JP2015147967A - 高強度冷延鋼板およびその製造方法 - Google Patents
高強度冷延鋼板およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015147967A JP2015147967A JP2014020774A JP2014020774A JP2015147967A JP 2015147967 A JP2015147967 A JP 2015147967A JP 2014020774 A JP2014020774 A JP 2014020774A JP 2014020774 A JP2014020774 A JP 2014020774A JP 2015147967 A JP2015147967 A JP 2015147967A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- steel sheet
- rolled steel
- cold
- strength cold
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000010960 cold rolled steel Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 18
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims abstract description 85
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 60
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 111
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 111
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 49
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 30
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 26
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 25
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 24
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 claims description 22
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 19
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 claims description 12
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 11
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 8
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000005246 galvanizing Methods 0.000 claims description 5
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 4
- -1 V: 0.01% to 0.2% Substances 0.000 claims description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 21
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 19
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 18
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 14
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 11
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 8
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 6
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 6
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 5
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N iron;methane Chemical compound C.[Fe].[Fe].[Fe] KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 4
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 3
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 2
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001035 Soft ferrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 238000005244 galvannealing Methods 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 1
- YLRAQZINGDSCCK-UHFFFAOYSA-M methanol;tetramethylazanium;chloride Chemical compound [Cl-].OC.C[N+](C)(C)C YLRAQZINGDSCCK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229910001568 polygonal ferrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000009849 vacuum degassing Methods 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
Abstract
Description
C:0.03%以上0.15%以下、
Si:1.5%以下、
Mn:0.6%以下、
P:0.05%以下、
S:0.01%以下、
Al:0.08%以下、
N:0.0080%以下、
Ti:0.04%以上0.18%以下
を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる組成を有し、フェライト相の面積率が90%以上、コイル面内における該フェライト相の面積率のばらつきが3%以下、前記フェライト相に対する加工フェライトの面積率が15%以下、前記フェライト相の結晶粒内のTiを含む炭化物の平均粒子径が10nm以下、含有するTi量に対しマトリックス中に固溶状態として存在するTi量の割合が10%未満であることを特徴とする、高強度冷延鋼板。
まず、本発明の冷延鋼板の成分組成の限定理由について説明する。なお、以下の成分組成を表す%は、特に断らない限り質量%を意味するものとする。
Cは、Tiと結合し炭化物として鋼板中に微細分散する。また、さらにVやNbを添加した場合、あるいは更にMo、W、Zr、Hfを添加した場合、これら元素とも結合し、炭化物として鋼板中に微細分散する。すなわちCは、微細な炭化物を形成してフェライト組織を著しく強化させる元素である。Cは鋼板を強化する上で必須の元素であり、引張強さ440MPa以上を確保するには、C含有量は0.03%以上とする必要があり、0.04%以上とすることが好ましい。さらに、炭化物形成に関与しなかったCは、熱延板ではパーライトを形成し再結晶を促進させる効果もある。このような効果を得るには、Cは炭化物構成元素であるTiの含有量、さらにはV、Nb、Mo、W、Zr、Hfを添加した場合には、これら元素の含有量に対し、原子比にして過剰に含有させることが望ましく、下記式(1)を満たすことが好ましい。より好ましくは、式(1)の左辺は1.5以上である。なお、式(1)中の元素記号は、各元素の含有量(質量%)を表す。一方、C含有量が0.15%を超えると、フェライト粒界に、フィルム状のセメンタイトの他に加工性を著しく低下させる粒状のセメンタイトやパーライトが生成する。このため、C含有量は0.15%以下とする。好ましくは0.14%以下である。
(C/12)/{(Ti/48)+(V/51)+(Nb/93)+(Mo/96)
+(W/184)+(Hf/176)+(Zr/91)}≧1.2・・・(1)
Siは、冷間圧延後、焼鈍工程での逆変態温度(Ac1点)を上昇させ、逆変態で生じるオーステナイト相の生成を抑制する。オーステナイト中での炭化物は粗大化しやすいため、Siは焼鈍工程での炭化物粗大化抑制に寄与し、高強度化させる元素として有効である。この効果を得るためには、Si量を0.1%以上とすることが好ましい。一方で、Siは、鋼板表面に濃化し易く、鋼板表面にファイヤライト(Fe2SiO4)を形成し、鋼板の表面性状を低下させる。このファイヤライトは鋼板表面に楔形となって形成するため、鋼板の加工性をさせ、特に曲げ加工時の亀裂発生の起点となり、曲げ加工性を低下させる。したがって、本発明ではSi含有量の上限を1.5%とする必要がある。好ましくは、1.0%以下である。
Mnは固溶強化元素として鋼板を強化する一方で、延性を低下させる元素である。さらには、不可避的に生じる板厚中央付近での偏析により著しく加工性を低下させる。本発明では、安定的に良好な加工性を得るために、極力Mn量を低減する。安定的に加工性を良好なものとするには、Mn量は0.6%以下とする必要があり、好ましくは0.5%未満である。なお、Mn含有量は不純物レベルまで低減してもよい。
Pは粒界に偏析して加工時に粒界割れの起点となり、加工性を劣化させるが、このようなPの影響は、0.05%までは許容できる。このため、P含有量は0.05%以下とする。好ましくは、P含有量は0.03%以下であり、極力低減することが好ましい。P含有量は不純物レベルまで低減してもよい。
Sは、鋼中でMnSなどの介在物として存在する。この介在物は熱間圧延中に伸展し、伸展した介在物は加工時に割れの起点となるため加工性を低下させるが、このようなSの影響は、0.01%までは許容できる。このため、S含有量は0.01%以下とする。好ましくは、S含有量は0.008%以下であり、極力低減することが好ましく、S含有量は不純物レベルまで低減してもよい。
Alは、脱酸剤として作用する元素である。このような効果を得るためにはAl量は0.02%以上とすることが好ましい。一方で、Alは酸化物等の介在物を形成し、加工時にボイドの起点となるため加工性を低下させるが、Al含有量は0.08%までは許容できる。このため、Al量の上限を0.08%とする。好ましくは、Al量は0.06%以下である。
Nは製鋼、連続鋳造の段階でTiと結合しTiNを形成する。この際析出するTiNは粗大であるため、鋼板の強化に寄与せず、加工時にボイド生成の起点となるため鋼板の加工性に悪影響をもたらす。このため、Nは極力低減させることが望ましいが、0.0080%までは許容できるため、本発明でのN含有量の上限を0.0080%とする。好ましくは、N含有量は0.0060%以下である。N含有量は極力低減させることが好ましい。
Tiは、Cと炭化物を形成して鋼板の高強度化に寄与する元素である。特に本発明では固溶強化元素であるMnを低減しているため、所望の鋼板強度を得るにはTiを添加して、Tiを含む炭化物を微細に分散させる必要がある。Ti含有量が0.04%を下回ると所望の鋼板強度(引張強さ:440MPa以上)が得られなくなるため、Ti含有量の下限を0.04%とする。好ましくは、Ti含有量は0.05%以上である。一方、Ti含有量が0.18%を超えると、鋼板を製造する際、熱間圧延前のスラブ加熱によって粗大なTi炭化物を溶解することができず、高強度化の効果が飽和するばかりか、粗大なTi炭化物は曲げ加工時にボイドの起点となり、加工性が低下する。このため、Ti含有量の上限を0.18%とする。好ましくは、Ti含有量は0.17%以下である。したがって、Ti含有量は0.04%以上0.18%以下とし。好ましくは0.05%以上0.17%以下である。特に、引張強さ:590MPa以上の鋼板を得る場合には、Ti含有量は0.09%以上0.18%以下とすることが望ましい。
CrはSiと同様、Ac1点を上昇させ、炭化物の粗大化の抑制に寄与する元素である。この効果を得るためには、少なくとも0.01%以上添加する必要があり、0.05%以上添加することが好ましい。さらに好ましくは、Cr量は0.1%以上である。Crを多量添加すると耐食性が低下し、孔食による不具合の原因となる。そのため、Cr量の上限は1.0%とした。好ましくは、Cr量は0.8%以下である。
Ca、Mg、REM(REM:スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)および原子番号57から71までのランタノイド元素)は介在物の形態を制御し、介在物から発生するボイドを抑制するのに有効な元素である。このような効果を得るには少なくともCa、Mg、REMの1種または2種以上を合計で0.0001%以上を添加する必要がある。一方で、これらの元素の含有量の合計が0.2%を超えると、上記効果が飽和するため、Ca、Mg、REMの1種または2種以上の合計量の上限を0.2%とした。好ましい範囲はCa、Mg、REMの1種または2種以上を合計で0.0005%以上0.1%以下である。
VおよびNb、Mo、W、Hf、Zr、Coは微量添加で鋼板強度を上昇させるのに有効な元素である。鋼板強度を上昇させるには、VおよびNb、Mo、W、Hf、Zrはそれぞれ0.01%以上、Coは0.0001%以上を添加する必要がある。一方で、Vは炭化物を粗大化させやすく0.2%を超える含有は強化に対する効果が飽和、もしくは含有量の増量につれ強度が低下する。以上からV含有量の上限を0.2%とする。好ましいV含有量の上限は0.15%である。Nbは再結晶時にsolute drag効果により粒界移動を阻害させ加工フェライト粒が残存しやすくなり、この加工フェライト粒は加工性を低下させることとなる。0.05%以下のNb含有量であれば上記悪影響は顕在化しないため、Nb含有量の上限を0.05%とする。望ましいNb含有量の上限は0.04%である。Zr、Coの含有量がそれぞれ0.1%、Mo、W、Hfの含有量がそれぞれ0.05%を超えると加工性に悪影響をもたらすため、Zr、Coの含有量の上限はそれぞれ0.1%、Mo、W、Hfの含有量の上限はそれぞれ0.05%とした。特にMo、W、Hf、Zrは再結晶を阻害させやすい元素であるため、Mo、W、Hf、Zrを2種以上含有させる場合には、これらの元素の含有量を合計で0.1%以下とすることが好ましい。
冷延、再結晶焼鈍後の冷延鋼板のマトリックスは、加工性に優れたフェライト単相組織とすることが好ましい。ベイナイト相やマルテンサイト相、残留オーステナイト等のフェライト相と硬度が異なる、フェライト以外の組織である第二相組織が鋼板組織に混入すると、フェライト相と第二相組織との界面で加工時に応力集中が生じ、割れ等の欠陥が発生することとなる。また、ベイナイト相やマルテンサイト相は延性に乏しいためベイナイト相もしくはマルテンサイト相の単相組織では所望の加工性が得られない。本発明鋼においてフェライト相の面積率は90%以上とすることで、優れた加工性を得ることができるため、フェライト相の面積率下限を90%とした。好ましくは95%以上である。
強度や延性といった材質を安定化させるには、コイル面内での金属組織を安定化させることが有効となる。フェライト相の面積率のばらつきが大きい場合には、硬質な第二相の面積率のばらつきが大きくなり、強度や延性にばらつきが生じる。所望の特性を得るには、該フェライト相の面積率のばらつきは3%以下である必要がある。好ましくは、2%以下である。ここで、フェライト相の面積率のばらつきは、コイル面内におけるフェライト相の面積率のばらつきであり、次のようにして求める。
すなわち、面積率のばらつきを評価する材料のコイル位置(評価する材料の採取位置)は、コイル状に巻き取った鋼板のコイル内周および外周の1巻き分を除き、鋼板の長手方向に対し20等分割し、幅方向に対し1/4、1/2、3/4の位置とする。このような位置から採取した各々の材料について、フェライト相の面積率を求める。コイル面内におけるフェライト相の面積率のばらつきは、このようにして求めたフェライト相の面積率の標準偏差に2を乗じた値とする。
冷間圧延後には、鋼板全体が加工された組織となる。この組織は粒内に多量の転位を含むため延性が著しく乏しく加工性を低下させる。加工フェライトの面積率は15%以下であれば加工性への悪影響が顕在化せず、延性のばらつきが許容される範囲となる。望ましくは10%以下である。なお、ここで加工フェライトの面積率は、フェライト相に対する加工フェライトの面積率であり、フェライト相全体に占める加工フェライトの面積率である。
固溶強化元素であるMnを低減したため、本発明鋼では粒子分散強化による強化量を最大限高める必要がある。粒子分散強化による強化量は炭化物の析出量の他に炭化物の粒子径が重要な要素となる。炭化物の微細化により鋼板強度は著しく上昇するため、所望の鋼板強度を得るには、フェライト相の結晶粒内の炭化物平均粒子径は10nm以下とする必要がある。この微細に析出する炭化物はTiを含む組成であるが、Tiの他にV、Nb、Mo、W、Hf、Zr、N、Alを含んでいても良い。
前述のように、粒子分散強化による強化量は炭化物の析出量にも関係する。焼鈍後の冷延鋼板中に強化に寄与しない固溶状態にあるTi量が多量に残存した状態であると、鋼板強度が低下する。含有するTi量に対しマトリックス中に固溶状態として存在するTi量の割合が10%未満であれば、上記の悪影響が顕在化しない。このため、含有するTi量に対しマトリックス中に固溶状態として存在するTi量の割合は10%未満とする。望ましくは5.5%以下である。
上記の如く得られた鋼素材に、粗圧延および仕上げ圧延からなる熱間圧延を施す。通常、熱間圧延に先立ち鋼素材は加熱され、粗圧延および仕上げ圧延が施される。本発明においては、粗圧延に先立ち鋼素材を加熱して、実質的に均質なオーステナイト相とし、鋼素材中の粗大な炭化物を溶解する必要がある。粗圧延に供する鋼素材の温度、すなわち鋼素材を加熱する場合は鋼素材の加熱温度(以下、単に加熱温度ともいう)が1100℃未満では、粗圧延前に鋼素材中の粗大な炭化物が溶解せず、冷間圧延、焼鈍後に得られる微細分散する炭化物の量が少なく、鋼板強度が著しく低下する。一方、上記鋼素材の温度(加熱温度)が1350℃を超えると、鋼素材表面に生成するスケール量が多く、熱間圧延中にスケールが噛み込みやすく、鋼板表面性状を悪化させる。以上の理由により、粗圧延に供する鋼素材の温度(加熱温度)は、1100℃以上1350℃以下とする。好ましくは1150℃以上1300℃以下である。ただし、鋼素材に熱間圧延を施すに際し、鋳造後の鋼素材が1100℃以上1350℃以下の温度域にある場合、或いは鋼素材の炭化物が溶解している場合には、鋼素材を加熱することなく直送圧延してもよい。なお、粗圧延条件については特に限定されない。
仕上げ圧延温度(以下、仕上げ圧延終了温度ともいう)が820℃未満となると、熱間圧延中、鋼板の一部が変態を開始し、コイル面内の強度、すなわち鋼板の長手方向および幅方向に対する強度が著しく不均一となる。このような鋼板を冷間圧延すると、鋼板が冷間圧延中に破断したり、形状が著しく不均一になり加工性が低下する問題が生じる。そのため、仕上げ圧延温度は820℃以上とする。仕上げ圧延温度の上限は特に定めないが、操業を安定させるには仕上げ圧延温度は1000℃以下が望ましい。
仕上げ圧延直後の高温状態の鋼板においては、オーステナイト相に蓄積されたひずみエネルギーが大きいため、ひずみ誘起析出による炭化物が生じる。この炭化物は、高温で析出するため粗大化し易い。本発明では、生成した炭化物は巻取工程ならびに焼鈍工程で粗大化する一方であるため、巻取り前には、できる限り粗大な炭化物の生成は抑える必要がある。本発明では、仕上げ圧延終了後なるべく早く強制冷却を開始して、粗大な炭化物の生成を抑制する。このため、仕上げ圧延終了後、少なくとも2秒以内に冷却を開始する。好ましくは1.5秒以内である。
上記したように、仕上げ圧延終了後の鋼板が高温に維持される時間が長いほど、ひずみ誘起析出による炭化物の粗大化が進行し易くなる。このような炭化物の粗大化を回避するため、仕上げ圧延後は急冷する必要があり、20℃/s以上の平均冷却速度で冷却する必要がある。好ましくは40℃/s以上である。但し、仕上げ圧延終了後の冷却速度が過剰に大きくなると、巻取り温度の制御が困難となり安定した強度が得られにくくなるという問題が懸念されるため、150℃/s以下とすることが好ましい。なお、ここで平均冷却速度は、仕上げ圧延温度終了温度から巻取り温度までの平均冷却速度である。
熱延板の組織はフェライト相とパーライトの混在組織とし、パーライトにより冷間圧延時にひずみエネルギーを上昇させ再結晶を促進させる必要がある。巻取り温度が400℃を下回ると、熱延板に十分にパーライトが生成せず、再結晶促進効果が得られない。一方、巻取温度が700℃を超えると析出した炭化物が粗大化し、所望の炭化物の粒子径ならびに鋼板強度が得られなくなる。したがって、巻取温度の範囲は400℃以上700℃以下とする。好ましくは500℃以上670℃以下である。
冷間圧延率が30%を下回ると、操業上安定せず板形状が不均一になる。不均一な板形状であると加工性が低下し、材質ばらつきが増大するため、冷間圧延率は30%以上とする。好ましくは40%以上である。一方、冷間圧延率が90%を超えると、過度に鋼板が加工硬化し所望の板厚が得られなくなるため、冷間圧延率の上限は90%とする。好ましくは冷間圧延率は80%以下である。
本発明鋼では500℃以上の温度で冷間圧延時に導入された転位が回復、再結晶を開始する。極力低い温度で回復、再結晶させれば、炭化物の粗大化を抑制しつつ高い延性を保つことができる。さらに、極力低い温度から回復、再結晶を制御することにより、コイル面内での金属組織のばらつきを抑制することが可能である。このような効果を得るには500℃から最高到達温度までの平均昇温速度を7℃/s以下に抑えることが必要である。より材質安定性を向上させるには、5℃/s以下が望ましい。下限は特に設けないが、製造工程での効率の観点から、0.15℃/s以上とすることが望ましい。
冷間圧延で導入された転位を取り除くため、実質的に加工フェライトを残存させず完全に再結晶させる必要がある。実質的に加工フェライトを残存させず完全に再結晶させるためには、700℃以上で焼鈍する必要がある。好ましくは、720℃以上である。一方で、上記したように昇温速度を制御したうえで、焼鈍温度が850℃を超えると、炭化物が粗大化し固溶Ti量が増加するため、鋼板強度が著しく低下する。したがって、焼鈍温度の上限を850℃とし、好ましくは、830℃とする。以上により、焼鈍温度は700℃以上850℃以下とする。好ましい焼鈍温度の範囲は720℃以上830℃以下である。なお、ここで焼鈍温度は、焼鈍中の鋼板温度の最高到達温度である。
フェライト相の面積率は以下の手法により評価した。冷延、焼鈍後のコイル状に巻き取った冷延鋼板を巻き戻し、長手方向に対し20等分割し、幅方向に対し1/4、1/2、3/4の位置から評価に供するサンプルを63枚採取した。ただし、長手方向の評価位置において、コイル状に巻き取った鋼板のコイル内周および外周の1巻き分は含まない。各々のサンプルの圧延方向に平行な断面の板厚中心部について、5%ナイタールによる腐食現出組織を走査型光学顕微鏡で400倍に拡大して10視野分撮影した。フェライト相は粒内にラス状の形態やセメンタイトが観察されない形態を有する組織である。また、ポリゴナルフェライト、ベイニティックフェライト、アシキュラーフェライトおよびグラニュラーフェライトをフェライトとして面積率や粒径を求めた。フェライト相の面積率は画像解析によりベイナイト相やマルテンサイト相、パーライト等のフェライト相以外を分離し、観察視野に対するフェライト相の面積率によって求めた。このとき、線状の形態として観察される粒界はフェライト相の一部として計上した。得られたフェライト相の面積率の平均値およびコイル面内におけるフェライト面積率のばらつきを表3に示す。面積率のばらつきは、63サンプルに対する標準偏差に2を乗じた値とした。
得られた冷延鋼板から圧延方向に対して垂直方向にJIS5号引張試験片を作製し、JIS Z 2241(2011)の規定に準拠した引張試験を5回行い、平均の降伏強度(YS)、引張強さ(TS)、全伸び(El)を求めた。引張試験のクロスヘッドスピードは10mm/minとした。組織観察と同様の手順で、平均値と降伏強度のばらつき(ΔYS)を求め、表3に示した。降伏強度のばらつきはフェライト相の面積率とそのばらつき、Tiを含む炭化物の平均粒子径、マトリックス中に固溶状態として存在するTi量の割合によって変動する。そこで、本発明で求める材質が安定した冷延鋼板が得られているかを確認するため、ΔYSを求め、評価した。
得られた冷延鋼板のコイル長手方向および幅方向に対し中央部から、試験に供する短冊状の試験片(100mmW(幅)×35mmL(長さ))をせん断加工によって3枚採取した。このとき、試験片端面は、せん断加工ままで曲げ試験を実施したが、せん断面と破断面が4つの辺を持つ短冊状の試験片端面の全てで同一の方向となるよう、試験片端面は同じ方向からせん断加工を施した。JIS Z 2248に準拠したVブロック法による曲げ試験を3回行い、試験後サンプルの湾曲部外側を肉眼もしくは10倍の拡大鏡で観察し、裂けや疵等の欠点がないものを合格した。押金具の内側半径(R)に対し、合格となった最小のRと板厚(t)との商を下式に示す限界曲げ半径とした。なお、R、tともに、単位はmmである。
(限界曲げ半径)=(合格となった押金具の最小内側半径)/(鋼板板厚)
限界曲げ半径は小さい値であるほど良い結果であることを示す。限界曲げ半径が2.0以下の場合に曲げ性が良好であると評価した。なお、曲げ性は押金具の内側半径と、鋼板板厚に左右される。そのため、限界曲げ半径は鋼板板厚の影響を除した指標で評価した。
Claims (14)
- 質量%で、
C:0.03%以上0.15%以下、
Si:1.5%以下、
Mn:0.6%以下、
P:0.05%以下、
S:0.01%以下、
Al:0.08%以下、
N:0.0080%以下、
Ti:0.04%以上0.18%以下
を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる組成を有し、フェライト相の面積率が90%以上、コイル面内における該フェライト相の面積率のばらつきが3%以下、前記フェライト相に対する加工フェライトの面積率が15%以下、前記フェライト相の結晶粒内のTiを含む炭化物の平均粒子径が10nm以下、含有するTi量に対しマトリックス中に固溶状態として存在するTi量の割合が10%未満であることを特徴とする、高強度冷延鋼板。 - 前記組成に加えてさらに、質量%で、Cr:0.01%以上1.0%以下を含有することを特徴とする、請求項1に記載の高強度冷延鋼板。
- 前記組成に加えてさらに、質量%で、Ca、Mg、REMの1種または2種以上を合計で0.0001%以上0.2%以下含有することを特徴とする、請求項1または2に記載の高強度冷延鋼板。
- 前記組成に加えてさらに、質量%で、V:0.01%以上0.2%以下、Nb:0.01%以上0.05%以下、Mo:0.01%以上0.05%以下、W:0.01%以上0.05%以下、Hf:0.01%以上0.05%以下、Zr:0.01%以上0.1%以下、Co:0.0001%以上0.1%以下の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ないし3のいずれか1項に記載の高強度冷延鋼板。
- 鋼板表面にめっき層を有することを特徴とする、請求項1ないし4のいずれか1項に記載の高強度冷延鋼板。
- 前記めっき層が亜鉛めっき層であることを特徴とする、請求項5に記載の高強度冷延鋼板。
- 前記めっき層が合金化亜鉛めっき層であることを特徴とする、請求項5に記載の高強度冷延鋼板。
- 鋼素材に、粗圧延と仕上げ圧延からなる熱間圧延を施し、仕上げ圧延終了後、冷却して巻き取り、冷間圧延し、焼鈍することで冷延鋼板とするにあたり、
前記鋼素材を、質量%で、C:0.03%以上0.15%以下、Si:1.5%以下、Mn:0.6%以下、P:0.05%以下、S:0.01%以下、Al:0.08%以下、N:0.0080%以下、Ti:0.04%以上0.18%以下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる組成とし、前記粗圧延に供する鋼素材の温度を1100℃以上1350℃以下とし、前記仕上げ圧延の仕上げ圧延温度を820℃以上とし、前記冷却を仕上げ圧延終了後2秒以内に開始し、前記冷却の平均冷却速度を20℃/s以上とし、前記巻き取りの巻取り温度を400℃以上700℃以下とし、前記冷間圧延の冷間圧延率を30%以上90%以下とし、前記焼鈍を、500℃から最高到達温度までの平均昇温速度を7℃/s以下、焼鈍温度を700℃以上850℃以下とすることを特徴とする、高強度冷延鋼板の製造方法。 - 前記鋼素材が、前記組成に加えてさらに、質量%で、Cr:0.01%以上1.0%以下を含有する組成とすることを特徴とする、請求項8に記載の高強度冷延鋼板の製造方法。
- 前記鋼素材が、前記組成に加えてさらに、質量%で、Ca、Mg、REMの1種または2種以上を合計で0.0001%以上0.2%以下含有することを特徴とする、請求項8または9に記載の高強度冷延鋼板の製造方法。
- 前記鋼素材が、前記組成に加えてさらに、質量%で、V:0.01%以上0.2%以下、Nb:0.01%以上0.05%以下、Mo:0.01%以上0.05%以下、W:0.01%以上0.05%以下、Hf:0.01%以上0.05%以下、Zr:0.01%以上0.1%以下、Co:0.0001%以上0.1%以下の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8ないし10のいずれか1項に記載の高強度冷延鋼板の製造方法。
- 前記焼鈍温度での焼鈍の後、めっき処理を施すことを特徴とする、請求項8ないし11のいずれか1項に記載の高強度冷延鋼板の製造方法。
- 前記めっき処理が、亜鉛めっき処理であることを特徴とする、請求項12に記載の高強度冷延鋼板の製造方法。
- 前記めっき処理が、合金化亜鉛めっき処理であることを特徴とする、請求項12に記載の高強度冷延鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014020774A JP6086080B2 (ja) | 2014-02-05 | 2014-02-05 | 高強度冷延鋼板およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014020774A JP6086080B2 (ja) | 2014-02-05 | 2014-02-05 | 高強度冷延鋼板およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015147967A true JP2015147967A (ja) | 2015-08-20 |
JP6086080B2 JP6086080B2 (ja) | 2017-03-01 |
Family
ID=53891573
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014020774A Active JP6086080B2 (ja) | 2014-02-05 | 2014-02-05 | 高強度冷延鋼板およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6086080B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017002332A (ja) * | 2015-06-04 | 2017-01-05 | 新日鐵住金株式会社 | 加工性に優れた高強度鋼板およびその製造方法 |
WO2021141006A1 (ja) | 2020-01-08 | 2021-07-15 | 日本製鉄株式会社 | 鋼板およびその製造方法 |
WO2022184580A1 (de) * | 2021-03-05 | 2022-09-09 | Thyssenkrupp Steel Europe Ag | Kaltgewalztes stahlflachprodukt und verfahren zu seiner herstellung |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009215616A (ja) * | 2008-03-11 | 2009-09-24 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法 |
JP2010285656A (ja) * | 2009-06-11 | 2010-12-24 | Nippon Steel Corp | 析出強化型冷延鋼板及びその製造方法 |
JP2012172257A (ja) * | 2011-02-24 | 2012-09-10 | Jfe Steel Corp | 良好な延性、伸びフランジ性、材質均一性を有する高強度熱延鋼板およびその製造方法 |
WO2013088692A1 (ja) * | 2011-12-12 | 2013-06-20 | Jfeスチール株式会社 | 耐時効性に優れた鋼板およびその製造方法 |
-
2014
- 2014-02-05 JP JP2014020774A patent/JP6086080B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009215616A (ja) * | 2008-03-11 | 2009-09-24 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法 |
JP2010285656A (ja) * | 2009-06-11 | 2010-12-24 | Nippon Steel Corp | 析出強化型冷延鋼板及びその製造方法 |
JP2012172257A (ja) * | 2011-02-24 | 2012-09-10 | Jfe Steel Corp | 良好な延性、伸びフランジ性、材質均一性を有する高強度熱延鋼板およびその製造方法 |
WO2013088692A1 (ja) * | 2011-12-12 | 2013-06-20 | Jfeスチール株式会社 | 耐時効性に優れた鋼板およびその製造方法 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017002332A (ja) * | 2015-06-04 | 2017-01-05 | 新日鐵住金株式会社 | 加工性に優れた高強度鋼板およびその製造方法 |
WO2021141006A1 (ja) | 2020-01-08 | 2021-07-15 | 日本製鉄株式会社 | 鋼板およびその製造方法 |
KR20220079609A (ko) | 2020-01-08 | 2022-06-13 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | 강판 및 그의 제조 방법 |
EP4089192A4 (en) * | 2020-01-08 | 2023-02-22 | Nippon Steel Corporation | STEEL SHEET, AND METHOD FOR MAKING THE SAME |
WO2022184580A1 (de) * | 2021-03-05 | 2022-09-09 | Thyssenkrupp Steel Europe Ag | Kaltgewalztes stahlflachprodukt und verfahren zu seiner herstellung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6086080B2 (ja) | 2017-03-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6086081B2 (ja) | 表面性状に優れた高強度冷延鋼板およびその製造方法 | |
JP5565534B2 (ja) | 高強度熱延鋼板及びその製造方法 | |
JP4635525B2 (ja) | 深絞り性に優れた高強度鋼板およびその製造方法 | |
JP6237962B1 (ja) | 高強度鋼板及びその製造方法 | |
JP4501699B2 (ja) | 深絞り性と伸びフランジ性に優れた高強度鋼板およびその製造方法 | |
JP5884476B2 (ja) | 曲げ加工性に優れた高張力熱延鋼板およびその製造方法 | |
JP5892147B2 (ja) | 高強度熱延鋼板およびその製造方法 | |
JP5915412B2 (ja) | 曲げ性に優れた高強度熱延鋼板およびその製造方法 | |
WO2016120914A1 (ja) | 高強度めっき鋼板およびその製造方法 | |
JP5978614B2 (ja) | 打ち抜き性に優れた高強度熱延鋼板およびその製造方法 | |
JP6086079B2 (ja) | 高強度高降伏比冷延鋼板およびその製造方法 | |
JP6103160B1 (ja) | 高強度薄鋼板およびその製造方法 | |
JP2010121174A (ja) | 溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法 | |
JP6224704B2 (ja) | 高強度熱延鋼板の製造方法 | |
JPWO2017164139A1 (ja) | 高強度溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法 | |
JP6086080B2 (ja) | 高強度冷延鋼板およびその製造方法 | |
JP6052503B2 (ja) | 高強度熱延鋼板とその製造方法 | |
JP5206352B2 (ja) | 鋼板およびその製造方法 | |
JP2018003114A (ja) | 高強度鋼板およびその製造方法 | |
JP6123551B2 (ja) | 耐疲労性およびスリット加工後の形状凍結性に優れた高強度熱延鋼板およびその製造方法 | |
JP2018003115A (ja) | 高強度鋼板およびその製造方法 | |
JP5861434B2 (ja) | 打ち抜き性に優れた高強度熱延鋼板およびその製造方法 | |
WO2016120915A1 (ja) | 高強度めっき鋼板およびその製造方法 | |
JP6086078B2 (ja) | 伸びフランジ性に優れた高強度冷延鋼板およびその製造方法 | |
JP4525386B2 (ja) | 形状凍結性と深絞り性に優れた高強度鋼板の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150924 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160713 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160719 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160913 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170104 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170117 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6086080 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |