(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃ：０．０４〜０．２％、Ｓｉ：０．２５〜２．０％、Ｍｎ：０．５〜２．５％、Ｓｏｌ．Ａｌ：０．１％以下、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼を連続鋳造後、粗圧延を行う工程と、
（ｂ）１０５０℃以下で３０％以上の累積圧下を含み、圧延終了温度をＡｒ3以上、Ａｒ3＋６０℃以下とする仕上圧延を行う工程と、
（ｃ）圧延終了後、１．０秒以内に、冷却開始温度と冷却終了温度との差が１００℃以上、２５０℃未満となる冷却域を２００℃／ｓ超えで一次冷却する工程と、
（ｄ）７２０℃以下５８０℃越えの温度域を２ｓｅｃ以上２０ｓｅｃ以下の間１０℃／ｓ以下で冷却後、３０℃／ｓ以上で２次冷却する工程と、
（ｅ）巻取り温度４００℃未満で巻取りする工程とを具備したことを特徴とする、強度−切欠き伸びバランスがＴＳ（ＭＰａ）×Ｎ．ＥＩ（％）≧７２０１(ＭＰａ・％）である高加工性熱延鋼板の製造方法。
【請求項２】
連続熱間仕上げ圧延機の入り側、または連続熱間仕上圧延機のスタンド間の加熱装置により、粗バーを加熱して仕上終了温度を制御することを特徴とする請求項１記載の高加工性熱延鋼板の製造方法。
【請求項３】
鋼成分として、更に、質量％で、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｚｒの一種又は二種以上を０．０１〜０．２％含有することを特徴とする請求項１または２に記載の高加工性熱延鋼板の製造方法。
【請求項４】
鋼成分として、更に、質量％で、Ｃｒ：１％以下、Ｍｏ：０．５％以下の一種又は二種を含有することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の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、熱延鋼板の製造方法に関し、特に局部伸びに優れた高加工性熱延鋼板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フェライトとマルテンサイトが主体の複合組織を有する高強度熱延鋼板は、伸びー強度バランスが良好で加工性に優れていることから、自動車の軽量化など種々の構造部材や部品に適用が進められている。最近、その適用範囲の拡大に伴い、加工性をより向上させることが望まれるようになってきた。
【０００３】
高強度複合組織において切欠き伸び特性、伸びフランジ加工性を向上させるためには複合組織の微細化が有効とされている。複合組織鋼は、Ａｒ3変態点以上からフェライト・オーステナイト２相が共存する温度まで冷却後、その温度で保持し、フェライト変態をさせることにより、オーステナイト相にＣを濃縮させ、その後の急冷する２段冷却によりオーステナイト相をマルテンサイト組織とするものである。
【０００４】
複合組織の微細化は、このような製造工程の限定によりなされるものであり、先行技術として、例えば、特開昭５４−６５１１８号公報、特開昭５６−３３４２９号公報、特開昭６０−１２１２２５号公報等が挙げられる。
【０００５】
特開昭５４−６５１１８号公報では、一次冷却の冷却速度を８０℃／秒以上としてフェライトの粒成長を抑制する技術、特開昭５６−３３４２９号公報では一次冷却開始温度を７２０〜８５０℃、一次冷却速度を３０〜２００℃／秒としてフェライトを微細化する技術、特開昭６０−１２１２２５号公報ではＡｒ3〜Ａｒ3＋４０℃の温度域で、４５％以上の累積圧下をおこない、フェライトを微細分散させ、マルテンサイトを微細化する技術が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術はいずれも、冷却能力が小さい既存の設備を前提としたものであるため、複合組織の微細化や第２相組織の微細化に限界があり、最近の適用範囲の拡大に伴う局部伸び向上の要望を必ずしも満足するものではない。
【０００７】
本発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、局部伸び等の加工性に優れた高強度熱延鋼板の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記目的を達成するため、２段冷却による複合組織鋼の製造を対象に、複合組織の微細化に及ぼす仕上圧延後の冷却の影響について鋭意検討した。その結果、仕上圧延後のランナウト冷却での２段冷却において、一次冷却開始までの時間を１．０秒以内とし、一次冷却速度を２００℃／ｓを超える高冷却速度とすることが有効なことを見出した。
【０００９】
本発明は以上の知見を基に更に検討を加えてなされたものである。すなわち本発明は、
１．質量％で、Ｃ：０．０４〜０．２％、Ｓｉ：０．２５〜２．０％、Ｍｎ：０．５〜２．５％、Ｓｏｌ．Ａｌ：０．１％以下、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼を連続鋳造後、粗圧延を行う工程と、
（ｂ）１０５０℃以下で３０％以上の累積圧下を含み、圧延終了温度をＡｒ3以上、Ａｒ3＋６０℃以下とする仕上圧延を行う工程と、
（ｃ）圧延終了後、１．０秒以内に、冷却開始温度と冷却終了温度との差が１００℃以上、２５０℃未満となる冷却域を２００℃／ｓ超えで一次冷却する工程と、
（ｄ）７２０℃以下５８０℃越えの温度域を２ｓｅｃ以上２０ｓｅｃ以下の間１０℃／ｓ以下で冷却後、３０℃／ｓ以上で２次冷却する工程と、
（ｅ）巻取り温度４００℃未満で巻取りする工程とを具備したことを特徴とする、強度−切欠き伸びバランスがＴＳ（ＭＰａ）×Ｎ．ＥＩ（％）≧７２０１（ＭＰａ・％）である高加工性熱延鋼板の製造方法。
【００１１】
２．連続熱間仕上げ圧延機の入り側、または連続熱間仕上圧延機のスタンド間の加熱装置により、粗バーを加熱して仕上終了温度を制御することを特徴とする請求項１記載の高加工性熱延鋼板の製造方法。
【００１２】
３．鋼成分として、更に、質量％で、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｚｒの一種又は二種以上を０．０１〜０．２％含有することを特徴とする１または２記載の高加工性熱延鋼板の製造方法。
【００１３】
４．鋼成分として、更に、質量％で、Ｃｒ：１％以下、Ｍｏ：０．５％以下の一種又は二種を含有することを特徴とする１乃至３の何れかに記載の高加工性熱延鋼板の製造方法。
【００１４】
【発明の実施の形態】
成分組成、製造条件の限定について詳細に説明する。
【００１５】
1．成分組成
Ｃ
Ｃは、オーステナイトの焼入れ性を向上させ、複合組織中に適量のマルテンサイト、もしくはマルテンサイトとベイナイトを混在させて強度を確保するため０．０４％以上添加する。一方、０．２％を超えると加工性及び溶接性を劣化させるため、０．０４〜０．２％（０．０４％以上、０．２％以下）とする。
【００１６】
Ｓｉ
Ｓｉは、固溶強化によりフェライトを強化するとともに、熱間圧延後の緩冷却または放冷時のフェライトの析出を促進し、オーステナイトへのＣの濃縮を促進させるため、０．２５％以上添加する。一方、２．０％を超えると溶接性および表面性状が劣化するため、０．２５〜２．０％とする。
【００１７】
Ｍｎ
Ｍｎは、Ｃと同様未変態オーステナイトの焼入れ性を高めるため、０．５％以上添加する。一方、２．５％を超えるとその効果が飽和し、バンド状組織を形成して加工性を劣化させるので、０．５〜２．５％とする。
【００１８】
Ｓｏｌ．Ａｌ
Ａｌは脱酸材及び不可避的不純物として含有されるＮを固定して加工性を向上させるため添加する。０．１％を超えるとその効果が飽和し、清浄度を悪化させ加工性を劣化させるため、０．１％以下とする。
【００１９】
本発明鋼は基本成分組成として以上の元素を含有するが、その作用効果が得られる範囲で他の元素を含有することは差し支えない。例えば、所望する強度、加工性等の特性に応じてＴｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｚｒ，Ｃｒ，Ｍｏ、Ｃａの一種又は二種以上を添加することができる。
【００２０】
Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｚｒ
強度の調整または炭窒化物形成により固溶Ｃ，Ｎを低減させて非時効化し、深絞り性を向上させる場合、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｚｒの一種又は二種以上を合計として０．０１〜０．２％添加する。
【００２１】
Ｃｒ，Ｍｏ
Ｃｒ，Ｍｏは、オーステナイトの焼入れ性を高め、Ｃ，Ｍｎと同様な効果を有するため、必要とする場合、添加する。高価な元素のため、多量に添加すると素材コストが上昇し、溶接性を劣化させるため、Ｃｒ：１％以下、Ｍｏ：０．５％以下とする。
Ｃａ
Ｃａは加工性を向上させる場合、０．００５％を超えない範囲で添加する。
【００２２】
２．製造条件
本発明鋼は連続鋳造により鋼片を製造し、鋼片は粗圧延、仕上圧延後、緩冷却を含む２段冷却を行う。粗圧延の条件については特に規定せず、仕上圧延前、再加熱後、または連続鋳造後、直接、行うことが可能である。
【００２３】
仕上圧延条件
仕上圧延は、歪みの導入により、仕上圧延後の冷却過程でフェライト核の生成を促進させ、組織を微細化させるため、１０５０℃以下で累積圧下率３０％以上とする。圧延終了温度はオーステナイトの結晶粒径を微細化するため、Ａｒ3以上、Ａｒ3＋６０℃以下とする。尚、より有効に、組織を微細化するためには連続熱間仕上圧延機の入り側またはスタンド間に設けた誘導加熱装置により、圧延温度を精密に制御し、仕上終了温度をＡｒ3直上とすることが好ましい。
【００２４】
冷却条件
一次冷却
一次冷却は仕上圧延により、導入されたオーステナイト結晶粒内の変形帯密度を維持し、オーステナイト結晶粒界のみならず結晶粒内からも多数のフェライト核生成させるため、圧延終了後、１．０秒以内に開始し、冷却速度はフェライト変態開始温度を低下させ、フェライト核生成後の結晶粒成長速度を遅くするため、２００℃／ｓ超えとする。尚、冷却速度は速いほど有利であり、３００℃／ｓ以上が好ましい。
【００２５】
一次冷却の冷却域は、結晶粒径の微細化と強度を確保するため冷却開始温度と冷却終了温度との差が１００℃以上、２５０℃未満となる温度域とする。
【００２６】
温度差が１００℃未満では、微細なフェライトの析出が少なく結晶粒が十分微細化されず、２５０℃以上では２次冷却前にベイナイトが生成し、十分な強度が得られない。
【００２７】
一次冷却後、緩冷却を経て、二次冷却を行う。緩冷却はフェライト変態を十分促進するために７２０℃以下５８０℃超えの温度域で２ｓｅｃ以上、１０℃／ｓ以下で行う。２０ｓｅｃを超えると、パーライトが析出しやすく加工性が劣化するため、２０ｓｅｃ以下とする。尚、緩冷却には放冷を含むものとする。
【００２８】
二次冷却
二次冷却の冷却速度は、安定して、オーステナイトをマルテンサイトまたはマルテンサイトに一部ベイナイトを含んだ組織とするため、３０℃／ｓ以上とする。
【００２９】
巻取り温度
二次冷却を経た後、巻取りを行う。巻取温度は、４００℃以上の場合、十分な量のマルテンサイトが得られず、得られたマルテンサイトも巻取り後のコイル冷却過程において焼戻され、軟化する。また、フェライト／マルテンサイト界面に導入された可動転位が回復し、複合組織鋼の特徴である低降伏比が失われるため、４００℃未満とする。
【００３０】
尚、本発明により、板厚が２．０ｍｍ以下の薄鋼板を製造する場合、２．０ｍｍｔ以下に限らず、仕上げ温度狭レンジ制御は組織制御に有効なため、連続熱間仕上圧延機のスタンド間または仕上圧延前に粗バーの幅方向エッジ部を誘導加熱装置により、加熱することが好ましく、また本発明の効果を損なうものではない。また、本発明は、コイルボックス等を用いて保熱した粗バーを溶接して行う連続熱延プロセスに適用することも可能である。
【００３１】
【実施例】
表１に示す化学成分の鋼を溶製し、表２に示す製造方法で板厚３．２ｍｍの熱延鋼板を製造した。表３に製造した熱延鋼板の機械的性質を示す。本発明の成分組成、製造条件を満足し、本発明の実施例であるサンプルＮｏ．１，２では、優れた強度−切欠き伸びバランス（ＴＳ×Ｎ．Ｅｌ）で降伏比も低く、比較例であるサンプルＮｏ．３，４に対し、加工性に優れている。
【００３２】
図１に本実施例による強度−切欠き伸びバランス（ＴＳ×Ｎ．Ｅｌ）に及ぼす一次冷却速度の影響を示す。
【００３３】
【表１】
0003873579.tif 000002
【００３４】
【表２】
0003873579.tif 000003
【００３５】
【表３】
0003873579.tif 000004
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、特殊な成分組成によらず複合組織が微細化され、局部伸びなどの加工性に優れた熱延鋼板を製造することが可能で、産業上、極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】切欠き伸び−強度バランスに及ぼす一次冷却速度の影響を示す図。
【図１】
0003873579.tif 000005