JPS5976828A - 連続焼鈍による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】 この発明は、連続焼鈍による冷延鋼板の製造方法に関し
、とくに耐時効性の漬れた加工用冷延鋼板を非常に短い
過時効処理によって製造する方法を提案しようと−１−
るものである。

冷延鋼板の製造方法において、連続焼鈍法は。

在来のいわゆる楕焼鈍法と比較して多くσ）利点を有し
ている。

とは云え連続焼鈍で番ま加熱速度が大きく均熱時Ｉ１１
も短いため、結晶粒成長がおこりに〈〈細粒となり易い
ので降伏応力（ＹＳ　）増加への影響が大きい。

一般に冷延鋼板の結晶粒径ｃ：を熱延鋼板の結晶粒径と
良く対応し、従って軟質な一板を製造するには、熱延鋼
板での結晶粒径を大きくすることが必要である。

それ故、低炭素鋼をもって連続焼鈍により軟質な鋼板を
製造する技術の大半は、熱延鋼板の結晶粒を大きくする
ため、熱延巻取温度をｊ…盾の巻取温度より高く、すな
わち６００〜７　（ｌ　０℃以上とすることを必須要件
としている。

ここに例えばｉ’ｆ！　続＜Ｑ鈍で絞り一板を・開運す
る代表的事例として特公昭Ｒｌ）　−１３４１号公報に
よればＭｎ　ｒ　Ｓの各宮有鍍を限定し、かつ巻取温度
を６１１１１　℃以上と才ることにより冷面成形性σ）
すく゛れたプレス用冷延鋼板を製造できるとしてしλる
。

しかし、熱砥伜取温度を晶くしなければならないことに
は１次の欠点が伴われる。

すなわち通常、熱延鋼帯の巻取り温度はＦｉｎ。

〜５８０℃であるのに対し、上例では好ましい巻取範囲
を（ｌ　Ｑ　！１　℃以上とし、実施例には６３０〜７
８０℃の高温巻取りが掲げられてし）るが、熱延鋼帯の
巻取り温度をこのように高くすると２表面に生成する酸
化膜がマダネタイトを主成分として緻密になりかつ破膜
厚さが巻取り温度上昇とともに急激に増加するので、脱
スケール性が極端に低下すること、また熱延鋼帯を高温
で巻取っても。

コイル端部は急速に温度が低下するためコイル外周部の
材質劣化は避けられないことである。

巻取り温度を低くシ、かつ軟質な鋼板を製造する技術に
ついてはたとえは特公昭Ｒ１−２９ｆ１９６号あるいは
ｖＰ開昭５ｆｉ−７７９１０号各公報などが開示されて
いる０これらのＨ法ははう素を添加することにより鴨取
り温度を叱較的低くすることを可能としたものであるが
、実施例に示されている如く、Ａｌを添加しかつほう素
を哨度よく添加しなければならず、しかもそσ）巻取γ
晶度は６００℃以上とまだかなり高い。

このように従来の高温巻取材を用いて軟質な冷延−板を
連続焼鈍により製造する技術には、酸洗性の大幅な低下
、材質の不拘ノロ化などの欠点があった。

これに対し冷延鋼板を安価に品能率で製造するには熱延
侍取り温度を低くして酸洗能率を上げる必要があるが、
従来の製造法においては巻取温度を低くすると硬質とな
り、絞り加工のみならず曲げのような単純加工も困％１
６となった。加えて最近とみに・連続鋳造によるＡｌキ
ルド中の生産比率が高くなる傾向にあるが、Ａｌキルド
中は熱延徒の低温巻取りを経て冷延鋼板としたとき非常
に硬質となり加工性が著しく劣化する。

一方低次素自１４を素材とした従来の連続焼鈍法におい
ては固溶Ｃを１１（滅するために過時効処理を３〜５分
間、少なくても１分間以上にわたって行なわなければな
らないとされていたが一高能率で連続焼鈍を行なうため
には、過時効処理時間を短かくすることがｉ［要である
。

すなわち安価な加工用冷延鋼板を製造するに際してＧｅ
ｔ最高律（９）で侍鈍される（ＩＩで過時効処理時間８
０秒以内もしくは過時効処理なしのサイクルが望まれる
。

もちろんＯ哨を少々〈すれば軟質化するが、一方で十分
軟質化させるために０を（１，（１１１程度まで少なく
すると１晴効処理しても残存する固溶Ｃが多くなり耐時
効性が劣化することは良く知られているとおりである。

このように従来の技術でφま、高温巻取した熱延板を長
時間過時効処理することによりはじめて。

かなり良好な材質を得ること番まできたが、加工用鋼板
ヲとくに低コストで製造すべき要請は・到底満たされ得
なかったのである。

すなわちＣを少なくしたり焼鈍温１「を高くすることに
より軟質化は達成されても短時間過時効処理後の耐時効
性を改譜することが困難なところに問題を残していたσ
）である。

なおＴｉ＃　Ｎｂなどの炭化物Ｊ１ｆ重元素全添加しＧ
を固定することも試みられているが合金成分のコストが
嵩む不利を伴うの番まいうまでもない。

発明者らは連続焼鈍過程における過時効処理なし、また
はその時間が８０秒以内のように非常に短い場合の最適
素材が、？ｐ続焼鈍に引続く急冷後十分な過時効を行う
従来法での最適素材とは、全く異なるものであること？
知り陳々の実験を行なった結果、素材のＣ童ｔａ正な範
囲にした上で。

熱延仕上温度をＡｒ３点以下としかつ冷間圧延後の焼鈍
温度をＡＣ１点以下にすれば、過時効処理時間が短かく
ても、耐時効性、加工性ともに艮好な鋼板が得られるこ
とを見出した。

この発明は上記知見に基いたものである。

この発明は、重敏６分率で、Ｏｊ　（１，（Ｉｐ〜（１
、１１７係、Ｍｎ　：　ｒｌ、１（１〜（＋、４０４、
Ｎ　：　０．（ｌｌｌａｆ＞　４以下オよび５Ｏ１−ｋ
ｌ　：　ｆｌ、１１２ｆｌ〜＋１．＋１９０憾を冴み、
残■く実質的に鉄及び不可惺的不紳物より成る組成の律
続祷造スラブから冷延用補仮を製造する方法において、
熱延仕上げｌ晶１ｖをＡｒ３点以下６５０℃以上１巻取
り温度を６００℃以下とする熱間圧延工程と、該工程で
得た熱延、−帯のＭ法による酸洗、冷間圧延ののちに、
焼鈍温度を再結晶温度以上Ａｃｔ変態点以下とし、かつ
過時効処理をｌ　［１〜３０秒間以内の保持または３０
℃／８以下の徐冷とする連続焼鈍工程・ とを組合わせて、とくに有利に耐時効性と加工性を具備
さゼるようにしたものである。

以下この発明の開発経緯について詳細に説四する。

発１１者らは、下記の実験ｌにおいてＣ酸の異なる小型
鋼塊を実験室的に製作し、何れも分宛圧延で８０闘厚の
スラブとし、このスラブの熱延仕上げ温度ＦＴを変化さ
せて２．８翻の熱延板とし・ついで５３０℃の炉に装入
し、２時間保持後炉中で徐冷する熱延板の巻取シミュレ
ートを行い１次いで酸洗後冷延率７１憾にて（ｌＪｍｍ
に冷間圧延し、史に傾々の温度Ｔに加熱後その温度に３
０秒保持し４１１　＋１　”Ｃまで５　ｏ　”Ｃ／ｓで
冷却し、２（）秒１ｆ４１　Ｉｉミス後２（１“Ｃ／Ｓ
で室温まで冷却する熱処理）；々−ン（Ａ）または均熱
後ただちにｌＯ℃／Ｓで室１晶まで冷ｌ（Ｉする熱処理
パターン（Ｂ）をシミュレートし、（１，８４調質圧延
後における時効指数を調べた〇 この１￥？効指数は・　７．ｆｉ係引張り後１　ＦＩ　
＋１℃×３０分の時効（こよる応力上昇値（Ｍｐａ　）
である。

′実（険Ｉ Ｍｎ　：　（１，２ｆｌ　４　、　Ｐ　ｊ　（１，１ｌ
ＩＦｌ　４、Ｓ　：　ｎ、ｎｎ４、ｓｏ／−Ａ／　：　
＋１．１ＩＡＦ＋優、　Ｎ　ｊ　１１．１１１１２８％
のはかＣ含有量をｊｌ、１Ｈ１８〜ｌｂ、＋１８５　’
１に変化させた組成の小型鋼塊を用い熱延仕上げ温度Ｆ
　Ｔ　：　ｓ　ｓ　ｔ＋〜７００℃、連続型焼鈍均ＩＩ
Ａ温度、Ｔ　ｊ　７　（１１１〜８（１１１−Ｃにおい
て時効指数を比較した。

第１図にその結果の要点な、０吋との関係にて示す。

Ｏｗが多くなるにしたがい時効指数（Ｍｐａ　）は小さ
くなった。とくに焼純均熱温度ＴがＡＣ３点より低い場
合に（３Ｆ４欣存性が顕著になり、Ｃが１１．（＋８係
以上の素材はＡＯＩ点以下の温度で焼鈍すれば過時効時
間が２！−秒間のように非盾に短い（Ａパターン）にも
拘らず時効！旨数番まＦ）　ＦＩ　Ｍｐａよりはるかに
低くなり、また急冷過時効時畦を施ざない亀なる徐冷処
理（Ｂパ・ターン）の２鳴合であってもほぼ同様の傾向
を示し、１唇効指敬は若干高くなる程度でその差は小ざ
かった・ なおこのような熱処哩パ脅−ンによる限り完全非時効性
を得ることはできないが、従来のリムド鋼と同等または
それ以上の耐時効性は十分長られることが明らかで、こ
こに室温での時効劣化は実用上問題とならない。

従来、Ｃ量と時効指数の関係は、高温巻取し。

８００℃程度の高温で焼鈍した場合についてこそ・多く
調べられていたが、その結果によれば時効指数はＣが（
１、１１１Ｆｌ〜ｎ、ｏｇｓ　４付近で極小値となり。

それ以上Ｃが多くなっても少なくなっても時効指数が大
きくなるとされていた。

これに対して％　囲者らは、６８０℃のように低い巻取
りシミュレートの場合における０敗と時効指数の関係を
詳細に調べ従来知られていなかった過時効処理時間が非
常に短くまた保持を行わない場合について、第１Ｍのよ
うな結果を祈たに開明したものである。

このような傾向を生じる理由は必ずしも明確ではないが
、以下のように考えられる。

すなわち・従来の連続焼鈍法においては、熱延時高温薄
取を必定としていたため熱延板の炭化物は粗大化し、そ
の分布は非常に疎となっていたこと・そして軟質化をは
かるため、焼鈍温度全おしなべてＡ１点以上に品＜シて
いたため炭化物番まずべて−たん溶解してしまうこと、
徐冷または急冷過時効時に、炭化物が再び析出するため
には、核生成とその成長の過程を経なｌれはｌ（らない
ことなど相まって炭化物を密に析出させるためには急冷
し口の過飽和度を大きくする必要があるが、このような
急冷処理３行なうと過時効処理が十分長い場合には固溶
Ｃが少なくなるものの、麹、冷直後あるいは過時効時間
が短い場合の固溶ＧＧま多く、従つて時効性は非膚に悪
くなるのに反して第１図の実験にて、低温焼鈍材で時効
指数が低くなったのは、−板中に微細に分散した未溶解
の炭化物が固溶Ｃの有効な析出場所として作用したため
と推定される。

要するに従来の連続焼鈍法においては急冷することによ
ってＯの過嘲和度を高め結晶粒内に微細に炭化物を析出
させ固溶０の低減をはかつていたのに対しこの発明では
、炭化物もあらかじめ鋼板中に微細に分散させ、２！ら
になおかつそれを焼鈍中に溶解してしまわないよう１０
１点以下の低温で焼鈍することにより固溶０を冷却中に
非常に効果的に低減しうることによる。

しかし一方で１時効性の改善を目的として単純にＣ量を
多・ζしたり巻取温度を下げたりして炭化物を微細に分
散させようとすれば、一般に鋼板は非常に硬質となり材
質は畜しく劣化することとなる０ そこで軟質でかつ炭化物が微細に分散するような条件を
見出すためさらに０量と熱延柔性を変えて以下の実験を
行った。

実験■ 夷ＭＩと同−成分系の小型鋼塊によるスラブを同様に熱
延仕上げ温Ｉ￥８８０〜７００℃にて板厚３．２門の熱
延板とし、その巻取り４’１１当？ｌ！度を。

６５０℃と５３１１℃とにて処理した後、脱スケールし
冷延率７５憾で板！！！　１１　、８　ｍｍに冷間圧延
した。

ついで７２０℃でＲＯ秒均熱後５り℃／Ｓの冷７（＋ｉ
１度で４００℃まで冷却し、２０秒保持後２０℃／Ｓで
室温まで冷却するサイクルで焼鈍後、ｌ憾の調質圧延を
してから、引張試験しその結果を第２図に示す。

熱延仕上げ温度（ＦＴ）をＡｒ３点以下に低くすると降
伏応力（ｙｓ）が低くなり−かつ巻取り温１「（ＯＴ）
の影響も小さくなることがオ）かる。

また熱延仕上げ温度ＦＴが低く降伏応力（ｙｓ）がほぼ
同程度に低い高温巻取つと低温巻取りとの各試料につき
１００℃Ｘ　Ｊｌ　（１ｍｉｎにわたる時効後の降伏伸
びの変化も第２図にあわせ示し１巻取り温度（ＯＴ）が
高い場合にはＯ―゛がどの範囲でも降伏伸びは１１以上
であったのに反して、熱延仕上げ幌Ｉｆ　（Ｆ　Ｔ　）
が低く、かつ巻取り温度（ＯＴ）も低い（５８０℃）場
合には、Ｑ量が０．０８〜０．０７　’ｌの範囲で時効
後の降伏伸びが０嗟となったＯ これは巻取り温度（ＯＴ）が高い場合には炭化物の分散
が疎となるため時効指数が高くなり降伏伸びが発生した
ものと考えられる・ −万巻取り温度（ＯＴ）が低い場合には０が低すぎると
や番まり炭化物間距離が大きくなりすぎることにより、
またＧ蝋が高いと、降伏応力（ＹＳ）が高くなるため、
それぞれ降伏伸びが発生する。

次に第８図（ａ）　、　（ｂ）により過時効時間の影響
な示す。

上掲各実験の実績を踏まえて・Ｏ：　１１．（Ｌ１２憾
。

Ｍｎ　：　（１，２６４、Ｐ　：　０．１１１１％憾、
Ｓ　：　０．０１１１゜ｓｏｌ＠Ａｌ　：　１１．０８
５４．　Ｎ　：　ｎ、ｎｎ５ｓ　４の組Ｇ　（Ａｒ３８
２０℃−ＡＣｌ　７２８℃）としだ鋼塊によるスラブを
熱延仕上げ温Ｉｆ（ＦＴ）７５０℃、巻取り温度（ａ　
Ｔ　）　Ｆｌ　ｈ　ｎ℃で熱砥した後、酸洗冷延し。

均熱７００℃％２０秒で焼補し、その保持に引続き５０
℃／Ｓで急冷し４００℃で保持する過時効処理または均
熱温度よりそのまま一定速度で冷却した時の時効指数を
調べた結果によると・過時効時間は同図（ａ）のように
１０秒で十分であって、−分以上にわたり過時効しても
その効果にさしたるちがいはなく、また一定速度で冷却
する場合にＧま同図（ｉ）のように８０℃／Ｓ以下であ
れは時効指数は小さくなることが明らかである。

以上述べたように；Ｆｌ！続焼輔のあと短時間の冷却で
固溶Ｃを有効に低減するたダ）には、該焼鈍温１里をＡ
ＯＩ点以下書結晶温度以上とする必要がある。

熱延仕上げ温度はＡｒ３点以下とするがあまり低温すぎ
ると圧延が内錐となるので下限の温度を６５０℃とする
。

巻取り温度が高すぎると脱スケール性が悪化するのみな
らず、この発明でもつとも重要なポイントである微細に
分散した炭化物組織が得られなくなるので上限を６００
℃とする。

ＣＩＩｔ＆：１時効処理後も降伏伸びが発生しない０．
０８係、より〜好ましくはｎ、ｎ４１から０．０７傷ま
での範囲とする。

焼鈍サイクルは、１０秒以上８０秒以内の過時効処理ま
たはｉｐ−、ｑａｎ℃／Ｂμ下で冷却するものとする。

以上がこの発明の主要な構成条件であるがさらに他の成
分を限定した理由を以下説明する。

Ｍｎは、熱間ぜい件を防止するため、Ｓの固定に必要な
元素であるが多くなると硬化の原因となるので下限を（
１、１１１％、上限＋ｐ（１，４１１幅とする。

Ｎは鋼板を著しく硬化させかつＡＪで完全に固定し得な
い場合は時効性を劣化させるので・できるだけ少ない方
が良いので上限を０．ｎｌ＋８５４より好ましくはＱ、
（１１１２５係以下とする。

５０７−ＡＪは鋼中のＮをＡｊＮとして固定するのに必
。

要である。とくに低温巻取、低温焼鈍の条件でＮ全十分
固定するためにはｎ、ｎｇｎ％以上を必要とする。しか
し過変の添加は硬質化の′原因となる。よって下限を（
１，ｎ２（１４、上限を１１．１１９０憾とする。

この発明においては不可避不純物は主としテＰおよびＳ
であり、Ｐは（１，１１１％　１ｇ下、５Ｇ４１１　、
　＋１２　ｆｌ係以下で許容される。

つきにこの発明の実施例について述べる。

炭素量の異なる表１に示した組成のｋｌキルド鋼を連＃
？、鋳造法によってスラブとした隆、同表に掲げた条件
で熱間圧延を行った。

冷延率７５憾で板厚０．８門に冷延後下記の熱処理パタ
ーン（Ａ）’、（Ｂ）’で表１に示す条件にて熱処理し
焼１屯後１４の調ｄ圧延を施した場合の、機械的性質を
表１に併記した。

（Ａ）′パ々−ン 加ｇＡ律度２０℃／Ｓで７００℃まで昇温し、８（）Ｓ
保持する均熱後、４００℃まで冷却速度８０℃／ｓで急
冷して表１に示したｔ秒間保持し、引続き冷却速度１　
（１−Ｃ７６で室温まで冷却。

（Ｂ）′パターン （Ａ）′パターンと同様な均熱後、そのまま４１に従う
ｖＶｓの冷却速度で室温まで冷却。

この発明によればＹＳ％ＴＳが十分低くかつ時効指数が
低くて、ｌ　（１０℃×８０分の時効後も降伏伸びが事
実上発生しない加工用槽板が容易に製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は時効指数に及ぼす均熱基（の影響を示す比較グ
ラフ、 第２図は巻取篩ＩＷと０着の降伏応力、降伏伸びに及ぼ
す影響を示すグラフ 第３図（ａ）　、　（ｂ）は過時効条件の時効１旨数に
及ぼす影響な示すグラフである。 ＠打出願人　川崎製鉄株式会社 第１図 ム、・　Ａサイクノム ０　　　　　０．０２　　　　０．０４　　　０．０５
　　　００ｆＪＣ！　（１１１％） 第２図 隣 伏 疋 ０％） Ｘ３Ｄ、。 時 大力 緩 Ｃｆ（％） 第８図 （ｉｋ　） ０　　　２０　　４０　　　６０　　８０週晴効縛和絢 （ｂ） 冷卯逮度（°９→ １４５−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　　重ｔ　’ｉｆｆ分率で、ＯＦ　（１，０１〜１
   １．１１７１、Ｍｎ＝０．１０〜０．４（１４、Ｎ　ｉ
   　（１，１１！１８５係以下および５ＯＩＪＩ　：　１
   １．１１２１１〜（１，０９１１憾を含み、残部実質的
   に鉄及び不可避的不純物より成る組成の連続鋳造スラブ
   から冷延鋼板を迩造才る方法において、熱延仕上げ温度
   なＡｒ３点以下６５０℃以上、巻取り温度を６１１０℃
   以下とする熱間圧延工程・ 該工程で得た熱延銅帯の常法にょる酸洗・冷間圧延のの
   ちに、焼純温度を再結晶温度以上ＡＯ１ｆ　輻点以下と
   し・かつ過時効処理をｌＯ〜８０秒１川以内の保持、ま
   たはｓ　ｏ　℃／ｓ以下の徐冷とする連続焼鈍工８゜ とを組合わせて成ることを特徴とする連続焼鈍による冷
   延鋼板の製造方法。