JPS61154939A - クラツド鋼 - Google Patents

クラツド鋼

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JPS61154939A
JPS61154939A JP59274840A JP27484084A JPS61154939A JP S61154939 A JPS61154939 A JP S61154939A JP 59274840 A JP59274840 A JP 59274840A JP 27484084 A JP27484084 A JP 27484084A JP S61154939 A JPS61154939 A JP S61154939A
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JP
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rolling
steel
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layer
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JP59274840A
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鈴木 貞幸
白井 康太
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、絞り加工またはきびしい曲げ加工等の強加工
を受ける薄板クラッド鋼を製造するにあたり、強加工時
の鋼板表面シワ発生防止を目的とした新規な二層または
三層クラッド薄鋼板に関するものである。
(従来の技術) 近年、鍋、釜等厨房品用素材としてステンレス鋼などの
高耐食性材料を合せ材とし、軟鋼を母材としたクラッド
薄鋼板の需要が増加している。これらの材料はその成形
加工時に深絞りや密着曲げ等きびしい加工が行われるた
めすぐれた成形性能が要求される。しかしながら、従来
、そのような厳しい成形加工を行う場合、クラッド界面
を起点とするワレの発生による合せ材層の破壊やシワ発
生による製品表面美麗さの低下が経験された。ワレやシ
ワはそのいずれか一方だけを防止しても製品としての価
値が失われてしまうので不十分といわなければならない
(発明が解決すべき問題点) クラッド界面を起点とする合せ材層のワレは、クラッド
材製造時の加熱によって母材中の炭素(C)が合せ材層
へ拡散移行して脆弱な炭化物層をクラッド界面に形成す
ることに起因するものであり、従来このワレ防止対策と
しては、例えば特開昭52−122251号に開示され
ているように、母材にTi等のC固定元素を添加してい
た。しかし、このような方法では素材コスト高の大きな
要因となり、その低減策が強く望まれていた。
一方、上述のように成形加工時にクラッド鋼板表面に発
生するシワは、成形加工時に母材に降伏点伸びが残存し
ているために起こる現象である。
従来このシワ発生防止対策としては母材のみの成分値管
理に注意がはられれていたが、これのみでは完全にこの
問題を解決するには至っていなかった。
(問題点を解決するための手段) 本発明は上記のワレおよびシワ発生の問題点を共に改善
し、安価で高品質のクラッド薄鋼板を提供することを目
的とするものである。
ここに、本発明者らは、プレンC系軟鋼を母材とし、こ
れにステンレス鋼、ニッケルおよびニッケル合金のうち
1種または2種を合せ材として、圧延により母材と合せ
材とを接合するプレス加工用薄板クラッド鋼の組成を母
材のC量が0.005%以下、かつ、AQ/Nを6以上
とし、一方、合せ材のN量を0.01%以下とすること
により、また、上記組成ををする各鋼板を熱間圧延およ
び冷間圧延から成る接合圧延を行い焼鈍後の調質圧延の
圧下量を0.4〜2.0%とすることにより、曲げある
いはプレス加工時に発生するワレおよび表面シワが効果
的に防止されることを見い出して本発明を完成した。
かくして本発明は、軟鋼を母材とし、これにステンレス
鋼またはニッケルまたはニッケル合金を合せ材とした二
層または三層クラッド鋼において、母材の炭素量を0.
005%以下、アルミニウム量とM素置の比(Al/N
)を6以上とし、一方合せ材の窒素量を0.01%以下
としたことを特徴とするクラッド鋼である。
好ましくは上記母材成分は: C:50.005%、  Si:50.10%、Mn:
60.5%、  A(2/N:≧6、P:50.03%
、   S:60.02%、残部鉄および不可避的元素 である。
また別の特徴によれば、本発明は、軟鋼を母材とし、こ
れにステンレス鋼またはニッケルまたはニッケル合金を
合せ材とした二層または三層クラッド鋼において、母材
の炭素量を0.005%以下、アルミニウム量と窒素量
の比(A(2/N)を6以上とし、一方、合せ材の窒素
量を0.01%以下とし、さらに熱間圧延、冷間圧延そ
して焼鈍を行った後に圧下率0.4%以上、2.0%以
下の調質圧延を行ったことを特徴とするクラッド鋼であ
る。
なお、本発明において三層クラッド鋼とする場合は母材
の両面に合せ材を接合する場合であり、その際両面の合
せ材は同一材であっても異種材であってもよい。
クラッド化のための熱間圧延および冷間圧延ならびに焼
鈍は通常行われている条件下で行えば良く、特に制限さ
れない。
(作用および効果) 以上からも明らかなように、本発明にあっては母材の成
分の合理化をはかるとともに合せ材の成分値を規制し、
両者の相乗的作用によって強加工時のシワ発生ならびに
ワレ発生を防止しようとするものであり、好ましくは、
さらに加えて間質圧延条件を適正化することによってそ
れらの効果を一層改善しようとするものである。
すなわち、母材の成分合理化すなわちC固定元素を削減
するにあたって考慮すべき点は、クラッド界面に浸炭層
を生成させず、かつ降伏点伸びが残存しないように成分
値を適正範囲に管理することである。このように合せ材
への浸炭を防ぎ、かつ降伏点伸び残存を防いだうえで成
分を合理化するためには、本発明にあっては、〔C〕≦
0.005%、%(A(2) /%(N)≧6に成分値
を規制する。
このようにして、本発明によれば、従来必要とされてい
たTi等のC固定元素の削減が可能となる。
以下、本発明において母材および合せ材の組成を上記の
ように限定した理由を述べる。
C:炭素の低減によって張出し性や深絞り性など薄板ク
ラッド鋼として必要とされる加工性能が向上する。
(C)が0.005%を越えると、加熱時に母材から合
せ材への浸炭現象が発生してワレの発生原因となるなど
品質上問題が大きい。また浸炭現象が起こらなくても、
母材に固溶Cとして残存して耐時効性を劣化させ加工時
に降伏点伸びの残存を原因とする表面シワ発生の問題を
引き起こす。〔C〕≦0.005%にすれば上記問題は
解消される。
AQ/N:窒素が鋼中に固溶状態で存在すると時効性が
劣化して加工性が悪くなるのでアルミニウムで固定する
必要がある。アルミニウムと窒素との含有量比が6未満
では窒素がアルミニウムで完全に固定されずに一部固溶
状態で鋼中に残存し、時効性の劣化が生じる。本発明に
あってはAQ/Hの下限を6とする。
第1図は、固溶N量とAQ/Hの比との関連を示すグラ
フであって、AQ/Nの比が6以上のとき固溶N量は0
.010%以下となり、実質上はとんどAQによって固
定されるのが分かる。
第1図のグラフはN = 130ppmとしてA(2量
を変えた一連の組成の材料についてデータを帰納して得
たもので、いわゆる軟鋼一般について云える内容である
なお、AQおよびNはそれぞれ好ましくはs。
1、A(2: 0.01〜0.08%およびN : 0
.0015〜0.013%である。
ところで、従来、合せ材の成分値には関心がはられれて
いなかったが、種々調査した結果、熱間圧延時や冷間圧
延後の熱処理時に合せ材のNが母材に拡散移行して母材
フェライト中にフリーのNとして固溶され、これが成形
加工時の降伏点伸び残存の原因となる。これを防ぐため
に合せ材において〔N〕≦0.01%に規制することが
必要である。
このように合せ付則の成分値規制を行うことによって母
材の成分規制と相俟ってすぐれた効果が得られる。
合せ材としてはステンレス鋼、ニッケル金属およびニッ
ケル合金があり、目的に応じ適宜選択して使用できる。
いずれの合せ材にあっても(N)50.01%とするこ
とにより所期の効果が得られる。
次に、クラッド薄鋼板の調質圧延の意義は鋼板に平坦性
を持たせることにあり、成形加工後のシワ発生防止対策
としての間質圧延条件には関心が払われていなかった。
したがって、従来の調質圧延圧下率は実績として0.2
〜0.3%程度であった。
しかし種々調査した結果、母材降伏点伸び除去対策とし
て調質圧延条件を管理する積極的な意義を調質圧延に持
たせることにより、シワの発生を防ぐことが可能である
ことが判明した。その条件は、圧下率を0゜4〜2.0
%の範囲内で適正な圧下率に管理することである。
よって、本発明の別の態様によれば、前述の組成母材お
よび合せ材から成るクラ・ノド材に熱間圧延、冷間圧延
および焼鈍を行っモから、圧下率0゜4〜2.0%の範
囲内で調質圧延を加えるのである。
圧下率が0.4%未満では、降伏点伸びが残存してこれ
が成形加工時のシワとなって製品表面に現われてくる。
つまり、製品価値がなくなる。この条件で降伏点伸びが
残るのは、母材に比べて材質的に硬い合せ材層が表面に
あるために、この層が圧下の浸透を阻止する働きをして
母材中心部まで十分に圧下が浸透しないためである。一
方、圧下率が大きくなるにつれて材料は硬くなり、加工
性能が低下する。種々調査した結果、圧下率が2.0%
を越えると特に合せ材の硬化が進行して加工時にワレな
どの問題が発生する。そこで圧下率の上限を2.0%と
する。
なお、本発明にあっては母材の組成は本発明の要件を満
足する限り、その具体的組成は特に制限されないが、す
でに述べたように、母材の好適組成にあっては各成分元
素は次の通りに限定するのが望ましい。
Si:ケイ素は過剰量添加すると鋼を硬化させて冷間加
工性を低下させる性質を持っており、本発明の場合、S
iは0.1%を越えると冷間加工性を著しく低下させる
ので上限を0.1%とする。
Mn=マンガンは鋼を硬化してγ値を低下させる性質を
持っており、0.5%を越えるとその現象が著しくなる
ので上限を0.5%とする。
Pニリンは不可避的不純物であって、含有量を低下する
ことによって伸びが向上し、0.03%以下でその効果
があるので本発明においてPの上限を0.03%にする
S:硫黄も不可避的不純物であって、その存在は延性を
劣化するのでその上限を0.02%とする。
なお、本発明においても従来法のようにTi、Nb、 
Ta等の炭素固定元素の添加を排除するものではないが
、それらの元素の添加は効果上不必要でありまた材料コ
ストを高くするにすぎない。
次に、本発明を実施例によってさらに詳述する。
実施例 下掲第1表に示す組成を有する合せ材および母材を使っ
て仕上温度915℃、巻取温度660°Cの熱間圧延お
よび圧下率70%の冷間圧延を加えさらに保持温度89
0℃の連続焼鈍、調質圧延を経てクラフト薄鋼板を製造
した。このときのクラッド化条件は第2表にまとめて示
す。
試験点1〜3は本発明例であって、試験Na4〜7は比
較例である。
かくして得られたクラフト材の機械的特性を評価した。
結果を同じく第2表にまとめて示す。
第2表に示す結果からも分かるように、本発明の規定す
る条件を満足する限り、密着曲げ加工時のワレおよび表
面シワの発生はそれぞれ全くみられず、いずれも製品と
しての価値を高めることができた。
しかしながら比較例1の場合、その他の条件は本発明の
範囲内にあるがC量が0.04%と非常に高かってため
密着曲げ加工時にワレ、表面シワの両者の欠陥が生じ、
製品として全く使用できなかった。添付図面の第2図は
このときのワレ疵を示す顕微鏡組織写真(x500)で
ある。ワレがクラッド界面から発生しているのが分かる
。同じく第3図は比較例1の場合のクラッド界面におけ
る(jt造層の生成状況を示す成分分布のグラフである
。クラフト界面に浸炭層が形成されているのが分かる。
なお、この浸炭層の形成に関しては、実施例1および2
についての同様のグラフを第4図として示すが、これか
らも分かるように本発明によればCの濃縮層は全く形成
されない。
次に、上述の実施例1〜3の各場合について調質圧延の
圧下条件のみを種々変えてそのときの得られたクラッド
薄鋼板の降伏点伸びを評価した。
結果を第5図にグラフにまとめて示す。調質圧延時の圧
下率が0,4%以上のときに降伏点伸びは実質上なくな
ることが分かる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、AQ/Nの比と固f4N量との関係を示すグ
ラフ; 第2図は、密着曲げ加工時に発生したワレ疵発生の様子
を示す顕微鏡組織写真; 第3図および第4図は、比較例および本発明例における
クラッド界面における成分分析例をそれぞれ示すグラフ
;および 第5図は、調質圧延の圧下率と降伏点伸びの値との関係
を示すグラフである。 出願人  住友金属工業株式会社 代理人  弁理士 広 瀬 章 −(他1名)第1図 Ai/N 第214 第3図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)軟鋼を母材とし、これにステンレス鋼またはニッ
    ケルまたはニッケル合金を合せ材とした二層または三層
    クラッド鋼において、母材の炭素量を0.005%以下
    、アルミニウム量と窒素量の比(Al/N)を6以上と
    し、一方合せ材の窒素量を0.01%以下としたことを
    特徴とするクラッド鋼。
  2. (2)軟鋼を母材とし、これにステンレス鋼またはニッ
    ケルまたはニッケル合金を合せ材とした二層または三層
    クラッド鋼において、母材の炭素量を0.005%以下
    、アルミニウム量と窒素量の比(Al/N)を6以上と
    し、合せ材の窒素量を0.01%以下とし、さらに冷間
    圧延そして焼鈍を行った後に圧下率0.4%以上、2.
    0%以下の調質圧延を行ったことを特徴とするクラッド
    鋼。
JP59274840A 1984-12-28 1984-12-28 クラツド鋼 Granted JPS61154939A (ja)

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