JP2011184741A - 表面性状に優れた高Ｓｉ含有鋼板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼板表層部に形成される粒界酸化層の深さを極力低減することによって、酸洗性に優れたものとすると共に、表面性状が良好となる高Ｓｉ含有鋼板、およびそのような高Ｓｉ含有鋼板を製造するための有用な方法を提供する。
【解決手段】化学成分組成を適切に制御した高Ｓｉ熱延鋼板において、鋼板表面に形成された表層スケールとして、Ｆｅ₂Ｏ₃が１体積％以下、Ｆｅ₃Ｏ₄が７０体積％以上で厚さ５〜１５μｍの外方酸化層、およびＦｅ₂ＳｉＯ₄からなる内方酸化層を有し、且つ内方酸化層と鋼板の界面において、Ｃｒ，Ｎａ，Ａｌ，Ｔｉ，ＷおよびＣｏよりなる群から選ばれる１種以上の元素の合計含有量が、素地鋼板の含有量の２倍以上であると共に、鋼板表層部の粒界酸化層の深さが１０μｍ以下である。
【選択図】なし

Description

本発明は、鋼板表層部に形成される粒界酸化層の厚さを極力低減することによって、酸洗性に優れたものとすると共に、表面性状が良好となるＳｉ含有鋼板、およびそのようなＳｉ含有鋼板を製造するための有用な方法に関するものである。

熱間圧延によって薄鋼板を製造するには、スラブを加熱炉で加熱した後、粗圧延および仕上げ圧延によって所定の板厚まで圧延され、更に水冷帯（水冷ゾーン）が配置されたホットランテーブル上で所定温度まで水冷され、コイル状に巻取られる。

近年、自動車用途を中心に広く使用されている高強度鋼板では、強度を確保するためにＳｉが比較的多く添加されるのが一般的である。Ｓｉを多く含む鋼板に対して通常の熱間圧延を施すと、表層部に粒界酸化層が形成されることが知られている。この粒界酸化層は、数μｍ〜数十μｍの深さで生じるが、通常の酸洗によっては除去できず、酸洗後の冷間圧延において鋼板の粒界酸化層の部分が剥離し、剥離した鋼片によって押し疵が発生し、鋼板の表面性状を悪化させる。また、粒界酸化層でのミクロクラックに起因して、加工性が劣化する等の問題も生じる。

粒界酸化は、コイルの冷却中に発生、若しくは助長されることが多く、易酸化性のＳｉが大気中或はスケール中の酸素で酸化されるものである。粒界酸化は、高温になればなるほど発生しやすくなり、巻取り温度が高い場合や、冷却速度が遅い場合等、長時間高温で保持されたときに粒界酸化が著しく発生することになる。

こうしたことから、粒界酸化を抑制するために、これまでにも様々の技術が提案されている。こうした技術として、例えば特許文献１には、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎの含有量を規定した鋼片を、仕上げ圧延から巻取りまでの間に変態を完了させ、所定の温度で巻取りを行なうことによって、粒界割れのない表面性状に優れた熱延鋼板を製造することが開示されている。また、特許文献２には、鋼材加熱時に、鋼材表面または近傍に固体炭素を配置し、特定温度にて加熱することにより、鋼材の表面酸化、粒界酸化を抑制して熱延鋼板の歩留まりと品質を向上させる技術が提案されている。

特許文献３には、鋼片表面への酸化防止剤塗布と、鋼板表面への被覆との組み合わせによって、粒界酸化の発生を防止し、鋼板加工時の耳割れの発生を防止する技術が提案されている。また、特許文献４には、熱延後に３０℃／秒以上の冷却速度で冷却し、且つ４５０〜５８０℃で巻取って熱延鋼板の粒界酸化深さを５μｍ以下にする技術も提案されている。更に、特許文献５には、ＣｒやＭｏを所定量含有する合金鋼素材を加熱し、粗圧延を施し、次で、加熱、粗圧延の条件から熱延鋼板における粒界酸化層深さを推定し、その粒界酸化層深さを熱延鋼板における必要スケール厚さとし、この必要スケール厚さが仕上げ圧延終了温度とで所定の関係を満足するように熱間圧延を施し、その後、巻取るような技術も提案されている。

これまで提案されている各種技術は、特定の冷却速度や巻取り温度で鋼板を製造することや、或は酸化防止剤を塗布する等の手段を採用するものである。しかしながら、Ｓｉに起因する粒界酸化を抑制する技術としては、こうした手段では、必ずしも十分なものとは言えない状況である。

特開平０１−０８７７１６号公報 特開昭６２−０１３５２０号公報 特許第１５７１９５１号公報 特開２００８−２３１４９３号公報 特開２００５−０６０７６８号公報

本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、鋼板表層部に形成される粒界酸化層の深さを極力低減することによって、酸洗性に優れたものとすると共に、表面性状が良好となる高Ｓｉ含有鋼板（熱延鋼板および冷延鋼板）、およびそのような高Ｓｉ含有鋼板を製造するための有用な方法を提供することにある。

上記目的を達成することのできた本発明の高Ｓｉ含有熱延鋼板とは、Ｃ：０．０２〜０．３％（質量％の意味。鋼の化学成分において以下同じ。）、Ｓｉ：０．３〜３％、Ｍｎ：１〜３．５％、Ｐ：０．０３％以下（０％を含まない）、Ｓ：０．０３％以下（０％を含まない）を夫々含有すると共に、Ｃｒ，Ｎａ，Ａｌ，Ｔｉ，ＷおよびＣｏよりなる群から選ばれる１種以上の元素を合計で０．００１〜１％含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなる高Ｓｉ含有熱延鋼板であって、鋼板表面に形成された表層スケールとして、Ｆｅ₂Ｏ₃が１体積％以下、Ｆｅ₃Ｏ₄が７０体積％以上で厚さ５〜１５μｍの外方酸化層、およびＦｅ₂ＳｉＯ₄を主体とする内方酸化層を有し、且つ内方酸化層と鋼板の界面において、Ｃｒ，Ｎａ，Ａｌ，Ｔｉ，ＷおよびＣｏよりなる群から選ばれる１種以上の元素の合計含有量が、素地鋼板の含有量の２倍以上であると共に、鋼板表層部の粒界酸化層の深さが１０μｍ以下である点に要旨を有する。

本発明の熱延鋼板には、上記基本成分に、更に（ａ）更に、Ｃｕ：０．５％以下（０％を含まない）および／またはＮｉ：１％以下（０％を含まない）、（ｂ）Ｖ：１％以下（０％を含まない）および／またはＮｂ：１％以下（０％を含まない）、（ｃ）Ｂ：０．１％以下（０％を含まない）、（ｄ）Ｍｏ：１％以下（０％を含まない）、（ｅ）Ｃａ：０．００５％以下（０％を含まない）および／またはＭｇ：０．０１％以下（０％を含まない）、等を含有させてもよく、含有される成分に応じて鋼板の特性が更に改善される。

上記のような高Ｓｉ含有熱延鋼板を、冷間圧延することによって得られた冷延鋼板は表面性状に優れたものとなる。

また上記のような高Ｓｉ含有熱延鋼板を製造するに当っては、上記のような化学成分組成を有する熱延鋼板を用い、熱間圧延後に５５０℃以上、７５０℃以下の温度範囲でコイルを巻取り、酸素濃度が１体積％以下とした窒素雰囲気中で前記コイルを冷却するようにすれば良い。

本発明によれば、高Ｓｉ含有鋼板表面に形成される酸化スケール層の形態、および鋼板と酸化スケールの界面における元素濃化層を適切に制御することによって、粒界酸化層の深さを極力低減でき、このような鋼板は表面性状に優れたものとなる。

熱延鋼板表面におけるスケールの構造を模式的に示した説明図である。

本発明者らは、高Ｓｉ含有鋼板表面で生じる粒界酸化の発生機構について、様々な角度から検討した。熱延（熱間圧延）工程においては、熱延鋼板表面には、図１（模式図）に示すような構造のスケールが形成される。鉄系酸化物であるヘマタイト（Ｆｅ₂Ｏ₃）、マグネタイト（Ｆｅ₃Ｏ₄）およびウスタイト（ＦｅＯ）から構成される外方酸化層と、Ｓｉ含有酸化物であるファイアライト（Ｆｅ₂ＳｉＯ₄）を主体とする内方酸化層によって、表層スケールが鋼板表面に形成されることになる。

本発明者らが、熱延冷却工程を模擬した実験を行なった結果、外方酸化層および内方酸化層を介して、大気中の酸素が鋼板内に向かって拡散（内方拡散）し、鋼板表層部に偏析したＳｉを酸化してＳｉＯ₂からなる粒界酸化層（前記図１参照）が形成されることが明らかとなった。従って、粒界酸化を抑制するためには、外方酸化層および内方酸化層からなる表層スケールを介した酸素の内方拡散を低減させることが有効である。即ち、スケール／鋼板界面の酸素ポテンシャル（鋼板内部に拡散する酸素量）を低減させることが、粒界酸化を抑制する上で有効な手段となる。

そこで、スケール／鋼板界面の酸素ポテンシャルを低減させる手段について、更に検討したところ、内方酸化層内でＦｅ₂ＳｉＯ₄の鋼板側に、酸素の拡散を抑制する層を生成させ、鋼板内部に拡散する酸素量を低減させることが有効であることを見出した。

そして、酸素の拡散を抑制する層としては、基本的に酸化層を想定し、その酸化層を形成する元素の選定に際し、（１）Ｆｅとの複合酸化物を形成するもの、（２）その複合酸化物の平衡酸素分圧がファイアライト（Ｆｅ₂ＳｉＯ₄）よりも低いこと、等の条件の下で検討した。まず、Ｓｉ以外の元素でＦｅとの複合酸化物を形成する元素として、Ｌｉ，Ｎａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｃａ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｏ，ＷおよびＣｒを選び、それらについて熱力学計算を行ない、複合酸化物の平衡酸素分圧を算出した。

その結果、ファイアライト（Ｆｅ₂ＳｉＯ₄）の平衡酸素分圧よりも低い複合酸化物を形成する元素は、Ｃｒ，Ｎａ，Ａｌ，Ｔｉ，ＷおよびＣｏであることが判明した。これらの元素は、内方酸化層内でファイアライトの鋼板側に酸化物を形成することによって、酸素の鋼板内部への拡散を抑制し、高Ｓｉ含有の鋼板であっても粒界酸化を抑制できたのである。

上記のような効果を発揮させるためには、少なくとも内方酸化層と鋼板の界面で、Ｃｒ，Ｎａ，Ａｌ，Ｔｉ，ＷおよびＣｏ等の元素（以下、「濃化元素」と呼ぶことがある）の合計含有量を、素地鋼板の含有量の２倍以上とする必要があり、こうした要件を満足させることによって濃化元素による酸化物（以下、「濃化層」と呼ぶことがある）が形成され（前記図１参照）、これにより粒界酸化の抑制が達成されることになる。その結果として、鋼板表層部の粒界酸化層深さを１０μｍ以下にできることとなる（この点については、後述する）。

本発明の鋼板においては、上記した濃化層の他、外方酸化層の形態を適正に制御することも必要な要件とするものであるが、こうした要件を規定した理由は下記の通りである。

［外方酸化層の形態］
表層スケールの組成や厚さは、粒界酸化の発生、酸洗性に影響を及ぼし、熱延鋼板の冷延性や表面品質に影響を与えるために、適正に制御する必要がある。表層スケールのうち、Ｆｅの外方拡散によって形成される外方酸化層を介して大気中の酸素が内部拡散することで粒界酸化が生成することになる。こうしたことから、鋼材界面に到達する酸素をできるだけ低減するという観点から、外方酸化層の厚さは５μｍ以上とする必要がある。外方酸化層の厚さの上限は、酸洗性の観点から決定され、良好な酸洗性を確保するためには、外方酸化層の厚さは１５μｍ以下とする必要がある。外方酸化層の厚さは、好ましくは３μｍ以上、１２μｍ以下である。尚、表層スケールは、外方酸化層の他、ファイアライト（Ｆｅ₂ＳｉＯ₄）からなる内方酸化層も形成されるが(前記図１参照)、この内方酸化層は鋼材内部への酸素の内方拡散による粒界酸化の生成を抑制する効果があるので、その厚さは１〜２μｍ程度でするあることが好ましい。

また、外方酸化層の組成については、熱延鋼板の表面外観（赤スケールの発生）および酸洗性を悪化させるヘマタイト（Ｆｅ₂Ｏ₃）を極力減らした組成とする必要がある。こうしたことから、外方酸化層中のヘマタイト（Ｆｅ₂Ｏ₃）の割合は１体積％以下とする必要がある。好ましくは０．８体積％以下である。また酸洗性が良好となるマグネタイト（Ｆｅ₃Ｏ₄）は、良好な酸洗性を確保するという観点から、外方酸化層中の割合は７０体積％以上とする必要がある。好ましくは７５体積％以上である。

［鋼板表層部の粒界酸化層深さ：１０μｍ以下］
熱延鋼板表層部の粒界酸化層は、酸洗性や表面性状に影響を及ぼすので、できるだけ薄い方が好ましい。こうした観点から、粒界酸化層の深さは１０μｍ以下とする必要がある。粒界酸化層の深さが１０μｍを超えると、酸洗を行なっても十分に除去できず、冷延時に鋼板の粒界酸化層が鋼片と共に剥離し、剥離した鋼片により押し疵が発生し、表面性状を悪化させることになる。

［内方酸化層と鋼板の界面での濃化元素の合計含有量：素地鋼板の含有量の２倍以上］
内方酸化層と鋼板の界面での濃化元素（Ｃｒ，Ｎａ，Ａｌ，Ｔｉ，ＷおよびＣｏよりなる群から選ばれる１種以上の元素）の合計含有量を、素地鋼板の含有量の２倍以上とすることによって、内方酸化層内でファイアライト（Ｆｅ₂ＳｉＯ₄）の鋼板側に濃化層（酸化層）を生成させ、鋼板内部に拡散する酸素量を低減させる作用があり、粒界酸化を抑制する。鋼板内部に拡散する酸素量を低下するためには、内方酸化層と鋼板の界面での濃化元素の合計含有量を、素地鋼板の含有量の２倍以上とする必要がある。濃化元素の合計含有量は、内方酸化層と鋼板の界面で上記の要件を満足するように濃化していれば良いが、濃化層の組成は、ＦｅＣｒ₂Ｏ₄、Ｎａ₂Ｏ・Ｆｅ₂Ｏ₃、Ａｌ₂Ｏ₃・２ＳｉＯ₂、３Ａｌ₂Ｏ₃・２ＳｉＯ₂、ＦｅＯ・Ａｌ₂Ｏ₃、ＦｅＯ・ＴｉＯ₂、ＣｏＯ・Ｆｅ₂Ｏ₃、ＦｅＯ・ＷＯ₃等の単独酸化物、或はこれらの酸化物の混合物となる。

本発明では、粒界酸化層が形成されやすい高Ｓｉ含有鋼板での外方酸化層の形態や、内方酸化層と鋼板の界面での濃化元素の含有量割合を適正に規制することによって、粒界酸化層深さの低減を図るものであり、Ｓｉの含有量以外の成分については、高強度鋼板としての特性を満足するものであればよい。こうした観点から、Ｓｉを含めた基本成分として、Ｃ：０．０２〜０．３％、Ｓｉ：０．３〜３％、Ｍｎ：１〜３．５％、Ｐ：０．０３％以下（０％を含まない）、Ｓ：０．０３％以下（０％を含まない）を夫々含有すると共に、Ｃｒ，Ｎａ，Ａｌ，Ｔｉ，ＷおよびＣｏよりなる群から選ばれる１種以上の元素を合計で０．００１〜１％含有するものが挙げられる。各元素の添加理由は、以下の通りである。

［Ｃ：０．０２〜０．３％］
Ｃは鋼材（即ち、鋼板）の強度を高めるのに有効な元素であり、また低温変態生成物の量や変態を変えることで伸びや伸びフランジ性に影響を与える元素である。Ｃの含有量が０．０２％未満では、自動車用の高強度のニーズに応えることができなくなり、一方０．３％を超えて過剰になると、溶接性の低下を招くことになる。好ましいＣ含有量は、０．０４％以上、０．２５％以下である。

［Ｓｉ：０．３〜３％］
Ｓｉは鋼材の強度を確保する上で重要な元素である。本発明で対象とする鋼材では、強度確保に最低限必要なＳｉ量としてその含有量は０．３％とした。しかしながら、Ｓｉ含有量が過剰となると、延性が劣化する恐れがあり、３％以下とした。好ましいＳｉ含有量は、０．５％以上、２．５％以下である。

［Ｍｎ：１〜３．５％］
Ｍｎは鋼材の強度を確保するために有用な元素であり、また加工性の非常に優れた高強度鋼板としての特性を得るためには、少なくとも１％以上含有させる必要がある。しかしながら、Ｍｎ含有量が過剰になると、伸びの低下や炭素当量の増大を招き、また溶接性が劣化するので３．５％以下とする必要がある。好ましいＭｎ含有量は、１．２％以上、３．０％以下である。

［Ｐ：０．０３％以下（０％を含まない）］
Ｐは高強度鋼板を得るために有効な元素であるが、０．０３％を超えて過剰になると、めっきムラが生じやすくなり、また合金化処理が困難になるので、不可避的不純物として混入する場合、その上限を０．０３％に止める必要がある。Ｐ含有量は、好ましくは０．０１％以下にするのが良い。尚、工業生産上、鋼材中のＰ含有量を０％にすることは困難である。

［Ｓ：０．０３％以下（０％を含まない）］
Ｓは熱間圧延時の熱間割れの原因となる他、スポット溶接性を著しく損なう元素である。鋼材中では、析出物として固定されるが、その量が増大すると、伸びや伸びフランジ性の劣化を招くので、不可避的不純物として混入する場合、その上限を０．０３％に止める必要がある。Ｓ含有量は、好ましくは０．０１％以下である。尚、工業生産上、鋼材中のＳ量を０％にすることは困難である。

［Ｃｒ，Ｎａ，Ａｌ，Ｔｉ，ＷおよびＣｏよりなる群から選ばれる１種以上の元素を合計で０．００１〜１％］
これらの元素は、上述のように内方酸化層内でファイアライトの鋼板側に濃化層（酸化物）を形成し、鋼板内部に拡散する酸素量を低減する作用があり、粒界酸化層深さを低減することが可能となる。こうした効果を発揮させるためには、Ｃｒ，Ｎａ，Ａｌ，Ｔｉ，ＷおよびＣｏよりなる群から選ばれる１種以上の元素を合計で０．００１％以上含有させる必要がある。しかしながら、これらの元素の合計含有量が１％を超えると、効果が飽和するばかりでなく、脆化などの機械的特性の劣化を招くことになる。これらの元素の含有量は、好ましくは０．００５％以上、０．８％以下である。

上記の成分組成以外の成分は、実質的に鉄である。残部が実質的に鉄の場合、不可避的不純物（例えば、原料、資材、製造設備等の状況によって持ち込まれる不純物（Ｏ、Ｎ等））が鋼板中に含まれることは、当然に許容される。本発明で対象とする鋼材には、必要に応じて種々の選択元素を含有させても良く、含有される元素の種類に応じて鋼材の特性が更に改善される。これらの元素を含有させるときの含有量および限定理由は以下の通りである。

［Ｃｕ：０．５％以下（０％を含まない）および／またはＮｉ：１％以下（０％を含まない）］
ＣｕおよびＮｉは、鋼材自体の強度を向上させる上で有効な元素である。特に、Ｆｅよりも酸化し難いＣｕ、Ｎｉが表面に均一に濃化することによって、鋼材内部に拡散する酸素量を更に低減することができる。しかしながら、過剰に含有させることは、経済的に見合わず、加工性も劣化するので、Ｃｕで０．５％以下、Ｎｉで１％以下とすべきである。尚、これらの元素を含有させるときの好ましい含有量は、いずれも０．００３％以上である。また、より好ましい上限はＣｕで０．３％以下、Ｎｉで０．７％以下である。

［Ｖ：１％以下（０％を含まない）および／またはＮｂ：１％以下（０％を含まない）よりなる群から選ばれる少なくとも１種］
ＶおよびＮｂは、いずれも炭化物を形成し、鋼材を高強度化するために有効な元素である。こうした効果を発揮させるためには、いずれも０．００３％以上含有させることが好ましい。しかしながら、これらの含有量が１％を超えて過剰になると、コスト高となる上、加工性の劣化をもたらすことになる。尚、これらのより好ましい上限は０．７％以下である。

［Ｍｏ：１％以下（０％を含まない）］
Ｍｏは鋼材の固溶強化を図る上で有効な元素である。しかしながらＭｏ含有量が１％を超えて過剰になると、製造コストを上昇させることになる。尚、こうした効果を発揮させるためには、Ｍｏは０．００３％以上（より好ましくは０．０１％以上）含有させることが好ましい。尚、Ｍｏ含有量のより好ましい上限は０．７％以下である。

［Ｂ：０．１％以下（０％を含まない）］
Ｂは鋼材の溶接性を向上させ、また焼入れ性を高める作用のある元素である。しかしながらＢ含有量が０．１％を超えて過剰になると、これらの効果が飽和するだけでなく、延性を劣化させ、加工性を低下させることになる。尚、こうした効果を発揮させるためには、Ｂは０．０００２％以上（より好ましくは０．０００５％以上）含有させることが好ましい。尚、Ｂ含有量のより好ましい上限は０．０７％以下である。

［Ｃａ：０．００５％以下（０％を含まない）および／またはＭｇ：０．０１％以下（０％を含まない）］
ＣａおよびＭｇは、介在物の形態を制御して、延性を高め、加工性を向上させる作用がある。しかしながら、これらの含有量がＣａで０．００５％、Ｍｇで０．０１％を超えて過剰になると、鋼材中の介在物が増加して延性が劣化し、加工性が悪くなる。尚、こうした効果を発揮させるためには、いずれも０．０００５％以上（より好ましくは０．０００７％以上）含有させることが好ましい。尚、これらの含有量のより好ましい上限は、Ｃａで０．００３％以下、Ｍｇで０．００７％以下である。

上記のような鋼板を製造するには、下記の条件に従って行なえば良い。まず、熱間圧延は、通常の条件に従って行なえばよいが、鋼材（スラブ等）を加熱炉で加熱するときの温度は、仕上げ温度の確保の観点から、１０００〜１３００℃とすることが好ましい。また、熱間圧延の仕上げ温度は、加工性を阻害する集合組織が形成されないように８００〜９５０℃の温度範囲とし、仕上げ圧延後の冷却速度はパーライトの生成を抑制するために、３０〜１２０℃／秒とすることが好ましい（より好ましくは５０〜１００℃／秒）。

但し、熱間圧延後の巻取り温度については、酸化物層の形態に影響を与えるので厳密に制御するのが良い。即ち、本発明の鋼板を製造するには、熱間圧延後の巻取り温度は５５０〜７５０℃の温度範囲とする必要がある。この巻取り温度が７５０℃よりも高くなると、鋼板表面における外方酸化層の厚さが厚くなって１５μｍを超えるものとなり、酸洗性が悪くなる。

巻取り温度の下限については、外方酸化層の厚さを適切に制御し、且つ内方酸化層と鋼材の間の界面に、Ｃｒ，Ｎａ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｗ，Ｃｏ等の濃化元素を適正に濃化させる観点から決定される。巻取り温度を５５０℃以上とすることによって、外方酸化層の厚さが上記の適正範囲（５〜１５μｍ）となり、且つ上記濃化元素が鋼板組成の２倍以上に濃化し（高温ほど合金元素の鋼材表面への拡散が促進される）、表層スケール中を内方拡散した酸素と化合して、内方酸化層内の鋼板側に濃化層（酸化物）を形成させることが可能となり、巻取り後に鋼板内部に拡散する酸素が低減されて粒界酸化の深さが減少することになる。

また、表層スケール（外方酸化層および内方酸化層）の形態（組成および各酸化物層の体積割合）を適切に制御し、酸洗性を向上させるという観点から、巻取り後に、酸素濃度を１体積％以下とした窒素雰囲気中でコイル冷却するのが良い。このときの酸素濃度が１体積％を超えると、酸溶解速度の遅いヘマタイト（Ｆｅ₂Ｏ₃）が多く生成して酸の浸透を阻害し、表層スケールを十分除去できず、粒界酸化層が残留し、冷延性および表面性状を悪化させることになる。

本発明の熱延鋼板は、酸洗性が良好なものとなり、また粒界酸化層深さが薄いものとなっている。こうした熱延鋼板を冷間圧延すると、良好な冷延性が発揮されると共に、表面疵（押し疵）がない表面性状に優れた冷延鋼板となる。

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって制限を受けるものではなく、上記・下記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。

［実施例１］
下記表１に示す化学成分組成の鋼材スラブ（鋼種Ａ〜Ｗ）を溶製し、１２５０℃に加熱し（温度管理は、熱電対を埋め込んだ測定用スラブを一般スラブを同時に加熱して実測する方法による）、仕上げ温度：８７０〜９００℃で厚さ：２．６ｍｍまで熱間圧延し、次で平均冷却速度：４０℃／秒で冷却した後、下記表２、３に示す種々の巻取り温度で巻取り、その後、窒素雰囲気中の酸素濃度を変えて冷却した。

得られた熱延鋼板（コイル）のスケール組成をＸ線回折法（ＸＲＤ法）によって、スケール厚さを光学顕微鏡によって測定した。尚、スケール組成については、コイルの先端部、中央部および後端部の夫々からサンプルを採取し、各々のサンプルより任意の３箇所についてＸ線回折を行ない、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｆｅ₃Ｏ₄、ＦｅＯおよびＦｅ₂ＳｉＯ₄のピーク強度比から夫々の比率(体積％)を求めた。また、全体の平均値を測定し、各条件でのスケール組成値とした。

スケール厚さ、粒界酸化層深さについては、各々のサンプルの任意の３箇所から断面試料を作製して光学顕微鏡によって測定し、全体の平均値を求めて各条件でのスケール厚さ（トータル厚さ）・粒界酸化層深さとした。尚、内方酸化層と鋼板との界面の濃化元素（Ｃｒ，Ｎａ，Ａｌ，Ｔｉ，ＷおよびＣｏよりなる群から選ばれる１種以上の元素）の含有量については、ＥＰＭＡによって求めた。

次に、通常の酸洗（１５％塩酸、７０℃）を行なった後のコイルを、冷延率：４６％で、厚さ：１．４ｍｍまで冷間圧延して冷延鋼板を製造し、粒界酸化層深さ、表面性状を評価した。このとき、粒界酸化層深さについては、コイルの先端部、中央部および後端部の夫々からサンプルを採取し、各々のサンプルの任意の３箇所から断面試料を作製して光学顕微鏡によって測定し、全体の平均値を求めて粒界酸化層深さとした。

また、表面性状の評価に関しては、冷延後の鋼板表面について、光学顕微鏡による断面観察によって観察し、粒界酸化層深さ５μｍ未満で粒界酸化部の脱落がない場合を表面性状良好（○）とし、粒界酸化層深さ５μｍ以上で粒界酸化部の脱落が生じた場合を表面性状不良（×）と評価した。その結果を、下記表４、５に示す。

この結果から次のように考察できる。まず本発明で規定する要件を満足するものは（試験Ｎｏ．１、３、６、７、１０〜１２、１４、１７、２０、２３、２６〜４１）、熱延鋼板の酸洗性が良好になると共に、鋼板（熱延鋼板および冷延鋼板）における粒界酸化層深さを低減でき、優れた表面性状が得られていることが分かる。特に、冷延鋼板においては、いずれも粒界酸化層深さを５μｍ未満に低減でき、良好な表面性状が得られている。

これに対し、本発明で規定する要件を満足しないもの（試験Ｎｏ．２、４、５、８、９、１３、１５、１６、１８、１９、２１、２２、２４、２５）では、優れた表面性状が得られていないことが分かる。

具体的には、試験Ｎｏ．２、８、１５、１８、２２のものは、巻取り温度が低くなっており、内方酸化層と鋼板との界面の元素が濃化しておらず（いずれも外方酸化層の厚みも薄くなっている）、熱延鋼板および冷延鋼板における粒界酸化層深さが低減されておらず、優れた表面性状が得られていない。

試験Ｎｏ．４、１３、１９、２１、２４、２５のものは、巻取り温度が高くなっており、外方酸化層の厚みが厚くなっており、冷延鋼板における粒界酸化層深さが低減されておらず、優れた表面性状が得られていない。このうち、試験Ｎｏ．２１、２５のものは、巻取り後の窒素雰囲気中の酸素濃度も高くなっており、外方酸化層の組成も適正に制御されていないものとなっている。

試験Ｎｏ．５、９、１６のものは、巻取り後の窒素雰囲気中の酸素濃度が高くなっており、外方酸化層の組成が適正に制御されておらず、冷延鋼板の優れた表面性状が得られていない。

Claims (8)

1. Ｃ：０．０２〜０．３％（質量％の意味。鋼の化学成分において以下同じ。）、Ｓｉ：０．３〜３％、Ｍｎ：１〜３．５％、Ｐ：０．０３％以下（０％を含まない）、Ｓ：０．０３％以下（０％を含まない）を夫々含有すると共に、Ｃｒ，Ｎａ，Ａｌ，Ｔｉ，ＷおよびＣｏよりなる群から選ばれる１種以上の元素を合計で０．００１〜１％含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなる高Ｓｉ含有熱延鋼板であって、鋼板表面に形成された表層スケールとして、Ｆｅ₂Ｏ₃が１体積％以下、Ｆｅ₃Ｏ₄が７０体積％以上で厚さ５〜１５μｍの外方酸化層、およびＦｅ₂ＳｉＯ₄を主体とする内方酸化層を有し、且つ内方酸化層と鋼板の界面において、Ｃｒ，Ｎａ，Ａｌ，Ｔｉ，ＷおよびＣｏよりなる群から選ばれる１種以上の元素の合計含有量が、素地鋼板の含有量の２倍以上であると共に、鋼板表層部の粒界酸化層の深さが１０μｍ以下であることを特徴とする表面性状に優れた高Ｓｉ含有熱延鋼板。
2. 更に、Ｃｕ：０．５％以下（０％を含まない）および／またはＮｉ：１％以下（０％を含まない）を含有する請求項１に記載の高Ｓｉ含有熱延鋼板。
3. 更に、Ｖ：１％以下（０％を含まない）および／またはＮｂ：１％以下（０％を含まない）を含有する請求項１または２に記載の高Ｓｉ含有熱延鋼板。
4. 更に、Ｂ：０．１％以下（０％を含まない）を含有する請求項１〜３のいずれかに記載の高Ｓｉ含有熱延鋼板。
5. 更に、Ｍｏ：１％以下（０％を含まない）を含有する請求項１〜４のいずれかに記載の高Ｓｉ含有熱延鋼板。
6. 更に、Ｃａ：０．００５％以下（０％を含まない）および／またはＭｇ：０．０１％以下（０％を含まない）を含有するものである請求項１〜５のいずれかに記載の高Ｓｉ含有熱延鋼板。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の高Ｓｉ含有熱延鋼板を、冷間圧延することによって得られたものである表面性状に優れた高Ｓｉ含有冷延鋼板。
8. 請求項１〜６のいずれかに記載の高Ｓｉ含有熱延鋼板を製造するに当り、熱間圧延後に５５０℃以上、７５０℃以下の温度範囲でコイルを巻き取り、酸素濃度を１体積％以下とした窒素雰囲気中で前記コイルを冷却することを特徴とする表面性状に優れた高Ｓｉ含有熱延鋼板の製造方法。

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