JPH04214839A - 成形性の良好な高炭素薄鋼板とその製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、炭素含有量の高い鋼
でありながら、フェライト中のセメンタイトを黒鉛化す
ることにより軟鋼板並の強度−伸び特性を有し、複雑な
形状への成形加工が可能であり、しかも成形加工後は簡
単な熱処理によって高い強度と優れた耐摩耗性を発揮し
得る鋼板と、その製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にベアリング受皿等の絞り成形を必
要とする小物容器、乗用車などの車両部品等、硬度や耐
摩耗性が要求される部材用の高炭素鋼板は、セメンタイ
トを球状化処理した状態で出荷され、所望形状に成形加
工された後に熱処理が施され硬化させて使用されること
が多い。

【０００３】しかしながら、高炭素鋼板はセメンタイト
が球状化処理された状態であっても軟鋼板よりは相当に
硬く、その加工性あるいは冷間圧延性は到底軟鋼板並み
にはならないため、複雑な形状への加工あるいは圧下率
の大きな冷間圧延では割れが発生するといった不都合が
ある。このため冷間圧延においては圧延途中での中間焼
鈍が必要となり、冷間圧延の回数も増加してプロセスの
煩雑化と製造コストの高騰という問題があった。

【０００４】上記の問題の解決策として、熱間圧延の工
程で効率的に軟質化させる方法が従来から強く望まれて
いる。高炭素鋼の軟質化をセメンタイトの球状化処理に
よって行うことが、例えば、「鋼の熱処理技術」朝倉書
店・鉄鋼工学講座、９頁、または「鉄鋼材料学」実教出
版、３４９　頁に提唱されている。しかし、球状化処理
を行った材料でも、その強度は４０〜８０ｋｇｆ／ｍｍ
２　に達し、冷間圧延性、成形加工性にはまだ多くの問
題が残されている。

【０００５】そこで、本発明者らはこの種の鋼中の第二
相であるセメンタイトを黒鉛化してその体積率を減少さ
せるとともにその硬度を下げることを目的として様々な
観点から研究を重ね、鋼板の組成等に関する検討を行っ
てきた。その成果は、特開昭６０−５２５５１　号公報
、同６３−３１７６２９号公報に提案したとおりである
が、鋼中のセメンタイトの黒鉛化は、熱延板を冷間圧延
した後に焼鈍を実施することにより得られるもので、そ
のプロセスが煩雑なものとなっていた。また、特開昭６
４−２５９４６号公報に示されるように、Ｓｉ含有量を
増すことにより熱延板焼鈍での黒鉛化は促進されるが、
引張り強さを４０ｋｇｆ／ｍｍ２　以下に下げるのは困
難である。また、Ｓｉの増加により黒鉛が粗大化したり
、Ｓｉの固溶硬化により伸びの減少や冷間圧延性の劣化
等の支障がでる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、冷間
圧延の工程を経ることなく、熱間圧延とその後の焼鈍だ
けで鋼中のセメンタイトの黒鉛化ができ、フェライトと
黒鉛および一部セメンタイトからなる組織となって、し
かも黒鉛の粗大化による冷間圧延性の劣化がなく加工性
の良い高炭素薄鋼板、およびそのような鋼板を製造する
方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は下記の（
１）　の鋼板と（２）　の製造方法にある。（１）　下
記の（ａ）　〜　（ｄ）のいずれかの化学組成を持ち、
フェライトと黒鉛およびセメンタイトからなる金属組織
を有する成形性の良好な高炭素薄鋼板。なお、本明細書
において成分含有量についての「％」は「重量％」を意
味する。

【０００８】 　　　　残部：Ｆｅおよび不可避的不純物。ただし、不
純物としてのＰは０．０２０　％以下、Ｓは０．０１０
　％以下。　　（ｂ）　　上記　（ａ）の成分の外に、
さらにＮｉ：２．００％以下とＢ：０．０００３〜０．
００２０％の中の１種または２種を含む含む化学組成。 （ｃ）　　上記　（ａ）の成分の外に、さらにＣａ：０
．００１　〜０．０１％を含む化学組成。 （ｄ）　　上記　（ａ）の成分の外に、さらにＮｉ：２
．００％以下とＢ：０．０００３〜０．００２０％の中
の１種または２種、およびＣａ：　０．００１〜０．０
１％を含む化学組成。

【０００９】（２）　上記　（ａ）〜（ｄ）　のいずれ
かの化学組成の鋼を下記の■から■を特徴とする工程で
処理するフェライトと黒鉛およびセメンタイトからなる
金属組織を有する成形性の良好な高炭素薄鋼板の製造方
法。　　■　　圧延仕上温度が　６００〜９００　℃の
範囲になるように熱間圧延を行う。　　 ■　　熱間圧延終了後、下記の巻取り温度まで５〜４０
℃／ｓｅｃの冷却速度で冷却して巻取る。　　■　　４
００　〜６５０　℃の温度域で巻き取る。　　■　　巻
取り後　６００℃〜　Ａｃ１変態点の温度域で均熱する
焼鈍を行う。

【００１０】本発明の鋼板は、前記　（ａ）から　（ｄ
）までの化学組成と金属組織を特徴とし、また本発明の
製造方法は上記■〜■の全工程の組合せを特徴とするの
であるが、特に大きな特徴は下記の点にある。

【００１１】（イ）　鋼中のＰ量を、通常の許容上限値
　（ＪＩＳ　では０．０３０　％以下）　よりも低い　
０．０２０％以下に制限したこと。これによって、鋼中
のセメンタイト界面での炭素の拡散が促進され、６００
　℃〜　Ａｃ１変態点の温度域に均熱した際、鋼中のフ
ェライト・セメンタイト界面での熱膨張特性の差異によ
って生じる空隙等に黒鉛が析出し得るとともに、鋼中の
Ｍｎ量を０．５０％以下へ低減すると均熱中のセメンタ
イトから鋼中への炭素の拡散とセメンタイトの分解が速
まって、黒鉛析出の際の黒鉛粒成長が促進される。

【００１２】（ロ）　Ｓｉ含有量を０．２０％を超え、
１．２０％までとしたこと。鋼中のＳｉ含有量を高くす
ると、黒鉛化が促進されるために焼鈍時間を短縮するこ
とができる。しかし、フェライト中の固溶Ｓｉが増大す
ることにより、鋼板の強度が上昇して加工性を損なう。 これらのＳｉの作用効果を総合的に考慮してＳｉ含有量
を最適の範囲に定めた。

【００１３】（ハ）　Ｓｉを補う黒鉛化促進元素として
０．０５〜１．００％のｓｏｌ．Ａｌを添加すること。

【００１４】（ニ）　熱間圧延後　６００℃〜　Ａｃ１
変態点の温度域で均熱する焼鈍を行うことによりセメン
タイトの黒鉛化を生じさせること。この均熱時間の増大
とともに黒鉛化が進む。この黒鉛化は、熱間圧延におい
て圧延仕上温度を　６００〜９００　℃の範囲とし、熱
間圧延終了後、４００　〜６５０　℃の温度域まで５〜
４０℃／ｓｅｃの冷却速度で冷却して巻取りを実施する
ことによってさらに促進される。即ち、この処理によっ
て焼鈍中に析出する黒鉛粒数が増加し、黒鉛化に要する
焼鈍時間が短縮される。

【００１５】

【作用】以下、本発明の各要件について詳しく説明する
。まず、本発明鋼板の化学組成の限定理由を説明する。

【００１６】 Ｃ：　０．２０〜１．００％ Ｃ含有量が低いほど鋼の伸び、加工性は向上する。しか
し、成形加工の後、熱処理を施して強度、耐摩耗性、さ
らには疲労強度を向上させるには、ある程度以上のＣが
必要となる。本発明は、製品に加工されてから焼き入れ
−焼き戻し、あるいはオーステンパー等の熱処理を施さ
れた後の材料強度が１００　ｋｇｆ／ｍｍ２　以上とな
る鋼板の提供を前提としている。この強度を得るために
、Ｃ含有量の下限を０．２０％とした。一方、製品には
充分な靱性をも持たせる必要がある。Ｃ含有量が１．０
０％を超えると熱処理後の硬度上昇は飽和し、靱性は劣
化する傾向があるから、Ｃ含有量の上限は１．００％と
するのがよい。

【００１７】Ｓｉ：　０．２０％を超え１．２０％まで
前述のとおり、Ｓｉはセメンタイトの黒鉛化に有効な成
分である。この作用を生かして焼鈍時間の短縮を図るに
は、０．２０％を超えるＳｉ含有量が必要である。しか
し、Ｓｉが１．２０％を超えるとフェライトの固溶硬化
が顕著となる。

【００１８】Ｍｎ：　０．０５〜０．５０％Ｍｎは、セ
メンタイトを安定化し、焼鈍均熱中のセメンタイトの分
解を抑制するとともに、黒鉛の析出をも著しく阻害する
。従って本発明ではＭｎ含有量の上限を０．５０％とし
た。しかし、Ｍｎは材料の焼き入れ性を高め、かつ鋼中
のＳと結合してＭｎＳを形成してＳの害を除き靱性を向
上させる等の効果があるので、ある程度の添加は必要で
ある。この理由でＭｎの含有量は０．０５〜０．５０％
とした。

【００１９】 ｓｏｌ．Ａｌ：０．０５〜１．００％ Ａｌの含有量が多いほど黒鉛の析出は容易になる。この
効果を生かすため、本発明ではＡｌをｓｏｌ．Ａｌとし
て０．０５％以上含有させることとした。しかし、過剰
のｓｏｌ．Ａｌはフェライトの固溶硬化をもたらすとと
もに鋼中の酸化物の析出等の弊害をもたらすので、その
上限を１．００％とした。

【００２０】 Ｎ：０．００５　〜０．０１５　％ Ｎは、通常は不純物とみなされる元素であるが、本発明
の高炭素薄鋼板においては、成形加工後の焼入れ、焼戻
し、あるいはオーステンパー等の熱処理の際にＡｌ窒化
物　（ＡｌＮ）　等を形成しオーステナイト粒の粗大化
を抑制することにより、熱処理前後の歪の発生防止や熱
処理後の靱性向上に寄与するから、下限を　０．００５
％とした。しかしその含有量が　０．０１５％を超える
と鋼の伸びの低下が激しくなる。

【００２１】本発明の鋼板の化学組成の一つは、上記成
分の外、残部はＦｅと不可避不純物からなるものである
。 不純物のうち、特にＰとＳは、下記の範囲に抑えなけれ
ばならない。

【００２２】 Ｐ：　０．０２０％以下 Ｐは、セメンタイト・フェライト界面に偏析してＣの移
動を抑制するとともに、鋼中の空隙に黒鉛が析出するの
を著しく阻害する。従って、Ｐはできるだけ低くするこ
とが望ましい。許容上限値は　０．０２０％であるが、
好ましくは０．０１５％以下とする。

【００２３】 Ｓ：　０．０１０％以下 Ｓの含有量も低い方が望ましい。鋼中のＳは、共存する
Ｍｎと結合してＭｎＳを形成するが、特に高炭素薄鋼板
においては、このＭｎＳの存在が製品の靱性を左右する
からである。前記のようにＭｎ含有量に上限をもうけた
上で、Ｓの含有量についても　０．０１０％以下に抑え
ることが必要である。

【００２４】本発明の素材鋼としては、前記の成分の外
に、さらにＮｉおよびＢの１種以上、もしくはＣａ、ま
たはＮｉおよびＢの１種以上とＣａを含むものがある。 それらの成分の作用と含有量の適正範囲は下記のとおり
である。

【００２５】 Ｎｉ：２．００％以下 Ｎｉは、Ｓｉとともに黒鉛化を促進する元素であるがフ
ェライトを固溶硬化する作用はＳｉほど強くはなく、鋼
の軟質化に有効な元素である。そこで黒鉛化の促進を目
的として必要に応じて添加する。しかし、過剰の添加は
フェライトの固溶硬化と材料コストの上昇を招くから、
その含有量の上限を２．００％とする。

【００２６】 Ｂ：０．０００３〜０．００２０％ Ｂは熱処理後の靱性を改善するとともに、焼入れ性を増
大させる成分であるから、必要に応じ一定量添加するこ
ととする。これらの効果を得るのに有効なＢ含有量の最
低値は０．０００３％である。一方、Ｂが０．００５０
％を超えると、熱間圧延あるいは熱処理時の際にＦｅＢ
を形成し靱性に対し悪影響を及ぼすから、その含有量の
範囲を０．０００３〜０．００２０％とする。

【００２７】 Ｃａ：０．００１　〜０．０１％ 鋼中へのＣａの添加は、鋼中の固溶酸素を低減する効果
およびＡｌ酸化物を低減する効果を有している。特に本
発明の素材鋼の場合、黒鉛化促進のためｓｏｌ．Ａｌ量
を多くしているから、鋼中のＡｌ系酸化物の増大が懸念
される。また、Ｓに関しても、本発明では前記のように
Ｍｎ添加量を抑制する必要があるため、鋼中の固溶Ｓを
下げるのが難しいのでＣａ系硫化物としてＳを固定する
のが好ましい。 このような効果を特に必要とする場合にＣａを添加する
のである。その添加に際しては、含有量が　０．００１
％以上となるようにする必要がある。一方、過剰の添加
はコスト上昇を招くとともに鋼中のＣａ系酸化物、硫化
物が増大して靱性の低下を招くから、含有量の上限は　
０．０１　％とする。

【００２８】次に、本発明鋼板の製造方法について説明
する。

【００２９】この製造方法では、これまでに述べた化学
組成を有する鋼を■熱間圧延、■冷却、■巻き取り、■
焼鈍（熱延板焼鈍）　の工程で処理し、フェライト、黒
鉛およびセメンタイトからなる組織とする。これらの工
程における処理の諸条件は以下に述べるとおりである。

【００３０】 ■熱延仕上げ温度 熱間圧延の仕上温度は冷却後のパーライト組織に対して
大きな影響を与えるから、６００　〜９００　℃の範囲
としなければならない。仕上温度が　９００℃を超える
と圧延終了後の冷却過程において冷却速度を増大させる
必要があり、この時、巻取温度を低めにすると、パーラ
イト組織が過度に微細となり熱延後の焼鈍前に必要な酸
洗工程等において板が破断するおそれがある。

【００３１】熱延仕上温度が低くなってフェライト域に
入ると、一旦析出したパーライト組織は析出後圧延によ
り破砕されることになり、鋼中に空隙が形成され黒鉛化
に非常に適した状態となる。しかし、仕上温度を　６０
０℃よりも低くすると、圧延機能力の限界から製品板厚
に制約を設けなけれならなくなるから、仕上温度の下限
は６００℃とする。望ましい仕上温度は、７５０　℃〜
９００　℃である。　　なお、熱間圧延の前の加熱では
１１００℃以上で１時間以上均熱するのが望ましい。

【００３２】 ■熱延仕上から巻取りまでの冷却速度 鋼中の黒鉛組織は、製品熱延板の熱処理特性を向上させ
るために、ある程度微細化する必要がある。このために
は熱延終了後の冷却速度を大きくしてパーライト組織を
微細化するのが有効である。

【００３３】例えば、製品熱延板を成形加工した後、８
００　〜９００　℃で１５分均熱した後焼入れするよう
な処理の際に、鋼中の黒鉛をすべてＣとして固溶させる
には黒鉛の大きさは１０μｍ　以内に抑える必要があり
、そのためにはパーライトのラメラー間隔を０．１　μ
ｍ　以内とすることが望ましい。この条件を満足させる
ためには、熱延終了後、巻取りまでの冷却速度を５℃／
ｓｅｃ以上とする必要がある。この冷却速度が大きいほ
ど組織の微細化には効果的であるが、冷却速度が過度に
大きくなると、熱延板の硬度が増大し熱延後の酸洗工程
等での曲げ変形により破断が生じる危険がある。このよ
うな危険を避けるため、冷却速度の上限を４０℃／ｓｅ
ｃとする。

【００３４】 ■巻取り温度 巻取り温度が高い場合には、巻取り後に変態を生じて非
常に粗いセメンタイトが形成されパーライト組織の微細
化ができない。次に述べる熱延板焼鈍の後に得られる黒
鉛組織を微細にするためには、巻取り温度を低くしてお
く必要がある。

【００３５】多数の試験結果から、この温度が　６５０
℃以下であればパーライトは安定した微細化組織となり
、焼鈍に要する時間も短時間で済むことがわかった。６
５０　℃を超える巻取り温度では、パーライトは粗大化
しその球状化に要する時間も長くなる。

【００３６】巻取り温度が低すぎる場合、本発明の素材
鋼のＣ含有率が高いために、熱延板の靱性が低下する。 この靱性低下防止のために、巻取り温度の下限は　４０
０℃とするのが望ましい。

【００３７】 ■焼鈍の均熱温度 焼鈍における均熱温度は、鋼中のセメンタイトを黒鉛と
して析出させるために６００℃以上でなければならない
。 しかし、均熱温度が　Ａｃ１変態点を超えると、パーラ
イトが分解しオーステナイトへ変化してしまう。黒鉛化
率は均熱する温度と時間により変えることができる。製
品鋼板に所定の軟質性を付与するには黒鉛化率を４０％
以上とするのが好ましい。４０％以上とするには、均熱
温度　（℃）　×均熱時間　（ｈ）　＝　１００００〜
３００００を満足するように温度と時間をきめるとよい
。

【００３８】この時、均熱温度が高いほどその積の値を
低く取ることが可能である。

【００３９】本発明方法によって製造される熱延鋼板は
、前述の金属組織を有し、強度が低く、加工性に富むも
のである。この熱延鋼板は、使用者側で所定の製品形状
に加工された後、焼入れ−焼戻しやオーステンパー等の
熱処理が施されて、高強度で耐摩耗性に優れた製品とな
る。

【００４０】

【実施例１】表１に示す化学組成の鋼から２１に示す条
件で熱延板を製造し、黒鉛化の状態と機械的性質を調べ
た。熱間圧延前の均熱は１２５０℃で２時間とした。仕
上板厚は２．５ｍｍであり、焼鈍の均熱時間は２４時間
である。その他の条件は表２に示すとおりである。引張
試験はＪＩＳ　５　号試験片（　板厚　２ｍｍ）　で行
った。その結果を表２、図１および図２に示す。

【００４１】ここで黒鉛化率は、焼鈍前後の鋼板をナイ
タールで腐食し　５００倍の光学顕微鏡で観察したミク
ロ組織から、下記のように計算したものである。

【００４２】

【数１】

【００４３】表１のＡ１〜Ａ５はＳｉの影響、Ａ６〜Ａ
１３はｓｏｌ．Ａｌの影響を主にみたものである。

【００４４】表１、表２および図１に明らかなように、
Ｃ含有量が０．６０％レベルのＡ１〜Ａ５ではＳｉ量の
増大にともない焼鈍後の析出黒鉛量は増大する。Ａ２〜
Ａ４の鋼種は本発明の範囲内であり、いずれも７５％以
上の黒鉛化率を示しており、ＴＳ（　引張り強さ）　も
４４ｋｇｆ／ｍｍ２　以下に抑えられ、ＥＬ（　伸び）
　も大きい。

【００４５】本発明で定める量よりも少ないＳｉ含有量
のＡ１では黒鉛化率が低いため、ＴＳが高く、ＥＬが低
い。一方、Ｓｉが過剰の場合は黒鉛化率は良好であるが
、焼鈍後のＴＳが高く、ＥＬが低い。Ａ８〜Ａ１２に示
すように、Ｓｉ含有量が本発明の範囲内であれば黒鉛化
が進み、ＴＳが低くなり、ＥＬが増大し、成形性の向上
が顕著である。

【００４６】ｓｏｌ．Ａｌ含有量の影響を見れば、本発
明で定める量よりも少ないｓｏｌ．Ａｌ含有量のＡ６、
Ａ７では黒鉛化率がやや低いため、ＴＳが高く、ＥＬが
低い。一方、本発明で定める範囲を超えるＡ１３では黒
鉛化率は良好であるが、ＴＳが増大するとともにＥＬが
著しく減少している。

【００４７】

【表１】

【００４８】

【表２】

【００４９】

【実施例２】表３と表４および図３と図４は、Ｍｎおよ
びＰの含有量の影響を調べた結果を示すものである。熱
間圧延前の均熱は１２５０℃で２時間とし、仕上板厚は
　５．０ｍｍである。焼鈍の均熱はすべて　６８０℃×
２４時間とし、シャルピー試験は板厚　５．０ｍｍのＪ
ＩＳ　４Ｖ型試験片を用いて行い、前述の黒鉛化率を用
いた黒鉛化の状況および機械的性質を調べた。

【００５０】表３のＢ１〜Ｂ５はＭｎの含有量を変えて
みたもので、図３に結果をまとめてある。Ｍｎ量の増大
にともない焼鈍後の析出黒鉛量は減少する。Ｂ１に示す
ように本発明で定めるＭｎ量の下限値０．０５％を下回
るものは、黒鉛化率は高く成形性も良好であるが、焼入
れ焼戻し後の硬度が低く、またシャルピー値も低いこと
から熱処理用鋼としては実用的でない。またＢ５ではＭ
ｎ量が０．５０％を大きく超えると黒鉛化せず、図３に
示すように加工性が著しく劣化することがわかる。Ｂ２
〜Ｂ４は本発明の範囲内で、６０％以上の黒鉛化率を示
しており、ＴＳも４５ｋｇｆ／ｍｍ２　以下に抑えられ
、ＥＬも増大して成形性に優れるのみならず熱処理後の
製品特性においても優れたものが得られている。

【００５１】Ｂ６〜Ｂ９はＰの含有量の影響を調べたも
ので、本発明で制限する０，０２０　％以下であれば４
０％以上の黒鉛化率を示しており、ＴＳも４５ｋｇｆ／
ｍｍ２　以下である。 しかし、Ｂ１０のようにＰの含有量が本発明の制限範囲
を超えると黒鉛化せず、図４にも示すように焼鈍後のＴ
Ｓは５０ｋｇｆ／ｍｍ２　を超えている。

【００５２】

【表３】

【００５３】

【表４】

【００５４】

【実施例３】表５および表６は、製品鋼板の熱処理後の
特性に及ぼすＮとＢの影響について調べた結果を示すも
のである。

【００５５】Ｃ２〜Ｃ４に示すようにＮの含有量が本発
明の範囲内であれば焼鈍後の黒鉛化率は高く成形性も良
好であるが、Ｃ１のようにＮの含有量が本発明で定める
範囲を下回る場合、黒鉛化率、従って成形性はＣ２〜Ｃ
４に比較して余り変わりがないが、熱処理後のシャルピ
ー値が低く実用的でない。一方、Ｎの含有量が本発明で
定める範囲を超えるＣ５では黒鉛化率は高いけれども強
度の上昇を招き成形性がわるい。

【００５６】Ｃ６〜Ｃ８はＢの含有量を調べたもので、
Ｃ８は本発明で定める範囲を超えるＢを含有し、熱処理
後のシャルピー値が著しく低い。

【００５７】

【表５】

【００５８】

【表６】

【００５９】

【実施例４】表７（１）　と（２）　に示す化学組成が
本発明で定める組成範囲にある鋼Ｄ１〜Ｄ１６と、そう
でない鋼Ｄ１７〜Ｄ３１について、実施例１と同じ条件
で熱間圧延を行い、その後の処理条件を種々変えて黒鉛
化率と機械的性質を調査した。その結果を表８（１）　
と（２）　に示す。Ｄ１〜Ｄ１６のいずれの鋼種も焼鈍
後には６０％以上の黒鉛化率を示しており、ＴＳが低下
しＥＬが増大している。即ち、成形性向上の効果が明ら
かである。

【００６０】Ｄ１７〜Ｄ３１の本発明で定める組成範囲
から外れる鋼種では、黒鉛化率の高いものはあっても、
ＴＳが高く成形性はわるい。Ｍｎの含有量が０．８５％
と高いＤ２２と、ＰおよびＳの含有量が高いＤ２３では
黒鉛化は著しく阻害され、ＴＳが５０ｋｇｆ／ｍｍ２　
以上となり、ＥＬは３０％以下である。

【００６１】

【表７（１）】

【００６２】

【表７（２）】

【００６３】

【表８（１）】

【００６４】

【表８（２）】

【００６５】

【実施例５】表９に示す本発明で定める組成範囲内の０
．５５〜０．７２％Ｃ鋼について、加工条件の影響を調
査した。 表１０にその結果を示す。なお、熱間圧延時の均熱条件
と仕上板厚は、実施例１と同じである。

【００６６】Ｅ１〜Ｅ８は本発明で定める条件で製造し
た例である。黒鉛化率は大きくＴＳは減少しＥＬは増大
している。Ｅ９、Ｅ１０は熱延仕上後の冷却速度の影響
をみたものである。Ｅ９のように冷却速度が４０℃／ｓ
ｅｃを超えた場合、熱延板での強度が増大し酸洗工程で
の破断が生じた。またＥ１０のように冷却速度が小さす
ぎる場合はセメンタイトが粗大化しており、炭素の拡散
移動に時間がかかることから黒鉛の析出に非常に長い時
間を要するため、　６８０℃×２４時間という焼鈍均熱
条件では十分な黒鉛化ができていない。

【００６７】次に、巻取り温度の影響について検討した
Ｅ１１、Ｅ１２では、Ｅ１１のように巻取り温度が高す
ぎると巻取り後に変態を生じ、前述のＥ１０のようにセ
メンタイトが粗大化することから黒鉛の析出に長時間を
要する。 これに対し、Ｅ１２のように巻取り温度が　４００℃を
下回った場合、鋼中にベイナイトが形成され熱延板強度
が過度に上昇し、酸洗工程での破断を生じる。

【００６８】さらに、焼鈍温度の条件についてはＥ１３
のように焼鈍温度が　６００℃を下回る場合には、黒鉛
化に長い時間を要するため、この条件では黒鉛化率が著
しく低い。

【００６９】また、Ｅ１４のように　ＡＣ１変態点を超
える温度で均熱するとセメンタイトから周囲のオーステ
ナイトへＣが固溶し、黒鉛の析出は生じ得ず、熱延板強
度が高すぎて、酸洗時に破断した。

【００７０】

【表９】

【００７１】

【表１０】

【００７２】

【発明の効果】本発明は、組織がフェライトと黒鉛およ
びセメンタイトからなる加工性に優れた高炭素薄鋼板と
その製造方法を提供するものである。本発明の鋼板は、
強度が低く伸びが大きいので、自動車用部品、その他の
製品への成形加工性が容易であり、成形加工して熱処理
を施した後の機械的性質も優れている。また、熱延板に
おいて上記の組織となっているために、これを冷間圧延
することも容易である。

【図面の簡単な説明】

図１は、鋼板のＳｉ含有量と、黒鉛化率および機械的性
質（ＥＬ、ＴＳ）　との関係を示す図である。図２は、
同じくｓｏｌ．Ａｌ含有量と、黒鉛化率および機械的性
質（ＥＬ、ＴＳ）　との関係を示す図である。図３は、
同じくＭｎ含有量と黒鉛化率および機械的性質（ＴＳ）
と熱処理後の硬度およびシャルピー値との関係を示す図
である。図４は、同じくＰ含有量と黒鉛化率および機械
的性質（ＴＳ）と熱処理後の硬度およびシャルピー値と
の関係を示す図である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】重量％で、Ｃ：０．２０〜１．００％、Ｓ
   ｉ：０．２０％を超え１．２０％まで、Ｍｎ：０．０５
   〜０．５０％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０５〜１．００％、
   Ｎ：　０．００５〜０．０１５　％を含有し、残部はＦ
   ｅおよび不可避的不純物からなり、不純物としてのＰが
   ０．０２０　％以下、Ｓが　０．０１０％以下である化
   学組成と、フェライトと黒鉛およびセメンタイトからな
   る金属組織を有する成形性の良好な高炭素薄鋼板。
2. 【請求項２】重量％で、Ｃ：０．２０〜１．００％、Ｓ
   ｉ：０．２０％を超え１．２０％まで、Ｍｎ：０．０５
   〜０．５０％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０５〜１．００％、
   Ｎ：０．００５　〜０．０１５　％、さらにＮｉ：２．
   ００％以下とＢ：０．０００３〜０．００２０％のいず
   れか１種または２種を含有し、残部はＦｅおよび不可避
   的不純物からなり、不純物としてのＰが０．０２０　％
   以下、Ｓが０．０１０　％以下である化学組成と、フェ
   ライトと黒鉛およびセメンタイトからなる金属組織を有
   する成形性の良好な高炭素薄鋼板。
3. 【請求項３】重量％で、Ｃ：０．２０〜１．００％、Ｓ
   ｉ：０．２０％を超え１．２０％まで、Ｍｎ：０．０５
   〜０．５０％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０５〜１．００％、
   Ｎ：０．００５　〜０．０１５　％、Ｃａ：０．００１
   　〜０．０１％を含有し、残部はＦｅおよび不可避的不
   純物からなり、不純物としてのＰが０．０２０　％以下
   、Ｓが０．０１０　％以下である化学組成と、フェライ
   トと黒鉛およびセメンタイトからなる金属組織を有する
   成形性の良好な高炭素薄鋼板。
4. 【請求項４】重量％で、Ｃ：０．２０〜１．００％、Ｓ
   ｉ：０．２０％を超え１．２０％まで、Ｍｎ：０．０５
   〜０．５０％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０５〜１．００％、
   Ｎが０．００５　〜０．０１５　％、Ｃａ：０．００１
   　〜０．０１％、さらにＮｉ：２．００％以下とＢ：０
   ．０００３〜０．００２０％のいずれか１種または２種
   を含有し、残部はＦｅおよび不可避的不純物からなり、
   不純物としてのＰが０．０２０　％以下、Ｓが０．０１
   ０　％以下である化学組成と、フェライトと黒鉛および
   セメンタイトからなる金属組織を有する成形性の良好な
   高炭素薄鋼板。
5. 【請求項５】請求項１から４までのいずれかに記載の化
   学組成を有する鋼を、圧延仕上温度６００〜９００　℃
   で熱間圧延し、４００　〜６５０℃の温度域まで５〜４
   ０℃／ｓｅｃの冷却速度で冷却して巻取り、巻取り後　
   ６００℃〜　Ａｃ１変態点の温度域で均熱することを特
   徴とするフェライトと黒鉛およびセメンタイトからなる
   金属組織を有する成形性の良好な高炭素薄鋼板の製造方
   法。