JPH0215609B2

JPH0215609B2 -

Info

Publication number: JPH0215609B2
Application number: JP62157892A
Authority: JP
Inventors: Koji Kishida; Osamu Akisue
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1987-06-26
Filing date: 1987-06-26
Publication date: 1990-04-12
Also published as: EP0319590A4; US4961793A; EP0319590A1; DE3880276T2; DE3880276D1; JPS644429A; WO1988010319A1; EP0319590B1

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明はCuを添加された鋼を用いることによ
つて高ｒ値で従来にない高強度範囲の冷延鋼板を
製造する方法に関するものである。最近の冷延鋼
板の利用者側からの冷延鋼板に対する特性値上の
要求の一つは冷延鋼板の益々の高強度化であると
同時に高い加工性を保持していることである。本
発明はこれらの要求に応える鋼板を提供する製造
方法に関するものである。（従来の技術）従来の高ｒ値を有した高強度冷延鋼板としては
Ｐを添加したAlキルド鋼板（例えば、特公昭59
−20733号公報）やＰを添加したTiおよびNb含
有超極低炭素鋼板（例えば、特公昭60−47328号
公報）がある。しかしながらこれらの高強度鋼板
の引張強さはせいぜい40から45Kgｆ／mm²以下であ
る。従つて最近の冷延鋼板に対する新しい要求を
満足するものではない。これにたいして本発明の高ｒ値高強度冷延鋼板
の引張強さは45〜75Kgｆ／mm²の範囲のものであり
従来にない新鋼板の製造方法を提供しようとする
ものである。（発明が解決しようとする問題点）最近の高加工性冷延鋼板の材質にたいする利用
者側からの材質性能の益々の高度化の要求は強ま
るばかりである。即ち、益々の高加工変形を必要
とする複雑な形状をした部分が増えてきているこ
ととあわせて、部品の高強度化への指向と鋼板の
薄手化を図り軽量化をしていく必要性が高くなつ
てきていることと、鋼板の利用者側での変形加工
処理工程を出来る限り少なくして低コスト化を図
る必要性が近年とみに増えているためである。従
つて、従来の技術内容では到底鋼板の利用者側の
要求を満たすものではない。従来の技術レベル範囲の高ｒ値高強度鋼板の引
張強さはせいぜい45Kgｆ／mm²以下である。一般的
に鋼板の強度を上げるために各種の強化元素を添
加すると強度の上昇と共にｒ値は低くなり高強度
鋼板では高ｒ値は得られないとするのが従来の認
識である。本発明では従来不可能とされていた引張強さ45
Kgｆ／mm²以上の鋼板においてさえも高いｒ値がえ
られる新規な方法を開発したものである。ｒ値を十分に高く保ちつつ高強度化をするにお
いて本発明ではCuの析出強化を利用するが、そ
の析出処理も工業的に低コストで実現可能とする
ために低温短時間で熱処理が完了するようにした
ものである。（問題点を解決するための手段）本発明が対象とする高ｒ値高強度鋼板の基本鋼
板は極低炭素鋼板である。本発明が対象とする高ｒ値冷延鋼板は、以下の
理由によりC0.010％以下、Mn0.05〜0.5％、Si1.0
％以下、S0.001〜0.030％、P0.10％以下、
N0.0050％以下、sol.Al0.005〜0.10％、Cu0.8〜
2.2％、その他不可避的元素を含有するものを基
本的成分として、これにTi、Nbの一種または二
種を、更にはNiを含有させることもある。本発明者等は、連続焼鈍方式による高強度冷延
鋼板の製造方法を検討し、低炭素鋼に種々の元素
を単独あるいは複合添加する研究を行つた結果、
Ｃ量を低減し且つCuを添加することによつて高
いｒ値と高強度を同時に達成しうることを新規に
知見した。Ｃ量は高強度レベルになつても極めて高いｒ値
と高い延性を確保するために極力低減させること
が必要である。第１図はMn0.15％、Si0.02％、
S0.010％、P0.01％、N0.0020％、sol.Al0.03％、
Cu1.8％を含む鋼を基本成分とし、Ｃ量を0.0015
〜0.0450％の範囲で変化させた鋼を溶製し、常法
に従い熱間圧延および冷間圧延を施し板厚0.8mm
の鋼板とした後、825℃の温度にて１分間保持し、
550℃まで５℃／秒で冷却し、続いて550℃で５分
間熱処理した時のＣ量とｒ値の関係について調べ
たグラフである。同図から、Ｃ量が0.01％以下の
本発明鋼では、Ｃ量が高い比較鋼に対しｒ値が
0.4〜0.5も高く、Ｃ量を制御することにより極め
て高いｒ値が確保しうる事が認められる。従つ
て、Ｃ量としては、0.010％以下にする必要があ
る。これ以上のＣ量になるとｒ値および延性が下
がり本発明の目的が達成されない。Ｐは鋼板の強度を上げる元素としてその必要強
度レベルに応じて添加する。しかし、0.10％を越
えると鋼板の二次加工割れが発生するのでそれを
上限とする。 Siは鋼板の強度を上げる元素としてその必要強
度レベルに応じて添加するが1.0％を越えると熱
延時に発生するスケールによつて鋼板の表面疵が
発生しやすくなるのでその添加量は1.0％以下と
する。 MnおよびＳ量は鋼板のｒ値や延性を高めるに
は低いほうが好ましく、それぞれの上限を0.5％、
0.030％とする。Mn量があまり低くなりすぎると
鋼板の表面疵が発生し易くなるのでその下限を
0.05％とし、Ｓ量があまり低くなると工業的に溶
製が訣困難となるので、その下限を0.001％と定
める。Ｎはｒ値を高め、高延性を得るためには低い方
が好ましく0.0050％以下とする。 Cuは極低炭素鋼に添加することによつて、ｒ
値の高い再結晶集合組織の発達を終えてから析出
させて鋼板の強度を高める効果をもつ。第２図は
C0.0025％、Mn0.15％、Si0.60％、S0.015％、
P0.08％、N0.0025％、sol.Al0.03％を含む鋼を基
本成分とし、Cu量を0.71〜2.06％の範囲で添加し
た鋼を溶製し、常法に従い熱間圧延および冷間圧
延を施し板厚0.8mmの鋼板とした後、850℃で再結
晶焼鈍し、続いて450℃〜600℃で３分間処理した
時の熱処理温度による強度変化を調べたグラフで
ある。図中、曲線ａはCu2.06％、曲線ｂはCu1.38
％、曲線ｃはCu0.71％の場合である。同図より高
ｒ値鋼板の強度を高めるためには0.8％以上のCu
量が必要である。一方、2.2％を越えると表面品
質が劣化するので、Cuは0.8〜2.2％の範囲内にす
る必要がある。 Ti、Nbの一種または二種をそれぞれ0.01〜0.2
％、0.005〜0.2％の範囲で添加するとＣとＮはこ
れらによつて固定され得られる鋼板は非時効性の
鋼板になる。非時効性鋼板になると時効による延
性の低下はなくなり一層の高延性鋼板が得られ
る。また、Ti、Nbの一種または二種の添加は鋼
板のｒ値をより高いものにする効果がある。 Niは鋼板の表面品質のを高品位に保ち、熱間
脆性を防止するのに有効である。必要に応じて
0.15〜0.45％の範囲で添加してもよい。 sol.AlはAlキルドを得るために必要な0.005〜
0.10％の範囲にすればよい。次に熱間圧延工程では、連続鋳造機から直送さ
れた高温鋳片または、加熱によつて得られた高温
鋳片をAr₃以上の温度で熱間圧延を行う。熱間圧延後の巻取温度については特に制限はな
いが、500〜650℃で巻き取つた場合熱延板中に
Cuが微細に析出し、これが引き続く冷間圧延後
の焼鈍時に再結晶を遅らせる作用をもつため、好
ましくは熱延後の巻取温度は450℃以下もしくは
700℃以上とする。次に冷間圧延についてであるが、高ｒ値をうる
為には冷延圧下率は高い方が良い。50〜85％の範
囲の冷延圧下率であれば本発明の目的に適う。か
くして得られた冷間圧延板の焼鈍は750℃以上の
温度で連続焼鈍を行い、再結晶させると同時に
Cuの固溶をはかる。連続焼鈍後で高ｒ値と同時
に高強度をもつた鋼板にする場合は、750℃以上
の温度での再結晶焼鈍後700〜450℃の温度範囲に
冷却し此の温度範囲で0.1分以上のCuの析出熱処
理を施す。この方法は連続焼鈍が終わつた段階で
高ｒ値と高強度を同時に兼ね備えた鋼板を製造す
る方法である。一方、750℃以上の温度での再結晶焼鈍後１分
以内に450℃未満の温度まで冷却しCuを固溶させ
た一次製品とし、この一次製品に対しそれに成形
加工を施しその加工された製品に450〜700℃の範
囲の熱処理を加えCuを析出させて加工部品の強
度を高めることも本発明の方法である。この方法
を採用すれば、成形加工時の鋼板の強度は低く軟
質でさらに延性も十分に高いので一層複雑な難成
形部品の加工も可能となり、従来の技術では得ら
れなかつた高強度部品が得られるようになる。尚、この成形加工後に熱処理を施してその強度
を高めるが、熱処理作業性からみるとできるだけ
低温でしかも短時間の熱処理で終了させることが
極めて大切である。本発明ではこの点についても
十分な検討を加え短時間の熱処理でその目的が達
成されるようにしたものである。実施例１第１表に示したＡ〜Ｈまでの鋼片を同表に示す
条件で熱延し巻き取り、板厚3.2mmの熱延鋼板を
得た。その鋼板を0.8mmまで冷間圧延を施した後、
同表にしめす再結晶焼鈍、およびCuの析出処理
を施した。この鋼板の機械的性質を第２表に示
す。本発明鋼Ａ〜Ｅは45Kgｆ／mm²を越える高強度
でありながら、ｒ値は極めて高く従来の鋼にない
特徴を有している。これに対し比較鋼ＦはＣ量が
多いためｒ値が低く、伸びも低い。比較鋼Ｇは高
いｒ値を持つが、Cu量が少ないため再結晶焼鈍
に引き続く短時間の熱処理では強度が上がらず、
目的とする強度に達しない。比較鋼Ｈを連続焼鈍
時の均熱温度が低いため再結晶が完了しておら
ず、ｒ値伸びとも低い。

【表】

【表】実施例２第３表に示す組成の鋼No.１及びNo.２を同表に示
す条件で熱間圧延、冷間圧延および連続焼鈍を
し、板厚1.2mmの冷延鋼板を得た。これらの鋼板
を圧力容器に成形加工した。圧力容器はプレス加
工および溶接後、630℃程度で温度で応力除去焼
鈍が行われる。圧力容器に成形加工後、サンプル
を切り出した。切り出したサンプルの板厚歪は約
14％であつた。このサンプルの引張強さおよび
630℃で５分間の熱処理後の引張強さを第４表に
示す。同表中の強度上昇量ΔTSは、プレス成形
および熱処理後の引張強さから成形前の冷延鋼板
の引張強さを引いた値である。比較鋼は加工後の
熱処理により大幅に軟化しているのに対し、本発
明鋼は加工後の熱処理により更なる強度上昇が達
成されている。

【表】

【表】（発明の効果）以上詳述したように本発明の方法によつて、高
い生産性をもつ連続焼鈍プロセスで高いｒ値をも
つた引張強さ45〜75Kgｆ／mm²の高強度冷延鋼板の
製造が初めて可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は1.8％Cuを含有した冷延鋼板のｒ値に
及ぼすＣ量の影響を示すグラフ、第２図は極低炭
素冷延鋼板の強度に及ぼす熱処理温度の影響を
Cu量をパラメーターとして示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】１ C0.010％以下、Mn0.05〜0.5％、Si1.0％以
下、S0.001〜0.030％、P0.10％以下、N0.0050％
以下、sol.Al0.005〜0.10％、Cu0.8〜2.2％を含有
する鋼を、Ar₃点以上の温度で熱間圧延してコイ
ルとなし、次いで冷間圧延を施し、得られた冷延
鋼帯を750℃以上の温度で再結晶焼鈍し、続いて
450〜700℃の温度範囲で0.1分以上の熱処理を施
すことを特徴とする高ｒ値を有する高強度冷延鋼
板の製造方法。２ C0.010％以下、Mn0.05〜0.5％、Si1.0％以
下、S0.001〜0.030％、P0.10％以下、N0.0050％
以下、sol.Al0.005〜0.10％、Cu0.8〜2.2％を含有
する鋼を、Ar₃点以上の温度で熱間圧延してコイ
ルとなし、次いで冷間圧延を施し、得られた冷延
鋼帯を750℃以上の温度で再結晶焼鈍し、次いで
１分以内に450℃未満の温度まで冷却して製品と
し、加工変形後に再び450〜700℃の温度範囲で
0.1分以上の熱処理を施すことを特徴とする高ｒ
値を有する高強度冷延鋼板の製造方法。３特許請求の範囲第１項又は第２項記載の方法
において、さらに、該鋼中にTiまたはNbの一種
または二種をそれぞれ0.01〜0.2％、0.005〜0.2％
の範囲で含有する方法。４特許請求の範囲第１項〜第３項の何れか１項
に記載の方法において、さらに、該鋼中にNi0.15
〜0.45％を含有する方法。