JPH05302146A - 深絞り性に優れた熱延鋼板およびその製造方法 - Google Patents

深絞り性に優れた熱延鋼板およびその製造方法

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JPH05302146A
JPH05302146A JP28647792A JP28647792A JPH05302146A JP H05302146 A JPH05302146 A JP H05302146A JP 28647792 A JP28647792 A JP 28647792A JP 28647792 A JP28647792 A JP 28647792A JP H05302146 A JPH05302146 A JP H05302146A
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JP
Japan
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hot
rolled steel
rolling
cooling
deep drawability
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JP28647792A
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Takaaki Nakamura
隆彰 中村
Junichi Wakita
淳一 脇田
Junji Haji
純治 土師
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/004Very low carbon steels, i.e. having a carbon content of less than 0,01%
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
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    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 深絞り性に優れた熱延鋼板をライン改造なく
経済的に製造できる素材およびその製造方法の提供。 【構成】 C,P,N,Mn,Al,Si量を規制し、
かつフェライトの結晶粒径を規制した素材で、仕上げ温
度を910℃以上かつ仕上げ合計圧下率を90%以上の
熱間圧延を行った後、1秒以内に冷却を開始し、30℃
/S以上の冷速で650℃まで冷却して巻取り、高平均
r値を有する熱延鋼板を得る。 【効果】 平均r値の高い熱延鋼板を安価に製造でき、
熱延の負荷、トラブルを回避できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンプレッサー容器
や、冷薄相当材などの絞り性、加工性を要求される品質
の高い熱延鋼板およびその製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、熱延鋼板は冷延鋼板と比べると、
絞り性に劣ることがよく知られている。このため、熱延
鋼材の絞り性を向上させるために、様々な方法が提案さ
れている。例えば、特開昭61−3844号公報では、
γ域での大圧下圧延を行った後、温間潤滑圧延によって
平均r値を向上させる方法がある。この例は、これまで
に提案された一例にすぎないが、従来の方法は、いずれ
も大圧下圧延、温間圧延、潤滑圧延など圧延工程に大き
な負担を加えるものであり、現状の製造ラインで製造す
るためには、ラインの改造や、焼鈍工程の設置など大掛
かりな改造が必要であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、大掛かりな
設備改造を行うこともなく、現状の設備で絞り性の高い
熱延鋼板を製造する方法を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明鋼板は、重量%で、C≦0.0025%、P≦
0.005%、N≦0.003%、Mn:0.05〜
0.20%、Al:0.005〜0.07%、Si≦
0.03%で、その他不可避的元素を含み、40ppm ≦
C+N+P+S≦110ppm を満足し、かつフェライト
の結晶粒径がGSNO(結晶粒度番号)で7番以上であ
る深絞り性に優れた熱延鋼板であり、その製造方法は、
重量%で、C≦0.0025%、P≦0.005%、N
≦0.003%、Mn:0.05〜0.20%、Al:
0.005〜0.07%、Si≦0.03%で、その他
不可避的元素を含み、40ppm ≦C+N+P+S≦11
0ppm を満足する鋼片を、仕上げ温度≧910℃、仕上
げ合計圧下率≧90%で熱間圧延し、圧延後1秒以内に
冷却を開始し、30℃/S以上の冷速で、650℃以下
まで冷却し、その後巻取ることを特徴とする深絞り性に
優れた熱延鋼板の製造方法である。上記熱延鋼板を得る
には、ベルト式薄スラブ連鋳機で鋳造したスラブを用い
て製造することもできる。
【0005】
【作用】発明者等は、平均r値1.0以上の高平均r値
熱延鋼板を現状の設備で製造することを目標とした。ま
た、その他の特性値としても、肌荒れ、2次加工割れが
なく、延性が高い材料を得ることを目標基準とした。こ
のため伸びは50%以上、フェライトの結晶粒度番号は
7番以上の材料を検討した。まず第1の実験として、高
延性を得るために様々な実験を繰り返して、それぞれの
元素の影響について調査を行った。それによると、何れ
の元素も低減するほど延性が向上することが判明した。
この中でも特にC,N,P,Sの影響が大きく、同時に
結晶粒径への影響が大きいことが判明した(図1,2参
照)。しかし、含まれる成分が極めて低い鋼材では、通
常の熱延条件下では全伸びが55%以上で、かつフェラ
イトのGSNOが7番以上を共に満足することはできな
いことが判明した。
【0006】そこで、第2の実験として第1の実験条件
に大圧下圧延、圧延直後急冷の条件を加えて結晶粒径
と、伸びの関係を調査した。その結果、この2つの条件
を付加することによって、延性をほぼ確保しながら肌荒
れを発生させない程度の結晶粒径が得られることを確認
した(図2参照)。さらに、高純鋼になると、固溶する
C,Nの量が少なくなり、粒界強化の役割を果たさなく
なるため、2次加工割れが発生し易くなる。しかし、多
くの実験結果を整理し直してみると、Pを低下させた鋼
材は、2次加工割れの発生が少ないことが判明した。
【0007】以上の実験結果をもとに、本発明の構成範
囲を決定した。その詳細な構成条件は、次の通りであ
る。Cは、延性に大きな影響を及ぼす。生成する、セメ
ンタイト、フェライト結晶粒中の固溶Cなど、何れも延
性を低下させる。従って本発明において、C量は、25
ppm 以下とした。これは、できる限り延性を向上させる
ためで、これ以上のC量では目標とした高い伸び、55
%以上が安定に得られないためである。Nも延性への影
響は大きく、Cと同様に生成する窒化物、固溶Nなどは
延性を劣化させる。そこでN量は30ppm 以下に規制し
た。
【0008】Pについては、延性の向上と、2次加工割
れ発生の低減の理由がある。特に、2次加工割れ防止の
ためには、50ppm 以下にする必要がある。Siは、多
量に加えると延性を劣化させるばかりでなく、Si−M
n系の介在物の起因となり、有害になる。このため、本
発明では、延性への影響がなく、有害介在物を生成しな
い条件としてSi≦0.03%とした。
【0009】また、Alは脱酸元素として重要であり、
鋼中の介在物を減少させるために必要である。特に、
0.005%以下では不十分な脱酸のために介在物が多
量に発生する。しかし、投入しすぎると、コストアップ
さらに圧延工程で生成する析出物の悪影響が心配され
る。従って、その範囲はAl:0.005〜0.07%
とした。
【0010】本発明のように、延性を高めるためには、
微量で影響の大きい元素を総合的に規制する必要があ
る。鋼中の微量元素であるC,N,P,S含有量と全伸
びの関係を図1に、また結晶粒度番号との関係を図2に
示した。本発明では図1で示したように、Sを含めた微
量4元素の規制で延性に大きな効果を及ぼすことを確認
した。すなわち、延性向上のための条件として、40pp
m ≦C+N+P+S≦110ppm が必要である。このと
き、40ppm 以上としたのは、図2に示すように、これ
未満では大圧下、直後急冷を行っても、GSNOで7番
以上の粒径が得られないためであり、また製鋼コストが
高くなるためである。上限を110ppm 以下としたの
は、図1で明らかなようにこれ以上では、目標とする全
伸び55%以上が得られないためである。
【0011】また、本発明において最も重要な成分は、
Mnである。本発明者等は、C,N,Pが材質に及ぼす
影響を詳細に調査した結果、これらの元素が上記に示し
た範囲内にあるとき、図3に示すように、ある特定のM
n添加範囲内で、平均r値が高くなることを発見した。
その範囲は、Mn:0.05〜0.20%である。本発
明の大きな特徴はこの点にある。すなわち、C,N,P
を極微量成分としたときに、あるMn範囲内において、
平均r値が向上し、熱延鋼板でも平均r値1.0以上が
得られるようになる。
【0012】仕上げ圧延における仕上げ温度を900℃
以上にするのは、Ar3 変態点以上で圧延を終了させ、
その後生成する変態フェライト粒を整粒の状態に保つた
めである。本発明における成分系で平均r値が向上する
メカニズムについては不明であるが、本発見において
は、粒界に存在すると影響が大きいC,N,Pを共に低
減した状態で起こっている現象である。集合組織を形成
する結晶粒は、変態の場合も、再結晶の場合も結晶粒界
の状態の影響が大きい。本発明の構成要因になっている
C,N,Pの粒界への影響については、次のことがよく
知られている。まず、C,Nについて、α域の圧延で
は、高純鋼の粒界から生成する再結晶フェライトは絞り
性に良好な集合組織を有していることが知られており、
固溶C,Nの存在は、集合組織に悪影響を及ぼすとされ
ている。また、Pについての2次加工割れへの影響につ
いて、Pは粒界に偏析しやすく、加工割れの一因になる
ことが知られている。これらのことから、純化された結
晶粒界の中に、存在する析出物等が、従来考えられなか
ったような結晶の方位制御を行い、平均r値向上に寄与
した可能性がある。
【0013】仕上げ圧延における仕上げ温度を910℃
以上にするのは、Ar3 変態点以上で圧延を終了させ、
その後生成する変態フェライト粒を整粒に保つためであ
る。本発明のように、高純高に近い成分系においては、
変態点は非常に高く、結晶粒の成長も非常に早い。これ
では巻取り条件の規制だけでは安定してGSNOが7番
以上の微細粒を得ることはできない。従って、圧延、冷
却によって粗大化を防止する必要がある。その条件を詳
細に調査した結果、仕上げ圧延の合計圧下率を90%以
上、かつ圧延直後1秒以内に冷速30℃/S以上で65
0℃以下まで冷却し、その後巻取って、γ粒径を細粒化
させ、変態フェライト粒の成長を極力抑制する必要があ
る。以上の本発明条件の鋼板は、高平均r値で、高加工
性、かつ2次加工割れの発生しない極めて高品質な熱延
鋼板である。
【0014】
【実施例】表1に出鋼成分、表2に圧延条件とその材質
結果の実施例を示す。本発明条件内で製造したNo.1
からNo.8までのテスト材のうち、本発明成分範囲内
のA,B,C,Dは、圧延後の鋼板の材質は、目標の結
晶粒度番号、伸びを保っており、2次加工割れも発生し
なかった。しかし、Mn量が多いE材、C+N+P+S
量が多いH材は、伸びが目標に達しなかった。また、P
量が多いF材は、2次加工割れが発生した。C+N+P
+Sが少な過ぎるG材は、伸びは高いものの結晶粒が大
きくなり過ぎて、加工後に肌荒れが発生した。さらに、
Mnが多過ぎるE材、少な過ぎるG材、Pの多いF材、
C,Nの多いH材は何れも平均r値は低く、目標の1.
0に達しなかった。
【0015】次に、同じA材を用いて、製造条件につい
て調べたNo.9からNo.14では、仕上げ温度が低
過ぎたNo.9、仕上げ圧下率が低過ぎたNo.10、
冷却開始時間が長過ぎたNo.11、冷速が遅過ぎたN
o.12、冷却停止温度が高過ぎたNo.13は、伸
び、平均r値などを満足するものの、何れも結晶粒が粗
大となり、肌荒れが発生した。なお、表2の3′,3″
は、薄スラブ連鋳機で鋳造した各鋳造厚50mmと80mm
のスラブをDR(直接圧延)した場合であり、材質結果
は良好であった。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】
【発明の効果】本発明による鋼板は、熱延鋼板で高い深
絞り性を有し、冷延鋼板並の特性を安価に製造すること
が可能である。また、主として成分規制で製造するた
め、熱延への負荷は小さく、トラブルなく製造すること
が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】鋼中のC+N+S+P含有量と全伸びの関係を
示す図。
【図2】鋼中のC+N+S+P含有量と結晶粒度番号の
関係を示す図。
【図3】鋼中のMn含有量と平均r値の関係を示す図。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、 C ≦0.0025%、 P ≦0.005%、 N ≦0.003%、 Mn:0.05〜0.20% Al:0.005〜0.07%、 Si≦0.03%、 その他不可避的元素を含み、40ppm ≦C+N+P+S
    ≦110ppm を満足し、かつフェライトの結晶粒径がG
    SNO(結晶粒度番号)で7番以上である深絞り性に優
    れた熱延鋼板。
  2. 【請求項2】 ベルト式薄スラブ連鋳機で鋳造した薄ス
    ラブを用いて製造することを特徴とする請求項1記載の
    深絞り性に優れた熱延鋼板。
  3. 【請求項3】 重量%で、 C ≦0.0025%、 P ≦0.005%、 N ≦0.003%、 Mn:0.05〜0.20%、 Al:0.005〜0.07%、 Si≦0.03%、 その他不可避的元素を含み、40ppm ≦C+N+P+S
    ≦110ppm を満足する鋼片を、仕上げ温度≧910
    ℃、仕上げ合計圧下率≧90%で熱間圧延し、圧延後1
    秒以内に冷却を開始し、30℃/S以上の冷速で、65
    0℃以下まで冷却し、その後巻取ることを特徴とする深
    絞り性に優れた熱延鋼板の製造方法。
  4. 【請求項4】 ベルト式薄スラブ連鋳機で鋳造した薄ス
    ラブを用いることを特徴とする請求項3記載の深絞り性
    に優れた熱延鋼板の製造方法。
JP28647792A 1992-02-28 1992-10-23 深絞り性に優れた熱延鋼板およびその製造方法 Withdrawn JPH05302146A (ja)

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JP4411492 1992-02-28

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