JPH0142329B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は耐候性冷延鋼板の製造方法に関し、
特にロール成形されて使用されるに適した耐候性
冷延鋼板の製造方法に関するものである。 周知のように冷延鋼板は種々の用途に使用され
ているが、特に最近では建築材料等の用途におい
てロール成形して使用されることが多くなつてい
る。しかるに冷延薄鋼板を、ウエーブ幅／板厚の
比が300を越えるような広幅断面形状にロール成
形した場合、鋼板は幅方向の曲げ歪以外の付加的
歪を受けるために、例えば第１図に示す如く製品
ウエーブ部１にオイルキヤンあるいはポケツトウ
エーブと称される凹凸（以下これをポケツトウエ
ーブと記す）２が発生することがある。このポケ
ツトウエーブの欠陥が生じれば、外観を損なうの
みならず、組み立て作業などにおいて接合不良等
の不都合が生じるから、冷延鋼板のロール成形に
あたつては、ポケツトウエーブの発生を防止しな
ければならない。 ポケツトウエーブの発生を抑えるためには加工
方法や加工形状の変更が重要であるが、加工方法
や加工形状の改善だけでは充分にポケツトウエー
ブの発生を抑えられないことも多く、そのような
場合には鋼板自体の特性改善が必要となる。一般
に通常の工程で製造された冷延鋼板、すなわち連
続鋳造されたAlキルド鋼を熱延、冷延後、箱焼
鈍することによつて製造された冷延鋼板はポケツ
トウエーブが発生し易く、そこで従来から種々の
改善、すなわち化学成分の変更や連続焼鈍を含む
焼鈍条件の改善など種々試みられてきたが、いず
れの方法でも満足すべき結果が得られていないの
が実情である。特に、耐候性鋼板の如く焼付塗装
処理が施されない用途に用いられる場合には、焼
付けによるひずみ時効の効果が期待されないた
め、ポケツトウエーブの発生防止が極めて困難で
あつた。また例えば耐候性鋼板のようにＰ、Cu
等の硬化元素を多量に含有する鋼板では抗張力が
高くしかも焼付塗装処理が施されないためポケツ
トウエーブの発生防止がより困難となつている。 この発明は以上の事情を背景としてなされたも
のであつて、耐候性鋼板のように焼付塗装処理等
を行なわない場合でもロール成形時においてポケ
ツトウエーブの発生をほぼ完全に防止し得る冷延
鋼板を製造する方法を提供することを目的とする
ものである。 本発明者等は、上述の目的を達成するべく、冷
延鋼板の素材成分および製造工程条件について詳
細に実験・検討を重ねた結果、素材化学成分、特
にＣ量を適切に調整し、かつ熱延板巻取条件およ
び冷延後の焼鈍条件特に冷却条件を適切に設定す
ることにより固溶Ｃ、Ｎを残存させ、ポケツトウ
エーブの発生のないロール成形性に優れた冷延鋼
板を得ることができることを見出し、この発明を
なすに至つたものである。 すなわちこの発明の耐候性冷延鋼板製造方法
は、基本的には素材成分のＣ量を低い範囲に規制
し、かつ焼鈍後の冷却条件その他の製造条件を適
切に設定したものであつて、その要旨は、素材と
して、Ｃ 0.045％以下、Mn 1.0％以下、Si 1.0
％以下、Ｐ 0.120％以下、Cu 0.1〜0.60％、Ni
0.50％以下、Cr 1.0％以下、Al 0.010〜0.100％、
Ｎ 0.0025〜0.0100％、残部がFeおよび不可避的
不純物よりなる鋼を用い、その鋼素材を熱間圧延
後、580℃以下の温度で巻取り、続いて酸洗およ
び冷間圧延を施し、次いで連続焼鈍炉により再結
晶温度以上、800℃以下の温度範囲内で均熱時間
60秒以内で焼鈍し、かつその焼鈍後の冷却過程に
おける350〜150℃の温度域を10℃／sec以上、500
℃／sec以下の冷却速度で強制冷却することを特
徴とするものである。 以下この発明についてさらに詳細に説明する。 先ずこの発明をなすに至る基礎となつた実験に
ついて説明する。 Ｃ 0.005〜0.10％、Mn 0.40％、Si 0.03％、
Ｐ 0.050％、Cu 0.40％、Ni 0.30％、Cr 0.40
％、Ｎ 0.0060％、Al 0.040％を含有するAlキル
ド鋼連鋳スラブを熱延仕上温度800〜880℃で熱間
圧延して巻取温度450〜550℃で巻取り、板厚3.2
mmの熱延板とした。さらに酸洗後、板厚0.8mmに
冷間圧延し、第２図Ａに示すような熱サイクルで
の連続焼鈍、もしくは670℃均熱時間5hrの箱焼鈍
を行なつた後、圧下率１％で調質圧延を行なつ
た。得られた冷延鋼板に対しロール成形加工を施
して、第１図に示すような形状とし、ロール成形
後のポケツトウエーブ高さを調べた。なおここで
ポケツトウエーブ高さは、そのポケツトウエーブ
の凹凸の波高さの成形方向１ｍあたりの総和で測
定した。そのポケツトウエーブ高さをＣ量、焼鈍
方法および熱延板巻取温度に対応して第３図に示
す。 第３図に示すように箱焼鈍の場合には、Ｃ量に
よらず常にポケツトウエーブが発生した。一方連
続焼鈍の場合には、Ｃ量が0.05％程度以上ではポ
ケツトウエーブ高さが２mm以上と可成のポケツト
ウエーブが発生したが、Ｃ量が0.045％以下にな
れば熱延板巻取温度が500〜550℃ではポケツトウ
エーブ高さが0.5mm以下となり、実用上全く支障
ない程度までポケツトウエーブの発生が軽減され
た。但し連続焼鈍を採用しかつＣ量が0.045％以
下の場合でも、熱延板巻取温度が670℃と高い場
合には２mm程度の高さのポケツトウエーブが発生
した。このような実験結果から、ポケツトウエー
ブの発生を防止するためには、連続焼鈍を採用し
てＣ量を0.045％以下とし、かつ熱延板巻取温度
が低いことが必要であることが判る。 ポケツトウエーブの発生に関与する因子は多数
考えられるから、上述のような結果が得られた理
由は必ずしも明確ではないが、次のように考えら
れる。すなわち、本発明者等の経験によれば、ポ
ケツトウエーブの発生防止には、鋼板の降伏応
力、抗張力、および降伏応力と抗張力との比など
の制御が重要であると推定され、また一般に連続
焼鈍による場合には箱焼鈍による場合と比較して
降伏応力が高く、降伏伸びが大きいことが知られ
ており、これらの点がポケツトウエーブ発生防止
に有利に作用したものと考えられる。特に連続焼
鈍の場合でもＣ量が低い場合に良好な結果が得ら
れた理由は、Ｃ量が低くなると結晶粒径が大きく
なるとともにセメンタイトの分散が粗になつたこ
とが考えられる。 したがつて以上の実験結果から、この発明の方
法においては冷延後の焼鈍方法として連続焼鈍を
採用し、素材中のＣ含有量を0.045％以下に限定
した。また熱延板巻取温度が高くなると前述のよ
うにポケツトウエーブが発生するのみならず、脱
スケールのためのコストも上昇するから、巻取温
度の上限は580℃とした。 さらに本発明者等は冷間圧延後の連続焼鈍のヒ
ートサイクルについての適切な条件を見出すべ
く、次のような実験を行なつた。 Ｃ 0.075％または0.038％、Mn 0.45％、Si 0.20
％、Ｐ 0.060％、Cu 0.20％、Ni 0.20％、Cr
0.15％、Al 0.045％、Ｎ 0.0058％を含む連続鋳
造スラブを素材とし、仕上温度800℃で熱間圧延
して520℃で巻取り、次いで常法に従つて酸洗お
よび冷間圧延を施して板厚1.0mmとした。その冷
延板を実験室において種々のヒートサイクルで熱
処理した後、1.0％のスキンパスを行ない、小型
成形試験用ロールでロール成形して、形状欠陥の
有無、すなわちポケツトウエーブの発生状況と腰
折れ発生状況を調べた。第２図Ａに示されるヒー
トサイクルに準じて、そのヒートサイクル中の
400℃×60秒の過時効処理後の最終冷却速度を0.5
℃／sec〜水冷（≒3000℃／sec）までの範囲で
種々変化させた場合のポケツトウエーブ発生状
況、腰折れ発生状況をその最終冷却速度に対応し
て第４図に示す。但しここで腰折れとは、例えば
第１図中の符号３で示すように、ロール成形時に
鋼板側面に生じた折れ模様を意味し、第４図にお
いてはロール成形方向１ｍあたりの腰折れ発生数
を示した。またポケツトウエーブ高さは第３図の
場合と同様である。 第４図に示すように、Ｃ量が0.075％の場合に
は、冷却速度の増大に伴つてポケツトウエーブ高
さが低くなる傾向は認められるものの、冷却速度
が1000℃／secを越えてもポケツトウエーブの発
生が皆無となるには至らなかつた。また同じくＣ
量が0.075％の場合、冷却速度が10〜50℃／sec程
度以上で冷却速度の増加に伴つて腰折れが顕著に
発生するようになつた。したがつてＣ量が0.075
％の場合には、これら２つの欠陥、すなわちポケ
ツトウエーブと腰折れの双方を同時に解決するこ
とは困難であることが伴明した。 一方Ｃ量が0.038％と低い場合には、冷却速度
が10℃／sec程度以上となればポケツトウエーブ
の発生が皆無となることが認められた。但しＣ量
が0.038％の鋼でも、冷却速度が水スプレーある
いは水冷によつて達成される500℃／sec以上の極
めて速い速度となれば、腰折れが発生してしまう
ことが判明した。 そしてこれらの実験結果から、Ｃ量が0.045％
以下と低い鋼を、10〜500℃／secの範囲内の冷却
速度で冷却すれば、ポケツトウエーブの発生を防
止でき、しかも腰折れの発生も防止できることが
判明した。 このような冷却条件を適用することによつてポ
ケツトウエーブと腰折れの発生を防止できる理由
は必ずしも明確ではないが、冷却条件による降伏
応力、抗張力、および降伏応力と抗張力の比、さ
らに伸び等の変化が微妙に影響しているものと推
定される。 そしてさらに冷却条件について詳細に検討した
結果、前述のように10〜500℃／secの範囲内の冷
却速度に設定する必要があるのは、350〜150℃の
温度域であることが判明した。すなわち、350℃
を越える温度域、あるいは150℃より低い温度域
では、ポケツトウエーブや腰折れの発生状況が冷
却速度にほとんど依存しないことが判明した。そ
の理由は明確ではないが、固溶Ｃの挙動に関係し
ているものと推定される。すなわち350℃を越え
る温度域ではＣの拡散速度が著しく速く、ほぼ瞬
間的にＣはその温度での平衡値に達してしまい、
そのため350℃を越える温度域では工業的に実用
化されている冷却速度範囲で材質がほとんど冷却
速度に依存せず、一方150℃より低くなればＣの
拡散速度が著しく遅くなり、そのため前記同様に
材質が冷却速度に依存しなくなることにあると思
われる。したがつて、焼鈍後の冷却は、350〜150
℃の温度域を10〜500℃／secの冷却速度で行なう
ものとした。 なお冷間圧延後の焼鈍において過時効処理を行
なわない場合、例えば第２図Ｂに示すようなヒー
トサイクルの焼鈍の場合でも、700℃の焼鈍温度
からの冷却過程における350〜150℃の温度域の冷
却速度を10〜500℃／secとすることによつて前記
同様の効果が得られることが判明している。した
がつてこの発明の方法は過時効処理の有無は問わ
ないこととする。 さらにこの発明の方法における上記以外の条件
について説明すると、焼鈍温度が800℃となれば
セメンタイトが粗大化して抗張力が高くなり、好
ましくないので焼鈍温度は再結晶温度以上、800
℃以下とした。また焼鈍温度での均熱時間が長く
なれば、ポケツトウエーブが発生し易くなる。そ
の理由は、均熱時間が長くなればAlNの析出が
進行して固溶Ｎが減少するためと考えられ、本発
明者等の実験によれば均熱時間が60秒を越えれば
ポケツトウエーブ発生傾向が強まることが判明し
ており、したがつて連続焼鈍における再結晶温度
以上800℃以下の温度範囲内での均熱時間は60秒
以内とした。 次にＣ以外の素材鋼成分の限定利用を説明す
る。 Mn：MnはＳによる割れ防止および鋼の強化に
有効な元素であるが、多量に添加されれば表面
性状の劣化や鋼コストの上昇を招くから、1.0
％を上限とした。 Si：SiはMnと同様に強化元素として有効である
が、多量に含有されれば表面性状の劣化を招く
から、1.0％を上限とした。 Ｐ：Ｐも強化元素として有効であるが、多量に含
有されれば脆化の原因となるから上限を0.12％
とした。 Cu：Cuは耐候性を増すのに有効な元素であり、
0.1％以上必要であるが、多量に含まれると各
種欠陥の原因となるから、上限を0.60％とし
た。 Ni：Niはやはり耐候性を向上させるのに有効な
元素であるが、多量の添加はコストアツプの要
因となるので、上限を0.50％とした。 Cr：Crは耐候性を向上させるのに有効な元素で
あるが、多量の添加はコストアツプの要因及び
各種欠陥の原因となるから、上径を1.0％とし
た。 Al：Alは通常の製鋼過程において脱酸元素とし
て少くとも0.01％で必要であるが、多過ぎれば
コスト上昇の原因となるから、上限を0.100％
とした。 Ｎ：Ｎは通常の製造工程での下限が0.0025％であ
り、また0.01％以上とするためには特別な処理
を行なう必要があるから、Ｎは0.0025〜0.0100
％の範囲とした。 以下実施例を記す。 第１表に示す化学成分を有する鋼スラブを、第
１表中に示す条件で板厚2.8mmに熱間圧延した後、
常法にしたがつて酸洗、冷間圧延して、板厚0.8
mmの冷延板とした。その冷延板に対し、第１表中
に示す条件で連続焼鈍（No.１〜８）もしくは箱焼
鈍（No.９）した。さらに圧下率1.0％でスキンパ
ス圧延後、圧延方向に平行な方向にJIS5号引張試
験片を採取し、引張試験を行なつた。さらに鋼板
をロール成形し、成形後のポケツトウエーブ発生
状況および腰折れ発生状況を調べた。それらの結
果を第２表に示す。なお第２表においてポケツト
ウエーブ高さおよび腰折れ発生数の定義は第２
図、第３図の場合と同じである。

【表】

【表】 註：表中の下線は本発明範囲外の条件を示す。

【表】 第２表から明らかなように、この発明の素材成
分範囲、熱延、焼鈍条件を満足して得られた本発
明例（No.１、２、５、７、９）の冷延鋼板の場合
にはいずれもポケツトウエーブの発生が著しく少
なく、しかも腰折れの発生も見られず、極めて優
れたロール成形性を有することが確認された。一
方、No.３の冷延鋼板の場合、焼鈍後の最終冷却速
度が３℃／secと遅いため、相当程度のポケツト
ウエーブが発生した。またNo.４の冷延鋼板の場
合、焼鈍後の最終冷却速度が８℃／secと若干遅
いことに加えて、焼鈍均熱温度が830℃と高いた
め著しいポケツトウエーブの発生が認められた。
さらにNo.６の冷延鋼板では、Ｃ量が0.081％と高
いため、著しいポケツトウエーブが発生すると同
時に腰折れの発生が認められた。そしてまたNo.９
の冷延鋼板では、焼鈍に箱焼鈍を利用して長時間
の均熱を行ない、その後の冷却速度も極めて遅い
ため、かなりの程度のポケツトウエーブの発生が
認められた。これらの結果から、ロール成形時に
おけるポケツトウエーブの発生を実用上支障ない
程度まで軽減し、しかも腰折れの発生を防止する
ためには、この発明のすべての条件を満足する必
要があることがわかる。 以上のようにこの発明の冷延鋼板製造方法によ
れば、素材のＣ量を0.045％以下に低減すると同
時に、熱延板巻取温度条件、冷延後の焼鈍条件
（特に最終冷却条件）を適切に設定することによ
つてロール成形加工時にポケツトウエーブや腰折
れが発生するおそれが極めて少ない、ロール成形
性の著しく優れた冷延鋼板を得ることができる顕
著な効果が得られる。そしてこの発明によれば、
特に焼付塗装処理が施されない用途の耐候性冷延
鋼板の如く、従来はロール成形時におけるポケツ
トウエーブの発生防止が困難とされていた冷延鋼
板でもポケツトウエーブの発生を実用上支障ない
程度まで抑えることができるため、この種の用途
に特に有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図はロール成形加工された冷延鋼板のポケ
ツトウエーブおよび腰折れ発生状況の一例を示す
斜視図、第２図Ａ，Ｂはそれぞれこの発明の方法
における焼鈍熱サイクルの一例を示す線図、第３
図は冷延鋼板の素材Ｃ量とロール成形時のポケツ
トウエーブ高さとの関係を示す相関図、第４図は
焼鈍後の冷却速度とロール成形時のポケツトウエ
ーブ高さおよび腰折れ発生数との関係を示す相関
図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ Ｃ 0.045％（重量％、以下同じ）以下、Mn
   1.0％以下、Si 1.0％以下、Ｐ 0.120％以下、Cu
   0.1〜0.60％、Ni 0.50％以下、Cr 1.0％以下、Ｎ
   0.0025〜0.0100％、Al 0.010〜0.100％、残部が
   Feおよび不可避的不純物よりなる鋼を素材とし、
   その鋼素材を熱間圧延後580℃以下の温度で巻取
   り、続いて酸洗および冷間圧延を施し、次いで連
   続焼鈍炉により再結晶温度以上、800℃以下の温
   度範囲内での均熱時間60秒以内で焼鈍し、かつそ
   の焼鈍後の冷却過程における350〜150℃の温度域
   を10℃／sec以上500℃／sec以下の冷却速度で強
   制冷却することを特徴とするロール成形性に優れ
   た冷延鋼板の製造方法。