JP2790018B2 - 加工性に優れた熱延鋼板の製造方法 - Google Patents
加工性に優れた熱延鋼板の製造方法Info
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Description
得る加工性、特に延性に優れた薄物の熱延鋼板を安定し
て製造する方法に関するものである。
用鋼板の使用分野において、素材のコストダウンを狙い
とした「冷延鋼板から熱延鋼板への代替施策」が促進さ
れ、より一層加工性に優れた熱延鋼板が強く要望される
ようになってきた。冷延鋼板の代替となる熱延鋼板に
は、良好な延性を有することが要求される。
昭49−134508号に開示されているように、C、
Mnの添加量の低減により鋼を軟質化し延性を向上させ
る方法が知られている。しかしながら冷延鋼板の代替と
して使用される熱延鋼板の要求は、熱間圧延時に放熱の
早い板厚1.6mm以下の薄物が主体となっており、
C、Mnを低減するとAr3点が上昇するため、仕上温
度をAr3点以上に確保するのが困難となる。その結
果、仕上温度がAr3点を下回ると、フェライトに加工
が加わり延性が著しく低下するという問題があった。
8−207335号公報に、仕上温度確保のため、Bの
Ar3点を降下させる効果を利用する方法が開示されて
いる。しかしながらこの方法でもAr3点は約870℃
であり、仕上温度をAr3点以上に確保して製造できる
板厚は3mm程度であった。
06%以下のCを含む鋼にBを添加した熱延鋼板が特開
昭62−139849号に開示されている。しかしなが
ら延性の積極的な向上を目的としていないこの方法にお
いて、830℃程度の仕上温度でも混粒組織の生成によ
る延性低下は抑制されるが、延性向上の考慮のない従来
の製造法では、C含有量が高いため、需要家が要求する
ほどの延性が得られない。またB添加鋼の材料特性向上
を目的とした製造法として例えば特開平2−10461
4号や特開平2−209423号が開示されている。し
かしながら、いずれも延性改善を目的にしておらず、異
方性改善のための製造方法である。特に特開平2−20
9423号では、仕上温度の確保が困難で、かつ板厚が
薄いため伸びが低くなる、薄物の熱延鋼板を対象として
いない。
を積極的に添加した高加工性薄物熱延鋼板が開示されて
いる。CrにはAr3点を下げる働き以外に、固溶Cの
存在状態を変化させ延性を向上させる働きがある。
から巻取りまでの冷却過程で冷却速度を調節して強度の
向上を抑制し延性を確保することについては考慮されて
いない。このような状況の中で、冷延鋼板代替鋼板に対
する需要家の要求はますます厳しくなる傾向があり、さ
らに延性の良好な薄物の熱延鋼板が要望されていた。
とする課題は、伸びが良好な薄物の熱延鋼板を安定して
製造できる製造方法を提供する点である。
上させるBまたはCr、あるいはその両者を含有した鋼
で、延性を向上させる製造法について鋭意実験を重ねた
結果、十分な延性を得るためには、熱間圧延から巻取り
までの冷却過程において、フェライトが成長しやすく、
かつ析出物が粗大化する温度で徐冷することが重要であ
るということを見いだした。すなわち、熱延後から巻取
りまでの急冷過程の途中で、720〜780℃の範囲内
の温度まで急冷後、その温度から720℃までの温度範
囲内で2〜10秒間空冷すると著しく伸びが向上するの
である。なお析出物としては、AlN、BNなどの窒化
物が主体である。この製造方法を適用することにより、
伸びのさらに良好な薄物の熱延鋼板を製造することが可
能となった。
の構成は下記のとおりである。重量%で、C:0.06
%以下、Si:0.20%以下、Mn:0.03〜0.
55%、P:0.05%以下、S:0.0005〜0.
0100%、sol.Al:0.005〜0.10%、
N:0.0050%以下、B:0.0003〜0.00
50%およびCr:0.3〜1.5%の一方または双
方、残部が鉄及び不可避不純物からなる鋼片を、鋳造直
後あるいは1100℃以上に再加熱した後、Ar3点以
上の仕上温度で熱間圧延を終了し、熱間圧延後10〜8
0℃/sで720〜780℃の範囲内の温度まで冷却す
る第1段冷却を施し、ついで第1段冷却停止温度から7
20℃までの温度範囲内で2〜10秒間空冷する第2段
冷却を施し、さらに10〜100℃/sで600〜68
0℃まで冷却する第3段冷却を施し、その後直ちに巻取
ることを特徴とする、加工性に優れた熱延鋼板の製造方
法。
間圧延を行う際、鋳造後直接あるいは1100℃以上に
再加熱する。これは不純物を完全に固溶させ偏析するの
を防ぐためである。加熱炉に装入する場合、装入前の鋼
片は鋳造後の高温の状態でも、また室温まで冷却した状
態でもかまわない。
ばよい。仕上温度は高い方がフェライト粒径が粗大化し
て延性には好ましい。しかしながら高温仕上温度確保の
ためには、保熱カバーあるいは加熱装置の設置が必要と
なり多大な設備費用を要する。したがって、通常、薄物
の熱延鋼板は800〜835℃の仕上温度で熱延され、
835℃を越える仕上温度の確保は困難である。なお仕
上圧延の後段で高圧下すると発熱量が多くなって、仕上
温度が確保しやすくなる。また、板幅エッジ部では特に
冷えやすいため、エッジヒータによって冷えすぎを防止
する(エッジ加熱する)のは、板幅方向の特性劣化防止
に有効である。
明では重要である。すなわち熱延後、第1段冷却を72
0〜780℃の範囲内の所定温度まで10〜80℃/s
で冷却し、ついで、その温度から720℃までの温度範
囲内で2〜10秒間空冷する第2段冷却を施し、さらに
5〜100℃/sで冷却する第3段冷却を600〜68
0℃まで施した後、速やかに巻取りを実施する必要があ
る。第1段冷却は、フェライトや析出物の析出の駆動力
を過冷により高めるのに必要で、10℃/s未満ではそ
の効果が不十分である。また80℃/sを超えてもその
効果が飽和することから上限を80℃/sと定めた。
冷却温度範囲が重要で、その温度を720〜780℃の
温度範囲とした。この温度域はフェライトが成長しやす
く、かつ析出物が粗大化する温度域である。すなわち7
80℃を超えるとフェライトの粒成長が不十分で、その
結果引き続き行われる第3段冷却でフェライトが核生成
する量が多くなって粒が微細化し延性が低下する。72
0℃未満ではフェライトの粒成長よりも核生成が優先
し、粒径が微細化して延性が低下する。また固溶元素の
フェライト中の拡散速度がオーステナイト中よりも著し
く大きいことより、析出物はフェライト変態後急激に粗
大化するが、第1段冷却停止温度および第2段冷却温度
範囲が780℃を超えると、フェライト変態が不十分な
ため析出物が粗大化せず、また720℃未満では析出物
を形成する元素の拡散が遅くなって析出物が粗大化せ
ず、その結果、微細析出物が形成され延性が低下する。
にフェライトや析出物を成長・粗大化させるのに必要で
ある。徐冷時間が2秒未満ではその効果が不十分であ
り、また空冷時間が10秒を超えてもその効果が飽和
し、設備が長くなる等の設備上の問題が生じる。そのた
め空冷時間は2〜10秒と定めた。第3段冷却におい
て、5〜100℃/sで冷却されるが、5℃/s未満で
は設備が長くなる問題を有し、また100℃/sを越え
る冷却設備はコスト的に不利になることから、第3段冷
却速度を5〜100℃/sと定めた。
段冷却停止温度が680℃を超えると巻取り放冷中のス
ケールの発生量が多くなって酸洗性が劣化したり、コイ
ルそのものが軟化するために腰折れなどの形状欠陥が生
じたりする。また600℃未満では巻取り時のセメンタ
イトの粗大化が不十分で延性が劣化する。したがって第
3段冷却停止温度は600〜680℃と定めた。
限定した理由について説明する。 C:Cは延性向上のためにはその含有量は低い方が好ま
しいが、安価でかつAr3点を下げる元素であり、仕上
温度の確保を容易にし、薄物の熱延鋼板を製造しやすく
する働きがある。そのため、C量は0.06%を上限と
して添加してよい。
め、加工性を劣化する。またAr3点を上昇させ、仕上
温度の確保を困難にする。そのためSi含有量の上限を
0.20%、Pの含有量の上限を0.05%とした。
と、強度が高くなりすぎて、得られる熱延鋼板におい
て、十分な延性が得られなくなる。しかしながら、Mn
は、MnSとしてSを固定し熱間脆性を防止するととも
に、粗大析出したMnSはセメンタイトの析出核として
セメンタイトの粗大化を助け、延性を向上させる。その
効果は0.03%未満では不十分である。したがってM
nの含量を0.03〜0.55%と定めた。
NとしてNと結合して、時効性を改善させる。そのため
には0.005%以上の添加が必要である。しかしなが
らAlNは、微細析出すると硬質化により延性を劣化さ
せ、またフェライトの粒成長を阻害して軟質化を阻害す
る。また、多量の添加は介在物質を増加させ延性低下を
招く。そのため上限を0.10%と定めた。したがって
sol.Al含有量で0.005〜0.10%と定め
た。
し、加工性を劣化させる。そのため上限を0.010%
と定めた。しかしながらMnと結合して粗大析出したM
nSは、セメンタイトの析出核としてセメンタイトの粗
大化を助ける。そのためには0.0005%以上の添加
が必要である。したがってSの含有量は0.0005〜
0.010%と定めた。
化させ、またAlNとして析出してもフェライト地の強
化やフェライト細粒化を生じさせ延性を劣化させる。そ
のためには低い方が好ましく、その上限を0.0050
%とした。
仕上温度の確保を容易にし、薄物熱延鋼板の安定製造に
寄与する。またMnと比較して固溶強化能も小さく、延
性の劣化が小さい。さらに熱延鋼板中の固溶Cの存在状
態を変えたり、セメンタイトの粗大化を助長したりし
て、延性を向上させる働きがある。この効果を得るため
には0.3%以上の添加が必要である。しかしながら
1.5%を超えて添加させると固溶強化量が多くなって
延性を低下させるので、0.3〜1.5%添加される。
造時に仕上温度の確保を容易にし、薄物熱延鋼板の安定
製造に寄与する安価な元素である。そのためには0.0
003%以上の添加が必要である。またMnと比較して
固溶強化能も小さく、延性の劣化が小さい。しかしなが
ら0.0050%を超える過剰の添加は、特にr値の異
方性が大きくなる問題が生じる。したがって、その含有
量を0.0003%〜0.0050%と定めた。
溶製後、分塊圧延により250mm厚のスラブを製造し
た。このスラブより採取した3mmφの試験片を950
℃に再加熱後5℃/sで冷却し、急激に熱膨張の変化が
生じる点をAr3点として求めた。この結果を表2に示
す。また、このスラブを1240℃で均熱し、表2に示
す仕上温度で熱延後、さらに表2の冷却条件を実施した
後、速やかに巻取って1.4mm厚、950mm幅の熱
延鋼板とした。得られた鋼板から1/4幅より圧延方向
にJIS5号引張試験片を採取し、機械的性質を調べ
た。その結果を表3に示す。
50%以上の高い延性が得られた。また仕上温度がAr
3点を下回った試験番号23、および試験番号32は、
熱延中にフェライトに加工が加わるため延性が低下して
いる。また、第2段冷却域が本発明範囲を外れた試験番
号24〜25、33〜34および第2段冷却を考慮しな
い従来法で製造した試験番号26、28〜31、35、
37〜42は、フェライトや析出物の粗大化が不十分で
延性が低い。また第3段冷却停止温度が低く、その結果
巻取温度が低くなった試験番号27、36は、セメンタ
イトの粗大化が不十分で延性が低い。さらにBやCrを
添加していない試験番号43、44はAr3点が高いた
め、Ar3点以上の仕上温度が確保できなかった。ま
た、Ar3点を下げるため、BやCrの代わりにCを添
加した試験番号45と、Mnを添加した試験番号46
は、Ar3点以上の仕上温度が確保されているにもかか
わらず、強度が高く延性が低い。
された熱延鋼板は、薄物として製造しても容易に仕上温
度をAr3点以上に確保できて、また安価で、冷延鋼板
の代替も可能であり、メンバー類などの自動車足廻り部
品などに最適で、かかる効果を有する本発明の意義は極
めて著しい。
である。
Claims (3)
- 【請求項1】 重量%で、C:0.06%以下、Si:
0.20%以下、Mn:0.03〜0.55%、P:
0.05%以下、S:0.0005〜0.0100%、
sol.Al:0.005〜0.10%、N:0.00
50%以下、B:0.0003〜0.0050%、残部
が鉄及び不可避不純物からなる鋼片を、鋳造直後あるい
は1100℃以上に再加熱した後、Ar3点以上の仕上
温度で熱間圧延を終了し、熱間圧延後10〜80℃/s
で720〜780℃の範囲内の温度まで冷却する第1段
冷却を施し、ついで第1段冷却停止温度から720℃ま
での温度範囲内で2〜10秒間空冷する第2段冷却を施
し、さらに5〜100℃/sで600〜680℃まで冷
却する第3段冷却を施し、その後直ちに巻取ることを特
徴とする、加工性に優れた熱延鋼板の製造方法。 - 【請求項2】 重量%で、C:0.06%以下、Si:
0.20%以下、Mn:0.03〜0.55%、P:
0.05%以下、S:0.0005〜0.0100%、
sol.Al:0.005〜0.10%、N:0.00
50%以下、Cr:0.3〜1.5%、残部が鉄及び不
可避不純物からなる鋼片を、鋳造直後あるいは1100
℃以上に再加熱した後、Ar3点以上の仕上温度で熱間
圧延を終了し、熱間圧延後10〜80℃/sで720〜
780℃の範囲内の温度まで冷却する第1段冷却を施
し、ついで第1段停止温度から720℃までの温度範囲
内で2〜10秒間空冷する第2段冷却を施し、さらに5
〜100℃/sで600〜680℃まで冷却する第3段
冷却を施し、その後直ちに巻取ることを特徴とする、加
工性に優れた熱延鋼板の製造方法。 - 【請求項3】 重量%で、C:0.06%以下、Si:
0.20%以下、Mn:0.03〜0.55%、P:
0.05%以下、S:0.0005〜0.0100%、
sol.Al:0.005〜0.10%、N:0.00
50%以下、Cr:0.3〜1.5%、B:0.000
2〜0.0050%、残部が鉄及び不可避不純物からな
る鋼片を、鋳造直後あるいは1100℃以上に再加熱し
た後、Ar3点以上の仕上温度で熱間圧延を終了し、熱
間圧延後10〜80℃/sで720〜780℃の範囲内
の温度まで冷却する第1段冷却を施し、ついで第1段停
止温度から720℃までの温度範囲内で2〜10秒間空
冷する第2段冷却を施し、さらに5〜100℃/sで6
00〜680℃まで冷却する第3段冷却を施し、その後
直ちに巻取ることを特徴とする、加工性に優れた熱延鋼
板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25490793A JP2790018B2 (ja) | 1993-09-18 | 1993-09-18 | 加工性に優れた熱延鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25490793A JP2790018B2 (ja) | 1993-09-18 | 1993-09-18 | 加工性に優れた熱延鋼板の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0790384A JPH0790384A (ja) | 1995-04-04 |
JP2790018B2 true JP2790018B2 (ja) | 1998-08-27 |
Family
ID=17271510
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25490793A Expired - Lifetime JP2790018B2 (ja) | 1993-09-18 | 1993-09-18 | 加工性に優れた熱延鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2790018B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107287516B (zh) * | 2017-06-09 | 2019-04-23 | 唐山不锈钢有限责任公司 | 低成本汽车结构钢saph400及其生产方法 |
-
1993
- 1993-09-18 JP JP25490793A patent/JP2790018B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0790384A (ja) | 1995-04-04 |
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