JP2555436B2 - 加工性の優れた熱延鋼板とその製造法 - Google Patents

加工性の優れた熱延鋼板とその製造法

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、加工性の優れた熱延鋼板の製造に係り、よ
り詳しくは、優れた伸びフランジ性を有する熱延鋼板と
その製造法に関する。
(従来の技術及び解決しようとする課題) ホイールリム、ディスクをはじめとする自動車用部
材、或いは建設工事足場用クランプをはじめとする建設
用部材等々の部材としては、特に良好な伸びフランジ性
を有する部材が必要とされている。
従来、このような伸びフランジ性の良好な鋼板として
は、フェライト+ベイナイト鋼(特開昭58−42726号)
或いはフェライト+ベイナイト+マルテンサイト鋼(特
開昭57−70257号)等が一般に知られている。
しかし、これらの鋼は、Siを比較的多量に添加するた
め、高コストとなるばかりでなく、フェライト粒径が粗
大化すると共に第2相が硬質なものとなり易く、伸びフ
ランジ性の良好な鋼を得る条件が狭いと云う問題があ
る。また、Siを多量に添加すると赤い島状スケールが発
生し易く、操業上更にその対策を講じる必要が生じると
云う問題がある。
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためにな
されたものであって、伸びフランジ生の優れた熱延鋼板
を安価に提供することを目的とし、またその製造法を提
供することを目的とするものである。
(課題を解決するための手段) 前記目的を達成するため、本発明者等は、Si量を節減
する成分調整を前提とし、より安価で容易に伸びフラン
ジ性の良好な熱延鋼板を得ることができる方策について
鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成させるに至ったの
である。
すなわち、本発明は、C:0.03〜0.12%、Si:0.01%以
下、Mn:0.8〜2.0%、P:0.01〜0.03%及びTi:0.01〜0.08
%を含み、必要に応じて更に、Ca及び希土類元素のうち
の1種又は2種以上を合計で0.001〜0.02%含み、残部
が鉄及び不可避的不純物よりなる鋼であって、平均粒径
5μm以上20μm以下のポリゴナルフェライトと面積率
で3〜40%の微細なベイナイトからなる組織を有するこ
とを特徴とする伸びフランジ性の優れた熱延鋼板を要旨
とするものである。
また、該熱延鋼板の製造法の一つは、上記組成の鋼の
鋼片或いは連続鋳造された鋳片を、1150〜1300℃の温度
域に加熱した後、仕上げ温度をAr3〜900℃とし、且つ、
Ar3+150℃以下での最終パスの圧下率が10%以上とする
条件で熱間圧延を行い、その後、平均冷却速度30〜150
℃/secで急冷し、250〜540℃で巻取ることを特徴とする
ものである。
更に、該熱延鋼板の他の製造法は、上記組成の鋼の鋼
片或いは連続鋳造された鋳片を、1150〜1300℃の温度域
に加熱した後、仕上げ温度をAr3〜900℃とし、且つ、最
終パスを含む2パス以上の圧延を3秒以内で累積圧下率
が25%以上となる条件で熱間圧延を行い、その後、平均
冷却速度30〜150℃/secで急冷し、250〜540℃で巻取る
ことを特徴とするものである。
(作用) 以下、本発明について更に詳細に説明する。
前述のように、本発明者等は、0.01%以下の如く低Si
含有鋼において、より安価で容易に伸びフランジ性の良
好な熱延鋼板を得るために鋭意検討した結果、平均粒径
5μm以上20μm以下のポリゴナルフェライト(PF)と
面積率で3〜40%の微細なベイナイト(B)からなる組
織とすることにより、非常に良好なTS(引張強さ)−λ
(穴拡げ率(%))バランス(伸びフランジ性)を有す
ることを見い出した。
すなわち、第1図及び第2図は検討結果をまとめたも
のであり、まず、第1図はTS−λバランスに及ぼすPF粒
径の影響を示している。同図より、PF平均粒径を5〜20
μmに制御することによりTS×λ≧6000の良好な熱延鋼
板を得ることができることがわかる。またこの時、残部
のB相の面積率は第2図に示すように3〜40%とする必
要があり、3%未満では実質上パーライト或いはセメン
タイトを含んだ組織となり、伸びフランジ性が劣化す
る。一方、B面積率が40%を超えると、特に伸びの劣化
が著しく、加工の厳しい部品に適用するのが困難とな
る。
次に、上記のPF粒径とベイナイト面積率の所望の範囲
に制御するための条件として、化学成分及び熱延条件に
ついて説明する。
まず、本発明における化学成分の限定理由について説
明する。
C: Cは所望のベイナイト面積率を得る上で必要な元素で
あり、その効果を発揮させるには0.03%以上の含有が必
要である。しかし、多すぎると延性の劣化が著しく、ま
た溶接性も劣化するので、0.12%を上限とする。
Si: Siは、ポリゴナルフェライトの生成・成長を促進する
ため、上記の所望のPF平均粒径を得るには0.01%以下に
制限する必要がある。
Mn: Mnは低C化による強度低下の補償及びベイナイト組織
を得るための不可欠の元素である。しかし、含有量が0.
8%に満たないと所望の強度及び組織が得られず、一
方、2.0%を超えると延性が劣化するほか、製造コスト
が上昇するので好ましくない。
P: Pは溶接性を劣化するので0.03%以下とし、少ないほ
ど好ましい。しかし、0.01%未満にしても改善効果は余
りなく、却ってコスト上昇を招くので、P含有量は0.01
〜0.03%の範囲とする。
Ti: Tiはポリゴナルフェライトの微細化に効果があると共
にベイナイト組織を得やすくする効果があり、しかも、
介在物の形態制御にも効果があり、伸びフランジ性を改
善する。しかし、0.01%未満ではこのような効果がな
く、また0.08%を超えて含有させると組織が微細になり
すぎ、TS−λバランスを劣化させるので好ましくない。
なお、上記元素の他に、必要に応じてCa及び希土類元
素(REM)の1種又は2種以上の合計を適量で添加する
ことができる。これらの元素は硫化物形態制御を通じて
伸びフランジ性の改善に寄与する。しかし、含有量が0.
001%未満ではその効果が得られず、0.01%を超えると
その効果が飽和点に達し、経済的でなくなるだけでな
く、介在物量を増加するので、添加する場合には、Ca及
び希土類元素の1種又は2種以上の合計を0.001〜0.01
%の範囲で添加する。
次に熱延条件について説明する。
上記鋼は、常法により鋼片或いは連続鋳造にて鋳片と
し、熱間圧延に先立って、1150℃以上の温度に加熱す
る。該加熱温度が低いと、Tiが素地中に完全に固溶し得
ないため、その後のTi炭窒化物等の析出が十分行われ
ず、熱延後の組織の微細化を図ることができない。一
方、加熱コストとγ粒径の粗大化防止の観点から、加熱
温度の上限は1300℃とする。
加熱された鋼片又は鋳片は、以下の条件で熱間圧延す
る。
すなわち、仕上げ温度は、γの微細化を図るために90
0℃以下とし、且つ、2相域で圧延すると加工組織が残
り、伸びフランジ性が劣化するため、Ar3以上とする。
圧下率は、γ−αの変態前のγを微細化、高歪化する
ことによって、変態αの微細化を図るため、以下の又
はのように規定する。
すなわち、 加工γの回復・再結晶及び再結晶後の
粒成長を抑制するにはAr3+150℃以下で高歪を与えるこ
とが重要であり、この時の圧下率を最終パスで10%以上
とすることにより、所望の微細組織が得られる。
或いは、短時間で連続圧延が可能な時は、上記温度
域(Ar3〜900℃)にて、最終パスを含む2パス以上の圧
延を3秒以内に、累積圧下率が25%以上となるように圧
延すればよい。
しかし、又はのいずれの態様においても、上記温
度域、圧下率のどちらかが満たされなければ、α変態前
のγ粒径が大きくなり、或いはγの残留歪が小さくなる
ことにより、微細なαが得られない。
熱間圧延後は、以下の条件で冷却し、巻取る。
まず、冷却速度は、αの粗大化を防止するため30℃/s
ec以上とする。しかし150℃/secを超えるとアシキュラ
フェライト組織となり、TS−λバランスが劣化するの
で、冷却速度は30〜150℃/sec範囲とする。
また、巻取温度は第2相をベイナイト組織にする上で
重要であり、540℃超えで巻取るとパーライトが出現す
る危険性があり、また250℃未満で巻取るとマルテンサ
イトが出現する危険性があるため、巻取温度は250〜540
℃の範囲とする。
次に本発明の実施例を示す。
(実施例) 第1表に示す化学成分を有する鋼につき、第2表に示
す熱延条件で熱間圧延し、巻き取った。
得られた熱延鋼板の機械的性質及び組織を第3表に示
す。
第3表より、本発明例No.1〜No.6ではTS×λ≧6000と
非常に良好なTS−λバランスを示し、優れた伸びフラン
ジ性を有していることがわかる。一方、比較例No.7〜N
o.21ではPF平均粒径又はベイナイト面積率が少なくとも
一方が本発明範囲を外れており、TS×λ<6000と劣って
おり、強度−伸びフランジ性のバランスが悪い。
(発明の効果) 以上詳述したように、本発明によれば、Si含有量を0.
01%以下にする如く成分調整し、特定の熱延条件で製造
するので、伸びフランジ性の優れた熱延鋼板を得ること
ができる。しかもSi含有量が節減されるので安価であ
り、容易に得ることができる等の顕著な効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はTS×λバランスに及ぼすポリゴナルフェライト
(PF)平均粒径の影響を示す図、 第2図はTS×λバランスに及ぼすベイナイト面積率の影
響を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−48520(JP,A) 特開 昭62−27549(JP,A)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重量%で(以下、同じ)、C:0.03〜0.12
    %、Si:0.01%以下、Mn:0.8〜2.0%、P:0.01〜0.03%及
    びTi:0.01〜0.08%を含み、残部が鉄及び不可避的不純
    物よりなる鋼であって、平均粒径5μm以上20μm以下
    のポリゴナルフェライトと面積率で3〜40%の微細なベ
    イナイトからなる組織を有することを特徴とする伸びフ
    ランジ性の優れた熱延鋼板。
  2. 【請求項2】前記鋼が更にCa及び希土類元素のうち1種
    又は2種以上を合計で0.001〜0.02%含むものである請
    求項1に記載の熱延鋼板。
  3. 【請求項3】請求項1又は2に記載の鋼の鋼片或いは連
    続鋳造された鋳片を、1150〜1300℃の温度域に加熱した
    後、仕上げ温度をAr3〜900℃とし、且つ、Ar3+150℃以
    下での最終パスの圧下率が10%以上とする条件で熱間圧
    延を行い、その後、平均冷却速度30〜150℃/secで急冷
    し、250〜540℃で巻取ることを特徴とする伸びフランジ
    性の優れた熱延鋼板の製造法。
  4. 【請求項4】請求項1又は2に記載の鋼の鋼片或いは連
    続鋳造された鋳片を、1150〜1300℃の温度域に加熱した
    後、仕上げ温度をAr3〜900℃とし、且つ、最終パスを含
    む2パス以上の圧延を3秒以内で累積圧下率が25%以上
    となる条件で熱間圧延を行い、その後、平均冷却速度30
    〜150℃/secで急冷し、250〜540℃で巻取ることを特徴
    とする伸びフランジ性の優れた熱延鋼板の製造法。
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