JPS6383230A - 焼付硬化性およびプレス成形性の優れた高強度冷延鋼板の製造方法 - Google Patents

焼付硬化性およびプレス成形性の優れた高強度冷延鋼板の製造方法

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JPS6383230A
JPS6383230A JP61229106A JP22910686A JPS6383230A JP S6383230 A JPS6383230 A JP S6383230A JP 61229106 A JP61229106 A JP 61229106A JP 22910686 A JP22910686 A JP 22910686A JP S6383230 A JPS6383230 A JP S6383230A
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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】 〔発明の技術分野〕   ゛ この発明は、焼付硬化性およびプレス成形性の優れた高
強度冷延鋼板を、連続焼鈍により、安定して且つ経済的
に製造するための方法に関するものである。
〔従来技術とその問題点〕
近年、自動車の車体の軽量化、燃料消費1i1の節減お
よび安全性の向上等の観点から、自動車用鋼板の高強度
化が重重れている。その中でも、自動車のドアやフード
等の外板用鋼板として、引張り強さが35〜45 K9
/−であって、且つ、プレス加工後の塗装焼付は工程等
によって得られる焼付硬化性、および、プレス成形性の
優れた高強度冷延鋼板が強く要求されている。
連続焼鈍は、鋼板に上述した焼付硬化性を付与し得る利
点を有している。その理由は、連続焼鈍は、箱焼鈍に比
べて、焼鈍速度および冷却速度が早いので鋼中に多量の
固溶炭素を残すことができるからである。しかしながら
、一方、連続焼鈍は、上述のように焼鈍速度および冷却
速度が早いので、連続焼鈍によって製造された鋼板は、
箱焼鈍によって製造された鋼板に比べて、プレス成形性
特に深絞り性が劣る問題を肩している。
このために、連続焼鈍によって、プレス成形性特に深絞
り件の優れた鋼板を製造するための方法が、従来から種
々研究されており、次の2つの方法が知られている。
(1)極低炭素鋼に、Ti 、 Nbのような強力な炭
化物および窒化物形成元素全添加することにより、鋼中
のCおよびNk固定し、更に、Si、Mn、Pのような
固溶強化元素を添加して鋼の強度を高める方法。
(2)鋼片を熱間圧延して、熱延鋼ストリップを調製す
る際に、前記熱延鋼ス) IJツブを660℃以上の高
温度で巻き取る方法。
しかしながら、上述の(1)の方法には、次のような問
題がある。
(a)  焼付1−化性に寄与する1、11中の固溶炭
素および固溶窒素が、炭化物および窒化物として析出し
固定されるので、焼付硬化性が得られない。
[有]) 2次加工脆性が生じやすい。このような2次
加工脆性の発生は、Pが添加された鋼に特に顕著である
(C)  炭化物および窒化物形成元素の添加のために
、製造コストが上昇する。
(d)  &iM中に析出した微細な炭化物および窒化
物のために、再結晶のための連続焼鈍温度を高めなけれ
ばならず、焼鈍コストが上昇する。
上述のような点から、深絞り性および焼付硬化性に優れ
た鋼板を製造するための方法も神々研究されており、例
えば、性分11jd 61 2732号には、炭□化物
および窒化物形成元素としてのTiの添加量を微量に制
限することによって、鋼中に適量の固溶炭素を残存させ
る方法が開示されている。
しかしながら、上述の方法には、次のような問題がある
。即ち、炭化物および窒化物形成元素の添加量を微量に
制限することによって、鋼中に適量の固溶炭素を残存さ
せることは、理論的には可能であるが、炭化物および窒
化物形成元素の添加量と、鋼中のC量およびN量とのバ
ランスの微妙な変化によって、鋼中の固溶炭素量即ち焼
付硬化性が大きく変化し、鋼板の材質に著しい影響を与
える。例えば、炭化物および窒化物形成元素の添加量が
不足すると、焼付硬化性はある程度確保できても、伸び
およびランクフォード値が悪くなり、深絞り性が劣化す
る。一方、炭化物および窒化物形成元素の添加量が過剰
になると、十分な焼付硬化性が得られない。従って、上
述の方法は、製鋼段階において、鋼の化学成分組成を厳
密に管理する必要があり、所望の品質の鋼板を安定して
製造することができない。
また、特開昭57−761.31号には、炭化物および
窒化物形成元素としてNbを添加し、連続焼鈍温度を9
00°C以上の高温とすることによって、鋼中に析出し
た炭化物および窒化物を溶解し、次いで、炭化物および
窒化物が再析出しないように、1°C/秒以上の高速度
で急冷することによって、鋼中に適量の固溶炭素を残存
させる方法が開示されている。
しかしながら、上述の方法には、次のような問題がある
。即ち、連続焼鈍温度が900 ’C以上の高温のため
に、焼鈍コストが上昇し、且つ、連続焼鈍炉内を通過す
る鋼ストリップが、高温に加熱されることによって軟化
する結果、連続焼鈍炉内における鋼ストリップの通板性
が悪くなる。
更に、上述の2つの方法は、何れも炭化物および窒化物
形成元素の添加を必要とするので、製造コストの上昇は
避けられない。
前述の(2)の熱延鋼ストリップを高温度で巻き取る方
法には、次のような問題がある。即ち、この方法によれ
ば、焼付硬化性を高めることはできるが、一方、鋼板に
所望の強度を与えるために鋼中に添加される、固溶体強
化元素としてのSi、P等のために深絞り性が劣化し、
約800℃の高温で連続焼鈍を行なっても、ランクフォ
ード値は、1.5〜1.6程度である。冷間圧延時の圧
延率を高めたυ、連続焼鈍時の焼鈍温度を最適温度に制
御すれば、若干深絞り性を改善することができるが、そ
の場合でも1.8以上のランクフォード値を得ることは
困難であり、しかも、このような方法は製造コストの上
昇を招く。
更に、熱延鋼ス) IJツブの巻取りを高温度で行なう
と、コイル状に巻取られた鋼ストリップの冷却速度が、
その位置によって異なるため、熱延鋼ス) IJツブの
品質が不均一になりやすい。このような熱延鋼ス) I
Jツブの品質が不均一になる原因は、主として、上述し
たように熱延鋼ストリップの冷却速度が異なることによ
って、鋼中のカーバイドの形態が不均一になるからであ
る。
上述の問題を解決するためには、鋼中にカーバイドが殆
んど存在しない極低炭素鋼全使用すればよく、例えば特
開昭59−80726号公報には、下記からなる深絞り
性に優れた高強度冷延鋼板の製造方法が開示されている
C: 0.010wt.%以下、Si : Q、5wt
.%以下、Mn:0.5 wt.%以下、N : 0.
005wt.%以下、SoL、Al : 0.05〜0
.20 wt.%、P : 0.03〜0.15wt.
%、および、残り:Feおよび不可避的不純物からなる
、3A片を、仕上げ温度二650〜850℃、誉取り温
度:560℃以下の条件で熱間圧延して、熱延鋼ス) 
IJッゾを調製し、前記熱延鋼ストリップを通常の条件
で冷間圧延して、冷延鋼ストリップを調製し、前記冷延
鋼ストリップを通常の条件で連続焼鈍する。
しかしながら、上述の方法には、次のような問題がある
(a)  極低炭素鋼は、一般VC=<続焼鈍における
過時効処理が有効でなく、固溶炭素量を効果的に制御す
ることができない。従って、上述の方法で製造された鉢
詞板は、固溶炭素量が多く、焼付硬化性が高い反面、常
温での耐時効性は、箱焼鈍の4合よりも劣る。
(b)  強度の向上を図るために添加されたPKよっ
て、連続焼鈍時に異常粗大粒が発生しやすく、このため
混粒組織となり、延性の劣化およびプレス成形時の肌荒
れ欠陥が発生しやすい。
(C)  熱間圧延時の仕上げ温度が低いために、上述
した異常粗大粒の発生が更に助長される。
〔発明の目的〕
従って、この発明の目的は、自動車のドアやフード等の
外板用鋼板として好適な、焼付硬化性およびプレス成形
性に優れ、且つ、耐時効性の良好な、35〜4.5 K
q/−の強度を有する高強度冷延鋼板を、連続焼鈍によ
り、安定して且つ経済的に製造するための方法を提供す
ることにある。
〔発明の概要〕
この発明の方法は、 C: 0.001〜0.003wt.%、N : 0.
004wt.%以下、 Si : 1.Owt.チ以下、 Mn : 0.05〜0.70 wt.%、P : 0
.03〜0.20 wt.愛、S : 0.020wt
.%以下、 Sot、M : 0.01〜0.15 wt.%、PX
N : 3X10  wt.%以下、オヨヒ、残、!l
ll:Fφよび不可避的不純物からなる鋼片を、仕上げ
温度: Ar3〜Ar3 +1. OO’C1巻取9温
度:750’C以下の条件で熱間圧延して、熱延鋼スト
リップを調製し、前記熱延鋼ス) IJツブを、60〜
95%の圧延率で冷間圧延して、冷延鋼ストリップを調
製し、前記冷延鋼ストリップを、再結晶温度以上1.A
c3変態点未満の範囲内の温度で連続焼鈍することに特
徴k”ffするものであとの発明において、鋼の化学成
分組成を上述の範囲内に限定した理由について、以下に
述べる。
(1)C Cには、固溶炭素によって焼付硬化性を高める作用があ
る。しかしながら、C含有量が0.001 wt。
係未満では、上述した作用に所望の効果が得られず、且
つ、強度上昇のための他の元素の含有it増加しなけれ
ばならなくなる。一方、C含有量が0.003 wt漫
を超えると、常温における耐時効性が悪くなり、かつ、
固溶炭素量が多くなって、延性および深絞り性が劣化す
る。従って、C含有量は0.001〜0.003 wt
.%の範囲内に限定すべきである。
第1図は、連続焼鈍が施された極低炭素鋼板の、C含有
量の、焼付硬化性に及ぼす影響を示すグラフである。焼
付硬化性は、試験片(@板)に2%引張9予歪を与えた
ときの降伏応力と、前記予歪が与えられた試験片を17
0℃の温度で20分間加熱した後の降伏応力との差を示
す焼付硬化量によって表わした。第1図から明らかなよ
うに、C含有量が0.001wt.%未満では、焼付硬
化量が2にリー未満となって、所望の焼付硬化性が得ら
れない。
従って、この発明においては、C含有量の下限を0.0
OIwt.チに定めた。
第2図は、焼付硬化量の耐時効性に及ぼす影響を示すグ
ラフである。耐時効性は、38℃の温度で30日間時効
処理を施した試験片の、降伏点伸びCYPEt)、およ
び、伸び(EA )の劣化(時効処理前の伸びと時効処
理後の伸びとの差)によって表わした。第2図から明ら
かなように、焼付硬化量が6.5Kg/−を超えると、
降伏点伸びは0.5%を超えそして伸びの劣化は3.5
%を超えて耐時効性カ悪くなる。従って、この発明にお
いては、焼付硬化量の上限を6.5Kp/讐即ち第1図
がらC含有量の上限を0.003 wt漫に定めた。
(2)N 脱性硬化性は、浸入型固溶元素であるCおよびNにより
生ずる時効硬化であるから、固溶窒素も焼付硬化性を高
める作用がある。しかしながら、固溶窒素を焼付硬化性
のために使用すると、常温での耐時効性が劣化する問題
が生ずる。従って、この発明においては、NはAtNと
して完全に析出させて固定し、適量の固溶炭素を残すこ
とにより、この固溶炭素によって焼付硬化性を高めるよ
うにした。
N含有量が0.004 wt.%を超えると、微細な窒
化物の析出量が増えて延性に悪影響を及ぼし、且つ、析
出した微細な窒化物により、連続焼鈍時における結晶粒
の成長が阻害されて、深絞り性が劣化する。
第3図は、N含有量の、ランクフォード値および延性に
及ぼす影響を示すグラフである。即ち、異なったN含有
はを有し、且つ、0.0028 wt.%のc10.0
8 wt.%のPを含有する極低炭素鋼の鋼片を、仕上
げ温度=910℃、巻取り温度:560℃で熱間圧延し
、次いで、80%の圧延率で冷間圧延した後、800℃
の温度で連続焼鈍して得られた冷延鋼板の試験片のラン
クフォード値(7″値)および延性(n値)を調べ、そ
の結果を第3図に示した。
第3図から明らかなように、N含有量が0.004wt
.%を超えると、n値およびn値が共に低下する。
また、N含有量が0.0025 wt.%以下の場合に
は、特に優れたで値およびn値が得られる。その上、熱
延銅ストリップの巻取りを560℃程度の低温で行なっ
ても、比較的良好な深絞り件の得られる利点がある。一
般に熱延鋼ス) IJツブの巻取り温度が低温の場合に
は、鋼中へのAtNの析出が完全ではない。従って、連
続焼鈍時に鋼中に固溶窒素が存在する結果、深絞り性に
好捷しい集合組織の発達が阻害され、上述のように、N
含有量が0.0025wt 、%以下の極めて少ない場
合には、鋼中に存在する固溶窒素量が減少するので、深
絞り性が向上する。
第4図は、N含有量および連続焼鈍温度の、ランクフォ
ード値(n値)に及ぼす影響を示すグラフである。第4
図において、◆、◇、△、○および目印は、N含有量お
よび冷間圧延率が下記第1表の試験片を示す。なお、下
記以外の条件は、第3図に関して述べた条件と同じであ
る。
第  1  表 第4図から明らかなように、N含M址が低いほど、高温
焼鈍によるn値の向上が顕著であり、N含有量が0.0
011 wt.%で冷間圧延時の圧延率が85係の試験
片(◆印)の場合には、n値が2.0以上の超深絞り鋼
板が得られる。
従って、N含有量は、0.004 wt.%以下に限定
すべきである。なお、N含有量は、連続焼鈍時における
異常粗大粒の発生を防ぎ、延性および耐肌荒れ性の良好
な鋼板を得るために、P含有量との関係において、後述
する条件を満たしていることが必要である。
(3)P Pには、鋼の強度を高め、且つ面内異方性を改善する作
用がある。即ち、一般に、極低炭素鋼の熱延鋼ストリッ
プには、鋼中のフェライト粒が粗粒化する請果、これを
冷間圧延し次いで連続焼鈍した後の面内異方性が大きく
なりやすい問題がある。しかしながら、所定量のPを含
有させると、極低炭素鋼の割には、前記フェライト粒が
小さくなるので、面内異方性が改善される。
しかしながら、P含有量が0.03 wt.%未満では
、上述した作用に所望の効果が得られない。一方、P含
有量が0.20 wt.%を超えると、延性、深絞り性
および2次加工脆性が劣化する。従って、P含有量は、
0.03〜0.20 wt.%の範囲内に限定すべきで
ある。
(4)  PXN Pば、上述のように鋼の強度を高め且つプレス成形性を
害することが少なくしかも安価であるから、高強度冷延
鋼板の製造のためには、非常に有効な元素である。しか
しながら、極低炭素鋼にPを含有させると、連続焼鈍時
に異常粗大粒が発生しやすい。
第5図は、0.0025wt.%のC、0,15wt.
%のPおよび0.004−2wt.%のNを含有する極
低炭素鋼の鋼片を、仕上温度:910℃、巻取り温度:
560°Cで熱間圧延し、次いで、75%の圧延率で冷
間圧延した後、850℃の温度で連続焼鈍して得られた
冷延鋼板の金属組織を示す100倍の顕微鏡写真である
。第5図に示すように、異常粗大粒の発生が明らかであ
る。
第6図は、P含有量の、一定面積内における粗大粒面積
率に及ぼす影響を示すグラフである。第6図において、
○印は0.01 wt.%のpl、目印は0.08wt
.%のPをそしてΔ印は0.15 wt.%のPを各々
含有し、N含有量がほぼ0.002 wt.%であって
、連続焼鈍温度が900℃である以外は、上述した第5
図に関して述べた条件とほぼ同じ条件で調製した冷延鋼
板の試験片の、連続焼鈍時間と共に変化する粗大粒面積
率を示す。第6図から明らかなように、0.15W1.
%のPを含有する試験片(Δ印)の粗大粒面積率は、1
分間の連続焼鈍で約60%であった。これに対して、0
.01 wt.%のPを含有する試験片(○印)の粗大
粒面積率は、1分間の連続焼鈍でほぼ0%であった。
このような異常粗大粒は、耐時効性の良好な、C含有量
が0.003 wt.%以下の超低炭素鋼の場合には強
度確保のため多量のPを含有させる必要上、特に発生し
やすい。
また、異常粗大粒は、N含有量が多い場合にも発生しや
すい。第7図は、N含itの、一定面積内における粗大
粒面積率に及ぼす影響を示すグラフである。第7図にお
いて、○印は0.001 ]、 wt.%のNを、ロー
は0.0028wt.%のN’tそしてΔ印は0.00
42wt.%のNを各々含有し、P含有量がほぼ0.1
5wt.%であって、連続焼鈍温度が800°Cである
以外は、上述した第5図に関して述べた条件とほぼ同じ
条件で調製した冷延鋼板の試験片の、連続焼鈍時間と共
に変化する粗大粒面積率を示す。第7図から明らかなよ
うに、0.0042wt.%のNff1含有する試験片
(△印)の粗大粒面積率は、1分間の連続焼鈍で100
係であるが、OoOO11wt.%のNを含有する試験
片(○印)の粗大粒面積率は、1分間の連続焼鈍で0%
であった。
更に、異常粗大粒は、連続焼鈍時の2次再結晶反応によ
って生ずるものであるから、連続焼鈍条件即ち焼鈍温度
が高温なほど、そして、焼鈍時間が長くなるほど発生し
やすい。第8図は、連続焼鈍温度および連続焼鈍時間の
、一定面積内における粗大粒面積率に及ぼす影響を示す
グラフである。
第8図において、○印は連続焼鈍温度が800℃であり
、ローは連続焼鈍温度が850℃でありそしてΔ印は浬
続焼鈍温度が900℃であって、何れも、O,147w
t.%のPおよび0.0028wt.%のNを含有する
以外は、上述した第5図に関して述べた条′件とほぼ同
じ条件で調製した冷延鋼板の試験片の、連続焼鈍時間と
共に変化する粗大粒面積率を示す。
第8図から明らかなように、連続焼鈍温度が900℃の
試験片(△印)の粗大粒面積率は、1分間の連続焼鈍で
約60%であるが、連続焼鈍温度が800℃の試験片(
○印)の粗大粒面積率は、1分間の連続焼鈍では0%で
あった。−!た、何れの場合も、連続焼鈍時間が長くな
るに伴って、粗大粒面積率は増加した。
なお、異常粗大粒は、熱延鋼ス) IJツブの巻取り温
度とも関係があり、前記巻取り温度が660℃以下の低
温の場合には発生しやすい。
上述のような観点から、連続焼鈍時の2次再結晶反応を
抑制して、異常粗大粒の発生を防止し、延性および耐肌
荒れ性の良好な鋼板全製造するためには、P含有量およ
びN含有量の両者を関連づけて規制する必要のあること
がわかった。
第9図は、P含有量およびN含有量の、異常粗大粒発生
に及ぼす影響を示すグラフである。第9図において、X
印、○印および◎印は、下記を示す。
×印:850℃の温度で1分間連続焼鈍した場合に異常
粗大粒が発生した。
○印: 850 ’Cの温度で1分間連続焼鈍しても異
常粗大粒は発生せず、同温度で2分間連続焼鈍した場合
に異常粗大粒が発生した。
◎印:850℃の温度で2分間連続焼鈍しても異常粗大
粒は発生せず。
第9図から、PxNが、曲線A テ示j 3X]、 0
−4wt.%以下であれば、850 ’Cの温度で1分
間連続焼鈍しても、2次再結晶による異常粗大粒は発生
せず、更に、PXNが曲線B テ示ス2 X 10−’
 wt.%以下であれば、850℃の温度で2分間連続
焼鈍しても、2次再結晶による異常粗大粒は発生しない
ことがわかった。従って、PXNは3 X 10=’w
t.%以下に限定すべきである。
PXNが3 X 10= wt.%を超えて多いと、連
続焼鈍時に異常;1A大粒が発生する原因は、次のよう
に推定される。即ち、P含有量が多いと再結晶粒が71
11粒化し、且つ、N含有量が多いと微細なAtN析出
物が増加してフェライト粒の成長が悪くなり、更に、P
によって前記微細なAtN析出物の増加を促進する。従
って、PおよびNの含有量が多いほど、1次再結晶粒が
細粒化し且つ正常粒の成長性が悪くなる結果、高温度で
の連続焼鈍による2次再結晶を促進する。
(5)  5i Siには、Pと同様に鋼の強#を高める作用がある。し
かしながら、Siは酸化性の強い元素であるから、1.
Qwt.%を超えて含有させると、鋼板の表面性状が劣
化する。
従って、Si含有量は、1.Owt.%以下に限定すべ
きである。なお、特に優れた表面性状を厳しく要求され
る場合には、Si含有量は0.5 wt.%以下が好ま
しく、更に、溶融亜鉛メッキ鋼板として使用される場合
には、良好なメッキ密着性を得るために、Si含有量は
0.1 wt.%以下が好ましい。
(6)  Mn Mnには、鋼中の不純物であるSf MnSとして固定
し、鋼板の熱間脆性を防止する作用がある。しかしなが
ら、Mnの含有量が0.05wt.%未満では、上述し
た作用に所望の効果が得られない。一方、Mnの含有量
が0.70 wt.%を超えると、鋼板の深絞り性が劣
化する。
従って、Mn含有量は、0.05〜0.70wt.%の
範囲内(で限定すべきである。なお、深絞り性を向上さ
せるためには、■白金有量は、0.05〜0.20wt
.係の範囲内が好ましい。
(力  S S含有量が0.020 wt.%を超えると、硫化物が
生成して鋼板の加工性を害する。従って、S含有量は0
.020wt.%以下に限定すべきである。
(8)  Sot、AA Sot、Atには、脱酸作用、および、耐時効性に有害
な鋼中のNをAtNとして析出させて固定する作用があ
る。しかしながら、Sot、Al含有量が0.01wt
φ未満では、上述した作用に所望の効果が・調。られな
い。一方、Sot、At含有量が0.15wt.%を超
えると、製造コストの上昇を招く。
従って、SoL、Al含有量は、0.01〜0.15w
t0%の範囲内に限定すべきである。なお、熱延鋼スト
リップの巻取りを低温度で行ない且つ連続焼鈍を短時間
で行なっても、確実に鋼中のNを析出させ固定するため
には、Sot、Al含有量を、0.03〜0.15wt
.%の範囲内に限定することが好ましい。
(9)B Bには、鋼中のN k BNとして析出させて固定し、
微細なAtNの析出量を減少させる作用がある。BNは
、比較的粒子サイズの大きい窒化物であって、正常粒の
成長を悪化させることはない。従って、この発明におい
ては、必要に応じてBを付加的且つ選択的に添加する。
しかしながら、S含有量がB/NC原子重量比)で1を
超えると、鋼中に固溶ボロンが残り、深絞り性を劣化さ
せる。
従って、S含有量は、B/NC原子重量比)で1以下に
限定すべきである。この場合、前述したPXNは、PX
(N−′AB)となし、PX(N−j4B)を3 X 
10= wt.%以下に限定すべきである。
Bには、更に、熱延フェライト組織を微細化し、深絞り
性を向上させ且つ面内異方性を減少させる作用がある。
一般に、鋼中のCおよびNの含有量が少ないと、Ar3
変態点が上昇する。そして、フェライト生成元素である
P 、 Si等を添加するとAr3変態点は更に上昇す
る。また、深絞り件の良好な鋼板を得るため(では、熱
延仕上げ温度をAr3変態点以上の高温にする必要があ
る。Bには、フェライト変態全抑制し、AJ′3変態点
を下げる作用があるため、熱間圧延を高温の仕上げ温度
で安定して容易に行なうことができる利点がある。上述
のような作用のためには、S含有量は0.0005〜0
.0030wt.%であることが好ましい。S含有量が
0.0005wt.%未満では、上述した作用に所望の
効果が荀られず、一方、S含有量が0.0030帆1%
を超えると、深絞υ性を劣化させる。
(10)  Ti Tiには、鋼中のNをTiNとして析出させて固定し、
微細なAtNの析出量を減少させる作用がある。
TiNは、比較的粒子サイズの大きい窒化物であって、
正常粒の成長を悪化させることばない。従つて、この発
明においては、必要に応じてTiを付加的に且つ選択的
に添加する。しかしながら、Ti含有量がTi2イN(
原子重量比)で1を超えると、過剰のTiが固溶炭素を
固定し、微細なTiCとして析出するため、十分な焼付
硬化性が得られず、且つ、再結晶のための温度が上昇し
、更に、微細なTiCの分散によって正常粒の成長を悪
化させ、2次再結晶が発生しやすくなる。
従って、Ti含有量は、Ti/N (原子重量比)で1
以下に限定すべきである。この場合、前述したPXNは
、PX(N−−Ti)となし、P X (N−′ATi
 )を3 X 10−’wt.%以下に限定すべきであ
る。
なお、BおよびTiを共に添加する場合には、Bハ+T
i/N (何れも原子重量比〕を1以下に限定し、且ツ
、前述L fc P XN ld、p x (N−”−
B −A Ti)となし、PX(N−4−B  14 
Ti)を3 X 10−4wt.チ以下に限定すべきで
ある。
なお、上述の化学成分組成ヲ有する銅は、転炉および真
空脱ガス設備により溶製される。
次に、この発明において、熱間圧延、冷間圧延および連
続焼鈍の条件を、前述した範囲内に限定した理由(Cつ
いて、以下に述べる。
(1)熱間圧延条件 鋼片を熱間圧延して熱延鋼ストリップを調製する際の仕
上げ温度は、Ar3〜Ars +1−00°Cの範囲内
に限定すべきである。仕上げ温度が#3変態点未満では
、深絞り性が劣化し、且つ、連続焼鈍時に異常粗大粒が
発生しやすくなる。一方、仕上げ温度がAr3+100
℃を超えると、熱延フェライト組織が粗大化して、深絞
v1三および面内異方性が劣化する。
巻取り昌度は750℃以下に限定すべきである。
巻取り温度を660〜750°Cの高温となし、固溶窒
素をAtNとして完全に析出させ固定した場合には、特
に優れた深絞9性が得られる。巻取り 温度が750°
Cを超えると、深絞り性向上の効果は飽和し、かえって
、熱延フェライト組織が粗大化し、異常粗大粒が発生し
、且つ、多量のスケールのためにスケール除去能率が低
下する等の問題が生ずる。
従来、深絞り性の優れfckA板を連続焼鈍によって製
造するためには、巻取り温度を660℃以上の高温度と
することが通例であった。本発明によれば、必ずしも巻
取り温度を高温にする必要はなく、300℃程度の低温
で巻取っても深絞り性は良好であり、1.4程度の7値
を有する鋼板を製造することができる。高温度で巻取る
と、スケールが多量に発生するため、スケール除去能率
が低下する等の問題があるから、上述のような低温巻取
りは、操業上極めて有利である。
従来、深絞り性の向上のために、巻取り温度全高温度に
していた理由は、高温度での巻取りにより、炭化物およ
び蟹化物全析出凝集させて、連続焼鈍による再結晶焼鈍
時の固溶炭素および固溶窒素の量を低減するためである
。これに対して、本発明の場合には、C含有量およびN
含有量を著しく低減したので、これに応じ、再結晶焼鈍
時の固溶炭素および固溶窒素の量が減少した結果、深絞
り性が向上したと考えられる。
熱間圧延の圧下スケジュールやランナウトテーブル上で
の冷却、oメーンについては、通常の条件でよい。なお
、仕上げ温度および巻取り温度を更に細かく調整したり
、仕上げ圧延の後段における圧下比を大きくしたり、ま
たは、仕上げ圧延後のランナウトテーブル上での冷却時
に出来るだけ前段で急冷する等の手段を行なえば、熱延
フェライト組織が細粒化し、深絞り性の向上および面内
異方性の減少に極めて有効である。
なお、熱間圧延は、連続鋳造鋳片を直接圧延しても、連
続3否造−片を高温状態で加熱炉に装入し、加熱された
鋳片を圧延しても、常温の鋳片を加熱炉によって加熱し
た後圧延してもよい。
(2)冷間圧延条件 冷間圧延の際の圧延率は、60〜95%の範囲内に限定
すべきである。第10図は、冷間圧延率の、ランクフォ
ード値および面内異方性に及ぼす影響を示すグラフであ
る。即ち、0.002wt.%のC10,25wt.%
のSiおよび0.04. wt.%のPを含■する極低
炭素鋼を、仕上げ温度:900℃、巻取り温jν:55
0℃または680℃で熱間圧延し、次いで、60〜90
%の圧延率で冷間圧延した後、800°Cの温度で連続
焼鈍して得られた、引張り強さ35 Kgl−級の冷延
伸i板の試験片のランクフォード値および面内異方性音
調べ、その結果を第10図に示した。第10図において
、○印は巻取り温度が550℃の場合を示し、の印は巻
取り温度が680℃の場合を示す。
第10図から明らかな・ように、冷間圧延率が60%未
満では、十分な深絞り性が得られない。
冷間圧延率を95%超にすることは、通常のタンデム圧
延機では困難である。なお、面内異方性は、約70%の
冷間圧延率の場合にもつとも大きくなる。従って、高い
深絞、り性を有し且つ面内異方性の小さい鋼板を製造す
るためKは、冷間圧延率を75係以上にすることが好ま
しい。
(3)連続焼鈍条件 連続焼鈍温度は、再結晶温度以上、Ac3変態点未満の
範囲内に限定すべきである。第11図は、連続焼鈍温度
の、ランクフォード値および面内異方性に及ぼす影響を
示すグラフである。即ち、0.002W1.% (7)
 C、0,25wt.%(D Siおよび0.04. 
wt.% )P’を含有する極低炭素鋼を、仕上げ温度
: 900 ’C1巻取り温度:550℃または680
 ’Cで熱間圧延し、次いで、80%の圧延率で冷間圧
延した後、700〜900℃の温度で連続焼鈍して得ら
れた、引張り強さ35 K9/ff級の冷延鋼板の試験
片のランクフォード値および面内異方性を調べ、その結
果を第11図(で示した。第11図において、○印は巻
取り温度が550℃の場合全示し、・印は巻取り温度が
680°Cの場合を示す。
従来、深絞り性の優れた御飯を連続焼鈍によって製造す
るためには、連続焼鈍温度をs o o ’c以上の高
温度にしなければならなかった。しかしながら、本発明
によれば、第11図1で示すように。
必ずしも連続焼鈍温度i 800 ’C以上の高温にす
る必要はなく、再結晶温度の直上の7oo℃程度の低温
度でも深絞9性は良好であり、巻取V温度が550°C
の低温度であっても、1.4程度のランクフォード値を
有する鋼板t’A造することができる。
連続焼鈍温度が再結晶温度未満では、十分な深絞、り性
が得られない。一方、連続焼鈍温度がAc3変態点以上
になると、集合組織がランダム化する結果、かえって深
絞り性が劣化する。
上述のように、低温の連続焼鈍温度で深絞り性を有する
冷延鋼板全製造し得る理由は、炭化物および窒化物形成
元素を含有せず且っCおよびNの含有量が少ない高純度
鋼を使用したので、再結晶温度の上昇を招く微細な炭化
物および窒化物の析出が極めて少ないからである。この
ように、低温の連続焼鈍温度で深絞り性を有する冷延鋼
板を製造し得ることは、この発明の大きな特徴の1つで
ちゃ、これによって製造コストを低減することができる
しかしながら、高純度鋼の場合、熱間圧タエ条件によっ
ては、その熱延フェライトa織が粗粒化する。熱延フェ
ライト組織が粗粒化すると、連続焼鈍温度が低温の場合
には、再結晶が緩慢となって不完全になる。第12図(
5)および第12図(Blは、熱延フェライト組織全示
す100倍の顕微鏡写真である。第12図囚は、0.0
02wt.係のC、0,25W1.。
% )Si 、 0.04 wt.%のPおよび0.0
02wt.% ノN’e含有する極低炭素鋼の鋼片を、
仕上げ温度: 900℃、巻取り温度=680℃の条件
で熱間圧延した場合の熱延フェライト組織を示し、フェ
ライト粒度ば7.8X番である。第12図(B)は、前
記鋼片を、仕上げ温度:960’C,巻取1M度: 7
 ] 0 ’Cノd”条件で熱間圧延した場合の熱延フ
ェライト組織を゛示し、フェライト粒度は6.6ン番で
ある。
第13図は、上述の条件で熱同圧延された熱延鋼ストリ
ップを、80係の圧延率で冷間圧延した後、500〜8
00℃の温度で30秒間連続焼鈍した場合の、焼鈍温度
の再結晶率に及/了す影響を示すグラフである。第13
図において、・印は第12図(5)のフェライト粒度7
.8aの場合を示し、○印は第12図(Blのフェライ
ト粒度6,6#の場合を示す。
第13図から明らかなように、フェライト粒度が7.8
暑の細粒の場合には、700 ℃の焼鈍温度で再結晶率
は100%になるが、フェライト粒度が6,6イの粗粒
の場合には、焼鈍温度を800℃に上げないと100係
の再結晶率は得られない。
第14図は、熱延フェライト粒度の、再結晶完了温度に
及ぼす影響を示すグラフである。即ち、0.002wt
.%のC,0,25wt.%のSi、  0.04wt
.%のPおよび0.002wt.%のNを含有する極低
炭素鋼の鋼片を、仕上げ温度および巻取り温度を変えて
熱間圧延することにより熱延フェライト粒度の異なる熱
延鋼ストリップを調製し、前記熱延鋼ス) IJツゾを
80%の圧延率で冷間圧延した畝、30秒間連続焼鈍し
たときの再結晶完了温度を調べ、その結果を第14図に
示した。第14図における熱間圧延条件は、下記第2表
の通りである。
第13図および第14図から明らかなように、連続焼鈍
に当り、焼鈍温度が700°C以下の低温で100%の
再結晶率を得るためには、熱延フェライト組織を、熱延
フェライト粒度7番以上の細粒にすることが必要であり
、そして、熱延フェライト組織を、熱延フェライト粒度
7香以」二の細粒にするためには、熱延仕上げ温度をA
r3〜Ar3 + 60°Cの範囲内に、そして、巻き
取り温度を700℃以下にすることが必要である。なお
、0.03〜0.20wt.%の範囲内で含有している
Pおよび必要に応じてB/N(原子重量比)が1以下の
範囲内で添加するBは、熱延フェライト組織を細粒化す
るために有効である。更に、熱間圧延時に後段で強圧下
を加えたり、熱延鋼ス) IJツブの冷却の際に、ラン
ナウトスプレーの[][■段で急冷することも、熱延フ
ェライト組織の細粒化のために奸才しい。なお、再結晶
が緩慢になる部分は、熱延鋼ス]・リップのエツジ部等
、仕−ヒげ温度が低下する部分に多いので、ヒーターを
使用して熱延鋼ストリップのエツジ部全加熱し、所定の
仕」二げ温度を確保するととも有効である。
上述のように、本発明によれば、連続焼鈍に当り、焼鈍
温度が700℃以下の低温であっても再結晶を完了させ
、所望の深絞シ性を得ることができる。更に、本発明に
よれば、結晶粒の成長性が良好で且つ2次再結晶による
異常粗大粒発生の危険がないので、焼鈍温度を700℃
を超えて高めれば、著しく深絞9性を向上させることが
できる。
特に、N含有量が約0.001 wt.%であって極め
て低い場合には、連続焼鈍温度を850℃に高めること
によって、前記温度が700℃の場合よりも、ランクフ
ォード値を約帆4高めることができる。従って、この発
明によれば、従来強力な炭化物および窒化物形成元素が
添加された極低炭素鋼の場合しか得ることのできなかっ
た、ランクフォード値が1.8以上の超深絞9性を有す
る冷延鋼板を、比較的安価に製造することができる。
再結晶完了までの連続焼鈍時間は、約10秒でよい。但
し、巻取り温度が低温の場合には、焼鈍時に固溶窒素を
AtNとして完全に析出させることが必要であるから、
焼鈍温度が750℃以上の高温の場合には少なくとも約
30秒、750℃未満の低温の場合には少なくとも約1
分を必要とする。
連続焼鈍時の加熱速度および冷却速度については%に制
限する必要がない。また、冷却の途中または冷却後の再
加熱などによる過時効処理の必要はないが、必要に応じ
実施することは差し支えない。
連続焼鈍の加熱方式は、例えばラジアントチューブ加熱
、直火加熱、誘導加熱等どのような方式でもよく、冷却
方式は、例えば水焼入れ、温水焼入れ、ガスジェット冷
却、水冷ロール冷却、気水混合冷却等、どのような方式
でもよい。
また、この発明の方法で製造された鋼板は、連続溶融亜
鉛メッキ鋼板等、表面処理鋼板の原板としても問題なく
使用することができる。
〔発明の実施例〕
第3表に示すように、何れも本発明の範囲内の化学成分
組成を有し、そして、熱間圧延、冷間圧延および連続焼
鈍が施された、本発明の鋼板の供試体(以下、「本発明
の供試体」という)Nα1〜19を調製した。比較のた
めに、同表に示すように、少なくともその1つが本発明
の範囲外の化学成分組成を有し、そして、熱間圧延、冷
間圧延および連続焼鈍が施された、比較鋼板の供試体(
以下、「比較用供試体」という) N[11〜7を調製
した。各供試体は、第3表に示す化学成分組成の鋼を、
転炉および真空脱ガス設備によって溶製し、連続鋳造に
よって鋳片となした後、得られた鋳片を同表に示す条件
で熱間圧延し次いで冷間圧延し、得られた冷延鋼ス) 
IJツブを同表に示す条件で連続焼鈍することにより調
製した。
次いで、本発明の供試体Nα1〜19、および、比較用
供試体Nα1〜7について、降伏応力(yp)、引張り
強さくTS)、伸び(Et)、延性(n値)、深絞9性
(7:)、面内異方性(Δr)、焼付硬化量(BH)お
よび異常粗大粒の発生の有無を調べ、これ等の結果を第
4表に示す。なお、焼付硬化量(BH)は、供試体に2
%引張り予歪を与えたときの降伏応力と、前記予歪が与
えられた供試体を170℃の温度で20分間加熱した後
の降伏応力との差によって表わした。
第3表および第4表から明らかなように、N含有量およ
びPXN量が本発明の範囲を外れて高い比較用供試体N
[l ]は、ランクフォード責7:)値および延性(n
値)が共に低く、且つ、異常粗大粒が発生した。P含有
量が本発明の範囲全外れて低い比、較用供試体NIL 
2は、降伏応力(YP)および引張り強さくTS)が共
に低い。PXN量が本発明の範囲を外れて高い比較用供
試体N[L 3およびN[L 4は、何れも異常粗大粒
が発生し、伸び(Et)および延性(n値)が共に低く
、ランクフォード(i)値も低い。
B含有量が本発明の範囲を外れて萬い比較用供試体Nα
5は、ランクフォードσ)値が低い。Ti含有量が本発
明の範囲を外れて高い比較用供試体N[L 6は、焼付
硬化量(BH)が低く且つ異常粗大粒が発生した。C含
有量が本発明の範囲を外れて高い比較用供試体N(L 
7は、焼付硬化量(BH)は高いが、延性(n値)およ
びランクフォード(i)値が共に低く、耐時効性が悪い
これに対して、本発明の供試体N[11〜19は、何れ
も、降伏応力(YP)、引張り強さくTS )、伸び(
Et)、延性(n値)、ランクフォード値にテ値)、面
内異方性(Δr)および焼付硬化量(BH)が共に高く
、且つ、異常粗大粒は発生しなかった。そして、常温の
耐時効性は良好で、38℃の温度によ′る30日間の時
効処理でも、降伏点伸び(YP El )は0.5係以
下、伸び<21)の劣化は3.5 q6以下であった。
また、本発明の供試体N(L 6および7、Nα10〜
14のように、同一の化学成分組成ヲ有する鋼片から、
熱間圧延条件、冷間圧延条件および連続焼鈍条件を変え
ることによって、各種の性質を有する鋼板を製造するこ
とができた。
〔発明の効果〕
以上述べたように、この発明によれば、自動車のドアや
フード等の外板用鋼板として好適な、焼付硬化性および
プレス成形性に優れ、且つ、耐時効性の良好な、35〜
4−5 K9i−の強度f:有する高強度冷延鋼板を、
連続焼鈍により、安定して且つ経済的に製造することが
できる工業上有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
第1図はC含有量の焼付硬化量に及ぼす影響を示すグラ
フ、第2図は焼付硬化量の耐時効性に及ぼす影響を示す
グラフ、第3図はN含有量のランクフォード値および延
性に及ぼす影響を示すグラフ、第4図はN含有量および
焼鈍温度のランクフォード値に及ぼす影響を示すグラフ
、第5図は異常粗大粒が発生した金属組織を示す100
倍の顕微鏡写真、第6図はP含有量の粗大粒面積率に及
ぼす影響を示すグラフ、第7図はN含有量の粗大粒面積
率に及ぼす影響を示すグラフ、第8図は連続焼鈍温度お
よび連続焼鈍時間の粗大粒面積率に及ぼす影響を示すグ
ラフ、第9図はP含有量およびN含有量の異常粗大粒発
生に及ぼす影響を示すグラフ、第10図は冷間圧延率の
ランクフォード値および面内異方性に及ぼす影響を示す
グラフ、第11図は連続焼鈍温度のランクフォード値お
よび面内異方性に及ぼす影響を示すグラフ、第12図囚
(B)は熱延フェライト組織(金属組織)を示す100
倍の顕微鏡写真、第13図は連続焼鈍温度の再結晶率に
及ぼす影響を示すグラフ、第14図は熱延フェライト粒
度の再結晶完了温度に及ぼす影響を示すグラフである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)C:0.001〜0.003wt.%、N:0.
    004wt.%以下、 Si:1.0wt.%以下、 Mn:0.05〜0.70wt.%、 P:0.03〜0.20wt.%、 S:0.020wt.%以下、 Sol.Al:0.01〜0.15wt.%、P×N:
    3×10^−^4wt.%以下、および残り:Feおよ
    び不可避的不純物、 からなる鋼片を、仕上げ温度:Ar_3〜Ar_3+1
    00℃、巻取り温度:750℃以下の条件で熱間圧延し
    て、熱延鋼ストリップを調練し、前記熱延鋼ストリップ
    を、60〜95%の圧延率で冷間圧延して、冷延鋼スト
    リップを調製し、前記冷延鋼ストリップを、再結晶温度
    以上、Ac_3変態点未満の範囲内の温度で連続焼鈍す
    ることを特徴とする、焼付硬化性およびプレス成形性の
    優れた高強度冷延鋼板の製造方法。
  2. (2)C:0.001〜0.003wt.%、N:0.
    004wt.%以下、 Si:1.0wt.%以下、 Mn:0.05〜0.70wt.%、 P:0.03〜0.20wt.%、 S:0.020wt.%以下、 Sol.Al:0.01〜0.15wt.%、下記から
    なる群から選んだ少なくとも1つ の元素: B:B/N(原子重量比)1以下、 Ti:Ti/N(原子重量比)1以下、 但し、B+Ti:B/N+Ti/N(何れも原子重量比
    )1以下、 P×[N−(14/11)B]、P×[N−(14/4
    8)Ti]およびP×[N−(14/11)B−(14
    /48)Ti]は、何れも3×10^−^4wt.%以
    下、および、 残り:Feおよび不可避的不純物、 からなる鋼片を、仕上げ温度:Ar_3〜Ar_3+1
    00℃、巻取り温度:750℃以下の条件で熱間圧延し
    て、熱延鋼ストリップを調製し、前記熱延鋼ストリップ
    を、60〜95%の圧延率で冷間圧延して、冷延鋼スト
    リップを調製し、前記冷延鋼ストリップを、再結晶温度
    以上、Ac_3変態点未満の範囲内の温度で連続焼鈍す
    ることを特徴とする、焼付硬化性およびプレス成形性の
    優れた高強度冷延鋼板の製造方法。
  3. (3)前記熱延鋼ストリップの熱延フェライト粒度が7
    番以上の細粒であることを特徴とする、特許請求の範囲
    第(1)頂または第(2)項に記載の焼付硬化性および
    プレス成形性の優れた高強度冷延鋼板の製造方法。
  4. (4)前記連続焼鈍の焼鈍温度が、再結晶温度以上80
    0℃未満の範囲内の温度であることを特徴とする、特許
    請求の範囲第(1)項または第(2)項に記載の焼付硬
    化性およびプレス成形性の優れた高強度冷延鋼板の製造
    方法。
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