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
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Info
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Abstract
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
{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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
%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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
である。
の関係を示す図である。
す図である。
Claims (11)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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% - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
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