JP6589710B2 - 深絞り性に優れた高ヤング率極薄鋼鈑及びその製造方法 - Google Patents
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板厚断面全厚に占める{111}面方位を有する結晶粒の面積率が60%以上である
ことを特徴とする深絞り性に優れた高ヤング率極薄鋼板。
(i-1)前記(1)又は(2)に記載の成分組成の鋼片を、1100℃以上に加熱して熱間圧延に供し、最終パスでの形状比Lfと最終パスの1段前のパスでの形状比Lf-1の和が下記式(1)を満足するように、かつ、820〜950℃の温度域で熱間圧延を終了し、
(i-2)熱間圧延終了後、熱延鋼板を、10℃/秒以上の冷却速度で冷却し、500℃以下の温度域で巻き取り、
(ii-1)巻き取った熱延鋼板を、酸洗後、圧下率85〜95%で冷間圧延して巻き取り、
(ii-2)巻き取った冷延鋼板を、平均加熱速度10〜200℃/時間で、400〜600℃の温度域に加熱し、次いで、700〜900℃の温度域に1〜60時間保持する
ことを特徴とする深絞り性に優れた高ヤング率極薄鋼板の製造方法。
Lf+Lf-1≦12.0 ・・・(1)
Lf=√{Rf×(tin(f)−tout(f))}÷(2tout(f)+tin(f))/3
Lf:最終パスでの形状比
Rf:最終パスでのロール半径(mm)
tin(f):最終パスでの入側板厚(mm)
tout(f):最終パスでの出側板厚(mm)
Lf-1=√{Rf-1×(tin(f-1)−tout(f-1))}÷(2tout(f-1)+tin(f-1))/3
Lf-1:最終パスの1段前での形状比
Rf-1:最終パスの1段前でのロール半径(mm)
tin(f-1):最終パスの1段前での入側板厚(mm)
tout(f-1):最終パスの1段前での出側板厚(mm)
成分組成が、質量%で、C:0.005〜0.080%、Si:0.50%以下、Mn:0.10〜1.00%、P:0.040%以下、S:0.010%以下、Al:0.010〜0.100%、N:0.0005〜0.010%を含み、残部:鉄及び不可避的不純物からなり、
板厚断面全厚に占める{111}面方位を有する結晶粒の面積率が60%以上である
ことを特徴とする。
(i-1)本発明極薄鋼板の成分組成の鋼片を、1100℃以上に加熱して熱間圧延に供し、最終パスでの形状比Lfと最終パスの1段前のパスでの形状比Lf-1の和が下記式(1)を満足するように、かつ、820〜950℃の温度域で熱間圧延を終了し、
(i-2)熱間圧延終了後、熱延鋼板を、10℃/秒以上の冷却速度で冷却し、500℃以下の温度域で巻き取り、
(ii-1)巻き取った熱延鋼板を、酸洗後、圧下率85〜95%で冷間圧延して巻き取り、
(ii-2)巻き取った冷延鋼板を、平均加熱速度10〜200℃/時間で、400〜600℃の温度域に加熱し、次いで、700〜900℃の温度域に1〜60時間保持する
ことを特徴とする。
Lf+Lf-1≦12.0 ・・・(1)
Lf=√{Rf×(tin(f)−tout(f))}÷(2tout(f)+tin(f))/3
Lf:最終パスでの形状比
Rf:最終パスでのロール半径(mm)
tin(f):最終パスでの入側板厚(mm)
tout(f):最終パスでの出側板厚(mm)
Lf-1=√{Rf-1×(tin(f-1)−tout(f-1))}÷(2tout(f-1)+tin(f-1))/3
Lf-1:最終パスの1段前での形状比
Rf-1:最終パスの1段前でのロール半径(mm)
tin(f-1):最終パスの1段前での入側板厚(mm)
tout(f-1):最終パスの1段前での出側板厚(mm)
まず、本発明極薄鋼板の成分組成の限定理由について説明する。以下、成分組成に係る「%」は、質量%を意味する。
Cは、強度の確保に必要な元素である。Cが0.005%未満であると、強度が得られず、また、高圧下冷延時、{111}面方位以外への歪みの蓄積を促進し、ヤング率を低下させるので、Cは0.005%以上とする。好ましくは0.010%以上、より好ましくは0.015%以上である。
Siは、脱酸元素であるとともに、固溶強化により強度の向上に寄与する元素であり、また、熱延時、スケール疵の原因となるスケールを生成する他、めっきの密着性を阻害する元素でもある。
Mnは、焼鈍中に固溶Cと共存すると、冷延後の焼鈍中の回復を抑制し、{111}面方位の発達を阻害し、ヤング率及びr値の異方性を拡大する作用をなす元素である。
Pは、不純物元素であり、粒界に偏析して延性や靭性を阻害する元素である。Pが0.040%を超えると、延性や靭性が低下するとともに、二次加工性も低下するので、Pは0.040%以下とする。好ましくは0.020%以下、より好ましくは0.015%以下である。
Sは、不純物元素であり、MnSを形成し、熱延時、加工性を阻害する元素である。Sが0.010%を超えると、熱延時の加工性が著しく低下するので、Sは0.010%以下とする。好ましくは0.008%以下、より好ましくは0.006%以下である。
Alは、脱酸元素であるが、一方で、変態点を高める元素である。Alが0.010%未満であると、脱酸効果が得られないので、Alは0.010%以上とする。好ましくは0.025%以上である。
Nは、不純物元素であり、高温でAlNを形成し、焼鈍時の再結晶を阻害する元素である。Nが0.0005%未満であると、製鋼コストが大幅に上昇するので、Nは0.0005%以上とする。好ましくは0.0015%以上、より好ましくは0.0025%以上である。
Moは、Cとの相互作用で、耐常温時効性を高める元素である。Moが0.005%未満であると、添加効果が充分に得られないので、Moは0.005%以上とする。好ましくは0.010%以上である。
Crは、Cとの相互作用で、耐常温時効性を高める元素である。Crが0.005%未満であると、添加効果が充分に得られないので、Crは0.005%以上とする。好ましくは0.010%以上である。
Wは、Cとの相互作用で、耐常温時効性を高める元素である。Wが0.005%未満であると、添加効果が充分に得られないので、Wは0.005%以上とする。好ましくは0.010%以上である。
Cuは、耐食性やスケールの剥離性の向上に寄与する元素である。Cuが0.005%未満であると、添加効果が充分に得られないので、Cuは0.005%以上とする。好ましくは0.010%以上である。
Niは、強度の向上と靭性の向上に寄与する元素である。Niが0.005%未満であると、添加効果が充分に得られないので、Niは0.005%以上とする。好ましくは0.010%以上である。
Caは、介在物の形状を制御し、材質の向上に寄与する元素である。Caが0.0005%未満であると、添加効果が充分に得られないので、Caは0.0005%以上とする。好ましくは0.0010%以上である。
Remは、介在物の形状を制御し、材質の向上に寄与する元素である。Remが0.0005%未満であると、添加効果が充分に得られないので、Remは0.0005%以上とする。好ましくは0.0010%以上である。
Vは、材質を改善し強度の向上に寄与する元素である。Vが0.001%未満であると、添加効果が充分に得られないので、Vは0.001%以上とする。好ましくは0.005%以上である。一方、Vが0.100%を超えると、延性が低下するので、Vは0.100%以下とする。好ましくは0.080%以下である。
次に、板厚断面の全厚において、{111}面方位を有する結晶粒の面積率を60%以上に限定し、さらに、好ましいとして、{110}面方位を有する結晶粒の面積率を3%以下に、{100}面方位を有する結晶粒の面積率を10%以下に規定する理由について説明する。
本発明極薄鋼板の板厚は、特に、特定の板厚範囲に限定されないが、熱延工程における圧延負荷の軽減や、他素材と複合した複合部材の軽量化の点で、0.5mm以下が好ましい。板厚が0.05mm未満であると、ヤング率の向上による、部材剛性の向上への寄与度が小さくなるので、0.05mmが実用上の下限である。より好ましくは0.1mm以上である。
次に、本発明極薄鋼板の機械特性について説明する。本発明極薄鋼板においては、圧延方向、圧延方向と直角の方向、及び、圧延方向に対して45°の方向にて、ヤング率215GPa以上で、かつ、平均ヤング率218GPa以上を確保することができる。
次に、本発明製造方法について説明する。
(i-1)本発明極薄鋼板の成分組成の鋼片を、1100℃以上に加熱して熱間圧延に供し、最終パスでの形状比Lfと最終パスの1段前のパスでの形状比Lf-1の和が下記式(1)を満足するように、かつ、820〜950℃の温度域で熱間圧延を終了し、
(i-2)熱間圧延終了後、熱延鋼板を、10℃/秒以上の冷却速度で冷却し、500℃以下の温度域で巻き取り、
(ii-1)巻き取った熱延鋼板を、酸洗後、圧下率85〜95%で冷間圧延して巻き取り、
(ii-2)巻き取った冷延鋼板を、平均加熱速度10〜200℃/時間で、400〜600℃の温度域に加熱し、次いで、700〜900℃の温度域に1〜60時間保持する
ことを特徴とする。
Lf+Lf-1≦12.0 ・・・(1)
Lf=√{Rf×(tin(f)−tout(f))}÷(2tout(f)+tin(f))/3
Lf:最終パスでの形状比
Rf:最終パスでのロール半径(mm)
tin(f):最終パスでの入側板厚(mm)
tout(f):最終パスでの出側板厚(mm)
Lf-1=√{Rf-1×(tin(f-1)−tout(f-1))}÷(2tout(f-1)+tin(f-1))/3
Lf-1:最終パスの1段前での形状比
Rf-1:最終パスの1段前でのロール半径(mm)
tin(f-1):最終パスの1段前での入側板厚(mm)
tout(f-1):最終パスの1段前での出側板厚(mm)
通常、鋳造後冷却した鋼片を、再度、加熱して、熱間圧延に供するが、鋼片加熱温度は、1100℃以上とする。鋼片加熱温度が1100℃未満であると、鋼片を効率良く均一に加熱することが困難となり、巻き取った熱延鋼板の機械特性が不均一になるので、熱間圧延に供する鋼片の加熱温度は1100℃以上とする。
形状比の和(Lf+Lf-1):12.0以下
熱延終了温度:820〜950℃
熱間圧延の終了段階では、最終パスでの形状比Lfと、最終パスの1段前のパスでの形状比Lf-1の和(以下「形状比和」ということがある。)を12.0以下とする。
冷却速度:10℃/秒以上
巻取温度:500℃以下
熱延終了後の冷却速度が10℃/秒未満であると、冷却途中に炭化物が生成し、結晶粒方位がランダム化するので、冷却速度は10℃/秒以上とする。好ましくは20℃/秒以上、より好ましくは40℃/秒以上である。
圧下率:85〜95%
巻き取った熱延鋼板を巻き戻して、酸洗し、冷間圧延に供する。圧下率は85〜95%とする。圧下率が85%未満であると、{110}面方位の結晶粒が発達し、ヤング率の異方性、及び、r値の異方性が増大するので、圧下率は85%以上とする。好ましくは87%以上、より好ましくは89%以上である。
平均加熱速度:10〜200℃/時間
加熱温度域:400〜600℃
保持温度域:700〜900℃
保持時間:1〜60時間
表1に示す成分組成の溶鋼を鋳造して鋼片を製造した。表1の空欄は、分析値が検出限界未満であったことを意味する。
平均r値=(rL+2×r45+rC)/4
rL:圧延方向のr値
r45:圧延方向に対し45°の方向のr値
rC:圧延方向に直角の方向のr値
平均ヤング率=(EL+2×E45+EC)/4
EL:圧延方向のヤング率
E45:圧延方向に対し45°の方向のヤング率
EC:圧延と直角の方向のヤング率
Claims (6)
- 成分組成が、質量%で、C:0.005〜0.080%、Si:0.50%以下、Mn:0.10〜1.00%、P:0.040%以下、S:0.010%以下、Al:0.010〜0.100%、N:0.0005〜0.010%を含み、残部:鉄及び不可避的不純物からなり、
板厚断面の全厚に占める{111}面方位を有する結晶粒の面積率が60%以上である
ことを特徴とする深絞り性に優れた高ヤング率極薄鋼板。 - 前記成分組成が、さらに、質量%で、Mo:0.005〜0.100%、Cr:0.005〜0.500%、W:0.005〜0.500%、Cu:0.005〜0.500%、Ni:0.005〜0.500%、Ca:0.0005〜0.100%、Rem:0.0005〜0.100%、V:0.001〜0.100%の1種又は2種以上を含むことを特徴とする請求項1に記載の深絞り性に優れた高ヤング率極薄鋼板。
- 前記板厚断面の全厚に占める{110}面方位を有する結晶粒の面積率が3%以下、{100}面方位を有する結晶粒の面積率が10%以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の深絞り性に優れた高ヤング率極薄鋼板。
- 前記板厚が0.5mm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の深絞り性に優れた高ヤング率極薄鋼鈑。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の深絞り性に優れた高ヤング率極薄鋼鈑を製造する製造方法であって、
(i-1)請求項1又は2に記載の成分組成の鋼片を、1100℃以上に加熱して熱間圧延に供し、最終パスでの形状比Lfと最終パスの1段前のパスでの形状比Lf-1の和が下記式(1)を満足するように、かつ、820〜950℃の温度域で熱間圧延を終了し、
(i-2)熱間圧延終了後、熱延鋼板を、10℃/秒以上の冷却速度で冷却し、500℃以下の温度域で巻き取り、
(ii-1)巻き取った熱延鋼板を、酸洗後、圧下率85〜95%で冷間圧延して巻き取り、
(ii-2)巻き取った冷延鋼板を、平均加熱速度10〜200℃/時間で、400〜600℃の温度域に加熱し、次いで、700〜900℃の温度域に1〜60時間保持する
ことを特徴とする深絞り性に優れた高ヤング率極薄鋼板の製造方法。
Lf+Lf-1≦12.0 ・・・(1)
Lf=√{Rf×(tin(f)−tout(f))}÷(2tout(f)+tin(f))/3
Lf:最終パスでの形状比
Rf:最終パスでのロール半径(mm)
tin(f):最終パスでの入側板厚(mm)
tout(f):最終パスでの出側板厚(mm)
Lf-1=√{Rf-1×(tin(f-1)−tout(f-1))}÷(2tout(f-1)+tin(f-1))/3
Lf-1:最終パスの1段前での形状比
Rf-1:最終パスの1段前でのロール半径(mm)
tin(f-1):最終パスの1段前での入側板厚(mm)
tout(f-1):最終パスの1段前での出側板厚(mm) - 前記冷延鋼板の板厚が0.5mm以下であることを特徴とする請求項5に記載の深絞り性に優れた高ヤング率極薄鋼鈑の製造方法。
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JP2016058410A JP6589710B2 (ja) | 2016-03-23 | 2016-03-23 | 深絞り性に優れた高ヤング率極薄鋼鈑及びその製造方法 |
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