JP5694562B2 - 耐時効性に優れた熱延鋼板の製造方法及びこれにより製造された熱延鋼板 - Google Patents
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Description
フルーティング(fluting)とは、加工の際に加工部が曲がる現象のことをいう。フルーティングが発生すると、成形部の形状維持が困るため、実際の工程では厳しく制限されるべきである。
また、根本的に、中低炭素鋼では、フルーティングなどの曲がり現象を抑制することが困るものと知られている。よって、家電および自動車などのように厳格な形状凍結性及び加工性が要求される場合、加工の際に曲がり現象を抑制することが可能な方案の樹立が求められている。
また、前記鋼の成分は3.5≦[(B(ppm)×Al(%)×Co(%))/N(%)]≦18を満足するようにすることが好ましい。
また、前記熱延鋼板は、前記組成からなる鋼を860〜950℃で仕上げ圧延し、前記仕上げ圧延した鋼を秒当り30〜100℃の冷却速度で冷却し、前記冷却後に580〜680℃の温度で巻き取ることが好ましい。
また、前記ショットブラストによって表面粗さ指数比(Rmax/Ra)を12〜23とすることが好ましい。
また、前記鋼の成分は3.5≦[(B(ppm)×Al(%)×Co(%))/N(%)]≦18を満足することが好ましい。
また、前記ショットブラスト処理によって生成された変形フェライト組織は、前記熱延鋼板の厚さ方向に3〜10%を占める。
上述したように、本発明の熱延鋼板は、耐時効性、加工性及び塗装性を同時に満足させて家電や自動車用に使用できる高付加価値の熱延鋼板について研究及び実験を重ねて本発明を完成させたものであって、本発明に係る鋼成分は次のように制御することが好ましい。
まず、質量%で、炭素(C)0.01〜0.12%、マンガン(Mn)0.1〜0.5%、リン(P)0.025%以下(0%除外)、硫黄(S)0.02%以下(0%除外)、アルミニウム(Al)0.03〜0.15%、ボロン(B)0.0005〜0.0020%、コバルト(Co)0.01〜0.05%、窒素(N)0.002〜0.008%を含有し、残部が鉄(Fe)及びその他の不可避な不純物からなる鋼から通常の熱延プロセスにしたがって熱延鋼板を製造し、その熱延鋼板の表面にショットボールのサイズ0.10〜0.40mm、ブラストの噴射速度40〜65m/secでショットブラストを行う。
このような効果を達成するためには、ショットブラストに使用されるショットボールのサイズを0.10〜0.40mmに制御することが好ましい。なぜなら、ショットボールのサイズが0.10mm未満の場合は、表面層の機械的剥離効果が小さくて適切な残留応力の効果を得ることが困難であり、ショットボールのサイズが0.40mmを超えると、表面の最大粗さが急激に上昇して加工の際に亀裂発生の要因として作用するためである。
一方、ショットブラストの噴射速度は40〜65m/secに制御することが好ましい。なぜなら、噴射速度が40m/sec未満の場合は、表面層に作用するショットボールの衝撃圧力が低いため、所望の耐時効性の確保が困難であり、噴射速度が65m/secを超えると、表面硬化層の深さが素材の厚さ方向に10%を超えて不均一な加工を誘発する原因になるためである。
まず、下記表1のような組成からなるそれぞれの鋼(発明鋼3種、比較鋼3種)を設け、1250℃の加熱炉で2時間再加熱した後、表2に示された熱延条件によって熱間圧延を行った。そして、製造された各鋼種別物性及び機械的特性を測定した。結果を表3に示す。
加工性は曲げ加工試験片に対して亀裂(Crack)長さを測定し、下記表4のように5段階に区分し、1段階を良好、2〜3段階を普通、4〜5段階を不良とそれぞれ表示した。
発明例1〜5は本発明に係る鋼成分の制御、熱延プロセス及びショットブラスト工程条件を全て満足する場合である。全ての発明例で降伏点延伸現象が発生しておらず、表面粗さ指数比(Rmax/Ra)も12〜23内外であって管理範囲を満足し、加工の際に曲がり現象が発生しないため、優れた耐時効性を確保することができた。しかも、曲げ加工の際にも加工亀裂が発生しないため、高い加工性及び塗装性を示すので、優れた熱延鋼板及びメッキ用原板の製造が可能であった。
しかも、元素間の成分比[(B(ppm)×Al(%)×Co(%))/N(%)]が0.00であり、炭窒化物形成元素であるTiを含んでいない比較例2をみれば、全体的に時効現象の発生による加工性の確保が困るうえ、強度も低くて加工の際に形状凍結性が劣化するという問題点が発生した。これに対し、元素間の成分比[(B(ppm)×Al(%)×Co(%))/N(%)]が0.00であり、炭窒化物形成元素であるTiを含む比較例3は強度の確保は可能であるが、本発明に係る製造プロセス及びショットブラスト条件を適用しても、目標とする耐時効性及び塗装性を確保することができなかった。
Claims (7)
- 質量%で、炭素(C)0.01〜0.12%、マンガン(Mn)0.1〜0.5%、リン(P)0.025%以下(0%除外)、硫黄(S)0.02%以下(0%除外)、アルミニウム(Al)0.03〜0.15%、ボロン(B)0.0005〜0.0020%、コバルト(Co)0.01〜0.05%、窒素(N)0.002〜0.008%を含有し、残部が鉄(Fe)及びその他の不可避な不純物からなる鋼で製造された熱延鋼板の表面にショットボールのサイズ0.10〜0.40mm、ブラストの噴射速度40〜65m/secでショットブラストを行うことを含む、耐時効性に優れた熱延鋼板の製造方法であって、
前記鋼の成分が3.5≦[(B(ppm)×Al(%)×Co(%))/N(%)]≦18を満足することを特徴とする、製造方法。 - 前記熱延鋼板は前記組成からなる鋼を860〜950℃で仕上げ圧延することを特徴とする、請求項1に記載の耐時効性に優れた熱延鋼板の製造方法。
- 前記熱延鋼板は前記仕上げ圧延した鋼を秒当り30〜100℃の冷却速度で冷却することを特徴とする、請求項2に記載の耐時効性に優れた熱延鋼板の製造方法。
- 前記熱延鋼板は前記冷却後に580〜680℃の温度で巻き取ることを特徴とする、請求項3に記載の耐時効性に優れた熱延鋼板の製造方法。
- 前記ショットブラストによって表面粗さ指数比(Rmax/Ra)を12〜23とすることを特徴とする、請求項1に記載の耐時効性に優れた熱延鋼板の製造方法。
- 質量%で、炭素(C)0.01〜0.12%、マンガン(Mn)0.1〜0.5%、リン(P)0.025%以下、硫黄(S)0.02%以下、アルミニウム(Al)0.03〜0.15%、ボロン(B)0.0005〜0.0020%、コバルト(Co)0.01〜0.05%、窒素(N)0.002〜0.008%を含有し、残部が鉄(Fe)及びその他の不可避な不純物からなる鋼で製造され、ショットブラスト処理によって表面粗さ指数比(Rmax/Ra)が12〜23であり、
前記鋼の成分が3.5≦[(B(ppm)×Al(%)×Co(%))/N(%)]≦18を満足する
ことを特徴とする、耐時効性に優れた熱延鋼板。 - 前記ショットブラスト処理によって生成された変形フェライト組織が前記熱延鋼板の厚さ方向に3〜10%を占めることを特徴とする、請求項6に記載の耐時効性に優れた熱延鋼板。
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