JPH08157952A - 成形性に優れた薄手鋼板の製造方法 - Google Patents

成形性に優れた薄手鋼板の製造方法

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JPH08157952A
JPH08157952A JP6301195A JP30119594A JPH08157952A JP H08157952 A JPH08157952 A JP H08157952A JP 6301195 A JP6301195 A JP 6301195A JP 30119594 A JP30119594 A JP 30119594A JP H08157952 A JPH08157952 A JP H08157952A
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Takehide Senuma
武秀 瀬沼
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は加工性に優れ、機械的性質の面内異
方性の小さい薄手熱延鋼板の製造法とそれを素材とした
優れた成形性を有する容器用鋼板の製造法を提供する。 【構成】 軟質鋼板の変態点を下げる目的でBを添加
し、その効果を助長するためにNb,Tiを添加し、仕上温
度が 780℃以上で、最終3段の圧延の平均ひずみ速度を
100s-1以上、500s-1以下とし、最終3段目の圧延から最
終段の圧延までに要する時間t(秒)が最終段の圧延温
度FT(℃)とt<12.5-FT/80の関係を満足するように熱
延をし、その後、巻取までの平均冷速を30℃/sec.以下
にすることにより加工性に優れ、かつ機械的性質の面内
異方性の小さい薄手熱延鋼板を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は加工性に優れた熱延鋼
板、冷延鋼板、表面処理原板及び容器用原板の製造方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】鋼板の加工性を顕著に劣化する製造条件
として、熱延時にAr3 変態点以下で仕上圧延をするこ
とが知られている。しかし、薄手の熱延板を製造しよう
とすると、圧延中に板温が早く下がるため、平衡変態温
度Ae3 を下げるオーステナイトフォーマー元素である
C,Mnなどを加工性の観点から大量に添加できない加
工用鋼板では、部分的に変態点以下で仕上圧延されるこ
とがある。
【0003】Ae3 を下げるが、強度上昇が少なく加工
性を確保できる添加元素としてCrを利用し、比較的低
温でも2相域圧延にならず均一組織の薄手熱延鋼板が製
造できる技術が特開平2−104637号公報に開示さ
れている。しかし、この技術はCr添加が必須のため、
Cr添加に伴う弊害である酸洗性や化成処理性の劣化が
避けられないだけでなく、平衡変態温度を下げるためC
rを比較的大量に添加する必要があるため、合金コスト
が高くなる欠点がある。
【0004】Cr添加はどちらかと言えば、平衡変態温
度自体を下げ、Ar3 変態点を下げる元素であるが、平
衡変態温度自体は余り変化しないが、速度論的に変態を
遅らせてAr3 変態点を下げる元素がある。その代表的
な元素がBである。Bを添加した加工用熱延鋼板の製造
方法については特願平6−47309号で出願されてお
りまた特開昭63−143224号公報、特開昭63−
143225号公報、特開昭63−216925号公報
などに開示されている。
【0005】Bの効果は一般にオーステナイト粒界に偏
析することによりフェライトの核生成が遅れることによ
ると説明されている。しかし、熱延時に特別な限定をし
ないとたとえBが添加されていても仕上温度が850℃
以下になると部分的に混粒組織が生じ、機械的性質の不
均一が現われる。特願平6−47309号においては熱
延時の冷速を限定することにより、仕上温度785℃で
も軟質の熱延鋼板が製造できることを示しているが、圧
延温度が低くなると圧下力が上がり、加工発熱のために
スタンド間冷却などをしないと所定の冷速を得られない
ことが多い。その場合、冷却むらなどのため局部的に材
質の不均一が生じることが避けにくい。
【0006】一方、加工用薄手熱延鋼板の持つべき特性
として機械的性質、特に延性の面内異方性の小さいこと
が望まれる。しかし、延性の面内異方性は板厚の減少、
仕上温度の低下に伴い一般に大きくなる傾向がある。変
態点を下げる上記の従来技術では異方性の低減について
は全く触れられておらず、技術の開示もない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、熱延板の薄
手化に伴う問題点である部分的に変態点以下で圧延され
ることにより生じる材質の劣化、不均一さを抑制すると
共に、異方性の小さい鋼板の製造法を提供する。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、(1)重量%でC :0.01%以上、0.1%
以下、N :0.008%以下、Mn:0.03%以
上、1.0%以下、Al:0.005%以上、0.3%
以下、B :0.0005%以上、0.0050%以
下、Nb単独あるいは、Nb,Tiの複合添加の合計を
0.005%以上、0.1%以下、必要に応じてP:
0.05%以下、を含み残部Feおよび不可避的不純物
からなる鋼を熱延する際、仕上温度が780℃以上で、
最終3段の圧延の平均ひずみ速度を100s-1以上、5
00s-1以下とし、最終3段目の圧延から最終段の圧延
までに要する時間t(秒)が最終段の圧延温度FT
(℃)との関係でt<12.5−FT/80を満足する
ように熱延をした後、仕上圧延後、巻取までの平均冷速
が30℃/sec.以下であることを特徴とする熱延鋼板、
熱延溶融めっき原板の製造方法であり、(2)前項の熱
延鋼板を通常の酸洗、冷延し、その後焼鈍しないことを
特徴とする容器用原板の製造方法。ならびに(3)前項
の熱延鋼板を通常の酸洗、冷延、焼鈍後、0.5%以
上、50%以下の調質圧延を行なうことを特徴とする容
器用原板の製造方法にある。
【0009】次に本発明の技術思想を述べる。本発明者
らはAr3 変態点を下げる方法として、変態を速度論的
に考察し、添加成分と加工、冷却条件を変化させ実験室
の小型実験設備で検討を行なった。その結果、オーステ
ナイトの再結晶挙動が変態の進行に大きく影響をあたえ
ることが明らかになった。一般には成分が同じ場合、オ
ーステナイトの粒径が細かいほど変態は早く進む。ま
た、オーステナイトの粒径が同じ場合は未再結晶率が大
きいほど変態が早く進む。これらはフェライト変態の核
生成サイトがオーステナイトの結晶粒界や粒内の変形帯
であることから説明ができる。
【0010】しかし、Bを添加した鋼についてだけはこ
の一般則がなりたたないことを発見した。すなわち、B
添加鋼では未再結晶率が大きいほど変態は遅れることが
分かった。この現象は、パス間時間の短い連続熱延のよ
うな場合に顕著に起こることがシミュレーション実験に
よって明らかになった。この原因は、短時間で再結晶が
繰り返し起こるとBが粒界に偏析する時間が十分にな
く、フェライトの核生成サイトとして最も有効なオース
テナイト粒界での核生成を抑制できないためと推測され
る。
【0011】それに対して、パス間で十分に再結晶しな
いと粒界にはBが十分に偏析する時間があり、フェライ
トの核生成を抑制することができると考えることができ
る。パス間での再結晶を抑制するにはNbの添加が有効
であった。また、Nb,Ti,Bの複合の複合添加は変
態点の低下に特に有効であった。
【0012】一方、高速連続圧延実験でB添加鋼のAr
3 変態点に及ぼすひずみ速度の影響を検討した結果、あ
る特定のひずみ速度の範囲でAr3 変態点が低下するこ
とを見いだした。この原因を明らかにするためにBの粒
界偏析挙動およびオーステナイトの再結晶挙動を検討し
た結果、ひずみ速度が低すぎると圧延時に発生する過剰
空孔が少ないためかBの粒界偏析が十分に起こらず、変
態が遅れなかった可能性がある。他方、ひずみ速度が大
きすぎると再結晶が短時間で起こり、Bの粒界偏析量が
少なく変態が遅れ小さかった可能性がある。
【0013】ところで、変態点を下げるアクションをと
ると、熱延後の冷速が大きい場合、強度が高くなり軟質
な鋼板が得られなくなる。そこで、仕上圧延後の冷速に
上限を設ける必要がある。また、メカニズムは明らかで
はないが、Nb,Bの複合添加ならびにNb,Ti,B
の複合添加は低温で仕上圧延をした後、緩冷するという
プロセス条件下で、著しい異方性の改善が得られること
が分かった。
【0014】以下に、本発明を詳細に説明する。C量の
下限を0.01%としたのは、これ以下のC量ではAr
3 変態点を十分に下げるのが難しいためである。同様の
理由でMn量の下限も限定している。また、C量の上限
を0.1%としたのは、C量をこれ以上添加すると硬化
し、加工性が劣化するためである。同様の理由でMn,
P,Al,Nb,Ti,N,B量の上限も限定してい
る。Al量の下限は脱酸を十分に行なうに必要な条件に
よって限定されている。
【0015】Nb量及びNb,Tiの複合添加量の下限
は熱延時にオーステナイトの再結晶を抑制するに有効な
最低限の添加量より限定している。また、B量の下限は
Ar3 変態点を有効に低下させる最低限の添加量より限
定している。その他に、上記の範囲内でのNb,Bおよ
びTi,Nb,Bの複合添加は下記に示すプロセス条件
を満たすことにより熱延板の面内異方性の著しい改善が
達成できる。
【0016】一方、プロセス条件の限定であるが、仕上
温度の下限を780℃としたのは、これ以下の温度で熱
延を行なうと混粒組織が顕著に現われ材質の均一化が達
成できないためである。また、上限はオーステナイトの
再結晶が顕著に起こる条件で決まり、最終3段目の圧延
から最終段の圧延までに要する時間t(秒)との関係式
t<12.5−FT(℃)/80を持って限定する。
【0017】最終3段の圧延の平均ひずみ速度を100
-1以上、500s-1以下と限定したのは、この条件範
囲内で本成分鋼のAr3 変態点が顕著に下がるためであ
る。仕上圧延後、巻取までの平均冷速を30℃/sec.以
下と限定した理由は、これ以上速い速度で冷却すると材
料が硬質になると共に、延性などの機械的性質の面内異
方性が大きくなるためである。
【0018】熱延板が部分的にAr3 変態点以下の温度
で仕上圧延されると、材質の均一性が損なわれ、冷延し
たとき、中伸びや耳伸びのような鋼板の形状不良がでや
すくなる。特に容器用鋼板の用に薄い鋼板を製造すると
きには重大な問題である。また、熱延板が全面的にAr
3 変態点以下の温度で仕上圧延されると延性などの機械
的性質が劣化する。これは冷延後並びに焼鈍後も同じ
で、変態点以上で仕上圧延された材料よりしわの発生や
フランジ加工性などの製缶特性が劣る。
【0019】本発明により比較的低い温度で熱延ができ
るため、薄手の熱延鋼板を製造することができる。それ
に伴い容器用原板も比較的低い冷延率で製造できる。こ
のようにして製造した冷延まま材は比較的加工性もよ
く、成形条件を工夫することにより製缶が可能である。
成形条件の工夫は製缶コストの上昇を伴うことが多いの
で、冷延率は85%以下が好ましい。また、冷延後、焼
鈍をして調質圧延する材料も、冷延率が低いとイヤリン
グ率が低くなる傾向があるので、調質圧延とのトータル
の冷延率が90%以下が好ましい。
【0020】
【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鋼を種々の条件で熱間圧
延した。これらの圧延条件と製品特性を表2に示す。こ
こで、機械的性質の面内異方性を示す目的で延性につい
ては圧延方向L、圧延方向に45度の方向D、圧延方向
に直角な方向Cの値を示す。降伏強度YPと破断強度T
Sは延性に比べると面内異方性が小さいので3方向の平
均値を示した。熱延の加熱温度は1000℃から125
0℃で、巻取は760℃以下で行なった。熱延板の板厚
は1.2mm±0.2mmであった。実験番号3は熱延後、
酸洗を行ない、溶融めっきラインで550℃に加熱後、
亜鉛めっきを施した材料の特性である。実験番号1から
10までは同じ鋼種で、種々の熱延、冷却条件での特性
の違いを示す。実験番号11から17は特性に及ぼす鋼
種の影響について示す。
【0021】本発明の範囲内である実験番号1,2,
3,5,8,11から14はいずれも加工性が良く、延
性の面内異方性も小さい。t<12.5−FT(℃)/
80の条件を満たさなかった実験条件では延性の面内異
方性が大きくなった。これはオーステナイトが再結晶し
たためと思われる。ひずみ速度が本発明の範囲外の実験
番号6並びに9では延性の劣化が見られた。これは圧延
中にAr3 変態点以下で部分的に圧延が行なわれたため
と考えられる。仕上温度が本発明の範囲より低い実験番
号7では延性が低く、面内異方性も大きくなった。これ
も圧延中にAr3変態点以下で部分的に圧延が行なわれ
たためと考えられる。冷却速度が本発明の範囲より大き
い実験番号10では大幅な延性の劣化が見られた。これ
は組織の第2相が増えて硬質になったことに対応する。
【0022】C量の少ない材料Fを用いた実験番号15
は延性が低く、面内異方性も大きくなった。Nb量が添
加されていない材料Gを用いた実験番号16も延性が低
く、面内異方性も大きくなった。Bの添加量が本発明の
範囲より少ない材料Hを用いた実験番号17でも延性が
低かった。これらは圧延中にAr3 変態点以下で部分的
に圧延が行なわれたためと考えられる。
【0023】表3に表2に示した熱延板を冷延し、焼鈍
を施さないで缶に成形したときの成形特性について示
す。容器製造における加工性の評価はDI(Drawing&Ir
oning)缶と溶接缶のネック加工性とその後のフランジ加
工性で整理した。定量的評価としてはラボの製缶機で1
00缶を製造し、その際の不良缶発生率を%で示した。
錫めっき量はDI缶では1平方メーター当たり2.8
g、溶接缶では1平方メーター当たり1gである。ネッ
ク加工はスピンネッカーを用いて行なった。また、フラ
ンジ加工にはスピンフランジアーを用いた。
【0024】熱延中にAr3 変態点以下で部分的に圧延
が行なわれた実験番号6,7,9,15,16,17や
熱延板が硬質であった実験番号10では缶成形性が悪か
った。また、熱延板の異方性が大きかった実験番号4で
も缶成形時に欠陥が生じた。
【0025】表4は1.2mmに熱延した板を80%冷延
した後、焼鈍し、その後調質圧延率を変化させたときに
絞り比1.5の時のイヤリング率を示す。本発明鋼は広
範囲の調質圧延率で低イヤリング率を示すが、比較材は
イヤリング率が高くなる。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】
【0028】
【表3】
【0029】
【表4】
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、加工性に優れるだけで
なく、従来の熱延鋼板より機械的性質の異方性が小さい
薄手熱延鋼板が製造でき、それを素材にした容器用鋼板
もすぐれた成形特性を示し工業的に価値の高い発明であ
る。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で C :0.01%以上、0.1%以下、 N :0.008%以下、 Mn:0.03%以上、1.0%以下、 P :0.05%以下、 Al:0.005%以上、0.3%以下、 Nb単独あるいは、Nb,Tiの複合添加の合計を0.
    005%以上、0.1%以下、 B :0.0005%以上、0.0050%以下を含み
    残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼を熱延する
    際、仕上温度が780℃以上で、最終3段の圧延の平均
    ひずみ速度を100s-1以上、500s-1以下とし、最
    終3段目の圧延から最終段の圧延までに要する時間t
    (秒)が最終段の圧延温度FT(℃)との関係でt<1
    2.5−FT/80を満足するように熱延をした後、仕
    上圧延後、巻取までの平均冷速が30℃/sec.以下であ
    ることを特徴とする成形性に優れた薄手鋼板の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 重量%で C :0.01%以上、0.1%以下、 N :0.008%以下、 Mn:0.03%以上、1.0%以下、 Al:0.005%以上、0.3%以下、 Nb単独あるいは、Nb,Tiの複合添加の合計を0.
    005%以上、0.1%以下、 B :0.0005%以上、0.0050%以下を含み
    残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼を熱延する
    際、仕上温度が780℃以上で、最終3段の圧延の平均
    ひずみ速度を100s-1以上、500s-1以下とし、最
    終3段目の圧延から最終段の圧延までに要する時間t
    (秒)が最終段の圧延温度FT(℃)との関係でt<1
    2.5−FT/80を満足するように熱延をした後、仕
    上圧延後、巻取までの平均冷速が30℃/sec.以下で製
    造した鋼板を通常の酸洗、冷延し、その後焼鈍しないこ
    とを特徴とする成形性に優れた薄手鋼板の製造方法。
  3. 【請求項3】 重量%で C :0.01%以上、0.1%以下、 N :0.008%以下、 Mn:0.03%以上、1.0%以下、 Al:0.005%以上、0.3%以下、 Nb単独あるいは、Nb,Tiの複合添加の合計を0.
    005%以上、0.1%以下、 B :0.0005%以上、0.0050%以下を含み
    残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼を熱延する
    際、仕上温度が780℃以上で、最終3段の圧延の平均
    ひずみ速度を100s-1以上、500s-1以下とし、最
    終3段目の圧延から最終段の圧延までに要する時間t
    (秒)が最終段の圧延温度FT(℃)との関係でt<1
    2.5−FT/80を満足するように熱延をした後、仕
    上圧延後、巻取までの平均冷速が30℃/sec.以下で製
    造した鋼板を通常の酸洗、冷延、焼鈍後、調質圧延を行
    なうことを特徴とする成形性に優れた薄手鋼板の製造方
    法。
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