(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ  ：０．０１５〜０．０８％、
Ｍｎ：０．０５〜０．５％、
Ｓｉ：０．００３〜０．５％、
Ｐ  ：０．０５％以下、
Ｓ  ：０．００５〜０．０２％、
Ａｌ：０．００５〜０．３％、
Ｎ  ：０．００６％以下、
Ｂ  ：０．８≦Ｂ／Ｎ≦２．５
を含み、残部はＦｅおよび不可避的不純物から成る鋼片を再加熱した後、Ａｒ3 変態点以上で圧延を完了し、２０℃／秒以上の冷却速度で冷却して再加熱することなく６０５℃以上で巻き取ることを特徴とする腰折れの発生しない高加工性熱延鋼板の製造方法。
【請求項２】
質量％で、
Ｃ  ：０．０１５〜０．０８％、
Ｍｎ：０．０５〜０．５％、
Ｓｉ：０．００３〜０．５％、
Ｐ  ：０．０５％以下、
Ｓ  ：０．００５〜０．０２％、
Ａｌ：０．００５〜０．３％、
Ｎ  ：０．００６％以下、
Ｂ  ：０．８≦Ｂ／Ｎ≦２．５
を含み、残部はＦｅおよび不可避的不純物から成る鋼片を１０００〜１１５０℃の温度域で再加熱した後、Ａｒ3 変態点以上で圧延を完了し、１０℃／秒以上の冷却速度で冷却して再加熱することなく６０５℃以上で巻き取ることを特徴とする腰折れの発生しない高加工性熱延鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｂを添加した低炭素鋼による腰折れの発生しない加工用軟質熱延鋼板およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
低炭素Ａｌキルド鋼を用いた従来の加工用熱延鋼板の製造方法では、巻取り後にスキンパスラインを通板する。薄手材の場合は形状矯正の目的もあるが、板厚によらず、残留した固溶Ｃや固溶Ｎによる降伏現象が元で発生する腰折れとよばれる縞模様を防止するという目的がある。腰折れは、ピッチが数ｍｍ〜数ｃｍ程度の縞模様であり、黒っぽく見える縞の部分は１本が数ｍｍ程度の幅をもち、その縞の部分が局所的に変形し、縞の間の部分はほとんど変形していない。この腰折れは降伏現象によって生じるが、スキンパスラインを通板することにより、鋼板に均一歪みを与えて可動転位を導入し降伏現象を抑えて腰折れを防止することが可能である。
【０００３】
上記の方法では通板工程が増えるため、製造コストが高くなり設備も余分に必要となるという欠点がある。腰折れが発生しなければ、形状矯正の必要のない鋼板を熱延したまま使用する場合や、酸洗ラインでレベラーによって形状矯正する場合は、スキンパスラインを通板する必要がなく、製造コストを低く抑えることができる。
腰折れをなくす手段としては、たとえば、特開昭６１−７３８３６号公報のようにＣ％が０．０１０％以下の極低炭素鋼にＴｉ、Ｎｂ及びＢを添加して固溶ＮをＴｉとＢで固定し、固溶ＣをＴｉとＮｂで固定する方法が知られている。しかし、この方法では、Ｃ％が０．０１０％以下の極低炭素鋼の製造及びＴｉ、Ｎｂの添加により製鋼段階での製造コストが高くなるという欠点がある。
【０００４】
製鋼段階でのコストを低く抑えたまま、腰折れの発生をなくす方法としては、特開平４−５６７３２号公報のように、Ｂ添加鋼を用いてＡｒ3 変態点以上で圧延し、圧延後の冷却速度を制御した後３００〜５００℃で巻き取るという方法が提案されている。この方法は、圧延中にＢＮを析出させて固溶Ｎを固定し、巻取り後にセメンタイトを析出させて固溶Ｃを固定するものである。しかし、ＢＮの析出ノーズは８００℃程度であるため、本成分系では８３０〜８５０℃程度となるＡｒ3 変態点以上の圧延でＢＮを十分に析出させることは困難である。逆にＢＮの析出しやすいＡｒ3 変態点以下の温度で圧延すれば、表層に粗大粒が発生して延性の劣化を招く。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明では、低コストのＢ添加低炭素鋼を用い、固溶Ｃと固溶Ｎを十分に低減して腰折れの発生をなくした上で十分な延性を確保した加工用熱延鋼板およびその製造方法の提供を課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）質量％で、Ｃ：０．０１５〜０．０８％、Ｍｎ：０．０５〜０．５％、Ｓｉ：０．００３〜０．５％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．００５〜０．０２％、Ａｌ：０．００５〜０．３％、Ｎ：０．００６％以下、Ｂ：０．８≦Ｂ／Ｎ≦２．５を含み、残部はＦｅおよび不可避的不純物から成る鋼片を再加熱した後、Ａｒ3 変態点以上で圧延を完了し、２０℃／秒以上の冷却速度で冷却して再加熱することなく６０５℃以上で巻き取ることを特徴とする腰折れの発生しない高加工性熱延鋼板の製造方法。
【０００７】
（２）質量％で、Ｃ：０．０１５〜０．０８％、Ｍｎ：０．０５〜０．５％、Ｓｉ：０．００３〜０．５％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．００５〜０．０２％、Ａｌ：０．００５〜０．３％、Ｎ：０．００６％以下、Ｂ：０．８≦Ｂ／Ｎ≦２．５を含み、残部はＦｅおよび不可避的不純物から成る鋼片を１０００〜１１５０℃の温度域で再加熱した後、Ａｒ3 変態点以上で圧延を完了し、１０℃／秒以上の冷却速度で冷却して再加熱することなく６０５℃以上で巻き取ることを特徴とする腰折れの発生しない高加工性熱延鋼板の製造方法にある。
【０００８】
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明者らは、Ｂ添加低炭素鋼を用いて熱間圧延条件を種々変化させた実験を行った結果、Ａｒ3 変態点以上で圧延を終了しても、その後の冷却速度を十分にとった上６０５℃以上で巻き取ることにより、腰折れが発生しなくなることを発見した。この時、図１に示したように、腰折れが発生していない鋼板では、降伏現象の要因となる固溶Ｃと固溶Ｎの合計量が３ｐｐｍ以下であることを見いだした。なお、この固溶Ｃと固溶Ｎの合計量は内部摩擦測定装置を用いて測定することができる。
【０００９】
上記の圧延条件の場合、ＢＮは巻取り後に析出する。６０５℃以上でコイルに巻き取った後は非常に遅い速度で温度が低下するため、ＢＮの析出ノーズから離れている温度域ではあるが、ＢＮが十分に析出可能なのである。また、巻取り後にＢＮだけでなく、セメンタイトも十分に析出する。この温度域で析出したＢＮは比較的粗大であり、セメンタイトの析出核となるためにセメンタイトが析出し易いものと考えられる。よって、巻取り後のＢＮの析出量を増やすことが最も重要であり、そのためには、再加熱温度と圧延後の冷却速度の制御が必要となる。
【００１０】
再加熱温度はＢＮの析出核となるＭｎＳの析出状況に影響を及ぼし、１０００〜１１５０℃程度のＭｎＳの析出ノーズ近傍では、ＢＮの析出核となる大きさのＭｎＳが析出し易い。また、圧延後の冷却速度を速めることにより、過冷による析出のエネルギーの増大をもたらし、ＢＮの析出量が増える。この再加熱温度と圧延後の冷却速度による腰折れ発生の有無は図２のようになり、１０００〜１１５０℃程度の再加熱温度であれば、冷却速度は１０℃／秒以上であればよい。１１５０℃以上または９５０℃以下の再加熱温度であれば、２０℃／秒以上の冷却速度が必要である。また、固溶Ｃと固溶Ｎを低減したことにより、延性も向上する。同程度の強度レベルの鋼板に対して３％以上も良好な伸びが得られる。
【００１１】
本発明が対象とする鋼板の成分及び成分範囲を限定した理由を述べる。
Ｃは、硬化元素であり、Ｃ量が少ない程加工性に有利であるが、Ｃ量を低下させる脱炭処理の経済性を考慮してＣ量の下限を０．０１５％とした。また、Ｃ量が多くなると硬質になり加工性が劣化するので、Ｃ量の上限を０．０８％とした。  Ｍｎは、靭性を付与するために必要な元素であると共に、ＢＮの核となるＭｎＳの構成元素であり、０．０５％以上の量が必要である。また、Ｍｎ量が多くなると硬化して伸びを向上させる効果が飽和するので、上限を０．５％とした。
【００１２】
Ｓｉは、鋼の脱酸剤として添加されるが、多くなると硬化して加工性を劣化させるので、その範囲を０．００３〜０．５％とした。
Ｐは、不純物として不可避的に含有され伸びに悪影響を与えるので、上限を０．０５％とした。
ＳはＢＮの核となるＭｎＳを析出させるのに必要な元素であり、０．００５％以上必要である。しかし、多くなると硬化して加工性を劣化させるので、その上限を０．０２％とした。
【００１３】
Ａｌは、鋼の脱酸剤として添加され鋼中に含有されるが、Ａｌは鋼中の固溶ＮをＡｌＮとして析出させるため、Ｂと共に固溶Ｎ低減のためには重要な元素であって、０．００５％以上必要である。一方、Ａｌ量が多くなるに応じて伸びが向上するが、０．３％を超えると硬化して加工性を劣化させるので、Ａｌは０．００５〜０．３％とした。
Ｎは不可避的不純物として含有されるが、固溶Ｎのまま残留すると腰折れの発生原因となる。Ｂを添加することによってＢＮとして析出させることができるが、Ｎ量が多いとＢＮの量も多くせざるを得ず材質の劣化を招く。そのバランスからみて上限を０．００６％とする。
【００１４】
Ｂは、鋼中のＮをＢＮとして析出させ、更にそれを核としてセメンタイトを析出させるので、本発明においては最も重要な元素である。ＢＮは優先的に析出するが、ＡｌＮも一部析出するので、Ｂ／Ｎが０．８以上であれば固溶Ｎを十分に低減することができる。ただし、Ｂ／Ｎが高すぎても固溶Ｂが増えるだけで、経済性や加工性の低下を招くので上限を２．５とした。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
本発明は、加熱炉・粗圧延・仕上圧延・冷却帯・巻取り機からなる通常の連続熱間圧延ラインにおいて実施される。巻き取り後は、そのまま出荷しても良いし、直接酸洗ラインを通板しても良い。溶鋼は通常の高炉法で溶製されたものの他、電炉法のようにスクラップを多量に使用したものでもよい。スラブは、通常の連続鋳造プロセスで製造されたものでもよいし、薄スラブ鋳造で製造されたものでもよい。また、粗圧延後に粗バーを巻き取って保持するコイルボックスは、ＭｎＳの析出に有効であって、本発明に有利となる。更に巻き取った粗バーを巻き戻す際に先行する粗バーと接合して圧延する、いわゆる熱延連続化プロセスは材質ばらつきや生産性の観点から好ましい。
【００１６】
【実施例】
表１に示す成分の鋼片を用いて、表２に示す条件で加工用熱延鋼板を製造した。その結果を表２中に併せて記載している。
本発明の成分範囲を外れるＥ〜Ｉの鋼種を用いて本発明で規定する製造条件で製造した比較例Ｎｏ．６〜１０、本発明で規定する成分範囲の鋼種を用いて本発明で規定する製造条件を外れて製造した比較例Ｎｏ．１１〜１４では、いずれも腰折れが発生している。それに対して、本発明例のＮｏ．１〜５では腰折れが発生せず、伸びも良好であった。
【００１７】
【表１】
0003641188.tif 000002
【００１８】
【表２】
0003641188.tif 000003
【００１９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の方法に従えば、腰折れの発生しない高加工性熱延鋼板を低コストで提供することができ、さらにスキンパス工程の省工程化を図ることができる。よって、経済的なメリットは非常に大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】固溶Ｃと固溶Ｎの合計量と腰折れの発生状況との関係を示す図である。
【図２】加熱温度と圧延から巻取りの平均冷却速度による腰折れの発生状況の変化を示す図である。
【図１】
0003641188.tif 000004
【図２】
0003641188.tif 000005