JPH0428821A - 延性の優れた高強度熱延鋼板の製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、ホイールディスク、各種メンバー類を始めと
する自動車用部材或いは建設用部材等に適する、延性に
優れた６　０　ｋｇｆ１０ｍ２以上の強度を有する高強
度熱延鋼板の製造方法に関する。

（従来の技術及び解決しようとする課題）近年、自動車
用部材の軽量化のため、高強度で且つ高延性の熱延鋼板
の要求が強いが、従来は。

Ｄｕａｌ　Ｐｈａｓｅ鋼（フェライト＋マルテンサイト
鋼、以下ｒＤ、Ｐ、鋼」と称す）が高強度と高延性を兼
備した鋼として使用されてきた。

シカシ、Ｄ、Ｐ、鋼トイえども、ＴＳＸＥＲ≧２０００
の強度〜延性バランスを安定して得ることを困霞であり
、更らなる高強度化、又は複雑な成形を要する部材への
適用が可能な鋼材が求められている。

さて、最近になってγ　のＴＲＩＰ効果を利用しだ熱延
鋼板がＴＳＸＥＱ＞２０００を可能にする鋼として注目
されるようになり、多くの提案がなされているが、Ｃ量
が高いために溶接性に問題があるものが多い。

すなわち、例えば、特開昭６０−１８４６６４号公報で
は、γ、を残留させる目的からＣ量が規制されており、
Ｃ量は０．１５％超え、０．８％以下となっている。し
かし、実際には０．３８％超えであり、このため多量の
γ、が得られ、延性は良好なものの、溶接が困難であり
、自動車用途としては問題がある。

また、仕上げ温度が８５０℃以上で、全圧下率が８０％
以上、且つ最終３パスの合計圧下率が６０％以上、最終
パス圧下率が２０％以上の大圧下圧延を行い、続いて５
０℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で３００”Ｃ以下まで冷却
してγ、を含有する鋼板を製造する方法（特開昭６０−
１６５３２０号公報）や、Ｃ：　０．１５〜０．４０％
、Ｓｉ：　０．５〜２．０％及びＭｎ：Ｑ、５−２．０
％を含有し、残部が鉄及び不可避的不純物からなる鋼を
仕上げ圧延終了温度がＡｒ、−５０℃〜Ａｒ３＋５０℃
、全圧下率が８０％以上で熱間圧延を行い、続いて３０
０〜５００℃まで冷却速度４０℃／ｓｅｃ以上で冷却し
て巻き取り、その後、鋼板を３０℃／ｈｒ以上の冷却速
度で２００℃以下まで冷却してγ８を含有する鋼板を製
造する方法（特開昭６３−４０１７号公報）等がある。

しかし、上記方法のうち、大圧下圧延を必要とする方法
は省エネルギー、生産性という点からは好ましくない。

また、巻き取り後に冷却を必要とする方法は、巻き取り
後の冷却としてコイル横方向からのミスト冷却や、コイ
ル全体を水等に浸せきする冷却が行われ、鋼板の板幅方
向の材質を著しく不均一にするため、好ましくない。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたものであって、ＴＳｘＥＱバランスが良好で高延性
の高強度熱延鋼板を大圧下圧延や巻き取り後冷却等を必
要とせずに製造し得る方法を提供することを目的とする
ものである。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するため、本発明者らは、ＴＳＸＥＱバ
ランスに優れ、且つ溶接性も良好な高強度熱延鋼板を得
る方法を見い出すべく鋭意研究を重ねた。

その結果、Ｃ量を低く抑え、溶接性に悪影響を及ぼすさ
ぬ程度のＳｉとＭｎの添加に加え、γＲの生成に有効な
Ｃｒ、Ｍｏ、Ｐ及びＮｂの少なくとも１種を添加した鋼
について、特に熱延後の冷却過程において、α（フェラ
イト）十γ（オーステナイト）の２相域で緩冷却を行い
、αの生成を助長すると共に未変態オーステナイト中へ
のＣの濃化を図ることにより、その後の冷却過程におい
て７Ｒの生成を促進することを見い出し、ここに本発明
をなすに至ったものである。

すなわち、本発明は、Ｃ：０．１５〜０．２５％。

Ｓｉ：１．Ｏ〜２．０％、Ｍｎ：１．０−２．０％を含
有し、かつ、Ｃｒ：０．０１〜０．５％、Ｍｏ：０．０
１〜０．５％、Ｎｂ：Ｏ，Ｏ１〜０．０７％及びＰ：０
゜０１〜０．１％のうちの１種又は２種以上を含有し１
、必要に応じて更にＣａ：Ｏ，ＯＯＯ５〜０．０１％を
含有し、残部が鉄及び不可避的不純物よりなる鋼板を仕
上げ温度７００〜９００℃にて圧延を行った後、冷却速
度２０℃／５ｅｃ−２００℃／ｓｅｃにてＡｒ３〜６０
０℃まで冷却し、続いて冷却速度２５℃／ｓｅｃ以下に
て２〜３０ｓｅｃの間緩冷却した後、３００〜４５０℃
までを冷却速度２５°Ｃ／Ｓｅｃ以上で冷却して巻き取
ることにより、γＲ（残留オーステナイト）を面積率で
５〜２０％含有する組織を得ることを特徴とする延性の
優れた高強度熱延鋼板の製造方法を要旨とするものであ
る。

以下、本発明について更に詳細に説明する。

（作用） まず１本発明における鋼の化学成分の限定理由について
述へる。

Ｃ： Ｃは鋼の強化及びγの安定化に不可欠な元素であるが、
０．１５％未満では充分なγ８が得られない。一方、０
．２５％を超えると溶接性が劣化するので、Ｃ量は０．
１５〜０．２５％とする。

Ｓｉ： Ｓｉは少ないＣ量で充分なγ８量を得るために非常に重
要な元素である。すなわち、γ→α変態を促進し且つα
を純化することにより、αの延性を向上させると共にγ
中のＣ濃度を高めて安定化し、γ８を得やすくするが、
所要の効果を得るためには１．０％以上が必要である。

しかし、２．０％を超えて添加しても効果が上がらない
だけでなく、スケール疵を発生させ、表面性状を劣化さ
せる。

したがって、Ｓｉ量は１．０〜２．０％とする。

Ｍｎ： Ｍｎは固溶強化元素として強度（ＴＳ）の上昇に効果が
あるだけでなく、γを安定化し、γ２を得るのに重要な
元素であり、所要の効果を得るためには１．０％以上が
必要である。しかし、２．０％を超えて添加するとバン
ド状組織を生成し、加工性を劣化するので、Ｍｎ量は１
．０〜２．０％とする。

以上の元素のほか、以下の元素Ｃｒ、Ｍｏ、Ｐ及びＮｂ
のうちの少なくとも１種を適量で含有させる。

Ｃｒ、Ｍｏ： Ｃｒ、Ｍｏは未変態γを安定化し、γ。を得るのに重要
な元素であり、所要の効果を得るためには。

それぞれ０．０１％以上が必要である。しかし、それぞ
れ０．５％を超えると効果が飽和するため、Ｃｒ量、Ｍ
ｏ量はそれぞれ０．０１〜０．５％とする。

Ｐ　： Ｐはγ→α変態を促進し、且つα中のＣ濃度を低下する
ことによりαの延性を向上させると共に、γ中のＣ濃度
を高め安定化しγ８を得やくするが、所望の効果を得る
ためには０．０１％以上が必要である。しかし、０．１
％を超えて添加すると偏析し易く、バンド状組織を生成
し、成形性を劣化するので、Ｐ量は０．０１〜０．１％
とする。

Ｎｂ： Ｎｂは変態前のγを細粒化するため、熱延板組織を微細
化すると共に、仕上げ圧延後の冷却時に残留するオース
テナイト中へのＣの濃化を促進するため、γ２の生成を
助長する。また、γ、を微細に分散せしめることにより
、ＴＳＸＥＱバランスを向上するのに重要な元素である
。これらの所要の効果を得るには０．０１％以上が必要
であるが、０．０７％を超えて添加しても効果が上がら
ないだけでなく、延性（Ｅ１２）の劣化が著しくなる。

したがって、Ｎｂ量は０．０１〜０．０７％とする。

Ｃａ　： Ｃａは加工性の改善、特に局部延性の改善に有効である
ので、必要に応じて添加することができる。その場合、
０．０００５％未満では所要の効果が得られず、また０
、０１％を超えて加えても効果がなく、逆に介在物とな
り、加工性を劣化させるので、Ｃａ量は０．０００５〜
０．１％とする。

次に本発明法で得られる熱延鋼板の組織について述へる
。

木調は、加工時のγ２の加工誘起マルテンサイト変態を
利用した高強度、高延性型鋼板であり、第１図に７８体
積率とＴＳＸＥｆｌの関係を示すように、所要の特性を
得るには５％以上の７２が必要である。しかし、本成分
系においては２０％以上のγ８を得るのは困難であり、
２０％以上のγ□を得るへく更に合金元素を添加すると
、伸びフランジ性、溶接性が劣化する。そのため、γ２
は５〜２０％とする。

次に熱延、冷却条件について説明する。

仕上げ温度は、γを微細化することにより、α変態の促
進及び組織の微細化を図り、ＴＳ　ＸＥ　Ｑバランスを
向上すると共に、未変態γを微細化、分散させ安定化す
るために９００℃以下とする。

しかし、７００℃より低い温度では、加工αが混入する
ため、ＴＳＸＥＱバランスが劣化する（第２図参照）。

したがって、仕上げ温度は７００〜９００℃の範囲とす
る。なお、他の熱延条件は特に制限されない。

熱延後の冷却条件については、第１として、仕上げ圧延
終了後、Ａｒ３〜６００℃のフェライト生成域まで、ま
た望むべくはフェライトノーズ近傍まで、冷却速度２０
〜２００℃／ｓｅｅにて急冷し、続いて冷却速度２５℃
／ｓａｃ以下にて３〜４０ｓｅｃの間緩冷却を行うこと
によりαの生成を助長すると共に、未変態γ中にＣを濃
縮させる安定化を図る。

ここで、急冷速さが２０℃／ｓｅｃ未満では、γの粗大
化或いは粗大αの生成を招くため、ＴＳｘＥρバランス
を劣化する。そして、冷却速度の上限を２００℃／ｓｅ
ｃとするのは設備上の制約によるものである。また、緩
冷却域を２５℃／ｓｅｃ以上の冷却速度又は３　ｓｅｃ
未満の冷却時間とすると、αの充分な生成及びαから未
変態γ中へのＣの拡散による濃縮が充分行われないため
、ＴＳＸＥｆｌバランスが劣化する。一方、緩冷却時間
が４０ｓｅｃ以上ではパーライト変態が生じ、γ８を充
分得ることができない。

第２として、緩冷却の後、未変態γをγ、として残留さ
せるために、３００〜４５０℃までの温度域までを冷却
速度２５℃／ｓｅｃ以上で冷却した後１巻き取ることが
必要である。

ここで、２５℃／ｓｅｃ以下の冷却速度ではパーライト
変態及びベイナイト変態を助長し、γ、を充分得ること
ができない。また、第３図に巻き取り温度（ＣＴ）を変
化させた時のγ８の面積率を示すが、３００”Ｃ未満で
は未変態γがマルテンサイトに変態するため、所要のγ
８量が得られない。

また、４５０℃を超えるとパーライト、ベイナイト変態
が必要以上に進むため、所要のγ８量が得られない。

以下、本発明の実施例を示す。

（実施例） 第１表に示す化学成分を有する供試材を、第２表に示す
条件で熱延、冷却し、熱延鋼板を製造した。なお、熱延
のパススケジュールは３０．０→１７、Ｏ→１０．５→
７，５→５．５→４．５→３．５→３　、　Ｏ（＋ａｍ
）とした。

得られた熱延鋼板の特性等を第２表に示す。

第２表において、Ｎα１〜Ｎα５は本発明例であり。

良好なＴＳＸＥＱバランスを示しており、所定の高強度
が得られると共に加工性（穴拡げ率）も良好である。勿
論、Ｃ量が少ないので溶接性も良好である。

一方、比較例＆６〜＆９は化学成分が本発明範囲外の例
であり、またＮｌ１ＩＯ〜Ｎα１２は化学成分は本発明
範囲内であるが冷却条件が本発明範囲外の例であるが、 いずれもＴＳＸＥ　Ｑ＜２０００と 本発明例に比べて劣っている。

ｒ以下余白１ （発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、特に低いＣ量添
加のもとで、γ、を多量に生成させることができるため
、ＴＳＸＥＱバランスの良好な溶接性の良い高強度熱延
鋼板を容易に得ることができる。また、敢えて大圧下圧
延や巻き取り後冷却を必要としないので、経済的である
と共に板幅方向の材質も均一である。

【図面の簡単な説明】

第１図はγ、体積率とＴＳＸＥＱバランスの関係を示す
図、 第２図はＴＳＸＥΩバランスに及ぼす仕上げ温度の影響
を示す図、 第３図はγＲ体積率に及ぼす巻き取り温度の影響を示す
図、 第４図は実施例における熱延、冷却条件を説明する図で
ある。 特許出願人　　株式会社神戸製鋼所 代理人弁理士　中　　村　　　尚 第 図 第 図 社」二け゛°温戊　（・Ｃ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で（以下、同じ）、Ｃ：０．１５〜０．２
   ５％、Ｓｉ：１．０〜２．０％、Ｍｎ：１．０〜２．０
   ％を含有し、かつ、Ｃｒ：０．０１〜０．５％、Ｍｏ：
   ０．０１〜０．５％、Ｎｂ：０．０１〜０．０７％及び
   Ｐ：０．０１〜０．１％のうちの１種又は２種以上を含
   有し、残部が鉄及び不可避的不純物よりなる鋼板を仕上
   げ温度７００〜９００℃にて圧延を行った後、冷却速度
   ２０℃／ｓｅｃ〜２００℃／ｓｅｃにてＡｒ＿３〜６０
   ０℃まで冷却し、続いて冷却速度２５℃／ｓｅｃ以下に
   て２〜３０ｓｅｃの間緩冷却した後、３００〜４５０℃
   までを冷却速度２５℃／ｓｅｃ以上で冷却して巻き取る
   ことにより、γ＿Ｒ（残留オーステナイト）を面積率で
   ５〜２０％含有する組織を得ることを特徴とする延性の
   優れた高強度熱延鋼板の製造方法。
2. （２）前記鋼が更にＣａ：０．０００５〜０．０１％を
   含有するものである請求項１に記載の方法。