JP2002003950A - 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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Toru Inazumi
透 稲積
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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、伸びフランジ性等の加工性に優れ
た熱延鋼板の製造方法を提供する。 【解決手段】質量%で、C:0.04〜0.12%、S
i:0.25〜2.0%、Mn:0.5〜2.5%、S
ol.Al:0.1%以下を含有し、所望する特性に応
じて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、圧延
終了温度をAr3以上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100℃以上、250℃未満となる冷却域を200
℃/s超えで冷却し、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、400℃以上、540℃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、特に穴拡げ性などの加工性に優れたものの製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】フェライトとベイナイトが主体の複合組
織を有する高強度熱延鋼板は、伸びフランジ性−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伸びフランジ性−
強度バランス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
冷却し、その後の冷却制御によりオーステナイト相を低
温変態相とするものである。
【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60−1
21225号公報、特許第2831858号等が挙げら
れる。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60−121225号公報ではA
3〜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。
【0005】また、特許第2831858号には穴拡げ
性に有利なベイナイト主体の組織とした高強度鋼板が記
載され、特公昭62−39230号公報には、仕上圧延
を大圧下とし、微細組織とすることが記載されている。
【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、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伸びフ
ランジ性向上の要望を必ずしも満足するものではなく、
また、仕上大圧下圧延は熱延鋼板の製造条件として板形
状の点で問題があった。
【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、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
後のランナウトでの冷却において、仕上圧延後、冷却開
始までの時間を1.0秒以内とし、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:0.04〜0.12%、Si:
0.25〜2.0%、Mn:0.5〜2.5%、So
l.Al:0.1%以下,残部が実質的にFeおよび不
可避不純物からなる鋼を連続鋳造後、粗圧延を行う工程
と、(b)圧延終了温度をAr3以上とする仕上圧延を
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超えで冷却する工程
と、(d)720℃以下580℃以上の温度域を20s
ec間未満10℃/s以下で冷却する工程と、(e)4
00℃以上、540℃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合計として
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:1.0%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】5. 連続熱間仕上げ圧延機における最終
スタンドでの圧下率を30%未満とすることを特徴とす
る1乃至4の何れかに記載の高加工性熱延鋼板の製造方
法。
【0015】
【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。
【0016】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
中に適量のベイナイトを生成させるため0.04%以上
添加する。一方、0.12%を超えると加工性及び溶接
性を劣化させるため、0.04〜0.12%(0.04
%以上、0.12%以下)とする。
【0017】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Ar3〜Ar1変態点における緩冷却ま
たは放冷時に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。
【0018】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。
【0019】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。
【0020】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、所望する強度、加工性等の特性に応じて
Ti,Nb,V,Zr,Cr,Mo、Caの一種又は二
種以上を添加することができる。
【0021】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、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。
【0022】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:1.0%以下とする。 Ca Caは加工性を向上させる場合、0.005%以下添加
する。
【0023】2.製造条件 本発明鋼は、連続鋳造により鋼片を製造する。鋼片は粗
圧延、仕上圧延後、直ちに冷却を行う。粗圧延の条件に
ついては特に規定せず、鋼片を再加熱後、または連続鋳
造後、直接、行うことが可能である。
【0024】仕上圧延条件 仕上圧延の圧延終了温度はAr3未満では圧延中にフェ
ライトが生成して著しい加工組織となり伸びが大きく低
下するため、Ar3以上とする。また、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加熱装置、例えば誘導加熱装置
により、圧延温度を精密に制御し、仕上終了温度をAr
3直上とすることが好ましい。また、形状調整を行う場
合は、仕上圧延時の最終パスの圧下率を30%未満とす
る。
【0025】冷却条件 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秒以内に開始する。但し、冷
却開始時間が0.5秒以下では圧延歪みの不均一な残量
により組織が不均一になることがあるため、0.5秒超
えが望ましい。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、300℃以上が好ましい。
【0026】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、220℃未満となる温度域とする。
【0027】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、220
℃以上では冷却後の放冷において針状フェライトが析出
し、十分な強度が得られない。
【0028】冷却後、緩冷却を行う。緩冷却はフェライ
ト変態を十分促進するために720℃以下580℃超え
の温度域で2sec以上、10℃/s以下で行う。20
sec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。
【0029】巻取温度 巻取温度は、400℃以上、540℃未満とする。巻取
温度が、540℃以上の場合、安定してベイナイト主体
の組織が得られず、400℃未満では硬質相のマルテン
サイトの生成量が多くなり、伸びフランジ性が劣化す
る。尚、緩冷却後、巻取りまでの冷却は特に規定しない
が、パーライトの生成を抑える為、1℃/s以上とする
ことが好ましい。
【0030】本発明により、板厚が2.0mm以下の薄
鋼板を製造する場合、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.1,3では、比較例であるサンプルNo.
2,4に対し、優れた穴拡げ率−強度バランス(λ×T
S)で、加工性に優れている。穴拡げ率は、スケールを
除去後、直径10mmφの穴をクリアランス12%とし
て打ち抜きにより加工し、頂角60°の円錐ポンチによ
る穴拡げを行って亀裂が板厚を貫通した時点の穴径を測
定、穴径の拡大率で評価した。
【0032】図1に本実施例で得られた穴拡げ率−強度
バランス(λ×TS)の結果を示す。
【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、伸びフランジ性などの加工性
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】穴拡げ率−強度バランスを示す図。
───────────────────────────────────────────────────── 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 FB08 FC07 FD04 FD08 FE01

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)質量%で、C:0.04〜0.1
    2%、Si:0.25〜2.0%、Mn:0.5〜2.
    5%、Sol.Al:0.1%以下,残部が実質的にF
    eおよび不可避不純物からなる鋼を連続鋳造後、粗圧延
    を行う工程と、(b)圧延終了温度をAr3以上とする
    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超えで冷
    却する工程と、(d)720℃以下580℃以上の温度
    域を20sec間未満10℃/s以下で冷却する工程
    と、(e)400℃以上、540℃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合計として0.0
    1〜0.2%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:1.0%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。
  5. 【請求項5】 連続熱間仕上げ圧延機における最終スタ
    ンドでの圧下率を30%未満とすることを特徴とする請
    求項1乃至4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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