JPH05112845A - 成形後の面形状性が良好で優れた耐デント性を有する深絞り用高強度冷延鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、成形後の面形状性が良好で優れた
耐デント性を有する深絞り用高強度冷延鋼板を提供す
る。 【構成】 極低炭素鋼をベースに、固溶体強化元素を添
加して強度を上昇するにあたり、従来から多用されてい
るＰ，Ｓｉ量を減少し、Ｍｎ，Ｃｒを積極的に添加す
る。これにより、降伏強度の増加を抑え加工硬化を著し
くし、塗装焼付性も付与できるので、成形後の面形状性
と耐デント性を両立した高強度冷延鋼板を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高強度でかつ成形性に
優れ、高い塗装焼付硬化能を有する引張強度が３５〜５
０kgｆ／mm² 級の高強度冷延鋼板に係わる。

【０００２】本発明が関わる高強度冷延鋼板とは、自動
車、家庭電気製品、建物などにプレス成形をして使用さ
れるものである。そして、表面処理をしない狭義の冷延
鋼板と、防錆のためにたとえばＺｎメッキや合金化Ｚｎ
メッキなどの表面処理を施した冷延鋼板の両方を含む。
本発明による鋼板は、成形後の面形状性が良好でかつ優
れた耐デント性を有する深絞り用高強度冷延鋼板である
ので、使用にあたっては板厚を減少すること、すなわち
軽量化が可能となり、地球環境保全に寄与しうるもので
ある。

【０００３】本発明が係わる冷延鋼板は、自動車のパネ
ルなどに使用されるので、まず優れた加工性が要求され
る。加工性には種々あるが、ａ）成形品の面形状が良好
であること、特に面歪がなく形状がよく金型に凍結され
ること、ｂ）割れずに成形可能なこと、ｃ）表面にスト
レッチャーストレインが現れないこと、が必須である。
そのためには、プレス成形時にＹＰ−Ｅｌが０．２％以
下で低ＹＰが好ましい。例えば、面歪の観点からは、Ｙ
Ｐが２５kgｆ／mm²以下である必要がある。いま、ＴＳ
が３５〜５０kgｆ／mm²級の鋼板を前提とすると、降伏
比（ＹＲ＝ＹＰ／ＴＳ）が０．５５以下の低ＹＲの材料
が好ましい。成形の可否は、引張特性値で言えば主に平
均塑性歪値（以下平均ｒ値という）とＴ．Ｅｌで決定さ
れ、平均ｒ値が１．５以上でＴ．Ｅｌが３５％以上であ
れば、狙いとする部品は成形可能である。一方、強度の
観点から考えてみると、プレス成形して塗装焼付後の強
度が高いほど好ましい。なぜならば、製品の耐デント性
が優れるからである。ここで、耐デント性とは完成した
自動車に石などが当たる場合、鋼板に生じる永久的な窪
み変形に対する抵抗性を意味する。そのためには、まず
プレス時によく加工硬化し（高ＷＨ）、かつ塗装焼付時
に高いＢＨ性が付与され、塗装焼付後の強度（ＹＰ＋Ｗ
Ｈ＋ＢＨ）が高くなることが必要である。ここで、最終
的な目的である高強度鋼板の利用による板厚減少を可能
とするためには、ＷＨが４kgｆ／mm² 以上でかつＢＨも
２kgｆ／mm² 以上、従ってＷＨ＋ＢＨが６kgｆ／mm² 以
上必要となる。しかし、一般的にはＢＨ量が５kgｆ／mm
² 超となるとストレッチャーストレインが発生するの
で、注意を要する。ここで、ＷＨ量とは２％引張変形時
の変形応力からＹＰを差し引いた量であり、一方ＢＨ量
とは、２％予歪後１７０℃×２０分の塗装焼付相当の熱
処理をして再引張をした際の応力の増加量である。

【０００４】以上の状況から明らかなように、パネル用
鋼板の板厚の減少が可能になるには、強度と加工性に優
れ、かつ多くの条件を同時に満足する必要がある。

【０００５】

【従来の技術】従来からこのような目的に対して多くの
努力がなされてきた。第１が複合組織強化冷延鋼板であ
る。この鋼板は、軟質相と硬質相とからなる複合組織鋼
であり、強度と延性のバランスが良好である。さらに、
軟質相と硬質相との界面には局所的に高密度の可動転位
が存在するので、ＹＰが低く高強度な低ＹＲ高強度鋼板
となる特徴がある。また、このような可動転位は歪時効
しても降伏点伸びの発生を抑制するので、非時効で高Ｂ
Ｈ性を兼ね備えた鋼板となる特徴がある。しかし、最大
の欠点は平均ｒ値が低いという点である。これは、硬質
相を形成するために、ＣやＭｎを多用するが、一方これ
らの元素は平均ｒ値を著しく低下させるためである。さ
らに、硬質相の存在が軟質相の絞り抵抗を著しく上昇さ
せることも原因となっている。

【０００６】現在までに知られている複合組織鋼板のう
ち、高平均ｒ値も兼ね備えているものに、つぎのものが
ある。すなわち、特公平２−６８１４号公報において
は、冷延板をバッチ焼鈍のあと連続焼鈍することによ
り、高平均ｒ値の複合組織鋼板を製造する方法を開示し
ている。実施例のうち最も良好な引張特性値は、ＹＰ：
２０kgｆ／mm² ，ＴＳ：４０kgｆ／mm² ，ＹＲ：０．
５，平均ｒ値：１．８およびＹＰ：２２kgｆ／mm² ，Ｔ
Ｓ：４４kgｆ／mm² ，ＹＲ：０．５，平均ｒ値：１．６
である。きわめて良好な特性値を有する鋼板であるが、
複合組織鋼板であるためＢＨ量も５kgｆ／mm² と予想さ
れる。一方、本発明が狙いとするフェライト単相組織か
ら成る鋼板の場合には、ＢＨ量が５kgｆ／mm² 超となる
と非時効とならない問題がある。さらに、このような鋼
板を製造するためには、２回冷延・焼鈍をする必要があ
り、工程が複雑でありかつコストが上昇する。

【０００７】複合組織鋼板の他の例として、特公平２−
５８１２号公報においては、連続焼鈍でフェライト＋ベ
イナイトの２相からなる高平均ｒ値複合組織鋼板の製造
方法を開示している。代表的な引張特性は、ＹＰ：２３
kgｆ／mm² ，ＴＳ：３９kgｆ／mm² ，ＹＲ：０．６５，
平均ｒ値：１．７、ＢＨ：５．５kgｆ／mm² およびＹ
Ｐ：２５kgｆ／mm² ，ＴＳ：４９kgｆ／mm²，ＹＲ：
０．５８，平均ｒ値：１．７，ＢＨ：５．６kgｆ／mm²
である。これらの特性値は優れたものであるが、パネル
用鋼板としては、ＹＲが高いので、成形品の面形状に問
題が生じる恐れがある。また、特開昭６３−２３２４８
号公報においては、連続焼鈍のあとバッチ焼鈍をして高
い平均ｒ値とＢＨ性を有するフェライト相とマルテンサ
イト相から成る高張力冷延鋼板の製造方法を開示してい
る。代表的な特性値としては、ＹＰ：３８kgｆ／mm² ，
ＴＳ：５０kgｆ／mm² ，ＹＲ：０．７６，平均ｒ値：
１．６，ＢＨ：４．７kgｆ／mm² である。しかし、ＹＰ
したがってＹＲが高く、成形性に問題がある。 更に、
特公平３−２２２４号公報においてもＮｂとＢを複合添
加した極低炭素鋼をベースにした、深絞り性に優れる複
合組織冷延鋼板とその製造法を開示しているが、本願の
狙いとするフェライト単相の組織から成る冷延鋼板では
ない。耐デント性の観点に立てば、ＷＨ量は極めて重要
な特性であるが、上記した公知文献では記載されていな
いのが通例である。

【０００８】他方、ＴｉやＮｂを添加した極低炭素鋼を
ベースに、Ｐなどで固溶化強化した高強度冷延鋼板も良
好な強度と加工性とを兼ね備えることがよく知られてい
る。この場合、一般的には平均ｒ値は良好となるが、Ｐ
やＳｉで強化するのでＴＳのみならずＹＰも著しく上昇
し、成形後の面形状性に問題が生じる。さらに、平均ｒ
値などの加工性を向上させるために、ＴｉやＮｂで微量
のＣ，Ｎを固定しているので、ＢＨ性を付与することが
困難となる。例えば、特開昭５６−１３９６５４号公報
においては、Ｎｂ添加極低炭素鋼にＰを添加することに
より、成形性の優れた高強度冷延鋼板およびその製造法
を開示している。その代表的な特性値は、ＹＰ：２５kg
ｆ／mm² ，ＴＳ：４１kgｆ／mm² ，ＹＲ：０．６１，平
均ｒ値：１．９，ＡＩ（時効指数）：０kgｆ／mm² であ
るが、ＹＰしたがってＹＲが高く面歪が発生する恐れが
ある。また、焼付硬化能も全く無い。また、特開昭５６
−１４２８５２号公報においては、降伏比ＹＲの低い深
絞り用高強度冷延鋼板を開示しているが、主にＰで強化
し、単に補助的にＭｎ，Ｍｏ，Ｃｒで強化している。平
均ｒ値は１．６以上でＹＲも０．６以下と成形性は良好
であるが、ＴｉをＣ，Ｎに対して充分添加しているので
ＢＨ性が全く付与されない問題がある。

【０００９】更に、特公昭６１−２７６９３１号公報に
おいては、ＴｉとＮｂを複合添加した極低炭素鋼による
超深絞り用焼付硬化性鋼板の製造方法が開示されてい
る。上記公報においては、ＳｉやＰを添加して高強度化
が計られており、かつＴｉはＮを固定するためにのみ、
さらにＮｂはＣの一部を固定するために添加されている
ので、常に存在する過剰の固溶Ｃを利用してＢＨ性を付
与している。その代表的な特性値は、ＹＰ：２１．５kg
ｆ／mm² ，ＴＳ：４２．５kgｆ／mm² ，ＹＲ：０．５
１，平均ｒ値：２．０，ＢＨ：７．１kgｆ／mm² であ
る。ストレッチャーストレインと対応する降伏点伸び
は、３８℃×８ｄａｙｓという時効条件下で評価され、
この条件下では発生していない。しかし、上記公報の実
施例において記載されている５kgｆ／mm² 以上のＢＨ量
は、一般的には通常の時効条件（促進人工時効条件：１
００℃×１ｈ）であれば、プレス時にストレッチャース
トレインが発生する恐れがある。

【００１０】また更に、特開昭６３−１９０１４１号公
報および特開昭６４−６２４４０号公報においては、Ｔ
ｉ添加極低炭素鋼をベースに０．９％超３％以下のＭｎ
の添加、０．０４〜０．１５のＰの添加、必要に応じて
０．０５〜１．２％のＳｉの添加により、成形性の良好
な高張力冷延鋼板とその製造法が開示されている。その
代表的な特性値は、ＹＰ：２７．１kgｆ／mm² ，ＴＳ：
４３．２kgｆ／mm² ，ＹＲ：０．６３，平均ｒ値：２．
１５およびＹＰ：２６．０kgｆ／mm² ，ＴＳ：４２．１
kgｆ／mm² ，ＹＲ：０．６２，平均ｒ値：２．３５であ
る。しかし、ＹＰおよびＹＲが高いので面歪の発生が懸
念され、またＴｉをＣ，Ｎに対して過剰に添加している
ので、ＢＨ量はあってもきわめて低いものと予想され
る。

【００１１】以上に引用した公知文献においても、耐デ
ント性の観点において重要となるＷＨ量について記載さ
れていないのが通例である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】以上から、自動車のパ
ネルなどに使用される望ましい高強度鋼板は、降伏強度
はそれほど高くなく、かつ著しく加工硬化し、さらに塗
装焼付硬化能を合わせ持つ鋼板である。勿論、プレス成
形時にＹＰ−Ｅｌが０．２％以下でストレッチャースト
レインが発生せず、平均ｒ値（深絞り特性）や伸び（張
出特性）などの加工性にも優れ、かつ２次加工性にも優
れる必要がある。

【００１３】本発明の目的とするところは、降伏強度
（ＹＰ）が１５〜２５kgｆ／mm² 、降伏比（ＹＲ＝ＹＰ
／ＴＳ，ＴＳ：引張強度）が０．５５以下、プレス成形
時に降伏点伸び（ＹＲ−Ｅｌ）が０．２％以下、加工硬
化量（ＷＨ）が４kgｆ／mm² 以上、塗装焼付時の焼付硬
化量（ＢＨ）が２〜５kgｆ／mm² で、かつＷＨ＋ＢＨか
つ６kgｆ／mm² 以上、平均ｒ値が１．５以上、Ｔ．Ｅｌ
が３５％以上，延性−脆性遷移温度が−５０℃以下の優
れた２次加工性を有する成形後の面形状性が良好で優れ
た耐デント性を有する深絞り用高強度冷延鋼板を提供す
ることである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
標を達成するために、鋭意研究を遂行し、以下に述べる
ような新知見を得た。すなわち、３５〜５０kgｆ／mm²
級のＴＳをもつパネル用鋼板を前提とした場合、平均ｒ
値や伸びなどの加工性の観点において既に述べた理由か
ら複合組織鋼板には基本的に限界があると判断した。そ
こで、加工性が良好となるＴｉやＮｂを単独および複合
添加した極低炭素鋼をベースにした。

【００１５】第１に、上記ベース鋼に、代表的な固溶体
強化元素であるＳｉ，Ｐ，Ｍｎ，Ｃｒを添加し、冷間圧
延、焼鈍、調質圧延した後の引張特性、特に降伏挙動と
加工硬化現象を詳細に調査した。その結果、従来から固
溶体強化元素として多用されているＳｉ，Ｐは、ａ）ま
ず微量の添加で著しく降伏強度を上昇させること、ｂ）
その結果低歪域での加工硬化率が著しく減少することが
判明した。

【００１６】一方、従来固溶体強化元素としてあまり用
いられないＭｎ，Ｃｒを添加すると、ａ）降伏強度は殆
ど上昇せず、ｂ）引張強度が上昇する、ｃ）その結果、
低歪域での加工硬化率がむしろこれらの添加により増加
するという、極めて重要な新知見を得た。これらの機構
についても検討を加えた結果、ａ）降伏強度はＦｅ元素
と添加したＸ元素との原子半径の差で決定され、原子半
径の差が大きいほど増加する、ｂ）加工硬化率は転位の
すべり挙動と深く関係し、Ｘ元素の添加により積層欠陥
エネルギーが低下すると、転位の交差すべりが困難とな
り加工硬化率が増加する、という基本原理を構築した。
これによれば、Ｓｉ，ＰはＦｅより著しく原子半径が小
さく、したがって原子半径差が大きくなるので降伏強度
が著しく上昇し、Ｍｎ，Ｃｒは原子半径がＦｅのそれと
極めて近いので殆ど降伏強度を変化させなかったものと
理解できる。一方積層欠陥エネルギーへの影響に関して
は必ずしも明瞭でないが、初期加工硬化後の転位構造の
観察結果から、Ｓｉ，Ｐは調査した添加量の範囲内で殆
ど積層欠陥エネルギーに影響を与えないが、Ｍｎ，Ｃｒ
はこれを低下させる傾向のあることが、始めて明らかと
なった。

【００１７】以上の機構により、Ｍｎ，Ｃｒを添加する
と降伏強度は殆ど変化せず、加工硬化率が増加して引張
強度が上昇したものと考える。このような特徴的な挙動
は、上述した本発明の目的、すなわち低ＹＰでかつ高Ｗ
Ｈの特性を達成するためには、従来のＳｉ，Ｐの添加だ
けでは困難であり、Ｍｎ，Ｃｒの添加が必須となること
を意味する。したがって、本発明ではＭｎ，Ｃｒの積極
的な活用を従来技術の問題点の基本的な解決手段とし
た。ただし、Ｍｎ，Ｃｒの添加だけでは、所望の強度が
得られない場合が発生したり、製造コストが上昇したり
するので、Ｓｉ，Ｐ添加との併用も考える。

【００１８】第２に本発明者らは、Ｍｎ，Ｃｒの積極的
な添加により塗装焼付硬化性も向上するという新知見も
得た。本発明では、加工性を確保するためにＴｉやＮｂ
を単独および複合添加した極低炭素鋼をベースにする
が、この場合には一般的にＣやＮがＴｉやＮｂに固定さ
れるので焼付硬化能が無いか、あってもわずかである。
これは、Ｃ，ＮとＴｉ，Ｎｂとの親和力が非常に強いの
で、優れた加工性が得られるように原子％で（Ｔｉ＋Ｎ
ｂ）量を（Ｃ＋Ｎ）量より多くした場合には、固溶（Ｃ
＋Ｎ）が残存し難いためである。しかし、このような場
合でもＭｎ，Ｃｒを積極的に添加することによりＢＨ性
が付与できたという新しい事実は、ＴｉＣやＮｂＣの溶
解度積に変化の生じたことを示唆している。すなわち、
Ｍｎ，ＣｒはＣと引力の相互作用を有するため、ＴｉＣ
やＮｂＣと平衡するマトリックス中の固溶Ｃをより安定
化し、これらの析出物の溶解度積を増大させる結果、残
存する固溶Ｃ量を増加させＢＨ性を向上させたものと考
える。したがって、Ｍｎ，Ｃｒの添加は塗装焼付硬化性
を付与するための新しい手段としても活用できる。

【００１９】また、塗装焼付性に寄与する固溶Ｃは、Ｂ
と同様に結晶粒界を強化するので、極低炭素鋼の欠点と
して知られている２次加工脆化の防止手段としても有効
である。また、２次加工脆化は粒界偏析したＰの存在に
より助長されることは良く知られているが、Ｍｎ，Ｃｒ
はＰと引力の相互作用があり、偏析するＰ量を低減する
ので、２次加工脆化の防止にも有効であるという知見も
得られた。

【００２０】自動車の車体などの防錆化が進む今日、表
面処理鋼板化の動向は著しい。鋼板の表面処理法は、電
気メッキと溶融メッキに大別される。前者は、一般的に
鋼板の種類を問わずメッキ密着性は良好であるが、厚目
付けが困難で、コスト高となる問題がある。一方後者
は、前者の欠点はないが、鋼板の種類によっては、メッ
キ密着性が劣化したり、Ｆｅ−Ｚｎの合金化反応が大き
く影響されたりする。本発明者らは、従来鋼において強
化元素として多用されているＳｉ，Ｐの添加量を抑制
し、Ｍｎ，Ｃｒを活用する本発明鋼が、とくにゼンジマ
ー方式の連続溶融亜鉛メッキプロセスによる合金化溶融
亜鉛メッキ鋼板の製造において、次のような長所を有す
る新知見も得た。すなわち、Ｓｉ，ＰはＺｎとＦｅの合
金化反応を抑制するため、これらの元素を多量に含む鋼
板を製造するときには、ラインスピードを減少させ生産
性を低下せざるをえなかった。また、Ｓｉの添加はメッ
キ密着性を劣化し、プレス成形時に種々の問題を生じ
た。一方、Ｍｎ，Ｃｒの添加は、このような悪影響を持
たないことが判明した。機構は必ずしも明らかでない
が、ａ）表面に偏析するＭｎが還元後に残る酸化物の種
類と形態を変え、メッキ密着性を改善したり、ｂ）Ｍｎ
やＣｒがＰとの相互作用を通して粒界偏析するＰ量を低
減し、合金化反応を正常にしたりする役割があるものと
推察される。この点も、従来法の問題点の解決手段とし
て活用した。

【００２１】本発明は、このような思想と新知見に基づ
いて構築されたものであり、その要旨とするところは、
重量％で、Ｃ：０．０００５〜０．０１％、Ｐ：０．０
９％未満を含有し、Ｍｎ：０．５〜３．０％、Ｃｒ：
０．２〜３．０％のうちの１種または２種、さらに、Ｔ
ｉ：０．００５〜０．１０％およびＮｂ：０．００５〜
０．１０％のうちの１種または２種を含む組織からなる
鋼であって、降伏強度（ＹＰ）が１５〜２５kgｆ／m
m² 、降伏比（ＹＲ＝ＹＰ／ＴＳ）が０．５５以下、プ
レス成形時の降伏点（ＹＰ−Ｅｌ）が０．２％以下で、
加工硬化量（ＷＨ）が４kgｆ／mm² 以上で、焼付硬化量
（ＢＨ）が２〜５kgｆ／mm² で、かつＷＨ＋ＢＨが６kg
ｆ／mm² 、平均ｒ値が１．５以上、Ｔ．Ｅｌが３５％以
上，延性−脆性遷移温度が−５０℃以下の優れた２次加
工性を有することを特徴とする成形後の面形状性が良好
で優れた耐デント性を有する深絞り用高強度冷延鋼板で
ある。また、この鋼板は、フェライト単相組織からなる
ものであり、１回の冷延・焼鈍から得るものである。

【００２２】

【作用】ここに、本発明において成分および特性値を上
述のように限定した理由についてさらに説明する。 Ｃ量：Ｃは成品の材質特性を決定する極めて重要な元素
である。本発明は真空脱ガス処理をした極低炭素鋼を前
提とするが、Ｃが０．０００５％未満になると粒界強度
が低下し、２次加工脆性が発生し、かつ製造コストが著
しく増加するので、その下限を０．０００５％とする。
一方、Ｃ量が０．０１％超になると強度は上昇するが、
成形性が著しく低下するので、その上限を０．０１％と
する。

【００２３】Ｍｎ量：Ｍｎは、降伏強度をあまり上昇さ
せず強度を増加させる有効な固溶体強化元素であり、か
つ焼付硬化能を付与したり、２次加工脆性を防止した
り、化成処理性や溶融亜鉛メッキ性を改善する効果も有
するので、本発明では積極的に添加する。０．５％未満
の添加では、上に述べた効果が顕著に現れないので、そ
の下限を０．５％とする。一方、３．０％を超えると焼
鈍後低温変態生成物が増加し、降伏強度が著しく増加し
たり延性が低下したりする。さらに、平均ｒ値も低下す
るので、その上限を３．０％とする。

【００２４】Ｃｒ量：ＣｒもＭｎも同様、降伏強度をほ
とんど上昇させず強度を増加させる有効な元素であり、
かつ焼付硬化能を付与したり、２次加工脆性を防止した
りするので、本発明では積極的に利用する。しかし、そ
の添加量が０．２％未満では効果が現れないので、下限
値を０．２％とする。一方、３％を超えると熱延板の酸
洗性が低下したり、製品板の化成処理性が劣化したりす
るので、上限を３％とする。

【００２５】Ｐ量：Ｐは安価に強度を上昇する元素とし
て知られており、従来の固溶体強化した高強度鋼板にお
いては多用されている。しかし添加量が０．９０％超に
なると、たとえ本発明のようにＭｎ，Ｃｒを積極的に添
加しても、パネル用途には、ａ）降伏強度が上昇しすぎ
てプレス時に面形状不良を引き起こしたり、ｂ）２次加
工脆化が生じたりする。また、ｃ）連続溶融亜鉛メッキ
時に合金化反応が極めて遅くなり、生産性が低下する。
したがって、その上限値を０．９０％とする。Ｔｉ，Ｎ
ｂ量：Ｔｉ，Ｎｂは、Ｃ，Ｎの一部あるいは全部をＴ
ｉ，Ｃ，ＴｉＮ，あるいはＮｂ（ＣＮ）として固定する
ことにより、極低炭素鋼板の加工性と非時効性を確保す
る役割を有する。Ｔｉ，Ｎｂ量が０．００５％未満で
は、その添加効果が現れないので、これを下限値とす
る。一方、Ｔｉ，Ｎｂ量が０．１０％超になると著しい
合金コストの上昇と、再結晶温度の上昇、さらに加工性
の低下を招くので、上限値を０．１０％とする。

【００２６】降伏強度（ＹＰ）：ＹＰの高い鋼板は耐デ
ント性の観点から望ましい。しかし、面歪や形状凍結性
などの面形状性の問題が発生する。したがって、この観
点から、鋼板のＹＰの上限が設定される。一般的にＴＳ
の上昇とともにＹＰも上昇するが、ＹＰが２５kgｆ／mm
² 以下であれば、良好な面形状性を確保できるので、Ｙ
Ｐの上限を２５kgｆ／mm² とする。

【００２７】降伏比（ＹＲ＝ＹＰ／ＴＳ）と加工硬化量
（ＷＨ）：ＹＲが０．５５超となると、面形状性が劣化
し、かつＷＨ量が低減するので上限を０．５５とする。
また、このような低ＹＲ鋼板は一般的にＷＨが大きい
が、４kgｆ／mm² 以上でないとＹＰが低いので、耐デン
ト性の問題が生じる。したがって、ＷＨの下限を４kgｆ
／mm² とする。

【００２８】焼付硬化量（ＢＨ）と（ＷＨ＋ＢＨ）量：
ＢＨ量は、耐デント性の観点から２kgｆ／mm² 以上は必
須で高いほど好ましい。しかし、５kgｆ／mm² 超になる
とプレス時にストレッチャーストレインが発生する恐れ
があるのでその上限を５kgｆ／mm² とする。また、低Ｙ
Ｒ鋼板の耐デント性確保の観点から、（ＷＨ＋ＢＨ）量
を６kgｆ／mm² 以上とする。

【００２９】平均ｒ値とＴ．Ｅｌ：加工性の観点から、
これらは高いほど望ましい。その下限をそれぞれ、１．
５，３５％とする。

【００３０】２次加工性：一般的に、ＴｉやＮｂを添加
した極低炭素鋼は２次加工性に劣る。さらに強化元素と
してＰを添加すると一層劣化する。このように、極低炭
素の高強度冷延鋼板の本質的な問題点である２次加工脆
性の評価法には種々あるが、本発明では以下の手法を用
いる。すなわち、２次加工脆性遷移温度は、調質圧延を
した鋼板から直径５０mmのブランクを打抜き、ついで直
径３３mmのポンチでカップ成形し、これに種々の温度で
落重試験を施した場合の延性−脆性遷移温度である。本
手法で決定した延性−脆性遷移温度が−５０℃以下であ
れば、２次加工脆化の問題が生じないことが経験的に判
明しているので、この値を下限値とする。

【００３１】本発明の高強度冷延鋼板は、１回の冷延・
焼鈍の工程で製造されるものであり、複合組織鋼板に平
均ｒ値を付与するために２回以上の冷延・焼鈍を繰り返
すことは、コスト上昇と製造工程の複雑化を招くので用
いない。

【００３２】かくして、本発明によれば、引張強度が３
５〜５０kgｆ／mm² 級で、降伏強度が１５〜２５kgｆ／
mm² 、降伏比（ＹＲ＝ＹＰ／ＴＳ）が０．５５以下、プ
レス成形時のＹＰ−Ｅｌが０．２％以下、加工硬化量
（ＷＨ）が４kgｆ／mm² 以上で、塗装焼付時の焼付硬化
量（ＢＨ）が２〜５kgｆ／mm² で、ＷＨ＋ＢＨが６kgｆ
／mm² 、平均ｒ値が１．５以上Ｔ．Ｅｌが３５％以上で
延性−脆性遷移温度が−５０℃以下の優れた２加工性を
有するフェライト単相組織から成る高強度冷延鋼板を提
供することができる。

【００３３】

【実施例】

（実施例１）表１に示す組成を有する鋼を溶製し、スラ
ブ加熱温度１１５０℃、仕上げ温度９１０℃、巻き取り
温度を６５０℃で熱延圧延し、４．０mm厚の鋼板とし
た。酸洗後、８０％の圧下率を冷間圧延を施し０．８mm
の冷延板とし、次いで加熱速度１５℃／ｓ，均熱８４０
℃×５０ｓ，冷却速度２０℃／ｓの連続焼鈍をした。さ
らに、０．５％の圧下率の調質圧延をし、ＪＩＳ５号引
張試験片を採取し引張試験に供した。引張試験結果もま
とめて表２に示す。

【００３４】ここで、本発明において重要となるＷＨ量
は、圧延方向に２％の引張歪を付加した時の加工硬化量
であり、２％変形応力から降伏応力（ＹＰ）を差し引い
た量である。また、ＢＨ量は２％予歪材に１７０℃×２
０分の塗装焼付相当の熱処理を施してから再度引張試験
を行った場合の応力の上昇量（再引張試験時の下降伏応
力から２％変形応力を差し引いた値）である。また、２
次加工脆性遷移温度は、調質圧延をした鋼板から直径５
０mmのブランクを打抜きついで直径３３mmのポンチでカ
ップ成形し、これに種々の温度で落重試験を施した場合
の延性−脆性遷移温度である。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】表２から明らかなように、本発明鋼は、従
来鋼の同レベルの引張強度を有する高強度鋼板と比較し
て降伏強度が低く面形状性が良好であり、かつＷＨとＢ
Ｈ量が高いので耐デント性の指標であるσ_d ＝ＹＰ＋Ｗ
Ｈ＋ＢＨも従来材より高い良好な鋼板であり、したがっ
て自動車の外・内板パネルなどには好適の材料である。

【００３８】すなわち、図１に示すように本発明鋼は従
来鋼と比較して、同一強度でも降伏強度が低くプレス後
の面形状が良好となることが期待できる。一方、図２に
示すように従来鋼と比較して降伏強度が同一でも（ＷＨ
＋ＢＨ）量が高いので耐デント特性（σ_d ＝ＹＰ＋ＷＨ
＋ＢＨ）も同時に改善される。さらに、表１に示すよう
に本発明鋼は従来鋼よりＰ，Ｓｉの添加量が少なく、Ｍ
ｎやＣｒを多量に添加しているので延性−脆性遷移温度
が−５０℃以下と低く２次加工性にも優れている。

【００３９】また、本実施例で記述した発明鋼板は、
［従来の技術］において記載した複合組織鋼板や、Ｔｉ
やＮｂを添加した極低炭素鋼板より本発明で狙いとする
用途には総合的にみて優れた特性を有することがわか
る。

【００４０】（実施例２）表１の鋼No．１−２，１−
３，２−１，２−３，２−５に示す組成を有する鋼を溶
製し、スラブ加熱温度１１５０℃、仕上げ温度９００
℃、巻き取り温度７００℃の条件で熱間圧延し、４．０
mm厚の鋼板とした。酸洗後、８０％の圧下率の冷間圧延
を施し０．８mmの冷延板とし、次いで加熱速度１５℃／
ｓで最高加熱温度８３０℃まで加熱してから約１０℃／
ｓで冷却し、４６０℃で慣用の溶融亜鉛メッキを行い
（浴中Ａｌ濃度は０．１１％）、さらに加熱して５２０
℃で２０秒間合金化処理後約１０℃／ｓで室温まで冷却
した。得られた合金化亜鉛メッキ鋼板について機械的性
質、メッキ密着性、およびメッキ皮膜中のＦｅ濃度を測
定した。

【００４１】これらの結果も表３にまとめて示す。ここ
で、メッキ密着性は１８０°密着曲げを行い、亜鉛皮膜
の剥離状況を、曲げ加工部にセロテープを接着したの
ち、これをはがしてテープに付着した剥離メッキ量から
判定した。評価は、下記の５段階とした。 １…剥離大、２…剥離中、３…剥離小、４…剥離少量、
５…剥離全く無 また、メッキ層中のＦｅ濃度は、Ｘ線回折によって求め
た。

【００４２】

【表３】

【００４３】表３から明らかなように、本発明鋼は従来
鋼と比較して低ＹＰで、かつＷＨとＢＨ量が高く、耐デ
ント性と対応するσ_d も向上する。これらは、実施例１
でも確認された点である。さらに、従来鋼と比較して本
発明鋼はメッキ密着性が良好であり、合金層中のＦｅ濃
度も望ましい相と考えられているδ₁ 相のそれに相当す
る量となっている。これは、本発明においてはメッキ密
着性を劣化させるＳｉや合金化反応を抑制するＰやＳｉ
を極力低減し、ＭｎやＣｒを添加して強度を上昇させて
いるためと考えられる。

【００４４】また、本実施例で記述した発明鋼板は、
［従来の技術］において記載した複合組織鋼板や、Ｔｉ
やＮｂを添加した極低炭素鋼板より本発明で狙いとする
用途には総合的にみて優れた特性を有することがわか
る。さらに、複合組織鋼板は、一般的にＳｉを多量に添
加して組織の複相化を達成するが、その場合Ｓｉに起因
するメッキ特性の劣化が問題となる。本発明の鋼板は、
このような問題も発生しない。

【００４５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば従来にないプレス成形性に優れた高強度冷延鋼
板が、低コストの製造法によって得られる。また、本発
明の鋼板は、電気メッキ鋼板の原板として好適であるば
かりでなく、溶融亜鉛メッキ鋼板としても優れている。
その結果、本発明の鋼板を自動車のボディやフレームな
どに使用すると、板厚の軽減すなわち車体の軽量化が可
能となるので、地球環境の保全にも本発明は大きく寄与
できる。このように、本発明の産業上の意義はきわめて
大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】製品板の引張り強度と降伏強度との関係を示す
図。

【図２】降伏強度とσ_d （デント特性の指標）との関係
を示す図。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年３月１２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】他方、ＴｉやＮｂを添加した極低炭素鋼を
ベースに、Ｐなどで固溶体強化した高強度冷延鋼板も良
好な強度と加工性とを兼ね備えることがよく知られてい
る。この場合、一般的にはｒ値は良好となるが、ＰやＳ
ｉで強化するのでＴＳのみならずＹＰも著しく上昇し、
成形後の面形状性に問題が生じる。さらに、ｒ値などの
加工性を向上させるために、ＴｉやＮｂで微量のＣ，Ｎ
を固定しているので、ＢＨ性を付与することが困難とな
る。例えば、特開昭５６−１３９６５４号公報において
は、Ｎｂ添加極低炭素鋼にＰを添加することにより、成
形性の優れた高強度冷延鋼板およびその製造法を開示し
ている。その代表的な特性値は、ＹＰ：２５kgｆ／m
m² ，ＴＳ：４１kgｆ／mm² ，ＹＲ：０．６１，ｒ：
１．９，ＡＩ（時効指数）：０kgｆ／mm² であるが、Ｙ
ＰしたがってＹＲが高く面歪が発生する恐れがある。ま
た、焼付硬化能も全く無い。また、特開昭５６−１４２
８５２号公報においては、降伏比ＹＲの低い深絞り用高
強度冷延鋼板を開示しているが、主にＰで強化し、単に
補助的にＭｎ，Ｍｏ，Ｃｒで強化している。ｒ値は１．
６以上でＹＲも０．６以下と成形性は良好であるが、Ｔ
ｉをＣ，Ｎに対して充分添加しているのでＢＨ性が全く
付与されない問題がある。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】以上の機構により、Ｍｎ，Ｃｒを添加する
と降伏強度は殆ど変化せず、加工硬化率が増加して引張
強度が上昇したものと考える。このような特徴的な挙動
は、上述した本発明の目的、すなわち低ＹＰでかつ高Ｗ
Ｈの特性を達成するためには、従来のＳｉ，Ｐの添加は
好ましくなく、Ｍｎ，Ｃｒの添加が必須となることを意
味する。したがって、本発明ではＭｎ，Ｃｒの積極的な
活用を従来技術の問題点の基本的な解決手段とした。た
だし、Ｍｎ，Ｃｒの添加だけでは、所望の強度が得られ
ない場合が発生したり、製造コストが上昇したりするの
で、Ｓｉ，Ｐ添加との併用も考える。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．０００５〜０．０１
   ％、Ｐ：０．０９％未満を含有し、Ｍｎ：０．５〜３．
   ０％、Ｃｒ：０．２〜３．０％のうちの１種または２
   種、さらに、Ｔｉ：０．００５〜０．１０％およびＮ
   ｂ：０．００５〜０．１０％のうちの１種または２種を
   含む組成からなる鋼であって降伏強度（ＹＰ）が１５〜
   ２５kgｆ／mm² 、降伏比（ＹＲ＝ＹＰ／ＴＳ，ＴＳ：引
   張強度）が０．５５以下、プレス成形時の降伏点伸び
   （ＹＰ−Ｅｌ）が０．２％以下で、加工硬化量（ＷＨ）
   が４kgｆ／mm² 以上で、塗装焼付時の焼付硬化量（Ｂ
   Ｈ）が２〜５kgｆ／mm² で、かつＷＨ＋ＢＨが６kgｆ／
   mm² 以上、平均ｒ値が１．５以上、Ｔ．Ｅｌが３５％以
   上、延性−脆性遷移温度が−５０℃以下の優れた２次加
   工性を有することを特徴とする成形後の面形状性が良好
   で優れた耐デント性を有する深絞り用高強度冷延鋼板。
2. 【請求項２】 フェライト単相組織からなることを特徴
   とする請求項１記載の深絞り用高強度冷延鋼板。
3. 【請求項３】 １回の冷延・焼鈍法で製造された請求項
   １または２記載の深絞り用高強度冷延鋼板。