JP3233770B2 - 耐デント性ならびに耐面ひずみ性に優れた深絞り用ｂｈ鋼板の製造方法 - Google Patents
耐デント性ならびに耐面ひずみ性に優れた深絞り用ｂｈ鋼板の製造方法Info
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- dent resistance
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は耐デント性ならびに耐面
ひずみ性に優れた深絞り用ＢＨ冷延鋼板および表面処理
鋼板の製造方法に関するものである。
ひずみ性に優れた深絞り用ＢＨ冷延鋼板および表面処理
鋼板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＴｉやＮｂを極低炭素鋼に添加し、固溶
Ｃ，Ｎを炭窒化物の形で固定したＩＦ鋼板(Interstitia
l atom free steel sheet)は優れた深絞り性を有する冷
延鋼板として広く使用されている。しかし、この鋼板の
弱点は軟質のため、耐面ひずみ性には優れているが、耐
デント性が劣り、自動車用の外板等に適用すると成形後
外力を加えると形状が容易に崩れる欠点がある。一方、
耐デント性を向上させるには降伏点を高めることが有効
であることが知られているが、この場合形状凍結性が悪
くなり面ひずみが生じやすくなる。
Ｃ，Ｎを炭窒化物の形で固定したＩＦ鋼板(Interstitia
l atom free steel sheet)は優れた深絞り性を有する冷
延鋼板として広く使用されている。しかし、この鋼板の
弱点は軟質のため、耐面ひずみ性には優れているが、耐
デント性が劣り、自動車用の外板等に適用すると成形後
外力を加えると形状が容易に崩れる欠点がある。一方、
耐デント性を向上させるには降伏点を高めることが有効
であることが知られているが、この場合形状凍結性が悪
くなり面ひずみが生じやすくなる。
【０００３】耐デント性ならびに耐面ひずみ性を有する
鋼板の製造方法として最近表層をハイテン化した複層鋼
板による製造方法を開示した特開平４−１４３２２７号
公報がある。しかし、複層鋼板による製造方法は大幅な
コスト増となる。一方、表面近傍層だけをハイテン化す
る方法として、浸炭処理あるいは窒化処理がよく知られ
ており、特開平３−２４３７５７号公報に窒化処理によ
り表面近傍で強度の高い冷延鋼板ならびにその製造方法
が開示されている。しかし、その発明では表層をハイテ
ン化することにより耐デント性が向上する可能性は言及
しているものの、耐デント性に関する実施例の提示はな
く、適正なＢＨ性を得る技術に関しては全く開示されて
おらず、示唆する結果も提示されていない。
鋼板の製造方法として最近表層をハイテン化した複層鋼
板による製造方法を開示した特開平４−１４３２２７号
公報がある。しかし、複層鋼板による製造方法は大幅な
コスト増となる。一方、表面近傍層だけをハイテン化す
る方法として、浸炭処理あるいは窒化処理がよく知られ
ており、特開平３−２４３７５７号公報に窒化処理によ
り表面近傍で強度の高い冷延鋼板ならびにその製造方法
が開示されている。しかし、その発明では表層をハイテ
ン化することにより耐デント性が向上する可能性は言及
しているものの、耐デント性に関する実施例の提示はな
く、適正なＢＨ性を得る技術に関しては全く開示されて
おらず、示唆する結果も提示されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、今まで、大
幅なコスト高を伴う複層鋼板でだけで可能であった耐デ
ント性と耐面ひずみ性を同時に満足するＢＨ冷延鋼板を
安価に製造する方法を提供するものである。
幅なコスト高を伴う複層鋼板でだけで可能であった耐デ
ント性と耐面ひずみ性を同時に満足するＢＨ冷延鋼板を
安価に製造する方法を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは連続焼鈍の
雰囲気ならびに焼鈍条件を変化させ、ＢＨ性を有し、耐
デント性と耐面ひずみ性を同時に満足する冷延鋼板の製
造方法を検討し、数々の新しい知見を得て、鋼の成分と
ガス浸炭窒化条件を最適化することにより連続焼鈍でこ
の種の鋼を製造できることを見いだした。
雰囲気ならびに焼鈍条件を変化させ、ＢＨ性を有し、耐
デント性と耐面ひずみ性を同時に満足する冷延鋼板の製
造方法を検討し、数々の新しい知見を得て、鋼の成分と
ガス浸炭窒化条件を最適化することにより連続焼鈍でこ
の種の鋼を製造できることを見いだした。
【０００６】本発明の要旨とするところは、重量比で
Ｃ：０．００５％以下、Ｎ：０．０１％以下、Ｍｎ：
１．５％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｐ：０．１５％以
下、Ａｌ：０．００５％以上、０．２％以下、Ｓ：０．
０２％以下、Ｃ／１２＋Ｎ／１４＋Ｓ／３２＜０．９
（Ｔｉ／４８＋Ｎｂ／９３）なる条件を満足し、かつＴ
ｉおよびＮｂのいずれか一方または双方を合計で０．０
２％以上含有し、必要に応じＢ：０．０００２％以上、
０．００５％以下を添加し、残部Ｆｅおよび不可避的不
純物からなる鋼を、冷延後、連続焼鈍炉内で再結晶焼鈍
をした後、平衡炭素濃度を０．００５％以上、０．０３
％以下に制御した浸炭・窒化雰囲気で６００℃以上、８
５０℃以下での滞在時間（秒）とＮＨ3 の濃度（％）と
の積が５０以上、１０００以下の条件で浸炭・窒化処理
をすることを特徴とする耐デント性ならびに耐面ひずみ
性に優れた深絞り用ＢＨ鋼板の製造方法にある。
Ｃ：０．００５％以下、Ｎ：０．０１％以下、Ｍｎ：
１．５％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｐ：０．１５％以
下、Ａｌ：０．００５％以上、０．２％以下、Ｓ：０．
０２％以下、Ｃ／１２＋Ｎ／１４＋Ｓ／３２＜０．９
（Ｔｉ／４８＋Ｎｂ／９３）なる条件を満足し、かつＴ
ｉおよびＮｂのいずれか一方または双方を合計で０．０
２％以上含有し、必要に応じＢ：０．０００２％以上、
０．００５％以下を添加し、残部Ｆｅおよび不可避的不
純物からなる鋼を、冷延後、連続焼鈍炉内で再結晶焼鈍
をした後、平衡炭素濃度を０．００５％以上、０．０３
％以下に制御した浸炭・窒化雰囲気で６００℃以上、８
５０℃以下での滞在時間（秒）とＮＨ3 の濃度（％）と
の積が５０以上、１０００以下の条件で浸炭・窒化処理
をすることを特徴とする耐デント性ならびに耐面ひずみ
性に優れた深絞り用ＢＨ鋼板の製造方法にある。
【０００７】以下に、本発明について詳細に説明する。
本発明の成分の限定理由は次の通りである。Ｔｉおよび
Ｎｂのいずれか一方または双方を０．９（Ｔｉ／４８＋
Ｎｂ／９３）＞Ｃ／１２＋Ｎ／１４＋Ｓ／３２なる関係
を満足し、かつＴｉおよびＮｂのいずれか一方または双
方の添加量の和を０．０２％以上と限定したのは、鋼中
のＣおよびＮを析出物の形で固定し、固溶のＣ，Ｎを冷
延時にほとんど存在させずにスムースな結晶回転を可能
にすることにより、その後の再結晶焼鈍で製品の深絞り
性を良好ならしめるに有利な方位である（１１１）〈１
１２〉，（５５４）〈２２５〉等の集積度の高い集合組
織を有する鋼板を得ることができること、それに窒化時
に必要な強度の上昇が得られるためである。
本発明の成分の限定理由は次の通りである。Ｔｉおよび
Ｎｂのいずれか一方または双方を０．９（Ｔｉ／４８＋
Ｎｂ／９３）＞Ｃ／１２＋Ｎ／１４＋Ｓ／３２なる関係
を満足し、かつＴｉおよびＮｂのいずれか一方または双
方の添加量の和を０．０２％以上と限定したのは、鋼中
のＣおよびＮを析出物の形で固定し、固溶のＣ，Ｎを冷
延時にほとんど存在させずにスムースな結晶回転を可能
にすることにより、その後の再結晶焼鈍で製品の深絞り
性を良好ならしめるに有利な方位である（１１１）〈１
１２〉，（５５４）〈２２５〉等の集積度の高い集合組
織を有する鋼板を得ることができること、それに窒化時
に必要な強度の上昇が得られるためである。
【０００８】一方、Ｃ：０．００５％以下、Ｎ：０．０
１％以下、Ｓ：０．０２％以下としたのはこれらの量を
超えて、Ｃ，Ｎ，Ｓを添加すると製品の加工性を損なう
のみならず、上記条件式を満足せしめるに必要なＴｉあ
るいはＮｂの量が多くなり、不必要に製造コストを高く
するためである。なお、他の成分として、強度向上のた
めに通常含まれる成分、すなわちＳｉ，Ｍｎ，Ｐの上限
をそれぞれＳｉ：１．０％以下、Ｍｎ：１．５％以下、
Ｐ：０．１５％以下としたのは、これ以上の添加は加工
性を劣化するためである。
１％以下、Ｓ：０．０２％以下としたのはこれらの量を
超えて、Ｃ，Ｎ，Ｓを添加すると製品の加工性を損なう
のみならず、上記条件式を満足せしめるに必要なＴｉあ
るいはＮｂの量が多くなり、不必要に製造コストを高く
するためである。なお、他の成分として、強度向上のた
めに通常含まれる成分、すなわちＳｉ，Ｍｎ，Ｐの上限
をそれぞれＳｉ：１．０％以下、Ｍｎ：１．５％以下、
Ｐ：０．１５％以下としたのは、これ以上の添加は加工
性を劣化するためである。
【０００９】また、Ｂの添加は２次加工性を高めるの
で、必要に応じ０．０００２％以上を添加することは効
果的であるが、０．００５０％超になると加工性の劣化
が著しくなるので、上限は０．００５０％とする。Ａｌ
は溶鋼での確実な脱酸を可能にするために少なくとも
０．００５％の添加が必要であるが、過度の添加は加工
性を劣化するので上限を０．２％とした。
で、必要に応じ０．０００２％以上を添加することは効
果的であるが、０．００５０％超になると加工性の劣化
が著しくなるので、上限は０．００５０％とする。Ａｌ
は溶鋼での確実な脱酸を可能にするために少なくとも
０．００５％の添加が必要であるが、過度の添加は加工
性を劣化するので上限を０．２％とした。
【００１０】次に、製造プロセスの限定について説明す
る。本発明鋼の特性は加熱条件、熱延条件に大きく依存
しないので、特に限定する必要はない。すなわち、スラ
ブを再加熱した後熱延しても、直接鋳造後熱延しても差
しつかえない。また、熱延を省略した薄鋳片でも構わな
い。冷延条件も強いて限定する必要はないが、深絞り性
の好ましい集合組織を発達させるには７０％以上の冷延
率が好ましい。再結晶焼鈍条件については、鋼板が再結
晶する前に浸炭窒化雰囲気にさらされると、再結晶が顕
著に抑制されるので、浸炭窒化雰囲気となる前に再結晶
する必要がある。また焼鈍後、溶融めっきあるいは電気
めっきをすることは本発明の趣旨を損ずるものではな
い。
る。本発明鋼の特性は加熱条件、熱延条件に大きく依存
しないので、特に限定する必要はない。すなわち、スラ
ブを再加熱した後熱延しても、直接鋳造後熱延しても差
しつかえない。また、熱延を省略した薄鋳片でも構わな
い。冷延条件も強いて限定する必要はないが、深絞り性
の好ましい集合組織を発達させるには７０％以上の冷延
率が好ましい。再結晶焼鈍条件については、鋼板が再結
晶する前に浸炭窒化雰囲気にさらされると、再結晶が顕
著に抑制されるので、浸炭窒化雰囲気となる前に再結晶
する必要がある。また焼鈍後、溶融めっきあるいは電気
めっきをすることは本発明の趣旨を損ずるものではな
い。
【００１１】本発明の最も重要なプロセス条件は浸炭窒
化条件で、本発明鋼を６００℃以上、８５０℃以下の窒
化雰囲気でＮＨ3 の濃度（％）とこの温度域での滞在時
間（秒）の積が５０以上、１０００以下の条件で窒化処
理することにより、耐デント性と耐面ひずみ性を同時に
満足する冷延鋼板を製造することができる。ＮＨ3 の濃
度（％）とこの温度域での滞在時間（秒）の積が５０以
下で耐デント性と耐面ひずみ性を同時に満足する冷延鋼
板を製造することができない理由は明確ではないが、必
ずしも窒化が十分に進行しないのではなく、耐デント性
を高める板厚方向の窒化分布が達成されないのが原因と
思われる。
化条件で、本発明鋼を６００℃以上、８５０℃以下の窒
化雰囲気でＮＨ3 の濃度（％）とこの温度域での滞在時
間（秒）の積が５０以上、１０００以下の条件で窒化処
理することにより、耐デント性と耐面ひずみ性を同時に
満足する冷延鋼板を製造することができる。ＮＨ3 の濃
度（％）とこの温度域での滞在時間（秒）の積が５０以
下で耐デント性と耐面ひずみ性を同時に満足する冷延鋼
板を製造することができない理由は明確ではないが、必
ずしも窒化が十分に進行しないのではなく、耐デント性
を高める板厚方向の窒化分布が達成されないのが原因と
思われる。
【００１２】一方、ＮＨ3 の濃度（％）とこの温度域で
の滞在時間（秒）の積が１０００以上で耐デント性と耐
面ひずみ性を同時に満足する冷延鋼板を製造することが
できないのは、鋼板の降伏強度が高くなりすぎ、形状凍
結性が劣化し、面ひずみが生じるためと考えられる。一
方、焼鈍雰囲気での板表面の平衡炭素濃度を０．００５
％以上、０．０３％以下と限定したのは、０．００５％
未満では鋼中へのＣの侵入が不十分で、十分なＢＨ性が
確保できないためで、また０．０３％超になると炭窒化
物の生成が助長され、機械的性質が劣化するだけでな
く、固溶Ｃ量が増大しストレッチャーストレインの発生
の可能性が増すためである。
の滞在時間（秒）の積が１０００以上で耐デント性と耐
面ひずみ性を同時に満足する冷延鋼板を製造することが
できないのは、鋼板の降伏強度が高くなりすぎ、形状凍
結性が劣化し、面ひずみが生じるためと考えられる。一
方、焼鈍雰囲気での板表面の平衡炭素濃度を０．００５
％以上、０．０３％以下と限定したのは、０．００５％
未満では鋼中へのＣの侵入が不十分で、十分なＢＨ性が
確保できないためで、また０．０３％超になると炭窒化
物の生成が助長され、機械的性質が劣化するだけでな
く、固溶Ｃ量が増大しストレッチャーストレインの発生
の可能性が増すためである。
【００１３】
【実施例】表１に示した成分組成を有する鋼を種々の条
件で浸炭窒化処理をした。これらの条件と製品特性を表
２に示す。ここでの材料は、連続鋳造スラブを１２００
℃に加熱し、約９３０℃で仕上圧延した４mm厚の熱延板
を８０％冷延し、連続焼鈍の前半で８００℃で３０秒の
再結晶焼鈍をし、その後浸炭窒化処理をしたものであ
る。実験番号１から１０までは同じ材料を用いてプロセ
ス条件の影響を明確にした。また、実験番号１１から２
２までは鋼種の影響を明らかにした。
件で浸炭窒化処理をした。これらの条件と製品特性を表
２に示す。ここでの材料は、連続鋳造スラブを１２００
℃に加熱し、約９３０℃で仕上圧延した４mm厚の熱延板
を８０％冷延し、連続焼鈍の前半で８００℃で３０秒の
再結晶焼鈍をし、その後浸炭窒化処理をしたものであ
る。実験番号１から１０までは同じ材料を用いてプロセ
ス条件の影響を明確にした。また、実験番号１１から２
２までは鋼種の影響を明らかにした。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【００１６】
【表３】
【００１７】降伏点（ＹＰ）が２５０MPa 以上になると
面ひずみが生じやすいという従来の知見に基づきＹＰ＜
２５０MPa ならば面ひずみが発生しないとした。また、
デント性の指標は図１に示す実験装置により鋼板に負荷
を与えた後、残った凹み量でもって表した。ストレッチ
ャーストレインの発生の有無は約２％の張出し加工をし
た時の表面を観察して評価した。ＢＨ量は材料を２％引
張った後１７０℃で２０分加熱保持して再び引張試験を
して、その時のＹＰと２％引張り時の応力との差の値で
示す。
面ひずみが生じやすいという従来の知見に基づきＹＰ＜
２５０MPa ならば面ひずみが発生しないとした。また、
デント性の指標は図１に示す実験装置により鋼板に負荷
を与えた後、残った凹み量でもって表した。ストレッチ
ャーストレインの発生の有無は約２％の張出し加工をし
た時の表面を観察して評価した。ＢＨ量は材料を２％引
張った後１７０℃で２０分加熱保持して再び引張試験を
して、その時のＹＰと２％引張り時の応力との差の値で
示す。
【００１８】本発明範囲の実験番号２，３，４，５，
６，９，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，
２２は面ひずみ指数、デント性指数共に良好で、加工性
にも優れ、４０MPa 以上のＢＨも示す。一方、実験番号
１は窒化処理をしてないため、耐デント性が劣る。実験
番号７は窒化過剰のため耐面ひずみ性に支障をきたし
た。実験番号８ではストレッチャーストレインが発生し
た。これは雰囲気中の平衡炭素濃度が高かったため、鋼
中へのＣの拡散が進み、焼鈍後に固溶Ｃが多く残ったた
めと思われる。実験番号１１は逆に雰囲気中の平衡炭素
濃度が低すぎ、鋼中へのＣの侵入が不十分でＢＨ量が小
さかった。実験番号１８はＴｉ量が０．０１８％と低
く、耐デント性が十分得られなかった。これは窒化時に
十分な量のＴｉＮが生成せず析出強化が小さかったため
と思われる。実験番号１９と２０は０．９（Ｔｉ／４８
＋Ｎｂ／９３）＞Ｃ／１２＋Ｎ／１４＋Ｓ／３２の条件
を満足しなかったため、窒化時に析出物を形成する窒化
前の固溶のＴｉ，Ｎｂの量が少なく、窒化の効果が十分
に出ず、十分な耐デント性が得られなかった。また、実
験番号２１ではＴｉ，Ｎｂが添加されていないため、窒
化の効果が十分に出ず、十分な耐デント性が得られなか
った。
６，９，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，
２２は面ひずみ指数、デント性指数共に良好で、加工性
にも優れ、４０MPa 以上のＢＨも示す。一方、実験番号
１は窒化処理をしてないため、耐デント性が劣る。実験
番号７は窒化過剰のため耐面ひずみ性に支障をきたし
た。実験番号８ではストレッチャーストレインが発生し
た。これは雰囲気中の平衡炭素濃度が高かったため、鋼
中へのＣの拡散が進み、焼鈍後に固溶Ｃが多く残ったた
めと思われる。実験番号１１は逆に雰囲気中の平衡炭素
濃度が低すぎ、鋼中へのＣの侵入が不十分でＢＨ量が小
さかった。実験番号１８はＴｉ量が０．０１８％と低
く、耐デント性が十分得られなかった。これは窒化時に
十分な量のＴｉＮが生成せず析出強化が小さかったため
と思われる。実験番号１９と２０は０．９（Ｔｉ／４８
＋Ｎｂ／９３）＞Ｃ／１２＋Ｎ／１４＋Ｓ／３２の条件
を満足しなかったため、窒化時に析出物を形成する窒化
前の固溶のＴｉ，Ｎｂの量が少なく、窒化の効果が十分
に出ず、十分な耐デント性が得られなかった。また、実
験番号２１ではＴｉ，Ｎｂが添加されていないため、窒
化の効果が十分に出ず、十分な耐デント性が得られなか
った。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、今まで、複層鋼板のよ
うな大幅なコスト増なしには不可能であった耐面ひずみ
性と耐デント性を同時に満足する鋼板を、安価に製造で
き工業的に価値の高い発明である。
うな大幅なコスト増なしには不可能であった耐面ひずみ
性と耐デント性を同時に満足する鋼板を、安価に製造で
き工業的に価値の高い発明である。
【図１】デント性の測定の実験方法の概要を示した説明
図である。
図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 8/76 C21D 8/04 C22C 38/00 301 C22C 38/14 C21D 9/48
Claims (2)
- 【請求項１】 重量比で Ｃ ：０．００５％以下、 Ｎ ：０．０１％以下、 Ｍｎ：１．５％以下、 Ｓｉ：１．０％以下、 Ｐ ：０．１５％以下、 Ａｌ：０．００５％以上、０．２％以下、 Ｓ ：０．０２％以下、 Ｃ／１２＋Ｎ／１４＋Ｓ／３２＜０．９（Ｔｉ／４８＋
Ｎｂ／９３）なる条件を満足するＴｉ，Ｎｂのいずれか
一方または双方を合計０．０２％以上、 残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる鋼を、冷延後、
連続焼鈍炉内で再結晶焼鈍をした後、平衡炭素濃度を
０．００５％以上、０．０３％以下に制御した浸炭・窒
化雰囲気で６００℃以上、８５０℃以下の滞在時間
（秒）とＮＨ3 の濃度（％）との積が５０以上、１００
０以下の条件で浸炭・窒化処理をすることを特徴とする
耐デント性ならびに耐面ひずみ性に優れた深絞り用ＢＨ
鋼板の製造方法。 - 【請求項２】 重量比でＢ：０．０００２％以上、０．
００５％以下を含有することを特徴とする請求項１記載
の耐デント性ならびに耐面ひずみ性に優れた深絞り用Ｂ
Ｈ鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01747994A JP3233770B2 (ja) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | 耐デント性ならびに耐面ひずみ性に優れた深絞り用ｂｈ鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01747994A JP3233770B2 (ja) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | 耐デント性ならびに耐面ひずみ性に優れた深絞り用ｂｈ鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07224372A JPH07224372A (ja) | 1995-08-22 |
| JP3233770B2 true JP3233770B2 (ja) | 2001-11-26 |
Family
ID=11945147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01747994A Expired - Lifetime JP3233770B2 (ja) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | 耐デント性ならびに耐面ひずみ性に優れた深絞り用ｂｈ鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3233770B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7384488B2 (en) * | 2003-09-18 | 2008-06-10 | Mahindra & Mahindra Ltd | Method for producing gears and/or shaft components with superior bending fatigue strength and pitting fatigue life from conventional alloy steels |
| KR100851691B1 (ko) * | 2004-01-19 | 2008-08-11 | 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 | 용기용 강판 및 그 제조 방법 |
-
1994
- 1994-02-14 JP JP01747994A patent/JP3233770B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07224372A (ja) | 1995-08-22 |
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