KR100849974B1

KR100849974B1 - 도금 밀착성 및 프레스 성형성이 뛰어난 고강도 용융아연계 도금강판 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100849974B1
Application number: KR1020037008847A
Authority: KR
Inventors: 다카다요시히사; 스에히로마사요시; 세누마다케히데
Original assignee: 니폰 스틸 코포레이션
Priority date: 2000-12-29
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2008-08-01
Also published as: US20040055667A1; US6911268B2; CA2433626C; CN1204284C; CA2433626A1; AU2002217542B2; CN1483090A; KR20030063484A; EP1354970A1; EP1354970B1; EP1354970A4; WO2002055751A1; DE60144062D1

Abstract

자동차, 건축, 전기 등의 부재로서 유용한 프레스 성형성 및 도금 밀착성이 뛰어난 고강도 용융아연계 도금강판과 그 제조방법이 개시되어 있다.

이 고강도 용융아연계 도금강판은 (a)질량%로, C : 0.05~0.2%, Si: 0.2~2.0%, Mn: 0.2~2.5% 및, Al: 0.01~1.5% 를 함유하고, Si와 Al의 관계가 0.4(%)

Si+0.8Al(%)

2.0%를 만족하며, (i) Sn을 0.003~1.0%, (ii) Sb, Bi, Se중의 1종 이상을 합계로 0.005~1.0%, (iii) Be, Mg, Ca, Zr중의 1종 이상을 합계로 0.005~1.0%, 및 (iv) Sc, Y, La, Ce중의 1종 이상을 합계로 0.005~1.0%로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상을 함유하고, 나머지는 철 및 불가피하게 포함되는 불순물로 구성되며，강철 조직 중，잔류 오스테나이트의 체적율이 2~20%를 만족하는 강판 기재와, (b) 상기 강판 기재 위에 형성되는 Zn 도금층을 포함하여 이루어진다.

도금, 용융아연

Description

도금 밀착성 및 프레스 성형성이 뛰어난 고강도 용융아연계 도금강판 및 그 제조방법{HIGH STRENGTH HOT-DIP GALVANIZED OR GALVANNEALED STEEL SHEET HAVING IMPROVED PLATING ADHESION AND PRESS FORMABILITY AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME}

본 발명은 자동차, 건축, 전기 등의 부재로서 유용한 고강도 강판 및 그 제조법에 관한 것으로, 특히 프레스 성형시의 인출 성형성 및 도금 밀착성이 뛰어난 고강도 용융아연계 도금강판 및 그 제조법에 관한 것이다. 또한, 본 명세서에서 고강도 용융아연계 도금강판은, 고강도 용융아연 도금강판 및 고강도 합금화 용융아연 도금강판을 포함한다.

자동차 등의 크로스멤버나 사이드멤버 등 부재는 최근의 연비절감 동향에 대응하기 위하여 경량화가 검토되고 있으며, 재료면에서는 박육화(薄肉化)하여도 강도가 확보된다는 관점에서 고강도화가 진전되고 있다.

그런데, 일반적으로 재료의 프레스 성형성은 강도가 상승함에 따라 열화하기 때문에, 상기 부재의 경량화를 달성하기 위해서는, 프레스 성형성과 고강도성이라는 두가지 특성을 만족하는 강판을 개발할 필요가 있어, 그 개발이 요구되고 있다.

성형성의 지표치로는 인장시험에서의 연신율을　비롯하여, n값이나 r값이 있 는데, 일체성형에 따른 프레스 공정의 간략화가 과제시되고 있는 현재, 균일 연신율에 상당하는 n값이 큰 것이 그 중에서도 중요시되고 있다.

이 때문에, 강철 안에 존재하는 잔류 오스테나이트(austenite)의 변태유기소성을 활용한 열연강판이나, 냉연강판이 개발되고 있다．이것은 고가의 합금원소를 포함하지 않고, 0.07~0.4% 정도의 C와, 0.3~2.0% 정도의 Si, 및 0.2~2.5% 정도의 Mn만을 기본적인 합금원소로 하며, 2상(相) 영역에서 어닐링(annealing)한 후, 300~450℃ 내외의 온도에서 베이나이트 변태를 행하는 것이 특징인 열처리에 의해, 잔류 오스테나이트를 금속조직 안에 남기는 강판으로, 예를 들어 일본 특개평1-230715호 공보나 일본 특개평2-217425호 공보등에 개시되어 있다.

이러한 종류의 강판은 연속 어닐링으로 제조된 냉연강판 뿐 만이 아니며, 예를 들어 일본 특개평1-79345호 공보에는, 런아웃테이블(run out table)에서의 냉각과 권취온도를 제어함으로써 열연강판에서도 얻을 수 있는 것이 개시되어 있다.

자동차의 고급화를 반영하여, 내식성 및 외관성의 향상을 목적으로 자동차 부재의 도금화가 진행되고 있으며, 현재는 차내에 장착되는 특정 부재를 제외한 많은 부재에 아연도금 강판이 사용되고 있다. 따라서, 이 강판들에는 내식성의 관점에서 용융 Zn 도금을 실시하던가, 혹은 용융 Zn 도금 후의 합금화 처리에 의해, 합금화 용융 Zn 도금을 실시하여 사용하는 것이 효과적인데, 이 고장력 강판들 중, Si 함유율이 높은 강판은 강판 표면이 산화막을 가지기 쉽기 때문에, 용융 Zn 도금시에 약간의 미도금부가 발생하거나, 합금화 후에 가공부의 도금 밀착성이 열화하는 등의 문제가 있어, 우수한 가공부 도금 밀착성을 가지면서, 내식성이 뛰어난 고Si계 고장력 고연성 합금화 용융 Zn 도금 강판은 실용화되지 못하고 있는 것이 현실이다.

하지만, 예를 들어 일본 특개평1-230715호 공보나 일본 특개평2-217425호 공보 등에 개시된 강판은 0.3~2.0%의 Si를 함유하고, 그 특이한 베이나이트 변태를 활용하여 잔류 오스테나이트를 확보하고 있기 때문에, 2상공존 온도 영역에서 어닐링한 후의 냉각이나, 300~450℃내외의 온도 영역에서의 유지를 매우 엄격하게 제어하지 않으면, 의도하는 금속조직이 얻어지지 않고, 강도나 연신율이 목표 범위를 벗어나게 된다.

이러한 열 이력은, 공업적으로는 연속 어닐링 설비나 열간 압연 후의 런아웃테이블과 권취공정에서 실현되기는 하지만, 450~600℃에서는 오스테나이트의 변태가 재빨리 완료되기 때문에 450~600℃에서의 체류시간을 특히 짧게하는 등의 제어가 요구되며, 또한 350~450℃에서도 유지하는 시간에 따라 금속 조직이 현저하게 변화하기 때문에, 열처리 조건이 소정의 조건에서 벗어나면, 뒤떨어진 강도와 연신율밖에 얻을 수 없게 된다.

더욱이 450~600℃에서 체류하는 시간이 긴 것이나, 도금성을 악화시키는 Si를 합금 원소로서 많이 함유하는 것 때문에, 강판을 용융 도금설비에 통과시켜서 도금강판을 제조하는 것은 불가능하며, 결국 Si를 0.3~2.0% 정도 함유하는 강판은 표면 내식성이 열화하기 때문에, 넓은 범위의 공업적 이용에 지장이 있다는 문제점이 있다.

상기 문제를 해결하기 위하여 예를 들어, 일본 특개평5-247586호 공보나 일 본 특개평6-145788호 공보등에는 Si 농도를 규제함으로써 도금성을 개선한 강판이 개시되어 있다. 상기 공보에 기재된 방법에서는, Si 대신에 Al을 첨가함으로써, 잔류 오스테나이트를 생성하고 있다. 하지만, Al도 Si와 마찬가지로 Fe보다도 산화하기 쉽기 때문에, 강판 표면에 산화막을 형성하기 쉽고, 충분한 도금 밀착성을 확보할 수 없다는 문제점이 있다.

또한, 예를 들어 일본 특개평04-333552호 공보나 일본 특개평04-346644호 공보에는, 고Si계 고강도 강판의 합금화 용융 도금방법으로서, 사전(事前) Ni도금 후 급속 저온 가열하여, 용융 Zn 도금후 합금화 처리하는 방법이 개시되어 있다. 하지만, 이 방법에서는 Ni 사전 도금이 필요하게 되므로, 새로운 설비가 필요하다는 문제점이 있다.

그래서, 본 발명은 이러한 문제를 해결하고 표면 내식성을 향상하기 위하여, 용융 도금 설비에서도 제조할 수 있는 프레스 성형성이 양호한 고강도 강판의 조성과 금속조직의 특징을 발견한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고, 프레스 성형성 및 도금 밀착성이 양호한 고강도 용융아연계 도금강판, 및 상기 강판을 효율적으로 제조하는 방법을 제공하려는 것이다.

본 발명자들은 상기 목적을 달성할 수 있는 고강도 용융아연계 도금강판, 및 그 제조방법을 제공하기 위하여, 도금성과 강철 성분의 관계에 대하여 세밀히 검토하여 본 발명을 완성하였다.

그리고,

(1) 본 발명의 도금밀착성 및 프레스 성형성이 뛰어난 고강도 용융아연계 도금강판은,

(a)질량%로,

C : 0.05~0.2%,

Si: 0.2~2.0%,

Mn: 0.2~2.5% 및,

Al: 0.01~1.5%

를 함유하고, Si와 Al의 관계가

0.4(%)

Si+0.8Al(%)

2.0%

를 만족하며,

(i) Sn을 0.003~1.0%,

(ii) Sb, Bi, Se중의 1종 이상을 합계로 0.005~1.0%,

(iii) Be, Mg, Ca, Zr중의 1종 이상을 합계로 0.005~1.0%, 및

(iv) Sc, Y, La, Ce중의 1종 이상을 합계로 0.005~1.0%

로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상을 함유하고, 나머지는 철 및 불가피하게 포함되는 불순물로 구성되며，베이나이트와 페라이트와 잔류 오스테나이트가 혼재한 강 조직을 가지고, 이 강 조직 중，잔류 오스테나이트의 체적율이 2~20%를 만족하는 강판 기재와,

(b) 상기 강판 기재 위에 형성되는 Zn 도금층을

포함하여 이루어진 것이다.

(2) 본 발명의 바람직한 형태에 따르면, 상기 강판 기재가 질량%로 Ni 2.0%이하, Cu 2.0% 이하, Co 0.3% 미만 중 적어도 1종 이상을 더욱이 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

(3) 본 발명의 바람직한 형태에 따르면, 상기 강판 기재가 질량%로 Mo 0.5%미만, Cr 1.0% 미만, V 0.3% 미만, Ti 0.06% 미만, Nb 0.06% 미만, B 0.01% 미만 중 적어도 1종 이상을 더욱이 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

(4) 본 발명의 바람직한 형태에 따르면, 상기 Zn 도금층이 Fe 8~15%, Al 1% 이하, 잔부 Zn 80~91% 및 불가피한 불순물을 포함하여 이루어지는 Zn 합금 도금층인 것이 바람직하다.

(5) 본 발명의 바람직한 형태에 따르면, 상기 Zn 도금층이 Al 1% 이하, 잔부 Zn 80% 이상 및 불가피한 불순물을 포함하여 이루어지는 Zn 금속 도금층인 것이 바람직하다.

(6) 상기 Zn 합금도금층을 가지는 본 발명의 고강도 용융아연계 도금강판(즉, 고강도 합금화 용융아연 도금강판)의 제조방법은,

상기 강판기재 조성을 가지는 냉연강판을 준비하고,

상기 냉연강판을 650~900℃의 2상공존 온도 영역에서 10초~6분 어닐링한 후, 2~200℃/s의 냉각속도로 350~500℃까지 냉각하고, 용융아연 합금도금을 실시하여, 그 후,

450~600℃의 온도 영역에서 5초~2분간 유지하고나서 5℃/s이상의 냉각속도로 250℃이하로 냉각하는 것을 포함하여 이루어진다.

(7) 또한, 상기 Zn 합금 도금층을 가지는 본 발명의 고강도 용융아연계 도금강판(즉, 고강도 합금화 용융아연 도금강판)의 다른 제조방법은,

상기 강판 기재 조성을 가지는 냉연강판을 준비하고,

상기 냉연강판을 650~900℃의 2상공존 온도 영역에서 10초~6분 어닐링한 후, 2~200℃/s의 냉각속도로 350~500℃까지 냉각하고, 이 온도 영역에서 10분 이하 유지한 후, 용융 아연합금 도금을 실시하여, 그 후

450~600℃ 범위의 온도 영역에서 5초~2분간 유지하고, 이어서 5℃/s 이상의 냉각속도로 250℃이하로 냉각하는 것을 포함하여 이루어진다.

(8) 상기 Zn 금속도금층을 가지는 본 발명의 고강도 용융아연계 도금강판(즉, 고강도 용융아연 도금강판)의 제조방법은,

상기 강판기재 조성을 가지는 냉연강판을 준비하고,

상기 냉연강판을 650~900℃의 2상공존 온도 영역에서 10초~6분간 어닐링한 후, 2~200℃/s 의 냉각속도로 350~500℃까지 냉각하여, 용융아연 금속도금을 실시하고, 그 후,

5℃/s이상의 냉각속도로 250℃이하로 냉각하는 것을 포함하여 이루어진다.

(9) 또한, 상기 Zn 금속도금층을 가지는 본 발명의 고강도 용융아연계 도금강판(즉, 고강도 용융아연 도금강판)의 다른 제조방법은,

상기 강판 기재 조성을 가지는 냉연강판을 준비하고,

상기 냉연 강판을 650~900℃의 2상공존 온도 영역에서 10초~6분간 어닐링한 후, 2~200℃/s의 냉각속도로 350~500℃까지 냉각하고, 상기 온도 영역에서 10분 이내 동안 유지한 후, 용융아연 금속도금을 실시하여, 그 후,

5℃/s 이상의 냉각속도로 250℃이하로 냉각하는 것을 포함하여 이루어진다.

발명의 구체적인 설명

(a) 강판기재

본 발명에서 강판기재의 성분조성을 한정하는 것은, 프레스 성형성 및 도금 밀착성이 양호한 고강도 용융아연계 도금강판(고강도 합금화 용융아연 도금강판 및 고강도 용융아연 도금강판)을 얻기 위한 것이며, 그 한정 이유는 아래에서 상세히 설명하는 바와 같다.

기본성분

C는 오스테나이트 안정화 원소이며, 2상공존 온도 영역 및 베이나이트 변태온도 영역에서 페라이트 안에서부터 이동하여, 오스테나이트 안으로 농화한다. 그 결과, 화학적으로 안정된 오스테나이트가, 실온까지 냉각한 후에도 2~20% 잔류하여, 변태유기소성에 의해 성형성을 양호하게 한다. C가 0.05% 미만이면, 2%이상의 잔류 오스테나이트를 확보하는 것이 어려워, 목적을 달성할 수 없다. 또한, C가 0.2%를 넘으면, 용접성을 악화시키기 때문에 피해야 한다.

Si는 시멘타이트(cementite)에 고용(固溶)하지 않고, 그 석출을 억제함으로써, 350~600℃에서 오스테나이트로부터 변태하는 것을 늦춘다. 이 사이에 오스테나이트 안으로의 C의 농화가 촉진되기 때문에, 오스테나이트의 화학적 안정성이 높아지고, 변태유기소성을 일으키며, 성형성을 양호하게 하는데 공헌하는 잔류 오스테나이트의 확보를 가능하게 한다. Si가 0.2%미만이면, Si의 효과를 기대할 수 없다. 한편, Si 농도를 높이면, 도금성이 악화되기 때문에, 2.0% 이하로 할 필요가 있다.

Mn은 오스테나이트 형성원소이며, 또한 2상공존 온도 영역에서의 어닐링 후, 350~600℃로 냉각하는 도중에 오스테나이트가 펄라이트로 분해하는 것을 방지하기 때문에, 실온까지 냉각한 후의 금속조직에 잔류 오스테나이트가 포함되도록 작용한다．Mn이 0.2%미만이면, 펄라이트로의 분해를 억제하는데, 공업적인 제어가 불가능할 정도로 냉각속도를 크게 할 필요가 있어, 적절하지 못하다. 한편, Mn이 2.5%를 넘으면 밴드조직이 현저해지며, 특성을 열화시키고, 또한, 스폿(spot) 용접부가 너깃(nugget)내에서 쉽게 파단(破斷)하여 바람직하지 못하다. 더욱이, Mn농도를 높이면 도금성도 열화한다.

Al은 탈산재(脫酸材)로 사용되는 동시에, Si와 마찬가지로, 시멘타이트에 고용하지 않고, 350~600℃로 유지할 때, 시멘타이트의 석출을 억제하고, 변태의 진행을 늦춘다. 하지만, Si보다도 페라이트 형성능력이 강하기 때문에, 변태개시가 빨라져, 극히 짧은 시간 유지하여도, 2상공존 온도 영역에서의 어닐링시보다 오스테나이트 안으로 C가 농화하여, 화학적 안정성이 높아지기 때문에, 실온까지 냉각한 후의 금속조직 안에, 성형성을 악화시키는 마르텐사이트는 아주 조금밖에 존재하지 않게 된다. 이 때문에, Si와 공존하면, 350~600℃에서의 유지조건에 의한 강도나 연신율의 변화가 작아져, 고강도에서 양호한 프레스 성형성을 쉽게 얻을 수 있게 된다. 그 때문에, Al은 0.01% 이상 첨가해야 할 필요가 있고, 0.1% 이상 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, Al은 Si와 함께 「Si+0.8Al」이 0.4% 이상이 되도록 첨가해야 한다. 한편, Al이 1.5%를 넘으면, Si와 마찬가지로, 도금 밀착성을 열화시키기 때문에, 피해야 한다. 또한, 도금 밀착성을 확보하기 위해서는 Si와 함께 「Si+0.8Al」이 2.0% 이하가 되도록 첨가해야 한다.

선택적 기본성분

Sn, Sb, Bi, Se, Be, Mg, Ca, Zr, Sc, Y, La 및 Ce는 본 발명에서 가장 중요한 원소이다. 이 원소 중의 1종 이상을 첨가함으로써, 용융아연 도금 습윤성 및 도금 밀착성을 향상시킬 수 있으며, 도금성과 성형성이 뛰어난 강판을 제조할 수 있게 된다.

Si나 Al을 함유하는 강판에서는, 연속용융 아연도금 라인에서 도금강판을 제조하는 경우, 강판 표면에 Si나 Al의 산화물이 생성되어, 도금 밀착성이 저하되지만, 상기 원소 중 1종이상을 첨가함으로써, 도금성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 형태에 따르면, Sn을 0.003~1.0% 첨가하는 것이 바람직하다. Si나 Al을 포함하는 강판에서는 연속용융 아연도금 라인에서 도금강판을 제조하는 경우, 강판표면에 Si나 Al의 산화물이 형성되어, 상기 산화물이 도금 밀착성을 저하시키는데, Sn은 Fe 보다도 산화하기 어려운 원소인 동시에, 표면에 편석하기 쉬운 원소이기 때문에, 강판 표면층에 농화하여, Si나 Al의 산화물 생성을 억제함으로써 도금 밀착성의 저하를 방지한다. Sn이 0.003%미만이면 본 발명 강철에서 충분한 도금 밀착성을 얻을 수 없다. 상기 효과를 보다 발휘하기 위해서는, 0.005% 이상 첨가하는 것이 바람직하다. 더욱이 바람직하게는 Sn을 0.008% 이상 첨가한다. 한편, Sn을 1.0% 넘게 첨가하면, 열간압연시에 균열이 발생해버려, 양호한 도금 외관을 확보할 수 없다. 도금 외관을 보다 양호하게 하기 위해서는, 0.5%이하로 첨가하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 바람직한 형태에 따르면, Sb, Bi, Se 중의 1종 이상을 합계 로 0.005%~1.0% 첨가하는 것이 바람직하다. Sb, Bi, Se는 표면 편석하기 쉽기 때문에, 강판 표면층에 농화하여, Si나 Al의 산화물 생성을 억제한 결과, 고Si 및/또는 고Al강이더라도, 도금 밀착성의 저하를 방지할 수 있다. 이러한 효과는 Sb, Bi, Se 중의 1종 이상을 첨가함으로써 발생하여, Sb, Bi, Se 의 합계가 0.005% 이상이면, 충분한 도금 밀착성을 얻을 수 있다. 이 효과를 충분히 얻기 위해서는, 이 원소들 중의 2종 이상을 0.008%이상 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, Sb, Bi, Se 중의 1종 이상의 합계를 1.0% 이상으로 높게 하면, 이 원소들의 표면 편석량이 너무 많아져, 그 결과 양호한 도금 외관성을 확보할 수 없다. 도금 외관을 양호하게 유지하기 위해서는, Sb, Bi, Se 중의 1종 이상의 합계를 0.5%이하로 하는 것이 바람직하다.

한편, As, Te, Po, Ge도 Sb, Bi, Se와 마찬가지로, 도금성을 향상시킬 수 있는 원소이지만, 독성 원소이며, 비용이 너무 비싸기 때문에 본 발명에서는 첨가 대상에서 제외하였다.

본 발명의 다른 바람직한 형태에 따르면, Be, Mg, Ca, Zr 중의 1종 이상을 합계로 0.005%~1.0% 첨가하는 것이 바람직하다. Be, Mg, Ca, Zr은 산화물을 아주 쉽게 형성할 수 있는 원소이기 때문에, 고Si 및/또는 고Al강의 도금성을 열화시키는 Si 산화물 및/또는 Al산화물의 생성을 억제하여, 그 결과, 도금성을 개선한다. 이러한 효과는 Be, Mg, Ca, Zr 중의 1종 이상을 첨가함으로써 발생하며, Be, Mg, Ca, Zr 중의 1종 이상의 합계가 0.005%이상일 때, 충분한 도금 밀착성을 얻을 수 있다. 이 효과를 충분히 얻기 위해서는, 이 원소들 중의 2종 이상을 0.008% 이상 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, Be, Mg, Ca, Zr 중의 1종 이상의 합계를 1.0% 이상으로 높게 하면, 이 원소들의 산화물 형성량이 많아져, 그 결과, 양호한 도금외관성을 확보할 수 없다.

본 발명의 다른 바람직한 형태에 따르면, Sc, Y, La, Ce 중의 1종 이상을 합계로, 0.005%~1.0% 첨가하는 것이 바람직하다. Sc, Y, La, Ce 도 산화물을 형성하기 쉬운 원소이기 때문에, 고Si 및/또는 고Al강의 도금성을 열화시키는 Si 산화물 및/또는 Al 산화물의 생성을 억제하여, 그 결과, 도금성을 개선한다. 더욱이, Sc, Y, La, Ce는 산화시에 강판 표면의 굴곡을 심하게 하는 작용을 하여, 그 결과 도금 밀착성을 향상시킨다. 이 효과는 Sc, Y, La, Ce 중의 1종 이상을 첨가함으로써 발생하며, Sc, Y, La, Ce 중의 1종 이상의 합계가 0.005%이상에서, 충분한 도금 밀착성을 얻을 수 있다. 이 효과를 충분히 얻기 위해서는, 이 원소들 중의 2종 이상을 합계로 0.008%이상 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, Sc, Y, La, Ce 중의 1종 이상의 합계를 1.0% 이상으로 높게 하면, 이 원소들의 산화물 형성량이 많아져, 그 결과 양호한 도금 외관성을 확보할 수 없다.

한편, Nd, Gd, Dy 등의 희토류 원소도, Sc, Y, La, Ce와 마찬가지로, 도금성을 향상시킬 수 있는 원소이지만, 가격이 매우 비싸기 때문에, 본 발명에서는 첨가 대상에서 제외하였다.

더욱이, 각각의 효과를 나타내는 (i) Sn, (ii) Sb, Bi, Se 중의 1종 이상, (ii) Be, Mg, Ca, Zr 중의 1종 이상, 및 (iv) Sc, Y, La, Ce 중의 1종 이상으로 이루어지는 군에서 선택된 2종 이상을 복합하여 첨가함으로써, 더욱 양호한 도금성을 확보할 수 있다.

이 원소들 중 1종 이상의 합계가 0.005%이상일 때, 충분한 도금 밀착성을 얻을 수 있다. 또한, 이 원소들의 1종 이상의 합계가 1.0%이상으로 높아지면, 양호한 도금 외관성을 확보할 수 없다.

임의 성분

본 발명의 강판은 이상의 원소를 기본성분으로 하는데, 이 원소들 및 Fe 이외에, 예를 들어, 오스테나이트 생성원소인 동시에 강도 및 도금 밀착성을 향상시키는 Ni, Cu, Co 중의 적어도 1종 이상을 첨가하여도 좋고, 또한 경화성 향상 원소인 Mo, Cr, V, B, Ti, Nb, B 중의 적어도 1종 이상((a)성분군), 및/또는 개재물을 감소시키는 REM, Ca, Zr, Mg 중의 적어도 1종 이상((b)성분군)을, 상기 기본 성분에, 또는 상기 Ni, Cu, Co 중의 적어도 1종 이상과 함께 상기 기본성분에 첨가하여도 좋다.

아래에 상기 원소의 양을 한정하는 이유를 구체적으로 설명한다.

Ni, Cu, Co는 Sn과 마찬가지로 Fe 보다도 산화하기 어려운 원소이기 때문에, 어닐링시에 표면에 농화하여, 도금 밀착성을 저해하는 Si, Al 등의 산화물의 생성을 억제한다. 또한, Ni, Cu, Co는 Mn과 마찬가지로 오스테나이트 생성원소인 동시에, Si, Al과 마찬가지로, 시멘타이트에 고용하지 않기 때문에, 350~600℃에서 유지할 때 시멘타이트의 석출을 억제하고, 변태의 진행을 늦춘다. 그 때문에, Ni, Cu, Co를 1종 이상 첨가함으로써 더욱 양호한 강판을 얻을 수 있다. Ni을 2.0% 이상 첨가하여도 효과가 포화하기 때문에, 상한을 2.0%로 하였다. Cu를 2.0% 이상 첨 가하여도 Cu 석출물이 생성되어 재질이 악화되기 때문에, 상한을 2.0%로 하였다. 또한, Co는 고가의 금속이기 때문에, 상한을 0.3%미만으로 하였다. 한편, Sn과 Cu를 복합 첨가하는 경우에는, Sn, Cu에 의한 열간 균열을 방지한다는 관점에서 「Sn(%)+Cu(%)＜3×Ni(%)」으로 하는 것이 바람직하다.

Mo, Cr, V, Ti, Nb, B는 강도를 높이는 원소이며, REM, Ca, Zr, Mg는 강철중 S와 결합 개재물을 감소시킴으로써 양호한 연신율을 확보하는 원소이며, 바람직하게는 Mo 0.5% 미만, Cr 1.0% 미만, V: 0.3% 미만, Ti: 0.06% 미만, Nb 0.06%미만, B 0.01% 미만이다. 이 원소들의 효과는 상기 상한에서 포화하고 또한 상기 상한을 넘겨 첨가하는 것은 비용이 비싸기 때문에, 이 원소들을 첨가하는 경우에는, 상기 상한 이하의 범위로 한다.

또한, 강철 성분으로서 P, S, N, O, 그 밖에 일반 강철에 대하여 불가피하게 혼입되는 원소를 함유하더라도, 본 발명의 효과에는 아무런 영향을 끼치지 않는다.

더욱이, 본 발명의 도금 강판에서는 상기 원소나 불가피하게 포함되는 불순물 외에, 통상, 강철 중에 부수적으로 존재하는 원소를 부수적 성분으로서 도금 강판의 특성을 저해하지 않는 양의 범위에서 함유하여도 좋다.

최종 제품으로서의 본 발명 강판의 연성은 제품중에 포함되는 잔류 오스테나이트의 체적율에 좌우된다. 금속 조직에 포함되는 잔류 오스테나이트는 변형을 받지 않을 때에는 안정적으로 존재하지만, 변형이 가해지면 마르텐사이트로 변태하여, 변태유기소성을 나타내기 때문에, 금속조직 중에 잔류 오스테나이트를 포함하는 강판은 고강도에서 양호한 성형성을 얻을 수 있다.

잔류 오스테나이트의 체적율이 2% 미만이면, 상기 효과가 명확하게 인정되지 않는다. 한편, 잔류 오스테나이트의 체적율이 20% 이상 존재하면, 극도로 엄격한 성형을 실시했을 경우, 프레스 성형한 상태에서 다량의 마르텐사이트가 존재할 가능성이 있으며, 그 결과 2차 가공성이나 충격성에 문제를 일으킬 수 있기 때문에, 본 발명에서는 잔류 오스테나이트의 체적율을 20% 이하로 하였다.

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(b) Zn 도금층

본 발명 강판은 강판 위에 Zn도금층을 가지고 있다. 본 발명의 Zn 도금층은 Zn 금속 도금층 및 Zn 합금 도금층 중 어느 쪽이어도 좋다. 이 Zn 금속 도금층 및 Zn 합금 도금층에 대하여 아래에 구체적으로 설명한다.

Zn 금속 도금층은 Zn 80% 이상, Al 1% 이하와, 나머지는 Zn 및 불가피하게 포함되는 불순물을 포함하는 것이다. Zn 도금층 중의 Zn을 80%이상으로 한 것은, Zn이 80% 미만이면 도금층이 경질로 되어, 성형시에 도금이 갈라져 버리기 때문이다. 또한, Zn 도금층 중의 Al을 1% 이하로 한 것은, Al이 1%를 넘으면, 도금 중에 편석한 Al이 국부 전지를 구성하여, 내식성을 열화시키기 때문이다.

Zn 합금 도금층은 특히 스폿 용접성을 향상시키기 위해 효과적이며, Zn 80~91%, Fe 8~15%, Al 1% 이하와, 나머지는 Zn 및 불가피하게 포함되는 불순물을 포함하는 것이다. 도금층 중의 Zn을 80% 이상으로 한 것은, Zn이 80% 미만이면 도금층이 경질로 되어, 성형시에 도금이 갈라져 버리기 때문이다. 또한, 도금층 중의 Zn을 91% 이하로 한 것은 Zn을 91% 이상으로 높게 하면, 스폿 용접성이 열화하게 되어, 본 발명의 목적을 달성할 수 없기 때문이다.

또한, 도금층 중의 Fe를 8% 이상으로 한 것은, Fe가 8% 미만이면, 화성(化成)처리성(인산염 처리), 도막밀착성을 확보할 수 없게 되기 때문이다. 또한, 도금층 중의 Fe를 15%이하로 한 것은, Fe가 15%를 넘으면, 과합금이 되어, 가공부의 도금 밀착성이 열화하기 때문이다.

또한, 도금층 중의 Al을 1%이하로 한 것은, Al이 1%를 넘으면, 도금중에 편석한 Al이 국부전지를 구성하여, 강판의 내식성이 열화하기 때문이다.

본 발명 강판에서의 Zn 금속 도금층 및 Zn 합금 도금층에 대해서는, 아래와 같지만, 그 밖에 불가피하게 포함되는 불순물로서, Mn, Pb, Sb, Ca, Mg 등의 원소를 포함하여도 좋다. 또한, 부수적 성분으로서 그 밖의 원소를 조금 함유하여도 좋다.

또한, Zn 금속 도금층 및 Zn 합금 도금층의 두께에 대해서는, 특히 제약은 없지만, 내식성을 확보한다는 점에서 0.1㎛이상, 가공성을 확보한는 점에서 15㎛이하로 하는 것이 바람직하다.

제조방법

이어서, 본 발명의 고강도 용융아연계 도금강판(고강도 용융아연 도금강판 및 고강도 합금화 용융아연 도금 강판)의 제조 방법에 대하여 설명한다.

본 발명의 고강도 용융아연 도금강판은 상술한 바와 같은 성분 조성의 열연강판을 650~900℃의 2상공존 온도 영역에서 10초~6분간 어닐링한 후, 2~200℃/s의 냉각속도로 350~500℃ 까지 냉각하고, 필요에 따라 상기 온도 영역에서 10분이내 동안 더욱 유지한 후, 용융아연 금속도금을 실시하고, 그 후 5℃/s이상의 냉각속도로 250℃이하로 냉각함으로써 얻어지는 것이다.

또한, 본 발명의 고강도 합금화 용융아연 도금강판은 상기와 같은 성분조성의 냉연강판을 650~900℃의 2상공존 온도 영역에서 10초~6분간 어닐링한 후, 2~200℃/s의 냉각속도로 350~500℃까지 냉각하고, 필요에 따라 상기 온도 영역에서 10분 이내 동안 더욱 유지한 후, 용융아연 합금도금을 실시하고, 그 후, 450~600℃의 온도 영역에서 5초~2분 유지하며, 이어서, 5℃/s이상의 냉각속도로 250℃이하로 냉각함으로써 얻어지는 것이다.

냉간압연 후의 냉연강판의 연속 어닐링에서는 먼저 [페라이트 + 오스테나이트]의 2상 조직으로 하기 위하여, 상기 냉연 강판을 Ac₁ 변태점 이상 Ac₃ 변태점 이 하의 온도 영역으로 가열한다. 이 때, 가열온도가 650℃미만이면, 시멘타이트가 재고용하는데 시간이 너무 걸려, 오스테나이트의 존재량도 매우 적어지므로, 가열온도의 하한은 650℃로 하였다.

한편, 가열온도가 너무 높으면, 오스테나이트의 체적율이 너무 커져, 오스테나이트 중의 C 농도가 저하하기 때문에, 가열온도의 상한은 900℃로 하였다. 이 온도 영역에서의 유지시간이 너무 짧으면, 미용해 탄화물이 존재할 가능성이 높고, 오스테나이트의 존재량이 적어진다. 또한, 유지시간을 길게 하면, 결정입자가 거칠고 커져, 그 결과 최종적으로 잔존하는 오스테나이트량이 적어져, 강도-연성의 밸런스가 나빠진다. 따라서, 본 발명에서는 유지시간을 10초~6분으로 하였다.

균열(soaking) 후에는 2~200℃/s 의 냉각속도로 350~500℃까지 냉각한다. 이것은 2상 영역으로 가열하여 생성시킨 오스테나이트를 펄라이트로 변태시키지 않고 베이나이트 변태영역으로 넘겨, 잇따른 처리에 의해, 실온에서는 잔류 오스테나이트와 베이나이트로 하여, 소정의 특성을 얻는 것을 목적으로 한다. 이 때의 냉각 속도가 2℃/s 미만이면, 냉각중에 오스테나이트의 대부분이 펄라이트 변태하게 되어, 잔류 오스테나이트가 확보되지 못한다. 또한, 냉각 속도가 200℃/s 를 넘으면, 냉각종점 온도가 폭방향, 길이방향으로 크게 벗어나, 균일한 강판을 제조할 수 없게 된다.

2상 영역으로부터의 냉각종점 온도는 용융아연 도금성의 관점에서 구할 수 있다. 용융아연 도금시의 온도가 낮으면, 도금 습윤성이 저하하고, 도금 밀착성이 열화한다. 또한, 용융아연 도금시의 온도가 높아지면, 도금욕(浴, bath) 중에서 Fe 와 Zn의 합금화 반응이 진행되어, 도금 중의 Fe의 농도가 높아진다. 따라서, 본 발명에서는 2상 영역으로부터의 냉각종점 온도와 용융 아연도금을 행하는 온도는 350℃~500℃로 하였다.

또한, 용융아연 도금을 실시하기 전에, 필요에 따라, 350~500℃의 온도 영역에서 10분 이내 동안 유지한다. 용융아연 Zn도금 전에 온도를 유지함으로써 베이나이트 변태를 진행시켜, C를 농축한 잔류 오스테나이트를 안정화시킬 수 있으며, 보다 안정되게 강도와 연신율을 모두 갖춘 강판을 제조할 수 있다.

2상영역으로부터의 냉각종점 온도가 500℃를 넘으면, 이후의 온도 유지시에 오스테나이트가 탄화물로 분해되어, 오스테나이트가 잔존하기 어렵게 된다. 또한, 냉각종점 온도가 350℃미만이 되면, 오스테나이트의 대부분이 마르텐사이트로 변태하여, 고강도가 되긴 하지만, 프레스 성형성이 악화하게 되며, 또한 Zn 도금시에 강판 온도를 높일 필요가 생겨, 열 에너지의 면에서 비효율적이다.

따라서, 온도를 유지하는 경우의 온도는 350~500℃로 한다. 유지시간이 10분을 넘으면, Zn 도금후의 가열로 탄화물 석출과 미변태 오스테나이트가 소실되어, 그 결과 강도와 프레스 성형성이 모두 열화하기 때문에, 온도를 유지하는 경우에는, 유지시간을 10분 이내로 한다.

고강도 용융아연 도금강판을 제조하는 경우에는, 용융아연 금속도금 후, 5℃/s이상의 냉각속도로 250℃이하로 냉각한다. 여기서 Zn 도금시에 베이나이트 변태를 진행시켜, 탄화물을 거의 포함하지 않는 베이나이트, 그 부분에서 떨어져 나온 C가 농화하여 Ms점이 실온 이하로 떨어진 잔류 오스테나이트 및 2상영역 가열중에 청정화가 진행된 페라이트가 혼재한 조직을 나타낸다. 이 조직이 고강도와 성형성을 모두 구비하고 있다.

그 때문에, 온도유지 후의 냉각속도를 5℃미만으로 하거나, 냉각종점 온도를 250℃ 이상으로 하면, 냉각중에 C를 농화한 오스테나이트도 탄화물을 석출하여 베이나이트로 분해되기 때문에, 변태유기소성에 의해 가공성을 개선하는 잔류 오스테나이트의 양이 감소하여, 본 발명의 목적을 달성할 수 없다. 잔류 오스테나이트를 보다 많이 잔존시키기 위해서는 용융아연 금속도금 후의 유지온도를 350℃~400℃으로 하고, 유지시간을 5분이내로 하는 것이 바람직하다.

또한, 고강도 합금화 용융아연 도금강판을 제조하는 경우에는, 용융아연 합금도금 후, 450℃~600℃의 온도 영역에서 5초~2분간 유지하고, 그 후, 5℃/s이상의 냉각속도로 250℃이하로 냉각한다. 이 조건은 Fe와 Zn의 합금화 반응과, 강판 조직 적정화의 관점에서 결정된다.

본 발명의 강철에서는 Si나 Al을 포함하고 있어, 오스테나이트로부터 베이나이트로의 변태가 2 단계로 분리되는 것을 활용하여, 탄화물을 거의 포함하지 않는 베이나이트, 그 부분으로부터 떨어져나온 C가 농화하여 Ms점이 실온 이하로 떨어진 잔류 오스테나이트, 및 2상영역 가열중에 청정화가 진행된 페라이트가 혼재한 조직을 나타내어, 고강도와 성형성을 모두 구비하고 있다. 유지온도가 600℃를 넘으면 펄라이트가 생성되어 잔류 오스테나이트가 포함되지 않게 되며, 또한 합금화 반응이 너무 진행되어, 도금중의 Fe 농도가 12%를 넘게 된다.

한편, 가열온도가 450℃이하가 되면, 도금의 합금화 반응속도가 늦어져, 도 금중의 Fe 농도가 낮아진다.

또한, 유지시간이 5초 이하이면, 베이나이트가 충분히 생성되지 않고, 미변태의 오스테나이트 안으로의 C의 농화도 불충분해져, 냉각중에 마르텐사이트가 생성되어 성형성이 열화하고, 동시에 도금의 합금화 반응이 불충분해진다.

또한, 유지시간이 2분 이상이면, 도금의 과합금화가 발생하여, 성형시에 도금 박리 등이 발생하기 쉬워진다. 더욱이, 유지 후의 냉각속도를 5℃/s미만으로 하거나, 냉각종점 온도가 250℃를 넘으면, 베이나이트 변태가 더욱 진행되어, 전단계의 반응에서 C가 농화한 오스테나이트도 탄화물을 석출하여 베이나이트로 분해되고, 변태유기소성에 의해 가공성을 개선하는 잔류 오스테나이트의 양이 감소해버리기 때문에, 본 발명의 목적을 달성할 수 없다.

용융아연 도금온도는 도금욕의 융점 이상 500℃이하가 바람직하다. 이것은 500℃를 넘으면 도금욕으로부터의 증기가 많아져 조업성이 악화되기 때문이다. 또한, 도금후의 유지온도까지의 가열속도에 대해서는 특히 제한할 필요는 없지만, 도금조직이나 금속조직의 관점에서 3℃/s 이상이 바람직하다.

한편, 이상 설명한 공정에서의 각 온도, 냉각온도는 규정된 범위안이라면 일정해야 할 필요는 없고, 그 범위안에서는 변동하더라도, 최종제품의 특성은 열화하지 않으며, 오히려 향상하는 경우도 있다. 또한, 본 발명에서 사용하는 소재는, 통상의 제철공정인 정련(精鍊), 주조, 열연, 냉연공정을 거쳐 제조된 것이지만, 그 일부 혹은 전부를 생략하여 제조한 것이어도 문제되지 않는다. 또한, 상기 공정의 각 조건에 대해서도 특히 제한되지 않는다.

또한, 도금 밀착성을 더욱 향상시키기 위하여, 어닐링전에 강판에 Ni, Cu, Co, Fe의 단독 혹은 복합 도금을 실시하여도 좋다. 더욱이, 도금 밀착성을 향상시키기 위하여, 강판 어닐링시의 환경을 적절히 조절하여도 좋다. 예를 들어, 환경 중에서, 먼저 강판표면을 산화시키고, 그 후 환원함으로써, 도금전의 강판 표면의 청정화를 행하여도 좋다. 더욱이, 도금 밀착성을 개선하기 위하여, 어닐링 전에 강판을 산세척(酸洗滌,Pickling)하거나, 혹은 연삭(硏削)하여 강판 표면의 산화물을 제거하여도, 본 발명의 취지에서 벗어나지 않는다. 이러한 처리를 함으로써, 도금 밀착성뿐만 아니라 합금화도 촉진된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 프레스 성형성 및 도금 밀착성이 양호한 고강도 용융아연계 도금강판을 효율적으로 제조하고, 자동차, 건축, 전기 등의 부재, 그 밖의 용도에 이바지할 수 있다.

본 발명을 이하의 실시예에 의해 더욱 상세히 설명하는데, 본 발명은 이 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 A1

표 A1에 나타낸 성분조성을 가지는 강철을 1250℃로 재가열한 후, 900℃에서 마무리 압연하고, 650℃에서 권취하여, 막두께 4mm의 열간 압연강판을 제조하였다. 열간 압연강판의 표면 박편(scale)을 염산으로 제거한 후에, 판두께 1.4mm까지 냉간압연하였다. 이 냉간압연 강판을 표 A2 및 표 A3(표 A2의 연속)에 나타내는 조건에서 어닐링, 도금한 후 0.5%로 조질(調質) 압연하였다. 제조한 강판에 대하여 아 래에 나타내는 「인장시험」,「잔류 오스테나이트 측정시험」,「용접시험」,「도금외관」,「도금 밀착성」 및 「도금층안의 농도측정」의 시험을 행하였다. 한편, 도금 부착량이 한쪽 면 50g/m²가 되도록 양면모두 도금하였다.

「인장시험」은 C방향으로 JIS 5호 인장시험 조각을 채취하여, 게이지 두께 50mm, 인장속도 10mm/min로 상온 인장시험을 행하였다.

「잔류 오스테나이트 측정시험」은 표층으로부터 판두께의 1/4 내층을 화학연마한 후, Mo 관구(管球)를 사용한 X선 회절로,

-Fe와

-Fe 의 강도로부터 구하는 5피크법이라는 방법으로 행하였다.

「용접시험」은 용접전류 10kA, 가압력 220kg, 용접시간 12사이클, 전극 직경 6mm, 전극형상은 돔형상, 앞 끝 6

-40R의 용접조건에서 스폿 용접을 행하고, 너깃 직경이 4

(t:판두께)을 자른 시점까지의 연속 타점수를 평가하였다. 평가기준은 ○는 연속타점 1000점 초과, △는 연속타점 500~1000점, ×는 연속타점 500점 미만으로 하였다. 여기서는 ○를 합격으로 하고, △, ×는 불합격으로 하였다.

「도금외관」은 도금 강판의 외관으로부터 미도금 발생상황을 눈으로 판정하고, 아래의 기준에 따라 평가하였다. 즉, ○는 5개/dm²이하, △는 6~15개/dm², ×는 16개/dm²이상으로 하였다. 여기서는 ○를 합격으로 하고, △, ×는 불합격으로 하였다.

「도금 밀착성」 은 도금 강판의 60도 V 휘어짐 시험을 실시한 후, 테이프테 스트를 행하여, 아래의 기준에 따라 평가하였다.

테이프테스트 흑화도(photographic density)(%)

평가 : ◎ …… 0~10

평가 : ○ …… 10~20 미만

평가 : △ …… 20~30 미만

평가 : × …… 30 이상

(◎·○가 합격, △·×는 불합격 )

「도금층안의 농도측정」은 아민계 반응억제제(inhibitor)를 넣은 5% 염산으로 도금층을 녹인 후, ICP 발광 분석법으로 측정하였다.

성능평가 시험결과를 표 A4 및 표 A5(표 A4의 연속)에 나타낸다. 발명의 예인 시료 1~13은 모두 인장강도가 550 MPa이상이면서, 모든 연신율도 30%이상이며, 고강도와 양호한 프레스 성형성도 얻을 수 있는 동시에, 도금 밀착성도 만족하고 있다.

이에 대하여, 비교예인 시료 14에서는 C농도가 낮기 때문에, 상기 시료 15에서는 C농도가 높기 때문에, 상기 시료 16에서는 Si농도가 낮기 때문에, 상기 시료 17에서는 Si농도가 높기 때문에, 상기 시료 18 및 19에서는 Si와 Al의 관계가 만족되어 있지 않기 때문에, 상기 시료 20에서는 Mn이 낮기 때문에, 상기 시료 21 에서는 Mn농도가 높기 때문에, 상기 시료 22에서는 Al 농도가 높기 때문에, 상기 시료 23에서는 Sn농도가 낮기 때문에, 본 발명의 목적을 달성할 수 없다.

또한, 본 발명 강철이더라도, 처리조건중의 하나가 본 발명에서 규정하는 범 위에서 벗어나 있으면, 비교예인 시료 24~48와 같이 강도-연성의 밸런스나 도금밀착성이 나빠져, 본 발명의 목적을 달성할 수 없다.

[표 A1]

[표 A2]

[표 A3](표 A2의 연속)

[표 A4]

[표 A5](표 A4의 연속)

실시예 B1

표 B1 및 표 B2(표 B1의 연속)에 나타내는 성분을 가지는 강철을 1250℃에서 재가열한 후, 900℃에서 마무리 압연, 650℃에서 권취를 행함으로써, 4mm의 열간압연 강판을 제조하였다. 열간압연 강판의 표면 박편을 염산으로 제거한 후, 1.4mm까지 냉간 압연하였다. 이 냉간압연 강판을 표 B3 및 표B4(표 B3의 연속)에 나타내는 조건에서 어닐링, 도금한 후 0.5%로 조질압연하였다. 제조한 강판에 대하여 아래에 나타내는 「인장시험」,「잔류 오스테나이트 측정시험」,「용접시험」,「도금외관」,「도금 밀착성」,「도금층안의 농도측정」의 시험을 행하였다. 한편, 도금 부착량이 한쪽 면 50g/m²가 되도록 양면모두 도금하였다.

「잔류 오스테나이트 측정시험」은 표층으로부터 판두께의 1/4 내층을 화학연마한 후, Mo 관구를 사용한 X선 회절로,

-Fe와

-Fe 의 강도로부터 구하는 5 피크법이라는 방법으로 행하였다.

-40R의 용접조건에서 스폿 용접을 행하고, 너깃 직경이 4

(t:판두께)을 자른 시점까지의 연속 타점수를 평가하였다. 평가기준은 ◎는 연속타점 2000점 초과, ○는 연속타점 1000점 초과, △는 연속타점 500~1000점, ×는 연속타점 500점 미만으로 하였다. 여기서 ◎ 및 ○를 합격으로 하고, △ 및 ×는 불합격으로 하였다.

「도금외관」은 도금 강판의 외관으로부터 미도금 발생상황을 눈으로 판정하고, 아래의 기준에 따라 평가하였다.

즉, ○는 5개/dm²이하, △는 6~15개/dm², ×는 16개/dm²이상으로 하였다.

여기서는 ○를 합격으로 하고, △ 및 ×는 불합격으로 하였다.

「도금 밀착성」 은 도금 강판의 60도 V 휘어짐 시험을 실시한 후, 테이프테스트를 행하여, 아래의 기준에 따라 평가하였다.

테이프테스트 흑화도(%)

평가 : ◎ …… 0~10

평가 : ○ …… 10~20 미만

평가 : △ …… 20~30 미만

평가 : × …… 30 이상

(◎ 및 ○가 합격, △ 및 ×는 불합격 )

「도금층안의 농도측정」은 아민계 반응억제제를 넣은 5% 염산으로 도금층을 녹인 후, ICP 발광 분석법으로 측정하였다.

성능평가 시험결과를 표 B5 및 표 B6(표 B5의 연속)에 나타낸다. 발명의 예인 시료 1~13은 모두 인장강도가 550 MPa이상이면서, 모든 연신율도 30%이상이며, 고강도와 양호한 프레스 성형성도 얻을 수 있는 동시에, 도금 밀착성도 만족하고 있다.

이에 대하여, 비교예인 시료 14에서는 C농도가 낮기 때문에, 상기 시료 15에 서는 C농도가 높기 때문에, 상기 시료 16에서는 Si농도가 낮기 때문에, 상기 시료 17에서는 Si농도가 높기 때문에, 상기 시료 18 및 19에서는 Si와 Al의 관계가 만족되어 있지 않기 때문에, 상기 시료 20에서는 Mn이 낮기 때문에, 상기 시료 21 에서는 Mn농도가 높기 때문에, 상기 시료 22에서는 Al 농도가 높기 때문에, 상기 시료 23, 24 및 25에서는 Se, Bi, Sb의 농도가 낮기 때문에, 더욱이 상기 시료 26에서는 Se, Bi, Sb의 농도가 높기 때문에, 강도-연성의 밸런스나 도금 밀착성이 나빠 본 발명의 목적을 달성할 수 없다.

또한, 성분조성이 본 발명에서 규정하는 범위내의 강판이더라도, 처리조건 중의 하나가 본 발명에서 측정하는 범위에서 벗어나 있으면, 비교예인 시료 27~51(표 B6 참조)에 나타내는 바와 같이, 강도-연성의 밸런스나 도금밀착성이 나쁘고, 본 발명의 목적을 달성할 수 없다.

[표 B1]

[표 B2](표 B1의 연속)

[표 B3]

[표 B4](표 B3의 연속)

[표 B5]

[표 B6](표 B5의 연속)

실시예 B2

표 B7 및 표 B8(표 B7의 연속)에 나타내는 성분을 가지는 강철을 1250℃에서 재가열한 후, 900℃에서 마무리 압연, 650℃에서 권취를 행함으로써, 4mm의 열간압연 강판을 제조하였다. 열간압연 강판의 표면 박편을 염산으로 제거한 후, 1.4mm까지 냉간 압연하였다. 이 냉간압연 강판을 표 B9 및 표 B10(표 B9의 연속)에 나타내는 조건에서 어닐링, 도금한 후 0.5%로 조질 압연하였다. 제조한 강판에 대하여 아래에 나타내는 「인장시험」,「잔류 오스테나이트 측정시험」,「용접시험」,「도금외관」,「도금 밀착성」및「도금층안의 농도측정」의 시험을 행하였다. 한편, 도금 부착량이 한쪽 면 50g/m²가 되도록 양면모두 도금하였다.

-Fe와

-40R의 용접조건에서 스폿 용접을 행하고, 너깃 직경이 4

(t:판두께)을 자른 시점까지의 연속 타점수를 평가하였다. 평가기준은 ◎는 연속타점 2000점 초과, ○는 연속타점 1000점 초과, △는 연속타점 500~1000점, ×는 연속타점 500점 미만으로 하였다. 여기서는 ◎ 및 ○를 합격으로 하고, △ 및 ×는 불합격으로 하였다.

테이프테스트 흑화도(%)

평가 : ◎ …… 0~10

평가 : ○ …… 10~20 미만

평가 : △ …… 20~30 미만

평가 : × …… 30 이상

(◎ 및 ○가 합격, △ 및 ×는 불합격 )

성능평가 시험결과를 표 B11 및 표 B12(표 B11의 연속)에 나타낸다. 발명의 예인 시료 52~64은 모두 인장강도가 550 MPa이상이면서, 모든 연신율도 30%이상이며, 고강도와 양호한 프레스 성형성도 얻을 수 있는 동시에, 도금 밀착성도 만족하고 있다.

이에 대하여, 비교예인 시료 65에서는 C농도가 낮기 때문에, 상기 시료 66에 서는 C농도가 높기 때문에, 상기 시료 67에서는 Si농도가 낮기 때문에, 상기 시료 68에서는 Si농도가 높기 때문에, 상기 시료 69 및 70에서는 Si와 Al의 관계가 만족되어 있지 않기 때문에, 상기 시료 71에서는 Mn이 낮기 때문에, 상기 시료 72 에서는 Mn농도가 높기 때문에, 상기 시료 73에서는 Al 농도가 높기 때문에, 상기 시료 74, 75 및 76에서는 Be, Ca, Mg, Zr의 농도가 낮기 때문에, 상기 시료 77에서는 Be, Ca, Mg, Zr의 농도가 높기 때문에, 강도-연성의 밸런스나 도금 밀착성이 나쁘고, 본 발명의 목적을 달성할 수 없다.

또한, 성분조성이 본 발명에서 규정하는 범위내의 강판이더라도, 처리조건 중의 하나가 본 발명에서 측정하는 범위에서 벗어나 있으면, 비교예인 시료 78~102에 나타내는 바와 같이, 강도-연성의 밸런스나 도금밀착성이 나쁘고, 본 발명의 목적을 달성할 수 없다.

[표 B7]

[표 B8](표 B7의 연속)

[표 B9]

[표 B10](표 B9의 연속)

[표 B11]

[표 B12](표 B11의 연속)

실시예 B3

표 B13 및 표 B14(표 B13의 연속)에 나타내는 성분을 나타내는 강철을 1250℃에서 재가열한 후, 900℃에서 마무리 압연, 650℃에서 권취를 행함으로써, 4mm의 열간압연 강판을 제조하였다. 열간압연 강판의 표면 박편을 염산으로 제거한 후, 1.4mm까지 냉간 압연하였다. 이 냉간압연 강판을 표 B15 및 표 B16(표 B15의 연속)에 나타내는 조건에서 어닐링, 도금한 후 0.5%로 조질 압연하였다. 제조한 강판에 대하여 아래에 나타내는 「인장시험」,「잔류 오스테나이트 측정시험」,「용접시험」,「도금외관」,「도금 밀착성」및「도금층안의 농도측정」의 시험을 행하였다. 한편, 도금 부착량이 한쪽 면 50g/m²가 되도록 양면모두 도금하였다.

-Fe와

-40R의 용접조건에서 스폿 용접을 행하고, 너깃 직경이 4

테이프테스트 흑화도(%)

평가 : ◎ …… 0~10

평가 : ○ …… 10~20 미만

평가 : △ …… 20~30 미만

평가 : × …… 30 이상

(◎ 및 ○가 합격, △ 및 ×는 불합격 )

성능평가 시험결과를 표 B17 및 표 B18(표 B17의 연속)에 나타낸다. 발명의 예인 시료 103~115는 모두 인장강도가 550 MPa이상이면서, 모든 연신율도 30%이상이며, 고강도와 양호한 프레스 성형성도 얻을 수 있는 동시에, 도금 밀착성도 만족하고 있다.

이에 대하여, 비교예인 시료 116에서는 C농도가 낮기 때문에, 상기 시료 117 에서는 C농도가 높기 때문에, 상기 시료 118에서는 Si농도가 낮기 때문에, 상기 시료 119에서는 Si농도가 높기 때문에, 상기 시료 120 및 121에서는 Si와 Al의 관계가 만족되어 있지 않기 때문에, 상기 시료 122에서는 Mn이 낮기 때문에, 상기 시료 123 에서는 Mn농도가 높기 때문에, 상기 시료 124에서는 Al 농도가 높기 때문에, 상기 시료 125, 126 및 127에서는 Sc, Y, La, Ce의 농도가 낮기 때문에, 상기 시료 128에서는 Sc, Y, La, Ce의 농도가 높기 때문에, 강도-연성의 밸런스나 도금 밀착성이 나쁘고, 본 발명의 목적을 달성할 수 없다.

또한, 성분조성이 본 발명에서 규정하는 범위내의 강판이더라도, 처리조건 중의 하나가 본 발명에서 측정하는 범위에서 벗어나 있으면, 비교예인 시료 129~153(표 B18 참조)에 나타내는 바와 같이, 강도-연성의 밸런스나 도금밀착성이 나쁘고, 본 발명의 목적을 달성할 수 없다.

[표 B13]

[표 B14](표 B13의 연속)

[표 B15]

[표 B16](표 B15의 연속)

[표 B17]

[표 B18](표 B17의 연속)

Claims

(a)질량%로,

C : 0.05~0.2%,

Si: 0.2~2.0%,

Mn: 0.2~2.5% 및,

Al: 0.01~1.5%

를 함유하고, Si와 Al의 관계가

0.4(%)
Si+0.8Al(%)
2.0%

를 만족하며,

(i) Sn을 0.003~1.0%,

(ii) Sb, Bi, Se중의 1종 이상을 합계로 0.005~1.0%,

(iii) Be, Mg, Ca, Zr중의 1종 이상을 합계로 0.005~1.0%, 및

(iv) Sc, Y, La, Ce중의 1종 이상을 합계로 0.005~1.0%

로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상을 함유하고, 나머지는 철 및 불가피하게 포함되는 불순물로 구성되며，베이나이트와 페라이트와 잔류 오스테나이트가 혼재한 강 조직을 가지고, 이 강 조직 중，잔류 오스테나이트의 체적율이 2~20%를 만족하는 강판 기재와,

(b) 상기 강판 기재 위에 형성되는 Zn 도금층을

포함하여 이루어지는 도금 밀착성 및 프레스 성형성이 뛰어난 고강도 용융아연계 도금강판.
제 1 항에 있어서,

상기 강판 기재가 질량%로 Ni 2.0%이하, Cu 2.0% 이하, Co 0.3% 미만 중 적어도 1종 이상을 더욱이 포함하여 이루어지는 고강도 용융아연계 도금강판.
제 1 항에 있어서,

상기 강판 기재가 질량%로 Mo 0.5%미만, Cr 1.0% 미만, V 0.3% 미만, Ti 0.06% 미만, Nb 0.06% 미만, B 0.01% 미만 중 적어도 1종 이상을 더욱이 포함하여 이루어지는 고강도 용융아연계 도금강판.
제 2 항에 있어서,

상기 강판 기재가 질량%로 Mo 0.5%미만, Cr 1.0% 미만, V 0.3% 미만, Ti 0.06% 미만, Nb 0.06% 미만, B 0.01% 미만 중 적어도 1종 이상을 더욱이 포함하여 이루어지는 고강도 용융아연계 도금강판.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 Zn 도금층이 Fe 8~15%, Al 1% 이하, 잔부 Zn 80~91% 및 불가피한 불순물을 포함하여 이루어지는 Zn 합금 도금층인 고강도 용융아연계 도금강판.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 Zn 도금층이 Al 1% 이하, 잔부 Zn 80% 이상 및 불가피한 불순물을 포함하여 이루어지는 Zn 금속 도금층인 고강도 용융아연계 도금강판.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 강판기재 조성을 가지는 냉연강판을 준비하고,

상기 냉연강판을 650~900℃의 2상공존 온도 영역에서 10초~6분간 어닐링한 후, 2~200℃/s의 냉각속도로 350~500℃까지 냉각하고, 용융아연 합금도금을 실시하여, 그 후,

450~600℃의 온도 영역에서 5초~2분간 유지하고 나서 5℃/s이상의 냉각속도로 250℃이하로 냉각하는 것을 포함하여 이루어지는 제 5 항에 기재된 고강도 용융아연계 도금강판의 제조방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 강판기재 조성을 가지는 냉연강판을 준비하고,

상기 냉연강판을 650~900℃의 2상공존 온도 영역에서 10초~6분간 어닐링한 후, 2~200℃/s의 냉각속도로 350~500℃까지 냉각하고, 이 온도 영역에서 10분 이내 동안 유지한 후, 용융아연 합금도금을 실시하여, 그 후

450~600℃ 범위의 온도 영역에서 5초~2분간 유지하고, 이어서 5℃/s 이상의 냉각속도로 250℃이하로 냉각하는 것을 포함하여 이루어지는 제 5 항에 기재된 고강도 용융아연계 도금강판의 제조방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 강판기재 조성을 가지는 냉연강판을 준비하고,

상기 냉연강판을 650~900℃의 2상공존 온도 영역에서 10초~6분간 어닐링한 후, 2~200℃/s 의 냉각속도로 350~500℃까지 냉각하여, 용융아연 금속도금을 실시하고, 그 후,

5℃/s이상의 냉각속도로 250℃이하로 냉각하는 것을 포함하여 이루어지는 제 6 항에 기재된 고강도 용융아연계 도금강판의 제조방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 강판기재 조성을 가지는 냉연강판을 준비하고,

상기 냉연 강판을 650~900℃의 2상공존 온도 영역에서 10초~6분간 어닐링한 후, 2~200℃/s의 냉각속도로 350~500℃까지 냉각하고, 상기 온도 영역에서 10분 이내 동안 유지한 후, 용융아연 금속도금을 실시하여, 그 후,

5℃/s 이상의 냉각속도로 250℃이하로 냉각하는 것을 포함하여 이루어지는 제 6 항 기재의 고강도 용융아연계 도금강판의 제조방법.