JPS61276932A - 耐2次加工ぜい性に極めて優れる超深絞り用冷延鋼板の製造方法 - Google Patents

耐2次加工ぜい性に極めて優れる超深絞り用冷延鋼板の製造方法

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JPS61276932A
JPS61276932A JP11666685A JP11666685A JPS61276932A JP S61276932 A JPS61276932 A JP S61276932A JP 11666685 A JP11666685 A JP 11666685A JP 11666685 A JP11666685 A JP 11666685A JP S61276932 A JPS61276932 A JP S61276932A
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JP
Japan
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steel sheet
rolled steel
steel
cooling
cold
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JP11666685A
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English (en)
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Hiroaki Ueno
宏明 上野
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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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) 自動車外板などの超深絞り加工、それもとりわけか酷な
深絞り性の要求される部位に使用して好適な冷延鋼板の
製造に関連してこの明細書には、連続焼鈍法の有利な適
用の下に、高延性でかつ材質の異方性が少なくて超深絞
りを具備するとともに耐2次加工ぜい性に極めて優れる
冷延鋼板の適切な製法についての開発研究の成果を述べ
る。
(従来の技術) プレス加工用@仮は、従来、低炭素(C:0.02〜0
.07wt%;以下単に%であられず)A7!キルト“
鋼を素材として、一般に箱焼鈍法で製造されていたが、
最近はプレス性の一層の向上と高生産性を得るためC<
0.01%の極低炭素鋼を素材として連続焼鈍法で製造
されるようになっている。
極低炭素鋼では、鋼中に固溶して鋼板の延性、絞り性を
損いまた歪時効劣化を由来するCやNを固定するため、
Ti、Nb、V、Zr及びTaなどの炭窒化物形成元素
が添加される。従来これらの元素は高価なこともあって
単独で添加されることが多く、最もポピユラーに使用さ
れているTiとNbの性質を比較すると次のとおりであ
る。
Ti添加鋼はNb添加鋼に比べ、再結晶温度が低いこと
、酸洗などの脱スケール性の良好な600℃以下の低温
巻取りを行っても全伸び(El)、ランクフォード値(
下値)などの機械的性質が良好であることなどの利点が
ある。
一方Nb添加鋼はTi添加鋼に比べ、下値の異方性が少
ないこと、塗装前処理である化成処理性が良好であるこ
となどの特色がある。
これらTi、 Nh両者の利点を同時に発揮することに
関し特公昭58〜107414号公報に開示されている
この場合T+の含有量の」−眼を、 大部分が優先的にTiNとして消費され、固溶Cについ
ては残りの有効Ti(totalTi−Ti as T
iN) とNbで固定するこにより非時効性と深絞り性
とを確保するとごろにある。しかし実際に上記開示に従
う有効Tiの範囲で実験すると、鋼中CがTiで有効に
結合され得すして、絞り性の著しい悪化や、固溶C残留
による歪時効劣化をしばしば引起す。
(発明が解決しようとする問題点) そこでTi、 Nbの複合添加の効果をより一層十分に
発揮させ、とくにC,Nを連続焼鈍以前の]1程で固定
し下値の向上、それもr≧2.0の超深絞り用冷延鋼板
を得るようにするとき、固溶Cがなくなるための2次加
工ぜい性に関して問題となるが、この対策にはB、Sh
などの添加が有効とは云え、コスl−J:の不利がさけ
られない。
このような難点なしに、耐2次加工ぜい性に極めて優れ
た超深絞り用冷延鋼板のとくに有利な製造方法を確率す
ることがこの発明の目的である。
(問題点を解決するための手段) 発明者らは、この実状に鑑み、前述の極低炭素Ti、 
Nb複合添加綱の有利な点を損うことなくプレス加工性
とりわけ超深絞り性を、高延性でなおかつ材質の異方性
が少ないことに加えて、耐2次加工ぜい性の著しい向上
にあわせ実現させる方法を検討した。
発明者らは、まずTiとNbの複合添加効果についてよ
り詳細に調査した結果、スラブ加熱の段階又は、熱間仕
上圧延の前段階である、粗圧延時にて、TiSとTiN
が優先的に析出し、固溶Cについては残りの有効Tiと
Nbで固定されることが判明した。
つまり有効Tiとしては(total Ti−Ti a
s TiN−Tias Ti5)を用いるべきであるこ
とがわかった。
加えて極低C鋼のC,N、S、TiおよびNb量を限定
した熱延鋼板の冷間圧延に引続て連続焼鈍の際における
冷却過程を鋼中P含有量に応じて制御することにより、
超深絞り用冷延鋼板の耐2次加工ぜい性の格別な増強が
もたらせれることが次の通り究明されたのである。
この発明は C:0.0050葬t%以下+ St :
 1.Owt%以下+ Mn : 1.5 wt%以下
八ll : 0.005〜0.0w1%、  P : 
0.015wt!以下1N : 0.O050wL%以
下、   S : 0.015訂%以下。
を含有する組成になる熱間圧延に冷間圧延を施した上で
連続焼鈍し、その均熱温度からの冷却中、600〜40
0°Cの温度域を、鋼中P含有量に応じて5000 ・
(P(χ) 〜0.005) ”C/s以上でかつ10
℃八以へ二 の冷却速度にて、冷却制御することを特徴とする、耐2
次加工ぜい性に極めて優れる超絞り用冷延鋼板の製造方
法である。
すでに明らかなようにこの発明では、”i+ Nbのの
有効性の解明が、出発材の成分を限定する重要事項であ
り、この解明に至る経緯から順次にこの発明の作用につ
き、説明を進める。
(作 用) さて発明者らが行ったラボ実験の結果について先ず説明
する。
化学成分としてC: 0.0020〜0.0040%。
Si : tr〜0.02%、  Mn : 0,10
〜0.13%、 八7!:0.02〜0.042χ、N
 : 0.0018〜0.0026%、S : 0.0
05〜0.010χを含み、かつTi:0.027〜0
.038″A、 Nb:0.004〜0.010χにお
いて」1掲(+1. +21各式を満ずほかPを0.0
01〜0.02%の範囲にて7水準に分けた各供試鋼を
実験室的に溶製し、何れも分塊圧延で30mm厚のシー
トバーとし、次いで熱間圧延において7パスで2.8 
mm厚とし、900±5℃で仕−1−げた。
次に各熱延鋼板を圧延終了後0.8秒後に水スプレーを
用いて35℃/Sで550℃まで冷却し、次いでただち
に550℃の炉中に装入し、5hr保持した後炉冷処理
を行った。この処理により巻取り温度550℃のシミュ
レーションを行った。
次いで酸洗後圧工率75%の冷間圧延を行った。
続いて連続焼鈍処理として抵抗加熱装置により700℃
まで12℃/Sで加熱し以後3℃/Sの加熱速度で86
0°Cまで加熱し、860 ’Cに25秒間保持した後
室温まで冷却し、この均熱後の冷却中600〜400℃
の温度域における冷却速度を変化させた。
次いで該鋼板に0.75%の調質圧延を施して得られた
試料につき、絞り比2,20で円筒絞りしたカップを一
40℃にて、10kg X 40cmの条件で薄型試験
に供し、耐2次加工ぜい性を、試験で生じた割れの長さ
に応じ次の評点で対比し、第1図のように、P含有酸レ
ヘルと、連続焼鈍後の冷却中600〜400℃の温度域
での冷却速度とに依存した、耐2次加工ぜい性をもつこ
とかたしかめられた。
ここに第1図に示した耐2次加工ぜい性評点4以上は、
−F掲のTi、 Nb複合添加鋼につき、上記したP量
に応じる冷却制御の配慮を欠くときには在来の低C材の
箱焼鈍のレヘルに遠し得なかったのを、そのレヘルと匹
敵し、または凌駕することを意味している。
さてこの発明において、Ti、 Nb複合添加鋼の成分
を限定する理由は次の通りである。
C: 加工用鋼板として最も重要な、全伸び(E 1 
)およびランクフォード値(〒)を向上させるためCは
少ないほどよくC50,0050%より好しくはC50
,0035%がよい。Cが増加すると、これを炭化物と
して固定するため、多量のTi。
Nbを必要とし、生成する析出物T iC+ N b 
Cなどの析出強化により加工性が劣化するばかりでなく
、連続焼鈍時の再結晶温度上昇等の悪影響が現れる。
Si:  深絞り用高強度鋼板の強度上昇のために添加
してもよいが、過度の添加は耐2次加工ぜい性、化成処
理性の劣化を起すため好ましくないその上限を1.0χ
とする。
Mn:  MnもSiと全く同様の理由により上限を1
.5χとする。
N : Nは、次にのべるSと同様に熱延前にTiで固
定されるためN単独では有害ではない。しかし多量の添
加により形成されたTiNは、全伸び、T値を低下させ
るためその上限を0.0050χとするが、より好まし
い範囲は、0.0035%以下である。
S:  Sはこの発明においてはTi量との関係におい
て最も重要な元素である。Sは熱間圧延前のたとえばス
ラブとして加熱中にTiSとして無害化されるが、過剰
のSはそれを固定するためのTi量が増加し、材質劣化
の原因となるため上限を0.015χとする。
Ti:  Tiはこの発明の化学成分の中で、最も重要
な元素であって、Tiは八lやNbに先立って熱間圧延
前にSやNを固定する。Tiの下限はSとNを固定する
量すなわち (=total Ti−Ti as TiN−Ti a
s Ti5)の一部が、TiCを形成することから析出
するTiC及びさらに固溶状態で存在するTiが、材質
低下や合金コストアンプ及び生産性、すなわち再結晶温
度上昇による生産性低下を引起さないような範囲に限定
すべきである。これらを考慮するとTiの上限は となる。
Nb:  Nbは熱間加工段階でCを固定しするため重
要でありCとの関連で最低 Nb量は、TiT:Cを固定できない場合に固溶Cの2
0%しか、Nbで固定しえないように思われるが我々の
経験では、残留している80%の固溶Cの大部分も、析
出したNbCの周囲で析出前段階と思われる特殊な雰囲
気を形成し時効性や延性に悪影響を及ぼすことはないこ
とが確められた。
NbはTiと複合添加することにより、Ti1fp独添
加鋼の欠点である下値、Elの異方性を小さくする。例
えばr値の平均値下が1.7程度のTi単独鋼では圧延
方向(r、)、圧延直角方向(rq。)が約2.1ある
にもかかわらず対各方向(r45)は1.3程度であり
、異方性これに対してこの発明に従って、Nbを添加し
た鋼では、Δrが0.2〜0.4程度になり、異方性が
非常に小さくなり、プレス時の割れを激減させる。Lか
しなからNbの過剰の添加は低温巻取での材質劣化を引
起すばかりでなく、再結晶温度の著しい上昇やコストア
ンプを引起すのでこの−に限をCと当量すなわちA6:
Ilは溶鋼中の0を固定しTi、 Nhの歩留りを向−
卜させるため最低0.005%必要である。
一方?@鋼中Nにつき上述のようにTiで大部分が固定
されるため、A1の多量の添加はコストアンプとなり、
このため−上限を0.10%とする。
P : Pは下値を低下させることなく強度上昇に最も
有効な元素であるが、 極めて優れた耐2次加工ぜい性
を確保するためにその」−限を0.015χとし、しか
もその含有量に応じて連続焼鈍後の冷却制御を行うこと
が不可欠である。
次に熱間圧延条件に関して、熱間圧延前のスラブ加熱温
度はとくに限定しないが、S、NをTiで固定するため
1280℃以下好しくは1230℃以下さらに好しくは
1150℃以下が望ましい。
なお、いわゆるスラブ直送圧延や、30mm厚程度0シ
ートバーとして鋳込んでそのまま熱間圧延を行っても同
様の効果が期待できる。
熱間圧延の仕上げ温度は通常のAr1点以上が好しいが
、α域である700℃程度まで低下させてもその時の材
質劣化は小さい。
ところでこの仕上圧延後、巻取りまでの冷却パターンの
変化により熱延鋼板のフェライト (α)粒径が大きく
変化する。一般に圧延終了後ストリップ巻取りまでの冷
却速度が遅いとα粒が粗大化し、この発明のTi、 N
h複合添加鋼ではこの傾向が特に顕著となる。
α粒が粗大化すると粒界面積が減少し焼鈍後に(111
)集合組織が発達せずr値が劣るぽかりでなく、焼鈍後
の結晶粒径も大きくなるため、耐2次加工ぜい性も劣る
。このため、仕上圧延終了後できるだけ速やかに具体的
には2秒間以内に急冷を開始し、なおかつ冷却開始から
巻取りまでの平均冷却速度を10℃八以上とすることが
望ましい。
巻取り温度は600℃以下の低温で行っても材質は良好
であるが600℃以上の高温巻取りを行うとさらに材質
は向上する。なお巻取り温度が710℃を越えると材質
向上効果が飽和するばかりでなくデスケーリング性が著
しく劣化するので710℃以下とするのがのぞましい。
次に冷間圧延の条件については、絞り性を向上させるた
め、デスケーリング後の冷間圧延率は50χ以上、より
好ましくは70%〜90%が推奨される。
さらに連続焼鈍条件としてはすでに述べたように、C,
N及びS量に応じてTi、 Nb量を限定することによ
り著しく良深絞り性で、耐時効性や異方性の良好な銅板
が製造できるが、これらの元素の限定のみでは耐2次加
工ぜい性の改善は十分ではない。
とくにこの発明では目脂した超深絞工用冷延綱板は、自
動車のハイルーフ、エンジンのオイルパンなどの強加工
部位に使用される例が多いため、耐2次加工ぜい性の改
善は不可欠である。耐2次加工ぜい性が劣ると強度のプ
レス加工後に衝撃によってぜい性的に銅板が破壊され、
車体の安全上好ましくないからである。なお耐2次加工
ぜい性を改善する方法としてB(ボロン)添加、Sb 
(アンチモン)添加等が考えられる。しかし前者の場合
著しく再結晶温度が上昇すること、後者の場合コストア
ンプになることの問題点がある。
この点のぞましくは前述の熱間圧延時の冷却制御のほか
とくにここで説明する連続焼鈍の冷却制御を組合せるこ
とは、この問題点の解決に有利に役立つ。
具体的には加熱中の400〜600℃までの加熱速度を
5℃/S以」二とすることで、これらの温度域は鋼中に
固溶しているPが著しく粒界偏析し易い温度域であり、
ごの温度域を急熱することによりPの粒界偏析が抑制さ
れ、粒界強度が上昇して耐2次加工ぜい性の一層の向上
に寄与させ得するからである。
この発明においては連続焼鈍の均熱を経たのちの冷却中
600〜400℃の温度域についてとくに鋼中P含有量
に応して5000°(P(χ)−0,005) ’C/
s以上でかつ10°C/s以」二の冷却速度で冷却制御
をしたときに限って極めて優れた耐2次加工ぜい性が得
られることはすでに第1図につき説明を加えたところで
ある。
なお連続焼鈍の最高加熱温度は深絞り性を確保するため
、700℃以−ヒで1秒間以−にの均熱を要し、一方A
c3点(約920〜930℃)を越えると、深絞り性が
急激に低下するので加熱温度は700〜Ac3とする。
(実施例) 表1に示した成分組成の各供試鋼を転炉出鋼しRH肌脱
ガス後続鋳造でスラブとした。次いでスラブを1160
℃に再加熱した後、900℃で仕」二げ次いでホットラ
ンアウトテーブル上で1秒後に35℃/Sで急冷を開始
し、530°Cで巻取った。酸洗後80%の圧下率で冷
間圧延を行った。
次いで連続焼鈍はその加熱時の400〜600℃までの
加熱速度を1.5℃/s、なお400℃までの加熱速度
は15℃八、また600〜795°Cまでの加熱速度は
4℃八として795℃に40s均熱し795°Cから6
00℃まで1.5℃/Sで冷却し、その後600〜40
0°Cの温度域では表1に示した冷速基準と対比される
冷却速度の制御を行った。
ここに冷連基準は5000°(P(χ)−0,005)
 ’C/sの値である。
引続<0.5χ調質圧延後の結果を表2に示す。この発
明に従う冷却制御によって、r値や延性を劣化させるこ
となく耐2次加工ぜい性が向上しているは明らかである
(発明の効果) この発明により自動車車体などのプレス加工用鋼板が必
要とする特性、とくに耐2次加工ぜい性に極めて優れる
超深絞り用冷延綱板が製造でき、その効果は絶大なるも
のがある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、鋼板の2次加工ぜい性評点図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、C:0.0050wt%以下、Si:1.0wt%
    以下、Mn:1.5wt%以下、 Ti:[(48/14)N(%)+(48/32)S(
    %)]〜[3・(48/12)C(%)+(48/14
    )N(%)+(48/32)S(%))wt%Nb:[
    0.2・(93/12)C(%)]〜[(93/12)
    C(%)]wt%Al:0.005〜0.10wt%、
    P:0.015wt%以下、N:0.0050wt%以
    下、S:0.015wt%以下、を含有する組成になる
    熱延鋼板に冷間圧延を施した上で、連続焼鈍し、その均
    熱温度からの冷却中600〜400°の温度域を、鋼中
    P含有量に応じて 5000・(P(%)−0.005)℃/s以上でかつ
    10℃/s以上 の冷却速度にて冷却制御することを特徴とする、耐2次
    加工ぜい性に極めて優れる超深絞り用冷延鋼板の製造方
    法。
JP11666685A 1985-05-31 1985-05-31 耐2次加工ぜい性に極めて優れる超深絞り用冷延鋼板の製造方法 Pending JPS61276932A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0254779A (ja) * 1988-08-18 1990-02-23 Kawasaki Steel Corp プレス成形性および塗装後密着性に優れた有機複合めっき鋼板の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0254779A (ja) * 1988-08-18 1990-02-23 Kawasaki Steel Corp プレス成形性および塗装後密着性に優れた有機複合めっき鋼板の製造方法
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