JP2529906B2 - 加工性の優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 - Google Patents
加工性の優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法Info
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Description
られる、加工性に優れ、35kgf/mm2以上の引張
強度を有する高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造す
る方法に係わる。
低燃費を望む自動車購入,利用者のニーズを車両軽量化
により実現するために行なわれてきた。ところが最近に
おいては、地球規模の環境問題から燃料消費そのものが
取り沙汰にされ、地球温暖化対策として二酸化炭素の排
出量を規制する意味から燃費を低下させる必要性にせま
られるようになってきたことから、これまでに増して高
強度鋼板の重要性が指摘されるようになった。高強度鋼
板を製造するに際して、成形性が取り沙汰にされる。こ
こで必要になる加工性は、伸び、r値(面内平均ランク
フォード値、〔板幅ひずみ÷板厚ひずみで定義され、こ
れを圧延方向に対して0°,45°,90°について引
張試験で求めた値(L)に対して(L0°+L90°+
2×L45°)÷4で求められる〕)等の基本的引張特
性に加え、二次加工性などがあげられる。一方、耐錆,
耐穴あきの意味から防錆鋼板へのニーズも強くなってき
ており、自動車における防錆鋼板の使用率は年々高くな
ってきている。当然、防錆鋼板における耐食性,めっき
密着性,溶接性,塗装性等、めっき特性そのものの特性
向上が重要であることは間違いないことであるが、研究
開発の対象とされるめっき原板である冷延鋼板(または
熱延鋼板)は、軟質鋼を主体とするものであった。しか
しながら、上述の高強度鋼板へのニーズを勘案すると、
防錆鋼板を高強度化し、かつ軟質鋼板に相当する加工性
を有する鋼板への期待が、今後強くなっていくことは明
白なことである。ここで、これまでの高強度防錆鋼板の
技術について述べる。従来の高強度防錆鋼板を提供する
技術としては、例えば 特開昭59−74232号,
特開昭63−72860号,特開昭62−1887
68号,特開昭63−47338号公報等がある。
含有させた極低C鋼を用い、固溶Bを確保することによ
り高い二次加工性,焼付け硬化性と深絞り性を有する技
術であるが、比較的多い量のBを必要とする技術であ
る。は、固溶強化と析出強化の併用による高強度化を
意図したものと見受けられるが、C量が多いために加工
性が劣るという課題がある。は、固溶強化元素を含有
させた極低C鋼を用い、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を得
る技術であるが、C,P,Ti,焼鈍温度に考慮が欠け
ているために加工性が劣るという課題がある。さらにこ
の技術は二次加工脆化に対する対策がない。は、固溶
強化元素を含有させた極低C鋼を用い、適度のB量と固
溶Cを製品段階において確保することにより低温脆性
(二次加工性)を向上させる技術であるが、製品段階で
固溶Cを確保するために連続溶融亜鉛めっきラインにて
連続焼鈍後,溶融亜鉛めっき前に430〜500℃の温
度範囲にて20〜120秒保持する必要があり、ライン
改造を必要とする技術であることが課題である。以上か
ら明らかなように、優れた深絞り性,二次加工性を有す
る高強度合金化溶融亜鉛メッキ鋼板を製造するにあたっ
て、多量のBを含有することなく、かつ多額を要するラ
インの改造を必要としない範囲での技術がこれまでに見
あたらない。
に対して、特定成分の鋼を特定の熱延、溶融亜鉛めっき
条件をとることにより解決しようとするもので、その骨
子とするところは質量割合で C≦0.004% Si≦0.4% Mn:0.4%超〜2.5% P≦0.07% S≦0.015% 酸可溶Al:0.005〜0.1% N≦0.004% Nb:0.008〜0.035% Ti:0.008〜0.020% B:0.0001〜0.0020% 残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼をスラブとし
た後、熱延するに際し仕上温度:Ar3〜Ar3+100
℃、仕上圧延終了後1秒以内に0.2秒間以上の冷却を
施し、巻取温度≧600℃とし、その後冷延し、続いて
溶融亜鉛めっきラインを通板するに際し800℃〜95
0℃に加熱後冷却し溶融亜鉛めっきを施した後合金化処
理を行なうことにより得られる加工性の優れた高強度合
金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法にある。
述べる。CとNは、本発明においてはr値や伸び等の加
工性や時効性を低下させる有害な元素であり、徹底的に
その含有量を下げなければならない。そのためには、各
々0.004%以下に下げる必要がある。好ましくはC
≦0.0025%、N≦0.0020%である。Si
は、強度を高めるために有効な元素である。しかしなが
ら、溶融亜鉛めっき時の濡れ性を低下させる元素でもあ
るために、その上限を規定し、0.4%以下とした。P
も、強度を高めるために有効な元素であるが、溶融亜鉛
めっき後の合金化を阻害する元素でもあるために、その
上限を規定し、0.07%以下とした。Mnは、上限を
規定したP,Siによって必要とする強度が得られない
ために添加する。添加量は、必要とする強度により変化
させれば良いが、本発明が意図する35kgf/mm2
以上の引張強度を得るためには、0.4%以上の含有が
必要である。上限は、高強度化の意味からは本来規定し
なくてもよいが、製鋼工程の精錬においてMnの多量添
加によるCの増加が本発明範囲を越えない限度として上
限を2.5%とした。Sは、有害な介在物であるMnS
となり加工性を劣化させるために、極力低減した方がよ
い。そのため、0.015%以下とした。好ましくは、
0.008%以下とすることである。Tiは、加工性や
時効性に有害である侵入型固溶元素であるCやNを固定
するために有効な元素であるが、本発明においては、P
−Ti系析出物となりr値を下げ、さらに製品の加工時
に合金めっき層が粉となって剥離するパウダリングが生
じるためにその含有量は少ない方がよい。したがって、
TiはN固定のために必要な元素としそのためには0.
008%以上の含有量が必要である。但し、r値劣化対
策のために上限は0.02%とした。Nbは、上記Ti
の役割から、Cを固定するための元素として必要であ
る。そのために本発明においては、0.008〜0.0
35%とした。Bは、後述する熱延条件との組合せによ
り二次加工性を向上させるために添加する。そのために
は、最低0.0001%の含有が必要である。但し、過
剰の添加は加工性の劣化をまねくために上限を0.00
20%とした。好ましいのは、0.0003〜0.00
12%の含有である。Alは、脱酸のために添加する。
0.005%未満では十分な脱酸ができず、0.1%を
越えると介在物が増加して鋼の延性を劣化させる。
であることが必要である。Ar3変態点以下で仕上圧延
を終了すると最終製品のr値が劣化する。上限は、Ar
3+100℃とする。オーステナイト粒径を細かくする
意味から、熱延仕上温度はAr3直上が最も好ましく、
好ましい範囲としては、Ar3〜Ar3+60℃である。
本発明において、重要なのはフェライト変態前のオース
テナイト粒径を細かくすることである。これは、本発明
者らの幾多にわたる実験の結果、製品の二次加工性と極
低C鋼特有のZnによる粒界破壊現象を抑制し加工性を
向上させることとフエライト変態前のオーステナイト粒
径を細かくすることが合致したことによる。メカニズム
は、今後の研究によらなければならないが、おそらくオ
ーステナイト粒界の多いこと,すなわちオーステナイト
粒径の細かいことがPの偏析程度を下げることに作用し
ているものと考えられる。そのために、本発明にあって
は、熱延仕上終了後1秒以内に水による冷却を施す。冷
却時間は0.2秒以上あれば十分である。水による冷却
の温度範囲を敢えて規定しないのは、水による冷却を極
短時間施し鋼帯の温度変化として検知が困難な場合にお
いても水による冷却の効果が現われるためである。これ
は、おそらく板厚方向全体に冷えなくても表層近傍が冷
えるだけでも上述の効果が現われたためと推定してい
る。これまで、極低C鋼において熱延仕上圧延後に急冷
を施すのは、熱延板フェライト粒径を細かくすることに
より冷延,連続焼鈍後のr値特性を向上させるために用
いていた技術であるが、本発明にあってはオーステナイ
ト粒径を細かくするために用いておりこれまでにない観
点である。
高いほどよい。本発明が対象としている成分系は、固溶
強化元素を多量に含むために熱延板組織は十分に細かく
なっている。したがって、本発明における巻取はC,N
無害化のために必要な工程である。そのためには600
℃以上必要である。上限は特に規定しないが、仕上温
度,および仕上直後の急冷との関係から現状においては
800℃程度と思われる。通板性等を考慮して650〜
750℃が好ましい巻取温度範囲である。溶融めっきラ
インにおける焼鈍のための加熱温度は、800℃以上に
しなければ本発明が意図する高いr値,高い延性が得ら
れない。上限は、オーステナイトに変態する温度(Ac
3)以下であることが必要である。ただし、Ac3が95
0℃以上である場合には通板性の確保が困難であるため
に上限は950℃とした。焼鈍中にオーステナイトに変
態するとYPの上昇,伸びの劣化を引き起こし加工性が
劣化する。オーステナイトに変態する温度は、通板する
成分により異なるため成分に応じた加熱温度を採用する
ことになる。Ac3温度を越えない温度範囲においては
高温であるほど伸び,r値が向上するためにAc3温度
直下にて通板することが好ましい。
たが、本発明の鋼の溶製は通常転炉で行いRH等の真空
脱ガスにて極低炭素とする。Cピック、アップ(Pic
kup)を最低限に抑えるために金属Mnを使用するこ
とが好ましい。その後通常の連続鋳造にてスラブとす
る。熱延は通常のタンデム圧延機で仕上圧延される。仕
上圧延は変態点直上で行なうため幅方向端部が材質劣化
を起こす可能性があるためエッジヒーターなどで端部を
加熱することが好ましい。熱延コイルは、酸洗後冷延さ
れ、続いて溶融亜鉛めっきラインにて焼鈍,めっき,合
金めっき処理される。合金めっき処理後の調質圧延は形
状矯正のためのやむを得ない範囲にとどめるべきであ
る。材質からは調質圧延をしないことが好ましいが、形
状矯正の点を考慮して0.2〜0.8%、好ましくは
0.2〜0.5%が適正調質圧延率である。
造にてスラブにした。この際、RH真空脱ガスを用い
た。続いて、熱延加熱温度:1200℃、仕上温度は表
2にある温度、仕上後0.5秒段階で0.3秒間の冷却
を施し、700℃で巻取った。なお、水冷は、上面下面
あわせて単位幅当り0.75l/分・mmの流量が流れ
るヘツダーを二列分用いて行った。酸洗後80%の冷延
で0.8mmの冷延板を得、図1に示すヒートサイクル
(T=850℃)にて連続溶融亜鉛めっきラインを通し
た。なお、T=850℃はいずれの鋼においても本発明
範囲内である。引張試験は、JIS Z 2201,5
号試験片を用い、同 Z2241記載の方法にしたがっ
て行なった。パウダリング特性は、60°V曲げ,曲げ
戻し後のテープ剥離幅(W;mm)で評価した。また、
二次加工性評価は、まず、50mm平底ポンチで絞り比
2.2の深絞り加工を行い、テーパーポンチにカップの
縁を押さえつけその口を広げる加工を種々温度を変えて
行い、延性−脆性破壊の遷移温度(Tcr;℃)を求め
た。なお、冷薄表面のSPCD(BAF Al−K)の
Tcrは、−55℃であった。鋼I,II,VIは、本発
明範囲にあるものであり、特に鋼Fは徹底的に高純化を
狙った鋼である。鋼IIIはCが、鋼IVはSi,Pが、鋼
VはTiが、鋼VIIはBが本発明範囲からはずれてい
る。得られた特性を表2に示した。
2,6は、いずれもTS≧35kgf/mm2でかつ高
延性,r≧1.8の高r値で優れた二次加工性(Tcr
<−55℃),耐パウダリング特性(W≦5mm)を有
する高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板になった。C量が
高かったNo.3は、低延性,低r値になった。Si,
Pの高かったNo.4は、不めっき,生焼けが生じめっ
き性が悪かった。Ti量の高かったNo.5は、r値特
性が劣化し、パウダリング性も悪かった。Bを添加しな
かったNo.7は、二次加工性が悪かった。次に、鋼II
を用い各製造条件の影響を、表3,4のように変化させ
特性を調査した。
r値となった。No.9は焼鈍温度の低かった例であ
り、同様に硬質,低延性,低r値となった。No.10
は焼鈍温度が高すぎた例であり、硬質,低延性となった
が、r値の低下は少なかった。
次加工性が劣化しまた界面から地鉄粒界に沿った欠陥が
認められた。なお、この欠陥内にはZnが侵入してい
た。No.12は冷却開始までの時間が長かった例であ
り、これも二次加工性が劣化しNo.11と同様の地鉄
粒界に沿った欠陥が認められた。
5kgf/mm2以上の引張強度を有し、かつr値、二
次加工性及び耐パウダリング特性の極めて優れた高強度
合金化溶融亜鉛めっき鋼板が経済的に製造でき、産業界
特に自動車産業として寄与するところ多大なものがあ
る。
イクルを示す。
Claims (1)
- 【請求項1】 質量割合で C≦0.004% Si≦0.4% Mn:0.4%超〜2.5% P≦0.07% S≦0.015% 酸可溶Al:0.005〜0.1% N≦0.004% Nb:0.008〜0.035% Ti:0.008〜0.020% B:0.0001〜0.0020% 残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼をスラブとし
た後、熱延するに際し仕上温度:Ar3〜Ar3+10
0℃、仕上圧延終了後1秒以内に0.2秒間以上の水に
よる冷却を施し、巻取温度≧600℃とし、その後冷延
し、続いて溶融亜鉛めっきラインを通板するに際し80
0℃〜950℃に加熱後冷却し溶融亜鉛めっきを施した
後合金化処理を行なうことを特徴とする加工性の優れた
高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3181636A JP2529906B2 (ja) | 1990-11-15 | 1991-06-27 | 加工性の優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30709290 | 1990-11-15 | ||
JP2-307092 | 1990-11-15 | ||
JP3181636A JP2529906B2 (ja) | 1990-11-15 | 1991-06-27 | 加工性の優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH059587A JPH059587A (ja) | 1993-01-19 |
JP2529906B2 true JP2529906B2 (ja) | 1996-09-04 |
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JP3181636A Expired - Fee Related JP2529906B2 (ja) | 1990-11-15 | 1991-06-27 | 加工性の優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
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Country | Link |
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---|---|---|---|---|
KR100979020B1 (ko) * | 2002-06-28 | 2010-08-31 | 주식회사 포스코 | 초심가공용 고강도 박강판과 그 제조방법 |
KR100951259B1 (ko) * | 2002-12-27 | 2010-04-02 | 주식회사 포스코 | 초고성형 고강도 박강판 및 그 제조방법 |
-
1991
- 1991-06-27 JP JP3181636A patent/JP2529906B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH059587A (ja) | 1993-01-19 |
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