JPS61170518A - 成形性にすぐ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） 本発明は成形性のすぐれた高強度熱延鋼板の製造方法に
関する。

（従来の技術） 従来より、例えば、自動車の軽量化や安全性の向上のた
めに、高強度鋼板が広く使用されているが、近年、特に
、複雑な成形加工が必要とされる種々の部品にも高強度
鋼板が使用されるに至り、これに伴って、成形性に対す
る要求が一段と厳しさを増しつつある。

このように成形性にすぐれた熱延鋼板としては、従来よ
り低降伏比を有するフェライト・マルテンサイト鋼や、
特に伸びフランジ性にすぐれたフェライト・ベイナイト
・マルテンサイト鋼が知られている。しかし、このよう
な混合組織からなる熱延綱板を製造するに際しては、例
えば、特公昭５８−２４４８９号公報に記載されている
ように、従来、低温で巻取るとき、固溶炭素が存在する
ために、得られる鋼板が強度−延性バランスにおいて劣
化するので、巻取温度を２５０℃以上、好ましくは３０
０℃以上とする必要があるとされている。

（発明の目的） しかしながら、本発明者らは、低温巻取によって熱延鋼
板を製造するとき、焼付硬化量が大きいこと、スケール
中のとュスタイト（酸化第一鉄）含有率が大きいので、
酸洗時間を短縮し得ること、熱延終了後、速やかにスキ
ンバス又は酸洗等の後続する工程に鋼材を送れることの
ほか、冷却ヤードを短縮し得ること等、種々の利点を有
することを見出した。そこで、本発明者らは、このよう
な利点を活かしつつ、低温巻取による熱延鋼板に従来の
フェライト・マルテンサイト鋼と同じ程度の強度−延性
バランスを付与する方法について鋭意研究した結果、所
定の化学成分を有する鋼を仕上圧延した後の冷却条件を
規制して、所定の体積分率を有するフェライト・マルテ
ンサイト・ベイナイト３相混合組織を得ることによって
、成形性にすぐれた高強度熱延鋼板を得ることができる
ことを見出して、本発明に至ったものである。

（発明の構成） 本発明による成形性のすぐれた熱延鋼板の製造方法は、
重量％で ＣＯ，０３〜０．２５％、 Ｓｉ１．３％以下、 Ｍｎ　　０．６〜１．６％、及び ／ｌ！０．０１〜０．１％を含有し、且つ、１％≦２Ｃ
＋Ｍｎ＋Ｓｉ≦３％ （但し、元素記号は当該元素の重量％を示す。）であっ
て、残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼をＡｒ＋点以
上の温度で仕上圧延した後、冷却過程においてフェライ
トとオーステナイトとの２相共存状態とし、次いで、急
冷した後、２３０℃以下の温度で巻取って、フェライト
・ベイナイト・マルテンサイト３相混合組織からなる鋼
板を得ることを特徴とする。

先ず、本発明において用いる鋼の化学成分について説明
する。

Ｃは、鋼の強化及び焼入れ性の向上のために、特に、鋼
に所要の強度を与えるために、少なくとも０．０３％の
添加を必要とする。しかし、過多に添加するときは、鋼
の延性を劣化させ、また、溶接性をも劣化させるので、
上限を０．２５％とする。

Ｓｉは、鋼の強度及び延性の向上のために必要であると
共に、マルテンサイト及びベイナイトの低温変態生成相
の生成を助長して、本発明による所定の鋼組織を得るた
めに必要な元素である。しかし、過多に添加するときは
、例えば、溶接部を脆化させる等の有害な影響が現われ
ることがあるので、添加量の上限を１．３％とする。

Ｍｎも、Ｓｉと同様に低Ｃ化による強度低下を補償する
と共に、Ｓｉと同様に低温変態生成相の生成を助長して
、所要の鋼組織を形成させるために必要な元素であり、
また、余りに少ないときは、鋼板組織にパーライトが混
在しやすく、特性の劣化を招くので、本発明においては
少なくとも０．６％の添加が必要である。しかし、余り
に多く添加することは、鋼の延性を劣化させるので、上
限を１．６％とする。

Ａｌは、鋼の脱酸のために、通常、０６０１〜０゜１％
の範囲で添加される。

また、本発明においては、硫化物介在物の形状を制御し
て無害化し、成形性をより改善するために、上記した元
素に加えて、鋼にＣａ及びＲＥＭよりなる群から選ばれ
る少なくとも１種の元素を添加することができる。上記
した効果を有効に発現させるためには、Ｃａについては
ｏ、　ｏ　ｏ　ｏ　ｓ％以上、ＲＥＭについては０．０
０５％以上の添加が必要である。また、その添加量の上
限は、Ｃａについては０．０１％、ＲＥＭについては０
．１％である。

本発明においては、上記した化学成分を有する鋼をＡｒ
、点板上の温度で仕上圧延した後、これに続く冷却過程
においてフェライトとオーステナイトとの２相共存状態
とし、次いで、急冷した後、２３０℃以下の温度で巻取
って、所定の体積率を有するフェライト・ベイナイト・
マルテンサイト３相混合組織鋼板を得る。

仕上圧延温度かＡｒ３点よりも低いときは、鋼組織にフ
ェライトが含まれて、このフェライトが圧延されること
となる。圧延されたフェライトは歪を受け、転位密度が
増加するので、延性の劣化が顕著となる。即ち、加工フ
ェライトが回復せず、巻取後まで持ち越されるので、得
られる熱延鋼板が加工フェライト−変態したポリゴナル
フエライトーベイナイトーマルテンサイト組織となって
、製品の延性を低下させる。

次に、本発明の方法によれば、上記のような熱間圧延終
了後の冷却過程において、それぞれが所定の体積率を有
するフェライト・ベイナイト・マルテンサイト３相混合
組織を得るために、前記した化学成分のうち、Ｃ％　Ｓ
　を及びＭｎについては、１％≦２Ｃ＋Ｍｎ＋Ｓｉ≦３
％ （但し、元素記号は当該元素の重量％を示す。）を満足
することが必要である。

上記式で示される元素量が１％よりも少ないときは、前
記した化学成分を有する鋼を熱間圧延し、冷却し、２３
０℃以下の温度で巻取っても、所要のマルテンサイト量
を確保することができず、所期のフェライト・ベイナイ
ト・マルテンサイト３相混合組織を得ることができない
ため、得られる鋼板は、強度が小さいうえに、降伏比が
０以上であって、降伏点伸びも大きい。一方、上記式で
示される元素量が３％よりも多いときは、３００℃又は
それ以上の温度での巻取によっても、低降伏比の鋼板を
得ることができるが、鋼板組織に占めるマルテンサイト
量が過多となり、伸びフランジ性が劣化するほか、添加
元素量の増大に伴い、製造費用が高くなる。

更に、本発明の方法においては、所期の鋼組織を得るた
めに、巻取温度と共に熱間圧延後の冷却条件も重要であ
る。

第１図に熱間圧延終了後の冷却方法の具体例を示す。冷
却方法ａは、熱間圧延終了後、急冷開始温度Ｔ、まで平
均冷却速度（Ｃ＋　）５〜ｂ秒にて急冷し、この後、２
３０℃以下の巻取温度（Ｔ２）まで平均冷却速度（Ｃｓ
）２０℃／秒以上で急冷する。冷却方法すは、熱間圧延
終了後、フェライト生成温度域であるＡｒ、点とＡｌ１
点の間の温度まで、平均冷却速度（Ｃり２０℃／秒以上
にて急冷し、且つ、この温度範囲において平均冷却速度
３〜ｂ えば、３〜１５秒間程度、徐冷して、フェライトの生成
を促進すると共に、オーステナイトの安定化を図り、次
いで、冷却方法ａと同様に２３０℃以下の巻取温度（Ｔ
２）まで急冷した後、巻取って、フェライト・ベイナイ
ト・マルテンサイト３相混合組織からなる熱延鋼板を得
るものである。

このように、本発明においては、仕上圧延した後、冷却
過程においてフェライトとオーステナイトとの２相共存
状態とし、次いで急冷して、上記温度で巻取ることによ
って、所定の体積組成を有する３相部合組織からなる熱
延鋼板を得るものである、このようにして得られるフ再
ライト・ベイナイト・マルテンサイト３相混合組織鋼板
において、フェライトは、熱延鋼板に延性を付与するた
めの基本組織であって、等軸フェライト粒を５０％以上
含有することが必要である。かかるフェライト粒を得る
ために、前記したように、熱間圧延終了後、巻取に至る
までの間にフェライト変態の生じる６５０〜８００℃の
温度域にて３〜１５秒程度の無注水域を設定し、徐冷す
ることが推奨される。

マルテンサイトは、鋼板に強度を付与し、降伏点伸びを
消し、降伏比を下げるために必須の組織であるが、反面
、マルテンサイトは、過多に含まれるときは、伸びフラ
ンジ性を劣化させる。本発明においては、マルテンサイ
ト量と降伏点伸び、降伏比及び伸びフランジ性（λ）の
関係を第３図に示すように、降伏点伸びを０とし、降伏
比を０゜７以下とするには、マルテンサイト量が２％以
上必要である。尚、第３図は、スキンパスを行なってい
ない鋼板についての特性を示すが、通常、形状の修正を
行なうための軽スキンパスには、マルテンサイト量が２
％あれば十分であるので、本発明においては、鋼組織に
おけるマルテンサイト量の下限量を２％とする。

一方、伸びフランジ性は、マルテンサイト量の増加と共
に、低下することが認められ、マルテンサイト量が１５
％を越えて存在することは、伸びフランジ性の点から好
ましくないので、マルテンサイト量の上限は１５％とす
る。

ベイナイト相は、マルテンサイトはど強度への寄与は大
きくないが、マルテンサイトに比較して、それ自体は延
性に冨むが、５０％を越えるときは全伸びを低下させる
。従って、本発明においては、ベイナイト相の含有率は
、伸びの低下が少ない４８％以下とする。

（発明の効果） 以上のように、本発明によれば、５０％以上のフェライ
ト相が延性を付与し、２〜１５％のマルテンサイト相が
降伏点伸びの消去、降伏比の低下及び強度上昇を与え、
更に、５〜４８％のベイナイト相が強度を与えるので、
成形性のすぐれた熱延鋼板を得ることができる。

（実施例） 以下に本発明を実施例に基づいて説明する。

実施例 第１表に示す化学組成を有する本発明鋼Ａ−Ｄ及び比較
鋼Ｅ及びＦ鋼を温度８００〜８８０℃で仕上圧延した後
、第２表に示す種々の冷却条件及び巻取条件にて厚み３
．２鶴の熱延綱板とした。第１表において、冷却方法ａ
及びｂ、平均冷却速度Ｃ，，Ｃ，及びＣ３、巻取温度Ｔ
Ｉ及びＴ２は、先に第１図に基づいて説明したとおりで
ある。

第３表に得られた製品鋼板の機械的性質及び鋼組織を示
す。伸びフランジ性λは、鋼板に穿設した穴の径をｄｏ
　　（１０ｍ）　、穴拡げによって鋼板が破断したとき
の穴径をｄとするとき、ノー　（（ｄ−ｄｏ　）／ｄｏ
　）ｘｉ　００　（％）で定義される。

本発明鋼はいずれも、降伏点伸びが０、降伏比が０．７
以下であり、伸びフランジ性もすぐれ、強度−延性バラ
ンスにすぐれている。

尚、Ｓｉ及びＭｎの添加量を多くすれば、比較鋼Ｆにみ
られるように、３００℃の温度での巻取によっても、降
伏点比を０．７以下とすることができるが、元素量の増
大に伴って製造費用かたか（なるほか、マルテンサイト
量が多くなるので、伸びフランジ性に有害な影響が現わ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法における仕上圧延後の冷却方法の
好ましい具体例を示すグラフ、第２図は２Ｃ＋Ｓｉ＋Ｍ
ｎ量と巻取温度とに対する熱延鋼板の降伏点比との関係
を示すグラフ、第３図は熱延鋼板におけるマルテンサイ
ト体積率と機械的性質と９関係を示すグラフである。 第１図 第２図 ２Ｃ＋　Ｓｊ　＋　Ｍｎ　　（’１０）第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で Ｃ　０．０３〜０．２５％、 Ｓｉ　１．３％以下、 Ｍｎ　０．６〜１．６％、及び Ａｌ　０．０１〜０．１％を含有し、且つ、１％≦２Ｃ
   ＋Ｍｎ＋Ｓｉ≦３％ （但し、元素記号は当該元素の重量％を示す。）であつ
   て、残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼をＡｒ＿３点
   以上の温度で仕上圧延した後、冷却過程においてフェラ
   イトとオーステナイトとの２相共存状態とし、次いで、
   急冷した後、２３０℃以下の温度で巻取つて、フェライ
   ト・ベイナイト・マルテンサイト３相混合組織からなる
   鋼板を得ることを特徴とする成形性のすぐれた高強度熱
   延鋼板の製造方法。
2. （２）重量％で （ａ）Ｃ　０．０３〜０．２５％、 Ｓｉ　１．３％以下、 Ｍｎ　０．６〜１．６％、及び Ａｌ　０．０１〜０．１％を含有し、且つ、１％≦２Ｃ
   ＋Ｍｎ＋Ｓｉ≦３％ （但し、元素記号は当該元素の重量％を示す。）である
   と共に、 （ｂ）Ｃａ　０．０００５〜０．０１％、及びＲＥＭ　
   ０．００５〜０．１％ よりなる群から選ばれる少なくとも１種の 元素を含有し、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼をＡｒ＿３点以上
   の温度で仕上圧延した後、冷却過程においてフェライト
   とオーステナイトとの２相共存状態とし、次いで、急冷
   した後、２３０℃以下の温度で巻取つて、フェライト・
   ベイナイト・マルテンサイト３相混合組織からなる鋼板
   を得ることを特徴とする成形性のすぐれた高強度熱延綱
   板の製造方法。