JPH03150318A - 焼付硬化性に優れた深絞り用冷延鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(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、焼付硬化性に優れた深絞り用冷延鋼板の製造
方法に関するものである。 （従来の技術及び解決しようとする課題）近年、自動車
用部材や電気機器用外板に使用される冷延鋼板には、高
いプレス成形性が要求されている。 従来、このような要求を満たす冷延鋼板の製造方法とし
て、極低炭素鋼にＴｉ、Ｎｂなどの炭窒化物形成元素を
単独又は複合添加して鋼中のＣ，Ｎを固定することによ
り、深絞り性に有利な（１１１）面方位集合組織を発達
させる方法が提案されている。 更に、最近では、耐デント性を向上させるために、塗装
焼付は後に鋼板の降伏応力が上昇する特性、すなおち、
焼付硬化性の要求が高まっている。 この要求に対しては、Ｃ量に対するＴｉ添加量を少な目
にして固溶Ｃを残存させる方法が提案されている（特公
昭６１−２７３２号公報参照）。 しかし、前者の方法のように＋　ｒｉ、Ｎｂなとの炭窒
化物形成元素の添加により鋼中のＣ，Ｎを固定した極低
炭素鋼では、深絞り性は改善されるものの、焼付硬化性
を得ることはできない。 また。後者のように固溶Ｃを残存させる方法は、固溶Ｃ
量が目標量より多すぎると常温時効を劣化させ、目標量
より少なすぎると焼付硬化性を確保できないという問題
がある。加えて、製鋼工程において、数ｐｐ−程度のＣ
量の残存を制御することは極めて困難であり一生産性が
よいとは云えない。 本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、プレス成形
性等の深絞り用冷延鋼板の性能を損なうことなく、焼付
硬化性に優れた深絞り用冷延鋼板を容易に製造し得る方
法を提供することを目的とするものである。 （課題を解決するための手段） 前記目的を達成するため、本発明者等は、焼付硬化性を
付与するには数ｐｐ■程度の固溶Ｃが必要であることに
鑑みて、これを１１鋼技術上の制約を受けることなく可
能にする方策について研究を重ねた。 その結果、そのような微量の固溶Ｃは、連続焼鈍のよう
な短時間処理による浸炭でも充分に確保できることから
、まず極低炭素鋼を用いて、再結晶集合組織が決定され
る焼鈍時の再結晶完了時までは固溶Ｃを零の状態にして
おき、その後浸炭処理を行い、最終製品段階で粒界や粒
内にＣ原子を残存させるならば、プレス成形性と焼付硬
化性を共に確保できるとの知見を得た。そして、これを
実現するための成分調整並びに製造条件について更に検
討を重ね、ここに本発明をなしたものである。 すなわち、本発明は、ｃ：ｏ、ｏｏｓ％以下、Ｍｎ：０
．０５〜０．４０％、Ｓ：０．１０％以下、Ｓ：０．０
２％以下、ｓｏ１．ＡＩ！：０．０１〜０．０７％、Ｎ
：０．００６％以下を含有し、更にＴｉ及びＮをの単独
又は複合添加で、下式（１＞に従う有効Ｔｉ量（Ｔｉ宰
と表す）及びＮｂ量とＣ量との関係が下式（２）％式％
（） を満足する範囲で含有し、必要に応じて更にＳ：０．０
０３％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物よ
りなる鋼を１０００〜１２５０℃の範囲に加熱した後、
熱間圧延を行って（Ａｒ、−５０）〜（Ａｒ３＋１００
）Ｃの範囲で圧延を終了し、その後５００〜８００℃の
範囲で巻き取り、これを酸洗して冷間圧延を行った後、
浸炭雰囲気ガス中で再結晶温度以上の範囲で連続焼鈍を
行い、固溶Ｃ量を５〜３０ｐｐ−に制御することを特徴
とする焼付硬化性に優れた深絞り用冷延鋼板の製造方法
を要旨とするものである。 以下に本発明を更に詳細に説明する。 （作用） まず、本発明における化学成分の限定理由について説明
する。 ０　： Ｃは、その含有量が増大するにつれてＣを固定するＴｉ
、Ｎをの添加量が増加し、製造コストの増加につながる
。更にＴ　ｉ　Ｃ及びＮｂＣ祈出量が増大し粒成長を阻
害してｒ値が劣化するので、Ｃ含有量は少ないほどよく
、上限値をｏ、ｏ　ｏ　ａ％とする。なお、製鋼技術上
の観点からＣ含有量の下限値を０．００１とするのが望
ましい。 Ｍｎ： Ｍｎは熱間脆性の防止を主目的に添加されるが。 ０．０５％より少ないとその効果が得られず、−一方、
添加量が多すぎると延性を劣化させるので、その含有量
は０．０５〜０．４０％の範囲とする。 Ｐ： Ｐはｒ値の低下を伴うことなく、鋼強度を高める効果を
有するが、粒界に偏析し２次加工脆性を起こし易くする
ので、その含有量は０．１０％以下に抑制する。 ８は、Ｔｉと結合してＴｉＳを形成するので、その含有
量が増大するとＣ，Ｎを固定するのに必要なＴｉ量が増
大する。またＭｎＳ系の伸長した介在物が増加して局部
延性を劣化させるので、その含有量は０．０２％以下に
抑制する。 ＡＱ： Ａｉは溶鋼の脱酸を目的に添加されるが、その含有量が
ｓｏ１．Ａ円で０．０１％よりも少ないと、その目的が
達成されず、一方、０．０７％を超えると脱酸効果が飽
和すると共にＡｌ、０．介在物が増加して加工成形性を
劣化させる。したがって、その含有量はｓｏｌ、Ａ１１
で０．０１〜０．０７％の範囲とする。 Ｎ： Ｎは、Ｔｉと結合してＴｉＮを形成するので、その含有
量が増大するとＣを固定するのに必要なＴｉ量が増大す
る。またＴｉＮ析出量が増加して粒成長が阻害されｒ値
が劣化する。したがって、その含有量は少ないほど好ま
しく、０．００６％以下に抑制する。 Ｔｉ、Ｎｂ： Ｔｉ、ＮｂはＣ。Ｎ′ｔｔ固定することによってｒ値を
高める作用がある。この場合、前述の如くＴｉはＳ、Ｎ
と結合してＴｉｅ、ＴｉＮを形成するので、製品におけ
るＴｉ量は、次式（１）で計算される有効Ｔｉ量（Ｔｉ
本）として換算される量にて考慮する必要がある。 Ｔｉ本（％）＝ｔｏｔａｌＴｉ（％）　−（（４８／３
２）　Ｘ　Ｓ　（％）＋　（４Ｊｌ／１４）　Ｘ　Ｎ　
（％））　　　　・・−（１）したがって、本発明の目
的に対してはＴｉ本、Ｎｂ量とＣ量との関係が（２）式 ％式％（２） を満足する範囲で含有する必要がある。この（２）式の
値が１より小さいとＣ，Ｎを充分に固定することができ
ず、ｒ値を劣化させる。一方、４．５を超えると、ｒ値
を高める作用が飽和すると共に、固溶Ｔｉ、Ｎｂが後工
程での雰囲気焼鈍時に侵入したＣを直ちに固定してしま
い、粒界や粒内に必要なＣ量を残存させることができな
くなり、焼付硬化性が得られなくなる。 Ｂ： Ｂは耐２次加工脆性に対して有効な元素であり、耐２次
加工脆性は固溶Ｃの存在によって改善されるが、より厳
しい用途にはＢを添加することにより耐２次加工性を補
充することができるので、必要に応じて添加することが
できる。しかし、その含有量が０．００３％を超えると
、その効果は飽和するので、併せて経済性をも考慮して
、Ｂ添加量は０．００３％以下とする。 次に本発明の製造条件について説明する。 上記化学成分を有する鋼は、常法により溶解、鋳造され
るが、続く熱間圧延では、１０００〜１２５０℃に加熱
した後、仕上温度を（Ａｒ、　−５０）〜（Ａｒ３＋１
００）Ｃの範囲とする条件で熱間圧延を行う必要がある
。これは、ｒ値向上の観点から熱延板での粒径の細粒化
と集合組織めランダム化が必要であるために、仕上温度
をＡｒ３点以上にするのが好ましいためである。しかし
、フェライト・オーステナイトニ相域であっても、オー
ステナイトの微細粒が多い時は必ずしもＡｒ□点以上で
なくても良いので、加熱温度を１０００〜１２５０℃の
範囲とし、且つ熱間圧延の仕上温度を（Ａｒ、　−５０
）〜（Ａｒ、＋　１００）Ｃの範囲とする。なお、他の
熱延条件は特に制限されない。 次に、熱間圧延後は、鋼中の固溶Ｃ，Ｎを固定するため
に、巻取温度を５００〜８００℃の範囲にする必要があ
る。 続いて冷間圧延を行うが、その条件は特に制限されない
ものの、ｒ値に有利な（１１１）一面方位集合組織を発
達させるために６０〜９０％のトータル圧延率が望まし
い。 この冷間圧延後、浸炭雰囲気ガス中で再結晶温度以上の
温度範囲で連続焼鈍を行い、ｒ値に有利な（１１１）面
方位集合組織を形成させる。すなわち、ｒ値は主として
鋼の（１１１）面方位集合組織に依存しており、連続焼
鈍前に巻取処理によって固溶Ｃ及び固溶Ｎを炭窒化物と
して固定して完全に除くのは、前記（１１１）面方位集
合組織を得るためである。しかし、一旦、再結晶が完了
し前記集合組織が形成されれば、その後に侵入するＣは
ｒ値に悪影響を与えない、浸炭雰囲気中より侵入したＣ
のうち、ＴｉＣ，ＮｂＣとして固定されなかったＣが焼
付硬化性を改善する。その固溶Ｃ量は常温時効性及び焼
付硬化性を共に確保するために５〜ａｏｐｐ醜とする必
要がある。５ｐｐ＋ｍよりも少ないと必要な固溶Ｃ量が
不足し、充分な焼付硬化性が得られず、一方、３０ｐｐ
−を超えると伸び等の加工性が劣化し、また連続焼鈍の
通板速度を低下させねばならず、生産性の低下を招く。 浸炭雰囲気ガス中での連続焼純はこの必要固溶Ｃ量が得
られるように行う、勿論、温度は再結晶温度以上の温度
である。なお、連続焼鈍の雰囲気は、還元性雰囲気でＣ
Ｏ或いは低級炭化水素を混入させて・カーボンポテンシ
ャルを制御した浸炭ガスとする。連続焼鈍炉の炉内滞留
時間は短時間であり、　２ｓｅｃ〜２■ｉｎが望ましい
。 次に本発明の実施例を示す。 （実施例） 第１表に示す化学成分を有する極低炭素鋼を１２００℃
で３０分間加熱して溶体化処理を行った後、仕上温度８
８０℃で熱間圧延を終了し、その後、７３０℃で巻取処
理を行い、酸洗後、圧下率７８％で冷間圧延を行い、次
いで浸炭雰囲気又は不活性ガス中において連続焼鈍によ
り、８００℃で１分間の再結晶焼鈍を行い、約８０℃／
Ｓの冷却速度で４００℃まで冷却した後、その温度で３
分間の過時効処理を行い、１％のスキンパスを施した。 得られた冷延鋼板について機械的性質、ｒ値、２次加工
脆性限界温度、時効指数（ＡＩ）、焼付硬化性（ＢＨ量
）及び固溶Ｃ量を調べた結果を第２表に示す。 なお、脆性試験は、総絞り比２．７でカップ成形して得
られたカップを３５ｍ園の高さにトリムした後、各試験
温度の冷媒中において頂角４０の円錐ポンチに押し込ん
で脆性破壊の発生しない限界温度を測定し、これを２次
加工脆性限界温度とした。 また、常温時効性はＡＩにて評価し、ＡＩは、１０％引
張時の応力（σ１）と１００℃Ｘｌｈｒの時効処理後の
再引張時の下降伏応力（σよ）から、ＡＩ＝σ３−σ１
で求めた。 焼付硬化性はＢＨ量で評価し、ＢＨは、２％引張時の応
力（σ３）と１７０℃Ｘ　２０　ｗｉｎの時効処理後の
再引張時の下降伏応力（σ、）から、ＢＨ＝σ。 −０３で求めた。 第２表より明らかなように、本発明例は、プレス成形性
ｃｒ値）を維持しつつ常温時効性を示し。 しかも優れた焼付硬化性が得られていることがわかる。 以上の試験結果について、前記（２）式、固溶Ｃ量の関
係で整理したものを第１図及び第２図に示す。 第１図はＴｉ本／４ｇ＋　Ｎｂ／９３）／（Ｃ／１２）
の値とｒ値との関係を示しており、この値が本発明範囲
内（１〜４．５）にある本発明例は、ｒ値が良好である
。 第２図は固溶Ｃ量とＡＩ及びＢＨ量との関係を示してお
り、固溶Ｃ量が本発明範囲内（５〜３０ｐｐｍ）にある
本発明例は優れた焼付硬化性（ＢＨ量）と常温時効性を
示している。

【以下余白】

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、従来の深絞り用
冷延鋼板の製造方法に比較しぞ、深絞り用冷延鋼板とし
ての要求を損なうことなく、優れた焼付硬化性を有する
冷延鋼板を得ることができ、また生産性も良い。

【図面の簡単な説明】

第１図はＴｉ　＊　／４８＋　Ｎｂ／９３）／　（Ｃ／
１２）の値とｒ値との関係を示す図、 第２図は固溶Ｃ量とＡＩ及びＢＨ量との関係を示す図で
ある。 −特許出願人　　株式会社神戸製鋼所 代理人弁理士　中　　村　　　尚 １、Ｉ １　　　鬼　　　　　　　　　　　１　３１　　　　　
　　　●〜　　１ 番 １　　　　　　　　　−公◆◇　ｌ （−ｌ、｝ｇ）Ｉ）齋Ｈ旺ＩＶ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で（以下、同じ）、Ｃ：０．００８％以下
   、Ｍｎ：０．０５〜０．４０％、Ｐ：０．１０％以下、
   Ｓ：０．０２％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１〜０．０
   ７％、Ｎ：０．００６％以下を含有し、更にＴｉ及びＮ
   をの単独又は複合添加で、下式（１）に従う有効Ｔｉ量
   （Ｔｉ＊と表す）及びＮｂ量とＣ量との関係が下式（２
   ） Ｔｉ＊（％）＝ｔｏｔａｌＴｉ（％）−｛（４８／３２
   ）×Ｓ（％）＋（４８／１４）×Ｎ（％）｝・・・（１
   ）１≦（Ｔｉ＊／４８＋Ｎｂ／９３）／（Ｃ／１２）≦
   ４．５・・・（２）を満足する範囲で含有し、残部がＦ
   ｅ及び不可避的不純物よりなる鋼を１０００〜１２５０
   ℃の範囲に加熱した後、熱間圧延を行って（Ａｒ＿３−
   ５０）〜（Ａｒ＿３＋１００）℃の範囲で圧延を終了し
   、その後５００〜８００℃の範囲で巻き取り、これを酸
   洗して冷間圧延を行った後、浸炭雰囲気ガス中で再結晶
   温度以上の範囲で連続焼鈍を行い、固溶Ｃ量を５〜３０
   ｐｐｍに制御することを特徴とする焼付硬化性に優れた
   深絞り用冷延鋼板の製造方法。
2. （２）前記鋼が、更にＢ：０．００３％以下を含有する
   ものである請求項１に記載の方法。