JPH0387320A - 焼付硬化性の優れた超高強度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、焼付硬化性の優れた超高強度冷延鋼板の製造
方法に関し、詳しくは（引張強さが８０ｋｇｆ／−１級
以上で、焼付硬化量が８ｋｇｆ／ｍ−以上の焼付硬化性
の優れた超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、自動車の安全性向上および軒巳化の要求が高まり
、加工性の優れた１００ｋｇｆ／ｍｍ”級の超高強度冷
延鋼板が使用されるに至っている。また、自動車メーカ
ーでは、さらに、高強度化への動きがあり１２０ｋｇｆ
／ｍｓ”級の要望もある。しかし、高強度化が進むと加
工の際、成形品が捩じれたり、スプリングバックにより
所定の形状がでないばかりか、延性の低下による加工割
れが発生し易くなる。

したがって、加工する際は強度が低く、成形後は成品強
度の高い材料が望ましい。従来からも、車体外板等には
耐プント性の観点から塗料焼付時に硬化させる焼付硬化
鋼板が使用されているがこれらの焼付硬化鋼板の焼付硬
化量は３〜５ｋｇｆ／ａｍ”程度である。

（発明ゐ（解決しようとする課題） 上記で述べたように、焼付硬化量は、加工のし易さの点
から大きい方が望ましく、！ＦｉｌＦｉが高強度化され
ればされるほど焼付硬化量は大きくなければならない、
しかしながら、従来使用されている焼付硬化鋼板の焼付
硬化量は３〜５ｋｇｆ／ａｍ”程度で、満足のいくもの
ではない。

（課題を解決するための手段） そこで、本発明者らは焼付硬化量を向上させるために鋭
意研究を重ねた結果、体積率で所定量のマルテンサイト
を生じさせれば、安定した母材強度および延性を有し、
優れた焼付硬化性のある超高強度冷延調板を得ることが
できるという知見に基づいて本発明に至ったものである
。

その第１発明は、Ｃ：０．１−０．３％、Ｓｉ：０．２
〜２゜５％、Ｍｎ：０．５〜２．５％を含み、残部Ｆｅ
および不可避不純物からなる鋼板を冷間圧延した後、Ａ
ｃ、以上の温度で再結晶焼鈍し、次いで強制空冷を行い
７５０〜４００　’Ｃの温度範囲から１００℃八ｅｃへ
上の冷却速度で室温まで急冷し、その後１５０〜４５０
℃の温度範囲で１秒〜ｌＯ分間の過時効処理を施すこと
により、フェライトと体積率で３０〜９５％のマルテン
サイトとを含む低温変態生成物からなる焼付硬化性の優
れた超高強度冷延鋼板の製造方法である。

第２発明は、Ｃ：Ｑ、ｌ〜０．３％、Ｓｉ　：０．２〜
２．５％、Ｍｎ：０．５〜２．５％を含み、残部Ｆｅお
よび不可避不純物からなる鋼板を冷間圧延した後、Ａｃ
、以上の温度で再結晶焼鈍し、次いで強制空冷を行い、
７５０〜４５０　”Ｃの温度範囲から３０〜１００′Ｃ
／ｓｅｃの冷却速度で４５０〜１５０　”Ｃの温度範囲
まで冷却し、この温度で１秒〜１０分間の過時効処理を
施すことにより、フェライトと体積率で３０〜９５％の
マルテンサイトとを含む低温変態生成物からなる焼付硬
化性の優れた超高強度冷延鋼板の製造方法である。

（作用） 以下、本発明の作用について詳述していくことにする。

先ずは、本発明における鋼の化学成分の限定理由につい
て説明する。

Ｃは、鋼板の引張強さを支配する重要な元素であり、マ
ルテンサイト組織を得、８０ｋｇｆ／ｓ＋ｍ”以上の引
張強さを得るためには、少なくとも０．１％以上の添加
を必要とし、強度を高める観点からは多いほどよいが、
過多に添加するとスポット溶接性を損なうので、その上
限は０．３％とする。したがって、Ｃの添加量は０．１
〜０．３％とする。

Ｓｉは、鋼の延性を劣化させずに強度を上昇させるとと
もに、フェライト・オーステナイト温度域を拡大する元
素でもあり、本発明において（よ、適正な再結晶温度を
拡大するために添加している。

また、フェライト中の固１８ｃｆｆｌを地す元素でもあ
り焼付硬化性を高めるために有用である。かかる効果を
発揮させるには、添加量は少なくとも０．２％以上必要
であるが過多に添加するときは、製造費用を高めるのみ
ならず適正な再結晶温度を高めるのでその上限は２．５
％とする。したがって、Ｓｉの添加量は０．２〜２．５
％とする。

Ｍｎは、強度を上昇させるとともに、オーステナイト相
を安定化し、冷却過程におけるマルテンサイトの生成を
促進させる元素である。この効果を得るためには少なく
とも０．５％以上の添加が必要であるが、過多に添加す
ると旧の偏析が生し、層状組織になりやすいのでその上
限は２．５％とする。したがって、Ｍｎの添加量は０．
５〜２．５％とするつぎに、製造条件の限定理由につい
て説明する本発明法においては、冷間圧延に先だって行
う熱間圧延は、その仕上げ温度をＡｒ３変態点以上とし
、熱間圧延後の焼鈍において再結晶組織を均一化するた
めに６００’Ｃ以下の低温巻取りが好ましい。ついで、
焼鈍後の熱延材は酸洗され冷間圧延される。この冷間圧
延は、再結晶を促進させるために冷延率３０％以上で行
うのが好ましい。

冷間圧延後の再結晶焼鈍は冷間圧延で生した結晶構造の
変化を回復させるためのもので、Ａｃ、変態点以上の温
度で行い、再結晶焼鈍後は結晶粒の粗大化を防止するた
めに強制空冷を行い、７５０〜４００℃の温度範囲から
１００℃／ＳｅＣ以上の冷却速度で室温まで急、冷する
。

ここで、急冷条件の限定理由について説明する、再結晶
焼鈍後の急冷はオーステナイトをマルテンサイトを主と
する第２相に変態させるためのもので、体積率で３０〜
９５％のマルテンサイトが必要である。そのためには、
少なくとも７５０〜４００℃の温度範囲から１００℃／
ｓｅｃ以上の冷却速度で室温まで急冷することが重要で
ある。

さらに、急冷後は１５０〜４５０℃の温度範囲で１秒〜
ｌＯ分間の過時効処理を施す。この過時効処理は延性を
回復するものである。過時効処理の温度は、１５０℃未
満では十分な延性は得られず、４５０℃を超えると固溶
Ｃが析出し、強度が低下する。

このため、過時効処理の温度は、１５０〜４５０　’Ｃ
の範囲に限定した。処理時間については、過時効処理は
その温度に対象物が達していれば十分であり、処理時間
は１秒以上とした。また、処理時間を長くしてもこれ以
上の処理効果は望めず、経済的でないためその上限は１
０分間とした。

第２発明は、再結晶焼鈍後、７５０〜４５０℃の温度範
囲から３０〜ｌＯＯ℃／ｓｅｅの冷却速度で１５０〜４
５０℃の温度範囲まで急冷し、この温度で１秒〜ｌＯ分
間過時効処理を施すものである。ここで、急冷開始温度
を７５０〜４５０℃の温度範囲に限定した理由は、７５
０℃より高い温度ではマルテンサイト体積率が９５％超
えとなり、加工性が劣化する。一方４５０℃より低い温
度ではへイナイトが混在し、 ８ｋｇｆ／ＩＩＩｍ”以上の焼付硬化量を得るための３
０％以上のマルテンサイトを得るのが困難であるためで
ある。また、冷却速度を３０〜１００°（／ｓｅｃに限
定した理由は、冷却速度が３０℃／ｓｅｃより小さいと
きはベイナイト変態を起こし易くなるので、体積率で３
０％以上のマルテンサイトを得るのが困難である一方、
１００℃／ｓｅｃより大きいときは、ロール冷却の冷却
むらが大きくなり、材質が不均一となるためである。な
お、過時効処理条件の限定理由は上記の通りであ。

ここで、マルテンサイト体積率の限定理由について述べ
る。

第１図にマルテンサイト体積率と焼付硬化量との関係を
示す。第１図は、Ｃ：０．１４％、Ｓｉ：０．４０％、
Ｍｎ：２．００％とＣｏｏ、　１７％、Ｓｉ：１．４０
　％、Ｍｎ：２．００％の２８種の冷延鋼板について、
８５０″Ｃで再結晶焼鈍を行った後、７５０〜４５０℃
の温度範囲から急冷（水焼入れ）し、その後３５０　”
Ｃで過時効処理を行った鋼板のマルテンサイト体積率と
焼付硬化量との関係を示したものである。なお、焼付硬
化処理は２％予歪みを与えた後、１７０℃で２０分間で
ある。

図中横軸はマルテンサイト体積率を、縦軸は焼付硬化量
をそれぞれ示す。同図から明らかなように、マルテンサ
イト体積率が３０％未満では固溶Ｃ量が少なく　、８ｋ
ｇｆ／ａ＋ａ＋”以上の焼付映化鼠は得られず、また、
マルテンサイト体積率が９５％を超えると降伏比が高く
なり焼付硬化量は減少する。したがって、８ｋｇｆ／ｍ
１以上の焼付硬化量を確保するために、マルテンサイト
体積率は３０〜９５％の範囲に限定した。

（実施例） 本発明の構成は上記の通りであるが、以下に実施例を挙
げて本発明について説明する。

実施例１ 第１表に示す化学組成を有する鋼片を、８５０〜９００
℃の温度で熱間圧延を完了し、６００℃の温度で巻取り
厚み２．５■の１１ｍに仕上げた。これを酸洗した後、
厚み１　、２ｍｍに冷間圧延し、ついで、８５０℃で再
結晶焼鈍し、第２表に示す水焼入れ開始温度から水焼入
れし、水焼入れ後、第２表に示す温度で４分間過時効処
理を行った。過時効処理後の機械的性質と焼付硬化処理
による焼付硬化量を第２表に併記する。なお、焼付硬化
処理は２％予歪みを与えた後、１７０’ｃで２０分間で
ある。

第１表に供試鋼の化学ｍ或を、第２表に再鮎晶焼！！温
度、水焼入れ開始温度、過時効処理温度、マルテンサイ ト体積率、 過時効処理後の機械的性 質および焼付硬化量をそれぞれ示す。

第１表 （注） ＊印を付した鋼は本発明で現定する組戒範凹のものであ
る。

（以下余白） 第２表に示すように、比較法１は鋼種Ａを使用している
ため、ｃｌが０．０８％と本発明法の限定範囲を低めに
外れているため、マルテンサイト体積率は７％と低く、
焼付硬化量は４．５ｋｇｆ／ａｍ”と小さい。

比較法２および本発明法３は鋼種Ｂを使用したものであ
るが、比較法２は過時効処理温度が４６０℃と本発明法
の限定範囲を高めに外れているため、マルテンサイト中
の固溶Ｃが析出し、本発明法３よりも焼付硬化量は劣っ
ている。

比較法４、比較法５および本発明法６は鋼種Ｃを使用し
たものであるが、比較法４はマルテンサイト体積率が９
７％と高めに、一方、比較法５はマルテンサイト体積率
が２０％と低めに本発明法の限定範囲を外れているため
、本発明法６よりも焼付硬化量は劣っている。

比較法７、比較法８および本発明法９は鋼種りを使用し
たものであるが、比較法７は過時効処理温度が５００℃
と本発明法の限定範囲を高めに外れているため、マルテ
ンサイト中の固’ｔｌＪｃが析出し、本発明法９よりも
焼付硬化量は劣っている。

方、比較法８はマルテンサイト体積率が２５％と本発明
法の限定範囲を低めに外れているため、本発明法９より
も焼付硬化量は劣っている。

実施例２ 第１表に示す化学組成を有する鋼片を、８５０〜９００
℃の温度で熱間圧延を完了し、６００　’Ｃの温度で巻
取り厚み２．５＋ｗｍのｍｅに仕上げた。これを酸洗し
た後、厚み１　、２＋＋＋ｍに冷間圧延し、ついで、８
５０℃で再結晶焼鈍し、第３表に示す負、冷開始温度か
ら５０℃／ｓｅｃの冷却速度で第３表に示す時効処理温
度まで冷却し、その温度で４分間過時効処理を行った。

過時効処理後の機械的性質と過時効処理による焼付硬化
Ｉを第３表に併記する。なお、焼付硬化処理は２％予歪
みを与えた後、１７０℃で２０分間である。

第１表に供試鋼の化学組成を、第３表に再結晶焼鈍温度
、急冷開始温度、過時効処理温度、マルテンサイト体積
率、過時効処理後の機械的性質および焼付硬化量をそれ
ぞれ示す。

第３表に示すように、比較法１０および本発明法１１は
鋼種Ｂを使用したものであるが、比較法ｌＯはマルテン
サイト体積率が２５％と本発明法の限定範囲を低めに外
れているため、本発明法１１よりも焼付硬化量は劣って
いる。

比較法１２、比較法１３、本発明法１４および１５は鋼
種Ｃを使用したものであるが、比較法１２はマルテンサ
イト体積率が３％と本発明法の限定範囲を低めに外れて
いるため、本発明法１４および１５よりも焼付硬化量は
劣っている。一方、比較法１３は過時効処理温度が５０
０℃と本発明法の限定範囲を高めに外れ、また、マルテ
ンサイト体積率が５％と本発明法の限定範囲を低めに外
れているため、本発明法１４および１５よりも焼付硬化
量は劣っている。

比較法１６、本発明法１７および１８は鋼種りを使用し
たものであるが、比較法１６は過時効処理温度が５００
　’Ｃと本発明法の限定範囲を高めに外れ、また、マル
テンサイト体積率が３％と本発明法の限定範囲を低めに
外れているため、本発明法１７および１８よりも焼付硬
化量は劣っている。

以上の実施例からも明らかなように、本発明に係わる焼
付硬化性の優れた超高強度冷延鋼板の製造方法は、８ｋ
ｇｆ／ｍｍ”以上の焼付硬化量および９０ｋｇｆ／ｍｓ
”以上の引張強さを有する超高強度冷延鋼板の製造に相
応しいものである。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明に係わる焼付硬化性の優れ
た超高強度冷延鋼板の製造方法は、上記の構成であるか
ら、成形後に降伏強度を高めることができるため、同強
度レベルの従来鋼に比較して底形が容易で、かつ、圧壊
特性にも優れているという効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はマルテンサイト体積率と焼付硬化量との関係を
示すグラフである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｃ：０．１〜０．３％、Ｓｉ：０．２〜２．５％
   、Ｍｎ：０．５〜２．５％を含み、残部Ｆｅおよび不可
   避不純物からなる鋼板を冷間圧延した後、Ａｃ＿１以上
   の温度で再結晶焼鈍し、次いで強制空冷を行い、７５０
   〜４００℃の温度範囲から１００℃／ｓｅｃ以上の冷却
   速度で室温まで急冷し、その後１５０〜４５０℃の温度
   範囲で１秒〜１０分間の過時効処理を施すことにより、
   フェライトと体積率で３０〜９５％のマルテンサイトと
   を含む低温変態生成物からなることを特徴とする焼付硬
   化性の優れた超高強度冷延鋼板の製造方法。
2. （２）Ｃ：０．１〜０．３％、Ｓｉ：０．２〜２．５％
   、Ｍｎ：０．５〜２．５％を含み、残部Ｆｅおよび不可
   避不純物からなる鋼板を冷間圧延した後、Ａｃ＿１以上
   の温度で再結晶焼鈍し、次いで強制空冷を行い、７５０
   〜４５０℃の温度範囲から３０〜１００℃／ｓｅｃの冷
   却速度で４５０〜１５０℃の温度範囲まで冷却し、この
   温度で１秒〜１０分間の過時効処理を施すことにより、
   フェライトと体積率で３０〜９５％のマルテンサイトと
   を含む低温変態生成物からなることを特徴とする焼付硬
   化性の優れた超高強度冷延鋼板の製造方法。