JPS61525A - 連続焼鈍による耐時効性の優れた深絞り用冷延鋼板の製造方法 - Google Patents

連続焼鈍による耐時効性の優れた深絞り用冷延鋼板の製造方法

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JPS61525A
JPS61525A JP11992584A JP11992584A JPS61525A JP S61525 A JPS61525 A JP S61525A JP 11992584 A JP11992584 A JP 11992584A JP 11992584 A JP11992584 A JP 11992584A JP S61525 A JPS61525 A JP S61525A
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steel
annealing
temperature
continuous annealing
aging resistance
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昭彦 西本
Teruo Suzuki
輝男 鈴木
Yoshihiro Hosoya
佳弘 細谷
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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
    • C21D8/04Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips to produce plates or strips for deep-drawing

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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、連続焼鈍によシ耐時効性の優れた深絞り用冷
延鋼板を製造する方法に関する。
〔従来の技術及びその問題点〕
従来、連続焼鈍によって軟質高延性の絞シ用冷延鋼板を
製造する目的から、鋼成分、熱サイクル等に関する数多
くの提案がなされておシ、これらはいずれも急速加熱・
急速冷却という連続焼鈍熱サイクル上の制約の中で、如
何にして従来の箱焼鈍に匹敵する材質を得るかという点
をその技術上の課題としている。
そしてこのような研究の結果、急速加熱焼鈍による再結
晶集合組織形成上の不利に対しては熱延高温巻き取り法
が、急速冷却によって鋼中に残留する固溶Cに起因する
歪時効性の劣化に対しては急冷過時効処理法が提示され
、今日の連続焼鈍プロセスの根幹が確立された。
一方、プロセスに関しては、上記した過時効処理前の急
冷方法について、水焼き入れ法、ガスジェット冷却法、
ロール冷却法、気水冷却法、温水冷却法等が提案され、
各々の冷却プローセスに対するプロセス上の得失および
冶金的意味について詳細なる検討が行われてきた。他方
において、上記した連続焼鈍プロセスの進歩と共に、今
日の製鋼技術、と)わけ脱ガス技術の進展による鋼中C
,N等の低減によって鋼の高純化が一段と進んできた。
こうした傾向は鉄鋼製品全般に亘ってその品質向上を可
能にすると共に、過去における先端的製鋼技術の汎用化
によル高清浄鋼を低廉に溶製することを可能にしたもの
であシ、成形性と共に低廉、汎用性が強く要求される冷
延薄鋼板にとって望ましいことと言える。
ところで、鋼の耐時効性は鋼中に存在する固溶C,N量
に支配される。今日の連続焼鈍では、連鋳素材の使用拡
大に伴い絞シ用鋼板はその大半かALキルド鋼であル、
このためNは熱地高温巻き取シ時にALNとして析出し
、時効性には関与しない。したがってCについ4   
   てOみ過時効処理でセメンタイトとして析出させ
る必要がある。こうした観点から考えると、Cを含まな
い鋼あるいは予−めCを炭化物として析出させた鋼にお
いては、焼鈍熱サイクルにかがわらず歪時効性は問題と
はならなくなる。しかし、このうち前者に関しては、従
来の製鋼技術では必ずしも十分な極低Cレベルが得られ
ないという問題があシ、このためTi、Nb、B等を添
加して微量の固溶Cを予め炭化物として析出させる後者
の方法が一般的である。また、こうした微量添加元素は
再結晶集合組織の形成に対しても好影響を及ぼす。しか
し、このような鋼はその微量元素添加による成分コスト
が高くなるという最大の欠点がある。
〔発明の構成及び実施例〕
本発明はこのような従来の事情に鑑み、特殊元素の添加
なしに、溶製可能レベルの極低C化と熱処理条件の最適
化という組合せによシ、実質的に過時効処理を必要とし
ない程度の耐時効性を有する絞シ用冷延鋼板を製造し得
る方法を提供せんとするものである。
このため本発明は、C:0.0030wt%以下。
Mn: 0.02〜0.10wt%、 8 : 0.0
10wt4以下。
P : 0.020wt qb以下、N:0.0040
wt%以下。
Sot、At: 0.02〜0.06wt%、残部鉄及
び不可避的不純物からなる鋼を溶製し、これを仕上温度
:880〜920’O,巻取温度:600〜700°0
で熱間圧延した後、冷延率60チ以上で冷間圧延し、さ
らに前記冷延率R(%)に対し下式を満足するような焼
鈍温度TA(’0)で連続焼鈍することをその基本的%
徴とする。
TA≧−7,5R+1300 2.0R+ 540 < TA≦ 2.0R+   7
30以下本発明の詳細な説明する。
極低Cレベルの鋼を連続焼鈍する場合、極微量鋼中Cの
析出サイトはフェライト粒界になる。しかし、このよう
にフェライト粒界のみが析出サイトとなる場合、固溶C
析出に要する平均自由行程が長いため、従来の通常の連
続焼鈍熱サイクルでは、−次冷却・過時効処理の一連の
過程で固溶Cを時効が問題とならないレベルまで析出さ
せるのLaしいと考えられていた。
しかし、本発明者等が冷間圧延以降の一連のプロセスの
冶金的意味を考慮し、これらを最適化することによって
積極的にフェライト粒界へのC析出を行うことができる
との観点に立って種々の検討を重ねた結果、極低C鋼で
は以下の3点を適切に制御することによって、短時間の
連続焼鈍でも時効が問題とならないレベルまで鋼中残留
固溶Cを低減できることを見出した。
(1)フェライト粒界面積 (2)フェライト粒界構造 (3)フェライト粒界への鋼中Cの高温平衡偏析 もちろん、上記組織因子が有効に作用するためには、鋼
の成分が適切に制御される必要があシ、本発明ではこの
点に関しても明確な指針を得た。
まず、上記した3つの組織因子を制御する上で重要とな
るプロセス因子の制約榮件について説明する。第1図は
下記第1表中の鋼0について、通常の方法によシ板厚4
.0Wmまで熱間圧延(仕上温度;90θ′0)して6
800で巻き取った後、冷延率60〜90% の範囲で
冷間圧延し、さらに700〜900’Oの温度範囲にお
いて均熱時間1分で速読焼鈍を行った際の時効指数(A
I値:10乃引張変形彼、100 ’OX 1時間時効
したときの応力上昇量)とi値の変化を示す。なお、連
続焼鈍後の冷却は、ライン長の制約から400 ’O付
近までをガスジェット冷却で行い、それ以下は空冷状態
とし、基本的には過時効処理を行わない条件とした□ 同図によれに1深絞シ用鋼板として必須の条件である′
深絞夛成形性に関し、実用上の要請からi≧1.6を臨
界条件とした場合、これを満足させるためには焼鈍温度
T^(°0)と冷延シ     率R(%)とが次のよ
うな条件を満たすことが必要であることが判る。
TA≧−2,5R+900 2.0R+540<TA<’ 2.0R+730R>6
0 一方、耐時効性に関し、実用上の非時効レベルとしてA
I≦1. Olla f /+−を臨界条件とした場合
、これを満足させるためには焼鈍温度TAが、 TA >−7,5R+ 1300 の条件を満たすことが必要であることが判る。
さて、上記したAI値に対する冷延率と焼鈍温度の影響
を考察すると、まず冷延率については、その増大に伴っ
てフェライト粒径が小さくなる(概ね30チを超える冷
延率の場合)ことから、Cの析出サイトとしての粒界の
面積が増大することを反映したものと考えられる。しか
し焼鈍温度については、Fe−C状態図上はフェライト
単相領域であるために、焼鈍温度を高めることは粒成長
によって粒界面積が減少するものであシ、このことを考
慮すると粒界面積だけでとの現象を解釈することは離し
い。そこでこのメカニズノ・に関し、焼鈍温度での均熱
過程におけるフェライト粒界へのCの平衡偏析がAI低
下の賛因であるとの仮定に基づき種々検討を重ねた結果
、以下のような事実が判明した。
(1)Iilli中Cは焼鈍均熱過程でフェライト粒界
に偏析する。
(2)偏析の進行は高温はど顕著となる。
(3)焼鈍均熱時の粒界へのC偏析および焼鈍後の冷却
過程における粒界へOC析 出のいずれに対しても、鋼中Mnの低 減が有効に作用する。これ嫁前者に関 しては極低Mn化による再結晶集合組 織の変化が、粒界構造の変化を介して 偏析率を増大させることを、また後者 に関しては鋼中Mn量の減少によって Cの拡散が促進されることをそれぞれ 示唆している。
上記した点に関しては、鋼中におけるP等の平衡偏析の
概念(粒界偏析率は低温はど顕著となる)と必ずしも一
致するものではない。
但し、Cに関しては、従来その偏析に対する粒界構造依
存性等が明確に把握されておらず、特に700 ’O以
上の高温域での粒界への偏析に関する報告は全くと言っ
てよい程なされていない。この点に関し本発明者等は、
Fe−C状態図において、C(0,02wt% の領域
では70θ′0以上での温度の上昇に伴ってα固溶体領
域が縮小するという事実に着目し、a→r変急の前駆段
階として、α単相領域においてもα+r二相温度領域に
近づくにつれてフェライト粒界へCが偏析するためであ
ると考えた。つまシ、こうした実験事実は焼鈍熱サイク
ルを最適化することで、上記した粒界へのCの偏析を耐
時効性向上の手段として有利に展開し得ることを示唆す
るものである。
以上の観点から本発明においては、冷間圧延を圧延皐6
0チ以上で行うと共に、連続焼鈍温度TA(0)を冷延
率R(%) K対して以下のように規制する T人≧−7,5R+1300 2.0R+  540 <、T人≦  2.0R+  
 730さらに、上記した本発明の効果を得るためには
、鋼成分、特にC、Mnの量を厳密に管理することが必
要であり、この点も本発明における重要な要件の1つと
なる。
第2図及び第3図は、第1表中のm[有]をベース成分
としてCとMnを単独でそれぞれ変化させた鋼について
、通常の方法で板厚4.0 msに熱間圧延(仕上げ温
度:900°0)して680℃で巻き取シ、さらに板厚
0.8刺まで冷間圧延した後、800°0×1分の条件
で連続焼鈍を行い、その際の時効指数に及はすCとMn
の影響を示したものである。
第2図に示されるように、C≦0.0020 wt %
以下の領域においてAI≦twf/+♂ が安定して得
られており、特にMn≦0.0030wt%  の4 
     領域では、後述する極低Mn化に伴うAI低
下が顕著に現われている。一方、Mnに関しては、第3
図に示されるようI/CMnが0.10wt%以下の領
域で急激にAIが低下している。
この傾向はC≦0.003wt%の領域の鋼においての
み認められる。以上の結果から、本発明において安定し
た低AI レベルを得るためには、C≦0.003wt
%で且つMn≦0.10 wt%であることが必須の構
成要件となる。また下記するSの規制による熱間脆性防
止の見地から、Mn tj: 0.02wt% をその
下限とする。
他の成分元素については、連続焼鈍過程における鋼中固
溶C量制御という観点での規制は行わないが、Sot、
AA については、熱延高温巻き取り段階でNをAAN
として析出させるため0.02 wt%〜0.06 w
t%の範囲とし、またN1−j:、AtNの絶対量を低
減させることによって延性向上を図るため0.0040
 wt%以下とする。またS及びPについては、鋼を清
浄化して延性を向上させるためそれぞれo、oi。
wt%以下、0.020 wt%以下に規制される。
さらに、他の製造条件に関して説明すると、熱間圧延段
階では880〜920°Cで仕上げ圧延された後、60
0〜700“0で巻き取られる。
仕上げ温度に関しては、極低C化に伴ってAr。
変態温度が上昇するため、Ar、変態点以下での圧下に
よる熱延板組織の不均一化を避ける目的から880 ’
O以上で仕上げる必要がある〇一方、本発明鋼では著し
く粒成長性が良いため、仕上げ温度が高過ぎると粗大フ
ェライト粒組織となシ、焼鈍後のAr(r値の板面方向
異方性)が大きくなる。したがって仕上げ温度は920
°0をその上限とする。また巻取温度に関し本発明では
、急速加熱焼鈍下での再結晶集合組織制御、並びにNを
歪時効回避の目的から熱延巻き取シ時にAtNとして予
め全量前析出させておくことのために高温巻き取シを行
う。この高温巻き取シは、材質上許容される程度にAt
Nの析出を図るようにするため600℃以上で行う必要
があるが、温度が高過ぎるとフェライト粒が異常に粗大
化して焼鈍板の成形時における表面欠陥(肌荒れ等)の
原因となシ、このため巻゛取温度の上限は700°0と
する。
以1本発明の実施例について説明する。
実施例(1) 転炉溶製後、RH脱ガス処理によシ成分調整した第1表
中の鋼■及び■(いずれも本発明成分)について、12
50°0加熱後、本発明条件及び比較条件によシ熱間圧
延以降の一連の処理を行った。その製造条件及び製造さ
扛た鋼板の機械的性質(焼鈍後のr、Δr、AI)を第
2表に示す。
同表から判るように、成分系が本発明の条件を満足して
も、仕上げ圧延条件が本発明外である場合には、r値の
低下と共にAr値の上昇を招いてしまう。また巻き取シ
茶件に関しては、巻き取9温度が高過ぎるとAr値の上
昇を、また逆に低過ぎるとr値の低下とAI値の増大と
を招いてしまう◇さらに冷延率と焼鈍温度との相対関係
が本発明の範囲から外扛るとAI ) 1. ON f
/wm”となつてしまう。
実施例(n) 転炉溶製後、RH脱ガス処理によシ成分調整した第1表
中の鋼■、■及び■(いずれも比較成分)について、1
250°0加熱後、本発明範囲に含まれる条件で熱間圧
延以降の一連の処理を行った。その製造条件及び製造さ
れた鋼板の機械的性質(焼鈍後のr。
Δr、AI)を第3表に示す。
同表から判るように、本発明の成分範囲を逸脱した鋼に
おいては、本発明と同じ条件で熱延以降の処理を行った
としても、i値。
AI値及びAI値のいずれかにおいて所望のレベルが得
られていない。
第  3  表 〔発明の効果〕 以上述べたように本発明によれば、高価な特殊元素を添
加することなく極低C@な素材とした連続焼鈍深絞り用
冷延鋼板の製造を可能にするものであシ、工業的価値が
極めて高いものであるということができる0
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明における冷延率及び焼鈍温度の範囲をi
値及びAI値の面から示すものである。第2図り時効指
数に及はすC度 特許出願人  日本鋼管株式会社 (’C 発 明  者   西   本   昭   珍問  
       鈴   木   f4    リ」同 
        細   谷   佳   弘代理人弁
理士   吉   原   省   三同   同  
    高   橋        消量  弁誦士 
  吉   原   弘   子弟  1  図 冷延手(%)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 C:0.0030wt%以下、Mn:0.02〜0.1
    0wt%、S:0.010wt%以下、P:0.020
    wt%以下、N:0.0040wt%以下、Sol.A
    l:0.02〜0.06wt%、残部鉄及び不可避的不
    純物からなる鋼を溶製し、これを仕上温度 :880〜920℃、巻取温度:600〜700℃で熱
    間圧延した後、冷延率60%以上で冷間圧延し、さらに
    前記冷延率R(%)に対し下式を満足するような焼鈍温
    度TA(℃)で連続焼鈍することを特徴とする連続焼鈍
    による耐時効性の優れた深絞り用冷延鋼板の製造方法。 TA≧−7.5R+1300 2.0R+540≦TA≦2.0R+730
JP11992584A 1984-06-13 1984-06-13 連続焼鈍による耐時効性の優れた深絞り用冷延鋼板の製造方法 Granted JPS61525A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55115948A (en) * 1979-02-27 1980-09-06 Kawasaki Steel Corp Delayed aging cold rolled steel sheet
JPS58141335A (ja) * 1982-02-15 1983-08-22 Nippon Kokan Kk <Nkk> 耐時効性および深絞り性の優れた冷延鋼板

Patent Citations (2)

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