JP3823336B2 - 深絞り性を有する高張力冷延鋼板の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、深絞り性を有する高張力冷延鋼板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に抗張力３５キロ以上の高張力冷延鋼板は主に、次の手法により製造される。
(1) 固溶強化タイプ
極低炭素鋼または低炭素鋼をベースにSi, Mnをそれぞれ0.2 〜1.0 重量％（以下％で表す）、Ｐを0.020 〜0.100 ％添加し固溶強化する。添加量は強度レベルにより増減する。
【０００３】
(2) 複合組織強化タイプ
低炭素鋼をベースにMn, Cr, Mo等をそれぞれ1.0 〜2.0 ％添加したもので、フェライト＋オーステナイト２相域まで加熱し急冷することにより、フェライト＋マルテンサイトの複合組織化することにより得られる。この鋼は低降伏比（ＹＲ）を特徴とするものでフェライトで低降伏点（ＹＰ）、深絞り性（Ｅｌ）を確保し、マルテンサイトで抗張力（ＴＳ）アップを図るものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の固溶強化タイプ、複合組織強化タイプでは、抗張力レベルがアップすると同時に、絞り性が低下してくる。
従って抗張力をアップすれば、その絞り性が劣化するので用途も限定される。このため抗張力と絞り性（以下ＴＳ−Ｅｌで表す）バランスが改善されれば、深い絞り加工を行う部材に対しても適用でき、採用板厚の低減も可能になる。
【０００５】
本発明は、このＴＳ−Ｅｌバランスにつき、現行の高張力冷延鋼板以上の特性を獲得することを目指したものである。用途としては自動車内板、強度部材等があり、従来、絞り性がネックのため板厚の低減ができなかった部材にも適用可能であり、自動車の重量低減を可能とし燃費改善に寄与するものである。
なお、本発明の高張力冷延鋼板に類似したものとして、特開昭６１−２７２３２１号公報および特開昭６２−７４０２４号公報が公知である。
【０００６】
しかしながら、前者はCrが未添加であり、ＴＳ−Ｅｌバランスに劣る。また後者は、過時効処理時間が４分以下と短く、同様に十分なＴＳ−Ｅｌバランスが得られていない。
そこで、本発明の目的は、ＴＳ−Ｅｌバランスが優れた深絞り性を有する高張力冷延鋼板の製造方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、重量％で、Ｃ：0.05〜0.20％、Si：1.0 〜2.0 ％、Mn：1.0 〜2.0 ％、Ｐ：0.005 〜0.050 ％、Cr：0.05〜0.20％を含み、残部がFe及びその他の不可避的不純物からなる冷延鋼板を連続焼鈍するに際して、７５０℃以上のフェライト＋オーステナイト２相域で加熱し、続いて１００℃／秒以下の冷却速度で冷却した後、３５０〜４５０℃の温度で５〜１０分間保持する過時効処理を施すことを特徴とする深絞り性を有する高張力冷延鋼板の製造方法である。
【０００８】
【作用】
ＴＳ−Ｅｌバランスが優れ、かつプレス成形性が良い高張力冷延鋼板として、複合組織鋼が挙げられる。本発明は複合組織鋼の成分系をベースに、熱処理時に生じるオーステナイト組織を室温まで残留させたものである。すなわち残留オーステナイト組織は、歪を加えることによりマルテンサイト変態を起こし、良好なＴＳ−Ｅｌバランスが得られる。因みに、残留オーステナイトの体積率１％につきＥｌは約１％上昇する。
【０００９】
本発明の冷延鋼板の組織は、初析フェライトとベーナイトを主とし、残留オーステナイトは約５％から１０％程度である。
本発明の成分系の鋼片（スラブ）を、巻取り温度５００〜６００℃で熱延コイルとした後、冷間圧延し、連続焼鈍を行う。そこで、７５０〜９００℃に加熱することで、フェライト＋オーステナイトの２相域に入り、この時にＣ，Mn及びその他の合金元素がオーステナイト相に濃化し、オーステナイト相が安定化されると同時にフェライト相が純化される。続いて１００℃／秒以下の急冷を行うことで、セメンタイト（Fe3C）の析出が抑制され安定してオーステナイト相が保持される。次に３５０〜４５０℃で５〜１０分間の過時効処理を行うことにより一部のオーステナイト相がベーナイト変態を起こし、未変態のオーステナイト相は、Ｃが濃化され、安定化される。室温まで残留したオーステナイト相はプレス成形等の塑性変形中にマルテンサイト変態を起こし、強度がアップすると同時に、新たに可動転位が導入されることで優れたＴＳ−Ｅｌバランスが得られる。
【００１０】
次に各元素の限定理由とその働きについて記す。
Ｃ：オーステナイト相安定化のため0.05％以上必要である。しかし添加し過ぎると硬質化するため、上限を0.20％とする。
Si：加熱時、過時効時においてＣをオーステナイト相に濃化させる働きを持つ。この機能を満足しかつ過剰添加による材質劣化を避けるため1.0 ％〜2.0 ％とする。
【００１１】
Mn：加熱時、オーステナイト相に濃化し、安定化する。３５キロ〜６０キロの強度レベルを得るためには1.0 ％〜2.0 ％が適量となる。
Ｐ：フェライト相を純化し、同時にＣのオーステナイト相濃化を促進するので0.005 ％以上必要であるが、Si同様、添加し過ぎると材質が劣化するため上限を0.050 ％とする。
【００１２】
Cr：Crはフェライト＋オーステナイト２相温度域での加熱時に、オーステナイト相に濃化する合金元素であり、オーステナイトの安定化効果はMnよりも大きい。５０〜８０キロクラスの鋼板を想定した場合、0.05％以上添加することが望ましいが、多量に添加するとＥｌを劣化させる傾向にあるので、上限を0.20％とした。
【００１３】
【実施例】
表１に示すＡ〜Ｆの６種成分系により、以下の工程条件のもとで冷延鋼板を製造し機械的特性を調査した。
まず、６種の成分系の素材スラブを加熱温度１２２０℃、熱間圧延終了温度８５０℃で圧延し、巻取り温度６００℃でコイルに巻き取る。次に冷延圧下率６５％で製品厚1.0mm に圧延し連続焼鈍を行う。焼鈍パターンを図１に示す。予熱後、フェライト＋オーステナイト２相域である８２０℃まで加熱後、３０℃／秒の冷却速度で４００℃まで冷却し、その温度で７分間保持する過時効処理を施し、室温まで冷却する。
【００１４】
表２に引張試験の結果を示す。本発明の成分範囲にあるＦ鋼で高いＥｌが得られており、オーステナイトの残留量が約８％と最も多かった。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】
次に表１のＦ鋼を用いて表３に示すＩ〜IVの４水準の過時効処理を行った。引張試験の結果を表４に示す。本発明の限定範囲にあるIVの条件で最も優れたＥｌが得られている。これは、最も多量のオーステナイトが残留したことによるものである。なお、この焼鈍条件により製造した冷延鋼板の組織はフェライト＋ベーナイトの複合組織であり、残留オーステナイトは約８％であった。
【００１８】
【表３】
【００１９】
【表４】
【００２０】
【発明の効果】
本発明は、特定の組成の鋼板をフェライト＋オーステナイト２相域に加熱後、急冷して過時効処理を行うことでオーステナイトを室温まで残留させたものである。この残留オーステナイトはプレス成形等の塑性変形を加えることで、マルテンサイトに変態し、高い強度と深絞り性が得られる。この鋼は優れたＴＳ−Ｅｌバランスを具備するので、自動車用鋼板に用いたとき、従来より適用板厚の低減が可能となる。これにより、車重の低減が実行でき、省燃費化と同時に排出されるＣＯ2 ガスの低減による地球環境の保護にも結びつくものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】連続焼鈍炉の焼鈍パターンを示す説明図である。
【産業上の利用分野】
本発明は、深絞り性を有する高張力冷延鋼板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に抗張力３５キロ以上の高張力冷延鋼板は主に、次の手法により製造される。
(1) 固溶強化タイプ
極低炭素鋼または低炭素鋼をベースにSi, Mnをそれぞれ0.2 〜1.0 重量％（以下％で表す）、Ｐを0.020 〜0.100 ％添加し固溶強化する。添加量は強度レベルにより増減する。
【０００３】
(2) 複合組織強化タイプ
低炭素鋼をベースにMn, Cr, Mo等をそれぞれ1.0 〜2.0 ％添加したもので、フェライト＋オーステナイト２相域まで加熱し急冷することにより、フェライト＋マルテンサイトの複合組織化することにより得られる。この鋼は低降伏比（ＹＲ）を特徴とするものでフェライトで低降伏点（ＹＰ）、深絞り性（Ｅｌ）を確保し、マルテンサイトで抗張力（ＴＳ）アップを図るものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の固溶強化タイプ、複合組織強化タイプでは、抗張力レベルがアップすると同時に、絞り性が低下してくる。
従って抗張力をアップすれば、その絞り性が劣化するので用途も限定される。このため抗張力と絞り性（以下ＴＳ−Ｅｌで表す）バランスが改善されれば、深い絞り加工を行う部材に対しても適用でき、採用板厚の低減も可能になる。
【０００５】
本発明は、このＴＳ−Ｅｌバランスにつき、現行の高張力冷延鋼板以上の特性を獲得することを目指したものである。用途としては自動車内板、強度部材等があり、従来、絞り性がネックのため板厚の低減ができなかった部材にも適用可能であり、自動車の重量低減を可能とし燃費改善に寄与するものである。
なお、本発明の高張力冷延鋼板に類似したものとして、特開昭６１−２７２３２１号公報および特開昭６２−７４０２４号公報が公知である。
【０００６】
しかしながら、前者はCrが未添加であり、ＴＳ−Ｅｌバランスに劣る。また後者は、過時効処理時間が４分以下と短く、同様に十分なＴＳ−Ｅｌバランスが得られていない。
そこで、本発明の目的は、ＴＳ−Ｅｌバランスが優れた深絞り性を有する高張力冷延鋼板の製造方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、重量％で、Ｃ：0.05〜0.20％、Si：1.0 〜2.0 ％、Mn：1.0 〜2.0 ％、Ｐ：0.005 〜0.050 ％、Cr：0.05〜0.20％を含み、残部がFe及びその他の不可避的不純物からなる冷延鋼板を連続焼鈍するに際して、７５０℃以上のフェライト＋オーステナイト２相域で加熱し、続いて１００℃／秒以下の冷却速度で冷却した後、３５０〜４５０℃の温度で５〜１０分間保持する過時効処理を施すことを特徴とする深絞り性を有する高張力冷延鋼板の製造方法である。
【０００８】
【作用】
ＴＳ−Ｅｌバランスが優れ、かつプレス成形性が良い高張力冷延鋼板として、複合組織鋼が挙げられる。本発明は複合組織鋼の成分系をベースに、熱処理時に生じるオーステナイト組織を室温まで残留させたものである。すなわち残留オーステナイト組織は、歪を加えることによりマルテンサイト変態を起こし、良好なＴＳ−Ｅｌバランスが得られる。因みに、残留オーステナイトの体積率１％につきＥｌは約１％上昇する。
【０００９】
本発明の冷延鋼板の組織は、初析フェライトとベーナイトを主とし、残留オーステナイトは約５％から１０％程度である。
本発明の成分系の鋼片（スラブ）を、巻取り温度５００〜６００℃で熱延コイルとした後、冷間圧延し、連続焼鈍を行う。そこで、７５０〜９００℃に加熱することで、フェライト＋オーステナイトの２相域に入り、この時にＣ，Mn及びその他の合金元素がオーステナイト相に濃化し、オーステナイト相が安定化されると同時にフェライト相が純化される。続いて１００℃／秒以下の急冷を行うことで、セメンタイト（Fe3C）の析出が抑制され安定してオーステナイト相が保持される。次に３５０〜４５０℃で５〜１０分間の過時効処理を行うことにより一部のオーステナイト相がベーナイト変態を起こし、未変態のオーステナイト相は、Ｃが濃化され、安定化される。室温まで残留したオーステナイト相はプレス成形等の塑性変形中にマルテンサイト変態を起こし、強度がアップすると同時に、新たに可動転位が導入されることで優れたＴＳ−Ｅｌバランスが得られる。
【００１０】
次に各元素の限定理由とその働きについて記す。
Ｃ：オーステナイト相安定化のため0.05％以上必要である。しかし添加し過ぎると硬質化するため、上限を0.20％とする。
Si：加熱時、過時効時においてＣをオーステナイト相に濃化させる働きを持つ。この機能を満足しかつ過剰添加による材質劣化を避けるため1.0 ％〜2.0 ％とする。
【００１１】
Mn：加熱時、オーステナイト相に濃化し、安定化する。３５キロ〜６０キロの強度レベルを得るためには1.0 ％〜2.0 ％が適量となる。
Ｐ：フェライト相を純化し、同時にＣのオーステナイト相濃化を促進するので0.005 ％以上必要であるが、Si同様、添加し過ぎると材質が劣化するため上限を0.050 ％とする。
【００１２】
Cr：Crはフェライト＋オーステナイト２相温度域での加熱時に、オーステナイト相に濃化する合金元素であり、オーステナイトの安定化効果はMnよりも大きい。５０〜８０キロクラスの鋼板を想定した場合、0.05％以上添加することが望ましいが、多量に添加するとＥｌを劣化させる傾向にあるので、上限を0.20％とした。
【００１３】
【実施例】
表１に示すＡ〜Ｆの６種成分系により、以下の工程条件のもとで冷延鋼板を製造し機械的特性を調査した。
まず、６種の成分系の素材スラブを加熱温度１２２０℃、熱間圧延終了温度８５０℃で圧延し、巻取り温度６００℃でコイルに巻き取る。次に冷延圧下率６５％で製品厚1.0mm に圧延し連続焼鈍を行う。焼鈍パターンを図１に示す。予熱後、フェライト＋オーステナイト２相域である８２０℃まで加熱後、３０℃／秒の冷却速度で４００℃まで冷却し、その温度で７分間保持する過時効処理を施し、室温まで冷却する。
【００１４】
表２に引張試験の結果を示す。本発明の成分範囲にあるＦ鋼で高いＥｌが得られており、オーステナイトの残留量が約８％と最も多かった。
【００１５】
【表１】
【表２】
次に表１のＦ鋼を用いて表３に示すＩ〜IVの４水準の過時効処理を行った。引張試験の結果を表４に示す。本発明の限定範囲にあるIVの条件で最も優れたＥｌが得られている。これは、最も多量のオーステナイトが残留したことによるものである。なお、この焼鈍条件により製造した冷延鋼板の組織はフェライト＋ベーナイトの複合組織であり、残留オーステナイトは約８％であった。
【００１８】
【表３】
【表４】
【発明の効果】
本発明は、特定の組成の鋼板をフェライト＋オーステナイト２相域に加熱後、急冷して過時効処理を行うことでオーステナイトを室温まで残留させたものである。この残留オーステナイトはプレス成形等の塑性変形を加えることで、マルテンサイトに変態し、高い強度と深絞り性が得られる。この鋼は優れたＴＳ−Ｅｌバランスを具備するので、自動車用鋼板に用いたとき、従来より適用板厚の低減が可能となる。これにより、車重の低減が実行でき、省燃費化と同時に排出されるＣＯ2 ガスの低減による地球環境の保護にも結びつくものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】連続焼鈍炉の焼鈍パターンを示す説明図である。
Claims (1)
- 重量％で、Ｃ：0.05〜0.20％、Si：1.0 〜2.0 ％、Mn：1.0 〜2.0 ％、Ｐ：0.005 〜0.050 ％、Cr：0.05〜0.20％を含み、残部がFe及びその他の不可避的不純物からなる冷延鋼板を連続焼鈍するに際して、７５０℃以上のフェライト＋オーステナイト２相域で加熱し、続いて１００℃／秒以下の冷却速度で冷却した後、３５０〜４５０℃の温度で５〜１０分間保持する過時効処理を施すことを特徴とする深絞り性を有する高張力冷延鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09641995A JP3823336B2 (ja) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | 深絞り性を有する高張力冷延鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09641995A JP3823336B2 (ja) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | 深絞り性を有する高張力冷延鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08291335A JPH08291335A (ja) | 1996-11-05 |
| JP3823336B2 true JP3823336B2 (ja) | 2006-09-20 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09641995A Expired - Fee Related JP3823336B2 (ja) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | 深絞り性を有する高張力冷延鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3823336B2 (ja) |
-
1995
- 1995-04-21 JP JP09641995A patent/JP3823336B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08291335A (ja) | 1996-11-05 |
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