JPS5810972B2 - 深絞り加工性の優れた冷延鋼板の連続焼鈍による製造方法 - Google Patents

深絞り加工性の優れた冷延鋼板の連続焼鈍による製造方法

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JPS5810972B2
JPS5810972B2 JP53125151A JP12515178A JPS5810972B2 JP S5810972 B2 JPS5810972 B2 JP S5810972B2 JP 53125151 A JP53125151 A JP 53125151A JP 12515178 A JP12515178 A JP 12515178A JP S5810972 B2 JPS5810972 B2 JP S5810972B2
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治 秋末
輝昭 山田
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • C21D9/48Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals deep-drawing sheets

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  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特に深絞り加工性の優れた冷延鋼板を得るため
の新連続焼鈍法を提供するものであり、優れた深絞り加
工性を鋼板に付与するために加熱速度と均熱温度、時間
を理想的に組合せた短時間熱サイクルを提供するもので
ある。
一般に連続焼鈍法による冷延鋼板の製造においては、焼
鈍温度があまり高くなく又、焼鈍時間も短かいので一般
加工用(SPCC)クラスとか加工用(SPCD)クラ
スまでは比較的容易に製造できるが、深絞り用(5PC
B)クラスの鋼板を得ることはなかなか困難なことであ
る。
本発明においては極めて短時間の連続焼鈍法であるにも
かかわらず5PCEクラスの深絞り特性の優れた冷延鋼
板の製造方法を提供するものである。
それにはC0,08%以下、Mn 0.08〜0.4%
、固溶N0.0025%以下の成分を含有する熱延鋼帯
から冷間圧延された鋼帯を連続焼鈍するに際して、再結
晶開始温度直下から均熱温度までの加熱速度が40℃/
sec以上の速度で750〜900℃の温度に急速加熱
し、750℃〜900℃の均熱温度で1秒〜20秒間均
熱し、冷却後短時間の過時効処理を施してやればよい。
先ず、本発明で用いる熱延鋼帯の成分組成について説明
する。
本発明が対象とする加工用冷延鋼板の出発鋼材は通常の
ものであるが、特に本発明においては以下の理由により
C0,08%以下、Mn0.08〜0.4%、固溶N0
.0025%以下を含み、残部実質的にFeからなる熱
延鋼帯を出発素材とする。
Cは従来から含有量が少くなるに従って、軟質化するこ
とが知られており、本発明の場合は、C0008%以下
で加工性と耐時効性の優れた冷延鋼板が得られる。
Mnは熱間圧延時にSが誘発する脆化を防止するために
必要な元素であり、0.08%以上含有する必要がある
が、0.4%を超えると材質が硬化し加工性が損なわれ
る。
後述する本発明の急速加熱による連続焼鈍の方法によっ
て固溶窒素による時効劣化を防止し得ても、加工性と耐
時効性を同時に満足する優れた鋼板は得られなくなる。
鋼板の深絞り加工性の評価はr値やC,C,V(コニカ
ルカップ値)によってなされる場合が多G)。
このr値等は再結晶後の結晶方位や結晶粒の発達の仕方
によって大きく変化する。
本発明者らは連続焼鈍材の深絞り性の改善について種々
研究した結果、次のような知見を得た。
深絞り加工性を高めるに必要なことの一つは均熱温度を
高めることである。
これは従来の連続焼鈍法において実際に採用されている
温度よりも高目になるが、750℃から900℃の間に
すれば高い深絞り加工性を鋼板に付与することが出来る
750℃よりも低い場合には高いr値は望めない。
又900℃を超えた温度になると一旦、オーステナイト
粒に全粒が変態してしまい再結晶粒の方位はランダム化
するのでr値は極めて低いものになってしまう。
次に深絞り性を向上させるのに重要なものは再結晶開始
温度(例えば成分によっても異なるが550℃)直下か
ら均熱温度に至る温度までの昇温速度(加熱速度)のコ
ントロールである。
この加熱速度は40℃/sec以上あれば充分に深絞り
性を高めることがづきる。
再結晶開始温度直下から均熱温度までの加熱速度を40
℃/sec以上にするのは、深絞り性にとっても好まし
い再結晶方位を発達させるばかりでなく短時間で充分な
粒成長を完了させることにもなり、本発明にとって重要
な要件である。
又、この急速加熱の効果は、均熱温度が高い場合に一層
発揮されるものであり、均熱温度としては先にも述べた
ように750℃から900℃の間で顕著な効果がみられ
るのである。
なお急熱開始点である再結晶開始温度までへの加熱速度
が成品板の深絞り性に影響を及ぼすことはないので加熱
帯の構造、加熱能力等により任意の加熱速度を選択しう
る。
全体の焼鈍時間を短縮するために比較的低温から急速加
熱へ移行することが望ましい。
次に具体的な実験結果をもとにして本発明内容をのべよ
う。
750℃で高温捲取した通常のAAキルド鋼(C:0.
038%、Mn : 0.24%、P:0.015%、
S:0.011%、T、N:0.0052%、sol:
0.055%)の3.0mmの熱延板を酸洗後0、8
mmまで冷間圧延して、それに連続焼鈍を施した。
連続焼鈍熱サイクルとして400℃まで徐加熱して40
0℃から均熱温度まで100℃/secの加熱速度で昇
温し、均熱後700℃まで約20℃/secの速度で徐
冷し、その後400℃まで150℃ / secで急冷
してその温度で60秒の過時効処理を施した。
その結果得られた鋼板のr値(圧延方向、板巾方向、4
5度方向のr値を平均したもの、rL+rO+2r45
/4)を第1図に示す。
均熱温度の効果は高温はどr値を高くし、特に均熱温度
が750℃以上になるとr値も1.40以上となる。
750℃よりも低温では深絞り用鋼板といえるような高
いr値をもつことはできない。
900℃に近くなるとr値は1.70にも達する。
均熱温度が900℃の場合には均熱間開が5秒程度以下
の短時間であれば1.70といった高いr値を有する。
しかし、900℃での均熱時間が長くなるとオーステナ
イト粒への変態が生じるのでr値は急に低くなる。
900℃よりも均熱温度が低い場合においても750℃
以上であれば極めて短時間の均熱時間でも充分に高いr
値が得られる。
r値の均熱時間に対する変化をみればわかるように均熱
時間を20秒よりも長くしてもr値の向上はほとんどな
い。
従って均熱時間としては20秒以下であればよい。
更に、加熱速度の効果を調査するために第1図での熱サ
イクルにおいて加熱速度を変化させてその影響を調査し
た。
その結果が第2図に示されている。
これによれば40℃/sec以上の加熱速度においては
r値は急に高くなる。
しかも急速加熱の効果は750℃以上の均熱温度の場合
において顕著にあられれるのである。
このように加熱速度を40℃/ sec以上で昇熱し、
かつ均熱温度は750℃から900℃の間に選べばrの
極めて高い鋼板が作られるのである。
更に、r値に及ぼす加熱速度と均熱時間の効果について
第3図にて説明する。
第3図には前記の熱サイクルにおいて加熱速度と均熱時
間の効果の調査結果をまとめたものである。
これによると加熱速度が100℃/、secのものは均
熱時間が20秒よりも短時間でも高いr値を有すること
が出来、均熱時間を長くしてもそれほどr値の向上はな
い。
一方、加熱速度の小さい10℃/SeCの場合において
は40秒程度均熱時間まで徐々にr値が向上していくの
が認められる。
40℃/ sec以上の加熱速度でもって一挙に再結晶
をさせる場合には粒成長も極めて短時間に完了してしま
うのである。
尚、加熱速度の上限は、冶金学的には特に限定せしめる
理由はないが、加熱速度が150°/ sec以上にな
ると加熱の到達温度即ち均熱温度の制御がむずかしく、
温度のバラツキが大きくなり、安定した材質が得られな
くなる。
このように再結晶開始温度直下から均熱温度までの加熱
速度が40℃/ sec以上の急速加熱をして750℃
から900℃の高温で20秒以下の短時間均熱をすれば
高r値冷延鋼板が得られるばかりでなく極めて短時間で
焼鈍を完了させることができるので連続焼鈍ラインの長
さそのものを短かくすることが出来るといった大きな利
点がある。
薄板の連続焼鈍方法のうちで、特に均熱温度が高い場合
の従来の方法では、例れば特開昭51−32418号公
報に示されているような場合がある。
この特開昭51−32418号公報の内容のうち、均熱
温度と均熱時間についていえば800℃〜900℃望ま
しくは850℃〜900℃の温度範囲に30秒以上均熱
する方法である。
そして均熱時間は長いほど材質にとって好ましいが再結
晶を完了させるには30秒程度で充分であるとしている
これに対して本発明においては加熱速度、均熱温度及び
均熱時間において詳細な検討を加えて再結晶開始温度直
下から均熱温度までの温度範囲を40℃ / sec以
上の急速加熱をする場合には20秒以下の極めて短時間
均熱の場合においても充分に再結晶及び粒成長は完了し
て、深絞り用鋼板とし充分に高いr値を有する板を製造
することができることを新しく見出したものである。
更に連続焼鈍熱サイクルを、短縮させるために過時効処
理前の冷却速度を早くして過時効処理時間の短縮を計る
のも一つの有効な手段である。
第4図に冷却速度をかえた場合の時効後の降伏点の変化
を示す。
これによると冷却速度が36℃/sec以上になれば1
0℃/Secで冷却して過時効を180秒した場合の降
伏点にわずか60秒以下の過時効処理時間で達成される
ことがわかる。
急冷することによって炭素の過飽和度の高い状態から過
時効処理に入れるので過時効処理時間を極めて短かくす
ることができるのである。
尚、冷却速度の上限は、本発明の如く急冷の終点温度を
制御する場合には、特に限定する必要はないが冷却速度
が250℃/secを超える場合には急冷の終点温度を
300℃から500℃に制御することが困難となり材質
が硬質化し過時効処理時間が長くなり、一方、冷却速度
を10℃/se味満の徐冷却にすると固溶炭素の析出が
過時効処理温度に到達する迄に起り、過時効処理温度で
の過飽和度が少し軟質材を得るにはやはり過時効処理時
間の延長が必要となる。
尚、本発明においては、過時効処理の諸条件として急速
加熱、高温短時間均熱の効果を十分に発揮せしめるため
には、10℃/secから250℃/secの冷却速度
で300℃から500℃の温度まで冷却して再加熱処理
は行わず、その温度範囲内で60秒から300秒間の過
時効処理をおこなう必要がある。
急冷終点温度即ち過時効処理開始点を300℃から50
0℃に限定する理由は、加熱−均熱−焼鈍時に鋼中の炭
火物の一部が再溶解して増加した固溶炭素を延性、時効
等に対して無害な形に再析出せしめるためには300℃
から500℃の範囲が良く、500℃を超える高温度で
冷却を停めると残留固溶炭素量が十分に低減せず、一方
300℃未満では固溶炭素の拡散速度が極端に遅くなり
、いずれも過時効処理時間の増大につながり好ましくな
い。
過時効処理時間は第4図に見られるように、冷却速度如
何にかかわらず、過時効処理時間が長い方が過時効処理
後の降伏点が低くなり軟質化が進行するが、60秒以上
から安定した値を示す。
なお第4図では過時効処理時間が180秒迄0データ迄
を示しているが、さらに300秒迄漸減する。
300秒超上戸るとそれ以上降伏点の減少は起らず平行
値をとる。
したがって、300秒以上長時間過時効処理を行うこと
は設備、コスト面から利点がない。
実施例 1 銅帯の化学成分: C:0.040% Mn:0.24%、P:0.012
%、S:0.013% 製造条件: 上記成分を有するキャップト鋼を860℃で連続熱間圧
延を仕上げ、715℃で擢取り、3.2mmの熱延鋼板
を製造した。
その熱延板は酸洗後タンデム冷間圧延機で板厚0.80
mmまで冷間圧延した。
冷延板は第3図に示した本発明サイクルA1゜A2と比
較サイクルB1.B2に従って焼鈍し、その後1%の調
質圧延をおこなった。
尚、A1゜A2の400℃からの加熱速度は100℃/
sec、 p:A1では均熱後700℃まで約り0℃/
seCテ徐冷をした。
AI、A2の過時効処理前の冷却速度は150℃15e
c(ある。
BI B2の加熱速度はツ 10℃/secであり均熱後の冷却速度は約10℃/s
ecである。
材質: 得られた材質特性は下表のとおりである。
850℃均熱の場合の■と○を比べると、急速加熱をし
た■のr値は充分高く又、0よりも高いものが得られて
いる。
Y P、E#を両者で比較するとほぼ同じかそれより
Y、Pは低く、B7も多少よい値を有していることがわ
かる。
低温均熱の場合の■と■を比較しても急速加熱の@の方
のr値は高く、材質特性がよいことがわかる。
更に本発明サイクルでは特にr値が高いものが得られる
という特徴と同時に極端に焼鈍サイクルを短かくするこ
とができるのも大きな特徴である。
実施例 2 鋼帯の化学成分: C:0.039%、Mn:0.21%、P:0.011
%、S’: 0.009%、T、N:0.055%、5
olA7:0.041% 製造条件: 連続鋳造によってスラブとし通常の工程を経て連続熱延
の仕上圧延を終り750℃で捲取り、板厚3.2 mm
の熱延板を製造した。
その熱延板は酸洗後タンデム冷間圧延機で板厚0.80
mmまで冷間圧延した。
冷延板は第5図に示した本発明サイクルA1.A2と比
較サイクルBl、B2に従って焼鈍し、その後1%の調
質圧延をおこなった。
材質: 得られた材質特性は下表のとおりである。
850℃均熱の場合の■と■を比べると、急速加熱をし
た■のr値は1.69と非常に高く、又、■よりも高い
ものが得られている。
Y、P、Elを比較すると、はぼ同じか、むしろY、P
は低く、Elも多少よい値を有していることがわかる。
低温均熱の場合の0と■を比較しても急速加熱の0の方
のr値は高く、材質特性がよいことがわかる。
【図面の簡単な説明】
第1図はr値に及ぼす均熱温度と均熱時間の効果を示す
図、第2図はr値に及ぼす加熱速度と均熱温度の効果を
示す図、第3図はr値に及ぼす加熱速度と均熱時間の効
果を示す図、第4図は時効後の降伏点に及ぼす冷却速度
と過時効時間の効果を示す図(Alキルド鋼、100
℃/secテ加熱、850℃×5秒均熱、700℃まテ
20℃/secで徐冷、次いで冷却速度を変えて400
℃迄冷却し400℃で過時効処理)、第5図は本発明の
熱サイクルさ比較熱サイクルを示す図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 C0,08%以下、Mn 0.008〜0.4%、
    固溶N0.0025%以下の成分を含有する熱延鋼帯を
    冷間圧延し、得られた冷延鋼帯を連続焼鈍するに際して
    、再結晶開始温度直下から均熱温度までの加熱速度が4
    0℃/SeC〜150℃/ secの急速加熱で750
    °C〜900℃に加熱し、1〜20秒間均熱し、10℃
    /SeC〜2500C8eCの冷却速度で300℃から
    500℃まで冷却しその温度で60 Sec〜300
    secの過時効処理をすることを特徴とする深絞り加工
    性の優れた冷延鋼板の連続焼鈍による製造方法。
JP53125151A 1978-10-13 1978-10-13 深絞り加工性の優れた冷延鋼板の連続焼鈍による製造方法 Expired JPS5810972B2 (ja)

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