JP2020084325A - 熱延鋼板 - Google Patents
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Abstract
Description
そして、酸化鉄の生成により鋼板表面に排出された銅が濃縮されて粗大化し、鋼板の表面が銅で覆われてしまうと、上記酸化物と同様に鋼板の化成処理性を著しく阻害すると言われている。
(1)鋼板表面の残留物がマイクロカソードを含み、
上記マイクロカソードが、線状のマイクロカソードを70個数%以上含有することを特徴とする鋼板。
(2)上記マイクロカソードの密度が、800〜200,000個/mm2であることを特徴とする上記第(1)項に記載の鋼板。
(3)上記マイクロカソードが、銅化合物を含むことを特徴とする上記第(1)項又は第(2)項に記載の鋼板。
(4)マイクロカソードが、鉄(Fe)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、およびケイ素(Si)から成る群から選ばれた1つ以上の金属の金属酸化物を含むことを特徴とする上記第(1)項〜第(3)項のいずれか1つの項に記載の鋼板。
(5)炭素(C)を0.005質量%〜0.25質量%、
ケイ素(Si)を0.01質量%〜1.60質量%、
マンガン(Mn)を0.01質量%〜1.60質量%、
クロム(Cr)を0.01質量%〜1.60質量%
および
銅(Cu)を0.10質量%〜0.50質量%含有することを特徴とする上記第(1)項〜第(4)項に記載の鋼板。
(6)製鋼された鋼片を加熱する加熱工程と、
上記加熱された鋼片を大気に曝す酸化工程と、
上記鋼片表面に生成した酸化物層を除去するデスケーリング工程と、
上記鋼片を延ばす粗圧延工程と、を順に有し、
上記酸化工程が、地鉄と酸化物層との間に、地鉄よりも電位が高い金属を含む液相の層を生成させる処理を含み、
上記粗圧延工程が、鋼片の銅脆化現象を避けた温度で圧延することを特徴とする鋼板の製造方法。
(7)上記酸化工程が、大気に1〜5分間曝す処理であることを特徴とする上記第(6)項に記載の製造方法。
(8)上記デスケーリング工程と粗圧延工程とを、交互に複数回繰り返すことを特徴とする上記第(6)又は(7)に記載の鋼板の製造方法。
本発明の鋼板について詳細に説明する。
上記鋼板は、鋼板の表面の残留物がマイクロカソードを含み、上記マイクロカソードのうち、線状のマイクロカソードが70個数%以上である。
上記マイクロカソードが線状であることで化成結晶の密着性が向上すると共に化成処理性も向上する。
残留物の理想的な大きさは、化成結晶の1/2以下である。化成結晶の大きさが10μmの場合は5μm以下であり、8μmの場合は4μm以下、6μmの場合は3μm以下、2μmの場合は1μm以下、1μmの場合は0.5μm以下である。
化成処理反応は、鋼板の表面に形成される局部電池により駆動される。
すなわち、図1に示すように、鋼板の表面のアノード点では、地鉄の溶解反応が起こることで電子が発生し、カソード点では、上記アノード点で発生した電子により酸化剤の還元反応が起こる。そして、化成処理液が酸性溶液である場合は、水素イオンが還元されて鋼板表面近傍のpHが上昇し、これに伴って表面に化成結晶が析出する。
したがって、粗大なカソード点では、該カソード点とアノード点との境界近傍でしか上記還元反応が起こらず、化成結晶が粗大なカソード点の周縁しか覆うことができないため化成処理性が低下してしまう。
例えば、図4に示すようにマイクロカソードとなる銅化合物粒子が存在すると、図5のように緻密で微細な化成結晶が得られる。これは、銅化合物粒子が、化成結晶の大きさに比して十分小さく、かつ適切に微分散してカソード点となるマイクロカソードを当該領域で実現しているためである。
本発明においては、5μm×5μmの視野を50視野観察して各視野の粒径0.03μm以上の粒子及び幅(短径)が0.03μm以上のマイクロカソードの粒径を求めた。
残留物がカソード点となる金属酸化物粒子や銅化合物粒子であっても、その形状が塊状である粒子が多く存在する領域では、緻密で微細な化成結晶は得られ難い。
本発明において、線状のマイクロカソードとは幅が0.1μm以下のマイクロカソードをいい、塊状のマイクロカソードとは幅が0.1μmを超えるマイクロカソードをいう。
これは、マイクロカソードの形状が線状であり、かつその幅が十分小さいことで、カソード点と地鉄との局部電池がカソード点の中央部まで形成されるためである。
本発明の鋼板の製造方法は、上記鋼板を製造する方法であり、製鋼工程と熱間圧延工程と酸洗工程とを有する。製鋼工程はその溶解方法は電炉に限らない。熱間圧延工程は、製鋼された鋼片を加熱する加熱工程と、上記加熱された鋼片を大気に曝す酸化工程と、上記鋼片の表面酸化物層(スケール)を除去するデスケーリング工程と、上記鋼片を延ばす粗圧延工程と、を順に有する。酸洗工程は、熱間圧延された鋼板の表面酸化鉄皮膜を酸液にて除去する工程である。
図10中左端が鋼板表面側であり、右側が鋼板内部である。
鋼片表面を酸化させることにより、鋼片中の元素に由来する様々な内部酸化物が生成するが、表面側に生成する内部酸化物と内側に生成する内部酸化物の分布は、鋼片の組成により決まる。
1分未満では、上記液相の層が充分形成されずデスケーリング性が低下し、表面酸化物層が残り易くなって残留物の形状が塊状になり易くなる。また鋼片内部に金属酸化物粒子が充分形成されない。5分を超えると鋼片が冷えて粗圧延が困難になることがある。
粗圧延工程前にデスケーリングを行うことで、銅を含む液相を除去することができ、粗圧延工程において上記液相が地鉄表面に引き伸ばされて粗大化することが防止される。
デスケーリング工程で残存した銅化合物が液相の状態で圧延を行うと、図12に示すように、液相の銅化合物が鋼片のオーステナイト粒界に押し込まれて粗大化するが、上記温度範囲で粗圧延を行うことで、地鉄表面に残存する銅化合物粒子が微細化されて、2μm以下のマイクロカソードを形成できる。
粗圧延工程中に生じた表面酸化物層を逐次除去することで、上記酸化物層から排斥された銅化合物が地鉄のオーステナイト粒界に押し込まれて粗大化することを防止できる。
実施例1〜7、比較例1〜5の鋼板の表面SEM像をそれぞれ図13〜図24の(a)に、また、上記SEM像中の金属酸化物の黒点で示す箇所の分析チャートを図13〜図24の(b)にそれぞれ示す。
実施例1〜7、比較例1〜5の鋼板を化成処理した後の表面SEM像をそれぞれ図13〜図24の(c)に、また、評価結果を鋼板の製造条件と共に表2に示す。
Claims (8)
- 鋼板表面の残留物がマイクロカソードを含み、
上記マイクロカソードが、線状のマイクロカソードを70個数%以上含有することを特徴とする鋼板。 - 上記マイクロカソードの密度が、800〜200,000個/mm2であることを特徴とする請求項1記載の鋼板。
- 上記マイクロカソードが、銅化合物を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の鋼板。
- 請求項1のマイクロカソードが、鉄(Fe)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、およびケイ素(Si)から成る群から選ばれた1つ以上の金属の金属酸化物を含むことを特徴とする請求項1に記載の鋼板。
- 炭素(C)を0.005質量%〜0.25質量%、
ケイ素(Si)を0.01質量%〜1.60質量%、
マンガン(Mn)を0.01質量%〜1.60質量%、
クロム(Cr)を0.01質量%〜1.60質量%
および
銅(Cu)を0.10質量%〜0.50質量%含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つの項に記載の鋼板。 - 製鋼された鋼片を加熱する加熱工程と、
上記加熱された鋼片を大気に曝す酸化工程と、
上記鋼片表面に生成した酸化物層を除去するデスケーリング工程と、
上記鋼片を延ばす粗圧延工程と、を順に有し、
上記酸化工程が、地鉄と酸化物層との間に、地鉄よりも電位が高い金属を含む液相の層を生成させる処理を含み、
上記粗圧延工程が、鋼片の銅脆化現象を避けた温度で圧延することを特徴とする鋼板の製造方法。 - 上記酸化工程が、大気に1〜5分間曝す処理であることを特徴とする請求項6に記載の製造方法。
- 上記デスケーリング工程と粗圧延工程とを、交互に複数回繰り返すことを特徴とする請求項6又は7に記載の鋼板の製造方法。
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