JP3347158B2

JP3347158B2 - 耐孔あき腐食性に優れた高張力鋼板およびその製造方法

Info

Publication number: JP3347158B2
Application number: JP02907992A
Authority: JP
Inventors: 進藤原; 利郎山田; 征一浜中; 美紀夫宗下
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1992-01-21
Filing date: 1992-01-21
Publication date: 2002-11-20
Anticipated expiration: 2017-11-20
Also published as: JPH05195145A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，耐孔あき腐食性に優れ
た高張力鋼板およびその製造方法に係り, より詳しく
は，自動車用足廻り部材用途やその補強部材用途に好適
な熱延鋼板に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の自動車では, 10年間, 孔あき腐食
性無しを保障することが必要視されている。このため，
使用される材料には耐食性の改善が要求されるが，特に
足廻り材料に対しての耐食性改善への要求が強い。例え
ば北米やカナダ等の寒冷地帯では路面の凍結防止や融雪
用に散布される塩類による腐食が促進されるので，足廻
り部材を中心に一層の耐食性改善が強く望まれている。

【０００３】従来, かような耐食性改善の方法の一つと
して，裸の鋼板を使用していた部位を，溶融亜鉛めっき
を中心としためっき鋼板に切り替えることが一般に行わ
れていた。このような背景から耐食性に優れためっき鋼
板が数多く開発され，例えば特開平2-310354号公報では
加工性の優れた溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法が記載さ
れている。

【０００４】しかし，自動車用足廻り部材や補強部材の
多くは, 個々の部品をアーク溶接して製造される部位も
多く, めっき鋼板を素材とした場合には溶接時にブロー
ホール等の欠陥が発生し，健全な溶接部が得られないと
いう問題があった。

【０００５】一方, 自動車は地球環境の保全等から燃費
の向上が望まれ, 使用される鋼材は高強度化による軽量
化が推進されている。この高強度化による板厚の減少は
耐孔あき腐食性の観点からは不利となる。

【０００６】このような観点から，例えば特開平2-2241
6 号公報には, めっき原板自体の耐食性を向上させ，薄
目付けでも優れた耐食性を示す合金化亜鉛めっき鋼板が
開示されている。しかし，薄目付けとは言え, めっき層
が存在するので溶接時に欠陥が発生することは免れ得な
い。また，該原板は裸で使用できるほど耐食性は十分と
は言えない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は，かかる問題
点を解決することを目的としてなされたものであり，自
動車足廻り部材やその補強部材用の熱延鋼板として，裸
での使用にも耐え得る耐孔あき腐食性に優れた高強度鋼
板およびその製造方法を提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば，重量％
で, Ｃ≦0.1％, Ｍn：0.10〜2.0％, Ｐ：0.05〜0.20％,
Ｓ≦0.010％, Ｃu：0.05〜1.0％, Ｍo：0.05〜2.0％,
Ａl：0.01〜0.1％,Ｎ：0.008 ％以下を含有したうえ,
さらに場合によってはＳi：0.05〜1.0％,Ｎi：0.05〜2.
0％, Ｃr：0.05〜5.0％の１種または２種以上および／
または下式(1)に従う範囲のＴiを含有し，残部がＦeお
よび不可避的不純物からなる耐孔あき腐食性に優れた高
張力鋼板を提供する。 (48/32)×Ｓ≦Ｔi≦｛(48/32)×Ｓ＋(48/14)×Ｎ｝×２
・・(1) 。

【０００９】そして，この化学成分を有する鋼の鋼片を
1100〜1300℃の温度域で加熱して熱間圧延すると共にそ
の熱間圧延をＡr₃変態点以上で且つ800〜950℃の温度範
囲で終了し，引続き700℃以下の温度で巻取ることから
なる耐孔あき腐食性に優れた高張力熱延鋼板の製造方法
を提供する。

【００１０】

【作用】本発明者らは，前記の問題点を解決するために
種々の試験研究を行った結果,鋼板の基本成分のうち，
Ｃ,Ｍn,Ｐ,Ｃu,Ｍoを前記の範囲で厳密に添加し，さら
には, Ｓi,Ｎi,Ｃrの少なくとも１種を前記範囲で, ま
た(1) 式を満足する微量のＴiを追添することによっ
て，高強度化と優れた耐孔あき腐食性の付与が達成され
ることを見出した。そして，製造条件の面からは, 熱延
の条件を適切に制御することによって, 自動車足廻り部
材として要求される特性を満足する加工性を付与するこ
とができることがわかった。

【００１１】本発明法に従う鋼板の各成分の作用および
その含有量範囲の限定理由は次のとおりである。

【００１２】Ｃは, 高強度化に有効な元素である。しか
し，0.1％を超えて含有させると加工性を劣化させるの
で上限を0.1％とした。

【００１３】Ｍnは，高強度化に有効に作用するが，0.1
％未満でその効果が認められず，また，2.0％を超えて
含有すると加工性を劣化させることから，0.10〜2.0％
の範囲とする。

【００１４】Ｐは，本発明鋼における必須の添加元素で
あり，高強度化に有効で作用するばかりでなく，Ｃuと
複合して0.05％以上含有させることによって密着性の良
い緻密な腐食生成物を作り, これが耐孔あき腐食性の改
善に寄与する作用を供する。しかしＰを0.2％を超えて
含有させると加工性が劣化するようになるので0.05〜0.
2％の範囲で添加させる。

【００１５】Ｓは，加工性を劣化させる。特にＭnと結
合してＭnＳを生成すると孔拡げ性を劣化させる。した
がってＳはできるだけ少ないことが好ましいが，0.010
％までは許容できるので0.010％以下とする。

【００１６】Ｃuは，前述のようにＰと複合して添加す
ることにより耐孔あき腐食性を改善するのに有効に作用
する元素である。添加量が0.05％未満ではその効果が認
められなく，また1.0％を超えて添加しても効果が飽和
するばかりか，製造コストが高くなるのでその添加範囲
を0.05〜1.0％とする。

【００１７】Ｍoも本発明鋼において必須の元素であり,
高強度化と耐孔あき腐食性の改善に有効である。0.05
％未満ではそれらの効果が認められない。また2.0％を
超えて添加させると, 耐孔あき腐食性の改善効果が飽和
し，加工性を劣化させるようになりコスト面でも不利と
なる。この理由からＭoの添加範囲を0.05〜2.0％とす
る。

【００１８】Ｎは，耐食性, 加工性に有害に作用する。
したがって，できるだけ少ないことが望ましいが, 本発
明では0.008％までは許容できるので，0.008％以下とす
る。

【００１９】Ａlは，脱酸材として添加されるものであ
るが，0.01％未満では脱酸材としての効果が認められ
ず，0.1％を超えて含有してもその効果が飽和し，また
製造コストが高くなるので上限を0.1％とした。

【００２０】Ｓiは，高強度化および耐食性の改善に有
効な元素である。0.05％未満ではその効果が認められ
ず, 1.0％を超えて含有すると製品の表面性状を劣化さ
せ，また加工性も劣化させるので0.05〜1.0％の範囲で
含有させる。

【００２１】Ｎiは，Ｃu添加による熱延時の高温割れ発
生を抑制するのに有効に作用し，さらに高強度化と耐孔
あき腐食性の改善にも有効な元素である。添加量が0.05
％未満ではそれらの効果が認められない。また2.0％を
超えて含有してもその効果が飽和するとともにコストの
上昇を招く。この理由からＮi含有範囲は0.05〜2.0％と
する。

【００２２】Ｃrも高強度化と耐孔あき腐食性の改善に
有効な元素である。0.05％未満ではその効果が認められ
なく，また5.0％を超えて添加してもその効果が飽和す
るばかりか，効果に比較して著しい製造コストの上昇を
招くので0.05〜5.0％の範囲で含有させる。

【００２３】

【００２４】ＴiはＳおよびＮを固定し，加工性特に孔
拡げ性を改善するのに有効に作用する元素である。この
作用はＴi量が(1)式に示すように(48/32)×Ｓ未満では
認められない。また〔(48/32)×Ｓ＋(48/14)×Ｎ〕×２
を超えて含有しても，その効果が飽和するとともにコス
トの上昇を招くため，前記(1)式に示す範囲で含有させ
ることが必要である。

【００２５】上記の化学成分を前記範囲で含有させるこ
とにより，耐孔あき腐食性に優れた高強度鋼板を得るこ
とができるが，さらにその熱延鋼板を製造するさいに熱
延条件を種々検討した結果，抽出温度，熱延終了温度お
よび巻取温度を適正に制御すると本鋼板に優れた加工性
を付与することができることを見出した。

【００２６】熱延時の鋼片の加熱炉からの抽出温度 (鋼
片加熱温度) が1100℃未満では炭窒化物の溶解が不十分
となり良好な加工性が得られない。また1300℃を超えて
加熱しても炭窒化物の溶解にさらなる効果は認められ
ず, かえって製造コストの上昇を招くため1100〜1300℃
の範囲に制御する。

【００２７】熱間圧延をＡr₃変態点以上で且つ 800〜95
0℃の温度範囲で終了すると良好な加工性が得られる。
熱延終了温度をＡr₃変態点未満あるいは800℃未満とす
ると等軸な結晶粒が得られず, このため良好な加工性が
得られない。また950℃を超えると結晶粒径が粗大化し
加工後にオレンジピールと呼ばれる肌荒れが発生するよ
うになる。また，巻取温度が700℃を超えると表層のス
ケール層が厚くなり酸洗性を劣化させるようになるので
700℃以下の温度で巻取る必要がある。

【００２８】

【実施例】

〔実施例１〕表１に示す化学成分の鋼を溶製し，連続鋳
造スラブとした。このスラブを1230℃に加熱し，熱延終
了温度：900℃, 巻取温度：550℃の条件で熱間圧延を行
って板厚2.6mmの熱延板を得た。得られた熱延板を酸洗
後，試験片を採取し, 図１に示した条件の塩水噴霧，乾
燥，湿潤（３サイクル／１日）の複合サイクル腐食試験
に供した。この腐食試験を30サイクル, 60サイクル, 12
0 サイクルおよび最大240 サイクル実施し, 腐食生成物
を除去したうえ最大侵食深さおよび腐食減量を測定し
て，耐孔あき腐食性の評価とした。それらの試験結果を
表２に示した。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】表２から明らかなように，本発明例のＰ,
Ｃu,Ｍoを複合添加した鋼は，比較例のＰ,Ｃu,Ｍo無添
加か或いは同時に複合添加していないNo.17〜21の鋼と
比較して, 腐食減量が少なくかつ最大侵食深さも浅く耐
孔あき腐食性に優れていることがわかる。なお，比較例
No.21 はＰとＣuは添加されているがＭo無添加の鋼であ
り，ＰとＣuの複合添加によって腐食減量, 最大侵食深
さとも向上していることが見られるものの，本発明例の
鋼と比較すると十分な値とは言えない。

【００３２】〔実施例２〕表１に示した鋼のうち，No.
2, 8 および15についてそれぞれ表３に示した熱延条件
にて板厚2.6mmまで熱延を行い, その熱延板を引張試験
と孔拡げ試験に供した。引張試験はJIS5号試験片にて行
い, 孔拡げ性試験はクリアランス20％にて10mmの径に打
抜き, 直径50mmの球頭ポンチを用いて行った。これらの
試験結果を表４に示した。

【００３３】

【表３】

【００３４】

【表４】表４から明らかなように，本発明で規定する熱延条件を
採用したＡ，ＢおよびＥの場合には，引張特性および孔
拡げ性とも良好な値を示す熱延板が得られ，加工後の表
面肌荒れも認められない。本願発明で規定するより抽出
温度が低いＤの場合，および熱延終了温度が低いＦの場
合には，加工後の肌荒れは認められないものの，延性お
よび孔拡げ性に劣り，自動車用足廻り部材として要求さ
れる加工性を満足することができない。一方，熱延終了
温度が高い条件Ｄの場合には，引張特性，孔拡げ性は本
発明例とほぼ同等な値を示すものの加工後に表面肌荒れ
が発生している。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば耐孔あき腐
食性に優れた高強度鋼板が得られ，この鋼板はめっき処
理なしでも自動車用足廻り部材あるいは補強部材として
従来材にない効果を発揮する。すなわち高強度化によっ
て自動車の軽量化に有効であるばかりでなく，特にこれ
までめっき鋼板が使用できなかった足廻り部位の材料と
して耐孔あき腐食性を大幅に向上させることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】腐食試験の条件を示した試験サイクル図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＣ２２Ｃ 38/50 Ｃ２２Ｃ 38/50 (72)発明者宗下美紀夫広島県呉市昭和町11番１号日新製鋼株式会社鉄鋼研究所内 (56)参考文献特開平５−117803（ＪＰ，Ａ) 特開平５−117802（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−243738（ＪＰ，Ａ) 特開平５−195077（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C22C 38/00 - 38/60 C21D 8/00 - 8/04 C21D 9/46 - 9/48

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％で, Ｃ≦0.1％, Ｍn：0.10〜2.0
％, Ｐ：0.05〜0.20％, Ｓ≦0.010％, Ｃu：0.05〜1.0
％, Ｍo：0.05〜2.0％, Ａl：0.01〜0.1％,Ｎ：0.008％
以下, 残部がＦeおよび不可避的不純物からなる耐孔あ
き腐食性に優れた高張力鋼板。
【請求項２】重量％で, Ｃ≦0.1％, Ｍn：0.10〜2.0
％, Ｐ：0.05〜0.20％, Ｓ≦0.010％, Ｃu：0.05〜1.0
％, Ｍo：0.05〜2.0％, Ａl：0.01〜0.1％,Ｎ：0.008％
以下を含有したうえ, さらにＳi：0.05〜1.0％, Ｎi：
0.05〜2.0％,Ｃr：0.05〜5.0％の１種または２種以上お
よび／または下式(1)に従う範囲のＴiを含有し，残部が
Ｆeおよび不可避的不純物からなる耐孔あき腐食性に優
れた高張力鋼板 (48/32)×Ｓ≦Ｔi≦｛(48/32)×Ｓ＋(48/14)×Ｎ｝×２
・・(1) 。
【請求項３】重量％で, Ｃ≦0.1％, Ｍn：0.10〜2.0
％, Ｐ：0.05〜0.20％, Ｓ≦0.010％, Ｃu：0.05〜1.0
％, Ｍo：0.05〜2.0％, Ａl：0.01〜0.1％,Ｎ：0.008％
以下を含有したうえ, 場合によってはさらにＳi：0.05
〜1.0％, Ｎi：0.05〜2.0％, Ｃr：0.05〜5.0％の１種
または２種以上および／または下式(1)に従う範囲のＴi
を含有し，残部がＦeおよび不可避的不純物からなる鋼
の鋼片を1100〜1300℃の温度域で加熱して熱間圧延する
と共にその熱間圧延をＡr3変態点以上で且つ 800〜950
℃の温度範囲で終了し，引続き700℃以下の温度で巻取
ることからなる耐孔あき腐食性に優れた高張力熱延鋼板
の製造方法, (48/32)×Ｓ≦Ｔi≦｛(48/32)×Ｓ＋(48/14)×Ｎ｝×２
・・(1) 。