JPH0246653B2

JPH0246653B2 -

Info

Publication number: JPH0246653B2
Application number: JP61160944A
Authority: JP
Inventors: Kunio Watanabe; Toyohiko Sato
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1986-07-10
Filing date: 1986-07-10
Publication date: 1990-10-16
Also published as: JPS6318023A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は加工性の優れた高強度冷延鋼板の製造
方法に係り、特に連続鋳造法により製造される加
工性の優れた高強度冷延鋼板の製造方法に関する
ものである。（従来の技術）近年自動車の燃費節減のための軽量化・安全性
向上のため高強度鋼板が使われることが広く行わ
れるようになつた。しかし一般的に鋼板を高強度
化するときは延性が低下し、プレス成形が困難に
なることが自動車用に高強度鋼板を普及させる妨
げとなつていた。これを解決する目的で加工性を
低下させずに、強度を高めて最も安価に高強度鋼
板を得られる方法として、箱焼鈍によるＰ添加ア
ルミキルド冷延鋼板の製造方法が特公昭50−
31090で知られている。また、冷延鋼板製造に際
して省エネルギー、工程時間短縮に効果が大きい
連続焼鈍を適用するときは強度は得られやすい
が、加工性・時効性に乏しいという問題があつ
た。Ｐ添加アルミキルド冷延鋼板は連続焼鈍にお
いても製造できるが、先に述べたように加工性の
低下を免れ得ず、また時効性が高くストレツチヤ
ーストレインが問題とされる外板への適用が制約
されるため、あるいは特公昭54−27819のように
二回冷延焼鈍法によるか、あるいは特公昭58−
57492のようにＣ含有量を0.020％以下に制限する
などの方策が考えられてきた。一方、Ｐ添加アルミキルド冷延鋼板の上記の問
題の解決と並んで、現在省工程、省エネルギー面
から最も優れたプロセスである連続鋳造直接圧延
法においては、高温状態に保たれた鋳片から直接
圧延が開始されるため、粒界に濃縮する不純物元
素の種類によつて熱間加工性が著しく劣化する。
この熱間加工性を改善する技術は、たとえば特公
昭58−30366に開示されているが、この場合には
Al量は0.015％未満の低炭素鋼である。そしてＰ
も0.025％以下にすることが規定されている。し
たがつて、Ｐ添加アルミキルド鋼のようにＰが高
い鋼種に連続鋳造直接圧延を適用する技術はまだ
確立されていない。（発明が解決しようとする問題点）したがつて、本発明が解決しようとする問題の
第一は、Ｐ添加アルミキルド冷延鋼板の加工性な
らびに連続焼鈍材の時効性改善を行うことであ
る。第二の問題は第一の問題達成に効果が認めら
れる連続鋳造直接圧延を、熱間加工性の低い高Ｐ
鋼においても可能にする手段である。（問題点を解決するための手段）本発明はこれらの問題を同時に解決したもの
で、省エネルギー面からも優れた効果を有する連
鋳スラブの直接圧延法の金属学的特徴を、Ｐ添加
アルミキルド鋼に適用して加工性の優れた高強度
冷延鋼板の製造に利用したものである。すなわ
ち、高Ｐ鋼の熱間加工性をＣ量を低くすることと
Ｓレベルを絶対値とMn量との関係において制限
することを組み合わせて改善できること、Ｐ添加
アルミキルド鋼連続鋳造直接圧延材冷延鋼板にお
いては、箱焼鈍型に関してはAl、Ｎの溶体化
が完全に行われ、ｒ値の高い集合組織を得るのに
は何ら問題がない。一方、Ｐの存在形態が連続鋳
造後の直接圧延により変化し、強度−延性バラン
スが改善されること、連続焼鈍型においては、
鋳片の冷却過程に析出する微細なMnSが連続焼
鈍後の過時効時の炭化物の析出核となり、時効性
が小さくなり成形性が良くなること、また、強度
−延性バランスが改善されることを見出した。一方、このプロセスは今日省エネルギー・省工
程の点で最も進んだものであり、これによつて製
造される鋼材はコスト面からも極めて有利にな
る。発明者らは連鋳直接圧延プロセスが従来技術
に対して有する上記の改善効果を利用し、新しい
加工性の優れた高強度冷延鋼板の製造方法を発明
するに至つた。すなわち本発明が構成するところ
は (1) Ｃ 0.01〜0.07％ Si 0.5％以下 Mn 0.1〜1.5％Ｐ 0.05〜0.15％Ｓ 0.015％以下で且つMn／Ｓ≧20 sol Al 0.015〜0.1％を含有し、残部は鉄および不可避不純物よりな
る鋼を連続鋳造して得られる高温鋳片を再加熱
することなく直接圧延するか、短時間の保熱お
よび／または部分的な加熱の後に熱延し、さら
に所定の板厚に冷延後焼鈍することを特徴とす
る加工性の優れた高強度冷延鋼板の製造方法あ
るいは、 (2) Ｃ 0.01〜0.07％ Si 0.5％以下 Mn 0.1〜1.5％Ｐ 0.05〜0.15％Ｓ 0.015％以下で且つMn／Ｓ≧20 sol Al 0.015〜0.1％Ｂ 0.0005〜0.005％を含有し、残部は鉄および不可避不純物よりな
る鋼を連続鋳造して得られる高温鋳片を再加熱
することなく直接圧延するか、短時間の保熱お
よび／または部分的な加熱の後に熱延し、さら
に所定の板厚に冷延後焼鈍することを特徴とす
る加工性の優れた高強度冷延鋼板の製造方法あ
るいは、 (3) Ｃ 0.01〜0.07％ Si 0.5％以下 Mn 0.1〜1.5％Ｐ 0.05〜0.15％Ｓ 0.012％以下で且つMn／Ｓ≧10 sol Al 0.015〜0.1％さらにＢ 0.0005〜0.005％ REM（稀土類金属）、Zrのそれぞれを0.005〜
0.05％およびCa0.0005〜0.002％の一種または
二種以上を含有し、残部は鉄および不可避不純
物よりなる鋼を連続鋳造して得られる高温鋳片
を再加熱することなく直接圧延するか、短時間
の保熱および／または部分的な加熱の後に熱延
し、さらに所定の板厚に冷却後焼鈍することを
特徴とする加工性の優れた高強度冷延鋼板の製
造方法である。以下本構成要件の限定理由を説明する。Ｃは0.01％未満では必要とする強度が得られな
い上に室温における時効性を大きくするので0.01
％が下限となる。一方、0.07％をこえると連続鋳
造時に矯正を受ける過程で内部割れが激しくな
り、連続鋳造直接圧延ができなくなるので避けな
ければならない。 Siは脱酸にも有用であり、強化にも効果がある
ので0.5％以下の範囲で添加することが望ましい。 MnはSiと同じく脱酸に有用で強化にも効果が
あるので添加されるが、下限は後に述べるMn／
Ｓの下限との関係で決まるが、必要以上に脱硫す
ることはコスト上昇の原因となり、強度低下の点
からも不利なので0.1％とする。また、1.5％をこ
えると溶接性を害するのでこれが上限となる。Ｐは冷延鋼板の加工性を低下させずに強化を図
り得る元素として添加されるが、下限の0.05％未
満では強化の程度が小さいので本発明の効果が得
られない。一方、0.15％をこえると、本発明の諸
方策を組み合わせても熱間加工性が著しく低下す
るので上限になる。Ｓの上限を0.015％とするのは連続鋳造直接圧
延において熱間加工性の点で最も問題になるの
で、従来許容されていた範囲より厳しくする必要
があるからである。これは、ＰはＳとともに熱間
加工性を阻害するが、Ｓの場合はオーステナイト
粒界に低融点の硫化物または酸・硫化物を形成し
て脆化原因となるのに対し、Ｐは粒界とくに以上
の粒界介在物の周りに偏析することが脆化を助長
するとみられるから、Ｓ量の低下は高Ｐ鋼の熱間
加工性向上に効果があると考えられる。 Mn／Ｓを20以上に制限するのも、連続鋳造直
接圧延時の熱間加工性向上対策に必要な限定であ
る。それはこのような組合せにおいてはMnSが
高温域で安定な介在物となつて固溶Ｓを減少さ
せ、オーステナイト粒界の低融点硫化物または
酸・硫化物の析出を抑制できるからである。 Alは脱酸元素として重要であり、かつＮの固
定に必要である以外にアルミキルド冷延鋼板の特
性を得るのに必要であるので最小限0.015％添加
される。一方、上限は効果が飽和しコスト上不利
になるので0.1％になる。以上の成分範囲に加えて、鋼板の二次加工性を
改善するため、Ｂを添加することは有用であるの
で、本発明の第二の発明として0.0005〜0.01％の
範囲で含有させる。下限はこれ以下では改善効果
が認められないし、0.01％以上では効果が飽和し
経済的でないので上限とする。また鋼板の連続鋳造直接圧延時の熱間加工性お
よび冷延鋼板の冷間加工性を一層改善する方法と
して硫化物形状制御元素添加を行う。この場合は
S0.012％以下で且つMn／Ｓ≧10とするが、これ
は硫化物量を減少させて冷間加工性を向上させる
とともに、以下の添加元素の硫化物形成が期待さ
れるのでMn／Ｓの低下が可能になる。ここで
REM（稀土類金属）及びZrはそれぞれ0.005〜
0.05％、Caは0.0005〜0.002％の範囲としその中
から一種または二種以上を含有させる。各元素の
下限は加工性に有害な延伸したMnSの形状をMn
と置換することにより変化できる量であり、上限
はそれ以上の添加は効果がないばかりか、硫化物
量の増加によりかえつて延性を低下させるのでそ
れぞれ定められる。次に、本発明の特徴は上記の成分からなる鋼を
連続鋳造した鋳片を高温状態から直接圧延するこ
とにある。直接圧延は高温鋳片を再加熱すること
なくそのまま圧延する場合はもとより、短時間の
保熱および／または部分的な加熱の後に熱延する
場合にも同じ効果が得られる。ここで短時間の保熱とは１時間程度以内の鋳片
自体の有する保有熱による温度の均一化を意味
し、温度の低下を防止するため鋳片移送ラインに
設けられた保熱カバー等の保熱手段を用いた保熱
などを含むものである。また、この保熱に引続いてまたは単独に鋳片表
面もしくは端部などの温度の低下した部分を、ガ
スバーナーまたは誘導加熱などの外部からの入熱
による部分的加熱を圧延前に行つてもよい。ここ
で、短時間の保熱および／または部分的な加熱は
５℃／分以上の冷却速度で1100℃以下まで冷却さ
れた部分を均熱する目的で行うものである。この連続鋳造鋳片の直接圧延がＰ添加アルミキ
ルド冷延鋼板の材質特性におよぼす効果は次の二
点に現れている。その第一の箱焼鈍条件において
連続鋳造直接圧延材はＰが0.05％以上になると、
再加熱圧延材に較べて強度−延性バランスが明ら
かに良くなることである。これはＣ 0.04〜0.07
％、Si 0.01％、Mn 0.35％、Ｐ 0.03〜0.10％、
sol Al 0.05％を含む鋼の連続鋳造直接圧延およ
び再加熱圧延した熱延鋼板を、75％冷延後、700
℃で8hr焼鈍した鋼板（100℃1hr人工時効後）の
引張強さおよび降伏点と全伸びの関係を示した第
１図からわかる。このようにＰが高い時に連続鋳
造直接圧延材の強度−延性バランスが改善される
理由は必ずしも明らかでないが、Ｐの粒界偏析状
況の変化に関係していると思われる。第二の効果は連続焼鈍材の時効性改善である。
第２図はＣ 0.25％、Si 0.01％、Mn 0.35％、Ｐ
0.03および0.08％、sol Al 0.045％を含む鋼の
連続鋳造直接圧延および再加熱圧延した熱延鋼板
を、80％冷延後、780℃で１分焼鈍した後の350℃
における過時効時間と時効指数の関係を示す図で
ある。ここで時効指数は10％引張後の応力とそれ
を100℃１時間時効した後の降伏点の差で求めた。
この図から連続鋳造直接圧延材は同じ時効条件に
対して明らかに低い時効指数を示すことがわかる
が、この原因としては連続鋳造直接圧延材中には
再加熱圧延材よりMnSが密に分散しており、そ
れが過時効過程において炭化物の析出サイトとし
て作用することがわかつた。この効果は低Ｐ材に
おいて既に明らかにされているが、その効果はＰ
が0.05％以上においても見出される。（実施例）以下本発明の効果を実施例により説明する。実施例１第１表に本発明の成分範囲の鋼Ｂ，Ｄ〜Ｈと比
較の成分範囲の鋼Ａ，Ｃの化学成分を示す。また
第２表に各供試鋼のプロセス・焼鈍条件と100℃
1hr人工時効後の引張試験値を示す。どの鋼にお
いてもプロセスの差は箱焼鈍材においては連続鋳
造直接圧延材は強度−延性バランスが優れている
こと、連続焼鈍材においては連続鋳造直接圧延材
は時効性が改善されていることがわかる。

【表】

【表】（発明の効果）本発明はＰ添加Alキルド冷延鋼板において連
続鋳造直接圧延プロセスを用いることにより材質
改善が計れることを利用して、加工性に優れた冷
延鋼板を経済的に製造し得る工業的に価値のある
発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は箱焼鈍Alキルド冷延鋼板（100℃1hr
人工時効後）の引張強さおよび降伏点と全伸びの
関係を示す図である。第２図は連続焼鈍Alキル
ド冷延鋼板の780℃で１分焼鈍した後の350℃にお
ける過時効時間と時効指数の関係を示す図であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】１Ｃ 0.01〜0.07％ Si 0.5％以下 Mn 0.1〜1.5％Ｐ 0.05〜0.15％Ｓ 0.015％以下で且つMn／Ｓ≧20 sol Al 0.015〜0.1％を含有し、残部は鉄および不可避不純物よりなる
鋼を連続鋳造して得られる高温鋳片を再加熱する
ことなく直接圧延するか、短時間の保熱および／
または部分的な加熱の後に熱延し、さらに所定の
板厚に冷延後焼鈍することを特徴とする加工性の
優れた高強度冷延鋼板の製造方法。２Ｃ 0.01〜0.07％ Si 0.5％以下 Mn 0.1〜1.5％Ｐ 0.05〜0.15％Ｓ 0.015％以下で且つMn／Ｓ≧20 sol Al 0.015〜0.1％Ｂ 0.0005〜0.005％を含有し、残部は鉄および不可避不純物よりなる
鋼を連続鋳造して得られる高温鋳片を再加熱する
ことなく直接圧延するか、短時間の保熱および／
または部分的な加熱の後に熱延し、さらに所定の
板厚に冷延後焼鈍することを特徴とする加工性の
優れた高強度冷延鋼板の製造方法。３Ｃ 0.01〜0.07％ Si 0.5％以下 Mn 0.1〜1.5％Ｐ 0.05〜0.15％Ｓ 0.012％以下で且つMn／Ｓ≧10 sol Al 0.015〜0.1％さらにＢ 0.0005〜0.005％ REM（稀土類金属）、Zrのそれぞれを0.005〜
0.05％およびCa0.0005〜0.002％の一種または二
種以上を含有し、残部は鉄および不可避不純物よ
りなる鋼を連続鋳造して得られる高温鋳片を再加
熱することなく直接圧延するか、短時間の保熱お
よび／または部分的な加熱の後に熱延し、さらに
所定の板厚に冷延後焼鈍することを特徴とする加
工性の優れた高強度冷延鋼板の製造方法。