JPS6217125A - 高強度高延性鋼材の製造方法 - 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】 （産業上の利用分野ン 本発明は、たとえば引張強度が９０ｋｆ／−程度にて全
伸びが３０％程度以上、あるいはｔｔｏｌｗ、４程度に
て全伸びが２０％程度以上であるような材質を有し、と
くに高強度で且つ高い加工性を要する薄鋼板あるいは棒
鋼、線材等に適し次鋼材の製造方法に関するものである
。

（従来の技術） 本発明方法により製造される鋼に類似した材質をもつ鋼
材の製造法が特公昭５８−４２２４６号　　゛公報に示
されている。この製造方法は、Ｏ：０．４　　　’〜０
．８５％＊　Ｍｎ　　：　０．３〜１．０％を含む鋼を
加熱して完全にオーステナイト化し友後、ＴＴＴｉ図の
ノーズを通過する速度よりも大きい冷却速度（上記公報
に記載の実施例では１００　ｃ／秒）で３８０〜４８０
℃の範囲の温度まで冷却し、この温度域でオーステナイ
トの６５〜８５％がベイナイトに変態するまで恒温変態
処理を行い、次いで室温まで冷却する方法であり、鋼材
を完全オーステナイト化するための加熱と、ＴＴＴ　　
線図のノーズを通過する速度よりも大きい冷却速度で急
冷することが必要である。

まｆｃｓ上記の方法によって得られ念鋼は延性が高く且
つ打抜き端面が硬化するという特徴がある。

この特徴は加工硬化率の高いことからもたらされる特質
であり、加工硬化率の高いことは、ベイナイト恒温変態
した残りの残留オーステナイトが加工によりマルテンサ
イト化することによるのである。そしてこのマルテンサ
イトは上記のＯ：０．４〜０．８５％という成分条件か
られかるようにかなり高炭素のマルテンサイトであり、
転位密度が極度に高く、マルテンサイト化し念後の延性
に乏しい。つまり上記の方法によれば残留オーステナイ
トがマルテンサイト化することにより高い加工硬化率と
均−伸びの鋼が得られるが、この鋼は前記のマルテンサ
イトが高炭素マルテンサイトであるために延性に乏しく
、このマルテンサイトの延性に大きく依存する局部伸び
も極めて小さいものとなり、この局部伸びが影響する材
料特性たとえば曲げ性、孔拡げ性に乏しい鋼である。

（発明が解決しようとする問題点） 上述の従来方法では完全オーステナイト化の後、実施例
によればｌＯＯで／秒糧度というかなり大きい冷却速度
で冷却する必要がある。このような冷却速度は極めて薄
手の材料九とえば厚さ２ｍ程度以下の板材などならば既
設の製造ラインで比較的容易に達成されるが、厚さ４〜
５鴫程度以上の鋼板の場合などにおいては連成困難であ
るという間虐がある。

又上述した従来方法により得られた鋼は局部伸びが小さ
いという問題がある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記問題を解消しｔ高強度、高加工性の鋼を
得ることを目的とし、その几めに熱間加工仕上げ（完全
オーステナイト状態）からまずベイナイト組織とするこ
とにより、熱間加工仕上げからの著しい急冷を不要とし
、次いでこのベイナイト組織を熱処理して組織の一部を
オーステナイトに逆変態させることにより、延性を改善
し、鋼成分として低炭素、高Ｍｎのものを選ぶことによ
り前記オーステナイトが加工により変態したときに低炭
素高Ｍｌｌマルテンサイトになるようにし、これにより
前記従来法により得られた鋼がもつ局部伸びが少さいと
いう問題を解決した。

（作　用） 第１図は５本発明の工程を上段に、既述の従来方法を下
段に対比して示し九ものである。

本発明においては、上段（示すように、鋼を熱間加工の
により８００〜１１００℃の温度域にて完全オーステナ
イト状態で仕上げ、直ちに■の冷却によ）室温にてベイ
ナイト組織となるようにする本発明方法の鋼Ｆｉ３〜６
ＸＭｎを含むため、著しい急冷を要せず５Ｃ／秒以上１
００℃／秒未満の冷却速度にて容易にベイナイト組織が
得られる。

たとえば熱延薄板製造の如く巻取作業を要するときは、
巻取温度を６５０Ｃ以下とじ、仕上温度から巻取温度ま
でを上述の冷却速度範囲として１巻取温度以下では５Ｃ
／秒未満の徐冷でよい、その後■の加熱保定（６５０−
７００Ｃ）により組織の一部をオーステナイトに逆変態
せしめ、多くの場合一部フエライト相をも出現せしめる
。この加熱保定時間は、２分未満では逆変態反応が十分
に進行しないので、２分以上とする必要があるが、逆変
態反応による組織変化は一般に２時間保定程度で概ね完
結するので、３時間を超えるほどの必要はない、この逆
変態で生成し九オーステナイト相は粒状あるいは薄片状
に極めて微細に分散し、高いＭｎｔのために極めて安定
であって、■の冷却速′度が水冷でも炉冷でも（即ち１
ｏ−ｘｏ′ｃ７秒の範囲で）あまり差異がなく室温に持
ち米たされ。　　る、このオーステナイト相は成形時の
刀Ω工により変態して低炭素高［ｎマルテンサイトとな
るが、マルテンサイト変態後も従来技術での高炭素低Ｍ
ｎマルテンサイトに比較して良好な延性を示す。

比較のために第１図下段に示した従来方法では、オース
テナイト化処理■で得られたオーステナイト組織が■の
冷却終了時に保存されていなければならないが、Ｍｎ量
が低い友めにオーステナイト組織があまり安定でなく、
従って■の冷却は著しい急冷とする必要がある。■の恒
温変態によシ組織の６５〜８５％をベイナイト変態させ
、残ったオーステナイトは変形の際の歪により既述の如
く高炭素低Ｍｎマルテンサイトになり、そこで局部伸び
の乏しい材質となる。

本発明の鋼成分の作用は以下の如くである。

０は、０．０５％未満では逆変態によるオーステナイト
の生成量が少なく、延性改善効果が減するので０．０５
％以上必要である。しかし０．３％を超・えるとオース
テナイト量は十分となるが、歪によりマルテンサイトに
態したときに高炭素マルテンサイトとなって局部伸びを
劣化させるので、Ｃ量は０．３％以下とする。

Ｍｎは、３％未満では熱間加工後５℃／秒程度に徐冷さ
れたときにベイナイトでなくパーライトとなる傾向があ
り、また逆変態生成オーステナイト量も不十分となるの
で３％以上とする。一方６％以上では、熱間加工、冷却
ままでマルテンサイト組織になり易く、材料の処理たと
えば熱延薄板の場合ならば巻取り０巻戻しなどの処理に
困難を来すので、Ｍｎ量上限を６％とする。

Ｓｉは、ベイナイト組織中のフェライト相および遊離し
九７エライト相に固溶し延性を改善するのに有効である
。Ｓｉ量としては０．５％未満では効果が顕著でないが
、一方２．５Ｘを超えると圧延に困難を来す傾向を生ず
るのでｂｏ−ｓＸ以上２．５Ｘｔでとする。

Ａｔは鋼溶製時の脱酸剤として添加し、一般的な成分範
囲として成品鋼材において０．００３〜０．１％を含む
ことが適当である。

（実施例） 第１表に示す各成分鋼を熱間圧延によシ２目厚の板とし
、表中記載の如く処理して引張試験を行った。鋼番号１
番から３番までは鋼成分、処理方法共に本発明要件を充
足するもの、鋼番号４番は　　　□鋼成分が本発明要件
と異なる（○過大、Ｓｉ過少）比較材、鋼番号５番は既
述の従来方法による比較材である。これら材料の引張試
験結果を第２表に示す１本発明方法の鋼および比較材と
も、引張強度に対比した全伸び（置）はかなり高い水準
であるが、全伸びと均−伸びとの差（置−ＵＰＩｔ）す
なわち局部伸びは１本発明では７％程度以上であるのに
対し比較材では２〜３Ｘ程度である。

（発明の効果） 本発明方法により製造される鋼材は上述のように、引張
強度ｔｏｏ）ｖ／−前後の高強度鋼材としては局部伸び
（すなわち全伸びと均−伸びの差）が大であり、特に孔
拡げ性や曲げ性など局部伸びに支配される特性の優れた
材料となり、その工業的価値は極めて高い。

【図面の簡単な説明】

ｇｔ図は本発明と従来技術の各工程を対比して示す説明
図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量パーセントにて、 Ｃ：０．０５〜０．３％、Ｓｉ：０．５〜２．５％、Ｍ
   ｎ：３〜６％、Ａｌ：０．００３〜０．１％、残部Ｆｅ
   および不可避的不純物から成る鋼を熱間加工し８００〜
   １１００℃の温度域内で仕上げ、該仕上温度から６５０
   ℃までの温度域を５℃／秒以上１００℃／秒未満の冷却
   速度にて６５０℃以下室温までの温度範囲に冷却して、
   主要組織がベイナイトとなる如くし、然る後６５０〜７
   ００℃の温度範囲にて２分間以上３時間までの間均熱し
   、その後炉冷（概ね０．３℃／分）以上の冷却速度で室
   温まで冷却することを特徴とする高延性鋼材の製造方法
   。