(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ：０．０２０〜０．０８０％、
Ｓｉ：０．０５％以下、
Ｍｎ：０．１０〜０．５０％、
Ｐ：０．０２０％以下、
Ｓ：０．０２０％以下、
Ａｌ：０．００１〜０．１００％、
Ｎ：０．０１４〜０．０２０％、
Ｎｂ：０．０１４〜０．０２０％
を含有し、Ｍｎ＋２５Ｎｂ≦０．８５であり、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、
降伏点が４５０〜６５０ＭＰａ、全伸びが４％以上である、
箱型焼鈍ＤＲ鋼板。
ここで、前記Ｍｎ＋２５Ｎｂにおいて、ＭｎおよびＮｂは各元素の含有量（質量％）を指す。
【請求項２】
請求項１に記載の成分組成を有する鋼素材に対し、
熱間圧延の後、一次冷間圧延を施し、
次いで、６５０〜７５０℃で２〜１６ｈの箱型焼鈍を施し、
前記箱型焼鈍の後、圧下率１０〜２５％で二次冷間圧延を行う、
降伏点が４５０〜６５０ＭＰａ、全伸びが４％以上である、箱型焼鈍ＤＲ鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面外観に優れた箱型焼鈍ＤＲ鋼板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、容器用等の鋼板について、所望の機械的特性を有するとともに、優れた表面外観を有することがますます求められている。めっき処理前の鋼板の色調がめっき処理後の外観にも表れる製品においては、めっき処理前の鋼板の色調むらが、製品の品質劣化につながる。このため、めっき処理前の鋼板の表面外観を向上させる技術が求められている。【０００３】
容器用の鋼板等、加工性が要求される鋼板の製造工程においては、冷間圧延後の鋼板に対し、軟質化を目的として箱型焼鈍による焼鈍処理が一般的に行われている。しかし、箱型焼鈍を経た鋼板には、テンパーカラーと呼ばれる色調むらが発生する場合がある。テンパーカラーは、焼鈍中に鋼板表面に濃化する鋼中の成分（例えば、Ｍｎ、Ａｌ、Ｓｉ）が酸化することにより鋼板表面に生じる酸化被膜に起因する表面欠陥であり、鋼板の表面外観を劣化させる。【０００４】
特許文献１では、箱型焼鈍ＤＲ鋼板によりエキスパンド成形性を改善する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５０００４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１は、エキスパンド成形後のストレッチャーストレインの発生有無について調査しているものの、色調むらに関して言及していない。特許文献１の技術では、箱型焼鈍時に鋼板元素であるＳｉやＭｎが表層に濃化して、テンパーカラーが生じる課題がある。また、テンパーカラーとして認知されなかった場合でも、酸化したＳｉやＭｎによる表層の酸化膜（表層酸化物）が不可避的に形成されていると考えられる。箱型焼鈍ＤＲ鋼板の製造においては焼鈍後に二次冷間圧延が行われる。このため、特許文献１の技術では、二次冷間圧延時に、上述の表層酸化物がワークロール（ＷＲ）に転写し、ＷＲ表面上に蓄積した酸化物が再度鋼板表面に転写することで表面外観を劣化させるという課題があった。【０００７】
上述の事情に鑑み、本発明は、所望の機械的特性および表面外観に優れた箱型焼鈍ＤＲ鋼板およ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】
本発明者らは、箱型焼鈍ＤＲ鋼板の表面外観を改善すべく、鋼板成分および製造方法についての検討を重ねた。そして、鋼板の製造時において、二次冷間圧延（ＤＲ圧延）時の圧下率を２５％以下とすることにより箱型焼鈍ＤＲ鋼板の表面外観が改善されることを突き止めた。一方で、二次冷間圧延時の圧下率を低く抑えることにより強度が期待できなくなるため、鋼板の強度を確保するために成分について検討を重ねた。そして、強化元素として、易酸化性であるＭｎの含有量を制限し、Ｎｂの含有量を増加させることで鋼板の強度も確保できるとの知見を得た。【０００９】
本発明の要旨は以下の通りである。
［１］  質量％で、Ｃ：０．０２０〜０．０８０％、Ｓｉ：０．０５％以下、Ｍｎ：０．１０〜０．５０％、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：０．０２０％以下、Ａｌ：０．００１〜０．１００％、Ｎ：０．０１４〜０．０２０％、Ｎｂ：０．０１４〜０．０２０％を含有し、Ｍｎ＋２５Ｎｂ≦０．８５であり、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、降伏点が４５０〜６５０ＭＰａ、全伸びが４％以上である、箱型焼鈍ＤＲ鋼板。
ここで、前記Ｍｎ＋２５Ｎｂにおいて、ＭｎおよびＮｂは各元素の含有量（質量％）を指す。
［２］  ［１］に記載の成分組成を有する鋼素材に対し、熱間圧延の後、一次冷間圧延を施し、次いで、６５０〜７５０℃で２〜１６ｈの箱型焼鈍を施し、前記箱型焼鈍の後、圧下率１０〜２５％で二次冷間圧延を行う、箱型焼鈍ＤＲ鋼板の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、所望の機械的特性および表面外観に優れた箱型焼鈍ＤＲ鋼板が得られる。【００１１】
なお、本発明における所望の機械的特性とは、降伏点が４５０〜６５０ＭＰａ、全伸びが４％以上をいう。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜箱型焼鈍ＤＲ鋼板の成分組成＞
本発明の箱型焼鈍ＤＲ鋼板は、質量％で、Ｃ：０．０２０〜０．０８０％、Ｓｉ：０．０５％以下、Ｍｎ：０．１０〜０．５０％、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：０．０２０％以下、Ａｌ：０．００１〜０．１００％、Ｎ：０．０１４〜０．０２０％、Ｎｂ：０．０１４〜０．０２０％を含有し、Ｍｎ＋２５Ｎｂ≦０．８５であり、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有する。
【００１３】
以下に、本発明の箱型焼鈍ＤＲ鋼板が有する成分組成の範囲の限定理由を説明する。なお、成分の含有量に関する％は「質量％」を意味する。
【００１４】
Ｃ：０．０２０〜０．０８０％
Ｃは、鋼板の強度を向上させる元素である。降伏点が４５０〜６５０ＭＰａの強度を得るために、Ｃ含有量は０．０２０％以上とする。好ましくは、０．０２５％以上である。一方で、Ｃ含有量が過剰となると、素材の高強度化により、冷間圧延時の変形抵抗が大きくなり、全伸びが低下する。このため、Ｃ含有量は０．０８０％以下とする。好ましくは、０．０５０％以下である。
【００１５】
Ｓｉ：０．０５％以下
Ｓｉは鋼板の表面性状を劣化させる。このため、Ｓｉ含有量は０．０５％以下とする。好ましくは、０．０３％以下である。なお、精錬の観点でコストアップにならない範囲にする必要性から、Ｓｉ含有量は０．００１％以上が好ましい。
【００１６】
Ｍｎ：０．１０〜０．５０％
Ｍｎは、鋼板の強度を向上させる元素である。所望の強度を得るために、Ｍｎ含有量は０．１０％以上とする。好ましくは、０．２０％以上である。一方で、Ｍｎ含有量が０．５０％超えである場合、箱型焼鈍の際に酸化して酸化物がその後の二次冷間圧延の際にＷＲ表面に堆積して表面外観を劣化してしまう。また、鋼板の全伸びも低下させる。このため、Ｍｎ含有量は０．５０％以下とする。好ましくは、０．３５％以下である。
【００１７】
Ｐ：０．０２０％以下
Ｐは、鋼板中の結晶粒界に偏析し加工性を低下させるほか、耐食性を劣化させる元素である。このため、Ｐ含有量は０．０２０％以下とする。好ましくは、０．０１５％以下である。
【００１８】
Ｓ：０．０２０％以下
Ｓは、連続鋳造時にＭｎＳとして粒界に析出し、スラブ割れを起こす。このため、Ｓ含有量は０．０２０％以下とする。好ましくは、０．０１５％以下である。
【００１９】
Ａｌ：０．００１〜０．１００％
ＡｌはＮとＡｌＮを形成することが知られている。ＡｌＮを形成しないＮは固溶Ｎとして存在する。固溶Ｎは鋼板の強度向上に寄与する。固溶Ｎとして存在するＮ量をコントロールするためには、Ａｌ量をコントロールする必要がある。必要な固溶Ｎ量を確保するため、Ａｌ含有量は０．１００％以下とする。好ましくは、０．０８％以下である。一方で、精錬の観点でコストアップにならない範囲にする必要性から、Ａｌ含有量は０．００１％以上とする。
【００２０】
Ｎ：０．０１４〜０．０２０％
ＮはＡｌとＡｌＮを形成し、ＡｌＮを形成しないＮは固溶Ｎとして存在する。固溶Ｎは鋼板の強度向上に寄与する。このため、Ｎ含有量は０．０１４％以上とする。好ましくは、０．０１５％以上である。一方で、Ｎ含有量が０．０２０％を超えると、鋼板の脆化につながり、４％以上の全伸びが確保できなくなる。このため、Ｎ含有量は０．０２０％以下とする。好ましくは、０．０１９％以下である。
【００２１】
Ｎｂ：０．０１４〜０．０２０％
Ｎｂは鋼板の強度を向上させる元素である。所望の強度を得るため、Ｎｂ含有量は０．０１４％以上とする。好ましくは、０．０１５％以上である。一方で、Ｎｂ含有量が０．０２０％超えの場合、Ｎｂの添加により再結晶温度が上昇するため、再結晶が十分に進まず、全伸びが低下する。このため、Ｎｂ含有量は０．０２０％以下とする。好ましくは、０．０１８％以下である。
【００２２】
Ｍｎ＋２５Ｎｂ≦０．８５
ＭｎおよびＮｂは、ともに鋼板の強度を確保するために必要な元素である。しかし、前述のとおり、Ｍｎは易酸化性であるがゆえに焼鈍の際に表層酸化物を形成し、最終製品の表面外観を劣化させる。そのため、Ｎｂ量に応じてＭｎ上限量を適正に制御する必要がある。種々の実験結果から、Ｍｎ＋２５Ｎｂ≦０．８５であれば、表面外観の劣化が無く、強度の確保も可能であることが分かった。
なお、ＭｎおよびＮｂは、それぞれ各元素の含有量（質量％）を指す。
【００２３】
残部はＦｅおよび不可避的不純物である。不可避的不純物としては、例えばＮｉやＣｕが挙げられ、Ｎｉは０．１％以下、Ｃｕは０．１％以下であれば許容できる。
【００２４】
以上の成分が本発明の基本の成分である。本発明では、上記の元素に加え、さらに、公知の容器用鋼板中に一般的に存在する元素を目的に応じて添加してもよい。例えば、Ｔｉ、Ｂ、Ｃｒ、Ｍｏのうちから選ばれた１種類または２種類以上を添加してもよい。
【００２５】
また、箱型焼鈍ＤＲ鋼板に耐食性を付与するために、鋼板表面にめっき層を設けてもよい。表面にめっき層を形成するためのめっき法の種類は特に限定されず、電気めっきでも溶融めっきでもよい。また、鋼板表面に金属クロムとクロム水和酸化物の二層を設け、ティンフリースチールとしてもよい。
【００２６】
＜箱型焼鈍ＤＲ鋼板の製造方法＞
次に、本発明の箱型焼鈍ＤＲ鋼板の製造方法について説明する。
【００２７】
本発明では、上記の成分組成を有するスラブ（鋼素材）を熱間圧延した後、一次冷間圧延する。その後、一次冷間圧延された冷延コイルに対し６５０〜７５０℃で２〜１６ｈの箱型焼鈍を施し、次いで、圧下率１０〜２５％で二次冷間圧延（ＤＲ圧延）を施すことにより、箱型焼鈍ＤＲ鋼板を製造する。以下、各工程について説明する。
【００２８】
箱型焼鈍ＤＲ鋼板の原材料である溶鋼を溶製する方法について特に制限はなく、一般的な転炉もしくは電気炉で溶製し、上述の成分組成を有する鋼とする。なお、溶製後、脱ガス処理にて精錬を実施してもよい。そして、上述の成分組成を有する鋼を、連続鋳造または造塊−分塊圧延法等でスラブとする。このスラブが、箱型焼鈍ＤＲ鋼板の素材（鋼素材）となる。
【００２９】
熱間圧延
熱間圧延では、スラブを１０５０〜１３００℃の温度に再加熱した後、Ａｒ３変態点以上で仕上げ圧延するのが好ましい。熱間圧延後の巻取り温度は、４５０〜７５０℃の間にするのが好ましい。ここで、Ａｒ３変態点は、フォーマスタ試験により測定することができる。なお、鋳造後のスラブを再加熱することなく、直送圧延してもよい。
【００３０】
一次冷間圧延
一次冷間圧延における冷間圧延は常法にて行うことができる。圧下率に特に制限はないが、７０〜９８％とするのが好ましい。
【００３１】
箱型焼鈍：６５０〜７５０℃で２〜１６ｈ
４％以上の全伸びを確保するため、一次冷間圧延した冷延コイルを６５０〜７５０℃で２〜１６ｈ箱型焼鈍する。焼鈍時間が２ｈ未満または焼鈍温度が６５０℃未満の場合、再結晶が十分に進まず、４％以上の全伸びが得られない。一方で、焼鈍時間が１６ｈ超えまたは焼鈍温度が７５０℃超えの場合、鋼板表面に酸化物が形成しやすくなり、表面外観が劣化する。なお、再結晶を促進する観点から、好ましくは、焼鈍時間は３ｈ以上であり、焼鈍温度は６８０℃以上である。また、酸化物の形成を抑制する観点から、好ましくは、焼鈍時間は１２ｈ以下であり、焼鈍温度は７４０℃以下である。
【００３２】
二次冷間圧延（ＤＲ圧延）：圧下率１０〜２５％
二次冷間圧延は、圧下率１０〜２５％で行われる。圧下率が１０％未満の場合、降伏点４５０〜６５０ＭＰａの強度が得られない。一方で、圧下率が２５％超えの場合、鋼板表面の酸化物がワークロールに堆積し、鋼板に転写して鋼板の表面外観が劣化する。なお、強度を確保する観点から、好ましくは、圧下率は１５％以上である。
【００３３】
めっき処理
上記のようにして得られた箱型焼鈍ＤＲ鋼板を電気めっきライン等に通板して、電気めっき処理を施してもよい。例えば、電気錫めっき処理を施して、ぶりきとしてもよい。または、箱型焼鈍ＤＲ鋼板に対し電解クロム酸処理を施して、金属クロムとクロム水和酸化物の二層を表面に有するティンフリースチールとしてもよい。
【００３４】
以上の製造方法により、上述の成分組成を有し、降伏点が４５０〜６５０ＭＰａ、全伸びが４％以上である、表面外観に優れた箱型焼鈍ＤＲ鋼板が得られる。
【実施例１】
【００３５】
以下、本発明の実施例を説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されない。
１．箱型焼鈍ＤＲ鋼板の製造
表１に示す成分組成を有するスラブを鋳造して製造した。スラブを１０５０〜１３００℃に再加熱した後、仕上げ圧延終了温度８５０〜９５０℃で熱間圧延を行って熱延板とした。熱延板は、４５０〜７５０℃の巻取り温度で巻き取った。その後、熱延板を７０〜９８％の圧下率で一次冷間圧延した。一次冷間圧延した冷延コイルに対し、表１に示す条件で箱型焼鈍と二次冷間圧延（ＤＲ圧延）を施し、板厚０．２０ｍｍの箱型焼鈍ＤＲ鋼板とした。
２．材質評価
以上のようにして得た鋼板からＪＩＳ５号サイズの引張試験片を切り出し、引張試験（ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１に準拠）を実施して降伏点（ＭＰａ）および全伸び（％）を求めた。結果を表１に示す。
３．外観評価
以上のようにして得た鋼板について、テンパーカラーの混入率により、鋼板の表面外観を評価した。求められた混入率に基づき、外観を、最良（「◎」で示す）：混入率が２％以下、良（「〇」で示す）：２％超え５％以下、不良（「×」で示す）：５％超え、と評価した。このうち、「最良」と「良」を合格とし、「表面外観に優れる」と評価した。結果を表１に示す。【００３６】
表１より、ＭｎおよびＮｂの含有量を本発明の範囲内にし、箱型焼鈍およびＤＲ圧延の条件を本発明の範囲内にすることにより、所望の機械的特性および優れた表面外観を有する箱型焼鈍ＤＲ鋼板を提供することができた。【００３７】
【表１】
0006838685.tif 000002
【要約】
表面外観に優れた箱型焼鈍ＤＲ鋼板およびその製造方法を提供する。
質量％で、Ｃ：０．０２０〜０．０８０％、Ｓｉ：０．０５％以下、Ｍｎ：０．１０〜０．５０％、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：０．０２０％以下、Ａｌ：０．００１〜０．１００％、Ｎ：０．０１４〜０．０２０％、Ｎｂ：０．０１４〜０．０２０％を含有し、Ｍｎ＋２５Ｎｂ≦０．８５であり、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有し、降伏点が４５０〜６５０ＭＰａ、全伸びが４％以上である、箱型焼鈍ＤＲ鋼板。
ここで、前記Ｍｎ＋２５Ｎｂにおいて、ＭｎおよびＮｂは各元素の含有量（質量％）を指す。