JP3519869B2 - 高歪速度時の変形抵抗に優れた自動車用高張力熱延鋼板およびその製造方法 - Google Patents
高歪速度時の変形抵抗に優れた自動車用高張力熱延鋼板およびその製造方法Info
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Description
の耐衝突部材に用いる高歪速度時の変形抵抗に優れた自
動車用高張力熱延鋼板およびその製造方法に関わる。
要なことは高歪速度時の変形抵抗の高さである。すなわ
ち、歪速度１０-3／ｓ程度で評価する静的強度よりも、
高歪速度（１０2 ／ｓ〜１０3 ／ｓ）で評価する動的強
度が重要であり、次のような提案がなされている。例え
ば、特開平７−１８３７２号公報記載の技術では動的強
度（歪速度１０2 ／ｓ）と静的強度（歪速度１０-3／
ｓ）の比で、静動比を定義し、それを高めるには鋼中の
残留オーステナイトの量が１０％以上必要で、かつフェ
ライト相の固溶Ｃ量を０．００２０％以下とすることを
必要としている。すなわち、この技術では変形量の大き
い場合の静動比は残留オーステナイトの誘起変態を利用
し、変形量の小さい変形でははフェライト相を軟質化す
ることで静動比を高めている。しかし、この技術は自動
車用部品として使用するには、事前に加工を受けるので
残留オーステナイトが加工誘起変態し、肝心な衝突時に
期待する残留オーステナイト量を安定して確保するのが
困難である。
な問題点を解消し、高歪速度時の変形抵抗に優れた自動
車用高張力熱延鋼板およびその製造方法を提供すること
にある。
を解決するため以下のような検討を行った。はじめに高
歪速度時の変形抵抗に優れた熱延鋼板の強化機構につい
て検討を行った。表１に示す化学成分、熱延条件で製造
したスラブを熱間圧延し、得られた鋼板の静動比を測定
した。静動比は歪速度１０3 ／ｓの動的強度と歪速度１
０-3／ｓの比で定義した。なお、動的強度と静的強度は
３〜１０％応力の平均値とした。表２に供試鋼の光学顕
微鏡組織、静的強度および静動比を示す。鋼Ａと鋼Ｂで
は静的強度がほとんどかわらないが、静動比は、固溶強
化されたフェライト相を有する鋼Ａの方が大きい。
及ぼす影響を調査するため、表３に示すように、Ｓｉ量
を変化させた熱延鋼板を作製した。表４にフェライト相
のビッカース硬さと静動比を示す。ビッカース硬さはＪ
ＩＳ Ｚ ２２４４に記載された方法に従い、測定し
た。試験荷重は９．８Ｎとした。鋼Ｃと鋼Ｄでは静的強
度がほとんど変わらないが、静動比は、Ｓｉ量が高く、
フェライト相のビッカース硬さが大きい鋼Ｃの方が大き
い。
のようになる。 （１）静動比を高めるためには、析出強化したフェライ
ト相よりも固溶強化したフェライト相を利用するのが有
効である。 （２）フェライト相の固溶強化の程度、言い換えるとフ
ェライト相のビッカース硬さを上げることは静動比を高
めることに有効である。 （３）固溶強化されたフェライト相だけでは目標強度が
不足する場合に、少量のマルテンサイト相を併用しても
静動比には大きな影響は与えない。高歪速度で高い変形
抵抗を得るためにフェライト相の固溶強化が適している
理由としては、転位の移動度を抑制し、かつ変形中の可
動転位密度の増加率を低減するのに適しているためと推
定される。本発明は以上のような知見に基づくものであ
り、その主旨は以下の通りである。
％、Ｓｉ：０．５〜１．８％、Ｍｎ：０．８〜２．０
％、Ｐ：０．０２５％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ａ
ｌ：０．００５〜０．１％を含有し残部Ｆｅおよび不可
避的不純物元素からなる鋼を溶製し、連続鋳造してスラ
ブとした後、加熱炉に挿入することなく熱間圧延する
か、また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 点±４０℃で圧延を終了
し、平均冷却速度１０〜８０℃／ｓで冷却し、３５０℃
以下で巻き取り、熱延鋼帯とし、その鋼板の組織がマル
テンサイトからなる第２相を含み、フェライト相が８０
％以上でかつフェライト相のビッカース硬さが１００以
上であることを特徴とする高歪速度時の変形抵抗に優れ
た自動車用高張力熱延鋼板の製造方法。
％、Ｓｉ：０．５〜１．８％、Ｍｎ：０．８〜２．０
％、Ｐ：０．０２５％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ａ
ｌ：０．００５〜０．１％に加えて、Ｃｒ：０．０５〜
０．５％、Ｃａ：０．０００５〜０．０１％、Ｎｂ：
０．００１〜０．０５％、Ｖ：０．００５〜０．１％、
Ｔｉ：０．００５〜０．０５％、Ｎｉ：０．０５〜０．
５％、Ｍｏ：０．０５〜１．０％のうち一種または二種
以上を含有し残部Ｆｅおよび不可避的不純物元素からな
る鋼を溶製し、連続鋳造してスラブとした後、加熱炉に
挿入することなく熱間圧延するか、または加熱炉にてス
ラブを１２５０℃以下に加熱した後に熱間圧延を行い、
Ａｒ 3 点±４０℃で圧延を終了し、平均冷却速度１０〜
８０℃／ｓで冷却し、３５０℃以下で巻き取り、熱延鋼
帯とし、その鋼板の組織がマルテンサイ トからなる第２
相を含み、フェライト相が８０％以上でかつフェライト
相のビッカース硬さが１００以上であることを特徴とす
る高歪速度時の変形抵抗に優れた自動車用高張力熱延鋼
板の製造方法である。
によりもたらされる作用を以下に述べる。Ｃは複合組織
中のマルテンサイトの体積率を増加させ、強度を高める
作用があり、このため少なくとも０．０４％を必要と
し、一方、０．１５％を越えると加工性および溶接性の
劣化が大きい。Ｓｉは本発明では重要な元素である。す
なわち、その量が多いほどフェライト変態を促進させ、
未変態オーステナイト中のＣ濃度を上げ、複合組織を形
成しやすくする元素である。かつ、フェライト相を固溶
強化し、必要な硬度を得るものである。そのためには
０．５％以上必要である。一方、Ｓｉの増加はスケール
オフ量を増加させ、歩留まりの低下を招くとともにコス
ト増となるので上限を１．８％とした。
得られない。しかし、Ｍｎが多すぎるとフェライト変態
を抑制し、ベイナイト変態を助長するとともにコスト高
となるので上限を２．０％とした。Ｐ，Ｓは加工性・溶
接性を劣化させるとともに偏析を助長する。従って、こ
れらの量は低い方が良く、Ｐは０．０２５％以下、Ｓは
０．０１％以下とした。Ａｌは脱酸剤として有効である
が、０．００５％以上でその効果が発揮される。しか
し、０．１％を越えて使用することは介在物の増加をも
たらし好ましくないため０１％以下とした。
Ｎｂ，Ｖ，Ｔｉ，ＮｉおよびＭｏのうち、１種または２
種以上を適宜添加させることで発明の効果をさらに発揮
させることができる。Ｃａは介在物の形状を調整し、冷
間加工性を改善する作用があるが、０．０００５％未満
ではその効果を得ることができず、一方、０．０１％を
越えると介在物の量を増やし、かえって冷間加工性を損
なうことから０．０００５〜０．０１％とした。Ｃｒは
オーステナイトの安定化に寄与し、複合組織化に有効で
あり、０．０５％以上でその効果が発揮されるため下限
を０．０５％とした。但し、０．５％を越えると効果が
飽和するばかりでなく、コスト増となる。Ｎｂ，Ｖ，Ｔ
ｉ，ＮｉおよびＭｏは溶接部の強度を上げる働きをす
る。各々、下限値未満では効果がなく、上限値を超える
と効果が飽和し、コスト増となる。
熱炉に挿入せずに直接熱間圧延してもよい。加熱炉に挿
入して再加熱する場合は加熱温度を１２５０℃以下とす
る。これはＳｉスケールの発生を低減させるためであ
る。このＳｉスケールは鋼板の粗度を大きくして成形特
性を劣化させたり、歩留まりロスの増加につながる。ま
た、加熱温度の上昇は燃料原単位の増加を招く。加熱温
度の下限は作業の容易性から１０００℃以上が好まし
い。
ｒ3 ＋４０℃を越えると変態後のフェライト粒が粗大化
し、十分な衝突吸収エネルギー能がなくなる。一方、圧
延終了温度がＡｒ3 −４０℃未満では加工フェライトが
残るために加工性が劣化する。圧延後の平均冷却速度は
１０〜８０℃／ｓとする。１０℃／ｓ未満ではフェライ
ト粒が粗大化し、８０℃／ｓを越えるとフェライトの生
成量が不足してオーステナイト中のＣ，Ｍｎ濃縮が十分
でなくなるために粗大な第２相の組織が生成し、加工性
が劣化する。巻取温度は未変態のオーステナイトをマル
テンサイトに変態させるために３５０℃以下とする。こ
れを越えると粗大なベイナイトないしパーライトが生成
し、加工性が劣化する。下限は材質上は特に規制の必要
はないが、コイルが長時間水漏れ状態にあると錆による
外観不良が懸念されるために５０℃以上が好ましい。
る。フェライト相は８０％以上でかつビッカース硬さが
１００以上とする。フェライト相が８０％未満では加工
性が低下する。また、ビッカース硬さが１００未満では
静動比が低下する。本発明は熱延鋼板のみならず、これ
らを素材とした電気めっき鋼板または有機複合めっき鋼
板に対しても、高歪速度時の変形抵抗に優れた特性を得
ることができる。ここで、電気めっき鋼板とは、Ｎｉを
５〜２０％含有するＺｎ−Ｎｉ系合金めっき鋼板のこと
であり、有機複合めっきとは、Ｎｉを５〜２０％含有す
るＺｎ−Ｎｉ系合金めっき鋼板の表面に第１層として塗
布型クロメート皮膜を固形皮膜として５〜１５０ｍｇ／
ｍ2 形成させ、その上層に第２層として有機溶剤系塗料
組成物を固形皮膜として０．３〜５μｍ塗装したもので
ある。
Ｃ，Ｄ，Ｅは本発明に従った鋼であり、鋼ＦはＣが上限
はずれ、鋼ＧはＳｉが下限はずれである。表６に熱延条
件を示す。符号１〜７は本発明の熱延条件に従ってい
る。符号８は熱延時の冷却速度が上限はずれ、符号９は
熱延時の巻取温度が上限はずれである。表７に供試鋼の
光学顕微鏡組織の分率、フェライト相のビッカース硬
さ、静動比およびプレス成形性を示す。光学顕微鏡組織
の分率は点算法で求めた。静動比は歪速度１０3 ／ｓの
動的強度と歪速度１０-3／ｓの比で定義した。なお、動
的強度と静的強度は３〜１０％応力の平均値とした。な
お、静動比は１．４以上で高歪速度時の変形抵抗に優れ
た特性が得られる。ビッカース硬さはＪＩＳ Ｚ ２２
４４に記載された方法に従い、測定した。試験荷重は
９．８Ｎとした。また、プレス成形性は、長さ１０００
ｍｍのサイドメンバーの試作金型を用いて、プレスを行
い、割れを生じなかったものを〇、割れを生じたものを
×とした。
も高く、プレス成形性も良好である。符号６はＣが上限
値を超えたため、第２相が硬質化し、プレス成形性が劣
化した。符号７はＳｉが下限値を外れたため、フェライ
ト相の固溶強化が足りず、静動比が劣化した。符号８は
熱延時の冷却速度が上限値を外れたため、フェライトが
生成せず、オーステナイトへのＣ，Ｍｎの濃縮が不十分
で、粗大な第２相が生成し、静動比およびプレス成形性
が劣化した。符号９は巻取温度が上限はずれのため、マ
ルテンサイトが生成せず、粗大なパーライトが生成し、
プレス成形性が劣化した。
歪速度時の変形抵抗に優れた自動車用高張力熱延鋼板を
得ることができる。このことにより自動車の耐衝突性が
高まり、さらに高強度化により、板厚低減し、車体重量
を軽減することも可能となり、工業的価値は極めて高
い。
Claims (2)
- 【請求項１】 質量％で、 Ｃ ：０．０４〜０．１５％ Ｓｉ：０．５〜１．８％ Ｍｎ：０．８〜２．０％ Ｐ ：０．０２５％以下 Ｓ ：０．０１％以下 Ａｌ：０．００５〜０．１％ を含有し残部Ｆｅおよび不可避的不純物元素からなる鋼
を溶製し、連続鋳造してスラブとした後、加熱炉に挿入
することなく熱間圧延するか、また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 点±４０℃で圧延を終了し、平均冷却速度１０〜８０
℃／ｓで冷却し、３５０℃以下で巻き取り、熱延鋼帯と
し、その鋼板の組織がマルテンサイトからなる第２相を
含み、フェライト相が８０％以上でかつフェライト相の
ビッカース硬さが１００以上であることを特徴とする高
歪速度時の変形抵抗に優れた自動車用高張力熱延鋼板の
製造方法。 - 【請求項２】 質量％で、 Ｃ ：０．０４〜０．１５％ Ｓｉ：０．５〜１．８％ Ｍｎ：０．８〜２．０％ Ｐ ：０．０２５％以下 Ｓ ：０．０１％以下 Ａｌ：０．００５〜０．１％に加えて Ｃｒ：０．０５〜０．５％ Ｃａ：０．０００５〜０．０１％ Ｎｂ：０．００１〜０．０５％ Ｖ ：０．００５〜０．１％ Ｔｉ：０．００５〜０．０５％ Ｎｉ：０．０５〜０．５％ Ｍｏ：０．０５〜１．０％ のうち一種または二種以上を含有し残部Ｆｅおよび不可
避的不純物元素からなる鋼を溶製し、連続鋳造してスラ
ブとした後、加熱炉に挿入することなく熱間圧延する
か、また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 点±４０℃で圧延を終了
し、平均冷却速度１０〜８０℃／ｓで冷却し、３５０℃
以下で巻き取り、熱延鋼帯とし、その鋼板の組織がマル
テンサイトからなる第２相を含み、フェライト相が８０
％以上でかつフェライト相のビッカース硬さが１００以
上であることを特徴とする高歪速度時の変形抵抗に優れ
た自動車用高張力熱延鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13145196A JP3519869B2 (ja) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | 高歪速度時の変形抵抗に優れた自動車用高張力熱延鋼板およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13145196A JP3519869B2 (ja) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | 高歪速度時の変形抵抗に優れた自動車用高張力熱延鋼板およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09316596A JPH09316596A (ja) | 1997-12-09 |
| JP3519869B2 true JP3519869B2 (ja) | 2004-04-19 |
Family
ID=15058272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13145196A Expired - Fee Related JP3519869B2 (ja) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | 高歪速度時の変形抵抗に優れた自動車用高張力熱延鋼板およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3519869B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4369545B2 (ja) * | 1998-11-30 | 2009-11-25 | 新日本製鐵株式会社 | ひずみ速度依存性に優れたフェライト系薄鋼板およびそれを用いた自動車 |
-
1996
- 1996-05-27 JP JP13145196A patent/JP3519869B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09316596A (ja) | 1997-12-09 |
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