WO1983000507A1 - Process for manufacturing cold rolled deep-drawing steel plate showing delayed aging properties and low anisotropy - Google Patents

Description

明 遅時効性、 異方性小な る 深絞 り 用 冷延鋼板の製造方法 分 本発明は遅時効性、 異方性の 小な る 深絞 り 用冷延鋼板 の製造方法に 関す る。

一般に 自 動草外板等の用途に使用 さ れ る プ レ ス 加工用 冷延鍩板に は 深絞 り 成形性 と 尉時効性が要求 さ れ る 。

深絞 り 成形性を支配す る の は材料特性の う ち ラ ン ク フ オ ー ド値 いわ ゆ る r 値が最 も 重要であ り 、 副次的に伸び ( E ） 等も 影響す る。 一方鐶板中に 固溶状態の C ， Nが残 存 し てい る と 室温時効に よ り プ レ ス 時に ス ト レ ツ チ ヤ 一 ス ト レ イ ン と 呼ばれ る 障害 を 生じ易い 従って プ レ ス 加 ェ用鍩板は遅時効栓であ る こ' と が望 ま れ る。 従 来 遅時效拴深絞 り 用冷延 ^板を製造す る 方法 と し て低炭 素 ア ル ミ キ ル ド錕を使用す る 方法が あ る 。 こ れは箱焼鈍 法に よ り 加熬時に 析出する Nの作用に よ り 高 r値 を得 る と 同時に、 N は に よ り 、 G は Fe₃G と し て祈出固定 し非時効化す る。 ま た こ れ と は別に オ ー ブ ン コ イ ル焼鈍 法に よ り 、 脱炭お よ び脱窒 を行 う 方法 も あ る 。 上記の 方法は いずれ も ノ <ツ チ 法であ る た め、 達続焼鈍 法に比較 し て生産拴が低 く 、 か つ镜鈍材の均質性に欠け る 欠点があ る 。 また長時間の熱処理であ る た め鐯板表面 に Si， 等が濃化 し て テ ン バ一 カ ラ ーが発生 し易い。 更に脱炭、 脱窒鍩に おい て特に起こ り 易い現象であ る が、 徐冷時に 結晶粒界へ ： P が偏析す る こ と に よ り 2 次加工脆 化が問題 と な る こ と が あ る 。 一方連続焼鈍法は 、 上記のバ ッ チ焼鈍法の欠点を伴わ な い が急速加熱、 短時間均熱お よ び急速冷却サ イ ク ル で あ る ため 低炭素鑌を 使用す る 限 り バ ッ チ 法に比較 し て 、 十分な粒成長が図れず延性お よ び r 値が劣 り 、 更に C ，

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N の 固定が 困難であ り 非時効性も 得る こ と が困難であ る。 こ れに 対 し て素材 と し て C を極力低減 し た極低炭素ァ ル ミ キ ル ド鑕を使用 し て 連続焼鈍サ イ ク ル で も 十分な る 特性を得 る 方法が種々 開示さ れてお り 、 特公昭 51- 174 90号、特開昭 ⁵⁵- 5S333号各公報等がその 例であ る。 と こ ろ が上記の方法には 次の如き欠点があ る 。

(A) G 量を 20ppm 以下の超低炭素域 と し ない り 実質的 な非時効性を得る こ と は 困難であ る 。

(B) G 量が 20ppm 以下の鍩に おいて も r 値、 停び等の 材 料特性の 面内異方性が大き く 実用上問題が あ る。

一方従来か ら す ぐれた 深絞 り 性 と 時効特性お よ び異方 性の小さ い鎩板を得 る 方法 と し て強力な炭窒化物形成元 素例え ば Ti， Nb 等を使用 し て ^中の G ， N を析出固定す る方法が公知であ る 。 Ti に つレ、て は 特公昭 42- 12348 号公報、 Nb に つレ、 て は特公昭 53- 35002号公報等が この 例であ る 。 し か し なが ら こ の方法に ぉレ、 て C 量が多レ、 と き は多量の 析出物に よ り 延性が劣化 し 、 逆に C 量が 5 0 ΡΡΠ1 以下の 低い領域に な る と こ れ ら を析出固定す る に は Ti 等を化学量論的に必要な量 よ り 相当多量に含有さ せ な い限 り 効果がな い。 その 結果、 未锆合の 過剰 ¹ Ti 等は や は り 延性の 劣化 を も た ら し 成形性に と って 好ま し く な い欠 点、が あ る 。

さ ら に G 0. 05〜 0 - 07 % の低炭 ア ル ミ キ ル ド鏡に B ， N , Zr, V, Ti を 1 種ま た は 2 種以上 、 微量添加 した 鎩 板を、再結晶焼鈍後 30 O'C 以上の混度で過時劾処理す る こ と に よ り 鋼板中の 多量の G を 折 ffiさせ 、 材質を確保す る 方法 も 特 開昭 5 0- 81913 号公報に開示さ れて レ、 る が 、 単 に低炭素鋼を 対象 と し てい る にすぎず、 それゆ え連続焼 鈍での過時効処理を必須 と す る 。

ま た 、 G 0. 004〜 0 - 0065g の極低炭素ア ル ミ キ ル ド 鋼に = 0. 026〜 0. 043 % 添加 した超深絞 り 性冷延鐫板 お よ びそ の製造に 関 し て 特開昭 56 - 169752 号公報に て、

O PI i- さ ら に C 0 - 005〜0. 009 ?g の 極低炭素 ア ル ミ キ ル ド鑌 に Nb 0 - 027〜0 - 043 % ， ？= 0 - 062〜 0 - 082% を添加 -した超深絞 り 性高張力冷延 ^板およ びその製造につい て は特開昭 56- 139654 号公報にそれぞれ さ きに 開示 し た s が こ れ ら に対 し て と く に本発明の 異な る 点は 、 （a) C≤

0 - 004 % , (b) ifb 他 ^ 0 · 01 % の 2 点であ る 。

本発明の 目 的は上記の従来技術の 問題点を解決し 、 遅 時効性、 異方性小な る 絞 り 用冷延錕板の 製造方法を提 供する に あ る 。

0 発 明 の 開 示

第 1 発 明の要 旨 と す る と こ ろ は 次の と お り であ る。

すなわ ち 、 重量比に て G : 0. 004% 以下、 Μη： 0.03 ~ 0 - 30 , Ρ : 0 - 150% 以下 ， S : 0. 020% 以下 ， Ν : 0- 007 % 以下 ， 酸可溶 : 0. 005〜 0 - 15 a % を含有し 、 更に Nb，ί Ti， V， Zr , W の う ち か ら 選ばれた 1 種も し く は 2 種以上 を合計で 0 - 002〜 0 - 010% を含有 し 、 残部が Fe お よ び不 可避的不純物よ り 成 る 冷延鏆板の製造方法に おいて 、 前 記冷延 ^板を 700〜950 'C の温度範囲に おいて連続焼鈍 す る こ と を特截 と する 遅時笏拴、 異方拴小な る深絞 り 用 冷延 ^ の 製造方法であ る 。

第 2 発明の要 旨 と する と こ ろ は 、 第 1 発明 と 同一の基 本組成の 他に更に B 0. 0050% 以下を含み残部が Fe お よ び不 ^避的不純物よ り 成る 冷延鍩板を 第 1 発明と 同様 の方法に て連続焼鈍す る も の であ る 。

すな わ ち 本発明は いずれ も 、 C が 0 . 004 % 以下の ア ル ミ キル ド鎞に Nb， Ti， V, Zr , W の う ち か ら 選ばれた 1種 あ る レ、は 2 種以上を 合計で 0 - 002〜 0. 010 % 微量添加 し、 あ る レ、は 更に B を 0 . 005 0% 以下で添力 Π し た 鋼を 従来の 方法に よ り 熱延、 冷延 を行い、 っレ、 で 7 00〜 95 0'C の 温 度範囲で違続焼鈍 し 、 遅時効性、 異方性小な る 深絞 り 用 冷延鋼板 を 製造す る も の であ る 。

次に本発明の基礎に なった実験か ら 説明する 。 第 1 表 に示す組成—の鐶を L D 転炉に て 出鍩 し、 RH 脱ガ ス 工程を 経て、 達続鐃造に よ り ^片 と し た。 こ れ ら鐶片を常法に よ り 仕上温度 870〜 91 O'C , 卷取温度 660〜 71 O'C の熱間 £延 ， £下率 7 5 % の 冷間 E延に ょ り 0 - ⁸薦 の 鑼板 と した。

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/S8df/IDd 20S00/S8 OAi ついで連続焼鈍 ラ ィ ン に おレ、 て 800〜820'C で約 40 sec の均熱を 行い室温 ^近ま でほぼ直線的に 2 o'C/sec の速度で冷却 し 、 0. 6% の諝質 E延後の 冷延鋼板の ， Έ£ , 時効指数 ΑΙ， ΔΓ お よ び 等の'特性を C 量に よ つ て 2 群に 分け 量 と の 関係を調べ、 本発明の構成に お いて、 所期 し た 目 的が有利に達成さ れ る こ と を確認 し た。 図 面 の 簡 単 な 説 明 第 1 図（A) ， （B) ， （G) と 第 2 図（A) ， （B)に N 含有量 と下， Έ お よ び時効指数 AI な ら びに厶 Γ お よ び ΔΕ の 関係を示 し た。 ま た 第 3 図は 連続镜鈍 ラ イ ン お ：]; び連続溶融亜鉛め つ き ラ イ ン の—ヒ 一 ト サ イ ク ル を 示す鎳 ^であ る 。

第 1 図、 第 2 図に ぉレ、 て G 0 - 0009〜0 - 00 l 5 % は△ 印、 G 0. 0026〜 0 - 0033% は〇印で表示 し た。

こ こ で時効指数 AI は 、 引張予歪 7 . 5 % の.と き の 変形 応 と こ れ をー且応力除荷 し 、 100'C x 30 minの熱処理 後再引張 し た と き の下降伏応力 と の差で示し た も の'であ り 、 引張方向は E延方向 であ る 。

ま た Ιϊ, ϊ⁷お よ ぴ E r 値の面内異方性を 示す ΔΕ ， T の定義は 次の と お り であ る。 ϋι 0: "^:" 2 45· ⁺ - 90*

4 r, + 2r 45 + r 90

r

4

1 ₀, + ώ ₉₀ ^e ― 4

r , 90 - ^2Γ45'

ΔΓ

2 ただ し Γ E ₀- と は 廷方向 と の角度が 0 度の ' r 値お よ び を 意味す る 。

第 1 図（A) ， 第 1 図（G)か ら G 量に関供な く Γ， AIは 0- 002 % 以上の 微量 Nb の添加に よ り 著 し く 向上する こ と が わか る 。 た だ し の 0. 012 % 以上の 添加は第 1 図（B)に示す如 く E が劣化 し て レ、 る 。 -

—方、 0 0 - 0010% で あ っ て Nb 無添加 の ^ 1 鐲は AI が 3 fe?fy¾m²以下で、 実質的非時勃性が得 ら れ 1 ， Γも 高 く ほぼ 目 的 と す る特性が得 ら れてい る が、 第 2 図（A) , 第 2 図（B)に示す如 く 、 r 値 ， E 面内異方性が極めて大き い と い う 欠点が あ る。 と こ ろ が こ れに微量 の Nb を添加す る こ と に よ り E ， ΔΓ が著 し く 潦少 し面内異方性が小さ く な る こ と を 発見 した。 こ の こ と か ら 、 G = 0 - 0009〜0 * 0033 % の極低炭素 ァ ル ミ キ ル ド鋼に 0. 002〜 0 - 010% の を 添加する こ とに よ り ， r 値が高 く 更に非時効性と 同時に異方性の小さ

ΟΜΠ レ、 も の が得 ら れた。

更に i続 く 研究に よ り 、 前記現象は Nb 以外に おい て も 、 Ti， V, Zr， W の単独あ る い は複合添加す る場合に も 見出さ れた。 ま た こ れ ら 添加錕に B を さ ら に複合添加 す る と 延性が向上 し 材質上有効であ る こ と も 判明 した 。

G が極 め て 低い ア ル ミ キ ル ド鋸に前記の 等の元素 の微量添加 がす ぐれた特性を生 じ る理由につい ては必ず し も 明確では な いが、 次の 如 く 考え ら れ る 。 いずれ も 炭 窒化物形成元素であ る か ら 、 ま ず析出物の 効果が考え ら れ る が添加量 も 少な く 、 か つ C 量が極め て低い領域であ る か ら 、 C を完全に析出固定す る こ と は著 し く 困難で あ る と 考え ら れ、 Nb 等の 固溶状態 と し て の作用が大き い と 推定で き る 。

次に本発明の成分の 限定理 由につい て説明する 。

C ： 0 - 0040% 以下

G は連続焼鈍法に おいて十分な る延拴 と r 億 を得る た め、 ま た耐時効性のた めに も 0 - 0 O4O5S 以下でなけ れば な ら ない。 また連続镜鈍で あ り 冷却達度が速 く P に よ る 脆化現象 は ほ と ん ど問題 と な ら ないの で下限を 限定す る 必要は な い。

Mn ： 0. 03〜 0. 30%

Mn は赤熱脆性を防止す る た め 0. 03% 以上必要であ る が、 0.30 % を越す と （111) 集合耝 の発達が阻害さ れ 深絞 り 性が劣化する の で 0 . 03〜 0 * 30 % に限定 した。

P ： 0 · 150 % 以下

P は 固溶硬化能が大き く 、 ¾量で引張強さ を上昇さ せ、 深絞 り 性を劣化させ る 度合 も 小さ い の で、 高強度の深絞 り 性鋼板を得る には極め て有効な元素であ る が、 0 - 15 0 % を越え る と 点溶接性が劣化する の で 0 - 150% 以下に 限 At 7L o

S ： 0 - 02 0 % 以下

S は 0 . 020% を 越え る と 延拴の劣化が大き く な る の で 0 - 020% 以下に限定 した。

Ν : 0 · 007 % 以下 '

Ν も G と 同様に 固溶状態に お いて 、 深絞 り 性、 耐時芴 性等を劣化さ せる の で 0.007 % 以下に 限定 した。

酸可溶 Α ： 0 - 005〜 0 - 15 0 %

酸可溶 は脱酸お よ び N の 固定に 0 . 005 % 以上必要で あ る'が 0 . 15 0% を越え る 含有は延性の劣化お よ び介在物 の増加 を き た すの で、 0 - 005〜 0 . 150 % の範囲に限定 し た o

Nb， Ti, V, Zr, W ： 0. 002〜 0. 010%

こ れ ら の 元素の添加は本発明では特に重要であ り 、 こ れ ら元素の合計で 0. 002 % 以上の添加 に よ って極低炭素 ア ル ミ キ ル ド ^の深絞 り 拴のみな ら ず時効特性お よ び r 値、 伸び等の面内異方性を著 し く 改善す る点で同一の 作

OMH 用効果を も た ら すが、 0 - 0 10 % を越え る と 伸びの 劣化が 甚 し いの で合計量で 0 - 002〜 0 . 010% の範囲 内に 限定 し た o

上記の各限定量 を も つて本発明の深絞 り 用冷延鋼板の 基本成分 と す る が、 更に B を同時に含有す る 深絞 り 冷延 鋼板に お いて本発明の 目 的 を よ り 有効に達成で き る 。 そ の 限定理 由は 次の如 く であ る 。

B ： 0 - 005 % 以下

B を単独 で添加す る こ と は深絞 り 性を劣化さ せ る の で 無意味であ る が、 上記の Nb 等の元素 と 複合添加す る 場合 の み深絞 り 性が劣化せず降伏強度の 低下お よ び伸びの上 昇が得 ら れ、 プ レ ス 成形性に 有効であ り 、 0 . 0010% 以上 を好適 と す る が、 0. 005 0% を越え て も そ の 効果は飽和す る の で、 0 . 0050% 以下に 限定 し た。

次に上記組成の深絞 り 延鏺板の 製造工程について 説 明す る。 ま ず製鑣法は特に指定 し な いが、 G を 0 . 0040 % 以下に す る に は転炉法一脱ガ ス法の組み合わせ が有'効 であ る 。 鐧片への加工は造瑰— 分塊 E延ぉ よ び連続鏡造 の いずれ の方法で も よ い。 熱間 E延は ホ ッ ト ス ト リ ッ プ ミ ルに お いて通常の条伴で よ く 、 仕上温度は 83 O'C 以上、 卷取温度 は形状の確保 お よ び ^浼拴の観点か ら 400 〜

750°C の範囲 が好ま し い。

熱延鑕帯は 酸洗後冷間 E廷を行 う が、 E下率は 5 0 % 以

OMH ¹ 上であ る こ と が深絞 り 性を確保す る た めに望 ま し い。 冷延鋼板を連続焼鈍する には最高到達温度 7 0 0'C 以上 が必要であ る。 7 0 O'C 未満では再結晶粒の 成長が不十分 で、 す ぐれた加工拴が得 ら れない。 ま た 9 5 O'C を越え る s と 延性お よ び絞 り 拴の劣化が甚 しい。 従って連続焼鈍に お ける 加熱温度は 7 0 0〜 9 5 O'C の 範囲 に 限定 した が、 7 5 0 〜 9 0 O'C の範囲が最も 望ま しい。 均熱保持時間は特に 限 定 し ない が、 材質確保 と 経済性の た め に 1 0秒〜 3分が好 適であ る 。 焼鈍後の冷却法 も 限定し な い が、 均熱温度か » ら 7 0 O'C 近傍までの 徐冷は 時効特性の 向上に有効であ る。

ま た 2 次加工脆化を 防止す る こ と は通常の連続焼鈍の 冷 却法で容易にでき る が、 0 . I'C/se c 以下の徐冷、 あ る レ、 は 7 0 0〜 3 0 O'C に お け る 1 0 分間以上の 滞留は避ける こ と が好ま し い。 ま た過時効帯 を有する 連続焼鈍 ラ イ ン に お » いて、 本発明鑼を過時効処理 して も 材質に ほ と ん ど影響 を与え ないの で、 特に必要は な く 、 L な く て も なん ら 支 障は ない

本発明の燒鈍材は Δェ が 3 ^f/ r? 以下であ って遅時効拴 であ る が、 若干の降伏点俾びを有する こ と があ る ので、 =o 2 % 以下の 篛質 E延を付加する こ と ができ る 。

本発明法は か く の如き処理に よ り 、 極低炭素ア ル ミ キ ル ド鋼に微量の Nb 等を添加 した鐳か ら 遅時効性、 異方性 小な る 深絞 り 甩冷延鑌板を 製造する こ と ができ た。 i な お本発明法は ラ ィ ン 内焼鈍方式の連続溶融亜紿め つ き ラ イ ン に よ る 亜鉛め つ き 鍩板の製造に も 適用でき る。 均熱条件お よ び亜鉛浴の 温度約 5 0 O 'C ま での冷却法は前 記の と お り であ り 、 め つ き 後の冷却法 も 任意で よ く 、 更

« に合金化処理 も 可能であ る 。 発 明 実 施 の 最 良 の 形 態 実 施 例 1.

第 2 表 に示す成分お よ び巻取温度の鏢を冷延鐯板と し た後、 第 3 図に示 し た ヒ ー ト サ イ ク ル で連続焼鈍 ラ イ ン あ る い は 連続溶融亜鉛め つ き ラ イ ン を通板 し 、 そ の 引張 特性、 時効特性お よ び脆性を第 3 表に 示 し た。

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3 表

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* 引' 予歪 7.5%における応力と、 これを一日.除荷し loo'c x 30minの熱処: ϋ後の下降伏応力との ^であらわした、 時効指数 '

JIS Ζ2249に従うコ二カルカツプ, 験を行ってカツブ状に 1次加工し、 ついで O'Cに 10分 fli]保持 したのち、 術 エネルギー 5 : fx imで落 li試験を行ったときの割れ ¾さで評価した。

いずれ の場合も 時効特拴、 深絞 り 性に す ぐれ、 面内異 方性が小さ い冷延鑛板が得 ら れた。

また亜铅めっ き ラ イ ン に通板 し た 3 お よ び ^ 6 の 亜 給めつき 性に関す る 結果は良好であ った。

M. 10 は引張強さ 3 5 ^f/^r.² 級の高張力鑑の 例であ る-が、 時効特性、 深絞 り 性 と も に良好な結果を示 し て い る 。

上記の実腌例の結果か ら も 明 ら か な如 く 、 本発明法は 極低炭素錕に微量の lib 等を添加 し 、 冷延鑕板を 7 0 0 〜 95 O'C の温度範囲で連続焼鋅する こ と に よ り 遅時効拴、 異方栓小な る 深絞 り 用冷延 ^板を製造す る こ と ができ た。

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Claims

請 求 の 範 囲

—重量比に て G :- 0 . 004 % 以下、 Mn： 0 . 03〜 0 - 30 %、 P : 0. 15 0% 以下、 S : 0. 020 以下、 N ： 0. 007 % 以 下、 酸可溶 AZ : 0 . 005〜 0 - 150 % を 含有 し 、 更に Nb， Ti， V, Zr， W の う ち か ら 選ばれた 1 種 も し く は 2 種 以上を合計で 0 - 002〜 0. 010 を含有 し 、 残部が Fe お よ び不可避的不純物 よ り 成る 冷延鍩板の 製造方法に おいて 、 前記冷延鋼板を 7 00〜 95 0'C の 温度範囲に お いて 違続焼鈍する こ と を特徵 と する 遅時効性、 異方性0 小な る 深絞 り 甩冷延鑣板の 製造方法。

2. 重量比にて C : 0. 004 % 以下、 Μη : 0 - 03〜 0. 3 0%、 Ρ ： 0. 15 0% 以下、 S : 0 · 020 % 以下、 Ν ： 0 - 007 % 以- - 下、 酸可溶 Α·ί : 0 . 005〜0 · 150 % を含有 し、 更に Nb， Ti， V, ΖΓ， W の う ち か ら 選ばれた 1 種 も し く は 2 種S 以上を合計で 0 . 002〜 0 - 010% を含有す る 冷延鋼板の 製造方法において、 前記成分の他に更に B : 0. 0050 % 以下を 含み残部が Fe お よ び不可避的不純物よ り 成る 冷延錕板を 700〜 95 O'C の 温度範囲に お いて連続焼鈍 する こ と を特徵 と す る 遅時菏拴、 異方性の小な る 深絞 り 用冷延鎞板の 製造方法つ '

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