JP2006219738A - 成形加工性と溶接性に優れる高張力冷延鋼板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】質量%で、C:0.05〜0.12%、Si:0.4〜1.5%、Mn:1.0〜3.0%、P:0.04%以下、S:0.01%以下、Ti:0.003〜0.05%、Nb:0.05%以下、N:0.01%以下、B:0.0003〜0.003%を含有し、さらに、Mo:1.0%以下、W:1.0%以下のうち1種または2種を合計で0.03〜1.0%含有し、残部がFeおよび不可避不純物からなり、フェライト相の組織分率が60〜95%以上であり、引張強さ:700MPa以上、降伏比:0.60以下で、かつCeq:0.25以下であることを特徴とする。
【選択図】なし
Description
(1)質量%で、C:0.05〜0.12%、Si:0.4〜1.5%、Mn:1.0〜3.0%、P:0.04%以下、S:0.01%以下、Ti:0.003〜0.05%、Nb:0.04%以下、N:0.01%以下、B:0.0003〜0.003%を含有し、さらに、Mo:1.0%以下、W:1.0%以下のうち1種または2種の合計で0.03〜1.0%含有し、残部がFeおよび不可避不純物からなり、フェライト相の組織分率が60〜95%であり、引張強さ:700MPa以上、降伏比:0.60以下で、かつCeq:0.25以下であることを特徴とする成形加工性と溶接性に優れる高張力冷延鋼板。
a群:V、Ta、Alのうち1種または2種以上を合計で0.002〜0.1質量%。
b群:Ca、Mg、Zr、Ce、REMのうち1種または2種以上を合計で0.001〜0.01質量%。
c群:Cr、Cu、Niのうち1種または2種以上を合計で0.002〜2.0質量%。
(4)前記(1)〜(3)のいずれか1項に記載の鋼板に電気めっき、または溶融亜鉛めっき、または合金化亜鉛めっきが施されていることを特徴とする成形加工性と溶接性に優れる高張力冷延鋼板。
まず、成分の限定理由について説明する。なお、%は質量%を意味する。
C:Cは強度および組織の調整に主に用いられる。しかし、0.05%未満であると700MPa以上の引張強度と成形加工性を両立することが難しくなる。一方、0.12%を超えるとスポット溶接性の確保が困難となる。このため、その範囲を0.05〜0.12%に限定した。
Mn:MnはCと同様に、強度および組織の調整に主に用いられる。Mnは安価に鋼の焼入れ性を高める元素であるので、積極的に利用することが好ましい。しかしながら、1.0%未満であると700MPa以上の引張強度を得ることが困難になり、3.0%を超えると溶接性が悪化する。このため、Mn含有量の適正範囲を1.0〜3.0%の範囲内に限定した。なお、成形性の観点からは、2.4%以下とすることが好ましい。
B:Bは本発明において最も重要な元素の一つである。しかしながら、0.0003%未満であると、TS:700MPa以上を得ることが難しく、さらに0.003%を超えると粗大な硼化物あるいは硼炭化物の析出により成形性が劣化する。このため、B含有量の適正範囲を0.0003〜0.003%の範囲内に限定した。Bは微量添加で焼入れ性を上昇させる元素であるので、コスト上0.0006%以上添加することが望ましい。Bのマクロ偏析に起因する材質の不均一性を抑える観点からは、0.002%以下の添加がより望ましい。
W:Wは本発明において最も重要な元素の一つであり、焼鈍後のγ→α変態を抑制し、さらに硬質相の焼き戻し軟化を抑制する効果がある。しかしながら、1.0%を超えると伸びが低下するので、1.0%以下の範囲内に制限した。
a群:V、Ta、Alのうち1種または2種以上を合計で0.002〜0.1%。
V、Ta、Alは脱酸元素、あるいは、炭窒化物形成元素として用いて強度および組織を調整するのに用いられる。このような効果を得るためには、1種または2種以上を合計で0.002%以上含有することが好ましい。しかしながら、合計で0.1%を超えると成形性が低下するので、その合計量の範囲を0.002〜0.1%とした。
Ca、Mg、Zr、CeおよびREMは脱酸に用いる元素であり、1種または2種を合計で0.001%以上含有することが好ましい。しかしながら、合計の含有量が0.01%を超えると、成形加工性の悪化の原因となる。そのため、合計量の範囲を0.001〜0.01%とした。なお、本発明において、REMとはLaおよびランタノイド系列の元素を指すものとする。
Cr、Cu、Niは鋼板の強度を調整するために主に用いられ、0.002%以上でその効果が観られる。しかしながら、2.0%を超えると表面性状の劣化および成形加工性の低下がみられるため、合計量の適正範囲を0.002〜2.0%以下の範囲内に限定した。なお、その他の不可避不純物としてO(酸素)を0.01%以下含んでいてもよい。
ここで、Ceqは次式により定義される値である。
Ceq=C+(Si/30)+(Mn/20)+2P+4S (質量%)
なお、本発明では優れた全伸び、局部伸びを有し成形加工性に優れる鋼板を提供するが、具体的にはTS(MPa)×全伸び(%)で17000以上、TS(MPa)×局部伸び(%)で6000以上の特性を有するものを指す。
熱間圧延に供するスラブは特に限定するものではない。すなわち、連続鋳造スラブや薄スラブキャスターなどで製造したものであればよい。また、鋳造後に直ちに熱間圧延を行う連続鋳造−直接圧延(CC−DR)のようなプロセスにも適合する。熱延スラブ加熱温度は、鋳造中あるいは粗圧延中に析出した炭窒化物を再溶解させる必要があるので、1100℃以上にする必要がある。
なお、Ar3 温度は次の式により計算する。
Ar3 =901−325×C+33×Si−92×(Mn+Ni/2+Cr/2+Cu/2+Mo/2)
尚、Ac1 温度およびAc3 温度は以下の式により概算することができる。
Ac1 =723+29Si−11Mn−17Ni+17Cr+7W (質量%)
Ac3 =910−203C1/2 −30Mn+45Si+32Mo+13W+700P+400Al+400Ti−15Ni (質量%)
冷却速度を限定する冷却下限については450℃を超えると十分な硬質相(マルテンサイト+ベイナイト)硬さが得られない場合があり、TS:700MPa以上と降伏比0.60を両立することが困難になる。冷却停止温度の下限については特に限定しないが、鋼板内の強度ばらつきに起因する成形加工性劣化を抑制する観点から300℃以上であることが好ましい。
表1に示す成分を有するスラブを、1200℃に加熱し、仕上げ熱延温度900℃にて熱間圧延を行い、水冷帯にて水冷の後、表2に示す温度で巻き取り処理を行った。熱延板を酸洗した後、50〜70%の冷間圧下率で冷延を行い、冷延板とした。その後、これらの冷延板に表2に示す条件で焼鈍熱処理を行い、焼鈍後、表2の条件で650℃−450℃間を冷却し過時効熱処理温度まで冷却を行った後、表2の過時効条件にて240sの熱処理を行い、その後室温まで水冷した。最後に、得られた鋼板について0.3%の圧下率でスキンパス圧延を行った。
引張試験は、1.2mm厚の板からJIS5号試験片を採取し(TD方向)、そのYS,TS,全伸び、局部伸びを測定した。なお、降伏強度は0.2%オフセット法により測定した。また、焼付け硬化性試験は2%予歪、170℃×20分の条件で行った。また、鋼板を100℃で60分保持した後に引張試験を行うことにより、常温非時効性の評価を行なう試験も併せて実施した。発明鋼のBH量はすべて50MPa以上であり、100℃×60分保持後の降伏点伸びは0.1%以下であった。
特許出願人 新日本製鐵株式会社
代理人 弁理士 椎 名 彊 他1
Claims (6)
- 質量%で、
C:0.05〜0.12%、
Si:0.4〜1.5%、
Mn:1.0〜3.0%、
P:0.04%以下、
S:0.01%以下、
Ti:0.003〜0.05%、
Nb:0.04%以下、
N:0.01%以下、
B:0.0003〜0.003%
を含有し、さらに、
Mo:1.0%以下、
W:1.0%以下
のうち1種または2種の合計で0.03〜1.0%含有し、残部がFeおよび不可避不純物からなり、フェライト相の組織分率が60〜95%であり、引張強さ:700MPa以上、降伏比:0.60以下で、かつCeq:0.25以下であることを特徴とする成形加工性と溶接性に優れる高張力冷延鋼板。 - 前記成分に加えて、下記a群〜c群の1群または2群以上を含むことを特徴とする請求項1記載の成形加工性と溶接性に優れる高張力冷延鋼板。
a群:V、Ta、Alのうち1種または2種以上を合計で0.002〜0.1質量%。
b群:Ca、Mg、Zr、Ce、REMのうち1種または2種以上を合計で0.001〜0.01質量%。
c群:Cr、Cu、Niのうち1種または2種以上を合計で0.002〜2.0質量%。 - 析出物粒子径が0.1μm以上であり、かつfcc構造を有する鉄炭化物あるいは鉄炭硼化物の密度分布が1mm2 あたり50000個以下であることを特徴とする請求項1または2記載の成形加工性と溶接性に優れる高張力冷延鋼板。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の鋼板に電気めっき、または溶融亜鉛めっき、または合金化亜鉛めっきが施されていることを特徴とする成形加工性と溶接性に優れる高張力冷延鋼板。
- 請求項1又は2記載の化学成分からなる鋼素材を1100℃以上に加熱し、Ar3 温度以上で仕上げ熱延を行い、650℃以下の巻取処理を行い、ついで前記熱延鋼板に冷間圧延を施した後、連続焼鈍設備において、Ac1 温度以上かつ(Ac3 温度−30℃)以下で焼鈍し、650℃〜450℃間を平均冷却速度:10〜200℃/sで冷却し、400℃〜250℃間の温度域で100〜400s保持することを特徴とする成形加工性と溶接性に優れる高張力冷延鋼板の製造方法。
- 請求項1又は2記載の化学成分からなる鋼素材を1100℃以上に加熱し、Ar3 温度以上で仕上げ熱延を行い、650℃以下の巻取処理を行い、ついで前記熱延鋼板に冷間圧延を施した後、連続溶融亜鉛めっき設備において、Ac1 温度以上かつ(Ac3 温度−30℃)以下で焼鈍し、650℃〜450℃間を平均冷却速度:10〜200℃/sで冷却することを特徴とする成形加工性と溶接性に優れる高張力冷延鋼板の製造方法。
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