JP2023526409A - 深絞り内釜用冷間圧延エナメル鋼およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
C:0.02-0.06%、0<Si≦0.08%、Mn:0.1-0.7%、P≦0.055%、S≦0.03%、Al:0.01-0.07%、N:0.002-0.010%、B:0.002-0.009%、Ti:0.002-0.015%、Nb:0.002-0.012%、Cr:0.01-0.08%、及びCu、NiおよびMoの少なくとも1種;Cu+Ni+Mo≦0.40%。上式において、Cu、NiとMoはいずれもそれぞれの元素の質量パーセント含有量を示す。
C:0.02-0.06%、0<Si≦0.08%、Mn:0.1-0.7%、P≦0.055%、S≦0.03%、Al:0.01-0.07%、N:0.002-0.010%、B:0.002-0.009%、Ti:0.002-0.015%、Nb:0.002-0.012%、Cr:0.01-0.08%、及びCu、NiおよびMoの少なくとも1種;Cu+Ni+Mo≦0.40%;残部はFeおよびその他の不可避的不純物である。
C:本発明による深絞り内釜用冷間圧延エナメル鋼において、Cは鋼の中にある最も基本的な強化元素であり、炭素は本発明の鋼の中に主に少量の層状および擬似パーライトの形態で存在する。パーライト中のセメンタイトペレットは好適な水素貯蔵トラップとして、鋼板の耐爪飛び性能を補強する。一方、少量の層状および擬似パーライトは、高温七宝焼き時に極少量のCO、CO2ガスを生成し、エナメル層の気泡または針穴欠陥を大幅に低減させ、釉層品質の向上には有利である。ただし、注意しなければならないのは、鋼の中でCのパーセント含有量の上昇に伴い、鋼の強度が高まり、可塑性や靭性が相応に低下する。本発明の鋼板は、エナメル内釜の深絞り内釜用鋼に使用されるため、Cの質量パーセントは高すぎないほうが好ましい。そのため、本発明による深絞り内釜用冷間圧延エナメル鋼では、Cの質量パーセントが、0.02-0.06%とする。
Si:本発明による深絞り内釜用冷間圧延エナメル鋼において、Siは鋼の中で炭化物を形成せず、固溶体の形態で存在するため、固溶強化の効果があると同時に、鋼の可塑性や靭性をある程度低減することができる。Siはまたエナメル用鋼の密着性能に影響することができ、適量のSiから高温七宝焼き過程で形成したSiO2薄膜は、鋼に対する釉薬のしみ込みや浸透に有利であるが、Si含有量が高すぎると、釉薬と金属界面との化学反応が阻害される。なお、Si含有量が高すぎると、製品には爪飛び欠陥が生じやすい。そのため、成形性能、エナメル密着性能および耐爪飛び性能を考慮する上、本発明による深絞り内釜用冷間圧延エナメル鋼において、Siの質量パーセントは、0<Si≦0.08%とする。
P:本発明による深絞り内釜用冷間圧延エナメル鋼において、Pは不可避的不純物元素であり、鋼の強度と硬度を向上させることができるものの、その偏析がひどいため、焼戻し脆性を増加させ、鋼の可塑性や靭性を低下させる;また、溶接性能にも悪影響がある。その含有量は厳格に制御する必要がある。そのため、本発明による深絞り内釜用冷間圧延エナメル鋼において、Pの質量パーセントは、P≦0.055%とする。
S:本発明による深絞り内釜用冷間圧延エナメル鋼において、Sは通常鋼の中での有害元素であり、鋼の中に残留するS元素はFeとの反応によってFeSを形成することが避けられないため、鋼の熱脆性が生じ、鋼の展延性や靭性が低下する。また、Sは鋼の溶接性能にも不利であり、鋼の耐食性を低減させる。そのため、本発明による深絞り内釜用冷間圧延エナメル鋼では、Sの質量パーセントは、S≦0.03%とする。
Al:本発明による深絞り内釜用冷間圧延エナメル鋼において、Alは通常製鋼での脱酸素剤として鋼の中に添加される。また、固溶のN原子が時効を引き起こすことを避けるため、通常Alを添加することによってAlNを形成し、それが結晶粒を微細化し、また有効な「水素トラップ」になることができる。ただし、本発明では、窒化物形成元素Bが添加されているため、Alの主な効果は脱酸素または酸素含有量の調整である。本発明による深絞り内釜用冷間圧延エナメル鋼では、Alの質量パーセントが、0.01-0.07%とする。
0.4≦B×N×105≦10;
-2≦Ti×(N-14/11B)×105≦12;
上式において、B、TiとNはいずれもそれぞれの元素の質量パーセント含有量を示す。
C:0.02-0.04%、0<Si≦0.05%、Mn:0.2-0.5%、P≦0.035%、S≦0.015%、Al:0.01-0.04%、N:0.003-0.008%、B:0.0025-0.0065%、Ti:0.002-0.008%、Nb:0.002-0.006%、Cr:0.02-0.08%、及びCu、NiおよびMoの少なくとも1種、Cu+Ni+Mo≦0.25%;好ましくは、Cu 0.005-0.02%;Ni ≦0.02%、好ましくは≦0.01%;Mo ≦0.02%、好ましくは≦0.01%、且つ好ましくは、Cu+Ni+Mo≦0.05%。
(1)製錬、精製および連続鋳造を行う;
(2)スラブを加熱する;
(3)熱間圧延および巻取を行う;
(4)酸洗いをする;
(5)冷間圧延:冷間圧延圧下率を60-70%とする;
(6)連続焼鈍:均熱温度を800-830℃、均熱時間を100-150s、過時効温度を350-450℃、過時効時間を250-350sとする;
(7)レベリングを行う。
本発明による深絞り内釜用冷間圧延エナメル鋼は、基礎となる低炭素鋼に、適量のホウ素、窒素元素および微量のチタン、ニオブ元素が添加され、またエナメルの密着性能を向上させる銅、クロムなどの合金元素が共に添加され、均一且つ微細なフェライト+層状および擬似パーライトの微細組織が得られる。パーライトは基体を強化する効果があり、またパーライト中のセメンタイトペレットが不可逆水素トラップとして鋼の耐爪飛び性能を向上させることができる。化学成分の設計において、鋼に適量のホウ素と窒素を添加することで、両者の結合によって生成、分散析出したBNペレットが、有効な水素トラップとして鋼の耐爪飛び性能を顕著に高められるだけでなく、フェライトの成長能力を有効に高め、鋼に良好な成形性を持たせることができる。鋼に添加される微量チタンは、一部のホウ素に替わり、窒素と結合しTiN粒子を生成できるため、BNによる連続鋳造スラブの角裂リスクを低減すると同時に、溶接性能にも有利である。
表1は、実施例1-6の深絞り内釜用冷間圧延エナメル鋼および比較例1-2のエナメル鋼における各化学元素の質量パーセントを示す。
(1)製錬、精製および連続鋳造を行う;
(2)スラブ加熱:加熱温度を1100-1250℃とし、加熱時間を制御し、スラブを十分オーステナイト化させた後に、熱間圧延を行う;
(3)熱間圧延および巻取:熱間圧延の仕上げ圧延温度を880-920℃とし、圧延後に水冷、空冷または徐冷を行い、その後巻取温度を680-720℃とし、巻取を行う;
(4)酸洗いをする;
(5)冷間圧延:冷間圧延圧下率を60-70%とする;
(6)連続焼鈍:均熱温度を800-830℃、均熱時間を100-150s、過時効温度を350-450℃、過時効時間を250-350sとする;
(7)レベリング:レベリング圧下率を0.8-1.2%とする。
実施例1-6および比較例1-2の冷間圧延エナメル用鋼に対し高温模擬七宝焼き試験を行い、七宝焼き温度を850℃とし、在炉時間を12minとし、その力学性能を測定した結果は表3に示す。
図1で示すとおり、本発明による実施例1の深絞り内釜用冷間圧延エナメル鋼において、その微細組織は多角形フェライトと少量層状および擬似パーライトであり、層状パーライトはフェライトの粒界三重線に分布し、擬似パーライトのセメンタイトペレットはフェライト結晶粒界と結晶粒内部に分布する。
Claims (14)
- 下記の化学元素を以下の質量パーセントで含有する、深絞り内釜用冷間圧延エナメル鋼:
C:0.02-0.06%、0<Si≦0.08%、Mn:0.1-0.7%、P≦0.055%、S≦0.03%、Al:0.01-0.07%、N:0.002-0.010%、B:0.002-0.009%、Ti:0.002-0.015%、Nb:0.002-0.012%、Cr:0.01-0.08%、及びCu、NiおよびMoの少なくとも1種;Cu+Ni+Mo≦0.40%。 - その各化学元素の質量パーセントが、以下の通りである、請求項1に記載の深絞り内釜用冷間圧延エナメル鋼:
C:0.02-0.06%、0<Si≦0.08%、Mn:0.1-0.7%、P≦0.055%、S≦0.03%、Al:0.01-0.07%、N:0.002-0.010%、B:0.002-0.009%、Ti:0.002-0.015%、Nb:0.002-0.012%、Cr:0.01-0.08%、及びCu、NiおよびMoの少なくとも1種;Cu+Ni+Mo≦0.40%;残部はFeおよびその他の不可避的不純物である。 - その各化学元素の質量パーセント含有量が、下記の各項の少なくとも一つを満たす、請求項1または2に記載の深絞り内釜用冷間圧延エナメル鋼:C:0.02-0.04%、0<Si≦0.05%、Mn:0.2-0.5%、P≦0.035%、S≦0.015%、Al:0.01-0.04%、N:0.003-0.008%、B:0.0025-0.0065%、Ti:0.002-0.008%、Nb:0.002-0.006%、Cr:0.02-0.08%、及びCu、NiおよびMoの少なくとも1種;Cu+Ni+Mo≦0.25%。
- BとNの質量パーセント含有量が、B/N=0.8-1.5を満たす、請求項1~3のいずれ1項に記載の深絞り内釜用冷間圧延エナメル鋼。
- 各化学元素がさらに以下の各式の少なくとも一つを満たす、請求項1~4のいずれ1項に記載の深絞り内釜用冷間圧延エナメル鋼:
0.4≦B×N×105≦10;
-2≦Ti×(N-14/11B)×105≦12。 - その微細組織が均一且つ微細なフェライト、層状パーライトおよび擬似パーライトであり、層状パーライトと擬似パーライトとの相比例の合計<3%;前記パーライト中のセメンタイトペレットとフェライトとの間に空隙が存在する、請求項1~5のいずれ1項に記載の深絞り内釜用冷間圧延エナメル鋼。
- 層状パーライトがフェライトの粒界三重線に位置し、擬似パーライト中のセメンタイトペレットがフェライト結晶粒界や結晶粒内部に位置する、請求項6に記載の深絞り内釜用冷間圧延エナメル鋼。
- フェライトの結晶粒度が7.5-8級である、請求項6に記載の深絞り内釜用冷間圧延エナメル鋼。
- その性能が、下記の各項の少なくとも一つを満たす、請求項1~8のいずれ1項に記載の深絞り内釜用冷間圧延エナメル鋼:降伏強度220-280MPa、伸び率38-43%、水素浸透時間≧8min、少なくとも850℃での高温七宝焼きを少なくとも12min行った後の降伏強度≧200MPa。
- Cu:0.005-0.02%、Ni:≦0.02%、Mo:≦0.02%、Cu+Ni+Mo≦0.05%である、請求項1と4~9のいずれ1項に記載の深絞り内釜用冷間圧延エナメル鋼。
- 以下のステップを含む、請求項1~10のいずれ1項に記載の深絞り内釜用冷間圧延エナメル鋼の製造方法:
(1) 製錬、精製および連続鋳造を行う;
(2) スラブを加熱する;
(3) 熱間圧延および巻取を行う;
(4) 酸洗いをする;
(5) 冷間圧延:冷間圧延圧下率を60-70%とする;
(6) 連続焼鈍:均熱温度を800-830℃、均熱時間を100-150s、過時効温度を350-450℃、過時効時間を250-350sとする;
(7) レベリングを行う。 - ステップ(2)において、加熱温度を1100-1250℃とする、請求項11に記載の製造方法。
- ステップ(3)において、熱間圧延の仕上げ圧延温度を880-920℃とし、巻取温度を680-720℃とする、請求項11に記載の製造方法。
- ステップ(7)において、レベリング圧下率を0.8-1.2%とする、請求項11に記載の製造方法。
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