JP2011001609A - 高強度高加工性缶用鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
Abstract
【解決手段】鋼成分は、C:0.080%超え0.130%以下、Si:0.003%以上0.10%以下、Mn:0.10%以上0.80%以下、P:0.001%以上0.100%以下、S:0.001%以上0.020%以下、Al:0.005%以上0.100%以下、N:0.020%以下を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなる。そして、圧延方向断面において、平均結晶粒径が5μm以上、結晶粒の展伸度が2.0以下であり、引張強度が500MPa以上で、破断伸びが10%以上である。このような缶用鋼板は、熱間圧延後、620℃未満の温度で巻き取り、85%超えの圧延率で一次冷間圧延を行い、引き続き焼鈍を行い、次いで、20%以下の圧延率で二次冷間圧延を行うことで得られる。
【選択図】なし
Description
[1]質量%で、C:0.080%超え0.130%以下、Si:0.003%以上0.10%以下、Mn:0.10%以上0.80%以下、P:0.001%以上0.100%以下、S:0.001%以上0.020%以下、Al:0.005%以上0.100%以下、N:0.020%以下を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなり、圧延方向断面において、平均結晶粒径が5μm以上、結晶粒の展伸度が2.0以下であり、引張強度が500MPa以上で、破断伸びが10%以上であることを特徴とする高強度高加工性缶用鋼板。
[2]質量%で、C:0.080%超え0.130%以下、Si:0.003%以上0.10%以下、Mn:0.10%以上0.80%以下、P:0.001%以上0.100%以下、S:0.001%以上0.020%以下、Al:0.005%以上0.100%以下、N:0.020%以下を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなる鋼を連続鋳造によりスラブとし、熱間圧延を行った後に620℃未満の温度で巻き取り、次いで、85%超えの圧延率で一次冷間圧延を行い、引き続き焼鈍を行い、次いで、20%以下の圧延率で二次冷間圧延を行うことを特徴とする高強度高加工性缶用鋼板の製造方法。
なお、本明細書において、鋼の成分を示す%は、すべて質量%である。
その結果、原板(鋼板)の加工性向上により、EOEのリベット加工時や3ピース缶のフランジ加工時に割れを生じず、板厚の薄いDR材による製缶が可能となり、缶用鋼板の大幅な薄肉化が達成される。
本発明の缶用鋼板は、引張強度が500MPa以上でかつ破断伸びが10%以上の高強度高加工性缶用鋼板である。そして、このような鋼板は、0.080%超えのCを含有する鋼を用いて、熱間圧延後の巻き取り温度および二次冷間圧延率を適正な条件に設定することにより、製造することが可能となる。
本発明の缶用鋼板においては、二次冷間圧延率を抑えて伸びを確保する一方、C量を高めとすることで高強度を発揮する。C量が0.080%以下であると、鋼板の薄肉化による顕著な経済効果を得るために必要な引張強度500MPaが得られない。したがって、C量は0.080%超えとする。一方、C量が0.130%を超えると過剰に硬質となり、加工性を確保したまま二次冷間圧延で薄い鋼板を製造することが不可能となる。したがって、C量の上限は0.130%とする。
Si量が0.10%を超えると、表面処理性の低下、耐食性の劣化等の問題を引き起こすので、上限は0.10%とする。一方、0.003%未満とするには精錬コストが過大となるため、下限は0.003%とする。
Mnは、Sによる熱延中の赤熱脆性を防止し、結晶粒を微細化する作用を有し、望ましい材質を確保する上で必要な元素である。これらの効果を発揮するためには少なくとも0.10%以上の添加が必要である。一方、Mnを多量に添加し過ぎると、耐食性が劣化し、また、鋼板が過剰に硬質化するので、上限は0.80%とする。
Pは、鋼を硬質化させ、加工性を悪化させると同時に、耐食性をも悪化させる有害な元素である。そのため、上限は0.100%とする。一方、Pを0.001%未満とするには脱リンコストが過大となる。よって、下限は0.001%とする。
Sは、鋼中で介在物として存在し、延性の低下、耐食性の劣化をもたらす有害な元素である。そのため、上限は0.020%とする。一方、Sを0.001%未満とするには脱硫コストが過大となる。よって、下限は0.001%とする。
Alは、製鋼時の脱酸材として必要な元素である。添加量が少ないと、脱酸が不十分となり、介在物が増加し、加工性が劣化する。含有量が0.005%以上であれば十分に脱酸が行われているとみなすことができる。一方、含有量が0.100%を超えると、アルミナクラスターなどに起因する表面欠陥の発生頻度が増加する。よって、Al量は0.005%以上0.100%以下とする。
Nは多量に添加すると、熱間延性が劣化し、連続鋳造においてスラブの割れが発生する。よって、上限は0.020%とする。なお、N量を0.001%未満とするには精錬コストが過大となるので、N量は0.001%以上とすることが好ましい。
本発明の高強度高加工性缶用鋼板は、連続鋳造によって製造された上記組成からなる鋼スラブを用い、熱間圧延を行った後に620℃未満の温度で巻き取り、次いで、85%超えの圧延率で一次冷間圧延を行い、引き続き焼鈍を行い、次いで、20%以下の圧延率で二次冷間圧延を行うことで作製する。
通常は一回の冷間圧延のみでは顕著な経済効果が得られるような薄い板厚とすることは困難である。すなわち、一回の冷間圧延で薄い板厚を得るには圧延機への負荷が過大であり、設備能力によっては不可能である。例えば、最終板厚を0.15mmとする場合には、熱間圧延後の板厚を2.0mmとすると、92.5%と大きな一次冷間圧延率が必要となる。また、冷間圧延後の板厚を小さくするために熱間圧延の段階で通常よりも薄く圧延することも考えられるが、熱間圧延の圧延率を大きくすると、圧延中の鋼板の温度低下が大きくなり、所定の仕上げ圧延温度が得られなくなる。さらに、焼鈍前の板厚を小さくすると、連続焼鈍を施す場合は、焼鈍中に鋼板の破断や変形等のトラブルが生じる可能性が大きくなる。これらの理由により、本発明においては焼鈍後に二回目の冷間圧延を施し、極薄の鋼板を得ることとする。
熱間圧延後の巻き取り温度が620℃以上であると、形成するパーライト組織が粗大となり、これが脆性破壊の起点となるために局部伸びが低下して10%以上の破断伸びが得られない。よって、熱間圧延後の巻き取り温度は620℃未満とする。より好ましくは、560℃〜620℃である。
一次冷間圧延率が小さい場合、最終的に極薄の鋼板を得るために熱間圧延と二次冷間圧延の圧延率を大きくする必要がある。熱間圧延率を大きくすることは上述の理由から好ましくなく、二次冷間圧延率は後述する理由により制限する必要がある。以上の理由により、一次冷間圧延率を85%以下とすると製造が困難となる。したがって、一次冷間圧延率は85%超えとする。より好ましくは、90〜92%である。
焼鈍条件は特に限定しないが、焼鈍により再結晶が完了する必要がある。製造コストの観点から連続焼鈍法を用いるのが好ましく、操業効率および薄鋼板の焼鈍中の破断防止の観点から均熱温度は600〜750℃とすることが好ましい。
二次冷間圧延率は20%以下とする。二次冷間圧延率を20%超えとすると、二次冷間圧延による加工硬化が過大となり、10%以上の破断伸びが得られなくなる。したがって、二次冷間圧延率は20%以下とする。より好ましくは、10%以上20%以下である。
以上により得られた鋼板にSnめっきを両面に連続的に施して、片面Sn付着量2.8g/m2のぶりきを得た。
また、めっき鋼板のサンプルを採取し、圧延方向断面における、平均結晶粒径および結晶粒の展伸度を測定した。圧延方向断面における平均結晶粒径および結晶粒の展伸度は、鋼板の垂直断面を研磨しナイタルエッチングにより粒界を現出させた上で、文献「JIS G 0551」に記載の直線試験線による切断法により測定した。
Claims (2)
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- 質量%で、C:0.080%超え0.130%以下、Si:0.003%以上0.10%以下、Mn:0.10%以上0.80%以下、P:0.001%以上0.100%以下、S:0.001%以上0.020%以下、Al:0.005%以上0.100%以下、N:0.020%以下を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなる鋼を連続鋳造によりスラブとし、熱間圧延を行った後に620℃未満の温度で巻き取り、次いで、85%超えの圧延率で一次冷間圧延を行い、引き続き焼鈍を行い、次いで、20%以下の圧延率で二次冷間圧延を行うことを特徴とする高強度高加工性缶用鋼板の製造方法。
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