JPH02263950A - 深絞り用熱延鋼板及びその製法 - Google Patents

深絞り用熱延鋼板及びその製法

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JPH02263950A JP8632289A JP8632289A JPH02263950A JP H02263950 A JPH02263950 A JP H02263950A JP 8632289 A JP8632289 A JP 8632289A JP 8632289 A JP8632289 A JP 8632289A JP H02263950 A JPH02263950 A JP H02263950A
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(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、深絞り性の優れた熱延鋼板及びその製法に関
し、この熱延鋼板は、コンプレッサーカバーや自動車用
部品の如く深絞り加工される鋼板として有用である。
[従来の技術] 深絞り加工用鋼板としては成形性の良好な冷延鋼板が使
用されていたが、最近、コストの低減及び生産性の向上
を理由として熱延鋼板の使用が検討されている。しかし
一般に熱延鋼板は冷延鋼板に比べて深絞り性が悪く、そ
のままで冷延鋼板に代替することはできない。そこで深
絞9性を高める為の手段として、たとえば極低炭素鋼に
Ti(及び/又はNb)を添加した鋼材を使用するなど
、主に成分組成の観点から検討が加えられ、それにより
伸び率(延性)はかなり改善されてきた。
しかしそれでも、同一成分系の冷延鋼板に比べると深絞
り性は格段に劣る。
[発明が解決しようとする課題] 本発明は上記の様な状況に着目してなされたものであっ
て、その目的は、冷延鋼板に匹敵する深絞り加工性を有
する熱延鋼板及びその製法を提供しようとするものであ
る。
[課題を解決するための手段] 上記課題を解決することのできた本発明鋼板の構成は、 C: 0.015%以下 S i : 0.5%以下 M n : 0.5%以下 P  :0.05%以下 S  :0.01%以下 A 1 : 0.05%以下 N  : 0.006%以下 であり、あるいは更に他の元素として Ca : 0.0005〜0.005%希土類元素: 
0.001〜0.01%の1種または2種以上を含み、
残部Feおよび不可避不純物からなる鋼材からなり、組
織が加工フェライトから再結晶したフェライトであって
、且つ伸び率が50%以上の熱延鋼板からなるところに
要旨を有するものであり、この鋼板は必要により溶融亜
鉛めっきもしくは合金化溶融亜鉛めっき処理されること
もある。そしてこの様な深絞り用熱延鋼板は、上記成分
組成の要件を満たす鋼を加熱及び粗圧延した後、仕上げ
圧延工程で、フェライト域での圧延を50%以上含む熱
間圧延を行なうことによって得ることができる。
[作用] 熱延鋼板と冷延鋼板に見られる物性上の顕著な相違の1
つにランクフォード(r)値があり、般に熱延鋼板のr
値が低いのに対し冷延鋼板のr値は高いことが確認され
ている。またこのr値は、伸び率や深絞り性と深い関係
を有していることも知られている。しかしながら本発明
者らの経験したところでは、熱延鋼板と冷延鋼板に見ら
れる深絞り性の違いは上記r値の違いを超えて格段に顕
著である。
そこでこうした違いがどの様な原因によってもたらされ
るものであるかを明らかにするため色々検討した。その
結果衣の様な事実が明らかになってきた。即ち従来の熱
延鋼板はオーステナイト域で熱間圧延するのが常法であ
ったから、その結晶組織はオーステナイトから変態した
フェライトであるのに対し、冷延鋼板の結晶組織は、オ
ーステナイトから変態した後の冷延により生成した加工
フェライトより再結晶したフェライトであり、こうした
フェライト生成過程の違いが伸び率及び深絞り性に強く
影響を及ぼしていることが確認された。そこで熱延鋼板
についても、熱間圧延を従来例の様にオースティナイト
域で行なうのではなく、フェライト域での熱間圧延を主
体にすれば、伸び率を冷延鋼板レベルまで高めることが
できるのではないかと考え、更に研究を重ねた結果本発
明に想到した。尚、フェライト域での熱間圧延材とオー
ステナイト域での熱間圧延材は、いずれも最終的には同
じフェライト組織であり、それにもかかわらずその履歴
によって伸び率、ひいては深絞り性に顕著な差がでてく
る理由については必ずしも明らかにされた訳ではないが
、フェライト生成過程の違いによって生じるフェライト
マトリックス内の転位構造もしくは結晶粒の分布形態の
違いが少なからぬ影響を及ぼしているものと考えられる
熱間圧延条件の詳細は追って述べるが、こうした圧延条
件が結晶組織に与える影響は鋼材の化学成分によらずほ
ぼ同じである。しかし本発明で意図する程度の強度と深
絞り性を確保するには、鋼材の化学成分についても次に
述べる程度の制約が必要となる。以下、鋼材の化学成分
を定めた理由について詳述する。
C: 0.015%以下 CはArl変態温度に強く影響を及ぼす元素であり、C
量が増えるにつれてAr、変態温度は低下してくる。そ
してC量が0.015%を超えるとAr、変態温度は8
00℃以下となり、500℃程度以下の低温で圧延しな
ければならなくなるため、もはや熱延鋼板と言えないも
のとなる。しかもC量が多過ぎるとセメタイトの量が増
大して硬質化し延性が低下するばかりでなく、再結晶温
度も高くなって熱延のままでフェライトの再結晶を進め
ることが困難になる。
Si:0.5%以下、M n : 0.5%以P : 
0.05%以下 これらはいずれも強度向上元素であり、高強度鋼材を得
るには夫々有効な元素であるが、深絞り性の改善を目的
とする本発明においては逆に好ましくない元素であり、
夫々上限値を超える場合は加工性が低下して深絞り性改
善の目的が果たせなくなる。しかもSt量が上限値を超
えると成形品の表面性状が悪くなるばか溶融亜鉛めっき
を施したときの密着性が低下し、またP量が多過ぎる場
合は、結晶粒界に不純物として偏析して粒界強度を低下
させる、といったマイナス効果が表われてくるので、夫
々上限値以下に抑えなければならない。
Σニュ」月4駄工 Sは様々の元素と結合して不純介在物を形成し延性に悪
影響を及ぼすので少ないほど好ましいが、0.01%以
下であれば殆んど実害は生じない。
戊上工り匹に基ユ Atは鋼材の脱酸、脱窒用として添加されることがある
が、多過ぎると鋼材が脆弱となり延性が著しく害される
ので、0.05%以下に抑えなければならない。
N : 0.006%以下 Nは窒化物の生成、あるいは固溶N量の増大により延性
を阻害するので、0.0013%以下に抑えなければな
らない。
深絞り用熱延鋼板を得るうえで必須成分という訳ではな
いが、特にMnS系の伸長した介在物を球状化して極限
変形能(加工性)を高める作用があり、特に穴拡げ性の
向上に顕著な効果を発揮する。こうした効果は夫々上記
下限値以上の添加によって有効に発揮されるが、いずれ
の場合も上限値を超えて添加しても効果の向上が無いば
かりでなく、逆にこれらを含んだ介在物の量を増加させ
、特性劣化につながる場合が多い。
本発明で規定される深絞り用熱延鋼板の成分組成は上記
の通りであり、残部は鉄及び不可避不純物からなるもの
であるが、この様な鋼材を用いて冷延鋼板に匹敵する深
絞り性を得するには、先に述べた様な理由から、組織を
加工フェライトから再結晶したフェライトとし、且つ伸
び率が50%以上を示すものでなければならない。そし
てこの様な再結晶組織を得るには、粗圧延後の仕上げ圧
延工程でフェライト域での圧延を50%以上含む熱間圧
延を行なわなければならず、こうした要件が満たされな
ければ、本発明で意図する様な伸び率を持った熱延鋼板
を得ることはできない。そして上記の熱間圧延条件が満
足される限り、たとえば仕上げ連続圧延の前半をオース
テナイト域あるいはオーステナイト+フェライト2相域
で行なってもよい。またフェライトの再結晶は、圧延材
を650℃程度以上に加熱処理することにより行なわれ
るが、この再結晶は仕上げ熱間圧延の途中で行なっても
よく、あるいは熱間圧延終了後の玲却巻取り工程で行な
ってもよい。また最終段階で溶融亜鉛めっきあるいは合
金化溶融亜鉛めっきを行なう場合は、めっき工程で65
0〜700℃に加熱されこの熱で再結晶が進行するので
、仕上げ圧延時の巻取りまでは未再結晶状態であっても
かまわない。
深絞り性の改善を目的として行なわれる従来のオーステ
ナイト域での熱間圧延処理では、本発明で規定する前述
の様な成分組成の鋼材を使用すると結晶粒が粗大となり
、肌荒れ等の問題が顕著に表われるため実用できないが
、本発明で規定する上記圧延及び熱処理を採用すると結
晶粒が極めて微細なものとなり、肌荒れ等の問題は一切
生じなくなる。従って、従来材では結晶粒微細化の為必
須とされていたTiやNbも不要となり、鋼材コストも
下げることができる。
[実施例] 第1表に示す成分組成の鋼材(厚さ100mm)をtt
oo℃に加熱し、950℃以上の温度で厚さ25mmま
で粗圧延した後、空冷時間を色々変え圧延開始温度を変
化させて仕上げ連続圧延を行なった。尚仕上げ連続圧延
はいずれも3バスで行ない、仕上げ板厚は2.8 +w
a+とじた。また供試材の一部については950℃以上
で行なう粗圧延の圧下量を変えて仕上げ圧延開始時の板
厚を変更することにより、フェライト域での圧下量を変
化させた。
圧延終了後、実操業時のコイル巻取りによる保温状態を
シミュレートするため、供試板を保温炉に装入して1時
間保持した後炉冷した。
また得られた仕上げ圧延板の一部については、その後合
金化溶融亜鉛めっき処理(焼鈍加熱温度ニア50℃、合
金化処理温度=600℃)を行なった。
得られた各圧延板(及びめっき処理材)について、J 
I S−5号試験片による引張試験を行ない、また初期
穴を10mmφ打抜穴としたときの限界穴拡げ率(λ)
を求めた。
第1.2表において、実験N011〜8は本発明の規定
要件をすべて満たす実施例であり、伸び率(Eu)はい
ずれも50%以上の良好な値が得られており、優れた深
絞り性を備えたものであることが分かる。また実験No
、 7.8はCaまたはREM (希土類元素)を加え
た実施例であり、穴拡げ性(λ)が著しく高められてい
る。
これに対し実験No、 9〜15は規定要件のいずれか
を欠く比較例であり、いずれかの物性に問題がある。
次に前記第1表に示した実験N091及びNO45の鋼
材を使用し、熱間仕上げ圧延温度を色々変えた場合の物
性に与える影響を調べた。但しNo、  1については
、巻取り温度を600℃に設定してこの段階でフェライ
トの再結晶を完了せしめ、一方N095については巻取
り温度を450℃に設定し、この時点では未再結晶状態
であるので、引と続いて合金化溶融亜鉛めっき処理(焼
鈍加熱温度ニア50℃、合金化処理温度:600℃)す
る際に再結晶させた。
結果は第1図に示す通りであり、熱間仕上げ圧延温度が
900℃未満の低温になると結晶粒径は著しく微細とな
り、引張強度がやや上昇傾向を示すばかりでなく伸び率
も大幅に増大する。即ち900℃の°熱間仕上げ材は全
てがオーステナイト域で圧延されたものであるのに対し
、800℃の熱間仕上げ材は全てがフェライト域で圧延
されたものであり、圧延がいかなる相領域の温度で行な
われたかにより、得られる鋼板の結晶粒径、強度及び伸
び率が著しく変わってくることが分かる。
[発明の効果] 本発明は以上の様に構成されており、鋼板の成分組成を
特定すると共に仕上げ圧延条件を規定することによって
、深絞り性の優れた鋼板を熱間圧延法により効率良く製
造し得ることになった。
【図面の簡単な説明】
第1図は熱延仕上げ温度と結晶粒径、強度及び伸び率の
関係を示すグラフである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)C:0.015%以下 Si:0.5%以下 Mn:0.5%以下 P:0.05%以下 S:0.01%以下 Al:0.05%以下 N:0.006%以下 を含む他、残部はFeおよび不可避不純物からなり、金
    属組織は加工フェライトから再結晶したフェライトであ
    り、伸び率が50%以上であることを特徴とする深絞り
    用熱延鋼板。
  2. (2)更に他の元素として、 Ca:0.0005〜0.005%及び 希土類元素:0.001〜0.01% の1種又は2種以上を含有するものである請求項(1)
    に記載の深絞り用熱延鋼板。
  3. (3)請求項(1)または(2)に記載の鋼板を、溶融
    亜鉛めっきまたは合金化溶融亜鉛めっき処理したもので
    ある深絞り用熱延鋼板。
  4. (4)C:0.015%以下 Si:0.5%以下 Mn:0.5%以下 P:0.05%以下 S:0.01%以下 Al:0.05%以下 N:0.006%以下 を含み、残部Feおよび不可避不純物からなる鋼を、加
    熱及び粗圧延した後、仕上げ圧延工程で、フェライト再
    結晶温度域での圧延を50%以上含む熱間圧延を行なう
    ことを特徴とする深絞り用熱延鋼板の製法。
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