JP5810714B2 - 高強度高加工性缶用鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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Description
特許文献2には、低炭素鋼中の固溶N量および固溶C量を規定することによる、フランジ加工性に優れたDR材が開示されている。
加工性と強度を両立するためには、適切な量のNを添加して強度を付与しつつ、焼鈍後の二次冷間圧延率を適切な範囲に制限して加工性を確保することが有効である。
また、熱間圧延前のスラブ再加熱温度が低いと、鋳造後に析出したAlNの再溶解が十分に行われず、熱間圧延後の巻き取り温度が高いと、析出するAlNが過多となる。いずれの場合も強度を担う固溶Nが不足するため、スラブ再加熱温度や巻き取り温度も適切な温度範囲に制限する必要がある。
さらに、焼鈍温度と焼鈍時間を適切な範囲に制限することで、強度と加工性の良好なバランスが実現できる。
[1]質量%で、C:0.001%以上0.080%以下、Si:0.003%以上0.100%以下、Mn:0.10%以上0.80%以下、P:0.001%以上0.100%以下、S:0.001%以上0.020%以下、Al:0.005%以上0.100%以下、N:0.0050%以上0.0150%以下、B:0.0002%以上0.0050%以下を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなり、さらに、圧延方向断面において、結晶粒の展伸度が5.0以上である結晶粒を面積率にして0.01〜1.00%含むことを特徴とする高強度高加工性缶用鋼板。
[2]質量%で、C:0.001%以上0.080%以下、Si:0.003%以上0.100%以下、Mn:0.10%以上0.80%以下、P:0.001%以上0.100%以下、S:0.001%以上0.020%以下、Al:0.005%以上0.100%以下、N:0.0050%以上0.0150%以下、B:0.0002%以上0.0050%以下を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなる鋼を、連続鋳造によりスラブとし、スラブ再加熱温度を1200℃以上として熱間圧延を行った後に650℃未満の温度で巻き取り、次いで、一次冷間圧延を行い、引き続き、均熱温度680〜760℃、均熱時間10〜20秒で連続焼鈍を行い、次いで、20%以下の圧延率で二次冷間圧延を行うことを特徴とする高強度高加工性缶用鋼板の製造方法。
なお、本明細書において、鋼の成分を示す%は、すべて質量%である。
その結果、原板(鋼板)の加工性向上により、3ピース缶のフランジ加工時に割れを生じず、板厚の薄いDR材による製缶が可能となり、缶用鋼板の大幅な薄肉化が達成される。
本発明の缶用鋼板は、引張強度が520MPa以上でかつ破断伸びが7%以上の高強度高加工性缶用鋼板である。そして、このような鋼板は、0.0050%以上0.0150%以下のNを含有する鋼を用いて、熱間圧延前のスラブ再加熱温度、熱間圧延後の巻き取り温度、焼鈍温度、焼鈍時間および二次冷間圧延率を適正な条件に設定することにより、製造することが可能となる。
C: 0.001%以上0.080%以下
C量が0.080%を超えると加工性が悪化し、冷間圧延性も低下する。また、鋳造時に亜包晶割れが生じやすくなり、スラブ手入れなどのコスト増の可能性がある。このため、C量は0.080%以下とする。一方、C量が0.001%未満になると結晶粒の粗大化が顕著になり、加工部における肌荒れ不良の生じる危険性が増大する。従って、C量は0.001%以上0.080%以下とする。
Si量が0.100%を超えると、表面処理性の低下、耐食性の劣化等の問題を引き起こすので、上限は0.100%とする。一方、0.003%未満とするには精錬コストが過大となるため、下限は0.003%とする。
Mnは、Sによる熱延中の赤熱脆性を防止し、結晶粒を微細化する作用を有し、望ましい材質を確保する上で必要な元素である。これらの効果を発揮するためには少なくとも0.10%以上の添加が必要である。一方、Mnを多量に添加し過ぎると、耐食性が劣化し、また鋼板が過剰に硬質化するので、上限は0.80%とする。
Pは、鋼を硬質化させ、加工性を悪化させると同時に、耐食性をも悪化させる有害な元素である。そのため、上限は0.100%とする。一方、Pを0.001%未満とするには脱Pコストが過大となる。よって、下限は0.001%とする。
Sは、鋼中で介在物として存在し、加工性の低下、耐食性の劣化をもたらす有害な元素である。そのため、上限は0.020%とする。一方、Sを0.001%未満とするには脱Sコストが過大となる。よって、下限は0.001%とする。
Alは、製鋼時の脱酸材として必要な元素である。添加量が少ないと、脱酸が不十分となり、介在物が増加し、加工性が劣化する。含有量が0.005%以上であれば十分に脱酸が行われているとみなすことができる。一方、含有量が0.100%を超えると、アルミナクラスターなどに起因する表面欠陥の発生頻度が増加する。よって、Al量は0.005%以上0.100%以下とする。
本発明の缶用鋼板においては、二次冷間圧延率を抑えて伸びを確保する一方、N量を高めとすることで高強度に寄与する。N量が0.0050%未満であると、鋼板の薄肉化による顕著な経済効果を得るために必要な引張強度520MPaが得られない。したがって、N量は0.0050%以上とする。一方、N量が0.0150%を超えると過剰に硬質となり、加工性を確保したまま二次冷間圧延で薄い鋼板を製造することが困難となる。したがって、N量は0.0150%以下とする。
Bは溶接部近傍の熱影響部における粒成長を抑制し、局所的な強度低下によるフランジ加工時の割れを防ぐ効果がある。このような割れを防止する効果を十分に得るためには、B量は0.0002%以上必要である。一方、0.0050%を超えても更なる効果は望めず、コスト高となる。したがって、B量は0.0002%以上0.0050%以下とする。
結晶粒の面積率は文献「JIS G 0555 附属書1」に示される点算法により測定することができる。これは鋼材中の非金属介在物の面積率測定を目的としているが、上記のような特定形状の結晶粒の面積率測定にも用いることができる。また、顕微鏡写真と任意の画像解析装置を用いて面積率を測定することも可能である。
本発明の高強度高加工性缶用鋼板は、連続鋳造によって製造された上記組成からなる鋼スラブを用い、熱間圧延前のスラブ再加熱温度を1200℃以上とし、熱間圧延を行った後に650℃未満の温度で巻き取り、次いで、一次冷間圧延を行い、引き続き、均熱温度680〜760℃、均熱時間10〜20秒で連続焼鈍を行い、次いで、20%以下の圧延率で二次冷間圧延を行うことで製造される。
熱間圧延前のスラブ再加熱温度が1200℃未満であると、鋳造後に析出したAlNの再溶解が十分に行われず、強度を担う固溶N量が不足となる。よって、熱間圧延前のスラブ再加熱温度は1200℃以上とする。好ましくは、1200〜1300℃である。
熱間圧延後の巻き取り温度が650℃以上であると、AlNが過剰に析出し、強度を担う固溶N量が不足となる。よって、熱間圧延後の巻き取り温度は650℃未満とする。好ましくは、580〜620℃である。
一次冷間圧延率は特に限定しないが、最終的に極薄の鋼板を得るためには一次冷間圧延の圧延率はある程度大きい必要がある。すなわち、熱間圧延率を大きくすることは上述の理由から好ましくなく、二次冷間圧延率は後述する理由により制限する必要がある。したがって、一次冷間圧延率は85%超えが好ましい。さらに好ましくは、89〜92%である。
焼鈍は連続焼鈍により行い、均熱温度は680〜760℃、均熱時間は10〜20秒とする。均熱温度が680℃未満、または均熱時間が10秒未満であると、圧延方向断面における展伸度が5.0以上である結晶粒の面積率が1.00%を超えてしまい、加工性が不十分となる。また、均熱温度が760℃超え、または均熱時間が20秒超えであると、圧延方向断面における展伸度が5.0以上である結晶粒の面積率が0.01%未満となり、加工性向上の効果が得られない。
二次冷間圧延率は20%以下とする。二次冷間圧延率が20%を超えると、加工硬化が過大となり、7%以上の破断伸びが得られなくなる。したがって、二次冷間圧延率は20%以下とする。好ましくは、10%以上20%以下である。
二次冷間圧延以降は、めっき等の工程を常法通り行い、缶用鋼板として仕上げる。
以上により得られた鋼板にSnめっきを両面に連続的に施して、片面Sn付着量2.8g/m2のぶりきを得た。
得られた結果を表3に示す。
Claims (2)
- 質量%で、C:0.001%以上0.080%以下、Si:0.003%以上0.100%以下、Mn:0.10%以上0.80%以下、P:0.001%以上0.100%以下、S:0.001%以上0.020%以下、Al:0.005%以上0.100%以下、N:0.0050%以上0.0150%以下、B:0.0002%以上0.0050%以下を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなり、
さらに、圧延方向断面において、結晶粒の展伸度が5.0以上である結晶粒を面積率にして0.01〜1.00%含み、圧延直角方向の引張強度が520MPa以上であり、圧延直角方向の破断伸びが7%以上であることを特徴とする高強度高加工性缶用鋼板。 - 質量%で、C:0.001%以上0.080%以下、Si:0.003%以上0.100%以下、Mn:0.10%以上0.80%以下、P:0.001%以上0.100%以下、S:0.001%以上0.020%以下、Al:0.005%以上0.100%以下、N:0.0050%以上0.0150%以下、B:0.0002%以上0.0050%以下を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなる鋼を、連続鋳造によりスラブとし、スラブ再加熱温度を1200℃以上として熱間圧延を行った後に650℃未満の温度で巻き取り、次いで、一次冷間圧延を行い、引き続き、均熱温度680〜760℃、均熱時間10〜20秒で連続焼鈍を行い、次いで、20%以下の圧延率で二次冷間圧延を行うことを特徴とする、圧延方向断面において、結晶粒の展伸度が5.0以上である結晶粒を面積率にして0.01〜1.00%含み、圧延直角方向の引張強度が520MPa以上であり、圧延直角方向の破断伸びが7%以上である高強度高加工性缶用鋼板の製造方法。
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