JP2008196021A - 高張力鋼板および高張力合金化溶融亜鉛めっき鋼板 - Google Patents
高張力鋼板および高張力合金化溶融亜鉛めっき鋼板 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】質量%で、C:0.0050%以下、Si:0.1%以下、Mn:3.0%以下、P:0.15%以下、S:0.015%以下、sol.Al:0.005〜0.10%、N:0.005%以下およびNd:0.020〜0.33%を含有し、さらにTi:0.10%以下および/またはNb:0.050%以下を下記(1)式を満足するように含有し、残部がFeおよび不純物からなることを特徴とする高張力鋼板。
Ti*/48+Nb/93>C/12 (1)
ここで、式中の元素記号は各元素の含有量(単位:質量%)を表し、Ti*=Ti−48(N/14+S/32)であり、Ti*<0の場合はTi*=0とする。
【選択図】なし
Description
具体的には、本発明は、高い深絞り性を実現するためにはTiおよび/またはNbを含有させることによってIF鋼とする必要があり、一方、高い深絞り性を維持したまま高張力化するためにPを含有させることが有効であるが、そのようにした場合、二次加工脆性が大きく劣化するという問題があり、本発明はそのような問題を解決しようとするものである。
(i)Tiおよび/またはNbを含有させて高い深絞り性を実現するとともに、MnやPを含有させることで高張力化したIF鋼において、高張力化に伴う耐二次加工脆性の劣化を抑制するには、所定量のNdを含有させることが極めて有効である。
本発明は上記新知見に基づくものであり、その要旨は以下のとおりである。
Ti*/48+Nb/93>C/12 (1)
ここで、式中の元素記号は各元素の含有量(単位:質量%)を表し、Ti*=Ti−48(N/14+S/32)であり、Ti*<0の場合はTi*=0とする。
炭素 <C>
Cは、鋼中に不可避的に含有される不純物元素であり、鋼板の成形性に悪影響を及ぼす。このようなCの悪影響を回避する手段としてTiおよび/またはNbでCを固定することが有効であるが、C含有量の増加に伴いCを固定するために必要なTiおよび/またはNbの含有量も増加して製造コストの上昇を招く。したがってC含有量は少ないほど好ましく、C含有量は0.0050%以下とする。C含有量は少なければ少ないほど好ましいので下限は特に限定する必要はないが、過剰なC含有量の低減は精錬時の脱炭において著しい製造コストの上昇を招く。このような観点から、C含有量を0.0005%以上とすることが好ましい。
Siは、鋼中に不可避的に含有される不純物元素であり、表面濃化を起こし酸洗不良、化成処理性の劣化、不めっきの原因となることから許容限度である0.1%をSi含有量の上限と定めた。ただし、化成処理や合金化溶融亜鉛めっきを施す鋼板についてはSi含有量を0.05%以下とすることが好ましい。
Mnは、固溶強化により鋼板を高張力化する作用を有する。しかし、多量に含有させると、深絞り性の低下を招いたり表面濃化を起こしたりして、酸洗不良や不めっきの原因となる。したがって、Mn含有量を3.0%以下とする。好ましくは1.5%以下である。Mn含有量の下限は特に限定する必要はないが、溶鉄には通常0.01〜0.05%程度のMnが含まれており、それより低Mn化することはコスト上昇を招くため、0.01%以上とすることが好ましく、0.05%以上とすることがさらに好ましい。
Pは、固溶強化により鋼板を高張力化する作用を有する。また、深絞り性を向上させる作用を有するので、Mnと同時に含有させることにより良好な深絞り性を維持したままでさらなる鋼板の高張力化を可能にする。しかし、多量に含有させると耐二次加工脆性を大幅に劣化させる。また、鋼板の表面に合金化溶融亜鉛めっきを施す場合には合金化処理性を劣化させる。したがって、P含有量を0.15%以下とする。好ましくは0.08%以下である。
Sは、鋼中に不可避的に含有される不純物元素であるが、Tiと結合してTiSを生成するため、Cを固定するために必要なTi含有量を増加させる。また粒界に偏析して粒界の強度を下げるため、耐二次加工脆性の劣化を招く。したがって、S含有量を0.015%以下とする。好ましくは0.007%以下である。
鋼の脱酸のためにAlを添加する。十分な脱酸を実現するためにはsol.Alの含有量を0.005%以上とする。一方、sol.Alの含有量が0.10%を超えると鋼が硬質化すると共に伸びが低下する。したがって、sol.Alの含有量を0.005〜0.10%とする。好ましくは、0.02〜0.08%である。
Nは、鋼中に不可避的に含有される不純物元素であり、Tiと結合してTiNを生成するため、Cを固定するために必要なTi含有量を増加させる。したがって、N含有量を0.0050%以下とする。好ましくは、0.004%以下である。
TiおよびNbは共に固溶Cを固定して深絞り性を向上させる作用を有する。ただしTiは鋼中で、C以外にもS、Nと結合するため、固溶Cを確実に固定するために、下記式(1)を満足するようにTiおよび/またはNbを含有させる必要がある
Ti*/48+Nb/93>C/12 (1)
ここで、式中の元素記号は各元素の含有量(単位:質量%)を表し、Ti*=Ti−48(N/14+S/32)であり、Ti*<0の場合はTi*=0とする。
NdにはO、S、Pなどの粒界脆化元素の粒界偏析を抑制する作用があり、IF鋼における二次加工脆性は粒界脆化によって引き起こされることから、Ndには耐二次加工脆性を向上させる作用がある。また、鋼板に合金化溶融亜鉛めっきを施す際の合金化処理性は粒界にPが偏析することにより劣化することから、Ndには合金化処理性を向上させる作用もある。したがって、これらの作用による効果を得るためにNd含有量を0.020%以上とする。好ましくは0.05%以上である。一方、Nd含有量を0.33%超とすると熱間加工性が悪くなる。したがってNd含有量は、0.33%以下とする。好ましくは0.30%以下である。
Bは、耐二次加工脆性を向上させる作用を有するので、高強度化に伴いより高い耐二次加工脆性が求められた場合など、必要に応じて含有させることができる。含有させる場合、前記作用による効果を確実に得るためにB含有量を0.0001%以上とすることが好ましく、0.0003%以上とすることがさらに好ましい。一方、Bには深絞り性が劣化させる作用も有するため、B含有量は0.0030%以下とすることが好ましく、0.0015%以下とすることがさらに好ましい。
本発明の作用効果を実施例によってさらに具体的に説明する。
上記焼鈍板から圧延方向に対し0°、45°、90°のJIS5号試験片を採取して引張試験を行った。このときの平均r値をもって深絞り性を評価した。
上記冷延鋼板について、縦型溶融めっき試験装置を用いて、水素還元雰囲気中で、均熱温度850℃×1分、低温保持処理温度520℃×1分の焼鈍処理を行い、465℃に冷却した後、Al濃度が0.13質量%の溶融亜鉛めっき浴(浴温465℃)中で1秒間めっきを行った。また、鋼JおよびKを除くめっき後の試験片に対して、500℃の塩浴中で種々の時間加熱する合金化処理を行った。得られた試験片のめっき層をインヒビター含有HClで溶解し、化学分析によりめっき層中のFeを定量した。めっき層中のFe濃度が8%となるまでに要する時間を合金化完了時間と定義し、めっき外観と併せて合金化処理性を評価した。
なお、めっき外観においていずれも不めっきは見られなかった。
Claims (3)
- 質量%で、C:0.0050%以下、Si:0.1%以下、Mn:3.0%以下、P:0.15%以下、S:0.015%以下、sol.Al:0.005〜0.10%、N:0.005%以下およびNd:0.020〜0.33%を含有し、さらにTi:0.10%以下および/またはNb:0.050%以下を下記(1)式を満足するように含有し、残部がFeおよび不純物からなることを特徴とする高張力鋼板。
Ti*/48+Nb/93>C/12 (1)
ここで、式中の元素記号は各元素の含有量(単位:質量%)を表し、Ti*=Ti−48(N/14+S/32)であり、Ti*<0の場合はTi*=0とする。 - 前記Feの一部に代えて、B:0.0001〜0.0030質量%を含有することを特徴とする請求項1に記載の高張力鋼板。
- 請求項1または2に記載の高張力鋼板の表面に合金化溶融亜鉛めっき被膜を備えることを特徴とする高張力合金化溶融亜鉛めっき鋼板。
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