JP2705461B2 - 加工性に優れた冷延鋼帯の製造方法 - Google Patents

加工性に優れた冷延鋼帯の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、強度ならびに延性が
要求されるプロジェクション溶接用細粒鋼、薄物冷延鋼
板等として適した加工性に優れた冷延鋼帯の製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】プロジェクション溶接は、母材の片側ま
たは両側に小さな突起(projection)を作っ
てこの部分に大電流と加圧力を集中させ、母材の接触抵
抗と固有抵抗による抵抗発熱を利用し、溶接部を溶融せ
しめ、圧接を行うものである。プロジェクション溶接に
おいては、突起の形状寸法(高さ、先端太さ)によって
溶接部の品質が大きく左右されるので、突起の形状寸法
は通電前の予圧に十分耐えられるだけの剛性があり、か
つ相手の平板との熱平衡を保ちうることが必要である。
このため、ベアリングリテーナー等のプロジェクション
溶接用材料には、十分な突起高さを得るための延性と、
通電前の予圧に十分耐えられるだけの強度が必要であ
る。
【0003】上記強度ならびに延性が要求される加工性
に優れたベアリングリテーナー用材料、スチールペーパ
ー用材料、深絞り用材料等には、成分、フェライト結晶
粒度および展伸度等を調整した細粒鋼の冷延鋼板が使用
されている。一般的な箱形焼鈍炉による細粒鋼の製造方
法としては、冷間圧延したのち、箱形焼鈍炉でオープン
コイル焼鈍し、コイルの加熱速度を上昇させて急速加熱
を行う方法、熱間圧延時のコイル巻取り温度を680℃
以上の高温とし、高温巻取りを行う方法が知られてい
る。また、連続焼鈍炉による細粒鋼の製造においては、
図4に示すとおり、焼鈍加熱速度が極めて大きくなる
と、鋼中のsol.Al量にかかわらず、等軸細粒組織
が得られる。これはAlNの析出より早期にフェライト
粒の再結晶が起こるためである。
【0004】また、他の方法としては、C:0.01〜
0.10%、Mn:0.40%、sol.Al:0.0
80〜0.850%、N:0.0050%以下を含有
し、残部は実質的にFeよりなるアルミキルド鋼を通常
の熱間圧延および冷間圧延後670〜720℃の通常の
焼なましを施しフェライト粒度を9以上の細粒にし、r
値を1.50以上とする鋼板(特開昭54−80225
号公報)、C:0.02〜0.12%、Mn:0.1〜
0.6%、P:0.01〜0.05%、Al:0.08
%以下、残Feおよびその他不純物からなる低炭素鋼板
を連続焼鈍ラインにて再結晶温度以上Ac1変態点以下
に加熱、均熱後、冷却速度を3〜1000℃/sに調整
する熱処理を施し、硬度の異なる鋼板を作り分ける方法
(特開昭57−70227号公報)、C:0.010〜
0.040%、Mn:0.05〜0.25%、S:0.
004〜0.020%、Al:0.010〜0.080
%、N:0.0030%以下を含有し、残部がFeおよ
び不可避的不純物よりなる鋼を連続鋳造し、その直後の
鋳片(スラブ)を50℃/min以下の冷却速度で11
00〜1200℃まで冷却したのち、スラブ表面温度が
1000〜1100℃の温度域にあるときに熱延を開始
し、650℃以上の温度域で巻き取ったのち、冷延およ
び連続焼鈍を行う方法(特開平1−208419号公
報)等が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記プロジェクション
溶接性等の優れた等軸細粒鋼を製造するためには、前記
図4に示すとおり、sol.Al量を低下させ、焼鈍加
熱速度を上昇させてAlNの析出に先立って再結晶さ
せ、なおかつ低い焼鈍温度で焼鈍し、フェライト結晶粒
の細粒化を図る必要がある。しかしながら、前記連続焼
鈍による細粒鋼の製造においては、焼鈍加熱速度が大き
く、等軸細粒鋼となるが、設備制約上焼鈍時間が制限さ
れ、最大2分程度であるため、焼鈍温度を750〜90
0℃と高温にせざるを得ず、フェライト結晶粒が成長
し、フェライト結晶粒度番号は、最大でも10のレベル
である。したがって、等軸細粒組織が得られる加熱速度
で、かつ、焼鈍温度を低くすることが必要である。
【0006】また、箱形焼鈍炉による細粒鋼の製造にお
いては、タイト焼鈍の場合に、窒素50%以上、残部水
素からなる通常の焼鈍雰囲気では、焼鈍加熱速度は15
℃/Hr程度と低く、等軸細粒鋼を得ることができな
い。箱形焼鈍炉でもオープンコイル焼鈍、または水素濃
度90%以上、残部窒素の焼鈍雰囲気で焼鈍すれば、焼
鈍加熱速度を30℃/Hr以上となるが、しかしこれだ
けでは等軸細粒鋼を得ることができない。
【0007】この発明の目的は、強度ならびに延性に優
れたフェライト結晶粒度番号10以上の等軸微細粒鋼
を、箱形焼鈍炉により得ることことができる加工性に優
れた冷延鋼帯の製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意試験研究を重ねた。その結果、熱延鋼
帯のsol.Al量を0.025%以下とすれば、箱形
焼鈍炉で焼鈍加熱速度30℃/Hrで十分等軸細粒鋼が
得られること、また、焼鈍温度を700℃以下とするこ
とによって、フェライト結晶粒度番号10以上の微細粒
鋼を得ることができること、さらに、sol.Al量を
0.025%以下とすることにより、冷間圧延によって
導入された歪(ミクロ的には転位)が焼鈍によって加え
られる熱エネルギーにより開放(ミクロ的には転位の移
動)され易くなり、低い焼鈍温度でも再結晶し易くなる
ことを究明し、この発明に到達した。
【0009】すなわちこの発明は、C:0.02〜0.
10%、Si:0.05%以下、P:0.050%以
下、S:0.030%以下、Mn:0.10〜0.40
%、sol.Al:0.005〜0.025%を含有
し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる熱延鋼帯
を、酸洗、冷間圧延したのち、水素濃度75%以上の還
元性雰囲気ガス中で、加熱速度30℃/Hr以上、焼鈍
温度580〜700℃で箱焼鈍するのである。
【0010】
【作用】この発明において、化学成分、還元性雰囲気ガ
ス中の水素濃度、箱焼鈍における加熱速度、焼鈍温度を
限定した理由は次のとおりである。Cは0.02%未満
とするには精錬コストが上昇するので好ましくなく、
0.10%を超えると鋼の硬化を増進させ、延性が劣化
するので加工用途には適さなくなるので、0.02〜
0.10%とした。Siは0.05%を超えると強度が
上昇し、伸びが減少して加工用途には適さなくなるので
0.05%以下とした。Pは0.05%を超えるとSi
と同様強度が上昇し、伸びが減少して加工用途には適さ
なくなるので0.05%以下とした。Sは0.03%を
超えると熱間加工性が低下し、表面疵が発生すると共
に、MnS系介在物が増加し、冷汗加工性が低下するの
で、0.03%以下とした。Mnは0.10%未満では
スラブ加熱中にFeSによる赤熱脆性が発生するため
0.10%以上必要であるが、0.40%を超えるとC
と同様鋼の硬化を増進させ、延性が劣化するので加工用
途には適さなくなるので、0.10〜0.40%とし
た。sol.Alは0.005%未満では脱酸不足とな
ってCOガスによる連続鋳造スラブ表面にピンホール疵
が発生し、0.025%を超えると、焼鈍加熱段階での
AlNの析出に先立つ再結晶が十分でなくなるので、
0.005〜0.025%とした。特に、sol.A
l:0.020%以下では、図2および図3に示すとお
り、再結晶温度が低下して580℃で再結晶が開始さ
れ、フェライト結晶粒度番号11以上の極細粒鋼を得る
ことができ、板厚0.2mmの極薄鋼板をタイト焼鈍し
ても、焼付きが発生することはない。
【0011】箱形焼鈍炉における雰囲気ガス中の水素濃
度を75%以上としたのは、水素濃度が75%未満では
焼鈍加熱速度30℃/Hr以上を得ることができず、等
軸細粒鋼を得ることができないからである。焼鈍加熱速
度を30℃/Hr以上としたのは、sol.Al:0.
005〜0.025%において、焼鈍加熱段階でAlN
析出に先立って再結晶させ、等軸細粒鋼を得るには、3
0℃/Hr以上が必要であるからである。焼鈍温度を5
80〜700℃としたのは、580℃は再結晶開始温度
であり、700℃を超えるとフェライト粒が成長して粗
大化し、フェライト粒度番号10以上の等軸細粒鋼を得
ることができないからである。
【0012】この発明においては、sol.Al:0.
005〜0.025%の熱延鋼帯を、酸洗、冷間圧延し
たのち、水素濃度75%以上の還元性雰囲気ガス中で、
加熱速度30℃/Hr以上、焼鈍温度580〜700℃
で箱焼鈍するすることによって、焼鈍加熱段階でAlN
の析出に先立ってフェライト粒が再結晶し、しかもフェ
ライト粒の粒成長が抑制されて等軸細粒組織となり、フ
ェライト結晶粒度番号10以上の等軸微細粒鋼を得るこ
とができ、加工性に優れた冷延鋼帯を製造することがで
きる。
【0013】
【実施例】
実施例1 表1に示す化学成分の熱間圧延鋼帯を、酸洗、冷間圧延
したのち、表2に示すとおり、箱型焼鈍炉を用いて表2
に示すとおり、焼鈍加熱速度16〜40℃/Hr、焼鈍
温度585〜690℃、焼鈍均熱時間8〜10時間で焼
鈍した。得られた各鋼帯より試料を採取し、JIS G
0552に規定のフェライト結晶粒度試験方法に準じ
てフェライト結晶粒の展伸度および切断法により粒度番
号を測定した。その結果を表2に併記する。なお、従来
例3のみは、連続焼鈍を実施した。
【0014】
【表1】
【0015】
【表2】
【0016】表1および表2に示すとおり、sol.A
l:0.025%以下、焼鈍加熱速度30℃/Hr以
上、焼鈍温度580〜700℃で箱焼鈍した本発明例1
〜4は、いずれもフェライト結晶粒の展伸度0.98〜
1.03、粒度番号10.8〜12.0と等軸微細粒鋼
である。これに対し比較例1〜3は、いずれもフェライ
ト結晶粒の展伸度0.99〜2.30、粒度番号7.6
〜8.5で、フェライト結晶粒の細粒化が不十分であ
る。
【0017】実施例2 表3に示すとおり、sol.Al量以外は同一の成分組
成の熱間圧延鋼帯を酸洗したのち、圧下率75%で冷間
圧延して板厚0.5mmの冷間圧延鋼帯となし、表4に
示す焼鈍条件で焼鈍した。得られた各鋼帯より試料を採
取し、機械的性質の試験を行った。その結果を引張強さ
と伸びとのバランスで図1に示す。
【0018】
【表3】
【0019】
【表4】
【0020】図1に示すとおり、本発明例5の場合は、
従来例4ないし6に比較し、高強度、高延性の加工性に
優れた冷延鋼板を製造することができる。
【0021】
【発明の効果】以上述べたとおり、この発明方法によれ
ば、フェライト結晶粒度番号10以上の等軸微細粒鋼を
得ることができ、ベアリングリテーナー用材料あるいは
焼鈍時に焼付きし易い薄物焼鈍冷延鋼板等、強度ならび
に延性双方を要求される加工性に優れた冷延鋼帯を容易
に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例2における引張強さと伸びとのバランス
を示すグラフである。
【図2】加熱速度50℃/Hrにおける冷延鋼板中のs
ol.Al含有量と焼鈍温度と硬度(Hv)との関係を
示すグラフである。
【図3】sol.Al含有量と加熱速度50℃/Hrに
おける焼鈍温度とフェライト結晶粒度番号との関係を示
すグラフである。
【図4】sol.Al量と焼鈍加熱速度とフェライト結
晶粒との関係を示す模式図である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 C:0.02〜0.10%、Si:0.
    05%以下、P:0.050%以下、S:0.030%
    以下、Mn:0.10〜0.40%、sol.Al:
    0.005〜0.025%を含有し、残部がFeおよび
    不可避的不純物からなる熱延鋼帯を、酸洗、冷間圧延し
    たのち、水素濃度75%以上の還元性雰囲気ガス中、加
    熱速度30℃/Hr以上、焼鈍温度580〜700℃で
    箱焼鈍することを特徴とする加工性に優れた冷延鋼帯の
    製造方法。
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