JPS5942730B2 - 連続焼鈍によるプレス加工性の良好な高張力鋼板の製造法 - Google Patents

連続焼鈍によるプレス加工性の良好な高張力鋼板の製造法

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JPS5942730B2
JPS5942730B2 JP6155479A JP6155479A JPS5942730B2 JP S5942730 B2 JPS5942730 B2 JP S5942730B2 JP 6155479 A JP6155479 A JP 6155479A JP 6155479 A JP6155479 A JP 6155479A JP S5942730 B2 JPS5942730 B2 JP S5942730B2
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JP
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steel
less
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continuous annealing
rolled
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JP6155479A
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一秀 中岡
昭彦 西本
雅紀 大村
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JFE Engineering Corp
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Nippon Kokan 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
    • 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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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、連続焼鈍によるプレス加工性の良好な高張
力鋼板の製造法に関するものである。
最近、冷延高張力鋼板が自動車用鋼板、家庭電器製品用
鋼板の一部に使われはじめ、その際の材質としてプレス
加工性の良好なものが求められている。
冷延高張力鋼板の製造において、要求する材質が決定さ
れた場合には各種の製造法が考えられる。
この場合、どの製造法が最適であるかを決定するには次
の点に留意する必要がある。
すなわち、■、鋼成分が廉価であること、 C0熱処理工程での変動費、固定費が安いこと、■、製
品品質が安定していて、鋼板表面、形状に問題がないこ
と、 上記冷延高張力鋼板の製造法における具体的な熱処理法
には数多くあるが、以下連続焼鈍法について説明する。
連続焼鈍法は再結晶処理後の冷却法により強制空冷法と
水焼入れ法とに2分され、前者の欠点としては冷却速度
が遅いことに起因する鋼成分の高合金化があげられ、一
方、後者では冷却速度が速いため鋼成分は低合金化する
ことができるが、焼戻し処理のため再加熱炉が必要とな
る欠点があった。
この発明は後述の如く前記再加熱を省略した全く新しい
水焼入れ法を行なうものである。
従来の水焼入れ法としては、例えば特公昭49−171
31号公報に記載されるように、鋼帯形状を良好に保持
したまま焼入れるものとして水噴流冷却がある。
これは銅帯冷却速度として1000〜3000°C/s
ecとなるため低合金成分であってもオーステナイトは
マルテンサイトに変態し、α+γ領域から焼入れだ時、
金属組織はフェライト士マルテンサイトの二相混合組織
となる。
この方法は高強度冷延鋼板を得る上で生産性、製造コス
トの面から優れた方法である。
しかし、製品材質に関しては逆に冷却速度が早いため成
分が強度に敏感に作用する結果、添加元素を加えると直
ちに強度が上昇するといった欠点がある。
この欠点を具体的に云うと、例えば、Siは鋼の延性に
良好に作用するとされており、2相混合組織鋼の各種の
製造法に用いられているが、従来水焼入れ法の場合は、
Siを多量に添加すると、要求されている強度レベルが
低い時などは要求を満たさない場合がある。
また、従来水焼入れ法の第2の問題点としては、高張力
鋼を製造するためには焼戻し処理が必要になる。
これは製造ラインとして再加熱炉を備えるものとなり、
設備及び製造コストの面でマイナスとなる。
本願発明者等は、上述の諸問題点を解決する方法を得べ
く種々検討を加えた結果、α+γ領域またはγ領域から
銅帯を60°C〜100℃の温水中に焼入れで、オース
テナイトが変態する温度域以下の温度で、しかも鋼帯の
形状が劣化しない温度域以上の温度で冷却を停止させて
焼戻し処理を施せば良いという知見を得た。
この発明は上記知見に基づいてなされたものであって、 c :ooos〜018%、 Si : 1.8%以下、 Mn: 0.10〜3.0%、 P :0O07〜0.220%、 S :0003〜0032%、 Cr : 1.5%以下、 Mo : 0.30%以下、 V :025%以下、 Nb : 022%以下、 Ti : 0.20%以下、 残部Fe及び不可避不純物(以下重量%)の成分からな
り、 上記成分のうち、C,Mn 、Cr 、Mo 、Vは、
Mn Cr 士3Mo +3V 015≦C+−+(%) 6 なる関係式を満足し、 また、上記成分のうち、C,Mn、Si、Cr。
Mo、Vは、 Mn Si Cr+3Mo+3V C十−+ −十□≦0.7ω0 6 5 6 なる関係式を満足し、 更に、上記成分のうち、C,P、Sは、 C十−(P+38)≦0.30(%) なる関係式を満足する鋼を溶製し、この鋼を通常の工程
に従って熱延、冷延し、次いで連続焼鈍により760℃
以上で再結晶処理を施し、その後、750℃以上の温度
から60℃〜100℃の温水中に焼入れ、200〜50
0℃の温度で銅帯の焼入れを終了し、この温度範囲で焼
戻しすることに特徴を有する。
次に、この発明において、上記成分からなる鋼を連続焼
鈍により再結晶処理後、60℃〜100℃の温水中に焼
入れ、焼入れ終了温度を200〜500℃に限定した理
由について説明する。
再結晶処理した鋼帯を温水中に通常の工程で焼入れ、温
水温度まで過冷却すると鋼帯形状が不良になる。
第1図には厚さ081rLrIL×巾800mmの銅帯
を120m/分のライン速度で800°Cから、60〜
100℃の温水に焼入れたときの温水中での最終冷却温
度と銅帯の形状指数(後述する)との関係が示されてい
る。
この結果、温水中での冷却は200℃以上で急冷を停止
することが好ましいことがわかる。
また、温水中での急冷停止温度はオーステナイトからの
変態組織をマルテンサイトか下部ベーナイトにするため
500℃以下にしなければならない。
なお、温水の温度を60〜1000Gの範囲に限定した
のは、後述するように、50〜300’C/secの冷
却速度を得るためである。
従って、この発明では後述するような成分からなる銅帯
を608C〜100℃の温度の温水中に焼入れた後、2
00〜500℃の温度で焼入れを終了し、この温度範囲
で焼戻しを行なったのである。
尚、上記形状指数とは以下の如く定義されるものである
すなわち、工場検査では通常、(耳波の高さ)/(耳波
のピッチ)で耳波量を数値化しているが、焼入板の場合
には、耳波が複雑なうねり方を示し、ピッチが一定でな
いので、上記の定義は適切でない。
そこで、耳波量を表示する方法として次式で与えられる
形状指数(SI)を用いた。
上式で31.biは第2図に示されるように、それぞれ
板の長手方向に測った座標、および定盤からの変位であ
る。
SIの物理的意味は、約1000mmの間における、凹
凸があり、断面が蛇行している場合の板の長さと、平坦
な場合の板の長さの差である。
また、上記のように60〜100°Cの温水焼入れをし
た場合、冷却速度は50〜b (厚さ0.8mm相当)であるので、現在まで前記範囲
の冷却速度を達成する冷却法が確立されていなかった。
このため前記冷却速度に関する最適成分系の検討がなさ
れていなかった。
そこで本願発明者等は各種成分系に関し、前記冷却速度
で調査した結果、冷却速度が50℃/sec以下の条件
で2相鋼を製造する場合の最適成分系と類似しているこ
とを確認した。
ところが、冷却速度が50°C/sec以下のものに比
べて合金量は大巾に少なくて済み、製造コストの上で有
利である。
しかも、冷却速度が50°C/Sec以下の場合のよう
にMn等の添加成分が高くなるため、焼鈍中に鋼板表面
に着色現象が強く起き、この着色現象の低減のため炉中
の水素濃度を大巾に増加させる等の設備上の対策が必要
となったり、さらには溶接性も劣化するというような問
題は生じない。
再結晶処理温度を760°C以上および温水へ焼入れる
鋼板温度を750°C以上に限定した理由を以下に述べ
る。
冷間圧延した鋼板の再結晶温度は鋼種によって異なるが
、後述する実施例の成分系で且つ連続焼鈍(短時間加熱
)では、Nb及びTiを添加していない一種で680℃
以上、添加している鋼種では760℃以上である。
また、本発明の目的の一つであるマルテンサイトを得る
ためには、オーステナイト相が出現するまで加熱する必
要があり、760℃まで加熱すると、はぼこの条件が満
足される。
この2点の理由から再結晶処理温度を760℃以上とし
た。
焼鈍温度で出現したオーステナイトをマルテンサイトに
するため、温水で冷却を開始する温度は750°C以上
が必要である。
なぜならば、5%以上のマルテンサイトを出現させるた
めにオーステナイト相はそれ以上必要であり、本発明の
成分範囲で50〜300°C/SeCの温水冷却では少
くなくも750℃から冷却しなければ、所望のマルテン
サイト量が得られないからである。
以下、上記の結果に基づいてなされたこの発明における
各種成分の限定理由について説明する。
■、Cを0008〜0,18%に限定した理由第2相を
マルテンサイトにするためには、有効な元素であるが、
含有量が0.18%を越えると溶接性が劣化し、一方、
0.008%以上添加しないとマルテンサイトが安定し
て生成されない。
従って、この発明ではCの添加範囲を0008〜018
%に限定した。
■、Siを1.8%以下に限定した理由 Siは延性を良好にし、かつ降伏点応力より引張応力の
強度上昇に有効のため、低降伏比材を得る場合にも有益
な元素である。
しかし、1.8%を越えて添加すると熱延板での強度が
高くなり過ぎて冷間圧延が困難となる。
従って、この発明ではSiの添加範囲を1.8%以下に
限定した。
■、Mnを0.10〜3.0%に限定した理由Mnはこ
の発明における添加元素として重要な元素の1つであり
、プレス加工性の良好な高張力鋼板を得る上で有効であ
るが、010%未満では前記効果がなく、一方、3.0
%を越えて含有させても材質向上に寄与せず、しかも熱
延板での強度が高くなり過ぎて冷間圧延が困難となる。
従って、この発明では010〜3.0%の範囲に限定し
た。
■、Pを0007〜0.220%に限定した理由Pは鋼
板の深絞り性を向上させる上で有益な元素であるが、0
.007%未満ではその添加効果がなく、一方、022
0%を越えて添加すると溶接性が劣化する。
従って、この発明ではPの添加範囲を0.007〜02
20%に限定した。
■、Cr、Mo、Vの添加理由 これらの元素は、上記範囲内で添加すれば変態組織をマ
ルテンサイトから下部ベーナイトにするのに有効に作用
するからである。
■、S、Nb、Tiの添加理由 Sは0.032%を越えて添加すると赤熱脆性が生じ、
またNb及びTiは上記範囲内で添加すると、細粒鋼に
することができるからである。
次に、上記各種成分間の関係式を上記の如く決定した理
由を実施例とともに説明する。
第1表に示す化学成分の鋼を転炉で溶製してから連続鋳
造によりスラブを鋳造し、その後、所定の方法で前記ス
ラブを熱間圧延し、2.8〜3.2mm厚さの熱延コイ
ルを得た。
このときの仕上温度は、約860℃で、巻取温度は約6
00℃を主体とし、一部710℃で巻取った。
この熱延コイルを酸洗ラインでスケールを除去し、タン
デム圧延機で0.8myt厚さ、幅750〜900mm
のコイルに冷間圧延した。
このコイルを連続熱処理ラインで熱処理し、希塩酸で酸
洗し、中和水洗し、乾燥後、03〜1.7%の最適調圧
率で調圧し、塗油して巻取った。
尚熱処理後で降伏点伸びのないものは0.3%の調圧率
とし、最適調圧率とは降伏点伸びが消失する最低の調圧
率である。
熱処理条件は全鋼種とも760〜800°Cに加熱し、
1分間の再結晶処理を行なった後、750〜780℃の
銅帯温度で90〜100℃の温水中に焼入れ、次いで、
230〜250℃の温度範囲で冷却を停止し、その後前
記温度範囲で1.5分間焼戻しをした後除冷した。
材質の試験はコイル長手方向の中央部からC方向のJI
SS号試験片を切り出し、普通引張試験により行なった
Mn Cr十3Mo+3V (1) : C十−十□ 6 Mn Si Cr+3Mo十″3V (2) : C十−十−十□ 6 5 6 (3):C十〒(P+38 ) プレス加工性の目安として降伏比は重要なパラメーター
であるが、高張力鋼板のプレス成形の場合、特に張り出
し成形に近いものは降伏比が低い程形状凍結性が良好に
なり有利である。
第3図には第1表の成分範囲にある鋼を上記条件で熱処
理した時の降伏比と鋼成分との関係が図示されているが
、成分としてはC、Mn、Cr、Mo、Vが相関をもっ
ており、 Mn Cr+3Mo+3V 0.15≦C十−十 (%)・・・・
・・け)6 の時に確実に、0,6以下の低降伏比材が製造できるこ
とが明らかである。
尚、第3図中○印の鋼板はMn鋼、△印の鋼板はMn+
Cr又はMo又はV鋼で熱延条件として普通仕上げ、普
通巻取り材であるが、高温巻取りを行なったものが・印
で示されている。
この結果、−高温巻取りを行なうと(1)式の下限値が
低下する傾向にあることがわかる。
従って、この発明では機械的性質を良好にするためにC
、Mn 、Cr 、Mo 、 Vに上記(1)式なる関
係式を持たせたのである。
次に、第1表の成分範囲にある鋼を上記工程で製造する
場合、最終製品の鋼帯形状としては、形状指数100以
下は必要である。
各工程で銅帯の形状は劣化したり良好になったりするが
、形状が悪化する工程としては冷間圧延工程と熱処理で
の焼入れ工程である。
後者の場合は前述したとおり形状が良好になるような焼
入れ方法を用いているので問題はない。
前者の場合は冷圧コイルの形状が悪くても次工程の熱処
理で矯正される場合が多く、最終製品まで形状が不良の
ものは鋼成分が高合金系で熱延板の段階で強度の高いも
のである。
本願発明者等は第1表の成分からなる鋼を、この発明の
工程に従って処理した最終製品の鋼帯形状と鋼成分との
関係を調べた。
この結果、C,Mn。Si、Cr、V、Moの元素が相
関をもっており、下記の関係式を満足する場合に良好な
形状、すなわち、形状指数が100以下となることを見
出した。
Mn Si Cr + 3Mo +3VC十−十一
十□≦0.7(OA・・(2)6 5
6 第4図にはこの結果が示されているが、2式の値か09
以上になると圧延作業の能率が低下する。
従って、この発明では鋼板形状を良好にするためにC、
Mn 、S i 、Cr 、V、Moに上記(2)式な
る関係式を持たせたのである。
更に、この発明により製造した銅帯の溶接性を点溶接性
で評価した。
このときの評価方法は引張試験時の破断様式で溶接部(
ナゲツト内)破断を不合格とし、母材破断を合格とした
引張りは引張りせん断試験である。
第5図には、その試験結果が示されているが、Si、M
n等は破断様式に悪影響を与えず、C,P、Sが破断様
式に悪影響を与える。
この結果、c、p、sが下記の関係式を満足した場合に
溶接性が良好になることがわかった。
C+−(P+38)≦0.30(%)・・・・・・・・
・(3)従って、この発明では溶接性を良好にするため
にC,P、Sに上記3)式なる関係式を持たせたのであ
る。
以上説明したように、この発明によれば、水焼入連続焼
鈍法により鋼帯形状が良好で、しかもプレス加工性に優
れた低降伏比高張力鋼板を製造することができるという
工業上極めて有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、温水中での冷却停止温度と形状指数との関係
を示す図、第2図は、形状指数の説明図、第3図は、鋼
成分と降伏比との関係を示す図、第4図は、鋼成分と鋼
帯形状との関係を示す図、第5図は、鋼成分と溶接性と
の関係を示す図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 I C:0.008〜0.18%、 Si : 1.8%以下、 Mn : 0.10〜3.0%、 P:0.007〜0220%、 S :0003〜0.032%、 Cr:1.5%以下、 Mo : 0.30%以下、 V:0.25%以下、 Nb:0.22%以下、 Ti:0.20%以下、 残部Fe及び不可避不純物(以上重量%)の成分からな
    り、 上記成分のうち、C,Mn、Cr、Mo、Vは、Mn
    Cr 十3Mo 士3 V O115≦c+−十 (%)6 なる関係式を満足し、 また、上記成分のうち、C,Mn、S i、Cr。 Mo、Vは、 Mn Si Cr+3Mo+3V C十−十−+□≦07c%) 6 5 6 なる関係式を満足し、 更に、上記成分のうち、C,P、Sは、 C十’(P+38 )≦0.30 (%)なる関係式を
    満足する鋼を溶製し、この鋼を通常の工程に従って熱延
    、冷延し、次いで、連続焼鈍により7,60℃以上で再
    結晶処理を施し、その後750°C以上の温度から60
    °C〜100°Cの温度範囲の温水中に焼入れ、200
    〜500°Cの温度で銅帯の焼入れを終了し、この温度
    範囲で焼戻しすることを特徴とする連続焼鈍によるプレ
    ス加工性の良好な高張力鋼板の製造法。
JP6155479A 1979-05-21 1979-05-21 連続焼鈍によるプレス加工性の良好な高張力鋼板の製造法 Expired JPS5942730B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111057938A (zh) * 2019-12-31 2020-04-24 无锡市千柏材料科技有限责任公司 耐热耐磨耐腐蚀的高铬耐热合金的加工工艺

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CN111057938A (zh) * 2019-12-31 2020-04-24 无锡市千柏材料科技有限责任公司 耐热耐磨耐腐蚀的高铬耐热合金的加工工艺

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