JPS63293121A - 局部延性にすぐれる高強度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】 皇呈上旦■ユ光互 本発明は、局部延性にすぐれる高強度冷延鋼板の製造方
法に関し、詳しくは、６０〜１４０ｋｇｆ／ｍａｌ”級
であって、特に、高い伸びフランジ性の要求される用途
に好適に用いることができる複合組織高強度冷延鋼板の
製造方法に関する。

堡米■狭専 近年、例えば、自動車の安全性の向上と燃費節減のため
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。このよう
な高強度冷延鋼板としては、既に、析出、固溶、組織強
化等の種々の手段によるものが従来より知られているが
、特に、最近においては、連続焼鈍技術の普及に伴って
、マルテンサイトやベイナイトのような硬い低温変態生
成物による強化能を利用して製造される強度−延性バラ
ンスにすぐれる複合組織高強度冷延鋼板が広く使用され
るに至っている。

日が解°　しようとする５題点 かかる冷延鋼板の製造の改良についても、既に種々の提
案がなされており、例えば、特開昭６１−３８４３号公
報にも記載されている。その方法によれば、水焼入れ開
始温度及び過時効処理温度を制御調整すると共に、再結
晶加熱温度を制御し、再結晶加熱時のオーステナイト相
体積率を所定の範囲に規制し、かくして、安定した母材
強度と高延性とを有する高強度冷延鋼板を得ることがで
きる。しかし、この方法によって得られる冷延鋼板は、
均−伸びにはすぐれるものの、尚、局部延性が低いため
に、高い伸びフランジ性を要求される用途には使用し難
い憾みがある。

そこで、本発明者らは、かかる問題を解決するために鋭
意研究した結果、比較的高い温度にて過時効処理を行な
って、低温変態生成物の硬さを減じ、フェライトの硬さ
との差を小さくすることによって、局部延性を改善し得
ると共に、これに伴う強度の低下を、低温変態生成相の
体積率を高めることによって補償し得ることを見出して
、本発明に至ったものである。

、　苧を　“するための手 本発明による局部延性にすぐれる高強度冷延鋼板の製造
方法は、重量％で Ｇ　　　０．０８〜０．３０％、 ｓｔｏ、ｉ〜２．５％、 Ｍｎ　　０．５〜２．５％、 Ｐ　　　０．０１〜０．１５％、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼をＡ（１点以上の
温度にて再結晶焼鈍し、次いで、Ａｒｔ点乃至６００℃
の範囲の温度域まで強制空冷した後、１００℃／秒以上
の冷却速度にて急冷し、フェライト相と低温変態生成相
とよりなる複合組織とし、この後、 Ｈｖ（α）−７５，６＋２９．ＩＳ　ｉ　＋１５．０Ｍ
　ｎ　＋２８４．４Ｐ＋４２０ （式中、元素記号は当該元素の鋼中の含有量（重量％）
、ＴｏＡは過時効処理温度（’Ｃ）及びＶｆＬは上記低
温変態生成相の体積率（％）を示す。）にて求められる
フェライト硬さ１１ｖ（α）に対する低温変態生成相硬
さ１ｌｖ（Ｌ）の比１置ｖ（Ｌ）／ｌ１ｖ（α）が１．
５≦）Ｉｖ（Ｌ）／１ｌｖ（α）≦３．５を満足するよ
うに、３５０〜６００℃の範囲の温度にて過時効処理を
行なうことを特徴とする。

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、再結晶焼鈍後の急冷によって、低温変態生成相を
生じさせるために必要であり、強度を確保するに十分な
量の低温変態生成相を得るためには、少なくとも０．０
８％を添加する必要がある。

しかし、添加量が０．３０％を越えるときは、延性が低
下し、また、スポット溶接性にも劣るようになるので、
添加量の上限を０．３０％とする。

Ｓｉは、鋼の延性、特に局部延性を劣化させることなく
、鋼強度を高めるために非常に有効な元素であって、本
発明によれば、添加量を０．１％以上とすることによっ
て、すぐれた強度−延性バランスを得ることができる。

しかし、添加量が２．５％を越えるときは、徒に鋼製造
費用を高めることとなるのみならず、適正な再結晶温度
域を高温にするので、添加量は２．５％以下とする。

Ｍｎは、オーステナイト相の焼入れ性を高め、冷却過程
において、低温変態生成物、特に、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と共に
、フェライトを強化し、延性を高める効果を有する。こ
れら効果を有効に得るためには、少な（とも０．５％を
添加することが必要であるが、過多に添加しても、上記
効果が飽和するのみであるので、添加量の上限を２．５
％とする。

Ｐは、鋼の強化元素として、少なくとも０．０１％の添
加を必要とするが、過多に添加するときはスポット溶接
性の低下を招くので、添加量は０．１５％以下の範囲と
する。

本発明においては、用いる鋼は、上記した元素に加えて
、 Ｃｒ　　０．０５〜１．０％及び Ｍｏ０．０５〜０．６％ よりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含むこ
とができる。

Ｃｒ及びＭｏは、それぞれＭｎと同様にオーステナイト
相を安定化させ、冷却過程での低温変態生成物の生成を
容易にする効果を有する。このような効果を有効に得る
には、それぞれ０．０５％以上の添加を必要とする。し
かし、過多に添加するときは、延性の低下をもたらすと
共に、これら合金元素は価格も高価であるので、その上
限はＣｒについては１．０％、ＭＯについては０．６％
とする。

本発明の方法によれば、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、酸洗、冷間圧延した後、Ａ（１点以上の温度にて
再結晶焼鈍し、次いで、Ａｒ＋点乃至６００℃の範囲の
温度域まで強制空冷した後、１００℃／秒以上の冷却速
度にて急冷し、フェライト相と低温変態生成相とよりな
る複合組織とし、この後、 Ｈｖ（Ｑ’）　＝７５．６＋２９．ＩＳ　ｉ　＋１５．
０Ｍ　ｎ　＋２８４．４Ｐ＋４２０ （式中、元素記号は当該元素の鋼中の含有量（重量％）
、Ｔｏ＾は過時効処理温度（℃）及びＶｆＬは上記低温
変態生成相の体積率（％）を示す。）にて求められるフ
ェライト硬さ１（ｖ（α）に対する低温変態生成相硬さ
Ｈｖ（Ｌ）との比Ｈｖ（Ｌ）／１ｌｖ（α）が１．５≦
Ｈｖ（Ｌ）／）Ｉｖ（α）≦３．５を満足するように、
３５０〜６００℃の範囲の温度にて過時効処理を行なう
。

先ず、熱間圧延においては、その仕上温度は、Ａｒ３点
以上とし、巻取りは、再結晶焼鈍後の組織を均一化する
ために低温巻取すするのがよい。従って、巻取り温度は
好ましくは６００℃以下の温度である０次いで、酸洗し
、再結晶させるために、３０％以上の冷延率にて冷間圧
延を施す。

本発明の方法においては、この冷間圧延後、再結晶焼鈍
するに際して、強度を確保するのに十分な量の低温変態
生成物を得るために、その加熱温度をＡＣ１点以上、Ａ
ｃ、点板下のフェライト・オーステナイト２相共存域と
する必要がある。加熱時間は、オーステナイト相の形成
に必要な最小時間である１０秒程度から、生産性を考慮
して、３００秒以下の範囲とすることが好ましい。

再結晶焼鈍後は、ガスジェット等の手段によって、焼入
れ開始温度まで冷却した後、１００℃／秒以上の冷却速
度にて常温まで急冷し、オーステナイト相より低温変態
生成物を生成させる。低温変態生成物の体積率は、この
焼入れ開始温度によって決定される。

この後、本発明の方法においては、局部延性を確保する
ために、高温で過時効処理を行ない、低温変態生成物を
軟化させ、フェライトの硬さとの差を小さくすることが
重要である。しかし、低温変態生成物の軟化に伴って、
鋼強度の確保が困難となるので、従来鋼と同等程度の強
度を確保するには、従来鋼よりも焼入れ開始温度を高め
、低温変態生成物の体積率を高めることが必要である。

従って、本発明の方法においては、焼入れ開始温度は、
Ａｒ＋点乃至６００℃の範囲の温度とする。

焼入れ開始温度がＡｒ、点を越えるときは、オーステナ
イト相からのフェライト相の生成がないために、延性の
低下を招き、一方、焼入れ開始温度が６００℃よりも低
いときは、オーステナイト相からのフェライトの生成が
多すぎるため、強度の確保が困難となる。

焼入れ開始温度から常温までの急冷の手段としては、気
水冷却、ロール冷却、水焼入れ等によることができる。

このようにして、急冷した後は、３５０〜６００℃の範
囲の温度にて過時効処理を行なって、フェライト中に固
溶したＣを析出させ、延性の改善を図ると共に、低温変
態生成物を軟化させることによって、前述したように、
フェライトの硬さＨｖ（α）に対する低温変態生成物の
硬さＨｖ（Ｌ）との比、即ち、Ｈｖ（Ｌ）／Ｈｖ（α）
を１．５≦）Ｉｖ（Ｌ）／Ｈｖ（ｃｒ）≦３．５の範囲
とする。

フェライトの硬さは、各元素の固溶量の影響が太き（、
主として、鋼の化学組成によって決定され、第１図に示
すように、各元素の含有量の一次函数として規定され、
前記式から求めることができる。他方、低温変態生成物
の硬さは、Ｃ量と過時効処理温度によって大きく支配さ
れ、Ｃ量と低温変態生成相の体積率が固定されるとき、
第２図に示すように、焼戻し温度の一次函数として規定
されるので、前記式によって求めることができる。

本発明の方法によれば、これらから求められる上記硬さ
の比Ｈｖ（Ｌ）／Ｈｖ（α）を３．５以下とすることに
よって、強加工時、フェライトと低温変態生成物との界
面でのボイドの生成の抑制を図ることができ、従って、
局部延性を改善することができる。しかしながら、上記
硬さの比を徒に低くしても、局部延性を改善する効果が
飽和し、更に、強度及び延性の確保のために、多量の合
金元素の添加を必要とすることとなり、その結果として
、鋼の製造費用を高めることとなるので、本発明におい
ては、前記の硬さの比の下限を１．５とする。

但し、本発明の方法においては、過時効処理温度は、前
述したように、３５０〜６００℃の範囲の温度とする。

過時効処理温度が３５０℃よりも低いときは、低温変態
生成相が十分に焼戻されず、硬質のままであるので、フ
ェライト相との硬さの差が大きく、局部延性を改善する
ことができず、他方、６００℃を越えるときは、低温変
態生成物が過度に焼戻されるので、強度を確保すること
が困難となるからである。

又夙■募呆 以上のように、本発明の方法によれば、Ｃを析出させた
軟質のフェライトと、高温で焼戻して、フェライトとの
硬さの差の小さくした低温変態生成物とからなる複合組
織を冷延鋼板に有せしめるので、局部延性にすぐれる高
強度複合組織冷延鋼板を得ることができる。

叉施斑 以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこ
れら実施例により何ら限定されるものではない。

実施例 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°Ｃにて熱間圧延し
て、厚さ３．２鶴とし、酸洗した後、厚さ１．２　ｍ−
に冷間圧延し、次いで、第１表に示すように種々の温度
にて再結晶焼鈍し、水焼入れにて、それぞれ第１表に示
す体積率にて低温変態生成物を有する複合組織鋼を得た
後、これらを第１表に示す温度にて過時効処理した。

このようにして得られた鋼板の機械的性質を第１表に示
す。

比較鋼７は、低温変態生成物の体積率が８５％と高いに
もかかわらず、過時効処理温度が高いために、局部延性
の指標である穴拡げ率は高いが、強度が劣る。比較鋼８
は、フェライト及び低温変態生成物の硬さの比が３．５
を越えるので、穴拡げ率が低い、比較鋼１０は、化学組
成的には本発明鋼９と同じであるが、過時効処理温度が
低く、フェライト相と低温変態生成物相との硬さの差が
大きいために、本発明鋼９と同一強度水準にはあるが、
穴拡げ率が低い。

本発明鋼９は、高温過時効処理による低温変態生成物の
強度低下をその体積率の増加によって補つているので、
比較鋼ｌＯと同一水準の強度を保持している。

比較鋼１２は、本発明鋼１１と同じ化学組成を有するが
、再結晶焼鈍温度がＡｃ１点以下のために、熱延時に生
成したセメンタイトが残存し、従って、強度及び穴拡げ
率が低い。

以上から明らかなように、本発明の方法によれは、強度
−延性バランスにすぐれると共に、局部延性にもすぐれ
る高強度冷延鋼板を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、鯛におけるＳｉ、Ｍｎ及びＰ量とフェライト
の硬さとの関係を示すグラフ、第２図は、マルテンサイ
ト量と、Ｃ量及び焼戻し温度との関係を示すグラフであ
る。 第１図 Ｐ−＃（讐（％） 第２図 戊ｉｉ′Ｌ囁度（９ｏ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）重量％で Ｃ０．０８〜０．３０％、 Ｓｉ０．１〜２．５％、 Ｍｎ０．５〜２．５％、 Ｐ０．０１〜０．１５％、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼をＡ＿ｃ＿１点以
   上の温度にて再結晶焼鈍し、次いで、Ａｒ＿１点乃至６
   ００℃の範囲の温度域まで強制空冷した後、１００℃／
   秒以上の冷却速度にて急冷し、フェライト相と低温変態
   生成相とよりなる複合組織とし、この後、 Ｈｖ（α）＝７５．６＋２９．１Ｓｉ＋１５．０Ｍｎ＋
   ２８４．４ＰＨｖ（Ｌ）＝［（９９０−１．４Ｔ＿Ｏ＿
   Ａ）（Ｃ−０．０２）］／［Ｖｆ＿Ｌ／１００］−０．
   ３８Ｔ＿Ｏ＿Ａ＋４２０ （式中、元素記号は当該元素の鋼中の含有量（重量％）
   、Ｔ＿Ｏ＿Ａは過時効処理温度（℃）及びＶｆ＿Ｌは上
   記低温変態生成相の体積率（％）を示す。） にて求められるフェライト硬さＨ＿ｖ（α）に対する低
   温変態生成相硬さＨｖ（Ｌ）の比Ｈｖ（Ｌ）／Ｈｖ（α
   ）が １．５≦Ｈｖ（Ｌ）／Ｈｖ（α）≦３．５ を満足するように、３５０〜６００℃の範囲の温度にて
   過時効処理を行なうことを特徴とする局部延性にすぐれ
   る高強度冷延鋼板の製造方法。 （２）重量％で （ａ）Ｃ０．０８〜０．３０％、 Ｓｉ０．１〜２．５％、 Ｍｎ０．５〜２．５％、 Ｐ＾°０．０１〜０．１５％を含み、更に、（ｂ）Ｃｒ
   ０．０５〜１．０％及び Ｍｏ０．０５〜０．６％ よりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含み、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼をＡ＿ｃ＿１点以
   上の温度にて再結晶焼鈍し、次いで、Ａｒ＿１点乃至６
   ００℃の範囲の温度域まで強制空冷した後、１００℃／
   秒以上の冷却速度にて急冷し、フェライト相と低温変態
   生成相とよりなる複合組織とし、この後、 Ｈｖ（α）＝７５．６＋２９．１Ｓｉ＋１５．０Ｍｎ＋
   ２８４．４ＰＨｖ（Ｌ）＝［（９９０−１．４Ｔ＿Ｏ＿
   Ａ）（Ｃ−０．０２）］／［Ｖｆ＿Ｌ／１００］−０．
   ３８Ｔ＿Ｏ＿Ａ＋４２０ （式中、元素記号は当該元素の鋼中の含有量（重量％）
   、Ｔ＿Ｏ＿Ａは過時効処理温度（℃）及びＶｆ＿Ｌは上
   記低温変態生成相の体積率（％）を示す。） にて求められるフェライト硬さＨｖ（α）に対する低温
   変態生成相硬さＨｖ（Ｌ）の比Ｈｖ（Ｌ）／Ｈｖ（α）
   が １．５≦Ｈｖ（Ｌ）／Ｈｖ（α）≦３．５ を満足するように、３５０〜６００℃の範囲の温度にて
   過時効処理を行なうことを特徴とする局部延性にすぐれ
   る高強度冷延鋼板の製造方法。