JP2826259B2

JP2826259B2 - プレス成形性に優れた高張力冷延鋼板の製造方法

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Publication number: JP2826259B2
Application number: JP25038593A
Authority: JP
Inventors: 岡田　　進; 佐藤　　進; 哲也喜安
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1993-10-06
Filing date: 1993-10-06
Publication date: 1998-11-18
Anticipated expiration: 2013-11-18
Also published as: JPH07102323A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、400MPa以上の強度を
有しかつプレス加工性に優れた高張力冷延鋼板の製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車については、製造コスト、
燃費、さらには環境汚染対策などの面から、その軽量化
が進められている。具体的な手段の一つとして、鋼板の
高張力化による板厚の薄肉化があり、とくに引張り強さ
（T.S.）が 300 MPaから 400〜490 MPa 程度への強化は
設備改造の負担も小さいためにニーズが高い。しかしな
がら、高張力化は一般に、加工性, すなわち延性やｒ
値、伸びフランジ性の劣化をもたらすことが指摘されて
いた。また、薄肉化のためには、耐食性の向上も併せて
必要とされ、そのため良好なめっき処理性も要求され
る。現在、かかる自動車用鋼板のめっき処理としては、
コストが低い溶融亜鉛めっきが主流である。

【０００３】上述した観点から、加工性やめっき性を劣
化させことなく高張力化を図る試みが、以下に述べるよ
うに幾つか提案されているが、いずれも解決すべき課題
を残していた。 (1) 強化元素添加極低炭素鋼（例えば特開平３−199312
号公報）この鋼は、一般に強度−ｒ値のバランスが良く、伸びフ
ランジ性も標準的であるが、延性はやや非力である。ま
た、熱延板が硬質であるにもかかわらず高圧下冷延（圧
下率：60％以上) を必要とするので、設備への負担が大
きい。さらに、極低炭素鋼に合金元素を多量に添加する
ので、溶融亜鉛めっきが極めて難しい。加えて、強化元
素、強冷延圧下、高温焼鈍などのためコスト高でもあ
る。

【０００４】(2) 低炭素複合組織鋼 (例えば特公昭62-1
3415号公報) この鋼は、一般に強度−延性のバランスが良く、ｒ値も
1.0程度であるが、マルテンサイトを含む複合組織とな
るために伸びフランジ性は低い。また、複合組織化のた
めに急冷を必要とするので、溶融亜鉛めっき処理には不
適である。さらに、第２相形成促進元素を十分添加でき
るT.S.：550 MPa 以上の鋼板は安定して製造できるが、
それ以下のT.S.では冷却速度の厳しい管理が必要であ
る。

【０００５】上記した２種類が代表的な鋼種であり、良
好なｒ値を必要とする深絞り成形には鋼(1) が、また良
好な延性を必要とする張出成形には鋼(2) が、ただし穴
拡げ等の伸びフランジ加工が入る場合には鋼(1) が、使
用されることが多い。しかしながら、いずれの鋼板も溶
融亜鉛めっき処理性に難点を残していた。さらに、現実
の成形加工処理では、深絞り、張出しおよび伸びフラン
ジが混在した成形がほとんどであることから、各特性の
バランスがとれた鋼板が必要となるわけであるが、現在
までのところ、上記の要望を満足するバランスの良い鋼
板はまだ開発されていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記した
問題解決の一助となる鋼板の有利な製造方法を提案しよ
うとするものであり、具体的には、T.S.：400 〜540 MP
a 程度の高い引張り強さを有し、また延性および深絞り
性に優れかつｒ値も比較的良好(0.9以上確保）で、しか
も溶融亜鉛めっきにも適した高張力冷延鋼板の製造方法
を提案することを目的とする。

【０００７】すなわちこの発明の要旨構成は次のとおり
である。を含有し、残部は実質的にFeの組成になる鋼スラブを、
熱間圧延後、30〜48％の圧下率で冷間圧延し、ついで 7
50〜850 ℃の温度にて連続焼鈍を施すことを特徴とす
る、プレス成形性に優れた高張力冷延鋼板の製造方法
（第１発明）。２．上記した第１発明において、鋼スラブの成分組成
が、さらにＢ：0.0005〜0.0050wt％を含有する組成であるプレス成形性に優れた高張力冷延
鋼板の製造方法（第２発明）。３．上記した第１発明において、鋼スラブの成分組成
が、さらに Cu, Ni, Cr, Mo, Nb, TiおよびＶのうちから選んだ１種
または２種以上：0.01〜2.0 wt％を含有する組成である
プレス成形性に優れた高張力冷延鋼板の製造方法（第３
発明）。４．上記した第１発明において、鋼スラブの成分組成
が、さらにＢ：0.0005〜0.0050wt％並びに Cu, Ni, Cr, Mo, Nb, TiおよびＶのうちから選んだ１種
または２種以上：0.01〜2.0 wt％を含有する組成である
プレス成形性に優れた高張力冷延鋼板の製造方法（第４
発明）。

【０００８】

【作用】この発明の第１の特徴は、Ｃを0.10〜0.20wt％
の範囲に限定したことにある。というのは、Ｃ量が上記
の範囲では、通常の連続焼鈍炉（ＣＡＬ）および連続溶
融亜鉛めっきライン（ＣＧＬ）における冷却速度（２〜
25℃/s）でフェライト＋パーライト型組織が形成され、
良好な強度−延性バランス、強度−伸びフランジ性バラ
ンスが得られるからである。また、Ｃが上記の範囲で
は、強化元素の粒界拡散による表面濃化が効果的に抑制
されるので、不めっき等のめっき欠陥も発生しにくくな
る利点もある。なお、Ｃ含有量が0.10wt％未満では、セ
メンタイトの析出ポテンシャルが不足するため、降伏伸
び(Y.El)が発生し易くなる。

【０００９】しかしながら、Ｃ量が上記の範囲では、一
方でｒ値の低下を招く不利がある。そこで、この発明で
は、上記したようなｒ値の低下を、以下に述べるよう
に、製造工程とくに冷延工程に工夫を加えることによっ
て改善したのであり、この点がこの発明の第２の特長で
ある。

【００１０】図１に、Ｃ：0.16wt％, Si：0.02wt％, M
n：0.6 wt％, Al：0.042 wt％, Ｐ：0.010 wt％, Ｓ：
0.0018wt％, Ｎ：0.0021wt％およびＢ：0.0009wt％を含
有し、残部が実質的にFeである組成の連続鋳造スラブ
を、スラブ加熱温度 (SRT)：1200℃、熱延終了温度 (FD
T)：890 ℃、コイル巻取り温度(CT)：450 ℃の条件で熱
間圧延したのち、種々の圧下率で冷間圧延を施して最終
板厚：1.6 mmに仕上げ、ついで加熱温度：800 ℃、冷却
速度：10℃/sの条件下に連続焼鈍を施したのち、圧下
率：1.2 ％の調質圧延を施して得た冷延板の、冷延圧下
率とｒ値との関係について調べた結果を示す。同図に示
したとおり、冷延圧下率が30〜48％の範囲であれば、ｒ
値≧0.9 を確保することができる。

【００１１】上記のように、冷延圧下率を30〜48％の範
囲に制限することによってｒ値が改善される理由につい
ては、まだ明確に解明されたわけではないが、次のよう
に推察される。すなわち、一般に冷延圧下率を高くする
ほど (111)集合組織が焼鈍時に発達し、ｒ値は上昇す
る。しかしながら、あるレベルたとえば低炭素鋼板では
圧下率が60〜70％を超えると、 (111)以外の集合組織が
焼鈍時に優勢になり、逆にｒ値は下降する。本成分系で
は、このｒ値が最大となる圧下率が40％付近にあるもの
と考えられる。

【００１２】表１に示す組成の発明鋼および従来鋼，
をそれぞれ、表２に示す条件下に製造し、得られた各
鋼板の材質を比較して表３に示す。なお、従来鋼は極
低炭素鋼、従来鋼は低炭素複合組織鋼である。ここ
で、T.S.、Y.S.、Elおよびｒ値とも、常法に従い、圧延
方向、圧延直角方向、圧延45°方向×２の平均値をとっ
た。また伸びフランジ性はサイドベンド伸び (SB) で表
した。すなわち、50mm×150mm の試験片を剪断後、無手
入れで長辺に沿って曲げて伸びを測定し、圧延方向およ
び圧延直角方向の平均値をとった。なお、強度−延性バ
ランスはT.S.×El、強度−伸びフランジ性バランスはT.
S.×SBで表した。

【００１３】

【表１】

【００１４】

【表２】

【００１５】

【表３】

【００１６】表３より明らかなように、発明鋼は、従来
鋼に比べ、強度−延性バランスおよび強度−伸びフラ
ンジ性バランスが優れている。また、冷延圧下率、焼鈍
温度などについても、発明鋼の方が設備に負担がかから
ないという利点がある。また、発明鋼は、従来鋼に比
べ、強度−伸びフランジ性バランスおよびｒ値で優れ、
また、焼鈍後急冷を必要としない点でも有利である。

【００１７】以下、この発明において、素材の成分組成
を前記の範囲に限定した理由について説明する。Ｃ：0.10〜0.25wt％前述したとおり、Ｃを0.10wt％以上添加することによ
り、通常のＣＡＬ，ＣＧＬでフェライト＋パーライト型
組織が形成されるため、優れた強度−延性バランスおよ
び強度−伸びフランジ性バランスが得られる。また、強
化元素の粒界拡散による表面濃化が効果的に抑制される
ので、めっき性も改善される。この点、Ｃ含有量が0.10
wt％に満たないと、セメンタイトの析出ポテンシャルが
不足して降伏伸び (Y.El) が発生し易く、一方0.20wt％
を超えると、ｒ値、伸びフランジ性などの劣化を招く。
なお、最も材質バランスが良いＣ量の範囲は、0.12〜0.
18wt％である。

【００１８】Si：3.0 wt％以下 Siは、強化元素として有効であるが、 3.0wt％を超えて
添加すると、熱延時に堅固な表面酸化物 (スケール) を
生成して酸洗工程が困難になるので、 3.0wt％以下の範
囲に限定した。なお、溶融亜鉛めっき鋼板とする場合に
は、不めっき防止の点から0.50wt％以下とするのが望ま
しい。

【００１９】Mn：2.0 wt％以下 Mnも、強化元素として極めて有効であるが、 2.0wt％を
超えて添加すると、ｒ値、伸びへの悪影響が顕著になる
ので、 2.0wt％以下の範囲で含有させるものとした。下
限については特に限定しないけれども、この元素は安価
であり、また溶融亜鉛めっき性への悪影響も少ないの
で、 0.4 wt ％以上の添加が望ましい。

【００２０】Al：0.01〜0.20wt％以下 Alは、鋼の脱酸の面から少なくとも0.01wt％以上の添加
を必要とするが、添加コストを考慮して上限を0.20wt％
とした。

【００２１】Ｐ：0.2 wt％以下Ｐも、強化元素として有効に寄与するが、 0.2wt％を超
えて添加すると、脆性破壊を起こし易くなるので、 0.2
wt％以下に制限した。なお、合金化溶融亜鉛めっき鋼板
とする場合には、合金化時における焼けむら防止の観点
から、0.04wt％以下とすることが望ましい。

【００２２】Ｓ：0.010 wt％以下Ｓは、延性、伸びフランジ性に対する悪影響が大きいの
で極力低減することが望ましく、 0.010wt％以下までの
低減が最低限必要である。とくに、0.0030wt％以下まで
低減した場合には、極めて優れた延性および伸びフラン
ジ性を得ることができる。

【００２３】以上、基本成分について説明したが、この
発明では、さらに以下の元素を添加することもできる。Ｂ：0.0005〜0.0050wt％Ｂは、ＢＮの形成により、フェライト＋パーライト組織
の形成を促進し、時効の抑制および降伏伸び (Y.El) の
一層の低減に有効に寄与する。この効果を得るには、少
なくとも0.0005wt％の添加が必要であるが、0.0050wt％
を超えるとこの効果は飽和に達するだけでなく、ｒ値の
低下を招くので、0.0005〜0.0050wt％の範囲で含有させ
るものとした。

【００２４】Cu, Ni, Cr, Mo, Nb, Ti, Ｖ：0.01〜2.0
wt％これらの元素はいずれも、強度の向上に有効に寄与する
が、0.01wt％に満たないと十分な効果が得られず、一方
2.0wt％を超えるとｒ値や延性の劣化を招くので、単独
添加または複合添加いずれの場合も0.01〜2.0 wt％の範
囲で含有させるものとした。

【００２５】次に、この発明の製造工程について説明す
る。・鋳造工程鋳造手段はとくに限定されることはないが、介在物が少
ない連続鋳造が好ましく、このときの鋳込み速度は 1.0
〜1.5 m/min 程度が好適である。・スラブ（再) 加熱温度 (SRT) スラブは、再加熱有りまたは再加熱なしで熱延しても、
どちらでも構わないが、熱延仕上げ温度：850 ℃以上を
確保するためには、1100℃以上で熱延を開始することが
望ましい。一方、製品の延性の面からは、熱延を1250℃
以下で開始する方が好適である。・熱延仕上げ温度 (FDT) 熱延仕上げ温度は、所定のｒ値を確保する上からは、 A
r₃変態点以上すなわち850 ℃以上とするのが望ましく、
同じくｒ値確保の面から 950℃以下で熱延を終了するこ
とが望ましい。・コイル巻取り温度 (CT) この発明では、コイル巻取り温度はとくに制限されるこ
とはないが、延性および伸びフランジ性の面からは 500
℃以下の低温で巻き取る方が有利である。・冷延圧下率既に述べたように、良好なｒ値を確保する上から、この
発明では冷延圧下率を30〜48％に限定することが肝要で
あり、かくして 0.9以上のｒ値が保証されるのである。・焼鈍温度焼鈍温度は、再結晶温度以上、 Ac₃点以下、とくに 750
〜850 ℃程度が好ましく、この温度範囲で焼鈍した場合
に、最も良好なｒ値が得られる。・焼鈍後冷却速度焼鈍後冷却速度は、ＣＡＬおよびＣＧＬラインにおける
通常の条件である２〜25℃/s程度で問題はないが、Y.El
の抑制および延性・伸びフランジ性確保の面からは５〜
15℃/s程度が好適である。・めっき処理等必要に応じて、上記の焼鈍に引き続きまたは焼鈍後再加
熱して、溶融めっき処理を施してもよい。めっき条件
は、常法に従えばよく、例えば溶融亜鉛めっき処理では
浴温：400 〜500 ℃程度が好ましい。また、溶融めっき
処理後に合金化処理を施すことにも問題ない。溶融亜鉛
めっきの合金化処理は、 500〜600 ℃が好適である。ま
た、電気めっき、有機被覆などの処理を焼鈍および／ま
たは焼鈍・溶融めっき処理の後に施してもよい。・調質圧延調質圧延は、必須ではないが、板形状の改善およびY.El
の抑制の面からは 0.5〜1.5 ％程度の圧延は有利であ
る。

【００２６】

【実施例】表４に示す種々の組成になる鋼スラブを、表
５に示す条件下に処理し、冷延板とした。得られた各鋼
板の機械的諸性質について調べた結果を表６に示す。特
性の評価方法は、前掲表３の場合と同様である。

【００２７】

【表４】

【００２８】

【表５】

【００２９】

【表６】

【００３０】Ａ鋼は成分適合鋼であり、工程もこの発明
に従ったNo.1〜３（第１発明例）はいずれも、優れたT.
S.、El、ｒ値および伸びフランジ性を示したが、冷延圧
下率が60％と適正範囲を超えたNo.4はｒ値が低かった。
また、No.1〜３の中では、低CT材であるNo.1〜２の方
が、No.3よりも延性および伸びフランジ性が一層優れて
いた。さらに、連続溶融亜鉛めっきラインを利用した場
合（No.2〜３）でも、何ら問題なくめっき処理を行うこ
とができた。Ｂ鋼も成分適合鋼であり、工程もこの発明
に従ったNo.5〜７（第２発明例）はいずれも、優れたT.
S.、El、ｒ値および伸びフランジ性を示したが、冷延圧
下率が高すぎる（70％）No.8、および低すぎる（25％）
No.9はいずれも、ｒ値が劣っていた。また、No.5〜７の
中では、低CT材であるNo.5〜６の方が、No.7よりも延性
および伸びフランジ性が一層優れていた。さらに、連続
溶融亜鉛めっきラインを利用した場合（No.6〜７）で
も、何ら問題なくめっき処理を行うことができた。ま
た、第１発明例であるNo.16 および第４発明例である N
o.10, 17は、優れたT.S.、El、ｒ値および伸びフランジ
性を示した。さらに、第３発明例である No.11, 12, 18
も、優れたT.S.、El、ｒ値および伸びフランジ性を示し
たが、低CTかつＳが0.0030wt％以下であるＡ，Ｂ鋼を用
いた場合の方が、やや強度−延性バランスは良好であっ
た。

【００３１】これに対し、Ｃ含有量が適正下限に満たな
い場合(No.13）には、強度が不足し、Y.Elで示される時
効性も劣悪であった。また、Ｃ含有量が適正上限を超え
る場合(No.14）には、強度が過剰となり、延性、ｒ値お
よび伸びフランジ性の劣化を招いた。とくにｒ値および
伸びフランジ性の低下が大きかった。さらに、Ｓ含有量
が 0.016wt％と適正上限を超えて多量に含有された場合
(No.15）には、延性の低下が大きかった。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
T.S.が 400〜540 MPa と高く、また延性、深絞り性に優
れかつｒ値も比較的良好 (0.9 以上確保) で、しかも溶
融亜鉛めっき性にも優れた高張力冷延鋼板を安価に得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】冷延圧下率とｒ値との関係を示したグラフであ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特公昭58−43448（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C21D 9/46 C21D 8/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｃ：0.10〜0.20wt％、 Si：3.0 wt％以下、 Mn：2.0 wt％以下、 Al：0.01〜0.20wt％、Ｐ：0.2 wt％以下、Ｓ：0.010 wt％以下を含有し、残部は実質的にFeの組成になる鋼スラブを、
熱間圧延後、30〜48％の圧下率で冷間圧延し、ついで 7
50〜850 ℃の温度にて連続焼鈍を施すことを特徴とす
る、プレス成形性に優れた高張力冷延鋼板の製造方法。