(57)【要約】  本発明の課題は、高ｒ値であり、ｒ値の面内異方性が小さく、板幅方向の材質均一性に優れた冷延鋼板及びその製造方法を提供することである。  本発明の冷延鋼板は、特定の成分組成とフェライト結晶粒の平均アスペクト比が２．０以下である鋼組織とを有し、下記式（１）で表されるｒ値を、板幅方向で間隔２００ｍｍ離れた３箇所で測定した時の平均値であるｒａｖｅ値が１．２０以上であり、下記式（２）で表されるΔｒの絶対値である｜Δｒ｜を、板幅方向で間隔２００ｍｍ離れた３箇所で測定した時の平均値である｜Δｒａｖｅ｜が０．４０以下であり、該３箇所において｜Δｒ｜の最大値と最小値の差が０．１５以下である。式（１）：ｒ値＝（ｒ0＋２ｒ４５＋ｒ９０）／４式（２）：Δｒ＝（ｒ0−２ｒ４５＋ｒ９０）／２式（１）及び（２）中、ｒ０、ｒ４５、及びｒ９０は、鋼板の圧延方向に対して０°、４５°、及び９０°方向のｒ値である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ：０．０００３〜０．０１０％、
Ｓｉ：０．０１〜１．０％、
Ｍｎ：０．１０〜３．０％、
Ｐ：０．００５〜０．１５％、
Ｓ：０．０２０％以下、
Ａｌ：０．０１〜１．００％、
Ｎ：０．００５％以下を含有し、
さらに、
Ｎｂ：０．００５〜０．１０％、
Ｔｉ：０．０１〜０．１０％、
Ｂ：０．０００１〜０．００３０％のうち、いずれか１種以上を含有し、残部が鉄及び不可避的不純物からなる成分組成と、
フェライト結晶粒の平均アスペクト比が２．０以下である鋼組織と、を有し、
以下の式（１）で表されるｒ値を、板幅方向で間隔２００ｍｍ離れた３箇所で測定した時の平均値であるｒａｖｅ値が１．２０以上、
以下の式（２）で表されるΔｒの絶対値である｜Δｒ｜を、板幅方向で間隔２００ｍｍ離れた３箇所で測定した時の平均値である｜Δｒａｖｅ｜が０．４０以下であり、該３箇所において｜Δｒ｜の最大値と最小値の差が０．１５以下である冷延鋼板。
式（１）：ｒ値＝（ｒ0＋２ｒ４５＋ｒ９０）／４
式（２）：Δｒ＝（ｒ0−２ｒ４５＋ｒ９０）／２
上記式（１）及び式（２）において、ｒ０、ｒ４５、及びｒ９０は、それぞれ、鋼板の圧延方向に対して０°、４５°、及び９０°方向のランクフォード値である。
【請求項２】
前記成分組成は、さらに、質量％で、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｐｂ、Ｃｏ、Ｔａ、Ｗ、ＲＥＭ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｃｓ、Ｈｆ及びＶのいずれか１種以上を合計で１％以下含有する請求項１に記載の冷延鋼板。
【請求項３】
表面にめっき層を有する請求項１又は２に記載の冷延鋼板。
【請求項４】
前記めっき層が、溶融亜鉛めっき層又は合金化溶融亜鉛めっき層である請求項３に記載の冷延鋼板。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の成分組成を有する鋼素材を熱間圧延し、板幅方向の巻取温度差が４０℃以下の条件で巻き取る熱延工程と、
前記熱延工程で得られた熱延鋼板を冷間圧下率３０〜７５％で冷間圧延する冷延工程と、
前記冷延工程で得られた冷延鋼板を、予熱帯、加熱帯、均熱帯及び冷却帯を備える連続焼鈍設備で、３５０〜６５０℃の範囲内を３５℃／ｓ以上の平均加熱速度で加熱し、均熱温度７００〜９００℃及び均熱時間１〜２００秒で均熱保持し、該均熱保持において、半径１００ｍｍ以上のロールで曲げ及び曲げ戻しを合計４回以上行う焼鈍工程と、
を有する冷延鋼板の製造方法。
【請求項６】
前記焼鈍工程後に、めっき処理を行うめっき工程を有する請求項５に記載の冷延鋼板の製造方法。
【請求項７】
前記めっき処理は、溶融亜鉛めっき層を形成するめっき処理又は合金化溶融亜鉛めっき層を形成するめっき処理である請求項６に記載の冷延鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として自動車の外板等に好適に使用される冷延鋼板及びその製造方法に関するものである。詳しくは、本発明は、高ｒ値で、ｒ値の面内異方性が小さく、かつ板幅方向の材質均一性に優れた冷延鋼板及びその製造方法である。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば自動車業界においては、地球環境の保全という観点から、炭酸ガスＣＯ２排出量を削減すべく、自動車の燃費を改善することが重要な課題となってきた。自動車の燃費向上には、自動車車体の軽量化を図ることが有効であり、そのためには、自動車車体の強度を維持しつつ車体の軽量化を図る必要がある。自動車部品用素材となる鋼板を高強度化し、構造を簡略化して部品点数を削減することができれば、軽量化が達成できる。しかしながら、高強度化された鋼板は軟鋼板に比べると成形性、特に深絞り性が大きく劣化する。さらに、面内異方性が小さいと、同じｒ値（ランクフォード値）であっても成形性の向上に寄与するため、適用部品によっては、面内異方性の低減も要求されている。また、高ｒ値化をするためＮｂやＴｉを添加し、鋼中に固溶炭素や窒素を固定する方法がある。合金元素が多量に添加される場合、析出物が生成し、コイル内、特にコイル幅方向における材質のばらつきが大きくなる。安定的にプレス成形を行うことが困難になるため、コイルの幅方向の材質均一性が求められている。【０００３】
特許文献１には高強度であり、深絞り性及びコイル内材質均一性に優れた高強度冷延鋼板及びその製造方法が開示されている。また、特許文献２には深絞り性に優れた冷延鋼板、めっき鋼板及びその製造方法が開示されている。また、特許文献３には深絞り性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板及びその製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１００５９４号公報
【特許文献２】特開２０１４−２８９９８号公報
【特許文献３】特開２０１５−６３７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術は板幅方向のｒ値及び面内異方性に関して考慮されていない。【０００６】
特許文献２及び特許文献３に記載の技術は、ｒ値及び面内異方性の制御に関する記述があるが、板幅方向の材質のばらつきの記述はないため、板幅方向の材質均一性に関して実用上の課題がある。【０００７】
上述のように、従来の技術では、いずれも実用上の課題がある。本発明は、上記した従来技術が抱える問題を有利に解決するものであり、高ｒ値であり、ｒ値の面内異方性が小さく、板幅方向の材質均一性に優れた冷延鋼板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するためには、本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、下記に示す知見を得た。
（１）フェライト結晶粒の平均アスペクト比が小さくなるほど、高ｒ値化し、かつｒ値の面内異方性が小さくなる。
（２）上記平均アスペクト比を制御するためには、均熱帯の曲げ及び曲げ戻しが有効である。
（３）板幅方向の材質が焼鈍温度や冷却速度などに影響されやすい。板幅方向の巻取温度差が低減すると、板幅方向の材質のばらつきを低減できる。また、加熱帯の急速加熱により鋼板の板幅方向の材質のばらつきを低減できることも本発明を完成させる際に知見を得た。【０００９】
本発明は、以上の知見に基づいて完成されたものであり、上記課題は以下の手段によって解決される。【００１０】
［１］質量％で、Ｃ：０．０００３〜０．０１０％、Ｓｉ：０．０１〜１．０％、Ｍｎ：０．１０〜３．０％、Ｐ：０．００５〜０．１５％、Ｓ：０．０２０％以下、Ａｌ：０．０１〜１．００％、Ｎ：０．００５％以下を含有し、さらに、Ｎｂ：０．００５〜０．１０％、Ｔｉ：０．０１〜０．１０％、Ｂ：０．０００１〜０．００３０％のうち、いずれか１種以上を含有し、残部が鉄及び不可避的不純物からなる成分組成と、フェライト結晶粒の平均アスペクト比が２．０以下である鋼組織と、を有し、以下の式（１）で表されるｒ値を、板幅方向で間隔２００ｍｍ離れた３箇所で測定した時の平均値であるｒａｖｅ値が１．２０以上、以下の式（２）で表されるΔｒの絶対値である｜Δｒ｜を、板幅方向で間隔２００ｍｍ離れた３箇所で測定した時の平均値である｜Δｒａｖｅ｜が０．４０以下であり、該３箇所において｜Δｒ｜の最大値と最小値の差が０．１５以下である冷延鋼板。
式（１）：ｒ値＝（ｒ0＋２ｒ４５＋ｒ９０）／４
式（２）：Δｒ＝（ｒ0−２ｒ４５＋ｒ９０）／２
上記式（１）及び式（２）において、ｒ０、ｒ４５、及びｒ９０は、それぞれ、鋼板の圧延方向に対して０°、４５°、及び９０°方向のランクフォード値である。【００１１】
［２］前記成分組成は、さらに、質量％で、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｐｂ、Ｃｏ、Ｔａ、Ｗ、ＲＥＭ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｃｓ、Ｈｆ及びＶのいずれか１種以上を合計で１％以下含有する［１］に記載の冷延鋼板。【００１２】
［３］表面にめっき層を有する［１］又は［２］に記載の冷延鋼板。【００１３】
［４］前記めっき層が、溶融亜鉛めっき層又は合金化溶融亜鉛めっき層である［３］に記載の冷延鋼板。【００１４】
［５］［１］又は［２］に記載の成分組成を有する鋼素材を熱間圧延し、板幅方向の巻取温度差が４０℃以下の条件で巻き取る熱延工程と、前記熱延工程で得られた熱延鋼板を冷間圧下率３０〜７５％で冷間圧延する冷延工程と、前記冷延工程で得られた冷延鋼板を、予熱帯、加熱帯、均熱帯及び冷却帯を備える連続焼鈍設備で３５０〜６５０℃の範囲内を３５℃／ｓ以上の平均加熱速度で加熱し、均熱温度７００〜９００℃及び均熱時間１〜２００秒で均熱保持し、該均熱保持において、半径１００ｍｍ以上のロールで曲げ及び曲げ戻しを合計４回以上行う焼鈍工程と、を有する冷延鋼板の製造方法。【００１５】
［６］前記焼鈍工程後に、めっき処理を行うめっき工程を有する［５］に記載の冷延鋼板の製造方法。【００１６】
［７］前記めっき処理は、溶融亜鉛めっき層を形成するめっき処理又は合金化溶融亜鉛めっき層を形成するめっき処理である［６］に記載の冷延鋼板の製造方法。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、降伏強さ３２０ＭＰａ以上で、高ｒ値であり、ｒ値の面内異方性が小さく、板幅方向の材質均一性に優れた冷延鋼板及びその製造方法を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００１９】
先ず、本発明の冷延鋼板の成分組成について説明する。なお、下記の成分組成の説明において、成分の含有量の単位の「％」は、「質量％」を意味する。
【００２０】
Ｃ：０．０００３〜０．０１０％
Ｃは、強度を上昇させるために必要な元素である。Ｃ含有量が０．０００３％未満では、結晶粒径が粗大化して降伏強度が大きく低下するため、加工時に欠陥が発生しやすくなる。そこで、Ｃ含有量は０．０００３％以上とする。Ｃ含有量は好ましくは０．０００５％以上、より好ましくは０．０００８％以上、さらに好ましくは０．００１０％以上である。一方、Ｃ含有量が０．０１０％を超えると集合組織の発達を抑制し、高ｒ値が得られなくなる。またＣ含有量が増加すると、析出物が増加するため、成形する際に欠陥が発生しやすくなる。したがって、Ｃ含有量は０．０１０％以下とする。Ｃ含有量は好ましくは０．００８％以下、より好ましくは０．００６％以下、さらに好ましくは０．００５％とする。
【００２１】
Ｓｉ：０．０１〜１．０％
Ｓｉは固溶強化により鋼板の硬度を高める作用を有する元素である。降伏強さを安定的に確保するために、Ｓｉは０．０１％以上の含有を必要とする。Ｓｉ含有量は好ましくは０．０８％以上、より好ましくは０．１０％以上、さらに好ましくは０．１２％以上である。一方、Ｓｉ含有量が１．０％を超えると、延性、表面性状及び溶接性の劣化を招くため、その上限を１．０％とする。Ｓｉ含有量は好ましくは０．８％以下、より好ましくは０．６％以下、さらに好ましくは０．５％以下とする。
【００２２】
Ｍｎ：０．１０〜３．０％
Ｍｎは固溶強化により鋼板の硬度を高める作用を有する元素である。降伏強さを安定的に確保するため、Ｍｎは０．１０％以上の含有を必要とする。好ましくは０．２０％以上、より好ましくは０．４０％以上、さらに好ましくは０．６０％以上である。一方、Ｍｎ含有量が多くなると、固溶強化による延性劣化が著しくなり、ｒ値が低下することで成形性が低下するので、Ｍｎ含有量は３．０％以下とする。Ｍｎ含有量は好ましくは２．８％以下、より好ましくは２．６％以下、さらに好ましくは２．５％以下である。
【００２３】
Ｐ：０．００５〜０．１５％
Ｐは固溶強化元素として鋼の強度を向上する効果がある。そのため、Ｐ含有量は０．００５％以上とする。Ｐ含有量は好ましくは０．００７％以上、より好ましくは０．０１０％以上、さらに好ましくは０．０２０％以上である。一方、粒界に偏析して成形性を低下させる。そのため、Ｐ含有量は０．１５％以下とした。Ｐ含有量は好ましくは０．１２％以下、より好ましくは０．１０％以下、さらに好ましくは０．０９％以下である。
【００２４】
Ｓ：０．０２０％以下
Ｓは、Ｍｎと結合して粗大なＭｎＳを形成し、成形性を低下させる。このため、Ｓ含有量は低減することが好ましい。本発明では、Ｓ含有量は０．０２０％以下であればよい。Ｓ含有量は好ましくは０．０１７％以下、より好ましくは０．０１５％以下、さらに好ましくは０．０１４％以下である。なお、Ｓ含有量の下限は特に限定されず、少ないほど好ましいが、過度にＳ含有量を低下させるには手間がかかり、製造コストが増加するので、製造コストや製造しやすさの観点からＳ含有量は０．０００１％以上が好ましい。
【００２５】
Ａｌ：０．０１〜１．００％
鋼中に酸化物が大量に存在すると延性が低下することから脱酸は重要である。その効果を得るために、Ａｌ含有量は０．０１％以上とする。Ａｌ含有量は好ましくは０．０２％以上、より好ましくは０．０３％以上である。一方、Ａｌ含有量が１．００％を超えると、酸化物や窒化物が凝集粗大化して延性が低下し、成形性を低下させる。そこで、Ａｌ含有量は１．００％以下とする。Ａｌ含有量は好ましくは０．０９％以下、より好ましくは０．０８％以下、さらに好ましくは０．０７％以下である。
【００２６】
Ｎ：０．００５％以下
Ｎを多量に含有すると、過剰な窒化物が生成し、鋼板の延性が低下する。また、加工性を劣化させる。このため、Ｎ含有量を０．００５％以下にした。なお、Ｎ含有量の下限は特に限定されず、少ないほど好ましいが、過度にＮ含有量を低下させるには手間がかかり、製造コストが増加するので、製造コストや製造しやすさの観点からＮ含有量は０．０００１％以上が好ましい。
【００２７】
上記成分組成は、さらに、Ｎｂ：０．００５〜０．１０％、Ｔｉ：０．０１〜０．１０％、Ｂ：０．０００１〜０．００３０％のうち１種以上を含有する。
【００２８】
Ｎｂ：０．００５〜０．１０％
ＮｂはＣと結合し、炭化物ＮｂＣとして析出し、鋼中に存在する固溶Ｃの一部を固定し、鋼板の集合組織を発達し、ｒ値の向上及びΔｒ値の絶対値の低減に寄与する。また、Ｎｂの微細な炭窒化物は硬度の上昇に効果がある。この効果を得るため、Ｎｂを含有する場合には、その含有量は０．００５％以上にする必要がある。Ｎｂ含有量は好ましくは０．０１０％以上、より好ましくは０．０２０％以上である。一方、Ｎｂ含有量が０．１０％を超えると、合金のコストの増加だけではなく、再結晶終了温度が上昇し、集合組織が発達しなくなり、ｒ値が低下する。また、圧延負荷を高めるため、安定した鋼板製造が困難になる。そのため、Ｎｂを含有する場合には、Ｎｂ含有量を０．１０％以下とする。Ｎｂ含有量は好ましくは０．０８％以下、より好ましくは０．０６％以下、さらに好ましくは０．０５％以下である。
【００２９】
Ｔｉ：０．０１〜０．１０％
ＴｉはＮｂと同様、Ｃと結合し、炭化物ＴｉＣとして析出し、鋼中に存在する固溶Ｃの一部を固定し、鋼板の集合組織を発達させ、ｒ値の向上及びΔｒ値の絶対値の低減に寄与する。また、Ｔｉの微細な炭窒化物は、硬度の上昇に効果がある。この効果を得るため、Ｔｉを含有する場合には、その含有量は０．０１％以上にする必要がある。Ｔｉ含有量は好ましくは０．０２％以上、より好ましくは０．０３％以上である。一方、Ｔｉ含有量が０．１０％を超えると、再結晶終了温度が上昇し、集合組織が発達しなくなり、ｒ値の向上ができなくなる。また、圧延負荷を高めるため、安定した鋼板製造が困難になる。そのため、Ｔｉを含有する場合には、Ｔｉ含有量は０．１０％以下とする。Ｔｉ含有量は好ましくは０．０９％以下、より好ましくは０．０８％以下、さらに好ましくは０．０６％以下である。
【００３０】
Ｂ：０．０００１〜０．００３０％
Ｂは粒界を強化して加工性向上に有効な元素である。また、Ｂを含有すれば、ｒ値向上やΔｒ値の絶対値の低減に効果がある。Ｂを含有する場合、その含有量は０．０００１％以上にする必要がある。Ｂ含有量は好ましくは０．０００３％以上、より好ましくは０．０００４％以上、さらに好ましくは０．０００５％以上である。一方、Ｂ含有量が０．００３０％を超えると、ＢはＦｅ２３（ＣＢ）６を形成して加工性を劣化させる。このため、Ｂ含有量は０．００３０％以下とする。Ｂ含有量は好ましくは０．００２８％以下、より好ましくは０．００２６％以下、さらに好ましくは０．００２５％以下である。
【００３１】
本発明の冷延鋼板の成分組成は、さらに、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｐｂ、Ｃｏ、Ｔａ、Ｗ、ＲＥＭ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｃｓ、Ｈｆ及びＶのいずれか１種以上を合計で１％以下含有してもよい。好ましくは０．１０％以下、より好ましくは０．０８％以下である。なお、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｓ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｐｂ、Ｃｏ、Ｔａ、Ｗ、ＲＥＭ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｃｓ、Ｈｆ及びＶのいずれか１種以上を含有する場合は、含有する元素の含有量を０．０００１％以上とすることが好ましい。
【００３２】
ここで、Ｓｂを含有する場合には、表面特性改善の効果を得る観点から、Ｓｂの含有量の好ましい範囲は０．００５〜０．０１５％である。
【００３３】
また、上記以外の成分（残部）は鉄及び不可避的不純物である。なお、Ｂ、Ｔｉ、Ｎｂのうち２種以上を含み、下限値未満の含有量で含まれる成分と下限値以上の含有量で含まれる成分がある場合、下限値未満で含まれる成分は不可避的不純物として含まれるものとする。
【００３４】
次いで、本発明の冷延鋼板の鋼組織について説明する。
【００３５】
フェライト結晶粒の平均アスペクト比：２．０以下
平均アスペクト比が２．０超えの場合、ｒ値の異方性が大きくなりやすい。また、板幅方向フェライト結晶粒の平均アスペクト比を制御することにより板幅方向の材質が均一になりやすい。以上の効果を得るため、フェライト結晶粒の平均アスペクト比は２．０以下が必要である。
【００３６】
上記のフェライト結晶粒の平均アスペクト比を測定する方法は、鋼板の圧延方向に平行な板厚断面組織写真を光学電子顕微鏡で４００倍に拡大して撮影し、板厚方向、圧延方向にそれぞれ６本の線を実際の長さで５０μｍ以上の間隔で引き、粒界と線との交点の数を数え、圧延方向の全線長を交点の数で割ったものをフェライト結晶粒一つあたりの線分長とし、板厚方向の全線長を交点の数で割ったものをフェライト結晶粒一つあたりの圧延方向の線分長とする。そして、これらの圧延方向の線分長と板厚方向の線分長の比（圧延方向の線分長／板厚方向の線分長）をアスペクト比とする。平均アスペクト比は、少なくとも３０個のアスペクト比を算出し、それらの値を平均して求めている。
【００３７】
本発明の鋼組織におけるフェライトの面積率は特に限定されないが、上記フェライト結晶粒の調整による効果を得るためには９７％以上であることが好ましい。
【００３８】
本発明の冷延鋼板の鋼組織はフェライト以外に、炭窒化物等を面積率で３％以下含む場合がある。
【００３９】
次いで、本発明の冷延鋼板の特性について説明する。
【００４０】
本発明の冷延鋼板は、高ｒ値であり、かつｒ値の面内異方性が小さい。高ｒ値については、以下の式（１）で表されるｒ値を、板幅方向で間隔２００ｍｍ離れた３箇所で測定した時の平均値であるｒａｖｅ値で評価する。また、ｒ値の面内異方性については、以下の式（２）で表されるΔｒの絶対値である｜Δｒ｜を、板幅方向で間隔２００ｍｍ離れた３箇所で測定した時の平均値である｜Δｒａｖｅ｜で評価する。本発明の冷延鋼板はｒａｖｅ値が１．２０以上であり、｜Δｒａｖｅ｜が０．４０以下であり、該３箇所において｜Δｒ｜の最大値と最小値の差が０．１５以下であることで、安定的にプレス成形を行うことができる。また、ｒａｖｅ値の上限は特に限定されないが本発明では１．８０以下になることが多い。｜Δｒａｖｅ｜の絶対値の下限は特に限定されないが本発明では０．０５以上になることが多い。上記｜Δｒ｜の差の下限について特に限定されないが本発明では０．０５以上になることが多い。なお、板幅方向で間隔２００ｍｍ離れた３箇所を測定するにあたっては、測定箇所は、鋼板端部の非定常部を除いた箇所とし、２００ｍｍ離れた位置であれば任意に選んだ３箇所でよい。
式（１）：ｒ値＝（ｒ0＋２ｒ４５＋ｒ９０）／４
式（２）：Δｒ＝（ｒ0−２ｒ４５＋ｒ９０）／２
ｒ０、ｒ４５及びｒ９０は、それぞれ、鋼板の圧延方向に対して、０°、４５°及び９０°方向のｒ値（ランクフォード値）である。
【００４１】
本発明の冷延鋼板は表面にめっき層を有する冷延鋼板であってもよい。めっき層としては、溶融亜鉛めっき層、電気亜鉛めっき層、溶融アルミめっき層等がいずれも、例示できる。また、めっき層は、溶融亜鉛めっき後に合金化処理を施してなる合金化溶融亜鉛めっき層でもよい。
【００４２】
次に、本発明の冷延鋼板の製造方法について説明する。
【００４３】
以下、本発明の冷延鋼板の製造方法は、熱延工程、冷延工程、焼鈍工程を有する。また、めっき層を有する冷延鋼板を製造する場合には、焼鈍工程後にめっき工程を有する。なお、以下に示す温度は、特に説明がない限り、スラブ（鋼素材）、鋼板等の表面温度を意味する。
【００４４】
熱延工程とは、上述した成分組成を有する鋼素材を熱間圧延し、板幅方向の巻取温度差が４０℃以下の条件で巻き取る工程である。
【００４５】
鋼素材の溶製方法は特に限定されず、転炉、電気炉等、公知の溶製方法を採用することができる。また、溶製後、偏析等の問題から連続鋳造法によりスラブ（鋼素材）とするのが好ましいが、造塊−分塊圧延法、薄スラブ連鋳法等、公知の鋳造方法でスラブとしてもよい。なお、鋳造後にスラブを熱間圧延するにあたり、加熱炉でスラブを再加熱した後に圧延してもよいし、所定温度以上の温度を保持している場合には、スラブを加熱することなく直送圧延してもよい。
【００４６】
上記の得られた鋼素材に、粗圧延及び仕上げ圧延を施すが、本発明においては、粗圧延前に鋼素材中の炭化物を溶解する必要がある。スラブを加熱する場合は、炭化物を溶解させたり、圧延荷重の増大を防止したりするため、１０００℃以上に加熱することが好ましい。また、スケールロスの増大を防止するため、スラブの加熱温度は１２００℃以下とすることが好ましい。また、先述のとおり、粗圧延前の鋼素材が、所定温度以上の温度を保持しており、鋼素材中の炭化物が溶解している場合には、粗圧延前の鋼素材を加熱する工程は省略可能である。なお、粗圧延条件及び仕上げ圧延条件については特に限定する必要はない。本発明において、仕上げ圧延終了温度を８００℃以上１０００℃以下に設定して仕上げ圧延することが好ましい。
【００４７】
次いで、仕上げ圧延後の鋼板を巻き取る。本発明では、巻取温度は特に限定する必要はないが、巻取温度を４７０〜７５０℃とすることが好ましい。
【００４８】
板幅方向の巻取温度差が４０℃以下
巻取時に炭化物が生成する。板幅方向の巻取温度差を小さくすると、炭化物による幅方向の延性のばらつきを低減できる。その結果、板幅方向の材質の均一性が高まる。この効果を得るため、巻取温度差を４０℃以下にした。また、板幅方向の巻取温度差は、板幅端部から板幅中央へ１／８の位置と、板幅方向中央部の温度差で評価する。この温度差は、一方の端部から板幅中央へ１／８の位置と中央部の温度差と、他方の端部から板幅中央へ１／８の位置と中央部の温度差をそれぞれ測定し、これらの２つの温度差を平均して算出している。
【００４９】
冷延工程とは、熱延工程で得られた熱延鋼板を冷間圧下率３０〜７５％で冷間圧延する工程である。なお、冷延工程後の鋼板（冷延鋼板）の板厚は０．８〜２．４ｍｍであることが好ましい。
【００５０】
冷延工程における冷間圧下率が３０％以上であれば集合組織が発達し、ｒ値を高めるという効果がある。また、この冷間圧下率が７５％以下であれば板形状の劣化を抑制するという効果がある。
【００５１】
焼鈍工程とは、冷延工程で得られた冷延鋼板を、予熱帯、加熱帯、均熱帯及び冷却帯を備える連続焼鈍設備で３５０〜６５０℃の範囲内を３５℃／ｓ以上の平均加熱速度で加熱し、均熱温度７００〜９００℃及び均熱時間１〜２００秒で均熱保持し、該均熱保持において、半径１００ｍｍ以上のロールで曲げ及び曲げ戻しを合計４回以上行う工程である。本発明でいう「曲げ及び曲げ戻し」とは、鋼板を一方向に曲げた後、当該一方向と反対方向に曲げ戻すことを意味する。ここで、曲げ及び曲げ戻しの一連の工程を合わせて１回として数える。
【００５２】
予熱帯では、冷延鋼板を加熱する。予熱帯は回復が進む前に再結晶させて、集合組織を発達させることによりｒ値が高くなるという理由で必要である。予熱帯での加熱温度は、３５０〜６５０℃とすることが好ましい。
【００５３】
３５０〜６５０℃の範囲内を３５℃／ｓ以上の平均加熱速度で加熱
加熱帯では、３５０〜６５０℃の範囲内を３５℃／ｓ以上の平均加熱速度で加熱する。歪エネルギーが低下する回復する温度は約３５０〜６５０℃である。ここで、平均加熱速度とは、３５０℃と６５０℃との温度差を、加熱に要した時間で除して算出する。３５℃／ｓ以上の平均加熱速度で加熱する場合、｛１１１｝＜１１２＞の結晶粒が優先的に核生成し、集合組織が発達し、ｒ値が高くなる。また、高い歪エネルギーのまま、焼鈍中の曲げ及び曲げ戻しを行うと、フェライト結晶粒の平均アスペクト比が２．０以下になりやすい。また、平均加熱速度が３５℃／ｓ以上では、ΔＹＰが小さくなりやすく、かつΔｒが小さくなりやすい。これらの効果が得られるのは、フェライト結晶粒の平均アスペクト比が２．０以下であるためと考えられる。そのため、平均加熱速度を３５℃／ｓ以上とする。トランスバース式ＩＨを使用する場合、加熱速度が上昇するので、好ましくは４５℃／ｓ以上、より好ましくは６０℃／ｓ以上、さらに好ましくは８０℃／ｓ以上である。本発明の効果を得る観点からは、平均加熱速度の上限は特に規定しない。幅方向特性の均一性の観点からは、平均加熱速度は、好ましくは２００℃／ｓ以下、より好ましくは１００℃／ｓ以下である。平均加熱速度を３５℃／ｓ以上にする温度を３５０℃未満または６５０℃超とした場合、｛１１１｝＜１１２＞の結晶粒の核生成を促進しにくいため、３５０〜６５０℃とする。
【００５４】
焼鈍条件（均熱帯）：均熱温度７００〜９００℃及び均熱時間１〜２００秒で均熱保持
ｒ値及び｜Δｒ｜を所望の範囲にするために、｛１１１｝<１１２>再結晶集合組織を発達させる必要がある。均熱温度（焼鈍温度）が７００℃未満又は均熱時間（焼鈍時間）が１秒未満の場合、未再結晶が残り、｛１１１｝<１１２>が十分発達できなくて、ｒ値が所望の範囲にならない。一方、均熱温度が９００℃超え又は均熱時間が２００秒超の場合、フェライトが粒成長しすぎで、強度が低下する。したがって、焼鈍条件を均熱温度７００〜９００℃で均熱時間１〜２００秒とする。
【００５５】
半径１００ｍｍ以上のロールで４回以上の曲げ及び曲げ戻し
フェライト結晶粒の平均アスペクト比を２．０以下とするには、上記均熱保持する間に、半径１００ｍｍ以上のロールで４回以上の曲げと曲げ戻しが必要であることを本発明で初めて知見した。半径１００ｍｍ未満のロールでは、曲げ歪み量が大きくなり、より鋼板が伸ばされる結果、フェライト結晶粒の平均アスペクト比が２．０超えとなりやすい。そこで、ロールの半径は１００ｍｍ以上とした。ロールの半径は、好ましくは２００ｍｍ以上、より好ましくは半径３００ｍｍ以上、さらに好ましくは４００ｍｍ以上である。ロールの半径をより大きくすれば、曲げ歪み量は小さくなり、フェライト結晶粒の平均アスペクトも小さくなるので、ロール半径の上限は限定されない。また、４回未満では曲げ歪量が小さくなり、｛１１１｝＜１１２＞再結晶集合組織は発達しなくなるため、４回以上とした。曲げ及び曲げ戻しの回数は、好ましくは５回以上であり、より好ましくは６回以上である。曲げ及び曲げ戻しの回数の上限は規定されないが、１０回以下とすることが多い。
【００５６】
冷却帯での冷却条件は特に限定されず、一般的な条件で冷却すればよい。
【００５７】
表面にめっき層を有する冷延鋼板の製造方法の場合には、焼鈍工程後に、さらに、めっき工程を有する。
【００５８】
めっき工程は、冷延鋼板の表面にめっき処理を施す工程である。めっき処理の方法は、形成するめっき層に応じて、通常の方法を採用できる。めっき処理は、例えば、溶融亜鉛めっき層を形成するめっき処理又は合金化溶融亜鉛めっき層を形成するめっき処理である。
【実施例】
【００５９】
表１に示す成分組成のスラブを表２に示す条件で、熱間圧延、冷間圧延、焼鈍を施して板厚１．０ｍｍの冷延鋼板を製造した。なお、表２における仕上げ圧延終了温度、巻取温度、及び均熱温度は、板幅方向中央部での鋼板表面の温度を意味している。【００６０】
表２のＮｏ．１〜２９及び３２の製造条件では、連続溶融めっきラインにて、上記冷延鋼板の表面に溶融亜鉛めっき処理及び合金化処理を行い、合金化溶融亜鉛めっき鋼板（ＧＡ）を製造した。【００６１】
表２のＮｏ．３３の製造条件では、連続溶融めっきラインにて、上記冷延鋼板の表面に溶融亜鉛めっき処理を行い、溶融亜鉛めっき鋼板（ＧＩ）を製造した。【００６２】
表２のＮｏ．３０及び３１の製造条件では、めっき処理は行わず、冷延鋼板（ＣＲ）のままとした。【００６３】
上記のように製造した各鋼板の板幅方向の材質均一性を調査するため、板幅方向で間隔２００ｍｍ離れた３箇所の位置からサンプルを採取し、材質特性を調査した。板幅方向で間隔２００ｍｍ離れた３箇所の材質差（最大値−最小値）の絶対値で評価した。調査方法は次の通りである。【００６４】
（１）組織観察
得られた鋼板の圧延方向に平行な板厚断面を研磨して、３体積％ナイタールにより腐食現出させた。光学電子顕微鏡で４００倍に拡大して、表面から板厚１／４ｔ部（ｔは板厚）までの領域内を１０視野分撮影した。板厚方向、圧延方向にそれぞれ６本の線を実際の長さで５０μｍ以上の間隔で引き、圧延方向に引いた線と粒界の交点の数を数え、圧延方向の全線長を交点の数で割ったものをフェライト結晶粒一つあたりの圧延方向の線分長とした。また、同様にしてフェライト結晶粒一つあたりの板厚方向の線分長を求めた。そして、これらの圧延方向の線分長と板厚方向の線分長との比（圧延方向の線分長／板厚方向の線分長）をアスペクト比とした。平均アスペクト比は、３０個のアスペクト比を算出し、それらの値を平均して算出した。【００６５】
（２）引張特性
圧延方向と９０°の方向を長手方向（引張方向）とするＪＩＳ  Ｚ  ２２０１に記載の５号試験片を用い、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１（１９９８）に準拠した引張試験を５回行い、平均の降伏強さ（ＹＰ）、引張強さ（ＴＳ）を求めた。なお、板幅方向で間隔２００ｍｍ離れた３箇所の平均値を表３に示した。【００６６】
（３）ｒ値及び｜Δｒ｜測定
ｒａｖｅ値の算出のために、板幅方向で間隔２００ｍｍ離れた３箇所でｒ値を算出した。そして、この３箇所で測定したｒ値を平均してｒａｖｅ値を求めた。【００６７】
｜Δｒａｖｅ｜算出のために、板幅方向で間隔２００ｍｍ離れた３箇所でΔｒを算出した。次いで、この３箇所それぞれにおいて、Δｒの絶対値である｜Δｒ｜を算出した。そして、この３箇所の｜Δｒ｜を平均して｜Δｒａｖｅ｜を算出した。【００６８】
また、上記３箇所の｜Δｒ｜の最大値から最小値を引き、｜Δｒ｜の最大値と最小値の差を算出した。｜Δｒ｜の最大値と最小値の差は、表３では、Δ｜Δｒ｜と示している。【００６９】
なお、圧延方向に対して平行な方向（０°方向、Ｌ方向）のｒ0、圧延鋼板に対して４５°方向（Ｄ方向）のｒ４５、圧延方向に対して垂直な方向（９０°方向、Ｃ方向）のｒ９０を、ＪＩＳ  Ｚ  ２２０１に記載の５号試験片を用い、予ひずみ１５％の引張試験により求めこれらを上記算出に用いた。ｒ値とΔｒは以下のとおりである。
ｒ値＝（ｒ0＋２ｒ４５＋ｒ９０）／４
Δｒ＝（ｒ0−２ｒ４５＋ｒ９０）／２
これらの結果を表３にまとめて示す。【００７０】
また、｜Δｒ｜の差と同様に、ＴＳ、ＹＰ、ｒ値についても最大値と最小値との差を算出し、結果を表３に示した。【００７１】
本発明例（適合鋼）は、｜Δｒ｜の差が０．１５以下であることに加えて、ΔＴＳが１３ＭＰａ以下、ΔＹＰが１３ＭＰａ以下、Δｒ値が０．４以下になり、板幅方向の材質均一性に優れていた。一方で、比較例（比較鋼）は、これらの項目のいずれかを満たさなかった。【００７２】
また、本発明例の鋼板は板幅方向の材質均一性に優れているので、当該鋼板を用いれば安定してプレス成形をすることができる。なお、Ｎｏ．１４の比較例は、光沢ムラの問題が大きく、表面性状が劣るため、自動車部品として不適であった。【００７３】
【表１】
2019167933.tif 000002
【００７４】
【表２】
2019167933.tif 000003
【００７５】
【表３】
2019167933.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月19日(2019.8.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ：０．０００３〜０．０１０％、
Ｓｉ：０．０１〜１．０％、
Ｍｎ：０．１０〜３．０％、
Ｐ：０．００５〜０．１５％、
Ｓ：０．０２０％以下、
Ａｌ：０．０１〜１．００％、
Ｎ：０．００５％以下を含有し、
さらに、
Ｎｂ：０．００５〜０．１０％、
Ｔｉ：０．０１〜０．１０％、
Ｂ：０．０００１〜０．００３０％のうち、いずれか１種以上を含有し、残部が鉄及び不可避的不純物からなる成分組成と、
フェライト結晶粒の平均アスペクト比が２．０以下である鋼組織と、を有し、
以下の式（１）で表されるｒ値を、板幅方向で間隔２００ｍｍ離れた３箇所で測定した時の平均値であるｒａｖｅ値が１．２０以上、
以下の式（２）で表されるΔｒの絶対値である｜Δｒ｜を、板幅方向で間隔２００ｍｍ離れた３箇所で測定した時の平均値である｜Δｒａｖｅ｜が０．４０以下であり、該３箇所において｜Δｒ｜の最大値と最小値の差が０．１５以下であり、
前記３箇所における降伏強さの最大値と最小値の差（ΔＹＰ）が、１３ＭＰａ以下である冷延鋼板。
式（１）：ｒ値＝（ｒ0＋２ｒ４５＋ｒ９０）／４
式（２）：Δｒ＝（ｒ0−２ｒ４５＋ｒ９０）／２
上記式（１）及び式（２）において、ｒ０、ｒ４５、及びｒ９０は、それぞれ、鋼板の圧延方向に対して０°、４５°、及び９０°方向のランクフォード値である。
【請求項２】
前記成分組成は、さらに、質量％で、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｐｂ、Ｃｏ、Ｔａ、Ｗ、ＲＥＭ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｃｓ、Ｈｆ及びＶのいずれか１種以上を合計で１％以下含有する請求項１に記載の冷延鋼板。
【請求項３】
表面にめっき層を有する請求項１又は２に記載の冷延鋼板。
【請求項４】
前記めっき層が、溶融亜鉛めっき層又は合金化溶融亜鉛めっき層である請求項３に記載の冷延鋼板。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の成分組成を有する鋼素材を熱間圧延し、板幅方向の巻取温度差が４０℃以下の条件で巻き取る熱延工程と、
前記熱延工程で得られた熱延鋼板を冷間圧下率３０〜７５％で冷間圧延する冷延工程と、
前記冷延工程で得られた冷延鋼板を、予熱帯、加熱帯、均熱帯及び冷却帯を備える連続焼鈍設備で、３５０〜６５０℃の範囲内を３５℃／ｓ以上の平均加熱速度で加熱し、均熱温度７００〜９００℃及び均熱時間１〜２００秒で均熱保持し、該均熱保持において、半径１００ｍｍ以上のロールで曲げ及び曲げ戻しを合計４回以上行う焼鈍工程と、
を有する冷延鋼板の製造方法。
【請求項６】
前記焼鈍工程後に、めっき処理を行うめっき工程を有する請求項５に記載の冷延鋼板の製造方法。
【請求項７】
前記めっき処理は、溶融亜鉛めっき層を形成するめっき処理又は合金化溶融亜鉛めっき層を形成するめっき処理である請求項６に記載の冷延鋼板の製造方法。
【手続補正書】
【提出日】令和1年11月1日(2019.11.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ：０．０００３〜０．０１０％、
Ｓｉ：０．０１〜１．０％、
Ｍｎ：０．１０〜３．０％、
Ｐ：０．００５〜０．１５％、
Ｓ：０．０２０％以下、
Ａｌ：０．０１〜１．００％、
Ｎ：０．００５％以下を含有し、
さらに、
Ｎｂ：０．００５〜０．１０％、
Ｔｉ：０．０１〜０．１０％、
Ｂ：０．０００１〜０．００３０％のうち、いずれか１種以上を含有し、残部が鉄及び不可避的不純物からなる成分組成と、
フェライト結晶粒の平均アスペクト比が２．０以下である鋼組織と、を有し、
以下の式（１）で表されるｒ値を、板幅方向で間隔２００ｍｍ離れた３箇所で測定した時の平均値であるｒａｖｅ値が１．２０以上、
以下の式（２）で表されるΔｒの絶対値である｜Δｒ｜を、板幅方向で間隔２００ｍｍ離れた３箇所で測定した時の平均値である｜Δｒａｖｅ｜が０．４０以下であり、該３箇所において｜Δｒ｜の最大値と最小値の差が０．１５以下であり、
前記３箇所における降伏強さの最大値と最小値の差（ΔＹＰ）が、１３ＭＰａ以下である冷延鋼板。
式（１）：ｒ値＝（ｒ0＋２ｒ４５＋ｒ９０）／４
式（２）：Δｒ＝（ｒ0−２ｒ４５＋ｒ９０）／２
上記式（１）及び式（２）において、ｒ０、ｒ４５、及びｒ９０は、それぞれ、鋼板の圧延方向に対して０°、４５°、及び９０°方向のランクフォード値である。
【請求項２】
前記成分組成は、さらに、質量％で、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｐｂ、Ｃｏ、Ｔａ、Ｗ、ＲＥＭ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｃｓ、Ｈｆ及びＶのいずれか１種以上を合計で１％以下含有する請求項１に記載の冷延鋼板。
【請求項３】
表面にめっき層を有する請求項１又は２に記載の冷延鋼板。
【請求項４】
前記めっき層が、溶融亜鉛めっき層又は合金化溶融亜鉛めっき層である請求項３に記載の冷延鋼板。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の冷延鋼板を製造する冷延鋼板の製造方法であって、
前記成分組成を有する鋼素材を熱間圧延し、板幅方向の巻取温度差が４０℃以下の条件で巻き取る熱延工程と、
前記熱延工程で得られた熱延鋼板を冷間圧下率３０〜７５％で冷間圧延する冷延工程と、
前記冷延工程で得られた冷延鋼板を、予熱帯、加熱帯、均熱帯及び冷却帯を備える連続焼鈍設備で、３５０〜６５０℃の範囲内を３５℃／ｓ以上の平均加熱速度で加熱し、均熱温度７００〜９００℃及び均熱時間１〜２００秒で均熱保持し、該均熱保持において、半径１００ｍｍ以上のロールで曲げ及び曲げ戻しを合計４回以上行う焼鈍工程と、
を有する冷延鋼板の製造方法。
【請求項６】
前記焼鈍工程後に、めっき処理を行うめっき工程を有する請求項５に記載の冷延鋼板の製造方法。
【請求項７】
前記めっき処理は、溶融亜鉛めっき層を形成するめっき処理又は合金化溶融亜鉛めっき層を形成するめっき処理である請求項６に記載の冷延鋼板の製造方法。
【国際調査報告】
2019167933.tif 000005
2019167933.tif 000006
2019167933.tif 000007
2019167933.tif 000008