JP2001355023A - 高加工性熱延鋼板の製造方法 - Google Patents

高加工性熱延鋼板の製造方法

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JP2001355023A JP2000173934A JP2000173934A JP2001355023A JP 2001355023 A JP2001355023 A JP 2001355023A JP 2000173934 A JP2000173934 A JP 2000173934A JP 2000173934 A JP2000173934 A JP 2000173934A JP 2001355023 A JP2001355023 A JP 2001355023A
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博士 中田
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正 井上
Toru Inazumi
透 稲積
Sadanori Imada
貞則 今田
Hiroyasu Kikuchi
啓泰 菊池
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Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、局部伸び等の加工性に優れた熱延
鋼板の製造方法を提供する。 【解決手段】質量%で、C:0.04〜0.2%、S
i:0.25〜2.0%、Mn:0.5〜2.5%、S
ol.Al:0.1%以下を含有し、Ti,Nb,V,
Zr,Cr,Mo、Caの一種又は二種以上を添加する
鋼を連続鋳造し、粗圧延後、1050℃以下で30%以
上の累積圧下を含み、圧延終了温度をAr3以上、Ar3
+60℃以下とする仕上圧延を行い、圧延終了後、1.
0秒以内に、冷却開始温度と冷却終了温度との差が10
0℃以上、250℃未満となる冷却域を200℃/s超
えで一次冷却し、720℃以下580℃超えの温度域を
2sec以上20sec間未満10℃/s以下で冷却
後、30℃/s以上で2次冷却の後、巻取り温度400
℃未満で巻取りする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱延鋼板の製造方
法に関し、特に局部伸びに優れた高加工性熱延鋼板の製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】フェライトとマルテンサイトが主体の複
合組織を有する高強度熱延鋼板は、伸びー強度バランス
が良好で加工性に優れていることから、自動車の軽量化
など種々の構造部材や部品に適用が進められている。最
近、その適用範囲の拡大に伴い、加工性をより向上させ
ることが望まれるようになってきた。
【0003】高強度複合組織において切欠き伸び特性、
伸びフランジ加工性を向上させるためには複合組織の微
細化が有効とされている。複合組織鋼は、Ar3変態点
以上からフェライト・オーステナイト2相が共存する温
度まで冷却後、その温度で保持し、フェライト変態をさ
せることにより、オーステナイト相にCを濃縮させ、そ
の後の急冷する2段冷却によりオーステナイト相をマル
テンサイト組織とするものである。
【0004】複合組織の微細化は、このような製造工程
の限定によりなされるものであり、先行技術として、例
えば、特開昭54−65118号公報、特開昭56−3
3429号公報、特開昭60−121225号公報等が
挙げられる。
【0005】特開昭54−65118号公報では、一次
冷却の冷却速度を80℃/秒以上としてフェライトの粒
成長を抑制する技術、特開昭56−33429号公報で
は一次冷却開始温度を720〜850℃、一次冷却速度
を30〜200℃/秒としてフェライトを微細化する技
術、特開昭60−121225号公報ではAr3〜Ar3
+40℃の温度域で、45%以上の累積圧下をおこな
い、フェライトを微細分散させ、マルテンサイトを微細
化する技術が開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術はいずれも、冷却能力が小さい既存の設備を
前提としたものであるため、複合組織の微細化や第2相
組織の微細化に限界があり、最近の適用範囲の拡大に伴
う局部伸び向上の要望を必ずしも満足するものではな
い。
【0007】本発明は、以上の点に鑑みなされたもの
で、その目的は、局部伸び等の加工性に優れた高強度熱
延鋼板の製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成するため、2段冷却による複合組織鋼の製造を対象
に、複合組織の微細化に及ぼす仕上圧延後の冷却の影響
について鋭意検討した。その結果、仕上圧延後のランナ
ウト冷却での2段冷却において、一次冷却開始までの時
間を1.0秒以内とし、一次冷却速度を200℃/sを
超える高冷却速度とすることが有効なことを見出した。
【0009】本発明は以上の知見を基に更に検討を加え
てなされたものである。すなわち本発明は、 1.(a)質量%で、C:0.04〜0.2%、Si:
0.25〜2.0%、Mn:0.5〜2.5%、So
l.Al:0.1%以下を含有する鋼を連続鋳造後、粗
圧延を行う工程と、(b)1050℃以下で30%以上
の累積圧下を含み、圧延終了温度をAr3以上、Ar3
60℃以下とする仕上圧延を行う工程と、(c)圧延終
了後、1.0秒以内に、冷却開始温度と冷却終了温度と
の差が100℃以上、250℃未満となる冷却域を20
0℃/s超えで一次冷却する工程と、(d)720℃以
下580℃超えの温度域を2sec以上20sec間未
満10℃/s以下で冷却後、30℃/s以上で2次冷却
する工程と、(e)巻取り温度400℃未満で巻取りす
る工程。
【0010】を具備したことを特徴とする高加工性熱延
鋼板の製造方法。
【0011】2.連続熱間仕上げ圧延機の入り側、また
は連続熱間仕上圧延機のスタンド間の加熱装置により、
粗バー加熱を行うことを特徴とする1記載の高加工性熱
延鋼板の製造方法。
【0012】3.鋼成分として、更に、質量%で、T
i,Nb,V,Zrの一種又は二種以上を0.01〜
0.2%含有することを特徴とする1または2記載の高
加工性熱延鋼板の製造方法。
【0013】4.鋼成分として、更に、質量%で、C
r:1%以下、Mo:0.5%以下の一種又は二種を含
有することを特徴とする1乃至3の何れかに記載の高加
工性熱延鋼板の製造方法。
【0014】
【発明の実施の形態】成分組成、製造条件の限定につい
て詳細に説明する。
【0015】1.成分組成 C Cは、オーステナイトの焼入れ性を向上させ、複合組織
中に適量のマルテンサイト、もしくはマルテンサイトと
ベイナイトを混在させて強度を確保するため0.04%
以上添加する。一方、0.2%を超えると加工性及び溶
接性を劣化させるため、0.04〜0.2%(0.04
%以上、0.2%以下)とする。
【0016】Si Siは、固溶強化によりフェライトを強化するととも
に、熱間圧延後の緩冷却または放冷時のフェライトの析
出を促進し、オーステナイトへのCの濃縮を促進させる
ため、0.25%以上添加する。一方、2.0%を超え
ると溶接性および表面性状が劣化するため、0.25〜
2.0%とする。
【0017】Mn Mnは、Cと同様未変態オーステナイトの焼入れ性を高
めるため、0.5%以上添加する。一方、2.5%を超
えるとその効果が飽和し、バンド状組織を形成して加工
性を劣化させるので、0.5〜2.5%とする。
【0018】Sol.Al Alは脱酸材及び不可避的不純物として含有されるNを
固定して加工性を向上させるため添加する。0.1%を
超えるとその効果が飽和し、清浄度を悪化させ加工性を
劣化させるため、0.1%以下とする。
【0019】本発明鋼は基本成分組成として以上の元素
を含有するが、その作用効果が得られる範囲で他の元素
を含有することは差し支えない。例えば、所望する強
度、加工性等の特性に応じてTi,Nb,V,Zr,C
r,Mo、Caの一種又は二種以上を添加することがで
きる。
【0020】Ti,Nb,V,Zr 強度の調整または炭窒化物形成により固溶C,Nを低減
させて非時効化し、深絞り性を向上させる場合、Ti,
Nb,V,Zrの一種又は二種以上を合計として0.0
1〜0.2%添加する。
【0021】Cr,Mo Cr,Moは、オーステナイトの焼入れ性を高め、C,
Mnと同様な効果を有するため、必要とする場合、添加
する。高価な元素のため、多量に添加すると素材コスト
が上昇し、溶接性を劣化させるため、Cr:1%以下、
Mo:0.5%以下とする。 Ca Caは加工性を向上させる場合、0.005%を超えな
い範囲で添加する。
【0022】2.製造条件 本発明鋼は連続鋳造により鋼片を製造し、鋼片は粗圧
延、仕上圧延後、緩冷却を含む2段冷却を行う。粗圧延
の条件については特に規定せず、仕上圧延前、再加熱
後、または連続鋳造後、直接、行うことが可能である。
【0023】仕上圧延条件 仕上圧延は、歪みの導入により、仕上圧延後の冷却過程
でフェライト核の生成を促進させ、組織を微細化させる
ため、1050℃以下で累積圧下率30%以上とする。
圧延終了温度はオーステナイトの結晶粒径を微細化する
ため、Ar3以上、Ar3+60℃以下とする。尚、より
有効に、組織を微細化するためには連続熱間仕上圧延機
の入り側またはスタンド間に設けた誘導加熱装置によ
り、圧延温度を精密に制御し、仕上終了温度をAr3直
上とすることが好ましい。
【0024】冷却条件 一次冷却 一次冷却は仕上圧延により、導入されたオーステナイト
結晶粒内の変形帯密度を維持し、オーステナイト結晶粒
界のみならず結晶粒内からも多数のフェライト核生成さ
せるため、圧延終了後、1.0秒以内に開始し、冷却速
度はフェライト変態開始温度を低下させ、フェライト核
生成後の結晶粒成長速度を遅くするため、200℃/s
超えとする。尚、冷却速度は速いほど有利であり、30
0℃/s以上が好ましい。
【0025】一次冷却の冷却域は、結晶粒径の微細化と
強度を確保するため冷却開始温度と冷却終了温度との差
が100℃以上、250℃未満となる温度域とする。
【0026】温度差が100℃未満では、微細なフェラ
イトの析出が少なく結晶粒が十分微細化されず、250
℃以上では2次冷却前にベイナイトが生成し、十分な強
度が得られない。
【0027】一次冷却後、緩冷却を経て、二次冷却を行
う。緩冷却はフェライト変態を十分促進するために72
0℃以下580℃超えの温度域で2sec以上、10℃
/s以下で行う。20secを超えると、パーライトが
析出しやすく加工性が劣化するため、20sec以下と
する。尚、緩冷却には放冷を含むものとする。
【0028】二次冷却 二次冷却の冷却速度は、安定して、オーステナイトをマ
ルテンサイトまたはマルテンサイトに一部ベイナイトを
含んだ組織とするため、30℃/s以上とする。
【0029】巻取り温度 二次冷却を経た後、巻取りを行う。巻取温度は、400
℃以上の場合、十分な量のマルテンサイトが得られず、
得られたマルテンサイトも巻取り後のコイル冷却過程に
おいて焼戻され、軟化する。また、フェライト/マルテ
ンサイト界面に導入された可動転位が回復し、複合組織
鋼の特徴である低降伏比が失われるため、400℃未満
とする。
【0030】尚、本発明により、板厚が2.0mm以下
の薄鋼板を製造する場合、2.0mmt以下に限らず、
仕上げ温度狭レンジ制御は組織制御に有効なため、連続
熱間仕上圧延機のスタンド間または仕上圧延前に粗バー
の幅方向エッジ部を誘導加熱装置により、加熱すること
が好ましく、また本発明の効果を損なうものではない。
また、本発明は、コイルボックス等を用いて保熱した粗
バーを溶接して行う連続熱延プロセスに適用することも
可能である。
【0031】
【実施例】表1に示す化学成分の鋼を溶製し、表2に示
す製造方法で板厚3.2mmの熱延鋼板を製造した。表
3に製造した熱延鋼板の機械的性質を示す。本発明の成
分組成、製造条件を満足し、本発明の実施例であるサン
プルNo.1,2では、優れた強度−切欠き伸びバラン
ス(TS×N.El)で降伏比も低く、比較例であるサ
ンプルNo.3,4に対し、加工性に優れている。
【0032】図1に本実施例による強度−切欠き伸びバ
ランス(TS×N.El)に及ぼす一次冷却速度の影響
を示す。
【0033】
【表1】
【0034】
【表2】
【0035】
【表3】
【0036】
【発明の効果】本発明によれば、特殊な成分組成によら
ず複合組織が微細化され、局部伸びなどの加工性に優れ
た熱延鋼板を製造することが可能で、産業上、極めて有
用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】切欠き伸び−強度バランスに及ぼす一次冷却速
度の影響を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲積 透 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 今田 貞則 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 菊池 啓泰 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 Fターム(参考) 4K037 EA01 EA05 EA06 EA11 EA15 EA16 EA17 EA19 EA27 EA28 EA31 EA32 EA35 FB07 FC07 FD04 FD08 FE01

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)質量%で、C:0.04〜0.2
    %、Si:0.25〜2.0%、Mn:0.5〜2.5
    %、Sol.Al:0.1%以下を含有する鋼を連続鋳
    造後、粗圧延を行う工程と、(b)1050℃以下で3
    0%以上の累積圧下を含み、圧延終了温度をAr3
    上、Ar3+60℃以下とする仕上圧延を行う工程と、
    (c)圧延終了後、1.0秒以内に、冷却開始温度と冷
    却終了温度との差が100℃以上、250℃未満となる
    冷却域を200℃/s超えで一次冷却する工程と、
    (d)720℃以下580℃超えの温度域を2sec以
    上20sec間未満10℃/s以下で冷却後、30℃/
    s以上で2次冷却する工程と、(e)巻取り温度400
    ℃未満で巻取りする工程。を具備したことを特徴とする
    高加工性熱延鋼板の製造方法。
  2. 【請求項2】 連続熱間仕上げ圧延機の入り側、または
    連続熱間仕上圧延機のスタンド間の加熱装置により、粗
    バー加熱を行うことを特徴とする請求項1記載の高加工
    性熱延鋼板の製造方法。
  3. 【請求項3】 鋼成分として、更に、質量%で、Ti,
    Nb,V,Zrの一種又は二種以上を0.01〜0.2
    %含有することを特徴とする請求項1または2記載の高
    加工性熱延鋼板の製造方法。
  4. 【請求項4】 鋼成分として、更に、質量%で、Cr:
    1%以下、Mo:0.5%以下の一種又は二種を含有す
    ることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の高
    加工性熱延鋼板の製造方法。
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