JPH073383A - 耐食性に優れた強加工用鋼板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 強加工用鋼板として優れた耐食性と共に優れ
た成形加工性をも兼備した鋼板を提供する。 【構成】 この鋼板は、Ｃ：０.０６％以下、Ｓi：１.
０％以下、Ｍn：０.１〜２.５％、Ｐ：０.０３〜０.１
５％、Ｓ：０.０１％以下、Ａl：０.０１〜０.０５％、
Ｃu：０.０５〜１.００％、Ｏ：５〜２０ppmを含有し、
必要に応じて更にＴi：０.００５〜０.１５０％、Ｎb：
０.０１〜０.０４％、Ｎi：０.０５〜０.５０％のうち
の１種又は２種以上、或いはＣa：０.０００１〜０.０
５％、希土類元素：０.０００１〜０.０５％のうちの１
種又は２種、或いはＢ：０.０００１〜０.０１００％を
含有し、残部が鉄及び不可避的不純物からなり、ＪＩＳ
によるＡ系介在物、Ｂ系介在物、Ｃ系介在物の合計量が
０.０６％以下であることを特徴としている。この鋼ス
ラブを加熱後、仕上げ温度８５０〜９５０℃で熱間圧延
を行い、冷却速度５０〜２００℃／sで冷却し、５００
℃以下で巻き取ることにより得られる。自動車用鋼板と
して最適である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は耐食性に優れた強加工用
鋼板とその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】自動車
の軽量化及び防錆強化を目的として、耐食性鋼板の使用
量が急増している。自動車足回り部品等の下回りの部品
に関しても、鋼板の耐食性向上が求められている。足回
り部品等では、寒冷地においては、融雪剤(塩化ナトリ
ウム、塩化カルシウム等)を含む水の付着と乾燥が繰り
返されるため、非常に厳しい腐食環境に曝される。

【０００３】従来より、鋼板の耐食性を向上させるため
には、Ｐ、Ｃu等の単独或いは複合添加が有効であるこ
とが知られており、例えば、特開平２−２２４１６号が
提案されている。この提案では、Ｐ、Ｃuによる緻密な
錆層の形成が耐食性を向上させることを示している。し
かしながら、鋼中に介在物が存在した場合、介在物と金
属との電位差が生じることにより、腐食が開始するた
め、多量に介在物を含有する鋼では十分な耐食性が得ら
れなかったのが現状である。

【０００４】また、自動車用として使用される部品は、
通常、打ち抜き及びプレス加工を行い、足回り用部品に
成形される。一般に、Ｃ含有量、介在物が少ない強加工
用鋼板では、打ち抜きの工程で穴まくれと呼ばれる打ち
抜きの不良が発生し易く、良好な打ち抜き性が得られて
いないのが現状である。

【０００５】本発明は、上記従来技術の問題点を解決し
て、強加工用鋼板として優れた耐食性と共に優れた成形
加工性をも兼備した鋼板を提供し、またその製造方法を
提供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】本発明者は、前記課題を
解決するには、鋼中の介在物を制御することにより耐食
性を改善し得るとの知見に基づき、更に耐食性と共に成
形加工性、特に打ち抜き性をも改善し得る方策について
鋭意研究を重ねた。すなわち、鋼板中の微量成分と耐食
性、打ち抜き性の関係を詳細に研究した結果、微量成分
の中でもＯ含有量がこれらの特性に大きく影響すること
を見い出し、ここに本発明を完成したものである。

【０００７】すなわち、本発明は、Ｃ：０.０６％以
下、Ｓi：１.０％以下、Ｍn：０.１〜２.５％、Ｐ：０.
０３〜０.１５％、Ｓ：０.０１％以下、Ａl：０.０１〜
０.０５％、Ｃu：０.０５〜１.００％、Ｏ：５〜２０pp
mを含有し、必要に応じて、Ｔi：０.００５〜０.１５０
％、Ｎb：０.０１〜０.０４％、Ｎi：０.０５〜０.５０
％のうちの１種又は２種以上、或いはＣa：０.０００１
〜０.０５％、希土類元素：０.０００１〜０.０５％の
うちの１種又は２種、或いはＢ：０.０００１〜０.０１
００％を含有し、残部が鉄及び不可避的不純物からな
り、ＪＩＳによるＡ系介在物、Ｂ系介在物、Ｃ系介在物
の合計量が０.０６％以下であることを特徴とする耐食
性に優れた強加工用鋼板を要旨としている。

【０００８】また、その製造方法は、上記化学成分を有
する鋼を溶解した後、鋳造によりスラブとし、このスラ
ブを加熱後、仕上げ温度８５０〜９５０℃で熱間圧延を
行い、冷却速度５０〜２００℃／sで冷却し、５００℃
以下で巻き取ることを特徴としている。

【０００９】

【作用】以下に本発明を更に詳細に説明する。まず、本
発明における化学成分の限定理由を説明する。

【００１０】Ｃ：Ｃは鋼の強度を調整するのに有効な元
素であるが、Ｃ含有量を０.０６％以上にすると、通常
の製造工程でセメンタイト等の炭化物が多量に生成し、
炭化物と地鉄間の電位差により腐食が促進され、耐食性
を低下させる。このため、Ｃ含有量は０.０６％以下と
する。

【００１１】Ｓi：Ｓiは脱酸及び強度調整には有効な元
素であるが、１.０％を超えて添加すると熱延時に鋼板
表面に濃化し、鋼板の酸洗性を低下させる。このため、
Ｓi含有量は１.０％以下とする。

【００１２】Ｍn：ＭnはＳによる高温割れを防止するこ
と及び強度の調整には有効な元素であるが、０.１％未
満ではＳの高温割れを防止する効果が低く、また２.５
％を超えて添加すると全伸びが著しく低下し、加工性の
観点から好ましくない。したがって、Ｍn含有量は０.１
〜２.５％とする。

【００１３】Ｐ：Ｐは単独に添加しても耐食性を向上さ
せる元素であるが、Ｃuと複合添加することにより耐食
性を飛躍的に向上させる元素である。しかし、０.０３
％未満ではその効果が現われず、また０.１５％を超え
て添加してもその効果が飽和するため、Ｐ含有量は０.
０３〜０.１５％とする。

【００１４】Ｓ：Ｓは鋼中では、金属元素等と結合し、
硫化物系介在物となって存在する。この硫化物系の介在
物は、金属との間で電位差が生じ、腐食の起点となるた
め、Ｓ濃度は低い程よい。特にＳ濃度が０.０１％を超
えた場合、硫化物系の介在物の量が増加することにより
耐食性が極端に劣化するため、Ｓ含有量は０.０１％以
下に規制する。

【００１５】Ａl：Ａlは脱酸の目的で添加するが、０.
０１％未満では十分に脱酸が行われず、鋼中のＯ含有量
を低減できない、また、０.０５％を超えて添加しても
その効果が飽和するため、Ａl含有量は０.０１〜０.０
５％とする。

【００１６】Ｃu：ＣuはＰと複合添加することにより耐
食性を飛躍的に向上させる元素である。しかし、０.０
５％未満ではその効果が現われず、また、１.００％を
超えて添加しても耐食性向上効果は飽和し、また加工性
が低下するため、Ｃu含有量は０.０５〜１.００％とす
る。

【００１７】Ｏ：Ｏは鋼中では、金属元素等と結合し、
酸化物系介在物となって存在するが、酸化物系の介在物
は、金属との間で電位差が生じ、腐食の起点となる。す
なわち、腐食の観点からはＯ濃度は低い程よい。

【００１８】本発明者は、Ｏ濃度と腐食との関係につい
て実験を行った。Ｏ濃度と、週一度５％塩水を散布する
大気曝露試験を１年間行った時の最大孔あき深さの関係
を図１に示す。点線内で示した供試鋼はＯ量以外の条件
が全て本発明範囲内のものであり、Ｏ濃度が２０ppmを
超えた場合、酸化物系の介在物の量が増加すると共に、
その大きさが大きくなることにより最大孔あき深さが
０.７mm以上になり、十分な耐食性が得られていない。
また、点線外の供試鋼はＯ量以外の条件が本発明範囲内
の条件でないものであり、十分な耐食性が得られていな
い。

【００１９】一方、打ち抜き性の観点からは、打ち抜き
時の穴まくれは、打ち抜きを行った時の破面のうち剪断
面に金型の肩部が引っ掛かり鋼板が変形させられる現象
であり、破面の破断面面積率を高くすることにより防止
することが可能である。破断面面積率を高くして、打ち
抜き性を改善するためには、介在物を増加させることが
有効である。本発明者が行った実験により得られたＯ濃
度と破断面面積率の関係を図２に示す。Ｏ濃度が５ppm
を下回ると介在物が減少し、破断面面積率が２５％以下
となり、穴まくれが発生し易くなる。

【００２０】以上の知見に基づいて、Ｏ濃度は５〜２０
ppmとする。

【００２１】上記元素のほか、必要に応じて、以下に説
明するＴi、Ｎb、Ｎiのうちの１種又は２種以上、或い
はＣa及び希土類元素の１種又は２種、或いはＢを添加
することができる。

【００２２】Ｔi：Ｔiは鋼の強化及び加工性改善のため
に添加するが、０.００５％以上でないとその効果が現
われず、また、０.１５０％を超えて添加してもその効
果が飽和する上、高価になるため、Ｔi含有量は０.００
５〜０.１５０％とする。

【００２３】Ｎb：Ｎbは鋼の強化及び加工性改善のため
に添加するが、０.０１％以上でないとその効果が現わ
れず、また、０.０４％を超えて添加してもその効果が
飽和する上、高価になるため、Ｎb含有量は０.０１〜
０.０４％とする。

【００２４】Ｎi：Ｃu含有量が多い鋼ではヘゲ疵が表面
に発生し易いが、Ｃu含有量の多い鋼にＮiを添加すると
この疵発生を防止することができる。そのためにはＮi
を少なくとも０.０５％添加する必要がある。また、Ｎi
は耐食性向上に寄与する成分でありＮi量が多いほど効
果的であるが、Ｎiは高価であるため、その上限は０.５
％とする。なお、Ｃu添加量が０.４％を超える場合には
ＮiをＣu含有量の半分から同量添加することが望まし
い。

【００２５】Ｃa：鉄の腐食が進行している段階では、
孔食内部で、

【化１】

【化２】 なる反応が起こり、孔食内部が酸性化し、更に鉄の腐食
が促進される。しかし、Ｃaが存在した場合、鉄と同時
にＣaも溶解し、Ｃaがアルカリ金属であるため、孔食内
部を塩基性化し、孔食の進展が低減される。そのために
はＣaを０.０００１％以上添加するが、０.０５００％
を超えて添加しても、その効果が飽和するばかりでな
く、鋼の脆化を引き起こす。したがって、Ｃa含有量は
０.０００１〜０.０５００％とする。

【００２６】希土類元素：希土類元素も、Ｃaと同様、
孔食内部で孔食内部を塩基性化し、孔食の進展を低減す
る作用がある。しかし、０.０００１％未満ではその効
果が認められず、また０.０５％を超えて添加しても、
その効果が飽和するばかりでなく、鋼の脆化を引き起こ
す。したがって、希土類元素含有量は０.０００１〜０.
０５％とする。

【００２７】Ｂ：Ｂは２次加工割れ防止などのために添
加するが、０.０００１％未満ではその効果が認められ
ず、また０.０１００％を超えて添加すると、かえって
脆化を引き起こすため、Ｂ含有量は０.０００１〜０.０
１００％とする。

【００２８】介在物：介在物は酸化物系、硫化物系等、
その形成元素によらず、鋼との電気化学的な電位差が大
きいため、腐食の起点となり、耐食性を劣化させる。ま
た、介在物の量が多くなるとバーリング加工性が劣化す
るため、少ないほどよく、ＪＩＳによる介在物測定法で
Ａ系介在物、Ｂ系介在物、Ｃ系介在物の量の合計を０.
０６％以下に抑制する。

【００２９】次に本発明の製造条件について説明する。

【００３０】上記化学成分を有する鋼は、常法により溶
解した後、鋳造によりスラブとし、このスラブを加熱
後、熱間圧延を行い、巻き取るが、本発明においては、
以下に示すとおり、熱間圧延の仕上げ温度及び冷却速度
並びに巻取り温度を規制する。

【００３１】仕上げ温度：仕上げ温度は、鋼のプレス加
工性を確保するために制限するが、８５０℃より低い温
度ではフェライト組織が多くなり、十分なバーリング加
工性が得られない。また、９５０℃より高い温度で圧延
した場合、スケール疵が発生し、また圧延ロールの摩耗
が激しくなる。したがって、仕上げ温度は８５０〜９５
０℃とする。

【００３２】冷却速度：仕上げ圧延後の冷却速度は、鋼
のプレス加工性を確保するために制限するが、５０℃／
s未満ではパーライト組織が生成して十分なバーリング
加工性が得られない。また、２００℃／sを超えて冷却
することは現存の熱延設備では困難である。したがっ
て、冷却速度は５０〜２００℃／sとする。

【００３３】巻取り温度：巻取り温度は、鋼のプレス加
工性を確保するために制限するが、５００℃より高いと
炭素の全量がセメンタイトとして析出するため、鋼の２
次加工脆性を誘発するため、５００℃以下とする。

【００３４】次に本発明の実施例を示す。

【００３５】

【実施例】

【００３６】表１に示す化学成分を有する供試鋼につい
て、鋳造により得たスラブを加熱後、表２に示す条件で
熱間圧延を行い、巻き取った。得られた鋼板について耐
食性及び打ち抜き性を評価した結果を表２に併記する。

【００３７】なお、耐食性については、幅７０mm、長さ
１５０mmの試験片を用い、週に１度５％塩水を散布する
大気暴露試験を行い、サンプルの最も腐食が進んでいる
場所の腐食深さ(最大孔あき深さ)を求めて評価した。ま
た、打ち抜き性については、クリアランス１０％で打ち
抜いた場合の破断面面積率により評価した。

【００３８】表２から明らかなように、本発明例はいず
れも、耐食性、打ち抜き性が共に優れていることを示し
ている。一方、本発明の条件を満たしていない比較例
は、耐食性又は打ち抜き性が劣っている。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【表２】

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
耐食性(特に耐孔食腐食性)に優れ、また成形加工性も優
れている熱延鋼板を提供できるので、自動車用鋼板とし
て最適である。また、この鋼板は、裸又は塗装して使用
することにより、優れた性能を発揮するが、めっき、有
機皮膜塗布等の適当な表面処理と組み合わせることによ
り、更に優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例で得られた供試鋼板の酸素含有量と耐食
性(最大孔あき深さ)の関係を示す図で、○は本発明例、
●は比較例である。

【図２】実施例で得られた供試鋼板の酸素含有量と打ち
抜き性の関係を示す図で、○は本発明例、●は従来例で
ある。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量％で(以下、同じ)、Ｃ：０.０６％
   以下、Ｓi：１.０％以下、Ｍn：０.１〜２.５％、Ｐ：
   ０.０３〜０.１５％、Ｓ：０.０１％以下、Ａl：０.０
   １〜０.０５％、Ｃu：０.０５〜１.００％、Ｏ：５〜２
   ０ppmを含有し、残部が鉄及び不可避的不純物からな
   り、ＪＩＳによるＡ系介在物、Ｂ系介在物、Ｃ系介在物
   の合計量が０.０６％以下であることを特徴とする耐食
   性に優れた強加工用鋼板。
2. 【請求項２】 前記鋼が、更に、Ｔi：０.００５〜０.
   １５０％、Ｎb：０.０１〜０.０４％、Ｎi：０.０５〜
   ０.５０％のうちの１種又は２種以上を含有している請
   求項１に記載の強加工用鋼板。
3. 【請求項３】 前記鋼が、更に、Ｃa：０.０００１〜
   ０.０５％、希土類元素：０.０００１〜０.０５％のう
   ちの１種又は２種を含有している請求項１又は２に記載
   の強加工用鋼板。
4. 【請求項４】 前記鋼が、更に、Ｂ：０.０００１〜０.
   ０１００％を含有している請求項１、２又は３に記載の
   強加工用鋼板。
5. 【請求項５】 請求項１、２、３又は４に記載の化学成
   分を有する鋼を溶解した後、鋳造によりスラブとし、こ
   のスラブを加熱後、仕上げ温度８５０〜９５０℃で熱間
   圧延を行い、冷却速度５０〜２００℃／sで冷却し、５
   ００℃以下で巻き取ることを特徴とする耐食性に優れた
   強加工用鋼板の製造方法。