JP2005281785A - 塗膜密着性と加工性に優れた高強度冷延鋼板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 規定する成分を満たし、フェライト単相組織である鋼板であって、
(I)鋼板表面において、MnとSiの原子比(Mn/Si)が0.5以上である長径0.01μm以上5μm以下のMn−Si複合酸化物が10個/100μm2以上存在すると共に、Siを主体とする酸化物の鋼板表面被覆率が10%以下であること、および/または
(II)SEMを用いて2000倍で鋼板表面近傍の断面を観察したときに、任意の10視野において幅3μm以下で深さ5μm以上のクラックが存在しないこと、を満足する冷延鋼板である。
Description
引張強度が340MPa以上で、引張強度(TS:単位MPa)と伸び(El:単位%)が下記式(1)を満たし、かつランクフォード値(r値)が1.2以上であると共に、
(I)鋼板表面(平面視する場合をいう)において、MnとSiの原子比(Mn/Si)が0.5以上である長径0.01μm以上5μm以下のMn−Si複合酸化物が10個/100μm2以上存在し、かつSiを主体とする酸化物の鋼板表面被覆率が10%以下であるところに特徴を有する(以下「本発明鋼板1」ということがある)。
TS×El≧13000 …(1)
尚、上記Siを主体とする酸化物とは、酸化物を構成する酸素以外の元素のうちSiが原子比で67%超を占めるものをいう。また当該酸化物は、分析の結果、非晶質であると考えられる。
引張強度が340MPa以上で、引張強度(TS:単位MPa)と伸び(El:単位%)が上記式(1)を満たし、かつランクフォード値(r値)が1.2以上であると共に、
(II)SEM(scanning electron microscope)を用いて2000倍で鋼板表面近傍の断面を観察したときに、任意の10視野において幅3μm以下で深さ5μm以上のクラックが存在しないところに特徴を有している(以下「本発明鋼板2」ということがある)。
引張強度が340MPa以上で、引張強度(TS:単位MPa)と伸び(El:単位%)が上記式(1)を満たし、かつランクフォード値(r値)が1.2以上であると共に、上記要件(I)および(II)を満たすところに特徴を有している(以下「本発明鋼板3」ということがある)。
(i)MnとSiの原子比(Mn/Si)が0.5以上である長径0.01μm以上5μm以下のMn−Si複合酸化物を10個/100μm2以上存在させ、かつ
(ii)Siを主体とする酸化物(酸化物を構成する酸素以外の元素のうちSiが原子比で67%超を占める酸化物)の鋼板表面被覆率を10%以下とする。
(II)SEMを用いて2000倍で鋼板表面近傍の断面を観察したときに、任意の10視野において、幅3μm以下で深さ5μm以上のクラックが存在しないようにする。
本発明者らは、塗膜密着性に優れた高強度鋼板を得るべく以前から研究を進めており、Siを比較的多く含む鋼板の化成処理性向上技術について、既に提案している(特願2003−106152号)。この技術は、焼鈍雰囲気を制御することで、化成処理性に悪影響を及ぼす非晶質のSi酸化物を細かく分散させることにより化成処理性の向上を図ったものである。しかしSi濃度の比較的低い領域では、主な酸化物として、非晶質のSi酸化物ではなくMn−Si複合酸化物が生成する。この複合酸化物も、非晶質のSi酸化物と同様に塗膜密着性を低下させると考えられる。そこで、該Mn−Si複合酸化物を化成処理性の向上に積極的に活用することはできないかと考え、その線に沿って研究を進めてきた。
りん酸亜鉛結晶の生成核として有効なMn−Si複合酸化物を適量存在させても、化成処理を阻害するその他の物質が存在すれば、優れた化成処理性は発揮されず、結果として塗膜密着性に劣るものとなる。
鋼板表面に鋭利なクラックが存在すると、化成処理時に当該部位にりん酸亜鉛結晶が付着せず、その結果、当該部位の腐食が進行しやすくなり、塗膜密着性が低下すると考えられる。つまり塗膜密着性を高めるには、りん酸亜鉛結晶の付着しない鋭利なクラックを極力抑制することが重要となる。
上述の通り、Siを主体とする酸化物は、化成処理性に悪影響を及ぼすため、該酸化物を細かく分散させるよりも極力抑制する方が好ましい。そこで本発明者らは、鋼中Si含有量(質量%)と鋼中Mn含有量の比率(Si/Mn)を0.4以下とすることで、Siを主体とする酸化物を抑制し、化成処理性を高めることとした。尚、上記クラックを抑制する観点からも、Si/Mnを0.4以下とするのがよい。上記Si/Mnは好ましくは0.3以下である。
本発明の鋼板は、固溶Cを極力低減して優れた深絞り性を実現するものである。C量が0.005%を超えると、時効による悪影響が表れない程度まで固溶Cを低減させるべくTi、Nbを多量に添加する必要があり、析出物が増加して機械的特性が低下する。よってC量は0.005%以下、好ましくは0.003%以下に抑える。尚、経済性や生産性の観点からは、C量の下限を0.0003%とするのがよい。
本発明は、固溶Cと共に固溶Nも極力低減することによって、優れた深絞り性を発揮する鋼板を対象としており、Nが過剰に含まれると、上記Cの場合と同様に、固溶Nを低減させるべく窒化物形成元素(TiやB、Al)を多量に添加する必要があり、コストアップとなるだけでなく、析出物が増大して機械的特性への悪影響が顕著になる。よってNは、0.01%以下に抑える必要があり、好ましくは0.004%以下である。
本発明の鋼板は、上記CやNと同様に固溶Sも極力低減する。Sが過剰に含まれると、上記CやNの場合と同様に、固溶Sを低減させるべく硫化物形成元素(TiやMn)の添加量が増大し、コストアップとなるだけでなく析出物量が増大して機械的特性が顕著に低下する。よってSは0.01%以下、好ましくは0.005%以下に抑える。
Mnは、鋼の脆化を招くS(硫黄)をMnSとして固定するのに有効な元素であり、このような効果を発揮させるには、0.1%以上、好ましくは0.2%以上含有させる。しかしMn量が過剰になると、延性と溶接性が共に劣化するため、4%以下、好ましくは2%以下に抑える。
Siは、優れた強度−延性バランスを確保するのに有効な元素であり、この様な効果を十分に発揮させるには、Siを0.2%以上、好ましくは0.3%以上含有させる。一方、Si含有量が過剰になると、固溶強化作用が過大となって圧延負荷が増大するため1%以下に抑える。好ましくは0.6%以下である。
Pは、強度確保に有効な元素であり、0.001%以上含んでいてもよいが、P含有量が過剰になると、鋼が脆化し易くなるので0.2%以下に抑える。好ましくは0.15%以下である。
Nb:0.005〜0.1%>
TiやNbは、上述した固溶Cや固溶N、固溶Sを低減すべく析出物として固定するのに有効な元素であり、この様な効果を発揮させるには、Tiを0.005%以上(好ましくは0.01%以上)及び/又はNbを0.005%以上(好ましくは0.01%以上)添加するのがよい。一方、これらの元素を過剰に添加すると、再結晶温度が上昇して機械的特性が劣化しやすくなる傾向があり、また、本発明で規定するC量やN量、S量の範囲では効果が飽和して経済的に無駄であるので、TiとNbはそれぞれ0.1%以下(好ましくは0.05%以下)の範囲で添加するのがよい。
・引張強度が340MPa以上(特に、390MPa以上)、
・引張強度(TS:単位MPa)と伸び(El:単位%)が下記式(1)を満足するものであり、下記式(1)の右辺が特に15000以上であるものは、強度と加工性のバランスに優れており好ましい。
TS×El≧13000 …(1)
・更には、r値が1.2以上と優れた深絞り性を有する。
・化成処理工程:脱脂 → 水洗 → 表面調整 → 化成処理
Mn−Si酸化物の個数は、鋼材表面の抽出レプリカ膜を作製し、これを15000倍でTEM観察し(日立製作所製 H−800)、任意の20視野の平均個数(100μm2あたり)を調べた。
(a)鋼材の表面にカーボンを蒸着させる。
(b)サンプル平面上に2〜3mm角の碁盤目状の切れ目を入れる。
(c)10%アセチルアセトン−90%メタノールエッチング液で腐食させてカーボンを浮上させる。
(d)アルコール中に保存して観察に用いる。
Claims (4)
- 質量%で(化学成分について以下同じ)、
C :0.005%以下、
N :0.01%以下、
S :0.01%以下に抑えられ、
Mn:0.1〜4%、
Si:0.2〜1%、
P :0.001〜0.2%、
Si/Mn≦0.4を満たすと共に、
Ti:0.005〜0.1%及び/又はNb:0.005〜0.1%を含み、
金属組織がフェライト単相組織の鋼板であって、
鋼板表面において、MnとSiの原子比(Mn/Si)が0.5以上である長径0.01μm以上5μm以下のMn−Si複合酸化物が10個/100μm2以上存在すると共に、Siを主体とする酸化物の鋼板表面被覆率が10%以下であり、
引張強度が340MPa以上で、引張強度(TS:単位MPa)と伸び(El:単位%)が下記式(1)を満たし、かつランクフォード値(r値)が1.2以上であることを特徴とする塗膜密着性と加工性に優れた高強度冷延鋼板。
TS×El≧13000 …(1) - C:0.005%以下、
N :0.01%以下、
S :0.01%以下に抑えられ、
Mn:0.1〜4%、
Si:0.2〜1%、
P :0.001〜0.2%、
Si/Mn≦0.4を満たすと共に、
Ti:0.005〜0.1%及び/又はNb:0.005〜0.1%を含み、
金属組織がフェライト単相組織の鋼板であって、
SEMを用いて2000倍で鋼板表面近傍の断面を観察したときに、任意の10視野において幅3μm以下で深さ5μm以上のクラックが存在せず、
引張強度が340MPa以上で、引張強度(TS:単位MPa)と伸び(El:単位%)が下記式(1)を満たし、かつランクフォード値(r値)が1.2以上であることを特徴とする塗膜密着性と加工性に優れた高強度冷延鋼板。
TS×El≧13000 …(1) - C:0.005%以下、
N :0.01%以下、
S :0.01%以下に抑えられ、
Mn:0.1〜4%、
Si:0.2〜1%、
P :0.001〜0.2%、
Si/Mn≦0.4を満たすと共に、
Ti:0.005〜0.1%及び/又はNb:0.005〜0.1%を含み、
金属組織がフェライト単相組織の鋼板であって、
(I)鋼板表面において、MnとSiの原子比(Mn/Si)が0.5以上である長径0.01μm以上5μm以下のMn−Si複合酸化物が10個/100μm2以上存在すると共に、Siを主体とする酸化物の鋼板表面被覆率が10%以下であり、かつ
(II)SEMを用いて2000倍で鋼板表面近傍の断面を観察したときに、任意の10視野において幅3μm以下で深さ5μm以上のクラックが存在せず、
引張強度が340MPa以上で、引張強度(TS:単位MPa)と伸び(El:単位%)が下記式(1)を満たし、かつランクフォード値(r値)が1.2以上であることを特徴とする塗膜密着性と加工性に優れた高強度冷延鋼板。
TS×El≧13000 …(1) - 更に他の元素として、B:0.005%以下(0%含まない)を含有する請求項1〜3のいずれかに記載の高強度冷延鋼板。
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