JPH0466621A - 耐２次加工脆性に優れた深絞り用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） 本発明は耐２次加工脆性に優れた深絞り用熱延鋼板の製
造方法に関するものである。

（従来の技術及び解決しようとする課題）近年、自動車
部材や各種構造物に使用される熱延鋼板は、高いプレス
成形性が要求されている。

このような要求を満たす熱延鋼板の製造方法として、極
低炭素鋼にＴｉ、Ｎｂなどの炭窒化物形成元素を単独又
は複合添加して鋼中のＣ，Ｎを固定することにより鋼板
の延性、深絞り性を向上させる方法が提案されている。

しかし、一方では、Ｔｉ、Ｎｂなどの炭窒化物形成元素
により鋼中のＣ，Ｎを充分固定した極低炭素鋼では、プ
レス成形後の２次加工において脆性破断による割れが発
生する問題がある。

更にＰ添加鋼では粒界にＰが偏析し、粒界の脆化を助長
するという問題がある。これは鋼中の固溶Ｃが固定され
、フェライト粒界へのＣの偏析がなくなり、粒界が脆化
するためである。

この粒界脆化を解決する手段として、従来は予め鋼中の
Ｃ，Ｎが残存するようにＴｉやＮｂの添加量を制御して
溶製することが試みられていた。しかし、このような微
量Ｃ，Ｎを溶製段階で残存させることは、技術上成り立
つものではなかった。

この点、従来より、以下のような提案がなされているが
、プレス成形性と耐２次加工脆性を共に優れたものとす
ることは困難である。

例えば、深絞り用鋼板の耐２次加工脆性を改善する目的
で、Ｔｉ、Ｎｂを添加して鋼中のＣを固定し、冷延後オ
ープンコイル焼鈍時に浸炭を行１）、鋼板表面に浸炭層
を形成する方法（特開昭６３−３８５５６号）が提案さ
れている。しかし、この方法の場合、長時間に及ぶバッ
チ焼鈍の際に浸炭を実施するため、鋼板の表層部に高濃
度の浸炭層（浸炭層の平均Ｃ量：０．０２〜０．１０％
）が形成され、また表層部と中心層でフェライト粒度に
差が生じている。更に、こうしたバッチ焼鈍タイプでは
当然乍ら生産性が低いと共に圧延方向、板幅方向の材質
が不均一になりやすい不利を生じる。

また、化成処理性を改善する目的でごく表面層にのみ極
めて微量の固溶Ｃ，Ｎを与える方法（特公平１−４２３
３１号）が提案されているが、耐２次加工脆性を考慮し
たものでなく、したがって、この方法では耐２次加工脆
性を改善するに必要な浸炭を行うことは不可能である。

また同様に、Ｔｉ、Ｎｂを添加して深絞り用鋼板を製造
する方法として、冷延後再結晶焼鈍を行った後、更に浸
炭処理を施す方法（特開平１−９６３３０号）もあるが
、主に多量の炭化物、窒化物の析出による強度の上昇を
狙ったものであって、耐２次加工脆性に対する配慮がな
く、また焼鈍後にバッチにて長時間浸炭、浸窒処理を行
うため、浸炭量、浸窒量が過剰かつ不均一となりやすく
。

しかも生産性が低く、工程も煩雑になるという欠点があ
る。また、これらはいずれも冷延鋼板に関する技術であ
って、熱延鋼板に関する技術ではない。

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、極低炭素Ｔｉ或いはＮｂ添加鋼を用
いて、深絞り性と耐２次加工脆性に優れた熱延鋼板を生
産性よく製造す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） 前記課題を解決するため１本発明者は、極低炭素Ｔｉ或
いはＮｂ添加鋼を用いても耐２次加工脆性劣化の問題が
ない方策として、溶製時に微量Ｃ１Ｎを残存させるとい
う困難な溶製技術を必要とせずに、熱延及び熱延後の熱
処理によって耐２次加工脆性の改善に必要な固溶Ｃ量を
粒界に偏析し得る方法について鋭意研究を重ねた結果、
ここに本発明をなしたものである。

すなわち、本発明は、Ｃ：０．０１％以下、Ｓｉ：０．
２％以下、Ｍｎ：０．０５〜１．０％、Ｐ：０．１０％
以下、Ｓ：０．０２％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０１〜
０．０８％及びＮ：Ｏ，００５％以下を含有し、必要に
応じてＢ：０．００３％以下を含有し、更に、Ｔｉ及び
Ｎｂの単独又は複合添加で、下式に従う有効Ｔｉ量（Ｔ
ｉｅと表す） Ｔｉ傘＝ｔｏｔａｌＴｉ　−（（４８／３２）Ｘ　　Ｓ
　　＋　（４８／１４）Ｘ　　Ｎ　）及びＮｂ量とＣ量
との関係が １　≦（Ｔｉ傘／４８＋　　Ｎｂ／９３）／（Ｃ／１２
）≦　４．５を満足する範囲で含有し、残部がＦｅ及び
不可避的不純物よりなる鋼を、１０００〜１２５０℃の
範囲で加熱した後、熱間圧延を行い、８００〜９５０℃
で圧延を終了し、その後、２秒以内に１０”Ｃ／　ｓ以
上の冷却速度で冷却を行った後、４００〜８００℃の範
囲で巻き取り、これを酸洗した後、浸炭雰囲気ガス中で
加熱して固溶Ｃ量を１０ｐｐｍ以下付与することを特徴
とする耐２次加工脆性に優れた深絞り用熱延鋼板の製造
方法を要旨とするものである。

（作用） まず、本発明における鋼の化学成分の限定理由について
説明する。

Ｃ： Ｃは、その含有量が増大するにつれてＣを固定するＴｉ
、Ｎｂの添加量が増加し、製造費用の増加につながり、
更にＴｉＣ及びＮｂＣ析出量が増大し。

粒成長を阻害してｒ値が劣化するので、少ないほどよ＜
、０．０１％以下とする。なお、製鋼技術上の観点から
Ｃ含有量の下限値を０．００１％とするのが望ましい。

Ｓｉ： Ｓｉは溶鋼の脱酸を主目的に添加されるが、添加量が多
すぎると表面性状や亜鉛密着性、化成処理或いは塗装性
を劣化させるので、その含有量は０．２％以下とする。

Ｍｎ： Ｍｎは熱間脆性の防止を主目的に添加されるが、０．０
５％より少ないとその効果が得られず、また添加量が多
すぎると延性を劣化させるので、その含有量は０．０５
〜１．０％の範囲とする。

Ｐ： Ｐはｒ値の低下を伴うことなく鋼強度を高める効果を有
するが、粒界に偏析して２次加工脆性を起こし易くする
ので、０．１０％以下とする。

Ｓ： ＳはＴｉと結合してＴｉＳを形成するので、その含有量
が増大するとＣ，Ｎを固定するのに必要なＴｉ量が増大
し、またＭｎＳ系の伸長した介在物が増加して局部延性
を劣化させるので、０．０２％以下とする。

ＡＱ： Ａｌ１は溶鋼の脱酸を目的に添加されるが、その含有量
がｓｏｌ、Ａｌ１で０．０１％より少ないと、その目的
が達成されず、また０、０８％を超えると脱酸効果は飽
和すると共にＡΩ２０３介在物が増加して加工成形性を
劣化させる。したがって、その含有量はｓｏｌ．Ａｌで
０．０１〜０．０８％の範囲とする。

Ｎ： ＮはＴｉと結合してＴｉＮを形成するので、その含有量
が増大するとＣを固定するのに必要なＴｉ量が増大し、
またＴｉＮ析出量が増加して粒成長が阻害されｒ値が劣
化する。したがって、その含有量は少ないほど好ましく
、０．００５％以下とする。

Ｔｉ、　Ｎｂ： Ｔｉ、ＮｂはＣ，Ｎを固定することによって延性を高め
る作用がある。よって、本発明の目的に対してはＴｉＣ
量とＮｂ量及びＣ量との関係が次式１式％（１） を満足する範回で含有する必要がある。なお、ここでＴ
ｉＣ量は有効Ｔｉ量であり、次式で定義される。

Ｔｉ傘＝ｔｏｔａｌＴｉ　−（（４８／３２）ｘ　　Ｓ
　　＋　（４８／１４）Ｘ　　Ｎ）この（１）式の値が
１より小さいとＣ，Ｎを充分に固定することができず、
延性を劣化させ、また４、５を超えるとｒ値を高める作
用が飽和すると共に、固溶Ｔｉ、Ｎｂが後工程での雰囲
気焼鈍時に侵入したＣをすぐに固定してしまい、Ｃの粒
界偏析を阻止するので好ましくない。

耐２次加工脆性を改善するために、予めこの値を１未満
とし、固溶Ｃ，Ｎを確保しておく考え方もあるが、この
方法では、必要とする固溶Ｃ，Ｎ量（１０ρρｍ以下）
を溶製段階で制御する必要があり、現在の技術では完璧
な制御は不可能である。

Ｂ： Ｂは耐２次加工脆性に対して有効な元素であるので、必
要に応じて上記鋼に添加することにより耐２次加工脆性
を補充することができる。添加する場合、０．００３％
を超えると、その効果は飽和し、逆に延性を低下させる
。よって、経済性をも考慮して、その含有量は０．００
３％以下とする。

次に本発明の製造方法について説明する。

前述の如く、２次加工脆性は、極低炭素Ｔｉ添加鋼等に
おいては粒界の純度が向上し、粒界におけるＦｅ−Ｆｅ
結合力が低下することにより生ずるものである。したが
って、耐２次加工脆性を改善するためにはこの要因を防
止すればよく、具体的な対策は、Ｃを粒界に偏析させる
ことである。本発明は、上記化学成分の規制と１共に、
溶製工程以降の以下の製造工程及び条件のコントロール
によリ、これを可能にしたものである。

まず、上記化学成分を有する鋼について１０００〜１２
５０℃に加熱した後、仕上温度を８００〜９５０℃の範
囲で熱間圧延を終了する。

熱延前の加熱温度が１０００℃未満では、圧延荷重が増
大して操業上好ましくない問題があり、また１２５０℃
を超えると初期γ粒が顕著に粗大化する問題がある。

仕上温度の規制は、熱延板での粒径の整細粒化が必要で
あるためであり、そのためには仕上温度を８００℃以上
とする必要がある。しかし、９５０℃を超えるとこのよ
うな極低炭素鋼では整細粒化が困難となる、 熱延終了後、２秒以内に１０℃／Ｓ以上の冷却速度で冷
却を行う。これは、粒成長を抑制し、結晶粒の粗大化を
抑制するためであり、２秒経過後の冷却開始或いは１０
℃／Ｓ未満の冷却速度では効果が得られない。好ましく
は３０℃／Ｓ以上の冷却速度で冷却を行った方がよい。

上記冷却後、巻き取るが、巻取温度は鋼中の固溶Ｃ，Ｎ
を炭窒化物として固定するために４００〜８００℃の範
囲にする必要がある。

巻き取り後、酸洗し１次いで浸炭雰囲気ガス中で連続焼
鈍を行い、耐２次加工脆性改善に必要な固溶Ｃ量を付与
する。固溶Ｃ量は１０ｐｐ＋ｘ以下である。これにより
、浸炭雰囲気中より侵入したＣのうちＴｉＣ，ＮｂＣと
して固定されなかったＣが粒界に偏析して耐２次加工脆
性を改善できる。浸炭雰囲気はカーボンポテンシャルを
制御した浸炭ガスが望ましい。

なお、本発明では、過時効処理を必要としないが、既設
の連続焼鈍ライン内で過時効処理を行ってもよい。

勿論、焼鈍原板の製造方法としては、フェライト域熱延
、ホットチャージローリング、薄スラブを用いての製造
など、如何なる手段を用いても良いことは云うまでもな
い。

次に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極低炭素鋼を１１５０℃
で３０分間加熱して溶体化処理を行った後、仕上温度を
９２０℃で熱間圧延を終了し、２゜３ｍｍの熱延鋼板を
得た。

熱延終了後、１秒以内に３０℃／Ｓの冷却速度で冷却を
行い、６５０℃で巻取り処理を行い、酸洗後、浸炭雰囲
気又は不活性ガス中において連続焼鈍にて８５０℃で６
０秒の焼鈍を行い、０．８％のスキンパスを施した。

第２表に、得られた熱延鋼板の機械的性質と固溶Ｃ量及
び２次加工脆性限界温度を示す。

なお、脆性試験は、総絞り比２．７でカップ成形して得
られたカップを３５１１１１１高さにトリムした後、種
々の試験温度の冷媒中にカップを置いて頂角４０°の円
錐ポンチを押し込み、脆性破壊の発生しない限界温度を
測定し、これを２次加工脆性限界温度とした。

第２表より明らかなように、本発明例は、従来の方法に
比べて深絞り用熱延鋼板としての要求を損ねることなく
、耐２次加工脆性が改善されている。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明の方法によれば、極低炭素
Ｔｉ或いはＮｂ添加鋼を用いて、耐２次加工脆性に優れ
た深絞り用熱延鋼板を生産性よく得ることが可能である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例においてＰ量が０．０２％以下の鋼にお
ける（Ｔｉ傘／４８＋　Ｎｂ／９３）／（Ｃ／１２）と
２次加工脆性限界部度との関係を示す図、第２図は実施
例における鋼において種々のＰ量と２次加工脆性限界部
度との関係を示す図である。 特許出願人　　株式会社神戸製鋼所 代理人弁理士　中　　村　　　尚

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で（以下、同じ）、Ｃ：０．０１％以下、
   Ｓｉ：０．２％以下、Ｍｎ：０．０５〜１．０％、Ｐ：
   ０．１０％以下、Ｓ：０．０２％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：
   ０．０１〜０．０８％及びＮ：０．００５％以下を含有
   し、更に、Ｔｉ及びＮｂの単独又は複合添加で、下式に
   従う有効Ｔｉ量（Ｔｉ＊と表す） Ｔｉ＊＝ｔｏｔａｌＴｉ−｛（４８／３２）×Ｓ＋（４
   ８／１４）×Ｎ｝及びＮｂ量とＣ量との関係が １≦（Ｔｉ＊／４８＋Ｎｂ／９３）／（Ｃ／１２）≦４
   ．５を満足する範囲で含有し、残部がＦｅ及び不可避的
   不純物よりなる鋼を、１０００〜１２５０℃の範囲で加
   熱した後、熱間圧延を行い、８００〜９５０℃で圧延を
   終了し、その後、２秒以内に１０℃／ｓ以上の冷却速度
   で冷却を行った後、４００〜８００℃の範囲で巻き取り
   、これを酸洗した後、浸炭雰囲気ガス中で加熱して固溶
   Ｃ量を１０ｐｐｍ以下付与することを特徴とする耐２次
   加工脆性に優れた深絞り用熱延鋼板の製造方法。
2. （２）前記鋼が更にＢ：０．００３％以下を含有するも
   のである請求項１に記載の方法。