JPH06172924A - 伸びフランジ加工性に優れた高強度熱延鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 引張強度が５００Ｎ／mm²級以上の高強度で
あっても十分な伸びフランジ加工性を有する熱延鋼板を
提供する。 【構成】 Ｃ：０.０３〜０.２０%、Ｓi：０.２〜２.０
％、Ｍn：２.５％以下、Ｐ：０.０８％以下、Ｓ：０.０
０５％以下を含み、残部がＦe及び不可避的不純物から
なる鋼であって、主にベイニティック・フェライトから
なる組織、或いは主にフェライトとベイニティック・フ
ェライトからなる組織を有することを特徴としている。
必要に応じて、更に、Ｎb：０.５％以下、Ｔi：０.５％
以下、Ｃu：０.５％以下、Ｎi：０.５％以下、Ｍo：０.
５％以下、Ｃr：０.５％以下のうちの１種又は２種以
上、或いはＣa処理によるＣa：２０ppm以下を含むこと
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は加工性の優れた高強度熱
延鋼板に関し、特に優れた伸びフランジ加工性を有し引
張強度が５００Ｎ／mm²級以上の高強度熱延鋼板に関す
る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
５００Ｎ／mm²級以上の高強度熱延鋼板では加工性が要
求されてきた。特に、自動車のメンバー類やバンパー等
のプレス成形においては、特に伸びフランジ加工性が必
要とされている。

【０００３】従来、この伸びフランジ性を向上させる方
法として、フェライト＋ベイナイト組織を有する鋼板
(特開昭５８−４２７２６号)、或いはフェライト＋ベイ
ナイト＋マルテンサイト組織を有する鋼板(特開昭５７
−７０２５７号)が知られている。また、この他にも、
フェライトに微細パーライトを分散させること(特開昭
５７−２３０２５号)、或いは微細セメンタイトを生成
させること(特開平４−８８１２５号)を意図した鋼板が
ある。

【０００４】しかし、これらの鋼板では、穴拡げ率(λ)
で示される伸びフランジ加工性に限界があることや、高
強度化に伴って伸びフランジ性が劣化するという欠点が
あった。このため、自動車のメンバー類の現状の加工成
形性を満足できず、高強度材の利用が難しく、薄肉化に
よる重量低減、燃費の向上が阻害されているのが現状で
ある。

【０００５】本発明は、かゝる状況のもとで、高強度化
に伴う伸びフランジ加工性の劣化を防ぎ、高強度であっ
ても十分な伸びフランジ加工性を有する熱延鋼板を提供
することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するために鋭意努力した結果、ラス状組織を有
し、かつ炭化物が生成していない転位密度の高いベイニ
ティック・フェライト組織を鋼中に生成させることによ
り、高い伸びフランジ加工性を付与できることを見い出
し、ここに本発明をなしたものである。

【０００７】すなわち、本発明は、Ｃ：０.０３〜０.２
０%、Ｓi：０.２〜２.０％、Ｍn：２.５％以下、Ｐ：
０.０８％以下、Ｓ：０.００５％以下を含み、必要に応
じて、更にＮb：０.５％以下、Ｔi：０.５％以下、Ｃ
u：０.５％以下、Ｎi：０.５％以下、Ｍo：０.５％以
下、Ｃr：０.５％以下のうちの１種又は２種以上、或い
はＣa：２０ppm以下を含み、残部がＦe及び不可避的不
純物からなる鋼であって、主にベイニティック・フェラ
イトからなる組織、或いは主にフェライトとベイニティ
ック・フェライトからなる組織を有することを特徴とす
る伸びフランジ加工性に優れた高強度熱延鋼板を要旨と
している。

【０００８】

【作用】

【０００９】以下に本発明を更に詳細に説明する。ま
ず、本発明における鋼の化学成分の限定理由を詳述す
る。

【００１０】Ｃ：Ｃは強度確保のためにも、またベイニ
ティック・フェライト組織を得るために必要な元素であ
る。ベイニティック・フェライト組織を生成するために
はＣ量が０.０３％以上必要であるが、点溶接性を考慮
して上限を０.２０％とする。

【００１１】Ｓi：ＳiはフェライトにおけるＣ量の固溶
限を広げ、ベイニティック・フェライト組織を得るため
には必要な元素である。Ｓiの添加によってフェライト
組織からベイニティック・フェライト組織の体積率が増
大する。この組織においては高強度化が達成でき、かつ
高強度材の局部変形時のボイド等が発生しにくく、穴拡
げ率を高めることができる。このベイニティック・フェ
ライト組織は、通常のフェライト組織に比べて転位密度
が高いが、変形能についてはベイナイト組織、微細炭化
物又はパーライト組織と違って、フェライト組織と類似
していると思われる。このベイニティック・フェライト
組織の生成のためには、Ｓi量は０.２％以上が必要であ
る。しかし、２.０％を超えて添加すると、鋼表面に生
成する酸化スケールが過度になって製造上の困難を伴う
ため、上限を２.０％と定める。

【００１２】Ｍn：Ｍnはベイニティック・フェライト組
織の生成に幾らかの寄与をする。しかし、過度に添加し
た場合には、ベイニティック・フェライト組織よりもベ
イナイト組織等の低温変態生成物を多く生成したり、Ｓ
i量とのバランスで残留γ組織を生成して伸びフランジ
性を低下させる。このため、添加量は２.５％以下とす
る。

【００１３】Ｐ：Ｐは固溶強化のための元素として重要
である。高強度化のためにＰを添加しても、ベイニティ
ック・フェライト組織による伸びフランジ加工性の向上
を低下させるものではない。しかし、過度に添加すると
点溶接性などの他の性質を劣化させるため、０.０８％
以下とする。

【００１４】Ｓ：Ｓは伸びフランジ加工性を劣化させる
硫化物を生成するため、可能な限り低減する必要があ
る。しかし、本発明における他の成分添加による伸びフ
ランジ加工性の向上度合いを考慮して、その上限を０.
００５％とする。なお、後述するＣa添加によるＳの低
減は更に伸びフランジ加工性を高めるため、Ｃaの添加
があっても差し支えない。

【００１５】本発明においては、上記成分の他、必要に
応じて、高強度化のための成分であるＮb、Ｔi、Ｃu、
Ｎi、Ｍo、Ｃrの１種又は２種以上を添加でき、或いは
Ｃa添加によるＳ量低減処理を行うことができる。

【００１６】Ｎb：Ｎbは炭窒化物形成元素であり、また
結晶粒を微粒化する効果があるため、強度の向上に有効
である。結晶粒の細粒化については、このことが更に伸
びフランジ加工性を改善する。しかし、過度に添加する
と再結晶温度を高め、必要な材質を得ることができない
ため、上限を０.５％とする。

【００１７】Ｔi：ＴiはＮbと同様の効果により、強度
の向上に有効である。しかし、Ｃ量及びＮ量とのバラン
スにおいて炭窒化物の形成する限度以上に添加すると、
固溶Ｔiが残存し特性の劣化を起こす。このため、上限
を０.５％とする。

【００１８】Ｃu：Ｃuは固溶強化元素である他、疲労強
度特性を向上させるために有効である。またその後の熱
処理により、ε−Ｃu析出による強度上昇の効果があ
る。これらの効果は０.５％を超えると飽和するため、
上限を０.５％とする。

【００１９】Ｎi、Ｍo：ＮiやＭoは固溶強化元素として
有効である。しかし、多量に添加すると、延性を劣化さ
せるため、それぞれの元素の添加量の上限を０.５％と
する。

【００２０】Ｃr：Ｃrは炭化物を生成して鋼を高強度化
する元素として有効である。また、Ｍnなどと共に添加
すると、低温変態生成物の種類や量を調整できる。本発
明において伸びフランジ加工性は炭化物や低温変態生成
物が微量であれば劣化させることはないため、Ｃrを添
加しても差し支えない。しかし、Ｃrを多量に添加した
場合には生成した低温変態生成物が伸びフランジ加工性
を低下させるため、上限を０.５％とする。

【００２１】Ｃa：Ｃaは伸びフランジ加工性を劣化させ
る硫化物を低減するため、Ｃaを添加しＣaＳとしてＳを
除去する処理を施すことがある。通常、このＣa処理を
施した場合にはおよそ２０ppm程度のＣaが残存するが、
このＣaは伸びフランジ加工性を劣化させるものではな
い。

【００２２】次に本発明における組織について説明す
る。

【００２３】本発明の主要となる組織は、ベイニティッ
ク・フェライト組織である。その組織は、フェライト組
織と比較して、通常、転位密度が高くラス状の組織を有
している。しかし、ベイニティック・フェライト組織
は、ベイナイト組織がラス状の境界に炭化物を生成する
のに比べて、ベイナイトと類似したラス状組織を生成す
るものの、炭化物の生成はなく、ベイナイト組織とは異
なった組織である。

【００２４】本発明らは、このベイニティック・フェラ
イト組織が鋼中に生成した場合、特に高強度材の場合に
はフェライト・ベイナイト鋼より更に伸びフランジ加工
性を高めることになることを見い出した。

【００２５】フェライト組織は、転位も少なく、また延
性が高く、伸びフランジ加工性が良い。特に、ベイニテ
ィック・フェライト組織と共に生成した場合には、強
度、伸びフランジ加工性が共に良好である。

【００２６】なお、これらの組織に加えて、微量の炭化
物やベイナイト組織などの低温変態があっても伸びフラ
ンジ加工性を低下させるものではない。したがって、こ
のような炭化物や低温変態組織などは皆無であるのが好
ましく、最大でも３０％、より好ましくは５％以下が望
ましい。

【００２７】次に本発明を実施例を示す。

【００２８】

【実施例】

【００２９】表１に実施例に用いた鋼種の各化学成分を
示す。これらの鋼は真空溶解にて溶製した。表１中の鋼
番でＮo.１からＮo.１５まではＣ−Ｍn系鋼種であり、
それぞれＣ量、Ｓi量、Ｍn量、Ｐ量、Ｓ量の影響を調べ
るためのものであり、Ｎo.１６からＮo.２１までは各添
加合金元素の影響を調べるためのものである。更に、Ｎ
o.２２からＮo.２８まではＣa処理による影響を調べる
ためのものである。

【００３０】これらの供試鋼について熱間圧延を行っ
た。ます、１２００℃の温度にて３０分保持後、熱延終
了温度を８８０℃とし、板厚３０mmから板厚２.５mmま
で圧延した。更に５０℃／sの冷却速度にて５５０℃か
ら２５０℃の温度範囲の巻取処理相当の温度まで冷却
し、その温度で１時間保持することとした。保持後は炉
冷にて常温まで冷却した。

【００３１】伸びフランジ加工性は、上記の熱間圧延を
行った後、縦横７０mの正方形の試験片の中央に１０mm
φの穴をあけ、先端角６０°の円錐ポンチでこの穴を広
げて、穴の縁にクラックが発生する限定の穴径から計算
される穴拡げ率(λ値)で評価した。

【００３２】各鋼種の熱延鋼板(４００℃巻取処理)の機
械的特性を調べた結果を表２に示すと共に、図１及び図
２には４００℃巻取処理を施した場合の各鋼種のλ−Ｔ
Ｓバランスを示す。なお、図中にはそれぞれの鋼板の組
織も表示した。更に、表３及び図３には、鋼番Ｎo.４、
Ｎo.７及びＮo.８について、λ値に及ぼす巻取温度の影
響を示し、それぞれの鋼の組織によるλ値の違いを示し
た。

【００３３】本発明例と比較例を対比するとわかるよう
に、同じ鋼種の鋼板でも、主たる組織として、ベイニテ
ィック・フェライト組織又はフェライトとベイニティッ
ク・フェライト組織が生成した熱延鋼板は、高強度化し
ても、λ値が高い。

【００３４】図４及び図５は、それぞれＮo.４及びＮo.
８の鋼種のベイニティック・フェライト組織のＴＥＭ観
察した写真である。これらには、ラス状組織が観察され
るがその境界に炭化物の生成は認められない。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】

【表３】

【００３８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ベイニティック・フェライト組織を鋼中に生成させたも
のであるので、高強度化に伴う伸びフランジ加工性の劣
化を防ぎ、引張強度が５００Ｎ／mm²級以上の高強度で
あっても十分な伸びフランジ加工性を有する熱延鋼板を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例における各鋼種の熱延鋼板のλ−ＴＳバ
ランスを示す図である。

【図２】実施例における各鋼種の熱延鋼板のλ−ＴＳバ
ランスをしめす図である。

【図３】実施例におけるＮo.４、Ｎo.７及びＮo.８の鋼
種のλ値に及ぼす巻取温度の影響を示す図である。

【図４】Ｎo.４の鋼種のＴＥＭ観察によるベイニティッ
ク・フェライト組織(金属組織)を示す写真である。

【図５】Ｎo.８の鋼種のＴＥＭ観察によるベイニティッ
ク・フェライト組織(金属組織)を示す写真である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横井利雄 兵庫県加古川市尾上町池田字池田開拓2222 番地１株式会社神戸製鋼所加古川研究地区 内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量％で(以下、同じ)、Ｃ：０.０３〜
   ０.２０%、Ｓi：０.２〜２.０％、Ｍn：２.５％以下、
   Ｐ：０.０８％以下、Ｓ：０.００５％以下を含み、残部
   がＦe及び不可避的不純物からなる鋼であって、主にベ
   イニティック・フェライトからなる組織、或いは主にフ
   ェライトとベイニティック・フェライトからなる組織を
   有することを特徴とする伸びフランジ加工性に優れた高
   強度熱延鋼板。
2. 【請求項２】 更に、Ｎb：０.５％以下、Ｔi：０.５％
   以下、Ｃu：０.５％以下、Ｎi：０.５％以下、Ｍo：０.
   ５％以下、Ｃr：０.５％以下のうちの１種又は２種以上
   を含む請求項１に記載の熱延鋼板。
3. 【請求項３】 更に、Ｃa：２０ppm以下を含む請求項１
   又は２に記載の熱延鋼板。