JPH0561341B2 - - Google Patents
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Description
(産業上の利用分野)
耐リジング性に優れる加工用温間圧延薄鋼板と
その製造方法に関連してこの明細書には、冷間圧
延工程又は冷間圧延及び焼鈍工程の煩瑣を有利に
回避してしかもプレス加工後におけるリンジング
発生のうれいを廃絶することについての開発研究
の成果を述べる。 建材、自動車車体材、缶材ないしは各種表面処
理原板などの用途に使用される板厚がおよそ2mm
以下の加工用薄鋼板には以下のような特性が要求
される。 (1) 機械的特性 良好な曲げ加工性、張り出し加工性および絞り
加工性を得るために、主として高い延性と高いラ
ンクフオード値(r値)が必要である。 (2) 表面特性 これら材料は主として最終製品の最外側に使用
されるため、素材としての形状および表面美麗さ
はもちろんのこと、各種表面処理性も重要であ
る。 これら薄鋼板の一般的な製造手段は、次のとお
りである。 まず鋼素材としては主に低炭素鋼を用い、造塊
−分塊圧延にて板厚200mm程度の鋼片とした後、
加熱炉にて加熱−均熱処理し、ついで粗熱延工程
により板厚約30mmのシートバーとしてから、仕上
温度がAr3変態点以上の範囲における仕上熱延工
程にて所定板厚の熱延鋼帯とし、しかるのちそれ
を酸洗後、冷間圧延により所定板厚(2.0mm以下)
の冷延鋼帯とし、さらに再結晶焼鈍を施して最終
製品とする。 かかる慣行の最大の欠点は最終製品に至るまで
の工程がきわめて長いことにある。その結果、製
品にするまでに要するエネルギー、要員および時
間が莫大になるだけでなく、これら長い工程中に
製品の品質とくに表面特性上種々の問題を生じさ
せる不利も加わる。 上記のように、加工用薄鋼板の製造手順には、
冷間圧延工程(圧延温度200℃未満)を含むこと
が必須であつた。 この冷間圧延工程は単に所望の減厚を意図する
だけに止まらず、冷間加工によつて導入される塑
性ひずみを利用することにより最終焼鈍工程にお
いて、深絞り性に有利な(111)方位の結晶粒の
成長を促進させるのに役立つ。 ところが、冷間での加工は熱間での加工に比べ
て鋼帯の変形抵抗が著しく高いために圧延に要す
るエネルギーも莫大なほか、圧延ロールの摩耗が
ひどく、加えてスリツプなどの圧延トラブルも生
じ易い。 これに対し、200℃以上Ar3変態点以下の比較
的高温域(いわゆる温間域)にて、圧延できしか
も特に良好な加工性が得られれば、上記問題点は
一掃でき、製造上のメリツトは大きいといえよ
う。 また加工用薄鋼板の製造方としては、熱間圧延
工程にて最終製品とするものも考えられている。
この方法によれば、冷間圧延および再結晶焼鈍工
程が省略でき、そのメリツトは大きい。 しかしながら、熱間圧延のままで得られる薄鋼
板の機械的特性は、冷延−焼鈍工程を経たものに
比べるとはるかに劣る。とくに自動車の車体など
に使用されるプレス加工材には優れた深絞り性が
要求されるのに対し、熱延鋼板のr値は1.0前後
と低く、そのためその加工用途はきわめて限られ
たものになる。これは従来の熱延方法において
は、その仕上温度がAr3変態点以上であるため、
r→α変態時に集合組織がランダム化するためで
ある。加えて2.0mm以下の板厚の薄鋼板を熱延工
程のみで製造することはきわめて困難である。し
かも寸法精度の問題の他に、薄くなることによる
鋼板温度の低下は、低炭素鋼のAr3変態点以下の
圧延を余儀なくし、材質(延性、絞り性)の著し
い劣化をもたらす。またたとえAr3変態点以下の
圧延によつて材質が確保できたとしても、フエラ
イト域で圧延された鋼板にはリジングが発生しや
すくなるという新たな問題が生じる。 ここにリジングとは製品の加工時に生じる表面
の凹凸の欠陥であつて、加工製品の最外側に使用
されることが主であるこの種の鋼板にとつては致
命的な欠陥である。 リジングは、金属学的には加工−再結晶過程を
経ても容易には分割されない結晶方位群(冷えば
{100}方位粒群)が圧延方向に伸ばされたまま残
留することに起因するものであり、一般にフエラ
イト(α)域の比較的高温で加工された状況で生
じやすく、とくにフエライト域での圧下率が高い
場合すなわち薄鋼板の製造のような場合にはその
傾向が強い。 最近では、これら加工用薄鋼板は、加工製品の
複雑化、高級化に伴い厳しい加工を受けることが
多くなつたこともあり、優れた耐リジング性が要
求されるようになつてきた。 ところで近年鉄鋼材料の製造工程は著しく変化
しており、加工用薄鋼板の場合も例外ではない。 すなわち、近年まず連続鋳造プロセスの導入に
よつて分塊圧延工程が省略可能となり、また材質
向上と省エネルギーを目的として鋼片の加熱温度
は従来の1200℃近傍から1100℃近傍もしくはそれ
以下に低下される傾向にある。さらに溶鋼から直
ちに板厚50mm以下の鋼帯を溶製することにより、
熱延の加熱処理と粗圧延工程を省略できるプロセ
スも実用化されつつある。 しかしながらこれらの新製造工程は、いずれも
溶鋼が凝固する際にできる組織(鋳造組織)を破
壊するという点では不利である。とくに凝固時に
形成された{100}<uvw>を主方位とする強い鋳
造集合組織を破壊することはきわめて困難であ
る。 その結果として、最終薄鋼板には、前述したリ
ジングが起こりやすかつたのである。 (従来の技術) 鋼組成を規制した加工用温間圧延薄鋼板はいく
つか開示されている。冷えば特開昭58−9932号公
報は固溶(C+N)を13〜142ppmとすると、200
℃〜500℃の温度域で圧下率20%以上で圧延後、
再結晶焼鈍することにより(110)〔001〕強度が
増加することを示している。また特開昭59−
226149号公報では、C:0.002wt%、N:0.0018
〜0.0021wt%で、 1.2・(Ti/48(wt%)+Nb/93(wt%))−(C/12
(wt%) +N/14(wt%)) の値を0.0011〜0.0022wt%の範囲とした組成鋼を
500〜900℃で潤滑油を施しつつ76〜95%の圧延
後、焼鈍あるいは焼鈍省略して成形性のすぐれた
薄鋼板が製造できる旨開示される。 また冷延工程を省略した温間圧延による深絞り
用鋼板の製造方法もいくつか開示され、たとえば
特公昭47−30809号、特開昭49−86214号、特開昭
59−93835号、特開昭59−133325号、特開昭59−
185729号、そして特開昭59−226149号各公報など
がその例である。いずれも温間域の圧延後ただち
に再結晶処理することを特徴とし、冷間圧延工程
が省略可能な革新的技術である。 さらにAr3変態点以外の比較的低温域で所定板
厚の薄鋼板とし、その後は冷間圧延および再結晶
焼鈍工程を施さない加工用薄鋼板の製造方法もい
くつか提示されている。 例えば特開昭48−4329号公報には、低炭素リム
ド鋼をAr3変態点以下の温度で90%の圧延にて4
mm板厚の鋼帯とすることによる降伏点26.1Kg/
mm2、引張強さ37.3Kg/mm2、伸び49.7%,=1.29
の特性をもたらす製造例が示されている。 一方特開昭52−44718号公報には同じく低炭素
リムド鋼を熱延仕上温度800〜860℃(Ar3変態点
以下)で2.0mm板厚とし、巻取温度600〜730℃と
することによる、降伏点20Kg/mm2以下の低降伏点
鋼板の製造法が示されているが絞り性の指標であ
るコニカルカツプ値は得られる製品で60.60〜
62.18mm程度であり、この点従来例の60.58〜60.61
に比べると絞り性は同等かそれ以下であり、特開
昭53−22850号公報にも同じく低炭素リムド鋼を
熱延仕上温度710〜750℃で1.8〜2.3mm板厚とし、
巻取温度530〜600℃とすることによる低炭素熱延
鋼板の製造法が示されいるがこの方法によつて得
られる製品のコニカルカツプ値が上掲の特開昭52
−44718号公報の場合と同様に従来例よりも高く
て絞り性は劣つている。 またさらに特開昭54−109022号公報には、低炭
素アルミキルド鋼を熱延仕上温度 760〜820℃で1.6mm板厚とし、巻取温度650〜
690℃とすることによる降伏点14.9〜18.8Kg/mm2、
引張強さ27.7〜29.8Kg/mm2、伸び39.0〜44.8%の
特性を有する低強度軟鋼板の製造例が開示されて
いる。 しかしながら上記した公知技術にはいずれも、
前述した耐リジング性を向上させることについて
は何らの考慮も払われていない。 (発明が解決しようとする問題点) 発明者らはさきに特願昭60−043981号明細書
(特公平2−57133号公報記載)にて少なくとも1
パスを800〜300℃の温度範囲でひずみ速度300s-1
以上で圧延後再結晶焼鈍することにより耐リジン
グ性と加工性に優れる薄鋼板が得られることを開
示した。また同じく特願昭60−043971号明細書
(特公平2−57128号公報記載)に示したように、
少なくとも1パスをAr3変態点〜500℃の温度範
囲でひずみ速度300s-1以上でかつ圧下率35%以上
で圧延することにより優れた耐リジング性と加工
性を有するアズロールド薄鋼板の製造法を見い出
した。 これら製造法は耐リジング性と加工性の優れた
薄鋼板の製造が可能となる革期的な方法であるが
いずれもひずみ速度を300s-1以上に上げなければ
ならず、その圧延技術上多少の困難を伴うのはや
むを得ない。 そこで発明者らは、引続き実験を重ねた結果、
鋼組成を規制することにより、ひずみ速度を
300s-1以上としなくとも、耐リジング性と加工性
に優れた薄鋼板が製造できること見い出したので
ある。 つまり冷間圧延工程又は冷間圧延−再結晶焼鈍
工程を含まず、しかも圧延の際のひずみ速度の制
約を脱した新プロセスの開発によつて、耐リジン
グ性と加工性に優れる薄鋼板を、そしてその製造
方法を提供することがこの発明の目的である。 (問題点を解決するための手段) 上記の目的は次の事項を骨子とする構成によつ
て有利に達成される。 C:0.01wt%以下、 Si:0.10wt%以下、 Mn:0.5wt%以下、 P:0.1wt%以下、 Al:0.002〜0.10wt%、 N:0.01wt%以下、 O:0.003wt%以下 でかつ、C含有量とN含有量が 0.001(wt%)≦C(wt%)+0.02・N(wt%)≦
0.010(wt%)の関係を満たし、残部不可避不純物
およびFeの組成になることを特徴とする、耐リ
ジング性に優れる加工用温間圧延薄鋼板(第1発
明)。 C:0.01wt%以下、 Si:0.10wt%以下、 Mn:0.5wt%以下、 P:0.1wt%以下、 Al:0.002〜0.10wt%、 N:0.01wt%以下、 O:0.003wt%以下、 においてC(wt%)+0.02・N(wt%)の値が0.001
〜0.010(wt%)の範囲内である鋼素材に、200〜
800℃の温度域にて少なくとも1パスの温間圧延
を施し、引続き400〜950℃の範囲内で焼鈍するこ
とを特徴とする、耐リジング性に優れる加工用温
間圧延薄鋼板の製造方法(第2発明)。 C:0.01wt%以下、 Si:0.10wt%以下、 Mn:0.5wt%以下、 P:0.1wt%以下、 Al:0.002〜0.10wt%、 N:0.01wt%以下、 O:0.003wt%以下、 においてC(wt%)+0.02・N(wt%)の値が0.001
〜0.010(wt%)の範囲内である鋼素材に、300〜
Ar3変態点の温度域にて少なくとも1パスを圧下
率が35%以上の温間圧延を施すことを特徴とす
る。耐リジング性に優れる加工用アズロールド温
間圧延薄鋼板の製造方法(第3発明)。 さてこの発明の基礎となつた研究結果から説明
を始める。 供試鋼はSi:0.01〜0.04wt%,Mn:0.07〜
0.20wt%,P:0.008〜0.017wt%,S:0.002〜
0.008wt%,Al:0.002〜0.053wt%,O:0.001〜
0.014wt%,C(wt%)+0.02・N(wt%):0.0007
〜0.030(wt%)の組成の熱延鋼板である。 この熱延鋼板を600℃に加熱−均熱し、1パス、
30%の圧下率で圧延した。 このときの(C(wt%)+0.02・N(wt%))の
値と焼鈍(均熱温度800℃)後における値およ
びリジング指数との関係を第1図に示す。 値および耐リジング性は(C(wt%)+0.02・
N(wt%))の値とO含有量に強く依存し、600℃
の圧延温度にて、0.001(wt%)≦C(wt%)+
0.02・N(wt%))≦0.010(wt%)でかつ0≦
0.003wt%に鋼組成を規制することにより、値
および耐リジング性は著しく向上していることが
わかる。 また同様の熱延板を700℃に加熱−均熱し、1
パス20%、40%及び60%の各圧下率で圧延した。
このときの(C(wt%)+0.02・N(wt%))値と
圧延後の鋼板の値およびリジング指数との関係
を第2図に示す。 値および耐リジグ性はやはり(C(wt%)+
0.02・N(wt%))値とO含有量および圧下率に強
く依存し、700℃の圧延温度にて0.001(wt%)≦
(C(wt%)+0.02・N(wt%))≦0.010(wt%)、
0
≦0.003wt%に鋼組成を規制し、かつ圧下率35%
以上とすることにより値および耐リジング性は
著しく向上している。 発明者らは、これらの基礎的データに基づき研
究を重ねた結果、以下のように鋼組成を規制する
ことにより、耐リジング性と加工性に優れる薄鋼
板が製造できることを確認したわけである。 (1) 鋼組成 この発明においては鋼組成がもつとも重要であ
り、鋼中のC,N,Al,Oがそれぞれ C≦0.01wt%,N≦0.01wt%,0.002wt%≦Al
≦0.10wt%,O≦0.003wt%でかつCとNが0.001
(wt%)≦(C(wt%)+0.02・N(wt%))≦0.010
(wt%)の関係を満たすことが重要である。鋼組
成が上記の関係を満たさなければ、通常の圧延条
件(ひずみ速度300s-1以下)では優れた耐リジン
グ性と加工性を得ることができない。 もちろん高強度を得るためにP:0.1wt%以下、
Si:0.1wt%以下およびMn:0.5wt%以下などを
所望の強度に応じて含有させる。 なおこの発明で不可避不純物は主としてSを指
し、ここにSは少ない程、加工性に有利な集合組
織が形成されるが、0.01wt%以下ならばさしたる
加工性の劣化はない。 (2) 圧延素材の製造法 従来方式、すなわち造塊−分塊もしくは連続鋳
造法により得られた鋼片は当然適用できる。 鋼片の加熱温度は800〜1250℃が適当であり、
省エネルギーの観点から1100℃未満が好適であ
る。連続鋳造から鋼片を再加熱することなく圧延
を開始するいわゆるCC−DR(連続鋳造−直接圧
延)法ももちろん適用可能である。 一方、溶鋼から直ちに50mm以下の圧延素材を鋳
造する方法(シートバーキヤスター法およびスト
リツプキヤスター法)も省エネルギー、省工程の
観点から経済的メリツトが大きいので、圧延素材
の製造法としてはとりわけ有利である。 (3) 圧延工程 冷延工程省略可能な工程においては低炭素鋼を
所定板厚に圧延する工程において、少なくとも1
パスを200〜800℃の温度範囲で圧延することが必
須である。仕上圧延温度が800℃を超える高温域
では、いくら鋼組成を規制しても、耐リジング性
と加工性の劣るものしか得られない。一方、200
℃未満では、変形抵抗の著しい増大をもたらし、
冷間圧延法で特有な問題が生じるため、仕上圧延
温度は200〜800℃範囲に限定した。 また冷延−再結晶焼純省略可能な工程において
は、少なくとも1パスを300℃〜Ar3変態点の温
度範囲で35%以上の圧下率で圧延することが必須
である。この圧延温度がAr3変態点をこえるとい
くら鋼組成を規制しても耐リジング性と加工性の
劣るうれいがあり、一方300℃未満では、圧延後
再結晶の進行も十分でない。それゆえ、35%以上
の圧下率をとる少なくとも1パスは300℃〜Ar3
変態点範囲にするのがよい。 ひずみ速度については発明者らは特願昭60−
043971号、特願昭60−043981号各明細書で300s-1
以上とすることにより、耐リジング性と加工性に
優れた薄鋼板が製造できることを開示している
が、この発明では新たに鋼組成を規制するだけ
で、耐リジング性と加工性に優れた薄鋼板を製造
できることを見い出したのであり、そのため、こ
の発明にいてはひずみ速度は任意でよい。 圧延パス数、圧下率の配分は上記の条件が満た
されれば任意でよい。 圧延機の配列、構造、ロール径や張力、潤滑の
有、無などは本質的な影響力を持たない。 (4) 焼鈍工程 焼鈍方法は箱型焼鈍法、連続型焼鈍法のいずれ
でもよいが、均質性、生産性の観点から後者が有
利である。 加熱温度は400〜950℃で行う。 また再結晶焼鈍工程省略可能なものについて
は、原則として、焼鈍処理は不要であるが、材質
上の要請から、圧延後のランアウトテーブル上お
よび巻取り工程で保熱、均熱処理を施すこと、ま
た必要に応じて圧延後に多少の加熱処理を施すこ
とを禁ずるものではない。 (5) 酸洗、調質圧延 上述の手順で得られた鋼帯は、従来よりも低温
域の圧延であるため、酸化層は薄く、酸洗性は極
めて良好であるので、酸洗せずに使用できる用途
も広い。また脱スケールは、従来の酸による除去
の他に機械的除去も可能である。さらに形状矯
正、表面粗度調整などを目的として、10%以下の
調質圧延を加えることができる。 (6) 表面処理 かくして得られる鋼帯は、亜鉛めつき(合金系
を含む)錫めつきおよびほうろう性など表面処理
性に優れるので、各種表面処理原板として適用で
ある。 (作用) 鋼組成の限定理由およびその作用は次の通りで
ある。 まず、発明者らは上掲供試鋼での研究の結果、
鋼中のC,Nのうち固溶状態にあるものは、それ
らの各含有量のうちおのおの10%および0.2%で
あり、残りは炭、窒化物として析出固定されてい
ることを見い出した。 さらに温間圧延時に1〜10ppm程度の侵入型固
溶C,Nが存在すると、動的ひずみ時効の効果に
より、耐リジング性および加工性に有利な結晶方
位の集合組織が形成されることも見い出した。 そして、このような効果は、鋼中Oが0.003wt
%以下含有されている時にのみ有効に寄与するこ
とが分かつた。そのためC,Nは0.0001(wt%)≦
0.1C(wt%)+0.002・N(wt%)≦0.001(wt%)す
なわち0.001(wt%)≦(C(wt%)+0.02・N(wt
%))≦0.010(wt%)と限定した。なお鋼中0の効
果は明確ではないが、加工ひずみの変化に影響を
与えているものと考えられる。 以上の他鋼中成分の限定理由は次のとおりであ
る。 C≦0.01wt% C成分は少ないほど加工性が向上し、一方
0.01wt%を越えて含有させると、炭化物の析出量
が多くなり過ぎるため、最終製品の加工性が劣化
するので、C≦0.01wt%とした。 N≦0.01wt% N成分は少ないほど加工性が向上し、一方
0.01wt%を越えて含有させると、窒化物の析出量
が多くなり過ぎるため、最終製品の加工性が劣化
するので、N≦0.01wt%とした。 0.002wt%≦Al≦0.10wt% Alは脱酸を行うために添加されるが、0.002wt
%未満であると十分な脱酸は行われず、この発明
に従い0≦0.003wt%の実現が困難となる。一方、
0.10wt%を越えて添加させても、より一層の脱酸
効果は得られずコスト高となることより、
0.002wt%≦Al≦0.10wt%とした。 Si≦0.1wt% Si成分は鋼を強化させる作用があるが、0.1wt
%を越えると加工性に有利な集合組織の形成が困
難となるため、Si≦0.1wt%とした。 Mn≦0.5wt% Mn成分は鋼の靱性を改善する作用があるが、
0.5wt%を越えると、加工性に有利な集合組織の
形成が困難となるため、Mn≦0.5wt%とした。 P≦0.1wt% P成分は、鋼を強化する作用があるが、0.1wt
%を越えると再結晶が困難となり、また延性も劣
化するため、P≦0.1wt%とした。 (実施例) 表1に示す組成に成分調整した溶鋼を用いてそ
れぞれ表2および表3に示す方法で板厚30〜40mm
のシートバーにした後、6列から成る圧延機を用
いて板厚0.8〜1.6mmの薄鋼板とした。
その製造方法に関連してこの明細書には、冷間圧
延工程又は冷間圧延及び焼鈍工程の煩瑣を有利に
回避してしかもプレス加工後におけるリンジング
発生のうれいを廃絶することについての開発研究
の成果を述べる。 建材、自動車車体材、缶材ないしは各種表面処
理原板などの用途に使用される板厚がおよそ2mm
以下の加工用薄鋼板には以下のような特性が要求
される。 (1) 機械的特性 良好な曲げ加工性、張り出し加工性および絞り
加工性を得るために、主として高い延性と高いラ
ンクフオード値(r値)が必要である。 (2) 表面特性 これら材料は主として最終製品の最外側に使用
されるため、素材としての形状および表面美麗さ
はもちろんのこと、各種表面処理性も重要であ
る。 これら薄鋼板の一般的な製造手段は、次のとお
りである。 まず鋼素材としては主に低炭素鋼を用い、造塊
−分塊圧延にて板厚200mm程度の鋼片とした後、
加熱炉にて加熱−均熱処理し、ついで粗熱延工程
により板厚約30mmのシートバーとしてから、仕上
温度がAr3変態点以上の範囲における仕上熱延工
程にて所定板厚の熱延鋼帯とし、しかるのちそれ
を酸洗後、冷間圧延により所定板厚(2.0mm以下)
の冷延鋼帯とし、さらに再結晶焼鈍を施して最終
製品とする。 かかる慣行の最大の欠点は最終製品に至るまで
の工程がきわめて長いことにある。その結果、製
品にするまでに要するエネルギー、要員および時
間が莫大になるだけでなく、これら長い工程中に
製品の品質とくに表面特性上種々の問題を生じさ
せる不利も加わる。 上記のように、加工用薄鋼板の製造手順には、
冷間圧延工程(圧延温度200℃未満)を含むこと
が必須であつた。 この冷間圧延工程は単に所望の減厚を意図する
だけに止まらず、冷間加工によつて導入される塑
性ひずみを利用することにより最終焼鈍工程にお
いて、深絞り性に有利な(111)方位の結晶粒の
成長を促進させるのに役立つ。 ところが、冷間での加工は熱間での加工に比べ
て鋼帯の変形抵抗が著しく高いために圧延に要す
るエネルギーも莫大なほか、圧延ロールの摩耗が
ひどく、加えてスリツプなどの圧延トラブルも生
じ易い。 これに対し、200℃以上Ar3変態点以下の比較
的高温域(いわゆる温間域)にて、圧延できしか
も特に良好な加工性が得られれば、上記問題点は
一掃でき、製造上のメリツトは大きいといえよ
う。 また加工用薄鋼板の製造方としては、熱間圧延
工程にて最終製品とするものも考えられている。
この方法によれば、冷間圧延および再結晶焼鈍工
程が省略でき、そのメリツトは大きい。 しかしながら、熱間圧延のままで得られる薄鋼
板の機械的特性は、冷延−焼鈍工程を経たものに
比べるとはるかに劣る。とくに自動車の車体など
に使用されるプレス加工材には優れた深絞り性が
要求されるのに対し、熱延鋼板のr値は1.0前後
と低く、そのためその加工用途はきわめて限られ
たものになる。これは従来の熱延方法において
は、その仕上温度がAr3変態点以上であるため、
r→α変態時に集合組織がランダム化するためで
ある。加えて2.0mm以下の板厚の薄鋼板を熱延工
程のみで製造することはきわめて困難である。し
かも寸法精度の問題の他に、薄くなることによる
鋼板温度の低下は、低炭素鋼のAr3変態点以下の
圧延を余儀なくし、材質(延性、絞り性)の著し
い劣化をもたらす。またたとえAr3変態点以下の
圧延によつて材質が確保できたとしても、フエラ
イト域で圧延された鋼板にはリジングが発生しや
すくなるという新たな問題が生じる。 ここにリジングとは製品の加工時に生じる表面
の凹凸の欠陥であつて、加工製品の最外側に使用
されることが主であるこの種の鋼板にとつては致
命的な欠陥である。 リジングは、金属学的には加工−再結晶過程を
経ても容易には分割されない結晶方位群(冷えば
{100}方位粒群)が圧延方向に伸ばされたまま残
留することに起因するものであり、一般にフエラ
イト(α)域の比較的高温で加工された状況で生
じやすく、とくにフエライト域での圧下率が高い
場合すなわち薄鋼板の製造のような場合にはその
傾向が強い。 最近では、これら加工用薄鋼板は、加工製品の
複雑化、高級化に伴い厳しい加工を受けることが
多くなつたこともあり、優れた耐リジング性が要
求されるようになつてきた。 ところで近年鉄鋼材料の製造工程は著しく変化
しており、加工用薄鋼板の場合も例外ではない。 すなわち、近年まず連続鋳造プロセスの導入に
よつて分塊圧延工程が省略可能となり、また材質
向上と省エネルギーを目的として鋼片の加熱温度
は従来の1200℃近傍から1100℃近傍もしくはそれ
以下に低下される傾向にある。さらに溶鋼から直
ちに板厚50mm以下の鋼帯を溶製することにより、
熱延の加熱処理と粗圧延工程を省略できるプロセ
スも実用化されつつある。 しかしながらこれらの新製造工程は、いずれも
溶鋼が凝固する際にできる組織(鋳造組織)を破
壊するという点では不利である。とくに凝固時に
形成された{100}<uvw>を主方位とする強い鋳
造集合組織を破壊することはきわめて困難であ
る。 その結果として、最終薄鋼板には、前述したリ
ジングが起こりやすかつたのである。 (従来の技術) 鋼組成を規制した加工用温間圧延薄鋼板はいく
つか開示されている。冷えば特開昭58−9932号公
報は固溶(C+N)を13〜142ppmとすると、200
℃〜500℃の温度域で圧下率20%以上で圧延後、
再結晶焼鈍することにより(110)〔001〕強度が
増加することを示している。また特開昭59−
226149号公報では、C:0.002wt%、N:0.0018
〜0.0021wt%で、 1.2・(Ti/48(wt%)+Nb/93(wt%))−(C/12
(wt%) +N/14(wt%)) の値を0.0011〜0.0022wt%の範囲とした組成鋼を
500〜900℃で潤滑油を施しつつ76〜95%の圧延
後、焼鈍あるいは焼鈍省略して成形性のすぐれた
薄鋼板が製造できる旨開示される。 また冷延工程を省略した温間圧延による深絞り
用鋼板の製造方法もいくつか開示され、たとえば
特公昭47−30809号、特開昭49−86214号、特開昭
59−93835号、特開昭59−133325号、特開昭59−
185729号、そして特開昭59−226149号各公報など
がその例である。いずれも温間域の圧延後ただち
に再結晶処理することを特徴とし、冷間圧延工程
が省略可能な革新的技術である。 さらにAr3変態点以外の比較的低温域で所定板
厚の薄鋼板とし、その後は冷間圧延および再結晶
焼鈍工程を施さない加工用薄鋼板の製造方法もい
くつか提示されている。 例えば特開昭48−4329号公報には、低炭素リム
ド鋼をAr3変態点以下の温度で90%の圧延にて4
mm板厚の鋼帯とすることによる降伏点26.1Kg/
mm2、引張強さ37.3Kg/mm2、伸び49.7%,=1.29
の特性をもたらす製造例が示されている。 一方特開昭52−44718号公報には同じく低炭素
リムド鋼を熱延仕上温度800〜860℃(Ar3変態点
以下)で2.0mm板厚とし、巻取温度600〜730℃と
することによる、降伏点20Kg/mm2以下の低降伏点
鋼板の製造法が示されているが絞り性の指標であ
るコニカルカツプ値は得られる製品で60.60〜
62.18mm程度であり、この点従来例の60.58〜60.61
に比べると絞り性は同等かそれ以下であり、特開
昭53−22850号公報にも同じく低炭素リムド鋼を
熱延仕上温度710〜750℃で1.8〜2.3mm板厚とし、
巻取温度530〜600℃とすることによる低炭素熱延
鋼板の製造法が示されいるがこの方法によつて得
られる製品のコニカルカツプ値が上掲の特開昭52
−44718号公報の場合と同様に従来例よりも高く
て絞り性は劣つている。 またさらに特開昭54−109022号公報には、低炭
素アルミキルド鋼を熱延仕上温度 760〜820℃で1.6mm板厚とし、巻取温度650〜
690℃とすることによる降伏点14.9〜18.8Kg/mm2、
引張強さ27.7〜29.8Kg/mm2、伸び39.0〜44.8%の
特性を有する低強度軟鋼板の製造例が開示されて
いる。 しかしながら上記した公知技術にはいずれも、
前述した耐リジング性を向上させることについて
は何らの考慮も払われていない。 (発明が解決しようとする問題点) 発明者らはさきに特願昭60−043981号明細書
(特公平2−57133号公報記載)にて少なくとも1
パスを800〜300℃の温度範囲でひずみ速度300s-1
以上で圧延後再結晶焼鈍することにより耐リジン
グ性と加工性に優れる薄鋼板が得られることを開
示した。また同じく特願昭60−043971号明細書
(特公平2−57128号公報記載)に示したように、
少なくとも1パスをAr3変態点〜500℃の温度範
囲でひずみ速度300s-1以上でかつ圧下率35%以上
で圧延することにより優れた耐リジング性と加工
性を有するアズロールド薄鋼板の製造法を見い出
した。 これら製造法は耐リジング性と加工性の優れた
薄鋼板の製造が可能となる革期的な方法であるが
いずれもひずみ速度を300s-1以上に上げなければ
ならず、その圧延技術上多少の困難を伴うのはや
むを得ない。 そこで発明者らは、引続き実験を重ねた結果、
鋼組成を規制することにより、ひずみ速度を
300s-1以上としなくとも、耐リジング性と加工性
に優れた薄鋼板が製造できること見い出したので
ある。 つまり冷間圧延工程又は冷間圧延−再結晶焼鈍
工程を含まず、しかも圧延の際のひずみ速度の制
約を脱した新プロセスの開発によつて、耐リジン
グ性と加工性に優れる薄鋼板を、そしてその製造
方法を提供することがこの発明の目的である。 (問題点を解決するための手段) 上記の目的は次の事項を骨子とする構成によつ
て有利に達成される。 C:0.01wt%以下、 Si:0.10wt%以下、 Mn:0.5wt%以下、 P:0.1wt%以下、 Al:0.002〜0.10wt%、 N:0.01wt%以下、 O:0.003wt%以下 でかつ、C含有量とN含有量が 0.001(wt%)≦C(wt%)+0.02・N(wt%)≦
0.010(wt%)の関係を満たし、残部不可避不純物
およびFeの組成になることを特徴とする、耐リ
ジング性に優れる加工用温間圧延薄鋼板(第1発
明)。 C:0.01wt%以下、 Si:0.10wt%以下、 Mn:0.5wt%以下、 P:0.1wt%以下、 Al:0.002〜0.10wt%、 N:0.01wt%以下、 O:0.003wt%以下、 においてC(wt%)+0.02・N(wt%)の値が0.001
〜0.010(wt%)の範囲内である鋼素材に、200〜
800℃の温度域にて少なくとも1パスの温間圧延
を施し、引続き400〜950℃の範囲内で焼鈍するこ
とを特徴とする、耐リジング性に優れる加工用温
間圧延薄鋼板の製造方法(第2発明)。 C:0.01wt%以下、 Si:0.10wt%以下、 Mn:0.5wt%以下、 P:0.1wt%以下、 Al:0.002〜0.10wt%、 N:0.01wt%以下、 O:0.003wt%以下、 においてC(wt%)+0.02・N(wt%)の値が0.001
〜0.010(wt%)の範囲内である鋼素材に、300〜
Ar3変態点の温度域にて少なくとも1パスを圧下
率が35%以上の温間圧延を施すことを特徴とす
る。耐リジング性に優れる加工用アズロールド温
間圧延薄鋼板の製造方法(第3発明)。 さてこの発明の基礎となつた研究結果から説明
を始める。 供試鋼はSi:0.01〜0.04wt%,Mn:0.07〜
0.20wt%,P:0.008〜0.017wt%,S:0.002〜
0.008wt%,Al:0.002〜0.053wt%,O:0.001〜
0.014wt%,C(wt%)+0.02・N(wt%):0.0007
〜0.030(wt%)の組成の熱延鋼板である。 この熱延鋼板を600℃に加熱−均熱し、1パス、
30%の圧下率で圧延した。 このときの(C(wt%)+0.02・N(wt%))の
値と焼鈍(均熱温度800℃)後における値およ
びリジング指数との関係を第1図に示す。 値および耐リジング性は(C(wt%)+0.02・
N(wt%))の値とO含有量に強く依存し、600℃
の圧延温度にて、0.001(wt%)≦C(wt%)+
0.02・N(wt%))≦0.010(wt%)でかつ0≦
0.003wt%に鋼組成を規制することにより、値
および耐リジング性は著しく向上していることが
わかる。 また同様の熱延板を700℃に加熱−均熱し、1
パス20%、40%及び60%の各圧下率で圧延した。
このときの(C(wt%)+0.02・N(wt%))値と
圧延後の鋼板の値およびリジング指数との関係
を第2図に示す。 値および耐リジグ性はやはり(C(wt%)+
0.02・N(wt%))値とO含有量および圧下率に強
く依存し、700℃の圧延温度にて0.001(wt%)≦
(C(wt%)+0.02・N(wt%))≦0.010(wt%)、
0
≦0.003wt%に鋼組成を規制し、かつ圧下率35%
以上とすることにより値および耐リジング性は
著しく向上している。 発明者らは、これらの基礎的データに基づき研
究を重ねた結果、以下のように鋼組成を規制する
ことにより、耐リジング性と加工性に優れる薄鋼
板が製造できることを確認したわけである。 (1) 鋼組成 この発明においては鋼組成がもつとも重要であ
り、鋼中のC,N,Al,Oがそれぞれ C≦0.01wt%,N≦0.01wt%,0.002wt%≦Al
≦0.10wt%,O≦0.003wt%でかつCとNが0.001
(wt%)≦(C(wt%)+0.02・N(wt%))≦0.010
(wt%)の関係を満たすことが重要である。鋼組
成が上記の関係を満たさなければ、通常の圧延条
件(ひずみ速度300s-1以下)では優れた耐リジン
グ性と加工性を得ることができない。 もちろん高強度を得るためにP:0.1wt%以下、
Si:0.1wt%以下およびMn:0.5wt%以下などを
所望の強度に応じて含有させる。 なおこの発明で不可避不純物は主としてSを指
し、ここにSは少ない程、加工性に有利な集合組
織が形成されるが、0.01wt%以下ならばさしたる
加工性の劣化はない。 (2) 圧延素材の製造法 従来方式、すなわち造塊−分塊もしくは連続鋳
造法により得られた鋼片は当然適用できる。 鋼片の加熱温度は800〜1250℃が適当であり、
省エネルギーの観点から1100℃未満が好適であ
る。連続鋳造から鋼片を再加熱することなく圧延
を開始するいわゆるCC−DR(連続鋳造−直接圧
延)法ももちろん適用可能である。 一方、溶鋼から直ちに50mm以下の圧延素材を鋳
造する方法(シートバーキヤスター法およびスト
リツプキヤスター法)も省エネルギー、省工程の
観点から経済的メリツトが大きいので、圧延素材
の製造法としてはとりわけ有利である。 (3) 圧延工程 冷延工程省略可能な工程においては低炭素鋼を
所定板厚に圧延する工程において、少なくとも1
パスを200〜800℃の温度範囲で圧延することが必
須である。仕上圧延温度が800℃を超える高温域
では、いくら鋼組成を規制しても、耐リジング性
と加工性の劣るものしか得られない。一方、200
℃未満では、変形抵抗の著しい増大をもたらし、
冷間圧延法で特有な問題が生じるため、仕上圧延
温度は200〜800℃範囲に限定した。 また冷延−再結晶焼純省略可能な工程において
は、少なくとも1パスを300℃〜Ar3変態点の温
度範囲で35%以上の圧下率で圧延することが必須
である。この圧延温度がAr3変態点をこえるとい
くら鋼組成を規制しても耐リジング性と加工性の
劣るうれいがあり、一方300℃未満では、圧延後
再結晶の進行も十分でない。それゆえ、35%以上
の圧下率をとる少なくとも1パスは300℃〜Ar3
変態点範囲にするのがよい。 ひずみ速度については発明者らは特願昭60−
043971号、特願昭60−043981号各明細書で300s-1
以上とすることにより、耐リジング性と加工性に
優れた薄鋼板が製造できることを開示している
が、この発明では新たに鋼組成を規制するだけ
で、耐リジング性と加工性に優れた薄鋼板を製造
できることを見い出したのであり、そのため、こ
の発明にいてはひずみ速度は任意でよい。 圧延パス数、圧下率の配分は上記の条件が満た
されれば任意でよい。 圧延機の配列、構造、ロール径や張力、潤滑の
有、無などは本質的な影響力を持たない。 (4) 焼鈍工程 焼鈍方法は箱型焼鈍法、連続型焼鈍法のいずれ
でもよいが、均質性、生産性の観点から後者が有
利である。 加熱温度は400〜950℃で行う。 また再結晶焼鈍工程省略可能なものについて
は、原則として、焼鈍処理は不要であるが、材質
上の要請から、圧延後のランアウトテーブル上お
よび巻取り工程で保熱、均熱処理を施すこと、ま
た必要に応じて圧延後に多少の加熱処理を施すこ
とを禁ずるものではない。 (5) 酸洗、調質圧延 上述の手順で得られた鋼帯は、従来よりも低温
域の圧延であるため、酸化層は薄く、酸洗性は極
めて良好であるので、酸洗せずに使用できる用途
も広い。また脱スケールは、従来の酸による除去
の他に機械的除去も可能である。さらに形状矯
正、表面粗度調整などを目的として、10%以下の
調質圧延を加えることができる。 (6) 表面処理 かくして得られる鋼帯は、亜鉛めつき(合金系
を含む)錫めつきおよびほうろう性など表面処理
性に優れるので、各種表面処理原板として適用で
ある。 (作用) 鋼組成の限定理由およびその作用は次の通りで
ある。 まず、発明者らは上掲供試鋼での研究の結果、
鋼中のC,Nのうち固溶状態にあるものは、それ
らの各含有量のうちおのおの10%および0.2%で
あり、残りは炭、窒化物として析出固定されてい
ることを見い出した。 さらに温間圧延時に1〜10ppm程度の侵入型固
溶C,Nが存在すると、動的ひずみ時効の効果に
より、耐リジング性および加工性に有利な結晶方
位の集合組織が形成されることも見い出した。 そして、このような効果は、鋼中Oが0.003wt
%以下含有されている時にのみ有効に寄与するこ
とが分かつた。そのためC,Nは0.0001(wt%)≦
0.1C(wt%)+0.002・N(wt%)≦0.001(wt%)す
なわち0.001(wt%)≦(C(wt%)+0.02・N(wt
%))≦0.010(wt%)と限定した。なお鋼中0の効
果は明確ではないが、加工ひずみの変化に影響を
与えているものと考えられる。 以上の他鋼中成分の限定理由は次のとおりであ
る。 C≦0.01wt% C成分は少ないほど加工性が向上し、一方
0.01wt%を越えて含有させると、炭化物の析出量
が多くなり過ぎるため、最終製品の加工性が劣化
するので、C≦0.01wt%とした。 N≦0.01wt% N成分は少ないほど加工性が向上し、一方
0.01wt%を越えて含有させると、窒化物の析出量
が多くなり過ぎるため、最終製品の加工性が劣化
するので、N≦0.01wt%とした。 0.002wt%≦Al≦0.10wt% Alは脱酸を行うために添加されるが、0.002wt
%未満であると十分な脱酸は行われず、この発明
に従い0≦0.003wt%の実現が困難となる。一方、
0.10wt%を越えて添加させても、より一層の脱酸
効果は得られずコスト高となることより、
0.002wt%≦Al≦0.10wt%とした。 Si≦0.1wt% Si成分は鋼を強化させる作用があるが、0.1wt
%を越えると加工性に有利な集合組織の形成が困
難となるため、Si≦0.1wt%とした。 Mn≦0.5wt% Mn成分は鋼の靱性を改善する作用があるが、
0.5wt%を越えると、加工性に有利な集合組織の
形成が困難となるため、Mn≦0.5wt%とした。 P≦0.1wt% P成分は、鋼を強化する作用があるが、0.1wt
%を越えると再結晶が困難となり、また延性も劣
化するため、P≦0.1wt%とした。 (実施例) 表1に示す組成に成分調整した溶鋼を用いてそ
れぞれ表2および表3に示す方法で板厚30〜40mm
のシートバーにした後、6列から成る圧延機を用
いて板厚0.8〜1.6mmの薄鋼板とした。
【表】
【表】
☆ 比較例
【表】
☆ 比較例
【表】
【表】
☆ 比較例
その後、再結晶焼鈍(均熱温度600〜820℃)、
酸洗、調質圧延(圧下率0.5〜1%)後の材料特
性を表2に示す。また圧延後、再結晶焼鈍を省略
して酸洗、調質圧延(圧下率0.5〜1%)後の材
料特性を表3に示す。なお、引張特性はJIS5号試
験片として求めた。またリジング性は、圧延方向
から切り出したJIS5号試験片を用い、15%の引張
予ひずみを付加したものについて、表面の凹凸を
目視法にて1(良)〜5(劣)の評価をした。この
評価は、在来の低炭素冷延鋼板の製造方法による
とき、リジングが事実上現れなかつたので評価基
準が確立していない。したがつて、この発明では
従来ステンレス鋼についての目視法による指数評
価基準をそのまま準用した。評価1,2は実用上
問題のないリジング性を示す。 この発明に従つて製造された薄鋼板は比較例よ
りも優れた耐リジング性と加工性を示している。 (発明の効果) この発明によれば、鋼組成を規制するだけで冷
延工程あるいは冷延−再結晶焼鈍工程をも省略し
た省工程により、良好な加工性とともに優れた耐
リジング性をもつ薄鋼板を得ることができ、しか
も圧延素材についてもシートバーキヤスター法、
ストリツプキヤスター法などに適合するなど、加
工用薄鋼板の製造工程の大幅な簡略化が実現でき
る。
☆ 比較例
その後、再結晶焼鈍(均熱温度600〜820℃)、
酸洗、調質圧延(圧下率0.5〜1%)後の材料特
性を表2に示す。また圧延後、再結晶焼鈍を省略
して酸洗、調質圧延(圧下率0.5〜1%)後の材
料特性を表3に示す。なお、引張特性はJIS5号試
験片として求めた。またリジング性は、圧延方向
から切り出したJIS5号試験片を用い、15%の引張
予ひずみを付加したものについて、表面の凹凸を
目視法にて1(良)〜5(劣)の評価をした。この
評価は、在来の低炭素冷延鋼板の製造方法による
とき、リジングが事実上現れなかつたので評価基
準が確立していない。したがつて、この発明では
従来ステンレス鋼についての目視法による指数評
価基準をそのまま準用した。評価1,2は実用上
問題のないリジング性を示す。 この発明に従つて製造された薄鋼板は比較例よ
りも優れた耐リジング性と加工性を示している。 (発明の効果) この発明によれば、鋼組成を規制するだけで冷
延工程あるいは冷延−再結晶焼鈍工程をも省略し
た省工程により、良好な加工性とともに優れた耐
リジング性をもつ薄鋼板を得ることができ、しか
も圧延素材についてもシートバーキヤスター法、
ストリツプキヤスター法などに適合するなど、加
工用薄鋼板の製造工程の大幅な簡略化が実現でき
る。
第1図は値とリジング指数における(C+
0.02・N)量とO量の影響を示すグラフ、第2図
は値とリジング指数における(C+0.02・N)
量、O量、および圧下率の影響を示すグラフであ
る。
0.02・N)量とO量の影響を示すグラフ、第2図
は値とリジング指数における(C+0.02・N)
量、O量、および圧下率の影響を示すグラフであ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 C:0.01wt%以下、 Si:0.10wt%以下、 Mn:0.5wt%以下、 P:0.1wt%以下、 Al:0.002〜0.10wt%、 N:0.01wt%以下、 O:0.003wt%以下 でかつ、C含有量とN含有量が 0.001(wt%)≦C(wt%)+0.02・N(wt%)≦
0.010(wt%)の関係を満たし、残部不可避不純物
およびFeの組成になることを特徴とする、耐リ
ジング性に優れる加工用温間圧延薄鋼板。 2 C:0.01wt%以下、 Si:0.10wt%以下、 Mn:0.5wt%以下、 P:0.1wt%以下、 Al:0.002〜0.10wt%、 N:0.01wt%以下、 O:0.003wt%以下、 においてC(wt%)+0.02・N(wt%)の値が0.001
〜0.010(wt%)の範囲内である鋼素材に、200〜
800℃の温度域にて少なくとも1パスの温間圧延
を施し、引続き400〜950℃の範囲内で焼鈍するこ
とを特徴とする、耐リジング性に優れる加工用温
間圧延薄鋼板の製造方法。 3 C:0.01wt%以下、 Si:0.10wt%以下、 Mn:0.5wt%以下、 P:0.1wt%以下、 Al:0.002〜0.10wt%、 N:0.01wt%以下、 O:0.003wt%以下、 においてC(wt%)+0.02・N(wt%)の値が0.001
〜0.010(wt%)の範囲内である鋼素材に、300℃
〜Ar3変態点の温度範囲にて少なくとも1パスを
圧下率が35%以上の温間圧延を施すことを特徴と
する、耐リジング性に優れる加工用アズロールド
温間圧延薄鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21999985A JPS6280250A (ja) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | 耐リジング性に優れる加工用温間圧延薄鋼板とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21999985A JPS6280250A (ja) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | 耐リジング性に優れる加工用温間圧延薄鋼板とその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6280250A JPS6280250A (ja) | 1987-04-13 |
JPH0561341B2 true JPH0561341B2 (ja) | 1993-09-06 |
Family
ID=16744343
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21999985A Granted JPS6280250A (ja) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | 耐リジング性に優れる加工用温間圧延薄鋼板とその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6280250A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2549436Y2 (ja) * | 1991-07-19 | 1997-09-30 | アロン化成株式会社 | 集束管切断治具 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS589932A (ja) * | 1981-07-08 | 1983-01-20 | Nippon Steel Corp | 集合組織の主方位成分が(110)〔001〕である薄鋼板の製造法 |
JPS609830A (ja) * | 1983-06-28 | 1985-01-18 | Nippon Steel Corp | 非時効で深絞り加工性の優れた冷延鋼板の製造方法 |
-
1985
- 1985-10-04 JP JP21999985A patent/JPS6280250A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS589932A (ja) * | 1981-07-08 | 1983-01-20 | Nippon Steel Corp | 集合組織の主方位成分が(110)〔001〕である薄鋼板の製造法 |
JPS609830A (ja) * | 1983-06-28 | 1985-01-18 | Nippon Steel Corp | 非時効で深絞り加工性の優れた冷延鋼板の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6280250A (ja) | 1987-04-13 |
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