KR100753244B1 - 고가공(高加工)시의 내피로성, 내식성, 연성 및 도금부착성을 갖는 고강도 용융 아연 도금 강판 및 합금화용융 아연 도금 강판과 그 제조 방법 - Google Patents

고가공(高加工)시의 내피로성, 내식성, 연성 및 도금부착성을 갖는 고강도 용융 아연 도금 강판 및 합금화용융 아연 도금 강판과 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 고 내피로성 및 내식성을 갖는 고강도 고연성 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판과; 고가공 후에도 비도금 흠결과 도금 부착성이 향상된 연성이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판 및 그 제조 방법과; 고 내피로성 및 내식성을 갖는 고강도 고연성 용융 아연 도금 강판과; 비도금 흠결의 발생을 억제하는, 우수한 외관 및 가공성을 갖는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판 및 그 제조 방법과; 비도금 흠결 및 표면 결함을 억제하며 특히 염소 이온을 함유하는 환경에서의 내식성과 고연성 모두를 가지는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판 및 용융 아연 도금 강판과 그 제조 방법을 제공한다.
내피로성, 내식성, 고강도, 고연성, 용융 아연 도금, 합금화 용융 아연 도금, 외관, 가공성

Description

고가공(高加工)시의 내피로성, 내식성, 연성 및 도금 부착성을 갖는 고강도 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판과 그 제조 방법{HIGH-STRENGTH HOT-DIP GALVANIZED STEEL SHEET AND HOT-DIP GALVANNEALED STEEL SHEET HAVING FATIGUE RESISTANCE, CORROSION RESISTANCE, DUCTILITY AND PLATING ADHESION, AFTER SEVERE DEFORMATION, AND A METHOD OF PRODUCING THE SAME}
본 발명은 건축 자재, 가전 기기 및 자동차용으로 적합한 내피로성과 내식성이 우수하며 염소 이온을 함유하는 환경 하에서도 내식성과 가공성이 우수한 고강도 고연성 용융 아연 도금 강판(hot-dip galvanized steel sheet) 및 합금화 용융 아연 도금 강판(hot-dip galvannealed steel sheet)과, 그 제조 방법에 관한 것이다.
용융 아연 도금은 강판에 방식을 목적으로 하여 시행되고 있고, 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판은 건축 자재, 가전 기기, 자동차 등에 널리 사용되고 있다. 여러 가지 제조 방법들 중 한 방법으로서 센드지미르(Sendzimir) 처리법이 있는데, 그 처리법은 연속 라인에서 순차적으로 탈지 세정하고, 비산화성 분위기에서의 강판을 가열하고, H2 및 N2를 함유하는 환원 분위기 하에서 어닐링하고, 도금욕 온도에 근접한 온도로 냉각하고, 융용 아연 도금욕에 침지시키고, 그리고 냉각시키거나 혹은 재가열에 의한 Fe-Zn 합금층의 형성 후에 냉각시키는 처리 공정들을 포함하는 방법이다. 센드지미르 처리법은 강판의 처리에 널리 사용되고 있다.
도금 전의 어닐링에 있어서는, 탈지 세정 직후에, 강판을 비산화성 분위기에서 가열하는 공정은 거치지 않고 H2 및 N2를 함유하는 환원 분위기에서 바로 어닐링을 행하는 완전 환원로 방법이 때로는 이용되기도 한다. 또한, 강판을 탈지 및 산세하고, 이어서 염화암모늄 등을 이용한 플럭스 처리를 행하고, 강판을 도금욕에 침지시키고, 그 다음에 강판을 냉각시키는 공정들을 포함하는 플럭스법이 사용되기도 한다.
이러한 처리법에서 사용되는 도금욕에는, 용융 아연을 탈산화시키기 위하여 소량의 Al이 첨가된다. 센드지미르법에 있어서, 아연 도금욕은 Al을 질량 %로 약 0.1% 함유한다. 도금욕 속의 Al은 Fe에 대해서는 Fe-Zn에 대해서보다도 강한 친화력을 나타내므로, 강이 도금욕에 침지되게 되면 Fe-Al 합금층, 즉 Al 농후화층이 생성되고 Fe-Zn의 반응이 억제된다고 알려져 있다. Al 농후화층이 존재하기 때문에, 얻어진 도금층 내의 Al 함유량은 도금욕 속의 Al 함량보다도 더 많아지게 된다.
최근에는, 자동차의 연료 효율을 향상시킬 목적의 차체 감량화 관점과 연성의 향상 관점에서 가공성이 우수한 고강도 도금 강판에 대한 수요가 증가하고 있다. 경제적인 강도 강화법으로서 Si가 첨가되고, 특히 고연성 고강도 강판은 때로는 Si를 질량%로 1%이상 함유한다. 또한, 고강도 강은 여러 종류의 합금들을 함유하는데, 미세 조직 제어를 통해서 고강도가 보장되고 있는 점에서 볼 때 그들 강에 대한 열처리법에 있어서는 큰 제약이 따른다.
다시 도금 작업의 관점에서 볼 때, 강 중의 Si 함량이 질량%로 0.3%를 초과하는 경우, Al을 함유하는 도금욕을 사용하는 종래의 센드지미르법에 있어서는, 도금 습윤성이 현저하게 떨어지며 도금되지 않은 흠도 발생하여 결국에는 외관 품질을 떨어뜨린다. 이와 같은 결점은 환원 어닐링 중에 강판 표면에 있는 Si 산화물의 농도와 Si 산화물과 용융 아연 사이의 낮은 습윤성에 의해 야기되는 것으로 알려져 있다.
고강도 강판에 있어서, 첨가 원소들은 앞에서 설명한 바와 같이 많고, 그에 따라 도금 후의 합금 열처리는 연강의 경우에서보다 더 높은 온도와 더 긴 시간 동안 실시되는 경향이 있다. 이는 재료의 양호한 품질을 확보하는 데 있어서 한 방해 요소가 된다.
또한, 구조용 부재의 연성 향상이라는 관점에서 볼 때, 내식성 외에 내피로성도 역시 중요하다. 즉, 도금 생산성이 양호한 고강도 강판을 개발하는 데 있어서는, 양호한 내피로성과 양호한 내식성이 동시에 중요하다.
이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 수단으로서, 일본 특허 공개 공보 평3-28359호와 평3-64437호는 특정 도금을 실시함으로써 도금 성능을 향상시키는 방법에 대하여 개시하고 있다. 그러나 이 방법에 있어서는 용융 아연 도금 라인에서 어닐링로 앞에 새로운 도금 장치를 설치하거나 혹은 전기 도금 라인에 추가적인 사전 도금 처리를 필요로 하므로, 이는 곧 비용 상승을 초래한다. 또한, 내피로성 및 내식성과 관련하여, 최근에는 Cu를 첨가하는 것이 효과적이라고 알려져 있기는 하지만 내식성과의 양립성에 대해서는 전혀 설명되고 있는 바가 없다.
또한, 열간 압연 과정에서 발생된 Si 스케일 흠은 후속하는 공정에서의 도금 외관의 저하를 야기한다. Si 스케일 흠을 억제하는 데 있어서는 강 중의 Si 함량을 줄이는 것이 필수적이긴 하지만, 잔류 오스테나이트 강판의 경우나 혹은 통상의 고연성 타입 고강도 강판인 2상 강판의 경우에, Si는 강도와 연성 간의 균형을 향상시키는 데 있어 아주 효과적인 첨가 원소이다. 이러한 문제점에 대처하기 위하여, 어닐링 분위기 등을 조절함으로써 생성되는 산화물의 형태를 제어하는 방법이 개시되어 있다. 그러나 이 방법은 특수 설비를 요하므로 새로운 설비 비용이 들게 되는 문제가 있다.
또한, 판 두께를 줄여서 경량화를 달성하려는 목적에 맞는 고강도 강판을 채택하여서 그 강판의 판 두께 감소를 실행할 때에는, 심지어는 용융 아연 도금 강판이나 합금화 용융 아연 도금 강판의 경우에도 보다 향상된 내식성이 필요한 경우가 있을 수 있다. 일례로, 암염이 융설제(融雪劑)로 살포되는 환경은 격심한 환경이 되는데, 그 이유는 비교적 대량의 Cl- 이온을 함유하기 때문이다. 높은 가공도로 가공되는 부분에서 도금층이 국부적으로 박리되거나 혹은 도금층 자체가 불충분한 내식성을 갖는 경우에는, 내식성이 우수한 모재와 내식성이 우수한 도금층의 형성이 필요하다.
경량화와 두께 감소가 가능할 뿐만 아니라 강도, Si와 관련된 문제점, 내식성 향상 등을 고려하여 제조된 강판은 아직까지 개발되지 않고 있다.
또한, 고강도 강판을 도금함에 있어서 생산성을 향상시킬 목적으로, 일본 특허 공개 공보 평5-230608호는 Zn-Mn-Fe계 도금층을 갖는 용융 아연 도금 강판에 대하여 개시하고 있다. 그러나 이 발명에서는 생산성은 특별히 고려하고 있지만 고강도 고연성 재료가 높은 가공도의 가공을 받을 때의 도금 부착성에 대해서는 고려되지 않고 있다.
또한, 충돌 에너지 흡수성을 향상시킬 목적으로, 일본 특허 공개 공보 평11-189839호는, 페라이트를 포함한 주상(主相, main phase)으로서 그 평균 입자 크기가 10㎛ 이하인 주상을 가지며, 3 내지 50 부피%의 오스테나이트와 3 내지 30 부피%의 마르텐사이트를 포함하는 2차상으로서 그 평균 입자 크기가 5㎛이하인 2차상을 가지며, 또한 베이나이트를 선택적으로 함유하는 강판에 대하여 개시하고 있다. 그러나, 이 발명에서는 도금 습윤성에 대해서는 고려되지 않고 있으며 강도 증가에 수반하여 두께 감소를 가능하게 하는 내식성은 제공하지 못하고 있다.
본 발명은, 이상에서 설명한 문제점들이 해결되고, 외관과 가공성이 우수하고, 도금되지 않은 흠과 고가공 후의 도금 부착성이 개선되며, 연성이 우수한 고강도 아연 도금 강판 및 합금화 아연 도금 강판과 그 제조 방법을 제공하며, 또한 내식성 및 내피로성이 우수한 고강도 고연성 용융 아연 도금 강판 및 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판과 그 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 목적은, 이상에서 설명한 문제점들이 해결되고, 도금되지 않은 흠과 표면 결함을 억제하고, 특히 염소 이온을 함유하는 환경에서도 내식성과 고연성을 동시에 갖는 고강도 용융 아연 도금 강판 및 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판과 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 발명자들이 여러 가지 연구를 한 결과, 열처리 조건을 완화시킨 경우에도 양호한 가공성을 가지며 또한 도금층과 모재층(강 층) 사이의 계면(이하에서는, "도금층/모재층 계면"이라 칭함)의 미세 조직을 조절함으로써 내식성과 내피로성이 동시에 향상된 아연 도금 강판 및 합금화 아연 도금 강판을 제공할 수 있다는 점을 발견하였다. 또한, 고강도 강판에 도금되는 용융 아연의 습윤성은 도금층이 특정 원소를 적정량 함유하게 하면 향상된다는 점도 발견하였다. 또한, 위와 같은 효과들은 도금층 내의 Al의 농도를 감소시키게 되면 강화된다는 점도 발견하였으며, 강 중의 Si 함량: X(질량 %), Mn 함량: Y(질량 %), 및 Al 함량: Z(질량 %)를 조절하고 도금층 중의 Al 함량: A(질량 %)와 Mn 함량: B(질량 %)를 조절하되 다음의 식 1을 만족하도록 조절하게 되면 비교적 대량의 합금 원소들을 함유하는 고강도 강판에서도 아주 양호한 도금층을 얻을 수 있다는 점도 발견하였다.
3-(X+Y/1O+Z/3)-12.5 ×(A-B) ≥0 ...(1)
또한, 합금 원소들을 선택적으로 적정량을 추가하고 또한 강판의 미세 조직을 조절하게 되면 열처리 조건을 완화시켜도 고연성 강판을 제조할 수 있다는 점도 발견하였다.
본 발명자들은, 여러 가지 연구를 한 결과, 도금층이 특정 원소를 적정량 함유하게 하고 이들을 강판의 성분과 조합시키게 되면 고강도 강판에 있어서도 용융 아연 도금의 습윤성이 향상된다는 점을 발견하였다. 이러한 효과는 주로 도금층 중의 Al 농도와 강 중의 Mn을 조절함으로써 달성된다.
발명자들은 또한 강 중의 Mn 함량: X(질랑%)와 Si 함량: Y(질량 %)를 조절하고 도금층 중의 Al 함량: Z(질량 %)를 조절하되 다음의 식 2를 만족하도록 조절하게 되면 양호한 도금층이 얻어진다는 것도 발견하였다.
O.6(X/18 + Y + Z) ≥0 ...(2)
본 발명자들은, 여러 가지 연구를 한 결과, 도금층이 특정 원소를 적정량 함유하게 하고 이들 원소를 강판의 성분들과 결합시키게 되면, 고강도 강판에 있어서도, 용융 아연 도금 및 합금화 용융 아연 도금의 습윤성이 향상되고, 합금 도금에 있어서의 합금 반응이 가속되며, 연성과 내식성이 향상된다는 것을 발견하였다. 이러한 효과는 주로 도금층 중의 Al 및 Mo의 농도와 강 중의 Mo의 농도를 조절함으로써 달성될 수 있다.
즉, 본 발명자들은, 도금층 중에 Al을 0.001 내지 4 질량% 함유시키고, 게다가 도금층 중의 Al 함량: A(질량 %) 및 Mo 함량: B(질량 %)와 강 중의 Mo 함량: C(질량 %)를 조절하되 다음의 식 3을 만족하도록 조절하게 되면 고강도 및 고연성의 합금화 용융 아연 도금 강판이 얻어진다는 것을 밝혀냈다.
100 ≥(A/3 + B/6)/(C/6) ≥ 0.01 ...(3)
본 발명은 위와 같은 발견에 근거하여 달성된 것으로, 그 요지는 다음과 같 다.
(1) 강판으로 이루어진 모재층의 표면에 도금층을 가지며 고 내피로성 및 고 내식성을 갖는 고강도 고연성 용융 아연 도금 강판(hot-dip galvanized steel sheet) 및 합금화 용융 아연 도금 강판(hot-dip galvannealed steel sheet)에 있어서,
도금층과 모재층 사이의 계면에 형성된 입계 산화물 층의 최대 깊이가 0.5㎛ 이하인 것을 특징으로 한다.
(2) 강판으로 이루어진 모재층의 표면에 도금층을 가지며 고 내피로성 및 고 내식성을 갖는, 고강도 고연성 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판에 있어서,
도금층과 모재층 사이의 계면에 형성된 입계 산화물 층의 최대 깊이가 1㎛ 이하이고, 모재층의 미세 조직 내의 주상의 평균 입경이 20㎛ 이하인 것을 특징으로 한다.
(3) 상기 항목 (1) 또는 (2)에 있어서의, 강판으로 이루어진 모재층의 표면에 도금층을 가지며 고 내피로성 및 고 내식성을 갖는 고강도 고연성 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판에 있어서,
도금층과 모재층 사이의 계면에 형성된 입계 산화물 층의 최대 깊이를 모재층의 미세 조직 내의 주상의 평균 입경으로 나누어서 얻어지는 값이 0.1이하인 것을 특징으로 한다.
(4) 상기 항목 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 따른 것에 있어서의, 고 내피로성 및 고 내식성을 갖는 고강도 고연성 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판에 있어서,
강판은, 그 미세 조직 내에, 50 내지 97 부피%의 페라이트 단독 또는 페라이트와 베이나이트 양자를 주상으로 함유하고, 마르텐사이트와 오스테나이트 중 어느 하나 혹은 양자를 총부피%로 3 내지 50%를 제2 상으로 함유하는 것을 특징으로 한다.
(5) 상기 항목 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 따른 것에 있어서의, 고 내피로성 및 고 내식성을 갖는 고강도 고연성 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판에 있어서,
도금층은, 질량%로,
Al: 0.001 내지 0.5% 및
Mn: 0.001 내지 2%를 함유하고, 잔부가 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어지고,
강 중의 Si 함량: X(질량%), Mn 함량: Y(질량%), 및 Al 함량: Z(질량 %)와, 도금층 중의 Al 함량: A(질량%) 및 Mn 함량: B(질량)가 다음 식 1을 만족하는 것을 특징으로 한다.
3-(X+Y/1O+Z/3)-12.5x(A-B) ≥0 ...(1)
(6) 상기 항목 (5)에 따른 것에 있어서의, 고 내피로성 및 고 내식성을 갖는, 고강도 고연성 합금화 용융 아연 도금 강판에 있어서,
도금층이 5 내지 20 질량%의 Fe를 함유하는 것을 특징으로 한다.
(7) C: 0.0001 내지 0.3%,
Si: 0.01 내지 2.5%,
Mn: 0.01 내지 3% 및
Al: 0.001 내지 4%를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 강판의 표면 상에,
질량%로,
Al: 0.001 내지 0.5% 및
Mn: 0.001 내지 2%를 함유하고 잔부가 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어진 도금층을 구비한, 고가공 후에도 높은 도금 부착성을 가지며 연성을 갖는 고강도 용융 아연 도금 강판에 있어서,
강 중의 Si 함량: X(질량%), Mn 함량: Y(질량%), 및 Al 함량: Z(질량 %)와, 도금층 중의 Al 함량: A(질량%) 및 Mn 함량: B(질량)가 다음 식 1을 만족하고,
3-(X+Y/1O+Z/3)-12.5x(A-B) ≥0 ...(1)
강판의 미세 조직은, 70 내지 97 부피%의 페라이트를 포함하며 평균 입경이 20㎛ 이하인 주상과, 오스테나이트 및/또는 마르텐사이트를 3 내지 30 부피%를 포함하고 평균 입경이 10㎛ 이하인 제2 상을 구비하는 것을 특징으로 한다.
(8) 상기 항목 (7)에 있어서의, 고가공 후에도 높은 도금 부착성을 가지며 연성을 갖는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판에 있어서,
도금층이 5 내지 20 질량%의 Fe를 추가로 함유하는 것을 특징으로 한다.
(9) 상기 항목 (7) 또는 (8)에 따른 것에 있어서의, 고가공 후에도 높은 도 금 부착성을 가지며 연성을 갖는 고강도 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판에 있어서,
강판의 제2 상을 구성하는 오스테나이트 및/또는 마르텐사이트의 평균 입경이 페라이트의 평균 입경의 0.01 내지 0.7배인 것을 특징으로 한다.
(10) 상기 항목 (7) 내지 (9) 중 어느 하나에 따른 것에 있어서의, 고가공 후에도 높은 (主相, main phase)착성을 가지며 연성을 갖는 고강도 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판에 있어서,
강판의 미세 조직은, 50 내지 95 부피%의 페라이트를 포함하며 평균 입경이 20㎛ 이하인 주상과, 오스테나이트 및/또는 마르텐사이트를 3 내지 30 부피%를 포함하고 평균 입경이 10㎛ 이하인 제2 상을 구비하며, 추가로 베이나이트를 2 내지 47부피% 함유하는 것을 특징으로 한다.
(11) 상기 항목 (7) 내지 (10) 중 어느 하나에 따른 것에 있어서의, 고가공 후에도 높은 도금 부착성을 가지며 연성을 갖는 고강도 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판에 있어서,
강이 0.001 내지 5 질량%의 Mo를 추가로 함유하는 것을 특징으로 한다.
(12) 상기 항목 (7) 내지 (11) 중 어느 하나에 따른 것에 있어서의, 고가공 후에도 높은 도금 부착성을 가지며 연성을 갖는 고강도 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판에 있어서,
강이 0.0001 내지 0.1 질량%의 P와 0.0001 내지 0.01 질량%의 S와 추가로 함유하는 것을 특징으로 한다.
(13) 상기 항목 (7) 내지 (12) 중 어느 하나에 따른 것에 있어서의, 고가공 후에도 높은 도금 부착성을 가지며 연성을 갖는 고강도 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판에 있어서,
강 중의 Si 함량이 0.001 내지 2.5 질량%인 것을 특징으로 한다.
(14) 질량 %로, C: 0.0001 내지 0.3%,
Si: 0.001 내지 0.1% 미만,
Mn: 0.01 내지 3%,
Al: 0.001 내지 4%,
Mo: 0.001 내지 1%,
P: 0.0001 내지 0.3%, 및
S: 0.0001 내지 0.1%를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 강판의 표면 상에,
질량%로,
Mn: 0.001 내지 3%,
Al: 0.001 내지 4%,
Mo: 0.0001 내지 1%, 및
Fe: 5 내지 20%를 함유하고 잔부가 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어진 도금층을 구비한, 우수한 외관 및 가공성을 갖는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판에 있어서,
강 중의 Mn 함량: X(질량%) 및 Si 함량: Y(질량%)와, 도금층 중의 Al 함량: Z(질량%)가 다음 식 2를 만족하는 것을 특징으로 한다.
0.6-(X/18+Y+Z) ≥0 ...(2)
(15) 질량 %로, C: 0.0001 내지 0.3%,
Si: 0.001 내지 0.1% 미만,
Mn: 0.01 내지 3%,
Al: 0.001 내지 4%,
Mo: 0.001 내지 1%,
P: 0.0001 내지 0.3%, 및
S: 0.0001 내지 0.1%를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 강판의 표면 상에,
질량%로,
Mn: 0.001 내지 3%,
Al: 0.001 내지 4%,
Mo: 0.0001 내지 1%, 및
Fe: 5% 이하를 함유하고 잔부가 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어진 도금층을 구비한, 우수한 외관 및 가공성을 갖는 고강도 용융 아연 도금 강판에 있어서,
강 중의 Mn 함량: X(질량%) 및 Si 함량: Y(질량%)와, 도금층 중의 Al 함량: Z(질량%)가 다음 식 2를 만족하는 것을 특징으로 한다.
0.6-(X/18+Y+Z) ≥0 ...(2)
(16) 질량 %로, C: 0.0001 내지 0.3%,
Si: 0.001 내지 0.1% 미만,
Mn: 0.001 내지 3%,
Al: 0.001 내지 4%,
Mo: 0.001 내지 1%,
P: 0.001 내지 0.3%, 및
S: 0.0001 내지 0.1%를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 강판의 표면 상에,
질량%로,
Al: 0.001 내지 4% 및
Fe: 5% 내지 20%를 함유하고 잔부가 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어진 도금층을 구비한, 고 내식성을 갖는 고강도 고연성 합금화 용융 아연 도금 강판에 있어서,
도금층 중의 Al 함량: A(질량%) 및 Mo 함량: B(질량)와 강 중의 Mo 함량: C(질량%)가 다음 식 3을 만족하고,
100 ≥(A/3+B/6)/(C/6) ≥0.01 ...(3)
강판의 미세 조직은, 페라이트 단독 또는 페라이트와 베이나이트 양자를 50 내지 97 부피%를 포함하며 잔부가 마르텐사이트와 잔류 오스테나이트 중 어느 하나 또는 양자를 3 내지 30부피% 함유하는 복합 조직으로 구성된, 주상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
(17) 질량 %로, C: 0.0001 내지 0.3%,
Si: 0.001 내지 0.1% 미만,
Mn: 0.001 내지 3%,
Al: 0.001 내지 4%,
Mo: 0.001 내지 1%,
P: 0.001 내지 0.3%, 및
S: 0.0001 내지 0.1%를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 강판의 표면 상에,
질량%로,
Al: 0.001 내지 4% 및
Fe: 5%이하를 함유하고 잔부가 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어진 도금층을 구비한, 고 내식성을 갖는 고강도 고연성 용융 아연 도금 강판에 있어서,
도금층 중의 Al 함량: A(질량%) 및 Mo 함량: B(질량)와 강 중의 Mo 함량: C(질량%)가 다음 식 3을 만족하고,
100 ≥(A/3+B/6)/(C/6) ≥0.01 ...(3)
강판의 미세 조직은, 페라이트 단독 또는 페라이트와 베이나이트 양자를 50 내지 97 부피%를 포함하며 잔부가 마르텐사이트와 잔류 오스테나이트 중 어느 하나 또는 양자를 3 내지 30부피% 함유하는 복합 조직으로 구성된, 주상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
(18) 상기 항목 (14) 내지 (17) 중 어느 하나에 따른 것에 있어서의, 우수한 외관과 가공성을 갖는 고강도 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판 에 있어서,
강판의 미세 조직은, 페라이트 단독 또는 페라이트와 베이나이트 양자를 50 내지 97 부피%를 포함하며 잔부가 마르텐사이트와 잔류 오스테나이트 중 어느 하나 또는 양자를 3 내지 30부피% 함유하는 복합 조직으로 구성된, 주상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
(19) 상기 항목 (14) 내지 (18) 중 어느 하나에 따른 것에 있어서의, 우수한 외관과 가공성을 갖는 고강도 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판에 있어서,
강판의 미세 조직은, 페라이트를 70 내지 97 부피%를 포함하며 평균 입경이 20㎛ 이하인 주상과, 오스테나이트 및/또는 마르텐사이트를 3 내지 30부피% 포함하고 평균 입경이 10㎛ 이하인 제 2상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
(20) 상기 항목 (14) 내지 (19) 중 어느 하나에 따른 것에 있어서의, 우수한 외관과 가공성을 갖는 고강도 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판에 있어서,
강판의 제2 상은, 다음 식 4를 만족하는 오스테나이트와, 강 중의 C 함량: C(질량%) 및 Mn 함량: Mn(질량%)과, 오스테나이트의 부피 비율: Vγ(%) 및 페라이트의 부피 비율: Vα(%)로 이루어진 것을 특징으로 한다.
(Vγ+ Vα)/Vγ×C + Mn/8 ≥2.0 ...(4)
(21) 상기 항목 (14) 내지 (20) 중 어느 하나에 따른 것에 있어서의, 우수한 외관과 가공성을 갖는 고강도 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판 에 있어서,
강판의 미세 조직은, 페라이트를 50 내지 97 부피%를 포함하며 평균 입경이 20㎛ 이하인 주상과, 오스테나이트 및/또는 마르텐사이트를 3 내지 30부피% 포함하고 평균 입경이 10㎛ 이하인 제 2상과, 또한 2 내지 47 부피%의 베이나이트로 이루어진 것을 특징으로 한다.
(22) 상기 항목 (14) 내지 (21) 중 어느 하나에 따른 것에 있어서의, 고 내식성을 갖는 고강도 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판에 있어서,
강판의 제2 상을 구성하는 오스테나이트 및/또는 마르텐사이트의 평균 입경은 페라이트의 평균 입경의 0.01 내지 0.6배인 것을 특징으로 한다.
(23) 상기 항목 (1) 내지 (22) 중 어느 하나에 따른 것에 있어서의, 고가공 후에도 높은 도금 부착성을 가지며 연성을 갖는 고강도 용융 아연 도금 강판에 있어서,
도금층이, 질량%로,
Ca: 0.001 내지 0.1%,
Mg: 0.001 내지 3%,
Si: 0.001 내지 0.1%,
Mo: 0.001 내지 0.1%,
W: 0.001 내지 0.1%,
Zr: 0.001 내지 0.1%,
Cs: 0.001 내지 0.1%,
Rb: 0.001 내지 0.1%,
K: 0.001 내지 0.1%,
Ag: 0.001 내지 5%,
Na: 0.001 내지 0.05%,
Cd: 0.001 내지 3%,
Cu: 0.001 내지 3%,
Ni: 0.001 내지 0.5%,
Co: 0.001 내지 1%,
La: 0.001 내지 0.1%,
Tl: 0.001 내지 8%,
Nd: 0.001 내지 0.1%,
Y: 0.001 내지 0.1%,
In: 0,001 내지 5%,
Be: 0.001 내지 0.1%,
Cr: 0.001 내지 0.05%,
Pb: 0.001 내지 1%,
Hf: 0.001 내지 0.1%,
Tc: 0.001 내지 0.1%,
Ti: 0.001 내지 0.1%,
Ge: 0.001 내지 5%,
Ta: 0.001 내지 0.1%,
V: 0.001 내지 0.2%, 및
B: 0.001 내지 0.1% 중 1종 이상을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
(24) 상기 항목 (1) 내지 (23) 중 어느 하나에 따른 것에 있어서의, 우수한 외관과 가공성을 갖는 고강도 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판에 있어서,
강이, 질량%로,
Cr: 0.001 내지 25%,
Ni: 0.001 내지 10%,
Cu: 0.001 내지 5%,
Co: 0.001 내지 5%, 및
W: 0.001 내지 5% 중 1종 이상을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
(25) 상기 항목 (1) 내지 (24) 중 어느 하나에 따른 것에 있어서의, 우수한 외관과 가공성을 갖는 고강도 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판에 있어서,
강이, 질량%로,
Nb, Ti, V, Zr, Hf, 및 Ta 중 1종 이상을 총량 기준으로 0.001 내지 1% 추가로 함유하는 것을 특징으로 한다.
(26) 상기 항목 (1) 내지 (25) 중 어느 하나에 따른 것에 있어서의, 우수한 외관과 가공성을 갖는 고강도 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판에 있어서,
강이, 질량%로,
B를 0.0001 내지 0.1% 추가로 함유하는 것을 특징으로 한다.
(27) 상기 항목 (1) 내지 (25) 중 어느 하나에 따른 것에 있어서의, 우수한 외관과 가공성을 갖는 고강도 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판에 있어서,
강이, 질량%로,
Y, Rem, Ca, Mg, 및 Ce 중 1종 이상을 0.0001 내지 1% 추가로 함유하는 것을 특징으로 한다.
(28) 상기 항목 (1) 내지 (27) 중 어느 하나에 따른 것에 있어서의, 고 내피로성 및 고 내식성을 갖는 고강도 고연성 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판에 있어서,
강이, 도금층과 강판 사이의 계면으로부터 깊이 10㎛까지의 범위에 SiO2, MnO, 및 Al2O3 중 1종 이상을 총 면적률로 0.1 내지 70% 함유하되, 다음 식 5를 만족시키는 것을 특징으로 한다.
{MnO(면적률)+A1203(면적률)}/Si02(면적률) ≥0.1 ...(5)
(29) 상기 항목 (1) 내지 (28) 중 어느 하나에 따른 것에 있어서의, 고 내피로성 및 고 내식성을 갖는 고강도 고연성 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아 연 도금 강판에 있어서,
강이, 도금층과 강판 사이의 계면으로부터 깊이 10㎛까지의 범위에 Y203, Zr02, Hf02, TiO3, La203, Ce203 , CeO2, CaO 및 MgO 중 1종 이상을 총 면적률로 0.0001 내지 10.0% 함유하는 것을 특징으로 한다.
(30) 고가공 후에도 높은 도금 부착성을 가지며 연성을 갖는 고강도 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판의 제조 방법에 있어서,
상기 항목 (1) 내지 (29) 중 어느 하나에 따른 화학 조성 성분을 포함하는 강을 주조하거나 혹은 주조 후에 주조 슬랩을 1회 냉각시키고, 이어서 주조 슬랩을 다시 가열하고, 그 후 주조 슬랩을 열연 강판으로 열간 압연하고서 그 열연 강판을 산세척 및 냉간 압연하고, 그 후 상기 냉연 강판을 O.1 ×(Ac3 - Ac1) + Ac1(℃) 이상, Ac3 + 50(℃) 이하의 온도 범위에서 10초 내지 30분 동안 어닐링하고, 이어서 강판을 650 내지 700℃의 온도 범위까지 0.1 내지 10℃/초의 냉각 속도로 냉각시키고, 그 후 강판을 도금욕 온도에서 도금욕 온도 + 100℃ 사이의 온도 범위까지 1 내지 100℃/초의 냉각 속도로 냉각시키고, 강판을 아연 도금욕 온도에서 아연 도금욕 온도 + 100℃ 사이의 온도 범위에 후속하는 침지 시간을 포함한 1 내지 3000초 동안 유지시키고, 강판을 아연 도금욕 내에 침지시키고, 그 후 강판을 실온까지 냉각하는 것을 특징으로 한다.
(31) 상기 항목 (1) 내지 (29) 중 어느 하나에 따른, 외관과 가공성이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판의 제조 방법에 있 어서,
상기 항목 (1) 내지 (29) 중 어느 하나에 따른 화학 조성 성분을 포함하는 강을 주조하거나 혹은 주조 후에 주조 슬랩을 1회 냉각시키고, 이어서 주조 슬랩을 1180 내지 1250℃의 온도에서 다시 가열하고, 880 내지 1100℃의 온도에서 열간 압연을 마무리하고, 이어서 권취된 열연 강판을 산세척 및 냉간 압연하고, 그 후 상기 냉연 강판을 O.1 ×(Ac3 - Ac1) + Ac1(℃) 이상, Ac3 + 50(℃) 이하의 온도 범위에서 10초 내지 30분 동안 어닐링하고, 이어서 강판을 650 내지 700℃의 온도 범위까지 0.1 내지 10℃/초의 냉각 속도로 냉각시키고, 그 후 강판을 도금욕 온도-50 ℃에서 도금욕 온도+50℃ 사이의 온도 범위까지 0.1 내지 100℃/초의 냉각 속도로 냉각시키고, 이어서 강판을 도금욕에 침지시키고, 강판을 도금욕 온도-50℃에서 도금욕 온도+50℃ 사이의 온도 범위에 침지 시간을 포함한 2 내지 200초 동안 유지시키고, 그 후 그 후 강판을 실온까지 냉각하는 것을 특징으로 한다.
(32) 상기 항목 (1) 내지 (29) 중 어느 하나에 따른, 내식성이 우수한 고강도 고연성 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판의 제조 방법에 있어서,
상기 항목 (1) 내지 (29) 중 어느 하나에 따른 화학 조성 성분을 포함하는 강을 주조하거나 혹은 주조 후에 주조 슬랩을 1회 냉각시키고, 이어서 주조 슬랩을 1200 내지 1300℃의 온도에서 다시 가열하고, 이어서 가열된 슬랩을 1000 내지 1150℃의 온도에서 총 압하율 60 내지 99%로 조압연하고, 이어서 마무리되고 권취 된 열연 강판을 산세척 및 냉간 압연하고, 그 후 상기 냉연 강판을 O.12 ×(Ac3 - Ac1) + Ac1(℃) 이상, Ac3 + 50(℃) 이하의 온도 범위에서 10초 내지 30분 동안 어닐링하고, 이어서 어닐링 후에, 어닐링 중에 도달된 최고 온도를 Tmax(℃)라 정의할 때에 Tmax - 200℃ 내지 Tmax - 100℃ 사이의 온도 범위까지 Tmax/1000 내지 Tmax/10℃/초의 냉각 속도로 냉각시키고, 그 후 강판을 도금욕 온도-30℃에서 도금욕 온도+50℃ 사이의 온도 범위까지 0.1 내지 100℃/초의 냉각 속도로 냉각시키고, 이어서 강판을 도금욕에 침지시키고, 강판을 도금욕 온도-30℃에서 도금욕 온도+50℃ 사이의 온도 범위에 침지 시간을 포함한 2 내지 200초 동안 유지시키고, 그 후 그 후 강판을 실온까지 냉각하는 것을 특징으로 한다.
(33) 고 내피로성과 내식성을 갖는 고강도 고연성 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판의 제조 방법에 있어서,
상기 항목 (1) 내지 (29) 중 어느 하나에 따른 화학 조성 성분을 포함하는 강을 주조하거나 혹은 주조 후에 주조 슬랩을 1회 냉각시키고, 이어서 주조 슬랩을 다시 가열하고, 그 후 주조 슬랩을 열연 강판으로 열간 압연하고서 냉각시키고 이어서 상기 열연 강판을 산세척 및 냉간 압연하고, 그 후 상기 냉연 강판을 어닐링하되 어닐링 중의 최고 온도가 O.1 ×(Ac3 - Ac1) + Ac1(℃) 이상, Ac3 + 50(℃) 이하의 온도 범위에 있도록 어닐링 온도를 제어하면서 어닐링하고, 이어서 강판을 650 내지 700℃의 온도 범위까지 0.1 내지 10℃/초의 냉각 속도로 냉각시키고, 그 후 강판을 아연 도금욕 온도에서 아연 도금욕 온도 + 100℃ 사이의 온도 범위까지 1 내지 100℃/초의 냉각 속도로 냉각시키고, 강판을 아연 도금욕 온도에서 아연 도금욕 온도 + 100℃ 사이의 온도 범위에 후속하는 침지 시간을 포함한 1 내지 3000초 동안 유지시키고, 강판을 아연 도금욕 내에 침지시키고, 그 후 강판을 실온까지 냉각하는 것을 특징으로 한다.
(34) 고 내피로성과 내식성을 가지며 고가공 후에도 높은 도금 부착성을 가지며 연성을 갖는 고강도 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판과, 이를 제조하기 위한 상기 항목 (30) 내지 (33) 중 어느 하나에 따른 제조 방법에 있어서,
강판을 아연 도금욕에 침지시킨 후에, 강판에 300 내지 550℃의 온도에서 합금 처리를 가하고서 실온까지 냉각시키는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명을 상세하게 설명한다.
<실시예 1>
본 발명자들은, 질량%로, 0.0001 내지 0.3%의 C, 0.001 내지 2.5%의 Si, 0.01 내지 3%의 Mn, 0.001 내지 4%의 Al을 함유하고 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 강판에 대해 다음과 같은 공정 처리를 하였다. 즉, 강판을 O.1 ×(Ac3 - Ac1) + Ac1(℃) 이상, Ac3 + 50(℃) 이하의 온도 범위에서 10초 내지 30분 동안 어닐링하고, 이어서 강판을 650 내지 700℃의 온도 범위까지 0.1 내지 10℃/초의 냉각 속도로 냉각시키고, 그 후 강판을 도금욕 온도(450 내지 470℃)에서 도금욕 온 도+100℃ 사이의 온도 범위까지 1 내지 100℃/초의 냉각 속도로 냉각시키고, 이어서 강판을 450 내지 470℃의 도금욕에 3초 동안 침지시키고, 강판을 500 내지 550℃의 온도에서 10 내지 60초 동안 가열시켰다.
그 후, 도금 강판의 표면 상의 도금되지 않은 부분들의 면적을 측정하여 도금 특성을 평가하였다. 반복 염수 분무를 시행하여 내식성을 평가하였다. 또한, 인장 시험을 하여 기계적 특성을 평가하였고, 도금 강판의 피로 특성은 강판의 인장 강도의 50%에 상당하는 응력을 가하는 평면 굽힘 피로 시험을 하여 평가하였다.
또한, 20%의 인장 변형을 부여한 후의 강판에 60°굽힘과 역굽힘 형성을 가하고, 굽힘 형성이 가해진 부분에 비닐 테이프를 부착시켰다가 떼어내고, 그 다음에 박리된 도금층의 면적을 화상 분석법으로 계량함으로써 도금 부착성을 평가하였다.
그 결과, 도금층과 모재층 사이의 계면의 결정립 경계에 특히 Si계 산화물이 많이 발견되었고, 본 발명자들은 최종적으로 얻어진 미세 조직 내에 있는 주상의 평균 입자 크기와 입계 산화층의 최대 깊이를 입계 산화층의 형태와 피로 특성 간의 관계를 고려하여 조절하게 되면 내피로성과 내식성이 우수한 고강도 고연성 용융 아연 도금 강판이 얻어질 수 있다는 것을 발견했다.
즉, 본 발명자들은 도금층과 모재층 사이의 계면에 있는 최종적으로 얻어진 미세 조직 내에서 Si를 함유하는 입계 산화층의 최대 깊이를 0.5㎛까지로 제어하게 되면 용융 아연 도금 강판의 피로 수명이 연장된다는 사실을 밝혀내었다. 게다가, 입계 산화층의 최대 깊이를 0.5㎛ 이하, 바람직하기로는 0.2㎛ 이하가 되게 하는 강 성분과 제조 조건을 선택하게 되면 용융 아연 도금 강판의 피로 수명이 더 연장된다는 사실도 밝혀내었다.
또한, 본 발명자들은 도금층과 강판 간의 계면으로부터 10㎛의 깊이까지의 범위에 있어서의 입계 산화물을 함유한 강 중의 산화물의 종류와 면적률을 제한하게 되면 특히 합금 처리를 한 후의 내식성과 내피로성이 더욱 향상됨을 밝혀내었다. 즉, 강이, 도금층과 강판 사이의 계면으로부터 10㎛ 깊이까지의 범위에 산화물로서의 SiO2, MnO 및 A1203 중 1종 이상을 총 면적률로 0.4 내지 70% 함유하게 하고, 이들의 면적률이 다음의 식, 즉
{MnO(면적률) + A12O(면적률)}/Si02(면적률) ≥0.1을 만족하게 하면 내식성과 내피로성이 우수한 고강도 고연성 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판이 얻어질 수 있다.
본 발명자들은 또한 강이, 도금층과 강판 사이의 계면으로부터 깊이 10㎛까지의 범위에 SiO2, MnO 및 A1203 외에도 Y203, Zr0 2, Hf02, TiO3, La203, Ce203, CeO2, CaO 및 MgO 중 1종 이상을 총 면적률로 0.0001 내지 10.0% 함유하게 하면 합금 처리 후의 내식성과 내피로성이 향상될 수 있다는 것도 밝혀냈다.
앞에서 설명한 바와 같이 도금층과 강판 사이의 계면으로부터 깊이 10㎛까지의 범위에서 강 중에 존재하는 산화물의 동정(同定, identification), 관찰 및 면적률 측정은 EPMA, FE-SEM 등을 이용하여 수행될 수 있다. 본 발명에 있어서 면적률은 2,000 내지 20,000배에서 50 시야 이상의 면적을 측정하고 이어서 화상 분석을 이용한 데이터 분석에 의해 얻어졌다. 산화물의 동정(同定)은 추출된 레프리카 시료를 준비하여서 TEM 또는 EBSP를 이용하여 수행되었다. 앞에서 설명한 MnO, A1203, 및 SiO2는 원소 분석 및 구조 동정(同定)을 이용하여 가장 유사한 대상물을 찾아냄으로써 구별되었는데, 때로는 대상물이 기타 다른 원자를 함유하는 복합 산화물이거나 혹은 많은 결함을 포함하는 구조를 갖는 경우가 있기도 하였다. 면적률은 EPMA, FE-SEM 등을 이용하여 각 성분을 면분석(area scanning)을 행함으로써 얻어질 수 잇다. 이 경우, 각 구조의 정밀 동정(同定)이 곤란하지만, 앞에서 설명한 구조 분석과 함께 형태나 구성을 가지고 판단을 내렸다. 그 후, 면분석으로부터 얻어진 데이터의 화상 분석에 의해 각각의 면적률이 얻어졌다.
본 발명자들은, 미세 조직에 있어서, 강판 내의 주상의 평균 입자 크기를 20㎛ 이하로 제어하고 도금층과 모재층 사이의 계면에 있는 입계 산화층의 최대 깊이가 1㎛ 이하로 제어하게 되면 피로 수명이 마찬가지로 연장된다는 것을 밝혀냈다. 더욱이, 본 발명자들은, 강판의 미세 조직에 있어서 도금층과 모재층 사이의 계면에 형성된 입계 산화층의 최대 깊이를 주상의 평균 입경으로 나누어서 얻어지는 값을 0.1이하로 제어하게 되면 고 내피로성과 내식성을 갖는 고강도 고연성 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판이 얻어진다는 것도 밝혀냈다.
또한, 도금 특성과 내식성과 관련하여서는, 강 중의 Si 함량: X(질량%), Mn 함량: Y(질량%), 및 Al 함량: Z(질량 %)와, 도금층 중의 Al 함량: A(질량%) 및 Mn 함량: B(질량)가 다음 식 1을 만족하는 한은, 특히 풍부한 Si를 함유하는 강판의 경우에도 도금되지 않는 결함이 형성되지 않았으며 반복되는 염수 분무 시험에서의 녹 형성도 아주 작음을 밝혀냈다.
3-(X+Y/1O+Z/3)-12.5x(A-B) ≥0 ...(1)
상기 식 1은 강판과 도금층 중의 성분이 도금 습윤성에 미치는 영향을 나타내는 데이터의 다중 회귀 분석으로부터 새롭게 밝혀낸 것이다.
여기서, 도금층 중의 성분들은 억제제를 함유하는 5% 염산에 도금층을 용해시킨 후의 화학 분석에 의해 측정된 값들로 정의된다.
<실시예 2>
본 발명자들은, 질량 %로,
C: 0.0001 내지 0.3%,
Si: 0.001 내지 0.1% 미만,
Mn: 0.01 내지 3%,
Al: 0.001 내지 4%,
Mo: 0.001 내지 1%,
P: 0.0001 내지 0.3%, 및
S: 0.0001 내지 0.1%를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 강판에 대해 다음과 같은 공정 처리를 하였다. 즉, 강판을 어닐링하고, 상기 강판을 아연 도금욕 내에 450 내지 470℃에서 3초 동안 침지시키고, 일부 시편들에 대해서는 500 내지 530℃의 온도에서 10 내지 60초 동안 추가 가열하였다. 그 후, 도금 강판의 표면 상의 투사 결함을 5등급으로 분류하여 외관을 평가하였다. 인장 시험을 이용하여 기계적 특성도 평가하였다. 그 결과, 강 중의 Mn 함량: X(질량%) 및 Si 함량: Y(질량%)와, 도금층 중의 Al 함량: Z(질량%)에 있어서의 X, Y, Z가 다음 식 2를 만족할 때에 외관 결함이 거의 발견되지 않았음을 의미하는 평가 등급 5가 얻어졌다.
0.6-(X/18+Y+Z) ≥0 ...(2)
도금 강판의 외관은 비도금 결함이 형성된 상태와 흠과 패턴의 형성 상태를 육안으로 관찰하여 이들을 1에서 5까지의 평가 등급으로 분류하여서 평가하였다. 평가 기준은 다음과 같다.
평가 등급 5: 비도금 흠결, 흠 및 패턴이 거의 관찰되지 않음(면적률이 1% 이하임)
평가 등급 4: 비도금 흠결, 흠 및 패턴이 무시할 정도로 있음(면적률이 1% 이상 10% 이하임)
평가 등급 3: 비도금 흠결, 흠 및 패턴이 다소 있음(면적률이 10% 이상 50% 이하임)
평가 등급 2: 비도금 흠결, 흠 및 패턴이 많음(면적률이 50% 이상임)
평가 등급 1: 강판 표면에 도금이 묻지 않음
<실시예 3>
본 발명자들은, 질량 %로,
C: 0.0001 내지 0.3%,
Si: 0.001 내지 0.1% 미만,
Mn: 0.01 내지 3%,
Al: 0.001 내지 4%,
Mo: 0.001 내지 1%,
P: 0.0001 내지 0.3%, 및
S: 0.0001 내지 0.1%를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 강판에 대해 다음과 같은 공정 처리를 하였다. 즉, 강판을 어닐링하고, 상기 강판을 아연 도금욕 내에 450 내지 470℃에서 3초 동안 침지시키고, 일부 시편들에 대해서는 500 내지 530℃의 온도에서 10 내지 60초 동안 추가 가열하였다. 그 후, 강판에 완전 평면 굽힘(R=1t)을 가하여, 굽힘 시편에 대해 일본 자동차 기술자 협회(JSAE: Society of Automotive Engineers of Japan, Inc.)의 표준(JASO)에 근거한 초대 150회까지의 주기 부식 시험을 행하였다. 부식 상태 평가는, 2,000 내지 20,000배의 광학 현미경을 이용하여 20 시야 이상의 면적 외관 및 단면적 외관을 관찰하고 내측으로의 부식의 진전도를 관찰하여 그 관찰 결과를 5 등급으로 나누어서 평가하였다. 그 평가 기준은 다음과 같다.
평가 등급 5: 부식 진전도: 도금층만이 부식되거나 혹은 모재에서 부식 깊이가 50㎛ 미만.
평가 등급 4: 부식 진전도: 모재에서 부식 깊이가 50㎛ 이상 100㎛ 미만.
평가 등급 3: 부식 진전도: 모재에서 부식 깊이가 강 두께의 2분의 1 미만.
평가 등급 2: 부식 진전도: 모재에서 부식 깊이가 강 두께의 2분의 1 이상.
평가 등급 1: 뚫림
이 결과, 도금층 중의 0.001 내지 4% 범위에 있는 Al 함량: A(질량%) 및 Mo 함량: B(질량)와 강 중의 Mo 함량: C(질량%)에 있어서의 A, B, C가 다음 식 3을 만족할 때에 평가 등급 4 또는 5의 양호한 내식성이 보장됨을 밝혀냈다.
100 ≥(A/3+B/6)/(C/6) ≥0.01 ...(3)
비도금 결함의 발생이 억제되는 상세한 이유는 항상 명확한 것은 아니지만, 도금욕에 첨가되는 Al과 강판의 표면에 형성된 SiO2 사이의 습윤성이 나쁘기 때문에 발생하는 것으로 평가되었다. 따라서 아연 도금욕에 첨가되는 Al의 악영향을 제거하는 원소를 첨가하게 되면 비도금 흠결의 발생을 억제할 수 있게 되었다. 본 발명자들의 진지한 연구 결과, 위와 같은 목적은 Mn을 적정 농도 범위로 첨가하게 되면 달성될 수 있음을 밝혀내었다. Mn은 아연 도금욕에 첨가된 Al에 비해서 보다 더 바람직하게 산화막을 형성시켜서 강판의 표면에 형성된 Si계 산화막과의 반응성을 향상시키는 것으로 평가되었다.
또한, 열간 압연 중에 형성된 Si 스케일에 의해 야기되는 흠의 발생은 강 중의 Si 함량을 줄이면 억제된다는 사실 또한 외관을 향상시키는 데 있어 효과적이라는 점도 평가되었다. 또한, Si 함량의 감소에 수반된 재료 품질의 저하와 관련하여, 연성은 제조 조건의 조정에 의해 보장되며 Al 및 Mo와 같은 기타 성분의 첨가와 Si 함량의 감소와 Al의 첨가는 합금화를 가속시키는 데에 있어 효과적임을 밝혀내었다.
그 구체적인 이유는 분명하지 않지만, 비도금 흠결의 발생, 기타 다른 흠결 의 형태, 모재와 도금층 간의 내식성에 있어서의 차이(전위차)에 의해 야기되는 것으로 평가되었다.
여기서, 도금 부착량은 특별히 정하지 않지만, 편면의 부착량은 내식성의 관점에서 보면 5g/mm2 이상인 것이 바람직하다. 도장 특성 및 습윤성을 향상시키려는 목적에 따른 본 발명의 용융 아연 도금 강판에 상층 도금을 하게 되지만, 크롬산염 처리, 인산염 처리, 윤활성 향상 처리, 습윤성 향상 처리 등과 같은 여러 종류의 처리를 본 발명의 용융 아연 도금 강판에 대해 실시할 수 있는데, 이들 처리는 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는다.
<모재 강판의 양호한 미세 조직>
이어서, 이하에서는 모재 강판의 양호한 미세 조직에 대해서 설명한다. 미세 조직은 연성을 충분히 보장하기 위해 페라이트상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, 보다 높은 강도가 요구되는 경우라면 베이나이트상을 포함할 수 있지만, 연성을 보장한다는 관점에서 보면, 주상이 페라이트 단일상이나 페라이트와 베이나이트의 복합상(본 명세서에서 사용된 "페라이트 단독 또는 페라이트와 베이나이트 양자"라는 표현도 달리 정하지 않는 한은 같은 의미이다)을 50부피% 이상, 바람직하기로는 70부피% 이상 포함하는 것이 바람직하다. 페라이트와 베이나이트의 복합상의 경우에도, 페라이트는 연성을 보장한다는 차원에서 50부피% 이상 포함하는 것이 바람직하다. 반면에, 고강도와 고연성을 잘 균형을 이루어 보장하기 위해서는, 페라이트 단독 또는 페라이트와 베이나이트 양자를 97부피% 이하로 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 고강도와 고연성을 동시에 보장하기 위해서는, 유지 오스테나이트 및/또는 마르텐사이트를 함유하는 복합 조직을 만드는 것도 바람직하다. 잔류 오스테나이트 및/또는 마르텐사이트를 3부피% 이상 함유하게 하면 고강도와 고연성을 보장하는 데 있어 바람직하다. 그러나, 그 총 값이 50%를 초과하게 되면, 강판은 깨지기 쉬워지며, 그에 따라 그 값을 총 체적%로 30% 미만이 되게 제어하는 것이 바람직하다.
강판 자체의 고연성을 보장하기 위해, 페라이트의 평균 입경을 20㎛ 미만으로 하고 제2 상을 구성하는 오스테나이트 및/또는 마르텐사이트의 평균 입자 크기를 10㎛ 미만으로 정한다. 여기서, 오스테나이트 및/또는 마르텐사이트로 구성된 제2 상과 오스테나이트 및/또는 마르텐사이트의 평균 입자 크기는 주상을 구성하는 페라이트의 평균 입자 크기의 0.7배로 하는 것이 바람직하다. 그러나, 실제 제조에 있어서는, 제2 상을 구성하는 오스테나이트 및/또는 마르텐사이트의 평균 입자 크기를 페라이트의 평균 입자 크기의 0.01배 미만으로 하는 것이 곤란하므로, 그 비율은 0.01 이상인 것이 바람직하다.
또한, 양호한 도금 부착성과, 잘 균형을 이룬 고강도 및 고연성을 보장하기 위해, 강판의 제2 상이, 다음 식 4를 만족하는 오스테나이트와, 강 중의 C 함량: C(질량%) 및 Mn 함량: Mn(질량%)과, 오스테나이트의 부피 비율: Vγ(%) 및 페라이트의 부피 비율: Vα(%)로 구성되게 정한다.
(Vγ+ Vα)/Vγ×C + Mn/8 ≥2.0 ...(4)
위 식을 만족하게 되면, 강도와 연성간의 균형이 특히 우수하고 우수한 도금 부착성을 갖는 강판이 얻어진다.
이하에서는 베이나이트를 함유하는 경우에 있어서의 부피비 등에 대해서 설명한다. 베이나이트상은 2부피% 이상으로 함유하게 되면 강도를 향상시키는 데 있어 유용하고, 또한 오스테나이트상과 공존하는 경우에는 오스테나이트를 안정화시키는 데 기여를 하고, 그 결과 높은 n-값을 보장하는 데 있어 유용하다. 또한, 그와 같은 상은 기본적으로 미세하고 고가공 중의 도금 부착성에도 기여를 한다. 특히, 제2 상이 오스테나이트로 구성된 경우, 베이나이트의 부피비를 2% 이상으로 제어하게 되면, 도금 부착성과 연성 간의 균형이 더 향상된다. 반면에, 베이나이트가 과도하게 형성되면 연성이 저하되므로, 베이나이트상의 부피비는 47% 미만으로 제한한다.
이상의 것 외에도, 탄화물, 질화물, 황화물, 및 산화물 중 1종 이상을 미세 조직 내의 잔부로서 1부피% 미만으로 함유하는 강판은 본 발명의 강판에 포함된다. 여기서, 미세 조직 내의 페라이트, 베이나이트, 오스테나이트, 마르텐사이트, 계면 산화물층, 및 나머지 조직의 동정(同定), 위치의 관찰, 평균 입자 크기(평균 원-등가 입자 크기), 및 부피비는, 압연 방향 또는 횡방향에서의 강판의 단면을 질화칼륨 시약 또는 일본 특허 공개 공보 소59-219473호에 개시되어 있는 시약으로 에칭 처리하여서 광학 현미경을 가지고 500 내지 1,000배율로 단면을 관찰하여 정량적으로 측정하였다.
여기서, 마르텐사이트의 입자 크기는 광학 현미경으로는 거의 측정되지 않는 경우도 때로는 있다. 이 경우, 평균 원-등가 입자 크기는, 마르텐사이트 블록의 경계, 다발들의 경계, 또는 그 집합체를 관찰하여서 전자 주사 현미경을 이용하여 입자 크기를 측정함으로써 얻었다.
또한, 도금층과 모재층 사이의 계면에서의 입계 산화물 층의 형태 및 그 동정(同定)은 전자 주사 현미경과 전자 발신 현미경을 이용하여 관찰하였고, 1,000배 이상의 배율에서 20 시야 이상에서 깊이를 관찰하여 최대 깊이를 측정하여 그 최대값을 확인하였다.
평균 입자 크기는 상기 방법을 이용하여 20 시야 이상에서 대상물을 관찰하여 얻어진 결과에 기초하여 JIS에서 규정된 절차에 따라 얻어진 값으로 정의한다.
이어서, 이하에서는 도금층에 대하여 설명한다.
도금층 중의 Al 함량은 0.001 내지 0.5 질량% 범위로 조절하는 것이 바람직하다. 그 이유는, Al 함량이 0.001 질량% 미만이면 불순물이 상당히 형성되고 양호한 외관이 얻어질 수 없고, Al이 0.5 질량%를 초과하여 첨가되면 합금 반응이 현저하게 억제되어서 용융 아연 도금층이 거의 형성되지 않는다.
도금층 중의 Mn의 함량을 0.001 내지 2 질량% 범위로 하는 이유는, 이 범위에서는, 비도금 흠결이 발생하지 않으며 양호한 외관을 갖는 도금층이 얻어질 수 있기 때문이다. Mn 함량이 2 질량%를 초과하면, 도금욕이 Mn-Zn 화합물이 석출되어서 도금층 중에 가두어지게 되어, 결국은 외관을 현저하게 떨어뜨리게 된다.
또한, 점 습윤성과 도장 특성이 특히 요구되는 경우에, 이들 특성들은 합금 처리를 하게 되면 향상될 수 있다. 특히, 강판을 아연욕에 침지시킨 후에 300 내지 500℃의 온도에서 합금 처리를 하게 되면, Fe가 도금층 안으로 들어가서, 도장 특성과 점 습윤성이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판이 얻어진다. 합금 처리 후의 Fe 함량이 5 질량% 미만이면, 점 습윤성이 불충분해진다. 반면에, Fe 함량이 20 질량%를 초과하면, 도금층 자체의 부착성이 열화되며, 가공 작업 중에 도금층이 파괴되고 떨어져 나가서 다이스에 들러붙게 되고, 이는 결국 성형 중에 흠집을 내게 된다. 따라서, 합금 처리를 할 때의 도금층 중의 Fe 함량 범위를 5 내지 20 질량%로 정한다.
비도금 흠결은 Ca, Mg, Si, Mo, W, Zr, Cs, Rb, K, Ag, Na, Cd, Cu, Ni, Co, La, Tl, Nd, Y, In, Be, Cr, Pb, Hf, Tc, Ti, Ge, Ta, V 및 B 중 1종 이상을 함유시키면 억제될 수 있다는 점도 밝혀냈다.
여기서, 도금 부착량은 특별히 정하지 않았지만, 편면의 부착량은 내식성의 관점에서 보면 5g/mm2 이상인 것이 바람직하다. 도장 특성 및 습윤성을 향상시키려는 목적에 따른 본 발명의 용융 아연 도금 강판에 상층 도금을 하게 되지만, 크롬산염 처리, 인산염 처리, 윤활성 향상 처리, 습윤성 향상 처리 등과 같은 여러 종류의 처리를 본 발명의 용융 아연 도금 강판에 대해 실시할 수 있는데, 이들 처리는 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는다.
도금층 중의 불순물들 중 하나로, Mn을 예로 들 수 있다. 도금층 중의 Mn 함량이 일반적인 불순물 수준을 초과하여 증가하게 되면, 비도금 흠결이 거의 발생하지 않는다. 그러나, 현재의 도금 설비에서는 제약이 따르기 때문에 도금층 중의 Mn 함량을 증가시키는 데에는 어려움이 따른다. 따라서, 본 발명은,Mn의 함량을 불순물 원소의 수준 이내인 0.001 질량%로 제한하고, Mn이 도금욕에 의도적으로 추가되지 않는 경우에도 비도금 흠결과 표면 흠결을 최소량으로 갖는 강판이 얻어지는 발명이다.
질량%로, Ca: 0.001 내지 0.1%, Mg: 0.001 내지 3%, Si: O.O01 내지 0.1%, Mo: 0.001 내지 0.1%, W: 0.001 내지 0.1%, Zr: 0.001 내지 0.1%, Cs: 0.001 내지 0.1%, Rb: 0.001 내지 0.1%, K: 0.001 내지 0.1%, Ag: 0.001 내지 5%, Na: 0.001 내지 0.05%, Cd: 0.001 내지 3%, Cu: 0.001 내지 3%, Ni: 0.001 내지 0.5%, Co: 0.001 내지 1%, La: 0.001 내지 0.1%, Tl: 0.001 내지 8%, Nd: 0.001 내지 0.1%, Y: 0.001 내지 0.1%, In: 0.001 내지 5%, Be: 0.001 내지 0.1%, Cr: 0.001 내지 0.05%, Pb: 0.001 내지 1%, Hf: 0.001 내지 0.1%, Tc: 0.001 내지 0.1%, Ti: 0.001 내지 0.1%, Ge: 0.001 내지 5%, Ta: 0.001 내지 0.1%, V: 0.001 내지 0.2% 및 B: 0.001 내지 0.1%로 이들 원소들의 범위로 원소들을 특정하는 이유는, 그 각각의 범위에서, 비도금 흠결이 억제되며 우수한 외관을 갖는 도금층이 얻어지기 때문이다. 이들 각각의 원소가 그 상한을 초과하게 되면, 각 원소를 함유하는 불순물이 형성되고 그에 따라 도금 외관이 현저하게 떨어지게 된다.
이어서, 이하에서는 본 발명에 따른 강판 중의 성분 범위의 제한에 대해 설명한다.
C는 잘 균형을 이룬 강도와 연성을 보장하기 위해 필요한 제2 상의 부피비를 충분히 보장하기 위해 첨가한다. 특히, 제2 상이 오스테나이트로 구성된 경우, C는 부피비뿐만 아니라 안정성을 얻는 데에 기여하며 연성을 크게 향상시킨다. 강 도와 제2 상의 부피비를 확보하기 위해서는 그 하한을 0.0001 질량%로 정하고, 그 상한은 습윤성을 유지하기 위한 상한으로서 0.3 질량%로 정한다.
Si는 주상을 구성하는 페라이트 형성을 가속시키고 또한 강도와 연성간의 균형을 떨어뜨리는 탄화물의 형성을 억제하기 위하여 첨가되는데, 그 하한은 0.01 질량%이다. 한편, 과도하게 첨가되면 가공성과 도금 습윤성에 악영향을 미치게 된다. 또한, Si는 내부 입계 산화층의 형성을 가속시키므로, Si 함량이 낮은 수준으로 억제되어야 한다. 따라서, 상한을 2.5 질량%로 정한다. 특히, 강도보다는 스케일 결함 등과 같은 외관이 문제일 때는, Si는 상한을 0.001 질량%까지 감소시킬 수 있는데, 이는 작업상의 문제를 야기하지 않는 범위이다.
Mn은 도금 습윤성과 도금 부착성의 제어뿐만 아니라 강도 향상을 위해서도 첨가된다. 또한, 강도와 연성의 열화를 야기하는 탄화물의 석출 및 펄라이트의 형성을 억제하기 위해서도 첨가된다. 이러한 이유로 해서, Mn 함량은 0.001 질량% 이상으로 정한다. 반면에, Mn은 제2 상이 오스테나이트로 구성되는 경우에 연성의 향상에 기여를 하는 베이나이트의 변태를 지연시키고, 또한 습윤성을 저하시키므로, Mn의 상한을 3 질량%로 정한다.
Al은 도금 습윤성과 도금 부착성을 제어하는 데 있어 효과적이며, 또한 특히나 제2 상이 오스테나이트로 구성되는 경우에 연성의 향상에 기여를 하는 베이나이트의 변태를 가속시키는 데에도 효과적이다. 또한 Al은 강도와 연성 간의 균형을 향상시키기도 한다. 또한, Al은 Si계 내부 입계 산화물의 형성을 억제하는 데에도 효과적이다. 따라서, Al의 첨가량은 0.0001 질량% 이상으로 정한다. 한편, Al이 과도하게 첨가되면 습윤성과 도금 습윤성이 현저하게 떨어지고 합성 반응도 현저하게 억제되므로, 상한을 4 질량%로 정한다.
Mo는 강도와 연성을 악화시키는 탄화물과 펄라이트의 생성을 억제하기 위해 첨가되며, Mo는 완화된 열처리 조건하에서 강도와 연성 사이의 좋은 균형을 확보하는 데 중요한 원소이다. 그러므로, Mo의 하한치는 0.001 질량%로 설정된다. 또한, Mo를 과도하게 첨가하면 잔류 오스테나이트가 발생하고 안정성을 낮추며 페라이트를 경화시켜 결과적으로 연성을 악화시키기 때문에, 상한치는 5%, 바람직하게는 1%로 설정된다.
도금 습윤성, 내피로성과 내식성을 악화시키는 Si계 내부 입계 산화층의 발생을 억제할 목적으로 Mg, Ca, Ti, Y, Ce와 Rem이 첨가된다. Si계 산화물과는 달리, 상기 원소들은 입계 산화물을 생성하지 않고 분산되는 방법으로 비교적 미세한 산화물을 생성할 수 있기 때문에, 상기 원소들의 산화물 자체는 내피로성에 해로운 영향을 미치지 않는다. 또한, 상기 원소들이 Si계 내부 입계 산화층의 형성을 억제하기 때문에, 내부 입계 산화층의 깊이가 감소될 수 있고 상기 원소들은 피로 수명의 연장에 공헌한다. 상기 원소 중 하나 이상이 첨가될 수 있고 원소의 첨가량은 전체 질량의 0.0001% 이상으로 설정된다. 한편, 과도한 첨가는 주조 특성, 고온 가공성과 강판 제품의 연성을 악화시키기 때문에, 상한치는 1 질량%로 설정된다.
또한, 본 발명에 따른 강은 강도를 향상시킬 목적으로 Cr, Ni, Cu, Co와 W 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
Cr은 강도를 향상시키고 탄화물의 생성을 억제하기 위해 첨가되는 원소로서, 그 첨가량은 0.001 질량% 이상으로 설정된다. 그렇지만, 25 질량%을 초과하여 첨가하면 가공성에 악영향을 미치므로, 상한치로서 25%가 결정된다.
Ni 성분은 도금 특성을 향상시키고 강도의 향상을 위해 0.001 질량% 이상으로 결정된다. 그렇지만, 10 질량%를 초과하여 첨가하면 가공성에 악영향을 미치므로, 상한치로서 10 질량%가 결정된다.
Cu는 강도의 향상을 위해 0.001 질량% 이상의 양이 첨가된다. 그렇지만, 5 질량%를 초과하여 첨가하면 가공성에 악영향을 미치므로, 상한치로서 5 질량%가 결정된다.
Co는 도금 특성과 베이나이트 변태를 제어함으로써 강도와 연성 사이의 균형을 개선하기 위해 0.001 질량% 이상의 양이 첨가된다. 그 상한치는 명확하게 결정되지는 않지만, Co가 고가의 원소이고 많은 양을 첨가하는 것은 비경제적이므로, 5 질량% 이하로 첨가량을 설정하는 것이 바람직하다.
W 성분이 0.001 과 5 질량% 범위에 있도록 결정되는 이유는 0.001 질량% 이상에서 강도의 향상이 나타나고 5 질량%를 초과하는 양을 추가하면 가공성에 악영향을 미치기 때문이다.
또한, 본 발명에 따른 강은, 강도를 더욱 향상시킬 목적으로, 강한 탄화물을 형성하는 원소들인 Nb, Ti, V, Zr, Hf 중의 하나 이상을 함유할 수 있다.
상기 원소들은 미세한 탄화물, 질화물 또는 탄화질화물을 형성하며 강판을 강화시키는 데 매우 효과적이다. 그러므로, 상기 원소 중 하나 이상이 필요에 따라 0.001 질량% 이상 첨가되도록 결정된다. 한편, 상기 원소들은 연성을 악화시키고 잔류 오스테나이트로 C가 농축되는 것을 방해하므로, 전체 첨가량의 상한치는 1 질량%로 설정된다.
또한 B도 필요에 따라 첨가될 수 있다. B를 0.0001 질량% 이상 첨가하면 입계와 강 재료를 강화하는 데 효과적이다. 그렇지만, 그 첨가량이 0.1 질량%를 초과하면, 효과가 포화 상태가 될 뿐만 아니라 강판의 강도가 필요 이상으로 증가되어 가공성을 악화시키므로, 그 상한치는 0.1 질량%로 설정된다.
P 성분이 0.0001과 0.3 질량% 범위에 있도록 결정되는 이유는, 0.0001 질량% 이상의 양에서 강도를 향상하는 효과가 나타나고 초저량의 P는 경제적으로 불이익하며, 0.3 질량%를 초과하는 양을 첨가하면 주조와 열간 압연 중의 용접성과 생산성에 악영향을 미치기 때문이다.
S 성분이 0.0001과 0.1 질량% 범위에 있도록 결정되는 이유는, 0.0001 질량%인 하한치보다 낮은 초저량의 S는 경제적으로 불이익하며 0.1 질량%를 초과하는 양을 첨가하면 주조와 열간 압연 중의 용접성과 생산성에 악영향을 미치기 때문이다.
P, S, Sn 등은 불가피한 불순물들이다. P 성분은 0.05 질량% 이하이고 S 성분은 0.01 질량% 이하인 것이 바람직하다. 특히, P가 적게 첨가 되는 것이 강도와 연성 사이의 균형을 개선하는 데 효과적이라는 것은 잘 알려져 있다.
전술한 바와 같은 구조를 갖는 고강도의 용융 아연 도금된 강판을 생산하는 방법이 아래에 설명된다.
본 발명에 따른 강판이 열간 압연, 냉간 압연 및 어닐링 공정에 의해 생산될 때, 전술한 원소들로 조정된 슬래브가 주조되거나 주조 후 한 번 냉각되고, 그 다 음에 1,180℃ 이상의 온도에서 재 가열되고 열간 압연된다. 이 때에, 재 가열 온도는 1,150℃ 이상 또는 입계 산화층의 형성을 억제하기 위해서는 1,100℃ 이하로 설정된다. 재 가열 온도가 아주 높을 때에는, 산화된 스케일(scale)이 모든 표면에 비교적 균일하게 형성되게 되어서 입계의 산화가 억제되는 경향이 있다.
그렇지만, 1,250℃를 초과하는 온도로 가열하면 국부적으로 상당한 산화가 촉진되므로, 상한치로서 1,250℃가 결정된다.
저온으로 가열하면 산화층 자체의 형성이 지연된다.
또한, 과도한 내부 산화의 형성을 억제할 목적으로, 열간 압연은 880℃ 이상의 온도에서 마무리되도록 결정되며, 제품의 입계 산화 두께를 감소시키기 위하여 열간 압연 후 고압의 스케일 제거 장치를 사용하거나 강한 산세척(pickling)을 적용함으로써 표면의 스케일을 제거하는 것이 바람직하다. 그 다음, 강판은 냉간 압연되고 어닐링되어서 최종 제품이 얻어진다. 이 경우, 열간 압연 마무리 온도는 강의 화학 조성에 따라 결정되는 Ar3 변태 온도 이상의 온도로 제어되지만, Ar3 보다 약 10℃ 낮은 온도보다 높다면 최종 강판 제품의 특성은 악화되지 않는다.
그렇지만, 열간 압연의 마무리 온도는 상당한 양의 산화된 스케일이 형성되는 것을 피하기 위해 1,100℃이하로 설정된다.
또한, 냉각 후 권취 온도를 강의 화학 조성에 결정되는 베이나이트 변태 개시 온도 이상으로 제어함으로써, 냉간 압연 중에 필요 이상으로 부하가 증가하는 것을 피할 수 있다. 그렇지만, 냉간 압연에서의 총 압하율이 낮은 경우에는, 상기 온도는 적용되지 않고, 강의 베이나이트 변태 온도 이하의 온도에서 강판이 권취될지라도 최종 강판 제품의 특성은 악화되지 않는다. 또한, 냉간 압연의 압하율은 최종 두께와 냉간 압연 부하 사이의 관계로부터 결정되고, 총 압하율이 40%, 바람직하게는 50% 이상인 한, 입계 산화 깊이의 감소에 효과적이며 최종 강판 제품의 특성이 악화되지 않는다.
냉간 압연 후의 어닐링 과정에서 어닐링 온도가 강의 화학 조성에 의해 결정되는 Ac1 온도와 Ac3 온도(예를 들어, 나리야수 코다(Naruyasu Koda)가 번역하고 마루젠(Maruzen)이 출판한, 더블유 씨 레슬 리(W. C. Leslie)가 저술한 "테코 자이료 카가쿠(Tekko Zairyo Kagaku)"의 273쪽을 참조)에 의해 표현된 0.1 ×(Ac3 - Ac1) + Ac1 (℃)의 값 미만일 때, 어닐링 중에 형성된 오스테나이트의 양이 적어서 잔류 오스테나이트 상 또는 마르텐사이트 상이 최종적인 강판에 존재할 수 없으므로, 어닐링 온도의 하한치로서 상기 값이 결정된다. 여기서, 어닐링 온도가 높아질수록 입계 산화층의 형성이 더 촉진된다.
고온에서의 어닐링은 입계 산화층의 형성을 촉진시키고 생산비를 증가시키므로, 어닐링 온도의 상한치는 Ac3 - 30 (℃)으로 결정된다. 특히, 어닐링 온도가 Ac3 에 접근할수록 입계 산화층의 형성이 더 촉진된다. 강판의 온도와 동등하게 하고 오스테나이트를 확보하기 위해 이 온도 범위에서 어닐링 시간은 10초 이상일 것이 요구된다. 그렇지만, 어닐링 시간이 30분을 초과하면, 입계 산화층의 형성은 촉진되고 비용이 증가한다. 따라서, 그 상한치는 30분으로 설정된다.
오스테나이트 상으로부터 페라이트 상으로 변태를 촉진시키고, 변태에 앞서 오스테나이트 상에 C를 농축시킴으로써 오스테나이트를 안정화시키는 데 있어서, 그 이후의 일차 냉각이 중요하다.
어닐링 중의 최고 온도가 Tmax (℃)로 정의될 때, Tmax/1,000℃/sec 미만의 냉각율은 공정 라인이 길어지도록 하고 생산율이 상당히 떨어지도록 하므로 생산의 불이익을 가져온다. 한편, 냉각율이 Tmax/10℃/sec를 초과할 때에는, 페라이트 변태가 불충분하게 발생하고 최종 강판 내에 잔류 오스테나이트가 거의 확보될 수 없으며 마르텐사이트와 같은 단단한 상들이 풍부해진다.
어닐링 중의 최고 온도가 Tmax (℃)로 정의되고 일차 냉각이 Tmax - 200℃ 미만의 온도까지 실행될 때, 냉각 중에 펄라이트가 생성되고 페라이트는 충분히 생성되지 않으므로, 하한치로는 상기 온도가 결정된다. 그렇지만, 일차 냉각이 Tmax - 100℃를 초과하는 온도에서 종료할 때에는, 페라이트 변태로의 진행은 불충분하므로 상한치로는 상기 온도가 결정된다.
0.1℃/sec 미만의 냉각율은 입계 산화층의 형성을 촉진시키며 공정 라인이 길어지도록 하고 생산율이 상당히 떨어지도록 함으로써 생산의 불이익을 가져온다. 그러므로 냉각율의 하한치는 0.1℃/sec로 설정된다. 한편, 냉각율이 10℃/sec를 초과할 때에는 페라이트 변태가 불충분하게 발생하고 최종 강판 내에 잔류 오스테나이트가 거의 확보될 수 없으며 마르텐사이트와 같은 단단한 상들이 풍부해지므로, 그 상한치는 10℃/sec로 설정된다.
일차적 냉각이 650℃ 미만의 온도까지 실행될 때, 냉각 중에 펄라이트가 생 성되고 오스테나이트를 안정화시키는 원소인 C는 소진되어서 최종적으로 충분한 양의 오스테나이트가 획득되지 않으므로, 그 하한치는 650℃로 설정된다. 그렇지만, 냉각이 710℃를 초과하는 온도에서 종료할 때에는, 입계 산화층의 형성이 촉진되므로 상한치는 710℃로 설정된다.
연속하여 실행되는 이차 냉각의 급속 냉각에서, 펄라이트 변태, 철 탄화물의 침전 및 이와 유사한 것들이 생성되지 않도록, 냉각율은 적어도 0.1℃/sec 이상, 바람직하게는 1℃/sec 이상이어야 한다.
그렇지만, 100℃/sec를 초과하는 냉각율은 설비 능력의 관점에서 거의 실행될 수 없기 때문에, 냉각율의 범위는 0.1 내지 100℃/sec, 바람직하게는 1.0 내지 100℃/sec로 결정된다.
이차 냉각의 냉각 종료 온도가 도금욕의 온도보다 낮을 때에는 작동상의 문제가 발생하고, 도금욕의 온도보다 50 내지 100℃ 높을 때에는 짧은 기간 동안 탄화물이 침전하므로, 충분한 양의 잔류 오스테나이트와 마르텐사이트가 확보될 수 없다. 이런 이유로, 이차 냉각의 냉각 종료 온도는 아연 도금욕 온도와 아연 도금욕 온도보다 50 내지 100℃ 높은 온도 사이로 설정된다. 그 이후, 강판의 이동에 있어서 작동상의 안정성을 확보하고 가능한 한 많은 베이나이트 형성을 촉진하며 도금 습윤성을 충분히 확보할 목적으로, 도금욕 내의 침지 시간을 포함하여 1초 이상 동안 상기 온도 범위 내에서 강판을 유지하는 것이 바람직하다. 상기 유지 시간이 길어지면, 생산성에 나쁜 영향을 미치며 탄화물이 생성되므로, 상기 유지 시간은 어닐링 처리를 위해 요구되는 시간을 제외하고 3,000초 이상이 되지 않도록 제 한하는 것이 바람직하다.
실온에서 강판에 잔류하는 오스테나이트 상을 안정화시키기 위해서는, 오스테나이트 상의 일부를 베이나이트 상으로 변태시킴으로써 오스테나이트 내에 탄소 농축을 증가시키는 것이 필수적이다. 합금화 처리 공정에 포함되는 베이나이트 변태를 촉진시키기 위해서, 300 내지 550℃의 온도 범위에 강판을 1 내지 3,000초, 바람직하게는 15초 내지 20분 동안 유지하는 것이 바람직하다. 온도가 300℃ 미만인 때에는, 베이나이트 변태가 거의 발생되지 않는다. 그렇지만, 온도가 550℃를 초과하면, 탄화물이 형성되고 잔류 오스테나이트 상을 충분히 확보하기 어려워지므로, 그 상한치는 550℃로 설정된다.
마르텐사이트 상을 형성하기 위해서는, 잔류 오스테나이트 상의 경우와는 달리, 베이나이트 변태가 발생하도록 하는 것이 필수적이지는 않다. 이에 반해서, 탄화물과 펄라이트 상의 형성은 오스테나이트 상의 경우에서처럼 억제되어야 하므로, 이차 냉각 이후에 합금화 처리를 충분히 적용할 필요가 있고, 합금화 처리는 300 내지 550℃, 바람직하게는 400 내지 550℃의 온도에서 실행되도록 결정된다.
경계면에서의 산화물을 전술한 양만큼 확보하기 위하여, 열간 압연 단계부터 온도와 가공 이력을 제어하는 것이 바람직하다. 우선, 다음과 같이 제어함으로써 표면 산화층을 가능한 한 고르게 생성하는 것이 바람직하다. 상기 제어는 슬래브의 가열 온도를 1,150 내지 1,230℃, 1,000℃ 까지의 압하율을 50% 이상, 마무리 온도를 850℃ 이상 바람직하게는 880℃ 이상, 그리고 권취 온도를 650℃ 이하, 그리고 그와 동시에, 어닐링하는 동안 Si 산화물의 형성을 억제하기 위해 Ti, Al 등과 같 은 원소들을 가능한 한 많이 고체 용매 상태로 남기는 것이다. 또한, 마무리 압연 후 고압의 스케일 제거 장치 또는 강한 산세척을 적용함으로써 열간 압연 동안 형성된 산화물 층을 가능한 한 많이 제거하는 것이 바람직하다. 또한, 생성된 산화물을 부수기 위한 목적으로, 직경 1000mm 이하의 롤을 사용할 때에 냉간 압연 압하율을 30% 이상으로 제어하는 것이 바람직하다. 이후 어닐링 공정에서, SiO2의 생성을 억제함으로써 다른 산화물의 생성을 촉진할 목적으로 750℃ 이상의 온도 범위까지 5℃/sec의 비율로 강판을 가열시키는 것이 바람직하다. 한편, 어닐링 온도가 높거나 어닐링 시간이 길 때에는, 여러 가지 산화물이 생성되어 가공성과 내피로성이 악화된다. 그러므로, 본 발명의 항목(33)에 따라 결정되는 것처럼, 최고 온도가 0.1 ×(Ac3 - Ac1) + Ac1 (℃) 이상으로부터 Ac3 - 30 (℃) 이하의 범위에 있는 어닐링 온도에서 체류 시간을 60분 이하로 제어하는 것이 바람직하다.
예
이하에서는 아래의 예들을 근거로 하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
실시예 1의 예 1
이하에서는 실시예 1의 예 1에 근거하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
표 1에 나타낸 화학 조성을 갖는 강들이 1,200℃의 온도로 가열되었다. 여기서, 강의 열간 압연은 Ar3 변태 온도 이상의 온도에서 마무리되고, 열간 압연된 강판은 냉각되고, 그 후 각 강의 화학 조성에 의해 결정되는 베이나이트 변태 개시 온도 이상의 온도에서 권취되고, 산세척되고, 그리고 두께 1.0mm의 냉간 압연되는 강판으로 냉간 압연되었다.
후술할 강들(M-1, N-1, O-1, P-1과 Q-1)은, 1,000℃ 까지 70%의 압하율, 900℃의 마무리 온도 및 700℃의 권취 온도의 조건으로 열간 압연되었고, 그리고 직경 800mm의 롤을 사용하여 50%의 압하율로 냉간 압연되었다. 다른 강들은 1,000℃ 까지 70%의 압하율, 900℃의 마무리 온도 및 600℃의 권취 온도의 조건으로 열간 압연되었고, 그리고 직경 1,200mm의 롤을 사용하여 50%의 압하율로 냉간 압연되었다.
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그 이후에, Ac1 변태 온도와 Ac3 변태 온도가 다음 식에 따라서 각 강의 성분(질량%)으로부터 계산된다.
Ac1 = 723 - 10.7 ×Mn% + 29.1 ×Si%,
Ac3 = 910 - 203 ×(C%)1/2 + 44.7 ×Si% + 31.5 ×Mo% - 30 ×Mn% - 11 ×Cr% + 400 ×Al%
강판은 다음과 같이 도금되었다. 강판을 5℃/sec의 비율로 Ac1 변태 온도와 Ac3 변태 온도로부터 계산된 어닐링 온도까지 가열하고 10%의 H2를 함유한 N2 대기 중에 강판을 유지하며, 그 후에, 0.1 내지 10℃/sec의 냉각율로 600 내지 700℃까지 강판을 냉각시키고, 연속하여 1 내지 20℃/sec의 냉각율로 도금욕 온도까지 강판을 냉각시키고, 도금욕 내의 조성물이 변화되는 460℃의 아연 도금욕에 3초 동안 강판을 담갔다.
또한, Fe-Zn 합금화 처리로서, 강판이 도금되고 도금층의 Fe 성분이 5 내지 20 질량%가 되도록 조정된 후에, 강판의 일부는 15초 내지 20분 동안 300 내지 550℃의 온도 범위 내에 유지되었다. 도금 특성은 표면의 찌꺼기 얽힘(dross entanglement) 상태를 시각적으로 관찰하고 도금되지 않은 부분의 면적을 측정함으로써 평가되었다. 도금층의 조성은 반응 억제제를 함유한 5% 염산 용액에 도금층을 녹여 용액을 화학적으로 분석함으로써 결정되었다.
인장 시험용 JIS 5호 시편을 도금된 강판(0.5내지 2.0%인 압하율의 스킨 패 스 라인(skin-pass line)에서 압연)으로부터 준비하여 그 기계적 특성을 측정하였다. 또한, 평면 굽힘 피로 시험에서의 인장 강도의 50%에 해당하는 응력을 인가하여 파괴 수명을 상대적으로 평가했다. 또한, 반복적인 염수 분무 시험(salt spray test)에 의해 내식성을 평가했다.
표 2에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 강에서, 입계 산화물층의 깊이는 얕으며 인장 강도의 50%에 해당하는 응력 하에서 굽힘 피로 수명은 106사이클을 초과한다. 또한, 강도와 신장이 잘 조화되고, 시험 후에도 좋은 외관을 유지하면서 녹 형성이 관찰되지 않는다.
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표 3으로부터, 도금층과 강판의 조성이 조절되어 있는 본 발명에 따른 강판의 경우에는, 비교적 많은 양의 Si를 함유한 강판의 경우에서도 도금되지 않는 결함을 형성하지 않으며 좋은 내식성을 갖는 것을 알 수 있다.
또한, 제 4 원소(표 3에서 "도금층의 다른 원소")가 도금층에 포함될 때, 식 1의 왼쪽에 의해 결정된 값이 작은 경우에도 도금 특성이 좋다는 것을 알 수 있다.
표 4는 생산 조건의 영향을 나타낸다. 생산 조건이 전술한 요구를 만족하지 못하는 강판의 경우, 전술한 범위 내의 조성을 갖는다 하더라도 입계 산화층의 깊이가 크고 그 피로 수명이 짧다. 또한, 역으로, 비록 생산 조건이 전술한 요구를 만족하더라도, 강판의 조성이 전술한 범위를 벗어나는 경우에는 피로 수명이 짧다는 것을 알 수 있다.
표 5는 산화물 형상의 영향을 나타낸다. 본 발명에 따른 강판에서, 녹이 형성되지 않고 또한 굽힘 피로 강도가 2 ×106사이클을 초과하므로, 강판은 좋은 재료 품질을 갖는다.
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실시예 1의 예 2
본 발명은 아래에서 실시예 1의 예 2에 의해 상세하게 설명된다.
표 6에 나타낸 화학 조성을 갖는 강들이 1,200℃의 온도까지 가열되었다. 여기서, 강의 열간 압연은 Ar3 변태 온도 이상의 온도에서 마무리되고, 열간 압연된 강판은 냉각되고, 그 후 각각의 강의 화학 조성에 의해 결정되는 베이나이트 변태 개시 온도 이상의 온도에서 권취되고, 산세척되고, 그리고 두께 1.0mm의 냉간 압연된 강판으로 냉간 압연되었다.
그 이후에, Ac1 변태 온도와 Ac3 변태 온도가 다음 식에 따라서 각 강의 성분(질량%)으로부터 계산된다.
Ac1 = 723 - 10.7 ×Mn% - 16.9 ×Ni% + 29.1 ×Si% + 16.9 ×Cr%,
Ac3 = 910 - 203 ×(C%)1/2 + 15.2 ×Ni% + 44.7 ×Si% + 104 ×V% + 31.5 ×Mo% - 30 ×Mn% - 11 ×Cr% - 20 ×Cu% + 700 ×P% + 400 ×Al% + 400 ×Ti%
강판은 다음과 같이 도금되었다. 강판을 Ac1 변태 온도와 Ac3 변태 온도로부터 계산된 어닐링 온도까지 가열하고 10%의 H2를 함유한 N2 대기 중에 강판을 유지하며, 그 후에, 0.1 내지 10℃/sec의 냉각율로 680℃까지 강판을 냉각시키고, 연속하여 1 내지 20℃/sec의 냉각율로 도금욕 온도까지 강판을 냉각시키고, 도금욕 내의 조성이 변화되는 460℃의 아연 도금욕에 3초 동안 강판을 담갔다.
또한, Fe-Zn 합금화 처리로서, 강판이 아연 도금되고 도금층의 Fe 성분이 5 내지 20 질량%가 되도록 조정된 후에, 강판의 일부는 15초 내지 20분 동안 300 내지 550℃의 온도 범위 내에 유지되었다. 도금 특성은 표면에 불순물이 얽혀 있는 상태를 시각적으로 관찰하고 도금되지 않은 부분의 면적을 측정함으로써 평가되었다. 도금층의 조성은 반응 억제제를 함유한 5% 염산 용액에 도금층을 녹여 용액을 화학적으로 분석함으로써 결정되었다.
인장 시험용 JIS 5호 시편을 아연 도금된 강판(0.5내지 2.0%인 압하율의 스킨 패스 라인에서 압연)으로부터 준비하여 그 기계적 특성을 측정하였다. 그 때, 20%의 인장 변형을 가한 후 강판에 60°의 굽힘과 역굽힘 성형(굽힘-역굽힘 성형)을 적용하는 가혹한 변형 후의 도금 접착성이 평가되었다. 도금 접착성은, 굽힘-역굽힘 성형 이후 굽혀진 부위에 비닐 테이프를 부착하고, 비닐 테이프를 벗겨낸 후, 단위길이 당 박리된 길이의 비율을 측정함으로써 상대적으로 평가된다. 생산 조건이 표 8에 나타내진다.
표 7에서 나타낸 것처럼, 본 발명에 따른 강, 즉 D1 내지 D8(번호 1, 2, 5 내지 8, 10 내지 14)의 경우, 도금되지 않는 결함은 관찰되지 않고, 20%의 인장 변형을 가한 후 강판에 60°의 굽힘-역굽힘 성형을 적용한 때에도 도금 박리율은 1% 미만으로 낮다. 반면에, 비교 대상인 강, 즉 C1 내지 C5(번호 17 내지 21)의 경우, 시험 시편을 제작하기 위한 열간 압연 중에 크랙이 많이 발생되었고 생산성이 낮았다. 열간 압연된 강판을 연삭하여 크랙을 제거한 후에 열간 압연된 강판은 냉간 압연되고 어닐링되었으며, 그 후 재료 품질 시험에 사용되었다. 그렇지만, 상기 강판의 일부(C2와 C4)는 심한 가공 후에 도금 접착성이 너무 낮거나 20%의 인장 변형 상태도 견딜 수 없었다.
표 8에 나타낸 것처럼, 식 1을 만족하지 않는 강 번호 3, 9, 19와 21에서, 심한 변형 후의 도금 습윤성 악화와 도금 접착성은 열등하다. 또한, 강판의 미세 조직의 조절이 만족되지 않는 경우, 심한 가공 후의 도금 접착성은 열등하다.
강 번호 4의 경우, 이차 냉각율이 낮기 때문에 마르텐사이트와 오스텐사이트는 생성되지 않지만 대신에 펄라이트가 생성되고, 심한 가공 후의 도금 접착성이 열등하다.
Figure 112004004692122-pct00040
Figure 112004004692122-pct00041
Figure 112004004692122-pct00042
Figure 112004004692122-pct00043
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Figure 112004004692122-pct00047
Figure 112004004692122-pct00048
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Figure 112004004692122-pct00050
실시예 1의 예 3
이하에서는 실시예 1의 예 3을 기초로 하여 본 발명을 상세히 설명한다.
표 9의 화학 조성을 갖는 강을 1200℃의 온도로 가열하였다. Ar3 변태 온도 이상의 온도에서 열간 압연을 마무리 하였다. 열간 압연 강판을 냉각하고, 각각의 강 성분에 따라 결정되는 베이나이트 변태 개시 온도 이상의 온도에서 권취하고, 산세하고, 두께 1.0mm의 냉간 압연 강판을 제조하였다.
그 다음, Ac1 변태 온도와 Ac3 변태 온도를 아래의 식에 따라 각각의 강 성분(중량 %)으로부터 계산하였다:
Ac1 = 723 - 10.7xMn% + 29.1xSi%,
Ac3 = 910 - 203x(C%)1/2 + 44.7xSi% + 31.5xMo% - 30xMn% -11xCr% + 400xAl%
강판을 다음과 같이 도금하였다: 강판을 Ac1 변태온도와 Ac3 변태온도로부터 계산된 어닐링 온도로 가열하고 10%의 수소를 함유한 질소 분위기에서 유지하였다. 0.1 내지 10℃/s의 냉각속도로 680℃까지 냉각하였다. 계속하여, 강판을 1 내지 20℃/s의 냉각속도로 도금욕의 온도까지 냉각하였다. 3초 동안 460℃의 아연 도금욕에 강판을 담갔다. 이 경우 도금욕의 성분은 변할 수 있다.
또한, Fe-Zn 합금 처리로서, 아연 도금 후에 상기 강판들 중 일부를 15초에서 20분 동안 300 내지 550℃의 온도 범위에서 유지시키고 도금 층 내의 Fe 함량을 중량 백분율로 5 내지 20%로 조절하였다. 도금 성질은 표면상에 불순물이 얽힌 상 태를 시각적으로 관찰하여 도금되지 않은 부분의 면적을 계산하는 것에 의해 평가하였다. 도금 층의 조성은 도금 층을 반응 억제제를 갖는 5%의 염산 용액에 용해시켜 그 용액을 화학적으로 분석하는 것에 의해 결정하였다.
인장 시험용으로 일본공업규격 #5 시편을 (스킨패스 라인을 따라 0.5 - 2.0%의 압하율로 압연한) 상기 아연 도금 강판으로부터 마련하여, 이에 대해 기계적 성질을 측정하였다. 그 다음, 심한 변형 후의 도금 밀착성을, 약 20%의 인장 변형이 가해진 강판에 대해 60%의 굽힘 및 역굽힘 성형을 가함으로써 평가하였다. 도금 밀착성은 굽힘 및 역굽힘 성형된 강판의 구부러진 부분에 비닐 테이프를 붙였다 떼어 단위 길이당 벗겨진 길이의 비를 측정함으로써 상대적으로 평가하였다. 제조 조건을 표 11에 나타내었다.
표 10에 나타내진 바와 같이, D1 내지 D12(강 1, 2, 5, 12, 13, 20, 22 내지 24, 32, 34 내지 36, 39 및 42)의 본 발명에 따른 강인 경우에는, 비도금 결함이 관찰되지 않으며, 강도와 연성이 양호하게 양립하며, 도금 벗겨짐 비율은, 20%의 인장 변형 후에 굽힘 및 역굽힘 성형을 한 경우에도 1% 이하로 낮다. 또한, 표 10에 나타내진 바와 같이 다른 성분이 도금 층 내에 포함된 경우에는, 식 1의 좌변에 의해 결정된 값이 상대적으로 작은 경우에도 도금 성질이 우수함을 알 수 있다.
반면에, C1 내지 C5(번호 44 내지 48)의 비교강인 경우에는, 시편을 제조하기 위한 열간 압연 과정에서 크랙이 많이 생기며 생산성이 낮다. 열간 압연 강판을 냉간 압연하고, 연마에 의해 크랙이 제거된 열간 압연 강판을 어닐링 한 후, 재료 성질 시험용으로 사용하였다. 그러나 심하게 가공된 강판의 일부(C2 및 C4)는 매우 낮거나, 20%의 성형율을 견딜 수 없었다.
표 10에 나타낸 바와 같이, 상기 식 1을 만족하지 못하는 강 3, 21, 46 및 48의 경우에는, 도금 습윤성이 나빠지며 높은 가공 후의 도금 밀착성이 열악하다. 또한, 강판 미세구조에 대한 조절이 충족되지 않는 경우에는, 심한 변형 후의 도금 밀착성이 낮아진다.
강 번호 3의 경우에는, 제 2 차의 냉각속도가 느리기 때문에, 마르텐사이트와 오스테나이트가 형성되지 않고 대신에 펄라이트가 형성되며, 상기 극심한 변형 후의 도금 밀착성은 열악하다.
Figure 112004004692122-pct00051
Figure 112004004692122-pct00052
Figure 112004004692122-pct00053
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Figure 112004004692122-pct00057
Figure 112004004692122-pct00058
Figure 112004004692122-pct00059
Figure 112004004692122-pct00060
Figure 112004004692122-pct00061
Figure 112004004692122-pct00062
Figure 112004004692122-pct00063
Figure 112004004692122-pct00064
Figure 112004004692122-pct00065
Figure 112004004692122-pct00066
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Figure 112004004692122-pct00075
Figure 112004004692122-pct00076
실시예 2의 예
이하에서는 실시예 2의 예를 기초로 하여 본 발명을 상세히 설명한다.
표 12의 화학 조성을 갖는 강을 1180 내지 1250℃의 온도로 가열하였다. 880 내지 1100℃의 온도에서 열간 압연을 마무리 하였다. 열간 압연 강판을 냉각하고, 각각의 강 성분에 따라 결정되는 베이나이트 변태 개시 온도 이상의 온도에서 권취하고, 산세하고, 두께 1.0mm의 냉간 압연 강판을 제조하였다.
그 다음, Ac1 변태 온도와 Ac3 변태 온도를 아래의 식에 따라 각각의 강 성분(중량 %)으로부터 계산하였다:
Ac1 = 723 - 10.7xMn% + 29.1xSi%,
Ac3 = 910 - 203x(C%)1/2 + 44.7xSi% + 31.5xMo% - 30xMn% -11xCr% + 400xAl%
강판을 다음과 같이 도금하였다: 강판을 Ac1 변태온도와 Ac3 변태온도로부터 계산된 어닐링 온도로 가열하고 10%의 수소를 함유한 질소 분위기에서 유지하였다. 0.1 내지 10℃/s의 냉각속도로 650 내재 700℃까지 냉각하였다. 계속하여, 강판을 0.1 내지 20℃/s의 냉각속도로 도금욕의 온도까지 냉각하였다. 3초 동안 460 내지 470℃의 아연 도금욕에 강판을 담갔다. 이 경우 도금욕의 성분은 변할 수 있다. 0.5 내지 2.0%의 압하율로 스킨패스 라인에서 압연하였다.
또한, Fe-Zn 합금 처리로서, 아연 도금 후에 상기 강판들 중 일부를 15초에서 20분 동안 400 내지 550℃의 온도 범위에서 유지시키고 도금 층 내의 Fe 함량을 중량 백분율로 5 내지 20%로 조절하였다. 도금 성질은 표면상에 불순물이 얽힌 상태를 시각적으로 관찰하여 도금되지 않은 부분의 면적을 계산하는 것에 의해 평가하였다. 도금 층의 조성은 도금 층을 반응 억제제를 갖는 5%의 염산 용액에 용해시켜 그 용액을 화학적으로 분석하는 것에 의해 결정하여, 그 결과를 표 13에 나타내었다.
표 13과 표 14로부터, 식 (2)를 만족하는 본 발명에 따른 강의 경우에는, 모든 특성 평가가 5에 위치하고, 강도와 연성이 양호하게 양립한다. 반면에, 본 발명이 특정하는 범위를 만족하지 않는 비교강의 경우에는, 성질 평가가 예외 없이 모두 낮고, 강도와 연성이 양호하게 양립되어 있지 않다. 또한, 본 발명의 특허청구범위에 특정된 범위 내에서 제조된 강의 경우에는, 상기 미세 조직은 상술한 구조로 이루어지며, 상기 강의 성질은 매우 좋으며, 강도와 연성은 양호하게 양립한다.
Figure 112004004692122-pct00077
Figure 112004004692122-pct00078
Figure 112004004692122-pct00079
Figure 112004004692122-pct00080
Figure 112004004692122-pct00081
Figure 112004004692122-pct00082
Figure 112004004692122-pct00083
_
Figure 112004004692122-pct00084
Figure 112004004692122-pct00085
Figure 112004004692122-pct00086
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Figure 112004004692122-pct00088
Figure 112004004692122-pct00089
Figure 112004004692122-pct00090
Figure 112004004692122-pct00091
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Figure 112004004692122-pct00093
Figure 112004004692122-pct00094
Figure 112004004692122-pct00095
Figure 112004004692122-pct00096
Figure 112004004692122-pct00097
Figure 112004004692122-pct00098
Figure 112004004692122-pct00099
Figure 112004004692122-pct00100
Figure 112004004692122-pct00101
Figure 112004004692122-pct00102
Figure 112004004692122-pct00103
Figure 112004004692122-pct00104
실시예 3의 예
이하에서는 실시예 3의 예를 기초로 하여 본 발명을 상세히 설명한다.
표 15의 화학 조성을 갖는 강을 1200 내지 1250℃의 온도로 가열하였다. 가열된 강판은 총 60%의 압하율로 1000℃ 이상의 온도에서 조질 압연하였다. 그 다음, 열간 압연을 마무리 하였다. 열간 압연 강판을 냉각하고, 각각의 강 성분에 따라 결정되는 베이나이트 변태 개시 온도 이상의 온도에서 권취하고, 산세하고, 두께 1.0mm의 냉간 압연 강판을 제조하였다.
그 다음, Ac1 변태 온도와 Ac3 변태 온도를 아래의 식에 따라 각각의 강 성분(중량 %)으로부터 계산하였다:
Ac1 = 723 - 10.7xMn% + 29.1xSi%,
Ac3 = 910 - 203x(C%)1/2 + 44.7xSi% + 31.5xMo% - 30xMn% -11xCr% + 400xAl%
강판을 Ac1 변태온도와 Ac3 변태온도로부터 계산된 어닐링 온도로 가열하고 10%의 수소를 함유한 질소 분위기에서 유지하였다. 어닐링 후, 어닐링 과정에서의 최고 온도를 Tmax(℃)라 할 때, Tmax/1000 내지 Tmax/10℃/s의 냉각속도로 Tmax-200 내지 Tmax-100℃의 온도 범위까지 냉각하였다. 계속하여, 강판을 1 내지 100℃/s의 냉각속도로 도금욕 온도-30℃에서 도금욕 온도+50℃의 온도까지 냉각하였다. 그 다음 도금욕에 담갔다. 도금욕 온도-30℃에서 도금욕 온도+50℃의 온도 범위에서 상기 담그는 시간을 포함하여 2 내지 200초 동안 유지시켰다.
그 다음, Fe-Zn 합금 처리로서, 아연 도금 후에 상기 강판들 중 일부를 15초에서 20분 동안 400 내지 550℃의 온도 범위에서 유지시키고 도금 층 내의 Fe 함량을 중량 백분율로 5 내지 20%로 조절하였고, 또한 0.5 내지 2.0%의 압하율로 스킨패스 라인에서 압연하였다. 상기 강판은 완전한 평면 굽힘(R=1t)하고, 150회에 걸쳐 JASO 주기 부식 시험을 행하여 크롬 화합물을 포함하는 대기에서의 내식성을 평가하였다. 도금층의 조성은 도금층을 반응 억제제를 함유한 5%의 염산에 용해시켜 그 용액을 화학적으로 분석하는 것에 의해 결정하였고, 그 결과가 표 16에 나타내져 있다.
표 16 및 17로부터, 식 (3)을 만족하는 본 발명에 따른 강의 경우에는, 부식에 대한 모든 평가가 4 또는 5이고, 강도와 연성은 양호하게 양립한다.
반면에, 본 발명이 특정하는 범위를 만족하지 않는 비교강의 경우에는, 미세 조직에 대한 조절 또는 제조 조건에 대한 조절을 만족하지 못하기 때문에, 강도와 연성이 양호하게 양립되어 있지 않다. 비교강인 강 3, 13 및 20의 경우에는, 부식 평가 등급이 4 또는 5이다. 그러나 강 13 및 20은, 강도와 연성 사이의 조화가 나쁘며, 강 번호 3은 인장 강도가 낮다. 또한, 본 발명의 특허청구범위에 특정된 범위 내에서 제조된 강의 경우에는, 상기 미세조직은 상술한 구조로 이루어지며, 상기 강의 성질은 매우 좋으며, 강도와 연성은 양호하게 양립한다.
Figure 112004004692122-pct00105
Figure 112004004692122-pct00106
Figure 112007012948791-pct00123
Figure 112007012948791-pct00124
Figure 112007012948791-pct00125
Figure 112004004692122-pct00110
Figure 112004004692122-pct00111
Figure 112007012948791-pct00126
Figure 112004004692122-pct00113
Figure 112004004692122-pct00114
Figure 112004004692122-pct00115
Figure 112004004692122-pct00116
Figure 112004004692122-pct00117
Figure 112007012948791-pct00127
Figure 112004004692122-pct00119
Figure 112004004692122-pct00120
Figure 112004004692122-pct00121
Figure 112004004692122-pct00122
본 발명은, 고 내피로성 및 내식성을 갖는 고강도 고연성 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판과; 고가공 후에도 비도금 흠결과 도금 부착성이 향상된 연성이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판 및 그 제조 방법과; 고 내피로성 및 내식성을 갖는 고강도 고연성 용융 아연 도금 강판과; 비도금 흠결의 발생을 억제하는, 우수한 외관 및 가공성을 갖는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판 및 그 제조 방법과; 비도금 흠결 및 표면 결함을 억제하며 특히 염소 이온을 함유하는 환경에서의 내식성과 고연성 모두를 가지는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판 및 용융 아연 도금 강판과 그 제조 방법을 제공한다.

Claims (41)

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  14. 질량 %로, C: 0.0001 내지 0.3%,
    Si: 0.001 내지 0.1% 미만,
    Mn: 0.01 내지 3%,
    Al: 0.31 내지 4%,
    Mo: 0.01 내지 1%,
    P: 0.0001 내지 0.3%, 및
    S: 0.0001 내지 0.1%를 포함하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 강판의 표면 상에,
    질량%로,
    Mn: 0.001 내지 3%,
    Al: 0.001 내지 4%,
    Mo: 0.0001 내지 1%, 및
    Fe: 5 내지 20%를 함유하고 잔부가 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어진 도금층을 구비한, 우수한 외관 및 가공성을 갖는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판에 있어서,
    강 중의 Mn 함량: X(질량%) 및 Si 함량: Y(질량%)와, 도금층 중의 Al 함량: Z(질량%)가 다음 식 2:
    0.6-(X/18+Y+Z) ≥0 ...(2)
    를 만족하는 것을 특징으로 하는, 우수한 외관 및 가공성을 갖는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판.
  15. 질량 %로, C: 0.0001 내지 0.3%,
    Si: 0.001 내지 0.1% 미만,
    Mn: 0.01 내지 3%,
    Al: 0.31 내지 4%,
    Mo: 0.01 내지 1%,
    P: 0.0001 내지 0.3%, 및
    S: 0.0001 내지 0.1%를 포함하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 강판의 표면 상에,
    질량%로,
    Mn: 0.001 내지 2%,
    Al: 0.001 내지 0.5%, 및
    Mo: 0.0001 내지 0.001%를 함유하고 잔부가 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어진 도금층을 구비한, 우수한 외관 및 가공성을 갖는 고강도 용융 아연 도금 강판에 있어서,
    강 중의 Mn 함량: X(질량%) 및 Si 함량: Y(질량%)와, 도금층 중의 Al 함량: Z(질량%)가 다음 식 2:
    0.6-(X/18+Y+Z) ≥0 ...(2)
    를 만족하는 것을 특징으로 하는, 우수한 외관 및 가공성을 갖는 고강도 용융 아연 도금 강판.
  16. 질량 %로, C: 0.0001 내지 0.3%,
    Si: 0.001 내지 0.1% 미만,
    Mn: 0.01 내지 3%,
    Al: 0.31 내지 4%,
    Mo: 0.01 내지 1%,
    P: 0.0001 내지 0.3%, 및
    S: 0.0001 내지 0.1%를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 강판의 표면 상에,
    질량%로,
    Al: 0.001 내지 4%,
    Mo: 0.0004 내지 0.003%, 및
    Fe: 5% 내지 20%를 함유하고 잔부가 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어진 도금층을 구비한, 고 내식성을 갖는 고강도 고연성 합금화 용융 아연 도금 강판에 있어서,
    도금층 중의 Al 함량: A(질량%) 및 Mo 함량: B(질량)와 강 중의 Mo 함량: C(질량%)가 다음 식 3:
    100 ≥(A/3+B/6)/(C/6) ≥0.01 ...(3)
    을 만족하는 것을 특징으로 하는, 고 내식성을 갖는 고강도 고연성 합금화 용융 아연 도금 강판.
  17. 질량 %로, C: 0.0001 내지 0.3%,
    Si: 0.001 내지 0.1% 미만,
    Mn: 0.01 내지 3%,
    Al: 0.31 내지 4%,
    Mo: 0.01 내지 1%,
    P: 0.0001 내지 0.3%, 및
    S: 0.0001 내지 0.1%를 포함하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 강판의 표면 상에,
    질량%로,
    Al: 0.001 내지 0.6%, 및
    Mo: 0.0001 내지 0.005%를 함유하고 잔부가 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어진 도금층을 구비한, 고 내식성을 갖는 고강도 고연성 용융 아연 도금 강판에 있어서,
    도금층 중의 Al 함량: A(질량%) 및 Mo 함량: B(질량)와 강 중의 Mo 함량: C(질량%)가 다음 식 3:
    100 ≥(A/3+B/6)/(C/6) ≥0.01 ...(3)
    을 만족하는 것을 특징으로 하는, 우수한 외관 및 가공성을 갖는 고강도 고연성 용융 아연 도금 강판.
  18. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강판의 미세 조직은, 페라이트 단독 또는 페라이트와 베이나이트 양자를 50 내지 97 부피%를 함유하며 잔부가 마르텐사이트와 잔류 오스테나이트 중 어느 하나 또는 양자를 3 내지 30부피% 포함하는 복합 조직으로 구성된, 주상(主相, main phase)으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 우수한 외관 및 가공성을 갖는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판.
  19. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강판의 미세 조직은, 페라이트를 70 내지 97 부피%를 포함하며 평균 입경이 20㎛ 이하인 주상(主相, main phase)과, 오스테나이트 및 마르텐사이트 중 어느 하나 또는 둘다를 3 내지 30부피% 포함하고 평균 입경이 10㎛ 이하인 제2 상으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 우수한 외관 및 가공성을 갖는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 강판의 제2 상은, 다음 식 4:
    (Vγ+ Vα)/Vγ×C + Mn/8 ≥2.0 ...(4)
    를 만족하는 오스테나이트와, 강 중의 C 함량: C(질량%) 및 Mn 함량: Mn(질량%)과, 오스테나이트의 부피 비율: Vγ(%) 및 페라이트의 부피 비율: Vα(%)로 이루어진 것을 특징으로 하는, 우수한 외관과 가공성을 갖는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판.
  21. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강판의 미세 조직은, 페라이트를 50 내지 97 부피%를 포함하며 평균 입경이 20㎛ 이하인 주상(主相, main phase)과, 오스테나이트 및 마르텐사이트 중 어느 하나 또는 둘다를 3 내지 30부피% 포함하고 평균 입경이 10㎛ 이하인 제2 상과, 또한 2 내지 47 부피%의 베이나이트로 이루어진 것을 특징으로 하는, 우수한 외관과 가공성을 갖는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 강판의 제2 상을 구성하는 오스테나이트 및 마르텐사이트 중 어느 하나 또는 둘다의 평균 입경은 페라이트의 평균 입경의 0.01 내지 0.6배인 것을 특징으로 하는, 고 내식성을 갖는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판.
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  30. 도금 부착성을 가지며 연성을 갖는 고강도 용융 아연 도금 강판의 제조 방법에 있어서,
    제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 화학 조성 성분을 포함하는 강을 주조하거나 혹은 주조 후에 주조 슬랩을 1회 냉각시키고, 이어서 주조 슬랩을 다시 가열하고, 그 후 주조 슬랩을 열연 강판으로 열간 압연하고서 그 열연 강판을 산세척 및 냉간 압연하고, 그 후 상기 냉연 강판을 O.1 ×(Ac3 - Ac1) + Ac1(℃) 이상, Ac3 + 50(℃) 이하의 온도 범위에서 10초 내지 30분 동안 어닐링하고, 이어서 강판을 650 내지 700℃의 온도 범위까지 0.1 내지 10℃/초의 냉각 속도로 냉각시키고, 그 후 강판을 도금욕 온도에서 도금욕 온도 + 100℃ 사이의 온도 범위까지 1 내지 100℃/초의 냉각 속도로 냉각시키고, 강판을 아연 도금욕 온도에서 아연 도금욕 온도 + 100℃ 사이의 온도 범위에 후속하는 침지 시간을 포함한 1 내지 3000초 동안 유지시키고, 강판을 아연 도금욕 내에 침지시키고, 그 후 강판을 실온까지 냉각하는 것을 특징으로 하는, 도금 부착성을 가지며 연성을 갖는 고강도 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.
  31. 외관과 가공성이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판의 제조 방법에 있어서,
    제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 화학 조성 성분을 포함하는 강을 주조하거나 혹은 주조 후에 주조 슬랩을 1회 냉각시키고, 이어서 주조 슬랩을 1180 내지 1250℃의 온도에서 다시 가열하고, 880 내지 1100℃의 온도에서 열간 압연을 마무리하고, 이어서 권취된 열연 강판을 산세척 및 냉간 압연하고, 그 후 상기 냉연 강판을 O.1 ×(Ac3 - Ac1) + Ac1(℃) 이상, Ac3 + 50(℃) 이하의 온도 범위에서 10초 내지 30분 동안 어닐링하고, 이어서 강판을 650 내지 700℃의 온도 범위까지 0.1 내지 10℃/초의 냉각 속도로 냉각시키고, 그 후 강판을 도금욕 온도-50 ℃에서 도금욕 온도+50℃ 사이의 온도 범위까지 0.1 내지 100℃/초의 냉각 속도로 냉각시키고, 이어서 강판을 도금욕에 침지시키고, 강판을 도금욕 온도-50℃에서 도금욕 온도+50℃ 사이의 온도 범위에 침지 시간을 포함한 2 내지 200초 동안 유지시키고, 그 후 그 후 강판을 실온까지 냉각하는 것을 특징으로 하는, 외관과 가공성이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.
  32. 내식성이 우수한 고강도 고연성 용융 아연 도금 강판의 제조 방법에 있어서,
    제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 화학 조성 성분을 포함하는 강을 주조하거나 혹은 주조 후에 주조 슬랩을 1회 냉각시키고, 이어서 주조 슬랩을 1200 내지 1300℃의 온도에서 다시 가열하고, 이어서 가열된 슬랩을 1000 내지 1150℃의 온도에서 총 압하율 60 내지 99%로 조압연하고, 이어서 마무리되고 권취된 열연 강판을 산세척 및 냉간 압연하고, 그 후 상기 냉연 강판을 O.12 ×(Ac3 - Ac1) + Ac1(℃) 이상, Ac3 + 50(℃) 이하의 온도 범위에서 10초 내지 30분 동안 어닐링하고, 이어서 어닐링 후에, 어닐링 중에 도달된 최고 온도를 Tmax(℃)라 정의할 때에 Tmax - 200℃ 내지 Tmax - 100℃ 사이의 온도 범위까지 Tmax/1000 내지 Tmax/10℃/초의 냉각 속도로 냉각시키고, 그 후 강판을 도금욕 온도-30℃에서 도금욕 온도+50℃ 사이의 온도 범위까지 0.1 내지 100℃/초의 냉각 속도로 냉각시키고, 이어서 강판을 도금욕에 침지시키고, 강판을 도금욕 온도-30℃에서 도금욕 온도+50℃ 사이의 온도 범위에 침지 시간을 포함한 2 내지 200초 동안 유지시키고, 그 후 그 후 강판을 실온까지 냉각하는 것을 특징으로 하는, 내식성이 우수한 고강도 고연성 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.
  33. 고 내피로성과 내식성을 갖는 고강도 고연성 용융 아연 도금 강판의 제조 방법에 있어서,
    제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 화학 조성 성분을 포함하는 강을 주조하거나 혹은 주조 후에 주조 슬랩을 1회 냉각시키고, 이어서 주조 슬랩을 다시 가열하고, 그 후 주조 슬랩을 열연 강판으로 열간 압연하고서 냉각시키고 이어서 상기 열연 강판을 산세척 및 냉간 압연하고, 그 후 상기 냉연 강판을 어닐링하되 어닐링 중의 최고 온도가 O.1 ×(Ac3 - Ac1) + Ac1(℃) 이상, Ac3 + 50(℃) 이하의 온도 범위에 있도록 어닐링 온도를 제어하면서 어닐링하고, 이어서 강판을 650 내지 700℃의 온도 범위까지 0.1 내지 10℃/초의 냉각 속도로 냉각시키고, 그 후 강판을 아연 도금욕 온도에서 아연 도금욕 온도 + 100℃ 사이의 온도 범위까지 1 내지 100℃/초의 냉각 속도로 냉각시키고, 강판을 아연 도금욕 온도에서 아연 도금욕 온도 + 100℃ 사이의 온도 범위에 후속하는 침지 시간을 포함한 1 내지 3000초 동안 유지시키고, 강판을 아연 도금욕 내에 침지시키고, 그 후 강판을 실온까지 냉각하는 것을 특징으로 하는, 고 내피로성과 내식성을 갖는 고강도 고연성 용융 아연 도금 강판 및 합금화 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.
  34. 제30항에 있어서,
    강판을 아연 도금욕에 침지시킨 후에, 강판에 300 내지 550℃의 온도에서 합금 처리를 가하고서 실온까지 냉각시키는 것을 특징으로 하는, 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.
  35. 질량 %로, C: 0.0001 내지 0.3%,
    Si: 0.05 내지 0.1% 미만,
    Mn: 0.01 내지 3%,
    Al: 0.001 내지 4%,
    Mo: 0.01 내지 1%,
    P: 0.0001 내지 0.3%, 및
    S: 0.0001 내지 0.1%를 포함하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 강판의 표면 상에,
    질량%로,
    Mn: 0.001 내지 3%,
    Al: 0.001 내지 4%,
    Mo: 0.0001 내지 1%, 및
    Fe: 5 내지 20%를 함유하고 잔부가 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어진 도금층을 구비한, 우수한 외관 및 가공성을 갖는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판에 있어서,
    강 중의 Mn 함량: X(질량%) 및 Si 함량: Y(질량%)와, 도금층 중의 Al 함량: Z(질량%)가 다음 식 2:
    0.6-(X/18+Y+Z) ≥0 ...(2)
    를 만족하는 것을 특징으로 하는, 우수한 외관 및 가공성을 갖는 고강도 합금화 용융 아연 도금 강판.
  36. 질량 %로, C: 0.0001 내지 0.3%,
    Si: 0.05 내지 2.5%,
    Mn: 0.01 내지 3%,
    Al: 0.001 내지 4%,
    Mo: 0.01 내지 1%,
    P: 0.0001 내지 0.3%, 및
    S: 0.0001 내지 0.1%를 포함하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 강판의 표면 상에,
    질량%로,
    Mn: 0.001 내지 2%,
    Al: 0.001 내지 0.5%, 및
    Mo: 0.0001 내지 0.001%를 함유하고 잔부가 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어진 도금층을 구비한, 우수한 외관 및 가공성을 갖는 고강도 용융 아연 도금 강판에 있어서,
    강 중의 Mn 함량: X(질량%) 및 Si 함량: Y(질량%)와, 도금층 중의 Al 함량: Z(질량%)가 다음 식 2:
    0.6-(X/18+Y+Z) ≥0 ...(2)
    를 만족하는 것을 특징으로 하는, 우수한 외관 및 가공성을 갖는 고강도 용융 아연 도금 강판.
  37. 질량 %로, C: 0.0001 내지 0.3%,
    Si: 0.05 내지 0.1% 미만,
    Mn: 0.01 내지 3%,
    Al: 0.001 내지 4%,
    Mo: 0.01 내지 1%,
    P: 0.0001 내지 0.3%, 및
    S: 0.0001 내지 0.1%를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 강판의 표면 상에,
    질량%로,
    Al: 0.001 내지 4%,
    Mo: 0.0004 내지 0.003%, 및
    Fe: 5% 내지 20%를 함유하고 잔부가 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어진 도금층을 구비한, 고 내식성을 갖는 고강도 고연성 합금화 용융 아연 도금 강판에 있어서,
    도금층 중의 Al 함량: A(질량%) 및 Mo 함량: B(질량)와 강 중의 Mo 함량: C(질량%)가 다음 식 3을 만족하고,
    100 ≥(A/3+B/6)/(C/6) ≥0.01 ...(3)
    강판의 미세 조직은, 페라이트 단독 또는 페라이트와 베이나이트 양자를 50 내지 97 부피%를 함유하며 잔부가 마르텐사이트와 잔류 오스테나이트 중 어느 하나 또는 양자를 3 내지 30부피% 포함하는 복합 조직으로 구성된, 주상(主相, main phase)으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 고 내식성을 갖는 고강도 고연성 합금화 용융 아연 도금 강판.
  38. 질량 %로, C: 0.0001 내지 0.3%,
    Si: 0.05 내지 0.1% 미만,
    Mn: 0.01 내지 3%,
    Al: 0.001 내지 4%,
    Mo: 0.01 내지 1%,
    P: 0.0001 내지 0.3%, 및
    S: 0.0001 내지 0.1%를 포함하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 강판의 표면 상에,
    질량%로,
    Al: 0.001 내지 0.6%, 및
    Mo: 0.0001 내지 0.005%를 함유하고 잔부가 Zn 및 불가피한 불순물로 이루어진 도금층을 구비한, 고 내식성을 갖는 고강도 고연성 용융 아연 도금 강판에 있어서,
    도금층 중의 Al 함량: A(질량%) 및 Mo 함량: B(질량)와 강 중의 Mo 함량: C(질량%)가 다음 식 3을 만족하고,
    100 ≥(A/3+B/6)/(C/6) ≥0.01 ...(3)
    강판의 미세 조직은, 페라이트 단독 또는 페라이트와 베이나이트 양자를 50 내지 97 부피%를 함유하며 잔부가 마르텐사이트와 잔류 오스테나이트 중 어느 하나 또는 양자를 3 내지 30부피% 포함하는 복합 조직으로 구성된, 주상(主相, main phase)으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 우수한 외관 및 가공성을 갖는 고강도 고연성 용융 아연 도금 강판.
  39. 제31항에 있어서,
    강판을 아연 도금욕에 침지시킨 후에, 강판에 300 내지 550℃의 온도에서 합금 처리를 가하고서 실온까지 냉각시키는 것을 특징으로 하는, 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.
  40. 제32항에 있어서,
    강판을 아연 도금욕에 침지시킨 후에, 강판에 300 내지 550℃의 온도에서 합금 처리를 가하고서 실온까지 냉각시키는 것을 특징으로 하는, 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.
  41. 제33항에 있어서,
    강판을 아연 도금욕에 침지시킨 후에, 강판에 300 내지 550℃의 온도에서 합금 처리를 가하고서 실온까지 냉각시키는 것을 특징으로 하는, 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.
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