JPS61159528A - 加工用熱延鋼板の製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車製造工業等で使用される薄手の加工用
熱延鋼板をホットストリップミルで製造する方法に関す
るものである。

（従来の技術と本発明が解決しようとする問題点）本発
明者らは、さきに特願昭５６−１９９８５４号特願昭５
７−５５６４９号等で、低炭素鋼を無加工時のオーステ
ナイト／フェライト変態点（以下Ａｒ３と記す）近傍に
おいて大圧下圧延を行うと平均４μ以下の超細粒フェラ
イトが圧延直後の状態で多量に生成され、超細粒フェラ
イトを主体とする鋼の製造が可能であり、従って高強度
で、加工性のよい高強度熱延鋼板が製造できることを見
出した。

この技術を工業的に実施する際に問題となる点として、
仕上圧延を上記最適温度域で仕上げるためと、初期オー
ステナイト粒径をより細かくすることが細粒７エライト
をより多く生成させる上で有利であるために加熱温度、
粗圧延温度を低くすべきであるが、実際操業面では加熱
炉温度を一般の鋼の１２００℃前後に変えることは行い
にくくコストアップとなる点であった。

また特願昭５９−１２４７５１号等において、Ｔｉ等を
含む軟鋼を、Ａｒ３変態点以下で潤滑を行いつつ温間圧
延すると、熱延のま＼で深絞り性のすぐれた軟鋼板が製
造可能であること、しかもこの際オーステナイト域での
粗圧延を低温で行うことがとくに加工性゛の改善に有効
であることを見出した。

しかしながらこれを実施する場合も上記のような工業上
の問題がある。

本発明は上記のような加工用熱延鋼板製造上の工業的な
問題点を解決し、さらにより鋼の高品質化の達成を狙っ
たものである。その原理は本発明者らが特願昭５８−４
１号中で示したように上述のような超細粒フェライトが
多少でも生成すると、オーステナイト組織の微細化に有
効であるという発見につながり、そのよシ広範囲な工業
的活用を行おうとするものである。

（問題点を解決するための手段〕 本発明の要旨とするところは次の通りである。

Ｃ０，３０％以下でＳｉ、　Ｍｎ、　Ｃｒ、　Ｎｉ、　
Ｃｏ、　Ｃｕ、　Ａｌ、　Ｔｉ。

Ｎｂ、　Ｔａ、　Ｚｒ、　Ｍｏ、　Ｗ、　Ｖ、　Ｃａ、
　Ｂ　の１種又は２種以上の合金元素の含有量が合計で
５％以下であり、その他不可避的不純物からなる鋼をＡ
Ｃ３変態点以上の温度から冷却する過程で熱間加工を行
う工程において、Ａｒ３　＋　５０℃からＡｒ３　＋　
２００℃までの温度域で合計５０％以上、最終パス２０
％以上の加工を行い、しかるのち加工後５秒以内に１０
℃／秒以上の冷却速度でＡｒ３　＋５０℃以下まで冷却
し、さらに５００℃以上Ａｒ３　＋　５０℃の温度域で
合計５０％以上の１パス、または多パスの圧延を行うこ
とを特徴とする加工用熱延鋼板の製造方法。

本発明の基本的特徴を第１図に示す。

高温域で加熱後粗圧延の最終段で２０％以上の大圧下を
加え急冷を行うと、仕上後段大圧下を行った細粒フェラ
イトからなるハイテン材において強度延性の向上が見ら
れる。また後記の第４表も別の顕著な例であって、薄手
の加工用軟鋼板で仕上圧延をＡｒ３以下で潤滑しつつ行
った場合に、本発明による加工性（深絞り性）の向上が
認められる０ 第２図はこのような効果の生ずる原因を明らかにするた
めの上図の粗圧延の温度域で２パス大圧下後直ちに、あ
るいは所定時間その温度に保熱後。

急冷して組織を固定し、その時存在する微細フェライト
（粒径２μ以下）の量と大きさを調べたものである。細
粒フェライトは９００℃（Ａｒ３　＋　１２０℃）では
保熱すると減少し５秒以上経過すると非常に少なくなる
。しかるにこれをＡｒ３直上の８００℃まで冷却し、そ
の温度で保熱すると量はＩＯ秒程度経過しても減少せず
むしろ増加する。このような微細フェライトの存在が上
述の第１図の効果に対応していると考えられる。すなわ
ち微細フエライトカオーステナイト再結晶と競合するの
でオーステナイトの再結晶を抑制し累積歪を増加させ、
仕上圧延前、または途中での生成フェライトを細粒化し
、結果としてハイテン材の場合（第１図）は、最終的に
フェライト粒の微細化に寄与し、まだ軟鋼の場合、温間
圧延後前のフェライトを細粒化するため捲取工程で再結
晶した時の集合組織を改善する効果があると考えられる
。

このような効果は上記のように仕上圧延を特別の条件で
行った場合に限らず、一般に多少なりとも存在する。

以下本発明の構成要件の限度理由について説明する。

化学元素のうち、Ｃ量は多くなりすぎると上記細粒フェ
ライトの生成量が少なくなシ効来が小さくなるので０３
０％以下とした。

合金元素は、本発明の効果を得るためにはごく少量の場
合でも効果はあるが、仕上圧延後の特性を場合によりそ
れぞれ目標の値とするためには、一般に種々の成分添加
が必要になる。しかし合金元素の多量の添加は一般に細
粒フェライトの生成を抑制する傾向があるのでその合計
量の上限を５チ以下とした。

合金元素のうち、通常圧延制御鋼に添加されるＮｂ、　
Ｖ、　Ｔｉ、　Ｍｏ　、あるいはこれと同様の効果を有
するＴａ、　Ｗ、　Ｚｒ　　などの炭化物形成元素は、
本発明において本質的に必要ではない。そしてこのよう
な元素は、仮に少量添加しても本発明鋼の特性をさほど
損わず、添加量を多くすると本発明鋼の特徴が次第に失
われる恐れがあり、多量添加は望ましくない。

鋼の脱酸、あるいはスラブ加熱時の結晶粒度調節の目的
で添加されるＡｌ、　Ｔｉ　、あるいは介在物の形態を
制御して靭性、加工性を向上させる目的で添加するＣａ
　＋Ｌａその他の稀土類元素などは、通常の鋼の場合と
同様の効果を本発明においても有する。

以上のＣ以外の成分の添加量を具体的に示せば、次のと
おシである。尚チはすべてｗｔ％である。

Ｓｉ：１，５９６以下、Ｍｎ　：　２−０％以下、Ｃｒ
：２．０％以下、Ｎｉ：２．０％以下、Ｍｏ　：　０．
１％以下、Ｗ：０．１チ以下、Ｖ：０．１％以下、Ｔ　
ｉ：　０．０８％未満、Ｎｂ：０．０１％以下、Ｔａ：
０８０１％以下、ｃｏ：２０％以下、Ｃｕ　：　２−０
％以下、Ａｔ　：　０．１　％以下、Ｚｒ：０．０８％
未満、Ｃａ：０．１％以下、Ｂ：０．１％以下であり、
これ等の元素を必要に応じ１．１種又は２種以上を添加
してもよい。上記のＣｒ、　Ｎｉ、　Ｃｏ、　Ｃｕ等は
Ｍｎ。

Ｓｉと同様に本発明鋼の変態点を変化させ、焼入性を向
上させる効果を有する。Ｎｂ、　Ｔａ、　Ｍｏ、　Ｔｉ
、　Ｚｒ。

Ｖ、Ｗなどは上記のように本発明の目的達成のためには
必要でないが、析出強化等の目的で添加される場合もあ
るので上限を定めた。

以上の鋼の成分組成によって、従来の製法により製造し
た鋼に見られるような、凝固時の偏析などにもとづく鋼
材中での組成の不均一性は“、当然本発明の製法により
製造した鋼にも存在を許容される。

本発明の鋼は通常１００〜３００ｍｍ厚のスラブの形で
熱間圧延に供せられる。この際通常加熱炉で加熱される
が、場合によっては凝固後直ちに圧延される場合もあり
得る。

本発明の本質は粗圧延の条件にあるが、この全圧下率、
およびその開始温度については、とくに規定しない◇こ
れは本発明の主旨である細粒フェライトの生成に対しそ
れ以前の圧下は、一般に有利ではあるが必ずしも必須で
ないからである。しかして粗圧延終了時に細粒フェライ
トが必要量（一般に３％以上あれば前述の目的に十分で
ある）生成するためには、Ａｒ３＋２００℃以下で合計
５０係、最終パスの圧下が最低２０チは必要であるので
このように定めた。この温度域の下限は一般に次工程の
仕上圧延が可能であればよいが、Ａｒ３＋５０℃以下の
場合は、本発明の一つの特徴である急冷の必要がなくな
るので、　　Ａｒ３　＋　５０℃以上と限定した。

加工後長時間放冷すると、上記温度範囲では細粒７エラ
イトが減少し効果が小さくなシ、５秒以上経過すると、
とくに小さくなるので、５秒以内に急冷を開始すること
とした。

急冷の冷速は早いほどよいが、１０℃／秒以下では冷却
中に上記のようにフェライトの量が減少するので効果が
小さくなるので冷却速度は１０℃／秒以上とした。

冷却の停止は、上記細粒フェライトが減少しなくなるＡ
ｒ３　＋　５０℃以下までならよいが、その具体的な温
度は仕上圧延に望ましい温度であればよい。

仕上圧延温度は材料によりそれぞれ望ましい温度がある
が、これまでの記述によＦ）　Ａｒ３　＋５０℃以下で
圧延される鋼材において本発明法が有効であることは言
うまでもない。

とくに本発明法が有効である態様は前述のように次の２
つの場合である。

すなわち仕上圧延の少なくとも後平をΔｒ３＋５Ｑ℃〜
Ａｒ３　５０℃の温度域で行い、最終段階で１秒以内に
合計５０チ以上の圧下を行う場合である。

また場合によシ圧延後り５℃／秒以上の急冷を行うこと
もある。このような方法で平均４μ以下の細粒等軸フェ
ライトが主体であるような鋼の製造が可能であるが、本
発明はこのような場合にとくに加工歪の累積効果を高め
ることによりょシ細粒とする効果がある。

また、ＣＯ，０５％以下、ＮＯ，０１％以下、ｃ／１２
＋Ｎ／１４が（Ｔ／４８　＋　Ｎｂ／９８　）の１２倍
以内であるような鋼において、仕上圧延を５００℃〜Ａ
　ｒ　３の温度域で合計圧下率５０チ以上行う場合、と
くに圧　。

延時に潤滑を施して摩擦係数を減少させた場合、これを
捲取時、または復熱処理で再結晶させるとランクフォー
ド値（γ）が１．１以上であるような深絞シ性のすぐれ
た加工用軟鋼板を得ることができるが、このような場合
にもテをさらに顕著に向上させる効果がある。

本発明を実施するに当っては、粗圧延機に近接　　　□
して急冷装置が必要である。圧延機には通常脱スケール
用の水冷装置が付設されているが、本発明のように粗圧
延後の鋼片（粗バー）を１０℃／秒以上の冷却速度で最
大１５０℃の温度差を冷却するには当然不十分であって
、望ましくは粗圧延機後面の位置に専用の冷却装置が必
要である。

冷却方法として水スプレィなどの一般的手法でよい、ま
た急冷を行うと当然粗バー内部で温度差が生ずるので、
粗と仕上圧延機群間のディレィテーブルに保温、または
昇熱を行う装置が有効である場合もある。

（実施例） 以下本発明の実施例について述べる。

実施例１ 冷却装置を粗圧延機後に設置したホットストリップ圧延
機を用いて、第１表Ａに示す成分の鋼いｋｒ３変態点７
８０℃）の２００ｍｍ厚のスラブを加熱炉で１１５０℃
まで加熱し、粗圧延機群Ｒ１〜Ｒ４のうちＲ１とＲ２を
用いて４パスで８４ｍｍ厚まで減厚しだ。そのときの鋼
片温度は９６０℃であった。

次にＲ３で８５％、Ｒ，で３０　’Ｚ、の圧下を連続で
加える、ことにより３８ｍｍ厚に圧延した。このときの
板温は９４０℃であった〇 このとき粗パーはＲ４を出てから直ちに水冷装置に２秒
後に入シ、平均１３℃／秒の冷速で８２５℃まで冷却さ
れた。粗パーはディレィテーブルで復熱によシ板内温度
分布を均一とした後、第２表（ロ）に示すパススケジュ
ールで８　ｍｍ厚まで圧延された。

そのときの仕上シ温度は７９５℃であった。仕上圧延後
はランナウトテーブルで約り０℃／秒で約４２０℃まで
急冷され、捲取られた。

得られた鋼板の平均フェライト粒径、細粒フェライトの
量、強度、伸びを第３表に示す。平均２．５μという超
細粒フェライト鋼が得られている。

比較例として上記実施例と粗および仕上圧延条件を殆ど
同一として圧延し、粗圧延後の冷却を行わなかった場合
の組織特性を比較して示した。かなりの細粒鋼が得られ
ているが本発明例には及ばず、延性も比較的低い。また
粗圧延入口から仕上圧延出口までの圧延時間を比較した
が、本発明では時間が著しく短縮されたことがわかる０
実施例２ 実施例１と同じ圧延設備例を用い、第１表Ｂの成分の２
００ｍｍ厚スラブを１１５０℃に加熱後Ｒ１＋Ｒ２で６
パスで５０　ｍｍまで、Ｒ３３８％、ａ４ａＯ％で２０
　ｍｍまで圧延した。このときＲ３人口およびＲ４出口
での温度はそれぞれ９８０℃、９５０℃であった。

この粗バーを２０℃／秒の冷速温度で８１０℃まで冷却
し、仕上温度６８０℃で１．６　ｍｍ厚まで圧延した０
このときのパススケジュールを第２表（ロ）に示す。

この鋼板は無注水で６５０℃で捲き取られた。この鋼板
の強度、延性、テ値を第４表に示した。

３　　比較材は粗圧延後の急冷を行わない場合であって
これと比較してとくに〒値がさらに改善されていること
がわかる。圧延時間が短縮されていることも実施例１と
同様である。

第２表　仕上圧延のバススケジュール （本発明の効果） 上記のように本発明は加工性のすぐれた熱延鋼板を、高
い生産効率をもって製造可能な画期的な方法であり、鋼
板製造者ばかシではなく自動車製造工業等の使用者にも
貢献するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は０．１３　Ｃ−０，：ｄ　Ｓ　ｉ　−１，Ｉ　
Ｍｎ鋼２．８〜３．２　ｍｍの熱延鋼板の強度と延性の
関係図、第２図は０８１３Ｃ−Ｏ０３Ｓｉ　　１．１Ｍ
ｎ鋼（Ａｒ３７８０℃）を１０００℃に加熱後９５０℃
で５０％、歪速度１０　Ｓ　−’　　で２回加工（間隔
５秒）し、その後７５０〜９５０℃に１−１０秒保熱し
た後急冷したときのフェライト量とその粒径を示す図で
ある。 出　願　人　新日本製鐵株式会社 第１凶 −タ１玖５１喧にμ−）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｃ０．３０％以下でＳｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃ
   ｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｃ
   ａ、Ｂの１種又は２種以上の合金元素の含有量が合計で
   ５％以下であり、その他不可避的不純物からなる鋼をＡ
   Ｃ＿３変態点以上の温度から冷却する過程で熱間加工を
   行う工程において、Ａｒ＿３＋５０℃からＡｒ＿３＋２
   ００℃までの温度域で合計５０％以上、最終パス２０％
   以上の加工を行い、しかるのち加工後５秒以内に１０℃
   ／秒以上の冷却速度でＡｒ＿３＋５０℃以下まで冷却し
   、さらに５００℃以上Ａｒ＿３＋５０℃の温度域で合計
   ５０％以上の１パス、または多パスの圧延を行うことを
   特徴とする加工用熱延鋼板の製造方法。