JP6206489B2 - スポット溶接性に優れた高強度低比重鋼板 - Google Patents
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Description
本願は、2013年5月1日に、日本に出願された特願2013−96428号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本発明の要旨は、以下の通りである。
(2)上記(1)に記載のスポット溶接性に優れた鋼板は、更に、質量%で、Nb:0.300%以下、V:0.50%以下、Cr:3.00%以下、Mo:3.00%以下、Ni:5.00%以下、Cu:3.00%以下、B:0.0100%以下、Ca:0.0100%以下、Mg:0.0100%以下、Zr:0.0500%以下、REM:0.0500%以下からなる群から選択される1種または2種以上の元素を含有してもよい。
Cは、凝固組織を微細な等軸晶組織とするために必須の元素である。そのため、C含有量は0.100%超とする。一方、C含有量が0.500%を超えると、鋼板の靭性やアーク溶接性が劣化する。したがって、C含有量は、0.100%超、0.500%以下とする。C含有量の下限は、好ましくは0.150%であり、より好ましくは0.200%であり、更に好ましくは0.250%である。C含有量の上限は、好ましくは0.400%であり、より好ましくは0.300%であり、更に好ましくは0.200%である。
Tiは、凝固組織を微細な等軸晶組織とするために必須の元素である。そのため、Ti含有量は0.100%超とする。一方、Ti含有量が1.000%を超えると、鋼板の靭性を劣化させる。したがって、Ti含有量は、0.100%超、1.000%以下とする。より微細な等軸晶組織を得るためには、Ti含有量の下限を0.300%とすることが好ましく、0.350%とすることがより好ましく、0.400%とすることが更に好ましい。Ti含有量の上限は、好ましくは0.900%であり、より好ましくは0.800%であり、更に好ましくは0.700%である。
なお、凝固組織を微細な等軸晶組織とするために、C含有量とTi含有量との和、即ち、C+Tiを、0.200%超、1.500%以下とする。C+Tiの下限は、好ましくは0.300%であり、より好ましくは0.400%であり、更に好ましくは0.500%である。C+Tiの上限は、好ましくは1.300%であり、より好ましくは1.200%であり、更に好ましくは1.000%である。
Alは、鋼板の低比重化を達成するための必須の元素である。Al含有量が3.0%未満では、低比重化の効果が不十分であり、比重を7.5未満とすることができない。一方、Al含有量が10.0%を超えると、金属間化合物の析出が顕著となり延性、加工性及び靭性が劣化する。したがって、Al含有量は、3.0%以上、10.0%以下とする。より良好な延性を得るためには、Al含有量の上限を6.0%とすることが好ましく、5.5%とすることがより好ましく、5.0%とすることが更に好ましい。低比重化の効果を好適に得るためには、Al含有量の下限を3.5%とすることが好ましく、3.7%とすることがより好ましく、4.0%とすることが更に好ましい。
Siは、鋼板の靭性を劣化させる元素であり、鋼板のSi含有量を低減させる必要がある。そのため、Si含有量の上限は、0.20%未満、好ましくは0.15%とする。一方、Si含有量の下限は、現状の精錬技術と製造コストを考慮し、0.0001%とする。
なお、Al含有量とSi含有量との積、即ち、Al×Siを、0.8以下、好ましくは0.7以下、より好ましくは0.6以下とすることにより、極めて良好な靭性を得ることができる。Al×Siは、可能な限り低くすることが望ましく、下限は規定しないが、精錬技術と製造コストを考慮し、0.03とすることが好ましい。
Mnは、MnSを形成して固溶Sによる粒界脆化を抑制するために有効な元素である。しかし、Mn含有量が0.20%以下では、その効果が発現されない。一方、Mn含有量が0.50%を超えるとスポット溶接性が劣化する。したがって、Mn含有量は0.20%超、0.50%以下とする。Mn含有量の下限は、好ましくは0.22%であり、より好ましくは0.24%であり、更に好ましくは0.26%である。Mn含有量の上限は、好ましくは0.40%であり、より好ましくは0.35%であり、更に好ましくは0.30%である。
Pは、粒界に偏析して粒界強度を低下させ、鋼板の靱性及び溶接性を劣化させる不純物元素であり、鋼板中のP含有量を低減させることが望ましい。そのため、P含有量の上限を0.0200%とする。また、P含有量の下限は、現状の精錬技術と製造コストを考慮し、0.00001%とする。ただし、より良好な溶接性を確保するためには、P含有量の上限を0.0050%とすることが好ましく、0.0040%とすることがより好ましく、0.0030%とすることが更に好ましい。
Mn+100×P≦1.0
なお、Mn含有量とP含有量を、Mn+100×P≦1.0、とすることにより、良好なスポット溶接性を得ることができる。Mn+100×Pが低すぎると粒界脆化が生じるため、Mn+100×Pの下限は0.2とすることが望ましい。
Sは、鋼板の熱間加工性及び靭性を劣化させる不純物元素であり、鋼板中のS含有量を低減させることが望ましい。そのため、S含有量の上限を0.0100%とする。S含有量の上限は、好ましくは0.0080%であり、より好ましくは0.0065%であり、更に好ましくは0.0050%である。また、S含有量の下限は、現状の精錬技術と製造コストを考慮し、0.00001%とする。
Nは、Tiと窒化物及び/又は炭窒化物、即ち、TiN及びTi(C、N)を形成して、凝固組織を微細な等軸晶組織とするために必須の元素である。この効果は、N含有量が0.0030%未満では発現されない。また、N含有量が0.0100%を超えると、粗大なTiNの生成により靭性が劣化する。したがって、N含有量は0.0030%以上、0.0100%以下とする。N含有量の下限は、好ましくは0.0035%であり、より好ましくは0.0040%であり、更に好ましくは0.0045%である。N含有量の上限は、好ましくは0.0080%であり、より好ましくは0.0065%であり、更に好ましくは0.0050%である。
Nbは、微細な炭窒化物を形成する元素であり、結晶粒の粗大化の抑制に有効である。鋼板の靭性を高めるには、0.005%以上のNbを添加することが好ましい。しかし、Nbを過剰に添加すると析出物が粗大になり、鋼板の靭性が劣化することがある。したがって、Nb含有量は、0.300%以下とすることが好ましい。
Vは、Nbと同様、微細な炭窒化物を形成する元素である。結晶粒の粗大化を抑制し、鋼板の靭性を高めるには、0.01%以上のVを添加することが好ましい。V含有量が0.50%を超えると、靭性が劣化することがある。そのため、V含有量の上限は0.50%が好ましい。
Mo:3.00%以下、
Ni:5.00%以下、
Cu:3.00%以下、
Cr、Mo、Ni、Cuは、鋼板の延性及び靭性を向上させるために有効な元素である。しかし、Cr含有量、Mo含有量、Cu含有量は、それぞれ3.00%を超えると、強度の上昇によって、靭性を損なうことがある。また、Ni含有量は5.00%を超えると、強度の上昇によって、靭性を損なうことがある。したがって、Cr含有量の上限は3.00%、Mo含有量の上限は3.00%、Ni含有量の上限は5.00%、Cu量の上限は3.00%が好ましい。また、鋼板の延性及び靭性を向上させるには、Cr含有量は0.05%以上、Mo含有量は0.05%以上、Ni含有量は0.05%以上、Cu含有量は0.10%以上が好ましい。
Bは粒界に偏析し、P及びSの粒界偏析を抑制する元素である。しかし、B含有量が0.0100%を超えると、析出物を生じて、熱間加工性を損なうことがある。したがって、B含有量を0.0100%以下とする。より好ましくはB含有量を0.0020%以下とする。なお、粒界の強化によって、鋼板の延性、靭性及び熱間加工性を向上させるためには、B含有量は0.0003%以上が好ましい。
尚、BはPと同様、粒界に偏析し易い元素であり、粒界腐食を抑える効果を得るためにP、Bの合計含有量を0.0050%以下とすることが好ましく、0.0045%以下とすることがより好ましい。P、Bの合計含有量の下限値は脱燐コストを考慮すると0.00001%とすることが好ましく、0.0004%とすることが更に好ましい。
Mg:0.0100%以下
Zr:0.0500%以下
REM:0.0500%以下
Ca、Mg、Zr、REMは、硫化物の形態を制御し、Sに起因する鋼板の熱間加工性や靭性の劣化を抑制することに有効な元素である。しかし、過剰に添加しても効果が飽和するため、Ca含有量は0.0100%以下、Mg含有量は0.0100%以下、Zr含有量は0.0500%以下、REM含有量は0.0500%以下とすることが好ましい。また、鋼板の靭性を向上させるには、Ca含有量は0.0010%以上、Mg含有量は0.0005%以上、Zr含有量は0.0010%以上、REM含有量は0.0010%以上とすることが好ましい。
(実施例1)
表1に示す化学組成を有する鋼を、溶鋼過熱度40℃で鋳造し、表2に示す条件で熱間圧延した。板厚は2.3mmとした。
表1に示す化学組成を有する鋼を、溶鋼過熱度40℃で鋳造し、表2に示す条件で熱間圧延した熱延鋼板について、表3に示す条件で冷間圧延及び焼鈍を行った。板厚は1.2mmとした。
Claims (2)
- 質量%で、
C :0.100%超、0.500%以下、
Si:0.0001%以上、0.20%未満、
Mn:0.20%超、0.50%以下、
Al:3.0%以上、10.0%以下、
N :0.0030%以上、0.0100%以下、
Ti:0.100%超、1.000%以下、
P :0.00001%以上、0.0200%以下、
S :0.00001%以上、0.0100%以下
を含有し、質量%で、前記C及び前記Tiの含有量の和が、
0.200<C+Ti≦1.500
を満足し、質量%で、前記Al及び前記Siの含有量の積が、
Al×Si≦0.8
を満足し、さらに、
前記Mn及び前記Pの含有量が、
Mn+100×P≦1.0
を満足し、
残部がFe及び不純物からなり、
比重が5.5以上7.5未満である
ことを特徴とするスポット溶接性に優れた鋼板。 - 更に、質量%で、
Nb:0.300%以下、
V :0.50%以下、
Cr:3.00%以下、
Mo:3.00%以下、
Ni:5.00%以下、
Cu:3.00%以下、
B:0.0100%以下、
Ca:0.0100%以下、
Mg:0.0100%以下、
Zr:0.0500%以下、
REM:0.0500%以下
からなる群から選択される1種または2種以上の元素を含有することを特徴とする請求項1に記載のスポット溶接性に優れた鋼板。
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