(57)【要約】低合金低炭素鋼板をプレ鋼板では必ず９００℃以上の温度で熱延して得るようにし、平面性及び変形性に加えて治金的特徴及び幾何学的特徴においても軽量で機械抵抗に優れた構造が得られるようすることで、プレス加工やせん断加工が可能な完成品を製造するための冷間圧延鋼板の代用品として使用可能にする。０．７ｍｍより厚い鋼板は降伏荷重／破壊荷重の比率が７０％未満で、全構造の９０％超でＡＳＴＭ  Ｅ  １１２規格のグレード１０よりも細かい微粒子構造で、張力がかかった状態での破壊限度と降伏点の比率σＦＰ／Ｒｐ０，２は９０％超とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さ０．７ｍｍ以下で微粒子構造を備えた熱延低合金低炭素鋼板であって、その熱延前のプレ鋼板は仕上げ圧延の上流で９００℃以上の温度に維持されて、降伏荷重が２７５から７００Ｎ／ｍｍ２となり特にコールドプレスやせん断加工によって完成品を得ることに適しており、少なくとも９０％の粒子がＡＳＴＭ  Ｅ  １１２規格のグレード１０より細かく、張力がかかっている状態での破壊限度と降伏荷重の比率σＦＰ／Ｒｐ０，２が９０％以上であると同時に降伏荷重と破壊荷重の比率が７０％以上で、酸洗と調質をしただけで金属学的、幾何学的特徴は冷間圧延鋼板とほぼ同じになることを特徴とする熱延低合金低炭素鋼板。
【請求項２】
厚さ公差は０．０５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の熱延低合金鋼板。
【請求項３】
無限張力としても限界張力としても高い引張抵抗を備えることを特徴とする請求項１記載の熱延低合金鋼板。
【請求項４】
低合金化元素としてボロンは加えないことを特徴とする請求項１記載の熱延低合金鋼板。
【請求項５】
Ｖ、Ｔｉ、Ｎｂなどの前記低合金化元素の合計含有量が０．２％を超えないことを特徴とする請求項４記載の熱延低合金鋼板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス（stamped）や切断をするための完成品を製造する際に、現在使用されている重量が軽く機械的強度に優れた冷間圧延鋼板と取替え可能となるような低炭素低合金鋼板に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１（特開２００３−２５３３８１）、特許文献２（国際公開公報ＷＯ０３／０８７４１４）、特許文献３（米国特許公報６，４８８，７９０）により熱延低合金鋼板の製造方法は公知である。
【０００３】
低合金つまり“ＨＳＬＡ”（高強度低合金：Ｈｉｇｈ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｌｏｗ  Ａｌｌｏｙ）鋼はその名称から少量のニオビウム、バナジウム、チタニウム、ボロンが加えられていることが分かるが全部合せても０．２％に満たない程度である。これらの要素は鉄結晶格子の合金化媒体として入れられるのではなく、母材中の炭素や窒素と結合して微細分散した炭化物、窒化物、炭窒化物を形成する。これらの化合物は細粒化に寄与し、またフェライト粒子に混ぜることで母材強化できる。
【０００４】
このような合金鋼は機械的強度に悪影響を与えずに構造の重量を減らしたい場合に特に利用されることも一般に知られている。これらの合金鋼に特有の性質は破壊荷重と降伏点の値が近く、その比率は７０％を超える。よって、高強度低合金は薄肉化により応力に抵抗する断面を減らすことでこのような（機械的強度に悪影響を与えずに構造の重量を減らしたい）結果を得られる一方で、降伏点と破壊荷重の値が近いことにより材料は優れた弾性力を備えるので、元に戻る力が強く完成品をプレスで所望の形状にすることが難しい。よって、完成品における公差の許容範囲が少ない場合には使用できない。
【特許文献１】特開２００３−２５３３８１
【特許文献２】国際公開公報ＷＯ０３／０８７４１４
【特許文献３】米国特許公報６，４８８，７９０
【発明の開示】
【０００５】
本発明の目的は、特に酸洗や調質をすると平面性や変形度に関する特徴に加えて金属学的、幾何学的特徴も冷間圧延鋼板と同等となってプレスやせん断加工するための冷間圧延鋼板の代用品として有効に使用できるような厚さ０．７ｍｍ以上の低合金炭素鋼の熱延鋼板を提供することである。
【０００６】
本発明の鋼板は、限定はしないが、例えば図１に概略的に示すような、本出願人名義の国際公開公報ＷＯ２００４／０２６４９７に開示される薄型スラブのインライン設備で製造することが好ましく、請求項１に記載するように全構造中の９０％超においてＡＳＴＭ  Ｅ  １１２規格のグレード１０よりも優れた粒度の微粒子であり、降伏点と破壊荷重の比率が７０％以上であることを特徴としている。
【０００７】
即ち本発明は、厚さ０．７ｍｍ以下で微粒子構造を備えた熱延低合金低炭素鋼板であって、その熱延前のプレ鋼板は仕上げ圧延の上流で９００℃以上の温度に維持されて、降伏荷重が２７５から７００Ｎ／ｍｍ２となり特にコールドプレスやせん断加工によって完成品を得ることに適しており、少なくとも９０％の粒子がＡＳＴＭ  Ｅ  １１２規格のグレード１０より細かく、張力がかかっている状態での破壊限度と降伏荷重の比率σＦＰ／Ｒｐ０，２が９０％以上であると同時に降伏荷重と破壊荷重の比率が７０％以上で、酸洗と調質をしただけで金属学的特徴や幾何学的特徴が冷間圧延鋼板とほぼ同じになることを特徴とする熱延低合金低炭素鋼板であり、厚さ公差が０．０５ｍｍ以下、無限張力としても限界張力としても高い引張抵抗を備えること、低合金化元素としてボロンは加えないこと、Ｖ、Ｔｉ、Ｎｂなどの前記低合金化元素の合計含有量が０．２％を超えないことが好ましい。
【０００８】
本発明による低合金鋼板の目的、利点、特徴は以下に図面を参照して詳細に示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
上記した通り、本発明の低合金鋼板は図１に概略的に示した薄型スラブ用の設備で製造することが必ずしも限定されることはないが好ましい。ここでは、国際公開公報ＷＯ２００４／０２６４９７の主題である設備を特に参照することにする。作業工程として、溶湯工程の下流にａ）溶湯断面減少工程、ｂ）連続鋳造直後の粗圧延、ｃ）誘導加熱炉での加熱、ｅ）仕上圧延、ｆ）コンパクトな冷却、ｇ）リールへの巻きつけがある。このような設備では仕上圧延の前工程のプレ鋼板（ｄ）の温度を９００℃以上に保つことができる。プレ鋼板の圧延を前記９００℃以上で行うことにより低合金化媒体の多くをγ鉄（オーステナイト相）中の溶質として保持することができるので、オーステナイト粒子の成長を制限して仕上圧延後の冷却工程中に鉄相に析出することで硬化度を高めるという低合金化媒体としての機能を充分に活用することができる。
【００１０】
連続鋳造で出来たスラブが冷却されてその後の仕上圧延のために加熱される従来の工程では、両方の相に注意が払われていないことに注目されたい。冷却中低合金化媒体は粗雑に制御されることなく析出するので、その機能が大きく軽減され、細かく分散して析出させた場合の望ましい効果が得られなくなる。高い溶解温度（１２００℃超）に達しない限りこの状態をその後のスラブ加熱により元の状態に戻すことができない。しかし高い溶解温度にすると粒径の増大や鋼板表面の脱炭といった他の好ましくない効果を生じさせ、結果として質が悪化する。よって、特に２ｍｍ未満の高強度低合金（ＨＳＬＡ）を従来のシステムにより製造するには、熱延後に鋼板を制御冷却された焼鈍しラインで冷間圧延処理する必要があるので、より複雑で厄介な工程サイクルとなる。
【００１１】
本発明による低合金鋼板では降伏点と破壊荷重の比率が７０％以上になり、冷却された状態でも成形や切断をすることができる。このような特徴が生まれるのは好ましい微細構造を備えるからであり、このような製品は同じ厚さの冷間圧延低合金鋼板の代用品として使用できる。更に、表１に示すニオビウム、バナジウム、チタニウム、マンガン、クロム等の低合金化・合金化元素の含有量が少ないことによる利点を備える。
【００１２】
実験により、本発明の鋼板は全構造において９０％超のＡＳＴＭ  Ｅ  １２２規格グレード１０より優れた微細粒子構造を特徴としていることが分かった。図２のグラフから、とりわけ鋼板の先頭部では殆どの粒子がＡＳＴＭ  Ｅ  １１２のグレード１０以下の表面積（つまり粒子が細かい）であることは明らかである。このように粒子が細かく均一であることで、この種の熱延鋼板は特に疲労試験に耐性を示すようになる。本発明の鋼板で行われた実験を示した図３からわかるように、引張抵抗は従来のプロセスによって得られる製品よりも高く、グレードが同じ冷間圧延鋼板と同程度である。尚、この結果は１０７未満の回転数Ｎで破壊が起きた時の負荷の限界値に当たる「限界張力」の範囲で起きた場合と、従来採用されてきた回転数、つまりＮ＝１０７よりも多い回転数であっても破壊しなかった場合に実験で決定する限界負荷に当たる「無限張力」の範囲で起きた場合の両方を含む。特に、Ｎ＝１０７回転の時にＳ３５５ＭＣ鋼で検知された引張抵抗（strain  resistance）（３５７Ｎ／ｍｍ２に相当）は、５〜１０％マージンで引っ張り強度検査した場合でも非破壊可能性が５０％の場合に相当し良好であることが分かった。更に、平面が湾曲して（plain flexure）張力がかかった状態での破壊点（σＦＰ）と降伏点の比率σＦＰ／Ｒｐ０，２は１に近い０．９６であり、熱延材の基準値０．８８〜０．９０よりも常に高い。この値は同じグレードの冷間圧延鋼板で検出される比率の値と事実上対応している。
【００１３】
これらの鋼板は更に細かい微細構造なので、保証される降伏荷重の最小値が２７５〜７００Ｎ／ｍｍ２である高強度鋼として、特に曲げ半径が厚さと同じになる１８０°の折畳みといった複雑な形状の冷却形成と同様、最終切断やパンチングによる孔の形成にも適している。鋼板の側面が一定であり、偏向が０．０５ｍｍ未満と平行であることによっても複雑な形状の冷却形成が容易になっている。
【００１４】
様々な鋼種の組成分析は以下表１の限度内になる。
【表１】
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上記表の数値は減らしてもよいが、低合金化元素（Ｖ、Ｔｉ、Ｎｂ）の合計は０．２％を超えないこととする。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による低合金鋼板の製造に特に適した薄型スラブを鋳造するインライン圧延設備を概略的に示した図である。
【図２】本発明による鋼板コイルの先頭部、中間部、終端部それぞれにおいて特定表面積のフェライト粒子の存在を多数の鋼板コイルで統計的に検知した度数分布グラフ図である。
【図３】保証される降伏荷重が３５５Ｎ／ｍｍ２である本発明による鋼の引張限度の傾きを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年9月26日(2006.9.26)
【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】
厚さ０．７ｍｍ以下で微粒子構造を備えた、Ｖ、Ｔｉ、Ｎｂより成る低合金化元素を含む熱延低合金低炭素鋼板であって、その熱延前のプレ鋼板は仕上げ圧延の上流で９００℃以上の温度に維持されて、降伏荷重が２７５から７００Ｎ／ｍｍ２となり特にコールドプレスやせん断加工によって完成品を得ることに適しており、少なくとも９０％の粒子がＡＳＴＭ  Ｅ  １１２規格のグレード１０より細かく、平面が湾曲して張力がかかっている状態での破壊限度（σＦＰ）と降伏荷重（Ｒｐ０，２）の比率σＦＰ／Ｒｐ０，２が９０％以上であると同時に降伏荷重と破壊荷重の比率が７０％以上で、酸洗と調質をすると金属学的、幾何学的特徴は冷間圧延鋼板とほぼ同じになり、更に元素Ｖ、Ｔｉ、Ｎｂの合計含有量が０．２％を超えないことを特徴とする熱延低合金低炭素鋼板。
【請求項２】
厚さ公差は０．０５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の熱延低合金鋼板。
【請求項３】
従来技術による同じ要素で製造される熱延鋼板に比べて、５〜１０％高い疲労強度を備えることを特徴とする請求項１記載の熱延低合金鋼板。
【請求項４】
低合金化元素としてボロンは加えないことを特徴とする請求項１記載の熱延低合金鋼板。
【国際調査報告】
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