JPH0192317A - 伸びフランジ加工性の優れた高強度薄鋼板の製造方法 - 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） 本発明は引張強さ６０〜１５０　ｋｇｆ／ｍｕ”級で伸
びフランジ加工性の優れた高強度薄鋼板の製造方法に関
する。

（従来の技術） 高強度薄鋼板の強化様式としては、■加工強化、■回復
焼鈍強化、■析出強化、■組織強化、及びこれらを組み
合せたもの等、多くの方法がある。

しかし、■の加工強化法並びに■の回復焼鈍強化法は低
コストではあるが、伸びフランジ加工性に劣る方法であ
る。また■の析出強化法は■、■の強化様式よりも伸び
フランジ性は改善されるが、引張強度が８０〜１００　
ｋｇｆ／ｍｍ”級程度と材料強度に限界がある。

（発明が解決しようとする問題点） 一方、■の組織強化法は、強化能が高く、しかもフェラ
イトとマルテンサイトなどの低温変態生成物との複合組
織とすることにより、高強度で高延性が得られるため、
自動車部品などの絞り、張り出し加工用材料の用途に広
く採用されている。

しかし、この複合組織鋼板は、低温変態生成物がフェラ
イトに比較して硬いために伸びフランジ加工性が悪く、
厳しい曲げ加工などが付与される部品には適していない
。

この点、変態組織強化による伸びフランジ加工性向上の
ために、Ｃ，Ｍｎなど焼入硬化能の高い元素を添加し、
Ａ３点以上に加熱後、強制空冷など比較的早い冷却によ
り５００℃程度まで冷却し、その温度で所定の時間保持
し、低温変態生成物をベイナイトとする方法が、例えば
特開昭６２−１７１２５号公報により知られている。し
かし、この方法では、高強度を得るためにＣ，Ｍｎなど
の添加量が多くなり、製造コストが高くなるのみならず
、熱延板のフェライトバンドなどによる組織の不均一が
最終製品まで持ち込まれて伸びフランジ加工性が悪いと
いう問題がある。

本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、６０〜１５０
　ｋｇｆ／ｍｍ”級の高強度で伸びフランジ加工性の優
れた薄鋼板を低コストで製造し得る方法を提供すること
を目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため１本発明者は、低温変態生成物
をベイナイトとする組織強化による従来法において、フ
ェライトバンドを消失させ、かつ高い伸びフランジ加工
性を得る方策について種々研究を重ねた結果、第１図に
示す強制空冷タイプの連続焼鈍法を含む熱サイクルによ
って得られたベイナイトよりも、第２図に示す水焼入れ
タイプの連続焼鈍法を含む熱サイクルにより得た焼戻し
マルテンサイトの方が組織の均一性が高く、伸びフラン
ジ加工性に優れていることを見い出した。

またＭｎを低くすることでフェライトバンドが消失し、
伸びフランジ加工性が向上することを見い出した。

しかし、Ｍｎを低くするとベイナイトが生成し易くなる
ため、これを防止して伸びフランジ加工性を高める焼戻
しマルテンサイトを得るには、水焼入れタイプの連続焼
鈍法（第２図）において高温から焼入れる必要があるが
、この場合、水冷開始温度が高くなると水焼入れ時の熱
収縮が太きくなり、鋼帯にＣ反りなどが発生し、その形
状が著しく悪くなるという問題に直面した。

そこで、この問題を解決するために更に研究を重ねた結
果、Ｂを５〜１１００ｐｐの範囲で添加することにより
、水冷開始温度を低くすることができ、したがって、鋼
板の形状が良好で伸びフランジ加工性の優れた高強度鋼
板を得ることができることを見い出したものであり、更
にこの知見に基づいて詳細な検討を加え、ここに本発明
をなしたものである。

すなわち、本発明に係る伸びフランジ加工性の優れた高
強度薄鋼板の製造方法は、Ｃ：０．０８〜０．２５％、
Ｍｎ：０．５０−２．０％、５ｏＱＡＩ２：０．００５
〜０．０３０％及びＢ：５〜１１００ｐｐを含有し、残
部が鉄及び不可避的不純物よりなる鋼につき、熱間圧延
して５００〜７００℃で巻取り。

酸洗後、３０％以上の加工率で冷間圧延し、得られた鋼
板をＡ　ＣＬ変態点以上に加熱した後、強制空冷し且つ
冷却中の８５０〜４００℃の温度範囲から冷却速度１０
０℃／ｓｅｅ以上で急冷し５次いで３００〜５００℃の
温度にて焼戻し処理して焼戻しマルテンサイトを主体と
する組織を得ることを特徴とするものである。

以下に本発明を更に詳細に説明する。

まず１本発明における成分限定理由について説明する。

Ｃ： Ｃは強度を高めるために必須の元素であり、伸びフラン
ジ加工性の優れた焼戻しマルテンサイトを利用して少な
くとも６０ｋｇｆ／ｍｍ”強度を得るためには、０．０
８％以上が必要である。しがし。

０．２５％を超えるとスポット溶接性が著しく劣化する
ので好ましくない。したがって、ｃ量は０．０８〜０．
２５％の範囲とする。

Ｍｎ： Ｍｎは、焼戻しマルテンサイトを得るために必要な元素
であるが、０．５０％未満では焼戻しマルテンサイトを
得るための水冷開始温度が８００℃以上となり、前述の
如く鋼板の形状が悪くなる。

一方、２．０％を超えるとフェライトバンドの生成が著
しくなり、伸びフランジ加工性が悪くなるので、好まし
くない。したがって、Ｍｎ量は０．５０〜２．０％の範
囲とする。

ｓｏ　Ｑ　Ａ　Ｑ　： ｓｏ　Ｑ　Ａ　ＱはＮを固定する作用があり、そのため
には０．００５％以上が必要である。しかし、０゜０３
０％を超えると伸びフランジ加工性が劣化する。したが
って、５ｏＱＡＱは０．００５〜０．０３０％の範囲と
する。

Ｂ： Ｂの添加は、Ａｃｍ点以上からの徐冷過程でオーステナ
イト相のフェライトへの変態が遅れるため、水冷開始温
度を低くするとことができ、鋼板の反りを防ぐことがで
きる。このためには５　ｐｐｍ以上の添加が必要である
。しかし、１１００ｐｐを超えるとその効果が飽和する
のみならず、伸びフランジ加工性が低下するので、好ま
しくない、したがって、Ｂ量は５〜１００ｐｐａ＋の範
囲とする。

なお、上記組成の鋼には製造上不可避的に混入する不純
物が存在し得るが、不純物の量は本発明の効果を損なわ
ない限度で許容される。

次ぎに１本発明における製造条件の限定理由を説明する
。

上記鋼は、常法により溶解、鋳造し、熱間圧延するが、
熱間圧延後の巻取温度は５００〜７００℃にする必要が
ある。巻取温度が５００℃よりも低くなるとＡＱＮの析
出が起こり難く、固溶Ｎが増して伸びフランジ加工性が
劣化し、また７００℃よりも高い巻取温度ではＢＮが析
出するために連続焼鈍の固溶Ｂによ゛るγ→αの変態抑
止効果が小さくなるので、好ましくない。

熱延板を酸洗した後、薄鋼板とするために３０％以上の
加工率で冷間圧延する必要がある。加工率が３０％より
小さいと再結晶が不十分となり、結晶粒が混粒組織とな
って、伸びフランジ加工性が低下するので好ましくない
。

冷延板は、その後、第２図に示す熱サイクルで熱処理さ
れる。まず、Ａｃｔ変態点以上に加熱した後１強制空冷
されるが、この冷却途中においては、所定の強度を得る
ために８５０〜４００℃の温度範囲から１００℃／ｓｅ
ｃ以上の冷却速度で急冷することにより、マルテンサイ
ト量を調整する。急冷開始温度が４００℃より低いとベ
イナイトの生成が多くなり、また８５０℃より高いと急
冷時の熱収縮が大きくなり、Ｂ添加による急冷開始温度
の低下効果が活かされず、鋼板の反りを防止できなくな
り、形状が悪くなるので、好ましくない。

勿論、強制空冷のままで冷却し続けるとマルテンサイト
が得られず、次の焼戻しにより焼戻マルテンサイトを主
体とする組織が得られない。

その後の熱処理としては、この急冷のま＼のマルテンサ
イトは非常に硬く、曲げ加工が悪いので、急冷で得られ
たマルテンサイトの硬さに応じて３００〜５００℃の温
度範囲に再加熱して焼戻しを施し、所定の硬さに軟化さ
せ、伸びフランジ加工性を高める。再加熱温度が３００
℃より低いと焼戻しマルテンサイトが充分得られず、伸
びフランジ加工性の改善効果が不充分となり、また５０
０℃より高いと軟化しすぎて所定の強度を確保できなく
なるので、好ましくない。

次に本発明の実施例を示す。

（実施例） 連続鋳造により製造した第１表に示す化学成分の鋼を仕
上げ温度８５０〜９００℃で熱間圧延し、５００〜７０
０”Ｃにて巻取り、厚さ２．５ｍｍの熱延鋼板を得た。

次いで、酸洗した後、１．２ｍｍに冷間圧延した。その
後、８５０℃の温度にて再結晶加熱し、第１表に示す条
件で熱処理を行った。

このようにして得られた鋼板について、機械的性質を調
べると共に低温変態生成物の体積率と種類を調べ、また
鋼板のＣ反り等を調べた。それらの結果を第１表に併記
する。

比較鋼Ｎα１はＣが０．０５％と低く、しかもＢが添加
されていないため、７５０℃からの水冷ではフェライト
が生成しフェライトとマルテンサイトの複合組織となり
、引張強さも低く、またフェライト硬さ（Ｈｖα）とマ
ルテンサイト硬さ（ＨＶＭ）との比も大きく、伸びフラ
ンジ加工性が低い。

Ｂ添加の有効性について見ると、例えば、比較鋼Ｎα３
と、これにＢを０．００２５％添加した本発明ｔ’Ａ　
Ｎａ　４を比較すると、両鋼板で同一の引張強さを得る
ための水冷開始温度が異なり、本発明鋼Ｎα４の方が約
５０℃低くできる。このため、本発明ｍＮα４は鋼板の
Ｃ反りが著しく改善されていることがわかる。

Ｍｎ添加の効果について、例えば、比較ｔＭＮα９と本
発明鋼Ｎα１０を比較して見ると１両者は水冷開始温度
が同一であるにも拘わらず、Ｍｎ量の少ない比較ｔＩＡ
　Ｎａ　９はフェライトが生成するために引張強さが著
しく低下し、所定の強度が得られていない。

比較鋼Ｎｃ　１３は本発明［＆１１よりも５ｏＱＡＱの
量が少ないため、同一熱処理条件にも拘わらず、フェラ
イトの面積率が高くなり、引張強さが低くなっている。

これは、固溶Ｎが増したためにＢＮの析出が増え、固溶
Ｂが減少し、再結晶加熱後の冷却過程でフェライトが生
成し易くなったためと考えられる。

比較鋼＆１２は本発明鋼＆１１とほぼ同−成分鋼である
が、熱延の巻取温度が高く、ＢＮが析出したために固溶
Ｂが減少し、比較鋼Ｎα１１と同様に再結晶加熱後の冷
却過程でフェライトが生成し易くなり、焼戻しマルテン
サイトの硬さが高まり、伸びフランジ加工性が低下した
ものと考えられる。

また、比較ｍＮα６は本発明鋼Ｈａ　５と同一成分の鋼
を再結晶加熱後、第１図の強制空冷により製造したもの
である。しかし、比較鋼Ｎα６の低温変態生成分はベイ
ナイトとなり、強度が大きく低下するのみならず、伸び
フランジ加工性も低下している。

比較鋼Ｎａ　８は本発明鋼Ｎ１１７に比較してＭ　ｎ　
ｉｔが多く、Ｂを含まない鋼である。両者は同一熱処理
を施し、低温変態生成物の種類、体積率とも同一である
が、比較＠　Ｎｕ　８は伸びフランジ加工性が悪い。こ
れは、Ｍｎ量が多いためにフェライトバンドが生成した
ためと考えられる。

【以下余白］ （発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、薄鋼板の製造に
際し、化学成分を調整すると共に熱間圧延及び冷間圧延
の条件、更には冷延後の連続焼鈍の冷却条件並びに焼戻
し条件をコントロールするので、高強度で且つ伸びフラ
ンジ加工性の優れた焼戻しマルテンサイトを主体とした
組織を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は熱処理サイクルを示す図で、第１図
は強制空冷タイプの連続焼鈍法の場合、第２図は水焼入
れタイプの連続焼鈍法の場合である。 特許出願人　　株式会社神戸製鋼所 代理人弁理士　中　　村　　　尚 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 重量割合で（以下、同じ）、Ｃ：０．０８〜０．２５％
   、Ｍｎ：０．５０〜２．０％、ｓｏｌＡｌ：０．００５
   〜０．０３０％及びＢ：５〜１００ｐｐｍを含有し、残
   部が鉄及び不可避的不純物よりなる鋼につき、熱間圧延
   して５００〜７００℃で巻取り、酸洗後、３０％以上の
   加工率で冷間圧延し、得られた鋼板をＡｃ＿１変態点以
   上に加熱した後、強制空冷し且つ冷却中の８５０〜４０
   ０℃の温度範囲から冷却速度１００℃／ｓｅｃ以上で急
   冷し、次いで３００〜５００℃の温度にて焼戻し処理し
   て焼戻しマルテンサイトを主体とする組織を得ることを
   特徴とする伸びフランジ加工性の優れた高強度薄鋼板の
   製造方法。