JP3532138B2 - 形状凍結性に優れたフェライト系薄鋼板及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、曲げ加工を主とす
る形状凍結性が優れたフェライト系薄鋼板（以下、単に
鋼板又は薄鋼板ともいう）に関するもので、自動車部品
等が主たる用途である。

【０００２】

【従来の技術】自動車からの炭酸ガスの排出量を抑える
ために、高強度鋼板を使用して自動車車体の軽量化が進
められている。また、搭乗者の安全性の確保のために
も、自動車車体には軟鋼板の他に高強度鋼板が多く使用
されるようになってきている。更に、自動車車体の軽量
化を今後進めていくために、従来以上に高強度鋼板の使
用強度レベルを高めたいという新たな要請が非常に高ま
りつつある。

【０００３】しかしながら、高強度鋼板に曲げ変形を加
えると、加工後の形状はその高強度ゆえに、加工冶具の
形状から離れて加工前の形状にもどりやすくなる。加工
を与えても元の形状にもどろうとする現象は、スプリン
グ・バックと呼ばれている。このスプリング・バックが
発生すると、狙いとする加工部品の形状が得られない。

【０００４】従って、従来の自動車の車体では、主とし
て４４０ＭＰａ以下の高強度鋼板に限って使用されてき
た。自動車車体にとっては、４９０ＭＰａ以上の高強度
鋼板を使用して車体の軽量化を進めていく必要があるに
もかかわらず、スプリング・バックが少なく形状凍結性
の良い高強度鋼板が存在しないのが実状である。付け加
えるまでもなく、４４０ＭＰａ以下の高強度鋼板や軟鋼
板の加工後の形状凍結性を高めることは、自動車や家電
製品などの製品の形状精度を高める上で極めて重要であ
る。

【０００５】特開平１０−７２６４４号公報には、圧延
面に平行な面における｛２００｝集合組織の集積度が
１．５以上であることを特徴とするスプリング・バック
量が小さいオーステナイト系ステンレス冷延鋼板が開示
されている。しかし、フェライト系鋼板のスプリングバ
ック量を小さくする技術については何ら記載されていな
い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】軟鋼板や高強度鋼板に
曲げ加工を施すと、鋼板の強度に依存しながら大きなス
プリング・バックが発生し、加工成形部品の形状凍結性
が悪いのが現状である。本発明は、この問題を抜本的に
解決して、形状凍結性に優れたフェライト系薄鋼板を提
供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】従来の知見によれば、ス
プリング・バックを抑えるための方策としては、鋼板の
降伏点を低くすることがとりあえず重要であると考えら
れていた。そして、降伏点を低くするためには、引張強
さの低い鋼板を使用せざるをえなかった。しかし、これ
だけでは、鋼板の曲げ加工性を向上させ、スプリング・
バック量を低く抑えるための根本的な解決にはならな
い。

【０００８】そこで、本発明者らは、曲げ加工性を向上
させてスプリング・バックの発生を根本的に解決するた
めに、新たに鋼板の集合組織の曲げ加工性への影響に着
目して、その作用効果を詳細に調査、研究した。そし
て、曲げ加工性に優れた鋼板を見いだしたものである。
その結果、｛１００｝＜０１１＞〜｛２２３｝＜１１０
＞方位群と｛５５４｝＜２２５＞、｛１１１｝＜１１２
＞、｛１１１｝＜１１０＞の各方位の強度を制御するこ
と、さらには、圧延方向のｒ値および圧延方向と直角方
向のｒ値のうち少なくとも１つをできるだけ低い値にす
ることで、曲げ加工性が飛躍的に向上することを明らか
にしたものである。

【０００９】本発明は前述の知見に基づいて構成されて
おり、その要旨とするところは以下のとおりである。 （１）フェライト系薄鋼板において、少なくとも１／２
板厚における板面の｛１００｝＜０１１＞〜｛２２３｝
＜１１０＞方位群のＸ線ランダム強度比の平均値が３．
０以上で、かつ、｛５５４｝＜２２５＞、｛１１１｝＜
１１２＞、及び、｛１１１｝＜１１０＞の３つの結晶方
位のＸ線ランダム強度比の平均値が３．５以下であり、
さらに、圧延方向のｒ値及び圧延方向と直角方向のｒ値
のうち少なくとも１つが０．７以下であることを特徴と
する形状凍結性に優れたフェライト系薄鋼板。

【００１０】（２）前記フェライト系薄鋼板が質量％
で、Ｃ：０．０００１％以上、０．０５％以下、Ｓｉ：
０．００１％以上、２．５％以下、Ｍｎ：０．０１％以
上、２．５％以下、Ｐ：０．１５％以下、Ｓ：０．０３
％以下、Ａｌ：０．０１％以上、２．０％以下、Ｎ：
０．０１％以下、及び、Ｏ：０．０１％以下を含有し、
残部鉄及び不可避的不純物からなることを特徴とする前
（１）に記載の形状凍結性に優れたフェライト系薄鋼
板。

【００１１】（３）前記フェライト系薄鋼板が、質量％
で、更に、Ｔｉ：０．２０％以下、Ｎｂ：０．２０％以
下、及び、Ｂ：０．００７％以下の１種又は２種以上を
含有することを特徴とする前（２）に記載の形状凍結性
に優れたフェライト系薄鋼板。 （４）前記フェライト系薄鋼板が、質量％で、Ｃ：０．
０４％以上、０．２５％以下、Ｓｉ：０．００１％以
上、２．５％以下、Ｍｎ：０．０１％以上、２．５％以
下、Ｐ：０．２０％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ａｌ：
０．０１％以上、２．０％以下、Ｎ：０．０１％以下、
及び、Ｏ：０．０１％以下を含有し、残部鉄及び不可避
的不純物からなることを特徴とする前（１）に記載の形
状凍結性に優れたフェライト系薄鋼板。

【００１２】（５）前記フェライト系薄鋼板が、質量％
で、更に、Ｔｉ：０．２０％以下、Ｎｂ：０．２０％以
下、Ｖ：０．２０％以下、Ｃｒ：１．５％以下、及び、
Ｂ：０．００７％以下の１種又は２種以上を含有するこ
とを特徴とする前（４）に記載の形状凍結性に優れたフ
ェライト系薄鋼板。 （６）前記フェライト系薄鋼板が、質量％で、更に、Ｍ
ｏ：１％以下、Ｃｕ：２％以上、Ｎｉ：１％以下、及
び、Ｓｎ：０．２％以下の１種又は２種以上を含有する
ことを特徴とする前（２）〜（５）の何れかに記載の形
状凍結性に優れたフェライト系薄鋼板。

【００１３】（７）前記フェライト系薄鋼板にめっきを
施したことを特徴とする前（１）〜（６）の何れかに記
載の形状凍結性に優れたフェライト系薄鋼板。 （８）前（１）〜（７）の何れかに記載の形状凍結性に
優れたフェライト系薄鋼板を製造するに当たり、Ａｒ₃
変態温度〜（Ａｒ₃ ＋１００）℃の温度範囲における圧
下率の合計が２５％以上となるように制御し、Ａｒ₃ 変
態温度以上で熱間圧延を終了し、熱間圧延後冷却して、
下記（１）式に示す鋼の化学成分の質量％で決まる臨界
温度To以下で巻き取ることを特徴とする、形状凍結性に
優れたフェライト系薄鋼板の製造方法。

【００１４】 To=-650.4 ×C%+B …（１） ここで、 B=-50.6 ×Mneq+894.3 Mneq=Mn%+0.24 ×Ni%+0.13×Si%+0.38×Mo%+0.55×Cr%+
0.16×Cu%-0.50 ×Al%-0.45×Co%+0.90×V% （９）前記フェライト系薄鋼板を製造するに当たり、Ａ
ｒ₃ 変態温度〜（Ａｒ₃ ＋１００）℃の温度範囲におけ
る圧下率の合計が２５％以上で、かつ、（Ａｒ₃ ＋１０
０）℃以下の熱間圧延において、少なくとも１パス以上
を摩擦係数が０．２以下となるように圧延し、Ａｒ₃ 変
態温度以上で熱間圧延を終了することを特徴とする、前
（８）に記載の形状凍結性に優れたフェライト系薄鋼板
の製造方法。

【００１５】（１０）前（１）〜（７）の何れかに記載
の形状凍結性に優れたフェライト系薄鋼板を製造するに
当たり、Ａｒ₃ 変態温度以下の圧下率の合計が２５％以
上とし、その後冷却し巻き取り、もしくは、冷却後付加
的な熱処理によって回復・再結晶処理をすることを特徴
とする、形状凍結性に優れたフェライト系薄鋼板の製造
方法。

【００１６】（１１）前記フェライト系薄鋼板を製造す
るに当たり、Ａｒ₃ 変態温度以下の圧下率の合計が２５
％以上で、かつ、Ａｒ₃ 以下の熱間圧延において、少な
くとも１パス以上を摩擦係数が０．２以下となるように
圧延することを特徴とする、前（１０）に記載の形状凍
結性に優れたフェライト系薄鋼板の製造方法。 （１２）前（８）〜（１１）の何れかに記載の形状凍結
性に優れたフェライト系薄鋼板の製造方法において、熱
間圧延で得たフェライト系薄鋼板に、酸洗後、８０％未
満の冷間圧延を施し、次いで、６００℃〜（Ａｃ₃ ＋１
００）℃の温度範囲に加熱し、冷却することを特徴とす
る、形状凍結性に優れたフェライト系薄鋼板の製造方
法。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に本発明の内容を詳細に説明
する。１／２板厚における板面の｛１００｝＜０１１＞
〜｛２２３｝＜１１０＞方位群のＸ線ランダム強度比の
平均値、及び、｛５５４｝＜２２５＞、｛１１１｝＜１
１２＞及び｛１１１｝＜１１０＞の３つの結晶方位のＸ
線ランダム強度比の平均値：これらの平均値は、本発明
において特に重要な特性値である。板厚中心位置での板
面のＸ線回折を行い、ランダム試料に対する各方位の強
度比を求めたときの、｛１００｝＜０１１＞〜｛２２
３｝＜１１０＞方位群の平均値が３．０以上でなくては
ならない。この平均値が３．０未満では形状凍結性が劣
悪となる。

【００１８】この方位群に含まれる主な方位は、｛１０
０｝＜０１１＞、｛１１６｝＜１１０＞、｛１１４｝＜
１１０＞、｛１１３｝＜１１０＞、｛１１２｝＜１１０
＞、｛３３５｝＜１１０＞、及び、｛２２３｝＜１１０
＞である。これら各方位のＸ線ランダム強度比は、｛１
１０｝極点図に基づきベクトル法により計算した３次元
集合組織や、｛１１０｝、｛１００｝、｛２１１｝、
｛３１０｝極点図のうち複数の極点図（好ましくは３つ
以上）を用いて級数展開法で計算した３次元集合組織か
ら求めればよい。たとえば、後者の方法における上記各
結晶方位のＸ線ランダム強度比には、３次元集合組織の
φ２=45 断面における(001)[1-10] 、(116) [1-10]、(1
14) [1-10]、(113) [1-10]、(112) [1-10]、(335) [1-1
0]、(223)[1-10]の強度をそのまま用ればよい。

【００１９】｛１００｝＜０１１＞〜｛２２３｝＜１１
０＞方位群の平均値とは、上記の各方位の相加平均であ
る。上記の全ての方位の強度を得ることができない場合
には、｛１００｝＜０１１＞、｛１１６｝＜１１０＞、
｛１１４｝＜１１０＞、｛１１２｝＜１１０＞、｛２２
３｝＜１１０＞の各方位の相加平均で代替してもよい。

【００２０】さらに、１／２板厚における板面の｛５５
４｝＜２２５＞、｛１１１｝＜１１２＞、及び、｛１１
１｝＜１１０＞の３つの結晶方位のＸ線ランダム強度比
の平均値は３．５以下でなくてはならない。この平均値
が３．５超であると、｛１００｝＜０１１＞〜｛２２
３｝＜１１０＞方位群の強度が適正であっても、良好な
形状凍結性を得ることが困難となる。｛５５４｝＜２２
５＞、｛１１１｝＜１１２＞、及び、｛１１１｝＜１１
０＞のＸ線ランダム強度比も上記の方法に従って計算し
た３次元集合組織から求めればよい。より望ましくは、
｛１００｝＜０１１＞〜｛２２３｝＜１１０＞方位群の
Ｘ線ランダム強度比の平均値が４．０以上、｛５５４｝
＜２２５＞、｛１１１｝＜１１２＞、及び、｛１１１｝
＜１１０＞のＸ線ランダム強度比の相加平均値が２．５
未満である。

【００２１】以上述べた結晶方位のＸ線強度が、曲げ加
工時の形状凍結性に対して重要であることの理由は必ず
しも明らかではないが、曲げ変形時の結晶のすべり挙動
と関係があるものと推測される。Ｘ線回折に供する試料
は、機械研磨などによって鋼板を所定の板厚まで減厚
し、次いで、化学研磨や電解研磨などによって歪みを除
去すると同時に、板厚１／２面が測定面となるように作
製する。鋼板の板厚中心層に偏析帯や欠陥などが存在
し、測定上不都合が生ずる場合には、板厚の３／８〜５
／８の範囲で、適当な面が測定面となるように上述の方
法に従って試料を調整して測定すればよい。当然のこと
であるが、上述のＸ線強度に係る限定が、板厚１／２近
傍だけでなく、なるべく多くの厚みについて満たされる
ことにより、より一層形状凍結性が良好になる。なお、
｛ｈｋｌ｝＜ｕｖｗ＞で表される結晶方位とは、板面の
法線方向が＜ｈｋｌ＞に平行で、圧延方向が＜ｕｖｗ＞
と平行であることを示している。

【００２２】圧延方向のｒ値（ｒＬ）、及び、圧延方向
と直角方向のｒ値（ｒＣ）：これらのｒ値は、本発明に
おいて重要である。すなわち、本発明者等が鋭意検討の
結果、上述した種々の結晶方位のＸ線強度が適正であっ
ても、必ずしも良好な形状凍結性が得られないことが判
明した。上記のＸ線強度と同時に、ｒＬ及びｒＣのうち
少なくとも１つが０．７以下であることが必須である。
より好ましくは０．５５以下である。ｒＬ及びｒＣの下
限は特に定める必要はない。下限を定めなくても本発明
の効果を得ることができる。上記ｒ値は、ＪＩＳ５号引
張試験片を用いた引張試験により評価する。引張歪み
は、通常、１５％とするが、均一伸びが１５％を下回る
場合には、均一伸びの範囲で、できるだけ１５％に近い
歪みで評価すればよい。

【００２３】なお、曲げ加工を施す方向は、加工部品に
よって異なるので、特に限定するものではないが、ｒ値
が小さい方向に対して、垂直もしくは垂直に近い方向に
折り曲げる加工を主とすることが好ましい。ところで、
一般に、集合組織とｒ値とは相関があることが知られて
いるが、本発明においては、既述の結晶方位のＸ線強度
比に関する限定と、ｒ値に関する限定とは互いに同義で
はなく、両方の限定が同時に満たされていなければ、良
好な形状凍結性を得ることができない。

【００２４】本発明は、引張強度レベルの低い軟鋼板か
ら高強度鋼板にいたる全ての薄鋼板に適用できるもので
あり、上記の限定が満たされれば、薄鋼板の曲げ加工性
は飛躍的に向上する。換言すれば、Ｘ線強度比とｒ値
は、薄鋼板の機械的強度レベルの制約を越えた、曲げ加
工変形に関する基本的な材料指標であるということであ
る。

【００２５】薄鋼板であれば上記の規定は普遍的に適用
できるので、特に薄鋼板の種類を限定することは基本的
に必要がない。しかし、実用面からみて、この技術の適
用例として薄鋼板の種類に言及すると、薄鋼板の種類
は、軟鋼板から高強度鋼板にわたるものである。そし
て、勿論のこととして、熱延鋼板や冷延鋼板の区別は何
ら問うものではない。

【００２６】前記（２）から（６）までに記載した鋼板
の成分系は、極低炭素鋼板、固溶炭素や窒素をＴｉやＮ
ｂで固定した、いわゆる、ＩＦ（Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉ
ａｌＦｒｅｅ）鋼板、低炭素鋼板、固溶体強化した高強
度鋼板、析出強化した高強度鋼板、マルテンサイトやベ
イナイトなどの変態組織によって強化した高強度鋼板、
さらに、これらの強化機構を複合的に活用した高強度鋼
板を含むものである。

【００２７】前記（２）の成分系は、主として、極低炭
素鋼板、低炭素鋼板、固溶体強化高強度鋼板を対象にし
ている。前記（３）の成分系は、主として、ＩＦ鋼板、
析出強化高強度鋼板を対象にしている。前記（４）の成
分系は、主として、固溶体強化高強度鋼板と変態組織強
化高強度鋼板を対象にしている。さらに、前記（５）の
成分系は、固溶体強化高強度鋼板と、変態組織強化高強
度鋼板に析出強化機構を複合的に活用した鋼板に関する
ものである。さらに、前記（７）の成分系は、上記の薄
鋼板にめっき処理を施した鋼板に関するものである。

【００２８】まず、前記（２）の成分系に係る限定条件
について説明する。Ｃの下限を０．０００１％としたの
は、実用鋼におけるＣの下限値を用いることにしたため
である。Ｃが０．０５％超になると、加工性が悪くなる
ので上限を０．０５％と設定する。Ｓｉは、鋼板の機械
的強度を高めるのに有効な元素であるが、２．５％超と
なると加工性が劣化したり、表面疵が発生したりするの
で、２．５％を上限とする。一方、実用鋼において、Ｓ
ｉを０．００１％未満とするのは困難であるので、０．
００１％を下限とする。

【００２９】Ｍｎも、鋼板の機械的強度を高めるのに有
効な元素であるが、２．５％超となると加工性が劣化す
るので、２．５％を上限とする。一方、実用鋼におい
て、Ｍｎを０．０１％未満とするのは困難であるので、
０．０１％を下限とする。また、Ｍｎ以外に、Ｓによる
熱間割れの発生を抑制するＴｉなどの元素が十分に添加
されない場合には、質量％で、Ｍｎ／Ｓ≧２０となるＭ
ｎ量を添加することが望ましい。

【００３０】Ｐ及びＳは、それぞれ、０．１５％以下、
及び０．０３％以下とする。これは加工性の劣化や熱間
圧延または冷間圧延時の割れを防ぐためである。Ａｌ
は、脱酸のために０．０１％以上添加する。また、Ａｌ
は、γ→α変態点を顕著に上昇させるので、特に、Ａｒ
₃ 点以下での熱延を指向する場合には有効な元素であ
る。しかし、多すぎると加工性が低下したり、表面性状
が劣悪となるので、上限を２．０％とする。

【００３１】Ｎ及びＯは不純物であり、加工性を悪くさ
せないように、それぞれ、０．０１％以下、及び、０．
０１％以下とする。前記（３）の成分系におけるＴｉ、
Ｎｂ、及び、Ｂは、炭素や窒素の固定、析出強化、細粒
強化などの機構を通じて材質を改善するので、必要に応
じて、それぞれ０．００５％、０．００１％、及び、
０．０００１％以上添加することが望ましいが、過度の
添加は加工性を劣化させるので、上限を、それぞれ、
０．２０％、０．２０％、及び、０．００７％と設定し
た。

【００３２】次に、前記（４）の成分系に係る限定条件
について説明する。Ｃの下限を０．０４％としたのは、
実用の高強度鋼板におけるＣの下限値を用いることにし
たためである。一方、Ｃが０．２５％超になると加工性
や溶接性が悪くなるので、上限を０．２５％とする。Ｓ
ｉは、鋼板の機械的強度を高めるのに有効な元素である
が、２．５％超となると加工性が劣化したり、表面疵が
発生したりするので、上限を２．５％とする。一方、実
用鋼において、Ｓｉを０．００１％未満とするのは困難
であるので、０．００１％を下限とする。

【００３３】Ｍｎも、鋼板の機械的強度を高めるのに有
効な元素であるが、２．５％超となると加工性が劣化す
るので、２．５％を上限とする。一方、実用鋼におい
て、Ｍｎを０．０１％未満とするのは困難であるので、
０．０１％を下限とする。また、Ｍｎ以外に、Ｓによる
熱間割れの発生を抑制するＴｉなどの元素が十分に添加
されない場合には、質量％でＭｎ／Ｓ≧２０となるＭｎ
量を添加することが望ましい。

【００３４】Ｐ及びＳは、それぞれ０．２０％以下、及
び、０．０３％以下とする。これは加工性の劣化や熱間
圧延または冷間圧延時の割れを防ぐためである。Ａｌ
は、脱酸のために０．０１％以上添加する。また、Ａｌ
は、γ→α変態点を顕著に上昇させるので、特に、Ａｒ
₃ 点以下での熱延を指向する場合には有効な元素であ
る。しかし、多すぎると加工性が低下したり、表面性状
が劣悪となるので、上限を２．０％とする。

【００３５】Ｎ及びＯは不純物であり、加工性を悪くさ
せないように、それぞれ、０．０１％以下、及び、０．
０１％以下とする。前記（５）の成分系におけるＴｉ、
Ｎｂ、Ｖ、Ｃｒ、及び、Ｂは、炭素や窒素の固定、析出
強化、組織制御、細粒強化などの機構を通じて材質を改
善するので、必要に応じて、それぞれ、０．００５％、
０．００１％、０．００１％、０．０１％、及び、０．
０００１％以上添加することが望ましいが、過度に添加
しても格段の効果はなく、むしろ、加工性や表面性状を
劣化させるので、上限を、それぞれ、０．２０％、０．
２０％、０．２０％、１．５％、及び、０．００７％と
設定した。

【００３６】前記（６）の成分系におけるＭｏ、Ｃｕ、
Ｎｉ、及び、Ｓｎは、機械的強度を高めたり材質を改善
する効果があるので、必要に応じて、各成分とも、０．
００１％以上を添加することが望ましいが、過度の添加
は、逆に加工性を劣化させるので、上限を、それぞれ、
１％、２％、１％、及び、０．２％とする。なお、本発
明では特に限定しないが、脱酸の目的や硫化物の形態制
御の目的でＣａやＭｇを適量添加しても構わない。

【００３７】前記（７）のフェライト系薄鋼板におい
て、メッキの種類は特に限定するものではない。電気め
っき、溶融めっき、蒸着めっき等の何れでも本発明の効
果が得られる。次に、本発明に係るフェライト系薄鋼板
の製造方法について説明する。熱間圧延に先行する製造
方法は特に限定するものではない。すなわち、高炉や電
炉等による溶製に引き続き各種の２次製錬を行い、次い
で、通常の連続鋳造、インゴット法による鋳造の他、薄
スラブ鋳造などの方法で鋳造すればよい。連続鋳造の場
合には、一度低温まで冷却したのち、再度加熱してから
熱間圧延してもよいし、鋳造スラブを連続的に熱延して
もよい。原料にはスクラップを使用しても構わない。

【００３８】本発明の形状凍結性に優れたフェライト系
薄鋼板は、上記成分の鋼を鋳造した後、熱間圧延後冷却
まま、熱間圧延後冷却まま、もしくは、酸洗後に熱処理
を施したまま、熱間圧延後冷却・酸洗し冷延した後に焼
鈍、あるいは、熱延鋼板もしくは冷延鋼板を溶融めっき
ラインにて熱処理を施したまま、更には、これらの鋼板
に、別途表面処理を施すことによっても得られる。

【００３９】たとえば、前記（８）の製造方法におい
て、熱間圧延を、鋼の化学成分の質量％で決まるＡｒ₃
変態温度以上で完了する際には、その熱間圧延の後半
に、Ａｒ ₃ 変態温度以上（Ａｒ₃ ＋１００）℃以下で合
計圧下率が２５％以上の圧延を行う。この圧延が行われ
ない場合には、圧延されたオーステナイトの集合組織が
十分に発達せず、熱延後どのような冷却を施しても、最
終的に得られる熱延鋼板の板面に、前記（１）のフェラ
イト系薄鋼板において規定した所定のＸ線強度レベルの
各結晶方位が得られない。それ故、（Ａｒ₃ ＋１００）
℃以下での圧下率の合計の下限値を２５％とした。

【００４０】（Ａｒ₃ ＋１００）℃以下Ａｒ₃ 変態温度
以上での合計圧下率は高い程、よりシャープな集合組織
形成が期待されるので、３５％以上とすることが好まし
いが、この圧下率合計が９７．５％を超えると、圧延機
の剛性を過剰に高める必要があり、経済上のデメリット
を生じる。それ故、上記圧下率の合計は、望ましくは、
９７．５％以下とする。

【００４１】ここで、前記（９）の製造方法において、
（Ａｒ₃ ＋１００）℃以下Ａｒ₃ 変態温度以上の熱間圧
延時の熱間圧延ロールと鋼板との摩擦係数が０．２を超
えていると、鋼板表面近傍における板面に｛１１０｝面
を主とする結晶方位が発達し、形状凍結性が劣化するの
で、より良好な形状凍結性を指向する場合には、（Ａｒ
₃ ＋１００）℃以下Ａｒ₃ 変態温度以上の熱間圧延時に
おける少なくとも１パスについて、熱間圧延ロールと鋼
板との摩擦係数を０．２以下とすることが望ましい。

【００４２】この摩擦係数は低ければ低い程、好まし
く、さらに良好な形状凍結性が要求される場合には、
（Ａｒ₃ ＋１００）℃以下Ａｒ₃ 変態温度以上の熱間圧
延の全パスについて、摩擦係数を０．１５以下とするこ
とが望ましい。このようにして形成されたオーステナイ
トの集合組織を最終的な熱延鋼板に受け継がせるために
は、To温度以下で巻き取る必要がある。従って、鋼の化
学成分の質量％で決まるToを、巻き取り温度の上限とし
た。この温度Toは、オーステナイトとオーステナイトと
同一成分のフェライトが同一の自由エネルギーを持つ温
度として熱力学的に定義され、Ｃ以外の成分の影響も考
慮して、下記（１）式を用いて簡易的に計算することが
できる。温度Toに及ぼす本発明に規定されたこれら以外
の成分の影響はそれほど大きくないので、ここでは無視
した。

【００４３】 To=-650.4 ×C%+B （１） ここで、Ｂは、下記式に従って、鋼の化学成分の質量％
で決まる値である。 B=-50.6 ×Mneq+894.3 Mneq=Mn%+0.24 ×Ni%+0.13×Si%+0.38×Mo%+0.55×Cr%+
0.16×Cu%-0.50 ×Al%-0.45×Co%+0.90×V% また、熱間圧延がＡｒ₃ 変態温度以下になる場合には、
加工前に生成したフェライトが加工され、強い圧延集合
組織を形成する。

【００４４】前記（１０）に記載のとおり、このような
集合組織を最終的に形状凍結性に有利な集合組織とする
ためには、高温で加工されたフェライトを、冷却途中の
巻き取り、もしくは、いったん冷却した後に再度加熱す
ることによって、回復・再結晶させる必要がある。Ａｒ
₃ 変態温度以下での合計圧下率が２５％未満の場合に
は、再結晶温度以上で巻き取りを行ったり、冷却後再加
熱して回復・再結晶処理を行っても、前記（１）で規定
する所定のＸ線強度レベルの各結晶方位が得られないの
で、２５％をＡｒ₃ 変態温度以下の合計圧下率の下限値
とした。３５％が、より望ましい下限値である。

【００４５】ここで、前記（１１）に記載したように、
熱間圧延時の熱間圧延ロールと鋼板との摩擦係数が０．
２を超えている場合には、鋼板表面近傍における板面に
｛１１０｝面を主とする結晶方位が発達し、形状凍結性
が劣化するので、より良好な形状凍結性を指向する場合
には、Ａｒ₃ 以下の熱間圧延における少なくとも１パス
については、ロールと鋼板との摩擦係数を０．２以下と
することが好ましい。この摩擦係数は、低ければ低い
程、望ましく、特に厳しい形状凍結性が要求される場合
には、Ａｒ₃ 以下の熱間圧延の全パスについて、摩擦係
数を０．１５以下とすることが望ましい。

【００４６】熱間圧延においては、粗圧延後にシートバ
ーを接合し、連続的に仕上げ圧延をしてもよい。その際
に、粗バーを一旦コイル状に巻き、必要に応じて、保温
機能を有するカバーに格納し、再度巻き戻してから接合
を行ってもよい。熱延鋼板には、必要に応じて、スキン
パス圧延を施してもよい。スキンパス圧延には、加工成
形時に発生するストレッチャーストレインの防止や形状
矯正の効果があることは言うまでもない。

【００４７】このようにして得られた熱延鋼板（もしく
は、熱処理された熱延鋼板）を冷間圧延し、焼鈍して最
終的な薄鋼板とする際には、８０％未満の冷間圧延を施
す。冷間圧延の全圧下率が８０％以上となる場合には、
一般的な冷間圧延−再結晶集合組織である板面に平行な
結晶面のＸ線回折積分面強度比における｛１１１｝面や
｛５５４｝面成分が高くなり、本発明の特徴である前記
（１）のフェライト系薄鋼板において規定した結晶方位
に係る要件を満たさなくなるので、冷間圧延における圧
下率の上限を８０％とした。形状凍結性を高めるために
は、冷間圧下率を７０％以下に制限することが望まし
い。冷間圧延率の下限は特に定める必要がない。下限を
定めなくても、本発明の効果を得ることができるが、結
晶方位の強度を適当な範囲に制御するためには、３％以
上とすることが好ましい。

【００４８】このような圧下率の範囲で冷間加工された
冷延鋼板を焼鈍する際において、焼鈍温度が６００℃未
満であると、加工組織が残留し成形性を著しく劣化させ
るので、焼鈍温度の下限を６００℃とする。一方、焼鈍
温度が過度に高いと、再結晶によって生成したフェライ
トの集合組織が、オーステナイトへ変態後、オーステナ
イトの粒成長によってランダム化され、最終的に得られ
るフェライトの集合組織もランダム化される。特に、焼
鈍温度が（Ａｃ₃ ＋１００）℃を超える場合には、その
ような傾向が顕著となる。従って、焼鈍温度は（Ａｃ₃
＋１００）℃以下とする。冷延鋼板には、必要に応じ
て、スキンパス圧延を施してもよい。

【００４９】本発明で得られる組織は、フェライトを主
体とするものであるが、フェライト以外の金属組織とし
て、パーライト、ベイナイト、マルテンサイト、オース
テナイトおよび炭窒化物等の化合物を含有しても構わな
い。特に、マルテンサイトやベイナイトの結晶構造は、
フェライトの結晶構造と同等もしくは類似しているの
で、フェライトの代わりにこれらの組織が主体であって
も差し支えない。

【００５０】なお、本発明に係る鋼板は曲げ加工だけで
なく、曲げ、張り出し、絞り等、曲げ加工を主体とする
複合成形にも適用できる。

【００５１】

【実施例】本発明の実施例を挙げながら、本発明の技術
的内容について説明する。実施例として、表１に示した
成分組成を有するＡからＷまでの鋼を用いて検討した結
果について説明する。これらの鋼は、鋳造後、そのま
ま、もしくは、一旦室温まで冷却された後に再加熱し、
９００℃〜１３００℃の温度範囲に加熱され、その後、
熱間圧延が施され、最終的には１．４ｍｍ、３．０ｍ
ｍ、もしくは、８．０ｍｍ厚の熱延鋼板とした。３．０
ｍｍ及び８．０ｍｍ厚の熱延鋼板は、冷間圧延によっ
て、１．４ｍｍ厚の冷延鋼板とし、その後、連続焼鈍工
程にて焼鈍を施した。これら１．４ｍｍ厚の試験片に対
し、吉田清太監修の「プレス成形難易ハンドブック」
（日刊工業新聞社発行、１９８７）の４１７〜４１８ペ
ージに記載されているＵ曲げ試験法に準拠して９０度曲
げ試験を行い、開口角度から９０度を引いた値（スプリ
ング・バック量）によって形状凍結性を評価した。な
お、曲げは、ｒ値の低い方向と垂直に折れ線が入るよう
に行った。表２及び表３（表２の続き）に、各鋼板（試
験片）に係る製造条件を示す。

【００５２】表２及び表３には、同時に、各鋼板に係る
製造条件が本発明の範囲内にあるか否かを示す。

【００５３】

【表１】

【００５４】

【表２】

【００５５】

【表３】

【００５６】「熱延温度１」は、熱延がＡｒ₃ 変態温度
以上で完了する場合に、（Ａｒ₃ ＋１００）℃以下Ａｒ
₃ 温度以上での圧下率の合計が２５％以上である場合に
ついて「○」、２５％未満の場合に「×」とした。「熱
延温度２」は、熱延がＡｒ₃変態温度以下の場合で、Ａ
ｒ₃ 温度以下の圧下率の合計が２５％以上の場合につい
て「○」、２５％未満の場合に「×」とした。以上のい
ずれの場合にも、それぞれの温度範囲で少なくとも１パ
ス以上についての摩擦係数が０．２以下の場合には「潤
滑」の欄に「○」、全パスにおける摩擦係数が０．２超
の場合には「△」とした。熱延後の巻取りは、全て前記
（１）式で求まるTo温度以下で行った。このような熱延
鋼板を１．４ｍｍ厚に冷延する場合、冷延圧下率が８０
％以上の場合には「冷延圧下率」を「×」とし、「８０
％未満」の場合に「○」とした。また、焼鈍温度が６０
０℃以上（Ａｃ₃ ＋１００）℃以下の場合に「焼鈍温
度」を「○」とし、それ以外の場合を「×」と記した。
製造条件として関係のない項目は「―」とした。熱延鋼
板および冷延鋼板のいずれに対しても、スキンパス圧延
を０．５〜１．５％の範囲で施した。

【００５７】Ｘ線による測定は、鋼板の代表値として板
厚の７／１６厚の位置で板面に平行なサンプルを調整
し、実施した。表４及び表５（表４の続き）に、前記の
方法によって製造した１．４ｍｍ厚の熱延鋼板と冷延鋼
板における機械的特性値とスプリング・バック量とを示
す。表４及び表５において、鋼種Ｌを除いた全鋼種にお
いて、各鋼種の「−２」及び「−３」の番号の実施例が
本発明に係るものである。これらは、発明外の「−１」
及び「−４」の番号のものに比べて、スプリング・バッ
ク量が小さくなっている。すなわち、フェライト系薄鋼
板においては、本発明で限定する各結晶方位のＸ線ラン
ダム強度比とｒ値を得て、初めて良好な薄鋼板の形状凍
結性が達成されるのである。

【００５８】各結晶方位のＸ線ランダム強度比やｒ値が
形状凍結性に重要であることの機構については現在のと
ころ必ずしも明らかではない。おそらく、曲げ変形時
に、すべり変形の進行が容易になることで、結果的に、
曲げ変形時のスプリング・バック量が小さくなっている
ものと理解される。

【００５９】

【表４】

【００６０】

【表５】

【００６１】

【発明の効果】フェライト系薄鋼板において、その集合
組織とｒ値を制御すると、曲げ加工性が著しく向上する
ことを詳述した。本発明によって、スプリング・バック
量が少なく、曲げ加工を主体とする形状凍結性に優れた
薄鋼板が提供できるようになった。特に、従来は形状不
良の問題から高強度鋼板の適用が難しかった部品にも、
高強度鋼板を使用することができるようになる。自動車
の軽量化を推進するためには、高強度鋼板の使用は是非
とも必要である。スプリング・バック量が少なく、形状
凍結性に優れた高強度鋼板を、自動車の軽量化に適用で
きるようになると、自動車車体の軽量化をより一層推進
することができる。従って、本発明は、工業的に極めて
高い価値のある発明である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｃ 38/58 Ｃ２２Ｃ 38/58 (72)発明者 吉田 亨 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株 式会社 技術開発本部内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C22C 38/00 - 38/60

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フェライト系薄鋼板において、少なくと
   も１／２板厚における板面の｛１００｝＜０１１＞〜
   ｛２２３｝＜１１０＞方位群のＸ線ランダム強度比の平
   均値が３．０以上で、かつ、｛５５４｝＜２２５＞、
   ｛１１１｝＜１１２＞、及び、｛１１１｝＜１１０＞の
   ３つの結晶方位のＸ線ランダム強度比の平均値が３．５
   以下であり、さらに、圧延方向のｒ値及び圧延方向と直
   角方向のｒ値のうち少なくとも１つが０．７以下である
   ことを特徴とする形状凍結性に優れたフェライト系薄鋼
   板。
2. 【請求項２】 前記フェライト系薄鋼板が、質量％で、 Ｃ：０．０００１％以上、０．０５％以下、 Ｓｉ：０．００１％以上、２．５％以下、 Ｍｎ：０．０１％以上、２．５％以下、 Ｐ：０．１５％以下、 Ｓ：０．０３％以下、 Ａｌ：０．０１％以上、２．０％以下、 Ｎ：０．０１％以下、及び、 Ｏ：０．０１％以下、 を含有し、残部鉄及び不可避的不純物からなることを特
   徴とする請求項１に記載の形状凍結性に優れたフェライ
   ト系薄鋼板。
3. 【請求項３】 前記フェライト系薄鋼板が、質量％で、
   更に、 Ｔｉ：０．２０％以下、 Ｎｂ：０．２０％以下、及び、 Ｂ：０．００７％以下 の１種又は２種以上を含有することを特徴とする請求項
   ２に記載の形状凍結性に優れたフェライト系薄鋼板。
4. 【請求項４】 前記フェライト系薄鋼板が、質量％で、 Ｃ：０．０４％以上、０．２５％以下、 Ｓｉ：０．００１％以上、２．５％以下、 Ｍｎ：０．０１％以上、２．５％以下、 Ｐ：０．２０％以下、 Ｓ：０．０３％以下、 Ａｌ：０．０１％以上、２．０％以下、 Ｎ：０．０１％以下、及び、 Ｏ：０．０１％以下、 を含有し、残部鉄及び不可避的不純物からなることを特
   徴とする請求項１に記載の形状凍結性に優れたフェライ
   ト系薄鋼板。
5. 【請求項５】 前記フェライト系薄鋼板が、質量％で、
   更に、 Ｔｉ：０．２０％以下、 Ｎｂ：０．２０％以下、 Ｖ：０．２０％以下、 Ｃｒ：１．５％以下、及び、 Ｂ：０．００７％以下 の１種又は２種以上を含有することを特徴とする請求項
   ４に記載の形状凍結性に優れたフェライト系薄鋼板。
6. 【請求項６】 前記フェライト系薄鋼板が、質量％で、
   更に、 Ｍｏ：１％以下、 Ｃｕ：２％以下、 Ｎｉ：１％以下、及び、 Ｓｎ：０．２％以下 の１種又は２種以上を含有することを特徴とする請求項
   ２〜５の何れか１項に記載の形状凍結性に優れたフェラ
   イト系薄鋼板。
7. 【請求項７】 前記フェライト系薄鋼板にめっきを施し
   たことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の
   形状凍結性に優れたフェライト系薄鋼板。
8. 【請求項８】 請求項１〜７記載の何れか１項に記載の
   形状凍結性に優れたフェライト系薄鋼板を製造するに当
   たり、Ａｒ₃ 変態温度〜（Ａｒ₃ ＋１００）℃の温度範
   囲における圧下率の合計が２５％以上となるように制御
   し、Ａｒ₃ 変態温度以上で熱間圧延を終了し、熱間圧延
   後冷却して、下記（１）式に示す鋼の化学成分の質量％
   で決まる臨界温度To以下で巻き取ることを特徴とする、
   形状凍結性に優れたフェライト系薄鋼板の製造方法。 To=-650.4 ×C%+B …（１） ここで、 B=-50.6 ×Mneq+894.3 Mneq=Mn%+0.24 ×Ni%+0.13×Si%+0.38×Mo%+0.55×Cr%+
   0.16×Cu%-0.50 ×Al%-0.45×Co%+0.90×V%
9. 【請求項９】 前記フェライト系薄鋼板を製造するに当
   たり、Ａｒ₃ 変態温度〜（Ａｒ₃ ＋１００）℃の温度範
   囲における圧下率の合計が２５％以上で、かつ、（Ａｒ
   ₃ ＋１００）℃以下の熱間圧延において、少なくとも１
   パス以上を摩擦係数が０．２以下となるように圧延し、
   Ａｒ₃ 変態温度以上で熱間圧延を終了することを特徴と
   する、請求項８に記載の形状凍結性に優れたフェライト
   系薄鋼板の製造方法。
10. 【請求項１０】 請求項１〜７の何れか１項に記載の形
    状凍結性に優れたフェライト系薄鋼板を製造するに当た
    り、Ａｒ₃ 変態温度以下の圧下率の合計が２５％以上
    で、その後冷却し巻き取り、もしくは、冷却後付加的な
    熱処理によって回復・再結晶処理をすることを特徴とす
    る、形状凍結性に優れたフェライト系薄鋼板の製造方
    法。
11. 【請求項１１】 前記フェライト系薄鋼板を製造するに
    当たり、Ａｒ₃ 変態温度以下の圧下率の合計が２５％以
    上で、かつ、Ａｒ₃ 以下の熱間圧延において、少なくと
    も１パス以上を摩擦係数が０．２以下となるように圧延
    することを特徴とする、請求項１０に記載の形状凍結性
    に優れたフェライト系薄鋼板の製造方法。
12. 【請求項１２】 請求項８〜１１の何れか１項に記載の
    形状凍結性に優れたフェライト系薄鋼板の製造方法にお
    いて、熱間圧延で得たフェライト系薄鋼板に、酸洗後、
    ８０％未満の冷間圧延を施し、次いで、６００℃〜（Ａ
    ｃ₃ ＋１００）℃の温度範囲に加熱し、冷却することを
    特徴とする、形状凍結性に優れたフェライト系薄鋼板の
    製造方法。