JPH05345954A - 加工性にすぐれる極低c系の薄物熱延鋼板及びその製造方法 - Google Patents

加工性にすぐれる極低c系の薄物熱延鋼板及びその製造方法

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JPH05345954A
JPH05345954A JP15385492A JP15385492A JPH05345954A JP H05345954 A JPH05345954 A JP H05345954A JP 15385492 A JP15385492 A JP 15385492A JP 15385492 A JP15385492 A JP 15385492A JP H05345954 A JPH05345954 A JP H05345954A
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JP
Japan
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less
steel sheet
hot
rolled steel
workability
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Application number
JP15385492A
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English (en)
Inventor
Hidenori Shirasawa
秀則 白沢
Takafusa Iwai
隆房 岩井
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】加工性にすぐれる極低C系の薄物熱延鋼板及び
その製造方法を提供することを目的とする。 【構成】本発明による熱延鋼板は、重量%にて、C:0.
0080%以下、Si:1.0%以下、Mn:0.2〜2.0
%、P:0.15%以下、S:0.015%以下、及びA
l:0.01〜0.10%を含有し、残部鉄及び不可避的不
純物よりなり、且つ、120Mn+100Cu+200
Ni+100Mo+150Ti+100Cr+1000
Nb+13000B−50Si−150P≧65(%)
を満足し、主としてポリゴナルフエライト組織からな
り、板厚が1.4mm以下である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車の軽量化による
燃費向上や自動車部品の製造コスト低減等の要請に応え
るための加工性にすぐれる薄物熱延鋼板及びその製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】地球環境保護等の観点から、自動車の燃
費向上のニーズが高まつており、車体の軽量化が重要に
なつている。材料面では、一層の薄肉化と加工性の向上
が追求されており、極低C系の薄物熱延鋼板の需要が増
大している。伸び特性を重視する加工用熱延鋼板の製造
においては、整細粒を得る目的から、一般にγ領域で熱
間圧延される。C量を著しく低減した鋼においては、熱
延仕上温度をより一層高める必要があり、スラブ加熱段
階でのスラブ熟熱、仕上圧延までの所要時間の短縮、圧
延速度の増大等によつて対処しているが、例えば、板厚
が1.4mm以下の薄物では、圧延所要時間の増大から十分
な温度を確保することができず、製品の加工性が劣化す
ることがある。このような問題は、現在、材料メーカが
推進している連鋳・熱延工程の直結化、スラブ加熱温度
の低減等が達成されたときには、一層深刻な問題となる
ので、極低C系の薄物熱延鋼板を熱間圧延する際の整細
粒化技術の確立が、現在、解決すべき緊急の課題であ
る。
【0003】従来技術における材質面の問題を先ず、説
明する。極低C−Ti系鋼(0.0014%C−0.15%
Mn−0.028%Al−0.060%Ti)及び一般の自
動車用軟鋼(低C−Alキルド鋼、0.05%C−0.21
%Mn−0.040%Al)の熱間圧延後のγからαへの
変態の挙動を図1に示す。低C−Alキルド鋼が熱間圧
延後の冷却過程で変態する場合、約820℃以下の温度
にてγからαへの変態が起こるのに対して、極低C−T
i系鋼においては、約870℃の温度で変態が開始され
る。
【0004】前述したような薄物材の熱間圧延において
は、熱延所要時間の増大から、仕上温度が通常880℃
以下となるのが実情である。極低C鋼をこのような温度
で圧延した場合、γ+α二相域圧延の程度が高まり、図
2に示すように、製品の組織が粗大混粒或いは歪みを残
存した粗大粒となつて、伸びが著しく劣化する。更に注
意すべき点は、図1に示されるように、鋼の変態開始点
が変態点直上で加工を受けることによつて一層上昇する
ため、極低C鋼の仕上温度を十分確保するためには、こ
の温度上昇をも考慮しておく必要があり、加工性にすぐ
れる薄物鋼板の製造が困難となつている。
【0005】近年、極低C鋼の熱延技術として、α域で
熱延する方法も提案されているが、熱間圧延ままで加工
性のすぐれた整細粒組織を安定して生成させるために
は、解決すべき課題が多い。Si、Mn、P等を添加し
て高強度化した鋼では、α域圧延の事例も報告されてい
ないのが現状である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、極低C系の
薄物熱延鋼板の製造において、熱間圧延仕上温度を88
0℃以下としても、すぐれた伸びを付与し得る技術を提
供することを目的とする。即ち、本発明は、加工性にす
ぐれる薄物熱延鋼板及びその製造方法を提供することを
目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による加工性にす
ぐれる極低C系の薄物熱延鋼板は、重量%にて C 0.0080%以下、 Si 1.0%以下、 Mn 0.2〜2.0%、 P 0.15%以下、 S 0.015%以下、及び Al 0.01〜0.10%を含有し、 残部鉄及び不可避的不純物よりなり、且つ、120Mn
+100Cu+200Ni+100Mo+150Ti+
100Cr+1000Nb+13000B−50Si−
150P≧65(%) を満足し、主としてポリゴナルフエライト組織からな
り、板厚が1.4mm以下であることを特徴とする。
【0008】また、本発明によるかかる熱延鋼板の製造
方法は、上述したような化学成分を有する鋼を熱間圧延
するに際して、仕上温度750〜880℃、平均冷却速
度10〜100℃/秒、コイル巻取温度300〜720
℃とすることによつて、主としてポリゴナルフエライト
組織とすることを特徴とする。即ち、かかる本発明にお
ける技術的特徴は次の点にある。
【0009】1)化学成分、熱間圧延条件の最適化によ
る粗大圧延組織の低減。 2)冷却制御によるポリゴナルフエライトを主とした組
織の安定生成。 図1及び図2の実験結果に基づいて、良好な伸びを与え
る極低C鋼の化学成分及び熱延条件を調査した。即ち、
表1及び表2に示す種々の化学成分の極低C鋼を小型溶
解炉にて溶製し、鍛造、粗圧延によつて30mm厚の実験
圧延用スラブとした。
【0010】
【表1】
【0011】
【表2】
【0012】熱間圧延においては、スラブ加熱温度12
00℃として、6パスの圧延を実施し、最終板厚2.6mm
の鋼板とした。この際に、仕上入側温度を変えることに
よつて、仕上圧延温度を950〜750℃の範囲で大幅
に変化させた。その後、速やかに気水冷却(平均冷却速
度20℃/秒)して、600℃に保持した炉に挿入し、
30分経過した後に炉冷することによつて、コイル巻取
をシミユレートした。常温まで冷却した鋼板を酸洗し、
伸び及びミクロ組織を調査した。
【0013】結果をCeq値(=120Mn+100C
u+200Ni+100Mo+150Ti+100Cr
+1000Nb+13000B−50Si−150P)
と対応させて、図3に示す。図3において、鋼種を一定
(即ち、Ceq値一定に相当)とした場合、仕上温度が
高い材料では、いずれもポリゴナルフエライトの整粒と
なつて、すぐれた伸びを示すが、仕上温度が低い材料で
は、歪みが残存した粗大粒或いは混粒が生成し、伸びが
劣化する。
【0014】伸びが大きく劣化する境界の仕上温度は、
鋼種によつて異なり、Ceq値の増大につれて低温側に
移動する。即ち、Ceq値の高い鋼種ほど、低温仕上げ
圧延が可能となることがわかる。前述したように、通常
の薄物材圧延での880℃以下の仕上温度で良好な組織
或いは伸びが得られる鋼のCeq値は、65(重量%)
以上である。
【0015】伸びが大きく劣化する境界の温度がCeq
値と比較的よく対応する理由は、Ceq値の変化が鋼の
冷却中或いは圧延中のγからαへの変態点の変化と広義
に対応していることが一因と考えられる。但し、極低C
熱延鋼板のγからαへの変態点に関する報告は、これま
でなされておらず、本発明でのCeq式は、種々の実験
の結果に基づいて見出されたものである。すぐれた伸び
を与える仕上温度は、必ずしもAr3点以上とは限らな
い。試験によると、γ+α二相域温度範囲の広い鋼ほ
ど、Ar3点以下での圧延可能な温度範囲を大きくし得る
ようである。
【0016】本発明は、以上の実験結果に基づいて、完
成されたものである。次に、本発明による製造方法につ
いて説明する。本発明は、極低C系の薄物熱延鋼板を原
板とする合金化溶融Znめつき鋼板に関するものであ
り、C量は0.008%以下に限定される。C量が0.00
8%を越えるときは、最終製品の伸びの低下が大きく、
好ましくない。
【0017】Si量は1.0%以下である。Siは、鋼を
強化する効果のわりには、延性劣化の少ない元素とし
て、加工用高強度鋼板の製造に多用されている。しか
し、Siはフエライト形成元素であるので、1.0%を越
えて過多量を添加すれば、他の元素による変態点の低下
の効果と合わせても、880℃以下の仕上温度で適正な
ミクロ組織を得ことが困難である。
【0018】Mn量は0.2〜2.0%の範囲である。Mn
は、鋼のγからαへの変態点の低下に極めて有効であ
り、その効果は、Mn量が0.2%以上にて顕著となる。
しかし、2.0%を越える過多量の添加は、ベイナイト等
の低温変態組織を生成しやすくして、伸びを劣化させる
ので、好ましくない。P量は0.15%以下である。P
は、フエライト形成元素であり、添加量は少ないほどよ
い。他の元素との組合わせによつて、適正なミクロ組織
を得ることができるが、0.15%が上限である。
【0019】S量は0.015%以下とする。鋼の局部伸
びは、非金属介在物の量及び形態に大きく影響される。
その量は、S量の低減によつて減少させるのがよく、か
くして、S量は0.015%とする必要がある。Al量は
0.01〜0.10%の範囲である。本発明鋼は、本質的に
Alキルド鋼であり、脱酸を十分に行なうためには、0.
01%以上のAlが必要である。しかし、過多量のAl
を添加するときは、鋼中の介在物量の増大により、伸び
の劣化をもたらすほか、製造コストの上昇をももたらす
ので、Al量は0.10%を上限とする。
【0020】本発明においては、上述した元素が本発明
鋼の基盤をなすものであるが、より高強度の鋼を安定し
て製造するために、上記した元素と共に、以下に述べる
元素を用いることができる。Cu、Ni、Cr、Mo及
びBは、いずれも、鋼のγからαへの変態点の低下及び
鋼の強化に有効な合金元素である。しかし、いずれの元
素も、過多に添加するときは、ベイナイト等の組織の生
成を促進して、鋼の伸びを劣化させるので、それぞれの
元素の添加は、Cuは1.6%以下、Niは1.0%以下、
Crは1.5%以下、Moは0.5%以下、Bは0.003%
以下とする。
【0021】Nb、Ti及びVは、鋼のミクロ組織の粗
大化を抑制する効果があるほか、鋼の強化元素としても
有効である。また、Nb及びTiは、γからαへの変態
点の低下効果にも有効である。しかし、Nb、Ti、V
共に、過多に添加しても、それぞれの効果が飽和するほ
か、徒に製造コストの上昇をもたらすので、それらの添
加は、Nbは0.08%以下、Tiは0.10%以下、Vは
0.10%以下とする。
【0022】また、Ca、Zr、REM等の添加によつ
て、その形態を制御することも、鋼の伸びの向上に有効
である。しかし、これら元素を過多に添加するときは、
介在物量の増大をもたらして、上記特性を劣化させるの
で、Caは0.01%以下、Zrは0.05%以下、REM
は0.05%以下とする。更に、本発明によれば、既に述
べたように、比較的低い仕上温度ですぐれた伸びを確保
するために、各元素が下記式を満足する必要がある。
【0023】120Mn+100Cu+200Ni+1
00Mo+150Ti+100Cr+1000Nb+1
3000B−50Si−150P≧65(重量%) また、鋼の成分として、N量は、特に限定されるもので
はないが、通常、0.005%以下であれば、実用上、加
工性の問題はない。次に、熱延条件の限定について説明
する。
【0024】鋼の鋳造は、連鋳でも造塊でもよく、薄ス
ラブ連鋳でもよい。スラブ加熱後の、或いは連鋳から直
接搬入されたスラブは、粗圧延し、仕上圧延して、所定
の板厚に仕上げられる。仕上温度は、本発明の目的から
880℃以下とする。仕上温度の下限は、最終製品の組
織が主としてポリゴナルフエライト組織となる範囲であ
れば、特に、限定されないが、通常、750℃以上であ
る。
【0025】仕上圧延した鋼板は、10℃/秒以上の平
均冷却速度にて、300〜720℃の範囲のコイル巻取
温度まで冷却される。かかる平均冷却速度及びコイル巻
取温度は、整細粒のポリゴナルフエライト組織を生成さ
せるためである。冷却速度の上限は、最終組織を前述の
ように確保し得る範囲であれば、特に限定されないが、
通常、100℃/秒以下である。鋼板の伸びは、鋼中の
固溶C量が少ないほど、高く保持することができる。3
00℃よりも低い温度でのコイル巻取は、固溶Cを析出
物として十分に低減させることができなくなる。
【0026】最終組織を主としてポリゴナルフエライト
とするのは、安定して高い伸びを得るためである。熱延
仕上段階で整粒であつても、その後の急冷によつてベイ
ナイトが生成すれば、伸びが劣化する。従つて、最終組
織中のベイナイト等の混入は、20容量%以下とする。
本発明は、熱延鋼板(黒皮付き鋼板、酸洗鋼板)に関す
るものであるが、これを原板とするめつき鋼板に対して
も有効である。溶融亜鉛めつきライン等のように、鋼板
を再加熱処理する場合には、再加熱温度は650℃以下
として、短時間処理するのが望ましい。これによつて、
厚板の耐縦割れ性の劣化を抑制することができる。
【0027】また、本発明による熱延鋼板を冷間圧延し
て、フルハードまま、或いは、更に焼鈍し、めつき等を
施して用いても、材質上、何ら不具合がないばかりか、
熱延板の状態での整細粒が冷延鋼板及び冷延厚板めつき
鋼板の面内異方性の低減、高γ値化に有利に作用する。
【0028】
【実施例】前述の基礎実験で用いた材料の幾つかについ
て、種々の条件で熱間圧延し、その機械的性質を調査し
た。一部の材料については、熱延板に合金化溶融亜鉛め
つき相当の熱処理を付与して、材質を調査した。それら
の調査結果を表3及び表4及び図4に示す。
【0029】
【表3】
【0030】
【表4】
【0031】
【発明の効果】本発明による熱延鋼板は、加工性、特
に、伸びにすぐれていることが明らかである。今後、薄
物熱延鋼板の製造技術の発展につれて、冷延鋼板並みの
加工性を有する極薄熱延鋼板の需要が高まるものと考え
られる。このような場合、熱延鋼板の加工性向上には、
先ず、伸びを十分に高く維持することが必要となり、本
発明による熱延鋼板は、かかる場合に有用である。
【0032】
【図面の簡単な説明】
【図1】は、極低C−Ti系鋼及び一般の自動車用軟鋼
(低C−Alキルド鋼)における熱間圧延温度とγから
αへの変態点との関係を示すグラフである。
【図2】は、極低C−Ti系鋼における熱延仕上温度と
伸びとの関係を示すグラフである。
【図3】は、Ceq値と圧延仕上温度と組織との関係を
示すグラフである。
【図4】は、鋼の引張強さと伸びとの関係を示すグラフ
である。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重量%にて C 0.0080%以下、 Si 1.0%以下、 Mn 0.2〜2.0%、 P 0.15%以下、 S 0.015%以下、及び Al 0.01〜0.10%を含有し、 残部鉄及び不可避的不純物よりなり、且つ、 120Mn+100Cu+200Ni+100Mo+1
    50Ti+100Cr+1000Nb+13000B−
    50Si−150P≧65(%) を満足し、主としてポリゴナルフエライト組織からな
    り、板厚が1.4mm以下である加工性にすぐれる極低C系
    の薄物熱延鋼板。
  2. 【請求項2】重量%にて (a) C 0.0080%以下、 Si 1.0%以下、 Mn 0.2〜2.0%、 P 0.15%以下、 S 0.015%以下、及び Al 0.01〜0.10%を含有し、更に、 (b) Cu 1.6%以下、 Ni 1.0%以下、 Cr 1.5%以下、 Mo 0.5%以下、及び B 0.003%以下 よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含有
    し、残部鉄及び不可避的不純物よりなり、且つ、 120Mn+100Cu+200Ni+100Mo+1
    50Ti+100Cr+1000Nb+13000B−
    50Si−150P≧65(%) を満足し、主としてポリゴナルフエライト組織からな
    り、板厚が1.4mm以下である加工性にすぐれる極低C系
    の薄物熱延鋼板。
  3. 【請求項3】重量%にて (a) C 0.0080%以下、 Si 1.0%以下、 Mn 0.2〜2.0%、 P 0.15%以下、 S 0.015%以下、及び Al 0.01〜0.10%を含有し、更に、 (b) Nb 0.08%以下、 Ti 0.10%以下、及び V 0.10%以下 よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含有
    し、残部鉄及び不可避的不純物よりなり、且つ、 120Mn+100Cu+200Ni+100Mo+1
    50Ti+100Cr+1000Nb+13000B−
    50Si−150P≧65(%) を満足し、主としてポリゴナルフエライト組織からな
    り、板厚が1.4mm以下である加工性にすぐれる極低C系
    の薄物熱延鋼板。
  4. 【請求項4】重量%にて (a) C 0.0080%以下、 Si 1.0%以下、 Mn 0.2〜2.0%、 P 0.15%以下、 S 0.015%以下、及び Al 0.01〜0.10%を含有し、更に、 (b) Ca 0.01%以下、 Zr 0.05%以下、及び REM 0.05%以下 よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含有
    し、残部鉄及び不可避的不純物よりなり、且つ、 120Mn+100Cu+200Ni+100Mo+1
    50Ti+100Cr+1000Nb+13000B−
    50Si−150P≧65(%) を満足し、主としてポリゴナルフエライト組織からな
    り、板厚が1.4mm以下である加工性にすぐれる極低C系
    の薄物熱延鋼板。
  5. 【請求項5】重量%にて (a) C 0.0080%以下、 Si 1.0%以下、 Mn 0.2〜2.0%、 P 0.15%以下、 S 0.015%以下、及び Al 0.01〜0.10%を含有し、 (b) Cu 1.6%以下、 Ni 1.0%以下、 Cr 1.5%以下、 Mo 0.5%以下、及び B 0.003%以下 よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含有
    し、更に、 (c) Nb 0.08%以下、 Ti 0.10%以下、及び V 0.10%以下 よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含有
    し、残部鉄及び不可避的不純物よりなり、且つ、 120Mn+100Cu+200Ni+100Mo+1
    50Ti+100Cr+1000Nb+13000B−
    50Si−150P≧65(%) を満足し、主としてポリゴナルフエライト組織からな
    り、板厚が1.4mm以下である加工性にすぐれる極低C系
    の薄物熱延鋼板。
  6. 【請求項6】重量%にて C 0.0080%以下、 Si 0.6%以下、 Mn 0.2〜2.0%、 P 0.04〜0.15%、 S 0.015%以下、及び Al 0.01〜0.10%を含有し、 残部鉄及び不可避的不純物よりなり、且つ、 120Mn+100Cu+200Ni+100Mo+1
    50Ti+100Cr+1000Nb+13000B−
    50Si−150P≧65(%) を満足する鋼を熱間圧延するに際して、仕上温度750
    〜880℃、平均冷却速度10〜100℃/秒、コイル
    巻取温度300〜720℃とすることによつて、主とし
    てポリゴナルフエライト組織としてなることを特徴とす
    る加工性にすぐれる極低C系の薄物熱延鋼板の製造方
    法。
  7. 【請求項7】重量%にて (a) C 0.0080%以下、 Si 0.6%以下、 Mn 0.2〜2.0%、 P 0.04〜0.15%、 S 0.015%以下、及び Al 0.01〜0.10%を含有し、更に、 (b) Cu 1.6%以下、 Ni 1.0%以下、 Cr 1.5%以下、 Mo 0.5%以下、及び B 0.003%以下 よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含有
    し、残部鉄及び不可避的不純物よりなり、且つ、 120Mn+100Cu+200Ni+100Mo+1
    50Ti+100Cr+1000Nb+13000B−
    50Si−150P≧65(%) を満足する鋼を熱間圧延するに際して、仕上温度750
    〜880℃、平均冷却速度10〜100℃/秒、コイル
    巻取温度300〜720℃とすることによつて、主とし
    てポリゴナルフエライト組織としてなることを特徴とす
    る加工性にすぐれる極低C系の薄物熱延鋼板の製造方
    法。
  8. 【請求項8】重量%にて (a) C 0.0080%以下、 Si 0.6%以下、 Mn 0.2〜2.0%、 P 0.04〜0.15%、 S 0.015%以下、及び Al 0.01〜0.10%を含有し、更に、 (b) Nb 0.08%以下、 Ti 0.10%以下、及び V 0.10%以下 よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含有
    し、残部鉄及び不可避的不純物よりなり、且つ、 120Mn+100Cu+200Ni+100Mo+1
    50Ti+100Cr+1000Nb+13000B−
    50Si−150P≧65(%) を満足する鋼を熱間圧延するに際して、仕上温度750
    〜880℃、平均冷却速度10〜100℃/秒、コイル
    巻取温度300〜720℃とすることによつて、主とし
    てポリゴナルフエライト組織としてなることを特徴とす
    る加工性にすぐれる極低C系の薄物熱延鋼板の製造方
    法。
  9. 【請求項9】重量%にて (a) C 0.0080%以下、 Si 0.6%以下、 Mn 0.2〜2.0%、 P 0.04〜0.15%、 S 0.015%以下、及び Al 0.01〜0.10%を含有し、更に、 (b) Ca 0.01%以下、 Zr 0.05%以下、及び REM 0.05%以下 よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含有
    し、残部鉄及び不可避的不純物よりなり、且つ、 120Mn+100Cu+200Ni+100Mo+1
    50Ti+100Cr+1000Nb+13000B−
    50Si−150P≧65(%) を満足する鋼を熱間圧延するに際して、仕上温度750
    〜880℃、平均冷却速度10〜100℃/秒、コイル
    巻取温度300〜720℃とすることによつて、主とし
    てポリゴナルフエライト組織としてなることを特徴とす
    る加工性にすぐれる極低C系の薄物熱延鋼板の製造方
    法。
  10. 【請求項10】重量%にて (a) C 0.0080%以下、 Si 0.6%以下、 Mn 0.2〜2.0%、 P 0.04〜0.15%、 S 0.015%以下、及び Al 0.01〜0.10%を含有し、 (b) Cu 1.6%以下、 Ni 1.0%以下、 Cr 1.5%以下、 Mo 0.5%以下、及び B 0.003%以下 よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含有
    し、更に、 (c) Nb 0.08%以下、 Ti 0.10%以下、及び V 0.10%以下 よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含有
    し、残部鉄及び不可避的不純物よりなり、且つ、 120Mn+100Cu+200Ni+100Mo+1
    50Ti+100Cr+1000Nb+13000B−
    50Si−150P≧65(%) を満足する鋼を熱間圧延するに際して、仕上温度750
    〜880℃、平均冷却速度10〜100℃/秒、コイル
    巻取温度300〜720℃とすることによつて、主とし
    てポリゴナルフエライト組織としてなることを特徴とす
    る加工性にすぐれる極低C系の薄物熱延鋼板の製造方
    法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002115027A (ja) * 2000-10-06 2002-04-19 Kawasaki Steel Corp 薄物溶融亜鉛めっき軟鋼板およびその製造方法
KR100504366B1 (ko) * 2000-11-24 2005-07-28 주식회사 포스코 재질특성이 우수한 극박 열연강판의 제조방법

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