JPH0238525A - 熱延高張力薄鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 皇栗上■肌朋公団 本発明は、板幅方向の端部のプレス成形性にすぐれる引
張強さ７０ｋｇｆ／ｍｍ２以上、板厚２ｆｉ以下の熱延
高張力薄鋼板の製造方法に関する。かかる高張力薄鋼板
は、例えば、自動車のバンパ等のプレス成形に好適に用
いられる。

ｌ米■肢■ 近年、自動車の軽量化による燃費の向上を目的として、
アマチャ・バンパ、ハンバ・センター・ビーム等の部材
の高強度化の要求が高まり、例えば、板厚２寵以下、引
張強さ７０ｋｇｆ／ｍｍ２以上の”８１！ａ板の使用が
検討されている。上記のような部材は、第１図に示すよ
うに、１３００〜１６００龍の長尺物が多く、長手方向
端部で絞り加工されることが多いために、高強度に加え
て、プレス成形性にすぐれることが要求される。更に、
製品歩留りの向上のために、部材の長平方向をコイルの
板幅方向とすれば、一般に、材質が劣化するコイル板幅
方向の端部（以下、板幅端部という。）が絞り加工され
るので、板幅端部におけるプレス成形性の改善が重要な
課題となっている。

しかし、従来、高強度で、しかも、材質の均一なる広幅
薄熱延コイルは、その製造が極めて困難である。一部で
は、コイル幅端部における材質の劣化を軽減するために
、エツジ・ヒーター等が利用されているが、尚、十分で
はない。

が”決しようとする課 本発明者らは、コイル内材質が均一な高強度熱延薄鋼板
の製造に関する種々の研究の過程において、次の事実を
見出した。即ち、 Ｃ０．１６％、 Ｓｉ０．２５％、 Ｍｎ　　１．６３％、 Ｐ　　　０．０１４％、 Ｓ　　　０．００２％、 Ａｎ　　０．０３３％、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼を１２００℃に加
熱し、これを仕上温度８６０℃で熱間圧延し、５８０℃
で巻取った厚さｌ、５ｍｍ、板幅１０００作の熱、延Ｔ
ｉｔＷａ板は、第２図に示すように、板幅端部における
強度が著しく大きく、延性が極めて低い。しかし、かか
る熱延薄鋼板を８３０℃の温度に均熱した後、６１０℃
の温度から水焼入れする連続焼鈍処理を施し、次いで、
２５０℃で過時効処理を施した場合、第３図に示すよう
に、強度が全体に向上し、特に、板幅方向の中央部（以
下、板幅中央部という。）での強度向上が著しく、他方
、板幅端部は軟質化して、延性は板幅端部がすぐれるこ
とを見出した。但し、第２図及び第３図において、板幅
端部とは、板幅最端部から幅方向に２５ｍの位置をいう
。

そこで、本発明者らは、熱延薄鋼板の工業的製造におい
て、連続焼鈍による上記のような材質の変化を活用する
ために、板幅中央部での強度確保と板幅端部での軟質化
を安定して達成する条件について研究を重ねた。その結
果、連続焼鈍後の鋼板の板幅端部の軟質化には、熱間圧
延ままの網板の板幅方向のミクロ組織の制御が大きく影
響することを見出した。即ち、板幅中央部の組織に比べ
て、板幅端部において、より微細な組織、或いはより多
量のベイナイトやマルテンサイト等の低温変態生成物を
生成させることによって、連続焼鈍後によって、板幅端
部をより軟質化することができる。この理由は、必ずし
も明らかではないが、より微細な組織は、連続焼鈍後の
加熱過程において、より微細なオーステナイトを生成す
るところから、その後の冷却過程において、オーステナ
イトの変態が速まるためであろう。

更に、本発明者らは、連続焼鈍後の鋼板の板幅中央部に
おける強度を安定して増大させるために、熱間圧延過程
における条件を鋭意研究した結果、その−例を第４図に
示すように、連続焼鈍後の鋼板の板幅端部と中央部との
間の強度差は、熱間圧延仕上温度の板幅中央部と端部と
の間の差と相関関係を有し、板幅中央部と板幅最端部か
ら幅方向に５０重賞の位置として定める板幅端部との間
の弓張強さの差（ΔＴ　Ｓ　（ｋｇｆ／ｍｍ２））を実
際のプレス成形において成形性に差異が認められる３　
ｋｇｆ／ｍｍ２以上とするには、熱間圧延仕上において
、板幅中央部の仕上温度を板幅端部のそれよりも４０℃
以上高くする必要のあることを見出した。このように、
板幅中央部に比べて、仕上温度を板幅端部にて低い温度
とすることは、変態前のオーステナイトを板幅端部にお
いて、より微細にすると共に、巻取温度を板幅端部にお
いてより低くすることδこよるベイナイト変態の促進等
と関係するものとみられる。

本発明は、上記した知見に基づいてなされたものであっ
て、板幅端部をより軟質化することによって、板幅端部
のプレス成形性にすぐれる引張強さ７０ｋｇｆ／ｍｍ”
以上、板厚２ｉｎ以下の熱延高張力薄鋼板の製造方法を
提供することを目的とする。

課　を”２するための 本発明による板幅端部のプレス成形性にすぐれる引張強
さ７０　ｋｇｆ／ｍｍ２以上の熱延高張力薄鋼板の製造
方法は、重量％にて Ｃ０．１０〜０．２５％、 Ｓｉ２．０％以下、 Ｍｎ　　１．０〜３．０％、 Ｐ　　　０．１０％以下、 Ｓ　　　０．０１０％以下、 ｓｏｌ　Ａ、Ｉｌ　　０．０１〜０．１０％、残部鉄及
び不可避的不純物よりなる鋼を熱間圧延するに際して、
板幅中央部における仕上温度を８ｏ　ｏ　’ｃ以上であ
って、且つ、板幅中央部が板幅端部よりも４０℃以上高
い温度とし、更に、仕」二圧延後、コイル巻取に至る間
の平均冷却速度を３０℃／秒以上、４１ｉ、１ｐＭ中央
部におけるコイル巻取温度を６５０〜４００℃として熱
延コイルとした後、酸洗し、次いで、連続焼鈍するに際
して、Ａｃ＋変態点〜９００　’Ｃの範囲の温度にて１
〜５分間加熱して後、４００℃以下の温度までの平均冷
却速度を５０℃／秒以上にて冷却することによって、鋼
板組織を゛ノエライトと主としてマルテンサイトからな
る体積率３０％以上の低温変態生成相とすることを特徴
とする。

先ず、本発明において用いる鋼の化学成分について説明
する。

Ｃは、引張強さ７０ｋｇｆ／ｍｍ２以上を確保するため
に少なくとも０．１０％を添加することが必要である。

しかし、０．２５％を越えて過多に添加するときは、ス
ポット溶接性が著しく劣化する。

Ｓｉは、高強度鋼板の伸びの改善に顕著な効果を有する
が、添加量が２．０％を越えるときは、塗装性を劣化さ
せるのみならず、製造費用を高くする。

Ｍｎは、熱間圧延後のフェライト粒を微細にするほか、
ベイナイト組織の生成にも効果がある。

かくして、連続焼鈍後の引張強さを７０ｋｇｆ／ｍｍ２
以上とするためには、１．０％以上の添加を必要とする
が、しかし、３．０％を越えるときは、スポット溶接性
が劣化する。

Ｐは、鋼の強化に効果があるが、過多量の添加は、スポ
ット溶接性を劣化させるほか、面櫨縦割れ性をも劣化さ
せるので、０．１０％以下とする。

Ｓは、その含有量の増大に伴って、ＭｎＳ等の非金属系
介在物量の増加をもたらし、鋼板の伸びフランジ加工性
や曲げ加工性等を劣化させる。本発明によれば、ＲＥＭ
ＸＺｒ、Ｃａ等の元素の添加によって、非金属系介在物
の形状を制御することもできるが、この場合においても
、Ｓ量は少ない方が好ましく、本発明においては、０．
０１０％以下とする。

本発明による鋼板はＡｐキルド鋼であるので、０．０１
％以上の添加によって、鋼の脱酸を十分に行なう必要が
ある。しかし、０．１０％を越えて添加しても、脱酸効
果が飽和し、また、製造費用の観点からも望ましくない
ので、添加量は０．１０％を上限とする。

本発明においては、上記した化学成分以外に、鋼に更に
、Ｎｂ及びＴｉよりなる群から選ばれる少なくとも１種
の元素を鋼のミクロ組織の微細化、焼入れ性の向上環の
ために添加することができる。

上記効果を有効に得るためには、上記元素の１種又は２
種を合計量にて０．０１５％添加することを必要とする
。しかし、０．１０％を越える過多量の添加は、効果が
飽和すると共に、経済性からも好ましくない。

次に、本発明における製造条件について説明する。

本発明による熱延薄鋼板は、上述した化学成分を有する
鋼を熱間圧延するに際して、板幅中央部における仕上温
度を８００℃以上であって、且つ、板幅中央部が板幅端
部よりも４０℃以上高い温度とし、更に、仕上圧延後、
コイル巻取に至る間の平均冷却速度を３０℃／秒以上、
板幅中央部におけるコイル巻取温度を６５０〜４００℃
として熱延コイルとした後、酸洗する。次いで、この熱
延コイルを連続焼鈍するに際して、Ａｃ＋変態点〜９ｏ
　ｏ　’ｃの範囲の温度にて１〜５分間加熱して後、４
００℃以下の温度までの平均冷却速度を５０℃／秒以上
にて冷却することによって、鋼板組織をフェライトと主
としてマルテンサイトからなる体積率３０％以上の低温
変態生成相とすることによって得ることができる。

本発明の方法においては、熱間圧延仕上温度は８００℃
以上である。８００℃よりも低いときは、フェライト域
圧延の程度が大きくなり、熱延鋼板のＭｉ織が伸長した
形となって、連続焼鈍後の鋼板の加工性を劣化させる。

仕上温度の上限は、特に限定されるものではないが、実
生産での操業性を考慮して、通常、９２０′Ｃである。

更に、板幅中央部と板幅最端部から幅方向に５（１＋＋
ｍの位置として定める板幅端部との間の引張強さの差（
ΔＴＳ（ｋｇｆ／１ｎ２））を実際のプレス成形におい
て成形性に差異が認められる３　ｋｇｆ／ｍｍ”以上と
するには、前述したように、熱間圧延仕上において、板
幅中央部の仕上温度を板幅端部のそれよりも４０℃以上
高くすることが必要であって、本発明によれば、かかる
条件によって、連続焼鈍後の鋼板の板幅中央部における
強度を安定して増大させることができる。板幅中央部と
板幅端部の仕上温度差は大きいのが好ましいが、コイル
内の材質の安定性を考慮すると、その差は１００℃以下
であることが望ましい。

かかる仕上圧延の後、平均冷却速度を３０℃／秒以上と
して、６５０〜４００℃の範囲の温度にて巻取ることが
必要である。平均冷却速度が３０℃／秒よりも遅い場合
は、Ｃ及びＭｎｉが比較的少ない鋼を用いる本発明にお
いては、熱間圧延後の板幅端部を微細組織とすることが
できない。平均冷却速度の上限は、冶金学的観点からは
、特に限定されるものではないが、通常は、設備能力か
ら約り００℃／秒である。巻取温度が６５０℃を越える
高温巻取、及び４００℃よりも低い低温巻取によれば、
いずれも、実用上、熱間圧延後の板幅方向の組織の変化
が小さく、結果として、本発明に従って、連続焼鈍後の
板幅方向の材質制御を十分に行なうことができない。

以上のようにして、熱延コイルを得た後、これを常法に
従って酸洗し、次いで、本発明によれば、連続焼鈍にお
いて、Ａｃ＋変態点〜９００℃の範囲の温度にて１〜５
分間加熱する。加熱温度がＡｃ。

点よりも低いときは、所定の強度を得ることができず、
他方、９００℃を越えるときは、オーステナイト粒が成
長することによって、最終的に板幅端部の強度が上昇す
るので、板幅端部の軟質化を達成し得ない。加熱時間が
１分よりも短いときは、実操業において、鋼板全体を均
一に加熱できないほか、Ａｃ、点直上のような低温領域
での加熱においては、高強度とするためのオーステナイ
トの均一な生成を実現し得ない。５分を越える加熱は、
主として、鋼製造の経済性からみて不利である。

上記加熱後、鋼板は、冷却過程において、マルテンサイ
トを生成させるために、平均冷却速度５０℃／秒以上に
て４００℃以下まで冷却する。しかし、絞り成形性を高
くする観点から、加熱温度及び冷却速度を選択して、鋼
板に最終的に若干量のフェライトを生成させることが望
ましい。即ち、フェライト・オーステナイＩ・二相域別
熱した鋼板は、冷却速度が１０００℃／秒以上である水
焼入れ処理の適用も可能である。他方、本発明によれば
、平均冷却速度５０〜１５０℃／秒にて３５０℃程度の
温度まで冷却して、過時効処理することもできる。また
、常温まで急冷した後、過時効処理してもよい。

引張強さ７０　ｋｇｆ／ｍｍ２以上を得るには、前述し
たように、Ｓｉ、Ｍｎ等によるフェライトの固溶強化の
ほか、本発明に従って、マルテンサイト等の低温変態生
成組織による強化が不可欠であって、低温変態生成相を
体積率にて３０％以上生成させることが必要である。上
限は、特に、限定されるないが、材料強度として７０〜
１２０　ｋｇｆ／ｍｍ２を達成するには、通常、８０〜
８５％でよい。

衾凱■苅米 以上のように、本発明による鋼板は、コイル長手方向の
材質が均一であって、板幅中央部において高強度を有し
、板幅端部においてプレス成形性にすぐれるので、その
ままにて、コイル幅端部までプレス成形される部材の製
造に用いることができる。しかし、表面性状を冷延鋼板
のそれに近づけるために、連続焼鈍に先立って、必要に
応じて、スキンバスを施してもよく、また、連続焼鈍し
た鋼板に電気メツキしてもよい。

去施炎 以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこ
れら実施例により何ら限定されるものではない。

第１表に示す化学成分を有するスラブを溶製し、これを
第１表に示す熱延条件にて熱間圧延して、板厚１．２〜
１．６鶴、板幅９５０〜１４５０鶴の範囲の熱延コイル
とした。次いで、これを酸洗し、第１表に示す条件にて
水焼入れ方式にて連続焼鈍を施して、鋼板を得た。その
機械的性質を第１表に示す。引張特性は、ＪＩＳ　５号
試験片にて調べ、穴拡げ率は１０龍径のポンチ打抜き穴
の試験片によって調べた。また、熱間圧延後、幅トリム
は行なわず、連続焼鈍後のトリミングも行なわなかった
。

第１表に示す結果から明らかなように、本発明による鋼
板は、板幅端部が軟質化しており、プレス成形性にすぐ
れる。比較１ｉｉ１２及び４〜６は、部はΔＴＳについ
ては、３　ｋｇｆ／ｍｍ２以上であるものの、板幅中央
部と板幅端部の間の仕上温度の差が４０℃よりも小さい
ために、板幅端部の延性が板幅中央部よりも低い。比較
鋼１１は、Ｃ量及びＭｎ量が本発明で規定する量よりも
少ないために、引張強さが７０ｋｇｆ／ｍｍ”に満たな
い。比較鋼１２は、板幅中央部と板幅端部の間の仕上温
度の差が４０℃よりも小さいために、板幅端部の軟質化
が不十分であるうえに、ΔＴＳが小さい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、バンパ・センター・ビームの一例を示す斜視
図、第２図は、熱延コイルの板幅方向の機械的性質の一
例を示すグラフ、第３図は、第２図に示す熱延コイルを
連続焼鈍した後の板幅方向の機械的性質を示すグラフ、
第４図は、熱延仕上温度における板幅中央部と板幅端部
との差（ΔＦＤＴ）と連続焼鈍後の鋼板の板幅方向の強
度差（ΔＴＳ）との関係を示すグラフである。 特許出願人　　株式会社神戸製鋼所 代理人　弁理士　　牧　野　逸　部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％にて Ｃ０．１０〜０．２５％、 Ｓｉ２．０％以下、 Ｍｎ１．０〜３．０％、 Ｐ０．１０％以下、 Ｓ０．０１０％以下、 ｓｏｌＡｌ０．０１〜０．１０％、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼を熱間圧延するに
   際して、板幅中央部における仕上温度を８００℃以上で
   あつて、且つ、板幅中央部が板幅端部よりも４０℃以上
   高い温度とし、更に、仕上圧延後、コイル巻取に至る間
   の平均冷却速度を３０℃／秒以上、板幅中央部における
   コイル巻取温度を６５０〜４００℃として熱延コイルと
   した後、酸洗し、次いで、連続焼鈍するに際して、Ａｃ
   ＿１変態点〜９００℃の範囲の温度にて１〜５分間加熱
   して後、４００℃以下の温度までの平均冷却速度を５０
   ℃／秒以上にて冷却することによつて、鋼板組織をフェ
   ライトと主としてマルテンサイトからなる体積率３０％
   以上の低温変態生成相とすることを特徴とする板幅端部
   のプレス成形性にすぐれる引張強さ７０ｋｇｆ／ｍｍ＾
   ２以上の熱延高張力薄鋼板の製造方法。
2. （２）重量％にて （ａ）Ｃ０．１０〜０．２５％、 Ｓｉ２．０％以下、 Ｍｎ１．０〜３．０％、 Ｐ０．１０％以下、 Ｓ０．０１０％以下、及び ｓｏｌＡｌ０．０１〜０．１０％ を含有し、更に、 （ａ）Ｎｂ及びＴｉよりなる群から選ばれる少なくとも
   １種の元素を合計量にて０．０１５〜０．１０％含有し
   、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼を熱間圧延するに
   際して、板幅中央部における仕上温度を８００℃以上で
   あつて、且つ、板幅中央部が板幅端部よりも４０℃以上
   高い温度とし、更に、仕上圧延後、コイル巻取に至る間
   の平均冷却速度を３０℃／秒以上、板幅中央部における
   コイル巻取温度を６５０〜４００℃として熱延コイルと
   した後、酸洗し、次いで、連続焼鈍するに際して、Ａｃ
   ＿１変態点〜９００℃の範囲の温度にて１〜５分間加熱
   して後、４００℃以下の温度までの平均冷却速度を５０
   ℃／秒以上にて冷却することによつて、鋼板組織をフェ
   ライトと主としてマルテンサイトからなる体積率３０％
   以上の低温変態生成相とすることを特徴とする板幅端部
   のプレス成形性にすぐれる引張強さ７０ｋｇｆ／ｍｍ＾
   ２以上の熱延高張力薄鋼板の製造方法。