JPH0123530B2 - - Google Patents
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- JPH0123530B2 JPH0123530B2 JP10686681A JP10686681A JPH0123530B2 JP H0123530 B2 JPH0123530 B2 JP H0123530B2 JP 10686681 A JP10686681 A JP 10686681A JP 10686681 A JP10686681 A JP 10686681A JP H0123530 B2 JPH0123530 B2 JP H0123530B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
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- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
本発明は深絞り性と2次加工性の優れた実質的
にフエライトとパーライトの組織からなる高強度
冷延鋼板の連続焼鈍による製造法に関するもので
ある。 車体重量の低減や安全性の向上のため、自動車
用冷延鋼板は高強度鋼板への転換が急速に進めら
れている。最近の自動車への高強度冷延鋼板の採
用は、強度部材のみならず外板、内板のかなり成
形性の厳しい部品へと移行しつつある。従つて、
内・外板等に用いられる鋼板として要求される材
質特性は、低降伏点であること、降伏点伸びがな
いこと、張出し性、深絞り性が優れていること、
2次加工性に優れていること、さらには塗装焼付
硬化性に優れていることが条件となる。ここで、
2次加工性とは、深絞り加工品に2次的な加工を
施す際に脆性的な破壊が生じるか否かという材料
特性を示すもので、2次的加工によつて脆性破壊
が生じない傾向を2次加工性に優れているとよ
ぶ。また、塗装焼付硬化性とは、プレス成形時に
は低降伏点であり、成形加工後の塗装ラインにお
ける200℃前後の熱処理によつて降伏点が上昇す
る材料特性を示すもので、その降伏点の上昇量が
多いほど塗装焼付硬化性に優れているとよぶ。塗
装焼付硬化性をよくするには、焼鈍後に固溶の
C,Nを適量残存させることが有効であるが、C
とNの拡散の活性化エネルギーはCの方が高く、
固溶Cを利用する方がより好ましい。 ところで、鋼を強化する方法としては、固溶体
強化が最も安価な方法である。従来の固溶体強化
による高強度冷延鋼板としてP添加したものがあ
り、例えば特公昭50−31090号公報において提案
されている。これはPを0.05〜0.25%含有させて
強度とn値の向上を図り、一方P含有による2次
加工性の劣化を防ぐのにCを0.02〜0.10%と比較
的多く含有させるとともに、B,Al,Siを含有
させたもので、高強度で2次加工性のすぐれた冷
延鋼板である。しかし、冷延後、箱焼鈍をした場
合も、連続焼鈍をした場合も引張り強度のみなら
ず降伏点が高く、深絞り性が十分にあるとはいえ
なかつた。 一般に深絞り性、張出し性を要求される高強度
冷延鋼板は箱焼鈍されるが、該箱焼鈍では冷却速
度が非常に遅いので、焼鈍済鋼板中の固溶Cが極
めて低く塗装焼付硬化性を具備させることは困難
である。また、焼付きの点から700℃以上の温度
で焼鈍することは難しく、深絞り性が確保しにく
い。さらには生産効率上にも問題がある。 ところで、連続焼鈍法でPを含有した高強度冷
延鋼板の値(深絞り性)を高めるには炭素含有
量を低減することが有効な方法の1つであるが、
Pは鋼を脆化させ、この脆化は特に炭素含有量が
少ないほど顕著であるといわれており、例えば
N.P・Allenによる鉄の機械的性質に及ぼす溶質
元素の影響(Iron and Its Dilute Solid
Solutions,1963年、271〜314頁)に関する報文
がある。 そこで、本発明者らは炭素含有量を0.01%以下
に低減したAlキルド鋼にPを強化元素として含
有しても、2次加工性の問題がなく、連続焼鈍に
よつて深絞り性に優れ、かつ塗装焼付硬化性も良
好な高強度冷延鋼板を製造する方法につき検討し
たところ、BをN量と関係をもたせて含有せしめ
Nを固定して非時効化する一方、固溶Bとして存
在させ、熱間圧延後の冷却速度およびその後の捲
取温度を規定してB炭化物の形成を防ぎ固溶Bを
確保すると、2次加工性が非常に改善されてよく
なることが明らかとなつた。また、その熱間圧延
以降の工程条件は深絞り性の向上という相乗効果
も有する。 本発明の要旨とするところは以下の通りであ
る。C:0.01%以下、Mn:0.10〜1.50%、Si:
1.0%以下、P:0.04〜0.12%、S:0.015%以下、
酸可溶Al:0.005〜0.070%、N:0.0060%以下、
B:11/14N%<B%<11/14N+0.060%、残部が鉄 および不可避的不純物からなる鋼を鋼片とした
後、Ar3点以上の温度で仕上げ圧延し、続いて20
℃/sec以上の冷却速度で冷却し、680℃以下で巻
取り、その後酸洗し、50%以上の圧下率で冷間圧
延した後、700〜Ac3の温度範囲内で10秒〜10分
間均熱し、冷却することを特徴とする連続焼鈍に
よる深絞り性と2次加工性に優れた高強度冷延鋼
板の製造法。 次に本発明の限定理由について述べる。 CはP添加による2次加工性の劣化を防ぐため
に有効な元素といわれているがその量が増えると
r値を劣化させるために上限を0.01%とする。と
くに本発明のP添加Alキルド鋼においては炭素
量をできるだけ低減し、高値を確保するために
は0.008%未満の炭素含有量が好ましい。そして、
炭素量を低減したことによる2次加工脆性の問題
は、Bの添加や製造条件との組み合せによつて解
決するものでこの点については後に述べる。 MnはSによる粒界の脆化を防止するために
0.10%以上を必要とする。Mnは高強度化のため
に有効な元素であるが、多過ぎると値を劣化さ
せるので上限を1.50%とする。なお強度の点から
は0.45〜1.0%の含有が好ましい。 Siは有効な強化元素であり、延性を向上させる
効果もある。しかし、添加量が多過ぎると2次加
工脆化を促進させるとともに塗装後の耐食性を劣
化させるために上限を1.0%とする。 Pは安価に強度を確保できる最も有効な固溶体
強化元素であり、強度付与のためには0.04%以上
が必要である。しかし、多過ぎると2次加工脆化
の危険性を増し、溶接性も損なうために上限を
0.12%とする。 Alは酸素による脆化を防ぐため、酸可溶Alと
して最低0.005%は必要であり、0.070%を超える
とアルミナ系介在物が増加して清浄度を劣化させ
る。 Nは固溶状態にあると塗装焼付硬化性には有効
であるが、室温での時効劣化が大きくなるため、
Bによつて固定する必要がある。しかし、0.0060
%を超えると固溶Nが残存しがちとなるので
0.0060%を上限とする。好ましくは0.0040%以下
とすることが望ましい。 Bは本発明の重要な構成要件であり、その第1
の作用効果であるNの固定のためにNと化学量論
的に当価なBを添加する必要がある。第2の作用
効果である2次加工性の改善のためにはBを固溶
状態としてPよりも優先的に結晶粒界に偏析させ
る必要がある。しかし、あまり多量の添加は深絞
り性を劣化させる。従つてBの添加量は 11/14N%<B%11/14N+0.0060% に規制する。 Sは粒界を脆化させるため上限を0.015%とす
る。Sはできるだけ少ない方が好ましく、0.010
%以下にするとよい。なお、Sの固定はMn以外
にREM,Ca,Zrのような硫化物形成元素の添加
が有効である。 次に製造工程条件の限定理由を述べる。 本発明鋼は、転炉等により溶製されたのち真空
脱ガス処理によつて成分調整され、連続鋳造法ま
たは造塊―分塊法によつてスラブとされる。該ス
ラブは熱間圧延においてAr3点以上の温度で仕上
げ圧延され、その後20℃/sec以上の冷却速度で
冷却され、680℃以下で巻取られる。仕上げ温度
はAr3点未満では冷延―焼鈍後の深絞り性に好ま
しい集合組織が発達しにくくなる。仕上げ圧延後
の冷却速度と巻取温度は、熱延板のフエライト粒
の粗大化による深絞り性に有害な集合組織の発達
を抑えるため及びB炭化物の生成をできるだけ回
避し固溶Bを確保するとともに値を向上させる
ために圧延後の冷却速度は20℃/sec以上、巻取
温度は680℃以下を必要とする。冷却速度が20
℃/sec未満、巻取温度が680℃を超えると深絞り
性が劣化し、2次加工性に対するBの効果が発揮
されない。なお、冷却方法は仕上圧延後ホツトラ
ンテーブルの前半部でできるだけ急冷するのが好
ましい。冷間圧延の圧下率は深絞り性を得るため
に50%以上を必要とする。できるだけ高い値を
得るには75〜85%の圧下率で冷延することが好ま
しい。冷延の方法としてはレバース方式よりもタ
ンデム方式の方が高値の確保には好ましい。 冷延されたコイルは次に連続焼鈍されるが、ま
ず均熱温度は700〜Ac3の範囲内とする。700℃未
満では再結晶が不十分であり、延性が劣る。Ac3
点を超えると深絞り性に好ましい集合組織が無秩
序化され、値が劣化する。次に保定時間は10秒
〜10分とするが、10秒未満の保定では再結晶が十
分でなく、また10分を超えると結晶粒が粗大化し
引張強さを低下させるためである。連続焼鈍後は
通常、過時効処理される。調質圧延は必要により
施されるが、その圧下率は0.5〜1.5%が好まし
い。 本発明によると連続焼鈍後の鋼板の組織はフエ
ライトとパーライトからなり、フエライト素地中
に深絞り性を劣化させるマルテンサイト等の焼入
組織は生成されていない。 本発明による方法で製造した冷延原板あるいは
冷延鋼板は亜鉛メツキ鋼板その他の表面処理鋼板
の素材としても利用できる。 次に本発明の実施例について説明する。 実施例 第1表の化学成分からなる鋼を同表に示すよう
な熱延条件、冷延条件および連続焼鈍条件により
板厚0.8mmの冷延鋼板を製造した。調質圧延は、
いずれも1.2%を施した。得られた鋼板の機械的
性質、値、常温での時効特性、塗装焼付硬化量
および2次加工性を第2表に示す。ここで、常温
での時効特性は、23℃にて6ケ月経過後における
鋼板の降伏点伸びの発生程度で評価した。塗装焼
付硬化量は、引張試験片を予め2%引張つた時の
応力と、除荷後に170℃で20分の塗装焼付処理に
相当する熱処理を行つた後再び引張つた時の降伏
応力との差で示した。2次加工性は、施削された
円板を適当な絞り比で3段絞りを行ないこのカツ
プを10℃の温度に保定した後、直ちにカツプの中
に円錐台形のポンチを押し込み、カツプの側壁に
脆性的割れが生じるか否かで判定した。脆性的割
れが発生しない限界の絞り比が高いほど耐2次加
工性に優れていることになる。 鋼A〜Dは本発明による鋼板であり、引張強さ
が36〜47Kg/mm2の範囲で深絞り性を示す値が高
く、常温では降伏点伸びが発生しない。それにも
かかわらず約6Kg/mm2前後の高い塗装焼付硬化量
を有し、かつ2次加工性に優れている。一方、従
来法による炭素含有量の多い鋼板Eは値が低
く、極低炭素Alキルド鋼にPのみを添加した鋼
板Fは2次加工脆化が顕著である。鋼GはB量が
不足し2次加工性はほとんど改善されない。鋼H
は低い仕上温度、熱延後のおそい冷却速度、高い
巻取温度のために値が非常に低い。 以上のように本発明法によれば、引張強さが35
Kg/mm2以上で高い値と6Kg/mm2程度の高い塗装
焼付硬化性を有し、かつ2次加工性に優れた高強
度冷延鋼板が製造できる。
にフエライトとパーライトの組織からなる高強度
冷延鋼板の連続焼鈍による製造法に関するもので
ある。 車体重量の低減や安全性の向上のため、自動車
用冷延鋼板は高強度鋼板への転換が急速に進めら
れている。最近の自動車への高強度冷延鋼板の採
用は、強度部材のみならず外板、内板のかなり成
形性の厳しい部品へと移行しつつある。従つて、
内・外板等に用いられる鋼板として要求される材
質特性は、低降伏点であること、降伏点伸びがな
いこと、張出し性、深絞り性が優れていること、
2次加工性に優れていること、さらには塗装焼付
硬化性に優れていることが条件となる。ここで、
2次加工性とは、深絞り加工品に2次的な加工を
施す際に脆性的な破壊が生じるか否かという材料
特性を示すもので、2次的加工によつて脆性破壊
が生じない傾向を2次加工性に優れているとよ
ぶ。また、塗装焼付硬化性とは、プレス成形時に
は低降伏点であり、成形加工後の塗装ラインにお
ける200℃前後の熱処理によつて降伏点が上昇す
る材料特性を示すもので、その降伏点の上昇量が
多いほど塗装焼付硬化性に優れているとよぶ。塗
装焼付硬化性をよくするには、焼鈍後に固溶の
C,Nを適量残存させることが有効であるが、C
とNの拡散の活性化エネルギーはCの方が高く、
固溶Cを利用する方がより好ましい。 ところで、鋼を強化する方法としては、固溶体
強化が最も安価な方法である。従来の固溶体強化
による高強度冷延鋼板としてP添加したものがあ
り、例えば特公昭50−31090号公報において提案
されている。これはPを0.05〜0.25%含有させて
強度とn値の向上を図り、一方P含有による2次
加工性の劣化を防ぐのにCを0.02〜0.10%と比較
的多く含有させるとともに、B,Al,Siを含有
させたもので、高強度で2次加工性のすぐれた冷
延鋼板である。しかし、冷延後、箱焼鈍をした場
合も、連続焼鈍をした場合も引張り強度のみなら
ず降伏点が高く、深絞り性が十分にあるとはいえ
なかつた。 一般に深絞り性、張出し性を要求される高強度
冷延鋼板は箱焼鈍されるが、該箱焼鈍では冷却速
度が非常に遅いので、焼鈍済鋼板中の固溶Cが極
めて低く塗装焼付硬化性を具備させることは困難
である。また、焼付きの点から700℃以上の温度
で焼鈍することは難しく、深絞り性が確保しにく
い。さらには生産効率上にも問題がある。 ところで、連続焼鈍法でPを含有した高強度冷
延鋼板の値(深絞り性)を高めるには炭素含有
量を低減することが有効な方法の1つであるが、
Pは鋼を脆化させ、この脆化は特に炭素含有量が
少ないほど顕著であるといわれており、例えば
N.P・Allenによる鉄の機械的性質に及ぼす溶質
元素の影響(Iron and Its Dilute Solid
Solutions,1963年、271〜314頁)に関する報文
がある。 そこで、本発明者らは炭素含有量を0.01%以下
に低減したAlキルド鋼にPを強化元素として含
有しても、2次加工性の問題がなく、連続焼鈍に
よつて深絞り性に優れ、かつ塗装焼付硬化性も良
好な高強度冷延鋼板を製造する方法につき検討し
たところ、BをN量と関係をもたせて含有せしめ
Nを固定して非時効化する一方、固溶Bとして存
在させ、熱間圧延後の冷却速度およびその後の捲
取温度を規定してB炭化物の形成を防ぎ固溶Bを
確保すると、2次加工性が非常に改善されてよく
なることが明らかとなつた。また、その熱間圧延
以降の工程条件は深絞り性の向上という相乗効果
も有する。 本発明の要旨とするところは以下の通りであ
る。C:0.01%以下、Mn:0.10〜1.50%、Si:
1.0%以下、P:0.04〜0.12%、S:0.015%以下、
酸可溶Al:0.005〜0.070%、N:0.0060%以下、
B:11/14N%<B%<11/14N+0.060%、残部が鉄 および不可避的不純物からなる鋼を鋼片とした
後、Ar3点以上の温度で仕上げ圧延し、続いて20
℃/sec以上の冷却速度で冷却し、680℃以下で巻
取り、その後酸洗し、50%以上の圧下率で冷間圧
延した後、700〜Ac3の温度範囲内で10秒〜10分
間均熱し、冷却することを特徴とする連続焼鈍に
よる深絞り性と2次加工性に優れた高強度冷延鋼
板の製造法。 次に本発明の限定理由について述べる。 CはP添加による2次加工性の劣化を防ぐため
に有効な元素といわれているがその量が増えると
r値を劣化させるために上限を0.01%とする。と
くに本発明のP添加Alキルド鋼においては炭素
量をできるだけ低減し、高値を確保するために
は0.008%未満の炭素含有量が好ましい。そして、
炭素量を低減したことによる2次加工脆性の問題
は、Bの添加や製造条件との組み合せによつて解
決するものでこの点については後に述べる。 MnはSによる粒界の脆化を防止するために
0.10%以上を必要とする。Mnは高強度化のため
に有効な元素であるが、多過ぎると値を劣化さ
せるので上限を1.50%とする。なお強度の点から
は0.45〜1.0%の含有が好ましい。 Siは有効な強化元素であり、延性を向上させる
効果もある。しかし、添加量が多過ぎると2次加
工脆化を促進させるとともに塗装後の耐食性を劣
化させるために上限を1.0%とする。 Pは安価に強度を確保できる最も有効な固溶体
強化元素であり、強度付与のためには0.04%以上
が必要である。しかし、多過ぎると2次加工脆化
の危険性を増し、溶接性も損なうために上限を
0.12%とする。 Alは酸素による脆化を防ぐため、酸可溶Alと
して最低0.005%は必要であり、0.070%を超える
とアルミナ系介在物が増加して清浄度を劣化させ
る。 Nは固溶状態にあると塗装焼付硬化性には有効
であるが、室温での時効劣化が大きくなるため、
Bによつて固定する必要がある。しかし、0.0060
%を超えると固溶Nが残存しがちとなるので
0.0060%を上限とする。好ましくは0.0040%以下
とすることが望ましい。 Bは本発明の重要な構成要件であり、その第1
の作用効果であるNの固定のためにNと化学量論
的に当価なBを添加する必要がある。第2の作用
効果である2次加工性の改善のためにはBを固溶
状態としてPよりも優先的に結晶粒界に偏析させ
る必要がある。しかし、あまり多量の添加は深絞
り性を劣化させる。従つてBの添加量は 11/14N%<B%11/14N+0.0060% に規制する。 Sは粒界を脆化させるため上限を0.015%とす
る。Sはできるだけ少ない方が好ましく、0.010
%以下にするとよい。なお、Sの固定はMn以外
にREM,Ca,Zrのような硫化物形成元素の添加
が有効である。 次に製造工程条件の限定理由を述べる。 本発明鋼は、転炉等により溶製されたのち真空
脱ガス処理によつて成分調整され、連続鋳造法ま
たは造塊―分塊法によつてスラブとされる。該ス
ラブは熱間圧延においてAr3点以上の温度で仕上
げ圧延され、その後20℃/sec以上の冷却速度で
冷却され、680℃以下で巻取られる。仕上げ温度
はAr3点未満では冷延―焼鈍後の深絞り性に好ま
しい集合組織が発達しにくくなる。仕上げ圧延後
の冷却速度と巻取温度は、熱延板のフエライト粒
の粗大化による深絞り性に有害な集合組織の発達
を抑えるため及びB炭化物の生成をできるだけ回
避し固溶Bを確保するとともに値を向上させる
ために圧延後の冷却速度は20℃/sec以上、巻取
温度は680℃以下を必要とする。冷却速度が20
℃/sec未満、巻取温度が680℃を超えると深絞り
性が劣化し、2次加工性に対するBの効果が発揮
されない。なお、冷却方法は仕上圧延後ホツトラ
ンテーブルの前半部でできるだけ急冷するのが好
ましい。冷間圧延の圧下率は深絞り性を得るため
に50%以上を必要とする。できるだけ高い値を
得るには75〜85%の圧下率で冷延することが好ま
しい。冷延の方法としてはレバース方式よりもタ
ンデム方式の方が高値の確保には好ましい。 冷延されたコイルは次に連続焼鈍されるが、ま
ず均熱温度は700〜Ac3の範囲内とする。700℃未
満では再結晶が不十分であり、延性が劣る。Ac3
点を超えると深絞り性に好ましい集合組織が無秩
序化され、値が劣化する。次に保定時間は10秒
〜10分とするが、10秒未満の保定では再結晶が十
分でなく、また10分を超えると結晶粒が粗大化し
引張強さを低下させるためである。連続焼鈍後は
通常、過時効処理される。調質圧延は必要により
施されるが、その圧下率は0.5〜1.5%が好まし
い。 本発明によると連続焼鈍後の鋼板の組織はフエ
ライトとパーライトからなり、フエライト素地中
に深絞り性を劣化させるマルテンサイト等の焼入
組織は生成されていない。 本発明による方法で製造した冷延原板あるいは
冷延鋼板は亜鉛メツキ鋼板その他の表面処理鋼板
の素材としても利用できる。 次に本発明の実施例について説明する。 実施例 第1表の化学成分からなる鋼を同表に示すよう
な熱延条件、冷延条件および連続焼鈍条件により
板厚0.8mmの冷延鋼板を製造した。調質圧延は、
いずれも1.2%を施した。得られた鋼板の機械的
性質、値、常温での時効特性、塗装焼付硬化量
および2次加工性を第2表に示す。ここで、常温
での時効特性は、23℃にて6ケ月経過後における
鋼板の降伏点伸びの発生程度で評価した。塗装焼
付硬化量は、引張試験片を予め2%引張つた時の
応力と、除荷後に170℃で20分の塗装焼付処理に
相当する熱処理を行つた後再び引張つた時の降伏
応力との差で示した。2次加工性は、施削された
円板を適当な絞り比で3段絞りを行ないこのカツ
プを10℃の温度に保定した後、直ちにカツプの中
に円錐台形のポンチを押し込み、カツプの側壁に
脆性的割れが生じるか否かで判定した。脆性的割
れが発生しない限界の絞り比が高いほど耐2次加
工性に優れていることになる。 鋼A〜Dは本発明による鋼板であり、引張強さ
が36〜47Kg/mm2の範囲で深絞り性を示す値が高
く、常温では降伏点伸びが発生しない。それにも
かかわらず約6Kg/mm2前後の高い塗装焼付硬化量
を有し、かつ2次加工性に優れている。一方、従
来法による炭素含有量の多い鋼板Eは値が低
く、極低炭素Alキルド鋼にPのみを添加した鋼
板Fは2次加工脆化が顕著である。鋼GはB量が
不足し2次加工性はほとんど改善されない。鋼H
は低い仕上温度、熱延後のおそい冷却速度、高い
巻取温度のために値が非常に低い。 以上のように本発明法によれば、引張強さが35
Kg/mm2以上で高い値と6Kg/mm2程度の高い塗装
焼付硬化性を有し、かつ2次加工性に優れた高強
度冷延鋼板が製造できる。
【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 C:0.01%以下、Mn:0.10〜1.50%、Si:
1.0%以下、P:0.04〜0.12%、S:0.015%以下、
酸可溶Al:0.005〜0.070%、N:0.0060%以下、
B:11/14N%<B11/14N+0.0060%、残部が鉄お よび不可避的不純物からなる鋼を鋼片とした後、
Ar3点以上の温度で仕上げ圧延し、続いて20℃/
sec以上の冷却速度で冷却し、680℃以下で巻取
り、その後酸洗し、50%以上の圧下率で冷間圧延
した後、700〜Ac3点の温度範囲内で10秒〜10分
間均熱し冷却することを特徴とする連続焼鈍によ
る深絞り性と2次加工性に優れた高強度冷延鋼板
の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10686681A JPS589933A (ja) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | 連続焼鈍による深絞り性と2次加工性に優れた高強度冷延鋼板の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP10686681A JPS589933A (ja) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | 連続焼鈍による深絞り性と2次加工性に優れた高強度冷延鋼板の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS589933A JPS589933A (ja) | 1983-01-20 |
JPH0123530B2 true JPH0123530B2 (ja) | 1989-05-02 |
Family
ID=14444463
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10686681A Granted JPS589933A (ja) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | 連続焼鈍による深絞り性と2次加工性に優れた高強度冷延鋼板の製造法 |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JPS589933A (ja) |
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-
1981
- 1981-07-10 JP JP10686681A patent/JPS589933A/ja active Granted
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