JP5088144B2 - Non-oriented electrical steel sheet for aging heat treatment, non-oriented electrical steel sheet and method for producing the same - Google Patents

Non-oriented electrical steel sheet for aging heat treatment, non-oriented electrical steel sheet and method for producing the same Download PDF

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Description

本発明は、高速で回転するモータのロータ用鉄心の素材として好適な無方向性電磁鋼板を得るための時効熱処理用無方向性電磁鋼板ならびに無方向性電磁鋼板およびその製造方法に関する。特に、本発明は、回転時の応力または加減速時の応力変動に耐え、優れた強度特性および磁気特性が要求される、磁石埋め込み型モータ(IPMモータ)や突極型表面磁石モータ(突極型SRMモータ)のロータ用鉄心の素材として好適な無方向性電磁鋼板を得るための時効熱処理用無方向性電磁鋼板ならびに無方向性電磁鋼板およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a non-oriented electrical steel sheet for aging heat treatment, a non-oriented electrical steel sheet and a method for producing the same for obtaining a non-oriented electrical steel sheet suitable as a material for a rotor core of a motor rotating at high speed. In particular, the present invention can withstand stress during rotation or stress variation during acceleration / deceleration, and requires excellent strength characteristics and magnetic characteristics, such as an embedded magnet motor (IPM motor) and salient pole type surface magnet motor (saliency pole). The present invention relates to a non-oriented electrical steel sheet for aging heat treatment, a non-oriented electrical steel sheet and a method for producing the same for obtaining a non-oriented electrical steel sheet suitable as a material for a rotor core of a type SRM motor.

地球温暖化ガスを削減するため、自動車や家電製品などの分野では消費エネルギーの少ない新製品開発が必要である。例えば、自動車分野では、低燃費化するためガソリンエンジンとモータとのハイブリッド駆動自動車(HEV)あるいはモータ駆動の電気自動車がある。また、家電製品分野では、年間電気消費量の少ない高効率エアコンや冷蔵庫などがある。それらの共通した技術はモータであり、モータの高効率化が重要な技術となっている。モータ高効率化の過程において、モータの駆動システムは高度化し、さまざまな回転駆動制御が可能になっている。すなわち、駆動電源の周波数制御により、可変速運転、商用周波数以上での高速運転を可能としたモータが増加してきている。   In order to reduce greenhouse gases, new products that consume less energy are required in the fields of automobiles and home appliances. For example, in the automobile field, there are a hybrid drive vehicle (HEV) of a gasoline engine and a motor or a motor drive electric vehicle in order to reduce fuel consumption. In the home appliance field, there are high-efficiency air conditioners and refrigerators with low annual electricity consumption. These common technologies are motors, and high efficiency of the motors is an important technology. In the process of increasing motor efficiency, motor drive systems have become more sophisticated and various rotational drive controls have become possible. That is, the number of motors capable of variable speed operation and high speed operation at commercial frequency or higher has been increased by frequency control of the drive power source.

このような高速回転機の実現には、高速回転に耐え得る構造のロータを開発する必要がある。一般に、ロータに作用する遠心力は回転半径に比例し、回転速度の二乗に比例する。このため高速回転で運転する際には、そのロータに作用する力が例えば500MPaを超える場合もある。したがって、ロータには降伏強度の高い材料が必要となる。さらに、ロータ高速回転運転中には、外部からの振動や頻繁な加減速といった繰り返し応力が発生する場合も想定されるので、ロータ材料には、単に降伏強度が高いだけでなく疲労強度が高いことも必要とされる。疲労強度を高める手段としては引張強度を高めることが最も有効であることから、高速回転するロータの材料には高い降伏強度と高い引張強度とが必要であると言い換えることができる。   In order to realize such a high-speed rotating machine, it is necessary to develop a rotor that can withstand high-speed rotation. In general, the centrifugal force acting on the rotor is proportional to the rotational radius and proportional to the square of the rotational speed. For this reason, when operating at high speed rotation, the force acting on the rotor may exceed 500 MPa, for example. Therefore, a material with high yield strength is required for the rotor. Furthermore, during rotor high-speed rotation operation, repeated stresses such as external vibration and frequent acceleration / deceleration may occur, so the rotor material must not only have high yield strength but also high fatigue strength. Is also needed. Since it is most effective to increase the tensile strength as a means for increasing the fatigue strength, it can be said that a high yield strength and a high tensile strength are necessary for the material of the rotor rotating at high speed.

通常、モータロータには、積層した無方向性電磁鋼板が使用されるが、上記のような高速回転するモータでは所要の強度を満足できない場合がある。その際にはロータ材料として高強度の鋳鋼などが用いられている。しかしながら、モータロータは、回転時に磁気的性質を利用するものであるから、その材料としては、上述のように、機械特性とともに磁気特性に優れていることが要求される。すなわち、一体物の鋳鋼製ロータでは、渦電流損が非常に大きくなるのでモータの効率が低下してしまうという問題があるのである。また、IPMモータの場合はそのロータでの損失による発熱で磁石特性が劣化するという問題も生じる。   Usually, a laminated non-oriented electrical steel sheet is used for the motor rotor, but the motor that rotates at high speed as described above may not satisfy the required strength. In that case, high strength cast steel or the like is used as a rotor material. However, since the motor rotor uses magnetic properties at the time of rotation, the material is required to have excellent magnetic properties as well as mechanical properties as described above. In other words, an integral cast steel rotor has a problem that the eddy current loss becomes very large and the efficiency of the motor decreases. Further, in the case of an IPM motor, there arises a problem that magnet characteristics deteriorate due to heat generated by loss in the rotor.

このように、上記のような高速回転するモータのロータ鉄心材料としては、機械的には高い強度を有し、かつ磁気的には高周波低鉄損を有するものでなければならない。鋼板の強度を高める手段として、冷延鋼板の分野では一般に、固溶強化、析出強化、細粒化強化、変態強化などの方法が用いられるが、高い強度および高周波低鉄損という優れた磁気特性は一般に相反する関係にあり、これらを同時に満足させることは極めて困難であった。   As described above, the rotor core material of the motor rotating at high speed as described above must have high mechanical strength and magnetically have high frequency and low iron loss. As means for increasing the strength of steel sheets, in the field of cold-rolled steel sheets, methods such as solid solution strengthening, precipitation strengthening, grain refinement strengthening, transformation strengthening are generally used, but excellent magnetic properties such as high strength and high frequency low iron loss are used. In general, there is a contradictory relationship, and it has been extremely difficult to satisfy these simultaneously.

このような問題を解決するため、最近では、高い抗張力を有する無方向性電磁鋼板についてのいくつかの提案がなされてきている。例えば特許文献1では、Si含有量を3.5〜7.0%と高め、これに固溶硬化の大きい元素を添加し、抗張力を高める方法が提案されている。特許文献2では、通常の無方向性電磁鋼板に2.0%以上4.0%未満のSiを含有させると同時に、Nb,Zrの1種または2種、もしくはTi,Vの1種または2種の炭窒化物を活用し、さらには熱間圧延条件および仕上げ焼鈍条件を制御することにより、機械特性および磁気特性を兼備した降伏強度の高い無方向性電磁鋼板を製造する方法が提案されている。特許文献3では、鋼材内部に直径1.0μm以下のCuからなる金属相を含有させることにより、抗張力を高める方法が提案されている。特許文献4では微細なCu析出相を分散させることにより、特許文献5および特許文献6ではCu析出相とTi,Nbを含む炭窒化物相とを分散させることにより、それぞれ抗張力を高める方法が提案されている。   In order to solve such a problem, several proposals have recently been made regarding non-oriented electrical steel sheets having high tensile strength. For example, Patent Document 1 proposes a method in which the Si content is increased to 3.5 to 7.0%, an element having a large solid solution hardening is added thereto, and the tensile strength is increased. In Patent Document 2, a normal non-oriented electrical steel sheet contains 2.0% or more and less than 4.0% Si, and at the same time, one or two of Nb and Zr, or one or two of Ti and V, or 2 A method has been proposed for producing non-oriented electrical steel sheets with high yield strength that combine mechanical and magnetic properties by utilizing various carbonitrides and also controlling hot rolling conditions and finish annealing conditions. Yes. Patent Document 3 proposes a method of increasing the tensile strength by including a metal phase made of Cu having a diameter of 1.0 μm or less in the steel material. Patent Document 4 proposes a method for increasing the tensile strength by dispersing a fine Cu precipitate phase, and Patent Document 5 and Patent Document 6 by dispersing a Cu precipitate phase and a carbonitride phase containing Ti and Nb. Has been.

特開昭60−238421号公報JP 60-238421 A 特開平6−330255号公報JP-A-6-330255 特開2004−84053号公報JP 2004-84053 A 特開2004−300535号公報JP 2004-3000535 A 特開2005−344156号公報JP 2005-344156 A 特開2007−31754号公報JP 2007-31754 A

しかしながら、上記特許文献1に記載された発明により得られる鋼板は非常に脆いため、冷間圧延時に破断しやすく歩留まりが非常に低いという問題がある。
上記特許文献2に記載された発明では、仕上げ焼鈍温度が低いために、鋼板の結晶粒径が非常に小さく、鉄損が非常に劣るという問題がある。
上記特許文献3に記載された発明では、仕上げ焼鈍条件を適正化していないために、さらに強度を向上させる余地がある。また、熱間圧延鋼板に焼鈍を実施しないか、あるいは980℃の高温で焼鈍するため、熱間圧延鋼板内部にCuが微細分散し、熱間圧延鋼板が非常に硬質となる。そのため、その後の冷間圧延が困難となり、生産性に劣る問題がある。
また、上記特許文献4、特許文献5および特許文献6に記載された発明では、強度と磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板が製造できるものの、熱間圧延後の工程、例えば調質圧延、酸洗、焼鈍、および冷間圧延において熱間圧延鋼板が破断して、歩留まりを低下させる場合がある。さらに、特許文献4に記載された発明では、Niを強度向上と表面欠陥抑制のために不可欠の成分としているため、原料コストの大幅な増加が避けられない。
However, since the steel sheet obtained by the invention described in Patent Document 1 is very brittle, there is a problem that it is easily broken during cold rolling and the yield is very low.
In the invention described in Patent Document 2, since the finish annealing temperature is low, there is a problem that the crystal grain size of the steel sheet is very small and the iron loss is very inferior.
In the invention described in Patent Document 3, since the finish annealing conditions are not optimized, there is room for further improving the strength. Further, since the hot rolled steel sheet is not annealed or annealed at a high temperature of 980 ° C., Cu is finely dispersed inside the hot rolled steel sheet, and the hot rolled steel sheet becomes very hard. Therefore, subsequent cold rolling becomes difficult, and there is a problem inferior in productivity.
In the inventions described in Patent Document 4, Patent Document 5, and Patent Document 6, a non-oriented electrical steel sheet having excellent strength and magnetic properties can be produced, but the process after hot rolling, for example, temper rolling, In the pickling, annealing, and cold rolling, the hot-rolled steel sheet may be broken to reduce the yield. Furthermore, in the invention described in Patent Document 4, since Ni is an indispensable component for improving strength and suppressing surface defects, a significant increase in raw material cost is inevitable.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、時効熱処理によって強度上昇を図ることができ、高周波での鉄損が低く、製造性に優れ、原料コストの低減が可能な時効熱処理用無方向性電磁鋼板ならびに無方向性電磁鋼板およびその製造方法を提供することを主目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and can be used for aging heat treatment that can increase strength by aging heat treatment, has low iron loss at high frequencies, is excellent in manufacturability, and can reduce raw material costs. The main object is to provide a non-oriented electrical steel sheet, a non-oriented electrical steel sheet and a method for producing the same.

本発明者らは、時効熱処理による析出強化で強度を高め、かつ優れた磁気特性を有する鋼板ができないかとの観点から鋭意研究を積み重ねた結果、磁気特性および強度特性の両方に有利なSi,Al含有の鋼をベースに、析出強化元素としてCuを活用し、必要に応じてTi,Nb,V,Zrの炭化物をも活用し、さらに仕上げ焼鈍条件を適正化することにより、強度特性および磁気特性を兼ね備えた無方向性電磁鋼板が得られることを見出した(上記特許文献5および特許文献6参照)。   As a result of intensive research from the viewpoint of whether a steel sheet having excellent magnetic properties can be obtained by increasing the strength by precipitation strengthening by aging heat treatment, the present inventors have obtained Si, Al advantageous in both magnetic properties and strength properties. Based on the contained steel, Cu is used as a precipitation strengthening element, Ti, Nb, V, and Zr carbides are also used as required, and the final annealing conditions are optimized to improve strength and magnetic properties. It has been found that a non-oriented electrical steel sheet having both of the above can be obtained (see Patent Document 5 and Patent Document 6).

しかしながら、その熱間圧延鋼板は非常に硬質であるため、熱間圧延後の製造工程において破断することがあり、歩留まりを低下させる場合があることが判明した。また、場合によっては表面欠陥が発生することがあり、これを抑制するために高価な元素であるNiを含有させる必要が生じる場合があることが判明した。そこで本発明者らは、熱間圧延鋼板の破断および原料コストを考慮しつつ、製品としての優れた強度特性・磁気特性を有する無方向性電磁鋼板を開発するため、さらに鋭意研究を積み重ねた結果、磁気特性向上に有用なSiの含有量を極力減らし、Al含有量を高め、かつTiの析出物を活用することにより、製造性に優れ、原料コストの面でも優位な高強度無方向性電磁鋼板が得られることを見出し、本発明を完成させた。 However, since the hot-rolled steel sheet is very hard, it has been found that the hot-rolled steel sheet may be broken in the manufacturing process after hot rolling, which may reduce the yield. Further, it has been found that in some cases, surface defects may occur, and it may be necessary to contain Ni which is an expensive element in order to suppress this. Therefore, the present inventors have conducted further earnest research in order to develop a non-oriented electrical steel sheet having excellent strength characteristics and magnetic characteristics as a product while considering the fracture of the hot-rolled steel sheet and raw material costs. , as much as possible reduce the amount of useful Si to the magnetic properties improve, enhance Al content, and by utilizing the precipitation of T i, excellent manufacturability, dominant high strength non-oriented in terms of raw material cost It discovered that an electromagnetic steel plate was obtained and completed this invention.

すなわち、本発明は、質量%で、C:0.02%以下、Si:1%以下、Mn:1%以下、P:0.2%以下、S:0.03%以下、Al:2%以上4%以下、Ni:0.10%未満、Cu:1%超3%以下ならびに、Ti0.001%以上0.1%以下含有し、残部がFeおよび不純物からなる鋼組成を有することを特徴とする時効熱処理用無方向性電磁鋼板を提供する。 That is, the present invention is, in mass%, C: 0.02% or less, Si: 1% or less, Mn: 1% or less, P: 0.2% or less, S: 0.03% or less, Al: 2% 4% or less, Ni: less than 0.10%, Cu: more than 1% and 3% or less, and Ti : 0.001% or more and 0.1% or less , with the balance being Fe and impurities. A non-oriented electrical steel sheet for aging heat treatment is provided.

本発明によれば、鋼板の鋼組成を適正に制御することにより、製造性および磁気特性が良好であり、原料コストの低減が可能な時効熱処理用無方向性電磁鋼板とすることができる。また、本発明の時効熱処理用無方向性電磁鋼板に時効熱処理を施すことにより、強度特性も改善された無方向性電磁鋼板を得ることができる。このように本発明の時効熱処理用無方向性電磁鋼板を用いることにより、運転中に変形や破壊が生じることなく安定して使用可能なモータロータに好適な無方向性電磁鋼板を提供することが可能である。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can be set as the non-oriented electrical steel sheet for aging heat processing by which productivity and a magnetic characteristic are favorable and the raw material cost can be reduced by controlling appropriately the steel composition of a steel plate. Moreover, the non-oriented electrical steel sheet with improved strength characteristics can be obtained by subjecting the non-oriented electrical steel sheet for aging heat treatment of the present invention to aging heat treatment. As described above, by using the non-oriented electrical steel sheet for aging heat treatment of the present invention, it is possible to provide a non-oriented electrical steel sheet suitable for a motor rotor that can be used stably without causing deformation or breakage during operation. It is.

また本発明は、上述の鋼組成を有し、降伏強度が500MPa以上であることを特徴とする無方向性電磁鋼板を提供する。
本発明によれば、優れた磁気特性および強度特性を兼備し、製造性およびコストが改善された無方向性電磁鋼板とすることができる。
The present invention also provides a non-oriented electrical steel sheet having the above steel composition and having a yield strength of 500 MPa or more.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can be set as the non-oriented electrical steel sheet which has the outstanding magnetic characteristic and intensity | strength characteristic, and whose productivity and cost were improved.

さらに本発明は、上記の無方向性電磁鋼板の製造方法であって、上述の時効熱処理用無方向性電磁鋼板に時効熱処理を施すことを特徴とする無方向性電磁鋼板の製造方法を提供する。
本発明によれば、磁気特性および強度特性に優れた無方向性電磁鋼板を、コストの増加を伴うことなく、歩留まり良く製造することができる。
Furthermore, the present invention provides a method for producing the non-oriented electrical steel sheet, characterized in that the non-oriented electrical steel sheet for aging heat treatment is subjected to aging heat treatment. .
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the non-oriented electrical steel sheet excellent in the magnetic characteristic and intensity | strength characteristic can be manufactured with a sufficient yield, without being accompanied by the increase in cost.

本発明によれば、高周波での鉄損の低い時効熱処理用無方向性電磁鋼板を得ることができ、この時効熱処理用無方向性電磁鋼板に時効熱処理を施した場合には、鉄損が低いだけでなく強度が高い無方向性電磁鋼板を効率良く製造することが可能である。このような無方向性電磁鋼板を用いて製造した鉄心が高速回転するモータロータに組み込まれれば、モータ効率が高くなることはもちろん、運転中に変形や破壊することなく長期間にわたり安定して使用可能となる。このような省エネルギー効果により地球環境に負荷の少ない未来社会創造に貢献できる。   According to the present invention, a non-oriented electrical steel sheet for aging heat treatment with low iron loss at high frequencies can be obtained, and when the aging heat treatment is applied to the non-oriented electrical steel sheet for aging heat treatment, the iron loss is low. In addition, it is possible to efficiently produce a non-oriented electrical steel sheet having high strength. If an iron core manufactured using such a non-oriented electrical steel sheet is incorporated into a motor rotor that rotates at high speed, the motor efficiency will not only increase, but it can be used stably for a long time without being deformed or broken during operation. It becomes. Such energy-saving effects can contribute to the creation of a future society with less impact on the global environment.

以下、本発明の時効熱処理用無方向性電磁鋼板ならびに無方向性電磁鋼板およびその製造方法について詳細に説明する。   Hereinafter, the non-oriented electrical steel sheet for aging heat treatment, the non-oriented electrical steel sheet and the manufacturing method thereof according to the present invention will be described in detail.

A.時効熱処理用無方向性電磁鋼板
本発明の時効熱処理用無方向性電磁鋼板は、質量%で、C:0.02%以下、Si:1%以下、Mn:1%以下、P:0.2%以下、S:0.03%以下、Al:2%以上4%以下、Ni:0.10%未満、Cu:1%超3%以下ならびに、Ti0.001%以上0.1%以下含有し、残部がFeおよび不純物からなる鋼組成を有することを特徴とするものである。
なお、各元素の含有量を示す「%」は、特に断りのない限り「質量%」を意味するものである。
A. Non-oriented electrical steel sheet for aging heat treatment The non-oriented electrical steel sheet for aging heat treatment of the present invention is in mass%, C: 0.02% or less, Si: 1% or less, Mn: 1% or less, P: 0.2. %: S: 0.03% or less, Al: 2% or more and 4% or less, Ni: less than 0.10%, Cu: more than 1%, 3% or less, and Ti : 0.001% or more and 0.1% or less And the balance has a steel composition comprising Fe and impurities.
“%” Indicating the content of each element means “mass%” unless otherwise specified.

本発明によれば、鋼板の鋼組成を適正に制御することにより、特にSi含有量、Al含有量ならびに、Ti含有量を適正に制御することにより、製造性の改善および原料コストの低減が可能であり、優れた磁気特性を得ることができる。また、本発明の時効熱処理用無方向性電磁鋼板は、時効熱処理に供する無方向性電磁鋼板であるので、本発明の時効熱処理用無方向性電磁鋼板に時効熱処理を施すことにより、強度特性にも優れたものとすることができる。
以下、本発明の時効熱処理用無方向性電磁鋼板の鋼組成および製造方法について説明する。
According to the present invention, by appropriately controlling the steel composition of the steel sheet, in particular Si content, Al content and, by appropriately controlling the T i including chromatic amount, improvement of productivity and the raw material cost reduction And excellent magnetic properties can be obtained. In addition, the non-oriented electrical steel sheet for aging heat treatment of the present invention is a non-oriented electrical steel sheet subjected to aging heat treatment, so that strength characteristics can be obtained by subjecting the non-oriented electrical steel sheet for aging heat treatment of the present invention to aging heat treatment. Can also be excellent.
Hereinafter, the steel composition and manufacturing method of the non-oriented electrical steel sheet for aging heat treatment of the present invention will be described.

1.鋼組成
(1)C
Cは鋼板の強度を高めるのに有効な元素である。しかしながら、C含有量が0.02%を超えるとセメンタイト、εカーバイドなどの炭化物が析出し、磁気特性劣化が顕著になる場合がある。したがって、C含有量は0.02%以下とする。また、より一層の磁気特性向上、特に鉄損を向上させるにはC含有量の上限を0.005%にするのが好ましい。一方、Tiを0.01%以上含有させて析出強化を図る場合には、C含有量を0.005%〜0.02%に制御することが好ましい。
1. Steel composition (1) C
C is an element effective for increasing the strength of the steel sheet. However, if the C content exceeds 0.02%, carbides such as cementite and ε-carbide precipitate, and the magnetic property deterioration may become remarkable. Therefore, the C content is 0.02% or less. In order to further improve the magnetic properties, particularly to improve the iron loss, the upper limit of the C content is preferably 0.005%. On the other hand, when Ti is contained in an amount of 0.01% or more to enhance precipitation strengthening, the C content is preferably controlled to 0.005% to 0.02%.

(2)Si
Siは鋼板の強度を高め、磁気特性を改善するには有効な元素であるが、本発明のようにCuを含有することを必須とする鋼板においては、熱間圧延鋼板が熱間圧延以降の製造工程において破断する可能性がある。Si含有量が1%超では熱間圧延鋼板の靭性が劣化して熱間圧延鋼板が破断することにより製品歩留まりが低下する場合がある。したがって、Si含有量は1%以下とする。さらに表面欠陥を抑制するには、Si含有量を0.2%以下にするのが好ましい。なお、Siは不可避的不純物として含有される元素であるが、その含有量は低いほど好ましいので、その下限は特に限定する必要はない。
(2) Si
Si is an effective element for increasing the strength of the steel sheet and improving the magnetic properties. However, in the steel sheet that must contain Cu as in the present invention, the hot-rolled steel sheet is a material after hot rolling. There is a possibility of breaking in the manufacturing process. If the Si content exceeds 1%, the toughness of the hot-rolled steel sheet is deteriorated, and the hot-rolled steel sheet may be broken to reduce the product yield. Therefore, the Si content is 1% or less. Furthermore, in order to suppress surface defects, it is preferable that the Si content is 0.2% or less. Si is an element contained as an unavoidable impurity, but the lower the content, the better. Therefore, there is no need to specifically limit the lower limit.

(3)Mn
Mnは不可避的不純物であり、添加する必要はない。しかしながら、Mnは鋼の比抵抗を高め、鉄損低減に有効である。その効果を得るには0.1%以上含有させることが好ましい。一方、Mn含有量が1%を超えると原料コストが大きくなる場合がある。したがって、Mn含有量は1%以下に限定する。
(3) Mn
Mn is an unavoidable impurity and need not be added. However, Mn increases the specific resistance of steel and is effective in reducing iron loss. In order to acquire the effect, it is preferable to make it contain 0.1% or more. On the other hand, if the Mn content exceeds 1%, the raw material cost may increase. Therefore, the Mn content is limited to 1% or less.

(4)P
Pは不可避的不純物であり、添加する必要はない。しかしながら、Pは固溶強化により鋼板の強度を高めるのに有効な元素であり、その効果を得るには0.05%以上含有させることが好ましい。一方、P含有量が0.2%を超えると鋼板の靱性が劣化し、熱間圧延鋼板が破断するおそれがある。したがって、P含有量は0.2%以下に限定する。
(4) P
P is an unavoidable impurity and need not be added. However, P is an element effective for increasing the strength of the steel sheet by solid solution strengthening, and 0.05% or more is preferably contained in order to obtain the effect. On the other hand, if the P content exceeds 0.2%, the toughness of the steel sheet deteriorates and the hot-rolled steel sheet may be broken. Therefore, the P content is limited to 0.2% or less.

(5)S
Sは不可避的不純物であり、添加する必要はない。S含有量が0.03%を超えると粗大なMn,Cu含有硫化物が形成され、鋼の靭性が劣化し、冷間圧延時に破断するおそれがある。したがって、S含有量は0.03%以下に限定する。また、磁気特性を改善するには、S含有量を0.006%以下とすることが好ましい。
(5) S
S is an unavoidable impurity and does not need to be added. If the S content exceeds 0.03%, coarse Mn and Cu-containing sulfides are formed, the toughness of the steel deteriorates, and there is a risk of fracture during cold rolling. Therefore, the S content is limited to 0.03% or less. In order to improve magnetic properties, the S content is preferably 0.006% or less.

(6)Al
Alは鋼の比抵抗を高め、鉄損低減に有効である。本発明では同様の効果を有するSi含有量を低減しているので積極的に添加する必要がある。しかしながら、Al含有量が4%を超えると飽和磁束密度が著しく低下し、鉄心性能が劣化する可能性がある。一方、高周波の鉄損低減にはAlを2%以上含有させることが必要である。したがって、Al含有量は2%以上4%以下に限定する。さらに好ましくは、2.5%以上3.5%以下である。
(6) Al
Al increases the specific resistance of steel and is effective in reducing iron loss. In the present invention, since the Si content having the same effect is reduced, it is necessary to actively add it. However, if the Al content exceeds 4%, the saturation magnetic flux density is remarkably lowered, and the core performance may be deteriorated. On the other hand, it is necessary to contain 2% or more of Al in order to reduce high-frequency iron loss. Therefore, the Al content is limited to 2% or more and 4% or less. More preferably, it is 2.5% or more and 3.5% or less.

(7)Ni
Niは、鋼板の表面欠陥を防止するのに有効である。しかしながら、本発明においては、Siの含有量を極力減らし、Al含有量を高めた鋼組成とすることにより、表面欠陥を抑制しているため、従来のように相当量のNiを含有させる必要はない。特にSi含有量が0.2%以下の場合には、表面欠陥抑制の観点からはNiを添加する必要がなく、Ni含有量は不純物レベルであっても構わない。一方、Niは固溶強化により鋼板の強度を高めるのに有効でもあるので添加しても構わない。しかしながら、Niは高価な元素であるので、製造コストの観点からその含有量を0.10%未満とする。もちろん、Ni含有量が0.10%以上であったとしても強度や磁気特性が損なわれることはない。
(7) Ni
Ni is effective in preventing surface defects of the steel sheet. However, in the present invention, surface defects are suppressed by reducing the Si content as much as possible and increasing the Al content, so that it is necessary to contain a considerable amount of Ni as in the prior art. Absent. In particular, when the Si content is 0.2% or less, it is not necessary to add Ni from the viewpoint of suppressing surface defects, and the Ni content may be at the impurity level. On the other hand, Ni is effective in increasing the strength of the steel sheet by solid solution strengthening, so Ni may be added. However, since Ni is an expensive element, its content is made less than 0.10% from the viewpoint of manufacturing cost. Of course, even if the Ni content is 0.10% or more, the strength and magnetic properties are not impaired.

(8)Cu
Cuは本発明において必須の元素である。上述したように、Cu析出物が非常に微細である場合には、磁気特性をほとんど劣化させることなく、強度特性を向上させる効果がある。しかしながら、Cu含有量が1%以下ではCu析出による強度上昇が十分得られない可能性がある。一方、Cu含有量が増加するにつれて時効硬化量は大きくなるが、3%を超えると仕上げ焼鈍時にCu析出物が不均一に分散して時効熱処理後の強度が低下し、また鋼板の磁束密度も低下する場合がある。したがって、Cu含有量は1%超3%以下に限定する。
(8) Cu
Cu is an essential element in the present invention. As described above, when the Cu precipitate is very fine, there is an effect of improving the strength characteristics without substantially degrading the magnetic characteristics. However, when the Cu content is 1% or less, there is a possibility that a sufficient strength increase due to Cu precipitation cannot be obtained. On the other hand, the amount of age hardening increases as the Cu content increases, but if it exceeds 3%, Cu precipitates are unevenly dispersed during finish annealing, resulting in a decrease in strength after aging heat treatment, and also the magnetic flux density of the steel sheet. May decrease. Therefore, the Cu content is limited to more than 1% and 3% or less.

(9)T
iは、窒化物や硫化物を形成し、熱間圧延鋼板や、熱間圧延鋼板にさらに焼鈍を施した鋼板(以下、熱延焼鈍鋼板という場合がある。)の靭性を向上させる重要な元素である。ここで、靭性が向上する理由としては、上記窒化物や硫化物によって鋼組織が微細化されるためと推察される。Ti含有量が0.001%未満では十分な靭性を確保することが困難となることから、Ti含有量を0.001%以上とする。一方、Ti含有量が0.1%を超えると析出物が粗大分散して熱間圧延鋼板の靭性が著しく劣化する可能性がある。したがって、Ti含有量は0.001%以上0.1%以下とする。好ましくは、0.01%以上0.1%以下である。
また、Tiは、炭化物を形成して強度を向上させる作用も有する。この作用による効果を確実に得るには、Ti含有量を0.01%以上0.1%以下とすることが好ましい。
(9) T i
T i forms a nitride or a sulfide, and hot-rolled steel sheet, steel sheet further subjected to annealing hot-rolled steel sheet (hereinafter sometimes referred to as hot-rolled annealed steel sheet.) Important for improving the toughness of the It is an element. Here, it is assumed that the toughness is improved because the steel structure is refined by the nitrides and sulfides. Since T i containing chromatic amount is difficult to ensure a sufficient toughness is less than 0.001%, the T i containing chromatic amount is 0.001% or more. On the other hand, T i containing chromatic weight there is a possibility that the precipitates exceeds 0.1% deteriorates the toughness is remarkably coarse dispersed hot-rolled steel sheets. Thus, T i containing Yuryou is 0.1% or less than 0.001%. Preferably, it is 0.01% or more and 0.1% or less.
Further, T i also has effects of improving the strength by forming a carbide. To obtain the effect of this action to ensure the T i containing chromatic amount is preferably 0.1% or less than 0.01%.

2.時効熱処理用無方向性電磁鋼板の製造方法
本発明の時効熱処理用無方向性電磁鋼板は、例えば、上述した鋼組成を有する熱間圧延鋼板に600℃以上900℃以下の温度域で10秒間以上保持する熱延板焼鈍を施す熱延板焼鈍工程と、熱延板焼鈍が施された上記熱間圧延鋼板に冷間圧延を施して冷間圧延鋼板とする冷間圧延工程と、上記冷間圧延鋼板に仕上げ焼鈍を施す仕上げ焼鈍工程とを有する製造方法により製造することが好ましい。
2. Manufacturing method of non-oriented electrical steel sheet for aging heat treatment The non-oriented electrical steel sheet for aging heat treatment of the present invention is, for example, a hot-rolled steel sheet having the above-described steel composition in a temperature range of 600 ° C to 900 ° C for 10 seconds or more. A hot-rolled sheet annealing process for performing hot-rolled sheet annealing, a cold-rolling process for performing cold rolling on the hot-rolled steel sheet subjected to hot-rolled sheet annealing to form a cold-rolled steel sheet, and the cold It is preferable to manufacture by the manufacturing method which has the finish annealing process which performs finish annealing to a rolled steel plate.

上記製造方法によれば、鋼板の鋼組成を適正に制御し、さらに所定の条件で熱延板焼鈍を施すことにより、鋼板の延性を向上させ冷間圧延工程での破断を効果的に抑制することができ、磁気特性に優れ、時効熱処理による高強度化が可能な時効熱処理用無方向性電磁鋼板を歩留まり良く製造することができる。   According to the manufacturing method described above, the steel composition of the steel sheet is appropriately controlled, and further subjected to hot-rolled sheet annealing under predetermined conditions, thereby improving the ductility of the steel sheet and effectively suppressing breakage in the cold rolling process. Therefore, it is possible to produce a non-oriented electrical steel sheet for aging heat treatment that has excellent magnetic properties and can be strengthened by aging heat treatment with a high yield.

上記製造方法において、熱間圧延鋼板は、通常、上述した鋼組成を有する鋼塊または鋼片(以下、スラブということもある。)を所定の温度としたのちに熱間圧延を施す熱間圧延工程により得られる。
以下、上記製造方法における各工程について説明する。
In the above manufacturing method, the hot rolled steel sheet is usually hot rolled after hot rolling after a steel ingot or steel slab having the above-described steel composition (hereinafter also referred to as slab) is set to a predetermined temperature. Obtained by the process.
Hereinafter, each process in the said manufacturing method is demonstrated.

(1)熱間圧延工程
上記製造方法においては、上述した鋼組成を有するスラブを所定の温度としたのちに、熱間圧延を施す熱間圧延工程を行ってもよい。本工程により得られる熱間圧延鋼板は、後述する冷間圧延鋼板の素材となるものである。
(1) Hot rolling process In the said manufacturing method, after making the slab which has the steel composition mentioned above into predetermined temperature, you may perform the hot rolling process which hot-rolls. The hot-rolled steel sheet obtained by this step is a material for a cold-rolled steel sheet to be described later.

熱間圧延としては一般的な方法を用いることができる。スラブ温度、熱間圧延での仕上げ温度、巻取り温度等の条件は、スラブの鋼組成、目的とする鋼板の板厚などにより適宜選択するものとする。なお、鋼板の表面性状を良好にするにはスラブ加熱炉内温度(スラブ表面温度にほぼ等しい)を1200℃以下とすることが好ましい。また、熱間圧延鋼板の靱性を向上させるには、巻き取り温度を550℃以上とすることが好ましい。   A general method can be used as hot rolling. Conditions such as the slab temperature, the finishing temperature in hot rolling, and the coiling temperature are appropriately selected depending on the steel composition of the slab, the thickness of the target steel sheet, and the like. In order to improve the surface properties of the steel sheet, it is preferable that the temperature in the slab heating furnace (approximately equal to the slab surface temperature) be 1200 ° C. or lower. Moreover, in order to improve the toughness of a hot-rolled steel plate, it is preferable that a coiling temperature shall be 550 degreeC or more.

(2)熱延板焼鈍工程
上記製造方法における熱延板焼鈍工程は、上述した鋼組成を有する熱間圧延鋼板に、600℃以上900℃以下の温度で10秒間以上保持する熱延板焼鈍を施す工程である。熱延板焼鈍工程は、続いて行われる冷間圧延の能率を高めることを可能とするのに有用な工程である。
(2) Hot-rolled sheet annealing process The hot-rolled sheet annealing process in the manufacturing method described above is performed on a hot-rolled steel sheet having the above-described steel composition by holding a hot-rolled sheet annealed at a temperature of 600 ° C or higher and 900 ° C or lower for 10 seconds or longer. It is a process to apply. The hot-rolled sheet annealing process is a process useful for making it possible to increase the efficiency of the subsequent cold rolling.

熱延板焼鈍での焼鈍温度は、600℃以上900℃以下とする。焼鈍温度が上記範囲未満であると、かえって鋼板の強度が高くなりすぎ、冷間圧延が困難となる場合がある。一方、焼鈍温度が上記範囲を超えても、Cuの固溶・再析出が起こり、鋼板の強度が高くなり、冷間圧延が困難となる可能性がある。さらに好ましい焼鈍温度は、650℃以上850℃以下である。   The annealing temperature in the hot-rolled sheet annealing is 600 ° C. or more and 900 ° C. or less. If the annealing temperature is less than the above range, the strength of the steel sheet may be too high, and cold rolling may be difficult. On the other hand, even if the annealing temperature exceeds the above range, solid solution / reprecipitation of Cu occurs, the strength of the steel sheet increases, and cold rolling may become difficult. A more preferable annealing temperature is 650 ° C. or higher and 850 ° C. or lower.

また、上記焼鈍温度での保持時間は10秒間以上とする。保持時間が上記範囲未満の場合、熱間圧延鋼板の強度が高くなり、冷間圧延が困難となる場合がある。保持時間は2時間以上がより好ましい。一方、保持時間の上限は特に限定されないが、経済性の観点から48時間以下にすることが望ましい。   The holding time at the annealing temperature is 10 seconds or longer. When holding time is less than the said range, the intensity | strength of a hot-rolled steel plate becomes high and cold rolling may become difficult. The holding time is more preferably 2 hours or more. On the other hand, the upper limit of the holding time is not particularly limited, but is preferably 48 hours or less from the viewpoint of economy.

熱間圧延鋼板は、通常、熱間圧延の際に鋼板表面に生成したスケールを酸洗により除去してから冷間圧延に供される。酸洗は、熱延板焼鈍前または熱延板焼鈍後のいずれに行ってもよい。   A hot-rolled steel sheet is usually subjected to cold rolling after removing scales generated on the surface of the steel sheet during hot rolling by pickling. Pickling may be performed either before or after hot-rolled sheet annealing.

(3)冷間圧延工程
上記製造方法における冷間圧延工程は、熱延板焼鈍が施された上記熱間圧延鋼板に冷間圧延を施して冷間圧延鋼板とする工程である。
(3) Cold rolling process The cold rolling process in the said manufacturing method is a process which cold-rolls the said hot-rolled steel plate in which hot-rolled sheet annealing was given, and makes it a cold-rolled steel plate.

本工程は、熱間圧延鋼板に中間焼鈍をはさんだ二回以上の冷間圧延を施す工程であってもよい。中間焼鈍は、必ずしも必須ではないが、中間焼鈍を行うことにより鋼板の延性が向上し冷間圧延での破断が少なくなるという利点を有する。
中間焼鈍での焼鈍温度等の条件は、熱延板焼鈍と同様にすることが好ましい。
This step may be a step of performing cold rolling two or more times with intermediate annealing on the hot-rolled steel sheet. Although the intermediate annealing is not necessarily essential, the intermediate annealing has the advantage that the ductility of the steel sheet is improved and the breakage in cold rolling is reduced.
Conditions such as the annealing temperature in the intermediate annealing are preferably the same as those in the hot-rolled sheet annealing.

(4)仕上げ焼鈍工程
上記製造方法における仕上げ焼鈍工程は、上記冷間圧延鋼板に仕上げ焼鈍を施す工程である。
(4) Finish annealing process The finish annealing process in the said manufacturing method is a process of finishing annealing the said cold-rolled steel plate.

時効熱処理後の強度特性および磁気特性をさらに改善するためには、仕上げ焼鈍条件を適正に制御することが好ましい。
仕上げ焼鈍温度は、900℃以上1100℃以下とすることが好ましい。仕上げ焼鈍温度が上記範囲未満では、再結晶粒成長が不十分となり磁気特性が著しく劣化する可能性がある。一方、仕上げ焼鈍温度が上記範囲を超えると、鋼板の粒径が著しく粗大化し、時効熱処理後のCu析出物が不均一に分散し、強度が低下する場合がある。より一層の鉄損低減には仕上げ焼鈍温度が高ければ高いほどよく、950℃以上とすることがより好ましい。
In order to further improve the strength and magnetic properties after the aging heat treatment, it is preferable to appropriately control the finish annealing conditions.
The finish annealing temperature is preferably 900 ° C. or higher and 1100 ° C. or lower. If the finish annealing temperature is less than the above range, recrystallization grain growth is insufficient and the magnetic properties may be significantly deteriorated. On the other hand, when the finish annealing temperature exceeds the above range, the particle size of the steel sheet becomes extremely coarse, Cu precipitates after the aging heat treatment are dispersed unevenly, and the strength may be lowered. In order to further reduce the iron loss, the higher the finish annealing temperature, the better. It is more preferable to set the temperature to 950 ° C. or higher.

(5)その他の工程
上記製造方法においては、上記仕上げ焼鈍工程後に、一般的な方法にしたがって、有機成分のみ、無機成分のみ、あるいは有機無機複合体からなる絶縁皮膜を鋼板表面に塗布するコーティング工程を行ってもよい。また、コーティング工程は、加熱・加圧することにより接着能を発揮する絶縁コーティングを施す工程であってもよい。接着能を発揮するコーティング材料としては、アクリル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂またはメラミン樹脂などを用いることができる。
(5) Other steps In the manufacturing method, after the finish annealing step, according to a general method, a coating step of applying an insulating film consisting of only an organic component, only an inorganic component, or an organic-inorganic composite to the steel sheet surface. May be performed. Further, the coating process may be a process of applying an insulating coating that exhibits adhesive ability by heating and pressurizing. As a coating material exhibiting adhesive ability, an acrylic resin, a phenol resin, an epoxy resin, a melamine resin, or the like can be used.

また、上記製造方法により製造される時効熱処理用無方向性電磁鋼板に、時効熱処理を施すことにより無方向性電磁鋼板を製造することができる。   Moreover, a non-oriented electrical steel sheet can be manufactured by performing an aging heat processing on the non-oriented electrical steel sheet for aging heat processing manufactured with the said manufacturing method.

B.無方向性電磁鋼板
本発明の無方向性電磁鋼板は、上述した鋼組成を有し、降伏強度が500MPa以上であることを特徴とするものである。
本発明の無方向性電磁鋼板は、上述の時効熱処理用無方向性電磁鋼板と同一の鋼組成を有し、降伏強度が500MPa以上であるので、磁気特性、強度特性および製造性が良好であり、製造コストの低減も可能である。
B. Non-oriented electrical steel sheet The non-oriented electrical steel sheet of the present invention has the above-described steel composition and has a yield strength of 500 MPa or more.
The non-oriented electrical steel sheet of the present invention has the same steel composition as the above-mentioned non-oriented electrical steel sheet for aging heat treatment, and since the yield strength is 500 MPa or more, the magnetic properties, strength properties and manufacturability are good. Further, the manufacturing cost can be reduced.

降伏強度は、500MPa以上であり、好ましくは600MPa以上とする。降伏強度を上記範囲とすることにより、本発明の無方向性電磁鋼板を用いて例えばモータロータとした際に、運転中に変形や破壊が発生することなく安定して使用することが可能となるからである。また、降伏強度の上限値としては特に限定されないが、遅れ破壊抑制の観点より1500MPa以下とすることが好ましい。
ここで、上記降伏強度は、JIS−Z−2241に規定の方法にて測定することができる。
The yield strength is 500 MPa or more, preferably 600 MPa or more. By setting the yield strength to the above range, when the non-oriented electrical steel sheet of the present invention is used, for example, as a motor rotor, it can be used stably without causing deformation or breakage during operation. It is. The upper limit of the yield strength is not particularly limited, but is preferably 1500 MPa or less from the viewpoint of suppressing delayed fracture.
Here, the yield strength can be measured by a method defined in JIS-Z-2241.

なお、鋼組成については、上記「A.時効熱処理用無方向性電磁鋼板」に記載したので、ここでの説明は省略する。   The steel composition is described in “A. Non-oriented electrical steel sheet for aging heat treatment”, and the description is omitted here.

C.無方向性電磁鋼板の製造方法
本発明の無方向性電磁鋼板の製造方法は、上記無方向性電磁鋼板の製造方法であって、上述の時効熱処理用無方向性電磁鋼板に時効熱処理を施すことを特徴とするものである。
C. Manufacturing method of non-oriented electrical steel sheet The manufacturing method of the non-oriented electrical steel sheet according to the present invention is a manufacturing method of the above-mentioned non-oriented electrical steel sheet, and the aging heat treatment is performed on the non-oriented electrical steel sheet for aging heat treatment. It is characterized by.

本発明によれば、上記時効熱処理用無方向性電磁鋼板を用いるので、磁気特性および強度特性に優れる無方向性電磁鋼板を効率良く製造することができる。   According to the present invention, since the non-oriented electrical steel sheet for aging heat treatment is used, the non-oriented electrical steel sheet having excellent magnetic properties and strength properties can be efficiently produced.

時効熱処理は、無方向性電磁鋼板の強度を高めるのに有効である。
時効熱処理での温度、時間、雰囲気等の条件は、所定の降伏強度が得られる条件であれば特に限定されるものではなく、鋼組成、目的とする強度などにより適宜選択するものとする。
Aging heat treatment is effective for increasing the strength of the non-oriented electrical steel sheet.
Conditions such as temperature, time, and atmosphere in the aging heat treatment are not particularly limited as long as a predetermined yield strength can be obtained, and are appropriately selected depending on the steel composition, the intended strength, and the like.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and that exhibits the same effects. Are included in the technical scope.

以下、実施例を例示して、本発明を具体的に説明する。
下記表1に示す鋼組成を有するスラブを加熱炉で1200℃まで加熱し、厚さ2.4mmまで熱間圧延し、600℃から徐冷して、熱間圧延鋼板を得た。その熱間圧延鋼板について、伸び率1%の調質圧延を施して酸洗により脱スケールし、800℃で10時間の焼鈍を施した。このようにして得られた熱間圧延鋼板および熱延焼鈍鋼板から、靱性を評価するためにシャルピー試験片(圧延直角方向に2mmのVノッチ)を採取し、25℃にてシャルピー衝撃試験を行った。なお、靱性の評価は、衝撃値100J/cm2超を○、衝撃値70J/cm2以上100J/cm2以下を△、衝撃値70J/cm2未満を×とした。さらに、酸洗後の鋼板の表面を観察して疵の有無を調査した。
Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples.
A slab having a steel composition shown in Table 1 below was heated to 1200 ° C. in a heating furnace, hot-rolled to a thickness of 2.4 mm, and gradually cooled from 600 ° C. to obtain a hot-rolled steel plate. The hot-rolled steel sheet was subjected to temper rolling with an elongation of 1%, descaling by pickling, and annealing at 800 ° C. for 10 hours. Charpy test pieces (2 mm V-notch in the direction perpendicular to the rolling direction) were collected from the hot-rolled steel sheet and hot-rolled annealed steel sheet thus obtained, and subjected to a Charpy impact test at 25 ° C. It was. The evaluation of the toughness, the impact value 100 J / cm 2 than ○, impact value 70 J / cm 2 or more 100 J / cm 2 or less △, less than the impact value 70 J / cm 2 was ×. Furthermore, the presence or absence of wrinkles was investigated by observing the surface of the steel plate after pickling.

また、上記熱延焼鈍鋼板を、厚さ0.35mmまで冷間圧延し、1000℃で仕上げ焼鈍した。このようにして得られた鋼板から55mm角の単板磁気試験片を採取し、500℃で2時間の時効熱処理を行った後、鉄損W10/400および磁束密度B50を測定した。それらの磁気特性は、圧延方向およびその直角方向についての平均値とした。さらに、時効熱処理後の鋼板からJIS13B号の引張試験片を採取し、上記同様の時効熱処理後にJIS−Z−2241に規定の引張試験を行い、降伏強度YSおよび引張強度TSを測定した。
下記の表2に強度、磁気特性、熱間圧延鋼板および熱延焼鈍鋼板の靭性のデータ、ならびに表面欠陥の有無の評価結果を示す。
Further, the hot-rolled annealed steel sheet was cold-rolled to a thickness of 0.35 mm and finish-annealed at 1000 ° C. A 55 mm square single-plate magnetic test piece was collected from the steel plate thus obtained, and subjected to aging heat treatment at 500 ° C. for 2 hours, and then the iron loss W 10/400 and the magnetic flux density B 50 were measured. Their magnetic properties were average values in the rolling direction and the direction perpendicular thereto. Further, a JIS 13B tensile test piece was collected from the steel plate after the aging heat treatment, and after the same aging heat treatment as described above, a prescribed tensile test was performed on JIS-Z-2241 to measure the yield strength YS and the tensile strength TS.
Table 2 below shows the strength, magnetic properties, toughness data of the hot-rolled steel sheet and hot-rolled annealed steel sheet, and evaluation results for the presence or absence of surface defects.

本発明鋼板は、強度および磁気特性に優れることはもちろんのこと、熱間圧延鋼板の衝撃値がCuトレースの従来鋼(マークG)と同等であり、破断の可能性が小さい。一方、Si含有量の高い比較鋼(マークE,F)は、従来の特許文献にあるように強度および磁気特性に優れるが、熱間圧延鋼板の衝撃特性が低く破断しやすい。さらに、Si含有量の高い熱間圧延鋼板を酸洗した後の表面には、多数の表面欠陥が観察された。
図1に比較鋼(マークE)の表面欠陥(図1(a))とその断面写真(図1(b))を示す。この表面欠陥には金属Cuが潜り込んでいることから、スラブ加熱時に生成した溶融Cuが熱間圧延時に表面欠陥を誘発したと推察される。Siを殆ど含まない本発明鋼において表面欠陥が発生しなかった理由は明らかではないが、発明者らはスラブ加熱後のスケール観察より次のように推察する。スラブ加熱時に生成するスケール中にSi系低融点酸化物がなく溶融Cuがスラブの地鉄表面に接触しなかったため、熱間圧延で表面欠陥を誘発しにくかったと推察する。Si含有量は少ないがTiを殆ど含まない比較鋼(マークD)は強度および磁気特性に優れるが、熱延板焼鈍後の靱性が低く破断しやすい。この鋼板にはTi析出物が殆ど分散していないために、焼鈍後のミクロ組織が粗大化し靱性が低下したと推察される。
The steel sheet of the present invention is not only excellent in strength and magnetic properties, but also the impact value of the hot-rolled steel sheet is equivalent to that of the conventional steel (mark G) of Cu trace, and the possibility of breakage is small. On the other hand, comparative steels (marks E and F) having a high Si content are excellent in strength and magnetic properties as in the conventional patent documents, but the impact properties of hot-rolled steel sheets are low and are easily broken. Furthermore, many surface defects were observed on the surface after pickling the hot-rolled steel sheet having a high Si content.
FIG. 1 shows a surface defect (FIG. 1 (a)) and a cross-sectional photograph (FIG. 1 (b)) of a comparative steel (mark E). Since metal Cu is embedded in this surface defect, it is presumed that molten Cu generated during slab heating induced a surface defect during hot rolling. The reason why surface defects did not occur in the steel of the present invention containing almost no Si is not clear, but the inventors infer from the observation of the scale after slab heating as follows. It is inferred that it was difficult to induce surface defects by hot rolling because there was no Si-based low melting point oxide in the scale formed during slab heating and molten Cu did not contact the surface of the slab. A comparative steel (mark D) containing a small amount of Si but hardly containing Ti is excellent in strength and magnetic properties, but is low in toughness after hot-rolled sheet annealing and easily breaks. Since this steel plate has almost no Ti precipitate dispersed therein, it is presumed that the microstructure after annealing is coarsened and the toughness is lowered.

実施例における熱間圧延鋼板の表面欠陥とその断面の写真である。It is a photograph of the surface defect of the hot rolled steel plate in an Example, and its cross section.

Claims (3)

質量%で、C:0.02%以下、Si:1%以下、Mn:1%以下、P:0.2%以下、S:0.03%以下、Al:2%以上4%以下、Ni:0.10%未満、Cu:1%超3%以下ならびに、Ti0.001%以上0.1%以下含有し、残部がFeおよび不純物からなる鋼組成を有することを特徴とする時効熱処理用無方向性電磁鋼板。 In mass%, C: 0.02% or less, Si: 1% or less, Mn: 1% or less, P: 0.2% or less, S: 0.03% or less, Al: 2% or more and 4% or less, Ni : Less than 0.10%, Cu: more than 1% and 3% or less, and Ti : 0.001% or more and 0.1% or less , with the balance being a steel composition comprising Fe and impurities. Non-oriented electrical steel sheet for heat treatment. 請求項1に記載の鋼組成を有し、降伏強度が500MPa以上であることを特徴とする無方向性電磁鋼板。   A non-oriented electrical steel sheet having the steel composition according to claim 1 and having a yield strength of 500 MPa or more. 請求項2に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法であって、請求項1に記載の時効熱処理用無方向性電磁鋼板に時効熱処理を施すことを特徴とする無方向性電磁鋼板の製造方法。   A method for producing a non-oriented electrical steel sheet according to claim 2, wherein the non-oriented electrical steel sheet for aging heat treatment according to claim 1 is subjected to aging heat treatment. .
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