JP6897878B1 - 缶用鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
リエステル・ラミネート深絞り缶)やDI缶(絞りしごき缶)で良好な成形性は得られない。
a/b<0.12 ・・・ (1)
300<3T1 0.7−(r1/r2)1.5+{(T2−720)2}/4+(T3logt)/3<1000 ・・・ (2)
(式(2)において、T1は熱延板の巻取温度(℃)であり、r1は2次冷延の第1スタンド圧下率(%)であり、r2は2次冷延の第2スタンド圧下率(%)であり、T2は焼鈍温度(℃)であり、T3は過時効温度(℃)であり、tは過時効時間(秒)である)
〜0.03%、B:0.0005〜0.0020%からなる群から選択された少なくとも一種を含有することが好ましい。
鋼成分として、C量が0.050%を超えると、後述のように炭化物の個数が多くなり、特に円相等径が大きな炭化物が多くなるため極限変形能に悪影響を及ぼす。更にr値、延性とも著しく低減するためC量は0.050%以下とする。一方、C量が0.010%未満では必要強度を確保することが困難となるため、C量は0.010%以上とする。
Si量の上限はASTM規格で0.020%であるので、本発明鋼のSi量も0.020%を上限とする。また、Si量の下限は特に規定せず、0%であってもよいが、Siは鉄鉱石やマンガン鉱に不純物として含有され、完全に除去することはコストがかかるため、下限は0.005%であることが望ましい。
Mnは、Sによる熱間割れを防止する上で有効な元素であり、Mn量は0.10%以上であることが必要である。更にMn量が0.10%未満では強度不足となる。またMn量の上限はASTM規格で0.60%であるので、本発明鋼のMn量も0.60%を上限とする。
Pは、鋼を硬化させ加工性を悪化させる有害な元素であり、成型時に破胴を引き起こすため、P量の上限を0.020%とする。P量の下限は特に規定せず、0%であってもよいが脱りんコストおよび時間が必要となることから下限を0.001%とすることが望ましい。
Sは、鋼中に介在物として存在し、延性を減少、表面割れを引き起こし、外観不良、耐食性の劣化をもたらす元素であるので、S量の上限を0.020%とする。S量の下限は特に規定せず、0%であってもよいが、脱硫コストおよび脱硫時間の都合から下限を0.001%とすることが望ましい。
Alを0.050%超で添加した場合、AlNが粗大化され、成形性に悪影響を与えるため、上限を0.050%とする。また、脱酸による鋳造性を考慮すると0.005%以上の添加が好ましい。
Nは、固溶強化元素であり、鋼板強度の確保に必要である元素であるが、添加量が0.0100%を超えると著しく加工性を劣化させる。また連続鋳造時のスラブ割れの発生を引き起こすので、上限を0.0100%とする。N量の下限は特に規定せず、0%であってもよいが、上述した効果を考慮すると0.0020%以上の添加が好ましい。
いずれも炭化物、窒化物を形成し、加工性改善に有効な元素であり、必要に応じ選択して含有できる。Nbは0.03%を超えて含有するとNb系析出物による結晶粒界のピン止め効果により再結晶温度が上昇し、連続焼鈍炉の通板作業性が低下する。加工性改善効果を得るにはNbを0.003%以上含有するのが望ましい。Tiは0.03%を超えて含有すると硬質な析出物が生成し、耐食性が低下する。加工性改善効果を得るにはTiを0.003%以上含有するのが望ましい。Bは0.0020%を超えて含有すると、連続焼鈍時再結晶粒界に偏析し再結晶を遅延させる。加工性改善効果を得るにはBを0.0005%以上含有するのが望ましい。
a/b<0.12 ・・・(1)
a/bの値は、炭化物の分布状態を表しており、図2によれば、炭化物の個数が同じであっても、円相当径が小さな炭化物が多くて大きな炭化物が少ない状態である方が、極限変形能が良いことを表している。
鋼中成分のうちC量を制御することで適度な炭化物の円相当径を得る事が可能である。図3のように、基本的にC量が0.050%以下であれば円相当径は小さくなり式(1)を満たしやすくなる。ただし、C量が少なくなり過ぎ、0.010%未満となると、必要な鋼板強度が得られない。このため最適なC量の範囲があり、0.010%〜0.050%が良い。ここで、図3は、C量が異なる鋼片を後述の実施例と同様の条件で熱間圧延を行うことで熱延板を作製し、この熱延板の断面を後述の方法で観察し、a/bを測定することで得られたグラフである。したがって、C量を0.010%〜0.050%とした上で、後述の熱延後の巻取り温度やその他の操業条件の式である式(2)を満足することで式(1)を満たすことが可能となる。
さらに鋼板の熱延後の巻取り温度も炭化物個数に影響する。図4に示すように、巻取温度が低ければ、熱延板での粗大な炭化物は少なくなる。つまり式(1)のa/bの値が小さくなる。熱延時での粗大な炭化物が少なければ、成品板でも炭化物が少ない事が期待できる。ここで、図4は、鋼中成分が共通で巻取温度が異なる熱延板(熱間圧延は後述の実施例と同様に行った)の断面を上記の方法で観察し、a/bを測定することで得られたグラフである。巻取り温度は640℃以下が望ましい。ただし200度以下では熱延板強度が高すぎて冷延負荷が大きすぎるため避けるべきである。但し、この場合、後述する式(2)を満足する前提である。なお、缶用鋼板の板厚は0.10〜0.30mmであることが好ましい。
また製法では、前記のC量、熱延後の巻取り温度上限を満足した上で、熱延での巻取温度、焼鈍時の加熱温度、その後の調質圧延条件、さらには過時効処理を所定のバランス下に置くことで最終的な炭化物の個数を制御する。発明者らが、それぞれの影響を調査した結果、下記式(2)を満足する場合に、図5に示すように、炭化物の個数が所定の範囲を満足し、式(1)のa/b<0.12を満足することで、極限変形能が1.6以上となることが判明した。ここで、図5は、鋼中成分が共通で3T1 0.7−(r1/r2)1.5+{(T2−720)2}/4+(T3logt)/3の値が異なる冷延板(他の条件は後述の実施例と同様に行った)の断面を上記の方法で観察し、a/bを測定することで得られたグラフである。T1は巻取温度(℃)、T2は焼鈍温度(℃)、r1は2次冷延の第1スタンド圧下率(%)、r2は2次冷延の第2スタンド圧下率(%)、T2は焼鈍温度(℃)あり、T3は過時効温度(℃)、tは過時効時間(秒)である。ここでT3は過時効開始温度と過時効終了温度の平均値である。
300<3T1 0.7−(r1/r2)1.5+{(T2−720)2}/4+(T3logt)/3<1000 ・・・ (2)
なお、図5における「3T1^(0.7)−(r1/r2)^(1.5)+{(T2−720)^2}/4+(T3logt)/3」は、「3T1 0.7−(r1/r2)1.5+{(T2−720)2}/4+(T3logt)/3」を意味している。
Claims (8)
- 質量%で、
C:0.010%〜0.050%、
Si:0.020%以下、
Mn:0.10〜0.60%、
P:0.020%以下、
S:0.020%以下、
Al:0.050%以下、
N:0.0100%以下、
Nb:0〜0.03%、
Ti:0〜0.03%、
B:0〜0.0020%
を含有し、残部がFe及び不純物からなる缶用鋼板であって、
前記缶用鋼板の断面で観察される円相当径が2μm以上5μm以下である炭化物の個数をa、円相当径が0.1μm以上2μm未満である炭化物の個数をbとするとき、a/bが下記式(1)の範囲を満たし、極限変形能が1.6以上であり、板厚0.10〜0.30mmであることを特徴とする、缶用鋼板。
a/b<0.12 ・・・ (1) - 質量%で、
Nb:0.003〜0.03%、
Ti:0.003〜0.03%、
B:0.0005〜0.0020%
からなる群から選択された少なくとも一種を含有することを特徴とする請求項1に記載の缶用鋼板。 - 前記缶用鋼板の表面にはSnめっき、Crめっき、あるいはそれらの合金めっきが施されていることを特徴とする、請求項1または2に記載の缶用鋼板。
- めっきの表面に有機皮膜または樹脂皮膜が施されていることを特徴とする、請求項3に記載の缶用鋼板。
- 請求項1に記載の缶用鋼板の製造方法であって、
質量%で、
C:0.010%〜0.050%、
Si:0.020%以下、
Mn:0.10〜0.60%、
P:0.020%以下、
S:0.020%以下、
Al:0.050%以下、
N:0.0100%以下、
Nb:0〜0.03%、
Ti:0〜0.03%、
B:0〜0.0020%
を含有し、残部がFe及び不純物からなる鋼片を熱間圧延した後、前記熱間圧延により得られた熱延板を巻取温度640℃以下で巻き取り、前記熱延板に酸洗、冷間圧延を施して冷延板を得た後、680℃以上で前記冷延板の焼鈍を行い、焼鈍後の前記冷延板を過時効処理し、その後2次冷延を行ってなる缶用鋼板の製造方法であって、下記式(2)を満たすことを特徴とする缶用鋼板の製造方法。
300<3T1 0.7−(r1/r2)1.5+{(T2−720)2}/4+(T3logt)/3<1000 ・・・ (2)
式(2)において、T1は熱延板の巻取温度(℃)であり、r1は2次冷延の第1スタンド圧下率(%)であり、r2は2次冷延の第2スタンド圧下率(%)であり、T2は焼鈍温度(℃)であり、T3は過時効温度(℃)であり、tは過時効時間(秒)である。 - 前記鋼片が、質量%で、
Nb:0.003〜0.03%、
Ti:0.003〜0.03%、
B:0.0005〜0.0020%
からなる群から選択された少なくとも一種を含有することを特徴とする請求項5に記載の缶用鋼板の製造方法。 - 前記缶用鋼板の表面にSnめっき、Crめっき、あるいはそれらの合金めっきを施すことを特徴とする請求項5または6に記載の缶用鋼板の製造方法。
- めっきの表面に有機皮膜または樹脂皮膜を施すことを特徴とする請求項7に記載の缶用鋼板の製造方法。
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