JP3241886B2 - 伸びフランジ性、延性及び表面性状に優れた熱延鋼板の製造方法 - Google Patents
伸びフランジ性、延性及び表面性状に優れた熱延鋼板の製造方法Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、主としてプレス加工
して製造される自動車の足回り部品などの使途に用いて
好適な、引張強度が45〜55kgf/mm2 のレベルを有し、伸
びフランジ性、延性及び表面性状に優れた熱延鋼板を製
造する方法に関する。
して製造される自動車の足回り部品などの使途に用いて
好適な、引張強度が45〜55kgf/mm2 のレベルを有し、伸
びフランジ性、延性及び表面性状に優れた熱延鋼板を製
造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】45〜55kgf/mm2 の強度レベルの加工用熱
延鋼板は、強化機構として固溶強化を用いた鋼板と組織
強化を用いた鋼板との間の谷間に位置することになるた
めに、安定的に製造することが困難であった。また、加
工性の改善についても、高温巻取り、極低S化、一部析
出強化元素の添加等といった方策で対処してきたけれど
も、かかる加工性改善の方策に関し、高温巻取りでは引
張強度の低下を、極低S化ではコストの上昇を、一部析
出強化元素の添加では降伏比の上昇による形状凍結性の
劣化を、それぞれ招くため、これらは必ずしも適切な対
処方法であるとはいえない。
延鋼板は、強化機構として固溶強化を用いた鋼板と組織
強化を用いた鋼板との間の谷間に位置することになるた
めに、安定的に製造することが困難であった。また、加
工性の改善についても、高温巻取り、極低S化、一部析
出強化元素の添加等といった方策で対処してきたけれど
も、かかる加工性改善の方策に関し、高温巻取りでは引
張強度の低下を、極低S化ではコストの上昇を、一部析
出強化元素の添加では降伏比の上昇による形状凍結性の
劣化を、それぞれ招くため、これらは必ずしも適切な対
処方法であるとはいえない。
【0003】一方、上記の強度レベルの熱延鋼板に対し
ては、自動車の内板用等、これまで冷延鋼板が使用され
ていた部品への適用を含めて、より厳しい加工性が求め
られてきており、このような強度と加工性を高いレベル
で両立させることを目的としたものとしては特開平3−
219049号公報で提案された鋼板がある。この公報
に記載の鋼板は、Cの含有量を0.02〜0.07wt%未満に限
定すると共に、強化成分としてSiを0.4 〜1.5 wt%含む
鋼を、熱延仕上温度:Ar3 変態点+50℃以上、その後50
℃/s以上で急冷、巻取温度:350 〜500 ℃の各条件を満
たす熱間圧延を施して得られる。
ては、自動車の内板用等、これまで冷延鋼板が使用され
ていた部品への適用を含めて、より厳しい加工性が求め
られてきており、このような強度と加工性を高いレベル
で両立させることを目的としたものとしては特開平3−
219049号公報で提案された鋼板がある。この公報
に記載の鋼板は、Cの含有量を0.02〜0.07wt%未満に限
定すると共に、強化成分としてSiを0.4 〜1.5 wt%含む
鋼を、熱延仕上温度:Ar3 変態点+50℃以上、その後50
℃/s以上で急冷、巻取温度:350 〜500 ℃の各条件を満
たす熱間圧延を施して得られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記特開平3−219
049号公報に記載の鋼板は、強化成分としてのCを低
いレベルに抑制しているため、所期した45kgf/mm2 以上
の引張強度を得るためには、Mnに加えてSiを多量に添加
しなければならない。ところでSi添加鋼においては、加
熱炉中で生成したFeO とSiO2からなる低融点化合物がス
ケールの密着性を高めるために、仕上ミル入側のデスケ
ーリングでも十分にはスケールが除去されない結果、鋼
板表面品質の低下を招くことは既に公知であり、上記公
報においても、スラブ加熱温度を限定することによりこ
の問題に対処している。しかしながら、スケールは最終
的に仕上圧延ミルの入側で除去されるものであるため、
この位置でのデスケーリングの状況もまた、製品の表面
性状に大きな影響を与えると考えられるが、上記公報で
はデスケーリング時の条件についてはなんらの考慮もさ
れておらず、したがって表面性状の優れる鋼板を安定的
に製造するためには必ずしも十分とはいえなかった。
049号公報に記載の鋼板は、強化成分としてのCを低
いレベルに抑制しているため、所期した45kgf/mm2 以上
の引張強度を得るためには、Mnに加えてSiを多量に添加
しなければならない。ところでSi添加鋼においては、加
熱炉中で生成したFeO とSiO2からなる低融点化合物がス
ケールの密着性を高めるために、仕上ミル入側のデスケ
ーリングでも十分にはスケールが除去されない結果、鋼
板表面品質の低下を招くことは既に公知であり、上記公
報においても、スラブ加熱温度を限定することによりこ
の問題に対処している。しかしながら、スケールは最終
的に仕上圧延ミルの入側で除去されるものであるため、
この位置でのデスケーリングの状況もまた、製品の表面
性状に大きな影響を与えると考えられるが、上記公報で
はデスケーリング時の条件についてはなんらの考慮もさ
れておらず、したがって表面性状の優れる鋼板を安定的
に製造するためには必ずしも十分とはいえなかった。
【0005】この発明は、上記のような問題を解決する
ことを目的としてなされたものであり、45〜55kgf/mm2
の強度レベルの熱延鋼板で、加工性に優れたものを、表
面性状を損なうことなく、極めて安定的に製造する技術
を提案することを目的とするものである。
ことを目的としてなされたものであり、45〜55kgf/mm2
の強度レベルの熱延鋼板で、加工性に優れたものを、表
面性状を損なうことなく、極めて安定的に製造する技術
を提案することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明では、その組成としてC:0.02〜0.15wt
%、Si:0.2 〜1.0 wt%、Mn:0.5 〜1.5 wt%、P:0.
025 wt%以下、S:0.010wt%以下及びN:0.010 wt%
以下を含有し、残部はFe及び不可避的不純物からなる鋼
を、加熱後、粗圧延を行い、次いで仕上ミル入側にて、
鋼片温度をSi含有量に応じたスケールはく離性の良好な
範囲に制御した後、衝突圧が5.0 〜30.0kgf/cm2 の範囲
になる高圧水でデスケーリングを行い、次いで仕上温度
がAr3 変態点以上の仕上圧延を行った後、400 〜600 ℃
で巻取ることを構成要件としている。上述のスケールは
く離性の良好な範囲とは、具体的には鋼片温度T(℃)
とSi含有量〔%Si〕との関係で次式
め、この発明では、その組成としてC:0.02〜0.15wt
%、Si:0.2 〜1.0 wt%、Mn:0.5 〜1.5 wt%、P:0.
025 wt%以下、S:0.010wt%以下及びN:0.010 wt%
以下を含有し、残部はFe及び不可避的不純物からなる鋼
を、加熱後、粗圧延を行い、次いで仕上ミル入側にて、
鋼片温度をSi含有量に応じたスケールはく離性の良好な
範囲に制御した後、衝突圧が5.0 〜30.0kgf/cm2 の範囲
になる高圧水でデスケーリングを行い、次いで仕上温度
がAr3 変態点以上の仕上圧延を行った後、400 〜600 ℃
で巻取ることを構成要件としている。上述のスケールは
く離性の良好な範囲とは、具体的には鋼片温度T(℃)
とSi含有量〔%Si〕との関係で次式
【数2】〔% Si〕≦143.83−0.28529T+0.00014168T2 を満足する範囲であり、かかる鋼片のSi含有量と仕上圧
延入り側での鋼片温度の関係は、図1に示す鋼片のSi含
有量と仕上圧延入り側での鋼片温度のグラフにおいて領
域Aで示される範囲内で満足される。
延入り側での鋼片温度の関係は、図1に示す鋼片のSi含
有量と仕上圧延入り側での鋼片温度のグラフにおいて領
域Aで示される範囲内で満足される。
【0007】
【作用】上記各条件の限定理由について説明すると、ま
ず化学成分組成は以下のとおりである。 C:0.02〜0.15wt% Cは、強度確保のための成分であり、この発明に従う巻
取温度の条件で44〜55kgf/mm2 のレベルの引張強度を得
るためには、最低0.02wt%必要である。一方過剰のC
は、鋼中のパーライトやセメンタイトの量を増大させ、
伸びフランジ性を著しく悪化させるため、C量の上限値
を0.15wt%に限定する。
ず化学成分組成は以下のとおりである。 C:0.02〜0.15wt% Cは、強度確保のための成分であり、この発明に従う巻
取温度の条件で44〜55kgf/mm2 のレベルの引張強度を得
るためには、最低0.02wt%必要である。一方過剰のC
は、鋼中のパーライトやセメンタイトの量を増大させ、
伸びフランジ性を著しく悪化させるため、C量の上限値
を0.15wt%に限定する。
【0008】Si:0.2 〜1.0 wt% Siは、延性低下の少ない固溶強化成分であり、この発明
においては最も重要な役割を果たす添加成分である。Si
が延性低下の少ない理由として、Siは、フェライトへの
Cの固溶度を低下させフェライトを純化する作用、炭化
物を微細化する作用、活動すべり系を制限する作用等の
あることが知られている。ここに、Siは固溶強化能が0.
1 wt%当たり1.2 kgf/mm2 程度と低く、固溶強化成分と
して有効に機能させるためには、最低0.2 wt%は必要で
ある。一方過剰のSiは、Ar3 変態点の上昇を招き、加熱
負荷を高め、しかもFeO 及びSiO2からなる低融点化合物
の生成を促進し、この発明で規定するデスケーリング条
件での対応が困難となるため、上限を1.0 wt%に規制す
る。
においては最も重要な役割を果たす添加成分である。Si
が延性低下の少ない理由として、Siは、フェライトへの
Cの固溶度を低下させフェライトを純化する作用、炭化
物を微細化する作用、活動すべり系を制限する作用等の
あることが知られている。ここに、Siは固溶強化能が0.
1 wt%当たり1.2 kgf/mm2 程度と低く、固溶強化成分と
して有効に機能させるためには、最低0.2 wt%は必要で
ある。一方過剰のSiは、Ar3 変態点の上昇を招き、加熱
負荷を高め、しかもFeO 及びSiO2からなる低融点化合物
の生成を促進し、この発明で規定するデスケーリング条
件での対応が困難となるため、上限を1.0 wt%に規制す
る。
【0009】Mn:0.5 〜1.5 wt% Mnは、強度確保のための成分であると同時に、Si添加に
より上昇したAr3 変態点を下げるという役割を果たす成
分である。そのためには最低でも0.5 wt%は必要であ
り、一方、経済性、点溶接性、強度の巻取温度依存性を
考慮して、1.5 wt%を上限とする。
より上昇したAr3 変態点を下げるという役割を果たす成
分である。そのためには最低でも0.5 wt%は必要であ
り、一方、経済性、点溶接性、強度の巻取温度依存性を
考慮して、1.5 wt%を上限とする。
【0010】P:0.025 wt%以下 Pは、Ar3 変態点の上昇を招くため、上限を0.025 wt%
とする。 S:0.010 wt%以下 Sは、伸びフランジ性に極めて悪い影響を及ぼす成分で
ある。したがってその含有量は可能な限り低い方が好ま
しい。とはいえ強脱硫の実施は製造コストの著しい上昇
を招く。このような関係から、良好な加工性が得られる
レベルと、現時点における製鋼技術で比較的容易に得ら
れるレベルの両方を考慮して、上限を0.010 wt%とす
る。 N:0.010 wt%以下 NはAlN として析出し、伸び特性を劣化させることから
低い方が望ましい。良好な延性が得られるレベルと、現
時点における製鋼技術で比較的容易に得られるレベルの
両方を考慮して、上限を0.010 wt%とする。
とする。 S:0.010 wt%以下 Sは、伸びフランジ性に極めて悪い影響を及ぼす成分で
ある。したがってその含有量は可能な限り低い方が好ま
しい。とはいえ強脱硫の実施は製造コストの著しい上昇
を招く。このような関係から、良好な加工性が得られる
レベルと、現時点における製鋼技術で比較的容易に得ら
れるレベルの両方を考慮して、上限を0.010 wt%とす
る。 N:0.010 wt%以下 NはAlN として析出し、伸び特性を劣化させることから
低い方が望ましい。良好な延性が得られるレベルと、現
時点における製鋼技術で比較的容易に得られるレベルの
両方を考慮して、上限を0.010 wt%とする。
【0011】次に製造工程における限定理由について以
下に述べる。スラブ加熱中に生成するFeO 及びSiO2から
なる低融点化合物は、スケールを下地に固定する作用を
有し、仕上圧延入側でのデスケーリング性を著しく劣化
させる。仕上圧延の入側でこのようなスケールを完全に
除去するためには、強力なデスケーリング装置を用いる
ことが必要であり、そのためデスケーリング水の衝突圧
の下限を5.0 kgf/cm2 とする。上限は現行の設備の能力
を考慮して30.0kgf/cm2 とする。
下に述べる。スラブ加熱中に生成するFeO 及びSiO2から
なる低融点化合物は、スケールを下地に固定する作用を
有し、仕上圧延入側でのデスケーリング性を著しく劣化
させる。仕上圧延の入側でこのようなスケールを完全に
除去するためには、強力なデスケーリング装置を用いる
ことが必要であり、そのためデスケーリング水の衝突圧
の下限を5.0 kgf/cm2 とする。上限は現行の設備の能力
を考慮して30.0kgf/cm2 とする。
【0012】上述したデスケーリングに際する鋼片の温
度を、Si含有量に応じて限定することは、この発明に含
まれる製造条件の中でも最も重要な要件である。特開昭
60−223609号公報に見られるようにSi含有鋼の
スケールはく離性に関しては、はく離性の極めて悪い温
度域が存在することが知られているが、この発明のよう
にかなり広いSi範囲 (〜1.0 wt%) にわたり、実機を用
いて明確に、はく離性の劣る温度領域を特定したのはこ
の発明が初めてである。すなわち、前述の成分組成範囲
になる鋼において、デスケーリング水の衝突圧を上記の
範囲にした条件の下で、デスケーリング時の鋼片温度
を、Si濃度に応じて図1の領域Aに位置するように、す
なわち鋼片温度T(℃)をSi含有量〔%Si〕に応じて次
式
度を、Si含有量に応じて限定することは、この発明に含
まれる製造条件の中でも最も重要な要件である。特開昭
60−223609号公報に見られるようにSi含有鋼の
スケールはく離性に関しては、はく離性の極めて悪い温
度域が存在することが知られているが、この発明のよう
にかなり広いSi範囲 (〜1.0 wt%) にわたり、実機を用
いて明確に、はく離性の劣る温度領域を特定したのはこ
の発明が初めてである。すなわち、前述の成分組成範囲
になる鋼において、デスケーリング水の衝突圧を上記の
範囲にした条件の下で、デスケーリング時の鋼片温度
を、Si濃度に応じて図1の領域Aに位置するように、す
なわち鋼片温度T(℃)をSi含有量〔%Si〕に応じて次
式
【数3】〔% Si〕≦143.83−0.28529T+0.00014168T2 を満足する範囲に仕上ミル入側において制御することに
より、安定的にスケールのはく離が可能となる。
より、安定的にスケールのはく離が可能となる。
【0013】さらに、図1の領域Aと領域Bとを区画す
る曲線は注目に値する。前掲特開昭60−223609
号公報に記載の内容を含む従来の知見によれば、スケー
ルの難はく離温度域は、Si濃度の増加とともに緩やかに
高温側へ移動することが予想されていた。しかるに発明
者らが実機を用いて鋭意実験を行った結果では、スケー
ルの難はく離域に相当する領域Bは、Si濃度の増加に伴
って、1000℃付近を境に低温側ではより低温方向に、高
温側ではより高温方向に範囲が移行するように変化する
ことが確認できた。これは、Si濃度を0.2 〜1.0 wt%と
従来より広い範囲に変化させて初めて明らかになった事
実であり、公知・公用の技術からは得られない新規な知
見である。
る曲線は注目に値する。前掲特開昭60−223609
号公報に記載の内容を含む従来の知見によれば、スケー
ルの難はく離温度域は、Si濃度の増加とともに緩やかに
高温側へ移動することが予想されていた。しかるに発明
者らが実機を用いて鋭意実験を行った結果では、スケー
ルの難はく離域に相当する領域Bは、Si濃度の増加に伴
って、1000℃付近を境に低温側ではより低温方向に、高
温側ではより高温方向に範囲が移行するように変化する
ことが確認できた。これは、Si濃度を0.2 〜1.0 wt%と
従来より広い範囲に変化させて初めて明らかになった事
実であり、公知・公用の技術からは得られない新規な知
見である。
【0014】巻取り温度は、400 ℃よりも低いと、温度
制御が困難であるだけでなく、ベイナイト及びマルテン
サイト主体の組織となるため、組織制御も困難となり、
一方600 ℃を超えると、伸びフランジ性が低下すると同
時に、目標とする強度範囲に達しない可能性があるた
め、400 〜600 ℃と規定する。
制御が困難であるだけでなく、ベイナイト及びマルテン
サイト主体の組織となるため、組織制御も困難となり、
一方600 ℃を超えると、伸びフランジ性が低下すると同
時に、目標とする強度範囲に達しない可能性があるた
め、400 〜600 ℃と規定する。
【0015】
【実施例】この発明の成分組成範囲内になる鋼素材を、
この発明の成分組成範囲から外れる鋼素材とともに用意
した。これらの鋼素材の化学成分を表1に示す。
この発明の成分組成範囲から外れる鋼素材とともに用意
した。これらの鋼素材の化学成分を表1に示す。
【表1】
【0016】表1において、A〜D鋼がこの発明の範囲
内のものであり、E鋼は、C及びSiが外れるものであ
り、F鋼はSiが外れ、またNbを含むものであり、G鋼は
Si及びMnが外れ、またCrを含むものである。これらの鋼
種に、それぞれ表2に示す条件によって熱間圧延を施し
た。かくして得られた熱延鋼板の特性についても表2に
併記する。
内のものであり、E鋼は、C及びSiが外れるものであ
り、F鋼はSiが外れ、またNbを含むものであり、G鋼は
Si及びMnが外れ、またCrを含むものである。これらの鋼
種に、それぞれ表2に示す条件によって熱間圧延を施し
た。かくして得られた熱延鋼板の特性についても表2に
併記する。
【表2】
【0017】ここにおいて、各鋼種のSi量と仕上圧延温
度とを図1にプロットしたものを図2に示し、また酸洗
後の表面評価の判断基準について表3に示す。
度とを図1にプロットしたものを図2に示し、また酸洗
後の表面評価の判断基準について表3に示す。
【表3】
【0018】表2より、この発明に従う適合例は、いず
れもTS×EL、穴拡げ率({(d−d 0 )/d0 }×100
)及び表面性状のバランスが比較鋼よりも優れている
ことが分かる。すなわちTS−ELバランスでは、比較例で
あるE,Fの成分系より優れ、表面性状では比較例の成
分系Gより優れている。さらにこの発明の成分範囲にな
る成分系A〜Dであっても、この発明に従う製造条件に
なる適合例は、デスケーリング時の鋼片温度が外れるも
の及び衝突圧が4kgf/cm2 のものより表面性状で優れて
おり、CTが700 ℃てある例(No. 11)より穴拡げ率で
優れている。さらに巻取温度を 300℃とした比較例(N
o. 6)は長手方向で安定したCT及び材質が得られなか
った。
れもTS×EL、穴拡げ率({(d−d 0 )/d0 }×100
)及び表面性状のバランスが比較鋼よりも優れている
ことが分かる。すなわちTS−ELバランスでは、比較例で
あるE,Fの成分系より優れ、表面性状では比較例の成
分系Gより優れている。さらにこの発明の成分範囲にな
る成分系A〜Dであっても、この発明に従う製造条件に
なる適合例は、デスケーリング時の鋼片温度が外れるも
の及び衝突圧が4kgf/cm2 のものより表面性状で優れて
おり、CTが700 ℃てある例(No. 11)より穴拡げ率で
優れている。さらに巻取温度を 300℃とした比較例(N
o. 6)は長手方向で安定したCT及び材質が得られなか
った。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、伸びフランジ性、延性及び表面性状に優れた熱延高
張力鋼板が得られる。この発明による鋼板は、引張強度
45〜55kgf/mm2 領域である難加工部品への適用が見込ま
れ、その工業的効果は大である。
ば、伸びフランジ性、延性及び表面性状に優れた熱延高
張力鋼板が得られる。この発明による鋼板は、引張強度
45〜55kgf/mm2 領域である難加工部品への適用が見込ま
れ、その工業的効果は大である。
【図1】鋼中のSi量及び熱間仕上圧延時の鋼片温度が仕
上圧延に先立つデスケーリング性に及ぼす影響を示すグ
ラフである。
上圧延に先立つデスケーリング性に及ぼす影響を示すグ
ラフである。
【図2】実施例における各鋼種のSi量及び熱間仕上圧延
時の鋼片温度を、図1のグラフにプロットしたグラフで
ある。
時の鋼片温度を、図1のグラフにプロットしたグラフで
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 住永 知毅 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎 製鉄株式会社 千葉製鉄所内 (56)参考文献 特開 平4−247829(JP,A) 特開 昭60−223609(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21D 9/46 C21D 8/02
Claims (1)
- 【請求項1】 C:0.02〜0.15wt%、 Si:0.2 〜1.0 wt%、 Mn:0.5 〜1.5 wt%、 P:0.025 wt%以下、 S:0.010 wt%以下及び N:0.010 wt%以下 を含有し、残部はFe及び不可避的不純物からなる鋼を加
熱後、粗圧延を行い、次いで仕上ミル入側にて、鋼片温
度T(℃)をSi含有量〔%Si〕に応じて次式 【数1】 〔%Si〕≦143.83− 0.28529T+0.00014168T2 を 満足する範囲に制御した後、衝突圧が 5.0〜30.0 kgf
/cm2の範囲になる高圧水でデスケーリングを行い、次い
で仕上温度が Ar3変態点以上の仕上圧延を行った後、40
0 〜600 ℃で巻取ることを特徴とする、伸びフランジ
性、延性及び表面性状に優れた熱延鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21866293A JP3241886B2 (ja) | 1993-09-02 | 1993-09-02 | 伸びフランジ性、延性及び表面性状に優れた熱延鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21866293A JP3241886B2 (ja) | 1993-09-02 | 1993-09-02 | 伸びフランジ性、延性及び表面性状に優れた熱延鋼板の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0770649A JPH0770649A (ja) | 1995-03-14 |
JP3241886B2 true JP3241886B2 (ja) | 2001-12-25 |
Family
ID=16723463
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21866293A Expired - Fee Related JP3241886B2 (ja) | 1993-09-02 | 1993-09-02 | 伸びフランジ性、延性及び表面性状に優れた熱延鋼板の製造方法 |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3241886B2 (ja) |
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---|---|---|---|---|
JP3390584B2 (ja) * | 1995-08-31 | 2003-03-24 | 川崎製鉄株式会社 | 熱延鋼板およびその製造方法 |
JP3444117B2 (ja) * | 1996-12-06 | 2003-09-08 | Jfeスチール株式会社 | 溶融めっき熱延鋼板の製造方法 |
JP4534362B2 (ja) * | 2001-02-02 | 2010-09-01 | Jfeスチール株式会社 | 化成処理性および耐食性に優れる熱延高張力鋼板およびその製造方法 |
JP5267638B2 (ja) * | 2011-11-17 | 2013-08-21 | Jfeスチール株式会社 | 高強度溶融亜鉛めっき鋼板または高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板用熱延鋼板およびその製造方法 |
-
1993
- 1993-09-02 JP JP21866293A patent/JP3241886B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0770649A (ja) | 1995-03-14 |
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