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JPH06316729A - 高延性高強度薄鋼板の製造方法 - Google Patents

高延性高強度薄鋼板の製造方法

Info

Publication number
JPH06316729A
JPH06316729A JP12539393A JP12539393A JPH06316729A JP H06316729 A JPH06316729 A JP H06316729A JP 12539393 A JP12539393 A JP 12539393A JP 12539393 A JP12539393 A JP 12539393A JP H06316729 A JPH06316729 A JP H06316729A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steel
steel sheet
group
temperature
heat treatment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP12539393A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidenori Shirasawa
白沢秀則
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP12539393A priority Critical patent/JPH06316729A/ja
Publication of JPH06316729A publication Critical patent/JPH06316729A/ja
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  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低Si系で高伸びを有する高強度鋼板を製造
する方法を提供する。 【構成】 C:0.10〜0.40%、Mn:2.0〜4.
0%、Al:0.01〜0.10%を含有し、かつ、C+
(Mn/5):0.60%以上を満足する組成の鋼からなる
薄鋼板について、前処理として、A3点以上の温度に保
持した後、平均冷却速度20℃/s以上で400℃以下
の温度まで冷却した後、本処理として、平均加熱速度4
℃/s以上、均熱温度620〜740℃、均熱時間5分
以上の条件の熱処理を実施することを特徴としている。
Si≦1.0%、Ni≦1.0%、Cr≦1.0%、Cu≦1.
0%、Mo≦0.5%、P≦0.1%からなるA群、Nb≦
0.08%、Ti≦0.08%、V≦0.08%、B≦0.
003%からなるB群、及びREM≦0.05%、Ce≦
0.05%、Ca≦0.05%、Zr≦0.05%からなる
C群に含まれる元素を1種以上含有させることができ
る。自動車、建設など、薄鋼板をプレス成形して使用す
る分野に適している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動車、建設など、薄鋼
板をプレス成形して使用する分野に適している高延性高
強度薄鋼板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】自動車
のメンバー、アーム類の軽量化の観点から、これら部品
はより高強度でより薄肉の鋼板で製造されるようになっ
てきており、伸びの優れた熱延鋼板及び冷延ハイテン鋼
板並びにこれらを原板としたZnめっき鋼板が求められ
ている。
【0003】伸びの優れたハイテン鋼板としては、フェ
ライトとマルテンサイト組織からなる2相(DP)鋼、残
留オーステナイトを含有する鋼、フェライト、ベイナイ
ト、マルテンサイトからなる3相(Tri・Phase)鋼など
が開発されているが、これらはすべて、比較的多量(0.
7%以上)のSiを含有しているために、めっき鋼板とし
ては使用されていないのが現状である。
【0004】すなわち、自動車の高級化を反映して防錆
鋼板の要求が強いが、高い伸びを有する高Si鋼板はめ
っき性が著しく低いために、めっき鋼板の実用化は難し
い。このため、低Si系の高伸びハイテン鋼板が求めら
れている。
【0005】本発明は、かゝる要請に応えるべく、低S
i系で高伸びを有する高強度鋼板を製造する方法を提供
することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、低Si系
の高伸びハイテン鋼板の製造方法については先に提案
(特願平3−244579号)したが、その後更に研究を
重ねた結果、伸びが一段と優れた低Si系ハイテン鋼板
の製造方法を見い出し、ここに本発明を完成したもので
ある。
【0007】すなわち、本発明は、C:0.10〜0.4
0%、Mn:2.0〜4.0%、Al:0.01〜0.10%
を含有し、かつ、C+(Mn/5):0.60%以上を満足
する組成の鋼からなる薄鋼板について、前処理として、
3点以上の温度に保持した後、平均冷却速度20℃/s
以上で400℃以下の温度まで冷却した後、本処理とし
て、平均加熱速度4℃/s以上、均熱温度620〜74
0℃、均熱時間5分以上の条件の熱処理を実施すること
を特徴とする高延性高強度薄鋼板の製造方法を要旨とし
ている。
【0008】
【作用】以下に本発明を更に詳細に説明する。
【0009】残留オーステナイトはTRIP(ひずみ誘
起変態塑性)現象を介して鋼の延性を向上させることが
知られており、残留オーステナイトの生成には、従来鋼
の基本的考え方であるSiを比較的多く用いることが一
般的である。Siの含有はオーステナイト中へのC濃縮
を促進させてオーステナイトを安定にすることにより残
留オーステナイトを生成させる。鋼中Mnもオーステナ
イト中に濃縮することによって残留オーステナイトの生
成に寄与することが知られているが、Mn濃縮のために
は焼鈍プロセスが必要であり、これまで市場ニーズの低
さから、実験室レベルでの基礎研究の域を出ていない。
【0010】本発明者らは、自動車用鋼板として具備す
べき溶接性、塗装性などをも考慮しながら、低Si鋼に
ついて残留オーステナイト生成のための調査研究を実施
し、実生産で実現可能な製造方法を完成させたものであ
る。以下に本発明をなすに至った研究結果の一例を説明
する。
【0011】表1に示す化学成分の鋼を実験室溶解し、
30mm厚の小型スラブとした。熱間圧延では、仕上温度
900℃として3mm厚鋼板とし、平均冷却速度50℃/
sにてシャワー冷却した後、コイル巻取温度を変化させ
た(500℃巻取り及び常温巻取り)。500℃巻取材の
一部については、更に900℃で2分間再加熱した後、
40℃/sで200℃まで急冷する熱処理を施した(熱処
理材)。
【0012】引き続いて、これらの熱延まま材及び熱処
理材を平均加熱速度約9℃/sで675℃に加熱し、6
0分保持後空冷した。常温まで冷却した材料の表裏面を
研削して2mm厚鋼板とし、機械的性質を調べた。その調
査結果を表2に示す。
【0013】
【表1】
【0014】
【表2】
【0015】表2において、いずれの材料も、TSが7
80N/mm2レベルとしては、優れた伸びを示してお
り、特に熱処理材の伸びが優れていることがわかる。材
料の強度と延性のバランスをTS×El値で評価する
と、熱処理材の強度・延性バランスが優れていることが
明白である。
【0016】これらの材料の伸びの優劣は、残留オース
テナイト量の大小と対応しているようである。500℃
巻取材よりも常温巻取材の方が優れた伸びを示し、更に
常温巻取材よりも熱処理材の方がより優れた伸びを示す
理由は、必ずしも明確ではないが、最終熱処理に供した
材料のミクロ組織の大きさが重要と考えられる。
【0017】すなわち、熱処理材では、セメンタイトの
ラス間隔或いはパケットの幅が1μm以下と、500℃
巻取材及び常温巻取材に比べて狭くなっており、これが
最終熱処理での残留オーステナイトの生成を促進してい
ると思われる。
【0018】本発明は、以上の実験結果に基づいて完成
されたものであり、以下に各条件の規定理由を説明す
る。
【0019】(1)鋼の化学成分 本発明における鋼は、C:0.10〜0.40%、Mn:
2.0〜4.0%を含有し、かつ、C+(Mn/5):0.6
0%以上の各条件を必須とするAlキルド鋼である。
【0020】C:0.10%未満、Mn:2.0%未満で
は、残留オーステナイト生成も少なく、実質的に高い伸
びが期待できない。一方、C:0.40%超え、Mn:
4.0%超えでは、熱間延性の低下による割れ発生、マ
グネットハンドリング不具合など問題がある。また、C
+(Mn/5)≧0.60%の条件は実生産で高伸び材を安
定して製造する上で重要である。Al量はAlキルド鋼と
して通常含有している量(0.01〜0.10%)である。
【0021】本発明における鋼の基本成分は以上のとお
りであるが、この他、鋼板の強度上昇、溶接熱軟化の軽
減、非金属介在物の制御による加工性改善などの目的
で、必要に応じて、以下のA〜C群よりなる元素を1種
以上含有させても、本発明の効果は変わらない。
【0022】A群:A群は主として鋼の固溶強化に関す
る元素からなっており、Si≦1.0%、Ni≦1.0%、
Cr≦1.0%、Cu≦1.0%、Mo≦0.5%、P≦0.
1%の元素群である。
【0023】本発明は低Si鋼で残留オーステナイト生
成を促進させて鋼の伸び改善を図ることを開発思想とし
ているが、低Siの制約がない用途には1%までのSi添
加が可能である。Si>1%では鋼の変形抵抗増大によ
って熱間圧延機への負荷が大きくなって圧延制約が大き
くなるほか、コスト的にも不利となる。
【0024】Ni、Cr、Cuはいずれもオーステナイト
形成元素であり、組織調整のための前処理で微細なベイ
ナイト或いはマルテンサイト組織の生成を促進する元素
であるが、過度の添加は分塊、熱間圧延での割れ感受性
を高めることになり、それぞれの上限を1.0%とす
る。
【0025】Mo、Pは少量で鋼の強化に十分効果が期
待できることから、それぞれ上限を0.5%、0.1%と
する。上限値を超えるといずれも鋼の割れ感受性が高く
なる他、Moはコスト的にも制約が大きくなる。
【0026】B群:B群は主としてミクロアロイ元素で
あって、鋼の組織の微細化及び強度上昇に有効な元素で
あり、Nb、Ti、V、Bの元素群である。Nb、Ti、V
とも上限を0.08%とする。この値を超える添加量で
は鋼の焼入れ性向上による組織微細化効果が飽和して、
多量添加の意味が少なくなる他、連鋳、熱間圧延などで
の加熱・冷却プロセスで割れを生じ易くなる。Bについ
ても、これらの理由から上限を0.003%とする。
【0027】C群:C群は主として非金属介在物の形状
を制御して鋼の加工性を改善する元素であり、REM、
Ce、Ca、Zrの元素群である。鋼の清浄度を劣化させ
ずに形状を制御するためにはそれぞれ0.05%以下が
望ましい。
【0028】(2)熱処理条件 本発明に供する鋼板は熱延鋼板でも冷延鋼板でもよく、
更には焼入れ焼戻しなどの熱処理材でもよい。鋼の製鋼
から熱間圧延、更には冷間圧延に至る製造プロセスでの
条件は特に規定せず、常法に従って製造すればよい。
【0029】但し、最終熱処理に先立って、組織調整の
ための熱処理(前処理)が必要である。すなわち、鋼板を
3点以上の温度に保持した後、平均冷却速度20℃/s
以上で400℃以下の温度まで冷却することによって、
均一なオーステナイト粒から微細なベイナイト或いはマ
ルテンサイトを生成させることが重要である。
【0030】しかし、加熱温度がA3点未満では最終熱
処理後に十分な延性が付与できない。A3点以上の温度
に保持する時間は特に規定しないが、熱延或いは冷延鋼
板の炭化物がオーステナイト中に固溶するためには数秒
以上で十分である。加熱温度からの冷却速度が小さすぎ
るとポリゴナルフェライト、パーライト等が生成して最
終製品の延性を劣化させるので、冷却速度は20℃/s
以上とする。また、冷却温度を400℃以下とする規定
もこの理由による。このような熱処理(前処理)で得られ
る組織は、セメンタイトのラス間隔が極めて小さいこと
が望ましく、連続焼鈍での急冷を活用するのが適してい
る。
【0031】前処理後に実施する最終熱処理(本処理)で
は、鋼板を平均加熱速度4℃/s以上で620〜740
℃の温度まで加熱した後、5分以上保持して冷却する。
この熱処理によって残留オーステナイトを生成させるこ
とができ、鋼板の延性を向上させることができる。
【0032】加熱は急速に実施するのがよく、加熱速度
を4℃/s以上に規定する。4℃/s未満の加熱を実施し
た例として、前述の基礎実験での熱処理材を300℃/
hr(0.083℃/s)以下の速度で675℃まで加熱し、
同温度に1時間保持して冷却した材料の機械的性質を表
3に示すように、このような徐加熱では優れた延性が得
られない。
【0033】本発明において鋼の高延性を発揮させるた
めには620〜740℃の温度範囲で5分以上保持する
必要がある。この温度範囲以外ではオーステナイト中へ
のC、Mnなどの濃縮が小さく、残留オーステナイト生
成が実質期待できない。保持時間が5分よりも短かすぎ
ることも同様の理由である。保持時間の上限は特に規定
しないが、量産での生産性を考慮すると3時間以下が望
ましい。
【0034】
【表3】
【0035】このようにして製造した鋼板は、熱処理ま
まで使用できる他、めっき用原板としても使用し得る。
なお、めっきを施す場合は、Si量を0.2%以下とする
のが望ましい。
【0036】次に本発明の実施例を示す。なお、前記基
礎実験も本発明の実施例足り得ることは云うまでもな
い。
【実施例】
【0037】実験室的に溶製した各種化学成分の鋼を粗
圧延して30mm厚の小型スラブとした。熱間圧延では、
スラブ加熱温度1200℃、仕上温度900℃として3
mm厚の鋼板とし、シャワー冷却の後、500℃にてコイ
ル巻取した。これら鋼板を900℃で5分間再加熱した
後、35℃/sで常温まで急冷し、次いで、平均加熱速
度が約9℃/sで、675℃に加熱して60分保持後、
空冷した。一部の熱延まま鋼板については、前処理とし
てのA3点以上への加熱・急冷の条件及び最終熱処理(本
処理)条件をも変化させた。以上の熱処理材の表裏面を
研削して2mm厚JIS5号引張試験片を加工し、機械的
性質を調べた。
【0038】更に、一部の熱延まま鋼板については、
1.5mm厚まで冷間圧延して、前記主要材料と同様の前
処理及び本処理の熱処理を施し、JIS5号引張試験片
を加工し、機械的性質を調べた。
【0039】供試鋼の化学成分を表4に、熱処理条件及
び材質を表4に示す。また、強度・伸びバランスを図1
に示す。
【0040】表5及び図1より、本発明の条件を満足す
る鋼板はいずれも、TS×El(N/mm2・%)の値が20
000以上であり、強度と伸びのバランスが極めて優れ
ていることがわかる。
【0041】
【表4】
【0042】
【表5】
【0043】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
低Si系で高延性の高強度鋼板を提供することができ
る。自動車、建設など薄鋼板をプレス成形して使用する
分野に適しており、特には、低Si系であるのでめっき
鋼板用としても適している。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例で得られた鋼板の強度・伸びバランスを
示す図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で(以下、同じ)、C:0.10〜
    0.40%、Mn:2.0〜4.0%、Al:0.01〜0.
    10%を含有し、かつ、C+(Mn/5):0.60%以上
    を満足する組成の鋼からなる薄鋼板について、前処理と
    して、A3点以上の温度に保持した後、平均冷却速度2
    0℃/s以上で400℃以下の温度まで冷却した後、本
    処理として、平均加熱速度4℃/s以上、均熱温度62
    0〜740℃、均熱時間5分以上の条件の熱処理を実施
    することを特徴とする高延性高強度薄鋼板の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記鋼が、Si≦1.0%、Ni≦1.0
    %、Cr≦1.0%、Cu≦1.0%、Mo≦0.5%、P≦
    0.1%からなるA群、Nb≦0.08%、Ti≦0.08
    %、V≦0.08%、B≦0.003%からなるB群、及
    びREM≦0.05%、Ce≦0.05%、Ca≦0.05
    %、Zr≦0.05%からなるC群に含まれる元素を1種
    以上含有している鋼である請求項1に記載の方法。
JP12539393A 1993-04-28 1993-04-28 高延性高強度薄鋼板の製造方法 Withdrawn JPH06316729A (ja)

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