JPH06220580A - 広いひずみ範囲において一様で高いｎ値を有する高強度複合組織冷延鋼板およびその製造方法 - Google Patents
広いひずみ範囲において一様で高いｎ値を有する高強度複合組織冷延鋼板およびその製造方法Info
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- JPH06220580A JPH06220580A JP18056191A JP18056191A JPH06220580A JP H06220580 A JPH06220580 A JP H06220580A JP 18056191 A JP18056191 A JP 18056191A JP 18056191 A JP18056191 A JP 18056191A JP H06220580 A JPH06220580 A JP H06220580A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 広いひずみ範囲において一様で高いｎ値を有
する、高強度、高延性の鋼板を提供し、またその好まし
い製造を可能ならしめることにより、欠陥の生じないプ
レス加工性に優れた鋼板を得しめ、特に自動車車体用鋼
板の軽量化を招来せしめる。 【構成】 ＴＳ×Ｅｌ≧２５００で、５〜２０％のひず
み域で演算式ｆ(n) ＝１／ (n5＋n20)2 ＋25×‖n5−n
20 ‖≦4.５を満足する一様で高いｎ値を有するプレス
加工性に優れた高強度複合組織冷延鋼板である。（ただ
し、n5は５％のひずみにおけるｎ値、n20 は２０％のひ
ずみにおけるｎ値、また‖n5−n20‖はn5とn20の差の絶
対値である。）Ti, Nb, Ｖ, Zr, Moのうち少なくとも１
種とＢの複合添加および連続焼鈍条件の最適化により、
一様で高いｎ値を有するプレス加工性に優れた高強度複
合組織冷延鋼板を製造する。
する、高強度、高延性の鋼板を提供し、またその好まし
い製造を可能ならしめることにより、欠陥の生じないプ
レス加工性に優れた鋼板を得しめ、特に自動車車体用鋼
板の軽量化を招来せしめる。 【構成】 ＴＳ×Ｅｌ≧２５００で、５〜２０％のひず
み域で演算式ｆ(n) ＝１／ (n5＋n20)2 ＋25×‖n5−n
20 ‖≦4.５を満足する一様で高いｎ値を有するプレス
加工性に優れた高強度複合組織冷延鋼板である。（ただ
し、n5は５％のひずみにおけるｎ値、n20 は２０％のひ
ずみにおけるｎ値、また‖n5−n20‖はn5とn20の差の絶
対値である。）Ti, Nb, Ｖ, Zr, Moのうち少なくとも１
種とＢの複合添加および連続焼鈍条件の最適化により、
一様で高いｎ値を有するプレス加工性に優れた高強度複
合組織冷延鋼板を製造する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は広いひずみ範囲において
一様で高いｎ値を有する高強度複合組織冷延鋼板および
その製造方法に関するものである。
一様で高いｎ値を有する高強度複合組織冷延鋼板および
その製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球環境保全の見地から自動車の
燃費向上が望まれてり、その達成を目的として車体を軽
量化しようとする動きが活発になっている。即ちこのた
め、自動車に使用される鋼板を薄くすることにより車体
重量を軽減し、薄肉化にともなう車体強度の低下を鋼板
の高強度化によって補っているわけであるが、一方で自
動車用鋼板に対する高延性化の要求はますますきびしく
なっており、高強度と高延性を兼ね合わせた素材が期待
されている。
燃費向上が望まれてり、その達成を目的として車体を軽
量化しようとする動きが活発になっている。即ちこのた
め、自動車に使用される鋼板を薄くすることにより車体
重量を軽減し、薄肉化にともなう車体強度の低下を鋼板
の高強度化によって補っているわけであるが、一方で自
動車用鋼板に対する高延性化の要求はますますきびしく
なっており、高強度と高延性を兼ね合わせた素材が期待
されている。
【０００３】このような要求に対して、残留オーステナ
イトの加工誘発変態を利用することにより、ＴＳ（引張
強さ）８０〜１００kgf ／mm2 で３０％程度のＥｌ（破
断伸び）を有する鋼が特開昭６０−４３４３０公報など
で提案されている。これらの鋼では、加工誘発変態によ
って局所的なひずみの集中が生じず、一様変形能は大き
く向上するが、残留オーステナイトがマルテンサイトに
変態した後の加工性はDual Phase鋼と大差はない。そこ
で、特開昭６４−７９３２１公報、特開平１−２３０７
１５公報、特開平１−２７２７２０公報などで伸びフラ
ンジ性などの局部変形能の改善を図った鋼板も提案され
ている。
イトの加工誘発変態を利用することにより、ＴＳ（引張
強さ）８０〜１００kgf ／mm2 で３０％程度のＥｌ（破
断伸び）を有する鋼が特開昭６０−４３４３０公報など
で提案されている。これらの鋼では、加工誘発変態によ
って局所的なひずみの集中が生じず、一様変形能は大き
く向上するが、残留オーステナイトがマルテンサイトに
変態した後の加工性はDual Phase鋼と大差はない。そこ
で、特開昭６４−７９３２１公報、特開平１−２３０７
１５公報、特開平１−２７２７２０公報などで伸びフラ
ンジ性などの局部変形能の改善を図った鋼板も提案され
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来技術による鋼板においては一様変形能及び局部変形
能の絶対値を向上させることに主眼がおかれており、加
工中に受けるひずみの増大にともなう加工硬化挙動（例
えばｎ値の変化）については考慮されていない。
従来技術による鋼板においては一様変形能及び局部変形
能の絶対値を向上させることに主眼がおかれており、加
工中に受けるひずみの増大にともなう加工硬化挙動（例
えばｎ値の変化）については考慮されていない。
【０００５】実際のプレス加工品においては、場所によ
ってさまざまなひずみを受けているため、引張試験にお
ける一様ひずみ範囲内であっても各場所におけるｎ値は
異なっており、不均一な変形が発生して欠陥を生じる可
能性がある。例えば、加工の初期段階に相当する、５％
程度のひずみにおけるｎ値が低い場合、早期に欠陥が生
じてしまうためにその後の加工が継続できなくなる。ま
た、５％程度のひずみにおけるｎ値は高いが高ひずみ域
ではｎ値が低下する場合には、ひずみが急激に変化する
ダイの肩部分などで欠陥が生じ易い。特に複合組織鋼板
ではひずみ増大に伴ってｎ値が大きく変化するため、こ
のような不均一変形による欠陥を生じやすい。しかも、
鋼板が高強度になるほどこの傾向は強く現れる。
ってさまざまなひずみを受けているため、引張試験にお
ける一様ひずみ範囲内であっても各場所におけるｎ値は
異なっており、不均一な変形が発生して欠陥を生じる可
能性がある。例えば、加工の初期段階に相当する、５％
程度のひずみにおけるｎ値が低い場合、早期に欠陥が生
じてしまうためにその後の加工が継続できなくなる。ま
た、５％程度のひずみにおけるｎ値は高いが高ひずみ域
ではｎ値が低下する場合には、ひずみが急激に変化する
ダイの肩部分などで欠陥が生じ易い。特に複合組織鋼板
ではひずみ増大に伴ってｎ値が大きく変化するため、こ
のような不均一変形による欠陥を生じやすい。しかも、
鋼板が高強度になるほどこの傾向は強く現れる。
【０００６】従って、高強度複合組織鋼板にとっては、
特定のひずみ範囲において平均的にｎ値が高いというだ
けはなく、広いひずみ範囲においてｎ値が一様であるこ
とが要求される。なお、特開平２−２１７４２５公報
に、0.２５〜0.３０以上のｎ値を有する鋼板の製造方法
が開示されているが、その中で用いられているｎ値と
は、ひずみが１０％から２０％の間における平均値であ
って、このひずみ範囲におけるｎ値の一様性については
全く示されていない。
特定のひずみ範囲において平均的にｎ値が高いというだ
けはなく、広いひずみ範囲においてｎ値が一様であるこ
とが要求される。なお、特開平２−２１７４２５公報
に、0.２５〜0.３０以上のｎ値を有する鋼板の製造方法
が開示されているが、その中で用いられているｎ値と
は、ひずみが１０％から２０％の間における平均値であ
って、このひずみ範囲におけるｎ値の一様性については
全く示されていない。
【０００７】本発明は、以上のような問題点を解決する
ために成されたものであり、広いひずみ範囲において一
様でしかも高いｎ値を有する高強度複合組織冷延鋼板お
よびその製造方法を提供することを目的とする。
ために成されたものであり、広いひずみ範囲において一
様でしかも高いｎ値を有する高強度複合組織冷延鋼板お
よびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、多くの鋼
種、焼鈍条件によって残留オーステナイトを含有する種
々の冷延鋼板を製造し、これらの鋼板について引張試験
を行い、ひずみとｎ値の関係を調査した。その結果の一
例を図１に示すが、それぞれのひずみにおけるｎ値は、
引張試験時の真応力σ、真ひずみεによって定義され
る、（ｎ値）＝（ε／σ）・（ｄσ／ｄε）の式によっ
て計算した。
種、焼鈍条件によって残留オーステナイトを含有する種
々の冷延鋼板を製造し、これらの鋼板について引張試験
を行い、ひずみとｎ値の関係を調査した。その結果の一
例を図１に示すが、それぞれのひずみにおけるｎ値は、
引張試験時の真応力σ、真ひずみεによって定義され
る、（ｎ値）＝（ε／σ）・（ｄσ／ｄε）の式によっ
て計算した。
【０００９】ここで、５％のひずみにおけるｎ値をn5、
２０％のひずみにおけるｎ値をn20としたとき、ｆ(n)
＝１／（n5＋n20)2 ＋25×‖n5−n20 ‖で定義されるパ
ラメータｆ(n) を用いることによって、ｎ値の平均的な
大きさと広いひずみ範囲におけるｎ値の一様性を同時に
評価できる。すなわち、ｆ(n) が4.５以下である鋼板
は、広いひずみ範囲において一様でしかも高いｎ値を有
していることが図１より明らかである。
２０％のひずみにおけるｎ値をn20としたとき、ｆ(n)
＝１／（n5＋n20)2 ＋25×‖n5−n20 ‖で定義されるパ
ラメータｆ(n) を用いることによって、ｎ値の平均的な
大きさと広いひずみ範囲におけるｎ値の一様性を同時に
評価できる。すなわち、ｆ(n) が4.５以下である鋼板
は、広いひずみ範囲において一様でしかも高いｎ値を有
していることが図１より明らかである。
【００１０】なお、５％のひずみというのは、加工の初
期段階の代表的なひずみ量として本発明者らが選んだも
のである。また大きな加工を受けたときの代表的なひず
み量の選び方はいろいろ考えられるが、あまり大きなひ
ずみ量を選ぶと一様伸びの範囲を越える場合があり、ｎ
値が計算できないことから２０％が妥当であると判断し
た。
期段階の代表的なひずみ量として本発明者らが選んだも
のである。また大きな加工を受けたときの代表的なひず
み量の選び方はいろいろ考えられるが、あまり大きなひ
ずみ量を選ぶと一様伸びの範囲を越える場合があり、ｎ
値が計算できないことから２０％が妥当であると判断し
た。
【００１１】前記図１について更に述べるならば、鋼板
Ａや鋼板Ｃのようにｆ(n) が4.５以下である鋼板は広い
ひずみ範囲において、一様かつ高いｎ値を有しているこ
とがわかる。ｆ(n) が4.５を越える場合には、一様かつ
高いｎ値を有しているとはいえない。すなわち、図１に
おいて鋼板Ｅのようにｎ5 が著しく高くｎ20がかなり低
下する場合や鋼板Ｂのようにｎ5 は低くｎ20が高い場合
には、高いｎ値を有しているとはいえるが一様なｎ値を
有しているとはいえず、プレス加工時に部分的な不均一
変形を生じる可能性が高い。また、鋼板Ｄや鋼板Ｆのよ
うにｎ5 とｎ20の差は小さいが値は低い場合には、一様
なｎ値を有しているが、高いｎ値を有しているとはいえ
ず、プレス加工そのものが困難となる。なお、ひずみが
１０％から２０％の間における平均的なｎ値（ｎ10-20)
を、ln（σ2 ／σ1 ）／ln（ε2／ε1 ）という式で計
算し図１に併せて示しているが、ｎ値の一様性はｎ
10-20では評価できないことが明白である。
Ａや鋼板Ｃのようにｆ(n) が4.５以下である鋼板は広い
ひずみ範囲において、一様かつ高いｎ値を有しているこ
とがわかる。ｆ(n) が4.５を越える場合には、一様かつ
高いｎ値を有しているとはいえない。すなわち、図１に
おいて鋼板Ｅのようにｎ5 が著しく高くｎ20がかなり低
下する場合や鋼板Ｂのようにｎ5 は低くｎ20が高い場合
には、高いｎ値を有しているとはいえるが一様なｎ値を
有しているとはいえず、プレス加工時に部分的な不均一
変形を生じる可能性が高い。また、鋼板Ｄや鋼板Ｆのよ
うにｎ5 とｎ20の差は小さいが値は低い場合には、一様
なｎ値を有しているが、高いｎ値を有しているとはいえ
ず、プレス加工そのものが困難となる。なお、ひずみが
１０％から２０％の間における平均的なｎ値（ｎ10-20)
を、ln（σ2 ／σ1 ）／ln（ε2／ε1 ）という式で計
算し図１に併せて示しているが、ｎ値の一様性はｎ
10-20では評価できないことが明白である。
【００１２】また、実際のプレス加工性とｆ(n) および
TS×Elとの関係の１例として、張り出し加工による張り
出し高さとｆ(n) 、TS×El（ただし TS:78〜80kgf/mm2)
の関係を調査した結果を図２に示す。張り出し高さは、
ブランク径１００mm、板厚0.７mmの鋼板を直径５０mmの
穴あきダイに押さえつけ、半径２３mmの球頭ポンチで押
し込んでいって破断を生じたときの押し込み量とした。
なお、ダイにはビードをつけることによって、フランジ
部分からの流れ込みを防止している。図２によれば、TS
×Elが２５００以上でしかもｆ(n) が4.５以下の鋼板は
優れた張り出し性を有することがわかる。一方、TS×El
は２５００以上だかｆ(n) が4.５を越える鋼板の張り出
し高さはあまり大きくなく、TS×Elだけは張り出し性を
評価することはできない。
TS×Elとの関係の１例として、張り出し加工による張り
出し高さとｆ(n) 、TS×El（ただし TS:78〜80kgf/mm2)
の関係を調査した結果を図２に示す。張り出し高さは、
ブランク径１００mm、板厚0.７mmの鋼板を直径５０mmの
穴あきダイに押さえつけ、半径２３mmの球頭ポンチで押
し込んでいって破断を生じたときの押し込み量とした。
なお、ダイにはビードをつけることによって、フランジ
部分からの流れ込みを防止している。図２によれば、TS
×Elが２５００以上でしかもｆ(n) が4.５以下の鋼板は
優れた張り出し性を有することがわかる。一方、TS×El
は２５００以上だかｆ(n) が4.５を越える鋼板の張り出
し高さはあまり大きくなく、TS×Elだけは張り出し性を
評価することはできない。
【００１３】なおTSレベルが上昇するにともなってElレ
ベルは低下するため張り出し高さは小さくなっていく
が、各TSレベルにみあった張り出し性を有するために
は、やはりTS×Elが２５００以上でしかもｆ(n) が4.５
以下という特性が必要であることに代わりはない。
ベルは低下するため張り出し高さは小さくなっていく
が、各TSレベルにみあった張り出し性を有するために
は、やはりTS×Elが２５００以上でしかもｆ(n) が4.５
以下という特性が必要であることに代わりはない。
【００１４】以上説明したとおり、高強度かつプレス加
工性に優れた鋼板を得るためにはTS×Elが高くしかもｆ
(n) が低いことが重要であると判明したが、本発明者ら
はさらにTS×Elを２５００以上、ｆ(n) を4.５以下とす
るための化学成分、焼鈍条件について検討を重ねた。そ
の結果、Ti、Nb、Ｖ、Zr、Moによって形成される微細炭
窒化物と、固溶Ｂの複合作用によって鋼板の組織を細粒
化し、鋼板の焼鈍時に、フェライト・オーステナイト２
相域からの冷却速度とベイナイト変態温度域での保持温
度、保持時間の関係を適切に保つことが、ｆ(n) を4.５
以下とするためには重要であることを見いだした。
工性に優れた鋼板を得るためにはTS×Elが高くしかもｆ
(n) が低いことが重要であると判明したが、本発明者ら
はさらにTS×Elを２５００以上、ｆ(n) を4.５以下とす
るための化学成分、焼鈍条件について検討を重ねた。そ
の結果、Ti、Nb、Ｖ、Zr、Moによって形成される微細炭
窒化物と、固溶Ｂの複合作用によって鋼板の組織を細粒
化し、鋼板の焼鈍時に、フェライト・オーステナイト２
相域からの冷却速度とベイナイト変態温度域での保持温
度、保持時間の関係を適切に保つことが、ｆ(n) を4.５
以下とするためには重要であることを見いだした。
【００１５】すなわち、Ti、Nb、Ｖ、Zr、Moの添加量の
合計をＸ（wt％）、Ｂの添加量をＢ（wt％）、冷却速度
をＶC （℃／sec ）、保持温度をＴH （℃）、保持時間
をｔH （min)としたとき、Ｆ（ＶC 、ＴH 、ｔH 、Ｘ、
Ｂ）＝１−（ＶC −20）／60−（ＴH −430)2 ／2500−
（ｔH −５)2／10−｛500(Ｘ−0.008)｝2 −｛500(B-0.
003)｝2 、ただしＶC ≧２０、で定義される関数Ｆ（Ｖ
C 、ＴH 、ｔH 、Ｘ、Ｂ）を０以上とすることが、ｆ
(n) が4.５以下の鋼板を製造するために必要であること
をつきとめた。１例として図３に、Ｃ添加量の異なる数
種の鋼板におけるＦ（ＶC 、ＴH 、ｔH 、Ｘ、Ｂ）とｆ
(n) の関係を示すが、Ｃ量が適正な範囲にあってしかも
Ｆ（ＶC 、ＴH 、ｔH 、Ｘ、Ｂ）が０以上の場合にはｆ
(n) が4.５以下となっており、一様でしかも高いｎ値を
得ることができる。
合計をＸ（wt％）、Ｂの添加量をＢ（wt％）、冷却速度
をＶC （℃／sec ）、保持温度をＴH （℃）、保持時間
をｔH （min)としたとき、Ｆ（ＶC 、ＴH 、ｔH 、Ｘ、
Ｂ）＝１−（ＶC −20）／60−（ＴH −430)2 ／2500−
（ｔH −５)2／10−｛500(Ｘ−0.008)｝2 −｛500(B-0.
003)｝2 、ただしＶC ≧２０、で定義される関数Ｆ（Ｖ
C 、ＴH 、ｔH 、Ｘ、Ｂ）を０以上とすることが、ｆ
(n) が4.５以下の鋼板を製造するために必要であること
をつきとめた。１例として図３に、Ｃ添加量の異なる数
種の鋼板におけるＦ（ＶC 、ＴH 、ｔH 、Ｘ、Ｂ）とｆ
(n) の関係を示すが、Ｃ量が適正な範囲にあってしかも
Ｆ（ＶC 、ＴH 、ｔH 、Ｘ、Ｂ）が０以上の場合にはｆ
(n) が4.５以下となっており、一様でしかも高いｎ値を
得ることができる。
【００１６】また図４に、Ｃ添加量の異なる数種の鋼板
におけるＦ（ＶC 、ＴH 、ｔH 、Ｘ、Ｂ）とTS×Elの関
係を示すが、Ｃ量が適正な範囲にあってしかもＦ
（ＶC 、ＴH 、ｔH 、Ｘ、Ｂ）を０以上とすることでTS
×Elも２５００以上の鋼板が得られることがわかる。な
お、Ｃ量が0.３８０％の場合にはＦ（ＶC 、ＴH 、
ｔH 、Ｘ、Ｂ）が０未満であってもTS×Elが２５００以
上となることもあるが、この場合ｆ(n) が4.５を越えて
しまうことは図３の説明で述べたとおりである。
におけるＦ（ＶC 、ＴH 、ｔH 、Ｘ、Ｂ）とTS×Elの関
係を示すが、Ｃ量が適正な範囲にあってしかもＦ
（ＶC 、ＴH 、ｔH 、Ｘ、Ｂ）を０以上とすることでTS
×Elも２５００以上の鋼板が得られることがわかる。な
お、Ｃ量が0.３８０％の場合にはＦ（ＶC 、ＴH 、
ｔH 、Ｘ、Ｂ）が０未満であってもTS×Elが２５００以
上となることもあるが、この場合ｆ(n) が4.５を越えて
しまうことは図３の説明で述べたとおりである。
【００１７】そこで本発明者らは、Ｃ、Si、Mnなどの添
加量や、焼鈍時における加熱保持の温度や時間について
も詳細な検討を行った結果、高強度と高延性を併せ持つ
鋼板を製造することを見いだして本発明に至ったもので
あって、以下の如くである。
加量や、焼鈍時における加熱保持の温度や時間について
も詳細な検討を行った結果、高強度と高延性を併せ持つ
鋼板を製造することを見いだして本発明に至ったもので
あって、以下の如くである。
【００１８】ＴＳ×Ｅｌ≧２５００で、かつ５〜２０％
のひずみ域において、下式で与えられるｆ（ｎ）が4.５
以下であることを特徴とする広いひずみ範囲において一
様で高いｎ値を有する高強度複合組織冷延鋼板。
のひずみ域において、下式で与えられるｆ（ｎ）が4.５
以下であることを特徴とする広いひずみ範囲において一
様で高いｎ値を有する高強度複合組織冷延鋼板。
【００１９】
【数３】
【００２０】Ｃ：0.１〜0.３wt％、Si：1.０〜2.２wt
％、Mn：1.２〜2.５wt％、Ｐ：0.０２wt％以下、Ｓ：0.
０１wt％以下、Ｂ：0.００１〜0.００５wt％を含有し、
さらにTi、Nb、Ｖ、Zr、Moの内から選ばれる１種または
２種以上の元素を合計で0.００６〜0.０１wt％含有し、
残部がFe及び不可避的不純物より成る鋼を熱間圧延およ
び冷間圧延した後、連続焼鈍を施すにあたって、Ａc1＋
５０℃以上Ａc3以下の温度に加熱して３０sec 〜３min
保持した後に、下式で与えられるＦ（ＶC , ＴH，
ｔH ，Ｘ，Ｂ）が０以上となるような冷却速度ＶC （℃
／sec)、保持温度ＴH（℃）、保持時間ｔH （min)にて
冷却、保持することを特徴とする広いひずみ範囲におい
て一様で高いｎ値を有する高強度複合組織冷延鋼板の製
造方法。
％、Mn：1.２〜2.５wt％、Ｐ：0.０２wt％以下、Ｓ：0.
０１wt％以下、Ｂ：0.００１〜0.００５wt％を含有し、
さらにTi、Nb、Ｖ、Zr、Moの内から選ばれる１種または
２種以上の元素を合計で0.００６〜0.０１wt％含有し、
残部がFe及び不可避的不純物より成る鋼を熱間圧延およ
び冷間圧延した後、連続焼鈍を施すにあたって、Ａc1＋
５０℃以上Ａc3以下の温度に加熱して３０sec 〜３min
保持した後に、下式で与えられるＦ（ＶC , ＴH，
ｔH ，Ｘ，Ｂ）が０以上となるような冷却速度ＶC （℃
／sec)、保持温度ＴH（℃）、保持時間ｔH （min)にて
冷却、保持することを特徴とする広いひずみ範囲におい
て一様で高いｎ値を有する高強度複合組織冷延鋼板の製
造方法。
【００２１】
【数４】
【００２２】
【作用】上記したような本発明によるものの作用関係に
ついて説明すると、５％のひずみにおけるｎ値をｎ5 、
２０％のひずみにおけるｎ値をｎ20としたとき、ｆ(n)
＝１／（ｎ5 ＋ｎ20)2＋25×‖ｎ5 −ｎ20‖で定義され
るｆ(n) が、4.５以下である鋼板は、広いひずみ範囲に
おいて一様で、しかも高いｎ値を有することは図１に示
し前述の如くである。
ついて説明すると、５％のひずみにおけるｎ値をｎ5 、
２０％のひずみにおけるｎ値をｎ20としたとき、ｆ(n)
＝１／（ｎ5 ＋ｎ20)2＋25×‖ｎ5 −ｎ20‖で定義され
るｆ(n) が、4.５以下である鋼板は、広いひずみ範囲に
おいて一様で、しかも高いｎ値を有することは図１に示
し前述の如くである。
【００２３】また本発明の製造方法における合金元素の
含有範囲限定理由は以下の如くである。Ｃは、過冷オー
ステナイトがベイナイト変態していく過程でオーステナ
イト中へ濃化し、オーステナイトを安定化することで残
留オーステナイトを生成させる。この残留オーステナイ
トの加工誘発変態によって高いｎ値が得られるわけであ
るが、その効果を得るためには0.１％以上のＣを必要と
する。一方、0.３％を越えて添加すると残留オーステナ
イト量は増えるものの、一様なｎ値が得られずｆ(n) が
4.５を越えるため、Ｃの上限を0.３％とする。
含有範囲限定理由は以下の如くである。Ｃは、過冷オー
ステナイトがベイナイト変態していく過程でオーステナ
イト中へ濃化し、オーステナイトを安定化することで残
留オーステナイトを生成させる。この残留オーステナイ
トの加工誘発変態によって高いｎ値が得られるわけであ
るが、その効果を得るためには0.１％以上のＣを必要と
する。一方、0.３％を越えて添加すると残留オーステナ
イト量は増えるものの、一様なｎ値が得られずｆ(n) が
4.５を越えるため、Ｃの上限を0.３％とする。
【００２４】Siは、フェライト安定化元素であり、連続
焼鈍の加熱時に安定したフェライト・オーステナイト二
相組織を得るためには不可欠であり、1.０％以上の添加
が必要である。しかし、過剰な添加は鋼の変態点を極度
に上昇させるため、焼鈍時に加熱温度を高くしなければ
ならず、生産コストを引き上げることとなる。従って添
加量を2.２％以下に限定する。
焼鈍の加熱時に安定したフェライト・オーステナイト二
相組織を得るためには不可欠であり、1.０％以上の添加
が必要である。しかし、過剰な添加は鋼の変態点を極度
に上昇させるため、焼鈍時に加熱温度を高くしなければ
ならず、生産コストを引き上げることとなる。従って添
加量を2.２％以下に限定する。
【００２５】Mnは、フェライト・パーライト変態のノー
ズを長時間側へ移行するため、ベイナイト変態による残
留オーステナイトの生成には不可欠な元素である。しか
もＣと同様にオーステナイト安定化元素であって、高い
ｎ値を得るために必要である。これらの作用は1.２％未
満の添加では発揮されないため、1.２％を下限とする。
ただし、ベイナイト変態も遅らせるため、変態温度域で
の保持時間を長くしなければならず、生産性を低下させ
ることから、その上限を2.５％とする。
ズを長時間側へ移行するため、ベイナイト変態による残
留オーステナイトの生成には不可欠な元素である。しか
もＣと同様にオーステナイト安定化元素であって、高い
ｎ値を得るために必要である。これらの作用は1.２％未
満の添加では発揮されないため、1.２％を下限とする。
ただし、ベイナイト変態も遅らせるため、変態温度域で
の保持時間を長くしなければならず、生産性を低下させ
ることから、その上限を2.５％とする。
【００２６】Ｐは、フェライト安定化元素であり、Siと
同様の効果を有するが、粒界に偏析して脆化を引きおこ
し、プレス加工時に局所的な欠陥を生じる原因となるの
で少ない方がよい。よって、本発明では0.０２％以下に
限定する。
同様の効果を有するが、粒界に偏析して脆化を引きおこ
し、プレス加工時に局所的な欠陥を生じる原因となるの
で少ない方がよい。よって、本発明では0.０２％以下に
限定する。
【００２７】Ｓは、鋼の延性を著しく低下させるためで
きるだけ少ない方が望ましく、0.０１％以下に限定す
る。
きるだけ少ない方が望ましく、0.０１％以下に限定す
る。
【００２８】Ti、Nb、Ｖ、Zr、Moの内から選ばれる１種
または２種以上の元素を添加することによって、微細炭
窒化物による組織の細粒化が図れ、残留オーステナイト
が均一に分布することによって加工誘発変態を効果的に
生じさせることができる。これによって広いひずみ域で
一様なｎ値が得られるわけであるが、この効果を得るた
めには少なくとも合計で0.００６％以上の添加を必要と
する。しかし、過剰な添加によって炭窒化物を多く析出
させると、この炭窒化物が鋼板のｎ値を低下させ、ｆ
(n) が4.５を越えてしまう。従ってその上限を0.０１％
とする。
または２種以上の元素を添加することによって、微細炭
窒化物による組織の細粒化が図れ、残留オーステナイト
が均一に分布することによって加工誘発変態を効果的に
生じさせることができる。これによって広いひずみ域で
一様なｎ値が得られるわけであるが、この効果を得るた
めには少なくとも合計で0.００６％以上の添加を必要と
する。しかし、過剰な添加によって炭窒化物を多く析出
させると、この炭窒化物が鋼板のｎ値を低下させ、ｆ
(n) が4.５を越えてしまう。従ってその上限を0.０１％
とする。
【００２９】Ｂは、鋼に固溶することで組織を細粒化す
る作用がある。微細炭窒化物だけで組織を十分に細粒化
するためには、Ti、Nb、Ｖ、Zr、Moの添加量は0.０１％
よりも多い方が好ましいが、そうするとｎ値のレベルが
低下してしまうことから、固溶Ｂによる細粒化効果を複
合させることが必要である。この効果を発揮させるため
には少なくとも0.００１％以上のＢの添加を必要とす
る。しかし、0.００５％を越えて添加するとやはりｎ値
のレベルが低下するので、0.００５％を上限とする。
る作用がある。微細炭窒化物だけで組織を十分に細粒化
するためには、Ti、Nb、Ｖ、Zr、Moの添加量は0.０１％
よりも多い方が好ましいが、そうするとｎ値のレベルが
低下してしまうことから、固溶Ｂによる細粒化効果を複
合させることが必要である。この効果を発揮させるため
には少なくとも0.００１％以上のＢの添加を必要とす
る。しかし、0.００５％を越えて添加するとやはりｎ値
のレベルが低下するので、0.００５％を上限とする。
【００３０】なお、上記したTi、Nb、Ｖ、Zr、Mo、Ｂの
添加量の範囲は、連続焼鈍時の冷却速度、保持温度、保
持時間を含む関数Ｆ（ＶC 、ＴH 、ｔH 、Ｘ、Ｂ）によ
ってさらに限定され、上記の添加量の範囲であってもｆ
(n) が4.５を上回る場合がある。
添加量の範囲は、連続焼鈍時の冷却速度、保持温度、保
持時間を含む関数Ｆ（ＶC 、ＴH 、ｔH 、Ｘ、Ｂ）によ
ってさらに限定され、上記の添加量の範囲であってもｆ
(n) が4.５を上回る場合がある。
【００３１】上記成分を有する鋼スラブの製造上におけ
る限定理由については、このようなスラブを熱間圧延、
冷間圧延した後に連続焼鈍するわけであるが、加熱温度
はＡc1＋５０℃以上Ａc3以下とする。Ａc1＋５０℃より
も加熱温度が低い場合には二相域でのオーステナイト量
が不足するため、最終的に生成する残留オーステナイト
量が加工誘発変態の効果を発揮するのに十分な量に至ら
ない。逆にＡc3よりも高い場合には、完全にオーステナ
イト化されてしまうためにＣの濃化を起こらず残留オー
ステナイトを生成することが不可能となることから、加
熱温度はＡc1＋５０℃以上Ａc3以下に限定される。
る限定理由については、このようなスラブを熱間圧延、
冷間圧延した後に連続焼鈍するわけであるが、加熱温度
はＡc1＋５０℃以上Ａc3以下とする。Ａc1＋５０℃より
も加熱温度が低い場合には二相域でのオーステナイト量
が不足するため、最終的に生成する残留オーステナイト
量が加工誘発変態の効果を発揮するのに十分な量に至ら
ない。逆にＡc3よりも高い場合には、完全にオーステナ
イト化されてしまうためにＣの濃化を起こらず残留オー
ステナイトを生成することが不可能となることから、加
熱温度はＡc1＋５０℃以上Ａc3以下に限定される。
【００３２】上述した温度域での保持時間が３０sec よ
り短いと均質な２相組織が得られず、３min より長いと
組織が粗大化するため、いずれにしてもTS×Elの低下を
招くか、もしくはｆ(n) が4.５を越えてしまう。従っ
て、加熱保持時間は３０sec 〜３min とする。
り短いと均質な２相組織が得られず、３min より長いと
組織が粗大化するため、いずれにしてもTS×Elの低下を
招くか、もしくはｆ(n) が4.５を越えてしまう。従っ
て、加熱保持時間は３０sec 〜３min とする。
【００３３】本発明においては、Ti、Nb、Ｖ、Zr、Moの
添加量の合計をＸ（wt％）、Ｂの添加量をＢ（wt％）、
冷却速度をＶC （℃／sec)、保持温度をＴH （℃）、保
持時間をｔH （min)としたときＦ（ＶC 、ＴH 、ｔH 、
Ｘ、Ｂ）＝１−（ＶC −20）／60−（ＴH −430)2 ／25
00−（ｔH −５)2／10−｛500(Ｘ−0.008)｝2 −｛500
(B-0.003)｝2 で定義される関数Ｆ（ＶC 、ＴH 、
ｔH 、Ｘ、Ｂ）が０以上となるように、加熱保持後の冷
却、保持を行うことが非常に重要である。ただし、冷却
速度が２０℃／sec を下回る場合には、フェライトやパ
ーライトを多量に生成してTS×Elが低くなってしまうた
め、Ｖ≧２０℃／sec とする。冷却速度が速すぎる場合
や、保持温度、保持時間が適切な範囲にないときにはＦ
（ＶC 、ＴH 、ｔH 、Ｘ、Ｂ）が０を下回ってしまう
が、このような場合には残留オーステナイト生成量が少
なくなると同時に、残留オーステナイトが外力に対して
不安定になる。そのため、低ひずみ域では加工誘発変態
によって高いｎ値を示すが、高ひずみ域に行くにつれて
急激にｎ値が低下する。従って、TS×Elが減少するか、
ｆ(n) が4.５を越えてしまう。
添加量の合計をＸ（wt％）、Ｂの添加量をＢ（wt％）、
冷却速度をＶC （℃／sec)、保持温度をＴH （℃）、保
持時間をｔH （min)としたときＦ（ＶC 、ＴH 、ｔH 、
Ｘ、Ｂ）＝１−（ＶC −20）／60−（ＴH −430)2 ／25
00−（ｔH −５)2／10−｛500(Ｘ−0.008)｝2 −｛500
(B-0.003)｝2 で定義される関数Ｆ（ＶC 、ＴH 、
ｔH 、Ｘ、Ｂ）が０以上となるように、加熱保持後の冷
却、保持を行うことが非常に重要である。ただし、冷却
速度が２０℃／sec を下回る場合には、フェライトやパ
ーライトを多量に生成してTS×Elが低くなってしまうた
め、Ｖ≧２０℃／sec とする。冷却速度が速すぎる場合
や、保持温度、保持時間が適切な範囲にないときにはＦ
（ＶC 、ＴH 、ｔH 、Ｘ、Ｂ）が０を下回ってしまう
が、このような場合には残留オーステナイト生成量が少
なくなると同時に、残留オーステナイトが外力に対して
不安定になる。そのため、低ひずみ域では加工誘発変態
によって高いｎ値を示すが、高ひずみ域に行くにつれて
急激にｎ値が低下する。従って、TS×Elが減少するか、
ｆ(n) が4.５を越えてしまう。
【００３４】
【実施例】本発明によるものの具体的な実施例について
説明すると、次の実施例１および実施例２の如くであ
る。
説明すると、次の実施例１および実施例２の如くであ
る。
【００３５】
【実施例１】本発明者らが具体的に採用した本発明例お
よび比較例による代表的な鋼の化学成分は次の表１に示
すとおりであって、鋼ｂ、ｃ、ｆ、ｇ、ｊ、ｋ、ｐ、
ｑ、ｕは本発明例であり、その他は比較例である。
よび比較例による代表的な鋼の化学成分は次の表１に示
すとおりであって、鋼ｂ、ｃ、ｆ、ｇ、ｊ、ｋ、ｐ、
ｑ、ｕは本発明例であり、その他は比較例である。
【００３６】
【表１】
【００３７】前記した表１のような組成をもった各鋼は
溶製、鋳造し、常法に従って熱間圧延および冷間圧延を
施し、板厚0.７mmの冷延板とした。このようにして得ら
れた冷延後に、８００℃×６０sec の加熱保持後、冷却
速度ＶC ：４５℃／sec で冷却し、保持温度ＴH ：４２
５℃、保持時間ｔH ：５min で保持する連続焼鈍を施し
た。得られた製品について、JIS13 号Ｂ試験片による引
張試験を行い、残留オーステナイトの体積率（γR ）を
定量した。その結果を表２に示す。即ちこの表２の結果
によると、本発明による鋼ｂ、ｃ、ｆ、ｇ、ｊ、ｋ、
ｐ、ｑ、ｕはTS×Elが２５００以上であり、ｆ(n) も4.
５以下であることから、高強度でしかも一様かつ高いｎ
値を有しており、プレス加工性に優れていることがわか
る。これに対し、比較例である鋼ａ、ｅ、ｈ、ｉ、ｌ、
ｍ、ｎはＣ、Si、Mn、Ｐ、Ｓの添加量が適正でないため
にTS×Elが大幅に低下している。鋼ｄについては、TS×
Elは高いもののｆ(n) が4.５を上回っている。また、鋼
ｏ、ｒ、ｔ、ｖはTi、Nb、Ｖ、Zr、Moの合計添加量およ
びＢの添加量に過不足があるためｆ(n) が4.５を越えて
おり、ｎ値が低いかもしくは一様でないことが明らかで
ある。また、鋼ｓはＢ：0.００１〜0.００５wt％を含有
し、さらにTi、Nb、Ｖ、Zr、Moの内から選ばれる１種ま
たは２種以上の元素を合計で0.００６〜0.０１wt％含有
しているものの、関数Ｆ（ＶC 、ＴH 、ｔH 、Ｘ、Ｂ）
の値は０未満となり、ｆ(n) が4.５を上回っている。
溶製、鋳造し、常法に従って熱間圧延および冷間圧延を
施し、板厚0.７mmの冷延板とした。このようにして得ら
れた冷延後に、８００℃×６０sec の加熱保持後、冷却
速度ＶC ：４５℃／sec で冷却し、保持温度ＴH ：４２
５℃、保持時間ｔH ：５min で保持する連続焼鈍を施し
た。得られた製品について、JIS13 号Ｂ試験片による引
張試験を行い、残留オーステナイトの体積率（γR ）を
定量した。その結果を表２に示す。即ちこの表２の結果
によると、本発明による鋼ｂ、ｃ、ｆ、ｇ、ｊ、ｋ、
ｐ、ｑ、ｕはTS×Elが２５００以上であり、ｆ(n) も4.
５以下であることから、高強度でしかも一様かつ高いｎ
値を有しており、プレス加工性に優れていることがわか
る。これに対し、比較例である鋼ａ、ｅ、ｈ、ｉ、ｌ、
ｍ、ｎはＣ、Si、Mn、Ｐ、Ｓの添加量が適正でないため
にTS×Elが大幅に低下している。鋼ｄについては、TS×
Elは高いもののｆ(n) が4.５を上回っている。また、鋼
ｏ、ｒ、ｔ、ｖはTi、Nb、Ｖ、Zr、Moの合計添加量およ
びＢの添加量に過不足があるためｆ(n) が4.５を越えて
おり、ｎ値が低いかもしくは一様でないことが明らかで
ある。また、鋼ｓはＢ：0.００１〜0.００５wt％を含有
し、さらにTi、Nb、Ｖ、Zr、Moの内から選ばれる１種ま
たは２種以上の元素を合計で0.００６〜0.０１wt％含有
しているものの、関数Ｆ（ＶC 、ＴH 、ｔH 、Ｘ、Ｂ）
の値は０未満となり、ｆ(n) が4.５を上回っている。
【００３８】
【表２】
【００３９】
【実施例２】前記した表１における鋼Ｃによる冷延鋼板
を、次の表３に示す条件で連続焼鈍を行った。この表３
において、ＴA は加熱保持温度、ｔA は加熱保持時間、
ＶCは冷却速度、ＴH は保持温度、ｔH は保持時間であ
る。
を、次の表３に示す条件で連続焼鈍を行った。この表３
において、ＴA は加熱保持温度、ｔA は加熱保持時間、
ＶCは冷却速度、ＴH は保持温度、ｔH は保持時間であ
る。
【００４０】
【表３】
【００４１】前記した表３に示すような連続焼鈍によっ
て得られた製品の機械的性質および残留オーステナイト
体積率（γR ）を調査した結果を表４に示す如くであ
る。
て得られた製品の機械的性質および残留オーステナイト
体積率（γR ）を調査した結果を表４に示す如くであ
る。
【００４２】
【表４】
【００４３】即ち、本発明例である試料No. ２、７、
８、１１、１２、１５、１６には適正な焼鈍が施されて
おり、TS×Elは２５００以上、ｆ(n) は4.５以下であっ
て、プレス加工性が良好であることがわかる。これに対
して、ＴA が本発明の範囲外である試料No. １、３、お
よびｔA が本発明の範囲外である試料No. ４、５はいず
れもTS×Elが低く、ｆ(n) も4.５を越えている。また、
６はＶC が小さすぎるためTS×Elが大幅に低下してお
り、さらに、試料No. ９、１０、１３、１４、１７、１
８９ではＦ（ＶC 、ＴH 、ｔH 、Ｘ、Ｂ）が０未満であ
って、TS×Elが低下していたり、TS×Elは高いがｆ(n)
が4.５を越えていることより、いずれの試料もプレス加
工時に欠陥を生じる可能性が高いことが明らかである。
８、１１、１２、１５、１６には適正な焼鈍が施されて
おり、TS×Elは２５００以上、ｆ(n) は4.５以下であっ
て、プレス加工性が良好であることがわかる。これに対
して、ＴA が本発明の範囲外である試料No. １、３、お
よびｔA が本発明の範囲外である試料No. ４、５はいず
れもTS×Elが低く、ｆ(n) も4.５を越えている。また、
６はＶC が小さすぎるためTS×Elが大幅に低下してお
り、さらに、試料No. ９、１０、１３、１４、１７、１
８９ではＦ（ＶC 、ＴH 、ｔH 、Ｘ、Ｂ）が０未満であ
って、TS×Elが低下していたり、TS×Elは高いがｆ(n)
が4.５を越えていることより、いずれの試料もプレス加
工時に欠陥を生じる可能性が高いことが明らかである。
【００４４】
【発明の効果】以上説明した本発明によるときは、広い
ひずみ範囲において一様でしかも高いｎ値を有する、高
強度、高延性の鋼板を提供し、またその好ましい製造を
可能ならしめて欠陥を生じないプレス加工が可能となる
ため、産業上の利用価値は非常に大きく、特に、自動車
車体の軽量化に対して極めて有益であるから工業的にそ
の効果の大きい発明である。
ひずみ範囲において一様でしかも高いｎ値を有する、高
強度、高延性の鋼板を提供し、またその好ましい製造を
可能ならしめて欠陥を生じないプレス加工が可能となる
ため、産業上の利用価値は非常に大きく、特に、自動車
車体の軽量化に対して極めて有益であるから工業的にそ
の効果の大きい発明である。
【図１】ひずみとｎ値との関係をしめしたグラフであ
る。
る。
【図２】張出し高さとｆ(n) ・TS×Elの関係を示したグ
ラフである。
ラフである。
【図３】Ｆ（ＶC 、ＴH 、ｔH 、Ｘ、Ｂ）とｆ(n) の関
係を示したグラフである。
係を示したグラフである。
【図４】Ｆ（ＶC 、ＴH 、ｔH 、Ｘ、Ｂ）とTS×Elの関
係を示したグラフである。
係を示したグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西本 昭彦 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 ＴＳ×Ｅｌ≧２５００で、かつ５〜２０
％のひずみ域において、下式で与えられるｆ（ｎ）が4.
５以下であることを特徴とする広いひずみ範囲において
一様で高いｎ値を有する高強度複合組織冷延鋼板。 【数１】 - 【請求項２】 Ｃ：0.１〜0.３wt％、Si：1.０〜2.２wt
％、Mn：1.２〜2.５wt％、Ｐ：0.０２wt％以下、Ｓ：0.
０１wt％以下、Ｂ：0.００１〜0.００５wt％を含有し、
さらにTi、Nb、Ｖ、Zr、Moの内から選ばれる１種または
２種以上の元素を合計で0.００６〜0.０１wt％含有し、
残部がFe及び不可避的不純物より成る鋼を熱間圧延およ
び冷間圧延した後、連続焼鈍を施すにあたって、Ａc1＋
５０℃以上Ａc3以下の温度に加熱して３０sec 〜３min
保持した後に、下式で与えられるＦ（ＶC , ＴH ，
ｔH ，Ｘ，Ｂ）が０以上となるような冷却速度ＶC （℃
／sec)、保持温度ＴH （℃）、保持時間ｔH （min)にて
冷却、保持することを特徴とする広いひずみ範囲におい
て一様で高いｎ値を有する高強度複合組織冷延鋼板の製
造方法。 【数２】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3180561A JP2940235B2 (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 広いひずみ範囲において一様で高いｎ値を有する高強度複合組織冷延鋼板およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3180561A JP2940235B2 (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 広いひずみ範囲において一様で高いｎ値を有する高強度複合組織冷延鋼板およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06220580A true JPH06220580A (ja) | 1994-08-09 |
| JP2940235B2 JP2940235B2 (ja) | 1999-08-25 |
Family
ID=16085435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3180561A Expired - Fee Related JP2940235B2 (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 広いひずみ範囲において一様で高いｎ値を有する高強度複合組織冷延鋼板およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2940235B2 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6043430A (ja) * | 1983-08-15 | 1985-03-08 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 高強度高加工性複合組織鋼板の製造方法 |
| JPS6479322A (en) * | 1987-09-21 | 1989-03-24 | Kobe Steel Ltd | Production of composite structure high-strength cold rolled steel sheet having excellent bulging property and fatigue characteristic |
| JPH0394017A (ja) * | 1989-09-05 | 1991-04-18 | Kobe Steel Ltd | 局部伸びにすぐれる高強度薄鋼板の製造方法 |
-
1991
- 1991-06-26 JP JP3180561A patent/JP2940235B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6043430A (ja) * | 1983-08-15 | 1985-03-08 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 高強度高加工性複合組織鋼板の製造方法 |
| JPS6479322A (en) * | 1987-09-21 | 1989-03-24 | Kobe Steel Ltd | Production of composite structure high-strength cold rolled steel sheet having excellent bulging property and fatigue characteristic |
| JPH0394017A (ja) * | 1989-09-05 | 1991-04-18 | Kobe Steel Ltd | 局部伸びにすぐれる高強度薄鋼板の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2940235B2 (ja) | 1999-08-25 |
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