JPS5858413B2 - 成形性のすぐれた高張力めつき鋼板の製造法 - Google Patents

成形性のすぐれた高張力めつき鋼板の製造法

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JPS5858413B2
JPS5858413B2 JP9433980A JP9433980A JPS5858413B2 JP S5858413 B2 JPS5858413 B2 JP S5858413B2 JP 9433980 A JP9433980 A JP 9433980A JP 9433980 A JP9433980 A JP 9433980A JP S5858413 B2 JPS5858413 B2 JP S5858413B2
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修二 中居
精一 杉沢
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips

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  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、成形性のすぐれた高張力めっき鋼板の製造
法に関する。
冷延鋼板の製造法は、周知のごとく、熱間圧延機で圧延
した鋼板を巻取った後、酸洗→冷間圧延→表面清浄→焼
なまし・・・めっきの各処理工程を経てめっき鋼板を製
造しているが、その材質としては近年リムド鋼に変って
、アルミキルド鋼が使用されるようになってきた。
これば、高強度鋼素材であると共に成分偏析にもとづく
特性変動が少なく、しかも時効劣化し難い特徴を有する
のみならず、バッチ式焼なまし法ではその材質中に固溶
している窒素(N)を焼なまし処理工程中に微細なAI
Nとして析出させて成形性(深絞り性)の指数として用
いられるランクフォード値(以下r値と称す)を高いレ
ベルに持ちきたすことができるためである。
ところが、連続焼なまし法においては、このアルミキル
ド鋼の特徴であるところの微細なAIHの析出によるr
値の向上が一般的に難しい。
これは昇熱速度が速いため、微細AIHの析出後、再結
晶が進行するという順序が逆転又はこれに近い状態にな
ることによる。
これば、連続焼なまし法においで、AINとしての析出
効果が全く得られない上に、再結晶粒成長をも阻害して
いる。
そこで、連続焼なまし法における、このr値の向上につ
いては近年、下記に示すような方法が提案されている。
すなわち、1 ダウンコイラでの巻取りを、高温巻取り
とすることにより、炭化物の凝集及びAINの大型析出
物を析出させ、r値の向上と再結晶粒成長を図ったもの
2 連続炉での再結黒焼なまし温度を通常より昇温させ
、その鋼板の組織をフェライト+オーステナイト領域ま
で昇温しで集合組織の改善を図り、r値の向上を目指し
たもの。
3 チタンを添加することによりr値の向上を図ったも
のがある。
しかし、上記lの高温巻取りを行うと、脱スケール性や
表面性状の悪化、結晶粒の粗大化、形状不良などが生じ
、又、2の再結黒焼なまし温度を上げると、連続炉に要
する燃料原単位が増大し、コストアップとなる。
又、3のチタンを添加することは、チタンは炭素と結合
するため、チタンの添加時はその際に真空脱炭処理も施
さねばならず、その処理とチタンの使用により、コスト
アップとなるなどの欠点があった。
この発明は、これらの方法をとらず、連続焼なまし過程
でのヒートパターンを一部変えることにより、上記の欠
点を解消し得る成形性のすぐれた35〜60kg/mt
?tクラスのめつき高張力鋼板の製造法を提供するもの
である。
すなわち、この発明は、 ■ 炭素0.15%以下、けい素0.20%以下、マン
ガン0.40〜3.0%、りん0.20%以下、アルミ
ニウム0.02〜0.15%、窒素0.0025〜0.
020%、残部実質的に鉄及び不可避的不純物よりなる
鋼を、通常の熱間圧延を施して600℃以下300℃以
上でコイルに巻取り、酸洗後圧下率40%以上で冷間圧
延を行った後、350℃以上再結晶温度以下、好ましく
は450〜550℃の温度域に10〜60秒予熱保持し
、引続き再結晶温度以上850℃以下の温度域に短時間
保持して再結黒焼なましを行い、引続きめつき処理を施
し、次いで250〜450℃の温度域に降温しで過時効
処理を施すか、又はめつき処理後冷却しコイルに巻取り
、バッチ炉で250〜4500Cの温度域に再加熱し、
過時効処理を施すことを特徴とする成形性のすぐれた高
張力めっき鋼板の製造法。
2 上記第1項の成分に加えて、さらにクロム0.5%
以下とモリブデン0.3%以下のうち1種又は2種を含
有することを特徴とする成形性のすぐれた高張力めっき
鋼板の製造法。
を要旨とする。
次に、この発明について具体的に説明する。
第1図に示すように、曲線1aはこの発明法の再結黒焼
なまし過程及びめっき処理、過時効処理におけるヒート
パターンの曲線を示し、曲線1bは従来法の再結黒焼な
まし過程及びめっき処理におけるヒートパターンの曲線
を示すもので、連続炉においてコイルを連続的に焼なま
し炉の中を通過させながら連続焼なましを行うが、鋼板
を、いったん350℃以上〜再結晶温度以下の温度範囲
の焼なまし予熱温度域PreRAで10〜60秒程度の
短時間予熱保持する。
この焼なまし予熱温度域P r e RAを施すことに
より、冷延鋼板中の窒素をAINとして微細に析出する
ようにしたものである。
すなわち、アルミキルド鋼は冷延後の再結黒焼なまし初
期段階においてAINを微細に析出させやすく、これに
より再結晶集合組織を改善し、高r値の得られることが
知られている。
そこで、発明者は連続焼なまし法において、AIHの析
出しやすい温度域に短時間保持することにより、AIN
を十分析出させて集合組織を改善し、r値を向上せしめ
、成形性の向上を図ると共に過時効処理によりその後の
成品にひずみ時効を発生させないようにしたものである
そして、その後の温度過程は通常のヒートパターンと同
様の熱処理を施す。
すなわち、A1変態点近傍の再結黒焼なまし温度域RA
(温度は後述する)まで昇温しで20〜120秒程度保
持し、この間に再結晶、粒成長の過程を経て軟化させ、
成形加工性を向上させるものである。
次いで、めっき処理を施した後、250〜450℃の過
時効処理温度域OAまで降温して2〜4分間保持し、時
効の発生原因となる固溶炭素を減少させる方法である。
なお、上記めっき処理は、既設の焼なまし方式の連続め
っき設備を有するラインで行えばよく、めっき処理はそ
の処理温度(めつ□浴温度約450℃)などから再結黒
焼なまし工程後に引続いて行うのが好ましい。
図中のMば、めっき処理温度域を示す。
又、過時効処理においては、設備の都合上バッチ炉で過
時効処理を行う、いわゆるボストアニール法であっても
基本的にはなんら差異がないため、ボストアニールを適
用したものでもよい。
すなわち、第2図に示すように、再結黒焼なまし温度域
RAから急冷した後、コイルに巻取った後バッチ式加熱
炉を用いて上記250〜450℃の過時効処理温度域O
Aに再加熱し、コールドスポット(最冷点)において3
0分以上保持する過時効処理方法である。
又、第2図はこの発明の別の1実施例を図示したもので
、第2図の曲線2al/′iこの発明法を、曲線2bは
従来法を示した再結黒焼なまし過程及びめっき処理、過
時効処理におけるヒートパターンの曲線を示す。
上記焼なまし予熱温度域P r e RAを350℃以
上〜再結晶温度以下としたのは、350°C未満でばA
INの析出に必要な熱量が得られず、又再結晶温度を越
えると、この発明の目的とする「微細AIHの析出後再
結晶させ、集合組織を改善する」というこの発明の目的
を得ることが困難となるためである。
又、その時間を10秒以上保持すれば、その間に十分A
■Nを析出できる。
このAIN析出時間は長いほど好ましいが、設備長さの
増大につながることから、実質的には60秒ぐらいが上
限となる。
上記再結黒焼なまし温度域RAば、再結晶温度以上85
0℃以下又は通常と同じ700〜850℃の範囲のいず
れでもよいが、炉の燃料原単位を考慮してできるだけ低
い方がよい。
この点に関し、フェライト−相組織鋼の場合後述するr
値の向上により、再結晶温度以上〜850℃以下で再結
黒焼なましが可能となり、好ましくは650〜750℃
がよい。
又、その保持時間は長い方がよいが、設備上許容範囲内
の20−120秒程度で十分結晶焼なまし処理効果が得
られる。
一方、フェライト+マルテンサイトの複合組織を有する
いわゆる二相組織鋼の場合、再結黒焼なまし温度はフェ
ライトα+オーステナイトγ域で均熱保持し、γ相への
成分元素濃化を図るため、750〜850℃が必要であ
る。
その保持時間は長い方がよいが、設備上許容範囲内の2
0〜120秒程度でその効果が得られる。
又、過時効処理温度OAは、通常と同じ250〜450
°Cの時効処理に適した温度範囲でよく、その時間も同
じく通常の2〜4分の時効処理時間で十分である。
上記焼なまし炉内における焼なましの予熱操作は、炉内
の温度調整を行うことにより、容易にこの発明の焼なま
し予熱帯を設けることができる。
このように、再結黒焼なまし時のヒートパターンを一部
変えるのみで、成品のr値が向上し、成形性がすぐれ、
ひずみ時効の発生を抑制した高品質の成品を製造するこ
とができる。
このr値の向上に伴い、下記に示す種々の問題も解消さ
れる。
すなわち、ダウンコイラでの750°C前後の高温巻取
りを要せず、コイルの巻取温度を600°C以下にして
も確実にr値の向上を図ることができる。
したがって、高温巻取りにより生じる脱スケール性、表
面性状の悪化や結晶粒の粗大化、形状不良などを抑制す
ることができる。
又、再結黒焼なまし温度域RAは、通常集合組織の改善
を図ってr値を向上し得るように、短時間内に700〜
850℃まで昇温しでいるが、この発明法においては予
熱段階を新たに設けてr値を向上し得るものであるから
、フェライト−相組織鋼の場合、再結黒焼なまし温度域
RAを650〜750℃程度まで下げることができる。
このため、連続炉における燃料原単位を確実に低減でき
る。
又、チタンの添加や真空脱炭処理なども要せず、きわめ
て簡単かつ確実にr値の向上を得ることができる。
又、この発明のアルミキルド鋼冷延鋼板は、例えば連続
鋳造法又は造塊法により製造しためつき鋼板用高張力冷
延鋼板、二相組織高張力冷延鋼板が対象となる。
この発明において、鋼の化学成分を限定したのは次の理
由による。
炭素は、強度を得るために必要な元素であるが、炭素が
0,15%を越えると、溶接性が悪化するため、0.1
5%以下とした。
けい素は、0.20%を越えると、鋼板表面に焼なまし
時に着色し、又スケールによる表面欠陥となるため、0
.20%以下とした。
マンガンは、強度を得るために必要な元素であるが、0
.40%未満では目標とする強度を得るには十分でなく
、フェライト−相組織鋼の場合はマンガン量は0.40
〜1.50%が適しているが、方フェライト+マルテノ
サイトニ相組織鋼の場合のマンガン量は1.5%以上が
必要であるが、3.0%を越えると溶製が困難であり、
かつコスト高となるため、0.40〜3.0%とした。
りんば、高張力化に必要であるが、0.2 ’O%を越
えると、二次加工脆化の危険性があり、又スポット溶接
性が劣化するため0.20%以下とした。
アルミニウムは、AIHの析出に必要で、0.02%未
満では効果が少なく、0.15%を越えるとスラブ加熱
時のAINの固溶化が不完全となり、結晶粒の微細化に
より延性が低下するため、0.02〜0.15%とした
窒素は、伸びを向上させるためには少ない方がよいが、
0.0025%未満ではAIHの析出が不十分であり、
0.020%を越えると伸びが低下し、アルミニウムと
相俟ってスラブ加熱時のAINの固溶化が不完全となる
ため、0.0025〜0.020%とした。
クロムは、強度向上のため及び二相組織化にあたり、マ
ンガン量の低減に有効であるが、0.5%を越えると、
添加のわりにこれらの効果の上昇がすくない上むしろ集
合組織を劣化させるので、0.5%以下とした。
又、モリブデンも同様の理由により、0.3%以下とし
た。
又、熱間圧延後の巻取温度を600’C以下300℃以
上としたのは、600°Cを越えると巻取後の冷却中に
大型のAINが析出してしまい、本来の目的である処の
予熱温度域PreRAでの微細なAIHの析出が不可能
となるため、600℃以下とした。
また、300℃以下では巻取時の銅帯強度が高く、巻取
が困難となり、製造上の不具合を生じたり、水冷却のた
めの水量を増大または能率の低下をきたす。
一方で300℃以下としても、絞り性向上に対する効果
は変らない。
このため、巻取温度の下限は300℃とした。
又、酸洗して表面を脱スケール処理した鋼板を、圧下率
40%以上で冷間圧延を行うのは、通常の絞り用めっき
鋼板等と同様で成品の寸法精度、形状性の向上や再結晶
集合組織を改善するためである。
〔実施例 1〕 高張力めっき鋼板試q、% 1 、2 、3 、8と、
二相組織高張力めっき鋼板試料A4,5,6,7゜9の
製造過程を例にとって、この発明法と従来法とを比較し
た実施結果を第1表に示し、その成品の組成と焼なまし
処理条件を併せて示した。
なお、めっき処理は付着量45/459/−合金化処理
を標準とした。
なお、めっき処理はゼンジミア式連続亜鉛めっき用の連
続炉を用いた。
又、この発明の試l#+A3の過時効処理はバッチ炉で
行った(ボストアニール)。
上記第1表より、この発明の試刺應1〜應7は従来法の
試qA8.A9に比べてr値を大幅に向上させることが
できた。
このことは、この発明法のAINを析出させるという予
熱焼なましを施すことによってr値の向上に著しく貢献
できることがわかる。
この発明は上記のごとく、連続焼なまし法において、所
定の焼なまし高温度まで急熱せず、予熱過程を経て再結
晶焼なまし処理を施すことにより、成形性にすぐれたア
ルミキルド鋼高強度めっきm板を低コストで、しかも容
易に製造できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の再結晶焼なまし過程のヒートパター
ンを示す図表、第2図はこの発明の他の再結晶焼なまし
過程のヒートパターンの実施例を示す図表である。 P r e RA・・・・・・焼なまし予熱温度域、R
A・・・・・・再結晶焼なまし温度域、M・・・・・・
めっき処理温度域、OA・・・・・・過時効処理温度域
、1a、2a・・・・・・この発明法の再結晶焼なまし
過程におけるヒートパターンの曲線例、1b、2b・・
・・・・従来法の再結晶焼なまし過程におけるヒートパ
ターンの曲線例。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 炭素0.15%以下、けい素0.20%以下、マン
    ガン0.40〜3.0%、りん0.20%以下、アルミ
    ニウム0.02〜0.15%、窒素0.0025〜0、
    020%、残部実質的に鉄よりなる鋼を、通常の熱間圧
    延を施して600℃以下300℃以上でコイルに巻取り
    、酸洗後圧下率4.0%以上で冷間圧延を行った後、3
    50℃以上再結晶温度以下の温度域に10〜60秒予熱
    保持し、引続き再結晶温度以上850℃以下の温度域に
    短時間保持して再結晶焼なましを行い、引続きめつき処
    理を施し、次いで250〜450℃の温度域に降温しで
    過時効処理を施すか、めっき処理後コイルに巻取った後
    パッチ炉で再加熱して250〜450°Cの温度域で過
    時効処理を施すことを特徴とする成形性のすぐれた高張
    力めつぎ鋼板の製造法。 2 炭素0115%以下、けい素0.20%以下、マン
    ガン0.40〜3.0%、りん0.20%以下、アルミ
    ニウム0.02〜0.15%、窒素0.0025〜0.
    020%にクロム0.5%以下、モリブデン0.3%以
    下のうち1種又は2種を含有し、残部は実質的に鉄及び
    不可避的不純物よりなる鋼を、通常の熱間圧延を施して
    600’C以下300℃以上でコイルに巻取り、酸洗後
    圧下率40%以上で冷間圧延を行った後、350’C以
    上再結晶温度以下の温度域に10〜60秒予熱保持し、
    引@き再結晶温度以上850℃以下の温度域に短時間保
    持して再結晶焼なましを行い、引続きめつき処理を施し
    、次いで250〜450℃の温度域に降温して過時効処
    理を施すか、めっき処理後コイルに巻取った後バッチ炉
    で、再加熱し250〜450 ’Cの温度域で過時効処
    理を施すことを特徴とする成形性のすぐれた高張力めっ
    き鋼板の製造法。
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