JP2001207239A - 加工性に優れた熱延下地の溶融亜鉛めっき高張力鋼板およびその製造方法 - Google Patents
加工性に優れた熱延下地の溶融亜鉛めっき高張力鋼板およびその製造方法Info
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Abstract
延下地の溶融亜鉛めっき高張力鋼板およびその製造方法
を提供する。 【解決手段】 質量%で、C:0.04〜0.12%、
Si:0.2〜0.7%、Mn:1.0〜2.0%、
P:0.015〜0.1%、S:0.005%以下、、
sol.Al:0.1%以下、N:0.01%以下,更
にCr:0.05〜0.8%、V:0.005〜0.1
5%の一種または二種を含有する鋼を、粗圧延および仕
上圧延前に100kgf/cm2以上の高圧水デスケ
後、Ar3点以上で仕上圧延し、700℃以下で巻き取
り後、必要に応じて酸洗し、めっき前加熱温度をAc1
〜Ac3とした溶融亜鉛めっきし、めっき後または合金
化処理後の冷却により、フェライト+マルテンサイト主
体の二相組織とする。
Description
材、足回り部材や機械構造部品など、高強度で、部材形
状にするため必要とされる過酷なプレス成形に耐え得る
高延性、さらに耐食性が要求される用途に適した、熱延
鋼板を下地とする加工性に優れた二相組織型の溶融亜鉛
めっき高張力鋼板およびその製造方法に関するものであ
る。
的として、車体構造部材や足回り部材には高張力熱延鋼
板が要求されており、高強度化が以前より必要とされて
いる。加えて近年、車体構造部材や足回り部材等に使用
される熱延鋼板は張出し成形および伸びフランジ成形を
主体とする過酷な成形を受けるため、優れたプレス成形
性、特に良好な延性および伸びフランジ性を有すること
が求められ、フェライト+マルテンサイトのミクロ組織
を基本とする二相組織型熱延鋼板が開発されてきた。
きした鋼板は良好な延性と耐食性を兼ね備えた鋼板とし
て要望され、特開昭56−142821号公報等が開示
されている。本特許では、質量%で、C:0.15%以
下、Mn+Cr:1.0〜2.5%を基本成分として含
有し、残部Fe及び不可避的不純物からなる組成の鋼板
を、めっき前加熱温度、めっき浴に至るまでの冷却速
度、合金化温度、合金化後の冷却速度を詳細に規定した
連続式溶融亜鉛めっきライン(以下、CGL)により二
相組織とすることを特徴としている。
ト相およびオーステナイト相の二相とした後、オーステ
ナイト相をCGLにおける焼入れによりマルテンサイト
相とし二相組織の鋼板としている。
において焼入れ性を確保するためには鋼組成として合金
元素を添加またはCGLのライン速度を速くしなければ
ならず、前者は鋼材コストの上昇、後者は大多数のCG
Lでは亜鉛付着量制御の安定性確保と合金化の反応速度
の制約から決まるライン速度では、焼入れ性が確保でき
ないという問題を生じる。また、特開昭56−1428
21号公報に開示されている成分組成では、延性は比較
的良好であるが、伸びフランジ性が低い。本発明は、高
価な合金元素を用いず、またCGLの設備上の制約を受
けず延性および伸びフランジ性を含む加工性に優れた溶
融亜鉛めっき鋼板を製造する方法およびその鋼板を提供
する。
ライン速度が比較的遅い場合であっても、焼入れ性に優
れ、フェライト及びマルテンサイトを主体とする二相組
織の得られる成分組成について検討を行った。その結
果、C−Mn鋼に適正量のSiを添加した場合、伸びフ
ランジ性を含む加工性が改善されること、Si添加によ
るめっき性状の劣化はPの添加およびデスケーリング等
適正な製造プロセスにより回避できること、更にSiと
ともにCrまたは/およびVの複合添加により、焼入れ
に必要なライン速度の制約が大幅に緩和されることを見
出した。本発明は上記知見を基に更に検討を加えてなさ
れたものである。本発明の要旨は、次の通りである。
%、Si:0.2〜0.7%、Mn:1.0〜2.0
%、P:0.015〜0.1%、S:0.005%以
下、sol.Al:0.1%以下、N:0.01%以
下、更にCr:0.05〜0.8%、V:0.005〜
0.15%の一種または二種を含有し、フェライトおよ
びマルテンサイトを主体とする組織を有することを特徴
とする加工性に優れた熱延下地の溶融亜鉛めっき高張力
鋼板。
%、Si:0.2〜0.7%、Mn:1.0〜2.0
%、P:0.015〜0.1%、S:0.005%以
下、sol.Al:0.1%以下、N:0.01%以
下、更にCr:0.05〜0.8%、V:0.005〜
0.15%の一種または二種を含有する鋼を、粗圧延お
よび仕上圧延前に100kgf/cm2以上の高圧水デ
スケーリングを施した後、Ar3点以上で最終仕上圧延
し、700℃以下で巻き取り後、溶融亜鉛めっきするこ
とを特徴とする加工性に優れた熱延下地の溶融亜鉛めっ
き高張力鋼板の製造方法。
%、Si:0.2〜0.7%、Mn:1.0〜2.0
%、P:0.015〜0.1%、S:0.005%以
下、sol.Al:0.1%以下、N:0.01%以
下、更にCr:0.05〜0.8%、V:0.005〜
0.15%の一種または二種を含有する鋼を、粗圧延お
よび仕上圧延前に100kgf/cm2以上の高圧水デ
スケーリングを施した後、Ar3点以上で最終仕上圧延
し、700℃以下で巻き取り後、溶融亜鉛めっきし、更
に合金化処理することを特徴とする加工性に優れた熱延
下地の溶融亜鉛めっき高張力鋼板の製造方法。
クロ組織限定理由、熱延条件および溶融亜鉛めっき条件
について説明する。
するため必須であり、0.04%以上を必要とする。一
方、0.12%を超えると加工性が劣化するので、0.
04%以上、0.12%以下とする。
を改善し、Mn添加鋼において伸びフランジ性を劣化さ
せる原因となるバンド状組織の生成を抑制し、伸びフラ
ンジ性を含む加工性を改善する重要な元素である。これ
らの効果を得るため、0.2%以上添加する。一方、含
有量が多くなると溶融亜鉛めっきにおけるめっきが難し
く、0.7%を超えるとめっきの付着性が悪化するの
で、0.7%以下とする。
度を向上させるため添加する。必要強度を確保するた
め、1.0%以上添加するが、2.0%を超えるとプレ
ス成形性等の加工性が劣化するため、1.0%以上、
2.0%以下とする。
るため、0.015%以上添加する。一方、0.1%を
超えると効果が飽和するとともに、溶接性、及び中央偏
析によりプレス成形性を悪化させるため、0.015%
以上、0.1%以下とする。
る不純物元素であり、0.005%以下に制限する。但
し、経済的に許される範囲で極力低減することが望まし
い。
%を超える範囲ではその効果が飽和し、かつAl系介在
物が増加し、プレス成形性が悪化するので0.10%以
下とする。
%以下とする。
V:0.005%以上、0.15%以下の一種または二
種 本発明では、Cr,Vの一種または二種をSiと複合添
加することにより鋼の焼入れ性を向上させ、CGLにお
いて二相組織型の鋼板に焼入れを可能とするライン速度
の制約を大幅に緩和することを特徴とする。そのため、
Cr:0.05%以上、V:0.005%以上の一種ま
たは二種を添加する。一方、これらの元素を多量に添加
しても、その効果が飽和し、製造コストが上昇するた
め、Cr:0.8%以下、V:0.15%以下とする。
鋼のミクロ組織をフェライトとマルテンサイト主体の組
織を有するものとする。本組織においては、その作用効
果を損なわない範囲で更にベイナイトを含むことができ
る。
溶融亜鉛めっき工程においてフェライトとオーステナイ
トの二相を分離し、焼入れ処理を行う。熱延工程では、
溶融亜鉛めっき工程において所望の組織が得られるよう
に、仕上圧延における仕上温度と巻取温度を規定する。
延となるため混粒組織となり、CGL通板後においても
解消されず延性が低下するので、仕上温度はAr3変態
点以上とする。
炭化物が粗大化し、めっき前に必要となる炭化物の溶け
込みに長時間を要するようになる。そのため、CGLに
おけるライン速度を低下させなければならず、鋼板の焼
入れ処理に不利になると共に、生産効率を低下させる。
従って、巻取温度を700℃以下とする。この傾向は冷
間圧延せずにCGLに装入した場合、強くなる。
により製造したスラブを用いる方法か、又は加熱炉を経
由しない直接熱間圧延による方法でよく、特に限定しな
い。スラブの加熱温度は、スケール生成による重量ロス
が適正で、粗圧延、仕上圧延が可能で、更に仕上圧延温
度としてAr3変態点以上を確保できれば良く、特に限
定しない。また、粗圧延後の半製品を雰囲気炉や高周波
加熱等で仕上圧延前に加熱してもよい。一方、粗圧延、
仕上圧延前にSi添加鋼で発生する溶融ファイアライト
部分をデスケーリングし、メッキ後の表面性状を改善す
るため、100kgf/cm2以上の高圧水デスケーリ
ングを行うことが必要である。
必要な強度と加工性を備えた二相組織に調整する。その
ため、めっき前加熱条件を規定する。
上、Ac3点以下、保持時間5秒〜10分 めっき前加熱の段階で、Ac1点以上、Ac3点以下に加
熱し、二相分離させ、めっき後またはめっき後合金化処
理する場合は合金化温度以降の冷却において、焼入れ
し、フェライトとマルテンサイト主体の組織とする。二
相分離を十分に行うためには保持時間は最低5秒あれば
よく、これ以上であれば組織制御の点では問題ないが、
あまり長くなると生産効率が落ちるので10分以内とす
る。
しく、所望とする特性が得られるようミクロ組織を制御
することは通常困難である。しかし、本発明ではSiと
ともにCrまたは/およびVを複合添加することによ
り、めっき前加熱温度の規定を除いて、CGLの製造条
件を特に限定する必要はなく、めっき後またはめっき後
合金化処理する場合は合金化温度以降の冷却速度が3.
5〜9.3℃/Sと小さい場合であっても、フェライト
とマルテンサイト主体の組織を得ることが可能である。
ものとする場合、熱間圧延後、溶融亜鉛めっき前に酸洗
によりスケールを除去し、必要に応じて表面研削を行う
ことが好ましい。
ァイアライト部分に生成したスケールはデスケーリング
によって十分除去されているものの、鋼板表面は非溶融
ファイアライト部分よりも酸洗後であっても粗度が大き
く、この状態でめっきを行った場合、めっき表面に下地
の粗さの影響がでる場合があり、表面粗度を均一化する
ため研削を行うことが好ましい。研削は、酸洗装置に併
殺されている研削用ブラシロールやCGL入り側に敷設
されている洗浄用ブラシロール等を用いてよく、特にそ
の方法は限定しない。また、溶融亜鉛めっき後、合金化
処理することも可能である。
溶製し、連続鋳造でスラブとした。表1で表示しない残
部はFe及び不可避不純物とする。鋼種A〜CはSiと
Pが添加された鋼で本発明範囲内の組成となっている。
鋼種DはPが添加されず、本発明範囲外の組成となって
いる。
び仕上げ圧延前のデスケーリングを圧力70〜105k
gf/cm2とし、Ar3点以上の860℃で板厚2.0
mmに仕上圧延後、500℃で巻き取り、酸洗後、CG
Lにて800℃で2min加熱保持後、両面45g/m
2の目付け量で溶融亜鉛めっきし、次いで550℃×1
0secの合金化処理を行なった。この際、ラインスピ
ードを80mpmとした。合金化温度(550℃)から
Ms点までの冷却速度は9.3℃/sであった。
評価を目視にて実施した。結果を表3に示す。目視によ
る表面性状の評価は、表2により、不めっきの有無とフ
ァイアライト起因の凹凸の有無により行った。評点1〜
5において,1、2のみを製品とする。表3において、
符号1,2,5の実施例は、本発明範囲内の成分の鋼
で、デスケーリングの水圧も100kgf/cm2以上
のため、良好な表面性状が得られ、本発明の実施例とな
っている。特に符号2はブラシロールによる表面研削も
実施しているため、優れた表面性状となっている。
された本発明範囲内の成分組成の鋼であるが、デスケー
リングの水圧が100kgf/cm2未満で低く、表面
性状が良くなく比較例となっている。符号6は、Siの
添加量が本発明範囲外で過剰であり、デスケ残りによる
不めっきが発生し、比較例となっている。符号7もSi
の添加量に対してPの添加量が本発明範囲外で不足し、
デスケ残りによる不めっきが発生し、比較例となってい
る。
で溶製し、連続鋳造でスラブとした。鋼種a〜dはSi
とともにCrまたは/およびVが複合添加され、且つP
も添加された本発明範囲内の化学成分の鋼となってい
る。鋼種e〜iは、本発明範囲外の化学成分の鋼で、鋼
種eはSi,鋼種fはCrとV,鋼種gはSi,V、鋼
種hはSi,Cr,V,鋼種iはSiがそれぞれ本発明
範囲外の組成となっている。
ケーリング圧を105kgf/cm2とし、Ar3点以上
の860℃で板厚2.0mmに仕上圧延した後、500
℃で巻き取り、酸洗した。尚、酸洗ラインに付設されて
いるブラシロールは使用しなかった。次に、CGLに
て、800℃で2min加熱保持後、両面45g/m2
の目付け量で溶融亜鉛めっきし、次いで550℃×10
secの合金化処理を行なった。この際、1コイル毎に
コイルHeadからEndにかけてラインスピードを上
げた。
評価を目視にて行ったが、いずれも表2の評点で1また
は2であり、良好であった。更に、ライン速度30,8
0,160mpmに相当する部分からサンプル採取し、
JIS5号引張試験片を用いて降伏強さ(YS),引張
強さ(TS),降伏比(YR),伸び(El)を求め、
ミクロ組織の観察を行った。
(λ)の測定を行った。穴拡げ率は、150×150m
mの試験片の中央部に10mmΦ(d0)の穴を打抜
き、バリをポンチ側とし、これを頂角60°の円錐ポン
チで押し広げ、穴縁に板厚を貫通して亀裂が入った時点
での穴径(df)を測定し、次式により求めた。 穴拡げ率(λ)=(df−d0)/d0×100(%) 表5に結果を示す。尚、合金化温度(550℃)からM
s点までの冷却速度はライン速度に応じて決まり,表中
に冷却速度として示す。実施例符号a1〜d3は、Si
とともにCrまたは/およびVが複合添加され、本発明
範囲内の化学成分を有する鋼であり、CGLのいずれの
ライン速度においてもフェライトおよびマルテンサイト
主体の二相組織で、必要な強度と良好な延性、伸びフラ
ンジ性が得られている。一方、実施例e1〜e3は、フ
ェライトおよびマルテンサイト主体の二相組織となって
いるが、Siが添加されていない本発明範囲外の鋼であ
り,伸びフランジ性が十分でなく、比較例となってい
る。
たは/およびVが複合添加されていない本発明範囲外の
化学成分を有する鋼であり、焼入れ性が不十分で、比較
例となっている。ライン速度が30,60mpmの場
合、フェライトおよびマルテンサイト主体の二相組織が
得られず、延性と伸びフランジ性に劣る。ライン速度が
160mpmの場合、操業上の限界に近く、合金化の不
良などによる品質不良率が高くなる。
+V量とマルテンサイト体積分率の関係を示すもので、
Si,Cr,Vが単独添加の場合は、ライン速度が16
0mpmでのみ3%以上のマルテンサイトが得られ、こ
れらが複合添加されている場合は、ライン速度によらず
7%以上が得られている。
よびVを複合添加した本発明範囲内の成分組成の鋼を転
炉にて溶製し、連続鋳造でスラブとした後、粗圧延前お
よび仕上圧延前のデスケーリング圧を105kgf/c
m2とし、Ar3点以上の860℃で板厚2.0mmに仕
上圧延した後、400〜750℃で巻き取り、酸洗し
た。尚、酸洗ラインに付設されているブラシロールは使
用しなかった。次に、CGLにて、800℃で2min
加熱保持後、両面45g/m2の目付け量で亜鉛めっき
し、次いで550℃×10secの合金化処理を行なっ
た。この際、1コイル毎にコイルHeadからEndに
かけてラインスピードを上げた。
評価を目視にて行ったが、いずれも表2の評点で1また
は2であり、良好であった。更に、ライン速度30,8
0,160mpmのいずれかに相当する部分からサンプ
ル採取し、JIS5号引張試験片を用いて降伏強さ(Y
S),引張強さ(TS),降伏比(YR),伸び(E
l)を求め、ミクロ組織の観察及び、穴拡げ率の測定を
行った。各部分の合金化温度(550℃)からMs点ま
での冷却速度はライン速度に応じて決まる。
度が700℃以下で、いずれのライン速度でもフェライ
トとマルテンサイトの二相組織が得られて適正な強度と
良好な延性を有する。しかし、符号7,8は、フェライ
トとマルテンサイトに、主としてセメンタイトからなる
炭化物が含まれているため、強度が適正でも延性または
伸びフランジ性が十分とはいい難い。炭化物は、巻取温
度が750℃と高いため、巻き取り後析出したもののサ
イズが大きく、ライン速度80mpm以上のCGLのめ
っき前加熱において溶解できず、残存したものである。
符号6は、ライン速度が30mpmと遅く、十分に炭化
物が溶け込み組織としては良好であるが、生産性が低く
好ましくなく、比較例となっている。
590MPa以上の引張強さと良好な加工性を有する二
相組織型の熱延下地溶融亜鉛めっき高張力鋼板を生産性
良く製造可能で、自動車の軽量化など産業上極めて有用
な効果が得られる。
及ぼす影響を示す図。
Claims (3)
- 【請求項1】 質量%で、C:0.04〜0.12%、
Si:0.2〜0.7%、Mn:1.0〜2.0%、
P:0.015〜0.1%、S:0.005%以下、s
ol.Al:0.1%以下、N:0.01%以下、更に
Cr:0.05〜0.8%、V:0.005〜0.15
%の一種または二種を含有し、フェライトおよびマルテ
ンサイトを主体とする組織を有することを特徴とする加
工性に優れた熱延下地の溶融亜鉛めっき高張力鋼板。 - 【請求項2】 質量%で、C:0.04〜0.12%、
Si:0.2〜0.7%、Mn:1.0〜2.0%、
P:0.015〜0.1%、S:0.005%以下、s
ol.Al:0.1%以下、N:0.01%以下、更に
Cr:0.05〜0.8%、V:0.005〜0.15
%の一種または二種を含有する鋼を、粗圧延および仕上
圧延前に100kgf/cm2以上の高圧水デスケーリ
ングを施した後、Ar3点以上で最終仕上圧延し、70
0℃以下で巻き取り後、溶融亜鉛めっきすることを特徴
とする加工性に優れた熱延下地の溶融亜鉛めっき高張力
鋼板の製造方法。 - 【請求項3】 質量%で、C:0.04〜0.12%、
Si:0.2〜0.7%、Mn:1.0〜2.0%、
P:0.015〜0.1%、S:0.005%以下、s
ol.Al:0.1%以下、N:0.01%以下、更に
Cr:0.05〜0.8%、V:0.005〜0.15
%の一種または二種を含有する鋼を、粗圧延および仕上
圧延前に100kgf/cm2以上の高圧水デスケーリ
ングを施した後、Ar3点以上で最終仕上圧延し、70
0℃以下で巻き取り後、溶融亜鉛めっきし、更に合金化
処理することを特徴とする加工性に優れた熱延下地の溶
融亜鉛めっき高張力鋼板の製造方法。
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JP2000014922A JP4306068B2 (ja) | 2000-01-24 | 2000-01-24 | 加工性に優れた熱延下地の溶融亜鉛めっき高張力鋼板の製造方法 |
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