JP3262993B2 - 耐穴あき腐食性に優れた熱延鋼板及びその製造方法 - Google Patents

耐穴あき腐食性に優れた熱延鋼板及びその製造方法

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JP3262993B2 JP26945896A JP26945896A JP3262993B2 JP 3262993 B2 JP3262993 B2 JP 3262993B2 JP 26945896 A JP26945896 A JP 26945896A JP 26945896 A JP26945896 A JP 26945896A JP 3262993 B2 JP3262993 B2 JP 3262993B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、自動車用鋼板等の
腐食が問題となる用途に広く適用される耐穴あき腐食性
に優れた高強度熱延鋼板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車用鋼板は、大きな温度変化を受
け、また高速で飛来する石などにより疵付き、寒冷地に
おいてはNaCl等の凍結防止材が付着するなど、厳し
い腐食環境で使用されるため、優れた耐食性、特に耐穴
あき腐食性が要求される。また、近年の自動車燃費向上
の要求から、鋼板の高強度化による薄肉化傾向が強くな
っている。
【0003】このような要求に対し、高強度で耐穴あき
腐食性に優れた鋼板として、特開平2−22416号公
報に開示されているように、P、Cuの単独あるいは複
合添加により生成錆を緻密化、非晶質化し、腐食因子の
進入を抑制する事を特徴とした鋼板が知られている。
【0004】しかし、高強度鋼板では、薄肉化を目的と
して使用されることが多く、腐食により穴があきやすく
なるので、より優れた耐穴あき腐食性が要求されてい
る。
【0005】そこで、腐食の起因となる炭化物に注目
し、組織をフェライト+マルテンサイトまたはフェライ
ト+ベイナイトとし、かつ炭化物量を0.30%以下に
抑えることにより、耐穴あき腐食性を向上させた高強度
鋼板が提案されている(特願平6−328641号)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、炭化物の量
を制限しても、腐食は局所的に進行するため、炭化物が
存在する場所で錆が発生し、炭化物が大きいと、腐食の
進行が著しい。また、炭素が過飽和に固溶したマルテン
サイトやベイナイトを内在する結果、格子歪みに伴う内
部応力により腐食が促進されるためか、マルテンサイト
やベイナイト自体が腐食の起点となり穴あき腐食が進行
する。このため、穴あき深さが大きくなり、満足のいく
耐穴あき腐食性が得られていない。
【0007】本発明はかかる問題に鑑みなされたもの
で、穴あき腐食が進行しにくく、穴あき深さの小さい、
耐穴あき腐食性に優れた熱延鋼板及びその製造方法を提
供する。
【0008】
【課題を解決するための手段】発明者らは、P,Cuを
添加した鋼板について耐穴あき腐食性に及ぼす添加元素
や炭化物形態の影響を詳細に調査した結果、熱間圧延
後、オーステナイトからフェライト及び第2相の析出過
程で、オーステナイトを完全に分解して、Cが過飽和に
固溶したマルテンサイトやベイナイトを実質的に含まな
いようにすると共に第2相のセメンタイトの大きさを小
さくすることにより、穴あき腐食が著しく抑制されるこ
とを見い出し、本発明を完成した。
【0009】すなわち、本発明の熱延鋼板は、重量%
で、C:0.01〜0.10%、Si:0.2〜2.5
%、Mn:3.0%以下、P:0.03〜0.2%、
S:0.016%以下、Cu:0.05〜1.0%、N
i:1.0%以下を含み、あるいは更にTi,Nb,V
の内1種以上:合計で0.01〜0.2%、Mo:0.
05〜1.0%、Ca:0.0001〜0.0050
%、B:0.0001〜0.0050%の内から1種以
上の成分を含み、残部実質的にFeからなり、フェライ
ト単相部及びフェライトと0.5μm 以下のセメンタイ
トを主体とする炭化物が混在した第2相からなる組織を
有する。
【0010】ここで、まず本発明鋼板の成分限定理由に
ついて説明する。
【0011】C:0.01〜0.10% Cは鋼を高強度化するために添加される。0.01%未
満では強化作用が過少であり、一方0.10%を越える
とセメンタイトを主体とする炭化物が多量に生成し、耐
食性が劣化するようになる。従って、下限を0.01
%、上限を0.10%とする。
【0012】Si:0.2〜2.5% Siは脱酸作用、強化作用を有し、またP、Cuとの複
合添加により錆を緻密化し、耐食性を向上させる。0.
2%未満ではかかる作用が過少であり、好ましくは0.
5%以上の添加がよい。しかし、2.5%を越えると鋼
板の酸洗性、塗装性が劣化するようになり、また耐食性
も低下する。
【0013】Mn:3.0%以下 MnはSによる高温割れの防止、強度の向上に寄与す
る。しかし、3.0%を越えると加工性が低下し、また
耐食性が劣化するようになる。好ましくは2.0%以下
に止めるのがよい。
【0014】P:0.03〜0.2%、 Pは特にCuとの複合添加により錆を緻密化し、耐穴あ
き腐食性を著しく向上させる。0.03%未満では耐食
性向上作用が過少であり、一方0.2%を越えると靱性
を劣化させ、脆化するようになる。
【0015】S:0.016%以下 Sは硫化物を形成し、耐食性を劣化させるので少ない程
よく、本発明では0.016%以下に止める。好ましく
は0.005%以下、より好ましくは0.003wt%
以下にするのがよい。
【0016】Cu:0.05〜1.0% Cuは特にPとの複合添加により生成錆を緻密化して耐
食性を著しく向上させる。0.05%未満ではかかる作
用が過少であり、一方1.0%を越えて添加しても効果
が飽和すると共に加工性が低下するようになる。
【0017】Ni:1.0%以下 NiはCu添加に伴う表面疵の低減や耐食性の改善のた
め添加するが、1.0%を越えると効果が飽和し、高価
なNiの過剰添加によりコスト高を招来する。通常はC
u量の半分から同量を添加することが好ましい。
【0018】本発明の熱延鋼板は、以上の成分を本質的
成分として含有し、残部実質的にFeで形成されるが、
必要に応じて更に下記の成分を1種以上含有することが
できる。
【0019】Ti,Nb,Vの内1種以上:合計で0.
01〜0.2% これらの元素は高強度化に寄与する。0.01%未満で
は効果が過少であり、一方0.2%を越えると強度が過
大となり、脆くなる。
【0020】Mo:0.05〜1.0% Moは高強度化に寄与する。0.05%未満では効果が
少なく、一方1.0%を越えると、効果が飽和しコスト
的に不利になるため、下限を0.05%、上限を1.0
%とする。
【0021】Ca:0.0001〜0.0050% Caは孔食内部を塩基性化し、孔食の進展を低減すると
共に炭化物の形態を制御して伸びフランジ性を改善する
作用を有する。0.0001%未満ではかかる作用が過
少であり、一方0.0050%を越えると加工性が劣化
するようになる。
【0022】B:0.0001〜0.0050% Bは僅かな量で強度向上作用を有する。0.0001%
未満ではかかる作用が過少であり、一方0.0050%
を越えると加工性が劣化するようになる。
【0023】次に、組織限定理由について説明する。
【0024】本発明範囲のC添加量では、実質的にフェ
ライト単相部と第2相からなる組織となる。第2相は耐
穴あき腐食性の観点から、フェライトとセメンタイトを
主体とする炭化物の混合物であり、セメンタイトを主体
とする炭化物の大きさは0.5μm 以下とされる。第2
相としては、セメンタイトが層状に発達したパーライ
ト、マルテンサイトやベイナイトすなわちCを過飽和に
固溶した組織は実質的に含まれない。もっとも、焼戻し
マルテンサイトや焼戻しベイナイトは炭化物の大きさが
本発明条件を満足する限り含まれる。
【0025】なお、セメンタイトを主体とする炭化物と
は、本発明ではTi、Nb、V、Moが必要により添加
され、これらの元素も炭化物を生成するため、セメンタ
イト以外にもこれらの炭化物が含まれ得ることを意味す
る。もっとも、これらの炭化物は、本発明におけるTi
等の添加量と製造条件では0.5μmよりも相当小さい
ものであり、セメンタイトの形態(サイズや分布)には
ほとんど影響を与えない。
【0026】セメンタイトを主体とする炭化物の大きさ
は、後述の実施例から明らかな通り、小さいほど耐穴あ
き腐食性が良好であり、0.5μm 以下、好ましくは
0.3μm 以下がよい。なお、炭化物の大きさとは、S
EMで観察した組織断面において計測された最大直径を
意味する。
【0027】本発明の熱延鋼板は、上記成分の鋼片を常
法により熱間圧延し、550〜300℃で巻取り、巻取
後300℃までを2時間以上かけて冷却することにより
製造される。
【0028】巻取温度はセメンタイトの大きさを小さく
するために550℃以下とする。巻取温度が低いほど、
セメンタイトは小さくなるが、残存したオーステナイト
の分解が困難となり、耐食性に有害なCを過飽和に含む
マルテンサイトやベイナイトが析出しやすくなる。この
ため、巻取温度はオーステナイトの分解が進行する30
0℃以上、好ましくは350℃以上とする。なお、巻取
後に焼戻熱処理を施す場合は、この限りではない。
【0029】また、巻取後300℃までの冷却時間が短
く、2時間未満では、巻取後に残存したオーステナイト
の分解が困難になり、耐食性に有害なCを過飽和に含む
マルテンサイトや(上部)ベイナイトが析出しやすくな
る。よって、巻取後300℃までの冷却時間は2時間以
上、好ましくは3時間以上とする。これによって、オー
ステナイトがフェライトとセメンタイトとに完全に分解
するようになる。
【0030】
【実施例】下記表1〜3に記載した鋼を仕上温度120
0℃で熱間圧延し、No. A1〜7,B1〜3の試料につ
いては、表1の巻取温度、巻取後300℃までの冷却時
間の下で熱延鋼板を製造した。表2〜3の各試料の製造
条件は表1のNo. A3と同条件である。
【0031】得られた熱延鋼板の第2相組織をSEMで
観察し、セメンタイトの大きさ(最大直径)を計測し
た。また、各試料について、穴あき深さを測定した。穴
あき深さは、5%食塩水を週1回散布する大気暴露試験
を12カ月実施した際の最大穴あき深さである。以上の
観察結果、測定結果を同表に併せて示す。
【0032】
【表1】
【0033】
【表2】
【0034】
【表3】
【0035】表1のNo. A1〜7から、鋼板の穴あき深
さに及ぼす炭化物(セメンタイト)の大きさの影響につ
いては、セメンタイトが小さいほど穴あき深さが小さく
なっていることがわかる。セメンタイトの大きさが0.
5μm を超えると、No. A7の通常の微細パーライト程
度の耐穴あき性しか得られないことがわかる。同一成分
のP,Cu,Siを含有するAグループにおける発明例
(No. A1〜3)では、微細パーライトを第2相として
有する熱延鋼板(No. A7)に対し、30%以上(0.
56mm以下)の耐穴あき腐食性の向上が認められる。
【0036】試料No. Bl〜3及びA2から、鋼板の穴
あき深さに及ぼす第2相組織の影響については、、セメ
ンタイトが全く析出していないNo. B1に比して、セメ
ンタイトがほぼ完全に析出したNo. A2は耐穴あき腐食
性が非常に良好である。No.A2の第2相組織は、過飽
和にCを固溶したマルテンサイトやベイナイトが実質的
に含まれておらず、フェライトとセメンタイトが混在し
た組織(θ)となっている。
【0037】組織と製造条件との関係では、No. A1〜
7の巻取温度とセメンタイトの大きさの関係を見ると、
巻取温度が550℃以下で、セメンタイトの大きさが
0.5μm 以下となり、良好な耐穴あき特性が得られる
ことがわかる。
【0038】また、巻取温度が450℃であるNo. B1
〜4、A2について、巻取後300℃になるまでの時間
と第2相組織との関係を見ると、2時間未満のNo. B
1,B2ではオーステナイトがフェライトとセメンタイ
トとに完全に分解することができず、マルテンサイトが
生成し、穴あき深さが大きく、耐穴あき腐食性に劣る。
また、これらの試料について、巻取後300℃になるま
での保持時間と穴あき深さとの関係を整理したグラフを
図1に示す。同図より、保持時間を3時間以上とするこ
とにより耐穴あき腐食性が著しく改善されることが分か
る。
【0039】表2のNo. C1〜2とA3から、鋼板の穴
あき深さに及ぼすC量の影響については、C量は0.1
%以下が適当であることがわかる。No. D1〜6とA3
から、鋼板の穴あき深さに及ぼすSi量の影響について
は、Siは0.2%以上添加しなければ良好な耐穴あき
腐食性が得られないが、2.5%を越えると耐穴あき腐
食性が劣化することがわかる。
【0040】また、No. E1〜2とA3からMn添加の
影響、No. F1〜2とA3からP添加の影響、No. G1
〜5とA3からS添加の影響、No. H1〜3とA3から
Cu添加の影響、No. I〜2とA3からNi添加の影響
を見ると、本発明範囲内の添加で良好な耐穴あき性が得
られるが、本発明範囲外では満足な特性が得られていな
い。ここでいう満足な特性とは、着目する成分以外の成
分が同じで微細パーライトを有する鋼(No. A7)に対
して3割程度耐穴あき腐食性の改善が認められることを
意味する。
【0041】また、No. J1〜6はMo,Ti,V,N
b,Ca,Bを添加した例を示しており、いずれも本発
明範囲での添加では、耐穴あき腐食性は劣化しないこと
がわかる。
【0042】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の熱延鋼板
は低CでP,Cu,Siの所定量を含有し、第2相を実
質的に0.5μm 以下の微細セメンタイトとフェライト
の混合物とし、過飽和にCを含んだマルテンサイトやベ
イナイトを含まないようにしたので、穴あき腐食の発
生、進行が抑制され、穴あき深さが小さく、優れた耐穴
あき腐食性を有する。また、本発明の製造方法により、
所定組織の熱延鋼板を容易に製造することができ、生産
性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例における巻取後300℃になるまでの保
持時間と穴あき深さとの関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−49050(JP,A) 特開 平8−176729(JP,A) 特開 平7−118740(JP,A) 特開 平7−48648(JP,A) 特開 平6−287685(JP,A) 特開 平4−337037(JP,A) 特開 昭61−96030(JP,A) 特開 平6−336641(JP,A) 特開 平6−336640(JP,A) 特開 平7−145426(JP,A) 特開 平7−216503(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22C 38/00 - 38/60 C21D 8/02 C21D 9/46

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、C :0.01〜0.10
    %、Si:0.2〜2.5%、Mn:3.0%以下、P
    :0.03〜0.2%、S :0.016%以下、C
    u:0.05〜1.0%、Ni:1.0%以下を含み、
    残部実質的にFeからなり、フェライト単相部及びフェ
    ライトと0.5μm 以下のセメンタイトを主体とする炭
    化物が混在した第2相からなる組織を有することを特徴
    とする耐穴あき腐食性に優れた熱延鋼板。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載した成分のほか更に、T
    i,Nb,Vの内1種以上:合計で0.01〜0.2
    %、Mo:0.05〜1.0%、Ca:0.0001〜
    0.0050%、B:0.0001〜0.0050%の
    内から1種以上の成分を含む請求項1に記載した耐穴あ
    き腐食性に優れた熱延鋼板。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載した成分の鋼片を
    熱間圧延し、550〜300℃で巻取り、巻取後300
    ℃までを2時間以上かけて冷却することを特徴とする耐
    穴あき腐食性に優れた熱延鋼板の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP3431201A3 (en) * 2009-02-20 2019-03-13 Nucor Corporation A hot rolled thin cast strip product and method for making the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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