公开/公告号CN1111458A
专利类型发明专利
公开/公告日1995-11-08
原文格式PDF
申请/专利权人 新日本制铁株式会社;
申请/专利号CN94190396.6
申请日1994-11-21
分类号C22C38/14;B22D11/00;
代理机构中国国际贸易促进委员会专利商标事务所;
代理人全菁
地址 日本东京
入库时间 2023-12-17 12:35:46
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2001-01-10
专利权的终止未缴年费专利权终止
专利权的终止未缴年费专利权终止
1998-09-09
授权
授权
1996-04-17
实质审查请求的生效
实质审查请求的生效
1995-11-08
公开
公开
本发明涉及钢板制造过程中表面缺陷少的超低碳钢连续铸造板坯和超低碳钢薄钢板以及它们的制造方法，更详细地说，是涉及成形加工性优良，目前正大量使用的超低碳薄钢板。
因此，不仅与制造该钢板的制铁技术有关，还与使用它的汽车、家电、建材等广泛产业领域有关。
制钢中在精炼后用RH等真空脱气装置使碳减至最高为10ppm，进而添加Ti和Nb等碳氮化物形成元素使残存的碳固定的超低碳钢，即IF钢(无填隙钢：Interstitial Free Steel)深拉深性等加工性极优良，以汽车用为中心目前大量被使用。在该IF钢中添加P和Mn等固溶体强化元素而强化的IF系高强度薄钢板，也作为高强度薄钢板的主力钢种占据了稳固的地位。但是，该IF钢具有一些制造上的及制品方面的缺点。
关于制造上的缺点，首先要举出的是表面疵点。IF钢在制钢时要进行真空脱气，C-O平衡上的O变高，因而要进行脱氧。这种脱氧生成物很难完全去除而容易呈夹杂物残存。而且，连续铸造时的凝固几乎不包含碳，因而几乎没有固液共存区，温度变动等的不稳定直接影响钢板坯质量不稳定，使表面性状劣化。而且，IF钢接近纯铁成分，Ar3变态点高，不得不提高热轧精加工温度。因此，必定会产生表面疵点。这种严重状况，也可以从日本铁钢协会第126届秋季讲演大会中举办的“热轧及厚板轧制中表面疵点防止技术”的讨论会中，IF钢仍然被作为中心课题提出这一点可得知(例如，日本铁钢协会讲演概要集CAMP-ISIJ.vol.6.p.1328～1331及同p.1332-1335)。尽管举办了该讨论会，但都是现场对策，对症疗法的方法，仍没有从根本上解决问题。
作为这些缺点，对薄钢板来说，根据冷轧钢板、电镀钢板、热浸镀锌钢板和表面处理的不同而有好几种；对其表面处理性，IF钢一般表现敏感，特别是合金化熔融镀锌时对钢中成分有很强的影响。因此通常，冷轧钢板和合金化热浸镀锌钢板中一般要划分IF钢的种类。例如，合金化热浸镀锌钢板中是用镀锌特性较好的Nb添加IF钢，而冷轧钢板是用材质，特别是作为深拉深性指标的兰克福特值(ランクフオ一ド)(以下称r值)高的Ti添加IF钢，进行分别使用。IF系高强度钢板中也是同样。然而这种钢种的细分类化不利于作为钢铁工业基础的大量生产，它会大幅度降低经济性。
此外，IF钢由于是超低碳钢，因而在焊缝的热影响部位不能再现健全的金属组织，因此还具有像点焊时那样受热影响的部位的强度或疲劳特性劣化的缺点。为了解决这一问题，例如可举出在成分系上下功夫的例子(特公平4-2661号公报)。然而，一旦为此限定成分系，则其用途会受到限制，从加工性以外的其它观点考虑，具有不能有效地利用成分系等的缺点，而且由于要添加合金还会使经济性受损失。
关于像本发明那样具有复层的钢板，提出了许多专利申请。例如特开平4-191330号公报，特开平4-191331号公报中，至少公开了一层成分是含大量C、Mn、Si、P等的合金钢，具有耐压痕(デント)性等高强度。
然而，这些发明会使表内层的基本机械性质产生变化，在强度加工性等方面引出新的功能。因而一般表层厚度的比例较大。而且规定表层部位是高强度。在特公平6-47706号公报中叙述了在IF钢中进行表面渗碳的技术，但成品的渗碳层厚度大，而且其目的也不是像本发明那样是为克服制造过程中的缺陷。
关于具有像本发明那种复层的钢板的制造方法，例如，特开昭63-108947号公报公开了利用静磁场作为将注入铸模内的异种钢水金属隔开的手段的方法。在这种方法中，在与铸造方向垂直的方向上，遍布整个铸坯形成同样密度的磁力线延展的静磁场，以该静磁场为境界在其上下供给异种熔融金属。通过该静磁场抑制上下钢水池相互的混合，结果，上部钢水池的金属分离至表层，下部钢水池的金属分离至内层，凝固后则可获得复层铸坯。
本发明的目的是提供从根本上克服上述IF系薄钢板的各种缺陷，无论是性能还是经济性任何方面都确实优良的基础材料，上述缺陷为以下几方面：
1.由于IF钢薄钢板的碳少到接近纯铁的成分而引起的表面疵点；
2.由于表面处理的有无和差异导致冷轧钢板、电镀钢板、热浸镀锌钢板的钢种细分类化；
3.焊接部位的疲劳特性劣化等，制品强度不够。
为了解决上述诸问题，本发明采用了以下(1)～(38)项记载的板坯和钢板以及它们的制造方法。
(1)在热轧、冷轧、退火或表面处理工序中表面缺陷少的超低碳钢连续铸造板坯，它按质量比例(对以下成分含量均相同)含有：
Si≤1.5％，
Mn≤2.0％，
P≤0.15％，
Al＝0.01～0.15％，
N≤0.0050％，进而，表层还含有作为渗碳体存在的C0.01～0.08％，内层含C≤0.0050％，还进一步含有：
Ti＝0.02～0.10％，
Nb＝0.01～0.10％，
V＝0.02～0.10％，及
Zr＝0.03～0.10％中的1种或2种以上，碳实质上是以这些元素的碳化物形式存在，其余由Fe和不可避免的杂质构成。
(2)第(1)项中所述的在热轧、冷轧、退水或表面处理工序中表面缺陷少的超低碳钢连续铸造板坯，它在表内层中还进一步含有B＝0.0001～0.0015％。
(3)第(1)项中所述的超低碳钢连续铸造板坯，其特征在于，按质量比例，表层含有作为渗碳体存在的
C＝0.01～0.08％，
Mn＝0.1～0.4％，
P≤0.08％，
Al＝0.01～0.10％根据需要还含有：
Ti＝0.01～0.08％及
Nb＝0.01～0.08％中的1种或2种，其余由Fe和不可避免的杂质构成；而其内层含有：
C≤0.0050％，
Mn＝0.1～0.4％，
P≤0.08％，
Al＝0.01～0.10％还进一步含有：
Ti＝0.02～0.08％及
Nb＝0.01～0.08％中的1种或2种，其余由Fe和不可避免的杂质构成。
(4)第(3)项中所述的超低碳钢连续铸造板坯，它在表内层中还进一步含有B＝0.0001％～0.0010％。
(5)第(1)～(4)项中任何一项所述的超低碳钢连续铸造板坯，板坯中表层部分的厚度，两面合并在一起，为内层部分的5～15％。
(6)第(5)项中所述的超低碳钢连续铸造板坯，板坯中表层部分的厚度，两面合并在一起，为内层部分的5.0～9.0％。
(7)钢板制造过程中表面缺陷少的超低碳薄钢板，其特征在于，它按质量比例含有：
Si≤1.5％，
Mn≤2.0％，
P≤0.15％，
Al＝0.01～0.15％，
N≤0.0050％，进而，表层还含有以渗碳体存在的C0.01～0.08％，内层含C≤0.0050％，还进一步含有：
Ti＝0.02～0.10％，
Nb＝0.01～0.10％，
V＝0.02～0.10％，及
Zr＝0.03～0.10％中的1种或2种以上，碳实质上是以这些元素的碳化物形式存在，其余由Fe和不可避免的杂质构成。
(8)第(7)项中所述的超低碳薄钢板，它在表内层中还含有B＝0.0001～0.0015％。
(9)第(7)项中所述的超低碳薄钢板，按质量比例，其表层含有：
C＝0.01～0.08％，
Mn＝0.05～0.40％，
Al＝0.01～0.10％，
N≤0.0050％其余由Fe和不可避免的杂质构成；其内层含有：
C≤0.0050％，
Mn＝0.05～0.40％，
Al＝0.01～0.10％，
N≤0.0050％
Ti＝0.02～0.08％其余由Fe和不可避免的杂质元素构成。
(10)第(9)项中所述的超低碳薄钢板，按质量比例，其表层含有：
C＝0.01～0.08％，
Mn＝0.05～0.40％，
Al＝0.01～0.10％，
N≤0.0050％
B＝0.0001～0.0010％，其余由Fe和不可避免的杂质元素构成；其内层含有：
C≤0.0050％，
Mn＝0.05～0.40％，
Al＝0.01～0.10％，
N≤0.0050％
Ti＝0.02～0.08％
B＝0.0001～0.0010％其余由Fe和不可避免的杂质元素构成。
(11)第(7)项中所述的超低碳薄钢板，按质量比例，其表层含有：
C＝0.01～0.08％，
Mn＝0.1～0.4％，
P≤0.08％，
Al＝0.01～0.10％根据需要，还含有：
Ti＝0.01～0.08％及
Nb＝0.01～0.08％中的1种或2种，其余由Fe和不可避免的杂质构成；而其内层含有：
C≤0.0050％，
Mn＝0.1～0.4％，
P≤0.08％，
Al＝0.01～0.10％还进一步含有：
Ti＝0.02～0.08％及
Nb＝0.01～0.08％中的1种或2种，其余由Fe和不可避免的杂质构成。
(12)第(11)项中所述的超低碳薄钢板，其表内层中还进一步含有B＝0.0001～0.0010％。
(13)第(7)～(12)项中任何一项所述的超低碳薄钢板，薄钢板中表层部分的厚度，两面合并在一起，为内层部分的8％以下。
(14)第(13)项中所述的超低碳薄钢板，薄钢板中表层部分的厚度，两面合并在一起，为内层部分的2-8％。
(15)在热轧、冷轧、退火或表面处理工序中表面缺陷少的超低碳钢连续铸造板坯的制造方法，其特征在于，相对于注入连续铸造铸模内的钢水，由其弯液面在铸造方向下方的位置上，外加横切于铸坯厚度的直流磁场从而形成直流磁场带，由其直流磁场带划分成上部的钢水池和下部的钢水池进行铸造，由表层和内层组成的不同的钢形成复层铸坯的连续铸造方法中，将按质量比例含有：
C≤0.0050％，
Si≤1.5％，
Mn≤2.0％，
P≤0.15％，
Al＝0.01～0.15％
N≤0.0050％，其余由Fe和不可避免的杂质构成的钢水注入连续铸造铸模内，在由此形成的以直流磁场带划分的上部钢水池的上面供给含碳的粉末，使表层中含C为0.01～0.08％，进而在下部的钢水池中插入用Fe包覆的线状的含有Ti、Nb、V、Zr中1种或2种以上的合金，从而使内层中含有：
Ti＝0.02～0.10％，
Nb＝0.01～0.10％，
V＝0.02～0.10％，及
Zr＝0.03～0.10％中的1种或2种以上。
(16)第(15)项中所述的在热轧、冷轧、退火或表面处理工序中表面缺陷少的超低碳钢连续铸造板坯的制造方法，其中，在表内层还进一步含有B＝0.0001～0.0015％。
(17)第(15)或(16)项中所述的超低碳钢连续铸造板坯的制造方法，其中规定，注入连续铸造铸模内的钢水中的碳为0.0025％以下，内层中含Ti＝0.025～0.040％，而且热轧加热温度为1100℃以下。
(18)第(17)项中所述的超低碳钢连续铸造板坯的制造方法，其中，内层中含有Nb＝0.01～0.02％。
(19)第(15)～(17)项中任何一项所述的超低碳钢连续铸造板坯的制造方法，其中，粉末中含有C＝0.5～10％。
(20)第(15)项中所述的热轧、冷轧、退火或表面处理工序中表面缺陷少的超低碳钢连续铸造板坯的制造方法，其特征在于，相对于注入连续铸造铸模内的钢水，由其弯液面在铸造方向下方的位置上，外加横切于铸坯厚度的直流磁场从而形成直流磁场带，由其直流磁场带划分成上冰的钢水池和下部的钢水池进行铸造，由表层和内层组成的不同的钢形成复层铸坯的连续铸造方法中，将按质量比例含有：
C≤0.0050％，
Mn＝0.1～0.4％，
P＝0.08％，
Al＝0.01～0.10％，根据需要，还进一步含有
Ti＝0.01～0.08％及
Nb＝0.01～0.08％中的1种或2种，其余由Fe和不可避免杂质构成的钢水注入连续铸造铸模内，在由此形成的以直流磁场带划分的上部钢水池的上面供给含碳的粉末，使板坯表层中含C为0.01～0.08％
(21)第(20)项中所述的超低碳钢连续铸造板坯的制造方法，其中，在表内层还进一步含有B＝0.0001～0.0010％。
(22)第(21)或(22)项中所述的超低碳钢连续铸造板坯的制造方法，其中，在粉末中含C＝0.5～5％。
(23)钢板制造过程中表面缺陷少的超低碳薄钢板的制造方法，其特征在于，相对于注入连续铸造铸模内的钢水，由其弯液面在铸造方向下方的位置上，外加模切于铸坯厚度的直流磁场从而形成直流磁场带，由其直流磁场带划分成上部的钢水池和下部的钢水池进行铸造，由表层和内层组成的不同的钢形成复层铸坯的连续铸造方法中，将按质量比例含有：
C≤0.0050％，
Si≤1.5％，
Mn≤2.0％，
P≤0.15％，
Al＝0.01～0.15％
N≤0.0050％，其余由Fe和不可避免的杂质构成的钢水注入连续铸造铸模内，在由此形成的以直流磁场带划分的上部钢水池的上面供给含碳的粉末，使表层中含C为0.01％～0.08％，进而在下部的钢水池中插入用Fe包覆的线状的含有Ti、Nb、V、Zr中1种或2种以上的合金，从而使内层中含有：
Ti＝0.02～0.10％，
Nb＝0.01～0.10％，
V＝0.02～0.10％，及
Zr＝0.03～0.10％中的1种或2种以上，制得超低碳钢连续铸造板坯，其后，再将该连续铸造板坯用普通方法进行热轧或热轧·酸洗·冷轧、再结晶退火或热轧·酸洗·冷轧·表面处理。
(24)第(23)项中所述的超低碳薄钢板的制造方法，其中，在其表内层还进一步含有B＝0.0001～0.0015％。
(25)第(23)项中所述的超低碳薄钢板的制造方法，其中，将按质量比例含有：
C≤0.0050％，
Mn＝0.05～0.40％，
Al＝0.01～0.10％，
N≤0.0050％其余由Fe和不可避免的杂质元素构成的钢水出钢，然后在连续铸造过程中，在铸模部分设置电磁制动器，通过在铸模上面使用含C的粉末使表层中含有C：0.01～0.08％，进而通过插入用Fe包覆的线状Ti合金使内层中含有Ti：0.02～0.08％，铸成板坯，然后进行通常的热轧。
(26)第(25)项中所述的超低碳薄钢板的制造方法，其中，将按质量比例含有：
C≤0.0050％，
Mn＝0.05～0.40％，
Al＝0.01～0.10％，
N≤0.0050％
B＝0.0001～0.0010％其余由Fe和不可避免的杂质元素构成的钢水出钢，然后在连续铸造过程中，在铸模部分设置电磁制动器，通过在铸模上面使用含C的粉末使表面中含有C：0.01～0.08％，进而通过插入用Fe包覆的线状Ti合金使内层中含有Ti：0.02～0.08％，铸成板坯，然后进行通常的热轧。
(27)第(23)项中所述的在钢板制造过程中表面缺陷少的超低碳薄钢板的制造方法，其特征在于，相对于注入连续铸模内的钢水，由其弯液面在铸造方向下方的位置上，外加横切铸坯厚度的直流磁场从而形成直流磁场带，由该直流磁场带划分成上部的钢水池和下部的钢水池进行铸造，由表层和内层组成的不同的钢形成复层铸坯的连续铸造方法中，将按质量比例含有：
C≤0.0050％，
Mn＝0.1～0.4％，
P＝0.08％，
Al＝0.01～0.10％，根据需要，还进一步含有：
Ti＝0.01～0.08％及
Nb＝0.01～0.08％中1种或2种，其余由Fe和不可避免杂质构成的钢水注入连续铸造铸模内，在由此形成的以直流磁场带划分的上部钢水池的上面供给含碳的粉末，使板坯表层中含C为0.01～0.08％，制得超低碳钢连续铸造板坯，其后再将该连续铸造板坯用普通方法进行热轧或热轧·酸洗·冷轧·再结晶退火或热轧·酸洗·冷轧·表面处理。
(28)第(27)项中所述的超低碳薄钢板的制造方法，其中，在其表内层还进一步含有B＝0.0001～0.0010％。
(29)第(23)～(28)项中任一项所述的超低碳薄钢板的制造方法，其中，在连续热浸镀锌流线中用普通方法施以热轧，酸洗、冷轧、再结晶退火及镀锌。
(30)第(23)～(29)项中任何一项所述的超低碳薄钢板的制造方法，其中，在连续热浸镀锌流线的处理中，施以镀锌之后，再用普通方法施以锌相的合金化处理。
(31)第(23)～(30)项中任何一项所述的超低碳薄钢板的制造方法，其中，上述热轧，是用普通方法对上述连续铸造板坯进行热轧，即包括：于1050～1200℃直接热轧或者是加热后进行粗轧、精轧，但是精轧终了温度在Ar3变态点以上或者在不出现リジンゲ状粗糙表面的范围内也可以在Ar3变态点以下，并冷却，然后在550～690℃左右卷绕成卷状，然后冷却，根据情况经过酸洗，适当精整处理后做成热轧钢板或热轧卷材。
(32)第(31)项中所述的超低碳薄钢板的制造方法，其中，上述精轧终了温度为[Ar3变态点-20]～950℃。
(33)第(23)～(32)项中任何一项所述的超低碳薄钢板的制造方法，其中，在上述热轧·酸洗·冷轧·再结晶退火中，冷轧是用普通方法进行，即包括：将上述经过酸洗的热轧卷材以冷轧率60～85％进行冷轧，然后再结晶退火是在650～750℃、1～20小时的退火条件下进行箱式退火或者在700～900℃、10秒～10分钟的退火条件下连续退火，做成冷轧钢板或冷轧卷材。
(34)第(23)～(33)项中任一项所述的超低碳薄钢板的制造方法，其中，上述热轧·酸洗·冷轧·表面处理中，表面处理是用普通方法将上述冷轧卷材通过电镀锌流线或电镀合金锌流线，制成电镀锌钢板或电镀合金锌钢板。
(35)第(34)项中所述的超低碳薄钢板的制造方法，其中，上述电镀锌是通常的纯锌镀敷。
(36)第(34)项中所述的超低碳薄钢板的制造方法，其中，上述电镀合金锌是以锌为主的Zn-Ni合金锌镀敷。
(37)第(23)～(33)项中任何一项所述的超低碳薄钢板的制造方法，其中，在上述热轧·酸洗·冷轧·表面处理中，表面处理是用普通方法将上述冷轧状态的卷材直接在700～900℃、10秒～10分钟的条件下通过连续热浸镀锌流线从而制成热浸镀锌钢板。
(38)第(23)～(33)以及(37)项中任何一项所述的超低碳薄钢板的制造方法，其中，在上述热轧·酸洗·冷轧·表面处理中，表面处理是用普通方法将上述冷轧状态的板卷直接在700～900℃，10秒～10分钟的条件下通过连续热浸镀锌流线从而制成热浸镀锌钢板，其后在槽中的浸入温度420～480℃、合金化条件480～600℃，1～60秒、调质轧制0.2～2％、锌的镀敷量20～120g/m2的条件下，制成合金化热浸镀锌钢板。
以下详细说明本发明。
本发明是打算在连续铸造作业中巧妙地有效利用钢水上面保温等中使用的含碳粉末。在连续铸造铸模下部设置电磁制动器，由于电磁制动器的效果使表内层分离，通过其作用将从粉末混入的碳仅仅渗入板坯表层，于是，通过这种碳的效果就可根本上解决热轧·冷轧·退火时产生的表面疵点或其它表面缺陷。这种表面缺陷中虽有许多种，但除通常的起鳞性缺陷和液膜脆化缺陷之外，热轧加热时的表层极微小的裂纹、微小的起鳞性疵点，或微小的鳞片残存等，成为原因，在后续工序中对于成为疵点或表面缺陷明显化等广范围的表面缺陷都是有效的。
而且，基于凝固状态的改善，也可期待克服表面缺陷。也就是，以前的IF钢，在成分上固液共存域极少，小的温度变动就出现凝固壳厚度的变动，对固液界面的偏析带来影响，容易产生粉末卷入·板坯纵裂纹等缺陷。然而，像本发明这样向表面层添加碳并在铸模中凝固，由于是Fe-C合金的凝固，因而可充分确保固液共存域，很难产生这种不均匀，因而，表面缺陷大大地降低。
也就是，本发明中，首先规定表层部分的C为0.01～0.08％，实质上规定为渗碳体。因此，在连续铸造模型内凝固时表层部分呈现相当于低碳铝镇静钢的成分以致凝固壳的形状键全化，使连续铸造板坯的表层部的微小裂纹和偏析极小化，从而减少表面缺陷源。其次，在热轧时，接近纯铁的普通IF钢，在轧辊等上易产生发热胶着，而本发明钢在板坯中是渗碳体的碳化物溶解，作为固溶碳存在，因而不产生由于固溶碳少而引起的热轧疵点。而且，由于这种固溶碳以及低温下渗碳体存在，因而具有某种程度的高温～中温～常温的强度，在以下工序中产生的处理疵点也比通常的低碳铝镇静钢少。
而且，表层的成分相当于低碳铝镇静钢成分，作为制品的特性也大大改善。表层接近纯铁的以前的IF钢成分，疲劳强度必定很低。而且当受到焊接等热影响时，这种劣化更严重。然而，本发明钢，支配疲劳和弯曲成形的表层部相当于普通的低碳铝镇静钢，因此这类问题可大大得到改善。
内层的成分及除碳以外的表层成分，由确保作为IF钢的强度及加工性来决定。
也就是，C必须规定为0.0050％以下，优选0.0030％以下。如果超过0.0050％，则难以得到足够的加工性，特别是r值、延伸值。Si，是固溶体强化元素，高强度钢板的情况下宜于使用1.5％以下。只是，Si在低温下生成稳定的氧化皮膜，进行退火时的还原的热浸镀锌中容易产生镀不上的现象。因此希望尽力避免。这种情况下，杂质应该限制在低碳钢板的普通水平0.03％以下。然而，在还原方面下功夫的情况下，即使添加一些也无妨。
Mn的添加量为2.0％以下，或者低碳钢板的情况下添加0.05～0.4％。Mn也是固溶体强化元素，强化好则延性及r值的劣化则少。从此观点考虑，高强度钢板的情况下，添加0.20％以上2.0％以下。不足0.2％时Mn引起的强化无实质效果。不足0.05％时不能充分地使作为杂质的S以MnS形式固定，表层脆化，成为热轧时的表面缺陷的原因。低碳钢板的情况下，添加量为0.05～0.25％。
Mn的下限，由将作为杂质的S以MnS形式固定来决定。为了更稳定，不可避免的杂质的S规定在0.011％以下，优选0.010％以下，而且最好规定Mn/S在10以上。
P也是固溶体强化元素，用于为使钢强化的高强度钢板的情况。然而，P会引起晶界脆化，助长后述的二次加工性劣化，因而添加量规定为0.15％以下，优选0.080％以下。低碳钢板的情况下不需要P，希望在0.02％以下。
Al用作脱氧剂，作为其残渣包含在钢中。不足0.01％时不能进行充分脱氧，钢的夹杂物增加，出现表面缺陷，或者产生材质劣化。相反，Al量超过0.10％，则钢的纯净度恶化，仍然会出现表面缺陷、内部缺陷。
N规定在0.0050％以下。一旦含量超过此值，细微的A1N等氮化物会影响钢的再结晶行为，使材质劣化。
内层中，为了固溶碳的固定，使其含有：Ti＝0.02～0.10％，优选0.02～0.08％；Nb＝0.01～0.10％，优选0.01～0.08％；V＝0.02～0.10％及Zr＝0.03～0.10％中的1种或2种以上。当不足各自的下限值时，碳固定不充分，内层不具有作为IF钢的性能。这种情况下，Ti、Nb等的添加量，并不是只要与碳成原子量论的等价量就行，而是考虑碳化物析出的速度论，即动力学，添加的量必须比碳的当量多。而且，各自的上限值时其效果几乎饱和，一旦超过此值则不利于经济性。这些值由碳含量和后续工序中的条件所左右，而综合考虑规定碳为0.0025％以下，选择Ti作为碳化物形成元素，规定Ti为0.025～0.040％，进而规定热轧加热温度为1100℃以下，则可获得优良材质。在这种条件下，根据情况如果添加Nb0.01～0.02％，还可期待进一步提高材质。
在薄钢板中，深拉深加工后进行扩口加工等2次加工时，往往产生已成形的壁部脆性破坏的2次加工脆性或称之为纵裂纹的特有缺陷。这被认为是，IF钢的晶界强度劣化的原因，作为其对策，根据需要，添加B为0.0001～0.0015％，优选0.0001～0.0010％，认为B能使材质劣化成为最小，能提高晶界的强度。不足下限值时，没有2次加工性改善效果。如果超过上限值则材质劣化变大。最好是在0.0008％以下。
以上是有关本发明钢板坯的内容。
为了获得具有以上成分的钢板坯，首先，在转炉中炼钢后，用真空脱气装置等获得含C≤0.0050％、Si：1.5％以下、Mn：2.0％以下、P：0.15％以下、Al：0.01～0.15％、N：0.0050％以下，其余由Fe及不可避免的杂质构成的钢，随后将它连续铸造。表层是低C-Al-K钢，机械性能也良好，还可在最终制品中残存某种厚度。
另一方面，在表层中还进一步添加Ti和/或Nb的情况下，表层有TiC这样的析出物使钢硬质化，因此表层仅被利用于提高机械性质和防止工序缺陷。这种情况下，最终制品上还是以不残存表层为好。否则，根据残存的比例，机械性质变差。表层的厚度，应为最终制品中无残存程度(鳞落程度)的薄表层。
作为表层中的C添加方法及内层中的Ti、Nb、V和Zr中1种或2种以上的添加方法，在连续铸造中，如图1所示，在连续铸造装置的铸模1部中设置电磁制动器2，相对于从浇包3经由中间流槽4后由浸渍嘴5注入连续铸造铸模1内的钢水，由其弯液面在铸造方向下方的位置上，外加横切于铸坯6厚度的直流磁场从而形成直流磁场带，在由该直流磁场带划分出的上部钢水池7的上面供给含C的粉末8，使铸坯6的表层9中含有C。进而在下部的钢水池10中，通过金属线供给装置11，插入用Fe包覆的线状含有Ti、Nb、V和Zr中的1种或2种以上的合金，使铸坯6的内层12中含有Ti、Nb、V和Zr的1种以上。一旦如此进行连续铸造，由于电磁制动器的效果使表内层分离，则可得到规定成分的板坯。由金属线供给的合金，调整其金属线的铁包覆厚度、供给速度等，使其能进入铸模的下池中。金属线可为1根或多根。而且，金属线可以是Ti、Nb、V和Zr单独使用也可混合使用。
作为粉末成分，只要是含C为0.5～10％或0.5～5％左右的就行。粉末成分的一例是：SiO2：29％，Al2O3：7％。CaO：30％，Na2O：13％，F-：7％，C：2.5％。
板坯中表层的厚度，两面合并在一起，为内层的5～15％。不足5％时很难显现出表层的效果，而超过15％时内层的高加工性，作为全体不能发挥。最好为5～10％或5～9％。而且，这种内外层厚度的控制，用已叙述的方法就可充分地获得。
板坯的连续铸造法，当然有垂直弯曲，水平弯曲等型式。还可以用50mm左右的薄壁连续铸造。
制成板坯后，施以热轧件火焰清理或冷轧件火焰清理的情况下，考虑火焰清理的代价，应控制碳高的表层厚度。
本发明中按此可获得提高碳浓度的表层，从而减少表面缺陷源。
其次，在热轧时，由于其成分与超低碳钢那样软而且容易对轧辊产生发热胶着的成分不相同，是含普通碳的成分，因而难以产生热轧疵点。而且，与超低碳钢不同，它具有大致高温～中温～常温的强度，因而可以期待在以下工序的处理中大大减少疵点的产生。
这种钢板坯在其后进行热轧。作为热轧，经过加热、粗轧、精轧、输出辊道中的冷却等卷绕成卷状。热轧时也可以不通过加热炉直接热轧(DR)和将温片插入加热炉中的温片插入法(HCR)。经过加热炉的情况下，加热温度可以是通常的加热温度，为1050～1200℃左右。
表层的碳添加区域相当大的部分在该加热过程中剥落。因此，即使到最终工序仍保持厚度比例因而不会对材质带来坏影响。然而，一旦过度剥落则会使表面缺陷防止效果减少，因此热轧的加热，最好规定在1150℃以下，在炉为120分钟以下。进而在1100℃以下进行低温加热则可获得材质方面的提高。
热轧可以是全连续式，半连续式或其中间形式中任何一种都行。精加工终了温度通常在Ar3变态点以上，但在不出现リジンク状粗糙表面范围内，Ar3变态点以下的轧制也行。卷取温度对材质影响很大，温度越高材质越好。因而，希望卷取温度在680℃以上。
然而，高温卷取容易产生酸洗性不良，而且，板卷端部被急冷，该部位的材质劣化，并成为材质不均匀的原因。因而卷取温度最好规定为550～690℃左右。卷取后将板卷冷却，根据情况酸洗，经过适当的精整处理后，制成热轧钢板或热轧板卷运出。
经过酸洗的热轧板卷施以冷轧后再结晶退火，制成冷轧板卷。冷轧率在通常的如60～85％的范围内就行。再结晶退火可通过箱式退火或连续退火进行。其退火条件为，箱式退火时为650～750℃，1～20小时，连续退火时为700～900℃，10秒～10分钟。箱退火及连续退火的类型不限。冷轧卷材可直接以冷轧钢板做成制品，或者通过电镀锌流线制成电镀锌钢板。作为电镀锌，除通常的纯锌镀敷外，也可以施以锌为主的Zn-Ni等的合金锌镀敷。
还可以将冷轧形态的卷材通过连续热浸镀锌流线制成热浸镀锌钢板。该情况下的加热条件和连续退火条件相同。
热浸镀锌时在锌槽中浸渍后，还可以将500℃中再加热的镀敷层换成与Fe的合金相，也就是合金化热浸镀锌。这种情况下，由于与钢中成分有关系，锌的粘附性、合金化状况(合金化热浸镀锌时)受到影响，本发明的表层改善效果对这种镀锌性(粘附性和合金化状况)也有良好影响。
也就是，热浸镀锌钢板的情况下，由于与钢中成分有关系，在锌的粘附性和合金化热浸镀锌时使合金化的状况受影响，以前的IF钢，特别是IF系高强度钢板，必须有选择特别的成分系等措施。然而本发明却不需要任何特别的措施。就连钢种都未必需要划分成热轧钢板、冷轧钢板、电镀锌钢板，这是本发明的最大效果之一。作为热浸镀锌钢板或合金化热浸镀锌钢板，即使不施以特别的处置，锌的粘附性及Zn、Fe的合金化行为也极为优良。成品时的表层厚度，由于热轧时铁鳞生成及剥离而减少，表里合在一起，为内层的2～8％。
表层中还含有Ti及Nb中的1种或2种的情况下，相应于最终制品中表层残存的比例其机械性质恶化，因而以最终制品中不残存表层为好，因此规定为8％以下。
以下简单说明附图。
图1示出实施例中所用的具有电磁制动器和金属线供给装置的连续铸造机概略图。
图2是按照本发明板坯的概略断面图。
图3是表示实施例板坯的1/4宽度部位的厚度方向C成分分布图。
图4是表示点焊部位的疲劳试验结果的S-N线图。
以下说明实施例。
实施例1
将含有0.0025％C-1.21％Mn-0.044％P-0.033％Al-0.0016％N-0.0006％B的钢在转炉-RH真空脱气工序中熔炼，随之进行连续铸造。连续铸造机中，如图1所示，在铸模1部设置有电磁制动器2和合金添加用的金属线供给装置11。金属线用Fe包覆着，借助于其厚度和供给速度，向下部钢水池10添加合金。合金由Ti，Nb的混合物构成。粉末8采用以SiO2：30％、Al2O3：7.5％，CaO：30％、Na2O：12％、F-：6.5％、C：2.5％为主成分的粉末。电磁制动器的电磁力为0.5T。板坯的拉制速度为1.5/秒。
于是，表层9的C量为0.022％，内层12的Ti量为0.041％，内层Nb量为0.018％。成分分析是，表层是从除去板坯表层的铁鳞层后深度为3mm的部位取样进行的化学分析；内层是从1/4厚度部位附近取样进行的化学分析。获得大小为280×1600mm×11500mm的板坯。
如图2所示，取板坯的一部分进行断面观察，结果是，全厚的280mm中，表层(上部)为8.9～10.1mm，表层(下部)为9.5～10.8mm。表层部的厚度占整个厚度的6.7～7.4％。也就是，表层厚度，两面合并在一起，为内层的7.2～8.0％。
将如此获得的具有成分差的板坯的一部分取样，进行断面成分分布等调查。如图3所示，其分布为：板坯表层部位的C为0.02～0.024，内层部位为0.0023～0.0028％。另一方面，表层部位没检测出Ti和Nb，内层部位各自的平均值为0.041％和0.018％，呈稳定分布。表层部的碳化物，由光学显微镜的观察结果和扫描型电子显微镜的元素分析可判断为渗碳体。此外，关于内层部位，对析出物的萃取物用扫描型电子显微镜进行元素分析，结果多数观察到能检测出的Ti、Nb和检测不出的Fe、Mn、S等细微的物质，由此可判断为Ti、Nb碳化物。由光学显微镜观察可认为在内层没有渗碳体。
将剩余的板坯继续以加热温度1080～1150℃、精轧终了温度880～915℃、卷取温度670～690℃下进行热轧。热轧板厚为4.0mm。酸洗后，选择1卷，进行1％的调质轧制后取样，进行材质、品质调查。为调查此板卷的表面品质，在检查线以低速进行板卷回程通过。检查是在表里两面进行。
剩余的酸洗热轧板卷进行冷轧(冷轧率为80％)直至0.8mm。冷轧带卷中有5卷进行连续退火，6卷通过连续热浸镀锌流线，各自制成冷轧钢板及热浸镀锌钢板。连续退火条件规定为：升温速度10℃/秒，均热850℃、50秒，调质轧制1.0％。连续热浸镀锌流线是由无氧化加热炉—还原炉—Zn槽—合金化炉—调质轧机构成；升温速度25℃/秒，最高到达温度860℃，浸入槽中的温度460℃，合金化条件500℃、1秒，调质轧制1.0％，锌镀敷量45g/m2(每1侧)。
将全部板卷低速通过检查线，详细检查表里两面。
表1示出表面缺陷的检查结果及材质试验结果。此外，表面等级称为1级者，是作为要求最严格的用途的汽车外板用基准。
作为比较用的钢，是标准制造的IF系高强度钢，其成分为：C＝0.0017～0.0033％，Si＝0.01～0.03％、Mn＝1.1～1.3％、P＝0.35～0.048％、Ti＝0.015～0.025％、Nb＝0.025～0.035％，Al＝0.031～0.040％、N＝0.0016～0.0029％，B＝0.0002～0.0006％；热轧、冷轧、退火条件及尺寸，选择尽可能与实施例钢相近的条件，至少是50卷以上的数据平均值。
如表1所示，机械试验值，在本发明钢和比较钢之间没有任何差异。本发明钢也继承了IF系高强度钢所具有的极良好的材质。
其次可清楚地看出，关于表面缺陷，只要是本发明钢，热轧钢板、冷轧钢极及合金化热浸镀锌钢板中任何一种都可发现有显著的改善。相对于作为比较的IF系高强度钢中热轧钢板为几％，冷轧钢板及热浸镀锌钢板实际上是超过10％的不良率，而本发明钢都在3％以下。在这些不良品中还包括因镀敷而产生的浮疵这种极轻微缺陷所造成的不良品，这在以前的IF系高强度钢中是根本不可能解决的。从表1也可看出镀敷钢板的镀敷特性也有大大的改善。而且这些热轧钢板、冷轧钢板、热浸镀锌钢板尽管是由相同的钢种制造，也能得到改善，从这一点可以说，由于能实现钢种集中等，故能取得最大的特征和效果。
表1
*1采用JIS Z2201 5号试验片，按照JIS Z2241实施。而且，取样是由板卷纵向5处取样，用其平均值表示。
*2求出不良部位的长度，用全长除之得到的比例(％)。
*3粉末化的评价是进行埃里克森伸出，用压带剥取镀层，求出减少的重量，对其进行10点评价。(←1〔良
好〕，10〔不良〕→)出厂基准是评点4以下。(评点5-7转换用途出厂)取样是由板卷纵向5处取样，用
其平均值表示。
实施例2
按与实施例1同样方法制造表2中示出的具有表层、内层成分差异的钢板坯。任何一种都是本发明例板坯。板坯厚为280mm，1侧的表层厚为6～8mm。上部表层厚和下部表层厚合计为13.5～15.5mm。每批装料中适当选择数个板坯，分别制成热轧钢板、冷轧钢板、合金化热浸镀锌钢板。表3和表4中示出各自的工艺条件及其钢板的机械试验值和表面等级。从表3和表4可清楚地看出，各钢板全部都是，低碳钢呈软钢状态，高强度钢板保持高强度钢板及超低碳IF钢所具有的良好加工性。还可看出表面质量也极好(关于用作比较的普通钢材，参看实施例1的表1)。
表2
质量％
表3
表4
表3和表4中，符号*1～*5表示以下意义。*1：冷轧钢板的情况下，连续退火的均热条件；热浸镀锌钢板的情
况下，还原炉中的条件。*2：冷轧钢板的情况下，均热保持时间；热浸镀锌钢板的情况下，还
原炉的滞留时间。*3：采用JIS Z2201 5号试验片，按照JIS Z2241实施。*4：求出不良部位的长度，用全长除之得到的比例(％)。表里平均。*5：粉末化的评价是进行埃里克森伸出，用压带剥取镀敷层，求出减
少的重量进行10点评价(←1[良好]10[不良]→)。
出厂基准是在评点4以下(评点5～7转换用途出厂)。
取样是由板卷纵向方向5处取样，用其平均值表示。
实施例3
然后，对这种钢的制品的性能，调查IF系高强度钢中成为问题的点焊部位的疲劳强度。试样采用本发明实施例1的表1中No.2冷轧钢板。作为比较例，采用直至表层大致与该钢的内层成分相同的一般IF系高强度冷轧钢板和P添加低碳铝镇静冷轧钢板。焊接条件，按照标准条件，点焊熔核直径为3.6mm且不产生分散的最大电流条件进行焊接。疲劳试验采用油压伺服机的单轴电动机。图4中示出振幅最大载荷(用板厚除后)与重复次数之间的关系，其结果。由图可清楚地看出，本发明钢板具有几乎能与P添加低碳铝镇静钢冷轧钢板相比美的高疲劳极限强度，以及时间强度，与此相比较，IF系高强度冷轧钢板仍然是低10～20％的值。
实施例4
将表5中示出的4种钢在转炉—RH真空脱气工序中熔炼，随之进行连续铸造。连续铸造机中，如图1所示，在铸模1下部设置有电磁制动装置2。粉末，采用的是以SiO2：29％，Al2O3：7％，CaO：3％，Na2O：13％，F-：7％，C：2.5％为主成分的粉末。电磁制动器的电磁力为1.5。板坯的拉制速度为1.9min，板坯厚度为280mm。
于是，表层的C量为0.026～0.030％，采取板坯的一部分，进行断面观察，结果发现，全厚的280mm中，表层(上部)为6.3～7.7mm，表层(下部)为6.6～7.4mm，(但是，范围是板坯厚度方向的变动)。
将由此制得的板坯，不对表面层进行火焰清理，在加热温度1080～1170℃、精轧终了温度890～926℃、卷取温度650～700℃下进行热轧。热轧板厚定为4.0mm。酸洗后选择2卷进行1％的调质轧制后取样，进行材质、品质调查。而且，为了调查该板卷的表面质量。在检查线以低速进行板卷回程通过。对表里两面进行检查。
剩余的酸洗热轧板卷进行冷轧(冷轧率为80％)直至0.8mm。从冷轧板卷中适当选择8卷，以连续退火进行退火。而且，另外9卷通过连续热浸镀锌流线。连续退火条件为：升温速度10℃/秒，均热850℃、50秒，调质轧制为0.8％。而连续热浸镀锌流线是由无氧化加热炉—还原炉—Zn槽—合金化炉—调质轧制机构成，升温速度25℃/秒，最高到达温度850℃，浸入槽中的温度460℃，合金化条件500℃、10秒、调质轧制0.8％，锌镀敷量45g/m2。
将全部板卷低速通过检查线，详细检查表里两面。
表6示出表面缺陷的检查结果及材质试验结果。此处，称为1级者，是作为最严格用途的汽车外板用基准。
作为比较用的钢，是标准制造的IF钢，其成分为C＝0.0018～0.0031％，Mn＝0.12～0.18％，Al＝0.029～0.036％、N＝0.0018～0.0029％、B＝0.0002～0.0006％；热轧、冷轧、退火条件及尺寸，选择尽可能与实施例钢相近的条件，至少是50卷以上的数据平均值。
表5本发明的实施例钢块成分 (质量％)
表6
机械试验值及表面品位
表6中，符号*1和*2表示以下内容。*1：采用JIS Z2201 5号试验片，按照JIS Z2241实施。取样是
在板卷纵向5处进行，用其平均值表示。*2：求出不良部位的长度，用全长除之得到的比例(％)。
如表6所示，机械试验值，在本发明钢和比较钢之间几乎没有差异，或者某些项略有降低，本发明钢也继承了IF系高强度钢所具有的极良好的材质。本发明的这种若干机械试验值降低的原因被认为是由于表层添加碳所致，由光学显微镜观察结果确认，表层在20μm左右以下的层被认为是碳添加区域。
其次可清楚地看出，关于表面缺陷，只要是本发明钢，热轧钢板、冷轧钢板及合金化热浸镀锌钢板中任何一种都有显著的改善。相对于作为比较的IF钢中热轧钢板为几％、冷轧钢板及热浸镀锌钢板实际上是超过10％的不良率，本发明钢都在2％以下。在这些不良品中还包括因镀敷而产生的浮疵这种极轻微缺陷造成的不良品，这是在以前的IF钢中根本不可能解决的。本发明的冷轧钢板及热浸镀锌钢板的表面缺陷，几乎都是后续工序处理的缺陷，它可通过操作条件的改善进一步大幅降低。至今，IF钢特有的表面缺陷问题，处于即使改善一些操作条件也无法消除特有缺陷而难以采取对策的状况，但通过本发明却能消除上述缺陷，因而可以期待今后能很容易地采取操作措施，进一步大幅度减少不良率。
按照本发明，可解决IF系薄钢板的种种缺陷，制造时具有经济性，而且，作为制品的性能，还具有完全不比以历史为自豪的箱式退火低碳铝镇静钢冷轧钢板和340～390N·mm-2级低碳铝镇静高强度钢板逊色的水平，可提供以汽车为中心的广泛采用的材料。
机译： 在钢板制造步骤中表面缺陷很少发生的极低碳钢和极低碳薄钢板的连续铸造板坯，以及制造同一板坯和钢板的方法。
机译： 钢板生产工序中表面缺陷少的极低碳钢连续铸造板坯;极低碳钢板及其生产方法
机译： 钢板生产工序中表面缺陷少的极低碳钢连续铸造板坯;极低碳钢板;及其生产过程
