JPH0344423A - 加工性に優れた亜鉛メッキ熱延鋼板の製造法 - Google Patents

加工性に優れた亜鉛メッキ熱延鋼板の製造法

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JPH0344423A
JPH0344423A JP17969289A JP17969289A JPH0344423A JP H0344423 A JPH0344423 A JP H0344423A JP 17969289 A JP17969289 A JP 17969289A JP 17969289 A JP17969289 A JP 17969289A JP H0344423 A JPH0344423 A JP H0344423A
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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】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、加工性、中でも穴拡げ特性が特に優れた亜
鉛メッキ鋼板の製造方法に関するものである。
〈従来技術とその課題〉 現在、連続熱間圧延によって製造されるところの所謂“
熱延鋼板”は、比較的安価な構造材料として自動車を始
めとする各種の産業機械類に広く使用されているが、最
近、例えば自動車足回りに使われる部材を中心に、亜鉛
メッキを施して防錆性を強化した熱延鋼板の需要が増加
する傾向を見せてきた。
ところで、このような“亜鉛メッキ熱延鋼板”は、通常
、冷延鋼板の亜鉛メッキラインである連続焼鈍溶融亜鉛
メッキラインをそのまま利用して生産がなされている。
この場合、冷延鋼板を対象とするときとは異なって焼鈍
のための加熱は不要であるが、それでも、溶融メッキの
密着性確保と言う意味合いから溶融亜鉛浴を通す前に熱
延鋼板を亜鉛の溶融温度(約460℃)以上に予熱する
ことが必要とされていた。
しかし、一方で、熱延鋼板を上述のように予熱すると「
鋼板中のセメンタイトが溶けてフェライト中の固溶C〈
炭素)が増加する」と言う現象が起き、その結果として
、得られる亜鉛メッキ熱延鋼板の加工性、特にその穴拡
げ性の劣化が目立つようになるとの問題が指摘されてい
た。
そこで、上記問題を回避すべく、亜鉛メッキ熱延鋼板を
製造するに際してC含有量を極低域にまで低減した熱延
鋼板を素材とする方法が提案された(例えば特公昭63
−179024号参照)。しかしながら、素材鋼板のC
量を制限するこの方法では、亜鉛メッキ熱延鋼板製品に
十分な強度を確保することが難しい上に経済的にも不利
であり、従ってそれほど好ましい手段とは言い難かった
このようなことから、本発明の目的は、母材の熱延鋼板
以上の加工性(特に穴拡げ性)を有する溶融亜鉛メッキ
鋼板を、経済的な不利を伴うことなく安定して量産し得
る手段を提供することに置かれた。
(課題を解決するための手段〉 本発明者等は、上記目的を達成すべく、特に溶融亜鉛メ
ッキラインを成る種の熱処理ラインと見立てて数多くの
亜鉛メンキ熱延鋼板製造実験を繰り返しながら研究を重
ねた結果、「取分組成を適切に調整すると共に、熱間圧
延後の冷却・巻取り条件を規制した熱延鋼板を素材とし
、更に亜鉛浴に通す前の再加熱温度を特定の値に制御し
た上で溶融亜鉛メッキを施すと、十分な強度とメッキ密
着性の確保は勿論、母材の穴拡げ特性が著しく改善され
た亜鉛メッキ熱延鋼板が安定して実現されるようになる
」ことを見出すに至った。
即ち、亜鉛メッキラインではマルテンサイトが生じ難い
ようにMn含有量を規制した低Mntlを熱間圧延し、
続いて特定温度以下の領域にまで急冷してフェライトと
セメンタイトの微細化を図った熱延鋼板を用いると共に
、亜鉛メッキラインでの溶融亜鉛メッキに先立って該熱
延鋼板を(α+γ)二相域まで加熱処理すると、粒界に
存在していたセメンタイトがマトリックス中に溶けて粒
内に細かく分散すると共に、この状態で再加熱時に生成
したオーステナイトからフェライトが生成するため、結
果として非常に細粒化されたフェライトとパライト又は
セメンタイトの組織が形成される。そして、これによっ
て十分な加工性(穴拡げ性)改善効果が得られると同時
に、良好なメッキ密着性や強度も確保できるとの知見が
得られたのである。
本発明は、上記知見等に基づいてなされたものであり、 r C: 0.003〜0°、18%(以降、成分割合
を表わす%は重量%とする)。
St : 1.2%以下、    Mn : 2.0%
以下。
sol、 Pdl : 0.10%以下、  S : 
0.005%以下を含有するか、或いは更に Nb : 0.01〜0.10%、   v : o、
oi 〜o、io%。
Ti : 0.01〜0.10%、   REM:0.
002〜0.10%。
Ca : 0.002〜0.01%、  Zr : 0
.01〜0.10%の1種以上をも含み、残部が実質的
にFe及び不可避不純物から成る鋼片を熱間圧延してA
r、意思上の温度域で仕上圧延を終了し、続いて冷却速
度:10℃/39C以上で急冷し500℃以下の温度域
にて巻取った熱延鋼板を、溶融亜鉛浴に通す前に(α+
γ)二相域に再加熱してから溶融亜鉛メッキすることに
より、母材鋼板がフェライト・パーライト又はフェライ
ト・セメンタイトm織である加工性に優れた亜鉛メッキ
鋼板を安定して製造し得るようにした点」 を特徴としている。
なお、特公昭57−9831号公報には、強度特性の改
善のために熱延鋼板を(α+γ)二相域まで再加熱した
後急冷してフェライト・マルテンサイトの組織とする方
法が記載されているが、このような方法で製造された熱
延鋼板はマルテンサイトが混入するため穴拡げ性が著し
く劣化し、本発明が目的とするような穴拡げ性の優れた
亜鉛メッキ熱延鋼板の製造に適用できるものではない。
また、特公昭56−108830号公報には、高Mn熱
延鋼板をフェライトとマルテンサイトを含む複合組織と
するために二相温度域で箱焼鈍し、その後溶融亜鉛メッ
キを施すことから戒る亜鉛メッキ鋼板の製造方法が開示
されているが、この場合も製品亜鉛メッキ鋼板の母材組
織にマルテンサイトを混入させており、このように母材
組織にマルテンサイトが混入すると低降伏比が実現され
はしても鋼板の穴拡げ性が著しく劣化するため、やはり
本発明が目的とする穴拡げ性の優れた亜鉛メッキ熱延鋼
板は実現できない。
以下、本発明において素材鋼の化学成分組成並びに処理
条件を前記の如くに限定した理由を、その作用と共に詳
細に説明する。
く作用〉 ^)化学成分組成 Cは鋼板の強度を確保する作用を有しているが、その含
有量が0.003%未満では前記作用による所望の効果
が得られず、一方、0.18%を超えて含有させると溶
接性の劣化を招くことから、C含有量は0.003〜0
.18%と定めた。
St Stは固溶強化を通して鋼板の強度と延性を向上させる
好ましい成分である。しかし、1.2%を超えて含有さ
せると溶接性の劣化を招くことから、Si含有量は1.
2%以下と定めた。
Mn Mnは固溶強化を通して鋼板の強度と延性を向上させる
好ましい元素である。しかし、2.0%を超えて含有さ
せると溶接性の劣化を招く上、二相域加熱によって生成
したオーステナイトが亜鉛浴を通した後も変態せず、最
終製品中にマルテンサイトが存在することとなって穴拡
げ性劣化の原因になる。従って、Mn含有量は2.0%
以下と定めた。
sol、UI Mは鋼の脱酸剤として添加されるが、soj、Afとし
て0.10%を超えて含有させるとアルミナ系介在物の
量が多くなって加工性を劣化させる。従ってA1の添加
量はsol、AI含有量で0.10%以下と定めた。
SはMnS系介在物を形成して加工性を低下させる不純
物元素である。従って、前記弊害を極力回避するため、
S含有量はo、oos以下と定めた。
Nb、  V、 Ti、  REM(−素)、 Ca 
 びZrこれらの元素には、鋼板の強度又は加工性を改
善する作用があるので必要に応じて1種又は2種以上含
有せしめられるが、各々の元素の含有量を限定した理由
は次の通りである。
即ち、Nb、 V及びTiにはC,Nと結合して炭窒化
物として析出することにより鋼板を強化する作用がある
。しかし、Nb、 V及びTiの含有量が各々0.01
%未満では前記作用による所望の効果が得られず、一方
、各々0.10%を超えて含有させても強度上昇効果が
飽和してしまい経済的に不利となる。
従って、これら各成分の含有量は各々o、oi〜0.1
0%と定めた。
また、REM、 Ca、 Zr、及び希土類元素これら
の成分には、何れも介在物の形状を調整して鋼板の冷間
加工性を改善する作用がある。しかし、その含有量がC
aでは0.002%未満、 Zrでは0.01%未満モ
してREMでは0.002%未満であると前記作用によ
る所望の効果が得られず、一方、Caで0.01%、 
Zrで0.10%モしてREMで0.10%を超えてそ
れぞれ含有させた場合には、逆に鋼中の介在物が多くな
り過ぎて冷間加工性の劣化を招くようになることから、
Ca含有量は0.002〜0.01%、 Zr含有量は
0.01〜0.10%、モしてREM含有量は0.00
2〜0.10%とそれぞれ定めた。
なお、鋼中へ不可避的に混入する元素として知られるP
は、固溶強化を通して鋼板の強度と延性を向上する作用
を有しているが、他方で溶接性に悪影響を及ぼすことか
ら、所望の溶接性を確保するためにはPの含有量を0.
07%以下に抑えるのが好ましい。
B)熱延鋼板の製造条件 熱間圧延に際しては、直送スラブを用いるかスラブを再
加熱して用いるかは格別問題はないが、仕上圧延温度が
Ar、点未満であると変態して生成したフェライト粒に
加工組織が混入してしまい、これは亜鉛メンキ前の再加
熱処理によっても回復しないことから加工性の劣化につ
ながる。従って、仕上圧延温度はAr、点板上と定めた
また、熱間圧延が終了した後は冷却速度:10”C/s
ec以上で急冷し500℃以下で巻取るが、これは次の
理由による。即ち、熱間圧延終了後の冷却速度が10℃
/sec未満であるとフェライトの細粒化が不十分とな
り、また巻取り温度が500℃を超えると非常に粗大な
セメンタイトが生成して何れも熱延板での穴拡げ性の劣
化につながる。そして、これはメッキ後も受は継がれて
しまうからである。
C)溶融亜鉛メッキ時の熱延板の処理条件本発明におい
ては、上記条件で製造された熱延鋼板は冷間圧延される
ことなしに溶融亜鉛メッキされる1その際、熱延鋼板は
溶融亜鉛浴に通す前に(α十T〉二相域まで再加熱され
る。そして、この再加熱によりフェライトの細粒化とセ
メンタイトの微細分散により強度−穴拡げバランスが向
上し、またメッキ密着性も改善される。
続いて、本発明の効果を実施例によって更に具体的に説
明する。
(実施例〉 第1表に示す化学成分組成の鋼を50kg真空溶解炉で
溶製し、鋳型に鋳込んで直接的に又は熱間鍛造にて60
m厚のスラブとした。
次に、この各スラブを第2表に示す条件で熱間圧延して
2fl厚の熱延鋼板となし、更に溶融亜鉛浴を通す前に
第2表に示す温度に再加熱してから溶融亜鉛メッキ処理
することによって亜鉛メッキ熱延鋼板を製造した。
第2表に、このときのメッキ処理前の熱延鋼板とメッキ
処理後の亜鉛メッキ熱延鋼板との機械的特性を併せて示
した。
第2表に示される結果からも明らかなように、本発明で
規定する条件通りに製造された亜鉛メッキ熱延鋼板は優
れた強度−穴拡げバランスを有しているのに対して、熱
延仕上温度が本発明で規定する下限値から外れている試
験番号6の条件では、鋼板の強度が高くなり、熱延のま
ま並びにメッキ後の鋼板の強度−穴拡げバランス(引張
強さ×穴拡げ率)が悪くなっていることが分かる。
また、圧延後の冷却速度が本発明で規定する下限値から
外れた試験番号7、及び巻取り温度が本発明で規定する
上限値から外れた試験番号8では、粗大なセメンタイト
が生じ、やはり熱延のまま及びメッキ後の鋼板の強度−
穴拡げバランスが悪くなっている。
更に、溶融亜鉛浴に通す前の再加熱温度が本発明で規定
する上限値から外れた試験番号9ではフェライトの粗大
化により鋼板の穴拡げ性が低下しており、また溶融亜鉛
浴に通す前の再加熱温度が本発明で規定する下限値から
外れた試験番号10では鋼板の組織変化が小さく、固溶
Cの増加に伴う穴拡げ性の劣化のみ生じていることが分
かる。
一方、鋼板のC,S+含有量が本発明で規定する上限値
を超えている試験番号21.22で得られた亜鉛メッキ
熱延鋼板はアーク溶接不良を生じることが確認された。
また、鋼板のMn含有量が本発明の規定値を超えている
試験番号23では、最終製品中(亜鉛メッキ熱延鋼板中
)にマルテンサイトが存在し、フェライト・マルテンサ
イトの二相組織鋼板になっているために降伏比(YR)
は低いものの強度−穴拡げバランスが悪くなることが分
かる。
く効果の総括〉 以上に説明した如く、この発明によれば、十分な強度、
メッキ密着性を有すると共に、穴拡げ性を始めとする加
工性に優れた亜鉛メッキ熱延鋼板を安定して生産するこ
とが可能となるなど、産業上極めて有用な効果がもたら
される。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 重量割合にて C:0.003〜0.18%,Si:1.2%以下,M
    n:2.0%以下,sol.Al:0.10%以下,S
    :0.005%以下 で、残部が実質的にFe及び不可避不純物から成る鋼片
    を熱間圧延してAr_3点以上の温度域で仕上圧延を終
    了し、続いて冷却速度:10℃/sec以上で急冷し5
    00℃以下の温度域にて巻取った熱延鋼板を、溶融亜鉛
    浴に通す前に(α+γ)二相域に再加熱してから溶融亜
    鉛メッキすることを特徴とする、母材鋼板がフェライト
    ・パーライト又はフェライト・セメンタイト組織である
    加工性に優れた亜鉛メッキ鋼板の製造方法。
  2. (2) 重量割合にて C:0.003〜0.18%,Si:1.2%以下,N
    n:2.0%以下,sol.Al:0.10%以下,S
    :0.005%以下 で、かつ Nb:0.01〜0.10%,V:0.01〜0.10
    %,Ti:0.01〜0.10%,REM:0.002
    〜0.10%,Ca:0.002〜0.01%,Zr:
    0.01〜0.10%の1種以上を含み、残部が実質的
    にFe及び不可避不純物から成る鋼片を熱間圧延してA
    r_3点以上の温度域で仕上圧延を終了し、続いて冷却
    速度:10℃/sec以上で急冷し500℃以下の温度
    域にて巻取った熱延鋼板を、溶融亜鉛浴に通す前に(α
    +γ)二相域に再加熱してから溶融亜鉛メッキすること
    を特徴とする、母材鋼板がフェライト・パーライト又は
    フェライト・セメンタイト組織である加工性に優れた亜
    鉛メッキ鋼板の製造方法。
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