JPH01162726A - １８％Ｎｉマルエージング鋼の冷間圧延薄鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、１８χ旧マルエージング鋼の冷間圧延薄鋼板
の装造方法に関する。

（従来の技術） マルエージング鋼は、極低炭、脅のＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ−
Ｍ。

−Ｔｉ合金であり、時効処理によって掻低炭素の高Ｎｉ
マルテンサイトにＧｏ、Ｍｏ、Ｔｉなどの時効硬化元素
の金属間化合物が析出し、極めて強度の高いものとなり
、また、強度が高いにもかかわらず（Ｐれた延靭性を有
しでいる。従って、通常マルエージング鋼は鍛造、圧延
などの素材の塑性加工の後、溶体化処理され、製品形状
に加工及び／又は組立てられた後、時効処理が施されて
使用されるものである。尚、以下に示す強度、延靭性な
どの機械的性質及び結晶粒径はこの時効処理後のもので
ある。前記溶体化処理は、この時効処理後の機械的性質
を高めるために、結晶粒の微細化すなわち細粒化を狙っ
て行われる。

このマルエージング鋼は、その成分系から１８２Ｎｉマ
ルエージング鋼と１３％Ｎｉマルエージング鋼とに大別
される。この中で１８χＮ＋マルエージング鋼は、１３
″ｋＮｉマルエージングに比べ強度は低いが。

延靭性に優れているので、より多く実用されている。

この１８％Ｎｉマルエージング鋼は、時効処理の前に、
溶体化処理が施され、種々の加工及び／又は組立てが行
われ、製品形状とした後、時効処理が施されて使用に供
される。この溶体化処理は、１８％Ｎｉマルエージング
鋼の優れた延靭性ならびに強度を確保するために、出来
るだけ細粒化を狙って行われ、処理条件としては８００
乃至８５０℃１好ましくは８２０’Ｃで１時間保持する
ことが推奨されている。また、溶体化処理の前に冷間加
工を付与することが細粒化のために効果的であり、例え
ば特公昭６１−１４２０７号公報には冷間加工を付与し
た後、８３０’Ｃで１時間保持する条件の溶体化処理を
行うことにより、結晶粒径が８乃至１０μｍ程度に細粒
化されることが提示されている。

１８％Ｎｉマルエージング鋼を冷間圧延薄鋼板の分野に
利用された例は少ないが、この場合は冷間圧延の後、溶
体化処理され、製品形状に加工及び／又は組立てられた
後、時効処理が施されて使用に供されている。この溶体
化処理は、前記推奨の条件すなわち８２０℃で１時間保
持する条件で行われるのが通例であるが、この冷間圧延
薄鋼板の製造の場合には、結晶粒が粗大化し、結晶粒径
として２０μｍ程度のものしか得られず、そのため延靭
性が低下し、また、充分な強度が得られないという問題
点がある。このことが、冷間圧延薄鋼板の分野への利用
例が少ないことの原因でもあり、この問題点が解決され
れば１８ＸＮｉマルエージング鋼の冷間圧延薄鋼板も益
々使用されるものとなる。

（発明が解決しようとする問題点） 前項に説明したように、１８ＸＮｉマルエージング鋼の
冷間圧延薄鋼板の製造の場合には、従来１８％Ｎｉマル
エージング鋼で推奨される条件の溶体化処理を適用して
も、結晶粒が比較的粗大化し、結晶粒径として２０μｍ
程度のものしか得られず、そのため延靭性が低下し、ま
た、充分な強度が得られないという問題点がある。

本発明は、このような事情に着目してなされたものであ
って、その目的は従来のものがもつ問題点を解消し、結
晶粒が微細化され、時効処理後の状態で優れた強度およ
び延靭性が得られる１８％Ｎｉマルエージング鋼の冷間
圧延薄鋼板の製造方法を提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成する。ことのできた本発明は、次のよ
うな構成の１８ＸＮｉマルエージング鋼の冷間圧延薄鋼
板の製造方法としている。すなわち、本発明は、１８Ｘ
Ｎｉマルエージング鋼を冷間圧延した後、９００℃以上
、１１５０℃以下の範囲の温度域から選択される一定温
度に保たれた雰囲気中に、下記式の関係を満足する時間
暴露し、ついで冷却することを特徴とする１８％Ｎｉマ
ルエージングロの冷間圧延薄鋼板の製造方法である。

３．７７−４．０７　Ｘ　１０−’Ｔ−≦−１ｏｇｔ＜
７．３０−７．０５×１０−３Ｔ但し、上式において、
Ｔは暴露する雰囲気の温度（℃）、ｔは暴露する時間（
ｍｉｎ）である。

（作　用） 本発明の１８％Ｎｉマルエージング畑の冷間圧延薄鋼板
の製造方法は、以上のような構成としているので、結晶
粒が微細化され、時効処理後の状態でイｒれた強度およ
び延靭性を有する１８χＮ＋マルエージング烟の冷間圧
延薄鋼板が得られる。この作用の詳細について以下に説
明する。

すなわち、この発明の製造方法により１８％Ｎｉマルエ
ージング鋼の冷間圧延薄鋼板を製造するには次のように
する。

本発明の方法において用いられる１８χＮ１マルエージ
ング飼は、通常Ｎｉ　１７乃至１９χ、Ｃ０７乃至１５
χ、Ｍｏ　３乃至６χ、Ｔｉ　Ｏ，３乃至２．０χ、残
部がＦｅおよび不可避的不純物よりなる組成を有するも
のである。

上記鋼は、常法に従って熱間圧延の工程を経て、冷間圧
延されてａ鋼板となる。この冷延上がりの薄鋼板は、通
常の方法により脱脂などの後処理が行われた後、９００
℃以上、１１５０℃以下の範囲の温度域から選択される
一定温度に保たれた雰囲気中に、下記（１）式の関係を
満足する時間暴露し、ついで雰囲気中からその外に出し
て冷却する。

３．７７　　４．０７Ｘ１０”Ｔ　　＜ｌｏｇｔご≦７
．３０−７．０５　ｘ　１０−コＴ但し、上記（１）式
において、Ｔは暴露雰囲気の温度（℃）、仁は暴露する
時間（＋ｗｉｎ）である。

上記３ｍ板の暴露条件の範囲を図化して第１図に示す。

すなわち本発明に係る薄鋼板の暴露条件の範囲を図で示
すと、その暴露条件は第１図のＡ屯、Ｂ点、０点、Ｄ点
で囲まれる範囲内の暴露雰囲気の温度Ｔ（’Ｃ）、暴露
時間ｔ（ｗｉｎ）である。

この薄鋼板の暴露は、予め上記範囲内の一定温度に保、
たれた雰囲気中に薄鋼板を挿入し、この温度Ｔ’Ｃに対
応して上記式の関係を満足する時間ｔｍｉｎ暴露し、つ
いで所定時間暴露された後、その雰囲気中から薄鋼板を
取り出して行われる。このときの雰囲気への暴露時間ｔ
は、薄鋼板の雰囲気中への挿入時点から雰囲気中からの
取り出し時点までの時間である。例えば、Ｔ・１０００
℃を選定し、ｔ・０．７ｍ１ｎとした場合すなわち第１
図のＭ点のＴ、ｔを選定した場合には、予め１０００℃
に保持された雰囲気中に薄鋼板を挿入し、この雰囲気に
０．７ｍ１ｎ暴露した後、薄鋼板をこの雰囲気中から取
り出し、冷却することになる。

また、このＦＲ鋼板の雰囲気への暴露方法としては、連
続式すなわち連続焼鈍法によっておこなわれるごとも可
能である。すなわち、暴露は、予め所定温度に保たれた
連続焼鈍炉内の雰囲気中を連続的に薄ＷＡ板を走行させ
る方法である。このときの雰囲気への暴露時間りは、薄
鋼板の任意の点について、その点が炉内の均熱帯におけ
る雰囲気に入った時点からその均熱帯の雰囲気中から出
た時点までの時間である。例えば、Ｔ＝１０００℃を選
定し、ｔ・０．７ｍ１ｎとした場合には、連続焼鈍炉の
均熱帯の温度が予め１０００８Ｃに保持された雰囲気中
に薄鋼板を連続的に走行移動させる。このときの走行速
度は、均熱帯の長さをＬ　（ｍ）とすると、Ｌｌｏ、７
（ｍ／＋ｉｎ）　　とすればよい。

上記の加熱処理は、極めて短時間の加熱であるが、焼鈍
および再結晶され、また、短時間の加熱であるが故に結
晶粒が粗大化せず、従って極めて結晶粒が微細となり、
結晶粒径として１０μｍ以下のものが得られる。また、
その結晶粒の微細化に伴って強度、および延靭性が優れ
たものとなる。

次に、本発明に係る暴露条件に係る数値限定理由、すな
わち、暴露する温度を９００６Ｃ以上、１１５０００以
下の範囲の温度域から選択される一定温度とし、前記（
１）式の関係を満足する時間暴露する理由について説明
する。

すなわち、暴露する温度を９００℃以上、１１５０’Ｃ
以下の範囲の温度域から選択される一定温度とし、前記
（１）式の関係を満足する時間暴露すると、前述の如く
、結晶粒径が１０μｍ以下の微細結晶粒が得られ、強度
および延靭性が優れたものとなるが、先ずこの温度域に
おいてはｌｏｇｔ＞７．３０　７．０５Ｘ１０４Ｔとす
ると、即ち暴露時間を第１図における直線ＡＤを越える
時間とすると、雰囲気への暴露時間が比較的長いため、
結晶粒が成長して粗大化し、結晶粒径が１０μｍより大
きくなり、強度および靭性が低下する。３．７７−４．
０７Ｘ１０−’Ｔ　＞Ｉｏｇｔとすると、即ち暴露時間
を第１図における直線Ｔ３Ｃを下回る時間とすると、雰
囲気への暴露時間が比較的短かいため、未再結晶粒すな
わち再結晶しない結晶粒が残存したり、あるいは混粒と
なって強度および靭性が劣下する。また異方性が大きく
なり、応力がかかる方向によって強度や靭性が異なった
り、また、この鋼板を深絞り成形などの成形加工をする
場合に所定の寸法に成形できないなどの問題を生じる。

暴露する温度が９００℃未満においては、前記（１）式
の関係を満足する時間暴露しても、即ち第１図における
Ａ点、Ｅ点、Ｆ点、Ｂ点で囲まれる範囲内の雰囲気温度
Ｔ（’Ｃ）、暴露時間ｔ（ｍｉｎ）の条件で暴露しても
、未再結晶粒が残存したり、また混粒となったりして強
度および靭性が劣下し、また異方性が大きくなる。また
、暴露時間をｌｏｇｔ　＞７、３０−７．０５　Ｘ　１
０−　’Ｔを充たす時間即ち第１図における直線ＡＥを
越える時間とすると、雰囲気への暴露時間が比較的長く
なるので、未再結晶粒の残存および混粒の程度は軽減さ
れるが、その反面、暴露時間とともに結晶粒が成長して
粗大化し、結晶粒径が１０μｍより大きくなり、強度お
よび靭性が低下する。

１１５０℃を超える温度においては、前記（１）式の関
係を満足する時間暴露しても、即ち、第１図におけるＤ
点、０点、Ｇ点で囲まれる範囲内の暴露する雰囲気温度
Ｔ（’Ｃ）、暴露時間ｔ（ｍｉｎ）の条件で暴露しても
、その暴露時間ｔ（ｍｉｎ）は極めて短時間（０，１０
乃至０．１５ｍ１ｎ）であるため、時間の影響が極めて
大きく、極めて少しの暴露時間のばらつきによって結晶
粒径のばらつきを生じるので、結晶粒径の制御が極めて
難しい。また、暴露時間を１ＯｇＬ＞７．３０−７．０
５Ｘ　１Ｏ−３Ｔを充たす時間、即ち、第１図における
直線ＤＧを越える時間とすると、雰囲気への暴露時間が
比較的長くなるので、この結晶粒径のばらつきの軽減を
図れるが、その反面、暴露時間とともに結晶粒が成長し
て粗大化し、結晶粒径が、１０μｍより大きくなり、強
度および靭性が低下する。

尚、８００℃以下では再結晶が生じないため、冷延上が
りの冷延板と同様の材料特性しか得られない。すなわち
延靭性が低く、また、強度の異方性が強くなり、方向に
よって強度が著しく異なったものとなる。

以上説明したように、本発明に係る条件以外においては
、結晶粒が粗大化して、強度および靭性が低下し、一方
未再結晶粒が残存したり、また混粒となったりして強度
および靭性が劣下し、かつ、異方性が大きくなったりす
るという不具合を生じる。従って、暴露する温度を９０
０℃以上、１１５０００以下の範囲の温度域から選択さ
れる一定温度とし、この温度に対し前記（１）式の関係
を満足する時間を暴露時間としたのである。

本発明に係る冷延上がりの冷延板について、その板厚が
３ｍｍを越えると、肉厚内部と表面側とで結晶粒径に差
が出てきて、結晶粒度が不均一となってくるので、板厚
は３ｍｍ以下がのぞましい。

（実施例） 第上尖隻桝 第１表（Ａ）及び（Ｂ）に供試した１８％Ｎｉマルエー
ジング鋼の組成を示す。このマルエージング鋼を通常の
方法により３ｍｍ厚まで熱間圧延した後、冷間圧延およ
び焼鈍を行って１．４ｍｍの冷延板とし、ついで冷間圧
延を行い、厚み１ｍｍ、幅１５０ｍｍ、長さ５００ｍｍ
の板とした。尚、この最終冷延での加工率は２９χであ
る。

第１表（Ａ）（重量２６） 第１表（Ｂ）（：第１表（Ａ）の続き）　（重量％）第
２表 次に、この薄鋼板を切断して厚み１ｍｍ、幅１００１１
Ｉ１１、長さ１００ｍｍの板とし、脱脂した後、種々の
雰囲気温度と雰囲気への暴露時間に規制してこの薄鋼板
を暴露処理し、その後この雰囲気からその外に出して冷
却した。尚、本発明と比較するために、本発明に係る暴
露条件以外の条件の暴露処理も行った。冷却後、この処
理がなされた板について、結晶粒度測定用小試験片およ
び引張試験片をｗ作し、５１０℃で３時間保持する時効
処理を施し、冷却した後、結晶粒度測定試験および引張
試験を行った。この結果を第２表に示す。尚、第２表に
示す引張強さは、圧延方向に力を負荷した場合の引張強
さ（圧延方向の引張強さ）である。

第２表から判るように、本発明に係る８ｎ条件の雰囲気
温度と雰囲気への暴露時間に規制して処理したもの（Ｎ
ｏ、１．　Ｎｏ、２＋　Ｎｏ、３）は結晶粒径が１０μ
ｍ以下であって極めて小さく、強度も高いが、本発明に
保る暴露条件以外の条件で処理したものは、本発明に係
るものに比べ結晶粒が大きくて、強度も低いか（Ｎｏ、
４．　Ｎｏ、５）　、もしくは未再結晶粒が残存して、
材料の異方性が強く、圧延方向と直角の方向では比較的
高強度を示したが、圧延方向では本発明の条件のものよ
り強度が低く、かつ、延性も良くなかった（Ｎｏ、６．
　Ｎｏ、７．　Ｎｏ、８）　、さらに、この未再結晶残
存のものは、小型の深絞り成形試験において、成形の異
方性を生し、真円度などが悪く、寸法精度が良くなかっ
た。

丞Ｉ尖茄朋 第１実施例と同様、第１表に示される組成の１８％Ｎｉ
マルエージング畑を通常の方法により５１厚まで熱間圧
延した後、冷間圧延および焼鈍を行って２．５ｍｍの冷
延（反とし、ついで冷間圧延を行い、厚み１．５ｍｍ、
幅４００ｍｍ、長さ１５０００ｍｍの冷延板とした。尚
、この最終冷延での加工率は４０χであり、また、冷延
後の状態はコイル状である。

このコイル状冷延板を脱脂洗浄した後、コイルをほどき
ながら連続焼鈍炉中に挿入し、走行移動させた。この場
合、連続焼鈍炉の雰囲気は、冷延後のスケール発生防止
のために不活性ガスを用い、連続焼鈍炉の均熱帯におけ
る雰囲気温度は予め１０００℃に保持した。この連続焼
鈍炉における均夕、さ帯の長さは３ｍであり、冷延板の
炉中の走行移動速度は、３ｍ／ｍｉｎに設定した。この
条件は、１０００℃の雰囲気に１分間ｓｎしたことにな
り、本発明に係る暴露条件を充たすものである。

このようにして連ｖｔ焼鈍された板材について第１実施
例と同様、結晶粒度測定用小試験片および引張試験片を
製作し、５１０℃で３時間保持する時効処理を施し、冷
却した後、結晶粒度測定試験および引張試験を行った。

この結果、結晶粒度は平均結晶粒径で約４μｍ、引張強
さは２８０Ｋｇ／ｍｍ”であった。また、連続焼鈍後の
板材について深絞り成形試験を行った結果、寸法精度も
良好で、成形の異方性は認められなかった。

一方、本発明に対する比較条件とし、上記実施例の条件
のうち、連続焼鈍炉中の冷延板の走行Ｃ多動速度をｉｎ
／ｍｉｎに設定したものも実施した。すなわち、１００
０℃の雰囲気に３分間暴露したことになり、この走行移
動速度以外は上記本発明に係る実施例（第２実施例）の
条件と同様である。この処理によって得られた板材は、
結晶粒径が約】５乃至２０μｍであって、前記の本発明
に係る実施例（第２実施例）のものより粗大であり、引
張強さも２６０Ｋｇ／ｍｍ２であり、本発明のものより
低い強度水率しか得られなかった。また、切欠付き引張
試験片を用いた場合の強度も低く、延性も劣っていた。

（発明の効果） １８％Ｎｉマルエージング鋼は、延靭性に優れ、かつ強
度も高いが、これを冷間圧延薄鋼板の分野に利用する場
合は、従来推奨される溶体化処理を適用すると結晶粒が
粗大化し、延靭性が低下し、また、充分な強度が得られ
ないという問題点があった。

本発明の１８％Ｎｉマルエージング鋼の冷間圧延薄鋼板
の製造方法は、従来の問題点を解消し、結晶粒径として
１０μｍ以下の超微細粒が得られ、成形の異方性は認め
られず、時効処理後の状態でイ３れた強度および延靭性
を有するＩ８χＮ１マルエージング旬の冷間圧延薄１１
板が得られる。従って、本発明は、１８ＸＮｉマルエー
ジング鋼の冷間圧延ｇＪ鋼板の実用範囲をさらに拡大し
、また、装置９機器などの安全性が高められるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る′３鋼板の暴露条件の範囲を示
す図である。 特許出願人　株式会社　神戸製鋼所 代　理　人　　弁理士　金入　章−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）１８％Ｎｉマルエージング鋼を冷間圧延した後、
   ９００℃以上、１１５０℃以下の範囲の温度域から選択
   される一定温度に保たれた雰囲気中に、下記式の関係を
   満足する時間暴露し、ついで冷却することを特徴とする
   １８％Ｎｉマルエージング鋼の冷間圧延薄鋼板の製造方
   法。 ３．７７−４．０７×１０＾−＾３Ｔ≦ｌｏｇｔ≦７．
   ３０−７．０５×１０＾−＾３Ｔ但し、上式において、
   Ｔは暴露する雰囲気の温度（℃）、ｔは暴露する時間（
   ｍｉｎ）である。