JPS6048572B2 - 連続焼鈍による絞り用高張力冷延鋼板の製造方法 - Google Patents

連続焼鈍による絞り用高張力冷延鋼板の製造方法

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JPS6048572B2
JPS6048572B2 JP18606982A JP18606982A JPS6048572B2 JP S6048572 B2 JPS6048572 B2 JP S6048572B2 JP 18606982 A JP18606982 A JP 18606982A JP 18606982 A JP18606982 A JP 18606982A JP S6048572 B2 JPS6048572 B2 JP S6048572B2
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稔 西田
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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
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/04Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips to produce plates or strips for deep-drawing

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  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は連続焼鈍による絞り用高張力冷延鋼板の製造
方法に関し、とくにP添加低炭素Alキルド鋼を用いて
連続焼鈍により絞り加工性の優れた35〜40キロ級の
高張力冷延鋼板を有利に製造する方法の改良を提案する
ものである。
従来P添加低炭素Alキルド鋼を用いて箱焼鈍法により
製造された引張強さ(T、5)35〜40に9/一級の
高張力冷延鋼板は、自動車部品などプレス加工が施され
る用途で広く適用されている。
他方低炭素Nキルド銅を用い連続焼鈍法により深絞り性
の優れた冷延鋼板を得ようとする場合に、熱延巻取り温
度を高くすることにより鋼中炭化物を粗大化させるのが
、有効なことも知られているけれども、このような低炭
素Alキルド鋼にPを添加して高張力化を図ろうとする
場合には熱延巻取り温度を高くし、連続焼鈍を行つたと
しても高に値が得られなかつた。そこで固溶強化元素と
してPは安価であることから、P添加鋼を用いて絞り性
に優れた高張力冷延鋼板を製造する方法の確立が望まれ
ていた。
そのためP添加鋼を用い、連続焼鈍法により高に値を有
する絞り用高張力冷延鋼板を製造するためには、C量を
0.015%以下とすること、又はTi、Nbなどの炭
窒化物形成元素を添加することなどの対策が必要とされ
ていた。しかるに現在の転炉製鋼法ではCを0.015
%以下とすることは極めて困難てあるため出鋼後真空脱
ガス処理などの工程が必要となり、その分コストアップ
が避けられなかつた。
またC量を下げるJことにより鋼板の引張り強さが低下
するため、所期の引張り強さを得るためにはPの添加量
を増加させる必要があるがPの添加量が多くなるとに値
の劣化が著しくなるという相矛盾する性質があり、C量
を下げて高張力冷延鋼板を製造することフは得策ではな
かつた。一方Ti)Nbなどの炭窒化物形成元素を添加
する方法も、これら元素が高価であることからコストア
ップは避けられず、また同時にC量を下げるなどの対策
を講じなければ優れた深絞り性が得られないという欠点
もあつた。
発明者らは低炭素Alキルド鋼を高温巻取りすると、鋼
中のP含有量の多いもの程、熱延板中に存在する固溶C
が増加し、これが、r値を劣化せしめる原因となつてい
ることを究明し、さらに熱延板の高温巻取り後600゜
C〜350゜Cの温度域を急冷すればP添加鋼であつて
も固溶Cが減少することを見出した。
この発明はこの知見に立脚してとくに有利な、j連続焼
鈍による絞り用高張力冷延鋼板の製造方法を確立したも
のである。
この発明は、重量百分率てC:0.018〜0.06%
、Mn:0.10〜0.40%、P:0.03〜0.0
8%、A1:0.02〜0.10%、N:0.005以
下を含み、残部実質的に鉄及び不可避的不純物よりなる
組成のスラブを熱間圧延してN。
点以上の温度で熱延仕上を終了したのち620℃以上、
750℃以下の温度で巻き取り、引続き600℃から3
50℃まての間の平均冷却温度を150゜C/Hr以上
に制御して冷却し更に350℃以下常温に至る温度範囲
をコイル状にして自然放冷し、かくして得られた熱延板
を酸洗脱スケール後圧下率60%以上で冷延し、次いで
再結晶温度以上、A。
変態点以下の温度.域で10〜180秒間の均熱保持及
び450℃〜300゜Cの温度域で、40秒〜24叱′
間の過時効処理によりなる連続焼鈍を施こすことの結合
によつて、上掲した従来技術の問題点の有効な解決手段
とするものてある。この発明においてスラブの鋼成分を
限定する理由についてます説明する。
C:0.06%をこえてCを含有するとr値の劣化が著
しく所期の絞り性が得られない。
またCを0.018%未満にするためには真空脱ガス処
理が必J要となりコストアップが避けられないばかりで
なく、鋼板の強度が低下するので必要な強度を得るよう
にPを多量に添加する必要が生じて延性の低下が大きく
なり、r値は改善されても絞り加工性はむしろ劣化する
。したがつてCは0.018〜0.064%の範囲とす
る。Mn:Mnは鋼中Sに起因する熱間脆性を防ぐため
に添加されるがMn量の増加とともにT.Sは上昇する
もののr値は著しく劣化する。
効果的に熱間脆性を防ぐためには0.10%以上のMn
が必要であり、高r値を得るためにMnを0.10〜0
.40%の範囲にする。P:鋼中P量の増加とともにT
.Sは上昇し、延性r値は劣化する。
後述のように熱延巻取後のコイルの冷却方法を制御する
ことによりPによるr値の劣化は防げるが、程度がすぎ
れば延性の劣化は避け難い。P添加によりT.S35k
9/一〜45kg/一を得るた)めには0.03〜0.
08%のPを添加すれば十分であつて、0.03%に満
たないと所期の強度が得られず0.08%をこえると延
性が低下し絞り加工性が劣化するので、上記の範囲に限
定される。
A1:A1は脱酸剤として鋼中に添加されるだけでなく
、鋼中のNf!:AINとして固定し、r値、延性を高
める効果を有する。
かかる川の効果は0.02%以上の添加量で十分実現さ
れる。一方0.10%をこえて過剰に川を添加すること
は、コストアップを招くだけでなく、延性の低下をもた
らすので、0.02〜0.10%の範囲にする必要があ
る。N:Nは鋼中に不可避的不純物として含まれてr値
、延性を著しく劣化させ、この意味では出来るだけ少い
方が好ましいが、鋼中にNを添加することにより、0.
005%以下においてNの悪影響は軽減され得る。しか
し、0.005%をこえる場合にはA1を添加しても、
もはや良好なr値、延性が得られなくなるのでN含有量
は0.005%以下としなくてはならない。
この発明て不可避的不純物は主としてSてあり、0.0
2%以内で許容される。
次に熱延条件の限定理由について述べる。
熱延仕上げ温度:Ar3点よりも低い温度で熱延すると
冷延・焼鈍後のr値が著しく劣化する。
したがつてAr3点以上で熱間圧延を終了しなくてはな
らない。熱延巻取り温度:連続焼鈍において高r値を得
るためには、鋼中のCを粗大セメンタイトとし、セメン
タイトの平均間隔を、大きくするとともにマトリックス
中の固溶Cや、固溶N量を低減する必要がある。
鋼中Cを粗大セメンタイトとするためには、熱延後の巻
取温度を620゜C以上としなくてはならない。
なお鋼中にPを添加した楊合セメンタイトの平均間隔は
小さくなるので、セメンタイトの平均間隔を十分に大き
くするために熱延巻取り温度を650’C以上とするこ
とがより好ましい。
しかし熱延巻取温度が750℃を超えると、コイルつふ
れのおそれがあるため熱延作業が、繁雑になるだけでな
く、セメンタイトの平均間隔が過度に大きくなるためコ
イル冷却中にマトリックス中の固溶Cがセメンタイトと
して析出することが困難となり、マトリックスに固溶C
が多量に残存する。このためかえつてr値が劣化する。
なお熱延巻取り温度を620℃以上とすれば、鋼中のN
は、ほぼ全量、AINとして析出し、r値、延性を劣化
させるという悪影響は完全になくなる。
巻取り後の冷却温度:巻取後の冷却温度はこの発明を構
成する要件の中で最も重要なものである。
すなわち発明者らは、通常の低炭素鋼の場合熱延後62
0℃以上の温度で巻取つた後、自然放冷し、冷延、焼鈍
すれば高r値が得られたが、Pを添加した場合にはr値
が著しく劣化するという欠点を解決するために600’
C〜350℃の温度範囲を比較的急冷した後350℃以
下の温度範囲を徐冷することによりP添加鋼を用いても
高r値が得られることの知見に基いてこの発明を完成へ
導いたのである。こ)に6200C〜7500Cの温度
範囲で巻取つた後、600’Cまての冷却については鋼
中Cが、粗大セメンタイトになれば問題はなく、自然放
冷或は若干の強ホl冷却を用いても差支えない。
しかし600゜C〜350’Cの温度域での冷却速度が
150゜C/Hr未満であるとP添加鋼の場合、マトリ
ックス中の固溶Cが低減せす、r値の劣化が著しくなる
。この温度範囲の冷却はいくら速くても差支えないが、
工業的に容易に実現し得る冷却速度は1000’C/H
r以下てある。急冷を開始する温度域が600℃より高
すぎると鋼中Cの一部が粗大セメンタイトとならず、パ
ーライト状に析出するため高r値が得られない。
また急冷を終了する温度が350’Cより低すぎると急
冷終了後常温までの冷却中にマトリックス中の固溶Cが
セメンタイトとならずに残存するためr値が劣化する。
したがつて急冷温度域を600’C〜350℃の間に限
定した。次いで350℃から常温までの冷却は出来るだ
け徐冷することが好ましい。
すなわち、この間にマトリックス中に残存した固溶Cを
十分に拡散せしめセメンタイトとして析出させることに
より、マトリックスを清浄化させておくことにより高r
値が得られる。しカル作業能率の観点からは過度に徐冷
することは好ましくない、自然放冷程度の冷却速度で十
分高r値が得られる。P添加鋼の場合600℃〜350
℃の温度範囲を急冷しなければマトリックス中の固溶C
が、低減しない理由は明らかではないが、Pの粒界偏析
が500℃付近で最も著しく起るという公知の事実から
次のように推定される。
すなわち600℃〜350℃の温度域を徐冷した場合、
Pが、マトリックスとセメンタイトの界面に偏析し、固
溶Cがセメンタイトとして析出するのを妨げる。このた
め、熱延板中に固溶Cが多く残留する。そこで、600
℃〜350℃の温度域を急冷しPの偏析を防げば350
℃以下の温度域ではPは殆んど拡散しないためCの拡散
により固溶Cはセメンタイトとして析出し、マトリック
ス中の固溶Cは低くなる。
600℃〜350℃の温度域における急冷はコイルはそ
のまま水冷する、或いはコイルを巻き戻しながら水冷、
又は強制空冷するなどの方法で容易に実現出来る。
上記のようにして得られる熱延板は、脱スケール後冷間
圧延を経て連続焼鈍されるが、この際の条件は通常の低
炭A1キルド鋼を用いて、絞り用軟鋼板を製造するのと
同様の方法で全くかまわない。
ここに高r値を得るために冷延圧下率は60%以上にす
ることが必要である。
焼鈍温度については、再結晶すれば良好に絞り加工性が
得られるが、さらに高r値、高延性を得る場合には75
0゜C以上の温度で焼鈍することが望ましい。
しかしA。変態点を超えた温度で焼鈍するとr値が著し
く劣化するのて焼鈍温度はA。点以下とする。均熱は1
叱′間以上あれは十分てあり、18叩′間をこえる均熱
は作業効率上不適となる。またこの均熱のあと冷却中、
450゜C〜300゜Cの温度域に40〜24叱′間保
持することにより高延性が得られ、降状点が低下するの
で絞り加工性が改善される。
しかし300゜C未満もしくは4叩?未満または450
゜Cをこえたり24叩2間より長いときには、所期した
過時効処理の効果が得られない。以下実施例に基き説明
する。
表1に示す組成の鋼を溶製し連続鋳造によりス、ゞラブ
にした後、熱延仕上げ温度850゜C士10゜Cで熱延
し、巻取り温度を750′C,7OO゜C,65O゜C
ぃ600′Cおよび500゜Cと変えて巻取り、650
゜C以上て巻取つたものについてはそのまま自然放冷ま
たは3時間自然放冷後コイルのまま水冷した。
水冷したコイルの600゜C〜350゜Cまでの平均冷
却速度は300ルC/Hrであつた。
これら熱延板の時効指数(予歪7.5%、100゜Cぃ
3吟時効)を第1図に示す。
熱延巻取後自然放冷した場合には0.062%Pを含有
するB鋼はA鋼と比べ、巻取温度が600゜C以上の範
囲で、時効指数が大きく、マトリックス中に固溶Cが存
在していることがわかる。一方水冷した場合にはこの温
度域でA鋼とB鋼の時効指数にほとんど差がない。いい
換えればマトリックス中に残存した固溶Cにほとんど差
がな(い。500゜Cで巻取つた場合A,B鋼いずれも
高い時効指数を示しているがこれはNがAINとして析
出していないためである。
これら熱延板を脱スケール後冷間圧下率72%で冷延し
、板厚0.7TrfLの冷延板とした後、800゜CI
0秒間均熱し、毎秒30′Cで400′Cまで急冷し、
400゜C〜350゜Cに7巾間保持する過時効処理を
含めて連続焼鈍を施し、0.8%の調質圧延後、引張特
性7値を測定した。
巻取り温度による〒値の変化を第2図に、引張特性を表
2にそれぞれ示す。Pを添加しないA鋼の場合熱延巻取
後600゜C〜350′Cの温度域を急冷してもしなく
ても〒値に相別な変化はみられず、また引張特性につい
ても巨様にT.S35k9/Tnltにははるかに達し
ないが、B鉗の場合、急冷することにより〒値が著しく
改善され、その結果、P無添加のA鋼の〒値よりやや誂
るものの、熱延後620゜C以上で巻き取れば、絞り加
工用として十分な1.5以上の7値を有し、35〜40
キロ級高張力冷延鋼板がP添加低炭素Alキルド銅を用
いて連続焼鈍法により有利に製造し得ることが明らかで
ある。
かくしてこの発明によればP添加による安価な高張力対
策を連続焼鈍法による冷延鋼板の製造に活用することが
はじめて可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は熱延板巻取り温度が時効指数に及ぼす影響を、
低炭素A1キルド鋼のP含有量に関し比較したグラフ、
第2図は同様に各熱延板を素材と値に及ぼす影響を示す
グラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 重量百分率でC:0.018〜0.06%、Mn:
    0.10〜0.40%、P:0.03〜0.08%、A
    l:0.02〜0.10%、N:0.005%以下を含
    み、残部実質的に鉄及び不可避的不純物よりなる組成の
    スラブを熱間圧延してAr_3点以上の温度で熱延仕上
    を終了したのち620℃以上、750℃以下の温度で巻
    き取り、引続き600℃から350℃までの間の平均冷
    却速度を150℃/hr以上に制御して冷却し更に35
    0℃以下常温に至る温度範囲をコイル状にして自然放冷
    し、かくして得られた熱延板を酸洗脱スケール後圧下率
    60%以上で冷延し、次いで再結晶温度以上、A_3変
    態点以下の温度域で10〜180秒間の均熱保持及び4
    50℃〜300℃の温度域で、40〜240秒間の過時
    効処理よりなる連続焼鈍を施こすことの結合を特徴とす
    る連続焼鈍による絞り用高張力冷延鋼板の製造方法。
JP18606982A 1982-10-25 1982-10-25 連続焼鈍による絞り用高張力冷延鋼板の製造方法 Expired JPS6048572B2 (ja)

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