JPH0146583B2

JPH0146583B2 -

Info

Publication number: JPH0146583B2
Application number: JP3178981A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Sudo; Shunichi Hashimoto; Akifumi Kanbe
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1981-03-04
Filing date: 1981-03-04
Publication date: 1989-10-09
Also published as: JPS57145965A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は、ホイールリム、デイスクをはじめと
して、バンパーその他の自動車部材等に好適に用
いられる成形性、抵抗溶接性及び疲労特性にすぐ
れた高強度熱延鋼板の製造方法に関する。（従来の技術）自動車燃費節減のための車体重量軽減策とし
て、車体の小型化と併せて、高強度鋼材の採用に
よる材料変更等が試みられている。なかでも、車
輪の軽量化は、燃費節減に極めて有効とされ、ホ
イールリムやデイスク等に対する高強度熱延鋼板
の適用が鋭意検討されている。例えば、米国にお
いては、これら部材の材料として、フエライト・
マルテンサイト複合組織熱延鋼板（デユアル・フ
エイズ鋼板）が最適とされ、その試作試験が進め
られている。しかしながら、材質特性上の問題が
顕在化し、未だ実用化されるに至つていない。即ち、上記デユアル・フエイズ鋼板は、ホイー
ルデイスクへの適用に際し、成形時に穴拡げ部か
ら割れが発生する等の問題があり、成形性、特
に、伸びフランジ性に劣つており、また、疲労特
性も十分とはいえない。また、ホイールリムへの
適用に際しては、フラツシユバツト溶接におい
て、溶接熱影響部が軟化する問題があり、そのた
めにその後の成形時にこの部分から割れが発生す
ることとなる。（発明の目的）本発明は、ホイールリム、デイスク等に適用さ
れる高強度熱延鋼板として、上述のデユアル・フ
エイズ鋼の有する問題を解決するためになされた
ものであつて、成形性、特に、伸びフランジ性、
抵抗溶接性及び疲労特性にすぐれた高強度熱延鋼
板の製造方法を提供することを目的とする。（発明の構成）本発明による成形性、抵抗溶接性及び疲労特性
のすぐれた高強度熱延鋼板の製造方法は、重量％
でＣ 0.01〜0.12％、 Si 0.1〜1.6％、及び Mn 0.7〜2.5％、残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼を熱間圧
延した後、700〜500℃の温度までを５〜35℃／秒
の平均冷却速度で冷却し、次いでこの冷却速度以
上であつて、且つ、25〜80℃／秒の平均冷却速度
で冷却し、575〜250℃の温度で巻取ることによ
り、ベイナイトの面積比率が５〜60％であるポリ
ゴナルフエライトとベイナイトからなる複合組織
となすことを特徴とする。以下、本発明の方法について詳細に説明する。先ず、本発明において、鋼における化学成分を
限定した理由を説明する。Ｃは、鋼の強化及び焼入性向上に効果を有す
る。かかる効果を有効に得るためには、0.01％以
上を添加する必要がある。しかし、過多に添加す
るときは、フラツシユバツト溶接時に接合面の脱
炭に伴う硬度低下が生じ、溶接線とその近傍との
硬度差が大きくなるので、添加量の上限は0.12
％、好ましくは0.09％とする。 Mnは、低Ｃ化による鋼の強度低下の補償とベ
イナイト組織を得るために不可欠の元素である。
かかる効果を有効に得るために、本発明において
は、0.7％以上を添加する必要がある。即ち、添
加量が0.7％に満たないときは、所要の強度及び
組織が得られない。しかし、過多に添加するとき
は、溶製が困難となるほか、鋼延性が悪化するの
で、添加量の上限は2.5％とする。 Siは、ポリゴナルフエライトの生成を促進し、
適正な組織を得るために有効な元素であり、更
に、高強度及び高延性を得るために好適な元素で
ある。かかる効果を有効に得るために、本発明に
おいては、0.1％以上の添加を必要とする。しか
し、過多に添加するときは、溶接部の脆化、即
ち、遷移温度の上昇を招くので、添加量の上限は
1.6％とする。本発明においては、鋼に上記成分に加えて、必
要に応じて、 Nb 0.01〜0.08％、Ｖ 0.02〜1.5％、 Ti 0.01〜0.08％、及び Zr 0.02〜0.18％よりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を
添加することができる。 Nb、Ｖ、Ti及びZrは、いずれもフラツシユバ
ツト溶接における熱影響部でのベイナイト組織の
分解、硬度低下を防止するのに有効な元素であ
る。また、これらの元素は析出強化作用を有する
ので、強度上昇のための補助的元素としても有効
である。しかし、過剰に添加して、析出強化量を
大きくした場合は、鋼延性の低下のみならず、溶
接熱影響部において、析出物が再固溶することに
る軟化を生じるため、それぞれの元素について、
その添加量は上記範囲とするのが望ましい。更に、本発明においては、鋼に上記元素と共
に、又は上記元素とは独立して、Ｐ 0.02〜0.15％、及び／又は Al 0.005〜0.06％を添加することもできる。Ｐは、延性を損なわずに、強度を上昇させるの
に有効な元素であり、かかる効果を有効に得るた
めに、0.02〜0.15％の範囲で添加される。また、
Alは、脱酸剤として0.005〜0.06％の範囲で添加
される。更に、本発明においては、鋼に上記した元素と
共に、又は上記元素とは独立して、 REM 0.005〜0.1％、 Ca 0.0005〜0.01％、及び Mg 0.0005〜0.01％よりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を
添加することができる。 REM（希土類元素）、Ca及びMgは、それぞれ
硫化物の形状制御効果によつて、介在物を無害化
し、成形性を高める効果を有する。この効果を有
効に得るためには、REMについては0.005〜0.1
％、Caについては0.0005〜0.01％、Mgについて
は0.0005〜0.01％の範囲で加えられる。次に、本発明の方法による鋼は、上記した化学
組成を有し、鋼組織としてポリゴナルフエライト
とベイナイトとからなると共に、ベイナイトの面
積比率が５〜60％の範囲にある。このように、本
発明に従つて、鋼組織を所定の面積比率にてベイ
ナイトを有するフエライト・ベイナイトとするこ
とにより、前述した従来のフエライト・マルテン
サイト（デユアル・フエイズ）鋼に比べて、後述
する実施例における第４図から明らかであるよう
に、抵抗溶接性にすぐれ、特に、熱影響部の軟化
がない。しかし、ベイナイト面積比率が60％を越
えるフエライト・ベイナイト鋼は、フエライト・
マルテンサイト鋼と同様に、溶接熱影響部に軟化
を生じる。また、第５図から明らかなように、疲
労特性もすぐれている。また、成形性についても、伸びフランジ性は、
第２図に示すように、本発明によるフエライト・
ベイナイト鋼がフエライト・マルテンサイト鋼及
びフエライト・パーライト鋼のいずれよりもすぐ
れており、更に、強度−伸びバランスについてみ
ると、第１図及び第６図に示すように、同じフエ
ライト・ベイナイト鋼でも、ベイナイト面積比率
が５〜60％の範囲にある本発明の方法による鋼
は、ベイナイト面積比率が60％を越えるフエライ
ト・ベイナイト鋼よりもすぐれている。即ち、本発明に従つて、フエライト・ベイナイ
ト鋼におけるベイナイトの面積比率を５〜60％の
範囲とすることによつて、特に、強度−伸びバラ
ンスを良好にすると共に、溶接熱影響部における
軟化を防止することができる。尚、本発明にいうベイナイトとは、炭化物の析
出反応を伴つたロアベイナイト、アツパーベイナ
イト（Ｂ、Ｂ）のほか、Ｂ又はウイドマン
ステツテン或いはアシキユラフエライトと称され
る炭化物反応を伴つていない組織をも包含するも
のとする。次に、本発明の製造方法について詳細に説明す
る。本発明の方法おいては、上記した化学組成を
有する鋼スラブを常法に従つて熱間圧延する。こ
の熱間圧延の終了後、先ず、所望の面積率にてフ
エライトを生成せしめるべく、700〜500℃、望ま
しくは600℃の温度までを５〜35％／秒の平均冷
却速度で冷却（１次冷却）する。冷却速度を５
℃／秒よりも小さくすることは、実用技術的に困
難であり、他方、35℃／秒よりも早い冷却速度に
よれば、フエライトが十分に生成しないので、冷
却速度は上記範囲に限定する。また、冷却速度の
変更点となる温度も、同様の趣旨から定められ
る。即ち、700℃以上の高温ではフエライトが十
分に生成せず、500℃よりも低い温度の場合は、
生産性の低下を招くためである。上記１次冷却に続いて、未変態のオーステナイ
トをベイナイトに変態せしめるべく、上述の冷却
速度以上であり、且つ、25〜80℃／秒の範囲の平
均冷却速度にて、575〜250℃まで冷却（２次冷
却）する。そして、その温度で巻取る。この冷却
速度が25℃／秒よりも遅いときは、パーライトが
出現するおそれがあり、他方、80℃／秒よりも早
い冷却速度は、実用上、採用が困難である。（発明の効果）以上のように、本発明の方法によれば、所定の
化学成分を有する鋼を熱間圧延した後、所定の条
件下に冷却し、巻取つて、ポリゴナルフエライト
とベイナイトとの複合組織を有すると共に、ベイ
ナイトの面積比率を５〜60％の範囲としたので、
従来のフエライト・マルテンサイト複合組織を有
するデユアル・フエイズ鋼に比較して、成形性、
特に、伸びフランジ性にすぐれるのみならず、溶
接抵抗性にすぐれて、特に、溶接熱影響部におけ
る軟化がなく、更に、疲労特性にもすぐれる。ま
た、ベイナイトの面積比率が上記範囲外にある複
合組織鋼は、溶接熱影響部において軟化が避けら
れず、また、伸び−強度バランスも劣るのに対し
て、本発明鋼によれば、溶接熱影響部において軟
化がないうえに、伸び−強度バランスにもすぐれ
る。（実施例）以下に比較例と共に実施例を挙げて本発明を説
明するが、本発明はこれら実施例によつて何ら限
定されるものではない。第１表に示す化学成分の鋼を溶製し、熱間圧延
（仕上温度800〜855℃）して、3.2mm厚となし、そ
の後、第２表に示す冷却及び巻取条件に従つて熱
延鋼板を製造した。このようにして得られた熱延鋼板の顕微鏡測定
結果及び機械的性質の測定結果を第３表に示す。
また、第１図にこれら熱延鋼板の強度−伸びバラ
ンス、第２図に伸びフランジ性、第３図に靭性、
第４図にフラツシユバツト溶接部の硬度分布、第
５図にシエンク疲労試験結果をそれぞれ示す。更
に、第１表に示す鋼Ｒについては、熱間圧延後、
冷却速度及び巻取温度を種々変えることによつ
て、フエライト・ベイナイト鋼であつて、これら
組織の面積比率の異なる熱延鋼板を製造し、その
機械的性質を調べた。結果を第６図に示す。図中
において、（Ｆ＋Ｐ）はフエライト・パーライト
鋼を示す。尚、第４図におけるフラツシユバツト溶接条件
は次のとおりである。フラツシユ代：３mm フラツシユ時間：３秒アツプセツト代：３mm アツプセツト時間：２／60秒アツプセツト速度：150mm／秒素板形状：幅30mm、長さ75mm、厚さ
3.2mm 以下において、Ｆはパーライト、Ｂはベイナイ
ト、Ｍはマルテンサイトを示す。第３表及び第１
図から明らかなように、本発明鋼（Ｆ＋５〜60

【表】

【表】％Ｂ）は、比較鋼（Ｆ＋Ｐ）、比較鋼（Ｆ＋75〜
90％Ｂ）に比べて強度−伸びバランスがすぐれて
おり、比較鋼（Ｆ＋Ｍ）と同等か、又はそれ以上
である。また、第６図に示すように、フエライ
ト・ベイナイト鋼におけるベイナイト面積比率
は、強度−伸びバランスに大きい影響を及ぼし、
ベイナイト面積比率を５〜60％の範囲とすること
によつて、強度−伸びバランスを格段に改善する
ことができる。反面、ベイナイト面積比率が60％
を越えるときは、強度−伸びバランスが劣る。また、第２図から明らかなように、本発明によ
るＦ＋Ｂ鋼は、Ｆ＋Ｍ鋼に比べて伸びフランジ性
が大幅に向上している。また、靭性についても、
第３図に示すように、Ｆ＋Ｂ鋼はすぐれた靭性を
有している。次に、ホイールリム等への適用時に問題となる
フラツシユバツト溶接性、特に、溶接部の硬度分
布については、第４図に示すように、Ｆ＋Ｍ鋼で
問題となる熱影響部での軟化（硬度の落ち込み）
は、本発明によるＦ＋Ｂ鋼では認められない。し
かし、ベイナイト面積比率が75％である比較鋼Ａ
−２は、溶接熱影響部における軟化が明らかであ
る。更に、ホイールデイスク等への適用時に問題と
なる疲労特性についても、第５図に示すように、
本発明によるＦ＋Ｂ鋼はＦ＋Ｍ鋼よりもすぐれて
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明鋼及び比較鋼についての強度
−伸びバランスを示すグラフ、第２図は、同じく
伸びフランジ性（穴拡げ率）を示すグラフ、第３
図は、靭性を示すグラフ、第４図は、フラツシユ
バツト溶接における溶接部の硬度分布を示すグラ
フ、第５図は、シエンク疲労試験結果を示すグラ
フを示し、ａは素板、ｂは９％引張変形及び５mm
径打抜き穴材を示す。第６図は、フエライト・ベ
イナイト鋼におけるベイナイト面積比率と機械的
性質との関係を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】１重量％でＣ 0.01〜0.12％、 Si 0.1〜1.6％、及び Mn 0.7〜2.5％、残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼を熱間圧
延した後、700〜500℃の温度までを５〜35℃／秒
の平均冷却速度で冷却し、次いでこの冷却速度以
上であつて、且つ、25〜80℃／秒の平均冷却速度
で冷却し、575〜250℃の温度で巻取ることによ
り、ベイナイトの面積比率が５〜60％であるポリ
ゴナルフエライトとベイナイトからなる複合組織
となすことを特徴とする成形性、抵抗溶接性及び
疲労特性のすぐれた高強度熱延鋼板の製造方法。２重量％で (a) Ｃ 0.01〜0.12％、 Si 0.1〜1.6％、及び Mn 0.7〜2.5％を含むと共に、 (b) Nb 0.01〜0.08％、Ｖ 0.02〜1.5％、 Ti 0.01〜0.08％、及び Zr 0.02〜0.18％よりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を
含み、残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼を熱間圧
延した後、700〜500℃の温度までを５〜35℃／秒
の平均冷却速度で冷却し、次いでこの冷却速度以
上であつて、且つ、25〜80℃／秒の平均冷却速度
で冷却し、575〜250℃の温度で巻取ることによ
り、ベイナイトの面積比率が５〜60％であるポリ
ゴナルフエライトとベイナイトからなる複合組織
となすことを特徴とする成形性、抵抗溶接性及び
疲労特性のすぐれた高強度熱延鋼板の製造方法。３重量％で (a) Ｃ 0.01〜0.12％、 Si 0.1〜1.6％、及び Mn 0.7〜2.5％を含むと共に、 (b) REM 0.005〜0.1％、 Ca 0.0005〜0.01％、及び Mg 0.0005〜0.01％よりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を
含み、残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼を熱間圧
延した後、700〜500℃の温度までを５〜35℃／秒
の平均冷却速度で冷却し、次いでこの冷却速度以
上であつて、且つ、25〜80℃／秒の平均冷却速度
で冷却し、575〜250℃の温度で巻取ることによ
り、ベイナイトの面積比率が５〜60％であるポリ
ゴナルフエライトとベイナイトからなる複合組織
となすことを特徴とする成形性、抵抗溶接性及び
疲労特性のすぐれた高強度熱延鋼板の製造方法。