JP4207738B2 - 表面性状に優れた高成形性高強度複合組織鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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Si/12+Mn/33+P≦0.0008TS−0.243
但し、TS≧340MPaとする。
Cは本発明において極めて重要な元素の1つであり、低温変態相を生成させ、高強度化を図る上で非常に有効である。しかし、C量が0.03%を超えると、加工性の著しい低下を招き、さらに溶接性も劣化させる。一方、一定体積率の低温変態相を形成させるためには、Cを一定量含有させる必要がある。従って、C量を0.03%以下とする。一方、一定体積率の低温変態相を形成させるためには、C量は、好ましくは0.005%以上、より好ましくは0.010%超とする。
Siは低温変態相を安定して得るために有効な元素である。しかし、Si量が1.0%を超えると表面性状および化成処理性が著しく低下する。従って、Si量を1.0%以下とする。
Mnは低温変態相の生成に非常に重要な元素であり、焼入性を向上させるため、一定量、好ましくは1.0%以上、添加する必要がある。しかし、3.0%を超えてMnを添加すると、スラブコストの著しい上昇とともに、加工性の劣化を招く。従って、Mn量を3.0%以下とする。
PはSiと同様に、低温変態相を安定させるために有効な元素である。しかし、P 量が0.08%を超えると、亜鉛めっき層の合金加速度を低下させ、めっき不良や不めっきの原因となるとともに、鋼板の粒界に偏析して耐二次加工脆性を劣化させる。従って、P 量を0.08%以下とする。
Sは、熱間圧延時にスラブ割れを発生させて表面疵の発生割合が高くなるため、少ない方がよい。S量が0.03%を超えると、MnSの析出により加工性が劣化する。従って、S量を0.03%以下とする。
Alは脱酸元素として鋼中の介在物を減少させる作用を有している。しかし、この作用は、Al量が0.01%未満では安定した効果が得られない。一方、Al量が0.1%を超えると、クラスタ状のアルミナ系介在物が却って増加し、延性を劣化させる。従って、Al量は0.01〜0.1%の範囲内とする。
Nは、加工性および時効性の観点から、少ない方がよい。N量が0.01%を超えると、過剰な窒化物の生成により、延性及び靭性が劣化する。従って、N量を0.01%以下とする。
Si,Mn,Pの含有量は、優れた表面性状を得るため適切に制御することが極めて重要である。鋭意検討の結果、Si,Mn,Pの重み付き合計量Si/12+Mn/33+Pが0.0008TS-0.243より大きくなると、強度は得られるものの、冷延鋼板では化成処理不良、めっき鋼板ではめっき不良や合金化不良あるいは線状模様発生等の問題が生じる。従って、Si,Mn,Pの含有量を、Si/12+Mn/33+P≦0.0008TS-0.243の関係を満たす範囲内とする。さらに、TS≧390MPaの強度を有する鋼板においては、これらの元素が表面性状に大きく影響を与えるため、次の不等式(2)を満たす添加量とすることが望ましい。
但し、TS≧390MPaとする。
Cr,Moは焼入性向上元素であり、低温変態相を安定して生成させるために添加する。但し、1.0%を超えて過剰に添加しても、その効果は飽和するばかりか、コスト面でも不利となる。従って、Cr,Moを添加する場合は、それぞれ1.0%以下とする。
Bは、焼入性向上に有効な元素であり、低温変態相を安定して得るために添加する。但し、0.01%を超えて過剰に添加しても、コストに見合う効果が得られない。従って、Bを添加する場合は0.01%以下とする。
Ti,Nbは、炭窒化物を形成して固溶C,N量を低下させ、深絞り性を向上させるために有効な元素である。但し、いずれも0.1%を超えて過剰に添加しても、その効果は飽和し、焼鈍時の再結晶温度が高くなるため、製造性が低下する。従って、Ti,Nbを添加する場合は、それぞれ0.1%以下とする。
低温変態相は高強度化の観点からは体積率が高い方がよいが、10%以上では成形性が劣化する。従って、低温変態相の体積率を10%未満とする。さらに、加工性を高めるためには、8%未満とすることが望ましい。一方、本発明において、低温変態相は必須であるため、低温変態相0%は本発明に含まない。さらに、高強度化の観点から好ましくは体積率2%超、より好ましくは体積率5%超とする。
焼鈍温度は、フェライト相+低温変態相のミクロ組織を得るため、適切な温度に加熱(均熱)する必要がある。焼鈍温度がAc1点未満では、オーステナイト相が生成せず、低温変態相を得ることができない。一方、焼鈍温度がAc3点を超えると、フェライト相が全量オーステナイト化し、再結晶により得られた成形性等の特性が劣化する。従って、焼鈍温度をAc1点以上Ac3点以下の範囲内とする。なお、焼鈍温度は、好ましくはAc1点以上Ac1点+50℃以下である。
1次冷却の冷却速度および冷却停止温度は、パーライト析出を抑制し、かつオーステナイトの体積率を確保するために、適切に制御する必要がある。この1次冷却速度が4℃/秒以下では、パーライトが析出するため、成形性が劣化する。また、冷却速度が10℃/秒以上になると、フェライト相とオーステナイト相の2相分離が十分に進まない場合もある。その場合、硬質な低温変態相が得られなくなり、所望の特性が得られなくなる。従って、1次冷却の冷却速度を4℃/秒超10℃/秒未満とする。
2次冷却の冷却速度は、低温変態相を安定して得るため、Ms点以下の温度まで10℃/秒以上の冷却速度で冷却する必要がある。従って、2次冷却の冷却速度は 10℃/秒以上とし、冷却停止温度はMs点以下とする。なお、所定の強度を確保した上で、さらに良好な表面性状を得るには、この冷却速度を20℃/秒超とすることが望ましい。
Claims (7)
- 化学成分が質量%で、C:0.010%超0.03%以下、Si:1.0%以下、Mn:3.0%以下、P:0.08%以下、S:0.03%以下、Al:0.01〜0.10%、N:0.01%以下で、残部は鉄および不可避的不純物からなり、かつSi、Mn、Pの含有量と引張強度TSが次の関係を満たすことを特徴とする表面性状に優れた高成形性高強度複合組織鋼板。
Si/12+Mn/33+P≦0.0008TS−0.243
但し、TS≧340MPaとする。 - 請求項1記載の表面性状に優れた高成形性高強度複合組織鋼板において、化学成分としてさらに、Cr:1.0%以下、Mo:1.0%以下、B:0.01%以下、Ti:0.1%以下、Nb:0.1%以下の内1種以上を含有することを特徴とする表面性状に優れた高成形性高強度複合組織鋼板。
- 前記複合組織鋼板は、亜鉛系めっきを施した亜鉛系めっき鋼板であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の表面性状に優れた高成形性高強度複合組織鋼板。
- 前記亜鉛系めっき鋼板は、溶融亜鉛めっき鋼板であることを特徴とする 請求項3に記載の表面性状に優れた高成形性高強度複合組織鋼板。
- 請求項1または請求項2記載の化学成分を有する鋼の熱延板を、冷間圧延し、Ac1点以上Ac3点以下の温度範囲で焼鈍し、1次冷却として4℃/秒超10℃/秒未満の冷却速度で450〜700℃まで冷却し、その後、2次冷却として10℃/秒以上の冷却速度でMs変態点以下に冷却することにより、低温変態相の体積率10%未満のミクロ組織を得ることを特徴とする表面性状に優れた高成形性高強度複合組織鋼板の製造方法。
- 前記焼鈍後、亜鉛系めっきを施すことを特徴とする請求項5に記載の表面性状に優れた高成形性高強度複合組織鋼板の製造方法。
- 前記亜鉛系めっきは溶融亜鉛系めっきであることを特徴とする請求項6に記載の表面性状に優れた高成形性高強度複合組織鋼板の製造方法。
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