JPS5935653A - 熱延高張力鋼板 - Google Patents

熱延高張力鋼板

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JPS5935653A
JPS5935653A JP14365982A JP14365982A JPS5935653A JP S5935653 A JPS5935653 A JP S5935653A JP 14365982 A JP14365982 A JP 14365982A JP 14365982 A JP14365982 A JP 14365982A JP S5935653 A JPS5935653 A JP S5935653A
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JP
Japan
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bainite
workability
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JP14365982A
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English (en)
Inventor
Masatoshi Shinozaki
正利 篠崎
Yoshihiro Matsumoto
松本 義裕
Toshiyuki Kato
俊之 加藤
Minoru Nishida
稔 西田
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 仁の発明は、熱延高張力鋼板に関し、加工性とくにフラ
ッシュバット溶接後の加工性全改良した熱延高張力鋼板
を提案しようとするものである。
フラッシュバット溶接を行なって部材を製作する鋼板製
品の代表例として自動車のホイールリム(以下単にリム
という)があり、かよう々リム製造の特殊性は、フラッ
シュバット溶接(以下単に溶接という)を行なった上で
、さらに冷間加工を行ない最終製品にするところにある
したがってリム用の鋼板材料には溶接継手の冷間加工性
が良いものであることの必要があり、従来は専ら軟鋼板
が使われていた。
ところで自動車重限の軽量化の一環としてホイールの軽
量化の気運が強まり、従来の軟鋼板に代って高張力鋼板
が使われようとしている。
しかし比較的最近開発された袢合組織(Dualpha
se )鋼を含めて、引張強さく以下TSと略す)カ5
0 kp・f/−チリ上のものについては、リム用材料
として上記特殊性に対し満足に適合するものはなかった
ごく最近になって、特開昭56−180455号および
四56−180456号各公報においてSi 、 Sお
よびP2低くし介在物形態制御を行なったNb添加鋼と
、Nb 、 V 、 Tiおよびzrのうちから1種以
上を添加したベイナイト鋼(面積率でベイナイト60%
以上が8畳)が発表された。
現在までのリム用高張力鋼板材料の開発過程での知見を
まとめると次のように要約することができる。
1)  Dual phase鋼は強度a性のバランス
は良いが、溶接熱影響部(以下単にHA Zという)が
軟化し、そこでネッキングや破断が起きるためリム用材
料として不適当である。
2)固溶強化鋼ではT、 850 k7 ・f/ mm
”以上のものを作ろうとすると成分コストが商くなシす
ぎ、従って、析出強化元素を添加したものでなければ々
らない。
8)S含有酸は低い方が良い。
4)介在物制御はした方が良い。
5)  Pは加工性の劣化を招くので低い方が良い。
こ\に上掲特開昭56−130456号公報ではマルテ
ンサイトを含有するDual phase鋼はHAZが
軟化するのに対し、面積率で60%以上のペイナイ)f
含むベイナイト鋼は、HA Zの軟化がない旨開示され
ている。
以上のような状況をふまえて発明者らは、さらに独自の
研究を進めた結果、従来忌み嫌われていたPを意図的に
適社添加することおよび組織をフェライトとベイナイト
を主とした組織にすることを基本として、加工性と溶接
の性能およびその後の加工性にも優れた熱延高張力鋼板
を発明するに至った。
す力わちとの発明は、基本的にc o、os〜0.15
重1%(以下係で示す)、Mn 0.6〜2.5%を、
P O,04〜0.2%とともに含み、AtO,001
〜0.1チであって、残余は実質上のFeおよび不可避
混入不純物から成シ、断面組織面積率で5%未満に抑え
たマルテンサイトと、10%以上のベイナイトおよび残
部実質的にフェライトの分散組織を有することにより、
熱延高張力鋼板の加工性とフラッシュバット溶接性およ
びその後の加工性が顕著に改良され、この鋼板を用いる
とN6強度の軽I Uムひいては経机ホイールを工業的
規模でとくに有利に製造することができることを究明し
たものである。
さて加工性が要求される熱延鋼板にPを添加してT、S
を高めるというような考え方は、従来加工性劣化つまり
、これをもたらす脆性悪化を伴うという理由によシ否定
されてきた。しかしこれは従来の熱延鋼板の製造工程で
熱延コイルの巻取り温度(以下OTと略す)が500〜
700℃であシ、巻取り後の徐冷によって500℃付近
でPが粒界に偏析するため、とくに脆性が悪化すること
に起因している。
従ってこの点リムにも使われるJIS G3113自動
車構造用熱間圧延鋼板5APHにおいてもPの含有酸は
0 、040%以下にしなければならないことが規定さ
れている。Pの含有酸に関する規定は他の規格について
もほぼ同様である。
この点について発明者らの検討結果を第1図に示すよう
にP添加鋼にあってもvノツチシャルピー試験における
特性が軟鋼(SAPH82’)並みに得られることがわ
かシ、との発明の端緒となるに至ったのである。
す々わちこの試験は比較鋼としてG O,06%、)4
n 0.26%、P O,015%の軟鋼(2,9mm
厚)と、この発明に従うべき00.07%、Si 0.
5%、Mn1.55%、P O,088係、AtO,0
4%のP添加鋼(L9m++s厚)を用い、P添加鋼に
ついては、さらに熱延条件を変えて組織が実質フェライ
トからなる鋼Aと実質フェライトとベイナイトからなる
鋼Bの二つの鋼を用い、これらの素材と溶接部の衝撃特
性を比較したものである。
図に明らかなように軟鋼では脆性破面遷移温度が素材、
溶接部ともに−80〜−60℃であシ、シェルフエネル
ギーも素材と溶接部であまシ差かな(15〜20 ky
 f−m7cm”であるのに比し、P添加鋼Aは脆性破
面遷移温度は一180℃句近にあるが、脆性破面率が0
%になる温度が約0℃と高く、−80〜0℃の吸収エネ
ルギーも8〜12kgf−講/倒2のように低いので、
P添加鋼Aはリム用材料には不適当である。
ところが一方、フェライトとベイナイトft含むP添加
鋼Bでは、素材の脆性破面温度が約−150℃と軟鋼よ
りもはるかに低く、また吸収エネルギーは一80℃以上
で16に9f−WL/crn2以上あり、軟鋼と同程度
である。また溶接部についての試験結果を破線B′て示
すように脆性破面遷移温度が約−90℃と軟銅の場合よ
りやや低く、シエルフエ ・ネルギーも軟鋼と同程度で
ある。
このように従来の固溶強化鋼に単にPを添加しただけの
フェライト鋼Aは脆性が軟鋼より劣るが、Pを添加して
、なおかつベイナイトを含む鋼Bは、脆性が素材におい
ては軟鋼よシ優れ、溶接部においては軟鋼と同等である
ことが知見されたのである。
リム用材料で重要な点は、溶接部が母材より軟化すると
ネッキングや破断を起こすため、溶接部が軟化しないこ
とであり、この点ですでに触れたように、)(AZが軟
化するDual phase鋼はリム用材料に適さない
ところでベイナイトを含む組織を得ようとしてもマルテ
ンサイトが同時に含まれる組織に彦ってしまうことがあ
シ、このような場合、マルテンサイト分率が多す−ぎる
とHAZは軟化する。このマルテンサイト分率とHAZ
の軟化量の関係fplべた結果を第2図に示す。すなわ
ちマルテンサイトの断面組織面積率が5%以上になると
軟化阻ΔHyはビッカース硬度で4ポイント以上になり
、TSに換算すると1.8kgf/m−以上軟化する。
従ってこの発明ではマルテンサイトの断面組織面積率は
5%未満に限定する。
ここまでベイナイトを含む鋼と述べてきたのは断面組織
面積率で10%以上のベイナイトを含む鋼をいい、通常
の熱延鋼板の製造工程でえられるフェライト鋼と区別さ
れる。
ペイナイ)?含む組織を得るためにはCTを通常の50
0〜700℃よりも低くすることが必要であり、OTを
450℃以下にすれば、ベイナイトが断面組織面積率で
10%以上えられることを確認した。
このように低いOTではPが偏析しやすい500℃付近
の冷却速度が結果的に大きくなり、第1図に示したよう
にPによる脆化が同時に防止される。
この発明における成分範囲限定の理由は次のとおυであ
る。
a : o、oa〜0.15% Cは強度確保とベイナイト生成のために0.03−以上
必要であるが、0.15%を超えるとスポット溶接性と
延性の劣化が大きいので0.08〜0.15チに限定す
る。
Mn : 0.6〜2.5% )4nは断面組織11積率で10%以上のベイナイトを
得るために最低0.6%は必要であるが、2.5チを超
えるとベイナイト変態は促進するものの延性の劣化が著
しくなるため、0.6〜2.5%に限定する。
P : 0.04〜0.2% Pはこの発明において特徴的な必須元素であり、安価な
母材強化効果であシながら、溶接部においてはフェライ
ト変態を促進して、溶接部における過度の硬化を抑制し
、溶接部の変形を容易にするとともに溶接継手の伸びフ
ランジ性を改善する。
その含有機は0.04%以上で母材強化効果が認められ
るが、0.2%を超えると脆性悪化の弊害が大きいので
0.04〜0.2 %に限定する。
At : 0.001〜0.1% Atは脱酸のために0.001%以上必要であるが、0
.1%を超えると介在物の増加をもたらすのでo、oo
i〜0゜】%に限定する。
なお不純物として不可避に混入するSは、熱間圧延工程
で生成するMnSが加工性とくに伸びフランジ性を劣化
させるので極力少ない方が良いがo、 oos%までな
ら許容される。
以上の基本成分のほか、SiやQrを添加することは、
次のとおり有用である。
Siは母材を強化しながら延性の劣化が少ないため添加
してもよいが、2%を超えるとスポット溶接性が劣化す
るので上限を2%に定める。
Qrは焼き入れ性を高め、ベイナイトの形成を容易にす
るので添加してもよいが、1%を超える添加は溶製上の
不都合を生じやすいので上限を1チとする。
またこのほかにNb 、 Ti 、 Vの析出強化元素
を添加して、さらに高い強度を得ることができる。
これらの元累社、単独または2a以上添加して析出強化
に関し、同一の作用効果を呈することができるが、その
ためには合計鼠で0.005%以上が好ましいけれども
、0.1%を超えると却って強化の効果が減少するので
、その上限を0.1%に限定する。
さらにaaおよびREMは、硫化物系介在物の形態制御
に関し同一の作用効果を呈する。こ\にS含有鼠をo、
oos%以下に制限するため、Ca。
REMは、単独または複合の添加凱は極力少ない方が好
ましく、合装置で0.001%程度、最大限度は0.0
5%に限定する。
次にこの発明の実施例について説明する。転炉で溶製し
、表1の左側に化学成分を掲げた鋼塊を分塊圧延したの
ち、1200℃のスラブ加熱温度での粗圧延および仕上
圧延を経て、2.6mwr厚の熱延コイルを製造した。
熱延仕上温度は、800〜850℃、コイル巻取温度は
200〜400℃であった。
熱延方向のJI85号引張試験結果は表1に示したとお
υである。同表から明らかなように、この発明による鋼
1〜15はTSが5okqf/m−以上で素材および溶
接部のサイドベンド伸びが優れており、素材鋼板のマル
テンサイト含有率は何れも5%未満、ベイナイト含有率
は10%以上である。
比較鋼16はC含有液が少なく、ベイナイト含有率が少
ない。比較鋼17はPの含有液の少ない通常の鋼組成で
あり、溶接によってサイドベンド伸びが大きく劣化して
いる。比較@l!1118はP含有量が多すぎるため、
機械的特性は良いが脆性の面でこの発明鋼から除外され
ている。比較鋼19は熱延後の冷却速度を40〜b て製造したDual phase銅であシ、マルテンサ
イトを14%含有するのでこの発明鋼から除かれる。
比較鋼20ij:S含有量が多く、サイドベンド伸びが
小さい。
実施例で示したように、この発明によればPをJ jt
L 含有し、マルテンサイトが本質的に含有しないフェ
ライト+ベイナイト鋼は、加工性とくにフラッシュバッ
ト溶接継手の加工性に優れ、強化成分として安価なP全
使用するため製造コストも低く、工業的価値が大きい。
以上、主としてホイールリムを製造するだめの材料に絞
って説明を行なってきたが、ホイールリム以外であって
もフラッシュバット溶接後に冷間加工を行なう場合の素
材、さらには溶接せずに使用する場合の素材にもこの発
明の鋼を適用することができるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1図はシャルピー特性を示すグラフ、第2図はHAZ
の軟化数に及はすマルテンサイト含有率の影’Jlll
を示すグラフである。 第1図 訊゛!%合喋傭(’cう

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 L  O: 0.08〜0.15重@嘱、Mn : 0
    .6〜2.5重量%を、P : 0.04〜0,2重量
    %とともに含み、At: 0.001〜0.1重置チで
    あって、残余は実質上のFeおよび不可避混入不純物か
    ら成り、断面組織面積率で5%未満に抑えたマルテンサ
    イトと10%以上のベイナイトおよび残部実質的にフェ
    ライトの分散組織を有し、加工性とくにフラッシュバッ
    ト溶接後の加工性に優れることを特徴とする熱延高張力
    鋼板。 &  0 : 0.08〜0.15重社チ、Kn : 
    0.6〜2.5型取%を、P : 0.04〜0.2重
    量%とともに含み、At: 0.001〜0.1重量%
    であって、Siを2i11i%以下で含有し、残余は実
    質上のFeおよび不可避混入不純物から成シ、断面組織
    面積率で5チ未満に抑えたマルテンサイトと10%以上
    のベイナイトおよび残部実質的罠フェライトの分散組織
    を有し、加工性とくにフラッシュバット溶接後の加工性
    に優れることを特徴とする熱延高張力鋼板。 &  O: 0.08〜0.15重[1%、Mn : 
    0.6〜2.5重量%を、P : 0.04〜0.2重
    11%とともに含み、At : 0.001〜0.1重
    敞チテあって、Qrを1重置チリ下で含有し、残余は実
    質上のFeおよび不可避混入不純物から成シ、断面組織
    面積率で5%未満に抑えたマルテンサイトと10%以上
    のベイナイトおよび残部実質的にフェライトの分散組織
    を有し、加工性とくにフラッシュバット溶接後の加工性
    に優れることを特徴とする熱延高張力鋼板。 4、  C: 0.03〜0.15重1t%、Mn:0
    .6〜2.5重置°饅を、P : 0.04〜0.2重
    層チとともに含み、At : 0.001〜0.1重厚
    チであって、Nb 、 TiおよびVのうち少なくとも
    1種を0.1重置襲以下で含有し、残余は実質」二のF
    eおよび不可避混入不純物から成シ、断面組織面積率で
    5%未満に抑えたマルチ/サイトと10%以上のベイナ
    イトおよび残部実質的にフェライトの分散組織を有し、
    加工性とくにフラッシュバット溶接後の加工性に優れる
    ことを特徴とする熱延高張力鋼板。 &  C1: 0.08〜0.15重毀チ、Mn : 
    0.6〜2.5重量%を、P : 0.04〜0.2重
    置チとともに含み、At: 0.001〜0.11計係
    であって、REMおよびOaのうち少なくとも1種を0
    .05重@チ以下で含有し、残余は実質上のFeおよび
    不可避混入不純物から成り、断面組織面積率で5%未満
    に抑えたマルテンサイトと10%以上のベイナイトおよ
    び残部実質的にフェライトの分散組織を有し、加工性と
    くにフラッシュバット溶接後の加工性に優れることを特
    徴とする熱延高張力鋼板。 a  G : (1,03〜0.15重1%、Mn :
     0.6〜2.5重騎%を、P : 0.04〜0.2
    重騎%とともに含み、At: 0.001〜0.1M駁
    チであって、Slを2止咀チ以下、Qrを1重いチリ下
    でそれぞれ含有し、残余は実質上のFeおよ・・び不可
    避混入不純物から成り、断面組織面積”率で5%未満に
    抑えたマルテンサイトと10−以上のベイナイトおよび
    残部実質的にフェライトの分散組織を有し、加工性とく
    に7ラツシユバツト溶接後の加工性に優れることを特徴
    とする熱延高張力鋼板。 !7. 0 : 0.08〜0.]、5重1%、Mn:
    0.6〜2.5重騎%を、P : 0.04〜0.2重
    階襲とともに含み、At : 0.001〜0.1重置
    チてあって、Siを2重置−以下、ならびにNk) 、
     TiおよびVのうち少々くとも1種を0.1重置チ以
    下で含有し、残余は実質上のFeおよび不可避混入不純
    物から成り、断面組織面積率で5%未満に抑えたマルテ
    ンサイトと10%以上のベイナイトおよび残部実質的に
    フェライトの分散組織を有し、加工性とくにフラッシュ
    バット溶接後の加工性に優れることを特徴とする熱延高
    張力鋼板。 8、  C: 0.08〜0.15重鼠チ、Mn : 
    0.6〜2.51歓%を、P : 0.04〜0.2重
    量%とと ・もに含み、A、t : 0.001〜0.
    】重量%であつ ゛て、Siを2重1%以下、々らびに
    REMおよびOaのうち少なくとも19を0.05重@
    チ以下でそれぞれ含有し、残余は実質」二〇Feおよび
    不可避混入不純物から成り、断面組織面積率で5チ未満
    に抑えたマルテンサイトと10%以上のベイナイトおよ
    び残部実質的にフェライトの分散組織を有し、加工性と
    くにフラッシュバット溶接後の加工性に優れることを特
    徴とする熱延高張力鋼板。 o、  O: 0.oa 〜0.15重9%、Mn:0
    .6〜2.5重騎%を、P : 0.04〜0.2重量
    %とともに含み、At : 0.001〜0.1重量%
    であって、Crを1重1%以下、ならひにNb 、 T
    iおよびVのうち少なくとも1種を0.1重fi%以下
    でそれぞれ含有し、残余は実質上のFeおよび不可避混
    入不純物から成り、断面組織面積率で5%未満に抑えた
    マルテンサイトと10%以上のベイナイトおよび残部実
    質的にフェライトの分散組織を有し、加工性とくにフラ
    ッシュバット溶接後の加工性に優れることを特徴とする
    熱延高張力鋼板。 ill  O: 0.08〜0.15重1%、Kn :
     0.6〜2.5重1%を、P : 0.04〜0.2
    重騎%とともに含み、At: 0.001〜0.1重鎗
    チであって、Orを1重1%以下、ならびにREMおよ
    びOaのうち少なくとも1種を0.05重匿チ以下でそ
    れぞれ含有し、残余は実質上のyeおよび不可避混入不
    純物から成シ、断面組織面積率で5%未満に抑えたマル
    テンサイトと10%以上のベイナイトおよび残部実質的
    にフェライトの分散組織を有し、加工性とくにフラッシ
    ュバット溶接後の加工性に優れることを%徴とする熱延
    高張力鋼板。 xLo:o、oa 〜o、IBi鼠%、In : 0.
    6〜2.51歓%を、P : 0.04〜0,2重1%
    とともに含み、At: 0.001〜0.1重置チであ
    って、Nb 、 TiおよびVのうち少なくとも1種を
    0.1重1%以下、ならびにREMおよびOaのうち少
    なくとも1種を0.05重掘チ以下で、それぞれ含有し
    、残余は実質上のFeおよび不可避混入不純物から成り
    、断面組織面積率で5%未満に抑えたマルテンサイトと
    10%以上のベイナイトおよび残部実質的にフェライト
    の分散組織を有し、加工性とくにフラッシュバット溶接
    後の加工性に優れることを特徴とする熱延高張力鋼板。 11 0 : 0.08〜0.15重1%、In : 
    0.6〜2.5重置%を、P : 0.04・〜0.2
    重鼠チ重置もに含み、At: 0.001〜0.1東f
    A、%以*であって、Si全2重量%以下、Crf1重
    鼠係重置、ならびにNb 、 TiおよびVのうち少2
    >くとも1種を6−1重置チ以−トヤそれぞれ含有し、
    残余は実質上のFeおよび不可避混入不純物から成り、
    断面組織面積率で5%未満に抑えたマルテンサイトと1
    0%以上のベイナイトおよび残部実質的にフェライトの
    分散組織を有し、加工性とくにフラッシュバット溶接後
    の加工性に優れることを特徴とする熱延高張力鋼板。 1&  O: 0.03〜0.15重!u%、Mn:0
    .6〜2.51鼠%金、P : 0.04〜0,2重量
    %とともに含み、At: 0.001〜0.11限%埼
    玉であって、Siを2重限チ以下、Qrを1重It%以
    下、ならびにREMおよびCaのうち少なくとも1種を
    005重It %以下でそれぞれ含有し、残余は実質上
    のF6および不可避混入不純物から成り、断面組織面積
    率で5係未満に抑えたマルテンサイトと10%以」二の
    ベイナイトおよび残部実質的にフェライトの分散組織を
    有し、加工性とくにフラッシュバット溶接後の加工性に
    優れることを特徴とする熱延高張力鋼板。 14 0 : 0.08〜0.15重駄チ、In : 
    0.6〜2.5重置%を、P : 0.04〜0.2重
    陳係とともに含み、At: 0.001〜0.1重阻係
    であって、Crを1重1%以下、Nb 、 Tiおよび
    Vのうち少なくとも1種f0.1重畝チ以下おらびにR
    EMおよびOaのうち少なくとも1種をo、osfi!
    !%以下でそれぞれ含有し、残余は実質上のFeおよび
    不可避混入不純物から成り、断面組織面積率で5%未満
    に抑えたマルテンサイトと10%以上のベイナイトおよ
    び1残部実質的にフェライトの分散組織を有し、加工性
    とくにフラッシュバット溶接後の加工性に優れることを
    特徴とする熱延高張力鋼板。 IN  O: 0.08〜0.15重11%、)4n 
    : (1,6〜2.5重量%をP : 0.04〜0.
    2i!1%とともに含み、At : 0.+101〜0
    .1重版%以1であってSlを2重1(%以下、Orを
    1重置矛以下、Nb 、 TiおよびVのうち少なくと
    も1種を0.1重量%以下ならびにREMおよびCaの
    うぢ少ガ−くと−も1種を0.05重1%以下でそれぞ
    れ含有し、残余は実質上のFeおよび不可避混入不純物
    から成シ、断面組織面積率で5′チ未満に抑えだマルテ
    ンサイトと10%以上のベイナイトおよび残部実質的に
    フェライトの分散組織を有し、加工性とくにフラッシュ
    バット溶接後の加工性に優れることを特徴とする熱延高
    張力鋼板。
JP14365982A 1982-08-19 1982-08-19 熱延高張力鋼板 Pending JPS5935653A (ja)

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