JPS62174322A - 冷間加工性にすぐれる低降伏比高張力鋼板の製造方法 - 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】 １栗上立科皿立国 本発明は冷間加工性にすぐれる低降伏比高張力鋼板の製
造方法に関し、詳しくは、フェライト、ベイナイト及び
マルテンサイトからなる複合組織を有し、降伏比が低く
、冷間加工性にすぐれた高張力鋼板の製造方法に関する
。

史米■及専 近年、熱間圧延後の冷却を利用して、フェライトと低温
変態生成相とからなる複合組織を有する低降伏比鋼が開
発されている。例えば、特開昭５７−１２６９１６公報
には、圧延終了後、焼入れ又は焼入れ焼戻しを行なうこ
とによって、フェライトとベイナイト・マルテンサイト
からなる複合組織を得る方法が記載されており、また、
特開昭５８−９３８１４号公報には、常温まで急冷して
フェライトとマルテンサイトとの複合組織を得る方法が
記載されている。

しかし、圧延後に水冷を伴う鋼板の製造においては、単
に目標とする所要の強度及び靭性を確保するのみならず
、良好な平坦度や内部品質を確保し、更には、坂内及び
板間材質の均一性を確保することが重要である。低降伏
比を得るためには、上記した従来の技術からも理解され
るように、常温まで冷却する方法によるのが有利である
が、良好な平坦度を確保し、又は平坦度の不良を生じた
鋼板を矯正するためには、冷却停止温度を高温とするの
が有利である。また、圧延後、冷却した鋼板においては
、鋼板内の水素が抜けにくいために、鋼板のＵＳＴ検査
時に水素性のＵＳＴ欠陥が生じやすいことが知られてい
るが、このＵＳＴ欠陥の発生を抑えるためにも、冷却停
止温度は高温とする方が有利である。

従って、前述した方法によれば、冷却停止温度が常温で
あるので、良好な平坦度を得ることが困難であると共に
、上記水素性ＵＳＴ欠陥が発生しやすい。更に、それぞ
れ目標とする複合組織を得るために、圧延終了後、冷却
開始までの間に秒単位での時間制御下での放冷過程を必
要とするが、かかる精度の高い放冷制御は、実操業にお
いては困難であり、その結果、得られる鋼板は品質のば
らつきを免れない。

一明が解決しようとする問題点 以上のように、従来は、低降伏比鋼板を製造するために
は、圧延終了後に常温まで冷却することが必要であると
されているのに対して、本発明者らは、種々の条件下で
制御圧延、加速冷却を行なって鋼板を製造し、これら鋼
板の機械的性質及びミクロ組織について鋭意研究した結
果、所定の化学成分を有する鋼についての制御圧延及び
加速冷却条件を適切に制御することによって、圧延終了
後、常温まで冷却することなしに、好ましいフェライト
・ベイナイト・マルテンサイト複合組織を有すると共に
、降伏比が７０％以下である低降伏比鋼板を得ることが
できることを見出して、本発明に至ったものである。

従って、本発明は、加速冷却ままにて冷間加工性にすぐ
れる高張力鋼板を製造する方法を提供することを目的と
する。

問題点をＪ￥決するための手段 本発明による冷間加工性にすぐれる低降伏比高張力鋼板
の製造方法は、重■％で Ｃ０６０３〜０．２５％、 Ｓｉ０．０１〜０．６０％、 Ｍｎ　　０．３０〜２．００％、 ｓｏｌ、ＡＡ　　０．００５〜０．１０％、残部鉄及び
不可避的不純物よりなり、且つ、で表わされる炭素当量
が０．２５〜０．４５％の範囲にある鋼を９５０〜１２
００℃に加熱し、熱間圧延において、（Ａｒ３　　４０
）℃乃至（Ａｉ＋５０）℃の範囲の温度で圧延を終了し
た後、２〜４０℃／秒の冷却速度にて３５０℃以下の温
度まで加速冷却して、体積率３〜１５％の島状マルテン
サイトと２０〜４０％のベイナイトと残部フェライトか
らなる複合組織を有せしめることを特徴とする。

第１図及び第２図に Ｃ０．１０％、 Ｓｉ０．２８％、 Ｍｎ　　１．４８％、 Ａｌ　　０．０３３％、 Ｎｂ０．０１６％、 Ｔｉ０．０１１％、 からなり、Ｃｅｑｏ、３５％、板厚３０＊＊、圧延仕上
温度７８０　、℃１冷却速度１５℃／秒にて製造した鋼
板の機械的性質及びミクロ組織と冷却停止温度との関係
を示す。第１図の結果から明らかなように、引張強さは
冷却停止温度が低いほど増大するが、降伏強さは、冷却
停止温度が約３００　℃以下に至るときに低下し、降伏
比が低下する。また、第２図から明らかなように、この
場合のミクロ組織はフェライト（Ｆ）、ベイナイト（Ｂ
）及びマルテンサイｌ−（Ｍ）からなる。但し、本発明
においては、ベイナイトとは、パーライト（Ｐ）を含む
組織をいう。

従って、本発明においては、冷却停止温度を３５０℃以
下とし、これによって、島状マルテンサイトとベイナイ
トとからなる複合組織を有して、所要の引張強さを有す
ると共に、低降伏比の加速冷却鋼板を得るものである。

次に、本発明の方法において、鋼の化学成分を限定する
理由について説明する。

Ｃは、所要の強度を確保するために、少なくとも０．０
３％を添加することか必要である。しかし、過多に添加
するときは、溶接性を阻害するので、添加量の上限は０
．２５％とする。

Ｓｉは、脱酸及び強度確保のために添加される。

この効果を有効に得るためには少なくともｏ、ｏｉ％を
添加することが必要であるが、しかし、０．６０％を越
えるときは溶接性が劣化するので、Ｓｉの添加量は０．
０１〜０．６０％の範囲とする。

Ｍｎは、強度上昇の効果を有するが、０．３０％よりも
少ないときは、かかる強度上昇の効果が十分ではな（、
一方、２．０θ％を越えて過多に添加するときは、溶接
性を阻害するので、添加量は０゜３０〜２．００％の範
囲とする。

ｓｏｌ．Ａｌは脱酸のために０．００５％以上を添加す
ることが必要であるが、過多に添加しても、効果が飽和
するうえに、経済性をも損なうので、添加量の上限を０
．１０％とする。

本発明においては、鋼は、上記した元素に加えて、 Ｃｕ　　０．１０〜０．５０％、 Ｎｉ０．１０〜１．００％、 Ｍｏ０．０５〜０．５０％、 Ｎｂ０．００３〜０．ｌ　０％、 Ｖ　　　　０．０１〜０．１０％、 Ｔｉ　　　０．０００３〜０．１０％、Ｂ　　　０．０
００３〜０．００３０％、及びＣｒ　　　０．０５〜０
．５０％ よりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含有す
ることができる。

これらの元素はすべて、鋼板の強度を向上させる効果を
有し、この効果を有効に得るためには、いずれの元素に
ついても、上記した下限値以上を添加することが必要で
ある。しかし、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ及びＢにつ
いては、過多量の添加は溶接性を劣化させ、また、Ｎｉ
は高価な元素であって、過多量の添加は経済性を損なう
ので、それぞれの元素は、上記した上限値以下の範囲で
添加される。

特に、Ｔｉは、オーステナイト粒を微１１１化する効果
を存し、この効果を有効に得るために０．００３％以上
を添加することが必要である。しかし、過多量の添加は
、得られる鋼板の経済性を損なうので、添加量の上限は
０．１０％とする。

更に、本発明においては、鋼は、上記元素に加えて、又
は上記元素とは別に、 Ｃａ　　０．０００５〜０．００５０％、及びＲＥＭ　
　０．００１〜０．０１％ よりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含有す
ることができる。

これら元素は、いずれも鋼板の異方性を軽減するために
添加される。この効果を有効に得るためには、上記した
下限値以上を添加することが必要である。しかし、過多
量の添加は、経済性を損なうので、いずれも上記上限値
以下の範囲で添加される。

更に、本発明においては、鋼は炭素光１ｍ（Ｃｅｑ）が
０．２５〜０．４５％の範囲にあることを必要とする。

Ｃｅｑが０．２５％よりも少ないときは、適正な加速冷
却を行なっても、ミクロ組織がフェライト・パーライト
組織となり、所要の強度を得ることができない。他方、
０．４５％を越えるときは、ベイナイト主体の組織とな
り、母材靭性及び溶接性の劣化が著しい。

本発明による冷間加工性にすくれる低降伏比高張力鋼板
の製造方法は、上記した化学組成を有すると共に、上記
所定の範囲のＣｅｑを存する銅を熱間圧延のために、先
ず、９５０〜１２００　℃ニ加熱する。加熱温度が１２
００℃を越えるときは、オーステナイト粒の粗大化が著
しくなる。他方、加熱温度の下限値は、Ａｒ、変態点以
上で十分に溶体化する温度として、９５０℃とする。特
に好ましい加熱温度は９５０〜１１００℃の範囲である
。

次いで、本発明によれば、熱間圧延において、仕上圧延
温度を（Ａｒ３４０）℃乃至（Ａｒｉ＋５０）℃の範囲
の温度として仕上圧延する。仕上温度が（Ａｒ３　　４
０）℃よりも低い場合は、目的とするフェライト・ベイ
ナイト・マルテンサイト複合組織を得ることができない
。他方、仕上温度が（Ａｒｚ　＋　５０）　℃よりも高
い場合は、組織がベイナイト主体となるので、靭性が劣
化する。

尚、本発明においては、何ら限定されるものではないが
、通常、上記熱間圧延において、８５０℃以下の温度で
の累積圧下率を３０％以上とするのが好ましい。即ち、
板厚中心部まで細粒とし、且つ、目標とするフェライト
・ベイナイト・マルテンサイト複合組織を得るために、
累積圧下率を３０％以上とすることが好ましい。特に、
４０％以上とすることが好ましい。

この仕上圧延後、冷却速度２〜４０℃／秒にて加速冷却
する。冷却速度が２℃／秒よりも遅いときは、加速冷却
による強度上昇効果を得ることができず、４０℃／秒よ
りも早い場合は、組織がベイナイト主体となって、靭性
が劣化するからである。

この加速冷却において冷却停止温度は、前述したように
、３５０℃以下の温度である。このように、３５０℃以
下の温度まで加速冷却することによって、目的とするフ
ェライト・ベイナイト・マルテンサイト複合ｒＪＩＨ１
ｉを有すると共に、降伏比７０％以下の低降伏比鋼１反
を得ることができる。冷却停止温度を低くするほど、低
降伏比の鋼板を得ることができるが、鋼板の平坦度を確
保し、また、ＵＳＴ欠陥の発生を防止する観点から、冷
却停止温度は２５０℃以上とすることが好ましい。

本発明による方法においては、上記のようにして得られ
る鋼板に体積率にて３〜１５％の島状マルテンサイトと
２０〜４０％のベイナイトと残部フェライトからなる複
合組織を有せしめることが必要である。前述したように
、かかる複合組織を有せしめることによって、所要の引
張強さと低降伏比を得ることができる。即ち、ベイナイ
トが過大であるときは靭性が低く、マルテンサイトが過
少であるときは降伏比が高い。

発明の効Ｃ畏４ 本発明の方法によれば、圧延終了後、冷却開始までの放
冷時間や冷却開始温度について特別に厳密な管理を要せ
ずして、３５０℃以下の温度まで加速冷却することによ
って、フェライト・ヘイナイト・マルテンサイト複合組
織からなり、且つ、降伏比７０％以下の低降伏比加速冷
却鋼板を得ることができる。

実施例 以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこ
れら実施例によって何ら制限されるものではない。

実施例 第１表に示す化学成分を存する鋼を第２表に示す圧延、
冷却条件にて板厚１２ｍｍ又は３０ｎの鋼板に圧延した
。得られた鋼板の性質及びミクロ組織を第２表に示す。

ＭＡ及びＢは、本発明で規定するＣｅｑを有する鋼であ
り、鋼Ｃ及びＤは本発明で規定する範囲外のＣｅｑを有
する鋼である。

第２表において、鋼板ＡＩ及びＢ１は、それぞれ上記鋼
Ａ及びＢを用いて、本発明の方法に従って製造した鋼板
であって、５０〜６０ｋｇｆ／ｍｍ２級鋼板として十分
な引張強さと良好な低降伏比を存している。これに対し
て、鋼板Ａ２、Ａ３、Ａ４も、上記ｍＡからの鋼板であ
るが、Ａ２は仕上圧延温度が高すぎるために、また、Ａ
３は冷却速度が早すぎるために、いずれもベイナイト主
体の組織となり、靭性が低い。また、Ａ４は冷却停止温
度が高いために、降伏強さが高く、降伏比が大きい。

同様に、Ｂ２は仕上圧延温度が低いので、靭性が低い。

Ｂ３は冷却速度が遅すぎる結果、マルテンサイト組織が
少ないので降伏比が低い。また、Ｂ４は冷却停止温度が
高いために、降伏強さが高く、降伏比が高い。

ＣＩはＣｅｑが低すぎるために、強度が不足している。

また、ＤＩはＣｅｑが高すぎるので、靭性が低い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、Ｃｅｑｏ、３５％のＣ−３ｉ−Ｍｎ−Ｃ−３
ｉ−１ｌｉｆｌについての加速冷却における冷却停止温
度と得られる加速冷却鋼板の機械的性質及び低温特性と
の関係を示すグラフ、第２図は、第１図と同じ鋼につい
ての加速冷却における冷却停止温度と得られる加速冷却
鋼板の組織との関係を示すグラフである。 特許出願人　　株式会社神戸製鋼所 代理人　弁理士　　牧　野　逸　部 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で Ｃ　０．０３〜０．２５％、 Ｓｉ　０．０１〜０．６０％、 Ｍｎ　０．３０〜２．００％、 ｓｏｌ．Ａｌ　０．００５〜０．１０％、 残部鉄及び不可避的不純物よりなり、且つ、Ｃｅｑ＝Ｃ
   ＋Ｍｎ／６＋Ｃｒ／５＋Ｍｏ／５＋Ｖ／５＋Ｎｉ／１５
   ＋Ｃｕ／１５で表わされる炭素当量が０．２５〜０．４
   ５％の範囲にある鋼を９５０〜１２００℃に加熱し、熱
   間圧延において、（Ａｒ＿３−４０）℃乃至（Ａｒ＿３
   ＋５０）℃の範囲の温度で圧延を終了した後、２〜４０
   ℃／秒の冷却速度にて３５０℃以下の温度まで加速冷却
   して、体積率３〜１５％の島状マルテンサイトと２０〜
   ４０％のベイナイトと残部フェライトからなる複合組織
   を有せしめることを特徴とする冷間加工性にすぐれる低
   降伏比高張力鋼板の製造方法。
2. （２）重量％で （ａ）Ｃ　０．０３〜０．２５％、 Ｓｉ　０．０１〜０．６０％、 Ｍｎ　０．３０〜２．００％、及び ｓｏｌ．Ａｌ　０．００５〜０．１０％を含有し、更に
   、 （ｂ）Ｃｕ　０．１０〜０．５０％、 Ｎｉ　０．１０〜１．００％、 Ｍｏ　０．０５〜０．５０％、 Ｎｂ　０．００３〜０．１０％、 Ｖ　０．０１〜０．１０％、 Ｔｉ　０．００３〜０．１０％、 Ｂ　０．０００３〜０．００３０％、及び Ｃｒ　０．０５〜０．５０％ 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り、且つ、Ｃｅｑ＝Ｃ
   ＋Ｍｎ／６＋Ｃｒ／５＋Ｍｏ／５＋Ｖ／５＋Ｎｉ／１５
   ＋Ｃｕ／１５で表わされる炭素当量が０．２５〜０．４
   ５％の範囲にある鋼を９５０〜１２００℃に加熱し、熱
   間圧延において、（Ａｒ＿３−４０）℃乃至（Ａｒ＿３
   ＋５０）℃の範囲の温度で圧延を終了した後、２〜４０
   ℃／秒の冷却速度にて３５０℃以下の温度まで加速冷却
   して、体積率３〜１５％の島状マルテンサイトと２０〜
   ４０％のベイナイトと残部フェライトからなる複合組織
   を有せしめることを特徴とする冷間加工性にすぐれる低
   降伏比高張力鋼板の製造方法。