JPH04304318A - 局部変形能に優れる加工用高強度鋼板の製造方法 - Google Patents
局部変形能に優れる加工用高強度鋼板の製造方法Info
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- JPH04304318A JPH04304318A JP9475291A JP9475291A JPH04304318A JP H04304318 A JPH04304318 A JP H04304318A JP 9475291 A JP9475291 A JP 9475291A JP 9475291 A JP9475291 A JP 9475291A JP H04304318 A JPH04304318 A JP H04304318A
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
体用として、曲げ加工、プレス成形加工、絞り成形加工
の用途に用いて良好な、深絞り性、とくに、局部変形能
に優れる加工用高強度鋼板の製造方法を提案するもので
ある。
の特性として、優れた深絞り性が要求される。この深絞
り性を向上させるためには、機械的特性として、延性
(El)を高める必要があり、冷延鋼板においては、ラ
ンクフォード値(r値)も高める必要がある。また、大
型パネル等の一体成形部品のような難加工部品では、上
記の機械特性以外に、プレス成形性を支配する因子が局
部伸び、すなわち、局部変形能である場合が多く、その
ため、この局部変形能と深い相関のあるひずみ速度感受
指数(m値)が重要となり、El 、r値とともにm値
を高めることが必要になる。
ス規制が検討されており、燃費の向上のために自動車の
軽量化の要請が高まってきている。また、自動車事故に
よる死者の増加も問題となり、自動車の安全性の向上も
重要な課題となっている。そこで、これらの問題に対し
て、引張り強さが35〜50 kgf/mm2 のレベ
ルで、優れた加工性を有する鋼板が要求されるようにな
ってきている。
ためには各種の方法が提案されている。例えば、特開昭
55−141526号公報には、C量が0.01wt%
以下の極低炭素鋼にNbを添加し、強化元素としてPを
中心にMn、Siを添加した冷延鋼板を連続焼鈍する方
法が開示されている。 さらに、特開昭60−177136号公報には、上記特
開昭55−141526号公報の鋼成分に加えて、Mo
、Zrなどを含有させ、2次加工脆性の改善をはかる方
法が開示されている。しかしながら、これらの開示例に
は、難加工部品のプレス成形性に重要な局部変形能に関
する記載はなく、何ら示唆するものもない。
開平2−156027号公報、特開平2−179822
号公報には、C量が0.0015wt%以下の造形性の
良好な冷延鋼板の製造方法が開示されているが、強度レ
ベルが低く、高強度化に対する方策についての記載もな
い。
は、C量が0.0028wt%以下の極低炭素鋼で、O
、N及びAl量を限定することによって加工性とスポッ
ト溶接性を向上させ、さらにSi、Mn及びPを添加し
て高強度化をはかる冷延鋼板の製造方法が開示されてい
る。しかしながら、この開示例も前記開示例と同様局部
変形能に関しなんら示唆するものはない。なお、この成
分系においては、C量を0.0015wt%以下とする
ことにより加工性は向上するが、Si、Mn及びPのみ
の添加で高強度化すると、強度上昇に対する加工性の劣
化する割合は少ないものの、局部変形能の劣化が大きく
、難加工部品のプレス成形に有利な高強度鋼板とはなら
ない。
形性などの加工性に優れることは勿論のこと、難加工部
品の成形にも有利に適用できる局部変形能に優れる加工
用高強度鋼板の製造方法を提案することを目的とする。
ベースにした成分組成、及び製造条件を適性化すること
により、優れた局部変形能を有する加工用高強度鋼板が
製造できることを見出したことによるものである。
て、C:0.0015wt%以下、Si:1.0 wt
%以下、Mn:2.0 wt%以下、Al:Al(wt
%)/N(wt%)が20以上で、かつ、0.15wt
%以下、P:0.15wt%以下 及びN:0.00
30wt%以下を含み、さらにMo:0.01wt%以
上、2.0 wt%以下 及びW:0.01wt%以
上、2.0 wt%以下のうちから選んだ1種又は2種
を含有し、残部は鉄及び不可避不純物の組成になる鋼ス
ラブを素材として、Ar3 変態点以上の仕上げ圧延温
度で熱延し、500 ℃以上の温度で巻き取ることを特
徴とする局部変形能に優れる加工用高強度熱延鋼板の製
造方法であり、
おける鉄の一部をCr:0.01wt%以上、2.0
wt%以下 及びB:0.0002wt%以上、0.
003 wt%以下のうちから選んだ1種又は2種で置
換するものであり、
上記■の第1発明における鉄の一部を、また、第4発明
として、上記■の第2発明の鉄の一部を、V:0.00
1 wt%以上、0.2 wt%以下、Ti:0.00
1 wt%以上、0.2 wt%以下、Nb:0.00
1 wt%以上、0.2wt%以下 及びZr:0.
001 wt%以上、0.2 wt%以下のうちから選
んだ1種又は2種以上でそれぞれ置換するものであり、
■.第5発明として、上記■〜■の第1〜4発明によっ
て得られる熱延板をそれぞれ素材として、圧下率50%
以上で冷延を施し、しかるのち、再結晶温度以上、Ac
3 変態点以下の温度範囲で再結晶焼鈍を施すことを特
徴とする局部変形能に優れる加工用高強度冷延鋼板の製
造方法である。
験結果について述べる。発明者らは、加工用薄鋼板にと
って、局部変形能が極めて重要な特性であるにもかかわ
らず、従来から、局部変形能に関する研究が少ないこと
に着目し、局部変形能におよぼす鋼成分の影響について
鋭意実験研究を行った結果、極低C化及びMo、Wの添
加が有効であるとの知見を得た。
実験結果について以下に記す。鋼中に、Cを0.000
8wt%、又は、0.0025wt%で含有させ、かつ
、強化成分としてPを0.01〜0.13wt%、及び
、Moを無添加、又は、0.05〜1.80wt%の範
囲で含有させた板厚0.7mm の各冷延板について、
引張り強さと局部変形能(ひずみ速度感受指数:m値)
とを測定し、これらの関係を調査した。なお、上記以外
の成分組成は、Si:0.02wt%、Mn:0.15
wt%、Al:0.06wt%及びN:0.002 w
t%を含有し残部は実質的に鉄よりなるものであり、冷
延板の製造条件は、上記各成分組成になる鋼スラブを素
材として、890 ℃の仕上げ温度で熱延し、600
℃の温度で巻き取ったのち、75〜80%の圧下率で冷
延し、830 〜860℃の温度範囲で連続焼鈍を施し
たものである。
5号試験片を用いて公称ひずみ5%で引張り速度
化させた時の荷重(σ)を測定し、次式より求めた。
は、引張り強さとm値との関係におよぼすC含有量及び
Mo添加の影響を示したもので、同図から明らかなよう
に、C含有量が0.0008wt%の場合のMo無添加
鋼では、高強度化することによるm値の劣化が大きいの
に対し、Mo添加鋼ではその劣化は小さく、引張り強さ
が40 kgf/mm2 を超えてもm値は0.03以
上と高い値を示している。一方、C含有量が0.002
5wt%の場合にはMo添加鋼であっても高強度化する
ことによるm値の劣化は大きく、Mo添加による顕著な
効果は見られない。したがって、C含有量は、通常のこ
の種の鋼板に含まれている値よりも少ない、極微量の0
.001 wt%程度にしなければ、Mo添加による顕
著な効果が得られない。
、熱延板についても同様の実験を行い、上記と同様の結
果が得られることが判明した。
り優れる局部変形能が得られる理由については明らかで
はないが、以下のように考えられる。すなわち、Pなど
の強化成分の添加によって局部変形能が劣化する原因は
、強化成分によって鋼中Cの存在状態又は分布が変化し
、このため変形時の転位と鋼中Cが、強化成分が存在し
ない場合とは異なる相互作用を引き起こし、転位の移動
を妨げることに起因していると考えられるが、Moの添
加によって、Moと鋼中Cの相互作用が強化成分添加に
よる悪影響を無力化したため局部変形能の劣化を抑制し
ているものと考える。
ぼす添加成分の影響について実験を重ねた結果、Mo添
加の場合と同様の効果がW添加の場合にも見られ、これ
ら成分の適正量を単独又は複合して含有させることによ
り優れる局部変形能が得られることが明らかとなり、ま
た、これらの成分組成に加えてCr、Bの適正量を単独
又は複合して含有させることにより局部変形能がさらに
向上すること、V、Ti、Nb、Zrよりなる群の1種
以上を適正量含有させることにより加工性の向上が見ら
れることなどが判明した。
述べる。 ■ 鋼の成分組成 C:0.0015wt%以下 Cは、この発明において重要な成分であり、含有量が0
.0015wt%を超えると、良好な加工性及び局部変
形能を有する高強度鋼板が得られなくなる。ここに、図
2にC以外は本発明範囲内の鋼成分および製造方法によ
る鋼板のm値におよぼすC含有量の影響を示す。図2よ
り、Mo, W を含有し、かつC含有量が0.001
5 wt/% 以下で高い値を示すことがわかる。した
がって、その含有量は0.0015wt%以下とするが
、望ましくは0.0010wt%以下が好ましい。
化する作用があり、所望の強度に応じて必要量含有させ
るが、含有量が1.0 wt%を超えると深絞り性及び
耐食性が劣化する。したがって、その含有量は1.0
wt%以下とする。
化する作用があり、所望の強度に応じて必要量含有させ
るが、含有量が2.0 wt%を超えると深絞り性が劣
化する。したがって、その含有量は2.0wt%以下と
する。
つ、0.15wt%以下 Alは、脱酸及び鋼中Nを固定し、加工性を改善するた
めに含有させるが、良好な加工性を得るためには、Al
(wt%)/N(wt%)で計算される値が20以上で
あることが必要である。一方、含有量が0.15wt%
を超えると、逆に加工性を劣化させるばかりでなく表面
性状をも劣化させる。したがって、その含有量は、Al
(wt%)/N(wt%)で計算される値を20以上、
好ましくは30以上とし、かつ、その上限を0.15w
t%とする。
要量含有させるが、含有量が0.15wt%を超えると
深絞り性が劣化し、また、粒界面に多く偏析して脆化さ
せるので、0.15wt%以下とする。
ほど深絞り性が向上するので好ましく、また、その含有
量が多くなると、上記したように必要とするAl含有量
が過剰となって表面性状を劣化させる。したがって、そ
の含有量は0.003 wt%以下とするが、望ましく
は0.002 wt%以下が好ましい。
この発明において重要な成分であり、鋼を強化する作用
を有するとともに、鋼中Cとの相互作用により、Pなど
の強化成分の添加による悪影響を抑制し局部変形能を向
上させる。含有量が0.01wt%未満ではその効果は
十分でなく、一方、2.0 wt%を超えて含有させて
もそれ以上の効果が得られず、逆に加工性を劣化させる
。したがって、その含有量は0.01wt%以上、2.
0 wt%以下とする。
と同様に、この発明において重要な成分であり、鋼を強
化する作用を有するとともに局部変形能を向上させる。 含有量が0.01wt%未満ではその効果がなく、2.
0 wt%を超えて含有させてもそれ以上の効果は得ら
れず、逆に加工性を劣化させる。したがって、その含有
量は0.01wt%以上、2.0 wt%以下とする。
局部変形能のより一層の向上をはかる同効成分として、
第1発明の鉄の一部をCr、Bのうちから選んだ1種以
上で置換させる。これらの成分範囲の限定理由を以下に
述べる。
局部変形能の向上を目的として含有させるが、0.01
wt%未満ではその効果がなく、2.0 wt%を超え
ると逆に深絞り性に悪影響をおよぼす。したがって、そ
の含有量は0.01wt%以上、2.0 wt%以下と
する。
は、Crと同様局部変形能の向上を目的として含有させ
るが、0.0002wt%未満ではその効果がなく、0
.003 wt%を超えると逆に深絞り性に悪影響をあ
たえる。したがって、その含有量は0.0002wt%
以上、0.003 wt%以下とする。
分として、この発明の第3発明においては、第1発明の
鉄の一部を、また第4発明においては第2発明の鉄の一
部をV、Ti、Nb及びZrのうちから選んだ1種以上
でそれぞれ置換させる。
0.2 wt%V、Ti、Nb及びZrは、共に加工性
の向上を目的として含有させるが、それらの各含有量が
0.001 wt%未満ではその効果がなく、0.2
wt%を超えて含有させてもそれ以上の効果は得られな
い。したがって、V、Ti、Nb及びZrの含有量は、
それぞれ0.001wt%以上、0.2 wt%以下と
する。
、それらの条件の限定はとくに必要としない。
3 変態点未満であると加工性が劣化するのでAr3
変態点以上とする。とくに上限は限定しないが、加工性
向上のためAr3 変態点+20℃以下とすることが好
ましい。また、巻き取り温度は500 ℃未満では十分
な加工性が得られないので500 ℃以上とする。
エネルギーの観点から、連鋳後、再加熱又はAr3 変
態点以下に降温することなく、直ちに、もしくは保温処
理のみで粗圧延を行ってもよい。
にしないと十分な加工性が得られない。したがって冷延
圧下率は50%以上とする。冷延後の焼鈍は、通常行わ
れているように、その焼鈍温度は再結晶温度以上を必要
とするが、望ましくは、再結晶温度+30℃以上とする
ことが好ましい。一方、焼鈍温度がAc3 変態点を超
えると粗大な結晶粒となるので、その上限をAc3 変
態点以下とする必要がある。したがって、焼鈍温度は再
結晶温度以上、Ac3 変態点以下とする。ここで、焼
鈍法としては、連続焼鈍法のほか箱焼鈍法を用いてもよ
い。
などの目的で、通常常識の範囲、すなわち、板厚(mm
)に等値の圧下率(%)程度の調質圧延を行っても差支
えない。
局部変形能は、鋼板そのものの特性であって、めっきそ
の他の影響を受けない。したがって、溶融めっきなどの
表面処理を施してもよく、焼鈍工程に連続溶融めっきラ
インを適用することもできるほか、焼鈍又はめっき後、
特殊な処理を施して、化成処理性、溶接性、プレス成形
性及び耐食性等の改善を行ってもよい。
〜16)、及び比較鋼(鋼No. 17〜25)計25
種類の成分組成になる鋼スラブを素材として、この発明
の適合条件で熱延及び冷延を行い、それぞれ、板厚2.
6mm の熱延板、及び、板厚0.7mm の冷延板を
製造し、これらの鋼板の一部については、さらに溶融め
っきを施した。
値、及び、冷延板においてはr値も加えて調査した。熱
延板、冷延板の製造条件及び調査結果を、それぞれ表2
及び表3にまとめて示す。
201 の5号試験片を使用して測定し、m値は、前述
した方法と同様の方法で評価した。また、r値は、15
%引張り時の値を3点法にて測定し、L方向(圧延方向
)、D方向(圧延方向に45度方向)及びC方向(圧延
方向に90度方向)の平均値を r (平均値) =(rL +2rD +rC )/4
として求めた。
の適合例は、引張り特性、m値ともに優れた値を示して
おり、冷延鋼板におけるr値も優れた値を示している。 また、適合例は溶融めっきを施した場合にも、それらの
特性値は同様に優れた値を示している。
量添加するなど成分組成を適正化し、かつ、その製造条
件を適正化することにより、優れる局部変形能及び加工
性を有する高強度鋼板を製造できるようにするものであ
り、この発明によって得られる鋼板は、自動車などの加
工用鋼板として有利に用いることができるばかりでなく
、各種表面処理鋼板用原板としても好適である。
及びMo添加の影響を示すグラフである。
ある。
Claims (5)
- 【請求項1】 C:0.0015wt%以下、Si:
1.0 wt%以下、Mn:2.0 wt%以下、Al
:Al(wt%)/N(wt%)が20以上で、かつ、
0.15wt%以下、P:0.15wt%以下 及び
N:0.0030wt%以下を含み、さらにMo:0.
01wt%以上、2.0 wt%以下 及びW:0.
01wt%以上、2.0 wt%以下のうちから選んだ
1種又は2種を含有し、残部は鉄及び不可避不純物の組
成になる鋼スラブを素材として、Ar3 変態点以上の
仕上げ圧延温度で熱延し、500 ℃以上の温度で巻き
取ることを特徴とする局部変形能に優れる加工用高強度
熱延鋼板の製造方法。 - 【請求項2】 C:0.0015wt%以下、Si:
1.0 wt%以下、Mn:2.0 wt%以下、Al
:Al(wt%)/N(wt%)が20以上で、かつ、
0.15wt%以下、P:0.15wt%以下 及び
N:0.0030wt%以下を含み、さらにMo:0.
01wt%以上、2.0 wt%以下 及びW:0.
01wt%以上、2.0 wt%以下のうちから選んだ
1種又は2種とCr:0.01wt%以上、2.0 w
t%以下 及びB:0.0002wt%以上、0.0
03 wt%以下のうちから選んだ1種又は2種ととも
に含有し、残部は鉄及び不可避不純物の組成になる鋼ス
ラブを素材として、Ar3 変態点以上の仕上げ圧延温
度で熱延し、500 ℃以上の温度で巻き取ることを特
徴とする局部変形能に優れる加工用高強度熱延鋼板の製
造方法。 - 【請求項3】 C:0.0015wt%以下、Si:
1.0 wt%以下、Mn:2.0 wt%以下、Al
:Al(wt%)/N(wt%)が20以上で、かつ、
0.15wt%以下、P:0.15wt%以下 及び
N:0.0030wt%以下を含み、さらにMo:0.
01wt%以上、2.0 wt%以下 及びW:0.
01wt%以上、2.0 wt%以下のうちから選んだ
1種又は2種とV:0.001 wt%以上、0.2
wt%以下、Ti:0.001 wt%以上、0.2
wt%以下、Nb:0.001 wt%以上、0.2
wt%以下 及びZr:0.001 wt%以上、0
.2 wt%以下のうちから選んだ1種又は2種以上と
ともに含有し、残部は鉄及び不可避不純物の組成になる
鋼スラブを素材として、Ar3 変態点以上の仕上げ圧
延温度で熱延し、500 ℃以上の温度で巻き取ること
を特徴とする局部変形能に優れる加工用高強度熱延鋼板
の製造方法。 - 【請求項4】 C:0.0015wt%以下、Si:
1.0 wt%以下、Mn:2.0 wt%以下、Al
:Al(wt%)/N(wt%)が20以上で、かつ、
0.15wt%以下、P:0.15wt%以下 及び
N:0.0030wt%以下を含み、さらにMo:0.
01wt%以上、2.0 wt%以下 及びW:0.
01wt%以上、2.0 wt%以下のうちから選んだ
1種又は2種とCr:0.01wt%以上、2.0 w
t%以下 及びB:0.0002 wt %以上、0
.003 wt%以下のうちから選んだ1種又は2種な
らびにV:0.001 wt%以上、0.2 wt%以
下、Ti:0.001 wt%以上、0.2 wt%以
下、Nb:0.001 wt%以上、0.2 wt%以
下 及びZr:0.001 wt%以上、0.2 w
t%以下のうちから選んだ1種又は2種以上とともに含
有し、残部は鉄及び不可避不純物の組成になる鋼スラブ
を素材として、Ar3 変態点以上の仕上げ圧延温度で
熱延し、500 ℃以上の温度で巻き取ることを特徴と
する局部変形能に優れる加工用高強度熱延鋼板の製造方
法。 - 【請求項5】 請求項1,2,3及び4によって得ら
れる熱延鋼板を素材として、圧下率50%以上で冷延を
施し、しかるのち、再結晶温度以上、Ac3 変態点以
下の温度範囲で再結晶焼鈍を施すことを特徴とする局部
変形能に優れる加工用高強度冷延鋼板の製造方法。
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