JP4454117B2 - Ｃｒ含有薄鋼板の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，ｒ値（ランクフォード値）が高く、かつΔｒ（ｒ値の板面内異方性）が小さいことを特徴とする、プレス成形性に優れる高純度Ｃｒ含有薄鋼板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Ｃｒ含有薄鋼板は耐食性や耐熱性に優れており、家電製品、厨房機器、自動車排気系部品など広い用途に使われている。特に高い深絞り性を要求される加工用途に対しては、高いｒ値が薄鋼板に要求される。
ｒ値を高める方策は従来から検討されており、例えば特開昭６１−２６１４６０号公報には鋼成分を低Ｃ，Ｎとし、さらにＴｉを添加し、さらに製造工程として熱間圧延後に熱延板焼鈍を加える方法が開示されている。この技術で高ｒ値が得られるが、Δｒが大きく、成形品の品質や歩留が低下するという課題が残っていた。
【０００３】
Δｒを小さくする技術としては、特開平０９−５９７１７号公報に、熱間圧延の粗圧延において圧延材と圧延ロールとの摩擦係数を０．３以下とし、さらに４０〜７５％の大圧下を付与する技術が開示されているが、この技術では熱間圧延中に鋼板表面に疵が発生する可能性が高くなるという課題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、熱間圧延中に鋼板表面に疵を発生させることなく、高ｒ値でかつΔｒが小さい高純度Ｃｒ含有薄鋼板の製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、高純度Ｃｒ含有薄鋼板を製造するにあたり、鋳片のフェライト粒径と熱間圧延での捲取温度との関係が、冷延焼鈍後の薄鋼板のｒ値およびΔｒに及ぼす影響について詳細に検討した。その結果、鋳片のフェライト粒径と熱間圧延での捲取温度との関係を図１に示す範囲とすることで、平均ｒ値が高く、かつΔｒの小さい薄鋼板が得られることを見出し、本発明を完成した。
【０００６】
上記課題を解決するための本発明の要旨は、次の通りである。
（１）質量％で、
Ｃｒ：３〜３０％、 Ｃ≦０．０２％、 Ｎ≦０．０２％、
Ｔｉ＋Ｎｂ：（Ｔｉ＋Ｎｂ）／（Ｃ＋Ｎ）≧８、
Ｓ ≧０．４×Ｃ、
Ｍｇ：０．０００５〜０．００５％
の範囲で含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼を鋳造−熱間圧延−冷間圧延−仕上焼鈍からなる製造工程で薄鋼板とするにあたり、鋳片のフェライト粒径Ｒ（ｍｍ）と熱間圧延での捲取温度Ｔ（℃）との関係を下式で示される範囲とすることを特徴とする、Ｃｒ含有薄鋼板の製造方法。
Ｔ≧５５×Ｒ＋４００ （Ｒ≦６ｍｍ）
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
まず、本発明を以下の実験結果に基づいて詳細に説明する。
高純度Ｃｒ含有鋼を真空溶解炉で溶製し、鋼成分や鋳造開始温度を変化させることで、フェライト粒径の異なる１００ｍｍ厚の鋳片とした。ここで、例えば鋼成分にＭｇを添加することでフェライト粒径は細かくでき、また鋳造開始温度を低下させることでもフェライト粒径を細かくすることができる。得られた鋳片を１１５０℃に加熱し、６パスの熱間粗圧延で２０ｍｍ厚にし、さらに６パスの熱間仕上圧延で３ｍｍ厚とした。
【０００８】
得られた熱間圧延鋼板を捲取時の熱履歴を模擬するため、温度を変化させた保熱炉内に装入した。保熱炉内で１時間保持後空冷し、冷間圧延で１．０ｍｍ厚とし、さらに８５０℃の仕上焼鈍を施し薄鋼板とした。図１は、薄鋼板の平均ｒ値およびΔｒに及ぼす鋳片のフェライト粒径、および熱間圧延時の捲取温度（実験では保熱炉温度）の関係を示したものである。図１から、フェライト粒径Ｒ（ｍｍ）と熱間圧延時の捲取温度Ｔ（℃）を下式の範囲とすることで、平均ｒ値を高く、かつΔｒを小さくすることができる。
Ｔ≧５５×Ｒ＋４００ （Ｒ≦６ｍｍ）
【０００９】
次に本発明の成分の限定範囲について述べる。成分含有量は質量％である。
Ｃｒ：３〜３０％以下とする必要がある。優れた耐食性、耐熱性を得るために３％以上の含有が必要である。しかしながら３０％を超えて含有しても、要求される性能は既に十分満足しており、単に合金コストの増大を招くのみである。
【００１０】
Ｃ：０．０２％以下とする必要がある。０．０２％を超えて含有すると、Ｃｒ炭化物の粒界析出に伴う溶接熱影響部の耐食性劣化が生じ易くなる。また侵入型で固溶するため鋼を著しく強化すると共に、ｒ値を劣化させる元素である。０．０２％を超えて含有すると加工性が劣化し、さらにＣを固定するためのＴｉ，Ｎｂ必要量が増加してしまう。これらの理由から上限を０．０２％とした。
【００１１】
Ｎ：０．０２％以下とする必要がある。Ｃと同様に侵入型で固溶するため鋼を著しく強化すると共にｒ値を劣化させる元素である。０．０２％を超えて含有すると加工性が劣化し、さらにＮを固定するためのＴｉ，Ｎｂ必要量が増加してしまうため、上限を０．０２％とした。
【００１２】
Ｔｉ，Ｎｂ：Ｔｉ＋ＮｂとしてＣ＋Ｎの８倍以上とする必要がある。ＴｉやＮｂはＣ，Ｎと容易に結合し、鋼中に固溶するＣ，Ｎ量を実質的に低減する作用があり、その結果、加工性を高めることができる。この効果は、Ｔｉ＋Ｎｂとして８×（Ｃ＋Ｎ）未満の含有量では不十分である。
【００１３】
Ｓ：Ｃの０．４倍以上とすると、ＴｉとＣとの化合物をＴｉＣ型からより高温で安定なＴｉ_４ Ｃ_２ Ｓ_２ 型にすることができる。その結果、Ｃがより十分に固定され、ｒ値を高める効果がある。但し、過剰にＳを含有すると耐食性を劣化させることから、上限を０．０１１％とすることが望ましい。
【００１４】
Ｍｇ：０．０００５〜０．００５％の範囲で含有させると、連続鋳造鋳片のフェライト粒径を細かくする効果が得られる。その結果、より低い熱延捲取温度でも平均ｒ値を高く、かつΔｒを小さくすることができる。連続鋳造鋳片のフェライト粒径を細かくする効果は０．０００５％未満では不十分であり、０．００５％を超えて含有しても効果は飽和しており、耐食性が劣化するのみである。
【００１８】
Ｓｉ，Ｍｎ：本発明では特に限定しないが、脱酸の目的で不可避的に混合され、また強度等を得るために添加される場合がある。自動車の排気系など高温酸化雰囲気で使用する場合には、必要に応じて添加してもｒ値やΔｒに対する影響は小さい。
【００１９】
次に、本発明の製造条件の限定理由について述べる。
本発明の薄鋼板は、すでに述べた成分からなる鋼を鋳造−熱間圧延−冷間圧延−仕上焼鈍からなる製造工程により製造される。
本発明においては、図１から明らかなように、鋳片のフェライト粒径Ｒ（ｍｍ）と、熱間圧延での捲取温度Ｔ（℃）との関係を下式の範囲とすることにある。
Ｔ≧５５×Ｒ＋４００ （Ｒ≦６ｍｍ）
【００２０】
これにより、平均ｒ値を高く、かつΔｒを小さくすることができる。その理由としては、以下のように考えている。
平均ｒ値およびΔｒは熱間圧延板の再結晶状況によるところが大きい。熱間圧延板が完全に再結晶すると平均ｒ値は大きくなるが、圧延方向と４５°傾いた方向のｒ値が極端に小さくなり、Δｒが大きくなってしまう。また、熱間圧延板に未再結晶部が多量に残存していると平均ｒ値が小さくなる。熱間圧延板が部分的な再結晶組織で、かつ未再結晶部の割合が比較的少量の場合、平均ｒ値が高く、Δｒが小さくなる。
【００２１】
鋳片のフェライト粒径が小さいほど熱間圧延時の再結晶は促進される。また捲取温度が高いほど熱間圧延後の捲取時の再結晶は促進される。鋳片のフェライト粒径と熱間圧延後の捲取温度との関係を図１の斜線範囲に限定すると、未再結晶部の割合が比較的少量である部分的な再結晶組織となる。この結果、薄鋼板の平均ｒ値が高くなり、Δｒが小さくなる。
【００２２】
捲取温度の上限は特に設けないが、一般的な熱延温度からして、通常は９００℃を超えることはない。また、熱間圧延と冷間圧延との間で焼鈍を施さない本製造工程では、熱間圧延板が完全再結晶組織となることはない。
なお、その他の製造条件は従来公知の方法を用いて良い。
【００２３】
【実施例】
表１に示す化学成分を有する１１種の高純度Ｃｒ含有鋼Ａ〜Ｄ、Ｆ〜Ｌを溶製し、連続鋳造により厚み２５０ｍｍの鋳片とした。表１には各鋳片のフェライト粒径も併記した。ここで鋳片のフェライト粒径は、鋳片の鋳造方向に垂直な断面をＨＣｌ＋Ｈ_２Ｏ_２水溶液による腐食によりマクロ組織を現出し、幅中央部付近、厚み１／４部付近のフェライト粒径を線分法で測定した。フェライト粒が等軸晶の場合には平均直径を、柱状晶の場合には柱状晶の幅と長さの平均値をフェライト粒径とした。
【００２４】
これらの鋳片を１１５０℃で加熱後、６パスもしくは７パスの粗圧延、６パスの仕上圧延で熱延鋼板とし、さらに冷間圧延、仕上焼鈍を施し薄鋼板とした。表２に熱間圧延時の捲取温度、得られた薄鋼板の平均ｒ値およびΔｒ、リジング高さを併記した。ここで、薄鋼板の平均ｒ値およびΔｒはＪＩＳ Ｚ ２２５４に規定の「薄板金属材料の塑性ひずみ比試験方法」に基づいて測定した。
なお、試験片形状はＪＩＳ ５号引張試験片とし、付加ひずみ量は１５％とした。またリジング高さは圧延方向に平行な方向にＪＩＳ ５号引張試験片を切出し、１６％ひずみ付加した際に生じる凹凸高さからを元に評点付けした。
【００２５】
表１および表２から、鋳片のフェライト粒径と熱間圧延時の捲取温度との関係が図１の斜線範囲内である本発明例Ｎｏ．４〜７，９は、高い平均ｒ値と小さいΔｒを両立できており、さらにリジング特性にも優れている。
一方、鋳片のフェライト粒径と熱間圧延時の捲取温度との関係が図１の斜線範囲外である比較例Ｎｏ．１，２，８，１０，１３，１６，１７，２１，２２は、Δｒが大きくなる。
【００２６】
【表１】

【００２７】
【表２】

【００２８】
【発明の効果】
以上に説明した通り、本発明により熱間圧延中に鋼板表面に疵を発生させることなく、高ｒ値でかつΔｒが小さいプレス成形性に優れた高純度Ｃｒ含有薄鋼板の製造が可能となった。本発明は、製造者のみならず本薄鋼板を利用する者にとっても多大な利益を得ることができ、産業上の価値は極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】高純度Ｃｒ含有薄鋼板の平均ｒ値、Δｒの絶対値に及ぼす鋳片のフェライト粒径と熱間圧延での捲取温度の関係を示す図である。

Claims (1)

1. 質量％で、
   Ｃｒ：３〜３０％、
   Ｃ ≦０．０２％、
   Ｎ ≦０．０２％、
   Ｔｉ＋Ｎｂ：（Ｔｉ＋Ｎｂ）／（Ｃ＋Ｎ）≧８、
   Ｓ ≧０．４×Ｃ、
   Ｍｇ：０．０００５〜０．００５％
   の範囲で含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼を鋳造−熱間圧延−冷間圧延−仕上焼鈍からなる製造工程で薄鋼板とするにあたり、鋳片のフェライト粒径Ｒ（ｍｍ）と熱間圧延での捲取温度Ｔ（℃）との関係を下式で示される範囲とすることを特徴とする、Ｃｒ含有薄鋼板の製造方法。
   Ｔ≧５５×Ｒ＋４００ （Ｒ≦６ｍｍ）

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