JPH05117758A - 耐2次加工脆性に優れ面内異方性の少ない冷延薄鋼板の製造方法 - Google Patents
耐2次加工脆性に優れ面内異方性の少ない冷延薄鋼板の製造方法Info
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- JPH05117758A JPH05117758A JP28297891A JP28297891A JPH05117758A JP H05117758 A JPH05117758 A JP H05117758A JP 28297891 A JP28297891 A JP 28297891A JP 28297891 A JP28297891 A JP 28297891A JP H05117758 A JPH05117758 A JP H05117758A
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Abstract
50%以下、Ti:0.01〜0.1 %、Nb:0.003 〜 0.03 %、
B:0.001 〜0.004 %、Al:0.05〜0.1 %、P:0.025
%以下、S:0.01%以下及びN:0.006 %以下を含有す
る鋼片を 800〜900 ℃の仕上げ温度範囲の条件で熱間圧
延を施し、これにつづいて 650℃未満の温度でコイルに
巻き取り、その後冷間圧延を行い、この冷間圧延ののち
830℃〜Ac3 変態点の温度範囲で連続焼鈍し、スキンパ
ス圧延を施す。 【効果】 耐2次加工脆性に優れ、面内異方性の少ない
深絞り用冷延薄鋼板が得られる。
Description
加工が施される用途に用いて好適な、耐2次加工脆性に
優れ、かつ、面内異方性の少ない連続焼鈍法を用いた冷
延板の製造方法を提案しようとするものである。
の焼鈍が連続焼鈍法に代表される短時間での加熱・冷却
からなる焼鈍プロセスでは、製品の材質は素材の化学成
分組成によって大きな影響を受ける。そこで深絞り性、
成形性などに優れる薄鋼板には、極低炭素鋼にTi, Nbな
どの炭窒化物形成成分を添加した材料が広く用いられて
いる。
鋼中のC,S,N及びOなどと析出物形成傾向が極めて
強いため粒界が清浄化し粒界強度が非常に弱くなり、厳
しい深絞り加工後に脆性破壊(2次加工脆性による破
壊)する傾向を有している。さらに、Mn, Si及びPなど
を添加して高強度鋼板を得る場合には、Si, Pは鋼板を
脆化させる性質が強いため耐2次加工脆性を大きく劣化
させる。そこで、この欠点を改善するために、鋼中の固
溶BがCと同様の粒界強化作用を有することを利用し
て、Bを添加する手段が用いられている。しかしなが
ら、B添加による加工性の劣化はよく知られているとこ
ろであり、このため、B含有量は極微量に抑制されてい
て十分な耐2次加工脆性を得るには至っていなかった。
は、熱間圧延、冷間圧延及び焼鈍条件などを特定の範囲
に制御する方法が種々開示されているが、一般に、熱延
仕上げ温度は、深絞り性向上の観点からAr3 変態点温度
以上が、巻取り温度は、成形性、深絞り性向上の観点か
ら 650〜800℃の温度範囲が、また焼鈍温度は、再結晶
温度以上でエネルギー的に有利な比較的低い温度が用い
られていた。
て、たとえば、特開昭62−278232号公報に直送
圧延法による非時効深絞り用冷延鋼板の製造方法、特開
平1−177321号公報に深絞り性に優れた冷延鋼板
の製造方法、特開平2−200730号公報にプレス成
形性に優れる冷延鋼板の製造方法などがそれぞれ開示さ
れているが、これらはいずれも、耐2次加工脆性の向上
のためにBを添加しているものの2次加工脆性に関する
具体的開示はなく、巻取り温度が640℃以上の高温巻取
りであり、これらの方法では十分な耐2次加工脆性の向
上は望めない。
超深絞り用溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法が開示されて
いるが、B量が0.0010%以下と微量であり、耐2次加工
脆性の向上はあるものの未だ不十分である。さらに、特
開昭62−40318号公報に深絞り性の優れた冷延鋼
板の製造方法、特開平1−188630号公報にプレス
成形性に優れた冷延鋼板の製造方法が開示されている
が、耐2次加工脆性に関する具体的な開示例はなく、こ
れらは共に焼鈍温度を常法の再結晶温度以上、 800℃以
下の範囲で行っていることから、耐2次加工脆性の十分
な向上は期待できない。
成形性の優れた薄鋼板の製造方法、特開昭62−205
231号公報に高強度鋼板の製造方法が開示されている
が、これらは、通常の厚さより薄い鋳片を製造し、これ
を用いて圧延工程の軽減又は簡略化をはかることを主目
的とするものであり、前者においては冷間圧延後の焼鈍
条件など具体的に示されていず、耐2次加工脆性に関す
る具体例が示されているもののその効果は不十分であ
り、後者においては焼鈍温度 775℃以下の具体例が示さ
れているが、これらの条件では十分な耐2次加工脆性の
向上は期待できない。
問題点を有利に解決しようとするものであり、製造条件
の微妙な制御を必要とすることなく、連続焼鈍法を用い
ても優れた深絞り性を維持したまま、耐2次加工脆性に
優れるとともに、面内異方性の少ない深絞り用冷延板を
容易に製造できる製造方法を提案することを目的とする
ものである。
れまでの鋼板の欠点を改善するため、添加成分及び製造
方法を種々検討した結果、Ti, Nb, B及びAlを適正量含
有させた極低炭素鋼片を素材として、その製造工程にお
いて、とくに熱延及び焼鈍条件を適正化することによ
り、耐2次加工脆性に優れ、面内異方性の少ない深絞り
用冷延薄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。
wt%以下、Si:0.10 wt%以下、Mn:0.50 wt%以下、
Ti:0.01 wt%以上、 0.1 wt%以下、Nb:0.003 wt%以
上、 0.03wt%以下、B:0.001 wt%以上、 0.004 wt%以
下、Al:0.05 wt%以上 0.1 wt%以下、P:0.025 w
t%以下、S:0.01 wt%以下 及びN:0.006 wt%以下
を含有し、残部は鉄及び不可避的不純物の組成からなる
鋼片を素材として、仕上げ温度範囲が 800℃以上、 900
℃以下の条件で熱間圧延を施し、これにつづいて650 ℃
未満の温度でコイルに巻き取り、その後、冷間圧延を行
い、この冷間圧延ののち 830℃以上、Ac3 変態点以下の
温度範囲で連続焼鈍し、しかるのちスキンパス圧延を施
すことを特徴とする耐2次加工脆性に優れ面内異方性の
少ない冷延薄鋼板の製造方法である。
分組成範囲の限定理由について述べる。
多いと必然的にCを固定するために必要なTiが増加し複
合析出物の生成量が増えるため材質の劣化を招く。その
含有量が 0.004 wt%を超えると材質が大幅に劣化しはじ
めるので、その上限を 0.004 wt%とする。
性を助長し、化成処理性を阻害する成分でもある。した
がって、その含有量の上限を0.10 wt%とする。
あるが、固溶強化による絞り性を劣化させる作用がある
こと及びコスト面から、その含有量の上限を0.50 wt%以
下とする。
深絞り性を向上させるために有効な成分である。すなわ
ち、連続焼鈍材ではC及びNの低減のみでは箱焼鈍材な
みあるいはそれ以上の成形性、深絞り性を得ることがで
きないが、C及びNを完全に析出固定させることにより
成形性、深絞り性が良好となる。また、Nを析出固定す
ることにより、添加したBを2次加工脆性を改善する効
果を有する固溶Bの状態で存在させることができる。こ
のような作用を有するTiはC,Nを固定するために、
C,Nに対し原子当量以上含有させることが有効である
が、含有量が0.01 wt%に満たないとその効果に乏しく、
一方 0.1wt% を超えて含有させてもその効果の増加が望
めない。したがって、その含有量は0.01 wt%以上、 0.1
wt%以下とする。
に有効であり、さらにTiとの複合添加により平均r値、
伸びを向上させる効果がある。含有量が0.003wt%以上で
その効果が顕著になるが、0.03wt%を超えると伸びなど
が低下する。したがって、その含有量は0.003 wt%以
上、0.03 wt%以下とする。
があるとされていて、耐2次加工脆性の向上に有効であ
るが、過剰に含有させると平均r値及び伸びを劣化させ
る傾向が強いため深絞り用鋼板として好ましくない。し
たがってその含有量は、上記効果が有効に発現する範囲
として 0.001 wt%以上、0.004 wt% 以下とする。
i, Nbとの共存よる(Ti,Nb)C及び(Ti, Al)Nと推定され
る複合析出物を形成することによりC,Nを固定し、成
形性、深絞り性を向上させ、さらに面内異方性の減少に
有利に作用する。これらの効果を得るためには、含有量
は0.05 wt%以上を必要とするが、0.1wt%より多いとそれ
らの効果は飽和し、コストアップにもなる。したがっ
て、その含有量は0.05 wt%以上、0.1 wt% 以下とする。
を起し、とくに耐2次加工脆性の劣化をもたらすため極
力低減することが望ましいが、0.025wt%以下であれば許
容できる。したがって、その含有量は0.025wt%以下とす
る。
発生しやすく耐2次加工脆性の劣化をもたらす。そのた
め極力低減することが望ましいが0.01 wt%以下であれば
許容できる。したがって、その含有量は0.01 wt%以下と
する。
減することが望ましく、また耐時効性も劣化させるた
め、その含有量は許容できる上限として0.006wt%とす
る。
定理由などについて述べる。 製鋼 製鋼法については、転炉などで常法に従って行えばよ
く、それらの条件の限定は必要としない。なお、鋼片の
製造方法は、常法の連鋳法又は造塊法でよい。
r値及び伸びの劣化を招き、一方 900℃を超えると結晶
粒の粗大化によって平均r値の劣化を招く。したがっ
て、仕上げ温度は 800℃以上、900 ℃以下の温度範囲と
する。
くなり優れた伸び及び平均r値が得られる高温巻取りが
有効であるとして、 650〜800 ℃の温度範囲が一般的に
用いられており、低い巻取り温度では TiC, (Ti, Al)N
の核発生がしにくく、析出速度が遅く析出が完了しない
ため、C,Nの固定が不十分で伸び、平均r値の劣化を
もたらすとされていた。
り温度を変えて詳細に実験検討したところ、低温巻取り
で良好な耐2次加工脆性及び面内異方性の少ない薄鋼板
が得られるとの新規知見を得たのである。
1(a) に巻取り温度と2次加工脆性の指標となる脆性遷
移温度との関係、図1(b) に巻取り温度と面内異方性と
してΔrとの関係を示すが、これらの図が示すように、
巻取り温度を下げることにより耐2次加工脆性が優れ、
面内異方性が少なくなっている。
熱延仕上げ前の高温域から(Ti, Nb)C及び(Ti, Al)Nの
複合析出物の析出が起りさらに低温巻取りにより析出が
促進され、C,Nの析出固定が十分に起ると同時に熱間
圧延後の結晶粒径も細粒化されるため、面内異方性が少
なくなったものと推定される。一方このような析出物の
形成が、Bの粒界への偏析を促進したため結晶粒界が強
化され、耐2次加工脆性が向上したものと推定される。
2次加工脆性が向上し、異方性が少なくなる温度範囲と
して、その上限を 650℃とする。なお、その下限につい
ては特に限定するものではないが、冷却能力、冷却時間
あるいはコイル形状などを考慮して 300℃とすることが
好ましい。
0.003 wt%、Si:0.01 wt%、Mn:0.15 wt%、Ti:0.03 w
t%、Nb:0.005wt%、B:0.002 wt% 、Al:0.06wt% 、
P:0.015wt%、S:0.005wt%及びN:0.004wt%を含有す
る鋼片を素材として以下の条件で作成した。 熱延仕上げ温度 : 890℃ 巻取り温度 : 300〜850 ℃ 冷延圧下率 : 80% 冷延板厚 : 0.7mm 連続焼鈍条件 : 860℃−20秒 スキンパス圧下率:1%
49)に規定されているコニカルカップ試験の要領で、
試験片直径:50mm、ダイス穴直径:24.4mm、ポンチ直
径:20.64mm として円筒形に成形後、試験温度を変化さ
せて圧潰試験を行い、脆性割れの発生する最高温度を測
定した。
与えたのち、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) の値を求め、
れまで、連続焼鈍時の焼鈍温度についてはとくに限定す
ることなく、材料特性は熱延条件で決定されると考えら
れていた。しかしながらこの発明において詳細に実験検
討した結果、図2(a), (b)に示すように焼鈍温度が2次
加工脆性(脆性遷移温度)及び面内異方性(Δr)に大
きく影響することを見出した。
との関係を示したものであり、図2(b) は焼鈍温度と面
内異方性(Δr)との関係を示したものである。これら
の結果は、焼鈍温度が 830℃未満ではBの粒界への偏析
が不十分であるため良好な耐2次加工脆性を得ることが
できず、また、焼鈍による再結晶組織の方位が圧延時に
形成された方位の影響をうけるため面内異方性が減少し
なかったものと推定される。
晶粒粗大化による耐2次加工脆性の劣化及び変態による
面内異方性が増加する。したがって、これらの結果から
連続焼鈍温度は、良好な耐2次加工脆性及び少ない面内
異方性が得られる温度範囲として 830℃以上、Ac3変態
点温度以下とする。
0.004 wt% 、Si:0.02wt% 、Mn:0.19 wt%、Ti:0.025
wt% 、Nb:0.01 wt%、B:0.0025 wt%、Al:0.08 wt%、
P:0.02wt% 、S:0.006wt%及びN:0.003wt%を含有す
る鋼片を素材として以下の条件で作成した。 熱延仕上げ温度 : 880℃ 巻取り温度 : 600℃ 冷延圧下率 : 70% 冷延板厚 : 1.2mm 連続焼鈍条件 : 700℃−20秒 スキンパス圧下率: 1 % また、脆性遷移温度は、Δrは共に前記した方法と同様
の方法で測定した。
って行えばよく、特に限定するものではないが、冷延圧
下率は50〜95%、スキンパス圧下率は 0.5〜2%が好適
である。
ってスラブとした鋼の化学成分を表1に示す。成分組成
の鋼片を素材として、表2に示す条件で熱間圧延を行
い、板厚:3.5mm の熱延板コイルとしたのち、板厚:1.
2mm に冷間圧延し、冷間圧延後表2に示す温度で連続焼
鈍を行い、圧下率1%のスキンパス圧延を施した。
張り特性、平均r値、面内異方性(Δr)、2次加工脆
性(脆性遷移温度)などを調査した。これらの結果を上
記表2にまとめて併記した。
り行ったものであり、平均r値は前記した方法により求
めたrL , rD , rC の値から
と同様の方法により求めたものである。
例(試料記号1〜4)は、いずれもTS≧30Kgf/mm2 、El
≧50%、平均r値≧2.0 の優れた特性が得られ、かつ脆
性遷移温度≦-160℃、Δr≦0.2 と実質的に2次加工脆
性を生じることなく、面内異方性も極めて少ない。
しても、製造条件がこの発明の限定範囲を外れる比較例
(試料記号5〜7)は、脆性遷移温度が高く、面内異方
性もΔr≧0.75と大きく、また成分組成がこの発明の限
定範囲を外れる比較例(試料記号8〜10) は、製造条件
がこの発明に適合しているにもかかわらず、脆性遷移温
度≧-85 ℃、Δr≧0.5 と劣っている。
組成と製造条件とを併せ満足する冷延鋼板のみが優れた
特性を有している。
含有させた極低炭素鋼を素材として、熱間圧延条件、連
続焼鈍条件などを適正化することにより、連続焼鈍法を
用いても耐2次加工脆性に著しく優れ、かつ、面内異方
性の極めて少ない深絞り用冷延薄鋼板が容易に製造でき
るようにしたものであり、この発明によって得られる冷
延薄鋼板は、自動車用などプレス加工が施される用途に
有利に適用できる。
示すグラフである。 (b) は、巻取温度と面内異方性(Δr)との関係を示す
グラフである。
すグラフである。 (b) は、焼鈍温度と面内異方性(Δr)との関係を示す
グラフである。
0.004 wt% 、Si:0.02wt% 、Mn:0.19 wt%、Ti:0.025
wt% 、Nb:0.01 wt%、B:0.0025 wt%、Al:0.08 wt%、
P:0.02wt% 、S:0.006wt%及びN:0.003wt%を含有す
る鋼片を素材として以下の条件で作成した。 熱延仕上げ温度 : 880℃ 巻取り温度 : 600℃ 冷延圧下率 : 70% 冷延板厚 : 1.2mm 連続焼鈍条件 : 700〜950 ℃×20秒 スキンパス圧下率: 1 % また、脆性遷移温度、Δrは共に前記した方法と同様の
方法で測定した。
Claims (1)
- 【請求項1】C:0.004 wt%以下、 Si:0.10 wt%以下、 Mn:0.50 wt%以下、 Ti:0.01 wt%以上、 0.1 wt%以下、 Nb:0.003 wt%以上、 0.03wt%以下、 B:0.001 wt%以上、 0.004 wt%以下、 Al:0.05 wt%以上 0.1 wt%以下、 P:0.025 wt%以下、 S:0.01 wt%以下 及び N:0.006 wt%以下を含有し、残部は鉄及び不可避的不
純物の組成からなる鋼片を素材として、仕上げ温度範囲
が 800℃以上、 900℃以下の条件で熱間圧延を施し、こ
れにつづいて650 ℃未満の温度でコイルに巻き取り、そ
の後、冷間圧延を行い、この冷間圧延ののち 830℃以
上、Ac3 変態点以下の温度範囲で連続焼鈍し、しかるの
ちスキンパス圧延を施すことを特徴とする耐2次加工脆
性に優れ面内異方性の少ない冷延薄鋼板の製造方法。
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