罐用鋼板及其制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及適合于食品罐、飲料罐中使用的罐容器材料的罐用鋼板及其制造方 法。特別是涉及拉深加工性和抵抗外壓的罐身部的壓曲強度優良的罐用鋼板及其制造方 法。需要說明的是，本發明的罐用鋼板對于應用于兩片罐而言是有用的。
【背景技術】
[0002] 從近年來降低環境負荷和削減成本的觀點出發，要求削減食品罐、飲料罐中使用 的鋼板的使用量，無論是兩片罐還是三片罐，鋼板的薄壁化都在進行。與此相伴，由制罐、運 送工序和在市場中的裝卸時所作用的外力引起的罐體的變形和由內容物的加熱殺菌處理 等中的罐內部的壓力的增減引起的罐身部的壓曲變形被視為問題。
[0003] 以往，為了提高該罐身部的耐壓曲變形性，對鋼板進行了高強度化。但是，通過鋼 板的高強度化使強度（YP)升高時，成形性降低，在制罐工序中成為問題。即，由于鋼板的高 強度化，成形性通常會降低。其結果是，存在如下問題：在罐身部成形后進行的縮頸加工、之 后的凸緣成形中，頸部褶皺和凸緣裂紋的產生率增加；另外，由于材質的各向異性而使兩片 罐在拉深加工時"凸耳"增大。如此，鋼板的高強度化作為彌補與鋼板的薄壁化相伴的耐壓 曲變形性的劣化的方法并不一定是適合的。
[0004] 另一方面，罐身部的壓曲現象因由罐身部板厚薄壁化引起的罐身的剛性的劣化而 廣生。因此，為了提尚耐壓曲變形性，考慮到提尚鋼板自身的楊氏t旲量而提尚剛性的方法。 特別是對于兩片罐而言，成形后的罐身的圓周方向不會成為鋼板的特定方向，因此需要使 鋼板面內的楊氏模量平均地提高。
[0005] 鐵的楊氏模量與結晶方位具有強的相關關系。通過乳制發達的〈110>方向與乳制 方向平行的結晶方位群（α纖維）可以提高特別是相對于乳制方向成90°的方向的楊氏模 量，另外，〈111>方向與板面法線方向平行的結晶方位群（γ纖維）可以將相對于乳制方向 為0°、45°、90°方向的楊氏模量提高至約220GPa。另一方面，鋼板的結晶方位沒有顯示 出向特定方位取向的情況下、即織構為隨機的鋼板的楊氏模量為約205GPa。
[0006] 例如，在專利文獻1中公開了一種高剛性容器用鋼板，其特征在于，在以重量％計 含有 C :0· 0020% 以下、P :0· 05% 以下、S :0· 008% 以下、Al :0· 005 ~0· 1%、N :0· 004% 以 下、合計為〇. 1~〇. 5%的Cr、Ni、Cu、Mo、Mn、Si中的一種或兩種以上且余量由Fe和不可避 免的雜質構成的乳制鋼板中，呈現出晶粒的長徑相對于短徑之比以平均計為4以上的加工 組織，最大彈性系數具有230000MPa以上。此外還公開了如下方法：將含有上述化學成分的 鋼冷乳退火后，進行50%以上的二次冷乳而形成強的乳制織構，使相對于乳制方向為90° 方向的楊氏模量提高，由此提高鋼板的剛性。
[0007] 在專利文獻2中公開了 一種容器用鋼板的制造方法，其特征在于，將以重量％ 計含有 C :0· 0020% 以下、Mn :0· 5% 以下、P :0· 02% 以下、S :0· 008% 以下、Al :0· 005%~ 0. 1%、N :0.004%以下且余量由Fe和不可避免的雜質構成的鋼進行常規的熱乳、酸洗后， 進行60%以上的冷乳，然后完全不進行退火。
[0008] 在專利文獻3中公開了一種容器用鋼板的制造方法，其特征在于，將以重量比計 含有 C :0· 003% 以下、Si :0· 1% 以下、Mn :0· 4% 以下、S :0· 015% 以下、P :0· 02% 以下、Al : 0.01%~0. 1%、N :0.005%以下且余量由Fe和不可避免的雜質構成的鋼在Arjg變點以 下的溫度下進行至少總壓下率為50%以上的熱乳，酸洗后，進行50%以上的冷乳，之后在 4〇(TC以上、再結晶溫度以下進行退火。公開了如下方法：伴隨冷乳率的增加而形成乳制的 織構，由此使面內的最大彈性系數的值增大。需要說明的是，此處所述的再結晶溫度定義為 幾乎觀察不到由織構的再結晶的進行引起的變化的、再結晶率達到10%的溫度。
[0009] 在專利文獻4中公開了一種高強度罐用鋼板，其特征在于，以質量％計，含有C : 0· 003% 以下、Si :0· 02% 以下、Mn :0· 05 ~0· 60%、P :0· 02% 以下、S :0· 02% 以下、Al : 0· 01 ~0· 10%、N :0· 0010 ~0· 0050%、Nb :0· 001 ~0· 05%、B :0· 0005 ~0· 002%，余量由 Fe和不可避免的雜質構成，在板厚中央部，（{112}〈110>方位的集聚強度V({111}〈112>方 位的集聚強度）彡1.0,相對于乳制方向為90°的方向的拉伸強度為550~800MPa、相對于 乳制方向為90°的方向的楊氏模量為230GPa以上。
[0010] 現有技術文獻
[0011] 專利文獻
[0012] 專利文獻1 :日本特開平6-212353號公報
[0013] 專利文獻2 :日本特開平6-248332號公報
[0014] 專利文獻3 :日本特開平6-248339號公報
[0015] 專利文獻4 :日本特開2012-107315號公報
【發明內容】
[0016] 發明所要解決的問題
[0017] 但是，上述現有技術中可以列舉如下所示的問題。例如，在專利文獻1中，存在如 下問題：因 50%以上這樣大的二次乳制而使得縮頸成形性和凸緣成形性降低。除此以外， 還存在如下問題：僅乳制織構發達，各向異性增大，因此拉深加工性降低。
[0018] 在專利文獻2中，存在如下問題：對于冷乳狀態的原材料而言，強度過高、延展性 也低，因此拉深成形性較差。除此以外，還存在縮頸成形性和凸緣成形性降低這樣的問題。
[0019] 在專利文獻3中，與專利文獻1同樣地存在如下問題：僅乳制織構發達，各向異性 增大，因此拉深加工性降低。另外，還存在如下問題：由于在比再結晶溫度低的溫度下進行 退火，因此延展性低，縮頸成形性和凸緣成形性低。
[0020] 在專利文獻4中，存在如下問題：雖然通過回復退火可以得到三片罐所要求的程 度的成形性，但不能應用于像兩片罐這樣要求更嚴格的成形性的用途中。
[0021] 本發明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于解決上述現有技術的問題并提供在 維持充分的硬度的同時拉深加工性良好且抵抗外壓的罐身部的壓曲強度優良的罐用鋼板 及其制造方法。
[0022] 用于解決問題的方法
[0023] 本發明人為了解決上述課題而進行了深入研究。其結果發現，通過對化學成分、熱 乳條件、冷乳條件和退火條件進行優化，能夠制造 HR30T硬度為56以上、拉深加工性優良并 且平均楊氏模量為210GPa以上的抵抗外壓的罐身部的壓曲強度優良的罐用鋼板。
[0024] 本發明是基于以上見解而完成的，其主旨如下所述。
[0025] (1) 一種罐用鋼板，其特征在于，以質量％計，含有C :0.0030%以上且0.0100%以 下、Si :0· 05% 以下、Mn :0· 10% 以上且 L 0% 以下、P :0· 030% 以下、S :0· 020% 以下、Al : 0. 010%以上且0. 100%以下、N :0. 0050%以下、Nb :0. 010%以上且0. 050%以下，C和Nb的 含量滿足式（1)，余量由Fe和不可避免的雜質構成，HR30T硬度為56以上，并且平均楊氏模 量為210GPa以上。
[0026] 0· 10 彡（[Nb]/92. 9V([C]/12) < 0· 60…式（1)
[0027] [Nb]、[C]分別為Nb、C的含量（質量％ )
[0028] (2) -種罐用鋼板，其特征在于，以質量％計，含有C :0.0030%以上且(λ 0100%以 下、Si :0· 05% 以下、Mn :0· 10% 以上且 L 0% 以下、P :0· 030% 以下、S :0· 020% 以下、Al : 0· 010% 以上且 0· 100% 以下、N :0· 0050% 以下、Nb :0· 010% 以上且 0· 050% 以下，C 和 Nb 的含量滿足式（1)，余量由Fe和不可避免的雜質構成，HR30T硬度為56以上，并且平均楊氏 模量為210GPa以上，在板厚1/4面測定的織構以邦格（Bunge)的歐拉（Euler)角計t = 30°、Φ=55°、Φ2=45°的方位的集聚強度為6.0以上，且Φι=0°、Φ=0~35°、 Φ2= 45°的方位的平均集聚強度為3. 0以上且10. 0以下。
[0029] 0· 10 彡（[Nb]/92. 9V([C]/12) < 0· 60…式（1)
[0030] [Nb]、[C]分別為Nb、C的含量（質量％ )
[0031] (3)如上述（1)或（2)所述的罐用鋼板，其特征在于，鐵素體平均結晶粒徑小于 7 μ m〇
[0032] (4)如上述⑴~⑶中任一項所述的罐用鋼板，其特征在于，以質量％計，還含有 選自Ti :0.020 %以下、M