JP6760425B2 - スケール密着性に優れた熱延鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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[1]表面にスケール層を有する熱延鋼板であって、前記熱延鋼板は、質量%で、C:0.01〜0.3%、Si:0.20%以下、Mn:0.01〜2.0%、P:0.10%以下、S:0.10%以下、Al:0.10%以下、Cr:0.01〜2.0%を含有し、残部がFeおよび不可避不純物からなる組成を有し、
前記スケール層が、地鉄側からマグネタイト層と、前記マグネタイト層の上層にマグネタイト粒および/または鉄とマグネタイトの共析変態組織を有し、前記マグネタイト粒の平均粒径および/または前記共析変態組織の平均ブロックサイズが3μm以上8μm以下であり、前記スケール層中に含まれるウスタイトの質量分率が10%以下であることを特徴とするスケール密着性に優れた熱延鋼板。
[2]成分組成として、さらに、質量%で、Cu:1.0%以下、Ni:0.50%以下のうちの1種以上を含有することを特徴とする、[1]に記載のスケール密着性に優れた熱延鋼板。
[3]成分組成として、さらに、質量%で、Mo:1.0%以下、Nb:0.1%以下、V:0.1%以下、Ti:0.03%以下、B:0.01%以下、Sb:0.03%以下のうちの1種以上を含有することを特徴とする、[1]または[2]に記載のスケール密着性に優れた熱延鋼板。
[4][1]〜[3]のいずれかに記載の熱延鋼板の製造方法であって、鋼素材を、粗圧延をし、デスケーリングを行い、仕上圧延出側温度:800〜950℃で、下記(1)式を満たす仕上圧延を行い、仕上圧延後から巻取開始までの平均冷却速度:30℃/s以上で冷却した後、巻取温度:430〜580℃で巻き取ることを特徴とする、スケール密着性に優れた熱延鋼板の製造方法。
|T2−T1|≦50℃かつ|T3−T2|≦50℃・・・(1)
但し、上記(1)式において、
T1:仕上圧延後の鋼板における長手方向先端から30mかつ幅方向中央部の温度(℃)
T2:仕上圧延後の鋼板における長手方向中央かつ幅方向中央部の温度(℃)
T3:仕上圧延後の鋼板における長手方向尾端から30mかつ幅方向中央部の温度(℃)
である。
[5][1]〜[3]のいずれかに記載の熱延鋼板の製造方法であって、鋼素材を、粗圧延をし、デスケーリングを行い、仕上圧延出側温度:800〜950℃で、下記(1)式を満たす仕上圧延を行い、仕上圧延後から巻取開始までの平均冷却速度:3℃/s以上80℃/s以下で冷却した後、巻取温度:430〜580℃で巻き取ることを特徴とする、スケール密着性に優れた熱延鋼板の製造方法。
|T2−T1|≦50℃かつ|T3−T2|≦50℃・・・(1)
但し、上記(1)式において、
T1:仕上圧延後の鋼板における長手方向先端から30mかつ幅方向中央部の温度(℃)
T2:仕上圧延後の鋼板における長手方向中央かつ幅方向中央部の温度(℃)
T3:仕上圧延後の鋼板における長手方向尾端から30mかつ幅方向中央部の温度(℃)
である。
C:0.01〜0.3%
Cは、強度確保のために有用な元素である。その量が0.01%未満では、強度確保の効果が小さいため、C量は0.01%以上とする。Cの0.3%を超える含有は、スケールと地鉄との界面にCOガスを発生して圧延途中にスケールの剥離を生じ、スケール疵の原因となるため、C量は0.3%以下とする。スケールの密着性の観点から、好ましくは0.2%以下である。
Siは脱酸材として作用する元素であり、このような効果を得るためには、0.01%以上含有することが好ましい。しかし、0.20%を超えるSiの含有は、Siがスケールと地鉄との界面に濃化し、Si酸化層が生じる。このSi酸化層と、その上に形成されるスケール層との界面において、スケールの剥離が生じやすい。このため、Si量は0.20%以下とする。好ましくは、0.10%以下である。
Mnは、熱間加工時の脆化の原因となる固溶SをMnSとして無害化するほか、強度の向上にも効果がある元素である。その量が0.01%未満では効果が小さく、一方、2.0%を超えて含有すると靱性低下を招きやすい。このため、Mn量は0.01〜2.0%とする。好ましくは、0.05〜1.0%である。
Pは、粒界脆化に悪影響を及ぼすため、できる限り少なくするのが望ましい元素である。また、Pはスケールと地鉄との界面で非常に脆い酸化層を形成し、スケールの密着性を低下させる。P量が0.10%を超えると、これらの悪影響が大きくなるため、0.10%以下とする。好ましくは0.05%以下とする。
Sは、熱間加工性や靱性を著しく劣化させる元素である。また、Sは、スケールと地鉄との界面で濃化し、スケールの密着性を低下させる。S量が0.10%を超えると、これらの悪影響が大きくなるため、0.10%以下とする。好ましくは0.05%以下とする。
Alは、脱酸材として作用する元素である。Al量は0.00%であってもよいが、このような効果を得るためには0.01%以上含有することが好ましい。一方、0.10%を超えて含有すると、酸化物系介在物が増加し、清浄度が低下する。このため、Al量は0.10%以下とする。好ましくは0.06%以下とする。
Crは強度や焼入れ性、耐食性を高める効果を有する。また、Crはスケールと地鉄の界面に濃化し、界面の凹凸化によりスケールが地鉄に食い込み、スケールの密着性を向上させる効果も有する。Cr量が0.01%未満の場合は前記の効果が小さく、一方2.0%を超えて含有する場合、前記の効果が飽和するため、Cr量は0.01〜2.0%とする。好ましくは、0.01〜1.0%であり、より好ましくは0.07〜1.0%、さらにより好ましくは0.12〜1.0%である。
Cuはスケールと地鉄の界面に濃化して粒界酸化を促進し、スケールの密着性を高める元素である。このような効果を得るためには、Cuを0.01%以上含有することが好ましい。しかし、1.0%を超えて含有すると、粒界酸化が過度に著しくなり、これによりスケールと地鉄の界面の凹凸化が促進される。また、スケールの密着性が過度に高まり、粗圧延後のデスケーリングによってスケールを完全に除去できなくなり、これにより残存したスケールはその後の仕上げ圧延によってスケールが押し込まれ、表面疵の原因となる。このため、Cuを含有する場合は1.0%以下とする。
NiもCuと同様に、スケールと地鉄の界面に濃化して粒界酸化を促進し、スケールの密着性を高める元素である。このような効果を得るためには、Niを0.01%以上含有することが好ましい。しかし、Ni量が0.50%を超えると、粒界酸化が過度に著しくなり、これによりスケールと地鉄の界面の凹凸化が促進される。また、スケールの密着性が過度に高まり、粗圧延後のデスケーリングによってスケールを完全に除去できなくなり、これにより残存したスケールはその後の仕上げ圧延によってスケールが押し込まれ、表面疵の原因となる。このため、Niを含有する場合は0.50%以下とする。
Moは強度や焼入れ性を向上させ、焼戻しに伴う軟化を抑制する効果を有する。このような効果を得るためには、Moを0.1%以上含有することが好ましい。一方、1.0%を超えて含有すると、過度に強度が上昇し靱性や成形性が劣化するため、Moを含有する場合、その量を1.0%以下とする。
Nbは母材の強度と靱性を向上させる元素であり、このような効果を得るためには、0.003%以上含有することが好ましい。一方、0.1%を超えて含有すると、かえって靱性の低下を招くおそれがある。よって、Nbを含有する場合、その量を0.1%以下とする。
Vは母材の強度と靱性を向上させる元素であり、このような効果を得るためには、0.003%以上含有することが好ましい。一方、0.1%を超えて含有すると、かえって靱性の低下を招くおそれがある。よって、Vを含有する場合、その量を0.1%以下とする。
Tiは母材の強度と靱性を向上させる元素であり、また、溶接熱影響部での靱性確保に効果がある。これらの効果を得るためには、Tiを0.001%以上含有することが好ましい。一方、0.03%を超えて含有すると、かえって靱性の低下を招くおそれがある。よって、Tiを含有する場合、その量を0.03%以下とする。
Bは鋼の焼入れ性を高める元素であり、この効果によって強度を増加させることができる。このような効果を得るためには、Bを0.0005%以上含有することが好ましい。一方、0.01%を超えて含有すると、この効果は飽和するため、Bを含有する場合、その量を0.01%以下とする。
Sbは素材を加熱した際に表層に濃化して、加熱時に表層のC量が低下することを抑制する作用を有する。このような効果を得るためには、Sbを0.001%以上含有することが好ましい。一方、0.03%を超えて含有すると、素材加熱時に液体金属となり、旧オーステナイト粒界に侵食し、スケールの密着性を低下させる。このため、Sbを含有する場合、0.03%以下とする。
本発明の熱延鋼板のスケール層は、地鉄側からマグネタイト層(マグネタイトシーム)、マグネタイトシームの上層にマグネタイト粒および/または鉄とマグネタイトの共析変態組織を有する。なお、マグネタイトシームとマグネタイト粒は、上記のように生成位置が異なり、また粒径もマグネタイトシームの方が顕著に微細なため、組織観察により容易に区別することができる。
相Aの質量分率=(IA/RA)×100/((IFe/RFe)+(IFeO/RFeO)+(IFe2O3/RFe2O3)+(IFe3O4/RFe3O4)) ・・・(2)
但し、上記(2)式において、
IA:被検試料における相Aの積分強度
RA:標準試料における相Aの積分強度
A:Fe、FeO、Fe2O3、またはFe3O4
である。
次に、本発明の熱延鋼板の製造方法について、詳細に説明する。本発明では上記した成分組成からなるスラブ等の鋼素材を所定の加熱温度に加熱する工程(加熱工程)、粗圧延と仕上げ圧延からなる熱間圧延を施して熱延板とする工程(圧延工程)、該熱延板を所定の冷却速度で加速冷却する工程(加速冷却工程)、所定の巻取り温度で巻き取る工程(巻取り工程)で製造され、特に断らない限り、鋼のスラブ加熱温度、仕上圧延の入側および出側温度、冷却停止温度、巻取り温度等の温度は表面温度とし、放射温度計等で測定することができる。また、平均冷却速度は特に断らない限り、((冷却開始温度‐冷却停止温度)/冷却時間)とする。
|T2−T1|≦50℃かつ|T3−T2|≦50℃・・・(1)
但し、上記(1)式において、
T1:仕上圧延後の鋼板における長手方向先端から30mかつ幅方向中央部の温度(℃)
T2:仕上圧延後の鋼板における長手方向中央かつ幅方向中央部の温度(℃)
T3:仕上圧延後の鋼板における長手方向尾端から30mかつ幅方向中央部の温度(℃)
である。なお、T1、T2、T3は、それぞれの位置における仕上圧延出側の温度である。
比較例No.12は、仕上圧延後の平均冷却速度が3℃/s未満であったため、スケール層の平均粒径もしくは平均ブロックサイズが8μmを超え、スケールの密着性に劣っていた。
比較例No.14は、巻取温度が580℃を超えていたため、スケール層の平均粒径もしくは平均ブロックサイズが8μmを超え、スケールの密着性に劣っていた。
比較例No.16は、巻取温度が430℃未満であったため、スケール層に10質量%超えのウスタイトが生じ、スケールの密着性に劣っていた。
比較例No.20、21、22、23は、化学成分のうちC、Si、Cr、Cu、Niのうちいずれかが本発明の範囲外であったため、スケールの密着性が劣化した。
比較例No.24は、仕上圧延後の平均冷却速度が80℃/s超えであったため、スケール層の平均粒径もしくは平均ブロックサイズが3μm未満となり、スケールの密着性に劣っていた。
Claims (5)
- 表面にスケール層を有する熱延鋼板であって、前記熱延鋼板は、質量%で、C:0.01〜0.3%、Si:0.20%以下、Mn:0.01〜2.0%、P:0.10%以下、S:0.10%以下、Al:0.10%以下、Cr:0.01〜2.0%を含有し、残部がFeおよび不可避不純物からなる組成を有し、
前記スケール層が、地鉄側からマグネタイト層と、前記マグネタイト層の上層にマグネタイト粒および/または鉄とマグネタイトの共析変態組織を有し、前記マグネタイト粒の平均粒径および/または前記共析変態組織の平均ブロックサイズが3μm以上8μm以下であり、前記スケール層中に含まれるウスタイトの質量分率が10%以下であることを特徴とするスケール密着性に優れた熱延鋼板。 - 成分組成として、さらに、質量%で、Cu:1.0%以下、Ni:0.50%以下のうちの1種以上を含有することを特徴とする、請求項1に記載のスケール密着性に優れた熱延鋼板。
- 成分組成として、さらに、質量%で、Mo:1.0%以下、Nb:0.1%以下、V:0.1%以下、Ti:0.03%以下、B:0.01%以下、Sb:0.03%以下のうちの1種以上を含有することを特徴とする、請求項1または2に記載のスケール密着性に優れた熱延鋼板。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の熱延鋼板の製造方法であって、鋼素材を、粗圧延をし、デスケーリングを行い、仕上圧延出側温度:800〜950℃で、下記(1)式を満たす仕上圧延を行い、仕上圧延後から巻取開始までの平均冷却速度:30℃/s以上で冷却した後、巻取温度:430〜580℃で巻き取ることを特徴とする、スケール密着性に優れた熱延鋼板の製造方法。
|T2−T1|≦50℃かつ|T3−T2|≦50℃・・・(1)
但し、上記(1)式において、
T1:仕上圧延後の鋼板における長手方向先端から30mかつ幅方向中央部の温度(℃)
T2:仕上圧延後の鋼板における長手方向中央かつ幅方向中央部の温度(℃)
T3:仕上圧延後の鋼板における長手方向尾端から30mかつ幅方向中央部の温度(℃)
である。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の熱延鋼板の製造方法であって、鋼素材を、粗圧延をし、デスケーリングを行い、仕上圧延出側温度:800〜950℃で、下記(1)式を満たす仕上圧延を行い、仕上圧延後から巻取開始までの平均冷却速度:3℃/s以上80℃/s以下で冷却した後、巻取温度:430〜580℃で巻き取ることを特徴とする、スケール密着性に優れた熱延鋼板の製造方法。
|T2−T1|≦50℃かつ|T3−T2|≦50℃・・・(1)
但し、上記(1)式において、
T1:仕上圧延後の鋼板における長手方向先端から30mかつ幅方向中央部の温度(℃)
T2:仕上圧延後の鋼板における長手方向中央かつ幅方向中央部の温度(℃)
T3:仕上圧延後の鋼板における長手方向尾端から30mかつ幅方向中央部の温度(℃)
である。
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