JPWO2008018531A1 - Dr鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、特願2006−219066号を基礎出願とし、その内容を取り込む。
(1)本発明のDR鋼板は、その鋼成分としてmass%で、C:0.02%〜0.06%、Si:0.03%以下、Mn:0.05%〜0.5%、P:0.02%以下、S:0.02%以下、Al:0.02%〜0.10%、N:0.008%〜0.015%を含有し、残部鉄および不可避的不純物からなる鋼板中の固溶N量(Ntotal−NasAlN)が0.006%以上であり、時効処理後の圧延方向の全伸び値が10%以上、時効処理(aging process)後の板幅方向の全伸び値が5%以上、かつ、時効処理後の平均ランクフォード値が1.0以下である。
なお、固溶N量が多いほどランクフォード値が小さくなるので、固溶N量は、0.008%以上とするのが好ましく、さらには0.009%以上とするのがより好ましい。
(2)本発明のDR鋼板の製造方法は、鋼成分としてmass%で、C:0.02%〜0.06%、Si:0.03%以下、Mn:0.05%〜0.5%、P:0.02%以下、S:0.02%以下、Al:0.02%〜0.10%、N:0.008%〜0.015%を含有し、残部鉄および不可避的不純物からなる鋼板中の固溶N量(Ntotal−NasAlN)が0.006%以上であり、時効処理後の圧延方向の全伸び値が10%以上、時効処理後の板幅方向の全伸び値が5%以上、かつ、時効処理後の平均ランクフォード値が1.0以下であるDR鋼板を製造する方法である。この製造方法では、鋼片を1200℃以上に加熱してAr3変態点以上の仕上げ温度で熱間圧延し;捲取り温度600℃以下で捲取り熱延鋼板となし;酸洗後、圧延率が80%以上の冷間圧延を施し;再結晶温度以上Ac1変態点未満の焼鈍を施し;さらに調質圧延率6%〜15%のDR圧延を施す。
その結果、省資源、省エネルギーで製造できる素材を使用し、新たに多額の設備投資を行なう必要がなくなり、EOEの製造工程においても省エネルギー化できることなど、産業上有用な著しい効果を奏する。
なお、本発明は、鋼成分を限定し、時効処理後の圧延方向及び板幅方向の全伸び値を確保し、時効処理後の平均ランクフォード値を抑えた安価なDR鋼板とその安価な製造方法とに関する。
(機械的特性について)
本発明は、リベット成型を2段階で行なうことを前提にしている。成型工程における断面状態を以下に示す。1段階目の張り出し成型後の断面図を図1に、2段階目の絞り成型によるリベット成型後の断面図を図2に、リベット成型後にタブとのかしめ成型を行うことにより得られたリベット機構の断面図を図3に示す。
(鋼成分について)
<C:0.02mass%〜0.06mass%>
Cは結晶粒成長を支配する因子のひとつで、その添加量が少ないほど熱延鋼板の結晶粒の粗大化および焼鈍時の粒成長が促進して鋼板の平均ランクフォード値(r値)が高くなる。従ってr値を1.0以下とするにはC量の下限を0.02%にする必要がある。一方、C量が多いほど結晶粒が細粒化し、かつ鋼中にセメンタイトが多数析出するようになる。この細粒およびセメンタイト析出物は、引張り試験においてボイド生成の起点となり、クラックの伝播を容易にして製品板の全伸び値を小さくするので、C量の上限を0.06%とする。
Siを多量に添加するとめっき性劣化および耐食性劣化などの問題を招くので、その量は少ないことが望ましい。ただし精錬時に不可避的に混入する元素であり、少量であれば実用上の問題を生じないので、その上限を0.03%とする。特に優れた耐食性が必要な場合は、0.02%以下にすることが望ましい。
<Mn:0.05〜0.5mass%>
MnはSを固定し熱延中の赤熱脆性を防止する有用な元素である。この効果を発揮させるにはSの倍以上の添加が必須なので、S:0.02%以下の場合は、Mnの下限を0.05%にしなければならない。一方、鋼中にMnが多量に固溶した鋼板では結晶粒が微細化しやすくなり、硬質化や全伸び低下が進む。加えて熱処理によって鋼板表層にMn濃化があって耐食性劣化も進むので、Mn上限を0.5%にする。
Mnと同様に、Pにも鋼板を硬質化して全伸びを低下させ、耐食性を劣化させる働きがある。特にP量が0.02%を越えると結晶粒界への偏析が顕著になって鋼板の脆化が進み、所要の全伸び値が得難くなるので、その上限を0.02%とする。
<S:0.02mass%以下>
Sは介在物として存在し、全伸びの低下や耐食性の劣化をもたらす有害な元素で、その量は少ないほど望ましい。ただし、精錬時に不可避的に混入する元素であり、少量であれば実用上の問題を生じないので、その上限を0.02%とする。
Alは溶製時の脱酸剤として必要な元素であり、鋼板の清浄度を高める好ましい元素である。従って、添加量は鋼中の酸素を排除するのに十分でなければならない。Alが少ないと不十分な脱酸となって鋼中に介在物が増加し、セメンタイトと同様に全伸び低下を起こすので、下限を0.02%とする。一方、添加量が多いと脱酸後の過剰なAlが鋼中のNと化合してAlN析出物となり、全伸び値を小さくするとともにアルミナクラスターなどに起因する表面欠陥を発生させるので0.10%を上限とする。
<N:0.008mass%〜0.015mass%>
本発明においてNは最も重要な製造因子であって、固溶Nとして鋼板に作用し本発明の効果を発揮する。この固溶Nは、固溶N量=Ntotal−NasAlNで定義され、鋼板に含まれる全N量(=Ntotal)から臭素エステルによる溶解法で測定された析出N量(=AlN)を差引いた値として得られる。NはPより優れた固溶体強化元素であって、Pのように耐食性を劣化させない利点がある。加えて、本発明にとって重要な集合組織に作用して製品板の平均ランクフォード値を低下させる効果を有する。ただし、固溶Nの効果は0.006%未満では期待できないので、全N量(=Ntotal)の下限は0.008%とする。一方、0.015%を越えると鋼板の脆化が著しく進んで全伸びがなくなり、かつ連続鋳造時のスラブ割れやガス発生による巣欠陥が生じやすくなる。従ってN上限を0.015%とするが、一連の製造工程における材質の安定性や良好な歩留り確保などを考慮した場合、その上限は0.010%にすることが望ましい。
本発明のEOE用DR鋼板の成分としてはmass%でC:0.02%〜0.06%、Si:0.03%以下、Mn:0.05%〜0.5%、P:0.02%以下、S:0.02%以下、Al:0.02%〜0.10%、N:0.008%〜0.015%を含有することが必要であるが、公知の溶接缶用DR鋼板中に一般的に存在する成分元素を含有してもよい。例えばCr:0.10%以下、Cu:0.20%以下、Ni:0.15%以下、Mo:0.05%以下、B:0.0020%以下、Ti、Nb、Zr、Vなどの1種または2種以上を0.3%以下、あるいはCa:0.01%以下等の成分元素を目的に応じて含有させてもよい。
圧延素材となる鋼片は限定されないが、成分のマクロな偏析を最小限にするために、連続鋳造法で得られるものが好ましい。この連続鋳造鋼片は、熱延前に必ずしも冷却を必要とせず、鋳造後熱延に直送して加熱炉に挿入することが望ましい。これは、鋼片冷却によって利用可能な固溶Nが少なくなる状況を避けるためである。詳細な機構は明らかではないが、鋼片を冷却して再加熱した場合、その温度が低いほど固溶Nが少なくなることが判明している。従って冷片を再加熱する場合は、鋳造時の状況に近い工程能力上限の加熱温度を適用することが望ましく、本発明においては低くとも1200℃以上の加熱温度で再加熱する必要がある。
その結果、省資源、省エネルギーで製造できる素材を使用し、新たに多額の設備投資を行なう必要がなくなり、EOEの製造工程においても省エネルギー化できることなど、産業上有用な著しい効果を奏する。
Claims (2)
- 鋼成分としてmass%で、
C:0.02%〜0.06%、
Si:0.03%以下、
Mn:0.05%〜0.5%、
P:0.02%以下、
S:0.02%以下、
Al:0.02%〜0.10%、
N:0.008%〜0.015%を含有し、
残部鉄および不可避的不純物からなる鋼板中の固溶N量(Ntotal−NasAlN)が0.006%以上であり、
時効処理後の圧延方向の全伸び値が10%以上、時効処理後の板幅方向の全伸び値が5%以上、かつ、時効処理後の平均ランクフォード値が1.0以下である
ことを特徴とするDR鋼板。 - 鋼成分としてmass%で、
C:0.02%〜0.06%、
Si:0.03%以下、
Mn:0.05%〜0.5%、
P:0.02%以下、
S:0.02%以下、
Al:0.02%〜0.10%、
N:0.008%〜0.015%を含有し、
残部鉄および不可避的不純物からなる鋼板中の固溶N量(Ntotal−NasAlN)が0.006%以上であり、
時効処理後の圧延方向の全伸び値が10%以上、時効処理後の板幅方向の全伸び値が5%以上、かつ、時効処理後の平均ランクフォード値が1.0以下であるDR鋼板を製造する方法であって、
鋼片を1200℃以上に加熱してAr3変態点以上の仕上げ温度で熱間圧延し;
捲取り温度600℃以下で捲取り熱延鋼板となし;
酸洗後、圧延率が80%以上の冷間圧延を施し;
再結晶温度以上Ac1変態点未満の焼鈍を施し;
さらに調質圧延率6%〜15%のDR圧延を施す;
ことを特徴とするDR鋼板の製造方法。
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