CN115821158A - 罐用钢板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高强度、特别是作为罐盖的卷边部的材料具有足够高的加工精度的罐用钢板。本发明的罐用钢板具有如下的成分组成和组织，上屈服强度为550MPa以上，所述成分组成以质量％计含有C：0.010％～0.130％、Si：0.04％以下、Mn：0.10％～1.00％、P：0.007％～0.100％、S：0.0005％～0.0090％、Al：0.001％～0.100％、N：0.0050％以下、Ti：0.0050％～0.1000％以及Cr：0.08％以下，并且当Ti＊＝Ti－1.5S时，满足0.005≤(Ti＊/48)/(C/12)≤0.700的关系，剩余部分为Fe和不可避免的杂质，所述组织是铁素体晶粒中渗碳体所占的比例为10％以下。

Description

罐用钢板及其制造方法
本申请是针对申请日为2019年11月13日、申请号为201980084585.0、发明名称为“罐用钢板及其制造方法”的申请提出的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种罐用钢板及其制造方法。
背景技术
对使用钢板的食品罐、饮料罐的罐身、罐盖迫切期望降低制罐成本，作为其对策，正在进行通过所使用的钢板的薄壁化来实现材料的低成本化。成为薄壁化对象的钢板是利用拉深加工成型的2片罐的罐体以及由圆筒成型成型的3片罐的罐体以及用于罐盖的钢板。如果仅使钢板薄壁化，则罐体、罐盖的强度降低，因此在再拉深罐(DRD(draw－redraw)罐)、焊接罐的罐体这样的部位，期望有高强度极薄罐用钢板。
高强度极薄罐用钢板通过在退火后使用实施压下率为20％以上的二次冷轧的Duble Reduce法(以下称为“DR法”)进行制造。使用DR法制造的钢板(以下也称为“DR材料”)为高强度，但总伸长率小(延展性不足)，加工性差。
在具有直线形状的罐体中正在进行DR材料的应用，由于在开盖的食品罐的罐盖中形状复杂，所以应用DR材料时在复杂的形状部分中大多无法得到精度高的加工形状。具体而言，罐盖可通过利用加压加工依次进行钢板的落料、壳加工及卷边加工进行制造。特别是在卷边加工中为了卷绕罐体的凸缘部与罐盖的卷边部而确保罐密封性，对罐盖的卷边部的加工形状迫切期望高精度。例如如果在罐盖的卷边部产生褶皱，则卷绕罐体的凸缘部和罐盖的卷边部后的罐的密封性严重受损。作为高强度极薄罐用钢板通常使用的DR材料的延展性不足，因此从加工性的观点考虑，应用到具有复杂的形状的罐盖很困难。因此，在使用DR材料的情况下，经过多次模具调整而得到制品。并且，DR材料中，利用二次冷轧进行加工固化而使钢板高强度化，因此根据二次冷轧的精度，加工固化不均匀地导入钢板，结果存在加工DR材料时产生局部的变形的情况。该局部的变形会导致在罐盖的卷边部产生褶皱，所以应尽量避免。
为了避免这样的DR材料的缺点，提出了使用各种强化法的高强度钢板的制造方法。专利文献1中，通过将由Nb碳化物带来的析出强化、由Nb、Ti和B的碳氮化物带来的微细化强化复合组合，从而获得强度和延展性的平衡的钢板。专利文献2中提出了使用Mn、P以及N等的固溶强化来使钢板高强度化的方法。专利文献3中提出了通过利用由Nb、Ti以及B的碳氮化物带来的析出强化而使拉伸强度小于540MPa，由此控制氧化物系夹杂物的粒径，从而改善焊接部的成型性的罐用钢板。专利文献4中提出了通过提高N含量来实现由固溶N带来的高强度化，控制钢板的板厚方向的位错密度，从而拉伸强度为400MPa以上，断裂伸长率为10％以上的高强度容器用钢板。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平8－325670号公报
专利文献2：日本特开2004－183074号公报
专利文献3：日本特开2001－89828号公报
专利文献4：日本专利第5858208号公报。
发明内容
如上所述，要使罐用钢板薄壁化需要确保强度。另一方面，在使用钢板作为加工精度高的罐盖的材料的情况下，该钢板需要为高延展性。并且，为了提高罐盖的卷边部的加工精度，需要控制钢板的局部变形。然而，对于这些特性，上述的现有技术中，强度、延展性(总伸长率)、均匀变形能、卷边部的加工精度中任一者差。
专利文献1中提出了利用析出强化实现高强度化，获得强度与延展性的平衡的钢。然而，对钢板的局部变形完全没有考虑，在专利文献1记载的制造方法中，难以得到满足罐盖的卷边部所要求的加工精度的钢板。
专利文献2提出了利用固溶强化得到高强度化。然而，由P的过量添加带来的钢板的高强度化容易导致钢板的局部变形，难以得到满足罐盖的卷边部所要求的加工精度的钢板。
专利文献3利用由Nb、Ti以及B的碳氮化物带来的析出强化而得到所希望的强度。然而，从焊接部的成型性和表面性状的观点考虑，还需要添加Ca、REM，存在使耐腐蚀性劣化的问题。另外，对钢板的局部变形并完全没有考虑，在专利文献3记载的制造方法中，难以得到满足罐盖的卷边部所要求的加工精度的钢板。
专利文献4中通过使用拉伸强度为400MPa以上、断裂伸长率为10％以上的高强度容器用钢板，将罐盖成型而实施耐压强度评价。然而，对罐盖卷边部的形状完全没有考虑，难以得到加工精度高的罐盖。
本发明鉴于上述情况而完成，目的在于提供一种高强度、特别是作为罐盖的卷边部的材料具有足够高的加工精度的罐用钢板及其制造方法。
解决上述课题的本发明的主旨构成如下所述。
[1]一种罐用钢板，上屈服强度为550MPa以上，具有如下的成分组成和组织，所述成分组成以质量％计含有C：0.010％～0.130％、Si：0.04％以下、Mn：0.10％～1.00％、P：0.007％～0.100％、S：0.0005％～0.0090％、Al：0.001％～0.100％、N：0.0050％以下、Ti：0.0050％～0.1000％以及Cr：0.08％以下，并且Ti＊＝Ti－1.5S时，满足0.005≤(Ti＊/48)/(C/12)≤0.700的关系，剩余部分为Fe和不可避免的杂质，所述组织的铁素体晶粒中渗碳体所占的比例为10％以下。
[2]根据上述[1]所述的罐用钢板，其中，所述成分组成以质量％计进一步含有选自Nb：0.0050％～0.0500％、Mo：0.0050％～0.0500％以及B：0.0020％～0.0100％中的一种或两种以上。
[3]一种罐用钢板的制造方法，具有如下工序：
热轧工序，将钢坯在1200℃以上进行加热，在850℃以上的终轧温度下轧制而制成钢板，将所述钢板在640℃～780℃的温度下卷绕，其后进行将500℃～300℃的平均冷却速度设为25℃/h～55℃/h的冷却；
一次冷轧工序，对所述热轧工序后的钢板以86％以上的压下率实施冷轧；
退火工序，对所述一次冷轧工序后的钢板在到500℃为止的平均升温速度为8℃/s～50℃/s的条件下实施加热后，在640℃～780℃的温度区域保持10秒～90秒；
二次冷轧工序，对所述退火工序后的钢板以0.1％～15.0％的压下率实施冷轧；
所述钢坯的成分组成以质量％计含有C：0.010％～0.130％、Si：0.04％以下、Mn：0.10％～1.00％、P：0.007％～0.100％、S：0.0005％～0.0090％、Al：0.001％～0.100％、N：0.0050％以下，Ti：0.0050％～0.1000％以及Cr：0.08％以下，并且Ti＊＝Ti－1.5S时，满足0.005≤(Ti＊/48)/(C/12)≤0.700的关系，剩余部分为Fe和不可避免的杂质。
[4]根据上述[3]所述的罐用钢板的制造方法，其中，所述成分组成以质量％计进一步含有选自Nb：0.0050％～0.0500％、Mo：0.0050％～0.0500％以及B：0.0020％～0.0100％中的一种或两种以上。
根据本发明，可得到高强度、特别是作为罐盖的卷边部的材料具有足够高的加工精度的罐用钢板。
具体实施方式
基于以下的实施方式对本发明进行说明。首先，对本发明的一个实施方式所涉及的罐用钢板的成分组成进行说明。应予说明，成分组成的单位均为“质量％”，以下只要没有特别说明，仅以“％”表示。
C：0.010％～0.130％
本实施方式的罐用钢板重要的是具有550MPa以上的上屈服强度。因此，利用由通过含有Ti而生成的Ti系碳化物带来的析出强化极其重要。为了利用由Ti系碳化物带来的析出强化，罐用钢板的C含量变得重要。如果C含量小于0.010％，则由上述析出强化引起的强度提高效果降低，上屈服强度小于550MPa。因此，将C含量的下限设为0.010％。另一方面，如果C含量超过0.130％，则在钢的熔炼中的冷却过程中会产生亚包晶裂纹，并且钢板过度地硬质化，所以延展性降低。进而铁素体晶粒中渗碳体所占的比例超过10％，在将钢板加工成罐盖的卷边部时，产生褶皱。因此，将C含量的上限设为0.130％。应予说明，如果C含量为0.060％以下，则冷轧时的变形阻力小，能够以更大的轧制速度进行轧制。因此，从容易制造的观点考虑，优选将C含量设为0.015％～0.060％。
Si：0.04％以下
Si是通过固溶强化使钢高强度化的元素。为了得到该效果，优选将Si含量设为0.01％以上。然而，Si含量超过0.04％时，耐腐蚀性严重受损。因此，将Si含量设为0.04％以下。Si含量优选为0.01％～0.03％。
Mn：0.10％～1.00％
Mn通过固溶强化增加钢的强度。如果Mn含量小于0.10％，则无法确保550MPa以上的上屈服强度。因此，将Mn含量的下限设为0.10％。另一方面，如果Mn含量超过1.00％，则不仅耐腐蚀性和表面特性劣化，而且在铁素体晶粒中渗碳体所占的比例超过10％，产生局部的变形，均匀变形能力差。因此，将Mn含量的上限设为1.00％。Mn含量优选为0.20％～0.60％。
P：0.007％～0.100％
P是固溶强化能力大的元素。为了得到这样的效果，需要含有0.007％以上的P。因此，将P含量的下限设为0.007％。另一方面，如果P的含量超过0.100％，则钢板过度地硬质化，因此延展性降低，耐腐蚀性进一步变差。因此，将P含量的上限设为0.100％。P含量优选为0.008％～0.015％。
S：0.0005％～0.0090％
本实施方式的罐用钢板通过由Ti系碳化物带来的析出强化而得到高强度。S容易形成Ti和TiS，如果形成TiS，则对析出强化有用的Ti系碳化物的量减少，得不到高强度。即如果S含量超过0.0090％，则TiS大量地形成，强度降低。因此，将S含量的上限设为0.0090％。S含量优选为0.0080％以下。另一方面，如果S含量小于0.0005％，则脱S成本过大。因此，将S含量的下限设为0.0005％。
Al：0.001％～0.100％
Al是作为脱氧剂含有的元素，对钢的微细化也有用。如果Al含量小于0.001％，则作为脱氧剂的效果不充分，导致凝固缺陷的产生，并且炼钢成本增大。因此，将Al含量的下限设为0.001％。另一方面，如果Al含量超过0.100％，则可能产生表面缺陷。因此，将Al含量的上限设为0.100％以下。应予说明，为了使Al作为脱氧剂充分发挥功能，优选将Al含量设为0.010％～0.060％以下。
N：0.0050％以下
本实施方式的罐用钢板通过由Ti系碳化物带来的析出强化而得到高强度。N容易形成Ti和TiN，如果形成TiN，则对析出强化有用的Ti系碳化物的量减少，无法得到高强度。另外，如果N含量过多，则在连续铸造时的温度降低的下部矫正带中，容易产生板坯裂纹。并且，如上所述因大量形成的TiN，对析出强化有用的Ti系碳化物的量减少，无法得到所希望的强度。因此，将N含量的上限设为0.0050％。N含量的下限无需特别设定，从炼钢成本的观点考虑，优选使N含量超过0.0005％。
Ti：0.0050％～0.1000％
Ti是碳化物生成能力高的元素，对使微细碳化物析出有效。因此，上屈服强度提高。在本实施方式中，通过调整Ti含量来调整上屈服强度。通过将Ti含量设为0.0050％以上而产生该效果，因此将Ti含量的下限设为0.0050％。另一方面，由于Ti使再结晶温度上升，因此Ti含量超过0.1000％时，640～780℃的均热温度的退火中残留大量未再结晶组织。而且，在钢板变形时，应变不均匀地赋予到钢板上，在将钢板加工成罐盖的卷边部时产生褶皱。因此，将Ti含量的上限设为0.1000％。Ti含量优选为0.0100％～0.0800％。
Cr：0.08％以下
Cr是形成碳氮化物的元素。Cr的碳氮化物虽然强化能力与Ti系碳化物相比小，但有助于钢的高强度化。从充分得到该效果的观点考虑，优选将Cr含量设为0.001％以上。但是如果Cr含量超过0.08％，则过量地形成Cr的碳氮化物，抑制最有助于钢的强化能力的Ti系碳化物的形成，得不到所希望的强度。因此，将Cr含量设为0.08％以下。
0.005≤(Ti＊/48)/(C/12)≤0.700
为了得到高强度且在加工时抑制局部的变形，重要的是(Ti＊/48)/(C/12)的值。这里，Ti＊由Ti＊＝Ti－1.5S定义。Ti与C形成微细的析出物(Ti系碳化物)，有助于钢的高强度化。不形成Ti系碳化物的C以渗碳体或者固溶C的形式存在于钢中。如果该渗碳体以规定的分率以上存在于钢的铁素体晶粒中，则在钢板加工时产生局部的变形，在将钢板加工成罐盖的卷边部时产生褶皱。另外，Ti容易与S结合并形成TiS，如果形成TiS，则对析出强化有用的Ti系碳化物的量减少，得不到高强度。本发明人等发现通过控制(Ti＊/48)/(C/12)的值，从而实现由Ti系碳化物带来的高强度化，并且能够抑制由钢板的加工时的局部变形所引起的褶皱，从而完成了本发明。即，如果(Ti＊/48)/(C/12)小于0.005，则有助于钢的高强度化的Ti系碳化物的量减少，上屈服强度小于550MPa。另外，铁素体晶粒中渗碳体所占的比例超过10％，在将钢板加工成罐盖的卷边部时产生褶皱。因此，将(Ti＊/48)/(C/12)设为0.005以上。另一方面，如果(Ti＊/48)/(C/12)超过0.700，则对于在640℃～780℃的均热温度下的退火中会残留大量未再结晶组织。如此，钢板变形时，应变不均匀地赋予到钢板，在将钢板加工成罐盖的卷边部时产生褶皱。因此，将(Ti＊/48)/(C/12)设为0.700以下。(Ti＊/48)/(C/12)优选为0.090～0.400。
以上，对本发明的基本成分进行了说明。上述成分以外的剩余部分为Fe和不可避免的杂质，除此以外，还可以根据需要适当含有以下的元素。
Nb：0.0050％～0.0500％
Nb与Ti同样是碳化物生成能力高的元素，对微细的碳化物析出有效。因此，上屈服强度提高。在本实施方式中，通过调整Nb含量来调整上屈服强度。通过使Nb含量为0.0050％以上而产生该效果，因此将Nb含量的下限设为0.0050％。另一方面，Nb使再结晶温度的上升，所以如果Nb含量超过0.0500％，则在640～780℃的均热温度下的退火中会残留大量未再结晶组织。而且，在钢板变形时，应变不均匀地赋予到钢板，在将钢板加工成罐盖的卷边部时产生褶皱。因此，将Nb含量的上限设为0.0500％。Nb含量优选为0.0080％～0.0300％。
Mo：0.0050％～0.0500％
Mo与Ti和Nb同样是碳化物生成能力高的元素，对使微细的碳化物析出有效。因此，上屈服强度提高。在本实施方式中可以通过调整Mo含量来调整上屈服强度。通过使Mo含量为0.0050％以上而产生该效果，因此将Mo含量的下限设为0.0050％。另一方面，Mo会导致再结晶温度的上升，因此如果Mo含量超过0.0500％，则在640～780℃的均热温度的退火中会残留大量未再结晶组织。而且，在钢板变形时，应变不均匀地赋予到钢板，在将钢板加成罐盖的卷边部时，产生褶皱。因此，将Mo含量的上限设为0.0500％。Mo含量优选为0.0080％～0.0300％。
B：0.0020％～0.0100％
B使铁素体粒径微细化，对提高上屈服强度有效。在本实施方式中，可以通过调整B含量来调整上屈服强度。通过将B含量设为0.0020％以上而产生该效果，因此将B含量的下限设为0.0020％。另一方面，B导致再结晶温度的上升，所以如果B含量超过0.0100％，则在640～780℃的均热温度的退火中会残留大量未再结晶组织。而且，在钢板变形时，应变不均匀地赋予到钢板，在将钢板加工成罐盖的卷边部时，产生褶皱。因此，将B含量的上限设为0.0100％。B含量优选为0.0025％～0.0050％。
接下来，对本实施方式的罐用钢板的机械性质进行说明。为了确保焊接罐的凹痕强度和罐盖的耐压强度等，将钢板的上屈服强度设为550MPa以上。另一方面，如果是为670MPa以下的组成，则可得到更良好的耐腐蚀性。因此，优选将上屈服强度设为670MPa以下。
应予说明，屈服强度可以根据“JIS Z 2241：2011”所示的金属材料拉伸试验方法进行测定。上述屈服强度可以通过调整成分组成、以及热轧工序的卷绕后的冷却速度和退火工序的加热速度得到。具体而言，550MPa以上的屈服强度可以通过如下方式得到：设为上述的成分组成，在热轧工序中将卷绕温度设为640℃～780℃，将从卷绕后的500℃到300℃的平均冷却速度设为25℃/h～55℃/h，在连续退火工序中将到500℃的平均升温速度设为8℃/s～50℃/s，将均热温度设为640℃～780℃，将均热温度处于640℃～780℃的温度区域的保持时间设为10秒～90秒，将二次冷轧工序的压下率设为0.1％以上。
接下来，对本发明所涉及的罐用钢板的金属组织进行说明。
铁素体晶粒中所占的渗碳体的比例：10％以下
如果铁素体晶粒中渗碳体所占的比例超过10％，则加工时例如在将钢板加工成罐盖的卷边部时产生由局部的变形引起的褶皱。因此，将铁素体晶粒中渗碳体所占的比例设为10％以下。该机理并不明确，但推测如果与微细的Ti系碳化物相比存在大量大渗碳体时，则加工时的微细的Ti系碳化物、渗碳体与位错的相互作用的平衡瓦解，直至产生褶皱。铁素体晶粒中渗碳体所占的比例优选为8％以下。优选将铁素体晶粒中渗碳所占体的比例设为1％以上，更优选设为2％以上。
铁素体晶粒中渗碳体所占的比例可以通过以下的方法测定。对与钢板的轧制方向平行的板厚方向的截面进行研磨后，利用腐蚀液(3体积％硝酸酒精)进行腐蚀。接下来，使用光学显微镜以400倍的倍率观察10个视场中板厚1/4深度位置(上述截面的从表面起在板厚方向上板厚的1/4的位置)到板厚1/2位置的区域。接下来，使用利用光学显微镜拍摄的组织照片，通过目视判定确定铁素体晶粒中的渗碳体，利用图像解析求出渗碳体的面积率。这里，渗碳体是在400倍的倍率的光学显微镜中呈黑色或灰色的圆形以及椭圆状的金属组织。求出各视场中渗碳体的面积率，将10个视场的面积率平均而的的值作为在铁素体晶粒中渗碳体所占的比例。
板厚：0.4mm以下
现在，以制罐成本的减少为目的，进行了钢板的薄壁化。然而，随着钢板的薄壁化，即减少钢板的板厚，可能导致罐体强度的降低和加工时的成型不良。与此相对，本实施方式的罐用钢板即使在板厚薄的情况下，也不会降低罐体强度，例如不会降低罐盖的耐压强度，也不会发生加工时褶皱产生的成型不良。即，在板厚薄的情况下，可显著发挥高强度且加工精度高的本发明的效果。因此，从该观点考虑，优选将板厚设为0.4mm以下。此外，板厚可以为0.3mm以下，可以为0.2mm以下。
接下来，对本发明的一个实施方式所涉及的罐用钢板的制造方法进行说明。以下，温度以钢板的表面温度作为基准。另外，平均冷却速度是以钢板的表面温度为基础如下计算而得到的值。例如从500℃到300℃的平均冷却速度由{(500℃)－(300℃)}/(从500℃到300℃的冷却时间)表示。
制造本实施方式的罐用钢板时，利用使用转炉等的公知方法，将钢水调整成上述的成分组成，其后，例如利用连续铸造法制成板坯。
板坯加热温度：1200℃以上
如果热轧工序的板坯加热温度小于1200℃，则在铸造时形成的粗大的氮化物、例如AlN未熔解而残留在钢中。因此，制罐性降低，钢板变形时，应变不均匀地赋予到钢板，在将钢板加工成罐盖的卷边部时产生褶皱。因此，将板坯加热温度的下限设为1200℃。板坯加热温度优选为1220℃以上。板坯加热温度即便超过1350℃，效果也饱和，因此优选将上限设为1350℃。
终轧温度：850℃以上
如果热轧工序的最终温度小于850℃，则由热轧钢板的未再结晶组织引起的未再结晶组织残留于退火后的钢板中，在钢板的加工时因局部的变形而产生褶皱。因此，将终轧温度的下限设为850℃。另一方面，如果终轧温度为950℃以下，则能够制造具有更良好的表面性状的钢板。因此，优选将终轧温度设为950℃以下。
卷绕温度：640℃～780℃
如果热轧工序的卷绕温度小于640℃，则在热轧钢板中大量析出渗碳体。而且，退火后的铁素体晶粒中渗碳体所占的比例超过10％，在将钢板加工成罐盖的卷边部时产生由局部变形引起的褶皱。因此，将卷绕温度的下限设为640℃。另一方面，如果卷绕温度超过780℃，则连续退火后的钢板的铁素体的一部分粗大化，钢板软质化，上屈服强度小于550MPa。因此，将卷绕温度的上限设为780℃。卷绕温度优选为660℃～760℃。
从500℃到300℃的平均冷却速度：25℃/h～55℃/h
如果从卷绕后的500℃到300℃的平均冷却速度小于25℃/h，则在热轧钢板大量析出渗碳体，在退火后的铁素体晶粒中渗碳体所占的比例超过10％。而且在将钢板加工成罐盖的卷边部时产生由局部变形引起的褶皱，或者有助于强度的微细的Ti系碳化物量减少，钢板的强度降低。因此，将从卷绕后的500℃到300℃的平均冷却速度的下限设为25℃/h。另一方面，如果从卷绕后的500℃到300℃的平均冷却速度超过55℃/h，则在钢中存在的固溶C增大，在将钢板加工成罐盖的卷边部时产生由固溶C引起的褶皱。因此，将从卷绕后的500℃到300℃的平均冷却速度的上限设为55℃/h以下。优选将从卷绕后的500℃到300℃的平均冷却速度设为30℃/h～50℃/h。应予说明，上述平均冷却速度可以利用空冷实现。另外，“平均冷却速度”是以线圈宽度方向边缘和中心的平均温度作为基准。
酸洗
其后，优选根据需要进行酸洗。酸洗只要能够除去表层氧化皮即可，不需要特别限定条件。另外，可以利用酸洗以外的方法除去氧化皮。
接下来，隔着冷轧间隔分两次进行退火。
一次冷轧的压下率：86％以上
如果一次冷轧工序的压下率小于86％，则利用冷轧对钢板赋予的应变降低，因此难以将连续退火后的钢板的上屈服强度设为550MPa以上。因此，将一次冷轧工序的压下率设为86％以上。优选将一次冷轧工序的压下率设为87％～94％。应予说明，可以在热轧工序后、且一次冷轧工序前适当地包括其它工序，例如包括用于使热轧板软质化的退火工序。另外，可以在热轧工序后不立即进行酸洗而进行一次冷轧工序。
到500℃为止的平均升温速度：8℃/s～50℃/s
对一次冷轧工序后的钢板在到500℃为止的平均升温速度为8℃/s以上50℃/s以下的条件下实施加热到后述的均热温度为止。如果到500℃为止的平均升温速度小于8℃/s，则主要在热轧的卷绕工序中析出的Ti系碳化物在升温中变得粗大，强度降低。因此，将到500℃为止的平均升温速度设为8℃/s以上。如果到500℃为止的平均升温速度超过50℃/s，则在640℃～780℃的均热温度下的退火中大量地残留未再结晶组织。而且，在钢板变形时，应变不均匀地赋予到钢板，所以在将钢板加工成罐盖的卷边部时产生褶皱。因此，将到500℃为止的平均升温速度设为50℃/s以下。达到500℃后，在达到均热温度为止的过程中，钢板温度下降是不优选的，优选为保持到500℃为止的平均升温速度而升温到640℃。
均热温度：640℃～780℃
如果连续退火工序的均热温度超过780℃，则在连续退火中容易产生热瓢曲等通板故障。另外，钢板的铁素体粒径一部分粗大化，钢板软质化，上屈服强度小于550MPa。因此，使均热温度为780℃以下。另一方面，如果退火温度小于640℃，则铁素体粒的再结晶不完全，未再结晶残留。如果未再结晶残留，则钢板变形时，应变不均匀地赋予到钢板，产生局部的变形，在将钢板加工成罐盖的卷边部时产生褶皱。因此，将均热温度设为640℃以上。应予说明，优选将均热温度设为660℃～740℃。
均热温度处于640℃～780℃的温度区域的保持时间：10秒～90秒
如果保持时间超过90秒，则主要在热轧的卷绕工序中析出的Ti系碳化物在升温中变得粗大，强度降低。另一方面，如果保持时间小于10秒，则铁素体粒的再结晶变得不完全，残留未再结晶。而且，在钢板变形时，应变不均匀地赋予到钢板，产生局部的变形，将钢板加工到罐盖的卷边部时产生褶皱。
在退火中可使用连续退火装置。另外，可以在一次冷轧工序后且退火工序前适当包括其它的工序，例如用于使热轧板软质化的退火工序，也可以在一次冷轧工序之后立即进行退火工序。
二次冷轧的压下率：0.1％～15.0％
如果退火后的二次冷轧的压下率超过15.0％，则过度的加工固化导入到钢板，其结果钢板强度过度地上升。而且在钢板的加工时例如在罐盖的壳加工中产生裂纹，或者接下来的卷边部的加工中产生褶皱。因此，将二次冷轧的压下率设为15.0％以下。为了提高钢板的加工精度，二次冷轧率优选为低的一方，优选使二次冷轧的压下率小于7.0％。另一方面，在二次冷轧中有对钢板赋予表面粗糙度的作用，为了对钢板赋予均匀的表面粗糙度，以及将上屈服强度设为550MPa以上，需要将二次冷轧的压下率设为0.1％以上。此外，二次冷轧工序可以在退火装置内实施，也可以在独立的轧制工序中实施。
根据以上可得到本实施方式的罐用钢板。应予说明，本发明中，在二次冷轧后，可以进一步进行各种工序。例如，本发明的罐用钢板可以在钢板表面具有镀覆层。作为镀覆层，可举出镀Sn层、无锡层等镀Cr层、镀Ni层、镀Sn－Ni层等。另外，可以进行涂装烧结处理工序、膜层压等工序。应予说明，镀覆、层压膜等相对于板厚而言，其膜厚足够小，所以对罐用钢板机械特性的影响可以被忽略。
实施例
利用转炉熔炼含有表1所示的成分组成、剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成的钢，通过连续铸造而得到钢坯。接着，对该钢坯在表2所示的热轧条件下实施热轧，在热轧后进行酸洗。接着，以表2所示的压下率进行一次冷轧，利用表2所示的连续退火条件进行连续退火，接着以在表2所示的压下率实施二次冷轧，由此得到钢板。对该钢板连续地实施通常的镀Sn，得到单面附着量为11.2g/m2的镀Sn钢板(马口铁)。其后，对实施了相当于210℃、10分钟的涂装烧结处理的热处理的镀Sn钢板进行以下的评价。
＜拉伸试验＞
基于“JIS Z 2241：2011”所示的金属材料拉伸试验方法，实施拉伸试验。即，以相对于轧制方向成直角的方向为拉伸方向的方式采取JIS 5号拉伸试验片(JIS Z 2201)，在拉伸试验片的平行部赋予50mm(L)的标记。而且，以拉伸速度10mm/分钟实施基于JIS Z2241的规定的拉伸试验直到拉伸试验片断裂为止，测定上屈服强度。将测定结果示于表2和表3。
＜金属组织的调查＞
对与镀Sn钢板的轧制方向平行的板厚方向的截面进行研磨后，利用腐蚀液(3体积％硝酸酒精)进行腐蚀。接着，使用光学显微镜，以400倍的倍率观察遍及10个视场中从板厚1/4深度位置(上述截面的从表面起沿着板厚方向为板厚的1/4的位置)到板厚1/2位置为止的区域。接着，使用利用光学显微镜拍摄的组织照片，通过目视判定确定铁素体晶粒中的渗碳体，利用图像解析求出渗碳体的面积率。这里，渗碳体是在400倍的倍率的光学显微镜中呈黑色或灰色的圆形以及椭圆状的金属组织。接着，求出各视场中渗碳体的面积率，将10个视场的面积率平均而得的值作为铁素体晶粒中渗碳体所占的比例。应予说明，图像解析使用图像解析软件(粒子解析日铁住金Technology株式会社制)。将调查结果示于表2和表3。
＜耐腐蚀性＞
对镀Sn钢板，使用光学显微镜，以50倍的倍率观察测定面积为2.7mm2的区域，测量Sn镀覆变薄、孔状的部位的个数。将孔状的部位的个数小于20个的情况设为○，将20个～25个的情况设为△，将超25个的情况设为×。将观察结果示于表2和表3。
＜有无褶皱产生＞
由钢板采取120mm的方形的坯料，按圆形的坯料加工、壳加工、卷边加工的顺序依次进行加工，制成罐盖。使用实体显微镜(Keyence株式会社制)，对制成的罐盖的卷边部在圆周方向观察8个位置，调查是否产生褶皱。将评价结果示于表2和表3。此外，将在圆周方向8个位置中有1处产生褶皱的情况作为“产生褶皱：有”，将圆周方向8个位置中均未产生褶皱的情况作为“产生褶皱：无”。
[表1]
[表1]
(质量％)
钢No. C Si Mn P S Al N Ti Cr Nb Mo B 备注
1 0.038 0.01 0.47 0.008 0.0051 0.048 0.0045 0.072 0.024 tr. tr. tr. 发明例
2 0.124 0.01 0.43 0.010 0.0064 0.052 0.0049 0.065 0.038 tr. tr. tr. 发明例
3 0.015 0.02 0.50 0.009 0.0047 0.044 0.0042 0.046 0.015 tr. tr. tr. 发明例
4 0.044 0.02 0.46 0.011 0.0053 0.039 0.0044 0.050 0.036 tr. tr. tr. 发明例
5 0.036 0.03 0.29 0.010 0.0045 0.046 0.0046 0.052 0.023 tr. tr. tr. 发明例
6 0.047 0.02 0.94 0.009 0.0066 0.038 0.0037 0.018 0.052 tr. tr. tr. 发明例
7 0.039 0.02 0.12 0.009 0.0044 0.051 0.0041 0.037 0.029 tr. tr. tr. 发明例
8 0.042 0.01 0.58 0.010 0.0060 0.047 0.0038 0.043 0.035 tr. tr. tr. 发明例
9 0.053 0.01 0.21 0.011 0.0052 0.043 0.0046 0.024 0.047 tr. tr. tr. 发明例
10 0.040 0.01 0.45 0.009 0.0031 0.055 0.0036 0.069 0.032 tr. tr. tr. 发明例
11 0.046 0.02 0.37 0.010 0.0069 0.039 0.0043 0.054 0.004 tr. tr. tr. 发明例
12 0.044 0.02 0.50 0.009 0.0088 0.052 0.0035 0.068 0.026 tr. tr. tr. 发明例
13 0.058 0.01 0.44 0.010 0.0053 0.027 0.0039 0.053 0.078 tr. tr. tr. 发明例
14 0.012 0.01 0.53 0.011 0.0062 0.046 0.0043 0.017 0.037 tr. tr. tr. 发明例
15 0.054 0.02 0.32 0.010 0.0055 0.058 0.0037 0.019 0.013 tr. tr. tr. 发明例
16 0.068 0.01 0.46 0.011 0.0079 0.054 0.0035 0.014 0.019 tr. tr. tr. 发明例
17 0.039 0.01 0.35 0.012 0.0011 0.042 0.0039 0.015 0.015 tr. tr. tr. 发明例
18 0.020 0.01 0.24 0.012 0.0039 0.056 0.0049 0.020 0.027 tr. tr. tr. 发明例
19 0.042 0.02 0.47 0.011 0.0054 0.043 0.0012 0.044 0.030 tr. tr. tr. 发明例
20 0.029 0.01 0.39 0.010 0.0087 0.051 0.0048 0.038 0.016 tr. tr. tr. 发明例
21 0.042 0.01 0.52 0.011 0.0045 0.049 0.0021 0.026 0.032 tr. tr. tr. 发明例
22 0.038 0.02 0.41 0.012 0.0056 0.053 0.0037 0.086 0.029 tr. tr. tr. 发明例
23 0.028 0.02 0.53 0.014 0.0037 0.055 0.0040 0.009 0.018 tr. tr. tr. 发明例
24 0.051 0.01 0.45 0.011 0.0063 0.042 0.0043 0.078 0.024 tr. tr. tr. 发明例
25 0.032 0.02 0.51 0.013 0.0034 0.056 0.0034 0.011 0.027 tr. tr. tr. 发明例
26 0.043 0.01 0.37 0.009 0.0052 0.049 0.0045 0.037 0.041 0.034 tr. tr. 发明例
27 0.038 0.01 0.42 0.011 0.0067 0.053 0.0038 0.045 0.039 0.025 tr 0.0026 发明例
28 0.035 0.02 0.39 0.010 0.0049 0.038 0.0042 0.035 0.042 tr. 0.038 tr. 发明例
29 0.041 0.01 0.43 0.008 0.0056 0.047 0.0046 0.038 0.027 tr. 0.042 0.0022 发明例
30 0.052 0.01 0.41 0.011 0.0063 0.055 0.0069 0.041 0.038 0.038 0.021 tr. 发明例
31 <u>0.182</u> 0.02 0.42 0.009 0.0060 0.037 0.0039 0.055 0.019 tr. tr. tr. 比较例
32 <u>0.149</u> 0.01 0.36 0.010 0.0049 0.051 0.0044 0.047 0.035 tr. tr. tr. 比较例
33 0.048 0.01 0.48 0.011 <u>0.0198</u> 0.049 0.0042 0.073 0.040 tr. tr. tr. 比较例
34 0.044 0.02 0.45 0.012 0.0057 0.029 0.0038 0.064 <u>0.116</u> tr. tr. tr. 比较例
35 <u>0.006</u> 0.01 0.51 0.014 0.0050 0.042 0.0039 0.013 0.052 tr. tr. tr. 比较例
36 <u>0.009</u> 0.03 0.39 0.011 0.0052 0.047 0.0042 0.015 0.037 tr. tr. tr. 比较例
37 0.039 <u>0.08</u> 0.43 0.012 0.0064 0.053 0.0044 0.026 0.045 tr. tr. tr. 比较例
38 0.047 0.01 <u>1.54</u> 0.001 0.0048 0.045 0.0040 0.032 0.019 tr. tr. tr. 比较例
39 0.061 0.02 <u>0.03</u> 0.013 0.0055 0.049 0.0038 0.074 0.036 tr. tr. tr. 比较例
40 0.058 0.02 0.47 <u>0.132</u> 0.0054 0.036 0.0039 0.038 0.027 tr. tr. tr. 比较例
41 0.036 0.01 0.32 0.011 0.0071 0.081 <u>0.0227</u> 0.046 0.031 tr. tr. tr. 比较例
42 0.054 0.01 0.46 0.010 0.0039 0.054 <u>0.0195</u> 0.061 0.035 tr. tr. tr. 比较例
43 0.065 0.01 0.54 0.009 0.0075 0.046 0.0043 <u>0.174</u> 0.029 tr. tr. tr. 比较例
44 0.072 0.02 0.29 0.013 0.0056 0.027 0.0039 <u>0.157</u> 0.038 tr. tr. tr. 比较例
45 0.033 0.02 0.53 0.014 0.0018 0.035 0.0041 <u>0.004</u> 0.054 tr. tr. tr. 比较例
注)下划线部分：本发明范围外
[表2]
[表2]
Figure BDA0003972296970000151
注)下划线部分:本发明范围外
[表3]
[表3]
Figure BDA0003972296970000161
注)下划线部分：本发明范围外
产业上的可利用性
根据本发明，能够提供一种高强度、特别是作为罐盖的卷边部的材料具有足够高的加工精度的罐用钢板。另外，根据本发明，钢板的均匀变形能力高，因此例如进行罐盖加工的情况下，能够制作具有高加工精度的罐盖制品。并且，本发明作为伴随高加工度的罐体加工的3片罐、底部加工成几％的2片罐、以罐盖为中心作为罐用钢板是最佳的。

Claims (2)

1.一种罐用钢板，上屈服强度为550MPa以上，具有如下的成分组成和组织，所述成分组成以质量％计含有C：0.010％～0.130％、Si：0.04％以下、Mn：0.10％～1.00％、P：0.007％～0.100％、S：0.0005％～0.0090％、Al：0.001％～0.100％、N：0.0050％以下、Ti：0.0050％～0.1000％和Cr：0.08％以下，并且Ti＊＝Ti－1.5S时，满足0.005≤(Ti＊/48)/(C/12)≤0.700的关系，剩余部分为Fe和不可避免的杂质，所述组织是铁素体晶粒中渗碳体所占的比例为10％以下。
2.根据权利要求1所述的罐用钢板，其中，所述成分组成以质量％计进一步含有选自Nb：0.0050％～0.0500％、Mo：0.0050％～0.0500％和B：0.0020％～0.0100％中的一种或两种以上。
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