KR100222239B1 - 성형성과 질화성이 우수한 질화용 강판 및 그의 프레스 성형체 - Google Patents

성형성과 질화성이 우수한 질화용 강판 및 그의 프레스 성형체 Download PDF

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가즈마사 야마자끼
고우이찌 미네
아끼오 호따
겐지 시모다
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와다 아끼히로
도요다 지도샤 가부시키가이샤
아사무라 타카싯
신닛뽄 세이테쯔 가부시키가이샤
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Abstract

중량비로 C 0.0002
Figure kpo00225
이상 0.08
Figure kpo00226
미만, Si 0.005 내지 1.00
Figure kpo00227
, Mn 0.010 내지 3.00
Figure kpo00228
, P 0.001 내지 0.150
Figure kpo00229
, N 0.0002 내지 0.0100
Figure kpo00230
, Cr 0.15
Figure kpo00231
초과 5.00
Figure kpo00232
이하, Al 0.060
Figure kpo00233
초과 2.00
Figure kpo00234
이하를 함유하고(Al은 C 함량이 0.002
Figure kpo00235
이상, 0.0100
Figure kpo00236
미만인 경우 0.10
Figure kpo00237
초과 2.00
Figure kpo00238
이하의 양으로 함유되는 임의성분임), Ti 0.010
Figure kpo00239
내지 1.00
Figure kpo00240
와 V 0.010 내지 1.00

Description

[발명의 명칭]
성형성과 질화성이 우수한 질화용 강판 및 그의 프레스 성형체
[발명의 상세한 설명]
[기술분야]
본 발명은 공구, 기계구조용 부품, 자동차 부품 등 내마모성, 내피로강도 및 내소부성을 필요로 하는 부품에 사용되는 질화용 강판, 특히, 딥 드로잉성(deep drawability)과 내마모성이 우수한 강판 및 그 강판을 이용하여 제조된 프레스 성형체에 관한 것이다.
[배경기술]
공구, 기계구조 부품, 자동차 부품등은 내마모성, 내피로강도, 내소부성을 필요로 한다. 따라서, 질화라 불리우는, 강 중에 질소를 침입시킴으로써, 표면 경도와 내부 경도가 높은 부품(박강판의 성형품은 제외)을 제조하는 처리법이 이용되어 왔다. 이러한 부품에 사용되는 강(예컨대, 일본특허공개공보 제59-31850호 및 59-50158호)은 질화촉진 원소를 다량으로 함유하기 때문에, 강도는 높지만 가공하기가 어렵다. 그 결과, 봉강 등을 연삭하기 위한 형을 성형한 다음, 질화를 수행하여 경도를 높이고 있다. 따라서, 이러한 강재를 성형하는데는 시간과 비용이 많이 들게 된다.
한편, 프레스 성형법은 간편하고, 염가의 성형법으로서, 프레스 성형체는 저탄소 강판 및 극저탄소 강판과 같은 강판에 그 방법을 적용하여 제조할 수 있다(예컨대, 일본 공개특허공보 제 44-18066호).
그러나, 필요한 형을 갖는 강 부품을 성형할 수 있지만, 내마모성, 피로강도 및 내소부성과 같이 그의 특성에 중요한 고표면 경도를 갖는 강 부품을 만들수는 없었다. 상술한 바와 같이, 종래 방법으로는, 성형에 의해 쉽게 제조되면서도, 소망되는 고표면 강도를 갖는 프레스 성형체를 제조할 수 없었다. 따라서, 상기 두가지 특성을 조화롭게 양립시키는 것이 과제가 되어왔다.
이와 같은 종래기술에 있어서는, 강재의 형을 만들기 위해 연삭하는데 많은 시간과 비용이 요구된다. 쾌삭강 등과 같이 연삭이 쉬운 강을 사용하는 경우에도, 필요한 형태를 갖도록 봉강을 연삭하여야 하는 성형 공정은 많은 시간을 필요로 하고 비용도 많이 든다. 강판, 특히 박강판에 흔히 사용되는 성형법, 예컨대, 프레스 성형법이나 굴곡 성형법을 강에 적용할 수 있을 경우, 강 부품 성형에 관련된 비용을 크게 절감할 수 있으며, 생산 효율도 현저히 증대될 수 있다. 따라서, 프레스 성형법이나 굴곡 성형법과 같은 저비용 형성법에 의해 성형될 수 있으면서, 질화성이 우수한, 즉, 질화에 의해 경도가 증가되는 강판이 강력히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상술한 문제점들을 해소하는데 그 목적이 있다. 본 발명의 한가지 목적은 프레스 성형법이나 굴곡 성형법과 같은 성형법을 적용시킬 수 있는 한편, 성형성, 특히 딥 드로잉성과 질화성이 우수한 질화용 강판을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 강판을 이용함으로써, 경제성과 생산성이 우수할 뿐 아니라 성형성과 내마모성이 뛰어난 성형체를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 표면 경도(Hv)가 400 이상이고 한계 드로잉 비율(LDR : Limiting Drawing Ratio)이 1.9 이상인 프레스 성형체를 제공하는 것이다.
[발명의 개시]
본 발명은 강판을 예컨대 드로잉과 같은 프레스 성형에 적용시키면 그 내부에서 적절한 양의 전위가 일어나, 질소 확산과 질화물 형성을 촉진시키고, 그 표면상에 소망되는 깊이까지 질화물 경화층이 단시간 형성된다는 발견에 기초하여 완성되었다.
본 발명에서는, 필요한 강도 또는 여러 가지 부품 생산시 그의 모양에 다른 성형 난이도에 따라 사용할 강을 0.01 내지 0.08 중량
Figure kpo00001
의 C를 함유하는 고 C함량 강과 0.0002 내지 0.0100 중량
Figure kpo00002
의 C를 함유하는 저 C함량강으로 분류한다. 이어서 분류된 강에 따른 화학 조성을 특정하고, 이렇게 얻어진 강판을 프레스 성형하여 질화시킨다.
고 C함량강은 동시에, 상술한 방법에 의해 표면으로부터 30μm 아래 위치에서 1.9 이상의 한계 드로잉 비율(블랭크 직경과 성형중에 파단을 일으키는 한계의 컵 바닥의 내경의 비율)과 경도(Hv) 400 이상을 갖도록 만들 수 있다. 또한, 저 C함량강은 동시에, 상술한 방법에 의해 2.0 이상의 한계 드로잉 비율과 경도(Hv) 400 이상을 갖도록 만들 수 있다.
즉, 본 발명의 고 C함량강은 중량비로 C 0.01
Figure kpo00003
이상 0.08
Figure kpo00004
미만, Si 0.005 내지 1.00
Figure kpo00005
, Mn 0.010 내지 3.00
Figure kpo00006
, P 0.001 내지 0.150
Figure kpo00007
, N 0.0002 내지 0.0100
Figure kpo00008
, Cr 0.15
Figure kpo00009
초과 5.00
Figure kpo00010
이하, Al 0.060
Figure kpo00011
초과 2.00
Figure kpo00012
이하를 함유하고, Ti 0.010
Figure kpo00013
이상 4C[
Figure kpo00014
] 미만과 V 0.010 내지 1.00
Figure kpo00015
중에서 선택된 1종 또는 2종을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 된 성형성이 우수한 질화용 강판이다. 본 발명은 또한 상기한 바와 같은 강으로 만들어진 강판을 프레스 성형시킴으로써 얻어지며, 적어도 한쪽에 경질 질화물층을 갖는 성형체에도 관한다. 본 발명의 강판은 기계구조용 부품, 및/또는 성형에 의해 쉽게 얻어지는 모양을 갖는 부품과 같은 고강도를 가질 것이 요구되는 부품에 사용된다.
또한, 본 발명의 저 C함량은 중량비로 C 0.0002 이상 0.0100
Figure kpo00016
미만, Si 0.005 내지 1.00
Figure kpo00017
, Mn 0.010 내지 3.00
Figure kpo00018
, P 0.001 내지 0.150
Figure kpo00019
, N 0.0002 내지 0.0100
Figure kpo00020
, Cr 0.80
Figure kpo00021
초과 5.00
Figure kpo00022
이하를 함유하고, 질화 경화 원소로서 V 0.10 내지 1.00
Figure kpo00023
, Al 0.10
Figure kpo00024
초과 2.00
Figure kpo00025
이하 및 Ti 0.010 내지 1.00
Figure kpo00026
, Nb 0.005 내지 0.060
Figure kpo00027
, 및 B 0.0005 내지 0.0050
Figure kpo00028
중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 된 성형성과 질화성이 우수한 질화용 강판이다. 본 발명은 또한 상기한 바와 같은 강으로 만들어진 강판을 프레스 성형시킴으로써 얻어지는, 적어도 한쪽에 경질 질화물층을 갖는 성형체에도 관한다. 본 발명의 강판은 고강도를 가질 것이 특별히 요구되지 않는 부품 및/또는 성형하기 어려운 모양을 갖는 부품에 사용된다.
[도면의 간단한 설명]
제1도는 표면 경도(Hv) 400을 달성하기 위한 Ti 농도와 질화 시간 비율(Ti=0
Figure kpo00029
일 때 시간 비율이 1임) 사이의 관계를 나타낸 그래프이다.
제2도는 표면 경도(Hv) 400을 달성하기 위한 V 농도와 같이 사이의 관계를 나타낸 그래프이다.
[바람직한 구체예의 상세한 설명]
먼저, 고 C함량강을 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
강 플레이트 또는 강판의 성형성을 확보하기 위해, 강은 다음과 같은 범위로 여러 원소들을 함유한다.
C는 강의 성형성에 영향을 미치는 원소로서, 그 함량이 증가할수록 성형성은 저하된다. 또한, 그 함량이 클 경우, 다른 원소들이 첨가되면 성형성의 열화가 촉진된다. 따라서, C의 함량은 0.08
Figure kpo00030
미만으로 한정된다. 뿐만 아니라, 기계구조용 부품용 강의 강도는 C 함량이 0.01
Figure kpo00031
미만이면 불충분하므로, C 함량의 하한치는 0.01
Figure kpo00032
로 설정된다.
Si는 비록 강의 성형성을 향상시키기 위해 첨가되지만, 0.005
Figure kpo00033
미만에서는 제조 비용이 비약적으로 높아져 경제적이지 못하게 되므로 S함량의 하한치는 0.005
Figure kpo00034
이다. Si 함량이 1.00
Figure kpo00035
를 초과하면 강의 성형성이 높지 못하게 되므로, Si 함량의 상한치는 1.00
Figure kpo00036
이다.
Mn은 강의 성형성을 높이기 위해 첨가된다는 면에서 Si와 유사하다. 그러나, 그의 함량이 0.010
Figure kpo00037
미만에서는 제조 비용이 비약적으로 높아져 경제적이지 못하게 되므로 Mn 함량의 하한치는 0.010
Figure kpo00038
이다. Mn 함량이 3.00
Figure kpo00039
를 초과하면 강의 성형성이 높지 못하게 되므로, Mn 함량의 상한치는 3.00
Figure kpo00040
이다.
P는 강의 성형성을 손상시키지 않고 강의 강도를 증가시키며 강의 강도 수준에 따라 첨가되지만, P 함량이 0.001
Figure kpo00041
미만인 경우에는 제조 비용이 비약적으로 높아져 비경제적이게 된다. 따라서, P함량의 하한치는 0.001
Figure kpo00042
이다. P 함량이 0.150
Figure kpo00043
을 초과하면 2차 가공 취화(secondary working embrittlement) 문제가 일어나므로, 그의 상한치는 0.150
Figure kpo00044
이다.
강의 성형성을 확보하기 위해서는 N함량이 낮을수록 좋다. N 함량이 0.0002
Figure kpo00045
미만인 경우에는 강의 제조 비용이 비약적으로 높아져 비경제적으로 되므로, 그의 하한치는 0.0002
Figure kpo00046
이다. N 함량이 0.0100
Figure kpo00047
를 초과하면 강의 성형성이 열화되므로, 그의 상한치는 0.0100
Figure kpo00048
이다.
상술한 바와 같이 성분들을 첨가함으로써 한계 드로잉 비율이 1.9 이상이고 딥 드로잉성이 1.9 이상인 강을 제조할 수 있다.
강의 질화성을 증가시키기 위한 질화-촉진 원소 그룹에는 Cr, Al, Ti 및 V가 포함된다. 질화성은 첨가량이 충분치 않은 경우에는 증가되지 않으므로, 그의 하한치가 정해진다. 한편, 첨가량이 증가하면 성형성의 열화로 인해, 강을 실제로 사용할 수 없으므로, 각 성분들의 하한치가 정해진다.
Cr은 질화 경화에 매우 중요한 원소이다. Cr 함량이 0.15
Figure kpo00049
이하이면 질화에 의한 경도 상승량이 작기 때문에 Cr 함량은 0.15
Figure kpo00050
를 초과하여야 한다. 반면, Cr 함량이 5.00
Figure kpo00051
를 초과하면, 강의 성형성이 열화되므로 Cr의 상한치는 5.00
Figure kpo00052
이다.
Al은 통상, 탈산성분으로서 첨가되며, 블로우 홀(blow holes)과 같은 결함이 형성되는 것을 방지한다. 따라서, Al은 0.005
Figure kpo00053
이상의 양으로 첨가되어야 한다. Al은 N에 대해 강력한 친화력을 가져 질화물층의 표면층을 크게 경화시킨다. 본 발명에서와 같이 질화성을 증대시키기 위해 첨가하는 경우, 0.060
Figure kpo00054
이하에서는 질화에 의한 경도 상승량이 작으므로, 0.060
Figure kpo00055
를 초과하도록, 바람직하게는 0.080
Figure kpo00056
이상으로 함유시키는 것이 좋다. 또한, 강의 성형성은 Al 함량이 2.00
Figure kpo00057
를 초과하면 열화되므로, 그의 상한치는 2.00
Figure kpo00058
이다.
강 제조시 Ti와 V를 소정의 Cr이나 Al과 함께 첨가하면 질화처리에 의한 경도상승이 크게 증가된다.
Ti는 Cr과 Al보다 질화물을 더욱 강력히 생성하는 원소이며 질화시간이 짧을 때 조차 질화를 강력하게 촉진시키는 원소이기도 하다. 따라서, 단기간 처리될 경우에도 강은 표면 경화층을 가질 수 있다. 질화에 기인한 강의 경도 증가는 Ti 함량이 0.010
Figure kpo00059
미만인 경우에는 작으므로, 그의 하한치는 0.010
Figure kpo00060
이다. 또한, Ti는 강력한 탄화물 생성 원소이며, 강 중의 모든 탄소 원소들은 Ti 함량이 C 함량의 4배인 경우(4
Figure kpo00061
[
Figure kpo00062
]) 조대한 석출물을 형성하여 결정립간의 접착력을 약화시킨다. 그 결과, 주조시나 열간 압연시 강 슬랩이 쉽게 취화된다. 따라서, Ti 함량의 상한치는 C 함량의 4 배 미만이다. 즉, Ti가 탄화물로서 TiC를 형성하므로, Ti 함량은 다음과 같이 정의된다: C>(12/48)Ti.
단시간 질화에 미치는 Ti의 첨가효과는 후술되는 실험에 의해 명확히 드러날 것이다.
표 1에 나타난 바와 같은 화학 조성을 갖는 강을 상법에 따라 용융, 및 연속주조하여 슬랩으로 만들었다. 이 슬랩을 1,200℃까지 가열로에서 가열하여, 910℃의 최종 온도로 열간 압연시켰다. 열간 압연된 강을 600℃에서 권취, 산세, 80
Figure kpo00063
의 압하율로 냉간 압연시킨 다음 800℃에서 60초간 재결정 소둔시켜 냉간 압연 강판을 만들었다.
냉간 압연된 강판을 이용하여, 한계 드로잉 비율 1.9에서 프레스 성형체를 제조하였다. 이들 프레스 성형체를 시편으로서 사용하여, 시험을 수행하여 질화시간에 의해 가리켜지는 바와 같은 표면 경화층 형성 용이성(질화의 신속성)을 결정하였다. 시편을 제조한 후, 질화시간을 변화시키고, 유냉시키는 한편, 흡열 가스와 NH3가스와의 가스 혼합물 분위기에서 질화시켰다.
각 시편 상의 표면 경화층의 경도(Hv)를 마이크로 Vickers 경도계로 측정하였다. 표면 경화층의 경도(Hv)가 400이 되는데 필요한 질화 처리 시간을 이들 결과로부터 구하고, Ti=0
Figure kpo00064
인 때와 처리시간과의 비율을 이용하여 질화의 신속성을 평가하였다.
이렇게 얻어진 결과를 표 1 과 제1도에 나타내었다. 표 1 및 제1도로부터 명확히 알 수 있는 바와 같이 Ti가 0.01
Figure kpo00065
이상, C 함량의 4배 미만으로 첨가된 강은 Ti 함량이 0
Figure kpo00066
인 강에 비해, 더 짧은 기간에 질화처리되어 동일한 표면 경화층을 얻을 수 있다. 이러한 결과로부터, 따라서, 본 발명 강이 질화의 신속성 측면에서 우수함을 알 수 있다.
Figure kpo00067
각주 : S. No. = 시편 번호
1 : 표면 경도(Hv) 400을 달성하는데 걸린 질화 처리 시간
(Ti = 0
Figure kpo00068
인 경우 시간은 1임)
V는 강 중에서의 N의 확산을 촉진시켜, N이 강 내부로 침입하게 하여 강 표면에 두꺼운 질화물층을 형성하도록 해준다. 질화에 기인한 경도 증가는 V함량이 0.010
Figure kpo00069
미만인 경우 작으므로, V함량의 하한치는 0.010
Figure kpo00070
이다. 강의 성형성은 V함량이 1.00
Figure kpo00071
를 초과할 경우 열화되기 때문에 그의 상한치는 1.00
Figure kpo00072
이다. 또한, V는 탄화물-형성 원소로서, 탄소 석출물 중의 탄소 원자로 하여금 결정립간 접착력을 약화시킨다. 그 결과, 결함 형성도는 Ti가 사용된 경우에 비해 크지는 않지만 강 슬랩이 결함을 형성하게 된다. 따라서,V 함량은 C함량(C[
Figure kpo00073
])의 5.67배 이하이다. 즉, V는 탄화물로서 V4C3을 형성하므로, C >(12/51)×(3/4)×V인 것이 바람직하다.
표면 경화층의 경도(Hv) 400이 얻어지는, 표면으로의 깊이를 측정하는 다음 실험에 의해, 상술한 바와 같으 N 침입에 미치는 V의 첨가 효과를 연구하였다.
표 2에 수록한 화학 조성을 갖는 강을 용융에 의해 제조하고, 냉간 압연 강판을 표 1에 제시된 것과 동일한 공정에 의해 제조하였다.
표 1에서와 공일한 프레스 성형체를 그로부터 성형하고, 질화처리에 의해 시험을 수행하여 표면 경화층의 경화 깊이를 측정하였다. 시편을 제조하고, NH3가스와 흡열 가스 혼합물의 가스 분위기 중, 570℃, 4시간동안 질화시킨 다음 시편을 유냉시켰다. 표면 경화층의 경도(Hv)를 마이크로 Vickers 경도계를 이용하여 측정하고, Hv 400이 얻어지는, 표면으로부터의 깊이 범위를 측정하였다. 이 깊이(μm)를 표면경화 깊이의 지표로 삼았다.
이렇게 얻어진 결과를 표 2와 제2도에 도시하였다.
표 2 및 제2도로부터 V가 0.01
Figure kpo00074
이상 첨가된 강들은 각각 깊은 표면 경화층을 가지며 따라서, 우수한 질화-기인 경화 깊이 특성을 가짐을 명확히 알 수 있다.
Figure kpo00075
각주 : S. No. = 시편 번호
2 : 표면 경도(Hv) 400을 달성하는데 걸린 질화 처리 시간
Ti와 V는 본 발명에 있어서 선택적인 성분들이다. 그러나, V의 첨가량이 본 발명의 범위에 이르고, 경도(Hv) 400인 질화 표면 층의 표면으로부터의 깊이가 250 μm 미만인 경우에도, 본 발명에 정해진 범위로 Ti를 첨가함으로써 단기간에 강을 질화시킬 수 있고, 따라서, 길이가 짧은 질화로를 사용할 수 있다. 뿐만 아니라, Ti의 첨가량이 본 발명 범위에 이르고, 질화율이 작은 경우, 예컨대, 길이가 긴 질화로를 사용한 경우에도, 본 발명에 정의된 범위로 V를 첨가함으로써 상기한 바와 같이 표면으로부터의 질화 표면층의 깊이가 250μm 이상인 강판을 제조할 수 있다. 즉, 소망되는 질화율과 소망되는 질화 깊이를 자유로이 선택할 수 있다.
충분히 깊은 질화층을 단기간 형성코자 할 경우, 당연히 Ti와 V를 본 발명의 범위로 첨가한다. C에 대해 가장 바람직한 상한치는 다음 식으로 표시된다:
Figure kpo00076
다음에 본 발명을 저 C함량강을 들어 더욱 상세히 설명한다.
성형성을 확보하기 위해, 특히, 본 발명 강판의 딥 드로잉성을 확보하기 위해, 강은 다음 성분들을 다음 범위로 함유한다.
C는 강의 딥 드로잉성에 영향을 미치는 원소로서, 강의 딥 드로잉성은 C의 함량이 증가할수록 열화된다. 또한, 그 함량이 높을 경우, 다른 원소들이 첨가되면 딥 드로잉성의 열화가 촉진된다. 따라서, C의 함량은 0.0100
Figure kpo00077
미만으로 한정된다. 또한, C 함량이 0.0002
Figure kpo00078
미만이면 강을 고순도로 정제하는 비용이 증가하고, 그 결과 제조비용이 크게 증가되어 비경제적으로 된다. c 함량의 하한치는 따라서, 0.0002
Figure kpo00079
이다.
Si는 0.005
Figure kpo00080
미만에서는 제조 비용이 비약적으로 높아져 경제적이지 못하게 되므로 S 함량의 하한치는 0.005
Figure kpo00081
이다. Si 함량이 1.00
Figure kpo00082
를 초과하면 우수한 딥 드로잉성을 얻을 수 없으므로, Si 함량의 상한치는 1.00
Figure kpo00083
이다.
Mn은 그 함량이 0.010
Figure kpo00084
미만이면 강의 제조 비용이 매우 높아져 비경제적으로 되므로, Mn의 함량의 하한치는 0.010
Figure kpo00085
이다. Mn 함량이 3.00
Figure kpo00086
를 초과하면 우수한 딥 드로잉성을 얻을 수 없으므로, Mn 함량의 상한치는 3.00
Figure kpo00087
이다.
P는 강의 딥 드로잉성을 손상시키지 않고 강의 강도를 증가시키며 강의 강도 수준에 따라 첨가되지만, P 함량이 0.001
Figure kpo00088
미만인 경우에는 제조 비용이 비약적으로 높아져 비경제적이게 된다. 따라서, P함량의 하한치는 0.001
Figure kpo00089
이다. P 함량이 0.150
Figure kpo00090
을 초과하면 2차 가공 취화 문제가 일어나므로, 그의 상한치는 0.150
Figure kpo00091
이다.
강의 성형성을 확보하기 위해서는 N 함량이 낮을수록 좋다. N 함량이 0.0002
Figure kpo00092
미만인 경우에는 강의 제조 비용이 비약적으로 높아져 비경제적으로 되므로, 그의 하한치는 0.0002
Figure kpo00093
이다. N 함량이 0.0100
Figure kpo00094
를 초과하면 강의 성형성이 열화되므로, 그의 상한치는 0.0100
Figure kpo00095
이다.
또한, 본 발명의 강은 딥 드로잉성을 향상시키기 위한 원소로서 Nb를 0.005
Figure kpo00096
이상 0.060
Figure kpo00097
까지 함유할 수 있다. Nb는 강 중에 미세한 탄화물, 질화물 및 탄질화물을 형성하여 용해된 C와 N의 존재로 인한 강의 딥 드로잉성 열화를 방지해 준다. 따라서 Nb가 강에 첨가된다.
C와 N의 석출 및 고정에 미치는 Nb의 효과는 Nb 함량이 0.005
Figure kpo00098
미만이면 미약하므로 Nb 함량의 하한치는 0.005
Figure kpo00099
이다. 강의 딥 드로잉성은 Nb 함량이 0.060
Figure kpo00100
를 초과하면 열화되므로 Nb 함량의 상한치는 0.060
Figure kpo00101
이다.
본 발명의 강은 2차 가공 취화를 방지하기 위한 원소로서 B를 0.0005
Figure kpo00102
이상 0.0050
Figure kpo00103
까지 첨가할 수 있다. 저 C함량으로 인해 강의 입계가 약화되는데 B는 이러한 강의 입계를 강화시키기 위해 첨가되어 2차 가공 취화를 방지한다. 2차 가공 취화를 방지하는 B의 효과를 B함량이 0.0005
Figure kpo00104
미만이면 미약하므로, B 함량의 하한치는 0.0005
Figure kpo00105
이다. 그러나 B의 함량이 0.0050
Figure kpo00106
를 초과하면 강의 딥 드로잉성이 열화되므로 B 함량의 상한치는 0.0050
Figure kpo00107
이다. 덧붙여, B는 질화물에 대해 강한 친화력을 갖기 때문에, B는 강의 질화성을 방해하지 않을 뿐 아니라 본 발명에 정의된 범위로 질화물-형성 원소를 함유하는 강의 질화성을 개선시킨다.
B의 첨가 범위는 다음과 같은 실험에 의해 구하였다.
후술될 실시예 2에서 얻어진 냉간 압연 강판의 일부를 이용하여, 2차 가공 취화 시험을 수행하였다. 시험을 수행하는데 있어서, 먼저, 드로잉 비율 1.9로 컵을 성형한 다음(1차 가공), 원추형 펀치를 눌러 컵 둘레를 팽창시켰다(2차 가공). 2차 가공을 가하였을 때 취화 경향이 큰 재료에서는 길이 방향으로 크랙이 발생한다. 이렇게 얻어진 결과를 표 3에 나타내었다.
표 3으로부터 2차 가공 취화에 의해 형성된 길이 방향의 크랙의 발생률이 B가 첨가된 강에 있어서는 감소하고, 따라서, B가 함유된 강은 2차 가공 취화에 의해 일어나는 크랙 형성에 대해 높은 내성을 가짐을 알 수 있다.
이에 덧붙여, 표 3의 시편 번호들은 표 8(a) 내지 표 8(i)의 시편 번호와 동일하다.
Figure kpo00108
각주 : S. No = 시편 번호
C# : C 함량, 단위는 ppm임.
O : 길이 방향 크랙의 발생 비율
Figure kpo00109
: 0
Figure kpo00110
, O : 0 내지 10
Figure kpo00111
, X : 10
Figure kpo00112
이상
강의 질화성을 향상시키는 질화-촉진 원소들의 예는 저 C함량 강의 경우와 동일하며, 따라서 Cr, 및 Ti가 포함된다.
Cr은 강을 질화에 의한 경화시키는데 있어 매우 중요한 원소이다. Cr 함량이 0.80
Figure kpo00113
이하이면 질화에 의한 경도 상승량이 작기 때문에 Cr 함량은 0.80
Figure kpo00114
를 초과하여야 한다. 반면, Cr 함량이 5.00
Figure kpo00115
를 초과하면, 강의 딥 드로잉성이 열화되므로 Cr의 상한치는 5.00
Figure kpo00116
이다. 질화에 기인한 경도 증가는 소저량의 Cr과 함께 Al, V 및 Ti를 첨가함으로써 유의적으로 할 수 있다.
Al은 통상, 탈산성분으로서 첨가되며, 블로우 홀과 같은 결함이 형성되는 것을 방지한다. 따라서, Al은 0.005
Figure kpo00117
이상의 양으로 첨가되어야 한다. Al이 탈산 성분으로서 사용되는 경우, Al 함량의 하한치는 0.005
Figure kpo00118
이다. 그러나, Al은 N에 대해 강력한 친화력을 가지며 질화물층의 표면층을 크게 경화시키므로, Al 함량이 0.10
Figure kpo00119
이하이면 질화에 의한 강의 경도 증가가 미약해진다. 따라서 질화성을 증가시키기 위한 Al 함량의 하한치는 0.10
Figure kpo00120
보다 커야 한다. Al 함량이 2.00
Figure kpo00121
를 초과하면 강의 딜드로잉성이 열화되기 때문에, 그의 상한치는 2.00
Figure kpo00122
이다.
V는 N의 확산을 촉진시켜 N으로 하여금 강의 내부로 침입시켜, 두꺼운 질화물층이 강의 표면에 형성될 수 있다. 질화에 의한 강의 경도 증가는 V 함량이 0.10
Figure kpo00123
이하이면 미약하므로, 그의 하한치는 0.10
Figure kpo00124
보다 커야 한다. V 함량이 1.00
Figure kpo00125
를 초과하면 강의 딥 드로잉성이 열화되므로, 그의 상한치는 1.00
Figure kpo00126
이다.
Ti는 질화물의 핵을 형성하므로, Ti는 질화시간이 짧은 경우에조차 질화를 강력하게 촉진시킨다. 따라서, 표면 경화층이 단기간에 얻어질 수 있다. 질화에 의한 경도 증가는 Ti 함량이 0.010
Figure kpo00127
미만이면 작으므로, Ti 함량의 하한치는 0.010
Figure kpo00128
이다. Ti 함량이 1.00
Figure kpo00129
를 초과하면 강의 딥 드로잉성일 열화되므로, 그의 상한치는 1.00
Figure kpo00130
이다. 강의 딥 드로잉성을 향상시키기 위해 Ti를 강에 첨가할 경우, Ti 함량은 0.005
Figure kpo00131
이상인 것이 바람직하다.
Ti가 질화 시간을 단축시킬 수 있는 강력한 질화 원소임은 후술되는 실험에 의해 입증된다.
표 4에 나타난 화학 조성을 갖느 s강을 용융에 의해 제조하고, 냉간 압연 강판을 표 1에 기재된 동일한 공정에 의해 제조하였다. 냉간 압연된 강판으로부터 한계 드로잉 비율 1.90으로 프레스 성형체를 제조하였다. 이 프레스 성형체를 시편으로서 사용하여, 시험을 수행하여 질화시간에 의해 가리켜지는 바와 같은 표면 경화층 형성용이성(질화의 신속성)을 결정하였다. 시편을 제조한 후, 질화시간을 변화시키고, 유냉시키는 한편, 흡열 가스와 NH3가스와의 가스 혼합물 분위기에서 질화 시켰다. 표면 경화층의 경도(Hv)를 마이크로 Vickers 경도계로 측정하였다. 표면 경화층의 경도(Hv)가 400이 되는데 필요한 질화 처리 시간을 이들 결과로부터 구하고, Ti = 0
Figure kpo00132
인 때와 처리 시간과의 비율을 이용하여 질화의 신속성을 평가하였다.
이렇게 얻어진 결과를 표 4에 나타내었다. 표 4로부터 명확히 알 수 있는 바와 같이 Ti가 0.01
Figure kpo00133
이상 첨가된 강은 짧은 기간에 질화처리되어 동일한 경도를 갖는 표면 경화층을 형성할 수 있으며, 따라서, 이러한 강은 질화의 신속성이 우수함을 알 수 있다.
따라서, 강에 Ti를 0.010
Figure kpo00134
이상으로 첨가할 경우, 소망되는 경도를 갖는 표면 경화층을 0.35(Ti = 0
Figure kpo00135
일 때 시간을 1로 함)이하의 시간 동안 얻을 수 있다. 따라서, 질화 시간은 단축시킬 수 있으며 비약적으로 향상된 산업적 효과를 얻을 수 있다.
Figure kpo00136
각주 : S. No. = 시편 번호
C# : C 함량, 단위는 ppm임.
1 : 표면 경화층에서 경도(Hv) 400을 얻는데 소요되는 시간의 비율
(Ti = 0
Figure kpo00137
일때 시간이 1임)
강의 화학 조성을 상기한 바와 같이 조성한다. 딥 드로잉성이 강력히 요구될 경우, C 함량을 0.0002
Figure kpo00138
이상, 0.0100
Figure kpo00139
미만으로 하고, C와 N의 고정 목적을 위해서는 Ti량을 {(48/12)×C [
Figure kpo00140
] +(48/14)×N[
Figure kpo00141
]} 이상, 또는 Nb 량을 {(93/12)×C [
Figure kpo00142
]+(93/14)×N[
Figure kpo00143
]}의 0.8배, 또는 Ti와 Nb를 복합 첨가하는 경우, Ti 량이 {(48/12)×C [
Figure kpo00144
]+(48/14)×N[
Figure kpo00145
]} 미만인 경우에는, Nb를 0.8×(93/12)×C[
Figure kpo00146
] ×{1-(Ti[
Figure kpo00147
]-(48/14)×N[
Figure kpo00148
]}이상 첨가하는 것이 소망된다.
본 발명의 생산 공정을 이하에 설명한다.
상술한 조성을 갖는 강판의 제조방법으로는 주조 후 어떠한 가열 조건이나 압연 조건을 이용해도 무방하다. 강을 열간 압연시키는 경우, 열간 압연하기 전의 공정과 열간 압연 공정에 대해서는 특별한 제한이 없다. 그러나, 성형성을 향상시키기 위해서는 500℃ 이상의 온도에서 강판을 권취시키는 것이 바람직하다. 강판의 두께 정밀도와 성형성이 요구되는 경우, 50
Figure kpo00149
이상의 압하율로 강판을 추가로 냉간 압연시키는 것이 바람직하다. 강판을 50
Figure kpo00150
이상의 압하율로 냉간 압연시킬 경우 강판의 성형성이 높아지지만, 가장 바람직한 것은 강판을 70
Figure kpo00151
이상의 압하율로 냉간 압연시키는 것이다. 강판은 박스 소둔시키거나 연속 소둔시킴으로써 소둔시킬 수 있다. 소둔 조건에는 특별한 제한 사항은 없지만, 강판을 재결정 온도 이상의 온도 내지 조대한 입자가 형성되지 않는 900℃ 이하의 온도에서 소둔시키는 것이 바람직하다. 본 발명의 강판은 템퍼 소둔, 오일 코팅 및 고상 윤활유 코팅과 같은 공정으로 안전하게 처리할 수 있어 강판의 성형성을 증가시킬 수 있으며 성형 후 그의 외형도 우수해진다.
이렇게 제조된 열간 압연 강판 또는 냉간 압연 강판을 딥 드로잉과 같은 프레스 성형 처리하면 적당량의 전위(dislocation)가 그 안에 형성된다. 이러한 딥 드로잉과 같은 성형에 의해 형성된 전위는 N 확산과 질화물 생성을 촉진하여, 질화물 경화층을 단시간에 얻을 수 있다. 따라서, 내마모성이 우수한 성형체를 얻을 수 있다. 또한, 이렇게 얻어진 강판은 경화층에 의한 표면 크랙 형성이 거의 일어나지 않으므로, 강판은 향상된 피로 강도와 내소부성을 갖는다.
본 발명의 성형성과 관련된 대상은 성형체의 모양에 따라, 딥 드로잉에 부가하여 적절한 전위량을 형성할 수 있는 벤딩, 아이어닝, 블랭킹 등의 공정이다.
소정의 모양을 갖는 성형체를 성형하여 질화시키는 경우, 경질 질화물층을 성형체의 강판 표면에 형성시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 성질 질화물층이란 표면층의 질화물 화합물층, 또는 강판 내부에 형성된 질화물 화합물층과 경질 N 확산층을 가리킨다.
질화 처리에는 가스 질화, 가스 연질 질화, 쏠트 배쓰 질화, 이온 질화, 산 질화 및 황화 질화 등 여러 가지가 있다. 표면층에 경질 질화층이 형성되는 한 어떠한 처리방법도 적용가능하다. 처리 시간은 필요한 질화물층 깊이를 얻을 수 있도록 변경시킬 수 있다.
또한, 이렇게 얻어진 표면 질화물층(화합물 층)의 두께를 연삭과 같은 공정에 의해 안전하게 감소시켜, 층 두께 또는 표면 조도를 조정할 수 있다.
경질 질화물층의 경도는 마이크로 Vickers 경도계로 측정시 경도가 약 400이상인 경우 만족스러운 것이다. 경도의 상한치는 한정되지 않지만, 현재의 질화 기술에서는 약 1,500이다.
또한, 층 두께가 10μm 이상인 경우, 질화물이 풍부한 경질층(확산층)이 효과적이지만, 추가의 효과를 안정하게 나타내기 위해서는 두께가 200μm 이상인 것이 바람직하다.
상술한 바람직한 제조 공정의 구체예를 다음에 나타내었다.
본 발명에 따른 화학 조성을 갖는 강을 상법에 따라 용융하고, 연속 주조법에 의해 슬랩으로 주조하였다. 이 슬랩을 가열로 중, 1,000 내지 1,300℃의 온도로 가열하고, 700 내지 1,000℃의 마무리 온도로 열간 압연한 다음, 실온에서 850℃의 온도에서 권취시켜 열간 압연 강판을 제조하였다.
강판을 산세시키고, 필요한 경우, 30
Figure kpo00152
이상의 압하율로 냉간 압연시킨 후, 600 내지 900℃의 온도에서 1 내지 300초간 유지시킴으로서 재결정 소둔시켜 냉강압연 강판을 제조하였다.
예컨대 한계 드로잉 비율 1.9 이상으로 열간 압연 또는 냉간 압연 강판을 딥 드로잉시킨다. 성형체를 탈지시키고, NH3과 흡열 가스와의 가스 혼합물 분위기에서 450 내지 650℃의 온도로 0.1 내지 100 시간 동안 질화처리한 다음 냉각시켜 400 이상의 표면 경도(Hv)를 갖는 부품을 얻었다.
본 발명의 딥 드로잉법에 의해 제조한 성형체와 연삭에 의해 제조한 성형체를 표면 경도 측면에서 비교하는 실험을 다음과 같이 수행하였다.
표 5에 나타난 화학 조성을 갖는 강을 상법에 따라 용융, 연속 주조시켜 슬랩으로 만들었다. 슬랩을 1,200℃로 가열로에서 가열하고, 910℃ 이상의 마무리 온도에서 열간 압연시킨 다음 700℃에서 권취시켰다. 열간 압연 강판을 산세, 80℃의 압하율로 냉간 압연시키고, 800℃에서 60초 동안 재결정 소둔시켜 1.2 mm의 두께를 갖는 냉간 압연 강판을 얻었다. 직경 60mm인 디스크(블랭크)를 냉간 압연 강판으로부터 절단해 내어, 2.0의 딥 드로잉 비율로 프레스 성형시켜 컵 형상의 딥 드로잉된 성형체를 얻었다.
한편, 동일한 슬랩에서 강 블록을 절단하여, 동일한 형상을 갖는 컵-모양 부품으로 연삭하였다. 비교를 위한 성형체를 이렇게 제조하였다.
이들 성형체를 NH3과 흡열 가스와의 가스 혼합물 분위기 중, 570℃에서 30분간 질화시키고 유냉시켰다. 성형품 각각의 질화성을 성형체 표면으로부터 30μm 아래 깊이에서 마이크로 Vickers 경도계로 측정된 경도에 의해 평가하였다.
이렇게 얻어진 결과를 표 5에 나타내었다. 표 5로부터 본 발명의 프레스 성형체 각각이 비교 프레스 성형체에 비해 경질 표면 질화물층을 갖고 있음과, 따라서 본 발명의 프레스 성형체가 질화성이 더 우수함을 알 수 있다.
Figure kpo00153
Figure kpo00154
또한, 질화물층의 존재가 본 발명의 딥 드로잉된 프레스 성형체의 내마모성에 미치는 효과를 조사하는 실험을 수행하였다.
표 5에 수록된 화학 조성을 갖는 강을 용융하여 상법에 따라 연속 주조시켜 슬랩으로 만들었다. 이 슬랩을 가열로에서 1250℃로 가열하고, 910℃ 이상의 마무리 온도에서 열간 압연한 다음 530℃에서 권취시켰다. 열간 압연된 이 강판을 산세, 75
Figure kpo00155
의 압하율로 냉간 압연시킨 다음 780℃에서 40초간 재결정 소둔시켜 두께 1.8mm의 냉간 압연 강판을 얻었다. 직경 80mm의 디스크(블랭크)를 냉간 압연 강판으로부터 잘라내어, 2.0의 드로잉 비율로 프레스 성형하여 컵 모양으로 딥 드로잉 성형체를 얻었다. 이렇게 얻어진 프레스 성형체를 570℃에서 4시간 동안 NH3과 흡열 가스와의 가스 혼합물 분위기에서 질화시킨 다음 유냉시켰다. 각 시편의 바닥부로부터 10mm ×10mm 크기로 시편을 잘라내어, 양쪽면 모두에 경질 질화물층을 갖는 시편을 제조하였다. 또한, 질화 도중 컵 모양 부품의 개구부를 밀폐시켜, 각 부품의 내면을 NH3가스와 흡열 가스와의 가스 혼합물 분위기에 노출되지 않도록 하였다. 그 결과, 컵 모양 부품의 외면에만 경질 질화물층이 형성되었다. 한쪽 면에만 경질 질화물층을 갖는 시편을 이렇게 제조하였다. 일정한 로드 하에 회전 연삭판을 시편에 가압하여, 시편의 두께가 0.1 mm로 감소할 때까지 시편을 회전 마모시켰다. 각 시편의 내마모성을 연삭판의 총 회전수로부터 평가하였다.
이렇게 얻어진 결과를 표 6에 요약하였다. 표 6의 실시예와 비교예를 비교하면 경질 질화물층을 각각 갖는 본 발명의 프레스 성형체가 내마모성이 더 우수한 것을 알 수 있다.
Figure kpo00156
각주 : S. No. = 시편 번호
# : T.R.N. = 총 회전수(Total Rotation Number)
1 : 양쪽 모두에 질화물층을 갖는 성형체
2 : 한쪽에만 질화물층을 갖는 성형체
3 : 질화물층을 갖지 않는 성형체
Figure kpo00157
: 107배 이상, o : 103이상 107배 미만, x : 103배 미만
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 딥 드로잉 프레스 성형체는 높은 표면 경도와 우수한 내마모성을 갖는다.
[실시예]
[실시예 1]
실시예를 참고로 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
표 7(a)에 나타난 화학 조성을 갖는 강을 용융시켜, 상법에 따라 연속 주조하여 슬랩으로 만들었다. 이 슬랩을 가열로에서 1200℃로 가열하고, 910℃ 이상의 마무리 온도에서 열간 압연한 다음 표 7(b)에 제시된 온도에서 권취한 다음 산세시켜 열간 압연 강판을 만들었다.
열간 압연 강판을 표 7(c)에 타나난 압하율로 더욱 냉간 압연시킨 다음 800℃에서 60초간 재결정 소둔시켜 냉간 압연 강판을 얻었다. 각각 60mm의 직경을 갖는 디스크(블랭크)를 열간 압연 강판과 냉간 압연 강판으로부터 절단하고, 1.9 또는 2.0의 드로잉 비율로 프레스 성형하여 컵 부품을 만들었다. 이 컵 부품들을 펀치와 다이를 이용하여 다양한 직경을 갖도록 추가 성형하여 각 샘플의 한계 드로잉 비율(LDR)을 결정하였다.
시편들을 별도로 제작, 탈지, 시키고 570℃에서 4시간 동안 NH3과 흡열 가스와의 가스 혼합물 분위기에서 가열함으로써 질화시킨 다음 유냉시켰다. 각 시편의 질화성을 표면으로부터 30μm 깊이에서 마이크로 Vickers 경도계로 측정한 경도(Hv)에 의해 평가하였다.
이렇게 얻어진 결과를 표 7(a) 및 표 7(c)에 나타내었다. 표에 나타난 비교강과 본 발명 강을 비교하면 본 발명의 강도로부터 얻어진 딥 드로잉 제품이 성형성이 우수하고, 질화성이 우수함으로 인해 경질 표면 질화물층을 형성함을 알 수 있다. 뿐만 아니라, 동일한 질화물층 경도를 갖는 본 발명 강도 비교강을 비교하면 본 발명 강이 큰 한계 드로잉 비율로 가지며, 따라서, 성형성이 우수함을 명확히 알 수 있다.
[실시예 2]
표 8(a) 내지 표 8(c)에 나타난 화학 조성을 갖는 강을 용융시켜, 상법에 따라 연속 주조하여 슬랩으로 만들었다. 이 슬랩을 가열로에서 1200℃로 가열하고, 910℃ 이상의 마무리 온도에서 열간 압연한 다음 표 8(d) 내지 표 8(h)에 제시된 온도에서 권취한 다음 산세시켜 열간 압연 강판을 만들었다. 열간 압연 강판을 표 8(d) 내지 표 8(h)에 나타난 압하율로 더욱 냉간 압연시킨 다음 800℃에서 60초간 재결정 소둔시켜 냉간 압연 강판을 얻었다. 각각 60mm의 직경을 갖는 디스크(블랭크)를 열간 압연 강판과 냉간 압연 강판으로부터 절단하고, 2.0 또는 2.1의 드로잉 비율로 프레스 성형하여 컵 부품을 만들었다. 이 컵 부품들을 펀치와 다이를 이용하여 다양한 직경을 갖도록 추가 성형하여 각 샘플의 한계 드로잉 비율(LDR)을 결정하였다.
시편들을 별도로 제작, 탈지, 시키고 570℃에서 4시간 동안 NH3과 흡열 가스와의 가스 혼합물 분위기에서 가열함으로써 질화시킨 다음 유냉시켰다. 각 시편의 질화성을 표면으로부터 30μm 깊이에서 마이크로 Vickers 경도계로 측정한 경도(Hv)에 의해 평가하였다.
이렇게 얻어진 결과를 표 8(d) 내지 표 8(h)에 나타내었다. 표에 나타난 비교강과 본 발명 강을 비교하면 본 발명에 따라 얻어진, 각각 경질 질화물층을 갖는 프레스 성형체가 프레스 성형성과 내마모성에 있어서 우수함을 알 수 있다. 뿐만 아니라, 동일한 질화물층 경도를 갖는 본 발명 강도 비교강을 비교하면 본 발명 강이 큰 한계 드로잉 비율을 가지며, 따라서, 성형성이 우수함을 명백히 알 수 있다.
Figure kpo00158
각주 : 본 발명 강
# : 비교예의 강
+ : 본 발명 범위를 벗어난 성분
Figure kpo00159
Figure kpo00160
각주 : 본 발명 강
# : 비교예의 강
o : 성형가능한 강판, x : 성형 불가능한 강판
Figure kpo00161
각주 S. No. : 시편 번호
* : 본 발명 강
** : C 함량, ppm 단위임
Figure kpo00162
각주 S. No. : 시편 번호
* : 본 발명 강
** : C 함량, ppm 단위임
Figure kpo00163
각주 S. No. : 시편 번호
* : 본 발명 강
# : 비교예의 강
** : C 함량, ppm 단위
+ : 본 발명 범위를 벗어난 성분
Figure kpo00164
각주 * : 본 발명 강
o : 성형가능한 강
Figure kpo00165
각주 * : 본 발명 강
o : 성형가능한 강
Figure kpo00166
Figure kpo00167
Figure kpo00168
Figure kpo00169
각주 * : 본 발명 강
# : 비교예 강
o : 성형가능한 강, x : 성형할 수 없는 강
[산업상 이용가능성]
본 발명은 높은 질화성과 우수한 딥 드로잉성을 갖는 강판을 제공할 수 있다. 본 발명에 따른 강판은 짧은 질화로를 이용하여 단기간의 질화시간동안 소망하는 깊이를 갖도록 효율적으로 질화시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 강판은 생산성이 뛰어나다. 뿐만 아니라, 내마모성, 피로 강도 및 내소부성을 갖는 공구, 기계 구조용 부품, 자동차용 부품 등을 본 발명의 프레스 성형체로부터 제조할 수 있으므로, 본 발명의 산업상 이용가능성은 매우 크다.

Claims (10)

  1. 중량비로 C 0.01
    Figure kpo00170
    이상 0.08
    Figure kpo00171
    미만, Si 0.005 내지 1.00
    Figure kpo00172
    , Mn 0.010 내지 3.00
    Figure kpo00173
    , P 0.001 내지 0.150
    Figure kpo00174
    , N 0.0002 내지 0.0100
    Figure kpo00175
    , Cr 0.15
    Figure kpo00176
    초과 5.00
    Figure kpo00177
    이하, Al 0.060
    Figure kpo00178
    초과 2.00
    Figure kpo00179
    이하, Ti 0.010
    Figure kpo00180
    이상 4C[
    Figure kpo00181
    ] 미만 및 V 0.010 내지 1.00
    Figure kpo00182
    을 함유하고, 잔부로서 Fe와 불가피한 불순물을 함유하는 성형성과 질화성이 우수한 프레스 성형용 강판.
  2. 중량비로 C 0.0002
    Figure kpo00183
    이상 0.0100
    Figure kpo00184
    미만, Si 0.005 내지 1.00
    Figure kpo00185
    , Mn 0.010 내지 3.00
    Figure kpo00186
    , P 0.001 내지 0.150
    Figure kpo00187
    , N 0.0002 내지 0.0100
    Figure kpo00188
    , Cr 0.80
    Figure kpo00189
    초과 5,00
    Figure kpo00190
    이하를 함유하고, 질화 경화 원소로서, V 0.10 내지 1.00
    Figure kpo00191
    , Al 0.10
    Figure kpo00192
    초과 2.00
    Figure kpo00193
    이하 및 Ti 0.010 내지 1.00
    Figure kpo00194
    중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 함유하고, 잔부로서 Fe와 불가피한 불순물을 함유하는 성형성과 질화성이 우수한 프레스 성형용 강판.
  3. 제2항에 있어서, Nb 0.005 내지 0.060
    Figure kpo00195
    와 B 0.0005 내지 0.0050
    Figure kpo00196
    Figure kpo00197
    중에서 선택된 1종 또는 2종의 원소를 추가로 함유하는 프레스 성형용 강판.
  4. 중량비로 C 0.01
    Figure kpo00198
    이상 0.08
    Figure kpo00199
    미만, Si 0.005 내지 1.00
    Figure kpo00200
    , Mn 0.010 내지 3.00
    Figure kpo00201
    , P 0.001 내지 0.150
    Figure kpo00202
    , N 0.0002 내지 0.0100
    Figure kpo00203
    , Cr 0.15
    Figure kpo00204
    초과 5.00
    Figure kpo00205
    이하, Al 0.060
    Figure kpo00206
    초과 2.00
    Figure kpo00207
    이하, Ti 0.010
    Figure kpo00208
    이상 4C[
    Figure kpo00209
    ] 미만 및 V 0.010 내지 1.00
    Figure kpo00210
    을 함유하고, 잔부로서 Fe와 불가피한 불순물을 함유하는 강판을 프레스 성형한 후에 적어도 한쪽 표면에 경질 질화물층을 형성한 프레스 성형체로서, 경질 질화물층을 형성한 프레스 성형체의 마이크로 비커 경도가 400 이상인 프레스 성형체.
  5. 제4항에 있어서, 강판이 열간 압연 강판 또는 냉간 압연 강판인 프레스 성형체.
  6. 중량비로 C 0.0002
    Figure kpo00211
    이상 0.0100
    Figure kpo00212
    미만, Si 0.005 내지 1.00
    Figure kpo00213
    , Mn 0.010 내지 3.00
    Figure kpo00214
    , P 0.001 내지 0.150
    Figure kpo00215
    , N 0.0002 내지 0.0100
    Figure kpo00216
    , Cr 0.80
    Figure kpo00217
    초과 5,00
    Figure kpo00218
    이하를 함유하고, 질화 경화 원소로서, V 0.10 내지 1.00
    Figure kpo00219
    , Al 0.10
    Figure kpo00220
    초과 2.00
    Figure kpo00221
    이하 및 Ti 0.010 내지 1.00
    Figure kpo00222
    중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 함유하고, 잔부로서 Fe와 불가피한 불순물을 함유하는 강판을 프레스 성형한 후에 적어도 한쪽 표면에 경질 질화물층을 형성한 프레스 성형체로서, 경질 질화물층을 형성한 프레스 성형체.
  7. 제6항에 있어서, 강판이 중량비로 Nb 0.005 내지 0.060
    Figure kpo00223
    와 B 0.0005 내지 0.0050
    Figure kpo00224
    중에서 선택된 1종 또는 2종의 원소를 추가로 함유하는 프레스 성형체.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 강판이 열간 압연 강판 또는 냉간 압연 강판인 프레스 성형체.
  9. 제1항에 있어서, 강에 함유된 Ti와 V의 상한치 범위가 C >(12/48)ㆍTi+(12/51)·(3/4)ㆍV로 표시되는 것이 특징인 프레스 성형용 강판.
  10. 제4항에 있어서, 강에 함유된 Ti와 V의 상한치 범위가 C >(12/48)ㆍTi +(12/51)ㆍ(3/4)ㆍV로 표시되는 것이 특징인 프레스 성형체.
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