JPS6349726B2

JPS6349726B2 -

Info

Publication number: JPS6349726B2
Application number: JP58159579A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Koyama; Koichi Kawasaki; Hiroshi Kato; Nagayasu Takemoto
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1983-08-31
Filing date: 1983-08-31
Publication date: 1988-10-05
Also published as: JPS6052527A

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野（発明の属する技術分野）本発明は、製鋼での真空脱ガスによる脱炭や、
Ti、Nbなどの元素を使わないで、非時効性の冷
延鋼板を連続焼鈍にて製造する方法に関するもの
である。従来技術軟質冷延鋼板は、その良加工性のために自動車
用を中心として厳しい成形加工を経て最終製品と
される鋼板として使用されている。ところが、こ
の加工性は経時劣化する場合があり、この経時劣
化を時効性と称している。軟質冷延鋼板のうちで
も特に厳しい成形を受ける用途に使われるものは
この時効性はあつてはならない。この時効性は、
鋼中に侵入型に固溶したＣ、Ｎが最終工程の調質
圧延で導入された可動転位を固着するために生ず
るもので、降伏点の上昇、破断伸びの低下、降伏
点伸びの発生といつた劣化を生ずるからである。この時効性の原因であるＣ、ＮのうちＮは微量
故にアルミニウムキルド鋼とすることで窒化アル
ミニウムの形で固定したり、またはＢ添加により
窒化ほう素として固定することができるのでＮに
よる時効は回避できる。一方、固溶Ｃは低温でのセメンタイト固溶限が
極めて小さいので箱焼鈍のように時間をかけて冷
却すれば、ほとんど残留しない。しかし連続焼鈍
では短時間で冷却するために固溶Ｃが残留し、そ
のため大きなＣ時効が生ずる。この固溶Ｃを低減
するため、一般に連続焼鈍後急冷して過冷度を高
め、その後過時効と呼ばれる析出処理を施す。こ
れにより固溶Ｃは５〜10ppmまで低減すると考え
られる。そして、析出を効率よくするために種々
の冷却パターンが提案されている。例えば、Ｃの
過冷度を極限まで高めるため焼鈍後1000℃／秒以
上の速度で水冷し、そして焼戻し処理を行うとい
う方法が提案されている。この方法によれば、固
溶Ｃは微細なセメンタイトとなつて析出し相当に
低減するが、この微細セメンタイトによる析出強
化のために、時効前にすでに硬いという欠点があ
る。そして、連続焼鈍処理をしたもので真に軟質
非時効性冷延鋼板と云われるものは、いわゆる
IF鋼（Interstitial Free鋼）と呼ばれるものしか
ない。IF鋼とは製鋼時に真空脱ガスによりＣを
50ppm程度以下まで低め、さらにTiやNbなどの
強力な炭窒化物形成元素をＣ、Ｎの化学量論的量
以上に加えて製造したもので、この鋼は完全に非
時効であるが、しかしながらこのIF鋼の製造に
は、上述のように特殊な製鋼設備および作業を必
要とする上に高価な合金を使用するため、製造価
格が高いという経済上の欠点がある。発明の目的本発明は上記欠点を解消し、特殊な製鋼設備や
作業を必要とせずに、また高価なTi、Nb、Zr、
Ｖ、などの元素を使わず、そして鋼中にごく普遍
的に含まれる硫化マンガン（以下MnS）を利用
して、実質箱焼鈍により製造したものと同程度の
軟質、非時効性冷延鋼板を連続焼鈍にて製造する
方法を提供することを目的とする。発明の構成本発明の要旨は、Ｃ：0.01〜0.05wt←、Mn：0.03〜0.2wt％、
Ｓ：0.0010〜0.010wt％を含有し、かつ、Mn（％）
×Ｓ（％）＝1.0×10^-4〜1.5×10^-3であるアルミニ
ウムキルド鋼を、熱延加熱温度1050〜1200℃、熱
延巻取温度680〜750℃となるように熱延すること
で、熱延鋼板中の硫化マンガンのうち0.05〜0.2μ
ｍの直径を有するものを20〜200ppmとし、続い
て冷延し、連続焼鈍を行うにあたり、再結晶焼鈍
後650℃より300℃以下までを50〜400℃／ｓの平
均冷却速度で冷却し引き続き再加熱し、さらに
370〜250℃で３〜10minの熱処理にて固溶炭素の
過時効析出を行うにあたり最初高く後で低くする
ことを特徴とする連続焼鈍による非時効性冷延鋼
板の製造方法であり、又、Ｃ：0.01〜0.05wt％、Mn：0.03〜0.2wt％、
Ｓ：0.0010〜0.010wt％、Ｂ：0.0005〜0.0040wt％
を含有し、Mn（％）×Ｓ（％）＝1.0×10^-4〜1.5×
10^-3であるアルミニウムキルド鋼を、熱延加熱温
度1050〜1200℃、熱延巻取温度680〜750℃となる
ように熱延することで、熱延鋼板中の硫化マンガ
ンのうち0.05〜0.2μｍの直径を有するものを20〜
200ppmとし、続いて冷延し、連続焼鈍を行うに
あたり、再結晶焼鈍後650℃より300℃以下までを
20〜400℃／ｓの平均冷却速度で冷延し引き続き
再加熱し、さらに370〜250℃で３〜10minの熱処
理にて固溶炭素の過時効析出を行うにあたり最初
高く後で低くすることを特徴とする連続焼鈍によ
る非時効性冷延鋼板の製造方法である。すなわち、本発明は鋼中に普遍的に含まれる
MnSのうち、冷延や短時間再結晶焼鈍中にはほ
とんど変化しない適度な大きさのものを適当な
量、熱延板中に確保し、これを連続焼鈍後の冷却
中のＣ析出における不均一核生成サイトとして利
用しようとするものである。以下本発明の構成について説明する。まず基本成分は、Ｃを0.01〜0.05wt％含有する
アルミニウムキルド鋼である。このＣ量は軟質冷
延鋼板として通常使われる量であり、0.01wt％ま
でなら脱ガス処理は不要か、もしくはごく軽い処
理で済む。上限値の0.05wt％は軟質であるための
限界から定めた。より安定して軟質を目指すなら
Ｃは0.01〜0.03wt％とすることが好ましい。軟質
高加工冷延鋼板としてアルミニウムキルド鋼は一
般的な鋼である。本発明では時効性にかかわるＮ時効とＣ時効の
うちＣ時効を抑える方法を提供することを主目的
としている。しかし軟質非時効性冷延鋼板を得る
にはＮの固定処置が必要であり、そのためには窒
化アルミニウムとして固定するかあるいは窒化ボ
ロンとして固定する方法が代表的である。前者で
は熱延で680℃以上の高温巻取が必要である。後
者ではＢを５〜40ppm添加する必要がある。これ
らの処置を有効にするためＮを15ppm以下に低減
することが好ましい。次に、MnSは0.05〜0.2μｍの直径を有するもの
が20〜200ppm必要である。直径が0.05μｍ未満の
ものではセメンタイトの不均一核生成サイトとな
りにくく、0.2μｍを越えるとサイト数が不足する
か、もしくは多量のMnSが必要となり溶体化が
困難とか、清浄度劣化による延性低下という問題
を生ずる。また量が20ppm未満ではサイト数が不
足し、200ppmを越えると溶体化が困難となりサ
イズ調整が困難となる。また清浄度劣化が生ず
る。MnSはほゞ球状であるが、多少の偏平や角
張ることはサイトとしての効果を損わない。このようなMnS分布は本発明者らの研究によ
ると、まず鋼成分をMn0.03〜0.20wt％、S0.0010
〜0.010wt％、かつ、Mn（％）×Ｓ（％）≒1.0×
10^-4〜1.5×10^-3とし、熱延加熱温度を1050〜
1200℃、熱延巻取温度を680〜750℃とすることに
よつて得られる。これらの条件をはずすとMnS
は微細になり過ぎたり、あるいは逆に粗大になつ
たり、さらにはMnS−鉄界面を析出サイトとし
て窒化アルミニウムが析出する。このような複合
物はセメントの析出サイトとなりにくいことを確
認している。続いて冷延を行うが、冷延率は通常行われてい
るように50〜90％とする。高ランクフオード値と
するには80〜85％とすることが好ましい。連続焼鈍も通常行われている条件でよく、加熱
速度は１〜100℃／ｓ、保定は700〜850℃で20s〜
180sである。次に、冷却過程は重要で、MnSをセメンタイ
ト析出サイトとして利用する場合も、ある程度の
Ｃの過冷度は必要であり、650〜300℃以下のＣ析
出域での析出を抑え、Ｃの過飽和度を増さねばな
らない。そのためにこの温度を平均冷却速度で50
℃／ｓ以上とする必要がある。ただしこの冷却速
度があまりに大き過ぎるとセメンタイトの均一核
生成により、微細析出が生じ鋼が硬化するので上
限は400℃／ｓとする。この間でのセメンタイト
析出は主としてフエライト粒界と考えられるの
で、これを抑えるためには結晶粒径を大きくする
方が好ましい。そのためには、800℃以上の高温
焼鈍が望ましい。また焼鈍中のＣの溶解量が大き
いほど過飽和度が大きくなるので、焼鈍温度から
A₁変態点までは徐冷した方が好ましい。さらに
この過飽和度を確保して次の過時効に移るため、
この冷却の終点を300℃以下として再加熱して次
の過時効処理に移る必要がある。過時効処理は370〜250℃の比較的低温で３〜
10min行う。この過程でセメンタイトはMnSのと
ころに核生し、そして成長し、固溶Ｃが急激に減
少する。370℃を越える温度では、核の粗大化が
生じ核数が減じあとの析出が遅れる。250℃未満
では拡散速度が小さく、固溶Ｃは核まで到達せず
に残留する。また3min未満では拡散時間が不足
で10minで効果は飽和する。過時効処理は最初高
く、後で低くするような２段もしくは傾斜のパタ
ーンとする必要がある。前段で拡散による析出を
促進し、後段で固溶限の温度依存性の関係で低温
にする要がある。なお、650〜300℃以下までの急冷手段としては
水冷、温水冷、気水冷却、金属接触冷却、ガスジ
エツト冷却、塩浴浸漬等手段は問わない。また鋼中不純物としてＰは、固溶Ｃと相互作用
を起こし、固溶Ｃの拡散を減じるので0.008％以
下に低減することが好ましい。実施例１ C0.022％、Mn0.11％、P0.004％、S0.0043％
（Mn×S0.73×10^-1）、Al0.023％、N0.0012％、の鋼を転炉にて溶製して連続鋳造にてスラブとし
た。このとき一部の溶鋼にＢを0.0007％添加し、
Ｂ鋼をも溶製した。このスラブと加熱温度、巻取
温度を種々変えて圧延し熱延コイルとした。また
一部の鋼はこれに熱処理を加えMnSの形態を変
化させた。熱延仕上温度は890℃、厚みは4.0mmと
した。このようにして表１に示すような符号Ａ〜
Ｅの熱延鋼板を得た。なお、この鋼のMnS形態を測定するために730
℃、3minのセメンタイト溶体処理した後クエン
クして析出物からセメンタイトを取り除いた。そ
して薄膜の透過電子顕微鏡観察によりMnSの大
きさ、個数を測定した。なお、重量への換算は、
MnSのモル体積を鉄のそれの３倍として計算し
た。測定個数は１試料あたり1000〜5000個であつ
た。結果を表１に示す。

【表】このようにして製造した熱延コイルを通常の工
程で酸洗後0.8mm厚まで冷延した。このコイルを
続いて連続焼鈍した。その条件は、加熱速度10
℃／ｓ、焼鈍は800℃、1min、その後650℃まで
５℃／ｓの冷却速度で冷却し、続いて種々の冷却
速度で冷却しさらに第１図に示す種々のパターン
で過時効を行つた。第１図ａは傾斜パターン、ｂ
は２段パターン、ｃは等温保持である。最後に
1.2％の調質圧延を行つた。結果を表２に示す。また、比較のため通常工程で製造された箱焼鈍
アルミニウムキルド鋼の機械試験値も合わせて示
す。引張試験はJISにのつとり行い、試験片はJIS5
号片である、また、時効指数は10％予歪後100℃、
60minの時効を行い時効前後の降伏点強さの差で
示した。実質的非時効とされる機械試験値の目安は、時
効指数で２Kgｆ／mm²以内、100℃、60min人工時
効後の機械試験値で降伏点伸び0.2％以内、降伏
点強さ19Kgｆ／mm²以下、伸び45％以上である。

【表】

【表】 (注) ○で囲んだNo.のものは本発明方法により製造
した鋼である。
表２より明らかなように本発明に従つたNo.２、
３、10、11、12の冷延鋼板は軟質非時効性を満た
しているが、MnSの形態が本発明外であるNo.４、
５、６、７の鋼板は人工時効後硬質で、また時効
指数も高い。MnSの形態が十分であつても焼鈍
後の冷却パターンの異なるNo.１、８、９、13、
14、15の鋼板も、また高い時効性を有し、非時効
性軟質冷延鋼板としては不十分である。発明の効果本発明によれば以上の実施例から明らかなよう
に製鋼に負担をかけず経済的に軟質非時効性冷延
鋼板を製造することができる。これにより、従来高級の非時効性鋼板は箱焼鈍
で、低級鋼は連続焼鈍と作り別けられ、連続焼鈍
により高級鋼を製造するには高価なIF鋼を用い
るものと覚悟して作つていたものが、高価なIF
鋼を用いることなしに連続焼鈍で製造可能となつ
た。その結果、連続焼鈍の良い点、すなわち高生
産性、均一な品質、省エネルギー、省力、短期納
期、高強度鋼板が製造しやすいなどの点を享受で
き、IF鋼を用いないことと相俟つて、経済的効
果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例に用いた過時効熱処理パターン
を示す。

Claims

【特許請求の範囲】１Ｃ：0.01〜0.05wt％、Mn：0.03〜0.2wt％、
Ｓ：0.0010〜0.010wt％を含有し、かつ、Mn（％）
×Ｓ（％）＝1.0×10^-4〜1.5×10^-3であるアルミニ
ウムキルド鋼を、熱延加熱温度1050〜1200℃、熱
延巻取温度680〜750℃となるように熱延すること
で、熱延鋼板中の硫化マンガンのうち0.05〜0.2μ
ｍの直径を有するものを20〜200ppmとし、続い
て冷延し、連続焼鈍を行うにあたり、再結晶焼鈍
後650℃より300℃以下までを50〜400℃／ｓの平
均冷却速度で冷却し引続き再加熱し、さらに370
〜250℃で３〜10minの熱処理にて固溶炭素の過
時効析出を行うにあたり最初高く後で低くするこ
とを特徴とする連続焼鈍による非時効性冷延鋼板
の製造方法。２Ｃ：0.01〜0.05wt％、Mn：0.03〜0.2wt％、
Ｓ：0.0010〜0.010wt％、Ｂ：0.0005〜0.0040wt％
を含有し、Mn（％）×Ｓ（％）＝1.0×10^-4〜1.5×
10^-3であるアルミニウムキルド鋼を、熱延加熱温
度1050〜1200℃、熱延巻取温度680〜750℃となる
ように熱延することで、熱延鋼板中の硫化マンガ
ンのうち0.05〜0.2μｍの直径を有するものを20〜
200ppmとし、続いて冷延し、連続焼鈍を行うに
あたり、再結晶焼鈍後650℃より300℃以下までを
20〜400℃／ｓの平均冷却速度で冷延し引き続き
再加熱し、さらに370〜250℃で３〜10minの熱処
理にて固溶炭素の過時効析出を行うにあたり最初
高く後で低くすることを特徴とする連続焼鈍によ
る非時効性冷延鋼板の製造方法。