JP6848848B2 - 熱延鋼板及び化成処理熱延鋼板 - Google Patents
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Description
また、特許文献2には、Siを0.001〜3.0%、Crを0.001〜2.0%含有する熱延鋼板に対し、製造時の熱処理条件を制御し、結晶粒界や結晶粒内に酸化物を生成させることで化成処理性を改善する方法が開示されている。
また、特許文献3には、Siを1.5%以下、Mnを1.0〜3.0%、Crを0.3〜2.0%含有する熱延鋼板に対し、製造時の熱処理条件および酸洗条件を制御し、表層部のCr濃度を1.0%以下に制御することで化成処理性を改善する方法が開示されている。
本発明は、このような知見に基づきなされたものであり、その要旨は以下の通りである。
[2]上記[1]の熱延鋼板において、粉末状のFe酸化物がFe2O3であることを特徴とする熱延鋼板。
[3]上記[1]又は[2]の熱延鋼板において、引張強さTSが590MPa以上であることを特徴とする熱延鋼板。
[4]酸洗後の熱延鋼板の表面に、平均粒子径が3μm以下の粉末状のFe酸化物を50〜3000mg/m2の付着量で付着させることを特徴とする熱延鋼板の製造方法。
[6]上記[4]の製造方法において、粉末状のFe酸化物を熱延鋼板の表面に乾式で接触させることにより鋼板表面に付着させることを特徴とする請求項4に記載の熱延鋼板の製造方法。
[7]上記[4]〜[6]のいずれかの製造方法において、粉末状のFe酸化物がFe2O3であることを特徴とする熱延鋼板の製造方法。
[8]上記[4]〜[7]のいずれかの製造方法において、熱延鋼板の引張強さTSが590MPa以上であることを特徴とする熱延鋼板の製造方法。
[10]上記[9]の化成処理熱延鋼板において、粉末状のFe酸化物がFe2O3であることを特徴とする化成処理熱延鋼板。
[11]上記[9]又は[10]の化成処理熱延鋼板において、引張強さTSが590MPa以上であることを特徴とする化成処理熱延鋼板。
[13]上記[12]の製造方法において、粉末状のFe酸化物の分散液を熱延鋼板の表面に塗布した後、乾燥させることにより、粉末状のFe酸化物を鋼板表面に付着させることを特徴とする化成処理熱延鋼板の製造方法。
[14]上記[12]の製造方法において、粉末状のFe酸化物を熱延鋼板の表面に乾式で接触させることにより鋼板表面に付着させることを特徴とする化成処理熱延鋼板の製造方法。
[15]上記[12]〜[14]のいずれかの製造方法において、粉末状のFe酸化物がFe2O3であることを特徴とする化成処理熱延鋼板の製造方法。
[16]上記[12]〜[15]のいずれかの製造方法において、熱延鋼板の引張強さTSが590MPa以上であることを特徴とする化成処理熱延鋼板の製造方法。
図1は、本発明の熱延鋼板の表面のSEM画像であり、濃い色の部分が鋼板面、薄い色の粒状のものが鋼板面に付着しているFe酸化物粉である。
ここで、Fe酸化物粉の平均粒子径は、レーザー回折・散乱法で測定される粒度分布に基づいて求めることができる。すなわち、同法でFe酸化物粉の粒度分布を測定し、この粒度分布に基づいて求められる算術平均径(体積平均径)をFe酸化物粉の平均粒子径とする。
なお、鋼板面にFe酸化物粉が付着した熱延鋼板について、そのFe酸化物粉の平均粒子径を測定するには、例えば、鋼板を超音波洗浄することで鋼板面に付着したFe酸化物粉を剥離させて回収し、この回収したFe酸化物粉についてレーザー回折・散乱法による上記手法で平均粒子径を求めればよい。
上述したように高強度熱延鋼板は化成処理性が劣る傾向があり、本発明ではその化成処理性を改善できることから、本発明は引張強さTSが590MPa以上の高強度熱延鋼板及びこれを下地鋼板とする化成処理鋼板に特に好適である。
まず、通常の方法にしたがい、上記成分組成を有するスラブを加熱して熱間圧延した後、酸洗によりスケールを除去し、素材となる熱延鋼板とする。スラブ加熱、熱間圧延、酸洗の各条件に特別な制限はなく、適宜な条件を設定して実施すればよい。次いで、スケールを除去した熱延鋼板の表面にFe酸化物粉を付着させる。熱延鋼板の表面にFe酸化物粉を付着させる方法は特に限定されないが、一般には下記(i)、(ii)のいずれかの方法が採られる。
(i)Fe酸化物粉の分散液を熱延鋼板の表面に塗布した後、乾燥させることにより、Fe酸化物粉を鋼板表面に付着させる方法。
(ii)Fe酸化物粉を熱延鋼板の表面に乾式で接触させることにより鋼板表面に付着させる方法。
上記(ii)の方法としては、例えば、(a)Fe酸化物粉を鋼板表面にこすり付ける方法、(a)静電粉体塗装のように帯電させたFe酸化物粉を静電気で鋼板表面に付着させる方法、(b)鋼板をFe酸化物粉中に浸漬させる方法、などが挙げられるが、これらに限定されない。
連続ラインでの操業を考えた場合には、上記(i)の方法が好ましく、分散液中のFe酸化物粉濃度や塗布量を調整することにより、Fe酸化物粉の付着量を容易に制御することができる。
本発明の化成処理熱延鋼板は、上述したようなFe酸化物粉が付着した熱延鋼板の表面に化成処理皮膜が形成されたものであるが、化成処理時に鋼板表面に付着しているFe酸化物粉の一部又は全部が化成処理皮膜中に取り込まれる場合がある。したがって、本発明の化成処理熱延鋼板は、熱延鋼板の表面に化成処理皮膜を有するとともに、この化成処理皮膜と熱延鋼板との界面及び/又は化成処理皮膜中にFe酸化物粉(平均粒子径が3μm以下のFe酸化物粉)が存在し、このFe酸化物粉の合計付着量が50〜3000mg/m2である。
なお、上記のように皮膜−鋼板界面や皮膜中にFe酸化物粉が存在する化成処理熱延鋼板について、そのFe酸化物粉の平均粒子径を測定するには、例えば、鋼板の化成処理皮膜を酸液などで溶解させた後、鋼板を超音波洗浄することで、皮膜−鋼板界面や皮膜中に存在するFe酸化物粉を剥離させて回収し、この回収したFe酸化物粉について、レーザー回折・散乱法による上述した手法で平均粒子径を求めればよい。
また、化成処理皮膜は、リン酸亜鉛皮膜が一般的であるが、これに限定されない。
本発明の熱延鋼板は、基本成分として、C:0.01〜0.30%、Si:3.0%以下、Mn:0.5〜5.0%、P:0.07%以下、S:0.010%以下、Al:0.015〜0.100%を含有することが好ましく、さらに必要に応じて、Ti:0.50%以下、Nb:0.50%以下、V:1.0%以下の中から選ばれる1種以上、Mo:1.0%以下、Cr:1.0%以下の中から選ばれる1種以上を含有することができる。以下、これらの限定理由について説明する。
C含有量が0.01%未満では伸びが低くなる。一方、Cを過剰に含有すると溶接性が低下するが、C含有量が0.30%以下であれば溶接性の低下はそれほど大きくない。このためC含有量は0.01〜0.30%とすることが好ましい。
・Si:3.0%以下
Siを添加することにより、加工性を大きく損なうことなく鋼の強度を高めることができるので、Siは鋼の高強度化を達成するために有効な元素である。しかし、Siは、化成処理性に悪影響を及ぼす元素でもある。ここで、本発明による化成処理性の改善効果はSi含有量に関わりなく得られるが、Si含有量が3.0%を超えると、機械的特性の観点から、鋼が硬質化し、圧延性や通板性(製造性)に悪影響を及ぼしたり、鋼板自体の延性低下を招いたりする場合がある。このためSi含有量は3.0%以下とすることが好ましい。
Mnは鋼の焼入れ性を向上させ、高強度化に有効な元素であり、高強度化の効果を得るためにはMn含有量を0.5%以上とする必要がある。しかしながら、Mn含有量が5.0%を超えると鋼中に偏析しやすくなり、曲げ性が低下する。また、Mnの過剰な添加は原料コストの上昇を招くため望ましくない。このためMn含有量は0.5〜5.0%とすることが好ましい。
・P:0.07%以下
Pは、スポット溶接性を害する元素であるので、P含有量は少ない方が好ましい。P含有量が0.07%以下であれば、スポット溶接性を大幅に低下させることがないため、P含有量は0.07%以下とすることが好ましい。
Sは、鋼中に不可避的に混入してくる場合もある元素である。また、SはMnSとして析出し、鋼板の伸びフランジ性を低下させる有害な成分でもある。伸びフランジ性の低下を抑えるために、S含有量は0.010%以下とすることが好ましい。
・Al:0.015〜0.100%
Alは、製鋼工程で脱酸剤として添加される元素である。また、Alは、伸びフランジ性を低下させる非金属介在物をスラグとして分離するのに有効な元素である。これらの効果を得る観点から、Al含有量は0.015%以上が好ましい。一方、Alの過剰な添加は原料コストの上昇を招くので、Al含有量は0.100%以下が好ましい。
Ti、NbおよびVは、炭化物や窒化物などの析出物を生成して鋼を強化するとともに、フェライトの成長を抑制して組織を微細化し、成形性、特に伸びフランジ性を向上させる元素であり、本発明の熱延鋼板を特に強度が必要な自動車の足回り部材などに適用する場合に有効な任意添加元素である。それらの効果を得るため、Ti:0.50%以下、Nb:0.50%以下、V:1.0%以下の中から選ばれる1種以上を含有することが好ましい。なお、上記効果を得る観点からは、Ti、Nb、Vの各含有量の下限は0.01%とするのが好ましい。
MoおよびCrは、鋼の焼入れ性を向上させ、ベイナイトやマルテンサイトの生成を促進して高強度化に寄与する元素であり、本発明の熱延鋼板を特に強度が必要な自動車の足回り部材などに適用する場合に有効な任意添加元素である。それらの効果を得るため、Mo:1.0%以下、Cr:1.0%以下の中から選ばれる1種以上を含有することが好ましい。なお、上記効果を得る観点からは、Mo、Crの各含有量の下限は0.01%とするのが好ましい。
以上述べた基本成分および任意添加成分以外の残部はFe及び不可避的不純物である。不可避的不純物としては、OやNなどが挙げられる。
各供試体(試験片)の化成処理性は、以下のようにして評価した。
化成処理皮膜を施した鋼板表面をSEM観察(倍率1000倍)し、リン酸亜鉛結晶で覆われている面積率(被覆率)を測定した。この際、SEM画像からスケ部分を判断し、画像処理で面積率(被覆率)を算出した。また、視野内のリン酸亜鉛結晶を任意に10個選び、SEM画像から結晶の長径を測定し、それらの平均値を結晶サイズとした。それらの結果に基づいて、以下の判定基準で化成処理性の評価を行った。その結果を、鋼種および試験条件とともに表2に示す。
◎(優良):被覆率100%で且つ結晶サイズが3μm以下
○(良好):被覆率100%で且つ結晶サイズが3μm超
×(不良):被覆率100%未満
表2によれば、本発明例はいずれも良好な化成処理性が得られている。これに対して、鋼種C〜Iを用いた酸洗ままの供試体からなる比較例や、Fe酸化物粉を付着させてはいるものの、本発明条件を満足しない比較例では化成処理性が劣っている。
Claims (18)
- 鋼板表面(但し、電解処理されていない酸洗ままの鋼板表面)に平均粒子径が3μm以下の粉末状のFe酸化物が50〜3000mg/m2の付着量で付着していることを特徴とする熱延鋼板。
- 粉末状のFe酸化物がFe2O3であることを特徴とする請求項1に記載の熱延鋼板。
- 引張強さTSが590MPa以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱延鋼板。
- リン酸塩処理用鋼板であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の熱延鋼板。
- 酸洗後の熱延鋼板(但し、電解処理されていない酸洗ままの熱延鋼板)の表面に、平均粒子径が3μm以下の粉末状のFe酸化物を50〜3000mg/m2の付着量で付着させる(但し、電解処理により粉末状のFe酸化物を付着させる場合を除く。)ことを特徴とする熱延鋼板の製造方法。
- 粉末状のFe酸化物の分散液を熱延鋼板の表面に塗布した後、乾燥させることにより、粉末状のFe酸化物を鋼板表面に付着させることを特徴とする請求項5に記載の熱延鋼板の製造方法。
- 酸洗後の熱延鋼板の表面に、平均粒子径が3μm以下の粉末状のFe酸化物を50〜3000mg/m 2 の付着量で付着させる熱延鋼板の製造方法であり、
前記粉末状のFe酸化物を前記熱延鋼板の表面に乾式で接触させることにより鋼板表面に付着させることを特徴とする熱延鋼板の製造方法。 - 粉末状のFe酸化物がFe2O3であることを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載の熱延鋼板の製造方法。
- 熱延鋼板の引張強さTSが590MPa以上であることを特徴とする請求項5〜8のいずれかに記載の熱延鋼板の製造方法。
- 熱延鋼板がリン酸塩処理用鋼板であることを特徴とする請求項5〜9のいずれかに記載の熱延鋼板の製造方法。
- 熱延鋼板(但し、電解処理されていない酸洗ままの熱延鋼板)の表面にリン酸塩処理皮膜を有するとともに、該リン酸塩処理皮膜と熱延鋼板との界面及び/又はリン酸塩処理皮膜中に、平均粒子径が3μm以下の粉末状のFe酸化物が存在し、該粉末状のFe酸化物の合計付着量が50〜3000mg/m2であることを特徴とする化成処理熱延鋼板。
- 粉末状のFe酸化物がFe2O3であることを特徴とする請求項11に記載の化成処理熱延鋼板。
- 引張強さTSが590MPa以上であることを特徴とする請求項11又は12に記載の化成処理熱延鋼板。
- 酸洗後の熱延鋼板(但し、電解処理されていない酸洗ままの熱延鋼板)の表面に、平均粒子径が3μm以下の粉末状のFe酸化物を50〜3000mg/m2の付着量で付着させた状態(但し、電解処理により粉末状のFe酸化物を付着させた状態とする場合を除く。)で、該熱延鋼板をリン酸塩処理することを特徴とする化成処理熱延鋼板の製造方法。
- 粉末状のFe酸化物の分散液を熱延鋼板の表面に塗布した後、乾燥させることにより、粉末状のFe酸化物を鋼板表面に付着させることを特徴とする請求項14に記載の化成処理熱延鋼板の製造方法。
- 酸洗後の熱延鋼板の表面に、平均粒子径が3μm以下の粉末状のFe酸化物を50〜3000mg/m 2 の付着量で付着させた状態で、該熱延鋼板をリン酸塩処理する化成処理熱延鋼板の製造方法であり、
前記粉末状のFe酸化物を前記熱延鋼板の表面に乾式で接触させることにより鋼板表面に付着させることを特徴とする化成処理熱延鋼板の製造方法。 - 粉末状のFe酸化物がFe2O3であることを特徴とする請求項14〜16のいずれかに記載の化成処理熱延鋼板の製造方法。
- 熱延鋼板の引張強さTSが590MPa以上であることを特徴とする請求項14〜17のいずれかに記載の化成処理熱延鋼板の製造方法。
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