JPH09194949A - プレス成形用冷延鋼板の製造方法 - Google Patents

プレス成形用冷延鋼板の製造方法

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JPH09194949A
JPH09194949A JP8002894A JP289496A JPH09194949A JP H09194949 A JPH09194949 A JP H09194949A JP 8002894 A JP8002894 A JP 8002894A JP 289496 A JP289496 A JP 289496A JP H09194949 A JPH09194949 A JP H09194949A
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rolled steel
steel sheet
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slab
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JP8002894A
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English (en)
Inventor
Akimasa Kido
章雅 木戸
Masaya Morita
正哉 森田
Tomoyoshi Okita
智良 大北
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 炭窒化物形成元素の添加量が少ない極低炭素
鋼を用いたプレス成形用冷延鋼板の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 wt% で、C:0.0015以下、Si:0.02 以下、
Mn:0.2以下、P:0.02以下、S:0.002 〜0.015 、solAl:0.
01〜0.05、N:0.002 以下、B:0.0002〜0.0015、かつ式
(1) を満足するTiまたはZrのいずれかを含み、残部がFe
および不可避的不純物からなるスラブを、その中心部の
平均冷却速度X が0.004 ℃/ sec 以上で、式(2) を満た
すように600 ℃以下に冷却し、1200℃に再加熱後、Ar3
点以上で熱延し、720 ℃以下で巻取り、冷延後850 ℃以
下で再結晶焼鈍するプレス成形用冷延鋼板の製造方法。
1 ≦(M/[M]-S/32-N/14)*12/C≦8 ・・(1) 、K/X ≦-200
・・(2) 、ただし、K=4log(M/[M]-N/14)+2log(C/12)+
2log(S/32)、M:TiまたはZrの添加量、[M]:TiまたはZrの
原子量。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、電気機
器、建築物などの分野で用いられるプレス成形用冷延鋼
板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、自動車、電気機器、建築物な
どの分野でプレス成形して製造される内外板パネルなど
には、深絞り性など成形性に優れ、表面が美麗な冷延鋼
板が用いられてきたが、それは主として低炭素Alキル
ド鋼を箱焼鈍で製造した冷延鋼板であった。
【0003】近年、このようなプレス成形用冷延鋼板
に、極低炭素鋼にTiやNbなどの炭窒化物形成元素を
添加したいわゆるIF(Interstitial F
ree)鋼あるいはそれに近い鋼が適用される機会が増
えてきた。これは、製鋼段階での精錬技術が進歩し、比
較的容易にC、N量を著しく低減できるようになり、T
iやNbなどの高価な炭窒化物形成元素を多量に添加す
る必要がなくなったことと、こうした鋼を生産性の優れ
る連続焼鈍プロセスに適用して、非時効あるいは実質的
に非時効で従来材以上に優れた成形性を有する冷延鋼板
が比較的容易に製造できることによる。
【0004】しかし、TiやNbなどの炭窒化物形成元
素の添加量の少ない極低炭素鋼では、粒成長を阻害する
炭窒化物の量も少ないので、熱延時や冷延後の焼鈍時な
どに異常粒成長が起こり粗大粒が発生し易く、成形性の
劣化や成形時にオレンジピールという肌荒れ表面欠陥の
発生を招く場合が多い。
【0005】炭窒化物形成元素の添加量の少ない極低炭
素鋼の粗大粒発生を防ぐために、特開平1ー17732
2号公報や特開平7ー70650号公報には、TiやN
b添加鋼の組成と熱延後の冷却速度を制御して熱延時の
粗大粒発生を防ぐ方法が、また、特開平2ー16625
9号公報には、Ti添加鋼にBeを添加し、さらに比較
的多量のNb、V、Mo、Cr、Cu、Sb、Bなどを
1種以上添加して成形時のオレンジピールの発生を防ぐ
方法が開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者らが上記の方法を追試したところ、特開平1ー177
322号公報や特開平7ー70650号公報に記載の方
法では、焼鈍時に異常粒成長が起こる場合があり、ま
た、特開平2ー166259号公報に記載の方法では、
Beを添加しても必ずしも完全には粗大粒発生を防止で
きず、また、Nb、V、Mo、Cr、Cu、Sb、Bな
どを多量に添加すると、成形性の劣化を招くことが明ら
かになった。
【0007】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、炭窒化物形成元素の添加量が少ない極
低炭素鋼を用い、異常粒成長が起こり難く、しかも優れ
た成形性を有するプレス成形用冷延鋼板の製造方法を提
供することを目的とする。
【0008】なお、現状においては、厳しい成形条件の
部材に対して、2.5以上のr値、板厚1mmで55%
以上のElが要求されているので、これらの値を本発明
における成形性の評価基準値とした。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題は、下記の工程
からなることを特徴とするプレス成形用冷延鋼板の製造
方法により解決される。
【0010】(イ)wt%で、C:0.0015%以
下、Si:0.02%以下、Mn:0.2%以下、P:
0.02%以下、S:0.002〜0.015%、A
l:0.01〜0.05%、N:0.002%以下、
B:0.0002〜0.0015%、かつ式(1)を満
足するようにTiまたはZrのいずれか1種を含み、残
部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼スラブを鋳造
する工程。
【0011】(ロ)前記鋼スラブを、その中心部の平均
冷却速度Xが0.004℃/sec以上でかつ式(2)
を満足するように600℃以下に冷却する工程。
【0012】(ハ)前記鋼スラブを1200℃以下に再
加熱後、Ar3 変態点以上で仕上圧延し、720℃以下
で巻取って熱延鋼板を製造する工程。
【0013】(ニ)前記熱延鋼板を冷延後、850℃以
下で再結晶焼鈍する工程。 1≦(M/〔M〕−S/32−N/14)*12/C≦8・・・(1) K/X≦−200・・・(2) ここで、K=4log(M/〔M〕−N/14)+2l
og(C/12)+2log(S/32)であり、式
(1)、(2)中のMはTiまたはZrの含有量、
〔M〕はMの原子量を表し、M、S、N、Cの単位はw
t%である。
【0014】以下に、その限定理由を説明する。 C:成形性や耐時効性にとって、あるいは高価な炭窒化
物形成元素の添加量を低減する上で、少ないほど好まし
い。0.0015wt%を超えると、2.5以上のr値
や55%以上のElが得られない。
【0015】Si:0.02wt%を超えると、55%
以上のElが得られず、スケール性表面欠陥も生じる。
【0016】Mn:0.2wt%を超えると、55%以
上のElが得られない。
【0017】P:0.02wt%を超えると、55%以
上のElが得られず、また、二次加工脆化が顕著に生じ
るようになる。
【0018】S:0.002wt%未満だと、スケール
剥離性が劣化しスケール性表面欠陥が生じる。また、粗
大粒も発生しやすくなる。0.015wt%を超える
と、2.5以上のr値や55%以上のElが得られな
い。また、高温酸化により表面性状も劣化する。
【0019】Al:鋼の脱酸に必要な元素であり、その
ためには0.01wt%以上必要である。しかし、0.
05wt%を超えると表面性状が劣化する。
【0020】N:成形性や耐時効性にとって、あるいは
高価な炭窒化物形成元素の添加量を低減する上で、少な
いほど好ましい。0.002wt%を超えると、2.5
以上のr値や55%以上のElが得られない。
【0021】B:本発明の目的の一つである熱延板の細
粒化を防止する上で、最も有効な元素である。その効果
を得るためには0.0002wt%以上必要である。し
かし、0.0015wt%を超えると、55%以上のE
lが得られない。
【0022】Ti、Zr:本発明者らが通常のIF鋼に
添加される炭窒化物形成元素について、その炭化物、窒
化物、硫化物の形成挙動を調査したところ、周期率表の
IV族aに属するTi、Zrでは、V族aに属するN
b、Taなどに比べ、スラブの冷却時に形成される炭硫
化物が大きくなりやすいことが明らかになった。
【0023】このことは、Ti、Zrの添加により焼鈍
温度を低下でき、その結果焼鈍時の粗大粒発生防止が可
能になることを示唆している。
【0024】そこで、TiあるいはZrなどの添加量や
スラブの冷却速度について以下のような検討を行った。
【0025】まず、その適正な成分範囲を検討するため
に、TiあるいはZr量とC、N、S量の異なる鋼を用
い、成分以外は本発明範囲内の製造条件で冷延鋼板を作
製し、JIS5号試験片を用いて、平均ランクフォード
値(r値)や圧延方向の全伸び(El)を測定した。
【0026】図1に、TiあるいはZr量とC、N、S
量によって決まる上記(M/〔M〕−S/32−N/1
4)*12/Cの値とr値、Elの関係を示す。
【0027】(M/〔M〕−S/32−N/14)*1
2/Cの値は、熱延時や焼鈍時に析出するTiやZrの
炭化物量を表す。この値が1未満では、TiやZrの添
加量が少ないので固溶Cが存在するため2.5以上のr
値が得られず、また、この値が8を超えると、微細なT
iやZrの炭化物量が増えるため55%以上のElが得
られなくなるので、上記式(1)を満足するように成分
調整する必要があることがわかる。
【0028】次に、スラブの冷却速度を変えて、焼鈍温
度が低下でき、その結果異常粒成長を防止できる炭硫化
物の分布状態(数や大きさ)を与える条件を検討した。
【0029】図2に、TiあるいはZr量とC、N、S
量およびスラブの冷却速度によって決まる上記K/Xと
r値の関係を示す。なお、成分とスラブの冷却速度以外
は本発明範囲内の製造条件としたが、焼鈍はIF鋼とし
ては低めの760℃で行っている。
【0030】Kは炭硫化物M4 2 2 の析出時の平衡
定数であるが、この値とスラブ中心部の平均冷却速度X
を調整することにより炭硫化物の分布状態を変えること
ができる。
【0031】K/Xの値が−200を超えると、すなわ
ちスラブの冷却速度が早いと、r値が著しく低下し、
2.5以上の値にならなくなる。これは、冷却速度が早
いためにスラブの冷却中に微細な炭硫化物が密に析出
し、低温焼鈍では十分な粒成長が起こらずr値に有利な
集合組織が発達しないことによる。一方、K/Xの値が
−200以下すなわち式(2)を満足する条件では、大
きなサイズの炭硫化物が粗に析出するため、低温焼鈍で
も2.5以上の高いr値が得られる。
【0032】スラブの冷却速度は、式(2)を満足すれ
ば特性上の問題が生じることはないが、著しく遅くする
とスケールが厚くなり表面欠陥の原因となるため、その
下限を0.004℃/secとする。
【0033】なお、予めの調査で、スラブの温度が60
0℃未満になると炭硫化物の分布状態は変化しないこと
がわかったので、スラブの平均冷却速度Xとしては60
0℃までの冷却速度の平均値をとればよい。
【0034】以上述べたように成分と炭硫化物の分布状
態が調整されたスラブは1200℃以下に再加熱後、A
3 変態点以上で仕上圧延され、720℃以下で巻取ら
れ、熱延鋼板となる。
【0035】1200℃を超えて再加熱すると、炭硫化
物の再溶解が起こりその分布状態が変わるので本発明の
効果が得られない。再加熱温度の下限は、Ar3 変態点
以上で仕上圧延が可能であれば、特に規定されない。
【0036】Ar3 変態点未満で仕上圧延を行うと、r
値に好ましくない集合組織が発達し、2.5以上のr値
が得られない。
【0037】720℃を超えて巻取ると、粗大粒が発生
したり、スケールが厚くなり表面欠陥の原因となる。こ
うして得られた熱延鋼板は冷延後、850℃以下で焼鈍
される。
【0038】上述したように、本発明の特徴は、異常粒
成長が起こらない低温焼鈍でも十分に高いr値やElが
得られることにあるので、再結晶が可能な温度以上で焼
鈍すればよい。しかし、850℃を超えような高温焼鈍
すると、異常粒成長が起こる。
【0039】
【発明の実施の形態】本発明の鋼を得るための溶銑が、
高炉、電炉、還元炉などいずれの溶解炉で製造されて
も、本発明の効果が損なわれることはない。また、冷間
圧延の条件は特に規定されないが、60〜90%の冷延
率で行うことが望ましい。
【0040】なお、本発明は、焼鈍後、各種電気めっき
処理やそれに加えて有機皮膜処理されたり、冷間圧延後
連続溶融亜鉛めっきラインにて焼鈍、めっき処理される
プレス成形用冷延鋼板にも適用できる。
【0041】
【実施例】表1に示すような化学成分を有する鋼No.
1〜18を溶製した。鋼No.1〜7が本発明鋼であ
り、鋼No.8〜18が比較鋼である。これらの鋼を、
表2に示すように、スラブの平均冷却速度X、熱延加熱
温度、熱延巻取り温度、焼鈍温度の製造条件を変えて、
板厚1mmの冷延鋼板を製造した。このとき熱延の仕上
温度は900℃、熱延鋼板の板厚は5mm、冷延率は8
0%である。
【0042】そして、JIS5号試験片を用いて通常の
方法で、r値や圧延方向のElを測定した。また、JI
SG0552により粒度測定(粒度No.)も行った。
さらに、表面欠陥発生率をコイル全長に対する発生欠陥
の長さの割合で評価した。ここで、プレス成形用冷延鋼
板としては、r値、Elが上記の評価基準を満足するこ
とは言うまでもないが、粒度No.は、7未満になると
成形時にオレンジピールが発生するので、7以上である
必要があり、また、表面欠陥発生率は0%でなければな
らない。
【0043】結果を表3に示す。本発明範囲内の条件で
製造された試料では、2.5以上の高いr値、55%以
上の高いElが得られ、表面欠陥も発生せず、また、粒
度No.も7以上でオレンジピールの発生も起きないこ
とがわかる。
【0044】熱延加熱温度が高過ぎ(試料No.1/
G、2/G)、式(2)を満足しない(試料No.1/
K、2/K、3/K)、式(1)を満足しない(試料N
o.8/A)、C量(試料No.10/A)、N量(試
料No.11/A、この試料にはNbも添加されてい
る)、S量(試料No.13/A)、B量(試料No.
17/A)の成分が本発明範囲外のような場合には、
2.5以上の高いr値が得られない。
【0045】式(1)を満足しない(試料No.9/
A)、C量(試料No.10/A)、N量(試料No.
11/A、この試料にはNbも添加されている)、S量
(試料No.13/A)、Si量(試料No.14/
A)、Mn量(試料No.15/A)、P量(試料N
o.16/A)、B量(試料No.18/A)の成分が
本発明範囲外のような場合には、55%以上の高いEl
が得られない。
【0046】熱延巻取り温度が高過ぎ(試料No.1/
I、2/I)、スラブの平均冷却速度Xが遅過ぎ(試料
No.1/J、2/J)、式(1)を満足しない(試料
No.9/A)、S量(試料No.12/A、13/
A)、Si量(試料No.14/A)の成分が本発明範
囲外のような場合には、表面欠陥が発生する。
【0047】焼鈍温度が高過ぎ(試料No.1/H、2
/H、3/H)、スラブの平均冷却速度Xが遅過ぎ(試
料No.1/J)、S量(試料No.12/A)、B量
(試料No.17/A)の成分が本発明範囲外のような
場合には、粒度No.が7未満で成形時にオレンジピー
ルが発生した。
【0048】
【表1】
【0049】
【表2】
【0050】
【表3】
【0051】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、炭窒化物形成元素の添加量が少ない極低炭素
鋼を用い、異常粒成長が起こり難く、しかも優れた成形
性を有するプレス成形用冷延鋼板の製造方法を提供でき
る。
【0052】また、本発明の方法により焼鈍温度の低下
もはかれるので、エネルギーコストの削減も可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】(M/〔M〕−S/32−N/14)*12/
Cの値とr値、Elの関係を示す図である。
【図2】K/Xとr値の関係を示す図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記の工程からなることを特徴とするプ
    レス成形用冷延鋼板の製造方法。 (イ)wt%で、C:0.0015%以下、Si:0.
    02%以下、Mn:0.2%以下、P:0.02%以
    下、S:0.002〜0.015%、sol.Al:
    0.01〜0.05%、N:0.002%以下、B:
    0.0002〜0.0015%、かつ式(1)を満足す
    るようにTiまたはZrのいずれか1種を含み、残部が
    Feおよび不可避的不純物からなる鋼スラブを鋳造する
    工程。 (ロ)前記鋼スラブを、その中心部の平均冷却速度Xが
    0.004℃/sec以上でかつ式(2)を満足するよ
    うに600℃以下に冷却する工程。 (ハ)前記鋼スラブを1200℃以下に再加熱後、Ar
    3 変態点以上で仕上圧延し、720℃以下で巻取って熱
    延鋼板を製造する工程。 (ニ)前記熱延鋼板を冷延後、850℃以下で再結晶焼
    鈍する工程。 1≦(M/〔M〕−S/32−N/14)*12/C≦8 ・・・(1) K/X≦−200 ・・・(2) ここで、 K=4log(M/〔M〕−N/14)+2log(C
    /12)+2log(S/32)であり、 式(1)、(2)中のMはTiまたはZrの含有量、
    〔M〕はMの原子量を表し、M、S、N、Cの単位はw
    t%である。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008274338A (ja) * 2007-04-27 2008-11-13 Sumitomo Metal Ind Ltd 表面性状に優れた鋼板および溶融亜鉛めっき鋼板ならびに鋼板製造用鋳片の連続鋳造方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008274338A (ja) * 2007-04-27 2008-11-13 Sumitomo Metal Ind Ltd 表面性状に優れた鋼板および溶融亜鉛めっき鋼板ならびに鋼板製造用鋳片の連続鋳造方法

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Effective date: 20021217