JP2001316767A - 特に自動車用車両部品を製造するために有用な極めて高い弾性限度及び機械的強度を有している熱間圧延鋼 - Google Patents
特に自動車用車両部品を製造するために有用な極めて高い弾性限度及び機械的強度を有している熱間圧延鋼Info
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- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/002—Bainite
Abstract
0.16%1%<マンガン<2%0.02%<アルミニ
ウム<0.1%ケイ素<0.5%リン<0.03%イオ
ウ<0.01%バナジウム<0.3%クロム<1%窒素
<0.015%モリブデン<0.6%を有していること
を特徴とする、特に自動車用車両部品を製造するために
有用な極めて高い機械的強度を有している熱間圧延鋼。
および上記組成の鋼を950℃よりも低い温度で圧延処
理し、次いで、20℃/秒を上回る速度で、400℃−
600℃の温度まで冷却処理することを特徴とする熱間
圧延鋼板の帯材を製造する方法。 【効果】 特に自動車用車両部品を製造するために有用
な極めて、高強度の熱間圧延鋼板が得られる。
Description
部品を製造するために有用な極めて高い弾性限度及び機
械的強度を有している熱間圧延鋼に関する。
特性値を有している。このような熱間圧延鋼の鋼板製造
分野では、高い弾性限度、即ち315MPa−700M
Paの範囲の弾性限度をもつ製品が知られている。
製造する分野では、これらの鋼板の成形によって得られ
た部品の耐久性は重要な条件である。何故なら、プレス
成形、引抜き成形、液圧成形などによって成形された部
品の寿命は耐久性によって決定されるからである。
板の耐久性と耐疲労性とによって決定される。
の1つの解決方法は、極めて高い強度を有しており、従
って高い耐疲労性をもつ鋼を使用することである。耐久
限度と機械的強度との間には概して比例関係が存在す
る。他方で、鋼はプレス成形に適した特性を有する必要
がある。しかしながら、一般に鋼の成形特性は機械的強
度の増加に伴って低下する。従って、高い強度をもつ鋼
から得られる部品の成形可能性は限定される。
見地から耐衝撃性が重要な特性である。何故なら、急激
な破壊に対する部品の破壊抵抗は耐衝撃性によって決定
されるからである。耐衝撃性と弾性限度との間にはほぼ
線形の関係が存在するので、成形された部品の耐衝撃性
を改善するための1つの解決方法は、極めて高い弾性限
度をもつ鋼を使用することである。しかしながら一般
に、弾性限度が高い値になるほど成形特性は低下する。
の機械的特性は広幅帯材製造装置で管理圧延することに
よって得られる。この分野には特に、高い機械的特性を
有する主として4種類の鋼が存在する。
315MPa−700MPaの範囲の弾性限度を有して
いる微量合金元素含有鋼であるが、特にRe(弾性限
度)/Rm(機械的強度)比が0.85を上回る高い値
であるため、成形性がよくない。これらの鋼はセメンタ
イト型の炭素含有フェライト相構造を有している。弾性
限度のレベルは、管理圧延とフェライト変態の際のニオ
ブ、バナジウム、チタンのような微量合金元素の析出と
によって得られる。
イト−マルテンサイト構造の鋼であり、優れた成形特性
を有している。機械的強度のレベルは一般に550MP
a−800MPaの範囲である。フェライト変態の際に
微量合金元素が析出することによってマルテンサイトの
硬化作用を補完するので、より高いレベルの機械的強度
が得られる。
ゆる高強度鋼であり、圧延後に比較的急速に冷却しなが
ら低温でロール化することによってフェライト−ベイナ
イト構造を生じさせたものである。この鋼はHEL鋼と
二相鋼との中間の成形特性を有している。強度レベルは
450MP−800MPaの範囲である。
有している。この鋼は、圧延後に熱処理することによっ
て得られたマルテンサイト構造を有している。広幅帯材
製造装置でこの型の構造を得ることは難しい。その理由
はマルテンサイトが脆性であるため、圧延後の帯材が破
断し易いからである。マルテンサイト鋼は1000MP
aを上回る強度レベルに到達し得るが、延性は極めて低
レベルであり、また伸び率は8%未満である。更に、こ
の鋼は圧延後に熱処理する必要がある。
強度レベルの増加に伴って圧延力が増加するので、鋼板
の厚みを薄くすることが難しく、十分な軽量化を達成す
ることができない。
て高い弾性限度及び機械的強度を有しており、特に自動
車工業用の部品をプレス成形、引抜き成形、液圧成形に
よって製造するための優れた成形特性をもつ熱間圧延鋼
を提供することである。
重量組成: 0.08%<炭素<0.2% 1%<マンガン<2% 0.02%<アルミニウム<0.1% ケイ素<0.5% リン<0.03% イオウ<0.01% バナジウム<0.3% クロム<1% 窒素<0.015% モリブデン<0.6% を有しており、残りは鉄と製錬固有不純物とから成るこ
とを特徴とする、特に自動車用車両部品を製造するため
に有用な極めて高い弾性限度及び機械的強度を有してい
る熱間圧延鋼を提供することである。
成: 0.1%<炭素<0.14% 1.4%<マンガン<1.8% 0.02%<アルミニウム<0.08% 0.15%<ケイ素<0.3% リン<0.03% イオウ<0.008% 0.1%<バナジウム<0.3% 0.3%<クロム<0.6% 窒素<0.012% 0.15%<モリブデン<0.4% を有しており、残りは鉄と製錬固有不純物とから成るこ
とである。本発明はまた、以下の重量組成: 0.08%<炭素<0.2% 1%<マンガン<2% 0.02%<アルミニウム<0.1% ケイ素<0.5% リン<0.03% イオウ<0.01% バナジウム<0.3% クロム<1% 窒素<0.015% モリブデン<0.6% を有しており、残りは鉄と製錬固有不純物とから成る鋼
を、950℃よりも低い温度、好ましくは880℃より
も低い温度で圧延処理し、次いで、20℃/秒を上回る
速度、好ましくは100℃−200℃/秒の範囲の速度
で、400℃−600℃、好ましくは450℃−500
℃の範囲の温度になるまで冷却処理することを特徴とす
る、特に自動車用車両部品を製造するために有用な極め
て高い強度の熱間圧延鋼板の帯材を製造する方法に関す
る。
及び添付図面から本発明がより十分に理解されよう。
の温度変化を時間の関数として表すグラフである。
として表すグラフである。
発明の鋼は完全なベイナイト構造を有している。この形
態の鋼は、1000MPaを上回る強度レベル及び10
%を上回る伸び率に到達することが可能である。本発明
の熱間圧延鋼を帯材に成形するためには、950℃より
も低い温度、好ましくは880℃よりも低い温度で圧延
処理し、次いで、20℃/秒を上回る速度、好ましくは
100℃−200℃/秒の範囲の速度で、400℃−6
00℃、好ましくは450℃−500℃の範囲の温度に
なるまで冷却する。
では、鋼板の温度が400℃−600℃の範囲、好まし
くは450℃−500℃の範囲に低下した後に鋼板をロ
ール化する。
化を惹起し得るように、炭素の含量は0.2%以下に抑
えられている; −マンガンは、フェライト変態開始温度、ベイナイト変
態開始温度及びマルテンサイト変態開始温度にそれぞれ
対応する変態点AR3、Bs及びMsを低下させ得る。
この効果によってマンガンは、急冷(高速冷却)中のフ
ェライトの形成を阻止して焼入れ性を改善し、完全ベイ
ナイト構造を生じさせる。ベイナイト変態開始温度(B
s)が低下すると機械的特性が強化される; −アルミニウムは、鋼の発泡を抑制する目的で使用され
る; −酸洗い後の材料の表面状態の劣化または亜鉛メッキラ
イン上、即ち、連続的電気亜鉛メッキ中の材料の被覆適
性の劣化を生じさせることなく固溶体硬化能を維持する
目的で、ケイ素は比較的低い含量に維持される。ケイ素
は、一方では酸洗いされた材料の表面の外観をFe2O
3SiO4の形成によって劣化させ、他方では湿潤性、
従って被膜の付着性を低下させることが知られている; −モリブデンは、特にBsを低下させることによって焼
入れ性を改善する効果を有しており、完全ベイナイト構
造を生じさせることによって機械的特性を強化する; −バナジウムは、熱力学的処理中に異なる温度で生じる
窒化物型析出物及び炭化物型析出物の形成に必要な元素
である。極めて硬質のこれらの析出物は極めて高いレベ
ルの機械的特性を実現し得る。この元素は耐熱硬度を増
加させることなく析出硬化し得る。この結果は微量合金
元素に関する既知の結果と一致しない。既知の結果で
は、圧延中に微量合金元素の析出が誘発されて耐熱硬度
が増加する。発明者らはこの知見に基づいて、本発明の
鋼に元素バナジウムを含有させ、これによって圧延力を
増加することなく鋼板を1.4mmという薄さまで圧延
することに成功した。
比較実施例A及びCとによって得られた結果を示す。2
つの比較実施例では、一方がバナジウム低含量、他方が
バナジウム高含量である。
す:
m、弾性限度Re、伸び率Aなどの機械的特性値を示
す。
率を減少させることが観察される。即ち、バナジウムは
ベイナイト構造鋼を硬化させるために必要な元素である
ことが観察される。微量合金元素は析出硬化性であるが
その析出の完了にはより高い温度が必要でありフェライ
ト領域で生じた析出だけが硬化能を有すると考えられて
いたので、この結果は予想外である。チタンまたはニオ
ブのような別の微量合金元素ではこの結果は得られな
い。これらの元素は耐熱硬度を増加させるので、熱間圧
延による変形比が減少し、この種の鋼板で実現できる最
小厚みが限定される。バナジウムが耐熱硬度に全く影響
を与えないことが判明した。
てもよく、これらの元素はそれぞれの既知の特性に応じ
た量で使用され得る。チタンまたはホウ素のような合金
元素を添加すると、炭化バナジウムの析出が促進され、
これに対応して窒化バナジウムの析出が抑制される。チ
タン及びホウ素は、高温で窒化物を形成し、これらの窒
化物は後の熱力学的処理中に安定に維持される。
施した:
性の一例を図2の伸び率のグラフで表す。この鋼は、機
械的強度1015MPa、弾性限度880MPa及び伸
び率12%という特性値を有している。
ある。この構造では、700MPaを上回る弾性限度、
1000MPaを上回る機械的強度及び10%を上回る
伸び率が得られる。これらの値は本発明の鋼が優れた成
形性を有することを示している。
000MPaを上回る機械的強度をもち、同時に、10
%を上回る伸び率で示される優れた成形性を有している
鋼を1.4−5mmの厚みに圧延することが可能であ
る。
に維持されているので、熱間圧延した鋼板は酸洗い後に
無欠陥表面状態を確実に維持し得る。
動車及び機械的構造物一般などの産業活動の分野で、プ
レス成形、折曲げ加工、引抜き成形または液圧成形され
た部品を製造するために使用できるという利点を有して
いる。部品は軽量化されており、十分な耐疲労性及び/
または改良された耐衝撃性を有している。
時間の関数として表すグラフである。
ラフである。
Claims (3)
- 【請求項1】 以下の重量組成: 0.08%<炭素<0.2% 1%<マンガン<2% 0.02%<アルミニウム<0.1% ケイ素<0.5% リン<0.03% イオウ<0.01% バナジウム<0.3% クロム<1% 窒素<0.015% モリブデン<0.6%を有しており、残りは鉄と製錬固
有不純物とから成ることを特徴とする、特に自動車用車
両部品を製造するために有用な極めて高い弾性限度及び
機械的強度を有している熱間圧延鋼。 - 【請求項2】 以下の重量組成: 0.1%<炭素<0.14% 1.4%<マンガン<1.8% 0.02%<アルミニウム<0.08% 0.15%<ケイ素<0.3% リン<0.03% イオウ<0.008% 0.1%<バナジウム<0.3% 0.3%<クロム<0.6% 窒素<0.012% 0.15%<モリブデン<0.4% を有しており、残りは鉄と製錬固有不純物とから成るこ
とを特徴とする請求項1に記載の鋼。 - 【請求項3】 以下の重量組成: 0.08%<炭素<0.16% 1%<マンガン<2% 0.02%<アルミニウム<0.1% ケイ素<0.5% リン<0.03% イオウ<0.01% バナジウム<0.3% クロム<1% 窒素<0.015% モリブデン<0.6% を有しており、残りは鉄と製錬固有不純物とから成る鋼
を、950℃よりも低い温度、好ましくは880℃より
も低い温度で圧延処理し、次いで、20℃/秒を上回る
速度、好ましくは100℃−200℃/秒の範囲の速度
で、400℃−600℃、好ましくは450℃−500
℃の温度まで冷却処理することを特徴とする、特に自動
車用車両部品を製造するために有用な極めて高強度の熱
間圧延鋼板の帯材を製造する方法。
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