JPH06346192A - 耐衝撃性に優れた薄鋼板 - Google Patents
耐衝撃性に優れた薄鋼板Info
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- JPH06346192A JPH06346192A JP14082593A JP14082593A JPH06346192A JP H06346192 A JPH06346192 A JP H06346192A JP 14082593 A JP14082593 A JP 14082593A JP 14082593 A JP14082593 A JP 14082593A JP H06346192 A JPH06346192 A JP H06346192A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 薄鋼板における静的強度値に対する動的強度
の値が、軟鋼板のそれと同等以上に高い耐衝撃性に優れ
た自動車用薄鋼板を提供すること。 【構成】 Ｃ：0.010 〜1.50wt％、Ｂ：0.0002〜0.0070
wt％およびMn：8.0 〜16.0wt％を含有する高Mn薄鋼板。
の値が、軟鋼板のそれと同等以上に高い耐衝撃性に優れ
た自動車用薄鋼板を提供すること。 【構成】 Ｃ：0.010 〜1.50wt％、Ｂ：0.0002〜0.0070
wt％およびMn：8.0 〜16.0wt％を含有する高Mn薄鋼板。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高Mn含有鋼であって、
主として自動車用部品として、プレス成形等の加工が施
されて用いられる自動車用鋼板として有利に用いられ、
なかでも自動車が走行中に万一衝突した場合に優れた特
性, 即ち耐衝撃性が求められる部位の素材として好適に
用いられる薄鋼板に関しての提案である。最近、地球環
境保全の機運が高まってきたことから、自動車からのCO
2 排出量の低減が求められている。そのために、自動車
車体の軽量化が図られており、それはまた、鋼板の高強
度化によって板厚を低減させることを意味することか
ら、素材としてはプレス成形性と強度の両方に優れたも
のが求められている。さらに、自動車車体の設計思想に
着目すると、鋼板の単なる高強度化のみでなく、より大
切なことは走行中に万一衝突した場合の耐衝撃性に優れ
た鋼板、すなわち高歪速度で変形した場合の変形抵抗の
大きくしかも薄い鋼板の開発が必要であり、これを実現
してこそ自動車の安全性の向上を伴った車体の軽量化が
図られ、より望ましい自動車用鋼板を提供することがで
きる。
主として自動車用部品として、プレス成形等の加工が施
されて用いられる自動車用鋼板として有利に用いられ、
なかでも自動車が走行中に万一衝突した場合に優れた特
性, 即ち耐衝撃性が求められる部位の素材として好適に
用いられる薄鋼板に関しての提案である。最近、地球環
境保全の機運が高まってきたことから、自動車からのCO
2 排出量の低減が求められている。そのために、自動車
車体の軽量化が図られており、それはまた、鋼板の高強
度化によって板厚を低減させることを意味することか
ら、素材としてはプレス成形性と強度の両方に優れたも
のが求められている。さらに、自動車車体の設計思想に
着目すると、鋼板の単なる高強度化のみでなく、より大
切なことは走行中に万一衝突した場合の耐衝撃性に優れ
た鋼板、すなわち高歪速度で変形した場合の変形抵抗の
大きくしかも薄い鋼板の開発が必要であり、これを実現
してこそ自動車の安全性の向上を伴った車体の軽量化が
図られ、より望ましい自動車用鋼板を提供することがで
きる。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車用鋼板の材質強化の方法
は、フェライト単相組織鋼では主としてSi, Mn, Ｐとい
った置換型元素添加による固溶強化、あるいはNb, Tiと
いった炭・窒化物形成元素を添加することによる析出強
化といった方法が一般的である。例えば、特開昭56−13
9654号公報等に記載されているように、加工性、時効性
を改善するために極低炭素鋼にTi, Nbを含有させ、さら
に加工性を害しない範囲でＰ等の強化成分を含有させて
高強度化を図った鋼板が数多く提案されている。この他
にも、例えば特開昭59−193221号公報には、Si添加によ
ってさらに高強度化を図る方法の提案もなされている。
は、フェライト単相組織鋼では主としてSi, Mn, Ｐとい
った置換型元素添加による固溶強化、あるいはNb, Tiと
いった炭・窒化物形成元素を添加することによる析出強
化といった方法が一般的である。例えば、特開昭56−13
9654号公報等に記載されているように、加工性、時効性
を改善するために極低炭素鋼にTi, Nbを含有させ、さら
に加工性を害しない範囲でＰ等の強化成分を含有させて
高強度化を図った鋼板が数多く提案されている。この他
にも、例えば特開昭59−193221号公報には、Si添加によ
ってさらに高強度化を図る方法の提案もなされている。
【０００３】たしかに、このような方法での鋼板の高強
度化によって、自動車ボディーの板厚減少はある程度可
能となった。しかしながら、これらの提案は、鋼板強度
の指標である降伏強度あるいは引張強度を、歪速度が10
-3〜10-2(s-1) と極めて遅い静的な評価方法に基づいて
判断している。しかしながら、実際の自動車ボディーの
設計では、このような“静的”な強度よりも、衝突時の
安全性を考慮した、歪速度10〜104 (s-1) での衝撃的な
変形を伴う“動的”な強度の方がより重要になるため、
従来のかような提案では、自動車車体の軽量化に対して
は真に有効な手段を提供するものとは言えない。
度化によって、自動車ボディーの板厚減少はある程度可
能となった。しかしながら、これらの提案は、鋼板強度
の指標である降伏強度あるいは引張強度を、歪速度が10
-3〜10-2(s-1) と極めて遅い静的な評価方法に基づいて
判断している。しかしながら、実際の自動車ボディーの
設計では、このような“静的”な強度よりも、衝突時の
安全性を考慮した、歪速度10〜104 (s-1) での衝撃的な
変形を伴う“動的”な強度の方がより重要になるため、
従来のかような提案では、自動車車体の軽量化に対して
は真に有効な手段を提供するものとは言えない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】というのは、従来、上
述した静的な強度と動的な強度とは、同じ傾向をもつも
のとして一義的に取り扱っており、主として静的な強度
のみを基準にして判断していた。ところが、発明者らの
研究によると、動的な強度は、必ずしも静的な強度に対
応しておらず、従って、各種改良素材の静的強度の改良
がそのまま動的強度の向上にはつながらないということ
が判った。そして、この傾向は、とくに高張力鋼板につ
いて著しいものがあった。
述した静的な強度と動的な強度とは、同じ傾向をもつも
のとして一義的に取り扱っており、主として静的な強度
のみを基準にして判断していた。ところが、発明者らの
研究によると、動的な強度は、必ずしも静的な強度に対
応しておらず、従って、各種改良素材の静的強度の改良
がそのまま動的強度の向上にはつながらないということ
が判った。そして、この傾向は、とくに高張力鋼板につ
いて著しいものがあった。
【０００５】すなわち 図１は、変形速度と強度との関
係に及ぼす軟鋼と高張力鋼との影響を示すものである。
この図に明らかなように、軟鋼板における変形速度10-3
〜10 -2(s-1) の静的強度と、10〜104 (s-1) の動的強度
は軟鋼板の静的強度ほどには高い値を示さないことが判
る。このことは、自動車用高張力鋼板の板厚を静的強度
値に基づいて薄肉化した場合には、動的強度, 即ち、耐
衝撃強度の方は不足するという結果になることを意味し
ている。そして、このことはまた、静的強度値だけを基
準にして高張力鋼板の薄肉化を図ってきた従来の考え方
は見直さなければならないことを示唆している。本発明
の目的は、上述した従来技術が抱えている問題点を克服
することにあり、とくに薄鋼板における静的強度値に対
する動的強度の値が、軟鋼板のそれと同等以上に高い耐
衝撃性に優れた自動車用薄鋼板を提供することにある。
係に及ぼす軟鋼と高張力鋼との影響を示すものである。
この図に明らかなように、軟鋼板における変形速度10-3
〜10 -2(s-1) の静的強度と、10〜104 (s-1) の動的強度
は軟鋼板の静的強度ほどには高い値を示さないことが判
る。このことは、自動車用高張力鋼板の板厚を静的強度
値に基づいて薄肉化した場合には、動的強度, 即ち、耐
衝撃強度の方は不足するという結果になることを意味し
ている。そして、このことはまた、静的強度値だけを基
準にして高張力鋼板の薄肉化を図ってきた従来の考え方
は見直さなければならないことを示唆している。本発明
の目的は、上述した従来技術が抱えている問題点を克服
することにあり、とくに薄鋼板における静的強度値に対
する動的強度の値が、軟鋼板のそれと同等以上に高い耐
衝撃性に優れた自動車用薄鋼板を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述した課題に対してそ
の解決を目指して鋭意研究した結果、軟鋼のように低歪
速度下における強度のみならず、高歪速度下における強
度、即ち、耐衝撃強度にも優れた薄鋼板とするには、単
に静的強度だけが高い値を示すものでは不十分であるこ
とが判った。このことはまた、単に高歪速度下における
強度、即ち動的強度だけが高い値を示すものを開発する
こと（不経済である）で足りることを意味しておらず、
いわゆる、静的強度と動的強度とがうまく釣り合ってい
ることが必要であるということが判った。すなわち、プ
レス成形性に優れかつ高歪速度下での耐衝撃強度にも優
れた鋼板は、 静動比＝（歪速度 102(s-1) での降伏応力)/(歪速度10
-3(s-1)での降伏応力) で定義される、静動比が 1.6以上の薄鋼板であれば、自
動車用部品として用いられた場合に、高歪速度下でも軟
鋼板と同等以上の高い強度の歪速度依存性が得られるの
で、自動車車体の安全性向上を軽量化の実現にあわせて
達成することができることが判った。
の解決を目指して鋭意研究した結果、軟鋼のように低歪
速度下における強度のみならず、高歪速度下における強
度、即ち、耐衝撃強度にも優れた薄鋼板とするには、単
に静的強度だけが高い値を示すものでは不十分であるこ
とが判った。このことはまた、単に高歪速度下における
強度、即ち動的強度だけが高い値を示すものを開発する
こと（不経済である）で足りることを意味しておらず、
いわゆる、静的強度と動的強度とがうまく釣り合ってい
ることが必要であるということが判った。すなわち、プ
レス成形性に優れかつ高歪速度下での耐衝撃強度にも優
れた鋼板は、 静動比＝（歪速度 102(s-1) での降伏応力)/(歪速度10
-3(s-1)での降伏応力) で定義される、静動比が 1.6以上の薄鋼板であれば、自
動車用部品として用いられた場合に、高歪速度下でも軟
鋼板と同等以上の高い強度の歪速度依存性が得られるの
で、自動車車体の安全性向上を軽量化の実現にあわせて
達成することができることが判った。
【０００７】このような知見に基づき発明者らはさら
に、上記静動比におよぼす化学組成の影響を詳細に検討
し、以下に述べるような要旨構成からなる本発明自動車
用鋼板とそれの製造方法を開発した。すなわち、本発明
は、 Ｃ：0.010 〜1.50wt％、Ｂ：0.0002〜0.0070wt％ Mn：8.0 〜16.0wt％ を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる耐衝
撃性に優れた薄鋼板、である。
に、上記静動比におよぼす化学組成の影響を詳細に検討
し、以下に述べるような要旨構成からなる本発明自動車
用鋼板とそれの製造方法を開発した。すなわち、本発明
は、 Ｃ：0.010 〜1.50wt％、Ｂ：0.0002〜0.0070wt％ Mn：8.0 〜16.0wt％ を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる耐衝
撃性に優れた薄鋼板、である。
【０００８】
【作用】発明者らは、上述した薄鋼板の静動比を向上さ
せるべく、まず、13％Mn鋼をベースに、静動比に及ぼす
冶金学的要因の影響、とくに化学組成について検討を重
ねた。その結果、高Mn化により鋼中に残留γ相を多く析
出させることが、該静動比の向上に極めて有効であるこ
とを知見した。すなわち、この残留γの増大が何故、静
動比に影響を与えるのかは、必ずしも明確とは言えない
が、本発明者らの考察では、残留γの歪誘起変態によっ
て鋼板が強化されるが、同一歪量であっても歪が導入さ
れる速度によって歪誘起変態は異なり、とくに歪速度が
大きくなると変態が促進される結果として、静動比の向
上が達成されるとの結論に達した。従って、静動比を向
上させるためには、かかる歪速度を大きくする成分組成
にすることが必要である。
せるべく、まず、13％Mn鋼をベースに、静動比に及ぼす
冶金学的要因の影響、とくに化学組成について検討を重
ねた。その結果、高Mn化により鋼中に残留γ相を多く析
出させることが、該静動比の向上に極めて有効であるこ
とを知見した。すなわち、この残留γの増大が何故、静
動比に影響を与えるのかは、必ずしも明確とは言えない
が、本発明者らの考察では、残留γの歪誘起変態によっ
て鋼板が強化されるが、同一歪量であっても歪が導入さ
れる速度によって歪誘起変態は異なり、とくに歪速度が
大きくなると変態が促進される結果として、静動比の向
上が達成されるとの結論に達した。従って、静動比を向
上させるためには、かかる歪速度を大きくする成分組成
にすることが必要である。
【０００９】さらに、薄鋼板における上記の静動比が、
軟鋼板の静動比： 1.6以上を示すようになるには、上記
高Mn鋼中に含まれるＣの制御ならびにＢの添加を検討す
ることが、高・低両歪速度下での各強度の向上に対して
とりわけ有効に作用するという知見を得た。
軟鋼板の静動比： 1.6以上を示すようになるには、上記
高Mn鋼中に含まれるＣの制御ならびにＢの添加を検討す
ることが、高・低両歪速度下での各強度の向上に対して
とりわけ有効に作用するという知見を得た。
【００１０】すなわち、本発明を構成する各成分元素と
含有量は、静動比と同時に成形性向上のために、次のよ
うな理由によって限定される。 Ｃ：0.010 〜1.50wt％ Ｃは、γの安定化作用を通じて残留γ相を析出させる作
用を担う元素である。この作用は、Ｃ：0.010 wt％以上
の含有で顕れる。一方、このＣの含有量が1.50wt％を超
えると、鋼板が硬質化してプレス成形性が著しく低下す
ると共に、静動比の低減を招く傾向が強くなる。従っ
て、Ｃ含有量は、0.010 〜1.50wt％の範囲に限定した。
含有量は、静動比と同時に成形性向上のために、次のよ
うな理由によって限定される。 Ｃ：0.010 〜1.50wt％ Ｃは、γの安定化作用を通じて残留γ相を析出させる作
用を担う元素である。この作用は、Ｃ：0.010 wt％以上
の含有で顕れる。一方、このＣの含有量が1.50wt％を超
えると、鋼板が硬質化してプレス成形性が著しく低下す
ると共に、静動比の低減を招く傾向が強くなる。従っ
て、Ｃ含有量は、0.010 〜1.50wt％の範囲に限定した。
【００１１】Ｂ：0.0002〜0.0070wt％ このＢは、粒界偏析を抑制することにより静動比を向上
させるのに有効な元素である。すなわち、ＰやＳなどの
不純物が粒界に偏析すると粒界の変形能が低下する結
果、変形中の応力場は、静動比の向上に有効な転位運動
で支配される短距離応力場から、熱活性過程が寄与しな
い粒界間で形成される長距離応力場に変化し、静動比が
減少する。これに対して、Ｂを添加すると粒界偏析が抑
制されて静動比が向上するのである。このようなＢの作
用効果は、0.0002wt％以上の添加によって顕われるが、
0.0070wt％にて添加効果が飽和する。従って、Ｂ含有量
は0.0002〜0.0070wt％に限定した。
させるのに有効な元素である。すなわち、ＰやＳなどの
不純物が粒界に偏析すると粒界の変形能が低下する結
果、変形中の応力場は、静動比の向上に有効な転位運動
で支配される短距離応力場から、熱活性過程が寄与しな
い粒界間で形成される長距離応力場に変化し、静動比が
減少する。これに対して、Ｂを添加すると粒界偏析が抑
制されて静動比が向上するのである。このようなＢの作
用効果は、0.0002wt％以上の添加によって顕われるが、
0.0070wt％にて添加効果が飽和する。従って、Ｂ含有量
は0.0002〜0.0070wt％に限定した。
【００１２】Mn：8.0 〜16.0wt％ このMnは、本発明において最も重要な役割を担う元素で
あり、いわゆるγを安定化して残留γを析出させるのに
有効である。この作用は、8.0 wt％の添加によって初め
て得られるものである。しかし、このMn含有量が16.0wt
％を超えると、鋼板が硬質化してプレス成形性が著しく
低下する。従って、Mn含有量は、8.0 〜16.0wt％に限定
した。
あり、いわゆるγを安定化して残留γを析出させるのに
有効である。この作用は、8.0 wt％の添加によって初め
て得られるものである。しかし、このMn含有量が16.0wt
％を超えると、鋼板が硬質化してプレス成形性が著しく
低下する。従って、Mn含有量は、8.0 〜16.0wt％に限定
した。
【００１３】次に、本発明製造方法について説明する。
本発明は、上述した成分組成の鋼素材を溶製, 鋳造して
得た鋼片について、常法に従って熱間圧延ならびに冷間
圧延を行う。そして、これらの圧延後最終焼鈍を1100℃
以上で行った後、冷却過程での平均冷却速度を 500℃以
下の温度まで毎秒10℃以上の冷却速度で行う。なお、本
発明鋼は、自動車用鋼板を対象としているが、同様に高
歪速度下での強度を要求される用途にも有効であること
はいうまでもない。
本発明は、上述した成分組成の鋼素材を溶製, 鋳造して
得た鋼片について、常法に従って熱間圧延ならびに冷間
圧延を行う。そして、これらの圧延後最終焼鈍を1100℃
以上で行った後、冷却過程での平均冷却速度を 500℃以
下の温度まで毎秒10℃以上の冷却速度で行う。なお、本
発明鋼は、自動車用鋼板を対象としているが、同様に高
歪速度下での強度を要求される用途にも有効であること
はいうまでもない。
【００１４】
【実施例】表１に示すような種々の化学組成の鋼を転炉
にて溶製し、連続鋳造して鋳片を得た。その鋳片を熱間
圧延して35mmｔの熱延鋼板を得た。さらにこれらの熱延
鋼板を冷間圧延して0.7mmtの冷延鋼板を製造した。そし
て、得られたこれらの熱延鋼板, 冷延鋼板について、引
張試験により歪速度10-3(S-1) と102 (S-1) での降伏強
度を測定して静動比ならびに伸び（％）を求めた。その
特性を表１中にまとめて示す。この表１に示す結果から
明らかなとおり、本発明に適合する鋼(No.3, 4, 7, 8,
13〜16, 19, 20) , 静動比ならびに成形性のいずれもが
優れた薄鋼板であることが判る。これに対し、Ｃが少な
い例 (No.1, 2)、多い例 (No. 21, 22) はいずれも静動
比が 1.6を超えることはなく、またＢが不足( No. 5 ,
6), または過剰( No.11,12) のものでは静動比が小さ
く、そしてMnが過剰(No.17, 18) のものでは十分な成形
性が得られないという結果となった。
にて溶製し、連続鋳造して鋳片を得た。その鋳片を熱間
圧延して35mmｔの熱延鋼板を得た。さらにこれらの熱延
鋼板を冷間圧延して0.7mmtの冷延鋼板を製造した。そし
て、得られたこれらの熱延鋼板, 冷延鋼板について、引
張試験により歪速度10-3(S-1) と102 (S-1) での降伏強
度を測定して静動比ならびに伸び（％）を求めた。その
特性を表１中にまとめて示す。この表１に示す結果から
明らかなとおり、本発明に適合する鋼(No.3, 4, 7, 8,
13〜16, 19, 20) , 静動比ならびに成形性のいずれもが
優れた薄鋼板であることが判る。これに対し、Ｃが少な
い例 (No.1, 2)、多い例 (No. 21, 22) はいずれも静動
比が 1.6を超えることはなく、またＢが不足( No. 5 ,
6), または過剰( No.11,12) のものでは静動比が小さ
く、そしてMnが過剰(No.17, 18) のものでは十分な成形
性が得られないという結果となった。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
薄鋼板の成分組成を適正化することによって、従来より
も静動比が格段に優れた薄鋼板を製造することができる
と共に、これらを自動車用鋼板に利用することによっ
て、自動車車体の軽量化と安全性の向上を図ることがで
きる。
薄鋼板の成分組成を適正化することによって、従来より
も静動比が格段に優れた薄鋼板を製造することができる
と共に、これらを自動車用鋼板に利用することによっ
て、自動車車体の軽量化と安全性の向上を図ることがで
きる。
【図１】変形速度と強度との関係に及ぼす軟鋼と高張力
鋼との影響を示す説明図。
鋼との影響を示す説明図。
フロントページの続き (72)発明者 大沢 一典 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 今中 誠 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 比良 隆明 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内
Claims (1)
- 【請求項１】Ｃ：0.010 〜1.50wt％、Ｂ：0.0002〜0.00
70wt％ Mn：8.0 〜16.0wt％ を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる耐衝
撃性に優れた薄鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14082593A JPH06346192A (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | 耐衝撃性に優れた薄鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14082593A JPH06346192A (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | 耐衝撃性に優れた薄鋼板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06346192A true JPH06346192A (ja) | 1994-12-20 |
Family
ID=15277602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14082593A Pending JPH06346192A (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | 耐衝撃性に優れた薄鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06346192A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100711361B1 (ko) * | 2005-08-23 | 2007-04-27 | 주식회사 포스코 | 가공성이 우수한 고망간형 고강도 열연강판 및 그 제조방법 |
| US20090308499A1 (en) * | 2006-07-11 | 2009-12-17 | Arcelormittal France | Process for manufacturing iron-carbon-manganese austenitic steel sheet with excellent resistance to delayed cracking, and sheet thus produced |
-
1993
- 1993-06-11 JP JP14082593A patent/JPH06346192A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100711361B1 (ko) * | 2005-08-23 | 2007-04-27 | 주식회사 포스코 | 가공성이 우수한 고망간형 고강도 열연강판 및 그 제조방법 |
| US20090308499A1 (en) * | 2006-07-11 | 2009-12-17 | Arcelormittal France | Process for manufacturing iron-carbon-manganese austenitic steel sheet with excellent resistance to delayed cracking, and sheet thus produced |
| US9200355B2 (en) * | 2006-07-11 | 2015-12-01 | Arcelormittal France | Process for manufacturing iron-carbon-manganese austenitic steel sheet with excellent resistance to delayed cracking, and sheet thus produced |
| US10006099B2 (en) | 2006-07-11 | 2018-06-26 | Arcelormittal | Process for manufacturing iron-carbon-maganese austenitic steel sheet with excellent resistance to delayed cracking |
| US10131964B2 (en) | 2006-07-11 | 2018-11-20 | Arcelormittal France | Iron-carbon-manganese austenitic steel sheet |
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