JP3547254B2 - スケール密着性に優れた熱延鋼板 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スケール密着性に優れた熱延鋼板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱延鋼板は、ドラム、パイプ、床板、ボンベ容器等に使用する場合は、スケールの密着性が悪いため、酸洗後、プレス加工、曲げ加工等の加工を行った後、防錆処理を施す方法が採られている。近年、この酸洗や防錆処理を省略できるスケール密着性に優れた熱延鋼板の製造に関する技術が多く提案されている。
【０００３】
例えば、特開昭５９−２２９４２０号公報の熱間圧延の巻取り後の冷却時において非酸化性雰囲気で冷却する方法、特開昭６０−６３３１９号公報の熱間圧延後５秒以内に冷却を開始し、５００℃以下まで４０℃／ｓ以上で急冷する方法、特開昭６４−８３６１５号公報の７５０〜６５０℃で仕上げ熱延を行う方法等がある。
【０００４】
さらに、特開平２−３４７９３号公報の仕上げ圧延後７００℃以上の温度でＮＨ３ 雰囲気中に投入して、窒化層を形成してから硝酸塩系の塩浴に浸漬する方法、特開平２−１９０４２２号公報の２×Ａｌｗｔ％（以下、ｗｔ％を％と略す）＋Ｓｉ％≦０．０６に鋼組成を規制する方法、特開平４−２１０４１８号公報のシートバーを接合する連続圧延で張力を付加する方法等がある。
【０００５】
しかし、これら従来の技術は、特開平２−１９０４２２号公報を除いて、熱間圧延時に冷却制御、雰囲気制御等の生産性を阻害する条件を必須としている。また、特開平２−１９０４２２号公報は２×Ａｌ％＋Ｓｉ％≦０．０６に鋼組成を規制しなければならず、Ｓｉはトランプエレメントとして０．０１％程度は含有しているので、Ａｌ量の上限は０．０２５％未満でなければならない。したがって、連続鋳造法では溶鋼中のフリー酸素が多くなりやすく、鋳片の表面品質が劣化しやすくなる（熱延鋼板のスリーバ欠陥等の表面疵になる）等の課題をもっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、熱間圧延時の生産性を阻害するような熱延条件の規制の必要がなく、また表面品質の劣化の懸念もないスケール密着性の向上メカニズムに基づく、スケール密着性に優れた熱延鋼板を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、熱間圧延時の生産性を阻害するような熱延条件の規定の必要がなく、また表面品質の劣化の懸念もないスケール密着性の向上メカニズムに基づく、スケール密着性に優れた熱延鋼板を提供すべく、鋭意検討を行い本発明を完成させたものであり、その要旨とするところは下記の通りである。
（１）重量％で、
Ｃ ：０．０８００％以下、 Ｓｉ：０．５％以下、
Ｍｎ：１．０％以下、 Ｐ ：０．０５％以下、
Ｓ ：０．００２０％未満、 sol.Ａｌ：０．０１〜０．１２０％、
Ｎ ：０．０１００％以下、
残部がＦｅ及び不可避元素からなり、オーステナイト（γ）域で仕上げ圧延をし、スケールの厚みが１２μｍ以下であることを特徴とするスケール密着性に優れた熱延鋼板。
【０００８】
（２）重量％で、
Ｃ ：０．００３０％以下、 Ｓｉ：０．５％以下、
Ｍｎ：１．０％以下、 Ｐ ：０．０５％以下、
Ｓ ：０．００２０％未満、 sol.Ａｌ：０．０１〜０．１２０％、
Ｎ ：０．０１００％以下、
さらに、
Ｔｉ：０．０１〜０．１０％、Ｎｂ：０．００５〜０．０４０％
の１種以上を含み、
残部がＦｅ及び不可避元素からなり、オーステナイト（γ）域で仕上げ圧延をし、スケールの厚みが１２μｍ以下であることを特徴とする加工性とスケール密着性に優れた熱延鋼板。
【０００９】
（３）重量％で、
Ｃ ：０．００３０％以下、 Ｓｉ：０．５％以下、
Ｍｎ：１．０％以下、 Ｐ ：０．０５％以下、
Ｓ ：０．００２０％未満、 sol.Ａｌ：０．０１〜０．１２０％、
Ｎ ：０．０１００％以下、
さらに、
Ｔｉ：０．０１〜０．１０％、Ｎｂ：０．００５〜０．０４０％
の１種以上、および、
Ｂ ：０．０００２〜０．００５０％、
を含み、
残部がＦｅ及び不可避元素からなり、オーステナイト（γ）域で仕上げ圧延をし、スケールの厚みが１２μｍ以下であることを特徴とする二次加工性の良好な加工性とスケール密着性に優れた熱延鋼板。
【００１０】
以下に、本発明について詳細に説明する。
本発明者らは、熱間圧延時の生産性を阻害するような熱延条件の規定の必要がなく、また表面品質の劣化の懸念もないスケール密着性の向上メカニズムに基づく、スケール密着性に優れた熱延鋼板を提供すべく、鋭意検討を行った。
【００１１】
従来技術のスケール密着性の改善は、いずれもスケールの厚み、スケールの組成をコントロールすることによって、即ちスケール層の改善によってスケールの密着性を向上させる手法である。
しかし本発明者らは、スケール層の密着性を改善するには、スケール層を改善する方法よりも、スケールと地鉄の界面の密着性を改善する方法が効果的であると考え、鋼の組成、熱延条件とスケール界面の密着性との関係並びに界面の調査等を行い、以下の結論に達した。
【００１２】
１）図１に示すように、スケールの密着性は、Ｓ含有量を２０ｐｐｍ 未満とすることで改善され、特に１５ｐｐｍ 以下とすることで大きく改善できる。
２）通常のＳ含有量の熱延鋼板の熱延スケールと地鉄の界面には、地鉄の１０倍以上のＳの濃縮が認められるが、Ｓ含有量が２０ｐｐｍ 未満になると界面のＳの濃縮が非常に少なくなる。
【００１３】
即ち、鋼のＳ含有量を２０ｐｐｍ 未満にすれば、熱間圧延時にスケールと地鉄の界面に濃縮するＳ量が顕著に抑制される。その結果、スケールと地鉄の界面の密着強度の劣化が抑制され（或いは密着強度が向上し）、出来た熱延鋼板のスケール密着性が向上するという新しい知見を得ることができた。
【００１４】
スケールの密着性の評価は、試作した熱延鋼板を１．５Ｒの直角曲げを行った後テープ剥離を行い、剥離の程度で評価した。ほとんど剥離しなかったものは◎、極くわずかに剥離したものを○、剥離したものを×とした。
尚、スケールと地鉄の界面に濃縮するＳ量が顕著に抑制されると、スケールと地鉄の界面の密着強度の劣化がなぜ抑制されるのかについてのメカニズムは不明である。
【００１５】
以上のように、上述した本発明のポイントである新しい知見に基づいた本発明の鋼板は、優れたスケール密着性が得られるのであるが、スケール厚みが１２μｍを超えると優れたスケール密着性の確保が難しくなることも分かった。スケール厚みが１２μｍ以下である本発明の熱延鋼板であれば、熱延条件を特に限定する必要もなく、またＡｌ、Ｓｉ量を特別に厳しく規制する必要もないことも分かった。スケール厚みを１２μｍ以下にするには、例えば熱延の巻取り温度を７５０℃とか、仕上げ温度を９５０℃といった異常に高い温度条件でなく、後述の実施例で記述しているように通常の熱延条件を採用すればよい。
【００１６】
以上のように、本発明の方法によって、熱間圧延時の生産性を阻害するような熱延条件の規制の必要がなく、また表面品質の劣化の懸念もないスケール密着性の向上メカニズムに基づく、スケール密着性に優れた熱延鋼板が提供できることがわかった。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の構成条件の詳細な説明を行う。まず最初に、請求項１の説明を行う。
鋼組成のＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐは、それぞれ鋼板の強度を上昇させる元素であり、それぞれ重量％で、Ｃ：０．０８００％以下、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：１．０％以下、Ｐ：０．０５％以下の範囲を外れて多く含有すると、本発明鋼の用途であるドラム、パイプ、床板、ボンベ容器などに使用するには加工時の変形抵抗が高くなりすぎ、スプリングバックが大きくなりすぎたり、時には割れが生じたりするようになるので、本発明の範囲に規制する必要がある。
【００１８】
尚、Ｍｎは熱間圧延時に生じるＳによる熱間脆性を回避するためにも、Ｓ含有量に応じて添加する元素ではあるが、本発明鋼は、Ｓ含有量が２０ｐｐｍ 未満と極めて低く規制しているので、Ｓによる熱間脆性を回避するためのＭｎ量の下限値を設ける必要はない。
【００１９】
Ｓは、前述のようにスケール密着性を優れたものにする極めて重要な元素で、スケール密着性を良好ならしめるには２０ｐｐｍ 未満に規制しなければならない。Ｓ含有量を２０ｐｐｍ 未満に規制することにより、熱間圧延時にスケールと地鉄の界面に濃縮するＳ量が顕著に抑制され、その結果、スケールと地鉄の界面の密着強度の劣化が抑制され、熱延鋼板のスケール密着性を向上させることができるのである。
また、この効果はＳ含有量を２０ｐｐｍ 未満に規制することにより、熱延条件の特別な規制を行わなくても得られるのである。ただ唯一の制約は、スケール厚みが１２μｍ以下の熱延鋼板ということである。
【００２０】
ｓｏｌ．Ａｌは、鋳片を造るときに良好な表面品位を得るために０．０１０％以上添加する必要があり、また０．１２％超ではこの効果が飽和しコストが高くなるばかりでなく、固溶強化により硬質化しすぎるという弊害も生じるようになるので、０．１２％以下に規制した。尚、ｓｏｌ．ＡｌはＮをＡｌＮとして固定し、Ｎ時効による材質の時効劣化を抑制させることが可能な元素でもある。
【００２１】
Ｎは、Ｎ時効による材質の時効劣化を引き起こす元素であるが、Ｎ時効の影響を少なくしたい場合には低温スラブ加熱等により、ＡｌでＮをＡｌＮとして固定し、Ｎ時効による材質の時効劣化を少なくさせることができるが、Ｎ含有量が０．０１００％超になるとＡｌにより無害化が十分に作用しきれなくなるので、０．０１００％以下に規制する必要がある。
【００２２】
そして、残部がＦｅおよび不可避元素からなる鋼組成でなければならない。 本発明のスケール密着性に優れた熱延鋼板の製鋼条件は、上述の組成の鋼を溶製し鋳片にし得るものであれば特に規制する必要はなく、通常の方法で鋳片とすればよい。
【００２３】
熱延条件も特に規制する必要がなく、常法に従って熱延鋼板を製造すれば、スケール膜厚が１２μｍ以下となり、本発明の特徴である「Ｓ含有量を２０ｐｐｍ 未満に規制することにより、熱間圧延時にスケールと地鉄の界面に濃縮するＳ量が顕著に抑制され、その結果スケールと地鉄の界面の密着強度の劣化が抑制され、熱延鋼板のスケール密着性が向上する」という効果が得られる。
【００２４】
次に、請求項２の構成条件の説明を行う。
Ｃはパーライトやセメンタイトを形成したり、或いは１００ｐｐｍ 以下の含有量（ＴｉやＮｂを含まない）の鋼ではＣが中途半端に存在するためにＣ時効を起こしたり、Ｃ含有量が例えば１５ｐｐｍ 以下のように極めて少なくなると結晶粒径が異常に大きくなり延性が劣化したりする。
【００２５】
そこでＴｉやＮｂを添加し、ＣをＴｉＣやＮｂＣとして固定し固溶Ｃを無くすると同時に、Ｃ含有量が１５ｐｐｍ 以下のような場合でも析出するＴｉＣやＮｂＣの析出物で結晶粒径の粗大化を防止し、熱延鋼板の加工性を向上させることができる。尚、Ｃ含有量が３０ｐｐｍ 超になると、ＴｉやＮｂを添加してもＴｉＣやＮｂＣの析出量が多くなり過ぎて析出強化が生じるようになるので、熱延鋼板の加工性を向上させるにはＣ含有量を０．００３０％以下にする必要がある。
【００２６】
上述のように、ＴｉやＮｂは、Ｃ時効や結晶粒径の粗大化を防止して熱延鋼板の加工性を向上させるために添加されるが、その効果を得るにはＴｉ≧０．０１０％とＮｂ≧０．００５％との１種以上を添加する必要がある。また、上限値をそれぞれ０．１０％、０．０４％としたのは、Ｃ時効や結晶粒径の粗大化を防止する効果が飽和し、経済的なロスばかりでなく、ＴｉやＮｂの固溶により固溶強化のため延性が劣化するようになるからである。
【００２７】
次に、請求項３の構成条件の説明を行う。
ＴｉやＮｂを含有した極低炭素鋼は、深絞り加工を受けた部位を曲げ加工したときに脆性破壊しやすい（二次加工性が悪い）が、Ｂはこれを防止して二次加工性を向上させる元素としてよく知られている。
【００２８】
本発明の請求項２の鋼も、厳しい深絞り加工を受けた部位を曲げ成形したときには、条件によっては曲げ成形時に脆性割れを生じることもあるが、請求項３の鋼の場合にもＢを０．０００２％以上添加することによって、良好な二次加工性が得られるようになる。尚、上限値を０．００５０％としたのは、二次加工性の改善効果が飽和し、合金添加コストがかさむばかりだからである。
【００２９】
【実施例】
以下に本発明の効果を実施例により説明する。
表１に示す成分の鋳片を造り、鋼Ａは１１００℃に加熱し熱間圧延を行い、８９０℃で仕上げ圧延を完了し、５５０℃で巻き取り、鋼Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆは１２００℃に加熱し熱間圧延を行い、９１０℃で仕上げ圧延を完了し、５７０℃で巻き取り、それぞれ２．３ｍｍの熱延鋼板を製造した。
【００３０】
尚、鋼Ａは腰折れ防止のため１．０％の調質圧延を施した。製造した熱延鋼板の延性、二次加工性、スケール密着性を評価し、その結果を表２に示す。尚、スケール厚みは鋼Ａで６μｍ、鋼Ｂ〜Ｆで６〜８μｍといずれも本発明の条件範囲であった。
【００３１】
延性は、引張り試験を行いその伸び値（Ｅｌ％）を示す。二次加工性は、絞り比１．７でカップ成形したものを−４０℃で側面より押しつぶし、カップ側壁面の脆性破壊延べ長さが０〜２ｍｍのものを◎、３〜１０ｍｍのものを○、≧１１ｍｍのものを×、として示す。スケールの密着性は、前述の評価条件での評価結果を示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】
【００３４】
鋼Ａは、Ｓ含有量を０．００１７％と極低Ｓにし、Ｃ含有量が０．０５１％の低炭素Ａｌ−Ｋ鋼の本発明の実施例であり、優れたスケール密着性が通常の熱延条件で得られている。
鋼Ｂは、Ｓ含有量を０．００１８％と極低Ｓにし、Ｃ含有量が０．０２４％、Ｔｉ含有量が０．０４５％のＴｉ添加極低炭素鋼である本発明の請求項２の実施例であり、優れたスケール密着性が通常の熱延条件で得られ、かつＥｌが４７％と、延性にも優れた特性が得られている。
【００３５】
鋼Ｃは、Ｓ含有量を０．０００９％と更に極低Ｓにし、Ｃ含有量が０．００２０％、Ｔｉ含有量が０．０４０％、Ｂを０．０００３％添加したＴｉ添加極低炭素鋼の本発明の請求項３の実施例であり、極めて優れたスケール密着性が通常の熱延条件で得られ、かつＥｌが４８％と、延性にも二次加工性にも優れた特性が得られている。
【００３６】
鋼Ｄは、Ｓ含有量を０．００１８％と極低Ｓにし、Ｃ含有量が０．００１９％、Ｔｉ含有量が０．０４２％、Ｂを０．０００３％添加したＴｉ添加極低炭素鋼の本発明の請求項３の実施例であり、優れたスケール密着性が通常の熱延条件で得られ、かつＥｌが４６％と、延性にも二次加工性にも優れた特性が得られている。
【００３７】
鋼Ｅは、Ｓ含有量を０．００６０％と本発明の範囲を外れた低Ｓであって、Ｃの含有量が０．００２０％、Ｔｉ含有量が０．０３５％で、Ｂを０．０００３％添加したＴｉ添加極低炭素鋼の比較例であり、優れたスケール密着性が得られていない。
【００３８】
鋼Ｆは、Ｓ含有量を０．００１４％と極低Ｓにし、Ｃ含有量が０．００１８％、Ｔｉ含有量が０．０２５％、Ｎｂ含有量が０．０１２％で、Ｂを０．０００３％添加した、ＮｂとＴｉを複合添加した極低炭素鋼の本発明の請求項３の実施例であり、極めて優れたスケール密着性が通常の熱延条件で得られ、かつＥｌが４６％と、延性にも二次加工性にも優れた特性が得られている。
【００３９】
尚、本発明の鋼板は、板表面がフラットな通常の熱延鋼帯或いは鋼板以外の、例えば縞模様がついている床用鋼板でもその効果が損なわれるものではない。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の鋼板は、本発明が解決しようとする課題の「熱間圧延時の生産性を阻害するような熱延条件の規制の必要がなく、また表面品質の劣化の懸念もないスケール密着性の向上メカニズムに基づく、スケール密着性に優れた熱延鋼板を提供すること」が十分に達成でき、工業的価値が極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明鋼板のＳ含有量とスケール密着性の関係を示した図表である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、スケール密着性に優れた熱延鋼板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱延鋼板は、ドラム、パイプ、床板、ボンベ容器等に使用する場合は、スケールの密着性が悪いため、酸洗後、プレス加工、曲げ加工等の加工を行った後、防錆処理を施す方法が採られている。近年、この酸洗や防錆処理を省略できるスケール密着性に優れた熱延鋼板の製造に関する技術が多く提案されている。
【０００３】
例えば、特開昭５９−２２９４２０号公報の熱間圧延の巻取り後の冷却時において非酸化性雰囲気で冷却する方法、特開昭６０−６３３１９号公報の熱間圧延後５秒以内に冷却を開始し、５００℃以下まで４０℃／ｓ以上で急冷する方法、特開昭６４−８３６１５号公報の７５０〜６５０℃で仕上げ熱延を行う方法等がある。
【０００４】
さらに、特開平２−３４７９３号公報の仕上げ圧延後７００℃以上の温度でＮＨ３ 雰囲気中に投入して、窒化層を形成してから硝酸塩系の塩浴に浸漬する方法、特開平２−１９０４２２号公報の２×Ａｌｗｔ％（以下、ｗｔ％を％と略す）＋Ｓｉ％≦０．０６に鋼組成を規制する方法、特開平４−２１０４１８号公報のシートバーを接合する連続圧延で張力を付加する方法等がある。
【０００５】
しかし、これら従来の技術は、特開平２−１９０４２２号公報を除いて、熱間圧延時に冷却制御、雰囲気制御等の生産性を阻害する条件を必須としている。また、特開平２−１９０４２２号公報は２×Ａｌ％＋Ｓｉ％≦０．０６に鋼組成を規制しなければならず、Ｓｉはトランプエレメントとして０．０１％程度は含有しているので、Ａｌ量の上限は０．０２５％未満でなければならない。したがって、連続鋳造法では溶鋼中のフリー酸素が多くなりやすく、鋳片の表面品質が劣化しやすくなる（熱延鋼板のスリーバ欠陥等の表面疵になる）等の課題をもっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、熱間圧延時の生産性を阻害するような熱延条件の規制の必要がなく、また表面品質の劣化の懸念もないスケール密着性の向上メカニズムに基づく、スケール密着性に優れた熱延鋼板を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、熱間圧延時の生産性を阻害するような熱延条件の規定の必要がなく、また表面品質の劣化の懸念もないスケール密着性の向上メカニズムに基づく、スケール密着性に優れた熱延鋼板を提供すべく、鋭意検討を行い本発明を完成させたものであり、その要旨とするところは下記の通りである。
（１）重量％で、
Ｃ ：０．０８００％以下、 Ｓｉ：０．５％以下、
Ｍｎ：１．０％以下、 Ｐ ：０．０５％以下、
Ｓ ：０．００２０％未満、 sol.Ａｌ：０．０１〜０．１２０％、
Ｎ ：０．０１００％以下、
残部がＦｅ及び不可避元素からなり、オーステナイト（γ）域で仕上げ圧延をし、スケールの厚みが１２μｍ以下であることを特徴とするスケール密着性に優れた熱延鋼板。
【０００８】
（２）重量％で、
Ｃ ：０．００３０％以下、 Ｓｉ：０．５％以下、
Ｍｎ：１．０％以下、 Ｐ ：０．０５％以下、
Ｓ ：０．００２０％未満、 sol.Ａｌ：０．０１〜０．１２０％、
Ｎ ：０．０１００％以下、
さらに、
Ｔｉ：０．０１〜０．１０％、Ｎｂ：０．００５〜０．０４０％
の１種以上を含み、
残部がＦｅ及び不可避元素からなり、オーステナイト（γ）域で仕上げ圧延をし、スケールの厚みが１２μｍ以下であることを特徴とする加工性とスケール密着性に優れた熱延鋼板。
【０００９】
（３）重量％で、
Ｃ ：０．００３０％以下、 Ｓｉ：０．５％以下、
Ｍｎ：１．０％以下、 Ｐ ：０．０５％以下、
Ｓ ：０．００２０％未満、 sol.Ａｌ：０．０１〜０．１２０％、
Ｎ ：０．０１００％以下、
さらに、
Ｔｉ：０．０１〜０．１０％、Ｎｂ：０．００５〜０．０４０％
の１種以上、および、
Ｂ ：０．０００２〜０．００５０％、
を含み、
残部がＦｅ及び不可避元素からなり、オーステナイト（γ）域で仕上げ圧延をし、スケールの厚みが１２μｍ以下であることを特徴とする二次加工性の良好な加工性とスケール密着性に優れた熱延鋼板。
【００１０】
以下に、本発明について詳細に説明する。
本発明者らは、熱間圧延時の生産性を阻害するような熱延条件の規定の必要がなく、また表面品質の劣化の懸念もないスケール密着性の向上メカニズムに基づく、スケール密着性に優れた熱延鋼板を提供すべく、鋭意検討を行った。
【００１１】
従来技術のスケール密着性の改善は、いずれもスケールの厚み、スケールの組成をコントロールすることによって、即ちスケール層の改善によってスケールの密着性を向上させる手法である。
しかし本発明者らは、スケール層の密着性を改善するには、スケール層を改善する方法よりも、スケールと地鉄の界面の密着性を改善する方法が効果的であると考え、鋼の組成、熱延条件とスケール界面の密着性との関係並びに界面の調査等を行い、以下の結論に達した。
【００１２】
１）図１に示すように、スケールの密着性は、Ｓ含有量を２０ｐｐｍ 未満とすることで改善され、特に１５ｐｐｍ 以下とすることで大きく改善できる。
２）通常のＳ含有量の熱延鋼板の熱延スケールと地鉄の界面には、地鉄の１０倍以上のＳの濃縮が認められるが、Ｓ含有量が２０ｐｐｍ 未満になると界面のＳの濃縮が非常に少なくなる。
【００１３】
即ち、鋼のＳ含有量を２０ｐｐｍ 未満にすれば、熱間圧延時にスケールと地鉄の界面に濃縮するＳ量が顕著に抑制される。その結果、スケールと地鉄の界面の密着強度の劣化が抑制され（或いは密着強度が向上し）、出来た熱延鋼板のスケール密着性が向上するという新しい知見を得ることができた。
【００１４】
スケールの密着性の評価は、試作した熱延鋼板を１．５Ｒの直角曲げを行った後テープ剥離を行い、剥離の程度で評価した。ほとんど剥離しなかったものは◎、極くわずかに剥離したものを○、剥離したものを×とした。
尚、スケールと地鉄の界面に濃縮するＳ量が顕著に抑制されると、スケールと地鉄の界面の密着強度の劣化がなぜ抑制されるのかについてのメカニズムは不明である。
【００１５】
以上のように、上述した本発明のポイントである新しい知見に基づいた本発明の鋼板は、優れたスケール密着性が得られるのであるが、スケール厚みが１２μｍを超えると優れたスケール密着性の確保が難しくなることも分かった。スケール厚みが１２μｍ以下である本発明の熱延鋼板であれば、熱延条件を特に限定する必要もなく、またＡｌ、Ｓｉ量を特別に厳しく規制する必要もないことも分かった。スケール厚みを１２μｍ以下にするには、例えば熱延の巻取り温度を７５０℃とか、仕上げ温度を９５０℃といった異常に高い温度条件でなく、後述の実施例で記述しているように通常の熱延条件を採用すればよい。
【００１６】
以上のように、本発明の方法によって、熱間圧延時の生産性を阻害するような熱延条件の規制の必要がなく、また表面品質の劣化の懸念もないスケール密着性の向上メカニズムに基づく、スケール密着性に優れた熱延鋼板が提供できることがわかった。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の構成条件の詳細な説明を行う。まず最初に、請求項１の説明を行う。
鋼組成のＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐは、それぞれ鋼板の強度を上昇させる元素であり、それぞれ重量％で、Ｃ：０．０８００％以下、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：１．０％以下、Ｐ：０．０５％以下の範囲を外れて多く含有すると、本発明鋼の用途であるドラム、パイプ、床板、ボンベ容器などに使用するには加工時の変形抵抗が高くなりすぎ、スプリングバックが大きくなりすぎたり、時には割れが生じたりするようになるので、本発明の範囲に規制する必要がある。
【００１８】
尚、Ｍｎは熱間圧延時に生じるＳによる熱間脆性を回避するためにも、Ｓ含有量に応じて添加する元素ではあるが、本発明鋼は、Ｓ含有量が２０ｐｐｍ 未満と極めて低く規制しているので、Ｓによる熱間脆性を回避するためのＭｎ量の下限値を設ける必要はない。
【００１９】
Ｓは、前述のようにスケール密着性を優れたものにする極めて重要な元素で、スケール密着性を良好ならしめるには２０ｐｐｍ 未満に規制しなければならない。Ｓ含有量を２０ｐｐｍ 未満に規制することにより、熱間圧延時にスケールと地鉄の界面に濃縮するＳ量が顕著に抑制され、その結果、スケールと地鉄の界面の密着強度の劣化が抑制され、熱延鋼板のスケール密着性を向上させることができるのである。
また、この効果はＳ含有量を２０ｐｐｍ 未満に規制することにより、熱延条件の特別な規制を行わなくても得られるのである。ただ唯一の制約は、スケール厚みが１２μｍ以下の熱延鋼板ということである。
【００２０】
ｓｏｌ．Ａｌは、鋳片を造るときに良好な表面品位を得るために０．０１０％以上添加する必要があり、また０．１２％超ではこの効果が飽和しコストが高くなるばかりでなく、固溶強化により硬質化しすぎるという弊害も生じるようになるので、０．１２％以下に規制した。尚、ｓｏｌ．ＡｌはＮをＡｌＮとして固定し、Ｎ時効による材質の時効劣化を抑制させることが可能な元素でもある。
【００２１】
Ｎは、Ｎ時効による材質の時効劣化を引き起こす元素であるが、Ｎ時効の影響を少なくしたい場合には低温スラブ加熱等により、ＡｌでＮをＡｌＮとして固定し、Ｎ時効による材質の時効劣化を少なくさせることができるが、Ｎ含有量が０．０１００％超になるとＡｌにより無害化が十分に作用しきれなくなるので、０．０１００％以下に規制する必要がある。
【００２２】
そして、残部がＦｅおよび不可避元素からなる鋼組成でなければならない。 本発明のスケール密着性に優れた熱延鋼板の製鋼条件は、上述の組成の鋼を溶製し鋳片にし得るものであれば特に規制する必要はなく、通常の方法で鋳片とすればよい。
【００２３】
熱延条件も特に規制する必要がなく、常法に従って熱延鋼板を製造すれば、スケール膜厚が１２μｍ以下となり、本発明の特徴である「Ｓ含有量を２０ｐｐｍ 未満に規制することにより、熱間圧延時にスケールと地鉄の界面に濃縮するＳ量が顕著に抑制され、その結果スケールと地鉄の界面の密着強度の劣化が抑制され、熱延鋼板のスケール密着性が向上する」という効果が得られる。
【００２４】
次に、請求項２の構成条件の説明を行う。
Ｃはパーライトやセメンタイトを形成したり、或いは１００ｐｐｍ 以下の含有量（ＴｉやＮｂを含まない）の鋼ではＣが中途半端に存在するためにＣ時効を起こしたり、Ｃ含有量が例えば１５ｐｐｍ 以下のように極めて少なくなると結晶粒径が異常に大きくなり延性が劣化したりする。
【００２５】
そこでＴｉやＮｂを添加し、ＣをＴｉＣやＮｂＣとして固定し固溶Ｃを無くすると同時に、Ｃ含有量が１５ｐｐｍ 以下のような場合でも析出するＴｉＣやＮｂＣの析出物で結晶粒径の粗大化を防止し、熱延鋼板の加工性を向上させることができる。尚、Ｃ含有量が３０ｐｐｍ 超になると、ＴｉやＮｂを添加してもＴｉＣやＮｂＣの析出量が多くなり過ぎて析出強化が生じるようになるので、熱延鋼板の加工性を向上させるにはＣ含有量を０．００３０％以下にする必要がある。
【００２６】
上述のように、ＴｉやＮｂは、Ｃ時効や結晶粒径の粗大化を防止して熱延鋼板の加工性を向上させるために添加されるが、その効果を得るにはＴｉ≧０．０１０％とＮｂ≧０．００５％との１種以上を添加する必要がある。また、上限値をそれぞれ０．１０％、０．０４％としたのは、Ｃ時効や結晶粒径の粗大化を防止する効果が飽和し、経済的なロスばかりでなく、ＴｉやＮｂの固溶により固溶強化のため延性が劣化するようになるからである。
【００２７】
次に、請求項３の構成条件の説明を行う。
ＴｉやＮｂを含有した極低炭素鋼は、深絞り加工を受けた部位を曲げ加工したときに脆性破壊しやすい（二次加工性が悪い）が、Ｂはこれを防止して二次加工性を向上させる元素としてよく知られている。
【００２８】
本発明の請求項２の鋼も、厳しい深絞り加工を受けた部位を曲げ成形したときには、条件によっては曲げ成形時に脆性割れを生じることもあるが、請求項３の鋼の場合にもＢを０．０００２％以上添加することによって、良好な二次加工性が得られるようになる。尚、上限値を０．００５０％としたのは、二次加工性の改善効果が飽和し、合金添加コストがかさむばかりだからである。
【００２９】
【実施例】
以下に本発明の効果を実施例により説明する。
表１に示す成分の鋳片を造り、鋼Ａは１１００℃に加熱し熱間圧延を行い、８９０℃で仕上げ圧延を完了し、５５０℃で巻き取り、鋼Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆは１２００℃に加熱し熱間圧延を行い、９１０℃で仕上げ圧延を完了し、５７０℃で巻き取り、それぞれ２．３ｍｍの熱延鋼板を製造した。
【００３０】
尚、鋼Ａは腰折れ防止のため１．０％の調質圧延を施した。製造した熱延鋼板の延性、二次加工性、スケール密着性を評価し、その結果を表２に示す。尚、スケール厚みは鋼Ａで６μｍ、鋼Ｂ〜Ｆで６〜８μｍといずれも本発明の条件範囲であった。
【００３１】
延性は、引張り試験を行いその伸び値（Ｅｌ％）を示す。二次加工性は、絞り比１．７でカップ成形したものを−４０℃で側面より押しつぶし、カップ側壁面の脆性破壊延べ長さが０〜２ｍｍのものを◎、３〜１０ｍｍのものを○、≧１１ｍｍのものを×、として示す。スケールの密着性は、前述の評価条件での評価結果を示す。
【００３２】
【表１】
【表２】
鋼Ａは、Ｓ含有量を０．００１７％と極低Ｓにし、Ｃ含有量が０．０５１％の低炭素Ａｌ−Ｋ鋼の本発明の実施例であり、優れたスケール密着性が通常の熱延条件で得られている。
鋼Ｂは、Ｓ含有量を０．００１８％と極低Ｓにし、Ｃ含有量が０．０２４％、Ｔｉ含有量が０．０４５％のＴｉ添加極低炭素鋼である本発明の請求項２の実施例であり、優れたスケール密着性が通常の熱延条件で得られ、かつＥｌが４７％と、延性にも優れた特性が得られている。
【００３５】
鋼Ｃは、Ｓ含有量を０．０００９％と更に極低Ｓにし、Ｃ含有量が０．００２０％、Ｔｉ含有量が０．０４０％、Ｂを０．０００３％添加したＴｉ添加極低炭素鋼の本発明の請求項３の実施例であり、極めて優れたスケール密着性が通常の熱延条件で得られ、かつＥｌが４８％と、延性にも二次加工性にも優れた特性が得られている。
【００３６】
鋼Ｄは、Ｓ含有量を０．００１８％と極低Ｓにし、Ｃ含有量が０．００１９％、Ｔｉ含有量が０．０４２％、Ｂを０．０００３％添加したＴｉ添加極低炭素鋼の本発明の請求項３の実施例であり、優れたスケール密着性が通常の熱延条件で得られ、かつＥｌが４６％と、延性にも二次加工性にも優れた特性が得られている。
【００３７】
鋼Ｅは、Ｓ含有量を０．００６０％と本発明の範囲を外れた低Ｓであって、Ｃの含有量が０．００２０％、Ｔｉ含有量が０．０３５％で、Ｂを０．０００３％添加したＴｉ添加極低炭素鋼の比較例であり、優れたスケール密着性が得られていない。
【００３８】
鋼Ｆは、Ｓ含有量を０．００１４％と極低Ｓにし、Ｃ含有量が０．００１８％、Ｔｉ含有量が０．０２５％、Ｎｂ含有量が０．０１２％で、Ｂを０．０００３％添加した、ＮｂとＴｉを複合添加した極低炭素鋼の本発明の請求項３の実施例であり、極めて優れたスケール密着性が通常の熱延条件で得られ、かつＥｌが４６％と、延性にも二次加工性にも優れた特性が得られている。
【００３９】
尚、本発明の鋼板は、板表面がフラットな通常の熱延鋼帯或いは鋼板以外の、例えば縞模様がついている床用鋼板でもその効果が損なわれるものではない。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の鋼板は、本発明が解決しようとする課題の「熱間圧延時の生産性を阻害するような熱延条件の規制の必要がなく、また表面品質の劣化の懸念もないスケール密着性の向上メカニズムに基づく、スケール密着性に優れた熱延鋼板を提供すること」が十分に達成でき、工業的価値が極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明鋼板のＳ含有量とスケール密着性の関係を示した図表である。
Claims (3)
- 重量％で、
Ｃ ：０．０８００％以下、
Ｓｉ：０．５％以下、
Ｍｎ：１．０％以下、
Ｐ ：０．０５％以下、
Ｓ ：０．００２０％未満、
sol.Ａｌ：０．０１〜０．１２０％、
Ｎ ：０．０１００％以下、
残部がＦｅ及び不可避元素からなり、オーステナイト（γ）域で仕上げ圧延をし、スケールの厚みが１２μｍ以下であることを特徴とするスケール密着性に優れた熱延鋼板。 - 重量％で、
Ｃ ：０．００３０％以下、
Ｓｉ：０．５％以下、
Ｍｎ：１．０％以下、
Ｐ ：０．０５％以下、
Ｓ ：０．００２０％未満、
sol.Ａｌ：０．０１〜０．１２０％、
Ｎ ：０．０１００％以下、
さらに、
Ｔｉ：０．０１〜０．１０％、
Ｎｂ：０．００５〜０．０４０％
の１種以上を含み、
残部がＦｅ及び不可避元素からなり、オーステナイト（γ）域で仕上げ圧延をし、スケールの厚みが１２μｍ以下であることを特徴とする加工性とスケール密着性に優れた熱延鋼板。 - 重量％で、
Ｃ ：０．００３０％以下、
Ｓｉ：０．５％以下、
Ｍｎ：１．０％以下、
Ｐ ：０．０５％以下、
Ｓ ：０．００２０％未満、
sol.Ａｌ：０．０１〜０．１２０％、
Ｎ ：０．０１００％以下、
さらに、
Ｔｉ：０．０１〜０．１０％、
Ｎｂ：０．００５〜０．０４０％
の１種以上、および、
Ｂ ：０．０００２〜０．００５０％
を含み、
残部がＦｅ及び不可避元素からなり、オーステナイト（γ）域で仕上げ圧延をし、スケールの厚みが１２μｍ以下であることを特徴とする二次加工性の良好な加工性とスケール密着性に優れた熱延鋼板。
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