JP3027011B2

JP3027011B2 - 耐食性および加工性に優れたクロム含有鋼板

Info

Publication number: JP3027011B2
Application number: JP2415489A
Authority: JP
Inventors: 克久宮楠; 雅普衣笠; 美博植松; 孝井川; 廣藤本
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1990-12-28
Filing date: 1990-12-28
Publication date: 2000-03-27
Anticipated expiration: 2015-03-27
Also published as: EP0492602B1; DE69130558D1; KR0183986B1; KR920012503A; JPH04232230A; US5178687A; EP0492602A1; DE69130558T2

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は, 自動車用鋼板や各種成
形用素材などに供される加工性に優れかつ良好な耐食性
を有するクロム含有鋼板に関する。本発明の鋼は熱延鋼
帯もしくは熱延鋼板, 或いは冷延鋼帯もしくは冷延鋼板
の形で市場に提供されるが，本明細書においてこれらを
鋼板と総称する。

【０００２】

【従来の技術】近年, 自動車の車体の高防錆化や, 建築
用材料の耐食性ならびに信頼性向上を目的に，従来の普
通鋼鋼板にかわって亜鉛系を主体とする各種表面処理鋼
板の使用量が増大しており, これら表面処理鋼板に要求
される耐食性レベルもますます厳しくなってきている。
表面処理鋼板には，溶融めっき鋼板や電気めっき鋼板な
どがあるが，さらに耐食性を向上する手段として目付量
の増加や, 複層めっき化などが行われている。これら表
面処理鋼板は優れた耐食性を有しているものの，深絞り
などのプレス加工を施した場合, パウダリングやフレー
キングと呼ばれるめっき層の剥離を生じてプレス加工上
のトラブルとなったり, スポット溶接性やアーク溶接性
がかならずしも十分でないなどの問題があり，耐食性向
上のためにめっき厚みを増加させると特に問題となって
くる。

【０００３】そこで, 表面処理によることなく素材の耐
食性を向上させた鋼板が提案されており，例えば特開平
2-156048号公報には3〜１２％のＣrと比較的微量のＣu,
Ｎi,Ａl,Ｔiを含有させたクロム鋼が，特公平1-53344号
公報にはＴi-Ａlを添加して成形性を向上させたＣr含有
耐食性鋼板が，また特開平2-50940号公報には同様にＮb
-Ａlを添加して深絞り性を向上させたＣr含有耐食性鋼
板が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特開平2-156048号公報
に示された鋼は，固溶強化能の大きいＣu,Ｎiを含有す
るため強度上昇が免れ得ず，またこれらの合金元素を添
加することからコスト面においても不利となる。一方，
特公平1-53344号公報や特開平2-50940号公報のように，
低クロム鋼にＴi,Ｎb,Ａlなどの炭・窒化物形成元素を
添加することは成形性の向上には有利であるが耐食性に
対しては必ずしも十分とは言えない。

【０００５】なお，耐食性に優れた鋼としてステンレス
鋼があるが，多量のＣrを含有するためコスト的に不利
であるばかりでなく, 耐食性に優れるがゆえに通常の冷
延鋼板における全面腐食と異なり, 局部的な孔食状の腐
食形態となって侵食深さで評価すると問題となる場合が
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは，耐食性お
よび加工性におよぼす合金元素の影響について詳細な検
討を行ってきた。その結果，ＣおよびＮ量を低減し，Ｓ
を極低下するとともに５〜11％のＣrに加えて微量のＶ
を添加することで耐食性および加工性に優れた鋼板が得
られ，さらに，適正量のＴi,Ｎb,Ｚr,Ａl,Ｂを添加する
ことにより加工性がより一層向上するとの基礎的な知見
を得た。本発明はこの知見に基づき完成したものであ
り，その要旨とするところは，重量％において，Ｃ：0.030％以下, Ｓi：0.5％以下, Ｍn：0.5％以下, Ｐ：0.040％以下, Ｓ：0.010％以下, Ｎi：0.3％以下, Ｃu：0.3％以下, Ｃr：5.0％〜11.0％未満, Ｎ：0.030％以下, Ｖ：0.01〜0.10％を含有し，且つ次式，Ｓi＋Ｍn＋10Ｐ＋Ｎi＋Ｃu≦1.0％の関係を満足するようにＳi,Ｍn,Ｐ,ＮiおよびＣu 量が
調整され，残部が鉄および不可避的不純物からなる鋼，
またはこの鋼にＴi：0.01〜0.30％, Ｎb：0.01〜0.30
％, Ｚr：0.01〜0.30％, Ａl：0.01〜0.20％もしくは
Ｂ：0.0002〜0.0200％の１種または２種以上を更に含有
させた耐食性および加工性に優れたクロム含有鋼板であ
って，冷延鋼板においては深絞り性の指標であるランク
フオード値の平均値（圧延方向，圧延方向に対して45
°方向と90°方向の三方向の平均値（平均ｒ値とい
う））が1.5以上，そして熱延鋼板においてはバーリン
グ加工性の指標である穴拡げ比λが1.2以上のクロム含
有鋼板，に存する。なお，冷延鋼板においては伸びが37
％以上であることも目標とする。

【０００７】

【作用】以下, 本発明鋼に含有させる各成分の作用とそ
の含有量の限定理由について説明する。Ｃは鋼の強度を
上昇させる元素であり, 鋼を軟質化しその延性を向上さ
せるためには低いほうが好ましい。また，冷延鋼板の深
絞り性の点からも低いほうが好ましく，このために0.03
％以下とする。より望ましくは0.010％以下である。

【０００８】Ｓiは脱酸に有効な元素であるが，あまり
その含有量が高いと材質が硬化し延性の低下を招くので
0.5％以下とする。

【０００９】Ｍnは熱間加工性や溶接部の靭性を改善す
る元素である。しかし，鋼板の加工性の点からは低いほ
うが好ましく0.5％以下とする。

【００１０】Ｐは靭性を低下させる元素であり低いほう
が好ましく0.040％以下とする。

【００１１】Ｓの規制は本発明の重要な点であって，低
クロム鋼の耐食性，特に耐発銹性にＳは悪影響を与える
ため低ければ低いほど好ましく，0.010％以下とする。
より望ましくは0.005％以下である。

【００１２】ＮiとＣuは，Ｍnと同様に溶接部の靭性を
改善する反面，材質を硬化させ延性低下を招くため，い
ずれもその0.3％を上限とする。

【００１３】Ｃrは，耐食性の向上に不可欠の元素であ
って，その効果はＳの低減ならびに後述するＶの微量添
加により一層顕著となる。Ｃrの下限5.0％は，必要な耐
食性を確保するうえでの最低量である。一方, あまりＣ
r量が高いとコスト上昇を招くとともに加工性が低下
し，また耐食性においても孔食状の腐食形態となって侵
食深さが大きくなるため11.0％を上限とする。

【００１４】ＮはＣと同様に加工性の点から低いほうが
好ましく，0.030％以下とする。より望ましくは0.010％
以下である。

【００１５】Ｖの添加は本発明の重要な点であって，本
発明鋼においてはＣrに加えて微量のＶの添加により，
なお一層の耐食性向上が図られる。その理由は現時点で
は明らかでないが，ＶはＣrの不働態被膜形成を促進す
る作用があるものと推定される。その効果を得るには0.
01％以上が必要である。一方, Ｖ含有量が0.10％を超え
ると耐食性向上効果は飽和するとともに材質を硬化させ
るため0.10％を上限とする。

【００１６】Ｔi,Ｎb,Ｚr,Ａl,Ｂは特に冷延鋼板の深絞
り性の向上に有効な元素である。またＢは深絞り加工に
よる加工脆化を抑制し二次加工性の改善に有効に作用す
る。これら効果を得るには，Ｔi,Ｎb,Ｚr,Ａlについて
は少なくとも0.01％以上, Ｂは0.0002％以上必要であ
る。一方, これら元素を過剰に添加しても上記効果は飽
和するとともに，表面品質を損ないコスト的にも不利と
なるため, Ｔi,Ｎb,Ｚrについては0.30％以下, Ａlは0.
20％以下, Ｂは0.0200％以下にそれぞれ上限を規制す
る。

【００１７】以上の各成分の限定に加えて，本発明にお
いてはＳi,Ｍn,Ｐ,Ｎi,Ｃuの総量の上限を，Ｓi＋Ｍn＋
10Ｐ＋Ｎi＋Ｃu≦1.0％に規制する。この式は各成分の
フエライト相への固溶強化能に基づく指標であり，金属
組織をフエライト組織として軟質化し伸び37％以上を得
るための最大量である。

【００１８】本発明鋼はその製造方法を特に規定するも
のではないが，常法による製鋼を経て連続鋳造スラブと
なし，冷延鋼板の製造においては，1100〜1300℃の適正
な温度にスラブを加熱し, オーステナイト単相域で熱間
圧延の仕上げパスを終了し，巻取るまでの間に適正な制
御冷却を行って500℃以上の温度で巻取り, 熱延鋼帯に
おいて微細な整粒のフエライト組織を得た後に酸洗し,
70％以上のなるべく高い圧延率で冷間圧延した後に焼鈍
することが深絞り性に優れた冷延鋼板を得るために好ま
しい。

【００１９】また，熱延鋼板の製造においては，1100〜
1300℃の適正な温度にスラブを加熱し，オーステナイト
単相域で熱間圧延の仕上げパスを終了し，巻取るまでの
間に適正な制御冷延を行って400℃以上の温度で巻取
る。この場合，上述の冷延素材と同様に微細な整粒のフ
エライト組織とすることにより，軟質でかつバーリング
加工性に優れた熱延鋼板が得られる。このためにはオー
ステナイトの微細フエライトへの変態が進行，完了する
に十分な圧延パススケジュール，仕上げ圧延後の制御冷
却および巻取り温度を採用する。なお，熱延鋼板では巻
取り後，適宜焼鈍および／または酸洗を実施する。

【００２０】冷延鋼板もしくは熱延鋼板で焼鈍を行う場
合は，フエライト域での焼なましにより軟質化する方法
と，高強度化を図るためにより高温のオーステナイトが
存在する領域にまで加熱し，冷却後にフエライトと変態
相との複合組織を得る方法がある。

【００２１】本発明の鋼は複合組織とした場合には，変
態強化による高強度化により冷延鋼板および熱延鋼板と
もに，フエライト組織（固溶強化）よりも強度─延性バ
ランスが良好である。

【００２２】本発明の鋼は，その表面にＺn,Ｎi,Ｃu,Ａ
l,Ｐb,Ｓn,Ｆe,Ｂおよびこれらの合金を単層もしくは複
層で被覆する下地鋼板としても利用できる。

【００２３】

【実施例】以下に，実施例により本発明をさらに説明す
る。表１に示す成分組成を有する鋼を溶製し鋼片とした
後二分割し，一方を熱間圧延により板厚４mmの熱延板と
した。この熱延板をデスケール後，板厚0.8mmに冷間圧
延 (圧延率80％) し,780℃×１minの焼鈍を行って, 引
張特性, ｒ値および耐食性を調査した。また，残る一方
の鋼片は，熱間圧延により2.2mmに圧延し 780℃×10min
の焼鈍を施した後, 穴拡げ試験を行ってバーリング加工
性を調査した。

【００２４】引張特性はJIS５号試験片を用いて圧延方
向，圧延方向と45⁰方向_,および圧延方向と90⁰方向, の
三方向について測定しその平均を求めた。ｒ値はJIS 13
B 号試験片により同じく三方向について測定しその平均
値を求めた（表２にｒの上にーを付けて示す）。耐食性
は100 時間の塩水噴霧試験(JIS Z 2371)を行って発銹率
(面積率) を求めるとともに, 侵食深さの大きい箇所５
点の平均を最大侵食深さとした。穴拡げ試験は，ビード
付きダイスおよびシワ押えを用いて材料の流れ込みがな
い状態で円錐ポンチによる打抜き穴の穴拡げを行い, 穴
拡げ比λ（＝(d−d₀)/d₀, 但しd₀＝10mm) を求めた。こ
れらの結果を表２に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【表２】

【００２７】表２からわかるように，本発明鋼は冷延焼
鈍板ではいずれも37％以上の伸びおよび1.6以上の平均
ｒ値を示すとともに，熱延鋼板の穴拡げ比が大きく，延
性，深絞り性およびバーリング加工性などの成形加工性
に優れている。また，塩水噴霧試験による発銹率が低く
かつ最大侵食深さも小さく耐食性に優れている。

【００２８】これに対し，比較鋼No.11はＣr量が3.21％
と本発明の範囲を下回っており, 加工性は良好であるも
のの耐食性に劣る。

【００２９】比較鋼No.12と13は，Ｃr量がそれぞれ11.7
0％,12.18％と本発明の範囲を超えており, 冷延鋼板の
ｒ値が低く深絞り性に劣る。また，耐食性についても発
銹率は低いものの最大侵食深さが大きく，耐穴空き性に
劣る。

【００３０】比較鋼No.14と15はＶを含有しておらず，
Ｖを含有し且つ他の成分量がほぼ同じの本発明鋼No.1や
２と比較してわかるように発銹率が大きく耐食性に劣
る。

【００３１】比較鋼No.16は，Ｓが本発明の範囲を超え
て高いことから耐食性に劣る。

【００３２】比較鋼No.17は，Ｓi＋Ｍn＋10Ｐ＋Ｎi＋Ｃ
uが1.66と本発明の範囲を超えて高いことから強度が高
く伸びが低い。

【００３３】以上の実施例においては，基本的にフエラ
イト組織とした状態での特性について示したが，本発明
の鋼は変態強化によって，優れた加工性を維持しつつ高
強度化を図ることが可能である。

【００３４】

【発明の効果】以上のように，本発明によれば耐食性と
加工性に優れたクロム含有鋼板が得られ，自動車用鋼板
などの高防錆化，高耐食化が進められている各種成形用
素材に好適の材料が提供できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井川孝山口県新南陽市野村南町4976番地日新製鋼株式会社鉄鋼研究所内 (72)発明者藤本廣山口県新南陽市野村南町4976番地日新製鋼株式会社鉄鋼研究所内 (56)参考文献特開平２−15143（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−117249（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C22C 38/00 302 C22C 38/46

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％で，Ｃ：0.030％以下, Ｓi：0.5％以下, Ｍn：0.5％以下, Ｐ：0.040％以下, Ｓ：0.010％以下, Ｎi：0.3％以下, Ｃu：0.3％以下, Ｃr：5.0％〜11.0％未満, Ｎ：0.030％以下, Ｖ：0.01〜0.10％を含有し，且つ次式, Ｓi＋Ｍn＋10Ｐ＋Ｎi＋Ｃu≦1.0％の関係を満足するようにＳi,Ｍn,Ｐ,ＮiおよびＣu量が
調整され，残部が鉄および不可避的不純物からなり，平
均ｒ値が1.5以上となる深絞り性を有するクロム含有冷
延鋼板。
【請求項２】重量％で，Ｃ：0.030％以下, Ｓi：0.5％以下, Ｍn：0.5％以下, Ｐ：0.040％以下, Ｓ：0.010％以下, Ｎi：0.3％以下, Ｃu：0.3％以下, Ｃr：5.0％〜11.0％未満, Ｎ：0.030％以下, Ｖ：0.01〜0.10％を含有し，且つ次式, Ｓi＋Ｍn＋10Ｐ＋Ｎi＋Ｃu≦1.0％の関係を満足するようにＳi,Ｍn,Ｐ,ＮiおよびＣu量が
調整され，残部が鉄および不可避的不純物からなり，下
記(a)で定義する穴拡げ比λが1.2以上となるバーリング
加工性を有するクロム含有熱延鋼板。(a) 穴拡げ比λ：ビード付きダイスおよびシワ押えを用
いて材料の流れ込みがない状態で，円錐ポンチにより，
直径10mmの打ち抜き穴（d ₀ ＝10mm）の穴拡げを行い，穴
縁に亀裂が生じたときの穴直径dを測定し，λ＝(d−d ₀ )
/d ₀ により定まるλを穴拡げ比とする。
【請求項３】重量％で，Ｃ：0.030％以下, Ｓi：0.5％以下, Ｍn：0.5％以下, Ｐ：0.040％以下, Ｓ：0.010％以下, Ｎi：0.3％以下, Ｃu：0.3％以下, Ｃr：5.0％〜11.0％未満, Ｎ：0.030％以下, Ｖ：0.01〜0.10％を含有したうえ，更に, Ｔi：0.01〜0.30％, Ｎb：0.01〜0.30％, Ｚr：0.01〜
0.30％, Ａl：0.01〜0.20％またはＢ：0.0002〜0.0200
％の１種または２種以上を含有し，且つ次式Ｓi＋Ｍn＋10Ｐ＋Ｎi＋Ｃu≦1.0％の関係を満足するようにＳi,Ｍn,Ｐ,ＮiおよびＣu 量が
調整され，残部が鉄および不可避的不純物からなり，平
均ｒ値が1.5以上となる深絞り性を有するクロム含有冷
延鋼板。
【請求項４】重量％で，Ｃ：0.030％以下, Ｓi：0.5％以下, Ｍn：0.5％以下, Ｐ：0.040％以下, Ｓ：0.010％以下, Ｎi：0.3％以下, Ｃu：0.3％以下, Ｃr：5.0％〜11.0％未満, Ｎ：0.030％以下, Ｖ：0.01〜0.10％を含有したうえ，更に, Ｔi：0.01〜0.30％, Ｎb：0.01〜0.30％, Ｚr：0.01〜
0.30％, Ａl：0.01〜0.20％またはＢ：0.0002〜0.0200
％の１種または２種以上を含有し，且つ次式Ｓi＋Ｍn＋10Ｐ＋Ｎi＋Ｃu≦1.0％の関係を満足するようにＳi,Ｍn,Ｐ,ＮiおよびＣu 量が
調整され，残部が鉄および不可避的不純物からなり，下
記(a)で定義する穴拡げ比λが1.2以上となるバーリング
加工性を有するクロム含有熱延鋼板。(a) 穴拡げ比λ：ビード付きダイスおよびシワ押えを用
いて材料の流れ込みがない状態で，円錐ポンチにより，
直径10mmの打ち抜き穴（d ₀ ＝10mm）の穴拡げを行い，穴
縁に亀裂が生じたときの穴直径dを測定し，λ＝(d−d ₀ )
/d ₀ により定まるλを穴拡げ比とする。
【請求項５】Ｓ：0.005％以下である請求項１〜４に
記載のクロム含有鋼板。