JPH1060544A - 高密度エネルギーの照射による薄鋼板の焼入れ強化方法 - Google Patents
高密度エネルギーの照射による薄鋼板の焼入れ強化方法Info
- Publication number
- JPH1060544A JPH1060544A JP21393496A JP21393496A JPH1060544A JP H1060544 A JPH1060544 A JP H1060544A JP 21393496 A JP21393496 A JP 21393496A JP 21393496 A JP21393496 A JP 21393496A JP H1060544 A JPH1060544 A JP H1060544A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel sheet
- thin steel
- less
- excluding
- density energy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 加工時には優れた加工性を示しながら、レー
ザ照射等の様な高密度エネルギーの照射を行なうことに
よって、鋼板の十分な焼入れ強化を達成することがで
き、そのことにより加工性と強度の双方の特性が要求さ
れる用途に使用することができる薄鋼板を製造すること
のできる焼入れ強化方法を提供する。 【解決手段】 所定の化学成分を有する薄鋼板を高密度
エネルギーを照射することによって焼入れ強化するに際
し、所定の化学成分を有する極薄鋼板を、前記薄鋼板に
積層した状態として高密度エネルギーを照射し、前記薄
鋼板と極薄鋼板を貫通する溶融域を形成して、これを急
速凝固させ、且つ前記薄鋼板における急速凝固金属部が
０．６０≦６［Ｃ］＋［Ｍｎ］≦３．９０％を満足する
様にする。
ザ照射等の様な高密度エネルギーの照射を行なうことに
よって、鋼板の十分な焼入れ強化を達成することがで
き、そのことにより加工性と強度の双方の特性が要求さ
れる用途に使用することができる薄鋼板を製造すること
のできる焼入れ強化方法を提供する。 【解決手段】 所定の化学成分を有する薄鋼板を高密度
エネルギーを照射することによって焼入れ強化するに際
し、所定の化学成分を有する極薄鋼板を、前記薄鋼板に
積層した状態として高密度エネルギーを照射し、前記薄
鋼板と極薄鋼板を貫通する溶融域を形成して、これを急
速凝固させ、且つ前記薄鋼板における急速凝固金属部が
０．６０≦６［Ｃ］＋［Ｍｎ］≦３．９０％を満足する
様にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、加工時に優れた加
工性が要求される薄鋼板を、高密度エネルギー源からの
レーザービーム等の高密度エネルギーの照射によって焼
入れ強化する方法に関するものであり、この薄鋼板は自
動車用のメンバー類等の輸送機械部材の素材として有用
である。
工性が要求される薄鋼板を、高密度エネルギー源からの
レーザービーム等の高密度エネルギーの照射によって焼
入れ強化する方法に関するものであり、この薄鋼板は自
動車用のメンバー類等の輸送機械部材の素材として有用
である。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車の軽量化に伴う燃費節減に
ついて、様々な角度から検討されている。こうした状況
の下で、自動車のボディや足まわり等の鋼板部品では、
高強度でより薄肉であるという特性を合わせ有する材料
への転換が図られている。そして圧壊強度の様な部材の
大変形に対する抵抗を高める具体的手段として、レーザ
ビーム等の高密度エネルギーの照射による鋼板の焼入れ
強化の技術が特に注目されている。
ついて、様々な角度から検討されている。こうした状況
の下で、自動車のボディや足まわり等の鋼板部品では、
高強度でより薄肉であるという特性を合わせ有する材料
への転換が図られている。そして圧壊強度の様な部材の
大変形に対する抵抗を高める具体的手段として、レーザ
ビーム等の高密度エネルギーの照射による鋼板の焼入れ
強化の技術が特に注目されている。
【０００３】上記技術は、高密度エネルギー源から例え
ばレーザビーム照射を行ない、鋼板の局所に貫通する溶
融域を形成して、これを急速凝固させることによって、
当該部分の強度を上昇させ、これによって構造部材の変
形抵抗を高めるものである。この技術によれば、ビーム
径を比較的小さく絞り込むことができ、部材の寸法精度
の劣化を防止できるという利点がある。またこの技術
は、鋼板の焼入れ強化法の一種であるので、広義には鋼
の焼入れ性を高める化学成分を多く含む鋼を採用するこ
とによって、高い硬化量が期待され、ＣやＭｎ等の化学
成分の含有量を比較的多くした鋼板部材での実用化が検
討されているのが実情である。
ばレーザビーム照射を行ない、鋼板の局所に貫通する溶
融域を形成して、これを急速凝固させることによって、
当該部分の強度を上昇させ、これによって構造部材の変
形抵抗を高めるものである。この技術によれば、ビーム
径を比較的小さく絞り込むことができ、部材の寸法精度
の劣化を防止できるという利点がある。またこの技術
は、鋼板の焼入れ強化法の一種であるので、広義には鋼
の焼入れ性を高める化学成分を多く含む鋼を採用するこ
とによって、高い硬化量が期待され、ＣやＭｎ等の化学
成分の含有量を比較的多くした鋼板部材での実用化が検
討されているのが実情である。
【０００４】一方、自動車部材の軽量化への対策とし
て、前述した高強度・薄肉化に加えて部材の小型化も図
られており、この様な部材の加工では、より複雑な形状
へのプレス成形に耐え得るだけの鋼板が必要になってく
る。こうしたことから、現在ではＣ量を極めて少なくし
た超深絞り用軟鋼板がサイドメンバ−類等の部材に適用
されているのが実情である。
て、前述した高強度・薄肉化に加えて部材の小型化も図
られており、この様な部材の加工では、より複雑な形状
へのプレス成形に耐え得るだけの鋼板が必要になってく
る。こうしたことから、現在ではＣ量を極めて少なくし
た超深絞り用軟鋼板がサイドメンバ−類等の部材に適用
されているのが実情である。
【０００５】ところでサイドメンバ−類等の部材には、
走行中の衝突に対するエネルギーの吸収という観点か
ら、圧壊強度にも優れていることが重要である。即ち、
上記サイドメンバ−類等の部材には、優れた加工性と強
度という２つの相反する特性が要求されることになる。
こうした要求に対応するために、圧壊時の座屈開始部へ
の捕強材の取り付け、部材全体の不本意な厚肉化、プレ
ス成形性劣化を容認した上での材料強度の上昇等の対策
が採られている。しかしながら、これらの手段はいずれ
も、工程の煩雑化、材料コストの増大等を招き、理想的
な対策とは到底言えない。
走行中の衝突に対するエネルギーの吸収という観点か
ら、圧壊強度にも優れていることが重要である。即ち、
上記サイドメンバ−類等の部材には、優れた加工性と強
度という２つの相反する特性が要求されることになる。
こうした要求に対応するために、圧壊時の座屈開始部へ
の捕強材の取り付け、部材全体の不本意な厚肉化、プレ
ス成形性劣化を容認した上での材料強度の上昇等の対策
が採られている。しかしながら、これらの手段はいずれ
も、工程の煩雑化、材料コストの増大等を招き、理想的
な対策とは到底言えない。
【０００６】この様な部材に、前記の様な高密度エネル
ギー照射による高強度化の技術が適用できれば、部材の
設計上好都合である。即ち、加工時には優れた加工性を
有し、且つ強度が要求される部分には高密度エネルギー
照射による高強度化を達成することによって上記の両特
性を満足させることが期待できる。こうした観点から、
例えば特開昭６１−９９６２９号の様な技術も提案され
ている。また高密度エネルギー照射による高強度化技術
について、レーザ照射時のフィラーの併用やシルドガス
の活用等も検討されている。しかしながら、これまでに
検討されたきた技術では、材料強化の点で必ずしも十分
な結果が得られているとは言いがたかった。
ギー照射による高強度化の技術が適用できれば、部材の
設計上好都合である。即ち、加工時には優れた加工性を
有し、且つ強度が要求される部分には高密度エネルギー
照射による高強度化を達成することによって上記の両特
性を満足させることが期待できる。こうした観点から、
例えば特開昭６１−９９６２９号の様な技術も提案され
ている。また高密度エネルギー照射による高強度化技術
について、レーザ照射時のフィラーの併用やシルドガス
の活用等も検討されている。しかしながら、これまでに
検討されたきた技術では、材料強化の点で必ずしも十分
な結果が得られているとは言いがたかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこうした技術
的課題を解決する為になされたものであって、その目的
は、加工時には優れた加工性を示しながら、レーザ照射
等の様な高密度エネルギーの照射を行なうことによっ
て、鋼板の十分な焼入れ強化を達成することができ、そ
のことにより加工性と強度の双方の特性が要求される用
途に使用することができる薄鋼板を製造することのでき
る焼入れ強化方法を提供することにある。
的課題を解決する為になされたものであって、その目的
は、加工時には優れた加工性を示しながら、レーザ照射
等の様な高密度エネルギーの照射を行なうことによっ
て、鋼板の十分な焼入れ強化を達成することができ、そ
のことにより加工性と強度の双方の特性が要求される用
途に使用することができる薄鋼板を製造することのでき
る焼入れ強化方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成し得た本
発明の方法とは、Ｃ：０．０００５〜０．１％，Ｓｉ：
１％以下（０％を含まない），Ｍｎ：２．５％以下（０
％を含まない），Ｐ：０．１５％以下（０％を含まな
い）およびＡｌ：０．０１〜０．１％を夫々を含み、且
つ下記（１）式を満足する薄鋼板に、高密度エネルギー
を照射することによって焼入れ強化するに際し、 Ｃ：０．２〜０．９％およびＭｎを０．２〜２．５％を
夫々含み、且つ下記（２）式を満足する極薄鋼板を、前
記薄鋼板に積層した状態として高密度エネルギーを極薄
鋼板側から照射し、前記薄鋼板と極薄鋼板を貫通する溶
融域を形成して、これを急速凝固させ、且つ前記薄鋼板
における急速凝固金属部が下記の（３）式を満足する様
にする点に要旨を有する高密度エネルギーの照射による
薄鋼板の焼入れ強化方法である。 ６０［Ｃ］＋１０［Ｓｉ］＋３［Ｍｎ］＋５０［Ｐ］≦１２．０％…（１） ［Ｃ］＋［Ｍｎ］≦２．１％ …（２） ０．６０≦６［Ｃ］＋［Ｍｎ］≦３．９０％ …（３） 但し、［ ］は、各元素の含有量（質量％）を示す。
発明の方法とは、Ｃ：０．０００５〜０．１％，Ｓｉ：
１％以下（０％を含まない），Ｍｎ：２．５％以下（０
％を含まない），Ｐ：０．１５％以下（０％を含まな
い）およびＡｌ：０．０１〜０．１％を夫々を含み、且
つ下記（１）式を満足する薄鋼板に、高密度エネルギー
を照射することによって焼入れ強化するに際し、 Ｃ：０．２〜０．９％およびＭｎを０．２〜２．５％を
夫々含み、且つ下記（２）式を満足する極薄鋼板を、前
記薄鋼板に積層した状態として高密度エネルギーを極薄
鋼板側から照射し、前記薄鋼板と極薄鋼板を貫通する溶
融域を形成して、これを急速凝固させ、且つ前記薄鋼板
における急速凝固金属部が下記の（３）式を満足する様
にする点に要旨を有する高密度エネルギーの照射による
薄鋼板の焼入れ強化方法である。 ６０［Ｃ］＋１０［Ｓｉ］＋３［Ｍｎ］＋５０［Ｐ］≦１２．０％…（１） ［Ｃ］＋［Ｍｎ］≦２．１％ …（２） ０．６０≦６［Ｃ］＋［Ｍｎ］≦３．９０％ …（３） 但し、［ ］は、各元素の含有量（質量％）を示す。
【０００９】本発明方法の構成は上記の通りであるが、
必要により（１）前記薄鋼板が合金元素として、更にＮ
ｂ：０．０５％以下（０％を含まない），Ｔｉ：０．０
６％以下（０％を含まない）およびＢ：０．００３％以
下（０％を含まない）を夫々含む深絞り用鋼板であるこ
と、（ｂ）合金元素として、更にＣｒ：０．５％以下
（０％を含まない），Ｎｉ：０．５％以下（０％を含ま
ない），Ｃｕ：０．５％以下（０％を含まない），Ｍ
ｏ：０．５％以下（０％を含まない）よりなる群から選
ばれる１種以上を含む薄鋼板を用いること、（ｃ）合金
元素として、更にＺｒ：０．０６％以下（０％を含まな
い）および／またはＶ：０．０８％以下（０％を含まな
い）を含む薄鋼板を用いること、および（ｄ）合金元素
として、更にＣａ：０．０３％以下（０％を含まない）
および／または希土類元素：０．０３％以下（０％を含
まない）を含む薄鋼板を用いること、等も有効である。
必要により（１）前記薄鋼板が合金元素として、更にＮ
ｂ：０．０５％以下（０％を含まない），Ｔｉ：０．０
６％以下（０％を含まない）およびＢ：０．００３％以
下（０％を含まない）を夫々含む深絞り用鋼板であるこ
と、（ｂ）合金元素として、更にＣｒ：０．５％以下
（０％を含まない），Ｎｉ：０．５％以下（０％を含ま
ない），Ｃｕ：０．５％以下（０％を含まない），Ｍ
ｏ：０．５％以下（０％を含まない）よりなる群から選
ばれる１種以上を含む薄鋼板を用いること、（ｃ）合金
元素として、更にＺｒ：０．０６％以下（０％を含まな
い）および／またはＶ：０．０８％以下（０％を含まな
い）を含む薄鋼板を用いること、および（ｄ）合金元素
として、更にＣａ：０．０３％以下（０％を含まない）
および／または希土類元素：０．０３％以下（０％を含
まない）を含む薄鋼板を用いること、等も有効である。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明者らは、Ｃ量が低い鋼板の
高密度エネルギー照射（以下、「レーザ照射」で代表す
ることがある）による強化では、鋼板外部からの何らか
の焼入れ性向上元素の供給が必要であるという観点か
ら、その具体的手段について検討した。そしてまず、被
照射鋼板上に炭素粉等を塗布した状態として、その硬化
性能について検討してみたが、溶融・凝固時にレーザ照
射部への浸炭の働きを十分に発揮させることはできなか
った。そこで、基本的に金属中にある程度の元素を固溶
させた媒体を併用することが重要であるという着想が得
られた。そしてこの着想の下で、更に鋭意研究を続けて
きた。
高密度エネルギー照射（以下、「レーザ照射」で代表す
ることがある）による強化では、鋼板外部からの何らか
の焼入れ性向上元素の供給が必要であるという観点か
ら、その具体的手段について検討した。そしてまず、被
照射鋼板上に炭素粉等を塗布した状態として、その硬化
性能について検討してみたが、溶融・凝固時にレーザ照
射部への浸炭の働きを十分に発揮させることはできなか
った。そこで、基本的に金属中にある程度の元素を固溶
させた媒体を併用することが重要であるという着想が得
られた。そしてこの着想の下で、更に鋭意研究を続けて
きた。
【００１１】その結果、所定の化学成分組成を有する極
薄鋼板を、基板となる薄鋼板に積層した状態としてレー
ザ照射を極薄鋼板側から行ない、前記薄鋼板（以下、
「基板」と呼ぶことがある）と極薄鋼板（以下、「積層
材」と呼ぶことがある）を貫通する溶融域を形成して、
これを急速凝固させ、且つ前記基板における急速凝固金
属部が特定の化学成分を満足する様にすれば、希望する
特性の鋼板が得られることを見い出し、本発明を完成す
るに至った。
薄鋼板を、基板となる薄鋼板に積層した状態としてレー
ザ照射を極薄鋼板側から行ない、前記薄鋼板（以下、
「基板」と呼ぶことがある）と極薄鋼板（以下、「積層
材」と呼ぶことがある）を貫通する溶融域を形成して、
これを急速凝固させ、且つ前記基板における急速凝固金
属部が特定の化学成分を満足する様にすれば、希望する
特性の鋼板が得られることを見い出し、本発明を完成す
るに至った。
【００１２】本発明の各構成要件について、順次説明し
ていく。ＣやＭｎ等の焼入れ性向上元素を比較的多量に
含んだ積層材を、基板に積層した状態とし、レーザ照射
した場合には、急速凝固金属部に割れを生じることがあ
り、これを防止する範囲で溶融・凝固による鋼板の強度
向上を最大限に発揮させることが重要である。本発明で
はこうした観点から、基板の化学成分組成、および後述
する急速凝固金属部の組成を規定している。
ていく。ＣやＭｎ等の焼入れ性向上元素を比較的多量に
含んだ積層材を、基板に積層した状態とし、レーザ照射
した場合には、急速凝固金属部に割れを生じることがあ
り、これを防止する範囲で溶融・凝固による鋼板の強度
向上を最大限に発揮させることが重要である。本発明で
はこうした観点から、基板の化学成分組成、および後述
する急速凝固金属部の組成を規定している。
【００１３】基板は、実質的にレーザ照射による焼入れ
性が低い高加工性鋼板である。そして強度レベルとして
は、引張り強度が５００Ｎ／ｍｍ2 以下で本発明の効果
が大きく期待できる。本発明では、この基板の化学成分
組成を、加工性および焼入れ効果の双方を考慮して、
Ｃ：０．０００５〜０．１％，Ｓｉ：１％以下（０％を
含まない），Ｍｎ：２．５％以下（０％を含まない），
Ｐ：０．１５％以下（０％を含まない），Ａｌ：０．０
１〜０．１％で、且つ６０［Ｃ］＋１０［Ｓｉ］＋３
［Ｍｎ］＋５０［Ｐ］≦１２％［前記（１）式］と規定
した。尚Ｃの下限値は、極低Ｃ鋼を製造する際に、工業
ベースで製造できるレベルとして上記の様に規定した。
性が低い高加工性鋼板である。そして強度レベルとして
は、引張り強度が５００Ｎ／ｍｍ2 以下で本発明の効果
が大きく期待できる。本発明では、この基板の化学成分
組成を、加工性および焼入れ効果の双方を考慮して、
Ｃ：０．０００５〜０．１％，Ｓｉ：１％以下（０％を
含まない），Ｍｎ：２．５％以下（０％を含まない），
Ｐ：０．１５％以下（０％を含まない），Ａｌ：０．０
１〜０．１％で、且つ６０［Ｃ］＋１０［Ｓｉ］＋３
［Ｍｎ］＋５０［Ｐ］≦１２％［前記（１）式］と規定
した。尚Ｃの下限値は、極低Ｃ鋼を製造する際に、工業
ベースで製造できるレベルとして上記の様に規定した。
【００１４】現実の超深絞り用鋼板はキルド鋼板であ
り、本発明では脱酸を十分に行なわせるＡｌ量として
０．０１％を下限値とし、また脱酸効果が十分に期待で
き、且つそれ以上の添加はコスト上昇を招くＡｌ量とし
てその上限を、０．１％とした。
り、本発明では脱酸を十分に行なわせるＡｌ量として
０．０１％を下限値とし、また脱酸効果が十分に期待で
き、且つそれ以上の添加はコスト上昇を招くＡｌ量とし
てその上限を、０．１％とした。
【００１５】本発明の基板の基本的な化学成分組成は、
上記の通りであり、残部がＦｅおよび不可避不純物から
なるものであるが、上記薄鋼板には必要によって、Ｎ
ｂ，Ｔｉ，Ｂ等を所定量添加して超深絞り用鋼板として
も良い。これらの元素を添加するときの各添加量は、化
成処理性やめっき性等を考慮して、夫々Ｎｂ：０．０５
％以下，Ｔｉ：０．０６％以下，Ｂ：０．００３％以下
にするのが好ましい。
上記の通りであり、残部がＦｅおよび不可避不純物から
なるものであるが、上記薄鋼板には必要によって、Ｎ
ｂ，Ｔｉ，Ｂ等を所定量添加して超深絞り用鋼板として
も良い。これらの元素を添加するときの各添加量は、化
成処理性やめっき性等を考慮して、夫々Ｎｂ：０．０５
％以下，Ｔｉ：０．０６％以下，Ｂ：０．００３％以下
にするのが好ましい。
【００１６】また上記基板には、必要によって、（１）
Ｃｒ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｏ等の固溶強化元素、（２）Ｖ，
Ｚｒ等のＣ，Ｎ固着型元素、（３）Ｃａや希類元素（Ｒ
ＥＭ）等の非金属介在物制御元素、等を添加することも
有効であり、これらの元素を下記の範囲で添加したとき
には、本発明の効果が何ら損なわれるものではない。即
ち、これらの元素を添加するときの各元素の含有量は、
Ｃｒ，Ｎｉ，ＣｕおよびＭｏについては０．５％以下、
Ｖについては０．０８％以下、Ｚｒについては０．０６
％以下、ＣａおよびＲＥＭについては０．０３％以下で
あることが好ましい。
Ｃｒ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｏ等の固溶強化元素、（２）Ｖ，
Ｚｒ等のＣ，Ｎ固着型元素、（３）Ｃａや希類元素（Ｒ
ＥＭ）等の非金属介在物制御元素、等を添加することも
有効であり、これらの元素を下記の範囲で添加したとき
には、本発明の効果が何ら損なわれるものではない。即
ち、これらの元素を添加するときの各元素の含有量は、
Ｃｒ，Ｎｉ，ＣｕおよびＭｏについては０．５％以下、
Ｖについては０．０８％以下、Ｚｒについては０．０６
％以下、ＣａおよびＲＥＭについては０．０３％以下で
あることが好ましい。
【００１７】一方、積層材中の合金元素は、レーザ照射
時に基板中に溶け込むが、溶融部近傍の熱影響部は急熱
・急冷されるので、割れを生じることがある。この割れ
は、基板の割れ感受性を高める他、製品外観を著しく損
なうことになる。以上の観点から、積層材の化学成分組
成を規定している。
時に基板中に溶け込むが、溶融部近傍の熱影響部は急熱
・急冷されるので、割れを生じることがある。この割れ
は、基板の割れ感受性を高める他、製品外観を著しく損
なうことになる。以上の観点から、積層材の化学成分組
成を規定している。
【００１８】上記積層材は、基板に合金元素を溶け込ま
せて急速溶融金属部を強化するためには、少なくとも
Ｃ：０．２％以上、Ｍｎ：０．２％以上であることが必
要である。しかしながら、過剰の添加は積層材自体の熱
影響部割れを生じることがあるので、Ｃ：０．９％以
下、Ｍｎ：２．５％以下とし、且つ［Ｃ］＋［Ｍｎ］≦
２．１％以下［前記（２）式］とする必要がある。また
基板に積層材を積層した状態でレーザ照射を実施するに
当たっては、積層材側からレーザ照射を実施するのが望
ましいが、基本的に積層材と基板との溶融部が形成され
れば積層材の反対側よりレーザ照射してもよい。尚この
積層材には、前記基板と同様に、上記した様な各種合金
成分を上記の範囲で添加しても良い。
せて急速溶融金属部を強化するためには、少なくとも
Ｃ：０．２％以上、Ｍｎ：０．２％以上であることが必
要である。しかしながら、過剰の添加は積層材自体の熱
影響部割れを生じることがあるので、Ｃ：０．９％以
下、Ｍｎ：２．５％以下とし、且つ［Ｃ］＋［Ｍｎ］≦
２．１％以下［前記（２）式］とする必要がある。また
基板に積層材を積層した状態でレーザ照射を実施するに
当たっては、積層材側からレーザ照射を実施するのが望
ましいが、基本的に積層材と基板との溶融部が形成され
れば積層材の反対側よりレーザ照射してもよい。尚この
積層材には、前記基板と同様に、上記した様な各種合金
成分を上記の範囲で添加しても良い。
【００１９】基板の急速凝固金属部は、溶融・急速凝固
することによって、材料強度の上昇に寄与するが、実質
的な効果を達成するためには、この金属部における６
［Ｃ］＋［Ｍｎ］の値を０．６０％以上とする必要があ
る。またＣやＭｎが過剰になると、急速凝固金属部に割
れが生じ易くなるので、６［Ｃ］＋［Ｍｎ］の値の上限
は、３．９０％とする必要がある。尚上記基板の化学成
分組成は、レーザ照射する前においても、前記（３）式
を満足していても良いが、この場合においても本発明で
規定する要件を満足する前記積層材を併用しなければ、
希望する強化量が得られない。
することによって、材料強度の上昇に寄与するが、実質
的な効果を達成するためには、この金属部における６
［Ｃ］＋［Ｍｎ］の値を０．６０％以上とする必要があ
る。またＣやＭｎが過剰になると、急速凝固金属部に割
れが生じ易くなるので、６［Ｃ］＋［Ｍｎ］の値の上限
は、３．９０％とする必要がある。尚上記基板の化学成
分組成は、レーザ照射する前においても、前記（３）式
を満足していても良いが、この場合においても本発明で
規定する要件を満足する前記積層材を併用しなければ、
希望する強化量が得られない。
【００２０】本発明において、鋼板強化のためにレーザ
照射を行なうに当たっては、基本的には、レーザビーム
を線状に照射するものであるが、これに限らずレーザビ
ームを面状に照射しても良いことは勿論である。また本
発明は、比較的低いＣ量を含有する鋼板にレーザ等の高
密度エネルギーを照射して焼入れ強化を達成するもので
あるが、積層材にＣｒやＮｉ等の耐食性向上元素を多量
に含有させることによって、部材全体の耐食性を改善す
ることもできる。こうした点からすると、本発明は鋼板
の表面改質処理としても有効であると考えられる。
照射を行なうに当たっては、基本的には、レーザビーム
を線状に照射するものであるが、これに限らずレーザビ
ームを面状に照射しても良いことは勿論である。また本
発明は、比較的低いＣ量を含有する鋼板にレーザ等の高
密度エネルギーを照射して焼入れ強化を達成するもので
あるが、積層材にＣｒやＮｉ等の耐食性向上元素を多量
に含有させることによって、部材全体の耐食性を改善す
ることもできる。こうした点からすると、本発明は鋼板
の表面改質処理としても有効であると考えられる。
【００２１】本発明で用いる極薄鋼板（積層材）および
薄鋼板（基板）の種類については、特に限定するもので
はなく、冷延鋼板や熱延鋼板のいずれでも採用できる。
またこれらの板厚についても、特に限定されるものでは
ないが、実際の用途を考慮すると、基板の厚さは３ｍｍ
以下、積層材の厚さは１ｍｍ以下が適当であると考えら
れる。特に、積層材の厚さが０．１〜０．３ｍｍ程度で
あれば、テープ状または板状に貼付けることができ、ハ
ンドリング面でも好都合であるので好ましい。
薄鋼板（基板）の種類については、特に限定するもので
はなく、冷延鋼板や熱延鋼板のいずれでも採用できる。
またこれらの板厚についても、特に限定されるものでは
ないが、実際の用途を考慮すると、基板の厚さは３ｍｍ
以下、積層材の厚さは１ｍｍ以下が適当であると考えら
れる。特に、積層材の厚さが０．１〜０．３ｍｍ程度で
あれば、テープ状または板状に貼付けることができ、ハ
ンドリング面でも好都合であるので好ましい。
【００２２】以下本発明を実施例によって更に詳細に説
明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもので
はなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することはい
ずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもので
はなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することはい
ずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【００２３】
【実施例】下記表１に示す化学成分組成、板厚および引
張り強度を有する基板を用いると共に、下記表２に示す
化学成分組成および板厚を有する積層材を用い、レーザ
照射実験に供した。このとき基板は、実機ラインまたは
実験室にて溶解した、板厚：１．２ｍｍの冷延鋼板を用
いた。また積層材として併用した極薄鋼板は、実験室に
て溶解した高炭素鋼板であり、基板に対して主にＣ量，
Ｍｎ量および板厚を変化させている。
張り強度を有する基板を用いると共に、下記表２に示す
化学成分組成および板厚を有する積層材を用い、レーザ
照射実験に供した。このとき基板は、実機ラインまたは
実験室にて溶解した、板厚：１．２ｍｍの冷延鋼板を用
いた。また積層材として併用した極薄鋼板は、実験室に
て溶解した高炭素鋼板であり、基板に対して主にＣ量，
Ｍｎ量および板厚を変化させている。
【００２４】一方、レーザ照射は、ＣＯ2 ガスレーザを
使用し、基板上に積層材を積層した積層体（試験体）に
上部（積層材側）からレーザ照射を行なった。このとき
レーザ照射ガンを水平に移行させることによって、直線
状の熱処理ラインを５ｍｍ間隔で計３本描いた。入熱条
件は、試験体に垂直に入射したビームが、板厚全域を溶
融させる様にした。常温まで冷却した試験体から、熱処
理ラインに沿ってＪＩＳ５号引張り試験片を作製し、引
張り試験に供した。またこの引張り試験片は、レーザ照
射の熱処理ラインが３本が、試験片の幅方向の中央部に
位置する様にした。
使用し、基板上に積層材を積層した積層体（試験体）に
上部（積層材側）からレーザ照射を行なった。このとき
レーザ照射ガンを水平に移行させることによって、直線
状の熱処理ラインを５ｍｍ間隔で計３本描いた。入熱条
件は、試験体に垂直に入射したビームが、板厚全域を溶
融させる様にした。常温まで冷却した試験体から、熱処
理ラインに沿ってＪＩＳ５号引張り試験片を作製し、引
張り試験に供した。またこの引張り試験片は、レーザ照
射の熱処理ラインが３本が、試験片の幅方向の中央部に
位置する様にした。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【表２】
【００２７】試験結果を、下記表３に示す。この表３に
おいて、レーザ照射による鋼板の強化量については、レ
ーザ照射前の薄鋼板（基板）の引張り強さからの増加量
によって評価した。尚本発明者らは、この強化量が５０
Ｎ／ｍｍ2 以上ある材料では、構造物としての軸力およ
び曲げ変形に対する性能が大きく向上したことを確認し
ている。
おいて、レーザ照射による鋼板の強化量については、レ
ーザ照射前の薄鋼板（基板）の引張り強さからの増加量
によって評価した。尚本発明者らは、この強化量が５０
Ｎ／ｍｍ2 以上ある材料では、構造物としての軸力およ
び曲げ変形に対する性能が大きく向上したことを確認し
ている。
【００２８】
【表３】
【００２９】この結果から明らかな様に、本発明で規定
する要件を満足する実施例のものは、十分な強化量が得
られると共に、微細な割れがない健全な照射部品質を示
していることがわかる。これに対し、本発明で規定する
要件のいずれかを欠く比較例では、十分な特性が得られ
ていない。
する要件を満足する実施例のものは、十分な強化量が得
られると共に、微細な割れがない健全な照射部品質を示
していることがわかる。これに対し、本発明で規定する
要件のいずれかを欠く比較例では、十分な特性が得られ
ていない。
【００３０】上記結果に基づき、急速凝固金属部の６
［Ｃ］＋［Ｍｎ］量と、前記強化量の関係を図１に示す
が、６［Ｃ］＋［Ｍｎ］量が増加するに従って、強化量
が増加しており、特に６［Ｃ］＋［Ｍｎ］量が０．６０
％以上では大きな強化量が得られていることがわかる。
［Ｃ］＋［Ｍｎ］量と、前記強化量の関係を図１に示す
が、６［Ｃ］＋［Ｍｎ］量が増加するに従って、強化量
が増加しており、特に６［Ｃ］＋［Ｍｎ］量が０．６０
％以上では大きな強化量が得られていることがわかる。
【００３１】
【発明の効果】以上述べた如く本発明方法によれば、加
工時には優れた加工性を示しながら、レーザ照射等の様
な高密度エネルギー源からの照射を行なうことによって
鋼板の十分な焼入れ強化を達成することができ、そのこ
とにより加工性と強度の双方の特性が要求される用途に
使用することができる薄鋼板をが実現できた。
工時には優れた加工性を示しながら、レーザ照射等の様
な高密度エネルギー源からの照射を行なうことによって
鋼板の十分な焼入れ強化を達成することができ、そのこ
とにより加工性と強度の双方の特性が要求される用途に
使用することができる薄鋼板をが実現できた。
【図１】溶融凝固部分の６［Ｃ］＋［Ｍｎ］量と強化量
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 38/06 Ｃ２２Ｃ 38/06 38/58 38/58 (72)発明者 北村 充 兵庫県加古川市金沢町１番地 株式会社神 戸製鋼所加古川製鉄所内 (72)発明者 佐藤 章仁 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 玉田 健二 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 Ｃ：０．０００５〜０．１％（質量％の
意味、以下同じ），Ｓｉ：１％以下（０％を含まな
い），Ｍｎ：２．５％以下（０％を含まない），Ｐ：
０．１５％以下（０％を含まない）およびＡｌ：０．０
１〜０．１％を夫々を含み、且つ下記（１）式を満足す
る薄鋼板に、高密度エネルギーを照射することによって
焼入れ強化するに際し、 Ｃ：０．２〜０．９％およびＭｎを０．２〜２．５％を
夫々含み、且つ下記（２）式を満足する極薄鋼板を、前
記薄鋼板に積層した状態として高密度エネルギーを照射
し、前記薄鋼板と極薄鋼板を貫通する溶融域を形成し
て、これを急速凝固させ、且つ前記薄鋼板における急速
凝固金属部が下記の（３）式を満足する様にすることを
特徴とする高密度エネルギーの照射による薄鋼板の焼入
れ強化方法。 ６０［Ｃ］＋１０［Ｓｉ］＋３［Ｍｎ］＋５０［Ｐ］≦１２．０％…（１） ［Ｃ］＋［Ｍｎ］≦２．１％ …（２） ０．６０≦６［Ｃ］＋［Ｍｎ］≦３．９０％ …（３） 但し、［ ］は、各元素の含有量（質量％）を示す - 【請求項２】 前記薄鋼板が合金元素として、更にＮ
ｂ：０．０５％以下（０％を含まない），Ｔｉ：０．０
６％以下（０％を含まない）およびＢ：０．００３％以
下（０％を含まない）を夫々含む深絞り用鋼板である請
求項１に記載の焼入れ強化方法。 - 【請求項３】 合金元素として、更にＣｒ：０．５％以
下（０％を含まない），Ｎｉ：０．５％以下（０％を含
まない），Ｃｕ：０．５％以下（０％を含まない）およ
びＭｏ：０．５％以下（０％を含まない）よりなる群か
ら選ばれる１種以上を含む薄鋼板を用いるものである請
求項１または２に焼入れ強化方法。 - 【請求項４】 合金元素として、更にＺｒ：０．０６％
以下（０％を含まない）および／またはＶ：０．０８％
以下（０％を含まない）を含む薄鋼板を用いるものであ
る請求項１〜３のいずれかに記載の焼入れ強化方法。 - 【請求項５】 合金元素として、更にＣａ：０．０３％
以下（０％を含まない）および／または希土類元素：
０．０３％以下（０％を含まない）を含む薄鋼板を用い
るものである請求項１〜４のいずれかに記載の焼入れ強
化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21393496A JPH1060544A (ja) | 1996-08-13 | 1996-08-13 | 高密度エネルギーの照射による薄鋼板の焼入れ強化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21393496A JPH1060544A (ja) | 1996-08-13 | 1996-08-13 | 高密度エネルギーの照射による薄鋼板の焼入れ強化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1060544A true JPH1060544A (ja) | 1998-03-03 |
Family
ID=16647474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21393496A Withdrawn JPH1060544A (ja) | 1996-08-13 | 1996-08-13 | 高密度エネルギーの照射による薄鋼板の焼入れ強化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1060544A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4848423B2 (ja) * | 2005-07-08 | 2011-12-28 | ポスコ | 耐２次加工脆性、疲労特性及びメッキ特性に優れている深絞り用薄鋼板及びその製造方法 |
| JP2019519674A (ja) * | 2016-04-26 | 2019-07-11 | 宝山鋼鉄股▲分▼有限公司 | 冷間曲げ加工性能が優れた防護用鋼板及びその製造方法 |
-
1996
- 1996-08-13 JP JP21393496A patent/JPH1060544A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4848423B2 (ja) * | 2005-07-08 | 2011-12-28 | ポスコ | 耐２次加工脆性、疲労特性及びメッキ特性に優れている深絞り用薄鋼板及びその製造方法 |
| JP2019519674A (ja) * | 2016-04-26 | 2019-07-11 | 宝山鋼鉄股▲分▼有限公司 | 冷間曲げ加工性能が優れた防護用鋼板及びその製造方法 |
| US10894388B2 (en) | 2016-04-26 | 2021-01-19 | Baoshan Iron & Steel Co., Ltd. | Protective steel plate with excellent cold-bend processing performance and method for manufacturing same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4684002B2 (ja) | 耐水素脆化特性に優れた超高強度薄鋼板 | |
| EP2682495A1 (en) | STEEL SHEET HOT-DIP-COATED WITH Zn-Al-Mg-BASED SYSTEM, AND PROCESS OF MANUFACTURING SAME | |
| JP2018527457A (ja) | プレス焼入れ用の鋼およびそのような鋼材から製造されたプレス焼入れ部品 | |
| KR20110018363A (ko) | 초고강성강 강 제품 및 이의 제조방법 | |
| JP2004332099A (ja) | 耐水素脆化、溶接性、穴拡げ性および延性に優れた高強度薄鋼板およびその製造方法 | |
| JP2007314874A (ja) | 高強度自動車部品およびその熱間プレス方法 | |
| JP6645635B1 (ja) | 鋼板、テーラードブランク、熱間プレス成形品、鋼管、中空状焼入れ成形品、及び鋼板の製造方法 | |
| JP6406475B1 (ja) | 焼入れ用Ａｌめっき溶接管、並びにＡｌめっき中空部材及びその製造方法 | |
| JP3881559B2 (ja) | 溶接後の成形性に優れ、溶接熱影響部の軟化しにくい引張強さが７８０ＭＰａ以上の高強度熱延鋼板、高強度冷延鋼板および高強度表面処理鋼板 | |
| JP4102281B2 (ja) | 耐水素脆化、溶接性および穴拡げ性に優れた高強度薄鋼板及びその製造方法 | |
| JP4553372B2 (ja) | 耐水素脆化特性に優れた超高強度薄鋼板 | |
| JPH07252592A (ja) | 成形性、低温靭性及び疲労特性に優れた熱延高強度鋼板 | |
| JP2024515833A (ja) | 引張強度≧１０００ＭＰａの熱間プレス部品およびその製造方法 | |
| JP2660644B2 (ja) | プレス成形性の良好な高強度鋼板 | |
| US11110686B2 (en) | Hot-working material, component and use | |
| JP4947565B2 (ja) | めっき密着性およびプレス成形性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。 | |
| JPH1060544A (ja) | 高密度エネルギーの照射による薄鋼板の焼入れ強化方法 | |
| JP2002206139A (ja) | めっき密着性およびプレス成形性に優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板と高強度溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法 | |
| JP2001192799A (ja) | 加工性に優れた高強度溶融メッキ鋼板とその製造方法 | |
| JP3260232B2 (ja) | 海岸高耐候性クラッド鋼板の製造方法 | |
| JP2002322542A (ja) | 剥離強度に優れた高張力熱延鋼板およびその加工方法 | |
| JP2000087175A (ja) | 溶接後の成形性に優れ溶接熱影響部の軟化しにくい高強度鋼板 | |
| JP4336020B2 (ja) | 溶接部および溶接熱影響部の材質劣化を防止した冷延鋼板 | |
| JP2002317245A (ja) | プレス加工性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法 | |
| JP2000297348A (ja) | 母材の疲労特性及び溶接後の成形性に優れ溶接熱影響部の軟化しにくい高強度冷延鋼板および高強度表面処理鋼板 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20031104 |