JPH11181526A - 加工性と非時効性に優れた熱延鋼板の製造方法 - Google Patents

加工性と非時効性に優れた熱延鋼板の製造方法

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JPH11181526A
JPH11181526A JP36542397A JP36542397A JPH11181526A JP H11181526 A JPH11181526 A JP H11181526A JP 36542397 A JP36542397 A JP 36542397A JP 36542397 A JP36542397 A JP 36542397A JP H11181526 A JPH11181526 A JP H11181526A
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coil
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less
temperature
rolled steel
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JP36542397A
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Yukihiro Uchiumi
幸博 内海
Masaaki Miura
正明 三浦
Ichiro Tsukatani
一郎 塚谷
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 特殊元素を添加することなく、通常の熱延設
備で、コイルの全長にわたり、加工性および非時効性に
すぐれた熱延鋼板を製造する。 【解決手段】 重量%で、C:0.08%以下、Si:
0.05%以下、Mn:0.30%以下、P:0.03
0%以下、S:0.020%以下、Al:0.010〜
0.060%、N:0.0050%以下および残部Fe
および不可避的不純物からなる鋼片を1050〜120
0℃に加熱した後、Ar3点以上で熱間圧延を終了し、6
60〜720℃の範囲内の巻取温度CTM で巻き取るに
際し、コイル先端部・尾端部における巻取温度CTTB
下記式(1) の温度にて巻き取る。 CTTB=CTM +A×log (CRTB/CRM )……(1) 但し、A:30〜40、CRM :500 ℃までのコイル中央部
の冷却速度(℃/hr)、CRTB:500 ℃までのコイル先
端部・尾端部の冷却速度(℃/hr)の平均値。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】自動車、家電、建材、容器等
に用いられる加工性と非時効性に優れた熱延鋼板であっ
て、コイル長手方向に均質な機械的性質を備えた熱延鋼
板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車用鋼板に代表される加工用
鋼板の分野においては、素材費削減の観点から、従来か
ら用いられてきた冷延鋼板に代わり、熱延鋼板が用いら
れるようになってきた。このため、熱延鋼板に対する加
工性向上の要求は年々高まっており、加工性の優れた熱
延鋼板を製造しようとする試みが多くなされている。
【0003】例えば、(1) 極低炭素アルミキルド鋼を用
いる方法(特開昭49−89621号)、(2) TiやN
bを添加した極低炭素IF鋼を用いる方法(特開昭55
−97431号)、(3) 低炭素アルミキルド鋼において
は、B,Nb,Ti,V,Cr,Zr等の特殊元素を添
加する方法(特開昭52−17319号、特開昭52−
23518号、特開昭62−13849号、特開昭63
−216925号、特開平02−104637号、特開
平02−209423号、特開平02−217419号
等)、(4) Pを減少する方法(特開平02−20942
4号)、(5) Mn,Al,Nを低減する方法(特公昭6
3−64491号)、(6) 仕上圧延後の冷却速度を規定
する方法(特公平05−86451号)等がある。
【0004】また、材料が厳しい加工を受ける場合、加
工性の時効劣化がしばしば問題となるため、非時効化へ
の試みもなされている。例えば、(7) 低炭素アルミキル
ド鋼にCr,Zrを添加する方法(特開昭52−235
18号)、(8) Nを低減する方法(特開昭57−131
324号)、(9) 巻き取り後の放冷時に250〜450
℃で保定する方法(特開平02−19424号)等があ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記(1) 〜
(5) 、(7) 、(8) の場合、製鋼工程における精錬処理の
コストアップ、添加元素のコストアップが避けられな
い。(6) の場合、加工性は良好となるものの、時効劣化
が問題である。また、(9) では保温のための設備が必要
であり、設備コスト高を招来する。
【0006】一方、熱延鋼板の材質については巻取温度
だけでなく、巻取り後の冷却速度にも大きく影響を受け
る。このため冷却速度の速いコイル先端部、尾端部では
加工性、非時効性とも大きく劣化する。かかる劣化は冷
延−焼鈍工程を経て製造される冷延鋼板でも見られる
が、熱延鋼板では冷延鋼板に比して顕著である。この問
題に関しては、特開昭58−37128号、特開昭59
−16227号、特開平05−43946号等に開示さ
れているように、冷延鋼板での検討はなされているもの
の、熱延鋼板では検討されていないのが実情である。
【0007】本発明はかかる問題に鑑みなされてもの
で、特殊元素を添加することなく、通常の熱延設備で、
コイルの全長にわたり、加工性および非時効性にすぐれ
た熱延鋼板を製造することができる方法を提供すること
を目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明を成すに至った基
礎実験についてまず説明する。下記成分の鋼を実験室的
に真空溶解し、その鋼片を1130℃に加熱後、仕上温
度約880℃以上で板厚2.3mmに熱間圧延し、巻取温
度に相当する600〜740℃の範囲内の温度で加熱炉
に装入し、同温度から500℃までの冷却速度が30℃
/hr、70℃/hr、130℃/hrになるように炉冷し、
その後、1%の調質圧延を行った。 ・成分( wt%) C:0.05%、Si:0.01%、Mn:0.22
%、P:0.008%、S:0.008%、Al:0.
025%、N:0.0022%
【0009】得られた熱延鋼板からJIS5号引張試験
片を採取し、伸び(El)を測定するとともに、さらに
100℃×60min の加熱処理後の降伏点上昇量(A
I、時効指数)を求め、非時効性を評価した。その結果
を図2(A),(B) に示す。
【0010】図2(A) より、低炭素アルミキルド鋼の非
時効性はコイル中央部に相当する冷却速度(30℃/h
r)の遅い所では、巻取温度が660〜710℃で時効
指数が20N/mm2 以下と顕著に良くなり、コイル先端
部、尾端部に相当する冷却速度の速い所ではこの温度範
囲が高温側にシフトすることが見い出された。また、図
2(B) より、前記温度範囲で48%以上と良好なElを
示し、冷却速度の影響についても同様の傾向が認められ
た。これは、AlNの析出、セメンタイトの析出形態
が、巻取温度と冷却速度に大きく影響されるためである
と思われる。
【0011】従って、コイル各部について冷却速度に応
じた巻取温度にコントロールすれば、加工性と非時効性
に優れた、コイル長手方向に均質な熱延鋼板が得られこ
とがわかる。すなわち、コイル中央部の巻取温度および
冷却速度、並びにコイル内外周部(コイル先端部、後端
部に相当する部分)の冷却速度により、コイル先端部、
尾端部の巻取温度を決定し、これにより巻取温度を制御
することによって、特殊元素の添加を行うことなく、加
工性と非時効性に優れた、コイル長手方向で材質の均一
な熱延鋼板を製造することできる。実際のコイルではコ
イルの先端部、後端部の巻取温度を高くすることによ
り、保温効果も得られ、冷却速度が遅くなり、非時効性
はより向上するものと考えられる。
【0012】かかる知見に基づきなされた本発明の熱延
鋼板の製造方法は、重量%で、 C :0.08%以下、Si:0.05%以下、Mn:
0.30%以下、P :0.030%以下、S :0.
020%以下、Al:0.010〜0.060%、N
:0.0050%以下 および残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼片を1
050〜1200℃に加熱した後、Ar3点以上で熱間圧
延を終了し、660〜720℃の範囲内の巻取温度CT
M で巻き取るに際し、コイルの先端および尾端から各々
全コイル長の5%以上の長さを有するコイル先端部およ
び尾端部における巻取温度CTTBを下記式(1) の温度に
て巻き取るものである。 CTTB=CTM +A×log (CRTB/CRM )……(1) 但し、A:30〜40(定数)、CRM :500℃まで
のコイル中央部の冷却速度(℃/hr)、CRTB:500
℃までのコイル先端部・尾端部の冷却速度(℃/hr)の
平均値。なお、CTM はコイル中央部における巻取温度
に等しく、CRMおよび下記CRTBは予めコイル全長を
CTM で巻き取ったときの巻取後のコイルから事前に測
定される。また、冷却速度は全て平均冷却速度を意味す
る。
【0013】本発明の成分限定理由について説明する。 C:0.08%以下 Cは多量に含有すると伸び等の加工性を劣化させるだけ
でなく、固溶Cとして存在するようになり、非時効性を
も劣化させるので、少ない方が好ましく、上限を0.0
8%とする。
【0014】Si:0.05%以下 Siは多量に含有するとAl系介在物が増加し加工性を
劣化させる。また、スケール性状も劣化させ、鋼板の表
面性状を損なうので、0.05%以下とする。
【0015】Mn:0.30%以下 MnもCと同様、多量に添加すると加工性を劣化させる
ため、0.30%以下とする。
【0016】P:0.030%以下 Pは鋼中に固溶し、鋼の強度を上昇させ、加工性を劣化
させるため、0.030%以下とする。
【0017】S:0.020%以下 Sは硫化物系介在物を形成し、加工性を劣化させるので
低い方が好ましい。また、Sはヘゲ疵、スリバー疵等の
発生の原因になり、鋼板の表面性状が損なわれるので、
S:0.020%以下とする。
【0018】Al:0.010〜0.060% Alは鋼の脱酸剤として添加される。脱酸効果および経
済性の観点から0.010%以上、0.060%以下と
する。
【0019】N:0.0050%以下 NはCと同様、増加すると伸び等の機械的性質が劣化す
るばかりでなく、固溶Nとして存在し、非時効性をも劣
化させるので、0.0050%以下とする。
【0020】次に、熱延条件について説明する。スラブ
加熱温度は、1200℃を越えるとスケールロスが多く
なったり、機械的特性が劣化するので、上限を1200
℃とする。また、1050℃より低くなると、仕上温度
をAr3点以上に確保するのが困難となるため、下限を1
050℃とする。
【0021】熱間圧延の仕上温度がAr3点を下回ると、
熱延鋼板の加工性が著しく劣化するばかりでなく、圧延
荷重の急激な変化が生じ、板厚制御が困難になる等の操
業上の不都合も生じるため、Ar3点以上とする。
【0022】熱延後の巻取温度は本発明において重要で
ある。後述の実施例から明らかなとおり、予めコイル全
長をCTM で巻き取ったときのコイル中央部の冷却速度
CRM およびコイル先端部、後端部の平均の冷却速度C
TBを測定しておき、テーブル上を走行する鋼帯の冷却
水量、水圧等を制御することにより、コイル先端部、後
端部の巻取温度を式(1) を満足する温度範囲内に制御す
ることで、時効指数が20N/mm2 以下の非時効性に優
れた熱延鋼板が得られる。この場合、CRM 、CRTB
500℃までの冷却速度としたのは、AlNの析出は5
00℃までで完了するため、非時効性に影響するのは5
00℃までの冷却速度ということになるからである。ま
た、コイル先端部、後端部の長さをコイル全長の5%以
上としたのは、5%未満では保温効果が過小であり、コ
イル先端部、後端部の非時効性が劣化するようになるか
らである。なお、コイル先端部、後端部の長さの上限は
コイル全長の20%以下で十分である。
【0023】
【実施例】まず、本発明にかかる鋼種の機械的性質、非
時効性について説明する。実験室的に真空溶解した表1
に示す成分の鋼片を1150℃に加熱した後、仕上温度
を約880℃以上として板厚2.3mmに熱間圧延し、巻
取温度に相当する680℃で加熱炉に装入し、同温度か
ら500℃までの冷却速度が30℃/hrとなるように炉
冷し、その後、1%の調質圧延を行った。
【0024】得られた熱延鋼板を用いて、JIS5号引
張試験片で引張特性を、さらに100℃×60mm加熱処
理後の降伏点上昇量(AI)を求め、非時効性を評価し
た。その結果を表1に併せて示す。
【0025】
【表1】
【0026】表1において、鋼種A〜Fは発明例であ
り、良好な加工性と非時効性を備えていることがわか
る。一方、鋼種Gは鋼種Bと比較してPが多いため加工
性が悪く、鋼種Hは鋼種Bと比較してCが多いため加工
性、非時効性がともに悪い。また、鋼種Iは鋼種Eと比
較してMnが多いため加工性が悪い。また、鋼種Jは鋼
種Aと比較してNが多いため加工性、非時効性がともに
悪く、鋼種Kは鋼種Aと比較してSiが多いため、加工
性、非時効性は良好であるものの、スケール性状が悪
く、鋼板の表面性状が悪かった。鋼種Lは鋼種Aと比較
してSが多いため、加工性が悪く、またヘゲ、スリバー
等が発生し、鋼板の表面性状も悪かった。
【0027】次に、コイル先端部、尾端部における巻取
温度の制御例について説明する。下記成分を有する鋼を
転炉にて溶製し、連続鋳造にてスラブとした。このスラ
ブを表2に示す条件で仕上板厚2.3mmに熱間圧延し、
コイルの先端部、尾端部を式(1) に従って決定した巻取
温度にコントロールして巻き取った。巻取温度のコント
ロールは、テーブル上での冷却水量を制御することによ
り行った。 ・成分( wt%) C:0.05%、Si:0.01%、Mn:0.19
%、P:0.010%、S:0.008%、Al:0.
027%、N:0.0024%
【0028】なお、式(1) を適用するに際し、予めコイ
ル全長を同一巻取温度(CTM )で巻き取った場合のコ
イル中央部の冷却速度(CRM )、先端部、尾端部の平
均の冷却速度(CRTB)を調査し、 log(CRTB/CR
M ) の値を算出した。CRMはコイルの中央部に側面か
ら測温孔(深さ150mm)を明けて熱電対を装入し、温
度変化を測定することにより求めた。一方、CRTBはコ
イルの先端、後端から2巻き目の位置にコイル側面から
測温孔(深さ150mm)を明けて熱電対を装入し、温度
変化を測定し、その平均値をCRTBとした。
【0029】得られたそれぞれのコイルについて、先端
部、中央部、尾端部から試験用サンプルを採取し、JI
S5号引張試験片で引張特性を、さらに100℃×60
min加熱処理後の降伏点上昇量(AI)を求め、非時効
性を評価した。その結果を表2に併せて示す。また、表
2の試料No. 1〜7について、 log(CRTB/CRM)
および(CTTB−CTM )が非時効性に及ぼす影響を整
理したグラフを図1に示す。なお、グラフ中に付した符
号は試料No. を示し、(CTTB−CTM )の値は各試料
ごとにその先端部および後端部について算出した。ま
た、グラフ中の「○」は加工性および非時効性が共に良
好なもの、「×」は非時効性が不良なものを示す。
【0030】
【表2】
【0031】表2および図1から、式(1) に基づいて巻
取温度をコントロールした試料No.1,5,6は、コイ
ルの先端部、中央部、尾端部に渡り、良好な加工性と非
時効性を有する鋼板が得られていることがわかる。一
方、No. 3,7は先端部、尾端部の巻取温度が式(1) で
求められる温度より高く、またNo. 2,4は低いため、
先端部、尾端部の非時効性が劣化し、コイル全長に渡り
良好な非時効性が得られていない。また、No. 8は先端
部、尾端部の巻取温度の制御長さが短いため、先端部、
尾端部の非時効性が劣化している。なお、加工性につい
ては、一部の比較例で尾端部のElが48%を下回るも
のがあるが、概ね良好である。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、特殊元素を含まないア
ルミキルド鋼を用いているにもかかわらず、コイルの先
端部、後端部を式(1) を満足する巻取温度で巻取るの
で、コイル全長に渡り、加工性および非時効性に優れた
熱延鋼板を得ることができる。しかも、コイルの先端
部、後端部の巻取温度をコントロールするだけで実施可
能であるため、特殊な設備は必要なく、通常の設備を用
いて実施することができ、生産性にも優れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例における log(CRTB/CRM ) および
(CTTB−CTM )が非時効性に及ぼす影響を整理した
グラフである。
【図2】(A) は巻取温度に相当する温度と非時効性との
関係を冷却速度別に表示したグラフ、(B) は巻取温度に
相当する温度と伸びとの関係を冷却速度別に表示したグ
ラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、C :0.08%以下、S
    i:0.05%以下、Mn:0.30%以下、P :
    0.030%以下、S :0.020%以下、Al:
    0.010〜0.060%、N :0.0050%以下
    および残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼片を1
    050〜1200℃に加熱した後、Ar3点以上で熱間圧
    延を終了し、660〜710℃の範囲内の巻取温度CT
    M で巻き取るに際して、 コイルの先端および尾端から各々全コイル長の5%以上
    の長さを有するコイル先端部および尾端部における巻取
    温度CTTBを下記式(1) の温度にて巻き取る加工性と非
    時効性に優れた熱延鋼板の製造方法。 CTTB=CTM +A×log (CRTB/CRM )……(1) 但し、A:30〜40(定数) CRM :500℃までのコイル中央部の冷却速度(℃/
    hr) CRTB:500℃までのコイル先端部、尾端部の冷却速
    度(℃/hr)の平均値
JP36542397A 1997-12-19 1997-12-19 加工性と非時効性に優れた熱延鋼板の製造方法 Pending JPH11181526A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013133509A (ja) * 2011-12-27 2013-07-08 Jfe Steel Corp 形状凍結性と耐時効性に優れた熱延鋼板およびその製造方法
JP2015116596A (ja) * 2013-12-19 2015-06-25 Jfeスチール株式会社 熱延鋼帯の製造方法
JP2016130334A (ja) * 2015-01-13 2016-07-21 Jfeスチール株式会社 熱延鋼帯、冷延鋼帯及び熱延鋼帯の製造方法

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