JPS61204323A - 面内異方性が小さく耐リジング性に優れる加工用アズロ−ルド薄鋼板の製造方法 - 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） 面内異方性が小さく耐リジング性と加工性に優れた薄鋼
板の製造に関してこの明細書で述べる技術内容は、圧延
条件の規制により冷間圧延および再結晶焼鈍工程を省略
し得る新プロセスについての開発成果を開示するところ
にある。

建材、自動車車体材、缶材ないしは各種表面処理原板な
どの用途に使用される板厚がおよそ２１以下の加工用薄
鋼板には以下のような特性が要求される。

（１）機械的特性 良好な曲げ加工性、張り出し加工性および絞り加工性を
得るために、主として高い延性と高いランクフォード値
（ｒ値）が必要である。

またたとえ特定方向の加工性が良好でも、実際の加工は
平面的なものであるため、面内異方性が大きいと加工後
にしわが生じたりする。この点異方性が小さいと成形後
の耳切りの量が少なくブランク面積を低減できるため、
鋼板歩留りが大幅に向上する。かかる機械的性質の異方
性はΔＥ１（伸びの異方性パラメータ）およびＡｒ　（
ｒ値の異方性パラメータ）で評価でき、ΔＥ１≦５％、
Δｒ≦０．５が異方性に優れる鋼板として要求される。

（２）表面特性 これら材料は主として最終製品の最外側に使用されるた
め、素材としての形状および表面美麗さはもちろんのこ
と、各種表面処理性も重要である。

これら薄鋼板の一般的な製造手段は、次のとおりである
。

まず鋼素材としては主に低炭素鋼を用い、造塊−分塊圧
延にて板厚２００１程度の鋼片とした後、加熱炉にて加
熱−均熱処理し、ついで粗熱延工程により板厚約３０ｍ
ｍのシートバーとしてから、仕上温度がＡｒ３変態点以
上の範囲における仕上熱延工程にて所定板厚の熱延鋼帯
とし、しかるのちそれを酸洗後、冷間圧延により所定板
厚（２，０ｍｍ以下）の冷延鋼帯とし、さらに再結晶焼
鈍を施して最終製品とする。

かかる慣行の最大の欠点は最終製品に至るまでの工程が
きわめて長いことにある。その結果、製品にするまでに
要するエネルギー、要員および時間が真人になるだけで
なく、これら長い工程中に、製品の品質とくに表面特性
工種々の問題を生じさせる不利も加わる０例えば冷間圧
延工程における表面欠陥の発生、あるいは再結晶焼鈍工
程における不純物元素の表面濃化および表面酸化に起因
する表面美麗さの劣化、さらには表面処理性の劣化など
が不可避的トラブルである。

ところで加工用薄鋼板の製造法としては、熱間圧延工程
にて最終製品とするものも考えられている。この方法に
よれば、冷間圧延および再結晶焼鈍工程が省略でき、そ
のメリットは大きい。

しかしながら、熱間圧延のままで得られる薄鋼板の機械
的特性は、冷延−焼鈍工程を経たものに比べるとはるか
に劣る。とくに自動車の車体などに使用されるプレス加
工材には優れた深絞り性が要求されるのに対し、熱延鋼
板のｒ値は１．０前後と低く、そのためその加工用途は
きわめて限られたものになる。これは従来の熱延方法に
おいては、その仕上温度がＡｒｓ変態的以上であるため
、Ｔ→α変態時に集合組織がランダム化するためである
。

加えて２．０ｍｍ以下の板厚の薄鋼板を熱延工程のみで
製造することはきわめて困難である。しかも寸法精度の
問題の他に、薄（なることによる鋼板温度の低下は、低
炭素鋼のＡｒｚ変態点以下の圧延を余儀なくし、材質（
延性、絞り性）の著しい劣化をもたらす。またたとえＡ
ｒｓ変態点以下の圧延によって材質が確保できたとして
も、フェライト域で圧延された鋼板にはりジングが発生
しやすくなるという新たな問題が生じる。

ここにリジングとは製品の加工時に生じる表面の凹凸の
欠陥であって、加工製品の最外側に使用されることが主
であるこの種の鋼板にとっては致命的な欠陥である。

リジングは、金属学的には加ニー再結晶過程を経ても容
易には分割されない結晶方位群（例えば（１００）方位
粒群）が圧延方向に伸ばされたまま残留することに起因
するものであり、一般にフェライト（α）域の比較的高
温で加工された状況で生じやすく、とくにフェライト域
での圧下率が高い場合すなわち薄鋼板の製造のような場
合にはその傾向が強い。

最近では、これら加工用薄鋼板は、加工製品の複雑化、
高級化に伴い厳しい加工を受けることが多くなったこと
もあり、優れた耐リジング性が要求されるようになって
きた。

ところで近年鉄鋼材料の製造工程は著しく変化しており
、加工用薄鋼板の場合も例外ではない。

すなわち、近年まず連続鋳造プロセスの導入によって分
塊圧延工程が省略可能となり、また材質向上と省エネル
ギーを目的として鋼片の加熱温度は従来の１２００℃近
傍から１１００℃近傍もしくはそれ以下に低下される傾
向にある。さらに溶鋼から直ちに板厚５０ＩＩＩＩＩｌ
以下の銅帯を溶製することにより、熱延の加熱処理と粗
圧延工程を省略できるプロセスも実用化されつつある。

しかしながらこれらの新製造工程は、いずれも溶鋼が凝
固する際にできる組織（鋳造組織）を破壊するという点
では不利である。とくに凝固時に形成された（１００）
　＜ｕｖＨ＞を主方位とする強い鋳造集合組織を破壊す
ることはきわめて困難である。

その結果として、最終薄鋼板には、前述したりジングが
起こりやすかったのである。

（従来の技術） Ａｒ＝変態点以下の比較的低温域で所定板厚の薄鋼板と
し、その後は冷間圧延および再結晶焼鈍工程を施さない
加工用薄鋼板の製造方法もいくつか提示されている。例
えば特開昭４８−４３２９号公報には、低炭素リムド鋼
をＡｒ＝変態点以下の温度で９０％の圧延にて４ｍｍ板
厚の銅帯とすることによる降伏点２６．１ｋｇ／ｍｍ”
、引張強さ３７．３ｋｓｒ／ｍｍ”、伸び４９．７％ｒ
＝１．２９の特性を有する製造例が示されている。

また特開昭５２−４４７１８号公報には同じく低炭素リ
ムド鋼を熱延仕上温度８００〜８６０℃（Ａｒ、変態点
以下）で２．０ｍｍ板厚とし、巻取温度６００〜７３０
℃とすることによる、降伏点２０ｋｇ／ｍｍ”以下の低
降伏点鋼板の製造法が示されている。しかしながら絞り
性の指標であるコニカルカップ値は得られる製品で６０
．６０〜６２．１８＋＋ｕｗ程度であり、この点従来例
の６０．５８〜６０．６１に比べると絞り性は同等かそ
れ以下である。さらに特開昭５３−２２８５０号公報に
は同じく低炭素リムド鋼を熱延仕上温度７１０〜７５０
℃で１．８〜２．３ｍｍ板厚とし、巻取温度５３０〜６
００℃とすることによる低炭素熱延鋼板の製造法が示さ
れいる。しかしながらこの方法によって得られる製品の
コニカルカップ値も上掲の特開昭５２−４４７１８号公
報の場合と同様に従来例よりも高く、絞り性は劣ってい
る。またさらに特開昭５４−１０９０２２号公報には、
低炭素アルミキルド鋼を熱延仕上温度７６０〜８２０℃
で１．６ｍｍ板厚とし、巻取温度６５０〜６９０℃とす
ることによる降伏点１４．９〜１８．８ｋｇ／ｍｍ”。

引張強さ２７．７〜２９．８ｋｇ／ｍｍ”、伸び３９．
０〜４４．８％の特性を有する低強度軟鋼板の製造例が
開示されている。その他特開昭５９−２２６１４９号公
報にはＣ１０，００２゜５ｉ１０．０２．　Ｍｎ０．２
３．　Ｐｌｏ、００９．　Ｓ１０．００８．　Ａ　ｌ　
１０．０２５゜Ｎ１０．００２１．Ｔｉ１０．１０の低
炭素Ａ１キルド鋼を５００〜９００℃で潤滑油を施しつ
つ７６％の圧延にて１．６ｍｍ板厚の鋼帯とすることに
より、ｒ＝１．２１の特性を有する薄鋼板の製造例が示
されている。

しかしながら上記した公知技術にはいずれも、前述した
耐リジング性を向上させることについては何らの考慮も
払われていない。

（発明が解決しようとする問題点） 冷間圧延のみならず再結晶焼鈍をも含まない新プロセス
によって、面内異方性が小さく耐リジング性と加工性に
優れる薄鋼板の製造方法を与えることが、この発明の目
的である。

（問題点を解決するためめ手段） この発明は、低炭素鋼を所定板厚に圧延する工程におい
て、少なくとも１パスを、 Ａｒ＝変態点以下、５００℃以上の温度範囲で、圧下率
２３５％以上ひずみ速度：　３００（ｓ”）以上でかつ
、張力付加の下に圧延することを特徴とする面内異方性
が小さく耐リジング性に優れる加工用アズロールド薄鋼
板の製造方法である。

この発明の基礎となった研究結果からまず説明する。

供試材は表１に示す２種類の低次アルミキルド綱の熱延
綱板であり、これらの供試材＾、Ｂを７００℃に加熱、
均熱後、１パスで２０％、４０％および６０％の各圧下
率でそれぞれ圧延した。

このときのひずみ速度（＝）と圧延後の鋼板の下値およ
びリジング指数との関係を第１図に示す。

下値およびリジング指数はひずみ速度と圧下率とに強く
依存し、圧下率３５％以上でかつ３００ｓ−’以上の高
いひずみ速度にすることによりＪｒ値および耐リジング
性は著しく向上した。

なおひずみ速度に）の計算は以下の式に従った。

ここでｎ：　圧延ロールの回転数（ｒｐｍ）ｒ：　圧下
率（χ）／１００ Ｒ：　圧延ロールの半径（ｍｍ） Ｈｏ：　　圧延前の板厚（ｍｍ） また表２に示した組成鋼Ｃを用い６列からなる圧延機を
用いて次の実験を行った。

６スタンド目で高ひずみ高圧下圧延を行い、５スタンド
と６スタンド間で３ｋｇ／ｍｍ”の張力をかけて圧延し
た。最終圧延温度は７００℃である。第２図に焼鈍後の
試料の面内異方性を示す。

なお異方性はΔｒ　＝　（ｒ　Ｌ＋　ｒ　ｃ−２ｒｏ）
／２゜ΔＥ　１　＝　（Ｅ　Ｉ　Ｌ＋Ｅ　Ｉｔ　ｃ−２
Ｂ　ｉ　ｏ）　／２として求めた。

同図より明らかなように、張力圧延を施した試料は、ひ
ずみ速度３００ｓ−’以上で、面内異方性が著しく減少
する。

発明者らは、これらの基礎的データに基づき研究を重ね
た結果、以下のように製造条件を規制することにより面
内異方性が小さく耐リジング性と加工性に優れる薄鋼板
が製造できることを確認した。

（１）鋼組成 高ひずみ速度圧延の効果は本質的には鋼組成に依存しな
い。ただし、一定レベル以上の加工性を確保するために
は、侵入型固溶元素であるＣ、Ｎはそれぞれ０．１０％
以下、　０．０１％以下であることが好ましい。また鋼
中ＯをＡｌの添加により低減することは、材質と（に延
性の向上に有利である。さらにより優れた加工性を得る
ために、Ｃ，Ｎを安定な炭窒化物として析出固定可能な
特殊元素たとえばＴｔ＋Ｎｂ＋ＺｒおよびＢ等の添加も
有効である。

また高強度を得るためにＰ、　ＳｉおよびＭｎ等を強度
に応じて添加することもできる。

（２）圧延素材の製造法 従来方式、すなわち造塊−分塊圧延もしくは連続鋳造法
により得られた鋼片は当然に適用できる。

鋼片の加熱温度は８００〜１２５０℃が適当であり、省
エネルギーの観点から１１００℃未満が好適である。連
続鋳造から鋼片を再加熱することなく圧延を開始するい
わゆるＣＣ−ＤＲ（連続鋳造−直接圧延）法も勿論適用
可能である。

一方溶鋼から直ちに５０１ｉＩＩ＋以下の圧延素材を鋳
造する方法（シートバーキャスター法およびトリップキ
ャスター法）も省エネルギー、省工程の観点から経済的
メリットが大きいので、圧延素材の製造法としてはとり
わけ有利である。

（３）圧延工程 この工程が最も重要であり、低炭素鋼を所定の板厚に圧
延するに当り、仕上圧延において、少なくとも１パスを
、Ａｒ３変態点以下、５００℃以上の温度範囲で、圧下
率３５％以上、ひずみ速度３００ｓ−’以上でかつ、張
力付加の条件下に圧延することが必須である。

仕上圧延温度がＡｒ、１変態点を超える高温域では、た
とえ圧下率３５％以上、ひずみ速度３００ｓ−’以上で
かつ、張力付加の下に圧延を施したとしても、加工性、
耐リジング性とも劣るものしか得られず、一方５００℃
未満では、変形抵抗の著しい増大をもたらし、冷間圧延
法で特有な問題が生じるため、仕上圧延温度はＡｒ３変
態点〜５００℃の範囲に限定した。

またひずみ速度については、３００ｓ−’に満たないと
目標とする材質が確保できないので、３００ｓ−’以上
とりわけ５００〜２５００ｓ−’が好適である。

さらに付加張力については１　ｋｇ／ｍｍ２以上とする
のが好ましい。

圧延パス数、圧下率の配分は、上記の条件が満たされれ
ば任意でよい。

圧延機の配列、構造、ロール径や、潤滑の有無などは本
質的な影響力を持たない。

なお再結晶焼鈍処理については、原則として不要である
が、材質上の要請から、圧延後のランアウトテーブル上
および巻とり工程で保熱、均熱処理を施すこと、また必
要に応じて圧延後に多少の加熱処理を施すことを禁する
ものではない。

（４）酸洗、調質圧延 上述の手順で得られた調帯は、従来よりも低温域での圧
延であるため酸化層は薄く、酸洗性は極めて良好である
ので、酸洗せずに使用できる用途も広い。また脱スケー
ルは、従来の酸による除去の他に機械的除去も可能であ
る。さらに形状矯正、表面粗度調整などを目的として、
１０％以下の調質圧延を加えることができる。

（５）表面処理 かくして得られる銅帯は、亜鉛めっき（合金系を含む）
、錫めっきおよびほうろう性など表面処理性に優れるの
で、各種表面処理原板として適用できる。

（作　用） この発明に従い、張力付加の下に高圧下率、高ひずみ速
度で圧延を行うことによって、面内異方性の低減と共に
耐リジング性さらには下値が格段に向上する理由につい
ては、まだ明確には解明されていないが、圧延材の集合
組織および加工ひずみの変化と密接な関係にあるものと
考えられる。

（実施例） 表３に示す組成鋼をそれぞれ、表４に示す方法で板厚２
０〜４０＋ｓｍのシートバーにした後、６列から成る圧
延機を用いて板厚０．８〜１．２−　　の薄鋼板とした
。このとき最後列のスタンドにおいて高ひずみ速度圧延
を行った。また５スタンドと６スタンド間で張力付加し
た。かくして得られた薄鋼板につき、酸洗、調質圧延（
圧下率０．５〜１χ）後の材料特性を表４に示す。なお
引張特性はＪＩＳ５号試験片として求めた。またリジン
グ性は、圧延方向から切り出したＪＩＳＳ号試験片を用
い、１５％の引張子ひずみを付加したものについて、表
面の凹凸を目視法にて１（良）〜５（劣）の評価をした
。この評価は、在来の低炭素冷延鋼板の製造方法による
とき、リジングが事実１現れなかったので評価基準が確
立シテイナイ。従って、本発明では従来ステンレス鋼に
ついての目視法による指数評価基準をそのまま準用した
。評価１，２は実用上問題のないリジング性を示す。

表　　３ この発明に従って製造された鋼板は比較例よりも面内異
方性が小さく、しかも優れた下値と耐リジング性とを示
している。

（発明の効果） かくしてこの発明によれば、Ａｒ、変態点〜５００℃の
温度範囲における張力付加の下での高圧下率、高ひずみ
速度圧延により、従来の冷間圧延のみならず再結晶焼鈍
をも省略したアズロールドのままで、面内異方性が小さ
く、しかも良好な加工性と共に優れた耐リジング性をも
つ薄鋼板を得ることができ、しかも圧延素材についても
シートバーキャスター法、ストリップキャスター法など
に適合するなど、加工用薄鋼板の製造工程の大幅な簡略
化が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、下値およびリジング指数に及ぼすひずみ速度
の影響を、圧下率をパラメータとして示したグラフ、 第２図は、ｒ値および伸びの異方性に及ぼすひずみ速度
と張力の影響を示したグラフである。 第１図 たず゛η速崖　合（Ｓ−リ 第２図 たず′２−速１Ｉｔｓ〜り 手　　続　　補　　正　　書　（色　％）昭和６１年　
２月１３日 特許庁長官　　宇　　賀　　道　　部　　殿１、事件の
表示 昭和６０年特許願第４３９７４号 ２、発明の名称 面内異方性が小さく耐リジング性に優れる加工用アズロ
ールド薄鋼板の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 （１２５）川崎製鉄株式会社 ４、代理人 ５、補正の対象　明細書の「発明の詳細な説明」の欄■
、明細書第４貞第１５行の「変態的」を「変態点」に訂
正する。 ２、同第１７頁第３表を下記の通り訂正する。 表　　３ 手　　続　　補　　正　　書 昭和６１年　３月　１日 特許庁長官　　宇　　賀　　道　　部　　殿１、事件の
表示 昭和６０年特許願第　　４３９７４　　号・２、発明の
名称 面内異方性が小さく耐リジング性に優れる加工用アズロ
ールド薄鋼板の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 （１２５）川崎製鉄株式会社 ４、代理人 １、明細書第１１頁第４行の「焼鈍後」を「圧延後」に
訂正する。 １、同第１８頁の「表４」を別紙のとおりに訂正する。 （圧延条件の仕上温度（℃）′の欄中第７番目のｒ４１
９　Ｊをｒ５４２　Ｊに訂正し、材料特性のＥｌ（χ）
の欄中第３番目の「５１」を「５２」に訂正し、リジン
・グ指数の欄中第１０番目の「１」を「５゛」に訂正す
る）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、低炭素鋼を所定板厚に圧延する工程において、少な
   くとも１パスを、 Ａｒ＿３変態点以下、５００℃以上の温度範囲で、圧下
   率：３５％以上、ひずみ速度：３００ｓ＾−＾１以上で
   かつ、張力付加の下に圧延することを特徴とする面内異
   方性が小さく耐リジング性に優れる加工用アズロールド
   薄鋼板の製造方法。