WO1988010319A1 - High-strength, cold-rolled steel sheet having high gamma value and process for its production - Google Patents

High-strength, cold-rolled steel sheet having high gamma value and process for its production Download PDF

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WO1988010319A1
WO1988010319A1 PCT/JP1988/000640 JP8800640W WO8810319A1 WO 1988010319 A1 WO1988010319 A1 WO 1988010319A1 JP 8800640 W JP8800640 W JP 8800640W WO 8810319 A1 WO8810319 A1 WO 8810319A1
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less
steel sheet
cold
rolled steel
strength
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PCT/JP1988/000640
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English (en)
French (fr)
Inventor
Koji Kishida
Osamu Akisue
Original Assignee
Nippon Steel Corporation
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Publication date
Application filed by Nippon Steel Corporation filed Critical Nippon Steel Corporation
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Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/16Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing copper

Definitions

  • the present invention provides a high-r-value, high-strength rolled steel sheet that meets these needs. Background technology
  • an A 1 quilted steel sheet with P added for example, Japanese Examined Patent Publication No. 5 9-2 0 7 3 3
  • T with P added
  • ultra-low carbon steel sheets containing i and Nb for example, Japanese Examined Patent Publication No. 6-0-4 7 3 2 8
  • the tensile strength of these high strength steel sheets is at most 40 to 45 kgf / mm 2 or less. Therefore, it does not meet the recent new requirements for cold-rolled steel sheets.
  • the high r value high strength ingot steel sheet of the present invention is C 0.010% or less, Mn 0.05 to 0.5%, Si 1.0% or less, S 0.001 to 0.030%, P 0.10% or less, N 0.0050% or less, Sol .A1 0.005 to 0 ⁇ 10%, Gu 0.8 to 2.2% v
  • a basic component which has other unavoidable elements, one or two kinds of Ti and Nb, and Ni are added.
  • it may further contain B.
  • the method for producing a high-strength cold-rolled steel sheet having a high r value according to the present invention and the first method for the cold-rolled steel sheet having the above-mentioned chemical composition is recrystallization annealing at a temperature of 750 ° C or higher.
  • the second method of manufacturing high-strength hot-rolled steel sheet with a high r value which is characterized by heat treatment for 1 minute or more in the temperature range of 450 to 7 QQ ° C.
  • recrystallization annealing is performed at a temperature of 750 ° C or higher, then cooled to a temperature of less than 450'C within 1 minute to obtain a product, and after processing deformation, heat treatment is performed again in a temperature range of 450 ° C or higher. It is a method of manufacturing a cold rolled steel sheet that increases the strength of the product by applying it, and the aging treatment in the second method is applied to the entire formed product. , Local welding by spot welding, arc welding, partial laser irradiation, etc. This includes the case of heat.
  • the present inventors have a continuous annealing method on an industrial scale that is normally used at present, that is, a heating arm-a soaking rim-a primary cooling ram-an over-aging treatment arm-a secondary cooling zone.
  • a continuous annealing method on an industrial scale that is normally used at present, that is, a heating arm-a soaking rim-a primary cooling ram-an over-aging treatment arm-a secondary cooling zone.
  • Figure 1 shows a steel containing Mn 0.15%, Si 0.02%, S 0.010%, ⁇ 0.01%, ⁇ 0.0020%, Sol .A1 0.03%, and Cu 1.8% as a basic component, and a C content of Q .0015 to 0.0450. After melting the steel in the range of 0.1%, hot rolling and cold rolling in accordance with the usual method to obtain a steel sheet with a thickness Q .8 mm, and then at a temperature of 825 ° C.
  • Fig. 2 shows the effect of the Cu content on the r-value of steels with a C content of 0.01% or less. From this figure, it can be seen that the Cu content also contributes to the r value. C u is due to the fact that it is added to ultra-low carbon steel. ., Has the effect of increasing the strength of the steel sheet by precipitating after the development of the recrystallized texture with a high r value.
  • Fig. 3 is a diagram showing the relationship between the amount of Cu and the tensile strength, which is the second feature of the invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing the effect of the amount of Cu on the tensile strength of steel sheets that have been heat-treated at 400 and 550 for 3 minutes using a temporary strain treatment after being slowly torn in a cooling pad.
  • curve (a) shows the tensile strength of a steel sheet heat treated at 400 for X 3 minutes
  • curve (b) shows the tensile strength of a steel sheet heat treated at 550 for X 3 minutes.
  • the lower limit of the amount of Cu is set to 0.8% because it cannot be seen from Fig. 3 that the strength does not increase in the heat treatment for a short time when the amount of Gu is less than 0.8%. Thus, if the amount of Gu is less than 0.8%, the r value will decrease. On the other hand, if it exceeds 2.2%, the surface product award will be poor, so the upper limit is 2.2%.
  • the preferable Cu content is 2 to 2.0%.
  • the P content may be 0.03% or less.
  • addition of 0.06 to 0.10% P is preferable. However, if it exceeds 0.10%, secondary work cracking of the steel sheet will occur, so this is the upper limit.
  • S i is usually contained as 0.03% or less as an impurity, but 1.0% or more depending on the required strength level as an element that increases the strength of the steel sheet. Below 0.3% to 1.0% is added, but if it exceeds 1.0%, the scales that occur during hot rolling tend to cause surface defects on the steel sheet. The amount added is 1.0% or less.
  • the Mn and S contents are preferably low to increase the r-value and ductility of the steel sheet, and their upper limits are 0.5 and 0.030%, respectively.
  • the values are 0.05 to 0.30% and 0.001 to 0.010%, respectively. If the Mn content is too low, the surface defects of the steel sheet are likely to occur, so the lower limit is made 0.05%.
  • N is preferably 0.0050% or less in order to increase the r value and obtain high ductility.
  • the steel sheet is a non-aging steel sheet. With non-aging steel sheets, ductility does not decrease due to aging, and higher ductility steel sheets are obtained. In addition, one or two kinds of force ⁇ of T i and N b have the effect of increasing the r value of the steel sheet.
  • Nb also reacts with C, 0, N, etc. in the steel, so it must be considered together with these amounts, but these elements are fixed, and the high-grade black It is necessary to add O. Q 05% or more in order to obtain the additive property, while on the other hand, it is costly disadvantageous to add more than 0.2%.
  • Ni keeps the surface quality of the steel plate high and prevents hot embrittlement. It is effective for If necessary, it may be added in the range of Q .15 to 0.45%. ,
  • N i Due to the added force B of N i, N i is also concentrated in the above Cu enrichment part, increasing the melting point of the G u enrichment part.
  • the effect is small with the addition of less than Q .15%, while the addition of Ni with more than 0.45% is costly disadvantageous.
  • the inventors of the present invention have found that the compounding of B and C u causes the effect of significantly reducing A r 3 of steel. I found out.
  • the rolling end temperature must be A r 3 or higher in order to keep the material of the steel plate good.
  • C is set to Q.Q 15% or less, and accordingly, The A r 3 point is high and it is necessary to raise the rolling end temperature.
  • S 0 1 .A 1 should be in the range of 0 ⁇ 0 0 2 to 0.10% required to obtain the A 1 kid.
  • the coiling temperature after hot rolling is preferably 45 Q ° C or less. Is over 700 ° C.
  • a cold rolling reduction in the range of 50 to 85% is suitable for the purpose of the present invention.
  • the cold-rolled sheet is annealed at 750, and is continuously annealed at the above temperature.
  • Cu is dissolved at the same time.
  • recrystallization was not completed at a temperature of 750, which was unsatisfactory, and the solid solution of Cu was not sufficient.
  • 7 Q 0 to 45 Q ° C is required for steel sheets with high r value and high strength after continuous annealing. Cool to the above temperature range and perform Cu precipitation treatment for 1 minute or more within this temperature range.
  • Figure 4 shows the effect of the overaging treatment condition of continuous annealing on the tensile strength of surgical steel containing 1.38% Cu.
  • This method is a method for producing a steel sheet that has both a high r value and high strength at the stage where the continuous annealing has finished.
  • most of the Cu does not precipitate as a solid solution because the equilibrium solid solubility of Cu in the ferrite is large at a temperature above 700.
  • temperatures below 450 ° C Cu does not diffuse because the diffusion of Cu slows down.
  • Heat treatment is performed after this forming process to increase its strength.
  • the heat treatment conditions are shown in Fig. 4 in order to cause sufficient Cu precipitation with respect to temperature. For the same reason, it is necessary to have a temperature of 450 ° C or higher. It should be noted that when the heat treatment time and the heat treatment temperature are high, it may be extremely short, for example, Q .5 seconds.
  • the upper limit of the heat treatment temperature is 700, which is appropriate.
  • This heat treatment can be performed on the entire molded part to increase the overall strength, and by locally heating it to locally increase the strength.
  • You can ' As an example of the latter it can be considered that after forming into a frame of an automobile, a part of it is locally heated with a burner or the like. The frame of the small truck is loaded with an engine in the first half, so a load is applied. At present, measures such as welding a reinforcing plate are taken. If the steel sheet of the present invention is used for this part, it is possible to increase the strength only in the part under load. In addition, in order to increase the strength of the bearing, the entire part after processing is carburized or nitrided, but with the steel sheet of the present invention, partial heating is possible. Therefore, a significant increase in productivity is expected.
  • Fig. 1 is a graph showing the effect of the amount of C on the r-value of cold-rolled steel sheet containing 1.8% Cu
  • Fig. 2 is the graph showing the r-value of ultra-low carbon cold-rolled steel sheet.
  • a graph showing the effect of the amount of u is shown in Fig. 3.
  • Fig. 4 is a graph showing the effect of Cu content on the tensile strength by setting the overaging condition as a parameter
  • Fig. 4 shows the tensile strength of a rolled steel sheet containing 1.38% Cu.
  • it is a graph showing the effect of the heat treatment conditions.
  • the steel slabs from A to T shown in Table 1 were hot-rolled and wound under the conditions shown in the same table to obtain hot-rolled steel sheets with a drawn thickness of 3.2 mm.
  • the steel sheet was cold-rolled to 8 mm, then subjected to recrystallization annealing and Cu precipitation treatment shown in the table.
  • Table 2 shows the mechanical properties of this steel sheet.
  • the steels of the present invention ⁇ ⁇ and I ⁇ have high strengths exceeding 4.5 kgf / mm 2 , while r-values are extremely high and have characteristics not found in conventional steel. ..
  • the comparative steels F and C have a large amount, so the r value is low and the elongation is also low.
  • Comparative steel G has a high r value, but a small amount of C u. Therefore, the strength does not increase in the short-time heat treatment following recrystallization annealing, and the target strength is not reached.
  • Comparative Steel H did not complete recrystallization because the soaking temperature during continuous annealing was low, and the r-value elongation was also low.
  • the steel of the present invention A ⁇ E your good beauty]: tensile strength Re not the stomach ⁇ T is 4 5 k ⁇ f / mm 2 high-strength Oh Ri Naga et al. That exceed, rather than high and extremely is r values follow It has characteristics not found in conventional steel. However, in order to have such excellent characteristics, rolling was completed in the austenite single-phase region (A r 3 point or higher temperature), and the rolling process after rolling. Therefore, it is necessary to form random ferrite grains with a crystallographic orientation in order to transform from an austenite phase to a ferrite phase. However, the A r 3 points of these steels of the present invention are high, and as shown in Table 1, the hot rolling finish temperature is therefore high.
  • the hot rolling heating temperature is low, as already mentioned, that is, low temperature heating and high temperature rolling end.
  • B was added to the steels M to T of the present invention in combination. Based on the present inventors' new finding that the combined addition of a trace amount of B to a Gu-containing steel significantly reduces the A r 3 point, the present steel M-T In the above, the hot rolling finishing temperature was significantly lowered as shown in Table 1. As shown in Table 2, the mechanical properties of these steel sheets are as excellent as those of the invention steel A in which B is not added. ,
  • Example 2-Steels 1 and 2 having the compositions shown in Table 3 were hot-rolled, cold-rolled and continuously annealed under the conditions shown in the same table to obtain a 1.2 m ra thick rolled steel sheet.
  • Got These steel plates are made by pressing and welding. Molded into After forming into a pressure vessel, the sample was cut out. The plate thickness strain of the cut out sample was about 14%.
  • Table 4 shows the tensile strength of this sample and the tensile strength after heat treatment at 630 for 5 minutes (corresponding to stress relief annealing of the pressure vessel). ..
  • the amount of strength increase ATS in the table is from the tensile strength after press forming and heat treatment to that before forming. It is the value obtained by subtracting the tensile strength of postponed steel sheet. While the comparative steel is significantly softer than the heat treatment after working, the steel of the present invention has achieved a further increase in strength than the heat treatment after working.
  • high productivity and high continuous annealing process high tensile strength with r value of 45 to 75 kgf / mm 2 It is the first time that the production of high-strength cold-rolled steel sheet is possible.

Description

明 細 書 高 r 値を有す る高強度拎延鋼板及びそ の製造方法 技術分野
最近の泠延鋼板の利用者側か ら の冷延鋼板 に対す る特性値 上の要求の一つ は?令延鋼板の益 々 の高強度化で あ る と 同時 に 高い加工性を保持 し て い る こ と で あ る 。 本発明 は こ れ ら の要 求 に応え る高 r 値高強度拎延鋼板を提供す る も の で あ る。 背景技術
従来の高 r 値を有 し た高強度冷延鋼板 と し て は P を添加 し た A 1キル ド 鋼板 (例え ば、 特公昭 5 9 - 2 0 7 3 3 ) や P を添加 し た T iお よ び N b含有超極低炭素鋼板 (例え ば、 特公昭 6 0 - 4 7 3 2 8 ) があ る 。 し か し なが ら こ れ ら の高強度鋼板の引張強さ はせい ぜぃ 4 0 か ら 4 5 k g f / m m 2 以下で あ る 。 従 っ て最近の冷延鋼 板 に対す る新 し い要求を満足す る も の で は ない。
最近の高加工性冷延鋼板の材質 に対す る利用者側か ら の材 質 に対す る益々 の高性能化の要求 ほ強 ま る ばか り で あ る 。 即 ち 、 高加工変形を必要 と す る複雑な形状を し た部品が増 え て き て い る こ と と あ わせ て、 部品の高強度化 と 鋼板の薄手化 に よ る 部品の軽量化 を図 っ て い く 必要性 が高 く な っ て き て い る 。' ま た、 鋼板の利用者側での変形加工処理工程を出来 る 限 り 少な く し て低 コ ス ト 化を図る 必要性も 近年 と み に増え て い る 。 従 っ て 、 従来の鋼板で は到底利用者側の要求 を満たす も の で は な い。 従来の技術 レ ベル範囲の高 r 値高強度鋼板の引張強さ はせ いぜぃ 4 5 kgf/mm2 以下であ る 。 一般的 に鋼板の強度を上げ る ため に各種の強化元素を添加す る と強度の上昇と 共に r 値 は低 く な り 高強度鋼板で は高 r 値は得 ら れない と する のが従 来の認識であ る 。
本発明で は従采不可能と さ れてい た引張強さ 4 5 kgf/mm2 以上の鋼板に おいて さ えも高い r 値が得 ら れる新規な冷延鋼 板 と そ の製造方法を開発 し た も の で あ る 。
発明の開示
本発明の高 r 値高強度拎延鋼板 は、 C 0.010%以下、 Mn 0.05 ~ 0.5 %、 Si 1.0%以下、 S 0.001〜 0.030 %、 P 0.10 %以下、 N 0.0050 %以下、 Sol .A1 0.005〜 0 · 10%、 Gu 0.8 〜 2.2 % v その他不可避的元素を舍有す る も の を基本的成分 と し て、 こ れ に Ti , Nbの一種ま た は二種を、 更 に は Niを、 ま た更 に ほ B を含有さ せ る こ と も あ る 。
又、 本発明 の高 r 値を有す る 高強度冷延鋼板の製造方法 ほ、 上記成分組成を有する冷延鋼板に対し て第 1 番 目 の方法 が 750 °C以上の温度で再結晶焼鈍 し、 つづい て 450 〜 7 Q Q °C の温度範囲で 1 分以上の熱処理を施す こ と を特徵 と す る高 r 値を有する高強度泠延鋼板の製造方法で あ り 、 第 2 番 目 の方 法ほ 750 °C以上の温度で再結晶焼鈍を し、 次いで 1 分以内 に 450 'C未満の温度ま で冷却 し て製品 と し、 加工変形後に再び 450 °C以上の温度範囲の熱処理を施す こ と に よ っ て そ の強度 を高強度化 し う る冷延鋼板の製造方法で あ り 、 第 2 番 目 の方 法 に 於 け る熟処理 は、 成形加工品の全体 に施す場合 と 、 ス ポ ッ ト 溶接、 アーク 溶接、 部分 レーザー照射等 に よ る局部加 熱の場合を含む も ので あ る 。
本発明者等は、 現在通常 に採用 さ れて い る工業的規模での 連続焼鈍方式、 即ち加熱带 -均熱蒂 - 1 次冷却蒂 - 過時効処 理带 - 2 次冷却帯を有す る連続焼鈍方式 に よ る高 r 値高強度 冷延鋼板の工業的製造方法を検討 し、 低炭素鋼 に種 々 の元素 を単独あ る い は複合添加す る 研究を行 っ た結果、 C 量を低減 し且つ G uを添加す る こ と に よ っ て高い r 値 と 高強度を同時 に 達成 し う る こ と を新規 に 知見 し た。
C 量ほ高強度 レ ベ ル に な っ て も極め て高い r 値 と 高い延性 を確保す る た め に極力低減さ せ る こ と が必要で あ る 。 第 1 図 は Mn 0.15 % 、 Si 0.02 % 、 S 0.010% , Ρ 0.01 % 、 Ν 0.0020 %、 Sol . Α1 0.03 %、 Cu 1.8% を含む鋼を基本成分 と し、 C 量を Q .0015〜 0.0450%の範囲で変化さ せ た鋼を溶製. し、 常法 に従い熱間圧延お よ び冷間圧延を施 し板厚 Q .8 mm の 鋼板 と し た後、 825 °C の温度 に て 1 分間保持 し 、 550 ま で 5 °C 秒で冷却 し、 続い て 55 Q °C で 5 分間熱処理 し た時の C 量 と Γ 値の関係 に つい て調べ た グ ラ フ で あ る 。 同図か ら 、 C 量が 0.01 %以下の本発明鋼で は、 C 量が高い比較鋼 に対 し r 値が 0.4〜 5 も高 く 、 C 量を制御す る こ と に よ り 極め て高 レ、 r 値が確保 し う る 事が認め ら れ る 。 従 っ て 、 C 量 と し て ほ、 0.01 Q %以下 に す る 必要があ る 。 こ れ以上の C 量 に な る と r 値お よ び延性が下が り 本発明の 目 的が達成さ れ ない。 特 に好 ま し い C 量は 0.0005〜 0.0030 % で あ る 。
次 に第 2 図は C 量が 0.01 %以下の鋼の r 値 に 及ぼす C u量の 影響を示 し た図で あ る 。 同図よ り 、 Cu量も r 値 に寄与 し て い る こ と が認め ら れ る 。 C uは極低炭素鋼 に添加す る こ と に よ つ て.、 r 値の高い再結晶集合組織の発達を終えて か ら析出さ せ て鋼板の強度を高め る 効果を持つ。 第 3 図 ほ末発明の第 2 の特徴で あ る Cu量 と 引張強さ の関係 を示 し た図 で あ る 。 C 0.0025 %、 Mn 0.15 % . Si 0.60 %、 S 0.015%、 P 0。08 % 、 N 0.0025 %、 So 1. A I 0.03 % を含む鋼 を基本成分 と し、 Cu量を 0〜 2.45% の範囲で添加 し た鋼を溶製し、 常法に 従い熱 圧延—お よ び 令間圧延を施 し板厚 ϋ .8mm の鋼板 と し た 後、 850 で で再結晶焼鈍 し、 続いて 1 次冷却帚で徐拎後、 過 時劾処理蒂を利用 し て、 400 お よ び 550 で 3 分間熱処理し た鋼板の引張強さ に お よ ぼす C u量の影響を示し た図で ある。 図中、 曲線 (a) は 400 で X 3 分の熱処理を し た鋼板、 曲線 (b) は 550 で X 3 分の熱処理を し た鋼板の引張強さ を示す。
C u量の下限を 0.8 % と し たの は、 0.8 %未満の G u量で は短時 間の熱処理で は強度が上昇 し ないのみな ら ず、 第 3 図か らも 明 ら か な よ う に、 0.8 %未満の G u量で はむ し ろ r 値の低下を 引 き起こ す ため であ る 。 一方、 2.2 % を超え る と 表面品賞が 劣ィヒす る の で、 上限は 2.2 % と す る 。 好ま し い Cu量は 2 〜 2.0 %であ る 。
P ほ鋼板の強度お よ び耐食性を向上さ せ る元素 と し て有効 であ る が、 そ の必要が ない と き ほ、 P 量は 0.03 %以下であ つ て も よい。 一方、 鋼板の強度お よ び耐食性を向上さ せ る場合 に は、 0.06〜 0.10 % の P の添加が好ま しい。 しか し、 0.10% を超え る と 鋼板の二次加工割れが発生する の でそれを上限 と す る 。
S iは通常、 不純物 と し て 0.03 %以下含ま れる が、 鋼板の強 度を上げ る元素 と し て そ の必要強度 レ ベ ル に応 じ て 1.0 %以 下、 好 ま し く ほ 0.3 〜 1 · 0 %添加す る が 1.0 % を超 え る と 熱 延時 に 発生す る ス ケール に よ っ て鋼板の表面疵が発生 し や す く な る の で そ の添加量 は 1.0 %以下 と す る 。
M nお よ び S 量 は鋼板の r 値や延性 を高め る に は低い ほ う が 好 ま し く 、 そ れ ぞ れ の 上限 を 0.5 , 0.030 % と し 、 好 ま し く ほ 、 そ れ ぞ れ、 0.05〜 0.30% 、 0.001 〜 0.010 % と す る 。 Mn 量が あ ま り 低 く な り す ぎ る と 鋼板 の表面疵が発生 し易 く な る の で そ の下限 を 0.05 % と す る 。
N は r 値を高め、 高延性を得 る た め に は低い方が好 ま し く 0.0050%以下 と す る 。
T i , N bの 一種 ま た は 二種 を そ れ ぞ れ 0. 01〜 2 , 0. 005〜 0.2 % の範囲で添加す る と C と N は こ れ ら に よ っ て 固定 さ れ 鋼板 は非時効性の鋼板 に な る 。 非時効性鋼板 に な る と 時効 に よ る 延性の低下 は な く な り 一層 の高延性鋼板が得 ら れ る 。 ま た 、 T i , N bの一種 ま た は二種の添力 Π は鋼板の r 値を よ り 高い も の に す る 効果が あ る 。
Tiは鋼中 の C , 0 , N , S な ど と 反応す る の で、 こ れ ら の 量 と 併せ考 え ね ば な ら な い が、 こ れ ら の元素 を 固定 し 、 高度 の ブ レ ス加工性 を得 る た め に は Q . Q 1 %以上の添加が必要で あ り 、 一方 0.2 % よ り 多 く す る こ と は コ ス ト 的 に 不利で あ-る 。
Nbも 鋼中 の C , 0 , N な ど と 反応す る の で 、 こ れ ら の量 と 併 せ 考 え ね ば な ら な い が 、 こ れ ら の 元素 を 固定 し 、 高度 の ブ レ ス 加-ェ性 を 得 る た め に は 0. Q 05 % 以上 の 添加 が 必要 で あ り 、 一方 0 .2 % よ り 多 く す る こ と は コ ス ト 的 に 不利 で あ る 。
N iは鋼板の表面品質を高品位 に 保 ち 、 熱間脆性 を防止す る の に有効であ る 。 必要に応.じて Q . 1 5〜 0 . 4 5 %の範囲で添加 し て も よ い。 、
C u添加鋼の熱間脆性ほ鋼表面 に生成 し たスケールの下に形 成さ れる G u濃縮部が、 その融点以上に加熱される こ と に よ つ て液状 と な り 、 オーステナイ ト 粒界に浸透する こ と に よ っ て 引 き起.こ される 。 し たが っ てス ラ ブの熱延段階での熱間脆性 を防止す る に ほ、 G u 濃縮部の融点以下で加熱す る こ と が理想 で あ り 、 1 0 8 0 °C 以下の加熱が望ま しい。 しか し、 加熱温度の 低下は圧延荷重の増加を も た ら す ため、 圧延機の性能に よ つ て必ず し も 1 0 8 0 t以下の加熱は実施で き ない。 こ の場合に は N iの添加が有効であ る 。 N iの添力 B に よ り 、 上記の C u濃縮部 に N iも濃縮さ れ、 G u濃縮部の融点を上げ る 。 Q . 1 5 %未満の添加 で はその効果ほ小さ く 、 一方 0 . 4 5 %を超える N iの添加はコ ス ト 的 に不利であ る。
次 に B で あ る が、 B ほ C uと 複合添加さ れる こ と に よ っ て鋼 の A r 3 を著 し く 低下させ-る効果の あ る こ と を本発明者等は新 親 に知見 し た。 本発明鋼の熱延に おいて、 圧延終了温度は鐧 板の材質を良好に保つ為 A r 3 以上であ る こ と が必要であ る 。 しか る に本発明鋼 におレヽて は、 前述の如 く G uの固溶も し く は 析出を制御する ため に C を Q . Q 1 5 %以下 と し て お り 、 従っ て そ の A r 3 点は高く 、 圧延終了温度を高 く する 必要があ る 。 一 方、 本凳明鋼板の表面品質を高品位に保っ ため に は加熱温度 を低 く す る こ と が望ま し レヽ こ と は既 に述べた と お り で あ り 、 低温加熱 と 高温で の圧延終了 と い う 製造上の 困難が と も な う 。 本発明者 ら ほ こ の観点か ら 、 C uを添加 し た極低炭素鋼の A r 3 に お よ ぼす元素の影響を検討 し、 B の添加に よ っ て A r 3 点が大幅 に低下す る こ と を知見 し た。 Q . 0 0 0 1 %未満の添加で は A r 3 点低下の絶対値が小 さ い た め 、 下限 を 0 . 0 0 0 1 % と す る。 一方、 0 . 0 0 3 0 % を超え る B の添加は コ ス ト 的 に不利であ る 。 なお、 こ の範囲の B の添加 は 2 次加工割れ性を向上さ せ る上で も好 ま しい。
以上述べ た T i , N bの一種 ま た は二種の添加、 N iの添加お よ び B の添加は単独で添力 Π し て も 、 そ れ ら の二種以上を複合添 加 し て も効果を発撣す る 。
S 0 1 . A 1は A 1キル ド を得る た め に 必要な 0 · 0 0 2 〜 0 . 1 0 %の範 囲 に すればよ い。
次 に熱間圧延工程で は、 連続錶造機か ら 直送 さ れ た高温鐯 片 ま た は、 加熱 に よ っ て得 ら れた高温錶片 を A r 3 以上の温度 で熱 '間圧延を行 う 。
熱間圧延後の巻取温度 に つい て は特 に制限ほ ないが、 5 0 0 〜 6 5 Q t: で巻 き 取 っ た場合、 熱延板中 に C uが微細 に析出 し、 こ れが引 き 続 く 冷間圧延後の焼鈍時 に再結晶を遅 ら せ る作用 を も っ た め、 好 ま し く は熱延後の巻取温度 は 4 5 Q °C 以下も し く は 7 0 0 °C 以上 と す る 。
次 に冷間圧延 に つ い て で あ る が、 高 r 値を得 る 為 に は冷延 圧下率は高い方が良い。 5 0 〜 8 5 %の範囲の冷延圧下率で あ れば本発明の 目 的 に適 う 。
冷間圧延板の焼鈍は 7 5 0 で 以上の温度で連続焼鈍を行い、 再結晶さ せ る と 同時 に C uの固溶を はか る 。 こ の際、 7 5 0 で 未 満の温度で は再結晶が完了 せず、 し か も C uの固溶 も十分で は ない。 連続焼鈍後で高 r 値 と 同時 に高強度を も っ た鋼板 に す る場合ほ、 7 5 Q °C 以上の温度での再結晶焼鈍後 7 Q 0 〜 4 5 Q °C の温度範囲に 冷却 し此の温度範囲で 1 分以上の C uの析出処 理を施す。 第 4 図は 1 . 3 8 % C uを含有した术癸明鐧の引張強さ に お よぼす連続焼鈍の過時効処理条件の影響を示す。 第 4 図 か ら明 ら かな如 く 、 熱処理温度が 4 5 0 °C未満の場合に は、 ェ 業的実施の範囲内で時間をか けて も 、 G uの析出が不十分で強 度の上昇が図れない こ と が分か る 。 一方、 熱処理時間に つい て は、 C u の析出量は熱処理時間の増加 と と も に増大す る 。 术 発明者等の実験 に よ れば、 熱処理温度が高温の場合 に は 1 分 以下 (例えば 0 . 1 分程度) で も C uの析出 は起こ る が、 不十分 で あ り 、 又、 工業的規模の過時効処理帯での滞留時間は最低 1 分程度であ る の で、 こ の観点か ら工業的熱処理時間の下限 を 1 分 と し た も の で あ る 。 こ の方法は連続焼鈍が終わ っ た段 階で高 r 値と高強度を同時に兼ね備えた鋼板を製造す る方法 であ る 。 こ の場合、 7 0 0 で を超え る温度で ほ フ ェ ラ イ ト 中の C uの平衡固溶度が大き い ため、 大部分の C uは固溶 し た ま ま で 析出せず、 一方、 4 5 0 'C未満の温度で は C uの拡散が遅く なる ため C uの析出が起 こ ら ない。
一方、 7 5 Q で以上の温度での再結晶焼鈍後 1 分以内に 4 5 0 .°C未満の温度に f令却 し一次製品 と し、 そ れ に成形加工を施し そ の加工された製品 に 4 5 Q 〜 7 0 Q °C の範囲の熱処理を加え G u を析出さ せて加工部品の強度を高め る こ と も本発明の方法で あ る。 こ の場合、 冷却に 1 分を超え る時間がかか る と 十分な C uの過飽和固溶が得 ら れない。 ま た人 4 5 0 で 以上の温度ま で しか冷却 し ない場合 に は、 1 次製品の段階で既に の析出が 起こ つ て し ま う ため、 成形加工時の延性が十分 に は高 く な ら なレ、 。 こ の方法を採用すれば、 成形加工時の鋼板の強度は低 く 軟 質で さ ら に延性も十分 に高いの で一層複雑な難成形部品の加 ェも可能 と な り 、 従来の技術で は得 ら れ なか っ た高強度部品 が得 ら れれ る よ う に な る。
こ の成形加工後 に熱処理を施 し て そ の強度を高め る が、 こ の熱処理条件は、 温度 に つ い て は C uの析出を十分起 こ さ せ る た め に 、 第 4 図 と 同様 な理 由 に よ り 、 4 5 0 °C 以上 が必要で あ る 。 尚 、 熱処理時間 ほ 、 熱処理温度 が高い場合 に は 、 例え ば、 Q . 5 秒 と い っ た極め て短時間で も よ い。 尚又、 熱処理温 度の上限は 7 0 0 で が適当で あ る 。
こ の熱処理ほ、 成形加ェ部品全体 に つい て行い、 全体の強 度の増加を図る こ と も で き る し、 又局部的 に加熱を行 っ て局 部的 に強度増加を図る こ と も'出来る 。 こ の後者の一例 と し て は、 自動車の フ レーム に ブ レ ス成形後、 そ の一部を局部的 に バーナー等で加熱す る こ と が考え ら れ る 。 小型 ト ラ ッ ク の フ レ ー ム は、 前半分はエ ン ジ ン を積む為荷重がか か り 、 現在は 補強板を溶接す る等の対策が取 ら れて い る 。 本発明鋼板を こ の部品 に使え ば、 荷重のかか る部分の み強度上昇を図 る こ と が可能 と な る 。 又、 軸受 け は軸受 け部分の強度上昇を図る た め、 加工後部品全体を浸炭焼 き 入れ も し く は窒化処理 し て い る が、 本発明鋼板を使 え ば-部分加熱が可能 と な り 、 大幅な生 産性の増加が期待さ れ る 。
図面の簡単な説明
第 1 図は 1 . 8 % C uを含有 し た冷延鋼板の r 値 に 及ぼす C 量 の影響を示すグ ラ フ 、 第 2 図は極低炭素冷延鋼板の r 値 に 及 ぼす C u量の影響を示すグ ラ フ 、 第 3 図 ほ極低炭素冷延鋼板の 引張強さ に お よ ぼす C u量の影響を過時効処理条件をパ ラ メ一 ター と し て示すグ ラ フ 、 第 4 図ほ 1.38% Cuを含有 し た拎延鋼 板の引張強さ に お よ ぼす熱処理条件の影響を示すグ ラ フ であ る 。
発明を実施す る ための最良の形態
実施例 1
第 1 表に示 し た A〜 T ま での鋼片を同表に示す条件で熱延 し巻き取 り 、 扳厚 3 · 2 mm の熱延鋼板を得た。 その鋼板を 8 mmま で冷間圧延を施し た後、 同表に示す再結晶焼鈍お よ び C u の析出処理を施 し た。 こ の鋼板の機械的性質を第 2 表に示 す。
Figure imgf000013_0001
表 (つづき)
熱"延仕 卷取温度 連 続 焼 鈍
鋼 Cu Ni B 卜涓度 備 考 ) (で min)一 (で min)
A 1.88 913 340 本発明錮
B 1.27 905 750 本発明鋼
C 1.68 898 400 800X 2 一 600 X 3 本発明鋼
D 1.19 0.18 911 360 800x 1 - 550 x 5 本発明鋼
E 1.38 _ ― 904 780 本発明鋼
F 1.34· ― 892 400 800X 1 一 550 x 5 比較鋼
o c
G 0.61 ― 907 400 800 X 1 — 550 X 5 比較鋼
X X X X
X X
H 1.24 _ 913 400 700 X 1 - 550 X 5 比.較鋼
I 1.35 0.40 903 330 800 X 1 - 600 X 5 本発明鋼
J 1.42 一 905 - 300 800X 1 一 600 X 5 )1
χ X
- O
1.36 0.21 906 320 800 1 - 600 X 5n i 7/ し 1.38 0.30 860 250 n
M 1.37 0.0004 852 240 j)
N 1.34 0.0006 855 220 800X 1 一 議 x 5 ノ /
0 1.42 0.0005 860 300 n
P 1.37 0.25 0.0008 845 280 )}
Q 1.33 0.0003 865 26¾ ))
R 1.39 0.42 0.0006, 85 & 210 800X 1 - 600 X 5 ノ
S 1.37 0.19 0.0009 851 340 //
T 1.36 0.32 0.0010 848 320 800X 1 一 600 X 5 ノノ 第 2 表 試験材の機械的性質
Figure imgf000015_0001
本発明鋼 Α Ε お よ び I Τ は 4 .5 kgf /mm2 を超 え る高強 度で あ り なが ら 、 r 値は極め て高 く 従来の鋼 に ない特徴を有 し て レヽ る 。 こ れ に 対 し 比較鋼 F ほ C 量が 多 い た め r 値が低 く 、 伸びも 低い。 比較鋼 G は高い r 値を持つが、 C u量が少な い た め再結晶焼鈍に引 き続く 短時間の熱処理で は強度が上ら ず、 目 的 と する強度に達 し ない。 比較鋼 H は連続焼鈍時の均 熱温度が低い ため再結晶が完了 し て お ら ず、 r 値伸び と も低 い。
本発明鋼 A 〜 E お よ び ]: 〜 T は い ず れ も 引張強 さ が 4 5 k § f / m m 2 を超え る高強度で あ り なが ら 、 r 値は極め て高 く 従 来の鋼 に ない特徴を有 し て い る 。 し か し、 こ の よ う な優れた 特性を有す る ため に ほオース テ ナ イ ト 单相域 (A r 3点以上の温 度) で圧延を終了 し、 圧延後の.拎却過程でオース テナ イ ト 相 か ら フ ェ ラ イ ト 相に変態さ せる こ と に よ り 、 結晶方位の ラ ン ダム な フ ェ ラ イ ト 粒 と す る こ と が必要で あ る 。 し か る に、 こ れ ら の本発明鋼の A r 3 点は高く 、 従っ て第 1 表 に示す よ う に 熱延仕上温度は高 く してい る 。 しか し、 G u添加 起因す る熱 間脆性を回避す る に ほ、 熱延加熱温度は低い ほ ど望ま しい こ と は既に述べた通 り で あ り 、 低温加熱でかつ高温圧延終了 と い う 製造上の困難があ る。 こ の問題点を解決す る手段 と して 本発明鋼 M 〜 T に は B を複合添加 し た。 G u 含有鋼に微量の B を複合添加す る こ と に よ り 、 A r 3点が大幅 に低下する と い う 本 発明者 ら の新た な知見 に基づ き 、 本発 鋼 M〜 T に おいて ほ 熱延仕上温度を第 1 表に示す如 く 大幅 に低 く し た。 こ れ ら の 鋼板の機械的性質は第 2 表に示す如 く 、 B を添加し レヽ ない 本発明鋼 A のそ れ ら と 同様優れてい る 。 ,
実施例 2 - 第 3 表に示す組成の鋼 1 お よ び 2 を同表に示す条件で熱間 圧延、 冷間圧延お よび連続焼鈍を し、 板厚 1 . 2 m ra の拎延鐧板 を得た。 こ れ ら の鋼板を ブ レ ス加工及び溶接に よ り 圧力容器 に成形加工 し た。 圧力容器 に成形加工後、 サ ン ブルを切 り 出 し た。 切 り 出 し た サ ン ブルの板厚歪は約 1 4 % で あ っ た。 こ のサ ン ブルの ま ま での引張強さ お よ び 6 3 0 で で 5 分間の熱処 理 (圧力容器の応力除去焼鈍 に相当す る ) 後の引張強さ を第 4 表に示す。 同表中の強度上昇量 A T Sは、 ブ レ ス成形お よ び 熱処理後の引張強さ か ら成形前の?令延鋼板の引張強さ を引 い た値で あ る 。 比較鋼 は加工後の熱処理 に よ り 大幅 に軟ィヒ し て い る の に対 し、 本発明鋼ほ加工後の熱処理 に よ り 更な る 強度 上昇が達成さ れて い る 。
第 3表 試験村の化学組成 (wt¾) と熱延、 冶延、 連続焼鈍条件および機械的性質
Figure imgf000018_0001
Figure imgf000018_0002
Figure imgf000018_0003
果 4 表
ブレス加工後 引張強さ 熱処理後の引張強さ 3S 反 上 升 直 鋼 (kgf/mm2) (kgf/ram2) 厶 TS (kgf/mm2)
1 49.1 5B .3 . 17.9
2 51.4 40.2 -1.1 産業上の利用可能性 .
以上詳述 し た よ う に 本発明 に よ っ て 、 高い生産性 を も つ 連続焼鈍 プ ロ セ ス で高い : r 値 を も っ た 引張強 さ 4 5 〜 7 5 kgf/mm2 の高強度冷延鋼板の製造が初め て可能 と な る も の で あ る。

Claims

Figure imgf000020_0001
C 0.010%以下、 n 0.05 〜 0.5 %、 Si 1.0%以下、 S 0.001 〜 0.030 %、 P 0.10 %以下、 N 0.0050 %以下、 Sol . AL 0.005〜 0.一一一 ια1青0%、 Cu 0.8~ 2.2 % を含有し、 残部 Fe お よび不可避的元素から な り 、 主 と し て再結晶 フ ラ イ ト 单相組織か ら な る こ と を特徴 と す る高 r 値を有す る高強度 の
冷延鋼板。
C 0.010%以下、 Mn 0.05 〜 0 , 5 %、 Si 1.0%以下、 S 0.001 〜 0.030 %、 P 0.10 %以下囲、 N 0.0050 %以下、 Sol .Al 0.005〜 0.10%、 Cu 0.8 ~ 2.2 % にカロえ て Tiま た は Nbの一種も し く は二種を そ れぞれ 0。 01〜 0.2 %、 0.005 ~ 0.2 % の範囲で含有 し 、 残部 及び不可避的元素か ら な り 、 主 と し て再結晶フ ラ イ ト 単相組織か ら な る こ と を特 徵 と する高 r値を有す る高強度拎延鋼板。
C 0.010%以下、 Mn 0.05 ~ 0.5 %、 S i 1 , 0%以下、 S 0.001 〜 0.030 %、 P 0.10 %以下、 N 0.0050 %以下、
S 0 L . A 1 0.005〜 0.10% 、 C u 0.8 ~ 2.2 %、 N i 0.15 〜 0.45 % を含有し、 残部 F eお よ び不可避的元素か ら な り 、 主 と し て再結晶 フ ラ イ 卜 単相組織か ら な る こ と を特徴 と す る高 r 値を有す る高強度冷延鋼板。
C 0.010 %以下、 n 0.05 〜 0.5 % 、 S i 1.0 %以下、 S 0 .001~ 0.030 % 、 P 0 . 10 %以下、 0.0050 %以 下、 Sol . A1 ϋ · 005〜 0.10% 、 Cu 0.8〜 2.2 % B 0.0001 〜 0.0030 % を舍有 し 、 残部 F eお よ び不可避的元素か ら な り 、 主 と し て再結晶 フ ェ ラ イ ト 単相組織か ら な る こ と を特 徴 と す る高 r 値を有す る高強度冷延鋼板。
C 0.010%以下、 Mn 0.05 〜 0.5 % 、 Si 1.0%以下、 S 0.001 〜 0.030 %、 P 0.10 %以下、 N 0.0050 %以下、 So 1. A 1 0.005〜 0.10% 、 Cu 0 · 8〜 2.2 %、 N i 0.15 〜 0.45 % に力 Πえ て T iま た は N bの一種も し く は二種を そ れ ぞれ 0.01 〜 0.2. % 、 0.005〜 0.2% の範囲で含有 し、 残部 Fe及び不 可避的元素か ら な り 、 主 と し て再結晶 フ ラ イ 卜 单相組緘織 か ら な る こ と を特徴 と す る 高 r 値 を有す る 高強度冷延鋼 板。
C 0. Q1Q%以下、 Mn 0.05 〜 0.5 % 、 Si 1.0%以下、 S 0.001 〜 G3Q % 、 P 0.10 %以下、 N 0.0050 %以下、 S 01. A 1 0.005〜 0.10% 、 C u 0.8 ~ 2.2 % 、 B 0.0001 〜 0.0030 % に加え て T iま た は N bの一種も し く は二種を それぞ れ 0.01〜 2 % 、 0.005〜 0 · 2 %の範囲で含有 し、 残部 F e 及び不可避的元素か ら な り 、 主 と し て再結晶 フ ラ イ ト 単 相組織か ら な る こ と を特徴 と す る高 r 値を有す る高強度冷 延鋼板。
C 0.010%以下、 Mn 0.05 〜 0.5 % 、 Si 1.0%以下、 S 0.001 〜 Q .03D % 、 P 0.10 %以下、 N 0.0050 %以下、 S 01. A 1 0.005〜 0.10% 、 Cu 0.8 ~ 2.2 % 、 N i 0.15 〜 0.45 % 、 B 0.0001 〜 0.0030% を含有 し、 残部 Fe及び不可避的 元素か ら な り 、 主 と し て再結晶 フ ラ イ ト 単相組織か ら な る こ と を特徴 と す る高 r 値を有す る高強度冷延鋼板。
C 0.010%以下、 Mn 0.05 〜 0.5 % 、 Si 1.0%以下、 S 0.001 〜 Q . Q3Q % 、 P 0.10 %以下、 N 0.0050 %以下、 Sol . Al 0.005〜 0.10%、 Cu 0.8 ~ 2.2 %、 N i 0..15 ~ 0.45 %、 B 0.0001 〜 0.0030% に加 え て Tiま た は Nbの一種も し く ほ二種を そ れぞれ 0.01〜 0.2 %、 0。 005〜 0.2% の範囲 で含有し、 残部 F e及び不可避的元素か ら な り 、 主 と して再 結晶フ ラ イ ト 单相組織か ら な る こ と を特徴 と する高 r 値 を有す る高強度冷延鋼板。 .
請求の範囲第 1 項か ら第 8 項記載の成分組成を有す る鐧 を、 Ar3 点以上の温度で熱間圧延 して コ イ ル と な し、 次い で冷間圧延を施 し、 得 ら れた冷延鋼带を 750 以上の温度 で再結晶焼鈍 し、 続いて 450 〜 700 で の温度範囲で 1 分以 上の熱処理を施す こ と を特徴 と す る高 r 値を有する高強度 冷延鋼板の製造方法。
請求の範囲第 1 項か ら第 8 項記載の成分組成を有す る綱 を、 A r 3 点以上の温度で熱間圧延 し て コ イ ル と な し、 次い で冷間圧延を施し、 得 ら れた冷延鋼帯を 75 Q t以上の温度 で再結晶焼鈍を し、 次い で 1 分以内に 45 Q °C未満の温度ま で冷却 し て製 ·τ¾ と し、 加工変形後に再び 450 以上の温度 範囲の熱処理を施す こ と に よ っ て そ の強度を高強度化 し う る冷延鐧板の製造方法。
熱処理を、 変形加工品全体に施す、 請求の範囲第 10項の 方法。
熱処理が、 変形加ェ品の部分的加熱であ る 、 請求の範囲 第 10項の方法。
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