JP2002115025A - 形状凍結性に優れた高伸びフランジ性鋼板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 形状凍結性に優れた高伸びフランジ性鋼板と
その製造方法の提供。 【解決手段】 質量%で、C:0.0001%以上、0.3%以下、S
i:0.001%以上、3.5%以下、Mn:0.05%以上、3%以下、P:0.
2%以下、S:0.03%以下、Al:0.01%以上、3%以下、N:0.01%
以下、O:0.01%以下を含有し、残部は鉄および不可避的
不純物よりなり、フェライトまたはベイナイトを面積率
で最大相とし、パーライト、マルテンサイト及び残留オ
ーステナイトの面積率が合計で5%以下である複合組織鋼
であり、かつ、少なくとも1/2板厚における板面の[100]
<011>〜[223]<110>方位群のX線ランダム強度比の平均値
が3.0以上で、かつ、[554]<225>、[111]<112>および[11
1]<110>の3つの結晶方位のX線ランダム強度比の平均値
が3.5以下、さらに圧延方向のr値および圧延方向と直角
方向のr値のうち少なくとも1つが0.7以下であることを
特徴とする形状凍結性に優れた高伸びフランジ性熱延鋼
板および冷延鋼板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、形状凍結性に優れ
た高伸びフランジ性鋼板およびその製造方法に関するも
ので、該鋼板は、自動車部品等が主たる用途のものであ
る。本発明の鋼板は熱延鋼板と冷延鋼板の双方を含有す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車からの炭酸ガスの排出量を抑える
ために、高強度鋼板を使用して自動車車体の軽量化を図
ることが進められている。また、搭乗者の安全性を確保
するためにも、自動車車体には、軟鋼板の他に高強度鋼
板が多く使用されるようになってきている。更に自動車
車体の軽量化を今後進めていくために、従来以上に高強
度鋼板の使用強度レベルを高めたいという新たな要請が
非常に高まりつつある。

【０００３】しかしながら、高強度鋼板に曲げ変形を加
えると、加工後の形状がその高強度ゆえに、加工冶具の
形状から離れて加工前の形状の方向にもどりやすくなる
というスプリング・バック現象や、成形中の曲げ−曲げ
戻しからの弾性回復により、側壁部の平面が曲率を持っ
た面になってしまうという“壁そり現象”が起こり、狙
いとする加工部品の形状が得られないという寸法精度不
良が生じる。

【０００４】従って、従来の自動車の車体では、主とし
て４４０ＭＰａ以下の高強度鋼板に限って使用されてき
た。すなわち、自動車車体にとっては、４９０ＭＰａ以
上の高強度鋼板を使用して車体の軽量化を進めていく必
要があるにもかかわらず、スプリング・バックや壁そり
が起こりにくく、寸法精度が良好な、すなわち、形状凍
結性の良い高強度鋼板が存在しないのが実状である。

【０００５】付け加えるまでもなく、４４０ＭＰａ以下
の高強度鋼板や軟鋼板の加工後の形状凍結性を高めるこ
とも、自動車や家電製品などの製品の形状精度を高める
上で極めて重要である。そのような実状の中で、特開平
１０−７２６４４号公報には、圧延面に平行な面におけ
る｛２００｝集合組織の集積度が１．５以上であること
を特徴とするスプリングバック量が小さいオーステナイ
ト系ステンレス冷延鋼板が開示されている。しかし、フ
ェライト系鋼板については何ら記載されていない。

【０００６】一方、伸びフランジ性も、鋼板を自動車用
部品等へ加工する際に、欠くことのできない特性であ
り、高伸びフランジ性鋼板の形状凍結性が向上すること
により、自動車車体への高強度鋼板の適用範囲が、一層
広範なものとなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】軟鋼板や高強度鋼板に
曲げ加工を施すと、鋼板の強度に依存しながら大きなス
プリング・バックや壁そりなどの形状不良が発生し、こ
れら鋼板は、加工成形部品の形状凍結性が悪いのが現状
である。また、伸びフランジ性は、鋼板の加工の際に欠
くことができない特性であり、高強度鋼板を自動車部品
等に適用するためには、形状凍結性と伸びフランジ性の
両方に優れていることが望まれる。

【０００８】本発明は、この問題を抜本的に解決して、
形状凍結性に優れた高伸びフランジ性鋼板およびその製
造方法を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】従来の知見によれば、ス
プリング・バックや壁そり等の形状不良を抑えるための
方策としては、鋼板の変形応力を低くすることがとりあ
えず重要であると考えられていた。そして、変形応力を
低くするためには、引張強さの低い鋼板を使用せざるを
えなかった。しかしこれだけでは、鋼板の曲げ加工性を
向上させ、スプリング・バック量を低く抑えるための根
本的な解決にはならない。

【００１０】そこで、本発明者らは、曲げ加工性を向上
させてスプリング・バックや壁そりの発生を根本的に解
決するために、新たに、鋼板の集合組織の曲げ加工性へ
の影響に着目して、その作用効果を詳細に調査、研究し
た。そして、本発明者らは、曲げ加工性に優れた鋼板を
見いだした。すなわち、｛１００｝＜０１１＞〜｛２２
３｝＜１１０＞方位群の強度と、｛５５４｝＜２２５
＞、｛１１１｝＜１１２＞、｛１１１｝＜１１０＞の各
方位の強度を制御すること、さらには、圧延方向のｒ値
および圧延方向と直角方向のｒ値のうち少なくとも１つ
をできるだけ低い値にすることで、曲げ加工性が飛躍的
に向上することを明らかにした。

【００１１】本発明は前述の知見に基づいて構成されて
おり、その主旨とするところは以下の通りである。 （１）フェライトまたはベイナイトを面積率で最大相と
し、パーライト、マルテンサイトおよび残留オーステナ
イトの面積率が合計で５％以下である複合組織鋼であ
り、かつ、少なくとも１／２板厚における板面の｛１０
０｝＜０１１＞〜｛２２３｝＜１１０＞方位群のＸ線ラ
ンダム強度比の平均値が３．０以上で、かつ、｛５５
４｝＜２２５＞、｛１１１｝＜１１２＞および｛１１
１｝＜１１０＞の３つの結晶方位のＸ線ランダム強度比
の平均値が３．５以下であり、さらに、圧延方向のｒ値
および圧延方向と直角方向のｒ値のうち少なくとも１つ
が０．７以下であることを特徴とする形状凍結性に優れ
た高伸びフランジ性鋼板。

【００１２】（２）質量％で、Ｃ：０．０００１％以
上、０．３％以下、Ｓｉ：０．００１％以上、３．５％
以下、Ｍｎ：０．０５％以上、３％以下、Ｐ：０．２％
以下、Ｓ：０．０３％以下、Ａｌ：０．０１％以上、３
％以下、Ｎ：０．０１％以下、Ｏ：０．０１％以下を含
有し、残部は鉄および不可避的不純物よりなることを特
徴とする前記（１）記載の形状凍結性に優れた高伸びフ
ランジ性鋼板。

【００１３】（３）更に、質量％で、Ｔｉ：１％以下、
Ｎｂ：１％以下、Ｖ：１％以下、Ｃｒ：３％以下、およ
び、Ｂ：０．０１％以下の１種または２種以上を含有す
ることを特徴とする前記（２）に記載の形状凍結性に優
れた高伸びフランジ性鋼板。 （４）更に、質量％で、Ｍｏ：１％以下、Ｃｕ：３％以
下、Ｎｉ：３％以下、および、Ｓｎ：０．２％以下の１
種または２種以上を含有することを特徴とする前記
（２）または（３）に記載の形状凍結性に優れた高伸び
フランジ性鋼板。

【００１４】（５）更に、質量％で、Ｃａ：０．０００
５％以上、０．００５％以下、および、Ｒｅｍ：０．０
０１％以上、０．０２％以下の１種または２種を含有す
ることを特徴とする前記（２）〜（４）の何れかに記載
の形状凍結性に優れた高伸びフランジ性鋼板。 （６）前記（１）〜（５）の何れかに記載の鋼板にめっ
きを施したことを特徴とする形状凍結性に優れた高伸び
フランジ性鋼板。

【００１５】（７）前記（１）〜（６）の何れかに記載
の鋼板を製造するに当たり、Ａｒ ₃変態温度〜（Ａｒ₃＋
１００）℃の温度範囲における圧下率の合計が２５％以
上となるように制御し、Ａｒ₃変態温度以上で熱間圧延
を終了し、（１）式に示す鋼の化学成分で決まる臨界温
度Ｔｏ以下でかつ３５０℃以上の温度で巻き取ることを
特徴とする形状凍結性に優れた高伸びフランジ性鋼板の
製造方法。

【００１６】 To=-650.4×C%+B …（１） ここで、Ｂは質量％で表現した鋼の成分より求まる。 B=-50.6×Mneq+894.3 Mneq=Mn%+0.24×Ni%+0.13×Si%+0.38×Mo%+0.55×Cr%+
0.16×Cu%-0.50×Al%-0.45×Co%+0.90×V% （８）Ａｒ₃変態温度〜（Ａｒ₃＋１００）℃の温度範囲
における圧下率の合計が２５％以上で、かつ、（Ａｒ₃
＋１００）℃以下の熱間圧延において少なくとも１パス
以上を摩擦係数が０．２以下となるように熱間圧延を制
御することを特徴とする前記（７）に記載の形状凍結性
に優れた高伸びフランジ性鋼板の製造方法。

【００１７】（９）前記（１）〜（６）の何れかに記載
の鋼板を製造するに当たり、Ａｒ ₃変態温度以下の圧下
率の合計が２５％以上になるように熱間圧延を制御し、
熱間圧延を終了後、３５０〜Ａｃ₃変態温度で巻き取る
か、または、一旦冷却後、５００〜Ａｃ₃変態温度に１
０〜１２０分加熱することを特徴とする形状凍結性に優
れた高伸びフランジ性鋼板の製造方法。

【００１８】（１０）Ａｒ₃変態温度以下の圧下率の合
計が２５％以上で、かつ、Ａｒ₃以下の熱間圧延におい
て少なくとも１パス以上を摩擦係数が０．２以下となる
ように圧延することを特徴とする前記（９）に記載の形
状凍結性に優れた高伸びフランジ性鋼板の製造方法。 （１１）前記（７）〜（１０）のいずれかに記載の鋼板
を酸洗し、圧下率８０％未満の冷間圧延を施した後、６
００℃〜（Ａｃ₃＋１００）℃の温度範囲に加熱し、冷
却することを特徴とする形状凍結性に優れた高伸びフラ
ンジ性鋼板の製造方法。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の内容を詳細に説
明する。１／２板厚における板面の｛１００｝＜０１１
＞〜｛２２３｝＜１１０＞方位群のＸ線ランダム強度比
の平均値、および、｛５５４｝＜２２５＞、｛１１１｝
＜１１２＞および｛１１１｝＜１１０＞の３つの結晶方
位のＸ線ランダム強度比の平均値：上記平均値は、本発
明で特に重要な特性値である。板厚中心位置での板面の
Ｘ線回折を行い、ランダム試料に対する各方位の強度比
を求めたときの、｛１００｝＜０１１＞〜｛２２３｝＜
１１０＞方位群の平均値が３．０以上でなくてはならな
い。これが、３．０未満では形状凍結性が劣悪となる。

【００２０】この方位群に含まれる主な方位は、｛１０
０｝＜０１１＞、｛１１６｝＜１１０＞、｛１１４｝＜
１１０＞、｛１１３｝＜１１０＞、｛１１２｝＜１１０
＞、｛３３５｝＜１１０＞、および、｛２２３｝＜１１
０＞である。これら各方位のＸ線ランダム強度比は、
｛１１０｝極点図に基づきベクトル法により計算した３
次元集合組織や｛１１０｝、｛１００｝、｛２１１｝、
｛３１０｝極点図のうち複数の極点図（好ましくは３つ
以上）を用いて、級数展開法で計算した３次元集合組織
から求めればよい。

【００２１】たとえば、後者の方法における上記各結晶
方位のＸ線ランダム強度比には、３次元集合組織のφ２
=４５゜断面における（００１）［１−１０］、（１１
６）［１−１０］、（１１４）［１−１０］、（１１
３）［１−１０］、（１１２）［１−１０］、（３３
５）［１−１０］、（２２３）［１−１０］の強度をそ
のまま用ればよい。

【００２２】｛１００｝＜０１１＞〜｛２２３｝＜１１
０＞方位群のＸ線ランダム強度比の平均値とは、上記の
各方位の強度比の相加平均である。上記の全ての方位の
強度比を得ることができない場合には、｛１００｝＜０
１１＞、｛１１６｝＜１１０＞、｛１１４｝＜１１０
＞、｛１１２｝＜１１０＞、｛２２３｝＜１１０＞の各
方位の強度比の相加平均で代替しても良い。

【００２３】さらに、１／２板厚における板面の｛５５
４｝＜２２５＞、｛１１１｝＜１１２＞および｛１１
１｝＜１１０＞の３つの結晶方位のＸ線ランダム強度比
の平均値は３．５以下でなくてはならない。これが３．
５超であると、｛１００｝＜０１１＞〜｛２２３｝＜１
１０＞方位群の強度比が適正であっても、良好な形状凍
結性を得ることが困難となる。｛５５４｝＜２２５＞、
｛１１１｝＜１１２＞および｛１１１｝＜１１０＞のＸ
線ランダム強度比も上記の方法に従って計算した３次元
集合組織から求めれば良い。

【００２４】より望ましくは、｛１００｝＜０１１＞〜
｛２２３｝＜１１０＞方位群のＸ線ランダム強度比の平
均値が４．０以上、｛５５４｝＜２２５＞、｛１１１｝
＜１１２＞および｛１１１｝＜１１０＞のＸ線ランダム
強度比の相加平均値が２．５未満である。以上述べた結
晶方位のＸ線強度が曲げ加工時の形状凍結性に対して重
要であることの理由は必ずしも明らかではないが、曲げ
変形時の結晶のすべり挙動と関係があるものと推測され
る。

【００２５】Ｘ線回折に供する試料は、機械研磨などに
よって鋼板を所定の板厚まで減厚し、次いで、化学研磨
や電解研磨などによって歪みを除去して、板厚１／２面
が測定面となるように作製する。鋼板の板厚中心層に偏
析帯や欠陥などが存在し、測定上不都合が生ずる場合に
は、板厚の３／８〜５／８の範囲で適当な面が測定面と
なるように上述の方法に従って試料を作製して、測定す
ればよい。当然のことであるが、上述のＸ線強度の限定
が板厚１／２近傍だけでなく、なるべく多くの厚みにわ
たって満たされることで、より一層、形状凍結性が良好
になる。

【００２６】なお、｛ｈｋｌ｝＜ｕｖｗ＞で表される結
晶方位とは、板面の法線方向が＜ｈｋｌ＞に平行で、圧
延方向が＜ｕｖｗ＞と平行であることを示している。圧
延方向のｒ値（ｒＬ）および圧延方向と直角方向のｒ値
（ｒＣ）：これらのｒ値は、本発明において重要であ
る。すなわち、本発明者等が鋭意検討の結果、上述した
種々の結晶方位のＸ線強度比が適正であっても、必ずし
も良好な形状凍結性が得られないことが判明した。上記
のＸ線強度比と同時に、ｒＬおよびｒＣのうち少なくと
も１つが０．７以下であることが必須である。より好ま
しくは０．５５以下である。

【００２７】ｒＬおよびｒＣの下限は特に定めることな
く、本発明の効果を得ることができる。ｒ値はＪＩＳ５
号引張試験片を用いた引張試験により評価する。引張歪
みは、通常１５％であるが、均一伸びが１５％を下回る
場合には、均一伸びの範囲で、できるだけ１５％に近い
歪みで評価すればよい。なお、曲げ加工を施す方向は加
工部品によって異なるので特に限定するものではない
が、ｒ値が小さい方向に対して、垂直もしくは垂直に近
い方向に折り曲げる加工を主として行うことが好まし
い。

【００２８】ところで、一般に集合組織とｒ値とは相関
があることが知られているが、本発明においては、既述
の結晶方位のＸ線強度比に関する限定と、ｒ値に関する
限定とは互いに同義ではなく、両方の限定が同時に満た
されなくては、良好な形状凍結性を得ることはできな
い。 組織：穴拡げ性の観点から組織はフェライトまたはベイ
ナイトを面積率で最大相とする。ただし、フェライトと
ベイナイトの各々の集合組織を比べると、ベイナイト部
分で、形状凍結に有利な｛１００｝＜０１１＞〜｛２２
３｝＜１１０＞方位の集合組織が発達しやすい。この理
由は明らかではないが、ベイナイト組織が熱延中に形成
される形状凍結性に優位なオーステナイト集合組織を受
け継ぎやすいためと考えられる。

【００２９】したがって、ベイナイトの占積率が大きい
方がより望ましい。この観点からはベイナイトの面積率
は３５％超であることが望ましい。フェライトまたはベ
イナイトの面積率は板厚中央部を、光学顕微鏡により、
１００〜５００倍で５視野以上観察し、その平均値より
求めることとする。また、加工ままのフェライトまたは
ベイナイトは成形性を著しく損なうことから、ここで述
べる面積率には含まないものとする。

【００３０】その他の組織として、マルテンサイト、残
留オーステナイト、パーライトの面積率が５％超になる
と、伸びフランジ性が劣化する。したがって、これらの
組織の面積率の合計は５％以下とする。次に、成分組成
に係る限定条件について述べる。まず、前記（２）の成
分組成に係る限定条件について述べる。

【００３１】Ｃの下限を０．０００１％としたのは、実
用鋼で得られる下限値を用いることにしたからである。
Ｃが０．３％超になると、加工性や溶接性が悪くなるの
で、上限を０．３％とする。Ｓｉは鋼板の機械的強度を
高めるのに有効な元素であるが、３．５％超となると、
加工性が劣化したり、表面疵が発生したりするので、
３．５％を上限とする。一方、実用鋼でＳｉを０．００
１％未満とするのは困難であるので、０．００１％を下
限とする。

【００３２】Ｍｎも鋼板の機械的強度を高めるのに有効
な元素であるが、３％超となると加工性が劣化するの
で、３％を上限とする。一方、実用鋼でＭｎを０．０５
％未満とするのはコスト高となり、材質上のメリットも
ないので、０．０５％を下限とする。また、Ｍｎ以外に
Ｓによる熱間割れの発生を抑制するＴｉなどの元素が十
分に添加されない場合には、質量％で、Ｍｎ／Ｓ≧２０
となるＭｎ量を添加することが望ましい。

【００３３】ＰとＳは、それぞれ０．２％以下、０．０
３％以下とする。これは加工性の劣化や、熱間圧延また
は冷間圧延時の割れを防ぐためである。Ａｌは脱酸のた
めに０．０１％以上添加する。しかし、多すぎると加工
性が低下したり、表面性状が劣悪となるので、上限を３
％とする。ＮとＯは不純物であり、加工性を悪くさせな
いように、いずれも、０．０１％以下とする。

【００３４】前記（３）の発明において、Ｔｉ、Ｎｂ、
Ｖ、Ｃｒ、Ｂは、炭素、窒素の固定、析出強化、組織制
御、細粒強化などの機構を通じて材質を改善するので、
必要に応じて、それぞれ、０．００５％以上、０．００
１％以上、０．００１％以上、０．０１％以上、０．０
００１％以上添加することが望ましいが、過度に添加し
ても格段の効果はなく、むしろ、加工性や表面性状を劣
化させるので、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｃｒ、およびＢの上限
をそれぞれ１％、１％、１％、３％、および、０．０１
％とした。

【００３５】前記（４）の発明において、Ｍｏ、Ｃｕ、
Ｎｉ、Ｓｎは、機械的強度を高めたり材質を改善する効
果があるので、必要に応じて、各成分とも０．００１％
以上を添加することが望ましいが、過度の添加は逆に加
工性を劣化させるので、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、およびＳｎ
の上限を、それぞれ、１％、３％、３％、０．２％とし
た。

【００３６】前記（５）の発明において、Ｃａ、およ
び、Ｒｅｍは、硫化物の形態を制御して、伸びフランジ
性を改善するので、必要に応じて、Ｃａ、およびＲｅｍ
を、それぞれ、０．０００５％、および、０．００１％
以上添加することが望ましい。しかし、過度に添加して
も格段の効果はなく、コスト高となるので、Ｃａおよび
Ｒｅｍの上限をそれぞれ、０．００５％および０．０２
％とした。

【００３７】なお、本発明では特に限定しないが、脱酸
の目的や硫化物の形態制御の目的でMgを添加しても構わ
ない。 メッキ：メッキの種類は特に限定するものではなく、電
気めっき、溶融めっき、蒸着めっき等の何れでも、本発
明の効果が得られる。

【００３８】次に、製造方法について説明する。熱間圧
延に先行する製造方法は特に限定するものではない。す
なわち、高炉、転炉、電炉等による溶製に引き続き、各
種の２次製錬を行い、次いで、通常の連続鋳造、インゴ
ット法による鋳造の他、薄スラブ鋳造などの方法で鋳造
すればよい。

【００３９】連続鋳造の場合には、一度、低温まで冷却
した後、再度加熱してから熱間圧延してもよいし、鋳造
スラブを連続的に熱延してもよい。原料にはスクラップ
を使用しても構わない。本発明の形状凍結性に優れた高
伸びフランジ性鋼板は、上記成分組成の鋼を鋳造した
後、熱間圧延後冷却まま、熱間圧延後熱処理、熱間圧延
後冷却・酸洗し冷延した後に、焼鈍、あるいは、熱延鋼
板もしくは冷延鋼板にめっきを施し、若しくは、溶融め
っきラインにて熱処理を施したまま、更には、これらの
鋼板に別途表面処理を施すことによっても得られる。

【００４０】また前記（７）の発明に述べたように、熱
間圧延の後半に、Ａｒ₃変態温度以上（Ａｒ₃＋１００）
℃以下で合計２５％以上の圧延が行われない場合には、
圧延されたオーステナイトの集合組織が十分に発達しな
いので、如何様な冷却を施しても、最終的に得られる熱
延鋼板の板面に、前記（１）の発明で述べた所定のＸ線
強度レベルの各結晶方位が得られない。したがって、
（Ａｒ₃＋１００）℃以下での圧下率の合計の下限値を
２５％とした。

【００４１】（Ａｒ₃＋１００）℃以下Ａｒ₃変態温度以
上での合計圧下率が高いほど、よりシャープな集合組織
の形成を期待できるので、圧下率の合計は、３５％以上
とすることが好ましい。しかし、この圧下率の合計が９
７．５％を越えると、圧延機の剛性を過剰に高める必要
がでてきて、経済上のデメリットを生じる。それ故、圧
下率の合計は、望ましくは、９７．５％以下とする。

【００４２】ここで前記（８）の発明に記したように、
（Ａｒ₃＋１００）℃以下Ａｒ₃変態温度以上の熱間圧延
時の熱間圧延ロールと鋼板との摩擦係数が０．２を越え
ている場合には、鋼板表面近傍における板面に、｛１１
０｝面を主とする結晶方位が発達し、形状凍結性が劣化
する。それは、より良好な形状凍結性を指向する場合に
は、（Ａｒ₃＋１００）℃以下Ａｒ₃変態温度以上の熱間
圧延時における少なくとも１パスについて、熱間圧延ロ
ールと鋼板との摩擦係数を０．２以下とすることが望ま
しい。この摩擦係数は低ければ低いほど好ましく、さら
に良好な形状凍結性が要求される場合には、（Ａｒ₃＋
１００）℃以下Ａｒ₃変態温度以上の熱間圧延の全パス
について、摩擦係数を０．１５以下とすることが望まし
い。

【００４３】熱間圧延の仕上げ温度は、成形性の観点か
ら、Ａｒ₃変態温度以上とすることが必要である。仕上
げ温度の上限は特に定めないが、形状凍結性に優れた集
合組織をより鮮鋭にするため、（Ａｒ₃＋５０)℃以下と
することが好ましい。この様にして形成されたオーステ
ナイトの集合組織を最終的な熱延鋼板に受け継がせるた
めには、下記（１）式に示すＴｏ温度以下で巻き取る必
要がある。従って、鋼の成分組成で決まるＴｏを巻き取
り温度の上限とした。

【００４４】このＴｏ温度は、オーステナイトとオース
テナイトと同一成分のフェライトが同一の自由エネルギ
ーを持つ温度として、熱力学的に定義されるもので、Ｃ
以外の成分の影響も考慮して、（１）式を用いて簡易的
に計算することができる。Ｔｏ温度に及ぼす本発明に規
定されたこれら以外の成分の影響は、それほど大きくな
いので、ここでは無視した。

【００４５】 To=-650.4×C%+B …（１） ここで、Ｂは質量％で表現した鋼の成分で決まり下記の
ように表現できる。 B=-50.6×Mneq+894.3 Mneq=Mn%+0.24×Ni%+0.13×Si%+0.38×Mo%+0.55×Cr%+
0.16×Cu%-0.50×Al%-0.45×Co%+0.90×V% また、熱間圧延がＡｒ₃変態温度以下になる場合には、
加工前に生成したフェライトが加工され、強い圧延集合
組織が形成される。前記（９）の発明に記載のとおり、
この様な集合組織を最終的に形状凍結性に有利な集合組
織とするためには、高温で加工されたフェライトを、冷
却途中３５０〜Ａｃ₃変態温度で巻き取るか、もしく
は、いったん冷却した後に再度５００〜Ａｃ₃変態温度
に加熱することによって回復・再結晶させる必要があ
る。

【００４６】Ａｒ₃変態温度以下での合計圧下率が２５
％未満の場合には、再結晶温度以上で巻き取りを行った
り、冷却後再加熱して回復・再結晶処理を行っても、前
記（１）の発明で述べた所定のＸ線強度レベルの各結晶
方位が得られないので、２５％をＡｒ₃変態温度以下に
おける合計圧下率の下限値とした。３５％がより望まし
い下限値である。

【００４７】また、一旦冷却した後、引き続き加熱する
際においては、加熱温度が５００℃より低いと加工性が
劣化し、Ａｃ₃変態温度より高いと形状凍結性が低下す
るので、上記加熱温度は、５００〜Ａｃ₃変態温度の範
囲に限定する。熱延終了温度は特に規定しないが、３０
０℃未満になると圧延機への負荷が大きくなるので、３
００℃以上にすることが望ましい。

【００４８】ここで前記（１０）の発明に記したよう
に、熱間圧延時の熱間圧延ロールと鋼板との摩擦係数が
０．２を越えている場合には、鋼板表面近傍における板
面に、｛１１０｝面を主とする結晶方位が発達し、形状
凍結性が劣化する。それ故、より良好な形状凍結性を指
向する場合には、Ａｒ₃以下の熱間圧延における少なく
とも１パスについては、ロールと鋼板との摩擦係数を
０．２以下とすることが好ましい。

【００４９】この摩擦係数は低ければ低いほど望まし
く、特に厳しい形状凍結性が要求される場合には、Ａｒ
₃以下の熱間圧延の全パスについて、摩擦係数を０．１
５以下とすることが望ましい。熱間圧延においては、粗
圧延後にシートバーを接合し、連続的に仕上げ圧延をし
てもよい。その際に、粗バーを一旦コイル状に巻き、必
要に応じて、保温機能を有するカバーに格納し、再度巻
き戻してから接合を行ってもよい。熱延鋼板には、必要
に応じて、スキンパス圧延を施してもよい。スキンパス
圧延には、加工成形時に発生するストレッチャーストレ
インの防止や形状矯正の効果があることは言うまでもな
い。

【００５０】この様にして得られた熱延鋼板を冷間圧延
し、焼鈍して最終的な薄鋼板とする際において、冷間圧
延の全圧下率が８０％以上となる場合には、一般的な冷
間圧延−再結晶集合組織である板面に平行な結晶面のＸ
線回折積分面強度比の｛１１１｝面や｛５５４｝面成分
が高くなり、本発明の特徴である前記（１）の発明の結
晶方位の規定を満たさなくなるので、冷間圧延の圧下率
の上限を８０％とする。

【００５１】形状凍結性を高めるためには、冷間圧下率
を７０％以下に制限することが望ましい。冷間圧下率の
下限は、特に定めることなく本発明の効果を得ることが
できるが、結晶方位の強度を適当な範囲に制御するため
には、冷間圧下率は３％以上とすることが好ましい。こ
の様な範囲で冷間加工された冷延鋼板を焼鈍する際にお
いて、焼鈍温度が６００℃未満の場合には、加工組織が
残留し成形性が著しく劣化するので、焼鈍温度の下限を
６００℃とする。

【００５２】一方、焼鈍温度が過度に高い場合には、再
結晶によって生成したフェライトの集合組織が、オース
テナイトへ変態後、オーステナイトの粒成長によってラ
ンダム化され、最終的に得られるフェライトの集合組織
もランダム化される。特に、焼鈍温度が（Ａｃ₃＋１０
０）℃を越える場合にはそのような傾向が顕著となる。
従って、焼鈍温度は（Ａｃ₃＋１００）℃以下とする。
冷延鋼板には、必要に応じて、スキンパス圧延を施して
もよい。

【００５３】なお、本発明に係る鋼板は、曲げ加工だけ
でなく、曲げ、張り出し、絞り等、曲げ加工を主体とす
る複合成形にも適用できる。本発明の実施例を挙げて、
本発明の技術的内容について説明する。

【００５４】

【実施例】（実施例）表１に示す成分組成を有するＡか
らＱまでの鋼を用いて検討した結果について説明する。
これらの鋼は、鋳造後、そのまま、もしくは、一旦室温
まで冷却された後に、９００℃〜１３００℃の温度範囲
に再加熱され、その後熱間圧延が施され、最終的には、
１．４ｍｍ厚、３ｍｍ厚もしくは８．０ｍｍ厚の熱延鋼
板とされた。３．０ｍｍ厚および８．０ｍｍ厚の熱延鋼
板は、冷間圧延することによって１．４ｍｍ厚とされ、
その後、連続焼鈍工程にて焼鈍が施された。これら１．
４ｍｍ厚の鋼板から５０ｍｍ幅、２７０ｍｍ長さの試験
片を作製し、ポンチ幅７８ｍｍ、ポンチ肩Ｒ５、ダイ肩
Ｒ５の金型を用いてハット曲げ試験を行った。曲げ試験
を行った試験片は三次元形状測定装置にて板幅中心部の
形状を測定し、図１に示した様に、点（１）と点（２）
の接線と、点（３）と点（４）の接線の交点の角度から
９０°を引いた値の左右での平均値をスプリング・バッ
ク量とし、点（３）と点（５）間の曲率の逆数を左右で
平均化した値を壁そり量とし、左右の点（５）間の長さ
からポンチ幅を引いた値を寸法精度として、形状凍結性
を評価した。なお、曲げはｒ値の低い方向と垂直に折れ
線が入るように行った。

【００５５】ところで、図２および図３に示す様に、ス
プリングバック量や壁そり量はＢＨＦ（しわ押さえ力）
によっても変化する。本発明の効果は、いずれのＢＨＦ
で評価を行ってもその傾向は変わらないが、実機で実部
品をプレスする際には、あまり高いＢＨＦはかけられな
いので、今回はＢＨＦ２９ｋＮで各鋼種のハット曲げ試
験を行った。

【００５６】

【表１】

【００５７】

【表２】

【００５８】

【表３】

【００５９】表２および表３（表２の続き）に、各鋼板
の製造条件と、該製造条件が本発明の範囲内にあるか否
かを示した。「熱延温度１」は、熱延がＡｒ₃変態温度
以上で完了する場合において、（Ａｒ₃＋１００）℃以
下Ａｒ₃変態温度以上での圧下率の合計が２５％以上で
ある場合には「○」、２５％未満の場合には「×」とし
た。「熱延温度２」は、熱延がＡｒ₃変態温度以下の場
合で、Ａｒ₃温度以下の圧下率の合計が２５％以上の場
合には「○」、２５％未満の場合には「×」とした。

【００６０】以上のいずれの場合にも、それぞれの温度
範囲で少なくとも１パス以上についての摩擦係数が０．
２以下の場合には「潤滑」の欄に「○」、全パスにおけ
る摩擦係数が０．２超の場合には「△」を記入とした。
熱延巻取は、全て（１）式で求まるＴｏ温度以下とし
た。この様な熱延鋼板を１．４ｍｍ厚に冷延する場合、
冷延圧下率が８０％以上の場合には「冷延圧下率」を
「×」とし、「８０％未満」の場合には「○」とした。

【００６１】また、焼鈍温度が６００℃以上（Ａｃ₃＋
１００）℃以下の場合に「焼鈍温度」を「○」とし、そ
れ以外の場合を「×」とした。製造の条件として関係の
ない項目は「―」とした。熱延鋼板および冷延鋼板のい
ずれに対しても、スキンパス圧延を０．５〜１．５％の
範囲で施した。Ｘ線の測定は、鋼板の代表値として板厚
の７／１６厚の位置で板面に平行なサンプルを作製し、
実施した。

【００６２】穴拡げ試験は、１辺１００ｍｍの試験片の
中央に径１０ｍｍの打ち抜き穴を加工し、その初期穴を
頂角６０°の円錐ポンチにて押し広げ、割れが鋼板を貫
通した時点での穴径ｄの初期穴径１０ｍｍに対する穴広
げ率λ（次式）で評価した。 λ＝｛（ｄ−１０）／１０｝×１００（％） 表４、および、表５に、前記の方法によって製造した
１．４ｍｍ厚の熱延鋼板と冷延鋼板の機械的特性値、穴
拡げ率、スプリング・バック量、壁そり量、および、寸
法精度を示す。表４中の鋼Ｈを除いた全鋼種において、
各鋼種の「−２」および「−３」の番号の実施例が本発
明に該当するもので、「−１」及び「−３」の番号の実
施例が発明外のものである。

【００６３】組織は、鋼Ｈ以外は何れもマルテンサイ
ト、残留オーステナイト、パーライトの面積率が５％未
満で、フェライトまたはベイナイトを面積率で最大相と
するものであった。ただし、Ｅ−１、Ｈ、Ｉ−１、Ｏ−
１には、５０〜１００％の面積率で加工粒が残存してい
た。本発明の「−２」と「−３」の番号のものは、発明
外の「−１」と「−４」の番号のものに比べて、スプリ
ング・バック量、および、壁そり量が小さくなり、結果
として、寸法精度が向上していることがわかる。また、
本発明のものは、いずれのケースも、伸びフランジ性も
良好である。

【００６４】即ち、本発明で限定する各結晶方位のＸ線
ランダム強度比、ｒ値、および組織を満たして、初めて
良好な形状凍結性を有する高伸びフランジ性鋼板を製造
することが可能になるのである。

【００６５】

【表４】

【００６６】

【表５】

【００６７】次に、表６に示す成分組成を有するＲ〜Ｔ
の鋼を用いて検討した結果について説明する。熱延は、
いずれの場合も、Ａｒ₃変態温度以上で完了し、（Ａｒ₃
＋１００）℃以下Ａｒ₃温度以上での圧下率の合計が３
５％になるように圧延を行った。鋼Ｒに関しては、この
条件を満足する範囲で仕上げ温度を２水準変化させた。
いずれの場合も潤滑は行っていない。スキンパス圧延は
１％の圧下率で行った。

【００６８】表７には、このような方法によって製造し
た１．４ｍｍ厚の熱延鋼板の組織分率、機械的特性値、
穴拡げ率、スプリング・バック量、壁そり量、および、
寸法精度を示した。鋼Ｒは、いずれの場合も、スプリン
グ・バック量、および、壁そり量が少なく、形状凍結性
が良好で、かつ、伸びフランジ性も良好である。また、
ベイナイト量の増加に伴い、形状凍結性はより向上して
いる。一方、鋼ＳおよびＴは、マルテンサイト、残留オ
ーステナイトおよびパーライトの面積率が合計で５％を
越えているため、形状凍結性は良好なものの、伸びフラ
ンジ性が劣化している。

【００６９】各結晶方位のＸ線ランダム強度比やｒ値
が、形状凍結性に重要であることの機構については、現
在のところ必ずしも明らかとはなっていない。おそら
く、曲げ変形時にすべり変形の進行を容易にすることに
より、結果的に、曲げ変形時のスプリング・バック量、
および、壁そり量が小さくなり、その結果、寸法精度、
すなわち、形状凍結性が向上したものと理解される。

【００７０】

【表６】

【００７１】

【表７】

【００７２】

【発明の効果】本発明により薄鋼板の集合組織とｒ値を
制御することにより、曲げ加工性は著しく向上し、ま
た、組織と炭化物を制御することにより、穴拡げ性と曲
げ加工性を両立でき、スプリング・バック量、および、
壁そり量が少なく、曲げ加工を主体とする形状凍結性
と、穴拡げ性に優れた薄鋼板を提供することができるよ
うになった。

【００７３】特に、従来は形状不良の問題から高強度鋼
板の適用が難しかった部品にも、高強度鋼板が使用でき
るようになる。自動車の軽量化を推進するためには、高
強度鋼板の使用は是非とも必要である。スプリング・バ
ック量、および、壁そり量が少なく、形状凍結性と穴拡
げ性に優れた高強度鋼板が適用できるようになると、自
動車車体の軽量化を、より一層推進することができる。
従って、本発明は、工業的に極めて高い価値のある発明
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ハット曲げ試験に用いた試験片の断面を示す図
である。

【図２】スプリングバック量とＢＨＦ（しわ押さえ力）
の関係を示す図である。

【図３】壁そり量とＢＨＦ（しわ押さえ力）の関係を示
す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｃ 38/58 Ｃ２２Ｃ 38/58 (72)発明者 高橋 学 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 吉田 亨 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 Ｆターム(参考） 4K037 EA00 EA01 EA02 EA04 EA05 EA06 EA11 EA13 EA15 EA16 EA17 EA18 EA19 EA20 EA22 EA23 EA25 EA27 EA28 EA31 EA32 EB02 EB06 EB07 EB08 EB09 EB11 FB03 FB07

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フェライトまたはベイナイトを面積率で
   最大相とし、パーライト、マルテンサイトおよび残留オ
   ーステナイトの面積率が合計で５％以下である複合組織
   鋼であり、かつ、少なくとも１／２板厚における板面の
   ｛１００｝＜０１１＞〜｛２２３｝＜１１０＞方位群の
   Ｘ線ランダム強度比の平均値が３．０以上で、かつ、
   ｛５５４｝＜２２５＞、｛１１１｝＜１１２＞および
   ｛１１１｝＜１１０＞の３つの結晶方位のＸ線ランダム
   強度比の平均値が３．５以下であり、さらに、圧延方向
   のｒ値および圧延方向と直角方向のｒ値のうち少なくと
   も１つが０．７以下であることを特徴とする形状凍結性
   に優れた高伸びフランジ性鋼板。
2. 【請求項２】 質量％で、 Ｃ：０．０００１％以上、０．３％以下、 Ｓｉ：０．００１％以上、３．５％以下、 Ｍｎ：０．０５％以上、３％以下、 Ｐ：０．２％以下、 Ｓ：０．０３％以下、 Ａｌ：０．０１％以上、３％以下、 Ｎ：０．０１％以下、 Ｏ：０．０１％以下 を含有し、残部は鉄および不可避的不純物よりなること
   を特徴とする請求項１に記載の形状凍結性に優れた高伸
   びフランジ性鋼板。
3. 【請求項３】 更に、質量％で、 Ｔｉ：１％以下、 Ｎｂ：１％以下、 Ｖ：１％以下、 Ｃｒ：３％以下、および、 Ｂ：０．０１％以下 の１種または２種以上を含有することを特徴とする請求
   項２に記載の形状凍結性に優れた高伸びフランジ性鋼
   板。
4. 【請求項４】 更に、質量％で、 Ｍｏ：１％以下、 Ｃｕ：３％以下、 Ｎｉ：３％以下、および、 Ｓｎ：０．２％以下 の１種または２種以上を含有することを特徴とする請求
   項２または３に記載の形状凍結性に優れた高伸びフラン
   ジ性鋼板。
5. 【請求項５】 更に、質量％で、 Ｃａ：０．０００５％以上、０．００５％以下、およ
   び、 Ｒｅｍ：０．００１％以上、０．０２％以下 の１種または２種を含有することを特徴とする請求項２
   〜４の何れか１項に記載の形状凍結性に優れた高伸びフ
   ランジ性鋼板。
6. 【請求項６】 請求項１〜５の何れか１項に記載の鋼板
   にめっきを施したことを特徴とする形状凍結性に優れた
   高伸びフランジ性鋼板。
7. 【請求項７】 請求項１〜６の何れか１項に記載の鋼板
   を製造するに当たり、Ａｒ₃変態温度〜（Ａｒ₃＋１０
   ０）℃の温度範囲における圧下率の合計が２５％以上と
   なるように制御し、Ａｒ₃変態温度以上で熱間圧延を終
   了し、（１）式に示す鋼の化学成分で決まる臨界温度Ｔ
   ｏ以下でかつ３５０℃以上の温度で巻き取ることを特徴
   とする形状凍結性に優れた高伸びフランジ性鋼板の製造
   方法。 To=-650.4×C%+B …（１） ここで、Ｂは質量％で表現した鋼の成分より求まる。 B=-50.6×Mneq+894.3 Mneq=Mn%+0.24×Ni%+0.13×Si%+0.38×Mo%+0.55×Cr%+
   0.16×Cu%-0.50×Al%-0.45×Co%+0.90×V%
8. 【請求項８】 Ａｒ₃変態温度〜（Ａｒ₃＋１００）℃の
   温度範囲における圧下率の合計が２５％以上で、かつ、
   （Ａｒ₃＋１００）℃以下の熱間圧延において少なくと
   も１パス以上を摩擦係数が０．２以下となるように熱間
   圧延を制御することを特徴とする請求項７に記載の形状
   凍結性に優れた高伸びフランジ性鋼板の製造方法。
9. 【請求項９】 請求項１〜６の何れか１項に記載の鋼板
   を製造するに当たり、Ａｒ₃変態温度以下の圧下率の合
   計が２５％以上になるように熱間圧延を制御し、熱間圧
   延を終了後、３５０〜Ａｃ₃変態温度で巻き取るか、ま
   たは、一旦冷却後、５００〜Ａｃ₃変態温度に１０〜１
   ２０分加熱することを特徴とする形状凍結性に優れた高
   伸びフランジ性鋼板の製造方法。
10. 【請求項１０】 Ａｒ₃変態温度以下の圧下率の合計が
    ２５％以上で、かつ、Ａｒ₃変態温度以下の熱間圧延に
    おいて少なくとも１パス以上を摩擦係数が０．２以下と
    なるように圧延することを特徴とする請求項９に記載の
    形状凍結性に優れた高伸びフランジ性鋼板の製造方法。
11. 【請求項１１】 請求項７〜１０のいずれか１項に記載
    の鋼板を酸洗し、圧下率８０％未満の冷間圧延を施した
    後、６００℃〜（Ａｃ₃＋１００）℃の温度範囲に加熱
    し、冷却することを特徴とする形状凍結性に優れた高伸
    びフランジ性鋼板の製造方法。