JPS59575B2 - 成形性のすぐれた高張力冷延鋼板の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、成形性のすぐれた高張力冷延鋼板の製造法
に関する。

冷延鋼板の製造法は、周知のごとく、熱間仕上圧延機で
圧延した鋼板をダウンコイラで巻取った後、酸洗→冷間
圧延→表面清浄→焼なまし・・・・の各処理工程を経て
冷延鋼板を製造しているが、その材質としては近年リム
ド鋼に変って、アルミキルド鋼が使用されるようになっ
てきた。

これは、高強度鋼素材であると共に成分偏析にもとづく
特性変動が少なく、しかも時効劣化し難い特徴を有する
のみならず、バッチ式焼なまし法ではその材質中に固溶
している窒素Ｎを焼なまし処理工程中に微細なＡｌＮと
して析出させて成形性（深絞り性）の指数として用いら
れるランクフォード値（以下下値と称す）を高いレベル
に持ちきたすことができるためである。

ところが、連続焼なまし法においては、このアルミキル
ド鋼の特徴であるところの微細なＡｌＮの析出による下
値の向上が一般的に難しい。

これは昇熱速度が速いため、微細ＡｌＮの析出後、再結
晶が進行するという順序が逆転又はこれに近い状態にな
ることになる。

これは、連続焼なまし法において、ＡｌＮとしての析出
効果が全く得られない上に、再結晶粒成長をも阻害して
いる。

そこで、連続焼なまし法における、この下値の向上につ
いては近年、下記に示すような方法が提案されている。

すなわち、１ 熱間圧延後の鋼板の巻取りを、高温巻取
りとすることにより、炭化物の凝集及びＡｌＮの大型析
出物の析出を施し、下値の向上と再結晶粒成長を図った
もの。

２、連続炉での再結晶焼なまし湿度を通常より昇温させ
、その鋼板の組織をフェライト＋オーステナイト預域ま
で外淵して集合組織の改善を図り、下値の向上を目指し
もの。

３、チタンを添加することにより下値の向上を図ったも
の等がある。

しかし、上記１の高温巻取りを行うと、脱スケール性や
表面性状の悪化、結晶粒の粗大化、形状不良などが生じ
、冷延母材としては格落ちする場合が多くなる。

又、２の再結晶焼なまし湿度を上げると、連続炉に要す
る燃料原単位が増大し、コストアップとなる。

又、３．のチタンを添加すると、チタンは炭素と結合す
るため、チタンの添加時はその際に真空脱炭処理も施さ
ねばならず、その処理とチタンの使用により、ロス１ア
ツプとなるなどの欠点があった。

この発明は、これらの方法をとらず、連続焼なまし過程
でのヒートパターンを一部変えることにより、上記の欠
点を解消し得る成形性のすぐれた３５〜６０ Ｋｔｙ／
ｍｍ２クラスの高張力冷延鋼板の製造法を提案するもの
である。

すなわち、この発明は １ 炭素０．１５係以下、けい素０．２０％以下、マン
ガン０．４０〜３．０係、りん０．２０係以下、アルミ
ニウム０．０２〜０．１５％、窒素０．００２５〜０．
０２％、残部実質的に鉄よりなる鋼を、通常の熱間圧延
を施して６００℃以下３００℃以上でコイルに巻取り、
酸洗後圧工率４０％以上８０チ以下で冷間圧延を行った
後、３５０℃以上再結晶淵度以下好ましくは４５０〜５
５０℃の湿度域に１０〜６０秒予熱課持し、引続き再結
晶湿度以上８５０℃以下の湿度域に短時間保持して再結
晶焼なましを行い、次いで２５０〜４５０℃の湿度域に
降温して過時効処理を施すこと、および２００℃以下に
いったん急冷して再加熱後、２５０〜４５０℃の湿度域
で過時効処理を施すことを特徴とする成形性のすぐれた
高張力冷延鋼板の製造法。

２ 上記第１項の成分に加えて、さらにクロム０、５
％以下、モリブデン０．３係以下のうちどちらか一方、
又は両方を含有することを特徴とする成形性のすぐれた
高張力冷延鋼板の製造法を要旨とする。

まず、この発明について具体的に説明すると、第１図及
び第２図に示すように、曲線１ａ及び２ａはこの発明法
の再結晶焼なまし及び過時効処理過程におけるヒートパ
ターンの曲線を示し、曲線１ｂ及び２ｂは従来法の再結
晶焼なまし及び過時効処理過程におけるヒートパターン
の曲線を示すもので、連続炉においてコイルを連続的に
焼なまし炉の中を通過させながら連続焼なましを行うが
、まず焼なまし初期の段階でいったん３５０℃以上〜再
結晶益度以下の湿度範囲の焼なまし予熱湿度域ＰｒｅＲ
Ａで１０〜６０秒程度短時間課持する。

この焼なまし予熱湿度域ＰｒｅＲＡを施すことにより、
冷延鋼板中の窒素をＡｌＮとして微細に析出するように
したものである。

すなわち、アルミキルド鋼は冷延後の再結晶焼なまし初
期段階においてＡｌＮを微細に析出させやすく、これに
より再結晶集合組織を改善し、高下値の得られることが
知られている。

そこで、発明者は連続焼なまし法において、ＡｌＮの析
出しやすい湿度域に短時間保持することにより、ＡｌＮ
゛を十分析出させて集合組織を改善し、下値を向上せし
め、成形性の向上を図るものである。

そして、その後の湿度過程は通常のヒートパターンと同
様の熱処理を施す。

すなわち、Ａ１変態点近傍の再結晶焼なまし湿度域ＲＡ
まで外淵して２０〜１２０秒程度保持し、この間に再結
晶、粒成長の過程を経て軟化させ、成形加工性を向上さ
せるものである。

次いで、２５０〜４５０℃の過時効処理湿度域ＯＡまで
降温又は２００°Ｃ以下に冷却した後再加熱して２〜４
分間保持し、時効の発生原因となる固溶炭素を減少させ
る方法である。

又、第２図はこの発明の他の実施例を示したもので、再
結晶焼なまし後冷却し、再加熱して過時効処理を施す場
合のヒートパターン例を示す曲線である。

上記焼なまし予熱湿度域ＰｒｅＲＡを３５０℃以上〜再
結晶温度以下としたのは、３５０℃未満ではＡｌＮの析
出に必要な熱量が得られず、又再結晶湿度を越えると、
この発明の目的とする「微細Ａ［Ｎの析出後再結晶させ
、集合組織を改善する」という目的を得ることが困難と
なるためである。

又、その時間は１０秒以上保持すれば、その間に十分Ａ
ｌＮを析出させることができる。

この人ｌＮの析出時間は長いほど好ましいが、設備長さ
の増大につながることから、実質的には６０秒ぐらいが
上限となる。

上記再結黒焼なまし湿度域ＲＡは、再結晶温度以下８５
０℃以下でよいが、炉の燃料原単位を考慮してできるだ
け低い方がよい。

この点に関し、フエライ［一相組織鋼の場合は後述する
下値の向上により６５０〜７５０℃の湿度範囲でよい。

又その保持時間は長い方がよいが、設備上許容範囲内の
２０〜１２０秒程度で十分再結黒焼なまし処理効果が得
られる。

一方フエライト＋マルテンサイトの複合組織を有するい
わゆる二相組織鋼の場合再結黒焼なまし湿度はフェライ
ト（α）＋オーステナイト（γ）域で均熱保持し、γ相
への成分元素濃化を図るため、７５０〜８５０°Ｃが必
要である。

その保持時間は長い方がよいが設備上許容範囲内の２０
〜１２０秒程度でその効果が得られる。

又、過時効処理湿度ＯＡは、通常と同じ２５０〜４５０
℃の時効処理に適した湿度範囲でよく、その時間も通常
と同じの２〜４分の時効処理時間で十分である。

上記焼なまし炉内における焼なましの予熱操作は、炉内
の湿度調整を行うことにより、容易にこの発明の焼なま
し予熱帯を設けることができる。

このように、再結黒焼なまし時のヒートパターンを一部
変えるのみで、成品の下値が向上し、成形性がすぐれ、
ひずみ時効の発生を抑制した高品質の成品を製造するこ
とができる。

この下値の向上に伴い、下記に示す種々の問題も解消さ
れる。

すなわち、ダウンコイラでの７５０℃前後の高淵巻取り
を要せず、コイルの巻取湿度を６００℃以下にしても確
実に７値の向上を図ることができる。

したがって、高温巻取りにより生じる脱スケール性、表
面性状の悪化や結晶粒の粗大化、形状不良などを抑制す
ることができ、最適なる冷延母材を得ることができる。

又、再結黒焼なまし湿度域ＲＡは、通常集合組織の改善
を図って下値を向上し得るように、短時間内に７００〜
８５０℃まで外淵しているが、この発明法においては予
熱段階を新たに設けて下値を向上し得るものであるから
、フェライト−相組織鋼の場合再結黒焼なまし湿度域Ｒ
Ａを６５０〜７５０℃程度まで下げることができる。

このため、連続炉における燃料原単位を確実に低減でき
る。

又、チタンの添加や真空脱炭処理なども要せず、きわめ
て簡単かつ確実に７値の向上を得ることができる。

又、この発明のアルミキルド鋼冷延鋼板は、例えば連続
鋳造法又は造塊法により製造した高張力冷延鋼板、二相
組織高張力冷延鋼板などが対象となる。

この発明において、鋼の化学成分を限定したのは次の理
由による。

炭素は、強度を得るために必要な元素であるが、炭素が
０．１５％を越えると、溶接性が悪化するため、０．１
５受以下とした。

けい素は、０．２０％を越えると、鋼板表面に焼なまし
時に着色し、又スケールによる表面欠陥となるため、０
．２０％以下とした。

マンガンは、強度を得るために必要な元素であるが、０
．４０％未満では目標とする強度を得るには十分でなく
、フェライト−相鋼の場合はマンガン量は０．４０〜１
．５０％が適しているが、一方フエライ１＋マルテンサ
イＶ二相鋼の場合のマンガン量は１．５係以上が必要で
あるが、３，０係を越えると溶製が困難であり、かつコ
スト高となるため、０．４０〜３．０％とした。

りんは、高張力化に必要であるが、０．２０％を越える
と、二次加工脆化の危険性があり、又スポット溶接性が
劣化するため、０．２０％以下とした。

アルミニウムは、ＡＩＮの析出に必要で、０．０２係未
満では効果が少なく、０．１５％を越えるとスラブ加熱
時のＡｌＮの固溶化が不完全となり、結晶粒の微細化に
より延性が低下するため、０．０２〜０．１５係とした
。

窒素は、伸びを向上させるためには少ない方がよいが、
０．００２５％未満ではＡｌＮの析出が不十分であり、
０．０２％を越えると伸びが低下し、アルミニウムと相
俟ってスラブ加熱時のＡｌＮの固溶化が不完全となるた
め、０．００２５〜０．０２係とした。

クロムは、強度向上のため及び二相組織化にあたり、マ
ンガン量の低減に有効であるが、０．５％を越えると、
添加のわりにこれらの効果の上昇が少ない上むしろ集合
組織を劣化させるので、０．５０係以下とした。

又、モリブデンも同様の理由により０．３０％以下とし
た。

熱間仕上圧延後の巻取湿度６００℃以下３００℃以上の
は、６００℃を越えると、巻取後の冷却中に大型のＡｌ
Ｎが析出してしまい、本来の目的であるところの予熱温
度域ＰｒｅＲＡでの微細なＡｌＮの析出が不可能となる
ため、６００°Ｃ以下とした。

又、３００℃以下では巻取時の銅帯強度が強く、巻取が
困難となり、製造上の不具合を生じたり、水冷却のため
の水量を増大、または能率の低下をきたす。

一方で３００℃以下としても、絞り性向＊＊上に対する
効果は変らない。

又、冷間圧下率を４０％以上８０係以下としたのは、通
常の冷延鋼板と同様で成品寸法精度、形状性の向上の他
、再結晶集合組織を改善するためであり、８０係以上の
圧下は圧延全荷重が大きくなり作業性の低下、板厚精度
平担などの劣化をもたらし、又、冷延鋼板として必要な
板厚精度、形状性を確保するためには４０係以上の圧下
率が必要であり、圧下率４０係以下では良好な絞り性が
得られないからである。

〔実施例 １〕 次に、高張力冷延鋼板試料ＡＩ、２，３．８と、二相組
織高張力冷延鋼板試料Ａ４，５，６，７゜９の製造過程
を例にとってこの発明法と従来法とを比較した実施結果
を第１表に示し、その成品の組成と焼なまし処理条件も
併せて示した。

上記第１表よりわかるごとく、この発明法によるもの試
料Ａ１〜７は従来法によるもの試料Ａ８゜９に比べてい
ずれも下値が大幅に向上することが認められる。

これは、この発明法のＡｌＮを析出させるという予熱焼
なまし操作が７値の向上に著しく貢献したものである。

この発明は上記のごとく、連続焼なまし法において所定
の焼なまし高温度まで急熱せずに、予熱過程を経て、再
結黒焼なまし処理を施すことにより、アルキミルド鋼の
高張力冷延鋼板の製造に最も適した再結黒焼なまし法で
高強度を有し、かつ、成形性にすぐれた高張力冷延鋼板
を低コストで、しかも容易に製造できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の再結黒焼なまし過程のヒートパター
ンを示す図表、第２図はこの発明の他の再結黒焼なまし
過程のヒートパターンの実施例を示す表図である。 ＰｒｅＲＡ・・・・・・焼なまし予熱湿度域、ＲＡ・・
・・・・再結黒焼なまし湿度域、ＯＡ・・・・・・過時
効処理温度域、１ａ、２ａ・・・・・・この発明法の再
結黒焼なまし過程におけるヒートパターンの曲線ｆｌＪ
、 １ ｂ 、 ２ｂ・・・・・・従来法の再結黒焼な
まし過程におけるヒートパターンの曲線例。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 炭素０．１５％以下、けい素０．２０％以下、マン
   ガン０．４０〜３０％、りん０６２０係以下、アルミニ
   ウム０．０２〜０．１５係、窒素０．００２５〜０．０
   ２％、残部実質的に鉄よりなる鋼を、通常の熱間圧延を
   施して６００℃以下３００℃以上でコイルに巻取り、酸
   洗後圧工率４０チ以上８０係以下で冷間圧延を行った後
   、３５０℃以上再結晶温度以下の温度域に１０〜６０秒
   予熱保持し、引続き再結晶温度以上８５０℃以下の温度
   域に短時間保持して再結晶焼なましを行い、引続いて２
   ５０〜４５０℃の過時効処理温度に降温、過時効処理を
   施すこと、および２００℃以下にいったん急冷して再加
   熱後、２５０〜４５０℃の温度域で過時効処理を施すこ
   とを特徴とする成形性のすぐれた高張力冷延鋼板の製造
   法。 ２ 炭素０．１５％以下、けい素ｏ、２ｏ％以下、マン
   ガン０．４０〜３．０係、りん０．２０％以下、アルミ
   ニウム０．０２〜０．１５％、窒素０．００２５〜０．
   ０２％にさらにクロム０．５％以下とモリブデン０．３
   係以下のうちの１種又は２種を含有させ、残部実質的に
   鉄よりなる鋼を、通常の熱間圧延を施して６００℃以下
   ３００℃以上でコイルに巻取り、酸洗後圧工率４０係以
   上８０係以下で冷間圧延を行った後、３５０°Ｃ以上再
   結晶湿度以下の調度域に１０〜６０秒予熱保持し、引続
   き再結晶温度以上８５０℃以下の温度域に短時間保持し
   て再結晶焼なましを行い、引続いて２５０〜４５０℃の
   過時効処理温度に降温、過時効処理を施すこと、および
   ２００℃以下にいったん急冷して再加熱後２５０〜４５
   ０℃の温度域で過時効処理を施すことを特徴とする成形
   性のすぐれた高張力冷延鋼板の製造法。