JPH11158578A - 疲労強度に優れた高強度鋼板 - Google Patents
疲労強度に優れた高強度鋼板Info
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- JPH11158578A JPH11158578A JP34399197A JP34399197A JPH11158578A JP H11158578 A JPH11158578 A JP H11158578A JP 34399197 A JP34399197 A JP 34399197A JP 34399197 A JP34399197 A JP 34399197A JP H11158578 A JPH11158578 A JP H11158578A
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 疲労強度の高く、プレス成形性の良好な高強
度鋼板を提供する。 【解決手段】 クリアランス１０％で直径１０mmの穴を
パンチにより打ち抜き加工したとき、パンチ進入側の鋼
板表面Ｓ１における穴２の周方向の残留応力σＲ（MPa
）と鋼板の引張強度ＴＳとがσＲ／ＴＳ≦0.05の関係
を満たす。かつ、パンチ進入側の鋼板表面Ｓ１に生じた
ダレの下端Ｄおよび穴内面Ｓ２から０．２mm離れた位置
Ｐにおける硬度Ｈveと打ち抜き加工の影響のない鋼板表
面における硬度ＨvoとがＨve−Ｈvo≧３５の関係を満た
す。さらに、フェライトおよびマルテンサイトを主体と
した低温変態生成物の２相組織からなり、かつ低温変態
生成物の硬度Ｈvsとフェライトの硬度Ｈvfとの比Ｈvs／
Ｈvfが３．５以上とすることが好ましい。
度鋼板を提供する。 【解決手段】 クリアランス１０％で直径１０mmの穴を
パンチにより打ち抜き加工したとき、パンチ進入側の鋼
板表面Ｓ１における穴２の周方向の残留応力σＲ（MPa
）と鋼板の引張強度ＴＳとがσＲ／ＴＳ≦0.05の関係
を満たす。かつ、パンチ進入側の鋼板表面Ｓ１に生じた
ダレの下端Ｄおよび穴内面Ｓ２から０．２mm離れた位置
Ｐにおける硬度Ｈveと打ち抜き加工の影響のない鋼板表
面における硬度ＨvoとがＨve−Ｈvo≧３５の関係を満た
す。さらに、フェライトおよびマルテンサイトを主体と
した低温変態生成物の２相組織からなり、かつ低温変態
生成物の硬度Ｈvsとフェライトの硬度Ｈvfとの比Ｈvs／
Ｈvfが３．５以上とすることが好ましい。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、疲労特性に優れた
高強度鋼板に関する。
高強度鋼板に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車の安全性向上および燃費向
上の観点から、自動車用鋼板の高強度薄肉化が広く進め
られている。このような鋼板に要求される特性のなかで
重要となるのが疲労強度である。薄鋼板の場合、プレス
により成形されるため、必要以上に強度を上げることは
成形性の面から望ましくない。そのため同一強度でもよ
り疲労特性の優れた鋼板が望まれる。かかる鋼板とし
て、フェライトとマルテンサイトの複合組織を有するい
わゆるDual−Phase 鋼板は疲労特性に優れていることが
知られている。
上の観点から、自動車用鋼板の高強度薄肉化が広く進め
られている。このような鋼板に要求される特性のなかで
重要となるのが疲労強度である。薄鋼板の場合、プレス
により成形されるため、必要以上に強度を上げることは
成形性の面から望ましくない。そのため同一強度でもよ
り疲労特性の優れた鋼板が望まれる。かかる鋼板とし
て、フェライトとマルテンサイトの複合組織を有するい
わゆるDual−Phase 鋼板は疲労特性に優れていることが
知られている。
【０００３】しかし、実際の自動車用部材の多くには、
例えば打ち抜き穴の様な応力集中部が多数存在し、この
部分の疲労寿命が部材全体の疲労強度を決定する場合が
少なくない。このような応力集中部の疲労強度は、素材
の疲労強度が高いからといって、必ずしも高いとは限ら
ない。
例えば打ち抜き穴の様な応力集中部が多数存在し、この
部分の疲労寿命が部材全体の疲労強度を決定する場合が
少なくない。このような応力集中部の疲労強度は、素材
の疲労強度が高いからといって、必ずしも高いとは限ら
ない。
【０００４】これまで、せん断加工の代表である打ち抜
き加工により加工された部位の疲労強度の低下を防ぐた
めには、打ち抜き部の加工縁部に対してコイニング等に
より圧縮塑性加工を施すというような加工面からの対策
が主として採られてきたが、付加的加工が必要となるた
め素材そのものによる改善が望まれていた。
き加工により加工された部位の疲労強度の低下を防ぐた
めには、打ち抜き部の加工縁部に対してコイニング等に
より圧縮塑性加工を施すというような加工面からの対策
が主として採られてきたが、付加的加工が必要となるた
め素材そのものによる改善が望まれていた。
【０００５】かかる要望に対して、特開平８−１３０３
３号公報や特開平９−１７００４８号公報には、打ち抜
き加工時に打ち抜き加工面にクラックが発生しにくい組
織とすることで打ち抜き部の疲労特性を改善する方法が
開示されている。
３号公報や特開平９−１７００４８号公報には、打ち抜
き加工時に打ち抜き加工面にクラックが発生しにくい組
織とすることで打ち抜き部の疲労特性を改善する方法が
開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように、これまで
打ち抜き部の疲労強度の改善は、主として打ち抜き加工
面の性状を良好にすることに主眼が置かれてきた。しか
し、打ち抜き加工面の性状を改善するだけでは、最近の
高疲労強度部品のニーズに対応できないようになりつつ
あり、さらにもう一段の改善が必要とされていた。
打ち抜き部の疲労強度の改善は、主として打ち抜き加工
面の性状を良好にすることに主眼が置かれてきた。しか
し、打ち抜き加工面の性状を改善するだけでは、最近の
高疲労強度部品のニーズに対応できないようになりつつ
あり、さらにもう一段の改善が必要とされていた。
【０００７】また、前記公報に開示された鋼板は、フェ
ライトとパーライトあるいはベイナイトからなる組織と
しているために、降伏比が高くなり、形状凍結性に劣る
うえに、強度一伸びバランスも低い傾向にある。このた
め、成形性が重視される鋼板の高疲労強度化に十分に対
応できないという問題があった。
ライトとパーライトあるいはベイナイトからなる組織と
しているために、降伏比が高くなり、形状凍結性に劣る
うえに、強度一伸びバランスも低い傾向にある。このた
め、成形性が重視される鋼板の高疲労強度化に十分に対
応できないという問題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは各種鋼板に
ついて打ち抜き部の疲労強度を調査した結果、同じ強度
クラスの鋼板を同じ打ち抜き条件で加工しても、その疲
労強度は鋼板の種類により大きく異なることがわかっ
た。すなわち、従来から言われているように打ち抜き加
工面（特に破断面）に大さなクラックが存在する場合に
は、その部分が疲労き裂の起点となるが、破面性状（凹
凸、粗度）がほぼ同様であり、疲労き裂の起点に打ち抜
き加工によるクラックが観察されない場合においても、
疲労強度に差が認められた。
ついて打ち抜き部の疲労強度を調査した結果、同じ強度
クラスの鋼板を同じ打ち抜き条件で加工しても、その疲
労強度は鋼板の種類により大きく異なることがわかっ
た。すなわち、従来から言われているように打ち抜き加
工面（特に破断面）に大さなクラックが存在する場合に
は、その部分が疲労き裂の起点となるが、破面性状（凹
凸、粗度）がほぼ同様であり、疲労き裂の起点に打ち抜
き加工によるクラックが観察されない場合においても、
疲労強度に差が認められた。
【０００９】さらに調査検討を重ねた結果、打ち抜き加
工によりに素材鋼板の引張強度に対して特定の値の残留
応力が生じ、かつ打ち抜き加工面の硬さの上昇が所定量
以上となるような鋼板が、特に優れた疲労強度を有する
ことが明らかになった。
工によりに素材鋼板の引張強度に対して特定の値の残留
応力が生じ、かつ打ち抜き加工面の硬さの上昇が所定量
以上となるような鋼板が、特に優れた疲労強度を有する
ことが明らかになった。
【００１０】本発明はかかる知見を基になされたもので
あり、本発明の高強度鋼板は、クリアランス１０％で直
径１０mmの穴をパンチにより打ち抜き加工したとき、パ
ンチ進入側の鋼板表面における穴の周方向の残留応力σ
Ｒ（MPa ）と鋼板の引張強度ＴＳとが下記(1) 式の関係
を満たし、かつパンチ進入側の鋼板表面に生じたダレの
下端および穴内面から０．２mm離れた位置における硬度
Ｈveと打ち抜き加工の影響のない鋼板表面における硬度
Ｈvoとが下記(2) 式の関係を満たすものである。なお、
打ち抜き加工時のクリアランス（％）は下記(3) 式で求
められる。 σＲ／ＴＳ≦０．０５ …(1) Ｈve−Ｈvo≧３５ …(2) クリアランス（％）＝（ダイ直径−パンチ直径）× 100／（２×板厚）…(3)
あり、本発明の高強度鋼板は、クリアランス１０％で直
径１０mmの穴をパンチにより打ち抜き加工したとき、パ
ンチ進入側の鋼板表面における穴の周方向の残留応力σ
Ｒ（MPa ）と鋼板の引張強度ＴＳとが下記(1) 式の関係
を満たし、かつパンチ進入側の鋼板表面に生じたダレの
下端および穴内面から０．２mm離れた位置における硬度
Ｈveと打ち抜き加工の影響のない鋼板表面における硬度
Ｈvoとが下記(2) 式の関係を満たすものである。なお、
打ち抜き加工時のクリアランス（％）は下記(3) 式で求
められる。 σＲ／ＴＳ≦０．０５ …(1) Ｈve−Ｈvo≧３５ …(2) クリアランス（％）＝（ダイ直径−パンチ直径）× 100／（２×板厚）…(3)
【００１１】さらに、上記鋼板において、フェライトお
よびマルテンサイトを主体とした低温変態生成物の２相
組織からなり、かつ低温変態生成物の硬度Ｈvsとフェラ
イトの硬度Ｈvfとの比Ｈvs／Ｈvfが３．５以上とするこ
とが好ましい。
よびマルテンサイトを主体とした低温変態生成物の２相
組織からなり、かつ低温変態生成物の硬度Ｈvsとフェラ
イトの硬度Ｈvfとの比Ｈvs／Ｈvfが３．５以上とするこ
とが好ましい。
【００１２】打ち抜き加工の際に生じる残留応力は、前
記(1) 式のとおり、ＴＳに対する比で０．０５以下とす
る必要があり、０．０５を越える場合、過大な引張残留
応力により疲労強度は大さく低下する。特に高い疲労強
度が要求される場合には負の残留応力（圧縮残留応力）
とするのが望ましい。もっとも、圧縮残留応力が大きく
なり、残留応力のＴＳに対する比が−０．５以下となる
と寸法精度の低下が大きくなるので、好ましくは−０．
５≦σＲ／ＴＳ＜０の範囲にするのがよい。
記(1) 式のとおり、ＴＳに対する比で０．０５以下とす
る必要があり、０．０５を越える場合、過大な引張残留
応力により疲労強度は大さく低下する。特に高い疲労強
度が要求される場合には負の残留応力（圧縮残留応力）
とするのが望ましい。もっとも、圧縮残留応力が大きく
なり、残留応力のＴＳに対する比が−０．５以下となる
と寸法精度の低下が大きくなるので、好ましくは−０．
５≦σＲ／ＴＳ＜０の範囲にするのがよい。
【００１３】また、打ち抜き加工面の硬さの上昇が大き
いほど疲労強度の改善に寄与するが、残留応力が(1) 式
を満たしている場合に特に有効である。すなわち、高強
度鋼板の場合、硬度の上昇により切欠さ感受性が増大
し、かえって疲労強度が低下する場合があるが、本発明
のように所定の残留応力の下であれば、硬度の上昇が有
効に疲労強度の改善に寄与すると考えられるからであ
る。しかし、(1) 式を満たす場合でも、打ち抜き加工に
より硬化した硬度Ｈveと打ち抜き加工の影響がない素材
鋼板の硬度Ｈvoとの差（Ｈve−Ｈvo）が３５未満では、
高い疲労強度を得ることは困難となる。
いほど疲労強度の改善に寄与するが、残留応力が(1) 式
を満たしている場合に特に有効である。すなわち、高強
度鋼板の場合、硬度の上昇により切欠さ感受性が増大
し、かえって疲労強度が低下する場合があるが、本発明
のように所定の残留応力の下であれば、硬度の上昇が有
効に疲労強度の改善に寄与すると考えられるからであ
る。しかし、(1) 式を満たす場合でも、打ち抜き加工に
より硬化した硬度Ｈveと打ち抜き加工の影響がない素材
鋼板の硬度Ｈvoとの差（Ｈve−Ｈvo）が３５未満では、
高い疲労強度を得ることは困難となる。
【００１４】一方、本発明鋼板が使用される分野、例え
ば自動車用高強度鋼板では疲労強度のほか、プレス加工
の際の成形性も重要であり、優れた成形性と高強度を確
保するには、ミクロ組織をフェライトとマルテンサイト
を主体とする低温変態生成物からなる複合組織とする必
要がある。この際、フェライトの体積率は７０％以上で
あることが望ましい。低温変態生成物はフェライトに対
する硬さの比がある程度以上である必要があり、マルテ
ンサイトを主体（低温変態生成物中のマルテンサイトの
体積率が９５％以上）とし、量的には高強度確保の点か
ら少なくとも体積率で５％以上あることが望ましい。
ば自動車用高強度鋼板では疲労強度のほか、プレス加工
の際の成形性も重要であり、優れた成形性と高強度を確
保するには、ミクロ組織をフェライトとマルテンサイト
を主体とする低温変態生成物からなる複合組織とする必
要がある。この際、フェライトの体積率は７０％以上で
あることが望ましい。低温変態生成物はフェライトに対
する硬さの比がある程度以上である必要があり、マルテ
ンサイトを主体（低温変態生成物中のマルテンサイトの
体積率が９５％以上）とし、量的には高強度確保の点か
ら少なくとも体積率で５％以上あることが望ましい。
【００１５】フェライトとマルテンサイトを主体とする
低温変態生成物の硬度比Ｈvs／Ｈvfは、打ち抜き部の残
留応力と打ち抜き加工面の硬度上昇に影響を及ぼしてい
ると考えられる。Ｈvs／Ｈvfが３．５以上であれば打ち
抜き部の残留応力を有効範囲にすることができる上に、
打ち抜き瑞面の硬度上昇を大きくすることができる。ま
た、Ｈvs／Ｈvfが３．５以上であれば同一強度で比較し
た場合、フェライトの体積率を増すことができるため高
い伸びを得ることができるうえに、降伏比ＹＲが７０％
以下の低降伏比特性を発揮させるのにも有効である。も
っとも、Ｈvs／Ｈvfの値が過度に大きくなると、特に伸
びフランジ性が劣化するため、伸びフランジ性を必要と
する加工用途に用いる場合にはＨvs／Ｈvfを５以下とす
ることが望ましい。一方、Ｈvs／Ｈvfが３．５未満の場
合には、残留応力が引張応力（正値）側になる傾向があ
る上に、硬度上昇が小さくなるため、十分な打ち抜き部
の疲労強度が得られないようになる。
低温変態生成物の硬度比Ｈvs／Ｈvfは、打ち抜き部の残
留応力と打ち抜き加工面の硬度上昇に影響を及ぼしてい
ると考えられる。Ｈvs／Ｈvfが３．５以上であれば打ち
抜き部の残留応力を有効範囲にすることができる上に、
打ち抜き瑞面の硬度上昇を大きくすることができる。ま
た、Ｈvs／Ｈvfが３．５以上であれば同一強度で比較し
た場合、フェライトの体積率を増すことができるため高
い伸びを得ることができるうえに、降伏比ＹＲが７０％
以下の低降伏比特性を発揮させるのにも有効である。も
っとも、Ｈvs／Ｈvfの値が過度に大きくなると、特に伸
びフランジ性が劣化するため、伸びフランジ性を必要と
する加工用途に用いる場合にはＨvs／Ｈvfを５以下とす
ることが望ましい。一方、Ｈvs／Ｈvfが３．５未満の場
合には、残留応力が引張応力（正値）側になる傾向があ
る上に、硬度上昇が小さくなるため、十分な打ち抜き部
の疲労強度が得られないようになる。
【００１６】硬度比Ｈvs／Ｈvfが残留応力や硬度上昇に
影響を及ぼす要因について、詳細は不明であるが、硬度
比が大きい組織ほど加工硬化が大きい傾向があること、
および打ち抜き加工時のせん断ストロークが短くなるこ
とにより、打ち抜き加工時に鋼板の湾曲を抑える効果が
大きくなり、引張残留応力の発生を抑制するためと考え
られる。
影響を及ぼす要因について、詳細は不明であるが、硬度
比が大きい組織ほど加工硬化が大きい傾向があること、
および打ち抜き加工時のせん断ストロークが短くなるこ
とにより、打ち抜き加工時に鋼板の湾曲を抑える効果が
大きくなり、引張残留応力の発生を抑制するためと考え
られる。
【００１７】次に、前記(1) 式および(2) 式、並びに前
記２相組織および硬度比Ｈvs／Ｈvfを満足する鋼板の好
適な組成（単位：重量％、残部実質的にＦｅ）について
説明する。 Ｃ：０．０３〜０．２０％ Ｃは、鋼板の強度を上昇させるのに有用な元素であり、
硬質な低温変態生成物を得るのに必要である。０．０３
％未満ではその効果が不十分であり、一方０．２０％を
越えて添加すると、溶接性が劣化する。このため下限を
０．０３％、上限を０．２０％とする。
記２相組織および硬度比Ｈvs／Ｈvfを満足する鋼板の好
適な組成（単位：重量％、残部実質的にＦｅ）について
説明する。 Ｃ：０．０３〜０．２０％ Ｃは、鋼板の強度を上昇させるのに有用な元素であり、
硬質な低温変態生成物を得るのに必要である。０．０３
％未満ではその効果が不十分であり、一方０．２０％を
越えて添加すると、溶接性が劣化する。このため下限を
０．０３％、上限を０．２０％とする。
【００１８】Ｓｉ：０．９超〜２．０％ Ｓｉは成形性の劣化が少ない強化元素であるうえに、本
発明のような複合組織鋼板においては、熱延や、連続焼
鈍ラインでの冷却過程におけるフェライト変態を促進す
るとともにフェライト中の固溶Ｃを排出する作用があ
り、その結果フェライトの清浄性を高め、しかもオース
テナイト中へのＣ濃縮により、有効な低温変態生成物を
得ることが容易になる。０．９％以下ではかかる作用が
過少であり、一方２．５％を越えて添加するとフェライ
トの硬度が過大になり、低温変態生成物からなる硬質相
との硬度比が小さくなり、かえって疲労強度が低下する
ようになり、また溶接性、表面性状も劣化するようにな
る。このため、０．９％を超え、２．５％以下の範囲と
する。
発明のような複合組織鋼板においては、熱延や、連続焼
鈍ラインでの冷却過程におけるフェライト変態を促進す
るとともにフェライト中の固溶Ｃを排出する作用があ
り、その結果フェライトの清浄性を高め、しかもオース
テナイト中へのＣ濃縮により、有効な低温変態生成物を
得ることが容易になる。０．９％以下ではかかる作用が
過少であり、一方２．５％を越えて添加するとフェライ
トの硬度が過大になり、低温変態生成物からなる硬質相
との硬度比が小さくなり、かえって疲労強度が低下する
ようになり、また溶接性、表面性状も劣化するようにな
る。このため、０．９％を超え、２．５％以下の範囲と
する。
【００１９】Ｍｎ：０．５〜２．０％ Ｍｎは強度を確保するほかにパーライトの生成を抑制
し、低温変態生成物を生成させるために必要な元素であ
る。この効果を有効に発揮させるには少なくとも０．５
％以上添加する必要があるが、過多に添加すると延性を
低下させるだけでなく、溶接性を害するようになるの
で、その上限を２．０％とする。
し、低温変態生成物を生成させるために必要な元素であ
る。この効果を有効に発揮させるには少なくとも０．５
％以上添加する必要があるが、過多に添加すると延性を
低下させるだけでなく、溶接性を害するようになるの
で、その上限を２．０％とする。
【００２０】Ｐ：０．０５％以下 Ｐは過剰に含有するとフェライトの硬度が過大になり、
硬質相との硬度比が小さくなるほか、溶接性、成形性、
靱性を劣化させるため０．０５％以下に規制される。
硬質相との硬度比が小さくなるほか、溶接性、成形性、
靱性を劣化させるため０．０５％以下に規制される。
【００２１】Ｓ：０．０１０％以下 Ｓは成形性を劣化させるので、本発明では０．０１０％
以下に止める。
以下に止める。
【００２２】Ｎ：０．００７０％以下 Ｎは成形性を害する元素であるため、０．００７０％以
下に規制される。
下に規制される。
【００２３】以上の基本成分のほか、さらに必要に応じ
てＣｒ：０．０５〜１．０％，Ｍｏ：０．０５〜１．０
％，Ｂ：０．０００５〜０．０１％，Ｎｉ：０．０５〜
２．０％からなるＡ群、Ｃａ：０．００５％以下，REM
（希土類元素）：０．００５％以下からなるＢ群の少な
くとも１群から選択された１種以上の元素を含有させる
ことができ、下記、の組成とすることができる。 基本成分のほか、さらにＡ群から１種以上 基本成分又は上記の成分のほか、さらにＢ群から
１種以上
てＣｒ：０．０５〜１．０％，Ｍｏ：０．０５〜１．０
％，Ｂ：０．０００５〜０．０１％，Ｎｉ：０．０５〜
２．０％からなるＡ群、Ｃａ：０．００５％以下，REM
（希土類元素）：０．００５％以下からなるＢ群の少な
くとも１群から選択された１種以上の元素を含有させる
ことができ、下記、の組成とすることができる。 基本成分のほか、さらにＡ群から１種以上 基本成分又は上記の成分のほか、さらにＢ群から
１種以上
【００２４】Ｃｒ，Ｍｏ，Ｂ，Ｎｉは、焼き入れ性を向
上させ、所望の組織を有利に生成させる元素である。各
元素の下限未満ではかかる作用が過少であり、一方上限
を超えて添加しても効果が飽和し、コスト高を招来す
る。また、Ｃａ，REM は、硫化物の形態制御を通じて、
成形性を改善する作用を有するが、０．００５％を越え
て添加しても効果が飽和し、コスト高を招来する。
上させ、所望の組織を有利に生成させる元素である。各
元素の下限未満ではかかる作用が過少であり、一方上限
を超えて添加しても効果が飽和し、コスト高を招来す
る。また、Ｃａ，REM は、硫化物の形態制御を通じて、
成形性を改善する作用を有するが、０．００５％を越え
て添加しても効果が飽和し、コスト高を招来する。
【００２５】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明するが、
本発明はかかる実施例により限定的に解釈されるもので
はないことは勿論である。
本発明はかかる実施例により限定的に解釈されるもので
はないことは勿論である。
【００２６】表１に示す化学成分を有する鋼を真空溶解
炉にて溶製して鋼塊とし、粗圧延により３０mm厚とした
後、１１５０〜１３００℃に加熱し、表２および図３に
示す熱延条件により熱間圧延し、３．０mmの熱延鋼板を
得た。なお、中間空冷２によってフェライト中に過飽和
に固溶しているＣをオーステナイト中へ排出することが
でき、これによってフェライトの硬度を下げ、マルテン
サイトの硬度を上げる効果を奏する。また、３０分の保
持は巻取処理に相当するものである。得られた熱延鋼板
の組織を調べた結果を表２に併せて示す。
炉にて溶製して鋼塊とし、粗圧延により３０mm厚とした
後、１１５０〜１３００℃に加熱し、表２および図３に
示す熱延条件により熱間圧延し、３．０mmの熱延鋼板を
得た。なお、中間空冷２によってフェライト中に過飽和
に固溶しているＣをオーステナイト中へ排出することが
でき、これによってフェライトの硬度を下げ、マルテン
サイトの硬度を上げる効果を奏する。また、３０分の保
持は巻取処理に相当するものである。得られた熱延鋼板
の組織を調べた結果を表２に併せて示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】得られた熱延鋼板からＪＩＳ５号引張試験
片を採取し、引張試験を行い、降伏強度（ＹＳ）、引張
強度（ＴＳ）、降伏比（ＹＲ＝ＹＳ／ＴＳ）、伸び（Ｅ
ｌ）を測定した。また、鋼板断面の組織を観察し、フェ
ライトおよび低温変態生成物の組織硬度（ビッカース硬
度）Ｈvf，Ｈvsを測定した。
片を採取し、引張試験を行い、降伏強度（ＹＳ）、引張
強度（ＴＳ）、降伏比（ＹＲ＝ＹＳ／ＴＳ）、伸び（Ｅ
ｌ）を測定した。また、鋼板断面の組織を観察し、フェ
ライトおよび低温変態生成物の組織硬度（ビッカース硬
度）Ｈvf，Ｈvsを測定した。
【００３０】また、図１に示すように、長さ９０×幅３
０mmの試験片１を採取し、中央部に１０mmφの打ち抜き
穴２をクリアランス１０％であけて疲労試験片を製作
し、これを用いて応力比Ｒ＝−１の両振り試験を行い、
１０7 回で破断しない応力（疲労限σw ）を求めた。
０mmの試験片１を採取し、中央部に１０mmφの打ち抜き
穴２をクリアランス１０％であけて疲労試験片を製作
し、これを用いて応力比Ｒ＝−１の両振り試験を行い、
１０7 回で破断しない応力（疲労限σw ）を求めた。
【００３１】また、同様にして製作した試験片のパンチ
進入側鋼板表面の打ち抜き穴の開口周縁部に周方向に沿
ってゲージ長１mmの歪みゲージ３を貼り付けた後（図１
参照）、歪みゲージを貼り付けた板部をＸ−Ｘ線で切断
して、周方向の応力を解放する方法（切断解放法）によ
り開口周縁部の周方向の残留応力σＲを測定した。な
お、歪みゲージはゲージ中心が開口周縁より径外方向に
０．５mmの位置となるように貼り付けた。パンチ進入側
鋼板表面の残留応力を測定したのは、同表面側は打ち抜
き加工により引張応力が生じる側であり、疲労破面の観
察によれば、亀裂は殆ど同表面側に発生していることが
確認されたからである。
進入側鋼板表面の打ち抜き穴の開口周縁部に周方向に沿
ってゲージ長１mmの歪みゲージ３を貼り付けた後（図１
参照）、歪みゲージを貼り付けた板部をＸ−Ｘ線で切断
して、周方向の応力を解放する方法（切断解放法）によ
り開口周縁部の周方向の残留応力σＲを測定した。な
お、歪みゲージはゲージ中心が開口周縁より径外方向に
０．５mmの位置となるように貼り付けた。パンチ進入側
鋼板表面の残留応力を測定したのは、同表面側は打ち抜
き加工により引張応力が生じる側であり、疲労破面の観
察によれば、亀裂は殆ど同表面側に発生していることが
確認されたからである。
【００３２】また、打ち抜き加工面の硬度Ｈveとして、
図２に示すように、打ち抜き穴２の内面Ｓ２およびパン
チ進入側鋼板表面Ｓ１の打ち抜きの際に生じたダレの下
端Ｄから０．２mmの位置Ｐにおけるビッカース硬度を測
定した。また、素材鋼板の硬度Ｈvoは試験片を酸洗し、
打ち抜き加工による加工硬化の影響のない位置における
鋼板表面のビッカース硬度を測定した。なお、図２中、
４はパンチ進出側鋼板表面から突出したバリを示す。こ
れらの測定結果を表３に示す。
図２に示すように、打ち抜き穴２の内面Ｓ２およびパン
チ進入側鋼板表面Ｓ１の打ち抜きの際に生じたダレの下
端Ｄから０．２mmの位置Ｐにおけるビッカース硬度を測
定した。また、素材鋼板の硬度Ｈvoは試験片を酸洗し、
打ち抜き加工による加工硬化の影響のない位置における
鋼板表面のビッカース硬度を測定した。なお、図２中、
４はパンチ進出側鋼板表面から突出したバリを示す。こ
れらの測定結果を表３に示す。
【００３３】
【表３】
【００３４】表３より、発明例はいずれも残留応力およ
び打ち抜き加工面の硬さが所定範囲内にあり、σＷ／Ｔ
Ｓが０．４以上と打ち抜き部の疲労強度に優れているこ
とがわかる。もっとも、試料No.８，１２はＨvs／Ｈvf
が３．５未満であるため、他の発明例に比してσＷ／Ｔ
Ｓが若干低く、ＹＲも高い。また、試料No.１１は請求
項の成分に対してＳｉが少なく、Ｐが多いため、σＷ／
ＴＳは０．４２と良好であるものの、ＹＲがやや高くな
っている。
び打ち抜き加工面の硬さが所定範囲内にあり、σＷ／Ｔ
Ｓが０．４以上と打ち抜き部の疲労強度に優れているこ
とがわかる。もっとも、試料No.８，１２はＨvs／Ｈvf
が３．５未満であるため、他の発明例に比してσＷ／Ｔ
Ｓが若干低く、ＹＲも高い。また、試料No.１１は請求
項の成分に対してＳｉが少なく、Ｐが多いため、σＷ／
ＴＳは０．４２と良好であるものの、ＹＲがやや高くな
っている。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、σＲ／ＴＳ、Ｈve−Ｈ
voが所定の範囲にあるので、優れた疲労強度が得られ
る。また、フェライトとマルテンサイトを主体とする冷
温変態生成物との硬度比が所定の２相組織とすること
で、優れたプレス成形性が得られ、自動車用高強度鋼板
として好適である。
voが所定の範囲にあるので、優れた疲労強度が得られ
る。また、フェライトとマルテンサイトを主体とする冷
温変態生成物との硬度比が所定の２相組織とすること
で、優れたプレス成形性が得られ、自動車用高強度鋼板
として好適である。
【図１】疲労強度試験片の平面図を示す。
【図２】打ち抜き穴を有する試験片の要部断面図であ
り、打ち抜き加工後の硬度測定位置Ｐを示す。
り、打ち抜き加工後の硬度測定位置Ｐを示す。
【図３】実施例における熱延条件を示す線図である。
１ 試験片 ２ 打ち抜き穴 Ｄ ダレ下端 Ｓ１ パンチ進入側鋼板表面 Ｓ２ 打ち抜き穴内面
Claims (4)
- 【請求項１】 クリアランス１０％で直径１０mmの穴を
パンチにより打ち抜き加工したとき、パンチ進入側の鋼
板表面における穴の周方向の残留応力σＲ（MPa ）と鋼
板の引張強度ＴＳとが下記(1) 式の関係を満たし、かつ
パンチ進入側の鋼板表面に生じたダレの下端および穴内
面から０．２mm離れた位置における硬度Ｈveと打ち抜き
加工の影響のない鋼板表面における硬度Ｈvoとが下記
(2) 式の関係を満たす疲労強度に優れた高強度鋼板。 σＲ／ＴＳ≦０．０５……(1) Ｈve−Ｈvo≧３５ ……(2) - 【請求項２】 フェライトおよびマルテンサイトを主体
とした低温変態生成物の２相組織からなり、かつ低温変
態生成物の硬度Ｈvsとフェライトの硬度Ｈvfとの比Ｈvs
／Ｈvfが３．５以上である請求項１に記載の疲労強度に
優れた高強度鋼板。 - 【請求項３】 重量％で、Ｃ ：０．０３〜０．２０
％、Ｓｉ：０．９超〜２．０％、Ｍｎ：０．５〜２．０
％、Ｐ ：０．０５％以下、Ｓ ：０．０１０％以下、
Ｎ ：０．００７０％以下を含み残部Ｆｅおよび不可避
的不純物からなる請求項２に記載の疲労強度に優れた高
強度鋼板。 - 【請求項４】 請求項３に記載した成分のほか、さらに
Ｃｒ：０．０５〜１．０％，Ｍｏ：０．０５〜１．０
％，Ｂ：０．０００５〜０．０１％，Ｎｉ：０．０５〜
２．０％からなるＡ群、Ｃａ：０．００５％以下，REM
：０．００５％以下からなるＢ群の少なくとも１群か
ら選択される１種以上の成分を含有する請求項３に記載
の疲労強度に優れた高強度鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34399197A JPH11158578A (ja) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | 疲労強度に優れた高強度鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34399197A JPH11158578A (ja) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | 疲労強度に優れた高強度鋼板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11158578A true JPH11158578A (ja) | 1999-06-15 |
Family
ID=18365816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34399197A Pending JPH11158578A (ja) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | 疲労強度に優れた高強度鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11158578A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002103071A1 (fr) * | 2001-06-19 | 2002-12-27 | Jfe Steel Corporation | Feuille d'acier laminee a chaud haute resistance presentant une excellente propriete de figeage de forme et d'excellentes caracteristiques d'endurance de fatigue apres formation |
| JP2012026021A (ja) * | 2010-07-28 | 2012-02-09 | Jfe Steel Corp | 打抜き疲労特性に優れた構造部材の製造方法 |
-
1997
- 1997-11-27 JP JP34399197A patent/JPH11158578A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002103071A1 (fr) * | 2001-06-19 | 2002-12-27 | Jfe Steel Corporation | Feuille d'acier laminee a chaud haute resistance presentant une excellente propriete de figeage de forme et d'excellentes caracteristiques d'endurance de fatigue apres formation |
| KR100903546B1 (ko) | 2001-06-19 | 2009-06-23 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 형상 동결성과 성형후의 내구피로특성이 우수한 고장력열연강판 및 그 제조방법 |
| JP2012026021A (ja) * | 2010-07-28 | 2012-02-09 | Jfe Steel Corp | 打抜き疲労特性に優れた構造部材の製造方法 |
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