JPH0432519A - 焼付硬化性の優れた深絞り用冷延鋼板の製造方法 - Google Patents

焼付硬化性の優れた深絞り用冷延鋼板の製造方法

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JPH0432519A
JPH0432519A JP13522590A JP13522590A JPH0432519A JP H0432519 A JPH0432519 A JP H0432519A JP 13522590 A JP13522590 A JP 13522590A JP 13522590 A JP13522590 A JP 13522590A JP H0432519 A JPH0432519 A JP H0432519A
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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】 (産業上の利用分野) 近年、自動車業界では排気ガスとして大気中に排出され
るCO2を大幅に削減するため、車体軽量化がますます
推進される状況にあり、パネル用鋼板とくに外板用鋼板
は板厚の薄手化が進められている。しかしながら、板厚
の減少はプレス成形後の形状変化をきたす恐れがある。
そのためパネル用鋼板としてはプレス成形後の形状を維
持しかつ、耐プント性が要求される。本発明はこうした
要求に応えるため、上記特性が必要とされる部位に使用
して好適な、プレス成形後の塗装焼付により強度を高め
る特性、すなわち焼付硬化性に優れかつ、車体デザイン
の多用化にも対応できうる優れた深絞り性をも兼ね備え
た冷延鋼板の製造方法に関するものである。
(従来の技術) 自動車パネル用冷延鋼板は、車体軽量化の観点から高強
度化が進んでいる。こうした動きの中で、鋼板そのもの
の強度を上げるばかりでなく、優れた成形性を兼ね備え
たまま、成形時は軟質でありながらプレス成形後の塗装
焼付により鋼板を高強度化する、焼付硬化型の冷延鋼板
の開発が進められている。成形性とともに優れた焼付硬
化性を兼ね備えた冷延鋼板の製造方法としては、これま
でに、(1)特開昭57−192225号公報及び(2
)特開昭62−83426公報に開示されている技術が
ある。
(1)ではTi、V、Nbの複合添加により炭化物の析
出量増加を招き、硬質化が懸念される。また、実際には
C量が多いため焼付硬化量が高い反面、AIがせいぜい
3kgf/+n”で完全に非時効とは言えない。さらに
、 r値も1.8程度で加工性としても十分とはいえな
い。一方、(2)ではV、Tiを添加して固溶Cを極力
減らすとともに、VC及びVNを析出させることにより
焼鈍後の再結晶集合組織を制御することで深絞り性を高
めたものである。しかしながら、焼鈍後の冷却速度を規
制したものではなく、積極的に焼鈍後の冷却速度を規制
し、高い深絞り性を確保しなから4kgf/mm2以上
の焼付硬化性を付与する本発明とは目的が異なる。
(発明が解決しようとする課題) このように極低炭素鋼を用い、成形性と焼付硬化性に優
れた冷延鋼板を製造する方法はすでに開示されているが
、現状自動車業界の要求を満足するには、成形性及び焼
付硬化性ともにいまだ十分とは言えない。したがって、
さらに優れた成形性と焼付硬化性を有する、具体的には
2.2以上のr値と4kgf/Wn”以上の焼付硬化性
を有する冷延鋼板の製造方法を確立することが、本発明
の目的である。
(課題を解決するための手段) 本発明者らは、上記実情に鑑み鋭意検討した結果、極低
炭素鋼にV及びTiを複合添加して再結晶焼鈍後の冷却
速度を制限することで、深絞り性及び焼付硬化性に優れ
た冷延鋼板の製造方法を見いだしたのである。
第1図に本発明の確立に至った実験結果を示す。
本実験ではC及びN量を0.002wt%とし、■及び
Ti量を種々の水準変化させた鋼を真空溶解で溶製した
。それらの鋼についてAr3点以上の仕上温度で熱延後
600℃で巻取った。これを酸洗・冷延後、850’C
で再結晶焼鈍してから80℃/Sで室温まで冷却してか
ら1%の調質圧延を行ない、焼付硬化量(2%の予歪を
与えて170℃で20分の保定を行なったときの熱処理
前後での降伏点応力の上昇量)を調査した。すなわち、
■とTiの添加量により焼付硬化量が変化することを見
いだしたのである。こうした現象が生じる原因について
は明確ではないが、 VC及びTiCの析出が関与して
いるものと考えられる。つまり、TiCに比べて固溶限
の広いVCを利用することで再結晶焼鈍後にも固溶Cを
残存させ、焼付硬化性を付与することができる。本発明
はVとTiを複合添加した極低炭素鋼において、それら
の添加量と再結晶焼鈍後の冷却速度を適切にとることで
焼付硬化性を付与するものである。
つまり、本発明は次のように構成したものである。
C: 0.005wt%以下、 Si : 1.5wt
%以下、Mn:0.01−2.0wt%、P : 0.
15wt%、  S : 0.01wt%以下、A Q
 : 0.01−0.1wt%、 N : 0.005
tyt%以下、Ti:(N(wt%)) X (48/
14)〜0.02wt%を含むほか、■: ([C(ν
t%)) −(T、−(警t%)) X (12X 4
8)) X (51/12)〜0.1wt%を含有し、
残部はFe及び不可避的不純物元素からなる鋼を連続鋳
造にてスラブとした後、再加熱あるいは鋳造後直ちにA
r3点以上の温度で仕上熱延を終了して600℃以上の
温度で巻取、酸洗後通常の方法で冷間圧延を行ない、連
続焼鈍にて800℃以上Ae3点以下の温度域で1秒以
上の再結晶焼鈍を施した後、70℃/S以上の冷却速度
で冷却し、さらに調質圧延を行なうことを特徴とする焼
付硬化性の優れた深絞り用冷延鋼板の製造方法、 〔T、4]=totalCTi〕[Ti as TiN
)である。
まず、本発明における化学成分の限定理由について述べ
る。
Cは、本発明における焼付硬化性の付与に対して重要な
役割を果たす元素である。常温における成形性、すなわ
ち低YP、高EΩ及び高r値を確保しかつ、非時効とす
るにはその添加量は低いほうが良い。そのため上限を0
.005wt%とする。
好ましくは0.003wt%以下がよい。
Siは、鋼を高強度化する場合に添加されるが、過度の
添加は鋼を硬質化させるとともに溶接性を劣化させる。
また、鋼の表面性状を良好とするためにはその添加量は
少ない方が良く、上限を1.5警t%とする。
Mnも鋼の高強度化に有効に寄与するが、過度の添加は
鋼を硬質化させるため2 、 Owt%を上限として添
加する。 なお、Mn量が少ない場合は熱間割れを招く
ため、下限を0.01wt%とする。
Pは、Si、Mnに比べ固溶強化能の大きな元素である
とともに、添加による延性及び深絞り性の劣化が少ない
元素であるために、成形性を確保しつつ強度を上昇させ
るのに重要な元素である。本発明においても高強度化を
目的とする場合には添加されるが、過度の添加は鋼の硬
質化につながり、成形性を劣化させるばかりでなくPの
粒界偏析による二次加工性の劣化を招くため、上限を0
.15wt2とする。
Sは過剰に添加されると熱間割れを招くため0.01%
it%以下とするが、脱硫コストの上昇などの問題から
0.003wt%以上が好ましい。
Alは、鋼の脱硫のために必要であり、 T1の歩留を
向上させるため0.01wt%以上必要である。
一方、過剰の添加はコストアップとなるとともに鋼中に
介在物を残すことになるため、上限は0.1wt%とす
る。
Nは、熱延段階までにTiで固定されるため、多量のT
iN が形成されると加工性の劣化を招くため、上限を
0.005wt%とする。好ましくは0.003wt%
以下がよい。
Tiは通常C,N及びSを固定するために添加されるが
、本発明ではVを複合添加するとともに、S量を低く規
制するのでNを完全に固定できる量が下限となる。すな
わち、(Nwt%) X (48/14)以上とする。
一方、Ti量が増えると焼付硬化性が減少し、0.02
tyt%を超えると焼付硬化性が失われるため、上限を
0.02tyt%とする。
■は、本発明において最も重要な役割を果たす元素であ
る。すなわち、固溶限の広いVCの析出を利用すること
で、再結晶焼鈍中に再溶解させるとともに焼鈍後にも十
分な焼付硬化性が得られる程度の固溶C量を残存させる
ことができる。こうしたVCの特性を効率よく発揮する
には、 T1やSで固定されたC以外のCをすべて固定
できるぐらいの添加量が必要となる。少ないと固溶Cを
過剰に残すことになり、時効性を劣化させる原因となる
。したがって((〔C讐t%〕−[T□−讐t%] X
 (12/48)〕× (51/12))以上とする。
また、過剰に添加しても効果は飽和するため上限を0.
1wt%とする。
なお、本発明ではとくに規定しないが、Nb。
Mo、Cr、WあるいはCa、Zr、Ce等の希土類元
素を添加してもさしつかえない。
次に、本発明に従う製造方法について説明する。
上述した化学成分を有する鋼は通常の連続鋳造にてスラ
ブとして得られるが、薄スラブ連鎚法にて製造されたも
のでもかまわない。さらに、Ar3点以上の仕上温度で
熱間圧延を行ない、600℃以上の温度域で巻取るが、
これより低い温度で巻取る熱延板段階でCの析出が不十
分となり、冷延・焼鈍後のr値の劣化を招く。しかし、
酸洗性を考慮し800℃以下が好ましい。続いて通常の
酸洗及び冷間圧延によって冷延板とする。
再結晶焼鈍は、延性及び深絞り性を確保するため再結晶
や粒成長を十分行なわせると同時に、焼付硬化性を付与
するためVCを再溶解させる目的で800°C以上の温
度域で1秒以上保持するものとする。AC3点を超える
温度では変態に伴う集合組織の劣化によるr値の低下や
結晶粒の粗大化による肌荒れの原因となるため好ましく
ない。
再結晶焼鈍後の冷却は焼付硬化性を付与するための固溶
Cを十分に残す程度の冷却速度が必要である。すなわち
、70℃/S以下の冷却速度では焼鈍中に再固溶したC
が再析出し、4kgf/mm”以上の焼付硬化性が得ら
れない。なお、冷却は途中で中断し200〜400℃の
温度域で過時効処理を施しても本質的な差はない。
(実施例) 実施例I C: 0.0021wt%、 Si : 0.20wt
%、 Mn : 0.15wt%。
P : 0.011wt%、 S : 0.007ti
t%、 A Q : 0.028wt%。
N:0.0015wt%、 Ti : 0.011wt
%、 V : 0.010wt%、残部Fe及び不可避
適不純物からなる鋼を転炉出鋼し、連続鋳造でスラブに
した。熱延は1100℃で加熱後仕上温度を930℃と
し、600℃で巻取った。酸洗後80%の圧下率で冷間
圧延を施し、第1表に示すような条件で再結晶焼鈍及び
冷却後、1%の調質圧延を行なった。その後材質評価と
しテJIS Z 2201.5号試験片に加工し、 同
2241記載の試験方法にしたがって引張試験を行なっ
た。焼付硬化量(BH)については、2%の予歪を与え
て170°Cで20分の保定を行なったときの処理前後
での降伏点応力の上昇量で表した。また、時効性につい
ては100℃で60分の検定後引張試験を行ない、降伏
点伸びの程度で評価した。第2表に結果をまとめて示す
再結晶焼鈍及び冷却条件が本発明の範囲に従ったNn2
,3,4.5及び8は2.2以上のr値と4kgf/n
o”以上のBHを有し、 しかも時効性についても問題
のない材質が得られる。Nα1は再結晶させるための温
度が低く、若干硬質気味であると同時にVCの再溶解が
少ないためBHがほとんどない。再結晶焼鈍後の冷却速
度が低くはずれたNa 6及び7は、冷却中にVCが析
出して固溶Cの残存量が不足するため、 2kgf/m
m2程度のB)lか得られていない。Nα9は再結晶焼
鈍の温度が高くはずれたため、結晶粒が粗大化するとと
もに集合組織が劣化し、引張試験後に肌荒れが生じ、r
値が低い。
実施例2 第3表に示した化学成分の鋼を転炉出鋼し、連続鋳造で
スラブとした後、通常の熱延及び冷延を施し、再結晶焼
鈍及び冷却条件は本発明の範囲で一定とした。すなわち
、熱延は1150℃で加熱した後、910℃で仕上げ圧
延を終了した。酸洗後80%の冷間圧延を施し、再結晶
焼鈍は850℃で60sとし、100℃/Sで300℃
まで冷却しその温度で5分の保定後室部に冷却した。続
いて1%の調質圧延を行なってから、実施例1と同し方
法で材質評価を行なった。第4表に結果をまとめて示す
本発明の範囲に従ったA、B、C,D及びE鋼のN[1
2,3,5,7及び8は2.2以上のr値と4kgf/
n+m2以上の814を有し、 しかも時効性について
も問題のない材質が得られる。NQI、4及び6は本発
明に従った成分の鋼であるが、巻取温度がいずれも60
0’C未満と低いため熱延板で固溶Cが残存し、冷延・
焼鈍後のr値が低い。C及びN量が本発明の範囲から高
くはずれたE鋼(Na9)では冷延・焼鈍後のr値が十
分に高くない。G鋼はTi量が本発明の範囲から高くは
ずれたため、BHがほとんどない。また、H鋼は逆にT
l量が低すぎてNを十分に固定できず、冷延・焼鈍後の
時効性が劣る。■鋼は■が添加されていないため、VC
の析出がなくBHが全く得られない。
第  1 表 注)アンダーラインは本発明範囲外 (発明の効果) 本発明は、自動車のパネル用鋼板とくに外板用鋼板とし
て使用される鋼板に対し、優れた深絞り性を維持しなが
ら成形後の塗装焼付により強度を高めることができる冷
延鋼板の製造方法を明らかにしたものである。この発明
によりプレス成形後の鋼板の高強度化が可能となると同
時に、鋼板の薄手化が実現され車体の軽量化が可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、Ti及び■の本発明範囲を示す説明図である
。 Ti添加!(wtZ)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 C:0.005wt%以下、Si:1.5wt%以下、
    Mn:0.01〜2.0wt%、P:0.15wt%、
    S:0.01wt%以下、Al:0.01〜0.1wt
    %、N:0.005wt%以下、Ti:〔N(wt%)
    〕×(48/14)〜0.02wt%を含むほか、V:
    (〔C(wt%)〕−〔T_1*(wt%)〕×(12
    /48))×(51/12)〜0.1wt%を含有し、
    残部はFe及び不可避的不純物元素からなる鋼を連続鋳
    造にてスラブとした後、再加熱あるいは鋳造後直ちにA
    r_3点以上の温度で仕上熱延を終了して600℃以上
    の温度で巻取、酸洗後通常の方法で冷間圧延を行ない、
    連続焼鈍にて800℃以上Ae_3点以下の温度域で1
    秒以上の再結晶焼鈍を施した後、70℃/s以上の冷却
    速度で冷却し、さらに調質圧延を行なうことを特徴とす
    る焼付硬化性の優れた深絞り用冷延鋼板の製造方法。 〔T_1*〕=total〔Ti〕−〔TiasTiN
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05263146A (ja) * 1992-03-17 1993-10-12 Nippon Steel Corp 焼付硬化性の優れた深絞り用冷延鋼板の製造方法
CN114959427A (zh) * 2022-05-18 2022-08-30 包头钢铁(集团)有限责任公司 一种汽车用180MPa级超低碳烘烤硬化钢的制造方法

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