JPS61276931A - 焼付硬化性を有する超深絞り用冷延鋼板の製造方法 - 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） 自動車外板などの超深絞り加工に供され、しかも車体の
剛性をアップさせるために焼付塗装後に降伏点応力が上
昇（焼付硬化性：Ｂ■性）する特性をもつ冷延鋼板の製
造に関連してこの明細書には、連続焼鈍法の有利な適用
の下に、高延性でかつ材質の異方性が少なくかつ歪時効
劣化なくしかも８１１性に富む超深絞り用冷延鋼板の適
切な製法についての開発研究の成果を述べる。

ここに８１１性は、２％予歪を与えて１７０℃、２０分
間の保持を行ったときの処理前後での降伏点応力上昇量
であられし、ＢＨ鋼板としては、８１１≧３　ｋｇ　／
　ｍａｒ　”を必要とし、−古里時効については歪時効
指数ＡＩ値で評価し、ＡＩ＞３ｋｇ／ａｍｚのとき劣化
と評定される。

（従来の技術） プレス加工用鋼板は、従来、低炭素（Ｃ：０．０２〜０
．０７ｗｔ％；以下単に％であられす）ＡＩｌキルド綱
を素材として、一般に箱焼鈍法で製造されていたが、最
近はプレス性の一層の向上と高生産性を得るためＣ〈０
．旧％の極低炭素鋼を素材として連続焼鈍法で製造され
るようになっている。

極低炭素鋼では、歪時効劣化を防止するため、Ｎｂ、　
Ｔｉなどの炭窒化物形成元素が添加される。従来これら
の元素は高価なこともあって準独で添加されることが多
く、最もポピユラーに使用されているＴｉとＮｂの性質
を比較すると、次のとおりである。

Ｔｉ添加鋼は酸洗などの脱スケール性の点で有利な低温
巻をりを行っても材質が良好である利点の反面鋼板の面
内異方性が大きい短所をもつ。

一方Ｎｂ添加鋼は逆に鋼板の面内異方性が少ない長所の
反面、熱間圧延の際の低温巻取りの場合に機械的性質が
充分でない。

これらＴｉ、　Ｎｂ両者の利点を同時に発揮させる折衷
策が特公昭５ｇ−１０７４１４号公報に開示されている
。この場合Ｔｉの含有量の上限を、大部分が優先的にＴ
ｉＮとして消費され、固溶Ｃについては残りの有効Ｔｉ
（ｔｏｔａｌＴｉ−Ｔｉ　ａｓ　ＴｉＮ）とＮｂで固定
するこにより深絞り性と非時効性とを確保するところに
あるが、実際に一ト記開示に従う有効Ｔｉの範囲で実験
すると、鋼中ＣがＴｉで有効に結合され得すして、絞り
性の著しい劣化や固ＱＷＣ残留による歪時効劣化を引起
すうれいがある。

Ｔ１Ｎｂ複合添加鋼の旧１性付与に関しＢの微量添加に
ついて特開昭５９−３１８２３号またＴｉ低減が特開昭
５９−３８８３７号公報に開示されているが、前者は再
結晶温度上昇（約５０℃）による相対的な材質劣化とコ
スト・アップに、また後者にあってばＴｉが鋼中Ｓと優
先結合するため鋼中固溶ＮをＴｉにより固定することが
できずむしろＡｎによる固定を来たし、微細なＡＩＪが
材質とくに深絞り性の劣化に、それぞれ難点がある。

（発明が解決しようとする問題点） Ｔｉ、　Ｎｂの複合添加の効果をより一層十分に発揮さ
せて、材質の劣化を伴うことなくＢＨ性を確保するよう
にした超深絞り用冷延鋼板の製造方法を確立することが
この発明の目的である。

（問題点を解決するための手段） 発明者らは、この実状に鑑み、前述の極低炭素Ｔｉ、　
Ｎｂ複合添加鋼の有利な点を損うことなくプレス加工性
とりわけ良深絞り性、高延性でなおかつ材質の異方性が
少ない利点を活用しながらＢ１１性を確保する方法を検
討した。

発明者らは、ＴｉとＮｂの複合添加効果についてより詳
細に調査した結果、スラブ加熱の段階又は、熱間仕上圧
延の前段階である、粗圧延時にて、ＴｉＳとＴｉＮが優
先的に析出し、固溶Ｃについては残りの有効ＴｉとＮｂ
で固定されることが判明した。つまり有効Ｔ１としては
（ｔｏｔａｌ　Ｔｉ−Ｔｉ　ａｓ　ＴｉＮ−Ｔｉ　ａｓ
　Ｔｉ５）を用いるべきであることがわかった。

かくして極低Ｃ鋼のＣ，Ｎ、Ｓ、ＴｉおよびＮｂ量を限
定するとともにさらに熱間圧延での巻取り条件および冷
間圧延後の連続焼鈍の均熱冷却条件を厳密に限定するこ
とにより、はじめてＢ１１性にすぐれる超深絞り用冷延
鋼板として十分満足できるものが得られたのである。

この発明は　Ｃ：　０．００５０ｗｔ％以下、Ｓし１．
０騙ｔ％以下＋　Ｍｎ　：　１．５　ｗｔ％以下。

Ａ　１２　：　０．００５〜０．１０ｗｔ％、　　Ｐ　
ｓ　０．２０ｗｔ％以下。

Ｎ　：　０．００５０圓ｔ％以下、　　　Ｓ　：　０．
０１５匈ｔ％以下。

を含有する組成になる鋼を熱間圧延したのち７１０℃以
下の温度で巻取り、その後圧下率５０％以トの冷間圧延
を施した上で８５０℃を超えＡｃ、点までの温度域で１
秒間以上均熱したのち５００°Ｃ以下まで５〜ｂ 付硬化性を有する超深絞り用冷延鋼板の製造方法である
。

ここでＣ，Ｎ、ＳそしてＴｉ及びＮｂ含有量の厳密な規
制のもとさらに連続焼鈍による、高温の唱導時にＴｉ、
　Ｎｂに固定されているＣを溶解さ・けることによって
、固溶Ｃを歪時効劣化を来さない程度に適量残留させる
ことにより有効にＢＨ性が確保され、しかもこの固溶Ｃ
の残留にて化成処理性も向−１−する。

すでに明らかなようにこの発明では、Ｔｉ、　Ｎｂのの
有効性の解明が、出発材の成分を限定する重要事項であ
り、この解明に至る経緯から順次にこの発明の作用につ
き、説明を進める。

（作　用） さて発明者らが行ったラボ実験の結果について先ず説明
する。

化学成分としてＳｉ　：　ｔｒ〜０．０２％、　Ｍｎ　
：　０．１０〜０．１２％、　　Ｐ　：　０．００７　
〜０．０１０　　％、　八ｉ！：０．０２〜０．０４％
は同一レヘルにし、さらに、Ｎ　：　０．００２７％。

Ｃ：　０．００２０％において、Ｓ　：　０．００６％
、　０．０１３％および０．０１８％の３水ＹＶ、また
Ｔｉ　：　０．０１５％。

０．０２５％および０．０３４％の３水準そしてＮｈ：
０．００８％、ｏ、ｏ２ｏ％の２水準の都合１８鋼種を
実験室的に溶製し、分塊圧延で３０ｍｍ厚のシートバー
とし、次いで１２００℃に加熱した後熱間圧延において
７パスで２．８　ｍｍ厚とし、９００　±５℃で什」―
げた。

この鋼板を圧延終了後１．５秒後に水スプレーを用いて
３５℃／Ｓで５５０℃まで冷却した。

次いでただちに５５０℃の炉中に装入し、５ｈｒ保持し
た後炉冷処理を行った。この処理により巻取り温度５５
０℃のシミュレーションを行った。

次いで酸洗後圧工率７５％の冷間圧延を行った。

続いて連続焼鈍処理として抵抗加熱装置により７００℃
まで４℃／Ｓで加熱し以後３℃／Ｓの加熱速度で８６０
°Ｃまで加熱し、８６０℃に２５秒間保持した後室温ま
で３０°Ｃ／　ｓで冷却した。

次いで該鋼板に０．５％の調質圧延を施した後引張試験
に供した。

試験項目として深絞り性の尺度に下値（ランクフォード
値）を用いた。

第１図にその結果を示すように名実験鋼の材質は、Ｔｉ
、　Ｓ、　Ｎｂ量に対して大きく変化している。

プレス加工用鋼板として要求される材質としてｒ≧１．
８を目安とすると、これを満足するのは（但しＮ＝０．
００２７％）の領域であり、なおかつＮ　ｂ　＝０．０
０８％の場合であることが分る。

すなわち同−Ｃ量、同−Ｎｂ量でもＳの増加により絞り
性が劣化しＳの増加に見合うだけのＴｉの増量が必要で
あることがわかる。

Ｃ：　加工用銅板として最も重要な、全伸び（Ｅ　Ｉ　
）およびランクフォード値（ｒ）を向−１ニさせるため
Ｃは少ないほどよくＣ５０，００５０％より好しくはＣ
５０，００３５％がよい。Ｃが増加すると、固溶Ｃの残
留によるＢｌｌ性増強に有利な反面歪時効劣化も起こり
易くなるので、０．００５０χをこえてはならない。

Ｓｉ：　　深絞り用高強度鋼板の強度上昇のために添加
してもよいが、１．０χをこえる過度の添加は溶接性の
劣化を起すため好ましくなくその上限を１．０χとする
。

Ｍｎ：　　ＭｎもＳｉと全く同様の理由により」：限を
１．５χとする。

Ｎ　：　Ｎは、次にのべるＳと同様に熱延前にＴｉで固
定されるためＮ単独では有害ではない。しかし多量の添
加により形成されたＴｉＮは、全伸び、ｒ値を低下させ
るためその」１限を０．００５０％とするが、より好ま
しい範囲は、０．００３５％以下である。

またＮを固定しえないほどＴｉが少量の場合、Ｎは＾７
！Ｎとして固定され、この場合熱延巻取温度が７１０℃
以下では、Ａｎの凝集が進行せずしてその結果連続焼鈍
後硬質なものとなりプレス加工性が劣ることとなる。

ｌ　　　Ｓはこの発明においてはＴｉ量との関係におい
て最も重要な元素である。Ｓは熱間圧延前のたとえばス
ラブとして加熱中にＴｉＳとして無害化されるが、過剰
のＳはそれを固定するだめのＴｉ量が増加し、材質劣化
の原因となるため上限を０．０１５％とする。

Ｔｉ：　　Ｔｉはこの発明の化学成分の中で、最も重要
な元素である。Ｔｉは＾βやＮｂに先立って熱間圧延前
にＳやＮを固定する。Ｔｉの下限はＳととＮを固定する
量すなわち で決定されるが、とくにＣをＴｉとＮｂににり熱間圧延
段階で固定し連続焼鈍中に適量を再固？容さセてＢ１１
性をイＮｊ与するわけであるから固？容Ｃを適量固溶さ
一ロなおかつ材質向上を図るため、これらを考慮すると
Ｔｉの１−限はが上限である。この限度をこえる過剰の
ＴｉはＢＨ性付与性が失われるばかりか、再結晶温度−
ｈ　屏のために材質劣化を来す。

Ｎｂ：　　Ｎｂは熱間加工段階でＣを固定し、絞り性向
」二、鋼板の面内異方性向−Ｌに役立つためには、ると
延性の劣化、再結晶温度の上昇による材質実化のみなら
ず、連続焼鈍中に固溶Ｃの再溶解を妨げＢ１１性の確保
を困難にする。

ＡＩ：Ａｌｌは溶鋼中のＯを固定しＴｉ、　Ｎｂの歩留
りを向上させるため最低０．００５％必要である。

−力落鋼中Ｎにつき−１−述のように１１で大部分が固
定されるため、Ａｎの多量の添加はコストアップとなり
、このため上限を０．１０％とする。

Ｐ　：　ＰはＴ値を低下させることなく強度上昇に最も
有効な元素であるが、過度の添加は溶接性を損なうので
その上限を０．２０％とする。

次に熱間圧延条件に関して、熱間圧延前のスラブ加熱温
度はとくに限定しないが、Ｓ、　ＮをＴｉで固定するた
め１２８０℃以下好しくは１２３０℃以下さらに好しく
は１１５０℃１ソ下が望ましい。

なお、いわゆるスラブ直送圧延や、３０＋ｎｍ厚程度の
シートバーとして鋳込んでそのまま熱間圧延を行っても
同様の効果が期待できる。

熱間圧延の仕上げ温度は通常のＡｒ３点以上が好しいが
、α域である７００℃程度まで低下させてもその時の材
質劣化は小さい。

巻をり温度は６００℃以下の低温で行っても材質は良好
であるが６００℃以上の高温巻取りを行うとさらに材質
は向上する。

巻取り温度が７１０℃を越えると材質向上効果が飽和す
るばかりでなくデスケーリング性が著しく劣化するので
その上限を７１０’Ｃとする。

次に冷間圧延の条件については絞り性を向−ヒさせるた
めデスケーリング後の冷間圧延率は５０％以」二を要し
、より好ましくは７０％〜９０％である。

連続焼鈍条件としては絞り性、延性などの材質向上に加
えて網中のＣを１部再固溶させてＢ１１性を付与するた
めに従来よりも高温での均熱が必要で８５０°Ｃを超え
なければならない力＜Ａｃ、点より高いと材質とくに絞
り性の著しい劣化を起こすため８５０℃をこえへ〇３点
までとし、均熱保持時間は１秒間以上あれば固溶Ｃの再
回溶が完了する。

この発明では前述の連続焼鈍の均熱保持後の冷却が５０
０°Ｃに至るまでの間の冷却速度が５０℃／Ｓより遅い
と固溶Ｃが再び析出してＢＨ性を損なう一方３００℃／
Ｓをこえると残留する固溶Ｃが過量になって、歪時効劣
化を来すので５００℃までの冷却速度を５〜３００°Ｃ
／ｓ以上、に限定する。

（実施例） 表１に組成を示した鋼（Ａ）〜（０）を転炉出鋼しＲＨ
肌脱ガス後続鋳造でスラブとした。

次いでスラブを１１５０℃に再加熱した後、９００℃で
３，２１１１１厚に仕上げ、次いで表１に示した種々な
温度で巻取った。

酸洗後７５％の圧下率で冷間圧延を行いＱ、８ｍｍ厚み
の冷延板を得た。

次いで表１に示す均質温度Ｔまで４℃／Ｓの加熱速度で
昇温して２０秒間保持する連続焼鈍を行いついで４５０
℃までやはり表１に示した種々な冷却速度で引続き室温
まで１０℃への冷却速度で冷却した。

０．５χ調質圧延における試験結果を表２に示す。

この発明により〒値や延性を劣化させることなく８１１
性が向上している。

表　　２ ＊）Ｏ〒−（ｒｏ＋ｒｑｏ＋２＋＋５）／４２）Δｒ−
（ｒｏ＋ｒｑ。＋２ｒ＋ｓ）／２添宇：圧延方向とのな
す角度 鋼（Ｃ）　、　（Ｄ）　、　（Ｅ）はそれぞれＣ，Ｎ、
　Ｓが外れた例、（Ｐ）　、　（Ｇ）　、　（ＩＩ）　
、　（１）はＣ，Ｎ、　Ｓとの関係においてＴｉ。

Ｎｂが外れた比較例であり何れも材質が劣る。

鋼（０）は均熱温度が低くＢ１１が出す、また（Ｐ）は
均熱後４５０℃までの冷却速度が遅すぎ旧１の出ない例
そして鋼（０）は（Ｐ）の逆で歪時効性劣化を生じた例
である。ｍ　（Ａ）　、　（Ｂ）　、　（Ｊ）　、　（
Ｋ）　、　（＋、）はこの発明による軟鋼板、鋼（Ｍ）
　、　（Ｎ）は高張力鋼板の例で何れもＲＨ性が具備さ
れ、しかも良好な材質が得られている。

Ｂ （発明の効果） この発明により自動車車体などのプレス加工用銅板に必
要な、Ｂ１１性を満足する超深絞り用鋼板が製造でき、
その効果は絶大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、鋼板のｒ値に及ぼすＴｉ、　Ｓ、　Ｎｂ量の
効果を示す図表である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｃ：０．００５０ｗｔ％以下、Ｓｉ：１．５ｗｔ％
   以下、Ｍｎ：１．５ｗｔ％以下、 Ｔｉ：［（４８／１４）Ｎ（％）＋（４８／３２）Ｓ（
   ％）］〜［２・（４８／１２）Ｃ（％）＋（４８／１４
   ）Ｎ（％）＋（４８／３２）Ｓ（％）］ｗｔ％Ｎｂ：０
   ．２・（９３／１２）Ｃ（％）〜（９３／１２）Ｃ（％
   ）ｗｔ％Ａｌ：０．００５〜０．１０ｗｔ％、Ｐ：０．
   ２０ｗｔ％以下、Ｎ：０．００５０ｗｔ％以下、Ｓ：０
   ．０１５ｗｔ％以下、を含有する組成になる鋼を熱間圧
   延したのち７１０℃以下の温度で巻取り、その後圧下率
   ５０％以上の冷間圧延を施した上で、 ８５０℃以上Ａｃ＿３点までの温度域に１秒間以上均熱
   したのち５００℃以下まで５〜３００℃／ｓで冷却を行
   うことを特徴とする、焼付硬化性を有する超絞り用冷延
   綱板の製造方法。