JPH0633187A - ほうろう焼成後高強度化するほうろう用冷延鋼板およびその製造方法 - Google Patents

ほうろう焼成後高強度化するほうろう用冷延鋼板およびその製造方法

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JPH0633187A
JPH0633187A JP4192245A JP19224592A JPH0633187A JP H0633187 A JPH0633187 A JP H0633187A JP 4192245 A JP4192245 A JP 4192245A JP 19224592 A JP19224592 A JP 19224592A JP H0633187 A JPH0633187 A JP H0633187A
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一典 大澤
Makoto Imanaka
誠 今中
Toshiyuki Kato
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 泡・黒点欠陥が発生しにくく、耐つまとび性
が良好で、かつほうろう焼成後高強度化するほうろう用
冷延鋼板およびその製造方法の提案。 【構成】 通常の成分の他に、特にNbを添加し、冷延後
の焼鈍段階では、NbCを析出させて軟質化させて成形性
を確保し、プレス成形後のほうろう焼成時にNbCを再溶
解させて、鋼中の固溶C量を増大させ、材質を高強度化
させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プレス成形性、耐つま
とび性が良好で、かつほうろう焼成後に高強度化するほ
うろう用冷延鋼板の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ほうろうは鋼板表面にガラス質を焼き付
けた不燃性材料で耐熱性をはじめとして、耐候性、耐薬
品性、耐水性および耐汚染性など種々の特性を備える
他、表面が美麗であるという種々の特長がある。これに
かかわるほうろう用の素地については焼成歪特性、耐つ
まとび性、密着性、および耐泡・黒点性などの他、用途
によってはプレス成形性も要求されるが、一般的にプレ
ス成形性も要求されるものは冷延鋼板であり、これらの
用途においてはプレス成形時、軟質で成形性が良好でほ
うろう加工後、高強度で剛性の強い鋼板が好まれる。
【0003】このような高強度を有する従来のほうろう
よう鋼板は、特公昭58−1170号公報、特公昭59−6894号
公報、特開昭61−117246号公報に開示されているよう
に、ほとんど熱延鋼板に関するものであり、いずれの鋼
板もC量が0.005 %以上の化学組成のものにTiを添加
し、TiCを熱延中か、もしくはほうろう焼成中に鋼中に
微細に析出させて高強度化を図るものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
Ti添加鋼は冷延鋼板、熱延鋼板にかかわらず特開平2−
93046 号公報に開示されているように、ほうろう処理を
施した場合、泡・黒点といった表面欠陥が発生しやすい
といった問題があった。また、特開昭61−117246号公報
に開示されているように、ほうろう焼成前に固溶Cを鋼
中に存在させた場合には、(1)Fe−C状態図で周知の
ごとくAC3 変態点が低下し、焼成中にα−γ変態が生
じ、焼成歪と称する形状不良が生じてしまう。(2)焼
成中に鋼板表面のCが大気中の酸素と結合し、CO2 ガス
を発生させ、さらに多くの泡・黒点欠陥を発生させてし
まう。(3)焼成といった短時間の熱処理ではTiCが十
分に生成しにくく、つまとび欠陥が発生しやすいといっ
た問題をかかえている。
【0005】そこで本発明では、泡・黒点欠陥が発生し
にくく、耐つまとび性が良好で、かつほうろう焼成後高
強度化するほうろう用冷延鋼板およびその製造方法を提
案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】すなわち、本発明は重量
比にして、 C:0.002 〜0.020 %、 Si:0.01〜0.10%、 Mn:0.05〜1.0 %、 Al:0.010 %以下、 N:0.0050〜0.0200%、 B:0.0050〜0.0200%、 Cu:0.01〜0.10%、 Ni:0.01〜0.10%、 Nb:0.01〜0.10%、 O:0.010 〜0.100 %、 P:0.02〜0.10%、 S:0.01〜0.10%を含み、さらに必要に応じて Si:0.001 〜0.050 %を含み、 かつ、(P+S)/Cu:0.02〜2.0 、B/N≧1、Nb/
C≧7をそれぞれ満足し、残部が鉄および不可避的不純
物からなるほうろう焼成後高強度化するほうろう用冷延
鋼板であり、また上記組成の連続鋳造スラブを通常の熱
間圧延を施し、熱延板とした後、 650℃以下の温度で巻
き取り、冷間圧延後、再結晶温度〜 900℃の温度で連続
焼鈍を行うことを特徴とするほうろう焼成後高強度化す
るほうろう用冷延鋼板の製造方法である。
【0007】
【作用】すなわち本発明はNbを添加し、熱延時に低温で
巻き取って熱延終了段階ではNbCを析出させずにおい
て、冷延後の焼鈍段階でNbCを析出させて軟質化させて
成形性を確保させ、さらにプレス成形後のほうろう焼成
時にNbCを再溶解させて、鋼中の固溶C量を増大し、焼
成後の鋼板素地の材質を高強度化させたものである。こ
れによって板厚を薄くしても、高い降伏点強さの材質と
することができ、耐つまとび性、耐焼成歪、耐泡・黒点
といったほうろう製品に不可欠の特性を有利に保持させ
ることができるのである。
【0008】次に本発明で成分を限定した理由について
説明する。 C:0.002 〜0.020 % Cは侵入型固溶元素であり、材質を高強度化するのに有
利な元素であるが、0.020 %超の含有量は固溶Cが残留
しやすくなり、AC3 変態点が低下し、ほうろうの焼成歪
が発生しやすくなることから上限を0.020 %とした。ま
た下限は熱延板の段階でNbCを形成し、かつほうろう焼
成時に再溶解して固溶Cによる高強度鋼板を得るには最
低でも0.002 %以上の含有が必要である。そこでCの含
有量の範囲を0.002 〜0.020 %の範囲とした。
【0009】Si:0.01〜0.10% Siは固溶強化元素であり0.01%以上の含有が好ましい。
しかしあまり多量の含有はほうろうの密着性を著しく劣
化させることから、上限を0.10%とした。 Mn:0.05〜1.0 % MnもSiと同様、固溶強化元素であるが、本発明のように
S、酸素が多量に添加されている成分系においては、Mn
はMnO、MnSを形成するので、あまりプレス成形性を劣
化させることなく、またつまとび欠陥の原因になる水素
をトラップさせることができる元素である。そのために
は少なくとも0.05%以上の含有量が必要である。しかし
ながら1.0 %超の添加は溶鋼コストを上昇させてしまう
ことから上限を1.0 %とした。
【0010】P:0.02〜0.10% Pは強度、深絞り性を向上させるのに有効な元素であ
り、少なくとも0.02%以上の含有が必要である。しかし
ながら、0.10%超の含有はほうろう前処理時の酸洗速度
を著しく増大させ、泡・黒点といったほうろうの表面欠
陥を発生させやすくすることから0.10%以下の含有量に
することが望ましい。
【0011】S:0.01〜0.10% SはMn、Cuと硫化物を形成して鋼中に分散することから
耐つまとび性を改善する元素である。またこれらの析出
物はほうろう前処理時にほうろうの密着性を改善するの
に有効な表面凹凸を形成させる元素であることから、そ
の含有量は0.01%以上が必要である。ただし0.10%超の
含有はPと同様にほうろうの前処理時の酸洗速度を著し
く増大させ、泡・黒点欠陥の原因になるスマットの生成
を促進することから、Sの含有量は0.01〜0.10%とし
た。
【0012】Al:0.010 %以下 Alは、通常、製鋼段階での脱酸剤として使用されるもの
であるが、本発明では酸素を耐つまとび性を改善する目
的から特定範囲にコントロールしている。そのため、Al
はそれに必要な量があれば十分である。しかし、0.01%
超の含有量は本発明において重要な元素である酸素をAl
2O3 として除去してしまうことから本発明では0.01%以
下の範囲に限定した。
【0013】O:0.010 〜0.100 % Oは耐つまとび性を改善する目的から有効な元素である
が0.010 %未満の含有量ではその効果が得られない。ま
た0.100 %超の含有では連鋳スラブの表面性状がひどく
なり、スラブ表面手入れのコストがかかる上、製品歩留
まりがわるくなることから、その含有量の範囲を0.010
〜0.100 %とした。
【0014】N:0.0050〜0.0200% Nは本発明ではBNを形成し耐つまとび性を確保するこ
とから有効な元素であり、少なくとも0.0050%以上の含
有が必要である。しかしながら、0.0200%超の含有はB
を多量に添加しなければならなくなり、熱間圧延時に割
れが発生する危険性があることからN量の上限を0.0200
%とした。
【0015】B:0.0050〜0.0200% BはB2O3、BNを形成して耐つまとび性を確保する上、
固溶Nによる時効劣化を防止する効果をもっており有効
な元素である。よって、Bの含有量は少なくとも0.0050
%必要である。しかしながら、0.0200%超の含有は熱間
圧延時に割れが生じやすくなってしまうことから、本発
明ではB量の範囲を0.0050〜0.0200%とした。
【0016】Cu:0.01〜0.10% Cuはほうろう前処理時の酸洗速度をコントロールする目
的および硫化物を形成し、耐つまとび性を防止する目的
から添加している元素であり、これらの効果を引き出す
には0.01%以上の含有量が好ましい。しかしながら、0.
100 %超の添加は、ほうろう前処理時に酸洗されにくく
なり、密着性に有効な表面凹凸が形成されなくなること
から、その添加量を0.010 〜0.10%とした。
【0017】Ni:0.01〜0.1 % NiはCuが多量に添加された場合に発生する「ヘゲ」と言
われる表面欠陥を防止する効果を持っている他、ほうろ
うの密着性を向上させる有効な元素であるが0.01%未満
の添加量ではその効果はなく、また0.1 %超の添加は溶
鋼コストを高めてしまうことから、その範囲を0.01〜0.
1 %とした。
【0018】Nb:0.01〜0.10% Nbは冷延後の焼鈍段階でNbCを形成し、時効劣化の原因
になる固溶C量を減少させてプレス成形性を確保する
他、結晶粒を微細化させる効果、ほうろう焼成時に
NbCが再溶解して固溶C量を増大させる効果、等をもっ
ていることから材質を高強度化させるに有利な元素であ
る。これらの効果を引き出すには少なくとも0.01%が必
要である。しかしながら0.10%超の含有量では効果が飽
和し、コストが上昇することから上限を0.10%とした。
【0019】(P+S)/Cu:0.02〜2.0 (P+S)/Cuを0.02〜2.0 に限定した理由は、ほうろ
う前処理条件(温度、時間等)の変動に対する酸洗減量
の安定化のためであり、本発明では0.02〜2.0の範囲内
とした。 Nb/C≧7 Nb/C≧7とした理由は、7未満では焼鈍段階でNbCを
形成させることが困難であり、プレス成形性を確保する
ことができなくなるからである。またほうろう焼鈍前に
固溶Cが残存している場合には、それによってほうろう
焼鈍時に焼成歪が生じてしまうことから、これらの弊害
を防止するためには少なくとも7以上の含有が必要であ
る。
【0020】B/N≧1 B/N≧1とした理由は、時効劣化の原因になるNをBN
として固定するためには最低でもB/N≧1を満足させ
る必要があるからである。 Se:0.001 〜0.050 % Seは主に溶接性を改善する目的から添加するものである
が、その効果を引き出すには0.001 %以上の添加が必要
であり、また0.050 %超の添加は表面性状を劣化させる
ことから、その添加量を0.001 〜0.050 %とした。その
他、不可避的不純物については極力低減する必要がある
が、本発明ではとくに規制はしない。
【0021】次に望ましい製造方法について述べる。熱
延巻き取り温度を 650℃以下とした理由は、 650℃超の
温度では熱延段階でNbCが形成してしまい本発明の特徴
である焼鈍中にNbCを生成させ、その効果を引き出すた
めには熱延巻き取り温度を 650℃以下にする必要があ
る。下限についてはとくに規制はしない。
【0022】連続焼鈍の温度範囲を再結晶温度〜 900℃
とした理由は、再結晶温度以下の温度では圧延組織が残
り、プレス割れが発生しやすくなることからである。一
方、900℃超の温度では(222)集合組織がランダム
化し、プレス成形性が著しく劣化させてしまうことから
である。
【0023】
【実施例】表1に示す化学組成の連続鋳造スラブを1200
℃の加熱炉に3時間挿入し、3バスの粗圧延後、仕上圧
延機にて仕上温度 860℃、板厚 3.0mmになるように熱間
圧延し、20℃/s の冷却速度で冷却し、 450〜 670℃の
範囲内の温度で巻き取った。
【0024】酸洗後、冷間圧延を施して板厚 0.8mmの冷
延板とした。これらを 900℃以下の温度で連続焼鈍を施
した後、圧下率 0.8%の調質圧延を施した。これらの鋼
板に表2に示したような2回掛けほうろう処理又はほう
ろう処理をせずにこれに相当する熱処理を行った。その
後、JIS5号引張試験片に加工し、ほうろう焼成前後
の材質について調査した。ASTM−C313−59に
よりほうろう密着性を調査した。また泡欠陥、つまとび
欠陥の発生状況を目視で観察した。さらにProceedings,
Am.Soc.Testing Mats.Vol.55,p.431, (1955)の方法に
従って焼性歪の測定を行った。溶接性は溶接電流 100
A、速度50cm/min でTIG溶接を行い、孔あきが発生
したか否かで評価した。◎は優、○は良、×は劣であ
る。これらの結果を表3に示した。
【0025】
【表1】
【0026】
【表2】
【0027】
【表3】
【0028】その結果、本発明の化学組成の鋼板ならび
に熱延巻取温度で製造された鋼板は、高強度を有し、か
つ焼成歪、つまとび欠陥の発生がなく、溶接時にも孔あ
きは発生せず、材質およびほうろう性を満足させるもの
であった。これに対して、本発明外の化学組成の鋼板は
焼成前後の強度変化は小さく、その上焼成歪が発生した
り、つまとび欠陥等が発生した。
【0029】
【発明の効果】本発明の鋼板は、高強度を有しているこ
とから従来の鋼板よりも薄肉化しても強度的には何ら問
題はなく、ほうろうメーカーでのコスト低減を可能にで
きる他、製品の軽量化にもつながることから、輸送等の
ハンドリング、建設物への取り付け作業においても有利
である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量比にして、 C:0.002 〜0.020 %、 Si:0.01〜0.10%、 Mn:0.05〜1.0 %、 Al:0.010 %以下、 N:0.0050〜0.0200%、 B:0.0050〜0.0200%、 Cu:0.01〜0.10%、 Ni:0.01〜0.10%、 Nb:0.01〜0.10%、 O:0.010 〜0.100 %、 P:0.02〜0.10%、 S:0.01〜0.10%を含み、 かつ、(P+S)/Cu:0.02〜2.0 、B/N≧1、Nb/
    C≧7をそれぞれ満足し、残部が鉄および不可避的不純
    物からなることを特徴とするほうろう焼成後高強度化す
    るほうろう用冷延鋼板。
  2. 【請求項2】 重量比にして、さらにSeを0.001 〜0.05
    0 %を含むことを特徴とする請求項1記載のほうろう焼
    成後高強度化するほうろう用冷延鋼板。
  3. 【請求項3】 重量比して、 C:0.002 〜0.020 %、 Si:0.01〜0.10%、 Mn:0.05〜1.0 %、 Al:0.010 %以下、 N:0.0050〜0.0200%、 B:0.0050〜0.0200%、 Cu:0.01〜0.10%、 Ni:0.01〜0.10%、 Nb:0.01〜0.10%、 O:0.010 〜0.100 %、 P:0.02〜0.10%、 S:0.01〜0.10%を含み、 かつ、(P+S)/Cu:0.02〜2.0 、B/N≧1、Nb/
    C≧7をそれぞれ満足し、残部が鉄および不可避的不純
    物からなる連続鋳造スラブに熱間圧延を施し、熱延板と
    した後、 650℃以下の温度で巻き取り、冷間圧延後、再
    結晶温度〜 900℃の温度で連続焼鈍を行うことを特徴と
    するほうろう焼成後高強度化するほうろう用冷延鋼板の
    製造方法。
  4. 【請求項4】 重量比にして、さらにSeを0.001 〜0.05
    0 %含むことを特徴とする請求項3記載のほうろう焼成
    後高強度化するほうろう用冷延鋼板の製造方法。
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WO2015037614A1 (ja) * 2013-09-10 2015-03-19 新日鐵住金株式会社 ほうろう用冷延鋼板及びその製造方法、並びにほうろう製品
CN113755754A (zh) * 2021-08-26 2021-12-07 揭阳市柏亿不锈钢有限公司 一种冷轧钢板及其制备方法

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