JPH0524221B2

JPH0524221B2 -

Info

Publication number: JPH0524221B2
Application number: JP60298542A
Authority: JP
Inventors: Takuo Hosoda; Yasuo Takahashi; Shunichi Hashimoto; Kazuhiro Mimura
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1985-11-26
Filing date: 1985-12-29
Publication date: 1993-04-07
Also published as: JPS62202048A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は加工性の優れた高強度熱間圧延鋼板と
その製造法に関する。（従来の技術及び解決しようとする問題点）近年、各種構造物を軽量化するために、特に引
張強度を高めた高強度熱間圧延鋼板を使用するこ
とが要求されてきており、そのための研究開発が
種々検討されている。例えば、特開昭57−101649
号公報に示されているように、Nbを0.01〜0.08％
（重量％、以下同じ）及びTiを0.01〜0.08％含む
鋼についてフエライト及びベイナイトの面積比率
を適当に制御することにより、引張強度が50Kg
ｆ／mm²以上、70Kgｆ／mm²未満で加工性のよい高強
度熱間圧延鋼板を得ることができるとされてい
る。しかし、最近になつて、更に引張強度の高い、
すなわち70Kgｆ／mm²以上の引張強度をもち、しか
も延性及びその他の加工性の良好な高強度熱間圧
延鋼板の開発が望まれるようになり、従来の高強
度熱間圧延鋼板では対処できなくなつた。例え
ば、前述のNb：0.01〜0.08％及びTi：0.01〜0.08
％を含む鋼の場合、Nb、Tiがその範囲内ではベ
イナイト面積率の制御が困難となるため、高強度
につれて延性その他の加工性が大きく劣化してし
まうという欠点がある。本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、優れ
た加工性を保持しながら70Kgｆ／mm²以上の引張強
度を有する熱間圧延鋼板を提供し、またかゝる熱
間圧延鋼板を容易に製造し得る方法を提供するこ
とを目的とするものである。（問題点を解決するための手段）上記目的を達成するため、本発明者らは、先に
例示したNb、Ti含有鋼からなる高強度熱間圧延
鋼板の製造について高強度化に伴い加工性の劣化
をもたらす原因究明に努め、新たな方策について
種々検討した結果、特にNb及びTiの添加量を更
に厳密に規制すると共に、得られる組織をポリゴ
ナルフエライト＋ベイナイトの二相型とし、かつ
その両相の面積比率を適切に制御することによ
り、加工性の優れた引張強度70Kgｆ／mm²以上の高
強度熱間圧延鋼板を得ることができることを見い
出し、またそのための適切な製造条件を見い出し
た。すなわち、一般に上記のような鋼においてNb
を析出強化のために添加していくと延性が急激に
劣化するが、この挙動を詳細に調査したところ、
第１図に示すように、Nb：0.02〜0.04％の範囲で
最も良好なT.S.×El.バランス（但し、T.S.：引
張強さ（Kgｆ／mm²）、El：伸び（％））を有するこ
とを見い出した。これはNb＜0.02％ではNbの添
加効果を十分引き出すことができないために強度
が低くなり、逆にNb＞0.04％では、ベイナイト
量を面積率で60％以下に制御することが困難とな
つたため、延性が劣化したことによるものと考え
られる。そこで、Nb添加量を0.02〜0.04％の範囲で規制
し、強度不足分を延性の劣化の少ないTiで補償
することにより、El.及び伸びフランジ性等の加
工性の優れた引張強度70Kgｆ／mm²以上の高強度熱
間圧延鋼板を得る技術を確立したものであり、い
わば、本発明鋼はベイナイトによる組織強化と
Nb及びTiによる析出強化による複合強化鋼であ
つて、就中、Nb及びTiの添加量を適当に厳しく
調整することによつて優れた加工性を保持しなが
ら70Kgｆ／mm²以上の高強度を得ることに成功した
のである。勿論、併わせて、かゝる高強度熱間圧
延鋼板を得るうえでの他の成分及びその範囲並び
に製造条件等についても詳細に検討し、規制すべ
き要件を見い出した。すなわち、本発明の要旨とするところは、Ｃ：
0.05〜0.2％、Si：0.01〜0.5％、Mn：0.8〜1.8％、
Ｓ：0.01％以下、Ｐ：0.03％以下、Al：0.01〜
0.08％、Nb：0.02〜0.04％、Ti：0.1〜0.15％、
Ｎ：0.01％以下を含み、残部が鉄及び不可避的不
純物からなり、面積率で40〜95％のポリゴナルフ
エライトと５〜60％のベイナイトとの混合組織を
有することを特徴とする引張強さが70Kgｆ／mm²以
上、（引張強さ）×（伸び）が1700Kgｆ／mm²・％以
上で加工性の優れた高強度熱間圧延鋼板であり、
また上記化学成分を有する鋼を1200℃以上に加熱
して熱間圧延を行つた後、575℃以下で巻き取る
ことにより、上記混合組織を得ることを特徴とす
る引張強さが70Kgｆ／mm²以上、（引張強さ）×（伸
び）が1700Kgｆ／mm²・％以上で加工性の優れた高
強度熱間圧延鋼板の製造法である。なお、本発明
に云うベイナイト組織とは、いわゆるベイナイト
相のほか、アシキユラーフエライトと称せられる
組織など、金属組織学的にベイナイトと明確な区
別がなく、ベイナイトと実質的に同じ組織とみな
し得る組織の総称である。以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明す
る。まず、本発明による鋼の化学成分の限定理由に
ついて以下に説明する。Ｃは、鋼の強化及び焼き入れ性を高めるために
添加され、かゝる効果を有効に発揮させるため
に、少なくとも0.05％を添加することが必要であ
る。しかし、過多に添加すると延性及び伸びフラ
ンジ性が劣化するので、添加量の上限を0.2％と
する。 Siは、ポリゴナルフエライトの生成を促し、本
発明による混合組織を得るために有効な元素であ
り、更に、強度及び延性を高めるのに好適な元素
である。このため、0.01％以上の添加を必要とす
る。但し、過多に添加すればスケール疵により表
面性状を劣化させるので、本発明においては、Si
の添加量は0.01％以上、0.5％以下とする。 Mnは、低Ｃ化による強度低下の補償、及び鋼
の焼き入れ性を高め未変態のオーステナイトをベ
イナイトに変態させるのに必要であり、少なくと
も0.8％の添加を必要とする。しかし、1.8％を超
えて多量に添加することは、帯状組織を生成さ
せ、圧延直角方向の延性を劣化させる。したがつ
て、本発明においては、Mnは0.8〜1.8％の範囲
で添加される。Ｐは、これを0.03％を超えて多量に含有させる
と、絞り加工後の遷移温度を上昇されるので、
0.03％以下の範囲とする。Ｓは、これを0.01％を超えて多量に含有させる
と伸びフランジ性を劣化させるので、0.01％以下
の範囲とする。 Alは、鋼の溶製時の脱酸剤として添加され、
その範囲は、0.01〜0.08％である。 Nbは、熱間圧延後の変態挙動に影響を与え、
ベイナイト組織を生成させるのに有効である。更
に、析出強化の作用も有し、鋼を高強度化するの
に有効である。このため、0.02％以上の添加を必
要とする。しかし、過多に添加すると延性が急激
に劣化するので、添加量の上限を0.04％とする。
Nbをこの範囲（0.02〜0.04％）に規制するとT.S.
×El.バランスが最も良好となり、後述のTi添加
効果を十分に発揮させることができ、Nb及びTi
の相乗効果をもたらす。 Tiは、析出強化の作用を有し、鋼を高強度化
するのに有効であり、所要の強度を得るために
は、Nb0.02〜0.04％のもとで、0.1％以上の添加
が必要である。しかし、過多に添加すると、延性
が劣化すると共に上記効果が飽和して経済的にも
不利であるので、添加量の上限は0.15％とする。Ｎは、多量に含有させると、加工性が劣化する
ため、0.01％以下とする。次に、上記化学成分を有する鋼を製造するに当
つては、Nb及びTiの溶体化のために1200℃以上
の温度に加熱し、通常の方法に従つて熱間圧延し
た後、必要とするベイナイト面積率（５〜60％）
を得るため575℃以下の温度まで冷却して巻き取
る必要がある。なお、1300℃より高い温度に加熱すると加熱炉
における燃料コストが増大、耐火物の負荷が大き
くなるほか、結晶粒が粗大化し強度が低下する問
題があるので好ましくない。また、巻取温度が
400℃以下では伸びが低下し特にT.S.×El.バラン
スが劣るので好ましくない。また、本発明において、ポリゴナルフエライト
＋ベイナイトの二相混合組織におけるベイナイト
面積率を５〜65％に規制するのは、T.S.×El.バ
ランスを最も良好な状態（T.S.×El.≧1700）に
保ち、所要の高強度（TS≧70Kgｆ／mm²）と優れ
た加工性（延性、伸びフランジ性等々）を確保す
るためである。（実施例）第１表に示す化学成分を有する鋼を溶製し、第
２表及び第３表に示す熱延条件で熱間圧延して巻
き取り、熱巻圧延鋼板を製造した。なお、第１表
において供試鋼No.１は本発明鋼であり、他の供試
鋼はいずれも本発明の化学成分範囲外のものであ
つて、No.２及び３はNb量が、No.４及び５はTi量
がそれぞれ本発明範囲外であるが、全供試鋼とも
Ｎ量は0.01％以下である。また、第２表に示した
熱延条件は本発明範囲内の条件であるが、第３表
に示した熱延条件は本発明範囲外の条件である。得られた各熱間圧延鋼板について、ベイナイト
面積率を調べると共に引張特性及び孔拡げ率λを
求め、また強度−伸びバランス（T.S.×El.）を
求めた。これらを第２表及び第３表に併記する。

【表】

【表】＊本発明鋼、比較鋼とは化学成分について
だけの区分である。

【表】

【表】第２表から、本発明範囲内の熱延条件で得られ
た本発明鋼（試験例No.１）は、本発明範囲内のベ
イナイト面積率を有し、かつ、強度−伸びバラン
ス（T.S.×El.）が1700以上と優れているのに対
して、比較鋼（試験例No.２〜５）では本発明範囲
内の熱延条件であつても、いずれも強度−伸びバ
ランスが1600前後以下の低いレベルにとどまつて
いる。また、孔拡げ性についても、本発明鋼の方が比
較鋼に比べて優れている。このことは、単にベイ
ナイトによつてだけで伸びフランジ性が改善され
なく、Ti、Nb量によつて影響を受けることがわ
かる。供試鋼No.２、４は、Nb、Tiの適正範囲の
下限をきつていることから引張強度T.S.が70Kg
ｆ／mm²以下となつている。また、第３表から、加熱温度が本発明範囲の下
限をきつた低温加熱をすると、試験例No.11からわ
かるよに、本発明鋼であつても、T.S.は70Kgｆ／
mm²以下と低い。これは、Nb、Tiの溶体化が十分
なされなかつたものと考えれらる。巻取温度が本発明範囲の上限を超えると、試験
例No.12からわかるように、ベイナイト率が０％、
すなわちフエライト＋パーライト組織となること
から、T.S.×El.バランスは良いが伸びフランジ
性が劣化している。一方、巻取温度が過度に低くかつ急冷したため
ベイナイト面積率が本発明範囲より大きくなる
と、試験例No.13が示すように、より強度は上昇す
るが、T.S.×El.バランスが劣化し、かつ伸びフ
ランジ性も低いレベルとなつている。（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本発明に係る
Nb、Tiを複合添加したポリゴナルフエライト＋
ベイナイト二相鋼は、強度−延性バランスがT.S.
×El.≧1700以上と優れており、したがつて、優
れた加工性を維持しながら70Kgｆ／mm²以上の引張
強度を有するので、通常の冷間加工のみならず高
加工を伴うプレス用途にも十分適用できる。ま
た、低炭素等量であることから、スポツト溶接、
フラツシユバツト溶接、アーク溶接などの各種溶
接性も優れており、工業的に優れた鋼板である。
更に、このように優れた特性を有する高強度熱間
圧延鋼板を容易に製造できるので、高強度で加工
性が良好な熱間圧延鋼板の要請に十分応えること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はNb添加量がT.S.×El.バランスに及ぼ
す影響を示したグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】１重量％で、Ｃ：0.05〜0.2％、Si：0.01〜0.5
％、Mn：0.8〜1.8％、Ｓ：0.01％以下、Ｐ：0.03
％以下、Al：0.01〜0.08％、Nb：0.02〜0.04％、
Ti：0.1〜0.15％、Ｎ：0.01％以下、残部が鉄及び
不可避的不純物からなり、面積率で40〜95％のポ
リゴナルフエライトと５〜60％のベイナイトとの
混合組織を有することを特徴とする引張強さが70
Kgｆ／mm²以上、（引張強さ）×（伸び）が1700Kg
ｆ／mm²・％以上で加工性の優れた高強度熱間圧延
鋼板。２重量％で、Ｃ：0.05〜0.2％、Si：0.01〜0.5
％、Mn：0.8〜1.8％、Ｓ：0.01％以下、Ｐ：0.03
％以下、Al：0.01〜0.08％、Nb：0.02〜0.04％、
Ti：0.1〜0.15％、Ｎ：0.01％以下を含み、残部が
鉄及び不可避的不純物からなる鋼を1200℃以上
1300℃以下に加熱して熱間圧延を行つた後、575
℃以下400℃超で巻き取ることにより、面積率で
40〜95％のポリゴナルフエライトと５〜60％のベ
イナイトとの混合組織を得ることを特徴とする引
張強さが70Kgｆ／mm²以上、（引張強さ）×（伸び）
が1700Kgｆ／mm²・％以上で加工性の優れた高強度
熱間圧延鋼板の製造法。