JPH1136039A - 動的変形特性に優れた高強度鋼板 - Google Patents
動的変形特性に優れた高強度鋼板Info
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Abstract
動車部品に使用され、衝突時の衝撃エネルギ吸収用とし
て、適正な特性および基準に基づいて選定され、安全性
確保に確実に寄与することのできる高強度鋼板を提供す
る。 【解決手段】 相当ひずみにて0%超〜10%以下の予
変形を加えたのち、5×10-4〜5×10-3(s-1) のひ
ずみ速度で変形したときの準静的変形強度σs と、前記
予変形を加えたのち、5×102 〜5×103 (s-1) の
ひずみ速度で変形したときの動的変形強度σd との差
(σd −σs )が60MPa 以上である。また(σd −σ
s )≧4.1×σs 0.8 −σs を満足する範囲である。 【効果】 自動車の軽量化と安全性確保の要求にともに
応えることのできる、衝突時の衝撃吸収能の優れた高強
度鋼板を、確実に提供することができる。
Description
用され、衝突時の衝撃エネルギを吸収することで安全性
確保に寄与することのできる動的変形特性に優れた高強
度鋼板に関するものである。
要性能として認識され、それに対応するための高い衝撃
吸収性能を持つ材料が要求されている。例えば乗用車の
前面衝突においては、フロントサイドメンバと呼ばれる
部材にこのような材料を適用すれば、該部材が圧潰する
ことで衝撃エネルギが吸収され、乗員にかかる衝撃をや
わらげることができる。
は103 (s-1) 程度に達するため、材料の衝撃吸収性能
を考える場合、このような高速度域での動的変形特性の
解明が必要である。そして、自動車の軽量化と安全性向
上を両立させることのできる、動的変形特性に優れた高
強度鋼板が必要とされ、最近この点に関する報告が見ら
れる。
96) P.1112〜1115に、高強度薄鋼板の高速変形特性と衝
撃エネルギ吸収能について報告し、その中で、103 (s
-1)の高ひずみ速度での動的強度は、10-3(s-1) の低
ひずみ速度での静的強度と比較して大きく上昇するこ
と、鋼材の強度上昇によりクラッシュ時の吸収エネルギ
が向上すること、材料のひずみ速度依存性は鋼の組織に
依存すること、TRIP型鋼(加工誘起変態型鋼)およ
びDP型鋼(デュアルフェーズ型鋼)は優れた成形性と
高い衝撃吸収能を兼ね備えることを述べている。
鋼板について自動車衝突時の高ひずみ速度における動的
変形特性が解明されつつあるものの、衝撃エネルギ吸収
のための自動車部材として、鋼板のどのような特性に注
目し、どのような基準で材料選定を行えばよいかについ
ては、明らかにされていない。
ス等の成形を施して製造され、衝突時の衝撃は、これら
成形加工された部材に対して加えられる。しかし、この
ような成形加工後における衝撃エネルギ吸収能を解明し
た、実部材としての動的変形特性に優れた鋼板について
は、従来知られていない。
加工された自動車部品に使用される高強度鋼板であっ
て、衝突時の衝撃エネルギ吸収用として、適正な特性お
よび基準に基づいて選定され、安全性確保に確実に寄与
することのできる、動的変形特性に優れた高強度鋼板を
提供することを目的とする。
の本発明は、相当ひずみにて0%超〜10%以下の予変
形を加えたのち、5×10-4〜5×10-3(s-1) のひず
み速度で変形したときの準静的変形強度σs と、前記予
変形を加えたのち、5×102 〜5×103 (s-1) のひ
ずみ速度で変形したときの動的変形強度σd との差(σ
d −σs )が60MPa 以上であることを特徴とする動的
変形特性に優れた高強度鋼板である。
の予変形を加えたのち、5×10-4〜5×10-3(s-1)
のひずみ速度で変形したときの準静的変形強度σs と、
前記予変形を加えたのち、5×102 〜5×10
3 (s-1) のひずみ速度で変形したときの動的変形強度σ
d との差(σd −σs )が (σd −σs )≧4.1×σs 0.8 −σs (1) を満足する範囲であることを特徴とする動的変形特性に
優れた高強度鋼板である。
の衝撃吸収用部材は、鋼板に曲げ加工やプレス加工など
を施して製造される。自動車衝突時の衝撃は、これら成
形加工された部材に対して加えられるため、本発明の鋼
板は、このような成形加工に相当する予変形後の状態
で、高い衝撃吸収性能を有していることが必要である。
しかし現在までのところ、成形による変形応力の上昇と
ひずみ速度上昇による変形応力の上昇とを同時に考慮し
て、実部材としての衝撃吸収特性に優れた鋼板を得る試
みはなされていない。
は、部材中の部位によっては20%以上になる場合もあ
るが、相当ひずみにして0%超〜10%以下の部位が大
半であり、またその領域での挙動を見ることによってそ
れ以外の領域の予測が可能であることを見出した。した
がって本発明において、相当ひずみにして0%超〜10
%以下の予変形を加えることとした。
種について、衝突時における成形部材の吸収エネルギE
abと素材強度Sとの関係を示したものである。素材強度
Sは、通常の引張り試験による引張り強さである。部材
吸収エネルギEabは、図2に示すような成形部材の長さ
方向(矢印の方向)に、質量400kgの重錘を速度15
m/sで衝突させ、そのときの圧潰量100mmまでの吸
収エネルギである。なお図2の成形部材は、厚さ2.0
mmの鋼板を成形したハット型部1に、同厚さ同鋼種の鋼
板2をスポット溶接により接合したものであり、ハット
型部1のコーナー半径は2mmである。3はスポット溶接
部である。
の引張り試験で得られる素材強度の高いものほど高くな
る傾向がみられるが、ばらつきの大きいことがわかる。
そこで図1に示す各素材について、相当ひずみにして0
%超〜10%以下の予変形を加えたのち、5×10-4〜
5×10-3(s-1) のひずみ速度で変形したときの準静的
変形強度σs と、5×102 〜5×103 (s-1) のひず
み速度で変形したときの動的変形強度σd を測定した。
ることができた。図1の各プロットの記号で、白丸印
は、0%超〜10%以下の範囲のいずれかの予変形量で
(σd −σs )<60MPa となるもの、黒丸印は、前記
範囲のすべての予変形量で60MPa ≦(σd −σs )で
あり、かつ予変形量が5%のとき、60MPa ≦(σd −
σs )<80MPa であるもの、黒四角印は、前記範囲の
すべての予変形量で60MPa ≦(σd −σs )であり、
かつ予変形量が5%のとき、80MPa ≦(σd −σs )
<100MPa であるもの、黒三角印は、前記範囲のすべ
ての予変形量で60MPa ≦(σd −σs )であり、かつ
予変形量が5%のとき、100MPa ≦(σd −σs )で
あるもの、である。
ての予変形量において60MPa ≦(σd −σs )である
ものは、衝突時の部材吸収エネルギEabが、素材強度S
から予測される値以上であり、衝突時の衝撃吸収用部材
として優れた動的変形特性を有する鋼板であった。前記
予測される値は、図1の曲線で示す値であり、 Eab=0.062S0.8 (2) で示される。したがって本発明において、(σd −σs
)を60MPa 以上とした。
の累乗の形で表されることが知られており、静的変形強
度が高くなるにつれて、動的変形強度と静的変形強度の
差は小さくなる。しかし、材料の高強度化による軽量化
を考えた場合、動的変形強度と静的変形強度の差が小さ
くなると材料置換による衝撃吸収能の向上が大きくは期
待できず、軽量化の達成が困難となる。この点に関して
研究の結果、(σd −σs )が上記(1)式を満足する
範囲であれば、材料置換による軽量化が達成できること
がわかった。本発明の対象鋼種としては、実施例の表1
に示すような熱延材、冷延材、固溶強化鋼、析出強化
鋼、組織強化鋼等を採用することができる。
変形後、塗装焼付けを想定して170℃20分の処理
(BH処理)を行った後にσd およびσs を測定した。
σd およびσs の測定は、鋼板の圧延方向と平行な方向
を軸とする引張試験により行った。また上記と同様にし
て、図2に示す成形部材を製作し、BH処理を行った
後、部材吸収エネルギを測定した。予変形は鋼板の圧延
方向と直角方向に単軸引張りにて行い、相当ひずみ量が
表2中の値となるように付加した。
形量においても(σd −σs )が60MPa 以上の本発明
例、および(σd −σs )が(1)式を満足する範囲の
本発明例は、部材吸収エネルギが素材強度から予測され
る値以上を示し、これらの条件を外れた比較例は前記予
測される値未満であった。
より成形されるため、表1の鋼種No.10および11に
ついて、予変形を3種類の変形様式により行った結果を
表3に示す。予変形量はいずれも5%とし、鋼板の圧延
方向と直角方向(C方向)および平行方向(L方向)に
単軸引張りで行った場合、平面ひずみで行った場合、お
よび等二軸引張りで行った場合を示す。予変形後はBH
処理を行い、ついで鋼板の圧延方向と平行な方向を軸と
する引張試験によりσd およびσs を測定した。
が60MPa 未満の場合があり、かつ(1)式を満足しな
いのに対し、鋼種No.11の本発明例は、(σd −σs
)が60MPa 以上であり、かつ(1)式を満足する。
そして、表1および表2に示すのとおり、本発明例のN
o.11は、素材強度が比較例のNo.10より低いにも
かかわらず、部材吸収エネルギが高く、素材強度から予
測される値以上である。
実施例1と同条件で行った。結果は表4に示すとおり、
いずれの予変形量においても(σd −σs )が60MPa
以上の本発明例、および(σd −σs )が(1)式を満
足する範囲の本発明例は、部材吸収エネルギが素材強度
から予測される値以上を示し、これらの条件を外れた比
較例は前記予測される値未満であった。
6は冷間圧延により強化したものであり、延性不足によ
り条件を満たさない比較例である。また析出強化型の鋼
種No.7,9,10のうち、No.7はSiの固溶強化に
より低C化をはかり、第2相の量を減じているので、
(σd −σs )≧60MPa を満たす本発明例であるが、
その他は条件を満たさない比較例である。
確保の要求にともに応えることのできる、衝突時の衝撃
吸収能の優れた高強度鋼板を、確実に提供することがで
きる。
関係を示すグラフである。
部材を示す斜視図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 相当ひずみにて0%超〜10%以下の予
変形を加えたのち、5×10-4〜5×10-3(s-1) のひ
ずみ速度で変形したときの準静的変形強度σs と、前記
予変形を加えたのち、5×102 〜5×103 (s-1) の
ひずみ速度で変形したときの動的変形強度σd との差
(σd −σs )が60MPa 以上であることを特徴とする
動的変形特性に優れた高強度鋼板。 - 【請求項2】 相当ひずみにて0%超〜10%以下の予
変形を加えたのち、5×10-4〜5×10-3(s-1) のひ
ずみ速度で変形したときの準静的変形強度σs と、前記
予変形を加えたのち、5×102 〜5×103 (s-1) の
ひずみ速度で変形したときの動的変形強度σd との差
(σd −σs )が (σd −σs )≧4.1×σs 0.8 −σs (1) を満足する範囲であることを特徴とする動的変形特性に
優れた高強度鋼板。
Priority Applications (18)
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---|---|---|---|
JP19029797A JP3530347B2 (ja) | 1997-07-15 | 1997-07-15 | 動的変形特性に優れた高強度鋼板の選定方法 |
AU55767/98A AU716203B2 (en) | 1997-01-29 | 1998-01-23 | High strength steels having excellent formability and high impact energy absorption properties, and a method for production the same |
US09/355,435 US6544354B1 (en) | 1997-01-29 | 1998-01-23 | High-strength steel sheet highly resistant to dynamic deformation and excellent in workability and process for the production thereof |
KR1019997006826A KR100334948B1 (ko) | 1997-01-29 | 1998-01-23 | 높은 동적 변형저항을 가진 우수한 가공성 고강도 강판 및 그제조방법 |
CN98802157A CN1072272C (zh) | 1997-01-29 | 1998-01-23 | 冲击能吸收特性和成形良好的高强度钢板及其制造方法 |
CA002278841A CA2278841C (en) | 1997-01-29 | 1998-01-23 | High strength steels having excellent formability and high impact energy absorption properties, and a method for producing the same |
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EP98900718.2A EP0974677B2 (en) | 1997-01-29 | 1998-01-23 | A method for producing high strength steels having excellent formability and high impact energy absorption properties |
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EP98907247.5A EP0969112B2 (en) | 1997-03-17 | 1998-03-16 | A method of producing dual-phase high-strength steel sheets having high impact energy absorption properties |
TW087103834A TW426742B (en) | 1997-03-17 | 1998-03-16 | Dual-phase type high strength steel sheets having high impact energy absorption properties and a method of producing the same |
EP10181225.3A EP2314729B2 (en) | 1997-03-17 | 1998-03-16 | Dual-phase type high-strength steel sheets having high impact energy absorption properties |
CN98803465A CN1080321C (zh) | 1997-03-17 | 1998-03-16 | 具有高冲击能量吸收性能的双相型高强钢板和生产该钢板的方法 |
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KR1019997008474A KR100334949B1 (ko) | 1997-03-17 | 1998-03-16 | 동적변형 특성이 우수한 듀얼 페이즈형 고강도 강판 및 그 제조방법 |
AU63118/98A AU717294B2 (en) | 1997-03-17 | 1998-03-16 | Dual-phase high-strength steel sheet having excellent dynamic deformation properties and process for preparing the same |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP19029797A JP3530347B2 (ja) | 1997-07-15 | 1997-07-15 | 動的変形特性に優れた高強度鋼板の選定方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH1136039A true JPH1136039A (ja) | 1999-02-09 |
JP3530347B2 JP3530347B2 (ja) | 2004-05-24 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7057327B2 (en) * | 2001-02-27 | 2006-06-06 | Hitachi, Ltd. | Vehicular alternator |
-
1997
- 1997-07-15 JP JP19029797A patent/JP3530347B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US7057327B2 (en) * | 2001-02-27 | 2006-06-06 | Hitachi, Ltd. | Vehicular alternator |
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JP3530347B2 (ja) | 2004-05-24 |
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