JP2010144242A - 中高炭素鋼板及びその製造方法 - Google Patents
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- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
Abstract
【解決手段】C=0.14〜0.85%、Si=0.01〜1.00%、Mn=0.10〜2.00%、P≦0.04%、S≦0.03%、Al=0.002〜0.08%を含み、残部は鉄および不可避的不純物にてなり、球状化焼鈍の施された中高炭素鋼板であって、平均粒径が0.6μm以下で最大粒径が4.0μm以下のセメンタイトが、中心間平均距離λが(1.2−0.3×C)μm以下で、中心間距離の標準偏差σが(0.6×λ)μm以下となるように分散していることを特徴とする中高炭素鋼板を採用する。
【選択図】なし
Description
松本千恵人,片桐幸男,篠田研一:鉄と鋼,67(1981)204. 須藤忠三,相原賢治,神原進:鉄と鋼,69(1983)357. 星野俊幸,田畑卓久,峰公雄:鉄と鋼,70(1984)210. 金築裕,勝亦正昭,澤田裕治:鉄と鋼,76(1990)73. 藤田毅:「高炭素鋼板の組織制御による加工性向上」博士論文、長岡技術科学大学(2006)
更に、特許文献2には、累積歪みが0.9以上となるように圧延する細粒鋼の製造方法が開示されているが、この特許文献2では、最小で3.5μmのフェライト粒径のものしか得られていない。
また、本発明の中高炭素鋼板の化学成分は、C:0.14〜0.85質量%、Si:0.01〜1.00質量%、Mn:0.10〜2.00質量%、P≦0.04質量%、S≦0.03質量%、Al:0.002〜0.08質量%を含み、残部が鉄及び不可避的不純物からなることが好ましい。
Cは、鋼板の強度を高め、また、焼入後の強度を確保するために必要な元素であり、このためC量の下限を0.14%とした。一方、その含有量が高くなると加工性が低下するため、C量の上限を0.85質量%とした。C量のより好ましい下限は0.20%であり、C量のより好ましい上限は0.70%である。
Siは、鋼板の強度を高める元素であるが、その含有量が高いと加工性が低下することや、炭化物を黒鉛化し焼入性を阻害する傾向があり、また鋼板の表面品位欠陥の原因ともなりうるため、Si量の上限を1.00質量%とした。一方、低減に要するコストの観点から、Si量の下限を0.01%とした。Si量のより好ましい下限は0.10%であり、Si量のより好ましい上限は0.25%である。
Pは、鋼板の強度を高める元素であるが、含有すると加工性、衝撃性、溶接性を劣化させることがあり、P量の上限を0.04質量%とした。また、P量の好ましい下限は0.010%であり、P量のより好ましい上限は0.025%である。
Sは、熱間脆性の原因となると同時に、MnS、TiSとして鋼中介在物となり、鋼板の加工性を低下させる元素であるので、できるだけ低いことが望ましく、S量の上限を0.03質量%とした。S量の好ましい上限は0.010%であり、また、S量の下限は例えば0.001%となる。
MoもCr同様、製品の強度を高め、かつ、焼入性を高める元素である。このため、Mo量の下限を0.05質量%とした。一方、その含有量が高くなると加工性が低下するため、Mo量の上限を0.50質量%とした。Mo量のより好ましい上限は0.20%である。
Bを含有した鋼では、このBを焼入性に有効に作用させるために、Tiを添加する。そのため、Tiの下限を0.005質量%とした。一方、Tiの含有量が高くなると加工性が低下するため、上限を0.07質量%とした。
i) C=0.14〜0.85%、Si=0.01〜1.00%、Mn=0.10〜2.00%、P≦0.04%、S≦0.03%、Al=0.002〜0.08%を含み、残部は鉄および不可避的不純物にてなる鋼材(製鋼段階で製造した中間製品であるスラブなど)を、
ii) 表面温度1100℃以上から熱間薄板連続圧延し、
iii) 当該圧延の際、仕上圧延の最終3段(後段の3段にある圧延機)のそれぞれで、歪速度が60/s以上となり圧下率が30%/段以上となる圧延を行うとともに、それら各スタンドの直後で圧延材の温度降下が30℃/段以上となる水冷を行い、最終仕上圧延温度を800℃以下(Ar3+30)℃以上とする(Ar3はオーステナイトからフェライトへの変態温度を指す)ことにより、低温大圧下圧延を実施して歪を累積させ、
iv) 仕上圧延後の仕上温度から(仕上温度−50)℃の間の冷却速度を50℃/秒以上、巻取温度を400〜650℃とする、
といった方法で製造するのがよい。これにより、上記のように微細なフェライト/パーライト組織または微細なベイナイト組織からなる中高炭素鋼板が円滑に製造される。これを球状化焼鈍することにより、前記した微細なセメンタイトが均一に分散した中高炭素鋼板が得られる。なお、球状化焼鈍の前後にさらに冷延工程を含めるのもよい。
更に、微細に分散されたセメンタイトはオーステナイトに比較的容易に溶解し、焼入れ性を高め、特に短時間で実施せねばならない高周波焼き入れに適する。
また、本発明による球状化焼鈍前鋼板およびその製造方法によれば、上記のような好ましい球状化焼鈍ずみ中高炭素鋼板を容易に製造できる。
薄板熱間圧延において微細なフェライト/パーライト、もしくは微細ベイナイト組織の組織を造り込むためには歪の累積が必要である。しかし仕上圧延前3段であるF1,F2,F3ではスタンド間の回復や再結晶により歪が開放され累積せず、仕上圧延最終3段であるF4,F5,F6でのみ歪が累積される事が確認されている(たとえば森本敬治、竹士伊知郎、倉橋隆郎、柳本潤:鉄と鋼88(2002),747.)。
λ=100×(d1−d0)/d0
で求めたものである。またレーザ焼入れ性は、ダイレクト型半導体レーザを用い、出力600W、500mm/minの条件で焼入れした結果である。
表5に示すように、実施例の中高炭素鋼板では穴広げ性と焼入性とがともに大きく改善された。
Claims (10)
- C=0.14〜0.85%、Si=0.01〜1.00%、Mn=0.10〜2.00%、P≦0.04%、S≦0.03%、Al=0.002〜0.08%を含み、残部は鉄および不可避的不純物にてなり、球状化焼鈍の施された中高炭素鋼板であって、平均粒径が0.6μm以下で最大粒径が4.0μm以下のセメンタイトが、中心間平均距離λが(1.2−0.3×C)μm以下で、中心間距離の標準偏差σが(0.6×λ)μm以下となるように分散していることを特徴とする中高炭素鋼板。
- 更に、Cr=0.05〜2.00%またはMo=0.05〜0.50%の1種または2種を含む請求項1に記載の中高炭素鋼板。
- 更に、Ti=0.005〜0.07%およびB=3〜60ppmを含む請求項1または請求項2に記載の中高炭素鋼板。
- C=0.14〜0.85%、Si=0.01〜1.00%、Mn=0.10〜2.00%、P≦0.04%、S≦0.03%、Al=0.002〜0.08%を含み、残部は鉄および不可避的不純物にてなり、フェライト粒径が3μm以下でパーライトのラメラ間隔が0.1μm以下であるフェライト/パーライト組織からなり、または、ベイナイトのパケットサイズが3μm以下であるベイナイト組織からなることを特徴とする球状化焼鈍用の未焼鈍の中高炭素鋼板。
- 更に、Cr=0.05〜2.00%またはMo=0.05〜0.50%の1種または2種を含む請求項4に記載の球状化焼鈍用の未焼鈍の中高炭素鋼板。
- 更に、Ti=0.005〜0.07%およびB=3〜60ppmを含む請求項4または請求項5に記載の球状化焼鈍用の未焼鈍の中高炭素鋼板。
- 請求項4に記載した球状化焼鈍用の未焼鈍の中高炭素鋼板の製造方法であって、
C=0.14〜0.85%、Si=0.01〜1.00%、Mn=0.10〜2.00%、P≦0.04%、S≦0.03%、Al=0.002〜0.08%を含み、残部は鉄および不可避的不純物にてなる鋼材を、表面温度1100℃以上から熱間薄板連続圧延し、
当該圧延の際、仕上圧延の最終3段のそれぞれで、歪速度が60/s以上となり圧下率が30%/段以上となる圧延を行うとともに、それら各スタンドの直後で圧延材の温度降下が30℃/段以上となる水冷を行い、最終仕上圧延温度を800℃以下(Ar3+30)℃以上とし、仕上圧延後の仕上温度から(仕上温度−50)℃の間の冷却速度を50℃/s以上、巻取温度を400〜650℃とする
ことを特徴とする球状化焼鈍用の未焼鈍の中高炭素鋼板の製造方法。 - 更に、Cr=0.05〜2.00%またはMo=0.05〜0.50%の1種または2種を含む請求項7に記載の球状化焼鈍用の未焼鈍の中高炭素鋼板の製造方法。
- 更に、Ti=0.005〜0.07%およびB=3〜60ppmを含む請求項7または請求項8に記載の球状化焼鈍用の未焼鈍の中高炭素鋼板の製造方法。
- 請求項4乃至請求項6の未焼鈍の中高炭素鋼板を温度(Ac1−150)℃〜Ac1℃、時間2〜100hrにて球状化焼鈍する中高炭素鋼板の製造方法。
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