JPH0247524B2

JPH0247524B2 - Kakoyonetsuenkohannoseizohoho

Info

Publication number: JPH0247524B2
Application number: JP34985A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yada; Giichi Matsumura; Takehide Senuma; Kazuaki Ezaka
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1985-01-08
Filing date: 1985-01-08
Publication date: 1990-10-22
Anticipated expiration: 2005-01-08
Also published as: JPS61159528A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は、自動車製造工業等で使用される薄手
の加工用熱延鋼板をホツトストリツプミルで製造
する方法に関するものである。（従来の技術と本発明が解決しようとする問題
点）本発明者らは、さきに特願昭56−199854号特願
昭57−55649号等で、低炭素鋼を無加工時のオー
ステナイト／フエライト変態点（以下Ar₃と記
す）近傍において大圧下圧延を行うと平均4μ以
下の超細粒フエライトが圧延直後の状態で多量に
生成され、超細粒フエライトを主体とする鋼の製
造が可能であり、従つて高強度で、加工性のよい
高強度熱延鋼板が製造できることを見出した。この技術を工業的に実施する際に問題となる点
として、仕上圧延を上記最適温度域で仕上げるた
めと、初期オーステナイト粒径をより細かくする
ことが細粒フエライトをより多く生成させる上で
有利であるために加熱温度、粗圧延温度を低くす
べきであるが、実際操業面では加熱炉温度を一般
の鋼の1200℃前後に変えることは行いにくくコス
トアツプとなる点であつた。また特願昭59−124751号等において、Ti等を
含む軟鋼を、Ar₃変態点以下で潤滑を行いつつ温
間圧延すると、熱延のまゝで深絞り性のすぐれた
軟鋼板が製造可能であること、しかもこの際オー
ステナイト域での粗圧延を低温で行うことがとく
に加工性の改善に有効であることを見出した。し
かしながらこれを実施する場合も上記のような工
業上の問題がある。本発明は上記のような加工用熱延鋼板製造上の
工業的な問題点を解決し、さらにより鋼の高品質
化の達成を狙つたものである。その原理は本発明
者らが特願昭58−41号中で示したように上述のよ
うな超細粒フエライトが多少でも生成すると、オ
ーステナイト組織の微細化に有効であるという発
見につながり、そのより広範囲な工業的活用を行
おうとするものである。（問題点を解決するための手段）本発明の要旨とするところは次の通りである。 (1) 重量で、Ｃ≦0.30％、Si≦1.5％、Mn≦2.0
％、残部：Feおよび不可避的不純物からなる
鋼をAc₃変態点以上の温度域から冷却する過程
で熱間加工するプロセスにおいて、Ar₃＋50℃
からAr₃＋200℃までの温度域で合計50％以上、
最終パスで20％以上の加工を鋼に加え、次いで
加工後５秒間以内に10℃／ｓ以上の冷却速度で
Ar₃＋50℃以下まで冷却しさらに、500℃から
Ar₃＋50℃までの温度域で合計50％以上の１パ
ス或は多パスの圧延を施すことを特徴とする加
工用熱延鋼板の製造方法。 (2) 重量で、Ｃ≦0.30％、Si≦1.5％、Mn≦2.0％
を含有しさらに、Al≦0.1％、Ti≦0.1％、Nb
≦0.1％、Ta≦0.1％、Zr≦0.1％の１種または
２種以上を含み、残部：Feおよび不可避的不
純物からなる鋼をAc₃変態点以上の温度域から
冷却する過程で熱間加工するプロセスにおい
て、Ar₃＋50℃からAr₃＋200℃までの温度域で
合計50％以上、最終パスで20％以上の加工を鋼
に加え、次いで、加工後５秒間以内に10℃／ｓ
以上の冷却速度でAr₃＋50℃以下まで冷却しさ
らに、500℃からAr₃＋50℃のでの温度域で合
計50％以上の１パス或は多パスの圧延を施すこ
とを特徴とする加工用熱延鋼板の製造方法。 (3) 重量で、Ｃ≦0.30％、Si≦1.5％、Mn≦2.0％
を含有しさらに、Al≦0.1％、Ti≦0.1％、Nb
≦0.1％、Ta≦0.1％、Zr≦0.1％の１種または
２種以上を含みさらに、Cr≦2.0％、Ni≦2.0
％、Co≦2.0％、Cu≦2.0、Mo≦0.5％、Ｗ≦
0.5％、Ｖ≦0.5％の１種または２種以上の合金
元素を合計量で５％以下含み、残部：Feおよ
び不可避的不純物からなる鋼をAc₃変態点以上
の温度域から冷却する過程で熱間加工するプロ
セスにおいて、Ar₃＋50℃からAr₃＋200℃まで
の温度域で合計50％以上、最終パスで20％以上
の加工を鋼に加え、次いで、加工後５秒間以内
に10℃／ｓ以上の冷却速度でAr₃＋50℃以下ま
で冷却しさらに、500℃からAr₃＋50℃までの
温度域で合計50％以上の１パス或は多パスの圧
延を施すことを特徴とする加工用熱延鋼板の製
造方法。本発明の基体的特徴を第１図に示す。高温域で加熱後粗圧延の最終段で20％以上の大
圧下を加え急冷を行うと、仕上後段大圧下を行つ
た細粒フエライトからなるハイテン材において強
度延性の向上が見られる。また後記の第４表も別
の顕著な例であつて、薄手の加工用軟鋼板で仕上
圧延をAr₃以下で潤滑しつつ行つた場合に、本発
明による加工性（深絞り性）の向上が認められ
る。第２図はこのような効果の生ずる原因を明らか
にするための上図の粗圧延の温度域で２パス大圧
下後直ちに、あるいは所定時間その温度に保熱
後、急冷して組織を固定し、その時存在する微細
フエライト（粒径2μ以下）の量と大きさを調べ
たものである。細粒フエライトは900℃（Ar₃＋
120℃）では保熱すると減少し５秒以上経過する
と非常に少なくなる。しかるにこれをAr₃直上の
800℃まで冷却し、その温度で保熱すると量は10
秒程度経過しても減少せずむしろ増加する。この
ような微細フエライトの存在が上述の第１図の効
果に対応していると考えられる。すなわち微細フ
エライトがオーステナイト再結晶と競合するので
オーステナイトの再結晶を抑制し累積歪を増加さ
せ、仕上圧延前、または途中での生成フエライト
を細粒化し、結果としてハイテン材の場合（第１
図）は、最終的にフエライト粒の微細化に寄与
し、また軟鋼の場合、温間圧延後前のフエライト
を細粒化するため捲取工程で再結晶した時の集合
組織を改善する効果があると考えられる。このような効果は上記のように仕上圧延を特別
の条件で行つた場合に限らず、一般に多少なりと
も存在する。以下本発明の構成要件の限度理由について説明
する。化学元素のうち、Ｃ量は多くなりすぎると上記
細粒フエライトの生成量が少なくなり効果が小さ
くなるので0.30％以下とした。合金元素は、本発明の効果を得るためにはごく
少量の場合でも効果はあるが、仕上圧延後の特性
を場合によりそれぞれ目標の値とするためには、
一般に種々の成分添加が必要になる。しかし合金
元素の多量の添加は一般に細粒フエライトの生成
を抑制する傾向があるのでその合計量の上限を５
％以下とした。合金元素のうち、通常圧延制御鋼に添加される
Nb、Ｖ、Ti、Mo、あるいはこれと同様の効果
を有するTa、Ｗ、Zrなどの炭化物形成元素は、
本発明において本質的に必要ではない。そしてこ
のような元素は、仮に少量添加しても本発明鋼の
特性をさほど損わず、添加量を多くすると本発明
鋼の特徴が次第に失われる恐れがあり、多量添加
は望ましくない。鋼の脱酸、或はスラブ加熱時の結晶粒度調整の
目的で添加されるAl、Ti、Ta、Zr、Nb、また
介在物の形態を制御して鋼の靭性、加工性を向上
せしめる目的で添加されるCa、Ti、Ta、Zr、或
は希土類元素等は通常の鋼の場合と同様の効果
を、本発明においてももたらす。叙上の、Ｃ以外
の成分の添加量は、以下の通りである。 Si≦1.5％、Mn≦2.0％、Cr≦2.0％、Ni≦2.0
％、Mo≦0.5％、Ｗ≦0.5％、Ｖ≦0.5％、Ti＜0.1
％、Nb≦0.1％、Ta≦0.1％、Co≦2.0％、Cu≦
2.0％、Al≦0.1％、Zr＜0.1％、これ等の元素を必
要に応じ、１種又は２種以上を添加してもよい。
上記のCr、Ni、Co、Cu等はMn、Siと同様に本
発明鋼の変態点を変化させ、焼入性を向上させる
効果を有する。Nb、Ta、Mo、Ti、Zr、Ｖ、Ｗ
などは上記のように本発明の目的達成のためには
必要でないが、析出強化等の目的で添加される場
合もあるので上限を定めた。以上の鋼の成分組成によつて、従来の製法によ
り製造した鋼に見られるような、凝固時の偏析な
どにもとづく鋼材中での組成の不均一性は、当然
本発明の製法により製造した鋼にも存在を許容さ
れる。本発明の鋼は通常100〜300mm厚のスラブの形で
熱間圧延に供せられる。この際通常加熱炉で加熱
されるが、場合によつては凝固後直ちに圧延され
る場合もあり得る。本発明の本質は粗圧延の条件にあるが、この全
圧下率、およびその開始温度については、とくに
規定しない。これは本発明の主旨である細粒フエ
ライトの生成に対しそれ以前の圧下は、一般に有
利ではあるが必ずしも必須でないからである。し
かして粗圧延終了時に細粒フエライトが必要量
（一般に３％以上あれば前述の目的に十分である）
生成するためには、Ar₃＋200℃以下で合計50％、
最終パスの圧下が最低20％は必要であるのでこの
ように定めた。この温度域の下限は一般に次工程
の仕上圧延が可能であればよいが、Ar₃＋50℃以
下の場合は、本発明の一つの特徴である急冷の必
要がなくなるので、Ar₃＋50℃以上と限定した。
加工後長時間放冷すると、上記温度範囲では細粒
フエライトが減少し効果が小さくなり、５秒以上
経過すると、とくに小さくなるので、５秒以内に
急冷を開始することとした。急冷の冷速は早いほどよいが、10℃／秒以下で
は冷却中に上記のようにフエライトの量が減少す
るので効果が小さくなるので冷却速度は10℃／秒
以上とした。冷却の停止は、上記細粒フエライトが減少しな
くなるAr₃＋50℃以下までならよいが、その具体
的な温度は仕上圧延に望ましい温度であればよ
い。仕上圧延温度は材料によりそれぞれ望ましい
温度があるが、これまでの記述によりAr₃＋50℃
以下で圧延される鋼材において本発明法が有効で
あることは言うまでもない。とくに本発明法が有効である態様は前述のよう
に次の２つの場合である。すなわち仕上圧延の少なくとも後半をAr₃＋50
℃〜Ar₃−50℃の温度域で行い、最終段階で１秒
以内に合計50％以上の圧下を行う場合である。ま
た場合により圧延後15℃／秒以上の急冷を行うこ
ともある。このような方法で平均4μ以下の細粒
等軸フエライトが主体であるような鋼の製造が可
能であるが、本発明はこのような場合にとくに加
工歪の累積効果を高めることによりより細粒とす
る効果がある。また、C0.05％以下、N0.01％以下、Ｃ／12＋
Ｎ／14が（Ｔ／48＋Nb／93）の1.2倍以内である
ような鋼において、仕上圧延を500℃〜Ar₃の温
度域で合計圧下率50％以上行う場合、とくに圧延
時に潤滑を施して摩擦係数を減少させた場合、こ
れを捲取時、または復熱処理で再結晶させるとラ
ンクフオード値（）が1.1以上であるような深
絞り性のすぐれた加工用軟鋼板を得ることができ
るが、このような場合にもをさらに顕著に向上
させる効果がある。本発明を実施するに当つては、粗圧延機に近接
して急冷装置が必要である。圧延機には通常脱ス
ケール用の水冷装置が付設されているが、本発明
のように粗圧延後の鋼片（粗バー）を10℃／秒以
上の冷却速度で最大150℃の温度差を冷却するに
は当然不十分であつて、望ましくは粗圧延機後面
の位置に専用の冷却装置が必要である。冷却方法として水スプレイなどの一般的手法で
よい、また急冷を行うと当然粗バー内部で温度差
が生ずるので、粗と仕上圧延機群間のデイレイテ
ーブルに保温、または昇熱を行う装置が有効であ
る場合もある。（実施例）以下本発明の実施例について述べる。実施例１材料の冷却装置を粗圧延機後に設けたホツトス
トリツプミルを使用し、第１表Ａ、Ｂ、Ｃに示す
成分の200mm厚さの鋼スラブを、加熱炉で1150℃
に加熱し、粗圧延機R₁〜R₄のうちR₁とR₂を用い
て４パスで84mm厚さまで圧減した。そのときの材
料温度は、約960℃であつた。次にR₃で35％、R₄
で30％の圧下を連続で加えることにより38mm厚に
圧延した。このときの板温は約940℃であつた。このとき粗バーはR₄を出てから直ちに水冷装
置に２秒後に入り、平均13℃／秒の冷速で825℃
まで冷却された。粗バーはデイレイテーブルで復
熱により板内温度分布を均一とした後、第２表(ロ)
に示すパススケジユールで３mm厚まで圧延され
た。そのときの仕上り温度は約795℃であつた。
仕上圧延後はランナウトテーブルで約50℃／秒で
約420℃まで急冷され、捲取られた。得られた鋼板の平均フエライト粒径、細粒フエ
ライトの量、強度、伸びを第３表に示す。平均約
2.5μという超細粒フエライト鋼が得られている。比較例として上記実施例と粗および仕上圧延条
件を殆ど同一として圧延し、粗圧延後の冷却を行
わなかつた場合の組織特性を比較して示した。か
なりの細粒鋼が得られているが本発明例には及ば
ず、延性も比較的低い。実施例２実施例１と同じ圧延設備例を用い、第１表Ｄ、
Ｅの成分の200mm厚スラブを1150℃に加熱後R₁，
R₂で６パスで50mmまで、R₃38％、R₄30％で20mm
まで圧延した。このときR₃入口およびR₄出口で
の温度はそれぞれ980℃、950℃であつた。この粗
バーを20℃／秒の冷速温度で810℃まで冷却し、
仕上温度680℃で1.6mm厚まで圧延した。このとき
のパススケジユールを第２表(ロ)に示す。この鋼板
は無注水で650℃で捲き取られた。この鋼板の強
度、延性、値を第４表に示した。比較材は粗圧延後の急冷を行わない場合であつ
てこれと比較してとくに値がさらに改善されて
いることがわかる。圧延時間が短縮されているこ
とも実施例１と同様である。

【表】

【表】（本発明の効果）上記のように本発明は加工性のすぐれた熱延鋼
板を、高い生産効率をもつて製造可能な画期的な
方法であり、鋼板製造者ばかりではなく自動車製
造工業等の使用者にも貢献するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は0.13C−0.3Si−1.1Mn鋼2.8〜3.2mmの熱
延鋼板の強度と延性の関係図、第２図は0.13C−
0.3Si−1.1Mn鋼（Ar₃780℃）を1000℃に加熱後
950℃で50％、歪速度10S^-1で２回加工（間隔５
秒）し、その後750〜950℃に１〜10秒保熱した後
急冷したときのフエライト量とその粒径を示す図
である。

Claims

【特許請求の範囲】１重量で、Ｃ≦0.30％、Si≦1.5％、Mn≦2.0
％、残部：Feおよび不可避的不純物からなる鋼
をAc₃変態点以上の温度域から冷却する過程で熱
間加工するプロセスにおいて、Ar₃＋50℃から
Ar₃＋200℃までの温度域で合計50％以上、最終
パスで20％以上の加工を鋼に加え、次いで、加工
後５秒間以内に10℃／ｓ以上の冷却速度でAr₃＋
50℃以下まで冷却しさらに、500℃からAr₃＋50
℃までの温度域で合計50％以上の１パス或は多パ
スの圧延を施すことを特徴とする加工用熱延鋼板
の製造方法。２重量で、Ｃ≦0.30％、Si≦1.5％、Mn≦2.0％
を含有しさらに、Al≦0.1％、Ti≦0.1％、Nb≦
0.1％、Ta≦0.1％、Zr≦0.1％の１種または２種
以上を含み、残部：Feおよび不可避的不純物か
らなる鋼をAc₃変態点以上の温度域から冷却する
過程で熱間加工するプロセスにおいて、Ar₃＋50
℃からAr₃＋200℃までの温度域で合計50％以上、
最終パスで20％以上の加工を鋼に加え、次いで加
工後５秒間以内に10℃／ｓ以上の冷却速度でAr₃
＋50℃以下まで冷却しさらに、500℃からAr₃＋
50℃までの温度域で合計50％以上の１パス或は多
パスの圧延を施すことを特徴とする加工用熱延鋼
板の製造方法。３重量で、Ｃ≦0.30％、Si≦1.5％、Mn≦2.0％
を含有しさらに、Al≦0.1％、Ti≦0.1％、Nb≦
0.1％、Ta≦0.1％、Zr≦0.1％の１種または２種
以上を含みさらに、Cr≦2.0％、Ni≦2.0％、Co
≦2.0％、Cu≦2.0、Mo≦0.5％、Ｗ≦0.5％、Ｖ≦
0.5％の１種または２種以上の合金元素を合計量
で５％以下含み、残部：Feおよび不可避的不純
物からなる鋼をAc₃変態点以上の温度域から冷却
する過程で熱間加工するプロセスにおいて、Ar₃
＋50℃からAr₃＋200℃までの温度域で合計50％
以上、最終パスで20％以上の加工を鋼に加え、次
いで加工後５秒間以内に10℃／ｓ以上の冷却速度
でAr₃＋50℃以下まで冷却しさらに、500℃から
Ar₃＋50℃までの温度域で合計50％以上の１パス
或は多パスの圧延を施すことを特徴とする加工用
熱延鋼板の製造方法。