JP2010024509A - 高強度無方向性電磁鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】C:0.01%以下、Si:2.0%以上4.0%以下、Mn:0.05%以上1.0%以下、Al:0.2%以上3.0%以下、N:0.005%以上0.05%以下、Mg:0.0005%以上0.005%以下、Cu:0.5%以上3.0%以下、Ni:0.5%以上3.0%以下、Sn:0.01%以上0.10%以下、B:0.0010%以上0.0050%以下を含有し、Nb、Zr、TiおよびVの4元素が式Nb/93+Zr/91+Ti/48+V/51<2.0×10-4を満足し、製品板の再結晶面積率が50%以上、引張試験の降伏応力が700MPa以上、破断伸びが10%以上、渦電流損We10/400(W/kg)が鋼板の板厚t(mm)との関係において、式We10/400≦70×t2を満足する高強度無方向性電磁鋼板。
【選択図】なし
Description
特に、最近では、電気自動車用モータ等において、小型高出力モータのニーズが強く、モータ回転数を高速化することで、モータトルクを稼ぐ設計がなされるようになってきた。
例えば、特許文献1では、SiにMnやNiの元素を加えて固溶体強化を図って高強度化する方法が提案されている。しかしながら、添加合金のコストが高く、特に、Niについては、世界的な需給バランスから価格が高騰しており、また添加とともに靭性が低下して生産性や歩留まりを悪化させるという課題があった。
(1)質量%で、C:0.01%以下、Si:2.0%以上4.0%以下、Mn:0.05%以上1.0%以下、Al:0.2%以上3.0%以下、N:0.005%以上0.05%以下、Mg:0.0005%以上0.005%以下、Cu:0.5%以上3.0%以下を含有し、Nb、Zr、TiおよびVの4元素の含有量(質量%)が式(1)を満足し、残部FEおよび不可避的不純物からなり、かつ、鋼板の再結晶面積率が50%以上、引張試験の降伏応力が700MPa以上、破断伸びが10%以上であり、渦電流損We10/400(W/kg)が鋼板の板厚t(mm)との関係において、式(2)を満足することを特徴とする高強度無方向性電磁鋼板。
Nb/93+Zr/91+Ti/48+V/51<2.0×10-4 (1)
We10/400≦70×t2 (2)
(3)さらに、質量%でSn:0.01%以上0.10%以下を含有することを特徴とする前記(1)または(2)に記載の高強度無方向性電磁鋼板。
(4)さらに、質量%でB:0.0010%以上0.0050%以下を含有することを特徴とする前記(1)〜(3)の何れかに記載の高強度無方向性電磁鋼板。
T ≧ 200×a+500 (3)
(6)前記(1)〜(4)の何れかに記載の高強度無方向性電磁鋼板を、製鋼、熱延、酸洗、冷延、仕上焼鈍からなる製造工程、または、製鋼、熱延、熱延板焼鈍、酸洗、冷延、仕上焼鈍からなる製造工程によって製造する際、スラブ鋼片より採取したグリーブル試験において、800℃での絞り値が50%以上であることを特徴とする高強度無方向性電磁鋼板の製造方法。
(7)前記(1)〜(4)の何れかに記載の高強度無方向性電磁鋼板を、製鋼、熱延、酸洗、冷延、仕上焼鈍からなる製造工程によって製造する際、熱延の巻取温度が550℃以下で、かつ、熱延板のシャルピー衝撃試験における延性脆性破面遷移温度が70℃以下であることを特徴とする高強度無方向性電磁鋼板の製造方法。
(8)前記(1)〜(4)の何れかに記載の無方向性電磁鋼板を、製鋼、熱延、熱延板焼鈍、酸洗、冷延、仕上焼鈍からなる製造工程によって製造する際、熱延板焼鈍における900℃から500℃までの冷却速度が50℃/sec以上で、かつ、熱延焼鈍板のシャルピー衝撃試験における延性脆性破面遷移温度が70℃以下であることを特徴とする高強度無方向性電磁鋼板の製造方法。
(実験1)
実験室の真空溶解炉にて、質量%で、C:0.002%、Si:3.1%、Mn:0.2%、Cu:2.0%、Mg:0.0010%、Nb:0.002%、Zr:0.002%、Ti:0.002%、V:0.002%を含有し、かつ、AlとNの含有量を質量%で表1のように変化させた鋼片を作製し、これを1100℃で60分の加熱を施した後、直ちに熱延して板厚2.0mmとした。その後、酸洗を施し、一回の冷延にて、板厚0.35mmとした。こうして得られた冷延板に対し、800〜1000℃で30秒間の仕上焼鈍を施した。表1に鋼片の成分とグリーブル試験結果を、表2に仕上焼鈍後の鋼板(以下、製品板と記載する)の諸特性の結果を示す。
実験室の真空溶解炉にて、質量%で、C:0.002%、Si:3.1%、Mn:0.2%、Al:0.6、N:0.006%、Cu:2.0%、Nb:0.002%、Zr:0.002%、Ti:0.002%、V:0.002%を含有し、かつ、Mg含有量を質量%で表3のように変化させた鋼片を作製し、得られた鋼片から長さ100mm、直径10mmのグリーブル試験片を作製した。グリーブル試験片は不活性ガス雰囲気にて、一旦、1350℃まで加熱した後、降温して800℃に保定の上、引張試験を行なった。表3にMg含有量とグリーブル試験結果を示すが、Mgを0.0005%以上含む素材H、I、Jでは800℃にけるグリーブル試験の絞りが50%以上の良好な値が得られた。
実験室の真空溶解炉にて質量%でC:0.002%、Si:3.1%、Mn:0.2%、Al:0.6%、N:0.006%、Cu:2.0%、Mg:0.0009%を含有し、かつ、Nb、Zr、TiおよびVの含有量を質量%で表4のように変化させた鋼片を作製し、得られた鋼片から長さ100mm、直径10mmのグリーブル試験片を作製した。グリーブル試験片は不活性ガス雰囲気にて一旦1350℃まで加熱した後、降温して800℃に保定の上、引張試験を行なった。表4にNb、Zr、TiおよびV含有量とグリーブル試験結果を示すが、式(1)、すなわちNb/93+Zr/91+Ti/48+V/51<2.0×10-4を満足する素材K、Lでは800℃にけるグリーブル試験の絞りが50%以上の良好な値が得られた。
鋼の組成の限定理由は以下のとおりである。なお、%は質量%を意味する。
実験室の真空溶解炉にて、質量%で、C:0.003%、Si:2.7%、Mn:0.3%、Cu:1.9%、Mg:0.0012%を含有し、Al、N、Nb,Zr、TiおよびVの含有量(質量%)が異なる鋼片を作製し、これに1150℃で60分の加熱を施した後、直ちに熱延して、板厚2.3mmとした。その後、酸洗を施し、一回の冷延にて板厚0.5mmとした。こうして得られた冷延板に対し、900℃で60秒間の仕上焼鈍を施した。
実験室の真空溶解炉にて、質量%で、C:0.009%、Si:3.8%、Mn:0.8%、Al:1.5%、N:0.006%、Cu:0.8%、Nb:0.002%,Zr:0.002%、Ti:0.003%およびV:0.002%を含有し、かつ、Mg含有量(質量%)を変化させた鋼片を作製し、得られた鋼片から長さ100mm、直径10mmのグリーブル試験片を作製した。グリーブル試験片は不活性ガス雰囲気にて、一旦、1350℃まで加熱した後、降温して800℃に保定の上、引張試験を行なった。
実験室の真空溶解炉にて、質量%で、C:0.004%、Mn:0.6%、Al:2.0%、N:0.0008%、Mg:0.008%、Ni:1.0%、Nb:0.001%,Zr:0.002%、Ti:0.003%およびV:0.003%を含有し、SiとCuの含有量(質量%)を変化させた鋼片を作製し、これに1100℃で100分の加熱を施した後、直ちに熱延して板厚2.0mmとした。その後、酸洗を施し、板厚0.25mmに冷延した。こうして得られた冷延板について、975℃で30秒間の仕上焼鈍を施した。
実験室の真空溶解炉にて、質量%で、C:0.003%、Si:3.5%、Mn:0.2%、Al:0.7%、N:0.022%、Mg:0.0032%、Ni:1.5%、Nb:0.002%、Zr:0.003%、Ti:0.002%、V:0.002%を含有し、BおよびSn添加量(質量%)を変化させた鋼片を作製し、これに1120℃で70分の加熱を施した後、直ちに熱延して板厚2.5mmとした。この熱延における巻取温度は520℃であった。その後、1025℃で60秒の熱延板焼鈍を施し、酸洗後に板厚0.35mmに冷延し、仕上焼鈍を925℃で60秒処理した。
実験室の真空溶解炉にて、質量%で、C:0.002%、Si:2.4%、Mn:0.5%、Al:2.3%、N:0.012%、Mg:0.0044%、Ni:1.4%、Nb:0.003%、Zr:0.004%、Ti:0.003%、V:0.003%を含有し、Cu含有量(質量%)を変化させた鋼片を作製し、これに1120℃で90分の加熱を施した後、直ちに熱延して板厚2.0mmとした。その後、950℃で60秒の熱延板焼鈍を施し、酸洗後に板厚0.35mm冷延し、仕上焼鈍における均熱温度を変化させて処理した。
実験室の真空溶解炉にて、質量%で、C:0.007%、Si:3.2%、Mn:0.3%、Al:1.6%、N:0.005%、Mg:0.0015%、Ni:2.0%、Nb:0.003%,Zr:0.004%、Ti:0.003%、V:0.001%を含有した鋼片を作製した。これらの鋼片に対し、1120℃で80分の加熱を施した後、直ちに熱延して、板厚2.5mmとした。この熱延板の作製に際し、熱延板の巻取温度を変化させた。
Claims (8)
- 質量%で、C:0.01%以下、Si:2.0%以上4.0%以下、Mn:0.05%以上1.0%以下、Al:0.2%以上3.0%以下、N:0.005%以上0.05%以下、Mg:0.0005%以上0.005%以下、Cu:0.5%以上3.0%以下を含有し、Nb、Zr、TiおよびVの4元素の含有量(質量%)が式(1)を満足し、残部Feおよび不可避的不純物からなり、鋼板の再結晶面積率が50%以上、引張試験の降伏応力が700MPa以上、破断伸びが10%以上であり、渦電流損We10/400(W/kg)が鋼板の板厚t(mm)との関係において、式(2)を満足することを特徴とする高強度無方向性電磁鋼板。
Nb/93+Zr/91+Ti/48+V/51<2.0×10-4 (1)
We10/400≦70×t2 (2) - さらに、質量%でNi:0.5%以上3.0%以下を含有することを特徴とする請求項1に記載の高強度無方向性電磁鋼板。
- さらに、質量%でSn:0.01%以上0.10%以下を含有することを特徴とする請求項1または2に記載の高強度無方向性電磁鋼板。
- さらに、質量%でB:0.0010%以上0.0050%以下を含有することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の高強度無方向性電磁鋼板。
- 請求項1〜4の何れか1項に記載の高強度無方向性電磁鋼板を、製鋼、熱延、酸洗、冷延、仕上焼鈍からなる製造工程、または、製鋼、熱延、熱延板焼鈍、酸洗、冷延、仕上焼鈍からなる製造工程によって製造する際、仕上焼鈍の均熱温度T(℃)とCu含有量a(質量%)が式(3)を満たすことを特徴とする高強度無方向性電磁鋼板の製造方法。
T ≧ 200×a+500 (3) - 請求項1〜4の何れか1項に記載の高強度無方向性電磁鋼板を、製鋼、熱延、酸洗、冷延、仕上焼鈍からなる製造工程、または、製鋼、熱延、熱延板焼鈍、酸洗、冷延、仕上焼鈍からなる製造工程によって製造する際、製鋼後の鋼片より採取した試験片のグリーブル試験において、800℃での絞り値が50%以上であることを特徴とする高強度無方向性電磁鋼板の製造方法。
- 請求項1〜4の何れか1項に記載の高強度無方向性電磁鋼板を、製鋼、熱延、酸洗、冷延、仕上焼鈍からなる製造工程によって製造する際、熱延の巻取温度が550℃以下で、かつ、熱延板のシャルピー衝撃試験における延性脆性破面遷移温度が70℃以下であることを特徴とする高強度無方向性電磁鋼板の製造方法。
- 請求項1〜4の何れか1項に記載の高強度無方向性電磁鋼板を、製鋼、熱延、熱延板焼鈍、酸洗、冷延、仕上焼鈍からなる製造工程によって製造する際、熱延板焼鈍における900℃から500℃までの冷却速度が50℃/sec以上で、かつ、熱延焼鈍板のシャルピー衝撃試験における延性脆性破面遷移温度が70℃以下であることを特徴とする高強度無方向性電磁鋼板の製造方法。
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