JPH0227413B2

JPH0227413B2 - Tairijinguseitofukashiboriseikeiseinisugureruazuroorudosukohannoseizohoho

Info

Publication number: JPH0227413B2
Application number: JP4397885A
Authority: JP
Inventors: Susumu Sato; Saiji Matsuoka; Takashi Obara; Kozo Sumyama; Toshio Irie
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1985-03-06
Filing date: 1985-03-06
Publication date: 1990-06-18
Anticipated expiration: 2005-03-06
Also published as: JPS61204327A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）耐リジング性と深絞り性に優れた薄鋼板の製造
に関してこの明細書で述べる技術内容は、圧延条
件の規制により冷間圧延および再結晶焼鈍工程を
省略し得る新プロセスについての開発成果を開示
するところにある。建材、自動車車体材、缶材ないしは各種表面処
理板などの用途に使用される板厚がおよそ２mm以
下の加工用薄鋼板には以下のような特性が要求さ
れる。 (1) 機械的特性良好な曲げ加工性、張り出し加工性および絞り
加工性を得るために、主として高い延性と高いラ
ンクフオード値（ｒ値）が必要である。とくに自動車のパネルおよびオイルパン、ガソ
リンタンクなどの部品は、成形性の中でもとりわ
け深絞り成形の厳しい部品であり、部品形状にも
依存するが、ｒ値として1.7以上が要求される。 (2) 表面特性これら材料は主として最終製品の最外側に使用
されるため、素材としての形状および表面美麗さ
はもちろんのこと、各種表面処理性も重要であ
る。これら薄鋼板の一般的な製造手段は、次のとお
りである。まず鋼素材としては主に低炭素鋼を用い、造塊
−分塊圧延にて板厚200mm程度の鋼片とした後、
加熱炉にて加熱−均熱処理し、ついで粗熱延工程
により板厚約30mmのシートバーとしてから、仕上
温度がAr₃変態点以上の範囲における仕上熱延工
程にて所定板厚の熱延鋼帯とし、しかるのちそれ
を酸洗後、冷間圧延により所定板厚（2.0mm以下）
の冷延鋼帯とし、さらに再結晶焼鈍を施して最終
製品とする。かかる慣行の最大の欠点は最終製品に至るまで
の工程がきわめて長いことにある。その結果、製
品にするまでに要するエネルギー、要員および時
間が莫大になるだけでなく、これら長い工程中
に、製品の品質とくに表面特性上種々の問題を生
じさせる不利も加わる。例えば冷間圧延工程にお
ける表面欠陥の発生、あるいは再結晶焼鈍工程に
おける不純物元素の表面濃化および表面酸化に起
因する表面美麗さの劣化、さらには表面処理性の
劣化などか不可避的トラブルである。ところで加工用薄鋼板の製造法としては、熱間
圧延工程にて最終製品とするものも考えられてい
る。この方法によれば、冷間圧延および再結晶焼
鈍工程が省略でき、そのメリツトは大きい。しかしながら、熱間圧延のままで得られる薄鋼
板の機械的特性は、冷延−焼鈍工程を経たものに
比べるとはるかに劣る。とくに自動車の車体など
に使用されるプレス加工材には優れた深絞り性が
要求されるのに対し、熱延鋼板のｒ値は1.0前後
と低く、そのためその加工用途はきわめて限られ
たものになる。これは従来の熱延方法において
は、その仕上温度がAr₃変態的以上であるため、
γ→α変態時に集合組織がランダム化するためで
ある。加えて2.0mm以下の板厚の薄鋼板を熱延工
程のみで製造することはきわめて困難である。し
かも寸法精度の問題の他に、薄くなることによる
鋼板温度の低下は、低炭素鋼のAr₃変態点以下の
圧延を余儀なくし、材質（延性、絞り性）の著し
い劣化をもたらす。またたとえAr₃変態点以下の
圧延によつて材質が確保できたとしても、フエラ
イト域で圧延された鋼板にはリジングが発生しや
すくなるという新たな問題が生じる。ここにリジングとは製品の加工時に生じる表面
の凹凸の欠陥であつて、加工製品の最外側に使用
されることが主であるこの種の鋼板にとつては致
命的な欠陥である。リジングは、金属学的には加工−再結晶過程を
経ても容易には分割されない結晶方位群（例えば
｛100｝方位粒群）が圧延方向に伸ばされたまま残
留することに起因するものであり、一般にフエラ
イト（α）域の比較的高温で加工された状況で生
じやすく、とくにフエライト域での圧下率が高い
場合すなわち薄鋼板の製造のような場合にはその
傾向が強い。最近では、これら加工用薄鋼板は、加工製品の
複雑化、高級化に伴い厳しい加工を受けることが
多くなつたこともあり、優れた耐リジング性が要
求されるようになつてきた。ところで近年鉄鋼材料の製造工程は著しく変化
しており、加工用薄鋼板の場合も例外ではない。すなわち、近年まず連続鋳造プロセスの導入に
よつて分塊圧延工程が省略可能となり、また材質
向上と省エネルギーを目的として鋼片の加熱温度
は従来の1200℃近傍から1100℃近傍もしくはそれ
以下に低下される傾向にある。さらに溶鋼から直
ちに板厚50mm以下の鋼帯を溶製することにより、
熱延の加熱処理と粗圧延工程を省略できるプロセ
スも実用化されつつある。しかしながらこれらの新製造工程は、いずれも
溶鋼が凝固する際にできる組織（鋳造組織）を破
壊するという点では不利である。とくに凝固時に
形成された｛100｝〈uvw〉を主方位とする強い鋳
造集合組織を破壊することはきわめて困難であ
る。その結果として、最終薄鋼板には、前述したリ
ジングが起こりやすかつたのである。（従来の技術） Ar₃変態点以下の比較的低温域で所定板厚の薄
鋼板とし、その後は冷間圧延および再結晶焼鈍工
程を施さない加工用薄鋼板の製造方法もいくつか
提示されている。例えば特開昭48−4329号公報に
は、低炭素リムド鋼をAr₃変態点以下の温度で90
％の圧延にて４mm板厚の鋼帯とすることによる降
伏点26.1Kg／mm²、引張強さ37.3Kg／mm²、伸び49.7
％、＝1.29の特性を有する製造例が示されてい
る。また特開昭52−44718号公報には同じく低炭
素リムド鋼を熱延仕上温度800〜860℃（Ar₃変態
点以下）で2.0mm板厚とし、巻取温度600〜730℃
とすることによる、降伏点20Kg／mm²以下の低降伏
点鋼板の製造法が示されている。しかしながら絞
り性の指標であるコニカルカツプ値は得られる製
品で60.60〜62.18mm程度であり、この点従来例の
60.58〜60.61に比べると絞り性は同等かそれ以下
である。さらに特開昭53−22850号公報には同じ
く低炭素リムド鋼を熱延仕上温度710〜750℃で
1.8〜2.3mm板厚とし、巻取温度530〜600℃とする
ことによる低炭素熱延鋼板の製造法が示されい
る。しかしながらこの方法によつて得られる製品
のコニカルカツプ値も上掲の特開昭52−44718号
公報の場合と同様に従来例よりも高く、絞り性は
劣つている。またさらに特開昭54−109022号公報
には、低炭素アルミキルド鋼を熱延仕上温度760
〜820℃で1.6mm板厚とし、巻取温度650〜690℃と
することによる降伏点14.9〜18.8Kg／mm²、引張強
さ27.7〜29.8Kg／mm²、伸び39.0〜44.8％の特性を
有する低強度軟鋼板の製造例が開示されている。
その他特開昭59−226149号公報にはＣ／0.002，
Si／0.02，Mn0.23，Ｐ／0.009，Ｓ／0.008，Al／
0.025，Ｎ／0.0021，Ti／0.10の低炭素Alキルド
鋼を500〜900℃で潤滑油を施しつつ76％の圧延に
て1.6mm板厚の鋼帯とすることにより、＝1.21
の特性を有する薄鋼板の製造例が示されている。しかしながら上記した公知技術にはいずれも、
前述した耐リジング性を向上させることについて
何らの考慮も払われていない。（発明が解決しようとする問題点）冷間圧延のみならず再結晶焼鈍をも含まない新
プロセスによつて、耐リジング性と深絞り性に優
れる薄鋼板の製造方法を与えることが、この発明
の目的である。（問題点を解決するための手段）この発明は、低炭素鋼を所定板厚に圧延する工
程において、少なくとも１パスを、フエライトの再結晶温度から300℃までの温度
範囲で、圧下率：35％以上、ひずみ速度：300
（s^-1）以上で仕上げることを特徴とする耐リジン
グ性と深絞り性に優れるアズロールド薄鋼板の製
造方法である。この発明の基礎となつた研究結果からまず説明
する。表１に示す低炭素アルミキルド鋼の熱延鋼板を
用い、これを450℃に加熱均熱し、１パスで20％，
40％，および60％の圧下率でそれぞれ圧延した。

【表】このときのひずみ速度（ε）と圧延後の鋼板の
リジング指数との関係について調べた結果を第１
図に示す。リジング指数はひずみ速度と圧下率に強く依存
し、40％，60％の圧下率でかつ300s^-1以上の高ひ
ずみ、高圧下率圧延を施した場合に、耐リジング
性は著しく向上した。なおひずみ速度（ε）の計算は以下の式に従つ
た。ｎ：圧延ロールの回転数（rpm）ｒ：圧下率（％）／100 Ｒ：圧延ロールの半径（mm） Ho：圧延前の板厚（mm）次に表１に示すＡ，Ｂ鋼用い、圧延温度を種々
に変化させて、圧延板の値について、調べた結
果を第２図に示す。このとき、ε＝852s^-1，圧下
率65％であつた。また、Ａ，Ｂ鋼の再結晶温度は
表１に示すとおりであり、この再結晶温度は、室
温にて75％の冷間圧延を行ない加熱速度20℃／ｈ
で加熱したときの硬度および組織の変化から求め
たものである。両鋼とも再結晶温度以下での圧延によつてｒ値
が急激に上昇することがわかる。しかしながら約
300℃以下の温度における圧延では、アズロール
ドでは再結晶が生ぜず、このためｒ値は急激に劣
化する。発明者らはこれらの基礎的データに基づき研究
を重ねた結果、以下のように製造条件を規制する
ことにより耐リジング性と深絞り性に優れる薄鋼
板が製造できることを確認した。 (1) 鋼組成高ひずみ速度圧延の効果は本質的には鋼組成に
依存しない。ただし、一定レベル以上の深絞り性
を確保するためには、侵入型固溶元素であるＣ，
Ｎはそれぞれ0.10％以下、0.01％以下であること
が好ましい。また鋼中ＯをAlの添加により低減
することは、材質とくに延性の向上に有利であ
る。さらにより優れた深絞り性を得るために、
Ｃ，Ｎを安定な炭窒化物として析出固定可能な特
殊元素たとえばTi，Nb，ZrおよびＢ等の添加も
有効である。また高強度を得るためにＰ，SiおよびMn等を
強度に応じて添加することもできる。 (2) 圧延素材の製造法従来方式、すなわち造塊−分塊圧延もしくは連
続鋳造法により得られた鋼片は当然に適用でき
る。鋼片の加熱温度は800〜1250℃が適当であり、
省エネルギーの観点から1100℃未満が好適であ
る。連続鋳造から鋼片を再加熱することなく圧延
を開始するいわゆるCC−DR（連続鋳造−直接圧
延）法も勿論適用可能である。一方溶鋼から直ちに50mm以下の圧延素材を鋳造
する方法（シートバーキヤスター法およびトリツ
プキヤスター法）も省エネルギー、省工程の観点
から経済的メリツトが大きいので、圧延素材の製
造法としてはとりわけ有利である。 (3) 圧延工程この工程が最も重要であり、低炭素鋼を所定の
板厚に圧延するに当り、仕上圧延において、少な
くとも１パスを、フエライトの再結晶温度から
300℃までの温度範囲で、圧下率35％以上でかつ
ひずみ速度300s^-1以上の条件下に圧延することが
必須である。仕上圧延温度がフエライトの再結晶温度を超え
る高温域ならびに300℃未満の低温域では、たと
え圧下率35％以上、ひずみ速度300s^-1以上で圧延
を施したとしても、前掲第２図に示したように深
絞り性が劣るものしか得られないので、仕上圧延
温度はフエライトの再結晶温度〜300℃の範囲に
限定した。またひずみ速度については、300s^-1に満たない
と目標とする材質が確保できないので、300s^-1以
上とりわけ500〜2500s^-1が好適である。圧延パス数、圧下率の配分は、上記の条件が満
たされれば任意でよい。圧延機の配列、構造や、張力、潤滑の有無など
は本質的な影響力を持たない。なお再結晶焼鈍処理については、原則として不
要であるが、材質上の要請から、圧延後のランア
ウトテーブル上および巻とり工程で保熱、均熱処
理を施すこと、また必要に応じて圧延後に多少の
加熱処理を施すことを禁ずるものではない。 (4) 酸洗、調質圧延上述の手順で得られた鋼帯は、従来よりも低温
域での圧延であるため酸化層は薄く、酸洗性は極
めて良好であるので、酸洗せずに使用できる用途
も広い。また脱スケールは、従来の酸による除去
の他に機械的除去も可能である。さらに形状矯
正、表面粗度調整などを目的として、10％以下の
調質圧延を加えることができる。 (5) 表面処理かくして得られる鋼帯は、亜鉛めつき（合金系
を含む）、錫めつきおよびほうろう性など表面処
理性に優れるので、各種表面処理原板として適用
できる。（作用）この発明に従うことによつて、耐リジング性さ
らには値が格段に向上する理由は、次のとおり
と考えられる。圧延後の再結晶集合組織の形成は、圧延時に導
入される加工ひずみ量に大きく依存することが知
られている。すなわち、｛222｝方位粒に対する加
工ひずみ量が多いと、｛222｝方位を主方位とする
再結晶集合組織が形成される。従来行なわれてき
た圧延速度では、圧延時に導入される加工ひずみ
は｛200｝方位粒が多く、そのため再結晶集合組
織には、｛200｝方位が集積し、その結果低い値
しか得られなかつた。しかしながらこの発明に従
う高ひずみ速度圧延では、｛222｝方位粒に導入さ
れる加工ひずみ量が増大し、その結果｛222｝方
位を主方位とする再結晶集合組織が形成されるの
で、値が格段に向上する。さらに、｛222｝方位粒への加工ひずみにより、
｛222｝方位粒の再結晶が優先的に進行するため、
リジング発生の主原因である｛200｝方位粒を侵
食し、耐リジング性も向上する。（実施例）表２に示す組成鋼をそれぞれ、表３に示す方法
で板厚25〜40mmのシートバーにした後、６列から
成る圧延機を用いて0.8〜1.0mm板厚の薄鋼板とし
た。このとき等６スタンドを用いて高ひずみ高圧
下率圧延を行なつた。なお、供試鋼の再結晶温度
は前述した方法により求めた。かくして得られた薄鋼板につき、酸洗、調室圧
延（圧下率0.5〜1.2％）後の材料特性を表３に示
す。なお引張特性JIS5号試験片として求めた。ま
たリジング性は、圧延方向から切り出したJIS5号
試験片を用い、15％の引張予ひずみを付加したも
のについて、表面の凹凸を目視法にて１（良）〜
５（劣）の評価をした。この評価は、在来の低炭
素冷延鋼板の製造法によるときリジングが事実上
現れなかつたので評価基準が確立していない。従
つて、本発明では従来ステンレス鋼についての目
視法による指数評価基準をそのまま準用した。評
価１，２は実用上問題のないリジング性を示す。

【表】

【表】注 ☆：比較例、無印：適合例
この発明に従つて製造された鋼板は比較例より
もはるかに優れた値と耐リジング性とを示して
いる。（発明の効果）かくしてこの発明によれば、フエライト再結晶
温度から300℃までの温度範囲における高圧下率、
高ひずみ速度圧延により、従来の冷間圧延のみな
らず再結晶焼鈍をも省略したアズロールドのまま
で、良好な深絞り性と共に優れた耐リジング性を
もつ薄鋼板を得ることができ、しかも圧延素材に
ついてもシートバーキヤスター法、ストリツプキ
ヤスター法などに適合するなど、加工用薄鋼板の
製造工程の大幅な簡略化が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、値およびリジング指数に及ぼすひ
ずみ速度の影響を、圧下率をパラメータとして示
したグラフ、第２図は、圧延温度と値との関係
を示したグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】１低炭素鋼を所定板厚に圧延する工程におい
て、少なくとも１パスを、フエライトの再結晶温度から300℃までの温度
範囲で、圧下率：35％以上、ひずみ速度：300
（s^-1）以上で圧延することを特徴とする耐リジン
グ性と深絞り成形性に優れるアズロールド薄鋼板
の製造方法。