WO2006054564A1 - 伸びおよび穴拡げ性に優れた高強度鋼板または溶融亜鉛めっき高強度鋼板の製造設備 - Google Patents

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Toshiki Nonaka
Hiroki Murayama
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    • C23C2/28—Thermal after-treatment, e.g. treatment in oil bath
    • C23C2/29—Cooling or quenching

Definitions

  • the present invention relates to equipment for producing a high-strength steel sheet or a molten zinc-plated high-strength steel sheet excellent in elongation and hole expansibility.
  • JP-A-2001-192768, JP-A-2001-200338, JP-A-2001-3150, JP-A-2001-207235, JP-A-2001 1207207 TRI P steel is a technology that uses tempered martensite and performs two annealing heat treatments according to Japanese Patent Laid-Open No. 2002-38248, Japanese Patent Publication No. 2002-309334, and Japanese Patent Laid-Open No. 2002-302734.
  • proposals have been made to improve hole expansibility with composite steel sheets.
  • An object of the present invention is to provide a facility capable of efficiently producing a high-strength steel sheet or a molten zinc-plated high-strength steel sheet excellent in elongation and hole expansibility both in terms of cost and time.
  • the quenching equipment and the tempering equipment are on separate production lines, and unlike the case where the quenching equipment and the tempering are once cooled to room temperature, a series of continuous processing equipment is provided. Quenching The tempering temperature can be controlled arbitrarily, and the amount and tensile strength of tempered martensite, which play a major role in securing and improving the elongation and hole expansion ratio, can be controlled arbitrarily.
  • the gist of the present invention is as follows.
  • continuous hot dip galvanizing treatment equipment In continuous annealing equipment, continuous hot dip galvanizing treatment equipment or their combined facilities, or after being continuously attached to them, after recrystallization, or after recrystallization and after hot dip galvanizing treatment It is characterized by arranging a quenching equipment that can cool the steel sheet to a temperature range below the martensite transformation point, a tempering equipment that keeps the steel sheet tempered, and a recooling equipment that cools the steel sheet to 100 or less. Manufacturing equipment for high-strength steel sheets with high elongation and hole expansibility or hot-dip galvanized high-strength steel sheets.
  • the tempering temperature rise ⁇ between the quenching equipment and the tempering equipment falls within the range of the following formula ( ⁇ ) obtained from the tensile strength TS after tempering and the hole expansion ratio ⁇ , Temperature before tempering ⁇ () ⁇ Elongation and hole as described in (1), which falls within the range of the following formula ( ⁇ ) obtained from tensile strength TS after tempering and hole expansion ratio ⁇ Equipment for manufacturing high-strength steel sheets with high spreadability or high strength steel sheets with hot-dip galvanized steel.
  • T Pre-tempering temperature T (V) ⁇ ⁇ : Tempering temperature rise ()
  • the growth described in (1) or (2) is characterized in that the cooling method of the quenching equipment is one of air-water cooling, mist cooling, water spray cooling, and dip water cooling. And equipment for manufacturing high-strength steel sheets or hot-dip galvanized high-strength steel sheets with excellent hole expansibility.
  • FIG. 1 is an explanatory view showing a production facility for a high-strength steel sheet or hot-dip galvanized high-strength steel sheet excellent in elongation and hole expansibility according to the present invention.
  • Figure 2 is an explanatory diagram showing the relationship between the pre-tempering temperature and T S at a final hole expansion value of 45%.
  • Fig. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between the pre-tempering temperature and T S at a final hole expansion value level of 55%.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing the relationship between the temperature before tempering and TS at the final hole expansion value level of 65%.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the elongation and the hole expansion rate between the present invention and the conventional method.
  • Fig. 1 shows an embodiment of the present invention, as an equipment for producing a high-strength steel sheet or a hot-dip galvanized high-strength steel sheet excellent in elongation and hole expansibility. It is the schematic which shows the concept of the combined production equipment with manufacture of a hot dip galvanized steel plate.
  • the manufacturing equipment for high strength steel sheet or hot dip galvanizing in the present invention includes annealing heating equipment 1, annealing cooling equipment 2, heat insulation equipment 3, hot dip galvanizing treatment equipment 4, alloying equipment 5, quenching Equipment 6, Tempering Equipment 7 and recooling equipment 8 are arranged in sequence.
  • the solid arrow line indicates the pass line when manufacturing hot-dip galvanized steel sheets
  • the dotted arrow line indicates the pass line when annealing cold-rolled steel sheets or hot-rolled steel sheets. Indicates a pass line that bypasses the mating equipment and returns to the original pass line before the alloying or quenching equipment.
  • Example 1 When manufacturing a hot-rolled or cold-rolled high-strength steel sheet
  • a high-strength steel sheet that is particularly excellent in elongation and hole expansibility with a hot-rolled or cold-rolled steel sheet for example, in mass%, C: 0.01 to 0.3%, S i: 0.005 to 2%, ⁇ : 0.
  • a hot-rolled or cold-rolled steel sheet containing the remaining Fe and unavoidable impurities is heated in an annealing heating facility 1 at a temperature of Ac, to Ac 3 + lOOt for 30 seconds to 30 minutes, and then an annealing cooling facility Cool to 450 to 600 at a cooling rate of 1 ° C / s or more at 2.
  • the hot-dip galvanizing treatment is performed by passing through route a.
  • the temperature is raised to 200 to 500 ° C in tempering equipment 7 1 Hold for s ⁇ 5 minutes, then cool to 100 ° C or less with re-cooling facility 8 at a cooling rate of S ⁇ Z s or higher.
  • the component ranges, temperature conditions, and the like are preferable ranges and are not particularly limited thereto.
  • Example 2 When manufacturing high-strength steel sheet with hot-dip galvanized steel, quenching and tempering after hot-dip galvanizing
  • hot-dip galvanized high-strength steel sheets especially hot-dip galvanized high-strength steel sheets with excellent elongation and hole expansibility
  • C 0.01 to 0.3%
  • Si 0.005 to 2%
  • Mn 0.1 to 3.3%
  • P 0.001 to 0.06%
  • S 0.001 to 0.01%
  • A1 0.01 to 1.8%
  • N containing from 0.0005 to 0.01 percent
  • the balance being Fe and unavoidable impurities or Ranaru be plated
  • Ac at annealing heating equipment 1 and the temperature in the heating 30 seconds to 30 minutes at ⁇ Ac 3 + 100
  • the component ranges, temperature conditions, and the like are preferable ranges, and are not particularly limited thereto.
  • hot-cold or cold-rolled hot-dip galvanized high-strength steel sheets especially hot-dip galvanized high-strength steel sheets with excellent elongation and hole expansibility, for example, in mass%, C: 0.01-0. 3%, Si: 0.005 to 2%, Mn: 0.1 to 3.3%, P: 0.001 to 0.06%, S: 0.001 to 0.01%, A1: 0.01 to 1.8%, N: 0.0005 to 0.01%, the balance Fe
  • the stencil sheet made of unavoidable impurities is heated in an annealing heating facility 1 at a temperature of Ac, to Ac 3 +100 for 30 seconds to 30 minutes, and then the annealing cooling facility 2 is replaced with the quenching facility in Example 2.
  • Use as tempering equipment over 200 and over 500 Raise the temperature to the following temperature and hold for I s for 5 minutes.
  • the hot-dip galvanizing treatment equipment 4 is passed through to apply a predetermined amount of hot-dip galvanizing, and if necessary, the alloying equipment 5 is used for alloying treatment.
  • the tempering equipment 7 is an empty plate and is not heated.
  • quenching equipment 6 and tempering equipment 7 should be cooled or heated with an empty plate, or actively cooled Or use it as appropriate according to the construction of the hot-dip zinc plating layer, such as keeping it warm without heating.
  • the component ranges, temperature conditions, and the like are preferable ranges, and are not particularly limited thereto.
  • the arrangement of quenching and tempering equipment is continuous annealing equipment, continuous molten zinc plating equipment or their combined equipment, or they are continuously provided together. Furthermore, in the case of continuous annealing equipment, it is preferable to arrange quenching / tempering equipment following the exit side of annealing cooling equipment 2 or the exit side of heat insulation equipment 3 in the case of continuous annealing equipment. In the combination of the hot dip galvanizing equipment, it is preferable to arrange the quenching and tempering equipment after the hot dip galvanizing equipment 4 or the alloying equipment 5.
  • the arrangement of the quenching and tempering equipment in a single case or a combination thereof may be adopted.
  • the arrangement of quenching / tempering equipment as shown in Fig. 1 can be selected, with or without plating, and quenching before and after plating. preferable.
  • Quenching and tempering equipment are arranged in continuous annealing equipment, hot-dip galvanizing equipment, or their combined equipment, or continuously.
  • the inventors investigated the relationship between the tempering conditions and the hole expansion ratio, and found that the temperature before tempering, the tempering temperature rise, the tensile strength after tempering, and the hole expansion ratio are as shown in FIG. It turns out that there is a relationship like ⁇ 4. Therefore, these relationships are organized, and the tempering martensite necessary when the pre-tempering temperature, the tempering temperature rise, the tensile strength after tempering, and the hole expansion ratio satisfy Eqs. (A) and (B). It was found that the mold can be secured and excellent formability and hole expandability can be secured.
  • T Pre-tempering temperature T (° C)
  • T Tempering temperature rise (° C)
  • the above-mentioned hole expansion ratio ⁇ is determined by pressing a 150 mm square test piece into a punching hole ⁇ ⁇ m, a clearance 12%, and a conical punch with a vertex angle 60 ° in the direction that the burr of the punching hole is outward. Molding at 0.5mm / sec.
  • the amount of tempered martensite in the high-strength steel sheet obtained by the present invention is preferably in the range of 0.5 to 60% in terms of area ratio. Tempered martensite is evaluated using an optical microscope and martensite is observed by repeller etching, quantification is performed by repeller etching, the sample is polished (alumina finish), and a corrosive solution (pure water, pyrosulfite sodium) is used. After soaking for 10 seconds in a mixed solution of tritium, ethyl alcohol, and picric acid, perform polishing again, rinse with water, and dry the sample with cold air.
  • the sample tissue is 10
  • the area of lOO in XlOOm was measured with a Luzex apparatus at 00 times to determine the area percentage of tempered martensite.
  • the tensile strength and elongation were evaluated by conducting a tensile test in the direction perpendicular to the rolling direction of the JIS No. 5 tensile test piece.
  • air / water cooling, mist cooling, water spray cooling, and dip water cooling are preferable because some rapid cooling is required to below the martensite transformation point. If the cooling rate is equal to or better than mist cooling, water spray cooling, dip water cooling, it can be used.
  • the heating method is preferably induction heating, but a gas burner, a radiant tube furnace, Even if tempering in an electric furnace is possible, it is acceptable if it is as compact as induction heating and can be tempered in a short time.
  • gas cooling is preferable in consideration of unnecessary oxidation and discoloration of zinc plating.
  • the continuous annealing facility, the hot dip galvanizing treatment facility, or the combined use facility that installs the quenching / tempering facility in this case may have a pre-meshing facility that improves plating adhesion.
  • various post-treatment facilities may be installed on the outlet side of continuous annealing equipment, hot-dip zinc plating equipment, or their combined use equipment. .
  • steel having the composition shown in Table 1 is manufactured in a vacuum melting furnace, cooled and solidified, reheated to 1200-1240 ° C, and finish-rolled at 880-920 ° C (plate thickness 2.3). mm), after cooling, the coiling heat treatment of hot rolling was reproduced by holding at 600 for 1 hour.
  • the obtained hot-rolled sheet was scaled by grinding, subjected to 7 cold rolling (1.2 mm), and then annealed at 750 to 880 for X75 s using a continuous annealing simulator.
  • the alloying treatment was performed at 510 ° C. After that, it was classified according to the conditions in Table 2, and the effect of the equipment according to the present invention was confirmed.
  • [1] to [3] are conventional examples as comparative examples, [1] is the case of tempering without quenching, and [2] [3] The conventional continuous hot dip galvanizing equipment is passed through. When cooled to room temperature (quenched) and then tempered in a separate line, [4] to [7] indicate the case of being treated by the equipment according to the present invention.
  • Table 2
  • the improvement of the material by tempering with the equipment of the present invention not only improves the hole expandability but also can be controlled to any quenching Z tempering temperature condition, so that a wide range of materials including the improvement of elongation can be obtained. It can be seen that an improvement effect is obtained.
  • a high-strength steel sheet or hot-dip galvanized high-strength steel sheet that is excellent in elongation and hole expansibility used for automobile parts and the like can be manufactured efficiently both in terms of cost and time. It can provide equipment and is extremely valuable industrially.

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Abstract

本発明は、焼入れ設備と焼戻設備を連続処理設備とすることで焼戻しによる材質の向上が単に穴拡げ性を向上させるだけでなく、伸びの向上も可能な高強度鋼板または溶融亜鉛めっき高強度鋼板を製造することができる設備を提供するもので、連続焼鈍設備や連続溶融亜鉛めっき処理設備またはそれらの兼用設備の内に、もしくはそれらに連続的に併設して、再結晶後、または再結晶後かつ溶融亜鉛めっき処理後の鋼板を、マルテンサイト変態点以下の温度域まで冷却可能な焼入れ設備と、当該鋼板を焼戻し保温する焼戻設備と、当該鋼板を100℃以下まで冷却する再冷却設備を配列することを特徴とする、伸びおよび穴拡げ性に優れた高強度鋼板または溶融亜鉛めっき高強度鋼板の製造設備。

Description

明 細 書 伸びおよび穴拡げ性に優れた高強度鋼板または溶融亜鉛めつき高強 度鋼板の製造設備 技術分野
本発明は、 伸びおよび穴拡げ性に優れた高強度鋼板または溶融亜 鉛めつき高強度鋼板を製造する設備に関するものである。 背景技術
近年、 自動車の燃費向上、 車体軽量化がより一層要求され、 軽量 化のために高強度鋼板のニーズが高まっている。 しかし、 強度が上 がるほど成形性が困難となり、 特に鋼材の伸びが低下する。 さ らに 、 部材によっては加工穴部を拡張してフランジを形成させるパーリ ング加工が行われる部品も少なくなく、 穴拡げ性も重要な特性と し て併せ持つことが荽求され始めた。
この要求を満足すべく、 特開平 200 1— 192768号公報、 特開平 2001 一 200338号公報、 特開平 200 1— 3 150号公報、 特開平 200 1— 207235号 公報、 特開平 200 1 ^ 207236号公報、 特開平 2002— 38248号公報、 特 開平 2002— 309334号公報、 および特開平 2002— 302734号公報によつ て焼戻マルテンサイ ト活用、 2回の焼鈍熱処理を実施する技術で、 TRI P鋼や複合組織鋼板で穴拡げ性を向上しょう とする提案がなされ ている。
このように、 穴拡げ性を要求された高強度鋼板が、 しかも溶融亜 鉛めつき処理されたものが増加しつつある一方、 溶融亜鉛めつき処 理なしの穴拡げ性の高い高強度鋼板の要求もあり、 加えて従来から の自動車の外板パネルに使用されるような比較的軟質な鋼板や、 ォ ィルパンなどに使用される極めて深絞り性が大きい鋼板も定常的に 生産する必要がある。
これら多種多様な鋼板を安定的に効率よく生産するためには、 従 来の単一目的型の、 鋼板を連続的に焼鈍処理する連続焼鈍設備や、 焼鈍から溶融亜鉛めつき処理を一連の設備列で連続的に処理するこ とが可能な連続焼鈍溶融亜鉛めつき設備では、 これらの複数の設備 を組み合わせて通板しなければならず、 設備の追加建設や製造ェ期 の延長、 製造コス トの増大といった問題が発生する。 発明の開示
本発明は、 伸びおよび穴拡げ性に優れた高強度鋼板または溶融亜 鉛めつき高強度鋼板をコス ト的にもェ期的にも効率よく製造できる 設備を提供することにある。
本発明者らは、 伸びおよび穴拡げ性に優れた高強度鋼板または溶 融亜鉛めつき高強度鋼板を製造する設備を検討した結果、 連続焼鈍 設備や溶融亜鉛めつき処理設備またはそれらの兼用設備の内または 連続的に併設して、 焼鈍済み鋼板をマルテンサイ ト変態点以下の温 度域まで冷却可能な焼入れ設備と、 当該鋼板を焼戻し保温する焼戻 設備を配列することが、 焼戻マルテンサイ ト量を任意に制御でき、 伸びおよび穴拡げ性を確保、 向上させる上で極めて重要であること が判明した。
即ち本発明では、 焼入れ設備と焼戻設備が別々の製造ライ ンにあ り、 焼入れ〜焼戻の間で一旦は常温まで冷却される場合とは異なり 、 一連の連続処理設備とすることで、 焼入れ 焼戻温度を任意に制 御でき、 伸びおよび穴拡げ率の確保および向上に大きな役割を果た す焼戻マルテンサイ 卜の量と引張強さを任意に制御できることを突 き止めた。 本発明の要旨は、 次のとおりである。
( 1 ) 連続焼鈍設備や連続溶融亜鉛めつき処理設備またはそれら の兼用設備の内に、 もしく はそれらに連続的に併設して、 再結晶後 、 または再結晶後かつ溶融亜鉛めつき処理後の鋼板を、 マルテンサ ィ ト変態点以下の温度域まで冷却可能な焼入れ設備と、 当該鋼板を 焼戻し保温する焼戻設備と、 当該鋼板を 100 以下まで冷却する再 冷却設備を配列することを特徴とする、 伸びおよび穴拡げ性に優れ た高強度鋼板または溶融亜鉛めつき高強度鋼板の製造設備。
( 2 ) 前記焼入れ設備と前記焼戻設備の間の焼戻昇温量 Δ丁が、 焼戻後の引張強さ TSと穴拡げ率 λから求められる下記の （Α) 式の 範囲に入り、 焼戻前温度 Τ ( ） カ^ 焼戻後の引張強さ TSと穴拡げ 率 λから求められる下記の （Β ) 式の範囲に入ることを特徴とする 、 （ 1 ) に記載の伸びおよび穴拡げ性に優れた複合高強度鋼板また は溶融亜鉛めつき高強度鋼板の製造設備。
0.028 (λ - 28) TS- 11,5λ - 40≤ Δ Τ≤ 0.028 (λ - 28)
TS- 7. 5 λ - 90 ·■■ (A)
[ (- 2 (λ - 40) "2] / 10"5] x (TS- 580) "2- 8λ + 700≤ T≤
[ (- 15 (λ -45) ) / 10'5] X (TS - 580) "2 - λ + 555 … ( Β ) λ ： 穴拡げ率 （％) TS ： 焼戻後の引張強さ （MPa)
T ： 焼戻前温度 T (V) Δ Τ ： 焼戻昇温量 （ ）
( 3 ) 焼入れ設備の冷却方式が気水冷却、 ミス ト冷却、 水スプレ 一冷却、 ディ ップ水冷の何れかであることを特徴とする、 （ 1 ) ま たは （ 2 ) に記載の伸びおよび穴拡げ性に優れた高強度鋼板または 溶融亜鉛めつき高強度鋼板の製造設備。
( 4 ) 焼戻設備の加熱方式が誘導加熱であることを特徴とする、 ( 1 ) または （ 2 ) または （ 3 ) に記載の伸びおよび穴拡げ性に優 れた高強度鋼板または溶融亜鉛めつき高強度鋼板の製造設備にある 図面の簡単な説明
図 1 は、 本発明の伸びおよび穴拡げ性に優れた高強度鋼板または 溶融亜鉛めつき高強度鋼板の製造設備を示す説明図である。
図 2 は、 最終穴拡げ値 45 %レベルにおける焼戻し前温度と T Sとの 関係を示す説明図である。
図 3 は、 最終穴拡げ値 55 %レベルにおける焼戻し前温度と T Sとの 関係を示す説明図である。
図 4は、 最終穴拡げ値 65 %レベルにおける焼戻し前温度と TSとの 関係を示す説明図である。
図 5 は、 本発明と従来法との伸びと穴拡げ率との関係を示す説明 図である。 発明を実施するための最良の形態
以下に本発明にかかる伸びおよび穴拡げ性に優れた高強度鋼板ま たは溶融亜鉛めつき高強度鋼板を製造する設備を実施例により説明 する。 実施例
図 1 は本発明の一実施例である、 伸びおよび穴拡げ性に優れた高 強度鋼板または溶融亜鉛めつき高強度鋼板を製造する設備として、 冷延鋼板もしく は熱延鋼板の焼鈍と、 溶融亜鉛めつき鋼板の製造と の兼用製造設備の概念を示す概略図である。
本発明における高強度鋼板または溶融亜鉛めつきの製造設備は、 図 1 に示すように、 焼鈍加熱設備 1 、 焼鈍冷却設備 2、 保温設備 3 、 溶融亜鉛めつき処理設備 4、 合金化設備 5、 焼入れ設備 6、 焼戻 設備 7、 再冷却設備 8 を順次配列している。 なお、 図 1 において矢 印実線は溶融亜鉛めつき鋼板の製造時のパスライ ンを示し、 矢印点 線は、 冷延鋼板もしく は熱延鋼板の焼鈍時のパスライ ンを示すもの で、 溶融亜鉛めつき処理設備をバイパスして合金化設備または焼入 れ設備の前から元のパスライ ンに戻るパスライ ンを示す。
(実施例 1 ) 熱延または冷延高強度鋼板を製造する場合 熱延または冷延鋼板で、 特に伸びおよび穴拡げ性に優れた高強度 鋼板を製造する場合には、 例えば、 質量％で、 C ： 0.01〜0.3%、 S i ： 0.005〜 2 %、 Μπ ： 0. 卜 3.3%、 Ρ ： 0.00ト 0.06%、 S ： 0.001 〜0.01%、 A1 ： 0.01〜 1.8%、 Ν ： 0.0005〜0.01%を含有し、 残部 F eおよび不可避的不純物からなる熱延または冷延鋼板を、 焼鈍加熱 設備 1 にて Ac,〜Ac3 + lOOtの温度で 30秒〜 30分加熱し、 次いで焼 鈍冷却設備 2 にて 1 °C / s 以上の冷却速度で 450〜600での温度に冷 却する。 次いで必要に応じ保温設備 3 にて 150〜 500での温度で 10秒 〜 30分保持した後、 図 1 の 「めっき無パス」 の場合には、 ルー ト a を通ることにより溶融亜鉛めつき処理設備 4 をバイパスし、 次いで ルー ト bの如く合金化設備 5 を通り抜ける。 尚、 合金化設備も含め てルート c の如くバイパスしても構わない。 次いで焼入れ設備 6 に て 1で Z s 以上の冷却速度でマルテンサイ ト変態点以下の温度域ま で冷却した後、 焼戻設備 7 にて 200°C以上 500°C以下の温度に昇温し 1 s 〜 5分保持し、 再冷却設備 8 にて S ^Z s 以上の冷速で 100°C 以下まで冷却する。 尚、 前記成分範囲および温度条件等は好ましい 範囲であり、 特にこれに限定しないものである。
(実施例 2 ) 溶融亜鉛めつき高強度鋼板を製造する場合ノ溶融 亜鉛めつき後に焼入れ · 焼戻
熱延または冷延の溶融亜鉛めつき高強度鋼板で、 特に伸びおよび 穴拡げ性に優れた溶融亜鉛めつき高強度鋼板を製造する場合には、 例えば、 質量％で、 C ： 0.01〜0.3%、 Si： 0.005〜 2 %、 Mn： 0.1 〜3.3%、 P ： 0.001〜0.06%、 S ： 0.001〜0.01%、 A1 ： 0.01〜 1.8 %、 N ： 0.0005〜0.01%を含有し、 残部 Feおよび不可避的不純物か らなるめっき原板を、 焼鈍加熱設備 1にて Ac ,〜 Ac3 + 100での温度 で 30秒〜 30分加熱し、 次いで焼鈍冷却設備 2にて 1で s以上の冷 却速度で 450〜 600 の温度に冷却する。 次いで必要に応じ保温設備 3にて 150〜500での温度で 10秒〜 30分保持した後、 図 1の 「めっき 有パス」 にて溶融亜鉛めつき処理設備 4を通板して所定の目付け量 の溶融亜鉛めつきを施す。 さ らに必要に応じて合金化設備 5にて合 金化処理を施す。 次いで焼入れ設備 6にて l ^Z s以上の冷却速度 でマルテンサイ ト変態点以下の温度域まで冷却した後、 焼戻設備 7 にて 200 以上 500で以下の温度に昇温し、 l s〜 5分保持し、 再冷 却設備 8にて 5で 5 以上の冷速で 100で以下まで冷却する。 尚、 前記成分範囲および温度条件等は好ましい範囲であり、 特にこれに 限定しない。
(実施例 3 ) 溶融亜鉛めつき高強度鋼板を製造する場合 Z溶融 亜鉛めつき前に焼入れ · 焼戻
熱延または冷延の溶融亜鉛めつき高強度鋼板で、 特に伸びおよび 穴拡げ性に優れた溶融亜鉛めつき高強度鋼板をする場合には、 例え ば、 質量％で、 C ： 0.01〜0· 3%、 Si： 0.005〜 2 %、 Mn： 0.1〜3.3 %、 P ： 0.001〜0.06%、 S ： 0.001〜0.01%、 A1 ： 0.01〜 1.8%、 N ： 0.0005〜0.01%を含有し、 残部 Feおよび不可避的不純物からな るめつき原板を、 焼鈍加熱設備 1にて Ac,〜Ac3 + 100での温度で 30 秒〜 30分加熱し、 次いで焼鈍冷却設備 2を、 実施例 2の焼入れ設備 6と同様に焼入れ設備と して使用して l Z s以上の冷却速度でマ ルテンサイ ト変態点以下の温度域まで冷却した後、 保温設備 3を実 施例 2の焼戻設備 7と同様に焼戻設備として使用して 200で以上 500 ：以下の温度に昇温し I s 〜 5分保持する。 さ らに図 1 の 「めっき 有パス」 にて溶融亜鉛めつき処理設備 4 を通板して所定の目付け量 の溶融亜鉛めつきを施し、 必要に応じて合金化設備 5 にて合金化処 理を施す。 次いで焼入れ設備 6 または再冷却設備 8 にて 5 Z s 以 上の冷速で 100で以下まで冷却する。 焼入れ設備 6で 5 °C Z s 以上 の冷速で 100で以下まで冷却する場合は、 焼戻設備 7 は空通板で加 熱は行わない。 再冷却設備 8で 5で Z s 以上の冷速で 100で以下ま で冷却する場合は、 焼入れ設備 6 と焼戻設備 7 は空通板で冷却や加 熱は行わないか、 積極的な冷却または加熱はせずに保温程度で留め る等、 溶融亜鉛めつき層の造り こみに応じて適時使い分ける。 尚、 前記成分範囲および温度条件等は好ましい範囲であり、 特にこれに 限定しない。
実施例 1 〜 3のように、 焼入れ 焼戻設備の配列は連続焼鈍設備 や連続溶融亜鉛めつき処理設備またはそれらの兼用設備内、 または それらに連続的に併設することが好ましい。 さ らに好ましい配置と しては、 連続焼鈍設備の場合では、 焼鈍冷却設備 2 の出側もしく は 保温設備 3の出側に続いて焼入れ/焼戻設備を配列することが好ま しく、 連続溶融亜鉛めつき処理設備の塲合では、 溶融亜鉛めつき処 理設備 4または合金化処理設備 5 に続いて焼入れノ焼戻設備を配列 することが好ましい。 連続焼鈍設備と連続溶融亜鉛めつき処理設備 の兼用設備の場合はそれぞれ単独の場合の焼入れ 焼戻設備の配列 を採用しても、 組み合わせて採用しても構わない。 兼用設備の場合 、 図 1 のような焼入れ/焼戻設備の配列とすることが、 めっきの有 無とめっき前後の焼入れ Z焼戻処理を選択、 造り分けが可能で設備 コス 卜も少なくて済み好ましい。
焼入れ 焼戻設備の配列は連続焼鈍設備や溶融亜鉛めつき処理設 備またはそれらの兼用設備内、 またはそれらに連続的に併設するこ とが好ましい理由として、 発明者は焼戻条件と穴拡げ率についての 関係を調査したところ、 焼戻前温度、 焼戻昇温量、 焼戻後の引張強 さ、 穴拡げ率には図 2〜 4のような関係があることが判明した。 そこで、 これらの関係を整理し、 焼戻前温度、 焼戻昇温量、 焼戻 後の引張強さ、 穴拡げ率が （A) 式および （ B) 式を満たす時に必 要な焼戻マルテンサイ トを確保でき、 優れた成形性および穴拡げ性 を確保できることを知見した。
0.028 (λ - 28) TS- 11.5 λ - 40≤ Δ T≤ 0.028 (λ - 28)
TS- 7.5λ -90 … (A)
[ I- 2 (λ -40) 2] /105] X (TS- 580) 2 - 8 λ + 700≤ Τ≤
[(- 15 (λ - 45) ) / 105 ] X (TS- 580) 2 - λ + 555 - (Β) λ : 穴拡げ率 （％) TS : 焼戻後の引張強さ （MPa)
T ： 焼戻前温度 T (°C) Δ T ： 焼戻昇温量 （°C)
上記の （A) 式および （ B) 式の範囲に入れば、 あるいは範囲の 中で必要に応じて制御すれば、 ユーザーの要求に応じた引張強さと 穴拡げ率のバランスを持つ高強度鋼板または溶融亜鉛めつき高強度 鋼板を得ることができる。
尚、 上記の穴拡げ率 λは、 150mm角の試験片を、 打ち抜き穴 φ ΐθπι m、 ク リアランス 12%、 頂角 60° の円錐ポンチを打ち抜き穴のバリ が外側になる方向に押し広げ成形速度 0.5mm/sec.で成形する。
本発明にて得られる高強度鋼板の焼戻マルテンサイ 卜の量は、 面 積率で 0.5〜 60 %の範囲が特性上好ましい。 焼戻マルテンサイ トの 評価方法は、 光学顕微鏡での観察及びマルテンサイ トはレペラーェ ツチングで観察、 定量化はレペラ一エッチングで、 試料を研磨 （ァ ルミナ仕上） し、 腐食液 （純水、 ピロ亜硫酸ナ ト リ ウム、 ェチルァ ルコール、 ピク リ ン酸の混合液） に 10秒間浸した後、 再度研磨を実 施し、 水洗い後試料を冷風にて乾燥させる。 乾燥後試料の組織を 10 00倍にて l OO in X l OO mのエリ アをルーゼックス装置により面積 測定して焼戻マルテンサイ トの面積％を決定した。 尚、 引張強さや 伸びについては、 J I S 5号引張試験片の圧延方向と直角方向の引張試 験を実施し評価した。
本件の焼入れ設備の仕様については、 マルテンサイ ト変態点以下 まである程度急冷が必要なことから、 気水冷却、 ミス ト冷却、 水ス プレー冷却、 ディ ップ水冷が好ましいが、 ガス冷却でも気水冷却、 ミス ト冷却、 水スプレー冷却、 ディ ップ水冷と同等以上の冷却速度 が得られるのならば使用して差し支えない。
また、 本件の焼戻設備の仕様については、 設備のコンパク ト化や 短時間で確実な焼戻効果を得るために、 加熱方式は誘導加熱である ことが好ましいが、 ガスバーナー、 ラジアン トチューブ炉、 電気ヒ 一夕一炉による焼戻でも、 誘導加熱と同程度のコンパク ト化、 短時 間での焼戻効果が得られるのならば差し支えない。
本件の再冷却設備の冷却方式は特に規定しないが、 亜鉛めつきの 不必要な酸化、 変色を考慮するとガス冷却が好ましい。
本件の焼入れ/焼戻設備を設置する連続焼鈍設備や溶融亜鉛めつ き処理設備またはそれらの兼用設備には、 めっき密着性を向上させ るプレメツキ設備があっても差し支えない。 また、 表面の潤滑性、 . 耐食性、 化成処理性を付加するために、 連続焼鈍設備や溶融亜鉛め つき処理設備またはそれらの兼用設備の出側に各種の後処理設備が 設置されても差し支えない。
次に、 本発明の設備を用いて高強度鋼板の伸びおよび穴拡げ性に 有利であることを述べる。 表 1
Figure imgf000012_0001
例えば、 表 1 に示した成分組成を有する鋼を真空溶解炉にて製造 し、 冷却凝固後 1200〜 1240°Cまで再加熱し、 880〜 920°Cにて仕上圧 延を行い （板厚 2.3mm) 、 冷却後 600でで 1時間保持することで熱延 の巻取熱処理を再現した。 得られた熱延板を研削によりスケール除 去し、 7冷間圧延 （1.2mm) を施し、 その後連続焼鈍シミュレータ 一を用い、 750〜880で X75 sの焼鈍を行い、 490 で溶融亜鉛めつ きを実施、 510°Cで合金化処理を行った。 その後表 2の条件で造り 分け、 本発明による設備の効果を確認した。
〔 1〕 〜 〔 3〕 は比較例としての従来例で、 〔 1〕 は焼入れのま ま焼戻なしの場合、 〔 2〕 〔 3〕 従来の連続溶融亜鉛めつき処理設 備を通板し常温まで冷却 （焼入れ） された後、 別ライ ンで焼戻され る場合、 〔 4〕 〜 〔 7〕 は本発明による設備により処理される場合 をしめす。 表 2
焼入れ 第一加熱保持 穴拡げ率 焼戻
実験 TS 伸び
温度 温度 保持時間 冷却温度 圧延率 λ マルテンサイト面積 畨 (MPa) (%)
( ） (min. ) (V) (%) (%) 率 ( )
(1) ^^曰
吊 im ― ― ― 715 28.2 56 ≤0.1 従来例
〔2 ^^曰 ^^曰
〕 吊 330 3 吊 Ϊ皿 676 28.4 67 21.1 従来例
〔3〕 ¾r tun. 380 3 吊 ϊιπι 664 28.0 72 23.6 従来例
〔4〕 300 330 3 吊 { 1 648 30.9 60 18.7 本発明例
〔5〕 120 330 3 ；日
吊 ϊ皿 668 28.7 68 20.4 本発明例
^^曰
〔6〕 300 380 3 吊 im 639 30.6 66 19.6 本発明例
〔7〕 120 380 3 曰
吊 Ϊ皿 666 28.2 72 23.1 本発明例
以上のように、 本発明の設備により焼戻による材質の向上が単に 穴拡げ性を向上させるだけでなく、 任意の焼入れ Z焼戻温度条件に 制御できることにより、 伸びの向上も含めた幅広い材質の改善効果 が得られることがわかる。 産業上の利用可能性
本発明によれば、 自動車部品などに使用される、 伸びおよび穴拡 げ性に優れた高強度鋼板または溶融亜鉛めつき高強度鋼板を、 コス 卜的にもェ期的にも効率よく製造できる設備を提供することができ るものであり、 工業的に極めて価値の高いものである。

Claims

1 . 連続焼鈍設備や連続溶融亜鉛めつき処理設備またはそれらの 兼用設備の内に、 もしくはそれらに連続的に併設して、 再結晶後、 または再結晶後かつ溶融亜鉛めつき処理後の鋼板を、 マルテンサイ ト変態点以下の温度域まで冷却可能な焼入れ設備と、 当該鋼板を焼 戻し保温する焼戻設備と、 当該鋼板を 100°C以下まで冷却する再冷 却設備を配列することを特徴とする、 伸びおよび穴拡げ性に優れた 高強度鋼板または溶融亜鉛めつきの高強度鋼板の製造設備。
2. 焼入れ設備と焼戻設備の間の焼範戻昇温量 Δ丁が、 焼戻後の引 張強さ TSと穴拡げ率 λから求められる下記の （Α) 式の範囲に入り 囲
、 焼戻前温度 Τ (で） が、 焼戻後の引張強さ TSと穴拡げ率 λから求 められる下記の （ Β ) 式の範囲に入ることを特徴とする、 請求項 1 に記載の伸びおよび穴拡げ性に優れた高強度鋼板または溶融亜鉛め つき高強度鋼板の製造設備。
0. 028 (λ - 28) TS - 11. 5 λ - 40≤ Δ Τ≤ 0. 028 (λ - 28)
TS- 7. 5 λ - 90 ··· (A)
[ (- 2 (λ - 40) "2] / 10"5] X (TS - 580) "2 - 8λ + 700≤ Τ≤
[ (- 15 (λ -45) ) / 10"5] X (TS- 580) "2 - λ + 555 ■·■ ( Β ) λ : 穴拡げ率 （％) TS : 焼戻後の引張強さ （MPa)
T ： 焼戻前温度 T (で） Δ T ： 焼戻昇温量 （で）
3 . 焼入れ設備の冷却方式が気水冷却、 ミス ト冷却、 水スプレー 冷却、 ディ ップ水冷の何れかであることを特徴とする、 請求項 1 ま たは 2 に記載の伸びおよび穴拡げ性に優れた高強度鋼板または溶融 亜鉛めつき高強度鋼板の製造設備。
4 . 焼戻設備の加熱方式が誘導加熱であることを特徴とする、 請 求項 1 または 2 または 3 に記載の伸びおよび穴拡げ性に優れた高強 度鋼板または溶融亜鉛めつき高強度鋼板の製造設備
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