(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ：0.01wt％以下、
Si：2.0 wt％以下、
Mn：3.0 wt％以下、
Ｐ：0.15wt％以下、
Ｓ：0.05wt％以下、
Al：0.01〜0.20wt％及び
Ｎ：0.01wt％以下
を基本成分として含み、残部はFe及び不可避的不純物の組成よりなり、かつ
下記に示すAr3変態点以下で仕上圧延を終了した熱延鋼板のコロニー内の方位集中度Ｓが0.8 以下であることを特徴とする冷延−焼鈍後の耐リジング性に優れる深絞り用冷延鋼板用素材。
記
Ｓ＝Ｘ20゜／Ｘ30゜
ここに、
Ｘ30゜：隣接する結晶粒間の方位差が30°以内のコロニー面積
Ｘ20゜：Ｘ30゜のうち、隣接する結晶粒間の方位差が20°以内のコロニー面積
【請求項２】
基本成分に加えて、
Ti：0.001 〜0.2 wt％及び
Nb：0.001 〜0.2 wt％
の１種又は２種を含有することを特徴とする請求項１記載の冷延−焼鈍後の耐リジング性に優れる深絞り用冷延鋼板用素材。
【請求項３】
基本成分に加えて、
Ｂ：0.0001〜0.008 wt％
を含有することを特徴とする請求項１又は２記載の冷延−焼鈍後の耐リジング性に優れる深絞り用冷延鋼板用素材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、省エネルギー及びスラブ加熱時のスケールロス低減を目的に、スラブ低温加熱−低温熱延を施しても、自動車用鋼板等の使途に有用な深絞り性に優れた冷延鋼板及び溶融亜鉛めっき鋼板を、リジングの発生を抑制しつつ製造できる熱延鋼板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のパネル等に使用される冷延鋼板には、優れた深絞り性が要求される。この深絞り性向上のためには、鋼板の機械的特性として、高いｒ値（ランクフォード値）と高い延性（El) とを具備することが必要である。そのような深絞り用冷延鋼板は、一般に、Ar3 変態点以上で熱間圧延を施したのち、冷間圧延により最終板厚の薄板とし、しかる後に再結晶焼鈍を施して製造されていた。
【０００３】
近年、かかる冷延鋼板においては、熱延工程の省エネルギー、歩留まり向上による低コスト化を目的として、Ar3 変態点以下で仕上圧延を終了することが試みられるようになった。しかし、実際にAr3 変態点以下で仕上圧延を終了すると、「リジング」と呼ばれる特異な現象を生じ易くなるところに問題があった。
【０００４】
このリジングとは、薄板に引張りや深絞り等の変形を加えたとき、圧延方向に沿って細かい筋状のしわを生ずる現象であり、一般に17％Crステンレス鋼のようなフェライト系ステンレス鋼では、「日本金属学会会誌Vol.31,No.4(1967),p.519 」や「日本金属学会会誌Vol.31,No.6(1967),p.717 」に開示されているようによく知られている現象である。
【０００５】
従来、このリジングの発生はステンレス鋼特有のものと思われていたが、一般の冷延鋼板でもAr3 変態点以下で仕上圧延を終了する場合に発生し易いことが知られるようになった。これらのステンレス鋼板や自動車用鋼板等は、機械的性質の他に表面の平滑さ、美麗さもまた重要な特性であり、このようなリジングが生じた場合には製品として致命的な欠陥になってしまうことがある。
【０００６】
このような観点から、リジングの発生原因及び発生機構について、鋼組成や製造方法等の種々の見地から研究が進められているが、未だ統一された見解は出されていない。また、リジングの抑制手段としては、「鉄と鋼Vol.77,No.8(1991)p.84 」や「鉄と鋼Vol.78,No.4(1992)p.124」に開示されるような対策、すなわち、粗圧延パス間時間を長くするとか、熱延板焼鈍あるいはパス間焼鈍をするといった手段が提案されてきた。また、結晶粒をとにかく細粒化するという思想で、熱延における種々の強圧下も提案されている。しかし、これらの方法は、低コストで薄鋼板を製造することを前提としている深絞り用冷延鋼板の製造に適用しようとする場合においては、適正かつ効率的な手段を提供するものではなかった。
【０００７】
更に、特開昭６３−６０２３１号公報には、フェライト域にてひずみ速度600 ｓ-1以上の高ひずみ速度を施すことにより、耐リジング性に優れた高ｒ値熱延鋼板を製造する技術が開示されている。しかしながら、この方法では少なくとも１パスを潤滑油を用いながら圧延する必要があるため、圧延時にスリップ等の問題が生じ、生産性が著しく低下するおそれがあった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、深絞り用冷延鋼板の素材となる熱延鋼板のコロニーに着目し、そのコロニーの状態を規制することにより、耐リジング性に優れる冷延鋼板を、熱間圧延工程の生産性の低下なく製造することのできる冷延鋼板用素材を提案することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、冷延鋼板の耐リジング性を改善すべく鋭意研究を重ねた結果、以下のように、その素材である熱延鋼板を限定することにより、耐リジング性に優れた深絞り用冷延鋼板が製造可能となることを見出した。
上記の知見に立脚するこの発明の要旨構成は、次のとおりである。
（i） Ｃ：0.01wt％以下、
Si：2.0 wt％以下、
Mn：3.0 wt％以下、
Ｐ：0.15wt％以下、
Ｓ：0.05wt％以下、
Al：0.01〜0.20wt％及び
Ｎ：0.01wt％以下
を基本成分として含み、残部はFe及び不可避的不純物の組成よりなり、かつ
下記に示すAr3変態点以下で仕上圧延を終了した熱延鋼板のコロニー内の方位集中度Ｓが0.8 以下であることを特徴とする冷延−焼鈍後の耐リジング性に優れる深絞り用冷延鋼板用素材、
記
Ｓ＝Ｘ20゜／Ｘ30゜
ここに、
Ｘ30゜：隣接する結晶粒間の方位差が30°以内のコロニー面積
Ｘ20゜：Ｘ30゜のうち、隣接する結晶粒間の方位差が20°以内のコロニー面積
及び、
（ii）  上記基本成分に加えて、
Ti：0.001 〜0.2 wt％及び
Nb：0.001 〜0.2 wt％
の１種又は２種を含有することを特徴とする冷延−焼鈍後の耐リジング性に優れる深絞り用冷延鋼板用素材、
及び、
上記（i）、（ii）の成分に加えて、
Ｂ：0.0001〜0.008 wt％
を含有することを特徴とする冷延−焼鈍後の耐リジング性に優れる深絞り用冷延鋼板用素材。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の基礎となった研究結果を述べる。
Ｃ：0.002 wt％、Si：0.02wt％、Mn：0.1 wt％、Ｐ：0.01wt％、Ｓ：0.005 wt％、Al：0.04wt％、Ｎ：0.002 wt％、Ti：0.03wt％及びNb：0.005 wt％を含有し、残部はFe及び不可避的不純物の組成よりなるシートバーを1050℃に加熱−均熱後、950 ℃で１パス圧延後、700 〜Ar3 変態点の温度域で50〜90％の圧下率にて２パス圧延した後、700 ℃，１時間のコイル巻取処理を施した。引き続き75％の冷間圧延を施した後、830 ℃−20s の再結晶焼鈍を施した。
【００１１】
図１に、冷延鋼板の耐リジング性に及ぼす熱延鋼板のコロニー内の方位集中度の影響を示す。なお、リジング評価指数は、JIS ５号引張試験片に加工した冷延鋼板に15％引張歪を与えたものを目視により評価して求めた。リジング評価指数が２以下のものは実用上問題のないリジングレベルである。また、コロニー内の方位集中度は、Electron Back Scattering Diffraction Patern にて板厚断面の鋼板の結晶方位を各結晶ごとに測定し、隣接する結晶粒間の方位差が20°以内及び30°以内の結晶粒群をそれぞれコロニーとみなし、その面積の比にて求めた。すなわち、コロニー内の方位集中度Ｓは、Ｓ＝Ｘ20゜／Ｘ30゜、但しＸ30゜：隣接する結晶粒間の方位差が30°以内のコロニー面積、Ｘ20゜：Ｘ30゜のうち、隣接する結晶粒間の方位差が20°以内のコロニー面積、とした。この図１からわかるように、冷延鋼板の耐リジング性は、フェライト域熱延鋼板のコロニー内の方位集中度に強く依存し、コロニー内の方位集中度Ｓが0.8 以下で耐リジング性に優れた深絞り用冷延鋼板が製造可能となる。
【００１２】
発明者らは、以上の実験結果を基に種々検討した結果、以下のようにこの発明を定めたのである。
(1) 鋼成分
この発明において鋼成分は重要であり、
Ｃ：0.01wt％以下、Si：2.0 wt％以下、Mn：3.0 wt％以下、Ｐ：0.15wt％以下、Ｓ：0.05wt％以下、Al：0.01〜0.20wt％及びＮ：0.01wt％以下
を含み、残部はFe及び不可避的不純物の組成とする必要がある。
また、必要に応じて、Ti：0.001 〜0.2 wt％及びNb：0.001 〜0.2 wt％の１種又は２種を含有させることが可能であり、更に、必要に応じてＢ：0.0001〜0.008 wt％を含有させることが可能である。
【００１３】
以下、各々の成分について限定理由を示す。
(a) Ｃ：0.01wt％以下
Ｃは少なければ少ないほど深絞り性が向上するので好ましいが、その含有量が0.01wt％以下ではさほど悪影響を及ぼさないので0.01wt％以下と限定した。
(b) Si：2.0 wt％以下
Siは、鋼を強化する作用があり、所望の強度に応じて必要量を添加させるが、その添加量が2.0 wt％を超えると深絞り性が劣るので2.0 wt％以下と限定した。
(c) Mn：3.0 wt％以下
Mnは、鋼を強化する作用があり、所望の強度に応じて必要量を添加させるが、その添加量が3.0 wt％を超えると深絞り性が劣るので3.0 wt％以下と限定した。
【００１４】
(d) Ｐ：0.15wt％以下
Ｐは、鋼を強化する作用があり、所望の強度に応じて必要量を添加させるが、その添加量が0.15wt％を超えると深絞り性が劣るので、0.15wt％以下と限定した。
(e) Ｓ：0.05wt％以下
Ｓは、少なければ少ないほど深絞り性が向上するので好ましいが、その含有量が0.05wt％以下ではさほど悪影響を及ぼさないので、0.05wt％以下と限定した。
【００１５】
(f) Al：0.01〜0.20wt％
Alは脱酸を行い、炭窒化物形成成分の歩留まり向上のために必要に応じて添加されるが、その含有量が0.01wt％未満だと添加効果がなく、一方0.20wt％を超えて添加しても、より一層の脱酸効果は得られないため、0.01〜0.20wt％に限定した。
(g) Ｎ：0.01wt％以下
Ｎは、少なければ少ないほど深絞り性が向上するので好ましいが、Alの含有量が0.01wt％以下ではさほど悪影響を及ぼさないので、0.01wt％以下に限定した。
【００１６】
(h) Ti：0.001 〜0.2 wt％
Tiは、鋼中の固溶Ｃを炭化物として析出固定させて低減し、固溶Ｃによる深絞り性の劣化を防止する効果がある。その添加量が0.001 wt％未満では添加効果がなく、一方、0.2 wt％を超えて添加しても、それ以上の効果は得られず、逆に深絞り性の劣化につながるので、0.001 〜0.2 wt％に限定した。
(i)Nb ：0.001 〜0.2 wt％
Nbは、鋼中の固溶Ｃを炭化物として析出固定させて低減し、固溶Ｃによる深絞り性劣化を防止する効果がある。その添加量が0.001 wt％未満では添加効果がなく、一方0.2 wt％を超えて添加してもそれ以上の効果は得られず、逆に深絞り性の劣化につながるので、0.001 〜0.2 wt％に限定した。
【００１７】
(j) Ｂ：0.0001〜0.008 wt％
Ｂは、鋼の耐二次加工脆性の改善のために添加されるが、その添加量が0.0001wt％未満では添加効果がなく、一方0.008wt％を超えて添加してもそれ以上の効果は得られず、逆に深絞り性劣化につながるので、0.0001〜0.008wt％に限定した。
【００１８】
(2) 熱延鋼板のコロニー内の方位集中度
熱延鋼板のコロニー内の方位集中度は、この発明において最も重要であり、冷延−焼鈍後の耐リジング性を改善するためは、熱延鋼板のコロニー内の方位集中度を0.8 以下にする必要がある。すなわち、熱延板にてコロニー内の方位集中度が0.8 より高い場合は、たとえ鋼成分及び冷延−焼鈍条件を変化させても、優れた耐リジング性は得られない。
【００１９】
なお、コロニー内の方位集中度の規制による耐リジング性改善の効果に関しては、以下のように考えられる。
発明者らは、フェライト域熱延材の耐リジング性に関して、種々の検討を行った結果、耐リジング性に最も影響を与える因子が、熱延板で形成されているコロニー（隣接する結晶粒間の方位差が数十度以内の結晶粒群）であることを、Electron Back Scattering Diffraction Patern を用いた研究により明らかにした。そして、耐リジング性を改善するためには、コロニー内の結晶粒の結晶方位をランダムにすることが最も有効であることを見出した。そのコロニー内の結晶粒のランダム化の程度をコロニー内の方位集中度：Ｓで表せることを種々の実験により見出し、
Ｓ＝Ｘ20゜／Ｘ30゜
ここに、
Ｘ30゜：隣接する結晶粒間の方位差が30°以内のコロニー面積
Ｘ20゜：Ｘ30゜のうち、隣接する結晶粒間の方位差が20°以内のコロニー面積
とした。
【００２０】
発明者らは種々の実験により、フェライト域での仕上圧延以降において加工−再結晶を２回以上繰り返すことにより、コロニー内の結晶粒がランダム化することを見出した。このようなフェライト域での仕上圧延以降において加工−再結晶を２回以上、繰り返すためには、仕上圧延機のパス間で再結晶を起こす必要がある。通常の仕上圧延工程ではパス間の時間が短いため、パス間で再結晶を起こすのは困難である。しかしながら、例えば仕上圧延中に１パス空圧延することにより、パス間で再結晶が起こる時間が確保され、仕上圧延以降において加工−再結晶を２回以上繰り返すことが可能となる。
【００２１】
(3) 熱間圧延工程
スラブ加熱温度は、省エネルギーのためには、1200℃以下が好ましく、より好ましくは1100℃以下である。また、コロニー内の結晶粒をランダム化するためには、仕上圧延中において加工−再結晶を繰り返すことが重要であるので、仕上圧延中の高温域で高圧下率圧延を施すことが好ましい。また、巻取温度は、仕上圧延後の巻取段階において熱延板を再結晶させるためには、550 ℃以上が好ましい。これも前述した加工−再結晶によりコロニー内の結晶粒をランダム化させるために有効である。なお、このとき、熱延板が完全再結晶する必要はなく、部分的に再結晶していてもその効果は有する。なお、熱延板の再結晶を促進する仕上圧延後段強圧下は、耐リジング性改善には有効な手段である。また、仕上圧延時に潤滑圧延を施すことは、圧延組織の均一化、圧延荷重の減少に有効であり、この発明を阻害するものではない。
【００２２】
圧延素材については、連続鋳造スラブを再加熱又は連続鋳造後Ar3 変態点に降温することなく直ちに、もしくは保温処理したものを使用できる。これも省エネルギー化には有効である。
【００２３】
上記の工程により得られたこの発明の深絞り用冷延鋼板用素材は、その後に、冷間圧延工程及び焼鈍工程に供されて、冷延鋼板とされる。
この冷間圧延工程及び焼鈍工程については特に限定するものではなく、常法に従って行えば良いが、冷間圧延工程は、高いｒ値を得るために圧下率を50〜95％とすることが好ましい。また、再結晶焼鈍工程は、連続型焼鈍炉や連続溶融亜鉛めっきラインのいずれでも良く、焼鈍温度は700 〜920 ℃の範囲が好ましい。
焼鈍後の鋼帯には形状矯正、表面粗度等の調整のために、10％以下の調質圧延を加えてもよい。なお、この発明を経て得られた冷延鋼板は、加工用表面処理鋼板の原板にも適用できる。表面処理としては、亜鉛めっき（合金系を含む）、すずめっき、ほうろうなどがある。
なお、かかる冷延鋼板には、焼鈍又は亜鉛めっき後、特殊な処理を施して、化成処理性、溶接性、プレス成形性及び耐食性等の改善を行っても良いことは、勿論である。
【００２４】
【実施例】
表１に示す組成の鋼スラブを1050℃に加熱−均熱後、表２に示す熱延条件にて板厚3.5 mmの熱延鋼帯にした。このとき得られた熱延鋼板のコロニー内の方位集中度も表２に併せて示す。引き続き冷間圧延にて板厚0.8 mmの冷延鋼帯とし、830 ℃−20s の再結晶焼鈍を施した。得られた冷延鋼板の材料特性を調査した。
引張特性はJIS ５号引張試験片を使用して測定した。また、ｒ値は15％引張予歪を与えた後、３点法にて測定し、Ｌ方向（圧延方向）、Ｄ方向（圧延方向に45度方向）及びＣ方向（圧延方向に90度方向）の平均値を、
ｒ＝（ｒL ＋２ｒD ＋ｒC ）／４
として求めた。また、耐リジング性は、リジング評価指数を用いて判定し、JIS５号引張試験片に加工した鋼板に15％引張歪を与えたものを目視により評価して求めた。リジング評価指数が２以下のものは実用上問題のないリジングレベルである。
最終製品の材料特性を表２に示す。この発明に従い製造した冷延鋼板用素材は、冷延鋼板に加工した場合に、比較例に比べ優れた耐リジング性と深絞り性とを有することがわかる。
【００２５】
【表１】
0003806983.tif 000002
【００２６】
【表２】
0003806983.tif 000003
【００２７】
【発明の効果】
この発明によれば、熱延鋼板のコロニー内の方位集中度を限定することにより、従来よりも格段に優れた耐リジング性と深絞り性とを有する冷延鋼板の製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】耐リジング性に及ぼす熱延鋼板のコロニー内の方位集中度の影響を示す図である。
【図１】
0003806983.tif 000004