KR100952779B1

KR100952779B1 - 화성 처리성이 우수한 고강도 열연 강판

Info

Publication number: KR100952779B1
Application number: KR1020077021501A
Authority: KR
Inventors: 신지 고즈마; 마사히로 노무라; 이쿠로 하시모토
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2010-04-14
Also published as: KR20070105370A; GB0718180D0; WO2006106847A1; CN100487150C; GB2437954B; US20090032148A1; CN101107375A; GB2437954A; US7960035B2

Abstract

열연 강판 표면에 존재하는 요철의 최대 깊이(Ry)가 10㎛ 이상, 상기 요철의 평균 간격(Sm)이 30㎛ 이하이며, 또한 표면 요철의 부하 길이율(tp40)이 20% 이하인 것과 상기 부하 길이율(tp60)과 상기 부하 길이율(tp40)의 차가 60% 이상인 것 중 어느 한쪽, 바람직하게는 양쪽을 만족시키는 화성 처리성이 우수한 고강도 열연 강판을 개시한다. 이 고강도 열연 강판은, 고강도화를 기하여 강화 효과가 높은 Mo를 첨가한 것이라도, 안정적이며 우수한 화성 처리성을 발휘한다.

Description

화성 처리성이 우수한 고강도 열연 강판{HIGH-STRENGTH HOT-ROLLED STEEL SHEET EXCELLENT IN CHEMICAL TREATABILITY}

본 발명은 고강도를 가지는 동시에 인산염 처리 등의 화성 처리성이 우수한 열연 강판에 관한 것이다.

최근, 자동차 등의 경량화에 따른 연비 향상, 그리고 배기가스 저감의 관점에서 강재의 고강도화가 한층 더 요구되고 있으며, 특히 냉연 강판에 대해서는 고강도화가 급속히 진행되어 왔다. 그 반면, 충돌 안전성의 관점에서 강성(剛性) 강화용으로서 후물(厚物) 고강도 강판에 대한 요구도 적지 않다. 이러한 요망에 대해서는, 설비 면이나 비용 면에서 냉연 강판으로의 대응이 어렵고, 열연 강판으로 대응할 필요가 있다.

그리고 열연 강판을 사용하는 경우에도, 제품 형상으로 가공하기 위해서는 냉연 강판처럼 프레스 성형되므로 고강도화를 지향한다고 하더라도 신장 등의 연성을 경시할 수는 없다. 그러나 열연 강판에 한하지 않고 소재 일반의 성질로서, 고강도화하면 할수록 연성이 저하되어 가공성이 나빠진다. 그래서 철강재에서는 연 성을 저하시키지 않고 강도를 높일 수 있는 합금 원소의 첨가가 검토되고 있다.

그 중에서도 Mo는 연성을 그다지 저하시키지 않고 강도를 높이는 유용한 원소로 주목받고 있다. Mo는 또한 열연 종료 후의 냉각 과정에서 생기는 페라이트 조직의 생성을 억제하여 고강도화에 기여하는 베이나이트 조직의 생성을 조장하고, 열연전의 슬래브 가열 온도를 높이거나 저온 권취를 채용하거나 하는 프로세스 제어의 필요성도 없기 때문에 고강도 열연 강판용의 첨가 합금 원소로서도 주목받고 있다.

하지만 합금 원소로서 Mo를 첨가하면 강판의 화성 처리성이 악화되고, 나아가서는 전착 도장후의 도막의 밀착 불량 등에 의해 완성 제품의 외관이나 내부식성 등에 악영향을 미치는 문제를 일으킨다.

한편, 강판의 화성 처리성을 개선하기 위해 강판 소재의 표면 성상(예를 들면, 미시적 요철 패턴)을 개선하는 방법은 몇가지 제안되어 있다.

예를 들면, 특허문헌 1에는 강판 표면의 미시적 형상을 규정함으로써 화성 처리성을 향상시킨 열연 산세 강판이 개시되어 있다. 이 기술은, 고에너지 밀도 빔으로 강판 표면에 요철모양을 형성한 롤(덜롤)을 이용하여 스킨패스 압연하고, 롤 표면의 상기 요철모양을 강판 표면에 전사함으로써 표면 성상을 정리하는 것이다. 그러나 이 방법은, 롤의 덜 가공이나 스킨패스 압연이라는 공정 부가에 의한 비용 상승을 피할 수 없으며, 더구나 본 발명의 대상인 Mo 첨가 강(鋼)에 대해서는 만족할만한 효과를 얻을 수 없다.

또, 특허문헌 2에는 Ti 첨가 열연 고장력 강판의 평균 결정입경을 3.0㎛ 이 하로 억제하는 동시에 표면 거칠기(Ra)를 1.5㎛ 이하로 억제함으로써 화성 처리성을 높이는 방법이 개시되어 있다. 그러나 이 방법도, Mo 첨가 강에 대해서는 의도하는 효과를 얻을 수 없다.

또한, 특허문헌 3에는 강판 표면의 미시적 요철 패턴을 제어하는 기술이 개시되어 있다. 그러나 이 기술은 강판의 도장 선영성과 프레스 가공성의 향상을 목적으로 하는 것으로서, 그 요철 패턴은 볼록부의 직경을 50 내지 200㎛의 범위로 제어하는 것이며, 본 발명에서 화성 처리성에 영향을 미치는 인자로서 주목하는 인산아연의 결정 사이즈인 수 ㎛보다 훨씬 크기 때문에, 화성 처리성의 향상에는 거의 기여하지 않는다.

특허문헌 1: 일본 특허공개 제1990-187202호 공보

특허문헌 2: 일본 특허공개 제2002-226944호 공보

특허문헌 3: 일본 특허공개 제1993-293503호 공보

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

본 발명은 상기한 바와 같은 사정에 착안하여 이루어진 것이며, Mo를 함유하지 않는 열연 강판은 물론 고강도화를 기하여 Mo를 첨가한 열연 강판이라도, 안정적이며 우수한 화성 처리성을 발휘할 수 있는 열연 강판을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

상기 과제를 해결할 수 있었던 본 발명에 의한 열연 강판은, 강판 표면에 존재하는 요철의 최대깊이(Ry)가 10㎛ 이상, 상기 요철의 평균 간격(Sm)이 30㎛ 이하라는 요건을 만족시키는 것 외에도,

1) 표면 요철의 부하 길이율(tp40)이 20% 이하, 및

2) 표면 요철의 부하 길이율(tp60)과 표면 요철의 부하 길이율(tp40)의 차가 60% 이상,

이라는 2 가지 요건 중 어느 한 가지 요건을 만족시키고, 더 바람직하게는 이들 1), 2)의 요건을 동시에 만족시키는 열연 강판이다.

본 발명에 의한 상기 강판의 성분 조성은, 요구 강도에 따라 임의로 변경할 수 있지만, 바람직하게는 기본 성분으로서 C: 0.03 내지 1.0%(화학 성분의 경우는 질량%를 의미한다, 이하 동일), Si: 2% 이하, Mn: 0.3 내지 4.0%, 및 Al: 0.001 내지 0.5%를 함유한다. 더 바람직하게는 고강도화를 위해, Mo: 0.05 내지 1.0%를 함유하고, 또는 필요에 따라 Cr: 1.5% 이하(0%를 포함하지 않는다), Ti: 0.2% 이하(0%를 포함하지 않는다), Nb: 0.1% 이하(0%를 포함하지 않는다), V: 0.1% 이하(0%를 포함하지 않는다), Cu: 1.0% 이하(0%를 포함하지 않는다), Ni: 1.0% 이하(0%를 포함하지 않는다), B: 0.002% 이하(0%를 포함하지 않는다), 및 Ca: 0.005% 이하(0%를 포함하지 않는다)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 원소를 더 함유한다.

본 발명의 열연 강판의 강도 레벨은, 용도·목적에 따라서도 변하므로 일률 적으로 정할 수는 없지만, 범용적인 강도 레벨은 인장 강도로 390MPa 이상을 가지는 것이다. 최근에 있어서의 강판의 고강도화 요청에 부응하기 위해서는, 780MPa 이상의 인장 강도를 가지는 것이 바람직하며, 이 경우는 Mo를 0.05 내지 1.0% 함유시키는 동시에 Cr를 1.5% 이하의 함유율로 함유시키는 것이 좋다. 또한 900MPa 이상의 인장 강도를 가지는 열연 강판을 얻기 위해서는, Mo 함량을 0.05% 내지 1.0%, Cr 함량을 0.3 내지 1.5%로 하고, 또한 금속 조직의 85% 이상을 베이나이트로 하는 것이 좋다.

발명의 효과

본 발명에 의하면, 열연 강판의 표면에 존재하는 요철의 최대깊이(Ry)와 상기 요철의 평균 간격(Sm)을 규정하는 동시에, 당해 표면 요철의 부하 길이율(tp40) 및/또는 상기 부하 길이율(tp40)과 상기 부하 길이율(tp60)의 차를 특정함으로써 화성 처리성을 현저하게 개선할 수 있고, Mo를 함유하지 않는 열연 강판은 물론, 화성 처리성을 열화시키는 Mo를 고강도화를 위해 적당량 함유시킨 고강도 강판이라도 우수한 화성 처리성을 보증하고, 강도와 화성 처리성을 겸비한 열연 강판을 저렴하게 제공할 수 있다.

도 1은 강판 표면에 존재하는 요철의 최대깊이(Ry)의 정의를 설명하기 위한 도이다.

도 2는 강판 표면에 존재하는 요철의 평균 간격(Sm)의 정의를 설명하기 위한 도이다.

도 3은 강판 표면에 존재하는 요철의 부하 길이율(tp40), (tp60)의 정의를 설명하기 위한 도이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

본 발명자들은 전술한 바와 같은 해결 과제 아래, 고강도화의 수단으로 Mo를 첨가한 열연 강판을 대상으로 하여 Mo 첨가에 의한 화성 처리성 저하 문제를 개선하기 위해 예의 연구를 진행시켜 왔다.

그 결과, 열연 강판 표면 요철의 최대깊이(Ry)를 "10㎛ 이상", 상기 요철의 평균 간격(Sm)을 "30㎛ 이하"로 특정하는 동시에, 표면 요철의 부하 길이율(tp40)을 20% 이하로, 및/또는 상기 요철의 부하 길이율(tp60)과 상기 요철의 부하 길이율(tp40)의 차[(tp60)-(tp40)]을 60% 이상으로 제어하면, Mo를 함유하지 않는 열연 강판은 물론 적당량의 Mo가 첨가된 열연 강판이라도 화성 처리성의 저하를 가급적 억제할 수 있는 동시에 높은 레벨의 인장 강도를 확보할 수 있으며, 우수한 화성 처리성과 강도를 겸비한 열연 강판을 얻을 수 있다는 사실을 명백히 하였다.

본 발명에서 규정하는 표면 요철의 상기 최대깊이(Ry)란 예를 들면 도 1에 나타낸 바와 같이 표면 거칠기 곡선의 최고 봉우리점(Rt)과 최저 계곡점(Rb)과의 간격을 의미하고, 상기 요철의 평균 간격(Sm)이란 예를 들면 도 2에 나타낸 바와 같이 표면 거칠기 곡선에 있어서의 평균선의 봉우리에서 계곡으로 변하는 점을 변화점으로 하여, 변화점에서 다음 변화점까지의 간격(S₁, S₂……S_n)의 평균치를 의미한다. 또한, 부하 길이율(tp)이란 예를 들면 도 3에 나타낸 바와 같이 표면 거칠기 곡선을 어느 절단선 레벨(p)로 절단했을 때의 절단 부분 길이(l₁, l₂……l_n)의 측정 길이(L)에 대한 백분율을 의미하고, 상기 절단선 레벨(p)이 최고 봉우리점(Rt)인 것은 0(제로)으로(tp0), 최저 계곡점(Rb)인 것은 100으로(tp100) 나타낸다. 또, 상기 절단선 레벨(p)이 "40" 또는 "60"일 때의 상기 절단 부분 길이(l₁+l₂+l₃+……l_n)의 측정 길이(L)에 대한 백분율이, (tp40) 또는 (tp60)으로 나타낸 값이다.

또, 상기 표면 요철의 최대 깊이(Ry)가 "10㎛ 이상", 평균 간격(Sm)이 "30㎛ 이하"이고, 또한 상기 표면 요철의 부하 길이율(tp40)이 20% 이하, 및/또는 상기 표면 요철의 부하 길이율(tp60)과 상기 표면 요철의 부하 길이율(tp40)의 차[(tp60)-(tp40)]가 60% 이상인 것은, Mo를 함유하지 않는 강재는 물론, 적당량의 Mo를 함유한 열연 강판이라도 안정적이며 우수한 화성 처리성을 발휘할 수 있는 것으로 확인되었다.

본 발명에 있어서는, 상기한 바와 같이 표면 요철의 최대 깊이(Ry)가 상대적으로 깊고, 또한 상기 요철의 평균 간격(Sm)이 상대적으로 작을수록, 표면 요철이 미세하면서도 또한 깊어 인산아연 결정의 핵생성 사이트로서의 기능이 향상되고, 전체면에 인산아연 결정이 생성, 성장하기 쉬워져 화성 처리성이 높아진다고 생각된다.

또한, 상기 표면 요철의 부하 길이율(tp40)이 "20% 이하"(즉 상대적으로 작다)라는 것은, 표면에 돌출된 볼록부보다 오목하게 들어간 오목부 영역(면적)이 상대적으로 많은 것을 의미하며, 상기 오목부가 마찬가지로 인산아연 결정의 핵생성 사이트가 되어 인산아연 결정의 생성, 성장을 촉진하고, 또한 상기 부하 길이율(tp60)과 상기 부하 길이율(tp40)의 차[(tp60)-(tp40)]가 "60% 이상"(즉 tp60과 tp40의 차가 상대적으로 크다)이라는 것은, 볼록부의 정점부에서 오목부의 바닥부에 걸친 사면이, 바닥부 방향으로 직선 모양의 경사면을 가지는 것이 아니라 만(灣) 형상으로 오목하게 들어가 있는 것을 나타내며, 상기 만(灣) 형상으로 오목하게 들어간 사면 부분이 결정 석출 사이트로서 기능함으로써 인산아연 결정의 생성, 성장을 촉진하여, 화성 처리성의 향상에 한층 더 기여하고 있는 것으로 생각된다.

어쨌든 본 발명에서는, 후기 실시예에서도 명백해지는 바와 같이, 상기 표면 요철의 최대 깊이(Ry)를 "10㎛ 이상", 평균 간격(Sm)을 "30㎛ 이하"로 하는 것 외에, 지금까지는 화성 처리성 관점에서 전혀 인식된 적이 없었던 부하 길이율(tp40)을 "20% 이하", 및/또는　부하 길이율(tp60)과 부하 길이율(tp40)의 차[(tp60)-(tp40)]를 "60% 이상"으로 정함으로써, 안정적이며 우수한 화성 처리성을 얻을 수 있었던 것이다.

화성 처리성을 높이기 위해 보다 바람직한 것은, 평균 간격(Sm)이 20㎛ 이하, 부하 길이율(tp40)이 15% 이하, 부하 길이율의 차[(tp60)-(tp40)]가 70% 이상이다. 한편, 부하 길이율(tp60)의 값을 특별히 규정하지는 않지만, 화성 처리성을 높이기 위해 바람직한 것은 60% 이상, 더 바람직하게는 70% 이상이다.

상기한 바와 같은 표면 성상으로 함으로써, 화성 처리에 의해 강판 표면에 석출되는 인산염 결정은 보다 미세해지고, 또한 인산염의 건전성의 지표인 P비, 즉 포스포필라이트(Phosphophyllite: P)와 호파이트(Hopeite: H)의 비(P/P＋H)는 1에 더 가까워져 화성 처리성이 향상된다. 또한 Mo 첨가 강에서는, 화성 처리액 중에서 자연 전위가 귀(貴)한 방향으로 진행되기 때문에 화성 처리성이 저하되지만, 상기와 같은 표면 성상으로 해 주면, Mo에 의한 화성 처리성의 열화를 충분히 보충하여 우수한 화성 처리성을 얻을 수 있다.

상기와 같은 표면 성상을 얻기 위한 방법이 특별히 제한되지는 않지만, 본 발명자들의 실험에 의하면 산세 처리 시간을 엄하게 함으로써 상기 표면 성상에 근접시킬 수 있다는 것을 확인하였다. 즉 열간 압연 공정에서 강판 표면에 생성된 산화물(소위 스케일)을 제거하기 위한 산세는, 통상 10 내지 20% 정도의 염산 수용액 을 이용하여 50 내지 85℃ 정도로 10 내지 30초 정도 실시되지만, 본 발명에서 의도하는 상기 표면 성상을 얻기 위해서는, 산세액의 염산 농도를 높게, 산세 온도를 높게, 혹은 산세 시간을 길게 설정함으로써 달성할 수 있다. 더 구체적으로는, 산세액의 염산 농도를 A(%), 산세 온도를 B(℃), 산세 시간(침지 시간)을 C(min)라고 했을 때, 이들이 하기 (I)식의 관계를 만족시키도록 제어(예를 들면 11% HCl-75℃-80초, 15% HCl-80℃-50초, 16% HCl-85℃-40초 등)하고, 더 바람직하게는 또한 산세욕(酸洗浴) 중을 주행하는 강판의 표면에 1.0 내지 5.0m/sec 정도의 유속으로 산세액을 공급하고, 혹은 산세액을 노즐로부터 불어 넣어, 강판 표면에서 산세액을 고속 난류 상태로 해 주면, 전술한 바와 같은 표면 성상을 얻기 쉬워진다는 것을 확인하였다.

(A/100)×B²×C≥40000

다음에, 본 발명에서 사용하는 강재의 바람직한 성분 조성을 정한 이유는 아래와 같다.

C: 0.03 내지 1.0%

C는, 열연 강판의 강도를 높이는데 필수적인 원소이며, 0.03% 미만에서는 C의 대부분이 페라이트에 고용(固溶)되어 버리기 때문에, 고강도화에 기여하는 탄화물(기본적으로는 철의 탄화물인 시멘타이트, 필요에 따라 Nb, Ti, V 등의 탄화물)의 생성이 불충분하여 본 발명에서 의도하는 레벨의 강도를 얻을 수 없다. 더 바람직하게는 0.05% 이상 함유시키는 것이 좋다. 그러나 지나치게 많으면 성형 가공성이 나빠지는 것 외에 용접성에도 악영향을 미치므로, 많아도 1.0% 이하, 더 바람직하게는 0.23% 이하로 억제하는 것이 좋다.

Si: 2% 이하(0%를 포함)

Si는, 강을 용제(溶製)할 때 탈산성 원소로서 유효하게 작용하는 것 외에 강재의 고강도화에도 기여하는 원소이지만, 지나치게 많으면 성형 가공성을 열화시킬 뿐만 아니라 표면 결함이 생기기 쉬워져 산세성이나 도장성에도 악영향을 미치므로, 많아도 2% 이하, 바람직하게는 1.5% 이하로 억제하는 것이 좋다.

Mn: 0.3 내지 4.0%

Mn은, 강도 확보에 효과적인 것 외에 강(鋼) 중에 불가피하게 혼입되어 취화 요인이 되는 S를 MnS로 고정하는데 중요한 원소이다. 이들 작용을 효과적으로 발휘시키기 위해서는 적어도 0.3% 이상, 바람직하게는 0.5% 이상 함유시키는 것이 좋다. 그러나 지나치게 많으면 연성을 저하시켜 가공성에 악영향을 미칠 뿐만 아니라 용접성도 저하시키므로 많아도 4.0% 이하, 바람직하게는 2.5% 이하로 억제하는 것이 좋다.

Al: 0.005 내지 0.5%

Al은 탈산 원소로서 중요한 원소이다. 그 효과를 효과적으로 발휘시키기 위해서는 0.001% 이상 함유시켜야 되며, 바람직하게는 0.005% 이상 함유시키는 것이 좋다. 그러나 함유량이 지나치게 많으면 산화물계 개재물량의 증대에 의해 인성(靭性)이 열화되는 것 외에 표면 결함이 생기기 쉬워진다. 따라서 0.5% 이하, 바람직하게는 0.3% 이하로 억제하는 것이 좋다.

Mo: 1.0% 이하

Mo는, 고용 강화에 의한 열연 강판의 고강도화를 진행시키기 위해 중요한 원소이며, 그 효과는 0.05% 이상 함유시킴으로써 효과적으로 발휘시킨다. 다만, 요구 강도가 390MPa 레벨 미만인 경우에는 굳이 Mo를 함유시킬 필요가 없다. Mo 량은 요구되는 열연 강판의 강도 레벨에도 의하지만, 그 효과가 더 확실하게 발휘되는 것은 0.1% 이상이다. 그러나 1.0%를 초과하면, 고강도화에의 기여 이상으로 연성(가공성)이 대폭 열화되어 버리는 동시에 강도-신장 밸런스가 급격히 나빠지므로, 상한을 1.0%로 정했다. 더 바람직하게는 0.5% 이하로 억제하는 것이 좋다. 또, 본 발명은 앞서 말한 바와 같이, Mo 첨가에 의해 열화되는 화성 처리성을 표면 성상의 개선으로 보충하는 것이 최대 특징이지만, 표면 성상에 의한 화성 처리성 개선 효과는 Mo를 함유하지 않는 열연 강판에 대해서도 효과적으로 발휘된다.

Cr: 1.5% 이하

Cr는, 적은 첨가량으로 열연 강판의 강도를 높이는 작용을 가지며, 특히 780MPa 레벨 이상의 인장 강도가 요구되는 경우에는, 적어도 0.1% 정도 이상 함유시키는 것이 좋고, 또한 900MPa 레벨 이상의 인장 강도가 요구되는 경우에는 0.3% 이상 함유시키는 것이 좋다. 그러나 Cr 함량이 지나치게 많으면 Mo와 마찬가지로 고강도화에의 기여 이상으로 연성(가공성)이 대폭 열화되어 버리므로, 많아도 1.5% 이하, 바람직하게는 1.0% 이하로 억제하는 것이 좋다.

한편, 요구되는 인장 강도가 390 내지 780MPa 레벨의 범위이면, 상기 원소 중 C, Si, Mn, Mo의 함유율을 조정하는 것만으로, Cr를 첨가하지 않아도 목표로 하는 인장 강도를 얻을 수 있다. 그러나 이와 같은 강도 레벨의 열연 강판을 얻는 경우에도, Cr 첨가량을 미세 조정 하는 것만으로 강도를 용이하게 제어할 수 있으므로 Cr의 첨가는 실용상 극히 유효하다. 이와 같은 관점에서 보다 바람직한 Cr 함량은 0.1% 이상, 1.5% 이하이다.

본 발명에서 사용하는 강의 구성 원소는 상기한 바와 같으며, 잔부는 실질적으로 Fe이다. 여기에서 "실질적으로"란, 강 원료 혹은 그 제조 공정에서 혼입될 수 있는 불가피 불순물 원소의 함유를 허용하고, 혹은 전술한 각 성분 원소의 작용 효과를 저해하지 않는 범위에서 다른 원소가 소량으로 더 함유되어 있어도 된다는 것을 의미한다. 이러한 불가피 불순물 원소로는 예를 들면 P, S, N, O 등을 들 수 있고, 또한 그 밖의 원소로는 Ti, Nb, V, Cu, Ni, B, Ca 등을 들 수 있다. 그러나 이들 원소는, 함유량이 지나치게 많으면 연성 저하나 화성 처리성에 많든 적든 악영향을 미치게 되므로, Ti는 0.2% 이하, Nb은 0.1% 이하, V는 0.1% 이하, Cu는 1.0% 이하, Ni는 1.0% 이하, B는 0.002% 이하, Ca는 0.005% 이하로 각각 억제해야 한다.

한편, 본 발명에 의한 열연 강판의 강도는, 용도에 따라 C, Si, Mn, Mo, Cr 등의 함유율을 변경하는 것으로 390MPa 레벨 이상, 780MPa 레벨 이상, 나아가 900MPa 레벨 이상의 임의의 강도로 할 수 있지만, 900MPa 레벨 이상의 고강도 열연 강판을 얻고자 할 경우에는, Mo 이외의 강화 원소로서 Cr도 필수적으로 사용하고, 또한 열처리 조건을 궁리(예를 들면 열간 압연의 마무리 온도를 Ac₃점 이상으로 하고, 그 후의 냉각 속도를 30℃/초 이상으로 하여, 350 내지 550℃에서 권취)함으로써, 강 조직을 베이나이트가 풍부하게(바람직하게는 85% 이상) 하는 것이 좋다.

본 발명은 이상과 같이 구성되지만, 고강도 강판을 대상으로 화성 처리성을 개선하고, 특히 강화 원소로서 유용한 Mo를 첨가한 고강도 열연 강판이라도, 표면 성상을 적정하게 제어함으로써, Mo 첨가에 따른 현실적인 문제점으로 지적되었던 화성 처리성의 열화를 방지하고, 고강도와 우수한 화성 처리성을 겸비한 열연 강판을 제공할 수 있게 되었다.

이하, 실시예를 들어 본 발명을 더 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 물론 하기 실시예에 의해 제한받지 않으며, 전·후기의 취지에 적합한 범위에서 적절히 변경을 가해 실시하는 것도 물론 가능하며, 이들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

하기 표 1에 나타낸 화학 성분의 강재 1 내지 15를 용제하고, 주조에 의해 슬래브로 하였다. 이 슬래브를 Ac₃점 이상으로 재가열하고, 표 2에 나타낸 조건으로 열간 압연을 실시하여 두께 3.2mm의 열연 강판을 얻었다. 얻어진 열연 강판의 기계적 특성과 종단면 조직 중의 베이나이트 면적율을 표 2에 병기하였다.

얻어진 각 열연 강판을 표 3, 4에 나타낸 조건으로 산세하고, 얻어진 산세 강판의 표면 성상을, 레이저 현미경(레이저테크사 제품, 스타일 번호 "1LM21W")으로 50배의 대물 렌즈를 이용하여 관찰하여, 표면 요철의 평균 간격(Sm), 최대깊이(Ry), 부하 길이율(tp40) 및 (tp60)의 값과 그 차를 구했다. 이들 값의 측정에 있어서는, 무작위로 선택한 10곳에 대해(1곳 당 0.16×0.22mm의 면적) 주사하고, 그 10곳에서 구해진 값을 평균한 값을 측정치로 하였다. 덧붙여 하기 방법으로 화성 처리성을 평가하였다. 한편, 일부 시료에 대해서는, 산세 처리 후, 소정의 압하율로 스킨패스를 실시한 후 화성 처리성을 평가했다. 그 결과를 표 3, 4에 일괄적으로 나타냈다.

화성 처리성:

각 공시(供試) 강판의 표면을 하기 조건으로 화성처리한 후, 강판 표면을 1000배로 SEM 관찰하고, 임의로 선택한 10시야에 대해 인산아연 결정의 부착 상황을 조사하여 하기 기준으로 화성 처리성을 평가했다.

화성 처리액…니혼파카라이징사 제품의 처리액 "파르본드L3020"을 사용

화성 처리 공정…탈지(니혼파카라이징사 제품의 탈지액 "파인클리너"를 이용하여, 45℃에서 120초)→수세(30초)→표면 조정(니혼파카라이징사 제품의 표면 조정액 "프레파렌Z"에 15초 침지)→화성 처리(상기 화성 처리액에 43℃에서 120초 침지)

평가 기준

스케일: 10시야 전부에 인산아연 결정의 미석출부가 없고 균일하게 부착되어 있는 것: ◎, 인산아연 결정의 미석출부가 전체 면적의 5% 이하인 것이 10시야 중 3시야 이하인 것: ○, 그 외: ×.

입경: 각 시야 중에서 큰 것을 10개 선택하여 그 평균 지름으로 평가한다.

10㎛ 이상: ×, 7㎛ 이상 내지 10㎛ 미만: ○

4㎛ 이상 내지 7㎛ 미만: ◎, 4㎛ 미만: ●

P비: 화성 처리후의 강판 표면을 X선 회절에 의해 포스포필라이트(P)와 호파이트(H)에 상당하는 피크를 측정하고, 그 비(P/P+H)(n＝5의 평균치)에 의해 평가했다. P비＝(P/P+H)이며, 0.85 미만: ×, 0.85 이상 내지 0.93 미만: ○, 0.93 이상 내지 0.96 미만: ◎, 0.96 이상: ●.

판정은, 상기 스케일, 입경 및 P비로부터 아래와 같이 종합 평가하였다.

스케일이 ◎ 이상, 입경이 ●, P비가 ●인 것은, 종합하여 ●(베스트),

스케일, 입경, P비가 전부 ◎ 이상이며, 상기 이외의 것은, 종합하여 ◎(우수),

스케일, 입경, P비가 전부 ○ 이상이며, 상기 이외의 것은, 종합하여 ○(양호),

스케일, 입경, P비 중 어느 하나라도 ×가 있는 것은, 종합하여 ×(불량).

상기 표 1 내지 4로부터 다음과 같이 생각할 수 있다.

시료 No. 1, 5, 9, 14는, 표면 성상이 본 발명의 규정 요건을 벗어나는 비교예이며 모두 화성 처리성이 나쁘다. 또한, 시료 No. 13은, 시료 No. 11의 산세 처리 후에 스킨패스 처리를 실시한 것인데, 스킨패스에 의해 표면 성상이 본 발명의 규정 범위 밖으로 되어 있기 때문에 화성 처리성이 나빠져 있다.

시료 No. 16은, 산세 조건이 약간 완만하기 때문에 본 발명에서 규정하는 표면 성상을 얻지 못하여 화성 처리성이 양호 레벨에 그쳤다.

시료 No. 20은, 산세 온도가 상대적으로 낮고 또한 침지 온도가 상대적으로 짧을 뿐만 아니라, 강판을 향해 분사되는 산세액의 유속이 상대적으로 느리고 표면 성상이 충분히 개선되어 있지 않기 때문에 화성 처리성이 양호 레벨에 그쳤다.

시료 No. 24는, 산세 처리 후의 스킨패스로 최대깊이(Ry)가 규정 범위 밖으로 되었기 때문에 화성 처리성이 양호 레벨에 그쳤다.

시료 No. 28은, 산세 처리 후의 스킨패스로 특히 표면 요철의 평균 간격(Sm)이 적합한 범위를 벗어나게 된 예이며 화성 처리성이 열악하다.

시료 No. 31은, 산세 처리 조건이 부적절하기 때문인지 적절한 표면 성상을 얻지 못하여 화성 처리성이 양호 레벨에 그쳤다.

시료 No. 36은, 산세 처리성이 적절하며 표면 성상도 양호하지만, 이용한 강재가 규정치를 초과하는 양의 Mo를 함유하고 있기 때문에 화성 처리성이 나쁘다.

이들에 대해 시료 No. 2 내지 4, 6 내지 8, 10 내지 12, 15, 17 내지 19, 21 내지 23, 25 내지 27, 29, 30, 32 내지 35는, 모두 본 발명의 규정 요건을 만족시키는 실시예이며, 모두 우수한 화성 처리성을 얻었다.

또, 시료 No.16, 20, 24, 31에 대해서는, 강이 Mo를 함유하지 않기 때문에, 표면 성상이 규정을 벗어나 있어도 화성 처리성이 양호 레벨에 있다고 생각된다. (표면 성상이 규정 내이면 화성 처리성은 우수 이상이 될 것으로 생각된다.)

Claims

강판 표면에 존재하는 요철의 최대 깊이(Ry)가 10㎛ 이상, 상기 요철의 평균 간격(Sm)이 30㎛ 이하이고, 또한 표면 요철의 부하 길이율(tp40)이 20% 이하이며,

C: 0.03 내지 1.0%(화학 성분의 경우에는 질량%를 의미한다, 이하 동일), Si: 2% 이하, Mn: 0.3 내지 4.0%, Al: 0.001 내지 0.5%, 및 Mo: 0.05 내지 1.0%를 함유하는 것을 특징으로 하는 열연 강판.
강판 표면에 존재하는 요철의 최대 깊이(Ry)가 10㎛ 이상, 상기 요철의 평균 간격(Sm)이 30㎛ 이하이고, 또한 표면 요철의 부하 길이율(tp60)과 표면 요철의 부하 길이율(tp40)의 차가 60% 이상이며,

C: 0.03 내지 1.0%, Si: 2% 이하, Mn: 0.3 내지 4.0%, Al: 0.001 내지 0.5%, 및 Mo: 0.05 내지 1.0%를 함유하는 것을 특징으로 하는 열연 강판.
강판 표면에 존재하는 요철의 최대 깊이(Ry)가 10㎛ 이상, 상기 요철의 평균 간격(Sm)이 30㎛ 이하이며, 표면 요철의 부하 길이율(tp40)이 20% 이하이고, 또한 표면 요철의 부하 길이율(tp60)과 표면 요철의 부하 길이율(tp40)의 차가 60% 이상이며,

C: 0.03 내지 1.0%, Si: 2% 이하, Mn: 0.3 내지 4.0%, Al: 0.001 내지 0.5%, 및 Mo: 0.05 내지 1.0%를 함유하는 것을 특징으로 하는 열연 강판.
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제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

인장 강도가 390MPa 이상인 열연 강판.
제 6 항에 있어서,

인장 강도가 780MPa 이상이고, Cr: 0.1% 내지 1.5%를 함유하는 열연 강판.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

Cr: 1.5% 이하(0%를 포함하지 않는다),

Ti: 0.2% 이하(0%를 포함하지 않는다),

Nb: 0.1% 이하(0%를 포함하지 않는다),

V: 0.1% 이하(0%를 포함하지 않는다),

Cu: 1.0% 이하(0%를 포함하지 않는다),

Ni: 1.0% 이하(0%를 포함하지 않는다),

B: 0.002% 이하(0%를 포함하지 않는다), 및

Ca: 0.005% 이하(0%를 포함하지 않는다),

로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 원소를 함유하는 열연 강판.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

Cr: 0.3 내지 1.5%를 함유하고, 금속 조직의 85% 이상이 베이나이트이며, 인장 강도가 900MPa 이상인 열연 강판.
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제 8 항에 있어서,

인장 강도가 390MPa 이상인 열연 강판.
제 11 항에 있어서,

인장 강도가 780MPa 이상이고, Cr: 0.1% 내지 1.5%를 함유하는 열연 강판.