KR100219891B1 - 내충격성이 우수한 자동차용 강판 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주로 자동차용 부품 등으로서 프레스 형성 등의 가공이 실시되어서 사용되고, 특히 자동차가 주행중에 만일 충돌하였을 경우에 우수한 내충격성이 요구되는 부위의 소재로서 최적으로 이용되는 자동차용 강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
C : 0.010∼0.10wt%, Si : 1.50wt% 이하,
Mn : 0.50∼3.00wt%, S : 0.010wt% 이하, Al : 0.01∼0.1wt%
를 포함하고, 또
P : 0.05∼0.15wt% 또는 Cr : 0.5∼1.5wt%
의 중에서 선택된 1 종 또는 2 종을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지며,
체적비로 2∼30% 의 마르텐사이트상과 고용 C 량이 0.0010wt% 이하의 페라이트상을 주체로 한 조직으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정동비가 1.6 이상의 내충격성이 우수한 자동차용 강판.

Description

내충격성이 우수한 자동차용 강판 및 그 제조방법
제 1 도는 정동비와 고용(固溶) C 와의 관계를 나타내는 도면.
제 2 도는 열연후의 냉각조건을 나타내는 도면.
제 3 도는 소둔후의 냉각조건을 나타내는 도면.
제 4 도는 연강 및 고강도강의 변형속도에 대한 강도변화의 양상을 나타내는 개념도.
본 발명은 주로 자동차용 부품 등으로서 프레스 성형 등의 가공이 실시되어서 사용되며, 특히 자동차가 주행중에 만일 충돌하였을 경우에 우수한 내충격성이 요구되는 부위의 소재로서 최적으로 사용되는 자동차용 강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근, 에너지 절약, 지구 환경보전의 기운이 높아지고 있는 것을 배경으로 하여, 자동차 차체의 겅량화가 요구되고 있다. 이러한 경량화의 방법으로서는, 강판의 고강도에 의한 판두께의 저감이 유효하다.
또한 자동차의 강판으로서는, 복잡한 형상으로 성형할 필요가 있기 때문에 일반적으로 프레스 성형성이 요구된다.
따라서 종래의 자동차 강판에는 강도와 그에 알맞는 프레스 성형성의 양방의 특성에 우수한 것이 바람직하다고 하고 있었다.
그러나, 자동차용 강판으로서는, 이들 양특성을 구비하는 것만으로는 불충분하다. 자동차 차체의 설계사상에 의거하면, 주행중에 만일 충돌한 경우에 있어서 내충격성이 우수한 강판, 즉 고변형속도로 변형한 경우에 높은 변형저항을 갖는 강판의 개발이 자동차의 안전성의 향상을 가져오기 때문에 필요하다.
즉, 종래의 방법에서는 강판강도의 지표인 항복강도 혹은 인장강도를 변형속도가 10-3∼10-2(s-1) 로 매우 늦은, 소위 정적인 평가방법만에 의거하여 구하고 있다. 그러나, 실제의 자동차 보디의 설계에서는, 이와 같은 정적인 강도 보다도 오히려, 충돌시의 한정성을 고려하였다. 변형속도가 10∼104(s-1) 의 충격적인 변형을 수반하는 소위 동적인 평가방법에 의거하는 강도의 쪽이 중요하다.
정적인 평가에 의거하는 강도와 동적인 평가에 의거하는 강도는 반드시 일치하는 것은 아니다. 일반적으로 제 4 도에 나타내는 바와 같은 관계가 인정되고, 고속변형에 있어서의 경우 보다는 강도는 커지지만, 소위 정동비(동적변형에 있어서의 강도를 정적변형에 있어서의 강도로 나눈것) 는 정적강도가 커짐에 따라서 매우 작아지며, 그러므로, 고속변형을 수반하는 경우에는 고강도화의 이점이 나타나기 힘들어 진다는 문제가 있었다.
따라서, 강판의 고강화는 자동차보디의 정적강도를 향상시킬 수 있다하여도, 상기한 내충격성을 본질적으로 개선하는 것은 아니다. 바꿔말하면, 종래의 제한은 자동차체의 경량화에 대하여 근본적인 지표를 얻을 수 없다는 문제가 있었다.
종래, 자동차용 강판의 재질강화는, 페라이트 단상조직의 강에 주로서 Si, Mn, P 와 같은 전환형 원소를 첨가함으로써, 매트릭스의 고용효과에 의한 방법 또는 페라이트상중에 마르텐사이트상, 베이나이트상 혹은 오스테나이트상을 석출시키는 조직강화에 의한 방법에 의하여 행해지고 있다.
전자에 해당하는 예로서는, 일본국 특개소 56-139654 호 공보를 들 수 있으며, 극저탄소강에 가공성, 시효성을 개선하기 위하여 Ti, Nb 를 포함시키고, 또한 P 등의 강화성분을 가공성을 해치지 않는 범위에서 함유시켜서 고강도화를 도모한 강판이 제한되어 있다. 또, 일본국 특개소 59-193221 호 공보에는 극저탄소강에 Si 를 첨가하여 고강도화를 도모하는 방법이 제한되어 있다. 후자에 해당하는 예로서는, 일본국 특개소 60-52528 흐 공보를 들 수 있으며, 저탄소강(C:0.02∼0.15wt%) 를 고온에서 소둔하고, 냉각후에 마르텐사이트상을 석출시켜서 연성을 개선하는 고강도 박강판의 제조방법이 제한되어있다.
그러나, 이들의 제한은 모두, 정동비의 관점으로부터의 검토가 되어 있지 않으며, 사실, 일본국 특개소 59-193221 호 공보 기재의 방법에 의할 때는 정동비 1.2 정도, 일본국 특개소 60-52528 호 공보 기재의 방법에 의할 때도 정동비 1.2 정도이며, 자동차용 강판으로써 충분한 특성을 갖는 것이라고는 말할 수 없다.
일반적으로 연강의 경우, 정동비 2.0 정도의 값을 갖는다. 한편, 인장강도(TS) 가 35∼40kg/mm2의 고강도강의 경우 1.2 정도이다. 이와 같은 정동비에 의할 때는, 정적, 즉 변형속도가 0.003(1/s) 일 때, 연강의 1.7∼2.0배 이었던 강도가 동적, 즉 변형속도 103(1/s) 일 때에는, 1.1∼1.2 정도로 떨어진다. 이와 같은 상황에서는 강을 고강도로 한 효과는 거의 없으며, 오히려 강도향상을 위하여 취한 수단에 수반하는 비용 상승만이 남는다. 비용상승을 보상하여 더욱 효과를 얻기 위하여는 정동비를 1.6 이상으로 하는 것이 필요하다.
따라서, 본 발명의 제 1 목적은, 종래는 전혀 검토되어 있지 않았었던, 고강도로 프레스 성형성에 우수하면서, 고변형속도하에서의 내충격강도에 우수한 새로운 자동차용 강판을 제공하는 것이다.
구체적으로는, 종래의 고강도 프레스 성형용 자동차강판에 있어서, 정동비 1.6 이상의 내충격강도를 부여하는 것에 있다.
여기에서 정동비라는 것은
동적 항복응력/정적 항복응력으로 정의되고,
동적 항복응력은, 변형속도103(s-1) 에서의 항복응력을, 정적 항복응력은, 변형속도 10-3(s-1) 를 의미한다.
또한 본 발명의 제 2 목적은 상기 특성을 가진 강판의 제조방법을 제공하는 것에 있다. 구체적으로는, 열간압연에 의해 직접 혹은 냉간압연된 강판에 열처리를 실시함으로써 상기 특성을 가진 강판을 제조하는 방법을 제공하는 데에 있다.
그리고, 상기 강판 및 그 제조방법을 제공함으로써, 자동차 차체의 안전성의 향상과 차체의 경량화의 실현에 기여하려 한 것이다.
발명자들은, 상기의 목적의 실현을 위하여 예의연구한 결과, 화학조성 및 강조직을 적정히 조절함으로써, 강판의 정동비가 비약적으로 향상하는 것을 알아내고, 또한 그 제조방법을 구체적으로 정함으로써 본 발명을 완성시킨 것이다.
구체적으로는,
1) 마르텐사이트 변태에 의하여 고강도 레벨을 확보함과 동시에, 저온에서 생성되는 마르텐사이트의 팽창에 의해서 가동전위를 도입하고 초기가동 전위밀도를 높여서 고속변형시의 가동전위 밀도의 증가를 역제하고, 이에 의하여 강도에 대한 변형속도 감수성을 강하게 할 수 있을 것 및
2) 페라이트상중의 침입형 원소(특히 C) 를 매우 감소시키고, 페라이트 상을 보다 고순도화 함으로써 충돌변형중에 전위를 원활하게 운동시키고, 동일한 운동속도에 있어서의 강판의 강도를 높일 수 있다는 것을 알아내어 본 발명에 이른 것이다.
즉, 본 발명은, 하기의 내용을 요지로하는 것이다.
C : 0.010∼0.10wt%, Si : 1.50wt% 이하,
Mn : 0.50∼3.00wt%, S : 0.010wt% 이하, Al : 0.01∼0.1wt%
를 포함하고, 또
P : 0.05∼0.15wt% 또는 Cr : 0.5∼1.5wt%
의 중에서 선택된 1 종 또는 2 종을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분조성을 가지며,
체적비로 10∼50% 의 마르텐사이트상과 고용 C 량이 0.0010wt% 이하의 페라이트상을 주체로 한 조직으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정동비가 1.6 이상의 내충격성이 우수한 자동차용 강판.
C : 0.010∼0.10wt%, Si : 1.50wt% 이하,
Mn : 0.50∼3.00wt%, S : 0.010wt% 이하, Al : 0.01∼0.1wt%
를 포함하고, 또
P : 0.05∼0.15wt% 또는 Cr : 0.5∼1.5wt%
의 중에서 선택된 1 종 또는 2 종을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강 슬라브를,
압연종료온도가 850∼780℃ 의 열간압연을 실시하고,
열간압연 종료후 0.50sec 이내에 30℃/sec 이상의 속도로 냉각을 개시하여 750∼650℃ 의 온도범위까지 냉각하고, 이어서 750∼600℃ 의 온도범위에 4∼60sec 간 체류시킨 후, 30℃/sec 이상의 속도로 냉각하고, 500∼100℃ 의 온도범위에서 코일로 감는 것을 특징으로 하는 정동비가 1.6 이상의 내충격성이 우수한 자동차용 열연강판의 제조방법.
C : 0.010∼0.10wt%, Si : 50wt% 이하 Al : 0.01∼0.1wt%
Mn : 0.50∼3.00wt%, S : 0.010wt% 이하,
를 포함하고, 또
P : 0.05∼0.15wt% 또는 Cr : 0.5∼1.5wt%
의 중에서 선택된 1 종 또는 2 종을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강 슬라브를 열간압연, 냉간압연한 후,
780∼950℃ 의 온도범위에서 소둔하고,
이어서 15∼60℃/sec 속도로 400℃ 까지 냉각하고, 그후 추가로 3∼15℃/sec 의 속도로 150℃ 까지 냉각하는 것을 특징으로 하는 정동비가 1.6 이상의 내충격성이 우수한 자동차용 압연강판의 제조방법.
본 발명의 구체적인 실시태양은 이하의 발명의 구체적인 설명, 청구의 범위에 나타난다.
이하, 본 발명을 강의 조성, 조직, 제조방법으로 나누어서 구체적으로 설명한다.
① 철의 조성
C : 0.010∼0.10wt%,
C 는, 마르텐사이트와 페라이트와의 이상조직(二相組織) 을 얻기 위하여 필요한 원소이며, 함유량이 0.010wt% 미만에서는 마르텐사이트상의 석출이 적기 때문에 충분한 강도를 얻을 수 없으며, 한편, 0.10wt% 를 초과하면, 스포트 용접성이 열화(劣化) 한다. 따라서 C 함유량은, 0.010∼0.10wt%, 바람직하게는 0.04∼0.08wt% 로 한다.
Si : 1.50wt% 이하
Si 는, 희망하는 강도에 따라서 첨가하는 원소이지만, 1.50w% 를 넘어서 첨가하면, 정동비를 현저하게 저하시킨다. 이로써, Si 함유량은 1.50wt% 이하, 바람직하게는 1.1wt% 이하로 한다.
Mn : 0.50∼3.00wt%
Mn 은, 강의 강화성분으로서, 또는 C 고용량이 적은 페라이트상을 형성하는 데에 유효한 원소이다. 그 함유량이, 0.50wt% 미만에서는, 마르텐사이트상의 석출이 적기 때문에 충분한 강도를 얻을 수 없으며, 또 열간압연중 또는 소둔중에 제 2 상인 오스테나이트상의 한정도가 저하하고, 오스테나이트상으로의 C, Mn 등의 분배량이 저하하는 결과, 페라이트상의 한정성이 저하하여 정동비의 저하를 초래한다. 한편, 함유량이 3.00wt% 를 초과하면, 프레스성형성과 스포트 용접성이 열화한다. 따라서, Mn 의 함유량은, 0.50∼3.00wt% 의 범위로 한정하지만, 바람직하게는 1.0∼2.0wt% 의 범위로 한다.
Al : 0.01∼0.1wt%
Al 은, 강의 탈산제로서 중요한 성분으로, 0.01wt% 이상의 첨가가 필요하다. 그러나, 0.1wt% 를 초과하면, 페라이트상을 경질로하고, 정동비를 저하시키는 원인으로 된다. 따라서, Al 함유량은 0.01∼0.1wt%, 바람직하게는 0.02∼0.06% 으로 한정된다.
S : 0.010wt% 이하
S 는, 그 함유량을 저감함으로써, 강중의 석출물이 감소하여 가공성이 향상한다. 이와 같은 결과는, S 량을 0.010wt% 이하로 함으로써 얻어지지만, 보다 바람직하게는 0.005wt% 이하가 바람직하다.
P : 0.05∼0.15wt%
P 는, 열간압연후의 냉각중 혹은 소둔후의 냉각중에 있어서의 오스테나이트의 페라이트상과 탄화물로의 분해를 억제함으로써, 이상조직을 얻기 위하여 중요한 원소이다. P 함유량이, 0.05wt% 미만에서는, 열간압연 혹은 소둔의 냉각과정에서 탄화물의 석출이 활발해지며, 마르텐사이트상의 생성이 방해되기 때문에 충분한 강도와 정동비를 얻을 수 없으며, 한편, 0.15wt%를 초과하면, 도금성, 프레스성형성 및 스포트 용접성이 열화한다. 따라서, P 함유량은 0.05∼0.l5wt% 의 범위, 바람직하게는 0.05∼0.10wt% 로 한다.
Cr : 0.5∼1.5wt%
Cr 은 P 와 동일하게 이상조직을 얻기 위하여 중요한 원소이다. Cr 함유량이, 0.5wt% 미만에서는, 열간압연 혹은 소둔의 냉각과정에서, 오스테나이트상의 한정성이 저하하고, 마르텐사이트상의 생성이 방해되기 때문에, 충분한 강도와 정동비가 얻어지지 않으며, 한편, 1.5wt% 를 초과하면, 도금성, 프레스성형성 및 스포트 용접성이 열화한다. 따라서, Cr 함유량은 0.5∼1.5wt%, 바람직하게는 0.8∼l.2wt% 의 범위로 한다.
그 외의 성분
본 발명의 강은, 이상의 성분의 이외는 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진다. 그러나 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 한, 적량의 강화원소, 탈산원소를 포함하는 것은 상관 없다.
(2) 철의 조직
본 발명에 있어서는, 강의 조직은 페라이트상중에 마르텐사이트상을 체적비로 2∼30% 갖는 것 및 상기 페라이트상중의 고용 C 량이 0.0010wt% 이하인 것의 2 개의 요건을 만족시킬 필요가 있다.
마르텐사이트의 석출량 : 체적비로 2∼30%
본 발명에 관한 강판에 있어서는, 체적비로 2∼30% 의 마르텐사이트상을 페라이트상중에 포함시킬 필요가 있다.
마르텐사이트상의 석출량이 체적비로 2% 미만에서는 충돌 안정성을 확보하기 위한 자동차용 재료로서의 충분한 강도 레벨을 얻을 수 없을 뿐만아니라, 마르텐사이트상의 모체로 이루어지는 오스테나이트상중으로의 C, Mn 동의 농축이 불충분해지기 때문에 페라이트상의 순도가 저하하고, 마르텐사이트상의 주위에서의 가동전위 밀도가 저하하기 때문이다. 한편, 마르텐사이트상의 량이 체적비로 30% 를 초과하면, 프레스 성형성이 현저하게 저하한다. 이 때문에, 강판중의 마르텐사이트상의 석출량은, 체적비로 2∼30%, 바람직하게는 5∼12% 범위로 한다.
페라이트상의 고용 C 량 : 0.0010wt% 이하
제 1 도에, 이 발명의 기초로된 실험결과, 즉 페라이트와 마르텐사이트와의 이상조직을 갖는 열연강판(C : 0.05wt%, Si : 0.98wt%, Mn : 1.35wt%, S : 0.002wt%, P : 0.01wt%, Al : 0.05wt%, Cr : 1.0wt%)의 정도비에 미치는 고용 C의 영향을 나타낸다. 이 실험결과는, 상기 조성의 강을 압연종료 온도가 800℃의 열간압연을 실시한 후, 0.2/sec 애내에 40℃/sec의 속도로 냉각을 개시하여 670℃ 까지 냉각하고, 400℃에서 코일로 감는 것을 시험하여 얻어진 것이다.
제 1 도로부터, 고용 C를 0.0010wt% 이하로 함으로써 정동비를 효과적으로 높일 수 있는 것을 알 수 있다.
즉, 페라이트상의 고용 C를 0.0010wt% 이하로 하므로써 정동비를 효과적으로 놀일 수 있는 것을 알 수 있다.
즉, 페라이트상의 고용 C량이, 0.0010wt%를 초과하면 저동비가 현저하게 열화하기 때문에, 페라이트상중의 고용 C 량의 상한을 0.0010wt% 이하로 한정하였다. 그리고, 바람직한 고용 C량은 0.0006wt% 이하가 추정된다. 그리고, 종래의 고용 C 량의 레벨은 약 0.0020wt% 정도 이었다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 강판의 조직은 고용 C 량이 0.0010wt% 이하의 페라이트와 그 페라이트상에 대하여 체적비 2~30% 의 마르텐사이트상을 갖는 이상조직으로 이루어지는 것이다.
③ 제조방법
다음에, 본 발명에 관한 자동차용 강판은, 강 슬라브를 이하에 나타내는 특정의 조건에서 열간압연하여 직접 열연인 상태의(as hot rolled) 자동차용 가안으로 하든가, 통상의 조건에서 열간압연한 강판을 냉간압연한 후, 특정의 조건에서 소둔하여 제조할 수 있다.
열간압연의 제조방법 :
먼저, 강 슬라브에 압연종료온도가 850~780℃의 열간압연을 실시하고, 열간압연 종료후 0.5sec 이내에 30℃/sec 이상의 속도로 냉각을 개시하여 750~650℃ 의 온도범위까지 냉각하고, 이어서 750~600℃의 온도범위에 4~60sec간 체류시킨후, 30℃/sec 이상의 속도로 냉각하고, 500~100℃의 온도범위에서 코일로 감아서 제조된다.
열간압연을 850~780℃의 온도범위에서 종료하는 이유는, 850℃ 이상에서 종료하면 오스테나이트상의 입겨이 거칠고 커지며, 또 변형의 축적이 저하하고 이어서 급냉후의 완냉과정에서 오스테나이트상으로의 변태가 지연됨으로, 780℃ 미만에서는 페라이트상이 전신립으로 되어서 열연강판의 성형성이 저하하기 때문이다. 그리고, 바람직한 압연종료 온도는 800~830℃이다.
상기 열간압연 종료후 0.50sec 이내에 30℃/sec 이상의 속도로 냉각을 개시하지 않으면 않된다. 이것은 급냉후의 완냉과정에 있어서 오스테나이트상으로부터 페라이트상으로의 변태를 신속하게 행하기 위해서는, 오스테나이트상으로의 변형축적이 필요가기 때문이며, 급냉개시까지의 시간은 짧으면 짧을수록 급냉속도는 빠를수록 좋다.
급냉개시까지의 시간이 0.50sec 를 초과하면, 또는 급냉의 냉각속도가 30℃/sec 미만에서는, 압연가공 변형이 개방되고, 이어서 급냉후의 완냉과정에서의 오스테나이트상으로의 변태가 지연된다. 그결과, 어느 경우도 페라이트상으로부터 오스테나이트상으로의 C, Mn 의 확산량이 감소하여, 마르텐사이트상의 생성량의 저하와 정동비의 저하를 초래하기 때문이다.
즉, 이 공정의 의의는, 2∼30% 의 마르텐사이트상을 석출시킬뿐만아니라 그 마르텐사이트상으로 C 와 Mn 을 농축시켜서 마르텐사이트상의 강도를 높임과 동시에 페라이트상의 순도를 높이는 것에 있다.
상기 급냉후, 강판은 일단 750∼650℃ 의 범위에서 4∼60sec 간 체류시킨다. 이 사이를 완냉함으로써 본 발명의 목적에 따른 C 함유량이 낮은 페라이트상의 석출을 신속하게 행하기 위함이다.
이 완냉개시온도가 650℃ 미만이나 750℃ 를 초과하면, 완냉 과정에서의 페라이트상으로의 변태가 지연되기 때문이다.
한편, 4∼60 sec 간 체류시키는 것은, 이 온도범위에서의 체류시간이 4sec 미만에서는 페라이트상으로의 변태가 불충분하며, 또 페라이트상으로부터 오스테나이트상으로의 C 의 확산이 불충분하게 되어서 페라이트상의 고용 C 가 0.0010% 를 초과해버려, 연성의 열화, 강도의 저하 및 정동비의 저하를 초래하기 때문이며, 한편, 이 체류시간이 60sec 를 초과하면 펄라이트 변태가 시작하여, 마르텐 사이트상의 생성이 감소하기 때문이다.
상기를 종합하면, 압연변형이 개방되는 이전에 페라이트상의 석출이 활발한 온도역으로 급냉하고, 소정의 시간체류 유지를 행하는 것이 매우 중요하다.
상기 페라이트석출 처리 후, 추가로, 30℃/sec 이상의 속도로 냉각하고, 500∼100℃ 의 온도범위에서 코일로 감는 것은, 30℃/sec 미만에서 냉각하면 펄라이트가 생성하고, 권취후에 마르텐사이트상의 생성이 발생하지 않기 때문이다.
또, 권취온도가 100℃ 미만에서는 열연강판의 형상이 미역형으로 열화하고, 한편, 500℃ 를 초과하면 펄라이트가 석출하고, 마르텐사이트상의 석출량이 감소하여 정동비가 저하하기 때문이다.
냉연강판의 제조방법:
본 발명의 냉연강판은, 강 슬라브를 통상의 방법에 의해 열간압연, 냉간압연하여, 얻어진 냉연강판에 대하여, 이하에 나타내는 특정의 열처리를 실시함으로써 제조된다.
즉, 통상의 방법으로 열간압연, 냉간압연하여 얻어진 냉연강판에 대하여, 이하나타내는 특정의 열처리를 실시함으로써 제조된다.
즉, 통상의 방법으로 열간압연, 냉연압연하여 얻어진 냉연강판에 대하여, 780∼950℃ 의 온도범위에서 소둔하고, 이어서 15∼60℃/sec 의 속도로 400℃ 까지 냉각하고, 그후 추가로 3∼15℃/sec 의 속도로 150℃ 까지 냉각하는 프로세스가 실시된다.
소둔온도가 780℃ 미만에서는 충분한 마르텐사이트상의 석출이 얻어지지 않으며, 한편, 950℃ 를 초과하면 결정립이 거칠고 커져서 프레스 성형성이 저하한다. 따라서, 냉연판의 소둔은 780∼950℃ 의 온도범위로 한다. 바람직하게는 800∼850℃ 의 온도범위이다. 그리고, 소둔의 방법은 특별히 정할 필요는 없지만, 생산성, 품질의 면에서 연속소둔에 의한 것이 바람직하다.
상기 온도범위에서 소둔한 후, 이어서 15∼60℃/sec 의 속도로 400℃ 까지 냉각하고, 또한 3∼15t/sec 속도로 150℃ 까지 냉각한다.
400℃ 까지의 냉각온도가 15℃/sec 미만에서는 체적비로 10% 이상의 마르텐사이트상의 석출을 얻을 수 없으며, 한편, 60℃/sec 를 초과하면 페라이트상중의 C 의 오스테나이트상으로의 농축이 불충분해지며, 페라이트상의 농도가 저하하면서 마르텐사이트상의 생성이 감소하기 때문(즉 페라이트상의 석출이 활발해지는 냉각과정에서 C 를 제 2 상중에 농화(濃化) 시키는 것이 중요) 이다.
400℃ 로부터 150℃ 까지의 냉각이 3℃/sec 미만에서는 마르텐사이트상의 석출이 감소하여 정적강도가 저하하고, 한편, 60℃/sec 를 초과하면 페라이트상중의 고용 C 가 시멘타이트로서 충분히 석출하지 않으며 페라이트상의 순도가 저하하여 정동비가 저하하기 때문이다.
그리고, 바람직한 냉각속도는 소둔온도로부터 400℃ 까지의 온도범위에서는 20∼40℃/sec, 또 400℃ 로부터 150℃ 까지의 온도범위에서는 5∼10℃/sec 이다.
상술한 이외의 열간압연, 냉간압연, 소둔 등의 각 조업조건은 통상의 방법에 따르는 조건에서 좋으며, 바람직한 조업조건을 예시하면 다음과 같다.
열간압연에 있어서의 가열온도는 1,050∼1,250℃, 압하율 90∼95.5%, 또, 냉간압연에 있어서의 압하율은 75∼80% 로 하는 것이 바람직하다.
그리고, 이 발명은, 상술한 압연강판 혹은 냉연강판을 소재로한 표면처리강판에 있어서도, 열연강판 혹은 냉연강판과 매우 동일한 정동비 향상의 효과를 부여할 수 있다. 또, 본 발명강 및 발명법은 주로 자동차용 강판을 대상으로는 하고 있지만, 고변형속도하에서의 강도가 요구되는 다른 용도로도 동일하게 유효하다는 것은 말할 필요도 없다.
(실시예 1)
표 1 에 나타내는 화학조성의 강을, 전로(轉爐) 에서 용제하였다. 이들을 이용하여 1,200℃ 로 가열, 열간압연한 후, 제 1 도에 나타내는 열연후의 냉각조건을 표 2 와 같이 변화시켜서 3mm 두께의 열연강판을 제조하였다.
얻어진 열연강판으로부터, JIS 13 호 B 시험편을 채취하고, 변형속도가 102(s-1) 과 10-3(s-1) 의 인장시험을 행하여, 각각의 항복응력으로부터의 정동비를 구하였다. 또, 고용 C 의 측정은, 내부 마찰법에 의해 측정하였다.
측정한 특성치를 표 3 에 나타낸다.
표 1~3 에 나타내는 결과로부터 명확해지는 바와 같이, 본 발명에 적합한 강판은, 모두 정동비가 목표치인 1.6 이상의 특성을 나타냈다. 이에 대하여 비교예에서는 정동비가 1.6 이상을 얻을 수 없었다.
(실시예 2)
표 4 에 나타내는 화학조성의 강을, 전로에서 용제하였다. 이들을 이용하여 1,200℃ 로 가열한 후, 압연종료온도 800℃ 의 열간압연으로 3mm 두께의 열연강판으로 하고, 또한 이를 0.7mm 두게까지 냉간압연하였다. 이 압연판을 연속소둔설비를 이용하여 소둔하고, 이어서, 제 2 도에 나타내는 소둔후의 냉각조건을 여러가지 변화시켜서 냉연강판을 제조하였다. 이때의 소둔, 냉각조건을 표 5 에 나타낸다.
얻어진 냉연강판으로부터, JIS 13 호 B 시험편을 채취하고, 변형속도가 102(s-1) 과 10-3(s-1) 의 인장시험을 행하여, 각각의 항복응력으로부터의 정동비를 구하였다. 또, 고용 C 의 측정은, 내부 마찰법에 의해 측정하였다.
측정한 특성치를 표 6 에 나타낸다.
표 4∼6 에 나타내는 결과로부터 명확해지는 바와 같이, 본 발명에 적합한 강판은, 모두 정동비가 목표치인 1.6 이상의 특성을 나타냈다. 이에 대하여 비교예에서는 정동비가 1.6 이상을 얻을 수 없었다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 강판의 화학조성 및 조직을 적정화함으로써, 정동비 1.6 이상의 특성을 만족시킬 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면, 프레스 성형성을 잃는 일 없이, 자동차 차체의 경량화와 안전성의 향상을 도모하는 것이 가능해진다.
[표 1] 본 발명 열연강판의 성분조성
[표 2] 본 발명 열연강판의 제조조건
* t2 : 750~600℃의 온도범위에 있어서의 체류시간
[표 3] 본 발명 열연강판의 특성치
[표 4] 본 발명 냉연강판의 조성
[표 5] 본 발명 냉연강판의 열처리 조건
[표 6] 본 발명 냉연강판의 특성치

Claims (8)

  1. C : 0.010∼0.10wt%, Si : 1.50wt% 이하
    Mn : 0.50∼3.00wt%, S : 0.010wt% 이하, Al : 0.01∼0.1wt%
    를 포함하고, 또
    P : 0.05∼0.15wt% 또는 Cr : 0.5∼1.5wt%
    의 중에서 선택된 1 종 또는 2 종을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지며,
    체적비로 2∼30% 의 마르텐사이트상과 고용 C 량이 0.0010wt% 이하의 페라이트상을 주제로 한 조직으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정동비가 1.6 이상의 내충격성이 우수한 자동차용 강판.
  2. 제 1 항에 있어서, 강판은 열연강판인 것을 특징으로 하는 자동차용 강판.
  3. 제 1 항에 있어서, 강판은 냉연강판인 것을 특징으로 하는 자동차용 강판.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    C : 0.040∼0.08wt%, Si : 1.1wt% 이하
    Mn : 1.0∼2.00wt%, S : 0.005wt% 이하, Al : 0.02∼0.06wt%
    를 포함하고, 또
    P : 0.05∼0.10wt% 또는 Cr : 0.8∼1.2wt%
    잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정동비가 1.6 이상의 내충격성이 우수한 자동차용 강판.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 체적비로 5∼12% 의 마르텐사이트상과 고용 C 량이 0.0006wt% 이하의 페라이트상을 주제로 한 조직으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정동비가 l.6 이상의 내충격성이 우수한 자동차용 강판.
  6. C : 0.010∼0.10wt%, Si : 1.50wt% 이하
    Mn : 0.50∼3.00wt%, S : 0.010wt% 이하, Al : 0.01∼0.1wt%
    를 포함하고, 또
    P : 0.05∼0.15wt% 또는 Cr : 0.5∼1.5wt%
    의 중에서 선택된 1 종 또는 2 종을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강 슬라브에,
    압연종료온도가 850∼780℃ 의 열간압연을 실시하고,
    열간압연종료후 0.50sec 이내에 30℃/sec 이상의 속도로 냉각을 개시하여 750~650℃ 의 온도범위까지 냉각하고,
    이어서 750∼600℃ 의 온도범위에 4∼60sec 간 체류시킨 후, 30℃/sec 이상의 속도로 냉각하고, 500∼100℃ 의 온도범위에서 코일로 권취하는 것을 특징으로 하는 자동차용 열연강판의 제조방법.
  7. C : 0.010∼0.10wt%, Si : 1.50wt% 이하
    Mn : 0.50∼3.00wt%, S : 0.010wt% 이하
    를 포함하고, 또
    P : 0.05∼0.15wt% 및 Cr : 0.5∼1.5wt%
    의 중에서 선택된 1 종 또는 2 종을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강 슬라브를 열간압연, 냉간압연한 후, 780∼950℃ 의 온도범의에서 소둔하고, 이어서 15∼60℃/sec 속도로 400℃ 까지 냉각하고, 그후 추가로 3∼15℃/sec 의 속도로 150℃ 까지 냉각하는 것을 특징으로 하는 자동차용 강판의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 냉간압연후의 소둔조건을 780∼950℃ 의 온도범위에서 소둔하고, 이어서 20∼40℃/sec 의 속도로 400℃ 까지 냉각하고, 그후추가로 5∼10℃/sec 의 속도로 150℃ 까지 냉작하는 것을 특징으로 하는 자동차용 강판의 제조방법.
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