KR100527996B1

KR100527996B1 - 내충격 특성이 우수한 고강도 고가공성 냉연강판

Info

Publication number: KR100527996B1
Application number: KR10-1999-7001254A
Authority: KR
Inventors: 다카기슈사쿠; 후루키미오사무; 사카타게이; 오바라다카시; 미우라가즈야
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 1997-06-16
Filing date: 1998-06-09
Publication date: 2005-11-09
Also published as: EP0922782B1; AU724778B2; DE69828865T2; BR9806046A; US6210496B1; AU7553098A; WO1998058094A1; CN1083903C; KR20000068162A; JP3320014B2; EP0922782A4; EP0922782A1; JPH1171635A; CN1236402A; DE69828865D1

Abstract

본 발명은 자동차용 강판으로서의 용도에 이용하기 적합한 내충격 특성이 우수한 고강도 고가공성 냉연강판에 관한 것으로서, C:0.05∼0.40질량%, Si:1.0∼3.0질량%, Mn:0.6∼3.0질량%, Cr:0.02∼1.5질량%, P:0.010∼0.20질량%, Al:0.01∼0.3질량%를 함유하고, 잔부는 실질적으로 Fe의 조성이 되는 냉연강판으로서, 페라이트(폴리고날페라이트)를 주상으로서 마르텐사이트, 침상 페라이트 및 잔류 오스테나이트로 이루어지는 제 2 상을 갖고, 강조직 중에 차지하는 제 2 상의 비율이 3∼40%이고, 제 2 상 중 마르텐사이트의 비율이 10∼80%, 잔류 오스테나이트의 비율이 8∼30%, 침상 페라이트의 비율이 5∼60%인 것을 특징으로 하는 내충격 특성이 우수한 고강도 고가공성 냉연강판으로, 본 발명에 의하면 주로 자동차용 강판으로서 충분한 성형성을 갖출 뿐만 아니라, 엄격한 안전 기준에도 견딜 수 있는 내충격 특성이 우수한 고강도 고가공성 냉연강판이 선택되는 것을 특징으로 한다.

Description

내충격 특성이 우수한 고강도 고가공성 냉연강판{HIGH-STRENGTH HIGH-WORKABILITY COLD ROLLED STEEL SHEET HAVING EXCELLENT IMPACT RESISTANCE}

본 발명은 자동차용 강판으로서의 용도에 이용하기 적합한 내충격 특성이 우수한 고강도 고가공성 냉연강판에 관한 것이다.

자동차의 경량화가 지향되는 중에 성형성이 우수한 고강도 박강판에 대한 요구가 특히 강해지고 있다.

또, 최근에는 자동차의 안전성도 중시되고, 그를 위해서는 충돌시에 안정성의 기준이 되는 내충격 특성의 향상도 요구되고 있다.

그리고, 자동차의 내외장판으로서는 표면 거칠기의 균일성 및 화성처리성의 면에서 냉연강판이 유리하다.

상기 현상을 배경으로서 이제까지도 다양한 고강도 냉연강판이 개발되고 있다.

예를 들면 일본국 특공평 5-64215호 공보 및 일본국 특개평 4-333524호 공보에는 잔류 오스테나이트:3%이상을 함유하는 페라이트, 베이나이트 및 잔류 오스테나이트의 조직으로 된 고강도 강(이한, TRIP강이라 함)의 제조방법이 개시되어 있다.

그러나, 이 TRIP강은 연신이 높고, 성형성은 양호하지만(TS×EI≥22000MPa·%), 현재의 엄격한 내충격 특성을 만족시킬 수 없는 문제를 갖고 있었다.

또, 프레스형성시에 있어서 가공경화량(WH) 및 그 후의 도장소성시에 있어서 소성경화량(BH)이 70Mpa정도로 낮다는 문제도 있었다.

이 가공·소성경화량(WH+BH)이 낮으면, 가공-도장소성후에 있어서 강도 보장 면에서 불이익이 크다.

한편, 내충격 특성이 우수한 고강도 강판으로서는 예를 들면 일본국 특개평 9-111396호 공보에 개시되어 있는 것과 같은 페라이트와 마르텐사이트의 2상 조직으로 이루어진 이른바 복합조직강(Dual Phase)(이하 DP강이라 함)이 개시되어 있다.

그러나, 이 DP강은 내충격특성에는 우수하지만, 연신이 충분하다고 할 수 없어 성형성 면에 문제는 남기고 있었다.

상술한 바와 같이 현재까지 충분한 성형성과 엄격한 안전기준의 양자를 만족하는 냉연강판은 볼 수 없어 그 개발이 요구되고 있었다.

도 1은 종래의 TRIP강의 대표적인 연속냉각 변태곡선도(CCT도),

도 2는 본 발명의 성분계에 있어서 대표적 연속냉각 변태곡선도(CCT도),

도 3의 (a)는 본 발명에 따라 얻어지는 제 2 상의 특징적인 상구성, 또 도 3의 (b)는 종래의 TRIP강의 제 2 상 상구성을 나타내는 모식도,

도 4는 Cr량과 강도-연신 균형과의 관계를 P량을 파라미터로서 나타낸 그래프,

도 5는 Cr량과 동적 n값과의 관계를 P량을 파라미터로서 나타낸 그래프 및

도 6은 가공경화성(WH) 및 소성경화성(BH)의 설명도이다.

본 발명은 상기의 요망에 유리하게 부응하는 것으로 우수한 성형성과 내충격 특성을 겸하여 구비하고(구체적으로는 강도-연신 균형(TS×El)이 24000MPa·%이상, 동적 n값이 0.35이상), 또한 (WH+BH)가 100MPa이상과 가공·소성경화량의 점에서도 우수한 내충격특성이 우수한 고강도 고가공성 냉연강판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

여기에서 동적 n값은 발명자들이 내충격특성의 지표로서 새롭게 발견한 것으로, 이 동적 n값을 이용함으로써 내충격 특성을 종래보다도 한층 정확하게 평가할 수 있다.

즉, 종래 내충격 안전성에 대해서는 강도와의 관련으로 고찰되고 단순히 강도가 크면 내충돌 안전성도 높다고 되어 왔지만, 강도와 내충돌 안전성과는 반드시 일의적인 관계에 있는 것은 아니라는 것이 판명되었다.

그래서, 이 점에 대해서 예의 연구를 거듭한 결과, 자동차의 충돌 시에는 변형속도(strain rate)가 2×10³/s까지 증가하지만, 이러한 고속에서의 변형시에 있어서 에너지를 강판에서 보다 많이 흡수하기 위해서는 즉, 내충돌 안전성을 향상시키기 위해서는 강판을 변형속도 = 2×10³/s의 조건에서 인장변형시킨 때의 n값(이하 동적 n값이라 함)을 높게 하는 것이 유효하다는 것이 해명된 것이다.

여기에서 연신 10%에 있어서 순간 n값을 동적 n값으로 한다.

또한 이 동적 n값을 높게 하는 것은 고속변형시에 있어서 강도 향상에도 유효하다는 것이 함께 발견되고 있다.

이하, 본 발명을 하게 된 경위에 대해서 설명한다.

또한 본 발명자들은 상기의 목적을 달성하기 위해 우선 종래 강인 TRIP강에 대해서 그 조직과 특성과의 관계에 대해서 조사하였다.

그 결과, TRIP강에 있어서는 성형성의 향상에 유리한 잔류 오스테나이트의 충분한 양을 얻기 위해서, 베이나이트상을 생성시키는 것이 불가결하게 되어 왔지만, 이 베이나이트상이 내충격 특성을 악화시키는 원인이 되고 있는 것이 판명된 것이다.

그래서, 발명자들은 그러한 베이나이트상, 특히 탄화물의 생성을 억제한 결과, 즉 주상(主相)인 페라이트(폴리고날페라이트) 이외의 제 2 상을 종래의 베이나이트+잔류 오스테나이트에서, 침상 페라이트+마르텐사이트+잔류 오스테나이트의 혼합조직으로 변경한 결과, 예상외의 성과를 얻을 수 있었던 것이다.

본 발명은 상기의 지견에 입각하는 것이다.

즉 본 발명은, C:0.05∼0.40 질량%, Si:1.0∼3.0 질량%, Mn:0.6∼3.0 질량%, Cr:0.02∼1.5 질량%, P:0.010%∼0.20 질량%, Al:0.01∼0.3질량%를 함유하고, 페라이트를 주상으로 하고, 마르텐사이트, 침상 페라이트 및 잔류 오스테나이트로 이루어지는 제 2 상을 갖는 것을 특징으로 하는 내충격 특성이 우수한 고강도 고가공성 냉연강판이다.

상기 구성에 의해 본원발명은 주상을 페라이트로 하고 동시에 제 2 상을 마르텐사이트, 침상 페라이트 및 잔류 오스테나이트의 혼합조직으로 함으로써, 우수한 성형성과 내충격 특성을 겸하여 구비한 냉연강판을 얻을 수 있다.

또한, 필요에 따라서 강도 개선성분으로서,

삭제

Ti:0.005∼0.25질량%, Nb:0.003∼0.1질량%

중에서 선택된 적어도 한 종류를 함유하고, 또한 가공성 개선성분으로서

Ca:0.1질량%이하, Rem:0.1질량%이하

중에서 선택된 적어도 한 종류를 함유시킬 수 있다.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.

도 1에 종래의 TRIP강의 대표적인 연속냉각 변태곡선도(CCT도)를 나타낸다.

동일 도면에 나타낸 바와 같이 종래의 TRIP강은 연속소둔시, (α+γ)2상 영역으로 가열한 후, 400℃부근까지 급냉하여 베이나이트 변태영역으로 인도하고, 이 온도영역에 수분간 유지함으로써, 베이나이트 변태를 생기게 하면서, 미변태의 오스테나이트에 고용 탄소를 농축시켜 안정화하여, 그 후에 실온까지 냉각함으로써 수%이상의 오스테나이트를 잔류시키고 있었다.

그러나, 이렇게 하여 제조된 TRIP강은 강도 및 가공성의 면에서는 우수하지만, 충분한 내충격 특성을 얻을 수 없는 것은 상술한 바와 같다.

그래서, 발명자들은 베이나이트 변태를 피하기 위해 수많은 실험과 검토를 거듭한 결과, 다음의 것이 규명된 것이다.

(1)강성분으로서 Cr을 소량 함유시키면, 상기 CCT도에 있어서 베이나이트변태영역의 노우즈(nose)가 장시간측으로 후퇴하고, 베이나이트의 형성(특히 탄화물의 석출)이 억제되고, 대신에 침상 페라이트(어시큘러(acicular)페라이트라고도 칭함)이 석출된다.

(2)냉연강판의 연속 소둔 프로세스에서는 2상 영역 유지에 의해 소정 분량의 페라이트 및 오스테나이트로의 분리가 이루어지고 있다. 따라서, 냉각 중에 페라이트를 생성시킬 필요가 없는 것이, 열연 프로세스와의 큰 차이이지만, 이러한 경우에 Cr을 단독으로 첨가한 것 만으로는 퍼얼라이트 변태가 단시간측으로 이행하기 때문에 제 2 상 속에 퍼얼라이트가 혼입한다. 이렇게 퍼얼라이트가 혼입한 경우에는 베이나이트의 생성을 억제하였다고 해도 충분히 만족할 정도의 특성은 얻을 수 없다.

(3)그러나, Cr과 함께 P를 소량 첨가하면, 이러한 퍼얼라이트 변태가 억제되고, 제 2상으로서 침상 페라이트, 잔류 오스테나이트 및 마르텐사이트로 이루어지는 혼합조직이 형성된다.

(4)이렇게 하여 형성된 침상 페라이트, 잔류 오스테나이트 및 마르텐사이트로 이루어지는 제 2 상은 성형성을 저해하지 않고, 내충격 특성을 현저히 향상시킨다.

도 2에 본 발명의 성분계에 있어서 대표적 CCT도를 나타낸다.

동일 도면에 도시한 바와 같이 Cr과 P를 소량 첨가함으로써 베이나이트 변태영역의 노우즈가 후퇴하고, 대신에 침상 페라이트영역이 현저하게 출현하기 때문에, 이 침상 페라이트영역에 단시간 유지하고, 그 후에 급냉함으로써 제 2 상을 침상 페라이트, 잔류 오스테나이트 및 마르텐사이트로 이루어지는 혼합조직으로 할 수 있어, 우수한 성형성과 내충격 특성을 겸하여 구비한 냉연강판을 얻을 수 있었던 것이다.

여기에서 침상 페라이트는 결정입자의 긴 직경이 대략 10㎛이하, 애스펙트비(aspect ratio)가 1:1.5이상, 그리고 세멘타이트 석출량이 5%이하의 것을 말한다.

또한 종래의 TRIP강인 베이나이트 중에는 세멘타이트의 석출이 많이 확인되기 때문에(10%이상), 본 발명의 침상 페라이트와 TRIP강의 베이나이트와는 명확하게 구별되는 것이다.

도 3의 (a)에 본 발명에 따라 얻어지는 제 2 상의 특징적인 상구성을, 또 도 3의 (b)에는 종래의 TRIP강의 제 2 상 상구성을 각각 모식으로 도면 중앙에 나타낸다. 제 2 상의 주변은 주상인 페라이트이다.

종래의 TRIP강의 제 2 상은 베이나이트 속에 잔류 오스테나이트가 점존하는 상구성으로 되어 있는 것에 대하여, 본 발명의 제 2 상은 침상 페라이트와 마르텐사이트가 층형상으로 늘어서고, 그 계면(마르텐사이트측)에 잔류 오스테나이트가 점존하는 형태로 되어 있다.

이렇게 제 2상 속에 침상 페라이트를 석출시킨 것이 본 발명의 특징의 하나이고, 이 침상 페라이트상이 TS×El를 증가시킴과 동시에, 동적 n값을 향상시키는 것으로 생각된다. 또한 적정량의 마르텐사이트와 침상 페라이트가 층형상으로 배열됨으로써 상세한 이유는 불명하지만, 100MPa이상의 큰 (WH+BH)를 얻을 수 있었다.

또한 발명자들의 지견에 의하면, 침상 페라이트와 마르텐사이트의 계면 면적율이 커질 수록 동적 n값은 커지는 경향이 있는 것이 확인되고 있다.

본 발명에 있어서 상기한 제 2 상이 강조직 속에 차지하는 비율은 3∼40%로 하는 것이 바람직하다.

그 이유는 상비율이 3%에 미달하면 충분한 내충격 특성을 얻을 수 없고, 한편 40%를 넘으면 연신 더 나아가서는 강도-연신 균형이 저하하기 때문이다. 보다 바람직한 비율은 10∼30%이다.

또한 본 발명에 있어서, 상비율은 강 시료를 연마후, 2% 질산+에틸알콜용액으로 에칭하여, 현미경사진을 화상 해석함으로써 산출하였다.

또, 제 2상 내에 있어서 각 상의 비율에 대해서는 마르텐사이트:10∼80%(바람직하게는 30∼60%), 잔류 오스테나이트:8∼30%(바람직하게는 10∼20%), 침상 페라이트:5∼60%(바람직하게는 20∼50%)로 하는 것이 바람직하다.

그 이유는 마르텐사이트의 비율이 10%에 미달하면 충분한 내충격 특성이 얻어지지 않고, 한편 80%를 넘으면 연신이 더 나아가서는 강도-연신 균형이 저하하기 때문이다.

또, 잔류 오스테나이트의 비율이 8%에 미달하면, 충분한 연신을 얻을 수 없고, 한편 30%를 넘으면 내충격 특성이 저하하기 때문이다.

또한 침상 페라이트의 비율이 5%에 미달하면, 역시 양호한 내충격 특성을 얻을 수 없고, 한편 60%를 넘으면 연신이 저하하기 때문이다.

또한 강조직 전체에서 차지하는 각 상의 비율로서는 마르텐사이트 및 침상 페라이트는 각각 5∼15%, 잔류 오스테나이트는 2∼10%정도로 하는 것이 적합하다.

또, 본 발명에 있어서 강조직은 모두 주상인 페라이트와 제 2상인 마르텐사이트, 침상 페라이트 및 잔류 오스테나이트의 혼합상으로 이루어져 있다고 한정할 수 없고, 베이나이트상 등이 약간 석출되는 경우도 있지만, 이러한 제 3상이 혼입하여도 그 비율이 제 2상의 10%이하이라면 특성상 아무런 문제는 없다.

다음에 본 발명에 있어서 강판의 성분조성을 상기 범위로 한정한 이유에 대해서 설명한다.

C:0.05∼0.40질량%

C는 강의 강화에 유효하게 기여하는 것 뿐만 아니라, 잔류 오스테나이트를 얻는 것에도 유용한 원소이다. 그러나, 함유량이 0.05질량% 미만에서는 그 효과가 부족하고, 한편 0.40질량%를 넘으면 연성을 저하시키기 때문에, C량은 0.05∼0.40질량%의 범위로 한정하였다.

Si:1.0∼3.0질량%

Si는 잔류 오스테나이트의 생성에 불가결한 원소이고, 그 때문에 적어도 1.0질량%의 첨가를 필요로 하지만, 3.0질량%를 넘는 첨가는 연성의 저하를 초래할 뿐만 아니라 스케일성상을 저하시켜 표면품질상에도 문제가 되기 때문에, Si함유량은 1.0∼3.0질량%의 범위로 한정하였다.

Mn:0.6∼3.0질량%

Mn는 강의 강화원소로서 유용할 뿐만 아니라, 잔류 오스테나이트를 얻는 데에도 유용한 원소이다. 그러나, 함유량이 0.6질량%미만에서는 그 효과가 부족하고, 한편 3.0질량%를 넘으면 연성의 저하를 초래하기 때문에, Mn량은 0.6∼3.0질량%의 범위로 한정하였다.

Cr:0.02∼1.5질량%

이 Cr첨가가 본 발명을 특징짓는 것이고, Cr을 첨가함으로써 상술한 바와 같이 제 2 상이 침상 페라이트화한다. 그를 위해서는 적어도 0.02질량%의 첨가가 필요하지만, 1.5질량%를 넘어 첨가하면 조대(粗大)한 Cr탄화물이 생성됨과 동시에 퍼얼라이트의 생성이 진행되고, 연성이 저해될 뿐만 아니라, 강도-연신 균형, 동적 n값 및 (WH+BH)도 저하하기 때문에, Cr량은 0.02∼1.5질량%의 범위로 한정하였다. 바람직하게는 0.1∼0.7질량%이다.

P:0.010∼0.20질량%

P는 페라이트 속에 고용하여 강도의 향상에 유효하게 기여할 뿐만 아니라, Cr 단독 첨가시에 있어서 연성의 악화 원인인 퍼얼라이트 변태를 억제하고, 제 2상을 마르텐사이트, 침상 페라이트 및 잔류 오스테나이트 주체의 조직으로서 강도-연신 균형을 개선함과 동시에 동적 n값 및 (WH+BH)를 향상시키는 유용 원소이다.

상기의 효과를 얻기 위해서는 적어도 0.010질량%의 첨가를 필요로 하지만, 0.20질량%을 넘게 다량으로 첨가하면, 용접성의 악화를 초래하기 때문에 P량을 0.010∼0.20질량%의 범위로 한정하였다. 바람직한 범위는 0.02∼0.10질량%이다.

도 4 및 도 5에 P량을 파라미터로서 Cr량과 강도-연신 균형 및 동적 n값과의 관계에 대해서 조사한 결과를 나타낸다.

도 4, 도 5에서 알 수 있듯이, Cr함유량이 0.02∼1.5질량%이고 동시에 P함유량이 0.010질량%이상의 범위에서 TS×El≥24000(MPa·%), 동적 n값≥0.35를 만족하고, 우수한 가공성 및 내충격 특성이 얻어지고 있다.

특히 P량이 0.020질량%이상에서는 동적 n값≥0.37과 더욱 우수한 특성값을 얻을 수 있었다.

Al:0.01∼0.3질량%

Al은 탈산제로서 유효하게 기여하고, 그 때문에 적어도 0.01질량%의 함유를 필요로 하지만, 0.3질량%를 넘게 첨가하여도 그 효과는 포화에 달하여, 오히려 비용면에서 불이익이 현저하기 때문에, Al량은 0.01∼0.3질량%의 범위로 한정하였다.

이상, 기본성분에 대해서 설명하였지만, 본 발명에서는 그 외, 강도 개선성분으로서 Ti나 Nb를 또 가공성 개선성분으로서 Ca나 Rem을 이하의 범위에서 적정 함유시킬 수 있다.

Ti:0.005∼0.25질량%, Nb:0.003∼0.1질량%

Ti 및 Nb는 모두 강도의 향상에 유효하게 기여하기 때문에, 필요에 따라서 첨가할 수 있다. 그러나, 함유량이 너무 적으면 그 첨가효과가 부족하고, 한편 과도한 첨가는 연성의 저하를 초래하기 때문에 각각 상기의 범위에서 함유시키는 것이 바람직하다.

또, 이들 Ti나 Nb는 본 발명과 같은 중탄소강의 열간 압연시에 발생하기 쉬운 에지부에서의 입계 균열을 방지하는 것에도 유효하다.

Ca:0.1질량%이하, Rem:0.1질량%이하

Ca나 Rem은 산화물이나 황화물의 형태를 효과적으로 제어하여, 가공성 특히 연신 플랜지 특성의 향상에 유효하게 기여한다. 그러나, 함유량이 각각 0.1질량%를 넘으면 효과가 포화에 달할 뿐만 아니라, 열간압연 중에 균열이 생기기 쉬워지기 때문에 모두 0.1질량%이하로 함유시키는 것이 바람직하다.

또한 Ca, Rem도 상기의 효과를 안정하게 얻는 데는 0.0003질량% 이상 첨가하는 것이 바람직하다.

다음에 본 발명 강의 제조방법에 대해서 설명하면, 본 발명 강은 요컨데 제 2상으로서 마르텐사이트, 침상 페라이트 및 잔류 오스테나이트로 이루어지는 혼합조직을 형성시키면 좋기 때문에, 상기 도 2에 도시한 냉각곡선에 따라서 냉각시키면 좋다.

즉, 통상적인 방법에 따라 열간압연을 실시하여 얻은 열연판을 산세정 등으로 스케일 제거후, 30%이상 바람직하게는 50∼80%의 압하율로 냉간 압연을 실시하여 냉연판으로 한다.

이어서, 얻어진 냉연판을 연속 소둔으로 740∼820℃정도의 페라이트와 오스테나이트의 2상영역으로 가열하고, 그 온도로 유지하거나 또는 10℃/초이하의 속도의 서냉을 거치고, 600℃이상의 온도에서 350∼450℃의 침상 페라이트영역까지 20∼60℃/초의 속도로 냉각하고, 이 온도로 0.5∼5분간 유지(또는 완만 냉각)한다. 그 후 50℃/초 이하의 속도로 실온까지 냉각함으로써, 침상 페라이트, 마르텐사이트 및 잔류 오스테나이트로 이루어지는 제 2상을 형성시키는 것이다.

상기의 제조공정 중, 연속 소둔의 사이클로서 특징적인 것은 350∼450℃까지의 냉각속도가 상기한 일본국 특공평 5-64215호 공보나 일본국 특개평 4-333524호 공보 등에 개시한 종래 기술에 비해 비교적 늦은 속도로 원하는 효과를 달성할 수 있는 점이다. 즉, 종래 기술에서는 전자가 50℃/초 이상, 또는 후자가 10∼200℃/초 정도의 속도로 냉각하여, 베이나이트와 잔류 오스테나이트를 주체로 하는 제 2상을 형성시키고 있었다.

이에 대해서 본 발명에서는 냉각속도를 60℃/초 이하로 저하시켜, 소정의 조직을 얻도록 하는 것이고, 냉각수단으로서 높은 비용의 수냉각이나 미스트냉각의 필요가 없고, 가스젯이나 롤냉각으로 충분한 것으로, 비용은 물론 표면성상의 면에서도 우수하다.

또, 350∼450℃의 침상 페라이트영역에서의 유지 시간에 대해서는 상한을 6분으로 하는 것이 중요하다. 그 이유는 침상 페라이트영역에서의 유지시간이 너무 길어지면, 베이나이트가 생성되어 원하는 조직의 제 2상을 얻을 수 없기 때문이다.

또한 상술한 종래 기술에 있어서 유지시간의 상한이 각각, 10분, 20분인 것으로 봐도 제 2상 조직이 본 발명과 종래 기술과는 전혀 다른 것은 명백하다.

(실시예)

표 1에 나타내는 다양한 성분 조성의 강슬라브를 1200℃로 가열 후, 860℃의 마무리 온도에서 열간 마무리 압연을 종료한 뒤, 580℃에서 코일로 감고, 두께:3.2㎜의 열간강판으로 하였다.

이어서, 산세정 후, 1.2㎜까지 냉간 압연하였다.

그 후, 연속 소둔로에서 800℃까지 10℃/초의 속도로 가열하고, 이 온도에서 40초간 유지한 뒤, 635℃까지 4℃/초의 속도로 서서히 냉각하고, 이어서 410℃의 침상 페라이트영역까지 43℃/초의 속도로 냉각하고, 이 온도에서 180초간 유지한 뒤, 10℃/초의 속도로 실온까지 냉각하였다. 그 후, 1.0%의 조질 압연을 실시하였다.

얻어진 냉연판에서 인장시험편을 잘라내어, 그의 시험편에 대해서 변형속도:2×10^-2/s의 조건에서 인장시험을 실시하여, 항복강도(YS), 인장강도(TS) 및 연신(El)을 구하였다.

또, 홉킨슨 플렉셔버 시험재(재료와 프로세스 vol.9(1996) P.1108∼1111)를 이용하여 변형속도:2×10³/s의 조건에서 인장시험을 실시하여, 연신이 10%인 때의 순간 n값(동적 n값)을 구하였다.

또한 아래구멍직경:10㎜, 클리어런스:12.5%의 조건에서 꼭대기각:60°의 원추 펀치에 의해 구멍확장시험을 실시하고, 하기 수학식에 따라서 연신 플랜지 특성을 구하였다.

연신플랜지특성 λ=[(d₁-d₀)/d₀]×100

d₀:아래구멍직경, d₁:구멍확장시에 판두께를 관통하는 균열이 구멍둘레부에 발생한 때의 구멍직경

또 프레스 성형시에 있어서 가공경화량(WH) 및 그 후의 도장 소성시(170℃)에 있어서 소성경화량(BH)에 대해서도 측정하였다. 또한 WH, BH는 변형속도:2×10^-2/s의 인장시험기를 이용하여, 도 6에 의해 구하였다.

각 냉연강판에 대해서 강조직, TS×El 균형, 동적 n값, 연신 플랜지 특성 및 WH+BH에 대해서 조사한 결과를 표 2 및 표 3에 나타낸다.

표 2, 표 3에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따라 제 2상으로서 마르텐사이트, 침상 페라이트 및 잔류 오스테나이트의 혼합 조직을 형성시킨 것은 모두 TS×El≥24000MPa·%, 동적 n값≥0.35의 우수한 강도-연신 균형 및 내충격 특성을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, WH+BH≥100MPa라고 하는 양호한 가공·소성경화량도 함께 얻을 수 있었다.

또한 Ca나 Rem을 첨가한 경우에는 연신 플랜지특성도 향상시킬 수 있었다.

본 발명에 따라서 주상을 페라이트로 하고 동시에 제 2 상을 마르텐사이트, 침상 페라이트 및 잔류 오스테나이트의 혼합조직으로 함으로써, 우수한 성형성과 내충격 특성을 겸하여 구비한 냉연강판을 얻을 수 있다.

이에 의해 자동차의 경량화가 지향되어, 자동차의 안전성도 중시되는 중에 성형성이 우수하고, 또한 충돌시에 있어서 안전성의 기준으로서 최근 주목받기 시작한 내충격 특성이라는 과제에 있어서도 우수한 특성을 갖는 냉연강판을 얻을 수 있다.

Claims

C:0.05∼0.40질량%,

Si:1.0∼3.0질량%

Mn:0.6∼3.0질량%,

Cr:0.02∼1.5질량%

P:0.010%∼0.20질량%,

Al:0.01∼0.3질량%

를 함유하고,

잔부는 실질적으로 Fe 조성으로 이루어지고,

페라이트를 주상으로 하고, 마르텐사이트, 침상 페라이트 및 잔류 오스테나이트로 이루어지는 제 2 상을 갖는 것을 특징으로 하는 내충격 특성이 우수한 고강도 고가공성 냉연강판.
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제 1 항에 있어서,

Ti:0.005∼0.25질량%,

Nb:0.003∼0.1질량%

중에서 선택된 적어도 한 종류를 함유하는 것을 특징으로 하는 내충격 특성이 우수한 고강도 고가공성 냉연강판.
제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,

Ca:0.1질량%이하,

Rem:0.1질량%이하

중에서 선택된 적어도 한 종류를 함유하는 것을 특징으로 하는 내충격 특성이 우수한 고강도 고가공성 냉연판.