JP2020084281A - steel sheet - Google Patents

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Abstract

To provide a steel sheet less in the number of inclusions which may become breakage and origin during processing or using, excellent in cleanliness, and suitably usable even in applications requiring high strength.SOLUTION: A steel material for seamless steel pipe contains C, Si, Mn, Al, Ti, Cr, Ca, and REM in prescribed ranges, and the balance iron with impurities, in which P, S, O and N in the impurities are limited to prescribed values or less, 3 zones are differentiated by first threshold [REM_1] representing [REM] with the following (1) formula, and second threshold [REM_2] represented by the (2) formula, in which [M] is a mass ratio of each component element M in the steel, Ca amount [Ca] in the steel in each zone satisfies following (6) formula, (7) formula and (8) formula by using a1 represented by the following (3) formula, b represented by the (4) formula, c represented by the (5) formula, and number density of an inclusion with equivalent circle diameter of 1.0 μm or more in the steel is 100/mmor less.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、主に自動車部品(例えば、スタビライザーなどの足回り部品、シャーシ、サイドインパクトビームなどの安全関連部品等)の素材として用いられる鋼板に関するものであり、特に、介在物が少なく清浄度に優れた鋼板に関するものである。 The present invention relates to a steel sheet mainly used as a material for automobile parts (for example, suspension parts such as stabilizers, safety-related parts such as chassis and side impact beams, etc.), and in particular, there are few inclusions and cleanliness is improved. It relates to an excellent steel plate.

上述の自動車部品等においては、多くの鋼材が使用されており、その素材となる鋼板に対して、さらなる清浄度が求められている。
例えば、足回り部品には、走行中に絶えず加わる振動や衝撃に対して、耐疲労特性や耐衝撃性が求められる。そのため、破壊起点となる非金属介在物をできるだけ低減することが重要である。この様な用途の鋼材例として、中空スタビライザーに加工される電縫鋼管の素材となる鋼板が挙げられる。
また、自動車の軽量化による燃費向上や、安全性の向上を目的として、使用鋼材の高強度化が進展している。いわゆる、「ハイテン」(引張強度590MPa以上)や「超ハイテン」(同980MPa以上)の使用比率が増えつつある。もともと自動車部品は形状が複雑な場合が多く、高強度すなわち変形しにくい鋼板ほど、加工時に、介在物が破壊起点となって割れ発生頻度が高くなる。高強度鋼板における高清浄化は大きな課題である。
このように、介在物は、最終製品の使用時、あるいは部品製造加工時の種々の課題を引き起こすため、鋼板の清浄性向上が強く求められている。
Many steel materials are used for the above-mentioned automobile parts and the like, and further cleanliness is required for the steel plate as the material.
For example, underbody parts are required to have fatigue resistance and impact resistance against vibration and impact constantly applied during traveling. Therefore, it is important to reduce non-metallic inclusions, which are the starting points of fracture, as much as possible. As an example of the steel material for such an application, a steel plate which is a raw material of an electric resistance welded steel pipe processed into a hollow stabilizer can be mentioned.
Further, for the purpose of improving fuel efficiency and safety by reducing the weight of automobiles, the strength of steel materials used is increasing. The use ratio of so-called "HITEN" (tensile strength of 590 MPa or more) and "super-HITEN" (980 MPa or more) is increasing. Originally, automobile parts often have complicated shapes, and the higher the strength, that is, the more difficult the steel sheet is to be deformed, the higher the frequency of occurrence of cracks due to the inclusion becoming a fracture starting point during processing. High cleanliness in high strength steel sheets is a major issue.
As described above, inclusions cause various problems during use of the final product or during parts manufacturing and processing, and therefore, improvement in cleanliness of steel sheets is strongly demanded.

介在物の中では、圧延時に大きく延伸し、時には圧延方向長さが数百μmにも及ぶMnSが、特に問題視される。鋳片における粗大MnS生成を防止するため、従来、溶鋼をCa処理して、主にCaSとしてSを固定することによってMnS生成を抑制する、あるいは、鋳造工程で未凝固軽圧下を行って鋳片の中心偏析を低減する、などの対策が行われている。
しかしながら、上述した鋼材の高強度化のために、近年、Mn量を増やした鋼種の採用が増えており、例えば、Mn−B鋼「26MnB5」(成分範囲の例、単位は質量%/C:0.23〜0.28%、Si:0.15〜0.35%、Mn:1.10〜1.40%、B:0.0015〜0.0040%)が、自動車部品用素材として使用が増えている。Mnの含有量の増加に伴って上述のMnSが生成し易くなるので、MnSの低減が重要な課題になっている。
Among the inclusions, MnS, which greatly stretches during rolling and sometimes reaches a length in the rolling direction of several hundreds of μm, is regarded as a particular problem. In order to prevent the formation of coarse MnS in a slab, conventionally, molten steel is treated with Ca to suppress MnS production mainly by fixing S as CaS, or the slab is subjected to unsolidified light reduction in the casting process. Measures such as reducing the center segregation of are taken.
However, in order to increase the strength of the above-mentioned steel materials, in recent years, the adoption of steel types having an increased Mn amount has been increasing, and for example, Mn-B steel “26MnB5” (example of component range, unit is% by mass/C: 0.23 to 0.28%, Si: 0.15 to 0.35%, Mn: 1.10 to 1.40%, B: 0.0015 to 0.0040%) are used as materials for automobile parts. Is increasing. Since the above-mentioned MnS is likely to be generated as the Mn content increases, the reduction of MnS has become an important issue.

そこで、従来から、鋼板の清浄性を高め、材質特性を向上させるために、様々な技術が提案されている。
例えば、特許文献1においては、S、Ca、REMの含有量を規定して、Mnと結合するS量を低減することで、延伸MnSの低減を図るとともに、円相当径が1.0μm以上の介在物の個数密度を200個/mm以上、2000個/mm以下に規定している。
また、特許文献2においては、圧延方向に伸長した介在物の長径を50μm以下とするために、Caを1種含有する場合、REMを1種含有する場合、Ca、REMの2種を複合含有する場合において、それぞれCa、REMの含有量を規定している。
さらに、特許文献3においては、粒径:10μm以上のTiS粒子および粒径:10μm以上のMnS粒子をそれぞれ、JIS G 0555に準拠して点算法で求めた清浄度が0.1%以下(但し、0%を含む)となる組織を有するものとしている。
Therefore, various techniques have heretofore been proposed in order to improve the cleanliness of the steel sheet and improve the material properties.
For example, in Patent Document 1, the contents of S, Ca, and REM are specified to reduce the amount of S that binds to Mn, thereby reducing the stretched MnS and the equivalent circle diameter of 1.0 μm or more. The number density of inclusions is specified to be 200 pieces/mm 2 or more and 2000 pieces/mm 2 or less.
Further, in Patent Document 2, in order to set the major axis of inclusions elongated in the rolling direction to 50 μm or less, when Ca is contained in one kind, when REM is contained in one kind, two kinds of Ca and REM are contained in combination. In this case, the contents of Ca and REM are specified respectively.
Further, in Patent Document 3, TiS particles having a particle size of 10 μm or more and MnS particles having a particle size of 10 μm or more have a cleanliness of 0.1% or less (provided that they are obtained by a point calculation method according to JIS G 0555 (however, , Including 0%).

特開2012−224915号公報JP 2012-224915 A 特開2008−081823号公報JP, 2008-081823, A 再公表WO2017/056384号公報Republished WO 2017/056384

ところで、最近では、自動車の軽量化等を目的として、自動車部品の素材となる鋼板に対しては、さらなる高強度化が求められている。鋼板の高強度化にともなって、従来、問題にならなかった介在物のサイズや量であっても、破壊起点になり易くなっている。このため、MnS以外の介在物を含めて、介在物の低減対策(清浄化対策)の重要性が増している。
介在物の大半を占める酸化物量の目安として、鋼成分のトータル酸素濃度(T.O)が管理値として広く使用されている。T.O値が高い場合、鋼中の酸化物量が多いと見なせるので、清浄度が高い鋼板を製造するためには、T.Oを適切に管理する必要がある。
ここで、上述の特許文献1−3においては、T.Oを考慮しておらず、問題となる介在物の個数を十分に低減することができなかった。
By the way, in recent years, for the purpose of reducing the weight of automobiles and the like, further strengthening has been demanded for steel sheets which are raw materials of automobile parts. With the increase in strength of steel sheets, even the size and amount of inclusions, which have not been a problem in the past, are likely to become the starting point of fracture. Therefore, the importance of reducing inclusions (cleaning countermeasures) including inclusions other than MnS is increasing.
The total oxygen concentration (TO) of steel components is widely used as a control value as a measure of the amount of oxides that occupy most of the inclusions. T. If the O value is high, it can be considered that the amount of oxides in the steel is large. O must be properly managed.
Here, in the above-mentioned patent documents 1-3, T.I. O was not taken into consideration, and the number of problematic inclusions could not be sufficiently reduced.

本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、加工時や使用時に破壊の起点となり得る介在物の個数が少なく、清浄度に優れており、高強度が要求される用途でも好適に使用可能な鋼板を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and has a small number of inclusions that can be a starting point of breakage during processing or use, is excellent in cleanliness, and is also suitable for applications requiring high strength. The purpose is to provide a steel sheet that can be used for.

上述の課題を解決するために、本発明者らが鋭意検討した結果、以下のような知見を得た。
圧延方向に延伸した介在物は、先端が切欠き状であるため、特に有害である。また、非延伸介在物であっても、粗大なものは有害性が高く、低減することが重要である。ここで、延伸介在物としては、上述したMnSに加えて、低融点酸化物が挙げられる。
In order to solve the above problems, the inventors of the present invention have earnestly studied, and as a result, have obtained the following findings.
Inclusions stretched in the rolling direction are notably harmful because their tips are notched. Even non-stretched inclusions, which are coarse, are highly harmful and it is important to reduce them. Examples of the stretched inclusions include low melting point oxides in addition to MnS described above.

低融点酸化物は、一般には、溶鋼中(標準的には1600℃を想定)で液相である酸化物を指すことが多い。圧延温度では固相であるが、低融点であるために、容易に変形・延伸する。MnSに比べると延伸の程度(アスペクト比)は低いが、高強度鋼板では問題視されるようになっている。例えば、Ca処理時に、低融点組成であるCaO−Al系酸化物が生じて、延伸する例が観察される。低融点組成を避ける手段として、[T.O]を規制・制御する、あるいは所与の[T.O]に応じて、[Ca]を制御し、酸化物を高融点組成に制御することが有効である。 The low-melting point oxide generally refers to an oxide that is in a liquid phase in molten steel (standardly assumed to be 1600° C.). Although it is a solid phase at the rolling temperature, it easily deforms and stretches because of its low melting point. Although the degree of stretching (aspect ratio) is lower than that of MnS, it is becoming a problem for high strength steel sheets. For example, an example in which CaO—Al 2 O 3 -based oxide having a low melting point composition is generated during Ca treatment and stretched is observed. As a means for avoiding a low melting point composition, [T. O] is regulated/controlled, or given [T. It is effective to control [Ca] according to O] to control the oxide to have a high melting point composition.

また、非延伸介在物としては、鋼種や用途によっては、TiSなど硫化物、Ti(C)Nなど(炭)窒化物が生成する場合もあるが、本発明では、主な介在物である酸化物を想定して説明する。従来、非延伸介在物については、まず、サイズが問題視され、粗大な介在物(酸化物)を除去する対策が重視されてきた。しかし、鋼板の高強度化や安全性重視を背景に、従来は問題視されていなかったサイズや個数(量)でも、一段と低減(清浄化)が要求されるようになっている。そこで、溶鋼中から酸化物を浮上除去するために、二次精錬撹拌時間を延長することが広く行われている。酸化物の総量は、鋼中[T.O]が指標となる。例えば、高清浄度が特に求められる軸受鋼では、[T.O]が厳しく管理されており、撹拌時間延長により、[T.O]が着実に低減する。 As the non-stretched inclusions, sulfides such as TiS and (carbon)nitrides such as Ti(C)N may be generated depending on the steel type and application, but in the present invention, oxidation that is the main inclusion is Assuming things, we will explain. Conventionally, with respect to non-stretched inclusions, first of all, size has been regarded as a problem, and measures to remove coarse inclusions (oxides) have been emphasized. However, due to the strength of steel sheets and the emphasis on safety, there is a demand for further reduction (cleaning) even in the size and the number (quantity) which have not been regarded as problems in the past. Therefore, in order to float and remove the oxide from the molten steel, it is widely practiced to extend the secondary refining stirring time. The total amount of oxides in steel [T. O] is an index. For example, in the case of bearing steel that is particularly required to have high cleanliness, [T. [O.] is strictly controlled, and [T. O] steadily decreases.

本発明は、上述の知見に基づいてなされたものであって、本発明に係る鋼板は、質量%で、
C:0.05%超え0.48%未満、
Si:0%以上0.60%以下、
Mn:0.40%以上2.0%以下、
Al:0.003%以上0.080%以下、
Ti:0%以上0.060%以下、
Cr:0%以上0.70%以下、
Ca:0.0003%以上0.0050%以下、
REM:0.0003%以上0.0050%以下、
を含有し、残部が鉄及び不純物からなり、前記不純物のうちP,S,O,Nを、
P:0.020%以下、
S:0.0034%以下、
O:0.0040%以下、
N:0.0075%以下、
に制限し、
鋼中の各成分元素Mの質量比を[M]で表示した場合に、[REM]を以下の(1)式で示す第1閾値[REM_1]、及び、(2)式で示す第2閾値[REM_2]によって3つの領域に区別し、それぞれの領域において、鋼中のCa量[Ca]が、以下の(3)式に示すa、(4)式に示すb、(5)式に示すcを用いて、以下の(6)式、(7)式、(8)式を満足するとともに、鋼中に含まれる円相当径が1.0μm以上の介在物の個数密度が100個/mm以下であることを特徴としている。
(1)式:[REM_1]=−0.0161×[Al]−0.2030×[S]+[O]+0.0008
(2)式:[REM_2]=0.0139×[Al]−0.0791×[S]+1.6×[O]−0.0007
(3)式:a=2.5765×[Al]+265.56×[S]−266.33×[O]+0.2621
(4)式:b=0.01469×[Al]−0.0399×[S]+[O]−0.0004
(5)式:c=0.0070×[Al]+0.0951×[S]+0.4×[O]−0.0003
(6)式:[REM]<[REM_1]の場合、[Ca]≧a×[REM]+b
(7)式:[REM_1]≦[REM]<[REM_2]の場合、[Ca]≧a×[REM_1]+b
(8)式:[REM_2]≦[REM]≦0.0050%の場合、[Ca]≧c
The present invention has been made based on the above findings, and the steel sheet according to the present invention is mass%,
C: more than 0.05% and less than 0.48%,
Si: 0% or more and 0.60% or less,
Mn: 0.40% or more and 2.0% or less,
Al: 0.003% or more and 0.080% or less,
Ti: 0% or more and 0.060% or less,
Cr: 0% or more and 0.70% or less,
Ca: 0.0003% or more and 0.0050% or less,
REM: 0.0003% or more and 0.0050% or less,
And the balance consists of iron and impurities, of which P, S, O and N are
P: 0.020% or less,
S: 0.0034% or less,
O: 0.0040% or less,
N: 0.0075% or less,
Limited to
When the mass ratio of each component element M in steel is represented by [M], [REM] is a first threshold value [REM_1] represented by the following equation (1) and a second threshold value represented by the equation (2). It is divided into three regions by [REM_2], and in each region, the amount of Ca [Ca] in the steel is shown in the following equation (3), a in the equation (4), and in the equation (5). Using c, the following formulas (6), (7), and (8) are satisfied, and the number density of inclusions in the steel having a circle equivalent diameter of 1.0 μm or more is 100/mm. It is characterized by being 2 or less.
Formula (1): [REM_1]=−0.0161×[Al]−0.2030×[S]+[O]+0.0008
Formula (2): [REM_2]=0.0139×[Al]−0.0791×[S]+1.6×[O]−0.0007
Formula (3): a=2.5765×[Al]+265.56×[S]-266.33×[O]+0.2621
Formula (4): b=0.01469×[Al]−0.0399×[S]+[O]−0.0004
Formula (5): c=0.070×[Al]+0.0951×[S]+0.4×[O]−0.0003
Formula (6): When [REM]<[REM_1], [Ca]≧a×[REM]+b
(7) Formula: [REM] [[REM]<[REM_2] [Ca]≧a×[REM_1]+b
Formula (8): [REM_2]≦[REM]≦0.0050%, [Ca]≧c

このような構成の鋼板によれば、上述のように、T.Oを考慮して、REMとCaの関係を規定していることから、CaやREMが酸化物を形成しても、Sと結合するCaやREM量が確保され、MnS系介在物を低減することが可能となる。
また、鋼中のCa、REM、T.Al、T.O、Sの各量の関係を上述のように規定しているので、介在物中のAlの比率を低減でき、低融点酸化物の生成を抑制することが可能となる。さらに、CaとREMを複合添加し、酸化物の主要組成を、REMを含有する三元系、Al−CaO−REM系とすることで、圧延時の破砕性が増し、圧延後のサイズが微細化するので、有害性を低減できる。
さらに、円相当径1.0μm以上の介在物個数密度を100個/mm以下に規定しているので、破壊の起点となる介在物の個数が十分に低減されている。
よって、使用時や加工時におけるクラック等の発生が抑制された高品位な鋼板を提供することができる。
According to the steel sheet having such a configuration, as described above, the T.I. Since the relationship between REM and Ca is defined in consideration of O, even if Ca or REM forms an oxide, the amount of Ca or REM that binds to S is secured and MnS-based inclusions are reduced. It becomes possible.
Further, Ca in steel, REM, T. Al, T.A. Since the relationship between the amounts of O and S is defined as described above, the ratio of Al 2 O 3 in the inclusions can be reduced and the formation of low melting point oxide can be suppressed. Further, by adding Ca and REM in combination, and making the main composition of the oxide a ternary system containing REM 2 O 3 , an Al 2 O 3 —CaO—REM 2 O 3 system, the crushability during rolling is improved. And the size after rolling becomes finer, so that the harmfulness can be reduced.
Furthermore, since the number density of inclusions having an equivalent circle diameter of 1.0 μm or more is defined to be 100 pieces/mm 2 or less, the number of inclusions that are the starting points of fracture is sufficiently reduced.
Therefore, it is possible to provide a high-quality steel plate in which the occurrence of cracks and the like during use and processing is suppressed.

ここで、本発明の鋼板においては、さらに、質量%で、
Cu:0%以上0.05%以下、
Nb:0%以上0.05%以下、
V:0%以上0.05%以下、
Mo:0%以上0.05%以下、
Ni:0%以上0.05%以下、
B:0%以上0.0050%以下、
からなる群から選択される一種又は二種以上を含む構成としてもよい。
この場合、上述の元素をさらに含有することで、鋼板の様々な特性を向上させることが可能となる。
Here, in the steel sheet of the present invention, further in mass %,
Cu: 0% to 0.05%,
Nb: 0% to 0.05%,
V: 0% to 0.05%,
Mo: 0% to 0.05%,
Ni: 0% to 0.05%,
B: 0% or more and 0.0050% or less,
The configuration may include one or two or more selected from the group consisting of
In this case, various properties of the steel sheet can be improved by further containing the above-mentioned elements.

また、本発明の鋼板においては、内部に存在する介在物における各化合物MXの質量比を(MX)とした場合に、以下の(9)式、又は、(10)式を満足することが好ましい。
(9)式:(CaO)/(Al)≧1.35
(10)式:(REM)/{(Al)+(CaO)+(REM)}≧0.45
この場合、介在物の組成が上述のように規定されているので、介在物の融点を低下させることを抑制でき、低融点酸化物に起因する延伸介在物の個数をさらに低減することが可能となる。
Further, in the steel sheet of the present invention, when the mass ratio of each compound MX in the inclusions present inside is (MX), it is preferable to satisfy the following expression (9) or expression (10). ..
Formula (9): (CaO)/(Al 2 O 3 )≧1.35
Formula (10): (REM 2 O 3 )/{(Al 2 O 3 )+(CaO)+(REM 2 O 3 )}≧0.45
In this case, since the composition of the inclusions is defined as described above, it is possible to suppress lowering of the melting point of the inclusions, and it is possible to further reduce the number of stretched inclusions caused by the low melting point oxide. Become.

上述のように、本発明によれば、加工時や使用時に破壊の起点となり得る介在物の個数が少なく、清浄度に優れており、高強度が要求される用途でも好適に使用可能な鋼板を提供することが可能となる。 As described above, according to the present invention, a steel sheet that has a small number of inclusions that can be the starting point of fracture during processing or use, is excellent in cleanliness, and can be suitably used even in applications requiring high strength. It becomes possible to provide.

ラボ実験における延伸介在物の発生状況を示すグラフである。It is a graph which shows the generation|occurrence|production state of the stretch inclusion in a lab experiment. [T.O]によって層別した結果を示すグラフである。(a)が[T.O]:0.0005%以上0.0012%未満、(b)が[T.O]:0.0012%以上0.0017%未満、(c)が[T.O]:0.0017%以上0.0025%未満[T. It is a graph which shows the result of having stratified by [O]. (A) is [T. O]: 0.0005% or more and less than 0.0012%, (b) is [T. O]: 0.0012% or more and less than 0.0017%, (c) is [T. O]: 0.0017% or more and less than 0.0025% ラボ実験における延伸介在物の生成を抑制する条件を示すグラフである。It is a graph which shows the conditions which suppress the production|generation of the stretch inclusion in a lab experiment. 延伸介在物の個数密度とシャルピー吸収エネルギーとの関係を示すグラフである。5 is a graph showing the relationship between the number density of drawn inclusions and Charpy absorbed energy. 円相当径≧1.0μmの介在物の個数密度と延伸介在物の個数密度との関係を示すグラフである。7 is a graph showing the relationship between the number density of inclusions having a circle equivalent diameter≧1.0 μm and the number density of stretched inclusions.

以下に、本発明の実施形態である鋼板について、添付した図面を参照して説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, a steel plate which is an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the embodiments below.

本実施形態である鋼板は、質量%で、C:0.05%超え0.48%未満、Si:0%以上0.60%以下、Mn:0.40%以上2.0%以下、Al:0.003%以上0.080%以下、Ti:0%以上0.060%以下、 Cr:0%以上0.70%以下、Ca:0.0003%以上0.0050%以下、REM:0.0003%以上0.0050%以下、を含有し、残部が鉄及び不純物からなる組成を有し、さらに、前記不純物のうちP,S,O,Nを、P:0.020%以下、S:0.0034%以下、O:0.0040%以下、N:0.0075%以下、に制限している。 The steel sheet according to the present embodiment is, in mass %, C: more than 0.05% and less than 0.48%, Si: 0% or more and 0.60% or less, Mn: 0.40% or more and 2.0% or less, Al : 0.003% to 0.080%, Ti: 0% to 0.060%, Cr: 0% to 0.70%, Ca: 0.0003% to 0.0050%, REM: 0 0.003% or more and 0.0050% or less, and the balance is composed of iron and impurities. Further, P, S, O, and N among the impurities are P: 0.020% or less and S : 0.0034% or less, O: 0.0040% or less, N: 0.0075% or less.

そして、鋼中の各成分元素Mの質量比を[M]で表示した場合に、[REM]を以下の(1)式で示す第1閾値[REM_1]、及び、(2)式で示す第2閾値[REM_2]によって3つの領域に区別し、それぞれの領域において、鋼中のCa量[Ca]が、以下の(3)式に示すa、(4)式に示すb、(5)式に示すcを用いて、以下の(6)式、(7)式、(8)式を満足するように規定されている。
(1)式:[REM_1]=−0.0161×[Al]−0.2030×[S]+[O]+0.0008
(2)式:[REM_2]=0.0139×[Al]−0.0791×[S]+1.6×[O]−0.0007
(3)式:a=2.5765×[Al]+265.56×[S]−266.33×[O]+0.2621
(4)式:b=0.01469×[Al]−0.0399×[S]+[O]−0.0004
(5)式:c=0.0070×[Al]+0.0951×[S]+0.4×[O]−0.0003
(6)式:[REM]<[REM_1]の場合、[Ca]≧a×[REM]+b
(7)式:[REM_1]≦[REM]<[REM_2]の場合、[Ca]≧a×[REM_1]+b
(8)式:[REM_2]≦[REM]≦0.0050%の場合、[Ca]≧c
Then, when the mass ratio of each component element M in the steel is represented by [M], [REM] is represented by a first threshold value [REM_1] represented by the following equation (1) and a second threshold represented by the equation (2). Two regions are distinguished by three threshold values [REM_2], and in each region, the amount of Ca in steel [Ca] is represented by the following equation (3), a represented by the equation (4), b represented by the equation (5). It is defined so as to satisfy the following expressions (6), (7), and (8) by using c shown in FIG.
Formula (1): [REM_1]=−0.0161×[Al]−0.2030×[S]+[O]+0.0008
Formula (2): [REM_2]=0.0139×[Al]−0.0791×[S]+1.6×[O]−0.0007
Formula (3): a=2.5765×[Al]+265.56×[S]-266.33×[O]+0.2621
Formula (4): b=0.01469×[Al]−0.0399×[S]+[O]−0.0004
Formula (5): c=0.070×[Al]+0.0951×[S]+0.4×[O]−0.0003
Formula (6): When [REM]<[REM_1], [Ca]≧a×[REM]+b
(7) Formula: [REM] [[REM]<[REM_2] [Ca]≧a×[REM_1]+b
Formula (8): [REM_2]≦[REM]≦0.0050%, [Ca]≧c

さらに、本実施形態である鋼板においては、鋼中に含まれる円相当径が1.0μm以上の介在物の個数密度が100個/mm以下とされている。 Further, in the steel sheet according to the present embodiment, the number density of inclusions having a circle equivalent diameter of 1.0 μm or more contained in the steel is 100 pieces/mm 2 or less.

なお、本実施形態である鋼板においては、必要に応じて、さらに、質量%で、Cu:0%以上0.05%以下、Nb:0%以上0.05%以下、V:0%以上0.05%以下、Mo:0%以上0.05%以下、Ni:0%以上0.05%以下、B:0%以上0.0050%以下、からなる群から選択される一種又は二種以上を含んでいてもよい。 In the steel sheet of the present embodiment, if necessary, further, in mass%, Cu: 0% or more and 0.05% or less, Nb: 0% or more and 0.05% or less, V: 0% or more and 0% 0.05% or less, Mo: 0% or more and 0.05% or less, Ni: 0% or more and 0.05% or less, B: 0% or more and 0.0050% or less, or one or more kinds selected from the group consisting of May be included.

さらに、本実施形態である鋼板においては、内部に存在する介在物における各化合物MXの質量比を(MX)とした場合に、以下の(9)式、又は、(10)式を満足するものとしてもよい。
(9)式:(CaO)/(Al)≧1.35
(10)式:(REM)/{(Al)+(CaO)+(REM)}≧0.45
Further, in the steel sheet according to the present embodiment, when the mass ratio of each compound MX in the inclusions present inside is (MX), the following formula (9) or formula (10) is satisfied: May be
Formula (9): (CaO)/(Al 2 O 3 )≧1.35
Formula (10): (REM 2 O 3 )/{(Al 2 O 3 )+(CaO)+(REM 2 O 3 )}≧0.45

以下に、本実施形態である鋼板において、各成分を上述のように規定した理由について説明する。 Hereinafter, the reasons for defining each component as described above in the steel sheet according to the present embodiment will be described.

(C:0.05%超0.48%未満)
C(炭素)は、鋼板の強度(硬度)を確保するうえで重要な元素である。C含有量を0.05%超とすることにより、用途や加工方法に適した鋼板の強度を確保する。一方、C含有量が0.48%以上になると、強度が高くなり過ぎ、加工性を確保する熱処理に長時間を要するので、熱処理を長時間化しなければ鋼板の加工性が悪化するおそれがある。よって、C含有量を0.05%超0.48%未満の範囲に制御する。
(C: more than 0.05% and less than 0.48%)
C (carbon) is an important element for ensuring the strength (hardness) of the steel sheet. By setting the C content to exceed 0.05%, the strength of the steel sheet suitable for the application and the processing method is secured. On the other hand, if the C content is 0.48% or more, the strength becomes too high, and the heat treatment for ensuring the workability requires a long time, so the workability of the steel sheet may deteriorate unless the heat treatment is extended. .. Therefore, the C content is controlled within the range of more than 0.05% and less than 0.48%.

(Si:0%以上0.60%以下)
Si(ケイ素)は、脱酸剤として作用し、また、焼入れ性を高めて鋼板の強度(硬度)を向上させるのに有効な元素である一方で、熱間圧延時のスケール疵に起因する鋼板の表面性状の劣化を招くおそれがある。例えば、動力伝達シャフトの様に非常に大きなねじれ応力が加わる部品では表面の微小な凹凸が亀裂発生起点となる可能性があり、安全性に直結するため、意図的に添加しない場合もある。それ以外の通常の使用では、上記効果を得るために0.10%以上添加することが多い。ただし、通常の使用でも、0.60%を超えると、熱間圧延時のスケール疵に起因する鋼板の表面性状の劣化が顕著になる。よって、Si含有量を0%以上0.60%以下の範囲に制御する。
なお、意図的に添加する場合のSi含有量の下限は0.10%以上であることが好ましく、Si含有量の上限は0.55%以下であることが好ましい。
(Si: 0% or more and 0.60% or less)
Si (silicon) acts as a deoxidizing agent and is an element effective for enhancing hardenability and improving the strength (hardness) of the steel sheet, while the steel sheet is caused by scale flaws during hot rolling. May deteriorate the surface quality of For example, in a component such as a power transmission shaft to which a very large torsional stress is applied, minute unevenness on the surface may be a starting point of crack generation, which directly affects safety and may not be intentionally added. In other normal use, 0.10% or more is often added to obtain the above effect. However, even in normal use, if it exceeds 0.60%, the deterioration of the surface properties of the steel sheet due to scale flaws during hot rolling becomes remarkable. Therefore, the Si content is controlled within the range of 0% to 0.60%.
When intentionally added, the lower limit of the Si content is preferably 0.10% or more, and the upper limit of the Si content is preferably 0.55% or less.

(Mn:0.40%以上2.0%以下)
Mn(マンガン)は、脱酸剤として作用する元素であるとともに、焼入れ性を高めて鋼板の強度(硬度)を向上させるのに有効な元素である。Mn含有量が0.40%未満では、その効果が十分得られない。一方、Mn含有量が2.0%を超えると、鋼板の加工性が劣化するおそれがある。よって、Mn含有量を0.40%以上2.0%以下の範囲に制御する。
なお、Mn含有量の下限は0.90%以上であることが好ましく、Mn含有量の上限は1.65%以下であることが好ましい。
(Mn: 0.40% or more and 2.0% or less)
Mn (manganese) is an element that acts as a deoxidizing agent, and is an element that is effective in enhancing the hardenability and improving the strength (hardness) of the steel sheet. If the Mn content is less than 0.40%, the effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if the Mn content exceeds 2.0%, the workability of the steel sheet may deteriorate. Therefore, the Mn content is controlled within the range of 0.40% or more and 2.0% or less.
The lower limit of the Mn content is preferably 0.90% or more, and the upper limit of the Mn content is preferably 1.65% or less.

(Al:0.003%以上0.080%以下)
Al(アルミニウム)は、脱酸剤として作用する元素であるとともに、Nを固定することで鋼板の加工性を高めるのに有効な元素である。Al含有量が0.003%未満では、上記含有効果が十分に得られないので、0.003%以上を含有させる必要がある。一方、Al含有量が0.080%を超えると、上記含有効果は飽和し、さらに、粗大な介在物が増加する。この粗大な介在物によって、加工性が劣化する、または表面疵が発生し易くなるおそれがある。よって、Al含有量を0.003%以上0.080%以下の範囲に制御する。
なお、Al含有量の下限は0.020%以上であることが好ましく、Al含有量の上限は0.050%以下であることが好ましい。
(Al: 0.003% or more and 0.080% or less)
Al (aluminum) is an element that acts as a deoxidizer, and is an element that is effective for improving the workability of the steel sheet by fixing N. If the Al content is less than 0.003%, the above effect cannot be sufficiently obtained, so 0.003% or more must be contained. On the other hand, if the Al content exceeds 0.080%, the above-described content effect is saturated, and coarse inclusions increase. The coarse inclusions may deteriorate workability or may easily cause surface defects. Therefore, the Al content is controlled within the range of 0.003% to 0.080%.
The lower limit of the Al content is preferably 0.020% or more, and the upper limit of the Al content is preferably 0.050% or less.

(Ti:0%以上0.060%以下)
Ti(チタン)は、炭窒化物を形成することにより強度を高める効果があるので、必要に応じて、0.060%以下の範囲内で含有させても良い。一方、Ti含有量が0.060%を超えると、粗大な角状の炭窒化物が形成されやすくなり、加工性の劣化が顕在化する。よって、Ti含有量を0.060%以下に制限する。Ti含有量の下限は0%でもよい。また、現行の一般的な精錬(二次精錬を含む)を考慮すると、Ti含有量の下限は0.0005%以上であってもよい。
(Ti: 0% or more and 0.060% or less)
Since Ti (titanium) has the effect of increasing the strength by forming carbonitride, it may be contained in the range of 0.060% or less, if necessary. On the other hand, if the Ti content exceeds 0.060%, coarse angular carbonitrides are likely to be formed, resulting in the deterioration of workability. Therefore, the Ti content is limited to 0.060% or less. The lower limit of the Ti content may be 0%. Further, considering the current general refining (including secondary refining), the lower limit of the Ti content may be 0.0005% or more.

(Cr:0%以上0.70%以下)
Cr(クロム)は、焼入れ性を高めて鋼板の強度(硬度)を向上させるのに有効な元素である。そのため、必要に応じて、Crを0.70%以下の範囲内で含有させても良い。また、Cr含有量の下限値を0.10%とすると、好ましく上記効果を得ることができる。Cr含有量が0.70%を超えると、コストが増える一方で、含有効果は飽和する。よって、Cr含有量を0.70%以下に制御する。
(Cr: 0% or more and 0.70% or less)
Cr (chromium) is an element effective for enhancing the hardenability and improving the strength (hardness) of the steel sheet. Therefore, if necessary, Cr may be contained within the range of 0.70% or less. Further, when the lower limit of the Cr content is 0.10%, the above effect can be preferably obtained. When the Cr content exceeds 0.70%, the cost is increased, but the effect of inclusion is saturated. Therefore, the Cr content is controlled to 0.70% or less.

(Ca:0.0003%以上0.0050%以下)
Ca(カルシウム)は、MnSを低減して介在物の形態を制御し、これにより鋼板の加工性を向上させるために有効な元素である。Ca含有量が0.0003%未満では、上記効果が十分に得られない。一方、Ca含有量が0.0050%を超えると、酸化物、および/またはCaS系介在物などが粗大化し、これらによって鋼板の加工性が悪化するおそれがある。さらに、Ca含有量が0.0050%を超えると、ノズル耐火物が溶損しやすくなることにより連続鋳造の操業が安定しなくなるおそれがある。よって、Ca含有量を0.0003%以上0.0050%以下の範囲に制御する。
なお、Ca含有量の下限は0.0010%以上とすることが好ましく、Ca含有量の上限は0.0035%以下とすることが好ましい。
(Ca: 0.0003% or more and 0.0050% or less)
Ca (calcium) is an element effective for reducing MnS and controlling the form of inclusions, thereby improving the workability of the steel sheet. If the Ca content is less than 0.0003%, the above effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, when the Ca content exceeds 0.0050%, the oxides and/or CaS-based inclusions become coarse, which may deteriorate the workability of the steel sheet. Further, if the Ca content exceeds 0.0050%, the nozzle refractory material is likely to be melted and damaged, and the continuous casting operation may become unstable. Therefore, the Ca content is controlled within the range of 0.0003% or more and 0.0050% or less.
The lower limit of the Ca content is preferably 0.0010% or more, and the upper limit of the Ca content is preferably 0.0035% or less.

(REM:0.0003%以上0.0050%以下)
REM(Rare Earth Metal)は希土類元素を意味し、スカンジウムSc(原子番号21)、イットリウムY(原子番号39)およびランタノイド(原子番号57のランタンから原子番号71のルテシウムまでの15元素)の17元素の総称である。本実施形態に係る鋼板では、これらのうちから選ばれる少なくとも1種以上の元素を含有する。一般的に、REMとして、入手のし易さから、Ce(セリウム)、La(ランタン)、Nd(ネオジム)、Pr(プラセオジム)などから選ばれることが多い。添加方法としては、例えば、鋼中にこれらの元素の混合物であるミッシュメタルとして添加することが広く行われている。ミッシュメタルの主成分はCe、La、Nd、およびPrである。本実施形態に係る鋼板では、鋼板に含有されるこれら希土類元素の合計量を、REM含有量とする。なお、本実施形態では、ミッシュメタルの平均原子量が約140であるので、REMの原子量を140としている。
(REM: 0.0003% or more and 0.0050% or less)
REM (Rare Earth Metal) means a rare earth element, and is 17 elements of scandium Sc (atomic number 21), yttrium Y (atomic number 39) and lanthanoid (15 elements from lanthanum with atomic number 57 to lutecium with atomic number 71). Is a general term for. The steel sheet according to the present embodiment contains at least one element selected from these. In general, REM is often selected from Ce (cerium), La (lanthanum), Nd (neodymium), Pr (praseodymium), etc. because of its easy availability. As a method of addition, for example, addition as a misch metal which is a mixture of these elements into steel is widely performed. The main components of misch metal are Ce, La, Nd, and Pr. In the steel sheet according to the present embodiment, the total amount of these rare earth elements contained in the steel sheet is the REM content. In this embodiment, since the average atomic weight of misch metal is about 140, the atomic weight of REM is 140.

REMは、MnSを低減して介在物の形態を制御し、鋼板の加工性を向上させるために有効な元素である。REM含有量が0.0003%未満では、上記効果が十分に得られない。一方、REM含有量が0.0050%を超えると、連続鋳造時のノズル詰まりが起こりやすくなる。また、REM含有量が0.0050%を超えると、生成するREM系介在物(酸化物やオキシサルファイド)の個数密度が比較的高くなるので、鋳片の連続鋳造時に湾曲する鋳片の下面側にこれらREM系介在物が堆積する。このことが、鋳片を圧延して得られた製品に内部欠陥を引き起こし、さらに、鋼板の加工性を悪化させるおそれがある。よって、REM含有量を0.0003%以上0.0050%以下の範囲に制御する。
なお、REM含有量の下限は0.0010%以上とすることが好ましく、REM含有量の上限を0.0030%以下とすることが好ましい。
REM is an element effective in reducing MnS, controlling the form of inclusions, and improving the workability of a steel sheet. If the REM content is less than 0.0003%, the above effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if the REM content exceeds 0.0050%, nozzle clogging during continuous casting is likely to occur. Further, when the REM content exceeds 0.0050%, the number density of the REM-based inclusions (oxides and oxysulfides) generated becomes relatively high, so the lower surface side of the slab that curves during continuous casting of the slab. These REM-based inclusions are deposited. This may cause internal defects in the product obtained by rolling the slab and further deteriorate the workability of the steel sheet. Therefore, the REM content is controlled within the range of 0.0003% or more and 0.0050% or less.
The lower limit of the REM content is preferably 0.0010% or more, and the upper limit of the REM content is preferably 0.0030% or less.

さらに、Ca及びREMの含有量を、S、T.O、T.Alの含有量に応じて、制御する必要がある。具体的には、化学成分中の各元素の質量%で示した含有量を、上述の(1)〜(8)式によって表わされる範囲に制御する必要がある。この式(1)〜(8)の理由については後述する。 Further, the contents of Ca and REM are set to S, T. O, T. It is necessary to control according to the content of Al. Specifically, it is necessary to control the content of each element in the chemical components expressed in mass% to a range represented by the above formulas (1) to (8). The reasons for the expressions (1) to (8) will be described later.

本実施形態に係る鋼板は、上記した基本成分の他に、不純物を含有する。ここで、不純物とは、スクラップ等の副原料や、製造工程からに混入する、P、S、O、N、Cd、Zn、Sb、W、Mg、Zr、As、Co、Sn、およびPb等の元素を意味する。これら元素の含有は必須ではないので、これら元素の含有量の下限値は0%である。この中で、P、S、O、及びNは、上記効果を好ましく発揮させるために、以下のように制限する。また、P、S、O、及びN以外の上記不純物は、それぞれ0.01%以下に制限することが好ましい。ただ、これらの不純物が、0.01%以下含まれても、上記効果を失するものではない。ここで、記載する%は、質量%である。 The steel sheet according to the present embodiment contains impurities in addition to the above basic components. Here, the impurities are P, S, O, N, Cd, Zn, Sb, W, Mg, Zr, As, Co, Sn, Pb, etc., which are mixed in from the raw materials such as scraps and the manufacturing process. Means the element. Since the content of these elements is not essential, the lower limit of the content of these elements is 0%. Among these, P, S, O, and N are limited as follows in order to exert the above effects favorably. Further, it is preferable to limit the above-mentioned impurities other than P, S, O, and N to 0.01% or less. However, even if these impurities are contained in an amount of 0.01% or less, the above effects are not lost. Here, the stated% is mass %.

(P:0.020%以下)
P(リン)は、固溶強化の機能を有する。しかし、過剰な量のPの含有は、鋼板の加工性を阻害する。よって、P含有量を0.020%以下に制限する。P含有量の下限は0%でもよい。また、現行の一般的な精錬(二次精錬を含む)を考慮すると、P含有量の下限は0.005%以上であってもよい。
(P: 0.020% or less)
P (phosphorus) has a function of solid solution strengthening. However, the inclusion of an excessive amount of P hinders the workability of the steel sheet. Therefore, the P content is limited to 0.020% or less. The lower limit of the P content may be 0%. Further, considering the current general refining (including secondary refining), the lower limit of the P content may be 0.005% or more.

(S:0.0034%以下)
S(硫黄)は、MnSを主とする非金属介在物を形成することにより、鋼板の加工性を阻害する不純物元素である。よって、S含有量を0.0034%以下に制限し、好ましくは、0.0020%以下に制限する。S含有量の下限は0%でもよい。また、現行の一般的な精錬(二次精錬を含む)を考慮すると、S含有量の下限は0.0003%以上であってもよい。
(S: 0.0034% or less)
S (sulfur) is an impurity element that impairs the workability of the steel sheet by forming non-metallic inclusions mainly containing MnS. Therefore, the S content is limited to 0.0034% or less, preferably 0.0020% or less. The lower limit of the S content may be 0%. Further, considering the current general refining (including secondary refining), the lower limit of the S content may be 0.0003% or more.

(O:0.0040%以下)
O(酸素)は、酸化物(非金属介在物)を形成し、この酸化物が凝集および粗大化することにより、また、酸化物の組成によっては圧延時に延伸することにより、鋼板の加工性を低下させる不純物元素である。よって、O含有量を0.0040%以下に制限する。O含有量の下限は0%でもよい。また、現行の一般的な精錬(二次精錬を含む)を考慮すると、O含有量の下限は0.0005%以上であってもよい。本実施形態に係る鋼板のO含有量は、鋼中に固溶するOや、介在物中に存在するOなどの、すべてのO含有量を合計したトータルO含有量(T.O含有量)を意味する。
(O: 0.0040% or less)
O (oxygen) forms an oxide (non-metallic inclusion), and when the oxide aggregates and coarsens, and depending on the composition of the oxide, it is stretched during rolling to improve the workability of the steel sheet. It is an impurity element that lowers. Therefore, the O content is limited to 0.0040% or less. The lower limit of the O content may be 0%. Further, considering the current general refining (including secondary refining), the lower limit of the O content may be 0.0005% or more. The O content of the steel sheet according to the present embodiment is the total O content (TO content) that is the sum of all O contents such as O dissolved in steel and O existing in inclusions. Means

T.Oの含有量は、酸化物の組成、および酸化物の総量に大きく影響するので、制御することは非常に重要である。したがって、T.Oは、Ca及びREMの含有量を規定する上述の(1)〜(8)式に、S、Alと共に含まれている。定性的には、延伸酸化物を(同一のREM、Ca量の組み合わせに対して)低減するために、かつ、酸化物総量を低減するために、T.Oを低減することが好ましい。T.Oを低減するために、例えば、二次精錬の撹拌時間を延長して、介在物の浮上除去を促進することが行われている。 T. Since the O content greatly affects the composition of the oxide and the total amount of the oxide, it is very important to control the content. Therefore, T. O is contained together with S and Al in the above formulas (1) to (8) that define the contents of Ca and REM. Qualitatively, in order to reduce the drawn oxide (for the same combination of REM and Ca content) and to reduce the total oxide content, T.S. It is preferable to reduce O. T. In order to reduce O, for example, the stirring time of the secondary refining is extended to promote the floating removal of inclusions.

(N:0.0075%以下)
N(窒素)は、窒化物(非金属介在物)を形成し、鋼板の加工性を低下させる不純物元素である。よって、N含有量を0.0075%以下に制限する。N含有量の下限は0%でもよい。また、現行の一般的な精錬(二次精錬を含む)を考慮すると、N含有量の下限は0.0010%であってもよい。
(N: 0.0075% or less)
N (nitrogen) is an impurity element that forms a nitride (non-metallic inclusion) and reduces the workability of the steel sheet. Therefore, the N content is limited to 0.0075% or less. The lower limit of the N content may be 0%. Further, considering the current general refining (including secondary refining), the lower limit of the N content may be 0.0010%.

本実施形態に係る鋼板は、上記の基本成分が制御され、残部が鉄及び上記の不純物よりなる。しかし、本実施形態に係る鋼板は、この基本成分に加えて、残部のFeの一部の代わりに、さらに必要に応じて以下の選択成分を鋼中に含有させてもよい。 In the steel sheet according to the present embodiment, the above basic components are controlled, and the balance is iron and the above impurities. However, in the steel sheet according to the present embodiment, in addition to this basic component, the following selective components may be contained in the steel, if necessary, instead of part of the balance Fe.

すなわち、本実施形態に係る熱延鋼板は、上記した基本成分及び不純物の他に、更に、選択成分として、Cu、Nb、V、Mo、Ni、Bのうちの1種以上を含有してもよい。以下に、選択成分の数値限定範囲とその限定理由とを説明する。ここで、記載する%は、質量%である。 That is, the hot-rolled steel sheet according to the present embodiment may further contain at least one of Cu, Nb, V, Mo, Ni, and B as a selective component in addition to the basic components and impurities described above. Good. The numerical range of selection components and the reason for the limitation are described below. Here, the stated% is mass %.

(Cu:0%以上0.05%以下)
Cu(銅)は、鋼板の強度(硬度)を向上させる効果を有する選択元素である。そのため、必要に応じて、Cuを0.05%以下の範囲内で含有させても良い。また、Cu含有量の下限を0.01%以上とすると、好ましく上記効果を得ることができる。一方、Cu含有量が0.05%を超えると、溶融金属脆化(Cu割れ)によって熱間圧延時に熱間加工割れが生じるおそれがある。なお、Cu含有量の好ましい範囲は0.02%以上0.04%以下である。
(Cu: 0% to 0.05%)
Cu (copper) is a selective element having the effect of improving the strength (hardness) of the steel sheet. Therefore, Cu may be contained within the range of 0.05% or less, if necessary. Further, when the lower limit of the Cu content is 0.01% or more, the above effect can be preferably obtained. On the other hand, if the Cu content exceeds 0.05%, hot work cracking may occur during hot rolling due to molten metal embrittlement (Cu cracking). In addition, the preferable range of Cu content is 0.02% or more and 0.04% or less.

(Nb:0%以上0.05%以下)
Nb(ニオブ)は、炭窒化物を形成し、結晶粒の粗大化防止および鋼板の加工性の改善に有効な選択元素である。そのため、必要に応じて、Nbを0.05%以下の範囲内で含有させても良い。また、Nb含有量の下限を0.01%以上とすると、好ましく上記効果を得ることができる。一方、Nb含有量が0.05%を超えると、粗大なNb炭窒化物が析出して鋼板の加工性の低下を招くおそれがある。なお、Nb含有量の好ましい範囲は0.02%以上0.04%以下である。
(Nb: 0% to 0.05%)
Nb (niobium) is a selective element that forms carbonitrides and is effective in preventing the coarsening of crystal grains and improving the workability of steel sheets. Therefore, Nb may be contained in the range of 0.05% or less, if necessary. Further, when the lower limit of the Nb content is 0.01% or more, the above effect can be preferably obtained. On the other hand, if the Nb content exceeds 0.05%, coarse Nb carbonitrides may precipitate and the workability of the steel sheet may deteriorate. In addition, the preferable range of Nb content is 0.02% or more and 0.04% or less.

(V:0%以上0.05%以下)
V(バナジウム)は、Nbと同様に炭窒化物を形成し、結晶粒の粗大化防止や加工性の改善に有効な選択元素である。そのため、必要に応じて、Vを0.05%以下の範囲内で含有させても良い。また、V含有量の下限を0.01%以上とすると、好ましく上記効果を得ることができる。一方、V含有量が0.05%を超えると、粗大なV炭窒化物が生成して鋼板の加工性の低下を招くおそれがある。なお、V含有量の好ましい範囲は0.02%以上0.04%以下である。
(V: 0% or more and 0.05% or less)
V (vanadium) forms a carbonitride similar to Nb, and is a selective element effective for preventing coarsening of crystal grains and improving workability. Therefore, V may be contained within the range of 0.05% or less, if necessary. Further, when the lower limit of the V content is 0.01% or more, the above effect can be preferably obtained. On the other hand, if the V content exceeds 0.05%, coarse V carbonitrides may be generated, and the workability of the steel sheet may be deteriorated. In addition, the preferable range of V content is 0.02% or more and 0.04% or less.

(Mo:0%以上0.05%以下)
Mo(モリブデン)は、焼入れ性の向上と焼戻し軟化抵抗性の向上とにより、鋼板の強度(硬度)を向上させる効果を有する選択元素である。そのため、必要に応じて、Moを0.05%以下の範囲内で含有させても良い。また、Mo含有量の下限を0.01%以上とすると、好ましく上記効果を得ることができる。一方、Mo含有量が0.05%を超えると、コストが増加し、且つ含有効果は飽和する。さらに、Mo含有量が0.05%を超えると、鋼板の加工性、特に冷間加工性が低下し、これにより、鋼板を複雑な形状(例えばギヤ形状など)に加工することが困難になる。以上の理由により、Mo含有量の上限を0.05%とする。なお、Mo含有量の好ましい範囲は0.01%以上0.05%以下である。
(Mo: 0% to 0.05%)
Mo (molybdenum) is a selective element that has the effect of improving the strength (hardness) of the steel sheet by improving the hardenability and the temper softening resistance. Therefore, Mo may be contained within the range of 0.05% or less, if necessary. Further, when the lower limit of the Mo content is 0.01% or more, the above effect can be preferably obtained. On the other hand, when the Mo content exceeds 0.05%, the cost increases and the effect of inclusion is saturated. Furthermore, if the Mo content exceeds 0.05%, the workability of the steel sheet, especially the cold workability, deteriorates, which makes it difficult to process the steel sheet into a complicated shape (for example, a gear shape). .. For the above reasons, the upper limit of the Mo content is set to 0.05%. In addition, the preferable range of Mo content is 0.01% or more and 0.05% or less.

(Ni:0%以上0.05%以下)
Ni(ニッケル)は、焼入れ性の向上による鋼板の強度(硬度)の向上や、加工性の向上に有効な選択元素である。また、Cu含有時の溶融金属脆化(Cu割れ)を防止する効果も有する選択元素である。そのため、必要に応じて、Niを0.05%以下の範囲内で含有させても良い。また、Ni含有量の下限を0.01%以上とすると、好ましく上記効果を得ることができる。一方、Ni含有量が0.05%を超えると、コストが増加する一方で、含有効果は飽和するので、Ni含有量の上限を0.05%とする。なお、Ni含有量の好ましい範囲は0.02%以上0.05%以下である。
(Ni: 0% to 0.05%)
Ni (nickel) is a selective element effective for improving the strength (hardness) of the steel sheet by improving the hardenability and for improving the workability. Further, it is a selective element which also has an effect of preventing molten metal embrittlement (Cu cracking) when Cu is contained. Therefore, Ni may be contained in the range of 0.05% or less, if necessary. Further, when the lower limit of the Ni content is 0.01% or more, the above effect can be preferably obtained. On the other hand, if the Ni content exceeds 0.05%, the cost increases, but the effect of inclusion is saturated, so the upper limit of the Ni content is made 0.05%. In addition, the preferable range of Ni content is 0.02% or more and 0.05% or less.

(B:0%以上0.0050%以下)
B(ホウ素)は、焼入れ性を高めて鋼板の強度(硬度)を向上させる効果を有する選択元素である。そのため、必要に応じて、Bを0.0050%以下の範囲内で含有させても良い。また、B含有量の下限を0.0008%以上とすると、好ましく上記効果を得ることができる。一方、B含有量が0.0050%を超えると、B系化合物が生成して鋼板の加工性が低下するので上限を0.0050%とする。なお、B含有量の好ましい範囲は0.0015%以上0.0040%以下である。
(B: 0% or more and 0.0050% or less)
B (boron) is a selective element that has the effect of enhancing the hardenability and improving the strength (hardness) of the steel sheet. Therefore, B may be contained in the range of 0.0050% or less, if necessary. Further, when the lower limit of the B content is 0.0008% or more, the above effect can be preferably obtained. On the other hand, if the B content exceeds 0.0050%, a B-based compound is formed and the workability of the steel sheet is reduced, so the upper limit is made 0.0050%. In addition, the preferable range of B content is 0.0015% or more and 0.0040% or less.

次に、介在物の個数、式(1)〜(10)を、上述のように規定するための知見を得たラボ実験の結果について説明する。 Next, the results of a laboratory experiment in which the knowledge for defining the number of inclusions and the expressions (1) to (10) are obtained as described above will be described.

真空溶解炉で、質量%で、C:0.25%以上0.28%以下、Si:0.22%以上0.27%以下、Mn:1.20%以上1.31%以下、P:0.006%以上0.008%以下、S:0.0017%以上0.0023%以下、T.Al:0.022%以上0.028%以下、Cr:0.10%以上0.17%以下、Ti:0.022%以上0.026%以下、B:0.0022%以上0.0033%以下、T.O:0.0005%以上0.0025%以下を含有する複数種類の溶鋼を溶製し、さらに、REMとCaのそれぞれの量を変えて添加して、50kgインゴットを作製した。REMは、Ce、La、Ndを含むミッシュメタルを添加した。これらのインゴットを、5mm厚に、仕上圧延温度が920℃の条件で熱間圧延し、空冷して熱延鋼板を得た。なお、上記ならびに以降で本発明で記載した各成分値は、添加量ではなく、鋼板の分析値(含有量)である。 In a vacuum melting furnace, in mass %, C: 0.25% or more and 0.28% or less, Si: 0.22% or more and 0.27% or less, Mn: 1.20% or more and 1.31% or less, P: 0.006% or more and 0.008% or less, S: 0.0017% or more and 0.0023% or less, T.I. Al: 0.022% to 0.028%, Cr: 0.10% to 0.17%, Ti: 0.022% to 0.026%, B: 0.0022% to 0.0033% Hereinafter, T. O: A plurality of types of molten steel containing 0.0005% or more and 0.0025% or less were melted, and REM and Ca were added in different amounts to produce a 50 kg ingot. For REM, a misch metal containing Ce, La and Nd was added. These ingots were hot-rolled to a thickness of 5 mm at a finish rolling temperature of 920° C. and air-cooled to obtain hot-rolled steel sheets. In addition, each component value described in the present invention described above and thereafter is not an addition amount but an analysis value (content) of the steel sheet.

本実施形態においては、鋼中含有量や、介在物組成を記載するが、単位は全て質量%で表記する。そして、鋼中含有量を、元素記号Mを矩形の括弧で挟んで[M]と表記する。介在物中の化合物MXの含有量は、化合物MXを丸括弧で挟んで(MX)と表記する。例えば、Caの鋼中含有量は[Ca]と表記する。また、介在物中のCaOの含有量は(CaO)と表記する。 In the present embodiment, the content in steel and the composition of inclusions are described, but all units are expressed in mass %. The content in steel is expressed as [M] with the element symbol M sandwiched between rectangular brackets. The content of the compound MX in the inclusion is represented by (MX) by sandwiching the compound MX between parentheses. For example, the content of Ca in steel is expressed as [Ca]. Further, the content of CaO in the inclusions is expressed as (CaO).

この熱延鋼板の圧延方向と板厚方向とに平行な断面(L断面)を観察面として、熱延鋼板中の介在物を、光学顕微鏡により倍率400倍(ただし、介在物形状を詳細に測定する際は倍率1000倍)で、合計60視野にて観察した。各観察視野で、粒径(形状が球状の介在物の場合)または長径(変形している介在物の場合)が1μm以上の介在物を観察し、それらの介在物を、(長径)/(短径)で計算されるアスペクト比が3.0以下のものと、3.0を超えるものに分類し、それらの個数密度を計測した。アスペクト比>3.0の介在物個数密度が、6個/mmを超えた試料を「劣位」、6個/mm以下を「良好」と評価した。 The cross section (L section) parallel to the rolling direction and the plate thickness direction of the hot rolled steel sheet was used as an observation surface, and the inclusions in the hot rolled steel sheet were magnified 400 times with an optical microscope (however, the shape of the inclusions was measured in detail. At that time, the magnification was 1000 times, and the observation was performed in a total of 60 visual fields. In each observation visual field, inclusions having a particle size (in the case of spherical inclusions) or a long diameter (in the case of deformed inclusions) of 1 μm or more are observed, and these inclusions are expressed as (long diameter)/( The aspect ratio calculated by (minor axis) was classified into those having an aspect ratio of 3.0 or less and those having an aspect ratio of more than 3.0, and the number densities thereof were measured. Inclusions number density of aspect ratio> 3.0, "inferior" samples exceeded 6 / mm 2, and the six / mm 2 or less was evaluated as "good".

また、EPMA(電子線マイクロ分析、Electron Probe Micro Analysis)、またはEDX(エネルギー分散型X線分析、Energy Dispersive X−Ray Analysis)を備えるSEM(走査型電子顕微鏡、Scanning Electron Microscope)を用いて熱延鋼板中の介在物を分析した。 Further, an SEM (scanning electron microscope, Scanning Electron Microscope) using an SEM (scanning electron microscope) equipped with EPMA (electron probe micro analysis, Electron Probe Micro Analysis) or EDX (energy dispersive X-ray analysis, Energy Dispersive X-Ray Analysis) is used. The inclusions in the steel sheet were analyzed.

そして、上記で得られた熱延鋼板の靭性の指標として、室温(20℃)におけるシャルピー衝撃値を測定した。シャルピー試験片は、鋼板のC方向から採取したサブサイズである。すなわち、試験片長さ55mmを鋼板の幅方向として、試験片高さを鋼板長手(圧延)方向10mm、試験片幅を鋼板厚み方向2.5mmとして採取した。55mm長さ×2.5mm幅の面に、2mmVノッチを加工した。この方向で試験片を採取すると、鋼板のL断面が破断面となるので、延伸介在物の影響を評価し易い。鋼板中に、破壊の起点となる介在物の個数が多いほど、また、介在物のサイズ(圧延方向の延伸長さ)が大きいほど、すなわち、鋼板の清浄性が悪いほど、シャルピー衝撃値は低下する。 Then, the Charpy impact value at room temperature (20° C.) was measured as an index of the toughness of the hot rolled steel sheet obtained above. The Charpy test piece is a subsize sampled from the C direction of the steel sheet. That is, the test piece length 55 mm was taken as the width direction of the steel sheet, the test piece height was taken as the steel sheet longitudinal (rolling) direction 10 mm, and the test piece width was taken as the steel sheet thickness direction 2.5 mm. A 2 mm V notch was machined on a surface of 55 mm length×2.5 mm width. When a test piece is sampled in this direction, the L cross section of the steel plate becomes a fracture surface, so the influence of the stretched inclusions can be easily evaluated. The Charpy impact value decreases as the number of inclusions at the starting point of fracture in the steel sheet increases, and the size of the inclusions (stretching length in the rolling direction) increases, that is, the cleanliness of the steel sheet deteriorates. To do.

鋼板中で観察される介在物組成は、MnS、CaS、Al−CaO−REM系酸化物である。上記3種類は、それぞれ単独で存在している場合のほか、例えば、Al−CaO−REM系酸化物の周囲の一部にMnSやCaSが付着する場合のように、複数の相が混合している場合もある。 Composition of inclusions observed in the steel sheet, MnS, CaS, an Al 2 O 3 -CaO-REM 2 O 3 oxide. In addition to the case where each of the above-mentioned three types is present alone, for example, when MnS or CaS is attached to a part of the periphery of the Al 2 O 3 —CaO—REM 2 O 3 -based oxide, a plurality of types are present. The phases may be mixed.

まず、熱延鋼板の清浄性の調査結果を説明する。図1に、CaとREMの鋳片含有量と延伸介在物の生成状況を示した。図1中の「○」は、アスペクト比>3.0の介在物個数が6個/mm以下の良好材、図1中の「×」は6個/mmを超えた劣位材を示す。
ここで、全ての試料をプロットした図1では、良好材と劣位材が混在し、有害な延伸介在物の生成防止の境界条件は不明確であった。
First, the results of investigation of the cleanliness of hot rolled steel sheets will be described. FIG. 1 shows the slab content of Ca and REM and the generation state of stretched inclusions. In FIG. 1, “◯” indicates a good material having an aspect ratio of> 3.0 and having 6 or less inclusions/mm 2 , and “x” in FIG. 1 indicates a poor material having more than 6/mm 2. ..
Here, in FIG. 1 in which all the samples are plotted, the good material and the poor material are mixed, and the boundary condition for preventing the formation of harmful stretch inclusions is unclear.

アスペクト比が3.0を超えて延伸した介在物組成をSEMに付属したEDSで分析した結果、(i)単独のMnSが延伸した場合と、(ii)Al−CaO−REM系酸化物で低融点組成である場合(周囲の一部にMnSやCaSが付着する場合もある。EDS分析結果から、周囲に付着したMnSやCaSと、酸化物とを分けて、組成を計算するができる。)であることが分かった。 As a result of analyzing the inclusion composition stretched with the aspect ratio exceeding 3.0 by EDS attached to the SEM, (i) the case where only MnS was stretched, and (ii) Al 2 O 3 -CaO-REM 2 O. 3 type oxide with low melting point composition (MnS and CaS may adhere to a part of the surroundings. From the EDS analysis results, the MnS and CaS adhering to the surroundings are separated from the oxide to determine the composition. It can be calculated.)

後者(ii)の組成を詳細解析した結果、介在物中の(CaO)と(Al)の比(CaO)/(Al)<1.35であり、かつ、(REM)/{(Al)+(CaO)+(REM)}<0.45である酸化物が、アスペクト比>3.0に延伸していることが分かった。
一方、(CaO)/(Al)≧1.35であるか、あるいは、(REM)/{(Al)+(CaO)+(REM)}≧0.45であれば、酸化物のアスペクト比≦3.0であった。酸化物の融点が高温化する結果、圧延時に延伸しにくくなるためと考えられる。
The latter (ii) the composition result of detailed analysis of the ratio of the inclusions in (CaO) and (Al 2 O 3) (CaO ) / (Al 2 O 3) < 1.35, and, (REM 2 It was found that the oxide having O 3 )/{(Al 2 O 3 )+(CaO)+(REM 2 O 3 )}<0.45 stretched to the aspect ratio>3.0.
On the other hand, (CaO)/(Al 2 O 3 )≧1.35 or (REM 2 O 3 )/{(Al 2 O 3 )+(CaO)+(REM 2 O 3 )}≧0 If it was 0.45, the aspect ratio of the oxide was 3.0. It is considered that as a result of the melting point of the oxide becoming higher, it becomes difficult to stretch during rolling.

介在物の組成である(CaO)、(Al)、(REM)は、SEM付属EDSによる介在物分析結果を基に、元素のマスバランスを考慮して算出することができる。EDS分析結果は、元素別に質量%で出力される。以下の説明では、介在物から検出された元素Mの含有量を(M)と表記する。
(Ca)、(Al)、(REM)のそれぞれから、原子量を用いて、酸化物量を算出し、(9)式、(10)式を計算すればよい。例えば、(Al)は、Alの原子量27と酸素の原子量16を用いて、(27×2+16×3)/(27×2)×(Al)で計算できる。なお、介在物をSEMで観察して、介在物にAlNが生成していないことを確認した(特徴的な角形状なので、SEM観察で容易に判別可能である。ここでは介在物組成に影響するミクロンオーダーやサブミクロンオーダーのサイズのAlNの生成を問題にしている。それより小さなAlN析出物の生成は介在物組成には影響しない。)。
基本的には、同様の方法で、(Ca)から(CaO)を、(REM)から(REM)を求めることができる。ここで、(REM)は、検出された希土類元素の合計量、具体的には、本実験で検出されたCe、La、Ndの合計量を(REM)とした。
The composition of inclusions (CaO), (Al 2 O 3 ), and (REM 2 O 3 ) can be calculated in consideration of the mass balance of the elements based on the inclusion analysis result by the EDS attached to the SEM. .. The EDS analysis result is output in mass% for each element. In the following description, the content of the element M detected from inclusions will be referred to as (M).
From each of (Ca), (Al), and (REM), the amount of oxide may be calculated using the atomic weight, and the formulas (9) and (10) may be calculated. For example, (Al 2 O 3 ) can be calculated by (27×2+16×3)/(27×2)×(Al) using the atomic weight 27 of Al and the atomic weight 16 of oxygen. The inclusions were observed by SEM and it was confirmed that AlN was not generated in the inclusions (since it has a characteristic square shape, it can be easily identified by SEM observation. Here, it affects the composition of inclusions. The problem is the formation of micron-order or submicron-order size AlN. The formation of smaller AlN precipitates does not affect the inclusion composition.).
Basically, by the same method, (CaO) can be obtained from (Ca) and (REM 2 O 3 ) can be obtained from (REM). Here, (REM) is the total amount of detected rare earth elements, specifically, the total amount of Ce, La, and Nd detected in this experiment is (REM).

なお、CaやREMは、酸化物のほか、硫化物を形成するので、Sのマスバランスを考慮して、Sと結合して硫化物を形成するCaやREMを差し引いて、酸化物を形成するCaとREMの量を求めることに注意する必要がある。
具体的には、まず、MnSを形成するS量を、MnとSの原子量を用いて、32/55×(Mn)から計算し、S総量から除く。本実験はAl脱酸鋼なので、介在物から検出されたMnはMnSから検出されたとみなせるからである。このS残量が、CaS、REMS(オキシサルファイド)、REMS(REM原子とS原子がモル比1:1で結合した硫化物)を形成しているS量である。熱力学的に、CaSが最も生成し易く、次にREMS、最後にREMSが生成すると考えられる。この順番で、Sのマスバランスを考慮して、硫化物やオキシサルファイドの生成量を計算すればよい。
こうして求めた硫化物やオキシサルファイドを形成するCaやREMを、それぞれの総量から差し引いた残量が、酸化物を形成しているCa、REM量である。Ca、REM、Oの原子量を用いて、(CaO)、(REM)を計算すればよい。多くの場合、SはMnSとCaSとして存在し、マスバランス上ではREMと結合していなかった。すなわち、CaはCaSとCaOとして、REMは酸化物として存在することが多かった。特にSが多量の場合は、REMSやREMSが生成した例があった。
Since Ca and REM form sulfides in addition to oxides, in consideration of the mass balance of S, Ca and REM that combine with S to form sulfides are subtracted to form oxides. Care should be taken in determining the amounts of Ca and REM.
Specifically, first, the amount of S forming MnS is calculated from 32/55×(Mn) using the atomic weights of Mn and S, and is excluded from the total amount of S. This is because the present experiment is an Al deoxidized steel, and therefore Mn detected from inclusions can be regarded as detected from MnS. This remaining amount of S is the amount of S forming CaS, REM 2 O 2 S (oxysulfide), and REMS (a sulfide in which REM atoms and S atoms are combined at a molar ratio of 1:1). Thermodynamically, CaS is most likely to be produced, REM 2 O 2 S is produced next, and finally REMS is produced. In this order, the amount of sulfide or oxysulfide produced may be calculated in consideration of the mass balance of S.
The residual amount obtained by subtracting Ca and REM forming sulfides and oxysulfides thus obtained from their respective total amounts is the amount of Ca and REM forming oxides. (CaO) and (REM 2 O 3 ) may be calculated using the atomic weights of Ca, REM, and O. In many cases, S was present as MnS and CaS and was not bound to REM on the mass balance. That is, Ca was often present as CaS and CaO, and REM was often present as an oxide. In particular, in the case of a large amount of S, there was an example in which REM 2 O 2 S or REMS was generated.

酸化物組成は、鋼中[T.O]によって変化する。そこで、T.O別にデータ整理すると、アスペクト比>3.0の延伸介在物個数を6個/mm以下に防止できる条件(以降、生成防止条件と記載)を明確化できることを見出した(図2)。図中記号は図1と同様、○:アスペクト比>3.0の延伸介在物個数≦6個/mm(生成防止範囲)、△:アスペクト比>3の延伸介在物個数>6個/mmを示す。
生成防止条件(境界線)は、[REM]に応じて、領域I、領域II、領域IIIの3つの領域に分かれる(図3)。
The oxide composition is [T. O]. Therefore, T. By arranging the data for each O, it was found that it is possible to clarify the condition (hereinafter referred to as the generation prevention condition) that can prevent the number of stretched inclusions having an aspect ratio>3.0 to 6 or less/mm 2 (FIG. 2). The symbols in the figure are the same as in FIG. 1, ◯: the number of stretched inclusions having an aspect ratio>3.0≦6/mm 2 (generation prevention range), Δ: the number of stretched inclusions having an aspect ratio>3>6/mm 2 is shown.
The generation prevention condition (boundary line) is divided into three regions, region I, region II, and region III, according to [REM] (FIG. 3).

(領域I)
領域Iは、[REM]<[REM_1]であり、[REM]が低い領域である。この領域Iは、[REM]増加に伴って下限[Ca]を増やす必要がある領域である。
まず、[REM]が低い、ある含有量で、[Ca]を増やす場合を考える。当初は、[REM]も[Ca]も低いので、MnSが生成し、圧延時に延伸する。[Ca]増加につれて、SがCaと結合して、MnSは減少し、やがて生成を防止できる。一方、Al−CaO−REM系酸化物が生成するが、[REM]が低い場合はAl−CaO系主体である低融点酸化物であるので、圧延時に延伸する。このように、MnSと低融点酸化物の見かけ上の入れ替わりが生じる。[Ca]を更に増加すると酸化物融点が上昇するので、酸化物の延伸度が減少し、式で規定された下限[Ca]以上を含有すると酸化物の延伸を防止できる。次に、この状態(直前の文に記載した、下限[Ca]以上を含有して酸化物融点が上昇した状態)から、[REM]を増加した場合を考える。[REM]が増加すると、領域Iでは、再び圧延時に延伸する低融点組成介在物が生成する。この理由は、強力な脱酸元素である[REM]増加に伴い、Sと結合する有効Ca量が増加するので、Al−CaO−REM系酸化物中の(CaO)が減少する結果、酸化物の融点が低下するためである。よって、酸化物融点を上昇させて延伸を防止するために、[Ca]を増加することが必要になる。このようにして、領域Iでは、[REM]が増加すると、低融点酸化物を防止するために要する鋼中[Ca]、すなわち下限[Ca]が増加する。
(Region I)
The region I is a region where [REM]<[REM_1] and the [REM] is low. This region I is a region in which the lower limit [Ca] needs to be increased as [REM] increases.
First, consider the case where [Ca] is increased at a certain content with a low [REM]. Initially, both [REM] and [Ca] are low, so MnS is generated and stretched during rolling. As [Ca] increases, S bonds with Ca, MnS decreases, and generation can be prevented in due course. On the other hand, an Al 2 O 3 —CaO—REM 2 O 3 type oxide is generated, but when [REM] is low, it is a low-melting point oxide mainly composed of Al 2 O 3 —CaO type, and therefore is stretched during rolling. .. In this way, the apparent exchange between MnS and the low melting point oxide occurs. When [Ca] is further increased, the melting point of the oxide is increased, so that the degree of stretching of the oxide is reduced. Next, consider the case where [REM] is increased from this state (state described in the preceding sentence, in which the lower limit [Ca] is contained and the oxide melting point is increased). When [REM] increases, in the region I, low-melting-point composition inclusions that stretch again during rolling are generated. The reason for this is that the amount of effective Ca that binds to S increases with an increase in [REM], which is a strong deoxidizing element, so that (CaO) in the Al 2 O 3 —CaO—REM 2 O 3 -based oxide increases. This is because the melting point of the oxide decreases as a result of the decrease. Therefore, it is necessary to increase [Ca] in order to increase the oxide melting point and prevent stretching. Thus, in the region I, when [REM] increases, the [Ca] in steel required for preventing low melting point oxide, that is, the lower limit [Ca] increases.

このようにして、領域Iでは、式(6)で規定される下限[Ca]以上を含有して、生成した介在物のうちの酸化物の組成は、式(9):(CaO)/(Al)≧1.35を満たしているので、低融点酸化物の組成となることを回避でき、圧延時の延伸を防止できる。
式(6)を満たさない場合、式(9)を満たさないAl−CaO−REM系の低融点酸化物が生成するので、これが圧延時に容易に延伸し、アスペクト比>3.0となる介在物が多く発生して、鋼板の清浄性が劣位となる。
In this way, in the region I, the composition of the oxide in the generated inclusions containing the lower limit [Ca] or more defined by the formula (6) is represented by the formula (9):(CaO)/( Since Al 2 O 3 )≧1.35 is satisfied, the composition of the low melting point oxide can be avoided, and the stretching during rolling can be prevented.
When the formula (6) is not satisfied, an Al 2 O 3 —CaO—REM 2 O 3 -based low-melting point oxide that does not satisfy the formula (9) is generated, so that this is easily stretched during rolling and the aspect ratio>3. A large number of inclusions having a value of 0.0 are generated, resulting in inferior cleanliness of the steel sheet.

(領域II)
領域IIは、[REM_1]≦[REM]<[REM_2]の範囲であり、式(7)で規定される下限[Ca]が高位で一定した領域である。低融点酸化物が生成する鋼中[Ca]範囲が最も広い。この領域内では、低融点酸化物を防止する下限[Ca]に対する[REM]影響がほとんどないため、下限[Ca]が一定である。
領域IIで、式(7)で規定される下限[Ca]以上を含有して生成した介在物のうちの酸化物の組成は、式(9):(CaO)/(Al)≧1.35を満たす。
式(7)を満たさない場合、式(9)を満たさないAl−CaO−REM系の低融点酸化物が生成するので、これが圧延時に容易に延伸し、アスペクト比>3.0となる介在物が多く発生して、鋼板の清浄性が劣位となる。
(Area II)
The area II is in the range of [REM_1]≦[REM]<[REM_2], and the lower limit [Ca] defined by the equation (7) is a high area. The range of [Ca] in the steel where low melting point oxides are formed is the widest. Within this region, there is almost no [REM] effect on the lower limit [Ca] for preventing the low melting point oxide, so the lower limit [Ca] is constant.
In the region II, the composition of the oxide in the inclusions generated by containing the lower limit [Ca] or more defined by the formula (7) is expressed by the formula (9): (CaO)/(Al 2 O 3 )≧ Satisfies 1.35.
If the formula (7) is not satisfied, an Al 2 O 3 —CaO—REM 2 O 3 -based low-melting point oxide that does not satisfy the formula (9) is generated, so that it easily stretches during rolling, and the aspect ratio>3. A large number of inclusions having a value of 0.0 are generated, resulting in inferior cleanliness of the steel sheet.

(領域III)
領域IIIは、[REM_2]≦[REM]≦0.0050%の範囲であり、式(8)で規定される下限[Ca]が相対的に低位で一定した領域である。[REM_2]≦[REM]では、Al−CaO−REM系酸化物中の(REM)が増加し、45%以上になるため、(Al)や(CaO)に依らず酸化物の融点が高く、圧延時に延伸し難い。すなわち、低融点酸化物が生成しない領域である。そのため、MnS防止に必要な[Ca]が、この領域の下限[Ca]である。この領域では、高[REM]なので、鋼中[T.O]は主にREM(とAl)に結合し、Sと結合する有効[Ca]は十分なので、下限[Ca]は[REM]に依らず一定である。
領域IIIで、下限[Ca]以上を含有して生成した介在物のうちの酸化物の組成は、式(10):(REM)/{(Al)+(CaO)+(REM)}≧0.45を満たすので、高融点であり、圧延時に延伸し難い。
領域IIIにおいて、式(8)を満たさない場合、MnSを十分に防止できないので、圧延時にアスペクト比>3.0に延伸したMnSが鋼板中に残存し、鋼板清浄性が劣位となる。
(Region III)
The region III is a region where [REM_2]≦[REM]≦0.0050%, and the lower limit [Ca] defined by the equation (8) is relatively low and constant. In [REM_2]≦[REM], (REM 2 O 3 ) in the Al 2 O 3 —CaO—REM 2 O 3 system oxide increases and becomes 45% or more, so (Al 2 O 3 ) and ( The melting point of the oxide is high irrespective of CaO) and it is difficult to stretch during rolling. That is, it is a region where the low melting point oxide is not generated. Therefore, [Ca] required to prevent MnS is the lower limit [Ca] of this region. In this region, since it is high [REM], in steel [T. O] mainly binds to REM (and Al), and the effective [Ca] that binds to S is sufficient, so the lower limit [Ca] is constant regardless of [REM].
In the region III, the composition of the oxide in the inclusions generated by containing the lower limit [Ca] or more is expressed by the formula (10): (REM 2 O 3 )/{(Al 2 O 3 )+(CaO)+. Since it satisfies (REM 2 O 3 )}≧0.45, it has a high melting point and is difficult to stretch during rolling.
If the formula (8) is not satisfied in the region III, MnS cannot be sufficiently prevented, so that MnS stretched to have an aspect ratio>3.0 during rolling remains in the steel sheet, resulting in poor cleanability of the steel sheet.

図2(a)〜(c)から、領域I〜IIIを分ける[REM_1]、[REM_2]、各領域の境界(下限)[Ca]を、[Al]、[S]、[T.O]の回帰式を求め、上述の式(1)〜(8)を規定した。 From FIGS. 2A to 2C, [REM_1] and [REM_2] that divide the regions I to III, boundaries (lower limits) [Ca] of the respective regions, [Al], [S], and [T. The regression equation of [O] was obtained and the above equations (1) to (8) were defined.

次に、アスペクト比>3.0である延伸介在物個数密度とシャルピー衝撃値の関係を、図4に示す。延伸介在物が6個/mmを超えると衝撃値が急激に低減し、基準値100(J/cm)を下回る。
そして、延伸介在物個数は、図5に示すように、円相当径≧1.0μmの介在物個数と相関がある。これは、全ての介在物個数(の指数としての円相当径≧1.0μmの介在物個数)が少ない場合には、全体的に介在物サイズ分布が小サイズ側にシフトし、圧延時にアスペクト比>3.0を超えて延伸する低融点酸化物が減少するためと考えられる。(圧延後に延伸した介在物を観察すると、介在物の円相当径、ひいては体積が小さいものは、体積が大きいものより、アスペクト比が小さい傾向がある。この理由は、圧延後の介在物の厚みが、無限に薄くなるのではなく、ある程度の厚み、例えば0.1μm程度に収束するためと考えられる。圧延後の厚みがある範囲に分布するので、体積保存を前提とすれば、体積が大きいものほど延伸し、アスペクト比が大きくなる。)すなわち、低融点組成で、かつ、サイズが粗大なものほど、圧延時にアスペクト比>3.0となる介在物が増加すると解釈できる。
このように、酸化物組成を制御し、全介在物個数を低減することによって、破壊起点となる有害なアスペクト比>3.0の延伸介在物を低減することができる。このため、本実施形態では、円相当径1.0μm以上の介在物個数密度を100個/mm以下に規定している。
Next, FIG. 4 shows the relationship between the number density of stretched inclusions having an aspect ratio>3.0 and the Charpy impact value. When the number of stretched inclusions exceeds 6/mm 2 , the impact value sharply decreases and falls below the standard value of 100 (J/cm 2 ).
Then, as shown in FIG. 5, the number of stretched inclusions correlates with the number of inclusions having a circle equivalent diameter ≧1.0 μm. This is because when all the number of inclusions (the number of inclusions having an equivalent circle diameter as an index of ≧1.0 μm) is small, the size distribution of inclusions is shifted to the smaller size side, and the aspect ratio is reduced during rolling. It is considered that the low-melting-point oxides stretched over >3.0 decrease. (Observation of inclusions stretched after rolling shows that the equivalent circle diameter of the inclusions, and thus the volume of the inclusions, tends to have a smaller aspect ratio than the one of large volume. However, it is considered that the thickness does not become infinitely thin but converges to a certain thickness, for example, about 0.1 μm.Since the thickness after rolling is distributed in a certain range, if the volume is conserved, the volume is large. It can be understood that the more the composition has a lower melting point and the coarser the size, the more the inclusions having the aspect ratio>3.0 during rolling increase.
As described above, by controlling the oxide composition and reducing the total number of inclusions, it is possible to reduce the harmful inclusions having an aspect ratio of >3.0, which are fracture initiation points. For this reason, in the present embodiment, the number density of inclusions having an equivalent circle diameter of 1.0 μm or more is defined as 100/mm 2 or less.

本実施形態では、特に[T.O]に応じて、[Ca]や[REM]をはじめとする鋼中成分、ひいては介在物組成を制御することを重要視している。
したがって、[T.O]に応じて、下限[Ca]条件は変化し、厳密には[Ca]や[REM]の目標値が変わる。実操業で、これに対応するために、従来の操業結果に基づき、[T.O]の変動を考慮して、目標範囲を設定すれば良い。可能な限り、類似鋼種の従来の操業実績に基づき、[T.O]範囲を、変動幅を含めて、予測することが現実に十分可能である。この[T.O]予測範囲(変化)に対応して、それぞれ設定される[Ca]、[REM]の共通する範囲を、実操業の目標範囲とすれば良い。
In the present embodiment, particularly [T. It is important to control the components in steel such as [Ca] and [REM], and hence the composition of inclusions, according to O].
Therefore, [T. The lower limit [Ca] condition changes according to [O], and strictly speaking, the target values of [Ca] and [REM] change. In actual operation, in order to respond to this, based on the conventional operation result, [T. The target range may be set in consideration of the fluctuation of [O]. As far as possible, [T. It is actually possible to predict the [O] range including the fluctuation range. This [T. [O] The common range of [Ca] and [REM] set corresponding to the predicted range (change) may be set as the target range of the actual operation.

なお、本実施形態に係る鋼板では、粒径(形状が略球状の介在物の場合)または長径(変形している介在物の場合)が1.0μm以上の介在物のみを考慮する。粒径または長径が1.0μm未満の介在物は、たとえ鋼中に含まれていても、鋼の加工性に与える影響が小さいので、本実施形態ではこのような介在物を考慮しない。また、上記した長径とは、観察面上の介在物の断面輪郭での、隣り合わない各頂点を結ぶ線分のうちの最大長となる線分と定義する。同様に、上記した短径とは、観察面上の介在物の断面輪郭での、隣り合わない各頂点を結ぶ線分のうちの最小長となる線分と定義する。以降、「粒径(形状が略球状の介在物の場合)または長径(変形している介在物の場合)」との記載を「粒径または長径」と略す場合がある。 In the steel sheet according to this embodiment, only inclusions having a grain size (in the case of substantially spherical inclusions) or a long diameter (in the case of deformed inclusions) of 1.0 μm or more are considered. Inclusions having a grain size or major axis of less than 1.0 μm have a small effect on the workability of steel even if they are contained in the steel, so such inclusions are not considered in the present embodiment. Further, the above-mentioned major axis is defined as the line segment having the maximum length among the line segments connecting the vertices that are not adjacent to each other in the cross-sectional contour of the inclusion on the observation surface. Similarly, the above-mentioned minor axis is defined as the line segment having the minimum length among the line segments connecting the non-adjacent vertices in the cross-sectional contour of the inclusion on the observation surface. Hereinafter, the description of “particle diameter (in the case of inclusions having a substantially spherical shape) or long diameter (in the case of deformed inclusions)” may be abbreviated as “particle diameter or long diameter”.

次に、本実施形態に係る鋼板の製造方法の一例について説明する。 Next, an example of the method for manufacturing a steel sheet according to this embodiment will be described.

本実施形態に係る鋼板は、一般的な鋼板と同様に、例えば高炉溶銑を原料とし、転炉精錬や二次精錬を行って製造した溶鋼を、連続鋳造によって鋳片とした後、その鋳片に熱間圧延、必要に応じ冷間圧延、および/または焼鈍などを行って鋼板にする。その際、転炉における脱炭処理の後、取鍋での二次精錬で、鋼の成分調整とともに、Ca及びREMの添加による介在物制御を行う。なお、高炉溶銑のほか、鉄スクラップを原料として電気炉で溶解した溶鋼を原料として用いても良い。
こうして製造された鋼板を素材として、自動車部品メーカーで、適宜、熱処理や加工が行われて、製品が製造される。
The steel sheet according to the present embodiment, like a general steel sheet, for example, using blast furnace molten pig iron as a raw material, molten steel produced by performing converter refining and secondary refining, after forming a slab by continuous casting, the slab Then, hot rolling, and if necessary, cold rolling and/or annealing are performed to obtain a steel sheet. At that time, after the decarburization process in the converter, the secondary refining in the ladle is performed to control the composition of the steel and to control inclusions by adding Ca and REM. In addition to blast furnace hot metal, molten steel obtained by melting iron scrap as a raw material in an electric furnace may be used as a raw material.
Using the steel sheet thus manufactured as a raw material, an automobile parts manufacturer appropriately heat-treats and processes it to manufacture a product.

CaおよびREMは、他の含有元素の成分を調整し、さらに、Al脱酸により生じるAlを溶鋼から浮上させてから、添加する。Alが溶鋼中に多量に残存していると、CaやREMがAlの還元によって消費される。そのため、Sの固定に使われるCaおよびREMの含有量が減少し、MnSの生成を十分に防止出来なくなる。 Ca and REM are added after adjusting the components of other contained elements and further raising Al 2 O 3 generated by Al deoxidation from the molten steel. If a large amount of Al 2 O 3 remains in the molten steel, Ca and REM are consumed by the reduction of Al 2 O 3 . Therefore, the contents of Ca and REM used for fixing S are reduced, and the formation of MnS cannot be sufficiently prevented.

Caは、蒸気圧が高いので、歩留を上げるために、Ca−Si合金、Fe―Ca−Si合金、あるいはCa−Ni合金等として添加するのがよい。これらの合金添加のために、これら合金から構成される合金ワイヤーを用いてもよい。REMは、Fe−Si−REM合金、およびミッシュメタル等の形で添加すればよい。ミッシュメタルとは希土類元素の混合物であり、具体的には、Ceを40〜50%程度、Laを20〜40%程度含有することが多い。例えば、Ce45%、La35%、Nd9%、Pr6%、他不純物からなるミッシュメタルなどが入手できる。 Since Ca has a high vapor pressure, it is preferable to add Ca as a Ca-Si alloy, a Fe-Ca-Si alloy, a Ca-Ni alloy, or the like in order to improve the yield. For the addition of these alloys, alloy wires composed of these alloys may be used. REM may be added in the form of Fe-Si-REM alloy, misch metal, or the like. The misch metal is a mixture of rare earth elements, and specifically, often contains about 40 to 50% Ce and about 20 to 40% La. For example, misch metal composed of Ce 45%, La 35%, Nd 9%, Pr 6% and other impurities can be obtained.

Ca及びREMの添加順序は特に制限されるものではない。しかし、REM添加後にCa添加すると、介在物のサイズが小さくなる傾向が見られる。従って、REM添加後にCaを添加するのが好ましい。 The order of adding Ca and REM is not particularly limited. However, when Ca is added after REM addition, the size of inclusions tends to decrease. Therefore, it is preferable to add Ca after adding REM.

Al脱酸後にAlが生成し、このAlのうち一部がクラスター化する。しかし、REM添加をCa添加よりも先に行うと、クラスターの一部が還元・分解され、クラスターのサイズを低減できる。一方、Ca添加をREM添加よりも先に行うと、Alが低融点のCaO−Al系介在物に変化し、上記Alクラスターが凝集して単一の粗大なCaO−Al系介在物となってしまうおそれがある。このため、REM添加後にCa添加することが好ましい。 Al 2 O 3 is generated after Al deoxidation, and a part of this Al 2 O 3 is clustered. However, if the REM addition is performed before the Ca addition, a part of the cluster is reduced/decomposed, and the size of the cluster can be reduced. On the other hand, when Ca addition is performed before REM addition, Al 2 O 3 changes to CaO—Al 2 O 3 type inclusions having a low melting point, and the Al 2 O 3 clusters aggregate to form a single coarse particle. there is a possibility that a CaO-Al 2 O 3 inclusions. Therefore, it is preferable to add Ca after adding REM.

以上のようにして、本実施形態である鋼板が製造される。 As described above, the steel sheet according to this embodiment is manufactured.

以上のような構成とされた本実施形態である鋼板によれば、T.Oを考慮して、REMとCaの関係を規定していることから、CaやREMが酸化物を形成しても、Sと結合するCaやREM量が確保され、MnS系介在物を低減することが可能となる。
また、鋼中のCa、REM、T.Al、T.O、Sの各量の関係を上述のように規定しているので、介在物中のAlの比率を低減でき、低融点酸化物の生成を抑制することが可能となる。さらに、CaとREMを複合添加し、酸化物の主要組成を、REMを含有する三元系、Al−CaO−REM系とすることで、圧延時の破砕性が増し、圧延後サイズが微細化するので、有害性を低減できる。
さらに、円相当径1.0μm以上の介在物個数密度を100個/mm以下に規定しているので、破壊の起点となる介在物の個数が十分に低減されている。
よって、使用時や加工時におけるクラック等の発生が抑制された高品位な鋼板を提供することができる。
According to the steel plate of the present embodiment configured as described above, the T.I. Since the relationship between REM and Ca is defined in consideration of O, even if Ca or REM forms an oxide, the amount of Ca or REM that binds to S is secured and MnS-based inclusions are reduced. It becomes possible.
Further, Ca in steel, REM, T. Al, T.A. Since the relationship between the amounts of O and S is defined as described above, the ratio of Al 2 O 3 in the inclusions can be reduced and the formation of low melting point oxides can be suppressed. Furthermore, by adding Ca and REM in combination, and making the main composition of the oxide a ternary system containing REM 2 O 3 , an Al 2 O 3 —CaO—REM 2 O 3 system, the crushability during rolling is improved. And the size becomes finer after rolling, and the harmfulness can be reduced.
Furthermore, since the number density of inclusions having an equivalent circle diameter of 1.0 μm or more is defined to be 100 pieces/mm 2 or less, the number of inclusions that are the starting points of fracture is sufficiently reduced.
Therefore, it is possible to provide a high-quality steel plate in which the occurrence of cracks during use or processing is suppressed.

また、本実施形態である鋼板において、Cu:0%以上0.05%以下、Nb:0%以上0.05%以下、V:0%以上0.05%以下、Mo:0%以上0.05%以下、Ni:0%以上0.05%以下、B:0%以上0.0050%以下、からなる群から選択される一種又は二種以上を含む場合には、要求特性に応じて、鋼板の様々な特性を向上させることが可能となる。 In the steel sheet according to the present embodiment, Cu: 0% or more and 0.05% or less, Nb: 0% or more and 0.05% or less, V: 0% or more and 0.05% or less, Mo: 0% or more and 0. In the case of including one or more selected from the group consisting of 05% or less, Ni: 0% or more and 0.05% or less, B: 0% or more and 0.0050% or less, depending on the required characteristics, It is possible to improve various properties of the steel sheet.

さらに、本実施形態である鋼板において、内部に存在する介在物における各化合物MXの質量比を(MX)とした場合に、上述の(9)式、又は、(10)式を満足する場合には、介在物の融点が低下することを抑制でき、延伸介在物の個数をさらに低減することが可能となる。 Further, in the steel sheet according to the present embodiment, when the mass ratio of each compound MX in the inclusions present inside is (MX) and the above formula (9) or (10) is satisfied, Can prevent the melting point of the inclusions from decreasing, and can further reduce the number of stretched inclusions.

以上、本発明の実施形態である鋼板について具体的に説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、実施形態では、本発明の鋼板を製造する鋼板の製造方法の一例を示したが、これに限定されることはなく、他の製造方法を適用してもよい。
Although the steel plate which is the embodiment of the present invention has been specifically described above, the present invention is not limited to this and can be appropriately changed without departing from the technical idea of the invention.
For example, in the embodiment, an example of the steel plate manufacturing method for manufacturing the steel plate of the present invention has been shown, but the present invention is not limited to this, and other manufacturing methods may be applied.

以下に、本発明の効果を確認すべく、実施した実験結果について説明する。 Below, the result of an experiment conducted to confirm the effect of the present invention will be described.

高炉溶銑を原料とし、溶銑予備処理、転炉における脱炭処理の後、取鍋精錬で成分調整を行って溶鋼300トンを溶製した。取鍋精錬では、まずAlを添加して脱酸を行い、次にTiなどのその他の元素の成分を調整した後、Al脱酸で生じたAlを浮上させるため5分間以上保持した後に、REMを添加し、均一に混合するために3分間保持してから、Caを添加した。REMはミッシュメタルを用いた。このミッシュメタルに含まれるREM元素は、質量比で、Ce50%、La25%、Nd10%であり、残部が不純物であった。よって、得られる鋼板に含まれる各REM元素の比率は、上記した各REM元素の比率とほぼ同一となった。Caは蒸気圧が高いため、歩留を上げるためにCa−Si合金を添加した。 Using blast furnace hot metal as a raw material, after performing hot metal pretreatment and decarburizing treatment in a converter, the components were adjusted by ladle refining to melt 300 tons of molten steel. In ladle refining, first, Al was added to deoxidize, and then the components of other elements such as Ti were adjusted, and then held for 5 minutes or more to float Al 2 O 3 generated by Al deoxidation. Later, REM was added and held for 3 minutes for uniform mixing before adding Ca. MIS used misch metal. The REM element contained in this misch metal was Ce 50%, La 25%, and Nd 10% in mass ratio, and the balance was impurities. Therefore, the ratio of each REM element contained in the obtained steel sheet was almost the same as the ratio of each REM element described above. Since Ca has a high vapor pressure, a Ca-Si alloy was added to increase the yield.

精錬後の上記溶鋼を連続鋳造により厚み250mmの鋳片とした。その後、この鋳片を1200℃に加熱した後で1時間保持し、次いで仕上げ温度が920℃となるように熱間圧延して板厚を5mmにした後、巻取温度が520℃となる条件で巻き取った。 The molten steel after refining was cast into a slab having a thickness of 250 mm by continuous casting. After that, this slab was heated to 1200° C. and then held for 1 hour, and then hot-rolled to a finishing temperature of 920° C. to a plate thickness of 5 mm, and then a winding temperature of 520° C. I wound it up.

得られた熱延鋼板について、介在物の組成と変形挙動(圧延後の長径/短径の比;アスペクト比)とを調査した。光学顕微鏡を用いて、圧延方向と板厚方向とに平行な断面を観察面として、光学顕微鏡により倍率400倍(ただし、介在物形状を詳細に測定する際は倍率1000倍)で60視野観察した。各観察視野で、粒径(形状が球状の介在物の場合)または長径(変形している介在物の場合)が1.0μm以上の介在物を観察し、それらの介在物をアスペクト比3.0を基準に分類した。アスペクト比>3.0の介在物個数密度が、6個/mmを超えた試料を「劣位」、6個/mm以下を「良好」と評価した。 With respect to the obtained hot-rolled steel sheet, the composition of inclusions and the deformation behavior (ratio of major axis/minor axis after rolling; aspect ratio) were investigated. Using an optical microscope, a cross section parallel to the rolling direction and the plate thickness direction was used as an observation surface, and an optical microscope was used to observe 60 fields of view at a magnification of 400 times (however, a magnification of 1000 times when measuring the shape of inclusions in detail). .. In each observation field, inclusions having a particle size (in the case of spherical inclusions) or a long diameter (in the case of deformed inclusions) of 1.0 μm or more are observed, and the inclusions have an aspect ratio of 3. It was classified based on 0. Inclusions number density of aspect ratio> 3.0, "inferior" samples exceeded 6 / mm 2, and the six / mm 2 or less was evaluated as "good".

また、粒径(形状が球状の介在物の場合)または長径(変形している介在物の場合)が1.0μm以上である代表的な介在物10個をランダムに選択し、各介在物の断面全体の平均組成をSEMに付属したEDX装置を用いて分析し、10個の平均組成を求めた。
各介在物の組成として、例えば介在物中心部の組成で代表させるのではなく、断面全体の平均組成を測定したのは、例えば単独MnSの様に組成が均一な介在物より、Al−CaO−REM系酸化物の周囲の一部にMnSやCaSが付着する場合のように、複数の相が混合している場合が多いためである。この様な介在物の平均組成は、介在物全断面をEDX分析範囲に含めて分析すれば求めることができる。あるいは、それぞれの介在物相ごとに、点分析を行い、SEM像から求まるそれぞれの相の面積率を乗じて平均組成を算出しても良い。
In addition, 10 representative inclusions having a particle size (in the case of spherical inclusions) or a long diameter (in the case of deformed inclusions) of 1.0 μm or more are randomly selected, and each inclusion is selected. The average composition of the entire cross section was analyzed using the EDX device attached to the SEM, and the average composition of 10 pieces was obtained.
The composition of the inclusions, for example inclusions center instead of being represented by the composition of, the measured average composition of the entire cross-section, for example, than the composition is uniform inclusions as single MnS, Al 2 O 3 This is because a plurality of phases are often mixed, as in the case where MnS or CaS adheres to a part of the periphery of the —CaO—REM 2 O 3 based oxide. The average composition of such inclusions can be determined by analyzing the entire cross section of inclusions in the EDX analysis range. Alternatively, the average composition may be calculated by performing point analysis for each inclusion phase and multiplying the area ratio of each phase obtained from the SEM image.

そして、上記で得られた熱延鋼板の靭性の指標として、室温(20℃)におけるシャルピー衝撃値を測定した。サブサイズ試験片を、鋼板のC方向から採取した。すなわち、試験片長さ55mmを鋼板の幅方向から、試験片高さを鋼板長手(圧延)方向10mm、試験片幅を鋼板厚み方向2.5mmとして採取した。55mm長さ×2.5mm幅の面に、2mmVノッチを加工した。この方向で試験片を採取すると、鋼板のL断面が破断面となるので、延伸介在物の影響を評価し易い。鋼板中に、割れ起点となる介在物、特に圧延方向に延伸した介在物が少ないほど、シャルピー吸収エネルギー(衝撃値)(J/cm)は向上する。 Then, the Charpy impact value at room temperature (20° C.) was measured as an index of the toughness of the hot rolled steel sheet obtained above. The subsize test piece was taken from the C direction of the steel plate. That is, a test piece length of 55 mm was sampled from the width direction of the steel sheet, a test piece height was 10 mm in the steel sheet longitudinal (rolling) direction, and a test piece width was 2.5 mm in the steel sheet thickness direction. A 2 mm V notch was machined on a surface of 55 mm length×2.5 mm width. When a test piece is sampled in this direction, the L cross section of the steel plate becomes a fracture surface, so the influence of the stretched inclusions can be easily evaluated. Charpy absorbed energy (impact value) (J/cm 2 ) is improved as the number of inclusions that become crack initiation points, especially inclusions stretched in the rolling direction, decreases in the steel sheet.

Figure 2020084281
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Figure 2020084281
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Figure 2020084281
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Figure 2020084281
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No.51〜60は比較例である。いずれも、式(6)〜(8)で規定される成分条件を満たさないため、延伸介在物個数は6個/mmを超え、円相当径1.0μm以上の介在物個数は100個/mmを超えた。
介在物組成を調査すると、No.52、53、55〜58、60は、式(9)と(10)のいずれも満たさなかったため、延伸した低融点酸化物が観察された。このうち、含有[Ca]と下限[Ca]の差が比較的大きなNo.53、57、58では、Mnと結合するSが比較的多かったため、延伸した低融点酸化物に、サイズが大きめのMnSが付着しており、そのMnSもまた延伸している様子が観察された。
No.51、54、59は、式(9)は満たさなかったが、式(10)を満たしており酸化物が高融点化したため、酸化物の延伸は抑制されており、主に観察された延伸介在物はMnSであった。
このように、No.51〜60は、清浄度が劣位であったため、シャルピー衝撃値は基準値100(J/cm)に未達であった。
No. 51 to 60 are comparative examples. In any case, since the component conditions defined by the formulas (6) to (8) are not satisfied, the number of stretched inclusions exceeds 6/mm 2, and the number of inclusions having a circle equivalent diameter of 1.0 μm or more is 100/ It exceeds mm 2 .
When the composition of inclusions was investigated, No. Nos. 52, 53, 55 to 58, and 60 did not satisfy the formulas (9) and (10), and thus a stretched low melting point oxide was observed. Among these, No. 1 having a relatively large difference between the content [Ca] and the lower limit [Ca]. In 53, 57, and 58, since S bound to Mn was relatively large, it was observed that MnS of a larger size was attached to the stretched low-melting oxide and that MnS was also stretched. ..
No. 51, 54, and 59 did not satisfy the formula (9), but satisfied the formula (10) and the oxide had a high melting point, so that the stretching of the oxide was suppressed, and the mainly observed stretching intercalation was observed. The product was MnS.
In this way, No. Since the cleanliness of Nos. 51 to 60 was inferior, the Charpy impact value did not reach the standard value of 100 (J/cm 2 ).

式(6)〜(8)で規定される成分条件を満たした本発明例No.1〜22は、延伸介在物個数が6個/mm以下であり、円相当径1.0μm以上の介在物個数が100個/mm以下であった。そして、シャルピー吸収エネルギーは基準値100(J/cm)以上であり、良好であった。介在物の平均組成は、式(9)と(10)の少なくとも一方を満たしていた。 Inventive Example No. 1 satisfying the component conditions defined by the formulas (6) to (8). In Nos. 1 to 22, the number of stretched inclusions was 6/mm 2 or less, and the number of inclusions having a circle equivalent diameter of 1.0 μm or more was 100/mm 2 or less. The Charpy absorbed energy was 100 or more (J/cm 2 ) as the reference value, which was good. The average composition of the inclusions satisfied at least one of formulas (9) and (10).

以上のことから、本発明によれば、MnS、低融点酸化物を問わず、延伸介在物の生成を防止でき、かつ、円相当径が1.0μm以上である介在物の個数密度が100(個/mm)以下である、清浄性に優れた鋼板を製造することができた。 From the above, according to the present invention, regardless of MnS or low melting point oxide, the formation of stretched inclusions can be prevented, and the number density of inclusions having a circle equivalent diameter of 1.0 μm or more is 100 ( It was possible to manufacture a steel sheet having excellent cleanliness, which is less than the number of pieces/mm 2 ).

Claims (3)

質量%で、
C:0.05%超え0.48%未満、
Si:0%以上0.60%以下、
Mn:0.40%以上2.0%以下、
Al:0.003%以上0.080%以下、
Ti:0%以上0.060%以下、
Cr:0%以上0.70%以下、
Ca:0.0003%以上0.0050%以下、
REM:0.0003%以上0.0050%以下、
を含有し、残部が鉄及び不純物からなり、前記不純物のうちP,S,O,Nを、
P:0.020%以下、
S:0.0034%以下、
O:0.0040%以下、
N:0.0075%以下、
に制限し、
鋼中の各成分元素Mの質量比を[M]で表示した場合に、[REM]を以下の(1)式で示す第1閾値[REM_1]、及び、(2)式で示す第2閾値[REM_2]によって3つの領域に区別し、それぞれの領域において、鋼中のCa量[Ca]が、以下の(3)式に示すa、(4)式に示すb、(5)式に示すcを用いて、以下の(6)式、(7)式、(8)式を満足するとともに、
鋼中に含まれる円相当径が1.0μm以上の介在物の個数密度が100個/mm以下であることを特徴とする鋼板。
(1)式:[REM_1]=−0.0161×[Al]−0.2030×[S]+[O]+0.0008
(2)式:[REM_2]=0.0139×[Al]−0.0791×[S]+1.6×[O]−0.0007
(3)式:a=2.5765×[Al]+265.56×[S]−266.33×[O]+0.2621
(4)式:b=0.01469×[Al]−0.0399×[S]+[O]−0.0004
(5)式:c=0.0070×[Al]+0.0951×[S]+0.4×[O]−0.0003
(6)式:[REM]<[REM_1]の場合、[Ca]≧a×[REM]+b
(7)式:[REM_1]≦[REM]<[REM_2]の場合、[Ca]≧a×[REM_1]+b
(8)式:[REM_2]≦[REM]≦0.0050%の場合、[Ca]≧c
In mass %,
C: more than 0.05% and less than 0.48%,
Si: 0% or more and 0.60% or less,
Mn: 0.40% or more and 2.0% or less,
Al: 0.003% or more and 0.080% or less,
Ti: 0% or more and 0.060% or less,
Cr: 0% or more and 0.70% or less,
Ca: 0.0003% or more and 0.0050% or less,
REM: 0.0003% or more and 0.0050% or less,
And the balance consists of iron and impurities, of which P, S, O and N are
P: 0.020% or less,
S: 0.0034% or less,
O: 0.0040% or less,
N: 0.0075% or less,
Limited to
When the mass ratio of each component element M in steel is represented by [M], [REM] is a first threshold value [REM_1] represented by the following equation (1) and a second threshold value represented by the equation (2). It is divided into three regions by [REM_2], and in each region, the amount of Ca [Ca] in the steel is shown in the following equation (3), a in the equation (4), and in the equation (5). Using c, the following expressions (6), (7), and (8) are satisfied, and
A steel sheet having a number density of inclusions having an equivalent circle diameter of 1.0 μm or more contained in the steel of 100/mm 2 or less.
Formula (1): [REM_1]=−0.0161×[Al]−0.2030×[S]+[O]+0.0008
Formula (2): [REM_2]=0.0139×[Al]−0.0791×[S]+1.6×[O]−0.0007
Formula (3): a=2.5765×[Al]+265.56×[S]-266.33×[O]+0.2621
Formula (4): b=0.01469×[Al]−0.0399×[S]+[O]−0.0004
Formula (5): c=0.070×[Al]+0.0951×[S]+0.4×[O]−0.0003
Formula (6): When [REM]<[REM_1], [Ca]≧a×[REM]+b
(7) Formula: [REM] [[REM]<[REM_2] [Ca]≧a×[REM_1]+b
Formula (8): [REM_2]≦[REM]≦0.0050%, [Ca]≧c
さらに、質量%で、
Cu:0%以上0.05%以下、
Nb:0%以上0.05%以下、
V:0%以上0.05%以下、
Mo:0%以上0.05%以下、
Ni:0%以上0.05%以下、
B:0%以上0.0050%以下、
からなる群から選択される一種又は二種以上を含むことを特徴とする請求項1に記載の鋼板。
Furthermore, in mass %,
Cu: 0% to 0.05%,
Nb: 0% to 0.05%,
V: 0% to 0.05%,
Mo: 0% to 0.05%,
Ni: 0% to 0.05%,
B: 0% or more and 0.0050% or less,
The steel sheet according to claim 1, comprising one or more selected from the group consisting of:
内部に存在する介在物における各化合物MXの質量比を(MX)とした場合に、以下の(9)式、又は、(10)式を満足することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の鋼板。
(9)式:(CaO)/(Al)≧1.35
(10)式:(REM)/{(Al)+(CaO)+(REM)}≧0.45
When the mass ratio of each compound MX in the inclusions present inside is (MX), the following formula (9) or (10) is satisfied: Steel plate described in.
Formula (9): (CaO)/(Al 2 O 3 )≧1.35
Formula (10): (REM 2 O 3 )/{(Al 2 O 3 )+(CaO)+(REM 2 O 3 )}≧0.45
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