JPS63230828A - 深絞り性に優れた厚物冷延鋼板の製造方法 - 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〕 この発明は、深絞り性に優れた厚物冷延鋼板の製造方法
に関する。

〔従来の技術〕

従来、厚物冷延鋼板の製造工程においては、Ａｘ変態点
以上の仕上温度で熱間圧延した素材を酸洗した後、冷延
、焼鈍するのが一般的である。ところがこの従来方法で
は、深絞り性が悪いという問題がある。即ち、例えば３
．２ｍｓの冷延鋼板を製造する場合、熱延仕上板厚を酸
洗うイン通過可能な最大厚さ６−程度ぎりぎりに仕上げ
たとしても、４６％の冷延率しか取れず、十分な冷延集
合組織の発達が望めず、再結晶焼鈍後に深絞り性にを効
な集合組織が発達せず、結局ランクフォード値（以下ｒ
値と記す）が１．０前後となって深絞り性が悪かった。

一方、熱延鋼板の製造方法として、従来より、熱間圧延
を温間で行い、再結晶焼鈍することによって、高いｒ値
を得る方法があり、かかる方法でも深絞り性に優れた厚
物綱板の製造が可能であるが、この方法では板の寸法精
度及び表面粗度等の点で冷延鋼板に劣る。

〔発明が解決しようとする問題点３ 以上のように、従来の厚物冷延鋼板の製造方法では、冷
延率が取れずに十分な冷延集合＆ＩＩ織が得られないた
め１．良好な深絞り性が得られないという問題があった
。

この発明は、係る問題点に鑑み、板厚が２．５〜４．０
　ｍ−と極厚で、しかも深絞り性の良好な厚物冷延鋼板
の製造方法を提供せんとするものである。

そして本件発明者は、係る課題を解決すべく鋭意研究し
、冷間圧延の集合組織の一部又はそのほとんどを熱延段
階で作り、統く冷間圧延でそれを完全なものとし、又冷
延鋼板に要求される形状精度については冷延段階で作り
上げればよいことを知見し、本発明をなしたものである
。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 そこで本件出願の第１の発明は、Ｃ：　０．０３重量％
以下、Ｎ　ｊ　Ｏ，０１１量％以下を含有し、Ｔｉ：Ｏ
。

２重量％以下、Ｎｂ１．３重量％以下で、かつ（Ｃ／１
２　＋Ｎ／１４）＜（Ｔ　Ｉ／４８　＋Ｎｂ／９３）と
なる量のＴｉあるいはＮｂの一方又は双方を添加した鋼
に対し、９００℃〜１２５０℃で粗圧延を施すとともに
、Ｔｉ、Ｎｂの炭、窒化物を析出させて固溶（Ｃ，Ｎ）
を３０ｐｐｍ以下とし、８００℃〜４００℃で潤滑を施
しつつ仕上板厚１．に対してロール径Ｄ１がＤｒ　＞ｔ
ｏｏ　ｔ、となる圧延ロールを用いて圧下率Ｒ，の仕上
圧延を行い、酸洗後、仕上板厚ｔ１に対してロール径り
、がＤａ　＞ｔｏｏ　ｔ、となる圧延ロールを用いて圧
下率Ｒｍ　　（但し、Ｒ１とＲ２との合計圧下率Ｒ〉６
０％、Ｒ２＞５％）の冷間圧延を施した後、焼鈍するよ
うにしたものである。

なお、ここで合計圧下率Ｒは下記式で求められる。

Ｒ−１−（１−Ｒ＋　）（１−Ｒ＊　）また、粗圧延に
ついては従来の再加熱圧延でも、鋳造後ただちに圧延を
行う直接圧延であっても良い。

また本件出願の第２の発明は、Ｃ：　０．０３重量％以
下、Ｎ　：　０．０１重量％以下、Ｂ　＋　０．０００
５〜０．００５％を含有し、’ｒｔ：ｏ、ｚ重量％以下
、Ｎｂ：ｏ、３重量％以下で、かつ（Ｃ／１２　＋Ｎ／
１４）＜（Ｔ　ｉ／４Ｂ十Ｎｂ／９３）となるような量
のＴｉあるいはＮｂの一方又は双方を添加してなる鯛に
対し、９００℃〜１２５０℃で粗圧延を施すとともに、
Ｔｉ、Ｎｂの炭、窒化物を析出させて固溶（Ｃ，Ｎ）を
３０２ｐＨ以下とし、５ｏｏ−ｔ〜４００℃で潤滑を施
しつつ仕上板厚ｔ１に対してロール径Ｄ１がＤｒ　＞１
００　ｔ。

となる圧延ロールを用いて圧下率Ｒ１の仕上圧延を行い
、酸洗後、仕上板厚ｔ８に対してロール径ＤｚがＤｔ　
＞１００　ｔｘとなる圧延ロールを用いて圧下率Ｒ，（
但し、合計圧下率Ｒ〉６０％、Ｒ，＞５％）の冷間圧延
を施した後、焼鈍するようにしたものである。

ここで本願発明の成分限定理由及び製造条件について説
明する。

まず第１の発明における成分限定理由について説明する
。

Ｃ，Ｎ：Ｃ，Ｎは０．０３％、０．０１％を越えて添加
すると、製品の加工性が悪くなり、又これを固着するた
めのＴｉ、Ｎｂ０世が多くなって高価になることから、
Ｃ５０，０３％、Ｎ≦０．０１％とする。

Ｔｉ、Ｎｂ：Ｔｉ、Ｎｂはこれを添加することで、その
炭、窒化物を形成させて鋼中の固溶（Ｃ。

Ｎ）を減じ、さらにフェライト再結晶温度を大幅に上げ
ることができ、加工中の回復も遅らせることが可能にな
る。これによって冶金的にみた場合、冷間で圧延したの
と同様な状態を高温域８００℃以下まで延長することが
でき、冷間集合組織の大部分を熱間圧延時に作ることが
可能となる。そしてこのＴｉ、Ｎｂの添加量は炭、窒化
物を形成して鋼中の固溶（Ｃ，Ｎ）を固定するに必要な
量、即ち（Ｃ／１２　＋Ｎ／１４）＜（Ｔ　ｌ／４８　
＋Ｎｂ／９３）を満足する量とし、かつ経済性をも考慮
してＴｉ：０゜２重量％以下、Ｎｂ：０．３重量％以下
とした。

他の成分：他の成分については限定していないが、加工
用冷延鋼板として通常台まれている成分、例えばＭｎ＜
１．０％、Ｓ　ｉ　＜１．０％、Ｐ＜０．１％、３＜０
．０２％、Ａｌｔ＜０．１％等がある。

次に第２発明における成分限定理由について説明する。

なお１、Ｃ，Ｎ、Ｔｉ、Ｎｂについては第１の発明と同
様であるので、その説明は省略する。

ＢＩＢはこれを添加することで、耐たて割れ性を改善で
きる。即ち、Ｔｉ、Ｎｂを添加することにより、固溶Ｃ
を低減することができるが、この固溶Ｃの低減Ｃよ結晶
粒界の結合力を弱め、２次加工時の耐たて割れ性を劣化
させる。そこでＢを添加することで、Ｂを結晶粒界に偏
析させて結晶粒界の結合力を強めることができる＃Ｂの
添加量についてはｏ、ｏｏｏｓ％未満では上述の効果が
得られず、０．００５％を越える添加は経済的に不利な
上、過剰なりの添加は製品の深絞り性に悪影響を及ぼす
ことから、０．０００５％〜０．００５％とする。

次に製造条件について説明する。

Ｔｉ、Ｎｂの炭、窒化物析出処理を行う点：固溶（Ｃ，
Ｎ）が多量に含まれている状態で未再結晶圧延を施して
も、再結晶焼鈍時に板面に平行な（１１１）集合組織は
発達せず、深絞り性に悪影響を及ぼす（２００）集合組
織が発達する。冷間圧延で高い深絞り性を得ようとする
場合には、熱間圧延終了後に高温で巻取って炭、窒化物
を析出させておくことが必要であるが、これと同様に、
８００℃〜４００℃の温度範囲での未再結晶圧延前に、
Ｔｉ。

Ｎｂの炭、窒化物を析出させて、鋼中の固溶（Ｃ。

Ｎ）を減じておくことが必要である。ここで熱延仕上前
に、Ｔｉ　　（Ｃ，Ｎ）、Ｎｂ　（Ｃ，Ｎ）を充分に析
出させる方法としては次の３つが考えられる。

■　再加熱圧延の場合、スラブ加熱温度を９００℃〜１
１００℃と低温にして、スラブ加熱段階で析出物をあま
り固溶させない方法。

■　粗圧延温度を９００〜１０００℃と低くして、Ｔ１
、Ｎｂの炭、窒化物を圧延誘起析出させる方法。

■　粗圧延の終了から熱延仕上までに時間をおいて、こ
の間に炭、窒化物を析出させる方法（待ち時間は析出物
生成温度域で４分以上が望ましい）。

温間圧延温度を８００〜４００℃とした点、及び合計圧
下率を６０％以下とした点＝８００℃を越える温度での
圧延ではフェライトが再結晶してしまい、加工組織は残
らない、一方４００℃未満の温度での圧延では材料の変
形抵抗が大きすぎるので、実際的ではない、そのため８
００℃〜４００℃とする。

また再結晶焼鈍で深絞り性に有効な集合組織を得るため
には、冷延集合＆ｌ織を十分に発達させておかなければ
ならない、そのためにはフェライト未再結晶域での圧延
率が合計で６０％以上必要である。即ち、温間圧延での
圧下率Ｒ＋　はそれに続く冷間圧延の圧下率Ｒ１との合
計圧下率Ｒ（−１−（１−Ｒ１）　　（１−Ｒヨ））が
６０％以上となるようにする。

この場合、冷間圧延については、上記熱間圧延で作られ
た集合＆Ｉ１ｍを完全なものとし、かつ表面形状を整え
るために必要な圧下率を確保すればよく、５％以上であ
ればよい。

熱間圧延における潤滑：潤滑については、これを行わず
に圧延すると、ロールと板との間の摩擦の影響で、板の
表面層に著しいせん断変形を受けた部分が生成され、正
常な冷延集合組織とは異なった集合組織、即ち板面に平
行に（１１０）方位の集合Ｍｉ織が発達し、深絞り性に
悪影響を及ぼす。そのため、板とロール間に潤滑を施し
、ｆｆ擦係数は少なくとも０．２５以下とする必要があ
る。

ロール径を規定した点：ロール径が仕上板厚に比してあ
まり小さいと、冷延率を高くしても板の中心部まで塑性
歪が入らず、十分な冷延集合組織が得られない、そのた
め、仕上板厚ｔに対してロール径りをＤ＞１００ｔとな
るようにする。なおこのことは冷延ロールについても同
様である。

〔作用〕

本願の第１．第２の発明においては、Ｔｉ、Ｎｂの炭、
窒化物を析出させて鋼中の固溶（Ｃ。

Ｎ）を低減するとともに、所定ロール径の圧延ロールに
よって所定圧下率の温間圧延を行うようにしたので、冶
金的に見て冷間で圧延したのとほぼ同様の状態を高温域
８００℃以下まで延長することができ、深絞り性に影響
する冷延集合組織をこの段階で作ることが可能となり、
高い深絞り性が得られ石、又冷間圧延では上記集合組織
を完全なものとし、かつ表面形状を整えるようにしたこ
とから、冷延圧下率をそれほど大きくする必要がなく、
優れた表面性状１寸法精度が得られるゆまた本願の第２
の発明においては、Ｂを添加するようにしたことから、
上述の効果に加えて鋼中の固溶（Ｃ，Ｎ）の低減に起因
する耐たて割れ性の劣化が防止できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

まず本願の第１の発明の実施例について説明する。

第１表は本発明のａ（表中、Ｃ，Ｄ）及び比較１１（表
中、Ａ、Ｂ）の化学成分を示す。

本実施例では第１表に示す４鋼種を転炉で溶製し、通常
の工程でスラブを製造した後、第２表に示す条件で熱間
圧延を行い、コイルに巻取り、これを酸洗した後、これ
も第２表に示す条件で冷間圧延を行い、７５０℃×３時
間のバッチ焼鈍を行い、材料のｒ値を測定した。その結
果を第２表に示す。

また第２表には材料の表面性状についても示している。

これによれば、本願発明では、ｒ値が１．７５以上と高
く、良好な深絞り性が得られ、又表面性状についても良
好なことがわかる。

また本件発明者は、ロール径と深絞り性との関係につい
て実験を行った。

この実験では、０．００３２％Ｃ−０，０１％Ｓ　ｉ　
−０，１８％Ｍ　ｎ−０，ＯＯＪ％Ｓ−０，１％Ｔ　ｉ
　−０，００３０％Ｎの熱延板を種々のロール径の圧延
ロールで冷間圧延して、８５０℃×２分の再結晶焼鈍し
た後、ｒ値を測定した。冷延率は７５％と一定にし、パ
ス回数も１５バスと一定にした。素材の熱延板は、熱延
仕上温度９００℃で圧延仕上したものを７００℃で巻取
った。

ロール径り、仕上板厚ｔ、ｒ値の関係を図面に示した０
図中の数字はｒ値を、境界線Ａ！、ｔＤ−１００ｔを示
し、これより右側部分が本発明範囲のロールを使用した
結果である。

同図によれば、概ねＤ＞Ｌｏｏｔの関係にある範囲で高
いｒ値が得られることが理解される。

次に本願の第２の発明の実施例について説明す机 第３表は本発明のｊｌｌ（表中のＥ）及び比較鋼（表中
のＣ）の化学成分を示す９本実施例では第３表に示す２
鋼種を溶製し、通常の工程でスラブを製造した後、１０
００℃に再加熱してＴ域で３０−ｍ厚さに粗圧延し、８
００℃になったところで仕上圧延して５．５１の厚さに
仕上げた。仕上温度は画調とも７００℃程度とした。こ
れを巻取った後、酸洗して冷間圧延した。冷間圧延の仕
上板厚は４．０−一であるから、８００℃以下の温度範
囲での圧下率は合計８７％である。また熱間圧延のロー
ル径はφ８００、冷間圧延のロール径はφ５８０である
。得られた鋼板を７５０℃で３時間箱焼鈍した後、ｒ値
の測定及び２次加工時の耐たて割れ性の試験を行った。

耐たて割れ性の試験はカップ縦割れ試験を行った。即ち
、鋼板をφ１４５でブランクした後、絞り比α：２．Ｏ
で試験用カップを作製し、これを液体窒素温度から常温
までの温度範囲で、円錐ポンチにかぶせてカップ底面か
ら荷重をかけて破壊し、その時の脆性破壊率から遷移温
度を測定した。実験結果を第４表に示す。

同表によれば、本発明ではＢを添加することによって、
脆性遷移温度が低下し、耐たて割れ性が改善しているこ
とがわかる。

〔発明の効果〕

以上のように、本願の第１．第２の発明によれば、Ｔｉ
、Ｎｂの炭、窒化物を析出させて鋼中の固溶（Ｃ，Ｎ）
を低減するとともに、熱延段階で冷間圧延集合組織の一
部又はそのほとんどを作り、冷延段階でこの集合組織を
完全なものとするとともに表面性状を整えるようにした
ので、表面性状に優れ、かつ深絞り性に優れた厚物冷延
鋼板を製造できる効果がある。

また本願の第２の発明によれば、さらにＢを添加するよ
うにしたので、上記効果に加えて耐たて割れ性を向上で
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は仕上板厚、ロール径比とｒ値との関係を示す図で
ある。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｃ：０．０３重量％以下、Ｎ：０．０１重量％以
   下を含有し、Ｔｉ：０．２重量％以下、Ｎｂ：０．３重
   量％以下で、かつ（Ｃ／１２＋Ｎ／１４）＜（Ｔｉ／４
   ８＋Ｎｂ／９３）となるような量のＴｉあるいはＮｂの
   一方又は双方を添加した残部Ｆｅ及び不可避的不純物よ
   りなる鋼に対し、９００℃〜１２５０℃の温度範囲にて
   粗圧延を施すとともに、Ｔｉ又はＮｂの炭、窒化物を析
   出させて鋼中の固溶Ｃ及び固溶Ｎの総量を３０ｐｐｍ以
   下とし、８００℃〜４００℃の温度範囲で潤滑を施しつ
   つ仕上板厚ｔ＿１に対してロール径Ｄ＿１がＤ＿１＞１
   ００ｔ＿１となる圧延ロールを用いて圧下率Ｒ＿１の仕
   上圧延を施した後、酸洗を行い、さらに仕上板厚ｔ＿２
   に対してロール径Ｄ＿２がＤ＿２＞１００ｔ＿２となる
   圧延ロールを用いて圧下率Ｒ＿２（但し、Ｒ＿１とＲ＿
   ２の合計圧下率Ｒ＞６０％、Ｒ＿２＞５％）の冷間圧延
   を施した後、焼鈍を行うようにしたことを特徴とする深
   絞り性に優れた厚物冷延鋼板の製造方法。
2. （２）Ｃ：０．０３重量％以下、Ｎ：０．０１重量％以
   下、Ｂ：０．０００５〜０．００５重量％を含有し、Ｔ
   ｉ：０．２重量％以下、Ｎｂ：０．３重量％以下で、か
   つ（Ｃ／１２＋Ｎ／１４）＜（Ｔｉ／４８＋Ｎｂ／９３
   ）となるような量のＴｉあるいはＮｂの一方又は双方を
   添加した残部Ｆｅ及び不可避的不純物よりなる鋼に対し
   、９００℃〜１２５０℃の温度範囲にて粗圧延を施すと
   ともに、Ｔｉ又はＮｂの炭、窒化物を析出させて鋼中の
   固溶Ｃ及び固溶Ｎの総量を３０ｐｐｍ以下とし、８００
   ℃〜４００℃の温度範囲で潤滑を施しつつ仕上板厚ｔ＿
   １に対してロール径Ｄ＿１がＤ＿１＞１００ｔ＿１とな
   る圧延ロールを用いて圧下率Ｒ＿１の仕上圧延を施した
   後、酸洗を行い、さらに仕上板厚ｔ＿２に対してロール
   径Ｄ＿２がＤ＿２＞１００ｔ＿２となる圧延ロールを用
   いて圧下率Ｒ＿２（但し、Ｒ＿１とＲ＿２の合計圧下率
   Ｒ＞６０％、Ｒ＿２＞５％）の冷間圧延を施した後、焼
   純を行うようにしたことを特徴とする深絞り性に優れた
   厚物冷延鋼板の製造方法。