JPH0668125B2 - 加工性に優れた熱延鋼板の製造法 - Google Patents

加工性に優れた熱延鋼板の製造法

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JPH0668125B2 JP63163696A JP16369688A JPH0668125B2 JP H0668125 B2 JPH0668125 B2 JP H0668125B2 JP 63163696 A JP63163696 A JP 63163696A JP 16369688 A JP16369688 A JP 16369688A JP H0668125 B2 JPH0668125 B2 JP H0668125B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は加工性に優れた鋼板を熱間圧延によって製造す
る方法に関する。
(従来の技術) 優れた加工性、特に深絞り加工性を必要とされる鋼板に
は、従来から冷延鋼板が使用されてきた。周知のように
冷延鋼板は、熱間圧延−酸洗−冷間圧延−焼鈍−調質圧
延というプロセスを経て製造されるもので、その製造プ
ロセスから明らかなように熱延鋼板に比較すれば、製造
コストが格段に嵩む。そこで近年、熱間圧延により加工
性の優れた鋼板を製造しようとする試みが多く成されて
おり、さらに近年になって熱間圧延により深絞り加工性
に優れた鋼板を製造しようとする研究が精力的に進めら
れている。
その1つの方法としてフェライト域での熱間圧延とその
後の再結晶処理とを行う方法があり、本発明者らもこの
プロセスについて特願昭62-188542号にその製造方法を
提示している。しかしこの方法における必須の条件であ
る低温での高圧下率の圧延は圧延機に多大な負担をかけ
る。
また別の方法としてTiおよび/またはNbを添加した極低
炭素鋼を用いてAr3点直上直下の温度での高圧下率の圧
延によってオーステナイト(以下単に「γ」と記す)→
フェライト(以下単に「α」と記す)変態を利用した集
合組織制御を行い深絞り加工性を増大する方法も報告さ
れている(鉄と鋼、’87-S1423、p.283)が終段付近で50
%以上の高圧下率の圧延を必要とするためにやはり圧延
機に多大な負担がかかる。
(発明が解決しようとする課題) 現状の熱延ミルは一般に最終板厚精度を上げるため、後
段になればなるほど圧下率は低く設定されており、後段
での高圧下率の圧延を行うことは、現状の設備では実現
が困難であった。
ここに本発明の目的は、現状のミルでも製造が可能であ
り通常の冷延鋼板にも匹敵する加工性を有する熱延鋼板
の製造法を提供することである。
(課題を解決するための手段) 本発明者らは、上記課題を解決するためα域での熱間圧
延による深絞り加工性に優れた鋼板の製造法について詳
細に検討した結果、特定した組成を有する鋼片をAr3
以上の温度すなわちγ域で圧下を行った後に完全にα域
となる温度にまで冷却してさらに圧下しある温度域で巻
き取ることにより、従来設備でも充分に実施が可能であ
って、通常の冷延鋼板にも匹敵する加工性を有する熱延
鋼板を得ることができることを知り、本発明を完成し
た。
ここに本発明の要旨とするところは、重量%で、 C:0.005%以下、 Si:0.05%以下、 Mn:0.05〜0.4%、Sol Al:0.01%〜0.08%、 N:0.01%以下、 残部Feおよび不可避的不純物 からなる鋼組成を有する鋼片を、Ar3点以上1050℃以下
の温度で総圧下率が50%以上となる圧延を終了した後75
0℃以上850℃以下の温度まで冷却し、引き続き1パス当
たり5%以上20%以下の圧下率で圧延を行い、575℃以
上625℃以下の温度で巻き取り鋼板を得ることを特徴と
する、加工性に優れた熱延鋼板の製造法である。
また別の、面からは、重量%で、 C:0.005%以下、 Si:0.05%以下、 Mn:0.05〜0.4%、Sol Al:0.01%〜0.08%、 N:0.01%以下、 Tiおよび/またはNbの総量:0.005〜0.025%、 残部Feおよび不可避的不純物 からなる鋼組成を有する鋼片を、Ar3点以上1050℃以下
の温度で総圧下率が50%以上となる圧延を終了した後75
0℃以上850℃以下の温度まで冷却し、引き続き1パス当
たり5%以上20%以下の圧下率で圧延を行い、575℃以
上625℃以下の温度で巻き取り鋼板を得ることを特徴と
する、加工性に優れた熱延鋼板の製造法である。
さらに別の面からは重量%で、 C:0.005%以下、 Si:0.05%以下、 Mn:0.05〜0.4%、Sol Al:0.01%〜0.08%、 N:0.01%以下、 Tiおよび/またはNbの総量:0.005〜0.025%、 残部Feおよび不可避的不純物 からなる鋼組成を有する鋼片を、1000℃以上1100℃以下
の温度で30分以上の均熱処理を行い、Ar3点以上1050℃
以下の温度で総圧下率が50%以上となる圧延を終了した
後750℃以上850℃以下の温度まで冷却し、引き続き1パ
ス当たり5%以上20%以下の圧下率で圧延を行い、575
℃以上625℃以下の温度で巻き取り鋼板を得ることを特
徴とする、加工性に優れた熱延鋼板の製造法である。
ここに得られる鋼板は二次加工としてのプレス深絞り等
の冷間加工を施す鋼板をすべて包含する。
(作用) 以下、本発明において用いる鋼片の組成および熱間圧延
条件を上述のように限定した理由について述べる。なお
本明細書においては特にことわりがない限り「%」は
「重量%」を意味するものとする。
まず鋼片の組成を上述のように限定した理由について述
べる。
Cは加工性に大きな影響を及ぼす元素である。また本発
明の特徴は後述するようにα域で軽加工後結晶内部の転
位の再配列を促進するいわゆる回復によって歪除去を行
うことである。この時、C含有量が0.005%を越えると
歪にCが固着して回復を抑制してしまい回復が充分に起
こらず内部歪が除去されないこととなるため熱間圧延材
として求められる伸びすなわち冷間加工性が劣化する。
よってCは少なければ少ない程よいが、0.005%以下に
低減すれば加工性には著しい影響を与えないため、上限
値を0.005%とする。
Siは多くなると加工性を劣化させたり、熱間圧延前のス
ケール性状を劣化させることから少ないほうが好まし
い。Si含有量が0.05%を越えて多くなると鋼が脆くなる
とともにスケール性状も劣化して冷間加工後の製品品質
を著しく損なうことから、その含有量を0.05%以下とし
た。
Mnはもともと鋼中に不純物としていくらか含有されてい
る元素であるが、その積極的な効果はMnSとして鋼中に
不純物として混入しているSを固定し、熱間加工性を向
上させることにある。しかしMn含有量が0.4%を越えて
多くなると鋼の強度が高くなり製品の冷間加工性が劣化
するため好ましくない。一方、0.05%未満では鋼中のS
を固定しきれずにSを単体のままで残存させてしまい熱
間加工性を損なう。したがって本発明ではその含有量を
0.05%以上0.4%以下とした。
Alは、製鋼で鋳込み時の脱酸処理に用いられる元素であ
り、脱酸に関与せずに溶け込んだAl(SolAl)は鋼中に不
純物として存在するNと結合しAlNとして析出する作用
をもつ。0.01%未満では、かかる作用が得られず、一方
0.08%をこえて多く添加してもこれらの効果が飽和する
とともにコスト高となることから、その含有量を0.01%
以上0.08%以下とした。
Nは鋼中に侵入型固溶元素として存在する。一般に固溶
N量が多いと加工性は良くないが、現在の溶解技術では
固溶N量を0にすることは不可能である。そのため本発
明においては、Nの影響が余り顕著にならない量として
0.01%以下とした。N量が0.01%を越えると鋼板の引張
強さが著しく大きくなり、冷間加工用の鋼板としては適
さなくなる。
上記成分の他にTiとNbを1種または2種含有させてもよ
い。このTiまたはNbは製品である鋼板に求められる深絞
り加工性能により必要に応じて鋼い添加すればよいので
ある。このTiまたはNbはCやNと結合して炭化物または
窒素物として析出する元素であり、前述の固溶C、N量
を減少させるとともにその析出物によって結晶粒を微細
化する働きを持っている。その添加元素量を0.005%以
上としたのは、これによりも添加量が少ないとその添加
による前述の結晶粒微細化の効果がほとんど得られない
ためであり、0.025%以下としたのはこれよりも添加量
を多くすると強度が大きくなり加工用鋼板として適さな
くなるためである。
次に冷間圧延条件を限定した理由について延べる。
まず一度Ar3点以上の温度で総圧下率が少なくとも50%
以上となる圧延を施した後に冷却する必要があるのは、
冷却後のα結晶粒を微細化するためである。このAr3
以上の温度での圧延を行わずにAr3点以下の温度で圧延
を行うと、鋼板のα結晶粒は極めて粗大なものとなり、
製品の表面性状を劣化させてしまう。さらに1050℃以下
と制限したのは1050℃超で鋼片に加えた圧下はその後の
冷却中に再び結晶粒も粗大化が生じ、圧下の効果が得ら
れなくなるからである。またこの圧延のパス回数は1回
であってもあるいは2回以上であってもよく特に制限を
要するものではない。いずれにしても本発明において大
切なことは、Ar3点以上1050℃以下の範囲での圧延を規
定することである。
また総圧下率を50%以上と決定した理由は50%以上の総
圧下率で圧下すれば、鋼板全域で結晶粒の微細化が得ら
れるためである。50%未満で圧下率であると局部的に混
粒ができ、最終製品の特性が劣化するからである。
次いで、Ar3点以上1050℃以下の温度で総圧下率が50%
以上の圧延を終了した後に850℃以下の温度すなわちγ
/αの2相域の温度ではなく完全に鋼片の組識がαとな
る温度まで冷却してから圧延を行う理由は、深絞り加工
性にとって悪影響を及ぼす(200)組織が強く発達するの
を防ぐためである。また後述するように得られる熱延鋼
板の巻き取り温度は575〜625℃の範囲であるため連続的
に巻き取りを行うためには、α域での圧延温度は最低75
0℃以上である。
次にα域での1パス当たりの圧下率を5〜20%と限定し
ているのは深絞り加工性にとって有利な組織を発達させ
るためである。つまりα域で1パス当たり5〜20%の圧
下率の圧延を行った後の鋼片の結晶内部の転位の再配列
を促進して、歪除去を行うのである。本発明者らは種々
の圧下量を加えた時の組織変化について検討した結果、
5%以上20%以下の圧下率の圧下を加えた場合に深絞り
加工性にとって有利な組織が最もバランス良く生成する
と言う結論を得たのである。この圧下率が5%未満であ
ると圧延による深絞り加工性に好ましくない(200)方位
を持つ結晶粒組織も同様に発達してしまうのである。ま
た圧下率が20%を越えると本発明が意図している歪除去
が生じなくなり、歪除去のためには再結晶処理が必要と
なってしまうからである。
また圧延のパス回数は製品である鋼板の板厚と該板厚に
求められる精度等の観点から決定すればよく、特に制限
を必要としないことはいうまでもない。
熱間圧延後、575℃以上625℃以下の温度で巻き取るのは
(200)結晶粒組織を減少させるためである。この減少の
理由は明確にされていないが、圧延中および冷却中に局
部的に生じている再結晶によって発生した核が軽歪を駆
動力として核成長し、(200)方位を持つ結晶粒を減少さ
せる方向に成長していくためと考えられる。つまりこの
巻き取り温度が625℃より高いと組織全体に再結晶が生
じて(222)の結晶粒組織が大きく減少してしまい、逆に5
75℃よりも低い温度であると、(200)結晶粒組織が減少
しないばかりでなく、最終組織中にα域での熱間圧延に
よって加えられた歪が残留し、深絞り加工性ばかりでな
く他の加工性も極めて劣ったものになってしまう。
またTiとNbの総量が0.005〜0.025%を含有する鋼組成を
有する鋼片を用いた場合、前述したα域での軽加工後の
鋼板の回復はその析出物によって抑制されやすく、歪除
去が行いにくくなることがある。よってTiおよび/また
はNbを添加した鋼片を用いる場合には、一度1000℃以上
1100℃以下の温度で30分以上の均熱処理を行い、その析
出物を粗大化させておいた後にAr3点以上1050℃以下の
温度で総圧下率50%以上の圧延を行い、さらに5〜20%
の圧下率の圧延を行って575〜625℃の温度で巻き取るこ
とが効果的である。均熱処理の温度が1100℃を越えると
析出物が生じにくくなって結晶粒を微細化する働きが弱
くなるためであり、1000℃より低いと析出物が微細に析
出するため、均熱処理による析出物の粗大化を起こしに
くくなるからである。
以上詳細に説明したように本発明によれば現状のミルで
も製造が可能であって、終段付近での高圧下率の圧延を
必要とせずに確実に深絞り加工性に優れた熱延鋼板を製
造することができるのである。
さらに本発明を実施例を用いて詳細するが、これは本発
明の例示でありこれにより本発明が不当に制限されるも
のではない。
実施例 第1表に示す化学組成のアルミキルド鋼を実験用真空溶
解炉で溶製して製造した30mm厚のスラブを、第2表に示
すような条件で板厚6mmまで熱間圧延した。同じく第2
表には得られた鋼板からJIS5号引張試験用の試料を作
製して特性試験を行った結果を示す。
試料1ないし試料7は、本発明にかかる方法により製造
した熱延鋼板より得た試料である。
試料1は、TiおよびNbを共に含まない鋼片から得た試料
であるが、本発明にかかる方法により優れた特性値(El
および値)を示していることがわかる。
また試料2および試料4はTiを含む鋼片から得た試料
を、試料3および試料5はNbを含む鋼片から得た試料を
さらに試料6はTiおよびNbを含む鋼片から得た試料をそ
れぞれ示すが、本発明にかかる方法によりいずれも優れ
た特性値を示している。
さらに試料7は、試料2と同一の組成を有する鋼片を、
加熱温度を変えて1100℃以下(1050℃)として均熱処理
を30分間行って製造した熱延鋼板から得た試料を示す
が、試料2に比較してEl、値ともにさらに向上してい
ることがわかる。これは前述したように均熱処理の温度
を低下(適性化)することにより、Tiの析出物を粗大化
させた効果によると考えられる。
これに対し、試料8ないし試料11は、比較的によい製造
した熱延鋼板より得た試料である。
試料8、試料10は、TiおよびNbを含まない鋼片、Nbを含
む鋼片をそれぞれγ域で25%と本発明に比較して低い圧
下率の圧延を行った鋼板から得た試料、α域で25%と本
発明に比較して高い圧下率の圧延を行った鋼板から得た
試料であるが、試料8は、得られた最終α組織に歪が残
留しているため、又試料10は得られた最終α組織に著し
い混粒が生じているため共にEl、値ともに劣化してい
ることが分かる。
また試料9は、Nbを含む鋼片400℃と本発明に比較して
低い温度で巻き取って得た鋼板から得た試料であるが、
前述したように(200)結晶粒組織が減少しないばかり
か、熱間圧延時に生じた歪みが除去されないため、El、
値ともに極めて劣化していることがわかる。
さらに試料11は、Nbを含む鋼片を、700℃と本発明に比
較して高い温度で巻き取って得た鋼板から得た試料であ
るが、値が劣化していることがわかる。これは、前述
したように高温で巻き取ったため(200)結晶粒組織の減
少が活発でなっかたためと考えられる。
以上詳述したように比較例の試料に対して本発明例の試
料は、深絞り加工性および引張特性に優れていることが
分かる。
(発明の効果) 以上詳述してきたように、本発明はその構成をAr3点以
上の温度ですなわちγ域で圧下を行った後にα域まで冷
却してさらに圧下し、特定の温度域で巻き取ることとし
たため、現状の圧延ラインにおいて終段付近で高圧下率
の圧延を必要とせずに冷間圧延による鋼板と同程度の加
工性を有する鋼板を熱間圧延により製造することが可能
になった。これまで冷間圧延のみにより製造されていた
加工用鋼板を熱間圧延でも提供することを可能とする本
発明の意義は著しい。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重量%で、 C:0.005%以下、 Si:0.05%以下、 Mn:0.05〜0.4%、Sol Al:0.01〜0.08%、 N:0.01%以下、 残部Feおよび不可避的不純物 からなる鋼組成を有する鋼片を、Ar3点以上1050℃以下
    の温度で総圧下率が50%以上となる圧延を終了した後75
    0℃以上850℃以下の温度まで冷却し、引き続き1パス当
    たり5%以上20%以下の圧下率で圧延を行い、次いで57
    5℃以上625℃以下の温度で巻き取ることを特徴とする、
    加工性に優れた熱延鋼板の製造法。
  2. 【請求項2】重量%で、 C:0.005%以下、 Si:0.05%以下、 Mn:0.05〜0.4%、Sol Al:0.01〜0.08%、 N:0.01%以下、 Tiおよび/またはNbの総量:0.005〜0.025%、 残部Feおよび不可避的不純物 からなる鋼組成を有する鋼片を、Ar3点以上1050℃以下
    の温度で総圧下率が50%以上となる圧延を終了した後75
    0℃以上850℃以下の温度まで冷却し、引き続き1パス当
    たり5%以上20%以下の圧下率で圧延を行い、次いで57
    5℃以上625℃以下の温度で巻き取ることを特徴とする、
    加工性に優れた熱延鋼板の製造法。
  3. 【請求項3】重量%で、 C:0.005%以下、 Si:0.05%以下、 Mn:0.05〜0.4%、Sol Al:0.01〜0.08%、 N:0.01%以下、 Tiおよび/またはNbの総量:0.005〜0.025%、 残部Feおよび不可避的不純物 からなる鋼組成を有する鋼片を、1000℃以上1100℃以下
    の温度で30分以上の均熱処理を行い、Ar3点以上1050℃
    以下の温度で総圧下率が50%以上となる圧延を終了した
    後750℃以上850℃以下の温度まで冷却し、引き続き1パ
    ス当たり5%以上20%以下の圧下率で圧延を行い、次い
    で575℃以上625℃以下の温度で巻き取ることを特徴とす
    る、加工性に優れた熱延鋼板の製造法。
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JPS613845A (ja) * 1984-06-18 1986-01-09 Nippon Steel Corp 深絞り性のすぐれた鋼板の製造方法
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