中通过将铸坯的厚度制薄简化或消除热轧法。

例1

如图1所示，通过用缝焊法焊接一个四边形薄钢板，并通过沿着焊缝的连接使上述四边形薄钢板形成一种圆筒形状，就象在制造一种标准的三片式饮料罐头的罐头盒圆筒的情况那样，通过将一个锥形模推入开口使该开口扩大，用下面公式计算直到在开口端处产生裂纹时的变形量，来评估焊缝的可加工性；

{(产生裂纹处的直径)-(初始直径)}/(初始直径)  (1)

如图2所示，通过在刚好比产生焊疤的电流稍低的焊接电流下用点焊法焊接两块四边形薄钢板，并在张力试验下测量最大载荷，来评估焊缝的强度。

如图3所示，通过从如图1所示形成的焊接式圆筒形罐头盒圆筒中切下一个宽度为20mm的长条，所述长条在中央部分处具有焊缝，并通过一侧振荡使该长条经受疲劳张力试验，并测量它能承受一千万次循环时的最大载荷，来评估焊缝的疲劳强度。

热翘曲是通过当具有相同厚度和宽度的冷轧卷材在再结晶温度+40℃的温度下穿过相同退火作业线时，是否发生热翘曲进行判断，结果用记号表示，○：不发生；△：发生一点儿和×：经常发生。

通过综合判断上述4个评估项目来评估本发明的效果，并用记号表示，◎：极好(本发明的钢)，○：良好(本发明的钢)；△：在某些评估项目上良好(本发明的钢)；×：普通水平(对照钢)。

例1-1

将具有表1中所列化学成分的钢铸成厚度为250mm的板坯，然后在1150℃的板坯再加热温度和650℃的成卷温度下生产厚度为2.0mm的热轧薄钢板，和然后通过酸洗、在92％的压缩比下冷轧，于680℃下退火1min等方法生产厚度为0.16mm的薄钢板，及然后在3％的压缩比下光整冷轧，并评估所生产的薄钢板。

正如从表2可清楚看出的，在本发明规定范围内所生产的钢，在所有评估项目如可加工性、焊缝的强度和疲劳强度及抗热翘曲性方面都显示出极好的性能。

例1-2

评估如表3所示具有各种不同Ti和Nb量的钢。生产条件与例1的那些生产条件相同。

正如从表4可清楚看出的，在优选范围内所生产的钢，在所有评估项目如可加工性、焊缝的强度和疲劳强度及抗热翘曲性方面都显示出极好的性能。

例1-3

评估如表5中所示的具有各种不同的CuS与MnS之比的钢。生产条件与例1的那些生产条件相同。

如从表6中清楚看出的，在优选范围内所生产的钢，在所有评估项目如可加工性，焊缝的强度和疲劳强度及抗热翘曲性方面都显示出极好的性能。

例1-4

评估在热轧时和热轧后不同条件下生产的钢。除了板坯再加热温度和热轧时的成卷温度和冷轧后的退火温度之外，其余生产条件与例1的那些生产条件相同。结果在图4和5中示出。

图4示出(以AlN形态存在的N)/(以BN形态存在的N)与可加工性之间的关系，而图5示出(以AlN形态存在的N)/(以BN形态存在的N)与疲劳强度之间的关系。

在这些图中的生产条件1和2如下：

生产条件1：板坯再加热温度＞1100℃，

或成卷温度＜730℃，

或退火温度＜700℃，

生产条件2：板坯再加热温度＜1100℃，

和成卷温度＞730℃，

及退火温度＞700℃。

正如从图4和45可清楚看出的，在各优选范围内生产的钢，在焊缝的加工性和疲劳强度方面显示出极好的性能。

如上所述，通过本发明，能够减少由焊接所引起的较差可成形性及利用具有焊缝的罐头盒过程中的断裂。另外，因为按照本发明所述的钢即使在比普通退火温度低的退火温度下也具有极好的性能，所以可以避免热翘曲的发生，并可以高效生产容器用的超薄材料。

例2

如图1所示，通过用缝焊法将一个四方形薄钢板形成一种圆筒形状，正如在制造一种普通的三片式饮料罐头盒的罐头盒圆筒的情况那样，通过将一个锥形模推入开口来使该开口扩大，并用下面公式计算在开口端发生裂纹之前的变形量，来评估一个焊缝的可加工性；

{(产生裂纹处的直径)-初始直径}/(初始直径)        (1)

如图2所示，通过在比产生焊疤的电流刚好稍低的焊接电流下用点焊法焊接两个四边形薄钢板，并在张力试验下测量最大载荷，来评估焊缝的强度。

如图3所示，通过从如图6所示形成的焊接式圆筒形罐头盒圆筒切下一个20mm宽的长条，所述长条在中心具有一个焊缝，使长条在一侧振荡时经受一疲劳张力试验，并测量它能承受一千万次循环时的最大载荷，来评估焊缝的疲劳强度。

热翘曲是通过使具有相同厚度和宽度的冷轧卷材穿过在再结晶温度+40℃的温度下穿过相同退火作业线时是否发生热翘曲进行判断，并且结果用记号表示，○：不发生，△：发生一点儿及×：经常发生。

通过综合判断上述4个评估项目评估本发明的效果，并用记号表示，◎：极好(本发明的钢)，○：良好(本发明的钢)，△：在某些评估项目上良好(本发明的钢)和×：普通水平(对照钢)。

具体例5

将具有表7所示化学成分的钢铸成厚度为250mm的板坯，然后在1150℃的板坯再加热温度和520-730℃的成卷温度下生产厚度为2.2mm的热轧薄钢板，和然后通过酸洗，在92％的压缩比下冷轧，于660-720℃下退火1min，及在10％的压缩比下轧制等方法生产厚度为0.16mm的薄钢板，并评估所生产的薄钢板，结果示于表8中。

正如从表8可清楚看出的，在本发明规定的范围内所生产的钢，在所有评估项目如可加工性、焊缝的强度和疲劳强度及抗热翘曲性方面都显示出极好的性能。

具体例6

评估具有如表9所示不同0量的钢。生产条件与例1的那些生产条件相同。结果示于表10中。

如从表10可清楚看出的，在各优选范围内所生产的钢，在所有评估项目如可加工性、焊缝的强度和疲劳强度及抗热翘曲性方面都具有极好的性能。

具体例7

评估具有如表11所示各种不同Cu量的钢。生产条件与例1的那些生产条件相同。结果示于表12中。

正如从表12可清楚看出的，在各优选范围内所生产的钢，在所有评估项目如可加工性、焊缝的强度和疲劳强度及抗热翘曲性方面都显示出极好的性能。

如上所述，通过本发明，能够减少由焊接所引起的较差可成形性及利用具有焊缝的罐头盒过程中的断裂。另外，因为按照本发明所述的钢即使在比普通退火温度低的退火温度下也具有极好的性能，所以可以避免热翘曲的发生，并可以高效生产容器用的超薄材料。

Claims (3)

1.一种在焊缝处可成形性和疲劳性能极好的容器用的薄钢板，其特征在于：含有，以质量计，

C：0.0050％或低于0.0050％，

Si：0.015-2.00％，

Mn：0.05-2.00％，

P：0.005-0.080％；

N：0.0060％或低于0.0060％，

Al：0.020％或低于0.020％；

O：0.0010-0.0070％；

B：使B/N比在0.40-2.00的范围内；及

Al/B比为30或小于30，

钢中所含的AlN和BN满足下面的公式，

(以AlN形态存在的N)/(以BN形态存在的N)≤0.40，以及钢中所含的硫化物满足下面的公式，

(以Cu硫化物形态存在的S)/(以Mn硫化物形态存在的S)≤0.10。

2.一种按照权利要求1所述的在焊缝处可成形性和疲劳性能极好的容器用的薄钢板，其特征在于，还含有下列成分中的一种或两种：以质量计，

Ti：0.010％或低于0.010％，及

Nb：0.010％或低于0.010％。

3.一种生产在焊缝处可成形性和疲劳性能极好的容器用的薄钢板的方法，其特征在于：利用含有按照权利要求1或2所述成分的钢进行生产时，将板坯的再加热温度控制到1100℃或高于1100℃进行热轧，在730℃或低于730℃的温度下使其成卷，之后进行冷轧，接着在700℃或低于700℃的温度下进行退火。

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