JPS613843A - 高延性高強度冷延鋼板の製造方法 - Google Patents

高延性高強度冷延鋼板の製造方法

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JPS613843A
JPS613843A JP12404784A JP12404784A JPS613843A JP S613843 A JPS613843 A JP S613843A JP 12404784 A JP12404784 A JP 12404784A JP 12404784 A JP12404784 A JP 12404784A JP S613843 A JPS613843 A JP S613843A
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temp
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austenite
steel sheet
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JP12404784A
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Ichiro Kokubo
小久保 一郎
Kazuhiko Gunda
郡田 和彦
Motoyuki Miyahara
宮原 征行
Hidenori Shirasawa
白沢 秀則
Fukuteru Tanaka
田中 福輝
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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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

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】 本発明は高延性高強度冷延鋼板の製造方法に関し、詳し
くは、引張強さ45〜140 kgf/+am”級の複
合組織高延性高強度冷延鋼板の製造方法に関する。
近年、例えば、自動車の軽量化要求への高まりを背景と
して、加工性のすぐれた高強度冷延鋼板が使用されるに
至っている。このような高強度冷延鋼板としては、既に
、析出、固溶、組織強化等の種々の手段によるものが従
来より知られているが、特に、最近においては、連続焼
鈍技術の普及に伴って、マルテンサイトやベイナイトの
ような硬い低温変態生成物による強化能を利用した複合
組織高強度冷延鋼板が広く使用されるに至っている。こ
の′ような複合組織鋼板を製造するに際して、箱焼鈍に
よる場合は、A I 1点以上の再結晶温度からの冷却
速度が遅いために、Mn等のオーステナイト安定化元素
を多量に添加する必要があり、このために鋼板の製造費
用が高価となるが、連続焼鈍による場合は、冷却速度が
大きいために、上記のようなオーステナイト安定化元素
の添加を省略することができ、従って、低度に製造する
ことができるからである。
上記の連続焼鈍は、再結晶焼鈍後の冷却方法によって、
冷却速度の非常に早い水焼入れ型と、冷却速度の比較的
遅いガスジェット又は気水冷却型とに大別されるが、使
用合金量の低減、従って、製造費用の低減の見地からは
水焼入れ型が有利である。この水焼入れ型連続焼鈍にお
いては、通常、A (1点以上の再結晶加熱温度に短時
間加熱保持した後、強制空冷により所定の温度まで冷却
し、この温度(以下、この温度を水焼入れ開始温度とい
う。)から水焼入れを行ない、引き続いて、過時効処理
を施している。
上記のような方法において、低降伏比であって、且つ、
高強度高延性の冷延鋼板、即ち、強度・延性バランスの
とれた冷延鋼板を得るためには、例えば、特開昭55−
1’41527号公報には、水焼入れ開始温度及び過時
効処理温度をそれぞれ所定の温度とすることが必要であ
るとされている。
即ち、複合組織鋼板におけるマルテンサイトやにイナイ
トの低温変態生成物を強化能の高いマルテンサイト相と
子るために水焼入れ開始温度を、ま′た、高温からの急
冷によって過飽和に固溶したフェライト中の炭素を析出
させて、延性を改善するために過時効処理温度を、それ
ぞれ適正に選ぶ必要があるのである。
しかしながら、本発明者らは、上記したように、単に水
焼入れ開始温度及び過時効処理温度を制御調整するのみ
では、十分に硬い第2相ア(得られず、また所定の母材
強度を得ようとすれば、第2相の体積率が増大して、延
性が低下し、かくして、低降伏比であり、且つ、高延性
高強度である冷延鋼板、即ち、強度・延性バランスにす
ぐれた冷延鋼板を得ることが困難であることを見出した
。更に、上記した方法によれば、水焼入れ開始温度の変
動若しくはばらつき、或いはコイル内の化学成分の偏析
によって、母材強度におけるばらつきが大きくなること
も見出した。
本発明者らは、上記した問題を解決するために鋭意研究
した結果、安定した母材強度を有して、高延性高強度冷
延柵板を得るためには、水焼入れ開始温度及び過時効処
理温度を制御調整すると共に、再結晶加熱温度を制御し
、再結晶加熱時のオーステナイト相体積率を所定の範囲
に規制することが必要であることを見出して、本発明に
至ったものである。
本発明による高延性高強度冷延鋼板の製造方法は、重量
%で C0.02〜0.30%、 Si0.01〜2.5%、 Mn  0.5〜2.5%、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼を冷間圧延した後
、再結晶焼鈍するに際して、その加熱温度  。
をA (1” A (3点のフェライト・オーステナイ
ト2相共存域の温度において、再結晶加熱時のオーステ
ナイト相体積率γvが 128 G + 3.5 ≦r v (X) ≦128
 G + 55となる温度域とし、次いで、強制空冷し
、7.00〜300℃の温度域から100℃/秒以上の
冷却速度にて急冷し、180〜400℃の温度にて過時
効処理を施すことを特徴とする。
先ず、本発明の方法において用いる綱の化学成分の限定
理由について説明する。
Cは、鋼板の引張強さを支配する重要な元素であり、マ
ルテンサイト組織を得るためには、少なくとも0.02
%の添加を必要とし、強度を高める観点からは多いほど
よいが、反面、過多に添加するときは、第2相体積率が
高くなり、延性を確保し難くなり、また、スポット溶接
性も低下するので、その上限を0.3°%とする。
Siは、鋼をその延性を劣化さ省ないで、強化すると共
に、フェライト・オーステナイト温度域を拡大して、操
業上有利であるように、本発明による適正な再結晶温度
域を拡大するために添加される。かかる効果を有効に発
揮させるためには、添加量は少なくとも0.01%が必
要であるが、過多に添加するときは、製造費用を高める
のみならず、適正な再結晶温度域を高温にするので、2
.5%以下とする。
Mnは、オーステナイト相を安定化し、冷却過程におけ
る主としてマルテンサイトからなる低温変態生成物の生
成を容易にするたあに、0.5%以上を添加することが
必要であるが、過多に添加するときは、オーステナイト
相への濃化による第2相体積率が増加して、Cの濃縮が
弱まることがら、その添加量は2.5%以下とする。
本発明による方法においては、鋼には上記した元素に加
えて、Po、01〜0.15%、Cr 0.05〜1.
0%、M o 0.05〜0.6%よりなる群から選ば
れる少なくとも1種を添加することができる。
Pは、0.01%以上の添加によって、Siと同様に鋼
の強化のために有効であるが、0.15%を越えて過多
に添加すれば、スポット溶接性を阻害する。
=、Cr及びMoは、それぞれMnと同様に、オーステ
ナイト相を安定化し、冷却過程での低温変態生成物の生
成を容易にするのに有効である。この効果を有効に発揮
させるためには、それぞれo、05%の添加を必要とす
るが、一方、多すぎるときは、延性の低下をもたらすと
共に、これら合金元素は価格も高価であるので、その上
限はCrについては1.0%、Moについては0.6%
とする。゛本発明の方法によれば、上記のような化学組
成を有する鋼を造塊又は連続鋳造によりスラブとし、こ
れを熱間圧延する。この熱間圧延においては、その仕上
温度はA r3点以上とし、再結晶焼鈍後の組織を均一
化するために低温巻取すするのがよい。
従って、巻取り温度は好ましくは600℃以下とする。
次いで、酸洗し、再結晶させるために、30%以上の冷
延率にて冷間圧延を施す。
本発明の方法においてはこの冷ml圧延後、再結晶焼鈍
するに際して、その加熱温度をA cH〜A(3点のフ
ェライト・オーステナイト域において制御して、再結晶
加熱時のオーステナイト相の体積率γ7をC含有量によ
って次式にて規定される範囲とすることが必要である。
128C+3.5≦γv(χ)≦128C+55即ち、
本発明者らは、第1図に示すように、鋼板の再結晶加熱
時のrvが強度・延性バランスの指標となる引張強さと
伸びとの積の値に著しく影響し、γvが一定の範囲にあ
るときに(以下、この範囲を適正範囲という。)上記積
の値が特に大きくなることを見出すと共に、広範な研究
の結果第2図に示すように、上記γvの適正範囲の下限
値と上限値とが実質的に鋼板中のC含有量にょってそれ
ぞれ上式のように規定されることを見出した。即ち、γ
vの適正範囲として、第2図←は上記引張強さと伸びと
の積の値が1800kgf−χ/1lI11!以上であ
る領域を斜線領域で示すが、この領    。
域は鋼板中のC含有量の1次函数としてのTVによって
規定されるのである。
従って、再結晶加熱温度がγvを式128C+3.5(
χ)で規定されるよりも小さくする温度である場合には
、Cがオーステナイト相中に十分に固溶しないために、
第2相中にセメンタイトが混在することとなり、十分な
強度を得ることができない。一方、再結晶加熱温度がγ
、を式128C+55(χ)で規定されるよりも大きく
する温度である場合には、再結晶後の短い冷却過程にお
いては、オーステナイト中にCが十分に濃縮せず、延性
が劣化する。即ち、再結晶加熱温度を制御し、γvが前
記した適正範囲内とすることによって、初めて強度・延
性バランスにすぐれた冷延鋼板を得ることができるので
ある。上記のような再結晶加熱温度での保持時間は、1
0秒乃至10分が好適である。
このようにA(1〜A(3点のフェライト・オーステナ
イト域温度に鋼を加熱保持して、この再結晶加熱時の1
9を上記所定の適正範囲とした後、本発明の方法によれ
ば、引続いてその鋼の組成で決まる最適の焼入れ開始温
度、即ち、700〜300℃にまでガスジェットにより
冷却した後、100℃/秒以上の冷却速度にて常温まで
冷却して、オーステナイト相をマルテンサイトに変態さ
せる。
上記焼入れ開始温度が700℃よりも高いときは、第2
相へのCの濃化が十分でなく、硬いマルテンサイトが得
られない。一方、300℃よりも低いときは、第2相が
十分にマルテンサイトに変態せず、ベイナイトが混在す
ることとなる。尚、上記冷却は、水焼入れ、ロール冷却
又は気水冷却によることができる。
この冷却後、フェライト中に固溶したCを析出させ、延
性の改善を図るために、180〜400℃の温度に加熱
保持する過時効処理を施す。この過時効処理温度が40
0℃よりも高いときは、マ 。
ルチンサイトが焼戻されて強度が著しく低下する。
特に、過時効処理温度は300℃以下が好ましい。 −
一方、過時効処理温度が180℃よりも低いときは、フ
ェライト中の炭化物が十分に析出せず、延性が劣化する
以上のように、本発明の方法によれば、第2相中へのC
の濃縮を非常に高めて、十分に硬いマルテンサイトを得
ると共に、フェライト中に十分な量のCを析出させるこ
とによって、フェライトを柔らかくするので、かくして
、本発明によれば、安定して低降伏比であって、且つ、
延性のすぐれた高強度の冷延鋼板を得ることができるの
であり、従って、かかる鋼板は、例えば、自動車用に好
適に使用することができる。
以下に実施例を挙げて本発明を説明する。
実施例 第1表に示す化学組成を有する鋼を仕上温度850〜9
00℃、巻取り温度500〜600℃にて熱間圧延して
、厚さ2.8mとし、酸洗した後、厚さ0.81に冷間
圧延し、次いで、第2表に示すように種々の温度にて再
結晶加熱し、600〜650℃の範囲の温度から焼入れ
を開始し、この焼入れ後、200℃の温度に加熱して、
過時効処理を施した。再結晶加熱時のオーステナイト体
積率γ1と、このようにして得られた鋼板の機械的性質
を第2表に示す。また、鋼種Eの鋼について、γvと冷
延鋼板の強度及び強度・延性バランスと5の関係を第1
図に示す。
例えば、鋼種がいずれもDであり、従って、Tvの適正
範囲が16.3〜67.8%である本発明[6と比較鋼
5及び7とを比較すると焼入れ開始温度及び過時効処理
温度がすべて同じであるにもがかわらず、再結晶焼鈍温
度を制御して、γvを適正−範囲とした本発明鋼は低降
伏比であって、強度・延性バランスにすぐれている。し
かし、比較鋼5の場合は再結晶温度が高く、γvが大き
すぎるために、再結晶後の冷却によるオーステナイト相
へ−λ4 のCの濃化が不十分であって、伸びが小さく、一方、比
較綱7の場合には、再結晶温度が低く、Tvが小さすぎ
るためにオーステナイト相へのCの固溶が不十分であっ
て、引張強さが小さく、かくして、比較綱5及び7は降
伏比が高く、且つ、強度・延性バランスに劣ることが明
らかである。即ち、再結晶加熱温度が冷延鋼板の強度・
延性バランスに著しい影響を与えることが理解される。
以上のように、本発明によれば、再結晶加熱時の温度を
制御して、rvを適正範囲に規制することによって、延
性・強度バランスのすぐれた冷延鋼板を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は再結晶加熱時のオーステナイト相体積率TVに
対する母材強度及び強度・延性バランスの変化を示すグ
ラフ、第2図は鋼に右けるC含有量と再結晶加熱時のr
vに対するγvの適正範囲の関係を示すグラフである。 特許出願人  株式会社神戸製鋼所 代理人 弁理士  牧 野 逸 部 0  20 40  Go  80 100オース↑ナ
イト体#率rv(%) 第2図 C含肩量(’tt%)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量%で C  0.02〜0.30%、 Si 0.01〜2.5%、 Mn 0.5〜2.5%、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼を冷間圧延した後
    、再結晶焼鈍するに際して、その加熱温度をA_C_1
    〜A_C_3点のフェライト・オーステナイト2相共存
    域の温度において、再結晶加熱時のオーステナイト相体
    積率γ_vが 128C+3.5≦γ_v(%)≦128C+55とな
    る温度域とし、次いで、強制空冷し、700〜300℃
    の温度域から100℃/秒以上の冷却速度にて急冷し、
    180〜400℃の温度にて過時効処理を施すことを特
    徴とする高延性高強度冷延鋼板の製造方法。
  2. (2)重量%で C  0.02〜0.30%、 Si 0.01〜2.5%、 Mn 0.5〜2.5%、及び P  0.01〜0.15%、Cr 0.05〜1.0
    %、Mo 0.05〜0.6%よりなる群から選ばれる
    少なくとも1種、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼を冷間圧延した後
    、再結晶焼鈍するに際して、その加熱温度をA_C_1
    〜A_C_3点のフェライト・オーステナイト2相共存
    域の温度において、再結晶加熱時のオーステナイト相体
    積率γ_vが 128C+3.5≦γ_v(%)≦128C+55とな
    る温度域とし、次いで、強制空冷し、700〜300℃
    の温度域から100℃/秒以上の冷却速度にて急冷し、
    180〜400℃の温度にて過時効処理を施すことを特
    徴とする高延性高強度冷延鋼板の製造方法。
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