JP2013119635A - 鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】質量%で、(1)C:0.04%以上0.25%以下、Mn:0.60%以上1.5%未満であるか、又は(2)C:0.25%丁1.00%以下、Mn:0.30%以上0.60%未満であって、Si:0.05%以上0.50%未満とsol.Al:0.005%以上0.080%以下の一方もしくは両方を含有する化学組成を有し、下記式(1)で規定される△r1が−0.20以上0.20以下であり、下記式(2)で規定されるΔr2が0.42以下である機械特性を有する鋼板。特定条件下での熱延板焼鈍、冷間圧延、および仕上焼鈍により製造される。Δr1=(r0−2r45+r90)/2・・・(1)。Δr2=rmax−rmin・・・(2)
【選択図】図2
Description
例えば、特許文献1および特許文献2には、JIS G 4051(機械構造用炭素鋼)、JIS G 4401(炭素工具鋼鋼材)、JIS G 4802(ばね用冷間圧延鋼帯)で規定される成分系を有する高炭素鋼板について、また、特許文献3には、C:0.2%〜1.5%、Si:0.10%〜0.35%、Mn:0.1%〜0.9%、P:0.03%以下、S:0.035%以下、Cu:0.03%以下、Ni:0.025%以下、Cr:0.3以下の成分系を有する高炭素鋼板について、それぞれr値の面内異方性を小さくすることが検討されている。
本発明者らは、まず、上記鋼板におけるr値の面内異方性に及ぼす各種因子について詳細に調査した。
(1)質量%で、C:0.04%以上0.25%以下、Mn:0.60%以上1.5%未満、Si:0.05%以上0.50%未満とsol.Al:0.005%以上0.080%以下とからなる群から選択される1種または2種、P:0.050%以下、S:0.020%以下、N:0.010%以下を含有し、残部Feおよび不純物からなる化学組成を有し、下記式(1)で規定されるΔr1が−0.20以上0.20以下であり、下記式(2)で規定されるΔr2が0.42以下である機械特性を有することを特徴とする鋼板。
Δr2=rmax−rmin ・・・ (2)
ここで、式中の各記号は以下の値を表す:
r0:板面の圧延方向に対して平行に採取した試験片で測定したr値、
r45:板面の圧延方向に対して45°方向に採取した試験片で測定したr値、
r90:板面の圧延方向に対して90°方向に採取した試験片で測定したr値、
rmax:r0、r45およびr90のうち最大の値、
rmin:r0、r45およびr90のうち最小の値。
(a)Cr:1.50%以下、Mo:0.50%以下およびB:0.0060%以下からなる群から選択される1種または2種以上;
(b)Ni:0.30%以下およびNb:0.030%以下からなる群から選択される1種または2種;
(c)Ti:0.030%以下;ならびに
(d)Cu:0.30%以下。
[C:0.04%以上0.25%以下、かつMn:0.60%以上1.5%未満、または
C:0.25%超1.00%以下、かつMn:0.30%以上0.60%未満]
Cは、焼入れ後の硬さを決定する元素であるとともに、焼入れ性を高める作用を有する元素である。C含有量が0.04%未満では、上記作用による効果を得ることが困難である。したがって、C含有量は0.04%以上とする。好ましくは、0.12%以上である。一方、C含有量が1.00%超では、鋼板の硬質化による成形性の低下が著しくなる。したがって、C含有量は1.00%以下とする。
SiおよびAlは、鋼の溶製時に脱酸材として添加され、鋼板を健全化する作用を有する。上記作用による効果を得るには、Siの場合には0.05%以上、sol.Alの場合には0.005%以上含有させる必要がある。したがって、Si:0.05%以上およびsol.Al:0.005%以上なる群から選択される1種または2種を含有させる。
Pは、不純物として含有され、鋼板の靭性を劣化させる。P含有量が0.050%超では靭性の劣化が著しくなる。したがって、P含有量は0.050%以下とする。好ましくは0.030%以下である。
Sは、不純物として含有され、鋼板の靭性を劣化させる。S含有量が0.020%超では靭性の劣化が著しくなる。したがって、S含有量は0.020%以下とする。好ましくは0.010%である。
Nは、不純物として含有され、スラブ割れの発生を招く場合がある。N含有量が0.010%超ではスラブ割れ発生の可能性が著しく高くなる。したがって、N含有量は0.010%以下とする。好ましくは0.0050%以下である。
これらの元素は、焼入れ性を高める作用を有する。したがって、これらの元素の1種または2種以上を含有させてもよい。しかし、Cr含有量が1.50%を超えたり、Mo含有量が0.50%を超えたりすると、鋼板の硬質化による成形性の低下が著しくなる。また、B含有量が0.0060%を超えると、スラブ表面割れ発生の可能性が著しく高くなる。したがって、Cr含有量は1.50%以下、Mo含有量は0.50%以下、B含有量は0.0060%以下とする。上記作用による効果をより確実に得るには、Cr:0.02%以上、Mo:0.01%以上およびB:0.0001%以上の何れかを満足させることが好ましい。Cr含有量は0.05%以上とすることがさらに好ましい。
これらの元素は、靭性を向上させる作用を有する。したがって、これらの元素の1種または2種を含有させてもよい。しかし、Ni含有量を0.30%以上としても上記作用による効果は飽和してしまい、コスト的に不利となる。また、Nb含有量が0.030%超では、Nb炭化物形成による成形性の低下や焼入れ性の低下が著しくなる。したがって、Ni含有量は0.30%以下、Nb含有量は0.030%以下とする。Ni含有量は好ましくは0.15%以下である。上記作用による効果をより確実に得るには、Ni:0.01%以上およびNb:0.001%以上の何れかを満足させることが好ましい。
Tiは、NをTiNとして固定することにより、Nによる悪影響を排除する作用を有する。したがって、Tiを含有させてもよい。しかし、Ti含有量が0.030%超では、鋼板の硬質化による成形性の低下が著しくなる。また、鋼中に多量の炭窒化物を形成して、靭性や焼入れ性の低下が著しくなる。したがって、Ti含有量は0.030%以下とする。上記作用による効果をより確実に得るにはTi含有量を0.001%以上とすることが好ましい。
Cuは、酸洗時の過酸洗を抑制して鋼板の表面性状を安定化する作用を有する。したがって、Cuを含有させてもよい。しかし、Cu含有量が0.30%超では、鋼板の硬質化による成形性の低下が著しくなる。したがって、Cu含有量は0.30%以下とする。好ましくは0.15%以下である。上記作用による効果をより確実に得るにはCu含有量を0.01%以上とすることが好ましい。
本発明に係る鋼板は、下記式(1)で規定されるΔr1が−0.20以上0.20以下であり、下記式(2)で規定されるΔr2が0.42以下である機械特性を有するものとする。
Δr2=rmax−rmin ・・・ (2)
ここで、式中の各記号は以下の値を表す:
r0:板面の圧延方向に対して平行に採取した試験片で測定したr値、
r45:板面の圧延方向に対して45°方向に採取した試験片で測定したr値、
r90:板面の圧延方向に対して90°方向に採取した試験片で測定したr値、
rmax:r0、r45およびr90のうち最大の値、
rmin:r0、r45およびr90のうち最小の値。
r値(ランクフォード値ともいう)は、当業者には周知のように、鋼板の引張試験における長手方向の伸びが20%になった時の板幅方向と板厚方向の対数ひずみの比として求められる数値であり、深絞り性の指標となる。
上記鋼板を製造する好適な製造方法を以下に説明する。
なお、上述した工程の間に酸洗を実施してもよい。酸洗は、例えば、熱間圧延後または熱延板焼鈍後などに行うことができる。
表1に示す同一の化学組成を有するスラブを、1250℃に加熱し、仕上温度:870℃、巻取温度:620℃の条件で熱間圧延を施して4.0mm厚の熱延鋼板とした。
次に、得られた鋼板のうち、条件No.1、No.11およびNo.15の鋼板を用いて、図1に示すカップ絞り成形を行い、絞り成形後にハイトゲージを用いてイヤリング高さを周方向に22.5°ピッチで測定し、各測定位置における平均値からの差分を求めた。得られた結果を図2に示す。図2から明らかなように、発明例(図中では本発明例)であるNo.11の鋼板は比較例であるNo.1およびNo.15の鋼板に比べて、イヤリング(耳の発生)が抑制されている。
表3に示す各種の化学組成を有するスラブを、表4に示す製造条件により熱間圧延、酸洗、熱延板焼鈍、冷間圧延および仕上焼鈍を施して鋼板を得た。熱延板焼鈍および仕上焼鈍は、いずれも実施例1と同様の箱焼鈍により実施した。
Claims (7)
- 質量%で、C:0.04%以上0.25%以下、Mn:0.60%以上1.5%未満、Si:0.05%以上0.50%未満とsol.Al:0.005%以上0.080%以下とからなる群から選択される1種または2種、P:0.050%以下、S:0.020%以下、N:0.010%以下を含有し、残部Feおよび不純物からなる化学組成を有し、
下記式(1)で規定されるΔr1が−0.20以上0.20以下であり、下記式(2)で規定されるΔr2が0.42以下である機械特性を有する、
ことを特徴とする鋼板。
Δr1=(r0−2r45+r90)/2 ・・・ (1)
Δr2=rmax−rmin ・・・ (2)
ここで、式中の各記号は以下の値を表す:
r0:板面の圧延方向に対して平行に採取した試験片で測定したr値、
r45:板面の圧延方向に対して45°方向に採取した試験片で測定したr値、
r90:板面の圧延方向に対して90°方向に採取した試験片で測定したr値、
rmax:r0、r45およびr90のうち最大の値、
rmin:r0、r45およびr90のうち最小の値。 - 質量%で、C:0.25%超1.00%以下、Mn:0.30%以上0.60%未満、Si:0.05%以上0.50%未満とsol.Al:0.005%以上0.080%以下とからなる群から選択される1種または2種、P:0.050%以下、S:0.020%以下、N:0.010%以下を含有し、残部Feおよび不純物からなる化学組成を有し、
請求項1に記載の式(1)で規定される△r1が−0.20以上0.20以下であり、請求項1に記載の式(2)で規定されるΔr2が0.42以下である機械特性を有する、
ことを特徴とする鋼板。 - 前記化学組成が、前記Feの一部に代えて、質量%で、Cr:1.50%以下、Mo:0.50%以下およびB:0.0060%以下からなる群から選択される1種または2種以上を含有する請求項1または2に記載の鋼板。
- 前記化学組成が、前記Feの一部に代えて、質量%で、Ni:0.30%以下およびNb:0.030%以下からなる群から選択される1種または2種を含有する請求項1〜請求項3のいずれかに記載の鋼板。
- 前記化学組成が、前記Feの一部に代えて、Ti:0.030質量%以下を含有する請求項1〜請求項4のいずれかに記載の鋼板。
- 前記化学組成が、前記Feの一部に代えて、Cu:0.30質量%以下を含有する請求項1〜請求項5のいずれかに記載の鋼板。
- 請求鋼1〜請求項6のいずれかに記載の化学組成を有する熱延鋼板にAc1点以上(Ac1点+50℃)以下の温度域に保持する熱延板焼鈍を施し、次いで、圧下率10%以上50%以下で冷間圧延を施し、さらに、620℃以上Ac1点以下の温度域に5時間以上50時間以下保持する焼鈍を施すことを特徴とする鋼板の製造方法。
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