JPH11310828A - 形状凍結性と成形性に優れた高張力複合組織熱延鋼板の製造方法 - Google Patents

形状凍結性と成形性に優れた高張力複合組織熱延鋼板の製造方法

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JPH11310828A
JPH11310828A JP12033898A JP12033898A JPH11310828A JP H11310828 A JPH11310828 A JP H11310828A JP 12033898 A JP12033898 A JP 12033898A JP 12033898 A JP12033898 A JP 12033898A JP H11310828 A JPH11310828 A JP H11310828A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 寸法精度の問題でいままで適用が難しかった
部位にも高張力鋼板の適用範囲を広げ、自動車の軽量化
等に貢献する形状凍結性に優れた加工用高張力鋼板の製
造方法を提供する。 【解決手段】 質量%で、C:0.05〜0.2%、S
i≦2.5%、Mn:0.5〜2.5%、P≦0.15
%、Al:0.01%〜2.5%を含有し、必要に応
じ、Ti、Nb、Bを単独あるいは複合でTi≦0.0
5%、Nb≦0.05%、B≦0.005%を含有する
鋼を熱延する際に、必要に応じ、潤滑を施して摩擦係数
を0.2以下にしながら、650℃〜Ar3 変態点で仕
上げ圧延を終了し、650〜750℃の温度で一度巻き
取り、10秒〜10分の時間保持した後、巻き戻し、冷
却速度20℃/sec以上で冷却し、再び400℃以下
の温度で巻き取ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、形状凍結性と成形
性に優れた高張力複合組織熱延鋼板の製造方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】高張力複合組織熱延鋼板は、dual phase
鋼とも言われ、フェライト主体の組織にマルテンサイト
が点在する組織を有する鋼板である。その特徴として
は、フェライト組織で良延性を確保しながら、マルテン
サイトで強度をもたせるものであり、このマルテンサイ
トが後から変態することにより、マルテンサイトの近傍
部に変態に伴う体積変化によって生じた応力場を緩和す
るために導入された可動転位が多く存在するため、降伏
点伸びが生ぜず、降伏比(YP/TS)も0.5前後と
その他の高張力鋼板に比較して低い。
【0003】この鋼板の成分の特徴は、高張力を得るた
めにC,Mnを添加するが、これらの元素はオーステナ
イト安定元素でフェライトの生成を抑制するので、逆に
フェライト安定元素であるSi,Pなどを添加してフェ
ライトを十分に析出させる成分系になっている。
【0004】また、製造方法の特徴は、フェライトを十
分に析出させるために、Ar3 変態点以上の温度で仕上
圧延をした後、フェライトの析出を助長するためにフェ
ライトが析出しやすい温度域で徐冷し、その後、パーラ
イトが析出しないように急冷して、マルテンサイト生成
温度であるMs点以下の温度で巻き取る冷却パターンを
有している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のように製造され
た高張力熱延鋼板は、高張力鋼板としては低YPを示す
ので、スプリングバックが小さく、プレス時の形状凍結
性が優れると期待されたが、実際のプレス成形では他の
高張力鋼板との優位さがなく、すぐれた形状凍結性が得
られなかった。そこで、本発明は、上記課題を有利に解
決して、形状凍結性と成形性に優れた高張力複合組織熱
延鋼板の製造方法を提供することを目的とするものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、形状凍結性
と鋼板の機械的性質の関係を詳細に検討し、従来、軟質
鋼板で言われていたYPが低いほどプレス成形時の形状
凍結性が良好と言う結果が、必ずしも600MPa超の
高張力鋼板で成り立たないという知見を得た。そして、
形状凍結性は、成形時の加工硬化特性に大きく影響され
ることを見いだした。
【0007】本発明は、上記知見に基づき構成されたも
のであり、その要旨は以下の通りである。 (1) 質量%で、C:0.05%以上、0.2%以
下、Si:2.5%以下、Mn:0.5%以上、2.5
%以下、P:0.15%以下、Al:0.01%以上、
2.5%以下を含有した鋼を熱延する際に、Ar3 変態
点以下、650℃以上で仕上げ圧延を終了した後、75
0℃以下、650℃以上の温度で一度巻き取り、10秒
以上、10分以下の時間保持した後、巻き戻し、冷却速
度20℃/sec以上で冷却し、再び400℃以下の温
度で巻き取ることを特徴とする、形状凍結性と成形性に
優れた高張力複合組織熱延鋼板の製造方法。 (2) 前記鋼が、さらに、質量%で、Ti:0.05
%以下、Nb:0.05%以下、B:0.005%以下
をそれぞれ単独あるいは2種以上複合して含有すること
を特徴とする、上記(1)に記載の形状凍結性と成形性
に優れた高張力複合組織熱延鋼板の製造方法。 (3) 前記熱延の際の、Ar3 変態点以下、650℃
以上の温度で行う前記仕上げ圧延を、潤滑を施して摩擦
係数が0.2以下の条件で行うことを特徴とする、上記
(1)または(2)に記載の形状凍結性と成形性に優れ
た高張力複合組織熱延鋼板の製造方法。
【0008】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
まず、成分の限定条件について述べる。各成分の含有量
は質量%である。Cを0.05%以上、0.2%以下と
限定したのは、Cが0.05%未満では高張力鋼板とし
ての強度が十分でないためである。また、上限を0.2
%としたのは溶接性が劣化するためである。
【0009】Siを2.5%以下と限定したのは、加工
性が劣化するためである。Mnを0.5%以上としたの
は、強度を確保するためである。また、上限を2.5%
としたのは加工性が劣化するためである。
【0010】Pも、Siと同様にフェライトの生成を助
長するが、過度の添加は加工性を劣化するので上限を
0.15%とした。Alは、脱酸のときに必要でその時
の下限が0.01%である。AlもSiと類似の効果で
フェライトの生成を助長するが、過度の添加は加工性を
劣化するので上限を2.5%とした。
【0011】Ti,Nb,Bは、析出強化、細粒強化、
変態強化などの機構を通して組織制御により材質を改善
するので適度な添加は好ましいが、過度の添加は加工性
を劣化するので、それぞれ上限を0.05%、0.05
%、0.005%に限定した。
【0012】次にプロセス条件の限定について述べる。
熱延条件において、仕上温度の上限をAr3 変態点とし
たのは、この条件を満足することにより形状凍結性が顕
著に向上するためで、これはこの条件下で形状凍結性に
優れた集合組織が形成されるためと推測される。下限を
650℃としたのは、これよりも低温で圧延すると、引
き続き行う巻取時に再結晶が十分に起こらず加工性が劣
化するためである。
【0013】また、Ar3 変態点以下、650℃以上の
温度で熱延をする際に潤滑を施し、ロールと鋼板の間の
摩擦係数を0.2以下にすることにより、形状凍結性が
さらに向上することが明らかになった。その理由は表層
部の集合組織をせん断変形を小さくすることにより、中
心のそれに近づけたことで形状凍結性に有利な集合組織
が板厚全域に広がったためと推測される。
【0014】次に、巻取条件の限定について述べる。本
発明の大きな特徴は、巻取処理を2度行うところにあ
る。1度目の巻取では、再結晶処理を積極的に行い、2
回目の巻取は急冷した後に低温で行いマルテンサイトを
適量出すために行う。1回目の巻取処理を750℃以
下、650℃以上の温度で巻取り、この温度に10秒以
上、10分以下保持すると限定したのは、750℃超の
温度ではフェライトが十分に生成しないためである。下
限温度を650℃としたのは、これより低い温度になる
とパーライトの生成が顕在化し、その後、2回目の巻取
で低温巻取をしてもマルテンサイトが生成せず、dual p
hase鋼としての特性が得られないためである。
【0015】1回目の巻取保持時間の下限を上記のよう
に限定したのは、これ以下になると巻取時に再結晶が十
分に進行しない可能性が高くなり、加工性の確保が難し
くなるためである。また、巻取の保持時間に上限を設け
たのは、長い保持時間は生産性を劣化するためである。
【0016】コイルの巻き戻し開始から2回目の巻取を
行うまでの冷却速度を20℃/sec以上と限定したの
は、パーライトの生成を抑えて適量のマルテンサイトを
生成させるためである。そのためには2回目の巻取温度
を400℃以下にする必要がある。このような巻取条件
は、仕上圧延機に比較的近接したコイラーで巻き取り、
それからROT(Run-out Table)へ巻戻し、再び従来の
コイラーで巻き取ることで実現する。
【0017】
【実施例】本発明の実施例を、比較例と共に説明する。
実施例には表1に示した成分組成を有する鋼を用いた。
鋼種A〜Dは本発明鋼であり、Eは比較鋼である。Ar
3 温度はフォーマスターでの測定結果である。熱延・巻
取条件と高張力鋼板の成形性の指標となる成品板を圧延
方向に切り出したJIS5号試験片の引張試験の全伸び
と引張強度の積、ならびに形状凍結性の指標になる90
度曲げ後の開口角を90で引いた値を表2に示す。ま
た、第一回目巻取時間とはコイルに巻き取られてから再
び巻き戻されコイルから離れるまでの時間と定義する。
【0018】その他の製造条件は、スラブ加熱温度が9
50℃から1250℃で、熱延板の板厚は3mmとした。
摩擦係数は先進率、圧延荷重、トルクなどのデータから
圧延理論に基づいて計算によって求めた。
【0019】本発明の範囲を満足した実験番号1、2、
4、6〜8、10、12、14〜21の材料は、強度−
延性バランスが優れているばかりでなく、スプリングバ
ック角度も小さく形状凍結性も優れている。
【0020】一方、仕上温度が高かった実験番号9はス
プリングバック角度が比較的大きかった。第1回目の巻
取温度が低かった実験番号3、第1回目の巻取時の保持
時間が短かかった実験番号5の材料は、強度−延性バラ
ンスが悪いばかりでなく、スプリングバック角度も大き
かった。1回目の巻取からの巻き戻し開始から、2回目
の巻取までの平均冷却速度が遅かった実験番号11、お
よび2回目の巻取温度が高い実験番号13の各材料は強
度−延性バランスが悪かった。また、成分範囲が本発明
鋼の範囲を逸脱した鋼を用いた実験22でも、優れた強
度−延性バランスが得られなかった。また、実験番号2
3、24、25は通常の1回巻取で製造した熱延板で、
この場合本発明鋼に比べスプリングバック量が著しく大
きくなる。
【0021】
【表1】
【0022】
【表2】
【0023】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明により、形
状凍結性に優れた加工用高張力鋼板が得られる。ひいて
は、寸法精度の問題でいままで適用が難しかった部位に
も高張力鋼板が使用でき、自動車の軽量化等に貢献でき
るため、本発明は工業的に高い価値がある。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 質量%で、 C :0.05%以上、0.2%以下、 Si:2.5%以下、 Mn:0.5%以上、2.5%以下、 P :0.15%以下、 Al:0.01%以上、2.5%以下 を含有した鋼を熱延する際に、Ar3 変態点以下、65
    0℃以上で仕上げ圧延を終了した後、750℃以下、6
    50℃以上の温度で一度巻き取り、10秒以上、10分
    以下の時間保持した後、巻き戻し、冷却速度20℃/s
    ec以上で冷却し、再び400℃以下の温度で巻き取る
    ことを特徴とする、形状凍結性と成形性に優れた高張力
    複合組織熱延鋼板の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記鋼が、さらに、質量%で、 Ti:0.05%以下、 Nb:0.05%以下、 B :0.005%以下 を単独あるいは複合して含有することを特徴とする、請
    求項1に記載の形状凍結性と成形性に優れた高張力複合
    組織熱延鋼板の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記熱延の際の、Ar3 変態点以下、6
    50℃以上の温度で行う前記仕上げ圧延を、潤滑を施し
    て摩擦係数が0.2以下の条件で行うことを特徴とす
    る、請求項1または2に記載の形状凍結性と成形性に優
    れた高張力複合組織熱延鋼板の製造方法。
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