JPH02111841A - 焼付け硬化性を有する良加工性冷延鋼板および溶融亜鉛めっき鋼板 - 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） この発明は、自動車ボディなどのプレス加工、それもと
りわけ深絞り性の要求される部位に使用して好適な冷延
鋼板および溶融亜鉛めっき鋼板に関するものである。

（従来の技術） プレス加工用鋼板は、従来、低炭素（Ｃ：０．０２〜０
　、０５ｗ　ｔ％；以下単に％で示す）＾ｌキルド鋼を
素材として、箱焼鈍法を適用して製造されてきたが、最
近はプレス性の一層の向上と高い生産性を確保するとい
う観点から、炭素含有量が０．０１００％以下の極低炭
素鋼を素材として、連続焼鈍法で製造されるようになっ
てきた。

この点に関する先行文献として例えば特開昭５８１０７
４１４号公報、あるいは特開昭６１−２７６９２７号公
報等が参照される。

（発明が解決しようとする課題） ところで、プレス加工用鋼板の素材として用いる極低炭
素鋼板には、鋼中に固溶して延性、絞り性、耐時効性等
を劣化させるＣ、Ｎを炭窒化物として固定、安定化する
ためＴｉ、　Ｎｂ等の元素が単独又は複合添加されるが
、以下のような問題があった。すなわち １）　　Ｔｉ、　Ｎｂ等を添加することによって鋼の再
結晶温度が上昇（Ｂを同時に添加した場合にはさらに顕
著）し良好な加工性を確保するためには高温、長時間の
焼鈍が必須となること。

２）　またＡｒｓ変態点が上昇するためこのような鋼を
熱間圧延する場合、オーステナイト単相領域で仕上圧延
を完了するのが困難となり、とくにコイルの先後端やエ
ツジ部では仕上圧延温度が変態点を下まわり、不均一な
フェライト粒細織となるのが避けられない。ここに高い
加工性、とくに高いランクフォード値（〒−値）、低Δ
ｒ値（異方性小）を確保するという点からは熱間圧延に
おける仕上圧延温度を適切な範囲に制？′１１して熱延
母板の組織をできるだけ均一、かつ微細にすることが望
ましいが、それを適切に制御するのは非常に困難であっ
た。

３）　プレス加工用鋼板としては用途によってはパネル
等に成形した後に、張剛性を必要とする場合があり、こ
の場合には加工後の熱処理によって降伏強度を上昇でき
るいわゆる焼き付は硬化性を有することが望ましい。と
ころで従来の鋼板は焼き付は硬化量が主として鋼の組成
で決まり、その調整量はわずか１〜２ｋｇｆ／ｍｍ２程
度であった。

厳密な製造条件に従う要なしに良好な加工性を備え、し
かも焼き付は硬化量の調整範囲が大きい冷延鋼板および
溶融亜鉛めっき鋼板を提案することがこの発明の目的で
ある。

（課題を解決するための手段） この発明は、 Ｃ：　０．００５０％以下、　　Ｓｉ　：　０．０３％
以下、Ｍｎ　：　１．５０％〜３．５％未満、Ａｌ　：
　０．０１０−０．１００％、Ｐ：０．１５％以下、Ｎ
　：　０．００５０％以下、　　Ｓ　：　０，０１５％
以下を含有し、残部Ｆｅよりなる焼付は硬化性を有する
良加工性冷延綱板であり、またこの発明は Ｃ：　０．００５０％以下、　　Ｓｉ　：　０．０３％
以下、Ｍｎ　：　１．５０％〜３．５％未満、＾１　：
　０．０１０〜０．１００％、Ｐ：０゜１５％以下、Ｎ
　：　０．００５０％以下、Ｓ　：　０．０１５％以下
を含有し、残部Ｆｅよりなる冷延鋼板の表面に、溶融亜
鉛めっき層を被成してなる焼付は硬化性を有する良加工
性溶融亜鉛めっき鋼板である。

上記の組成になる鋼板には、該鋼板の面内異方性、延性
あるいは耐２次加工脆性のより一層の改善を図るために
、Ｎｂ　（０，０１０％以下’）　、Ｂ（０，００３０
〜０．０００２％）　、Ｃｒ　（０，２〜１．０％）　
、Ｖ（０，２〜１．０％）のうちの少なくとも１種を添
加でき、とくにＣｒ、　　Ｖについてはそれぞれの下限
を０．２％として０．４〜１．０％の範囲において複合
添加できる。

さて、第１図に、Ｃ：　０．００３０％、Ｓｉ　：　０
．０１％、Ｐ：０．０４％、Ｓ　：　０．００３％、Ｔ
ｉ　：　０．０４０％、Ｎｂ：０．００５％、Ａｌ　：
　０．０４０％、Ｎ　：　０．００３０％の組成になる
極低炭素鋼を基本素材として、この素材のとくに鋼中の
Ｍｎ量を広範囲にわたって変化させた場合における各熱
延母板の組織を調査した結果を示す。ここでスラブ加熱
温度（１２５０’Ｃ）および巻取り温度（６００°Ｃ）
はすべて一定とし、仕上圧延温度（ＦＴ）についてのみ
種々変更した。

一般に仕上圧延温度（ＦＴ）が高すぎる場合は粗大粒組
織あるいは混粒組織となり、また仕上圧延温度が低すぎ
ると未再結晶フェライト組織あるいは回復組織となり好
ましくないが、上掲第１図に示すようにＭｎの添加量を
増すことで、均一で微細なフェライト組織が得られる仕
上圧延温度の好適範囲が著しく拡大することが明らかで
ある。なお第１図には巻取り温度を６００°Ｃとした場
合について示したが、７００〜５４０°Ｃの範囲におい
ても同様の関係が成立つことが判った。

第２図は上記の熱延母材をその後、圧下率７０％にて冷
間圧延し、次いで８５０°Ｃにて連続焼鈍を行ない、そ
れぞれの鋼板につき下値およびΔｒ値をそれぞれ評価し
た結果を示したものである。良好な特性を有する鋼板を
得ることができる範囲は、第１図における好適範囲とよ
く一致していることが判る。

以上の結果に基づき、この発明では極低炭素鋼における
Ｍｎの含有量を高めることによって、比較的広範な条件
下で熱延母板の鋼組織を均一かつ微細にして、所期した
目的を有利に達成した。

（作　用） 以下、成分組成の限定理由について説明する。

Ｃ：　０．００５０％以下、 Ｃの添加量が増すと、これを炭化物として固定するため
多量のＴ＋、　Ｎｂが必要となる。また、連続鋳造時に
ノズル詰りを起こしたり再結晶温度の上昇等による連続
焼鈍時悪影害を免れ得ない。とくにプレス加工用鋼板に
おいて重要な、全伸び（Ｅｆ）およびランクフォード値
（ｒ）を向上させるにはＣは少ないほどよく、この発明
ではその上限を０．００５０％とした。より好ましくは
０．００３５％以下がよい。

Ｓｉ　：　０．０３％以下、 Ｓｉは鋼の強度を上昇させるのに有効な元素であるが、
過度の添加は耐２次加工脆性、化成処理性、およびめっ
き付着性を劣化させる。よってその上限を０．０３％と
した。

Ｍｎ　：　１．５〜３．０％未満、 Ｍｎはこの発明において重要な元素の１つである。

この発明で対象とする極低炭素鋼においてＭｎによる強
度の上昇は極めてわずかである。従来、Ｍｎははランク
フォード値（ｒ）を低下させるなど不利な点もあり、は
ぼ０．１％以下、多くの場合０．２０％程度に規制され
るのが一般的であった。

この発明では、とくにＭｎの添加量を広範にわたって種
々調査検討した結果として、それを１．５％以上添加し
た場合において、下値、Δｒ値、焼き付は硬化性等につ
き著しい改善効果があることを突き止めた。

素材の特性が改善される理由は必ずしも明確でないが、
Ｍｎを１．５％以上添加することによって、Ａｒｚ変態
点が低下すること、（Ｔｉ−Ｎｂ）　（ＣＮ）の析出物
が粗大化することが、また、再結晶が進行する時点での
固溶Ｃが低く抑えられていることがその主要因であると
推定される。

なお、Ｍｎを３．５％を超えて添加すると鋼板表面にテ
ンパーカラーが生じ易くなり、また溶接性の劣化を招き
、さらには溶製コストの大幅な増大をもたらすのでその
上限は３．５％未満とした。第３図は、Ｃ：　０．００
４０％、Ｓｉ　：　０．０１％、Ｍｎ　：　１．８％、
Ｐ　　：　０．０８０　　％、　Ｓ　　：　０．００４
０％、八１　　：　０．０４５　　％、　Ｎ：　０．０
０３０％、Ｔｉ　：　０．０３０％、Ｎｂ　：　０．０
０５％の組成になる極低炭素鋼を素材として、熱間仕上
圧延温度９００　’Ｃ１巻取り温度５４０°Ｃ１冷延圧
下率７５％、焼鈍温度・時間、８５０　’Ｃ・４０秒と
し、焼鈍後の冷却速度のみを広範に変化させた場合にお
ける鋼板の特性を示すグラフである。Ｍｎの添加量を高
めた鋼を用いるとＥｌや下値などの劣化を伴うことなく
冷却速度に応じて２〜６ｋｇｆ／ｍｍ２程度の焼き付は
硬化量を付与できるのが明らかである。

Ｔｉは熱間圧延前の加熱段階あるいは熱延の初期段階で
八１やＮｂよりも先にＳ、Ｎを固定し、またその一部は
ＴｉＣとして析出し材質の向上に寄与する。

Ｓ、Ｈの固定と再結晶焼鈍時の固溶Ｃ量を調整するため
Ｔｉは少なくとも を超えて添加すると再結晶温度が上昇し良好な材質を得
るのが困難となる。よってＴｉはＡｌ　：　０．０１０
　〜０．１００　　％へ１は銅中の酸素を固定し、また
Ｔｉの歩留りを向上させるため少なくとも０．０１０％
添加する必要がある。一方Ａｔの多量の添加はコストア
ンプにつながるだけでなく鋼の熱間変形抵抗を著しく増
大させる。よってその上限はｏ、ｔｏｏ％とした。

Ｎｂ　７０．０１０％以下、 ＮｂはＴｉが少ない場合にＣを固定するために重要で、
Ｔｉとの複合添加において材質の向上、主として面内異
方性の低域に有利である。しかしｏ、ｏｔ。

％を超えて添加すると、再結晶温度の上昇を招き焼鈍作
業に困難を来す。よってその上限を０．０１０％とした
。

Ｐ：０．１５％以下、 Ｐはランクフォード値（ｒ）を低下させることなく鋼の
強度を上昇させるのに有効な元素であるが、耐２次加工
脆性の観点からはその添加量を制限する必要がある。こ
の発明の成分系においてはその上限値は０．１５％であ
る。

Ｎ　：　０．００５０％以下 Ｎは熱延前の加熱段階でＴｉにより固定されるが、Ｎを
多量に含有するとそれに応じてＴｉの添加量を増さなけ
ればならず、またＴｉＮの析出物の増大によって全伸び
（Ｅｌ）が低下する傾向があり望ましくない。しかしＮ
を工業的に精度良く制御するのは困難でありそれを極力
低減することはコストアップにもつながる。よってその
上限を０．００５０％とした。

Ｃｒ、　　Ｖ　：　０．２〜１．０％、Ｃｒ、　　Ｖは
鋼の延性のより一層の向上を図るのに有効な元素であり
、そのためには少なくとも０．２％添加する必要がある
（単独添加の場合）。

Ｃｒ、　　Ｖの単独添加による延性の向上の効果は、添
加量に応じて増加するが１０％程度でその効果は飽和す
る傾向を示す。従って上限を１．０％とする。

複合添加の場合は、単独に添加した場合よりも大きな延
性の向上があるが、この場合も添加元素の合計が１．０
％程度でほぼその効果が飽和し、それ以上に合金元素を
添加するのは、いたずらな溶製コストの上昇につながり
望ましくない。従って上限は、各元素の合計量で１．０
％とする。

Ｂ　：　０．０００２〜０．００３０％Ｂは延性の改善
、２次加工脆性の改修に有効であり、そのためには少な
くとも０．０００２％添加する必要がある。一方、０．
００３０％を超えて添加してもその効果は飽和し逆にコ
ストアップにつながる。

よってＢは０．ＯＯ’０２〜０．００３０％とした。

（実施例） 実施例−１ 表−１に示す組成に成る鋼を用いて表−２に示す条件の
下に熱間圧延、冷間圧延を行いさらに焼鈍処理を施し、
得られた鋼板の特性について調査した。その結果を表−
２に併せて示す。

なお耐２次加工脆性は鋼板を絞り比が１．８になるよう
にコニカルカンプに成型し、種々の試験温度で５　ｋｇ
の重鎮を８０ａ＋の高さから落下させ、試片を圧壊させ
跪性割れの発生する臨界温度で評価した。上記温度が概
ね一４０°Ｃ以下であることが判定の基準となる。

表−２より明らかなようにこの発明に従う冷延鋼板は比
較的高い焼き付は硬化性を有し、また加工性にも優れて
いるのが明らかである。

実施例−２ 表−３に示す組成になる鋼を適用して、スラブ加熱温度
：　１２８０°Ｃ１仕上げ圧延温度二８８０°Ｃ１巻き
取り温度：５８０°Ｃという条件下に熱間圧延、さらに
圧下率７５％にて冷間圧延してまず冷延鋼板とした。

次に得られた鋼板を連続焼鈍ラインに通して焼鈍処理お
よびめっき処理を施し溶融亜鉛めっき鋼板を製造した。

ここに、焼鈍温度は８５０　’Ｃ１冷却速度は２５゛Ｃ
／ｓ、まためっき処理ではめっき付着量を両面で４５ｇ
／ｍ２に、まためっき層の鉄濃度は８〜１０％とした。

得られた各めっき鋼板の特性を表−４に示す。

比較例（Ｎｏ、８，９）のめっき鋼板に゛おいては、一
部不めっきが見られたが、この発明に従う溶融亜鉛めっ
き口板は、めっき層の影響で７値がやや低目とはなるも
のの均一なめっき層を備え、しかも加工性も非常に良好
であることが確かめられた。

（発明の効果） この発明によれば、自動車車体などに用いるプレス加工
用鋼板の加工性、焼き付は硬化性を厳密な製造条件に従
うことなく有利に改善できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は鋼組織におけるＭｎｌの効果を示すグラ八 第２図は鋼板のｒ値およびΔｒ値におけるＭｎ量の影Ｖ
を示すグラフ、 第３図は鋼板の特性と、冷却速度の関係グラフである。 第１ Ｍｎ （ｗｒｌ） 第３図 ５ＥＴＪＪｄｌ屋（”Ｃ１８）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｃ：０．００５０ｗｔ％以下、 Ｓｉ：０．０３ｗｔ％以下、 Ｍｎ：１．５０ｗｔ％〜３．５ｗｔ％未満、Ｔｉ：［（
   ４８／１４）Ｎ（％）＋（４８／３２）Ｓ（％）］〜［
   ３・（４８／１２）Ｃ（％）＋（４８／１４）Ｎ（％）
   ＋（４８／３２）Ｓ（％）］、Ａｌ：０．０１０〜０．
   １００ｗｔ％、 Ｐ：０．１５ｗｔ％以下、 Ｎ：０．００５０ｗｔ％以下、 Ｓ：０．０１５ｗｔ％以下を含有し、残部Ｆｅよりなる
   焼付け硬化性を有する良加工性冷延鋼板。 ２、Ｃ：０．００５０ｗｔ％以下、 Ｓｉ：０．０３ｗｔ％以下、 Ｍｎ：１．５０ｗｔ％〜３．５ｗｔ％未満、Ｔｉ：［（
   ４８／１４）Ｎ（％）＋（４８／３２）Ｓ（％）］〜［
   ３・（４８／１２）Ｃ（％）＋（４８／１４）Ｎ（％）
   ＋（４８／３２）Ｓ（％）］、Ａｌ：０．０１０〜０．
   １００ｗｔ％、 Ｐ：０．１５ｗｔ％以下、 Ｎ：０．００５０ｗｔ％以下、 Ｓ：０．０１５ｗｔ％以下を含有し、残部Ｆｅよりなる
   冷延鋼板の表面に、溶融亜鉛めっき層を被成してなる焼
   付け硬化性を有する良加工性溶融亜鉛めっき鋼板。 ３、Ｎｂ：０．０１０ｗｔ％以下を含有する請求項１記
   載の焼付け硬化性を有する良加工性冷延鋼板。 ４、Ｎｂ：０．０１０ｗｔ％以下を含有する請求項２記
   載の焼付け硬化性を有する良加工性溶融亜鉛めっき鋼板
   。 ５、Ｂ：０．００３０〜０．０００２ｗｔ％を含有する
   請求項１又は３に記載の冷延鋼板。 ６、Ｂ：０．００３０〜０．０００２ｗｔ％を含有する
   請求項２又は４に記載の溶融亜鉛めっき鋼板。 ７、Ｃｒ：０．２〜１．０ｗｔ％を含有する請求項１又
   は３に記載の冷延鋼板。 ８、Ｃｒ：０．２〜１．０ｗｔ％を含有する請求項２又
   は４に記載の溶融亜鉛めっき鋼板。 ９、ＣｒおよびＶをその合計量で０．４〜１．０ｗｔ％
   含有する請求項１又は３に記載の冷延鋼板。 １０、ＣｒおよびＶをその合計量で０．４〜１．０ｗｔ
   ％含有する請求項２又は４に記載の溶融亜鉛めっき鋼板
   。