JPS5910413B2 - Ａｌキルド系冷延高張力鋼板の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、表面性状が優れ、プレス加工性が良く且つ優
れた引張り強さ及び焼付硬化性を有し、耐デント性等の
卓越したＡｔキルド系冷延高張力鋼板を製造する方法に
関するものであり、特に外板用に適した薄鋼板の製造法
に関するものである。

近時自動車業界においては、車体の軽量化対策或は燃料
費低減対策としてドア、フード、トランクリツド等の外
板板厚の薄肉化が積極的に進められているが、それに伴
なって従前程度の機械的性質の鋼板では、製品の強度や
耐デント性等において問題が生じている。

従って自動車外板用等の薄鋼板においても、従来の２８
キロ級に代って３５〜４５キロ程度の引張り強さのもの
が要求される様になり、同時に表面性状、加工性、点溶
接性及び焼付硬化性についての要求をも満たす様な薄鋼
板の開発が切望されている。

一方冷延高張力鋼板についてはかなり以前から研究され
ているが、何れもカロエ件の点で問題カ多く、殊に厳し
い加工性と高い品質が要求される自動車部品としての使
用は極めて困難とされている。

％に自動車外板用部品の場合は、仕上り面に高い精度が
要求されるので、強度が高い反面降伏点が低い材料即ち
降伏比の低い鋼板でなければ実用化が困難である。

他方耐デント性の良し悪しは鋼板の降伏点に依存するか
ら、鋼板の加工性を高め且つ加工物に対して優れた耐デ
ント性を付与する為には、成形加工前においては降伏点
が低く且つ成形７Ｊロエ及び塗装焼付後の降伏点の高い
様な、極めて特殊な鋼材が望ましい。

ところで一般に自動車外板はストレッチャーストレイン
やゴーストラインを極度に嫌うから、これらについても
難点の少ないＡ４キルド系冷延低張力鋼板（以下〃従来
のＡｔキルド鋼板“という）が汎用されているから、バ
ッチ式焼鈍で製造した従来のＡｔキルド鋼板は、成形力
ロエ前の降伏点が低く力ロエ性にすぐれてはいるものの
、その性質は力ロエ後の塗装焼付時においても殆んど変
化しない（即ち焼付硬化性が乏しい。

）従って外板としての優れた耐デント性は付与し難く、
前記した薄肉化の傾向に対応することは困難である。

但し、最近相次いで企業化されている連続焼鈍法を採用
して製造されたＡ４キルド系冷延高張力鋼板のみは、優
れた焼付硬化性を有しており耐デント性も優れているが
、バッチ式焼鈍では特別の改良法は提案されていない。

本発明者等は前述の様な事情のもとで、特に自動車外板
用として汎用されているＡ？キルド鋼を選択し、その優
れた成形力ロエ性を留保しつつ、バッチ式焼鈍法を採用
した場合でも、優れた焼付硬化性を付与することができ
、もって耐デント性を実用町能程度まで高めるべく鋭意
研究を進めてきた。

その結果、原料鋼材中のＭｎ，Ｐ，Ａ，ｆｆ．ｓｉ及び
Ｃの含有率を特定すると共に、特に冷間圧延後の焼鈍条
件を適正に調整すれば、バッチ式焼鈍を採用した場合で
も上記の目的に合致し得る卓越した諸特性のＡ，ｆｆキ
ルド系冷延高張力鋼板（以下“木発明鋼板“ということ
がある）が得られることを知り、絃に本発明を完成する
に至った。

即ち本発明に係るＡ４キルド系冷延高張力鋼板の製法と
は、Ｍｎ ： ０．２ 〜０．６ ％、ｐ：０．０４〜
０．１５係、Ａ，！：０．０２〜０．０８係、Ｃ：０．
１係以下を夫々必須成分どして含有し、且つＳｉを０．
０４係以下におさえてなるＡｔキルド系鋼材を、仕上温
度をＡｒ３変態点以上として熱間圧延した後６００℃以
下の温度で巻取り、酸洗及び４０’％以上９０係以下の
圧下率で冷延した後の鋼板を、バッチ式焼鈍炉内におい
て５０℃／時間以上の速度で急速に昇温させ、再結晶温
度〜７５０℃の温度で所定時間焼鈍し、ついで０．１５
Ｔ／時間（Ｔ：各冷却時点の温度）以上の速度で急速に
冷却するところに要旨が存在する。

本発明ではＭｎ及びＰの所定量をＡ４ギルド鋼に積極的
に含有又は残存させると共に、Ｓｉをできる限り低下さ
せ、その後の製造工程条件殊にバッチ式焼鈍炉内におけ
る冷延鋼材の昇温速度、焼鈍温度及び冷却速度を厳密に
設定することにより表面性状に優れ且つ成形７７０工時
には低い降伏点を有し、一力成形カロエ及び塗装焼付後
においては高い降伏点を発現させることができた。

即ち成形カ口工性と焼付硬化性を同時に付与することが
でき、その結果耐デント性に卓越した優秀な本発明鋼板
を提供し得ることになった。

本発明では、Ａｔキルド系鋼材を溶製するに当ってその
成分系を下記の如く設定しなげればならない。

即ちその成分とは、Ｍｎ：０．２〜０．６係、Ｐ：０．
０４〜０．１５％、Ａ７：０．０２〜００８係、Ｃ Ｏ
．１％を含み、且つ３ｉ≦０．０４％におさえてなり、
残部が鉄及び不町避不純物である。

これらの限定理由は下記の通りである。

Ｍｎは強度一延性のバランスを害することなく冷延鋼材
を強化すると共に、熱間脆性を抑制するのに不町欠の元
素で、これらの機能を確実に発揮させる為には本発明で
は少なくとも０．２係以上含有させる必要がある。

しかしＭｎが多すぎると加工性が劣化するので０．６係
以下に抑えねばならない。

Ｐは従来から可及的に除去すべき有害な不純元素とされ
ているが、本発明ではＭｎと同様前記鋼材の強化元素と
して積極的に添カ目されるもので、カロエ性を高めるの
にも有効である。

そしてこれらの機能を有効に発現させる為には少なくと
も０．０４係以上含有させる必要がちる。

しかし含有量が多すぎると、特に不発明の如くバッチ式
焼鈍で製造したものをプレス加工したときに、低温靭性
及び点溶接性が低下するので、０．１５Ｌ：ｆｂを上限
とすべきである。

但しＰ含有量の上記規定範囲を守っても、以下に詳述す
る本発明の条件に従わないで薄鋼板を製造するとＰによ
る種々の幣害が表われてくる。

Ａｔはもともと脱酸の目的で添カ目されるが、このほか
バツチ式焼鈍で製造される鋼材の加工性を高めるのに不
町欠の含有率は０．０２〜０．０８％の範囲から選択し
なげればならない。

即ちＡ４は鋼中に微量含まれるＮと結合してＡｔｎを形
成し、再結晶過程で析出してこれが鋼材のカロエ性を向
上させる。

しかしＡ／，が０．０２％未満では、形成されるＡＬＮ
Ｏ量が不十分で上記の効果が有意に発揮されない。

一方鋼中にＡｔが過剰に存在するとスリツパー疵発生の
恐れが増大することから、Ａｔ含有率の上限を０． ０
８ ％と定めた。

Ｃは、０．１受以上になると点溶接性が極端に低下する
ので、これ以下に抑えるべきである。

Ｓｉは焼鈍時にテンパーカラーを生じ易く、その結果表
面性状、点溶接性をそこない、外板用としては不適とな
るので、本発明では０．０４％以下におさえる必要があ
る。

以上の様に本発明では、優れた表面性伏、加工性及び焼
付硬化性を確保しつつ３５〜４５ｋｇｆ／朋２級の引張
り強さを得るうえで、溶製原料中に含まれる元素及びそ
の含有率のバランスをとることが不町欠である。

上記成分組成のＡｔギルド系鋼素材の加工条件は以下に
示す通りで、本発明における最犬の特徴の１つは、処理
条件を以下に示す様に特定したところに存在し、それに
よってはじめて優れた加工性と焼付硬化性を有し、耐デ
ント性の卓越した外板用Ａｔキルド系冷延高張力鋼板を
得ることができる。

ます熱延段階では、その仕上り温度をＡｒ３変態点以上
として６００℃以下の温度で巻取る。

即ち熱延段階では前記したＡｔＮを析出させることなく
固溶状態のままに保持する必要があり、その為には上記
の条件を遵守しなければならない。

なお巻取温度の下限は特に存在しないが、温度が低すぎ
ると圧延時の変形抵抗が増大し動力費がアップすると共
に生妾性も低下するので、室湛以上、好ましくは２００
〜３００℃以上とするのがよい。

その後酸洗及び冷延を行なう。

冷延時の圧下率は引張り強さ、表面性状及び加工性を最
大限に高めるには、圧下率を４０係以上にすることが必
要である。

圧下率の上限は特に存在しないが、タンデムタイプ及び
リバースタイプの如何にかかわらず９０％以上の圧下率
で鋼板の冷間圧延を行なうことは能力的にみて極めて困
難であるので、実現性を考慮して圧下率の上限は９０係
と定めた。

また冷延後のバッチ式焼鈍処理に当っては、鋼材を５０
〜１００℃／時間の速度で焼鈍温度まで急速に高め、再
結晶温度〜７５０゜Ｃの範囲で所定時間焼鈍した後は、
ｄＴ／ｄ ｔ≧０．１５Ｔ（ここで、ｄＴ／ｄ ｔ ：
冷却時の各温度Ｔ℃における冷却速度（’Ｃ／時間）、
ｔ：時間）の冷却速度で急速に冷却しなければならず、
これらの条件を満足する場合に限って加工性と焼付硬化
性が向上し、その結果耐テント件の卓越した本発明鋼板
を得ることができる。

なお昇温速度を極端に高めようとすると昇温設備を極端
に犬がかりにする必要が生じるので、設備面の制約或は
生産性を考慮すれば１００℃／時間程度が上限と考えら
れる。

また上記冷却速度（ｄＴ／ｄｔ）の上限は鋼板特性の面
からは格別限定されないが、生意性を考慮すると、その
上限は０．６Ｔ程度であり、これ以上の急速冷却を実現
するには、設備費が膨大となるのみならず、時間当りの
生産量も低下するので、本発明では、０．１５Ｔ−０．
６Ｔの範囲の冷却速度で冷却することが望ましい。

上記の如く本発明では、冷延後の鋼板を急速に均熱温度
まで昇温し、焼鈍後は急速に冷却することを必須とする
が、これらの条件をバッチ式焼鈍で効果的に満たす為に
は、鋼材の全体に亘って加熱及び冷却媒体を万偏なく行
きわたらせる必要があるから、この様な観点よりすれば
冷延後の鋼板をルーズに巻取ってオープン焼鈍すること
が望ましい。

本発明は概略以上の様に構成されており、その効果を要
約すれば下記の通りであって、極めて実用性の高い外板
用Ａｔキルド系冷延高張力鋼板を提供し得ることになた
。

■ 本発明鋼板は、７Ｊ口Ｔ前の降伏点が低く刀１Ｔ性
に優れている。

従って面精度の高いカロ工品を容易に得ることができる
。

■ 本発明鋼板は焼付硬化性が優れており、成形加工及
び塗装焼付工程を経ることによって降伏点が急激に上昇
する。

従って製品強度及び耐デント性が卓越しており、最近の
自動車用鋼板等の板厚薄肉化傾向に十分対応できる。

■ 前記の及び■の特性から、自動車外板用をはじめと
して冷蔵庫等の家電製品用の外板等にも幅広く適用でき
、夫々優秀な性能を発揮する。

■ 溶製及び焼鈍操作等も比較的簡単であり、従来のＡ
７ギルド鋼板と同程度の生産性を維持できる。

次に本発明の実施例を示すが、下記は特許請求の範囲に
記載した実施態様と同様本発明を限定する性質のもので
はなく、前．後記の趣旨ｖｃ沿って適宜変更して実施す
ることはすべて本発明技術の範溝に含まれる。

尚下記において、成形加工前の降伏点（ＹＰｏ））とは
、ＪＩＳＳ号の規定に準じた引張り試験により測定した
値を示す。

またカロエー焼付後の降伏点とは、ＪＩ８５号の規格に
準じて調製した試験片に引張り試験機によって２係の予
歪を与え（プレスカ１丁条件に対応させるため）、次い
でこの試験片を１７０℃で２０分間熱処理し（焼付条件
に対応させるため）だ後、再度引張り試験を行なったと
きの降伏点（ｙｐ１ ）である。

またＢＨ値とは焼付硬化量を示し、第１図に示す如く加
工．焼付後の降伏点ＹＰ１ と７ＪＤ工前の降伏点ＹＰ
ｏＯ差から力ロエ硬化量△Ｙを差引いた値を意味し、Ｂ
Ｈ値が大きいほど本発明の目的に沿う。

このほか〒はランクフォード値、Ｅｔは伸び率（イ）、
Ｅｒはエリクセン値、ＴＳは引張り強さ（ｋｇｆ／ｍｍ
２）を意味する。

実施例 第１表に示す元素を含む鋼材を用い且つ同表に示す条件
を採用して鋼板を製造した。

尚第１表中Ａ−Ｄは本発明の鋼板例で、Ａ，Ｂは４ ０
ｋｇｆ７ｆｎｉ１級、Ｃ，Ｄは３ ５ ｋｇ ｆ ／ｍ
ｍ２級ノ本発明鋼板テアる。

またＥ，Ｆは比較例、Ｇ−Ｋは従来例でＧ，Ｈ，Ｉは４
０ｋｇｆ／ｍ７１Ｌ２級の高張力鋼板、Ｊ，Ｋは従来の
Ａ４ギルド鋼板を示す。

また本発明（Ａ〜Ｄ）では、冷延後の鋼板をルーズに巻
取りオープン焼鈍することによって急熱及び急冷の達成
をより確実なものにした。

得られた各鋼板の刀日工前の機械的特性値及びＢＨ値並
びに焼鈍時のテンパーカラーの有無を第２表に示す。

※◎外板として最適 ×外板として不適 ○適 Δ 問題あり 第２表の結果からも明らかな如く、殊にＢＨ値と表面性
状について比較した場合、本発明鋼板（Ａ−Ｄ）は、比
較鋼板（Ｅ，Ｆ）及び従来鋼板（Ｇ−Ｋ）の２〜５倍の
ＢＨ値を示しており、卓越した焼付硬化性と優れた表面
性状を有していることが埋解される。

また第２図は、本発明鋼板と従来の高張力鋼板の、カロ
エ．焼付け前における引張り強さ（ＴＳ ：ｋｔｉｆ／
ｍｍ２）とランクフォード値（〒）の関係を示すグラフ
であり、本発明鋼板は従来の高張力鋼板に比べて、ｒ値
が３０係程度高く、優れた加工性を有していることが明
白である。

第３図は本発明鋼板（ ３ ５ ｋｇ ｆ ／ｍｕ２級
）、従来のＡｔキルド鋼板及び従来の高張力鋼板（５０
ｋｇｆ／ｍ７ＩＬ２級）を使用し、第４図に示す如くプ
レスｔａ形した後における圧子１の荷重とデント深さＨ
←めの関係、及びプレス成形後塗装焼付（１７０℃×３
０分）した後の圧子１の荷重とゲント深さＨの関係を示
すグラフである。

この結果からも明らかな様に、本発明鋼板は、従来のＡ
４ギルド鋼板や高張力鋼板に比べて、塗装焼付前・後の
デン１１さの差が著しく大きく、従って成形加工が容易
で且つ焼付硬化性が高いという本発明の特徴が明確に表
われている。

しかも本発明鋼板＋’ｚ３５ｋｇｆ／ｍｍ２級であるに
もかかわらず、塗装焼付後のデント深さは従来の５ ０
ｋｇ ｆ ／ｍｍ２級高張力鋼板に匹敵する優れた値
を示している。

第５図は、本発明鋼板（ ３ ５ ｋｇ ｆ ／ｖｔｖ
ｂ２級）と従来のＡｔキルド鋼板を用い、上記と同じ要
領で、圧子荷重を２０ｋｇに設定して、各鋼板の焼付処
理１７０℃×２０分）前．後における降伏応力とゲント
深さの関係を測定した結果である。

この結果から、従来のＡｔキルド鋼板では、焼付処理の
前・後において耐デント性及び降伏応力はあまり変化し
ておらず、焼付効果が殆んど表われないが、本発明鋼板
では、焼付処理の前．後で耐デント性及び降伏応力が大
幅に向上しており、優れた焼付硬化性を発揮することが
明確である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で得た鋼板の荷重と伸びの関係を例示す
るグラフ、第２，３及び５図は本発明の効果を従来例と
対比して示すグラフ、第４図は耐デント性（デント深さ
）の測定法を示す説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｉ Ｍｎ：０．２ 〜０．６％、ｐ ： ０．０ ４
   〜０．１ ５％、Ａ，ｆｆ：０．０２〜０．０８％、
   Ｃ≦０．１０％を必須成分として含み、且つＳｉを０．
   ０４％以下におさえてなり、残部は鉄及び不町避的不純
   物よりなるＡｔキルド系鋼材を、Ａｒ３変態点以上の仕
   上温度で熱間圧延して鋼板とした後６００℃以下の温度
   で巻取り、酸洗及び４０係以上９０係以下の圧下率で冷
   延後、該鋼板をパッチ式焼鈍炉内において５０℃／時間
   以上の速度で急速に昇温させ、再結晶温度〜７５０℃の
   温度で所定時間焼鈍し、ついで各冷却時の温度をＴ℃と
   したとき、その時の′温度Ｔ ℃における冷却速度が０
   ．１５Ｔ℃／時間以上となるように冷却することを特徴
   とする表面性二状、７ＪＤ工性及び焼付硬化性の優れた
   引張強度３５〜４ ５ ｋｇ ｆ ／ｍｒｒｔ２のＡｔ
   キルド系冷延高張力鋼板の製造法。 ２ 特許請求の範囲第１項において、冷延後の鋼材昇温
   速度を５０〜１００℃／時間とする方法。 ３ 特許請求の範囲第１又は２項において、焼鈍後の鋼
   材冷却速度を、所定の焼鈍温度から０．１５Ｔ１〜０．
   ６Ｔ’Ｃ／時間の冷却速度とする方法。 ４％許請求の範囲第１〜３項のいずれかにおいて、酸洗
   及び冷延後の鋼板をルーズに巻取って焼鈍する方法。