JPH10183255A - r値の面内異方性の小さい熱延鋼板の製造方法 - Google Patents

r値の面内異方性の小さい熱延鋼板の製造方法

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JPH10183255A
JPH10183255A JP35470196A JP35470196A JPH10183255A JP H10183255 A JPH10183255 A JP H10183255A JP 35470196 A JP35470196 A JP 35470196A JP 35470196 A JP35470196 A JP 35470196A JP H10183255 A JPH10183255 A JP H10183255A
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less
steel sheet
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Takehide Senuma
武秀 瀬沼
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱延時に集合組織を制御してr値の面内異方
性の小さい熱延鋼板を製造する方法を提供する。 【解決手段】 重量比で、C:0.001〜0.2%、
Si:0.3%以下、Mn:0.05〜1.5%、P:
0.005〜0.1%、Al:0.005〜0.3%、
N:0.001〜0.01%、必要に応じTi、Nbの
一方あるいは両方の合計が0.01〜0.2%、さらに
Bを0.0002〜0.005%を含有する鋼のスラブ
を熱延する際に、必要に応じて粗圧延後に先行の熱延板
に接合して、Ar3変態点+100℃以下乃至Ar3変態
点以上の範囲内の温度で1パスあるいは2パス以上の圧
延のトータル圧下率が少なくとも60%以上の圧延を、
潤滑を施して摩擦係数が0.2以下の条件で行い、Ar
3変態点以上で仕上圧延を終了することを特徴とするr
値の面内異方性の小さい熱延鋼板の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、r値の面内異方性
の小さい熱延鋼板の製造方法に関するものである。な
お、本発明の熱延鋼板は、表面処理原板も含むものであ
る。
【0002】
【従来の技術】加工用熱延鋼板の従来の製造方法は、低
炭素鋼のスラブを数回の粗圧延を行った後、5〜7スタ
ンドの連続熱間仕上圧延機にてAr3変態点以上の仕上
温度で行い、板厚2〜4mmの熱延板を製造していた。
熱間圧延を行う際には、油潤滑が行われることはある
が、この油潤滑は基本的にはロールの磨耗を低減する目
的で行われるもので、その際、選択される潤滑油の条件
は、ロールの磨耗は抑制するが、ロールと圧延片間の摩
擦係数はあまり下げないものである。その理由は、圧延
片がロールバイトに噛む込まれる際に、摩擦係数が小さ
いとロールと圧延片がスリップを起こし、噛み込み不良
により圧延ができなくなる可能性があるためである。そ
れゆえ、従来から、摩擦係数を積極的に下げた熱間圧延
は行われていなかった。ただし、実験的に、最初の噛み
込み時には潤滑を施さず、噛み込み後から潤滑を行い圧
延荷重の低減を確認した結果が、学会誌『塑性と加工』
vol.17(1976)、p202〜208で報告さ
れている。この報告では、潤滑を施すことにより仕上圧
延の前段では顕著な圧延荷重の低下が確認されたが、後
段では潤滑による荷重の低下は少ないと報告されてい
る。しかし、その際の摩擦係数の大きさや材質の変化に
ついては全く報告されていない。
【0003】一方、新技術として、Ar3変態点以下の
温度での熱間圧延において、摩擦係数を積極的に下げた
圧延を行うことにより深絞り性を向上させることができ
る技術が、特開昭59−107023号公報に開示され
ている。この技術の思想は、鋼をAr3変態点以下にす
ることにより結晶構造を冷延時と同様の体心立方格子構
造にして、圧延による変形で冷延時と類似の集合組織を
形成して、冷延鋼板並みの深絞り性を得ようとするもの
である。
【0004】しかし、この考え方は結晶構造が異なるA
3変態点以上の温度の圧延では適用することができ
ず、Ar3変態点以上の温度の圧延では潤滑の効果につ
いて全く言及されていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、通常の熱延
鋼板のr値の面内の平均値は0.8から1.0程度で、
冷延鋼板に比べると劣る。その上、面内異方性があり、
圧延方向および幅方向のr値が圧延方向に45度傾いた
方向のものよりかなり低い。面内で均一な深絞り加工に
おいて破断をきたすのはr値の最も低い方向であるの
で、r値の面内異方性を小さくすることは重要な技術課
題である。
【0006】そこで、本発明は、熱延鋼板のr値の面内
異方性を低減する製造方法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は、r値の面内
異方性に及ぼす熱延条件の影響を系統的に検討し、仕上
圧延において、圧下率、圧延温度、ロールと鋼板の摩擦
係数を最適化することにより、熱延鋼板のr値の面内異
方性を顕著に低減できることを明らかにすることができ
た。本発明は、その知見に基づくもので、その要旨とす
るところは、重量比で、C:0.001%以上、0.2
%以下、Si:0.3%以下、Mn:0.05%以上、
1.5%以下、P:0.005%以上、0.1%以下、
Al:0.005%以上、0.3%以下、N:0.00
1%以上、0.01%以下、必要に応じTi、Nbの一
方あるいは両方の合計が0.01%以上、0.2%以
下、さらに、必要に応じBを0.0002%以上、0.
005%以下を含有し、残部鉄および不可避的不純物か
らなる鋼のスラブを熱延する際に、必要に応じ、粗圧延
後、先行の熱延板に接合して、Ar3変態点+100℃
以下乃至Ar3変態点以上の範囲内の温度で1パスある
いは2パス以上の圧延のトータル圧下率が少なくとも6
0%以上の圧延を潤滑を施して摩擦係数が0.2以下の
条件で行い、Ar3変態点以上で仕上圧延を終了するこ
とを特徴とするr値の面内異方性の小さい熱延鋼板およ
び表面処理原板の製造方法である。
【0008】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
【0009】まず、成分の限定条件について説明する。
【0010】C:下限を0.001%としたのは、さら
なるCの低減は製鋼コストの著しい上昇をもたらすため
である。また、上限を0.2%としたのは、この上限を
越えるCの添加で溶接性の劣化が懸念されるためであ
る。
【0011】Si:上限を0.3%以下と限定したの
は、この上限を越えるSiの添加で赤スケールの形成が
顕著になり熱延板の表面品位が劣化すると共に、溶融め
っき性も劣化するためである。
【0012】Mn:下限を0.05%としたのは、さら
なるMnの低減は製鋼コストの著しい上昇をもたらすた
めである。また、合金コストが高くなるので上限を1.
5%とした。
【0013】P:下限を0.005%としたのは、さら
なるPの低減は2次精練のコストの著しい上昇をもたら
すためである。また、上限を0.1%としたのは、これ
を越えるP添加で加工性の著しい劣化が起こるためであ
る。
【0014】Al:下限を0.005%としたのは、製
鋼において十分な脱酸を行うためで、上限を0.3%と
したのは、これを越えるAl添加は溶融めっき性の劣化
の原因になるためである。
【0015】N:下限を0.001%としたのは、さら
なるNの低減は製鋼コストの著しい上昇をもたらすため
である。また、上限を0.01%としたのは、これを越
えNの添加で製鋼時にバブリングが起こり易くなり、そ
のために鋳片の欠陥が増え、最終的に製品の表面品位が
劣化するためである。
【0016】B:Bは2次加工性や疲労強度の向上に寄
与する。そのため、これらの特性を向上させる必要のあ
るときは、Bの添加の効果が現われるのに最低限必要な
0.0002%以上添加する必要がある。しかし、添加
量に対する効果代は添加量が多くなるほど少なくなり、
過剰の添加は加工性を劣化させるので上限を0.005
%とした。
【0017】Ti、Nb:Tiおよび/またはNbの添
加により、C、Nと析出物を作り、加工性を向上させた
り、析出強化により強度を上昇させたりすることができ
る。その効果が明確に現われるTi、Nbの一方あるい
は両方の合計の添加量の下限は0.01%である。ま
た、上限は合金コストの増加を抑えるため設けた。
【0018】次にプロセス条件の限定について述べる。
【0019】熱延条件において、Ar3変態点+100
℃以下、Ar3変態点以上の温度で1パスあるいは2パ
ス以上の圧延のトータル圧下率が60%以上の圧延を潤
滑を施して摩擦係数が0.2以下の条件で行うとしたの
は、本発明の最も重要な技術ポイントで、この条件を満
足することにより従来にない熱延板の集合組織制御が可
能になった。
【0020】従来技術において、Ar3変態点以下の温
度域の熱延で潤滑圧延を行う技術は、表層部に働くせん
断ひずみ成分を極力低減して中心層と類似の{111}
方位の強度が高い集合組織を形成させるためであった
が、γ域熱延ではこのような観点での集合組織制御は行
われていなかった。その原因は、γ域で形成された集合
組織は変態によりランダム化され、有効な集合組織制御
が困難であると考えられていたためである。
【0021】本発明者は、γ域熱延での集合組織制御の
研究を精力的に行い、この既成概念を打ち破ることに成
功した。すなわち、γ域熱延においても表層近傍ではせ
ん断ひずみの影響で中心層とは異質の集合組織が形成さ
れ、変態後もその相違は残存することを明らかにした。
そして、3mm厚のγ域で圧延された現場の熱延板の表
層部15%の板厚の試験片と中心層で同様の板厚の試験
片を切り出し、r値を測定した結果、表層部では非常に
大きいr値の面内異方性が見られたのに対して、中心部
でのr値の面内異方性は小さいことを確認した。そこ
で、表層部の集合組織形成を中心部のそれに近づけるた
めに潤滑圧延を行ったところ、r値の面内異方性の低減
が可能なことが明らかになった。
【0022】しかしながら、r値の面内異方性を低減す
るには、表層部に適正の集合組織が形成されることが前
提であり、以下の条件が整わなければならないことが明
らかになった。すなわち、その1つはロールと圧延板の
間の摩擦係数が0.2以下になることである。これは、
表面のせん断ひずみを低減することを意味し、潤滑圧延
により達成できる。次に、潤滑圧延での全圧下率が小さ
いと集合組織の形成が不十分でr値の面内異方性は小さ
くならない。60%以上の圧下を1パスあるいは多パス
により加えることにより、r値の面内異方性の低減が明
確に現われる。また、その圧延の温度が高すぎると再結
晶、粒成長が顕著に起きて集合組織の尖鋭化が阻まれ、
r値の面内異方性を小さくする集合組織が得られ難いの
でAr3+100℃を上限とした。また、本発明での集
合組織形成はメカニズムが同じγ域での圧延を利用する
ことを前提にしているので熱延温度の下限はAr3とし
た。Ar3変態点未満の温度での圧延は、潤滑の有無に
かかわらずr値の面内異方性を大きくするので、仕上圧
延のAr3変態点以上で終了する必要がある。
【0023】潤滑圧延をする際に、ロールバイトへの噛
み込みの際、潤滑状態で圧延すると噛み込み不良やスリ
ップなどが起る可能性が高い。そのため、1スラブ毎に
圧延する場合、ホットストリップの先端が巻き取られる
まで、潤滑を施さないのが一般的な操業である。しか
し、この場合、無潤滑部と潤滑部で長手方向で特性が異
なり、品質管理上支障を来たすことがある。そのため、
粗圧延後、先行の粗圧延材に該粗圧延材を接合し、連続
的に熱延を行うことが好ましい。この対策により品質の
安定性が確保できる。
【0024】また、本熱延鋼板に溶融めっきあるいは電
気めっきなどの表面処理を施すことは本発明の趣旨を損
するものではない。
【0025】
【実施例】本発明の実施例を、比較例と共に説明する。
【0026】実施例には表1に示した成分組成を有する
鋼を用いた。Ar3変態点は、1000℃に加熱した試
料を1℃/secで冷却したときの試料の収縮挙動の変
化より求めた。プロセス条件と成品板のr値を表2に示
す。表中の摩擦係数で( )の中に数値が書かれている
ものは、Ar3変態点+100℃とAr3変態点の間の温
度域で圧延されたパスの摩擦係数の平均値を示す。ま
た、( )なしで記されている値は、Ar3変態点+1
00℃とAr3変態点の間の温度域で摩擦係数が0.2
以下で圧延されたパスの摩擦係数の平均値を示す。r値
は、圧延方向の切り出し試料、圧延方向に垂直な方向の
切り出し試料、圧延方向に垂直な方向の切り出し試料よ
り求め、それぞれr0、r90、r45で示す。また、
rmax−rminの値はr0、r90、r45の最大
値と最小値の差より求めた。r値はr=(r0+r90
+2r45)/4より算出した。
【0027】本発明の範囲を満足した実験番号2、3、
4、8、10、12、13、14、15、17、19、
20の材料は、小さいr値の面内異方性を示す。一方、
Ar3変態点+100℃とAr3変態点の間の温度域で圧
延されたパスの摩擦係数が0.2超であった実験番号
1、7、9、11、16の材料は、r値の面内異方性が
大きい。Ar3変態点+100℃以下、Ar3変態点以上
の温度での摩擦係数が0.2以下の圧延の全圧下率が4
5%と50%と低かった実験番号5、18の材料も、r
値の面内異方性の顕著な低減は見られなかった。仕上温
度がAr3変態点未満になった実験番号6の材料は、r
値の面内異方性が大きいだけでなく、r値も小さくなっ
た。
【0028】本実施例で実験番号7、8、16、17、
18、19のものは、熱延する際に、粗圧延後、先行の
粗圧延材に該粗圧延材を接合して、連続的に熱延したも
のである。
【0029】
【表1】
【0030】
【表2】
【0031】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明により、熱
間圧延時の圧延荷重ならびにトルクを潤滑圧延により低
減できるだけでなく、材質面においても、熱延鋼板のr
値の面内異方性を小さくすることができ、工業的に価値
の高い発明である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量比で、C:0.001%以上、0.
    2%以下、Si:0.3%以下、Mn:0.05%以
    上、1.5%以下、P:0.005%以上、0.1%以
    下、Al:0.005%以上、0.3%以下、N:0.
    001%以上、0.01%以下を含有し、残部鉄及び不
    可避的不純物からなる鋼のスラブを熱延する際に、Ar
    3変態点+100℃以下、Ar3変態点以上の温度で1パ
    スあるいは2パス以上の圧延のトータル圧下率が少なく
    とも60%以上の圧延を潤滑を施して摩擦係数が0.2
    以下の条件で行い、Ar3変態点以上で仕上圧延を終了
    することを特徴とするr値の面内異方性の小さい熱延鋼
    板の製造方法。
  2. 【請求項2】 さらに、重量比で、Ti、Nbの一方あ
    るいは両方の合計が0.01%以上、0.2%以下を含
    有することを特徴とする請求項1記載のr値の面内異方
    性の小さい熱延鋼板の製造方法。
  3. 【請求項3】 さらに、重量比で、Bを0.0002%
    以上、0.005%以下を含有することを特徴とする請
    求項1または請求項2記載のr値の面内異方性の小さい
    熱延鋼板の製造方法。
  4. 【請求項4】 スラブを熱延する際に、粗圧延後、先行
    の粗圧延片に接合して仕上圧延を行うことを特徴とする
    請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のr値の
    面内異方性の小さい熱延鋼板の製造方法。
JP35470196A 1996-12-20 1996-12-20 r値の面内異方性の小さい熱延鋼板の製造方法 Withdrawn JPH10183255A (ja)

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