專利名稱：抗表面粗糙性優(yōu)異的罐用鋼板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適于食品、飲料罐中使用的罐容器材料的罐用鋼板，特別涉及在拉深罐和拉深-減薄罐中使用的、軟質(zhì)且具有優(yōu)異的加工性同時(shí)在加工后在鋼板表面不產(chǎn)生表面粗糙的罐用鋼板及其制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，世界上使用的二片罐是由對(duì)鋼板實(shí)施了 DRD(Draw and Redraw)加工、 DI (Draw and wall Ironing)加工等加工的罐身和蓋形成的。對(duì)于飲料罐，由于要求耐腐蝕性，所以通常采用制罐后實(shí)施有機(jī)涂裝來(lái)保護(hù)罐內(nèi)容物和罐內(nèi)部表面的方法。另一方面，近年來(lái)，從地球環(huán)境保護(hù)方面考慮，在成型前的金屬板上預(yù)先被覆有機(jī)樹(shù)脂膜的層壓鋼板備受注目。對(duì)于層壓鋼板，由于膜自身具有潤(rùn)滑性，所以拉深加工、減薄加工時(shí)不需要以往必需的潤(rùn)滑油。其結(jié)果，具有可省略清洗潤(rùn)滑油的工序、不排出清洗廢水這樣的優(yōu)點(diǎn)。并且，由于不在需要為了保護(hù)內(nèi)容物和鋼板表面所需要的罐內(nèi)面的涂裝工序及其熱粘工序，所以具有不產(chǎn)生熱粘工序時(shí)排出的屬于溫室效應(yīng)氣體的二氧化碳的優(yōu)點(diǎn)。因此認(rèn)為使用層壓鋼板的制罐方法能夠?qū)Φ厍颦h(huán)境保護(hù)作出很大貢獻(xiàn)，今后需要擴(kuò)大使用。但是，這種方法中有時(shí)產(chǎn)生以下新的問(wèn)題制罐后由于襯底鋼板的表面粗糙導(dǎo)致被覆的膜的厚度局部地降低，發(fā)生膜的破損和剝離等而引起耐腐蝕性劣化。因此，對(duì)作為襯底的鋼板作為重要的要素要求夠耐受拉深加工、減薄加工這樣的強(qiáng)加工度的高成型性以及因制罐后能良好地保持與膜的密合性而在鋼板表面不產(chǎn)生表面粗糙的表面性狀。已知制罐前的鋼板的平均結(jié)晶粒徑越微細(xì)越能夠抑制在制罐后的襯底鋼板表面產(chǎn)生表面粗糙，并且作為使粒徑微細(xì)化的方法，過(guò)去已經(jīng)公開(kāi)有大量的技術(shù)。而且，還公開(kāi)有對(duì)其進(jìn)行了應(yīng)用的僅將與加工口模接觸的鋼板表層區(qū)域細(xì)?；⑶覟榱藴p少加工能，在鋼板中央部使晶粒粗大化而進(jìn)行軟質(zhì)化這樣的技術(shù)。專利文獻(xiàn)1中，公開(kāi)了作為拉深時(shí)的耐粘模性優(yōu)異的高成型性冷軋鋼板的素材使用的熱軋鋼板及其制造方法、以及使用該熱軋鋼板作為素材的冷軋鋼板的制造方法。使用適當(dāng)調(diào)整了板厚方向的晶粒度和{111}晶體取向的比例的熱軋鋼板作為冷軋鋼板的素材， 同時(shí)提高拉深性和耐粘模性。但是，由于在Ar3變態(tài)點(diǎn)以下進(jìn)行熱軋，所以需要高于以往水平的溫度控制技術(shù)和品質(zhì)管理，并且作為技術(shù)課題可舉出因精軋溫度的降低引起的軋制負(fù)載的增大等。專利文獻(xiàn)2中提供一種凸緣成型時(shí)裂紋少、加工性優(yōu)異、涂裝熱粘后的罐體強(qiáng)度高的DI罐用鋼板及其制造方法。在板厚表層部使微細(xì)AlN析出，使晶粒微細(xì)化，且提高晶界強(qiáng)度從而提高縮口加工、凸緣加工等2次加工性，對(duì)于板厚中央層，經(jīng)過(guò)過(guò)時(shí)效處理制成粗粒軟質(zhì)材料，由此形成具有良好的DI加工性的多層組織。但是，因通過(guò)使固溶C殘留來(lái)提高涂裝熱粘后的罐體強(qiáng)度，所以需要制鋼工序中的總C量的調(diào)整、對(duì)于該總C量的熱軋工序中的卷取溫度管理和退火工序的過(guò)時(shí)效處理中的固溶C量的調(diào)整，成為生產(chǎn)率降低的主要因素。
專利文獻(xiàn)3中，通過(guò)在滲碳環(huán)境中進(jìn)行連續(xù)退火，從而提供耐粘模性、化學(xué)成膜處理性以及點(diǎn)焊性優(yōu)異的冷軋鋼板。為了維持良好的加工性而以極低碳鋼為基體。另外，通過(guò)在滲碳環(huán)境中進(jìn)行退火，在鋼板表面形成碳的稠化層，使滑動(dòng)性變良好，從而解決了極低碳鋼容易發(fā)生粘模的缺點(diǎn)。然而，必須在滲碳環(huán)境中進(jìn)行連續(xù)退火，因此需要在現(xiàn)有設(shè)備中導(dǎo)入新的設(shè)備。專利文獻(xiàn)4中公開(kāi)了使用摻Nb極低碳鋼，并且為了使DI罐輕量化將板厚設(shè)為 0. 20mm以下，將原板平均結(jié)晶粒徑設(shè)為6 μ m以下的DI罐用鋼板的制造方法。使用極低碳鋼而使加工性變良好的同時(shí)通過(guò)將平均結(jié)晶粒徑設(shè)為6μπι以下而抑制對(duì)層壓了有機(jī)樹(shù)脂膜的鋼板的減薄加工后的原板表面粗糙，從而確保耐腐蝕性。但是，由于層壓鋼板的減薄加工以不使用潤(rùn)滑油和冷卻液的方式進(jìn)行，所以與過(guò)度細(xì)粒化相伴的鋼板的硬化使加工發(fā)熱變得過(guò)大，從工業(yè)上的生產(chǎn)的觀點(diǎn)考慮將成為問(wèn)題?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)平11-80888號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)平10-17993號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開(kāi)平1-339752號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4 日本特開(kāi)平11-209845號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)而言，通過(guò)將中央部粗?；⑹贡韺硬考?xì)?；?，從而制造出兼?zhèn)銬I加工性和凸緣加工、縮口加工等2次加工性的、具有晶粒不同的多層組織的罐用鋼板，是非常困難的。另外，即便達(dá)成上述特性也會(huì)重新產(chǎn)生制造成本上升、設(shè)備上和操作上困難的問(wèn)題。本發(fā)明是鑒于以上情況而完成的，其目的在于提供一種拉深加工性、減薄加工性以及加工后的抗表面粗糙性(surface roughening resistance)優(yōu)異的罐用鋼板及其制造方法。本發(fā)明人等為了解決上述問(wèn)題進(jìn)行了深入研究。其結(jié)果得到了以下見(jiàn)解。為了獲得可耐受嚴(yán)酷的拉深加工、減薄加工的高加工性，以0. 0040 0. 01% C鋼為基體設(shè)計(jì)化學(xué)成分是有效的。有必要通過(guò)優(yōu)化熱軋條件、冷軋條件及連續(xù)退火條件而使鋼板表層附近的晶粒微細(xì)化，并使中央部的晶粒比表層部粗大。本發(fā)明是基于以上見(jiàn)解而完成的，其要旨如下所述。[1] 一種抗表面粗糙性優(yōu)異的罐用鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)，含有C: 0. 0040 0. 01%, Si 0. 05% 以下、Mn 大于 0. 3%且小于等于 0. 6%、P :0. 02% 以下、S 0. 02% 以下、Al 0. 01 0. 10%, N :0. 0015 0. 0050%, Nb :0. 02 0. 12%，剩余部分為 !^e和不可避免的雜質(zhì)；從鋼板表層到板厚的1/4厚度的軋制方向剖面鐵素體平均結(jié)晶粒徑為7μπι ΙΟμπι，從板厚的1/4厚度到板厚中央部的軋制方向剖面鐵素體平均結(jié)晶粒徑為 15 μ m以下，并且，所述從鋼板表層到板厚的1/4厚度的軋制方向剖面鐵素體平均結(jié)晶粒徑比所述從板厚的1/4厚度到板厚中央部的軋制方向剖面鐵素體平均結(jié)晶粒徑小。[2] 一種抗表面粗糙性優(yōu)異的罐用鋼板的制造方法，其特征在于，是制造上述[1] 所述的抗表面粗糙性優(yōu)異的罐用鋼板的方法，其中，對(duì)具有如下成分的鋼坯進(jìn)行熱軋，在最終精軋后1秒以內(nèi)以50 100°C /s的冷卻速度進(jìn)行冷卻，在500°C 600°C的卷取溫度下卷取，接著，實(shí)施酸洗處理后，以90%以上的壓下率進(jìn)行冷軋，以再結(jié)晶溫度以上且800°C 以下的溫度實(shí)施連續(xù)退火；所述鋼坯的成分以質(zhì)量％計(jì)，含有C :0. 0040 0.01%、Si 0. 05%以下、Mn 大于0. 3%且小于等于0. 6%, P 0. 02%以下、S :0. 02%以下、Al :0. 01 0. 10%, N 0. 0015 0. 0050%, Nb :0. 02 0. 12%，剩余部分為Fe和不可避免的雜質(zhì)。應(yīng)與說(shuō)明，在本說(shuō)明書(shū)中，表示鋼的成分的％全部是質(zhì)量％。根據(jù)本發(fā)明，可得到拉深加工性、減薄加工性以及加工后的抗表面粗糙性優(yōu)異的罐用鋼板。本發(fā)明的罐用鋼板與以往的鋼相比，鋼板表層部附近被細(xì)粒化，所以凸緣加工、縮口加工等2次加工性得到了提高。另外，不需要高度的控制技術(shù)和品質(zhì)管理就能夠效率良好地制造。
具體實(shí)施例方式以下，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。首先，對(duì)本發(fā)明的抗表面粗糙性優(yōu)異的罐用鋼板的成分組成進(jìn)行說(shuō)明。C :0· 0040 0. 01%C對(duì)成型性和晶粒微細(xì)化有很大的影響，是本發(fā)明中的重要的元素之一。低于 0. 0040%時(shí)，雖然非常軟質(zhì)且能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)異的成型性，但是由于導(dǎo)致鐵素體粒子的粗大化， 所以難以使鋼板表層附近細(xì)?；Ａ硪环矫?，如果大于0.01%，則C固溶在鐵素體中，基體硬質(zhì)化，成型性變差。為了兼得成型性和晶粒微細(xì)化，將C量設(shè)為0. 0040% 0. 01%。Si :0.05% 以下如果大量添加Si，則鋼板的表面處理性劣化。并且，耐腐蝕性降低。因此，將上限設(shè)為0. 05%。優(yōu)選0. 03%以下，更優(yōu)選0. 02%以下。Mn:大于0.3%且小于等于0.6%為了防止由鋼中所含的雜質(zhì)S引起的熱軋性的降低，一般添加至少0. 05%以上的 Mn。而且，本發(fā)明中為了細(xì)?；M(jìn)一步進(jìn)行添加將下限設(shè)為大于0.3%。S卩，Mn是使Ar3變態(tài)點(diǎn)降低的元素之一，能夠更加降低熱軋時(shí)的精軋溫度。而且，能夠抑制熱軋時(shí)Y粒子的再結(jié)晶晶粒生長(zhǎng)，而且能使變態(tài)后的α粒子微細(xì)化。本發(fā)明中，通過(guò)在以0.0040 0.01% C為基體的添加Nb的鋼中添加Mn，從而實(shí)現(xiàn)表層附近的細(xì)粒化，確保制罐后的耐壓強(qiáng)度。為了得到以上的效果，將Mn量設(shè)為大于0.3%。另一方面，在JIS G 3303中規(guī)定的“包內(nèi)取樣分析值”、美利堅(jiān)合眾國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)(以下，也稱為ASTM)中的“包內(nèi)取樣分析值” 中，用于通常的食品容器的鍍錫原板的Mn量規(guī)定為0. 6%以下。因此，將本發(fā)明的Mn量的上限設(shè)為0.6%。P :0.02% 以下如果大量添加P，則引起鋼的硬質(zhì)化、耐腐蝕性的降低，所以將上限設(shè)為0.02%。 另一方面，即便過(guò)度減少，由于其效果達(dá)到飽和且制造成本也隨之上升，所以不優(yōu)選。因此，
5優(yōu)選下限為0. 005%。S :0.02% 以下S在鋼中與Mn結(jié)合形成MnS，大量析出，從而使鋼的熱軋性降低。因此，將S的上限設(shè)為0.02%。Al :0. 01 0. 10%Al是作為脫氧劑添加的元素。另外，具有通過(guò)與N形成AlN而減少鋼中的固溶N 的效果。但是，Al的含量低于0.01%時(shí)，無(wú)法得到充分的脫氧效果和固溶N減少效果。因此，將Al量的下限設(shè)為0.01%。另一方面，如果大于0. 10%，則不僅上述效果達(dá)到飽和，氧化鋁等夾雜物也增加，所以不優(yōu)選。因此將Al量的上限設(shè)為0. 10%。N :0· 0015 0. 0050%由于N與Al、Nb等結(jié)合形成氮化物、碳氮化物，損害熱軋性，所以越少越優(yōu)選。另外，N是固溶強(qiáng)化元素之一，如果大量添加，則隨著鋼的硬質(zhì)化其伸長(zhǎng)率顯著降低，成型性變差。但是，難以使N穩(wěn)定地設(shè)為低于0.0015%，制造成本也上升。從以上考慮，將N量設(shè)為 0. 0015% 0. 0050%。Nb :0· 02 0. 12%Nb是形成NbC或Nb (C、N)的元素，具有減少鋼中的固溶C的效果，以提高伸長(zhǎng)率、 r值為目的進(jìn)行添加。另外，通過(guò)由Nb的添加而形成的碳氮化物所產(chǎn)生的晶界的釘扎效果、 由鋼中的固溶Nb所產(chǎn)生的晶界的牽制效果，能夠使晶粒微細(xì)化。為了得到以上效果，將Nb 量的下限設(shè)為0.02%。另一方面，如果Nb量大于0. 12%，則不僅上述固溶Nb所引起的晶粒微細(xì)化效果達(dá)到飽和，還使再結(jié)晶結(jié)束溫度上升，特別是對(duì)于多為薄壁材料的罐用鋼板， 提高連續(xù)退火工序中的退火溫度，所以難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)上的生產(chǎn)。因此，將Nb量的上限設(shè)為 0. 12%。此外，如果鋼中固溶C增加，則在成型時(shí)呈現(xiàn)出在超過(guò)上屈服點(diǎn)的應(yīng)變后產(chǎn)生的由 YP-El引起的被稱為拉伸應(yīng)變的應(yīng)變紋，所以難以適用于重視外觀的飲料罐-食品罐用途。 因此，Nb量和C量的平衡，出于上述原因更優(yōu)選為(Nb/C < 0. 8)，且將Nb量設(shè)為0. 04% 0. 12%。將剩余部分為!^e和不可避免的雜質(zhì)。關(guān)于軋制方向剖面鐵素體結(jié)晶粒徑拉深加工和減薄加工后的鋼板表面的表面粗糙的大小，與鐵素體結(jié)晶粒徑的大小成比例。而且，層壓鋼板的DI加工中，鋼板表面的表面粗糙引起膜與鋼板的剝離。另外，因應(yīng)力向膜集中，發(fā)生膜斷裂，其結(jié)果，露出襯底鋼板。進(jìn)而，由于這樣的膜與鋼板的剝離、襯底鋼板的露出等，耐腐蝕性變差。另外，對(duì)DI加工后的罐體進(jìn)行凸緣加工、縮口加工等2次加工時(shí)，在粗粒化了的鋼板表面中晶界強(qiáng)度變?nèi)?，發(fā)生折皺、裂紋等。因此，從防止表面粗糙的角度考慮，優(yōu)選在鋼板表面中結(jié)晶粒徑微細(xì)。但是，表層過(guò)度微細(xì)則鋼板會(huì)硬化，所以對(duì)加工性帶來(lái)不良影響。另一方面，從成型能量的觀點(diǎn)出發(fā)，對(duì)于DI加工而言，越是軟質(zhì)材料越在生產(chǎn)率方面有利。鑒于這點(diǎn)，可以說(shuō)優(yōu)選的是在鋼板的表層部將結(jié)晶粒徑微細(xì)且在板厚中央部粗?；能涃|(zhì)材料。進(jìn)而，進(jìn)行深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)減薄加工后的鋼板表面的表面粗糙，主要依存于從鋼板表層到板厚的1/4厚度的鐵素體粒徑的大小。
根據(jù)以上研究結(jié)果，本發(fā)明中，使從鋼板表層到板厚的1/4厚度的軋制方向剖面鐵素體平均結(jié)晶粒徑為7 μ m 10 μ m，從板厚的1/4厚度到板厚中央部的軋制方向剖面鐵素體平均結(jié)晶粒徑為15 μ m以下，并且，使從上述鋼板表層到板厚的1/4厚度的軋制方向剖面鐵素體平均結(jié)晶粒徑比從上述板厚的1/4厚度到板厚中央部的軋制方向剖面鐵素體平均結(jié)晶粒徑小。通過(guò)由析出的Nb碳氮化物引起的晶界釘扎效果、由固溶Nb引起的晶界的 Drag效果、以及將熱軋時(shí)的精軋后的冷卻條件最優(yōu)化，由此使鋼板表層附近的鐵素體粒徑細(xì)?；?。另外，通過(guò)進(jìn)一步將成分和制造條件最優(yōu)化，能夠使從表層到板厚1/4層比從板厚 1/4層到板厚中央層更細(xì)?；Ｆ浣Y(jié)果，本發(fā)明中，在從表層到板厚1/4層的細(xì)粒層具有加工后的抗表面粗糙性，并且板厚中央部比表層部更為粗大粒子，從而具有加工性，這樣，兼得優(yōu)異的抗表面粗糙性和優(yōu)異的加工性。從鋼板表層到板厚的1/4厚度的軋制方向剖面鐵素體平均結(jié)晶粒徑低于7 μ m時(shí)過(guò)度硬化，所以成型時(shí)的變形阻力變大，發(fā)生斷裂等問(wèn)題。另一方面如果大于10 μ m，則成型后依存于粒徑的大小而在鋼板表面產(chǎn)生表面粗糙。從板厚的1/4厚度到板厚中央部的軋制方向剖面鐵素體平均結(jié)晶粒徑大于15 μ m 時(shí)將過(guò)度軟化，所以制罐后的耐壓強(qiáng)度變不足。應(yīng)與說(shuō)明，上述從鋼板表層到板厚的1/4厚度的軋制方向剖面鐵素體平均結(jié)晶粒徑和上述從板厚的1/4厚度到板厚中央部的軋制方向剖面鐵素體平均結(jié)晶粒徑可以利用以下方法測(cè)定。用3%硝酸乙醇溶液對(duì)軋制方向剖面的鐵素體組織進(jìn)行蝕刻使晶界出現(xiàn)，使用利用光學(xué)顯微鏡拍攝的400倍的照片，根據(jù)JIS G0551的鋼-結(jié)晶粒度的顯微鏡試驗(yàn)方法，采用切斷法測(cè)定鐵素體結(jié)晶粒徑。關(guān)于鋼板強(qiáng)度(加工性)洛氏硬度試驗(yàn)方法(HR30T) 50 60 (優(yōu)選范圍)如上所述，對(duì)于DI加工而言，從生產(chǎn)率的方面考慮優(yōu)選軟質(zhì)且加工能量小。本發(fā)明中，為了防止加工性的變差、制罐時(shí)的加工發(fā)熱過(guò)大等對(duì)生產(chǎn)率的損害，優(yōu)選以調(diào)質(zhì)度設(shè)為T3CA以下，將洛氏硬度試驗(yàn)方法(HR30T)的上限設(shè)為60點(diǎn)以下。另外，DI加工中，罐底部沒(méi)有像罐身部那樣進(jìn)行減薄加工而引起的硬化。因此，不論負(fù)壓罐還是正壓罐，從罐底部的耐壓強(qiáng)度的觀點(diǎn)出發(fā)，必須有一定程度的鋼板強(qiáng)度。優(yōu)選作為最低限度所需的鋼板強(qiáng)度， 相當(dāng)于以調(diào)質(zhì)度為T2CA以上，并將HR30T的下限設(shè)為50點(diǎn)以上。接著，對(duì)本發(fā)明的抗表面粗糙性優(yōu)異的罐用鋼板的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明的抗表面粗糙性優(yōu)異的罐用鋼板，使用以連續(xù)鑄造制造的由上述組成形成的鋼坯，實(shí)施熱軋、酸洗、冷軋、退火處理而進(jìn)行制造。此時(shí)，在最終精軋后1秒以內(nèi)以50 IOO0C /S的冷卻速度進(jìn)行冷卻，卷取溫度為500°C 600°C。另外，將酸洗處理后的冷軋壓下率設(shè)為90%以上，連續(xù)退火溫度為再結(jié)晶溫度以上且800°C以下。鋼坯再加熱溫度1050 1300°C (優(yōu)選范圍)熱軋前的鋼坯再加熱溫度對(duì)條件沒(méi)有特別規(guī)定，但是如果加熱溫度過(guò)高，則產(chǎn)生制品表面形成缺陷、能量成本上升等問(wèn)題。反之，過(guò)低時(shí)，難以確保最終精軋溫度。因此，優(yōu)選鋼坯再加熱溫度為1050 1300°C的范圍。熱軋時(shí)的最終精軋溫度Ar3變態(tài)點(diǎn)以上且930°C以下(優(yōu)選范圍)從熱軋鋼板的結(jié)晶粒微細(xì)化、析出物分布的均勻性的觀點(diǎn)考慮，最終精軋溫度優(yōu)選為Ar3變態(tài)點(diǎn)以上且930°C以下的范圍。如果最終精軋溫度高于930°C，則有時(shí)引起軋制后的Y粒子的粒子生長(zhǎng)，與此相伴因粗大Y粒子導(dǎo)致變態(tài)后的α粒子的粗大化。另外， 低于Ar3變態(tài)點(diǎn)的軋制中，將成為對(duì)α粒子進(jìn)行軋制而使α粒子粗大化，并且還存在由溫度降低導(dǎo)致的軋制負(fù)載增大等的問(wèn)題。更優(yōu)選為Ar3變態(tài)點(diǎn)以上且900°C以下的范圍。熱軋后的冷卻精軋結(jié)束后1秒以內(nèi)以50 100°C /s冷卻為了實(shí)現(xiàn)屬于本發(fā)明特征的鋼板表層部的結(jié)晶粒徑的微細(xì)化，最重要的是熱軋后的冷卻條件。通過(guò)精軋結(jié)束后進(jìn)行急冷，尤其能夠使表層的軋制后未再結(jié)晶的Y相和相變態(tài)后的α相微細(xì)化。將精軋結(jié)束后的冷卻在1秒以內(nèi)且以50 100°C /s的冷卻速度進(jìn)行。優(yōu)選在精軋結(jié)束后0.5秒以內(nèi)開(kāi)始冷卻。如果精軋結(jié)束后的冷卻超過(guò)1秒而進(jìn)行，則進(jìn)行精軋后的急冷為止的空氣冷卻時(shí)間變長(zhǎng)，Y粒子和變態(tài)后的α粒子發(fā)生粒子生長(zhǎng)，無(wú)法變成微細(xì)粒。冷卻速度低于50°C /s吋，由于晶粒在高溫區(qū)域長(zhǎng)時(shí)間滯留，所以因粒子生長(zhǎng)導(dǎo)致熱軋板晶粒粗大化，在冷軋·退火后也繼承粗大粒子，無(wú)法變成微細(xì)粒。另ー方面， 冷卻速度大于100°C /s時(shí)，產(chǎn)生板寬方向和軋制方向的溫度不均，產(chǎn)生材質(zhì)的不均勻和形狀不良。應(yīng)予說(shuō)明，只要冷卻手段滿足上述條件進(jìn)行就沒(méi)有特別限定。例如，可以利用水冷進(jìn)行。冷卻開(kāi)始溫度大致為精軋溫度，必須冷卻至至少700°C以下。更優(yōu)選的冷卻溫度范圍是直至卷取溫度500 600°C。熱軋時(shí)的卷取溫度500 600°C如果熱軋時(shí)的卷取溫度高于600°C，則Nb系析出物的析出量變多，析出物粒徑粗大化，析出物的釘扎效果減少，α粒徑粗大化。另ー方面，在低于500°C的溫度區(qū)域中，由于 Nb系析出物的析出量減少，無(wú)法以釘扎效果使α相微細(xì)化。接著，進(jìn)行酸洗處理。酸洗エ序只要能除去表層部的氧化皮即可，對(duì)條件沒(méi)有特別規(guī)定。冷軋壓下率90%以上為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明規(guī)定的表面附近的微細(xì)?；?，將冷軋的壓下率設(shè)為90%以上。壓下率低于90%吋，晶粒粗大化、材質(zhì)劣化等而無(wú)法兼得作為本發(fā)明目的的晶粒微細(xì)化和優(yōu)異的成型性。從設(shè)置熱軋時(shí)不析出而進(jìn)行固溶的殘留的Nb的析出位的角度考慮，將壓下率設(shè)為90%以上，在鋼板較多地積蓄應(yīng)變能量，從而能夠在下一個(gè)エ序的退火中在多個(gè)位置析出微細(xì)的Nb系析出物，實(shí)現(xiàn)因釘扎效果產(chǎn)生的晶粒微細(xì)化。從微細(xì)化的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選壓下率為91%以上。退火溫度再結(jié)晶溫度以上且800°C以下從材質(zhì)的均勻性和高生產(chǎn)率的觀點(diǎn)考慮，退火方法優(yōu)選連續(xù)退火法。如果退火溫度低于再結(jié)晶溫度，則冷軋時(shí)的軋制組織殘留，將引起成為拉深成型時(shí)的凹凸產(chǎn)生的原因的r值的面內(nèi)各向異性的増大。另ー方面，退火溫度大于800°C吋，除了晶粒粗大化、加工后的表面粗糙變大之外，對(duì)于罐用鋼板等薄壁材料，發(fā)生爐內(nèi)斷裂、彎曲的危險(xiǎn)變大。因此，將退火溫度設(shè)為再結(jié)晶溫度以上且800°C以下。調(diào)質(zhì)軋制壓下率0. 5 5% (優(yōu)選條件)可以適宜地進(jìn)行調(diào)質(zhì)軋制。進(jìn)行調(diào)質(zhì)軋制時(shí)的壓下率可根據(jù)鋼板的調(diào)質(zhì)度進(jìn)行適當(dāng)決定，但是為了抑制拉伸應(yīng)變的發(fā)生，優(yōu)選0.5%以上。另ー方面，壓下率大于5%吋，有時(shí)引起由鋼板硬質(zhì)化導(dǎo)致的加工性的降低和伸長(zhǎng)率的降低，而且引起r值的降低和r值的面內(nèi)各向異性的増大。由此，進(jìn)行調(diào)質(zhì)軋制吋，將壓下率設(shè)為0. 5% 5%。其后的鍍覆等エ序?qū)闯Ｒ?guī)法進(jìn)行，完成罐用鋼板。實(shí)施例將具有表1所示的各種成分組成的鋼進(jìn)行熔煉制備鋼坯，對(duì)于得到的鋼坯以表2 所示的條件進(jìn)行熱軋、酸洗、冷軋、利用直接通電加熱裝置的連續(xù)模擬退火、調(diào)質(zhì)軋制，制造出最終板厚0. 24mm的罐用鋼板。應(yīng)予說(shuō)明，熱軋后的冷卻通過(guò)水冷進(jìn)行，冷卻速度根據(jù)水冷設(shè)備入口側(cè)和出ロ側(cè)的放射溫度計(jì)測(cè)定以及通板速度進(jìn)行計(jì)算。將這樣得到的罐用鋼板的試驗(yàn)片，供于以下試驗(yàn)。表 1
相險(xiǎn)御χ (o/qN)(myzi)CO τ—寸 OO CNi ο O寸 OCO τ—τ— csiτ— Csj2020 030 0.097ΖΖΟ 0200Ζ90 30 LO960 ZZZOOOζζοσοROOOSZOOO8300 6200 9300 GZ000<9S00⑷0 GSOOISOOOSOO0S0OLSO'O2W0試桐ωUOOε Ο 0.013ILOO0.0179 LOOUOO(Η0 令咳 孕CL9 m.o9 LOOUOOOLOOοο O O800 600 8Κ) ιο OPO OCO οin OO CO OCO ο"CO Oσ> σ> οWO OO OO Oο οO OO OO Oο ο 0200 WOOO2900 0900 9900 €9000890006300 會(huì)*2海<mOQLUU-OX 未再結(jié)晶組織率的測(cè)定
對(duì)上述試驗(yàn)片進(jìn)行蝕刻使軋制方向剖面的鐵素體組織出現(xiàn)，利用使用光學(xué)顯微鏡拍攝的200倍的相片，區(qū)分未再結(jié)晶組織部和再結(jié)晶結(jié)束部，算出未再結(jié)晶的晶粒的面積卓。平均鐵素體結(jié)晶粒徑的測(cè)定對(duì)于上述試驗(yàn)片，用3%硝酸乙醇溶液對(duì)軋制方向剖面的鐵素體組織進(jìn)行蝕刻使晶界出現(xiàn)，利用使用光學(xué)顯微鏡拍攝的400倍的相片，根據(jù)JIS G0551的鋼-結(jié)晶粒度的顯微鏡試驗(yàn)方法，采用切斷法測(cè)定鐵素體結(jié)晶粒徑。硬度測(cè)定根據(jù)JIS Z2245的洛氏硬度試驗(yàn)方法，測(cè)定JIS G3315中規(guī)定的位置的洛氏30T 硬度(HR30T)。測(cè)定點(diǎn)是對(duì)于1個(gè)試樣測(cè)定5點(diǎn)，計(jì)算它們的平均值。評(píng)價(jià)表面粗糙(退火后的平均鐵素體結(jié)晶粒徑)鋼板表面的表面粗糙的評(píng)價(jià)是首先將實(shí)施例的樣品如下所述地進(jìn)行DI制罐，從而評(píng)價(jià)。將層壓了 PET膜(膜厚16 μ m)的鋼板作為Φ 123的坯板，將Ist和2nd深拉的拉深比設(shè)為1. 74、1. 35，進(jìn)行拉深成型，再通過(guò)3段的變薄拉深將罐身部的板厚減少率為最大 49% (相當(dāng)于應(yīng)變1.4)，制罐成Φ52.64Χ高107. 6mm的罐。對(duì)制罐后的樣品，用NaOH溶液剝離層壓的膜，在加工度最高的部分測(cè)定罐身部鋼板表面的粗糙度，檢查最大高度Rmax。 本發(fā)明中，如下評(píng)價(jià)將低于最大高度Rmax 7.4ym記為表面粗糙少(◎)，將最大高度Rmax 7.4以上且低于9.5 μ m記為表面粗糙稍少(〇)，將9. 5μπι以上記為表面粗糙多(X)。本發(fā)明的評(píng)價(jià)對(duì)象是在未再結(jié)晶面積率為0. 5 5%的范圍，將脫離范圍的水準(zhǔn)設(shè)為評(píng)價(jià)對(duì)象外。耐壓強(qiáng)度測(cè)定使用DI罐用彎曲試驗(yàn)機(jī)測(cè)定耐壓強(qiáng)度。從罐的內(nèi)側(cè)加壓空氣，讀取彎曲時(shí)急劇下降的壓力作為耐壓強(qiáng)度。將加壓速度設(shè)為0. 7kgf/(cm2 · S)，將7. 3kgf/cm2以上記為優(yōu) (◎)、將低于7. 3大于等于6. 7kgf/cm2以上記為良(〇)、將低于6. 7kgf/cm2記為差(X)。加工發(fā)熱本發(fā)明為了在使用層壓鋼板的DI罐中實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)行的使用冷卻液的鍍錫DI罐的制罐速度同等的生產(chǎn)率，優(yōu)選調(diào)質(zhì)度為T3CA以下(以HR30T計(jì)60點(diǎn)以下)。加工發(fā)熱依存于鋼板強(qiáng)度，所以評(píng)價(jià)如下將退火后的HR30T在57以下記為加工發(fā)熱小(◎)，將大于57且60以下作為加工發(fā)熱在制罐時(shí)是沒(méi)有問(wèn)題的水平記為加工發(fā)熱稍小(〇)，將大于60記為加工發(fā)熱大(X)。熱軋鋼板的形狀熱軋鋼板的形狀通過(guò)目視確認(rèn)。對(duì)于因翹曲等形狀顯著不良的影響下ー個(gè)エ序的形狀，記為形狀不良(X)。以120°c/S冷卻吋，由于因冷卻不均引起的材質(zhì)的不均勻，導(dǎo)致了形狀變差。表2實(shí)驗(yàn) No.鋼記 號(hào)鋼坯丹加熱溫度 (0C)最終精軋溫度 CO卷取溫度 (0C)軋制后 冷卻開(kāi)始時(shí)間 (S)精軋冷卻速度 (0C /S)冷札壓下率 (%)退火溫度 (0C)最終完成板厚 (mm)HR30T耐壓強(qiáng)度 (kg/cm )Rmax (jUm)表層-1/4層結(jié)晶粒徑 (jUm)板厚 1/4 層-中央層結(jié)晶粒徑(パm)未再結(jié)晶面積率(%)熱禮鋼板的 形狀加工發(fā)熱耐壓強(qiáng)度表面粗糙備注1A12509305800.96091.47500.2446.76.412.711.711.70OOXX比較例2B12509205800.92091.47400.2450.86.511.410.210.00OOXX比較例3B12509205800.96091.47400.2452.76.69.89.09.00OOXX比較例4B12509205800.912091.47400.2453.06.68.58.38.80XOXO比較例5B12509205800.96091.47500.2452.36.610.79.59.20OOXX比較例6B12509205800.96091.47600.2450.66.612.110.410.30OOXX比較例7C12509005800.96091.47500.2460.2--木再結(jié)晶未再結(jié)晶30O---比較例BD12509005800.92091.47400,2452.56.68.38.08.30OOXO比較例9D12509005800.96091.47400.2454.06.75.97.07.50OOO◎?qū)嵤├?0D12509005800.912091.47400.2455.57.24.56.07.00XOO◎比較例11D12509005801.76091.47400.2452.06,610.910.510.50OOXX比較例12E12509005500.96091.47400.2456.07.34.27.68.00OO◎◎?qū)嵤├?3E12509305500.96091.47400.2457.07.34.77.37.70OO◎◎?qū)嵤┒?4E12508705500.96091.47400.2455.37.24.67.07.50OOO◎?qū)嵤├?5F12509005500.96091.47400.2457.27.37.07.38.60OO◎◎?qū)嵤├?6F12508605500.96091.47400.2458.27.37.27.58.60OO◎◎?qū)嵤├?7G12509105500.96091.47600.2453.56.89.38.810.70OOOO實(shí)施例18G12508725500.96091.47600.2453.46.99.38.710.90OOOO實(shí)施例19H12509005800.96092.37700.2263.47.48.18.38.20OX◎O比較例20H12509005800.96091.47700.2465.87.55.96.56.30OX◎◎比較例21H12509005800.96088.97700.3161.67.47.47.67.60OX◎O比較例
Oz 102597289 A l^a-ri 9/10 矧
〔009s
〔0099〕 菡鈽?gòu)z2￡1哲，鈄鈽溫國(guó)陣ー柱葙蕩準(zhǔn)輯過(guò)溝簿_粦錘，ー拄琳媧_輯氺> 澍鑿簿岡筠，爹到葙 S 結(jié)ΗσΙ ^ssiHIi^^s^^^ DI ^Ha鋼板的母板的性質(zhì)。另ー方面，No. 1 3中，表層部是粗大粒子，最大高度Rmax成為9. 5μπι以上，不適于DI罐用鋼板。另外，No. 19的鋼的Mn量為0.99%，大于本發(fā)明的技術(shù)方案中的0.6%。通過(guò)添加Mn，雖然鋼被細(xì)?；浅鯝STM的成分范圍(Mn ^0.6%)的元素添加將顯著損害耐腐蝕性。因此，從耐腐蝕性的觀點(diǎn)考慮，不優(yōu)選將這些鋼適用于罐用材料。產(chǎn)業(yè)上的可利用性由于本發(fā)明的罐用鋼板是高加工性且加工后的抗表面粗糙性優(yōu)異，所以例如作為食品、飲料罐中使用的罐容器材料很好地使用。
權(quán)利要求
1.一種抗表面粗糙性優(yōu)異的罐用鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)，含有C :0. 0040 0. 01%,Si 0. 05% 以下、Mn 大于 0. 3%且小于等于 0. 6%、P :0. 02% 以下、S :0. 02% 以下、 Al :0. 01 0. 10 %、N 0. 0015 0. 0050 %、Nb :0. 02 0. 12 %，剩余部分為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)；從鋼板表層到板厚的1/4厚度的軋制方向剖面鐵素體平均結(jié)晶粒徑為7μπι 10 μ m,從板厚的1/4厚度到板厚中央部的軋制方向剖面鐵素體平均結(jié)晶粒徑為15 μ m以下，并且，所述從鋼板表層到板厚的1/4厚度的軋制方向剖面鐵素體平均結(jié)晶粒徑比所述從板厚的1/4厚度到板厚中央部的軋制方向剖面鐵素體平均結(jié)晶粒徑小。
2.一種抗表面粗糙性優(yōu)異的罐用鋼板的制造方法，其特征在于，是制造權(quán)利要求1所述的抗表面粗糙性優(yōu)異的罐用鋼板的方法，其中，對(duì)具有如下成分的鋼坯進(jìn)行熱軋，在最終精軋后1秒以內(nèi)以50 100°C /s的冷卻速度進(jìn)行冷卻，在500°C 600°C的卷取溫度下卷取，接著，實(shí)施酸洗處理后，以90%以上的壓下率進(jìn)行冷軋，以再結(jié)晶溫度以上且800°C 以下的溫度實(shí)施連續(xù)退火；所述鋼坯的成分以質(zhì)量％計(jì)，含有C 0. 0040 0. 01 %、Si 0. 05%以下、Mn 大于0. 3%且小于等于0. 6%、P :0. 02%以下、S :0. 02%以下、Al :0. 01 0. 10%, N 0. 0015 0. 0050%, Nb :0. 02 0. 12%，剩余部分為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種抗表面粗糙性優(yōu)異的罐用鋼板及其制造方法。含有C0.0040～0.01％、Nb0.02％～0.12％。從鋼板表層到板厚的1/4厚度的軋制方向剖面鐵素體平均結(jié)晶粒徑為7μm～10μm，從板厚的1/4厚度到板厚中央部的軋制方向剖面鐵素體平均結(jié)晶粒徑為15μm以下。并且，從上述鋼板表層到板厚的1/4厚度的軋制方向剖面鐵素體平均結(jié)晶粒徑小于從上述板厚的1/4厚度到板厚中央部的軋制方向剖面鐵素體平均結(jié)晶粒徑。所述罐用鋼板通過(guò)在最終精軋后1秒以內(nèi)以50～100℃/s進(jìn)行冷卻、在500℃～600℃下卷取，實(shí)施酸洗處理后，以軋制率90％以上進(jìn)行冷軋，以再結(jié)晶溫度以上且800℃以下實(shí)施連續(xù)退火而得到。
文檔編號(hào)C22C38/12GK102597289SQ20108004892
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月29日
發(fā)明者中川祐介, 多田雅毅, 小島克己, 巖佐浩樹(shù) 申請(qǐng)人:杰富意鋼鐵株式會(huì)社