JP2003055738A

JP2003055738A - 形状凍結性に優れたフェライト系薄鋼板

Info

Publication number: JP2003055738A
Application number: JP2002001576A
Authority: JP
Inventors: Natsuko Sugiura; 夏子杉浦; Naoki Yoshinaga; 直樹吉永; Manabu Takahashi; 学高橋; Toru Yoshida; 亨吉田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2001-06-05
Filing date: 2002-01-08
Publication date: 2003-02-26
Anticipated expiration: 2022-01-08
Also published as: JP3908954B2

Abstract

(57)【要約】【課題】曲げを主体とする加工を行ったときの形状凍
結性に優れたフェライト系薄鋼板を提供する。【解決手段】少なくとも１／２板厚における板面の
｛１００｝＜０１１＞〜｛２２３｝＜１１０＞方位群の
Ｘ線ランダム強度比の平均値が３．０以上で、かつ、こ
れらの方位群の中で｛１００｝＜０１１＞方位のＸ線ラ
ンダム強度比が最大かつ４．０以上を満足し、更に、
｛５５４｝＜２２５＞、｛１１１｝＜１１２＞、およ
び、｛１１１｝＜１１０＞の３つの結晶方位のＸ線ラン
ダム強度比の平均値が３．５以下であり、加えて、圧延
方向およびそれと直角方向のｒ値のうち少なくとも１つ
が０．７以下であるフェライト系薄鋼板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、曲げ加工を主とす
る形状凍結性が優れたフェライト系薄鋼板（以下、単に
鋼板又は薄鋼板ともいう）に関するもので、自動車部品
等が主たる用途である。

【０００２】

【従来の技術】自動車からの炭酸ガスの排出量を抑える
ために、高強度鋼板を使用して自動車車体の軽量化が進
められている。また、搭乗者の安全性確保のためにも、
自動車車体には軟鋼板の他に高強度鋼板が多く使用され
るようになってきている。更に、自動車車体の軽量化を
今後進めていくために、従来以上に高強度鋼板の使用強
度レベルを高めたいという新たな要請が非常に高まりつ
つある。

【０００３】しかしながら、高強度鋼板に曲げ変形を加
えると、加工後の形状はその高強度ゆえに、加工冶具の
形状から離れて加工前の形状の方向に戻りやすくなるス
プリング・バック現象や、成形中の曲げ−曲げ戻しから
の弾性回復により側壁部の平面が曲率を持った面になっ
てしまうという壁そり現象が起こり、狙いとする加工部
品の形状が得られない寸法精度不良が生じる。

【０００４】従って、従来の自動車の車体では、主とし
て、４４０ＭＰａ以下の高強度鋼板に限って使用されて
きた。自動車車体にとっては、４９０ＭＰａ以上の高強
度鋼板を使用して車体の軽量化を進めていく必要がある
にもかかわらず、スプリング・バックや壁そりが少なく
形状凍結性の良い高強度鋼板が存在しないのが実状であ
る。

【０００５】付け加えるまでもなく、４４０ＭＰａ以下
の高強度鋼板や軟鋼板の加工後の形状凍結性を高めるこ
とは、自動車や家電製品などの製品の形状精度を高める
上で極めて重要であることはいうまでもない。

【０００６】特開平１０−７２６４４号公報には、圧延
面に平行な面における｛２００｝集合組織の集積度が
１．５以上であることを特徴とする、スプリング・バッ
ク量（本発明での寸法精度）が小さいオーステナイト系
ステンレス冷延鋼板が開示されている。しかし、フェラ
イト系鋼板のスプリング・バック量を小さくする技術に
ついては何ら記載されていない。

【０００７】また、フェライト系ステンレス鋼のスプリ
ングバック量を小さくする技術として、特開２００１−
３２０５０号公報には、板厚中央部の集合組織において
板面に平行な｛１００｝面の反射Ｘ線強度比を２以上と
する発明が開示されている。しかし、この発明は壁そり
の低減に関しては何ら記載がなく、かつ、｛１００｝＜
０１１＞〜｛２２３｝＜１１０＞方位群としての平均Ｘ
線ランダム強度比に関しては何ら記載がない。また成分
の範囲も本発明とは全く異なるものである。

【０００８】また、本発明者らの一部はＷＯ００／０６
７９１号にて、形状凍結性の向上を目的として、｛１０
０｝面と｛１１１｝面の比が１以上であるフェライト系
薄鋼板を開示したが、壁そりの低減に関しては何ら開示
がなく、したがって、｛１００｝＜０１１＞〜｛２２
３｝＜１１０＞方位群および｛１００｝＜１１０＞のＸ
線ランダム強度比についても開示されていない。

【０００９】また、本発明者らの一部は特開２００１−
６４７５０号公報にて，スプリングバック量を小さくす
る技術として、板面に平行な｛１００｝面の反射Ｘ線強
度比が３以上である冷延鋼板を開示したが、この発明は
板厚最表面でのＸ線強度比の規定を特徴としており、本
発明とは全く異なるものである。

【００１０】また、特開２０００−２９７３４９号公報
には、形状凍結性の良好な鋼板として、ｒ値の面内異方
性Δｒの絶対値が０．２以下である熱延鋼板が開示され
ている。しかし、この発明は低降伏比化することによっ
て形状凍結性を向上させることを特徴としており、上記
公報には、本発明の技術思想に基づく形状凍結性の向上
を目的とする集合組織制御に関しては記載されていな
い。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】軟鋼板や高強度鋼板に
曲げ加工を施すと、鋼板の強度に依存しながら大きなス
プリング・バックや壁そりが発生し、加工成形部品の形
状凍結性が悪いのが現状である。本発明は、この問題を
抜本的に解決して、形状凍結性に優れたフェライト系薄
鋼板を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】従来の知見によれば、ス
プリング・バックや壁そりを抑えるための方策として
は、鋼板の変形応力を低くすることがとりあえず重要で
あると考えられていた。そして、変形応力を低くするた
めには、降伏強さや引張強さの低い鋼板を使用せざるを
えなかった。しかし、これだけでは、鋼板の曲げ加工性
を向上させ、スプリング・バック量や壁そり量を低く抑
えるための根本的な解決にはならない。

【００１３】そこで、本発明者らは、曲げ加工性を向上
させてスプリング・バックや壁そりの発生を根本的に解
決するために、新たに、鋼板の集合組織の曲げ加工性へ
の影響に着目して、その作用効果を詳細に調査、研究し
た。そして、曲げ加工性に優れた鋼板を見いだした。

【００１４】その結果、｛１００｝＜０１１＞〜｛２２
３｝＜１１０＞方位群と｛１００｝＜０１１＞、｛５５
４｝＜２２５＞、｛１１１｝＜１１２＞、｛１１１｝＜
１１０＞の各方位の強度を制御すること、さらには、圧
延方向のｒ値および圧延方向と直角方向のｒ値のうち少
なくとも１つをできるだけ低い値にすることで、曲げ加
工性が飛躍的に向上することを明らかにした。

【００１５】本発明は、上記知見に基づいて構成されて
おり、その主旨とするところは、以下のとおりである。（１）少なくとも１／２板厚における板面の｛１００｝
＜０１１＞〜｛２２３｝＜１１０＞方位群のＸ線ランダ
ム強度比の平均値が３．０以上で、かつ、これらの方位
群の中で｛１００｝＜０１１＞方位のＸ線ランダム強度
比が最大かつ４．０以上を満足し、更に、｛５５４｝＜
２２５＞、｛１１１｝＜１１２＞および｛１１１｝＜１
１０＞の３つの結晶方位のＸ線ランダム強度比の平均値
が３．５以下であり、加えて、圧延方向のｒ値および圧
延方向と直角方向のｒ値のうち少なくとも１つが０．７
以下であることを特徴とする形状凍結性に優れたフェラ
イト系薄鋼板。

【００１６】（２）質量％で、Ｃ：０．０００１％以
上、０．２５％以下、Ｓｉ：０．００１％以上、２．５
％以下、Ｍｎ：０．０１％以上、２．５％以下、Ｐ：
０．２％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ａｌ：０．０１％
以上、２．０％以下、Ｎ：０．０１％以下、Ｏ：０．０
１％以下を含有し、残部鉄および不可避的不純物からな
ることを特徴とする前記（１）に記載の形状凍結性に優
れたフェライト系薄鋼板。（３）更に、質量％で、Ｔｉ：０．２％以下、Ｎｂ：
０．２％以下、Ｖ：０．２％以下、Ｃｒ：１．５％以
下、Ｂ：０．００７％以下の１種または２種以上を含有
することを特徴とする前記（２）に記載の形状凍結性に
優れたフェライト系薄鋼板。

【００１７】（４）更に、質量％で、Ｍｏ：１％以下、
Ｃｕ：２％以下、Ｎｉ：１％以下、Ｓｎ：０．２％以下
の１種または２種以上を含有することを特徴とする前記
（２）または（３）に記載の形状凍結性に優れたフェラ
イト系薄鋼板。

【００１８】（５）前記（１）〜（４）のいずれかに記
載の鋼板にめっきをしたことを特徴とする形状凍結性に
優れたフェライト系薄鋼板。

【００１９】（６）前記（１）〜（４）のいずれかに記
載の化学成分からなる鋼片を熱間圧延するに当たり、
（Ａｒ₃＋５０）〜（Ａｒ₃＋１５０）℃における圧下率
の合計が２５％以上で、引き続き、（Ａｒ₃−１００）
〜（Ａｒ₃＋５０）℃における圧下率の合計が５〜３５
％になるように熱間圧延し、（Ａｒ₃−１００）〜（Ａ
ｒ₃＋５０）℃で熱間圧延を終了し、（１）式に示す鋼
の化学成分（質量％）で決まる臨界温度Ｔｏ（℃）以下
で巻き取ることを特徴とする形状凍結性に優れたフェラ
イト系薄鋼板の製造方法。Ｔｏ＝−６５０．４×Ｃ％＋Ｂ（１）ここで、Ｂ＝−５０．６×Ｍｎｅｑ＋８９４．３Ｍｎｅｑ＝Ｍｎ％＋０．２４×Ｎｉ％＋０．１３×Ｓｉ
％＋０．３８×Ｍｏ％＋０．５５×Ｃｒ％＋０．１６×
Ｃｕ％−０．５０×Ａｌ％−０．４５×Ｃｏ％＋０．９
０×Ｖ％

【００２０】（７）熱間圧延を終了し、前記（１）式に
示す鋼の化学成分（質量％）で決まる臨界温度Ｔｏ
（℃）以下まで冷却後、３００℃〜Ａｃ₁変態温度
（℃）に加熱することを特徴とする前記（６）記載の形
状凍結性に優れたフェライト系薄鋼板の製造方法。

【００２１】（８）前記（Ａｒ₃＋５０）〜（Ａｒ₃＋１
５０）℃において、（２）式で計算される有効ひずみ量
ε^*が０．４以上になるように熱間圧延を行うことを特
徴とする前記（６）または（７）に記載の形状凍結性に
優れたフェライト系薄鋼板の製造方法。

【数２】ここで、ｎは仕上げ熱延の圧延スタンド数、ε_iはｉ番
目のスタンドで加えられたひずみ、ｔ_iはｉ〜ｉ＋１番
目のスタンド間の走行時間（秒）、τ_iは気体常数Ｒ
（＝１．９８７）とｉ番目のスタンドの圧延温度Ｔｉ
（Ｋ）によって下式で計算できる。 τ_i＝８．４６×１０^-9・ｅｘｐ｛４３８００／Ｒ／Ｔ
ｉ｝

【００２２】（９）前記（Ａｒ₃−１００）〜（Ａｒ₃＋
１５０）℃において、少なくとも１パス以上を摩擦係数
が０．２以下となるように圧延することを特徴とする前
記（６）〜（８）のいずれかに記載の形状凍結性に優れ
たフェライト系薄鋼板の製造方法。

【００２３】（１０）前記（６）〜（９）のいずれかに
記載のフェライト系薄鋼板を酸洗し、圧下率が８０％未
満の冷間圧延を施した後、６００〜（Ａｃ₃＋１００）
℃に加熱し、冷却することを特徴とする形状凍結性に優
れたフェライト系薄鋼板の製造方法。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の内容を詳細に説明
する。まず、Ｘ線ランダム強度比とｒ値について説明す
る。（ａ）１／２板厚における板面の｛１００｝＜０１１＞
〜｛２２３｝＜１１０＞方位群のＸ線ランダム強度比の
平均値、｛１００｝＜０１１＞方位のＸ線ランダム強度
比並びに｛５５４｝＜２２５＞、｛１１１｝＜１１２＞
及び｛１１１｝＜１１０＞の３つの結晶方位のＸ線ラン
ダム強度比の平均値：この平均値は本発明で、特に重要
な特性値である。板厚中心位置での板面のＸ線回折を行
い、ランダム試料に対する各方位の強度比を求めたとき
の、｛１００｝＜０１１＞〜｛２２３｝＜１１０＞方位
群における平均値が３．０以上でなくてはならない。こ
れが３．０未満では形状凍結性が劣悪となる。

【００２５】この方位群に含まれる主な方位は、｛１０
０｝＜０１１＞、｛１１６｝＜１１０＞、｛１１４｝＜
１１０＞、｛１１３｝＜１１０＞、｛１１２｝＜１１０
＞、｛３３５｝＜１１０＞および｛２２３｝＜１１０＞
である。

【００２６】これら各方位のＸ線ランダム強度比は、
｛１１０｝極点図に基づきベクトル法により計算した３
次元集合組織や、｛１１０｝、｛１００｝、｛２１
１｝、｛３１０｝極点図のうち複数の極点図（好ましく
は３つ以上）を用いて級数展開法で計算した３次元集合
組織から求めればよい。

【００２７】例えば、後者の方法における上記各結晶方
位のＸ線ランダム強度比には、３次元集合組織のφ２＝
４５゜断面における（００１）［１−１０］、（１１
６）［１−１０］、（１１４）［１−１０］、（１１
３）［１−１０］、（１１２）［１−１０］、（３３
５）［１−１０］、（２２３）［１−１０］の強度をそ
のまま用いればよい。

【００２８】｛１００｝＜０１１＞〜｛２２３｝＜１１
０＞方位群の平均値とは、上記の各方位の強度の相加平
均である。上記の全ての方位の強度を得ることができな
い場合には、｛１００｝＜０１１＞、｛１１６｝＜１１
０＞、｛１１４｝＜１１０＞、｛１１２｝＜１１０＞、
｛２２３｝＜１１０＞の各方位の強度の相加平均で代替
してもよい。｛１００｝＜０１１＞方位は、スプリング
バックと壁そりの低減に特に効果のある方位である。

【００２９】したがって、｛１００｝＜０１１＞方位の
Ｘ線ランダム強度は｛１００｝＜０１１＞〜｛２２３｝
＜１１０＞方位群の中で、最大かつ４．０以上でなけれ
ばならない。これが４．０未満であると、スプリングバ
ックや壁そりの低減量が十分得られず、極めて良好な形
状凍結性を確保することが困難になる。

【００３０】なお、ここで述べる｛１００｝＜０１１＞
方位は、同様の効果を有する方位の範囲として、圧延方
向に対して直角な方向（Transverse direction）を回転
軸として、±１２°の範囲を許容する。この角度は、更
に望ましくは、±６°とする。

【００３１】更に、１／２板厚における板面の｛５５
４｝＜２２５＞、｛１１１｝＜１１２＞および｛１１
１｝＜１１０＞の３つの結晶方位のＸ線ランダム強度比
の平均値は３．５以下でなくてはならない。これが３．
５超であると、｛１００｝＜０１１＞〜｛２２３｝＜１
１０＞方位群の強度が適正であっても良好な形状凍結性
を得ることが困難となる。

【００３２】｛５５４｝＜２２５＞、｛１１１｝＜１１
２＞および｛１１１｝＜１１０＞のＸ線ランダム強度比
も上記の方法に従って計算した３次元集合組織から求め
ればよい。

【００３３】より望ましくは、｛１００｝＜０１１＞〜
｛２２３｝＜１１０＞方位群のＸ線ランダム強度比の平
均値が４．０以上、｛１００｝＜０１１＞のＸ線ランダ
ム強度比が５．０以上、｛５５４｝＜２２５＞、｛１１
１｝＜１１２＞および｛１１１｝＜１１０＞のＸ線ラン
ダム強度比の相加平均値が２．５未満である。

【００３４】以上述べた結晶方位のＸ線強度が曲げ加工
時の形状凍結性に対して重要であることの理由は、必ず
しも明らかではないが、曲げ変形時の結晶のすべり挙動
と関係があるものと推測される。

【００３５】Ｘ線回折に供する試料は、機械研磨などに
よって鋼板を所定の板厚まで減厚し、次いで、化学研磨
や電解研磨などによって歪みを除去すると同時に、板厚
１／２面が測定面となるように作製する。鋼板の板厚中
心層に偏析帯や欠陥などが存在し、測定上不都合が生ず
る場合には、板厚の３／８〜５／８の範囲で適当な面が
測定面となるように、上述の方法に従って試料を調整し
て測定すればよい。

【００３６】当然のことであるが、上述のＸ線強度の限
定が板厚１／２近傍だけでなく、なるべく多くの厚みに
ついて満たされることで、より一層、形状凍結性が良好
になる。なお、｛ｈｋｌ｝＜ｕｖｗ＞で表される結晶方
位は、板面の法線方向が＜ｈｋｌ＞に平行で、圧延方向
が＜ｕｖｗ＞と平行であることを示している。

【００３７】（ｂ）圧延方向のｒ値（ｒＬ）および圧延
方向と直角方向のｒ値（ｒＣ）：これらのｒ値は、本発
明において重要である。すなわち、本発明者等が鋭意検
討の結果、上述した種々の結晶方位のＸ線強度が適正で
あっても、必ずしも良好な形状凍結性が得られないこと
が判明した。上記のＸ線強度と同時に、ｒＬおよびｒＣ
のうち少なくとも１つが０．７以下であることが必須で
ある。より好ましくは０．５５以下である。

【００３８】ｒＬおよびｒＣの下限は特に定めることな
く本発明の効果を得ることができるが、ｒ値はＪＩＳ５
号引張試験片を用いた引張試験により評価する。引張歪
みは通常１５％であるが、均一伸びが１５％を下回る場
合には、均一伸びの範囲で、できるだけ１５％に近い歪
みで評価すればよい。

【００３９】なお、曲げ加工を施す方向は加工部品によ
って異なるので特に限定するものではないが、ｒ値が小
さい方向に対して垂直もしくは垂直に近い方向に折り曲
げる加工を主とすることが好ましい。

【００４０】ところで、一般に集合組織とｒ値とは相関
があることが知られているが、本発明においては、既述
の結晶方位のＸ線強度比に関する規定とｒ値に関する規
定とは互いに同義ではなく、両方の規定が同時に満たさ
れなくては良好な形状凍結性を得ることはできない。

【００４１】本発明は、引張強度レベルの低い軟鋼板か
ら高強度鋼板にいたる全ての薄鋼板に適用できるもので
あり、上記規定が満たされれば、薄鋼板の曲げ加工性は
飛躍的に向上する。換言すれば、上記規定は、薄鋼板の
機械的強度レベルの制約を越えた、曲げ加工変形に関す
る基本的材料指標であるということである。

【００４２】薄鋼板であれば上記の規定は普遍的に適用
できるので、特に薄鋼板の種類を限定することは基本的
に必要のないことである。そして、勿論のこととして、
熱延鋼板や冷延鋼板の区別は何ら問うものではない。

【００４３】次に化学成分の限定理由について説明す
る。

【００４４】Ｃの下限を０．０００１％としたのは、実
用鋼で得られる下限値を用いることにしたためである。
Ｃが０．２５％超になると加工性や溶接性が悪くなるの
で、上限は０．２５％に設定する。

【００４５】Ｓｉは鋼板の機械的強度を高めるのに有効
な元素であるが、２．５％超となると加工性が劣化した
り、表面疵が発生したりするので、２．５％を上限とす
る。一方、実用鋼でＳｉを０．００１％未満とするのは
困難であるので、０．００１％を下限とする。

【００４６】Ｍｎも鋼板の機械的強度を高めるのに有効
な元素であるが、２．５％超となると加工性が劣化する
ので、２．５％を上限とする。一方、実用鋼でＭｎを
０．０１％未満とするのは困難であるので、０．０１％
を下限とする。また、Ｍｎ以外に、Ｓによる熱間割れの
発生を抑制するＴｉなどの元素が十分に添加されない場
合には、質量％で、Ｍｎ／Ｓ≧２０となるＭｎ量を添加
することが望ましい。

【００４７】ＰとＳは、それぞれ、０．２％以下、０．
０３％以下とする。これは、加工性の劣化や、熱間圧延
または冷間圧延時の割れを防ぐためである。

【００４８】Ａｌは脱酸のために０．０１％以上添加す
る。また、Ａｌはγ→α変態点を顕著に上昇させるの
で、特に、Ａｒ₃点以下での熱延を指向する場合には有
効な元素である。しかし、多すぎると加工性が低下した
り、表面性状が劣悪となるため、上限を２．０％とす
る。

【００４９】ＮとＯは不純物であり、加工性を悪くさせ
ないように、それぞれ、０．０１％以下、０．０１％以
下とする。

【００５０】Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｃｒ、Ｂは、炭素、窒素
の固定、析出強化、組織制御、細粒強化などの機構を通
じて材質を改善するので、必要に応じて、それぞれ、
０．００５％以上、０．００１％以上、０．００１％以
上、０．０１％以上、０．０００１％以上添加すること
が望ましい。しかし、過度に添加しても格段の効果はな
く、むしろ加工性や表面性状を劣化させるので、それぞ
れに上限を設定した。その上限は、Ｔｉ：０．２％、Ｎ
ｂ：０．２％、Ｖ：０．２％、Ｃｒ：１．５％、Ｂ：
０．００７％である。

【００５１】Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｎは機械的強度を高
めたり材質を改善する効果があるので、必要に応じて、
各成分とも０．００１％以上を添加することが望まし
い。しかし、過度の添加は逆に加工性を劣化させるの
で、上限を、Ｍｏ：１％、Ｃｕ：２％、Ｎｉ：１％、Ｓ
ｎ：０．２％とする。

【００５２】なお、本発明では特に限定しないが、脱酸
の目的や硫化物の形態制御の目的でＣａやＭｇを０．０
１％以下添加しても構わない。

【００５３】メッキの種類は特に限定されるものではな
く、電気めっき、溶融めっき、蒸着めっき等の何れでも
本発明の効果が得られる。

【００５４】次に、本発明薄鋼板の製造方法について説
明する。

【００５５】熱間圧延に先行する製造方法は、特に限定
されるものではない。すなわち、高炉や電炉等による溶
製に引き続き各種の２次製錬を行い、次いで、通常の連
続鋳造、インゴット法による鋳造の他、薄スラブ鋳造な
どの方法で鋳造すればよい。連続鋳造の場合には、一度
低温まで冷却したのち、再度加熱してから熱間圧延して
もよいし、鋳造スラブを連続的に熱延してもよい。原料
にはスクラップを使用しても構わない。

【００５６】本発明の形状凍結性に優れたフェライト系
薄鋼板は、上記化学成分の鋼を鋳造した後、熱間圧延後
冷却まま、熱間圧延後冷却ままもしくは酸洗後に熱処理
を施したまま、熱間圧延後冷却・酸洗し冷延した後に焼
鈍、あるいは、熱延鋼板もしくは冷延鋼板を溶融めっき
ラインにて熱処理を施したまま、更には、これらの鋼板
に別途表面処理を施すことによっても得られる。

【００５７】熱間圧延の後半に、（Ａｒ₃＋５０）℃以
上（Ａｒ₃＋１５０）℃以下で合計２５％以上の圧延が
行われない場合には、オーステナイトの加工が不十分で
集合組織が十分に発達しないために、どのような冷却を
施しても、最終的に得られる熱延鋼板の板面に、前記
（１）の発明で規定する所定のＸ線強度レベルの各結晶
方位が得られないので、（Ａｒ₃＋５０）〜（Ａｒ₃＋１
５０）℃での圧下率の合計の下限値を２５％とした。

【００５８】（Ａｒ₃＋５０）〜（Ａｒ₃＋１５０）℃で
の合計圧下率が高いほど、よりシャープな集合組織形成
が期待されるので、この合計圧下率は、３５％以上とす
ることが好ましいが、９７．５％を越えると、圧延機の
剛性を過剰に高める必要があり、経済上のデメリットを
生じるので、望ましくは９７．５％以下とする。

【００５９】｛１００｝＜０１１＞方位への集合組織の
集積を著しく高めるためには、更に、（Ａｒ₃−１０
０）〜（Ａｒ₃＋５０）℃で５〜３５％の圧下を加える
ことが極めて重要である。

【００６０】なぜならば、高温域で十分に加工されたオ
ーステナイトが、少なくとも部分的に再結晶した段階
で、更に、適量の圧下を加え、その直後に、フェライト
変態させることが、｛１００｝＜０１１＞方位の発達に
極めて重要だからである。したがって、（Ａｒ₃−１０
０）℃未満で圧下しても、すでにフェライト変態が完了
した領域が大きすぎるために、｛１００｝＜０１１＞が
発達しない。

【００６１】（Ａｒ₃＋５０）℃超で圧下を加えると、
フェライト変態までに導入した歪みが回復してしまうた
めに、｛１００｝＜０１１＞が発達しない。また、圧下
率が５％未満では、｛１００｝＜０１１＞〜｛２２３｝
＜１１０＞を含む集合組織全体がランダム化してしま
い、一方、圧下率が３５％を超えると、｛１００｝＜０
１１＞方位への集積が低くなるので、（Ａｒ₃−１０
０）〜（Ａｒ₃＋５０）℃の温度範囲での圧下率は５〜
３５％とする。上述の観点から、圧下率は、望ましくは
１０〜２５％とする。

【００６２】熱間圧延は（Ａｒ₃−１００）〜（Ａｒ₃＋
５０）℃の温度範囲で終了する。熱延終了温度が（Ａｒ
₃−１００）未満になると加工性が著しく劣化し、（Ａ
ｒ₃＋５０）℃超になると集合組織の集積が不十分なた
め形状凍結性が劣化する。

【００６３】また、熱延工程では、多段の圧延スタンド
で加えられるひずみの累積的な効果が重要である。しか
しながら、このひずみの累積的な効果は、加工温度が高
温ほど、また、スタンド間の走行時間が長いほど低下す
る。仕上げ熱延がｎスタンドで行われる際に、ｉ番目の
スタンドでの圧延温度をＴｉ（Ｋ）、加工ひずみをε _i
（真ひずみでｉ番目の圧下率ｒ_iとは、ε_i＝ｌｎ｛１／
（１−ｒ_i）｝の関係を持つ）、ｉ番目とｉ＋１番目の
スタンド間の走行時間（パス間時間：秒）をｔ_iとする
と、累積効果を考慮したひずみ（有効ひずみε^*）は実
験により求めた（２）式で表現できる。

【００６４】

【数３】ここで、τ_iは気体常数Ｒ（Ｒ＝１．９８７）と圧延温
度Ｔｉによって下式で計算できる。 τ_i＝８．４６×１０^-9・ｅｘｐ｛４３８００／Ｒ／Ｔ
ｉ｝

【００６５】この有効ひずみε^*が０．４未満の場合に
は、集合組織を著しく高く集積させることができない。
したがって、有効ひずみε^*は０．４以上とする。

【００６６】実際の熱延工程で、前記（２）式の計算を
行う場合には、Ｔｉは、仕上げ熱延入側温度ＦＴ₀と、
仕上げ熱延出側温度ＦＴｎを用い、式Ｔｉ＝ＦＴ₀−
（ＦＴ₀−ＦＴｎ）／（ｎ＋１）×（ｉ＋１）で計算し
た値を用いるとよい。有効ひずみが高いほど集合組織が
発達することから、有効ひずみは０．４５以上であれば
より好ましい。また、有効ひずみが０．９以上であれ
ば、更に好ましい。

【００６７】ここで、（Ａｒ₃−１００）〜（Ａｒ₃＋１
５０）℃の温度範囲において、熱間圧延ロールと鋼板と
の摩擦係数が０．２を越えている場合には、鋼板表面近
傍における板面に、｛１１０｝面を主とする結晶方位が
発達し、形状凍結性が劣化するので、より良好な形状凍
結性を指向する場合には、熱間圧延時における少なくと
も１パスについて、熱間圧延ロールと鋼板との摩擦係数
を０．２以下とすることが望ましい。

【００６８】この摩擦係数は低ければ低いほど好まし
く、下限は定めないが、さらに良好な形状凍結性が要求
される場合には、摩擦係数を０．１５以下とすることが
望ましい。摩擦係数は従来から知られているように、圧
延時の先進率と圧延荷重から求めるものとする。

【００６９】このようにして形成されたオーステナイト
の集合組織を最終的な熱延鋼板に受け継がせるために
は、Ｔｏ（℃）以下まで冷却または巻き取る必要があ
る。

【００７０】このＴｏ（℃）は、オーステナイトと、オ
ーステナイトと同一成分のフェライトが同一の自由エネ
ルギーを持つ温度として熱力学的に定義され、Ｃ以外の
成分の影響も考慮して、前記（１）式を用いて、鋼板の
化学成分（質量％）で簡易的に計算することができる。
本発明において規定した成分以外の成分のＴｏ（℃）に
及ぼす影響はそれほど大きくないので、ここでは無視し
た。

【００７１】Ｔｏ＝−６５０．４×Ｃ％＋Ｂ …（１）ここで、Ｂ＝−５０．６×Ｍｎｅｑ＋８９４．３Ｍｎｅｑ＝Ｍｎ％＋０．２４×Ｎｉ％＋０．１３×Ｓｉ
％＋０．３８×Ｍｏ％＋０．５５×Ｃｒ％＋０．１６×
Ｃｕ％−０．５０×Ａｌ％−０．４５×Ｃｏ％＋０．９
０×Ｖ％

【００７２】また、巻き取温度または冷却停止温度の下
限は特に限定しないが、２５０℃より低くしても加工性
が劣化するばかりで格段の効果は得られないことから、
２５０℃以上で巻き取るか，冷却を停止することが望ま
しい。冷却をする場合、冷却速度が大きいほど集合組織
が先鋭化するので、冷却速度は１０℃／ｓ以上とするこ
とが望ましい。

【００７３】冷却後、加工ままのフェライトが残存して
いると、機械的性質が劣化する。したがって、回復・再
結晶を目的とした付加的な熱処理を行うことが好ましい
が、その温度範囲は３００℃〜Ａｃ₁変態温度（℃）と
する。熱処理温度が３００℃未満であると、回復・再結
晶が進行せず機械的性質が劣化する。一方、Ａｃ₁変態
温度超になると、熱間圧延中に形成された集合組織が壊
れ、形状凍結性が劣化する。

【００７４】熱間圧延においては粗圧延後にシートバー
を接合し、連続的に仕上げ圧延をしてもよい。その際
に、粗バーを一旦コイル状に巻き、必要に応じて保温機
能を有するカバーに格納し、再度巻き戻してから接合を
行ってもよい。熱延鋼板には、必要に応じてスキンパス
圧延を施してもよい。スキンパス圧延には、加工成形時
に発生するストレッチャーストレインの防止や形状矯正
の効果があることはいうまでもない。

【００７５】このようにして得られた熱延鋼板（もしく
は熱処理された熱延鋼板）を冷間圧延し、焼鈍して最終
的な薄鋼板とする際において、冷間圧延の全圧下率が８
０％以上となる場合には、一般的な冷間圧延−再結晶集
合組織である板面に平行な結晶面のＸ線回折積分面強度
比の｛１１１｝面や｛５５４｝面成分が高くなり、本発
明の特徴である前記（１）の発明における結晶方位の規
定を満たなくなるので、冷間圧延の圧下率の上限を８０
％未満とした。

【００７６】形状凍結性を高めるためには、冷間圧下率
を７０％以下に制限することが望ましい。冷間圧下率の
下限は特に定めることなく本発明の効果を得ることがで
きるが、結晶方位の強度を適当な範囲に制御するために
は、３％以上とすることが好ましい。

【００７７】このような範囲で冷間加工された冷延鋼板
を焼鈍する際に、焼鈍温度が６００℃未満の場合には、
加工組織が残留し成形性が著しく劣化するので、焼鈍温
度の下限を６００℃とする。一方、焼鈍温度が過度に高
い場合には、再結晶によって生成したフェライトの集合
組織が、オーステナイトへ変態後、オーステナイトの粒
成長によってランダム化され、最終的に得られるフェラ
イトの集合組織もランダム化される。

【００７８】特に、焼鈍温度が（Ａｃ₃＋１００）℃を
越える場合には、そのような傾向が顕著となる。従っ
て、焼鈍温度は（Ａｃ₃＋１００）℃以下とする。冷延
鋼板には必要に応じてスキンパス圧延を施してもよい。

【００７９】本発明で得られる組織は、フェライトを主
体とするものであるが、フェライト以外の金属組織とし
て、パーライト、ベイナイト、マルテンサイト、オース
テナイトおよび／または炭窒化物等の化合物を含有して
も構わない。特に、マルテンサイトやベイナイトの結晶
構造は、フェライトのそれと同等もしくは類似している
ので、フェライトの代わりにこれらの組織が主体であっ
ても差し支えない。

【００８０】なお、本発明に係る鋼板は、曲げ加工だけ
でなく、曲げ、張り出し、絞り等、曲げ加工を主体とす
る複合成形にも適用できる。

【００８１】

【実施例】（実施例）本発明の実施例を挙げながら、本
発明の技術的内容について説明する。

【００８２】実施例として、表１に示す成分組成を有す
る鋼種ＡからＬまでの鋼を用いて検討した結果について
説明する。これらの鋼は、鋳造後、そのままもしくは一
旦室温まで冷却された後に再加熱し、９００〜１３００
℃に加熱され、その後熱間圧延が施され、最終的には
１．４ｍｍ、３．０ｍｍもしくは８．０ｍｍ厚の熱延鋼
板にされた。

【００８３】３．０ｍｍおよび８．０ｍｍ厚の熱延鋼板
は、冷間圧延することによって１．４ｍｍ厚とし、その
後連続焼鈍工程にて焼鈍を行った。

【００８４】これら１．４ｍｍ厚の鋼板から５０ｍｍ
幅、２７０ｍｍ長さの試験片を作成し、ポンチ幅７８ｍ
ｍ、ポンチ肩Ｒ５、ダイ肩Ｒ５の金型を用いてハット曲
げ試験を行った。

【００８５】曲げ試験を行った試験片については、三次
元形状測定装置にて板幅中心部の形状を測定し、図１に
示したように、点（１）と点（２）の接線と点（３）と
点（４）の接線の交点の角度から９０°を引いた値の左
右での平均値をスプリング・バック量、点（３）と点
（５）間の曲率の逆数を左右で平均化した値を１０００
倍したものを壁そり量、左右の点（５）間の長さからポ
ンチ幅を引いた値を寸法精度として形状凍結性を評価し
た。なお、曲げは、ｒ値の低い方向と垂直に折れ線が入
るように行った。

【００８６】ところで、図２および図３に示したよう
に、スプリングバック量や壁そり量はＢＨＦ（しわ押さ
え力）によっても変化する。本発明の効果は、いずれの
ＢＨＦで評価を行ってもその傾向は変わらないが、実機
で実部品をプレスする際には、設備上の制約からあまり
高いＢＨＦはかけられないため、今回は、ＢＨＦ２９ｋ
Ｎで各鋼種のハット曲げ試験を行った。

【００８７】

【表１】

【００８８】

【表２】

【００８９】表２には、各鋼板の製造条件が本発明の範
囲内にあるか否かを示している。「熱延条件１」の「圧
下率」の欄には、（Ａｒ₃＋５０）〜（Ａｒ₃＋１５０）
℃の温度範囲における圧下率の合計が２５％以上の場合
に「○」、圧下率の合計が２５％未満の場合に「×」を
記し、「熱延条件１」の「有効ひずみε^*」の欄には、
（Ａｒ₃＋５０）〜（Ａｒ₃＋１５０）℃の温度範囲にお
ける有効ひずみ量ε^*を記した。また、「熱延条件２」
の欄には、（Ａｒ₃−１００）〜（Ａｒ₃＋３０）℃の温
度範囲で圧下率の合計が５〜３５％である場合について
「○」、この条件を満たさない場合を「×」を記した。

【００９０】以上のいずれの場合にも、それぞれの温度
範囲で少なくとも１パス以上についての摩擦係数が０．
２以下の場合には、「潤滑」の欄に「○」、全パスにお
ける摩擦係数が０．２超の場合には「△」を記した。熱
延後鋼種、「Ｃ−３」は、室温まで５０℃／ｓで冷却
後、６５０℃で回復熱処理を施した。それ以外は全て２
５０℃以上、前記（１）式で求まるＴｏ温度以下で巻き
取った。

【００９１】このような熱延鋼板を１．４ｍｍ厚に冷延
する場合、冷延圧下率が８０％以上の場合には「冷延圧
下率」を「×」とし、「８０％未満」の場合に「○」と
した。また、焼鈍温度が６００℃以上（Ａｃ３＋１０
０）℃以下の場合は「焼鈍温度」を「○」とし、それ以
外の場合を「×」とした。製造の条件として関係のない
項目は「―」とした。熱延鋼板および冷延鋼板のいずれ
に対してもスキンパス圧延を０．５〜１．５％の範囲で
施した。

【００９２】Ｘ線の測定は、鋼板の代表値として板厚の
７／１６厚の位置で板面に平行なサンプルを調整して、
実施した。

【００９３】表３に、前記の方法によって製造した１．
４ｍｍ厚の熱延鋼板と冷延鋼板の機械的特性値を、表４
に、Ｘ線で測定したランダム強度比、寸法精度、スプリ
ング・バック量、壁そり量を示した。表３および表４中
の鋼種Ｌを除いた全鋼種において、各鋼種の「−２」お
よび「−３」の番号が本発明の実施例である。これら
は、発明外の「−１」と「−４」の番号のものに比べ
て、スプリング・バック量と壁そり量が小さく、寸法精
度が向上していることがわかる。

【００９４】また、図４に、表３および表４に示した引
張強度と寸法精度の関係をグラフにして示す。この図か
らも明らかなように、いずれの強度レベルにおいても、
本発明で規定される各結晶方位のＸ線ランダム強度比と
ｒ値を満たして、初めて良好な薄鋼板の形状凍結性を達
成することができるのである。

【００９５】各結晶方位のＸ線ランダム強度比やｒ値が
形状凍結性に重要であることの機構については、現在の
ところ必ずしも明らかとはなっていない。おそらく、曲
げ変形時にすべり変形の進行を容易にすることで、結果
的に曲げ変形時のスプリング・バック量や壁そり量が小
さくなり、寸法精度が向上するものと理解される。

【００９６】

【表３】

【００９７】

【表４】

【００９８】

【発明の効果】薄鋼板の集合組織とｒ値を制御すると、
その曲げ加工性は著しく向上することを以上に詳述し
た。本発明によって、ハット型成形のような曲げ加工を
主体とする加工を行った際に、スプリング・バック量お
よび側壁部の壁そり量が少なく、形状凍結性に優れた薄
鋼板を提供することができる。特に、従来は形状不良の
問題から高強度鋼板の適用が難しかった部品にも高強度
鋼板を使用できるようになる。自動車の軽量化を推進す
るためには、高強度鋼板の使用は是非とも必要である。
スプリング・バック量や壁そり量が少なく、形状凍結性
に優れた高強度鋼板を適用できるようになると、自動車
車体の軽量化をより一層推進することができる。従っ
て、本発明は、工業的に極めて高い価値のある発明であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】ハット曲げ試験に用いた試験片の断面図であ
る。

【図２】スプリングバック量とＢＨＦ（しわ押さえ力）
の関係を示す図である。

【図３】壁そり量とＢＨＦ（しわ押さえ力）の関係を示
す図である。

【図４】引張強度と寸法精度の関係を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ２１Ｄ 9/46 Ｃ２１Ｄ 9/46 ＧＴＣ２２Ｃ 38/06 Ｃ２２Ｃ 38/06 38/58 38/58 // Ｂ２１Ｂ 37/00 Ｂ２１Ｂ 37/00 １１１Ｂ１１１Ｃ (72)発明者高橋学千葉県富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内 (72)発明者吉田亨千葉県富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内Ｆターム(参考） 4E002 AD04 BC01 BC05 BC07 BD07 BD08 CB01 4E024 BB01 4K037 EA01 EA02 EA04 EA05 EA06 EA09 EA11 EA13 EA15 EA16 EA17 EA18 EA19 EA20 EA22 EA23 EA25 EA27 EA28 EA31 EA32 EB02 EB06 EB07 EB08 FB01 FJ00 GA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１／２板厚における板面の
｛１００｝＜０１１＞〜｛２２３｝＜１１０＞方位群の
Ｘ線ランダム強度比の平均値が３．０以上で、かつ、こ
れらの方位群の中で｛１００｝＜０１１＞方位のＸ線ラ
ンダム強度比が最大かつ４．０以上を満足し、更に、
｛５５４｝＜２２５＞、｛１１１｝＜１１２＞および
｛１１１｝＜１１０＞の３つの結晶方位のＸ線ランダム
強度比の平均値が３．５以下であり、加えて、圧延方向
のｒ値および圧延方向と直角方向のｒ値のうち少なくと
も１つが０．７以下であることを特徴とする形状凍結性
に優れたフェライト系薄鋼板。
【請求項２】質量％で、Ｃ：０．０００１％以上、０．２５％以下、Ｓｉ：０．００１％以上、２．５％以下、Ｍｎ：０．０１％以上、２．５％以下、Ｐ：０．２％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ａｌ：０．０１％以上、２．０％以下、Ｎ：０．０１％以下、Ｏ：０．０１％以下を含有し、残部鉄および不可避的不
純物からなることを特徴とする請求項１に記載の形状凍
結性に優れたフェライト系薄鋼板。
【請求項３】更に、質量％で、Ｔｉ：０．２％以下、Ｎｂ：０．２％以下、Ｖ：０．２％以下、Ｃｒ：１．５％以下、Ｂ：０．００７％以下の１種または２種以上を含有する
ことを特徴とする請求項２に記載の形状凍結性に優れた
フェライト系薄鋼板。
【請求項４】更に、質量％で、Ｍｏ：１％以下、Ｃｕ：２％以下、Ｎｉ：１％以下、Ｓｎ：０．２％以下の１種または２種以上を含有するこ
とを特徴とする請求項２または３に記載の形状凍結性に
優れたフェライト系薄鋼板。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか１項に記載の鋼
板にめっきをしたことを特徴とする形状凍結性に優れた
フェライト系薄鋼板。
【請求項６】請求項１〜４のいずれか１項に記載の化
学成分からなる鋼片を熱間圧延するに当たり、（Ａｒ₃
＋５０）〜（Ａｒ₃＋１５０）℃における圧下率の合計
が２５％以上で、引き続き、（Ａｒ₃−１００）〜（Ａ
ｒ₃＋５０）℃における圧下率の合計が５〜３５％にな
るように熱間圧延し、（Ａｒ₃−１００）〜（Ａｒ₃+５
０）℃で熱間圧延を終了し、（１）式に示す鋼の化学成
分（質量％）で決まる臨界温度Ｔｏ（℃）以下で巻き取
ることを特徴とする形状凍結性に優れたフェライト系薄
鋼板の製造方法。Ｔｏ＝−６５０．４×Ｃ％＋Ｂ …（１）ここで、Ｂ＝−５０．６×Ｍｎｅｑ＋８９４．３Ｍｎｅｑ＝Ｍｎ％＋０．２４×Ｎｉ％＋０．１３×Ｓｉ
％＋０．３８×Ｍｏ％＋０．５５×Ｃｒ％＋０．１６×
Ｃｕ％−０．５０×Ａｌ％−０．４５×Ｃｏ％＋０．９
０×Ｖ％
【請求項７】熱間圧延を終了し、前記（１）式に示す
鋼の化学成分（質量％）で決まる臨界温度Ｔｏ（℃）以
下まで冷却後、３００℃〜Ａｃ₁変態温度（℃）に加熱
することを特徴とする請求項６記載の形状凍結性に優れ
たフェライト系薄鋼板の製造方法。
【請求項８】前記（Ａｒ₃＋５０）〜（Ａｒ₃＋１５
０）℃において、（２）式で計算される有効ひずみ量ε
^*が０．４以上になるように熱間圧延を行うことを特徴
とする請求項６または７に記載の形状凍結性に優れたフ
ェライト系薄鋼板の製造方法。【数１】ここで、ｎは仕上げ熱延の圧延スタンド数、ε_iはｉ番
目のスタンドで加えられたひずみ、ｔ_iはｉ〜ｉ＋１番
目のスタンド間の走行時間（秒）、τ_iは気体常数Ｒ
（＝１．９８７）とｉ番目のスタンドの圧延温度Ｔｉ
（Ｋ）によって下式で計算できる。 τ_i＝８．４６×１０^-9・ｅｘｐ｛４３８００／Ｒ／Ｔ
ｉ｝
【請求項９】前記（Ａｒ₃−１００）〜（Ａｒ₃＋１５
０）℃において、少なくとも１パス以上を摩擦係数が
０．２以下となるように圧延することを特徴とする請求
項６〜８のいずれか１項に記載の形状凍結性に優れたフ
ェライト系薄鋼板の製造方法。
【請求項１０】請求項６〜９のいずれか１項に記載の
フェライト系薄鋼板を酸洗し、圧下率が８０％未満の冷
間圧延を施した後、６００〜（Ａｃ₃＋１００）℃に加
熱し、冷却することを特徴とする形状凍結性に優れたフ
ェライト系薄鋼板の製造方法。