JP4803055B2 - 高強度冷延鋼板用熱延鋼板の製造方法 - Google Patents
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Description
C:0.01〜0.20mass%
Cは、Nb,Ti,V等と結合し、炭化物となって鋼中に析出することによって、また、結合していないCは、冷延後の焼鈍時に、フェライト相中にマルテンサイト相などの低温変態相を生成することによって、鋼板の強度を高めるので、高強度鋼板を製造するためには必須の元素である。これらの効果を得るためには、0.010mass%以上の含有量が必要である。一方、C含有量が0.20mass%を超える高炭素鋼板では、セメンタイト相の量や形状の制御が困難となり、コイル内の材質のばらつきを低減することが難しくなる。よって、C含有量は0.01〜0.20mass%の範囲とする。好ましくは、0.015〜0.15mass%である。
Siは、伸びを劣化することなく固溶強化できる元素であり、所望とする強度、延性に応じて添加する。好ましい添加量は、0.005mass%以上である。しかし、2.0mass%を超える多量の添加は、熱間圧延時に、赤スケールと呼ばれる表面欠陥を発生させて、鋼板の表面品質を損なう。また、溶融亜鉛めっき等の溶融めっき鋼板を製造する場合には、めっきの濡れ性を悪くする。よって、本発明では、Siの含有量の上限を2.0mass%とする。好ましくは、0.005〜1.50mass%の範囲である。
Mnは、鋼を固溶強化するのに有効な元素であると共に、マルテンサイト相が生成する臨界冷却速度を遅くして、仕上焼鈍後の冷却時におけるマルテンサイト相の生成を促進するので、組織強化を図るのに有効な元素である。また、Mnは、Sによる熱間割れを防止するのにも有効な元素でもある。そのため、Mnは、要求される強度、焼鈍時の冷却速度および表面品質の要求レベルに応じて、1.0mass%以上添加する必要がある。しかし、3.0mass%を超えると、成形性や溶接性の劣化を招く。よって、Mnは1.0〜3.0mass%の範囲で添加する。好ましくは、1.5〜2.5mass%の範囲である。
Pは、固溶強化元素であり、所望とする強度に合わせて添加することができる。しかし、過剰なPの添加は、粒界偏析により耐二次加工脆性を劣化させたり、溶接性を劣化させたりする。また、溶融亜鉛めっき後の合金化処理において、めっき層と鋼板との界面におけるFeの拡散を抑制するので、高温での合金化処理が必要となり、パウダリングやチッピングなどの密着不良が起こり易くなる。そのため、上限は0.1mass%とする。なお、Pの下限は、製鋼での脱燐コストの上昇を招くことから、0.005mass%とする。
Sは、熱間脆性の原因となる他、鋼中に介在物として存在し、穴広げ性などの加工性を劣化させる有害な元素である。よって、Sは、少ないほど好ましく、本発明では、0.01mass%以下とする。
Alは、鋼の脱酸元素として添加される元素である他、鋼中の固溶NをAlNとして固定、析出して、耐常温時効性を向上する効果を有する。これらの効果を得るためには、0.005mass%以上の添加が必要である。しかし、過剰なAlの添加は、コストの上昇を招いたり、表面欠陥を誘発したりするので、上限を0.5mass%とする。
Nは、固溶した状態では耐常温時効性を劣化させるため窒化物として固定する必要がある。しかし、N量が多いと、固定のためのNbやTi,V,Alの添加量が増加するため、少ないほど好ましく、本発明では、Nは、0.01mass%以下とする。
Nb,TiおよびVは、炭窒化物を形成し、析出することによる析出強化や再結晶遅延効果による組織微細化により鋼板強度を高める効果があるため、高強度化を目的として添加される元素である。上記効果は、0.01mass%以上の添加で得ることができる。一方、0.3mass%を超える添加は、過剰な析出物による延性の低下を招く他、コストの上昇も招くので好ましくない。よって、いずれの元素もそれぞれ0.01〜0.3mass%の範囲で添加する。
本発明の鋼板は、上記成分組成でも、TS≧440MPaの高強度を得ることは十分可能である。しかし、さらに低温変態相の量を増やして高強化を図る場合には、上記成分に加えてさらに、Mo,Cr,CuおよびNiのうちから選ばれる1種以上の元素を、合計で0.5mass%以下含有することが好ましい。0.5mass%以下とする理由は、上記効果が飽和することと、コストの上昇を抑制するためである。なお、上記効果を発現するためには、それぞれ0.05mass%以上添加することが好ましい。
鋼スラブ
本発明の高強度冷延鋼板の素材に用いる熱延鋼板は、主として上記成分組成を有する鋼スラブを熱間圧延して熱延鋼板とする工程と、該熱延鋼板を連続焼鈍により熱延板焼鈍する工程とからなる。
上記鋼スラブは、成分のマクロ偏析を防止するため、連続鋳造法で製造することが望ましいが、造塊法や薄スラブ鋳造法で製造してもよい。また、鋼スラブを熱間圧延するに際しては、スラブを一旦室温まで冷却し、その後、加熱炉で1050〜1300℃程度の温度に再加熱してから熱間圧延する従来の方法に加えて、スラブを室温まで冷却させずに温片の状態で加熱炉に装入し熱間圧延する温片装入法や、スラブを連続鋳造後、直ちにあるいは軽度の保熱を行ってから熱間圧延を行う直接圧延法などの省エネルギープロセスを採用してもよい。
鋼スラブは、熱間粗圧延してシートバーとする。粗圧延の条件に特に制限はなく、定法に従って行うことができる。ただし、鋼スラブの加熱温度を低めにした場合には、圧延時のトラブル防止およびコイル長手方向および幅方向の温度分布を均一化する観点から、シートバーヒータやエッジヒータを活用し、局部加熱することが好ましい。シートバーは、その後、熱間仕上圧延し、熱延板とする。仕上圧延では、圧延荷重を低減するため、また、鋼板の形状や材質の均一化を図るために、全てのパス間あるいは一部のパス間で潤滑油を供給して潤滑圧延することが好ましい。この際の摩擦係数は、0.10〜0.25の範囲に制御することが望ましい。さらに、熱間圧延における操業安定性を確保すると共に、コイル長手方向の温度均一化、ひいては材質均一化を図る観点から、シートバー同士を接合して連続的に圧延する連続熱間圧延プロセスを採用することが好ましい。
ΔTS=√(((TST−TSM)2+(TSM−TSB)2)/3)
ここで、TST、TSM、TSBは、それぞれT部、M部、B部のTSを意味する。
を用いて求めた。
Claims (2)
- C:0.010〜0.20mass%、
Si:2.0mass%以下、
Mn:1.0〜3.0mass%、
P:0.005〜0.1mass%、
S:0.01mass%以下、
Al:0.005〜0.5mass%、
N:0.01mass%以下を含有し、さらに、
Nb,TiおよびVのうちから選ばれる1種または2種以上をそれぞれ0.01〜0.3mass%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成分組成を有する鋼スラブを熱間圧延し、400〜720℃(ただし、300℃以上、450℃以下の温度範囲を除く)の温度でコイルに巻き取り後、均熱温度を500〜750℃とする連続焼鈍を施すことを特徴とする高強度冷延鋼板用熱延鋼板の製造方法。 - 上記成分組成に加えてさらに、Mo,Cr,CuおよびNiのうち選ばれる1種または2種以上を合計で0.5mass%以下含有することを特徴とする請求項1に記載の高強度冷延鋼板用熱延鋼板の製造方法。
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