(57)【要約】【課題】  焼き入れ前には伸びフランジ性が優れ、焼き入れ後には所定の硬さと靭性が得られ、しかも焼き入れ歪の小さな高炭素冷延鋼板を提供すること。【解決手段】  質量％でＣ：０．２０〜０．６０％、Ｓ：０．００５％以下の組成で、フェライト平均結晶粒径が５μｍ以上で、フェライト結晶粒径の標準偏差度が０．５０以下であることを特徴とする伸びフランジ性の優れた高炭素冷延鋼板。加えて、介在物の形状比が２．０以下であること、Ｔｉ：０．０１０〜０．０５０％、Ｂ：０．０００３〜０．００５０％を含有することが望ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％でＣ：０．２０〜０．６０％、Ｓ：０．００５％以下の組成で、フェライト平均結晶粒径が５μｍ以上で、フェライト結晶粒径の標準偏差度が０．５０以下であることを特徴とする伸びフランジ性の優れた高炭素冷延鋼板。
【請求項２】
質量％でＣ：０．２０〜０．６０％、Ｓ：０．００５％以下の組成で、フェライト平均結晶粒径が５μｍ以上で、フェライト結晶粒径の標準偏差度が０．５０以下、かつ介在物の形状比が２．０以下であることを特徴とする伸びフランジ性の優れた高炭素冷延鋼板。
【請求項３】
質量％でＣ：０．２０〜０．６０％、Ｓ：０．００５％以下、Ｔｉ：０．０１０〜０．０５０％、Ｂ：０．０００３〜０．００５０％の組成で、フェライト平均結晶粒径が５μｍ以上で、フェライト結晶粒径の標準偏差度が０．５０以下であることを特徴とする伸びフランジ性の優れた高炭素冷延鋼板。
【請求項４】
質量％でＣ：０．２０〜０．６０％、Ｓ：０．００５％以下、Ｔｉ：０．０１０〜０．０５０％、Ｂ：０．０００３〜０．００５０％の組成で、フェライト平均結晶粒径が５μｍ以上で、フェライト結晶粒径の標準偏差度が０．５０以下、かつ介在物の形状比が２．０以下であることを特徴とする伸びフランジ性の優れた高炭素冷延鋼板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車の駆動系等の機械構造部品に用いられる伸びフランジ性の優れた高炭素冷延鋼板に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炭素鋼板は、通常、切削や、打ち抜き、曲げ、絞り等の加工により、所定の寸法形状に成形後、焼き入れ、焼き戻し等の熱処理を行い、必要とする強度に調質してから、目的の用途に適用することが多い。また、複数の部品を溶接等で接合して製作していた部品を転造加工、ＦＣＦ加工等による一体で成形する方法が広まりつつある。これらの部品の中には伸びフランジ性が要求されるものがある。高炭素鋼板は焼き入れ焼き戻し等の熱処理により、硬さ等の必要特性を調質するため、必然的にＣ添加量が高くなる。加工性を向上させるのに一般に炭化物の球状化する方法が用いられているが、しかし、高炭素のため、鋼中に硬い炭化物が多数存在するので、伸びフランジ加工には向いていない。このため、伸びフランジ性の優れた高炭素鋼板の要求がある。同時に、焼き入れ・焼き戻しを行なって用いられるので、焼入れ後の靭性、焼き入れ・焼き戻しによる寸法変化の少ないことも要求される。
【０００３】
高炭素冷延鋼板の伸びフランジ加工性を良好にする技術として、特許文献１、特許文献２、特許文献３が開示されている。特許文献１は熱延板を冷延、焼鈍、冷延、焼鈍する工程において、最初の冷延条件、中間焼鈍条件を規定したもので、冷延、焼鈍を繰り返し行う必要があり、製造コストが高くなる。特許文献２は特殊な焼鈍サイクルを採用することで、伸びフランジ性を改善する技術である。この技術は若干の伸びフランジを改善する効果があるが、厳しい伸びフランジ加工や、伸びフランジ加工した部分を更に増肉等の加工を行うような製品には適用できない。特許文献３は炭化物の分散度と炭化物平均粒径を特定したもので、その技術思想は、炭化物粒径を大きくし、均一に分散させ、加工時の炭化物に起因するマクロクラックを少なくしようとするもので、従来技術の範疇にあり、厳しい伸びフランジ加工や、伸びフランジ加工した部分を更に増肉等の加工を行うような製品には適用できない。このように従来の開示技術は、炭化物のサイズを制御し、伸びフランジ性を改良させようとする技術で、抜本的に伸びフランジ性を向上させる技術でないため、厳しい伸びフランジ加工や、伸びフランジ加工した部分を更に増肉等の二次加工を行うような製品には適用できなく、加工工程を抜本的に省略するまでに至っていない、このため、伸びフランジ性の優れた高炭素鋼板の新しい技術の開発が望まれている。
【特許文献１】特開平７−１６６２４３号公報
【特許文献２】特開平１１−１４０５４４号公報
【特許文献３】特開２００１−２２０６４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、焼き入れ前には伸びフランジ性が優れ、焼き入れ後には所定の硬さと靭性が得られ、しかも焼き入れ歪の小さな高炭素冷延鋼板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは高炭素鋼板の伸びフランジ性と焼き入れ性について鋭意検討した結果、鋼の組成およびフェライト粒径、介在物の形状を制御することにより、伸びフランジ性が優れ、かつ焼入れ性にも優れた高炭素冷延鋼板が得られることを知見した。
その要旨は「質量％でＣ：０．２０〜０．６０％、Ｓ：０．００５％以下の組成で、フェライト平均結晶粒径が５μｍ以上で、フェライト結晶粒径の標準偏差度が０．５０以下であることを特徴とする伸びフランジ性の優れた高炭素冷延鋼板。」、「質量％でＣ：０．２０〜０．６０％、Ｓ：０．００５％以下の組成で、フェライト平均結晶粒径が５μｍ以上で、フェライト結晶粒径の標準偏差度が０．５０以下、かつ介在物の形状比が２．０以下であることを特徴とする伸びフランジ性の優れた高炭素冷延鋼板。」、「質量％でＣ：０．２０〜０．６０％、Ｓ：０．００５％以下、Ｔｉ：０．０１０〜０．０５０％、Ｂ：０．０００３〜０．００５０％の組成で、フェライト平均結晶粒径が５μｍ以上で、フェライト結晶粒径の標準偏差度が０．５０以下であることを特徴とする伸びフランジ性の優れた高炭素冷延鋼板。」、及び「質量％でＣ：０．２０〜０．６０％、Ｓ：０．００５％以下、Ｔｉ：０．０１０〜０．０５０％、Ｂ：０．０００３〜０．００５０％の組成で、フェライト平均結晶粒径が５μｍ以上で、フェライト結晶粒径の標準偏差度が０．５０以下、かつ介在物の形状比が２．０以下であることを特徴とする伸びフランジ性の優れた高炭素冷延鋼板。」にある。
【０００６】
まず、本発明の重要な構成要因であるフェライト平均結晶粒径が５．０μｍ以上で、フェライト結晶粒の標準偏差度を０．５０以下にすることにより、優れた伸びフランジ性が得られることを知見した事実について説明する。
Ｓ４５Ｃ（Ｃ：０．４５％、Ｓｉ：０．１７％、Ｍｎ：０．７８％、Ｐ：０．０１２％、Ｓ：０．００３％、Ｃｒ：０．０８％、Ａｌ：０．０３２％、Ｎ：０．００３５％、なお、％表示は全て質量％であり、以下同じ。）のスラブを１２５０℃に加熱後、６．０ｍｍ厚に圧下スケジュール、仕上げ温度、熱延後の冷却条件を種々に変えて熱延した。この熱延板を酸洗後に６００〜７２０℃×２４ｈｒの焼鈍後に冷延後の板厚が２．０ｍｍになるように冷間圧延率に見合った板厚まで、表面から研削した鋼板を、２．０ｍｍ厚まで冷延した。この冷延板に対し６８０℃×１２ｈｒの焼鈍を行った。この鋼板から、１５０角の穴広げ試験片、および断面のミクロ組織観察用試験片を採取した。穴広げ試験片は板の中央部にクリアランス１２％で１０φの穴を打ち抜き、この穴に６０度の円錐ポンチで押し上げ、打ち抜き面に板厚を貫通するクラックが生じた時に試験を止め、そのときの穴径と初期穴径の差を初期穴径で割り、１００分率表示したものを穴広げ率とした。フェライト平均粒径はＪＩＳで規定される結晶粒度番号を求め、フェライト粒が球であると仮定し、その直径をフェライト平均結晶粒径（ｄｍ）とした。フェライト結晶粒径の標準偏差はフェライト結晶粒径を測定した同一観察面とし、各々のフェライト結晶粒の面積を求め、フェライトが円と仮定し、その直径に４／πをかけ、その標準偏差（σ）を求め、標準偏差を平均粒径で割ったものを標準偏差度（σ／ｄｍ）とした。図１にフェライト平均結晶粒径が７〜９μｍと１６〜１８μｍの標準偏差度と穴広げ率の関係を示した。
【０００７】
フェライト結晶粒径の標準偏差度が小さくなると、同一フェライト結晶粒径でも穴広げ率が大きくなる。標準偏差度が同じであれば、フェライト平均結晶粒径が大きい鋼板の穴広げ率が高くなる。フェライト結晶平均粒径が５．０μｍ以上のものについて、フェライト結晶粒径の標準偏差度と穴広げ率の関係を図２に示した。フェライト結晶粒径のバラツキが小さくなると穴広げ率が良好になり、σ／ｄｍが０．５０以下で優れた穴広げ率の鋼板が得られる。このことから、良好な伸びフランジ性が得る目的で標準偏差度（σ／ｄｍ）を０．５０以下に規定した。標準偏差度の好ましい範囲は、同様の理由から０．３０以下である。
【０００８】
以下本発明を構成する要件について説明する。
Ｃは加工性を劣化させる元素であるが、焼き入れ・焼き戻しをすることを目的とするために、最低限、０．２０％は必要である。一方、Ｃ量が０．６０％を超えると硬質になる上に、炭化物量が多くなりすぎ、十分な伸びフランジ性が得られなくなる。
ＳはＭｎＳ等の介在物となり、伸びフランジ性を劣化させるので、０．００５％以下にする必要がある。
【０００９】
Ｂは焼き入れ性を高める元素であることが良く知られている。本発明でも、Ｃ量が低い鋼や、特に焼き入れ性を必要とする場合に、０．０００３〜０．００５０％の範囲で添加する。０．０００３％未満では焼き入れ性を高める効果を安定して発揮できない。一方、０．００５０％を超える添加は鋼を製造するときに、鋼板の欠陥、疵の原因となり、製品歩留りを低下させ製造コストの上昇をまねく。好ましい範囲は、同様の理由から、０．０００５から０．００３０％である。
ＴｉはＢを添加する場合に、Ｂの添加効果を発揮させるため、０．０１〜０．０５０％の範囲で添加する。
【００１０】
介在物は鋼板組織と同様に伸びフランジ性に影響する要因である。介在物の伸びフランジ性に及ぽす影響は介在物の投影長さで、この長さが大きいほど伸びフランジ性は悪くなる。したがって、同一介在物でも伸展度の大きいものほど伸びフランジが劣化する。このため、介在物の長軸と短軸の比で表される形状比を介在物数１００個以上の平均値で２．０以下にする必要がある。
【００１１】
フェライト結晶粒径の標準偏差を小さくする制御をすれば、伸びフランジ性が良好になる理由は定かでないが、本発明者等は次のように考えている。伸びフランジ加工前の打ち抜き面は剪断変形され、加工硬化し、伸びフランジ加工前に既にミクロクラックが生じる。これを伸びフランジ加工するとミクロクラックを起点に、大きな割れが生じ、これが伸びフランジ加工限界である。したがって、第一には剪断面のマクロクラックの多少、大小に伸びフランジ性が依存する。第二には、剪断面のマクロクラックがない場合は、伸びフランジは加工の歪をいかに均一に分担するかによって、左右され、不均一な歪分布になると伸びフランジ性は劣化し、均一に歪を分担すると、伸びフランジ性が良好になる。打ち抜き面のマクロクラックは変形量の大きな部分および、変形能の劣る個所から生じる。変形単位はフェライト粒径であり、フェライト粒径が不均一であると小さな応力で変形する大きなフェライト粒部に変形が集中し、変形が変形能を超えるとクラックが生じる。均一な組織では各結晶粒が均等に歪を分担し、クラックの発生を抑制する。同様の挙動が伸びフランジ成型時にも起こり、均一なフェライト粒組織を有する鋼板は、各結晶粒が変形を均一に担い、クラックを生じる歪を高くする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明は、伸びフランジ性の優れた高炭素冷延鋼板を得るにあたって、フェライト結晶粒径とその標準偏差度を制御し、併せて、介在物の形状比を特定することで、穴広げ加工でのクラックの発生を抑制できる。穴広げ加工後の据え込み加工を行なっても割れが生じなく、優れた伸びフランジ性を有すると共に、焼入れ後の衝撃性、高周波焼入れ性も優れた高炭素冷延鋼板が提供可能となる。このような高炭素冷延鋼板を用いることにより、自動車の変速機部品等の加工において、加工度を高く取ることができ、その結果、製造工程を省略して低コストで部品等が製造することが可能となり、工業的に極めて有用な発明である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明に用いる鋼は、Ｃ：０．２０〜０．６０％、Ｓ：０．００５％以下、Ｔｉ：０．０１０〜０．０５０％、Ｂ：０．０００３〜０．００５０％のほか、フェライト結晶粒径とその分散、介在物の形状比が２．０以下となるのものであれば良く、他の化学成分のＳｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ａｌ、Ｎ、Ｃｒは通常の範囲で添加すればよく、特に規定する必要はない。これらの元素は他の特性との関係で添加量を決めればよく、特に規定する必要はない。但し、好ましくは、以下のように添加すれば良い。
【００１４】
Ｓｉは添加量が多くなると鋼板を硬質化するので、０．５０％以下にすることが好ましい。Ｍｎは、焼き入れ性を高める元素として良く知られているが、過剰に添加すると延性を損なうので、２．０％以下で添加することが好ましい。Ｐは、加工性を損なうだけでなく、焼き入れ・焼き戻し後の靭性を劣化させるので０．０３％以下とすることが好ましい。Ａｌは脱酸元素であるが、添加量が多くなると表面欠陥の原因となりやすいので、０．０８％以下とすることが好ましい。Ｎは、過剰に添加すると延性が劣化するだけでなく、焼き入れ・焼き戻し後の靭性を劣化させるので、０．０１０％以下とすることが好ましい。Ｃｒは焼き入れ性を高める元素であることが知られている。焼き入れ性を特に必要とする場合や、浸炭、窒化処理を行う場合は、１．０％以内で添加することが好ましい。さらに、目的に応じ、通常添加される範囲で、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｚｒ、Ｃａ、Ｍｇ等の元素を添加しても良い。また、製造過程で他の不純物が混入しても本発明の特徴を損なわない。
【００１５】
フェライト粒の標準偏差度を０．５０以下に制御することは、言い換えると組織を均一に制御することである。通常の条件で製造しても本発明の鋼板は得られない、したがって、鋼板の製造工程で細心の注意をはらって製造条件を選択する必要がある。
本発明の鋼は転炉あるいは電気炉、必要に応じ、真空脱ガス処理を用いて、成分調整して溶製される。このようにして、成分調整された高炭素鋼は、造塊・分塊圧延または連続鋳造により、スラブとする。このスラブに成分の偏析が大きいと注意深く製造条件を選んで製造しても、組織に不均一が生じ、本発明の要件を満足する鋼板を得ることは困難である。このため、スラブの製造に際しては、電磁攪拌、未凝固域での軽圧下等の偏析を低減する方法を採用することが好ましい。このスラブは熱間圧延に供されるが、通常の熱間圧延を行っても、本発明の特徴である、フェライト結晶粒径の分散を小さくすることは困難である。熱延加熱温度は特に本発明の特徴に大きく影響しないので、１０５０℃以上で行う。冷延・焼鈍後のフェライト結晶粒径のバラツキを小さくするためには、熱延板の組織を均一にすることが重要である。熱延板の組織の均一化は、例えば、仕上熱延前のオーステナイト粒を可能な限り細粒の圧延と温度履歴を選択する、仕上熱延では、Ａｒ3点温度直上温度域で累積圧下量を大きくする、鋼板内部と表面層の組織差を小さくするために仕上げ熱延を潤滑圧延する等がある。また、熱延後の冷却条件も熱延組織の均一化、ひいては冷延焼鈍後の組織のバラツキを小さくするのに重要な要因である。例えば、フェライト変態温度域は急冷し、パーライト変態温度域は変態発熱と注水による抜熱の熱量をバランスさせ、パーライト変態を一定温度で行う温度履歴の冷却の方法が選ばれる。
【００１６】
熱延コイルは脱スケール後に球状化焼鈍し、冷延、焼鈍するか、脱スケール後の熱延コイルを冷間圧延し、焼鈍する、あるいは、球状化焼鈍後に冷延し、再結晶焼鈍、冷延、最終焼鈍を行う工程で製造してもかまわない。
しかし、冷間圧延率と焼鈍条件の組合せに細心の注意を払って選択しないと、フェライト結晶粒径のバラツキを小さくすることが出来ない。鋼成分、熱延板の組織、球状化焼鈍の有無等により、冷間圧延率、焼鈍条件の最適条件が異なるので、それぞれの条件に合わせて最適な条件を選ぶことが好ましい。
このようにして製造された鋼板は必要に応じ、調質圧延して、製品に供される。
【実施例１】
【００１７】
Ｓ４５Ｃのスラブを用い、種々の条件で熱間圧延し、冷延、焼鈍し、１．６ｍｍ厚みの鋼板を造った。一部の鋼は球状化焼鈍を行なった後に、冷延、焼鈍して鋼板を製造した。この鋼板から、１５０角のサンプルを採取し、中央部に１０．０φの穴をクリアランス１２％の工具で打ち抜き、６０度の円錐ポンチで押し上げ、打ち抜き面に板厚を貫通するクラックが生じた時点で、試験を止め、そのときの穴径を測定し、初期穴径との差を初期穴径で割り、％表示で穴広げ率とした。また、鋼板の圧延方向断面を顕微鏡で観察し、介在物１００個の長軸と短軸の比をとり、これの平均値を介在物形状比として測定した。同一観察面から、フェライト結晶粒を観察し、フェライト平均結晶粒径その結晶粒径の標準偏差を測定した。フェライト平均結晶粒径はＪＩＳで規定されるフェライト結晶粒度Ｎｏを測定し、結晶粒が球と仮定したときの直径を求めた。結晶粒の標準偏差は観察面のフェライト結晶粒の面積を測定し、観察面のフェライト結晶粒が円と仮定し、その直径に４／πをかけ直径とし、その標準偏差を求めて、標準偏差を平均フェライト粒径で割り、標準偏差度とした。これらの値を表１に示した。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
鋼Ｎｏ．１は、フェライト粒径が１２．５μｍ、粒径の偏差度が０．１７、介在物の形状比が１．１５であり、本発明範囲内の実施例である。また、穴広げ率が９３．４％と優れた伸びフランジ性を有する。鋼Ｎｏ．２はフェライト粒径が９・８μｍ、粒径の偏差度が０．１８、介在物の形状比が１．２１と共に、本発明範囲内の実施例である。穴広げ率が８９．３％と優れた伸びフランジ性を有する。鋼Ｎｏ．３は、フェライト粒径が１８μｍ、粒径の偏差度が０．１９、介在物の形状比が１．０５と共に、本発明範囲内の実施例である。穴広げ率が１０３．２％と優れた伸びフランジ性を有する。鋼Ｎｏ．４は、フェライト粒径は１４．５μｍ、介在物形状比は１．２３で本発明範囲であるが、フェライト粒径の偏差度が０．５７で本発明範囲から外れた比較鋼である。この鋼板は、穴広げ率が３８．５％と大幅に劣る。鋼Ｎｏ．５はフェライト結晶粒径が２．５μｍと本発明範囲から外れた比較例である。フェライト粒が細粒になり過ぎると穴広げ率が悪くなり、伸びフランジ性が劣化する。本発明の鋼板を製造する方法は種々あるが、一例として、鋼Ｎｏ．１の製造条件を説明する。連続鋳造の冷却速度を通常のものに比し、１．５倍に早めて、電磁攪拌で等軸晶率が９０％のスラブを造った。熱延は、仕上げスタンドの後段３スタンドは８５０℃以下で等歪の圧下配分で、潤滑しながら、仕上げ温度が８１５℃で熱延した。熱延後の冷却は、仕上げ圧延直後を２０℃／秒で冷却し、パーライト変態温度範囲が１５℃以内となるように冷却を制御し、巻取り温度が６０５℃で行なった。この熱延板を酸洗後に、６８０℃×１４時間の焼鈍をした後、５０％の冷間圧延率で冷延し、７００℃×３分の保定後に冷却した。冷却の途中で４００℃×５分の保定を行った。鋼Ｎｏ．２は、未凝固域軽圧下を加えて連続鋳造しスラブを造った。熱延加熱温度：１２００℃、仕上温度：８００℃、巻取り温度：５８０℃の条件で熱間圧延し、３．２ｍｍ厚の熱延鋼帯を造った。熱延の仕上圧延後段３スタンドは等歪の圧下配分で熱延した。熱延後の冷却はパーライト変態が５９０〜６００℃間で進行するように注水制御をしながら冷却した。冷延は、冷延率：５０％、焼鈍は６３０℃×１８時間で行った。鋼Ｎｏ．３は、鋼Ｎｏ．１とほぽ同じ方法で熱延まで行い、冷間圧延率を３０％とし、最終焼鈍を６４０℃×１２時間で製造した。
【実施例２】
【００２０】
表２に示す組成の鋼を転炉で溶製し、連続鋳造でスラブを造った。このスラブを種々の条件で熱間圧延、酸洗後に冷間圧延し、焼鈍を行った。一部については冷延前の酸洗コイルを６９０℃×１８ｈｒの焼鈍を行った後に冷間圧延に供した。これらの鋼板から１５０角のサンプルを採取し、中央部に１０．０φの穴をクリアランス１２％の工具で打ち抜き、６０度の円錐ポンチで押し上げ、打ち抜き面に板厚を貫通したクラックが生じた時点で、試験を止め、そのときの穴径を測定し、初期穴径との差を初期穴径で割り、％表示で穴広げ率とした。据え込み試験は、１００角の中心部にクリアランス１２％にして、１５ｍｍφの穴を打ち抜き、径が２０ｍｍφの平底ポンチで穴径がポンチ径と同一になるまで押し上げた。これを圧縮試験機で穴広げの頭部を圧縮し、高さが５０％になった時点で頭部にクラックが生じるかどうかで評価した。クラックが観察されないものを○、クラックがわずかに観察されるものを△、クラックが存在するものを×の評点とした。また、鋼板の圧延方向断面で測定した介在物１００個の長軸と短軸の比をとり、これの平均値を形状比として測定した。同一観察面から、フェライト結晶粒を観察し、フェライト平均結晶粒径その結晶粒径の標準偏差を測定した。フェライト平均結晶粒径はＪＩＳで規定されるフェライト結晶粒度Ｎｏを測定し、結晶粒が球と仮定したときの直径を求めた、結晶粒の標準偏差は観察面のフェライト結晶粒の面積を測定し、観察面のフェライト結晶粒が円と仮定し、その直径に４／πをかけ直径とし、その標準偏差を求め、平均フェライト粒径で割り、標準偏差度とした。これらの測定値を表３に示した。
【００２１】
鋼ＡはＳ３５Ｃ相当の組成の鋼で、Ａ−１はフェライト平均粒径が１０．５μｍ、結晶粒径の偏差度が０．１８で、介在物の形状比が１．１０でこれらの構成要件のすべてが、本発明範囲内である実施例の鋼板である。この鋼板の穴広げ率は、９８．５％と高く、穴広げ後の据え込みを行ってもクラックが生じない。一方、Ａ−２は平均フェライト結晶粒径：１３．５μｍ、介在物の形状比：１．２５であるが、結晶粒径の偏差度が０．５５と本発明範囲から外れている鋼板である。結晶粒径の大きさにバラツキが大きいと、穴広率が大幅に本発明範囲内の鋼より劣り、穴広げ後に据え込み試験でクラックが生じ、伸びフランジ性が劣ることが分かる。
【００２２】
【表２】
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【００２３】
【表３】
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【００２４】
鋼ＢはＳ３５Ｃ成分からＭｎ量を低め、Ｃｒを添加した鋼板である。Ｂ−１はフェライト平均結晶粒径：８．９μｍ、結晶粒径の偏差度：０．１９、介在物の形状比：１．１５で、いずれも本発明範囲内である実施例である。この鋼板の穴広げ率は１０５．２％、据え込み試験でもクラックが観察されなく、優れた伸びフランジ性を有する。Ｂ−２はＢ−１と同一組成の鋼であるが、結晶粒径の偏差度が０．８３と大きいと穴広げ率が大幅に悪くなることが分かる。
【００２５】
鋼Ｃ−１，２はＣ：０．２８％、Ｃｒ０．２５％、Ｍｎ：０．７８％にＴｉ、Ｂを添加した実施例である。この二つ鋼板はフェライト平均結晶粒径、介在物の形状比がほとんど同じであり、硬度はＣ−２の方が若干軟質であるにもかかわらず、穴広げ率は逆にＣ−１より大幅に劣る。この両鋼板の違いは結晶粒径の偏差度に依存し、結晶粒径にバラツキが大きいと伸びフランジ性が劣化することが分かる。
【００２６】
鋼Ｄ−１，２はＳＣＭ４３５相当の組成の鋼板である。Ｄ−１は結晶粒径、その偏差度、介在物の形状比ともに、本発明範囲内の鋼板である。この鋼板の穴広げ率は良好で、優れた伸びフランジ性を有することが分かる。一方、結晶粒径、その偏差度、介在物の形状比の内、フェライト粒径が本発明範囲外の鋼板であるＤ−２は、伸びフランジ性が本発明範囲内の実施例より大幅に劣ることが分かる。
【００２７】
鋼Ｅ−１，２はＣ量が０．５０％の鋼板である。この鋼も、フェライト粒のバラツキの小さなＥ−１は優れた伸びフランジ性を有し、フェライト粒のバラツキが大きなＥ−２は穴広げ率が劣ることが分かる。
【実施例３】
【００２８】
表２に示す化学組成の鋼を転炉で溶製し、連続鋳造でスラブを造り、種々の条件で熱間圧延、酸洗、冷延、焼鈍を行い、１．６ｍｍ厚みの鋼帯を製造した。一部の熱延コイルは、酸洗後に６９０℃×１８時間の焼鈍後に冷間圧延、焼鈍を行なった。この鋼板のフェライト平均結晶粒径、フェライト結晶粒径の標準偏差度、介在物の形状比を測定した。これらの測定方法は実施例１と同じである。組織調査を行なった１００φの鋼板を８８０℃×５０分加熱後に６０℃の油中に焼入れし、種々の温度で焼き戻しを行い、硬さをＨｖ：４２０、またはＨｖ：４４０に調整した。この鋼板の熱処理前後の寸法差を測定した。この焼き入れ・焼き戻し材から、ＪＩＳ４号衝撃試験片を採取し、２０℃の衝撃値を測定した。また高周波焼き入れ性を調査するため、８５０℃×１秒の加熱後に水冷して、硬さを測定した。これらの測定結果を表４に示した。
【００２９】
鋼Ａ−３と鋼Ａ−４はＳ３５Ｃ相当成分で、Ａ−３は本発明範囲内の実施例、Ａ−４は比較例である。比較例のＡ−４に対し、本発明内の実施例のＡ−３は衝撃値、高周波焼き入れ性が良いことが分かる。Ｂ−３，Ｂ−４は、Ｍｎ：０．４５％、Ｃｒ：０．３０％の鋼である。フェライト結晶粒径、その標準偏差度、介在物形状比が共に本発明範囲内のＢ−３は優れた耐衝撃性、高周波焼き入れ性を有することが分かる。Ｃ−３，Ｃ−４はＴｉ、Ｂを添加した鋼で、Ｃ−３は本発明範囲内の実施例、Ｃ−４はフェライト結晶粒径の標準偏差度が本発明範囲から外れた比較例であるが、Ｃ−３に比較して衝撃値、高周波焼入れ時の硬さが低い。鋼の種類によらず、結晶粒径の標準偏差度が小さい本発明範囲内の実施例の鋼は、焼き入れ・焼き戻しによる寸法変化が、結晶粒径のバラツキの大きい比較例より小さいことが分かる。
【００３０】
上記の実施例で述べたように、成分が同じだけでは、必ずしも良好な伸びフランジ性が得られなく、フェライト粒径が５μｍ以上でとフェライト粒径のバラツキを小さくすることにより、初めて目的の特性が得られる。実施例の説明において、一部、個々の製造条件の説明を省略したが、前述の［発明を実施するための最良の形態］の製造条件で述べた偏析を少なくする手段、熱延組織を均一にする手段、成分−冷延−焼鈍条件の組み合わせで決まる冷延焼鈍条件の最適化等を組み合わせて、初めて、フェライト粒径のバラツキを少なくすることが出来る。実施例２、３の本発明実施例は、これらを組み合わせて製造したもので、比較材は上記の条件を全く含まない条件か、一部のみの条件を採用して製造されたものである。
【００３１】
【表４】
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【産業上の利用可能性】
【００３２】
この発明は、伸びフランジ性の優れた高炭素冷延鋼板を得るにあたって、フェライト結晶粒径とその標準偏差度を制御し、併せて、介在物の形状比を特定することで、穴広げ加工でのクラックの発生を抑制できる。穴広げ加工後の据え込み加工を行なっても割れが生じなく、優れた伸びフランジ性を有すると共に、焼入れ後の衝撃性、高周波焼入れ性も優れた高炭素冷延鋼板が提供可能となる。このような高炭素冷延鋼板を用いることにより、自動車の変速機部品等の加工において、加工度を高く取ることができ、その結果、製造工程を省略して低コストで部品等が製造することが可能となり、工業的に極めて有用な発明である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】フェライト粒径の標準偏差と穴広げ率の関係を示す図。
【図２】フェライト粒径の偏差度と穴広げ率の関係を示す図。
【図１】
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【図２】
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