JP2012082489A - 化成処理性に優れた高Si含有高張力鋼板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 化成処理性に優れた高Si含有高張力鋼板の製造方法を提供する。
【解決手段】質量%で、C:0.03%以上0.20%以下、Si:0.5%以上1.8%以下、Mn:1.5%以上3.5%以下、P:0.01%以上0.04%以下、S:0.001%以上0.01%以下を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有する鋼板に、冷間圧延および連続焼鈍を施して高張力鋼板を製造するに際し、前記連続焼鈍後の鋼板の表面に研削量0.5g/m2以上1.0 g/m2未満のブラシ研削を施し、次いで濃度が1.0%超3.0%未満の塩酸を用いた塩酸酸洗を施す。
【選択図】 図1
Description
ここで、焼鈍後の鋼板表面に生じた酸化物を除去する方法としては様々なものがあり、例えば特許文献1に開示されているように、連続焼鈍後の鋼板表面を酸洗する化学的方法や、この化学的方法に代えて鋼板表面にショットブラスト等を施す機械的方法がある。また、鋼板表面に生じた酸化物を機械的に除去する手段としては、例えば特許文献2で提案されたブラシロールを用いて鋼板表面をブラシ研削する手段が知られている。
b)加工発熱に起因した上記酸化物が、後工程の化成処理時に均一微細な化成結晶の形成を阻害すること。
c)塩酸濃度が過剰に高くなると、酸液の酸化力が強くなるため、鋼板表面の活性度が低くなり、均一微細な化成結晶が生成し難くなること。
d)ブラシ研削量・塩酸濃度をともに所定量に低減すれば、ブラシ研削時の加工発熱および酸液の酸化力が適度に低減され、化成処理時に均一微細な化成結晶が形成されること。
[1]質量%で、
C:0.03%以上0.20%以下、 Si:0.5%以上1.8%以下、
Mn:1.5%以上3.5%以下、 P:0.01%以上0.04%以下、
S:0.001%以上0.01%以下
を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有する鋼板に、冷間圧延および連続焼鈍を施して高張力鋼板を製造するに際し、前記連続焼鈍後の鋼板の表面に研削量0.5g/m2以上1.0 g/m2未満のブラシ研削を施し、次いで濃度が1.0%超3.0%未満の塩酸を用いた塩酸酸洗を施すことを特徴とする、化成処理性に優れた高Si含有高張力鋼板の製造方法。
まず、本発明の知見に至った、化成処理性に及ぼすブラシ研削条件、塩酸酸洗条件の影響を評価した実験について述べる。実験には、表1に示す化学成分の質量%で1.5%のSiを含有する鋼板を、圧下率75%で冷間圧延した後、露点−40〜−42℃、H2ガス5%の雰囲気中、800℃の条件で30sec.焼鈍した、1.6mm厚の鋼板を用いた。そして、このようにして得られた鋼板に、表2に示す種々の条件でブラシ研削および塩酸酸洗を施した。
以上の評価結果を表2に示す。
本発明では質量%でSiを0.5%以上含有する鋼板を対象とする。これは、上述したように、Siが安価であり、強度と加工性を両立する上で重要な元素であるからである。質量%でSiが0.5%未満であれば、通常の焼鈍ままの場合も、良好な化成処理性が得られるため、本発明を適用する必要はない。なお、Si含有量は、溶接性、割れ性などの観点から、質量%で1.8%を上限とすることが好ましい。C、Mnなどの元素は、要求される強度、加工性に応じ、必要量を添加すれば良く、また、Ti、Nb、Moなどを添加することも本発明を妨げるものではない。
C :0.03%以上0.20%以下
C は、鋼の強度を増加させる元素であり、所望の高強度を確保するために、0.03%以上含有することが望ましい。一方、0.20%を超える含有は、鋼板の溶接性を著しく劣化させる。このため、0.03%以上0.20%以下の含有が好ましい。より好ましくは0.04%以上0.08%以下である。
Siは、Cと同様に鋼の強度を向上させる元素であるとともに、安価であり、加工性の向上にも有効な元素であるため、0.5%以上含有することが望ましい。一方、1.8%を超える含有は、鋼板の低温脆性を著しく劣化させる。このため、0.5%以上1.8%以下の含有が好ましい。より好ましくは0.9%以上1.5%以下である。
Mnも、CおよびSiと同様に、鋼の強度を向上させる元素であるとともに安価であるため、1.5%以上含有することが望ましい。一方、3.5%を超える含有は、鋼板の溶接性を著しく劣化させる。このため、1.5%以上3.5%以下の含有が好ましい。より好ましくは1.5%以上2.5%以下である。
S :0.001%以上0.01%以下
P、Sは、いずれも低温靭性に悪影響を及ぼす元素である。このため、これらの元素はできるだけ低減することが好ましいが、過度の低減は、製造コストの増大を招く。以上の理由により、P、S各々の含有量は、製造コストが増大しない程度の範囲、すなわち、Pは0.01%以上0.04%以下、Sは0.001%以上0.01%以下の含有が好ましい。
Nb:0.001%以上0.15%以下、Ti:0.001%以上0.15%以下
Nb、Tiは、いずれも析出強化により鋼の強度向上に寄与する元素であり、必要に応じ選択して含有することができる。いずれの元素も、析出強化を得るためには0.001%以上の含有が望ましいが、0.15%を超えて含有しても、含有量に見合う効果が得られない。このため、Nb、Tiともに、0.001%以上0.15%以下の含有が好ましい。より好ましくは、Nb:0.01%以上0.03%以下、Ti:0.01%以上0.03%以下である。
Alは、脱酸剤として作用するとともに、A1Nを形成することで高温における結晶粒の粗大化を抑制する元素であり、必要に応じて含有することができる。上記の効果を得るためには、0.02%以上含有することが好ましい。一方、0.04%を超える含有は、鋼の清浄度を低下させるおそれがある。このため、0.02%以上0.04%以下の含有が好ましい。
Nは、固溶強化による強度確保に有効であり、0.001%以上の含有が好ましい。一方、0.005%を超える含有は、溶接性の低下を招く。このため、0.001%以上0.005%以下の含有が好ましい。
Cu、Ni、Cr、V、Moは、固溶強化を介して鋼の強度上昇に寄与する元素であり、必要に応じて選択して含有することができる。上記の効果を得るためには、各元素とも0.00l%以上の含有が望ましい。一方、Cuであれば0.03%、Niであれば0.03%、Crであれば0.2%、Vであれば0.2%、Moであれば0.20%をそれぞれ超えて含有しても、強度上昇効果が飽和し、含有量に見合う効果が期待できなくなる。このため、Cu:0.001%以上0.03%以下、Ni:0.001%以上0.03%以下、Cr:0.001%以上0.2%以下、V:0.001%以上0.2%以下、Mo:0.001%以上0.20%以下含有することが好ましい。より好ましくは、Cu:0.01%以上0.02%以下、Ni:0.01%以上0.02%以下、Cr:0.01%以上0.1%以下、V :0.01%以上0.1%以下、Mo:0.01%以上0.1%以下である。
なお、本発明が対象とする高Si含有高張力鋼板(Siを0.5%以上含有する鋼板)を製造するに際しては通常の条件により熱延板とし、必要に応じて酸洗したのち、圧下率40〜70%程度の冷間圧延が施される。
冷間圧延後の鋼板の板厚は1.0〜2.0mm程度である。
連続焼鈍時、鋼板の表面に生じたSi酸化物は、塩酸には溶解しないため、塩酸酸洗のみではSi酸化物を除去することが困難である。したがって、本発明ではブラシ研削を必須とする。ブラシ研削の効果は、機械的にSi酸化物を除去することに加えて、表面酸化物に研削目により亀裂を導入して酸の浸透を促進することにある。亀裂導入により酸がSi酸化物−母相(鋼板素地)界面に浸透すると、後述する塩酸酸洗において母相(鋼板素地)が溶解する。そして、母相(鋼板素地)の溶解に伴いSi酸化物が除去される。
本発明においては、ブラシ研削を施すことにより、鋼板表面に亀裂が導入されている。このような亀裂が導入された鋼板表面に対して酸洗を施すと、酸液がSi酸化物−母相(鋼板素地)界面に浸透して母相(鋼板素地)を溶解する。そして母相(鋼板素地)の溶解に付随してSi酸化膜が除去されるのである。
Claims (3)
- 質量%で、
C:0.03%以上0.20%以下、 Si:0.5%以上1.8%以下、
Mn:1.5%以上3.5%以下、 P:0.01%以上0.04%以下、
S:0.001%以上0.01%以下
を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有する鋼板に、冷間圧延および連続焼鈍を施して高張力鋼板を製造するに際し、前記連続焼鈍後の鋼板の表面に研削量0.5g/m2以上1.0 g/m2未満のブラシ研削を施し、次いで濃度が1.0%超3.0%未満の塩酸を用いた塩酸酸洗を施すことを特徴とする、化成処理性に優れた高Si含有高張力鋼板の製造方法。 - 前記鋼板が、前記組成に加えてさらに質量%で、Nb:0.OO1%以上0.15%以下、Ti:0.001%以上0.15%以下、Al:0.02%以上0.04%以下、N:0.001%以上0.005%以下、Cu:0.001%以上0.03%以下、Ni:0.001%以上0.03%以下、Cr:0.001%以上0.2%以下、V:0.001%以上0.2%以下、Mo:0.001%以上0.20%以下から選択される1種または2種以上を含有することを特徴とする、請求項1に記載の化成処理性に優れた高Si含有高張力鋼板の製造方法。
- 前記ブラシ研削を、#120以下の砥粒を含有するブラシを用いて研削することを特徴とする、請求項1または2に記載の化成処理性に優れた高Si含有高張力鋼板の製造方法。
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