JPH07278640A - 成形加工性に優れ、焼付け硬化性を有する自動車用冷延鋼板の安定的な製造方法 - Google Patents

成形加工性に優れ、焼付け硬化性を有する自動車用冷延鋼板の安定的な製造方法

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JPH07278640A
JPH07278640A JP6920294A JP6920294A JPH07278640A JP H07278640 A JPH07278640 A JP H07278640A JP 6920294 A JP6920294 A JP 6920294A JP 6920294 A JP6920294 A JP 6920294A JP H07278640 A JPH07278640 A JP H07278640A
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Hirohide Asano
裕秀 浅野
Makoto Tefun
誠 手墳
Hiroyuki Honma
博行 本間
Kosaku Shioda
浩作 潮田
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 優れた成形加工性および高焼付け硬化特性を
有する自動車用冷延鋼板の安定的な製造方法を提供す
る。 【構成】 極低C、N鋼に原子量比でCに対して特定の
Nbと、Nに対しほぼ等量のTiを添加し、さらにS
i、Mn、Pを特定条件下で添加する鋼を製造するにあ
たり、真空脱ガス装置で特定の手順で処理を行なうこと
により、塗装焼付け性を有する自動車用冷延鋼板を安定
的に製造する。 【効果】 自動車用パネルに適した加工性と耐デント特
性を具備する冷延鋼板を安定的に製造することを可能と
し、自動車の製造コストの低減を可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動車のパネル等に適し
た高度の成形性、加工性と塗装焼付け硬化性を有する冷
延鋼板の安定的な製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】地球規模の環境問題に端を発して自動車
の軽量化が再び大きな問題となっている。自動車パネル
も軽量化対象の例外ではなく、薄手化への技術開発指向
が強まっている。しかし、一方では自動車用冷延鋼板
は、型設計のCAD,CAM化の進展や顧客の形状に対
する嗜好への対応のため益々成形に対する自由度が求め
られている。すなわち高度の成形加工に耐える材料への
要求が益々強まっている。また、パネル等に対する要求
としては、パネル面品質の飛躍的な向上があげられる。
その技術的な意味合いは面形状とパネルの耐塑性変形
度、すなわち耐デント性の両特性にある。また、自動車
の製造コスト低減のために一体成形が指向され、材質的
な変動は最低限にすることが求められている。先ず、成
形加工性に対しては、r値(ランクフォード値)、伸び
値あるいはn値が代表指標であるが、そのレベルは益々
高まっている。
【0003】また、パネルの面品質に対しては、耐面ひ
ずみ性と耐デント性が重要である。前者は形状凍結性と
関連し、低降伏点強度が要求される。一方、耐デント性
は製品の、すなわち成形加工、アセンブリ組立、取り付
け、塗装焼付け後の強度である。このうち塗装焼付けは
通常、170℃,20min程度の熱処理であり、この
熱処理によって硬化する特性である塗装焼付け硬化性
(通常BH性と称される)が要求される。塗装焼付け性
は、通常170℃程度の低温でも十分拡散し得る鋼中の
固溶C,Nによるひずみ時効を利用する(この場合、ひ
ずみは最終鋼板製造工程であるスキンパス圧延によるひ
ずみおよび自動車工場での成形加工におけるひずみの和
である)。本発明は高度の加工性とこのBH性を具備
し、さらにBH性の変動の少ない冷延鋼板の製造方法の
提供を目的としている。
【0004】このような用途に対しては通常、極低炭素
鋼が使われる。本発明もこの極低炭素鋼の一貫ではあ
る。BH性付与に関与する溶質元素としては上述のよう
に固溶C,Nが鋼に対しては使われるが、一方、BH性
は一種の時効性であって常温では成形加工性劣化を引き
起こすのであまり大き過ぎると問題となる。すなわち常
温遅時効あるいは非時効と170℃程度の温度での促進
時効との両立ということが必要とされる。時効に対する
温度依存性、すなわち時効の活性化エネルギーはCとN
とでは異なり、Cの方が大きく、Cの対時効におよぼす
効果は常温の時効が遅く、高温程速いという特徴を有す
る。そのためBH性付与技術としては固溶Cを用いるの
が通常である。鋼板に固溶Cを残存させるためには、適
度にNb等を添加し、その固溶C量を適度に調整するこ
とが重要である。この量の変動が大きいと塗装焼付け硬
化性も大きく、変動する。
【0005】塗装焼付け硬化性を安定して得るためのポ
イントは、極低炭素鋼板の溶製に使用する真空脱ガス装
置で成分調整を行なう際に、C,Nbを成分を狙い通り
に的中させることである。極低炭素BH鋼板の主な製造
方法は、特開昭59−31827号、特開昭59−38
337号、特開昭63−128149号、および特開平
2−197549号の各公報に記載されている。いずれ
もNbをCとの化学量論的等量以下の範囲で添加する。
また、特開平2−194126号公報にはTiを、Cが
完全にTiCとして固定されない範囲で添加する技術が
記載されている。しかし、これらの発明では狙いの成分
的中率およびBH性の安定性については何等示唆すると
ころがない。また、従来はオペレーターによるノウハウ
的な操業が主体であったので、オペレーターの技量の差
により、塗装焼付け硬化性の変動も大きかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、安定
的な塗装焼付け性を有する自動車用極低炭素冷延鋼板の
製造方法を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するものであって、その骨子とするところは、 (1)C:0.0010〜0.0030%、N:0.0
030%以下、Si:0.5%以下、Mn:0.02〜
1.5%、P:0.08%以下、S:0.03%以下、
酸可溶Al:0.005〜0.07%、Nb:0.03
%以下でかつNb/C(原子量比)の値を0.7〜1.
3、Ti:24/14N(%)〜72/14N(%)を
含有し、残部鉄および不可避的不純物からなる鋼を製造
するにあたり、転炉出鋼後、真空脱ガス装置で、脱炭処
理中に、溶鋼のCの迅速分析と酸素濃度測定を実施し、
所定のC、酸素濃度を得たことを確認し、得られたC濃
度に応じて、Nb/C(原子量比)の値が0.7〜1.
3となるようにNbを添加することを特徴とする成形加
工性に優れ、塗装焼付け硬化性を有する自動車用冷延鋼
板の安定的な製造方法。
【0008】(2)C:0.0010〜0.0030
%、N:0.0030%以下、Si:0.5%以下、M
n:0.02〜1.5%、P:0.08%以下、S:
0.03%以下、酸可溶Al:0.005〜0.07
%、Nb:0.03%以下でかつNb/C(原子量比)
の値を0.7〜1.3、Ti:24/14N(%)〜7
2/14N(%)を含有し、さらにB:0.0001〜
0.002%、Cr:1.5%以下の1種または2種を
含有し、残部鉄および不可避的不純物からなる鋼を製造
するにあたり、転炉出鋼後、真空脱ガス装置で、脱炭処
理中に、溶鋼のCの迅速分析と酸素濃度測定を実施し、
所定のC、酸素濃度を得たことを確認し、得られたC濃
度に応じて、Nb/C(原子量比)の値が0.7〜1.
3となるようにNbを添加することを特徴とする成形加
工性に優れ、塗装焼付け硬化性を有する自動車用冷延鋼
板の安定的な製造方法である。
【0009】
【作用】次に個々の構成要件の作用および数値限定理由
について述べる。 C:Cは侵入型固溶元素で冷延鋼板の加工性付与、すな
わち集合組織形成や十分大きな結晶粒成長に有害であ
り、極力低下させるが、一方BHは最終の製品板での固
溶炭素量に依存し、そのため最低量必要である。これら
の理由よりCの下限と上限はそれぞれ0.0010%、
0.0030%とする必要がある。尚、望ましくは上限
は0.0025%とする。 N:Nはやはり侵入型固溶元素で有害である。また、常
温で拡散しやすいのでBH性と耐常温時効性の両立も困
難なためBH性のために用いることは不良である。その
ため0.0030%以下とする必要がある。
【0010】Si:Siは固溶体強化にて鋼を強化する
が、一方で加工性・化成処理性を阻害するので上限を
0.5%以下とする。 Mn:Mnも固溶体強化にて鋼を強化する。特に強化の
割りに材料の延性の劣化が少なく好ましい強化元素であ
る。しかし、多すぎる添加は、材料の延性を減じ、加工
性を劣化させる。そのため、Mnは0.02%〜1.5
%の添加とする。 P:Pも固溶体強化元素であり、高強度化に有効である
が、一方で加工性の劣化や、脆性破壊を招くので、0.
08%以下の添加とする。 S:Sは不純物で介在物を形成し、鋼の加工性を減じる
ので、0.03%以下とする必要がある。好ましくは
0.004%未満とすべきである。
【0011】Al:Alは脱酸に使用する。また、侵入
型不純物であるN固定の補助にも使われる。そのため酸
可溶Alとして0.005%は必要である。一方、0.
07%を越える添加は鋼の加工性を劣化させる。 Nb:Nbは本発明にあっては極めて重要な元素であ
り、0.03%を上限とする。更に本発明にあっては、
CとNbに関して次の関係を満たす必要がある。 0.70≦Nb/C(原子比)≦1.30 この関係式の下限値未満では、鋼板中の固溶Cが多す
ぎ、r値、伸び等の加工性が低下する。関係式の上限値
を超えるとNbCの溶解温度が高くなり、焼鈍時にNb
Cを分解できず、BH性に必要な固溶Cが得られず、十
分なBH性が得られない。
【0012】Ti:TiはN固定のため添加する。しか
し多すぎる添加は微細なTiCを熱延段階で形成し、良
好な再結晶集合組織が得られない。そのためNの化学量
論的等量(48/14×Ti(%))の0.5〜1.5
の範囲で添加する。Nが少量過剰になる場合があるがそ
の場合には本発明の特定熱延にて残存のNはAlNとし
て固定され冷延前に固溶Nが残存することはない。
【0013】本発明では最終製品ではBH性付与のため
固溶炭素が残存し、そのため結晶粒界にも炭素が偏析し
二次加工脆化に対しては良好であるが、さらに厳しい耐
二次加工脆化が求められる場合はBを添加する。Bの添
加量は0.0001%未満ではその効果がなく、0.0
020%を越える添加は鋼の加工性を劣化させる。より
好ましくは0.0008%以下の添加とすべきである。
さらに強度を補う場合にはCrを1.0%以下添加す
る。Crは固溶体強化能としては小さいが加工硬化特性
を改善し、高強度化の割にn値の劣化を最小限にする好
ましい元素である。1.0%を越える添加は経済的では
ない。下限の規定は特に必要ないが、0.02%未満で
は有効性は認められない。好ましくは0.1〜1.0%
とする。
【0014】続いて、転炉出鋼後の真空脱ガス装置(R
H)での処理について、説明する。図1にその処理フロ
ーを示す。以下にその処理フローの説明を行なう。脱炭
処理開始後、溶鋼のC濃度を高精度の発光分光分析装置
(QV)を用いて、迅速分析を行なう。同時に溶鋼の酸
素レベルを酸素プローブを用いて測定する。その結果
が、0.0010%≦C濃度≦0.0030%で、かつ
酸素濃度≦0.01%の場合は脱炭処理を終了する。そ
れ以外は処理を継続する。脱炭処理後は、Al,Mnを
所定の量を添加する。攪拌後、Nbの添加を行なう。こ
の時は、0.70≦Nb/C(原子比)≦1.30とな
るようにNbを添加する。続いて、他元素の添加調整を
行い、最終成分系とする。
【0015】
【実施例】転炉出鋼後、表1に示す成分の鋼を真空脱ガ
ス装置で本発明法に従って処理した場合と従来法に従っ
て処理した場合で狙いの成分的中率と塗装焼付け硬化性
の変動差を比較した。実験回数は各々、10回実施し
た。供試鋼の熱延、冷延、焼鈍条件は表2に示す条件で
行なった。図2,3に示すように本発明に従った場合は
成分的中率は100%で、かつ塗装焼付け硬化性も30
〜50MPaが安定して得られる。また、塗装焼付け硬
化性以外の特性も表3に示すように優れたものである。
塗装焼付け硬化性は、引張試験で2%予ひずみを与えた
後除荷し、170℃,20minの熱処理を加え、再び
引張り、その降伏点強度を2%予ひずみ時の流動応力か
ら差し引いた値で評価される。すなわち、2%予ひず
み、170℃,20minのひずみ時効試験での降伏点
上昇代である。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】
【表3】
【0019】
【発明の効果】自動車は環境問題とも関係し、燃費軽減
のためその車体重量を軽くしようとしている。パネルも
例外ではなく、自動車重量に占める割合が大きくむしろ
重要視されている。一方、パネルは自動車品質の最も目
立つところであり、その意匠性の重要さは益々高まって
いる。このことは複雑な形状が益々要求されることにつ
ながる。このような観点から本発明の目的とするような
優れた加工性と塗装焼付け硬化性を兼ね備えることは極
めて重要であり、その安定的な製造方法を提供する本発
明の意義は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】真空脱ガス装置での処理フローを示す図、
【図2】本発明法と比較法の成分的中率の比較を示す
図、
【図3】本発明法と比較法の塗装焼付け硬化性の比較を
示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 潮田 浩作 千葉県君津市君津1番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 C:0.0010〜0.0030%、
    N:0.0030%以下、Si:0.5%以下、Mn:
    0.02〜1.5%、P:0.08%以下、S:0.0
    3%以下、酸可溶Al:0.005〜0.07%、N
    b:0.03%以下でかつNb/C(原子量比)の値を
    0.7〜1.3、Ti:24/14N(%)〜72/1
    4N(%)を含有し、残部鉄および不可避的不純物から
    なる鋼を製造するにあたり、転炉出鋼後、真空脱ガス装
    置で、脱炭処理中に、溶鋼のCの迅速分析と酸素濃度測
    定を実施し、所定のC、酸素濃度を得たことを確認し、
    得られたC濃度に応じて、Nb/C(原子量比)の値が
    0.7〜1.3となるようにNbを添加することを特徴
    とする成形加工性に優れ、塗装焼付け硬化性を有する自
    動車用冷延鋼板の安定的な製造方法。
  2. 【請求項2】 C:0.0010〜0.0030%、
    N:0.0030%以下、Si:0.5%以下、Mn:
    0.02〜1.5%、P:0.08%以下、S:0.0
    3%以下、酸可溶Al:0.005〜0.07%、N
    b:0.03%以下でかつNb/C(原子量比)の値を
    0.7〜1.3、Ti:24/14N(%)〜72/1
    4N(%)を含有し、さらにB:0.0001〜0.0
    02%、Cr:1.5%以下の1種または2種を含有
    し、残部鉄および不可避的不純物からなる鋼を製造する
    にあたり、転炉出鋼後、真空脱ガス装置で、脱炭処理中
    に、溶鋼のCの迅速分析と酸素濃度測定を実施し、所定
    のC、酸素濃度を得たことを確認し、得られたC濃度に
    応じて、Nb/C(原子量比)の値が0.7〜1.3と
    なるようにNbを添加することを特徴とする成形加工性
    に優れ、塗装焼付け硬化性を有する自動車用冷延鋼板の
    安定的な製造方法。
JP6920294A 1994-04-07 1994-04-07 成形加工性に優れ、焼付け硬化性を有する自動車用冷延鋼板の安定的な製造方法 Pending JPH07278640A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005002358A (ja) * 2003-06-09 2005-01-06 Nippon Steel Corp 極低炭素鋼鋳片の製造方法
CN114058791A (zh) * 2021-11-16 2022-02-18 山东钢铁集团日照有限公司 一种烘烤硬化钢成分rh精炼精准控制方法

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