JP3464588B2 - 高強度熱延鋼板とその製造方法 - Google Patents
高強度熱延鋼板とその製造方法Info
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Description
品及び強度部材特にトラック等のフレーム等に好適に使
用される引張強度が780MPa以上を有する低降伏比
高強度鋼板とその製造法に関するものである。
現象の観点から、自動車の低燃費化は必須であり、自動
車メーカーより自動車車体の軽量化のため高強度鋼材の
要求が強まってきている。板厚の厚い熱延鋼板を多く使
用しているトラック等の足廻り部品については一層の高
強度化による軽量化、さらには成形性、耐久性に優れた
鋼板の開発・実用化が期待されている。
難にすることから、プレス成形性が比較的容易な低降伏
比型複合組織(Dual Phase)高強度鋼板が注
目されている。一般にこの複合組織高強度鋼板は特公昭
58−24489号公報、特許第1209988号、特
許第1387664号等に示されるようにPやSiを添
加することにより、熱間圧延終了後に充分なフェライト
を生成し、未変態のオーステナイトをその後の急冷・低
温巻取によってマルテンサイトにする方法で製造されて
いる。
0MPa以上の強度を有する高強度鋼板の要求に対し、
CやSi等を単純に増加させ強度を得た複合組織鋼板で
はマルテンサイトの体積率が増加するため靱性が低下す
る問題が発生する。Ti添加しTi炭化物による析出強
化を利用した高強度鋼板ではTiCのために逆に靱性が
低下、打ち抜き穴疲労性や溶接スパッタ性にも問題があ
る。
な問題点を解消し、引張強度が780MPa以上を有す
る加工性と疲労特性の優れた複合組織高強度熱延鋼板と
その安定製造方法を提供することを目的とするものであ
る。
題を解決するため種々検討を重ねた結果、設備制約の少
ない熱延ままの製造法で目的とする複合組織高強度鋼板
を得ることに成功した。すなわち、本発明の要旨とする
ところは、質量割合で、C:0.03〜0.15%、S
i:0.5〜2.0%、Mn:0.6〜2.0%、A
l:0.005〜0.1%及びNbとTiをそれぞれ含
有し、かつ、NbとTiが下記式を満足するように含み
残部がFeと不可避的不純物元素よりなる組成を有する
複合組織高強度熱延鋼板を提案する。 0.006≦Nb+Ti<0.04 また、上記に記載した組成を有し、面積率で60〜95
%のポリゴナルフェライトとマルテンサイト、ベイナイ
ト等低温生成した硬質相からなる複合組織高強度熱延鋼
板である。
する鋼を溶製し、連続鋳造してスラブとした後、加熱炉
に装入することなく圧延するか、又は加熱炉にてスラブ
を1250℃以下に加熱した後に熱間圧延を行い、Ar
3 変態点の上下50℃の温度範囲内で仕上圧延を終了
し、250℃以下の温度域で巻取り、その際仕上圧延終
了より巻取までの冷却を仕上圧延終了から650℃まで
の前段と650℃から巻取までの後段に分け前段での平
均冷却速度が1〜50℃/秒、後段の平均冷却速度が1
0〜100℃/秒でありかつ前段平均冷却速度が後段平
均冷却速度より小さいことを特徴とする複合組織高強度
鋼板の製造法である。
溶製し、連続鋳造してスラブとした後、加熱炉に装入す
ることなく圧延するか、又は加熱炉にてスラブを128
0℃以下に加熱した後に熱間圧延を行い、Ar3 変態点
の上下50℃の温度範囲内で仕上圧延を終了し、250
℃以下の温度域で巻取り、その際仕上圧延終了より巻取
までの冷却を仕上圧延終了から650℃までの前段と6
50℃から巻取までの後段に分け前段での平均冷却速度
が1〜50℃/秒、後段の平均冷却速度が10〜100
℃/秒であり、かつ前段平均冷却速度が後段平均冷却速
度より小さいことを特徴とする上述した組織を有する複
合組織高強度鋼板の製造法である。
について詳述し、またその限定理由について述べる。ま
ず成分であるが、CはCを含むマルテンサイト相を生成
させることが本発明の基本となっており、強度を確保す
るために最低0.03%必要である。しかし、0.15
%を超えると溶接性を劣化させるため0.15%以下と
した。本発明による鋼は高度の加工用に使われるので、
介在物の少ない清浄なものでなくてはならない。そのた
めにキルド鋼とする必要がある。通常キルド鋼とするた
めの脱酸材としてAl、SiもしくはAl−Siにより
脱酸する。Alを用いる場合、0.005〜0.1%が
好ましい。Siを用いる場合には0.1%以下でよい
が、フェライトの延性を損なわずにフェライトを強化す
るので、2.0%以下添加することが好ましい。2.0
%を超えると延性の劣化が大きくなり、また靱性も低下
する。
ルテンサイト相を最終製品にて生成させるため最低0.
5%は必要である。しかし、2.0%以上を超える添加
は溶製上の問題や製造コストの点で不適当である。仕上
圧延後の冷却中、オーステナイトの焼き入れ性を高め安
定してマルテンサイトを得るにはMn量は1.0%以上
が望ましい。
に重要な役割をする元素である。すなわち、Nb、Ti
ともマルテンサイトの結晶粒度を微細化する効果により
強度を増加させる。Nb+Ti量が0.006%より少
ないと細粒化の効果を得ることが出来ないため、最低
0.006%が必要である。しかし、0.04%以上で
はNb、Ti炭化物が粗大化し靱性が低下するばかりで
はなく、Ti量が多いとコスト悪化を招くため、0.0
4%未満であることが望ましい。
る。鋼は、通常転炉から出鋼し連続鋳造法にてスラブと
し、熱延に供する。加熱温度は、圧延前段階でNb、T
iが溶けた状態であることが必要であることから115
0℃は必要である。好ましくは1200〜1280℃で
ある。1280℃を超えると加熱炉原単位が上がり、操
業上好ましくない。
3 変態点の上下50℃という温度を設定した理由は、こ
のような低温の圧延により、フェライトの析出核を増加
し、続くホットランテーブルにおける冷却で、60%以
上のポリゴナルフェライトとCやその他焼き入れ性を増
す元素が濃化したオーステナイトを生成させるためであ
る。この意味から、この温度域内で10%以上の累積圧
下を与えることが望ましい。仕上圧延終了温度がAr3
変態点の上50℃を超えるとフェライト析出核の発生が
減少し、良好なポリゴナルフェライトが得られない。逆
にα、γ2相域の低温側で圧延を行うとフェライトの加
工歪が十分除去されず延性が劣化する。その限界がAr
3 変態点の下50℃である。C等が濃化した安定なオー
ステナイトを冷却中に得るには、フェライトの析出の進
行中にも圧延を終えた方が好ましく、この意味から仕上
圧延終了温度はAr3 変態点以下の方が好適である。
終了温度650℃はフェライトの析出終了温度でかつ熱
延の冷却過程ではまだパーライトが生成しない温度であ
る。前段冷却は低温圧延との組み合わせでポリゴナルフ
ェライト析出を促進し、残ったオーステナイト中のCや
Mn等の濃度を計り安定化する機能を有する。そのため
には冷却速度は遅い方がよく少なくとも平均50℃/秒
以下でないとならない。上の効果を発揮するには平均3
0℃/秒以下が望ましい。しかしあまり遅すぎると生産
性が問題となり既存の設備では実用上実現が不可能であ
るため平均1℃/秒以上とした。
前述したようにして得られた成分濃化したオーステナイ
トからパーライト、ベイナイトや中間組織の生成を抑え
250℃以下という低い巻取温度との組み合わせでマル
テンサイト変態を起こす(一部オーステナイトを残留さ
せる)機能を有する。そのために後段の冷却速度は平均
10℃/秒以上とする必要がある。ところがこの冷却速
度があまり早すぎるとフェライト中に固溶Cが残存しフ
ェライトの延性を劣化させ、また熱歪が引き金となり残
ったオーステナイトのマルテンサイト変態を誘発し残留
オーステナイトが少なくなる。従って上限は100℃/
秒としなければならない。
ト変態等を起こし所定の特性が得られない。さらに平均
前段冷却速度は平均後段冷却速度よりも小さくする必要
がある。この理由は明確ではないが連続冷却変態図での
フェライトおよびパーライト、ベイナイト等の析出ノー
ズが圧延温度、前後段冷却速度により複雑に変化し上の
条件を満たさない場合後者のノーズにかかりパーライ
ト、ベイナイト等が生じるためと推察される。
た。次にこの鋼を通常の工程でスラブとし熱延に供し
た。この時の熱延条件を同じく表1に示すが冷却は各帯
の制御及び通板速度との組み合わせにて行った。引張り
試験はJIS Z2201の5号試験片を用いJIS
Z2241の方法にて行った。靱性については衝撃値を
示しシャルピー2mmVノッチ試験片を用いて行った。
表1で番号1、2、3、4は本発明による鋼であり、そ
の他は比較法による鋼である。表1から明らかなように
本発明による鋼はTSに対するElの値が優れておりY
Rも70%以内である。一方比較鋼はTS、またはE
l、YRのいずれかが劣っている。また衝撃値について
も、本発明鋼が延性−脆性遷移温度が−30℃以下であ
り優れているが、一方比較鋼は劣っている。
0%以下のTS、Elの関係に優れ、極めて優れた靱性
を有する高張力鋼板を得られる。
Claims (4)
- 【請求項1】 質量割合で、C:0.03〜0.15
%、Si:0.5〜2.0%、Mn:0.6〜2.0
%、Al:0.005〜0.1%及びNbとTiをそれ
ぞれ含有し、かつ、NbとTiが下記式を満足するよう
に含み残部がFeと不可避的不純物元素よりなる組成を
有する複合組織高強度熱延鋼板。 0.006≦Nb+Ti<0.04 - 【請求項2】 請求項1に記載した組成を有し、面積率
で60〜95%のポリゴナルフェライトとマルテンサイ
ト、ベイナイト等低温生成した硬質相からなる複合組織
高強度熱延鋼板。 - 【請求項3】 請求項1に記載した組成を有する鋼を溶
製し、連続鋳造してスラブとした後、加熱炉に装入する
ことなく圧延するか、又は加熱炉にてスラブを1280
℃以下に加熱した後に熱間圧延を行い、Ar3 変態点の
上下50℃の温度範囲内で仕上圧延を終了し、250℃
以下の温度域で巻取り、その際仕上圧延終了より巻取ま
での冷却を仕上圧延終了から650℃までの前段と65
0℃から巻取までの後段に分け前段での平均冷却速度が
1〜50℃/秒、後段の平均冷却速度が10〜100℃
/秒でありかつ前段平均冷却速度が後段平均冷却速度よ
り小さいことを特徴とする複合組織高強度鋼板の製造
法。 - 【請求項4】 請求項1に記載した組成を有する鋼を溶
製し、連続鋳造してスラブとした後、加熱炉に装入する
ことなく圧延するか、又は加熱炉にてスラブを1280
℃以下に加熱した後に熱間圧延を行い、Ar3 変態点の
上下50℃の温度範囲内で仕上圧延を終了し、250℃
以下の温度域で巻取り、その際仕上圧延終了より巻取ま
での冷却を仕上圧延終了から650℃までの前段と65
0℃から巻取までの後段に分け前段での平均冷却速度が
1〜50℃/秒、後段の平均冷却速度が10〜100℃
/秒でありかつ前段平均冷却速度が後段平均冷却速度よ
り小さいことを特徴とする請求項2記載の組織を有する
複合組織高強度鋼板の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08658397A JP3464588B2 (ja) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | 高強度熱延鋼板とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08658397A JP3464588B2 (ja) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | 高強度熱延鋼板とその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10280096A JPH10280096A (ja) | 1998-10-20 |
JP3464588B2 true JP3464588B2 (ja) | 2003-11-10 |
Family
ID=13891041
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08658397A Expired - Fee Related JP3464588B2 (ja) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | 高強度熱延鋼板とその製造方法 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP3464588B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9903023B2 (en) | 2012-09-27 | 2018-02-27 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Hot rolled steel sheet and method for manufacturing the same |
EP2907886B1 (en) * | 2013-02-26 | 2018-10-17 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | High-strength hot-rolled steel sheet having maximum tensile strength of 980 mpa or more, and having excellent and baking hardenability and low-temperature toughness |
-
1997
- 1997-04-04 JP JP08658397A patent/JP3464588B2/ja not_active Expired - Fee Related
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