JPH08269621A - 耐デント性に優れた冷延鋼板とその成形法 - Google Patents

耐デント性に優れた冷延鋼板とその成形法

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JPH08269621A
JPH08269621A JP9766095A JP9766095A JPH08269621A JP H08269621 A JPH08269621 A JP H08269621A JP 9766095 A JP9766095 A JP 9766095A JP 9766095 A JP9766095 A JP 9766095A JP H08269621 A JPH08269621 A JP H08269621A
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JP
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steel sheet
rolled steel
cold
dent resistance
cold rolled
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JP9766095A
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Takamasa Suzuki
隆昌 鈴木
Kosaku Shioda
浩作 潮田
Yoshio Ishii
良男 石井
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、安定した塗装焼付け硬化性と優れ
た加工硬化量を有する冷延鋼板を提供し、かつプレス時
にあらかじめまたは、成形中に歪を付与することで、耐
デント性を向上させるものである。 【構成】 低炭素Alキルド鋼を素材に連続焼鈍により
製造された、強度レベルが300〜400MPaの冷延
鋼板の安定した塗装焼付け硬化性と高い加工硬化量を用
いて、プレス時にあらかじめまたは、成形中に歪を加え
て成形することで、自動車や電気製品のパネルで問題と
なっている耐デント性を向上させるものである。 【効果】 本発明によれば、従来鋼板より安価に安定し
た焼付け硬化性と高い加工硬化性を有する冷延鋼板を製
造でき、かつプレス時にあらかじめまたは、成形中に歪
を加えることで自動車や電気製品のパネルで問題となっ
ている耐デント性を改善できる。さらに、この成形技術
を用いることで使用鋼板の歩留まり向上が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車や家電製品のパ
ネルに要求される成形性および耐デント性に優れた鋼板
とその成形法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車や家電製品のパネルは、複雑形状
で部位により変形状態が異なるため、優れた成形特性が
要求される。これらの素材には、成形性に優れる軟質材
が主に用いられているが、降伏強度が低いことから耐デ
ント性に劣る。近年、TiやNbを添加した極低炭素系
の鋼板で塗装焼付け硬化性(BH性)を有するBH冷延
鋼板が開発された。この鋼板は、CやNの歪時効強化を
利用して、塗装焼付け後の降伏強度を上昇させて、耐デ
ント性を向上させるものである。しかしながら、CやN
をTi、Nbで固定した極低炭素鋼にBH性を付与する
ことは基本的には不可能である。また、C、Nに対する
化学量論比以下のTi、Nbの添加やTiCやNbCの
高温焼鈍による再溶解を狙った方法が知られているがこ
れらの方法で安定的にBH性を得るには狭レンジでの成
分調整や著しい高温焼鈍が前提になり、必ずしも容易で
はない。
【0003】また、自動車のドア、フェンダー等の部材
を例にすると、耐デント性が問題になる部位の変形量
は、必ずしも大きくなく、変形状態も大きく異なる。そ
の部位に大きな加工硬化を加えることで耐デント性は向
上するが、現状のプレスラインでは製品形状を変更しな
い限りは困難である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、上に述べたように溶製コストの高い極低炭
素鋼に依存せず、低炭素Alキルド鋼を冷延焼鈍した冷
延鋼板に安定したBH性を付与し、かつ成形時の引張成
形により加工硬化を与えることで高いWH量と加工硬化
により耐デント性を向上させることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の過大を
有利に解決するものであって、重量%で、C:0.01
〜0.04%、Si:0.05〜0.4%、Mn:0.
05〜0.30%、P:0.004〜0.10%、S:
0.003〜0.02%、Al:0.015〜0.15
%、N:0.0040%以下を含み、かつ必要に応じ
て、B:0.0002〜0.0020%を含有し、残部
はFeと不可避不純物からなる鋼を、通常の熱間圧
延、、冷間圧延、、連続焼鈍、調質圧延を含む工程で処
理した鋼板であって、粒内の炭化物密度ρ(ケ/m
2)が、ρ(ケ/mm2)≧0.5×105のようにな
り、2%引張後の加工硬化量(WH)が40MPa以上
で、30〜60MPaの焼付硬化性を有する該鋼板をプ
レス成形するにあたり、伸び歪をあらかじめ加えるかま
たは、加えながら成形することを特徴とする耐デント性
に優れた成形法である。
【0006】
【作用】以下に本発明を詳細に説明する。まず、成分の
数値限定理由について述べる。
【0007】C:Cの下限が0.01%にあるのは、時
効性の観点から決定される。すなわち、0.01%未満
では、Cの過飽和度が不足するため連続焼鈍の過時効中
の炭化物析出が不十分である。一方、0.04%超で
は、十分な深絞り性、張り出し性等の加工性が得られな
い。
【0008】Si:0.005%未満にするには、著し
いコスト上昇を招き、また、0.4%以上では化成処理
性が劣化する。
【0009】Mn:Mnは添加量が少ないほど深絞り性
が向上するが、0.05%未満になると通常のS量の場
合には、熱間脆化を引き起こす。また、0.30%超で
は深絞り性が劣化する。
【0010】P:Pは効率的にフェライトを固溶体強化
する元素として知られており、パネル用として使用され
ている引張強度が300〜400MPa急の冷延鋼板を
得るには0.004%〜0.10%とする。0.004
%未満とするには溶製コストが上昇する問題がある。一
方、0.10%超では所望とする強度レベル以上の強度
となり、加工性やスポット溶接性が著しく低下する。
【0011】S:Sは熱間脆化および製品の加工性の観
点から、上限を0.020%とする。また、0.005
%未満では粒内に析出するセメンタイトの核としてのM
nS密度が減少しすぎ所望のBH性を達成できない。
【0012】Al:Al量が0.015%未満では脱酸
が不十分となり、一方0.15%超では加工性が劣化す
る。
【0013】N:少量ほど好ましい。また、0.004
0%超となると、加工性が著しく劣化する。
【0014】B:Pを添加した場合の二次加工性を確保
するために必要に応じて添加するが、0.0002%未
満では硬化が認め難く、0.0020%超では加工性を
著しく害し、さらにスラブ割れを引き起こす。
【0015】次にBH量について述べる。BH量はよく
知られているように固溶C量で一義的に決定される。低
炭素Alキルド鋼を用いて図1のような熱処理をとると
所望の固溶C量を安定的に得ることが可能である。特開
平2−225644号公報記載の発明によれば、図1の
熱処理条件の中で、特に冷却速度(CR)、終点温度
(TE)、過時効時間(tOA)を変化させることによ
り、容易に所望の固溶C量を安定的に得ることが可能で
ある。本発明では、目標とするBH量は30〜60MP
aの範囲とする。ここで、BH量は、2%の引張予歪を
付加した後、170℃−20分の熱処理を加え引張試験
を再び行った時の、熱処理前後での変形応力(上降伏応
力)の差である。その概略図を図2に示す。BH量が3
0MPa未満は、塗装焼付け硬化鋼板としてその硬化量
が少なすぎ、耐デント性への向上効果が見られない。一
方、BH量が60MPa超となると冷延鋼板を製造して
からプレス成形するまでの間の成形性の劣化が著しい。
【0016】次にWH量と粒内炭化物密度(ρ)につい
て述べる。ここで、WH超とは2%の引張歪を付加した
時の変形応力と降伏応力の差である(図2)。耐デント
性は、加工後の降伏応力が高いほど向上することが知ら
れている。通常、極低炭素系の冷延鋼板およびバッチ式
に箱型焼鈍した低炭素Alキルド冷延鋼板のWH量は4
0MPa未満であり、本発明による冷延鋼板は40MP
a以上となる。この理由については明確ではないが、本
発明の冷延鋼板は粒内の炭化物密度が高いために転位が
拘束され易いことから生じるものと考える。このことを
確かめるためにρとWH量の関係を調査した。ρは、図
1の熱処理を行う際に、TEを低下させると増加する。
そこで、表1に示した成分、熱延、冷延条件の実機冷延
板を素材に、図1に示す連続焼鈍のシミュレーションを
実験室で行い種々のρを有する材料を作成した。
【0017】
【表1】 1.2%の調質圧延を施した後に前述した方法でWH量
を求めた。また、ρは10000倍の抽出レプリカ電子
顕微鏡写真を用いて決定した。図3にWH量とρの関係
を示す。粒内炭化物密度の増加とともに、WH量が増加
することが初めて明らかとなった。そして、本発明のよ
うにρが0.5×105ケ/mm2以上となるとWH量が
40MPa以上となることが判明した。このように粒内
炭化物密度によってWH量が決まることが示された。
【0018】次に、本発明においてプレス成形以外に加
える歪について述べる。耐デント性を向上させるために
は、耐デント性が問題となる部位に加工硬化を付与する
ことが有効であるが、現状のパネルは部品ごとに形状が
決まっており、必ずしも大きな加工硬化を受けていない
部分がある。自動車のドアを例にとると、パネル中央部
は、一方向(平面歪)に主に伸ばされており、そこでの
歪量は、たかだか数%程度で変形能を十分に残してい
る。そこで、プレス成形前にあらかじめ、あるいは成形
中に歪を加えることにより耐デント性を向上させること
ができる。あらかじめ歪を加える方法としては、圧延や
引張による方法が有効である。加える歪量を伸び歪で1
0%以下としたのは、10%超の歪を加えることによ
り、降伏応力(YP)の上昇や伸びの減少といった特性
値の劣化が著しく、後のプレス成形が出来なくなるため
である。
【0019】次にプレス成形中に付与する引張歪につい
て述べる。引張歪の付与方法は、パネルのドロー成形時
にブランクの相対する端をクランプして、引張りながら
プレスを行うことである。プレスと同時に引張歪を付与
することで、あらかじめ歪を加える場合に比べ高い歪量
を与えることができる。付与する引張歪量は、形状によ
り異なるがプレス成形と合わせた合計の歪量が板厚歪で
30%以下になることが望ましく、それ以上の歪量で
は、製品強度および剛性の観点から好ましくない。引張
る方向については、相対する一方向に引張る場合、また
は互いに直交する二方向に引張る場合のどちらでもかま
わない。
【0020】このように、本発明による鋼板の特徴であ
る高いWH量と安定したBH量に加え、通常のプレス成
形にあらかじめあるいは、成形中に歪を加えることで優
れた耐デント性が得られる。
【0021】また、引張成形を行うことによりブランク
形状を現状より小さくすることができ、歩留まり向上が
可能になる。
【0022】
【実施例】
〔実施例1〕本発明の鋼について実施例で詳細に説明す
る。
【0023】表2に示す化学成分を有する鋼を出鋼し、
連続鋳造にてスラブとした後1140℃に加熱し、仕上
温度が925℃、板厚が4mmとなるように熱間圧延を
行い、続いてROT(Run Out Table)で平均冷却速度
が25℃/sとなる冷却を行い、その後710℃で巻き
取った。酸洗後0.75mm厚まで冷間圧延を行い、続
いて連続焼鈍を行った。連続焼鈍条件は、焼鈍温度:8
10℃、均熱:50秒、最初の徐冷:680℃まで5.
5℃/sで冷却、急冷:260℃まで90℃/sで冷
却、再加熱条件:340℃まで30℃/sで加熱、過時
効条件:終了温度の270℃まで過時効時間を200秒
として冷却した。その後、1.2%の圧下率で調質圧延
を施し、その後に引張試験を行った。引張試験は、JI
S Z2201,5号試験片を用いて、同2241記載
の方法にしたがって行った。また、BHおよびWHにつ
いても測定した。BH,WHの測定方法については既に
述べた。引張試験による結果を表3に示す。
【0024】さらに、比較のために現在大量に製造され
ている鋼Dと鋼Eを表2,3に加えた。鋼Dは、連続焼
鈍によって製造されたTi添加極低炭素冷延鋼板であ
り、鋼Eは箱焼鈍によって製造された低炭素Alキルド
冷延鋼板である。
【0025】
【表2】
【0026】
【表3】 表3から明かなように、本発明による鋼A,B,Cは、
比較鋼D,Eに比べ、安定的にBH量を付与でき、かつ
40MPa以上のWH量を持つことがわかる。
【0027】〔実施例2〕本発明の成形法について実施
例で詳細に説明する。
【0028】耐デント性の調査方法は、100φの平底
円筒成形により予変形を与えた後、50φの鋼製リング
上に成形品をのせ、50φ−25Rの圧子を20Kgf
の力で押し込み、5秒間保定した後の凹量を40mmス
パンのデプスゲージにより測定した。平底円筒成形の詳
細な成形条件を表4に、耐デント性評価方法の概略図を
図4に示す。歪量は平底円筒成形終了時の厚板歪で評価
し、その後耐デント性を測定した。あらかじめ歪を付与
するシミュレートとしては、5%の冷間圧延を加えた
後、平底円筒成形を行い、耐デント性を測定した。ま
た、引張成形のシミュレートとしては、試験片の相対す
る2端をクランプし、5%の引張歪を加えながら平底円
筒成形を行った。その結果を図5に示す。
【0029】
【表4】 図5から明かなように、通常のプレス成形のみ(成形法
1)の場合に比べ、本発明による成形法(成形法2,
3)を用いることで耐デント性は著しく向上することが
わかる。
【0030】
【発明の効果】本発明の冷延鋼板は、従来の溶銑コスト
が著しく高い極低炭素鋼板および箱型焼鈍低炭素Alキ
ルド冷延鋼板とほぼ同等の成形性を有し、極低炭素冷延
鋼板および箱型焼鈍低炭素Alキルド鋼板では困難な安
定したBH性を有する。さらに、本発明の冷延鋼板をパ
ネルに成形するに際し、あらかじめまたは、成形中に歪
を加えることで従来鋼板で問題になっている耐デント性
を改善したものである。本発明の成形法を用いることで
自動車や電気製品などのパネルで問題となっている耐デ
ント性を改善できるとともに、引張成形を用いることに
より使用鋼材の歩留まり向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】BH量を安定的に付与するための熱処理条件を
示す図である。
【図2】BH量とWH量の概略を示す図である。
【図3】WH量と粒内炭化物密度(ρ)の関係を示す図
である。
【図4】耐デント性の評価方法の概略を示す図である。
【図5】耐デント量と成形法の関係を示す図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、C:0.01〜0.04%、
    Si:0.05〜0.4%、Mn:0.05〜0.30
    %、P:0.004〜0.10%、S:0.003〜
    0.02%、Al:0.015〜0.15%、N:0.
    0040%以下を含み、かつ必要に応じて、B:0.0
    002〜0.0020%を含有し、残部はFeと不可避
    不純物からなる鋼を、通常の熱間圧延、、冷間圧延、、
    連続焼鈍、調質圧延を含む工程で処理した鋼板であっ
    て、粒内の炭化物密度ρ(ケ/mm2)が、ρ(ケ/m
    2)≧0.5×105のようになり、2%引張後の加工
    硬化量(WH)が40MPa以上で、30〜60MPa
    の焼付硬化性を有することを特徴とする非時効焼付け硬
    化冷延鋼板。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の冷延鋼板をプレス成形す
    るにあたり、伸び歪で10%以下の歪をあらかじめ加え
    るかまたは、伸び歪で20%以下の引張成形を加えなが
    らプレス成形することを特徴とする耐デント性に優れた
    冷延鋼板の成形法。
JP9766095A 1995-03-31 1995-03-31 耐デント性に優れた冷延鋼板とその成形法 Withdrawn JPH08269621A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2020145293A1 (ja) * 2019-01-08 2021-10-07 日本製鉄株式会社 外装パネルおよび外装パネルを備える自動車

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2020145293A1 (ja) * 2019-01-08 2021-10-07 日本製鉄株式会社 外装パネルおよび外装パネルを備える自動車

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