CN105803337A - 加工性优异的高强度镀锡原板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
根据本发明的一实施例的加工性优异的高强度镀锡原板以wt%包含:0.001-0.005%的碳(C)、0.1-0.5%的锰(Mn)、0.05%以下(0%除外)的硅(Si)、0.001-0.030%的磷(P)、0.020%以下(0%除外)的硫磺(S)、0.01-0.07%的铝(Al)、0.0005-0.004%的氮(N)、0.03-0.08%的钛(Ti)、余量Fe和其他不可避免的杂质,并且满足1.5≤[(Ti-1.5*S-3.43*N)]/(4*C)]≤3.5。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于食品/饮料罐(can)、气体(gas)等的储存容器等的加工性优异的高强度镀锡原板的制造方法,尤其涉及一种使钢组分及制造工艺等最优化,从而得到高强度的表面特性及加工性优异的镀锡原板及其制造方法。
背景技术
在现有技术中,作为用作罐(can)材料的钢材的镀锡原板(blackplate)的大部分材料的厚度较薄,因此根据由表面洛氏硬度的Hr30T表示的调制度来区分材质。当利用镀锡原板来制造用于储存内容物的罐时,需将锡等电镀在镀锡原板的表面而赋予耐蚀性,切断成一定的大小后以圆形或角形加工。加工容器的方法分为:不进行焊接而加工的方法,如容器由盖子和罐体(body)两部分构成的两片(piece)罐;及通过焊接或粘接来连接罐体的方法,如罐由罐体、上盖、下盖三部分构成的三片罐。
在通过一次轧制法制造的镀锡原板中,调制度为T3级以下的软质镀锡原板主要使用在需要加工性的部位,然而,调制度为T4-T6级的硬质镀锡原板普遍使用在需要更能够承受内容物内压的性质的部位,而不是使用在罐的罐体、盖子等需要加工性的部位。
二次轧制钢板是指通过在平整轧制工艺中对经过了热轧、一次冷轧及退火的材料施加高的压下率,从而提高了材料强度的钢板。作为二次轧制用材料代表性用途的二次轧制镀锡原板(double-reducedblackplate,DR-BP)是根据材料的强度及硬度分等级的,大部分二次轧制用材料通过加工硬化来提高强度,但其副作用在于,延性会急剧降低。
尤其,当将低碳钢用作二次轧制用镀锡原板而进行连续退火时,在镀锡工艺中用于使锡层合金化的熔锡步骤、或制罐工艺中的为干燥漆等有机物而进行的烘烤步骤中,随着由固溶在钢中的元素引起时效现象,在加工罐时,导致加工缺陷如使罐折成角形的凹槽(fluting)或在钢板的表面产生条纹形状缺陷的拉伸应变(stretcherstrain),并且在二次轧制后还会发生变形时效,进一步降低材料的延性。
为了抑制这种变形时效,提出了利用低温退火材料的方案,但在使用低温退火材料的情况下,也会有生产性下降、产品的材质不均匀的现象如退火时需要消耗长时间,并且还频繁发生二次轧制钢板的表面缺陷,从而存在生产性下降的根本性问题。为解决这种问题,最近正在积极讨论一种通过生产成本低、材质均匀、且平整度和表面特性优异的连续退火方法来制造二次轧制镀锡原板的方案。
在现有技术中,作为制造需要加工性、尤其是缩颈(necking)加工性的二次轧制镀锡原板的方法,主要提出了如下方案:通过低温退火来制造调制度为T3级的镀锡原板,之后,在平整轧制工艺中使用较高的压下率,从而确保期望的调制度的方案;及使用极低碳钢,添加作为碳氮化物形成元素的Ti或Nb等而抑制时效性,从而确保加工性的方案。但是,上述材料的情况下,当提供软质的原板时,依旧使操作性劣化,并且存在生产成本增加等工艺上的问题,并且使表面品质劣化,尤其是氧化层等导致二次轧制板的电镀特性劣化,因此,难以看作是有效地加工用二次轧制镀锡原板的制造方法。
另外,通过加工硬化来确保材质的二次轧制法与现有技术中进行退火后制造产品的现有工艺相比进行更多的工艺,即,钢铁在出钢后,经过热轧-一次冷轧-退火-二次冷轧等工艺而制造钢板,因此,存在制造成本上升的问题,因此正积极研究解决这一问题的对策。另一方面,随着同时增加对罐的稳定性、耐压特性及轻量化的需求,还同时对确保480-600MPa的屈服强度、6%以上的整体延伸率、15%以上的扩孔率的方案进行研究。
例如,在日本公开专利1997-104919中,公开了一种用于制造深拉(deepdrawing)性优异的容器用钢板的方法,其是一种通过在极低碳钢坯中添加Nb、Ti等,从而制造加工性及时效性优异的容器用镀锡原板的方法。另外,还提出了如下工艺:利用这些钢板,通过进行压下率在80-98%范围内的一次轧制和再结晶热处理后,进行压下率在30%以下的二次轧制,从而制造加工性优异的二次轧制镀锡原板的工艺。但是,在该专利中,需添加如Nb等特殊元素以确保加工性,因此,不仅导致制钢作业性的恶化及成本的上升,而且热处理温度高,导致极薄材料的作业性恶化。
作为另一个例子,在日本公开专利1999-189841中公开了如下方案:对包含0.01-0.03%的C、0.02-0.15%的Al、0.0035%以下的N的钢进行压下率为5-30%的二次轧制,从而制造高强度极薄材料的方案,但在该情况下由于延伸率低,难以确保期望的延伸性。
另外,在日本公开专利公报平8-269568中公开了如下技术:使用添加了稀土元素的钢,将热轧时的精轧温度设定为Ar3相变点以下,并以85%以下的压下率实施冷轧,之后,在200-500℃的范围内的温度下进行10分钟以上的热处理,从而得到屈服强度为640MPa以上的钢板。但是,进行冷轧后,在200-500℃的温度下进行10分钟以上的退火,从而使变形恢复,但是,为了在连续退火炉中进行10分钟以上的退火,需大幅度地降低生产线速度,因此显著地降低了生产性,难以适用于实际情况。
现有技术文献:
专利文献
专利文献1:日本公开专利1997-104919号(1997.04.22.)
专利文献2:日本公开专利1999-189841号(1999.07.13.)
专利文献3:日本公开专利公报平8-269568号(1996.10.15)
发明内容
发明要解决的课题
本发明是为解决上述课题而提出的,本发明的目的在于提供一种,通过控制极低碳钢坯的钢组分中的Ti、N等的添加量及合金元素的比例,并进行生产性高的连续退火工艺,使轧制及热处理工艺最优化,从而能够以更具经济性的方法维持高强度的、加工性优异的高强度镀锡原板及其制造方法。
解决课题的方法
为达到上述目的,根据本发明的一实施例的加工性优异的高强度镀锡原板以wt%计包含:0.001-0.005%的碳(C)、0.1-0.5%的锰(Mn)、0.05%以下(0%除外)的硅(Si)、0.001-0.030%的磷(P)、0.020%以下(0%除外)的硫磺(S)、0.01-0.07%的铝(Al)、0.0005-0.004%的氮(N)、0.03-0.08%的钛(Ti)、余量Fe和其他不可避免的杂质,
并且满足1.5≤[(Ti-1.5*S-3.43*N)]/(4*C)]≤3.5。
所述镀锡原板进一步包含0.0005-0.004%的硼(B),并且满足0.0010≤[(Al/27)*(B/11)/(N/14)]≤0.0040。
所述镀锡原板的变形铁素体的比例可以在95%以上。
所述镀锡原板的屈服强度可以在480-600MPa的范围内。
所述镀锡原板的整体延伸率可以在6%以上。
所述镀锡原板的扩孔率可以在15%以上。
另外,根据本发明的一实施例的加工性优异的高强度镀锡原板的制造方法,其包含:对板坯进行热轧工艺的过程;对经过所述热轧工艺的热轧板进行精轧工艺并进行卷取工艺的过程;对经过所述卷取工艺的热轧板进行冷轧工艺的过程;及对冷轧板进行连续退火工艺的过程,其中,所述板坯以wt%计包含:0.001-0.005%的碳(C)、0.1-0.5%的锰(Mn)、0.05%以下(0%除外)的硅(Si)、0.001-0.030%的磷(P)、0.020%以外(0%除外)的硫磺(S)、0.01-0.07%的铝(Al)、0.0005-0.004%的氮(N)、0.03-0.08%的钛(Ti)、余量Fe和其他不可避免的杂质,并且满足1.5≤[(Ti-1.5*S-3.43*N)]/(4*C)]≤3.5。
在所述热轧工艺中,所述板坯进一步包含0.0005-0.004%的硼(B),并且满足0.0010≤[(Al/27)*(B/11)/(N/14)]≤0.0040。
所述精轧工艺可在900-950℃的温度下实施。
所述卷取工艺可在550-700℃的温度下实施。
在所述冷轧工艺中,压下率可以在80-94%的范围内。
所述连续退火工艺可在600-700℃的温度下实施。
发明的效果
根据本发明的加工性优异的高强度镀锡原板及其制造方法,通过组分的适当控制及制造工艺的最优化,确保耐冲击性的同时提高加工性、电镀性,从而可以制造用于食品/饮料罐、气体容器等的超薄的高附加值钢板。
另外,能够将热处理温度确保在与常规作业材料相同的水平,因此,在工艺中能够容易地确保通板性,从而能够提高热处理作业效率,同时也能够缩短工艺。
具体实施方式
在说明书中使用的专业术语仅仅是为了说明特定实施例,并不旨在限定本发明。在说明书中使用的单数形式在句子中没有明确表明与其相反含义时还包含复数形式。说明书中所使用的“包含”的含义在于使特定的特性、领域、定数、步骤、操作、要素及/或组分具体化,但并不排除其他特定的特性、领域、定量、步骤、操作、要素、组分及/或组群的存在和增加。
虽没有另行定义,在说明书中使用的包含技术术语及科学术语的所有术语是与本发明所属技术领域中具有常规知识的技术人员所理解的含义相同的。并且,一般所使用的词典中定义的术语进而被解释为具有符合相关技术文献和现有技术中的内容的含义,在没有定义的前提下,不能解释成异常的含义或非常刻板的含义。
下文中,对根据本发明的优选实施例的、加工性优异的高强度镀锡钢板及其制造方法进行说明。
根据本发明的加工性优异的高强度镀锡原板是对高附加值的高强度、高加工性的镀锡原板反复进行研究和试验而得到的,所述镀锡原板同时满足延伸率、强度、加工性、及电镀性,从而能够用作食品/饮料罐、气体容器。下文中,对根据本发明的钢组分进行更详细的说明。本说明书中,对组分的含量没有特别提及时,均表示wt%。
C:0.001-0.005%
碳(C)通常是为提高钢板的强度而添加的元素,其是在以固溶元素存在于钢中时,可引起时效的代表性元素。若碳(C)的添加量在0.005%以上,则材质硬化而导致冷轧性降低,并且还对延性产生不良影响,因此,将其上限设定为0.005%。另一方面,若C不足0.001%,则由于组织的粗大化等难以确保硬度及强度,并难以确保期望的材质。因此,将C的控制范围限定为0.001-0.005%。
Mn:0.10-0.50%
锰(Mn)作为固溶强化元素用于提高钢的强度及热加工性,但若生成过多的硫化锰(MnS)析出物,则会阻碍钢的延性及加工性。因此,若添加过多Mn,则会使延性下降,并导致由合金元素的大量添加引起的原子量上升及中心偏析的发生,因此,其上限优选为0.50%。另一方面,若不足0.10%,则虽然会改善加工性,但会导致热脆性,难以确保期望的调制度。因此,将Mn的含量限定在0.10-0.50%的范围内。
Si:0.05%以下(0%除外)
硅(Si)与氧等结合而在钢板的表面形成氧化层,由此使镀锡性能劣化,并使耐蚀性下降。因此,将其添加量限定在0.05%以下。
P:0.001-0.030%
磷(P)在钢中以固溶元素存在,其是引起固溶强化而提高钢的强度及硬度的元素,为确保这些特性,优选含量为0.001%以上,若其含量超过0.030%,则在铸造时,会引起中心偏析而降低加工性。因此,将P的含量限定在0.001-0.030%的范围内。
S:0.020%以外(0%除外)
硫磺(S)与钢中的Mn结合而形成起到腐蚀引发剂作用的非金属夹杂物,且硫磺(S)是热脆性(redshortness)的成因,因此,优选尽可能减少其含量,而且,硫磺(S)与钢中的锰结合而形成硫化锰系析出物,因此,若硫磺过多,则这些析出物的大小变得粗大化,难以确保期望的调制度,因此,将其添加量限定为0.020%以下。
Al:0.01-0.07%
铝(Al)是在铝镇静钢中以防止由脱氧剂及时效引起的材质劣化为目的而添加的元素,为了得到上述效果,需要最少添加0.01%以上,但在过度添加时,会导致脱氧效果的饱和及表面夹杂物如氧化铝(Al2O3)急剧增加,从而使热轧材料的表面特性恶化,并降低加工性。因此,将上限值限制为0.07%,将添加量限定在0.01-0.07%的范围内。
N:0.0005-0.004%
氮(N)是在钢内部以固溶状态存在而对强化材质有益的元素,为确保期望的调制度,需添加0.0005%以上的量,另一方面,若添加0.0040%以上,则不仅时效性急剧劣化,还在制造钢的步骤中增加脱氮的负担,从而导致制钢作业性的劣化。因此,将其添加量限定在0.0005-0.004%的范围内。
Ti:0.03-0.08%
钛(Ti)作为提高钢的再结晶温度的元素,是用于确保退火通板性,并在焊接时抑制异常的晶粒生长,从而改善焊接部特性的元素,为确保上述效果,需添加0.03%以上的量,但过度添加至0.08%以上时,连铸作业性降低,并使制造成本上升,另外,增大轧制负荷,从而恶化作业性,使加工性劣化。因此,将Ti的添加量限定在0.03-0.08%的范围内。
另外,为确保镀锡原板的适当的加工特性及退火通板性,需适当地调节析出物及固溶相的比例。从这一观点出发,需控制[(Ti-1.5*S-3.43*N)]/(4*C)]的值。
为确保本发明的特性,需将[(Ti-1.5*S-3.43*N)]/(4*C)]的值保持在1.5-3.5的范围内,上述式子是关于与Ti形成化合物的元素如S、N、C的组分关系式。若所述[(Ti-1.5*S-3.43*N)]/(4*C)]的值不足1.5时,钢中的固溶元素过多而使常温的耐折性劣化,并且在高温中的晶粒抑制效果甚微;若[(Ti-1.5*S-3.43*N)]/(4*C)]的值超过3.5,则延性降低,加工性劣化。因此,将[(Ti-1.5*S-3.43*N)]/(4*C)]的值限定在1.5-3.5的范围内。
另外,根据本发明的镀锡原板可进一步包含硼(B)。
B:0.0025-0.0040%
硼(B)作为提高钢的再结晶温度的元素,是用于确保退火通板性,并在焊接时抑制异常的晶粒生长,从而改善焊接部特性的元素。为确保上述效果,需添加0.0025%以上,但过度添加至0.0040%以上时,在热轧工艺中阻碍奥氏体区域中的再结晶,并且使轧制负荷增大,使加工性恶化。因此,将B的添加量限定在0.0025-0.0040%的范围内。
并且,考虑到含有B,为确保镀锡原板的适当的加工特性及退火通板性,需从其他方面适当地调节析出物及固溶相的比例。从这一观点出发,需控制[(Al/27)*(B/11)/(N/14)]的值。
需要将关于N的Al与B的组分关系式,即[(Al/27)*(B/11)/(N/14)]的值保持在0.0010-0.0040的范围内。若上述[(Al/27)*(B/11)/(N/14)]的值不足0.0010,则因钢中的固溶元素过多导致常温的耐折性劣化,在高温中的晶粒抑制效果甚微;若[(Al/27)*(B/11)/(N/14)]的值超过0.0040,则延性降低,加工性劣化。因此,将[(Al/27)*(B/11)/(N/14)]的值限定在0.0010-0.0040的范围内。
在下文中,对利用以上述方式控制组分的钢,制造根据本发明的用于加工的镀锡原板的方法进行详细的说明。
根据本发明的加工性优异的高强度镀锡原板的制造方法包含:对板坯进行热轧的过程;对实施热轧后的热轧板进行精轧并进行卷取的过程;对卷取后的热轧板进行冷轧的过程;及对所述冷轧板进行连续退火的过程,其中,所述板坯以wt%计包含:0.001-0.005%的碳(C)、0.10-0.50%的锰(Mn)、0.05%以下(0%除外)的硅(Si)、0.001-0.030%的磷(P)、0.020%以外(0%除外)的硫磺(S)、0.01-0.07%的铝(Al)、0.0005-0.004%的氮(N)、0.03-0.08%的钛(Ti)、余量Fe和其他不可避免的杂质,并且满足1.5≤[(Ti-1.5*S-3.43*N)]/(4*C)]≤3.5。
此时,在所述热轧过程中,所述板坯进一步包含0.0005-0.004%的硼(B),并且满足0.0010≤[(Al/27)*(B/11)/(N/14)]≤0.0040。
在本发明中,热轧后的精轧工艺优选在900-950℃的温度范围内进行。若精轧温度不足900℃,则随着热轧在低温区域中结束,会急剧产生晶粒的混粒化,从而导致轧制性及加工性降低。另一方面,若精轧温度高于950℃,则不能在整个厚度上实现均匀的热轧,由此不能充分实现晶粒精细化,导致由晶粒粗大化引起冲击韧性的降低。因此,将所述精轧温度限定在900-950℃范围内。
并且,优选地,精轧后的热轧钢板在输出辊道(ROT,Run-out-table)步骤中进行冷却,之后在550-700℃的温度下进行卷取。若卷取温度不足550℃,则在冷却及维持期间,由于温度在宽度方向上的不均匀,在低温析出物的生成动作中表现出差异,并引起材质偏差,因此对加工性产生不良影响。然而,若卷取温度超过700℃,则随着最终产品的组织粗大化,会发生材质软化及耐蚀性降低的问题。因此,优选将所述卷取温度控制在550-700℃的范围内。
优选地,对结束卷取的钢板进行酸洗处理后,以80-94%范围内的压下率实施冷轧。若冷轧压下率不足80%,则由于为制造期望的极薄的材料,需在减小热轧板厚度的情况下作业,因此不仅使热轧作业性显著地降低,而且随着压下率的降低,还难以确保用于实现最终产品材质的晶粒。然而,在冷轧压下率超过94%以上时,虽然材质会硬化,但由于轧制机的负荷,会显著地降低冷轧作业性。因此,将冷轧压下率限定在80-94%的范围内。
所述冷轧板在600-700℃的温度下进行连续退火过程以控制精细组织。在该工艺中,进行热处理的目的在于,在由在冷轧过程中引起变形而提高强度的状态下实施去除变形的退火,从而降低至期望的强度。从这一方面来看,在600℃以下的退火温度下,变形不能被充分地去除,因此,强度虽高,但加工性显著下降。另一方面,在退火温度在700℃以上时,在退火过程中,会急剧产生再结晶现象,由此变形铁素体的比例减少,材质软化,因此无法得到期望的强度,据此将退火温度限定在600-700℃的范围内。
在所述退火板中得到的精细组织,可以通过光学或电子显微镜的观察来识别,位错密度高的变形铁素体(Deformedferrite)的构成比例优选占95%以上。变形铁素体的比例在95%以上时,材质的变动幅度小,并且,强度达到期望的水平,从而更加符合本发明的目的。
根据本发明的镀锡原板是高强度材料如二次轧制镀锡原板,作为属于使用极薄材料的领域的耐压管或罐体(Body)部等的钢板的屈服强度设定为480MPa以下时,可能会有罐发生扭转的危险,因此将屈服强度设定为480MPa以上。另一方面,若超过600MPa,则虽然对罐的耐压特性方面有益,但存在由提高强度引起的轧制性的降低、及由添加大量的合金元素引起的耐蚀性的降低等问题,因此将屈服强度限定在480-600MPa的范围内。
另外,若整体延伸率不足6%,罐的凸缘(Flange)加工性劣化,存在产生加工裂纹的问题,因此,为确保加工性,优选确保6%以上的整体延伸率。
另一方面,用于表示扩孔性的扩孔率(HER,HoleExpansionRatio)是与延伸凸缘性具有紧密联系的因子,并定义为[{(成形后加工部的孔长)-(初始加工孔的长度)}*100/(初始加工孔的长度)]。适用于现有的高强度加工用镀锡原板,所用的扩孔率是10%程度,因此,在本发明中,以确保15%以上的扩孔率为目标,由此,提出在更恶劣的加工条件下也能够实现加工的方案。
为了解镀锡原板的制造方法的技术效果,进行了下述实验,其中,镀锡原板是根据上文中说明的本发明,具有95%以上的变形铁素体比例,并具有屈服强度为480-600MPa的高强度,可确保6%以上的整体延伸率、15%以上的扩孔性的加工性优异的镀锡原板。
首先,准备以下述[表1]的组成形成的各种钢(发明钢三种,比较钢三种),在1250℃的加热炉中再加热2小时后,根据[表2]示出的热轧及冷轧条件进行了实验。
【表1】
【表2】
测量了制造的各钢种的物性及机械特性,并示于下述[表3]。
【表3】
在表3中,若屈服强度、延伸率、及扩孔率的水平,分别满足屈服强度为480-600MPa的范围、整体延伸率为6%以上的范围、扩孔率为15%以上的范围,则表示为“O”;在脱离该范围的情况下,表示为“X”。
另外,对于加工性而言,若在凸缘加工时产生加工缺陷,则表示为“不良”;若未产生加工缺陷,则表示为“良好”。
对于通板性以下述方式进行区分:若在进行冷轧及热轧时没有轧制负荷,则为合格(表示为“O”);若产生了轧制负荷,则为不合格(表示为“X”)。
另一方面,对于变形铁素体(Deformedferrite)相的比例而言,用光学显微镜组织对使用的试样的(1/4)厚度部分从不同角度以200倍的放大倍数拍摄了5张照片,利用这些照片,通过点分析算法分别算出变形铁素体和晶粒铁素体的比例。该情况下,变形及晶粒铁素体比例之合为100%。
根据上述基准,整理上述[表3]所示的试验结果后得到如下结论。发明例1至6是将根据本发明的钢组分控制、热轧工艺、冷轧工艺等工艺条件全部满足的情况。在所有的发明例中,变形铁素体相的比例满足95%以上,屈服强度也满足480-600MPa,材料的延伸率也在6%以上,并且在凸缘加工时,未发生弯曲现象或裂纹,从而能够确保优异的加工性。进一步地,扩孔性在15%以上较优异,因此,表现出良好的延伸凸缘加工性。因此,可制造出具有优异强度特性及加工性的高强度镀锡原板。
比较例1至3是满足根据本发明的钢组分的控制条件(发明钢1、发明钢2),但不满足工艺范围的情况。更详细而言,在比较例1中,精轧温度及退火温度采用分别低于各个控制范围的750℃和560℃;在比较例2中,一次冷轧压下率采用小于控制范围的68%;在比较例3中,卷取温度采用低于控制范围的450℃,而退火温度采用高于控制范围的温度(740℃)。在这些比较例1至3中,变形铁素体的比例或强度特性脱离了期望的范围,并且无法确保整体的加工性。
比较例4至6是使用满足根据本发明的各工艺的制造条件,但不满足钢组分条件的钢种(比较钢1至3)的情况。在大部分情况下,虽然可确保加工性,但变形铁素体的比例低或无法满足强度水平,因此无法适用于需要高强度的用途上,从而无法满足本发明的特性。
如上所述,根据本发明,生产厚度较薄的镀锡原板的情况下,制造适用于所需的加工性、尤其是凸缘及伸长凸缘加工性这一用途的高强度的镀锡原板时,通过控制适当的组分及制造工艺,能够改善轧制性及退火特性等,并且能够确保可适用于加工用材料这一水平的延伸率及扩孔性。因此,在进行连续退火工艺后,依然具有高强度和优异的加工性,因此用在需要这些特性的用途时,能够减少在加工步骤中发生裂纹,并可确保产品的稳定的作业性。因此,减少了产品发生材质偏差,由此,在制造厚度薄的极薄用材质时,在减少制造成本的方面也是有效的。
另外,进行了下述实验,以了解在上文中说明述的进一步包含硼(B)的加工性优异的镀锡原板的制造方法的技术效果。
首先,准备以下述[表1]的组成形成的各种钢(发明钢三种,比较钢三种),在1250℃的加热炉中再加热2小时后,根据[表5]示出的热轧及冷轧条件进行了试验。
【表4】
【表5】
测量了制造的各钢种的物性及机械特性,并示于下述[表6]。
【表6】
在表6中,若屈服强度、延伸率、及扩孔率的水平,分别满足屈服强度为480-600MPa的范围、整体延伸率为6%以上的范围、及扩孔率为15%以上的范围,则表示为“O”;在脱离该范围的情况下,表示为“X”。
另外,对于加工性而言,若在凸缘加工时产生加工缺陷,则表示为“不良”;若未产生加工缺陷,则表示为“良好”。
对于通板性以下述方式进行区分:若在进行冷轧及热轧时没有轧制负荷,则为合格(表示为“O”);若产生轧制负荷,则为不合格(表示为“X”)。
另一方面,对于变形铁素体(Deformedferrite)相的比例而言,用光学显微镜组织对使用的试样的(1/4)厚度部分从不同角度以200倍的放大倍数拍摄了5张照片,利用这些照片,通过点分析算法分别算出变形铁素体和晶粒铁素体的比例。该情况下,变形及晶粒铁素体比例之合为100%。
根据上述基准,整理上述[表6]所示的试验结果得到如下结论。
发明例11至16是将根据本发明的钢组分控制、热轧工艺、冷轧工艺等工艺条件全部满足的情况。在所有的发明例中,变形铁素体相的比例在95%以上,屈服强度也满足480-600MPa,材料的延伸率也在6%以上,并且在凸缘加工时,未发生弯曲现象或裂纹,从而能够确保优异的加工性。进一步地,扩孔性在15%以上较优异,因此,表现出良好的延伸凸缘加工性。因此,可制造出具有优异强度特性及加工性的高强度镀锡原板。
比较例11至13是满足根据本发明的钢组分的控制条件(发明钢11、发明钢12),但不满足工艺范围的情况。更详细而言,比较例11中,精轧温度及退火温度分别采用低于各个控制范围的750℃和560℃;在比较例12中,一次冷轧压下率采用小于控制范围的68%;在比较例13中,卷取温度采用低于控制范围的450℃,而退火温度采用高于控制范围的温度(740℃)。在这些比较例11至13中,变形铁素体的比例或强度特性脱离了期望的范围,并且不能确保整体的加工性。
比较例14至16是使用满足根据本发明的各工艺的制造条件,但不满足钢组分条件的钢种(比较钢11至13)的情况。在大部分情况下,虽然可确保加工性,但变形铁素体的比例低或无法满足强度水准,因此无法适用于需要高强度的用途上,从而无法满足本发明的特性。
如上所述,根据本发明,生产厚度较薄的镀锡原板的情况下,制造适用于所需的加工性、尤其是凸缘及伸长凸缘加工性的用途的高强度的镀锡原板时,通过控制适当的组分及制造工艺,能够改善轧制性及退火特性等,并且能够确保适用于加工用材料这一水平的延伸率及扩孔性。因此,在进行连续退火工艺后,依然具有高强度和优异的加工性,因此用在需要这些特性的用途时,能够减少在加工步骤中发生裂纹,并可确保产品的稳定的作业性。因此,减少了产品发生材质偏差,由此,在制造厚度薄的极薄用材质时,在减少制造成本的方面也是有效的。
上文中,对本发明的实施例进行了说明,但应理解为本发明所属技术领域中普通技术人员在不脱离本发明的技术构思或不改变必要条件的情况下,可以用其他具体的方案实施。
因此,上文中的实施例是在所有方面都仅仅是示例,不可理解为其限定本发明。本发明的范围是由权利要求书限定的,而并非由上文中的描述所限定,应解释为本发明的范围包含从权利要求书的含义和范围、及其均等概念导出的所有变形或变更的方案。
Claims (12)
1.一种加工性优异的高强度镀锡原板,其特征在于,
所述加工性优异的高强度镀锡原板以wt%计包含:0.001-0.005%的碳(C)、0.1-0.5%的锰(Mn)、0.05%以下(0%除外)的硅(Si)、0.001-0.030%的磷(P)、0.020%以下(0%除外)的硫磺(S)、0.01-0.07%的铝(Al)、0.0005-0.004%的氮(N)、0.03-0.08%的钛(Ti)、余量Fe和其他不可避免的杂质,
并且满足1.5≤[(Ti-1.5*S-3.43*N)]/(4*C)]≤3.5。
2.根据权利要求1所述的加工性优异的高强度镀锡原板,其特征在于,
所述加工性优异的高强度镀锡原板进一步包含0.0005-0.004%的硼(B),
并且满足0.0010≤[(Al/27)*(B/11)/(N/14)]≤0.0040。
3.根据权利要求1或2所述的加工性优异的高强度镀锡原板,其特征在于,
变形铁素体的比例在95%以上。
4.根据权利要求1或2所述的加工性优异的高强度镀锡原板,其特征在于,
屈服强度在480-600MPa的范围内。
5.根据权利要求1或2所述的加工性优异的高强度镀锡原板,其特征在于,
整体延伸率在6%以上。
6.根据权利要求1或2所述的加工性优异的高强度镀锡原板,其特征在于,
扩孔率在15%以上。
7.一种加工性优异的高强度镀锡原板的制造方法,其特征在于,
所述制造方法包含:
对板坯进行热轧工艺的过程;
对经过所述热轧工艺的热轧板进行精轧工艺并进行卷取工艺的过程;
对经过所述卷取工艺的热轧板进行冷轧工艺的过程;及
对冷轧板进行连续退火工艺的过程,
其中,所述板坯以wt%计包含:0.001-0.005%的碳(C)、0.10-0.50%的锰(Mn)、0.05%以下(0%除外)的硅(Si)、0.001-0.030%的磷(P)、0.020%以外(0%除外)的硫磺(S)、0.01-0.07%的铝(Al)、0.0005-0.004%的氮(N)、0.03-0.08%的钛(Ti)、余量Fe和其他不可避免的杂质,并且满足1.5≤[(Ti-1.5*S-3.43*N)]/(4*C)]≤3.5。
8.根据权利要求7所述的加工性优异的高强度镀锡原板的制造方法,其特征在于,
在所述热轧工艺中,所述板坯进一步包含0.0005-0.004%的硼(B),并且满足0.0010≤[(Al/27)*(B/11)/(N/14)]≤0.0040。
9.根据权利要求7或8所述的加工性优异的高强度镀锡原板的制造方法,其特征在于,
所述精轧工艺在900-950℃范围内的温度下实施。
10.根据权利要求7或8所述的加工性优异的高强度镀锡原板的制造方法,其特征在于,
所述卷取工艺在550-700℃范围内的温度下实施。
11.根据权利要求7或8所述的加工性优异的高强度镀锡原板的制造方法,其特征在于,
在所述冷轧工艺中,压下率在80-94%的范围内。
12.根据权利要求7或8所述的加工性优异的高强度镀锡原板的制造方法,其特征在于,
所述连续退火工艺在600-700℃范围内的温度下实施。
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