JPS61246327A - 超深絞り用冷延鋼板の製造方法 - 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、焼付硬化性及び耐縦割れ性にすぐれた超深絞
り用冷延鋼板の製造方法に関する。

（従来の技術） 現在、自動車の軽量化及び安全性の向上の観点から、高
張力鋼板の需要が増大しつつあるが、よく知られている
ように、鋼の高張力化は、反面、加工性の劣化をもたら
す。従って、成形時には低強度であって、加工性がよい
鋼板に、焼付塗装時の熱処理過程において、綱の時効硬
化によって所定の高強度を有せしめる方法が提案されて
おり、また、既に一部では実用化も行なわれている。こ
のような方法に好適な鋼として、例えば、フェライト・
マルテンサイト組織鋼板が知られているが、この鋼板は
、そのｒ値が１前後にすぎず、厳しい深絞りには適用す
ることができない。

他方、ｒ値が高く、且つ、焼付硬化性のすぐれた鋼板と
して、Ｐ添加アルミキルド鋼が知られているが、これを
バッチ焼鈍にて製造するときは、製造費用が高価となり
、一方、製造費用を低減するために連続焼鈍によれば、
鋼板のｒ値が低下する問題がある。

更に、鋼板の焼付硬化性を高める別の方法として、例え
ば、特開昭５７−１９２２２５号公報に記載されている
ように、極低炭素鋼に鋼中の固溶Ｃ及びＮを完全に固定
する量より少ない量にて、Ｔｉ、Ｎｂ等の炭窒化物形成
元素を添加する方法も知られている。この方法によれば
、連続焼鈍法が適用し得るので、製造費用点では有利で
はあるが、ＴｌＮｂ等によって固定されない固溶Ｃ１Ｎ
等が鋼のｒ値を低下させる弊害を内包しているので、安
定した高ｒ値の達成が容易ではない。

鋼板中に固溶Ｃを残存させることは、上述した焼付硬化
性を確保するために重要であると同時に、固溶Ｃによる
粒界脆化の抑制効果に基づく加工部材の縦割れ性改善の
点からも重要であるが、鋼板の深絞り性とこれら特性と
の両立は、現状では極めて困難とされている。

（発明の目的） そこで、本発明者らは、高ｒ値であって、しかも、すぐ
れた焼付硬化性及び耐縦割れ性を備えた冷延鋼板を得る
ために鋭意研究した結果、冷間圧延後、再結晶の段階に
て炭窒化物析出による固溶Ｃの十分な固定を図ると共に
、再結晶焼鈍後には、Ｃのある程度の量、鋼中に再固溶
させることによって、ｒ値が高く、且つ、高い焼付硬化
性と耐縦割れ性を備えた超深絞り用冷延鋼板を得ること
ができることを見出して本発明に至ったものである。

従って、本発明は、高い焼付硬化性と耐縦割れ性を備え
た超深絞り用冷延鋼板の製造方法を提供することを目的
とする。

（発明の構成） 本発明による超深絞り用冷延鋼板の製造方法は、重量％
で Ｃ０．００３〜０．０２％、 Ｓｉ０．５％以下、 Ｍｎ　　　０．０５〜１．２％、 Ｐ　　０６１％以下、 Ａ／！０．０１〜０．１％、 Ｔｉ０．０１〜０．１％、 ｖ　　　　０．０１〜０．１％、 Ｎ　　　０．００６０％以下 を含有し、且つ、 ％Ｔｉ＋％Ｖ≧５％Ｃ＋　３．４％Ｎ 及び ％Ｃ−（（％Ｔｉ−３，４％Ｎ）／　４　｝≧０．００
１を満足し、残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼を熱
間圧延及び冷間圧延して冷延鋼板とし、次いで、この鋼
板を７５０℃以上の温度にて連続再結晶焼鈍し、その後
の冷却過程において１００℃から４００℃の間を８℃／
秒以上の平均冷却速度にて冷却することを特徴とする。

本発明による超深絞り用冷延鋼板の製造方法においては
、鋼中のＣ及びＮを化学量論的に固定するに十分な炭窒
化物形成元素を鋼に添加して、熱間圧延後であって、冷
間圧延前の段階において、上記Ｃ及びＮを固定すること
によって、最終的に得られる冷延鋼板のｒ値を最大限に
高めると共に、冷間圧延後の再結晶焼鈍時にこれら析出
物を一部、再固溶させた後、固溶Ｃを常温までもちきた
すことによって、鋼板の焼付硬化性と耐縦割れ性とを共
に向上させるのである。

極低Ｃ−Ｔｉ鋼の焼付硬化性及び耐縦割れ性に及ぼすＴ
ｉ量及び■、Ｂ添加の影響を図面に示す。

焼付硬化性及び耐縦割れ性は、鋼中の固溶Ｃｉｔと密接
な関係を有し、固溶Ｃ量が多く、焼付硬化性のすぐれる
材料は必然的に耐縦割れ性がすぐれることとなるので、
上記二つの性質は、焼付硬化性で代表させることができ
る。即ち、図面においては、通常の方法によって製造し
た冷延鋼板を８５０℃で焼鈍した後、水焼入れした場合
の焼付硬化量及びｒ値を示す。尚、ここで、焼付硬化量
とは、２％予ひすみ後、１７０℃で２０分間加熱処理し
たときの降伏応力と２％予ひずみ時の応力との差を意味
するものとする（以下についても同じ。）。

極低Ｃ−Ｔｉ綱である綱１及び２は、いずれもすぐれた
ｒ値を示すが、焼付硬化量が小さい。鋼１が鋼２よりも
焼付硬化量が高いのは、Ｔｉ量が少ないために、焼鈍時
に再固溶した若干量のＴｉｃ析出物が、その後の冷却過
程においてＴｉＣとして析出し難いことによるとみられ
る。Ｂ添加した鋼３は、固溶Ｂの効果によって、焼付硬
化性は改善されるが、ｒ値低下が著しい。これらの鋼に
対して、■添加鋼４は、すぐれた焼付硬化性及びｒ値を
示す。これは化学量論的に鋼中のＣ及びＮを十分に固定
し得る量のＴｉ及びＶを複合添加した鋼を再結晶焼鈍す
るときに、Ｔｉｃ析出物の一部と、Ｖ、Ｃ，析出物の全
量又は一部が再固溶するためであるとみられる。この再
固溶に先立って、鋼の再結晶は完了しているので、固溶
Ｃによるｒ値低下はない。

鋼中のＣ及びＮの固定により生成した炭窒化物のうち、
再結晶焼鈍温度として通常採用されている８００〜９０
０℃の範囲への加熱によって、２ｋｇｆ／ｍｍ”以上の
焼付硬化量をもたらすに十分な量のＣの再固溶が期待で
きる炭窒化物形成元素は、実用上、■が有効である。し
かし、■の添加のみでは、通常の熱間圧延及び冷間圧延
において、鋼中のＣ及びＮを十分に固定することは困難
であるので、本発明者らは、Ｔｉが■よりもＣ及びＮと
の親和力が強（、しかも、■よりも高温域でＣ及びＮと
の析出反応を起こす点に着目し、Ｔｉ及びＶの複合添加
によって、本発明の所期の目的を達成することに成功し
たのである。

次に、本発明の方法で用いる綱における化学成分の限定
理由を説明する。

Ｃは、本発明においては、３　ｋｇｆ／ｍｍ”以上の焼
付硬化量を確保するために、０．ＯＯ３％以上を添加す
ることが必要である。しかし、０．０２％を越えて過多
に添加するときは、焼付硬化量は高くなるが、反面、ｒ
値を確保するためにＴｉ及び■の所要添加量が多くなっ
て、鋼製造費用を高める。

従って、本発明においては、Ｃ添加量は０．　ＯＯ３〜
０．０２％の範囲とする。

Ｓｉは、本発明においては、必要に応じて添加される元
素であって、鋼の高強度化に有効であると共に、フェラ
イト清浄化作用による綱の加工性改善の効果をも有する
。しかし、多量の添加は、綱の化成処理性を劣化させる
ことがあるので、添加量の上限を０．５％とする。

Ｍｎは、鋼の赤熱脆化を防止する観点から、本発明にお
いては０．０５％以上を添加する必要がある。しかし、
１．２％を越えて多量に添加するときは、ｒ値の低下が
もたらされるので、１．２％を上限とする。

Ｐは、Ｓｉと同様に鋼の強化元素として有効であるが、
０．１％を越えて添加するときは、綱の脆化が大きくな
るので、０．１％を上限とする。

Ａｌは、綱の脱酸元素として必要である。本発明におい
て用いる鋼は、アルミキルト鋼であるので、鋼を十分に
脱酸してから、Ｔｉ及びＶを添加することが、その歩留
りを向上させるために必要である。従って、本発明にお
いては、／ｌは少なくとも０．０１％を添加する。しか
し、過多に添加しても、脱酸効果が飽和するのみならず
、鋼の清浄度を劣化させるので、添加量の上限は０．１
％とする。

Ｔｉ及びＶは、前述したように、鋼中のＣ及びＮを固定
するために、本発明において必要不可欠の元素であり、
それぞれ少なくともｏ、ｏｉ％を添加する。しかし、い
ずれの元素も、これを過多に添加しても、徒に鋼製造費
用を高めることとなるので、主として経済性の点から、
Ｔｉ及び■の添加量の上限は、それぞれ０．１％とする
。

本発明においては、上記したように、鋼中のＮをＴｉ及
び■にて固定するので、鋼中のＮ量が少ないほど、所要
のＴｉ量を低減することができる。

従って、本発明においては、Ｎ量はできる限り抑えるこ
とが望ましいが、製造費用を考慮して、その上限を０．
００６０％とする。

本発明においては、用いる綱が上記した化学成分を有す
ると共に、Ｔ　ｉ　％　Ｖ、Ｃ及びＮのそれぞれの量に
関して、次の関係を満たすことが必要である。即ち、 ％Ｔｉ＋％Ｖ≧５％Ｃ＋　３．４％Ｎ（１）及び ％Ｃ（（％Ｔ　ｉ　　３．４％Ｎ）／４）　≧０．ＯＯ
１（２）（但し、％本案は当該元素の鋼中における重量
％による含有量を示す。） 上記（１）式は、化学量論的に鋼中のＣ及びＮを固定す
るに十分なＴｉ及びＶ量を確保するための条件である。

上記（２）式は、Ｔｉによって固定されるＮ及びＣのう
ち、全Ｃ量がＴｉＣによって固定される場合、再結晶焼
鈍時に再固溶するＣ量が少なくなり、所定の焼付硬化量
が得られないので、少なくとも０．ＯＯ１％以上のＣ量
をｖ４ｃ、として析出させるための条件を規定するもの
であり、これによって、再結晶焼鈍過程において再固溶
するＣ量を確保するものである。

次に、本発明による冷延鋼板の製造方法について説明す
る。

本発明の方法は、上記した化学組成を有し、且つ、上記
条件を満足する鋼を熱間圧延及び冷間圧延して冷延鋼板
とし、次いで、この鋼板を７５．。

℃以上の温度にて連続再結晶焼鈍し、その後の冷却過程
において１００℃から４００℃の間を８℃／秒以上の平
均冷却速度にて冷却する。

本発明において用いる綱は、連続鋳造法、造塊法のいず
れによって溶製されてもよく、また、その熱間圧延条件
も特に制限されない。しかし、鋼中のＣ及びＮのＴｉ及
び■による固定を考慮するとき、圧延後の巻取は高温巻
取が好ましく、通常、６５０℃以上の巻取とする。

熱間圧延後、常温まで冷却した熱延鋼板は、次いで、常
法に従って、酸洗及び冷間圧延を施した後、７５０℃以
上の温度にて連続焼鈍される。連続焼鈍の温度が７５０
℃よりも低いときは、Ｖ＃Ｃ３析出物の再固溶が生じな
いからである。特に、焼付硬化量を高めるためには、連
続焼鈍温度は８゜０℃以上が好ましい。

本発明の方法によれば、上記連続焼鈍後の冷却過程にお
いて、１００℃から４００’Ｃまでの間を平均冷却速度
８℃／秒以上にて高速冷却することが必要である。上記
冷却速度が８℃／秒よりも低いときは、冷却の途中でＶ
ｔＣ５の再析出及びＦｅ、Ｃの析出によって、焼付硬化
性が著しく損なわれるからである。即ち、本発明の方法
においては、冷却途中におけるＦｅ、Ｃの析出が３００
℃付近で活発になるので、１００℃から４００℃の間で
高速冷却する必要がある。但し、上記冷却は、上に説明
した条件を満たす限りは、ガスジェット冷却、水焼入れ
冷却、ロール冷却等、いずれの冷却方法によってもよく
、また、冷却後の鋼板を２５０℃以下の温度に再加熱し
て、常温時効の量及び焼付硬化量を制御することもでき
る。

更に、本発明の方法においては、上記したように、Ｔｉ
及び■の複合添加を必須とするものであるが、鋼中のＮ
を固定するに必要なＴｉ添加量を低減させるために、前
記した元素以外に、ＲＥＭ。

Ｃｅ　％　Ｚ　ｒ　１Ｃａ等のように、Ｎとの親和力の
強い元素を微量、添加してもよい。かかる元素の添加は
、勿論、本発明の方法による冷延鋼板の高ｒ値及びすぐ
れた焼付硬化性を何ら損なわない。

（発明の効果） 以上のように、本発明の製造方法においては、用いる鋼
に所定の化学組成、特に、Ｔｉ及びＶの複合添加による
化学組成を有せしめると共に、これら化学成分に関して
所定の条件を満足させることにより、熱間圧延後、冷間
圧延前においては、鋼中のＣ及びＮを化学量論的に固定
して、最終的に得られる冷延鋼板のｒ値を最大限に高め
ると共に、冷間圧延後の再結晶焼鈍時にこれら析出物を
一部再固溶させた後、所定の冷却条件による冷却によっ
て、この再固溶Ｃを常温までもちきたし、このようにし
て、従来、その両立が困難とされている高いｒ値と同時
に、高い焼付硬化量とすぐれた耐縦割れ性とを共に有す
る超深絞り用冷延鋼板を得ることができる。

（実施例） 以下に実施例を挙げて本発明を説明する。

実施例 表に化学組成を示す種々の極低Ｃ−’ｒｔｆ４を実験的
に溶製し、得た鋼塊を皮削り、鍛造の後、常法に従って
、熱間圧延、冷間圧延して、厚さ０．８鶴の冷延鋼板を
得た。これら鋼板を表に示す温度にて連続焼鈍した後、
表に示す条件にて冷却し、その機械的性質を調べた。結
果を表に示す。

本発明の方法において規定する条件を満足する化学組成
の点では、本発明において規定する範囲　　　モ■の量
が不足しているので、焼付硬化性にはすぐれるが、ｒ値
が極めて低いことが明らかである。

【図面の簡単な説明】

図面は、極低Ｃ−Ｔｉ鋼における化学組成と、ｒ値及び
焼付硬化量との関係を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で Ｃ０．００３〜０．０２％、 Ｓｉ０．５％以下、 Ｍｎ０．０５〜１．２％、 Ｐ０．１％以下、 Ａｌ０．０１〜０．１％、 Ｔｉ０．０１〜０．１％、 Ｖ０．０１〜０．１％、 Ｎ０．００６０％以下 を含有し、且つ、 ％Ｔｉ＋％Ｖ≧５％Ｃ＋３．４％Ｎ 及び ％Ｃ−｛（％Ｔｉ−３．４％Ｎ）／４｝≧０．００１を
   満足し、残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼を熱間圧
   延及び冷間圧延して冷延鋼板とし、次いで、この鋼板を
   ７５０℃以上の温度にて連続再結晶焼鈍し、その後の冷
   却過程において１００℃から４００℃の間を８℃／秒以
   上の平均冷却速度にて冷却することを特徴とする焼付硬
   化性及び耐縦割れ性にすぐれた超深絞り用冷延鋼板の製
   造方法。