WO2005083140A1 - 高強度極薄冷延鋼板、その製造方法、それを用いたガスケット用材料およびそれを用いたガスケット材 - Google Patents

高強度極薄冷延鋼板、その製造方法、それを用いたガスケット用材料およびそれを用いたガスケット材 Download PDF

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Shinichi Aoki
Hiroyasu Itoh
Satoshi Ohi
Toshiyuki Ueda
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Toyo Kohan Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a high-strength ultra-thin cold-rolled steel sheet having excellent workability and spring properties, which is used as a sealing material for each opening including a cylinder in an internal combustion engine, a method for producing the same, and a method for producing the same.
  • the present invention relates to a gasket material used and a gasket material using the same. In particular, it relates to materials represented by gaskets for sealing automobile engines.
  • the asbestos substitute material a material obtained by performing composite processing with a mild steel sheet using aramide fiber or graphite is used. As a completely different structure from the conventional gasket, a stainless steel coated with rubber paint is also used.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-194935
  • Patent Document 2 JP-A-2000-109957
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a usage mode of the gasket material.
  • a bead portion 42 is formed in the gasket material 41 interposed between the cylinder 43 and the cylinder head 44 in order to improve the sealing performance.
  • the requirements for the gasket material 41 are the workability and the spring property at the time of bead processing. This workability and springiness are contradicting metallurgy.
  • a high-strength ultrathin cold-rolled material which is inexpensive, has excellent gas sealing properties and is excellent in spring properties while harmonizing good workability with spring properties.
  • An object of the present invention is to provide a steel sheet and a method for manufacturing the same.
  • Still another object of the present invention is to provide a cylinder opening having a particularly good resiliency required for sealing performance, and various openings such as a cooling water opening, a lubricating oil opening, and a bolt hole.
  • the purpose of the present invention is to provide a gasket material having excellent spring properties, which can be well adapted to various types of materials and has good sealing properties with a good spring property.
  • S. ”) requires 800MPa or more.
  • the gasket must have an elongation of 8% or more (total elongation: hereinafter referred to as “T. EL.”) For bead processing.
  • the strength f and the tensile strength (T.S.) of IS5 piece need to be 700MPa or more.
  • the steel constituting the high-strength ultra-thin cold rolled steel sheet is one or two of the following: Ti: 0.01-0.2%, Nb: 0.05-0.1%, and B: 0.001-0.01%.
  • the cold-rolled steel sheet preferably contains ferrite having an average grain size of 5 zm to 12 ⁇ m and martensite having an average grain size of 5 ⁇ m or less, and has a volume fraction of 30%. It is desirable to have the following martensite structure.
  • the method for producing a high-strength ultrathin cold-rolled steel sheet according to claim 4 is, by weight%, C: 0.03-0.20%, Si: ⁇ 0.5%, Mn: 0.5-3.0%, P: ⁇ 0.1%, S: ⁇ 0.06%, A1: ⁇ 0.1%, N: 0.0010-0.0160%, hot-worked continuous structure consisting of Fe and unavoidable impurities so that the average grain size is 5 ⁇ or less. Rolling, pickling and then cold rolling at a rolling rate of 30-90%.
  • the method for producing a high-strength ultra-thin cold-rolled steel sheet according to claim 5 is, by weight%, C: 0.03-0.20%, Si: ⁇ 0.5%, Mn: 0.5-3.0%, P: ⁇ 0.1%, S: ⁇ 0.06%, A1: ⁇ 0.1%, N: 0.0010-0.0160%, hot-worked continuous structure consisting of Fe and unavoidable impurities so that the average grain size is 5 ⁇ or less.
  • Rolling, pickling, cold rolling at a rolling rate of 30 to 90%, continuous annealing at 700 ° C or more or box annealing at 550 ° C or more, and secondary rolling at a rolling rate of 60% or less Rolling or temper rolling is performed.
  • the method for producing a high-strength ultrathin cold-rolled steel sheet according to claim 6 is, by weight%, C: 0.03-0.20%, Si: ⁇ 0.5%, Mn: 0.5-3.0%, P: ⁇ 0.1%, S: ⁇ 0.06%, A1: ⁇ 0.1%, N: 0.0010-0.0160%, heat the continuous structure consisting of Fe and unavoidable impurities so that the average crystal grain size is 5 xm or less.
  • the gasket material according to claim 8 is, by weight%, C: 0.03-0.20%, Si: ⁇ 0.5%, Mn: 0.5-3.0%, P: ⁇ 0.1%, S: ⁇ 0.06%, Al: ⁇ 0.1%, N: 0.0010 0.0160%, the continuous structure consisting of Fe and unavoidable impurities, average grain size Hot rolled so as to be 5 ⁇ m or less, pickling, cold rolling at a rolling rate of 30-90%, and zinc or nickel plating on the surface.
  • the gasket material according to claim 9 is, by weight%, C: 0. 03-0.20%, Si: ⁇ 0.5%, Mn: 0.5-3.0%, P: ⁇ 0.1%, S: ⁇ 0.06%, Al: ⁇ 0.1%, N: 0.0010 0.0160%, the continuous structure consisting of Fe and unavoidable impurities, average grain size Hot rolling to a force of ⁇ ⁇ or less, after pickling, cold rolling at a rolling rate of 30-90%, and then continuous annealing at 700 ° C or more or box-type annealing at 550 ° C or more It is characterized by being subjected to secondary rolling or temper rolling at a rolling ratio of 60% or less, and then to Zn or Ni plating on the surface.
  • the gasket material according to claim 10 is, in terms of% by weight, C: 0. 03-0.20%, Si: ⁇ 0.5%, Mn: 0.5-3.0%, P: ⁇ 0.1%, S: ⁇ 0.06%, Al: ⁇ 0.1%, N: 0.0010—0.0160%, the continuous grain consisting of balance Fe and unavoidable impurities, average grain Hot-rolled so that the diameter is 5 ⁇ or less, after pickling, cold-rolled at a rolling rate of 30 to 90%, and then annealed by continuous annealing or box-type annealing, and then a rolling rate of 60% or less Secondary rolling, followed by continuous annealing at 700 ° C or higher or box-type annealing at 550 ° C or higher, followed by tertiary rolling or temper rolling at a rolling reduction of 60% or less, and further Zn coating on the surface.
  • the gasket material according to any one of claims 8 to 10 is, in terms of steel weight% by weight constituting the gasket material, Ti: 0.01-0.2%, Nb: 0.005-0.1. . /. And B: 0.001 0.01. /. Of these, it is desirable to further contain one or two of them.
  • the gasket material according to claim 12 is the gasket material according to any one of claims 8 to 11. It is characterized by being manufactured using a gasket material.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a method for evaluating the workability of a gasket.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a test method for evaluating spring properties.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a usage mode of a gasket material for a spring.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a usage mode of a gasket material having a bent estuary.
  • T indicates the compression amount
  • T1 indicates the restoration amount
  • 41 indicates the gasket material
  • 42 indicates the bead portion.
  • the steel components of the high-strength ultra-thin cold-rolled steel sheet used as the material for the gasket as the base sheet of the present invention are, by weight%, C: 0.03-0.20%, Si: ⁇ 0.5%, Mn : 0.5-3.0%, P: ⁇ 0.1%, S: ⁇ 0.06%, Al: ⁇ 0.1%, N: 0.0010-0.160%, balance Fe and inevitable It consists of various impurities. Ti: 0.01-0.2%, Nb: 0.005-0.1%, and B: 0.001 0.0
  • C is desirably at least 0.03% by weight because of the high degree of tempering of a high-strength ultrathin cold-rolled steel sheet used as a gasket material.
  • C exceeds 0.2% by weight, the amount of carbide precipitation increases and the workability of the steel sheet decreases, and at the same time, the load of cold rolling increases, the shape deteriorates, and the steel sheet passes through the continuous annealing process. It may cause a decrease in productivity such as inhibition of sex. Therefore, in the present invention, the upper limit of the component C is set to 0.20% by weight.
  • Si has a large solid solution strengthening function in steel and is an effective element for obtaining spring properties. Therefore, 0.1% by weight or more is necessary. Also, Si is better in terms of material strengthening, the more, the better, but the load of cold rolling increases and the shape is deteriorated, so the upper limit is set to 0.50% by weight.
  • Mn is a component necessary for preventing red hot embrittlement during hot rolling due to S, which is an impurity, and at the same time, imparts a high degree of tempering to the original sheet as in the case of C, so that the Mn component is 0. 5% by weight or more.
  • the upper limit of Mn component is set to 3.0% by weight.
  • P is a component for refining crystal grains, and increases the strength of the original plate, so that it adds a certain amount of calorie and impairs corrosion resistance.
  • the corrosion resistance, particularly the pitting resistance is remarkably reduced. Therefore, the upper limit of the P component is set to 0.10% by weight.
  • S is an impurity component that causes red-hot embrittlement during hot rolling, and is desirably as small as possible. However, it cannot completely prevent contamination from iron ore and the like, and desulfurization during the process is difficult. Therefore, some residuals are unavoidable. Since the red embrittlement due to a small amount of residual S can be reduced by Mn, the upper limit of the S component is set to 0.06% by weight.
  • A1 is added to the steel bath as a deoxidizing agent during steelmaking.
  • A1 is used as an oxidation inhibitor during continuous production and as an anti-seizure agent for molds during continuous production.
  • the excess A1 reacts with the oxygen in the type I powder used, inhibiting the original powder effect. Therefore, the amount of A1 should be 0.10% by weight or less.
  • N gives a high degree of tempering to the original plate, similar to C and Mn. Although it is a necessary component for strengthening the steel, if it is less than 0.001% by weight, it will cause difficulty in steel making. The stability of the product is remarkably reduced due to a decrease in the yield, and the anisotropy during press molding is significantly deteriorated. Further, cracks occur on the surface of the continuous structure, which causes structure defects. Therefore, in the present invention, the range of the N component is set to 0.001 to 0.01% by weight.
  • Ti and Nb form a carbonitride compound and have an effect of immediately refining crystal grains.
  • the lower limit of Nb is 0.005% by weight, and 1 is 0.01% by weight.
  • the recrystallization temperature must be raised and the continuous annealing temperature must be raised, which increases costs. Therefore, the upper limit of Ti is set to 0.2% by weight, and the upper limit of Nb is set to 0.1% by weight.
  • B is an element necessary for obtaining martensite, which is an important structure of the present invention, and has the effect of reducing segregation and grain coarsening in the grain boundary to refine the crystal grains. If necessary, add 0.001% by weight or more. Also, since the effect is saturated even if it is too much, the upper limit of the B component is set to 0.01% by weight for reasons such as cost.
  • N is preferably 1100 ° C or more from the viewpoint of active decomposition and solid solution of N and stable securing of hot finish rolling temperature. If the hot rolling finish temperature is lower than the Ar3 point, the crystal structure of the hot steel strip is mixed and coarsened, and the desired strength cannot be obtained.Therefore, the hot rolling finish temperature should be higher than the Ar3 point. desirable.
  • the rolling ratio and cooling conditions in the hot rolling finish rolling are not specified, but in order to obtain high strength, it is desirable to perform rapid cooling under as high pressure as possible so that the average crystal grain size is 5 zm or less. Further, it is desirable that the structure has a structure in which martensite is dispersed in ferrite having an average particle size of 5 x m or less.
  • the winding temperature is not specified in the present invention, the winding temperature is desirably 700 ° C. or less in order to suppress the coarsening of the crystal grains.
  • the steel sheet hot-rolled with the above-mentioned component system is cold-rolled.
  • This cold-rolling ratio is an important strength factor of the present invention together with the components, and in order to obtain a desired strength, 30-90% Do with.
  • the material that has been cold-rolled at a rolling rate of 30 to 90% as described above is degreased in the cleaning process and then annealed at a temperature of 700 ° C or higher for continuous annealing or 550 ° C or higher for batch annealing. I do.
  • the upper limit temperature is 830 ° C for continuous annealing and 700 ° C for box type annealing.
  • the strength of the secondary cold rolling after annealing increases as the rolling reduction increases, and is desirable. However, the elongation decreases. Therefore, when performing secondary cold rolling, the rolling reduction should be 60% or less. Thereafter, if necessary, surface roughness is imparted by temper rolling.
  • the cold-rolled steel sheet produced as above consists of ferrite with an average grain size of 5 xm to 12 zm or less and martensite with an average grain size of 5 ⁇ m or less and a volume fraction of 30% or less. It is desirable to have an organization. For spring applications, it is more desirable to have a structure in which ferrite having an average particle size of 2 zm or less and martensite having an average particle size of 5 ⁇ m or less have a volume fraction of 6% 30% or less. In processing applications, microstructures consisting of ferrite with an average particle size of —12 zm and martensite with an average particle size of 5 ⁇ m or less by volume percentage of 5% or less.
  • a cold-rolled steel sheet with an important spring property can have a finer structure and higher workability.
  • examples of the steel sheet of the present invention prepared as described above include a sheet-shaped and coil-shaped steel sheet, a steel foil, and a sheet obtained by performing a surface treatment on the steel sheet.
  • electrolytic chromic acid-treated steel sheets or ultra-thin tin-plated steel sheets, nickel-plated steel sheets, zinc-plated steel sheets, and these plated steel sheets have a two-layer structure of metal chromium in the lower layer and chromium hydrated oxide in the upper layer.
  • a chromium hydrated oxide or a surface treated with a two-layer structure consisting of a chromium hydrated oxide as the upper layer and a metal chromium layer as the lower layer is superior in terms of corrosion resistance.
  • Tables 1 (1/2) and (2/2) show the production conditions such as the steel composition and the rolling reduction, and Table 2 shows the characteristic evaluation results of the examples and comparative examples of the present invention.
  • Sample Nos. 1-7 which are examples of the present invention, have high tensile strength and excellent bendability.
  • Table 2 shows that for sample Nos. 1-3, which are used for processing purposes, the column for spring properties is X and cannot be applied for spring applications, but the column for bending workability is marked with ⁇ , indicating good bending properties. Yes.
  • the mark “ ⁇ ” indicates a good force. The bending force cannot be applied with X.
  • Sample No. 814 which is a comparative example, did not satisfy the characteristics of springability and bead workability, and could not be used for spring and katunje applications.
  • the X-mark is also shown in the item of the deviation and the deviation).
  • FIG. 2 shows the steps of a compression test, which is a test method for evaluating spring properties.
  • Fig. 2 (a) shows the state before compression of the machined bead
  • Fig. 2 (b) shows the state where a compression load is applied
  • Fig. 2 (c) shows the state where the compression load is removed. Show.
  • a compression load was applied to the bead portion from above using a compression tester. After the load was unloaded, a sample whose restoring amount (T1) exceeded 40% with respect to the compressing amount (T) was indicated by ⁇ because the spring property passed. On the other hand, when the restoration amount (T1) was 40% or less, the panel property was X and the specimen was rejected.
  • the bendability was evaluated by subjecting the sample to 180 ° bending at 0T and checking for the occurrence of cracking force in the sample.
  • the case where a crack occurred was represented as X, and was rejected.
  • the case where no crack was generated was represented by ⁇ , and the test was passed. Samples having an elongation of 15% or more had good bending workability.
  • the gasket material of the present invention can be used as a spring application in which workability and springability are balanced or a processing application excellent in 0T bending workability by slightly changing the manufacturing method. Thus, all have excellent gas sealing properties.
  • the gasket material further subjected to surface treatment exhibits excellent corrosion resistance even when exposed to a high temperature state, and exhibits stable gas sealing properties for a long period of time.
  • the gasket material of the present invention has particularly good spring characteristics required for sealing performance of an opening for a cylinder in a spring application, and has various characteristics such as a cooling water opening, a lubricating oil opening, and a bolt hole.
  • the opening can also be suitably used. In processing applications, it cannot be applied to spring applications, but it can be suitably used for various openings such as cooling water openings, lubricating oil openings, and bolt holes.

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Abstract

 安価で、加工性とばね性との調和をとりながら、高強度極薄冷延鋼板およびその製造法を提供し、冷却水用開口、潤滑油用開口およびボルト孔等の開口部について好適に用いられるシール性能が優れた安価なばね性に優れたガスケット材を提供することを目的とする。重量%で、C:0.03~0.20%、Si:≦0.5%、Mn:0.5~3.0%、P:≦0.1%、S:≦0.06%、Al:≦0.1%、N:0.0010~0.0160%、残部Feおよび不可避的な不純物よりなることを特徴とする高強度極薄冷延鋼板からなる。

Description

明 細 書
高強度極薄冷延鋼板、その製造方法、それを用いたガスケット用材料お よびそれを用いたガスケット材
技術分野
[0001] 本発明は、内燃機関において、シリンダを始めとする各開口部のシール材として使 用される、加工性およびばね性に優れた高強度極薄冷延鋼板、その製造方法、それ を用いたガスケット用材料およびそれを用いたガスケット材に関する。特に、 自動車 のエンジンのシール用ガスケットに代表される材料に関する。
背景技術
[0002] 自動車のエンジン回りには、シリンダーヘッドガスケットをはじめとして多くのガスケ ットが使用されている。このガスケット用材料として、従来はアスベストが使用されてき たが、環境問題およびエンジンの高性能化等に対処するため非アスベスト材料が模 索されている。
[0003] 前記アスベスト代替材料として、ァラミド繊維や黒鉛を用い、軟鋼板との複合加工と したものが使用されている。また、従来のガスケット構造と全く異なるものとして、ステ ンレス鋼にゴム塗料を塗装したものも使用されている。
[0004] 従来、冷延鋼板をガスケット用材料に用いたケースとして、再結晶温度以上に加熱 した後、急冷する方法が開示されている (例えば、特許文献 1参照)。この場合、急冷 するため、急冷後、冷延鋼板にそりが発生し、平坦性の点で問題がある。
[0005] また、ステンレス鋼板を提供する例が開示されてレ、る(例えば、特許文献 2参照照) 。しかし、ステンレス鋼板は高価であるため、不経済である。
[0006] 本出願に関する先行技術文献情報として次のものがある。
[0007] 特許文献 1 :特開平 09— 194935号公報
特許文献 2:特開 2000 - 109957号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] しかし、前記ァラミド繊維や黒鉛を用いたものや、ステンレス鋼にゴム塗料を塗装し たものは、他の材料との複合加工を行う必要があるため、コストアップとなるという問題 力 Sある。
[0009] 図 3はガスケット材の使用態様を示す模式断面図である。この図 3に示すように、シ リンダ 43とシリンダヘッド 44との間に介装されるガスケット材 41は、シール性を向上さ せるため、ビード部 42が形成されている。このため、ガスケット材 41としての要求は、 ビード加工時の加工性とばね性である。この加工性とばね性とは金属学上相反する 十生質である。
[0010] 即ち、一般に加工性を向上させるには鋼材を軟化させるのがよぐ一方ばね性を向 上させるためには、鋼材を硬化させるのがよい。この硬化させる方法としては、焼鈍後 の高レ、圧延率にて冷間圧延する方法が、安価で容易な手段として一般的であるが、 この方法においては、冷間圧延後の機械特性が圧延方向に平行な方向と直角な方 向とで異なるという異方性が生じ、ビード加工の際にある方向のみ割れが発生するこ とがあるという問題点があった。
[0011] 従って、本発明においては、安価で、力かる加工性とばね性との調和をとりながら、 すぐれたガスシール性を有するばね性に優れたガスケット用材料となる高強度極薄 冷延鋼板およびその製造方法を提供することを目的とする。
[0012] 更に、本発明の他の目的は、シリンダ用開口部のシール性能に必要なばね性が特 に良好であり、冷却水用開口、潤滑油用開口、およびボルト孔等の各種開口部につ いてもよく適応でき、ばね性の良好なシール性能が得られるばね性に優れたガスケッ ト材を提供することを目的とし、その強度は JIS5号片の引張強度 (抗張力:以下、「T . S.」という)で 800MPa以上を必要とする。また、ガスケットは前記のようにビード部 の加工に対しては、 8%以上の伸び (全伸び:以下、「T. EL.」という)が必要である。
[0013] 更に、ばね性が要求されるばね用途の他に、ガスケット材としては、図 4に示すよう に、折り曲げ力卩ェが要求される加工用途もある。その場合、その強度 fお IS5号片の 引張強度 (T. S. )で 700MPa以上を必要とし、 10。/o以上の伸び (T. EL. )、望まし くは、 12%以上の T. EL.が必要である。
課題を解決するための手段
[0014] 本発明者らが鋭意研究した結果、平均結晶粒径が 5 μ以下の熱延鋼板を酸洗し、 冷間圧延率と焼鈍温度、焼鈍時間を組み合わせて、加工性を有する高強度極薄冷 延鋼板を製造することが可能であることが判明し、本発明が完成された。
[0015] 前記目的を達成するため、請求項 1記載の高強度極薄冷延鋼板は、重量%で、 C:
0.03—0.20%、 Si:≤0.5%、 Mn:0.5—3.0%、 P:≤0.1%、 S:≤0.06%、 Al:≤0.1%、N:0.0010 0.0160%、残部 Feおよび不可避的な不純物よりなる ことを特徴とする。この場合、高強度極薄冷延鋼板を構成する鋼が、重量%で、 Ti:0 .01—0.2%、 Nb:0.05-0.1%および B:0.001—0.01%の内、 1種または 2 種を更に含有することが望ましぐまた、前記冷延鋼板は、平均粒径が 5 zm— 12 μ mのフェライトと、平均粒径が 5 μ m以下のマルテンサイトであって体積率が 30%以 下のマルテンサイトからなる組織を有することが望ましい。
[0016] 請求項 4記載の高強度極薄冷延鋼板の製造方法は、重量%で、 C:0.03-0.20 %、 Si:≤0.5%、 Mn:0.5— 3.0%、 P:≤0.1%、 S:≤0.06%、 A1:≤0. 1%、 N:0.0010— 0.0160%、残部 Feおよび不可避的な不純物よりなる連続铸造铸片 を、平均結晶粒径が 5 μΐη以下になるように熱間圧延し、酸洗後、圧延率が 30— 90 %の冷間圧延を施すことを特徴とする。
[0017] 請求項 5記載の高強度極薄冷延鋼板の製造方法は、重量%で、 C:0.03-0.20 %、 Si:≤0.5%、 Mn:0.5— 3.0%、 P:≤0.1%、 S:≤0.06%、 A1:≤0. 1%、 N:0.0010— 0.0160%、残部 Feおよび不可避的な不純物よりなる連続铸造铸片 を、平均結晶粒径が 5 μΐη以下になるように熱間圧延し、酸洗後、圧延率が 30— 90 %の冷間圧延を施し、その後 700°C以上の連続焼鈍または 550°C以上の箱型焼鈍 を行い、更に圧延率 60%以下の 2次圧延または調質圧延を施すことを特徴とする。
[0018] 請求項 6記載の高強度極薄冷延鋼板の製造方法は、重量%で、 C:0.03-0.20 %、 Si:≤0.5%、 Mn:0.5— 3.0%、 P:≤0.1%、 S:≤0.06%、 A1:≤0. 1%、 N:0.0010-0.0160%、残部 Feおよび不可避的な不純物よりなる連続錡造錡片 を、平均結晶粒径が 5 xm以下になるように熱間圧延し、酸洗後、圧延率が 30 90 %の冷間圧延を施し、その後連続焼鈍、または箱型焼鈍で焼鈍を行い、その後圧延 率 60%以下の 2次圧延を施し、その後、 700°C以上の連続焼鈍または 550°C以上 の箱型焼鈍を行い、更に、圧延率 60%以下の 3次圧延または調質圧延を施すことを 特徴とする。前記請求項 4乃至請求項 6のいずれかの高強度極薄冷延鋼板の製造 方法において、高強度極薄冷延鋼板を構成する鋼が、重量%で、 Ti:0. 01-0. 2 %、Nb:0. 005—0. 1%および Β:0· 001— 0. 01%の内、 1種または 2種を更に含 有することが望ましい。
[0019] 請求項 8記載のガスケット用材料は、重量%で、 C:0. 03-0. 20%、 Si:≤0. 5% 、 Mn:0. 5—3. 0%、 P:≤0. 1%、 S:≤0. 06%、 Al:≤0. 1%、 N:0. 0010 0. 0160%、残部 Feおよび不可避的な不純物よりなる連続铸造铸片を、平均結晶粒径 が 5 μ m以下になるように熱間圧延し、酸洗後、圧延率が 30 90%の冷間圧延を施 し、更に表面に Znまたは Niめっきを施してなることを特徴とする。
[0020] 請求項 9記載のガスケット用材料は、重量%で、 C:0. 03-0. 20%、 Si:≤0. 5% 、 Mn:0. 5—3. 0%、 P:≤0. 1%、 S:≤0. 06%、 Al:≤0. 1%、 N:0. 0010 0. 0160%、残部 Feおよび不可避的な不純物よりなる連続铸造铸片を、平均結晶粒径 力 ¾ μΐη以下になるように熱間圧延し、酸洗後、圧延率が 30— 90%の冷間圧延を施 し、その後 700°C以上の連続焼鈍または 550°C以上の箱型焼鈍を行レ、、その後圧 延率 60%以下の 2次圧延または調質圧延を施し、更に表面に Znまたは Niめっきを 施してなることを特徴とする。
[0021] 請求項 10記載のガスケット用材料は、重量%で、 C:0. 03-0. 20%、 Si:≤0. 5 %、 Mn:0. 5—3. 0%、 P:≤0. 1%、 S:≤0. 06%、 Al:≤0. 1%、 N:0. 0010— 0. 0160%、残部 Feおよび不可避的な不純物よりなる連続铸造铸片を、平均結晶 粒径が 5 μΐη以下になるように熱間圧延し、酸洗後、圧延率が 30— 90%の冷間圧延 を施し、その後連続焼鈍または箱型焼鈍で焼鈍を行い、その後圧延率 60%以下の 2 次圧延を施し、その後、 700°C以上の連続焼鈍または 550°C以上の箱型焼鈍を行い 、更に、圧延率 60%以下の 3次圧延または調質圧延を施し、更に表面に Znまたは N iめっきを施してなることを特徴とする。前記請求項 8乃至請求項 10のいずれかのガ スケット用材料は、ガスケット用材料を構成する鋼力 重量%で、 Ti:0. 01-0. 2% 、Nb:0. 005—0. 1。 /。および B:0. 001 0. 01。 /。の内、 1種または 2種を更に含有 することが望ましい。
[0022] 請求項 12記載のガスケット材は、請求項 8乃至請求項 11のいずれか 1項に記載の ガスケット用材料を用いて製造されたことを特徴とする。
図面の簡単な説明
[0023] [図 1]図 1はガスケットについての加工性の評価法の概略図である。
[図 2]図 2はばね性を評価するための試験法の概略図である。
[図 3]図 3はばね用途のガスケット材の使用態様を示す模式断面図である。
[図 4]図 4は折り曲げ河口を施したガスケット材の使用態様を示す模式断面図である。 図において、 Tは圧縮量を、 T1は復元量を、 41はガスケット材を、 42はビード部を 示す。
発明を実施するための最良の形態
[0024] 以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
[0025] 本発明の原板となるガスケット用材料となる高強度極薄冷延鋼板の鋼成分は、重量 %で、 C : 0. 03—0. 20%、 Si :≤0. 5%、 Mn : 0. 5—3. 0%、 P :≤0. 1 %, S :≤0 . 06%, Al :≤0. 1%、 N : 0. 0010—0. 0160%、残部 Feおよび不可避的な不純 物よりなる。また、 Ti : 0. 01-0. 2%、Nb : 0. 005—0. 1 %および B : 0. 001 0. 0
1 %の内、 1種または 2種を更に含有するとより望ましい。
[0026] Cはガスケット用材料となる高強度極薄冷延鋼板に高い調質度のため、 0. 03重量 %以上であることが望ましい。しかし、 Cが 0. 2重量%を超えると、炭化物析出量が増 大し鋼板の加工性の低下をもたらすと同時に、冷間圧延の負荷の増大、形状の劣化 、連続焼鈍工程での通板性阻害等、生産性低下の原因となる。そのため本発明にお いては C成分の上限値を 0. 20重量%とする。
[0027] Siは、鋼中では大きな固溶強化機能を持ち、ばね性を得るのに有効な元素である 。従って、 0. 1重量%以上は必要である。また、 Siは、材質強化面では、多いほど良 レ、が、冷間圧延の負荷の増大、形状の劣化を招くため上限値を 0. 50重量%とする
[0028] Mnは不純物である Sによる熱延中の赤熱脆性を防止するために必要な成分であ ると同時に、前記の Cと同様に原板に高い調質度を与えるため、 Mn成分は 0. 5重量 %以上とする。しかし、ここでも C同様に、多過ぎると冷間圧延の負荷の増大、スラブ 圧延中の割れ発生、形状の劣化、連続焼鈍工程での通板性阻害等、生産性低下の 原因となるため、 Mn成分は上限値を 3. 0重量%とする。
[0029] Pは結晶粒微細化成分であり、また原板の強度を高めることから一定の割合で添カロ される力 一方で耐食性を阻害する。本発明の用途としては、 Pが 0. 10重量%を超 えると耐食性、特に耐孔明性が著しく低下するため P成分の上限値を 0. 10重量%と する。
[0030] Sは熱延中において赤熱脆性を生じる不純物成分であり、極力少ないことが望まし いが、鉄鋼石等からの混入を完全に防止することができず、工程中の脱硫も困難な ことからある程度の残留もやむをえなレ、。少量の残留 Sによる赤熱脆性は Mnにより軽 減できるため、 S成分の上限値は 0. 06重量%とする。
[0031] A1は製鋼に際し脱酸剤として鋼浴中に添加されるが、 0. 10重量%以上になると連 続铸造時に酸化抑制剤、および、連続铸造での錡型への焼き付き防止剤として使用 する錡型パウダー中の酸素と過剰 A1が反応し、本来のパウダー効果を阻害する。し たがって、 A1量は 0. 10重量%以下とする。
[0032] Nは C, Mnと同様に原板に高い調質度を与える。耐カ強化のために必要な成分で あるが、 0. 001重量%より少なくすることは製鋼上の困難を生じ、また一方 0· 0160 重量%を超える添カ卩は製鋼時に添加するフエ口窒化物の歩留の低下が著しぐ安定 性に欠けると同時に、プレス成形時の異方性を著しく劣化させる。さらに連続铸造片 の表面に割れが生じ、铸造欠陥となるため本発明では N成分範囲を 0. 001— 0. 01 60重量%とする。
[0033] Ti、 Nbは炭窒化化合物を形成しやすぐ結晶粒を微細化する効果ある。 Nbは下 限を 0. 005重量%、1 は0. 01重量%とする。また、いずれの元素も多すぎると再結 晶温度を上昇させ、連続焼鈍温度を上げなければならず、コスト増である。そこで、 T iの上限は 0. 2重量%、 Nbの上限を 0. 1重量%とする。
[0034] Bは本発明の重要な組織であるマルテンサイトを得るために必要な元素であることと 粒界に偏析しゃすぐ結晶粒粗大化を低減し結晶粒を微細化する効果があるため、 必要に応じて 0. 001重量%以上を添加する。また、多過ぎてもその効果が飽和する ため、コストなどの理由から、 B成分の上限を 0. 01重量%とする。
[0035] 熱間圧延 熱間圧延工程における鋼片加熱温度は本発明において特定するものではないが
、Nの積極的分解固溶および熱間仕上圧延温度の安定的確保の見地から 1100°C 以上とするのが望ましい。熱間圧延仕上温度を Ar3点以下にすると、熱間鋼帯の結 晶組織が混粒化するとともに粗大化し、 目的の強度が得られないので熱間圧延仕上 温度は Ar3点以上とするのが望ましい。
熱延仕上圧延における圧延率、冷却条件は特定するものではないが、高強度を得 るためには、平均結晶粒径が 5 z m以下となるようにできるだけ高圧下、急冷すること が望ましい。また、平均粒径が 5 x m以下のフェライト中にマルテンサイトが分散して なる組織であることが望ましレ、。
卷き取り温度は本発明において特定するものではないが、結晶粒粗大化を抑制す るために卷取温度は 700°C以下とするのが望ましい。
[0036] 冷間圧延
前記の成分系で熱延された鋼板を冷間圧延するが、この冷間圧延率は、成分ととも に本発明の重要な強度因子であり、 目的の強度を得るために、 30— 90%で行う。
[0037] 焼鈍
前記のように圧延率 30— 90%の冷間圧延を施した材料は、クリーニング工程で脱 脂を施した後、連続焼鈍では 700°C以上または、バッチ焼鈍では 550°C以上の温度 で焼鈍する。上限温度は、連続焼鈍では 830°C、箱型焼鈍では 700°Cとする。
[0038] 2次冷間圧延
焼鈍後の 2次冷間圧延は圧延率が高くなると強度は増し、望ましいが、伸びが小さ くなるので、 2次冷間圧延を行う場合は、圧延率を 60%以下とする。その後、必要に より調質圧延により表面粗度を付与する。
以上のように作製した冷延鋼板は、平均粒径が 5 x m— 12 z m以下のフェライトと、 平均粒径が 5 μ m以下のマルテンサイトであって体積率が 30%以下のマルテンサイ トからなる組織を有することが望ましい。ばね用途では、平均粒径が 2 z m以下のフエ ライトと、平均粒径が 5 μ m以下のマルテンサイトが体積率で 6% 30%以下からな る組織を有することがより望ましい。加工用途では、平均粒径が — 12 z mのフ エライトと、平均粒径が 5 μ m以下のマルテンサイトが体積率で 5%以下からなる組織 を有することがより望ましい。このようにフェライトの結晶粒径とマルテンサイトの体積 比率を冷延率と焼鈍条件を組み合わせて制御することにより、ばね性が重要な冷延 鋼板には、より微細な組織とし、加工性を求められる冷延鋼板には粒径を大きくする ことで、それぞれに最適な特性を得ることが可能である。
[0039] つぎに、このようにして作成した本発明の鋼板としては、シート状およびコイル状の 鋼板、鋼箔およびそれらの鋼板に表面処理を施したものがあげられる。特に、下層が 金属クロム、上層がクロム水和酸化物の 2層構造をもつ電解クロム酸処理鋼板あるい は極薄錫めつき鋼板、ニッケルめっき鋼板、亜鉛めつき鋼板およびこれらのめっき鋼 板にクロム水和酸化物あるいは上層がクロム水和酸化物、下層が金属クロム層からな る 2層構造をもつ表面処理をほどこしたものが耐食性の点で優れている。
実施例
[0040] 本発明である実施例と比較例について、表 1 (1/2) (2/2)に鋼成分と圧延率など の製造条件を示し、表 2にその特性評価結果を示す。
[0041] 表 1と表 2より、本発明の実施例である試料 No. 1— 7は、高張力でかつ折り曲げ性 に優れる。表 2には、加工用途に用レ、る試料 No. 1— 3は、ばね性の欄は Xで、ばね 用途には適用できないが、折り曲げ加工性の欄は〇となり、良好な折り曲げ性を有し ている。ばね用途に用いる試料 No. 4— 7は、バネ評価及びビード加工の欄で〇印 と良好である力 折り曲げ力卩ェ性は Xで適用できなレ、。
[0042] 一方、比較例である試料 No. 8 14は、ばね性およびビード加工性の特性を満足 しておらず、ばね用途およびカ卩ェ用途には適用できなレ、(表 2のばね性及び力卩ェ性 の欄のレ、ずれの項目にも X印を記載)。
[0043] [表 1]
Figure imgf000011_0003
Figure imgf000011_0002
Figure imgf000011_0004
Figure imgf000011_0005
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Figure imgf000011_0007
Figure imgf000011_0008
Figure imgf000011_0001
ばね性およびビード加工性の評価
本発明のガスケットについてのビード加工性およびばね性の評価は下記のようにし て行った。まず、図 1に示すような断面形状に鋼板をプレス加工 (フランジ付きビード 溝加工)し、幅 w、高さ tのビード部を形成する。このビードカ卩ェ時にビード部に割れ が発生しない場合は〇で合格とし、一方、割れが発生するものは、ビードカ卩ェ性不合 格として評価 Xとした。 [0045] 図 2は、ばね性を評価するための試験法である圧縮試験の工程を示す。図 2の(a) は、加工ビード部の圧縮前の状態を示し、同図(b)は、圧縮荷重を負荷した状態を 示し、同図(c)は、圧縮荷重を除荷した状態を示す。
[0046] 図 2に示すように、圧縮試験機にてビード部に上方から圧縮荷重を負荷した。荷重 除荷後、圧縮量 (T)に対し復元量 (T1)が 40%を超えたものを、ばね性が合格で〇 で表した。一方、復元量 (T1)が 40%以下の場合は、パネ性が Xで、不合格とした。
[0047] [表 2]
Figure imgf000012_0002
Figure imgf000012_0001
[0048] 折り曲げ加工性評価
折り曲げ加工性は、試料を 0Tで 180° 折り曲げ加工を施し、試料に亀裂が起きる 力起きないかで評価した。亀裂が発生した場合を Xとして表し、不合格とした。逆に 亀裂が発生しなかった場合を、〇とし表し、合格とした。伸びが 15%以上を示す試料 は、この折り曲げ加工性が良好であった。
産業上の利用可能性
[0049] 本発明のガスケット材は、製造方法を少し変えることにより、加工性とばね性との調 和がとれているばね用途、あるいは、 0T折り曲げ加工性に優れている加工用途とし て、いずれもすぐれたガスシール性を有する。
[0050] さらに表面処理を施したガスケット材は、高温状態にさらされてもすぐれた耐食性を 示し、長期間安定したガスシール性を示す。
[0051] また、本発明のガスケット材は、ばね用途では、シリンダ用開口部のシール性能に 必要なばね特性が特に良好であり、冷却水用開口、潤滑油用開口、およびボルト孔 等の各種開口部についても好適に用いることができる。加工用途では、ばね用途に は適用できないが、冷却水用開口、潤滑油用開口、およびボルト孔等の各種開口部 につレ、ても好適に用いることができる。

Claims

請求の範囲
[1] 重量0 /0で、 C:0. 03-0. 20%, Si:≤0. 5%、Mn:0. 5-3. 0%, P:≤0. 1%、 S:≤0. 06%、 Al:≤0. 1%、 N:0. 0010—0. 0160%、残部 Feおよび不可避的 な不純物よりなることを特徴とする高強度極薄冷延鋼板。
[2] 高強度極薄冷延鋼板を構成する鋼が、重量%で、 Ti:0. 01-0. 2%、 Nb:0. 05 一 0. 1%および B:0. 001 0. 01%の内、 1種または 2種を更に含有することを特 徴とする請求項 1に記載の高強度極薄冷延鋼板。
[3] 前記高強度極薄冷延鋼板は、平均粒径が 5 / m— 12 / mのフェライトと、平均粒径 が 5 μ m以下のマルテンサイトであって体積率が 30%以下のマルテンサイトからなる 組織を有することを特徴とする請求項 1または請求項 2に記載の高強度極薄冷延鋼 板。
[4] 重量0 /0で、 C:0. 03-0. 20%, Si:≤0. 5%、Mn:0. 5— 3. 0%, P:≤0. 1%、 S:≤0. 06%、 Al:≤0. 1%、 N:0. 0010—0. 0160%、残部 Feおよび不可避的 な不純物よりなる連続铸造铸片を、平均結晶粒径が 5 μΐη以下になるように熱間圧 延し、酸洗後、圧延率が 30— 90%の冷間圧延を施すことを特徴とする高強度極薄 冷延鋼板の製造方法。
[5] 重量0 /0で、 C:0. 03-0. 20%, Si:≤0. 5%、Mn:0. 5-3. 0%, P:≤0. 1%、 S:≤0. 06%、 Al:≤0. 1%、 N:0. 0010—0. 0160%、残部 Feおよび不可避的 な不純物よりなる連続铸造铸片を、平均結晶粒径が 5 μ m以下になるように熱間圧 延し、酸洗後、圧延率が 30 90%の冷間圧延を施し、その後 700°C以上の連続焼 鈍または 550°C以上の箱型焼鈍を行レ、、更に圧延率 60%以下の 2次圧延または調 質圧延を施すことを特徴とする高強度極薄冷延鋼板の製造方法。
[6] 重量0 /0で、 C:0. 03-0. 20%, Si:≤0. 5%、Mn:0. 5-3. 0%, P:≤0. 1%、 S:≤0. 06%、 Al:≤0. 1%、 N:0. 0010—0. 0160%、残部 Feおよび不可避的 な不純物よりなる連続铸造铸片を、平均結晶粒径が 5 μΐη以下になるように熱間圧 延し、酸洗後、圧延率が 30— 90%の冷間圧延を施し、その後連続焼鈍または箱型 焼鈍を行い、その後圧延率 60%以下の 2次圧延を施し、その後、 700°C以上の連続 焼鈍または 550°C以上の箱型焼鈍を行い、更に、圧延率 60%以下の 3次圧延また は調質圧延を施すことを特徴とする高強度極薄冷延鋼板の製造方法。
[7] 高強度極薄冷延鋼板を構成する鋼が、重量%で、 Ti:0.01-0.2%、 Nb:0.00 5-0.1%および Β:0· 001— 0.01%の内、 1種または 2種を更に含有することを特 徴とする請求項 4乃至請求項 6のいずれか 1項に記載の高強度極薄冷延鋼板の製 造方法。
[8] 重量0 /0で、 C:0.03-0.20%, Si:≤0.5%、Mn:0.5-3.0%, P:≤0. 1%、 S:≤0.06%、 Al:≤0.1%、 N:0.0010—0.0160%、残部 Feおよび不可避的 な不純物よりなる連続铸造铸片を、平均結晶粒径が 5 μ m以下になるように熱間圧 延し、酸洗後、圧延率が 30 90%の冷間圧延を施し、更に表面に Znまたは Niめつ きを施してなることを特徴とするガスケット用材料。
[9] 重量0 /0で、 C:0.03-0.20%, Si:≤0.5%、Mn:0.5-3.0%, P:≤0. 1%、 S:≤0.06%、 Al:≤0.1%、 N:0.0010—0.0160%、残部 Feおよび不可避的 な不純物よりなる連続铸造铸片を、平均結晶粒径が 5 μΐη以下になるように熱間圧 延し、酸洗後、圧延率が 30— 90%の冷間圧延を施し、その後 700°C以上の連続焼 鈍または 550°C以上の箱型焼鈍を行レ、、その後圧延率 60%以下の 2次圧延または 調質圧延を施し、更に表面に Znまたは Niめっきを施してなることを特徴とするガスケ ット用材料。
[10] 重量0 /0で、 C:0.03-0.20%, Si:≤0.5%、Mn:0.5— 3.0%, P:≤0. 1%、 S:≤0.06%、 Al:≤0.1%、 N:0.0010—0.0160%、残部 Feおよび不可避的 な不純物よりなる連続铸造铸片を、平均結晶粒径が 5 μΐη以下になるように熱間圧 延し、酸洗後、圧延率が 30— 90%の冷間圧延を施し、その後連続焼鈍または箱型 焼鈍を行い、その後圧延率 60%以下の 2次圧延を施し、その後、 700°C以上の連続 焼鈍または 550°C以上の箱型焼鈍をを行い、更に、圧延率 60%以下の 3次圧延ま たは調質圧延を施し、更に表面に Znまたは Niめっきを施してなることを特徴とするガ スケット用材料。
[11] ガスケット用材料を構成する鋼が、重量%で、 Ti:0.01-0.2%、 Nb:0.005—0 .1%および B:0.001 0.01%の内、 1種または 2種を更に含有することを特徴と する請求項 8乃至請求項 10のいずれ力、 1項に記載のガスケット用材料。 請求項 8乃至請求項 11のいずれ力 1項に記載のガスケット用材料を用いて製造さ れたことを特徴とするガスケット材。
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