(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量％で、Ｃ：０．０１％以下、Ｓｉ：０．５％以下、Ｐ：０．０８％以下であり、Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐが８６×Ｓｉ＋３５×Ｍｎ＋１０００×Ｐ≧４０（ただし、「Ｓｉ」はＳｉの重量％、「Ｍｎ」はＭｎの重量％、「Ｐ」はＰの重量％を表す）の関係を満たすとともに、sol.Ａｌ：０．０４１％以下であり、かつ残部がＦｅおよび不可避不純物である極低炭素鋼からなり、
スケールの全厚に占める、スケール最外層のマグネタイトとヘマタイトとの混合層の厚さの比率Ｘ（％）が、Ｘ≦１００−１１２５×Ｐ（ただし、「Ｐ」はＰの重量％を表す）の関係を満たすことを特徴とする縞鋼板。
【請求項２】
重量％で、Ｃ：０．０１％以下、Ｓｉ：０．５％以下、Ｐ：０．０８％以下であり、Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐが８６×Ｓｉ＋３５×Ｍｎ＋１０００×Ｐ≧４０（ただし、「Ｓｉ」はＳｉの重量％、「Ｍｎ」はＭｎの重量％、「Ｐ」はＰの重量％を表す）の関係を満たすとともに、sol.Ａｌ：０．０４１％以下であり、さらにＮｂ：０．０１０％以下および／またはＴｉ：０．０５％以下であり、かつ残部がＦｅおよび不可避不純物である極低炭素鋼からなり、
スケールの全厚に占める、スケール最外層のマグネタイトとヘマタイトとの混合層の厚さの比率Ｘ（％）が、Ｘ≦１００−１１２５×Ｐ（ただし、「Ｐ」はＰの重量％を表す）の関係を満たすことを特徴とする縞鋼板。
【請求項３】
重量％で、Ｃ：０．０１％以下、Ｓｉ：０．５％以下、Ｐ：０．０８％以下であり、Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐが８６×Ｓｉ＋３５×Ｍｎ＋１０００×Ｐ≧４０（ただし、「Ｓｉ」はＳｉの重量％、「Ｍｎ」はＭｎの重量％、「Ｐ」はＰの重量％を表す）の関係を満たすとともに、sol.Ａｌ：０．０４１％以下、Ｂ：０．００１０％以下であり、かつ残部がＦｅおよび不可避不純物である極低炭素鋼からなり、
スケールの全厚に占める、スケール最外層のマグネタイトとヘマタイトとの混合層の厚さの比率Ｘ（％）が、Ｘ≦１００−１１２５×Ｐ（ただし、「Ｐ」はＰの重量％を表す）の関係を満たすことを特徴とする縞鋼板。
【請求項４】
重量％で、Ｃ：０．０１％以下、Ｓｉ：０．５％以下、Ｐ：０．０８％以下であり、Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐが８６×Ｓｉ＋３５×Ｍｎ＋１０００×Ｐ≧４０（ただし、「Ｓｉ」はＳｉの重量％、「Ｍｎ」はＭｎの重量％、「Ｐ」はＰの重量％を表す）の関係を満たすとともに、sol.Ａｌ：０．０４１％以下、Ｂ：０．００１０％以下であり、さらにＮｂ：０．０１０％以下および／またはＴｉ：０．０５％以下であり、かつ残部がＦｅおよび不可避不純物である極低炭素鋼からなり、
スケールの全厚に占める、スケール最外層のマグネタイトとヘマタイトとの混合層の厚さの比率Ｘ（％）が、Ｘ≦１００−１１２５×Ｐ（ただし、「Ｐ」はＰの重量％を表す）の関係を満たすことを特徴とする縞鋼板。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の組成の縞鋼板を熱間圧延で製造するにあたり、熱間圧延の仕上げ温度を８５０℃以下とするとともに、圧延後の巻取り温度ＣＴ（℃）をＣＴ≦６５０−３７５０×Ｐ（ただし、「Ｐ」はＰの重量％を表す）とすることを特徴とする縞鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、極低炭素鋼を素材とした縞鋼板およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
縞鋼板には、強度確保の観点から、一般に、Ｃを０．０４〜０．０８％含有する炭素鋼が用いられている。一方、近年では、製鋼技術の向上に伴い製鋼段階でＣを１００ｐｐｍ以下の極低炭素域まで低減した後、ＮｂやＴｉ等の炭・窒化物形成元素を添加して固溶Ｃ，Ｎを固着することで、優れた加工性と深絞り性を有するいわゆるＩＦ鋼が、とくに自動車向けの深絞り用鋼板として広く用いられている。このような極低炭素鋼をベースとした鋼種を縞鋼板へも適用できれば、難加工部品への適用範囲の拡大等、工業的意義は大きい。しかし、このような極低炭素鋼では、強化元素であるＣの含有量が非常に低いため、固溶強化元素を添加する等の他の手段を講じなければ縞鋼板に求められる強度を満足することが困難である。
【０００３】
特開平４−２１０８０７号公報では、極低炭素鋼を用いて縞鋼板を製造するに際して、固溶強化元素は添加せずに熱間圧延後に４５０±５０℃の低温域で巻き取ることで強度不足を回避する技術が開示されている。しかし、この技術を用いても、固溶強化元素が添加されていない極低炭素鋼板では、本質的に安定して強度を確保することは困難である。
【０００４】
ところで、縞鋼板に要求される特性を顧みると、強度的には引張強度ＴＳで３４０ＭＰａ以上が確保できればよいが、縞鋼板はスケールがついたまま使用される場合が多く、スケールの密着性が低いと使用中に部分的なスケール剥がれが生じて好ましくないため、強度を確保することの他にスケール密着性を確保する必要もある。縞鋼板では熱延板に巻き取った時、通常の熱延コイルと違って隙間が広く開いてしまうので、高酸素分圧による巻取り後の２次スケールの構造変化が特殊である。そのため、スケール密着性を確保するためには十分な検討が必要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、極低炭素系の鋼組成を有し、要求される強度およびスケール密着性の双方を満足する縞鋼板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、極低炭素鋼を縞鋼板に適用すべく鋭意検討した結果、熱延条件で左右されることなく安定して強度を確保するためには、固溶強化元素としてＳｉ，Ｍｎ，Ｐを適切に添加することが有効であることを見出した。さらに、固溶強化元素としてのＳｉ，Ｍｎ，Ｐが引張強度とスケール密着性に及ぼす影響についてさらに検討を重ねた結果、ＳｉおよびＰに上限規定を設けた上でＳｉ，Ｍｎ，Ｐの合計添加量を所定値以上とすることで、これらの特性が安定して良好な縞鋼板を得ることができることを見出した。また、スケール密着性に対する要求特性が厳しい場合は、特に縞鋼板においてスケール密着性に大きな影響を及ぼすＰ量に応じて巻取り温度を制御することで、スケール構造を適正化すればよいことを見出した。
【０００７】
本発明は、上記知見に基づいてなされたものであって、以下の（１）〜（５）を提供する。
（１）重量％で、Ｃ：０．０１％以下、Ｓｉ：０．５％以下、Ｐ：０．０８％以下であり、Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐが８６×Ｓｉ＋３５×Ｍｎ＋１０００×Ｐ≧４０（ただし、「Ｓｉ」はＳｉの重量％、「Ｍｎ」はＭｎの重量％、「Ｐ」はＰの重量％を表す）の関係を満たすとともに、sol.Ａｌ：０．０４１％以下であり、かつ残部がＦｅおよび不可避不純物である極低炭素鋼からなり、
スケールの全厚に占める、スケール最外層のマグネタイトとヘマタイトとの混合層の厚さの比率Ｘ（％）が、Ｘ≦１００−１１２５×Ｐ（ただし、「Ｐ」はＰの重量％を表す）の関係を満たすことを特徴とする縞鋼板。
【０００８】
（２）重量％で、Ｃ：０．０１％以下、Ｓｉ：０．５％以下、Ｐ：０．０８％以下であり、Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐが８６×Ｓｉ＋３５×Ｍｎ＋１０００×Ｐ≧４０（ただし、「Ｓｉ」はＳｉの重量％、「Ｍｎ」はＭｎの重量％、「Ｐ」はＰの重量％を表す）の関係を満たすとともに、sol.Ａｌ：０．０４１％以下であり、さらにＮｂ：０．０１０％以下および／またはＴｉ：０．０５％以下であり、かつ残部がＦｅおよび不可避不純物である極低炭素鋼からなり、
スケールの全厚に占める、スケール最外層のマグネタイトとヘマタイトとの混合層の厚さの比率Ｘ（％）が、Ｘ≦１００−１１２５×Ｐ（ただし、「Ｐ」はＰの重量％を表す）の関係を満たすことを特徴とする縞鋼板。
（３）重量％で、Ｃ：０．０１％以下、Ｓｉ：０．５％以下、Ｐ：０．０８％以下であり、Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐが８６×Ｓｉ＋３５×Ｍｎ＋１０００×Ｐ≧４０（ただし、「Ｓｉ」はＳｉの重量％、「Ｍｎ」はＭｎの重量％、「Ｐ」はＰの重量％を表す）の関係を満たすとともに、sol.Ａｌ：０．０４１％以下、Ｂ：０．００１０％以下であり、かつ残部がＦｅおよび不可避不純物である極低炭素鋼からなり、
スケールの全厚に占める、スケール最外層のマグネタイトとヘマタイトとの混合層の厚さの比率Ｘ（％）が、Ｘ≦１００−１１２５×Ｐ（ただし、「Ｐ」はＰの重量％を表す）の関係を満たすことを特徴とする縞鋼板。
【０００９】
（４）重量％で、Ｃ：０．０１％以下、Ｓｉ：０．５％以下、Ｐ：０．０８％以下であり、Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐが８６×Ｓｉ＋３５×Ｍｎ＋１０００×Ｐ≧４０（ただし、「Ｓｉ」はＳｉの重量％、「Ｍｎ」はＭｎの重量％、「Ｐ」はＰの重量％を表す）の関係を満たすとともに、sol.Ａｌ：０．０４１％以下、Ｂ：０．００１０％以下であり、さらにＮｂ：０．０１０％以下および／またはＴｉ：０．０５％以下であり、かつ残部がＦｅおよび不可避不純物である極低炭素鋼からなり、
スケールの全厚に占める、スケール最外層のマグネタイトとヘマタイトとの混合層の厚さの比率Ｘ（％）が、Ｘ≦１００−１１２５×Ｐ（ただし、「Ｐ」はＰの重量％を表す）の関係を満たすことを特徴とする縞鋼板。
（５）前記（１）ないし（４）のいずれかの組成の縞鋼板を熱間圧延で製造するにあたり、熱間圧延の仕上げ温度を８５０℃以下とするとともに、圧延後の巻取り温度ＣＴ（℃）をＣＴ≦６５０−３７５０×Ｐ（ただし、「Ｐ」はＰの重量％を表す）とすることを特徴とする縞鋼板の製造方法。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における縞鋼板について、鋼組成、好ましいスケール構造、および製造方法に分けて具体的に説明する。
１．鋼組成
本発明における縞鋼板の鋼組成は、重量％で、Ｃ：０．０１％以下、Ｓｉ：０．５％以下、Ｐ：０．０８％以下であり、Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐが８６×Ｓｉ＋３５×Ｍｎ＋１０００×Ｐ≧４０の関係を満たすものである。なお、上記式において、「Ｓｉ」はＳｉの重量％、「Ｍｎ」はＭｎの重量％、「Ｐ」はＰの重量％を表す（以下同じ。「Ｐ」については他の式も同じ）。
【００１１】
本発明では、Ｃが０．０１重量％以下の極低炭素鋼板を前提として固溶強化元素としてＳｉ，Ｍｎ，Ｐを添加し、Ｃを低減することによる強度不足を補う。前述したように、縞鋼板には引張強度で３４０ＭＰａ以上の強度を安定して有していることが求められるが、本発明ではそのために８６×Ｓｉ＋３５×Ｍｎ＋１０００×Ｐ≧４０の関係を満たすことを条件としている。８６×Ｓｉ＋３５×Ｍｎ＋１０００×Ｐ＜４０では固溶強化能が不足して、熱延条件のバラツキにより強度不足が生じてしまう。
【００１２】
スケール密着性については、Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐが及ぼす作用は均等ではなく、これらのうちＳｉ，Ｐがスケール密着性に悪影響を及ぼし、Ｓｉが０．５％を超える場合、Ｐが０．０８％を超える場合には、いずれもスケール密着性の劣化が顕著となるので、Ｓｉは０．５％以下、Ｐは０．０８％以下とする。Ｓｉ，Ｐが縞鋼板のスケール密着性に悪影響をおよぼす理由については、ＥＰＭＡによる断面分析の結果から、巻取り後の高酸素分圧下での長時間保時により、仕上圧延で形成された２次スケールの酸化が進行し、これによりスケール／地鉄界面にＳｉ，Ｐが濃化するためと推定される。特にＰについてはスケール密着性におよぼす影響が強く、スケール密着性に対する要求が厳しい場合には、後述するようにＰ量に応じてスケール構造を適正化する必要がある。なお、本発明の要件を満たす限り、Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐの全てが添加される必要はない。
【００１３】
本発明では、上記Ｃ，Ｓｉ，Ｐ，Ｍｎ以外の成分については特に規定していないが、上記の組成を満足していれば、Ｎｂ，Ｔｉ，Ｖ，ＺｒといったＭｉｃｒｏａｌｌｏｙやＢ、あるいは、その他の固溶強化元素であるＣｒ，Ｍｏ，Ｗその他の元素が添加されても本発明の効果は損なわれない。
【００１４】
２．スケール構造
縞鋼板のスケール密着性に対する要求が厳しい場合には、スケールの全厚に占める、スケール最外層のマグネタイトとヘマタイトとの混合層の厚さの比率Ｘ（％）が、Ｘ≦１００−１１２５×Ｐの関係を満足することが好ましい。これは、通常の熱延コイルと異なり、縞鋼板では、熱延後に巻き取った時に隙間が広く開いてしまい、高酸素分圧での巻取り後の２次スケールが特殊な構造変化を示すことから、スケール構造および鋼成分がスケール密着性におよぼす影響を十分に検討した結果見出された知見に基づくものである。
【００１５】
一般に、熱延鋼板のスケール構造は、地鉄側から、マグネタイトシーム、鉄とマグネタイトを有する共析組織層、および、マグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）とヘマタイト（Ｆｅ２Ｏ３）との混合層で構成されており、これらのうちマグネタイトとヘマタイトとの混合層の厚さは巻取り温度と酸素分圧に依存していて、高温巻取りで酸素分圧が高いほどこの層の厚みが増大する。このようなスケール構造は縞鋼板においても同様である。図１は、本発明における縞鋼板の断面を示す組織写真である。図１に示すように、縞鋼板の地鉄表面には、共析組織層Ｂが形成されており、その表面側にはマグネタイトとヘマタイトとの混合層Ａが形成されている。
【００１６】
本発明者らは、縞鋼板のスケール構造を詳細に調査した結果、縞鋼板を通常の熱延鋼板と同じ操業条件で製造した場合には、最外層であるマグネタイトとヘマタイトとの混合層が極めて厚くなることを見出した。しかも、この最外層の厚さがスケール密着性に大きな影響を及ぼし、また、前述したように固溶強化元素として添加したＰ量もスケール密着性に大きな影響を及ぼすことから、スケール厚さに対する最外層の厚さの比率を低く制限するとともに、Ｐ量に応じてスケール厚さに対する最外層の厚さの上限を変化させること、すなわちＰ量が増加するに従って最外層の比率をより厳しく低く制限することがスケール密着性の確保に有効であることを見出した。このような知見に基づき、より厳しいスケール密着性の要求に対しては、前述したように、全スケール厚に占める混合層の厚さの比率Ｘ（％）がＸ≦１００−１１２５×Ｐとなるスケール構造とする。
【００１７】
３．製造方法
基本的には、Ｃが０．０１％以下の極低炭素鋼であっても上記鋼組成を有していれば、特別な熱延条件は必要なく、通常行われている熱延条件であれば一般的な縞鋼板としての特性は安定して満足することができる。したがって、加熱温度は１１００〜１３００℃であればよく、仕上げ温度や巻取り温度にも制約を設ける必要はない。
【００１８】
ただし、スケール密着性に対する要求が厳しい場合には、前述したようにＰ量に応じてスケール厚さに対する最外層の厚さの比率を制御するために、熱延の巻取り温度（ＣＴ）をＣＴ≦６５０−３７５０×Ｐとする。ＣＴが６５０−３７５０×Ｐを超えると、巻取り後のスケールの最外層からの酸化が大きくなり、スケールの最外層が厚くなってＰ量に応じた適切な最外層の厚さの比率を超えてしまい、高いスケール密着性を確保することができなくなる。なお、巻取り温度の他に、熱延の仕上温度を低下させるとスケール厚さが薄くなり、スケール密着性が良好になるので、熱延の仕上げ温度を８５０℃以下まで低下させればスケール密着性に対してより好ましい。
【００１９】
なお、上記実施形態では特に言及していないが、スラブ製造方法は造塊および連続鋳造のいずれであっても本発明の効果に対して影響を及ぼさない。また、熱延での粗熱延粗バー接続による連続熱延、および、熱延過程でのインダクションヒーターを利用した２００℃以内の昇温等は、本発明の効果を損なわず、本発明における縞鋼板の製造方法に適用することができる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
表１に示すＡ〜Ｉの鋼組成を有する鋼を転炉から出鋼した後、表２に示す熱延条件で熱延して縞鋼板を製造した。その後、得られた縞鋼板を引張試験に供して引張強度ＴＳ（ＭＰａ）を測定するとともに、スケール全厚に占める最外層のマグネタイトとヘマタイトとの混合層の厚さの割合Ｘ（％）を実測し、さらに、熱延ままでのスケール剥がれの有無およびテープ剥離試験によりスケール密着性を評価した。測定された引張強度ＴＳ（ＭＰａ）、スケール全厚に占めるマグネタイトおよびヘマタイトからなる最外層の厚さの割合の実測値、およびスケール密着性評点を表２に併せて示す。なお、表２には６５０−３７５０×Ｐの値も併記した。
【００２１】
このスケール密着性の評価では、熱延ままでスケール剥がれがある場合を１点、熱延ままではスケール剥がれがないがテープ剥離試験では剥離量が多い場合を２点、テープ剥離試験で剥離量が少なく一般向けとして問題のないレベルを３点、通常のテープ剥離試験では剥離しないが曲げ加工後のテープ剥離試験ではややスケール剥離がある場合を４点、曲げ加工後のテープ剥離試験でもスケール剥離がない場合を５点として、それぞれの縞鋼板にスケール密着性評点を与えた。
【００２２】
【表１】
0003624775.tif 000002
【００２３】
【表２】
0003624775.tif 000003
【００２４】
表２に示すように、鋼組成を本発明範囲内とした鋼Ｃ、Ｆ〜Ｉを用いた鋼番３〜７および１１〜１５では、いずれの場合も一般的に要求される引張強度およびスケール密着性を満足する縞鋼板を得ることができた。さらに、このうち巻取り温度ＣＴ（℃）をＣＴ≦６５０−３７５０×Ｐとした鋼番４〜６および１２〜１４では、いずれの場合も、前記比率Ｘ（％）が１００−１１２５×Ｐ以下となっており、さらに優れたスケール密着性を有する縞鋼板を得ることができた。
【００２５】
一方、８６×Ｓｉ＋３５×Ｍｎ＋１０００×Ｐ≧４０を満足しない鋼組成の鋼ＡおよびＢを用いた鋼番１および２では、スケール密着性は満足できていたが、引張強度が不足していた。また、Ｓｉが本発明範囲を超えた鋼Ｄを用いた鋼番８および９、Ｐが本発明範囲を超えた鋼Ｅを用いた鋼番１０では、いずれの場合も引張強度は満足できていたが、スケール密着性が不足していた。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、Ｃ：０．０１％以下の極低炭素系の成分を有する鋼を用いて、製造条件に左右されることなく、強度およびスケール密着性の双方を満足する縞鋼板が確実に得られ、その工業的価値は高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】地鉄表面に形成されたスケール層の断面を示す組織写真。
【図１】
0003624775.tif 000004