JPS63241115A - 伸びフランジ性にすぐれた高強度冷延鋼板の製造方法 - Google Patents

伸びフランジ性にすぐれた高強度冷延鋼板の製造方法

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JPS63241115A
JPS63241115A JP3057987A JP3057987A JPS63241115A JP S63241115 A JPS63241115 A JP S63241115A JP 3057987 A JP3057987 A JP 3057987A JP 3057987 A JP3057987 A JP 3057987A JP S63241115 A JPS63241115 A JP S63241115A
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cooling
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郡田 和彦
Hidenori Shirasawa
白沢 秀則
Fukuteru Tanaka
田中 福輝
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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】 崖1」31月1土艷 本発明は、伸びフランジ性にすぐれた高強度冷延鋼板の
製造方法に関し、詳しくは、引張強さ80〜150kg
f/mm”級の複合組織高強度冷延鋼板の製造方法に関
する。
l米至技■ 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。
一般に、引張強さ80〜150kgf/l11m”級の
超高強度冷延鋼板を得るためには、従来、析出強化、加
工強化、マルテンサイト等の低温変態生成物の形成によ
る組織強化、及びこれらの種々の組み合わせによる強化
方法が用いられている。ここに、析出強化や加工強化に
よる高強度鋼は、フェライトの延性を著しく劣化させる
ので、伸びフランジ性も著しく劣るが、超高強度冷延鋼
板において、その組織をフェライトと低温変態生成物か
らなる複合組織とすることによって、高延性を得ること
ができることが知られている。
既に、本発明者らも、マルテンサイト等の低温変態生成
物の炭素濃度をできるだけ高め、延性のすぐれたフェラ
イト面積を増すことによって、極めて延性にすぐれる高
強度冷延鋼板を得ることに成功している(特願昭60−
279575号明細書)。しかし、かかる高強度冷延鋼
板も尚、伸びフランジ性については改善の余地があるこ
とが見出された。即ち、例えば、前述したような超高強
度冷延鋼板の自動車分野への適用においては、延性にす
ぐれるのみならず、伸びフランジ性にもすぐれることが
強く要求されるのである。
■が ′ しようとする四 占 本発明者らは、延性にすぐれると共に伸びフランジ性に
もすぐれる超高強度複合組織冷延鋼板を得るべく、更に
研究した結果、複合組織冷延鋼板において、低温変態生
成物が非常に硬い場合は、それが微細且つ均一に分散し
ていても、加工を加えた際に殆ど変形せず、その結果、
フェライトの変形に追従しないために、フェライトとの
界面に加工の比較的初期からボイドを形成して、伸びフ
ランジ性が劣化することを見出した。
そこで、本発明者らは、鋭意研究した結果、低温変態生
成物の硬さHVMを鋼板の有する化学成分量によって所
定の範囲に規制することによって、前記問題を解決する
ことができ、かくして、延性にすぐれると共に、伸びフ
ランジ性にもすぐれる超高強度複合組織冷延鋼板を得る
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 ”るための 本発明による伸びフランジ性にすぐれた高強度冷延鋼板
の製造方法は、重量%で c   o、os〜0.25%、 Si0.5〜3.0%、及び Mn  0.5〜3.0%、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼を熱間圧延し、酸
洗し、冷間圧延率30%以上にて冷間圧延した後、Ac
1点以上の温度に加熱して焼鈍を施し、強制空冷した後
、500〜750℃の温度がら冷却速度100℃/秒以
上にて急冷し、次いで、200〜500℃の温度にて過
時効処理を施し、低温変態生成物の硬さI(vxを 250≦HVM<350+ (0,60Mn + 1.
20Si + 11.00P+0.50Mo+0.30
Cr+10.00(Ti +Nb) +2.00V) 
X3.1(但し、元素記号は当該元素の鋼における添加
量(重量%)を示す。) とすることを特徴とする。
先ず、本発明の方法において用いる鋼の化学成分の限定
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、引
張強さ80kgf/mm”組以上の超高強度鋼板として
必要な組織であるマルテンサイト組織を得るためには、
少なくとも0.08%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相体積率が高くなって、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
.25%とする。
Stは、鋼をその延性を劣化させないで強化すると共に
、第2相組織を含む複合組織鋼板におけるマルテンサイ
トの焼戻しによる軟化抵抗を高めるために不可欠の元素
である。この目的のために、本発明においては、Siの
添加量は少な(とも0゜5%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、3.0%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
成を容易にするために、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
弱まることから、その添加量は3.0%以下とする。
本発明による方法においては、鋼は、上記した元素に加
えて、 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種の元素を含有す
ることができる。
Pは、0.01%以上の添加によって、St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0.05%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。
更に、本発明による方法においては、鋼は、上記した元
素に加えて、 Ti0.02〜0.25%、 Nb0.02〜0.25%、及び V   0.08〜0.40% よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素をも含有
することができる。
Ti及びNbは、炭素と結合して、微細な炭化物を形成
し、鋼を強化するのに有効であり、この効果を有効に得
るためには、それぞれについて0゜02%以上を添加す
ることが必要である。しかし、それぞれについて0.2
5%を越えて過多に添加するときは、鋼の延性を損なう
のみならず、綱の製造費用を高価にする。
■も、同様に、炭素と結合して、微細な炭化物を形成し
、鋼を強化するのに有効である。この効果を有効に得る
ためには、0.08%以上を添加することが必要である
が、しかし、0.40%を越えて過多に添加するときは
、鋼の延性を著しく撰なうので好ましくない。
本発明の方法によれば、先ず、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
熱間圧延し、フェライト及び低温変態生成物からなる複
合組織熱間圧延を得る。ここに、熱間圧延板における第
2相体積率は、70%を越えるときは、熱間圧延板の強
度が高くなり、冷間圧延が困難になると共に、後述する
冷間圧延及び焼鈍後の第2相におけるC濃度が低下し、
強度−延性バランスが低下する。従って、本発明におい
ては、熱間圧延板における低温変態生成物の体積率を7
0%以下に規制することが好ましい。
本発明の方法によれば、かかる熱間圧延鋼板を酸洗し、
冷間圧延率30%以上にて冷間圧延した後、Ac1点以
上の温度に加熱して焼鈍を施し、強制空冷し、次いで水
焼入れする。即ち、本発明の一方法によれば、Ac1点
以上の温度に加熱して再結晶焼鈍を施すことによって、
焼鈍過程において、オーステナイト相を形成させ、次い
で、比較的遅い冷却である強制空冷によってフェライト
を析出させて、オーステナイト中のCrR度を適度に高
め、かくして、鋼板の延性を高め、次いで、かかる強制
空冷後に所定の温度、即ち、500〜750℃の温度か
ら冷却速度100℃/秒以上にて急冷して、第2相組織
を有する高強度複合組織冷延鋼板を得る。ここに、上記
第2相組織とは、マルテンサイト又はベイナイト又はこ
れらの混合物からなる低温変態生成物の組織をいう、ま
た、ここに、水焼入れ開始温度を750℃以下とするの
は、延性の高いフェライト相を得て、フェライトと低温
変態生成物との複合組織を形成させるためである。
しかし、水焼入れ開始温度を500℃よりも低くすると
きは、低温変態生成物を得ることが困難となる。
また、冷却速度が100℃/秒よりも遅いときは、十分
に硬いマルテンサイトを得ることができないばかりでな
く、過時効処理前のフェライト中の固溶炭素量が少なく
なり、後述する過時効処理によって、フェライト相の固
溶炭素量を十分に低くすることができない。従って、冷
却速度の上限は、上記のように、十分に固いマルテンサ
イトを得ることができると共に、過時効処理前のフェラ
イト中の固溶炭素量を多くできればよく、特に制限され
ないので、実操業上、可能な限りに早い冷却速度とする
本発明の方法においては、この後、過時効処理を施す。
この過時効処理において、焼戻し温度は、フェライト相
中の固溶炭素を析出させて、鋼の延性を高めるために2
00℃以上とする。しかし、500℃よりも高くするこ
とは、徒らに焼鈍費用を高めることとなるので好ましく
ない。
水焼入れ方式の連続焼鈍における熱サイクルを図面に模
式的に示す。
同時に、本発明においてはこの過時効処理によって、低
温変態生成物の硬さHVMが次式を満足するように調整
することが必要である。
250≦Hvl、l< 350 + (0,60Mn 
+ 1.20Si + 11.OOP +0.50Mo
+0.30Cr+10.00(Ti +Nb)+2.0
0V)x3,1即ち、HVMが上式の右辺(以下、代価
という。)以上であるときは、前述したように、伸びフ
ランジ性が劣化し、他方250よりも小さいときは、目
的とする高強度鋼板を得ることができないからである。
か(して、本発明によれば、延性にすぐれるフェライト
と適度の硬さを有する低温変態生成物を得て、伸びフラ
ンジ性にすぐれる引張強さ80〜150 kgf/mm
”級の超高強度冷延鋼板を得ることができる。
光y坏わ九果 以上のように、本発明の方法によれば、熱間圧延板の組
織をフェライト及び低温変態生成物からなる混合組織と
し、その連続焼鈍において、再結晶加熱後の水焼入れ開
始温度を制御すると共に、引き続いて行なう焼戻しにお
ける条件を調整して、フェライトの延性を高めると同時
に低温変態生成物の硬さを調節するので、延性にすぐれ
ると共に伸びフランジにすぐれる80〜150kgf/
mm”級高強度複合組織冷延鋼板を得ることができる。
1血■ 以下に実施例を挙げて本発明を説明する。
実施例1 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
、第2表に示す体積率にて第2相を有する厚さ2.8 
mの複合組織熱間圧延板を得た。
これを酸洗した後、厚さ0.8 mに冷間圧延し、次い
で、第2表に示すように、850℃で再結晶加熱し、6
00〜730℃の範囲の温度から水焼入れを開始し、こ
の水焼入れの後、第2表に示す温度に加熱して過時効処
理(焼戻し)を施した。
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。
【図面の簡単な説明】
図面は、水焼入れ方式の連続焼鈍における熱サイクルを
示す模式的なグラフである。 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 (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量%で C 0.08〜0.25%、 Si 0.5〜3.0%、及び Mn 0.5〜3.0%、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼を熱間圧延し、酸
    洗し、冷間圧延率30%以上にて冷間圧延した後、Ac
    _1点以上の温度に加熱して焼鈍を施し、強制空冷した
    後、500〜750℃の温度から冷却速度100℃/秒
    以上にて急冷し、次いで、200〜500℃の温度にて
    過時効処理を施し、低温変態生成物の硬さH_V_Mを
    250≦H_V_M<350+(0.60Mn+1.2
    0Si+11.00P+0.50Mo+0.30Cr+
    10.00(Ti+Nb)+2.00V)×3.1(但
    し、元素記号は当該元素の鋼における添加量(重量%)
    を示す。) れた高強度冷延鋼板の製造方法。
  2. (2)重量%で (a)C 0.08〜0.25%、 Si 0.5〜3.0%、及び Mn 0.5〜3.0%を含有し、更に、 (b)P 0.01〜0.15%、 Cr 0.05〜1.0%、及び Mo 0.05〜0.6% よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含有し
    、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼を熱間圧延し、酸
    洗し、冷間圧延率30%以上にて冷間圧延した後、Ac
    _1点以上の温度に加熱して焼鈍を施し、強制空冷した
    後、500〜750℃の温度から冷却速度100℃/秒
    以上にて急冷し、次いで、200〜500℃の温度にて
    過時効処理を施し、低温変態生成物の硬さH_V_Mを
    250≦H_V_M<350+(0.60Mn+1.2
    0Si+11.00P+0.50Mo+0.30Cr+
    10.00(Ti+Nb)+2.00V)×3.1(但
    し、元素記号は当該元素の鋼における添加量(重量%)
    を示す。) とすることを特徴とする伸びフランジ性にすぐれた高強
    度冷延鋼板の製造方法。
  3. (3)重量%で (a)C 0.08〜0.25%、 Si 0.5〜3.0%、及び Mn 0.5〜3.0%を含有し、更に、 (b)Ti 0.02〜0.25%、 Nb 0.02〜0.25%、及び V 0.08〜0.40% よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含有し
    、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼を熱間圧延し、酸
    洗し、冷間圧延率30%以上にて冷間圧延した後、Ac
    _1点以上の温度に加熱して焼鈍を施し、強制空冷した
    後、500〜750℃の温度から冷却速度100℃/秒
    以上にて急冷し、次いで、200〜500℃の温度にて
    過時効処理を施し、低温変態生成物の硬さH_V_Mを
    250≦H_V_M<350+(0.60Mn+1.2
    0Si+11.00P+0.50Mo+0.30Cr+
    10.00(Ti+Nb)+2.00V)×3.1(但
    し、元素記号は当該元素の鋼における添加量(重量%)
    を示す。) とすることを特徴とする伸びフランジ性にすぐれた高強
    度冷延鋼板の製造方法。
  4. (4)重量%で (a)C 0.08〜0.25%、 Si 0.5〜3.0%、及び Mn 0.5〜3.0%を含有し、更に、 (b)P 0.01〜0.15%、 Cr 0.05〜1.0%、及び Mo 0.05〜0.6% よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素と、 (c)Ti 0.02〜0.25%、 Nb 0.02〜0.25%、及び V 0.08〜0.40% よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素とを含有
    し、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼を熱間圧延し、酸
    洗し、冷間圧延率30%以上にて冷間圧延した後、Ac
    _1点以上の温度に加熱して焼鈍を施し、強制空冷した
    後、500〜750℃の温度から冷却速度100℃/秒
    以上にて急冷し、次いで、200〜500℃の温度にて
    過時効処理を施し、低温変態生成物の硬さH_V_Mを
    250≦H_V_M<350+(0.60Mn+1.2
    0Si+11.00P+0.50Mo+0.30Cr+
    10.00(Ti+Nb)+2.00V)×3.1(但
    し、元素記号は当該元素の鋼における添加量(重量%)
    を示す。) とすることを特徴とする伸びフランジ性にすぐれた高強
    度冷延鋼板の製造方法。
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