JP2582894B2 - 深絞り用熱延鋼板及びその製法 - Google Patents
深絞り用熱延鋼板及びその製法Info
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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、深絞り性の優れた熱延鋼板及びその製法に
関し、この熱延鋼板は、コンプレッサーカバーや自動車
用部品の如く深絞り加工される鋼板として有用である。
関し、この熱延鋼板は、コンプレッサーカバーや自動車
用部品の如く深絞り加工される鋼板として有用である。
［従来の技術］ 深絞り加工用鋼板としては成形性の良好な冷延鋼板が
使用されていたが、最近、コストの低減及び生産性の向
上を理由として熱延鋼板の使用が検討されている。しか
し一般に熱延鋼板は冷延鋼板に比べて深絞り性が悪く、
そのままで冷延鋼板に代替することはできない。そこで
深絞り性を高める為の手段として、たとえば極低炭素鋼
にTi（及び／又はNb）を添加した鋼材を使用するなど、
主に成分組成の観点から検討が加えられ、それにより伸
び率（延性）はかなり改善されてきた。
使用されていたが、最近、コストの低減及び生産性の向
上を理由として熱延鋼板の使用が検討されている。しか
し一般に熱延鋼板は冷延鋼板に比べて深絞り性が悪く、
そのままで冷延鋼板に代替することはできない。そこで
深絞り性を高める為の手段として、たとえば極低炭素鋼
にTi（及び／又はNb）を添加した鋼材を使用するなど、
主に成分組成の観点から検討が加えられ、それにより伸
び率（延性）はかなり改善されてきた。
しかしそれでも、同一成分系の冷延鋼板に比べると深
絞り性は格段に劣る。
絞り性は格段に劣る。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明は上記の様な状況に着目してなされたものであ
って、その目的は、冷延鋼板に匹敵する深絞り加工性を
有する熱延鋼板及びその製法を提供しようとするもので
ある。
って、その目的は、冷延鋼板に匹敵する深絞り加工性を
有する熱延鋼板及びその製法を提供しようとするもので
ある。
［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決することのできた本発明鋼板の構成
は、 C:0.015％以下 Si:0.5％以下 Mn:0.5％以下 P:0.05％以下 S:0.01％以下 Al:0.05％以下 N:0.006％以下 であり、あるいは更に他の元素として Ca:0.0005〜0.005％ 希土類元素:0.001〜0.01％ の１種または２種以上を含み、残部Feおよび不可避不純
物からなる鋼材からなり、組織が加工フェライトから再
結晶したフェライトであって、且つ伸び率が50％以上の
熱延鋼板からなるところに要旨を有するものであり、こ
の鋼板は必要により溶融亜鉛めっきもしくは合金化溶融
亜鉛めっき処理されることもある。そしてこの様な深絞
り用熱延鋼板は、上記成分組成の要件を満たす鋼を加熱
及び粗圧延した後、仕上げ圧延工程で、フェライト域で
の圧延を50％以上含む熱間圧延を行なうことによって得
ることができる。
は、 C:0.015％以下 Si:0.5％以下 Mn:0.5％以下 P:0.05％以下 S:0.01％以下 Al:0.05％以下 N:0.006％以下 であり、あるいは更に他の元素として Ca:0.0005〜0.005％ 希土類元素:0.001〜0.01％ の１種または２種以上を含み、残部Feおよび不可避不純
物からなる鋼材からなり、組織が加工フェライトから再
結晶したフェライトであって、且つ伸び率が50％以上の
熱延鋼板からなるところに要旨を有するものであり、こ
の鋼板は必要により溶融亜鉛めっきもしくは合金化溶融
亜鉛めっき処理されることもある。そしてこの様な深絞
り用熱延鋼板は、上記成分組成の要件を満たす鋼を加熱
及び粗圧延した後、仕上げ圧延工程で、フェライト域で
の圧延を50％以上含む熱間圧延を行なうことによって得
ることができる。
［作用］ 熱延鋼板と冷延鋼板に見られる物性上の顕著な相違の
１つにランクフォード（ｒ）値があり、一般に熱延鋼板
のｒ値が低いのに対し冷延鋼板のｒ値は高いことが確認
されている。またこのｒ値は、伸び率や深絞り性と深い
関係を有していることも知られている。しかしながら本
発明者らの経験したところでは、熱延鋼板と冷延鋼板に
見られる深絞り性の違いは上記ｒ値の違いを超えて格段
に顕著である。
１つにランクフォード（ｒ）値があり、一般に熱延鋼板
のｒ値が低いのに対し冷延鋼板のｒ値は高いことが確認
されている。またこのｒ値は、伸び率や深絞り性と深い
関係を有していることも知られている。しかしながら本
発明者らの経験したところでは、熱延鋼板と冷延鋼板に
見られる深絞り性の違いは上記ｒ値の違いを超えて格段
に顕著である。
そこでこうした違いがどの様な原因によってもたらさ
れるものであるかを明らかにするため色々検討した。そ
の結果次の様な事実が明らかになってきた。即ち従来の
熱延鋼板はオーステナイト域で熱間圧延するのが常法で
あったから、その結晶組織はオーステナイトから変態し
たフェライトであるのに対し、冷延鋼板の結晶組織は、
オーステナイトから変態した後の冷延により生成した加
工フェライトより再結晶したフェライトであり、こうし
たフェライト生成過程の違いが伸び率及び深絞り性に強
く影響を及ぼしていることが確認された。そこで熱延鋼
板についても、熱間圧延を従来例の様にオーステナイト
域で行なうのではなく、フェライト域での熱間圧延を主
体にすれば、伸び率を冷延鋼板レベルまで高めることが
できるのではないかと考え、更に研究を重ねた結果本発
明に想到した。尚、フェライト域での熱間圧延材とオー
ステナイト域での熱間圧延材は、いずれも最終的には同
じフェライト組織であり、それにもかかわらずその履歴
によって伸び率、ひいては深絞り性に顕著な差がでてく
る理由については必ずしも明らかにされた訳ではない
が、フェライト生成過程の違いによって生じるフェライ
トマトリックス内の転位構造もしくは結晶粒の分布形態
の違いが少なからぬ影響を及ぼしているものと考えられ
る。
れるものであるかを明らかにするため色々検討した。そ
の結果次の様な事実が明らかになってきた。即ち従来の
熱延鋼板はオーステナイト域で熱間圧延するのが常法で
あったから、その結晶組織はオーステナイトから変態し
たフェライトであるのに対し、冷延鋼板の結晶組織は、
オーステナイトから変態した後の冷延により生成した加
工フェライトより再結晶したフェライトであり、こうし
たフェライト生成過程の違いが伸び率及び深絞り性に強
く影響を及ぼしていることが確認された。そこで熱延鋼
板についても、熱間圧延を従来例の様にオーステナイト
域で行なうのではなく、フェライト域での熱間圧延を主
体にすれば、伸び率を冷延鋼板レベルまで高めることが
できるのではないかと考え、更に研究を重ねた結果本発
明に想到した。尚、フェライト域での熱間圧延材とオー
ステナイト域での熱間圧延材は、いずれも最終的には同
じフェライト組織であり、それにもかかわらずその履歴
によって伸び率、ひいては深絞り性に顕著な差がでてく
る理由については必ずしも明らかにされた訳ではない
が、フェライト生成過程の違いによって生じるフェライ
トマトリックス内の転位構造もしくは結晶粒の分布形態
の違いが少なからぬ影響を及ぼしているものと考えられ
る。
熱間圧延条件の詳細は追って述べるが、こうした圧延
条件が結晶組織に与える影響は鋼材の化学成分によらず
ほぼ同じである。しかし本発明で意図する程度の強度と
深絞り性を確保するには、鋼材の化学成分についても次
に述べる程度の制約が必要となる。以下、鋼材の化学成
分を定めた理由について詳述する。
条件が結晶組織に与える影響は鋼材の化学成分によらず
ほぼ同じである。しかし本発明で意図する程度の強度と
深絞り性を確保するには、鋼材の化学成分についても次
に述べる程度の制約が必要となる。以下、鋼材の化学成
分を定めた理由について詳述する。
C:0.015％以下 ＣはAr1変態温度に強く影響を及ぼす元素であり、Ｃ
量が増えるにつれてAr1変態温度は低下してくる。そし
てＣ量が0.015％を超えるとAr1変態温度は800℃以下と
なり、500℃程度以下の低温で圧延しなければならなく
なるため、もはや熱延鋼板と言えないものとなる。しか
もＣ量が多過ぎるとセメタイトの量が増大して硬質化し
延性が低下するばかりでなく、再結晶温度も高くなって
熱延のままでフェライトの再結晶を進めることが困難に
なる。
量が増えるにつれてAr1変態温度は低下してくる。そし
てＣ量が0.015％を超えるとAr1変態温度は800℃以下と
なり、500℃程度以下の低温で圧延しなければならなく
なるため、もはや熱延鋼板と言えないものとなる。しか
もＣ量が多過ぎるとセメタイトの量が増大して硬質化し
延性が低下するばかりでなく、再結晶温度も高くなって
熱延のままでフェライトの再結晶を進めることが困難に
なる。
Si:0.5％以下、Mn:0.5％以下、P:0.05％以下 これらはいずれも強度向上元素であり、高強度鋼材を
得るには夫々有効な元素であるが、深絞り性の改善を目
的とする本発明においては逆に好ましくない元素であ
り、夫々上限値を超える場合は加工性が低下して深絞り
性改善の目的が果たせなくなる。しかもSi量が上限値を
超えると成形品の表面性状が悪くなるほか溶融亜鉛めっ
きを施したときの密着性が低下し、またＰ量が多過ぎる
場合は、結晶粒界に不純物として偏析して粒界強度を低
下させる、といったマイナス効果が表われてくるので、
夫々上限値以下に抑えなければならない。
得るには夫々有効な元素であるが、深絞り性の改善を目
的とする本発明においては逆に好ましくない元素であ
り、夫々上限値を超える場合は加工性が低下して深絞り
性改善の目的が果たせなくなる。しかもSi量が上限値を
超えると成形品の表面性状が悪くなるほか溶融亜鉛めっ
きを施したときの密着性が低下し、またＰ量が多過ぎる
場合は、結晶粒界に不純物として偏析して粒界強度を低
下させる、といったマイナス効果が表われてくるので、
夫々上限値以下に抑えなければならない。
S:0.01％以下 Ｓは様々の元素と結合して不純介在物を形成し延性に
悪影響を及ぼすので少ないほど好ましいが、0.01％以下
であれば殆んど実害は生じない。
悪影響を及ぼすので少ないほど好ましいが、0.01％以下
であれば殆んど実害は生じない。
Al:0.05％以下 Alは鋼材の脱酸、脱窒用として添加されることである
が、多過ぎると鋼材が脆弱にとなり延性が著しく害され
るので、0.05％以下に抑えなければならない。
が、多過ぎると鋼材が脆弱にとなり延性が著しく害され
るので、0.05％以下に抑えなければならない。
N:0.006％以下 Ｎは窒化物の生成、あるいは固溶Ｎ量の増大により延
性を阻害するので、0.006％以下に抑えなければならな
い。
性を阻害するので、0.006％以下に抑えなければならな
い。
Ca:0.0005〜0.005％及び希土類元素:0.001〜0.01％のう
ち１種以上 深絞り用熱延鋼板を得るうえで必須成分という訳では
ないが、特にMnS系の伸長した介在物を球状化して極限
変形能（加工性）を高める作用があり、特に穴拡げ性の
向上に顕著な効果を発揮する。こうした効果は夫々上記
下限値以上の添加によって有効に発揮されるが、いずれ
の場合も上限値を超えて添加しても効果の向上が無いば
かりでなく、逆にこれらを含んだ介在物の量を増加さ
せ、特性劣化につながる場合が多い。
ち１種以上 深絞り用熱延鋼板を得るうえで必須成分という訳では
ないが、特にMnS系の伸長した介在物を球状化して極限
変形能（加工性）を高める作用があり、特に穴拡げ性の
向上に顕著な効果を発揮する。こうした効果は夫々上記
下限値以上の添加によって有効に発揮されるが、いずれ
の場合も上限値を超えて添加しても効果の向上が無いば
かりでなく、逆にこれらを含んだ介在物の量を増加さ
せ、特性劣化につながる場合が多い。
本発明で規定される深絞り用熱延鋼板の成分組成は上
記の通りであり、残部は鉄及び不可避不純物からなるも
のであるが、この様な鋼材を用いて冷延鋼板に匹敵する
深絞り性を得するには、先に述べた様な理由から、組織
を加工フェライトから再結晶したフェライトとし、且つ
伸び率が50％以上を示すものでなければならない。そし
てこの様な再結晶組織を得るには、粗圧延後の仕上げ圧
延工程でフェライト域での圧延を50％以上含む熱間圧延
を行なわなければならず、こうした要件が満たされなけ
れば、本発明で意図する様な伸び率を持った熱延鋼板を
得ることはできない。そして上記の熱間圧延条件が満足
される限り、たとえば仕上げ連続圧延の前半をオーステ
ナイト域あるいはオーステナイト＋フェライト２相域で
行なってもよい。またフェライトの再結晶は、圧延材を
650℃程度以上に加熱処理することにより行なわれる
が、この再結晶は仕上げ熱間圧延の途中で行なってもよ
く、あるいは熱間圧延終了後の冷却巻取り工程で行なっ
てもよい。また最終段階で溶融亜鉛めっきあるいは合金
化溶融亜鉛めっきを行なう場合は、めっき工程で650〜7
00℃に加熱されこの熱で再結晶が進行するので、仕上げ
圧延時の巻取りまでは未再結晶状態であってもかまわな
い。
記の通りであり、残部は鉄及び不可避不純物からなるも
のであるが、この様な鋼材を用いて冷延鋼板に匹敵する
深絞り性を得するには、先に述べた様な理由から、組織
を加工フェライトから再結晶したフェライトとし、且つ
伸び率が50％以上を示すものでなければならない。そし
てこの様な再結晶組織を得るには、粗圧延後の仕上げ圧
延工程でフェライト域での圧延を50％以上含む熱間圧延
を行なわなければならず、こうした要件が満たされなけ
れば、本発明で意図する様な伸び率を持った熱延鋼板を
得ることはできない。そして上記の熱間圧延条件が満足
される限り、たとえば仕上げ連続圧延の前半をオーステ
ナイト域あるいはオーステナイト＋フェライト２相域で
行なってもよい。またフェライトの再結晶は、圧延材を
650℃程度以上に加熱処理することにより行なわれる
が、この再結晶は仕上げ熱間圧延の途中で行なってもよ
く、あるいは熱間圧延終了後の冷却巻取り工程で行なっ
てもよい。また最終段階で溶融亜鉛めっきあるいは合金
化溶融亜鉛めっきを行なう場合は、めっき工程で650〜7
00℃に加熱されこの熱で再結晶が進行するので、仕上げ
圧延時の巻取りまでは未再結晶状態であってもかまわな
い。
深絞り性の改善を目的として行なわれる従来のオース
テナイト域での熱間圧延処理では、本発明で規定する前
述の様な成分組成の鋼材を使用すると結晶粒が粗大とな
り、肌荒れ等の問題が顕著に表われるため実用できない
が、本発明で規定する上記圧延及び熱処理を採用すると
結晶粒が極めて微細なものとなり、肌荒れ等の問題は一
切生じなくなる。従って、従来材では結晶粒微細化の為
必須とされていたTiやNbも不要となり、鋼材コストも下
げることができる。
テナイト域での熱間圧延処理では、本発明で規定する前
述の様な成分組成の鋼材を使用すると結晶粒が粗大とな
り、肌荒れ等の問題が顕著に表われるため実用できない
が、本発明で規定する上記圧延及び熱処理を採用すると
結晶粒が極めて微細なものとなり、肌荒れ等の問題は一
切生じなくなる。従って、従来材では結晶粒微細化の為
必須とされていたTiやNbも不要となり、鋼材コストも下
げることができる。
［実施例］ 第１表に示す成分組成の鋼材（厚さ100mm）を1100℃
に加熱し、950℃以上の温度で厚さ25mmまで粗圧延した
後、空冷時間を色々変え圧延開始温度を変化させて仕上
げ連続圧延を行なった。尚仕上げ連続圧延はいずれも３
パスで行ない、仕上げ板厚は2.8mmとした。また供試材
の一部については950℃以上で行なう粗圧延の圧下量を
変えて仕上げ圧延開始時の板厚を変更することにより、
フェライト域での圧下量を変化させた。
に加熱し、950℃以上の温度で厚さ25mmまで粗圧延した
後、空冷時間を色々変え圧延開始温度を変化させて仕上
げ連続圧延を行なった。尚仕上げ連続圧延はいずれも３
パスで行ない、仕上げ板厚は2.8mmとした。また供試材
の一部については950℃以上で行なう粗圧延の圧下量を
変えて仕上げ圧延開始時の板厚を変更することにより、
フェライト域での圧下量を変化させた。
圧延終了後、実操業時のコイル巻取りによる保温状態
をシミュレートするため、供試板を保温炉に装入して１
時間保持した後炉冷した。
をシミュレートするため、供試板を保温炉に装入して１
時間保持した後炉冷した。
また得られた仕上げ圧延板の一部については、その後
合金化溶融亜鉛めっき処理（焼鈍加熱温度:750℃、合金
化処理温度:600℃）を行なった。
合金化溶融亜鉛めっき処理（焼鈍加熱温度:750℃、合金
化処理温度:600℃）を行なった。
得られた各圧延板（及びめっき処理材）について、JI
S−５号試験片による引張試験を行ない、また初期穴を1
0mmφ打抜穴としたときの限界穴拡げ率（λ）を求め
た。
S−５号試験片による引張試験を行ない、また初期穴を1
0mmφ打抜穴としたときの限界穴拡げ率（λ）を求め
た。
第１、２表において、実験No.1〜８は本発明の規定要
件をすべて満たす実施例であり、伸び率（El）はいずれ
も50％以上の良好な値が得られており、優れた深絞り性
を備えたものであることが分かる。また実験No.7、８は
CaまたはREM（希土類元素）を加えた実施例であり、穴
拡げ性（λ）が著しく高められている。
件をすべて満たす実施例であり、伸び率（El）はいずれ
も50％以上の良好な値が得られており、優れた深絞り性
を備えたものであることが分かる。また実験No.7、８は
CaまたはREM（希土類元素）を加えた実施例であり、穴
拡げ性（λ）が著しく高められている。
これに対し実験No.9〜15は規定要件のいずれかを欠く
比較例であり、いずれかの物性に問題がある。
比較例であり、いずれかの物性に問題がある。
次に前記第１表に示した実験No.1及びNo.5の鋼材を使
用し、熱間仕上げ圧延温度を色々変えた場合の物性に与
える影響を調べた。但しNo.1については、巻取り温度を
600℃に設定してこの段階でフェライトの再結晶を完了
せしめ、一方No.5については巻取り温度を450℃に設定
し、この時点では未再結晶状態であるので、引き続いて
合金化溶融亜鉛めっき処理（焼鈍加熱温度:750℃、合金
化処理温度:600℃）する際に再結晶させた。
用し、熱間仕上げ圧延温度を色々変えた場合の物性に与
える影響を調べた。但しNo.1については、巻取り温度を
600℃に設定してこの段階でフェライトの再結晶を完了
せしめ、一方No.5については巻取り温度を450℃に設定
し、この時点では未再結晶状態であるので、引き続いて
合金化溶融亜鉛めっき処理（焼鈍加熱温度:750℃、合金
化処理温度:600℃）する際に再結晶させた。
結果は第１図に示す通りであり、熱間仕上げ圧延温度
が900℃未満の低温になると結晶粒径は著しく微細とな
り、引張強度がやや上昇傾向を示すばかりでなく伸び率
も大幅に増大する。即ち900℃の熱間仕上げ材は全てが
オーステナイト域で圧延されたものであるのに対し、80
0℃の熱間仕上げ材は全てがフェライト域で圧延された
ものであり、圧延がいかなる相領域の温度で行なわれた
かにより、得られる鋼板の結晶粒径、強度及び伸び率が
著しく変わってくることが分かる。
が900℃未満の低温になると結晶粒径は著しく微細とな
り、引張強度がやや上昇傾向を示すばかりでなく伸び率
も大幅に増大する。即ち900℃の熱間仕上げ材は全てが
オーステナイト域で圧延されたものであるのに対し、80
0℃の熱間仕上げ材は全てがフェライト域で圧延された
ものであり、圧延がいかなる相領域の温度で行なわれた
かにより、得られる鋼板の結晶粒径、強度及び伸び率が
著しく変わってくることが分かる。
［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されており、鋼板の成分組成
を特定すると共に仕上げ圧延条件を規定することによっ
て、深絞り性の優れた鋼板を熱間圧延法により効率良く
製造し得ることになった。
を特定すると共に仕上げ圧延条件を規定することによっ
て、深絞り性の優れた鋼板を熱間圧延法により効率良く
製造し得ることになった。
第１図は熱延仕上げ温度と結晶粒径、強度及び伸び率の
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
Claims (4)
- 【請求項１】C:0.015％以下 Si:0.5％以下 Mn:0.5％以下 P:0.05％以下 S:0.01％以下 Al:0.05％以下 N:0.006％以下 を含む他、残部はFeおよび不可避不純物からなり、金属
組織は加工フェライトから再結晶したフェライトであ
り、伸び率が50％以上であることを特徴する深絞り用熱
延鋼板。 - 【請求項２】更に他の元素として、 Ca:0.0005〜0.005％及び 希土類元素:0.001〜0.01％ の１種又は２種以上を含有するものである請求項（１）
に記載の深絞り用熱延鋼板。 - 【請求項３】請求項（１）または（２）に記載の鋼板
を、溶融亜鉛めっきまたは合金化溶融亜鉛めっき処理し
たものである深絞り用熱延鋼板。 - 【請求項４】C:0.015％以下 Si:0.5％以下 Mn:0.5％以下 P:0.05％以下 S:0.01％以下 Al:0.05％以下 N:0.006％以下 を含み、残部はFeおよび不可避不純物からなる鋼を、加
熱及び粗圧延した後、仕上げ圧延工程で、フェライト再
結晶温度域での圧延を50％以上含む熱間圧延を行なうこ
とを特徴とする深絞り用熱延鋼板の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1086322A JP2582894B2 (ja) | 1989-04-04 | 1989-04-04 | 深絞り用熱延鋼板及びその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1086322A JP2582894B2 (ja) | 1989-04-04 | 1989-04-04 | 深絞り用熱延鋼板及びその製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02263950A JPH02263950A (ja) | 1990-10-26 |
| JP2582894B2 true JP2582894B2 (ja) | 1997-02-19 |
Family
ID=13883601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1086322A Expired - Fee Related JP2582894B2 (ja) | 1989-04-04 | 1989-04-04 | 深絞り用熱延鋼板及びその製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2582894B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4608811B2 (ja) * | 2001-05-30 | 2011-01-12 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 歪み時効硬化特性に優れた深絞り用熱延鋼板およびその製造方法 |
| KR100685030B1 (ko) * | 2005-07-08 | 2007-02-20 | 주식회사 포스코 | 내2차가공취성, 피로특성 및 도금특성이 우수한 심가공용박강판 및 그 제조방법 |
| JP5018900B2 (ja) * | 2010-01-15 | 2012-09-05 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 時効後の成形性及び形状凍結性に優れた冷延鋼板およびその製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS613844A (ja) * | 1984-06-18 | 1986-01-09 | Nippon Steel Corp | 成形性のすぐれた熱延鋼板の製造方法 |
-
1989
- 1989-04-04 JP JP1086322A patent/JP2582894B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02263950A (ja) | 1990-10-26 |
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