JPH0639625B2 - 複合組織鋼ストリツプの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複合組織（ｄｕａｌ ｐｈａｓｅ）鋼ストリッ
プの製造方法及びその方法によって製造された鋼ストリ
ップに関する。特に本発明は、熱間圧延、冷間圧延、連
続焼なまし（ａｎｎｅａｌｉｎｇ）を工程を含む、炭素
０．０２〜０．１５重量％、マンガン０．１５〜０．５
０重量％の非合金低炭素、低マンガン鋼から厚さ範囲
０．１〜０．５mmのストリップの形の複合組織鋼を製造
する方法であって、該連続焼なましが、(a)ストリップ
を鉄−炭素ダイヤグラムのＡ_１−Ａ_３領域に加熱し、且
つそれを該領域で均熱（ｓｏａｋｉｎｇ）し、しかる後
(b)ストリップをオーステナイトの少なくとも一部がマ
ルテンサイト及び／又はベーナイトに転化するように充
分急速に冷却することからなる方法に関する。この厚さ
の鋼ストリップは、たとえばブリキ板のように各種の包
装用に使用されるためにパッキング鋼として知られてい
る。

上記のような方法は後述するＮＬ−Ａ−８５１２３６４
に記述されている。

複合組織鋼は現在周知であり、又連続焼なましによるそ
の製造方法も周知である。複合組織鋼は熱間圧延、厚さ
約１．５〜１００mm、又は冷間圧延、厚さ約０．８〜３
mmで得られる。たとえばＷＯ−７９／００６４４及びＥ
Ｐ−Ａ−５３９１３は自動車用の鋼板（即ち実際の厚さ
０．８mm）に関し、そして合金元素Ｐ及びＳｉを含む鋼
板を開示している。

しかしながら、複合組織鋼の薄肉ストリップ、即ち厚さ
０．１〜０．５mmのストリップ製造には問題がある。そ
の既知の方法はより厚肉の鋼板の製造から直接適用でき
ないからである。一つの困難はストリップの平坦度を維
持することである。

複合組織鋼のストリップの製造の際には典型的には、鋼
は連続焼なましラインにおける加熱の後冷水で急冷され
る。この冷却の間の冷却速度は厚さ１mmのストリップに
対して１０００℃／秒であることができる。冷却速度は
ストリップの厚さに逆比例する。従って厚さ１mmのスト
リップの１０００℃／秒での冷却は１０００mm℃／秒の
Ｐ値で表わし、ここでＰは冷却速度とストリップの厚さ
の積である。冷水中の急冷を厚さ０．１〜０．５mmの鋼
板の冷却工程として用いる場合には、ストリップは熱応
力のために平坦度を維持しないために、満足な形のスト
リップが得られない。

ＮＬ−Ａ−６５１２３６４は冷水による急冷を利用した
複合組織鋼の薄肉ストリップの製造を開示しているが、
その実施例では製品を平坦にするために更に圧延を行な
っているから、得られる製品は平坦ではなかったと思わ
れる。これは余分の工程のコストのためのみならず、又
圧延によって応力が生成し、それがストリップの切断の
際に更に困難を引起こすために望ましくない。

他の冷却方法が知られており、それらはストリップ形状
に関する問題点を減少又は回避するためのもののようで
ある。それらの方法では薄肉の材料は、たとえば約１０
mm℃／秒のＰ値で気体（空気）ジエツト冷却で処理され
るが、又は約２５mm℃／秒のＰ値で温水中の急冷で処理
される。しかしながら、その時には別の困難が存在し、
それは非合金性低炭素、低マンガン鋼を使用する時には
もっぱら又は主としてマルテンサイト及び／又はベーナ
イトの生成を保証するということである。既知の処理法
では、これはストリップを連続焼なましのラインのＡ_１
−Ａ_３領域、たとえば約８５０℃、で高温加熱する際に
のみ達成される。このような高温ではしばしばストリッ
プの破損（ｆｒａｃｔｕｒｅ）が生ずる。ストリップを
連続焼なましラインを通過せしめるために必要な引張り
力の影響下で、ストリップはかかる高温における低い降
伏点のために及び薄肉材料の小さい支持断面積のめたに
つぶれる（ｃｏｌｌａｐｓｅ）。

ストリップの破損は連続焼なましでは非常な不利益であ
る。ストリップを連続焼なましラインに再度供給するた
めに時間が浪費され生産の損失が生ずるのみならず、所
望の工程条件が回復した後、連続焼なましラインを再び
開始する迄にストリップ材料の損失が生ずる。

本発明の一つの目的は、非合金性低炭素、低マンガン鋼
から厚さ０．１〜０．５mmの複合組織パッキング鋼を製
造するための方法であって、上記の問題点が完全に又は
大幅に解消され、特にストリップの平坦度が得られ且つ
ストリップの破損が防止される方法を提供することであ
る。

この目的は、連続焼なましのための条件の組合せが注意
深く選択された本発明によって達成される。

本発明によれば、当初に記述した方法において、連続焼
なましの前記工程(a)においてストリップを７７０℃を
越えない温度に加熱し、前記工程(b)においてストリッ
プを値ｐ＝ｄ×Ｖ、ここでｄはmmで表わしたストリップ
の厚さであり、Ｖは７００〜３００℃の温度範囲にわた
る℃／秒で表わした平均冷却速度である、が２０〜９０
０の範囲であるような速度で冷却し、そして工程(a)の
終りと工程(b)の初めの間の時間間隔が４秒より短かい
ことを特徴とする。

この選択された組合せは以下の理由のために望ましい結
果を与える。

第１に、ストリップをＡ_１−Ａ_３領域において加熱する
温度が低いので、ストリップを連続焼なましラインを通
過せしめる時に加わる引張り力の結果としてのストリッ
プの破損が生じない。第２に、ストリップを冷却する工
程がストリップを加熱する低い温度に適合しているの
で、ストリップが完全に又は殆ど完全に平坦度を維持す
る間に、オーステナイトの少なくとも一部がマルテンサ
イト及び／又はベーナイトに転化して望ましい複合組織
を形成する。冷却工程はストリップの変形を生ずるより
は低いが、複合組織構造が得られるに充分であるＰ値を
含む。最も重要なことは、ストリップが殆ど又は全く温
度の損失なしに加熱セクシヨンの終りと冷却セクシヨン
の間の間隙を越えて冷却セクシヨンに供給されること、
即ちこれらのセクシヨン間の時間間隔を、上述のよう
に、４秒よりも短かく、好ましくは２秒よりも短かく、
より好ましくは１秒よりも短かく、そして最も好ましく
は０．５秒よりも短かくすべきであるということであ
る。これによって冷却曲線が望ましくない構造変化が生
ずる領域に入らないことが保証される。

既知の連続焼なましラインでは加熱セクシヨンと冷却セ
クシヨンの間の間隙が大きく、非常に肉薄の材料が８０
０℃よりも低い温度に加熱される時には、冷却セクシヨ
ンに到達する前に自然冷却によって冷却セクシヨンでマ
ルテンサイト及び／又はベーナイトが生成しない程度ま
でに冷却されることが認められている。しかしながら、
上述の方法を用いると、通常の非合金鋼の組成を使用し
て充分に平坦な厚さ０．１〜０．５mmの複合組織鋼を製
造することが可能である。０．１〜０．３mmの範囲のス
トリップ厚さが望ましい。

好ましくはストリップを連続焼なましにおいて７５０℃
よりも低い温度で加熱し、そして好ましくは冷却を４０
〜７５０mm℃／秒のＰ値範囲で、より好ましくは７５〜
５００mm℃／秒の範囲で行なう。

好ましい冷却方法は冷却すべてストリップに直接に、即
ち気体（たとえば空気）及び冷却液（たとえば水）のミ
ストの形で冷却剤をスプレーすることである。これはミ
ストジエツトとして当業者に知られている。冷却工程の
冷却容量は噴霧器当りの冷却液の量及び噴霧器の数を変
えることによってストリップの厚さ及びストリップの速
度に適合させるべきである。

０．０２〜０．１０重量％の炭素及び０．１５〜０．５
０重量％のマンガンを含む通常の化学組成を有するＡｌ
キルド鋼を使用するのが好ましい。これはマルテンサイ
ト形式合金元素の費用を節約する。

一般に、本発明に用いられる好ましい鋼は重量で ０．０２〜０．１５％のＣ、 ０．１５〜０．５０％のＭｎ、 ０．０２％より多くないＰ、 ０．０３％より多くないＳｉ、 ０．０６５％より多くないＡｌａｓ、 ０．０２％より多くないＳ、 ５０ppmより多くないＮ、 残りＦｅ及び避けがたい不純物 を含むＡｌキルド鋼である。ここで、Ａｌａｓは酸可溶
性アルミニウム、即ち化合物Ａｌ_２Ｏ_３中のアルミニウ
ムを除くすべてのアルミニウムを意味する。

かくしてたとえば元素Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ及びＭｏは典型
的には不純物レベルにある。

冷却後、目的用途に必要な機械的特性に従って鋼を焼も
どし（ｔｅｍｐｅｒ）するのが好ましい。

電気的にまずメッキしたパッキング鋼の場合には、好ま
しくはすず層の流動（ｒｅｆｌｏｗｉｎｇ）の間に、約
２３０℃で約５〜１０秒間鋼を焼もどしすべきである。

ラッカー塗りしたパッキング鋼の場合には、好ましくは
ラッカー層を焼き固める間に、約２００℃の温度で、約
１０分間鋼を焼もどしすべきである。

本発明は又本発明の方法によって製造された、０．１〜
０．５mmの厚さ、５００Ｎ／mm²を越える抗張力及び５
％より大きい破損伸びＡ_８０を有する鋼に関する。これ
らの特性を備えた鋼は知られていない。上記破損伸びＡ
_８０はヨーロッパ規格ＥＮ_１０−_{００２−１}の４．４．
２及び１１節に従う張力試験における破損伸びを意味す
る。ここで破損伸び長さ８０mmの試験片について測定さ
れ、長さのパーセントで表わされる。

更に本発明は本発明の方法によって製造された、厚さが
０．１〜０．５mmであり、すずめっき鋼板に関するヨー
ロッパ規格１４５．７８の硬さ品質がＴ６５及びＴ７０
であるか、またはアメリカ鉄鋼協会（Ａｍｅｒｉｃａ
Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）
の「すずめっき鋼製品（Ｔｉｍ Ｍｉｌｌ Ｐｒｏｄｕ
ｃｔｓ）」規格に従う二重圧延製品の硬さ品質ＤＲ−８
及びＤＲ−９を有する鋼に関する。ヨーロッパ規格１４
５．７８の第６章によれば、硬さ区分Ｔ６５は６１〜６
９の範囲のロックウェルＨＲ３０Ｔ値に相当し、硬さ区
分Ｔ７０は６６〜７３の範囲のロックウェルＨＲ３０Ｔ
値に相当する。また１９７９年５月２０日付の上記「す
ずめっき鋼製品」規格第２０頁によればＤＲ−８はロッ
クウェル硬度３０Ｔ値７３に相当し、ＤＲ−９はロック
ウェル硬度３０Ｔ値７６に相当する。なお上記「すずめ
っき鋼製品」規格は日本標準規格のＪＩＳＧ３３０３に
相当する。

本発明の好ましい態様を非限定的な実施例によって以下
に説明する。

実施例 表１に示す化学組成を有するＡｌキルド、低炭素、非合
金転炉鋼を６５０℃で熱間圧延し且つコイルに巻いた。
この熱間圧延した鋼を次に酸洗いし且つ厚さ０．２２mm
まで冷間圧延した。ストリップの幅は１５０mm、長さは
約２kmであった。

冷間圧延後の処理を表２に示す。冷間圧延した鋼を連続
的に３０秒焼なましし、次いで約１０００℃／秒（Ｐ値
２２０mm℃／秒）の速度で冷却した。

表３に示すように、連続焼なましした鋼のあるものはリ
ダクシヨン（ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）１％でスキンパス圧
延された。スキンパス圧延鋼及び非スキンパス圧延鋼の
両方の切片をラッカー塗り及びすずメッキした。ラッカ
ー塗りされた鋼上のラッカーを２００℃で１０分間焼き
固めた。これは又鋼を焼もどした。すずメッキした鋼上
のすず層を２３０℃で１０秒間流動し、その間隔を焼も
どした。

より詳細には、加熱条件をストリップの長さに沿って変
えた。ストリップの各種の部分を７２０〜７７０℃の範
囲で異なった温度に加熱し且つ選択された温度で均熱し
た。ストリップ破損の危険を減ずるために７５０℃以下
が好ましい。均熱が終った後、冷却の開始前に０．４〜
０．８秒の範囲で変えた時間間隔を確保した。冷却は通
常のミストジエツト装置で行なったがこの装置は冷水急
冷よりも低い速度で且つ均一に冷却する。ミストジエツ
ト装置は水と気体（Ｎ_２）の混合物を圧力下でストリッ
プに向けた。中断のない冷却を平均速度１０００℃／秒
で２５０℃以下まで行なった。過時効は起らなかった。

これらの条件に従って処理したストリップのすべての部
分は望ましい複合組織構造を有し且つ表３に示すように
一貫した抗張力、硬度、降伏点及び伸びの値を有してい
た。

表３において、 ＶＧＬＲは降伏点（Ｎ／mm²）であり、 ＴＲＳＴは抗張力（Ｎ／mm²）であり、 Ｒ３０Ｔは硬度（ロツクウエル）であり、 Ａ８０は８０mmを超える破損伸び（％）である。

これらの結果は又第１図のグラフで示され、且つ従来法
で製造したパッキング鋼と比較されている。第１図では
縦軸の抗張力（Ｎ／mm²）が横軸の伸びＡ８０（％）に
対してプロットされている。

従来の工程によって製造された品質Ｔ５２ＢＡ（ベル型
焼なまし炉中で焼なまし）並びにＴ６１ＣＡ及びＴ６５
ＣＡ（連続焼なまし）、即ち冷間圧延及び焼なまし品質
は、比較的低い抗張力と高い伸びが特徴的であり、第１
図の右下の影の領域Ｉで示されている。

二重冷間圧延（ＤＲ）品質１〜９、即ち焼なまし後のレ
ダクシヨン１０〜９０％は第１図の下及び右上の部分に
影の領域IIで示されている。領域IIのリダクシヨンが３
０〜４０％の２重の影の部分からの通常のＤＲ品質は、
比較的低い伸びと高い抗張力が特徴的である。

本発明の複合組織パッキング鋼の特性（IIIＡは焼もど
しなし、IIIＢは焼もどしあり）は第１図の右上に影の
領域IIIＡ及びIIIＢで示されている。本発明の複合組織
パッキング鋼は線IVで囲まれた領域の抗張力と伸びの組
合せが特徴的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の複合組織鋼と従来法によって製造され
た鋼の品質の比較を示すグラフである。

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱間圧延、冷間圧延及び連続焼なましの工
   程を含む、０．０２〜０．１５重量％の炭素、０．１５
   〜０．５０重量％のマンガンを含む非合金低炭素、低マ
   ンガン鋼から厚さ範囲０．１〜０．５mmのストリツプの
   形の複合組織鋼を製造する方法にして、該連続焼なまし
   が、（ａ）ストリツプを鉄−炭素ダイヤグラムのＡ_１−
   Ａ_３領域に加熱し且つそれを該領域で均熱し、しかる後
   （ｂ）ストリツプをオーステナイトの少なくとも一部が
   マルテンサイト及び又はベーナイトに転化するように充
   分急速に冷却することからなる方法において、該工程
   （ａ）においてストリツプを７７０℃を越えない温度に
   加熱し、該工程（ｂ）においてストリツプをＰ＝ｄ×Ｖ
   の値、ここでｄはmmで表わしたストリツプの厚さであり
   そしてＶは７００〜３００℃の温度範囲にわたる℃／秒
   で表わした平均冷却速度である、が２０〜９００の範囲
   であるような速度で冷却し、そして工程（ａ）の終りと
   工程（ｂ）の初めの間の時間間隔を４秒よりも短くする
   ことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】ストリツプの厚さが０．１〜０．３mmの範
   囲である特許請求の範囲第１項記載の方法。
3. 【請求項３】工程（ａ）においてストリツプを７５０℃
   を越えない温度に加熱する特許請求の範囲第１項又は第
   ２項記載の方法。
4. 【請求項４】工程（ｂ）において該Ｐ値が４０〜７５０
   の範囲である特許請求の範囲第１〜３項のいずれかに記
   載の方法。
5. 【請求項５】工程（ｂ）において該Ｐ値が７５〜５００
   の範囲である特許請求の範囲第４項記載の方法。
6. 【請求項６】工程（ａ）の終りと工程（ｂ）の初めの間
   の該時間間隔が２秒よりも短かい特許請求の範囲第１〜
   ５項のいずれかに記載の方法。
7. 【請求項７】工程（ａ）の終りと工程（ｂ）の初めの間
   の該時間間隔が１秒よりも短かい特許請求の範囲第６項
   記載の方法。
8. 【請求項８】工程（ａ）の終りと工程（ｂ）の初めの間
   の該時間間隔が０．５秒よりも短かい特許請求の範囲第
   ７項記載の方法。
9. 【請求項９】工程（ｂ）における冷却がストリツプに向
   けられる微細に分離した冷却液を含む気体ジエツトの形
   のミストジエツトによって行なわれる特許請求の範囲第
   １〜８項のいずれかに記載の方法。
10. 【請求項１０】鋼がＡｌキルド鋼であり、重量で ０．０２〜０．１５％のＣ、 ０．１５〜０．５０％のＭｎ、 ０．０２％より多くないＰ、 ０．０３％より多くないＳｉ、 ０．０６５％より多くないＡｌａｓ、 ０．０２％より多くないＳ、 ５０ppmより多くないＮ、 を含み、残りがＦｅ及び避けがたい不純物である特許請
    求の範囲第１〜９項のいずれかに記載の方法。
11. 【請求項１１】鋼が連続焼なましの後焼もどしされる特
    許請求の範囲第１〜１０項のいずれかに記載の方法。
12. 【請求項１２】鋼が２３０℃の温度で５〜１０秒焼もど
    しされる特許請求の範囲第１１項記載の方法。
13. 【請求項１３】焼もどしが鋼に電気的にめっきしたすず
    の層の流動の間に行なわれる特許請求の範囲第１項又は
    第１２項記載の方法。
14. 【請求項１４】鋼が２００℃で１０分間焼もどしされる
    特許請求の範囲第１１項記載の方法。
15. 【請求項１５】焼もどしが鋼に塗布したワニスの層の硬
    化の間に行なわれる特許請求の範囲第１１項又は第１４
    項記載の方法。
16. 【請求項１６】製造された鋼ストリツプが５００Ｎ／mm
    ²よりも大きい抗張力及び５％よりも大きい破損伸びＡ
    _８０を有する、特許請求の範囲第１〜１５項のいずれか
    に記載の方法。
17. 【請求項１７】製造された鋼ストリツプが硬さ品質がＴ
    ６５もしくはＴ７０であるか又は２重冷間圧延製品の硬
    さ品質ＤＲ８もしくはＤＲ９に相当する品質である、特
    許請求の範囲第１〜１６項のいずれかに記載の方法。