JPH11323433A - 張り剛性に優れた鋼板パネルの製造方法 - Google Patents
張り剛性に優れた鋼板パネルの製造方法Info
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- JPH11323433A JPH11323433A JP14516298A JP14516298A JPH11323433A JP H11323433 A JPH11323433 A JP H11323433A JP 14516298 A JP14516298 A JP 14516298A JP 14516298 A JP14516298 A JP 14516298A JP H11323433 A JPH11323433 A JP H11323433A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 張り剛性に優れた鋼板パネルを製造する。
【解決手段】 相当歪みで２％の予歪みを施し、さらに
熱処理を施した後、Ｌ方向に再度引張試験を行った際
に、歪み量０．０６％での応力歪み曲線の傾きＸとヤン
グ率Ｙとの比Ａ（＝Ｘ／Ｙ）が、Ａ＞０．８を満たす鋼
板を用いて鋼板パネルを製造する。
熱処理を施した後、Ｌ方向に再度引張試験を行った際
に、歪み量０．０６％での応力歪み曲線の傾きＸとヤン
グ率Ｙとの比Ａ（＝Ｘ／Ｙ）が、Ａ＞０．８を満たす鋼
板を用いて鋼板パネルを製造する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、張り剛性に優れた
鋼板パネルの製造方法に関し、主に自動車構造材とし
て、例えば、ルーフ、フード、ドアパネル等のように曲
率が大きな部分を有するパネルに好適な張り剛性に優れ
た鋼板パネルの製造方法に関する。
鋼板パネルの製造方法に関し、主に自動車構造材とし
て、例えば、ルーフ、フード、ドアパネル等のように曲
率が大きな部分を有するパネルに好適な張り剛性に優れ
た鋼板パネルの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球環境問題に対する関心の高ま
りと共に自動車の燃費向上のニーズが強くなっている。
燃費向上のための有効な方策の一つとして車体重量の軽
減が注目され、車体を構成する鋼板の板厚を低減するこ
とが重要視されている。
りと共に自動車の燃費向上のニーズが強くなっている。
燃費向上のための有効な方策の一つとして車体重量の軽
減が注目され、車体を構成する鋼板の板厚を低減するこ
とが重要視されている。
【０００３】この場合、問題となるのが、成形部品の張
り剛性の低下である。張り剛性が低下すると、成型品が
外部から力を受けたときに容易にたわみを生じてしま
う。一般に、張り剛性は、数１に示すように板厚とヤン
グ率に依存する。
り剛性の低下である。張り剛性が低下すると、成型品が
外部から力を受けたときに容易にたわみを生じてしま
う。一般に、張り剛性は、数１に示すように板厚とヤン
グ率に依存する。
【０００４】
【数１】Ｓ∝Ｅ．ｔm
【０００５】ここで、Ｓは張り剛性、Ｅはヤング率、ｔ
は板厚、ｍはパネル形状による定数で１〜３の値を持
つ。
は板厚、ｍはパネル形状による定数で１〜３の値を持
つ。
【０００６】薄肉化による張り剛性の低下を防ぐための
手段の一つとして、鋼板のヤング率を上げることが考え
られる。例えば、特開昭５８−９９３２号公報や特開平
３−３７３１号公報に開示されているように、鋼のヤン
グ率の異方性に着目し、成分や圧延方法を限定すること
で板厚方向に対してヤング率の高い方位の集積度を上げ
ることが行われている。しかし、この方法ではヤング率
の向上代は小さく、かつ等方的なヤング率の向上は期待
できない。
手段の一つとして、鋼板のヤング率を上げることが考え
られる。例えば、特開昭５８−９９３２号公報や特開平
３−３７３１号公報に開示されているように、鋼のヤン
グ率の異方性に着目し、成分や圧延方法を限定すること
で板厚方向に対してヤング率の高い方位の集積度を上げ
ることが行われている。しかし、この方法ではヤング率
の向上代は小さく、かつ等方的なヤング率の向上は期待
できない。
【０００７】また、建築物等に使用されるパネルに関し
ては、特開平４−３５７２６１号公報に開示されている
ように、曲げ角度を最終製品形状よりも鈍角にし、最終
製品として組み込まれた際に、パネル正面部をわずかに
凸面状に張り出させることで張り剛性を強化する方法が
既に知られている。しかし、自動車の様に、複雑な形状
のパネルの組み合わせによって最終製品を構成する用途
には、適用は困難である。
ては、特開平４−３５７２６１号公報に開示されている
ように、曲げ角度を最終製品形状よりも鈍角にし、最終
製品として組み込まれた際に、パネル正面部をわずかに
凸面状に張り出させることで張り剛性を強化する方法が
既に知られている。しかし、自動車の様に、複雑な形状
のパネルの組み合わせによって最終製品を構成する用途
には、適用は困難である。
【０００８】ところで、ヤング率は物理定数であること
から、張り剛性の評価を行う場合も一定値として取り扱
われてきた。しかし、パネルのようにプレス成形などに
よって材料に歪みが与えられた部品に再度力がかかる
と、一般に弾性域といわれる歪み量（０．１％以下）の
範囲においても、歪みの増加に伴い応力−歪み曲線の刻
々の傾きが低下していく。この傾きのことを、以後、瞬
間ヤング率と呼ぶ。すなわち、従来完全な弾性範囲内で
の変形であり、一定値のヤング率で評価出来ると考えら
れていた張り剛性は、実際は、歪みの増加に伴う瞬間ヤ
ング率の低下という現象を含めた形で取り扱われるべき
である。しかし、これまでにこのような現象に着目して
張り剛性向上を検討した例はまったくない。
から、張り剛性の評価を行う場合も一定値として取り扱
われてきた。しかし、パネルのようにプレス成形などに
よって材料に歪みが与えられた部品に再度力がかかる
と、一般に弾性域といわれる歪み量（０．１％以下）の
範囲においても、歪みの増加に伴い応力−歪み曲線の刻
々の傾きが低下していく。この傾きのことを、以後、瞬
間ヤング率と呼ぶ。すなわち、従来完全な弾性範囲内で
の変形であり、一定値のヤング率で評価出来ると考えら
れていた張り剛性は、実際は、歪みの増加に伴う瞬間ヤ
ング率の低下という現象を含めた形で取り扱われるべき
である。しかし、これまでにこのような現象に着目して
張り剛性向上を検討した例はまったくない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、上
記課題を有利に解決して、張り剛性に優れた鋼板パネル
の製造方法を提供することを目的とするものである。
記課題を有利に解決して、張り剛性に優れた鋼板パネル
の製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は以下の通りであ
る。
る。
【００１１】（１） 相当歪みで２％の予歪みを施し、
さらに熱処理を施した後、Ｌ方向に再度引張試験を行っ
た際に、歪み量０．０６％での応力歪み曲線の傾きＸと
ヤング率Ｙとの比Ａ（＝Ｘ／Ｙ）が、Ａ＞０．８を満た
す鋼板を用いることを特徴とする、張り剛性に優れた鋼
板パネルの製造方法。
さらに熱処理を施した後、Ｌ方向に再度引張試験を行っ
た際に、歪み量０．０６％での応力歪み曲線の傾きＸと
ヤング率Ｙとの比Ａ（＝Ｘ／Ｙ）が、Ａ＞０．８を満た
す鋼板を用いることを特徴とする、張り剛性に優れた鋼
板パネルの製造方法。
【００１２】（２） 前記鋼板の固溶Ｃ量と固溶Ｎ量の
合計が、質量％で、０．０００５〜０．００５％である
ことを特徴とする、前記（１）の張り剛性に優れた鋼板
パネルの製造方法。
合計が、質量％で、０．０００５〜０．００５％である
ことを特徴とする、前記（１）の張り剛性に優れた鋼板
パネルの製造方法。
【００１３】前述のように、本発明者らは瞬間ヤング率
の低下という現象と張り剛性との相関に着目し、歪みの
増加に伴う瞬間ヤング率の低下を抑制することで張り剛
性が著しく向上するというまったく新しい知見を得た。
すなわち、プレスに相当する２％の予歪みを与えた後引
張試験を行った際の瞬間ヤング率をＸ（応力−歪み曲線
の傾きに相当）、ヤング率をＹとしたとき、歪み量０．
０６％まで数２（１）式の関係を保つ材料を用いたパネ
ルでは張り剛性が著しく向上することをみいだした。
の低下という現象と張り剛性との相関に着目し、歪みの
増加に伴う瞬間ヤング率の低下を抑制することで張り剛
性が著しく向上するというまったく新しい知見を得た。
すなわち、プレスに相当する２％の予歪みを与えた後引
張試験を行った際の瞬間ヤング率をＸ（応力−歪み曲線
の傾きに相当）、ヤング率をＹとしたとき、歪み量０．
０６％まで数２（１）式の関係を保つ材料を用いたパネ
ルでは張り剛性が著しく向上することをみいだした。
【００１４】
【数２】Ｘ／Ｙ＞０．８ …（１）
【００１５】瞬間ヤング率の低下には、前述したように
プレス成形などによって材料中に導入された歪みが深く
関係している。すなわち、プレス成形時に可動転位が導
入されていると、マクロには弾性変形範囲内とされる歪
み域においても、徐々に局所的な降伏現象が進行し、そ
れが、瞬間ヤング率の低下の要因になっていると考えら
れる。
プレス成形などによって材料中に導入された歪みが深く
関係している。すなわち、プレス成形時に可動転位が導
入されていると、マクロには弾性変形範囲内とされる歪
み域においても、徐々に局所的な降伏現象が進行し、そ
れが、瞬間ヤング率の低下の要因になっていると考えら
れる。
【００１６】また、本発明者らは、鋼中において可動転
位の動きを抑制し、瞬間ヤング率の低下を抑制する方法
は特に限定はしないが、成形後に熱処理でＣやＮの様な
侵入型固溶元素を可動転位の周囲に偏析させることが極
めて効果的であるということを新たに見いだした。その
他の方法としては、粒径の微細化、集合組織制御、微細
析出物分散、固溶強化元素添加なども挙げられる。
位の動きを抑制し、瞬間ヤング率の低下を抑制する方法
は特に限定はしないが、成形後に熱処理でＣやＮの様な
侵入型固溶元素を可動転位の周囲に偏析させることが極
めて効果的であるということを新たに見いだした。その
他の方法としては、粒径の微細化、集合組織制御、微細
析出物分散、固溶強化元素添加なども挙げられる。
【００１７】以下に限定理由を述べる。
【００１８】瞬間ヤング率：まず、張り剛性と瞬間ヤン
グ率の関係は、以下の実験によって決定した。表１に示
す化学成分および機械的性質を有する板厚０．７５ｍｍ
の冷延鋼板を実機にて製造した。これらの鋼板のＬ方向
からＪＩＳ５号引張試験片および振動法によるヤング率
測定用試験片を切り出し、残部より図１の模式図に示し
た型のパネル１を作製した。各々の試験片およびパネル
に表２に示した種々の熱処理を施し、まず、ヤング率測
定と引張試験より瞬間ヤング率の測定を行った。
グ率の関係は、以下の実験によって決定した。表１に示
す化学成分および機械的性質を有する板厚０．７５ｍｍ
の冷延鋼板を実機にて製造した。これらの鋼板のＬ方向
からＪＩＳ５号引張試験片および振動法によるヤング率
測定用試験片を切り出し、残部より図１の模式図に示し
た型のパネル１を作製した。各々の試験片およびパネル
に表２に示した種々の熱処理を施し、まず、ヤング率測
定と引張試験より瞬間ヤング率の測定を行った。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】図２に、Ｎｏ．２、４、７、８の歪み量に
伴う瞬間ヤング率の変化を示す。歪み量０のところに表
示されている値が振動法によって測定されたヤング率で
ある。鋼種によるヤング率の違いはほとんど認められな
いが、歪み量の増加に伴い、鋼種および熱処理によって
瞬間ヤング率の低下の挙動が異なることがわかる。
伴う瞬間ヤング率の変化を示す。歪み量０のところに表
示されている値が振動法によって測定されたヤング率で
ある。鋼種によるヤング率の違いはほとんど認められな
いが、歪み量の増加に伴い、鋼種および熱処理によって
瞬間ヤング率の低下の挙動が異なることがわかる。
【００２２】一方、パネルについては、周囲を拘束しパ
ネル正面を構成する部分の中央部を押して荷重１００Ｎ
でのたわみ量を求めた。図３には、Ｎｏ．１〜１０のヤ
ング率比とたわみ量の関係を示す。これより、歪み量
０．０６％でのヤング率比が０．８以上であれば高い張
り剛性が得られることがわかる。
ネル正面を構成する部分の中央部を押して荷重１００Ｎ
でのたわみ量を求めた。図３には、Ｎｏ．１〜１０のヤ
ング率比とたわみ量の関係を示す。これより、歪み量
０．０６％でのヤング率比が０．８以上であれば高い張
り剛性が得られることがわかる。
【００２３】熱処理：熱処理条件は、実際にそのパネル
を製造するラインで塗装焼付等の目的のために行われて
いる条件に準じる。張り剛性向上の目的で熱処理条件を
定めても良い。その場合、１５０〜２５０℃で５〜４０
分の熱処理を施すことが望ましい。もちろん、工程上熱
処理を施さない場合はそのまま評価を行っても良い。
を製造するラインで塗装焼付等の目的のために行われて
いる条件に準じる。張り剛性向上の目的で熱処理条件を
定めても良い。その場合、１５０〜２５０℃で５〜４０
分の熱処理を施すことが望ましい。もちろん、工程上熱
処理を施さない場合はそのまま評価を行っても良い。
【００２４】固溶Ｃ、Ｎ量：固溶Ｃ、Ｎ量の合計が０．
０００５％未満では、可動転位を固着する能力が十分で
はない。従って、固溶Ｃ、Ｎ量の合計は、０．０００５
％以上が望ましい。また、固溶Ｃ、Ｎ量の合計が０．０
０５％を越えると、室温で放置している間に時効硬化が
進行し、パネルを成形するのが困難になる。従って、固
溶Ｃ、Ｎ量の上限は０．００５％とする。
０００５％未満では、可動転位を固着する能力が十分で
はない。従って、固溶Ｃ、Ｎ量の合計は、０．０００５
％以上が望ましい。また、固溶Ｃ、Ｎ量の合計が０．０
０５％を越えると、室温で放置している間に時効硬化が
進行し、パネルを成形するのが困難になる。従って、固
溶Ｃ、Ｎ量の上限は０．００５％とする。
【００２５】
【実施例】以下に本発明を実施例をもって詳細に述べ
る。
る。
【００２６】（実施例１）表３に示す機械的性質と固溶
Ｃ、Ｎ量を有する板厚０．８ｍｍの冷延鋼板を実機にて
製造した。Ｌ方向からＪＩＳ５号引張り試験片およびヤ
ング率測定用試験片を切り出し、残部より図１に示した
パネルを作製した。各々の試験片およびパネルに１７０
℃で２０分の熱処理を施した後に、ヤング率測定と瞬間
ヤング率測定を行った結果から得られたヤング率比Ａ
（＝０．０６％歪みでの瞬間ヤング率／ヤング率）およ
びパネル周囲を拘束しパネル正面を構成する部分の中央
部を押した時の荷重１００Ｎでのたわみ量を表４に示
す。これより、ヤング率比が０．８以上を有している鋼
板はいずれも高い張り剛性を示し、特に、鋼板Ｅ、Ｆ、
Ｈ、Ｉ、Ｌは、極めて張り剛性に優れていることがわか
る。
Ｃ、Ｎ量を有する板厚０．８ｍｍの冷延鋼板を実機にて
製造した。Ｌ方向からＪＩＳ５号引張り試験片およびヤ
ング率測定用試験片を切り出し、残部より図１に示した
パネルを作製した。各々の試験片およびパネルに１７０
℃で２０分の熱処理を施した後に、ヤング率測定と瞬間
ヤング率測定を行った結果から得られたヤング率比Ａ
（＝０．０６％歪みでの瞬間ヤング率／ヤング率）およ
びパネル周囲を拘束しパネル正面を構成する部分の中央
部を押した時の荷重１００Ｎでのたわみ量を表４に示
す。これより、ヤング率比が０．８以上を有している鋼
板はいずれも高い張り剛性を示し、特に、鋼板Ｅ、Ｆ、
Ｈ、Ｉ、Ｌは、極めて張り剛性に優れていることがわか
る。
【００２７】
【表３】
【００２８】
【表４】
【００２９】（実施例２）表３中の鋼Ｅに表５に示した
種々の熱処理を施し、実施例１と同様な試験を行った。
この場合も、ヤング率比が高い方が張り剛性に優れてい
ることがわかる。また、熱処理条件としては、１５０〜
２５０℃で５〜４０分の範囲に入っている場合の方が、
そうでない場合に比べてヤング率比がより高く、張り剛
性にも優れている。
種々の熱処理を施し、実施例１と同様な試験を行った。
この場合も、ヤング率比が高い方が張り剛性に優れてい
ることがわかる。また、熱処理条件としては、１５０〜
２５０℃で５〜４０分の範囲に入っている場合の方が、
そうでない場合に比べてヤング率比がより高く、張り剛
性にも優れている。
【００３０】
【表５】
【００３１】
【発明の効果】本発明により張り剛性を著しく向上させ
た鋼板パネルを製造できるため、本発明は工業的に価値
が高い発明であると言える。
た鋼板パネルを製造できるため、本発明は工業的に価値
が高い発明であると言える。
【図１】張り剛性を評価するために作製したパネルの形
状を示す図である。
状を示す図である。
【図２】歪みの増加に伴う瞬間ヤング率の変化を示す図
である。
である。
【図３】ヤング率比と張り剛性との関係を示す図であ
る。
る。
１ パネル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋末 治 富津市新富20−１ 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内
Claims (2)
- 【請求項１】 相当歪みで２％の予歪みを施し、さらに
熱処理を施した後、Ｌ方向に再度引張試験を行った際
に、歪み量０．０６％での応力歪み曲線の傾きＸとヤン
グ率Ｙとの比Ａ（＝Ｘ／Ｙ）が、Ａ＞０．８を満たす鋼
板を用いることを特徴とする、張り剛性に優れた鋼板パ
ネルの製造方法。 - 【請求項２】 前記鋼板の固溶Ｃ量と固溶Ｎ量の合計
が、質量％で、０．０００５〜０．００５％であること
を特徴とする、請求項１に記載の張り剛性に優れた鋼板
パネルの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14516298A JPH11323433A (ja) | 1998-05-12 | 1998-05-12 | 張り剛性に優れた鋼板パネルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14516298A JPH11323433A (ja) | 1998-05-12 | 1998-05-12 | 張り剛性に優れた鋼板パネルの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11323433A true JPH11323433A (ja) | 1999-11-26 |
Family
ID=15378872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14516298A Pending JPH11323433A (ja) | 1998-05-12 | 1998-05-12 | 張り剛性に優れた鋼板パネルの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11323433A (ja) |
-
1998
- 1998-05-12 JP JP14516298A patent/JPH11323433A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20060314 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060704 |