JPH04325654A - 塗装焼付硬化性高張力薄鋼板とその製造法 - 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】本発明は、高強度でかつプレス成
形にすぐれた高張力薄鋼板、特に引張強さ３８ｋｇｆ／
ｍｍ２　以上、降伏応力　（引張強さ−１２ｋｇｆ／ｍ
ｍ２）以下、ｒ値１．５　以上でかつ塗装焼付硬化性を
有する高張力薄鋼板とその製造法に関する。本発明にか
かる高張力薄鋼板は、冷延鋼板としてまたは溶融亜鉛め
っき鋼板として適宜表面処理やプレス加工をした後、例
えば自動車、家電製品、鋼構造物用に使用されるのであ
り、特にそれらに要求される造形性と強度を付与すると
同時に、塗装焼付時に更に歪時効硬化する特性　（焼付
硬化性）　を付与することが可能である。その結果、今
日特に要求されているそれらの製品の薄肉化すなわち軽
量化を効果的に実現するものである。

【０００２】

【従来の技術】焼付硬化性高張力冷延鋼板、すなわち製
鋼段階で十分に脱炭処理をして極低炭素としてから微量
のＴｉおよびＮｂを添加した極低炭素ＴｉあるいはＴｉ
−Ｎｂ添加鋼をベースにＳｉ、Ｍｎ、ＣｒやＰを添加し
て強度を上げた焼付硬化性高張力冷延鋼板については幾
つかの提案がすでにある。例えば、特公平２−１２１７
号には、極低炭素ＴｉおよびＴｉ−Ｎｂ添加鋼に多量の
ＰおよびＳｉを添加した冷延鋼板が開示されている。し
かし、この場合、Ｍｎは０．５０％以下しか含まれてい
ないこともあり、得られるｒ値は１．６　〜１．９　が
限界になっている。

【０００３】また特公平２−４６５７号には、極低炭素
鋼に微量のＮｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｗと多量のＰを単独
添加した例が開示されている。この場合は高いｒ値が得
られるが、十分に大きな焼付硬化量が得られ難い。特開
昭６３−２４７３３８号には、極低炭素Ｔｉ添加鋼にＰ
とＳｉを添加する例が開示されているが、強度のレベル
は必ずしも高くない。

【０００４】さらに、特公平２−１２１７号および特開
昭６３−２４７３３８号には、焼付硬化性を適正な範囲
に制御するために、ＴｉあるいはＴｉとＮｂの量をＮ、
Ｃ、Ｓとの関連で制御することが提案されている。しか
し、現実の製鋼工程において、４〜５種の微量な成分元
素を同時に制御することは実質的に不可能に近い。前述
の特公平２−４６５７号においては、その目的が遅時効
性鋼板の製造法を提供することであるため、焼付硬化性
の制御法については何一つ示唆することがない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ここに、本発明の一般
的目的は、引張強さが３８ｋｇｆ／ｍｍ２　以上の高張
力冷延鋼板において低い降伏応力と高いｒ値を有し成形
性が軟鋼板並に良好でかつ焼付硬化性を具備した冷延鋼
板およびそれを通常の連続焼鈍でかつ低コストの合金添
加で製造する方法を提供することである。本発明の具体
的目的は、引張強さが３８ｋｇｆ／ｍｍ２　以上の高張
力冷延鋼板において、降伏応力が　（引張強さ−１２ｋ
ｇｆ／ｍｍ２）以下、ｒ値１．８　以上かつ塗装焼付硬
化性を有する高張力薄鋼板およびその製造法を提供する
ことである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる目
的達成のため、前述の極低炭素Ｔｉ添加鋼に着目して鋭
意研究を続けてきた。ここに、本発明者らは、極低炭素
微量Ｔｉ添加鋼をベースに適量のＭｎとＰを共存させる
と、冷間圧延、焼鈍後の引張強さが上昇するだけでなく
同時にｒ値が著しく向上し、さらに塗装焼付硬化性を発
現させるに足りる少量の固溶Ｃが残存していてもｒ値が
高くなることを新らたに見い出し、本発明を完成した。

【０００７】このような優れた作用効果が発揮される冶
金学的原因は不明ではあるが、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｐ、ＳとＣ
の間の相互作用に起因するものと考えられ、例えば、Ｍ
ｎとＰが共存していない鋼においてはＴｉＣとＭｎＳが
それぞれ安定な析出物として形成されているため、Ｔｉ
≧４（Ｃ＋１２／１４　Ｎ）　のＴｉが添加されていれ
ば固溶Ｃは残存しないが、Ｍｎ：０．５０　％超、３．
０　％以下、Ｐ：０．０４　〜０．１２％と多量のＭｎ
とＰが共存しているとＴｉＣの一部が分解され、鋼中に
はＴｉＣ、ＭｎＳ、ＦｅＴｉＰ、ＴｉＳ、ＭｎＰなどの
析出物が形成され、固溶状態のＣが存在することになる
と思われる。 このような状態で再結晶焼鈍させるとこの微量の固溶Ｃ
のためｒ値に好ましい再結晶集合組織が発達し、ｒ値が
著しく向上する上にそのような固溶Ｃは焼鈍後の鋼板中
にも残存し、焼付硬化性を発揮することも可能となり、
かつ結晶粒界を強化し、２次加工脆性は完全に防止され
る。

【０００８】また、Ｂの添加により熱延板組織が細粒化
し、焼鈍板のｒ値が向上することをも見い出した。そこ
で、上記の知見をベースに安価な強化元素であるＳｉを
適量添加したところ上記の効果は失われず容易に高強度
が得られる上、Ｍｎ量とＰ量が上記範囲にある鋼ではＳ
ｉによる酸化の問題が軽減され冷延鋼板や亜鉛めっき鋼
板には有利なことも同時に見い出された。

【０００９】ここに、本発明の要旨とするところは、重
量％で、Ｃ：０．００１０　〜０．００２５％、　　Ｎ
：０．００１〜０．００８　％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０
８　％以下、　　　　Ｓ：０．０１０％以下、Ｔｉ：０
．０２５％以下、かつ４８／１４（Ｎ−０．０００５）
　≦Ｔｉ≦４８／１４・Ｎ＋０．００３　を含み、さら
にＭｎ：０．５％超え、３．０　％以下、Ｐ：０．０４
〜０．１５％、かつＰ≦Ｍｎ／１０　、および残部Ｆｅ
および不可避不純物より成る鋼組成を有する、成形性の
良好な塗装焼付硬化性高張力薄鋼板である。

【００１０】本発明の好適態様によれば、上記鋼組成は
、さらに、Ｂ：０．０００５　〜０．００１５％を含む
ものであってもよいさらに別の好適態様によれば、上記
鋼組成は、Ｓｉ：０．０１　〜１．２　％を含むもので
あってもよい。本発明は別の面からは、上記鋼組成を有
する鋼を熱間圧延し、熱間圧延後の巻取り温度を常温〜
７００　℃とし、次いで冷間加工そして再結晶焼鈍をす
ることを特徴とする成形性の良好な塗装焼付硬化性高張
力鋼板の製造法である。

【００１１】

【作用】次に、本発明において鋼組成および製造条件を
上述のように限定する理由についてさらに説明する。な
お、本明細書において特にことわりがない限り、「％」
は「重量％」である。

【００１２】Ｃ：Ｃは鋼中に必然的に含有される元素で
ある。前述の塗装焼付硬化性を確保するのに必要な量は
、０．００１０％であるため、下限を０．００１０％に
した。しかし、Ｃ量が０．００２５％を超えて多くなる
と塗装焼付硬化量が大きくなりすぎ、常温でも歪時効が
起こり、プレス時にストレッチャーストレインが発生す
る。したがって、本発明にあってＣ量の上限を０．００
２５％とした。

【００１３】Ｓｉ：Ｓｉは安価に鋼板の強度を上げるこ
とができる元素であり、Ｓｉ添加によって強度を上げた
分だけ、脆化を起こし易いＰの添加量を低減できる利点
がある。したがって、本発明においては、所望により、
０．０１％以上添加してもよい。一方、本発明のように
ＭｎとＰを多量に含む鋼においてはＳｉの添加による表
面酸化の促進は軽減され、従来考えているより多量に添
加できる。しかし、１．２　％を超えると酸洗性が悪く
なったり、表面酸化もはなはだしくなるので、Ｓｉを添
加する場合にあっても、その量は１．２　％以下とした
。

【００１４】Ｎ：Ｎは少ない方が望ましい。しかし、そ
の低減にはコストがかかるため、下限を０．００１　％
とした。一方、余り多いと多量のＴｉ添加が必要なこと
から上限を０．００８％とした。

【００１５】ｓｏｌ．Ａｌ：Ａｌは脱酸調整用に添加さ
れる。添加しなくてもよいがその時はＴｉの添加歩留が
低下する。 ｓｏｌ．Ａｌが多いとコストアップになるので上限を０
．０８％とした。

【００１６】Ｓ：本発明においてはＳ含有量は特に低下
するのが望ましい。Ｓ量が０．０１０　％を超えると多
量のＭｎＳが形成され、これが加工性を劣化させる上に
前述のＭｎＰが形成されにくくなる。

【００１７】Ｔｉ：Ｔｉ％は

【００１８】

【数１】

【００１９】で決められる。

【００２０】これは、本発明の主旨に従えばＮをＴｉＮ
として固着するに足りる必要かつ十分なＴｉ量を添加す
べきであるが、多少のＮが残ること、あるいは多少のＴ
ｉが残ることも許容することを示している。またＴｉは
０．０２５　％超添加するとコストアップをもたらすば
かりか、前述の固溶Ｃが残りにくくなるため０．０２５
　％以下に限定した。

【００２１】Ｍｎ：Ｍｎは、ＭｎＳ、ＭｎＰを形成させ
るために必要である。０．０５％以下ではその形成が不
十分で高いｒ値が得られない。一方、３．０　％を超え
るとＭｎＰが形成され過ぎ、却ってｒ値が低下する。し
たがって、０．０５％超、３．０　％以下に限定した。 好ましくは、０．９０〜３．０　％、より好ましくは１
．２　〜２．０％である。

【００２２】Ｐ：ＰもＭｎＰ、ＴｉＰを形成させるため
に必要である。特にＴｉＣよりＴｉをＴｉＰ　として捕
捉してしまい、Ｃを固溶させる作用がある。０．０４％
未満ではそのような効果が不足で高いｒ値が達成できな
い。一方、０．１５％を超えると鋼中でのＰ偏析が多く
なり、スラブの割れなどが生じやすくなる。したがって
、０．０４〜０．１５％、好ましくは０．０４〜０．１
２％に限定した。さらに、ＰはＭｎ／１０　以下に制限
する。Ｍｎ／１０　超ではＭｎ量が少なすぎ、Ｐ偏析が
顕著になる。

【００２３】Ｂ：Ｂは粒界に偏析し粒界を強化する作用
を有し、熱間圧延時にオーステナイトからフェライトへ
の変態を抑制し、結果として熱延板結晶粒径を細かくす
る。これは深絞り性　（ｒ値）　に好ましい再結晶集合
組織の発達を促進する。また少量のＢの複合添加は、そ
れによる粒界強化作用とＣが粒界に偏析し粒界を強化す
る作用とが相乗的に作用してより効果的に２次加工脆性
が防止できる。

【００２４】なお、上述の塗装焼付硬化性高張力薄鋼板
は従来の製造方法によって製造してもよいが、より好ま
しくは、熱間圧延後の巻取り温度を常温〜７００　℃と
し、次いで冷間加工そして再結晶焼鈍することによって
さらに成形性を改善できる。次に、本発明によるかかる
好適製造法における条件限定の理由について述べる。

【００２５】熱間圧延、冷間圧延、焼鈍：これまで熱間
圧延終了後の巻取温度は通常　５５０〜７００　℃であ
り、コイル位置による変動を入れて５００　〜７５０　
℃である。本発明においてはこのような通常の巻取条件
においても高ｒ値となり効果を発揮できるが、本発明に
あってはさらに巻取温度を低温にするとｒ値が一層向上
する。すなわち、巻取温度を常温〜７００　℃、好まし
くは常温〜６５０　℃の範囲の温度とすることにより、
ｒ値の改善は一層顕著となる。これは、低温巻取により
上述のＭｎＰ析出物がｒ値を上げるのに望ましい大きさ
になるためと推測される。しかし、６５０　℃超ではそ
の効果が小さく通常の巻取条件の場合と変わりない。４
５０　℃以下ではｒ値の向上が一層顕著となる。一方、
常温未満では巻取ることができないので、下限を常温と
した。

【００２６】ここに、「常温」とは一般には室温を云い
、２５℃程度であるが、本発明の場合はそれにのみ限定
されず、特別の冷却手段を用いない周囲温度のことであ
る。

【００２７】熱間圧延後、冷間圧延および焼鈍が行われ
るが、この場合にあっても通常の冷延鋼板や表面処理鋼
板の製造法が適用される。本発明にあってそれらも特定
のものに制限されず、慣用の条件を利用できる。なお、
焼鈍は連続焼鈍が望ましい。その場合の焼鈍温度は７０
０　〜９２０　℃が好ましい。連続溶融亜鉛めっきライ
ンで連続焼鈍する場合も同様である。バッチ焼鈍の場合
は７００　〜７５０　℃で行うのが好ましい。この後適
当量の調質圧延を行って製造される。

【００２８】かくして、本発明によれば、引張強さが３
８　ｋｇｆ／ｍｍ２以上、降伏応力は　（引張強さ−１
２ｋｇｆ／ｍｍ２）以下、ｒ値１．５　以上でかつ焼付
硬化性を有する高張力薄鋼板が容易に製造される。次に
、実施例によって本発明を詳述する。

【００２９】実施例 表１に示す成分組成の鋼を溶製し、スラブとなした後、
１１００℃にて１時間加熱してから直ちに熱間圧延を開
始し、仕上温度８８０　℃にて３．２　ｍｍ厚の熱延鋼
板に仕上げた。巻取温度は、６５０　℃であった。酸洗
後、これらを０．８　ｍｍ厚まで冷間圧延し、次いで、
昇温速度８０℃／ｓｅｃ、均熱８２０　℃×６０秒、冷
却速度４０℃／ｓｅｃの連続焼鈍により再結晶焼鈍を行
った。その後、伸び率０．８　％の調質圧延を行い、そ
れよりＪＩＳ　５　号引張試験片を採取し引張試験を行
った。また、焼付硬化試験を行いそのときの硬化量を求
めた。結果は表２にまとめて示す。

【００３０】ここに、「焼付硬化量」は２％の予歪を加
えた後、１８０　℃、２０ｍｉｎ　の時効処理をし、次
いで再度引張を行いこの時の降伏応力の上昇量から求め
た。鋼板中に固溶炭素量が多いとこの焼付硬化量が高い
値を示すことが分かっている。本発明にかかる鋼板は、
いずれも引張強さが４０　ｋｇｆ／ｍｍ２以上でかつ降
伏応力が（引張強さ−１２　ｋｇｆ／ｍｍ２）　以下で
あり、また強度の割れに伸びがよく、ｒ値も１．５　以
上で非常に高いことが分かる。

【００３１】一方、表２からも分かるように、ＣとＴｉ
の関係において、鋼Ｎｏ．１はＣが少なすぎ、また鋼Ｎ
ｏ．１２　はＴｉが多すぎて、焼付硬化量が小さい。一
方、鋼Ｎｏ．３はＣが多すぎ、また鋼Ｎｏ．１０　はＴ
ｉが少な過ぎて、焼付硬化量が大き過ぎる。そのためこ
れらの鋼は、本発明の目的である常温で実質的に非時効
性の焼付硬化性鋼板として不向きである。また、Ｍｎ、
Ｐに関しては、鋼Ｎｏ．６のようにＭｎが多すぎるとｒ
値が低くなり、鋼Ｎｏ．７のようにＰが少なすぎるとｒ
値が低くなり、鋼Ｎｏ．９のようにＰが多すぎると伸び
が小さくなり、絞り加工に向かない。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】

【００３４】

【発明の効果】このように、本発明によれば、成形性に
すぐれた高張力鋼が低コストの製造法によって得られる
のであり、コストの低減そして製造ラインの簡素化が強
く求められている今日的状況からはその効果は著しいも
のと云わざるを得ない。特に、本発明による鋼板は自動
車のフレーム、その他、主要構造部材類に使用した場合
、車体重量の軽減に大きく寄与するものであり、その産
業上の意義、利益は大きい。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　重量％で、Ｃ：０．００１０　〜０．
   ００２５％、　Ｎ：０．００１〜０．００８　％、ｓｏ
   ｌ．Ａｌ：０．０８　％以下、　　　　Ｓ：０．０１０
   ％以下、Ｔｉ：０．０２５％以下、かつ４８／１４（Ｎ
   −０．０００５）　≦Ｔｉ≦４８／１４・Ｎ＋０．００
   ３　を含み、さらにＭｎ：０．５％超え、３．０　％以
   下、Ｐ：０．０４　〜０．１５％、かつＰ≦Ｍｎ／１０
   　、および残部Ｆｅおよび不可避不純物より成る鋼組成
   を有する、成形性の良好な塗装焼付硬化性高張力薄鋼板
   。
2. 【請求項２】　　さらに、Ｂ：０．０００５　〜０．０
   ０１５％を含む請求項１記載の鋼板。
3. 【請求項３】　　さらに、Ｓｉ：０．０１　〜１．２　
   ％を含む請求項１または２記載の鋼板。
4. 【請求項４】　　請求項１ないし３のいずれかに記載の
   鋼組成を有する鋼を熱間圧延し、熱間圧延後の巻取り温
   度を常温〜７００　℃とし、次いで冷間加工そして再結
   晶焼鈍をすることを特徴とする成形性の良好な塗装焼付
   硬化性高張力鋼板の製造法。