JPS60162732A - 焼付硬化性を有するプレス成形性の優れた高強度冷延鋼板の製造法 - Google Patents

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】 本発明は、焼付硬化性を有するプレス成形性の優れた高
強度冷延鋼板の製造法に関する。

近年、自動車の外板用鋼板などに対して、安全性や軽量
化による燃費向上などの観点から、軟鋼板に代わって高
強度鋼板が使用される傾向にあるが、このような用途に
使用される冷延鋼板には。

高強度のほかにプレス成形性とくに深絞り性および張出
し性が優れることが要求される。また、プレス成形性後
において塗料の焼付処理を行ったさい降伏強度が上昇す
るいわゆる焼付硬化性も要求される。鋼板の深絞り性は
、はぼランクフォード値（ｒ値）に支配され、Ｙ値の高
いものほど深絞り性は向上する。張出し性は降伏応力（
ＹＳ）が低く、伸び（［）が高いものほど優れている。

また、焼付硬化性（ＢＨ性）はフェライト中に固溶する
Ｃ、Ｎによる歪み時効を利用する硬化であり、材料特性
としては１通常、引張り試片に２％の予歪を与え、その
時の応力と、その後に、１７０℃で２０分の加熱処理し
たさいの降伏応力との差で表され（ＢＨ量）、このＢＨ
ｆｉが３ｋｇ／鶴２以上であることが要求される。

従来より、Ｐ添加Ａｌキルド鋼板がこの分野の鋼として
注目され、これまでも種々の提案がなされている。例え
ば、特開昭５１−１３３１３号公報および特開昭５５−
１６１０２８号公報には、Ｐ添加へｌキルド鋼板を特定
条件で箱焼鈍（パンチ焼鈍）することによって深絞り性
を高める方法が開示されている。しかしＹ値の付与が十
分ではなく　（Ｔ値は２．０以下である）、また焼付硬
化性との関連については教示がなされていない。

このようなＰ添加＾１キルド鋼板の深絞り性を一層高め
るべく１例えば特開昭５５−３１１８２号公報、特開昭
５６−１１９７３２号公報、特開昭５７−２０３７４９
号公報などには、適量のＮの添加が有益であることを教
示する。しかし、このようにＮの添加によって深絞り性
（Ｙ値）を向上させる処方は、ＮをＡＩで固定しても、
伸びが低下し、その結果、張出し性の劣化を招く。事実
、これらの公報に示された冷延鋼板成品の伸びは４０％
以下であり、これ以上のものの実施例は示されていない
。また、これらの公報にも、焼付硬化性の向上のための
処方に関しては、教示がない。

一方、焼付硬化性の向上に関しては、特開昭５５−７３
８２４号公報、特開昭５５−１１０７３４号公報、特開
昭５６−５１５２７号公報、特開昭５６−１１９７３６
号公報、特開昭５６−１３３４２５号公報、特開昭５６
−１６６３２８号公報。

特開昭５７−４３９３２号公報などに、プレス成形性と
の関連で種々の教示がなされている。そして、かような
焼付硬化性の良好な冷延鋼板を得るには、冷延後の焼鈍
温度や冷却条件を適正に規制することがそれぞれの公報
で開示する鋼成分との関係で有益であることを教示する
。しかし、これらの公知刊行物には、特定の鋼成分と焼
鈍温度や冷却条件との間にはそれなりの関連があること
が言及されてはいても、焼鈍をオーブンコイル焼鈍とし
た場合に、その加熱速度が焼付硬化性、深絞り性および
張出し性を共に改善するうえで鋼成分との関係で有用な
役割を果たすかどうかについては言及されてはいない。

本発明は、このような実情にかんがみ、焼付硬化性、深
絞り性および張出し性が共にすぐれた冷延鋼板を得るこ
とを目的として、鋼成分とその冷延鋼板の製造過程、と
くに熱延条件と焼鈍条件。

の関係をどのように規制すべきかを種々試験研究した結
果なされたもので、この目的を達成するに有益な事実を
見いだすことができたものである。

ずなわら本発明は、鋼の化学成分値を、Ｃ：０．０２〜
０．１０％、Ｓｉ：＜０．７％、　Ｍｎ　：　０．０５
〜０．５％、Ｐ：　０．０３〜０．２０％、　Ａｌ　：
　０．０２〜０．１５％、　Ｎ　：　０．００３〜０．
００８％、に規制したうえで、この鋼のスラブを熱間圧
延したあと脱スケール処理し、ついで冷間圧延工程を経
たあと焼鈍工程を経て冷延鋼板を製造するにさいし、ま
ず、その熱間圧延工程において、熱間仕上げ温度を＾ｒ
３変態点以上でかつ巻取温度を４５０〜６３０℃とし、
そして、冷延後の前記焼鈍工程において、加熱速度を１
００℃／時間以下、焼鈍温度を７１０〜８２０℃として
オープンコイル焼鈍するならば、焼付硬化性、深絞り性
および張出し性が共にすぐれた冷延鋼板を得ることがで
きることがわかった。また、前記の焼鈍工程において加
熱開始から焼鈍温度までの加熱段階を４５０〜６００℃
の範囲のある温度を境にして前期加熱段階と後期加熱段
階に分け、この前期加熱段階での加熱速度を１００℃／
時間以下としかつ焼鈍温度を７１０〜８２０℃としてオ
ープンコイル焼鈍するか。

さらには、前記焼鈍工程において、加熱開始から焼鈍温
度に至るまでの加熱過程に４５０〜６００℃に０．５〜
５時間保定する保定段階を設け１　この保定段階までの
加熱速度を１００℃／時間以下として焼鈍温度を７１０
〜８２０℃としてオープンコイル焼鈍するのが一層有利
であることがわかった。

以下に本発明の構成内容を説明し、その効果については
実施例で示す。

鋼成分について。

Ｃは１強度と焼付硬化性を付与する基本元素である。し
かし、Ｃが０．１θ％を越えるとＹ値が急激に低下する
。また０、０２％未満では、プレス加工後の二次加工性
の劣化の観点から、Ｐの添加限界が低下し、高強度化に
不利となる。すなわち、ＰとＣとの関係において、Ｐ／
Ｃ＜１０を満足することが望ましいが、Ｃ；’ｌ＜０．
０２％未満では、必要とするＰの添加量が不足すること
になって、Ｐによる強度発現が十分に達成できなくなる
。このため、Ｃの上限を０．１０％、下限を０．０２％
とするのがよい。

Ｓｉは、高強度化と焼付硬化性を向上さセるのに通ずる
ので、高強度鋼板の添加元素として好適な元素であると
言えるが、焼鈍時にテンパーカラーを生しさせやすくて
表面性状を損ね、またスポット溶接性も損ねるので、外
板用としてはその添加量を０．７％以下に抑えることが
必要である。

Ｍｎは、鋼板を高強度化する作用を供する元素であるが
、他方においてＹ値を低下させると同時に焼ｊ＝１硬化
性を減じるので、その上限を０．５％とする。下限につ
いては、熱間加工性の点から０．０５％とする。

Ｐは、鋼板の強度を高めるのに有効であり、またＹ値お
よび焼付硬化性を向上させる作用を供する。これらの作
用を本発明方法において有効に発現さセるには、少なく
とも０．０３％が必要である。

しかし、その含有量が多すぎると、二次加工性およびス
ボシト溶接性が低下するので、　０．２０％を上床とす
る。

＾Ｉは、低炭素＾１キルド鋼板の場合と同様に、高いＹ
値をえるためには、　Ｓｏｌ、ＡＩで０．０２％以上必
要とする。一方、　Ｓｏｌ、＾１で０．１５％を越える
量となると１表面性状を劣化せしめると共にコスト高の
原因ともなる。従って、八ｌはＳｏｌ、ＡＩで０．０２
〜０．１５％とする。

Ｎは、ＡＩＮを形成し、これが高ｒ値を得るうえで重要
な役割を果たすものと考えられ、少なくとも０．００３
％は必要である。しかし、含有量が多すぎると伸びΦ劣
化が太き（なるので０．００８％以下とすることが必要
である。

製造条件について。

まず、上記の諸元素を含む溶鋼を通常の方法でスラブと
したあと、　Ａｒ３変態点以上の仕上げ温度で熱延し、
４５０〜６３０℃で巻取る。本発明の場合には別および
Ｐを含有しているので１通常の低炭素Ａｌキルド鋼板の
製造のさいよりも、若干高めの仕上げ温度とする必要が
ある。この熱延後は脱スケールおよび冷延を行う。冷延
率は、後続の焼鈍工程において深絞り性および張出し性
を有効に発揮させるうえで、６０〜９０％の範囲とする
のが望ましい。

つぎに、冷延後はオープンコイル焼鈍を実施するが、こ
の場合の加熱速度が本発明の目的を達成するうえて重要
な要件となり、　１００℃／時間　以下の加熱速度、ま
たは加熱開始から４５０〜６００℃までの加熱速度を１
００℃／時間以下で行い、７１０〜８２０°Ｃで焼鈍し
なければならない。このオープンコイル焼鈍条件によっ
て、深絞り性に好ましい結晶配列が確保されると同時に
炭化物および窒化物の分布状態や固溶Ｃ量を適正な状態
にすることができ、張出し性と焼付硬化性の卓越した高
強度冷延鋼板をえることができる。

タイトコイル焼鈍では、７１０℃以上で焼鈍するとコイ
ルの焼付が生じるとともに焼鈍後の冷却も遅いので焼付
硬化性の付与が困難となり１本発明の目的に沿う適正な
焼鈍条件の制御が実施できないので１本発明においては
オープンコイル焼鈍が必須となる。このオープンコイル
焼鈍において。

その加熱速度を１００℃／時間以下とすることが。

後記実施に示すように、Ｙ値の向上に対して極めて有効
である。そして、加熱開始から焼鈍温度までの加熱段階
を４５０〜６００℃のある温度を境にして前期と後期に
分け、前期加熱段階の加熱速度だりを遅くして（１００
℃／時間以下）実施すると。

Ｈ〆（を低下させることなく焼鈍コストの低下が図れる
ので一層有利であり、またＡＩＮの析出をこの昇温過程
で促すために、４５０〜６００℃の範囲好ましくは５０
０〜６００℃の温度で０．５〜５時間、好ましくは１〜
３時間程度の保定ステップを設け。

ついで焼鈍温度まで昇温すると、゛一層Ｙ値を向上させ
ることができる。なお焼鈍温度については。

７１０℃未満では結晶粒の成長が不十分となって深絞り
性にとって好ましい結晶配列が確保できないので高γ値
が得られないと同時に３　ｋｇ／ｍ１２以上の焼付硬化
量を得ることが困難となる。従って。

７１０℃以上の焼鈍温度が必要であるが、他方、焼鈍温
度が８２０℃を越えると、Ｙ値が逆に急激に低下するの
で好ましくなく、またこの場合には焼鈍コストの上昇を
招くことにもなる。

以下に代表的な実施例を挙げ９本発明をより具体的に説
明する。

実施例１ 本例は、！！ｌ造条件を本発明範囲内として鋼の化学成
分の影響を見た例である。

第１表に示す化学成分の鋼のスラブを供試材として、こ
れらを８８０〜９２０℃の仕上げ温度で熱延し、４６０
〜５６０℃の巻取温度で巻取って板厚３．２ｍｍの熱延
板を得た。次いで酸洗したあと冷延し。

板厚０．８ｍｍの鋼板とした。この鋼板をオープンコイ
ル焼鈍炉にて焼鈍した。そのさい２５００℃で２時間の
保定ステップを入れるステップ焼鈍を行った。ステップ
温度までの加熱速度は５０℃／時間。

ステップ温度から焼鈍温度までの加熱速度は２００／時
間とし、焼鈍温度は７３０℃として３時間の焼鈍を行っ
た。焼鈍後は更に０．８％の調質圧延を施して冷延鋼板
を得た。

各鋼板の機械的性質および焼付硬化量を第１表に総括し
て併記した。

第１表の結果から以下のことが明らかである。

（１１，１ｌｈｌはＰが低い通常の旧キルド鋼であるが
。

強度が低く且つ焼付硬化性を有しない。１１ｋＬ２はＰ
を添加したものであるが、Ｎ含有量が低いのでＹ値が低
い。隘３はＰとＮは本発明範囲であるが。

へ１含有量が少ないので高いＹ値が得られない。

これに対し、Ｐ、Ｎおよび＾１が共に適正な含有量であ
る阻４とＮａ５は、高いＹ値、良好な伸び。

十分な焼付硬化性を有している。

＋２１．　ＴｈｅとＮａ７は、高いＹ値と良好な焼付硬
化性を有するものの、Ｎが高すぎるために、伸びが低く
深絞り性に問題がある。

（３）、　Ｎａ８〜ＮＩＬＩＯは、　＋１１１１４をベ
ースにしてＳｉ含有量のｒｊ５１ｉ！を見たものである
。Ｓｉ含有量の増加につれてＹ値は若干低下するものの
、焼付硬化性は向上する。ただし、隘１０に見られるよ
うに、Ｓｉ含有量が本発明の範囲を越えると、焼鈍時に
テンパーカラーが生じ９表面性状が劣化するので、好ま
しくない。

＋４１．　Ｎａ１ｌ〜隘１３は、　Ｍｎ含有量の影響を
見たものである。Ｍｒ＋含有量の増加と共に高強度化が
図れるが焼付硬化性が低下してくることがわかる。すな
わら＋　Ｍｎ含有量が本発明範囲の０．５％以下である
隘１１と１１ｍ１２は、高いＹ値、良好な伸びおよび焼
付硬化性を有するが、　Ｍｎ含有量が０．５％を越える
Ｎａ１３はＹ値が低く且つ焼付硬化量も低い。

（５１，Ｎａ１４〜Ｎ１１１６は、Ｃ含有量の影響を見
たものである。Ｃ含有量が本発明で規定する低い値の隘
１４では高いＹ値、良好な伸びおよび焼付硬化性を有す
るが１本発明で規定する量よる多いＣ含有量の隘１５と
Ｎ１１６ではＹ値および焼付硬化量が低くなっている。

（６）、　Ｎ１１７は、Ｐ含有量を多くして高強度化を
図ったものである。前記のＮ１１ｌ〜Ｎ１１１６の事実
に基づきＣ，ｓｔ、　Ｍｎ、　ＮおよびＡＩを適正範囲
にしてＰを高めた場合に、Ｙ値を低下させずに高強度化
を図ることができ、高いＹ値、良好な伸びおよび焼付硬
化性を確保した高強度冷延鋼板が得られることかわかる
。

実施例２ 本例は、化学成分値は本発明範囲内として焼鈍時の加熱
速度の影響を見た例である。

第１表の隘５の化学成分の鋼のスラブを仕上げ温度９０
０℃１巻取温度５２０℃で熱延し、３．２＋ａｍ厚の熱
延板を得た。次いで、酸洗したあと、冷延して板ＥＣ’
０．８ｍｍの鋼板を得た。この鋼板をオープンコイル焼
鈍炉にて焼鈍したが、そのさい、５００℃までの加熱速
度を第２表に示すように１０〜ｂ／時間の範囲で変化さ
せ、また５００℃から焼鈍温度までの加熱速度も１０〜
ｂ 々変化させた。焼鈍温度はすべて７５０℃とし、この温
度に３時間保持した。焼鈍後は更に１％の調質圧延を行
った。

得られた冷延鋼板の機械的性質および焼付硬化量を第２
表に示した。

ｔｌｈ５ａは、５００℃までの加熱速度を遅くすること
によって、５００℃以上の加熱速度を速くしても非常に
高いＹ値が得られた例である。

ｍ５ｂ、　Ｎａ５ｃ、　隘５ｄおよびｈｈ５ｅは、５０
０℃までの加熱速度を７０℃／時間の一定としたうえで
、　５００℃以上での加熱速度を変化させたものである
。これより、焼鈍温度まで１００℃／時間以下で加熱し
ても、また、５００℃まで１００℃／時間以下で加熱し
かつ５００℃以上を１００℃／時間以上で加熱しても、
ともに高いＹ値が確保できることがわかる。

南５ｆ、嵐５Ｌ　阻５ｈ、陽５ｉ、隘５ｊおよび嵐５に
は。

加熱速度、が１００℃／時間を越えており、　５００　
℃までの加熱速度を速くした場合には、たとえ５００℃
以上での加熱速度を遅（しても、高いＹ値が得られない
ことがわかる。

実施例３ 本例は焼鈍温度の影響を調べた例である。

実施例２と同様にして得た板厚０．８＋ｎｍの冷延まま
の鋼板（供試材は第１表のＮ１１５　）を、オープンコ
イル焼鈍炉において、その焼鈍温度を第３表に示すよう
に６４０〜７８０℃の範囲で変化させていずれも３時間
の焼鈍を行った。そのさい、加熱段階で５００℃に２時
間保定するステップをいれ、このステップまでの加熱速
度は５０℃／時間、ステップから焼鈍温度までの加熱速
度は２００℃／時間とした。いずれも、焼鈍後は１％の
調質圧延を実施して冷延鋼板を得た。

各々の機械的性質および焼付硬化量を第３表に示した。

魚５１と嵐５灘は、焼鈍温度が本発明で規定する７１０
℃より低いので、たとえ化学成分値と焼鈍加熱速度の条
件が本発明の規定範囲であっても、高いＹ値と焼付硬化
量が得られないことを示している。これに対して＋　Ｎ
ａ５ｎとＮａ５ｏは、焼鈍温度が本発明で規定する範囲
にあるものであり、この場合には、高いＹ値、良好な伸
び、さらには良好な焼付硬化量が得られ、深絞り性、張
出し性および焼付硬化性の優れた高強度冷延鋼板が得ら
れることがわかる。

第３表

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、　Ｃ：　０．０２〜０．１０％、Ｓｉ：＜０．
   ７％、　ＦＩｎ　：　０．０５′Ｊ〜０．５％＋ｐ：ｏ
   、ｏａ〜０．２０％、　Ａｌ　：　０．０２〜０．１５
   ％。 Ｎ　：　０．００３〜０．００８％、残部がＦｅおよび
   不可避的不純物からなる鋼のスラブを熱間圧延したあと
   脱スケール処理し、ついで冷間圧延工程を経たあと焼鈍
   工程を経て冷延鋼板を得る冷延鋼板の製造法であって。 前記熱間圧延工程において、熱間仕上げ温度を計３変態
   点以上、そして巻取温度を４５０〜６３０℃とし。 前記焼鈍工程において、加熱速度を１００℃／時間以下
   、そして焼鈍温度を７１０〜８２０℃としてオープンコ
   イル焼鈍する。 ことを特徴とする焼付硬化性を有するプレス成形性の優
   れた高強度冷延鋼板の製造法。 （２１，Ｃ：０．０２〜０．１０％、Ｓｉ二＜０．７％
   、Ｍｎ：０．０５〜０．５　％、ｐ：ｏ、ｏａ〜０．２
   ０冗、Ａｌ　：　０．０２〜０．１５％。 Ｎ　：　０．００３〜０．００８％、残部がＦｅおよび
   不可避的不純物からなる鋼のスラブを熱間圧延したあと
   脱スケール処理し、ついで冷間圧延工程を経たあと焼鈍
   工程を経て冷延鋼板を得る冷延鋼板の製造法であって。 前記熱間圧延工程において、熱間仕上げ温度をＡｒ３変
   態点以上、そして巻取温度を４５０〜６３０℃とし。 前記焼鈍工程において、加熱開始から焼鈍温度までの加
   熱段階を４５０〜６００℃の範囲のある温度を境にして
   前期加熱段階と後期加熱段階に分け。 この前期加熱段階での加熱速度を１００℃／時間以下、
   そして焼鈍温度を７１０〜８２０℃としてオーブンコイ
   ル焼鈍する。 ことを特徴とする焼付硬化性を有するプレス成形性の優
   れた高強度冷延鋼板の製造法。 １３＞、　Ｃ：０．０２〜０．１０％、Ｓｔ：＜０．７
   ％、　Ｈｎ　：　０．０５〜０，５％、ｐ：ｏ、ｏ３〜
   ０．２０％、　ＡＩ　：　０．０２〜０．１５％。 Ｎ　：　０．００３〜０．００８％、残部がＦｅおよび
   不可避的不純物からなる鋼のスラブを熱間圧延したあと
   脱スケール処理し、ついで冷間圧延工程を経たあと焼鈍
   工程を経て冷延鋼板を得る冷延鋼板の製造法であって。 前記熱間圧延工程において５熱間仕上げ温度をＡｒ３変
   態点以上、そして巻取温度を４５０〜６３０℃とし。 前記焼鈍工程において、加熱開始から焼鈍温度に至るま
   での加熱過程に４５０〜６００℃に０．５〜５時間保定
   する保定段階を設け、この保定段階までの加熱速度を１
   ００℃／時間以下とし、そして焼鈍温度を７１０〜８２
   ０℃としてオープンコイル焼鈍する。 ことを特徴とする焼付硬化性を有するプレス成形性の優
   れた高強度冷延鋼板の製造法。