JPH0545655B2

JPH0545655B2 -

Info

Publication number: JPH0545655B2
Application number: JP60089295A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Kokubo; Kazuhiko Gunda; Hidenori Shirasawa; Fukuteru Tanaka
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1985-04-24
Filing date: 1985-04-24
Publication date: 1993-07-09
Also published as: JPS61246327A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は、焼付硬化性及び耐縦割れ性にすぐれ
た超深絞り用冷延鋼板の製造方法に関する。（従来の技術）現在、自動車の軽量化及び安全性の向上の観点
から、高張力鋼板の需要が増大しつつあるが、よ
く知られているように、鋼の高張力化は、反面、
加工性の劣化をもたらす。従つて、成形時には低
強度であつて、加工性がよい鋼板に、焼付塗装時
の熱処理過程において、鋼の時効硬化によつて所
定の高強度を有せしめる方法が提案されており、
また、既に一部では実用化も行なわれている。こ
のような方法に好適な鋼として、例えば、フエラ
イト・マルテンサイト組織鋼板が知られている
が、この鋼板は、そのｒ値が１前後にすぎず、厳
しい深絞りには適用することができない。他方、ｒ値が高く、且つ、焼付硬化性のすぐれ
た鋼板として、Ｐ添加アルミキルド鋼が知られて
いるが、これをバツチ焼鈍にて製造するときは、
製造費用が高価となり、一方、製造費用を低減す
るために連続焼鈍によれば、鋼板のｒ値が低下す
る問題がある。更に、鋼板の焼付硬化性を高める別の方法とし
て、例えば、特開昭57−192225号公報に記載され
ているように、極低炭素鋼に鋼中の固溶Ｃ及びＮ
を完全に固定する量より少ない量にて、Ti、Nb
等の炭窒化物形成元素を添加する方法も知られて
いる。この方法によれば、連続焼鈍法が適用し得
るので、製造費用点では有利ではあるが、Tiや
Nb等によつて固定されない固溶Ｃ、Ｎ等が鋼の
ｒ値を低下させる弊害を内包しているので、安定
した高ｒ値の達成が容易ではない。鋼板中に固溶Ｃを残存させることは、上述した
焼付硬化性を確保するために重要であると同時
に、固溶Ｃによる粒界脆化の抑制硬化に基づく加
工部材の縦割れ性改善の点からも重要であるが、
鋼板の深絞り性とこれら特性との両立は、現状で
は極めて困難とされている。（発明の目的）そこで、本発明者らは、高ｒ値であつて、しか
も、すぐれた焼付硬化性及び耐縦割れ性を備えた
冷延鋼板を得るために鋭意研究した結果、冷間圧
延後、再結晶の段階にて炭窒化物析出による固溶
Ｃの十分な固定を図ると共に、再結晶焼鈍後に
は、Ｃのある程度の量、鋼中に再固溶させること
によつて、ｒ値が高く、且つ、高い焼付硬化性と
耐縦割れ性を備えた超深絞り用冷延鋼板を得るこ
とができることを見出して本発明に至つたもので
ある。従つて、本発明は、高い焼付硬化性と耐縦割れ
性を備えた超深絞り用冷延鋼板の製造方法を提供
することを目的とする。〔発明の構成）本発明による超深絞り用冷延鋼板の製造方法
は、重量％でＣ 0.003〜0.02％、 Si 0.5％以下、 Mn 0.05〜1.2％、Ｐ 0.1％以下、 Al 0.01〜0.1％、 Ti 0.01〜0.1％、Ｖ 0.01〜0.1％、Ｎ 0.0060％以下を含有し、且つ、％Ti＋％Ｖ≧５％Ｃ＋3.4％Ｎ及び％Ｃ−｛（％Ti−3.4％Ｎ）／４｝≧0.001 を満足し、残部鉄及び付加避的不純物よりなる鋼
を熱間圧延及び冷間圧延して冷延鋼板とし、次い
で、この鋼板を750℃以上の温度にて連続再結晶
焼鈍し、その後の冷却過程において100℃から400
℃の間を８℃／秒以上の平均冷却速度にて冷却す
ることを特徴とする。本発明による超深絞り用冷延鋼板の製造方法に
おいては、鋼中のＣ及びＮを化学量論的に固定す
るに十分な炭窒化物形成元素を鋼に添加して、熱
間圧延後であつて、冷間圧延前の段階において、
上記Ｃ及びＮを固定することによつて、最終的に
得られる冷延鋼板のｒ値を最大限に高めると共
に、冷間圧延後の再結晶焼鈍時にこれら析出物を
一部、再固溶させた後、固溶Ｃを常温までもちき
たすことによつて、鋼板の焼付硬化性と耐縦割れ
性とを共に向上させるのである。極低Ｃ−Ti鋼の焼付硬化性及び耐縦割れ性に
及ぼすTi量及びＶ、Ｂ添加の影響を図面に示す。
焼付硬化性及び耐縦割れ性は、鋼中の固溶Ｃ量と
密接な関係を有し、固溶Ｃ量が多く、焼付硬化性
のすぐれる材料は必然的に耐縦割れ性がすぐれる
こととなるので、上記二つの性質は、焼付硬化性
で代表させることができる。即ち、図面において
は、通常の方法によつて製造した冷延鋼板を850
℃で焼鈍した後、水焼入れした場合の焼付硬化量
及びｒ値を示す。尚、ここで、焼付硬化量とは、
２％予ひずみ後、170℃で20分間熱処理したとき
の降伏応力と２％予ひずみ時の応力との差を意味
するものとする（以下についても同じ。）。極低Ｃ−Ti鋼である鋼１及び２は、いずれも
すぐれたｒ値を示すが、焼付硬化量が小さい。鋼
１が鋼２よりも焼付硬化量が高いのは、Ti量が
少ないために、焼鈍時に再固溶した若干量のTiC
析出物が、その後の冷却過程においてTiCとして
析出し難いことによるとみられる。Ｂ添加した鋼
３は、固溶Ｂの効果によつて、焼付硬化性は改善
されるが、ｒ値低下が著しい。これらの鋼に対し
て、Ｖ添加鋼４は、すぐれた焼付硬化性及びｒ値
を示す。これは化学量論的に鋼中のＣ及びＮを十
分に固定し得る量のTi及びＶを複合添加した鋼
を再結晶焼鈍するときに、TiC析出物の一部と、
V₄C₃析出物の全量又は一部が再固溶するためで
あるとみられる。この再固溶に先立つて、鋼の再
結晶は完了しているので、固溶Ｃによるｒ値低下
はない。鋼中のＣ及びＮの固定により生成した炭窒化物
のうち、再結晶焼鈍温度として通常採用されてい
る800〜900℃の範囲への加熱によつて、２Kgｆ／
mm²以上の焼付硬化量をもたらすに十分な量のＣの
再固溶が期待できる炭窒化物形成元素は、実用
上、Ｖが有効である。しかし、Ｖの添加のみで
は、通常の熱間圧延及び冷間圧延において、鋼中
のＣ及びＮを十分に固定することは困難であるの
で、本発明者らは、TiがＶよりもＣ及びＮと親
和力が強く、しかも、Ｖよりも高温域でＣ及びＮ
との析出反応を起こす点に着目し、Ti及びＶの
複合添加によつて、本発明の所期の目的を達成す
ることに成功したのである。次に、本発明の方法で用いる鋼における化学成
分の限定理由を説明する。Ｃは、本発明においては、３Kgｆ／mm²以上の焼
付硬化量を確保するために、0.003％以上を添加
することが必要である。しかし、0.02％を越えて
過多に添加するときは、焼付硬化量は高くなる
が、反面、ｒ値を確保するためにTi及びＶの所
要添加量が多くなつて、鋼製造費用を高める。従
つて、本発明においては、Ｃ添加量は0.003〜
0.02％の範囲とする。 Siは、本発明においては、必要に応じて添加さ
れる元素であつて、鋼の高強度化に有効であると
共に、フエライト清浄化作用による鋼の加工性改
善の効果をも有する。しかし、多量の添加は、鋼
の化成処理性を劣化させることがあるので、添加
量の上限を0.5％とする。 Mnは、鋼の赤熱脆化を防止する観点から、本
発明においては0.05％以上を添加する必要があ
る。しかし、1.2％を越えて多量に添加するとき
は、ｒ値の低下がもたらされるので、1.2％を上
限とする。Ｐは、Siと同様に鋼の強化元素として有効であ
るが、0.1％を越えて添加するときは、鋼の脆化
が大きくなるので、0.1％を上限とする。 Alは、鋼の脱酸元素として必要である。本発
明において用いる鋼は、アルミキルド鋼であるの
で、鋼を十分に脱酸してから、Ti及びＶを添加
することが、その歩留りを向上させるために必要
である。従つて、本発明においては、Alは少な
くとも0.01％を添加する。しかし、過多に添加し
ても、脱酸効果が飽和するのみならず、鋼の清浄
度を劣化させるので、添加量の上限は0.1％とす
る。 Ti及びＶは、前述したように、鋼中のＣ及び
Ｎを固定するために、本発明において必要不可欠
の元素であり、それぞれ少なくとも0.01％を添加
する。しかし、いずれの元素も、これを過多に添
加しても、徒に鋼製造費用を高めることとなるの
で、主として経済性の点から、Ti及びＶの添加
量の上限は、それぞれ0.1％とする。本発明においては、上記したように、鋼中のＮ
をTi及びＶにて固定するので、鋼中のＮ量が少
ないほど、所要のTi量を低減することができる。
従つて、本発明においては、Ｎ量はできる限り抑
えることが望ましいが、製造費用を考慮して、そ
の上限を0.0060％とする。本発明においては、用いる鋼が上記した化学成
分を有すると共に、Ti、Ｖ、Ｃ及びＮのそれぞ
れの量に関して、次の関係を満たすことが必要で
ある。即ち、％Ti＋％Ｖ≧５％Ｃ＋3.4％Ｎ (1) 及び％Ｃ−｛（％Ti−3.4％Ｎ）／４｝≧0.001 (2) （但し、％元素は当該元素の鋼中における重量％
による含有量を示す。）上記(1)式は、化学量論的に鋼中のＣ及びＮを固
定するに十分なTi及びＶ量を確保するための条
件である。上記(2)式は、Tiによつて固定される
Ｎ及びＣのうち、全Ｃ量がTiCによつて固定され
る場合、再結晶焼鈍時に再固溶するＣ量が少なく
なり、所定の焼付硬化量が得られないので、少な
くとも0.001％以上のＣ量をV₄C₃として析出させ
るための条件を規定するものであり、これによつ
て、再結晶焼鈍過程において再固溶するＣ量を確
保するものである。次に、本発明による冷延鋼板の製造方法につい
て説明する。本発明の方法は、上記した化学組成を有し、且
つ、上記条件を満足する鋼を熱間圧延及び冷間圧
延して冷延鋼板とし、次いで、この鋼板を750℃
以上の温度にて連続再結晶焼鈍し、その後の冷却
過程において100℃から400℃の間を８℃／秒以上
の平均冷却速度にて冷却する。本発明において用いる鋼は、連続鋳造法、造塊
法のいずれによつて溶製されてもよく、また、そ
の熱間圧延条件も特に制限されない。しかし、鋼
中のＣ及びＮのTi及びＶによる固定を考慮する
とき、圧延後の巻取は高温巻取が好ましく、通
常、650℃以上の巻取とする。熱間圧延後、常温まで冷却した熱延鋼板は、次
いで、常法に従つて、酸洗及び冷間圧延を施した
後、750℃以上の温度にて連続焼鈍される。連続
焼鈍の温度が750℃よりも低いときは、V₄C₃析出
物の再固溶が生じないからである。特に、焼付硬
化量を高めるためには、連続焼鈍温度は800℃以
上が好ましい。本発明の方法によれば、上記連続焼鈍後の冷却
過程において、100℃から400℃までの間を平均冷
却速度８℃／秒以上にて高速冷却することが必要
である。上記冷却速度が８℃／秒よりも低いとき
は、冷却の途中でV₄C₃の再析出及びFe₃Cの析出
によつて、焼付硬化性が著しく損なわれるからで
ある。即ち、本発明の方法においては、冷却途中
におけるFe₃Cの析出が300℃付近で活発になるの
で、100℃から400℃の間で高速冷却する必要があ
る。但し、上記冷却は、上に説明した条件を満た
す限りは、ガスジエツト冷却、水焼入れ冷却、ロ
ール冷却等、いずれの冷却方法によつてもよく、
また、冷却後の鋼板を250℃以下の温度に再加熱
して、常温時効の量及び焼付硬化量を制御するこ
ともできる。更に、本発明の方法においては、上記したよう
に、Ti及びＶの複合添加を必須とするものであ
るが、鋼中のＮを固定するに必要なTi添加量を
低減させるために、前記した元素以外に、REM、
Ce、Zr、Ca等のように、Ｎとの親和力の強い元
素を微量、添加してもよい。かかる元素の添加
は、勿論、本発明の方法による冷延鋼板の高ｒ値
及びすぐれた焼付硬化性を何ら損なわない。（発明の効果）以上のように、本発明の製造方法においては、
用いる鋼に所定の化学組成、特に、Ti及びＶの
複合添加による化学組成を有せしめると共に、こ
れら化学成分に関して所定の条件を満足させるこ
とにより、熱間圧延後、冷間圧延前においては、
鋼中のＣ及びＮを化学量論的に固定して、最終的
に得られる冷延鋼板のｒ値を最大限に高めると共
に、冷間圧延後の再結晶焼鈍時にこれら析出物を
一部再固溶させた後、所定の冷却条件による冷却
によつて、この再固溶Ｃを常温までもちきたし、
このようにして、従来、その両立が困難とされて
いる高いｒ値と同時に、高い焼付硬化量とすぐれ
た耐縦割れ性とを共に有する超深絞り用冷延鋼板
を得ることができる。（実施例）以下に実施例を挙げて本発明を説明する。実施例表に化学組成を示す種々の極低Ｃ−Ti鋼を実
験的に溶製し、得た鋼塊を皮削り、鍛造の後、常
法に従つて、熱間圧延、冷間圧延して、厚さ0.8

【表】 (注) ＊各式が満足されるときを○、満足されな
いときを×で示す。
＊＊ CAL：連続焼鈍
WQ：水冷(冷却速度≧500℃／S)
RQ：ロール冷却(冷却速度≧100℃／S)
mmの冷延鋼板を得た。これら鋼板を表に示す温度
にて連続焼鈍した後、表に示す条件にて冷却し、
その機械的性質を調べた。結果を表に示す。本発明の方法において規定する条件を満足する
冷延鋼板は、いずれも高いｒ値を示す。これに対
して、比較鋼Ｂ及びＣは、Ｖ無添加の通常の極低
Ｃ−Ti鋼であつて、すぐれたｒ値を示すものの、
焼付硬化性が実質的に認められない。比較鋼Ｅ
は、化学組成の点では、本発明において規定する
範囲内にあるが、焼鈍を冷却速度が５℃／秒より
も小さいバツチ焼鈍にて行つたので、所定の焼付
硬化量を得ることができない。比較鋼Ｇ及びＪ
は、鋼中のＣ及びＮを化学量論的に固定し得る
Ti及びＶの量が不足しているので、焼付硬化性
にはすぐれるが、ｒ値が極めて低いことが明らか
である。

【図面の簡単な説明】

図面は、極低Ｃ−Ti鋼における化学組成と、
ｒ値及び焼付硬化量との関係を示すグラフであ
る。

Claims

【特許請求の範囲】１重量％でＣ 0.003〜0.02％、 Si 0.5％以下、 Mn 0.05〜1.2％、Ｐ 0.1％以下、 Al 0.01〜0.1％、 Ti 0.01〜0.1％、Ｖ 0.01〜0.1％、Ｎ 0.0060％以下を含有し、且つ、％Ti＋％Ｖ≧５％Ｃ＋3.4％Ｎ及び％Ｃ−｛（％Ti−3.4％Ｎ）／４｝≧0.001 を満足し、残部鉄及び不可避的不純物よりなる
鋼を熱間圧延及び冷間圧延して冷延鋼板とし、
次いで、この鋼板を750℃以上の温度にて連続
再結晶焼鈍し、その後の冷却過程において100
℃から400℃の間を８℃／秒以上の平均冷却速
度にて冷却することを特徴とする焼付硬化性及
び耐縦割れ性にすぐれた超深絞り用冷延鋼板の
製造方法。