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JP2000038640A - 熱処理後の耐久性に優れた熱間圧延および冷間圧延被覆鋼板 - Google Patents

熱処理後の耐久性に優れた熱間圧延および冷間圧延被覆鋼板

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JP2000038640A
JP2000038640A JP11195664A JP19566499A JP2000038640A JP 2000038640 A JP2000038640 A JP 2000038640A JP 11195664 A JP11195664 A JP 11195664A JP 19566499 A JP19566499 A JP 19566499A JP 2000038640 A JP2000038640 A JP 2000038640A
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ロラン ジャン−ピエール
Jean-Paul Hennechart
アンヌシャール ジャン−ポール
Dominique Spehner
スペネル ドミニク
Jacques Devroc
ドゥヴロック ジャック
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Sollac SA
Lorraine de Laminage Continu SA SOLLAC
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱処理後の耐久性が極めて高い熱間／冷間圧
延被覆鋼板。 【解決方法】 重量組成： 0.15％＜炭素＜0.5％、0.5
％＜マンガン＜3％、0.1％＜珪素＜0.5％、0.01％＜ク
ロム＜1％、チタン＜0.2％、アルミニウム＜0.1％、リ
ン＜0.1％、硫黄＜0.05％、0.0005％＜ホウ素＜0.08
％、残部は鉄と製造に起因する不純物を有する熱間圧延
後に冷間圧延じか可能な、熱処理後に極めて高い機械強
度を有し、アルミニウム被覆材が高い耐食性を保証する
被覆鋼板。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は熱処理後の耐久性が
極めて高い熱間圧延および冷間圧延被覆鋼板に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】この技術分野では、機械特性を向上させ
る解決策は成形特性を損なうことになる。これを解決す
る一つの方法は成形特性と使用時に必要な特性とを分離
することである。すなわち、使用時に必要な特性は後の
熱処理で与えるか、成形時の熱処理で与える。この場合
には、熱処理時に被覆材の安定性に問題があるため、鋼
板には被覆をせず、被覆は完成品に施される。この皮膜
形成には表面および凹部の入念な清浄を必要とする。ま
た、鋼板の金属の脱炭および酸化を完全に防止するため
に、熱処理を制御雰囲気下で行わなければならないが、
熱処理用鋼板は予備被覆されていなので、脱脂、酸洗お
よび被覆の後処理が必要になる。
【０００３】熱間圧延および冷間圧延鋼板の連続被覆で
は、鋼板を浴温に近い温度にするため、あるいは冷間圧
延時に劣化した鋼板の機械特性を復元するために、予備
焼成と亜鉛またはアルミニウム被覆前または後の冷却と
が行われる。この熱サイクルは熱サイクル時に同素変態
が起こらないように鋼の組成に応じて選択される。この
熱サイクルの目的は被覆していない鋼板で測定される機
械特性と同様な機械特性を得ることにある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、優れ
た耐食性、塗装性および接着性を維持した状態で、最終
製品に熱処理後を施した後に1000MPa以上の機械強度を
有し、しかも、高い耐衝撃特性、耐疲労特性、耐摩損特
性および耐磨耗特性を有する、成形可能な所望厚さを有
する熱間圧延または冷間圧延被覆鋼板を提供することに
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の対象は下記重量
組成を有する、熱処理後に極めて高い機械強度を有し、
アルミニウムを主成分とした被覆材が高い耐食性を保証
する、熱間圧延後に冷間圧延が可能な被覆鋼板にある： 0.15％＜炭素＜0.5％ 0.5％＜マンガン＜3％ 0.1％＜珪素＜0.5％ 0.01％＜クロム＜1％ チタン＜0.2％ アルミニウム＜0.1％ リン＜0.1％ 硫黄＜0.05％ 0.0005％＜ホウ素＜0.08％ 残部は鉄と製造に起因する不純物。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の他の特徴は下記（1)〜
（4）にある： （1) 鋼板は下記重量組成を有するのが好ましい： 0.20％＜炭素＜0.5％ 0.8％＜マンガン＜1.5％ 0.1％＜珪素＜0.35％ 0.01％＜クロム＜1％ チタン＜0.1％ アルミニウム＜0.1％ リン＜0.05％ 硫黄＜0.03％ 0.0005％＜ホウ素＜0.01％ 残部は鉄と製造に起因する不純物。
【０００７】（2) 鋼板の重量組成で、窒素含有率に対
するチタン含有率は3.42以上であり、ホウ素と窒素とを
組合せることができない。 （3） 被覆用金属浴は重量組成％で9〜10％の珪素、2
〜3.5％の鉄を含み、残部はアルミニウムである。 （4) 被覆用金属浴は重量組成％で2〜4％の鉄を含み、
残部はアルミニウムである。
【０００８】本発明はさらに、成形後に部品の被覆材の
温度を5℃/秒以上、場合によっては600℃/秒を超える速
度で上昇させることを特徴とする上記被覆鋼板から部品
を製造する方法に関するものである。本発明方法の他の
特徴は被覆材および部品を750℃以上の温度に加熱する
ことにある。本発明のさらに他の対象は、上記の熱間圧
延後に冷間圧延が可能な被覆鋼板の、構造部材および／
または貫入防止部材またはエンジン付き陸上自動車の基
礎部品、例えば衝撃防止板、ドアの補強材、ホイールア
ーム等での使用にある。
【０００９】本発明では一連の熱間圧延（場合によって
は冷間圧延）によって得られた鋼板を、必要に応じて再
度冷間圧延して所望最終厚さにした後、アルミニウムを
ベースとする被覆材、例えば8〜11％の珪素、2〜4％の
鉄を含むアルミニウム浴中でアニール被覆（revetue au
trempe）する。得られた鋼板は熱処理後に高い機械強
度を有し、高い耐食性と良好な塗装性および接着性を有
する。
【００１０】被覆材は冷間および熱間での腐食からベー
ス鋼板を保護する役目をする。本発明鋼板の出荷状態で
の機械強度は種々の成形、特に深絞りが可能なものであ
る。熱間成形加工時または成形後に行う熱処理によって
高い機械特性を得ることができ、機械強度は1500Mpa以
上、降伏応力は1200Mpa以上になる。最終的な機械特性
は鋼の炭素含有率および熱処理に依存する。最終製品の
熱処理時または熱間成形加工時に、被覆材は摩損、磨
耗、疲労、衝撃および腐食に対する極めて高い抵抗性
と、良好な耐食性、塗装性および接着性を有する層を形
成する。
【００１１】本発明では、下記重量組成： 0.15％＜炭素＜0.5％ 0.5％＜マンガン＜3％ 0.1％＜珪素＜0.5％ 0.01％＜クロム＜1％ チタン＜0.2％ アルミニウム＜0.1％ リン＜0.1％ 硫黄＜0.05％ 0.0005％＜ホウ素＜0.08％ 残部は鉄と製造に起因する不純物 を有する鋼を熱間圧延（必要に応じて冷間圧延）して所
望厚さに鋼板を製造し、次いでこの鋼板を酸洗した後、
8〜11％の珪素と2〜4％の鉄とを含むアルミニウム浴
中、2〜4％の鉄を含むアルミニウム浴中、好ましくは9
〜10％の珪素と2〜3.5％の鉄とを含むアルミニウム浴中
でアニール被覆する。
【００１２】本発明の一つの実施例では、アルミニウム
比率が約90％のアルミニウム合金浴中で焼入れする鋼板
の被覆で、被覆層は鋼表面と接触する第１合金層を構成
する。この層は鋼板の表面と直接接触しており、鉄と強
い合金を作る。この第１層の上には約90％のアルミニウ
ムを含む第２被覆層を形成する。この第２被覆層は浴の
組成に応じて珪素および少量の鉄を含む。
【００１３】部品製造時に鋼板を成形する際に第１合金
層に亀裂が生じることがある。本発明では、部品を成形
後、被覆材はの温度を5℃/秒以上、場合によっては600
℃/秒以上の速度で上昇させる。この温度上昇によって
アルミニウムが急速に再融合し、部品の成形操作で生じ
た亀裂が塞がれる。本発明の他の利点は被覆材中の鉄の
拡散が高温で開始し、従って、被覆材と鋼板の鋼との間
に良好な凝集力が得られる点にある。本発明の他の態様
では、熱処理を大きく変形させた部分に局部的に行う。
【００１４】本発明鋼板は出荷時に厚さが0.25mm〜15mm
であり、リール状態またはシート状態であり、良好な成
形性、耐食性、塗装性および接着性とを有している。こ
の被覆鋼板は出荷時、成形中、熱処理中および最終製品
の使用中に高い耐食性を示す。熱処理後には高い機械強
度が得られ、この強度は1500Mpa以上になることもあ
る。被覆が存在することによって部品の熱処理時にベー
ス金属の脱炭および酸化を完全に防止できる。これは熱
間成形加工の場合に明らかな利点である。さらに、被覆
処理した部品の加熱に脱炭防止用に雰囲気制御したオー
ブンを必要としない。
【００１５】この鋼板の金属の熱処理はオーブン中でオ
ーステナイト変態開始点の温度Ac1、例えば750℃から12
00℃の間の温度に加熱して行う。加熱時間は希望温度と
部品の鋼板の厚さに依存する。鋼板組成は熱処理時に粒
子が増加するのを制限するように最適化する。目標とす
る組織が完全なマルテンサイトの場合は、維持温度はオ
ーステナイト形成の終了温度Ac3、例えば840℃以上にし
なければならない。温度維持後は目標とする最終組織に
合わせて冷却しなければならない。下記実施例の組成を
有する完全なマルテンサイト組織の鋼の場合には、鋼板
厚さが約1mmで、900℃で5分間オーステナイト化するた
めに冷却速度を27℃/秒の焼入れ臨界速度以上にしなけ
ればならない。
【００１６】フェライトベイナイトまたはフェライトマ
ルテンサイト組織は、Ac1（例えば750℃）からAc3（例
えば840℃）の温度に加熱した後、適当に冷却すること
によって得られる。達成すべき抵抗力のレベルと行った
熱処理とに応じてこれらの相が種々の比率で存在する。
より高い抵抗力にするためには組織の主成分をマルテン
サイトにする。本発明鋼の組成物中にクロム、マンガ
ン、ホウ素および炭素を添加することでアニール特性を
変えることができる。炭素を添加するとマルテンサイト
の硬度に対するその効果のために高い機械特性のものが
得られる。アルミニウムは酸素を捕捉し且つホウ素の効
果を保護するために上記組成物中に導入する。ホウ素と
窒素との組合せを避けるために、チタンは窒素含有率に
対する含有率を3.42以上にして導入しなければならず、
窒素はチタンと組合せる。
【００１７】合金元素Mn、Cr、Bによって、熱処理時の
部品の変形を制限しながら絞り工具での焼入れまたはあ
まり激しくない焼入れの流体の使用を可能とする焼入れ
性が得られる。さらに、本発明の組成物は溶接性の観点
から最適化される。鋼板の鋼はカルシウムで行う硫黄の
溶滴化処理をすることができ、鋼板の耐疲労性を向上さ
せる。鋼は構造物および貫入防止の部品の製造に特に適
している。提案された被覆材は例えば、被覆材を含まな
い熱処理用の鋼製鋼板等の表面を製造する各種操作を避
けることができる。熱処理のパラメータの変調は、所定
の組成物を用いて、目標となる厚さに応じて熱間鋼板お
よび冷間鋼板で各種レベルの抵抗を達成することができ
る。熱処理時に、例えばアルミニウムをベースとする被
覆材は鉄合金に変態し、熱処理に依存する各種の相を含
み、600HV100gを超えうる高い硬度を有する。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例を示す。0.21％の炭素
と、1.14％のマンガンと、0.020％のリンと、0.0038％
の硫黄と、0.25％の珪素と、0.040％のアルミニウム
と、0.009％の銅と、0.020％のニッケルと、0.18％のク
ロムと、0.0040％の窒素と、0.032％のチタンと、0.003
％のホウ素と、0.0050％のカルシウムとを含む本発明鋼
板を厚さが約20μmのアルミニウムベースの層で被覆す
る。下記の表は各種熱処理後での本発明鋼板の最大強度
の例を示している。
【００１９】熱処理 Rm(Mpa) 850℃/5分 1695 900℃/5分 1675 950℃/5分 1665
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジャン−ポール アンヌシャール フランス国 08200 フロワン アヴニュ アンドレ ペイエ 58アー (72)発明者 ドミニク スペネル フランス国 08200 スダン アヴニュ ドゥ ヴェルダン ２ (72)発明者 ジャック ドゥヴロック フランス国 13300 サロン ドゥ プロ ヴァンス アヴニュ ジャン ムラン “ラ ローズ” バティマン ２

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 下記重量組成を有する熱間圧延後に冷間
    圧延が可能な、熱処理後に極めて高い機械強度を有し、
    アルミニウム被覆材が高い耐食性を保証する被覆鋼板： 0.15％＜炭素＜0.5％ 0.5％＜マンガン＜3％ 0.1％＜珪素＜0.5％ 0.01％＜クロム＜1％ チタン＜0.2％ アルミニウム＜0.1％ リン＜0.1％ 硫黄＜0.05％ 0.0005％＜ホウ素＜0.08％ 残部は鉄と製造に起因する不純物。
  2. 【請求項２】 下記重量組成を有する請求項１に記載の
    被覆鋼板： 0.20％＜炭素＜0.5％ 0.8％＜マンガン＜1.5％ 0.1％＜珪素＜0.35％ 0.01％＜クロム＜1％ チタン＜0.1％ アルミニウム＜0.1％ リン＜0.05％ 硫黄＜0.03％ 0.0005％＜ホウ素＜0.01％ 残部は鉄と製造に起因する不純物。
  3. 【請求項３】 鋼板の重量組成で、窒素含有率に対する
    チタン含有率が3.42以上であり、ホウ素と窒素とを組み
    合わせない請求項１に記載の被覆鋼板。
  4. 【請求項４】 被覆用金属浴が重量組成％で9〜10％の
    珪素、2〜3.5％の鉄を含み、残部がアルミニウムである
    請求項１に記載の被覆鋼板。
  5. 【請求項５】 被覆用金属浴が重量組成％で2〜4％の鉄
    を含み、残部がアルミニウムである請求項１に記載の被
    覆鋼板。
  6. 【請求項６】 成形後に部品の被覆材の温度を5℃/秒以
    上の速度で昇温させることを特徴とする請求項１〜５の
    いずれか一項に記載の被覆鋼板から部品を製造する方
    法。
  7. 【請求項７】 被覆材および部品を750℃以上の温度に
    加熱する請求項６に記載の方法。
  8. 【請求項８】 請求項１〜５のいずれか一項に記載の熱
    間圧延後に冷間圧延が可能な被覆鋼板の、構造部材およ
    び／または非貫入部材またはエンジン付き陸上自動車の
    基礎部品での使用。
JP19566499A 1998-07-09 1999-07-09 熱処理後の耐久性に優れた熱間圧延および冷間圧延被覆鋼板 Expired - Lifetime JP3931251B2 (ja)

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EP (1) EP0971044B1 (ja)
JP (1) JP3931251B2 (ja)
AT (1) ATE240419T1 (ja)
BR (1) BR9902712A (ja)
CA (1) CA2276911C (ja)
DE (1) DE69907816T2 (ja)
DK (1) DK0971044T3 (ja)
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FR (1) FR2780984B1 (ja)
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