JP3403245B2 - 耐衝撃性に優れた自動車用鋼板とその製造方法 - Google Patents
耐衝撃性に優れた自動車用鋼板とその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、主として自動車用部
品などとしてプレス成形等の加工が施されてから用いら
れる鋼板、とくに自動車が走行中に万一衝突した場合に
優れた耐衝撃性が求められる部位の素材として好適に用
いられる自動車用鋼板とそれの製造方法に関するもので
ある。最近、地球環境保全の機運が高まってきたことを
背景として、自動車からのCO 2 排出量の低減、すなわち
自動車車体の軽量化が求められている。こうした軽量化
の方法としては、鋼板の高強度化による板厚の低減が有
効である。従って、自動車用鋼板としては、この高強度
化とともにプレス成形性の確保の両方の特性に優れたも
のが望ましい。さらに、自動車車体の設計思想に基づけ
ば、単純な鋼板の高強度化のみでなく、走行中に万一衝
突した場合の耐衝撃性に優れた鋼板、すなわち高歪速度
で変形した場合に高い変形抵抗を有する鋼板の開発が、
自動車の安全性の向上をもたらすとともに、車体の軽量
化の実現に有効に寄与するものと言える。
品などとしてプレス成形等の加工が施されてから用いら
れる鋼板、とくに自動車が走行中に万一衝突した場合に
優れた耐衝撃性が求められる部位の素材として好適に用
いられる自動車用鋼板とそれの製造方法に関するもので
ある。最近、地球環境保全の機運が高まってきたことを
背景として、自動車からのCO 2 排出量の低減、すなわち
自動車車体の軽量化が求められている。こうした軽量化
の方法としては、鋼板の高強度化による板厚の低減が有
効である。従って、自動車用鋼板としては、この高強度
化とともにプレス成形性の確保の両方の特性に優れたも
のが望ましい。さらに、自動車車体の設計思想に基づけ
ば、単純な鋼板の高強度化のみでなく、走行中に万一衝
突した場合の耐衝撃性に優れた鋼板、すなわち高歪速度
で変形した場合に高い変形抵抗を有する鋼板の開発が、
自動車の安全性の向上をもたらすとともに、車体の軽量
化の実現に有効に寄与するものと言える。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車用鋼板の材質強化は、フェ
ライト単相組織では主としてSi, Mn,Ｐといった置換型
元素を添加することによる固溶強化、あるいはフェライ
ト相中にマルテンサイト相、ベイナイト相あるいはオー
ステナイト相を析出させた組織強化による方法が一般的
である。例えば、特開昭56−139654号公報等では、極低
炭素鋼( Ｃ≦0.015 wt％) に加工性、時効性を改善する
ためにNbを含有させ、さらにＰ等の強化成分を加工性を
害しない範囲で含有させて高強度化を図った鋼板を提案
している。その他、例えば特開昭59−193221号公報に
は、極低炭素鋼（Ｃ≦0.005 wt％）にＢ, Ti, Nbの複合
添加によってさらに高強度化を図る方法の提案がなされ
ている。また、特開昭60−52528 号公報には、低炭素鋼
を高温で焼鈍し、冷却後にマルテンサイト相を析出させ
ることにより延性に優れた高強度鋼の製造方法が開示さ
れている。
ライト単相組織では主としてSi, Mn,Ｐといった置換型
元素を添加することによる固溶強化、あるいはフェライ
ト相中にマルテンサイト相、ベイナイト相あるいはオー
ステナイト相を析出させた組織強化による方法が一般的
である。例えば、特開昭56−139654号公報等では、極低
炭素鋼( Ｃ≦0.015 wt％) に加工性、時効性を改善する
ためにNbを含有させ、さらにＰ等の強化成分を加工性を
害しない範囲で含有させて高強度化を図った鋼板を提案
している。その他、例えば特開昭59−193221号公報に
は、極低炭素鋼（Ｃ≦0.005 wt％）にＢ, Ti, Nbの複合
添加によってさらに高強度化を図る方法の提案がなされ
ている。また、特開昭60−52528 号公報には、低炭素鋼
を高温で焼鈍し、冷却後にマルテンサイト相を析出させ
ることにより延性に優れた高強度鋼の製造方法が開示さ
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような方
法での鋼板の高強度化では、自動車ボディの板厚をある
程度減少させることはできても、本質的に改善するまで
には至っていない。即ち、これらの提案は、鋼板強度の
指標である降伏強度あるいは引張強度を、歪速度が10-3
〜10-2(s-1) と極めて遅い、いわゆる静的な評価方法の
みに基づいて求めている。しかし、実際の自動車ボディ
の設計では、このような静的な強度よりもむしろ、衝突
時の安全性を考慮した、歪速度が10〜104 (s-1) の衝撃
的な変形を伴う、いわゆる動的な評価方法に基づく強度
の方が重要となる。従って、静的強度のみに着目して開
発されている, 上述した従来の各提案は、自動車車体の
軽量化に対して根本的な指標たり得ないという問題があ
った。
法での鋼板の高強度化では、自動車ボディの板厚をある
程度減少させることはできても、本質的に改善するまで
には至っていない。即ち、これらの提案は、鋼板強度の
指標である降伏強度あるいは引張強度を、歪速度が10-3
〜10-2(s-1) と極めて遅い、いわゆる静的な評価方法の
みに基づいて求めている。しかし、実際の自動車ボディ
の設計では、このような静的な強度よりもむしろ、衝突
時の安全性を考慮した、歪速度が10〜104 (s-1) の衝撃
的な変形を伴う、いわゆる動的な評価方法に基づく強度
の方が重要となる。従って、静的強度のみに着目して開
発されている, 上述した従来の各提案は、自動車車体の
軽量化に対して根本的な指標たり得ないという問題があ
った。
【０００４】この発明では、従来は全く検討されていな
かった、高歪速度下での耐衝撃強度に優れた鋼板、具体
的には、 静動比＝（歪速度102 (s-1) での降伏応力）／（歪速度
10-3(s-1) での降伏応力） で定義される静動比が、所定の値以上を示す鋼板の開発
を目的とする。本発明者らの研究によれば、この静動比
は、軟鋼板ではおよそ 1.6〜2.0 で、鋼板強度の増加に
従い静動比は低下する。従って、この静動比が 1.6以上
である高張力鋼板であれば、強度への歪速度依存性が軟
鋼板と同等以上を示し、このような高張力鋼板を使用す
ることによって、自動車車体の安全性向上を伴う軽量化
を容易に実現することが可能である。そこで、本発明の
主たる目的は、プレス成形性と耐衝撃強度に優れる自動
車用鋼板を得ることにある。本発明の他の目的は、自動
車車体の安全性向上を伴う軽量化を達成できる自動車用
鋼板を得ることにある。本発明のさらに他の目的は、自
動車用熱間圧延鋼板と冷間圧延鋼板およびそれらの有利
な製造技術を確立することにある。
かった、高歪速度下での耐衝撃強度に優れた鋼板、具体
的には、 静動比＝（歪速度102 (s-1) での降伏応力）／（歪速度
10-3(s-1) での降伏応力） で定義される静動比が、所定の値以上を示す鋼板の開発
を目的とする。本発明者らの研究によれば、この静動比
は、軟鋼板ではおよそ 1.6〜2.0 で、鋼板強度の増加に
従い静動比は低下する。従って、この静動比が 1.6以上
である高張力鋼板であれば、強度への歪速度依存性が軟
鋼板と同等以上を示し、このような高張力鋼板を使用す
ることによって、自動車車体の安全性向上を伴う軽量化
を容易に実現することが可能である。そこで、本発明の
主たる目的は、プレス成形性と耐衝撃強度に優れる自動
車用鋼板を得ることにある。本発明の他の目的は、自動
車車体の安全性向上を伴う軽量化を達成できる自動車用
鋼板を得ることにある。本発明のさらに他の目的は、自
動車用熱間圧延鋼板と冷間圧延鋼板およびそれらの有利
な製造技術を確立することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】発明者らは、上掲の目的
の実現に向け鋭意研究した結果、上記静動比に対して
は、化学組成、鋼組織、熱間圧延条件および冷間圧延後
の仕上焼鈍条件を適宜に調整することで、上述した課題
を解決できることを知見した。すなわち、本発明は、 (1) Ｃ：0.010 〜0.10wt％、Si：0.05〜2.0 wt％、Mn：
0.50〜3.00wt％、 Ｐ：0.01〜0.15wt％、Ｓ：0.01wt％
以下を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる成
分組成を有し、かつその組織が、体積比で95〜60％のフ
ェライト相と体積比で５〜40％のマルテンサイト相から
構成されていて、そのフェライト相中の転位密度が1010
(cm-2) 〜1015 (cm-2) であることを特徴とする耐衝撃
性に優れた自動車用鋼板。 (2) 上記の発明(1) において、フェライト相とマルテン
サイト相との割合は、マルテンサイト相の場合10〜20％
が好ましい範囲であり、また上記転位密度は1011〜1013
(cm-2) が好ましい範囲である。 (3) Ｃ：0.010 〜0.10wt％、Si：0.05〜2.0 wt％、Mn：
0.50〜3.00wt％、 Ｐ：0.01〜0.15wt％、Ｓ：0.01wt％
以下を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼
材を、圧延温度を 750〜 850℃、巻取温度を 200〜 500
℃とする条件での熱間仕上圧延を行い、引き続き伸び率
1.0〜20％の調質圧延を施して熱延鋼板を得ることを特
徴とする耐衝撃性に優れた自動車用鋼板の製造方法。 (4) 上記発明(3) において、熱間仕上圧延条件は、圧延
温度 780〜820 ℃、巻取温度 300〜450 ℃の範囲とし、
さらに調質圧延は２〜10％の伸び率とすることが好まし
い。 (5) Ｃ：0.010 〜0.10wt％、Si：0.05〜2.0 wt％、Mn：
0.50〜3.00wt％、 Ｐ：0.01〜0.15wt％、Ｓ：0.01wt％
以下を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼
材を、熱間圧延につづき冷間圧延を施した後、 780〜90
0 ℃の温度で仕上焼鈍を施し、その冷却過程において、
650℃までの冷却を５〜20℃/secの速度で行い、さらに
650℃から 100℃までの冷却を10〜30℃/secの冷却速度
で行い、引き続き伸び率 1.0〜20％の調質圧延を施して
冷延鋼板を得ることを特徴とする耐衝撃性に優れた自動
車用鋼板の製造方法。 (6) 上記の発明(5) において、仕上焼鈍は 800〜840 ℃
の温度範囲で、上部冷却速度は10〜15℃／sec とし、下
部冷却速度は17〜25℃／sec とし、そして調質圧延の伸
び率は３〜10％とする条件はより好ましいものである。
の実現に向け鋭意研究した結果、上記静動比に対して
は、化学組成、鋼組織、熱間圧延条件および冷間圧延後
の仕上焼鈍条件を適宜に調整することで、上述した課題
を解決できることを知見した。すなわち、本発明は、 (1) Ｃ：0.010 〜0.10wt％、Si：0.05〜2.0 wt％、Mn：
0.50〜3.00wt％、 Ｐ：0.01〜0.15wt％、Ｓ：0.01wt％
以下を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる成
分組成を有し、かつその組織が、体積比で95〜60％のフ
ェライト相と体積比で５〜40％のマルテンサイト相から
構成されていて、そのフェライト相中の転位密度が1010
(cm-2) 〜1015 (cm-2) であることを特徴とする耐衝撃
性に優れた自動車用鋼板。 (2) 上記の発明(1) において、フェライト相とマルテン
サイト相との割合は、マルテンサイト相の場合10〜20％
が好ましい範囲であり、また上記転位密度は1011〜1013
(cm-2) が好ましい範囲である。 (3) Ｃ：0.010 〜0.10wt％、Si：0.05〜2.0 wt％、Mn：
0.50〜3.00wt％、 Ｐ：0.01〜0.15wt％、Ｓ：0.01wt％
以下を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼
材を、圧延温度を 750〜 850℃、巻取温度を 200〜 500
℃とする条件での熱間仕上圧延を行い、引き続き伸び率
1.0〜20％の調質圧延を施して熱延鋼板を得ることを特
徴とする耐衝撃性に優れた自動車用鋼板の製造方法。 (4) 上記発明(3) において、熱間仕上圧延条件は、圧延
温度 780〜820 ℃、巻取温度 300〜450 ℃の範囲とし、
さらに調質圧延は２〜10％の伸び率とすることが好まし
い。 (5) Ｃ：0.010 〜0.10wt％、Si：0.05〜2.0 wt％、Mn：
0.50〜3.00wt％、 Ｐ：0.01〜0.15wt％、Ｓ：0.01wt％
以下を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼
材を、熱間圧延につづき冷間圧延を施した後、 780〜90
0 ℃の温度で仕上焼鈍を施し、その冷却過程において、
650℃までの冷却を５〜20℃/secの速度で行い、さらに
650℃から 100℃までの冷却を10〜30℃/secの冷却速度
で行い、引き続き伸び率 1.0〜20％の調質圧延を施して
冷延鋼板を得ることを特徴とする耐衝撃性に優れた自動
車用鋼板の製造方法。 (6) 上記の発明(5) において、仕上焼鈍は 800〜840 ℃
の温度範囲で、上部冷却速度は10〜15℃／sec とし、下
部冷却速度は17〜25℃／sec とし、そして調質圧延の伸
び率は３〜10％とする条件はより好ましいものである。
【０００６】
【作用】発明者らは、鋼板の上述した静動比を向上させ
るべく、Mn含有低炭素鋼をベースに、静動比におよぼす
冶金学的要因について検討した結果、化学組成、熱間圧
延条件、冷延後仕上焼鈍条件ならびに調質圧延条件が影
響していることがわかった。とくに、鋼組織の検討で
は、所定量のマルテンサイト相を析出させて静的強度を
確保するとともに、このマルテンサイト相の周囲に析出
したフェライト相中に存在する転位を制御すれば、静動
比の向上が得られることがわかった。以下に、このこと
について、さらに詳しく述べる。一般に、フェライト相
とマルテンサイト相からなる２相組織鋼では、製造工程
すなわち、熱延巻取後の冷却過程、あるいは冷延−仕上
焼鈍後の冷却過程において、低温域でマルテンサイト相
が析出すると同時にこのマルテンサイト相の周囲のフェ
ライト相中には転位が導入されることが知られている。
そこで発明者らは、Dual Phase鋼の転位密度と鋼板が衝
撃変形した場合の変形挙動の関係を研究した。その結
果、フェライト相中の転位密度を高めると、衝撃変形し
た場合の鋼板強度が増加するという知見を得た。ところ
が、鋼板の動的強度を効果的に高めるには、従来のDual
Phase鋼で得られるような109(cm-2）程度の転位密度で
は不足しており、さらに転位を強制的に導入する必要の
あることがわかった。また、転位の導入方法を種々検討
した結果、調質圧延によりその伸び率を制御することが
有効であるという結果を得、本発明に想到するに至っ
た。
るべく、Mn含有低炭素鋼をベースに、静動比におよぼす
冶金学的要因について検討した結果、化学組成、熱間圧
延条件、冷延後仕上焼鈍条件ならびに調質圧延条件が影
響していることがわかった。とくに、鋼組織の検討で
は、所定量のマルテンサイト相を析出させて静的強度を
確保するとともに、このマルテンサイト相の周囲に析出
したフェライト相中に存在する転位を制御すれば、静動
比の向上が得られることがわかった。以下に、このこと
について、さらに詳しく述べる。一般に、フェライト相
とマルテンサイト相からなる２相組織鋼では、製造工程
すなわち、熱延巻取後の冷却過程、あるいは冷延−仕上
焼鈍後の冷却過程において、低温域でマルテンサイト相
が析出すると同時にこのマルテンサイト相の周囲のフェ
ライト相中には転位が導入されることが知られている。
そこで発明者らは、Dual Phase鋼の転位密度と鋼板が衝
撃変形した場合の変形挙動の関係を研究した。その結
果、フェライト相中の転位密度を高めると、衝撃変形し
た場合の鋼板強度が増加するという知見を得た。ところ
が、鋼板の動的強度を効果的に高めるには、従来のDual
Phase鋼で得られるような109(cm-2）程度の転位密度で
は不足しており、さらに転位を強制的に導入する必要の
あることがわかった。また、転位の導入方法を種々検討
した結果、調質圧延によりその伸び率を制御することが
有効であるという結果を得、本発明に想到するに至っ
た。
【０００７】なお、本発明において、耐衝撃特性の指標
として採用した静動比は、1.6 を臨界点とするが、上述
したようにこれは静動比に優れる軟鋼板のレベルに相当
することによるものである。
として採用した静動比は、1.6 を臨界点とするが、上述
したようにこれは静動比に優れる軟鋼板のレベルに相当
することによるものである。
【０００８】(1) 以下、この発明において、鋼の化学成
分を上記のように限定した理由を説明する。 Ｃ：0.010 〜0.10wt％ Ｃは、その含有量が 0.010wt％よりも少ない場合、マル
テンサイト相の析出が少なくなって十分な強度が得られ
ず、また、0.10wt％を超える場合は、スポット溶接性が
劣化する。従って、Ｃ含有量は、0.010 〜0.10wt％の範
囲に限定した。より好ましくは、0.06〜0.09wt％とする
ことが推奨される。 Si：0.05〜2.0 wt％以下 Siは、その含有量が2.0 wt％を超えると静動比が劣化す
る。したがって、Si含有量の上限は2.0 wt％とした。ま
た、0.05wt％より少ない場合、フェライト相の十分な強
度が得られない。したがって、Si含有量の下限は0.05wt
％とした。より好ましいSiの含有量は0.5 wt％以上 0.9
wt％以下とすることが推奨される。 Mn：0.50〜3.00wt％ Mnは、その含量が0.50wt％よりも少ない場合、マルテン
サイト相の析出が少なくなって十分強度が得られず、ま
た、3.00wt％を超える場合は、静動比とスポット溶接性
が化するので、Mn含有量は0.50〜3.00wt％の範囲に限定
するが、より好ましくは 1.5〜2.0 wt％の範囲内とする
ことが推奨される。 Ｐ：0.01〜0.15wt％ Ｐは、その含有量が0.01wt％よりも少ない場合は、マル
テンサイト相の析出が少なくなって十分な強度が得られ
ず、また、0.15wt％を超える場合は、静動比とスポット
溶接性が劣化するので、0.01〜0.15wt％の範囲に限定し
た。好ましくは0.05〜0.12wt％がよい。 Ｓ：0.010 wt％以下 Ｓは、その含有量を低減することにより、鋼中の析出物
が減少して加工性が向上する。このような効果は、Ｓ量
を0.010 wt％以下とすることで得られるが、より好まし
くは0.0010wt％以下がよい。
分を上記のように限定した理由を説明する。 Ｃ：0.010 〜0.10wt％ Ｃは、その含有量が 0.010wt％よりも少ない場合、マル
テンサイト相の析出が少なくなって十分な強度が得られ
ず、また、0.10wt％を超える場合は、スポット溶接性が
劣化する。従って、Ｃ含有量は、0.010 〜0.10wt％の範
囲に限定した。より好ましくは、0.06〜0.09wt％とする
ことが推奨される。 Si：0.05〜2.0 wt％以下 Siは、その含有量が2.0 wt％を超えると静動比が劣化す
る。したがって、Si含有量の上限は2.0 wt％とした。ま
た、0.05wt％より少ない場合、フェライト相の十分な強
度が得られない。したがって、Si含有量の下限は0.05wt
％とした。より好ましいSiの含有量は0.5 wt％以上 0.9
wt％以下とすることが推奨される。 Mn：0.50〜3.00wt％ Mnは、その含量が0.50wt％よりも少ない場合、マルテン
サイト相の析出が少なくなって十分強度が得られず、ま
た、3.00wt％を超える場合は、静動比とスポット溶接性
が化するので、Mn含有量は0.50〜3.00wt％の範囲に限定
するが、より好ましくは 1.5〜2.0 wt％の範囲内とする
ことが推奨される。 Ｐ：0.01〜0.15wt％ Ｐは、その含有量が0.01wt％よりも少ない場合は、マル
テンサイト相の析出が少なくなって十分な強度が得られ
ず、また、0.15wt％を超える場合は、静動比とスポット
溶接性が劣化するので、0.01〜0.15wt％の範囲に限定し
た。好ましくは0.05〜0.12wt％がよい。 Ｓ：0.010 wt％以下 Ｓは、その含有量を低減することにより、鋼中の析出物
が減少して加工性が向上する。このような効果は、Ｓ量
を0.010 wt％以下とすることで得られるが、より好まし
くは0.0010wt％以下がよい。
【０００９】(2) 次に、本発明にかかる自動車用鋼板に
おいては、この鋼組織を、体積比で95〜60％のフェライ
ト相と、体積比で５〜40％のマルテンサイト相とからな
る２相組織としなければならない。とくにマルテンサイ
ト量を５〜40％にすることが重要である。すなわち、体
積比で５％以上のマルテンサイト相を析出させる理由
は、それ未満では自動車用材料としての十分な静的強度
と動的強度、とくに必要な静動比が得られないからであ
る。また、このマルテンサイト相が40％を超えると、プ
レス成形性が著しく低下するので上限を40％に限定し
た。この範囲は10〜20％とすることがより好ましい。な
お、残部は総てフェライト相である。従って、フェライ
ト相は、体積比で95〜60％となる。
おいては、この鋼組織を、体積比で95〜60％のフェライ
ト相と、体積比で５〜40％のマルテンサイト相とからな
る２相組織としなければならない。とくにマルテンサイ
ト量を５〜40％にすることが重要である。すなわち、体
積比で５％以上のマルテンサイト相を析出させる理由
は、それ未満では自動車用材料としての十分な静的強度
と動的強度、とくに必要な静動比が得られないからであ
る。また、このマルテンサイト相が40％を超えると、プ
レス成形性が著しく低下するので上限を40％に限定し
た。この範囲は10〜20％とすることがより好ましい。な
お、残部は総てフェライト相である。従って、フェライ
ト相は、体積比で95〜60％となる。
【００１０】また、本発明にかかる鋼板においては、フ
ェライト相中の転位密度を1010 (cm -2) 〜1015 (cm-2)
に限定する。この理由は、1010 (cm-2) 未満では十分な
動的強度の向上効果が得られないからであり、また、10
15 (cm-2) を超える転位密度だと、鋼板の延性が低下し
てプレス成形性が劣化するので上限を1015 (cm-2) に限
定したが、好ましくは1011〜1013 (cm-2) の範囲がよ
い。
ェライト相中の転位密度を1010 (cm -2) 〜1015 (cm-2)
に限定する。この理由は、1010 (cm-2) 未満では十分な
動的強度の向上効果が得られないからであり、また、10
15 (cm-2) を超える転位密度だと、鋼板の延性が低下し
てプレス成形性が劣化するので上限を1015 (cm-2) に限
定したが、好ましくは1011〜1013 (cm-2) の範囲がよ
い。
【００１１】(3) 次に、本発明にかかる自動車用鋼板の
製造に当たっては、熱間仕上圧延温度と巻取温度を以下
のように制御することが必要である。 ａ．熱延仕上温度は 750〜850 ℃で行う。この理由は、
750 ℃未満あるいは850℃を超える温度では、プレス成
形に十分な鋼板の延性が得られないので、750〜 850℃
に限定した。ただし、780 〜820 ℃の範囲が好ましい。 ｂ．熱延巻取温度は 500〜200 ℃に限定する。この理由
は、500 ℃を超える温度での巻取りは、オーステナイト
相のマルテンサイト相への変態が不十分で鋼板の十分な
強度と静動比が得られず、一方、200 ℃未満の巻取り
は、オーステナイト相へのＣ, Mn等の元素の濃化が不十
分となり、マルテンサイト相への変態が不十分となり、
自動車用鋼板としての十分な強度と静動比が得られない
ので、500 〜 200℃に限定した。ただし、300 〜450 ℃
の範囲が好ましい。
製造に当たっては、熱間仕上圧延温度と巻取温度を以下
のように制御することが必要である。 ａ．熱延仕上温度は 750〜850 ℃で行う。この理由は、
750 ℃未満あるいは850℃を超える温度では、プレス成
形に十分な鋼板の延性が得られないので、750〜 850℃
に限定した。ただし、780 〜820 ℃の範囲が好ましい。 ｂ．熱延巻取温度は 500〜200 ℃に限定する。この理由
は、500 ℃を超える温度での巻取りは、オーステナイト
相のマルテンサイト相への変態が不十分で鋼板の十分な
強度と静動比が得られず、一方、200 ℃未満の巻取り
は、オーステナイト相へのＣ, Mn等の元素の濃化が不十
分となり、マルテンサイト相への変態が不十分となり、
自動車用鋼板としての十分な強度と静動比が得られない
ので、500 〜 200℃に限定した。ただし、300 〜450 ℃
の範囲が好ましい。
【００１２】(4) 次に、本発明にかかる自動車用鋼板の
製造に当たっては、冷延後の仕上焼鈍を 780〜900 ℃に
加熱し、その後 650℃までの上部温度域での冷却を５〜
20℃／sec の速度で行い、次いで 650〜100 ℃の下部温
度域での冷却を10〜30℃／secの速度で行うことが必要
である。この理由を以下に説明する。 ａ．まず、冷延後仕上焼鈍時の加熱温度を 780℃以上に
限定したのは、それ未満では焼鈍中のオーステナイト相
析出が不十分で、冷却中のマルテンサイト相の析出が不
十分となる。一方 950℃を超えると結晶粒が粗大化しプ
レス成形性が低下するので上限を 950℃に限定した。好
ましくは 800〜840 ℃／sec の範囲がよい。 ｂ．また、焼鈍時の上部温度域での冷却過程において、
650℃までの冷却を５〜20℃／sec の範囲で行うのは、
５℃／sec 未満ではオーステナイト相のマルテンサイト
相への変態が不十分で鋼板の十分な強度と静動比が得ら
れず、一方、20℃／sec を超えるとオーステナイト相へ
のＣ, Mn等の元素の濃化が不十分となり、同じようにマ
ルテンサイト相への変態が不十分で鋼板の十分な強度と
静動比が得られないので、冷却過程での 650℃までの冷
却を 5〜20℃／sec の範囲に限定した。好ましくは10〜
15℃／sec の範囲がよい。 ｃ．さらに、焼鈍時の下部温度域での冷却過程におい
て、 650℃から 100℃までの冷却を10〜30℃／sec の速
度で行うのは、10℃／sec 未満ではマルテンサイト相の
析出が減少して静的強度が低下し、30℃／sec を超える
とフェライト相中の固溶Ｃ濃度が高まり静動比が低下す
るので、650 ℃から 100℃までの温度域の冷却を10〜30
℃／sec の速度に限定した。好ましくは17〜25℃／sec
の範囲がよい。
製造に当たっては、冷延後の仕上焼鈍を 780〜900 ℃に
加熱し、その後 650℃までの上部温度域での冷却を５〜
20℃／sec の速度で行い、次いで 650〜100 ℃の下部温
度域での冷却を10〜30℃／secの速度で行うことが必要
である。この理由を以下に説明する。 ａ．まず、冷延後仕上焼鈍時の加熱温度を 780℃以上に
限定したのは、それ未満では焼鈍中のオーステナイト相
析出が不十分で、冷却中のマルテンサイト相の析出が不
十分となる。一方 950℃を超えると結晶粒が粗大化しプ
レス成形性が低下するので上限を 950℃に限定した。好
ましくは 800〜840 ℃／sec の範囲がよい。 ｂ．また、焼鈍時の上部温度域での冷却過程において、
650℃までの冷却を５〜20℃／sec の範囲で行うのは、
５℃／sec 未満ではオーステナイト相のマルテンサイト
相への変態が不十分で鋼板の十分な強度と静動比が得ら
れず、一方、20℃／sec を超えるとオーステナイト相へ
のＣ, Mn等の元素の濃化が不十分となり、同じようにマ
ルテンサイト相への変態が不十分で鋼板の十分な強度と
静動比が得られないので、冷却過程での 650℃までの冷
却を 5〜20℃／sec の範囲に限定した。好ましくは10〜
15℃／sec の範囲がよい。 ｃ．さらに、焼鈍時の下部温度域での冷却過程におい
て、 650℃から 100℃までの冷却を10〜30℃／sec の速
度で行うのは、10℃／sec 未満ではマルテンサイト相の
析出が減少して静的強度が低下し、30℃／sec を超える
とフェライト相中の固溶Ｃ濃度が高まり静動比が低下す
るので、650 ℃から 100℃までの温度域の冷却を10〜30
℃／sec の速度に限定した。好ましくは17〜25℃／sec
の範囲がよい。
【００１３】(5) 本発明において、熱延鋼板および冷延
鋼板のそれぞれの調質圧延時の伸び率を1.0 〜20％に限
定したのは、次の理由による。すなわち、この伸び率が
1.0％未満では可動転位の導入が不充分で良好な静動比
が得られず、一方、20％を超えると鋼板が硬質化してプ
レス成形性の劣化を招く。
鋼板のそれぞれの調質圧延時の伸び率を1.0 〜20％に限
定したのは、次の理由による。すなわち、この伸び率が
1.0％未満では可動転位の導入が不充分で良好な静動比
が得られず、一方、20％を超えると鋼板が硬質化してプ
レス成形性の劣化を招く。
【００１４】なお、本発明は、上掲の成分組成と組織と
を有する素材から得られる表面処理鋼板に対しても同じ
ように、静動比の向上の効果を付与できる。また、本発
明鋼および方法は、自動車用鋼板を対象としているが、
その他、高歪速度下での強度を要求される用途に対して
も有効であることはいうまでもない。
を有する素材から得られる表面処理鋼板に対しても同じ
ように、静動比の向上の効果を付与できる。また、本発
明鋼および方法は、自動車用鋼板を対象としているが、
その他、高歪速度下での強度を要求される用途に対して
も有効であることはいうまでもない。
【００１５】
【実施例】種々の化学組成の鋼を、転炉にて溶製した。
これらを用いて３mmt の熱延鋼板（No.1〜14）を、また
0.7mmt の冷延鋼板（No.22〜37)を製造し、引張試験に
より歪速度10-3と102 での降伏強度を測定し静動比を求
めた。熱延鋼板の製造条件とその特性を表１に、冷延鋼
板の製造条件とその特性を表２に示す。なお、表中のマ
ルテンサイト体積率は、鋼板断面図の顕微鏡組織を画像
解析してえた面積率から求めたものである。表１，２に
示す結果から明らかなように、本発明に適合する鋼（N
o.1〜4，No.22〜24)によれば、優れた静動比を有する鋼
板を製造することができる。これに対し、比較例は、成
分組成が不適合(No.9〜14，No.32〜37)の場合、鋼組織
が不適合(No.5，6，9，11，13，25〜29，32，34，36)の
場合、熱間圧延条件が不適合(No.5，6)，仕上焼鈍条件
が不適合(No.25〜29)の場合、のいずれの場合も、動的
な強度(ＹＳ：×102s-1）が低く、多くの場合で静動比
が小さい値に止まっている。
これらを用いて３mmt の熱延鋼板（No.1〜14）を、また
0.7mmt の冷延鋼板（No.22〜37)を製造し、引張試験に
より歪速度10-3と102 での降伏強度を測定し静動比を求
めた。熱延鋼板の製造条件とその特性を表１に、冷延鋼
板の製造条件とその特性を表２に示す。なお、表中のマ
ルテンサイト体積率は、鋼板断面図の顕微鏡組織を画像
解析してえた面積率から求めたものである。表１，２に
示す結果から明らかなように、本発明に適合する鋼（N
o.1〜4，No.22〜24)によれば、優れた静動比を有する鋼
板を製造することができる。これに対し、比較例は、成
分組成が不適合(No.9〜14，No.32〜37)の場合、鋼組織
が不適合(No.5，6，9，11，13，25〜29，32，34，36)の
場合、熱間圧延条件が不適合(No.5，6)，仕上焼鈍条件
が不適合(No.25〜29)の場合、のいずれの場合も、動的
な強度(ＹＳ：×102s-1）が低く、多くの場合で静動比
が小さい値に止まっている。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、鋼
板の化学組成および鋼組織を適正化することによって、
静動比が従来よりも格段に優れた鋼板を製造することが
でき、これらを自動車用鋼板に利用することによって、
自動車車体の軽量化と安全性の向上を図ることができ
る。また、このような鋼板を、熱間圧延条件と冷延後焼
鈍条件ならびに調質圧延条件を適正にコントロールする
ことだけで確実に製造することができる。
板の化学組成および鋼組織を適正化することによって、
静動比が従来よりも格段に優れた鋼板を製造することが
でき、これらを自動車用鋼板に利用することによって、
自動車車体の軽量化と安全性の向上を図ることができ
る。また、このような鋼板を、熱間圧延条件と冷延後焼
鈍条件ならびに調質圧延条件を適正にコントロールする
ことだけで確実に製造することができる。
フロントページの続き
(72)発明者 加藤 俊之
千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎
製鉄株式会社技術研究本部内
(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)
- 【請求項１】Ｃ：0.010〜0.10wt％、Si：0.05〜2.0wt
％、Mn：0.50〜3.00wt％、Ｐ：0.01〜0.15wt％、Ｓ：0.
01wt％以下を含有し、残部Feおよび不可避的不純物から
なる成分組成を有し、かつその組織が、体積比で95〜60
％のフェライト相と体積比で５〜40％を占めるマルテン
サイト相から構成されていて、そのフェライト相中の転
位密度が1010(cm-2)〜1015(cm-2)であることを特徴とす
る耐衝撃性に優れた自動車用鋼板。 - 【請求項２】Ｃ：0.010〜0.10wt％、Si：0.05〜2.0wt
％、Mn：0.50〜3.00wt％、Ｐ：0.01〜0.15wt％、Ｓ：0.
01wt％以下を含有し、残部Feおよび不可避的不純物から
なる鋼材を、圧延温度を750〜850℃、巻取温度を200〜5
00℃とする条件での熱間仕上圧延を行い、引き続き伸び
率1.0〜20％の調質圧延を施して熱延鋼板を得ることを
特徴とする耐衝撃性に優れた自動車用鋼板の製造方法。 - 【請求項３】Ｃ：0.010〜0.10wt％、Si：0.05〜2.0wt
％、Mn：0.50〜3.00wt％、Ｐ：0.01〜0.15wt％、Ｓ：0.
01wt％以下を含有し、残部Feおよび不可避的不純物から
なる鋼材を、熱間圧延につづき冷間圧延を施した後、78
0〜900℃の温度で仕上焼鈍を施し、その冷却過程におい
て、650℃までの冷却を５〜20℃/secの速度で行い、さ
らに650℃から100℃までの冷却を10〜30℃/secの冷却速
度で行い、引き続き伸び率1.0〜20％の調質圧延を施し
て冷延鋼板を得ることを特徴とする耐衝撃性に優れた自
動車用鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13862794A JP3403245B2 (ja) | 1994-06-21 | 1994-06-21 | 耐衝撃性に優れた自動車用鋼板とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13862794A JP3403245B2 (ja) | 1994-06-21 | 1994-06-21 | 耐衝撃性に優れた自動車用鋼板とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH083678A JPH083678A (ja) | 1996-01-09 |
| JP3403245B2 true JP3403245B2 (ja) | 2003-05-06 |
Family
ID=15226485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13862794A Expired - Fee Related JP3403245B2 (ja) | 1994-06-21 | 1994-06-21 | 耐衝撃性に優れた自動車用鋼板とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3403245B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4389727B2 (ja) * | 2003-08-26 | 2009-12-24 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 高張力冷延鋼板およびその製造方法 |
| JP4733165B2 (ja) | 2008-06-30 | 2011-07-27 | 株式会社デンソー | 車両ナビゲーションシステム |
| US20220364198A1 (en) * | 2019-10-31 | 2022-11-17 | Jfe Steel Corporation | Steel sheet, member, and methods for producing the same |
-
1994
- 1994-06-21 JP JP13862794A patent/JP3403245B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH083678A (ja) | 1996-01-09 |
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