KR101324911B1

KR101324911B1 - 극박 강판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101324911B1
Application number: KR1020117026552A
Authority: KR
Inventors: 히데꾸니 무라까미; 세이이찌 다나까; 게이이찌로오 도리스; 아끼히로 지노
Original assignee: 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date: 2009-05-18
Filing date: 2010-05-17
Publication date: 2013-11-04
Also published as: CN102414336B; WO2010134616A1; KR20120008047A; JP4772926B2; TWI424068B; US20120067469A1; ES2666432T3; CN102414336A; US9689052B2; EP2434029B1; TW201100560A; EP2434029A4; EP2434029A1; JPWO2010134616A1

Abstract

본 발명은 판 두께 0.4㎜ 이하의 박강판에 있어서, 특수 원소의 첨가량이 낮고, 양호한 가공성과 내시효성을 양립하고, 또한 광폭의 코일이라도 연속 어닐링 공정을 안정적으로 통판하여 제조할 수 있는 극박 강판 및 그 제조 방법을 제공하는 것으로, 질량％로 C:0.0004 내지 0.0108％, N:0.0032 내지 0.0749％, Si:0.0001 내지 1.99％, Mn:0.006 내지 1.99％, S:0.0001 내지 0.089％, P:0.001 내지 0.069％, Al:0.070 내지 1.99％, 또한, Ti과 Nb 중 1종 또는 2종을, Ti:0.0005 내지 0.0804％, Nb:0.0051 내지 0.0894％, Ti＋Nb:0.0101 내지 0.1394％의 범위에서 함유하고, 또한 N－C≥0.0020％, C＋N≥0.0054％, Al/N＞10, (Ti＋Nb)/Al≤0.8, (Ti/48＋Nb/93)×12/C≥0.5, 0.31＜(Ti/48＋Nb/93)/(C/12＋N/14)≤2.0의 관계를 만족시키고, 잔량부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 또한 판 두께 0.4㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 극박 강판 및 그 제조 방법이다.

Description

극박 강판 및 그 제조 방법{ULTRA-THIN STEEL SHEET AND PROCESS FOR PRODUCTION THEREOF}

본 발명은 식품 캔, 음료 캔, 각종 케이스 등에 사용되는 용기용 강판으로 대표되는 극박 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 구체적으로는, 강판 제조 분야에 있어서 고생산성으로 제조할 수 있고, 또한 내시효성, 성형성이 우수한 극박 강판을 제공하는 것이다.

일반적으로 가공용 강판에서는 가공성과 강도를 양호한 밸런스로 양립하는 동시에, 성형 후의 제품의 표면 성상을 손상시키는 스트레처 스트레인의 발생을 회피하기 위해 시효성을 작게 하는 것이 요구된다.

한편, 강판의 제조면으로부터는, 저비용화, 생산성의 관점으로부터 저온에서 어닐링할 수 있는 것이 바람직하지만, 박재(薄材)는 강판 제조 시의 연속 어닐링 공정에 있어서 히트 버클(heat-buckle)이라고 불리는 강판의 버클링을 일으키기 쉽고, 이를 피하기 위해 재결정 온도가 낮고, 보다 저온에서의 어닐링을 가능하게 하는 것이 요구되고 있다. 특히, 통판 코일의 판 폭이 넓은 경우에는 전체 판 폭에 걸친 균일한 외력 제어의 곤란성에 기인하여 히트 버클이 발생하기 쉬워지므로, 극박재에 있어서는, 강판 사용자가 사용 시의 생산성 향상의 관점으로부터 폭이 넓은 코일을 요구하고 있음에도, 넓은 폭의 코일을 제공할 수 없는 것이 만성적인 과제로 되어 있다.

가공성을 향상시키고, 또한 스트레처 스트레인을 억제하기 위해서는, 함유 C, N량을 낮게 하고, 또한 Ti, Nb, B 등의 탄질화물 형성 원소를 첨가함으로써 비시효화하는 기술이 하기 특허 문헌 1 내지 6에 기재되어 있다. 그러나, 이들 원소는 강판의 재결정 온도를 대폭으로 상승시키므로, 본 발명이 목적으로 하는 박재에 있어서는, 히트 버클의 관점으로부터 사용이 제한된다. 또한, 다량의 첨가는 합금 비용의 영향도 피할 수 없고, 또한 식품 관계 소재에 있어서는 건강 문제도 우려된다.

또한, 특허 문헌 7에는 함유 C량을 낮게 한 딥드로잉성과 이어링성이 우수한 캔용 강판이 개시되어 있다. 또한, 특허 문헌 8에는 표면 거칠음의 방지를 위해 TiN, NbC의 미세 석출을 도모하는 것을 목표로 하거나, 혹은 특허 문헌 9에는 강판 표면으로부터의 철 이온의 용출의 저감을 목표로 하여, 함유 N 및 Al량을 낮게 한 표면 처리용 원판 혹은 캔 제조용 강판이 개시되어 있다. 또한, 특허 문헌 10에는 제조 비용의 저감을 목표로 하여 함유 C 및 N량을 낮게 한 캔 제조용 강판의 제조 방법이 개시되어 있다.

그러나, 상기 1 내지 10의 특허 문헌에 기재되어 있는 함유 C, N량을 낮게 한 재료는 강도가 저하되므로, 본 발명이 목적으로 하는 박재에 있어서는, 용기의 강도 확보의 우려가 발생하여, 강도 확보를 위해 Mn, Si, P 등의 강화 원소를 첨가하면, 도금성이나 내식성 등 표면 특성의 문제를 발생한다. 또한, 강화 원소의 첨가에 의하지 않고 강화하는 방법으로서 어닐링 후에 재냉연하는 방법도 실용화되어 있지만, 가공성의 대폭적인 저하는 피할 수 없다.

또한, 용기의 제조 과정에 있어서, 용기 그 자체 또는 손잡이 등을 형성하기 위해 용접이 사용되는 경우도 많지만, 함유 C, N량이 낮은 재료는 강의 냉각 과정에서의 조직 변화에 있어서, 용접 강도가 부족한 경우도 많다. 또한, 용접 현장에서 용접의 불량을 간이하게 측정하는 방법으로서, 박리 시험(peel test)이라고 불리는, 용접선부를 잡아당겨, 용접부를 용접 열영향부에서 떼어내고, 그때의 용접선부의 형태를 관찰하는 시험이 행해지지만, 이때 용접선부가 지나치게 연하면 용접선부가 파단되어 버려 정상적인 시험을 할 수 없어, 적정한 용접 조건의 결정에 지장을 초래할 뿐만 아니라, 양호한 용접성을 갖는 재료의 선택도 불가능해진다. 또한, 함유 C, N이 낮으면 용접 시의 열영향부에서 결정 조직이 조대화되어 연질화되기 때문에, 용접부를 가공할 때에 연질화된 열영향부에 변형이 집중하여 가공성이 열화된다.

또한 극저 C, N 강은 제조 공정의 도중에, 제조 조건에 따라서는 침탄이나 흡질이 일어나 코일 내 및 제조 로트의 재질이 변동되는 경우가 있다. Ti나 Nb 등의 첨가량에 따라서는, 제조 공정의 열이력에 의해 석출물의 형태나 양이 변화되기 쉽고, 이것이 코일 내 재질 편차의 원인이 된다.

즉, 이들 종래 기술에 있어서, 강도와 가공성, 내시효성, 도금성 등의 특성, 그리고 히트 버클이나 합금 비용, 또한 용접부 특성이나 용접 시의 재료의 취급 용이성도 고려한 생산성이나 제조 비용까지를 고레벨로 만족시키는 강판은 얻어지고 있지 않았다.

일본 특허 제3247139호 공보 일본 특허 출원 공개 제2007-204800호 공보 일본 특허 출원 공개 평5-287449호 공보 일본 특허 출원 공개 제2007-31840호 공보 일본 특허 출원 공개 평8-199301호 공보 일본 특허 출원 공개 평8-120402호 공보 일본 특허 출원 공개 평11-315346호 공보 일본 특허 출원 공개 평10-183240호 공보 일본 특허 출원 공개 평11-071634호 공보 일본 특허 출원 공개 평8-041548호 공보

본 발명은 판 두께 0.4㎜ 이하의 박강판에 있어서, 강 성분을 도금성이나 식품 위생상에서 문제를 발생하지 않는 특정한 범위로 한정함으로써, 가공성, 시효성, 용접부 특성 등에 관한 문제 발생을 억제하고, 또한 재결정 온도를 낮게 억제하는 동시에 고온 강도를 높게 유지함으로써 광폭의 코일이라도 연속 어닐링 공정에서의 통판성을 양호하게 하여, 안정적으로 제조할 수 있는, 극박 강판 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명은 종래부터 활용되고 있는 Ti, Nb 첨가 극저 탄소강을 기초로 이것을 더욱 발전시켜, 상기한 과제를 해결하여 박강판으로 특히 문제가 되는 과제를 해결할 수 있도록 한 것이다. 즉, 본 발명은 Ti, Nb 첨가 강에 있어서, Ti, Nb을 특정한 범위로 한정하고, 또한 N 함유량을 높이는 동시에 Al을 다량 첨가함으로써, 탄화물이나 질화물의 상태를 바람직한 상태로 석출시킴으로써 특성의 개선뿐만 아니라, 생산성도 대폭으로 향상시킨 것이다.

구체적으로는, 본 발명은 하기 (a) 내지 (C)의 특징을 갖는다.

(a) C의 함유량은 낮게 하면서 N의 함유량을 극도로 저감시키지 않고, C량 이상으로 한다.

N은, (b), (c)에 나타내는 Ti, Nb, Al과 결합시켜 질화물을 형성시킴으로써 상온 강도의 확보, 고온 강도의 확보, 재결정 온도 적정화에 효과를 발휘한다.

또한, 냉연 시에 존재하는 고용 N는 냉연 가공 변형의 축적을 높여, 어닐링 시의 재결정을 촉진한다. 또한 용접 시의 결정 조직 변화를 제어하여 켄칭성을 적절하게 부여함으로써, 용접부의 강도, 가공성을 부여한다. 또한, 용접 평가 시험(박리 시험)에 있어서, 용접선부의 강도를 높임으로써 용접선부에서의 파단을 억지하여, 정상적인 시험을 가능하게 한다.

(b) Ti, Nb은 적어도 1종을 필수 원소로 하여 특정한 범위로 한정하여 첨가한다. 이들 원소를 질화물, 탄화물로서 형성시켜, 상온 강도의 확보, 고온 강도의 확보, 재결정 온도 적정화에 효과를 발휘시키는 동시에, 고용 C, 고용 N에 의한 시효를 억제하여 내시효성을 높인다.

(c) Al을 다량으로 첨가한다. 이것과 (a)의 결과, 다량의 AlN을 형성시켜, 상온 강도의 확보, 고온 강도의 확보, 재결정 온도 적정화에 효과를 발휘시키는 동시에, 고용 N에 의한 시효를 억제하여 내시효성을 높인다.

본 발명이 요지로 하는 바는, 특허청구의 범위에 기재한 하기 내용이다.

(1) 질량％로,

C:0.0004 내지 0.0108％

N:0.0032 내지 0.0749％,

Si:0.0001 내지 1.99％,

Mn:0.006 내지 1.99％,

S:0.0001 내지 0.089％,

P:0.001 내지 0.069％,

Al:0.070 내지 1.99％를 함유하고,

또한, Ti과 Nb 중 1종 또는 2종을,

Ti:0.0005 내지 0.0804％,

Nb:0.0051 내지 0.0894％,

Ti＋Nb:0.0101 내지 0.1394％의 범위에서 함유하고,

또한, N－C≥0.0020％, C＋N≥0.0054％, Al/N＞10, (Ti＋Nb)/Al≤0.8, (Ti/48＋Nb/93)×12/C≥0.5, 0.31＜(Ti/48＋Nb/93)/(C/12＋N/14)≤2.0의 관계를 만족시키고, 잔량부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 또한 판 두께:0.4㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 극박 강판.

(2) 결정립의 평균 직경이 30㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 극박 강판.

(3) 210℃에서 30분의 시효 후의 항복점 연신율이 4.0％ 이하인 것을 특징으로 하는 (1) 또는 (2)에 기재된 극박 강판.

(4) 표면 경도 HR 30T:51 내지 71, 항복 응력:200 내지 400㎫, 인장 강도:320 내지 450㎫, 전체 연신율:15 내지 45％인 것을 특징으로 하는 (1) 또는 (2)에 기재된 극박 강판.

(5) 표면 경도 HR 30T:51 내지 71, 항복 응력:200 내지 400㎫, 인장 강도:320 내지 450㎫, 전체 연신율:15 내지 45％인 것을 특징으로 하는 (3)에 기재된 극박 강판.

(6) (1) 내지 (5) 중 어느 한 항에 기재된 극박 강판의 제조 방법이며, (1)에 기재된 조성을 갖는 강편 또는 주조편을 가열하여 열간 압연한 후, 냉간 압연을 냉연율 80 내지 99％로 행하고, 재결정률이 100％로 되는 어닐링을 하는 것을 특징으로 하는 극박 강판의 제조 방법.

(7) 상기 냉간 압연 후의 어닐링이 연속 어닐링으로 행해지고, 그때의 어닐링 온도를 641 내지 789℃로 하는 것을 특징으로 하는 (6)에 기재된 극박 강판의 제조 방법.

(8) 상기 어닐링 후에 재냉연을 건식 압연으로 행하고, 그 압하율을 5％ 이하로 하는 것을 특징으로 하는 (6) 또는 (7)에 기재된 극박 강판의 제조 방법.

본 발명에 따르면, 시효성을 억제한 후, 양호한 강도와 연성의 밸런스, 용접 관련 특성을 갖는 강판을 얻을 수 있다. 또한, 본 발명 강은 종래 재보다 재결정 온도가 낮기 때문에 저온 어닐링이 가능해지는 것에 추가하여, 고온 강도가 높기 때문에, 특히 판 두께가 박 재료에서 히트 버클의 발생을 회피한 고효율의 제조가 가능해지는 극박 강판 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.

이하, 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.

우선, 본 발명이 대상으로 하는 강판의 판 두께에 대해 설명한다.

본 발명은 판 두께 0.40㎜ 이하의 강판으로 한정한다. 본 발명의 효과 그 자체는, 판 두께에 관계없이 발현하는 것이지만, 본 발명의 큰 목적이 연속 어닐링 시의 통판성의 향상이고, 판 두께가 0.40㎜를 초과하는 재료에서는 연속 어닐링 시의 통판성이 문제가 되는 경우는 적어, 과제 그 자체가 존재하지 않기 때문이다.

또한, 판 두께가 0.40㎜를 초과하는 두꺼운 재료는 본 발명이 대상으로 하고 있는 강판과는 달리, 더욱 높은 연신율, 높은 r값이 요구되므로, 일반적으로 800℃를 초과하는 고온에서 어닐링되는 경우가 많아, 이와 같은 고온에 있어서는 본 발명의 효과도 작아져 버리는 경우도 있다. 즉, 본 발명의 효과는 종래의 두꺼운 재료를 대상으로 한 기술로부터는 생성되지 않는 것인 동시에, 두꺼운 재의 제조 기술로의 적용도 의미가 없는 것이다. 이로 인해, 대상재의 판 두께를 0.40㎜ 이하로 한정한다. 바람직하게는 0.30㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 0.20㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 0.15㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 0.12㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 0.10㎜ 이하이다.

다음에, 성분에 대해 설명한다. 성분은 모두 질량％로 나타내고 있다.

C는 일반적으로 가공성 등의 점으로부터 낮은 쪽이 바람직하지만, 제강 공정에서의 탈가스 부하 저감을 목적으로 하는 것이면 높을수록 좋고, 상한을 0.0108％로 한다. 특히, 시효성이 작고 양호한 연성이 필요한 경우에는, 0.0068％ 이하까지 저감시키면, 특성을 대폭으로 향상시키는 것이 가능해, 바람직하게는 0.0048％ 이하이고, 0.0038％ 이하이면 Ti, Nb 첨가량에도 의하지만 시효의 문제는 회피할 수 있다. 더욱 바람직하게는 0.0033％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0029％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0026％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0023％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0018％ 이하이고, 0.0013％ 이하로 하면 Ti, Nb 첨가량에도 의하지 않고 시효의 회피가 가능해진다. 그러나 한편, 0.01％ 이하의 영역에서의 C 저감은 탈가스 비용의 상승을 초래하는 동시에 침탄 등에 의한 C량 변동에 의한 재질 변화도 발생하기 쉬워지므로, 하한을 0.0004％로 한다. 바람직하게는 0.0006％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0011% 이상, 더욱 바람직하게는 0.0016% 이상이다.

이에 추가하여, 고온 강도 확보나 재결정 온도 저온화, 용접 시 열영향부의 조직 조대화 억제에 의한 용접부 가공성의 관점으로부터는, 더욱 높게 하는 것이 유리해진다.

바람직하게는 0.0021％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0026％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0031％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0036％ 이상이다. C량이 높아지면 시효성의 관점에서, Ti, Nb 첨가량을 많게 할 필요가 발생한다.

N은 본 발명에 있어서의 중요한 효과인 내시효성과 강도를 확보하기 위해 중요한 원소이다. N은 제품 강도뿐만 아니라 어닐링 공정에서의 고온 강도를 제어하기 위해, 또한 용접 시 열영향부의 조직 조대화 억제에 의한 용접부 가공성을 확보하기 위해 중요한 원소이다.

본 발명에서는, N는 많은 부분이 어떤 질화물을 형성하고 있으므로, 지나치게 다량으로 함유하면 가공성이 열화되는 경우가 있으므로, 상한을 0.0749％로 한다. 또한, 질화물 형성 원소의 함유량과의 균형은 있지만, 내시효성을 현저하게 열화시키는 경우가 있으므로, N량으로서는 0.0549％ 이하로 그치게 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.0299％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0199％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0149％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0129％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0109％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0099％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0089％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0079％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0069％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0059％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0049％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0039％ 이하이다. 한편, 지나치게 낮으면 질화물량이 불충분해져, 고온 강도나 제품 강도, 용접 시 열영향부의 조직 조대화 억제에 의한 용접부 가공성을 확보하기 위한 본 발명의 효과를 발휘할 수 없어, 진공 탈가스 처리 비용을 늘릴 뿐이다.

이로 인해 하한을 0.0032％로 한다. 필요로 하는 제품 강도를 확보할 수 없게 되는 것이나 본 발명의 특징인 고온 강도의 확보가 곤란해지는 것을 생각하면, 바람직하게는 0.0042％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0047％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0052％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0057％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0062％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0072％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0082％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0092％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0102％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0122％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0142％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0162％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0182％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0202％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0222％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0242％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0272％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0302％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0352％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0402％ 이상이다.

Si는 변태 거동을 통해 열연 시의 탄화물이나 질화물 형태를 제어하여 내시효성을 얻기 위해 0.0001 내지 1.99％의 범위로 한정한다. 도금성과 연성 확보의 관점으로부터는, 1.49％ 이하가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.99％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.49％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.29％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.19％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.099％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.049％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.029％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.019％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.014％ 이하이다.

한편, 제품 강도의 확보 및 어닐링 공정에서의 고온 강도의 확보를 위해 적극적으로 첨가하는 것도 가능해, 바람직하게는 0.0006％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0011％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0016％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0021％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0041％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0061％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0081％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.011％ 이상이다.

Mn은 변태 거동을 통해 열연 시의 탄화물이나 질화물이나 황화물의 형태를 제어하여 내시효성을 얻기 위해 0.006 내지 1.99％의 범위로 한정한다. 도금성과 연성 확보의 관점으로부터는, 1.49％ 이하가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1.29％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.99％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.79％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.59％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.49％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.39％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.29％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.19％ 이하이다. 한편, 제품 강도 확보 및 어닐링 공정에서의 고온 강도 확보를 위해 적극적으로 첨가하는 것도 가능해, 바람직하게는 0.006％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.011％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.016％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.021％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.041％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.061％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.081％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.11％ 이상이다.

S는 변태 거동을 통해 열연 시의 황화물의 형태를 제어하는 동시에, C나 N의 입계 편석 거동을 제어함으로써 내시효성을 얻기 위해 0.0001 내지 0.089％의 범위로 한정한다. 황화물이 많아지면 이것을 기점으로 한 파단이 일어나기 쉬워지므로 연성 확보의 관점으로부터는, 0.059％ 이하가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.049％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.039％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.029％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.019％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.014％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.011％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.009％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.007％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.005％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.004％ 이하이다. 한편, Ti계 탄황화물 형성에 의해 탄소 시효(C에 의한 시효)를 억제하는 효과도 있으므로, 적극적으로 첨가하는 것도 가능해, 바람직하게는 0.0006％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0011％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0021％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0031％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0041％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0051％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0061％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0071％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0081％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0091％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0101％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.011％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.012％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.013％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.014％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.016％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.018％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.021％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.026％ 이상이다.

P은 C나 N의 입계 편석 거동을 제어함으로써 내시효성을 얻기 위해 0.001 내지 0.069％의 범위로 한정한다. 내식성 확보의 관점으로부터는, 0.059％ 이하가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.049％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.039％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.029％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.019％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.014％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.011％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.009％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.007％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.005％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.004％ 이하이다. 한편, 결정립의 미세화에 의한 강도 확보의 관점 및 어닐링 공정에서의 고온 강도 확보로부터 적극적으로 첨가하는 것도 가능해, 바람직하게는 0.0031％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0051％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0071％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0091％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.011％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.016％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.021％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.026％ 이상이다.

Al은 일반적으로는 탈산을 위해 첨가되지만, 본 발명에서는 후술하는 바와 같이 질화물 형태를 제어하기 위해 다른 질화물 형성 원소의 첨가량도 가미한 제어가 필요하다. 지나치게 적으면 강 중 산화물이 많아져 가공성을 저하시키는 경우가 있고, 다량으로 함유하면 도금성이 저하되므로 0.070 내지 1.99％로 한다. 첨가 비용도 생각하면 1.49％ 이하가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.99％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.69％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.49％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.44％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.39％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.34％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.29％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.24％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.195％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.145％ 이하이다. 한편, 질소 시효(N에 의한 시효)의 억제 및 어닐링 공정에서의 고온 강도의 확보의 관점으로부터는 적극적으로 첨가하는 것이 효과적이고, 바람직하게는 0.076％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.081％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.086％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.096％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.106％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.116％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.126％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.146％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.166％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.186％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.206％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.256％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.306％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.406％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.506％ 이상이다.

Ti과 Nb은, 본 발명에서는 적어도 어느 1종이 필수의 원소이므로, 의도적으로 함유시킬 필요가 있다. 어느 1종만으로도 좋고, 2종 모두 함유시켜도 좋다. 본 발명의 효과의 발현에는 Ti보다 Nb이 바람직하고, 합계가 동일한 양으로 되는 것이면 Ti보다 Nb을 많이 함유시키는 것이 바람직하고, Ti＜Nb으로 하는 것이 목적으로 하는 효과를 얻는 데 적합하다. 이로 인해, 각 원소의 적절한 함유량 범위도 Nb의 쪽이 Ti보다 높은 영역으로 설정된다. 또한, 의도적으로 첨가하지 않는 것에 대해서도, 원료 등으로부터 불가피한 혼입이 인정되는 경우도 있지만, 이에 대해서도, 함유하고 있는 양에 대해서도 본 발명의 효과를 발휘하는 것이고, 본 발명에 있어서의 함유량의 대상으로 하는 것으로 한다.

Ti는 탄화물, 질화물 또는 탄질화물 형성 원소로서 내시효성을 기대하여 함유시키지만, 탄화물, 질화물 또는 탄질화물의 형태를 제어하기 위해 다른 탄화물, 질화물 또는 탄질화물 형성 원소의 함유량도 가미하여, 재결정 온도나 고온 강도, 용접 시 열영향부의 조직 조대화의 억제에 의한 용접부 가공성으로의 영향을 고려한 제어가 필요하다. 지나치게 적으면 내시효성을 열화시킬 뿐만 아니라, 고온 강도의 확보를 곤란하게 하는 경우가 있고, 다량으로 첨가하면 합금 비용이 상승하는 동시에, C, N, Al, Nb량에도 의하지만, 과도하게 다량의 탄화물, 질화물 또는 탄질화물의 형성이나 고용 Ti의 과도한 잔존으로 인해 재결정 온도의 상승이 현저해지므로 0.0005 내지 0.0804％로 한다. 질화물 형성의 관점에서는, 본 발명 강에서는 Al이 주로 첨가되므로, Ti의 중요성은 낮아진다. 도금성도 생각하면 0.0694％ 이하가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.0594％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0494％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0394％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0344％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0294％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0244％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0194％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0174％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0154％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0134％ 이하이다. 목표로서 0.010％ 이상의 충분한 양의 Nb이 첨가되거나, 또는 목표로서 0.11％ 이상의 충분한 양의 Al이 첨가되어 있으면, 더욱 바람직하게는 0.0114％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0094％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0074％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0054％ 이하로 할 수도 있다. 한편, 탄소 시효와 질소 시효의 억제 및 어닐링 공정에서의 고온 강도의 확보의 관점으로부터는 적극적으로 첨가하는 것이 효과적이고, 바람직하게는 0.0042％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0052％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0062％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0072％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0082％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0092％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0102％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0116％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0136％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0156％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0186％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0206％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0256％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0306％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0406％ 이상이다.

Nb은 Ti과 마찬가지로, 탄화물, 질화물 또는 탄질화물, 특히 탄화물, 탄질화물 형성 원소로서 내시효성을 기대하여 함유시키지만, 탄화물, 질화물 또는 탄질화물 형태를 제어하기 위해 다른 탄화물, 질화물 또는 탄질화물 형성 원소의 함유량도 가미하여, 재결정 온도나 고온 강도, 용접 시 열영향부의 조직 조대화의 억제에 의한 용접부 가공성으로의 영향을 고려한 제어가 필요하다. 지나치게 적으면 탄화물, 탄질화물의 형성이 부족해, 내시효성을 크게 열화시키는 경우가 있을 뿐만 아니라, 고온 강도의 확보를 곤란하게 하는 경우가 있고, 다량으로 첨가하면 합금 비용이 상승하는 동시에, C, N, Al, Ti량에도 의하지만, 과도하게 다량의 탄화물, 질화물 또는 탄질화물의 형성이나 고용 Nb의 과도한 잔존으로 인해 재결정 온도의 상승이 현저해지므로 0.0051 내지 0.0894％로 한다. 도금성도 생각하면 0.0694％ 이하가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.0594％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0494％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0394％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0344％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0294％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0244％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0194％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0174％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0154％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0134％ 이하이다. 한편, 탄소 시효와 질소 시효의 억제 및 어닐링 공정에서의 고온 강도의 확보의 관점으로부터는 적극적으로 첨가하는 것이 효과적이고, 바람직하게는 0.0062％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0072％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0082％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0092％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0102％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0112％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0122％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0136％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0156％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0176％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0206％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0256％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0306％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0406％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0506％ 이상이다.

〔Ti＋Nb〕은 Ti 또는 Nb에 관한 기술에 나타낸 바와 같이, 탄화물, 질화물 또는 탄질화물의 형성, 또한 고온 강도의 확보에 있어서 필요한 양을 확보할 필요가 있어, 0.0101％ 이상으로 할 필요가 있다. 바람직하게는 0.0121％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0141％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0161％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0181％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0211％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0241％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0271％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0301％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0331％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0361％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0391％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0421％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0461％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0501％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0561％ 이상이다. 한편, C, N, Al량에도 의하지만, 과잉의 첨가는 고용 Ti, 고용 Nb을 다량으로 잔존시켜, 본 발명 강의 유용한 특징을 손상시킨다. 이로 인해, 상한을 0.1394％로 한다. 바람직하게는 0.1194％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0994％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0794％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0594％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0494％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0444％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0394％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0344％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0294％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0244％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0194％ 이하이다.

상술한 성분 범위에 대해서는, 개개의 성분에 대해 보면 특별한 규정 조건은 아니다. 본 발명의 특징은 이들 성분 범위를 이하에 나타내는 특수한 관계를 만족시키는 범위로 한정하는 데 있고, 이에 의해 본 발명의 특징적인 극히 유효한 효과를 발휘한다. 특히, C, N, Al, Ti, Nb의 제어는 본 발명의 특징이 된다.

C와 N는 이들이 고용하여 존재하는 것에 대해서는, 냉간 가공에서의 변형의 축적을 효과적으로 하여, 어닐링 시의 재결정의 구동력을 상승시키고, 결정립 미세화도 수반하여, 결과적으로 재결정 온도가 낮아져, 공업적으로는 어닐링 온도를 저하시키는 것이 가능해진다. 또한, 고용 C, 고용 N 및 이들에 기인하는 결정립 미세화는 고온 강도의 확보에도 유효하게 기여한다. 이들에 의해 에너지 절약이나 설비 투자의 면에서 유효해지는 동시에, 통판성 향상에도 기여하는 것이다. 이것과 동시에, 이들은 용접 시에 적당한 켄칭성을 부여하는 동시에 결정 조직 조대화를 억제하여, 용접부의 강도와 가공성을 확보하기 위해 유용한 원소이고, 용접부를 경화시킴으로써, 용접부의 내파단성이 높아져 박리 시험의 실시를 가능하게 한다.

그러나 본 발명에서는, 이하의 점에서 C와 N의 제어의 방향성이 크게 다르다. C는 공업적 탈가스 공정에서 저감시키는 것이 비교적 용이하므로, 이 저감을 주로 한다.

한편, N는 대기 중에 다량으로 존재하여 대기로부터 용강 중으로 침입하기 때문에 공업적 탈가스 공정에서의 저감이 곤란한 원소이므로, 이는 강 중에 함유시켜 적극적으로 활용한다.

또한, 내시효성의 관점으로부터 고용 C를 강 중에서 석출물로서 고정하기 위해서는, Ti, Nb 등의 특수 원소, 특히 Nb에 의지할 수밖에 없는 면이 있어, 첨가 비용이나 미세 석출물 형성, 고용 Ti, 고용 Nb의 불가피적 잔존에 의한 재결정 온도의 상승 등 악영향도 크다. 한편, N는 강 중에서의 고정에 Al을 활용할 수 있어, 첨가 비용의 점에서 유리해질 뿐만 아니라, AlN은 공업적 프로세스 중에서 비교적 용이하게 조대화시킬 수 있고, 고용 Al에 의한 재결정 온도의 상승도 작아, 공업적인 악영향을 작게 억제하는 것이 가능하다. 이와 같이 하여 형성되는 각종 석출물도, 냉간 가공에서의 변형의 축적이나, 결정 입경 제어 등도 통해, 재결정 온도나 고온 강도의 바람직한 제어에 기여한다. 이들의 관점으로부터, C, N, Al, Ti, Nb에 대해서는 본 발명에서는 특정한 범위로 제어하는 것이 필수로 된다.

〔N－C〕는 0.0020％ 이상으로 하는 것이 본 발명의 중요한 조건이다. Ti, Nb, Al의 석출물을 정밀하게 제어한 본 발명 강에 있어서 이 값을 0.0020％ 이상으로 함으로써, 박 재료에서 특히 문제가 되는 고온 강도를 대폭으로 개선하는 것이 가능해진다. 또한, 용접 시의 켄칭성 향상이나 결정 조직 조대화의 억제에 대해서는, 후술하는 바와 같이 석출물 형성의 관점도 포함시켜 C보다도 N을 활용하는 것이 유리해, 바람직한 효과를 발휘한다. 바람직하게는 0.0023％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0027％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0030％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0034％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0038％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0043％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0048％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0053％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0058％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0063％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0068％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0075％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0082％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0089％ 이상이다. 상한은 전술한 C와 N의 한정으로 인해 0.0745％로 되지만, 극저 C이고 고N으로 하는 제법의 특수성으로부터 제조 효율이 저하되므로, 0.0590％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, N이 많은 경우에는, Al량에도 의하지만, 조대한 AlN을 형성하여, 이것이 강판 표면에 노출되면 표면 성상을 열화시키거나, 강판 내부에 형성한 것이 가공 시의 균열 기점으로 되는 경우도 있다. 이로 인해, 더욱 바람직하게는 0.0490％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0390％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0290％ 이하이다.

제조 효율의 관리가 엄격하게 요구되는 경우에는, 0.0240％ 이하가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.0190％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0140％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0120％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0100％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0090％ 이하로 한다.

〔C＋N〕은 0.0054％ 이상으로 하는 것도 본 발명의 중요한 요건이다. 본 발명에서는 제품 강도 및 고온 강도의 확보, 또한 냉연 변형의 축적에 의한 어닐링 시의 재결정의 촉진(재결정 온도의 저온화)이나 용접 강도의 확보에 C와 N이 중요한 역할을 하고 있다. 이 값이 낮은 경우에는, 제품에서의 강도 부족, 어닐링 통판성의 열화, 용접 강도의 부족이나 박리 시험의 실시 불가능이라고 하는 문제를 일으킨다. 또한, 이 값이 낮으면 냉연 변형의 축적의 저하, 냉연 전 결정 입경의 조대화, Ti, Nb 함유량에 따라서는 고용 Ti, 고용 Nb의 상승 등이 기인으로 되어, 냉연 후의 재결정 온도가 높아져 고온 어닐링이 필요해지므로 어닐링 통판성이 열화된다. 일반적으로 제품 강도를 높이기 위해서는 Si, Mn, P 등의 함유량을 높이는 수단이 사용되지만, 이 방법에서는 고온 강도의 확보가 충분하지 않고, 재결정 온도도 낮아지지 않아 본 발명의 바람직한 특징이 상실되어 버린다.

따라서, 〔C＋N〕의 제어는 본 발명의 바람직한 특징을 확보하는 데 중요하다. 바람직하게는 0.0061％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0068％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0075％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0082％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0092％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0102％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0112％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0122％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0132％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.0152％ 이상이다. 한편, 지나치게 많으면, 가공성이나 내시효성이 열화된다. 상한은 전술한 C와 N의 한정에 의해 0.0857％이다. 바람직하게는 0.0800％ 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.0600％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0400％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0300％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0250％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0200％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0150％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0120％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0100％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0090％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0080％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0070％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0060％ 이하이다.

또한 본 발명의 효과는 Al을 N에 대해 다량으로 함유시킴으로써 발현한다. 〔Al/N〕을 10 초과로 하는 것이 필요하다. 바람직하게는 11.1 초과, 더욱 바람직하게는 12.1 초과, 더욱 바람직하게는 13.1 초과, 더욱 바람직하게는 14.1 초과, 더욱 바람직하게는 15.1 초과, 더욱 바람직하게는 16.1 초과, 더욱 바람직하게는 17.1 초과, 더욱 바람직하게는 18.1 초과, 더욱 바람직하게는 19.1 초과, 더욱 바람직하게는 21.1 초과, 더욱 바람직하게는 23.1 초과, 더욱 바람직하게는 25.1 초과, 더욱 바람직하게는 30.1 초과, 더욱 바람직하게는 35.1 초과, 더욱 바람직하게는 40.1 초과, 더욱 바람직하게는 45.1 초과, 더욱 바람직하게는 55.1 초과이다.

전술한 Al과 N의 한정을 위해, 상한은 781로 되지만, Al량이 과잉으로 많아지면 첨가 비용이 상승하는 것 외에, 전술한 바와 같이 함유 N량에 따라서는 조대AlN이 형성되어, 강판 표면 성상이나 가공성을 열화시키는 원인이 되기도 한다. 또한, N이 적고 Al만이 과잉이고 고용 Al이 다량으로 잔존하면 제조 공정에서의 흡질이 일어나기 쉬워, 강 중에 침입한 N이 미세 AlN을 형성하여, 코일 내의 재질 변동을 크게 한다. 또한, 용접 시에 AlN의 용해가 일어나기 어려워져, 재료의 켄칭성이 저하되므로, 용접부가 연질화되어 박리 시험의 정상적인 실시에 지장이 발생한다. N량에도 의존하기 때문에 일률적으로는 말할 수 없지만, 〔Al/N〕의 상한은 이들의 점에 주의하여 제어할 필요가 있다. 바람직하게는 70.0 이하, 더욱 바람직하게는 60.0 이하, 더욱 바람직하게는 50.0 이하, 더욱 바람직하게는 40.0 이하, 더욱 바람직하게는 30.0 이하이다.

〔(Ti＋Nb)/Al〕은 Al을 N 고정을 위해 비교적 다량으로 함유시켜, Ti과 Nb은 N 및 C 고정, 또한 고용에 의한 고온 강도 확보를 위한 필요 최소량으로 그치게 한다고 하는 본 발명의 기본적 지침으로부터 상한을 정하여, 0.8 이하로 한다. 본 발명의 효과를 충분히 얻기 위해서는, Al을 많게 하는 것이 중요하고, 바람직하게는 0.6 이하, 더욱 바람직하게는 0.5 이하, 더욱 바람직하게는 0.44 이하, 더욱 바람직하게는 0.39 이하로 한다. Al이 적고, Ti, Nb이 많으면, 함유 N량에도 의하지만, N이 미세한 Ti, Nb의 질화물로서 다량으로 석출되거나, 고용 Ti, 고용 Nb이 많아져, 재결정 온도를 부주의하게 상승시켜 버리는 경우도 있다. 또한, Ti, Nb의 탄화물이나 질화물이 과도하게 안정화되어 버리면, 용접 시의 열에 의해 용해되지 않고, 켄칭성을 확보하는 고용 C나 고용 N이 적어져, 용접부의 파단에 의한 박리 시험의 문제가 발생하는 경우도 있다. 또한, Ti 및 Nb은 필수의 원소이므로, 〔(Ti＋Nb)/Al〕의 값은 제로로 되는 일은 없고, 상기한 각 원소의 한정에 의해 하한값은 0.005로 되지만, Ti, Nb의 효과를 얻으면서, 과잉 Al의 영향을 억제하기 위해서는, 0.04 이상으로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.06 이상, 더욱 바람직하게는 0.08 이상, 더욱 바람직하게는 0.10 이상, 더욱 바람직하게는 0.12 이상, 더욱 바람직하게는 0.14 이상, 더욱 바람직하게는 0.16 이상, 더욱 바람직하게는 0.18 이상, 더욱 바람직하게는 0.20 이상, 더욱 바람직하게는 0.22 이상, 더욱 바람직하게는 0.26 이상, 더욱 바람직하게는 0.31 이상, 더욱 바람직하게는 0.36 이상이다. Al이 적은 동시에, Ti, Nb도 부족하면, C, N의 고정이 불충분해져 내시효성이 열화되거나, 어닐링 시나 용접 시의 결정립 조대화 억지 효과가 작아져, 원하는 어닐링 통판성이 발현되지 않는 것이나, 용접부의 가공성이 열화되는 경우도 있다.

〔(Ti/48＋Nb/93)×12/C〕는 고용 C를 저감시켜 내시효성을 높이기 위해, 0.5 이상으로 한다. 바람직하게는 0.7 이상, 더욱 바람직하게는 0.9 이상, 더욱 바람직하게는 1.1 이상, 더욱 바람직하게는 1.4 이상, 더욱 바람직하게는 1.7 이상, 더욱 바람직하게는 2.0 이상이다. 이 값이 지나치게 높으면, 고용 Ti, 고용 Nb이 많아져 재결정 온도가 부주의하게 높아져 버릴 뿐만 아니라, 탄화물 및 질화물이 과도하게 안정화되어, 용접 시의 켄칭성이 저하되는 등, 본 발명 강의 바람직한 특징을 손상시키는 면도 있으므로, 15.0 이하로 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 10.0 이하, 더욱 바람직하게는 8.0 이하, 더욱 바람직하게는 7.0 이하, 더욱 바람직하게는 6.0 이하, 더욱 바람직하게는 5.0 이하, 더욱 바람직하게는 4.0 이하, 더욱 바람직하게는 3.0 이하이다.

〔(Ti/48＋Nb/93)/(C/12＋N/14)〕는 고용 Ti, 고용 Nb에 의한 과도한 재결정 온도 상승이나, 탄화물이나 질화물의 과도한 안정화에 의한 용접 강도 부족을 회피하기 위해, 2.0 이하로 한다. 바람직하게는 1.8 이하, 더욱 바람직하게는 1.7 이하, 더욱 바람직하게는 1.6 이하, 더욱 바람직하게는 1.5 이하, 더욱 바람직하게는 1.4 이하, 더욱 바람직하게는 1.3 이하, 더욱 바람직하게는 1.2 이하, 더욱 바람직하게는 1.1 이하, 더욱 바람직하게는 1.0 이하, 더욱 바람직하게는 0.9 이하, 더욱 바람직하게는 0.8 이하이다. 이 값이 지나치게 낮으면, 고용 C, 고용 N이 많아져 본 발명 강의 바람직한 특징을 손상시키므로, 0.31 초과로 한다. 바람직하게는 0.36 초과, 더욱 바람직하게는 0.41 초과, 더욱 바람직하게는 0.46 초과, 더욱 바람직하게는 0.51 초과, 더욱 바람직하게는 0.61 초과이다.

본 발명에 있어서의 C, N, Al, Ti, Nb의 영향은 고용 상태에 있는 것, 석출물을 형성하는 것, 그 양과 종류, 또한 각종 특성을 평가하는 상황 등에 의해 복잡하게 변화되고, 서로가 서로에게 영향을 미치기 때문에 매우 복잡해지는 경우도 있어 메커니즘에 대해서도 완전히 해명할 수 있다고는 말하기 어려운 면도 있다. 그러나, 본 발명의 범위 내에서 제어된 강판에 있어서는, 본 발명의 바람직한 효과를 확실하게 얻는 것이 가능해진다.

일반적으로 공업적 철강 제품에는 원재료에 기인하여 불가피적, 또는 어떤 목적을 갖고 각종 원소가 함유된다. 이들은 목적이나 용도에 따라서 제어, 첨가하는 것이 가능하고, 그것에 의해 본 발명의 효과가 완전히 상실되는 경우는 없다. 일단 목표로서, 본 발명의 주된 목적으로 하고 있는 용기용 극박 강판에 있어서 상정되는 첨가 범위를 이하에 나타낸다.

Cr:0.49％ 이하, V:0.049％ 이하, Mo:0.049％ 이하, Co:0.049％ 이하, W:0.049％ 이하, Zr:0.049％ 이하, Ta:0.049％ 이하, B:0.0079％ 이하, Ni:0.29％ 이하, Cu:0.069％ 이하, Sn:0.069％ 이하, O:0.059％ 이하, REM:0.019％ 이하, Ca:0.049％ 이하이다. 바람직하게는, Cr:0.29％ 이하, V:0.009％ 이하, Mo:0.009％ 이하, Co:0.009％ 이하, W:0.009％ 이하, Zr:0.009％ 이하, Ta:0.009％ 이하, B:0.0029％ 이하, Ni:0.19％ 이하, Cu:0.029％ 이하, Sn:0.019％ 이하, O:0.009％ 이하, REM:0.009％ 이하, Ca:0.009％ 이하이다. 보다 바람직하게는, Cr:0.06％ 이하, V:0.003％ 이하, Mo:0.004％ 이하, Co:0.003％ 이하, W:0.003％ 이하, Zr:0.003％ 이하, Ta:0.003％ 이하, B:0.0009％ 이하, Ni:0.04％ 이하, Cu:0.019％ 이하, Sn:0.009％ 이하, O:0.004％ 이하, REM:0.003％ 이하, Ca:0.003％ 이하이고, 잔량부는 철 및 불가피적 불순물로 이루어진다.

단, 본 발명의 효과 및 범위는 이것으로 한정되는 것은 아니고, 목적이나 용도에 따라서 일반적으로 알려진 범위에서 그 이상으로 첨가할 수 있는 것은 물론이다. 단, 본 발명으로의 적용에 있어서는 특히 탄화물 형성 원소나 질화물 형성 원소가 다량으로 함유된 경우에는 본 발명의 효과를 약하게 하는 영향이 큰 것은 주의를 필요로 한다.

다음에, 성분 이외의 바람직한 요건에 대해 기술한다.

본 발명에서는 상술한 바와 같이 결정립의 미세화가 강판 제조 공정에서의 어닐링 통판성이나, 강판 이용 시의 용접부 가공성 등에 바람직하게 기여하지만, 이 결과, 제품판에 있어서 결정 입경이 미세화하는 것이 바람직한 형태의 하나이고, 결정립의 평균 직경이 30㎛ 이하인 것을 특징으로 한다. 더욱 바람직하게는 24㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 19㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 14㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 9㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 7㎛ 이하이다. 이는 강도 연성 밸런스를 고려한 경우에는 결정 입경의 미세화 효과를 사용한 쪽이 유리한 것에 추가하여, 표면 거칠음 등의 표면 외관이 향상되는 것에 의한다. 단, 지나치게 미세화되면 과도하게 경질화되어, 가공성을 손상시키므로, 1㎛ 이상, 또는 2㎛ 이상, 또는 4㎛ 이상을 바람직한 범위로 한다.

재료 특성도 본 발명은 바람직한 범위로 조정되는 것이 바람직하다. 이는, C, N 등에 기인한 시효성이나 어닐링 통판성 등 생산성의 제약이 없으면, 본 발명에 의하지 않고 성분을 자유롭게 설계하여 그 나름의 특성을 갖는 재료를 제조하는 것이 가능하기 때문이다. 바꾸어 말하면, 시효성이나 판 두께 등도 포함시킨 어닐링 통판성의 제약 중에서 특별히 지금까지 제조가 곤란했던 범위에 있어서 본 발명을 적용하는 것에서의 공업적 의미가 크다.

시효성은 210℃에서 30분의 시효를 실시한 후의 인장 시험에 있어서 항복점 연신율이 4.0％ 이하로 되는 것이 특징이다. 더욱 바람직하게는 2.9％ 이하, 더욱 바람직하게는 1.4％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.9％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.4％ 이하이고, 항복점 연신율을 전혀 나타내지 않는 것이 가장 바람직한 것은 물론이다.

이 값이 4.0％ 이하이면 어떤 시효성의 제어가 행해진 강판이라고 할 수 있고, 2.9％ 이하이면 국내에서의 통상의 사용에 있어서 문제는 발생하지 않는다. 또한, 1.4％ 이하이면, 해외로의 수송선의 창고 내에서 적도를 통과하는 해외 사용자의 사용에 있어서도 통상적으로는 문제는 발생하지 않는다. 0.4％ 이하에서는, 인장 시험의 챠트에서 항복 현상은 확인할 수 있지만, 실제의 인장 샘플에 있어서 류더스 밴드 등의 현저한 표면 성상의 변화는 문제가 되지 않을 정도이다.

표면 경도는 용기용 강판에서 통상 사용되는 로크웰 슈퍼 피셜 경도 HR30T로, 51 이상의 것에 적용하는 것이 바람직하다. 이는 이것 이하의 연질재이면 본 발명을 적용하지 않아도, 통상의 극저 탄소계의 재료 또는 BAF재에서의 제조가 공업적으로 확립되어 있기 때문이다. 더욱 바람직하게는 53 이상, 더욱 바람직하게는 55 이상, 더욱 바람직하게는 57 이상이다. 한편, 경도의 상한은 71 이하의 것에 적용하는 것이 바람직하다.

이는 그 이상의 경질재이면 본 발명을 적용하지 않아도, 통상의 저탄소계의 재료 또는 재냉연재에서의 제조가 공업적으로 확립되어 있기 때문이다. 더욱 바람직하게는 69 이하, 더욱 바람직하게는 67 이하, 더욱 바람직하게는 65 이하이다.

본 발명의 극박 강판은 상술한 조성으로 조정하고, 제조한 강편 또는 주조편을 가열하여 열간 압연한 후, 이 열간 압연 강판을 산세하고, 냉간 압연을 실시하여, 어닐링한 후, 다시 냉간 압연(재냉연)을 실시하는 상법에 의해 제조할 수 있지만, 제조 조건으로서는, 본 발명의 목적이 박재의 효율적인 제조에 있으므로, 냉연율, 어닐링 온도, 재냉연율에 대해, 적용이 바람직한 범위를 설정한다.

냉연율은 80％ 이상이 바람직하다. 이는, 통상 이것 이하의 냉연율로 제조되는 것은 두꺼운 재이고, 본 발명이 해결하려고 하는 어닐링 시의 통판성 등의 문제가 발생하기 어렵기 때문이다. 더욱 바람직하게는 85％ 이상, 더욱 바람직하게는 88％ 이상, 더욱 바람직하게는 90％ 이상, 더욱 바람직하게는 92％ 이상이다. 현재, 재료의 박화가 진행되고 있고 냉연율은 상승하는 경향이 있지만, 상한은 공업적인 실현 가능성으로부터 99％로 한다.

어닐링은, 기본적으로는 연속 어닐링으로 행해진다. 물론 어닐링 온도가 비교적 낮고, 시효성이 억제되어, 강도 연성 밸런스가 양호하다고 하는 본 발명의 특징은 뱃치 어닐링에서도 얻는 것이 가능하지만, 뱃치 어닐링에서는 통판성의 문제는 발생하지 않고, 어닐링 강판의 냉각 속도가 충분히 느리기 때문에 시효성도 충분히 억제되어 있어, 공업적인 장점은 작다. 연속 어닐링 시의 어닐링 온도에 대해서는, 냉간 압연 후의 어닐링 온도를 낮게 하는 것이 본 발명의 목적의 하나이고, 이를 낮게 할 수 있는 것이 본 발명 강의 특징의 하나로도 되므로, 냉간 압연 후의 어닐링 온도를 789℃ 이하로 하는 것이 본 발명의 바람직한 형태의 하나로 된다. 더욱 바람직하게는 769℃ 이하, 더욱 바람직하게는 759℃ 이하, 더욱 바람직하게는 739℃ 이하, 더욱 바람직하게는 719℃ 이하, 더욱 바람직하게는 699℃ 이하이다. 물론 어닐링 온도를 높임으로써 가공성을 향상시키는 것은 본 발명의 효과를 손상시키는 것이 아니다. 단, 지나치게 고온으로 어닐링한 경우, 본 발명에서 특징적인 탄질화물이 다량으로 용해되어 버려, 그 후의 냉각 속도에 따라서는 시효성이 커지는 경우가 있는 것에 주의가 필요하다. 하한 온도는 641℃로 한다. 이 온도는 90％ 정도의 냉연율로 제조 통상의 저탄소강에 있어서, 재결정 온도가 600℃ 정도까지 낮게 되어 있고, 일반적으로 600 내지 680℃ 정도에서 어닐링이 행해지고 있는 것을 생각하면 높은 온도 설정으로는 되지만, 이것 이하의 온도에서는, 성분이나 열연 조건(슬래브 가열 온도, 권취 온도 등)에도 의하지만, 양호한 강도 연성 밸런스를 얻는 것이 곤란해진다. 더욱 바람직하게는 661℃ 이상, 더욱 바람직하게는 681℃ 이상, 더욱 바람직하게는 701℃ 이상, 더욱 바람직하게는 721℃ 이상, 더욱 바람직하게는 741℃ 이상이다.

본 발명 강판은 통상의 박재와 마찬가지로, 어닐링 후에 형상 제어나 재질 조정을 위해, 재냉연을 실시하는 것이 가능하다. 여기서 말하는 재냉연은 통상, 스킨 패스라고 불리는 압연도 포함하는 것이다. 이 압연은 건식 압연으로 행하고, 이때의 압하율은 5％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

이는 습식 압연에서는 일반적으로 압하율이 낮은 영역의 제어가 곤란해 5％ 초과의 압연이 부득이해져 재료가 경질화되어 버리지만, 이와 같은 경질의 재료는 본 발명에 의하지 않아도 종래 기술에서도 제조가 가능하기 때문이다. 압하율은 더욱 바람직하게는 3％ 이하, 더욱 바람직하게는 2.5％ 이하, 더욱 바람직하게는 1.9％ 이하, 더욱 바람직하게는 1.4％ 이하이다. 압하율이 높을수록 경질이고 내시효성이 향상되는 것은 물론이다.

본 발명 강판은 표면 처리 강판용의 원판으로서도 사용되지만, 표면 처리에 의해 본 발명의 효과는 전혀 손상되는 것이 아니다. 자동차, 건재, 전기, 전기, 용기용의 표면 처리로서 통상 행해지는, 주석, 크롬(틴프리), 니켈, 아연, 알루미늄, 철 및 이들의 합금 등을 전기 도금, 용융 도금에 상관없이 실시할 수 있다. 또한, 최근 사용되고 있는 유기 피막을 붙인 라미네이트 강판용의 원판으로서도 발명의 효과를 손상시키는 일 없이 사용할 수 있다.

용기용으로 사용하는 경우, 드로잉, 아이어닝, 연신, 용접 등에 의해 성형되는 각종 용기에 사용할 수 있다. 용기 제조 공정에 있어서의, 플랜지 성형, 직경 축소 성형, 캔 확장 성형, 엠보스 성형, 권취 체결 성형 외에, 덮개재에 요구되는 스코어 가공, 돌출 성형 등, 가공성이 향상된다.

(실시예)

250㎜ 두께의 연속 주조 슬래브로부터 열연, 산세, 냉간 압연, 어닐링 후, 재냉연을 행하여 강판을 제조하여 평가를 행하였다. 표 1 내지 표 4에 성분, 제조 조건 및 얻어진 강판의 특성, 평가 결과를 나타낸다.

기계적 특성은 JIS5호 인장 시험편에 의한 인장 시험에 의해 측정하였다.

용기용 강판에서의 재질 그레이드에서 중요한 값인 경도는 로크웰 슈퍼 피셜 경도 HR30T로 측정하였다.

결정 입경은 강판 단면을 연마, 에칭한 조직을 광학 현미경으로 관찰하여 측정하여 평균값을 산출하였다.

시효성은 210℃×30분의 시효를 행한 강판에서, JIS5호 인장 시험편에 의한 인장 시험을 행하여 평가하였다. 평가는 ○:항복점 연신율＝0％, ●:0％＜항복점 연신율≤0.4％, △:0.4％＜항복점 연신율≤1.4％, ×:항복점 연신율＞1.4％로 하였다.

박리 시험성은 용접으로 제조한 3피스 캔 보디에 있어서, 일반적으로 행해지고 있는 방법으로 박리 시험을 10회 행하고, 용접선부에서 파단되어 테스트 불가로 된 것의 횟수로 평가하였다. 평가는 ○:테스트 불가 없음, △:테스트 불가가 1회 또는 2회, ×:테스트 불가가 3회 이상으로 하였다.

용접부 가공성은 용접으로 제조한 3피스 캔 보디에 있어서, 일반적으로 행해지고 있는 방법으로 다이 플랜지 성형을 행하여, 플랜지 한계 성형 길이로 평가하였다. 평가는 ○:6㎜ 이상(매우 양호), △:3㎜ 이상 6㎜ 미만(실용 가능), ×:3㎜ 미만(실용 불능)으로 하였다.

표면 성상은 일반적인 강판 제조에서 행해지는 통판 라인에서의 육안 시험으로 실시하였다. 평가는 ○:매우 양호(매우 미려), △:양호(일반적인 출하 합격품 레벨/허용할 수 있는 표면의 불균일이 부분적으로 보이지만, 절제부는 없다. 절제가 필요한 표면 결함부가 코일 전체의 3％ 이하), ×:불량(손상에 의한 절제부가 코일 전체의 3％ 초과 내지 전체 면 손상 발생에 의한 출하 정지 레벨)으로 하였다.

어닐링 통판성은 일반적인 강판 제조 현장에서 행하고 있는, 연속 어닐링 라인 통판 시의 버클링 방지를 위한 장력 제어성으로 판단하였다. 장력 제어의 절대값은, 라인 설비 그 자체는 물론, 강종이나 통판 속도, 판 사이즈 등에 의해 적지 않게 변동되지만, 본 실시예에서는, 통판 시의 판 어긋남(워킹)을 회피하는 최저 장력(장력 제어 하한)으로서, 0.3kgf/㎟를 기준으로 하여, 히트 버클 발생 한계의 장력(장력 제어 상한)까지의 폭으로 판정하였다. 평가는 ○:매우 양호(제어의 여유값이 크다/제어 폭:1.4kgf/㎟ 이상), △:양호(프로퍼재 제조 레벨/제어 폭:0.2kgf/㎟ 이상 1.4kgf/㎟ 미만), ×:불량(전체 길이에 걸치는 완전한 제어 곤란, 일부에서 가벼운 히트 버클이 발생하는 경우가 있음/제어 폭:0.2kgf/㎟ 미만)으로 하였다.

코일 내 재질 균일성은 제조한 코일의 길이의 톱 20m부, 중앙부, 보톰 20m부에 대해, 폭 워크 사이드 100㎜부, 중앙부, 드라이브 사이드 100㎜부의 합계 9점에서, JIS5호 인장 시험편에 의한 인장 시험에 의해 0.2％ 내력을 측정하여, (최대값과 최소값의 차)/(평균값)으로 평가하였다. 평가는 ○:0.10 이하, △:0.10 초과 0.20 이하, ×:0.20 초과로 하였다.

이 결과로부터 명백한 바와 같이 본 발명의 범위 내에서 제조된 발명예는 양호한 특성이 얻어져 있는 한편, 본 발명의 범위 외에서 제조된 비교예는 어느 하나의 평가 결과가 ×로 되어, 본 발명의 효과가 확인되었다.

본 발명에 따르면, 시효성을 억제하고, 양호한 강도와 연성의 밸런스, 용접 관련 특성을 갖는 강판을 얻을 수 있다. 또한, 본 발명 강은 종래 재보다 재결정 온도가 낮기 때문에 저온 어닐링이 가능해지는 것에 추가하여, 고온 강도가 높기 때문에, 특히 판 두께가 박 재료로 히트 버클의 발생을 회피한 고효율의 제조가 가능해진다.

Claims

질량％로,
C:0.0004 내지 0.0108％,
N:0.0032 내지 0.0749％,
Si:0.0001 내지 1.99％,
Mn:0.006 내지 1.99％,
S:0.0001 내지 0.089％,
P:0.001 내지 0.069％,
Al:0.070 내지 1.99％를 함유하고,
또한, Ti과 Nb 중 1종 또는 2종을,
Ti:0.0005 내지 0.0804％,
Nb:0.0051 내지 0.0894％,
Ti＋Nb:0.0101 내지 0.1394％의 범위에서 함유하고,
또한, N－C≥0.0020％, C＋N≥0.0054％, Al/N＞10, (Ti＋Nb)/Al≤0.8, (Ti/48＋Nb/93)×12/C≥0.5, 0.31＜(Ti/48＋Nb/93)/(C/12＋N/14)≤2.0의 관계를 만족시키고, 잔량부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 또한 판 두께:0.4㎜ 이하인 것을 특징으로 하는, 극박 강판.
제1항에 있어서, 결정립의 평균 직경이 30㎛ 이하인 것을 특징으로 하는, 극박 강판.
제1항에 있어서, 210℃에서 30분의 시효 후의 항복점 연신율이 4.0％ 이하인 것을 특징으로 하는, 극박 강판.
제2항에 있어서, 210℃에서 30분의 시효 후의 항복점 연신율이 4.0％ 이하인 것을 특징으로 하는, 극박 강판.
제1항에 있어서, 표면 경도 HR30T:51 내지 71, 항복 응력:200 내지 400㎫, 인장 강도:320 내지 450㎫, 전체 연신율:15 내지 45％인 것을 특징으로 하는, 극박 강판.
제2항에 있어서, 표면 경도 HR30T:51 내지 71, 항복 응력:200 내지 400㎫, 인장 강도:320 내지 450㎫, 전체 연신율:15 내지 45％인 것을 특징으로 하는, 극박 강판.
제3항에 있어서, 표면 경도 HR30T:51 내지 71, 항복 응력:200 내지 400㎫, 인장 강도:320 내지 450㎫, 전체 연신율:15 내지 45％인 것을 특징으로 하는, 극박 강판.
제4항에 있어서, 표면 경도 HR30T:51 내지 71, 항복 응력:200 내지 400㎫, 인장 강도:320 내지 450㎫, 전체 연신율:15 내지 45％인 것을 특징으로 하는, 극박 강판.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 극박 강판의 제조 방법이며, 제1항에 기재된 조성을 갖는 강편 또는 주조편을 가열하여 열간 압연한 후, 냉간 압연을 냉연율 80 내지 99％로 행하고, 재결정률이 100％로 되는 어닐링을 하는 것을 특징으로 하는, 극박 강판의 제조 방법.
제9항에 있어서, 상기 냉간 압연 후의 어닐링이 연속 어닐링으로 행해지고, 그때의 어닐링 온도를 641 내지 789℃로 하는 것을 특징으로 하는, 극박 강판의 제조 방법.
제9항에 있어서, 상기 어닐링 후에 재냉연을 건식 압연으로 행하고, 그 압하율을 5％ 이하로 하는 것을 특징으로 하는, 극박 강판의 제조 방법.
제10항에 있어서, 상기 어닐링 후에 재냉연을 건식 압연으로 행하고, 그 압하율을 5％ 이하로 하는 것을 특징으로 하는, 극박 강판의 제조 방법.