JPH06172871A - 深絞り用高張力鋼板の製造方法 - Google Patents

深絞り用高張力鋼板の製造方法

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JPH06172871A
JPH06172871A JP33035592A JP33035592A JPH06172871A JP H06172871 A JPH06172871 A JP H06172871A JP 33035592 A JP33035592 A JP 33035592A JP 33035592 A JP33035592 A JP 33035592A JP H06172871 A JPH06172871 A JP H06172871A
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JP
Japan
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steel sheet
tensile strength
steel
content
rolled
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JP33035592A
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English (en)
Inventor
Koichi Nishio
康一 西尾
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】深絞り性が良好な高張力鋼板の安価な製造方法
を提供する。 【構成】C:0.010 〜 0.015%、Si: 1.5%以下、Mn:
0.3 〜 2.0%、P:0.04〜0.12%、S:0.03%以下、
N: 0.005%以下、Al:0.010 〜 0.090%で、さらに下
記式を満足するTiを含む鋼を、Ar3点以上の温度域で
熱間圧延した後700 ℃以下で巻取り、次いで冷間圧延を
施し、その後再結晶温度以上Ac3点以下の温度域で焼鈍
することを特徴とする深絞り用高張力鋼板の製造方法。 1.5≦ Ti* (%) /4C (%) ≦2.5 ・・・・ ただし、 Ti* (%) =Ti (%) −(48 /14) N (%) 上記鋼は、さらに、B:0.0006〜0.0030%または/およ
びNb:0.01〜0.03%を含有することができる。 【効果】深絞り性が良好で引張強度が440 N/mm2を超
え、かつ2次加工脆性がない高張力鋼板を安価に製造す
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440 N/m
m2を超える深絞り用高張力鋼板を安価に製造する方法に
関する。
【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、乗用車を初めとした各
種自動車類に高張力冷延鋼板を使用することが一般化し
てきた。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需要が増している。
【0003】従来から強度が高くしかも深絞り性の優れ
た冷延鋼板の開発には多大の努力が払われており、各種
鋼板が開発されてきた。特に、極低炭素鋼をベースとし
Si、P、Mn等を添加して強度を向上させた高張力鋼板に
ついては多くの提案があるが、製造上種々の制限があ
り、引張強度が440 N/mm2を超え、しかも充分な深絞り
性をもつ鋼板の製造は難しい。
【0004】特開昭64−4429号公報に示されるようにCu
添加により強度の確保を狙う方法もあるが、この場合Cu
の添加によってもたらされる熱間脆性を防止するため、
相当量のNiを添加する必要があり、得られる鋼板は非常
に高価なものとなる。
【0005】以上のように、優れた深絞り性と高張力と
を共に有する鋼板の安価な製造方法は未だ開発されてい
ない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、深絞
り性が良好で、しかも引張強度が440 N/mm2を超え、か
つ2次加工脆性がない高張力鋼板の安価な製造方法を提
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
良好で、かつ安価な高張力鋼板の開発を目指し種々の検
討を行った結果、「C含有量が0.010 〜 0.015%の鋼を
ベースとし、CおよびTiの含有量を適正にし、かつ熱延
巻取温度を限定することにより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た高張力鋼
板が得られる」という知見を得るに至った。
【0008】本発明は、上記知見に基づいてなされたも
のであり、その要旨は下記の製造方法にある。
【0009】(1) 重量%で、C:0.010 〜 0.015%、S
i: 1.5%以下、Mn:0.3 〜 2.0%、P:0.04〜0.12
%、S:0.03%以下、N: 0.005%以下、Al:0.010 〜
0.090%で、さらに下記式を満足するTiを含み、残部
がFeと不可避的不純物からなる鋼を、Ar3点以上の温度
域で熱間圧延した後 700℃以下で巻取り、次いで冷間圧
延を施し、その後再結晶温度以上Ac3点以下の温度域で
焼鈍することを特徴とする深絞り用高張力鋼板の製造方
法。
【0010】 1.5≦ Ti* (%) /4C (%) ≦2.5 ・・・・ ただし、 Ti* (%) =Ti (%) −(48 /14) N (%) (2) 上記鋼が、さらに重量%で、B:0.0006〜0.0030%
または/およびNb:0.01〜0.03%を含有する上記(1) に
記載の深絞り用高張力鋼板の製造方法。
【0011】
【作用】まず、本発明の方法の基本原理について述べ
る。
【0012】本発明の製造方法では、通常の極低炭素鋼
よりC含有量の高い鋼を用いる。そして、このC含有量
に見合ったTiを含有させて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、特に熱延板の段階で細粒化を図る。この
結果、冷間圧延後も、焼鈍後も共に細粒となり、この細
粒強化により深絞り性と強度を共に上昇させる。また、
このとき同時に炭化物( もしくは炭窒化物 )による析出
硬化も強度の改善に大きく寄与する。
【0013】上記のような特定の化学組成の鋼を用いて
前記の条件で製造することにより、高張力でかつ深絞り
性の良好な鋼板を得ることができる。
【0014】以下に、本発明方法において素材とする鋼
の化学組成および製造条件を前記のように限定した理由
を説明する。なお、%は全て重量%を意味する。
【0015】(a)C CはTiと共に最も重要な元素である。C含有量が0.010
%未満では、TiC 、TiCN等の析出量が少なく、結晶粒の
細粒化効果および析出による張力の上昇効果は小さい。
一方、0.015 %を超えると炭化物の析出量が多すぎ、焼
鈍後にも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、後述するTiの含有量も多
くしなければならずコスト増となる。よって、下限を
0.010%、上限を 0.015%とした。
【0016】(b)Si Mn、P等に比べ強度を上昇させる割には延性を低下させ
ないので強化元素として積極的に使用する。しかし、Si
は鋼板を脆化させる性質があり、1.5 %を超えると耐2
次加工脆性の悪化をもたらす。よって、上限を 1.5%と
した。
【0017】(c)Mn MnはSと結合してMnS となり、Ti添加の効果を妨げるTi
S およびTi4C2S2 の生成を防ぐ。すなわち、Mn含有量が
低いとこれらの細粒化や強度向上に望ましくないTiS お
よびTi4C2S2 が生成し、結晶粒の細粒化に不可欠なTiC
やTiCNの生成を妨げる。よって、下限を 0.3%とした。
一方、Mnは高張力特性を得るためにも有効な元素であ
る。しかし、過剰に含有させると絞り性を劣化させるの
で、上限を2.0 %とした。
【0018】(d)P Pは最も強化能の大きな元素であり、安価に鋼板の張力
を上昇させることができるので積極的に添加する。P含
有量が0.04%未満では、所望の張力上昇が得られないの
で下限を0.04%とした。しかし、0.12%を超えて多量に
含有させると粒界偏析量が多くなって鋼板が脆化し、2
次加工割れが発生しやすいものとなる。
【0019】よって、上限を0.12%とした。
【0020】(e)S S含有量が多いとTiS が生成しやすくなりTiC の生成が
妨げられる。TiS はかなり大きい形状で析出し、結晶粒
の細粒化には寄与しない。TiS をなるべく析出させない
ため上限を0.03%とした。
【0021】(f)Ti 本発明の方法では、熱延板の段階でTiC を多数析出させ
なければならないので、TiはCとともに重要な元素であ
る。
【0022】Tiは、TiN を生成しやすく、深絞り性に悪
影響をおよぼす固溶Nをなくす効果がある。まず、この
固溶Nの存在を消失させ、さらに結晶粒の細粒化に寄与
するTiC を生成させるためには、その含有量は、TiN と
して固定されるTi量を差し引いた値とする必要がある。
このTi含有量が、 Ti* (%) =Ti(%)−(48/14) N(%) で表されるものである。(48/14) は、TiN を生成する
ときのTiとNとの化学当量比である。
【0023】さらに、熱延板の段階でTiC の析出を強化
して結晶粒の細粒化を計り、張力を本発明が目標とする
程度に上昇させるためには、Ti含有量は、TiとCとが結
合する化学当量よりも、C含有量に対して過剰でなけれ
ばならない。このTi含有量の過剰度について、Ti含有量
からTiN として固定されるTi量を差し引いた値、すなわ
ち、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、後述する実施
例で示すように鋼板の張力およびr値 (絞り性) との関
係を明瞭にすることができる。
【0024】Ti * (%) /4C (%) が1.5 未満で
は、CおよびTiの高張力化に対する寄与は小さく、r値
もよくない。一方、2.5 を超えるとTiC による結晶粒の
微細化効果が飽和し、r値と伸びの劣化が著しくなる。
また、過剰のTi含有量となるのでコスト的にも不利とな
る。よって、1.5 ≦ Ti* (%) /4C (%) ≦2.5 、
ただし、Ti* (%) =Ti (%) −(48 /14) N (%) と
した。
【0025】(g) N 前記のように、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。TiN はスラブ鋳造段階で既に析出するため、熱延板
の段階での結晶粒の細粒化に対しては効果は少なく、ま
たN含有量が増えるとこれを固定するためのTi含有量が
多くなり、コスト的にも不利となるだけである。このた
めN含有量の上限を 0.005%とした。
【0026】(h)Al Alは、鋼の脱酸によりTi、Bまたは/およびNbの歩留り
を向上させるために添加する。そのためには0.010 %以
上の含有量が必要である。AlはAlN としてNを固定する
作用もあるが、本発明の対象となる鋼では、この作用は
Tiに担わせるので過剰に含有させる必要はない。これら
の効果は、0.090 %のAl含有量までである。よって、Al
含有量の範囲は 0.010〜0.090 %とした。
【0027】(i)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、含有量が0.006 %未満ではその効果が期待
できない。一方、過剰に含有させるとr値を低下させ
る。よって、上限を0.0030%とした。しかし、Bは再結
晶温度を上昇させるので、耐2次加工脆性がそれほど問
題とならない場合は含有させないことが望ましい。
【0028】(j)Nb 鋼板の高張力化に対しては、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含有量
が0.01%未満ではその効果が小さく、一方、0.03%を超
えて含有させると再結晶温度が上昇する。
【0029】(k)熱間圧延仕上げ温度 熱間圧延の仕上げ温度がAr3点未満であると、熱延板の
結晶方位が深絞り性に好ましくない方位となり、その後
の冷間圧延、焼鈍の条件をどのように選択しても、この
好ましくない結晶方位が残存して良好な深絞り性を得る
ことができない。よって、熱間圧延の仕上げ温度をAr3
点以上とした。
【0030】(l)熱延後の巻取温度 巻取温度が700 ℃を超えるとコイルにした後の冷却速度
が遅くなって熱延板の結晶粒径は大きくなり、これを冷
間圧延した後でも所望の強度および深絞り性は得られな
い。よって、巻取温度の上限を700 ℃とした。
【0031】(m)焼鈍温度 再結晶温度未満またはAc3点を超える温度で焼鈍を行う
と深絞り性に好ましくない集合組織しか得られないの
で、焼鈍温度は再結晶温度以上Ac3点以下の温度とし
た。
【0032】冷間圧延条件については特に限定する必要
はない。しかし、圧下率が増加するに伴い、r値すなわ
ち深絞り性は向上する傾向があり、さらに2次加工脆性
は鋼板のr値が高いほど発生しにくいことから、冷間圧
延圧下率は60%以上とするのが望ましい。
【0033】
【実施例】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、さらに巻取温度を 600〜630 ℃とし
て巻取った。熱延板厚さは 4.5mmであり、これを酸洗後
1.2mmに冷間圧延し、得られた冷延鋼板を焼鈍炉にて焼
鈍した。このときの焼鈍サイクルは約10℃/秒で所定の
温度まで加熱し830 ℃にて約40秒間保持した後、室温ま
で冷却速度40℃/秒で冷却した。さらに 0.8%の調質圧
延を施した後材質試験に供した。
【0034】このようにして製造された鋼板の引張強度
(TS)、r値および遷移温度を表2に示す。図1は、
その代表例について引張強度(TS)、r値とTi* /4
Cとの関係を示す図である。ここで「遷移温度」とは脆
性割れを発生する境界温度を意味し、絞り比 1.6の円筒
に絞り成形した後これを円錐台に被せ、衝撃を加えて押
し込んだときの脆性割れを調べる方法により測定した。
【0035】本発明で定める条件どおりに製造された供
試材鋼板A〜Fでは、いずれも極めて良好なr値および
耐2次加工脆性 (低い遷移温度) を示す。一方、供試材
鋼板G、JおよびLでは、Mn含有量、C含有量およびTi
* /4Cがそれぞれ本発明で定める上限を超えているた
めr値が低下している。同じくKでは、Ti* /4Cが本
発明で定める下限を下まわっているためr値が低下して
いる。また、同じくHおよびIでは、P、Siの含有量が
それぞれ本発明で定める上限を超えているため耐2次加
工脆性に劣る。
【0036】図1から明らかなように、引張強度(T
S)とr値が共に良好なTi* /4Cの範囲は 1.5〜2.5
である。
【0037】以上のように本発明で限定する条件から外
れる製造方法で得られたものは、深絞り用高張力鋼板と
して十分に満足できる特性を有していない。本発明の方
法による鋼板は、以上のように優れた特性を有してお
り、この方法をZn−Niなどの電気メッキや合金化亜鉛メ
ッキ用の鋼板に適用することもできる。
【0038】
【表1】
【0039】
【表2】
【0040】
【発明の効果】本発明の方法によれば、引張強度が440
N/mm2を超え、かつ高r値を有し耐2次加工脆性にも優
れた鋼板を製造することができる。この鋼板は、CuやNi
を含まないので安価であり、かつ自動車用鋼板として要
求される厳しい諸特性を十分に満たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】引張強度(TS)、r値とTi* /4Cとの関係
を示す図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重量%で、C:0.010 〜 0.015%、Si:
    1.5%以下、Mn:0.3 〜 2.0%、P:0.04〜0.12%、
    S:0.03%以下、N: 0.005%以下、Al:0.010 〜 0.0
    90%で、さらに下記式を満足するTiを含み、残部がFe
    と不可避的不純物からなる鋼を、Ar3点以上の温度域で
    熱間圧延した後 700℃以下で巻取り、次いで冷間圧延を
    施し、その後再結晶温度以上Ac3点以下の温度域で焼鈍
    することを特徴とする深絞り用高張力鋼板の製造方法。 1.5≦ Ti* (%) /4C (%) ≦2.5 ・・・・ ただし、 Ti* (%) =Ti (%) −(48 /14) N (%)
  2. 【請求項2】前記鋼がさらに、重量%で、B:0.0006〜
    0.0030%または/およびNb:0.01〜0.03%を含有する請
    求項1に記載の深絞り用高張力鋼板の製造方法。
JP33035592A 1992-12-10 1992-12-10 深絞り用高張力鋼板の製造方法 Pending JPH06172871A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02240220A (ja) * 1989-03-15 1990-09-25 Nippon Steel Corp 深紋り用冷延鋼板の製造方法
JPH03267321A (ja) * 1990-03-16 1991-11-28 Nippon Steel Corp 深絞り用冷延鋼板の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02240220A (ja) * 1989-03-15 1990-09-25 Nippon Steel Corp 深紋り用冷延鋼板の製造方法
JPH03267321A (ja) * 1990-03-16 1991-11-28 Nippon Steel Corp 深絞り用冷延鋼板の製造方法

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