JP2759844B2

JP2759844B2 - 腐食速度の低く、かつ高成形性を有する自動車用冷延鋼板

Info

Publication number: JP2759844B2
Application number: JP2293768A
Authority: JP
Inventors: 一夫小山; 武敏平
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-11-01
Filing date: 1990-11-01
Publication date: 1998-05-28
Anticipated expiration: 2013-05-28
Also published as: JPH04168246A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は自動車のパネル等に適した低腐食速度と高成
形性を有する冷延鋼板に係わる。

（従来の技術）自動車用等の鋼板は使用年数が増加しており、また、
需要家の寿命に対する要求も強くなっている。一方、腐
食環境は冬季の融雪のための塩化マグネシウム使用等一
段と厳しくなっている。通常は十分な塗装を行なってい
るがこの塗装がこれら塩による破砕作用のため壊れ、そ
の後腐食は鋼自体を侵して進行する。そのため鋼板に穴
があくまでの全腐食寿命には母材の耐食性が重要になっ
てくる。もちろん鋼板に十分な塗装性がそなわっていな
いと塗装による耐食性が劣化し全腐食寿命は大きく劣化
する。

一方、自動車パネル等に使われる冷延鋼板は複雑な成
形加工を受けて製品となる。そのため成形加工性は自動
車用冷延鋼板には当然そなわっていなければならない。
特に本冷延鋼板が目指すのはフェンダーやサイドパネル
等の複雑な成形加工を受けるパネルではこれは必須であ
る。

冷延鋼板の母材耐食性を高めるためいくつかの先行技
術がある。以下、それを挙げるとともにこれら先行技術
が本発明が目的とする技術といかに相違するか述べる。

先行特許である特開昭63−50447号公報は鋼板表面に
Ｐを拡散し、拡散層上に非鉄金属を被覆する方法であっ
て、この方法は特別な拡散処理が必要であり、さらに鋼
板表面がＰの拡散層のため硬質となり成形性が減ぜられ
る。したがって高度な成形を受けるパネル等の自動車用
には向かない。

また特開昭63−186850号公報は高Ｐ−高ＳとしTi硫化
物と高Ｐにより耐食性をもたそうとするものである。こ
の鋼板は高Ｐのため硬質となり成形性が確保できない。
さらに、高Ｓは介在物の増加をもたらし、そのため鋼の
熱間脆性を誘起しさらに製品の成形性も劣化させる。こ
の点からやはり自動車のような高度の成形用途には向か
ないのは当然である。

また特開昭63−203747号公報は自動車足廻りを対象と
する熱延鋼板であり、本発明のパネルを中心とした冷延
鋼板とは異なる。Crを多量に使っているが本発明のよう
なパネルでは硬質になりプレス成形性が劣化する上、パ
ネルでは化成処理後塗装して使われるのでこれら化成処
理性においておそらく不適である。

更に特開平１−152241号公報はＰを高め、かつNiを添
加している。Niは高価で経済性に問題がある。その上、
Ti,Nbを添加していないので主要な成形性の指標である
値が低くなり、やはり、プレス成形性に問題が残る。
Ｐも高すぎて硬質となり、これまた低成形性とする。こ
れらいずれの先行技術に於いても問題がある。

（発明が解決しようとする課題）本発明が課題としているところは、高度の成形性と低
い母材腐食速度を両立させることである。しかも塗装性
や溶接性は従来材に遜色ないレベルを維持する。ここで
低い母材腐食速度とは、鋼板の穴あきまでの時間を問題
にしており、課題は腐食速度を減じることである。そし
て前者の成形性の指標は値と伸びである。その目標値
としては≧1.8,El≧48％（ｔ＝0.8mm相当:Elは板厚に
依存する）であり、このレベルがあるとフェンダー等に
代表される複雑な形状のパネルにも成形可能である。

（課題を解決するための手段）本発明の骨子とするところは、（１）質量割合（以下、鋼成分に関しては同じ）で、C:
0.003％以下、N:0.0025％以下、Si:0.02％以下、Mn:0.0
3〜0.15％、P:0.018〜0.060％、S:0.005％以下、Al:0.0
05〜0.035％、Nb:0.005〜0.025％、Ti:0.02％以下を含
有し、さらに、Cu:0.05〜0.35％および／または、B:0.0
001〜0.0010％を含有し、残部Feおよび不可避的不純物
からなる、腐食速度の低く、かつ高成形性を有する自動
車用冷延鋼板。

（２）C:0.003％以下、N:0.0025％以下、Si:0.02％以
下、Mn:0.03〜0.15％、P:0.018〜0.060％、S:0.005％以
下、Al:0.005〜0.035％、Nb:0.005〜0.025％、Ti:0.02
％以下、Cu:0.05〜0.35％、B:0.0001〜0.0010％、Ni:0.
03〜0.25％を含有し、残部Feおよび不可避的不純物から
なる、腐食速度の低く、かつ高成形性を有する自動車用
冷延鋼板。

にある。

すなわち、ＣおよびＮを極度に低下させ、さらにＳと
Mnをこれまた極限まで減少させた高純鋼をベースとし、
成形性のために腐食速度を阻害しない範囲で微量のTiと
Nbを添加する。前者は有害なＮを熱延以前にTiNとして
固定するため用いる。後者はNbCとして熱延中に作用さ
せ、熱延板を細粒にし、続いて焼鈍では有害なため熱延
巻取段階で粗大化させ個数を減じる。炭化物はこのよう
に有用に利用した後、無害化する。

（作用）つぎに個々の構成要件の作用および数値限定理由につ
いて述べる。

C,N:侵入型不純物元素で熱延板中に存在すると冷延・焼
鈍時に値好ましい方位の発達を妨げる。また、製品板
に残留するとひずみ時効により鋼の延性を劣化させる。
さらに、本法では低腐食速度とするためＰを微量添加す
るがそのための硬質化を補う必要がある。このため本法
ではC,Nは極力減少させる。それぞれ0.0030％,0.0025％
を上限とする。

Si:Siは鋼表層に存在すると安定な酸化被膜を形成し化
成処理性、塗装性を劣化させる。そのため不純物レベル
である0.02％以下とする。

Mn,S:MnはＳと化合して鋼中では主としてMnSとなる。こ
のMnSは腐食の核となり促進させる。また、Mnは固溶体
強化により鋼を硬質にし延性を害する上に、値にも悪
影響を与える。そのため極力低減させ0.15％以下とす
る。そしてＳは0.005％以下、好ましくは0.002％以下の
高純レベルにする。Mnの下限は大量に製造する転炉溶製
の現状およびFeS脆性を防止する点を考慮して0.03％と
した。

P:Pは腐食進行中を安定錆を形成し腐食速度を低減さ
せる。しかしながら、錆を硬質にし成形性に悪影響を与
える。そのため0.045％以下の添加とする。下限は、腐
食速度低減の観点から上記MnS低下効果を合わせても0.0
18％は必要である。好ましくは0.030％必要である。

Al:Alは脱酸剤として必要であるが添加量が増大し過ぎ
ると介在物が増加し鋼の延性・成形性を劣化させる。そ
のため添加量は0.005〜0.035％とする。

Nb:NbはNbCとして熱延中に熱延板結晶粒を制御するとと
もに有害なＣを固定する役割をになう。しかし多すぎる
と微細析出物として作用し値を劣化させるとともに鋼
を硬質化する。そのため添加量は、0.005〜0.025％とす
る。

Ti:Tiは主として有害なＮをTiNとして固定するため添加
する。そのため0.02％以下添加する。好ましくはTi/Nで
２〜５である。これ以上の添加はTiCを形成し成形性を
少し悪くする。また、固溶Tiも多くなり耐食性や化成処
理性を劣化させる。

さらに安定して腐食速度を減じるにはCuを0.05〜0.35
％添加する。0.05％未満では添加効果はなく、0.35％を
越える添加はCuの固溶体強化あるいはε−Cuの析出によ
り鋼を硬質化して成形性を減じる。

また、Cuを添加する場合、中間工程である熱延で割れ
が生じる場合があり、その場合Niを0.03〜0.25％添加す
ることが好ましい。下限値未満では割れ防止効果がな
く、上限値付近で効果は飽和する。また、さらに、この
鋼を厳しく成形する場合などに二次加工脆性、あるいは
縦割れと呼ばれる成形欠陥を呈することがある。これは
本鋼のような高純鋼では粒界にも固溶炭素等粒界強化元
素がなくなり、粒界強度が低下するため生じるもので、
これを補うためにはＢを0.0001〜0.0010％添加する。下
限値未満ではその効果がなく、0.0010％を越えると値
と延性が大幅に劣化する。

本鋼の溶製は転炉で行なわれる。転炉精錬後、真空脱
ガスにより脱炭される。そして造塊・分塊または連続鋳
造にてスラブとした後熱延される。熱延条件は加熱:105
0〜1250℃、圧延終了温度:880〜950℃、巻取温度:600〜
780℃程度であるが、より一層成形性を高めるには加熱
温度≦1120℃、巻取温度≧690℃とすることが望まし
い。

熱延後、酸洗され続いて冷延されるが冷延率は通常70
〜85％であるが、本発明鋼では78％以上の高冷延率とす
ることが成形性確保の点で好ましい。焼鈍は箱焼鈍また
は連続焼鈍にて行なわれる。箱焼鈍では650〜750℃,5〜
20h程度の条件が普通であるが、成形性をさらに上げる
という意味からは700℃以上の高温、10h以上の長時間が
好ましい。また、連続焼鈍では720〜870℃,0.5〜3minが
通常の条件であるがこれまた、830℃以上、1.5min以上
の条件が好ましい。本発明鋼においては最終大きな結晶
粒を得て値、伸び等の成形性を付与させるが、この意
味からはより高温焼鈍の可能な連続焼鈍法にて焼鈍する
方が好ましい。焼鈍後、調質圧延を行なうが本鋼におい
ては調質圧延率は、0.5％以下の最小値にとどめること
が、材質確保の点で好ましい。

（実施例）第１表に示す鋼を転炉にて溶製した。すべての鋼は転
炉で精錬した後、RH脱ガスにて脱炭を行なった。

このうち鋼符号A,DおよびＥの鋼は本発明に従った鋼
である。鋼符号Ｂの鋼はMnおよびＳが高い。同じくＣの
鋼はＰが低い。鋼符号ＦおよびＧの鋼ではＰが高く、さ
らにＧの鋼ではTiも高い。鋼ＨではC,Mn,S,Cuが高く、
Ｐが低い。鋼ＩおよびＪではTiSが生成するようにMn＋S
/Ti量を制御している。鋼ＫではSi,Cr添加を、鋼Ｌでは
Si,P添加および高Mn,Sとしている。さらに、鋼Ｍおよび
Ｎは通常の極低炭素鋼および低炭素鋼で、本発明の目指
している成形性レベルは鋼Ｍに匹敵するレベルである。

熱延以降の条件を、以下に示す。

熱延加熱温度:1100〜1135℃ 仕上終了温度:895〜918℃ 巻取温度:705〜730℃ 熱延板厚:4mm 冷延・焼鈍冷延板厚:0.8mm（冷延率:80％）連続焼鈍:850℃,1.8min 鋼符号Ｅと０以外箱焼鈍:720℃,12h 鋼符号Ｅと０調質圧延伸び率:0.2〜0.4％得られた鋼板を採取し機械試験値および腐食速度を調
べた。機械試験はJIS5号試験片を用いて実施した。結果
を第２表に示す。

つぎに腐食速度については実際の自動車をシュミレー
トするためりん酸亜鉛による、ボンデ処理を施した後電
着塗装を行いその後中塗り、上塗りした。そしてクロス
カットを入れて腐食試験を行なった。腐食試験はCCT（c
yclic corrosion test）にて行なった。これは以下に示
すサイクルからなる。（SST:塩水噴霧試験） SST→乾燥→ 湿潤相対湿度:40％相対湿度:98％ 35℃ 60℃ 50℃ 4h 2h 2h この試験で1500h後の状態を調べた。指標としてはCCT
後、錆層を除去し板厚を測定した。板厚減少の大きい方
から10点とりその平均の板厚でもって残存板厚とした。
試験は繰り返し数３で実施した。それぞれの値を同じく
第２表に示す。また、残存板厚を第１図に図示した。

本発明にしたがった鋼は腐食減量は極めて小さく、概
ね20％以内である。また、加工性も良好で値≧2.0,El
≧49％のレベルを確保している。これに対し、これ以外
の鋼では腐食減量が大きいかあるいはまた低加工性であ
り、本発明の目的を満たしていない。なお、本実施例で
は本発明にしたがった鋼の塗装性（りん酸亜鉛被膜の付
着状態および塗料密着性）は何等問題なく良好であっ
た。

（発明の効果）以上述べたように、本発明は腐食速度は極めて遅く、
しかも加工性に優れ、かつ塗装性も良好であることから
複雑な成形加工を受ける自動車用パネル等に最適な製品
を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、各鋼の平均残存板厚を示す図である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】質量割合（以下、鋼成分に関しては同じ）
で、C:0.003％以下、N:0.0025％以下、Si:0.02％以下、
Mn:0.03〜0.15％、P:0.018〜0.060％、S:0.005％以下、
Al:0.005〜0.035％、Nb:0.005〜0.025％、Ti:0.02％以
下を含有し、さらに、Cu:0.05〜0.35％および／また
は、B:0.0001〜0.0010％を含有し、残部Feおよび不可避
的不純物からなる、腐食速度の低く、かつ高成形性を有
する自動車用冷延鋼板。
【請求項２】C:0.003％以下、N:0.0025％以下、Si:0.02
％以下、Mn:0.03〜0.15％、P:0.018〜0.060％、S:0.005
％以下、Al:0.005〜0.035％、Nb:0.005〜0.025％、Ti:
0.02％以下、Cu:0.05〜0.35％、B:0.0001〜0.0010％、N
i:0.03〜0.25％を含有し、残部Feおよび不可避的不純物
からなる、腐食速度の低く、かつ高成形性を有する自動
車用冷延鋼板。