JPH0333774B2

JPH0333774B2 -

Info

Publication number: JPH0333774B2
Application number: JP59137015A
Authority: JP
Inventors: Susumu Sato; Takashi Obara; Minoru Nishida
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1984-07-02
Filing date: 1984-07-02
Publication date: 1991-05-20
Also published as: JPS6115948A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、自動車のパネルなどに適した、優
れたプレス加工性を有しかつ引張強さ35Kg／mm²以
上の高強度を有する深絞り用高張力冷延鋼板に関
し、また亜鉛めつき等の表面処理を施した表面処
理鋼板の原板としても使用される冷延鋼板に関す
るものである。近年、自動車の車体の軽量化および安全性向上
を目的として、自動車のパネル材には高強度化の
要求が強まり、引張強さ35〜45Kg／mm²級の高張力
冷延鋼板を使用することが要求されるようになつ
ている。また最近ではこの種の用途の鋼板は、耐
食性を一層向上させるために亜鉛めつき等の表面
処理を施した表面処理鋼板として使用される割合
が高まつている。ところで一般に鋼板における強度の向上は、プ
レス成形性を損なうことが知られているが、プレ
ス加工を施して使用される深絞り用冷延鋼板のう
ちでも特に自動車のパネル材は、極めて優れたプ
レス加工性が要求される。したがつてこの種の用
途には、高強度と、優れたプレス成形性とを如何
にして兼ね備えさせるかが重要な課題となつてい
る。従来上述のような要求をある程度満たした冷延
鋼板としては次のようなものが知られている。すなわち先ず第１には、低炭素アルミキルド鋼
にＰを添加した所謂リフオス鋼が知られている。
このリフオス鋼は、優れた深絞り性を有するもの
の、箱焼鈍によらなければ優れた材質を得ること
ができず、生産性の高い連続焼鈍法、連続溶融亜
鉛めつき法では充分な材質が得られない欠点があ
つた。また第２には、低炭素鋼にMn、Crなどの含有
させて２相域焼鈍法により得た、フエライト−マ
ルテンサイトの２相組織鋼板が知られている。こ
の鋼板は、張出し成形性には優れているものの、
深絞り性、あるいは亜鉛めつき性などに劣る欠点
がある。さらに第３には、Ｃを0.01％以下とした極低炭
素鋼に、Ti、Nbのような強力な炭化物形成元素
を添加して超深絞り性を得、さらにＰ、Siの如き
固溶強化元素を添加して高強度を得た冷延鋼板が
知られており、この種の鋼板のうち、炭化物形成
元素としてTiを用いた例は、特公昭57−57945号
公報や特開昭57−63660号公報等に開示されてお
り、またNbを用いた例は、特公昭57−58427号公
報、特開昭56−139654号公報等に開示されてい
る。この種の鋼板は、優れた深絞り性を有すると
ともに強度も高く、しかも連続焼鈍法、連続溶融
亜鉛めつき法で製造できるなど、各種の長所を有
する。しかしながら最近の自動車のパネル材にお
いてはより一層プレス成形性が優れていることが
要求されており、特に張出し成形性の向上が要求
されるようになつているが、その点においてはこ
の種の鋼板は未だ充分に要求を満たすには至つて
いなかつた。すなわち、最近は自動車製造工程に
おける能率向上、素材コスト低減を目的としてパ
ネルの一体化、ブランク面積の縮小が進んでお
り、このため鋼板のプレス成形性のより一層の向
上が要求されるようになつており、特に張出し成
形性の向上が強く要求され、そのためには機械的
性質としては伸び特性の改善が要求されるが、上
述の鋼では伸び特性の点で未だ不充分であつた。この発明は以上の事情に鑑みてなされたもの
で、従来の深絞り用冷延鋼板よりもさらに伸び特
性に優れ、しかも強度も充分な深絞り用高張力冷
延鋼板を提供することを目的とするものである。本発明者は上述の目的を達成するべく、種々実
験検討を重ねた結果、Ti入りのアルミキルド鋼
においてＰとCuを複合添加し、かつそのＰ、Cu
の含有量を相互に関連を持たせた特定の範囲内と
することによつて、強度−延性バランスに優れた
冷延鋼板、すなわち充分な強度を持ちしかも伸び
特性も良好な冷延鋼板が得られることを見出し、
この発明をなすに至つたのである。具体的には、本願と第１発明の深絞り用高張力
冷延鋼板は、C0.015％以下、Si0.10％以下、
Mn0.20％以下、Al0.005〜0.10％を含有し、かつ
0.03〜0.150％のＰおよび0.21％以上のCuを、Cu
（％）＋13×Ｐ（％）の値が0.55〜2.50の範囲内と
なるように含有し、さらに0.002〜0.10％のTiを
Ti（％）／Ｃ（％）の値が４以上となるように含
有し、残部がFeおよび不可避的不純物よりなる
ことを特徴とするものであり、このようにCuお
よびＰを複合添加しかつそれらを特定の関係で含
有させることによつて、強度−延性バランスに優
れた冷延鋼板を得ることができたのである。また第２発明の深絞り用冷延鋼板は、前記第１
発明の成分のほか、さらに0.0050％以下のＢと、
0.002％以上で３×Ｃ（％）未満の範囲内のNbと
のうち、１種もしくは２種を含有するものであ
り、このようにＢおよび／またはNbを添加する
ことによつて、強度−延性バランスを保ちつつ、
ｒ値（ランクフオード値）であらわされる深絞り
性をさらに向上させることができたものである。以下この発明についてさらに詳細に説明する。先ずこの発明の基礎となつた実験結果について
説明すると、本発明者等は、基本組成を0.004％
Ｃ−0.01％Si−0.15％Mn−0.008％Ｓ−0.03％Al
−0.05％TiとするTi入りアルミキルド鋼におい
て、Cu、Ｐを種々の量添加し、常法により熱延
−冷延−連続焼鈍したときの機械的性質をJIS5号
試験片により調べた。なお鋼板の板厚は0.80mmで
ある。これらの各種のＰ量、Cu量の冷延鋼板に
ついて、引張強さ（TS）と全伸び（El）との関
係を整理したところ、第１図に示すようにTSと
Elの関係はCu（％）＋13×Ｐ（％）の量に相関し、
Cu（％）＋13×Ｐ（％）の値を0.55〜2.50の範囲内
とすることによつて、強度−延性バランスの極め
て優れた冷延鋼板が得られることが判明した。す
なわち、全般的にはTSが大きくなればElが小さ
くなる傾向を有するが、Cu（％）＋13×Ｐ（％）の
値が特に0.55〜2.50の範囲内の場合には、それ以
外の場合と比較して同じTS値でもElが大きいこ
と、すなわち同強度でも延性が優れていることが
判明した。そしてさらに研究を重ねた結果、前述
のような鋼組成とすることによつて、強度−延性
バランスに特に優れた深絞り用高張力冷延鋼板を
得ることができたのである。次にこの発明における成分範囲の限定理由を説
明する。Ｃ：Ｃは深絞り性に好ましい結晶方位である
｛111｝集合組織の発達を阻害する元素であり、深
絞り性の優れた鋼板とするためには0.015％以下
とする必要がある。 Si：Siは固溶強化元素であつて、鋼板の強度を
上昇させるには有効であるが、鋼板の化成処理性
および亜鉛めつき性を著しく阻害する元素であ
り、表面処理鋼板用の原板としても使用されるこ
の発明の冷延鋼板では0.10％以下とする必要があ
る。 Mn：Mnも固溶強化元素であつて鋼板の強度
向上には有効であるが、0.20％を超えれば深絞り
性に対する悪影響が大きくなるから、0.20％以下
とする必要がある。 Al：Alは鋼の脱酸のために0.005％以上必要で
あるが、0.10％を越えれば非金属介在物の急増を
招いて表面性状等の劣化をもたらすから、0.005
〜0.10％の範囲内とする必要がある。 Ti：Tiは鋼中のＣをTiCとして固定し、深絞
り性を向上させるに必要な元素であり、重量比で
Ti／Ｃが４以上とならなければその効果が発揮
されないが、0.10％を越えて添加すれば非金属介
在物の急増を招いて表面性状を劣化させる。また
Tiの絶対量が0.002％未満でも上述のTi添加効果
が得られない。したがつてTiは0.002〜0.10％の
範囲内でしかもTi／Ｃが４以上であることが必
要である。Ｐ、Cu：Ｐ、Cuの複合添加はこの発明におい
て最も重要な点である。これらの元素はいずれか
一方の単独添加しただけでは、目的とする強度−
延性バランスの向上の効果が得られない。ここで
Ｐが0.03％未満では、Ｐ、Cuの複合添加による効
果が得られず、一方Ｐが0.150％を越えれば点溶
接性を著しく劣化させるから、Ｐ量は0.03〜
0.150％の範囲内とする必要がある。またCuは
0.21％未満でもＰ、Cuの複合添加による効果が得
られないから、Cu量は0.21％以上とする必要があ
る。そしてこのようなＰ量、Cu量の範囲内にお
いて、特にCu（％）＋13×Ｐ（％）の値が0.55〜
2.50の範囲内となるように調整することによつ
て、第１図に示したように強度−延性バランスに
優れた高張力深絞り用冷延鋼板が得られるのであ
る。Cu（％）＋13×Ｐ（％）の値が0.55未満の場合、
および2.50を越える場合には、強度−延性バラン
スが悪く、特に同じ強度でも延性が低くなる。な
おこのようなＰ、Cuの複合添加効果がもたらさ
れる機構については未だ明確とはなつていない
が、Ｐ、Cuの複合添加によつて特に均一伸びの
向上がもたらされているところから、塑性変形時
の歪の局在化を阻止する何らかの効果を有するも
のと考えられる。なおまた、従来Ｐ単独添加鋼あ
るいはCu単独添加鋼ではそれぞれ脆性および表
面性状の劣化等をもたらす問題があるとされてい
たが、Ｐ、Cuを上述のような特定範囲内で複合
添加したこの発明の鋼では、何ら支障がないこと
が確認されている。上述のような成分組成とすることによつて強度
−延性バランスに優れた目的とする特性の深絞り
用冷延鋼板が得られるが、さらに第２発明におい
てはＢおよび／またはNbを添加しても良い。そ
の理由は次の通りである。すなわち、Ｂ、Nbを適量添加することによつ
て、優れた強度−延性バランスを維持しつつ、ラ
ンクフオード値（ｒ値）で表わされる深絞り性を
さらに向上させることができる。但しＢは0.0050
％を越えればＢ添加の効果が飽和するのみなら
ず、逆に深絞り性の劣化をもたらすから、Ｂ量は
0.0050％を上限とする。またNbは0.002％未満で
はその効果が認められず、一方３×Ｃ（％）以上
Nbを添加すれば、その添加効果が飽和するのみ
ならず、いたずらにコスト上昇を招くから、
0.002％以上３×Ｃ（％）未満の範囲内とする。な
おＢ、Nbは、いずれか一方を単独添加しても、
また複合添加しても、上記組成範囲内であればそ
の効果が得られる。以上のような組成を有する鋼は、通常の工程に
より冷延鋼板として製造することができるが、以
下にその好適な製造条件を述べる。先ず製鋼工程においてＣの低減には、転炉製鋼
−脱ガス処理の組合せが望ましい。次に鋼片を製
造する鋳造工程は、連続鋳造法がコスト面および
均質法の点から望ましい。熱間圧延工程において
は、鋼片を再加熱する方法を採用しても良く、ま
た直送熱延でも良い。また100mm以下の厚みの薄
鋼片を直接溶製し、直接熱延する方法でも良い。
熱間圧延における均熱温度は、1200〜800℃が好
適であり、特に1050〜850℃が最適である。熱延
仕上温度は950〜600℃が好ましく、巻取温度は
750〜200℃が好適である。得られた熱延鋼帯に対しては酸洗後50％以上の
圧下率で冷間圧延し、再結晶温度以上で焼なまし
を施すが、その焼なまし法としては生産法の観点
から連続焼なましを適用することが好ましい。焼
なまし後は、形状矯正等を目的として２％以下の
圧下率の調質圧延を施すことが可能である。以上がこの発明の冷延鋼板を通常の冷延鋼板と
して製造する場合の好適な条件であるが、この発
明の鋼は、ライン内焼鈍方式の連続溶融亜鉛めつ
き法による溶融亜鉛めつき鋼板、あるいは電気亜
鉛めつき鋼板、アルミめつき鋼板など、各種表面
処理鋼板の原板にも適用できることは勿論であ
る。以下にこの発明の実施例を比較例とともに記
す。第１表の試料番号１〜10に示す組成の鋼を、連
炉−RH脱ガス法で溶製し、連続鋳造法によつて
鋼片を得た。各鋼片を950〜1050℃で加熱均熱し、
常法に従つて熱間圧延して、板厚2.8〜3.2mmの熱
延鋼帯を得た。その鋼帯を酸洗した後、冷間圧延
して板厚0.8mmの冷延鋼帯とし、その冷延鋼帯に
対し均熱温度790〜830℃で連続焼鈍を施した後、
圧下率0.3〜0.7％で調質圧延した。得られた鋼板
について機械的性質（降伏強さ：YS、引張強
さ：TS、全伸び：El、平均ランクフオード値：
ｒ）を調べた結果を第２表に示す。

【表】

【表】第２表から明らかなように、この発明の成分範
囲内の試料番号２、３、４の鋼は、いずれも強度
−延性バランスに優れかつｒ値も高い引張り強さ
35〜45Kg／mm²級の高強度鋼となつていることが明
らかである。また試料番号８、９、10の鋼はＢま
たは／およびNbを添加したものであるが、これ
らの鋼ではさらに材質の向上、特にｒ値の向上が
認められる。なお試料番号１の比較鋼１は、Ｃ含
有量が高いものであるが、この場合には深絞り性
（ｒ値）が劣る。また試料番号５〜７の鋼はいず
れもＰ、Cuの添加量がこの発明の範囲を外れた
ものであつて、強度が高いものは延性が低く、延
性の高いものは強度が低く、強度−延性バランス
が悪い鋼板となつている。以上の説明で明らかなように、この発明の深絞
り用高張力冷延鋼板は、強度−延性バランスに優
れたものであつて、35〜45Kg／mm²級の高強度を有
すると同時に、伸び特性が良好で張出し成形性に
も優れており、したがつて自動車用パネル材等に
最適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は引張強さ（TS）と全伸び（El）との
関係を、Cu（％）＋13×Ｐ（％）の値に対応して示
す相関図である。

Claims

【特許請求の範囲】１ C0.015％（重量％、以下同じ）以下、Si0.10
％以下、Mn0.20％以下、Al0.005〜0.10％を含有
し、かつ0.03〜0.150％のＰおよび0.21％以上の
Cuを、Cu（％）＋13×Ｐ（％）の値が0.55〜2.50と
なる範囲内で含有し、さらに 0.002〜0.10％のTiをTi（％）／Ｃ（％）の値が
４以上となる範囲内で含有し、残部がFeおよび
不可避的不純物よりなることを特徴とする深絞り
用高張力冷延鋼板。２ C0.015％以下、Si0.10％以下、Mn0.20％以
下、Al0.005〜0.10％を含有し、かつ0.03〜0.150
％のＰおよび0.21％以上のCuを、Cu（％）＋13×
Ｐ（％）の値が0.55〜2.50となる範囲内で含有し、
さらに0.002〜0.10％のTiをTi（％）／Ｃ（％）の
値が４以上となる範囲内で含有し、かつまた
0.0050％以下のＢと、0.002％以上で３×Ｃ（％）
未満の範囲内のNbとのうち、１種または２種を
含有し、残部がFeおよび不可避的不純物よりな
ることを特徴とする深絞り用高張力冷延鋼板。