JPH0790483A - 耐疲労特性に優れた良バーリング性高張力鋼板 - Google Patents
耐疲労特性に優れた良バーリング性高張力鋼板Info
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- JPH0790483A JPH0790483A JP24160793A JP24160793A JPH0790483A JP H0790483 A JPH0790483 A JP H0790483A JP 24160793 A JP24160793 A JP 24160793A JP 24160793 A JP24160793 A JP 24160793A JP H0790483 A JPH0790483 A JP H0790483A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は自動車の足回り部品でよく要求され
る耐疲労特性と高バーリング性の両方を兼ね備えた高張
力鋼板を提供するものである。 【構成】 Ｔｉ，Ｎｂの一方あるいは双方を固溶状態で
含むＩＦハイテンの表層部だけ窒化物の大きさ及び量を
制御することにより優れた耐疲労特性と高バーリング性
の両方を有する鋼板を開示する。
る耐疲労特性と高バーリング性の両方を兼ね備えた高張
力鋼板を提供するものである。 【構成】 Ｔｉ，Ｎｂの一方あるいは双方を固溶状態で
含むＩＦハイテンの表層部だけ窒化物の大きさ及び量を
制御することにより優れた耐疲労特性と高バーリング性
の両方を有する鋼板を開示する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は耐疲労特性、耐バーリン
グ性に優れた高張力鋼板に関するものである。
グ性に優れた高張力鋼板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車の足回り部品の中には強度、特に
疲労強度が高く、かつ優れたバーリング性（穴広げ性）
を要請される材料がある。高バーリング性を達成する方
法として組織の均質化が有効であることが明らかにな
り、ベーナイト組織を主体とした高バーリング鋼板が最
近開発された。また、組織はフェライトで、その中に微
細な析出物を生成させ析出強化を図った高バーリング高
張力鋼板も開発されている。しかし、これらの鋼の疲労
特性は引張強度に対して１／２程度であり優れた耐疲労
特性を有するとはいえない。
疲労強度が高く、かつ優れたバーリング性（穴広げ性）
を要請される材料がある。高バーリング性を達成する方
法として組織の均質化が有効であることが明らかにな
り、ベーナイト組織を主体とした高バーリング鋼板が最
近開発された。また、組織はフェライトで、その中に微
細な析出物を生成させ析出強化を図った高バーリング高
張力鋼板も開発されている。しかし、これらの鋼の疲労
特性は引張強度に対して１／２程度であり優れた耐疲労
特性を有するとはいえない。
【０００３】一方、表面近傍層だけをハイテン化するこ
とにより耐疲労特性を向上させることができることが、
クラッド鋼板や浸炭処理あるいは窒化処理した鋼でよく
知られており、例えば特開平３−２４３７５７号公報に
浸炭，窒化処理により、表面近傍の強度の高い冷延鋼板
及びその製造方法が開示されている。しかし、バーリン
グ性については全く考慮されておらず、優れた強度とバ
ーリング性のバランスを考えた窒化鋼板ならびにその製
造方法について全く開示されていないだけでなく、示唆
する結果も提示されていない。
とにより耐疲労特性を向上させることができることが、
クラッド鋼板や浸炭処理あるいは窒化処理した鋼でよく
知られており、例えば特開平３−２４３７５７号公報に
浸炭，窒化処理により、表面近傍の強度の高い冷延鋼板
及びその製造方法が開示されている。しかし、バーリン
グ性については全く考慮されておらず、優れた強度とバ
ーリング性のバランスを考えた窒化鋼板ならびにその製
造方法について全く開示されていないだけでなく、示唆
する結果も提示されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、表層部を特
定の強化組織にすることにより優れた耐疲労特性とバー
リング性を共有する高張力鋼板を提供するものである。
定の強化組織にすることにより優れた耐疲労特性とバー
リング性を共有する高張力鋼板を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは優れた耐疲
労特性とバーリング性を同時に満足する鋼板について検
討を重ね、母材を窒化物形成元素を含むＩＦ鋼（固溶
Ｃ，ＮをＴｉ，Ｎｂ等で固定した鋼）とし、表層近傍部
に特定の大きさの窒化物を分散析出させることにより両
特性を同時に満足する鋼板を得られることを見いだし
た。
労特性とバーリング性を同時に満足する鋼板について検
討を重ね、母材を窒化物形成元素を含むＩＦ鋼（固溶
Ｃ，ＮをＴｉ，Ｎｂ等で固定した鋼）とし、表層近傍部
に特定の大きさの窒化物を分散析出させることにより両
特性を同時に満足する鋼板を得られることを見いだし
た。
【０００６】すなわち、本発明の要旨とするところは、
重量比でＣ ：０．０１％以下、 Ｎ：０．０１％
以下、Ｍｎ：３％以下、 Ｓｉ：２％以下、
Ｐ ：０．２％以下、 Ａｌ：０．００５％以
上、０．５％以下、Ｍｎ，Ｓｉ，Ｐ量がＭｎ（wt%)＋
１．５Ｓｉ（wt%)＋１０Ｐ（wt%)＞１を満足し、またＴ
ｉ及びＮｂのいずれか一方または双方が５５×｛Ｔｉ／
４８＋Ｎｂ／９３−（Ｃ／１２＋Ｎ／１４＋Ｓ／３２)}
＞０．０１の条件式を満足するように含有し、必要に応
じＢを０．０００２％以上、０．００５％以下含み、残
部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、表層から０．１５
mmまでの領域のＮが重量比で０．０５％以下であり、平
均粒径が１００オングストローム以下のＴｉＮあるいは
ＮｂＮの総和の原子分率が１０-4以上であることを特徴
とする耐疲労特性に優れた良バーリング性高張力鋼板。
重量比でＣ ：０．０１％以下、 Ｎ：０．０１％
以下、Ｍｎ：３％以下、 Ｓｉ：２％以下、
Ｐ ：０．２％以下、 Ａｌ：０．００５％以
上、０．５％以下、Ｍｎ，Ｓｉ，Ｐ量がＭｎ（wt%)＋
１．５Ｓｉ（wt%)＋１０Ｐ（wt%)＞１を満足し、またＴ
ｉ及びＮｂのいずれか一方または双方が５５×｛Ｔｉ／
４８＋Ｎｂ／９３−（Ｃ／１２＋Ｎ／１４＋Ｓ／３２)}
＞０．０１の条件式を満足するように含有し、必要に応
じＢを０．０００２％以上、０．００５％以下含み、残
部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、表層から０．１５
mmまでの領域のＮが重量比で０．０５％以下であり、平
均粒径が１００オングストローム以下のＴｉＮあるいは
ＮｂＮの総和の原子分率が１０-4以上であることを特徴
とする耐疲労特性に優れた良バーリング性高張力鋼板。
【０００７】以下に、本発明について詳細に説明する。
本発明の成分の限定理由は次の通りである。Ｔｉ及びＮ
ｂのいずれか一方または双方を５５×｛Ｔｉ／４８＋Ｎ
ｂ／９３−（Ｃ／１２＋Ｎ／１４＋Ｓ／３２)}＞０．０
１なる条件を満足するように限定したのは、鋼中のＣ及
びＮを析出物の形で固定し、均質な組織と形成し、バー
リング性を高めると共に、強力な窒化物形成元素である
Ｔｉ，Ｎｂを適量固溶状態で残し、窒化等の析出処理を
した際、表層部に窒化物を微細に析出させ耐疲労特性を
向上させるためである。
本発明の成分の限定理由は次の通りである。Ｔｉ及びＮ
ｂのいずれか一方または双方を５５×｛Ｔｉ／４８＋Ｎ
ｂ／９３−（Ｃ／１２＋Ｎ／１４＋Ｓ／３２)}＞０．０
１なる条件を満足するように限定したのは、鋼中のＣ及
びＮを析出物の形で固定し、均質な組織と形成し、バー
リング性を高めると共に、強力な窒化物形成元素である
Ｔｉ，Ｎｂを適量固溶状態で残し、窒化等の析出処理を
した際、表層部に窒化物を微細に析出させ耐疲労特性を
向上させるためである。
【０００８】表層から０．１５mmまでの平均Ｎ量を０．
０５％以下としたのは、Ｎ量が０．０５％以上になると
表層が脆くなり耐疲労特性が劣化するためである。ま
た、この層に存在するＴｉＮあるいはＮｂＮの平均粒径
の上限を１００オングストロームとしたのは、析出物の
大きさがこれ以上になると疲労強度比、バーリング性の
両方が劣化し良好な疲労強度比−バーリング性バランス
が得られないためである。尚疲労強度比−バーリング性
のバランスは、疲労強度比とバーリング性の積で表わ
し、その積が１．４以上ならばバーリング性バランスが
良好であるとした。また、特に疲労強度比が劣化し、良
好な疲労強度比−バーリング性バランスが得られないの
で析出物の量の下限を原子分率で１０-4以上とした。こ
のような表層部の析出物の制御を達成する手段はいろい
ろ考えられるが、経済的な方法として窒化処理は有効な
手段の１つである。ここで称するＴｉＮ，ＮｂＮは一般
にはＮの分率が極めて高いＴｉあるいはＮｂの炭窒化物
である。一方、母材の平均Ｎ量を０．０１％以下とした
のは、これ以上の添加は加工性の劣化をもたらすからで
ある。
０５％以下としたのは、Ｎ量が０．０５％以上になると
表層が脆くなり耐疲労特性が劣化するためである。ま
た、この層に存在するＴｉＮあるいはＮｂＮの平均粒径
の上限を１００オングストロームとしたのは、析出物の
大きさがこれ以上になると疲労強度比、バーリング性の
両方が劣化し良好な疲労強度比−バーリング性バランス
が得られないためである。尚疲労強度比−バーリング性
のバランスは、疲労強度比とバーリング性の積で表わ
し、その積が１．４以上ならばバーリング性バランスが
良好であるとした。また、特に疲労強度比が劣化し、良
好な疲労強度比−バーリング性バランスが得られないの
で析出物の量の下限を原子分率で１０-4以上とした。こ
のような表層部の析出物の制御を達成する手段はいろい
ろ考えられるが、経済的な方法として窒化処理は有効な
手段の１つである。ここで称するＴｉＮ，ＮｂＮは一般
にはＮの分率が極めて高いＴｉあるいはＮｂの炭窒化物
である。一方、母材の平均Ｎ量を０．０１％以下とした
のは、これ以上の添加は加工性の劣化をもたらすからで
ある。
【０００９】Ｃ：０．０１％以下としたのはこれらの量
を超えて、Ｃを添加すると製品の加工性を損なうのみな
らず５５×｛Ｔｉ／４８＋Ｎｂ／９３−（Ｃ／１２＋Ｎ
／１４＋Ｓ／３２）｝＞０．０１の条件式を満足せしめ
るに必要なＴｉあるいはＮｂの量が多くなり、不必要に
製造コストが高くなるためである。尚他の成分として、
強度向上のために通常含まれる成分すなわち、Ｓｉ，Ｍ
ｎ，Ｐの上限をそれぞれＳｉ：２％以下、Ｍｎ：３％以
下、Ｐ：０．２％以下としたのは、これ以上の添加は加
工性を劣化するためである。また、下限をＭｎ（wt%)＋
１．５Ｓｉ（wt%)＋１０Ｐ（wt%)＞１の条件式で限定し
たのは足回り部品として必要な強度を確保するためであ
る。
を超えて、Ｃを添加すると製品の加工性を損なうのみな
らず５５×｛Ｔｉ／４８＋Ｎｂ／９３−（Ｃ／１２＋Ｎ
／１４＋Ｓ／３２）｝＞０．０１の条件式を満足せしめ
るに必要なＴｉあるいはＮｂの量が多くなり、不必要に
製造コストが高くなるためである。尚他の成分として、
強度向上のために通常含まれる成分すなわち、Ｓｉ，Ｍ
ｎ，Ｐの上限をそれぞれＳｉ：２％以下、Ｍｎ：３％以
下、Ｐ：０．２％以下としたのは、これ以上の添加は加
工性を劣化するためである。また、下限をＭｎ（wt%)＋
１．５Ｓｉ（wt%)＋１０Ｐ（wt%)＞１の条件式で限定し
たのは足回り部品として必要な強度を確保するためであ
る。
【００１０】また、Ｂの添加は２次加工性を高めるの
で、必要に応じ０．０００２％以上のＢを添加すること
は効果的であるが、０．００５０％以上になると加工性
の劣化が著しくなるので、上限は０．００５０％とす
る。Ａｌは溶鋼での確実な脱酸を可能にするために少な
くとも０．００５％の添加が必要であるが、過度の添加
は加工性を劣化するので上限を０．５％とした。
で、必要に応じ０．０００２％以上のＢを添加すること
は効果的であるが、０．００５０％以上になると加工性
の劣化が著しくなるので、上限は０．００５０％とす
る。Ａｌは溶鋼での確実な脱酸を可能にするために少な
くとも０．００５％の添加が必要であるが、過度の添加
は加工性を劣化するので上限を０．５％とした。
【００１１】本発明鋼を溶融めっき鋼板、電気めっき鋼
板等の表面処理鋼板として使用することは本発明の趣旨
を何ら損ずるものではない。また、本発明鋼は熱延鋼板
としても、冷延鋼板としても適用できる。
板等の表面処理鋼板として使用することは本発明の趣旨
を何ら損ずるものではない。また、本発明鋼は熱延鋼板
としても、冷延鋼板としても適用できる。
【００１２】
【実施例】本発明の実施例を、比較例と共に説明する。
表１に示した成分組成を有する材料を用いて様々な機械
試験をした結果を表２に示す。ここでの材料は、連続鋳
造スラブを１２００℃に加熱し、約９３０℃で仕上圧延
した４mm厚の熱延板を６０％冷延し、連続焼鈍の前半で
８００℃で３０秒の再結晶焼鈍をし、その後窒化処理を
したものと同じ温度で仕上げた２．５mmの熱延板を窒化
処理したものである。表２中、疲労強度は１０7 回の繰
り返し実験で破壊を起こさない負荷応力である。穴広げ
比はブランク径Ｄの鋼板に円錐ポンチを押し入れ、割れ
の発生が観察されたときの穴の径ｄの比ｄ／Ｄで表わ
す。
表１に示した成分組成を有する材料を用いて様々な機械
試験をした結果を表２に示す。ここでの材料は、連続鋳
造スラブを１２００℃に加熱し、約９３０℃で仕上圧延
した４mm厚の熱延板を６０％冷延し、連続焼鈍の前半で
８００℃で３０秒の再結晶焼鈍をし、その後窒化処理を
したものと同じ温度で仕上げた２．５mmの熱延板を窒化
処理したものである。表２中、疲労強度は１０7 回の繰
り返し実験で破壊を起こさない負荷応力である。穴広げ
比はブランク径Ｄの鋼板に円錐ポンチを押し入れ、割れ
の発生が観察されたときの穴の径ｄの比ｄ／Ｄで表わ
す。
【００１３】実験番号１，２，３，６，７は本発明鋼で
耐疲労特性−バーリング性バランスが優れている。この
うち、実験番号１，６は熱延鋼板、実験番号２，７は冷
延鋼板、実験番号３は窒化後、連続して４５０℃の溶融
亜鉛の入ったポットに通板した後５５０℃で約２０秒間
の加熱をして、亜鉛めっき層の合金化を行なった冷延鋼
板である。
耐疲労特性−バーリング性バランスが優れている。この
うち、実験番号１，６は熱延鋼板、実験番号２，７は冷
延鋼板、実験番号３は窒化後、連続して４５０℃の溶融
亜鉛の入ったポットに通板した後５５０℃で約２０秒間
の加熱をして、亜鉛めっき層の合金化を行なった冷延鋼
板である。
【００１４】実験番号４は表層部の窒素物の平均粒径が
本発明の範囲外で優れた耐疲労特性−バーリング性バラ
ンスが得られなかった。また、実験番号５では表層部の
窒化物の原子分率が本発明の範囲外で優れた耐疲労特性
−バーリング性バランスが得られなかった。実験番号８
は固溶Ｔｉが十分存在せず窒化処理によって微細な析出
物を最適に析出させることができなかったため優れた耐
疲労特性−バーリング性バランスが得られなかった。実
験番号９は比較材で高バーリング熱延鋼板として市販さ
れている材料で、穴広げ比は高いが疲労特性は優れてい
るとはいえない。また、実験番号１０は４５０MPa 級の
熱延鋼板を窒化処理したものであるが、Ｃが多く、パー
ライトが部分的に析出したためか穴広げ性が悪く、優れ
た耐疲労特性−バーリング性バランスが得られなかっ
た。
本発明の範囲外で優れた耐疲労特性−バーリング性バラ
ンスが得られなかった。また、実験番号５では表層部の
窒化物の原子分率が本発明の範囲外で優れた耐疲労特性
−バーリング性バランスが得られなかった。実験番号８
は固溶Ｔｉが十分存在せず窒化処理によって微細な析出
物を最適に析出させることができなかったため優れた耐
疲労特性−バーリング性バランスが得られなかった。実
験番号９は比較材で高バーリング熱延鋼板として市販さ
れている材料で、穴広げ比は高いが疲労特性は優れてい
るとはいえない。また、実験番号１０は４５０MPa 級の
熱延鋼板を窒化処理したものであるが、Ｃが多く、パー
ライトが部分的に析出したためか穴広げ性が悪く、優れ
た耐疲労特性−バーリング性バランスが得られなかっ
た。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】
【表３】
【００１８】
【発明の効果】本発明は、自動車の足回り部品でよく要
求される耐疲労特性と高バーリング性の両方を兼ね備え
た鋼板を、比較的安価に提供するもので工業的に価値の
高い発明である。
求される耐疲労特性と高バーリング性の両方を兼ね備え
た鋼板を、比較的安価に提供するもので工業的に価値の
高い発明である。
Claims (2)
- 【請求項１】 重量比で Ｃ ：０．０１％以下、 Ｎ ：０．０１％以下、 Ｍｎ：３％以下、 Ｓｉ：２％以下、 Ｐ ：０．２％以下、 Ａｌ：０．００５％以上、０．５％以下、 Ｍｎ，Ｓｉ，Ｐ量がＭｎ（wt%)＋１．５Ｓｉ（wt%)＋１
０Ｐ（wt%)＞１ を満足し、またＴｉ及びＮｂのいずれか一方または双方
を５５×｛Ｔｉ／４８＋Ｎｂ／９３−（Ｃ／１２＋Ｎ／
１４＋Ｓ／３２）｝＞０．０１の条件式を満足するよう
に含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、表層
から０．１５mmまでの領域のＮが重量比で０．０５％以
下であり、平均粒径が１００オングストローム以下のＴ
ｉＮあるいはＮｂＮの総和の原子分率が１０-4以上であ
ることを特徴とする耐疲労特性に優れた良バーリング性
高張力鋼板。 - 【請求項２】 重量比で Ｃ ：０．０１％以下、 Ｎ ：０．０１％以下、 Ｍｎ：３％以下、 Ｓｉ：２％以下、 Ｐ ：０．２％以下、 Ａｌ：０．００５％以上、０．５％以下、 Ｂ ：０．０００２％以上、０．００５％以下、 Ｍｎ，Ｓｉ，Ｐ量がＭｎ（wt%)＋１．５Ｓｉ（wt%)＋１
０Ｐ（wt%)＞１ を満足し、またＴｉ及びＮｂのいずれか一方または双方
を５５×｛Ｔｉ／４８＋Ｎｂ／９３−（Ｃ／１２＋Ｎ／
１４＋Ｓ／３２）｝＞０．０１の条件式を満足するよう
に含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、表層
から０．１５mmまでの領域のＮが重量比で０．０５％以
下であり、平均粒径が１００オングストローム以下のＴ
ｉＮあるいはＮｂＮの総和の原子分率が１０-4以上であ
ることを特徴とする耐疲労特性に優れた良バーリング性
高張力鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24160793A JP3310064B2 (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | 耐疲労特性に優れた良バーリング性高張力鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24160793A JP3310064B2 (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | 耐疲労特性に優れた良バーリング性高張力鋼板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0790483A true JPH0790483A (ja) | 1995-04-04 |
| JP3310064B2 JP3310064B2 (ja) | 2002-07-29 |
Family
ID=17076840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24160793A Expired - Fee Related JP3310064B2 (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | 耐疲労特性に優れた良バーリング性高張力鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3310064B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013121963A1 (ja) | 2012-02-17 | 2013-08-22 | 新日鐵住金株式会社 | 鋼板、めっき鋼板、及びそれらの製造方法 |
| CN111979537A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-11-24 | 燕山大学 | W18Cr4VCo5高速钢辊面改性材料及改性方法 |
-
1993
- 1993-09-28 JP JP24160793A patent/JP3310064B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013121963A1 (ja) | 2012-02-17 | 2013-08-22 | 新日鐵住金株式会社 | 鋼板、めっき鋼板、及びそれらの製造方法 |
| US9719151B2 (en) | 2012-02-17 | 2017-08-01 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Steel sheet, plated steel sheet, and method for producing the same |
| CN111979537A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-11-24 | 燕山大学 | W18Cr4VCo5高速钢辊面改性材料及改性方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3310064B2 (ja) | 2002-07-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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