JPH04301037A - 深絞り性に優れた冷延鋼板の製造法 - Google Patents

深絞り性に優れた冷延鋼板の製造法

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JPH04301037A
JPH04301037A JP6680291A JP6680291A JPH04301037A JP H04301037 A JPH04301037 A JP H04301037A JP 6680291 A JP6680291 A JP 6680291A JP 6680291 A JP6680291 A JP 6680291A JP H04301037 A JPH04301037 A JP H04301037A
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Japan
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cold
temperature
less
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JP6680291A
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English (en)
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Tokiaki Nagamichi
常昭 長道
Kazutoshi Kunishige
国重 和俊
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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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】本発明は、高いr値を有し、深絞
り性に優れた冷延鋼板の製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】冷延鋼板は、熱間圧延により得られた熱
延鋼板を素材とし、この熱延鋼板に冷間圧延、次いで再
結晶焼鈍を施して製造されており、例えば自動車、家電
製品等の外装材といった加工性が強く求められる分野で
多用されている。冷延鋼板の加工性は、その素材である
熱延鋼板の特性に大きく依存している。このために、近
年、深絞り性に優れた冷延鋼板を得るために、熱間圧延
段階における製造条件に関する検討が盛んに行われてい
る。
【0003】例えば、特開昭58−133325号公報
には、C含有量が0.0045重量%以下である極低炭
素鋼を、特定の条件で熱間圧延を行い、その後に冷間圧
延を行う深絞り性に優れた冷延鋼板の製造方法が開示さ
れている。しかし、この発明では、加熱から仕上げ圧延
間での窒化物の析出状況およびオーステナイトからフェ
ライトへの変態挙動や仕上げ圧延から巻取り間での加工
フェライトの変化といった、冷延鋼板の加工性を左右す
る析出物や組織に着目した検討が充分には成されておら
ず、従って得られる冷延鋼板の深絞り性は、最良のもの
とは言い難い。
【0004】また、特開昭63−230828号公報に
は、C:0.03重量%以下、N:0.01重量%以下
、Ti:0.2 重量%以下、Nb:0.3 重量%以
下を含有する鋼に、900 〜1250℃で粗圧延を行
ってからTiまたはNbの炭, 窒化物を析出させて固
溶Cおよび固溶Nの総量を30ppm 以下とし、 8
00〜400 ℃の温度範囲で潤滑を施しつつ特定のロ
ール径の圧延ロールで圧下率R1の仕上げ圧延を行い、
さらに特定のロール径の圧延ロールで圧下率R2の冷間
圧延 (ただし、R1+R2>60%、R2>5%) 
を行った後に、焼鈍を行うことにより、板厚が 2.5
〜4.0 mmであって、深絞り性が良好な厚物冷延鋼
板を製造する方法が開示されている。この方法では、T
i、Nbの炭, 窒化物を析出させて固溶Cおよび固溶
Nを低減するとともに、特定のロール径を有する圧延ロ
ールを用いて所定の圧下率の温間圧延を行うため、冶金
学的に冷間で圧延を行ったのとほぼ同様の状態を高温域
 (800 ℃以下) まで延長することができ、深絞
り性に影響する冷延集合組織を熱延鋼板の段階で得るこ
とができ、高い深絞り性を有する冷延鋼板が得られると
されている。
【0005】しかし、この方法では、■粗圧延 (一次
圧延) 後析出処理に至る温度域での処理 (冷却速度
) を規定していないため、粗圧延により導入された加
工歪みが析出処理に至るまでに解放されてしまい析出処
理工程が意味をなさない、■析出処理後二次圧延 (潤
滑圧延) に至る温度域での冷却速度を規定していない
ため、二次圧延前のα粒が粗大化してしまい、冷延鋼板
の深絞り性が劣化する可能性が大きい、■二次圧延 (
潤滑圧延) 後の冷却速度を規定していないため、二次
圧延により導入された加工歪みが回復等により解放され
てしまい、冷間圧延と同様の効果を二次圧延でもたせる
ことができない可能性が大きいという問題がある。また
、熱間圧延、冷間圧延それぞれに用いる圧延ロールのロ
ール径を圧延材の板厚との関係で限定する必要もあり、
工程管理が複雑になってしまうとともに、TiおよびN
bを複合添加する必要があり、製造コストの上昇は避け
られない。
【0006】そこで、本発明者らは種々検討を重ねた結
果、圧延素材としてある特定の組成を有するAlキルド
鋼を使用し、これに大圧下圧延を含む一次圧延 (最終
パス圧下:1100〜800 ℃、圧下率:30%以上
) 、析出処理 (1100〜800 ℃×1〜60m
in)、二次圧延 (圧下率:50%以上) 、巻取り
、冷間圧延および再結晶処理を行うことにより、深絞り
性に優れた冷延鋼板を得ることができることを知見し、
先に特開平2− 30719号公報により提案した。こ
の方法では、析出処理前に行う一次圧延でフェライト粒
が微細化されるとともに、鋼中に加工歪が蓄積されて窒
化物の析出サイトが導入されるため、析出処理において
はAlN、TiN等の窒化物が迅速に析出し、二次圧延
、巻取り、冷間圧延および再結晶処理後の最終製品の深
絞り性が著しく向上する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、自動車、家電
製品等の外装材となる冷延鋼板に対しては、より一層の
加工性の向上、すなわちより高いr値を有し、深絞り性
に優れた冷延鋼板が求められている。ここに、本発明の
目的は、高いr値を有し、深絞り性に優れた冷延鋼板の
製造法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、特開平2
− 30719号公報により提案した方法を基礎に、さ
らに検討を重ねた結果、この方法において、一次圧延で
得た加工歪みが開放されない間に析出処理を開始すると
ともに、析出処理終了後、可能な限り早く二次圧延を開
始することにより、窒化物の析出がより促進されて冷延
鋼板の深絞り性が一層改善され、高いr値を有すること
を知見して、本発明を完成した。
【0009】ここに、本発明の要旨とするところは、重
量%で、C:0.05%以下、Mn:0.01〜0.4
 %、Si:0.3 %以下、sol.Al:0.01
〜0.08%、N:0.01%以下、必要に応じて、さ
らにTi、Nb、ZrおよびVからなる群から選ばれた
1種以上:合計で 0.001〜0.150 %および
/またはB:0.0001〜0.0050% 残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼組成を有する
Alキルド鋼に、最終パスの圧延が1100℃以下 7
50℃以上の温度域で行われ、かつ合計圧下率が30%
以上である一次圧延を行い、前記一次圧延の終了後にお
ける粗圧延材の温度が、850 ℃以下 750℃以上
である場合には直ちに1〜60分間保持して析出処理を
行い、または 850℃超である場合には 850℃以
下 750℃以上の温度域となるまで5℃/秒以上の冷
却速度で冷却してから前記温度域に1〜60分間保持し
て析出処理を行い、前記析出処理の終了後における粗圧
延材の温度が、 800℃以下 450℃以上である場
合には直ちに合計圧下率が50%以上である二次圧延を
行い、または 800℃超である場合には 800℃以
下 450℃以上の温度域となるまで5℃/秒以上の冷
却速度で冷却してから前記温度域で合計圧下率が50%
以上である二次圧延を行い、前記二次圧延の終了後3秒
以内に10℃/秒以上の冷却速度で急冷し、 500℃
以下の温度域で巻取り、さらに冷間圧延を行った後、 
550℃以上 900℃以下の温度域で再結晶焼鈍を行
うことを特徴とする深絞り性に優れた冷延鋼板の製造法
である。
【0010】本発明において、合計圧下率とは、一次圧
延および二次圧延のそれぞれにおいて、 (圧延前の板
厚−圧延後の板厚)/圧延前の板厚×100(%) に
より求められる。
【0011】
【作用】以下、本発明を作用効果とともに詳述する。な
お、本明細書においては特にことわりがない限り、「%
」は「重量%」を意味するものとする。まず、本発明で
用いるAlキルド鋼の成分組成を前述のように限定する
理由を説明する。
【0012】C:Cは、深絞り性に悪影響を及ぼす元素
であるから、その含有量は少ないほうが望ましい。C含
有量が0.05%を超えると著しく深絞り性が劣化する
。そこで、本発明においては、C含有量は0.05%以
下と限定する。 Mn:Mnは、鋼中に不純物として混入しているSをM
nSとして固定し、熱間加工性を向上させるのに有効な
元素である。しかし、その含有量が 0.4%を超える
と深絞り性が著しく劣化することから、上限を0.4%
とした。一方、近年の脱S技術の進歩により極低炭素鋼
の製造が可能となり、さらにMn含有量が0.01%で
あればSをMnSとして十分に固定することができ、熱
間加工割れを防止することができる。そこで、Mn含有
量は0.01%以上0.4 %以下と限定する。
【0013】Si:Siは、深絞り性を向上させるため
には可及的に少ないほうが好ましい。Siの含有量が0
.3 %を超えると深絞り性が劣化するのみならず、ス
ケール性状も劣化して製品品質を損なう。そこで、Si
含有量は、0.3 %以下と限定する。 sol.Al:Alは、本発明では重要な元素である。 Alは脱酸材として用いられると同時に、鋼中のNをA
lN として固定し、深絞り性を向上させる作用を奏す
る。しかし、その含有量がsol.Al量で0.01%
未満であると前記の作用効果が十分に得られず、一方0
.08%を超えて含有させても効果が飽和して不経済と
なる。そこで、sol.Al含有量は、0.01%以上
0.08%以下と限定する。
【0014】N:Nは、Alおよび後述するTi、Nb
、ZrおよびVのそれぞれと窒化物を形成し、フェライ
トの微細化に寄与する。しかし、これらの元素は一方で
は深絞り性に悪影響を与える。すなわち、N含有量が0
.01%を超えると固溶Nが残って、フェライトの微細
化よりもむしろ深絞り性の劣化の影響が著しくなる。そ
こで、N含有量は、0.01%以下と限定する。本発明
で使用するAlキルド鋼は、以上の組成の他に、残部は
Feおよび不可避的不純物である。
【0015】または、これらの成分に加えて、Ti、N
b、ZrおよびVからなる群から選ばれた1種以上:合
計で 0.001%以上0.150 %以下および/ま
たはB:0.0001%以上0.0050%以下を含有
するAlキルド鋼も素材鋼として使用することができる
。以下、これらの任意添加元素についても説明する。
【0016】Ti、Nb、Zr、V:これらの元素は高
価であるが、AlよりもNを窒化物として強固に固定す
るとともに、二次圧延前のフェライト粒径を微細化して
深絞り性を向上させる非常に好ましい元素である。しか
し、その含有量が1種又は2種以上合計で0.001 
%より少ないと前記効果が十分に得られず、一方 0.
150%を超えて含有させても効果が飽和し、経済的に
不利となる。そこで、Ti、Nb、ZrまたはVは、こ
れらの1種または2種以上を合計で0.001 %以上
0.150 %以下と限定することが好ましい。
【0017】B:Bは、絞り加工部品で問題となる「た
て割れ」を防止するのに有効な元素である。しかし、そ
の含有量が0.0001%未満では前記の効果が小さく
、一方0.0050%を超えて含有させても効果が飽和
し、経済的に不利となる。そこで、B含有量は、0.0
001%以上0.0050%以下と限定することが好ま
しい。これらの任意添加元素は、単独でまたは複合して
用いることができる。次に、本発明にかかる深絞り性に
優れた冷延鋼板の製造法の製造条件の限定理由をその製
造工程を模式的に示した図1を参照しながら説明する。
【0018】〔一次圧延〕一次圧延に供する前記化学組
成を有するAlキルド鋼の素材鋼 (スラブ) は、連
続鋳造から直送されてくる高温のままのもの、或いは鋳
込後一旦冷却したスラブを再加熱したもののいずれでも
よい。 一次圧延の目的は、後続する析出処理工程で迅速に窒化
物を析出させるための析出サイトを導入すること、およ
び微細なフェライト粒を得ることにある。そのためには
、この一次圧延は、最終パスを1100℃以下750 
℃以上の温度域で、かつ30%以上の大圧下率で行う必
要がある。好ましくは、45%以上の大圧下率で行うの
がよい。
【0019】最終パスの圧下率が30%より小さいと、
得られる加工歪みが少なくて窒化物の析出サイトが充分
には導入されないため、析出処理において850 ℃以
下750 ℃以上の温度域で1〜60分間保持する析出
処理を行っても効率的な窒化物の析出が困難となる。そ
こで、本発明においては、圧下率は30%以上と限定す
る。また、最終パス温度が1100℃より高いと圧延に
よるフェライトの細粒効果が得られない。本発明の場合
は、フェライト域の 850℃以下 750℃以上の温
度域で析出処理を行うため、特開平2−30719 号
公報により提案した方法よりも一次圧延の仕上げ温度を
低くすることができる。しかし、 750℃より低い温
度で一次圧延を終了すると析出処理温度域まで昇温する
必要が生じ、加工歪が放出してしまうとともに、連続処
理を行えなくなる。そこで、本発明においては、一次圧
延の最終パスの温度は、1100℃以下750 ℃以上
と限定する。
【0020】〔一次圧延後の処理〕一次圧延後の処理で
重要なことは、一次圧延により付与された加工歪みが開
放される前に一次圧延で得た粗圧延材を直ちに次の工程
の析出処理工程に送ることである。一次圧延後、析出処
理するまでの間に加工歪みが開放されると析出処理にお
いて窒化物の析出が少なくなり深絞り性の向上が小さい
。したがって、一次圧延後は次のように処理して、加工
歪みの放出を抑制するのがよい。
【0021】すなわち、一次圧延の終了温度が既に所定
の析出処理温度である場合は、そのまま直ちに析出処理
工程に送り、一次圧延の終了温度が所定の析出処理温度
より高い場合は、5℃/秒以上の冷却速度で、急冷して
析出処理温度まで降下してから析出処理工程に送る。こ
うすれば、一次圧延で蓄積された加工歪みは析出処理す
るまでの間に開放されることなく析出処理工程まで保存
されるため、析出処理工程では加工歪みによる窒化物の
析出が十分に促進され、析出物が粗大化して深絞り性が
向上する。なお、仕上げ温度が所定の析出処理温度より
も高い場合に、粗圧延材を5℃/秒以上の冷却速度で、
急冷することにより製造時間の短縮も図ることができる
【0022】〔析出処理〕析出処理の目的は、鋼中のN
をAlN、TiN等の窒化物として析出させて深絞り性
を向上させることにある。そのためには、一次圧延後の
粗圧延材を常温まで冷却することなく、圧延後、直ちに
 850℃以下750 ℃以上の温度域で1〜60分間
保持する処理を行う。好ましくは、850 ℃以下80
0 ℃以上の温度域で処理する。
【0023】この温度域にフェライト域の析出ノーズが
存在する。したがって、850 ℃より高いフェライト
域の温度で保持すると溶解度が大きいために窒化物の析
出が迅速に進まないばかりか、フェライト粒が成長して
粗大化し、二次圧延前のフェライト粒が粗大化すること
になって、最終製品の深絞り性が向上しない。一方、7
50℃より低いフェライト域の温度で保持すると析出速
度が著しく遅いことから、同じく窒化物の析出が迅速に
進まず、深絞り性の向上が得られない。また、保持時間
が1分未満では窒化物の析出量が少なく、60分より長
いと窒化物の析出が飽和し、製造コストの上昇を招くこ
とになる。そこで、本発明においては、析出処理は、 
850℃以下 750℃以上の温度域で1〜60分間保
持することにより行う。
【0024】一次圧延後の粗圧延材を上記析出処理温度
域に保持するのは圧延ライン内で行うのが望ましい。例
えば、コイルボックスを使用し、粗圧延材をライン内で
コイルに巻取ることで行うことができる。
【0025】〔析出処理後の冷却工程〕析出処理後は、
析出処理を800 ℃以下750 ℃以上の温度域で行
ったものは、特に冷却する必要はなく、そのまま直ちに
800 ℃以下450 ℃の温度域で二次圧延を行えば
よいが、850 ℃以下800 ℃超の温度域で析出処
理したものは、二次圧延温度まで粗圧延材の温度を下げ
る必要がある。このとき、5℃/秒以上の冷却速度で冷
却を行う。5℃/秒以上の冷却速度で冷却することによ
り、製造時間の短縮を図ることができるとともに、オー
ステナイトからフェライトへの変態が急速に進行するた
め、フェライト粒の粗大化を防ぐことができるため、最
終成品である冷延鋼板の深絞り性がさらに向上するから
である。
【0026】〔二次圧延〕二次圧延の目的は、粗圧延材
を熱延板としての最終板厚に加工すること、およびフェ
ライトの再結晶に必要な加工歪みを与えることである。 そのためには、二次圧延は析出処理後の粗圧延材を常温
まで冷却することなく、800 ℃以下450 ℃以上
の温度域で合計圧下率を50%以上とする条件で圧延を
行う必要がある。800℃を超える温度または50%未
満の合計圧下率では、フェライトの再結晶に必要な加工
歪みが十分に蓄積されず、再結晶処理後において良好な
深絞り性が得られない。一方、450 ℃より低い温度
になると変形抵抗が著しく高くなるので、実際上二次圧
延が困難になる。この二次圧延は圧延潤滑油を用いて行
ってもよい。二次圧延に圧延潤滑油を用いれば、板厚方
向の加工変形が均一化されるので、板表層部まで含めて
r値が向上する。この結果、板全体のr値も向上する。 圧延潤滑油を用いて二次圧延を行う場合は、圧延ロール
と被圧延材との摩擦係数μが0.2 以下となるように
するのがよい。
【0027】〔二次圧延後の冷却および巻取り〕この工
程は、二次圧延における加工歪みを凍結させて、以後の
冷間圧延での実質的な冷間圧延率を高めるためのもので
あり、そのためには、二次圧延後、3秒以内に10℃/
秒以上の冷却速度で急冷して、500 ℃以下の温度で
巻取ることが必要である。これらの条件のいずれか一つ
でも外れると、前記加工歪みが回復等により減少し、良
好な深絞り性が得られない。冷却速度を大きくとるほう
が効率よく加工歪みを凍結させることができるため、そ
の上限は特に限定しない。ただし、現実的には、工業的
に実施可能な最高冷却速度は100 ℃/秒程度である
【0028】〔冷間圧延〕冷間圧延の条件は、特に限定
する必要はない。通常行われている50〜90%の総圧
下率で最終板厚に加工すればよい。また、冷間圧延後に
行われるスキンパス圧下時に補助的に10%未満の圧下
を加えてもよい。
【0029】〔再結晶焼鈍〕フェライトの再結晶集合組
織を制御して深絞り性に優れた冷延鋼板を製造するため
に必要不可欠な工程である。そのためには、 550〜
900 ℃の温度範囲で焼鈍を行い、フェライトを再結
晶させるのが望ましい。550 ℃より低い温度では長
時間の焼鈍方式であるバッチ焼鈍であっても再結晶が十
分に生じず、一方900 ℃を超える温度ではオーステ
ナイト化が著しく進行して、所定のフェライトの再結晶
集合組織制御が困難となるからである。再結晶焼鈍の実
施方法については特に限定されない。例えば、通常の連
続焼鈍プロセス、バッチ焼鈍プロセス、さらには亜鉛め
っきを施して最終製品とするものであれば溶融亜鉛メッ
キラインの連続焼鈍プロセス等により実施することがで
きる。
【0030】このようにして、高いr値を有し、深絞り
性に優れた冷延鋼板を得ることができる。さらに、本発
明を実施例を参照しながら説明するが、これはあくまで
も本発明の例示であって、これにより本発明が限定され
るものではない。
【0031】
【実施例】表1に示す化学組成を有するAlキルド鋼5
0kgを真空溶解炉で溶製し、鋳造して60mm厚のス
ラブとした。
【0032】
【表1】
【0033】次いで、一部の高温のスラブはそのまま直
接熱間圧延に供し、他のスラブは冷却後、再加熱してか
ら熱間圧延に供し、表2および表3に示す条件で一次圧
延、冷却、析出処理、冷却、二次圧延および巻取りを行
った。巻取り後の熱延鋼板を酸洗した後、80%の圧下
率で冷間圧延を行った。
【0034】
【表2】
【0035】
【表3】
【0036】冷間圧延後は、下記の (a)〜(c) 
のいずれかの条件で再結晶処理を行った。 〔再結晶処理条件〕(a)800℃×2min の連続
焼鈍に相当する熱履歴を付与する再結晶処理 (処理A
)(b)850℃×10sec の溶融亜鉛メッキライ
ンでの連続焼鈍に相当する熱履歴を付与する再結晶処理
 (処理B)(c)700℃×5hrのバッチ焼鈍に相
当する熱履歴を付与する再結晶処理 (処理C)。
【0037】このようにして得られた冷延鋼板から試験
片を採取して(試料No.1ないし試料No.21)、
降伏強さ(YP)、伸び(El)、ランクフォード値(
r値) および耐たて割れ遷移温度 (℃) を調べた
。その結果を表4に示す。
【0038】
【表4】
【0039】なお、ここでの耐たて割れ遷移温度とは、
絞り比2.0 で絞ったカップの脆性割れ停止温度を意
味するものである。また、表3中の再結晶処理における
処理A〜Cは、前記の (a)〜(c) に相当するも
のである。表4から明らかなように、本発明方法で製造
した試料No.1ないし試料No.11 の冷延鋼板は
、いずれも高延性を有し、かつ高r値である。また、試
料No.10 および試料No.11 のようにBを含
むAlキルド鋼を使用したものは、特に耐たて割れ遷移
温度が著しく低い。
【0040】これに対して、本発明で規定する範囲外の
条件で製造した比較例である試料No.12 ないし試
料No.21 の冷延鋼板は、いずれもr値が低く、ま
た耐たて割れ遷移温度は、同一成分の連続焼鈍材である
本発明例の試料No.1、試料No.2および試料No
.4よりも高い。したがって、本発明の効果が明らかで
ある。
【0041】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明により、高
いr値を有し、深絞り性に優れた冷延鋼板を製造するこ
とができた。かかる効果を有する本発明の意義は著しく
大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる冷延鋼板の製造法の製造工程を
模式的に示す略式説明図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  重量%で、C:0.05%以下、Mn
    :0.01〜0.4 %、Si:0.3 %以下、so
    l.Al:0.01〜0.08%、N:0.01%以下
    、残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼組成を有す
    るAlキルド鋼に、最終パスの圧延が1100℃以下 
    750℃以上の温度域で行われ、かつ合計圧下率が30
    %以上である一次圧延を行い、前記一次圧延の終了後に
    おける粗圧延材の温度が、850 ℃以下 750℃以
    上である場合には直ちに1〜60分間保持して析出処理
    を行い、または 850℃超である場合には 850℃
    以下 750℃以上の温度域となるまで5℃/秒以上の
    冷却速度で冷却してから前記温度域に1〜60分間保持
    して析出処理を行い、前記析出処理の終了後における粗
    圧延材の温度が、 800℃以下 450℃以上である
    場合には直ちに合計圧下率が50%以上である二次圧延
    を行い、または800℃超である場合には 800℃以
    下 450℃以上の温度域となるまで5℃/秒以上の冷
    却速度で冷却してから前記温度域で合計圧下率が50%
    以上である二次圧延を行い、前記二次圧延の終了後3秒
    以内に10℃/秒以上の冷却速度で急冷し、 500℃
    以下の温度域で巻取り、さらに冷間圧延を行った後、 
    550℃以上 900℃以下の温度域で再結晶焼鈍を行
    うことを特徴とする深絞り性に優れた冷延鋼板の製造法
  2. 【請求項2】  さらに、前記鋼組成が、重量%でTi
    、Nb、ZrおよびVからなる群から選ばれた1種以上
    :合計で 0.001〜0.150%および/またはB
    :0.0001〜0.0050%を含有する請求項1記
    載の深絞り性に優れた冷延鋼板の製造法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001525255A (ja) * 1997-12-08 2001-12-11 コラス・スタール・ベー・ブイ フェライト圧延された鋼ストリップを製造するための方法及び装置

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