JPH0617139A - 自動車外装用高強度鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】深絞り性が良好な自動車外装用高強度鋼板の製
造方法を提供する。 【構成】Ｃ:0.004〜0.010 ％、Si: 0.10％以下、Mn:1.2
％以下、Ｐ: 0.04％以下、Ｓ: 0.03％以下、Ｎ:0.005％
以下およびAl:0.010〜0.090 ％、さらに下記および
式を満足するTiを含み、残部がFeと不可避不純物から成
る鋼を、 Ar₃点以上の温度域で熱間圧延した後 650℃以
下で巻取り、次いで冷間圧延を施し、800℃以上、 Ac₃
点以下の温度で焼鈍することを特徴とする自動車外装用
高強度鋼板の製造方法。 2 ≦〔Ti^* （％）／4 Ｃ（％）〕≦10・・・・・・ Ti^* （％）＝Ti−（48／14）Ｎ・・・・・・・・・ この鋼は、さらに、Ｂ: 0.0015％以下または／およびN
b：0.01〜0.03％を含有することができる。 【効果】引張り強度が35〜45kgf/mm² の高強度と良好な
成形性を有し、プレス後の外観も自動車外装用として十
分満足できる鋼板を製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、引張強度が35〜45kg
f/mm² の自動車外装用高強度鋼板を製造する方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車業界においては重量を軽減
して燃料消費量を低減すべく、乗用車を始めとした各種
自動車類に高強度冷延鋼板を使用することが一般化して
きた。

【０００３】これに伴ってより一層強度が高く、かつ、
深絞り性にも優れた鋼板の要求が高まっている。

【０００４】従来から、このような深絞り用高強度鋼板
の開発には多大の努力が払われており、各種の鋼板が開
発されてきた。一般的には、極低炭素ＩＦ（Interstiti
al−Free ）鋼をベースとして、Si、Mn、Ｐ等の元素を
添加した良好な深絞り性をもつ鋼板が得られている。例
えば、特公昭58-18973号公報に示される高張力冷延鋼板
の製造方法は、ＩＦ−Ti添加鋼に、さらにSi、Mnを添加
して高強度で成形性の良い鋼板を得るものであるが、こ
のようなSi添加鋼は、化成処理（燐酸亜鉛処理）性に劣
るため、自動車外装用鋼板として使用することは難し
い。

【０００５】特公昭59−42742 号公報に示される冷延鋼
板の製造方法は、ＩＦ−Ti系に主にＰを添加し、高強度
かつ高ｒ値を得るものであるが、Ｐの含有量は0.04％以
上であり、鋼板を成形した後、このＰの偏析により、ゴ
ーストと呼ばれる外観不良が生じるという問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、深絞
り性が良好な自動車外装用高強度鋼板の製造方法を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、深絞り性が
良好な高強度鋼板の開発を目指し、種々の検討を行った
結果、「セミ極低炭素鋼をベースとして、Ｃ及びTiの含
有量を適正にコントロールし、かつ熱延巻取り温度範囲
を制限することにより、TiＣの析出をコントロールし、
結晶の細粒化を図れば、深絞り性に優れる高強度鋼板が
得られる」ことを確認した。

【０００８】本発明の要旨は、次の (1)、(2) の方法に
ある。

【０００９】(1) 重量％で、Ｃ:0.004〜0.010 ％、Si:
0.10％以下、Mn:1.2％以下、Ｐ: 0.04％以下、Ｓ: 0.03
％以下、Ｎ:0.005％以下およびAl:0.010〜0.090 ％、さ
らに、下記および式を満足するTiを含み、残部がFe
と不可避不純物から成る鋼を、Ar₃点以上の温度域で熱
間圧延した後 650℃以下で巻取り、次いで冷間圧延を施
し、 800℃以上、 Ac₃点以下の温度で焼鈍することを特
徴とする自動車外装用高強度鋼板の製造方法。

【００１０】 2 ≦〔Ti^* （％）／4 Ｃ（％）〕≦10・・・・・・ Ti^* （％）＝Ti−（48／14）Ｎ・・・・・・・・・ (2) 上記鋼が、さらに、重量％で、Ｂ: 0.0015％以下ま
たは／およびNb：0.01〜0.03％を含有する上記(1) に記
載の自動車外装用高強度鋼板の製造方法。

【００１１】

【作用】次に、本発明の基本原理について述べる。

【００１２】通常の極低炭素鋼より高いＣ含有量で、そ
れに見合った量のTiを含有し、熱間圧延時に炭化物を大
量に析出させ、γ（オーステナイト）の再結晶およびγ
粒の成長を抑制し熱延板の結晶粒を細粒化する。このた
め、冷間圧延、焼鈍後も細粒となり、この細粒化強化に
より鋼板の強度を上昇させる。このとき、同時に炭化物
（もしくは炭窒化物）の析出による析出硬化も強度に大
きく寄与するので、高強度で、かつ、深絞り性の良好な
鋼板を得ることが出来る。

【００１３】さらに、Ｐの含有量を適正な範囲とするこ
とにより、Ｐの偏析に起因するゴーストの発生を抑制す
ることができる。

【００１４】本発明の方法の対象となる鋼の化学成分及
び製造条件を、前記の範囲に限定した理由を以下に説明
する。

【００１５】Ｃ：Ｃは、Tiとともに最も重要な元素であ
る。Ｃ含有量が 0.004％未満では、TiC、TiCN等の析出
量が少なく、結晶粒の細粒化効果及び析出による強度上
昇効果は小さい。Ｃ含有量が 0.010％を超えると、炭化
物の析出量が多すぎ、焼鈍後の深絞り性に好ましい組織
が得られない。また、延性の低下も著しい。さらに、こ
のとき添加するTi量も多くなり、コスト増となる。よっ
て、下限を 0.004％、上限を 0.010％とした。前述のセ
ミ極低炭素鋼とは、Ｃ含有量がこの範囲のものを言う。

【００１６】Si：Siは、その含有量が 0.1％までは鋼板
の化成処理性には悪影響を及ぼさない。

【００１７】よって、上限を 0.1％とした。

【００１８】Mn：Mnは、鋼の高強度化に対して有効な元
素である。しかし、 1.2％を超えて過剰に含有させると
深絞り性が劣化するので、その上限を1.2 ％とした。

【００１９】Ｐ：Ｐは、鋼の強化能が最も大きな元素で
あり、強度確保、コストの面からは含有させることが望
ましい。しかし、鋼板中心および表面近傍に偏析し、プ
レス成形後ゴーストと呼ばれる表面欠陥となる。このた
め、自動車外装用として用いる場合には、0.04％を超え
て過剰に含有させることは避ける必要がある。よって、
上限を0.04％とした。

【００２０】Ｓ：Ｓ含有量が多いとTiS が生成しやすく
なり、結晶粒の細粒化や析出による強度上昇に有効なTi
C の生成が妨げられる。TiS はかなり大きく析出し、細
粒化には寄与しない。TiS を積極的に析出させないた
め、その上限を0.03％とした。

【００２１】Ti：Tiは、Ｃとともに重要な元素である。
本発明の方法では、熱延板の段階でTiC析出物を多数析
出させることが必要である。このため、Ti含有量は、Ti
とＣとが結合する化学量論的な原子量比よりも、Ｃ含有
量に対して過剰でなければならない。このTi含有量の過
剰度は、Ti含有量からTiN として固定されるTi量を引い
た値、すなわち、固溶しているTi^* ＝〔Ti−（48／14）
Ｎ〕とＣ含有量の４倍との比〔Ti^* ／４Ｃ〕を指標とし
て用いると、鋼板の強度およびｒ値（深絞り性）との関
係が明瞭となる。

【００２２】〔Ti^* ／４Ｃ〕が２未満の場合には、Tiの
強度向上に対する寄与は小さく、ｒ値も良くない。一
方、〔Ti^* ／４Ｃ〕が10を超えると、微細化効果は飽和
し、これ以上のTiの添加はコスト的に不利になるだけで
ある。またｒ値の劣化も招く。

【００２３】よって、Ti含有量の範囲を、２≦〔Ti^* ／
４Ｃ〕≦10とした。ただし、Ti、Ｃの含有量はいずれも
重量％である。

【００２４】Ｎ：固溶Ｎが存在すると深絞り性が劣化す
るため、ＮはTiN として析出させて固定しなければなら
ない。しかし、TiN はスラブ鋳造段階で既に析出するた
め、熱延板の結晶粒の細粒化に対しては効果は少ない。
Ｎ含有量が増えると、これを固定するためのTi添加量が
多くなるだけである。このため、Ｎ含有量の上限を0.00
5％とした。

【００２５】Al：Alは、鋼中に 0.010％以上存在するこ
とにより、脱酸剤として有効に作用するが、 0.090％を
超えるとその効果は飽和し、コストの増加を招く。この
ため、Al含有量の範囲を 0.010％以上、 0.090％以下と
した。

【００２６】Ｂ：Ｂは、粒界強度を高め、耐２次加工脆
性を改善するために添加するが、多すぎるとｒ値を低下
させる。よって、その含有量の上限を0.0015％とした。
しかし、Ｂは再結晶温度を著しく上昇させるので、耐２
次加工脆性がそれほど問題とならない場合は無添加が望
ましい。

【００２７】Nb：鋼板の高強度化に対しては、Tiと同様
の効果を与えるので、Nbを含有させることは有利であ
る。しかし、Nbは、0.01％未満では、その効果がない。
一方、0.03％を超えて含有させると、再結晶温度を上昇
させる。よって、その上限を0.03％とした。

【００２８】熱間圧延温度：熱間圧延温度が Ar₃点未満
の温度では、熱延板の結晶が混粒組織となり、深絞り性
に好ましい結果が得られない。

【００２９】熱延巻取り温度：巻取り温度が高すぎると
熱延板の結晶粒径は大きくなり、望ましい鋼板の機械的
特性が得られないので低い方が好ましい。よって、その
上限を 650℃とした。

【００３０】焼鈍温度：本発明の方法の素材となる鋼板
では、炭化物が大量に存在するため、再結晶温度が高く
なっている。したがって、十分な深絞り性が得られる組
織にするためには、 800℃以上の温度で焼鈍を行う必要
がある。一方、 Ac₃点を超える温度で焼鈍を行うと、深
絞り性に適さない集合組織しか得られないため、その上
限の温度を Ac₃点とした。

【００３１】冷間圧延条件については特に規定する必要
はない。しかし、冷間での圧下率が増加するに伴い、深
絞り性は向上する傾向があり、また、２次加工脆性は鋼
板のｒ値が高い程発生しにくいことから、冷間圧延時の
圧下率は60％以上とすることが望ましい。

【００３２】

【実施例】

〔試験Ｉ〕表１に示す化学組成の鋼を溶製して、連続鋳
造によりスラブとし、その後仕上げ温度を 900〜940 ℃
として熱間圧延し、さらに、巻取り温度を 600〜620 ℃
として巻き取った。熱延板厚さは3.5mm であり、これを
酸洗後0.8mm に冷間圧延した（圧下率77.1％）。次に、
得られた冷延鋼板を焼鈍炉にて焼鈍した。焼鈍条件は、
約10℃／s で所定の温度まで加熱し、 830℃にて40秒保
持した後、室温まで冷速40℃／ｓにて冷却するものとし
た。さらに、スキンパスを 0.8％かけた後、材質試験に
供した。

【００３３】このようにして得られた鋼板のＴＳ（引張
強度）およびｒ値を表１に併せて示す。図１に、この結
果から得られた鋼板の引張強度およびｒ値と〔Ti^* ／４
Ｃ〕との関係を示す。図１から明らかなように、２≦
〔Ti^* ／４Ｃ〕≦10の場合のみ、高ＴＳと高ｒ値が同時
に得られることがわかる。

【００３４】

【表１】

【００３５】〔試験II〕表２に示す化学組成の鋼を溶製
して、連続鋳造によりスラブとし、その後仕上げ温度を
900〜940 ℃として熱間圧延し、さらに、巻取り温度を
600〜620 ℃にて巻き取った。熱延板厚さは3.5mm であ
り、これを酸洗後0.8mm に冷間圧延した（圧下率77.1
％）。次に、得られた冷延鋼板を焼鈍炉にて焼鈍した。
焼鈍サイクルは約10℃／s で所定の温度まで加熱し、 8
30℃にて40秒保持した後、室温まで冷速40℃／s にて冷
却した。さらに、スキンパスを 0.8％かけた後、材質試
験に供した。

【００３６】このようにして製造された鋼板の引張特
性、ｒ値およびゴースト発生の状況について表３に示
す。このゴースト発生については、鋼板に５％の引張歪
を与えて調査した。

【００３７】本発明例では、いずれも良好な特性を示し
ている。しかし、比較例Ｅは、Ｃ（炭素）含有量が本発
明で定める範囲の下限値を外れているため、所要の強度
（35kgf/mm²)を確保できない。比較例Ｆは、Mnが本発明
で定める上限値を外れているため、ｒ値が低下してい
る。比較例Ｇ、Ｈは、Ｐ（燐）の含有量が高すぎるた
め、砥石研磨チェックで、ゴーストが現れ、自動車外装
用鋼板には不適である。比較例Ｉは、Ti^* ／４Ｃが高す
ぎるため、ｒ値が低下し、プレス成形性に劣る。比較例
Ｊは、Ｃ（炭素）含有量がが高すぎるため、ｒ値が大幅
に低下している。

【００３８】

【表２】

【００３９】

【表３】

【００４０】本発明の方法による鋼板は、以上のような
優れた特性を有しているので、本発明の方法をZn−Ni等
の電気メッキや合金化溶融亜鉛メッキ用の鋼板に適用す
ることもできる。

【００４１】

【発明の効果】本発明の方法によれば、引張り強度が35
〜45kgf/mm² の高強度と良好な成形性を有し、プレス後
の外観も自動車外装用として十分満足できる鋼板を製造
することができる。この鋼板は、厳しい特性が要求され
る自動車用鋼板としても十分に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の方法による鋼板の引張強度お
よびｒ値と〔Ti^* ／４Ｃ〕との関係を示す図である。

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【手続補正書】

【提出日】平成４年６月１０日

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】追加

【補正内容】

【図１】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】重量％で、Ｃ:0.004〜0.010 ％、Si: 0.10
   ％以下、Mn:1.2％以下、Ｐ: 0.04％以下、Ｓ: 0.03％以
   下、Ｎ:0.005％以下およびAl:0.010〜0.090 ％、さらに
   下記および式を満足するTiを含み、残部がFeと不可
   避不純物から成る鋼を、 Ar₃点以上の温度域で熱間圧延
   した後 650℃以下で巻取り、次いで冷間圧延を施し、80
   0℃以上、 Ac₃点以下の温度で焼鈍することを特徴とす
   る自動車外装用高強度鋼板の製造方法。 2 ≦〔Ti^* （％）／4 Ｃ（％）〕≦10・・・・・・ Ti^* （％）＝Ti−（48／14）Ｎ・・・・・・・・・
2. 【請求項２】前記鋼が、さらに重量％で、Ｂ: 0.0015％
   以下または／およびNb：0.01〜0.03％を含有する請求項
   １に記載の自動車外装用高強度鋼板の製造方法。