JPH1180885A

JPH1180885A - 局部延性に優れた高加工性中・高炭素鋼板

Info

Publication number: JPH1180885A
Application number: JP25799497A
Authority: JP
Inventors: Koji Omosako; 浩次面迫; Masahito Suzuki; 雅人鈴木; Tsunetoshi Suzaki; 恒年洲崎; Terushi Hiramatsu; 昭史平松; Toshiro Yamada; 利郎山田
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1997-09-08
Filing date: 1997-09-08
Publication date: 1999-03-26

Abstract

(57)【要約】【課題】伸びフランジ性等の局部延性を改善した中・
高炭素鋼板を提供する。【解決手段】Ｃ：0.1〜0.8質量％、Ｓ：0.01質量％以
下の亜共析鋼からなり、炭化物球状化率が90％以上、か
つ平均炭化物間距離が0.8μｍ以上であるように炭化物
がフェライト中に分散しており、必要に応じてフェライ
ト結晶粒径が20μｍ以上に調整されている高加工性中・
高炭素鋼板。鋼成分として、Ｓｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｍｏ，
Ｃｕ，Ｎｉ等を適宜添加したものを用いることができ
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、炭化物の分散形態
に特徴を有する、局部延性に優れた高加工性中・高炭素
鋼板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼中のＣ含有量が概ね0.1〜0.8質量％
の、いわゆる中・高炭素鋼板は、焼入れ強化が可能であ
るとともに焼鈍状態ではある程度の加工性も有している
ため、自動車部品をはじめ各種機械部品や軸受け部品の
素材として広く使用されている。部品の製造にあたって
は、一般的には打抜加工や曲げ成形が施され、さらに比
較的軽度な絞り加工，伸びフランジ成形が施されること
もある。また、部品形状が複雑な場合は、二ないし三部
品を溶接して製造される場合も多い。そしてこれらの加
工部品は熱処理を経て各種用途の部品に仕上げられてい
く。

【０００３】ところが近年、部品の製造コストを低減す
べく、部品の一体成形や、部品加工の工程簡略化が進め
られている。このことは素材側から見ればより加工率の
高い（＝塑性変形量の大きい）加工に耐えなくてはなら
ないことを意味する。つまり、加工技術の高度化に伴
い、素材である中・高炭素鋼板自体にもより高い加工性
が要求されるようになってきた。特に昨今では、打抜加
工や曲げ加工のみならず、高度な伸びフランジ成形加工
（例えば穴拡げ加工）にも耐え得る局部延性に優れた鋼
板素材のニーズが高まるつつある。

【０００４】こうした中、特公昭61-15930号公報，特公
平5-70685号公報，および特開平4-333527号公報には、
加工方法あるいは熱処理方法を工夫することによって棒
鋼中の炭化物を球状化し、棒鋼線材の加工性を改善する
技術が紹介されている。しかし、これらはいずれも棒鋼
線材を対象とするものであり、素材が板材である場合に
問題となる伸びフランジ性の改善手段は明らかにされて
いない。

【０００５】また、特開平8-3687号公報には、Ｃを0.3m
ass％以上含有し、炭化物の占める面積率が20％以下
で、粒径1.5μｍ以上の炭化物の割合が30％以上である
加工用高炭素鋼板が示されている。これは炭化物の形態
を制御して鋼板の加工性を改善したものではあるが、局
部延性に関連する伸びフランジ性といった高度な加工性
を改善するには至っていない。

【０００６】さらに特開平8-120405号公報には、Ｃ：0.
20〜0.60％の他、Ｓｉ，Ａｌ，Ｎ，Ｂ，Ｃａ等の黒鉛化
を促進する元素を含有し、Ｃ含有量の10〜50％が黒鉛化
しており、断面の鋼組織が3μｍ以上の黒鉛粒子を特定
量含んだ球状化セメンタイトの分散したフェライト相に
なっている加工性に優れた薄鋼板が示されている。この
薄鋼板は穴拡げ性と二次加工性に優れているという。し
かしその薄鋼板は含有炭素の黒鉛化を利用して加工性を
改善したものであるから、黒鉛化を促進する元素の添加
した鋼を用いる必要があり、一般的な市販の中・高炭素
鋼種に広く適用できるものではない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、加工性
の中でも「伸びフランジ性」といった、特に局部延性を
改善した中・高炭素鋼板のニーズが高いにもかかわら
ず、一般的な中・高炭素の鋼種において、鋼板の局部延
性を改善する手法は確立されていない。その理由とし
て、局部延性を向上させ得るに足る鋼板の金属組織が未
だ明らかにされていないことが挙げられる。

【０００８】そこで本発明は、「伸びフランジ性」等の
局部延性を安定的に改善することができる金属組織を特
定し、特殊な元素を添加することなく一般的な中・高炭
素鋼の鋼種において局部延性に優れた鋼板を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、請求項１の
発明、すなわち、Ｃ：0.1〜0.8質量％、Ｓ：0.01質量％
以下の亜共析鋼からなり、下記(a)で定義される炭化物
球状化率が90％以上、かつ下記(b)で定義される平均炭
化物間距離が0.8μｍ以上であるように炭化物がフェラ
イト中に分散している局部延性に優れた高加工性中・高
炭素鋼板によって達成される。 (a)炭化物球状化率：鋼板断面の金属組織観察におい
て、観察視野内の炭化物総数に占める、炭化物の最大長
さｐとその直角方向の最大長さｑの比(ｐ／ｑ)が３未満
である炭化物の数の割合(％)をいう。ただし、観察視野
は炭化物総数が300個以上となる領域とする。 (b)平均炭化物間距離：鋼板断面における炭化物の面積
率ｆおよび平均炭化物粒径Ｄ(μｍ)を次式に代入して求
まるＬの値(μｍ)をいう。Ｌ＝((π／(4×ｆ))^(1/2)−1)×Ｄ

【００１０】ここで、炭化物の面積率ｆは、鋼板のＣ含
有量をＣ(質量％)とするとき、次式、ｆ＝Ｃ／6.67 で求まる値である。平均炭化物粒径Ｄは、鋼板断面の金
属組織観察において、観察視野内の個々の炭化物につい
て測定した円相当径を全測定炭化物について平均した値
である。ただし、観察視野は炭化物総数が300個以上と
なる領域とする。πは円周率である。(π／(4×ｆ))に
掛かる上付きの(1／2)は、1／2乗を意味する。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、対象とする鋼を特に、質量％において、Ｃ：0.1〜
0.8％，Ｓｉ：0〜0.40％（無添加を含む），Ｍｎ：0.3
〜1.0％を含有し、Ｐ：0.03％以下，Ｓ：0.01％以下，
Ｔ.Ａｌ：0.1％以下で、残部がＦｅおよび不可避的不純
物である鋼としたものである。ここでＴ.Ａｌは、鋼中
に含まれるトータルＡｌを意味する。

【００１２】請求項３の発明は、同様に対象とする鋼
を、質量％において、Ｃ：0.1〜0.8％，Ｓｉ：0〜0.40
％（無添加を含む），Ｍｎ：0.3〜1.0％，Ｃｒ：0〜1.2
％（無添加を含む），Ｍｏ：0〜0.3％（無添加を含
む），Ｃｕ：0〜0.3％（無添加を含む），Ｎｉ：0〜2.0
％（無添加を含む）を含有し、Ｐ：0.03％以下，Ｓ：0.
01％以下，Ｔ.Ａｌ：0.1％以下で、残部がＦｅおよび不
可避的不純物である鋼としたものである。ここで、Ｓ
ｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ｎｉの下限の0％はその元素が
無添加であることを意味する。例えば請求項３で対象と
する鋼の一例としては、これらの元素のうちＳｉとＣｒ
とＭｏだけを規定範囲内で添加し他のＣｕ，Ｎｉは添加
しない鋼などが挙げられる。

【００１３】請求項４の発明は、請求項１，２または３
の発明において、特にフェライトの結晶粒径が20μｍ以
上であることに特徴を有するものである。

【００１４】請求項５の発明は、請求項１，２，３また
は４の発明における局部延性に優れた高加工性中・高炭
素鋼板において、特に当該鋼板が伸びフランジ加工用の
鋼板であることに特徴を有するものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明者らは、一般的な中・高炭
素鋼種における鋼板の加工性を改善する手段について詳
細に検討してきた。その結果、一般的な打抜加工性や
曲げ加工性が向上する場合でも、伸びフランジ性等の局
部延性が改善されるとは限らないこと、炭化物を単に
球状化させるだけでは局部延性の安定した改善を図るこ
とはできないこと、そして、伸びフランジ性等の局部
延性は、鋼板中における炭化物の分散形態に大きく依存
し、具体的には炭化物のより一層の球状化と、平均炭化
物間距離を大きくすることによって改善し得ることを知
見した。

【００１６】伸びフランジ成形加工によって生じる割れ
や亀裂は、加工変形中に生じる非常に局所的な欠陥によ
って敏感に引き起こされるものと考えられる。中・高炭
素鋼板においては、そのような欠陥の生成原因として、
炭化物（セメンタイト）を起点として生じたミクロボイ
ドの成長（連結）が挙げられる。このため、中・高炭素
鋼板の伸びフランジ性を改善するうえで、加工変形時に
おいて上記ミクロボイドの生成・成長をできるだけ抑制
できるような金属組織に調整することが重要であると考
えられる。伸びフランジ性が他の一般的な加工性の改善
に伴って必ずしも同様に改善されないのは、他の加工性
には影響を及ぼさないようなミクロ的な欠陥が、伸びフ
ランジ性に対しては敏感に影響するためであると推察さ
れる。

【００１７】このような考察に基づき種々の実験を繰り
返した結果、鋼板中に分散している炭化物の平均距離を
長くすることによって、個々の炭化物を起点として生成
したミクロボイドの連結を抑制でき、伸びフランジ性等
の局部延性を顕著に改善できることが確認された。さら
に、分散している炭化物の球状化率を高めることもミク
ロボイドの生成自体を抑制するうえで効果的であること
がわかった。以下、本発明を特定するための事項につい
て説明する。

【００１８】本発明では、Ｃ：0.1〜0.8質量％を含有す
る中・高炭素鋼を対象とする。Ｃは炭素鋼においては最
も基本となる合金元素であり、その含有量によって焼入
れ硬さおよび炭化物量が大きく変動する。Ｃ含有量が0.
1質量％以下の鋼では、各種機械構造用部品に適用する
うえで十分な焼入れ硬さが得られない。一方、Ｃ含有量
が0.8質量％を超えると、熱間圧延後の靭性が低下して
鋼帯の製造性・取扱い性が悪くなるとともに、焼鈍後に
おいても十分な延性が得られないため、加工度の高い部
品への適用が困難になる。したがって、本発明では適度
な焼入れ硬さと加工性を兼ね備えた素材鋼板を提供する
観点から、Ｃ含有量が0.1〜0.8質量％の範囲の鋼を対象
とする。なお、Ｃ含有量が低くなるほど局部延性は一層
改善される。このため、伸びフランジ性を特に重視する
用途ではＣ含有量が0.1〜0.5質量％の鋼を使用すること
が望ましい。

【００１９】Ｓは、ＭｎＳ系介在物を形成する元素であ
る。この介在物の量が多くなると局部延性が劣化するの
で、鋼中のＳ含有量はできるだけ低減することが望まし
い。本発明で規定する炭化物分散形態を実現させれば、
Ｓ含有量を特別に低減していない一般的な市販鋼に対し
ても伸びフランジ性の向上効果は得られる。しかし、Ｃ
含有量が0.8質量％近くまで高くなった場合でも、後述
するＥｌv値およびλ値がそれぞれ例えば35％以上，40
％以上というような、高い局部延性を安定して確保する
ためには、Ｓ含有量を0.01質量％以下に低減した鋼を用
いるのが望ましい。本願発明ではそのような観点からＳ
含有量を0.01質量％以下に規定した。なお、さらにＥｌ
v値およびλ値をそれぞれ40％以上，55％以上にまで高
めた非常に優れた局部延性を有する鋼板素材を安定して
得るためには、前述のようにＣ含有量を0.1〜0.5質量％
としたうえで、Ｓ含有量を0.005質量％以下に低減した
鋼を用いるのがよい。

【００２０】Ｐは、延性や靭性を劣化させるので、0.03
質量％以下の含有量とすることが望ましい。Ａｌは溶鋼
の脱酸剤として添加されるが、鋼中のＴ.Ａｌ量が0.1質
量％を超えると鋼の清浄度が損なわれて鋼板に表面疵が
発生しやすくなるので、Ｔ.Ａｌ含有量は0.1質量％以下
とすることが望ましい。

【００２１】Ｓｉは、局部延性に対して影響の大きい元
素の１つである。Ｓｉを過剰に添加すると固溶強化作用
によりフェライトが硬化し、成形加工時に割れ発生の原
因となる。またＳｉ含有量が増加すると製造過程で鋼板
表面にスケール疵が発生する傾向を示し、表面品質の低
下を招く。そこでＳｉを添加するに際しては0.40質量％
以下の含有量となるようにする。加工性を特に重視する
用途ではＳｉ含有量は0.1質量％以下とすることが望ま
しい。Ｍｎは、鋼板の焼入れ性を高め、強靭化にも有効
な添加元素である。十分な焼入れ性を得るためには0.3
質量％以上の含有が望ましい。しかし、1.0質量％を超
えて多量に含有させるとフェライトが硬化し、加工性の
劣化を招く。そこで、Ｍｎは0.3〜1.0質量％の範囲で含
有させることが望ましい。

【００２２】また本発明では必要に応じてＣｒ，Ｍｏ，
Ｃｕ，Ｎｉ等の元素を添加して各特性の改善を図った鋼
を使用できる。Ｃｒは、焼入れ性を改善するとともに焼
戻し軟化抵抗を大きくする元素である。しかし、1.2質
量％を超える多量のＣｒが含まれると３段階焼鈍を施し
ても軟質化しにくく焼入れ前のプレス成形性や加工性が
劣化するようになる。したがってＣｒを添加する場合は
1.2質量％以下の範囲とする。Ｍｏは、少量の添加でＣ
ｒと同様に焼入れ性・焼戻し軟化抵抗の改善に寄与す
る。しかし、0.3質量％を超える多量のＭｏが含まれる
と３段階焼鈍を施しても軟質化しにくく焼入れ前のプレ
ス成形性や加工性が劣化するようになる。したがってＭ
ｏを添加する場合は0.3質量％以下の範囲とする。Ｃｕ
は、熱延中に生成する酸化スケールの剥離性を向上させ
るので、鋼板の表面性状の改善に有効である。しかし、
0.3質量％以上含有させると溶融金属脆化により鋼板表
面に微細なクラックが生じやすくなるので、Ｃｕは0.3
質量％以下の範囲で添加できる。Ｃｕ含有量の好ましい
範囲は0.10〜0.15質量％である。Ｎｉは、焼入れ性を改
善するとともに低温脆性を防止する合金成分である。ま
たＮｉは、Ｃｕ添加によって問題となる溶融金属脆化の
悪影響を打ち消す作用を示すので、特にＣｕを約0.2％
以上添加する場合にはＣｕ添加量と同程度のＮｉを添加
することが極めて効果的である。しかし、2.0質量％を
超える多量のＮｉが含まれると３段階焼鈍を施しても軟
質化しにくく焼入れ前のプレス成形性や加工性が劣化す
るようになる。したがってＮｉを添加する場合は2.0質
量％以下の範囲とする。

【００２３】次に、本発明鋼板の金属組織を特定するた
めの事項について説明する。

【００２４】〔炭化物球状化率〕炭化物球状化率は先に
定義したとおりであるが、これは、全炭化物のうち「球
状化した炭化物」とみなされるものがどの程度を占めて
いるかを表している。ここで、ある炭化物が「球状化し
た炭化物」とみなされるための条件として、鋼板断面の
金属組織観察平面内において、その炭化物の最大長さｐ
とそれに直角方向の最大長さｑの比(ｐ／ｑ)が３未満で
あることを要件とした。例えば、再生パーライトにおけ
る炭化物では、そのほとんどは上記の比(ｐ／ｑ)が３以
上である。一方、Ａc₁点以上の加熱で残留した未溶解炭
化物を起点として成長した炭化物では、上記の比(ｐ／
ｑ)が３未満となる。

【００２５】炭化物の形状を立体的に正確に捉えて規定
することは難しく、また製品鋼板の適否を判定するうえ
でも煩雑である。これに対し、鋼板断面の平面的な金属
組織を観察することは容易である。本発明者らは、鋼板
断面の金属組織の中で観察される炭化物形状について上
記のようなｐとｑの比(ｐ／ｑ)を用いて球状化の程度を
捉えたとき、鋼板の局部延性に対する炭化物形状の影響
を適切に評価できることを確認した。そして、種々の実
験の結果、上記の比(ｐ／ｑ)が３未満であるような「球
状化した炭化物」の数が全体の炭化物数の90％以上を占
めており、かつ後述の平均炭化物粒径が特定範囲となる
ときに、その鋼板は高い局部延性を示すことを見出し
た。なお、数値の信頼性を高めるために、観察視野は炭
化物総数が300個以上となる領域とする。

【００２６】炭化物球状化率の低い鋼板では、分散して
いる炭化物のうち、例えば再生パーライトの炭化物のよ
うに球状化が不十分な炭化物を起点としてミクロボイド
の生成・連結が助長され、これが割れの原因となる。伸
びフランジ性等の局部延性を安定して改善するために
は、後述の平均炭化物間距離と相まって、鋼板の炭化物
球状化率を90％以上とする必要がある。

【００２７】〔平均炭化物間距離〕平均炭化物間距離
は、鋼板断面における炭化物の面積率ｆおよび平均炭化
物粒径Ｄ(μｍ)を次式に代入して求まるＬの値(μｍ)を
いう。Ｌ＝((π／(4×ｆ))^(1/2)−1)×Ｄ ----(1)

【００２８】ここで、炭化物の面積率ｆは、鋼板のＣ含
有量をＣ(質量％)とするとき、次式、ｆ＝Ｃ／6.67 で求まる値である。これはＣ含有量が6.67質量％のとき
100％セメンタイト(ｆ＝１)であるとして、セメンタイ
ト面積率を実際のＣ含有量に比例した値で表したもので
ある。例えば鋼板のＣ含有量が0.36質量％の場合、ｆ＝
0.36／6.67＝0.054となる。

【００２９】また平均炭化物粒径Ｄは、鋼板断面の金属
組織観察において、観察視野内の個々の炭化物について
測定した円相当径を全測定炭化物について平均した値を
いう。具体的には個々の炭化物について面積を測定し、
その面積から円相当径を算出する。面積の測定は画像処
理装置を用いて行うことができる。そして測定した全て
の炭化物の円相当径の総和を求め、その総和を測定炭化
物の総数で除した値を平均炭化物粒径Ｄ(μｍ)とする。
数値の信頼性を高めるために、観察視野は測定炭化物総
数が300個以上となる領域とする。

【００３０】上記(1)式は、次のような仮定に基づいた
ものである。すなわち、炭化物は全て球形で同一粒径で
あり、均一に分布していると仮定する。そして、この仮
定における炭化物粒径が「測定によって求めた平均炭化
物粒径」と等しいとして、隣接する炭化物の表面間距離
を表したのが上記(1)式におけるＬである。

【００３１】平均炭化物間距離は、伸びフランジ性等の
局部延性を支配する因子として特に重要なものである。
鋼板中の平均炭化物間距離が短いと、成形加工時に炭化
物を起点として生成したミクロボイドの連結・成長を容
易にし、そのようなミクロ的な欠陥の存在に敏感な局部
延性の低下に大きな影響を及ぼす。本発明者らの詳細な
検討の結果、炭化物球状化率が前記の適正範囲にある中
・高炭素鋼板において、平均炭化物間距離を0.8μｍ以
上としたとき、従来の鋼板では実現が難しかった高い伸
びフランジ成形加工性を付与することが可能であること
が明らかになった。したがって、本発明では鋼板の平均
炭化物間距離を0.8μｍ以上に規定した。

【００３２】〔フェライトの結晶粒径〕焼鈍後のフェラ
イト粒径も、局部延性の改善に影響を与える因子であ
る。フェライト粒径が20μｍ未満になると、材料の局部
延性が低下する傾向を示すようになる。したがって、前
記の炭化物分散形態適正化の効果を最大限発揮するため
には、フェライトの結晶粒径（平均粒径）を20μｍ以上
とすることが望ましい。また、フェライト結晶粒径が不
揃いの、いわゆる混粒組織を呈すると加工性に悪影響を
及ぼすようになるので、できるだけ整粒組織にすること
が望ましい。平均粒径が35μｍを超えると混粒組織にな
りやすいのでフェライト結晶粒径（平均粒径）は20〜
35μｍの範囲に調整することが一層望ましい。

【００３３】以上のような金属組織を有する鋼板は、焼
鈍方法を工夫することによって得ることができる。例え
ば、鋼板のＡ₁変態点直下および直上の特定温度範囲に
おける加熱を適切に組み合わせた焼鈍によって実現でき
る。具体的には例えば、熱延鋼板または冷延鋼板に対し
て、Ａc₁−50℃〜Ａc₁未満の温度範囲で0.5時間以上保
持する１段目の加熱を行った後、Ａc₁〜Ａc₁＋100℃の
温度範囲で0.5〜20時間保持する２段目の加熱およびＡr
₁−50℃〜Ａr₁の温度範囲で2〜20時間保持する３段目の
加熱を連続して行い、かつ、２段目の保持温度から３段
目の保持温度への冷却速度を5〜30℃／ｈとする３段階
焼鈍を施すことによって、本発明で規定する適正な金属
組織を有する鋼板を好適に製造することができる。

【００３４】

【実施例】表１に示す化学組成の鋼を溶製し、熱間圧延
により板厚2.3ｍｍの熱延板とした。その際、熱延コイ
ル巻取温度を変えて熱延組織を変化させた。得られた熱
延板は、酸洗後、種々の条件で焼鈍し、鋼板の炭化物球
状化率，平均炭化物間距離，フェライト結晶粒径を変化
させた。その後、引張試験，切欠引張試験，穴拡げ試験
に供した。

【００３５】

【表１】

【００３６】炭化物球状化率は、走査電子顕微鏡により
鋼板断面の一定領域内を観察し、炭化物の最大長さｐと
その直角方向の最大長さｑの比(ｐ／ｑ)が３未満となる
ものを「球状化した炭化物」としてカウントし、測定炭
化物総数に占める当該「球状化した炭化物」の数の割合
を算出して求めた。その際、測定炭化物総数は300〜100
0個の範囲であった。平均炭化物間距離は、上記の炭化
物球状化率を測定した領域について画像処理装置（ニレ
コ社製、ＬＵＺＥＸ III Ｕ）を利用して平均炭化物粒
径Ｄを求め、先述の(1)式によってＬを算出して求め
た。フェライト結晶粒径は、JIS G 0522に規定される切
断法に従って、直行する２つの線分で切断されるフェラ
イト結晶粒の数を測定し、10視野測定の結果を平均して
求めた。

【００３７】引張試験は、JIS 5号引張試験片を用い、
平行部の標点間距離を50ｍｍとして行った。切欠引張試
験は、JIS 5号引張試験片の平行部長手方向中央位置に
おける幅方向両サイドに開き角45°，深さ2ｍｍのＶノ
ッチを形成した試験片を用いて引張試験を行う方法で行
った。Ｖノッチを含む標点間距離5ｍｍに対する伸び率
を破断後に求め、その伸び率を切欠引張伸びＥｌvとし
た。穴拡げ試験は、150ｍｍ角の鋼板の中央部にクリア
ランス20％にて10ｍｍ（ｄ₀）の穴を打抜いた後、その
穴部について、50ｍｍφ球頭ポンチにて押し上げる方法
で行い、穴周囲に亀裂が発生した時点での穴径ｄを測定
して、次式で定義される穴拡げ率λ(％)を求めた。 λ＝（ｄ−ｄ₀）／ｄ₀×100 これらＥｌv値およびλ値は局部延性を表す指標であ
り、伸びフランジ性を定量的に評価し得るものである。
これらの試験結果を金属組織と併せて表２に示す。

【００３８】

【表２】

【００３９】表２において、No.1のＡ鋼は、Ｅｌv値，
λ値とも高い値を示し、加工性に優れているが、これは
Ｃ含有量が0.1質量％未満であるため、加工後の熱処理
において焼入れ不良が生じた。No.13のＧ鋼は、逆にＣ
含有量が0.8質量％を超えるため加工性が著しく低いと
ともに、加工後の焼入れ時にいわゆる焼き割れが生じ
た。また、No.11のＥ鋼は、Ｓ含有量が0.01質量％を超
えて高いため、Ｅｌv値，λ値とも他のものより低下し
た。

【００４０】これらＡ鋼，Ｇ鋼，Ｅ鋼以外の鋼において
は、炭化物球状化率および平均炭化物間距離が本発明で
規定する範囲内にある本発明例（No.2,3,6,8,9,12,14,1
5）では、Ｃ含有量が同レベルの比較例と比べていずれ
もＥｌv値およびλ値が顕著に向上しており、優れた局
部延性を示した。その中でも特にフェライト結晶粒径が
20μｍ以上のNo.2,3,9では、Ｅｌv値，λ値とも一層高
い値を示した。これに対し、炭化物球状化率が不足し、
炭化物間距離も短いNo.5およびNo.10はＥｌv値，λ値と
も低下した。炭化物球状化率は高いが、平均炭化物間距
離の短いNo.4も、Ｅｌv値，λ値が低かった。逆に炭化
物球状化率が低く、平均炭化物間距離は長いNo.7でもＥ
ｌv値，λ値とも低かった。

【００４１】次に、代表的な金属組織の一例（鋼板L-断
面の走査電子顕微鏡写真）を示しておく。図１は本発明
に係る表２のNo.3の例であり、図２は比較例の同No.4の
例である。

【００４２】次に、表２における本発明例の鋼板の製造
条件を示しておく。No.2,3,6,8,9,12は、熱延巻取温度6
00〜650℃で熱延板を得た後、酸洗し、「Ａc₁点より低
い690℃で4ｈ保持→Ａc₁点以上の730℃で4ｈ保持→冷却
速度10℃／ｈで冷却→Ａr₁点以下の690℃で4ｈ保持→65
0℃まで10℃／ｈで冷却→空冷」の焼鈍を施して製造し
たものである。No.14は、熱延巻取温度580〜630℃で熱
延板を得た後、酸洗し、「Ａc₁点より低い690℃で4ｈ保
持→Ａc₁点以上の750℃で4ｈ保持→冷却速度10℃／ｈで
冷却→Ａr₁点以下の710℃で8ｈ保持→650℃まで10℃／
ｈで冷却→空冷」の焼鈍を施して製造したものである。
No.15は、熱延巻取温度580〜630℃で熱延板を得た後、
酸洗し、「Ａc₁点より低い690℃で4ｈ保持→Ａc₁点以上
の770℃で4ｈ保持→冷却速度10℃／ｈで冷却→Ａr₁点以
下の710℃で8ｈ保持→650℃まで10℃／ｈで冷却→空
冷」の焼鈍を施して製造したものである。

【００４３】

【発明の効果】以上のように、本発明では、「炭化物球
状化率」および「平均炭化物間距離」という概念を導入
して炭化物の分散形態を適正な範囲に特定し、優れた局
部延性を呈する中・高炭素鋼板の金属組織を明らかにし
た。そして、本発明に係る鋼板は、従来の中・高炭素鋼
板に比べて局部変形能が著しく向上しているので、部品
形状が複雑な自動車部品等、各種機械部品の素材として
好適に用いられ、特に伸びフランジ成形加工用鋼板とし
て非常に適している。また同時に、軟質化によりプレス
金型寿命の向上にも貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る鋼板断面の金属組織の一例を示す
走査電子顕微鏡写真である。

【図２】比較例である鋼板断面の金属組織の一例を示す
走査電子顕微鏡写真である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平松昭史広島県呉市昭和町11番１号日新製鋼株式会社技術研究所内 (72)発明者山田利郎兵庫県尼崎市鶴町１番地日新製鋼株式会社技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｃ：0.1〜0.8質量％、Ｓ：0.01質量％以
下の亜共析鋼からなり、下記(a)で定義される炭化物球
状化率が90％以上、かつ下記(b)で定義される平均炭化
物間距離が0.8μｍ以上であるように炭化物がフェライ
ト中に分散している局部延性に優れた高加工性中・高炭
素鋼板。 (a)炭化物球状化率：鋼板断面の金属組織観察におい
て、観察視野内の炭化物総数に占める、炭化物の最大長
さｐとその直角方向の最大長さｑの比(ｐ／ｑ)が３未満
である炭化物の数の割合(％)をいう。ただし、観察視野
は炭化物総数が300個以上となる領域とする。 (b)平均炭化物間距離：鋼板断面における炭化物の面積
率ｆおよび平均炭化物粒径Ｄ(μｍ)を次式に代入して求
まるＬの値(μｍ)をいう。Ｌ＝((π／(4×ｆ))^(1/2)−1)×Ｄここで、炭化物の面積率ｆは、鋼板のＣ含有量をＣ(質
量％)とするとき、次式、ｆ＝Ｃ／6.67 で求まる値である。平均炭化物粒径Ｄは、鋼板断面の金
属組織観察において、観察視野内の個々の炭化物につい
て測定した円相当径を全測定炭化物について平均した値
である。ただし、観察視野は炭化物総数が300個以上と
なる領域とする。πは円周率である。
【請求項２】質量％において、Ｃ：0.1〜0.8％，Ｓ
ｉ：0〜0.40％（無添加を含む），Ｍｎ：0.3〜1.0％を
含有し、Ｐ：0.03％以下，Ｓ：0.01％以下，Ｔ.Ａｌ：
0.1％以下で、残部がＦｅおよび不可避的不純物である
鋼からなり、請求項１の(a)で定義される炭化物球状化
率が90％以上、かつ請求項１の(b)で定義される平均炭
化物間距離が0.8μｍ以上であるように炭化物がフェラ
イト中に分散している局部延性に優れた高加工性中・高
炭素鋼板。
【請求項３】質量％において、Ｃ：0.1〜0.8％，Ｓ
ｉ：0〜0.40％（無添加を含む），Ｍｎ：0.3〜1.0％，
Ｃｒ：0〜1.2％（無添加を含む），Ｍｏ：0〜0.3％（無
添加を含む），Ｃｕ：0〜0.3％（無添加を含む），Ｎ
ｉ：0〜2.0％（無添加を含む）を含有し、Ｐ：0.03％以
下，Ｓ：0.01％以下，Ｔ.Ａｌ：0.1％以下で、残部がＦ
ｅおよび不可避的不純物である鋼からなり、請求項１の
(a)で定義される炭化物球状化率が90％以上、かつ請求
項１の(b)で定義される平均炭化物間距離が0.8μｍ以上
であるように炭化物がフェライト中に分散している局部
延性に優れた高加工性中・高炭素鋼板。
【請求項４】フェライトの結晶粒径は20μｍ以上であ
る、請求項１〜３に記載の局部延性に優れた高加工性中
・高炭素鋼板。
【請求項５】鋼板は伸びフランジ加工用の鋼板であ
る、請求項１〜４に記載の中・高炭素鋼板。