JPS6043430A - 高強度高加工性複合組織鋼板の製造方法 - Google Patents

高強度高加工性複合組織鋼板の製造方法

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JPS6043430A
JPS6043430A JP14797083A JP14797083A JPS6043430A JP S6043430 A JPS6043430 A JP S6043430A JP 14797083 A JP14797083 A JP 14797083A JP 14797083 A JP14797083 A JP 14797083A JP S6043430 A JPS6043430 A JP S6043430A
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steel
temperature
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大北 智良
Kunikazu Tomita
邦和 冨田
Kazuhide Nakaoka
中岡 一秀
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    • 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
    • C21D9/52Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • 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
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    • C21D1/185Hardening; Quenching with or without subsequent tempering from an intercritical temperature

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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】 本発明は高強度高加工性複合組織鋼板の製造方法に係り
、引張り強さが80 kyf / mm2以上の高強!
に肩し、しかも極めて優れた延性を有する複合組織銅板
を経済的且つ的確に製造することのできる方法を提供し
ようとするものである。
石油ショック以後に寂ける省エネルギー、省貴源の社会
的要請Vま特に産栗界においてその多大なエネルギー、
資源消費たることから強く要求きれる急務となっている
。例えば自動車業界においては近年車体の軽量化のため
設計強度を変更しないで板厚を薄くし得る高張力鋼板の
導入が試みられていて、旧来の析出硬化型高張力銅板で
[i!;件が不充分でプレス成形性に難点rすると共に
溶接性にも問題があるので最近では上記のような旧来の
析出硬化型に代るフェライトとマルテンサイトの2相か
らなる複合組織型高張力鋼板の採用が増加しつつある。
然し近時における社会的ニーズはその多様性が益々増加
しつつるり、それが反映されて鉄鋼行別に対する要求も
加工性を損うことなく更に高張力化が要求されることi
−1′当然と言える。そこで斯様な要求に対し引張強さ
が80〜120 kfVtmn’ で、加工性の高い超
高張力銅相として従来ベイナイト鋼板又はベイナイトと
マルテンサイトの2相或いはベイナイトとオーステナイ
トの2相からなる複合組織鋼板が開発されているが、加
工性などにおいて必ずしも好ましいものでなく、又その
製造に関して経済的でないなどの不利を有l〜ている。
不発明は上記したような実情に鑑み検討を重ねて創案さ
れたものでるって、wt%(以下単に%という)でC:
 0.30〜0.55%。
St : 0.7〜2.0%、 Mn : 0.5〜2
.0%を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からな
る熱延または冷延鋼帯金体積率で10%以上のフェライ
トを有し残部がオーステナイトとなるフェライト・オー
ステナイトの2相領域に加熱保持した後に450〜65
0℃の温度域内の1温度又I″12温度以上で10〜5
0秒保持し、然る後30℃/ sec以上の冷却速度で
冷却し、体積率でフェライトが10%以上でオーステナ
イトも10%以上であり、残部がベイナイトおよびマル
テンサイトの何れか一方又は双方からなる組織とするこ
とを提案する。
即ち本発明によるものは熱延鋼帯または冷延鋼帯全素材
とし、これら金フェライト」−オーステナイトの2相域
に再加熱後、適正な熱履歴を賦与することにより、最終
組織全適正にコントロールし、高強度でしかも従来法に
よるもの以上の高い加工性’s−′4fする、複合組織
鋼板全製造するもので特殊な合金元素全必要としないた
め、省資源、るるいは経済性の面でもメリットを有して
いる。さらに、素材として上記のように熱延鋼帯または
冷延鋼帯の何れもが使用可能であるため、広い板iJサ
イズにわたって製造でき、製造適性という観点からもメ
リットが大きい。
上記したかうな本発明について更に説明すると、先ず本
発明において用いる鋼成分の組成11億囲限定理由は以
下の通りでるる。
Cけ、鋼の強化に不可欠な元素でろp1又組禮にオース
テナイトケ体積分率で10%以上残留させるためKは最
低0.3%は必要である。
−ツノ0.55%を超えるとメ1tl−脆化させ、又フ
エシイト+オーステナイトの2相域に再加熱した場合に
鋼板中に10%以上のフェライトを安定的に析出せしめ
る仁とが困難となり、更に溶接性を劣化式せる。従って
0.3〜0.55%とした。
Sttよ、未変態オーステナイトへのCの濃縮ケ促進゛
丈る効果を通じてオーステナイトの安定化に寄与するが
組織に体積分率て10%以上のフェライトを析出きせる
ためには0.7%以上が必要であシ、一方このStの過
剰は溶接性、スクール性状劣化などの観点から上限を2
.0%とすることが必要である。
M7は、オーステナイト安定化元素として重要であり、
本発明で規定したm織、R1ノらオーステナイトを10
%以上残留させるためKは最低0.5%以上が必要でめ
シ、一方260%を超えて励を含有することはその効果
が飽和するだけでなく、バンド状組織を形成し易くなる
などの却って悪影#を与えるので2.0%を上限とした
本発明鋼板は化学成分組成としては上記したC、84.
Mn以外は鉄および不可避的不純物から成る。不純物と
してはP、S、Nその他の一般に鋼に対し不可避的に混
入して来るもの及び脱酸ならびに鏑中窒素の固定に必要
なル:0.1%以下などが挙げら1Lる。Sは特に規定
しないが、加工性、IAE、性を重視する観点から例え
ば0.005%以下の如く低S化することが望ましい。
然して本発明による複合組織鋼板は、その組織を体積分
率で10%以上のフェライトと、10%以上のオーステ
ナイトと、残一部がベイナイト又はマルテンサイトの何
れか一方又は両者の混合組織と規定するもので、このよ
うに規定する理由は以下の通りである。
即ち本発明者等は斯かる複合組織鋼板の組織と加工性の
関係について詳細を検討した結果、ベイナイト又はマル
テンサイト或いはそれらの混合組織に体積分率で10%
以上のフェライトと、同じく10%以上のオーステナイ
トが混在する複合組織とすることが高強度で極めて優れ
た延性を得しめる所以でわることを見出した。これはオ
ーステナイトの加工誘起変態の効果に重畳して軟質のフ
ェライトによる高延性が発揮され、延性はフェライトと
オーステナイト、強度はベイナイト又はマルテンサイト
で補い合う結果と考えられる。
然して上記のような複合組織鋼板を得るための製造法と
しての熱処理についての限定理由を説明するが、これら
は何れも組織の適正化を目的として規定されたものであ
る。即ち本発明においては上記のような基本成分を有す
る熱延鋼帯又は冷延銅帯を用いこれを体積分率で10%
以上のフェライトを含むフェライトとオーステナイトの
2相域に再加熱し、その後制御された熱履歴を賦与I、
て組織の適正化を図って行くのであるが、体積分率で1
05以上のフェライトを含む2相域が再加熱することは
冷却後の最終組織に10%以上のフエライh’を混入さ
せるだめの基本的要件である。つまシ2相域加熱時の7
エライトの体積分率で10%以下の場合はそれに続く冷
却時にフェライトが殆んど析出しないことと相俟って冷
却後組織が本発明で規定する体積分率で10%以上の7
エ2イトが混入した複合組織とならず、延性の劣った鋼
板となって1−19゜なお特に規定はしないが30%を
超えるフェライトを含有したフェライトとオーステナイ
トの2相域に再加熱すると銅板は多量の7エライIf含
有するところとなり、高延性であっても強度が低くなシ
過ぎ、引張シ強さくTS)と伸び(El )のバランス
は必ずしも良好となし得なくなる。従って7エライトの
体積分率が10〜30%の範囲となるように凡そAC,
−10℃からACl−40℃程度の範囲に再加熱保持す
ることが望ましい。
上記したような2相域再加熱後は、続いて450〜65
0℃の温度域内の1温度で10〜50秒の保持ないし1
″1:450〜650℃の温度域内の2温度以上で保持
時間の合計が10〜50秒となるような保持を行うが、
斯様な保持温度、保持時間を限定した理由は以下の如く
でめる。即ち第1図は本発明の成分要件を満足する後述
第1表の鋼Aによる2、9調厚の熱延拐をフェライトと
オーステナイトの2相域でるる760℃に加熱保持して
から20秒間、同図横軸に示すような種々の温度に1回
保持し、その後100℃/ secで冷却した場合の保
持温度とTSおよびTS X Etの関係を示したもの
であるが、図から明らかなように保持温度が+50℃未
満若しく#′1650℃以上では急激にTSXEtの値
が減少し、TS−Etlバランス劣化する。これらの場
合に760℃でのフェライトとオーステナイトの2相域
加熱によりフェライトがlO数%生成するが、その後の
保持における保持温度が450℃以下と低過ぎる場合は
保持温度への急冷段階で再加熱時のオーステナイトが、
マルテンサイトになシ、最終的にフェライト十マルテン
サイト組織になるため高強度ではあっても低延性となる
。−力保持温度が650℃以上となると保持中にパーラ
イト変態が起シ組織にパーライトが混入して低延性化し
、TS −Etlバランス急激な低下を招いている。
これらに対しそれらの中間の保持温度の場合には保持中
のベイナイトの生成に伴い未変態のオーステナイトへの
Cの濃縮が進行し、最終冷却でこのオーステナイトの一
部が残留オーステナイトとして組織に混在することにな
り、優れたTS−Elバランスを得しめる。
保持時間については以下の通りである。即ち鋼Aをフェ
ライトとオーステナイトの2相域である760℃に加熱
した後、続いて500℃で種々の時間保持し、その後1
c100℃/seeで冷却された場合の保持時間と冗及
びrs<tの関係は第2図に示ず通シてろる。つ−1ニ
ジ保持時開が、10秒以上50秒以下の範囲で優れたT
S X E tが得られていることが明らかであり、仁
の保持時間が11〕秒未満と短か過ぎた場合は、ベイナ
イト変態が進行しないため、再加熱時から保持温度へ、
持来畑れた未変態オーステナイトへのCの濃縮がなされ
ず、最終的にフエライトートマルテンサイト組織になっ
てしまい、他方、50秒超のように保持力が長過ぎた場
合は、再加熱時から保持温度へ持来烙れた未変態オース
テナイトが保持中に殆んどベイナイトに変態してしまい
、最終組織がフェライト+ベイナイトになり、何れの場
合においても適正なフェライト+オーステナイト+ベイ
ナイト又は、フェライト+オースデナイト+マルテンサ
イト、するいは、フェライト+オーステナイト+ベイナ
イト+マルテンサイト組織が得られず、TS−EIA5
7スが悪い。
以上、2相域再加熱に続く保持として、1温度での1回
の保持の場合について、保持温度、保持時間の限定理由
を述べた7%、450〜650℃の2温度以上で保持時
間の金言1・力;lθ〜50秒となるような保持を行う
場合も、本質的には、45()〜650℃での10〜5
0秒の1回の保持と同様の結果i=得られることが確認
されたので、時間0合計として10〜50秒と規定した
なお」:記したよりな2相域の加熱保持75′−ら45
0〜650℃での保持に移行する際における冷却が余り
に遅いとノく−ライト変”75−進行することとなるの
で、この間の?@llは50℃/SeC以上とする仁と
が望ましい。又450〜650℃の温度域内の1温度又
け2温度以上で合計io〜50秒の保持all各一定の
温度である恒温保持が立前であって鋼帯製置〃;650
℃から450℃に漸次冷却袋わ2るような状況下にあっ
てその間の所要冷却時間カニ10〜50秒となるような
場合をも本発明が包含するものではない。斯様な場合り
ベイナイト変態の進行が遅れるので結局未変態オーステ
ナイトにあ・けるCの濃縮も充分に進行しないことVC
なり不発[JI4の間約を達し得ないこととなる。この
ように上ロピ温度域内での1温度又);j: 2温鹿で
の保持はめくまで恒温保持が基本である。但し設備的な
面から来るような恒温保持における制約に基づく若干の
温度変N・hの如き盆も許容しイ<Iないということで
はなく、例えばこの保持に2いて恒温保持炉入側温度が
500℃でその出側温度が450℃でぬるという程度の
場合+ctj本つ、−5明の効果は何−8損われること
なしに発揮される。更に上述した保持中におけるベイナ
イトg態の進行は成分と温度および時間に支配され、威
力や保搗貌1仄の如何により最適時間が多少変動するの
ンま計うまでもない。
最後に保持後の最終確動速度として30℃/S以上と規
ボしたのは、こ11未満では冷却中にさらにベイナイト
変態が進行し、所要の残留オーステナイトaが得られず
、適正な組織が得られないためである。
本発明方法によるものの具体的な実施例について説明す
ると、以下の如くである。
実施例1 次の第1表に示すような化学成分を有する7種の鋼を溶
製した。即ち鋼A、B、DおよびFは本発明の範囲を満
足するものであり、鋼C,EおよびGは比較鋼である。
第 1 表 上記したような名調は溶製後熱間圧延および冷間圧延に
よシ板厚1,2問まで圧延し供試材となした。種々の熱
サイクル金採らせた後にゲージ長さ50閣のJIS5号
引張試験片をそれぞれ準備して引張試験を行い、又組織
の適否全判定するために組織観察ならびにフェライトお
よOニオ−ステナイトの体積分率全測定した結果は次の
第2表の通りである。
第2表 即ち各鋼種についてAC,−20℃のフェライトとオー
ステナイトの2相域に加熱し、第3図に示すようにフェ
ライトの体積分率ケ10数%、残部オーステナイトとし
た後、500℃で15秒保持し、その後100℃/se
cの冷却速度で室温まで冷却する熱ザイクルを採らせた
もので多るが、この熱ザイクル全本発明範囲の成分鋼で
あるwIh、B’、 D、Fに適用した場合は何れも組
織に体積分率で10%以上のフェライトと同じく10%
以上のオーステナイ)k含み、TSで80’kgf /
 mm”以上と高強度であると共(・ζTSXEtも2
300以上と優れたTS −Elバランス乞有している
。これに対し比較鋼である鋼C,E、Gにおいては熱サ
イクルが同一であるにも拘わらず、その成分が不発明規
定成分範囲外でめるため組織の適正化がなされず、TS
 −El &1劣悪である。
すなわち、鋼CでtiCが少ないためオーステナイトの
安定化が不十分で、最終オーステナイト分率が5%と少
なく、又剣E FiSi蛍の不足により、中間温度保持
中にベイナイト変態の進行に伴う残部オーステナイトの
C移行が十分性われずやはシ最終オーステナイト量が少
ない。つまシ、何れの場合もフェライトが10%以上る
るものの、オーステナイト分率は10%未満でシ)シ、
本発明の複合組織としての拐質性能は発揮され“Cない
。銅G Id Mnが規定よシ少ないためにオーステナ
イトが不安定であってバーナイト変態が急速に進行して
所期のオースjナイ[t;’+繭7(li保できず、所
期の性質が得られムい。
実施例2 前記した第1表の鋼Aにこる1、2闘厚の冷延板金用い
 iji 4図に示す熱サイクルによる熱処理ケ行った
。即ち温度T1 に加熱伝、温度1゛、で17秒保持し
、也々の冷却速度で室温nで急冷した。第3表にはそれ
らの超処理榮件、組織定量によるフェライト分率、オー
ステナイト分率および引張試験値を示す。
即ち本発明拐でろるh−1,’h−3;A−5は何れも
TS 80 +:9f/ mm2以上であッテ、しかも
TSX Iりtが2300以上でろって優れたTS−E
tバランスを有していることが確認された。
これらに対しΔ−2月は最終冷却速度が10℃/S+’
、Cと小さいことにより残留;r−ステナイト社が不足
し、又A−4利は再加熱温度が高直き゛るため初期のフ
ェライト分率が少なく、且つオーステナイトへのCの濃
縮が不十分であることにより最1終オーステナイトが不
足しているため、何れも間質が悪い。烙らにA−6旧で
は中間温度での保持が少ないため適正なベイナイト変態
が進行せず、それによるオーステナイトへのC濃縮及び
オーステナイトの安定化が達成されず、高強度ながらE
t?−1低く、強度−延性のバランスは悪い。
実施例3 前記した第1表の鋼Aを用い、熱間圧延および冷間圧延
により1.2WaR厚とした後、第5図に示すような熱
処理を実施した。即ち760℃の1()数%フェライト
+残部オーステナイトの2相域に再加熱した後、温度T
1で11秒保持12、続いて温度T2で17秒保持した
後、100℃/ secの冷却速度で室温まで急冷した
。その際の熱ライフル条件、最終組織の定量結果および
機械的性質を要約(2で示す2次の第4表の如くである
即ち本発明方法によって得られたA−7゜A−9IO;
j何れも優れたTSXEtバランス葡有している。これ
に対し比較月のA−8は中間温度的には本発明の規走東
件内にあるが、保持時間が2回の中1’LiJ保持の合
計で過大であり、このた石ベイナイト変態が進行し過ぎ
る7ζめ、逆に最終オーステナイト量が不足し延性の劣
化奮きたし1いる。1だ、A−10材では2回の中間保
持の温度が規定外であり、第1段目の保持では一部にパ
ーライト変態、又第2段目でtj:即時にオーステナイ
トはマルクンリ・[1・夕’j、< j+、1.:盆生
じ、最終的に万一ステナ・「トの適正残留化が生じない
7ζ、め旧賀は劣化し7でいる。
、2お、上記したような実施例で(グ冷延拐のiM’j
果を示したが、熱延材も全く同一の効果が期待できるこ
とC・ま云うまでもない。
以」−説明(またような本発明によるときは引張り強き
か8 (l kgf/ ms’以上の高強度を鳴すると
共に単越]7た処性茫鳴しTS −Etパ2ンスに優れ
た複合組織鋼板を的確に製造し得るものであシ、特別な
合金元素のRLIきを必要としないで経済的に前記鋼板
ケ提供し得るもので心るから工業的をてその効果の大き
い発明である。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の技術的内料金示すものであって、第1回
は保持温度とTSおよびTSXEtの関係を示した図表
、第2図は保持時間とTSおよびTSX Etの関係ヶ
示した図表、第3図から第5図はそれぞれ本発明の実施
例における熱ザイクルを示すものであって、第3図d実
施例1の場合、第4図は実泥例2の場合、第5図は実施
例3の場@r示しているものである。 纂 1 円 イカtJ1イ「りAノタニ(°C) 篠 2 @ イ丞、t8@閲(S) 手続補正書(1冗) 1.事件の表示 昭和完待時 ji”f願第147’?7Q号2、発明n
名相、 3、補正をする者 事件との関係特許出願人 名称(氏名)F(本銅管〃1一式会社 4、代理人 山川特許事務所 補正の内容 l1本願明細書中筒1頁「2特許請求の範囲」の項の記
載を以下の如く訂正する。 F C: 0.30〜0.65wt%、Si:0.7〜
2.0wt%、 Mn: o、 5−2.0 wt% を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなる熱延
または冷延鋼帯を体積分率でフェライトを10%以上有
し残部がオーステナイトとなるフェライト・オーステナ
イトの2相領域に加熱保持した後に450〜650°C
の温度域内の1温度又は2温度以上で10〜50秒(2
温度以上のときは合計)保持し、然る後30 ’0 /
sec以上の冷却速度で冷却し、体積分率でフェライト
が10%以上でオーステナイトも10%以上であり、残
部がベイナイトおよびマルテンサイトの何れか一方又は
双方からなる組織とされたことを特徴とする高強度高加
工性複合組織銅板の製造方法。」 2、同3頁14行目中にrc:0.30〜0.55チ」
とあるのを「C:0.30〜0.65%」と訂正する1
、 3、同頁177行目中「体積率」とあるのを「体積分率
」と訂正する。 4、同4頁1行目中に「10〜50秒」とある次にI゛
(2温度以上のときは合計)」と加入する。 5、同頁3行目中に「体積率」とあるのを「体積分率」
と訂正する。 6、同5頁1行目中に1−上記したかうな」とあるのを
「上記したような」と訂正する。 7、同頁7行目中にI−0,55%」とあるのを「0.
65%」と訂正する。 8、同頁111行目中「0.3〜0.55Jとあるのを
1’0.3〜0.65jと訂正する。 9、同8頁5行目中に「2相域が」とあるのを「2相域
に」と訂正する。 10、同9頁18行目中に「+50°C」とあるのを「
450°C」と訂正する。 11、同11頁11行目中に「保持力が」とあるのを「
保持が」と訂正する。 12、同13貞2行目から6行目にかけて「斯様な場合
は・・・・・・・・・・・・こととなる。」とあるのを
「斯様な場合はベイナイト変態の進行とCの濃縮が最終
組織の適正化に合致しなくな9、本発明の目的を達し得
ないこととなる。」と力圧する。 13、同15貞「第2表」の「引張試験値」の最左性上
段にrysJとあるのをjYsjと訂正する。 又、同最右行上段に「’rsxag」とある下に「(k
gf/in・チ)」と加入する。 14、同17頁9行目中に1−パーナイト変態」とある
のを「ベイナイト変態」と訂正する。 15、同頁177行目ら188行目かけて「超処理条件
」とあるのを「熱処理条件」と訂正する。 16、同18頁「第3表」を別紙の如く訂正する。 17、同21頁[゛第4表」を別紙の如く訂正する。 弗 /「1 400 500 600 7QQ イ呆キe;lt、7L(”c) 第 、2 l イ呆竹時間(S) L イ、。 特許庁長官若 杉 和 失敗 1、事件の表示 昭和S2年待時 許願第1.に’7974)号2、発明
6名称 +l1iV!@Ju 1v1f1a 工+’E >L+
、%i淑@級。Vi二つ5シΣ、3、補正をする者 事件との関係特 許出願人 名称低名)日本脅管株式会社 4、代理人 昭和 年 月 日 発送 1JIIn入りノオ護りm−− 補正の内容 l2本願明細書中年18頁「第3表」を別紙の如く訂正
する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 C:o、3o〜o、55svt%、St : 0.7〜
    2. Owt%。 Mn:0.5〜2.OWL% 合名有し、残部が鉄および不可避的不純物からなる熱延
    または冷延鋼帯を体積率でフェライトが10%以上を有
    し残部がオーステナイトとなるフェライト・オーステナ
    イトの2相領域に加熱保持した後に450〜650℃の
    温度域内の1温度又は2温度以上で10〜5()秒保持
    し、然る後30℃/ see以上の冷却速度で冷却し、
    体積率でフェライトが10%以上でオーステナイトも1
    0%以上でib、残部がベイナイトおよびマルテンサイ
    トの何れか一方又は双方からなる組織ときれたことを特
    徴とする高強度高加工性複合組織鋼板の製造方法。
JP14797083A 1983-08-15 1983-08-15 高強度高加工性複合組織鋼板の製造方法 Granted JPS6043430A (ja)

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