JPS63100158A

JPS63100158A - 成形性にすぐれる高強度冷延鋼板

Info

Publication number: JPS63100158A
Application number: JP24502486A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Hashimoto; 俊一橋本; Takahiro Kashima; 高弘鹿島
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1986-10-15
Filing date: 1986-10-15
Publication date: 1988-05-02

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】童朶上見料貝分界本発明は、深絞り性にすぐれ、引張強さが４０〜５５ｋ
ｇｆ／ｍｍ”級である成形性にすぐれる高強度冷延鋼板
に関する。

従来葛技玉近年、すぐれた成形性と高度の強度を備えた冷延鋼板の
需要が増大している。例えば、自動車の製造において、
軽量化、燃費節約及び安全性向上等のために、従来のプ
レス鋼板よりも高強度で且つプレス成形等の？！雑な加
工に十分に耐える冷延鋼板の開発が強く要請されている
。

プレス成形性を支配する特性要因として、深紋り性を挙
げることができる。この深絞り性は、引張試験片の幅歪
と板厚歪との比で示される塑性異方性の平均値下で表示
され、すぐれた成形性を得るには、上記７値が高いこと
が必要である。

従来、深絞り性を向上させるための合金元素の添加効果
は、多方面にて研究されているが、しかし、すぐれた７
値と５０ｋｇｆ／ｍ＋ｍ”前後の強度とを兼ね備えた高
張力冷延鋼板の開発例は極めて少なく、極低炭素Ｎｂ添
加鋼にＳｔを添加してなる冷延鋼板が、本発明者らによ
って僅かに特公昭５７−５８４２７号公報に提案されて
いるにすぎない。

■がンしようとする−　占上記には、所定量のＳｔとＭｎの固溶強化型元素の添加
よって高強度を付与する一方、Ｃ及びＮの量と関連して
、所定量のＮｂを添加することによって、冷延板の焼！
ＩＩ！後の組織に高い下値をもたらす（５５４）　　＜
２２５＞方位の存在を増大させ得ることが記載されてい
るが、本発明者らは、更に高強度を有する冷延鋼板を得
るべく鋭意研究した結果、合金元素として更にＰを添加
することによって、下値の劣化を伴わずに、強度の一層
の増加を図ることができることを見出し、また、Ｐに加
えて、Ｂを添加することによって、二次脆性をも回避す
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。

。　占を”°するための本発明による成形性にすぐれる高強度冷延鋼板の第１は
、重量％でＣ０．０１２％以下、Ｓｉ０．５〜２．０％、Ｍｎ　　０．２〜１．５％、ＡＪｏ、０１〜０．０５％、Ｎｂ０．０２〜０．１５％、及びＰ　　　０．０４〜０．１２％を含み、且つ、Ｎｂに対
するＣ及びＮの原子濃度比Ｎｂ／　（Ｃ＋Ｎ）の値カ月
、０〜２．０の範囲であって、残部鉄及び不可避的不純
物よりなることを特徴とする。

また、本発明による成形性にすぐれる高強度冷延鋼板の
第２は、重量％でＣ０．０１２％以下、Ｓｉ０．５〜２．０％、Ｍｎ　　０．２〜１．５％、Ａ７！　　０．０１〜０．０５％、Ｎｂ０．０２〜０．１５％、Ｐ　　　０．０４〜０．１２％、及びＢ　　　０．０００５〜０．ＯＯ４％を含み、且つ、Ｎ
ｂに対するＣ及びＮの原子濃度比Ｎｂ／　（Ｃ＋Ｎ）の
値が１．０〜２．０の範囲であって、残部鉄及び不可避
的不純物よりなることを特徴とする。

かかる本発明による高強度冷延鋼板は、約１．５を越え
る高い下値と約４０〜５５　ｋｇｆ／＋ｎｍ”級の強度
とを備え、更に、耐二次脆性にすぐれる。

以下に本発明による高強度冷延鋼板について詳細に説明
する。

先ず、本発明による高強度冷延鋼板における化学成分の
限定理由を説明する。

Ｃは、その多量の存在は、下値の改善に有害である。即
ち、熱間圧延の後、冷間圧延の前において、Ｃが鋼中に
固溶し、或いはセメンタイト（ＦｅｚＣ）として存在す
るときは、冷延焼鈍後の７値の低下をもたらすので、本
発明においては、後述するように、Ｎｂの添加によって
Ｃの固定化を図るものであるが、Ｃ量が０．０１２％を
越えるときは、これを固定化するためにＮｂの多量添加
を必要とし、鋼製造費用を高くするのみならず、析出物
が多くなり、粒成長性が妨げられることとなって、下値
を向上させることができない。従って、本発明において
は、ＣＭの上限を０．０１２％とするが、少ないほど好
ましい。

Ｓｔは、製鋼時の脱酸剤としても添加されるが、本発明
においては、特に、延性とのバランスを保ちつつ、強度
を高めるために、０．５〜２．０％の範囲で添加される
。この範囲の添加量は、下値に有害な影響を及ぼさない
。

Ｍｎは、Ｓｉと共に強度を改善する効果を有し、この効
果を有効に得るために０．２〜１．５％の範囲で添加さ
れる。本発明においては、Ｍｎ添加による下値への有害
な影響は、Ｓｔとの併用によって実質的に回避すること
ができる。

Ａｌは、脱酸剤として添加されるが、更に、鋼中のＮを
固定することによって、ＮｂＮとして消費されるＮｂ量
を低減し、か（して、添加Ｎｂ量の低減を図ることがで
きる。これらの効果を有効に得るためには、Ａ２は、０
．０１％以上添加することが必要である。他方、０．０
５％を越えて過多に添加しても、上記効果が飽和するの
みならず、大型のアルミナ介在物が生成しやすくなる。

Ｐは、下値の低下を伴うことなく、鋼強度を高める効果
を有し、このために０．０４％以上添加ささる。しかし
、過多に添加するときは、粒界に偏析し、二次脆性をも
たらすので、添加量の上限は０．１２％とする。

Ｎｂは、本発明による冷延鋼板を特徴付ける重要な元素
の一つである。Ｎｂは、冷延前の鋼中のＣを固定して、
下値に有害な固溶Ｃやセメンタイト等の量を低減させ、
下値を著しく高める効果をもたらすと共に、熱間圧延時
に微細なＮｂ　（ＣＮ）として分散析出し、冷延焼鈍後
の＜１）１＞／／ＮＤ方位を増加させる作用をなすこと
によって、下値の向上に寄与する。即ち、Ｎｂは、熱延
板組織において、Ｎｂ　（ＣＮ）として分散析出し、（
１）２）　　Ｈ１０）方位を発達させ、これが冷延板に
おける（１）２）　　＜１）０＞方位の発達をもたらし
、更にこの冷延板における（１）２）＜１）０＞方位が
焼鈍後に高７値をもたらす（５５４）　　＜２２５＞方
位を発達させるのである。このように、ＮｂがＮｂ　（
ＣＮ）として析出することによって、熱延板組織に発達
した（１）２）Ｈ１０）方位を与え、これが最終的に、
焼鈍した冷延板に（５５４）　　（２２５＞方位の発達
をもたらす機構を通じて、高度の下値を得ることができ
るのである。

従って、Ｎｂに上述した効果を発揮させるには、適量の
Ｎｂ　（ＣＮ）を微細分散させるために、鋼中のＣ及び
Ｎｂ量との関連下にその添加量を定めることが必要であ
る。

そこで、基本成分としてＣ量０．　ＯＯ４％、Ｓｉ量１
．０％、Ｍｎ量０．５％及びｐＨ０．０７％である鋼に
Ｎｂを０．２５％までの範囲で種々の量にて添加し、熱
間圧延に付し、約９１０℃以上の温度で仕上圧延し、約
７００℃の温度にて巻取った後、７５％の冷間圧延を行
ない、次いで、連続焼鈍を施して冷延鋼板を製造し、か
かる冷延鋼板について、下値とＮｂ量　（Ｃ＋Ｎ）で示
される原子濃度比との関係を第１図に示す、即ち、第１
図は、焼鈍した冷延板の下値に対するＮｂ添加量の影響
を示す。

第１図から明らかなように、Ｎｂ量　（Ｃ＋Ｎ）原子濃
度比が低く、冷延前にＮｂによって固定されなかったＣ
１即ち、固溶Ｃ又はセメンタイトとしてのＣが存在する
ときは、下値が急激に低下する。従って、すぐれた成形
性を確保するには、Ｎｂは、Ｃ及びＮを完全に固定する
に必要な量を添加することが必要であり、従って、Ｎｂ
量（Ｃ＋Ｎ）原子濃度比が１．０以上であることが必要
である。他方、Ｎｂは、過多に添加しても、下値の低下
は極めて僅かであり、下値の観点からは特に支障はない
が、ｍｓ造貸費用考慮し、主として実用的経済的観点か
ら、Ｎｂ量　（Ｃ＋Ｎ）原子濃度比の上限は２．０とす
る。

第１図にみられるように、Ｎｂ量　（Ｃ＋Ｎ）原子濃度
比が１．０〜２．０の範囲にあるとき、焼鈍温度を高く
することによって、一層高い７値を得ることができる。

しかし、Ｎｂｌが０．０２％よりも少ないときは、鋼中
のＣ及びＮを十分に固定することができず、成形性の向
上を実現し得す、他方、１．５％を越えて過多に添加し
ても、それ以上の成形性の向上を得ることができないと
共に、析出物が過剰となって、成形性が劣化する傾向を
有するに至るので、本発明においては、Ｎｂは０．０２
〜１．５％の範囲で添加される。

尚、前記公報にも記載されているように、前記熱延板に
おける（１）２）　　Ｈ１０＞方位の発達の程度は、熱
延仕上温度の影響を受け、仕上温度がＡｒ、点直上の温
度となるように調整するとき、最も高くなる。即ち、仕
上温度がＡｒ、点に達しない低温領域（オーステナイト
・フェライト領域）で得られる熱延板の集合組織は、（
１００）　　＜Ｏｌｌ〉の強い発達を伴うために避ける
べきであり、一方、Ａｒｓ点よりも１５０℃を越える高
い温度領域では、（１）０）　　＜１）０＞方位が現わ
れ、前述した有利な熱延板の集合組織に関する特性が失
なわれる。従って、熱延仕上温度は、Ａｒ３点乃至はそ
れよりも１５０℃高い温度までの領域、特に、Ａｒ３点
直上とすることが好ましい。

更に、熱延後の巻取温度も、前記塑性異方性の改善に寄
与するＮｂ　（ＣＮ）を完全に析出させ、その効果を十
分に発揮させるために極めて重要である。ＮｂＣの完全
析出のためには、巻取温度を６５０℃以上とすることが
必要である。この観点からは、巻取温度は高温であるほ
ど好ましいが、しかし、他方、巻取温度が７５０℃を越
えるときは、酸洗性の劣化等の有害な影響が強くなるの
で、実用上は７００℃前後の温度で巻取ることが好まし
い。

Ｂは、極低炭素Ｎｂ添加鋼にＰを添加した場合に発生す
るおそれのある成形後の二次脆性（縦割れ）を防止する
効果を有する。この効果を有効に得るためにはＱ、００
０５％以上の添加を必要とするが、しかし、過多に添加
しても上記効果が飽和し、経済的にも不利であるので、
添加量の上限は０、００４％とする。

次に、Ｓｉ量０．８％及びＭ　ｎ　ｉｌ　０．３％であ
る基本成分調に種々の量にてＰを添加し、又は種々の量
にてＰ及びＢを複合添加してなる鋼について、Ｐ量と引
張強さ及び絞り比２．０にて形成したカップの脆性遷移
温度の関係を第２図に示す、第２図から明らかなように
、Ｐは、添加量０．１％当りに約１０ｋｇｆ／ａ＋ｍ”
の強度増加を得ることができ、高張力鋼板を製造するう
えで極めて重要な元素である。しかし、同時に、成形後
の脆性遷移温度を上昇させる作用があり、０．１２％を
越える過多量を添加するときは、０℃前後で粒界破壊に
よる脆性破壊を起こすようになるので、実用上、適用す
ることができない。

この現象は、ＮｂにてＣを完全に固着したことによって
、粒界のＣの存在量が非常に少なくなっているうえに、
Ｐの添加によって、粒界にＰの偏析が促進され、粒界強
度が更に低下したためである。一方、Ｂを添加すること
により、二次脆性は著しく改善され、特に、高Ｐｆ１）
域にてその効果が大きい、しかし、依然として０．１２
％を越える領域では、より厳しい絞り成形を受けた場合
等には、脆性破壊のおそれがあるので避けるべきである
。

従って、本発明においては、加工形状や使用環境に応じ
て、適切なＰｉとＢｆｉとを組み合せることが望ましい
が、Ｐｌｉは０．１０％以下が好ましく、特に、０．０
９０％以下が脆性遷移温度を低くするうえから好ましい
。

本発明による冷延鋼板は、前述したような所定の化学成
分を有する鋼を前述したように熱間圧延し、巻き取った
後、冷間圧延し、焼鈍することによって得ることができ
るが、ここに、焼鈍条件は、再結晶温度以上であって、
且つ、Ａｒ３点以下の温度である。ＣＡＬの短時間焼鈍
での再結晶温度は、Ｎｂ′ｒ！にニヨッテモ異ナルカ、
通常、７００〜７５０℃であり、結晶粒の成長によるｒ
値の向上を得る観点からは、焼鈍温度はより高温である
のが好ましく、本発明においては、最適の焼鈍温度は８
００〜８５０℃の範囲である。８５０〜９００℃の温度
での焼鈍は、下値の一層の向上を得ることができるが、
反面、焼鈍効率が低下するので、特に高いｒ値を必要と
する場合以外は、かかる高温での焼鈍を行なわなくても
よい。

衾所少羞来以上のように、本発明によれば、極低炭素Ｎｂ添加鋼に
Ｓｉ、Ｍｎ及びＰを添加することによって、ｒ値の劣化
を伴わずに、強度を著しく増加させることができ、更に
、Ｂを添加することによって、二次脆性をも回避するこ
とができ、かくして、高いｒ値と５０ｋｇｆ／ｍｓ＋”
板前後の強度とを兼ね備えた高張力冷延鋼板を得ること
ができる。

叉施■ 第１表に示す化学成分を有する鋼を１２００℃に均熱し
、熱間圧延に付し、この際、９２０℃で仕上圧延し、７
００℃で巻取った後、常法に従って酸洗し、次いで、７
５％の冷間加工に付して冷延板を得た。これを８５０℃
で１．５分間加熱した後、４００℃３分の過時効処理を
施し、１％のスキンパスを施した。

このようにして得られた冷延鋼板の機械的性質を第２表
に示す、比較鋼８はＮｂを含有せず、また、比較鋼９は
高炭素Ｎｂ添加鋼であって、共に下値が著しく低い、こ
れに対して、本発明による冷延鋼板は、いずれも高強度
で高７値を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は焼鈍冷延板の７値とＮｂ／　（Ｃ＋Ｎ）原子濃
度比との関係を示すグラフ、第２図は焼鈍冷延板の引張
強さ及び脆性遷移温度とＰｌと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　部第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）重量％でＣ０．０１２％以下、Ｓｉ０．５〜２．０％、Ｍｎ０．２〜１．５％、Ａｌ０．０１〜０．０５％、Ｎｂ０．０２〜０．１５％、及びＰ０．０４〜０．１２％を含み、且つ、Ｎｂに対するＣ及びＮの原子濃度比Ｎｂ／（Ｃ＋Ｎ）の
値が１．０〜２．０の範囲であつて、残部鉄及び不可避
的不純物よりなることを特徴とする成形性にすぐれる高
強度冷延鋼板。
（２）重量％でＣ０．０１２％以下、Ｓｉ０．５〜２．０％、Ｍｎ０．２〜１．５％、Ａｌ０．０１〜０．０５％、Ｎｂ０．０２〜０．１５％、Ｐ０．０４〜０．１２％、及びＢ０．０００５〜０．００４％を含み、且つ、Ｎｂに対
するＣ及びＮの原子濃度比Ｎｂ／（Ｃ＋Ｎ）の値が１．
０〜２．０の範囲であつて、残部鉄及び不可避的不純物
よりなることを特徴とする成形性にすぐれる高強度冷延
鋼板。