JP3286047B2 - 耐水素脆化特性の良好な加工用超高強度鋼板の製造法 - Google Patents
耐水素脆化特性の良好な加工用超高強度鋼板の製造法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自動車のバンパー、ドア
の補強部材等に好適な、９８０Ｎ／mm2以上の強度を有
すると共に優れた耐水素脆化特性を有する加工用超高強
度冷延鋼板の製造方法に関するものである。
の補強部材等に好適な、９８０Ｎ／mm2以上の強度を有
すると共に優れた耐水素脆化特性を有する加工用超高強
度冷延鋼板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】地球環
境問題等より自動車の燃費改善要求が強く、そのため車
体の軽量化を図るべくバンパー、ドアの補強部材などに
９８０Ｎ／mm2以上の超高強度鋼板のニーズが強くなっ
ており、従来より、特公平４−９９２２７号等にみられ
るように超高強度鋼板の加工性の改善については多数の
検討がなされてきた。
境問題等より自動車の燃費改善要求が強く、そのため車
体の軽量化を図るべくバンパー、ドアの補強部材などに
９８０Ｎ／mm2以上の超高強度鋼板のニーズが強くなっ
ており、従来より、特公平４−９９２２７号等にみられ
るように超高強度鋼板の加工性の改善については多数の
検討がなされてきた。
【０００３】しかし、９８０Ｎ／mm2以上の強度を有す
る超高強度鋼を使用したボルトでは、水素脆化による割
れが発生することが、例えば、特開昭６０−１５５６４
４号等に知られており、同様に、超高強度薄鋼板におい
ても、大気環境下の腐食反応で発生する水素が鋼板中に
入り使用中に突然破壊することが考えられるが、薄鋼板
の耐水素脆化特性の改善に関する検討は未だ少ない。
る超高強度鋼を使用したボルトでは、水素脆化による割
れが発生することが、例えば、特開昭６０−１５５６４
４号等に知られており、同様に、超高強度薄鋼板におい
ても、大気環境下の腐食反応で発生する水素が鋼板中に
入り使用中に突然破壊することが考えられるが、薄鋼板
の耐水素脆化特性の改善に関する検討は未だ少ない。
【０００４】すなわち、超高強度薄鋼板の水素脆化につ
いては、特開平４−２６８０５３号には鋼にＳｉを添加
し、鋼板中への水素原子の侵入を抑制することが提案さ
れているが、腐食環境によって錆の発生状況は種々変化
し、必ずしもＳｉ添加によって鋼板中への水素原子の侵
入を十分に抑制し、水素脆化を防止することは困難であ
る。また、特開平４−２８０９４０号では点溶接部の耐
水素割れ性改善について述べられているが、３％以上の
Ｎｉを必要とし、コスト上昇を招くため実用的ではな
い。また、母材部の耐水素割れ特性については言及され
ていない。
いては、特開平４−２６８０５３号には鋼にＳｉを添加
し、鋼板中への水素原子の侵入を抑制することが提案さ
れているが、腐食環境によって錆の発生状況は種々変化
し、必ずしもＳｉ添加によって鋼板中への水素原子の侵
入を十分に抑制し、水素脆化を防止することは困難であ
る。また、特開平４−２８０９４０号では点溶接部の耐
水素割れ性改善について述べられているが、３％以上の
Ｎｉを必要とし、コスト上昇を招くため実用的ではな
い。また、母材部の耐水素割れ特性については言及され
ていない。
【０００５】本発明は、かゝる状況のもとで、９８０Ｎ
／mm2以上の強度を有し、加工性と共に優れた耐水素脆
化特性を有する加工用超高強度冷延鋼板の製造方法を提
供することを目的としている。
／mm2以上の強度を有し、加工性と共に優れた耐水素脆
化特性を有する加工用超高強度冷延鋼板の製造方法を提
供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の手段として、本発明は、Ｃ：０.０５〜０.２５％、Ｍ
n：１.２〜３.０％、Ｓ：０.０１％以下、Ａl：０.０２
〜０.１０％、Ｔi：０.２０％以下、Ｎ：０.００８％以
下、を含み、かつ、(Ｃ＋３０×Ｎ)／Ｔi≧２を満足
し、残部が鉄及び不可避的不純物元素からなる鋼スラブ
を常法にて熱間圧延し、酸洗後冷間圧延して連続焼鈍す
るに際し、Ａc1点〜Ａc3点まで再加熱後、Ａr1点以上よ
り水焼き入れし、必要に応じて更に３５０℃以下で焼き
戻し処理を行い、フェライトを体積率で３〜５０％含
み、残部がマルテンサイトを主体とする低温変態生成物
よりなる組織を得ることを特徴とする耐水素脆化特性の
良好な引張強さ９８０Ｎ／mm2以上の加工用超高強度鋼
板の製造方法を要旨としている。
の手段として、本発明は、Ｃ：０.０５〜０.２５％、Ｍ
n：１.２〜３.０％、Ｓ：０.０１％以下、Ａl：０.０２
〜０.１０％、Ｔi：０.２０％以下、Ｎ：０.００８％以
下、を含み、かつ、(Ｃ＋３０×Ｎ)／Ｔi≧２を満足
し、残部が鉄及び不可避的不純物元素からなる鋼スラブ
を常法にて熱間圧延し、酸洗後冷間圧延して連続焼鈍す
るに際し、Ａc1点〜Ａc3点まで再加熱後、Ａr1点以上よ
り水焼き入れし、必要に応じて更に３５０℃以下で焼き
戻し処理を行い、フェライトを体積率で３〜５０％含
み、残部がマルテンサイトを主体とする低温変態生成物
よりなる組織を得ることを特徴とする耐水素脆化特性の
良好な引張強さ９８０Ｎ／mm2以上の加工用超高強度鋼
板の製造方法を要旨としている。
【０００７】また、他の本発明は、前記鋼が更に、Ｓ
i：２.０％以下、或いはＰ：０.１５％以下、Ｃr：１.
０％以下、Ｍo：１.０％以下、Ｂ：０.００５％以下の
１種又は２種以上、或いはＮb：０.１％以下、Ｖ：０.
１％以下の１種又は２種を含むことを特徴としている。
i：２.０％以下、或いはＰ：０.１５％以下、Ｃr：１.
０％以下、Ｍo：１.０％以下、Ｂ：０.００５％以下の
１種又は２種以上、或いはＮb：０.１％以下、Ｖ：０.
１％以下の１種又は２種を含むことを特徴としている。
【０００８】
【作用】以下に本発明を更に詳細に説明する。まず、本
発明における鋼の化学成分の限定理由について説明す
る。
発明における鋼の化学成分の限定理由について説明す
る。
【０００９】Ｃ：Ｃはマルテンサイトを生成し高強度化
には必須の元素であり、９８０Ｎ／mm2以上の強度を得
るためには０.０５％以上が必要であるが、０.２５％を
超えると曲げなどの加工性が劣化すると共に耐水素脆化
特性を劣化するため、これを上限とする。
には必須の元素であり、９８０Ｎ／mm2以上の強度を得
るためには０.０５％以上が必要であるが、０.２５％を
超えると曲げなどの加工性が劣化すると共に耐水素脆化
特性を劣化するため、これを上限とする。
【００１０】Ｍn：Ｍnは耐水素脆化特性を劣化させるこ
となく強度を高める元素であり、９８０Ｎ／mm2以上の
強度を得るためには１.２％以上が必要である。しか
し、３.０％を超えるとその効果が飽和するのみなら
ず、偏析が大きくなり、組織が不均一となり、加工性が
低下するため、これを上限とする。
となく強度を高める元素であり、９８０Ｎ／mm2以上の
強度を得るためには１.２％以上が必要である。しか
し、３.０％を超えるとその効果が飽和するのみなら
ず、偏析が大きくなり、組織が不均一となり、加工性が
低下するため、これを上限とする。
【００１１】Ｓ：Ｓは介在物を形成して曲げ加工性など
を劣化させるのに加え、耐水素脆化特性も劣化させるた
め、０.０１％以下に抑制する。
を劣化させるのに加え、耐水素脆化特性も劣化させるた
め、０.０１％以下に抑制する。
【００１２】Ａl：Ａlは脱酸のため０.０２％以上を添
加するが、表面性状を劣化させるので、その上限を０.
１０％とする。
加するが、表面性状を劣化させるので、その上限を０.
１０％とする。
【００１３】Ｔi：Ｔiは高強度化に有効である共に耐水
素脆化特性の改善のために必須の元素である。これは組
織の微細化による脆性の改善に加え、ＴiＣ等の析出に
より粗大なセメンタイトの析出を抑制していることが一
因である。しかし、０.２０％を超えて添加すると、冷
間圧延の荷重が高くなるなどの問題があるため、これを
上限とする。
素脆化特性の改善のために必須の元素である。これは組
織の微細化による脆性の改善に加え、ＴiＣ等の析出に
より粗大なセメンタイトの析出を抑制していることが一
因である。しかし、０.２０％を超えて添加すると、冷
間圧延の荷重が高くなるなどの問題があるため、これを
上限とする。
【００１４】Ｎ：Ｎは鋼中に固溶してプレス加工性など
を劣化させるため、０.００８％以下に抑制する。
を劣化させるため、０.００８％以下に抑制する。
【００１５】但し、Ｔiの添加による微細なＴiＣ、Ｔi
Ｎの生成は組織を微細化するため高強度化及び耐水素脆
化特性の改善に有効であるが、Ｃ、Ｎに比べてＴiの添
加が過多となると必要以上のＣ、Ｎと析出物を形成する
ため、強度確保に必要な固溶Ｃ量が得られないだけでな
く、Ｔiの大型介在物を生成し、連続焼鈍時にフェライ
トの生成核となるため、所望のマルテンサイト量が得ら
れなくなり、強度の確保が困難となる。そのため、Ｃ、
Ｎ、Ｔiの添加量は(Ｃ＋３０×Ｎ)／Ｔi≧２の関係を満
足する範囲内とする。
Ｎの生成は組織を微細化するため高強度化及び耐水素脆
化特性の改善に有効であるが、Ｃ、Ｎに比べてＴiの添
加が過多となると必要以上のＣ、Ｎと析出物を形成する
ため、強度確保に必要な固溶Ｃ量が得られないだけでな
く、Ｔiの大型介在物を生成し、連続焼鈍時にフェライ
トの生成核となるため、所望のマルテンサイト量が得ら
れなくなり、強度の確保が困難となる。そのため、Ｃ、
Ｎ、Ｔiの添加量は(Ｃ＋３０×Ｎ)／Ｔi≧２の関係を満
足する範囲内とする。
【００１６】上記成分の他、以下に説明するように、Ｓ
i、或いはＰ、Ｃr、Ｍo及びＢの１種又は２種以上、或
いはＮb及びＶの１種又は２種を適量にて添加すること
ができる。
i、或いはＰ、Ｃr、Ｍo及びＢの１種又は２種以上、或
いはＮb及びＶの１種又は２種を適量にて添加すること
ができる。
【００１７】Ｓi：Ｓiは鋼を強化し、延性を高めるため
に有効な元素であるが、２.０％を超えるとその効果が
飽和するのみならず、冷間圧延での荷重が高くなるなど
の問題があるため、これ以下に規定する。
に有効な元素であるが、２.０％を超えるとその効果が
飽和するのみならず、冷間圧延での荷重が高くなるなど
の問題があるため、これ以下に規定する。
【００１８】Ｐ：Ｐは鋼を強化し、延性を高めるために
有効な元素であるが、０.１５％を超えると脆化が起こ
り易くなるため、これ以下とする。
有効な元素であるが、０.１５％を超えると脆化が起こ
り易くなるため、これ以下とする。
【００１９】Ｃr、Ｍo、Ｂ：Ｃr、Ｍo及びＢは鋼の焼入
れ性を高め連続焼鈍設備で安定してマルテンサイトを得
るために有効な元素であるが、過多に添加しても効果が
飽和するため、Ｃrは１.０％以下、Ｍoは１.０％以下、
Ｂ：０.００５％以下とする。
れ性を高め連続焼鈍設備で安定してマルテンサイトを得
るために有効な元素であるが、過多に添加しても効果が
飽和するため、Ｃrは１.０％以下、Ｍoは１.０％以下、
Ｂ：０.００５％以下とする。
【００２０】Ｎb、Ｖ：Ｎb及びＶは炭化物を形成し細粒
化に効果があり、鋼の強化に有効な元素であるが、それ
ぞれ０.１％を超えると冷間圧延の荷重が高くなるなど
の問題があるため、それぞれ０.１％以下とする。
化に効果があり、鋼の強化に有効な元素であるが、それ
ぞれ０.１％を超えると冷間圧延の荷重が高くなるなど
の問題があるため、それぞれ０.１％以下とする。
【００２１】次に本発明の組織について説明する。本発
明者は研究結果より、フェライト体積率が増加すると耐
水素脆化特性が向上するという知見を得ており、この効
果を得るにはフェライト体積率を３％以上保有する必要
がある。しかし、５０％を超えるフェライトを有すると
強度の確保が困難となるため、上限は５０％とする。ま
た、強度確保の点から、残部はマルテンサイト(焼き戻
しマルテンサイトを含む)を主体とする低温変態生成物
とする必要がある。
明者は研究結果より、フェライト体積率が増加すると耐
水素脆化特性が向上するという知見を得ており、この効
果を得るにはフェライト体積率を３％以上保有する必要
がある。しかし、５０％を超えるフェライトを有すると
強度の確保が困難となるため、上限は５０％とする。ま
た、強度確保の点から、残部はマルテンサイト(焼き戻
しマルテンサイトを含む)を主体とする低温変態生成物
とする必要がある。
【００２２】次に本発明の製造方法について説明する。
上記化学成分を有する鋼スラブは、常法により熱間圧延
し、酸洗後、冷間圧延して連続焼鈍に供されるが、連続
焼鈍は以下の条件で行う必要がある。
上記化学成分を有する鋼スラブは、常法により熱間圧延
し、酸洗後、冷間圧延して連続焼鈍に供されるが、連続
焼鈍は以下の条件で行う必要がある。
【００２３】すなわち、連続焼鈍に際して冷延鋼板を再
加熱するに当たっては、加熱温度をＡc1点〜Ａc3点の範
囲とする。下限温度をＡc1点とするのは、多量のマルテ
ンサイトを生成させるため、オーステナイト変態点以上
に加熱する必要があるためである。また、３％以上のフ
ェライトを安定して得るために上限をＡc3点とする。そ
の後、残部をマルテンサイト主体の組織とするためにＡ
r1点以上の温度から水焼き入れ処理を行う。
加熱するに当たっては、加熱温度をＡc1点〜Ａc3点の範
囲とする。下限温度をＡc1点とするのは、多量のマルテ
ンサイトを生成させるため、オーステナイト変態点以上
に加熱する必要があるためである。また、３％以上のフ
ェライトを安定して得るために上限をＡc3点とする。そ
の後、残部をマルテンサイト主体の組織とするためにＡ
r1点以上の温度から水焼き入れ処理を行う。
【００２４】なお、必要に応じて、水焼入れ後、更に強
度の調整のために焼き戻し処理を行ってもよい。しか
し、３５０℃を超える温度で焼き戻し処理を行うと耐水
素脆化特性が劣化するので好ましくない。この劣化はセ
メンタイトの析出による脆性の劣化が一因である。
度の調整のために焼き戻し処理を行ってもよい。しか
し、３５０℃を超える温度で焼き戻し処理を行うと耐水
素脆化特性が劣化するので好ましくない。この劣化はセ
メンタイトの析出による脆性の劣化が一因である。
【００２５】以下に本発明の実施例を示す。
【００２６】表１に示す化学成分の鋼スラブを１２３０
℃に加熱し、仕上温度９００℃で板厚３.６mmに熱間圧
延し、５５０℃で巻取った。酸洗後、１.８mmまで冷間
圧延し、表２に示す条件で連続焼鈍を行った。０.３％
の調質圧延を施した後、機械的性質を調査した。その結
果を表３に示す。
℃に加熱し、仕上温度９００℃で板厚３.６mmに熱間圧
延し、５５０℃で巻取った。酸洗後、１.８mmまで冷間
圧延し、表２に示す条件で連続焼鈍を行った。０.３％
の調質圧延を施した後、機械的性質を調査した。その結
果を表３に示す。
【００２７】また、耐水素脆化については、１５mm×６
５mmの短冊試験片に曲げ応力９８０Ｎ／mm2を負荷した
ものを０.５mol／Lの硫酸＋０.０１mol／LのＫＳＣＮ溶
液中でポテンショスタットを用いて、自然電位よりも卑
である−８００mＶの電位を与え、割れが発生する時間
により評価した。その結果を機械的特性と共に表３に示
す。
５mmの短冊試験片に曲げ応力９８０Ｎ／mm2を負荷した
ものを０.５mol／Lの硫酸＋０.０１mol／LのＫＳＣＮ溶
液中でポテンショスタットを用いて、自然電位よりも卑
である−８００mＶの電位を与え、割れが発生する時間
により評価した。その結果を機械的特性と共に表３に示
す。
【００２８】表３より明らかなように、本発明例は、９
８０Ｎ／mm2以上の強度と良好な加工性(Ｅl≧８％、λ
≧２５％)及び良好な耐水素脆化特性(割れ発生時間≧１
０min)を示している。一方、比較例(試験Ｎo.２、４、
１２、１８、１９、２１)はフェライト体積率が本発明
範囲より多いため所望の強度が得られていない。また他
の比較例(試験Ｎo.３、６、１７、２０)は割れ発生時間
≦１０minと短く、特にそれらのうちの比較例(試験Ｎo.
１７、２０)ではＥl≦７％、λ≦２０％とそれぞれ明ら
かに加工性も本発明例に比べて劣っている。
８０Ｎ／mm2以上の強度と良好な加工性(Ｅl≧８％、λ
≧２５％)及び良好な耐水素脆化特性(割れ発生時間≧１
０min)を示している。一方、比較例(試験Ｎo.２、４、
１２、１８、１９、２１)はフェライト体積率が本発明
範囲より多いため所望の強度が得られていない。また他
の比較例(試験Ｎo.３、６、１７、２０)は割れ発生時間
≦１０minと短く、特にそれらのうちの比較例(試験Ｎo.
１７、２０)ではＥl≦７％、λ≦２０％とそれぞれ明ら
かに加工性も本発明例に比べて劣っている。
【００２９】なお、上記実施例は強度調整のため焼戻し
を行った例であるが、焼戻しを行なわず水焼入れのまま
であっても、同様の効果が得られることを確認した。
を行った例であるが、焼戻しを行なわず水焼入れのまま
であっても、同様の効果が得られることを確認した。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【表２】
【００３２】
【表３】
【００３３】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
９８０Ｎ／mm2以上の強度を有し、更に加工性と共に優
れた耐水素脆化特性を有する加工用超高強度冷延鋼板を
製造できるので、自動車のバンパー、ドアの補強部材等
に好適である。
９８０Ｎ／mm2以上の強度を有し、更に加工性と共に優
れた耐水素脆化特性を有する加工用超高強度冷延鋼板を
製造できるので、自動車のバンパー、ドアの補強部材等
に好適である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 逸見義男 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所 内 (56)参考文献 特開 平６−122936（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−143223（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−268053（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−39736（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C21D 6/00 C21D 8/02 - 8/04 C21D 9/46 - 9/48 C22C 38/00 - 38/60
Claims (5)
- 【請求項１】 重量％で(以下同じ)、 Ｃ：０.０５〜０.２５％、 Ｍn：１.２〜３.０％、 Ｓ：０.０１％以下、 Ａl：０.０２〜０.１０％、 Ｔi：０.２０％以下、 Ｎ：０.００８％以下、 を含み、かつ、(Ｃ＋３０×Ｎ)／Ｔi≧２を満足し、残
部が鉄及び不可避的不純物元素からなる鋼スラブを常法
にて熱間圧延し、酸洗後冷間圧延して連続焼鈍するに際
し、Ａc1点〜Ａc3点まで再加熱後、Ａr1点以上より水焼
き入れし、フェライトを体積率で３〜５０％含み、残部
がマルテンサイトを主体とする低温変態生成物よりなる
組織を得ることを特徴とする耐水素脆化特性の良好な引
張強さ９８０Ｎ／mm2以上の加工用超高強度鋼板の製造
方法。 - 【請求項２】 水焼入れ後、更に３５０℃以下で焼き戻
し処理を行う請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 Ｓi：２.０％以下を含む請求項１又は２
に記載の方法。 - 【請求項４】 Ｐ：０.１５％以下、Ｃr：１.０％以
下、Ｍo：１.０％以下、Ｂ：０.００５％以下の１種又
は２種以上を含む請求項１、２又は３に記載の方法。 - 【請求項５】 Ｎb：０.１％以下、Ｖ：０.１％以下の
１種又は２種を含む請求項１、２、３又は４に記載の方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32114493A JP3286047B2 (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 耐水素脆化特性の良好な加工用超高強度鋼板の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32114493A JP3286047B2 (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 耐水素脆化特性の良好な加工用超高強度鋼板の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07150241A JPH07150241A (ja) | 1995-06-13 |
| JP3286047B2 true JP3286047B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=18129298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32114493A Expired - Fee Related JP3286047B2 (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 耐水素脆化特性の良好な加工用超高強度鋼板の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3286047B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4218272B2 (ja) * | 2002-07-24 | 2009-02-04 | アイシン精機株式会社 | 鋼材の成形焼入れ方法 |
| JP4848722B2 (ja) * | 2005-09-30 | 2011-12-28 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 加工性に優れた超高強度冷延鋼板の製造方法 |
| JP5394709B2 (ja) * | 2008-11-28 | 2014-01-22 | 株式会社神戸製鋼所 | 耐水素脆化特性および加工性に優れた超高強度鋼板 |
| JP6271067B1 (ja) | 2017-06-01 | 2018-01-31 | 日新製鋼株式会社 | 高強度Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系表面被覆鋼板およびその製造方法 |
| KR102153196B1 (ko) * | 2018-12-18 | 2020-09-07 | 주식회사 포스코 | 고탄소 보론강 강재 및 그 제조방법 |
| CN111471928B (zh) * | 2020-05-11 | 2021-11-19 | 河北普阳钢铁有限公司 | 一种具有篮筐编结马氏体金相组织的耐磨钢板及生产方法 |
-
1993
- 1993-11-26 JP JP32114493A patent/JP3286047B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07150241A (ja) | 1995-06-13 |
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