JP2006257461A - 高張力熱延鋼板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 フェライト組織を主相とする高張力熱延鋼板の製造方法において、熱間仕上圧延終了後の鋼板を圧延終了温度から巻取温度まで冷却するに際し、予め求めた上記鋼板の成分系におけるCCT図のフェライト変態開始温度が冷却速度に依存して変化することのないフェライト組織安定領域を通過するよう冷却することを特徴とする高張力熱延鋼板の製造方法。
【選択図】 図5
Description
発明者らは、コイル長手方向の材質変動が比較的大きい、C:0.16mass%、Si:0.2mass%、Mn:1.1mass%、Nb:0.03mass%の成分組成を有する中炭系の熱延鋼板Aを対象として、材質に及ぼす熱延条件の影響を調査した。材質調査は、熱延鋼板の圧延長手方向数箇所からサンプルを採取し、圧延方向に対して直角方向(C方向)の引張試験を行い、降伏応力(YS)および引張強度(TS)を測定した。その結果、図1に示すように、熱延鋼板Aでは、CTの上昇に伴い、YSおよびTSが低下する傾向が認められた。
本発明によって製造される熱延鋼板は、フェライト相を主相とする熱延鋼板であることが必要である。フェライト相を主相とすることによって初めて、本発明の効果、即ち、CCT図におけるフェライト組織安定領域を通過させることによって、製造条件の変動を受けることなく、材質変動の少ない熱延鋼板を得ることができるからである。なお、フェライト相以外の第2相は、主としてパーラートやベイナイトであることが好ましい。ただし、マルテンサイトは、鋼板強度を大きく上昇させて伸びを劣化させるだけでなく、造管性も著しく低下させるので、好ましくない。
C:0.01〜0.20mass%
Cは、強度を確保するのに必要な元素であり、その効果を発揮させるためには、0.01mass%以上含有することが好ましい。一方、0.20mass%を超えて含有すると、溶接性や靭性の劣化を招く。よって、Cは、0.01〜0.20mass%の範囲とすることが好ましい。より好ましくは、C:0.04〜0.16mass%の範囲である。
Siは、脱酸剤として添加する元素であり、その効果を発揮させるためには、0.05mass%以上含有することが好ましい。一方、0.5mass%を超えて含有すると、電縫溶接時に、Mn−Si系酸化物の介在物を形成して溶接部の靭性を劣化させる。よって、Siは、0.05〜0.5mass%の範囲が好ましい。より好ましくは、Si:0.1〜0.25mass%の範囲である。
Mnは、強度の向上に有効な元素であり、その効果を発揮させるためには、0.5mass%以上含有することが好ましい。一方、2.5mass%を超えて含有すると、Cと同様、靭性および溶接性が劣化するという問題がある。よって、Mnは、0.5〜2.5mass%の範囲とすることが好ましい。より好ましくは、Mn:0.5〜1.5mass%の範囲である。
Pは、鋼の靭性に有害な元素であり、0.030mass%を超えて含有すると、その影響が顕著となる。よって、Pは、0.030mass%以下とすることが好ましい。より好ましくは、P:0.020mass%以下である。
Sは、Pと同様、鋼の靭性に有害な元素であり、0.010mass%を超えて含有すると、その影響が顕著となる。よって、Sは、0.010mass%以下の範囲とすることが好ましい。より好ましくは、S:0.005mass%以下である。
Nbは、析出強化作用を有するため、鋼の高強度化に有効な元素であり、その効果を発揮させるためには、0.020mass%以上含有することが好ましい。一方、0.060mass%を超えて含有すると、溶接性が劣化するという問題がある。よって、Nbは、0.020〜0.060mass%の範囲とすることが好ましい。より好ましくは、Nb:0.030〜0.045mass%の範囲である。
Alは、脱酸元素として添加する成分である。しかし、0.050mass%を超えて含有すると、アルミナ系介在物を生成して鋼の靭性を劣化させるという問題がある。よって、Alは、0.050mass%以下の範囲とすることが好ましい。より好ましくは、Al:0.035mass%以下である。
Nは、不純物として混入する元素であり、0.0070mass%を超えて含有すると、靭性劣化を招く。よって、Nは、0.0070mass%以下とすることが好ましい。より好ましくは、N:0.0050mass%以下である。
Oは、酸化物系介在物として鋼中に存在し、靭性等の機械的性質や溶接性、耐食性等の劣化を招くので、0.0060mass%以下にすることが好ましい。より好ましくは、0.0050mass%以下である。
Mo:0.4mass%以下
Moは、強度および靭性の向上に有効な元素である。しかし、0.4mass%を超えて添加しても、その効果が飽和するので、0.4mass%の範囲で添加することができる。
Caは、MnS系介在物を形態制御し無害化するのに有効な元素である。しかし、0.0050mass%を超えて含有すると、靭性の劣化を招く。よって、Caは、0.0050mass%以下の範囲で添加することができる。
Tiは、析出強化作用を有するため、鋼の高強度化に有効な元素であり、また、鋼の靭性を向上する効果もある。この効果は、0.005mass%以上で出現する。一方、0.1mass%を超えて含有すると、溶接性が劣化する。よって、Tiは、0.005〜0.1mass%の範囲で添加することができる。
Cuは、焼入れ性を向上する作用を有し、また、鋼を高強度化する上でも有効な元素である。しかし、0.5mass%を超えて含有すると、溶接性および靭性の劣化を招く。よって、Cuは、0.5mass%以下の範囲で添加することができる。
Niは、焼入れ性を向上する作用を有し、また、鋼を高強度化する上でも有効な元素である。しかし、1.0mass%を超えて含有すると、溶接性および靭性の劣化を招く。よって、Niは、1.0mass%以下の範囲で添加することができる。
Vは、析出強化作用を有するため、鋼の高強度化に有効な元素である。しかし、0.15mass%を超えて含有すると、溶接性が劣化する。よって、Vは、0.15mass%以下の範囲で添加することができる。
本発明の熱延鋼板は、上記成分以外の残部は、Feおよび不可避的不純物からなるものである。
熱延鋼板素材
本発明において用いる熱延鋼板の素材は、上記好適な成分組成を有する鋼を、転炉−脱ガス処理等の2次精錬を経る通常公知の方法で溶製し、鋼スラブとしたものであることが好ましい。鋼スラブの製造方法としては、鋳造−分塊圧延法、連続鋳造法のいずれでもよいが、偏析が少なく、品質が安定している連続鋳造法がより好ましい。
鋼スラブの再加熱温度は、通常公知の温度範囲でよく、1100〜1300℃の温度範囲であることがより好ましい。1100℃未満では、例えば、鋳造時に生成したNbC等の粗大炭化物を固溶することができないので、強度確保の点からは好ましくない。一方、1300℃超では、オーステナイト粒が粗大化して、靭性の劣化を招いたり、加熱時のスケール生成量が増加して表面性状の劣化を招く虞がある。再加熱したスラブは、必要に応じて、幅プレスあるいは幅圧下圧延を行った後、通常公知の方法で、粗圧延を行いシートバーとし、その後、熱間仕上圧延を行い所定寸法の熱延鋼板とする。
また、既に説明したように、FDTが高いことは、熱延鋼板の冷却曲線を、フェライト組織安定領域を通過させために必要な冷却速度が大きくなることを意味する。そのため、板厚が厚い熱延鋼板では、上記冷却速度を確保することができる虞があるので、熱延板厚が厚い場合には、仕上圧延終了温度(FDT)は低めの方が好ましい。しかし、あまりに低下し過ぎると、熱間圧延後にフェライト変態が十分に進行せずに加工歪が残留した微細な展伸フェライトとなり、材質劣化を招くので好ましくない。このような点から、より好ましい仕上圧延終了温度(FDT)は760〜830℃の範囲である。
熱間仕上圧延後の冷却は、本発明において最も重要な工程であり、熱延鋼板の材質変動を小さく抑えるためには、熱間圧延後の鋼板の冷却曲線が、CCT図のフェライト組織安定領域を通過するよう冷却することが必要である。すなわち、熱間圧延終了後の鋼板を、仕上圧延終了温度(FDT)から巻取温度(CT)まで冷却するに際しては、予め求めたCCT図において、フェライト変態開始温度とフェライト粒径の大きさが冷却速度に依存することなく一定となるフェライト組織安定領域を通過するように冷却を制御することが必要である。なお、上記CCT図は、熱間圧延後の鋼板の変態挙動は、圧延条件の影響を大きく受けるため、先述したように、サーメックマスター(熱間加工再現試験装置)を用いて、熱間圧延を模した温度と加工歪を付与して求めることが好ましい。
熱間圧延終了後、冷却ゾーン前段においてフェライト組織安定領域を通過するよう急速冷却された熱延鋼板は、その後、急速冷却を停止し、所定の巻取温度まで緩冷却してコイルに巻き取る。この時の巻取温度は、上記フェライト組織安定領域におけるフェライト変態開始温度以下でかつマルテンサイト変態開始温度以上の温度であることが好ましい。本発明の上記好適な成分組成を有する熱延鋼板における上記温度範囲は、670℃以下450℃以上である。
Claims (4)
- フェライト組織を主相とする高張力熱延鋼板の製造方法において、熱間仕上圧延終了後の鋼板を巻取温度まで冷却するに際し、CCT図のフェライト組織安定領域を通過するように冷却することを特徴とする高張力熱延鋼板の製造方法。
- 上記フェライト組織安定領域は、CCT図のフェライト変態開始曲線上において、フェライト変態開始温度およびフェライト粒径が冷却速度に依存して変化することのない領域であることを特徴とする請求項1に記載の高張力熱延鋼板の製造方法。
- 上記鋼板は、C:0.01〜0.20mass%、Si:0.05〜0.5mass%、Mn:0.5〜2.5mass%、P:0.030mass%以下、S:0.010mass%以下、Al:0.050mass%以下、Nb:0.020〜0.060mass%、N:0.0070mass%以下、O:0.0060mass%以下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成を有するものであることを特徴とする請求項1または2に記載の高張力熱延鋼板の製造方法。
- 上記鋼板は、上記成分組成に加えてさらに、Mo:0.4mass%以下、Ca:0.0050mass%以下、Ti:0.005〜0.1mass%、Cu:0.5mass%以下、Ni:1.0mass%以下およびV:0.15mass%以下のうちから選ばれる1種または2種以上を含有するものであることを特徴とする請求項3に記載の高張力熱延鋼板の製造方法。
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