JPH0333768B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 耐リジング性と加工性に優れる薄鋼板の製造に
関しこの明細書で述べるところは、圧延条件の規
制により冷間圧延工程を含まない省工程が可能と
なることの実験的知見に基づく開発研究の発展的
成果に関連している。 建材、自動車車体材、缶材ないしは各種表面処
理原板などの用途に使用される板厚およそ２mm以
下の薄鋼板では、その機械的特性として良好な曲
げ加工性、張り出し成形性、および絞り加工性を
得るために、高い延性と高いランクフオード値
（ｒ値）が要求される。さらにこれら材料は最終
加工製品の最外側に使用されることが主なので、
加工後の表面状況がとくに重要になつてきてい
る。 これら加工用薄鋼板の一般的な製造手順は以下
のとおりである。 まず鋼素材としてはおもに、低炭素鋼を用い、
連続鋳造法もしくは造塊−分塊圧延法により約
200mm板厚の鋼片となしそれを熱間圧延工程によ
り板厚がおよそ３mmの熱延鋼帯とし、ひき続き酸
洗後冷間圧延にて所定板厚の鋼帯とし、その後箱
焼鈍法又は連続焼鈍法により再結晶処理を行つて
最終製品とする。 この慣行は、工程が長いことに最大の欠点があ
り、製品にするまでに要するエネルギー、要員、
時間がぼう大であるのみならずこれら長い工程中
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。 上記のように、加工用薄鋼板の製造手順には、
冷間圧延工程（圧延温度300℃未満）を含むこと
が必須であつた。 この冷間圧延工程は単に所望の減厚を意図する
だけに止まらず、冷間加工によつて導入される塑
性ひずみを利用することにより最終焼鈍工程にお
いて、深絞り性に有利な（｜｜｜）方位の結晶粒
の成長を促進させるのに役立つ。 ところが、冷間での加工は熱間での加工に比べ
て鋼帯の変形抵抗が著しく高いために圧延に要す
るエネルギーも莫大なほか、圧延ロールの摩耗が
ひどく、加えてスリツプなどの圧延トラブルも生
じ易い。 これに対し、300℃以上800℃以下の比較的高温
域（いわゆる温間域）にて、圧延できしかも特に
良好な加工性が得られれば、上記問題点は一掃で
き、製造上のメリツトは大きいといえよう。 ところが温間圧延による製造には大きな問題が
ある。それはリジングである。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
種の鋼板には致命的な欠陥である。 リジングは金属学的には加工−最結晶過程を経
ても容易には分割されない結晶方位粒群（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、一般に温間圧
延のようにフエライト（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温間域での圧下
率が高い場合（すなわち薄鋼板の製造のような場
合）には顕著である。 また最近はこれら加工用鋼板が、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
多くなり、優れた耐リジング性が要求される。 ところで近年鉄鋼材料の製造工程は著しく変化
し、加工用薄鋼板の場合も例外ではない。 すなわち溶鋼を造塊−分塊圧延にて250mm板厚
程度の鋼片とし後加熱炉にて加熱均熱処理し、粗
熱延工程により約30mm板厚のシートバーとし、さ
らに仕上熱延工程により所定板厚の熱延鋼帯とし
ていた在来の慣例に対し、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
もしくはそれ以下への低下傾向にある。 一方溶鋼から直ちに板厚50mm以下の鋼帯を溶製
することにより熱間圧延の加熱処理と粗圧延工程
を省略できる新しいプロセスも実用化しつつあ
る。 しかしながら、これら新製造工程はいずれも溶
鋼から凝固してできる組織（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リジングが起こ
りやすくなり、とくに温間圧延法はそれを助長す
る。 （従来の技術） 温間圧延による深絞り用鋼板の製造方法はいく
つか開示され、たとえば特公昭47−30809号、特
開昭49−86214号、特開昭59−93835号、特開昭59
−133325号、特開昭59−185729号、そして特開昭
59−226149号各公報などがその例である。いずれ
も温間域の圧延後ただちに最結晶処理することを
特徴とし、冷間圧延工程が省略可能な革新的技術
である。 しかしながら、これら公知技術は前述の耐リジ
ング性を向上させることについては何らの考慮も
払われてなく、この点一般的に薄鋼板の耐リジン
グ性に関しては温間圧延の方が冷間圧延を加える
場合よりも不利である。 （発明が解決しようとする問題点） 冷間圧延工程を含まない省工程によつて、耐リ
ジング性と加工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温間圧延す
る工程において、少なくとも１パスを、ひずみ速
度300（s^-1）以上で仕上げ、ひき続き再結晶焼鈍
することを特徴とする耐リジング性に優れる加工
用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】 供試材は表１に示す２種類の低炭素アルミキル
ド鋼の熱延鋼板である。供試材は(A)、(B)とも600
℃に加熱−均熱し１パス、30％圧下率で圧延し
た。 このときのひずみ速度（ε〓）と焼鈍後（均熱温
度800℃）のｒ値およびリジング指数との関係を
第１図に示す。 ｒ値および耐リジング性はひずみ速度に強く依
存し、600℃の圧延温度にて300s^-1以上の高ひず
み速度とすることにより、ｒ値および耐リジング
性は著しく向上した。 発明者らはこ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、加工性と耐リジング性に優れる薄鋼板が
製造できるとを確認した。 (1) 鋼組成 高ひずみ速度温間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の
Ｃ、Ｎはそれぞれ0.10％、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。 さらにより優れた加工性を得るためにＣ、Ｎ
を安定な炭窒化物として析出固定可能な特殊元
素、例えばTi、Nb、Zr、Ｂ等の添加も有効で
ある。 また高強度を得るためにＰ、Si、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が当然に適用で
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）法ももちろん適用可能である。 一方、溶鋼から直接50mm程度以下の圧延素材
を鋳造する方法（シートバーキヤスター法およ
びス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効果が大きいので圧延
素材の製造方法としてとくに有利である。 (3) 温間圧延 この工程がもつとも重要であり、低炭素鋼を
所定板厚に温間圧延する工程において、少なく
とも１パスを、ひずみ速度300（s^-1）以上で仕
上げることが必須である。 圧延温度については、800℃をこえる高温域
の圧延ではひずみ速度の制御によつて深絞り性
と耐リジング性を得るのが困難な一方300℃未
満では冷間圧延法で特有な上述したと同様の諸
問題を伴うので800〜300℃、なかでも700〜400
℃がとくに好適である。 ひずみ速度については300（s^-1）以上としな
いと目標材質が確保できない。 このひずみ速度の範囲はとくに500〜2500
（s^-1）が好適である。 圧延パス数、圧下率の配分は上記条件が満た
されれば任意でよい。 圧延機の配列、構造、ロール径や、張力、潤
滑の有無などは本質的な影響力を持たない。 なおひずみ速度（ε〓）の計算は次式に従う。 ここで ｎ：ロールの回転数（rpm） ｒ：圧下率（％）／100 Ｒ：ロール半径（mm） H_p：圧延前の板厚 (4) 焼鈍 圧延を経た鋼帯は再結晶焼鈍する必要があ
る。焼鈍方法は箱型焼鈍法、連続型焼鈍法のい
ずれでもよいが、均質性、生産性の観点から後
者が有利である。 加熱温度は再結晶温度（約650℃）から950℃
の範囲が適する。 この焼鈍処理は圧延後の巻取りコイルの状態
で保持することでも可能である。ここに鋼帯表
面のスケールは圧延温度が従来の熱間圧延より
はるかに低温域であるので薄くかつ除去されや
すい。したがつて、脱スケールは従来の酸によ
る除去のほかに、機械的にもしくは焼鈍雰囲気
の制御などでも可能である。 焼鈍後の鋼帯には形状矯正、表面粗度等の調
整のために10％以下の調質圧延を加えることが
できる。 上記のようにして得られる鋼板は、加工用表面
処理鋼板の原板として適用できる。表面処理とし
ては亜鉛めつき（合金系含む）、錫めつき、ほう
ろうなどがある。 （作用） この発明に従う高ひずみ速度温間圧延の挙動に
ついて、耐リジング性、加工性が格段に向上する
理由については、以下の如く考えられる。圧延−
焼鈍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｝方位粒の加工ひずみ
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、かくして低い値しか得ら
れないのが現状であつた。しかしながら高ひずみ
速度圧延とすることにより、｛222｝方位粒に導入
される加工ひずみ量が増大し、そのため｛222｝
方位を主方位とする再結晶集合組織が形成され、
ｒ値が格段に向上することを見い出した。さら
に、｛222｝方位粒への加工ひずみにより、｛222｝
方位粒が優先的に再結晶が進行するため、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に示す化学組成の鋼片をそのうち鋼No.(1)〜
(3)およびNo.(5)は転炉−連続鋳造法により製造し、
1100〜950℃に加熱均熱後粗圧延により20〜30mm
板厚のシートバーとした。また鋼No.(4)は転炉−シ
ートバーキヤスタ法により30mm板厚のシートバー
とした。

【表】 これらシードバーを連続的に６列からなる仕上
圧延機を用いて0.9〜0.7mm板厚の薄鋼帯とし、こ
のとき後半２列の圧延機を用いて高ひずみ速度圧
延を行つた。圧延条件および連続焼鈍（均熱温度
750〜810℃）後の材料特性を表３に示す。

【表】 注：＊ 比較例、無印適合側
引張特性はJIS ５号試験片として求めた。 リジング性は圧延方向から切り出したJIS ５号
試験片を用い15％の引張予ひずみを付加し、表面
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。 （発明の効果） この発明によれば高ひずみ速度温間圧延にて高
い延性とｒ値を示すとともに優れた耐リジング性
をもつ薄鋼板が得られ、従来の冷延工程を省略で
きるばかりでなく、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の
活用に適合するなど、加工性薄鋼板の製造工程の
の簡略化が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はｒ値、リジング性に及ぼす圧延ひずみ
速度の影響を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 低炭素鋼を所定板厚に温間圧延する工程にお
   いて、 少なくとも１パスを、800〜300℃の温度範囲で
   ひずみ速度300（s^-1）以上で仕上げ、ひき続き再
   結晶焼鈍する ことを特徴とする耐リジング性に優れる加工用薄
   鋼板の製造方法。