JPH0394022A - 耐２次加工脆性に優れた深絞り用熱延鋼板の製造方法 - 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】 （産業上の利川分野） 本発明は熱延鋼板の製造方法に係り、特に深絞り性と耐
２次加工脆性に優れた熱延鋼板の製造方法に関するもの
である。

（従来の技術） 近年、自動車部材や電気機器外板に使用される熱延鋼板
には、高いプレス成形性が要求されている。

このような要求を満たす熱延鋼板の製造方法としては，
極低炭素鋼にＴｉ．Ｎｂなどの炭窒化物形或元素を単独
又は複合添加して鋼中のＣ．Ｎを固定し得る鋼を用いて
、未再結晶フエライト域で熱延を施すことによって圧延
集合組織を形威し、更に種々の方法で再結晶焼鈍を施し
て、深絞り性に有利な（１１１）集合組織を発達させる
方法が提案されている。

（発明が解決しようとするｉｉｌｌｌ題）しかし、一方
では、Ｔｉ．Ｎｂなどの炭窒化物形成元素により鋼中の
Ｃ．Ｎを充分固定した極低炭素鋼では、プレス或形後の
２次加］二において脆性破断による割れが発生するとい
う問題がある。これは、鋼中の固溶Ｃがないため，フエ
ライ１・粒界へのＣの偏析がなくなって粒界か弱くなる
ためである。

更に、Ｐ添加鋼では、粒界にＰが偏析し、粒界の脆化を
助長するという問題がある。

したがって、従来は、耐２次加工脆性の改善のために、
予め鋼中のＣ．Ｎが残存するようにＴ〕やＮｂの添加量
を制御して溶製することが試みられていた。しかし、こ
の方法では、例え固溶Ｃ、Ｎが残存する或分銅が溶製で
きたとしても、この固溶Ｃ．Ｎは本質的に鋼のｒ値や延
性を劣化させるものであるので、ブレス或形性の大福な
低下を来たさざるを得なかった。すなわち、本質的に／
レス或形性と耐２次加工脆性は両立し得ないものであっ
た。また、一方、このような微ｊｉｌ．ｃ．　Ｎを残存
させることは、製鋼技術上或り立つものでなかった。

本発明は、」二記従来技術の技術の問題点を解決するた
めになされたものであって、極低炭素鋼を用いて、深絞
り性と耐２次加］二脆性に優れた熱延鋼板を生産性よく
製造する方法を提但することをｌｊ的とするものである
。

（ｉｌｌｉ！題を解決するための手段）か＼るｒ−１的
を述成するため、本発明ｈ　Ｉ’Ｊは、従来の極低炭素
鋼においてプレス成形性が劣化する原因について検討し
た。

その結果、固溶Ｃ．Ｎがプレス或形性を低下させる原因
は、圧延集合組織の形成段階及び再結晶集合組織の形成
段階で局所的なす八り系、転位の再配列に影響を及ぼし
、深絞り性に好ましい（↓１１）集合組織の発達を阻害
するためであることが判明した。

そこで、本発明者らは、このような原因を解７１ｌ１し
、且つ耐２次加工脆性を優れたものとし得る方３ 策について鋭意研究を重ねた結果、極低炭素鋼において
特定の或分ｖＡ整を行うと共に圧延条件を規定すること
によって、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ｍｃ．Ｎを零の状態にしておき、その後
浸炭雰囲気中で連続焼鈍を行うことにより、最終製品段
階で粒界に数ｐｐｍ程度のＣを存在させ、粒界を強化す
ることにより、脆化を防止する方法を見い出し，ここに
本発明をなしたものである。

すなわち、本発明は、Ｃ：０．００７％以下、Ｓｊ：０
．１％以下、Ｍｎ：０．０５〜０．５０％、Ｐ：０．１
２％以下、Ｓ：Ｏ．Ｏ　ｌ　５％以下、ｓｏｌ．　Ａ　
Ｑ　：０．０　０　５〜０．０５％、Ｎ：Ｏ．ＯＯ６％
以下を含有し、更にＴｉ及びＮｂの単独又は複合添加で
、下式（】）に従う有効Ｔｉｎ（Ｔｉψと表す）及びＮ
ｂ量とＣ量との関係が下式（２） Ｔｉ＊＝ｔｏｔａｌＴｉ　−　（（４Ｂ／３２）　ｘ　
Ｓ　＋　（４Ｂ／１４）　Ｘ　Ｎ）…（１） １≦（Ｔｉ傘／４８＋　Ｎｂ／９３）／（Ｃ／１２）≦
４．５…（２）を満足する範囲で含有し、必要に応して
更にＢ：−４＝ ０．０００１　〜０．００３０％を含右し、残部がＦｅ
及び不可避的不純物よりなる鋼を、通常の工程で粗圧延
後、４００〜８００℃の範囲で合剖圧下率６０％以上の
熱間圧延を行い、巻き取り、酸洗した後、更に浸炭雰囲
気ガス中で再結晶温度以上の温度範囲で連続焼鈍を行う
ことを特徴とする耐２次加工脆性に優れた深絞り用熱延
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） 本発明は、要するに、前連の如く理論上不可能とされて
いた技術に対して極低炭素鋼を用い、且つ、耐２次加工
脆性のために才ζｆ界の欠陥を埋めるのに必要なＣ量２
〜↓５　ｐｐｍを確保するならば，連続焼鈍でも可能で
あることを見い出したものである。この理由は、Ｃの侵
入は粒内拡散でなく、その速度が１０倍程度速い粒界」
｝Ｌ敗でなされたものであり、更に粒界純度の非常に高
い極低炭素鋼であれば、その拡散速度が更に上がるため
、連続焼鈍において、焼鈍前に固溶Ｃ量が零であったも
のが、まず粒Ｗに、次いで粒内に所定量のＣ量を確保す
ることができることによるものである。

まず、本発明における鋼の化学戊分限定理由について説
明する。

Ｃ： Ｃは、その含有量が増大するにつれてＣを固定するＴｉ
．Ｎｂの添加量が増加し、製造費用の増加につながる。

更にＴｉＣ及びＮｂＣ析出量が増大し粒或長を阻害して
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０．０　０　７％とする。

なお、製鋼技術上の観点からＣ含有量の下限値は０．０
　０　０　５％とするのが望ましい。

Ｓｉ： Ｓｉは溶鋼の脱酸を主目的に添加されるが、添加量が多
すぎると表面性状や化或処理性或いは塗装性を劣化させ
るので、その含有量は０．１％以下とする。

Ｍｎ： Ｍｎは熱間脆性の防止を主目的に添加されるが、０．０
５％より少ないとその効果が得られず、方、添加旦が多
すぎると延性を劣化させるので、その含有量は０．０５
〜０．５０％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次加工脆竹を起こし易くな
るので、その含有量は０．１　２％以下に抑制する。

Ｓ： Ｓは、Ｔ１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Ｍ　ｎ　Ｓ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０．０　１　
５％以下に抑制する。

Ａ　Ｑ： ＡＱは溶鋼の脱酸を目的に添加されるが、その含有量が
ｓｏｌ．ＡＱで０．０　０　５％より少ないと、その目
的が達或されず、一方、０．０５％を超えると脱酸効果
が飽和すると共にＡＱ２０３介在物が増加して加工或形
性を劣化させる。したがって、その含有量はｓｏｌ．Ａ
Ｑで０．０　０　５−０．０　５％の−７− 範凹とする。

Ｎ： Ｎは、Ｔ１と結合してＴｉＮを形戒するので、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或長が阻害され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、０．０　０　６％以下に抑制する。

Ｔｉ．　Ｎｂ： Ｔｉ．ＮｂはＣ．Ｎを固定することによってｒ植を高め
る作用がある。この場合、前述の如＜ＴｉはＳ．Ｎと結
合してＴｉＳ．ＴｉＮを形或するので、製品におけるＴ
ｉ量は、次式（１）で計算される有効Ｔｉ量（Ｔｉｅ）
として換算される量にて考慮する必要がある。

Ｔｉ＊＝ｔｏｔａｌＴｉ　−　｛（４８／３２）　Ｘ　
Ｓ　＋　（４８／１４）　Ｘ　Ｎ）…（１） したがって、本発明の目的に対してはＴｉ＊ｉ、Ｎｂ量
とＣ量との関係が（２）式 ｌ　≦（Ｔｉ傘／４８＋　Ｎｂ／９３）／（Ｃ／１２）
≦４　．５　…（２）８８ を濶足する範囲で含イｊ゜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、後工程の浸炭雰囲気
焼鈍時に侵入したＣが、固溶しているＴｉ或いはＮｂと
すぐに結合してしまい、Ｃの粒界偏析を阻止するので、
耐２次加工脆性の防止が得られず、また過剰のＴｉ．Ｎ
ｂによる硬化のために加工性も劣化し、コストアップに
もつながる。

Ｂ： Ｂは耐２次加工脆性に対して有効な元素であるので、必
要に応じて添加することができる。添加する場合、その
効果を得るためには少なくとも０．０００１％以上が必
要であるが、０．０　０　３　０％を超えるとその効果
は飽和し、且つｒ値を低下させるので、その添加量は０
．０　０　０　１〜０．０　０　３０％の範囲とする。

次に本発明の製造方法について説明する。

上記化学或分を有する鋼は常法により溶製、鋳造し、次
いで粗圧延を行うが、熱間圧延は以下の条件で行う必要
がある。

すなわち、粗圧延後、４００〜８００“゜Ｃの温度範囲
で合ａｌ圧下率６０％以」二で熱間圧延を行い、巻き取
る。これは、ｉｌ’ｌｉ　ｒ・位の熱延鋼板をネ！｝る
ためには熱延時に圧延集合組織を得る必要があるためで
あり、そのために未再結晶フェライ１・域、すなわち、
４００〜８００℃の温度域で、且つ６０％以上、好まし
くは６０％以上９０％以下の圧下率で熱間圧延を行う。

この場合、潤滑条件が良い程、板厚方向に均質な集合組
織が得られ、高いｒ値が得られるので、１」欄とするｒ
−埴に応じて潤沿剤を選択することが望ましい。

なお、巻取温度は特に制限されない。

更に、酸洗後、浸炭雰囲気中で再結晶温度以上、好まし
くは再結晶温度以上Ａｃ，点以下の範囲で連続焼鈍を行
い、ｒ値に有利な（１↓ｌ）面方位に集合組織を形或さ
せる。

既に知られているように、ｒ値は主として鋼の（１１１
）面方位集合組織に依存しており、その形成には再結晶
焼鈍前に存在する固溶Ｃ．Ｎが悪影響をもっていること
が知られているが、本発明においては再結晶焼糺前に巻
収処Ｊｌによってｌ．Ｉｊ溶Ｃ及び固溶Ｎが完全に除か
れ、」二記の集合組織が得られる．，シかも、−・旦、
再納品が完了し集会組織が形或されれば、その後に侵入
するＣはｒ値には悪影響を与えない。浸炭雰囲気中より
侵入したＣのうちＴｊＣ．Ｎｂとして固定されなかった
Ｃが粒界に偏析して耐２次加工脆性を改善するのである
。

連続焼鈍の雰囲気にはカーボンポテンシャルを制御した
浸炭ガスを用い、目的とする浸炭量はカーボンポテンシ
ャル、焼鈍温度、力“６鈍１１、？問の組合せを選択す
ることにより制御し、ｉ４２次力ＩＩ　ＺＴＩ脆性のた
めに粒界の欠陥を埋めるのに必要なＣ量が２〜１５ｐｐ
ｍとなるような条件で上記連続焼鈍を行えばよい。２　
ｐｐｍよりも少ないと耐２次加工脆性を得るために粒界
の欠陥を理めるのに必要なＣｌが不足し、一方、１５ｐ
ｐｍ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
ので望ましく１１ ない。連続焼鈍炉の炉内滞留時間は２　ｓｃｅ〜２ｍｊ
ｎの範囲が好ましい。

次に本発明の実施例を示す。

（実施例） 第ｌ表に示す化学戒分を有する５０ｍｍ厚の供試鋼を１
エ５０゜Ｃで３０分間加熱して溶体化処理を行った後、
１］−〇〇〜９５０℃の温度範囲で粗圧延し、これに続
く仕」二げ圧延温度及びフェライ１・域総圧下量を種々
変化させて熱延鋼板を製造した。

なお、巻取り処理はすべて４００℃で１．ｈｒ保持、炉
冷することにより模擬した。

次いで、熱延鋼板を酸洗した後、浸炭雰囲気中及び不活
性ガス中において連続焼鈍として８５０℃で１分間の再
結晶焼鈍を行った。

得られた熱延鋼板のｒ値と２次加工脆性限界温度を第２
表に示すと共に、一部について第１図に整理して示す。

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３５ｍｍ高さに１〜リムした後、各試験
温度の冷媒中にカップを置いて頂角４Ｉ２ Ｏ゜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ｉ 温度とした。

第２表より明らかなとおり、本発明例はいずれも、ｒ値
が高く深絞り性に優れていると共に、耐２次加工脆性が
改善されていることがわかる。

一方、不活性ガス中で連続焼鈍を施した比較例は、深絞
り性又は耐２次加工脆性に劣っており、また浸炭雰囲気
ガス中で連続焼鈍を行った比較例は、本発明範囲外の化
学成分を有しているため、深絞り性或いは耐２次加工脆
性のいずれかが劣っている。

なお、第１図は（Ｔｉ＊／４５＋Ｎｂ／９３）／（Ｃ／
１２）の値とｒ値及び２次加工脆性限界温度との関係を
整理したものであり、この式の値が本発明範囲内（１〜
４．５）の鋼について本発明に従う熱延、浸炭雰囲気中
での連続焼鈍を施すことにより、優れた高いｒ値が得ら
れるとＪ（に、２次加工脆性限界温度が低下することが
わかる。

（発明の効果） 以−１−１１′１′．連したように、本発明によれば、
４４１ｅＬ炭素鋼を用い、且つその化学或分を規制する
と，ＪＩ．に熱延条件を規制することにより、連続焼鈍
前の固溶Ｃ．Ｎを零として、次いで浸炭雰囲気ガス中で
連続焼鈍を行うので、優れた深絞り性と耐２次加工脆性
をイｊする熱延ｍ板を１！｝ることかでき、しかも生産
性が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例で得られた熱延鋼板における（Ｔｊ＊／
４５＋Ｎｂ／９３）／（Ｃ／１２）の値とｒ値及び２次
加工脆性限界温度との関係を示す図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で（以下、同じ）、Ｃ：０．００７％以下
   、Ｓｉ：０．１％以下、Ｍｎ：０．０５〜０．５０％、
   Ｐ：０．１２％以下、Ｓ：０．０１５％以下、ｓｏｌ．
   Ａｌ：０．００５〜０．０５％、Ｎ：０．００６％以下
   を含有し、更にＴｉ及びＮｂ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＋（４
   ８／１４）×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Ｆｅ及び
   不可避的不純物よりなる鋼を、通常の工程で粗圧延後、
   ４００〜８００℃の範囲で合計圧下率６０％以上の熱間
   圧延を行い、巻き取り、酸洗した後、更に浸炭雰囲気ガ
   ス中で再結晶温度以上の温度範囲で連続焼鈍を行うこと
   を特徴とする耐２次加工脆性に優れた深絞り用熱延鋼板
   の製造方法。
2. （２）前記鋼が、Ｂ：０．０００１〜０．００３０％を
   含有する請求項１に記載の方法。