JPH06293910A - 穴拡げ性と延性に優れた高強度熱延鋼板の製造方法 - Google Patents
穴拡げ性と延性に優れた高強度熱延鋼板の製造方法Info
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- JPH06293910A JPH06293910A JP5080945A JP8094593A JPH06293910A JP H06293910 A JPH06293910 A JP H06293910A JP 5080945 A JP5080945 A JP 5080945A JP 8094593 A JP8094593 A JP 8094593A JP H06293910 A JPH06293910 A JP H06293910A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 特定組成の鋼スラブに特定条件下で熱間圧
延、冷却、巻取りを順次施し、特定の組織とすることに
より、穴拡げ性と延性に優れた高強度熱延鋼板を安定し
て製造する。 【構成】 重量％で、Ｃ：０．０１〜０．０８％、Ｓ
ｉ：０．３０〜１．５０％、Ｍｎ：０．５０〜２．５０
％、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．００５％以下、残部
Ｆｅおよび不可避的成分からなる鋼を、Ａｒ3 変態点以
上で熱間圧延し、引き続き２０℃/sec以上の冷却速度で
６５０〜７００℃まで冷却し、該温度で２〜１５秒間空
冷したのち、再度水冷して３５０〜６００℃で巻取り、
鋼組織をフェライトが９０％以上、残ベーナイトとす
る。更に、Ｎｂ：０．０１０〜０．０４０％、Ｔｉ：
０．０１０〜０．１５０％、Ｃａ：０．０００５〜０．
０１００％を１〜２種類以上含有させてもよい。
延、冷却、巻取りを順次施し、特定の組織とすることに
より、穴拡げ性と延性に優れた高強度熱延鋼板を安定し
て製造する。 【構成】 重量％で、Ｃ：０．０１〜０．０８％、Ｓ
ｉ：０．３０〜１．５０％、Ｍｎ：０．５０〜２．５０
％、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．００５％以下、残部
Ｆｅおよび不可避的成分からなる鋼を、Ａｒ3 変態点以
上で熱間圧延し、引き続き２０℃/sec以上の冷却速度で
６５０〜７００℃まで冷却し、該温度で２〜１５秒間空
冷したのち、再度水冷して３５０〜６００℃で巻取り、
鋼組織をフェライトが９０％以上、残ベーナイトとす
る。更に、Ｎｂ：０．０１０〜０．０４０％、Ｔｉ：
０．０１０〜０．１５０％、Ｃａ：０．０００５〜０．
０１００％を１〜２種類以上含有させてもよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は主としてプレス加工され
る自動車足廻り部品等を対象とし、１．４〜６．０mm程
度の板厚で、５９０〜７８０Ｎ／mm2 の引張強度を有
し、穴拡げ性と延性に優れた熱延高強度鋼板の製造方法
に関するものである。
る自動車足廻り部品等を対象とし、１．４〜６．０mm程
度の板厚で、５９０〜７８０Ｎ／mm2 の引張強度を有
し、穴拡げ性と延性に優れた熱延高強度鋼板の製造方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車の燃費改善対策としての車
体軽量化、部品の一体成形によるコストダウンのニーズ
が強まり、プレス加工性に優れた熱延高強度鋼板の開発
が進められてきた。従来、加工用熱延鋼板としては、フ
ェライト・マルテンサイト組織からなるＤｕａｌ Ｐｈ
ａｓｅ鋼板が知られている。Ｄｕａｌ Ｐｈａｓｅ鋼板
は、軟質なフェライト相と硬質なマルテンサイト相の複
合組織で構成されており、著しく硬度の異なる両相の界
面からボイドが発生して割れを生じるため穴拡げ性に劣
る問題があり、足廻り部品等の高い穴拡げ性が要求され
る用途には、不向きであった。
体軽量化、部品の一体成形によるコストダウンのニーズ
が強まり、プレス加工性に優れた熱延高強度鋼板の開発
が進められてきた。従来、加工用熱延鋼板としては、フ
ェライト・マルテンサイト組織からなるＤｕａｌ Ｐｈ
ａｓｅ鋼板が知られている。Ｄｕａｌ Ｐｈａｓｅ鋼板
は、軟質なフェライト相と硬質なマルテンサイト相の複
合組織で構成されており、著しく硬度の異なる両相の界
面からボイドが発生して割れを生じるため穴拡げ性に劣
る問題があり、足廻り部品等の高い穴拡げ性が要求され
る用途には、不向きであった。
【０００３】このため特開平４−８８１２５号公報、特
開平３−１８０４２６号公報にベーナイトを主体とした
組織から構成される、穴拡げ性の優れた熱延鋼板の製造
方法が提案されている。しかしながら自動車のさらなる
軽量化指向、部品の複雑化等を背景に上記技術では対応
しきれない高度な加工性、さらなる高強度化が求められ
ている。
開平３−１８０４２６号公報にベーナイトを主体とした
組織から構成される、穴拡げ性の優れた熱延鋼板の製造
方法が提案されている。しかしながら自動車のさらなる
軽量化指向、部品の複雑化等を背景に上記技術では対応
しきれない高度な加工性、さらなる高強度化が求められ
ている。
【０００４】また自動車の足廻り部品では絶えず繰り返
し疲労を受けているため、鋼板の疲労特性の劣化が大き
な問題となっている。従来の穴拡げ性に優れた鋼板はベ
ーナイト組織が主体であるため疲労特性に劣っており、
穴拡げ性と疲労特性の両立に着目した鋼板は見当らな
い。
し疲労を受けているため、鋼板の疲労特性の劣化が大き
な問題となっている。従来の穴拡げ性に優れた鋼板はベ
ーナイト組織が主体であるため疲労特性に劣っており、
穴拡げ性と疲労特性の両立に着目した鋼板は見当らな
い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は強度５９０〜
７８０Ｎ／mm2 クラスで、穴拡げ比が５９０Ｎ／mm2 ク
ラスで２．１以上、７８０Ｎ／mm2 クラスで１．８以
上、伸びが５９０Ｎ／mm2クラスでＥｌ≧２６％、７８
０Ｎ／mm2 クラスでＥｌ≧２０％の鋼板を経済的に製造
する方法を提供するものである。
７８０Ｎ／mm2 クラスで、穴拡げ比が５９０Ｎ／mm2 ク
ラスで２．１以上、７８０Ｎ／mm2 クラスで１．８以
上、伸びが５９０Ｎ／mm2クラスでＥｌ≧２６％、７８
０Ｎ／mm2 クラスでＥｌ≧２０％の鋼板を経済的に製造
する方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は次の通り
である。 （１）重量％でＣ＝０．０１〜０．０８％、Ｓｉ＝０．
３０〜１．５０％、Ｍｎ＝０．５０〜２．５０％、Ｐ≦
０．０３％、Ｓ≦０．００５％を含み、残部Ｆｅおよび
不可避的成分からなる鋼を、圧延終了温度をＡｒ3 変態
点以上とする熱間圧延をし、引き続き２０℃/sec以上の
冷却速度で６５０〜７００℃まで冷却し、該温度で２〜
１５秒間空冷したのち、再度水冷して３５０〜６００℃
で巻取り、鋼組織をフェライトが９０％以上、残ベーナ
イトとすることを特徴とする穴拡げ性と延性に優れた高
強度熱延鋼板の製造方法。
である。 （１）重量％でＣ＝０．０１〜０．０８％、Ｓｉ＝０．
３０〜１．５０％、Ｍｎ＝０．５０〜２．５０％、Ｐ≦
０．０３％、Ｓ≦０．００５％を含み、残部Ｆｅおよび
不可避的成分からなる鋼を、圧延終了温度をＡｒ3 変態
点以上とする熱間圧延をし、引き続き２０℃/sec以上の
冷却速度で６５０〜７００℃まで冷却し、該温度で２〜
１５秒間空冷したのち、再度水冷して３５０〜６００℃
で巻取り、鋼組織をフェライトが９０％以上、残ベーナ
イトとすることを特徴とする穴拡げ性と延性に優れた高
強度熱延鋼板の製造方法。
【０００７】（２）Ｎｂ：０．０１０〜０．０４０％、
Ｔｉ：０．０１０〜０．１５０％からなる強度改善元素
のうち何れか１種または２種を含有する（１）記載の製
造方法。 （３）Ｃａ：０．０００５〜０．０１００％を含有する
（１）記載の製造方法。 （４）Ｎｂ：０．０１０〜０．０４０％、Ｔｉ：０．０
１０〜０．１５０％からなる強度改善元素のうち何れか
１種または２種とＣａ：０．０００５〜０．０１００％
を含有する（１）記載の製造方法。
Ｔｉ：０．０１０〜０．１５０％からなる強度改善元素
のうち何れか１種または２種を含有する（１）記載の製
造方法。 （３）Ｃａ：０．０００５〜０．０１００％を含有する
（１）記載の製造方法。 （４）Ｎｂ：０．０１０〜０．０４０％、Ｔｉ：０．０
１０〜０．１５０％からなる強度改善元素のうち何れか
１種または２種とＣａ：０．０００５〜０．０１００％
を含有する（１）記載の製造方法。
【０００８】
【作用】以下に本発明の各構成要件の限定理由について
説明する。Ｃは強度確保のため少くとも０．０１％は必
要である。しかし０．０８％を超えると穴拡げ性に有害
な炭化物（セメンタイトまたはパーライト）生成するの
で好ましくない。このため０．０１〜０．０８％とし
た。
説明する。Ｃは強度確保のため少くとも０．０１％は必
要である。しかし０．０８％を超えると穴拡げ性に有害
な炭化物（セメンタイトまたはパーライト）生成するの
で好ましくない。このため０．０１〜０．０８％とし
た。
【０００９】Ｓｉは穴拡げに有害な炭化物の生成を抑え
ポリゴナルフェライトの生成を促し、フェライト主体＋
ベーナイトの複合組織を得るために重要な元素である。
またＳｉは強度と延性を両立させる作用もある。このよ
うな組織を得ること、強度、延性を高めるために０．３
０％以上の添加が必要である。一方、上限は点溶接性、
経済性から１．５％とした。
ポリゴナルフェライトの生成を促し、フェライト主体＋
ベーナイトの複合組織を得るために重要な元素である。
またＳｉは強度と延性を両立させる作用もある。このよ
うな組織を得ること、強度、延性を高めるために０．３
０％以上の添加が必要である。一方、上限は点溶接性、
経済性から１．５％とした。
【００１０】Ｍｎは強度を確保するのに必要な元素であ
り、最低０．５０％の含有が必要である。また焼入れ性
を高め、ベーナイト組織を得るためにも０．５０％以上
の含有が必要である。しかし多量に添加すると帯状の組
織が生成しやすくなるため加工性が劣化する。また経済
性、点溶接性を考慮し、上限は２．５０％とした。Ｐは
溶接性、加工性、２次加工性、靭性の劣化防止のため
０．０３％以下とした。
り、最低０．５０％の含有が必要である。また焼入れ性
を高め、ベーナイト組織を得るためにも０．５０％以上
の含有が必要である。しかし多量に添加すると帯状の組
織が生成しやすくなるため加工性が劣化する。また経済
性、点溶接性を考慮し、上限は２．５０％とした。Ｐは
溶接性、加工性、２次加工性、靭性の劣化防止のため
０．０３％以下とした。
【００１１】ＳはＭｎＳ等の非金属介在物を生成し、穴
拡げ性を劣化させるので含有量は少い程好ましく、０．
００５％以下とした。Ｎｂ，Ｔｉは炭窒化物形成元素で
あり、析出硬化により引張強度の増加に有効である。効
果を有効に発揮させるためには、Ｎｂ，Ｔｉともに少く
とも０．０１％の添加が必要である。しかしこれらの元
素を過多に添加すると、析出強化が過度となり延性が劣
化し、あるいは上記効果が飽和して経済的にも不利であ
るので、添加の上限をＮｂは０．０４０％、Ｔｉは０．
１５０％とする。これらの元素は単独で添加しても効果
があり、また複合添加しても相乗的な効果を得ることが
できるので高強度を得るのに有効である。
拡げ性を劣化させるので含有量は少い程好ましく、０．
００５％以下とした。Ｎｂ，Ｔｉは炭窒化物形成元素で
あり、析出硬化により引張強度の増加に有効である。効
果を有効に発揮させるためには、Ｎｂ，Ｔｉともに少く
とも０．０１％の添加が必要である。しかしこれらの元
素を過多に添加すると、析出強化が過度となり延性が劣
化し、あるいは上記効果が飽和して経済的にも不利であ
るので、添加の上限をＮｂは０．０４０％、Ｔｉは０．
１５０％とする。これらの元素は単独で添加しても効果
があり、また複合添加しても相乗的な効果を得ることが
できるので高強度を得るのに有効である。
【００１２】Ｃａは硫化物系介在物を形態制御し、穴拡
げ性向上に有用で少くとも０．０００５％の添加が必要
である。一方、多量の添加は逆に鋼の清浄度を悪化させ
て穴拡げ性を損うので、上限を０．０１００％とする。
げ性向上に有用で少くとも０．０００５％の添加が必要
である。一方、多量の添加は逆に鋼の清浄度を悪化させ
て穴拡げ性を損うので、上限を０．０１００％とする。
【００１３】仕上圧延終了温度はフェライトの生成を防
ぎ穴拡げ性を良好にするためＡｒ3変態点以上とする必
要がある。しかし余り高温になると組織の粗大化による
延性の低下を生じるため９５０℃以下とすることが好ま
しい。冷却速度は穴拡げに有害な炭化物形成を抑制し、
高い穴拡げ比を得るため２０℃/sec以上が必要である。
一方、上限は高い程好ましいが現状の圧延設備の場合、
可能な上限は１５０℃/sec程度である。
ぎ穴拡げ性を良好にするためＡｒ3変態点以上とする必
要がある。しかし余り高温になると組織の粗大化による
延性の低下を生じるため９５０℃以下とすることが好ま
しい。冷却速度は穴拡げに有害な炭化物形成を抑制し、
高い穴拡げ比を得るため２０℃/sec以上が必要である。
一方、上限は高い程好ましいが現状の圧延設備の場合、
可能な上限は１５０℃/sec程度である。
【００１４】連続冷却の途中６５０〜７００℃で２〜１
５秒間の空冷は本発明において特に重要な点であり、こ
れによって本発明の特徴であるフェライト主体の組織と
することができる。本発明者等が実験により知見したと
ころでは、穴拡げ性と延性の向上にはフェライト９０％
以上の占積率とすることが必要であり、そのためには上
記温度で２〜１５秒の空冷が必要となる。即ち２秒未満
ではフェライトが充分に生成できず、また１５秒超にな
ると穴拡げに有害なパーライトとセメンタイトが生成す
る。
５秒間の空冷は本発明において特に重要な点であり、こ
れによって本発明の特徴であるフェライト主体の組織と
することができる。本発明者等が実験により知見したと
ころでは、穴拡げ性と延性の向上にはフェライト９０％
以上の占積率とすることが必要であり、そのためには上
記温度で２〜１５秒の空冷が必要となる。即ち２秒未満
ではフェライトが充分に生成できず、また１５秒超にな
ると穴拡げに有害なパーライトとセメンタイトが生成す
る。
【００１５】巻取温度が３５０℃未満だと穴拡げ性に有
害な硬質のマルテンサイトが発生するため３５０℃以上
とする。一方、上限は６００℃超になると穴拡げ性に有
害なパーライト、セメンタイトが生成するため６００℃
以下とする。このように３５０〜６００℃で巻取ると穴
拡げに有害な組織の発生がなく、前述の６５０〜７００
℃での空冷によって得たフェライト９０％以上の組織の
まま残りの１０％以下を穴拡げ性に害をなさないベーナ
イト組織とすることができ、これにより強度向上に寄与
できる。
害な硬質のマルテンサイトが発生するため３５０℃以上
とする。一方、上限は６００℃超になると穴拡げ性に有
害なパーライト、セメンタイトが生成するため６００℃
以下とする。このように３５０〜６００℃で巻取ると穴
拡げに有害な組織の発生がなく、前述の６５０〜７００
℃での空冷によって得たフェライト９０％以上の組織の
まま残りの１０％以下を穴拡げ性に害をなさないベーナ
イト組織とすることができ、これにより強度向上に寄与
できる。
【００１６】以上のような成分と熱延条件の組み合わせ
により、フェライト占積率９０％以上、ベーナイト占積
率１０％以下の混合組織とし、穴拡げ性および延性に優
れた熱延鋼板を得ることができる。
により、フェライト占積率９０％以上、ベーナイト占積
率１０％以下の混合組織とし、穴拡げ性および延性に優
れた熱延鋼板を得ることができる。
【００１７】
【実施例】表１に示す化学成分組成を有する鋼を転炉溶
製して、連続鋳造にてスラブとし、表２に示す熱延条件
で圧延・冷却し、板厚２．６〜３．２mmの熱延鋼板を得
た。
製して、連続鋳造にてスラブとし、表２に示す熱延条件
で圧延・冷却し、板厚２．６〜３．２mmの熱延鋼板を得
た。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】このようにして得られた熱延鋼板につい
て、ＪＩＳ５号片による引張試験、穴拡げ試験、組織観
察を行った。尚、穴拡げ試験は径１２mmの打抜き穴を６
０°円錐ポンチにて押し拡げ、クラックが板厚を貫通し
た時点での穴径（ｄ）と初期穴径（ｄ0 ：１２mm）との
比（ｄ／ｄ0 ）を併せて表２に示した。尚、鋼Ａ〜Ｇは
引張強度５９０Ｎ／mm2 クラス、鋼Ｈ〜Ｊは引張強度７
８０Ｎ／mm2 クラスのものである。
て、ＪＩＳ５号片による引張試験、穴拡げ試験、組織観
察を行った。尚、穴拡げ試験は径１２mmの打抜き穴を６
０°円錐ポンチにて押し拡げ、クラックが板厚を貫通し
た時点での穴径（ｄ）と初期穴径（ｄ0 ：１２mm）との
比（ｄ／ｄ0 ）を併せて表２に示した。尚、鋼Ａ〜Ｇは
引張強度５９０Ｎ／mm2 クラス、鋼Ｈ〜Ｊは引張強度７
８０Ｎ／mm2 クラスのものである。
【００２１】しかして表２に示すようにNo．１，２，
３，４，７，８，９は引張強度５９０Ｎ／mm2 クラスの
本発明例であり、穴拡げ比２．２０〜２．４０、伸び２
８〜３２％を示し、またNo．１３，１５は引張強度７８
０Ｎ／mm2 クラスの本発明例であり穴拡げ比１．８０〜
１．８５、伸び２２〜２３％を示し、何れも良好な材質
となっている。一方、本発明の条件を外れた比較例では
伸び、穴拡げ値が不十分なレベルである。
３，４，７，８，９は引張強度５９０Ｎ／mm2 クラスの
本発明例であり、穴拡げ比２．２０〜２．４０、伸び２
８〜３２％を示し、またNo．１３，１５は引張強度７８
０Ｎ／mm2 クラスの本発明例であり穴拡げ比１．８０〜
１．８５、伸び２２〜２３％を示し、何れも良好な材質
となっている。一方、本発明の条件を外れた比較例では
伸び、穴拡げ値が不十分なレベルである。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば強度５９０Ｎ／mm2 クラ
スで伸び≧２６％、ｄ／ｄ0 ≧２．１０、強度７８０Ｎ
／mm2 クラスで伸び≧２０、ｄ／ｄ0 ≧１．８という従
来にない優れた強度−穴拡げバランスを有し、かつ、延
性に優れた熱延高強度鋼板を経済的に供給できるように
なったもので、産業上極めて有用なものである。
スで伸び≧２６％、ｄ／ｄ0 ≧２．１０、強度７８０Ｎ
／mm2 クラスで伸び≧２０、ｄ／ｄ0 ≧１．８という従
来にない優れた強度−穴拡げバランスを有し、かつ、延
性に優れた熱延高強度鋼板を経済的に供給できるように
なったもので、産業上極めて有用なものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 一正 東海市東海町５−３ 新日本製鐵株式会社 名古屋製鐵所内
Claims (4)
- 【請求項１】 重量％で Ｃ ＝０．０１〜０．０８％ Ｓｉ＝０．３０〜１．５０％ Ｍｎ＝０．５０〜２．５０％ Ｐ ≦０．０３％ Ｓ ≦０．００５％ 残部Ｆｅおよび不可避的成分からなる鋼を、圧延終了温
度をＡｒ3 変態点以上とする熱間圧延をし、引き続き２
０℃/sec以上の冷却速度で６５０〜７００℃まで冷却
し、該温度で２〜１５秒間空冷したのち、再度水冷して
３５０〜６００℃で巻取り、鋼組織をフェライトが９０
％以上、残ベーナイトとすることを特徴とする穴拡げ性
と延性に優れた高強度熱延鋼板の製造方法。 - 【請求項２】 Ｎｂ：０．０１０〜０．０４０％ Ｔｉ：０．０１０〜０．１５０％ からなる強度改善元素のうち何れか１種または２種を含
有する請求項１記載の製造方法。 - 【請求項３】 Ｃａ：０．０００５〜０．０１００％を
含有する請求項１記載の製造方法。 - 【請求項４】 Ｎｂ：０．０１０〜０．０４０％ Ｔｉ：０．０１０〜０．１５０％ からなる強度改善元素のうち何れか１種または２種、Ｃ
ａ：０．０００５〜０．０１００％を含有する請求項１
記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08094593A JP3188787B2 (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | 穴拡げ性と延性に優れた高強度熱延鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08094593A JP3188787B2 (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | 穴拡げ性と延性に優れた高強度熱延鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06293910A true JPH06293910A (ja) | 1994-10-21 |
| JP3188787B2 JP3188787B2 (ja) | 2001-07-16 |
Family
ID=13732637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08094593A Expired - Lifetime JP3188787B2 (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | 穴拡げ性と延性に優れた高強度熱延鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3188787B2 (ja) |
Cited By (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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