JP2001335887A - 歪時効硬化特性に優れた深絞り用冷延鋼板およびその製造方法 - Google Patents
歪時効硬化特性に優れた深絞り用冷延鋼板およびその製造方法Info
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Abstract
性(BH≧80MPa かつΔTS≧40MPa )を有する深絞り
用冷延鋼板を、それらの有利な製造方法とともに提供す
る。 【解決手段】 C:0.008 %以下、N: 0.0050 〜0.02
50%、Al:0.005 〜0.020 %、Si:1.0 %以下、Mn:0.
01〜1.0 %、P:0.05%以下、S:0.01%以下を含み、
あるいはさらに、B:0.0003〜0.0015%と共に、Nb:0.
005 〜0.050 %、Ti:0.005 〜0.070 %、V:0.005 〜
0.10%のうち1種または2種以上を含み、かつN/(Al+Nb
+Ti+V+B):0.30以上、固溶N:0.0010%以上になる組成
を有し、TS×r値が750MPa以上さらには850MPa以上に
達する冷延鋼板および溶融亜鉛めっき鋼板(合金化した
ものも含む)。
Description
係る%=質量%、N/Al=N含有量(%)/Al含有量
(%)、N/(Al+Nb+Ti+V+B)=N含有量(%)/(Al,N
b,Ti,V,Bの各含有量(%)の和)、YS=降伏強
さ(または降伏強度)、TS=引張強さ(または引張強
度)、El=伸び、r値=(rL +2rD +rC )/
4、ただしrL :圧延方向のランクフォード値、rD :
圧延方向から45゜方向のランクフォード値、rC :圧延
方向から90゜方向のランクフォード値、BH=処理X後
のYS−処理Xの熱処理前予歪耐力、ΔTS=処理X後
のTS−処理X前のTS、処理X=5%引張予歪付与後
170 ℃×20分熱処理、歪時効硬化特性に優れた=BH≧
80MPa でかつΔTS≧40MPa 、Ar3 =Ar3 変態点相当温
度、TS×r値=圧延方向のTS(MPa )×r値
造用部品、自動車の構造用部品など、構造上の強度、特
に変形時の強度および/または剛性が必要とされる箇所
に適用され、プレスなどによる加工成形後に250 ℃以下
の温度域で強度上昇熱処理がなされる成形体の素鋼板と
して用いるに適した歪時効硬化特性に優れた深絞り用の
冷延鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板(合金化したものも含
む)ならびにそれらの製造方法に関する。
に際し、プレス成形前は軟質でプレス成形しやすく、プ
レス成形後に硬化させ部品強度を高める方法として、20
0 ℃未満で塗装焼付けする方法などがある。この塗装焼
付け用の鋼板としてBH鋼板が開発された。BH鋼板と
して、例えばNb添加鋼において鋼中のC,N,Al含有量
に応じてNbを添加してat%でNb/(固溶C+固溶N)を
特定範囲内に制限し、さらに焼鈍後の冷却速度を制御す
ることにより、鋼板中の固溶C、固溶Nを調整したもの
(特開平55−141526号公報)、TiとNbの複合添加によっ
て焼付け硬化性を向上させたもの(特公昭61−45689 号
公報)、あるいはW、Cr、Moの単独または複合添加によ
って焼付け硬化性を向上させたもの(特開平5−25549
号公報)が知られている。
C、固溶Nを利用して焼付け硬化性を向上させようとす
るものであるが、YSは上昇するもののTSはあまり上
昇しないため、部品の変形開始時の応力を高める効果し
かなく、開始から終了までの全域にわたる変形に要する
応力(成形後TS)を高める効果は不十分である。成形
後TSが上昇する冷延鋼板として、C:0.01〜0.08%、
Mn:0.01〜3.0 %を含有し、W、Cr、Moの1種または2
種以上を合計で0.05〜3.0 %含有し、また必要に応じて
Ti:0.005 〜0.1 %、Nb:0.005 〜0.1 %、V:0.005
〜0.1 %の1種または2種以上を含む組成とフェライト
またはフェライト主体の組織を有し、成形後の熱処理に
より60MPa 以上のTS上昇をなしうるものが知られてい
る(特開平10−310847号公報)。しかし、この技術は、
成形後の熱処理により鋼板中に微細な炭化物を形成させ
て転位(成形時に増殖した転位)を固着するものである
ため、一般的な焼付け硬化処理温度よりも高い300 ℃超
の温度域での熱処理を要するという難点がある。
-0.0080 〜0.0250%N鋼を素材とし、仕上圧延温度および
巻取温度を規制して多量の固溶Nを鋼中に残存させ金属
組織をフェライト+マルテンサイト主体の複合組織とし
てΔTS:100MPa以上を得る方法(特公平8−23048 号
公報)や、0.01〜0.12%C-0.0001 〜0.01%N鋼を素材とし
平均結晶粒径を8μm以下に制御してBH:80MPa 以
上、AI:45MPa 以下を得る方法(特開平10−183301号
公報)が知られている。しかし、熱延鋼板であることか
ら、仕上圧延後のγ→α変態によりフェライトの集合組
織がランダム化するため、高r値を得ることが困難であ
り、十分な深絞り性を有しているとは言いがたい。
を出発材として冷間圧延および再結晶焼鈍を行ったとし
ても、必ずしも熱延鋼板と同様の高ΔTS、高BHが得
られるとは言いがたい。なぜなら、冷間圧延および再結
晶焼鈍により熱延時とは異なるミクロ組織となるばかり
か、冷間圧延時に大きな歪蓄積が起こるため炭化物、窒
化物または炭窒化物が形成されやすく固溶Cおよび固溶
Nの状態が変化するからである。
従来技術の問題点に鑑み、TS×r値≧750MPaの優れた
深絞り性および優れた歪時効硬化特性(BH≧80MPa か
つΔTS≧40MPa )を有する深絞り用の冷延鋼板および
溶融亜鉛めっき鋼板(合金化したものも含む)を、それ
らの有利な製造方法とともに提供することにある。
を達成するための手段について鋭意検討し、以下の知見
を得た。 1)成形後熱処理以後にTSを上昇させるためには、引
張変形を進行させるために新たな転位を導入する必要が
ある。成形により導入された転位と侵入型元素または析
出物との相互作用により、上降伏応力に達しても成形に
より導入された転位が移動しないことが必要となる。変
形応力増加量を大きくするためには、成形により導入さ
れた転位を強固に固着する必要がある。
形成させたW、Cr、Mo、Ti、Nb、Alなどの炭化物、窒化
物あるいは炭窒化物を利用しようとすると、熱処理温度
が250 ℃以下では強度上昇に時間がかかりすぎて不適当
である。これに対し、侵入型元素、Fe炭化物、Fe窒化物
を転位固着因子として活用すると、250 ℃以下の熱処理
で長時間を要さずに強度上昇が得られる。
溶Nの方が、フェライト相に対する溶解度が大きくかつ
r値への悪影響が小さいという点で、利用価値が高い。 4)鋼中の固溶Nは結晶粒内と結晶粒界の両方に存在す
るが、ΔTSは結晶粒界面積が広いほど、すなわち結晶
粒径が小さいほど大きい。 5)結晶粒界面積を拡大するためには、NbあるいはTi,
VとBの複合添加と低温域での熱間圧延が有効である。
より得られた。 〔実験1〕0.0015%C-0.30%Si-0.8%Mn-0.03%P-0.005%S-
0.012%N- 0.02〜0.08Al鋼のシートバーを1050℃に均一
に加熱し、次いで仕上温度が670 ℃になるように7パス
で熱間仕上圧延し、次いで700 ℃×5h の再結晶焼鈍を
行い、得られた板厚4mmの熱延板を、圧下率82.5%で冷
間圧延し、次いで875 ℃×40秒で再結晶焼鈍し、次いで
圧下率0.8 %で調質圧延し、得られた冷延板からJIS 5
号引張試験片を採取し、通常の引張試験機を用いて歪速
度3×10-3/sで引張試験を行い、TS×r値およびΔT
Sを測定した。結果を表1に示す。N/Al≧0.30を満足す
る場合にTS×r値≧750 かつΔTS≧40MPa が達成さ
れている。なお、N/Al≧0.30の場合、BH≧80MPa が
達成されていることは別途確認した。
5%Mn-0.03%P-0.008%S-0.011%N-0.005 〜0.05%Nb-0.005
〜0.03%Al 鋼のシートバーを1000℃に均一に加熱し、次
いで仕上温度が650 ℃になるように7パスで熱間仕上圧
延し、次いで800 ℃×60秒の再結晶焼鈍を行い、得られ
た板厚4mmの熱延板を、圧下率82.5%で冷間圧延し、次
いで880℃×40秒で再結晶焼鈍し、次いで圧下率0.8 %
で調質圧延し、得られた冷延板からJIS 5号引張試験片
を採取し、通常の引張試験機を用いて歪速度3×10-3/s
で引張試験を行い、TS×r値、BH、ΔTSを測定し
た。これら測定値とN/(Al+Nb+B) との関係を図1に示
す。本実験ではNb:0.005 〜0.05%、B:0.0010%を含
有している鋼を用いており、同図に示すように、N/(Al+
Nb+B) ≧0.30の範囲でBH≧80MPa 、ΔTS≧60MPa 、
TS×r値≧850MPaが達成された。
%P-0.009%S-0.015%N-0.01%Al-0.015%Nb-0.0001〜0.0025
%B鋼のシートバーを1050℃に均一に加熱し、次いで仕上
温度が680 ℃になるように7パスで熱間仕上圧延し、次
いで750 ℃×5h のバッチ焼鈍にて再結晶焼鈍を行い、
得られた板厚4mmの熱延板を、圧下率82.5%で冷間圧延
し、次いで880 ℃×40秒で再結晶焼鈍し、次いで圧下率
0.8 %で調質圧延し、得られた冷延板からJIS 5号引張
試験片を採取し、通常の引張試験機を用いて歪速度3×
10 -3/sで引張試験を行い、TS×r値、BH、ΔTSを
測定した。これらの測定値とB量との関係を図2に示
す。
の範囲でBH≧80MPa に加え、B<0.0003%の場合より
も高いΔTSレベルであるΔTS≧60MPa 、TS×r値
≧850MPaが達成された。また、ミクロ組織観察から、こ
のB量範囲で結晶粒がとくに微細化していることが認め
られた。実験2、3の結果から、N/(Al+Nb+B)≧
0.30の範囲としてB≧0.0003%とし、さらにNbの複合添
加により結晶粒が微細化し、ΔTS、TS×r値レベル
がさらに改善されることが判明した。B<0.0003%では
Nbとの複合添加による結晶粒微細化効果がない。一方、
B>0.0015%ではかえって特性が低下する。これは、粒
界およびその近傍に偏析するB量が増加し、B原子とN
原子間の強い相互作用により有効な固溶N量が低減した
ためと推察される。また、Nbの代わりにTi、Vを添加し
た場合についても同様の検討を行い、Nbと同様の効果が
得られることを確認した。
ものであり、その要旨は以下の通りである。 (1) C:0.008 %以下、N: 0.0050 〜0.0250%、
Al:0.005 〜0.020 %、Si:1.0 %以下、Mn:0.01〜1.
0 %、P:0.05%以下、S:0.01%以下を含み、かつN/
Al:0.30以上、固溶N:0.0010%以上で残部Feおよび不
可避的不純物からなる組成を有し、TS×r値:750MPa
以上であることを特徴とする歪時効硬化特性に優れた深
絞り用冷延鋼板。
〜0.0250%、B:0.0003〜0.0015%、Al:0.005 〜0.02
0 %、Si:1.0 %以下、Mn:0.01〜1.0 %、P:0.05%
以下、S:0.01%以下を含み、さらに、Nb:0.005 〜0.
050 %、Ti:0.005 〜0.070%、V:0.005 〜0.10%の
うち1種または2種以上を含有し、かつN/(Al+Nb+Ti+V+
B):0.30以上、固溶N:0.0010%以上で残部Feおよび不
可避的不純物からなる組成を有し、TS×r値:850MPa
以上であることを特徴とする歪時効硬化特性に優れた深
絞り用冷延鋼板。
鋼板の表面に溶融亜鉛めっき層または合金化溶融亜鉛め
っき層を有する溶融亜鉛めっき鋼板。 (4) C:0.008 %以下、N: 0.0050 〜0.0250%、
Al:0.005 〜0.020 %、Si:1.0 %以下、Mn:0.01〜1.
0 %、P:0.05%以下、S:0.01%以下を含み、あるい
はさらに、B:0.0003〜0.0015%と共に、Nb:0.005 〜
0.050 %、Ti:0.005 〜0.070 %、V:0.005 〜0.10%
のうち1種または2種以上を含み、かつN/(Al+Nb+Ti+V+
B):0.30以上になる組成を有する鋼素材を、950 ℃以上
に加熱後、粗圧延終了温度を1000℃以下Ar3 以上として
粗圧延し、続いてAr3 以下600 ℃以上の温度域で潤滑し
つつ仕上圧延して巻き取り、その際粗圧延開始から仕上
圧延終了までの全圧下率を80%以上とし、得られた熱延
板を再結晶焼鈍し、次いで圧下率60〜95%で冷間圧延
し、得られた冷延板を再結晶焼鈍することを特徴とする
歪時効硬化特性に優れた深絞り用冷延鋼板の製造方法。
した後、得られた冷延焼鈍板に溶融亜鉛めっき、あるい
はさらに合金化処理を施すことを特徴とする歪時効硬化
特性に優れた深絞り用溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
ように限定した理由を述べる。 C:0.008 %以下 Cは、可及的少量であるほど深絞り性、プレス成形性に
有利である。フェライト相に対するCの固溶限はNより
もかなり低いため、熱延後の冷延工程においてCの再溶
解が進行し、結晶粒内の固溶Cが増加して、耐常温時効
性およびr値を低下させやすくなる。十分な耐常温時効
性とr値を確保するためにCは0.008 %以下とする。好
ましくは0.005 %以下である。なお、強度確保と結晶粒
粗大化防止の観点からは、Cは0.0005%以上含有させる
のが望ましい。
強度を高める重要な役割を果たす元素であり、0.0050%
未満では固溶N量が不足してこの役割が果たせず、一
方、0.0250%超ではプレス成形性を劣化させる。よって
Nは0.0050〜0.0250%とする。なお、固溶強化により有
効に強度を高めるため、好ましくは0.010〜0.020 %で
ある。
%以上の含有量で存在する必要がある。ここで、固溶N
量は、鋼中の全N量から析出N量を差し引いて求めるも
のとする。なお、析出N量の分析法としては、本発明者
らが種々の分析法を比較検討した結果によれば、定電位
電解法を用いた電解抽出分析法により求めるのが有効で
ある。なお抽出分析に用いる地鉄を溶解する方法とし
て、酸分解法、ハロゲン法および電解法がある。この中
で、電解法は炭化物、窒化物などの極めて不安定な析出
物を分解させることなく、安定して地鉄のみを溶解でき
る。電解液としてはアセチル・アセトン系を用いて、定
電位にて電解する。本発明では定電位電解法を用いて析
出N量を測定した結果が、実際の部品強度と最もよい対
応を示した。
電解法により抽出した残渣を化学分析して残渣中のN量
を求め、これを析出N量とする。なお、より高いBHお
よびΔTSを得るためには、固溶N量は0.0015%以上が
好ましく、0.0020%以上がより好ましく、0.0030%以上
がさらに一層好ましい。 Al:0.005 〜0.020 % Alは、脱酸を行うためおよび炭窒化物形成成分の歩留り
向上のために添加されるが、0.005 %未満では十分な効
果がなく、0.020 %超では製鋼段階でN量の歩留り的中
が困難となる。よってAlは0.005 〜0.020 %とした。
確保するためにはN/Alを0.30以上とする必要がある。ま
た、Nb,Ti,VあるいはBを複合添加する場合は、これら
も夫々NbN,TiN,VN,BN を形成して固溶Nを減らすので、
固溶Nの適正量を確保するためにはN/(Al+Nb+Ti+V+B)を
0.30以上とする必要がある。
ことにより、熱延組織および冷延再結晶組織の微細化に
寄与し、かつ耐二次加工脆性を改善する働きを有するの
で必要に応じてNb,Ti,Vとともに添加されるが、0.0003
%未満ではその働きが不十分であり、一方、0.0015%超
ではBN析出量が増大し固溶Nが少なくなり、かつスラブ
加熱段階での溶体化に支障をきたす。よってBは0.0003
〜0.0015%とした。
0 %、V:0.005 〜0.10% Nb,Ti,Vは、Bと複合添加することにより、熱延組織
および冷延再結晶組織の微細化に寄与し、かつ固溶Cを
NbC,TiC,VCとして析出させる働きを有するので必要に応
じてBとともに添加されるが、各々0.005 %未満ではそ
の働きが不十分である。一方、Nbは0.050 %超、Tiは0.
070 %超、Vは0.10%超では延性の劣化を招く。よって
Nbは0.005 〜0.050 %、Tiは0.005 〜0.070 %、Vは0.
005 〜0.10%とした。
用な元素であり、この効果を得るには0.001 %以上含有
させるのが好ましいが、1.0 %を超えると表面性状を悪
化させ、延性の低下を招くので、1.0 %以下とした。な
お、好ましくは0.75%以下である。
してSによる脆化を抑制する働きがあるが、0.01%未満
ではこれらの働きが不十分であり、一方、1.0%超では
表面性状の悪化あるいは延性の低下を招くので、0.01〜
1.0 %とした。なお、好ましくは0.01〜0.75%である。
を得るには0.001 %以上含有させるのが好ましいが、0.
05%超では(FeNb)x P,などの燐化物を形成して深絞り
性を劣化させるため、0.05%以下とした。 S:0.01%以下 Sは、多量に含有されると介在物量が増加し延性の低下
を招くので、その混入は極力避けることが望ましいが、
許容レベルを考慮して0.01%以下とした。
とともにTS×r値≧750MPaであることを特徴とする歪
時効硬化特性に優れた深絞り用冷延鋼板である。TS×
r値が750MPaを下回る鋼板では、構造部材的な要素をも
つ部材に広く適用することができない。また、さらに適
用範囲を拡げるにはTS×r値は850MPa以上とするのが
望ましい。
た」とは、上記したように、引張歪5%の予変形後、17
0 ℃の温度に20min 保持する条件で時効処理したとき、
この時効処理前後の変形応力増加量(BHと記す;BH
=時効処理後の降伏応力−時効処理前の予変形応力)が
80MPa 以上であり、かつ歪時効処理(前記予変形+前記
時効処理)前後の引張強さ増加量(ΔTSと記す;ΔT
S=時効処理後の引張強さ−予変形前の引張強さ)が40
MPa 以上であることを意味する。
変形)量が重要な因子となる。本発明者らは、自動車用
鋼板に適用される変形様式を想定して、歪時効硬化特性
に及ぼす予歪量の影響について調査し、その結果、前
記変形様式における変形応力は、極めて深い絞り加工の
場合を除き、概ね1軸相当歪(引張歪)量で整理できる
こと、実部品ではこの1軸相当歪量が概ね5%を上回
っていること、部品強度が、予歪5%の歪時効処理後
に得られる強度(YSおよびTS)と良く対応すること
を突き止めた。この知見をもとに、本発明では、歪時効
処理の予変形を引張歪5%に定めた。
min が標準として採用されている。なお、多量の固溶N
を含む本発明鋼板に5%以上の歪が加わる場合は、より
緩やかな(低温側の)処理でも硬化が達成され、言い換
えれば時効条件をより幅広くとることが可能である。ま
た、一般に、硬化量を稼ぐには、過度の時効で軟化させ
ない限りにおいて、より高温で、より長時間保持するこ
とが有利である。
形後に硬化が顕著となる加熱温度の下限は概ね100 ℃で
ある。一方、加熱温度が300 ℃を超えると硬化が頭打ち
となり、逆にやや軟化する傾向が現れるほか、熱歪やテ
ンパーカラーの発生が目立つようになる。また、保持時
間については、加熱温度200 ℃程度のとき概ね30s程度
以上とすれば略十分な硬化が達成される。さらに大きな
安定した硬化を得るには保持時間60s以上とするのが好
ましい。しかし、20min を超える保持では、さらなる硬
化を望みえないばかりか、生産効率も著しく低下して実
用面では不利である。
件として従来の塗装焼付処理条件の加熱温度である170
℃、保持時間を20min で評価すると定めた。従来の塗装
焼付け型鋼板では十分な硬化が達成されない低温加熱・
短時間保持の時効処理条件下でも、本発明鋼板では大き
な硬化が安定的に達成される。なお、加熱の仕方はとく
に制限されず、通常の塗装焼付けに採用されている炉に
よる雰囲気加熱のほか、たとえば誘導加熱や、無酸化
炎、レーザ、プラズマなどによる加熱などのいずれも好
ましく用いうる。また、強度を上昇させたい部分のみを
選択的に加熱してもよい。
力負荷に抗しうる必要があり、それゆえ素材鋼板では小
さな歪域での強度特性だけでなく大きな歪域での強度特
性も重要となる。本発明者らはこの点に鑑み、自動車部
品の素材となすべき本発明鋼板のBHを80MPa 以上とす
るとともに、ΔTSを40MPa 以上とする。なお、より好
ましくは、BH100MPa以上、ΔTS50MPa 以上とする。
BHとΔTSをより大きくするには、時効処理の際の加
熱温度をより高温側に、および/または、保持時間をよ
り長時間側に、設定すればよい。
態では、室温で1年程度の長時間放置されても時効劣化
(YSが増加しかつElが減少する現象)は起こらない
という、従来にない利点が備わっている。また、本発明
では、上記した本発明冷延鋼板の表面に溶融亜鉛めっき
または合金化溶融亜鉛めっきを施しても何ら問題はな
く、めっき前と同等位のTS、BH、ΔTSを示す。ま
た、溶融亜鉛めっきおよび合金化溶融亜鉛めっき以外の
めっきの種類としては、電気亜鉛めっき、電気錫めっ
き、電気クロムめっき、電気ニッケルめっき等、いずれ
も好ましく適用しうる。
まず、C:0.008 %以下、N: 0.0050 〜0.0250%、A
l:0.005 〜0.020 %、Si:1.0 %以下、Mn:0.01〜1.0
%、P:0.05%以下、S:0.01%以下を含み、あるい
はさらにB:0.0003〜0.0015%と共に、Nb:0.005 〜0.
050 %、Ti:0.005 〜0.070 %、V:0.005 〜0.10%の
うち1種または2種以上を含み、かつN/(Al+Nb+Ti+V+
B):0.30以上になる組成を有する鋼が転炉等の通常公知
の溶製法で溶製され、造塊法あるいは連続鋳造法で凝固
させられて鋼素材となる。
れて熱延板となる。加熱温度(SRT)が低すぎると加
工性の改善効果が飽和し、しかも熱間圧延時の圧延負荷
が増大し圧延トラブルが発生したり、また固溶Nの均一
化不足を招くおそれが生じてくるので、SRTは950 ℃
以上が好ましい。なお、深絞り性向上のためには固溶C
を固定し炭化物として析出させておくのが有利であり、
それにはSRTは1300℃以下が好ましい。なお加工性を
より一層の向上させるには1150℃以下とするのが好まし
い。
は、80%未満であると熱延板の結晶粒微細化が不十分と
なるため、80%以上とするのが好ましい。粗圧延温度が
1000℃超であるとγ→α変態粒が粗大化してr値が低下
し、Ar3未満であるとα粒が再結晶粗大化または粒成長
することによりr値が低下するので、粗圧延は1000℃以
下Ar3 以上の温度域で行うことが好ましい。
とγ→α変態により集合組織がランダム化し、優れた深
絞り性が得られず、一方、仕上圧延を600 ℃未満で終え
ても、より一層の深絞り性の向上は望めず圧延荷重が増
大するのみとなるので、仕上圧延はAr3 以下600 ℃以上
の温度域で行うことが好ましい。また、仕上圧延時に潤
滑圧延を行わないと、ロールと鋼板との間の摩擦力によ
り、鋼板表層部に付加的剪断力が働き、その結果、鋼板
表層部に深絞り性に好ましくない{110 }方位が優先的
に形成されるために、深絞り性が劣化する。よって、仕
上圧延は潤滑しつつ行うのが好ましい。
る。なお、巻取工程を経た被処理材はコイルとも呼ばれ
る。熱延板の巻取温度(CT)は、高温ほど炭化物の粗
大化には有利であるが、700 ℃を超えると熱延板表面に
形成されるスケールが厚くなりスケール除去作業の負荷
が増大したり、窒化物形成が進行してコイル長手方向の
固溶N量の変動を招き、一方、400 ℃未満では巻取作業
が困難になる。このためCTは700 〜400 ℃とするのが
好ましい。
はバッチ焼鈍により再結晶焼鈍する。この焼鈍(熱延板
焼鈍)は、仕上圧延で行ったα域温間圧延により形成さ
れた圧延加工集合組織を再結晶させて、再結晶集合組織
を得るために行うものである。次いで、熱延板は冷間圧
延されて冷延板となる。冷間圧延の圧下率は、60%未満
では高r値が期待できず、一方、95%を超えるとr値が
かえって低下するので、60〜95%とするのが好ましい。
焼鈍は、連続焼鈍ライン、連続溶融亜鉛めっきラインの
いずれかで行うのが好ましい。焼鈍条件は焼鈍温度650
℃以上×保持時間5秒以上とするのが好ましい。焼鈍温
度650 ℃以上、保持時間5秒以上のいずれかが満たされ
ないと再結晶が完了せず深絞り性が低下する。なお、さ
らに優れた深絞り性を得るには、焼鈍温度800 ℃以上×
保持時間5秒以上が好ましい。ただし、焼鈍温度が900
℃を超えると炭化物の再溶解が進行し固溶Cが過度に増
加するため遅時効性(耐常温時効性)が低下し、さら
に、α→γ変態が生じた場合は集合組織がランダム化し
てr値が低下し深絞り性が損なわれるため、焼鈍温度は
900 ℃以下とするのが好ましい。
た冷延焼鈍板には、必要に応じて溶融亜鉛めっき、ある
いはさらに合金化処理を施すが、その場合、めっき処理
では、再結晶焼鈍後からめっき処理前までの冷却速度を
5℃/s以上とし、溶融亜鉛めっきする時の板温を400 〜
600 ℃とするのが好ましく、合金化処理では、処理温度
を400 〜600 ℃とし、処理時間を5〜40秒とするのが好
ましい。
融亜鉛めっき鋼板は、形状矯正、表面粗さ調整のために
これを調質圧延してもよい。この調質圧延の圧下率は10
%以下が好ましい。この圧下率が10%を超えるとr値が
低下するからである。
条件で熱間圧延し板厚3.5mm の熱延板とした。これらの
熱延板を表3に示す条件で冷間圧延して板厚0.7mm の冷
延板とし、これらの冷延板を同表に示す条件で再結晶焼
鈍し、うち一部につきさらに同表に示す条件で溶融亜鉛
めっきあるいは合金化溶融亜鉛めっきを施した。
組織、引張特性、歪時効硬化特性を調査した。調査に用
いた試験方法を以下に記す。 (1) 固溶N量 化学分析により求めた鋼中の全N量から析出N量を差し
引いて求めた。析出N量は、上記した定電位電解法を用
いた分析法により求めた。
交する断面(C断面)について、光学顕微鏡あるいは走
査型電子顕微鏡を用いて微視組織を撮像し、画像解析装
置を用いてフェライト相の体積率と結晶粒径を求めた。
結晶粒径は、C断面の組織写真からASTM規定の求積法に
より算出した値またはASTM規定の切断法により求めた公
称粒径のうち、いずれか大きい方を採用した。
2241の規定に準拠して歪速度:3×10-3/sで引張試験を
行ってYS,TS,Elを求めた。また、r値は、各製
品板からL方向、D方向(L方向に対し45°方向)、C
方向(L方向に対し90°方向)に各々JIS 5号試験片を
採取し、各試験片に15%引張歪を付与して求めた各方向
の値(rL ,rD ,rC )を式:(rL +2rD +
rC )/4で平均して求めた。
張予歪後170 ℃×20min の熱処理を施したのち、歪速
度:3×10-3/sで引張試験して降伏強さYSBH、と引張
強さTSBHを求め、BH=YSBH−YS5%、ΔTS=T
SBH−TSを算出した。なお、YS5%=製品板の5%引
張変形応力、である。
施例では、TS×r値≧750MPa(BとNb,Ti,V の1種ま
たは2種以上とを複合添加したものではさらにTS×r
値≧850MPa)、BH≧80MPa 、ΔTS≧40MPa をすべて
満たすが、比較例ではこれら3特性の1つ以上が実施例
のレベルに達しない。
深絞り性を確保しつつ、プレス成形-熱処理によりTS
が大きく増加する冷延鋼板および溶融亜鉛めっき鋼板
(合金化したものも含む)を工業的に製造できるという
優れた効果を奏する。
関係を示すグラフである。
すグラフである。
Claims (5)
- 【請求項1】 C:0.008 %以下、N: 0.0050 〜0.02
50%、Al:0.005 〜0.020 %、Si:1.0 %以下、Mn:0.
01〜1.0 %、P:0.05%以下、S:0.01%以下を含み、
かつN/Al:0.30以上、固溶N:0.0010%以上で残部Feお
よび不可避的不純物からなる組成を有し、TS×r値:
750MPa以上であることを特徴とする歪時効硬化特性に優
れた深絞り用冷延鋼板。 - 【請求項2】 C:0.008 %以下、N: 0.0050 〜0.02
50%、B:0.0003〜0.0015%、Al:0.005 〜0.020 %、
Si:1.0 %以下、Mn:0.01〜1.0 %、P:0.05%以下、
S:0.01%以下を含み、さらに、Nb:0.005 〜0.050
%、Ti:0.005〜0.070 %、V:0.005 〜0.10%のうち
1種または2種以上を含有し、かつN/(Al+Nb+Ti+V+B):
0.30以上、固溶N:0.0010%以上で残部Feおよび不可避
的不純物からなる組成を有し、TS×r値:850MPa以上
であることを特徴とする歪時効硬化特性に優れた深絞り
用冷延鋼板。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載の冷延鋼板の表
面に溶融亜鉛めっき層または合金化溶融亜鉛めっき層を
有する溶融亜鉛めっき鋼板。 - 【請求項4】 C:0.008 %以下、N: 0.0050 〜0.02
50%、Al:0.005 〜0.020 %、Si:1.0 %以下、Mn:0.
01〜1.0 %、P:0.05%以下、S:0.01%以下を含み、
あるいはさらに、B:0.0003〜0.0015%と共に、Nb:0.
005 〜0.050%、Ti:0.005 〜0.070 %、V:0.005 〜
0.10%のうち1種または2種以上を含み、かつN/(Al+Nb
+Ti+V+B):0.30以上になる組成を有する鋼素材を、950
℃以上に加熱後、粗圧延終了温度を1000℃以下Ar3 以上
として粗圧延し続いてAr3 以下600 ℃以上の温度域で潤
滑しつつ仕上圧延して巻き取り、その際粗圧延開始から
仕上圧延終了までの全圧下率を80%以上とし、得られた
熱延板を再結晶焼鈍し、次いで圧下率60〜95%で冷間圧
延し、得られた冷延板を再結晶焼鈍することを特徴とす
る歪時効硬化特性に優れた深絞り用冷延鋼板の製造方
法。 - 【請求項5】 請求項4記載の冷延板を再結晶焼鈍した
後、得られた冷延焼鈍板に溶融亜鉛めっき、あるいはさ
らに合金化処理を施すことを特徴とする歪時効硬化特性
に優れた深絞り用溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
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