JP2021155849A - Steel plate for can and method for manufacturing the same - Google Patents

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勇人 齋藤
Isato Saito
勇人 齋藤
房亮 假屋
Fusaaki Kariya
房亮 假屋
善継 鈴木
Yoshitsugu Suzuki
善継 鈴木
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Abstract

To provide a steel plate for a can, which has high intensity and excellent workability, and to provide a method for manufacturing the same.SOLUTION: A steel plate for a can comprises, by mass: 0.020% or more and 0.130% or less of C; 0.04% or less of Si; 0.10% or more and 0.60% or less of Mn; 0.020% or less of P; 0.005% or more and 0.020% or less of S; 0.01% or more and 0.10% or less of Al; 0.0050% or more and 0.0180% or less of N; 0.007% or more and 0.030% or less of Nb; and 0.010% or more and 0.050% or less of Mo, with the balance comprising Fe and inevitable impurities, wherein the steel plate has tensile strength of 500 MPa or more and elongation of 10% or more.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、缶用鋼板およびその製造方法に関する。本発明は、特に、食品缶、飲料缶等に用いられる缶容器用材料に適用して好適な缶用鋼板およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a steel sheet for cans and a method for producing the same. The present invention particularly relates to a steel sheet for cans suitable for application to a material for can containers used for food cans, beverage cans and the like, and a method for producing the same.

環境負荷低減やコスト削減の観点から食缶や飲料缶に用いられる鋼板の使用量の削減が求められており、2ピース缶、3ピース缶に関わらず鋼板の薄肉化が進行している。
鋼板を薄肉化すると缶体強度が低下するため、高強度の鋼板を使用する必要がある。高強度の缶用鋼板として、従来からDR(Double Reduced)材と呼ばれる鋼板が用いられる場合がある。DR材とは焼鈍の後に再度、冷間圧延(二次圧延)を行って製造された鋼板である。DR材は高強度であるものの、伸びが低く加工性に劣るため、高い加工性が要求される缶胴加工缶には必ずしも適用することが出来なかった。
From the viewpoint of reducing the environmental load and cost, it is required to reduce the amount of steel sheet used for food cans and beverage cans, and the thickness of steel sheet is being thinned regardless of whether it is a 2-piece can or a 3-piece can.
Since the strength of the can body decreases when the steel plate is thinned, it is necessary to use a high-strength steel plate. As a high-strength steel sheet for cans, a steel sheet called a DR (Double Reduced) material may be conventionally used. The DR material is a steel sheet manufactured by cold rolling (secondary rolling) again after annealing. Although the DR material has high strength, it has low elongation and is inferior in workability, so that it has not always been applicable to can body processing cans that require high workability.

このような課題に対応するため、高強度かつ加工性に優れた缶用鋼板が必要とされている。例えば、高強度の缶用鋼板が特許文献1、2で提案されている。 In order to meet such problems, a steel sheet for cans having high strength and excellent workability is required. For example, high-strength steel sheets for cans have been proposed in Patent Documents 1 and 2.

特許文献1には、質量%で、C:0.020%以上0.130%以下、Si:0.04%以下、Mn:0.10%以上1.2%以下、P:0.007%以上0.100%以下、S:0.03%以下、Al:0.0010%以上0.10%以下、N:0.0120%超え0.020%以下を含有し、さらにNb:0.010%以上0.050%以下、Ti:0.010%以上0.050%以下、B:0.0010%以上0.010%以下から選ばれる一種または二種以上を含み、残部が鉄および不可避的不純物からなる成分組成を有し、組織はフェライト相を有し、該フェライト相の面積率が50%以上であり、210℃、20分の熱処理後における、上降伏強度が480〜700MPa、全伸びが12%以上であり、板厚方向に表面〜1/8深さ位置までの領域における固溶N量と、表面から3/8深さ位置〜4/8深さ位置までの領域における固溶N量の比が、下記の式1を満たす、缶用鋼板が提案されている。 Patent Document 1 describes in terms of mass%, C: 0.020% or more and 0.130% or less, Si: 0.04% or less, Mn: 0.10% or more and 1.2% or less, P: 0.007%. More than 0.100% or less, S: 0.03% or less, Al: 0.0010% or more and 0.10% or less, N: 0.0120% or more and 0.020% or less, and Nb: 0.010 % Or more and 0.050% or less, Ti: 0.010% or more and 0.050% or less, B: 0.0010% or more and 0.010% or less. It has a component composition composed of impurities, the structure has a ferrite phase, the area ratio of the ferrite phase is 50% or more, the top yield strength is 480 to 700 MPa, and the total elongation is after heat treatment at 210 ° C. for 20 minutes. Is 12% or more, and the amount of solid solution N in the region from the surface to the 1/8 depth position in the plate thickness direction and the solid solution in the region from the surface to the 3/8 depth position to the 4/8 depth position. A steel plate for cans has been proposed in which the ratio of the amount of N satisfies the following formula 1.

特許文献2には、成分組成は、質量%で、C:0.020%以上0.130%以下、Si:0.04%以下、Mn:0.10%以上1.20%以下、P:0.007%以上0.100%以下、S:0.030%以下、Al:0.001%以上0.100%以下、N:0.0120%超え0.0200%以下、Nb:0.0060%以上0.0300%以下を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなり、上降伏強度が460〜680MPa、全伸びが12%以上であり、表面から1/8深さ位置までの領域における固溶Nb量と、3/8深さ位置から4/8深さ位置までの領域における固溶Nb量の差の絶対値が、0.0010質量%以上であることを特徴とする缶用鋼板が提案されている。 In Patent Document 2, the component composition is, in mass%, C: 0.020% or more and 0.130% or less, Si: 0.04% or less, Mn: 0.10% or more and 1.20% or less, P: 0.007% or more and 0.100% or less, S: 0.030% or less, Al: 0.001% or more and 0.100% or less, N: 0.0120% or more and 0.0200% or less, Nb: 0.0060 % Or more and 0.0300% or less, the balance is composed of iron and unavoidable impurities, the top yield strength is 460 to 680 MPa, the total elongation is 12% or more, and in the region from the surface to the 1/8 depth position. A steel plate for cans characterized in that the absolute value of the difference between the amount of solid-dissolved Nb and the amount of solid-dissolved Nb in the region from the 3/8 depth position to the 4/8 depth position is 0.0010% by mass or more. Has been proposed.

WO2016/157878号公報WO2016 / 157878 WO2017/150066号公報WO2017 / 150066

特許文献1および2に開示された缶用鋼板では、高い上降伏強度と高い全伸びが得られるものの、必ずしも十分な引張強さが得られない、または引張強さが得られた場合でも缶体強度(軸座屈強度)が不足するという課題があった。 The steel sheets for cans disclosed in Patent Documents 1 and 2 can obtain high yield strength and high total elongation, but cannot always obtain sufficient tensile strength, or even when tensile strength is obtained, the can body. There was a problem that the strength (axial buckling strength) was insufficient.

本発明はかかる事情に鑑みなされたもので、高強度および優れた加工性を有する缶用鋼板およびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a steel sheet for cans having high strength and excellent workability and a method for producing the same.

上記の目的を達成するために、本発明は、下記を要旨とする。
[1]質量%で、
C:0.020%以上、0.130%以下、
Si:0.04%以下、
Mn:0.10%以上、0.60%以下、
P:0.020%以下、
S:0.005%以上、0.020%以下、
Al:0.01%以上、0.10%以下、
N:0.0050%以上、0.0180%以下、
Nb:0.007%以上、0.030%以下、
Mo:0.010%以上、0.050%以下、
残部がFeおよび不可避的不純物である成分組成を有し、
引張強さが500MPa以上であり、
伸びが10%以上である、
缶用鋼板。
[2]成分組成として、さらに質量%で、
B:0.0005%以上、0.0040%以下、
Cr:0.04%以上、0.20%以下
のうち一種以上を含有する、
[1]に記載の缶用鋼板。
[3]金属組織はフェライトを有し、かつ、パーライトまたは粒状セメンタイトのいずれか1種以上からなる、
[1]または[2]に記載の缶用鋼板。
[4][1]〜[3]のいずれかに記載の缶用鋼板の製造方法であって、
前記成分組成を有する鋼スラブを加熱温度1100℃以上にて加熱する加熱工程と、
前記加熱工程後の鋼スラブを熱延仕上げ温度830℃以上950℃以下の条件で熱間圧延する熱間圧延工程と、
前記熱間圧延工程で得られた熱延板を巻取り温度450℃以上650℃以下にて巻き取る巻取り工程と、
前記巻取り工程後の熱延板を圧延率85%以上の条件で冷間圧延する冷間圧延工程と、
前記冷間圧延工程で得られた冷延板を焼鈍温度700℃以上780℃以下の条件で焼鈍する焼鈍工程と、
前記焼鈍工程で得られた焼鈍板を伸長率0.5%以上5.0%以下の条件で圧延する調質圧延工程と、
を有する缶用鋼板の製造方法。
In order to achieve the above object, the present invention has the following gist.
[1] By mass%,
C: 0.020% or more, 0.130% or less,
Si: 0.04% or less,
Mn: 0.10% or more, 0.60% or less,
P: 0.020% or less,
S: 0.005% or more, 0.020% or less,
Al: 0.01% or more, 0.10% or less,
N: 0.0050% or more, 0.0180% or less,
Nb: 0.007% or more, 0.030% or less,
Mo: 0.010% or more, 0.050% or less,
The balance has a component composition of Fe and unavoidable impurities,
The tensile strength is 500 MPa or more,
Growth is 10% or more,
Steel plate for cans.
[2] As a component composition, further in mass%,
B: 0.0005% or more, 0.0040% or less,
Cr: Contains one or more of 0.04% or more and 0.20% or less.
The steel plate for cans according to [1].
[3] The metal structure has ferrite and is composed of one or more of pearlite and granular cementite.
The steel plate for cans according to [1] or [2].
[4] The method for manufacturing a steel sheet for cans according to any one of [1] to [3].
A heating step of heating a steel slab having the above component composition at a heating temperature of 1100 ° C. or higher,
A hot rolling step of hot rolling the steel slab after the heating step under the condition of a hot rolling finishing temperature of 830 ° C. or higher and 950 ° C. or lower, and a hot rolling step.
A winding step of winding the hot-rolled plate obtained in the hot rolling step at a winding temperature of 450 ° C. or higher and 650 ° C. or lower, and a winding step.
A cold rolling step of cold rolling the hot rolled sheet after the winding step under the condition of a rolling ratio of 85% or more, and a cold rolling step.
An annealing step of annealing the cold rolled sheet obtained in the cold rolling step under the conditions of an annealing temperature of 700 ° C. or higher and 780 ° C. or lower.
A temper rolling step in which the annealed plate obtained in the annealing step is rolled under conditions of an elongation rate of 0.5% or more and 5.0% or less, and a temper rolling step.
A method for manufacturing a steel sheet for a can.

本発明の缶用鋼板は高強度および優れた加工性を有する。本発明によれば、食缶や飲料缶等に使用される鋼板の更なる薄肉化が可能になり、省資源化および低コスト化を達成することができる。 The steel sheet for cans of the present invention has high strength and excellent workability. According to the present invention, the steel plate used for food cans, beverage cans and the like can be further thinned, and resource saving and cost reduction can be achieved.

以下、本発明の缶用鋼板の成分組成、鋼板特性、製造方法について順に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。 Hereinafter, the component composition, the steel sheet characteristics, and the manufacturing method of the steel sheet for cans of the present invention will be described in order. The present invention is not limited to the following embodiments.

まず、本発明の缶用鋼板の成分組成について説明する。成分組成の説明において、各成分の含有量を示す%は質量%を意味する。なお、本発明の缶用鋼板を、単に、鋼板ともいう。 First, the component composition of the steel sheet for cans of the present invention will be described. In the description of the component composition,% indicating the content of each component means mass%. The steel sheet for cans of the present invention is also simply referred to as a steel sheet.

C:0.020%以上、0.130%以下
Cは、引張強さの向上に重要な元素である。C含有量を0.020%以上とすることで引張強さを500MPa以上とすることが出来る。C含有量は、好ましくは0.030%以上である。さらに好ましくは0.085%以上である。一方、C含有量が0.130%超えとなると、伸びが低下する。このため、C含有量は0.130%以下とする必要がある。
C: 0.020% or more, 0.130% or less C is an important element for improving tensile strength. By setting the C content to 0.020% or more, the tensile strength can be set to 500 MPa or more. The C content is preferably 0.030% or more. More preferably, it is 0.085% or more. On the other hand, when the C content exceeds 0.130%, the elongation decreases. Therefore, the C content needs to be 0.130% or less.

Si:0.04%以下
Siは、多量に添加すると、表面濃化により表面処理性が劣化し、耐食性が低下するため、含有量を0.04%以下とする必要がある。Si含有量は、好ましくは0.03%以下である。一方、Siは引張強さの向上に寄与するので0.01%以上添加することが好ましい。
Si: 0.04% or less When a large amount of Si is added, the surface treatment property deteriorates due to surface thickening and the corrosion resistance deteriorates. Therefore, the content of Si needs to be 0.04% or less. The Si content is preferably 0.03% or less. On the other hand, since Si contributes to the improvement of tensile strength, it is preferable to add 0.01% or more.

Mn:0.10%以上、0.60%以下
Mnは、固溶強化により引張強さの向上に寄与し、500MPa以上の引張強さを得ることができる。このような効果を得るためにはMn含有量を0.10%以上とする必要がある。Mn含有量は、好ましくは0.30%以上である。一方、Mnの含有量が0.60%を超えると伸びが低下する。このため、Mn含有量の上限は0.60%とする必要がある。Mn含有量は、好ましくは0.55%以下である。
Mn: 0.10% or more, 0.60% or less Mn contributes to the improvement of tensile strength by solid solution strengthening, and a tensile strength of 500 MPa or more can be obtained. In order to obtain such an effect, the Mn content needs to be 0.10% or more. The Mn content is preferably 0.30% or more. On the other hand, when the Mn content exceeds 0.60%, the elongation decreases. Therefore, the upper limit of the Mn content needs to be 0.60%. The Mn content is preferably 0.55% or less.

P:0.020%以下
Pを多量に含有すると、過剰な硬質化や中央偏析により加工性が低下し、また、耐食性が低下する。このため、P含有量の上限は0.020%とする。一方、Pは引張強さの向上に寄与するので、P含有量は0.005%以上とすることが好ましい。P含有量は、より好ましくは0.010%以上である。
P: 0.020% or less When a large amount of P is contained, workability is lowered due to excessive hardening and central segregation, and corrosion resistance is also lowered. Therefore, the upper limit of the P content is 0.020%. On the other hand, since P contributes to the improvement of tensile strength, the P content is preferably 0.005% or more. The P content is more preferably 0.010% or more.

S:0.005%以上、0.020%以下
Sは、鋼中で硫化物を形成して鋳造性を低下させる。よって、S含有量は0.020%以下とする。S含有量が0.005%未満である場合、缶の内容物によっては孔食の可能性があるため、S含有量は0.005%以上とする必要がある。好ましくは0.010%超えである。さらに好ましくは0.011%以上である。
S: 0.005% or more and 0.020% or less S forms sulfide in steel and lowers castability. Therefore, the S content is set to 0.020% or less. If the S content is less than 0.005%, there is a possibility of pitting corrosion depending on the contents of the can, so the S content needs to be 0.005% or more. It is preferably over 0.010%. More preferably, it is 0.011% or more.

Al:0.01%以上、0.10%以下
Alは、脱酸元素として有用であり、鋼の清浄性の向上に寄与する。このため、Alは0.01%以上含有する必要がある。一方、過剰にAlを含有すると、AlNが過剰に生成し、固溶Nが減少して引張強さが低下するため、Al含有量は0.10%以下とする必要がある。Al含有量は、好ましくは0.08%以下である。さらに好ましくは0.04%以下である。
Al: 0.01% or more, 0.10% or less Al is useful as a deoxidizing element and contributes to improvement of steel cleanliness. Therefore, Al needs to be contained in an amount of 0.01% or more. On the other hand, if Al is excessively contained, AlN is excessively generated, the solid solution N is reduced, and the tensile strength is lowered. Therefore, the Al content needs to be 0.10% or less. The Al content is preferably 0.08% or less. More preferably, it is 0.04% or less.

N:0.0050%以上、0.0180%以下
Nは、固溶Nとして存在することにより引張強さの向上に寄与する。さらに、Moが添加されている場合には、N含有量を増やすことで缶体強度を向上させることが出来る。このため、Nの含有量は0.0050%以上とする必要がある。一方、過剰に含有した場合、粗大な窒化物の生成などにより伸びが低下するため、N含有量は0.0180%以下とする必要がある。
N: 0.0050% or more and 0.0180% or less N contributes to the improvement of tensile strength by existing as a solid solution N. Further, when Mo is added, the strength of the can body can be improved by increasing the N content. Therefore, the content of N needs to be 0.0050% or more. On the other hand, if it is excessively contained, the elongation is lowered due to the formation of coarse nitrides and the like, so the N content needs to be 0.0180% or less.

Nb:0.007%以上、0.030%以下
Nbは、フェライト結晶粒の微細化や炭化物の形成により、引張強さを向上させる重要な元素であり、このような効果を得るためにはNb含有量は0.007%以上とする必要がある。Nb含有量は、好ましくは0.010%以上である。一方、Nb含有量が0.030%を超える場合、再結晶温度が過剰に高くなり、引張強さと、伸びの両立が困難になる。したがって、Nb含有量は0.030%以下とする。
Nb: 0.007% or more, 0.030% or less Nb is an important element for improving tensile strength by refining ferrite crystal grains and forming carbides, and in order to obtain such an effect, Nb The content should be 0.007% or more. The Nb content is preferably 0.010% or more. On the other hand, when the Nb content exceeds 0.030%, the recrystallization temperature becomes excessively high, and it becomes difficult to achieve both tensile strength and elongation. Therefore, the Nb content is set to 0.030% or less.

Mo:0.010%以上、0.050%以下
Moは、本発明において重要な元素であり、フェライト結晶粒の微細化や炭窒化物の形成により引張強さの向上に寄与する。さらに、引張強さの向上だけではなく、缶体の軸座屈強度の向上に寄与する。そのため、Moは0.010%以上含有する必要がある。Mo含有量は、好ましくは0.020%以上である。一方、Moを0.050%超えで含有すると、このような効果が飽和するのに加え、粒界偏析が過剰になり、伸びが低下する。そのため、Mo含有量の上限は0.050%とする必要がある。好ましくは0.045%以下である。
Mo: 0.010% or more and 0.050% or less Mo is an important element in the present invention and contributes to the improvement of tensile strength by refining ferrite crystal grains and forming carbonitride. Further, it contributes not only to the improvement of the tensile strength but also to the improvement of the axial buckling strength of the can body. Therefore, Mo needs to be contained in an amount of 0.010% or more. The Mo content is preferably 0.020% or more. On the other hand, when Mo is contained in an amount of more than 0.050%, such an effect is saturated, and grain boundary segregation becomes excessive, resulting in a decrease in elongation. Therefore, the upper limit of the Mo content needs to be 0.050%. It is preferably 0.045% or less.

本発明の缶用鋼板は、上記成分を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成とすることができる。 The steel sheet for cans of the present invention may contain the above-mentioned components, and the balance may be composed of Fe and unavoidable impurities.

また、本発明の缶用鋼板は、上記成分組成に加えてさらに、B:0.0005%以上0.0040%以下、Cr:0.04%以上0.20%以下のうち一種以上を含有することが好ましい。 Further, the steel sheet for cans of the present invention further contains one or more of B: 0.0005% or more and 0.0040% or less and Cr: 0.04% or more and 0.20% or less in addition to the above component composition. Is preferable.

B:0.0005%以上、0.0040%以下
Bはフェライト結晶粒を微細化して引張強さを上昇させる効果を持つ。このため、Bの含有量を0.0005%以上とすることが好ましい。さらにパーライトや粒状セメンタイトを微細に分散させることで強度と伸びを向上させる観点からは0.0020%超とすることが更に好ましい。Bを過剰に添加するとBNの形成により固溶N量が低下し、引張強さが低下するため、含有量は0.0040%以下とすることが好ましい。
B: 0.0005% or more, 0.0040% or less B has the effect of refining ferrite crystal grains and increasing the tensile strength. Therefore, the B content is preferably 0.0005% or more. Further, from the viewpoint of improving the strength and elongation by finely dispersing pearlite and granular cementite, it is more preferably more than 0.0020%. If B is added in excess, the amount of solid solution N decreases due to the formation of BN, and the tensile strength decreases. Therefore, the content is preferably 0.0040% or less.

Cr:0.04%以上、0.20%以下
Crは炭化物の形成やフェライト結晶粒の微細化により引張強さを上昇させる効果がある。このため、Crの含有量を0.04%以上とすることが好ましい。過剰に含有しても効果が飽和するため、0.20%以下とすることが好ましい。
Cr: 0.04% or more, 0.20% or less Cr has the effect of increasing the tensile strength by forming carbides and refining ferrite crystal grains. Therefore, the Cr content is preferably 0.04% or more. Since the effect is saturated even if it is contained in an excessive amount, it is preferably 0.20% or less.

次に、本発明の缶用鋼板の鋼板特性について説明する。 Next, the steel plate characteristics of the steel plate for cans of the present invention will be described.

引張強さ:500MPa以上
薄肉化した缶体で十分な缶体強度を確保するためには、鋼板の引張強さを500MPa以上とする必要がある。好ましくは550MPa以上である。
Tensile strength: 500 MPa or more In order to secure sufficient can body strength in a thinned can body, it is necessary to set the tensile strength of the steel sheet to 500 MPa or more. It is preferably 550 MPa or more.

伸び:10%以上
缶胴部のネック加工、フランジ加工やビード加工などで割れが発生せずに良好な成形性を確保するためには伸びを10%以上とする必要がある。好ましくは12%以上である。なお、本発明において、引張強さ、伸びは、圧延方向からJIS5号引張試験片を採取し210℃で20分の時効熱処理を加えた後、JIS Z 2241に従い評価する。
Elongation: 10% or more Elongation must be 10% or more in order to ensure good moldability without cracking due to neck processing, flange processing, bead processing, etc. of the can body. It is preferably 12% or more. In the present invention, the tensile strength and elongation are evaluated according to JIS Z 2241 after collecting a JIS No. 5 tensile test piece from the rolling direction and subjecting it to aging heat treatment at 210 ° C. for 20 minutes.

本発明の缶用鋼板の板厚は特に限定されないが、0.50mm以下が好ましい。本発明の缶用鋼板は薄肉化が可能であるので、省資源化および低コスト化の観点から、板厚を0.30mm以下とすることがより好ましい。 The thickness of the steel sheet for cans of the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.50 mm or less. Since the steel sheet for cans of the present invention can be thinned, the thickness is more preferably 0.30 mm or less from the viewpoint of resource saving and cost reduction.

鋼板組織(好適条件):金属組織はフェライトを有し、かつ、パーライトまたは粒状セメンタイトのいずれか1種以上からなる
フェライト(α)組織に加えて、パーライト(P)または粒状セメンタイト(θ)のいずれか1種以上を分散させることにより高強度と高伸びを達成することができる。マルテンサイト(M)やベイナイト(B)を含むと、強度が過剰となり伸びが低下するおそれがあるため、これらの組織は含まないことが好ましい。このため、金属組織はフェライト(α)組織に加えて、パーライト(P)または粒状セメンタイト(θ)のいずれか1種以上からなることが好ましい。鋼板組織は、鋼板の圧延方向に平行な垂直断面を観察できるように、鋼板より切り出し、サンプルの観察面を研磨後、ナイタールにて腐食して組織を現出し、走査型電子顕微鏡にて倍率3000倍で板厚の1/2位置で鋼板組織を撮影し判別する。
Steel plate structure (favorable conditions): The metal structure has ferrite and is either pearlite (P) or granular cementite (θ) in addition to the ferrite (α) structure consisting of at least one of pearlite and granular cementite. High strength and high elongation can be achieved by dispersing one or more of them. If martensite (M) or bainite (B) is contained, the strength may become excessive and the elongation may decrease. Therefore, it is preferable not to include these tissues. Therefore, the metal structure is preferably composed of any one or more of pearlite (P) and granular cementite (θ) in addition to the ferrite (α) structure. The steel sheet structure is cut out from the steel sheet so that the vertical cross section parallel to the rolling direction of the steel sheet can be observed, the observation surface of the sample is polished, and then corroded with nital to reveal the structure, and the magnification is 3000 with a scanning electron microscope. The steel plate structure is photographed and discriminated at the position of 1/2 of the plate thickness at double.

次に本発明の缶用鋼板の製造方法について説明する。本発明の缶用鋼板の製造方法は、上記成分組成を有する鋼スラブを加熱温度1100℃以上にて加熱する加熱工程と、加熱工程後の鋼スラブを熱延仕上げ温度830℃以上950℃以下の条件で熱間圧延する熱間圧延工程と、熱間圧延工程で得られた熱延板を巻取り温度450℃以上650℃以下にて巻き取る巻取り工程と、巻取り工程後の熱延板を圧延率85%以上の条件で冷間圧延する冷間圧延工程と、冷間圧延工程で得られた冷延板を焼鈍温度700℃以上780℃以下の条件で焼鈍する焼鈍工程と、焼鈍工程で得られた焼鈍板を伸長率0.5%以上5.0%以下の条件で圧延する調質圧延工程と、を有することを特徴とする。なお、以下の製造方法で製造した缶用鋼板には、Snめっき、Niめっき、Crめっき等を施すめっき工程、化成処理工程、ラミネート等の樹脂膜被覆工程等の工程を適宜行ってもよい。 Next, the method for manufacturing the steel sheet for cans of the present invention will be described. The method for producing a steel plate for cans of the present invention includes a heating step of heating a steel slab having the above component composition at a heating temperature of 1100 ° C. or higher, and a hot rolling finish temperature of the steel slab after the heating step of 830 ° C. or higher and 950 ° C. or lower. A hot rolling process in which hot rolling is performed under conditions, a winding step in which the hot rolled plate obtained in the hot rolling process is wound at a winding temperature of 450 ° C. or higher and 650 ° C. or lower, and a hot rolled plate after the winding process. A cold rolling step in which cold rolling is performed under a condition of a rolling ratio of 85% or more, an ablation step in which a cold rolled sheet obtained in the cold rolling step is annealed under a condition of an ablation temperature of 700 ° C. or higher and 780 ° C. or lower, and an ablation step. It is characterized by having a temper rolling step in which the annealed sheet obtained in 1 is rolled under the condition of an elongation rate of 0.5% or more and 5.0% or less. The steel sheet for cans manufactured by the following manufacturing method may be appropriately subjected to steps such as a plating step of applying Sn plating, Ni plating, Cr plating and the like, a chemical conversion treatment step, and a resin film coating step such as laminating.

加熱温度:1100℃以上
上記の成分組成を有する鋼スラブを加熱温度1100℃以上にて加熱する(加熱工程)。熱間圧延前の鋼スラブ加熱温度が低すぎると、粗大な窒化物が生成し伸びが低下するおそれがあるため、鋼スラブの加熱温度を1100℃以上とする。鋼スラブの加熱温度は、好ましくは1150℃以上である。
Heating temperature: 1100 ° C. or higher A steel slab having the above component composition is heated at a heating temperature of 1100 ° C. or higher (heating step). If the heating temperature of the steel slab before hot rolling is too low, coarse nitrides may be generated and the elongation may decrease. Therefore, the heating temperature of the steel slab is set to 1100 ° C. or higher. The heating temperature of the steel slab is preferably 1150 ° C. or higher.

熱延仕上げ温度:830℃以上950℃以下
加熱工程後の鋼スラブに対し、熱延仕上げ温度830℃以上950℃以下の条件で熱間圧延を施す(熱間圧延工程)。熱延仕上げ温度(熱間圧延の仕上げ温度)が950℃超えでは、熱延板でのフェライト結晶粒が粗大化し、冷間圧延・焼鈍・調質圧延後のフェライト結晶粒が粗大化して、引張強さが低下する。このため、熱延仕上げ温度の上限を950℃とする。一方、熱間圧延の仕上げ温度が830℃未満となると熱間圧延中に粗大なNb炭化物が形成されてしまい、引張強さが低下する。このため、熱延仕上げ温度の下限を830℃とする。熱延仕上げ温度の好ましい下限は850℃である。
Hot-rolled finishing temperature: 830 ° C. or higher and 950 ° C. or lower Hot-rolling is performed on the steel slab after the heating step under the conditions of hot-rolled finishing temperature of 830 ° C. or higher and 950 ° C. or lower (hot rolling step). When the hot-rolled finishing temperature (finishing temperature of hot rolling) exceeds 950 ° C., the ferrite crystal grains on the hot-rolled plate become coarse, and the ferrite crystal grains after cold rolling, annealing, and temper rolling become coarse, and the tension is increased. Strength is reduced. Therefore, the upper limit of the hot-rolled finishing temperature is set to 950 ° C. On the other hand, if the finishing temperature of hot rolling is less than 830 ° C., coarse Nb carbides are formed during hot rolling, and the tensile strength is lowered. Therefore, the lower limit of the hot rolling finishing temperature is set to 830 ° C. The preferred lower limit of the hot rolling finish temperature is 850 ° C.

巻取り温度:450℃以上650℃以下
熱間圧延工程で得られた熱延板を巻取り温度450℃以上650℃以下にて巻き取る(巻取り工程)。巻取り温度が650℃超えでは、Nb炭化物等の合金炭化物が粗大化して引張強さが低下する。このため、巻取り温度は650℃以下とする必要がある。巻取り温度は、好ましくは620℃以下である。一方、巻取り温度が450℃未満では、Nb等の合金炭化物の析出が抑制され引張強さが低下するため、巻取り温度の下限を450℃とする。巻取り温度は、好ましくは470℃以上である。
Winding temperature: 450 ° C. or higher and 650 ° C. or lower The hot rolled plate obtained in the hot rolling process is wound up at a winding temperature of 450 ° C. or higher and 650 ° C. or lower (winding step). When the winding temperature exceeds 650 ° C., alloy carbides such as Nb carbides become coarse and the tensile strength decreases. Therefore, the winding temperature needs to be 650 ° C. or lower. The winding temperature is preferably 620 ° C. or lower. On the other hand, if the take-up temperature is less than 450 ° C., precipitation of alloy carbides such as Nb is suppressed and the tensile strength decreases. Therefore, the lower limit of the take-up temperature is set to 450 ° C. The winding temperature is preferably 470 ° C. or higher.

その後、巻取り工程後の熱延板を酸洗することが好ましい(酸洗工程)。酸洗は表層スケールを除去することができればよく、酸洗条件は特に限定されない。また、酸洗以外の方法でスケールを除去してもよい。 After that, it is preferable to pickle the hot-rolled plate after the winding step (pickling step). Pickling is limited as long as the surface scale can be removed, and the pickling conditions are not particularly limited. Further, the scale may be removed by a method other than pickling.

冷間圧延率:85%以上
巻取り工程後もしくは酸洗工程後の熱延板に圧延率85%以上の条件で冷間圧延を施す(冷間圧延工程)。冷間圧延により、焼鈍後のフェライト結晶粒が微細化し、引張強さが向上する。この効果を得るために、冷間圧延の圧延率を85%以上とする。圧延率は、好ましくは87%以上である。冷間圧延率が大きくなると鋼板の面内異方性が大きくなり、製缶性が低下することがあるので、冷間圧延率は91.2%以下とすることが好ましい。
Cold rolling rate: 85% or more Cold rolling is performed on a hot-rolled plate after a winding process or a pickling process under a condition of a rolling rate of 85% or more (cold rolling process). By cold rolling, the ferrite crystal grains after annealing become finer and the tensile strength is improved. In order to obtain this effect, the rolling ratio of cold rolling is set to 85% or more. The rolling ratio is preferably 87% or more. As the cold rolling ratio increases, the in-plane anisotropy of the steel sheet increases and the can-making property may decrease. Therefore, the cold rolling ratio is preferably 91.2% or less.

焼鈍温度:700℃以上780℃以下
冷間圧延工程で得られた冷延板に焼鈍温度700℃以上780℃以下の条件で焼鈍を施す(焼鈍工程)。再結晶焼鈍により高い伸びを得るためには焼鈍温度を700℃以上とすることが必要である。焼鈍温度は、好ましくは720℃以上である。一方、焼鈍温度が780℃を超えるとNb炭化物等の合金炭化物が粗大化するのに加え、フェライト結晶粒も粗大化して引張強さが低下し、缶体強度も低下してしまう。そのため、焼鈍温度の上限を780℃とする必要がある。焼鈍温度は、好ましくは760℃以下である。焼鈍方法は材質の均一性の観点から連続焼鈍が好ましい。焼鈍時間は特に限定されないが、10s以上とすることが好ましい。焼鈍時間は、フェライト結晶粒の細粒化の観点から、好ましくは60s以下である。フェライト組織に加えてパーライトまたは粒状セメンタイトのいずれか1種以上を分散させるためには、焼鈍後の冷却工程において700℃から500℃までの平均冷却速度を100℃/s未満とすることが好ましい。さらに好ましくは30℃/s未満である。
Annealing temperature: 700 ° C. or higher and 780 ° C. or lower The cold rolled plate obtained in the cold rolling step is annealed under the conditions of an annealing temperature of 700 ° C. or higher and 780 ° C. or lower (annealing step). In order to obtain high elongation by recrystallization annealing, it is necessary to set the annealing temperature to 700 ° C. or higher. The annealing temperature is preferably 720 ° C. or higher. On the other hand, when the annealing temperature exceeds 780 ° C., alloy carbides such as Nb carbides become coarse, and ferrite crystal grains also become coarse, the tensile strength decreases, and the can body strength also decreases. Therefore, it is necessary to set the upper limit of the annealing temperature to 780 ° C. The annealing temperature is preferably 760 ° C. or lower. As the annealing method, continuous annealing is preferable from the viewpoint of material uniformity. The annealing time is not particularly limited, but is preferably 10 s or more. The annealing time is preferably 60 s or less from the viewpoint of fine graining of ferrite crystal grains. In order to disperse any one or more of pearlite and granular cementite in addition to the ferrite structure, it is preferable that the average cooling rate from 700 ° C. to 500 ° C. is less than 100 ° C./s in the cooling step after annealing. More preferably, it is less than 30 ° C./s.

伸長率:0.5%以上5.0%以下
焼鈍工程で得られた焼鈍板に、伸長率0.5%以上5.0%以下の条件で圧延を施す(調質圧延工程)。焼鈍後の調質圧延により、表面粗さの調整や板形状の矯正を行うとともに、鋼板に歪みを導入することで引張強さを向上させる。このような効果を得るため、調質圧延の圧延率(伸長率)の下限を0.5%とする。伸長率は、1.2%以上が好ましい。一方、伸長率が5.0%を超えると歪みが過剰に導入され、均一伸びが低下する。このため、伸長率の上限を5.0%とする。伸長率は、3.0%以下が好ましい。
Elongation rate: 0.5% or more and 5.0% or less The annealed plate obtained in the annealing step is rolled under the conditions of an elongation rate of 0.5% or more and 5.0% or less (preparation rolling process). By temper rolling after annealing, the surface roughness is adjusted and the plate shape is corrected, and the tensile strength is improved by introducing strain into the steel sheet. In order to obtain such an effect, the lower limit of the rolling ratio (elongation ratio) of temper rolling is set to 0.5%. The elongation rate is preferably 1.2% or more. On the other hand, when the elongation rate exceeds 5.0%, strain is excessively introduced and the uniform elongation decreases. Therefore, the upper limit of the elongation rate is set to 5.0%. The elongation rate is preferably 3.0% or less.

表1に示す鋼No.1〜11の成分を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼を溶製し、鋼スラブを得た。得られた鋼スラブを表2に示す条件にて、加熱後、熱間圧延し、巻き取り、酸洗にてスケールを除去した後、冷間圧延し、連続焼鈍炉にて焼鈍し、調質圧延を行い、缶用鋼板(鋼板No.1〜16)を得た。 Steel No. shown in Table 1. A steel slab containing components 1 to 11 and having the balance of Fe and unavoidable impurities was melted to obtain a steel slab. The obtained steel slab is heated, hot-rolled, wound, pickled to remove scale, then cold-rolled, annealed in a continuous annealing furnace, and tempered under the conditions shown in Table 2. Rolling was carried out to obtain steel sheets for cans (steel sheets Nos. 1 to 16).

得られた缶用鋼板について、引張強さおよび伸びを評価した。また、鋼板組織の判別と缶体の軸座屈強度の評価を行った。評価方法は以下のとおりである。
(引張強さ、伸びの評価)
得られた缶用鋼板から、圧延方向に沿ってJIS5号引張試験片を採取し、210℃で20分の時効熱処理後にJIS Z 2241に従い、引張強さ、伸びを評価した。
(鋼板組織の評価)
鋼板の圧延方向に平行な垂直断面を観察できるように、得られた缶用鋼板より切り出し、サンプルの観察面を研磨後、ナイタールにて腐食して組織を現出し、走査型電子顕微鏡にて倍率3000倍で板厚の1/2位置で鋼板組織を撮影し判別した。
(缶体の軸座屈強度の評価)
得られた缶用鋼板から、板幅方向を缶周方向として、ブランクを採取し、缶高さが104mm、外径が52.3mmになるように溶接し、ネック・フランジ加工、および、缶体上下に蓋を巻き締めて、缶体を作製した。缶体の缶高さ方向に対して荷重を負荷し、座屈変形する荷重を測定し、3500N以上であれば、軸座屈強度が良好として〇、3500N未満であれば×とした。
The obtained steel sheet for cans was evaluated for tensile strength and elongation. In addition, the structure of the steel plate was discriminated and the axial buckling strength of the can body was evaluated. The evaluation method is as follows.
(Evaluation of tensile strength and elongation)
From the obtained steel sheet for cans, JIS No. 5 tensile test pieces were collected along the rolling direction, and after aging heat treatment at 210 ° C. for 20 minutes, tensile strength and elongation were evaluated according to JIS Z 2241.
(Evaluation of steel sheet structure)
Cut out from the obtained steel sheet for cans so that the vertical cross section parallel to the rolling direction of the steel sheet can be observed, polish the observation surface of the sample, corrode it with nital to reveal the structure, and magnify it with a scanning electron microscope. The steel sheet structure was photographed and discriminated at a position of 1/2 of the plate thickness at 3000 times.
(Evaluation of axial buckling strength of can body)
From the obtained steel sheet for cans, a blank is taken with the plate width direction as the can circumference direction, welded so that the can height is 104 mm and the outer diameter is 52.3 mm, neck / flange processing, and the can body. The lid was wrapped up and down to prepare a can body. A load was applied in the can height direction of the can body, and the load of buckling deformation was measured.

評価結果を表3に示す。 The evaluation results are shown in Table 3.

Figure 2021155849
Figure 2021155849

Figure 2021155849
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Figure 2021155849
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発明例はいずれも引張強さが500MPa以上で、伸びが10%以上で、缶体の軸座屈が良好である。よって高強度かつ高加工性の缶用鋼板である。一方、比較例では、引張強さ、伸び、または、軸座屈強度のいずれか一つ以上が劣っていた。 In each of the examples of the invention, the tensile strength is 500 MPa or more, the elongation is 10% or more, and the axial buckling of the can body is good. Therefore, it is a steel sheet for cans with high strength and high workability. On the other hand, in the comparative example, any one or more of tensile strength, elongation, and axial buckling strength was inferior.

Claims (4)

質量%で、
C:0.020%以上、0.130%以下、
Si:0.04%以下、
Mn:0.10%以上、0.60%以下、
P:0.020%以下、
S:0.005%以上、0.020%以下、
Al:0.01%以上、0.10%以下、
N:0.0050%以上、0.0180%以下、
Nb:0.007%以上、0.030%以下、
Mo:0.010%以上、0.050%以下、
残部がFeおよび不可避的不純物である成分組成を有し、
引張強さが500MPa以上であり、
伸びが10%以上である、
缶用鋼板。
By mass%
C: 0.020% or more, 0.130% or less,
Si: 0.04% or less,
Mn: 0.10% or more, 0.60% or less,
P: 0.020% or less,
S: 0.005% or more, 0.020% or less,
Al: 0.01% or more, 0.10% or less,
N: 0.0050% or more, 0.0180% or less,
Nb: 0.007% or more, 0.030% or less,
Mo: 0.010% or more, 0.050% or less,
The balance has a component composition of Fe and unavoidable impurities,
The tensile strength is 500 MPa or more,
Growth is 10% or more,
Steel plate for cans.
成分組成として、さらに質量%で、
B:0.0005%以上、0.0040%以下、
Cr:0.04%以上、0.20%以下
のうち一種以上を含有する、
請求項1に記載の缶用鋼板。
As a component composition, further by mass%,
B: 0.0005% or more, 0.0040% or less,
Cr: Contains one or more of 0.04% or more and 0.20% or less.
The steel plate for cans according to claim 1.
金属組織はフェライトを有し、かつ、パーライトまたは粒状セメンタイトのいずれか1種以上からなる、
請求項1または2に記載の缶用鋼板。
The metallographic structure has ferrite and is composed of one or more of pearlite and granular cementite.
The steel plate for cans according to claim 1 or 2.
請求項1〜3のいずれかに記載の缶用鋼板の製造方法であって、
前記成分組成を有する鋼スラブを加熱温度1100℃以上にて加熱する加熱工程と、
前記加熱工程後の鋼スラブを熱延仕上げ温度830℃以上950℃以下の条件で熱間圧延する熱間圧延工程と、
前記熱間圧延工程で得られた熱延板を巻取り温度450℃以上650℃以下にて巻き取る巻取り工程と、
前記巻取り工程後の熱延板を圧延率85%以上の条件で冷間圧延する冷間圧延工程と、
前記冷間圧延工程で得られた冷延板を焼鈍温度700℃以上780℃以下の条件で焼鈍する焼鈍工程と、
前記焼鈍工程で得られた焼鈍板を伸長率0.5%以上5.0%以下の条件で圧延する調質圧延工程と、
を有する缶用鋼板の製造方法。
The method for manufacturing a steel sheet for cans according to any one of claims 1 to 3.
A heating step of heating a steel slab having the above component composition at a heating temperature of 1100 ° C. or higher,
A hot rolling step of hot rolling the steel slab after the heating step under the condition of a hot rolling finishing temperature of 830 ° C. or higher and 950 ° C. or lower, and a hot rolling step.
A winding step of winding the hot-rolled plate obtained in the hot rolling step at a winding temperature of 450 ° C. or higher and 650 ° C. or lower, and a winding step.
A cold rolling step of cold rolling the hot rolled sheet after the winding step under the condition of a rolling ratio of 85% or more, and a cold rolling step.
An annealing step of annealing the cold rolled sheet obtained in the cold rolling step under the conditions of an annealing temperature of 700 ° C. or higher and 780 ° C. or lower.
A temper rolling step in which the annealed plate obtained in the annealing step is rolled under conditions of an elongation rate of 0.5% or more and 5.0% or less, and a temper rolling step.
A method for manufacturing a steel sheet for a can.
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